(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを有したマスクと基板とを対向させ、前記マスクと前記基板とを前記対向する方向と直交する走査方向に同期移動して、前記パターンを前記基板に転写する走査型露光装置において、
前記マスクを載置して、前記走査方向と、前記走査方向と前記対向する方向とに直交する非走査方向とに移動可能なマスクステージと、
前記基板を載置して前記走査方向に移動可能な基板ステージと、
前記非走査方向に沿って配設され、前記マスクのパターンを照明する複数の照明光学系と、
前記マスクステージと前記基板ステージを前記走査方向に移動した後に、前記マスクステージを前記非走査方向に移動させ、該マスクステージに載置された前記マスクのパターン領域を、第１の前記照明光学系の照明領域から第２の前記照明光学系の照明領域へ送り込むステージ制御装置とを備えたことを特徴とする走査型露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の走査型露光装置において、
前記マスクと前記基板との間に配設され、前記基板の前記非走査方向の幅に応じた投影領域を有した投影光学系を備えたことを特徴とする走査型露光装置。
【請求項３】
パターンを有したマスクとディスプレイパネル用のガラス基板とを対向させ、前記マスクと前記ガラス基板とを前記対向する方向と直交する走査方向に同期移動して、前記パターンを前記ガラス基板に転写するディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置において、
前記マスクを載置して、前記走査方向と、前記走査方向と前記対向する方向とに直交する非走査方向とに移動可能なマスクステージと、
前記ガラス基板を載置して前記走査方向に移動可能な基板ステージと、
前記非走査方向に沿って配設され、前記マスクのパターンを照明する複数の照明光学系と、
前記マスクステージと前記基板ステージを前記走査方向に移動した後に、前記マスクステージを前記非走査方向に移動させ、該マスクステージに載置された前記マスクのパターン領域を、第１の前記照明光学系の照明領域から第２の前記照明光学系の照明領域へ送り込むステージ制御装置とを備えたことを特徴とするディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置。
【請求項４】
請求項３記載のディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置において、
前記マスクと前記ガラス基板との間に配設され、前記基板の前記非走査方向の幅に応じた投影領域を有した投影光学系を備えたことを特徴とするディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置において、前記ディスプレイパネル用のガラス基板は、液晶ディスプレイパネル用のガラス基板であることを特徴とするディスプレイパネル用のガラス基板用走査型露光装置。
【請求項６】
パターンを有したマスクと基板とを対向させ、前記マスクと前記基板とを前記対向する方向と直交する走査方向に同期移動して、前記パターンを前記基板の露光領域に転写する走査露光方法において、
前記マスクのパターン領域の一端を第１の照明光学系の照明領域に送り込み、前記マスクと前記基板とを前記走査方向に同期移動して、第１の前記露光領域に前記パターンを転写するステップと、
前記マスクを前記走査方向と前記対向する方向とに直交する非走査方向に移動させ、前記パターン領域の他端を第２の照明光学系の照明領域に送り込み、前記マスクと前記基板とを前記走査方向に同期移動して、第２の前記露光領域に前記パターンを転写するステップと、を含むことを特徴とする走査露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査型露光装置に関し、特に液晶ディスプレイパネル用のガラス基板等の大型感光基板ヘパターン露光するのに適した走査型露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネルは、マスク上にディスプレイパネルの原画を描き、これをガラス基板上に走査露光するフォトリソグラフィーによって製造される。このフォトリソグラフィーでは、１枚のガラス基板は露光、現像、エッチングなどの多数の工程を繰り返して経るから、１枚のガラス基板に１つの露光領域しかなく、すなわち１枚のディスプレイパネルしか転写しないのでは、生産性の向上を図ることができない。そこで１枚のガラス基板から多数のディスプレイパネルが得られるように、ガラス基板の大きさはますます大きくなっている。
いま、ガラス基板の平面上で走査方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する非走査方向をＹ方向とすると、１枚のガラス基板には、Ｘ方向にもＹ方向にも複数の露光領域が設けられる傾向にある。そこで代表例として、Ｘ方向の露光領域数×Ｙ方向の露光領域数が２×２＝４面取りの場合について、従来例を説明する。
【０００３】
図１２は２×２面取りの第１の従来例を示し、マスクＭ上に２×２面のパターン領域Ｍｐ１〜Ｍｐ４を設け、不図示の照明光学系と投影光学系とは、それぞれＸ方向に２面分の照明領域１０ａと結像領域４０ａとを持つように形成したものである。２×２面のパターン領域Ｍｐ１〜Ｍｐ４は、１枚のマスクＭ上に２×２面のパターン領域を設けることもできるし、１面のパターンを設けた４枚のマスクを用いることもできる。この従来例によれば、マスクＭと基板Ｐとを同期してＸ方向に走査することにより、基板Ｐ上の２×２面の露光領域Ｐａ〜Ｐｄに２×２面のパターンＭｐ１〜Ｍｐ４が露光される。
【０００４】
また、図１３は２×２面取りの第２の従来例を示し、マスクＭ上に１面のパターンＭｐ領域を設け、照明光学系と投影光学系とは、それぞれＸ方向に１面分の照明領域１０ａと結像領域４０ａを持つように形成したものである。この従来例によれば、基板Ｐ上の第１の露光領域Ｐａを投影光学系の結像領域４０ａに送り込んだ後に、マスクＭと基板Ｐとを同期してＸ方向に走査することにより、第１の露光領域ＰａにマスクパターンＭｐが露光される。次いで基板ＰをＸ方向にステップ移動して第２の露光領域Ｐｂを結像領域４０ａに送り込んで走査露光を行い、同様に基板ＰをＹ方向にステップ移動して第３の露光領域Ｐｃを結像領域４０ａに送り込んで走査露光を行い、更に基板ＰをＸ方向にステップ移動して第４の露光領域Ｐｄを結像領域４０ａに送り込んで走査露光を行う。これにより、基板Ｐ上の２×２面の露光領域Ｐａ〜ＰｄにマスクパターンＭｐが露光される。
なお、図１２と図１３において、黒塗りの矢印はマスクＭと基板Ｐとの同期走査を表し、白塗りの矢印は基板Ｐのステップ移動を表す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術のうち、第１の従来例では、マスクＭも基板ＰもＸ方向に走査移動するだけであるから、マスクステージと基板ステージとを一体構造化することができ、この一体構造をＸ方向にのみ走査移動すれば足りる。したがって、装置の駆動機構が単純になるという利点がある。
しかしながら、１枚のマスクＭに２×２面のパターン領域Ｍｐ１〜Ｍｐ４を設けるときには、基板Ｐの大きさに比例してマスクＭの大きさが大きくなることとなる。また、１面のパターンＭｐを設けた４枚のマスクＭを用いるときには、基板Ｐ上の露光領域Ｐａ〜Ｐｄの個数に比例してマスクＭの枚数が増大することとなる。すなわち第１の従来例では、装置自体は単純になるが、用意すべきマスクＭが大型化し、あるいは用意すべきマスクＭの枚数が増加し、いずれにしろマスクホルダが基板ホルダと同程度の大きさになってしまうというという問題点がある。
【０００６】
また第２の従来例では、１面のパターンＭｐを設けたマスクＭを１枚だけ用意すれば足りるから、マスクＭ側の問題点は解消するという利点がある。しかしながら、基板ＰをＸ方向に走査移動する必要があるほか、露光領域をＸ方向に切り替えるためにＸ方向にステップ移動する必要があり、更に露光領域をＹ方向に切り替えるためにＹ方向にもステップ移動する必要がある。
ここで１つの露光領域の大きさをＬX×ＬY（≡Ｓ）とすると、２×２面取りのときには基板Ｐの大きさＳPは、ほぼＳP＝２ＬX×２ＬY＝４Ｓの大きさを有するが、Ｘ方向にほぼ２×ＬXだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬX＋２ＬX＝４ＬXだけの長さが必要となる。同様に、Ｙ方向にはＬYだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬY＋ＬY＝３ＬYだけの長さが必要となる。したがって基板ステージのフットプリントとしては、４ＬX×３ＬY＝１２Ｓ＝３ＳPだけ必要となり、すなわち基板Ｐ自体の大きさの３倍もの面積を占有することとなる。
【０００７】
また、このように基板Ｐ自体の大きさに比較して基板ステージのフットプリントが大きくなると、基板ステージや定盤の剛性を高める必要が生じるから、基板ステージの重量が増加し、基板ステージの増速・減速が困難となり、基板ステージの位置合わせに時間がかかることとなり、スループットの悪化を招くおそれがある。
したがって本発明は、マスクホルダの大型化を招くことなく、しかも基板ステージのフットプリントが狭い走査型露光装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、一実施例を表す図１に対応つけて説明すると、パターンを有したマスクＭと基板Ｐとを対向させ、マスクＭと基板Ｐとを前記対向する方向と直交する走査方向に同期移動して、パターンを基板Ｐに転写する走査型露光装置において、マスクを載置して、走査方向と、走査方向と前記対向する方向とに直交する非走査方向とに移動可能なマスクステージ３２と、基板Ｐを載置して走査方向に移動可能な基板ステージ６０と、マスクステージ３２と基板ステージ６０を走査方向に移動した後に、マスクステージ３２を非走査方向に移動させるステージ制御装置８０とを備えたことを特徴とする走査型露光装置である。
【０００９】
本発明はまた、パターンを有したマスクＭと基板Ｐとを対向させ、マスクＭと基板Ｐとを前記対向する方向と直交する走査方向に同期移動して、パターンを基板Ｐの露光領域に転写する走査露光方法において、マスクＭと基板Ｐとを走査方向の第１の向きに同期移動して、露光領域の一部にパターンを転写するステップと、マスクＭを走査方向と前記対向する方向とに直交する非走査方向に移動するステップと、マスクＭと基板Ｐとを第１の向きとは逆の向きに同期移動して、露光領域の一部にパターンを転写するステップと、を含むことを特徴とする走査露光方法である。
なお、第１の向きに同期移動するときの露光領域（すなわち往路での露光領域）と、第１の向きとは逆の向きに同期移動するときの露光領域（すなわち復路での露光領域）とは、異なる露光領域であっても良いし、同じ露光領域であっても良い。すなわち、往路と復路での露光において、異なる露光領域を露光しても良いし、往路と復路での露光によって、１つの露光領域を画面合成するように露光しても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１〜図５は本実施例の形態による走査型露光装置の第１実施例を示し、先ず図１と図２とは、主として光学系を除外した機械的構成と駆動機構を示す。以下の説明では、マスクＭ及び基板Ｐの平面をＸ−Ｙ平面に取り、このうち走査方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する非走査方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向に直交する方向をＺ方向としている。図１に示すように、定盤７０にはＸ方向に延びる基板ステージガイド７１ａ，７１ｂが固定されている。基板ステージガイド７１ａ，７１ｂ上には基板ステージ６０がＸ方向に走行自在に載置されており、基板ステージ６０は、基板ステージ駆動機６２（図２参照）によって駆動されている。
基板ステージ６０上にはＸ、Ｙ、θ方向に位置決め可能に基板ホルダ６１（図２参照）が載置されており、基板ホルダ６１上に角形のガラスプレートでありフォトレジストを塗布された基板Ｐが保持されている。なおθ方向とは、Ｘ−Ｙ面内での角度方向を意味する。
【００１１】
他方、定盤７０の両側にはコラム７２ａ，７２ｂが立設されており、両コラム７２ａ，７２ｂの間に投影光学系４０，５０が支持されている。投影光学系４０、５０は、正立正像でかつ等倍の光学系であり、図２、図３では簡素化のため一部図示省略しているが、基板ＰのＹ方向（非走査方向）の幅に応じた投影領域を有している。図１に戻って、両コラム７２ａ，７２ｂ上にはＸ方向に延びるマスクＸステージガイド７３ａ，７３ｂが固定されている。マスクＸステージガイド７３ａ，７３ｂ上にはマスクＸステージ３０ａ，３０ｂがＸ方向に走行自在に載置されており、マスクＸステージ３０ａ，３０ｂはマスクＸステージ駆動機（不図示）によって駆動されている。マスクＸステージ３０ａ，３０ｂには、Ｙ方向に延びるマスクステージＹガイド３１ａ，３１ｂが固定されている。マスクステージＹガイド３１ａ，３１ｂ上にはマスクステージ３２がＹ方向に走行自在に載置されており、マスクステージ３２はマスクステージ駆動機（不図示）によって駆動されている。
マスクステージ３２上にはＸ、Ｙ、θ方向に位置決め可能にマスクホルダ３３（図２参照）が載置されており、マスクホルダ３３上に回路パターン（例えば液晶表示素子パターン）が形成されたマスクＭが保持されている。
【００１２】
次に、図２に示すように、基板ステージ６０上に載置された基板ホルダ６１は、基板ホルダＸ微動機６３ＸによってＸ方向に駆動されており、更に、基板ホルダＹ第１微動機６３Ｙ１と第２微動機６３Ｙ２とによって、Ｙ方向に駆動され且つＸ−Ｙ面内でのθ方向に駆動されている。なお、基板ステージ６０は基板ステージ駆動機６２によってＸ方向に駆動されているから、基板ホルダＸ微動機６３Ｘを設けない構成とすることもできる。
基板ホルダ６１のＸ方向の位置（すなわち基板ＰのＸ方向の位置）は、基板ホルダＸ干渉計（不図示）によって計測されており、基板ホルダ６１のＹ方向の位置とＸ−Ｙ面内での角度位置（すなわち基板ＰのＹ方向の位置とＸ−Ｙ面内での角度位置）は、基板ホルダＹ第１干渉計６４Ｙ１と第２干渉計と（不図示）によって計測され、後述の制御装置８０に計測結果が出力される。
【００１３】
同様に、マスクステージ３２上に載置されたマスクホルダ３３は、マスクホルダＸ微動機３４ＸによってＸ方向に駆動されており、更に、マスクホルダＹ第１微動機３４Ｙ１と第２微動機３４Ｙ２とによって、Ｙ方向に駆動され且つＸ−Ｙ面内でのθ方向に駆動されている。なお、マスクステージ３２を載置したマスクＸステージ３０ａ，３０ｂは、マスクＸステージ駆動機（不図示）によってＸ方向に駆動されているから、マスクホルダＸ微動機３４Ｘを設けない構成とすることもできる。同様に、マスクステージ３２はマスクステージ駆動機（不図示）によってＹ方向に駆動されているから、マスクホルダＹ微動機３４Ｙ１と第２微動機３４Ｙ２とのうちのいずれか一方を設けない構成とすることもできる。
マスクホルダ３３のＸ方向の位置（すなわちマスクＭのＸ方向の位置）は、マスクホルダＸ干渉計（不図示）によって計測されており、マスクホルダ３３のＹ方向の位置とＸ−Ｙ面内での角度位置（すなわちマスクＭのＹ方向の位置とＸ−Ｙ面内での角度位置）は、マスクホルダＹ第１干渉計と第２干渉計と（いずれも不図示）によって計測され、後述の制御装置８０に計測結果が出力される。
制御装置８０は、露光装置全体を制御するものであり、本実施例の形態では特にマスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御している。
【００１４】
次に、図３は第１実施例の主として光学系を示す。本実施例の露光装置は、図面簡単化のため一部図示省略するがマスクＭを照明する第１照明光学系１０と第２照明光学系（不図示）とを有し、第１照明光学系１０は５つの部分照明光学系１１〜１５からなり、第２照明光学系も同様である。第１照明光学系１０と第２照明光学系とは、基板ＰのＹ方向（非走査方向）の幅に応じた照明領域を有している。そこで次に、第１照明光学系１０の第１部分照明光学系１１の構成を説明する。
超高圧水銀ランプ等の光源１から射出した光束は、楕円鏡２で反射された後にダイクロイックミラー３に入射する。このダイクロイックミラー３は露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過する。ダイクロイックミラー３で反射された光束は、光軸に対して進退可能に配置されたシャッター４によって投影光学系４０，５０側への照射を選択的に制限される。シャッター４が開放されることによって、光束は波長選択フィルター５に入射し、部分投影光学系４１が転写を行うのに適した波長（通常は、ｇ，ｈ，ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）の光束となる。また、この光束の強度分布は光軸近傍が最も高く、周辺になると低下するガウス分布状になるため、少なくとも部分投影光学系４１の結像領域４１ａ内で強度を均一にする必要がある。このため、フライアイレンズ６とコンデンサーレンズ８によって光束の強度を均一化する。なお、ミラー７は配列上の折り曲げミラーである。
強度を均一化された光束は、視野絞り９を介してマスクＭのパターン面Ｍｐ上に照射される。この視野絞り９は基板Ｐ上での結像領域４１ａを制限する開口を有する。視野絞り９とマスクＭとの間にレンズ系を設けて、視野絞り９と、マスクＭのパターン面Ｍｐと、基板Ｐの露光領域Ｐａ〜Ｐｄとが互いに共役になるようにしてもよい。
【００１５】
また、マスクＭ上にはマスクＭ位置決めようのマスクアライメントマークＭｍが描かれており、同マークＭｍに対向して、ミラー８１ａ，８１ｂが配置されており、更にミラー８１ａ，８１ｂの反射光路にＴＴＭ（Through The Mask）アライメント顕微鏡８２ａ，８２ｂが配置されている。
他方、基板Ｐ上にも基板Ｐ位置決めようの基板アライメントマークＰｍが描かれている。ＴＴＭアライメント顕微鏡８２ａ，８２ｂは、マスクアライメントマークＭｍと基板アライメントマークＰｍとのずれ量を検出して制御装置８０にこの検出結果を出力する。制御装置８０は、ＴＴＭアライメント顕微鏡８２ａ、８２ｂの出力に基づいて、各マスクホルダ微動機３４Ｘ、３４Ｙ１、３４Ｙ２または各基板ホルダ微動機６３Ｘ、６３Ｙ１、６３Ｙ２を駆動してマスクＭと基板Ｐとの位置合わせをする。
【００１６】
次に図２と図３とに示すように、第１実施例の露光装置は前述のように投影光学系４０と投影光学系５０とを有し、投影光学系４０は５つの部分投影光学系４１〜４５からなり、投影光学系５０も同様である。投影光学系４０の各部分投影光学系４１〜４５は、第１照明光学系１０の各部分照明光学系１１〜１５に対応しており、すなわち各部分照明光学系１１〜１５によって照明され照明領域１１ａ〜１５ａ内のマスクパターンＭｐの正立正像の等倍像が、各部分投影光学系４１〜４５によってそれぞれの結像領域４１ａ〜４５ａに結像され、その位置に基板Ｐの感光面が位置している。第２照明光学系と投影光学系５０との関係も同様である。
【００１７】
次に、図４（ａ）は、第１照明光学系１０の各部分照明光学系１１〜１５の照明領域１１ａ〜１５ａの配置を示す。同図（ｂ）に示すように、各部分照明光学系による照明領域１１ａ〜１５ａを走査方向Ｘに積算した積算露光領域は、走査方向に一定の幅を持つように配列されている。この結果、照明領域１１ａ〜１５ａとマスクのパターン面Ｍｐとを相対走査すると、Ｙ方向のいずれの位置でも同一の露光量が得られることとなる。そこで以降、同図（ｂ）に示す範囲を第１照明光学系１０の照明領域１０ａと呼ぶこととする。第２照明光学系の照明領域２０ａ、投影光学系４０の結像領域４０ａ、及び投影光学系５０の結像領域５０ａも同様である。
なお、各部分照明光学系の照明領域１１ａ〜１５ａを走査方向Ｘに積算した積算露光領域が、走査方向に一定の幅を持つように配列されている限り、個々の照明領域１１ａ〜１５ａは、図３に示すように平行四辺形でもよく、また図４（ａ）に示すように台形でもよい。一般には、任意の直線又は曲線（例えば円弧）を走査方向Ｘに移動したときに塗りつぶされる形状となる。
また、互いに隣接する各照明領域１１ａ〜１５ａは、図４（ａ）に示すように、線形に逓減する形状とすることが好ましい。
【００１８】
以上のように、第１実施例の露光装置では、第１照明光学系１０、第２照明光学系は固定されており、したがってその照明領域１０ａ，２０ａは固定されている。また、マスクＭを載置したマスクホルダ３３は、走査方向Ｘと非走査方向Ｙとに移動可能に形成されている。また、投影光学系４０，５０は固定されており、したがってその結像領域４０ａ，５０ａは固定されている。また、基板Ｐを載置した基板ホルダ６１は、走査方向Ｘにのみ移動可能に形成されている。
【００１９】
そこで次に、本実施例の露光装置を用いて、基板Ｐ上の２×２＝４カ所の露光領域Ｐａ〜ＰｄにマスクパターンＭｐを露光する手順を図５と図６とによって説明する。なお、図５（ａ）〜（ｄ）と図６（ｅ）〜（ｈ）とは連続した図面である。また図中に示す矢印は、次の工程に移行するまでのマスクＭ又は基板Ｐの移動方向を示し、黒矢印はマスクＭと基板Ｐとの同期走査露光を示し、白矢印はマスクＭ又は基板Ｐのステップ移動を示す。
先ず、制御装置８０は、基板ステージ６０とマスクステージ３２とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの一端を第１照明光学系１０の照明領域１０ａに送り込み、且つ、基板Ｐの第１露光領域Ｐａの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込む（図５（ａ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｂ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの一端を第１照明光学系１０の照明領域１０ａに戻し、且つ、基板Ｐの第２露光領域Ｐｂの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込む（同（ｃ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｄ））。
【００２０】
次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの他端を第２照明光学系の照明領域２０ａに送り込み、且つ、基板Ｐの第３露光領域Ｐｃの他端を投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込む（図６（ｅ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｆ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの他端を第２照明光学系の照明領域２０ａに戻し、且つ、基板の第４露光領域Ｐｄの他端を投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込む（同（ｇ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｈ））。
なお、制御装置８０は、第１照明光学系１０と投影光学系４０とを用いて走査露光を行っているときに、第２照明光学系の視野絞り９を全閉状態とする。同様に、制御装置８０は、第２照明光学系と投影光学系５０とを用いて走査露光を行っているときに、第１照明光学系１０の視野絞り９を全閉状態とする。
【００２１】
以上のように第１実施例の露光装置によれば、マスクＭの大きさは基板Ｐの大きさよりも小さく、しかも基板Ｐの移動方向が一方向Ｘのみであるから、フットプリントの狭い走査型露光装置となっている。
すなわち１つの露光領域の大きさをＬX×ＬY（≡Ｓ）とすると、基板Ｐの大きさＳPはほぼＳP＝２ＬX×２ＬY＝４Ｓの大きさを有するが、マスクＭの大きさＳMはほぼＬX×ＬY＝Ｓしかないから、マスクホルダ３３の大きさは十分に小さくなっている。
また、基板ＰはＸ方向にほぼ２×ＬXだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬX＋２ＬX＝４ＬXだけの長さが必要となるが、Ｙ方向には移動できる必要はないから、占有範囲としては２ＬYだけの長さで足りる。したがって基板ステージ６０のフットプリントとしては、４ＬX×２ＬY＝８Ｓ＝２ＳPだけ必要となり、すなわち基板Ｐ自体の大きさの２倍の面積を占有するだけとなる。なお、本実施例ではコラム７２ａ，７２ｂを定盤７０から立ち上げているが、コラム７２ａ，７２ｂを基板ステージ６０から立ち上げる構成とすることもできる。この構成によれば、マスクＭと基板Ｐとの同期走査は、基板ステージ駆動機６２のみの駆動によって行われることとなり、すなわち走査機構が一体構造化される。
【００２２】
次に第２実施例を図７によって説明する。この実施例は、マスクホルダ３３上に、非走査方向Ｙに２枚のマスクＭ１，Ｍ２を配置したものである。したがってこのときの走査露光の手順は、次のようになる。
先ず、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭ１のパターン領域Ｍ１ｐの一端を第１照明光学系１０の照明領域１０ａに送り込み、マスクＭ２のパターン領域Ｍ２ｐの一端を第２照明光学系の照明領域２０ａに送り込み、且つ、基板Ｐの第１露光領域Ｐａの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込み、基板Ｐの第４露光領域Ｐｄの一端を投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込む（図７（ａ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭ１，Ｍ２と基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｂ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭ１のパターン領域Ｍ１ｐの一端を第１照明光学系１０の照明領域１０ａに戻し、マスクＭ２のパターン領域Ｍ２ｐの一端を第２照明光学系の照明領域２０ａに戻し、且つ、基板Ｐの第２露光領域Ｐｂの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込み、基板Ｐの第３露光領域Ｐｃの一端を投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込む（同（ｃ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｄ））。
【００２３】
以上のように本実施例の露光装置においても、マスクＭ１，Ｍ２の大きさは基板Ｐの大きさよりも小さく、しかも基板Ｐの移動方向が一方向Ｘのみとなっている。更にこの第２実施例では、マスクＭ１，Ｍ２の移動方向も一方向Ｘのみであるから、フットプリントが狭く、しかも駆動機構が簡単な走査型露光装置となっている。
すなわち１つの露光領域の大きさをＬX×ＬY（≡Ｓ）とすると、基板Ｐの大きさＳPはほぼＳP＝２ＬX×２ＬY＝４Ｓの大きさを有するが、マスクＭの大きさＳMはほぼＬX×２ＬY＝２Ｓしかないから、マスクホルダ３３の大きさは十分に小さくなっている。
また、基板ＰはＸ方向にほぼ２×ＬXだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬX＋２ＬX＝４ＬXだけの長さが必要となるが、Ｙ方向には移動できる必要はないから、占有範囲としては２ＬYだけの長さで足りる。したがって基板ステージ６０のフットプリントとしては、４ＬX×２ＬY＝８Ｓ＝２ＳPだけ必要となり、すなわち基板Ｐ自体の大きさの２倍の面積を占有するだけとなる。なお、本実施例ではマスクホルダ３３上に２枚のマスクＭ１，Ｍ２を配置した場合について説明したが、マスクホルダ３３上にほぼ２倍の大きさの１枚のマスクＭを配置し、その１枚のマスクＭに２つのパターンＭｐ１，Ｍｐ２を描いてもよい。
【００２４】
次に図８は第３実施例を示す。上記第１実施例、第２実施例では、照明光学系１０と投影光学系４０、５０とは固定されていたが、この第３実施例では、照明光学系１０と投影光学系４０、５０とを非走査方向Ｙに移動可能に構成したものである。すなわち図８に示すように、定盤７０にはＸ方向に延びる基板ステージガイド７１ａ，７１ｂが固定されている。基板ステージガイド７１ａ，７１ｂ上には基板ステージ６０がＸ方向に走行自在に載置されており、基板ステージ６０は、基板ステージ駆動機６２ａ，６２ｂによって駆動されている。本実施例では、基板ステージ駆動機６２ａ，６２ｂとしてリニアモータを用いている。
基板ステージ６０上にはＸ、Ｙ、θ方向に位置決め可能に基板ホルダ６１が載置されており、基板ホルダ６１上に基板Ｐが保持されている。
【００２５】
他方、定盤７０の両側にはコラム７２ａ，７２ｂが立設されており、両コラム７２ａ，７２ｂ上には、Ｙ方向に延びるマスクＹステージガイド７４ａ，７４ｂが固定されている。マスクＹステージガイド７４ａ，７４ｂ上にはマスクＹステージ３５がＹ方向に走行自在に載置されており、マスクＹステージ３５はマスクＹステージ駆動機（不図示）によって駆動されている。マスクＹステージ３５には、照明光学系１０と投影光学系４０とが搭載されている。また、マスクＹステージ３５には、Ｘ方向に延びるマスクステージＸガイド３６ａ，３６ｂ（３６ａのみ図示）が固定されている。マスクステージＸガイド３６ａ，３６ｂ上にはマスクステージ３２がＸ方向に走行自在に載置されており、マスクステージ３２はマスクステージ駆動機（不図示）によって駆動されている。
マスクステージ３２上にはＸ、Ｙ、θ方向に位置決め可能にマスクホルダ（不図示）が載置されており、マスクホルダ上にマスク（不図示）が保持されている。
【００２６】
以上のように、第３実施例の露光装置では、照明光学系１０と投影光学系４０とは、非走査方向Ｙに移動可能なマスクＹステージ３５上に載置されており、したがって照明領域１０ａと結像領域４０ａとは、一体として非走査方向Ｙに移動する。また、マスクＭを載置したマスクホルダ３３は、マスクＹステージ３５上に設けられて走査方向Ｘに移動可能なマスクステージ３２上に載置されており、したがって走査方向Ｘと非走査方向Ｙとの双方に移動する。これに対して、基板Ｐを載置した基板ホルダ６１は、走査方向Ｘにのみ移動可能に形成されており、すなわち第１実施例と同じである。
【００２７】
そこで次に、本実施例の露光装置を用いて、基板Ｐ上の２×２＝４カ所の露光領域Ｐａ〜ＰｄにマスクパターンＭｐを露光する手順を図９と図１０とによって説明する。なお、図９（ａ）〜（ｄ）と図１０（ｅ）〜（ｈ）とは連続した図面である。また図中に示す矢印は、次の工程に移行するまでのマスクＹステージ３５、マスクＭ又は基板Ｐの移動方向を示し、黒矢印はマスクＭと基板Ｐとの同期走査露光を示し、白矢印はマスクＹステージ３５、マスクＭ又は基板Ｐのステップ移動を示す。
先ず、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの一端を照明光学系１０の照明領域１０ａに送り込み、且つ、基板Ｐの第１露光領域Ｐａの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込む（図９（ａ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｂ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの一端を照明光学系１０の照明領域１０ａに戻し、且つ、基板Ｐの第２露光領域Ｐｂの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込む（同（ｃ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｄ））。
【００２８】
次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、基板Ｐの第３露光領域Ｐｃの他端が投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込まれるようにマスクＹステージ３５を移動し、且つ、マスクＭのパターン領域Ｍｐの他端を照明光学系１０の照明領域１０ａに送り込む（図１０（ｅ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｆ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭのパターン領域Ｍｐの他端を照明光学系１０の照明領域１０ａに戻し、且つ、基板Ｐの第４露光領域Ｐｄの他端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込む（同（ｇ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｈ））。
【００２９】
以上のように本実施例の露光装置によれば、マスクＭの大きさは基板Ｐの大きさよりも小さく、しかも基板Ｐの移動方向が一方向Ｘのみであるから、フットプリントの狭い走査型露光装置となっている。
すなわち１つの露光領域の大きさをＬX×ＬY（≡Ｓ）とすると、基板Ｐの大きさＳPはほぼＳP＝２ＬX×２ＬY＝４Ｓの大きさを有するが、マスクＭの大きさＳMはほぼＬX×ＬY＝Ｓしかないから、マスクホルダ３３の大きさは十分に小さくなっている。
また、基板ＰはＸ方向にほぼ２×ＬXだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬX＋２ＬX＝４ＬXだけの長さが必要となるが、Ｙ方向には移動できる必要はないから、占有範囲としては２ＬYだけの長さで足りる。したがって基板ステージ６０のフットプリントとしては、４ＬX×２ＬY＝８Ｓ＝２ＳPだけ必要となり、すなわち基板Ｐ自体の大きさの２倍の面積を占有するだけとなる。また本実施例によれば、照明光学系１０と投影光学系４０とは非走査方向Ｙに移動可能に配置されているから、同方向Ｙに複数の照明光学系１０や複数の投影光学系４０を設ける必要がなくなっており、簡単な装置構成となっている。
【００３０】
次に第４実施例を図１１によって説明する。この実施例は、マスクホルダ３３上に、走査方向Ｘに２枚のマスクＭ１，Ｍ２を配置し、且つ、マスクＹステージ３５上に、走査方向に２セットの照明光学系１０，２０と２セットの投影光学系４０，５０を配置したものである。したがってこのときの走査露光の手順は、次のようになる。
先ず、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭ１のパターン領域Ｍ１ｐの一端を第１照明光学系１０の照明領域１０ａに送り込み、マスクＭ２のパターン領域Ｍ２ｐの一端を第２照明光学系の照明領域２０ａに送り込み、且つ、基板Ｐの第１露光領域Ｐａの一端を投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込み、基板Ｐの第４露光領域Ｐｄの一端を投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込む（図１１（ａ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、マスクＭ１，Ｍ２と基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｂ））。次いで、制御装置８０は、マスクステージ３２と基板ステージ６０とを制御して、基板Ｐの第２露光領域Ｐｂの他端が投影光学系４０の結像領域４０ａに送り込まれ、基板Ｐの第３露光領域Ｐｃの他端が投影光学系５０の結像領域５０ａに送り込まれるようにマスクＹステージ３５を移動し、且つ、マスクＭ１のパターン領域Ｍ１ｐの他端を第１照明光学系の照明領域１０ａに戻し、マスクＭ２のパターン領域Ｍ２ｐの他端を第２照明光学系の照明領域２０ａに戻す（同（ｃ））。次いで、マスクＭと基板Ｐとを同期して走査方向Ｘに走査する（同（ｄ））。
【００３１】
以上のように本実施例の露光装置においても、マスクＭ１，Ｍ２の大きさは基板Ｐの大きさよりも小さく、しかも基板Ｐの移動方向が一方向Ｘのみとなっている。更にこの実施例では、マスクＭ１，Ｍ２の移動方向も一方向Ｘのみであるから、フットプリントが狭く、しかも駆動機構が簡単な走査型露光装置となっている。
すなわち１つの露光領域の大きさをＬX×ＬY（≡Ｓ）とすると、基板Ｐの大きさＳPはほぼＳP＝２ＬX×２ＬY＝４Ｓの大きさを有するが、マスクＭの大きさＳMはほぼ２ＬX×ＬY＝２Ｓしかないから、マスクホルダ３３の大きさは十分に小さくなっている。
また、基板ＰはＸ方向にほぼＬXだけ移動できる必要があるから、占有範囲としては２ＬX＋ＬX＝３ＬXだけの長さが必要となるが、Ｙ方向には移動できる必要はないから、占有範囲としては２ＬYだけの長さで足りる。したがって基板ステージ６０のフットプリントとしては、３ＬX×２ＬY＝６Ｓ＝１．５ＳPだけ必要となり、すなわち基板Ｐ自体の大きさの１．５倍の面積を占有するだけとなる。
このように本実施例では、照明光学系１０とマスクＭ１、Ｍ２と投影光学系４０、５０が走査方向に２セットづつ配置されているから、基板Ｐの走査方向Ｘへの移動量が半減している。なお、本実施例ではマスクホルダ３３上に２枚のマスクＭ１，Ｍ２を配置した場合について説明したが、マスクホルダ３３上にほぼ２倍の大きさの１枚のマスクＭを配置し、その１枚のマスクＭに２つのパターンＭｐ１，Ｍｐ２を描いてもよい。
【００３２】
また上記各実施例では、照明光学系の配列と投影光学系の配列が同じ場合について説明したが、両者の配列は必ずしも同じである必要はない。すなわち例えば、投影光学系は全体として１セットのみ設けてＹ方向に移動可能に配置し、照明光学系はＸ方向には１セット、Ｙ方向に複数セット設けて固定して配置することもできる。同様に、照明光学系は全体として１セットのみ設けてＹ方向に移動可能に配置し、投影光学系はＸ方向には１セット、Ｙ方向に複数セット設けて固定して配置することもできる。
なお、上記した各実施例では、面取りの主流である２×２＝４面取りの場合について説明したが、上記各実施例は明らかに６面取りや９面取りの場合にも適用することができる。
また本実施の形態の走査型露光装置は、液晶表示素子パターンの形成だけでなく、例えば半導体素子パターンの形成用にも幅広く適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ステージ制御装置が、マスクステージと基板ステージとを走査方向に移動した後に、マスクステージを非走査方向に移動させているので、装置の小型化が図ることができ、基板の大型化に容易に対処することができる。この結果、駆動部重量（特に基板側の移動重量）を軽くできるため、制御性能が向上して位置決めの精度を向上することができ、同時に、移動時の加速度と最高速度を高めることができるから、スループットの向上を図ることができる。
また、マスクを複数枚使用し、又は１枚のマスク上の複数箇所にパターン領域を確保したときには、ステップ移動の回数を減らすことができるため、よりいっそうスループットを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】第１実施例の主として駆動機構を示す斜視図である。
【図３】第１実施例の主として光学系を示す斜視図である。
【図４】第１実施例の照明領域と露光領域を示す平面図である。
【図５】第１実施例による走査露光の工程を示す説明図である。
【図６】第１実施例による走査露光の工程を示す図５に続く図である。
【図７】第２実施例による走査露光の工程を示す図である。
【図８】第３実施例を示す斜視図である。
【図９】第３実施例による走査露光の工程を示す説明図である。
【図１０】第３実施例による走査露光の工程を示す図９に続く図である。
【図１１】第４実施例による走査露光の工程を示す図である。
【図１２】従来例を示す説明図である。
【図１３】別の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…光源                        ２…楕円鏡
３…ダイクロイックミラー        ４…シャッター
５…波長選択フィルター          ６…フライアイレンズ
７…ミラー                      ８…コンデンサーレンズ
９…視野絞り
１０…第１照明光学系            １０ａ，２０ａ…照明領域
１１〜１５…部分照明光学系      １１ａ〜１５ａ…部分照明領域
３０ａ，３０ｂ…マスクＸステージ
３１ａ，３１ｂ…マスクステージＹガイド
３２…マスクステージ            ３３…マスクホルダ
３４Ｘ…マスクホルダＸ微動機
３４Ｙ１，３４Ｙ２…マスクホルダＹ微動機
３５…マスクＹステージ
３６ａ，３６ｂ…マスクステージＸガイド
４０，５０…投影光学系          ４０ａ，５０ａ…結像領域
４１〜４５…部分投影光学系      ４１ａ〜４５ａ…部分投影領域
６０…基板ステージ              ６１…基板ホルダ
６２，６２ａ，６２ｂ…基板ステージ駆動機
６３Ｘ…基板ホルダＸ微動機
６３Ｙ１，６３Ｙ２…基板ホルダＹ微動機
６４Ｙ１…基板ホルダＹ干渉計
７０…定盤                      ７１ａ，７１ｂ…基板ステージガイド
７２ａ，７２ｂ…コラム          ７３ａ，７３ｂ…マスクＸステージガイド
７４ａ，７４ｂ…マスクＹステージガイド
８０…制御装置                  ８１ａ，８１ｂ…ミラー
８２ａ，８２ｂ…ＴＴＭアライメント顕微鏡
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２…マスク          Ｍｐ，Ｍ１ｐ，Ｍ２ｐ…マスクパターン
Ｐ…基板                        Ｐａ〜Ｐｄ…露光領域
Ｍｍ…マスクアライメントマーク  Ｐｍ…基板アライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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