JP2005044882A

JP2005044882A - 搬送装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2005044882A
Application number: JP2003200968A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】ウエハホルダに搭載されるウエハの平坦度を向上する
【解決手段】プリアライメント装置８０Ａは、ウエハＷの裏面の外縁部の近傍をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持部（９５ａ〜９５ｃ）と、ウエハの側面に異なる方向から当接してウエハを保持する少なくとも２つの保持部（９４ａ〜９４ｃ）とによって合計５点以上でウエハを保持する。これにより、ウエハの位置合わせを光センサ等を用いることなく行うことができるとともに、ウエハの裏面をバキュームにより吸着支持するための広い面積の支持面を設ける必要がなくなる。従って、ウエハをホルダに搭載する際に、支持部とホルダとの機械的な干渉を回避するためにホルダに設けられる切り欠きを極力小さくすることができるので、ホルダに搭載されるウエハの平坦度（フラットネス）を向上することができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、物体を試料台上の所定位置に搭載するために前記物体を搬送する搬送装置及び該搬送装置を備える露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを投影光学系を介して感光剤（レジスト等）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の物体（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置が用いられている。この種の露光装置としては、近年では、スループットを重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の露光装置が主として用いられている。かかる露光装置においては、露光に先立ってレチクルとウエハとの位置合わせ（以下、「ウエハアライメント」と呼ぶ）を高精度に行う必要がある。
【０００３】
ウエハアライメントとしては、ダイ・バイ・ダイ方式とＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式との２つの手法が知られているが、前者はスループットの点で難点があるため、近年では、後者のＥＧＡ方式が広く採用されている。かかるＥＧＡ方式のウエハアライメントでは、オフアクシス方式のアライメント検出系が用いられることが多く、近年では画像処理方式の結像式アライメントセンサが多く用いられている。
【０００４】
ＥＧＡ方式のウエハアライメントを結像式アライメントセンサを用いて行う場合、ウエハ上の予め定められた複数のショット領域（アライメントショット領域）に付設されたアライメントマークを高倍率で観測する必要があるが、高倍率で観測を行う場合、観測視野が必然的に狭いものとなる。そこで、狭い観測視野で確実にアライメントマークを捉えるために、ＥＧＡ方式のウエハアライメントに先立って、次のような、ウエハのプリアライメントを行っている。
【０００５】
まず、位置検出の対象物であるウエハについて、そのウエハの外縁形状を観察する。そして、観察されたウエハ外縁のノッチあるいはオリエンテーション・フラットの位置や、ウエハ外縁の位置等に基づいて、所定の精度で、設計値を基準としてウエハの中心位置ずれ、回転ずれを検出する。なお、半導体素子の製造に使用されるウエハはほぼ円形であるので、円の方程式を規定するために必要な３つのパラメータ（中心の２次元位置及び半径）の導出に必要な少なくとも３箇所の外縁位置を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
そして、受け渡し時にウエハがずれないようにするため、広い範囲に渡ってウエハ裏面を搬送アームなどにより真空吸着等し、受け渡しの際には、傾き等を十分に管理した状態でウエハの搬送を行っていた。
【０００７】
この他、ウエハの位置ずれ計測後のウエハの位置ずれが極力生じないように、試料台上のウエハホルダへ受け渡す直前、或いは受け渡し直後に、上記のウエハプリアライメントを実行するものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、従来、ウエハホルダとしては、その表面に同心円状の複数の溝が形成され、該溝とウエハとの間に形成される空間を真空吸引するバキュームチャック機構（以下、「同心円状のバキュームチャック機構」と呼ぶ）を備えたものが用いられていた。しかるに、近年における回路パターンの微細化に伴い、より高い解像度が要求されるようになるとともに、ウエハのフラットネスの向上が要求されるようになってきた。このため、隣接する同心円状のウエハ接触部の間に広いウエハ非接触部（被バキューム領域）が存在する、従来の同心円状のバキュームチャック機構では、要求されるウエハフラットネス精度を実現することが困難となってきた。そこで、上記の近年におけるウエハフラットネスの要求に応えるものとして、ウエハ表面の最外周部（及び中心部近傍）に設けられた環状の凸部と、該環状の凸部に囲まれた領域に数ミリ間隔で配置された多数のピンとで構成されるピンチャック機構を備えたウエハホルダが採用されるようになってきた（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１８６０６１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１９９９９号公報
【特許文献３】
特開平５−２１５８４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１、特許文献２などに記載の従来技術では、ウエハの位置を予め計測しておき、ウエハの位置が所定の基準位置からずれないように広い範囲でウエハの裏面を搬送アーム等で真空吸着し、受け渡しの際にも傾きを合わせる等の細心の注意を払って、ウエハ搬送を行っていた。しかるにこのような場合、ウエハステージ上、又はウエハのローディングポジションに、搬送アームから試料台（ウエハホルダ）までウエハを搬送する上下動機構を設ける必要があり、その機構にはウエハの位置ずれを防止するためウエハ裏面をバキュームする機構を設ける必要がある。
【００１１】
例えば、ウエハステージ上に上下動機構、例えば上下動ピンを設ける場合には、ウエハホルダの所定箇所、例えば中心部に、その上下動ピンの上下動を許容する開口を設ける必要がある。かかる場合、従来の同心円状のバキュームチャック機構を備えたウエハホルダの場合、その中央の非バキューム領域（大気開放領域）に容易にその開口を形成することができた。しかしながら、ピンチャック機構を採用したウエハホルダの場合、中央部近傍に、その上下動ピンの配置領域のみを大気開放部とするための、複雑な形状の凸部を新たに形成しなければならず、加工が難しいものとなっていた。また、この場合、その中央部近傍の大気開放部の存在により、ウエハのフラットネスが低下するおそれがあった。なお、ウエハステージ上に上下動機構を設けると、その分ウエハステージが重量化、大型化し、結果的にウエハステージの位置制御性の低下を招くという不都合もある。
【００１２】
また、例えば、ローディングポジションに、上下動機構を設ける場合、例えば上記特許文献２に記載されているように、上下動機構を構成するアーム（例えばウエハロードアーム又はアンロードアーム）がウエハホルダに接触するのを回避するための切り欠きをウエハホルダの外縁部近傍に形成する必要がある。この場合において、ピンチャック機構を備えたウエハホルダを採用すると、その回避領域を大気開放部とするため、複雑な形状の凸部を新たに形成しなければならず、加工が難しいものとなっていた。また、この場合、その大気開放部の存在により、ウエハのフラットネスが低下するおそれがあった。
【００１３】
さらに、ウエハ搭載の精度を得るためには光学センサをウエハステージ近傍に設置することが望ましいが、そのためにはウエハステージ近傍に大きなスペースを確保する必要がある。しかしながら、これは、必然的に装置の大型化の要因となる。
【００１４】
本発明は係る事情の下になされたもので、その第１の目的は、試料台に搭載された物体の平坦度（フラットネス）を向上させることが可能な搬送装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、装置の小型化及び高精度な露光の実現が可能な露光装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、物体（Ｗ）を試料台（Ｈ１，Ｈ２）上の所定位置に搭載するために前記物体を搬送する搬送装置であって、前記物体の前記試料台に対向する一側の面の外縁部の近傍をそれぞれ支持するとともに、その支持された前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの支持部を含む少なくとも３つの支持部（９５ａ〜９５ｃ）と、前記物体の側面に異なる方向から当接して前記物体を保持するとともに、前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの保持部を含む少なくとも２つの保持部（９４ａ〜９４ｃ）と、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を、同時又は個別に駆動する駆動機構と、を有し、前記物体を前記一側の面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第１の保持装置と；前記第１の保持装置を、前記試料台に対して接近又は離間させるため重力方向に駆動する上下動装置（８１）と；を備える搬送装置である。
【００１７】
これによれば、第１の保持装置は、物体の試料台に対向する一側の面の外縁部の近傍をそれぞれ支持するとともに、その支持された物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの支持部を含む少なくとも３つの支持部と、物体の側面に異なる方向から当接して物体を保持するとともに、物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの保持部を含む少なくとも２つの保持部と、前記移動可能な支持部及び保持部を、同時又は個別に駆動する駆動機構とを有し、物体を一側の面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能となっている。そして、第１の保持装置は、上下動装置により、試料台に対して接近又は離間するように重力方向に駆動される。従って、本発明の搬送装置によれば、物体の側面に保持部を機械的に接触させて位置合わせ（アライメント）を行うことができるとともに、物体の一側の面（裏面）の少なくとも３点をバキューム等の手段を用いることなく支持することができる。この結果、物体の位置合わせのために、従来用いられていた光学センサを用いる必要がなくなり、その光学センサの設置スペースの確保が不要となる。また、第１の保持装置に、物体の裏面をバキュームにより吸着支持するための広い面積の支持面を設ける必要がなくなる。このため、物体を試料台に搭載する（あるいは試料台上の物体を搬出する）際に、その物体の裏面をそれぞれ支持する少なくとも３つの支持部と試料台との機械的な干渉を回避するために前記試料台に設けられる切り欠きを極力小さくすることができ、これにより、試料台に搭載される物体の平坦度（フラットネス）を向上することができる。
【００１８】
この場合において、請求項２に記載の搬送装置の如く、前記物体は、略Ｖ字状又は略Ｕ字状の切り欠き（Ｎ）が形成された円盤状形状を有し、前記少なくとも３つの支持点のうちの１つの特定支持点は、前記物体を前記切り欠きの近傍で支持し、前記上下動装置により前記第１の保持装置が前記試料台に接近する方向に駆動された際に、前記切り欠きの形状に対応した形状の変形部分（Ｇ１）を有する吸着用凸部（１２８）が前記試料台に形成され、該吸着用凸部の前記変形部分は前記特定支持点が前記試料台に接触するのを回避する回避部を兼ねることとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項３に記載の搬送装置の如く、前記第１の保持装置は、前記切り欠きが所定方向を向いた第１の状態と、前記切り欠きが前記第１の状態から９０°回転した第２の状態とのいずれの状態で搬入される物体にも対応可能であり、前記第１の状態と第２の状態との相違による前記物体の位置ずれ量を算出し該位置ずれ量が物体の保持部材への搬入時に補正されるように、前記保持装置と前記試料台との相対位置関係を補正する補正装置（５０，２０）を更に備えることとすることができる。
【００２０】
上記請求項１〜３に記載の各搬送装置において、請求項４に記載の搬送装置の如く、前記支持部と前記保持部とは、同数設けられ、各支持部と各保持部とは同一部材に設けられ、前記駆動機構は、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を同時に駆動することとすることができる。
【００２１】
上記請求項１〜４に記載の各搬送装置において、請求項５に記載の搬送装置の如く、前記第１の保持装置を駆動する駆動軸とは分離された前記上下動装置の本体部に固定され、物体を前記試料台に対向する一側の面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第２の保持装置を更に備え、前記第２の保持装置は、前記物体の一側の面の外縁部の近傍をそれぞれ支持するとともに、その支持された前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの支持部を含む少なくとも３つの支持部と、前記物体の側面に異なる方向から当接して前記物体を保持するとともに、前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの保持部を含む少なくとも２つの保持部と、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を、同時又は個別に駆動する駆動機構とを有することとすることができる。
【００２２】
この場合において、請求項６に記載の搬送装置の如く、前記第２の保持装置を構成する前記支持部と前記保持部とは、同数設けられ、各支持部と各保持部とは同一部材に設けられ、前記駆動機構は、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を同時に駆動することとすることができる。
【００２３】
上記請求項５及び６に記載の各搬送装置において、請求項７に記載の搬送装置の如く、前記物体を搬送するとともに、前記物体に対して加圧気体を噴出して前記物体を浮上させる気体供給部（７７）を有する搬送アーム（６６Ａ，６６Ｂ）と；前記搬送アームから前記第１及び第２の保持装置のうち少なくとも一方の特定の保持装置に対する物体の受け渡し時に、その特定の保持装置の少なくとも３つの保持部により前記物体を取り囲んだ状態で、前記気体供給部の作動を開始し、前記物体が浮上した状態で、前記駆動機構を介して前記少なくとも３つの保持部により物体側面を保持する制御装置（５０，２０）と；を更に備えることとすることができる。
【００２４】
この場合において、請求項８に記載の搬送装置の如く、前記搬送アームは、前記物体を真空吸引する真空吸引部を更に有し、前記制御装置は、前記搬送アームから前記特定の保持装置に対する物体の受け渡し時に、前記気体供給部の作動開始に先立って前記真空吸引部の作動を停止することとすることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを感光物体（Ｗ）上に転写する露光装置であって、請求項１〜８のいずれか一項に記載の搬送装置と；前記搬送装置により前記感光物体が搭載される前記試料台が載置され、２次元面内で移動する物体ステージ（ＷＳＴ）と；を備える露光装置である。
【００２６】
これによれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の搬送装置により、物体ステージ上に載置された試料台上に感光物体が搭載されるので、感光物体の位置合わせのために従来用いられていた光学センサなどを試料台周辺に配置する必要がなく、また、試料台上に該試料台と、少なくとも３つの支持部との機械的な干渉を回避するために設けられる切り欠きを極力小さくすることができ、これにより、試料台により保持される感光物体の平坦度（フラットネス）を向上することができる。従って、装置の小型化が可能になるとともに、平坦度が向上した感光物体に対して露光（パターンの転写）が行われるので、感光物体の凹凸に起因するパターン転写精度の劣化を抑制した高精度な露光が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本第１の実施形態に係る露光装置１０が概略的に示されている。露光装置１０は、不図示の光源からの照明光によりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明ユニットＩＬＵ、レチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光を物体（感光物体）としてのウエハＷ１（又はＷ２）上に投射する投影光学系ＰＬ、及びウエハＷ１，Ｗ２をそれぞれ保持する２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２等を備えている。この露光装置１０は、更に、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ及びウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２等を保持する本体ボディＢＤを備えている。
【００２９】
前記光源としては、例えばＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等のパルス紫外光を出力するパルスレーザ光源が用いられている。
【００３０】
前記照明ユニットＩＬＵは、例えば、照明系ハウジング４０と、該照明系ハウジング４０内に所定の位置関係で配置された、可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、あるいは回折光学素子など）、集光光学系、振動ミラー、照明系開口絞り板、リレーレンズ系、レチクルブラインド、メインコンデンサレンズ、ミラー及びレンズ系等を備え、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｘ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状の照明領域）を均一な照度分布で照明する。ここで、レチクルＲに照射される矩形スリット状の照明光は、図１中の投影光学系ＰＬの円形投影視野の中央にＸ軸方向（非走査方向）に細長く延びるように設定され、その照明光のＹ軸方向（走査方向）の幅はほぼ一定に設定されている。
【００３１】
照明ユニットＩＬＵとしては、例えば、特開平１−２５９５３３号公報（対応米国特許第５，３０７，２０７号）等に開示されるものと同様の構成のものが用いられる。
【００３２】
前記本体コラムＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に水平に載置された矩形板状のベースプレートＢＰ、該ベースプレートＢＰ上面に設けられた上下方向に所定の長さで伸びる複数本（ここでは４本）の第１支柱４２（但し、図１では、紙面奥側に位置する２本の第１支柱については不図示、図２参照）、該第１支柱４２により複数点（ここでは４点）で支持されたベースフレーム４６、該ベースフレーム４６上に配置された複数（ここでは３つ）の防振ユニット４４（但し、図１の紙面奥側に位置する防振ユニットについては不図示）により複数点（ここでは３点）で支持された架台ＳＴ、及びベースプレートＢＰ上に配置された複数（ここでは３つ）の防振ユニット５６（ただし、図１の紙面奥側に位置する防振ユニットについては不図示）により３点で支持されたウエハステージ定盤５４等を備えている。このうち、ベースプレートＢＰと４本の第１支柱４２とによってフレームキャスタＦＣが構成されている。
【００３３】
前記架台ＳＴは、その底板部を構成する鏡筒定盤５９と、この鏡筒定盤５９上面にそれぞれ固定された上下方向に延びる複数本（ここでは３本）の第２支柱５８（ただし、図１の紙面奥側に位置する第２支柱については不図示）と、これら３本の第２支柱５８によりほぼ水平に支持された矩形板状のレチクルステージ定盤６０とを備えている。
【００３４】
前記鏡筒定盤５９には、その中央部に投影光学系ＰＬを挿入可能な円形開口（不図示）が形成されている。この円形開口内に、投影光学系ＰＬが上方から挿入され、投影光学系ＰＬは、その鏡筒部の高さ方向ほぼ中央に設けられたフランジＦＬＧを介して鏡筒定盤５９に支持されている。また、鏡筒定盤５９には、前記円形開口から＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれ同一距離だけ離れた位置に一対の円形開口（不図示）がそれぞれ形成され、この一対の円形開口内にアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２が挿入され、前述の投影光学系ＰＬと同様にして支持されている。
【００３５】
鏡筒定盤５９は、前述した３つの防振ユニット４４によりほぼ水平に支持されている。これら防振ユニット４４のそれぞれは、ベースフレーム４６の上面に配置されたエアダンパ又は油圧式のダンパ等の大重量に耐える機械式のダンパと、ボイスコイルモータ等の電磁式のアクチュエータより成る電磁式のダンパとを含んで構成されている。そして、ベースフレーム４６の上面の水平面に対する傾斜角が変位センサ（不図示）によって検出され、この変位センサの検出値に基づいて、主制御装置５０により、前記の傾斜角が許容範囲内に収まるように、３つの防振ユニット４４を構成する電磁式のダンパが駆動され、必要に応じて機械式のダンパの空気圧又は油圧等が制御される。この場合、機械式のダンパによって、床からの高い周波数の振動（暗振動）は露光装置１０に伝わる前に減衰され、残存している低い周波数の振動は電磁的なダンパによって減衰される。上記の変位センサとしては、例えば、ベースフレーム４６に取り付けられた電気式の水準器、又は光学式の傾斜角検出器等を用いることができる。
【００３６】
前記レチクルステージ定盤６０は、平面視（上方から見て）矩形の板部材から構成されており、その中央部には照明光ＩＬを通過させるための開口６０ａが形成されている。
【００３７】
前記ウエハステージ定盤５４を支持する前記３つの防振ユニット５６のそれぞれは、前述した防振ユニット４４と同様の構成となっている（但し、耐荷重性は異なる）。そして、ウエハステージ定盤５４上面の水平面に対する傾斜角が不図示の変位センサによって検出され、この変位センサの検出値に基づいて、主制御装置５０により、前記傾斜角が許容範囲内に収まるように、３つの防振ユニット５６が個別に制御される。なお、この場合も、変位センサとして、例えば、ウエハステージベース５４に取り付けられた電気式の水準器、又は光学式の傾斜角検出器等を用いることができる。
【００３８】
前記レチクルステージＲＳＴは、架台ＳＴを構成する前記レチクルステージ定盤６０上に配置され、レチクルステージ定盤６０の上面はレチクルステージＲＳＴの移動面（移動ガイド面）とされている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲをバキュームチャックあるいは静電チャック等により吸着保持し、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動系によって駆動され、レチクルＲをレチクルステージ定盤６０上でＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｘ軸方向とθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
【００３９】
前記レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転を含む）は、その一部に設けられた移動鏡７９を介してレチクルステージ定盤６０に固定されたレチクルレーザ干渉計６４によって所定の基準位置（レファレンス位置であって、一般には、投影光学系ＰＬなどに固定された参照鏡の位置となる）を基準として０．５〜１ｎｍ程度の分解能で検出される。なお、実際には、レチクルステージＲＳＴ上面の＋Ｙ側端部に一対のレトロリフレクタから成るＹ軸移動鏡が設置され、＋Ｘ側端部には平面ミラーから成るＸ軸移動鏡がＹ軸方向に沿って延設されている。また、これらに対応して不図示ではあるが、Ｙ軸方向の位置計測に用いられる一対のＹ軸レーザ干渉計と、Ｘ軸方向の位置計測に用いられるＸ軸レーザ干渉計とがそれぞれ設けられている。このように、移動鏡及びレーザ干渉計はともに複数設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡７９、レチクルレーザ干渉計６４として図示されている。なお、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（上記各移動鏡の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルレーザ干渉計は、レチクルステージＲＳＴの下面に設けられる反射面と、投影光学系ＰＬが載置される鏡筒定盤５９に設置される反射面とにレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置関係を検出しても良い。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ軸方向の相対位置関係を検出し、レチクルステージＲＳＴについてＺ軸方向の位置情報に加えてＸＹ平面に対する傾斜情報（すなわち、Ｘ軸回りの回転量とＹ軸回りの回転量との少なくとも一方）を求めるようにしても良い。
【００４０】
レチクルレーザ干渉計６４によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）の位置情報（又は速度情報）はステージ制御装置２０に送られる。ステージ制御装置２０は、基本的にはレチクルレーザ干渉計６４から出力される位置情報（或いは速度情報）が指令値（目標位置、目標速度）と一致するようにレチクルステージ駆動系を制御する。
【００４１】
前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面側（レチクルＲ側）と像面側（ウエハＷ１（又はＷ２）側）の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英やホタル石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４、１／５又は１／６縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲにパルス紫外光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩形状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ１（又はＷ２）上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００４２】
前記ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、ウエハステージ定盤５４の上方に配置され、例えばリニアモータ等を含むウエハステージ駆動系により駆動され、Ｙ軸方向に連続移動するとともに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にステップ移動する。
【００４３】
前記ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の上面には、試料台としてのウエハホルダＨ１，Ｈ２（図１では図示せず、図２参照）をそれぞれ介してウエハＷ１、Ｗ２が真空吸着等によりそれぞれ保持されている。また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２それぞれの上面には、アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２のベースライン計測に用いられる基準マークその他の基準マークが形成された基準マーク板（不図示）がそれぞれ固定されている。これらの基準マーク板はその表面がウエハＷ１、Ｗ２とほぼ同一高さとされている。また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２それぞれの上面には、移動鏡７０、７４がそれぞれ設けられている。なお、実際には、図２に示されるように、一方のウエハステージＷＳＴ１の上面には、−Ｙ側端部にＸ軸方向に延びるＹ移動鏡７０Ｙが固定され、−Ｘ側端部にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡７０Ｘが固定されている。また、他方のウエハステージＷＳＴ２の上面には、＋Ｙ側端部にＸ軸方向に延びるＹ移動鏡７４Ｙが固定され、−Ｘ側端部にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡７４Ｘが固定されている。このように、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の上面には各２つの移動鏡が設けられているが、図１ではこれらの移動鏡が移動鏡７０、７４として代表的に図示されている。
【００４４】
上記移動鏡７０、７４をそれぞれ介して、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸＹ位置及び回転量（θｚ方向の回転量（ヨーイング量）、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ方向）の回転量（ローリング量）、Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）の回転量（ピッチング量））が、ウエハ干渉計システムによってそれぞれ所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測されている。
【００４５】
これを更に詳述すると、ウエハ干渉計システムは、図２に示されるように、一対のウエハＹ軸干渉計７２，７８と、３つのウエハＸ軸干渉計７１，７３，７５とを含んで構成されている。ウエハＹ軸干渉計７２，７８は、投影光学系ＰＬの光軸及びアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の検出中心を通るＹ軸方向の測長軸をそれぞれ有し、ウエハステージＷＳＴ１上のＹ移動鏡７０Ｙ、ウエハステージＷＳＴ２上のＹ移動鏡７４Ｙに対してそれぞれ測長ビームを各複数本照射し、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置、ピッチング量、ヨーイング量を常時それぞれ計測している。
【００４６】
前記ウエハＸ軸干渉計７３は、投影光学系ＰＬの光軸を通るＸ軸方向の測長軸を有し、残りのウエハＸ軸干渉計７１，７５は、アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２の検出中心をそれぞれ通るＸ軸方向の測長軸をそれぞれ有している。ウエハＸ軸干渉計７３は、投影光学系ＰＬの下方でウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２が移動する露光の際などに、Ｘ軸移動鏡７０Ｘ又は７４Ｘに複数本のＸ軸方向の測長ビームを照射し、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２のＸ軸方向の位置及びローリング量を計測する。前記ウエハＸ軸干渉計７１は、アライメント系ＡＬＧ１の下方でウエハステージＷＳＴ１が移動するウエハアライメントの際などに、Ｘ軸移動鏡７０Ｘに複数本のＸ軸方向の測長ビームを照射し、ウエハステージＷＳＴ１のＸ軸方向の位置及びローリング量を計測する。さらに、ウエハＸ軸干渉計７５は、アライメント系ＡＬＧ２の下方でウエハステージＷＳＴ２が移動するウエハアライメントの際などに、Ｘ軸移動鏡７４Ｘに測長ビームを照射し、ウエハステージＷＳＴ２のＸ軸方向の位置及びローリング量を計測する。
【００４７】
すなわち、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のいずれについても、露光時、並びにアライメント時及びウエハ交換時のいずれの時にも、いわゆるアッベ誤差がない状態でＸＹ位置を計測できるようになっている。
【００４８】
なお、上記移動鏡７０Ｘ，７０Ｙ，７４Ｘ，７４Ｙに代えて、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の端面を鏡面加工して反射面（上記各移動鏡の反射面に相当）を形成しても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、上述の如く、Ｘ軸及びＹ軸干渉計はそれぞれ測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられているが、少なくとも１つの多軸干渉計は４５°傾いてウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２に設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される鏡筒定盤５９に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ軸方向の相対位置関係を検出し、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２についてＺ軸方向の位置情報に加えてＸＹ平面に対する傾斜情報を求めるようにしても良い。
【００５０】
上述したウエハ干渉計システムの各干渉計で計測されるウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置情報は、図１のステージ制御装置２０に供給されるようになっている。ステージ制御装置２０は、基本的にはウエハ干渉計システムから出力される位置情報（或いは速度情報）が指令値（目標位置、目標速度）と一致するようにウエハステージ駆動系を制御する。
【００５１】
前記ウエハホルダＨ１は、図３（Ａ）の平面図に示されるように、円形板状のベース部１２６、該ベース部１２６の上面（図３（Ａ）における紙面手前側の面）の外周縁の近傍の所定幅の環状領域を除く中央部の所定面積の領域に所定間隔（例えば数ｍｍ間隔）で設けられた複数の突起状のピン部１３２，１３２，……、及びこれら複数のピン部１３２が配置された前記領域を取り囲む状態で外周縁近傍に設けられた概略環状の吸着用凸部としての凸部（以下、「リム部」と称する）１２８等を備えている。
【００５２】
ウエハホルダＨ１は、低膨張率の材料（熱膨張係数の絶対値が小さい材料）、例えばセラミックス等より成り、全体として円盤状のセラミックス等の材料の表面をエッチングすることによって、円形板状のベース部１２６と、このベース部１２６上面に凸設されたリム部１２８及び複数のピン部１３２が一体的に形成されている。
【００５３】
図３（Ｂ）には、ウエハホルダＨ１の縦断面図の一部が示されている。この図３（Ｂ）からわかるように、前記各ピン部１３２は、それぞれの先端部分がリム部１２８とほぼ同一面上に位置するようにされた突起状の形状を有している。
【００５４】
前記リム部１２８は、ベース部１２６の外縁部に沿ったほぼ円環状の形状を有し、その中央部には図３（Ｂ）に示されるように所定深さの溝１２８ｃが形成されている。すなわち、リム部１２８は、溝１２８ｃを挟んで、２つのリム部（内側リム部１２８ａと外側リム部１２８ｂ）により構成されている。
【００５５】
また、リム部１２８は、ウエハのノッチ（Ｖ字状の切欠き）Ｎに対応して形成された凹部Ｇ１と、凹部Ｇ１に対して図３（Ａ）における反時計回りに９０°の位置に形成された凹部Ｇ１よりも小さな凹部（以下、「小凹部」と呼ぶ）Ｇ２と、凹部Ｇ１から時計回りに１３５°すなわち小凹部Ｇ２から反時計回りに１３５°の位置に形成された小凹部Ｇ３とを有している。
【００５６】
このようにして構成されるウエハホルダＨ１は、セラミックス等の素材を円盤状に形成し、その表面（一方の面）にエッチングを施して、ベース部１２６、ピン部１３２及びリム部１２８を一体成形した後に、最終的にウエハＷとの接触面となる、複数のピン部１３２の上端面及びリム部１２８の上面に、研磨装置、砥粒等を用いて、研磨加工を施すことにより、製造される。従って、複数のピン部１３２の上端面とリム部１２８の上面とはほぼ同一平面上に位置している。
【００５７】
また、不図示ではあるが、リム部１２８で囲まれた領域内のベース部１２６の上面には、ウエハＷが載置された際に、ウエハＷとリム部１２８及び複数のピン部１３２との間に形成される閉空間内を真空吸引するための複数の吸引孔が形成されている。この複数の吸引孔を介して不図示のバキュームポンプにより前記閉空間内の気体が吸引されることにより、その閉空間が外部に対して負圧となり、外部の気体との圧力差により、ウエハＷがウエハホルダＨ１に吸着保持される。
【００５８】
なお、ウエハステージＷＳＴ２側のウエハホルダＨ２も上述したウエハホルダＨ１と同様に構成されている。
【００５９】
図１に戻り、前記アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２は、同じ機能を持ったオフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のマーク検出系である。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２としては、本実施形態では、画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（ＦｉｅｌｄＩｍａｇｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のアライメントセンサが用いられている。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２は、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２では、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系及び指標を介してＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出基準点である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。なお、指標をウエハ上のマークを照明するために使用される上記光源（ハロゲンランプ）とは別の光源（例えばＬＥＤ）を用いて照明するような構成を用いることも可能である。
【００６０】
なお、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光同士又は同一方向に回折する回折光同士）を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００６１】
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧ１は、ウエハステージＷＳＴ１上に保持されたウエハ上のアライメントマーク、不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。また、アライメント系ＡＬＧ２は、ウエハステージＷＳＴ２上に保持されたウエハ上のアライメントマーク及び不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。
【００６２】
投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部の側方には、図１に示されるように、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数の結像光束（検出ビーム）を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する照射系ＡＦ_１と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する受光系ＡＦ_２とから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系ＡＦが設けられている。この多点焦点位置検出系ＡＦ（ＡＦ_１，ＡＦ_２）としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報などに開示されるものと同様の構成のものが用いられ、ウエハ表面の複数点の結像面に対するＺ方向の位置偏差を検出し、ウエハＷと投影光学系ＰＬとが所定の間隔を保つようにウエハホルダをＺ軸方向及び傾斜方向に駆動するために用いられる。多点焦点位置検出系ＡＦからのウエハ位置情報は、主制御装置５０を介してステージ制御装置２０に送られる。ステージ制御装置２０はこのウエハ位置情報に基づいてウエハホルダＨ１，Ｈ２をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動する。
【００６３】
さらに、ウエハステージ定盤５４の＋Ｘ側には、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２それぞれに対するウエハのロード及びアンロードを行うための、ウエハ搬送ロボット６３Ａ、６３Ｂが配置されている。
【００６４】
一方のウエハ搬送ロボット６３Ａは、多関節ロボットアームから成るロボットアーム６６Ａと、該ロボットアーム６６Ａを伸縮（回転を含む）、旋回、及び上下動させるアーム駆動機構６２Ａとを備えている。前記ロボットアーム６６Ａの先端部に設けられたハンド部７６Ａには、複数（図２では３つ）の給排気部７７が設けられている。各給排気部７７には、不図示の開口が形成され、該開口は、配管及び切り替え機構を介してバキュームポンプ及び気体供給装置（いずれも図示省略）に接続されている。切り替え機構、バキュームポンプ及び気体供給装置は、いずれもステージ制御装置２０に接続されている。この場合、ステージ制御装置２０は、３つの給排気部７７に接続された配管を、切り替え機構を介してバキュームポンプ及び気体供給装置に択一的に接続することができるようになっており、前記配管がバキュームポンプに接続された場合には、給排気部７７は、ハンド部７６Ａに載置された物体、例えばウエハを吸着し、前記配管が気体供給装置に接続された場合には、給排気部７７から気体が噴出される。
【００６５】
他方のウエハ搬送ロボット６３Ｂは、上記ウエハ搬送ロボット６３Ａと同様に構成されている。すなわち、ウエハ搬送ロボット６３Ｂは、多関節ロボットアームから成るロボットアーム６６Ｂと、該ロボットアーム６６Ｂを伸縮（回転を含む）、旋回、及び上下動させるアーム駆動機構６２Ｂとを備えている。前記ロボットアーム６６Ｂの先端部には、前述のハンド部７６Ａと同様に構成されたハンド部７６Ｂが設けられている。
【００６６】
なお、ステージ制御装置２０による、ウエハ搬送ロボット６３Ａ、６３Ｂの制御動作については、後述する。
【００６７】
ウエハステージ定盤５４の＋Ｘ側端部のＹ軸方向の一側及び他側の上方には、図２に示されるように、搬送装置としてのプリアライメント装置８０Ａ，８０Ｂがそれぞれ設けられている（図１参照）。一方のプリアライメント装置８０Ａは、ステージ制御装置２０に制御され、ウエハ搬送ロボット６３Ａ、ウエハステージＷＳＴ１との間でウエハの受け渡しを行うとともに、ウエハステージＷＳＴ１にロードされるウエハのプリアライメントを行う。他方のプリアライメント装置８０Ｂは、ステージ制御装置２０に制御され、ウエハ搬送ロボット６３Ｂ、ウエハステージＷＳＴ２との間でウエハの受け渡しを行うとともに、ウエハステージＷＳＴ２にロードされるウエハのプリアライメントを行う。なお、ステージ制御装置２０によるプリアライメント装置８０Ａ、８０Ｂの制御動作についても後述する。
【００６８】
前記一方のプリアライメント装置８０Ａは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、ベースフレーム４６の下面に吊り下げ支持された上下動装置としてのエレベータユニット８１を備えている。このエレベータユニット８１は、内部に不図示の駆動機構を内蔵するエレベータユニット本体８３と、該エレベータユニット本体８３内の前記駆動機構によって重力方向（図４（Ａ）の上下方向）に沿って駆動される駆動軸９７とを備えている。
【００６９】
前記エレベータユニット本体８３の下端部の外周面には、側面視略Ｌ字状の３本のアーム８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃが所定間隔で設けられている。これら３本のアーム８２Ａ〜８２Ｃは、図４（Ａ）に示されるように、エレベータユニット本体８３の側面に一端部が固定され、その側面から放射方向にそれぞれ延びるほぼ同一長さの水平部と、該水平部の他端部から垂直下方に延び、その下端に内側に向かって延びる曲折部が形成された鉛直部とを、それぞれ有している。また、アーム８２Ａ〜８２Ｃそれぞれの曲折部には、ウエハ保持機構８７Ａ〜８７Ｃがそれぞれ設けられている。
【００７０】
前記ウエハ保持機構８７Ａは、アーム８２Ａの鉛直部の下端の曲折部の上面をエレベータユニット本体８３の半径方向に沿って往復移動可能な平板状のスライダ８５と、該スライダ８５の上面に設けられた円盤状の接触部８４と、該接触部８４の内側のスライダ８５上面に突設された支持部としての突起部８６とを備えている。スライダ８５は、ステージ制御装置２０によって制御される不図示の駆動系によって駆動されるようになっている。その他のウエハ保持機構８７Ｂ，８７Ｃは、ウエハ保持機構８７Ａと同様の構成になっている。
【００７１】
このため、本実施形態では、３つのウエハ保持機構８７Ａ〜８７Ｃをそれぞれ構成する接触部８４の側面（外周面）をウエハの外周面に圧接した状態で、ウエハを３つの接触部８４によって挟持（保持）するとともに、３つの突起部８６によりウエハの下面（裏面）を３点で支持することができるようになっている。
【００７２】
前記駆動軸９７の下端部近傍には、図４（Ａ）に示されるように、所定間隔で３本のウエハ交換用アーム（以下、単に「交換用アーム」と呼ぶ）９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃが設けられている。このうち、交換用アーム９３Ｂと交換用アーム９３Ｃとが、図４（Ｂ）に示されるように、中心角９０°を成す位置関係で設けられており、残りの交換用アーム９３Ａは、交換用アーム９３Ｂ，９３Ｃそれぞれとの間で中心角１３５°を成す位置関係で設けられている。
【００７３】
交換用アーム９３Ａは、駆動軸９７の側面にその一端部が固定され、水平に延びる固定部材９１Ａと、該固定部材９１Ａの他端部側に設けられ、該固定部材９１Ａの長手方向に沿って往復移動可能な略Ｌ字状の可動部材９２Ａとを備えている。可動部材９２Ａは、固定部材９１Ａの長手方向に平行な水平部と、該水平部の外側（固定部材９１Ａの他端部側）の端部から９０°折り曲げられ、下方に延びる鉛直部とを備えている。可動部材９２Ａは、ステージ制御装置２０により制御される不図示の駆動機構によって駆動される。可動部材９２Ａの鉛直部の下端部には、該鉛直部に直交して水平プレートが設けられ、該水平プレート上面の先端部に支持部としての突起部９５ａが突設されている（図５（Ａ）等参照）。また、可動部材９２Ａの鉛直部には突起部９５ａよりやや上方の位置に保持部９４ａが設けられている。保持部９４ａは、中央部に貫通孔が形成された円柱状部材から成り、その貫通孔部分に可動部材９２Ａの鉛直部が挿入され、一体化された構造となっている。突起部９５ａと保持部９４ａとによりウエハ保持機構９６Ａが構成されている。
【００７４】
前記交換用アーム９３Ｂは、駆動軸９７の側面に固定されたＬ字状部材によって構成されている。この交換用アーム９３Ｂは、駆動軸９７にその一端部が固定され、水平に延びる水平部と、該水平部の他端部側に設けられ、該水平部の外側の端部から９０°折り曲げられ、下方に延びる鉛直部とを有する。この交換用アーム９３Ｂの鉛直部の下端部には、ウエハ保持機構９６Ｂが設けられている。このウエハ保持機構９６Ｂは、鉛直部に直交して設けられた水平プレートと、該水平プレート上面の先端部に突設された支持部としての突起部９５ｂと、鉛直部の突起部９５ｂよりやや上方の位置に前述の保持部９４ａと同様にして設けられた保持部９４ｂとを備えている。この場合、図４（Ｂ）から分かるように、保持部９４ｂはウエハＷのノッチ（Ｖ字状の切り欠き）Ｎを形成する直線状の２辺に接触するようになっている。
【００７５】
残りの交換用アーム９３Ｃは、上記交換用アーム９３Ｂと同様のＬ字状部材から成り、その鉛直部の下端に前記ウエハ保持機構９６Ｂと同様に支持部としての突起部９５ｃと保持部９４ｃとを含んで構成されたウエハ保持機構９６Ｃを備えている。この場合、交換用アーム９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃにそれぞれ設けられたウエハ保持機構９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃをそれぞれ構成する突起部９５ａ、９５ｂ、９５ｃの先端は、同一の水平面上に位置しているとともに、保持部９４ａ、９４ｂ、９４ｃはほぼ同一高さ位置に設けられている。
【００７６】
従って、本実施形態では、３つのウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃをそれぞれ構成する保持部９４ａ、９４ｂ、９４ｃの側面（外周面）をウエハの外周面に圧接した状態で、ウエハを３つの保持部９４ａ〜９４ｃによって挟持（保持）するとともに、３つの突起部９５ａ〜９５ｃによってウエハの下面（裏面）を３点で支持することができるようになっている。
【００７７】
さらに、アーム８２Ａ〜８２Ｃと交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃは、図４（Ｂ）に示されるように、平面視では、お互いに機械的に干渉しないような配置となっており、駆動軸９７を介して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃが所定高さまで上昇駆動され、３つの突起部８６の先端と３つの突起部９５ａ〜９５ｃの先端とが同一平面上に位置する状態では、これら６つの突起部によって同時にウエハ裏面を下方から支持することができるようになっている。
【００７８】
他方のプリアライメント装置８０Ｂは、上記一方のプリアライメント装置８０Ａと同様に構成されている。
【００７９】
次に、本実施形態の露光装置１０で行われるウエハ交換動作について、一方のウエハステージＷＳＴ１側を例にとって、図５（Ａ）〜図１０（Ｂ）に基づいて詳細に説明する。
【００８０】
なお、露光装置１０では、例えば特開平１０−２１４７８３号公報（対応する米国特許第６，３４１，００７号）などに開示されるのと同様にして、一方のウエハステージ側でウエハ交換、ウエハアライメントが行われるのと並行して、他方のウエハステージ側でウエハの露光が行われる。すなわち、露光装置１０では、上記の並行処理動作の一部としてウエハ交換が行われるので、以下の説明では、適宜、上記の並行処理動作中の他方のウエハステージＷＳＴ２側の動作についても説明する。但し、本実施形態の露光装置１０で行われる、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２上の並行処理動作は、ウエハ交換に関する動作を除き、前述した特開平１０−２１４７８３号公報などに開示されており、公知であるから、最低限必要な説明に止めるものとする。
【００８１】
前提として、図５（Ａ）に示されるように、プリアライメント装置８０Ａを構成するアーム８２Ａ〜８２Ｃ及び交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃはいずれもウエハを保持しておらず、また、ウエハステージＷＳＴ１においては投影光学系ＰＬの直下にてウエハ（便宜上ウエハＷ’とする）に対する露光動作が行われているものとする。また、これと並行して、ウエハステージＷＳＴ２側では、一例としてウエハ（便宜上ウエハＷ”とする）に対する、ＥＧＡ方式のウエハアライメントが行われているものとする。
【００８２】
まず、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０によりアーム駆動機構６２Ａを介して、ウエハＷを保持したロボットアーム６６Ａが、図５（Ｂ）に示されるように、ウエハ交換位置（プリアライメント装置８０Ａの直下）まで駆動される。
【００８３】
次いで、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、アーム駆動機構６２Ａを介して、ウエハＷを保持したロボットアーム６６Ａが、図５（Ｃ）に示される位置まで上昇駆動される。これにより、ウエハＷは、アーム８２Ａ〜８２Ｃの内側のウエハの受け渡し位置に位置決めされる。
【００８４】
次いで、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、アーム８２Ａ〜８２Ｃに設けられた保持機構８７Ａ〜８７ＣそれぞれがウエハＷに接近する方向に駆動され、保持機構８７Ａ〜８７Ｃそれぞれの接触部８４がウエハＷの外縁部に対して所定距離だけ離れた接触直前の位置で停止する。図６（Ａ）には、このときの保持機構８７Ａ〜８７Ｃとウエハとの位置関係が、アーム８２Ａに設けられた保持機構８７Ａを代表的に採りあげて示されている。
【００８５】
次いで、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ロボットアーム６６Ａのハンド部７６Ａに設けられた３つの給排気部７７が切り替え機構を介してバキュームから気体の噴出に切り替えられ、これにより図６（Ｂ）に示されるように、ウエハＷがハンド部７６Ａの上面から僅かに浮上する。この状態で、図６（Ｃ）に示されるように、ステージ制御装置２０により、保持機構８７Ａ〜８７ＣそれぞれがウエハＷに接近する方向に更に駆動され、それぞれの接触部８４が、ウエハＷに接触する直前に、ステージ制御装置２０は、給排気部７７からの気体の噴出を停止する。これにより、ウエハＷが自重により僅かに下降すると同時に、保持機構８７Ａ〜８７Ｃそれぞれの接触部８４がウエハＷの外縁部に当接（圧接）し、これにより、ウエハＷが３つの接触部によって挟持（保持）される。また、このとき、保持機構８７Ａ〜８７Ｃそれぞれの突起部８６がウエハＷの裏面に接触している。すなわち、このとき、ウエハＷは、３つの接触部８４でその側面の３点が保持されるとともに、裏面が３つの突起部８６によって３点支持されている。
【００８６】
その後、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、アーム駆動機構６２Ａを介してロボットアーム６６Ａが所定量下降駆動される。図６（Ｄ）には、このロボットアーム６６Ａの下降開始直後のハンド部７６Ａの状態が示されている。また、図７（Ａ）には、ロボットアーム６６Ａの下降終了時の状態が示されている。
【００８７】
その後、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ロボットアーム６６が、アーム駆動機構６２を介して駆動され、プリアライメント装置８０Ａの直下から退避する。
【００８８】
上記のウエハＷのロボットアーム６６Ａから保持機構８７Ａ〜８７Ｃへの受け渡しが行われている間も、ウエハステージＷＳＴ１上ではウエハＷ’に対する露光が続行されているとともに、ウエハステージＷＳＴ２側は、前述のウエハアライメントが終了して待機状態となっているものとする。そして、一定時間経過後、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ’に対する露光が終了すると、主制御装置５０の指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ１が、図７（Ｂ）に示されるように、ウエハ交換位置（プリアライメント装置８０Ａの直下）まで移動される。このウエハステージＷＳＴ１のウエハ交換位置への移動と並行して、先にウエハアライメントが終了しているウエハＷ”を保持したウエハステージＷＳＴ２が、露光位置（投影光学系ＰＬの直下）に移動される。
【００８９】
そして、所定の準備作業（ウエハアライメントの結果得られた各ショット領域の位置座標と露光位置（レチクルパターンの投影位置）との関連付けなど）の後、主制御装置５０によってステージ制御装置２０その他の制御装置を介してウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ”に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が開始される。このウエハＷ”に対する露光の開始と並行して、ステージ制御装置２０により、エレベータユニット８１の駆動軸９７が下降駆動され、このようにして交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの下降駆動が開始される。図７（Ｂ）には、この交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの下降途中の状態が示されている。
【００９０】
そして、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃは、図７（Ｃ）に示される位置まで下降した段階で停止する。このとき、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃにそれぞれ設けられたウエハ保持機構９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃをそれぞれ構成する突起部９５ａ、９５ｂ、９５ｃは、いずれもウエハＷ’の外側に位置している。このとき、可動部材９２Ａは、エレベータユニット本体８３とは反対側の移動限界位置にある。
【００９１】
次に、主制御装置５０の指示に基づき、ステージ制御装置２０によってウエハステージＷＳＴ１がＸＹ面内で微小駆動され、交換用アーム９３Ｂ，９３Ｃの突起部９５ｂ、９５ｃが、ウエハホルダＨ１の凹部Ｇ１，小凹部Ｇ２内に挿入され、ウエハＷのノッチＮ近傍、周縁部近傍の裏面側にそれぞれ挿入された状態となる。
【００９２】
次いで、ステージ制御装置２０により、ウエハホルダＨ１によるウエハ（露光済みのウエハ）Ｗ’の真空吸着が解除され、交換用アーム９３Ａを構成する可動部材９２Ａが固定部材９１Ａに沿ってウエハＷ’の中心に向かって駆動される。これにより、交換用アーム９３Ａに設けられたウエハ保持機構９６Ａを構成する突起部９５ａがウエハホルダＨ１の小凹部Ｇ３内に挿入され、ウエハＷ’の周縁部近傍の裏面側に位置する。その後、ステージ制御装置２０により、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃが所定量上昇駆動されることにより、その上昇の途中でウエハＷ’が交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃにそれぞれ設けられたウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃによって保持され、ウエハホルダＨ１からアンロードされる。このとき、ウエハＷ’は、ウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃをそれぞれ構成する突起部９５ａ〜９５ｃによってその裏面が３点支持されるとともに、保持部９４ａ〜９４ｃによって、その側面の３箇所が保持されている。図８（Ａ）には、このようにしてウエハＷ’がウエハホルダＨ１からアンロードされた後の状態が示されている。この図８（Ａ）の状態では、未露光のウエハＷと露光済みのウエハＷ’とが、上下方向に重なった状態となっている。
【００９３】
次いで、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ロボットアーム６６Ａが、図８（Ａ）に示されるように、プリアライメント装置８０Ａの直下まで再度駆動される。続いて、ロボットアーム６６Ａが、ステージ制御装置２０により所定量上昇駆動される。このロボットアーム６６Ａの上昇の途中で、ロボットアーム６６Ａのハンド部７６ＡがウエハＷ’の裏面に当接し、その後、更にロボットアーム６６Ａが上昇することにより、ウエハＷ’がウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃ（交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃ）からロボットアーム６６Ａのハンド部７６Ａに受け渡される。図８（Ｂ）には、このウエハＷ’の受け渡しが行われる直前の状態が示されている。なお、受け渡しに先立って、ハンド部７６Ａの３つの給排気部７７によるバキュームが開始されている。
【００９４】
上記のウエハＷ’の受け渡しが終了すると、主制御装置５０からの指示に基づき、ステージ制御装置２０により、交換用アーム９３Ａを構成する可動部材９２Ａが固定部材９１Ａに沿ってウエハＷ’の中心とは反対方向に（ウエハＷ’から離間する方向）に駆動される。そして、ステージ制御装置２０により、ロボットアーム６６Ａのハンド部７６Ａが水平面内でウエハ保持機構９６Ａに接近する方向に僅かに駆動される。これにより、ウエハＷ’の下方にウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃをそれぞれ構成する突起部９５ａ〜９５ｃが位置しなくなる。
【００９５】
そこで、主制御装置５０の指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ウエハＷ’を保持したロボットアーム６６Ａが、所定量下降駆動される。図８（Ｃ）には、ロボットアーム６６Ａが、ウエハＷ’を保持して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃよりも下方の所定高さまで下降駆動された状態が示されている。
【００９６】
次に、図９（Ａ）に示されるように、ステージ制御装置２０により、アーム駆動機構６２Ａを介してロボットアーム６６Ａが縮められ、露光済みウエハＷ’はウエハ交換位置から退避する。
【００９７】
次いで、ステージ制御装置２０により、エレベータユニット８１を介して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃが上昇駆動され、この途中で交換用アーム９３Ａの可動部材９２Ａが固定部材９１Ａに沿ってウエハＷの中心方向に所定量駆動される。これにより、３つの突起部９５ａ〜９５ｃがウエハＷの裏面に当接可能な配置となる。そして、ステージ制御装置２０により、エレベータユニット８１を介して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃが上昇駆動されることにより、ウエハＷの裏面に保持機構８７Ａ〜８７Ｃの３つの突起部８６、及びウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃの突起部９５ａ〜９５ｃの合計６つの突起部が同時に接触する。このとき、保持機構８７Ａ〜８７Ｃの３つの接触部８４とウエハ保持機構９６Ａ〜９６Ｃの保持部９４ａ〜９４ｃが、同時にウエハＷの側面に接触し、ウエハＷの側面を６点で保持した状態となる。図９（Ｂ）には、このときの状態が示されている。
【００９８】
その後、ステージ制御装置２０により、エレベータユニット８１を介して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃがさらに上昇駆動されると（更なる上昇駆動）、ウエハＷは、保持機構８７Ａ〜８７Ｃの３つの突起部８６から離間し、その裏面が突起部９５ａ〜９５ｃにより３点で支持されるとともに、保持部９４ａ〜９４ｃによってその側面が３箇所で挟持（保持）されるようになる。これと同時に、ステージ制御装置２０により、保持機構８７Ａ〜８７ＣがウエハＷから離間する方向に駆動される。このようにして、アーム８２Ａ〜８２Ｃから交換用アーム９３Ａ〜９３ＣへのウエハＷの受け渡しが終了する。なお、保持機構８７Ａ〜８７Ｃの３つの接触部８４がウエハＷの側面に接触した状態のままで交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの上述の「更なる上昇駆動」を行うと、ウエハにストレスを与えるおそれがあるため、好ましくは、この「更なる上昇駆動」を開始する前に、保持機構８７Ａ〜８７ＣのウエハＷからの離間動作（接触部８４のウエハ側面からの退避動作）を行うように動作すれば良い。具体的には、保持部９４ａ〜９４ｃがウエハ側面に接触したことを検知するセンサを設けたり、あるいは交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの上昇位置をモニタするようにしたりして、ウエハ側面が保持部９４ａ〜９４ｃに保持されている状態を検知した後に、接触部８４の退避動作を開始するようにすれば良い。
【００９９】
上記の交換用アーム９３Ａ〜９３ＣへのウエハＷの受け渡し終了後、ステージ制御装置２０により、ウエハＷを保持した交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃがエレベータユニット８１を介して下降駆動される。このとき、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの突起部９５ａ〜９５ｃは、それぞれウエハホルダＨ１の小凹部Ｇ３、凹部Ｇ１、小凹部Ｇ２に対応した位置にある。そして、ウエハＷが、図９（Ｃ）に示されるように、ウエハホルダＨ１に接触した段階で、ステージ制御装置２０により、交換用アーム９３Ａの可動部材９２ＡがウエハＷから離間する方向に駆動される。次いで、ステージ制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ１が可動部材９２Ａが駆動された方向に水平面内で駆動される（図１０（Ａ）参照）。これにより、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの突起部９５ａ〜９５ｃのいずれもがウエハＷの下側に位置しないようになる。この状態で図１０（Ｂ）に示されるように、ステージ制御装置２０により、エレベータユニット８１を介して交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃが上昇駆動されることにより、ウエハステージＷＳＴ１上へのウエハＷのロードが終了し、ウエハホルダＨ１によるウエハＷのバキュームが開始される。これにより、ウエハステージＷＳＴ１におけるウエハ交換の一連の動作が終了する。
【０１００】
ウエハステージＷＳＴ１上でウエハ交換が行われている間、ウエハステージＷＳＴ２上ではウエハＷ”に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が続行されている。
【０１０１】
そして、ウエハステージＷＳＴ１側では、主制御装置５０により、ウエハＷに対するＥＧＡ方式のウエハアライメント（計測）が、アライメント系ＡＬＧ１及びウエハ干渉計システムを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様にして行われ、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標がアライメント座標系（Ｙ干渉計７２、Ｘ干渉計７１の測長軸で規定される座標系）上で求められる。次いで、主制御装置５０では、その求めたウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標を、不図示の基準マーク板の基準マークを原点とする座標値に変換する。そして、このようにしてウエハアライメントが終了すると、ウエハステージＷＳＴ１側は待ち状態となる。
【０１０２】
そして、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ”に対する露光が終了すると、主制御装置５０の指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ１が、投影光学系ＰＬの下方からウエハ交換位置（右側ローディングポジション）に移動される。その後、ウエハステージＷＳＴ２側では、前述したウエハステージＷＳＴ１側と同様にしてウエハ交換が行なわれる。
【０１０３】
一方、ウエハステージＷＳＴ２が、ウエハ交換位置に移動するのとほぼ同時に、主制御装置５０の指示に基づき、ステージ制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの下方の露光位置に移動される。この露光位置への移動が終了し、露光が開始されるのに先立って、主制御装置５０では、不図示の一対のレチクルアライメント系を用いて、レチクルＲ上の一対のアライメントマークと対応する不図示の基準マーク板上の基準マークとを投影光学系ＰＬを介して同時に計測する。これにより、レチクルパターンの投影位置とウエハＷ上の各ショット領域との位置関係の算出（ウエハアライメントの結果得られた各ショット領域の位置座標と露光位置（レチクルパターンの投影位置）との関連付け）が終了する。
【０１０４】
その後、主制御装置５０では、通常のスキャニング・ステッパと同様にして、ウエハＷ上の複数のショット領域にステップ・アンド・スキャン方式にてレチクルＲのパターンを順次転写する。
【０１０５】
なお、１枚目のウエハをウエハステージ上にロードする場合、ウエハステージ上にはウエハが載置されていない状態であるので、アーム８２Ａ〜８２Ｃにて保持させる必要はなく、ロボットアームから直接交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃにウエハを搬送することが望ましい。
【０１０６】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置１０では、交換用アーム９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃによって、ウエハの裏面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第１の保持装置が構成されている。また、エレベータユニット本体８３に固定され、ウエハをウエハホルダに対向する裏面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第２の保持装置が構成されている。主制御装置５０とステージ制御装置２０及びウエハステージを駆動する駆動系により補正装置が構成され、主制御装置５０とステージ制御装置２０とにより制御装置が構成されている。
【０１０７】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るプリアライメント装置８０Ａ（又は８０Ｂ）によると、第１の保持装置（交換用アーム９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ）は、ウエハＷのウエハホルダに対向する一側の面（裏面）の外縁部の近傍を３点支持するとともに、その支持されたウエハに接近又は離間する方向に移動可能な１つの突起部９５ａを含む３つの突起部９５ａ〜９５ｃと、ウエハＷの側面に異なる方向から当接してウエハを保持するとともに、ウエハに接近又は離間する方向に移動可能な１つの保持部９４ａを含む３つの保持部９４ａ〜９４ｃを有し、ウエハＷを裏面３点、側面３点の合計６点で保持可能となっている。
【０１０８】
ここで、保持部９４ｂは、ウエハのノッチ部を保持し、残りの保持部９４ａ、９４ｃは、ウエハのノッチ部以外の側面の異なる位置に当接する。また、エレベータユニット８１により、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃは、ウエハホルダに対して接近又は離間するように重力方向に駆動される。従って、プリアライメント装置８０Ａ（又は８０Ｂ）によると、ウエハの側面に保持部９４ａ〜９４ｃを機械的に接触させて位置合わせ（プリアライメント）を行うことができるとともに、ウエハの裏面側の３点をバキュームチャック等を用いることなく支持することができる。これにより、ウエハＷの位置合わせのために、従来用いられていた光学センサを用いる必要がなくなり、その光学センサの設置スペースの確保が不要となる。また、交換用アーム９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃに、ウエハの裏面をバキュームにより吸着支持するための広い面積の支持面を設ける必要がなくなる。このため、ウエハをウエハホルダに搭載する（あるいはウエハホルダ上のウエハを搬出する）際に、そのウエハの裏面をそれぞれ支持する３つの突起部９５ａ〜９５ｃとウエハホルダとの機械的な干渉を回避するためにウエハホルダに設けられる凹部Ｇ１〜Ｇ３を極力小さくすることができる。すなわち、図１１に示されるように点線で囲まれる領域のすべてが吸着部分とされているので、平坦な領域を広く取ることができる。これにより、ウエハホルダに搭載される（保持される）ウエハの平坦度（フラットネス）を向上することが可能となっている。
【０１０９】
また、本実施形態の露光装置１０によると、平坦度が向上したウエハに対して露光（パターンの転写）が行われるので、図１１に示される露光可能領域ＥＡにおいては、ウエハの凹凸に起因するパターン転写精度の劣化、例えばウエハの凹凸に起因するデフォーカスなどを抑制した、高精度な露光が可能となる。この結果、露光可能領域ＥＡを広く取ることが可能となるとともに、最終製品であるデバイスの生産性を向上することが可能となる。
【０１１０】
また、ウエハの位置決めは保持部により強制的に行われるので、従来のプリアライメント装置に用いられたウエハ回転機構、光学観察機構等が不要で、常に高い精度でウエハの位置決めが行われ、高性能である。また、ウエハの撓みの違いにも依存しない。
【０１１１】
また、上記プリアライメント装置によると、コスト、性能、速度、ピンチャックホルダとの相性、及び省スペース化の面において、非接触のアライメント装置に比べ、その効果は非常に大きい。
【０１１２】
また、ウエハＷは、ノッチＮが形成された円盤状形状を有しており、３つの支持点のうちの１つの支持点は、ウエハをノッチ近傍で支持し、エレベータユニット８１により交換用アームが下降駆動された際に、ウエハホルダ上のリム部に形成されたノッチＮに対応した凹部Ｇ１が突起部９５ｂの回避部を兼ねているので、ウエハホルダのリム部に形成する凹部Ｇ１をノッチＮよりも僅かに大きくとるのみで、突起部９５ｂのウエハホルダへの接触を回避できることから、ウエハホルダにより保持されるウエハのフラットネスを向上することが可能となる。
【０１１３】
突起部９５ａ〜９５ｃと保持部９４ａ〜９４ｃとは、同数設けられ、各支持部と各保持部とは同一部材（交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃ）に設けられ、移動可能な突起部９５ａと保持部９４ａを同時に移動することとしているので、構成をシンプルにすることができるとともに、駆動制御を比較的容易に実現することができる。
【０１１４】
また、本実施形態においては、交換用アームとは別に、エレベータユニット８１の本体８３に固定され、ウエハをウエハホルダに対向する一側の面（裏面）３点、側面３点の６点で保持可能なアーム８２Ａ〜８２Ｃを備えているので、ウエハ交換時において、次に露光に使用されるウエハをアーム８２Ａ〜８２Ｃに保持させた状態で、露光が終了したウエハをウエハホルダ上からアンロードすることができる。これにより、ウエハのアンロード終了の後、すぐにウエハをウエハホルダ上にロードすることができるので、露光装置のスループットを向上することが可能となる。
【０１１５】
この場合、突起部と保持部とは、同数設けられ、各突起部と各保持部とはそれぞれアーム８２Ａ〜８２Ｃに設けられ、移動可能な突起部及び保持部は同時に移動可能であるので、アームの配置及び構造をシンプルにすることができるとともに、その駆動制御を比較的簡易に実現することが可能である。
【０１１６】
また、本実施形態の露光装置１０によると、ロボットアーム６６Ａは、ウエハを搬送するとともに、前記物体に対して加圧気体を噴出して前記物体を浮上させることが可能な給排気部７７を有し、ロボットアーム６６Ａから交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃ又はアーム８２Ａ〜８２Ｃに対するウエハの受け渡し時に、保持部によりウエハが取り囲まれた状態で、給排気部７７の作動を開始し、ウエハが浮上した状態で、少なくとも３つの保持部によりウエハの側面を保持することとしているので、突起部９５ａ〜９５ｃがウエハの裏面を引っ掻くことがなく、これによるゴミの発生（発塵）を極力抑制することができる。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃにおいては、突起部と保持部とを同数設けることとしたがこれに限らず、突起部と保持部とは異なる数だけ設けることとしても良い。また、その数は３つに限らず、少なくとも突起部が３つ、保持部が２つあれば良い。さらに、上記実施形態では突起部と保持部とを同一部材に設けることとしたが、これに限らず、それぞれ別々に設けることとしても良い。
【０１１８】
なお、上記実施形態では、アーム８２Ａ〜８２Ｃにおいても、突起部８６及び接触部８４を同数設けることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、異なる数だけ設けることとしても良い。この場合、突起部は少なくとも３つ、保持部は少なくとも２つあれば良い。また、突起部８６及び保持部８４をそれぞれ同一部材（同一のアーム）に設けなくても良い。
【０１１９】
なお、上記実施形態では、ロボットアームに給排気部７７を設け、ウエハを真空吸引して吸着保持し、交換用アームへの受け渡しの際にはウエハを浮上させることとしたが、これに限られるものではなく、例えば、真空吸引機構のみを設けるものとしても良いし、あるいは、真空吸引機構及び給気機構を別々に設けるものとしても良い。
【０１２０】
なお、上記実施形態における交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの配置、アーム８２Ａ〜８２Ｃの配置は、各アームが機械的に干渉しないで、かつロボットアーム６６Ａ，６６Ｂが交換用アーム及びアームにウエハを受け渡すことができる配置であれば、任意で良い。
【０１２１】
更に、アーム８２Ａ〜８２Ｃは、ウエハを交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃの近傍で待機させるための機能を有するので、アーム８２Ａ〜８２Ｃを設けずに、別のウエハを待機させる機構を設けることとしても良い。
【０１２２】
また、上記実施形態では、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃのうち、駆動可能な交換用アームを交換用アーム９３Ａとし、アーム８２Ａ〜８２Ｃのうち駆動可能なアームをアーム８２Ａ〜８２Ｃの全てとするものとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃ及びアーム８２Ａ〜８２Ｃのいずれも、少なくとも１つのアームが駆動可能であれば良く、その組み合わせは任意で良い。勿論、すべてのアームがウエハに接近する方向及び離間する方向に駆動可能な構成を採用しても良い。
【０１２３】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１２に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分には、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１２４】
本第２の実施形態に係る露光装置では、プリアライメント装置８０Ａ、８０Ｂを構成する交換用アームの構成及びウエハホルダの構成が上記第１の実施形態と異なるのみで、その他の部分の構成などは前述した第１の実施形態と同一になっている。従って、以下では、重複説明を避けるべく、交換用アームの構成及びウエハホルダの構成を中心として説明する。
【０１２５】
図１２には、本第２の実施形態に係るプリアライメント装置（８０Ａ、８０Ｂ）を構成する交換用アームの構成を上方（＋Ｚ方向）から見た図が概略的に示されている。この図１２に示されるように、プリアライメント装置を構成するエレベータユニットの駆動軸９７の外周面には、６本の交換用アーム１０１Ａ〜１０１Ｆが、前述した交換用アーム９３Ａ〜９３Ｃと同様にして取り付けられている。
【０１２６】
前記交換用アーム１０１Ａは、駆動軸９７から−Ｘ側（０時の方向）に延びており、この交換用アーム１０１Ａと対称に、ウエハ交換アーム１０１Ｄが駆動軸９７から＋Ｘ側（６時の方向）に延びている。また、交換用アーム１０１Ｂは、駆動軸９７からＸ軸及びＹ軸に４５°を成す方向、すなわち、交換用アーム１０１Ａに対して時計回りに４５°を成す方向（すなわち１時半の方向）に延びており、この交換用アーム１０１Ｂと対称に、ウエハ交換アーム１０１Ｅが駆動軸９７から７時半の方向に延びている。さらに、交換用アーム１０１Ｃは、駆動軸９７から＋Ｙ方向（３時の方向）に延びており、この交換用アーム１０１Ｃと対称に、交換用アーム１０１Ｆが−Ｙ方向（９時の方向）に延びている。
【０１２７】
上記６本の交換用アーム１０１Ａ〜１０１Ｆのうち、交換用アーム１０１Ｂ、１０１Ｅとしては、前述した交換用アーム９３Ａと同様に、その下端に前述したウエハ保持機構９６Ａと同様に構成され、駆動軸９７の半径方向（当該交換用アームの長手方向）に沿って不図示の駆動機構によりスライド駆動可能なウエハ保持機構が設けられている。また、残りの交換用アーム１０１Ａ、１０１Ｃ、１０１Ｅ、１０１Ｆは、前述した交換用アーム９６Ｂ、９６Ｃと同様に構成されている。
【０１２８】
プリアライメント装置のその他の構成部分は、前述した第１の実施形態と同様にして構成されている。
【０１２９】
本第２の実施形態に係るプリアライメント装置によると、図１２に実線で示されるノッチＮが中心に対して６時の方向（０°の方向）にあるウエハ（以下、このようなウエハを、「０°ウエハＷ_０」と記述する）を保持する場合には、交換用アーム１０１Ｂ、１０１Ｄ、１０１Ｆがそれぞれ有するウエハ保持機構（突起部と保持部）によって、前述した第１の実施形態と同様に、０°ウエハＷ_０の裏面の外延部近傍が３点支持されるとともに、外周部の３箇所が保持される。この場合、交換用アーム１０１Ｄが有するウエハ保持機構の保持部が０°ウエハＷ_０のノッチＮを形成する直線状の２辺に接触するとともに、そのウエハ保持機構の突起部が０°ウエハＷ_０の裏面のノッチＮの近傍を支持する。
【０１３０】
また、図１２に二点鎖線（仮想線）にて示されるノッチＮが中心に対して３時の方向（９０°の方向）にあるウエハ（以下、このようなウエハを、「９０°ウエハＷ_９０」と記述する）を保持する場合には、交換用アーム１０１Ａ、１０１Ｃ、１０１Ｅがそれぞれ有するウエハ保持機構（突起部と保持部）によって前述した第１の実施形態と同様に、９０°ウエハＷ_９０の裏面の外延部近傍が３点支持されるとともに、外周部の３箇所が保持される。この場合、交換用アーム１０１Ｃが有するウエハ保持機構の保持部が９０°ウエハＷ_９０のノッチＮを形成する直線状の２辺に接触するとともに、そのウエハ保持機構の突起部が９０°ウエハＷ_９０の裏面のノッチＮの近傍を支持する。
【０１３１】
この場合、図１２からも分かるように、０°ウエハＷ_０を保持する場合と９０°ウエハＷ_９０を保持する場合とでは、ウエハの駆動軸に対する相対位置が異なっているが、両者間における位置誤差（オフセット値）は予め算出又は計測可能である。従って、このオフセットが予め算出又は計測され、その結果が不図示のメモリに記憶されている。そして、ウエハ（Ｗ_０又はＷ_９０）をロードするとき、及びウエハ（Ｗ_０又はＷ_９０）をアンロードするときに、主制御装置５０がウエハの種類に応じて当該誤差（オフセット値）を考慮した指示をステージ制御装置２０に与えることとしている。この結果、ステージ制御装置２０により、上記のウエハの種類に応じた適切な位置にウエハステージ（ウエハホルダ）が移動され、その位置でウエハ（Ｗ_０又はＷ_９０）のロード及びアンロードが行われるようになっている。
【０１３２】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る露光装置によると、前述した第１の実施形態と同等の効果を得られる他、プリアライメント装置がノッチが０°の方向を向いた状態で搬送されるウエハ、ノッチが０°の方向から９０°回転した状態で搬送されるウエハのいずれにも対応可能となっているので、０°ウエハ及び９０°ウエハのいずれについても、支障なく、ロード及びアンロードを実行することができるという効果がある。
【０１３３】
なお、上記各実施形態で説明した交換用アームの構成、配置は一例に過ぎず、その他種々の構成、配置を採用することができる。例えば、図１３（Ａ）に示されるような交換用アームの構成、配置を採用しても良い。この図１３（Ａ）に示されるプリアライメント装置では、エレベータユニットの駆動軸９７の外周面に、４本の交換用アーム１０１Ｇ，１０１Ｈ，１０１Ｉ，１０１Ｊが前述と同様にして取り付けられている。このうち、交換用アーム１０１Ｇは、下端部に、軸１０２を中心として水平面（ＸＹ面）内で回動自在とされた板状部材１０３を含むウエハ保持機構を有している。板状部材１０３は、軸１０２の一側及び他側に突起部と保持部とを各一つ有している。その他の交換用アーム１０１Ｈ，１０１Ｉ，１０１Ｊは、前述した交換用アーム９６Ｂ、９６Ｃと同様に構成されている。
【０１３４】
この図１３（Ａ）に示される交換用アーム１０１Ｇ，１０１Ｈ，１０１Ｉ，１０１Ｊを備えたプリアライメント装置では、０°ウエハＷ_０を保持する際には、板状部材１０３が図１３（Ａ）中に実線で示される状態とされるとともに、この板状部材１０３を含むウエハ保持機構と、交換用アーム１０１Ｉ，１０１Ｊがそれぞれ有するウエハ保持機構とが用いられ、０°ウエハＷ_０がその裏面３点で支持されるとともに、側面３箇所（そのうちの一箇所がノッチＮ）が保持されるようになっている。一方、９０°ウエハＷ_９０を保持する際には、板状部材１０３が図１３（Ａ）中に二点鎖線（仮想線）で示される状態とされるとともに、この板状部材１０３を含むウエハ保持機構と、交換用アーム１０１Ｈ，１０１Ｉがそれぞれ有するウエハ保持機構とが用いられ、９０°ウエハＷ_９０がその裏面３点で支持されるとともに、側面３箇所（そのうちの一箇所がノッチＮ）が保持されるようになっている。この場合、０°ウエハ、９０°ウエハのいずれを保持する場合においても交換用アーム１０１Ｉのウエハ保持機構が用いられる。このように、交換用アーム１０１Ｉのウエハ保持機構を０°ウエハと９０°ウエハの保持に共用することにより、交換用アーム及びウエハ保持機構の数を図１２の場合よりも削減することができる。
【０１３５】
あるいは、図１３（Ｂ）に示されるような交換用アームの構成、配置を採用しても良い。この図１３（Ｂ）に示されるプリアライメント装置では、エレベータユニットの駆動軸９７の外周面に、前述した第１の実施形態と同様に交換用アーム１０１Ｋ，１０１Ｌ，１０１Ｍが取り付けられている。但し、これらの交換用アーム１０１Ｋ〜１０１Ｍのそれぞれが有するウエハ保持機構は、前述したウエハ保持機構９６Ａと同様に、駆動軸９７の半径方向（当該各交換用アームの長手方向）に沿って不図示の駆動機構によりスライド駆動可能な構成となっている。この場合、各交換用アームのウエハ保持部（突起部と保持部を含む）を必要に応じてスライドすることで、０°ウエハＷ_０及び９０°ウエハＷ_９０のいずれをも保持できるようになっている。
【０１３６】
また、この図１３（Ｂ）に示されるプリアライメント装置を採用する場合には、ウエハホルダのリム部１２８を図１４（Ａ），図１４（Ｂ）に示されるように形成する必要がある。すなわち、リム部１２８に形成される３つの凹部Ｇ１’，Ｇ２’，Ｇ３’のうち、ノッチＮに対応する凹部Ｇ１’，Ｇ２’は凹部Ｇ３’よりも大きく形成しておく必要がある。これにより、図１３（Ａ）に示されるように０°ウエハＷ_０をロード、アンロードすることが可能であるとともに、図１３（Ｂ）に示されるように９０°ウエハＷ_９０をロード、アンロードすることも可能である。
【０１３７】
なお、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）のいずれの交換用アームの配置、構成を採用する場合でも、０°ウエハと９０°ウエハのロード又はアンロードを行なう場合には、前述した第２の実施形態と同様に、主制御装置５０の指示の下、ステージ制御装置２０がオフセット値を考慮してウエハステージの移動を制御することとすれば良い。
【０１３８】
なお、上記各実施形態では、突起部及び保持部が横シフト（水平方向にスライド）することにより、ウエハに接近又は離間する構成を採用しているが、突起部及び保持部がＺ軸回りの回転をすることにより、ウエハに接近又は離間する構成を採用しても良いし、あるいは交換用アーム及びアーム全体が開閉する、すなわち駆動機構によりチルト可能なウエハ保持部を少なくとも３本の交換用アームのそれぞれに設けることとしても良い。
【０１３９】
なお、上記各実施形態においては、ウエハの受け渡しに必要とされる精度は所定の１つの保持部をノッチに挿入することが可能な数ｍｍ程度のレベルで良いので、発塵が少なく、高速でウエハ下に突起部を挿入できる構成を採用することが望ましい。また、プリアライメント装置のうちの駆動部分については、その下側に、ゴミが落下しないようなゴミ落下防止部を設置しておくことが望ましい。
【０１４０】
また、上記各実施形態においては、ウエハ交換動作が２枚のウエハを重ねた状態で実施されるので、ゴミの落下に十分注意する必要がある。従って、上述のようにゴミ落下防止のカバーを設ける場合には２枚のウエハが上下に重なった状態で同時に動作を行っても良いが、ゴミの落下対策が不十分な場合には、ロボットアームによって保持されたウエハがその上方で待機しているウエハの下側から完全に退避した後に、待機しているウエハのアームから交換用アームへの受け渡しを実行することが望ましい。
【０１４１】
なお、上記各実施形態では、本発明がスキャニング・ステッパに適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式のステッパ等の静止露光型の露光装置にも本発明は好適に適用することが可能である。また、上記各実施形態では、ウエハステージを２つ備えたツインウエハステージタイプの露光装置に本発明が適用された場合を説明したが、通常のシングルウエハステージタイプの露光装置にも本発明は適用できることは言うまでもない。
【０１４２】
また、上記各実施形態では、本発明のステージ装置をウエハステージ装置として採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなくレチクル側のステージ装置としても採用することも可能である。
【０１４３】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記各実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１４４】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ及びＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１４５】
また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【０１４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の搬送装置によれば、物体（ウエハ）のフラットネスを向上することができるという効果がある。
【０１４７】
また、本発明の露光装置によれば、装置の小型化及び高精度な露光を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２近傍を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）はウエハホルダを示す平面図であり、図３（Ｂ）は、ウエハホルダの縦断面図である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、プリアライメント装置の構成を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、ウエハ交換方法を説明するための図（その１）である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、搬送アームからアームにウエハを受け渡す方法を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、ウエハ交換方法を説明するための図（その２）である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、ウエハ交換方法を説明するための図（その３）である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、ウエハ交換方法を説明するための図（その４）である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、ウエハ交換方法を説明するための図（その５）である。
【図１１】第１の実施形態の効果を説明するための図である。
【図１２】第２の実施形態に係る交換用アームの配置例を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、図１３（Ｂ）に示されるプリアライメント装置を採用する場合におけるウエハホルダのリム部の形状を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…露光装置、２０…ステージ制御装置（補正装置の一部、制御装置の一部）、５０…主制御装置（補正装置の一部、制御装置の一部）、６６Ａ，６６Ｂ…ロボットアーム（搬送アーム）、７７…給排気部（気体供給部）、８０Ａ，８０Ｂ…プリアライメント装置（搬送装置）、８１…エレベータユニット（上下動装置）、８４…保持部、８６…突起部（支持部）、９４ａ〜９４ｃ…保持部、９５ａ〜９５ｃ…突起部（支持部）、１２８…リム部（吸着用凸部）、Ｇ１…凹部（回避部）、Ｈ１，Ｈ２…ウエハホルダ（試料台）、Ｎ…ノッチ（切り欠き）、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（物体、感光物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（物体ステージ）。

Claims

物体を試料台上の所定位置に搭載するために前記物体を搬送する搬送装置であって、
前記物体の前記試料台に対向する一側の面の外縁部の近傍をそれぞれ支持するとともに、その支持された前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの支持部を含む少なくとも３つの支持部と、前記物体の側面に異なる方向から当接して前記物体を保持するとともに、前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの保持部を含む少なくとも２つの保持部と、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を、同時又は個別に駆動する駆動機構と、を有し、前記物体を前記一側の面少なくとも３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第１の保持装置と；
前記第１の保持装置を、前記試料台に対して接近又は離間させるため重力方向に駆動する上下動装置と；を備える搬送装置。
前記物体は、略Ｖ字状又は略Ｕ字状の切り欠きが形成された円盤状形状を有し、
前記少なくとも３つの支持点のうちの１つの特定支持点は、前記物体を前記切り欠きの近傍で支持し、
前記上下動装置により前記第１の保持装置が前記試料台に接近する方向に駆動された際に、前記切り欠きの形状に対応した形状の変形部分を有する吸着用凸部が前記試料台に形成され、該吸着用凸部の前記変形部分は前記特定支持点が前記試料台に接触するのを回避する回避部を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記第１の保持装置は、前記切り欠きが所定方向を向いた第１の状態と、前記切り欠きが前記第１の状態から９０°回転した第２の状態とのいずれの状態で搬入される物体にも対応可能であり、
前記第１の状態と第２の状態との相違による前記物体の位置ずれ量を算出し該位置ずれ量が物体の保持部材への搬入時に補正されるように、前記保持装置と前記試料台との相対位置関係を補正する補正装置を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
前記支持部と前記保持部とは、同数設けられ、各支持部と各保持部とは同一部材に設けられ、前記駆動機構は、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を同時に駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送装置。
前記第１の保持装置を駆動する駆動軸とは分離された前記駆動装置の本体部に固定され、物体を前記試料台に対向する一側の面３点、側面少なくとも２点の合計５点以上で保持可能な第２の保持装置を更に備え、
前記第２の保持装置は、前記物体の一側の面の外縁部の近傍を３点支持するとともに、その支持された前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの支持部を含む少なくとも３つの支持部と、前記物体の側面に異なる方向から当接して前記物体を保持するとともに、前記物体に接近又は離間する方向に移動可能な少なくとも１つの保持部を含む少なくとも２つの保持部と、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を、同時又は個別に駆動する駆動機構とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の搬送装置。
前記第２の保持装置を構成する前記支持部と前記保持部とは、同数設けられ、各支持部と各保持部とは同一部材に設けられ、前記駆動機構は、前記移動可能な前記支持部及び前記保持部を同時に駆動することを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
前記物体を搬送するとともに、前記物体に対して加圧気体を噴出して前記物体を浮上させる気体供給部を有する搬送アームと；
前記搬送アームから前記第１及び第２の保持装置のうち少なくとも一方の特定の保持装置に対する物体の受け渡し時に、その特定の保持装置の少なくとも３つの保持部により前記物体を取り囲んだ状態で、前記気体供給部の作動を開始し、前記物体が浮上した状態で、前記駆動機構を介して前記少なくとも３つの保持部により物体側面を保持する制御装置と；を更に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の搬送装置。
前記搬送アームは、前記物体を真空吸引する真空吸引部を更に有し、
前記制御装置は、前記搬送アームから前記特定の保持装置に対する物体の受け渡し時に、前記気体供給部の作動開始に先立って前記真空吸引部の作動を停止することを特徴とする請求項７に記載の搬送装置。
マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の搬送装置と；
前記搬送装置により前記感光物体が搭載される前記試料台が載置され、２次元面内で移動する物体ステージと；を備える露光装置。