JP2014035399A - 物体交換方法、物体交換システム、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板ステージ装置上の基板の交換を迅速に行う。
【解決手段】 基板ステージ装置２０上に載置された基板Ｐ_１を別の基板Ｐ_２に交換する物体交換方法は、基板Ｐ_１と基板トレイ９０_１とを保持した基板ステージ装置２０を所定の物体交換位置に位置させることと、物体交換位置に設けられた懸垂支持装置５０に基板トレイ９０_１を懸垂支持させることと、懸垂支持装置５０に懸垂支持された基板トレイ９０_１を基板Ｐ_１と共に基板ステージ装置２０から離間させることと、懸垂支持装置５０に懸垂支持された基板トレイ９０_１と基板ステージ装置２０との間に基板Ｐ_２を下方から支持した基板トレイ９０_２を挿入して該基板トレイ９０_２と基板Ｐ_２とを基板ステージ装置２０に受け渡すことと、懸垂支持装置５０に対して基板トレイ９０_１を移動させることにより基板トレイ９０_１に下方から支持された基板Ｐ_１を物体交換位置から搬出することと、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、物体交換方法、物体交換システム、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体保持装置に保持される物体の交換方法及びシステム、前記物体交換システムを備える露光装置、前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイ及びデバイスの製造方法に関する。

従来、液晶表示素子、半導体素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク（又はレチクル）に形成されたパターンをエネルギビームを用いてガラス基板（又はウエハ）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、所定の基板搬送装置を用いて基板ステージ装置上の露光済みのガラス基板を搬出した後、別のガラス基板を上記基板搬送装置を用いて基板ステージ装置上に搬入することにより、基板ステージ装置に保持されるガラス基板を順次交換し、複数のガラス基板に対して連続して露光処理を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、複数のガラス基板に対して連続して露光を行う場合には、全体的なスループットの向上のためにも基板ステージ装置上のガラス基板を迅速に交換することが好ましい。

米国特許第６，５５９，９２８号明細書

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、複数の物体を個別に物体支持部材上に載置して搬送しつつ、所定の物体交換位置に配置された物体を別の物体に交換する物体交換方法であって、第１物体と該第１物体を下方から支持する第１物体支持部材とを保持した物体保持装置を前記物体交換位置に位置させることと、前記物体交換位置に設けられた支持装置に前記第１物体支持部材を懸垂支持させることと、前記支持装置に懸垂支持された前記第１物体支持部材を前記第１物体と共に前記物体保持装置から離間させることと、前記支持装置に懸垂支持された前記第１物体支持部材と前記物体保持装置との間に第２物体を下方から支持した第２物体支持部材を挿入して前記第２物体支持部材と前記第２物体とを前記物体保持装置に受け渡すことと、前記第２物体支持部材と前記第２物体とを前記物体保持装置に受け渡した後に前記支持装置に対して前記第１物体支持部材を移動させることにより前記第１物体支持部材に下方から支持された前記第１物体を前記物体交換位置から搬出することと、を含む物体交換方法である。

これによれば、第１物体支持部材（第１物体）が支持装置に懸垂支持された状態で第２物体支持部材（第２物体）が物体保持装置に受け渡され、その後に第１物体が物体交換位置から搬出される。すなわち、物体保持装置に保持されていた第１物体の搬出動作の完了よりも第２物体の物体保持装置への搬入が優先して行われるので、物体保持装置上の物体の交換動作を迅速に行うことができる。

本発明は、第２の観点からすると、複数の物体を個別に物体支持部材上に載置して搬送しつつ、所定の物体交換位置に配置された物体を別の物体に交換する物体交換システムであって、前記物体と前記物体支持部材とを保持可能な物体保持装置と、前記物体交換位置に設けられ、前記物体支持部材を懸垂支持可能な支持装置と、前記物体と前記物体支持部材とを保持した前記物体保持装置が前記物体交換位置に位置し、且つ前記物体支持部材が前記支持装置に懸垂支持された状態で、前記物体支持部材を前記物体と共に前記物体保持装置から離間させる駆動系と、前記物体保持装置と前記物体支持部材とが離間した状態で、該物体保持装置と該物体支持部材との間に別の物体を下方から支持した別の物体支持部材を挿入することにより該別の物体支持部材と前記別の物体とを前記物体保持装置に受け渡すとともに、前記別の物体支持部材と前記別の物体とを前記物体保持装置に受け渡した後に前記支持装置に対して前記物体支持部材を移動させることにより前記物体支持部材に下方から支持された前記物体を前記物体交換位置から搬出する物体交換装置と、を備える物体交換システムである。

これによれば、物体支持部材（物体）が支持装置に支持された状態で別の物体支持部材（別の物体）が物体保持装置に受け渡され、その後に物体が物体交換位置から搬出される。すなわち、物体保持装置に保持されていた物体の搬出動作の完了よりも別の物体の物体保持装置への搬入が優先して行われるので、物体保持装置上の物体の交換動作を迅速に行うことができる。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の第２の観点に係る物体交換システムと、前記物体保持装置に保持された前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。

本発明は、第４の観点からすると、本発明の第３の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。

本発明は、第５の観点からすると、本発明の第３の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

一実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置、及び基板交換装置の平面図である。 図３（Ａ）は、図１の液晶露光装置において基板の搬送に用いられる基板トレイの平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（Ｃ）は、基板ホルダと基板トレイとが組み合わされた状態を示す図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基板交換動作を説明するための図（その１及びその２）である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基板交換動作を説明するための図（その３及びその４）である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、基板交換動作を説明するための図（その５及びその６）である。 図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、基板交換動作を説明するための図（その７〜その９）である。

以下、一実施形態について、図１〜図７（Ｃ）を用いて説明する。

図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。

液晶露光装置１０は、照明系１２、マスクＭを保持するマスクステージ装置１４、投影光学系１６、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、基板交換装置４０、懸垂支持装置５０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。照明系１２は、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。

マスクステージ装置１４は、マスクＭを、例えば真空吸着により保持している。マスクステージ装置１４は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（不図示）により走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動される。マスクステージ装置１４のＸＹ平面内の位置情報は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより求められる。

投影光学系１６は、マスクステージ装置１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する複数の投影光学系を備えている。

液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光により、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。

基板ステージ装置２０は、ＸＹ粗動ステージ２２、及び基板ホルダ３０を備えている。

ＸＹ粗動ステージ２２は、基板ホルダ３０をＸ軸方向、及びＹ軸方向に所定の長ストローク駆動するための装置である。ＸＹ粗動ステージ２２としては、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような、Ｘ軸方向に所定の長ストロークで移動可能なＸ粗動ステージと、Ｙ軸方向に所定の長ストロークで移動可能なＹ粗動ステージとを組み合わせた、いわゆるガントリタイプの２軸ステージ装置（Ｘ、Ｙ粗動ステージは、図示省略）を用いることができる。

基板ホルダ３０は、平面視矩形の板状（あるいは高さの低い直方体状）の部材から成り、上記ＸＹ粗動ステージ２２の上方に配置されている。基板ホルダ３０は、ＸＹ粗動ステージ２２に誘導されることにより、投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。基板ホルダ３０（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置情報は、不図示のレーザ干渉計を含む基板干渉計システムにより求められる。なお、ＸＹ粗動ステージ２２の構成は、少なくとも基板Ｐを走査方向に所定の長ストロークで駆動することができれば、特に限定されない。

基板ホルダ３０の上面（＋Ｚ側を向いた面）には、不図示の微少な孔部が複数形成されている。基板ホルダ３０には、基板ステージ装置２０の外部に設置された真空吸引装置（不図示）が接続されている。基板ホルダ３０は、上記真空吸引装置から上記複数の孔部を介して供給される真空吸引力により、その上面に載置された基板Ｐを吸着保持することができるようになっている。

基板ホルダ３０のＸ軸及びＹ軸方向それぞれの寸法は、図３（Ｃ）に示されるように、基板ＰのＸ軸及びＹ軸方向それぞれの寸法よりも幾分短く設定され、基板ホルダ３０上に基板Ｐが載置された状態で、基板Ｐの端部が基板ホルダ３０の端部から幾分はみ出すようになっている。これは、基板Ｐの裏面にレジストが付着する可能性があり、そのレジストが基板ホルダ３０に付着しないようにするためである。

ここで、液晶露光装置１０において、基板ホルダ３０への基板Ｐの搬入動作（ローディング）、及び基板ホルダ３０からの基板Ｐの搬出動作（アンローディング）は、基板Ｐを図３（Ａ）に示される基板トレイ９０と称される部材上に載置した状態で行われる。

基板トレイ９０は、Ｘ軸方向に延びる棒状の部分であるＸ支持部９２ｘと、Ｙ軸方向に延びる棒状の部分であるＹ支持部９２ｙとを、それぞれ複数（本実施形態では、Ｘ支持部９２ｘを、例えば７本、Ｙ支持部９２ｙを、例えば５本）備えている。Ｘ支持部９２ｘは、Ｙ軸方向に所定間隔で、Ｙ支持部９２ｙは、Ｘ軸方向に所定間隔で、それぞれ基板Ｐを下面から均等に支持できるように（自重による撓みを抑制できるように）互いに平行に配置されている。基板トレイ９０を形成するＸ支持部９２ｘとＹ支持部９２ｙとは、例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）などの材料により一体的に形成されており、基板トレイ９０は、基板Ｐに比べ剛性（及び／又は靱性）が高く構成されている。

基板トレイ９０の上面における四隅部（最も外側（＋Ｙ側及び−Ｙ側）の２本のＸ支持部９２ｘそれぞれの両端部近傍）それぞれには、テーパ部材９４が固定されている。テーパ部材９４は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向けて細くなるテーパ面を有する円錐台状（図３（Ｂ）参照）の部材から成る。また、最も外側の２本のＸ支持部９２ｘそれぞれの下面には、一対の凹部９６がＸ軸方向に離間して形成されている。凹部９６は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向けて狭くなるテーパ面（図３（Ｂ）参照）により規定される。なお、基板トレイ９０において、Ｘ支持部９２ｘ及びＹ支持部９２ｙの本数は、特に限定されず適宜変更が可能である。また、本実施形態のＸ支持部９２ｘ及びＹ支持部９２ｙそれぞれは、長手方向に直交する断面が矩形であるが、断面形状は、特に限定されず、例えば円形でも良い。Ｘ支持部９２ｘ及びＹ支持部９２ｙは、互いに断面形状（厚さ、太さなど）が異なっていても良い。また、Ｘ支持部９２ｘとＹ支持部９２ｙとは、別部材であっても良い。

これに対し、図２に示されるように、基板ホルダ３０の上面には、Ｘ軸に平行な複数本（例えば、５本）のＸ溝３２ｘがＹ軸方向に所定の間隔で形成されている。さらに、基板ホルダ３０の上面には、Ｙ軸に平行な複数本（例えば、３本）のＹ溝３２ｙがＸ軸方向に所定の間隔で形成されている。Ｘ溝３２ｘは、基板ホルダ３０の＋Ｘ側及び−Ｘ側それぞれの側面に、Ｙ溝３２ｙは、基板ホルダ３０の＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれの側面に開口している。複数のＸ溝３２ｘのＹ軸方向に関する間隔は、基板トレイ９０が有する複数のＸ支持部９２ｘ（ただし、最も外側の２本のＸ支持部９２ｘを除く）のＹ軸方向に関する間隔と概ね一致している。また、複数のＹ溝３２ｙのＸ軸方向に関する間隔は、基板トレイ９０が有する複数のＹ支持部９２ｙのＸ軸方向に関する間隔と概ね一致している。これにより、図３（Ｃ）に示されるように、基板ホルダ３０は、Ｘ溝３２ｘ内に基板トレイ９０のＸ支持部９２ｘを、Ｙ溝３２ｙ内に基板トレイ９０のＹ支持部９２ｙをそれぞれ収容することが可能となっている。

ここで、Ｘ支持部９２ｘの厚さ方向寸法は、Ｘ溝３２ｘの深さ方向寸法よりも小さく（薄く）、Ｙ支持部９２ｙの厚さ方向寸法は、Ｙ溝３２ｙの深さ方向寸法よりも小さく（薄く）設定されている。これにより、Ｘ支持部９２ｘがＸ溝３２ｘ内に、Ｙ支持部９２ｙがＹ溝３２ｙ内にそれぞれ収容された状態で、基板ホルダ３０上に載置された基板Ｐの下面と基板トレイ９０の上面が離間する（図４（Ａ）など参照）。

また、基板トレイ９０において、最も外側（＋Ｙ側及び−Ｙ側）の２本のＸ支持部９２ｘ間の間隔は、基板ホルダ３０のＹ軸方向の寸法よりも長く設定されており、図３（Ｃ）に示される基板ホルダ３０と基板トレイ９０とを組み合わせた状態で、上記最も外側（＋Ｙ側及び−Ｙ側）の２本のＸ支持部９２ｘは、基板ホルダ３０の外側に配置される。同様に、最も外側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）の２本のＹ支持部９２ｙ間の間隔は、基板ホルダ３０のＸ軸方向の寸法よりも長く設定されており、基板ホルダ３０と基板トレイ９０とを組み合わせた状態で、上記最も外側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）の２本のＹ支持部９２ｙは、基板ホルダ３０の外側に配置される。

図１に戻り、基板交換装置４０は、基板ホルダ３０に保持された基板Ｐの基板ホルダ３０からの搬出、及び空の（基板Ｐを保持していない）基板ホルダ３０に対する基板Ｐの搬入を行う。基板交換装置４０は、図１に示されるように、基板ステージ装置２０の＋Ｘ側の領域に配置され、基板ステージ装置２０と共に液晶露光装置１０が有する不図示のチャンバ内に収容されている。

基板交換装置４０は、図２に示されるように、一対の搬送ハンド４２（図１では紙面奥行き方向に重なっている）を備えている。一対の搬送ハンド４２は、それぞれＸ軸方向に延びる部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。搬送ハンド４２の長手方向寸法は、基板トレイ９０のＸ支持部９２ｘの長手方向寸法と同程度に設定されている。基板交換装置４０では、＋Ｙ側の搬送ハンド４２が最も＋Ｙ側のＸ支持部９２ｘを、−Ｙ側の搬送ハンド４２が最も−Ｙ側のＸ支持部９２ｘを、それぞれ下方から支持することにより、基板トレイ９０を下方から支持する。

ここで、一対の搬送ハンド４２のＹ軸方向の間隔は、図２では、基板トレイ９０の最も外側（＋Ｙ側及び−Ｙ側）の２本のＸ支持部９２ｘ間の間隔と概ね同じとなっているが、一対の搬送ハンド４２は、不図示の駆動装置により、独立してＹ軸方向に移動可能となっている。これにより、基板交換装置４０では、一対の搬送ハンド４２間の間隔を基板トレイ９０のＹ軸方向の寸法よりも広くすることができる。また、一対の搬送ハンド４２は、上記駆動装置により、Ｘ軸方向に所定の長ストロークで同期駆動される。一対の搬送ハンド４２を駆動する駆動装置の構成は、特に限定されず、例えばリニアガイド装置に沿って駆動されるようにしても良いし、多関節ロボットアームにより駆動されるようにしても良い。

搬送ハンド４２の上面には、一対の半球状の突起４４がＸ軸方向に離間して配置されている。一対の突起４４間の間隔は、上記基板トレイ９０に形成された一対の凹部９６間の間隔とほぼ同じに設定されており、基板交換装置４０は、突起４４を対応する凹部９６に嵌合させることにより、基板トレイ９０を安定して支持することができるようになっている。

図１に戻り、懸垂支持装置５０は、基板ステージ装置２０よりも＋Ｚ側の領域に配置されている。懸垂支持装置５０は、複数（本実施形態では、例えば４つ）のチャック装置５２、及び該複数のチャック装置５２に対応して配置された複数（例えば４つ）のＺアクチュエータ５４を備えている。なお、図１では、例えば４つのチャック装置５２（及び対応するＺアクチュエータ５４）のうち、２つのみが図示され、該２つのチャック装置５２の紙面奥側に他の２つのチャック装置５２（及び対応するＺアクチュエータ５４）が隠れている。

懸垂支持装置５０では、図２に示されるように、Ｘ軸方向に離間して配置された一対のチャック装置５２が、Ｙ軸方向に離間して、例えば２列配置されている。上記一対のチャック装置５２のＸ軸方向の間隔は、基板トレイ９０が有する一対のテーパ部材９４のＸ軸方向の間隔と概ね同じに設定されている。また、チャック装置５２のＹ軸方向の間隔は、基板トレイ９０が有するテーパ部材９４のＹ軸方向の間隔と概ね同じに設定されている。すなわち、例えば４つのチャック装置５２は、基板トレイ９０が有する、例えば４つのテーパ部材９４に対応する位置関係で配置されている。

チャック装置５２の下面には、凹部５２ａが形成されている。凹部５２ａは、上記基板トレイ９０のテーパ部材９４の外周面（テーパ面）に対応するテーパ面（−Ｚ側から＋Ｚ側に向けて狭くなるテーパ面）により規定され（図１など参照）ており、対応するテーパ部材９４の先端部が挿入可能となっている。また、チャック装置５２には、不図示の真空吸引装置が接続されている。チャック装置５２は、凹部５２ａを規定する面に形成された微少な孔部（不図示）を介して上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、凹部５２ａに挿入されたテーパ部材９４を吸着保持することが可能となっている。

図１に戻り、Ｚアクチュエータ５４は、対応するチャック装置５２をＺ軸方向に所定のストロークで駆動する。Ｚアクチュエータ５４の種類は、特に限定されないが、チャック装置５２のＺ位置を任意に位置決めできることが望ましく、例えば送りネジ装置、エアシリンダなどを用いると良い。本実施形態において、複数のＺアクチュエータ５４は、マスクステージ装置１４、及び投影光学系１６を支持する装置本体フレーム５６に形成された孔部５６ａ内に収容されている。なお、複数のＺアクチュエータ５４は、装置本体フレーム５６とは別の部材（例えば架台など）に取り付けられていても良い。また、チャック装置５２をＺ軸方向に直進案内するＺリニアガイド装置を配置することが好ましい。

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、基板交換装置４０によって、基板ホルダ３０上への基板のロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。そして、露光処理が終了した基板Ｐが基板交換装置４０により基板ホルダ３０上から搬出されるとともに、次に露光される別の基板Ｐが基板ホルダ３０に搬送されることにより、基板ホルダ３０上の基板Ｐの交換が行われ、複数の基板Ｐに対し、露光動作などが連続して行われる。

以下、液晶露光装置１０における基板ホルダ３０からの基板Ｐの搬出動作、及び基板ホルダ３０への基板Ｐの搬入動作（以下、まとめて基板Ｐの交換動作と称する）について、図４（Ａ）〜図７（Ｃ）を用いて説明する。以下の基板交換動作は、不図示の主制御装置の管理の下に行われる。なお、図面の簡略化のため、図４（Ａ）〜図７（Ｃ）では、基板ステージ装置２０は、基板ホルダ３０のみが図示されている。

以下、便宜上、複数の基板Ｐを基板Ｐ_１、及び基板Ｐ_２として説明を行う。また、本実施形態の基板交換動作では、例えば２つの基板トレイ９０が用いられる。以下、便宜上、例えば２つの基板トレイ９０を基板トレイ９０_１、及び基板トレイ９０_２として説明を行う。基板トレイ９０_１と基板トレイ９０_２とは、実質的に同じ構造である。

図４（Ａ）には、基板ホルダ３０上に露光済みの基板Ｐ_１が載置された基板ステージ装置２０が、露光動作終了位置から基板交換位置に向けて移動している状態が示されている。この状態で、基板ホルダ３０には、基板トレイ９０_１が収容（ただし、最も外側のＸ支持部９２ｘ、Ｙ支持部９２ｙ（それぞれ図３（Ｃ）参照）は除く。以下同じ）されている。

基板ステージ装置２０が基板交換位置に位置決めされると、図４（Ｂ）に示されるように、懸垂支持装置５０の複数のチャック装置５２が同期して下降駆動される。これにより、複数のテーパ部材９４それぞれが対応するチャック装置５２に吸着保持される。すなわち、基板交換位置とは、複数のチャック装置５２のＸＹ平面内の位置と、基板トレイ９０_１の複数のテーパ部材９４のＸＹ平面内の位置とが概ね一致する位置を意味する。この際、チャック装置５２とテーパ部材９４とは、互いのテーパ面に案内されるので、仮に基板トレイ９０_１が所望の位置から幾分ずれていたとしても、チャック装置５２は、確実にテーパ部材９４を吸着保持できる。

複数のチャック装置５２それぞれが対応するテーパ部材９４を吸着保持すると、懸垂支持装置５０では、図５（Ａ）に示されるように、複数のチャック装置５２が同期して上昇駆動される。これにより、基板トレイ９０_１が懸垂支持装置に懸垂支持（吊り下げ支持）された状態で＋Ｚ方向に移動し、複数のＸ支持部９２ｘ、Ｙ支持部９２ｙ（それぞれ図３（Ａ）参照）が、基板ホルダ３０の対応するＸ溝３２ｘ、Ｙ溝３２ｙ（ぞれぞれ図２参照）から抜き取られる（離脱する）。また、基板ステージ装置２０では、基板ホルダ３０による基板Ｐ_１の吸着保持が解除される。これにより、基板トレイ９０_１の＋Ｚ方向への移動に伴い、該基板トレイ９０_１上に基板Ｐ_１が載置される。

この後、図５（Ｂ）に示されるように、基板交換装置４０の一対の搬送ハンド４２（一方は他方の紙面奥側に隠れている）が−Ｘ方向に駆動される。一対の搬送ハンド４２上には、基板トレイ９０_２が載置され、該基板トレイ９０_２は、基板Ｐ_１の次に露光処理が行われる予定の基板Ｐ_２を下方から支持している。一対の搬送ハンド４２のＺ位置は、基板トレイ９０_２の下面が基板ホルダ３０の上面よりも幾分＋Ｚ側となるように位置決めされている。なお、搬送ハンド４２自体のＺ位置は、基板ホルダ３０のＺ位置と重複しているが、図２に示されるように、基板トレイ９０を支持した状態で一対の搬送ハンド４２間の間隔は、基板ホルダ３０のＹ軸方向の寸法よりも広くなっているので、搬送ハンド４２と基板ホルダ３０とは接触しない（一対の搬送ハンド４２間に基板ホルダ３０が挿入される）。

これにより、基板Ｐ_２を下方から支持する基板トレイ９０_２が、基板ホルダ３０の上方で懸垂支持装置５０により懸垂支持されている基板トレイ９０_１と基板ホルダ３０の上面との間の空間に挿入される。

基板交換装置４０の一対の搬送ハンド４２は、図３（Ｃ）に示されるような基板トレイ９０_２のＹ支持部９２ｙのＸ位置が基板ホルダ３０の対応するＹ溝３２ｙのＸ位置と概ね一致する位置に位置決めされる。これに対し、一対の搬送ハンド４２のＹ位置は、基板トレイ９０_２のＸ支持部９２ｘのＹ位置が対応する基板ホルダ３０のＸ溝３２ｘのＹ位置と概ね一致するように、予め位置決めされている。

この後、図６（Ａ）に示されるように、一対の搬送ハンド４２が下降駆動される。これにより、一対の搬送ハンド４２に下方から支持された基板トレイ９０_２、及び該基板トレイ９０_２上に載置された基板Ｐ_２がそれぞれ−Ｚ方向に移動する。これにより、図３（Ｃ）に示されるように、基板トレイ９０_２は、複数のＸ支持部９２ｘが対応するＸ溝３２ｘ内に、複数のＹ支持部９２ｙが対応するＹ溝３２ｙ内にそれぞれ挿入される。

この際、Ｘ支持部９２ｘ、Ｙ支持部９２ｙそれぞれの厚さ方向寸法がＸ溝３２ｘ、Ｙ溝３２ｙそれぞれの深さ方向寸法よりも小さいことから、最初に基板Ｐ_２の下面が基板ホルダ３０の上面に当接する。これにより、基板トレイ９０_２と基板Ｐ_２とが離間し、基板Ｐ_２が基板ホルダ３０上に載置される。また、基板トレイ９０_２は、Ｘ溝３２ｘ、Ｙ溝３２ｙそれぞれを規定する底面に当接し、これにより基板ホルダ３０に保持される。また、基板トレイ９０_２が基板ホルダ３０に保持された後、一対の搬送ハンド４２は、図６（Ａ）に示されるように、さらに下降駆動される。これにより、突起４４が凹部９６から離脱する。上記基板Ｐ_２、及び基板トレイ９０_２の基板ホルダ３０への受け渡し動作時において、基板トレイ９０_１（及び露光済みの基板Ｐ_１）は、懸垂支持装置５０に懸垂支持された状態で、基板交換位置に待機している。

次いで、図６（Ｂ）に示されるように、一対の搬送ハンド４２それぞれが互いに離間する方向（＋Ｙ側の搬送ハンド４２が＋Ｙ方向、−Ｙ側の搬送ハンド４２が−Ｙ方向）に駆動され、基板トレイ９０_２と上下方向に重ならない位置に配置される。

この後、図７（Ａ）に示されるように、一対の搬送ハンド４２が上昇駆動される。この際の搬送ハンド４２のＺ位置は、搬送ハンド４２を基板トレイ９０_１と基板トレイ９０_２との間に挿入可能な位置に位置決めされる。なお、図４（Ａ）〜図７（Ｃ）（図６（Ｂ）を除く）は、図２のＡ−Ａ線断面に相当する図であるため、図７（Ａ）において、−Ｙ側（紙面手前側）の搬送ハンド４２は、不図示となっている。

以下、一対の搬送ハンド４２それぞれが互いに接近する方向（＋Ｙ側の搬送ハンド４２が−Ｙ方向、−Ｙ側の搬送ハンド４２が＋Ｙ方向）に駆動され、懸垂支持装置５０に吊り下げ支持された基板トレイ９０_１の最も外側のＸ支持部９２ｘ（図２参照）の下方に挿入される。この後、一対の搬送ハンド４２それぞれが上昇駆動（あるいは基板トレイ９０_１が下降駆動）されることにより、基板トレイ９０_１が一対の搬送ハンド４２に下方から支持される。基板トレイ９０_１が一対の搬送ハンド４２に下方から支持されると、懸垂支持装置５０では、チャック装置５２による基板トレイ９０_１のテーパ部材９４の吸着保持が解除される。

そして、図７（Ｂ）に示されるように、複数のテーパ部材９４それぞれが同期して上昇駆動される。これにより、チャック装置５２とテーパ部材９４（基板トレイ９０_１）とが離間する。この後、図７（Ｃ）に示されるように、基板トレイ９０_１を支持した一対の搬送ハンド４２が＋Ｘ方向に駆動され、基板Ｐ_１を基板交換位置から搬出する。基板ステージ装置２０では、基板ホルダ３０上で基板Ｐ_２に対するプリアライメント動作（基板ホルダ３０に対する基板Ｐ_２のおおよその位置決め動作）が行われた後、その基板Ｐ_２が基板ホルダ３０に吸着保持される。そして、基板ステージ装置２０は、基板交換位置から所定の露光動作開始位置に向けて移動する。これにより、図４（Ａ）に示される状態に戻る（ただし、基板Ｐ_１が基板Ｐ_２に入れ替わっている）。また、不図示であるが、基板トレイ９０_１（及び基板Ｐ_１）は、基板交換装置４０により、チャンバ内に設けられた不図示のポート部と称される領域に搬送される。基板トレイ９０_１上の基板Ｐ_１は、チャンバ外に配置された不図示の基板交換装置によりチャンバ外に搬出される。また、チャンバ外からは、基板Ｐ_２の次に露光処理が行われる予定の別の基板（不図示）が上記基板交換装置により搬入され、基板トレイ９０_１上に載置される。以上のポート部における基板Ｐの交換動作は、基板Ｐ_２に対する露光動作中に行われる。

以上説明した本実施形態によれば、露光済み基板Ｐ_１（及び該基板Ｐ_１を下方から支持した基板トレイ９０_１）を基板交換位置で待機（次に露光予定の基板Ｐ_２の搬入経路から退避）させた状態で、基板Ｐ_２の搬入動作を行い、該基板Ｐ_２の基板ステージ装置２０への受け渡しを行った後に、基板Ｐ_１を上記待機位置から搬出するので、例えば露光済みの基板Ｐ_１の搬出動作が完了した後に、基板Ｐ_２の基板ステージ装置２０への搬入動作を開始する場合に比べ、基板交換のサイクルタイムを短縮できる。

また、通常は、基板Ｐ_２への露光動作完了までに要する時間に比べると、ポート部で露光済みの基板Ｐ_１に換えて、基板トレイ９０_１上に別の基板（基板Ｐ_２の次に露光処理される予定の基板）を載置する動作に要する時間は短くて済む（基板Ｐ_２への露光動作完了までには別の基板の用意ができる）ので、本実施形態のように露光済みの基板Ｐ_１の搬出動作に優先して基板Ｐ_２の搬入動作を行っても複数（例えば３枚以上）の基板Ｐに連続して露光処理を行う際の全体的なスループットには、影響はない。

また、複数の基板トレイ９０（基板トレイ９０_１、９０_２）を駆動するための駆動系（本実施形態では、基板交換装置４０）が一系統で良く、搬入用の駆動系と搬出用の駆動系とを独立に設ける必要がない。従って、液晶露光装置１０の構成が簡単になり、コストも下げることができる。

なお、上記実施形態の液晶露光装置１０の構成、及び動作は、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態において、懸垂支持装置５０は、チャック装置５２により基板トレイ９０のテーパ部材９４を吸着保持したが、これに限られず、例えばテーパ部材９４を機械的に把持しても良い。また、チャック装置５２が、例えばＸ支持部９２ｘ（あるいはＹ支持部９２ｙ）を直接吸着保持（あるいは機械的に把持）する構成であっても良いし、あるいは例えば断面Ｌ字状のフックを用いて基板トレイ９０を下方から支持しても良い。要は、懸垂支持装置５０に懸垂支持された基板トレイ９０と基板ホルダ３０の上面とが離間した状態で、その隙間が広くなるように基板Ｐ及び基板トレイ９０の撓みを小さくできれば良い。また、チャック装置５２の数、及び配置も適宜変更が可能であり、例えば基板Ｐ（すなわち基板トレイ９０）の大きさに応じて、上記実施形態よりも多く（あるいは少なく）配置しても良い。また、複数のチャック装置５２が個別にＺ軸方向に駆動されたが、ひとつのＺアクチュエータでまとめて駆動しても良い。

また、上記実施形態では、懸垂支持装置５０の複数のチャック装置５２を上下動させることにより、基板トレイ９０と基板Ｐとを一体的に基板ホルダ３０から持ち上げる構成であったが、これに限られず、例えば基板ステージ装置２０側にリフトピン装置などを配置して基板トレイ９０側を上下動させても良い。この場合、懸垂支持装置５０は、チャック装置５２を上下動させる装置（上記実施形態ではＺアクチュエータ５４）を有していなくても良い。

また、上記実施形態の基板交換動作において、図６（Ａ）に示される基板トレイ９０_１と搬送ハンド４２とが離間した状態で、基板ステージ装置２０を基板交換位置から退避させても良く、この場合、一対の搬送ハンド４２をＹ軸方向に移動させなくても良い。また、図６（Ａ）に示される基板トレイ９０_１と搬送ハンド４２とが離間した状態で、一対の搬送ハンド４２を＋Ｘ方向に移動させて基板トレイ９０_１の下方から退避させた後、＋Ｚ方向、及び−Ｘ方向に順次移動させても良い。この場合も一対の搬送ハンド４２をＹ軸方向に移動させなくても良い。また、図７（Ｂ）に示される基板トレイ９０_１と懸垂支持装置５０とを離間させる動作では、基板ステージ装置２０を基板交換位置から退避させた後に一対の搬送ハンド４２を上昇駆動しても良い。

また、基板ステージ装置２０との間で基板トレイ９０（及び基板Ｐ）の受け渡し動作（基板ステージ装置２０への基板トレイ９０の搬送、及び基板トレイ９０の基板ステージ装置２０から回収）を行う受け渡し装置（上記実施形態では、基板交換装置４０）は、例えば基板ステージ装置２０を収容するチャンバの外側に配置されていても良い。この場合、上記受け渡し動作は、チャンバに形成された開口部を介して行われる。また、基板トレイ９０の受け渡し装置（上記実施形態では基板交換装置４０）は、必ずしも液晶露光装置１０の一部でなくても良い。

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。

また、投影光学系１６が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。

また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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マスク又はレチクルを製造するために、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適用できる。

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

以上説明したように、本発明の物体交換方法及びシステムは、物体保持装置上の物体を交換するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、３０…基板ホルダ、４０…基板交換装置、４２…搬送ハンド、５０…懸垂支持装置、５２…チャック装置、９０…基板トレイ、Ｐ…基板。

Claims (17)

1. 複数の物体を個別に物体支持部材上に載置して搬送しつつ、所定の物体交換位置に配置された物体を別の物体に交換する物体交換方法であって、
   第１物体と該第１物体を下方から支持する第１物体支持部材とを保持した物体保持装置を前記物体交換位置に位置させることと、
   前記物体交換位置に設けられた支持装置に前記第１物体支持部材を懸垂支持させることと、
   前記支持装置に懸垂支持された前記第１物体支持部材を前記第１物体と共に前記物体保持装置から離間させることと、
   前記支持装置に懸垂支持された前記第１物体支持部材と前記物体保持装置との間に第２物体を下方から支持した第２物体支持部材を挿入して前記第２物体支持部材と前記第２物体とを前記物体保持装置に受け渡すことと、
   前記第２物体支持部材と前記第２物体とを前記物体保持装置に受け渡した後に前記支持装置に対して前記第１物体支持部材を移動させることにより前記第１物体支持部材に下方から支持された前記第１物体を前記物体交換位置から搬出することと、を含む物体交換方法。
2. 前記離間させることでは、前記第１物体支持部材を懸垂支持した前記支持装置を上方に駆動する請求項１に記載の物体交換方法。
3. 前記搬入すること、及び前記搬出することでは、共通の駆動装置を用いて前記第１及び第２物体支持部材を移動させる請求項１又は２に記載の物体交換方法。
4. 前記第１及び第２物体支持部材は、前記物体保持装置に保持された状態で一部が該物体保持装置の外側に突き出し、
   前記搬入することでは、前記駆動装置は、前記第２物体支持部材のうち、前記物体保持装置の外側に突き出す部分を支持する請求項３に記載の物体交換方法。
5. 前記搬出することでは、前記駆動装置は、前記第１物体支持部材のうち、前記物体保持装置の外側に突き出す部分を支持する請求項４に記載の物体交換方法。
6. 前記懸垂支持させることでは、前記支持装置は、前記第１物体支持部材を吸着保持する請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体交換方法。
7. 複数の物体を個別に物体支持部材上に載置して搬送しつつ、所定の物体交換位置に配置された物体を別の物体に交換する物体交換システムであって、
   前記物体と前記物体支持部材とを保持可能な物体保持装置と、
   前記物体交換位置に設けられ、前記物体支持部材を懸垂支持可能な支持装置と、
   前記物体と前記物体支持部材とを保持した前記物体保持装置が前記物体交換位置に位置し、且つ前記物体支持部材が前記支持装置に懸垂支持された状態で、前記物体支持部材を前記物体と共に前記物体保持装置から離間させる駆動系と、
   前記物体保持装置と前記物体支持部材とが離間した状態で、該物体保持装置と該物体支持部材との間に別の物体を下方から支持した別の物体支持部材を挿入することにより該別の物体支持部材と前記別の物体とを前記物体保持装置に受け渡すとともに、前記別の物体支持部材と前記別の物体とを前記物体保持装置に受け渡した後に前記支持装置に対して前記物体支持部材を移動させることにより前記物体支持部材に下方から支持された前記物体を前記物体交換位置から搬出する物体交換装置と、を備える物体交換システム。
8. 前記駆動系は、前記物体支持部材を懸垂支持した前記支持装置を前記物体保持装置に対して上方に駆動する請求項７に記載の物体交換システム。
9. 前記物体支持部材を前記物体と共に前記物体保持装置に受け渡す際に該物体支持部材を移動させるとともに、前記物体を前記物体交換位置から搬出する際に該物体支持部材を移動させる駆動装置を更に備える請求項７又は８に記載の物体交換システム。
10. 前記物体支持部材は、前記物体保持装置に保持された状態で一部が該物体保持装置の外側に突き出し、
    前記駆動装置は、前記物体支持部材を前記物体と共に前記物体保持装置に受け渡す際に、該物体支持部材のうち、前記物体保持装置の外側に突き出す部分を支持する請求項９に記載の物体交換システム。
11. 前記駆動装置は、前記物体を前記物体交換位置から搬出する際に前記物体支持部材のうち、該物体保持装置の外側に突き出す部分を支持する請求項１０に記載の物体交換システム。
12. 前記支持装置は、前記物体支持部材を吸着保持する請求項７〜１１のいずれか一項に記載の物体交換システム。
13. 請求項７〜１２のいずれか一項に記載の物体交換システムと、
    前記物体保持装置に保持された前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
14. 前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１４に記載の露光装置。
16. 請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
17. 請求項１３に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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