(57)【要約】【課題】  縁部に歪みを生じさせることなく基板を保持することができるステージ装置を提供する。【解決手段】  ステージ装置ＳＸは、基板Ｐを保持する保持部ＰＨと、前記基板Ｐの縁部を支持して下降動し、該基板Ｐを前記保持部ＰＨ上に載置させる載置機構としてのアーム２およびアーム駆動機構４とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する保持部と、
前記基板の縁部を支持して下降動し、該基板を前記保持部上に載置する載置機構と、
を備えたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記載置機構は、前記基板の縁部近傍に配置させる枠部と、前記枠部に凸設されて前記基板の縁部を支持する複数の支持凸部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記支持凸部は、所定角度で下方に傾斜して凸設されることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記支持凸部は、前記基板からの荷重に応じて所定角度で下方に傾斜することを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記載置機構によって降下された複数の前記支持凸部を収容する収容部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記載置機構は、前記保持部に保持された前記基板の縁部を支持して上昇動し、該基板を前記保持部から持ち上げることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記載置機構は、矩形状の前記基板の各角部と三以上の辺部との少なくとも一方を支持することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のステージ装置と、
前記ステージ装置が保持する感光基板に対し、パターンを介した露光光を照射する照射装置と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記載置機構に対して前記感光基板の搬送を行う搬送機構を備えたことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の露光装置を用いて、前記ステージ装置が保持する感光基板にパターンを転写する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に生成する現像工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を保持するステージ装置、該ステージ装置が保持する基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶デバイスや半導体デバイス等の各種デバイスの製造に露光装置が用いられている。露光装置では、マスク等に設けられたパターンが、ステージ装置上に載置された基板（ガラスプレート、半導体ウエハ等）に転写される。基板は、基板搬送装置により搬送され、ステージ装置が備える基板ホルダ上に載置される。
【０００３】
従来の露光装置においては、ステージ装置に設けられた上下動機構（センタアップ機構）を用いて基板ホルダ上に基板を載置している。センタアップ機構は、基板ホルダの中央部に設けられ、基板の中央部を支持しながら下降動し、基板ホルダに基板を載置する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１８１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、中小型の液晶パネルはますます小型軽量化が進んでおり、それに伴い、より薄いガラスプレートが液晶デバイス用の基板として採用されている。かかるガラスプレートは、自重によるたわみや反りが生じやすく、上述のセンタアップ機構を用いて支持した場合、縁部に垂れが発生する。このような状態でセンタアップ機構が降下すると、基板は、縁部から順に基板ホルダ上に載置されることになり、縁部に歪（非線形な変形）が生じた状態で基板ホルダに吸着されて保持されることがある。
【０００５】
一般に、液晶デバイスの製造では、基板上に異なるパターンを順次転写して、各パターンを所定の配置関係で重ね合わせる必要がある。ところが、上述のように歪が生じた状態の基板に対してパターンの転写を行うと、パターンの重ね合わせ精度が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、縁部に歪みを生じさせることなく基板を保持することができるステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のステージ装置は、基板を保持する保持部と、前記基板の縁部を支持して下降動し、該基板を前記保持部上に載置する載置機構とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の露光装置は、この発明のステージ装置と、前記ステージ装置が保持する感光基板に対し、パターンを介した露光光を照射する照射装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明のデバイス製造方法は、この発明の露光装置を用いて、前記ステージ装置が保持する感光基板にパターンを転写する露光工程と、前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に生成する現像工程と、前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法によれば、縁部に歪みを生じさせることなく基板を保持することができる。さらに、この発明の露光装置及びデバイス製造方法によれば、歪みなく基板を保持することができるため、基板に複数のパターンを順次転写した場合に各パターンを高精度に重ね合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる露光装置の全体構成を示す図である。本実施形態においては、投影光学系ＰＬに対してマスクＭを保持するマスクステージ（図示せず）とプレートＰを保持するプレートステージＰＳとを同期移動させつつ、マスクＭに設けられたパターンの投影像をプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。また、以下の説明においては、図１中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ直交座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施形態ではマスクＭ及びプレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。
【００１２】
図１に示す露光装置は、プレートＰに対しマスクＭのパターンを介した露光光を照射する照射装置ＩＬを備えている。照射装置ＩＬは光源及び照明光学系等から構成されており、照射装置ＩＬから射出した露光光はマスクＭ上の照明領域内を均一に照明する。マスクＭを通過した露光光は投影光学系ＰＬに入射し、投影光学系ＰＬはマスクＭに設けられたパターンの投影像をプレートＰ上の露光領域に形成する。
【００１３】
この露光装置は、プレートＰを載置し、プレートＰを走査方向に移動させるステージ装置ＳＸを備えている。ステージ装置ＳＸは、ベースＢ上に載置されるプレートステージＰＳ、プレートステージＰＳ上に載置されるプレートテーブルＰＴ、プレートテーブルＰＴ上に載置されるプレートホルダＰＨを備えている。プレートステージＰＳは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｘ軸及びＹ軸に対する回転方向及びＺ方向に移動可能に構成されており、プレートＰの位置の調整及びプレートＰの走査方向への移動を行う。プレートホルダＰＨは、載置されたプレートＰを平面的に、即ちＸＹ平面に沿って保持する。また、プレートホルダＰＨ上にプレートＰを載置するアーム２、アーム２をＺ方向に移動させるアーム駆動部４を備えている。
【００１４】
図２は、プレートホルダＰＨ、アーム２及びアーム駆動部４の構成を示す図である。図２に示すように、アーム２は、プレートＰの縁部の外側近傍に配置される枠部６と、枠部６に凸設されてプレートＰの縁部を支持する複数の支持凸部８により構成されている。枠部６は、後述する搬送アーム１４の２本の爪部１６が挿入される部分を除きプレートホルダＰＨの縁部の外側近傍に形成されており、複数の支持凸部８は、枠部６から内側に櫛状に突き出して形成されている。アーム２は、プレートホルダＰＨ上にプレートＰを載置させる前に、搬送アーム１４により搬送されたプレートＰをプレートホルダＰＨの上部で受け取り、アーム駆動部４により下方（−Ｚ方向）に移動（下降動）する。アーム駆動部４は、空気圧駆動式または電動駆動式により構成されている。
【００１５】
プレートホルダＰＨは、縁部にアーム２の複数の支持凸部８を収容する凹部である複数の収容部１０を備えている。複数の収容部１０は複数の支持凸部８に対応して設けられており、個々の収容部１０は個々の支持凸部８を収容する。即ち、１つの収容部１０に１つの支持凸部８が収容される。また、プレートホルダＰＨ上には、図示しない多数の吸気孔が設けられている。プレートＰは、アーム２に支持されてアーム２とともに降下し、アーム２の支持凸部８がプレートホルダＰＨの収容部１０に収容されるとともにプレートホルダＰＨ上に載置され吸着される。
【００１６】
また、この露光装置は、ステージ装置ＳＸ（プレートホルダＰＨ）に対してプレートＰの搬送を行う搬送装置ＣＸを備えている。搬送装置ＣＸは、露光前のプレートＰをプレートホルダＰＨの上部に搬入し、露光後のプレートＰをプレートホルダＰＨの上部から搬出する。搬送装置ＣＸは、搬送部ベース１２と搬送部ベース１２上にＸ方向に移動可能に構成されている搬送アーム１４を備えている。図２に示すように、搬送アーム１４は２本の爪部１６を備えており、この２本の爪部１６によりプレートＰは下方から保持される。
【００１７】
この露光装置においては、まず、搬送装置ＣＸにより露光前のプレートＰがステージ装置ＳＸの上部に搬入される。具体的には、搬送アーム１４の２本の爪部１６により保持された矩形状のプレートＰが投影光学系ＰＬとステージ装置ＳＸとの間に挿入される。次に、プレートＰは、搬送アーム１４の２本の爪部１６が下方に移動することにより、プレートホルダＰＨの上部に位置しているアーム２の複数の支持凸部８により支持される。即ち、プレートＰは、支持凸部８により矩形状の角部を含む三辺を支持されることにより、プレートＰの縁部をプレートＰの中央部（縁部に対する内部）より高くした状態で支持される。
【００１８】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図であって、アーム２上にプレートＰが載置された状態を示している。プレートＰは薄い基板であるため、撓みが生じ、プレートＰの中央部が沈んだ状態となる。図３に示す状態で、プレートＰは、アーム２上に載置され、アーム駆動部４によりアーム２が降下することによりプレートホルダＰＨ上へ受け渡される。即ち、アーム２がプレートホルダＰＨのＺ方向における位置まで降下する前に、プレートＰの中央部がプレートホルダＰＨ上の中央部に載置され吸着される。このとき、プレートＰの縁部は支持凸部８により支持されているため、プレートホルダＰＨのＺ方向における位置まで降下しておらず、プレートホルダＰＨ上に載置されていない。アーム２が降下を続けることにより、プレートＰは中央部からほぼ放射状に順次プレートホルダＰＨ上に載置されて吸着される。アーム２がプレートホルダＰＨのＺ方向における位置まで降下し、アーム２の支持凸部８がプレートホルダＰＨの収容部１０に収容され始めたとき、プレートＰの縁部がプレートホルダＰＨ上に載置されて吸着され、アーム２からプレートホルダＰＨ上への受渡しが完了する。
【００１９】
プレートＰに対する露光処理後、プレートホルダＰＨのＺ方向における位置より下方に位置するアーム２をアーム駆動部４により上昇させる。アーム２がプレートホルダＰＨのＺ方向における位置まで上昇し、プレートホルダＰＨの収容部１０に収容されていた支持凸部８がプレートホルダＰＨより上部まで上昇したとき、プレートホルダＰＨに保持されていたプレートＰの縁部がアーム２の支持凸部８に支持される。そして、アーム２は、プレートＰの中央部がプレートホルダＰＨから持ち上げられるまで、プレートＰの縁部を支持した状態で上昇を続ける。プレートＰの中央部がプレートホルダＰＨから持ち上げられると、搬送装置ＣＸの搬送アーム１４が水平方向（＋Ｘ方向）に移動し、搬送アーム１４の２本の爪部１６が、アーム２に縁部を支持されたプレートＰの下方に挿入される。爪部１６が挿入された後、アーム２は下降し、プレートＰは搬送アーム１４の２本の爪部１６上に載置される。搬送アーム１４は、プレートＰが載置された状態で水平方向（−Ｘ方向）に移動し、プレートＰを搬出する。
【００２０】
この実施形態に係るステージ装置及び露光装置によれば、アーム２によりプレートＰの縁部を保持し、アーム駆動部４によってアーム２を降下動させてプレートホルダＰＨ上にプレートＰを載置するため、プレートＰが中央部から縁部にかけて順次プレートホルダＰＨ上に載置されて吸着され、縁部に歪（非線形的な変形）を生じさせることなくプレートＰをプレートホルダＰＨ上で保持することができる。
【００２１】
また、プレートの中央部を支持し、プレートホルダ上に載置する従来のセンタアップ機構においては、プレートの縁部が垂れた状態でプレートホルダ上に載置されると、プレートの縁部がプレートホルダ上で平坦になる際に縁部とプレートホルダとの間に擦れが発生し、プレートホルダの表面処理が剥がれ、載置されたプレートとプレートホルダとの間に貼り付き現象（リンギング現象）が生じ、露光が終了したプレートをプレートホルダから搬出するのが困難であった。しかしながら、この実施形態に係るステージ装置及び露光装置においては、アーム２がプレートＰの縁部を支持しているため、縁部が垂れることなくプレートＰの中央部がプレートＰの縁部より先にプレートホルダＰＨ上に載置される。したがって、プレートＰとプレートホルダＰＨとの間の擦れ及び擦れによるリンギング現象を防止することができ、露光が終了したプレートＰをプレートホルダＰＨから容易に搬出することができる。
【００２２】
また、この実施形態に係る露光装置によれば、ステージ装置により歪みなくプレートを保持することができるため、プレートに複数のパターンを順次転写した場合に各パターンを高精度に重ね合わせることができる。
【００２３】
なお、上述の実施形態においては、図３に示すようにアーム２の支持凸部８がプレートＰの縁部を水平（ＸＹ平面に平行）に支持しているが、例えば図４に示すようにアーム２の支持凸部８を所定角度で下方に傾斜して凸設し、プレートＰの縁部を傾斜させて支持するようにしてもよい。また、アーム２の支持凸部８をプレートＰからの荷重に応じて所定角度で下方に傾斜する構成にしてもよい。この場合、プレートＰを載置していないときには支持凸部８は例えば水平に凸設されているが、プレートＰを載置したときはプレートＰの荷重により支持凸部８が所定角度で下方に傾斜し、図４に示すように、プレートＰの縁部を傾斜させて支持する。これらの場合には、より確実にプレートＰを中央部から縁部にかけて順次プレートホルダＰＨ上に載置させて吸着させることができる。
【００２４】
また、上述の実施形態においては、１つの収容部１０が１つの支持凸部８を収容しているが、１つの収容部１０が２つ以上の支持凸部８を収容する構成にしてもよい。
【００２５】
また、上述の実施形態においては、矩形状のプレートＰをプレートホルダＰＨ上に載置しているが、矩形状以外の多角形状のプレートＰをプレートホルダＰＨ上に載置する際にも本発明を適用することができる。また、アーム２がプレートＰの角部を含む３つの辺部を支持しているが、プレートＰの各角部のみを支持する構成にしてもよい。
【００２６】
また、上述の実施形態においては、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、マスクＭとプレートＰとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、プレートＰを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の露光装置に本発明を適用することもできる。また、投影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明したが、マスクＭのパターンを投影光学系を介すことなくプレートＰ上に露光するプロキシミティ露光装置に本発明を適用することもできる。
【００２７】
次に、本発明に係る露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図５は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウエハに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、本発明に係る露光装置を用いてマスクに形成されたパターンをウエハ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウエハの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウエハ表面に形成されたレジストパターンを加工用のマスクとし、ウエハ表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。
【００２８】
ここで、レジストパターンとは、本発明にかかる露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が形成されたフォトレジスト層（転写パターン層）であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウエハ表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウエハ表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、本発明にかかる露光装置は、フォトレジストが塗布されたウエハを感光基板としてパターンの転写を行う。
【００２９】
図６は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。
【００３０】
ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレート（感光基板）Ｐとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、本発明にかかる露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、本発明にかかる露光装置を用いてフォトレジスト層に、マスクに設けられたパターンの投影像を転写する露光工程と、パターンの投影像が転写されたプレートの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層（転写パターン層）を形成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板を加工する加工工程とが含まれている。
【００３１】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応する３つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００３２】
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプレートホルダ及びアームの構成を示す図である。
【図３】アーム上にプレートが載置されている状態を示す断面図である。
【図４】アーム上にプレートが載置されている状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るデバイス製造方法の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係るデバイス製造方法の製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
ＩＬ…照射装置、ＰＬ…投影光学系、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、ＳＸ…ステージ装置、ＰＨ…プレートホルダ、ＰＴ…プレートテーブル、ＰＳ…プレートステージ、Ｂ…ベース、ＣＸ…搬送装置、２…アーム、６…枠部、８…支持凸部、１０…収容部、１２…搬送ベース、１４…搬送アーム、１６…爪部。
【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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