JP2017191124A

JP2017191124A - 基板保持部材、搬送装置及び方法、露光装置及び方法、露光システム、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2017191124A
Application number: JP2016078695A
Authority: JP
Inventors: 洋一新井; Yoichi Arai
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2017-10-19

Abstract

【課題】基板を保持する際に、基板を保持する部材の変形による基板への影響を抑制する。
【解決手段】ウエハＷを保持するシャトル３６であって、ウエハＷを保持する第１部材３７Ａと、露光装置の可動ステージ又はロボットハンドに装着される第２部材３７Ｂと、第１部材３７Ａと第２部材３７Ｂとを相対的に変位可能に接続する係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３と、を備え、係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３はフレクシャを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板を保持する基板保持部材、物体を搬送する搬送技術、搬送技術を用いる露光技術、及び露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。

半導体素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程で使用され、露光ビームとして遠紫外域から真空紫外域にかけての紫外光を用いる露光装置（以下、紫外光露光装置という）においては、解像度を高めるために、露光波長の短波長化、照明条件の最適化、及び投影光学系の開口数をさらに増大するための液浸法の適用等が行われてきた。

近年では、紫外光露光装置の解像限界よりも微細なピッチの回路パターンを形成するために、紫外光露光装置の解像限界よりも小さい多数の円形スポットを電子ビームで形成し、この電子ビームの円形スポットとウエハとを相対的に走査する電子ビーム露光装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
電子ビーム露光装置は解像度が高いため、露光対象物（半導体ウエハ等）におけるあるレイヤの露光時と、例えばその上のレイヤの露光時とで、その露光対象物の変形状態が異なる場合には、重ね合わせ精度等に影響が生じる恐れがある。そのため、電子ビーム露光装置でウエハを露光する場合には、紫外光露光装置でウエハを露光する場合に比べ、露光対象物の変形を厳しく管理する必要性がある。

米国特許第７，１７３，２６３号明細書

第１の態様によれば、基板を保持し、移動可能な移動体に装着される基板保持部材であって、その基板を保持する基板保持部と、その移動体に装着される支持部と、その基板保持部とその支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部と、を備える基板保持部材が提供される。
第２の態様によれば、基板を露光する露光システムであって、その基板を保持する基板保持部と、移動体に装着される支持部と、その基板保持部とその支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材と、その基板保持部材が装着されるステージ装置を備える露光装置と、その基板保持部材が装着される搬送アーム部を有し、そのステージ装置にその基板保持部材を搬送する搬送装置とを備え、その支持部は、そのステージ装置に連結可能な第１連結部材と、その搬送アーム部に連結可能な第２連結部材とを備える露光システムが提供される。

第３の態様によれば、露光装置に基板を搬送する搬送方法であって、その基板を保持する基板保持部と、搬送アームに装着される支持部と、その基板保持部とその支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材にその基板を保持することと、その基板を保持したその基板保持部材をその搬送アームを介してその露光装置まで移動することと、を含む搬送方法が提供される。
第４の態様によれば、基板を露光する露光方法であって、その基板を保持する基板保持部と、ステージ装置に装着される支持部と、その基板保持部とその支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材にその基板を保持することと、その基板保持部材のその支持部を介してその基板保持部材をステージ装置で支持することと、その基板保持部材で保持されたその基板を露光することと、を含む露光方法が提供される。

第５の態様によれば、基板を露光する露光方法であって、その基板を保持する基板保持部と、第１連結部材及び第２連結部材を有する支持部と、その基板保持部とその支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材のその基板保持部のその基板を保持させることと、その支持部のその第１連結部材を介して、露光装置のステージ装置にその基板保持部材を装着すること、その支持部のその第２連結部材を介して、搬送装置の搬送アーム部にその基板保持部材を装着することと、を含む露光方法が提供される。

一実施形態に係る露光システムの機構部を示す平面図である。露光システムの機構部の要部を示す斜視図である。シャトルキャリアの収容ケースの内部を示す斜視図である。シャトルキャリアの収容棚の一つの載置面、シャトル、及びシャトルから分離されたウエハを示す斜視図である。図５（Ａ）は、シャトルを示す平面図、図５（Ｂ）は、シャトルを示す底面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＡＡ線に沿う断面図である。シャトルキャリアを示す一部を切り欠いた正面図である。図７（Ａ）は載置部上のシャトルを示す図、図７（Ｂ）は変形例のマウント部材を示す斜視図である。露光装置の機構部及び露光システムの制御系を示す一部を切り欠いた図である。図９（Ａ）はウエハを露光装置に搬入する動作の一例を示すフローチャート、図９（Ｂ）は露光動作及び露光装置からウエハを搬出する動作の一例を示すフローチャートである。図１０（Ａ）は露光装置の可動ステージの上方にシャトルを移動した状態を示す図、図１０（Ｂ）はロボットハンドから可動ステージにシャトルを受け渡した状態を示す図である。電子デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。

一実施形態について、図１〜図１０（Ｂ）を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る露光システム１０の機構部を示す平面図、図２は、図１中の一部の構成を示す図である。図１及び図２において、露光システム１０は、例えば半導体デバイス製造工場のクリーンルーム内に設置されている。また、露光システム１０は、第１方向に沿って一列に配置され、それぞれ露光光を用いて露光（描画を含む）を行う５台（以下、第１列と称する）の露光装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ、及び露光装置１２Ａ〜１２Ｅと平行に一列に配置され露光装置１２Ａ〜１２Ｅと同様に、露光光を用いて露光を行う５台（以下、第２列と称する）の露光装置１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈ，１２Ｉ，１２Ｊを備えている。本実施形態では、露光光の一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。ただし、露光光は、電子ビームに限るものではなく、荷電粒子線（荷電粒子ビーム）、イオンビーム、遠紫外域から真空紫外域にかけての紫外光等を用いてもよい。また、露光装置は少なくとも１台（例えば露光装置１２Ａ）あればよい。

露光装置１２Ａは、一例としてそれぞれ内部の空間を真空状態まで排気可能な露光用の真空チャンバ１３Ａ、及び搬送用の２つの真空チャンバ１３Ｂ，１３Ｃを有する。真空チャンバ１３Ａ内の露光室１４Ａには、露光対象物（ターゲット）を保持して移動可能なステージ装置ＷＳＴ（図８参照）、露光対象物に電子ビームを照射する電子ビーム照射装置１５、及び露光対象物の受け渡しを行うためのロボットハンド４６Ｅ（図８参照）等が設置されている。露光室１４Ａは、露光中には、クリーンルーム内の大気圧環境に比べ、常時高真空状態に維持されている。本実施形態の露光システム１０において、露光装置１２Ａ〜１２Ｊ以外の部分は、大気圧環境内に配置されている。

本実施形態の露光対象物は、感光剤又は感応剤（電子線レジスト）が塗布された半導体ウエハ（以下、単にウエハと称する）Ｗである。ウエハＷは、一例として直径３００ｍｍで、厚さが７００〜８００μｍ（例えば７７５μｍ）程度の円板状の半導体基板である。また、紫外光露光装置により１回の露光（又は走査露光）で露光される領域の単位である一つのショット（ショット領域）の大きさを２６ｍｍ×３３ｍｍとすると、直径３００ｍｍのウエハ（３００ｍｍウエハ）の露光面にはほぼ１００個のショット（いわゆる欠けショットを含む）が形成される。なお、ウエハＷの大きさは任意であり、ウエハＷとしては、例えば直径２００ｍｍ又は４５０ｍｍなどの基板も使用できる。

本実施形態では、露光装置１２Ａの電子ビーム照射装置１５は、鏡筒（不図示）内に所定の位置関係で配置されたｍ個（ｍは例えば数１０〜１００程度）の光学系カラムから構成される電子ビーム光学系を備えている。各光学系カラムは、個別にオン／オフ可能で、かつ偏向可能なｎ本（ｎは例えば数１０００で一例として４０００程度）のビームを照射可能なマルチビーム光学系から成る。マルチビーム光学系としては、例えば特開２０１１−２５８８４２号公報、国際公開第２００７／０１７２５５号などに開示される光学系と同様の構成のものを用いることができる。例えば４０００本のマルチビームを全てオン状態（電子ビームがウエハに照射される状態）にしたとき、例えば１００μｍ×２０ｎｍの矩形領域（露光領域）内に等間隔に設定された４０００点に同時に紫外光露光装置の解像限界よりも小さい（例えば直径２０ｎｍ）の電子ビームの円形スポットが形成される。

また、例えば１００個の光学系カラムは、例えば直径３００ｍｍのウエハＷ上に形成された（あるいはショットマップに従ってこれから形成される）例えば１００個のショットにほぼ１：１で対応していてもよい。なお、実際には、光学系カラムの数は、ウエハＷのショット数より多く設定されていてもよいし、又はウエハＷのショット数より少なく設定されていてもよい。本実施形態では、例えば１００個の光学系カラムがそれぞれ、個別にオン／オフ可能で、かつ偏向可能なｎ個（例えばｎ＝４０００）の直径２０ｎｍの電子ビームの円形スポットを矩形（例えば１００μｍ×２０ｎｍ）の露光領域内に照射可能である。そして、この露光領域に対してウエハＷを走査しながら、その多数の電子ビームの円形スポットを偏向しながらオン／オフすることで、ウエハ上の１００個のショットが露光される。この露光により、各ショットに効率的に高いスループットで紫外光露光装置の解像限界よりも小さいパターンが形成される。したがって、３００ｍｍウエハの場合、露光に際してのウエハ（ステージ）の移動ストロークは、多少の余裕を持たせても数十ｍｍ、例えば５０ｍｍあれば十分である。各光学系カラムは、通常の電子ビーム光学系と同様、反射電子を検出する反射電子検出系（不図示）を備えている。この反射電子検出系を用いて、ウエハＷの所定の複数のアライメントマークの位置を検出することもできる。

なお、電子ビームを用いる露光方法としては、シングルビームで露光対象物にパターンを描画する描画方式、微小マスクのパターンを電子ビームを介して転写することと露光対象物を移動することとを繰り返す転写方式、又は他の任意の方式を使用できる。
一例として、図２に示すように、真空チャンバ１３Ｂ内のロードロック室１４Ｂ、及び真空チャンバ１３Ｃ内のアンロードロック室１４Ｃには、それぞれ露光対象物を含む搬送対象物（物体）の受け渡しを行うためのロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ、及び搬送対象物が載置される補助テーブル４６Ｃ，４６Ｄが設置されている。補助テーブル４６Ｃ，４６ＤはそれぞれＵ字形状のウエハ載置部を有し、ロボットハンド４６Ａ，４６Ｂの可動部は、補助テーブル４６Ｃ，４６Ｄの間を通過可能である。

また、真空チャンバ１３Ａ，１３Ｂの境界部、及び真空チャンバ１３Ａ，１３Ｃの境界部にはそれぞれシャッタ（不図示）が設けられ、真空チャンバ１３Ｂ，１３Ｃの外面にはそれぞれシャッタ１４Ｂａ，１４Ｃａが設けられている。シャッタ１４Ｂａ，１４Ｃａは例えばゲートバルブの一部であってもよい。ロードロック室１４Ｂは、搬送対象物の搬入時に一時的に大気圧環境となり、アンロードロック室１４Ｃは、搬送対象物の搬出時に一時的に大気圧環境となる。ロボットハンド４６Ａ，４６Ｂのアームは、それぞれ高さ方向、及びシャッタ１４Ｂａ，１４Ｃａで覆われた開口（不図示）を通過する方向の移動が可能である。シャッタ１４Ｂａ又は１４Ｃａが開いている状態で、それぞれロボットハンド４６Ａ又は４６Ｂがロードロック室１４Ｂ又はアンロードロック室１４Ｃと外部との間で搬送対象物の受け渡しを行う。

さらに、露光装置１２Ａは、露光装置全体の動作を制御するためのコンピュータよりなる露光制御系２２０（図８参照）を有する。露光制御系２２０は、工程管理用のホストコンピュータ６２（図８参照）等との間で制御情報等の送信及び受信を行う。露光装置１２Ａのステージ装置を含む機構部の構成については後述する。露光装置１２Ａ〜１２Ｅの構成は互いに同一であり、露光装置１２Ｆ〜１２Ｊの構成は露光装置１２Ａと対称である。露光装置１２Ｂ，１２Ｃ〜１２Ｊもそれぞれ露光制御系（不図示）を有する。なお、露光装置１２Ａ〜１２Ｊの構成は互いに異なっていてもよい。

以下、露光装置１２Ａ〜１２Ｊの設置面において、第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅ、及び第２列の露光装置１２Ｆ〜１２Ｊの共通の配列方向に沿ってＹ軸を取り、Ｙ軸に垂直な方向に沿ってＸ軸を取り、その設置面に垂直な方向（本実施形態では鉛直方向）に沿ってＺ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向として説明する。

図１において、露光システム１０は、不図示のコータ・デベロッパとの間で、電子線レジストが塗布されたウエハＷの搬送をインライン方式で行うトラック１６と、トラック１６を介して搬入されたウエハＷのアライメントを行うアライメント部１８とを備えている。アライメント部１８において、ウエハＷは、保持部材であるウエハシャトル（以下、単にシャトルと称する）３６の表面の凹部３７Ａｊ（図４参照）内に載置又は保持される。

本実施形態において、ウエハＷは、シャトル３６に保持された状態でアライメントが行われ、各露光装置１２Ａ〜１２Ｊに搬送される。そして、ウエハＷは、シャトル３６に保持された状態で電子ビームによる露光が行われ、露光後もシャトル３６に載置された状態でアライメント部１８に戻される。このため、露光システム１０は、ウエハＷを保持するシャトル３６（搬送対象物）を、アライメント部１８と露光装置１２Ａ〜１２Ｊとの間で搬送するためのシャトル搬送系３０（搬送装置）を備えている。このように、ウエハＷを保持するシャトル３６は、アライメント部１８と露光装置１２Ａ〜１２Ｊとの間を繰り返し往復するため、シャトル（ウエハシャトル）と称している。

ここで、本実施形態のシャトル３６の構成につき、図４、図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図４は、説明の便宜上、シャトル３６からウエハＷを分離し、シャトル３６を分解した状態を示す。また、図４〜図５（Ｃ）の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、シャトル３６をシャトル搬送系３０の後述の収容ケース４２Ａの収容棚４０Ａ（図３参照）に収容した状態での座標系を示す。図４に示すように、シャトル３６は、ウエハＷが載置される第１部材３７Ａ（基板保持部）と、第１部材３７Ａに対して３箇所で３本のボルトＢｔを介して連結される平板の環状の第２部材３７Ｂ（支持部）とを有する。第１部材３７Ａは、ほぼ等角度間隔で３箇所の凸部３７Ａｎが設けられた多角形状の平板状部材である。

第１部材３７Ａの上面３７Ａａの中央にウエハＷより僅かに大きい直径の円形の凹部３７Ａｊ（ウエハＷの保持領域）が形成され、凹部３７Ａｊ内の３箇所にウエハＷを昇降するためのピン（不図示）を挿通させるための貫通穴３７Ａｋが形成されている。なお、ウエハＷが載置される円形の凹部３７Ａｊの載置面（ウエハＷの裏面の接触面）に、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）などの摩擦係数の高い材料をコーティングしてもよい。
また、凹部３７Ａｊの載置面に、複数の突起部（ピン）を設け、この突起部のうち、少なくともウエハＷの裏面と接触する部分に、上記窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）などの摩擦係数の高い材料をコーティングしてもよい。このように、摩擦係数の高い材料をコーティングすることで、シャトル３６に対し、ウエハＷの温度変化（ウエハの伸縮）によるウエハＷの滑りを抑制することができる。

図５（Ｃ）に示すように、第１部材３７Ａの凹部３７Ａｊ内にウエハＷを載置したときに、第１部材３７Ａの上面３７ＡａとウエハＷの表面とが同じ高さになるように凹部３７Ａｊの深さが設定されている。なお、第１部材３７Ａの上方にウエハＷの搬送部材を設け、ウエハＷの表面を非接触で保持して昇降させる場合には、貫通穴３７Ａｋを設ける必要はない。第１部材３７Ａの裏面３７Ａｂの中央部は、凹部３７Ａｊよりもわずかに大きい円形の凸部３７Ａｍが形成されている。凸部３７Ａｍの表面（第１部材３７Ａの裏面）に、Ｙ方向に所定間隔で、それぞれ２次元の回折格子パターンを有する回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ（検出部）が設けられている。回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、一例としてシャトル３６と露光装置のステージ装置との位置関係を例えば６自由度で計測するために使用される。なお、回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは必ずしも設ける必要はない。

また、第１部材３７Ａの周縁部（凸部３７Ａｍの外側の厚さの薄い部分）において、隣接する２つの凸部３７Ａｎの間に、それぞれスリット状の切り欠き部Ｂｃを隔てて弾性変形可能な板ばね状のフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅ（弾性部材）が設けられ、フレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅの中央の外面にほぼ正方形の平板状の固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈが一体的に設けられている。固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈの中央には、それぞれボルトＢｔを挿通させるための貫通穴３７Ａｉが設けられている。フレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅが弾性変形することによって、固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈは、第１部材３７Ａの凹部３７Ａｊの中心に対して半径方向（外側に向かう方向）に変位可能である。

一方、第２部材３７Ｂの上面３７Ｂａにおいて、第１部材３７Ａの固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈに対向する位置にそれぞれ小さい円柱状の台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅが形成されている。台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅの中央には、それぞれボルトＢｔ用のねじ穴３７Ｂｆが形成されている。第１部材３７Ａの固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈが、それぞれボルトＢｔによって第２部材３７Ｂの台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅに固定されている。言い換えると、第１部材３７Ａは、フレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅ及び固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈを介して第２部材３７Ｂに連結されている。固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈの貫通穴３７Ａｉの上部の幅は広く形成されているため、ボルトＢｔの上端は、第１部材３７Ａの上面３７Ａａよりも低い位置にある（図５（Ｃ）参照）。

第１部材３７Ａのフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅ及び固定部３７Ａｆ，３７Ａｇ，３７Ａｈと、第２部材３７Ｂの台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅと、ボルトＢｔとから、第１部材３７Ａと第２部材３７Ｂとを変位可能に接続（連結）する３箇所の係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３（接続部）が構成されている。このように係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３にはフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅが含まれ、実質的に、第１部材３７Ａはフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅを介して第２部材３７Ｂに連結されている。このため、第２部材３７Ｂが変形した場合でも、第１部材３７ＡのウエハＷが載置されている部分の変形が抑制され、露光中及び搬送中におけるウエハＷの変形を抑えることが可能になる。さらに、第１部材３７Ａの裏面（凸部３７Ａｍの表面）と、第２部材３７Ｂの裏面３７Ｂｂとはほぼ同一平面上にあるため、シャトル３６は全体として一つの平板状部材のように扱うことができる。なお、以下では、第１部材３７Ａの裏面（凸部３７Ａｍの表面）を、単にシャトル３６の裏面とも称する。

また、第２部材３７Ｂの裏面３７Ｂｂにおいて、台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅの中間に対応する位置に、第１組の３個の半球状の部材（以下、半球部と称する）４４Ａが設けられ、第１組の半球部４４Ａの内側（第２部材３７Ｂの中心方向側）に第２組の３個の半球部４４Ｂが設けられている。第１組の半球部４４Ａ（第１連結部材）は、シャトル３６を露光装置１２Ａ〜１２Ｊのステージ等で支持する際に使用され、第２組の半球部４４Ｂ（第２連結部材）は、シャトル３６を搬送用のアーム２７（図１参照）等で支持する際に使用される。一例として、半球部４４Ａと半球部４４Ｂとは同じ大きさである。なお、半球部４４Ａの大きさと半球部４４Ｂの大きさとを異ならせてもよい。

半球部４４Ａ及び４４Ｂは、一例として球体（ボール）の上部を第２部材３７Ｂの裏面３７Ａｂに埋め込むことによって形成できる。または、第２部材３７Ｂの裏面３７Ａｂに一体的に凸部を形成しておき、この凸部の表面を半球面状に研磨した部分を半球部４４Ａ及び４４Ｂとしてもよい。シャトル３６の第１部材３７Ａ及び第２部材３７Ｂ（半球部４４Ａ及び４４Ｂを含む）は、一例として熱伝導率の高い絶縁体、例えば絶縁体セラミックスから形成されている。絶縁体セラミックスとしては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、又は窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）などが使用できる。また、ボルトＢｔは例えば金属製である。また、球部４４Ａ及び４４Ｂを熱膨張率の小さい金属製とすることもできる。

また、シャトル３６の第１部材３７ＡのウエハＷが載置される部分の内部に、静電チャック用の２つの電極部（不図示）が埋め込まれ、これらの電極部が第１部材３７Ａの凸部３７Ａｍの裏面にそれらの電極部に導通している２つの端子部（不図示）が設けられている。これらの端子部間に所定の電圧を印加することによって、シャトル３６の搬送中にも、静電吸着によってウエハＷをシャトル３６に安定に保持できる。なお、半球部４４Ａ又は４４Ｂを金属製として、第１部材３７Ａの静電チャック用の２つの電極部を、可撓性を持つ２つの信号ライン（不図示）を介して半球部４４Ａ又は４４Ｂのうちの２つの半球部に接続し、これら２つの半球部を端子部として使用することも可能である。

また、シャトル３６が載置される後述のシャトル搬送系３０の収容棚４０Ａの載置部４０Ａ５の載置面Ｓ１には、シャトル３６の第１組の３個の半球部４４Ａと同じ配置で３箇所に例えば金属製のマウント部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃが固定されている。一例として、マウント部４３Ａの上部には円錐状の凹部（円錐面）が形成され、マウント部４３Ｂの上部にはＶ字型の溝部（Ｖ字溝）が形成され、マウント部４３Ｃの上面は平坦である（図４参照）。シャトル３６を載置面Ｓ１に載置する際には、３個の半球部４４Ａがそれぞれマウント部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの円錐面、Ｖ字溝、及び平坦面に係合し、シャトル３６は、自重によって載置面Ｓ１に対してキネマティックカップリング方式で安定に保持（支持）される。この状態で、シャトル３６の裏面と載置面Ｓ１との間には、シャトル３６の受け渡しを行うためのロボットハンド２６Ｃのアーム２７（図６参照）等を差し込むことができる間隔が確保されている。

なお、シャトル３６が載置される載置面Ｓ１には、図７（Ｂ）に示すように、シャトル３６の第１組の３個の半球部４４Ａと同じ配置で、３箇所に溝の方向が互いにほぼ１２０°で傾斜しているＶ字溝が形成されたマウント部４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆを設けておいてもよい。この場合でも、シャトル３６の３個の半球部４４Ａをマウント部４３Ｄ，４３Ｅ，４３ＦのＶ字溝に係合させることで、シャトル３６を載置面Ｓ１に対してキネマティックカップリング方式で安定に保持できる。

ここで、露光装置１２Ａの機構部及び露光制御系２２０を含む制御系１２Ａｃの構成につき図８を参照して説明する。図８において、露光装置１２Ａの電子ビーム照射装置１５にはフランジ部２３２及び計測フレーム２３４が取り付けられ、フランジ部２３２が、不図示の防振装置を介して不図示のフレームに支持されている。また、電子ビーム照射装置１５は、真空チャンバ１３Ａの上部の開口内に設置されている。電子ビーム照射装置１５のフランジ部２３２の周縁部と真空チャンバ１３Ａの開口との間には、輪帯状の取付部１３Ａａを介してある程度の可撓性を持つベローズ１３Ａｂが設けられている。ベローズ１３Ａｂによって、フランジ部２３２と真空チャンバ１３Ａの開口との間が封止され、真空チャンバ１３Ａ内の露光室１４Ａの真空度が高く維持されている。露光室１４Ａと、隣接する真空チャンバ１３Ｂ内のロードロック室１４Ｂとの間の受け渡し口１４Ｂｄはシャッタ１４Ｂｃによって開閉され、ロードロック室１４Ｂとその外部との間の受け渡し口１４Ｂｂはシャッタ１４Ｂａによって開閉される。露光室１４Ａとアンロードロック室１４Ｃとの境界部も同様に構成されている。

露光室１４Ａ内には、電子ビーム照射装置１５の下方でウエハＷを保持するシャトル３６を移動するステージ装置ＷＳＴと、ロボットハンド４６Ｅとが配置されている。ロボットハンド４６Ｅは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向（θｚ方向）に駆動可能なアーム４６Ｅａを有する。アーム４６Ｅａの上面には、シャトル３６の第２組の半球部４４Ｂと同じ配置で、図４に示す載置面Ｓ１上のマウント部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃと同様のマウント部４７Ｄ，４７Ｅ，４７Ｆが設けられている。アーム４６Ｅａは、マウント部４７Ｄ〜４７Ｆを介してシャトル３６の半球部４４Ｂを支持する。これによって、シャトル３６はロボットハンド４６Ｅに対してキネマティックカップリング方式で安定に、かつ位置ずれしない状態で支持される。ロボットハンド４６Ｅは、ロードロック室１４Ｂ内の補助テーブル４６Ｃ及びアンロードロック室１４Ｃ内の補助テーブル４６Ｄ（図２参照）とステージ装置ＷＳＴとの間でシャトル３６の受け渡しを行う。なお、図８では、ロードロック室１４Ｂ内のロボットハンド４６Ａの図示を省略している。

また、ロードロック室１４Ｂ内の補助テーブル４６Ｃの上面には、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａと同じ配置で、マウント部４３Ａ〜４３Ｃと同様のマウント部４６Ｃａ，４６Ｃｂ，４６Ｃｃ（図２参照）が設けられている。補助テーブル４６Ｃは、マウント部４６Ｃａ〜４６Ｃｃを介してシャトル３６の半球部４４Ａを安定に支持できる。アンロードロック室１４Ｃ内の補助テーブル４６Ｄの上面にも、同様のマウント部４６Ｄａ，４６Ｄｂ，４６Ｄｃ（図２参照）が設けられている。なお、アーム４６Ｅａのマウント部、及び／又は補助テーブル４６Ｃ，４６Ｄのマウント部として、図７（Ｂ）に示す載置面Ｓ１上のマウント部４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆと同様のＶ字溝のマウント部を使用してもよい。

ステージ装置ＷＳＴは、ベース部材２００のＸＹ平面に平行な表面に、磁気軸受け等の支持部２０２を介して載置された可動ステージ２０４と、可動ステージ２０４をＸ方向に貫通する中空部（不図示）に挿通されたガイド部２０６と、ガイド部２０６のＸ方向の両端部の底面に連結されてＹ方向に延びる可動部２１０と、を有する。可動ステージ２０４は、ガイド部２０６に対して、Ｙ方向に所定ストローク（例えば５０ｍｍ程度）で移動可能であるとともに、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、並びにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向（θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向）に所定範囲内で移動又は回転可能である。以下、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、並びにθｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向の位置又は相対位置を６自由度の方向の位置という。ガイド部２０６内の固定子と、可動ステージ２０４内の可動子とから、ガイド部２０６に対して可動ステージ２０４を、その６自由度の方向に駆動する閉磁界型でかつムービングマグネット型の駆動モータ２０８が構成されている。

また、可動部２１０には、ベース部材２００に対して可動部２１０（及び可動ステージ２０４）をＹ方向に所定ストローク（例えば５０ｍｍ程度）で駆動可能な例えばリニアモータ等の駆動モータ２１２が設けられている。本実施形態の電子ビーム照射装置１５は、上述のように多くの光学系カラムを介して並行に露光を行うことができるため、可動ステージ２０４のＸ方向、Ｙ方向の移動ストロークは、一つの光学系カラムの直径よりもわずかに大きい程度であればよい。このため、ステージ装置ＷＳＴを小型化できる。

また、可動ステージ２０４の上面には、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａと同じ配置で、図７（Ｂ）に示す載置面Ｓ１上のマウント部４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆと同様のＶ字溝のマウント部４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃが設けられている。可動ステージ２０４は、マウント部４７Ａ〜４７Ｃを介してシャトル３６の半球部４４Ａを支持する。これによって、シャトル３６は可動ステージ２０４に対してキネマティックカップリング方式で安定に、かつ位置ずれしない状態で支持される。また、シャトル３６をマウント部４７Ａ〜４７Ｃを介して支持している状態で、シャトル３６の裏面と可動ステージ２０４の上面との間には、ロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａを差し込むことができる間隔が確保されている。なお、可動ステージ２０４のマウント部として、図４のマウント部４３Ａ〜４３Ｃと同様の互いに形状が異なるマウント部を使用してもよい。また、可動ステージ２０４の上面のＺ方向に可動の端子部（不図示）からシャトル３６の裏面の端子部（不図示）に静電吸着用の電力（電圧）が供給されている。

また、ステージ装置ＷＳＴは、複数のレーザビームを可動ステージ２０４に照射して、可動ステージ２０４のＸ方向、Ｙ方向の位置をそれぞれ０．５ｎｍ程度の精度で、かつ複数箇所で計測する複数軸のレーザ干渉計２１４、及びウエハＷ（ひいては可動ステージ２０４）のＺ方向の位置を複数箇所で計測する例えば光学式で斜入射方式のオートフォーカスセンサ（不図示）とを有する。また、可動ステージ２０４の上面の、シャトル３６の裏面の３つの回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ（図５（Ｂ）参照）に対向する位置には、それぞれ回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃに計測用のレーザビームを照射して、回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８ＣのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置を求める検出ヘッド２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃ（検出ヘッド２２４Ｂ，２２４Ｃは不図示）が配置されている。回折格子３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び検出ヘッド２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃから、可動ステージ２０４に対するシャトル３６の６自由度の方向の位置を計測するエンコーダ型の計測装置が構成されている。

さらに、例えばシャトル３６の第１部材３７Ａの上面の複数箇所にも、回折格子３８Ａ，３８Ｂ,３８Ｃと同様の回折格子（不図示）を設けておき、計測フレーム２３４の可動ステージ２０４に対向する面の３箇所に、シャトル３６の回折格子の位置を計測するための検出ヘッド２２６Ａ，２２６Ｂ，２２６Ｃ（検出ヘッド２２６Ｃは不図示）を設けておいてもよい。検出ヘッド２２６Ａ〜２２６Ｃの計測値からも可動ステージ２０４の６自由度の方向の位置を計測できる。
なお、シャトル３６に検出ヘッド２２４Ａ等を設け、可動ステージ２０４の上面に回折格子３８Ａ等を取り付けておき、シャトル３６側の検出ヘッド２２４Ａ等及び可動ステージ２０４側の回折格子３８Ａ等からなるエンコーダ型の計測装置によって、可動ステージ２０４とシャトル３６との相対位置を計測してもよい。

また、制御系１２Ａｃは、位置計測部２１６、駆動モータ２０８及び２１２の制御部２１８、及びロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｅの制御部２２２を有する。露光制御系２２０は、位置計測部２１６、制御部２１８、及び制御部２２２の動作を制御する。位置計測部２１６は、所定のサンプリングレートでレーザ干渉計２１４、オートフォーカスセンサ（不図示）、検出ヘッド２２４Ａ，２２４Ｂ、２２４Ｃの計測値、及び必要に応じて検出ヘッド２２６Ａ〜２２６Ｃの計測値を取り込み、これらの計測値を処理して電子ビーム照射装置１５に対する可動ステージ２０４の６自由度の位置、及び可動ステージ２０４に対するシャトル３６の６自由度の位置を算出する。制御部２１８は、位置計測部２１６から供給される可動ステージ２０４及びシャトル３６の位置に基づいて、例えばシャトル３６が目標とする軌道に沿って移動するように駆動モータ２０８及び２１２の動作を制御する。

仮に外乱等によってシャトル３６の可動ステージ２０４に対する相対位置がわずかに変動した場合でも、検出ヘッド２２４Ａ，２２４Ｂ,２２４Ｃによって求められる可動ステージ２０４に対するシャトル３６の位置を、電子ビーム照射装置１５に対する可動ステージ２０４の位置に加算した位置を用いて駆動モータ２０８及び２１２を駆動することで、シャトル３６（ウエハＷ）の電子ビーム照射装置１５に対する相対位置を高精度に目標位置に設定することができる。これによって、露光精度を向上できる。

次に、図１において、アライメント部１８は、トラック１６を介して搬送されて来た複数枚のウエハＷを保管するための第１のウエハカセット２０Ｂと、露光済みの複数枚のウエハＷを保管するための第２のウエハカセット２０Ａと、ウエハＷが載置されていない複数のシャトル３６を保管するシャトルストッカ２０Ｃとを有する。また、アライメント部１８は、シャトル３６にウエハＷを載置するために使用される第１のテーブル２２Ｂと、シャトル３６からウエハＷを分離するために使用される第２のテーブル２２Ａと、アライメント系２４と、ウエハＷの受け渡しを行うための第１及び第２の多関節型のロボットハンド２６Ａ，２６Ｂと、シャトル３６の受け渡しを行うための第３の多関節型のロボットハンド２６Ｃとを有する。ロボットハンド２６Ｃは、シャトル３６が載置されるアーム２７を有し、アーム２７のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転角がそれぞれ所定範囲内で制御可能である。

図７（Ａ）は、後述のシャトル搬送系３０の収容棚４０Ａの載置部４０Ａ３のマウント部４３Ａ〜４３Ｃに第１組の半球部４４Ａを介して支持されているシャトル３６の裏面にアーム２７を差し込んだ状態を示す。図７（Ａ）に示すように、アーム２７は、シャトル３６の第２組の３個の半球部４４Ｂにそれぞれ係合可能なマウント部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを有する。マウント部２７ａは、アーム２７の円弧状の分岐部２７ｄの先端に設けられ、マウント部２７ｂは分岐部２７ｄの途中に設けられ、マウント部２７ｃはアーム２７の短い分岐部２７ｅの先端に設けられている。一例として、マウント部２７ａ，２７ｂ，２７ｃの形状は、図４のマウント部４３Ａ〜４３Ｃと同様の、円錐面、Ｖ字溝、及び平坦面を有する形状である。図７（Ａ）の状態から、例えばアーム２７をシャトル３６に対して相対的にＺ方向に上昇させることで、シャトル３６の第２組の半球部４４Ｂがアーム２７のマウント部２７ａ，２７ｂ，２７ｃによってキネマティックカップリング方式で安定に支持されて、載置部４０Ａ３からアーム２７にシャトル３６が受け渡される。なお、マウント部２７ａ，２７ｂ，２７ｃの形状を７（Ｂ）のマウント部４３Ｄ〜４３Ｆと同様のＶ字溝のマウント部としてもよい。

また、露光装置１２Ａのロードロック室１４Ｂ及びアンロードロック室１４Ｃ内のロボットハンド４６Ａ，４６Ｂもそれぞれアーム２７とほぼ同じ形状で、かつマウント部２７ａ，２７ｂ，２７ｃと同じ配置で同じ形状のマウント部が設けられたアームを有する。このアームによって、ロボットハンド４６Ａ，４６Ｂもシャトル３６の半球部４４Ｂを支持できる。

アライメント部１８において、一例として、ロボットハンド２６Ａが、トラック１６を介して搬入された未露光のウエハＷをウエハカセット２０Ｂに搬送し、ロボットハンド２６Ｂが、シャトル３６から分離された露光済みのウエハＷをウエハカセット２０Ａに搬送する。そして、トラック１６側のロボットハンド（不図示）がウエハカセット２０Ａ内の露光済みのウエハＷをトラック１６に移動し、移動された露光済みのウエハＷはトラック１６を介してコータ・デベロッパ（不図示）に搬出されて現像される。

また、シャトル３６が載置されるテーブル２２Ｂの上面には、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａと同じ配置で、それぞれ半球部４４Ａに係合可能な図４のマウント部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃと同様のマウント部２２Ｂａ，２２Ｂｂ，２２Ｂｃが設けられ、その上面の３つのマウント部２２Ｂａ〜２２Ｂｃで囲まれた領域に、シャトル３６の３箇所の貫通穴３７Ａｋに挿通可能な３つのＺ方向に昇降可能な細いロッド状部材（以下、センターピンと称する）２２Ｂｄが設けられている。シャトル３６の半球部４４Ａとマウント部２２Ｂａ〜２２Ｂｃとはキネマティックカップリングを構成する。また、必要に応じて、テーブル２２Ｂの上面には、シャトル３６の端子部（不図示）に静電チャック用の電圧を印加するための端子部（不図示）が設けられる。同様に、テーブル２２Ａの上面にも、シャトル３６の半球部４４Ａに係合可能な３つのマウント部（不図示）、及び３本の昇降可能なセンターピン（不図示）が設けられている。

アライメント部１８において、シャトル３６に未露光のウエハＷを載置する際には、ロボットハンド２６Ｃによってシャトルストッカ２０Ｃから一つのシャトル３６を取り出して、シャトル３６の３つの半球部４４Ａがそれぞれ対応するマウント部２２Ｂａ〜２２Ｂｃに接触するように、シャトル３６をテーブル２２Ｂの上面に載置する。このため、シャトル３６はテーブル２２Ｂに安定に支持される。そして、テーブル２２Ｂからセンターピン２２Ｂｄをシャトル３６の貫通穴３７Ａｋを通して上昇させ、ロボットハンド２６Ａによってウエハカセット２０Ａから１枚の未露光のウエハＷを取り出し、このウエハＷをセンターピン２２Ｂｄに載置した後、センターピン２２Ｂｄを降下させることで、ウエハＷがシャトル３６の凹部３７Ａｊ内に載置される。そして、テーブル２２Ｂの端子部（不図示）に所定の電圧を印加することで、静電チャック方式でウエハＷがシャトル３６に吸着される。その後、ロボットハンド２６Ｃによってシャトル３６はアライメント系２４に搬送される。この際に、シャトル３６及びウエハＷの残留電荷分布によって、ウエハＷはシャトル３６に静電吸着されている。

シャトル３６から露光済みのウエハＷを離脱させる際には、ロボットハンド２６ＣによってウエハＷを保持したシャトル３６をテーブル２２Ａ上に載置し、テーブル２２Ａのセンターピンを上昇させてウエハＷをシャトル３６から分離した後、ロボットハンド２６ＢによってウエハＷがウエハカセット２０Ａに搬送される。そして、テーブル２２Ａ上のシャトル３６がロボットハンド２６Ｃによってシャトルストッカ２０Ｃに戻される。

アライメント系２４は、一例として、ウエハＷを保持するシャトル３６のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を含む６自由度の位置決めを行うステージ２４ａと、例えば画像処理方式でウエハＷの表面の多数のショット（ショット領域）のアライメントマーク（不図示）の検出を行うＦＩＡ(Fie1d Image A1ignment )方式のマーク検出系２４ｂと、マーク検出系２４ｂの検出結果を処理して例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式でウエハＷの全部のショットの配列座標を求める信号処理部（不図示）とを有する。さらに、アライメント系２４は、マーク検出時にオートフォーカス方式でウエハＷの表面をマーク検出系２４ｂに合焦させるために、例えば光学方式で斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ２４ｃを有する。

また、ステージ２４ａにも、テーブル２２Ｂと同様に、シャトル３６の３つの半球部４４Ａと同じ配置の、それぞれ半球部４４Ａに係合可能な３つのマウント部（不図示）と、シャトル３６の静電吸着用の２つの端子部に接触可能な２つの端子部（不図示）とが設けられている。ステージ２４ａの３箇所のマウント部にウエハＷを保持するシャトル３６の半球部４４Ａが接触するように、ロボットハンド２６Ｃがテーブル２２Ｂからステージ２４ａにシャトル３６を搬送する。このとき、ステージ２４ａの端子部からシャトル３６の端子部に静電吸着用の電圧が印加されて、ウエハＷはさらに安定にシャトル３６に静電吸着され、この状態でウエハＷのアライメントが行われる。アライメント終了後のシャトル３６は、ロボットハンド２６Ｃによってステージ２４ａから取り出されて、露光装置１２Ａ〜１２Ｊに搬送される。

露光装置１２Ａ〜１２Ｊに搬送される期間、及びウエハＷの露光中においても、ウエハＷはシャトル３６に静電チャック方式で相対的な位置ずれが実質的に生じないように（アライメントの後でウエハＷに実質的に歪みが生じないように）保持されている。なお、例えばシャトル３６の受け渡し時等で、一時的にシャトル３６に対して静電チャック用の電力（電圧）が供給されない期間であっても、残留電荷分布によってウエハＷはシャトル３６に対して相対的に位置ずれしない状態で保持されている。このため、ウエハＷのアライメント情報（各ショットの配列座標）は、ウエハＷの搬送中及び露光中に実質的に変化しないため、ウエハＷの露光時の重ね合わせ精度を高く維持できる。

次に、シャトル搬送系３０は、第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅと第２列の露光装置１２Ｆ〜１２Ｊとの中間にＹ方向に配置された細長いガイド部材３４と、第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅ側（−Ｘ方向側）にガイド部材３４に沿って配置された第１のシャトルキャリア３２Ａと、第２列の露光装置１２Ｆ〜１２Ｊ側（＋Ｘ方向側）にガイド部材３４に沿って配置された第２のシャトルキャリア３２Ｂとを有する。ガイド部材３４は、設置面に固定された平板状でＹ方向に細長いベース部材３５（図６参照）の上面に固定されている。また、ガイド部材３４は、第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅと第２列の露光装置１２Ｆ〜１２Ｊとの中間にＹ方向に配置されているが、ガイド部材３４のアライメント部１８側の端部は、アライメント部１８内の受け渡し用の位置Ａ１１，Ａ１２にシャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂが移動できるように、アライメント部１８内に配置されている。

本実施形態では、第１列及び第２列の露光装置はそれぞれ５台であるため、図２に示すように、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂはそれぞれ５個のシャトル３６を収容可能な収容棚４０Ａ，４０Ｂと、収容棚４０Ａ，４０Ｂを保持する箱状の収容ケース４２Ａ，４２Ｂと有する。さらに、シャトル搬送系３０の制御部６０（図８参照）は、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂ内に清浄な気体を供給する局所空調系を有する。一例として、第１列及び第２列の露光装置がそれぞれｊ台及びｋ台（ｊ，ｋは１以上の整数）である場合に、収容棚４０Ａ及び４０Ｂはそれぞれ少なくともｊ個及びｋ個のシャトル３６を収容可能としてもよい。シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂはそれぞれ矢印Ａ５及びＡ６で示すようにＹ方向に駆動される。

図１において、シャトル搬送系３０は、収容ケース４２Ａ，４２Ｂをそれぞれガイド部材３４に沿ってＹ方向に個別に駆動する例えばリニアモータよりなるＹ軸駆動部５４Ａ，５４Ｂを有する。なお、Ｙ軸駆動部５４Ａ，５４Ｂとしてはボールネジ方式の駆動部等も使用できる。
第１のシャトルキャリア３２Ａはアライメント部１８と第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅとの間でシャトル３６の搬送（受け渡し）を行う。すなわち、シャトルキャリア３２Ａの収容ケース４２Ａは、矢印Ａ１で示すように移動して、アライメント部１８から未露光のウエハＷを保持するシャトル３６を露光装置１２Ａ〜１２Ｅのロードロック室１４Ｂに搬入し、矢印Ａ４で示すように移動して、露光装置１２Ａ〜１２Ｅのアンロードロック室１４Ｃから露光済みのウエハＷを保持するシャトル３６をアライメント部１８に搬出する。露光装置１２Ａ〜１２Ｅにおいて、ロードロック室１４Ｂのシャトル３６は、矢印Ａ２で示すように露光室１４Ａに搬入され、露光室１４Ａの露光済みのウエハＷを保持するシャトル３６は、矢印Ａ３で示すようにアンロードロック室１４Ｃに搬出される。同様に、第２のシャトルキャリア３２Ｂはアライメント部１８と第２列の露光装置１２Ｆ〜１２Ｊとの間でシャトル３６の搬送（受け渡し）を行う。

シャトル搬送系３０がガイド部材３４の端部にシャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂを搬送させると、アライメント部１８のロボットハンド２６Ｃが収容ケース４２Ａの正面側の窓部４２Ａｈ（図３参照）を介して、シャトルの出し入れを行う。収容ケース４２Ｂ側でも同様に正面側の窓部（不図示）を介して、シャトルの出し入れが行われる。
第２のシャトルキャリア３２Ｂの機構部の構成は、Ｘ方向に関して第１のシャトルキャリア３２Ａの機構部の構成とほぼ対称である。このため、以下では主にシャトルキャリア３２Ａの構成につき説明する。

図３は、第１のシャトルキャリア３２Ａの収容ケース４２Ａの内部を示す斜視図である。図３において、収容ケース４２Ａは、天板４２Ａａ、床板４２Ａｂ、＋Ｘ方向の背面板４２Ａｃ、−Ｘ方向の正面板４２Ａｄ、−Ｙ方向の側壁４２Ａｅ、及び＋Ｙ方向の側壁４２Ａｆを有する直方体の箱状部材であり、この内部の空間４２Ａｇに収容棚４０Ａが配置されている。背面板４２Ａｃ及び正面板４２Ａｄをも側壁とみなした場合、収容ケース４２Ａは、天板４２Ａａ、床板４２Ａｂ、及び複数の側壁４２Ａｃ〜４２Ａｆで囲まれた容器である。

収容棚４０Ａは、それぞれ正面板４２Ａｄ側に突き出た５個の平板状の載置部（凸部）４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３，４０Ａ４，４０Ａ５を有する。載置部４０Ａ１が最下段、載置部４０Ａ５が最上段であり、５個の載置部４０Ａ１〜４０Ａ５の載置面（上面）にそれぞれウエハＷを保持するシャトル３６を載置できる。収容ケース４２Ａの正面板４２ＡｄのＺ方向の中央よりもわずかに高い位置に、収容棚４０Ａと外部との間でシャトル３６を受け渡すための、シャトル３６の側面形状よりも大きい矩形の窓部４２Ａｈが形成されている。露光装置１２Ａ〜１２Ｊのロードロック室１４Ｂ及びアンロードロック室１４Ｃのシャッタ１４Ｂａ，１４Ｃａの高さは窓部４２Ａｈとほぼ同じ高さである。また、ロードロック室１４Ｂ及びアンロードロック室１４Ｃ内のロボットハンド４６Ａ，４６Ｂは、一例としてシャトル搬送系３０の一部であるとみなすこともできる。同様に、アライメント部１８のロボットハンド２６Ｃもシャトル搬送系３０の一部であるとみなすこともできる。

図４は、シャトルキャリア３２Ａ内の収容棚４０Ａの最上段の載置部４０Ａ５をも示し、図６は、収容ケース４２Ａの内部を示す一部を切り欠いた正面図である。図６において、収容棚４０Ａの背面に設けられた凸部よりなるリニアモータの可動子（不図示）が、収容ケース４２Ａの背面板４２ＡｃのＺ方向に細長い溝部４２Ａｉに係合している。その可動子と、背面板４２Ａｃに設けられたＺ方向に細長い固定子（不図示）とから、収容ケース４２Ａ内で収容棚４０ＡをＺ方向に移動するためのリニアモータよりなるＺ軸駆動部が構成されている。Ｚ軸駆動部は、収容棚４０ＡのＺ方向の位置を検出するためのエンコーダ（不図示）を有し、このエンコーダの計測値に基づいて収容棚４０Ａが駆動される。本実施形態では、収容棚４０ＡがＺ方向の可動範囲の中央に位置しているときに、３段目の載置部４０Ａ３に載置されているシャトル３６が窓部４２Ａｈに対向する位置にある。また、Ｚ軸駆動部によって収容棚４０ＡのＺ方向の位置を調整することで、他の載置部４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ４，又は４０Ａ５を窓部４２Ａｈに対向する位置に移動できる。

そして、アライメント部１８のロボットハンド２６Ｃ、又は露光装置１２Ａ〜１２Ｅ側のロボットハンド４６Ａ，４６Ｂは、窓部４２Ａｈを通して窓部４２Ａｈに対向する位置にある任意の載置部（図６では載置部４０Ａ３）との間でシャトル３６の受け渡しを行うことができる。例えばロボットハンド２６Ｃのアーム２７は、シャトル３６の受け渡し時に、窓部４２Ａｈ内の点線で示す位置（図６参照）に挿入される。このため、ロボットハンド２６Ｃ及びロボットハンド４６Ａ，４６Ｂは、シャトルキャリア３２Ａとの間でシャトル３６の受け渡しを行う際に、Ｚ方向の位置の調整範囲を狭くでき、制御が容易である。

同様に、収容ケース４２Ｂにも、収容ケース４２Ｂに対して５段の載置部を有する収容棚４０ＢをＺ方向に駆動するＺ軸駆動部（不図示）が設けられている。ロボットハンド２６Ｃ、又は露光装置１２Ｆ〜１２Ｊ側のロボットハンド４６Ａ，４６Ｂは、収容ケース４２Ｂの窓部（不図示）を通してその窓部に対向する位置にある任意の載置部との間でシャトル３６の受け渡しを行うことができる。

また、収容ケース４２Ａの背面板４２Ａｃの背面に設けられた凸部よりなる可動子（不図示）が、ガイド部材３４の−Ｘ方向の側面に設けられたＹ方向に細長い溝部３４ａに係合している。その可動子と、ガイド部材３４に設けられたＹ方向に細長い固定子（不図示）とから、収容ケース４２Ａをガイド部材３４に対してＹ方向に駆動するＹ軸駆動部５４Ａが構成されている。Ｙ軸駆動部５４Ａも収容ケース４２ＡのＹ方向の位置を検出するためのエンコーダ（不図示）を有し、このエンコーダの計測値に基づいて収容ケース４２Ａが駆動される。収容ケース４２Ｂを駆動するＹ軸駆動部５４Ｂも同様に構成されている。

また、図４を参照して説明したように、収容棚４０Ａの載置部４０Ａ５の載置面Ｓ１には、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａと同じ配置で、半球部４４Ａに係合するマウント部４３Ａ〜４３Ｃが設けられている。シャトル３６の３つの半球部４４Ａを載置面Ｓ１のマウント部４３Ａ〜４３Ｃに係合させた状態で、シャトル３６の静電吸着用の２つの端子部（不図示）に対向する位置に、それらの端子部に接触可能な２つの端子部（不図示）が配置されている。これらの端子部にはそれぞれ絶縁体で覆われて可撓性を持つ信号ケーブル（不図示）を介してシャトル搬送系３０の制御部６０（図８参照）から所定の電圧が印加される。

同様に、収容棚４０Ａの他の載置部４０Ａ１〜４０Ａ４の載置面、及び収容棚４０Ｂの５段の載置部にも、載置部４０Ａ５上のマウント部４３Ａ〜４３Ｃ及び端子部（不図示）と同じ配置で、それぞれ３箇所のマウント部４３Ａ〜４３Ｃ及び端子部（不図示）が設けられている。収容棚４０Ａの載置部４０Ａ１〜４０Ａ５、及び収容棚４０Ｂの載置部の載置面では、それぞれマウント部４３Ａ〜４３Ｃを介してシャトル３６の第１組の半球部４４Ａをキネマティックカップリング方式で安定に、位置ずれしない状態で支持できる。この際に、シャトル３６には静電吸着の電圧も印加されるため、ウエハＷはシャトル３６に安定に保持される。

上述のように、本実施形態のシャトル搬送系３０は、シャトル３６の搬送中にもシャトル３６に対して静電チャック用の電力を供給可能である。なお、搬送時間が短く、残留電荷分布によってウエハＷがシャトル３６に対して安定に保持可能な場合には、シャトル搬送系３０は、シャトル３６の搬送中に、必ずしもシャトル３６に対して静電チャック用の電力を供給する必要はない。また、シャトル３６のそれぞれがバッテリ（充電可能なバッテリを含む）を備え、このバッテリから常時電力が供給されている場合には、収容棚の端子部を省略することもできる。

次に、図６に示すように、収容ケース４２Ａの−Ｙ方向の側壁４２Ａｅの内面に複数の送風口４８ａが設けられ、これらの送風口４８ａは、側壁４２Ａｅ内の送風路４８を介して、可撓性を有する配管８２Ａに連通している。また、収容ケース４２Ａの＋Ｙ方向の側壁４２Ａｆの内面に複数の排気口４９ａが設けられ、これらの排気口４９ａは、側壁４２Ａｆ内の排気路４９を介して、可撓性を有する配管８４Ａに連通している。

一例として、複数の排気口４９ａは複数の送風口４８ａに対向する位置に配置されている。
図８の制御部６０内の局所空調系から送風される温度調整されて除湿された清浄な気体（例えば空気）Ｂ１は、配管８２Ａを介して図６の収容ケース４２Ａの側壁４２Ａｅの送風路４８に供給される。供給された気体Ｂ２は、側壁４２Ａｅの送風口４８ａを介して、収容棚４０Ａ（ウエハＷを保持するシャトル３６）が収容された空間４２Ａｇに＋Ｙ方向（収容ケース４２Ａの移動方向に平行な方向）に送風される。空間４２Ａｇに送風される気体の目標温度は、一例として搬送中のウエハＷの目標温度に設定されている。このため、例えば載置部４０Ａ５上に温度センサ（不図示）を配置し、この温度センサで計測される気体（雰囲気）の温度が目標温度になるように、その局所空調系で気体の温度を制御してもよい。

送風された気体は、収容ケース４２Ａの側壁４２Ａｅの排気口４９ａ及び排気路４９を介して配管８４Ａに排気される。そして、配管８４Ａに排気された気体は、矢印Ｂ３で示すように、図８の制御部６０内の局所空調系に戻され、再び配管８２Ａを介して収容ケース４２Ａ内に供給される。同様にシャトルキャリア３２Ｂの収容ケース４２Ｂ内にもその局所空調系から温度制御された清浄な気体が供給されている。

また、本実施形態では、収容ケース４２Ａ内に清浄な気体が＋Ｙ方向に送風されているが、収容ケース４２Ａ内に清浄な気体を−Ｙ方向に送風してもよい。また、可撓性を持つ配管８２Ａ，８４Ａ及び信号ケーブル（不図示）等をまとめて可撓性を持つカバー部材（不図示）内に配置し、このカバー部材をガイド部材３４の側面に沿わせて配置してもよい。そのカバー部材は、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂ用の用力（ユーティリティ）（電力等の動力源及び／又は温度制御された気体等を含む）を供給するための部材とみなすことも可能である。

なお、上述の制御部６０内の局所空調系において、収容ケース４２Ａ，４２Ｂから排気された気体を局所空調系で回収することなく、その排気された気体をフィルタ部を介してクリーンルーム外に排気して、局所空調系では、大気から取り込んだ気体をフィルタ部を介して収容ケース４２Ａ，４２Ｂに供給してもよい。さらに、シャトル搬送系３０では局所空調系を備えることなく、工場に備えられている気体供給源（不図示）から供給される気体を、フィルタ部、除湿部、温度制御部等を介して収容ケース４２Ａ，４２Ｂに供給してもよい。

上述のように収容ケース４２Ａ，４２Ｂ内に清浄な気体をＹ方向（収容ケース４２Ａの移動方向）に送風する場合には、収容ケース４２Ａ，４２ＢのＸ方向の幅を狭くすることができ、図１の第１列の露光装置１２Ａ〜１２Ｅと第２列の露光装置１２Ｆ〜１２ＪとのＸ方向の間隔を狭くすることができる。このため、露光システム１０の設置面積（フットプリント）を小さくできる。

また、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの１つ〜５つのシャトル３６を収容した収容ケース４２Ａ，４２Ｂをアライメント部１８と露光装置１２Ａ〜１２Ｊとの間で搬送する際に、収容ケース４２Ａ，５２Ｂ内のシャトル３６を収容した局所的な空間４２Ａｇ等には清浄な気体が常時循環するように供給されている。このため、収容ケース４２Ａ，４２Ｂが移動する搬送経路上の微小な異物（コンタミネーション）、及びシャトル３６に保持されているウエハＷに塗布されている感光剤から発生する気体に含まれる微小な異物等がウエハＷに付着することを防止できる。このため、露光装置１２Ａ〜１２Ｊにおいて、ウエハＷに高精度に露光を行うことができ、その後の現像工程における歩留まりを向上できる。また、収容ケース４２Ａ，４２Ｂが移動する搬送経路の全体を高精度に空調する場合に比べて、空調装置を大幅に小型化することができ、空調装置の製造コストを大幅に低減できる。

次に、図８のシャトル搬送系３０の制御部６０は、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂ、アライメント部１８のロボットハンド２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、テーブル２２Ａ，２２Ｂ、及びアライメント系２４の動作を制御する。さらに、制御部６０は、ホストコンピュータ６２を介して露光装置１２Ａ〜１２Ｊの露光制御系２２０等との間で各種制御情報（シャトル３６の受け渡しのタイミングを示す情報を含む）の送受信を行う。また、制御部６０はアライメント系２４のステージ２４ａの動作を制御し、マーク検出系２４ｂの検出結果を処理して得られるウエハＷのショット配列の情報を、ホストコンピュータ６２を介して露光制御系２２０等に供給する。

次に、本実施形態の露光システム１０を用いる搬送方法及び露光方法の一例につき、図９（Ａ）、図９（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。この搬送方法及び露光方法は主に制御部６０及び露光制御系２２０によって制御される。ウエハＷを保持するシャトル３６を露光装置１２Ａ〜１２Ｊに搬入する際には、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂを図１のアライメント部１８内の位置Ａ１１，Ａ１２に移動しておく。以下では、説明の便宜上、収容ケース４２Ａ，４２ＢをＹ方向に移動（駆動）することを、シャトルキャリア３２Ａ，３２ＢをＹ方向に移動するともいう。そして、制御部６０から収容ケース４２Ａ，４２Ｂ内の収容棚４０Ａ，４０Ｂが収容される空間に対する清浄で除湿された気体の供給を開始し、静電吸着用の電力の供給を開始する。

そして、図９（Ａ）のステップ１０２において、ロボットハンド２６Ｃによってシャトルストッカ２０Ｃから取り出したシャトル３６をテーブル２２Ｂに載置し（シャトル３６の第１組の半球部４４Ａがマウント部２２Ｂａ〜２２Ｂｃに係合する）、そのシャトル３６の凹部３７Ａｊ内に未露光のウエハＷを載置する。そして、ロボットハンド２６Ｃのアーム２７をシャトル３６の裏面に差し込み、アーム２７を上昇させて、アーム２７のマウント部２７ａ〜２７ｃでシャトル３６の第２組の半球部４４Ｂを支持する（ステップ１０４）。さらに、ロボットハンド２６Ｃでシャトル３６をアライメント系２４に搬送し、シャトル３６のウエハＷのアライメントを行う。この際に、収容ケース４２Ａ内のＺ軸駆動部（不図示）によって収容ケース４２Ａ内の収容棚４０Ａの第１の載置部４０Ａ１が窓部４２Ａｈに対向する位置に移動している。そして、アライメント終了後のウエハＷを保持するシャトル３６を、ロボットハンド２６Ｃによって載置部４０Ａ１の上方に搬入する（ステップ１０６）。

そして、例えば収容ケース４２Ａを上昇させることで、載置部４０Ａ１のマウント部４３Ａ〜４３Ｃがシャトル搬送系３０の第１組の半球部４４Ａを支持して、ロボットハンド２６Ｃから収容ケース４２Ａにシャトル３６が受け渡される（ステップ１０８）。ステップ１０２〜１０８の動作を繰り返すことによって、収容ケース４２Ａの残りの４段の載置部４０Ａ２等及び収容ケース４２Ｂの５段の載置部に、順次アライメントが終了したウエハＷを保持するシャトル３６が搬入（載置）される。この状態で、Ｙ軸駆動部５４Ａ，５４Ｂを駆動して、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂ（収容ケース４２Ａ，４２Ｂ）をそれぞれ第１組及び第２組の１番目の露光装置１２Ａ，１２Ｆのロードロック室１４Ｂに対向する位置まで移動する（ステップ１１０）。

そして、露光装置１２Ａのロードロック室１４Ｂ内を大気圧にし、シャッタ１４Ｂａを開く。さらに、ロードロック室１４Ｂ内のロボットハンド４６Ａによって収容棚４０Ａの１段目の載置部４０Ａ１に載置されているシャトル３６の第２組の半球部４４Ｂを支持し、ロボットハンド４６Ａによってシャトル３６をロードロック室１４Ｂ内の補助テーブル４６Ｃの上方に搬送し、シャッタ１４Ｂａを閉じる。さらに、ロボットハンド４６Ａによってシャトル３６を降下させると、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａが補助テーブル４６Ｃのマウント部４６Ｃａ〜４６Ｃｃ（図８参照）に係合し、ロボットハンド４６Ａから補助テーブル４６Ｃにシャトル３６が受け渡される。これによって、ロードロック室１４Ｂ内へのシャトル３６の搬入が完了する（ステップ１１２）。露光装置１２Ｆのロードロック室１４Ｂ内へも同様にシャトル３６が搬入される。ステップ１１０，１１２を繰り返すことによって、他の露光装置１２Ｂ〜１２Ｅ，１２Ｇ〜１２Ｊのロードロック室１４Ｂ内へも同様にシャトル３６が搬入される。

次に、図９（Ｂ）のフローチャートを参照して、露光装置においてシャトルのウエハＷを露光する方法を説明する。露光装置１２Ａにおいてシャトル３６のウエハＷを露光する際、まずフローチャートのスタートの時点では、図８において、シャトル３６はロードロック室１４Ｂ内の位置Ｐ１１に支持されており、ステージ装置ＷＳＴの可動ステージ２０４には載置されていないものとする。そして、図９（Ｂ）のステップ１２２において、ロードロック室１４Ｂのシャッタ１４Ｂａを閉じ、ロードロック室１４Ｂ内を高真空にした後、露光室１４Ａのシャッタ１４Ｂｃを開く。そして、露光室１４Ａ内のロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａを、受け渡し口１４Ｂｄを通してロードロック室１４Ｂ内の補助テーブル４６Ｃによって位置Ｐ１１に支持されているシャトル３６の裏面に移動し、アーム４６Ｅａを上昇させる。これによって、ロボットハンド４６Ｅのマウント部４７Ｄ〜４７Ｆがシャトル３６の第２組の半球部４４Ｂを支持し、補助テーブル４６Ｃからロボットハンド４６Ｅにシャトル３６が受け渡される。

さらに、ロボットハンド４６Ｅによってシャトル３６を露光室１４Ａ内へ搬入し、シャッタ１４Ｂｃを閉じ、図１０（Ａ）に示すように、可動ステージ２０４を降下させる。この状態で、ロボットハンド４６Ｅによって、シャトル３６を可動ステージ２０４の上方の位置Ｐ１２に移動する（ステップ１２４）。この際に可動ステージ２０４のマウント部４７Ａ〜４７Ｃの上方にそれぞれシャトル３６の第１組の半球部４４Ａが位置している。そして、図１０（Ｂ）に示すように、可動ステージ２０４を上昇させると、可動ステージ２０４のマウント部４７Ａ〜４７Ｃがシャトル３６の第１組の半球部４４Ａを支持し、ロボットハンド４６Ｅから可動ステージ２０４にシャトル３６が受け渡される（ステップ１２６）。この後、ロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａはシャトル３６と可動ステージ２０４との間から引き抜かれる。そして、ウエハＷのアライメントの結果に基づいて、電子ビーム照射装置１５に対して可動ステージ２０４によってシャトル３６（ウエハＷ）を移動しながらウエハＷに電子ビームを照射することで、ウエハＷの全面に露光が行われる（ステップ１２８）。

露光終了後には、ステップ１３０において、ロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａをシャトル３６と可動ステージ２０４との間に差し込み、可動ステージ２０４を降下することで、シャトル３６の第２組の半球部４４Ｂがロボットハンド４６Ｅのマウント部４７Ｄ〜４７Ｆで支持される。そして、アンロードロック室１４Ｃに通じるシャッタ（不図示）を開き、ロボットハンド４６Ｅによってシャトル３６をアンロードロック室１４Ｃ内の補助テーブル４６Ｄに載置する。シャトル３６の第１組の半球部４４Ａが、補助テーブル４６Ｄのマウント部４６Ｄａ，４６Ｄｂ，４６Ｄｃ（図２参照）によって支持される。そして、露光室１４Ａとアンロードロック室１４Ｃとの間のシャッタを閉じ、図２のシャッタ４６Ｃａを開き、ロボットハンド４６Ｂによって補助テーブル４６Ｄで支持されているシャトル３６を収容ケース４２Ａの収容棚４０Ａの載置部４０Ａ１に搬出する。その後、収容ケース４２Ａは次の露光装置１２Ｂ等のアンロードロック室１４Ｃの前に移動する（ステップ１３２）。

他の露光装置１２Ｂ〜１２Ｊに関しても、ステップ１２２〜１３４の露光及びシャトル３６の搬出の動作が実行されて、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂ内には、露光済みのウエハＷを保持する１０個のシャトル３６が収容される。そして、収容ケース４２Ａ，４２Ｂを図１のアライメント部１８内の位置Ａ１１，Ａ１２に移動した後、ロボットハンド２６Ｃによって、収容ケース４２Ａの収容棚４０Ａの載置部４０Ａ１のシャトル３６をテーブル２２Ｂに搬出する（ステップ１３４）。この状態で、テーブル２２Ｂのセンターピン２２Ｂｄを介してウエハＷを上昇させ、ロボットハンド２６Ｂによってその露光済みのウエハＷをウエハカセット２０Ａに格納し、ロボットハンド２６Ｃでシャトル３６をシャトルストッカ２０Ｃに格納することで、シャトル３６からウエハＷが分離される（ステップ１３６）。ステップ１３４，１３６を繰り返すことによって、収容棚４０Ａの他の載置部４０Ａ２等及び収容棚４０Ｂの５段の載置部のシャトル３６からそれぞれウエハＷが分離され、分離後のシャトル３６はシャトルストッカ２０Ｃに格納され、露光済みのウエハＷはウエハカセット２０Ａに格納される。さらに、他のウエハＷに対する露光を行う場合には、図９（Ａ）及び（Ｂ）の動作が繰り返される。

この搬送方法によれば、シャトル搬送系３０を使用しているため、アライメント部１８と複数の露光装置１２Ａ〜１２Ｊとの間で、効率的に、かつウエハＷに対する異物の付着が少ない状態で、ウエハＷを保持するシャトル３６を搬送できる。
また、ウエハＷを保持するシャトル３６は第１組の半球部４４Ａ及び第２組の半球部４４Ｂを有するため、露光装置１２Ａ〜１２Ｊの可動ステージ２０４で第１組の半球部４４Ａを介してキネマティックカップリング方式でシャトル３６を支持することによって、露光中のシャトル３６（ウエハＷ）の位置ずれがない状態で安定にシャトル３６を支持できる。このため、ウエハＷを高精度に露光できる。さらに、ロードロック室１４Ｂ内の補助テーブル４６Ｃでも第１組の半球部４４Ａを介してシャトル３６を支持している。このため、シャトル搬送系３０で補助テーブル４６Ｃにシャトル３６を載置する直前の補助テーブル４６Ｃとシャトル３６との相対位置が目標位置からずれていても、補助テーブル４６Ｃにシャトル３６が載置されたときに、補助テーブル４６Ｃとシャトル３６との相対位置はその目標位置に設定される。このため、ロボットハンド４６Ｅによって補助テーブル４６Ｃから可動ステージ２０４にシャトル３６を移動する際に、シャトル３６の位置検出を省略できるか、又はシャトル３６の位置検出を短時間に行うことができるため、シャトル３６の移動を効率的に行うことができる。

さらに、可動ステージ２０４に対するシャトル３６のローディング時（搬入時）、及び可動ステージ２０４からのシャトル３６のアンローディング時（搬出時）には、ロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａで第２組の半球部４４Ｂを介してシャトル３６を支持することによって、補助テーブル４６Ｃ又は可動ステージ２０４と、ロボットハンド４６Ｅとの間のシャトル３６の受け渡しを円滑に行うことができる。

また、シャトル搬送系３０の収容ケース４２Ａ，４２Ｂの収容棚４０Ａ，４０Ｂでは第１組の半球部４４Ａを介してシャトル３６を支持し、露光装置１２Ａ〜１２Ｊのロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ、及びアライメント部１８内のロボットハンド２６Ｃでは、第２組の半球部４４Ｂを介してシャトル３６を支持している。このため、アライメント部１８と収容ケース４２Ａ，４２Ｂとの間、及び収容ケース４２Ａ，４２Ｂと露光装置１２Ａ〜１２Ｊとの間のシャトル３６の受け渡しを円滑に行うことができる。さらに、シャトル３６の搬送中に、収容棚４０Ａ，４０Ｂの各載置部とシャトル３６との相対位置、及びロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ，２６Ｃのアームとシャトル３６との相対位置がそれぞれ目標位置に維持されるため、シャトル３６の受け渡しを効率的に、短時間に行うことができる。このため、露光工程のスループットを向上できる。

上述のように本実施形態のウエハＷ（基板）を保持するシャトル３６（基板保持部材）は、ウエハＷを保持する第１部材３７Ａ（基板保持部）と、露光装置１２Ａの可動ステージ２０４又はロボットハンド４６Ａ，４６Ｅ（移動体）に装着される第２部材３７Ｂ（支持部）と、第１部材３７Ａと第２部材３７Ｂとを相対的に変位可能に接続する係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３（接続部）と、を備えている。本実施形態によれば、シャトル３６の第１部材３７ＡにウエハＷを保持し、第２部材３７Ｂを可動ステージ２０４又はロボットハンド４６Ａ，４６Ｅに装着する際に、第２部材３７Ｂにわずかな変形が生じても、第１部材３７ＡのウエハＷを保持する領域は実質的に変形しないため、その第２部材３７Ｂの変形のウエハＷへの影響が軽減される。このため、ウエハＷの変形が小さい状態で、ウエハＷに高精度に露光を行うことができる。

また、係合部３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３には弾性変形可能なフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅが含まれており、第１部材３７Ａと第２部材３７Ｂとは、第１部材３７Ａに設けられたフレクシャ部３７Ａｃ，３７Ａｄ，３７Ａｅ（ヒンジ部）を介して連結されている。このため、第２部材３７Ｂの変形のウエハＷへの影響がさらに軽減される。なお、第１部材３７Ａにはフレクシャ部３７Ａｃ等を設けることなく、第２部材３７Ｂの例えば台座部３７Ｂｃ，３７Ｂｄ，３７Ｂｅを支持する部分をフレクシャ部としてもよい。

また、シャトル３６は第１組の半球部４４Ａ（第１連結部材）及び第２組の半球部４４Ｂ（第２連結部材）を備えている。この構成によって、可動ステージ２０４で第１組の半球部４４Ａを介してシャトル３６を支持している際に、ロボットハンド４６Ｅで第２組の半球部４４Ｂを介してシャトル３６を支持できるため、可動ステージ２０４とロボットハンド４６Ｅとの間のシャトル３６の受け渡しを円滑に行うことができる。

また、本実施形態のシャトル搬送系３０（搬送装置）及び搬送方法は、露光装置１２ＡにウエハＷ（基板）を搬送する装置及び方法である。そして、シャトル搬送系３０は、ウエハＷを保持するための上述のシャトル３６と、シャトル３６の第２組の半球部４４Ｂが装着される搬送用の装着部を有するロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ（搬送アーム部）と、を備え、ロボットハンド４６Ａ，４６Ｂが第２組の半球部４４Ｂを介して、収容ケース４２Ａと露光装置１２Ａとの間でシャトル３６の受け渡しを行う。

また、その搬送方法は、シャトル３６の第１部材３７ＡにウエハＷを保持するステップ１０２と、シャトル３６を露光装置１２Ａまで移動するステップ１１０と、ロボットハンド４６Ａに半球部４４Ｂを介してシャトル３６を装着するステップ１０４と、露光装置１２Ａにシャトル３６を搬入するステップ１１２とを有する。
シャトル搬送系３０及びその搬送方法によれば、シャトル搬送系３０の収容ケース４２Ａで第１組の半球部４４Ａを介してシャトル３６を支持し、ロボットハンド４６Ａは第２組の半球部４４Ｂを介してシャトル３６を移動するため、シャトル３６の受け渡しを円滑に行うことができる。

また、本実施形態のウエハＷを露光する露光装置１２Ａは、ウエハＷを保持するためのシャトル３６と、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａが装着されるマウント部４７Ａ〜４７Ｃ（連結用の装着部）を有する可動ステージ２０４（ステージ装置）とを備えている。また、露光装置１２Ａを用いる露光方法は、シャトル３６の第１部材３７ＡでウエハＷを保持するステップ１０２と、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａを可動ステージ２０４のマウント部４７Ａ〜４７Ｃに装着するステップ１２６と、シャトル３６で保持されたウエハＷを露光するステップ１２８とを有する。

露光装置１２Ａ及びその露光方法によれば、シャトル３６でウエハＷを保持した状態でウエハＷを露光しており、ウエハＷの変形が少ないため、高い露光精度（重ね合わせ精度等）を得ることができる。さらに、可動ステージ２０４とロボットハンド４６Ａ等との間のシャトル３６の受け渡しを円滑に行うことができるため、露光工程のスループットを向上できる。

また、本実施形態の露光システム１０は、複数の露光装置１２Ａ〜１２Ｅと、シャトル搬送系３０と、露光装置１２Ａ〜１２Ｅとシャトル搬送系３０が備えるシャトルキャリア３２Ａの収容ケース４２Ａ（収容部）との間で、シャトル３６の受け渡しを行うロボットハンド４６Ａ，４６Ｂ（搬送アーム）と、を備えている。
また、本実施形態の露光システム１０は、シャトル３６と、シャトル３６が装着される可動ステージ２０４を備える露光装置１２Ａと、シャトル３６が装着されるロボットハンド４６Ａ（搬送アーム部）を有し、可動ステージ２０４にシャトル３６を搬送するシャトル搬送系３０とを備え、シャトル３６の第２部材３７Ｂは、可動ステージ２０４に連結可能な第１組の半球部４４Ａと、ロボットハンド４６Ａに連結可能な第２組の半球部４４Ｂとを備える。また、露光システム１０を用いる露光方法は、シャトル３６の第２部材３７Ｂの第１組の半球部４４Ａを介して可動ステージ２０４にシャトル３６２を装着するステップ１２６と、シャトル３６の第２組の半球部４４Ｂを介してロボットハンド４６Ａにシャトル３６を装着するステップ１１２とを有する。この露光システム及び露光方法によれば、露光工程のスループットを向上できる。

なお、上述の実施形態では以下のような変形が可能である。
上述の実施形態では、シャトル３６は第１組及び第２組の半球部４４Ａ，４４Ｂを備えているが、シャトル３６は第１組の半球部４４Ａを備えるのみでもよい。この場合、ロボットハンド２６Ｃ，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｅでは、例えばシャトル３６の第２部材３７Ｂの裏面３７Ｂｂの半球部４４Ａが設けられていない部分を支持することで、シャトル３６を搬送できる。

また、上述の実施形態では、シャトル３６に半球部４４Ａ，４４Ｂが設けられている。他の構成として、シャトル３６の第２部材３７Ｂにマウント部４３Ａ〜４３Ｃと同様の円錐面、Ｖ字溝面、及び平坦面を持つ複数（例えば３個）の部分（係合部）を２組設け、露光装置１２Ａの可動ステージ２０４にはそのうちの第１組の部分に係合する半球部４４Ａと同様の複数の半球部（支持部材）を設け、例えばロボットハンド４６Ｅのアーム４６Ｅａには、そのうちの第２組の部分に係合する半球部４４Ｂと同様の複数の半球部を設けてもよい。この場合でも、ウエハＷの変形が小さい状態でシャトル３６を保持して、シャトル３６を効率的に搬送できる。さらに、シャトル３６の第２部材３７Ｂにマウント部４３Ｄ〜４３Ｆと同様のＶ字溝面を持つ複数（例えば３個）の部分（係合部）を２組設けてもよい。

また、上述の実施形態では、シャトル３６の第２部材３７Ｂの裏面において、第１組の半球部４４Ａに対して内側に第２組の半球部４４Ｂが設けられているため、可動ステージ２０４に支持されているシャトル３６を容易にロボットハンド４６Ｅで支持できる。しかしながら、例えば第１組の２つの半球部４４Ａに対して中間の位置にそれぞれ第２組の半球部４４Ｂを設けてもよい。さらに、第１組の半球部４４Ａに対してほぼ同じ半径の円周上の異なる位置に第２組の半球部４４Ｂを設けてもよい。この場合、半球部４４Ａと半球部４４Ｂとの大きさが同じであると、外観上では、第１組の半球部４４Ａと第２組の半球部４４Ｂとの区別はできないことになる。

また、上述の実施形態では、シャトル３６の第１組の半球部４４Ａ及び第２組の半球部４４Ｂはそれぞれ３個であるが、第１組の半球部４４Ａ及び第２組の半球部４４Ｂはそれぞれ少なくとも３個であればよい。例えば第１組の半球部４４Ａを４個以上設け、そのうちの３個の半球部４４Ａを可動ステージ２０４で支持するようにしてもよい。
なお、上述の実施形態では、シャトル３６と可動ステージ２０４やロボットハンド４６Ａ等との連結を、半球部とＶ字溝等とのキネマティックカップリング方式で行ったが、連結部材として一方に突起を設け、他方からこの突起をクランプしてもよい。クランプと突起の連結時に第２部材３７Ｂにわずかな変形が生じても、第２部材３７ＢとウエハＷを保持する第１部材３７Ａとの間に存在するフレクシャ部によって、第１部材３７ＡのウエハＷを保持する領域は実質的に変形しない。そこで、第２部材３７Ｂの変形のウエハＷへの影響が軽減され、ウエハＷの変形が小さい状態で、ウエハＷに高精度に露光することができる。

また、上述の実施形態のシャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂは、Ｙ軸駆動部５４Ａ，５４Ｂによってガイド部材３４に沿って移動しているため、収容ケース４２Ａ，４２ＢのＹ方向の位置を高精度に制御できる。これに対して、収容ケース４２Ａ，４２Ｂの移動機構として、収容ケース４２Ａ，４２Ｂ（収容部）を保持し、複数の露光装置１２Ａ〜１２Ｅに沿って移動する自走式移動部を使用してもよい。自走式移動部は、例えば４輪駆動される駆動部である。

また、上述の実施形態では、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂと露光装置１２Ａ〜１２Ｅとの間でシャトル３６の受け渡しを行うアーム部として、露光装置１２Ａのロードロック室１４Ｂ及びアンロードロック室１４Ｃ内のロボットハンド４６Ａ，４６Ｂが使用されている。そのアーム部は、露光装置１２Ａ〜１２Ｅとシャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂとの少なくとも一方に設けるのみでよい。すなわち、そのアーム部を例えばシャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂの上面、内部、又は側面等に設けてもよい。この場合には、露光装置１２Ａのロードロック室１４Ｂ及びアンロードロック室１４Ｃ内の構成を簡素化できる。

さらに、アライメント部１８のロボットハンド２６Ｃの機能を、その収容ケース４２Ａ，４２Ｂに設けたアーム部に持たせてもよい。
また、上述の実施形態では、シャトル搬送系３０の収容ケース４２Ａ，４２Ｂはそれぞれ５個のウエハＷを保持するシャトル３６を収容可能である。しかしながら、収容ケース４２Ａ，４２Ｂで収容可能なシャトル３６の個数は任意である。

また、シャトル搬送系の変形例として、ガイド部材３４の一方の側面及び他方の側面のそれぞれに、１個のシャトル３６を収容可能な１つの載置部を有する収容ケースをＹ方向に移動可能に設けてもよい。すなわち、本実施形態において、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂは、少なくとも１つのシャトルを収容出来ればよい。
また、上述の実施形態では、左右の露光装置の間に、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂを配置しているが、左右の露光装置の間を移動する一つのシャトルキャリア３２Ａのみを設け、このシャトルキャリア３２Ａに収容ケース４２Ａを１８０°回転する機構を設けてもよい。この変形例では、収容ケース４２Ａを露光装置１２Ａ〜１２Ｅに対向させることで、収容ケース４２Ａと露光装置１２Ａ〜１２Ｅとの間でシャトル３６の受け渡しを行い、収容ケース４２Ａを１８０°回転して露光装置１２Ｆ〜１２Ｊに対向させることで、収容ケース４２Ａと露光装置１２Ｆ〜１２Ｊとの間でシャトル３６の受け渡しを行うことができる。

また、上述の実施形態では、露光装置１２Ａ〜１２Ｊは２列に配置されているが、例えば複数の露光装置１２Ａ等を一列に配置してもよい。さらに複数の露光装置１２Ａ等を３列以上の配列で配置してもよい。また、上述の実施形態では、シャトルキャリア３２Ａ，３２Ｂの収容ケース４２Ａ，４２Ｂ内に収容棚４０Ａ，４０Ｂを昇降させるＺ軸駆動部を設けているが、このＺ軸駆動部を省略することも可能である。

また、上述の実施形態において、例えば収容棚４０Ａの載置部４０Ａ１（他の載置部も同様）に温度センサ（不図示）及び温度制御素子（ヒータ、ペルチエ素子等）を設け、温度制御素子によって載置部４０Ａ１及びこれに載置されているシャトル３６の温度が目標温度になるように制御してもよい。
また、上述の実施形態において、収容ケース４２Ａ，４２Ｂの窓部４２Ａｈ等にシャッタを設け、シャトル３６の受け渡し期間以外では、シャッタで窓部４２Ａｈ等を閉じてもよい。

また、アライメント部１８及びシャトル搬送系のそれぞれを空調可能なチャンバに収容してもよい。
また、シャトルキャリア３２Ａ，シャトルキャリア３２Ｂを移動させる時の振動を低減するために、設置面とベース部材３５との間に、高周波振動を低減させるエアサスペンション等のダンパー装置を設けてもよい。

また、上記の実施形態の露光システム１０（露光装置１２Ａ〜１２Ｊ）又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、この電子デバイスは、図１１に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ３２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）又は電子ビームによる露光パターンを製作するステップ３２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ３２３、前述した実施形態の露光システム又は露光方法によりマスク又は露光パターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ３２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）３２５、並びに検査ステップ３２６等を経て製造される。

言い替えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光システム又は露光方法を用いて、所定のパターンを介して基板（ウエハＷ）に形成する工程と、その所定のパターンを介して基板を加工する工程と、を含んでいる。
このデバイス製造方法によれば、露光工程の露光精度を向上できるとともに、スループットを高めることができるため、電子デバイスを高精度にかつ安価に製造できる。

なお、上記実施形態では、ターゲットが半導体素子製造用のウエハである場合について説明したが、本実施形態に係る露光システムは、ガラス基板上に微細なパターンを形成してマスクを製造する際にも好適に適用できる。また、上記実施形態では、露光装置として荷電粒子線を用いる露光装置を使用している。別の構成として、露光装置として、例えば軟Ｘ線等の極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light:ＥＵＶ光）を露光ビームとして用いるＥＵＶ露光装置等を用いる場合にも、上記実施形態を適用することができる。

Ｗ…ウエハ、１０…露光システム、１２Ａ〜１２Ｊ…露光装置、１３Ａ〜１３Ｃ…真空チャンバ、１５…電子ビーム照射装置、１８…アライメント部、２６Ｃ…ロボットハンド、３０…シャトル搬送系、３２Ａ，３２Ｂ…シャトルキャリア、３６…シャトル、３７Ａ…第１部材、３７Ｂ…第２部材、３７Ｃ１〜３７Ｃ３…係合部、４４Ａ…第１組の半球部、４４Ｂ…第２組の半球部、４６Ｅ…ロボットハンド、４７Ａ〜４７Ｃ…第１組の半球部用のマウント部、４７Ｄ〜４７Ｆ…第２組の半球部用のマウント部、２０４…可動ステージ

Claims

基板を保持し、移動可能な移動体に装着される基板保持部材であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記移動体に装着される支持部と、
前記基板保持部と前記支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部と、
を備える基板保持部材。
前記接続部は、弾性変形可能な弾性部材を有する請求項１に記載の基板保持部材。
前記弾性部材は、前記基板保持部の周縁部に設けられた複数のフレクシャ部を有する請求項２に記載の基板保持部材。
前記基板保持部は、前記基板を保持する保持領域を有し、
前記フレクシャ部のそれぞれは、前記基板保持部における前記基板の保持領域の中央部から外側に向かって弾性変形可能である請求項３に記載の基板保持部材。
前記支持部は、前記移動体に連結可能な第１連結部材を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の基板保持部材。
前記第１連結部材と異なる位置に設けられ、前記移動体に連結可能な第２連結部材をさらに備える請求項５に記載の基板保持部材。
前記第１連結部材及び前記第２連結部材は、それぞれ前記支持部の複数箇所に設けられる請求項６に記載の基板保持部材。
複数の前記第１連結部材は、前記支持部のうち、前記基板保持部が接続される面の裏面に設けられ、
複数の前記第２連結部材は、前記支持部の前記裏面のうち、複数の前記第１連結部材に対して内側の位置に設けられる請求項６又は７に記載の基板保持部材。
複数の前記第１連結部材及び複数の前記第２連結部材は、それぞれ前記移動体に接触可能な半球面を有する請求項６から８のいずれか一項に記載の基板保持部材。
露光装置に基板を搬送する搬送装置であって、
請求項６から９のいずれか一項に記載の基板保持部材と、
前記基板を保持した前記基板保持部材の複数の前記第２連結部材が装着される搬送用の装着部を有する搬送アーム部と、を備え、
前記移動体は、前記搬送アームを含む搬送装置。
基板を露光する露光装置であって、
請求項５から９のいずれか一項に記載の基板保持部材と、
前記基板を保持した前記基板保持部材の複数の前記第１連結部材が装着される連結用の装着部を有するステージ装置とを備え、
前記移動体は、前記ステージ装置の少なくとも一部を含む露光装置。
前記基板保持部材と前記ステージ装置との間に設けられ、前記ステージ装置に対する前記基板保持部材の位置を検出する検出部を備える請求項１１に記載の露光装置。
前記露光装置は荷電粒子線を用いて前記基板を露光する荷電粒子線露光装置である請求項１１又は１２に記載の露光装置。
基板を露光する露光システムであって、
前記基板を保持する基板保持部と、移動体に装着される支持部と、前記基板保持部と前記支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材と、
前記基板保持部材が装着されるステージ装置を備える露光装置と、
前記基板保持部材が装着される搬送アーム部を有し、前記ステージ装置に前記基板保持部材を搬送する搬送装置とを備え、
前記支持部は、前記ステージ装置に連結可能な第１連結部材と、前記搬送アーム部に連結可能な第２連結部材とを備える露光システム。
露光装置に基板を搬送する搬送方法であって、
前記基板を保持する基板保持部と、搬送アームに装着される支持部と、前記基板保持部と前記支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材に前記基板を保持することと、
前記基板を保持した前記基板保持部材を前記搬送アームを介して前記露光装置まで移動することと、
を含む搬送方法。
基板を露光する露光方法であって、
前記基板を保持する基板保持部と、ステージ装置に装着される支持部と、前記基板保持部と前記支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材に前記基板を保持することと、
前記基板保持部材の前記支持部を介して前記基板保持部材をステージ装置で支持することと、
前記基板保持部材で保持された前記基板を露光することと、
を含む露光方法。
基板を露光する露光方法であって、
前記基板を保持する基板保持部と、第１連結部材及び第２連結部材を有する支持部と、前記基板保持部と前記支持部とを相対的に変位可能に接続する接続部とを備える基板保持部材の前記基板保持部に前記基板を保持させることと、
前記支持部の前記第１連結部材を介して、露光装置のステージ装置に前記基板保持部材を装着すること、
前記支持部の前記第２連結部材を介して、搬送装置の搬送アーム部に前記基板保持部材を装着することと、
を含む露光方法。
前記基板保持部材と前記ステージ装置との間に設けられ、前記ステージ装置に対する前記基板保持部の位置を検出する検出部を備え、
前記検出部を用いて、前記基板保持部材と前記ステージ装置との位置関係を計測することと、
前記計測された位置関係を用いて前記ステージ装置を駆動することと、を含む請求項１６又は１７に記載の露光方法。
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、所定のパターンを基板に形成することと、
前記所定のパターンを介して前記基板を加工することと、を含むデバイス製造方法。
請求項１６から１８のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、所定のパターンを基板に形成することと、
前記所定のパターンを介して前記基板を加工することと、を含むデバイス製造方法。