JP2021039363A - 搬送装置、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

搬送装置、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 Download PDF

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Abstract

【課題】ガラス基板を迅速に交換できる搬送装置の提供。【解決手段】基板Ｐを非接触支持する非接触ホルダ３２に対して基板Ｐを搬送する搬送装置は、非接触ホルダ３２の上方に位置する第１位置で基板Ｐの一部を保持する保持パッド１００４４と、基板Ｐを保持した保持パッド１００４４を、基板Ｐが非接触ホルダ３２に非接触支持されるように下方へ移動させる駆動部と、非接触ホルダ３２に非接触支持された基板Ｐを保持する吸着パッド４４と、を備え、前記駆動部は、保持パッド１００４４を、第１位置から基板Ｐを吸着パッド４４に受け渡し可能な第２位置に移動させる。【選択図】図８７

Description

本発明は、搬送装置、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、物体を搬送する搬送装置、搬送装置を備える露光装置、露光装置を用いたフラットパネルディスプレイ又は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（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向に同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
この種の露光装置としては、基板交換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交換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順に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、複数のガラス基板を露光する場合には、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。
米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書
本発明の第１の態様によれば、物体を走査露光する露光装置に用いられ、前記物体を非接触支持可能な支持部に対して前記物体を搬送する搬送装置において、前記支持部に対して所定方向の一方側に設けられ、第１物体が支持された前記支持部の上方に位置する第１位置で、前記第１物体とは異なる第２物体の一部を保持する第１保持部と、前記支持部上の前記第1物体を把持し、前記所定方向の一方側から他方側へ移動し、前記第１物体を前記支持部上から搬出する搬出部と、前記第２物体が、前記搬出部により前記第１物体が搬出された前記支持部に非接触支持される位置へ、前記第２物体の一部を保持した前記第１保持部を下方へ移動させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記支持部に非接触支持された前記第２物体に対する前記走査露光時に、前記第２物体を前記支持部に対して相対移動可能に前記第２物体を保持する第２保持部よりも下方となる第２位置へ、前記第１保持部を移動させる、搬送装置が、提供される。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る搬送装置と、エネルギビームを用いて前記第１物体又は前記第２物体に所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置が、提供される。
本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る露光装置を用いて前記第１物体又は前記第２物体を露光することと、露光された前記第１物体又は前記第２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が、提供される。
本発明の第４の態様によれば、第２の態様に係る露光装置を用いて前記第１物体又は前記第２物体を露光することと、露光された前記第１物体又は前記第２物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
第１の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Ａ−Ａ線断面図である。 図１の液晶露光装置が備える基板ステージ装置の詳細を示す図である。 基板ステージ装置の要部拡大図である。 図１の液晶露光装置が備える基板位置計測系の概念図である。 液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その１）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その２）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その３）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態の第１の変形例に係る基板キャリアを示す図（それぞれ平面図、及び正面図）である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る基板ステージ装置を示す図である。 図１２（ａ）は、第２の変形例に係る基板キャリアの平面図であり、図１２（ｂ）は、第２の変形例に係る基板テーブルの平面図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態の第３の変形例に係る基板ステージ装置を示す図（それぞれ平面図、及び断面図）である。 第２の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有するＹガイドバー、重量キャンセル装置などを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有するベースフレーム、粗動ステージなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有する非接触ホルダ、補助テーブルなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有する基板キャリアなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ステージ装置のスキャン露光時の動作を説明するための図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ステージ装置のＹステップ動作を説明するための図（その１及びその２）である。 第２の実施形態の変形例（第４の変形例）に係る基板ステージ装置を示す図である。 図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有するＹガイドバー、重量キャンセル装置などを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有するベースフレーム、粗動ステージなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有する非接触ホルダ、補助テーブルなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有する基板キャリアなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。 図２６（ａ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の基板搬出時の説明するための図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 第３の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２７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２９（ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図２９（ｂ）は、図２９（ａ）の２９ｂ−２９ｂ線断面図である。 図３０（ａ）は、基板交換装置の平面図、図３０（ｂ）は、図３０（ａ）の３０ｂ−３０ｂ線断面図である。 図３１（ａ）及び図３１（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その２）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３３（ａ）及び図３３（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その３）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３４（ａ）及び図３４（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その４）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その５）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３６（ａ）及び図３６（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その６）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３７（ａ）及び図３７（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その７）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３８（ａ）及び図３８（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その８）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図３９（ａ）及び図３９（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その９）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４０（ａ）及び図４０（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１０）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４１（ａ）及び図４１（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１１）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４２（ａ）及び図４２（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１２）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４３（ａ）及び図４３（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１３）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４４（ａ）及び図４４（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１４）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４５（ａ）及び図４５（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１５）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４６（ａ）及び図４６（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１６）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 図４７（ａ）及び図４７（ｂ）は、それぞれ基板交換動作（その１７）を説明するための液晶露光装置の平面図及び側面図である。 第４の実施形態を説明するための図（その１）である。 図４９（ａ）及び図４９（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その２）である。 図５０（ａ）及び図５０（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その３）である。 図５１（ａ）及び図５１（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その４）である。 図５２（ａ）及び図５２（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その５）である。 図５３（ａ）及び図５３（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その６）である。 図５４（ａ）及び図５４（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その７）である。 図５５（ａ）及び図５５（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その８）である。 図５６（ａ）及び図５６（ｂ）は、第４の実施形態を説明するための図（その９）である。 図５７（ａ）及び図５７（ｂ）は、第４の実施形態の変形例を説明するための図である。 第５の実施形態を説明するための図（その１）である。 第５の実施形態を説明するための図（その２）である。 第５の実施形態を説明するための図（その３）である。 第５の実施形態を説明するための図（その４）である。 第５の実施形態を説明するための図（その５）である。 第５の実施形態を説明するための図（その６）である。 第５の実施形態を説明するための図（その７）である。 第５の実施形態を説明するための図（その８）である。 図６６（ａ）及び図６６（ｂ）は、第６の実施形態を説明するための図（その１）である。 図６７（ａ）及び図６７（ｂ）は、第６の実施形態を説明するための図（その２）である。 図６８（ａ）及び図６８（ｂ）は、第６の実施形態を説明するための図（その３）である。 図６９（ａ）及び図６９（ｂ）は、第６の実施形態を説明するための図（その４）である。 図７０（ａ）及び図７０（ｂ）は、第６の実施形態を説明するための図（その５）である。 第７の実施形態を説明するための図（その１）である。 第７の実施形態を説明するための図（その２）である。 第７の実施形態を説明するための図（その３）である。 第７の実施形態を説明するための図（その４）である。 図７５（ａ）〜図７５（ｃ）は、第７の実施形態を説明するための図（その５〜その７）である。 第８の実施形態を説明するための図（その１）である。 図７７（ａ）〜図７７（ｃ）は、第８の実施形態を説明するための図（その２〜その４）である。 第９の実施形態を説明するための図（その１）である。 図７９（ａ）〜図７９（ｄ）は、第８の実施形態を説明するための図（その２〜その５）である。 第９の実施形態を説明するための図（その６）である。 第９の実施形態を説明するための図（その７）である。 第９の実施形態を説明するための図（その８）である。 第９の実施形態を説明するための図（その９）である。 第９の実施形態の変形例を説明するための図である。 図８５（ａ）及び図８５（ｂ）は、第１の変形例を説明するための図（その１及びその２）である。 図８６（ａ）及び図８６（ｂ）は、第２の変形例を説明するための図（その１及びその２）である。 図８７（ａ）及び図８７（ｂ）は、第４の実施形態における基板の搬入動作を説明するための図（その１及びその２）であり、図８７（ｃ）及び図８７（ｄ）は、第２の変形例における保持パッドのズレ防止構造の一例を示す図（その１及びその２）である。 図８８（ａ）及び図８８（ｂ）は、第３の変形例を説明するための図（その１及びその２）である。 図８９（ａ）〜図８９（ｃ）は、第４の変形例を説明するための図（その１〜その３）である。 図９０（ａ）及び図９０（ｂ）は、第５の変形例を説明するための図（その１及びその２）である。 第６の変形例を説明するための図（その１）である。 図９２（ａ）及び図９２（ｂ）は、第７の変形例を説明するための図（その１及びその２）である 図９３（ａ）及び図９３（ｂ）は、第８の変形例を説明するための図（その１及びその２）である 図９４（ａ）〜図９４（ｃ）は、第９の変形例を説明するための図（その１〜その３）である。 第１０の変形例を説明するための図である。 第１１の変形例を説明するための図である。 第１２の変形例を説明するための図である。 第１３の変形例を説明するための図である。 第１４の変形例を説明するための図である。 第１５の変形例を説明するための図である。 第１６の変形例を説明するための図である。 図１０２（ａ）及び図１０２（ｂ）は、第６の変形例を説明するための図（その２及びその３）である。
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図９（ｂ）を用いて説明する。
図１には、第１の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、回路パターン等のパターンが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、装置本体１８、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、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軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
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。すなわち、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１４は、光透過型のマスクＭを保持している。主制御装置５０（図６参照）は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系５２（図６参照）を介してマスクステージ１４（すなわちマスクＭ）を、照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクステージ１４の水平面内の位置情報は、例えばレーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系５４（図６参照）により求められる。
投影光学系１６は、マスクステージ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型の投影光学系であり、例えば正立正像を形成する両側テレセントリックな複数の光学系を備えている。投影光学系１６から基板Ｐに投射される照明光ＩＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸にほぼ平行である。
液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによって所定の照明領域内に位置するマスクＭが照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬ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のパターンの投影像（部分的なパターンの像）が、基板Ｐ上の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（マスクＭの走査範囲に対応するパターン全体）が転写される。ここで、マスクＭ上の照明領域と基板Ｐ上の露光領域（照明光の照射領域）とは、投影光学系１６によって互いに光学的に共役な関係になっている。
装置本体１８は、上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６を支持する部分であり、複数の防振装置１８ｄを介してクリーンルームの床Ｆ上に設置されている。装置本体１８は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、一対の下架台部１８ｂ（図１では、紙面奥行き方向に重なっているため一方は不図示。図２参照）、及び一対の中架台部１８ｃを有している。
基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度位置決めする部分であり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０は、ベースフレーム２２、粗動ステージ２４、重量キャンセル装置２６、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０などを備えている。
ベースフレーム２２は、一対のＸビーム２２ａを備えている。Ｘビーム２２ａは、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成る。一対のＸビーム２２ａは、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されており、それぞれ脚部２２ｂを介して装置本体１８とは物理的に分離（振動的に絶縁）された状態で床Ｆ上に設置されている。一対のＸビーム２２ａ、及び脚部２２ｂは、それぞれ接続部材２２ｃにより一体的に接続されている。
粗動ステージ２４は、基板ＰをＸ軸方向に長ストロークで駆動するための部分であり、上記一対のＸビーム２２ａに対応して、一対のＸキャリッジ２４ａを備えている。Ｘキャリッジ２４ａは、ＹＺ断面逆Ｌ字状に形成され、対応するＸビーム２２ａ上に複数の機械的なリニアガイド装置２４ｃを介して載置されている。
一対のＸキャリッジ２４ａそれぞれは、基板テーブル３０を駆動するための基板テーブル駆動系５６（図６参照）の一部であるＸリニアアクチュエータを介して主制御装置５０（図６参照）により、対応するＸビーム２２ａに沿ってＸ軸方向に所定の長ストローク（基板ＰのＸ軸方向の長さの１〜１．５倍程度）で同期駆動される。Ｘキャリッジ２４ａを駆動するためのＸリニアアクチュエータの種類は、適宜変更可能であり、図２では、例えばＸキャリッジ２４ａが有する可動子と、対応するＸビーム２２ａが有する固定子とを含むリニアモータ２４ｄが用いられているが、これに限られず、例えば送りネジ（ボールネジ）装置などを使用することも可能である。
また、図２に示されるように、粗動ステージ２４は、一対のＹ固定子６２ａを有している。Ｙ固定子６２ａは、Ｙ軸方向に延びる部材から成る（図１参照）。一方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の＋Ｘ側の端部近傍において、他方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の−Ｘ側の端部近傍において、それぞれ一対のＸキャリッジ２４ａ上に架設されている（図１参照）。Ｙ固定子６２ａの機能については後述する。
重量キャンセル装置２６は、粗動ステージ２４が有する一対のＸキャリッジ２４ａ間に挿入されており、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２を含む系の自重を下方から支持している。重量キャンセル装置２６の詳細に関しては、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されているので、説明を省略する。重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる複数の接続装置２６ａ（フレクシャ装置とも称される）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されており、粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と一体的にＸ軸方向に移動する。なお、重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる接続装置２６ａを介して、粗動ステージ２４に接続されるとしたが、Ｘ軸方向にのみ移動するためＸ方向に延びる接続装置２６ａにより、粗動ステージ２４に接続される構成としても良い。
Ｘガイドバー２８は、重量キャンセル装置２６が移動する際の定盤として機能する部分である。Ｘガイドバー２８は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、図１に示されるように、ベースフレーム２２が有する一対のＸビーム２２ａ間に挿入され、装置本体１８が有する一対の下架台部１８ｂ上に固定されている。Ｙ軸方向に関して、Ｘガイドバー２８の中心は、照明光ＩＬにより基板Ｐ上に生成される露光領域の中心とほぼ一致している。Ｘガイドバー２８の上面は、ＸＹ平面（水平面）と平行に設定されている。上記重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上に、例えばエアベアリング２６ｂを介して非接触状態で載置されている。粗動ステージ２４がベースフレーム２２上でＸ軸方向に移動する際、重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上をＸ軸方向に移動する。
基板テーブル３０は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、図２に示されるように、中央部が球面軸受け装置２６ｃを介してＸＹ平面に対して揺動自在な状態で重量キャンセル装置２６に下方から非接触支持されている。また、基板テーブル３０には、図１に示されるように、一対の補助テーブル３４（図２では不図示）が接続されている。一対の補助テーブル３４の機能については、後述する。
図２に戻り、基板テーブル３０は、基板テーブル駆動系５６（図６参照）の一部であって、粗動ステージ２４が有する固定子と基板テーブル３０自体が有する可動子とを含む複数のリニアモータ３０ａ（例えばボイスコイルモータ）により、粗動ステージ２４に対して、水平面（ＸＹ平面）に対して交差する方向、すなわちＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向（以下、Ｚチルト方向と称する）に適宜微小駆動される。
基板テーブル３０は、基板テーブル３０から放射状に延びる複数の接続装置３０ｂ（フレクシャ装置）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されている。接続装置３０ｂは、例えばボールジョイントを含み、基板テーブル３０の粗動ステージ２４に対するＺチルト方向への微小ストロークでの相対移動を阻害しないようになっている。また、粗動ステージ２４がＸ軸方向に長ストロークで移動する場合には、上記複数の接続装置３０ｂを介して粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と基板テーブル３０とが、一体的にＸ軸方向に移動する。なお、基板テーブル３０は、Ｙ軸方向へ移動しないため、粗動ステージ２４に対して放射状に延びる接続装置３０ｂではなく、Ｘ軸方向に平行な複数の接続装置３０ｂを介して、粗動ステージ２４に接続されるようにしても良い。
非接触ホルダ３２は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、その上面で基板Ｐを下方から支持する。非接触ホルダ３２は、基板Ｐにたるみ、皺などが生じないようにする（平面矯正する）機能を有する。非接触ホルダ３２は、基板テーブル３０の上面に固定されており、上記基板テーブル３０と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するとともに、Ｚチルト方向に微小移動する。
非接触ホルダ３２の上面（基板支持面）における四辺それぞれの長さは、基板Ｐの四辺それぞれの長さとほぼ同じに（実際には幾分短く）設定されている。従って、非接触ホルダ３２は、基板Ｐのほぼ全体を下方から支持すること、具体的には、基板Ｐ上における露光対象領域（基板Ｐの端部近傍に形成される余白領域を除く領域）を下方から支持可能となっている。
非接触ホルダ３２には、基板ステージ装置２０の外部に設置された不図示の加圧気体供給装置と真空吸引装置とが、例えばチューブなどの配管部材を介して接続されている。また、非接触ホルダ３２の上面（基板載置面）には、上記配管部材と連通する微小な孔部が複数形成されている。非接触ホルダ３２は、上記加圧気体供給装置から供給される加圧気体（例えば圧縮空気）を上記孔部（の一部）を介して基板Ｐの下面に噴出することにより基板Ｐを浮上させる。また、非接触ホルダ３２は、上記加圧気体の噴出と併用して、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面と基板支持面との間の空気を吸引する。これにより、基板Ｐに荷重（プリロード）が作用し、非接触ホルダ３２の上面に沿って平面矯正される。ただし、基板Ｐと非接触ホルダ３２との間に隙間が形成されることから、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動は阻害されない。
基板キャリア４０は、基板Ｐを保持する部分であり、該基板Ｐを照明光ＩＬ（図１参照）に対して水平面内の３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に移動させる。基板キャリア４０は、平面視で矩形の枠状（額縁状）に形成されており、基板Ｐの端部（外周縁部）近傍の領域（余白領域）を保持した状態で、非接触ホルダ３２に対してＸＹ平面に沿って移動する。以下、基板キャリア４０の詳細を図３を用いて説明する。
基板キャリア４０は、図３に示されるように、一対のＸフレーム４２ｘと、一対のＹフレーム４２ｙとを備えている。一対のＸフレーム４２ｘは、それぞれＸ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｙ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＹ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。また、一対のＹフレーム４２ｙは、それぞれＹ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｘ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＸ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。
＋Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれ＋Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。同様に、−Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの−Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。これにより、一対のＹフレーム４２ｙの上面の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）は、一対のＸフレーム４２ｘの下面の高さ位置よりも低く（−Ｚ側）に設定されている。
また、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの下面には、一対の吸着パッド４４がＸ軸方向に離間して取り付けられている。従って、基板キャリア４０は、合計で、例えば４つの吸着パッド４４を有している。吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘが互いに向かい合う面から、互いに対向する方向（基板キャリア４０の内側）に突き出して配置されている。例えば４つの吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘ間に基板Ｐが挿入された状態で、該基板Ｐの四隅部近傍（余白領域）を下方から支持できるように、水平面内の位置（Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置）が設定されている。例えば４つの吸着パッド４４それぞれには、不図示の真空吸引装置が接続されている。吸着パッド４４は、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面を吸着保持する。なお、吸着パッド４４の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。
ここで、図２に示されるように、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが組み合わされた状態で、基板Ｐは、基板キャリア４０の有する吸着パッド４４によって四隅部近傍が下方から支持（吸着保持）されるとともに、中央部を含むほぼ全面が非接触ホルダ３２により下方から非接触支持される。この状態で、基板Ｐの＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部は、非接触ホルダ３２の＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部からそれぞれ突き出しており、例えば４つの吸着パッド４４（図２では一部不図示）は、該基板Ｐの非接触ホルダ３２から突き出した部分を吸着保持する。すなわち、吸着パッド４４は、Ｘ軸方向に関して非接触ホルダ３２の外側に位置するように、Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置が設定されている。
次に基板キャリア４０を駆動するための基板キャリア駆動系６０（図６参照）について説明する。本実施形態において、主制御装置５０（図６参照）は、該基板キャリア駆動系６０を介して、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、水平面内３自由度方向に微小駆動する。また、主制御装置５０は、上述した基板テーブル駆動系５６（図６参照）と、基板キャリア駆動系６０とを介して、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とをＸ軸方向に一体的に（同期して）駆動する。
基板キャリア駆動系６０は、図２に示されるように、上述した粗動ステージ２４が有するＹ固定子６２ａと、該Ｙ固定子６２ａと協働してＹ軸方向の推力を発生するＹ可動子６２ｂとを含む、一対のＹリニアアクチュエータ６２を備えている。一対のＹリニアアクチュエータ６２それぞれのＹ可動子６２ｂには、図４に示されるように、Ｙ固定子６４ａとＸ固定子６６ａとが取り付けられている。
Ｙ固定子６４ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＹ可動子６４ｂと協働して基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を付与するＹボイスコイルモータ６４を構成している。また、Ｘ固定子６６ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＸ可動子６６ｂと協働して基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与するＸボイスコイルモータ６６を構成している。このように、基板ステージ装置２０は、基板キャリア４０の＋Ｘ側、及び−Ｘ側のそれぞれにＹボイスコイルモータ６４とＸボイスコイルモータ６６とをそれぞれ１つ有している。
ここで、基板キャリア４０の＋Ｘ側と−Ｘ側とで、Ｙボイスコイルモータ６４、及びＸボイスコイルモータ６６は、それぞれ基板Ｐの重心位置を中心に点対称に配置されている。従って、基板キャリア４０の＋Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６と、基板キャリア４０の−Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６とを用いて基板キャリア４０にＸ軸方向に推力を作用させる際、基板Ｐの重心位置にＸ軸方向に平行に推力を作用させたのと同様の効果を得ること、すなわち基板キャリア４０（基板Ｐ）にθｚ方向のモーメントが作用することを抑制することができる。なお、一対のＹボイスコイルモータ６４に関しては、Ｘ軸方向に関する基板Ｐの重心（線）を挟んで配置されているので、基板キャリア４０にθｚ方向のモーメントが作用しない。
基板キャリア４０は、上記一対のＹボイスコイルモータ６４、及び一対のＸボイスコイルモータ６６を介して、主制御装置５０（図６参照）により、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）に対して水平面内の３自由度方向に微少駆動される。また、主制御装置５０は、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）がＸ軸方向に長ストロークで移動する際に、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するように、上記一対のＸボイスコイルモータ６６を用いて、基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与する。
また、主制御装置５０（図６参照）は、上記一対のＹリニアアクチュエータ６２、及び一対のＹボイスコイルモータ６４を用いて、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで相対移動させる。具体的に説明すると、主制御装置５０は、一対のＹリニアアクチュエータ６２のＹ可動子６２ｂをＹ軸方向に移動させつつ、該Ｙ可動子６２ｂに取り付けられたＹ固定子６４ａを含むＹボイスコイルモータ６４を用いて基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を作用させる。これにより、基板キャリア４０は、非接触ホルダ３２と独立（分離）してＹ軸方向に長ストロークで移動する。
このように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐを保持する基板キャリア４０は、Ｘ軸（走査）方向に関しては、非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動し、Ｙ軸方向に関しては、非接触ホルダ３２とは独立に長ストロークで移動する。なお、図２から分かるように、吸着パッド４４のＺ位置と、非接触ホルダ３２のＺ位置とが一部重複しているが、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対して長ストロークで相対移動するのは、Ｙ軸方向のみであるので、吸着パッド４４と非接触ホルダ３２とが接触するおそれはない。
また、基板テーブル３０（すなわち非接触ホルダ３２）がＺチルト方向に駆動された場合、非接触ホルダ３２に平面矯正された基板Ｐが、非接触ホルダ３２とともにＺチルト方向に姿勢変化するので、基板Ｐを吸着保持する基板キャリア４０は、該基板ＰとともにＺチルト方向に姿勢変化する。なお、吸着パッド４４の弾性変形により基板キャリア４０の姿勢が変化しないようにしても良い。
図１に戻り、一対の補助テーブル３４は、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２と分離してＹ軸方向に相対移動する際に非接触ホルダ３２と協働して、該基板キャリア４０が保持する基板Ｐの下面を支持する装置である。上述したように基板キャリア４０は、基板Ｐを保持した状態で、非接触ホルダ３２に対して相対移動することから、例えば図１に示される状態から基板キャリア４０が＋Ｙ方向に移動すると、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２に支持されなくなる。このため、基板ステージ装置２０では、上記基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２により支持されない部分の自重による撓みを抑制するため、該基板Ｐを一対の補助テーブル３４の一方を用いて下方から支持する。一対の補助テーブル３４は、紙面左右対称に配置されている点を除き、実質的に同じ構造である。
補助テーブル３４は、図３に示されるように、複数のエア浮上ユニット３６を有している。なお、本実施形態において、エア浮上ユニット３６は、Ｙ軸方向に延びる棒状に形成され、複数のエア浮上ユニット３６がＸ軸方向に所定間隔で配置される構成であるが、基板Ｐの自重に起因する撓みを抑制することができれば、その形状、数、配置などは、特に限定されない。複数のエア浮上ユニット３６は、図４に示されるように、基板テーブル３０の側面から突き出したアーム状の支持部材３６ａに下方から支持されている。複数のエア浮上ユニット３６と非接触ホルダ３２との間には、微小な隙間が形成されている。
エア浮上ユニット３６の上面の高さ位置は、非接触ホルダ３２の上面の高さ位置とほぼ同じに（あるいは幾分低く）設定されている。エア浮上ユニット３６は、その上面から基板Ｐの下面に対して気体（例えば空気）を噴出することにより、該基板Ｐを非接触支持する。なお、上述した非接触ホルダ３２は、基板Ｐにプリロードを作用させて基板Ｐの平面矯正を行ったが、エア浮上ユニット３６は、基板Ｐの撓みを抑制することができれば良いので、単に基板Ｐの下面に気体を供給するだけでもよく、エア浮上ユニット３６上における基板Ｐの高さ位置を特に管理しなくてもよい。
次に、基板Ｐの６自由度方向の位置情報を計測するための基板位置計測系について説明する。基板位置計測系は、基板テーブル３０の水平面に交差する方向の位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、θｘ及びθｙ方向の回転量情報。以下「Ｚチルト位置情報」と称する）を求めるためのＺチルト位置計測系５８（図６参照）と、基板キャリア４０のＸＹ平面内の位置情報（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報、並びにθｚ方向の回転量情報）を求めるための水平面内位置計測系７０（図６参照）とを含む。
Ｚチルト位置計測系５８（図６参照）は、図２に示されるように、基板テーブル３０の下面であって、球面軸受け装置２６ｃの周囲に固定された複数（少なくとも３つ）のレーザ変位計５８ａを含む。レーザ変位計５８ａは、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光することにより、該計測光の照射点における基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。例えば、少なくとも３つのレーザ変位計５８ａは、同一直線上にない３箇所（例えば正三角形の頂点に対応する位置）に配置されており、主制御装置５０は、該少なくとも３つのレーザ変位計５８ａの出力に基づいて、基板テーブル３０（すなわち基板Ｐ）のＺチルト位置情報を求める。重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８の上面（水平面）に沿って移動するので、主制御装置５０は、基板テーブル３０のＸ位置に関わらず、基板テーブル３０の水平面に対する姿勢変化を計測することができる。
水平面内位置計測系７０（図６参照）は、図１に示されるように、一対のヘッドユニット７２を有している。一方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の−Ｙ側に配置され、他方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の＋Ｙ側に配置されている。
一対のヘッドユニット７２それぞれは、基板キャリア４０が有する反射型の回折格子を用いて基板Ｐの水平面内の位置情報を求める。一対のヘッドユニット７２に対応して、基板キャリア４０の一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの上面には、図３に示されるように、複数（図３では、例えば６枚）のスケール板４６が貼り付けられている。スケール板４６は、Ｘ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。スケール板４６のＸ軸方向の長さは、Ｘフレーム４２ｘのＸ軸方向の長さに比べて短く、複数のスケール板４６が、Ｘ軸方向に所定の間隔で（互いに離間して）配列されている。
図５には、＋Ｙ側のＸフレーム４２ｘと、これに対応するヘッドユニット７２が示されている。Ｘフレーム４２ｘ上に固定された複数のスケール板４６それぞれには、Ｘスケール４８ｘとＹスケール４８ｙとが形成されている。Ｘスケール４８ｘは、スケール板４６の−Ｙ側の半分の領域に形成され、Ｙスケール４８ｙは、スケール板４６の＋Ｙ側の半分の領域に形成されている。Ｘスケール４８ｘは、反射型のＸ回折格子を有し、Ｙスケール４８ｙは、反射型のＹ回折格子を有している。なお、図５では、理解を容易にするために、Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙを形成する複数の格子線間の間隔（ピッチ）は、実際よりも広く図示されている。
ヘッドユニット７２は、図４に示されるように、Ｙリニアアクチュエータ７４、該Ｙリニアアクチュエータ７４により投影光学系１６（図１参照）に対してＹ軸方向に所定のストロークで駆動されるＹスライダ７６、及びＹスライダ７６に固定された複数の計測ヘッド（Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、８０ｘ、Ｙエンコーダヘッド７８ｙ、８０ｙ）を備えている。図１及び図４で紙面左右対称に構成されている点を除き、一対のヘッドユニット７２は、同様に構成されている。また、一対のＸフレーム４２ｘ上それぞれに固定された複数のスケール板４６も、図１及び図４において、左右対称に構成されている。
Ｙリニアアクチュエータ７４は、装置本体１８が有する上架台部１８ａの下面に固定されている。Ｙリニアアクチュエータ７４は、Ｙスライダ７６をＹ軸方向に直進案内するリニアガイドと、Ｙスライダ７６に推力を付与する駆動系とを備えている。リニアガイドの種類は、特に限定されないが、繰り返し再現性の高いエアベアリングが好適である。また、駆動系の種類も、特に限定されず、例えばリニアモータ、ベルト（あるいはワイヤ）駆動装置などを用いることができる。
Ｙリニアアクチュエータ７４は、主制御装置５０（図６参照）により制御される。Ｙリニアアクチュエータ７４によるＹスライダ７６のＹ軸方向へのストローク量は、基板Ｐ（基板キャリア４０）のＹ軸方向へのストローク量と同等に設定されている。
ヘッドユニット７２は、図５に示されるように、一対のＸエンコーダヘッド７８ｘ（以下「Ｘヘッド７８ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド７８ｙ（以下「Ｙヘッド７８ｙ」と称する）を備えている。一対のＸヘッド７８ｘ、一対のＹヘッド７８ｙは、それぞれＸ軸方向に所定距離で離間して配置されている。
Ｘヘッド７８ｘ、及びＹヘッド７８ｙは、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書に開示されるような、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、対応するスケール（Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙ）に対して下向き（−Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビーム（戻り光）を受光することにより、基板キャリア４０の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。
すなわち、水平面内位置計測系７０（図６参照）では、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＸヘッド７８ｘと、該Ｘヘッド７８ｘに対向するＸスケール４８ｘとによって、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダシステムが構成されている。同様に、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＹヘッド７８ｙと、該Ｙヘッド７８ｙに対向するＹスケール４８ｙとによって、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダシステムが構成されている。
ここで、ヘッドユニット７２が有する一対のＸヘッド７８ｘ、及び一対のＹヘッド７８ｙそれぞれのＸ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板４６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｘエンコーダシステム、及びＹエンコーダシステムでは、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド７８ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール４８ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド７８ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール４８ｙに対向する。
具体的には、主制御装置５０（図６参照）は、一対のＸヘッド７８ｘがともにＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一対のＸヘッド７８ｘの出力の平均値に基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。また、主制御装置５０は、一対のＸヘッド７８ｘの一方のみがＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一方のＸヘッド７８ｘの出力のみに基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。従って、Ｘエンコーダシステムは、基板キャリア４０の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０に供給することができる。Ｙエンコーダシステムについても同様である。
ここで、上述したように、本実施形態の基板キャリア４０は、Ｙ軸方向にも所定の長ストロークで移動可能であることから、主制御装置５０（図６参照）は、Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙそれぞれと、対応するスケール４８ｘ、４８ｙとの対向状態が維持されるように、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置に応じて一対のヘッドユニット７２それぞれのＹスライダ７６（図４参照）を、基板キャリア４０に追従するように、Ｙリニアアクチュエータ７４（図４参照）を介してＹ軸方向に駆動する。主制御装置５０は、Ｙスライダ７６（すなわち各ヘッド７８ｘ、７８ｙ）のＹ軸方向の変位量（位置情報）と、各ヘッド７８ｘ、７８ｙからの出力とを併せて、総合的に基板キャリア４０の水平面内の位置情報を求める。
Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の位置（変位量）情報は、上記Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙを用いたエンコーダシステムと同等の計測精度のエンコーダシステムにより求められる。Ｙスライダ７６は、図４及び図５から分かるように、一対のＸエンコーダヘッド８０ｘ（以下「Ｘヘッド８０ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド８０ｙ（以下「Ｙヘッド８０ｙ」と称する）を有している。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、それぞれＹ軸方向に所定距離で離間して配置されている。
主制御装置５０（図６参照）は、装置本体１８の上架台部１８ａ（それぞれ図１参照）の下面に固定された複数のスケール板８２を用いて、Ｙスライダ７６の水平面内の位置情報を求める。スケール板８２は、Ｙ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。本実施形態では、一対のヘッドユニット７２それぞれの上方に、例えば２枚のスケール板８２が、Ｙ軸方向に所定間隔で（互いに離間して）配置されている。
図５に示されるように、スケール板８２の下面における＋Ｘ側の領域には、上記一対のＸヘッド８０ｘに対向してＸスケール８４ｘが形成され、スケール板８２の下面における−Ｘ側の領域には、上記一対のＹヘッド８０ｙに対向してＹスケール８４ｙが形成されている。Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙは、上述したスケール板４６に形成されたＸスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙと実質的に同様な構成の光反射型回折格子である。また、Ｘヘッド８０ｘ、Ｙヘッド８０ｙも上述したＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙ（下向きヘッド）と同様の構成の回折干渉方式のエンコーダヘッドである。
一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、対応するスケール（Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙ）に対して上向き（＋Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビームを受光することにより、Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙそれぞれのＹ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板８２間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｙスライダ７６のＹ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド８０ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール８４ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド８０ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール８４ｙに対向する。従って、Ｙスライダ７６の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０（図６参照）に供給することができる。
図６には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置５０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置５０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。
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、主制御装置５０（図６参照）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１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板キャリア４０、及び非接触ホルダ３２）上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置５０により、不図示のアライメント検出系を用いたアライメント計測、及び不図示のオートフォーカスセンサ（基板Ｐの面位置計測系）を用いたフォーカスマッピングが実行され、そのアライメント計測、及びフォーカスマッピングの終了後、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。
次に、露光動作時における基板ステージ装置２０の動作の一例を、図７（ａ）〜図９（ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。また、本実施形態において、露光処理は、一例として基板Ｐの−Ｙ側且つ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１から行われるものとして説明する。また、図面の錯綜を避けるため、図７（ａ）〜図９（ｂ）では、基板ステージ装置２０が有する要素の一部が省略されている。
図７（ａ）及び図７（ｂ）には、アライメント動作等が完了し、第１ショット領域Ｓ１に対する露光動作の準備が終了した状態の基板ステージ装置２０の平面図、及び正面図がそれぞれ示されれている。基板ステージ装置２０では、図７（ａ）に示されるように、投影光学系１６からの照明光ＩＬ（それぞれ図７（ｂ）参照）が照射されることにより基板Ｐ上に形成される露光領域ＩＡ（ただし、図７（ａ）に示される状態では、まだ基板Ｐに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりも、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置決めがされる。
また、Ｙ軸方向に関して、露光領域ＩＡの中心と、Ｘガイドバー２８（すなわち非接触ホルダ３２）の中心とがほぼ一致していることから、基板キャリア４０に保持された基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍は、非接触ホルダ３２から突き出している。基板Ｐは、該突き出した部分が非接触ホルダ３２の＋Ｙ側に配置された補助テーブル３４に下方から支持される。この際、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍は、非接触ホルダ３２による平面矯正が行われないが、露光対象の第１ショット領域Ｓ１を含む領域は、平面矯正が行われた状態が維持されるので、露光精度に影響はない。
次いで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示される状態から、マスクＭ（図１参照）と同期して、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とが、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて、Ｘガイドバー２８上で＋Ｘ方向へ一体的に（同期して）駆動（加速、等速駆動、及び減速）される（図８（ａ）の黒矢印参照）。基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とがＸ軸方向に等速駆動される間、基板Ｐには、マスクＭ（図１参照）及び投影光学系１６を通過した照明光ＩＬ（それぞれ図８（ｂ）参照）が照射され、これによりマスクＭが有するマスクパターンがショット領域Ｓ１に転写される。この際、基板キャリア４０は、アライメント計測の結果に応じて、非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向に適宜微小駆動され、非接触ホルダ３２は、上記フォーカスマッピングの結果に応じてＺチルト方向に適宜微小駆動される。
ここで、水平面内位置計測系７０（図６参照）において、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とがＸ軸方向（図８（ａ）では＋Ｘ方向）に駆動される際、一対のヘッドユニット７２それぞれが有するＹスライダ７６（それぞれ図４参照）は、静止状態（ただし、厳密にヘッドユニット７２が静止している必要はなく、ヘッドユニット７２が有するヘッドの少なくとも一部がＹ軸方向においてスケール板４６に対向されていればよ良い）とされる。
基板Ｐ上の第１ショット領域Ｓ１に対するマスクパターンの転写が完了すると、基板ステージ装置２０では、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｙ側に設定された第２ショット領域Ｓ２への露光動作のために、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対して−Ｙ方向に所定距離（基板Ｐの幅方向寸法のほぼ半分の距離）、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて駆動（Ｙステップ駆動）される（図９（ａ）の黒矢印参照）。上記基板キャリア４０のＹステップ動作により、基板キャリア４０に保持された基板Ｐの−Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２の−Ｙ側に配置された補助テーブル３４に下方から支持される。
また、水平面内位置計測系７０（図６参照）において、上記基板キャリア４０がＹ軸方向に駆動される際、一対のヘッドユニット７２それぞれが有するＹスライダ７６（それぞれ図４参照）は、基板キャリア４０に同期（ただし、厳密に速度が一致している必要はない）して、Ｙ軸方向に駆動される。
以下、不図示であるが、マスクＭ（図１参照）と同期して、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とが−Ｘ方向に駆動されることにより、第２ショット領域Ｓ２に対する走査露光が行われる。また、基板キャリア４０のＹステップ動作、及びマスクＭと同期した基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とのＸ軸方向への等速移動が適宜繰り返されることにより、基板Ｐ上に設定された全ショット領域に対する走査露光動作が順次行われる。
以上説明した本第１の実施形態に係る液晶露光装置１０が有する基板ステージ装置２０によれば、基板ＰのＸＹ平面内の高精度位置決めを行う際、該基板Ｐの外周縁部のみを保持する枠状の基板キャリア４０を水平面内３自由度方向に駆動するので、例えば基板Ｐの下面の全体を吸着保持する基板ホルダを水平面内３自由度方向に駆動して基板Ｐの高精度位置決めを行う場合に比べて、駆動対象物（本実施形態では、基板キャリア４０）が軽量であるので、位置制御性が向上する。また、駆動用のアクチュエータ（本実施形態では、Ｙボイスコイルモータ６４、Ｘボイスコイルモータ６６）を小型化できる。
また、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための水平面内位置計測系７０は、エンコーダシステムを含むので、例えば従来の干渉計システムに比べて空気揺らぎの影響を低減できる。従って、基板Ｐの位置決め精度が向上する。また、空気揺らぎの影響が小さいので、従来の干渉計システムを用いる場合に必須となる部分空調設備を省略でき、コストダウンが可能となる。
なお、本第１の実施形態で説明した構成は、一例であり、適宜変形が可能である。例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示される第１の変形例に係る基板キャリア４０Ａにおいて、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの外側面には、補助的な板部材４２ｂが接続されている。板部材４２ｂは、図１０（ｂ）に示されるように、ＸＹ平面にほぼ平行に配置され、その下面がエア浮上ユニット３６の上面に所定の隙間を介して対向している。複数のエア浮上ユニット３６は、板部材４２ｂの下面に対して気体を噴出することにより、基板キャリア４０Ａに、＋Ｚ方向（重力方向上向き）の力（揚力）を作用させる。本第１の変形例に係る基板キャリア４０Ａは、板部材４２ｂが常に複数のエア浮上ユニット３６に下方から支持されるので、仮に非接触ホルダ３２と複数のエア浮上ユニット３６との間に段差（Ｚ軸方向の高さ位置の差）が形成されていたとしても、基板キャリア４０Ａが非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に相対移動する際に、Ｘフレーム４２ｘと非接触ホルダ３２（又はエア浮上ユニット３６）とが接触することを防止できる。
また、例えば図１１に示される第２の変形例に係る基板ステージ装置１２０のように、基板キャリア１４０に基準指標板１４４が取り付けられるともに、基板テーブル３０にマーク計測センサ１３２が取り付けられても良い。基準指標板１４４には、図１２（ａ）に示されるように、複数の基準マーク１４６が、Ｙ軸方向に互いに離間して形成されている。基準指標板１４４は、上記複数の基準マーク１４６のＺ位置が、基板Ｐの表面のＺ位置とほぼ同じとなるように（図１１参照）、基板キャリア１４０の−Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの上面に嵩上げ部材１４８を介して固定されている。図１１に戻り、複数のマーク計測センサ１３２は、基板テーブル３０の−Ｘ側の側面から突き出して形成された平面視Ｔ字状（図１２（ｂ）参照）の平板状の部材１３４に取り付けられている。複数のマーク計測センサ１３２は、図１２（ｂ）に示されるように、上記複数の基準マーク１４６に対応して（すなわち複数の基準マーク１４６と上下方向に重なるように）、Ｙ軸方向に互いに離間して配置されている。
本第２の変形例では、複数の基準マーク１４６と、対応する複数のマーク計測センサ１３２とを用いて、例えば投影光学系１６（図１参照）の光学特性（例えばスケーリング、シフト、ローテーション等）に関するキャリブレーションが行われる。キャリブレーション方法に関しては、例えば特開２００６−３３０５３４号公報に開示されるキャリブレーション方法と実質的に同じであるので、説明を省略する。本第２の変形例では、基準マーク１４６を有する基板キャリア１４０に対して機械的に分離された基板テーブル３０がマーク計測センサ１３２を有しているので、基板キャリア１４０自体に配線等が不要であり、基板キャリア１４０を軽量化することができる。
また、本第２の変形例に係る基板キャリア１４０のＹフレーム１４２ｙは、上記第１の実施形態に比べて広幅に形成されている。そして、図１２（ｂ）に示されるように、上記平板状の部材１３４の上面、及び基板テーブル３０の＋Ｘ側の側面から突き出して形成された平板状の部材１３６の上面それぞれには、Ｙ軸方向に離間した、例えば２つのエアベアリング１３８が取り付けられている。図１１に示されるように、＋Ｘ側の、例えば２つのエアベアリング１３８は、基板キャリア１４０の＋Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの下面に対向し、−Ｘ側の、例えば２つのエアベアリング１３８は、基板キャリア１４０の−Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの下面に対向している。エアベアリング１３８は、対向するＹフレーム１４２ｙの下面に加圧気体を噴出することにより、所定の隙間を介して基板キャリア１４０を非接触支持する。これにより、基板キャリア１４０の撓みが抑制される。なお、エアベアリング１３８は、上記平板状の部材１３４、１３６の上面に対向するように、基板キャリア１４０側に取り付けられていても良い。また、エアベアリング１３８に換えて、例えば磁石を用いて基板キャリア１４０を磁気浮上させても良いし、あるいは、ボイスコイルモータなどのアクチュエータを用いて浮力を作用させても良い。
また、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示される第３の変形例に係る基板ステージ装置２２０のように、Ｙリニアアクチュエータ６２、Ｙボイスコイルモータ６４、及びＸボイスコイルモータ６６のＺ位置が、基板キャリア４０Ａと同じに設定されても良い。すなわち、基板ステージ装置２２０では、基板キャリア４０ＡのＹフレーム４２ｙの側面にＹボイスコイルモータ６４のＹ可動子６４ｂ、及びＸボイスコイルモータ６６のＸ可動子６６ｂが固定されている。また、Ｙボイスコイルモータ６４のＹ固定子６４ａ、及びＸボイスコイルモータ６６のＸ固定子６６ａが取り付けられたＹ可動子６２ｂをＹ軸方向に駆動するためのＹリニアアクチュエータ６２のＹ固定子６２ａは、基板キャリア４０のＺ位置と同じとなるように、粗動ステージ２２４上において、支柱６２ｃを介して取り付けられている。
また、本第３の変形例の基板キャリア４０Ａは、上記第１の変形例（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）と同様に、複数のエア浮上ユニット３６により下方から支持される一対の補助的な板部材４２ｂを有している。また、図１３（ｂ）に示されるように、上記第２の変形例（図１１〜図１２（ｂ）参照）と同様に、基板テーブル３０の−Ｘ側、及び＋Ｘ側の側面それぞれから平板状の部材２３４、２３６が突き出しており、該部材２３４、２３６上には、それぞれＹ軸方向に延びるエア浮上ユニット２３８が固定されている。エア浮上ユニット２３８の上面の高さ位置は、エア浮上ユニット３６の上面の高さ位置に比べて低い位置に設定されている。基板キャリア２４０は、Ｙフレーム２４２ｙが常に（Ｙ軸方向の位置に関わらず）エア浮上ユニット２３８によって下方から非接触支持される。換言すれば、基板キャリア４０Ａは、一対のエア浮上ユニット２３８上に載置されている。これにより、基板キャリア４０Ａの撓みが抑制される。
《第２の実施形態》
次に第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図１４〜図２０（ｂ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置４２０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
上記第１の実施形態の基板ステージ装置２０（図１など参照）において、基板Ｐを保持する基板キャリア４０は、スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動するとともに、非スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と分離して長ストロークで移動する構成であったのに対し、本第２の実施形態の基板ステージ装置４２０では、上記第１の実施形態とは逆に、基板Ｐを保持する基板キャリア４４０は、非スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動するとともに、スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と分離して長ストロークで移動する点が異なる。すなわち、本第２の実施形態に係る基板ステージ装置４２０は、全体的には、上記第１の実施形態に係る基板ステージ装置２０をＺ軸周りに、例えば９０°回転させたように構成されている。なお、基板Ｐの長手方向は、上記第１の実施形態と同様にＸ軸にほぼ平行とされる。
以下、基板ステージ装置４２０の詳細について説明する。図１４に示されるように、基板ステージ装置４２０は、ベースフレーム４２２、粗動ステージ４２４、重量キャンセル装置２６（図１４では不図示。図１５（ａ）など参照）、Ｙガイドバー４２８（図１４では不図示。図１５（ａ）など参照）、基板テーブル３０（図１４では不図示。図１７（ａ）など参照）、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル４３４、基板キャリア４４０などを備えている。上記ベースフレーム４２２、粗動ステージ４２４、Ｙガイドバー４２８、一対の補助テーブル４３４、基板キャリア４４０は、それぞれ上記第１の実施形態におけるベースフレーム２２、粗動ステージ２４、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０（図１及び図２参照）と同様に機能する部材であるので、以下簡単に説明する。なお、重量キャンセル装置２６、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２は、それぞれ上記第１の実施形態と実質的に同じものである。
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示されるように、本第２の実施形態において、防振装置１８ｄを介して床Ｆ上に設置された装置本体４１８の一部である下架台部４１８ｂは、１枚の板状の部材から成り、該下架台部４１８ｂの上面にＹガイドバー４２８が固定されている。Ｙガイドバー４２８上には、重量キャンセル装置２６が載置されている。また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されるように、ベースフレーム４２２は、脚部４２２ｂを介して床Ｆ上に設置された一対のＹビーム４２２ａを有しており、該ベースフレーム４２２上に粗動ステージ４２４が、Ｙ軸方向に所定の長ストロークで移動可能に載置されている。本第２の実施形態において、粗動ステージ４２４は、一対のＹキャリッジ４２４ａの＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれの端部近傍を接続する一対のＹテーブル４２４ｂを有している。Ｙテーブル４２４ｂには、重量キャンセル装置２６（図１５（ａ）など参照）を牽引するための接続装置２６ａの一端、及び基板テーブル３０（図１７（ｂ）など参照）を牽引するための接続装置３０ｂの一端が接続されている。また、一対のＹテーブル４２４ｂには、Ｘ固定子４６２ａが支柱４６２ｃを介して固定されている。Ｘ固定子４６２ａは、Ｘ可動子４６２ｂとともにＸリニアアクチュエータ４６２を構成する。また、Ｘ可動子４６２ｂには、Ｙ固定子４６４ａ、及びＸ固定子４６６ａが取り付けられている。
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示されるように、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２は、上記第１の実施形態と同様に、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成る。一対の補助テーブル４３４それぞれは、基板テーブル３０の側面から突き出したアーム状の支持部材４３６ａに下方から支持された複数のエア浮上ユニット４３６を有している。エア浮上ユニット４３６は、上記第１の実施形態（図３など参照）と異なり、Ｘ軸方向に延びる部材から成る。また、基板テーブル３０には、支持部材４３８ａを介して一対のエア浮上ユニット４３８が接続されている。エア浮上ユニット４３８は、Ｘ軸方向に延びる点を除き、上記第３の変形例（図１３（ａ）及び図１３（ｂ）参照）のエア浮上ユニット２３８と同様に機能する。すなわち、一対のエア浮上ユニット４３８は、図１４に示されるように、基板キャリア４４０が有する一対のＸフレーム４４２ｘを下方から非接触支持している。
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、基板キャリア４４０は、上記第１の実施形態（図３など参照）と同様の矩形枠状（額縁状）の部材から成り、一対のＸフレーム４４２ｘ、及び一対のＹフレーム４４２ｙを有している。上記第１の実施形態の基板キャリア４０は、Ｘフレーム４２ｘの下面側にＹフレーム４２ｙが取り付けられている（図３参照）のに対し、本第２の実施形態の基板キャリア４４０において、Ｙフレーム４４２ｙは、Ｘフレーム４４２ｘの上面側に取り付けられている。これにより、Ｙフレーム４４２ｙと補助テーブル４３４が有するエア浮上ユニット４３８（それぞれ図１４参照）との接触が回避されている。また、複数の吸着パッド４４は、Ｙフレーム４４２ｙの下面に取り付けられている。一対のＸフレーム４４２ｘそれぞれに、複数のスケール板４６が取り付けられている点は、上記第１の実施形態と同じである。また、一対のＸフレーム４４２ｘそれぞれの側面には、上記Ｙ固定子４６４ａ、及びＸ固定子４６６ａ（それぞれ図１６（ａ）参照）とともにＹボイスコイルモータ４６４、Ｘボイスコイルモータ４６６（それぞれ図２０（ａ）参照）を構成するＹ可動子４６４ｂ、Ｘ可動子４６６ｂが取り付けられている。基板キャリア４４０の位置計測系に関しては、上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
主制御装置５０は、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、露光領域ＩＡに対する基板ＰのＸ軸方向に関する位置決めを、基板キャリア４４０のみをＸ軸方向に駆動することにより行う。基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２に支持されない領域は、一対の補助テーブル４３４のいずれかに支持される。本第２の実施形態における露光動作では、基板キャリア４４０のみが露光領域ＩＡに対してＸ軸方向に長ストロークで駆動されることから、基板Ｐは、非接触ホルダ３２の上空を（所定の隙間が形成された状態で）通過する。非接触ホルダ３２は、上空を通過する基板Ｐを非接触で平面矯正する。
また、主制御装置５０は、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示されるように、投影光学系１６（すなわち露光領域ＩＡ（図１９（ａ）参照））に対する基板ＰのＹ軸方向に関する位置決めを、粗動ステージ４２４及び非接触ホルダ３２をＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動するとともに、基板キャリア４４０を粗動ステージ４２４と一体的にＹ軸方向に移動させることにより行う。
以上説明した第２の実施形態によれば、走査露光時に基板キャリア４４０のみが走査方向に駆動されるので、非接触ホルダ３２、及び一対の補助テーブル３４も併せてスキャン方向に駆動する必要のある上記第１の実施形態（図８（ａ）など参照）に比べ、振動の発生を抑制することができ、高精度の露光動作が可能となる。また、重量キャンセル装置２６は、Ｙステップ動作時にのみ移動するので、Ｙガイドバー４２８の長手方向の寸法が、上記第１の実施形態のＸガイドバー２８に比べて短い。また、重量キャンセル装置２６は、露光動作時に静止状態とされるので、該重量キャンセル装置２６用の定盤であるＹガイドバー４２８のガイド面の平坦度は、上記第１の実施形態に比べてラフで良い。
なお、本第２の実施形態で説明した構成は、一例であり、適宜変形が可能である。例えば、図２１〜図２６（ｂ）に示される第２の実施形態の変形例（第４の変形例）に係る基板ステージ装置５２０のように、一対の補助テーブル５３４が、基板テーブル３０（図２４（ａ）参照）と物理的に分離していても良い。以下、第４の変形例について、上記第２の実施形態との相違点についてのみ説明し、共通の要素に関しては、上記第２の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示されるように、下架台部４１８ｂ上には、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば３本のＹガイドバー５２８が固定されている。Ｙガイドバー５２８は、上記第２の実施形態のＹガイドバー４２８（図１５（ａ）など参照）と同様の寸法、形状で形成されているが、本第４の変形例では、重量キャンセル装置２６が機械的なリニアガイド装置２６ｄを介してＹガイドバー５２８上に載置されていることから、Ｙガイドバー５２８の上面の平面度は、上記第２の実施形態に係るＹガイドバー４２８に比べてラフである。また、＋Ｘ側、及び−Ｘ側のＹガイドバー５２８上には、Ｚアクチュエータ５２６がＹリニアガイド装置２６ｄを介して載置されている。
また、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示されるように、粗動ステージ５２４が有する一対のＹテーブル４２４ｂそれぞれには、一対の板状部材５２４ａが＋Ｙ及び−Ｙ方向に突き出して接続されている。板状部材５２４ａには、上記Ｚアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）を牽引するための接続装置２６ａの一端が接続されている。すなわち、本第４の変形例において、例えば２つのＺアクチュエータ５２６（それぞれ図２２（ｂ）など参照）は、重量キャンセル装置２６と同様に（重量キャンセル装置２６と一体的に）粗動ステージ５２４により牽引される。
図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示されるように、一対の補助テーブル５３４それぞれは、複数（図２４（ａ）では、例えば４つ）のエア浮上ユニット４３６を有している。複数のエア浮上ユニット４３６は、上記第２の実施形態と同様に、基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２に支持されない部分を下方から支持する。また、補助テーブル５３４は、一対のエア浮上ユニット５３８を有している。補助テーブル５３４において、複数のエア浮上ユニット４３６と、一対のエア浮上ユニット５３８とは、ベース部材５３６ａ上に一体的に載置されている。＋Ｘ側の補助テーブル５３４は、上述した＋Ｘ側のＺアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）に下方から支持され、−Ｘ側の補助テーブル５３４は、上述した−Ｘ側のＺアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）に下方から支持される（図２６（ｂ）参照）。また、基板テーブル３０にも、支持部材５３８ａを介して一対のエア浮上ユニット５３８が固定されている。なお、上記第２の実施形態のエア浮上ユニット４３８が、基板キャリア４４０（それぞれ図１４参照）のＸ軸方向の全移動範囲をカバーできる程度（基板Ｐの３倍程度）の長さで形成されていたのに対し、本変形例のエア浮上ユニット５３８は、他のエア浮上ユニット４３６と同程度（基板Ｐと同程度）の長さで形成されている。
本第４の変形例でも上記第２の実施形態と同様に、基板キャリア５４０のＸフレーム４４２ｘ（それぞれ図２１参照）が、複数のエア浮上ユニット５３８（補助テーブル５３４が有するエア浮上ユニット５３８、及び基板テーブル３０が有するエア浮上ユニット５３８）によって、適宜下方から支持される。
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示されるように、基板キャリア５４０において、Ｙフレーム４４２ｙは、スペーサ４４２ａ（図２５（ａ）ではＹフレーム４４２ｙに隠れており不図示）を介してＸフレーム４４２ｘ上に固定されている。また、−Ｘ側の一対の吸着パッド４４は、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下面に取り付けられているのに対し、＋Ｘ側の一対の吸着パッド４４は、Ｘフレーム４４２ｘの内側面から突き出して形成されている。これにより、本変形例の基板キャリア５４０では、図２５（ａ）に示される状態から、図２５（ｂ）に示されるように、基板Ｐを＋Ｘ方向に移動させて、＋Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下方を通過させることにより、基板Ｐの基板キャリア４０に対する搬出を行うことができる。また、基板Ｐを−Ｘ方向に移動させることにより基板キャリア４０に基板Ｐの搬入を行うこともできる。
また、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙ上には、上述した第１の実施形態の第２の変形例（図１２（ａ）参照）と同様に、複数の基準マーク１４６が形成された基準指標板１４４が、嵩上げ部材１４８を介して固定されている。また、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下面には、上記複数の基準マーク１４６に対応して複数のマーク計測センサ５３２が取り付けられている。すなわち、上記第２の変形例では、基準指標板１４４とマーク計測センサ１３２とが分離して設けられていたのに対し（図１１参照）、本変形例では、基準指標板１４４とマーク計測センサ５３２とが一体的に基板キャリア５４０に設けられている。基準指標板１４４を用いたキャリブレーションに関しては、上記第２の変形例と同じであるので説明を省略する。
図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、基板Ｐの搬出動作時の基板ステージ装置５２０が示されている。基板Ｐの搬出は、基板キャリア５４０をＸ軸方向に関する移動範囲の中央、すなわち基板Ｐのほぼ全体が非接触ホルダ３２に支持された状態で行われる。基板Ｐは、基板キャリア５４０による吸着保持が解除された後、不図示の搬出装置により基板キャリア５４０に対して＋Ｘ方向にスライド移動する。これにより、基板Ｐは、非接触ホルダ３２上から＋Ｘ側の補助テーブル５３４が有する複数のエア浮上ユニット４３８上へと受け渡される（載り移る）。なお、基板ＰをＸ軸方向にスライドさせるための搬出装置は、基板ステージ装置５２０の外部（液晶露光装置の外部装置も含む）に設けられていても良いし、基板ステージ装置５２０自体が有していても良い。
以上説明した第２の変形例に係る基板ステージ装置５２０（図２１参照）では、一対の補助テーブル５３４と、基板テーブル３０（及び非接触ホルダ３２）とが物理的に分離しているので、駆動対象物の軽量化により基板ＰのＺチルト位置制御性が向上する。また、一対の補助テーブル５３４それぞれのＺ位置を独立に制御することができるので、例えば基板Ｐが非接触ホルダ３２上から補助テーブル５３４のエア浮上ユニット４３６上に移動する（載り移る）際に、該補助テーブル５３４のＺ位置を幾分下げることにより、基板Ｐの端部とエア浮上ユニット４３６との接触を回避することができる。また、基板Ｐをスライド移動させることにより基板キャリア５４０から搬出（及び搬入）できるので、基板ステージ装置５２０の上方のスペースが狭い場合であっても、容易に基板キャリア５４０上の基板交換を行うことができる。
なお、以上説明した第１及び第２の各実施形態（その変形例を含む）の構成は、一例であり、適宜変更が可能である。例えば上記各実施形態において、基板キャリア４０等は、基板Ｐの外周縁部（４辺）に沿った、例えば４本のフレーム部材（第１の実施形態では、一対のＸフレーム４２ｘ、及び一対のＹフレーム４２ｙ）により矩形の枠状に形成されたが、基板Ｐの吸着保持を確実に行うことができれば、これに限られず、基板キャリア４０等は、例えば基板Ｐの外周縁部のうち、一部に沿ったフレーム部材により構成されても良い。具体的には、基板キャリアは、基板Ｐの３辺に沿った、例えば３本のフレーム部材により、平面視でＵ字状に形成されても良いし、あるいは、基板Ｐの隣接する２辺に沿った、例えば２本のフレーム部材により、平面視でＬ字上に形成されても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの１辺に沿った、例えば１本のフレーム部材のみにより形成されていても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの互いに異なる部分を保持し、互いに独立に位置制御がされる複数の部材により構成されても良い。
なお、Ｚチルト位置計測系５８は、図２や図１３に示されるように、基板テーブル３０の下面に設けられたレーザ変位計５８ａにより、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光して基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を得ていたが、これに限定されない。Ｚチルト位置計測系５８の代わりにＺセンサヘッド７８ｚを、ヘッドユニット７２に、Ｘヘッド７８ｘと、Ｙヘッド７８ｙと共に配置する。Ｚセンサヘッド７８ｚとしては、例えばレーザ変位計が用いられている。Ｘフレーム４２ｘにおいて、Ｘヘッド７８ｘおよびＹヘッド７８ｙに対向するスケールが配置されていない領域に、鏡面加工により反射面が形成する。Ｚセンサヘッド７８ｚは、反射面に対して計測ビームを照射し、その反射面からの反射ビームを受光することにより、該計測ビームの照射点における基板キャリア４０、４４０のＺ軸方向の変位量情報を求める。なお、Ｚヘッド７８ｚの種類は、装置本体１８（図１参照）を基準とした基板キャリア４０、４４０（より詳細には、Ｘフレーム４２ｘ）のＺ軸方向の変位を所望の精度（分解能）で、且つ非接触で計測できれば、特に限定されない。
また、Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、及びＹエンコーダヘッド７８ｙによって、基板Ｐ、及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報を求めたが、例えばＺ軸方向の変位量情報を計測可能な２次元エンコーダヘッド（ＸＺエンコーダヘッド、あるいはＹＺエンコーダヘッド）を用いて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報と併せて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＺチルト変位量情報を求めても良い。この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためのＺチルト位置計測系５８やＺセンサヘッド７８ｚを省略することが可能である。なお、この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためには、常に２つの下向きＺヘッドがスケール板４６に対向している必要があるので、スケール板４６をＸフレーム４２ｘと同程度の長さの１枚の長尺のスケール板により構成すること、あるいは上記２次元エンコーダヘッドをＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ以上配置することが好ましい。
また、上記各実施形態において、複数のスケール板４６がＸ軸方向に所定間隔で配置されたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０等のＸ軸方向の長さと同程度の長さで形成された長尺の１枚のスケール板を用いても良い。この場合、スケール板とヘッドとの対向状態が常に維持されるので、各ヘッドユニット７２が有するＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙは、それぞれ１つで良い。スケール板８２についても同様である。スケール板４６を複数設ける場合、各スケール板４６の長さが互いに異なっていても良い。例えば、Ｘ軸方向に延びるスケール板の長さを、ショット領域のＸ軸方向の長さより長く設定することにより、走査露光動作時においてヘッドユニット７２が異なるスケール板４６を跨いだ基板Ｐの位置制御を回避することができる。また、（例えば４面取りの場合と６面取りの場合）、投影光学系１６の一側に配置されるスケールと、他側に配置されるスケールとで、互いに長さを異ならせても良い。
また、上記各実施形態において、基板キャリア４０等の水平面内の位置計測は、エンコーダシステムを用いて行われたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０にＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに延びるバーミラーを取り付け、該バーミラーを用いた干渉計システムによって、基板キャリア４０等の位置計測を行っても良い。また、上記各実施形態のエンコーダシステムでは、基板キャリア４０等がスケール板４６（回折格子）を有し、ヘッドユニット７２が計測ヘッドを有する構成であったが、これに限られず、基板キャリア４０等が計測ヘッドを有し、該計測ヘッドと同期して移動するスケール板が装置本体１８に取り付けられても（上記各実施形態とは逆の配置でも）良い。
また、上記各実施形態において、非接触ホルダ３２は、基板Ｐを非接触支持したが、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動を阻害しなければ、これに限られず、例えばボールなどの転動体を介して接触状態で支持しても良い。
《第３実施形態》
次に、第３の実施形態に係る液晶露光装置ついて、図２７〜図４８を用いて説明する。以下、上記第１の実施形態との相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図２７に示されるように、液晶露光装置１０１０は、照明系１２、マスクステージ１４、投影光学系１６、基板ステージ装置１０２０、基板交換装置１０４０、及びこれらの制御系等を有している。照明系１２、マスクステージ１４、及び投影光学系１６に関しては、上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図２９（ｂ）に示されるように、基板ステージ装置１０２０は、定盤１０２２、基板テーブル１０２４、自重支持装置１０２６、及び基板ホルダ１０２８を備えている。
定盤１０２２は、例えば上面（＋Ｚ面）がＸＹ平面に平行となるように配置された平面視（＋Ｚ側から見て）矩形の板状の部材から成り、不図示の防振装置を介して床Ｆ上に設置されている。基板テーブル１０２４は、平面視矩形の厚みの薄い箱形の部材から成る。自重支持装置１０２６は、定盤１０２２上に非接触状態で載置され、基板テーブル１０２４の自重を下方から支持している。また、不図示であるが、基板ステージ装置１０２０は、例えばリニアモータなどを含み、基板テーブル１０２４をＸ軸、及びＹ軸方向に（ＸＹ平面に沿って）所定の長ストロークで駆動するとともに、基板テーブル１０２４を６自由度（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚ）方向に微小駆動する基板ステージ駆動系、及び、例えば光干渉計システムなどを含み、基板テーブル１０２４の上記６自由度方向の位置情報を求めるための基板ステージ計測系などを備えている。
基板ホルダ１０２８は、平面視矩形の板状の部材から成り、上面（＋Ｚ側の面）に基板Ｐが載置される。図２９（ａ）に示されるように、基板ホルダ１０２８の上面は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形に形成されており、その縦横比は、基板Ｐとほぼ同じである。ただし、基板ホルダ１０２８の上面の長辺及び短辺の長さは、基板Ｐの長辺及び短辺の長さに対して、それぞれ幾分短く設定されており、基板Ｐが基板ホルダ１０２８の上面に載置された状態で、基板Ｐの４辺の端部近傍が、基板ホルダ１０２８から外側にはみ出すようになっている。これは、基板Ｐの表面に塗布されたレジストが、該基板Ｐの端部近傍において裏面側にも付着している可能性があり、そのレジストが基板ホルダ１０２８に付着しないようにするためである。
基板ホルダ１０２８の上面は、全面に渡って極めて平坦に仕上げられている。また、基板ホルダ１０２８の上面には、空気吹き出し用、及び／又は真空吸引用の微小な孔部（不図示）が複数形成されている。基板ホルダ１０２８は、不図示のバキューム装置から供給される真空吸引力を用いて、上記複数の孔部を介して、その上面と基板Ｐとの間の空気を吸引することによって、基板Ｐのほぼ全面を、基板ホルダ１０２８の上面に倣って（従って）平面矯正することが可能である。また、基板ホルダ１０２８は、不図示の加圧気体供給装置から供給される加圧気体（例えば空気を）上記孔部を介して基板Ｐの裏面に排気（噴出）することによって、基板Ｐの裏面を基板ホルダ１０２８の上面に対して離間（基板Ｐを浮上）させることが可能である。また、基板ホルダ１０２８に形成された複数の孔部のそれぞれで、加圧気体を排気するタイミングに時間差を生じさせたり、真空吸引を行う孔部と加圧気体を排気する孔部の場所を適宜交換したり、吸引と排気とで空気圧力を適宜変化させたりすることによって、基板Ｐの接地状態を最適化（例えば、基板Ｐの裏面と基板ホルダ１０２８の上面との間に空気溜まりが発生しないように）できる。
基板ホルダ１０２８の上面における＋Ｘ側の端部近傍には、例えば２つの切り欠き１０２８ａがＹ軸方向に離間して形成されている。また、基板ホルダ１０２８の上面における−Ｘ側の端部近傍には、例えば２つの切り欠き１０２８ｂがＹ軸方向に離間して形成されている。
より詳細に説明すると、切り欠き１０２８ａは、基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側且つ＋Ｙ側の角部、及び基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側且つ−Ｙ側の角部に形成されており、基板ホルダ１０２８の上面（＋Ｚ側の面）、＋Ｘ側の側面、及び＋Ｙ側（又は−Ｙ側）の側面にそれぞれ開口している。これに対し、切り欠き１０２８ｂは、基板ホルダ１０２８の上面、及び−Ｘ側の側面にのみ開口している。
図２８に示されるように、基板交換装置１０４０は、ビームユニット１０５０、基板搬入装置１０６０、基板搬出装置１０７０、及び基板アシスト装置１０８０を有している。ビームユニット１０５０、基板搬入装置１０６０、及び基板搬出装置１０７０は、基板ステージ装置１０２０の＋Ｘ側の所定位置に設置されている。以下、基板交換装置１０４０のうち、ビームユニット１０５０、基板搬入装置１０６０、及び基板搬出装置１０７０が設置された場所を、ポート部と称して説明する。例えば、コータ／デベロッパなどの外部装置（不図示）と液晶露光装置１０１０との間における基板Ｐの受け渡しは、ポート部において行われる。基板搬入装置１０６０は、ポート部から基板ホルダ１０２８へ露光前の新しい基板Ｐを搬送するためのものである。これに対し、基板搬出装置１０７０は、基板ホルダ１０２８からポート部へ露光済みの基板Ｐを搬送するためのものである。
また、外部装置（不図示）と液晶露光装置１０１０との間における基板Ｐの受け渡しは、上述した照明系１２、マスクステージ１４、投影光学系１６、基板ステージ装置１０２０、基板交換装置１０４０などを収容する不図示のチャンバの外側に配置された、外部搬送装置１１００により行われる。外部搬送装置１１００は、フォーク状のロボットハンドを有しており、該ロボットハンド上に基板Ｐを載せて、該基板Ｐを外部装置から液晶露光装置１０１０内のポート部へ運ぶこと、及び基板Ｐをポート部から外部装置へ運ぶことが可能となっている。
図３０（ａ）に示されるように、ビームユニット１０５０は、Ｙ軸方向に所定間隔で配置された複数（本実施形態では、例えば６本）のバランスビーム１０５２を有している。バランスビーム１０５２は、基板交換時における基板Ｐの搬送方向であるＸ軸方向に平行に延びる細長いエアベアリングを含む。複数のバランスビーム１０５２のＹ軸方向の間隔は、複数のバランスビーム１０５２を用いて、基板Ｐを下方からバランス良く支持でき、且つ、例えば図３２（ａ）及び図３２（ｂ）に示されるように、外部搬送装置１１００のフォークハンドをビームユニット１０５０の上方に配置したときに、該フォークハンドが有する複数の指部と上下方向に重ならないように設定されている。
図３０（ａ）に戻り、１本のバランスビーム１０５２の長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、基板Ｐの長手方向の長さよりも若干長く、幅方向の長さは、基板Ｐの幅方向の長さの、例えば１／５０程度、あるいは基板Ｐの厚さの、例えば１０〜５０倍程度に設定されている。
図３０（ｂ）に示されるように、複数のバランスビーム１０５２（図３０（ｂ）では紙面奥行き方向に重なっている）それぞれは、Ｚ軸方向に延びる複数（例えば２本）の棒状の脚１０５４によって、Ｘ軸方向の両端部よりも内側の位置で下方から支持されている。各バランスビーム１０５２を支持する複数の脚１０５４は、それぞれ下端部近傍がベース板１０５６により連結されている（ベース板１０５６は、図３０（ａ）では不図示）。基板交換装置１０４０では、ベース板１０５６が不図示のＸアクチュエータによりＸ軸方向へ所定のストロークで駆動されることにより、複数のバランスビーム１０５２が一体的にＸ軸方向に所定のストロークで移動するようになっている。また、図１に示されるように、複数のバランスビーム１０５２の上面（エアベアリング面）のＺ位置は、基板ホルダ１０２８の上面のＺ位置とほぼ同じ位置（高さ）に設定されている。
図３０（ａ）に戻り、基板搬入装置１０６０は、上述した外部搬送装置１１００（図２７及び図２８参照）と同様の、フォーク状のハンド１０６２（以下、基板搬入ハンド１０６２と称する）を有している。基板搬入ハンド１０６２は、ポート部から基板ホルダ１０２８へ基板Ｐを搬入する際の基板Ｐの搬送方向であるＸ軸方向に平行に延びる複数（本実施形態では、例えば４本）の指部１０６２ａを有している。複数の指部１０６２ａは、＋Ｘ側の端部近傍が連結部材１０６２ｂにより互いに連結されている。これに対し、複数の指部１０６２ａの−Ｘ側（基板ホルダ１０２８（図２など参照）側）の端部は、自由端となっており、隣接する指部１０６２ａ間は、基板ホルダ１０２８側に開口している。なお、基板搬入ハンド１０６２は、隣接する指部１０６２ａ間にエアを噴出するなどして、隣接する指部１０６２ａ間における基板Ｐの垂れ下がりを抑制しても良い。外部搬送装置１１００のロボットハンドも同様である。
基板搬入ハンド１０６２が有する各指部１０６２ａは、上述した外部搬送装置１１００のロボットハンド（図２参照）と同様に、平面視でＹ軸方向において、複数のバランスビーム１０５２と位置が重ならないような配置になっている。また、各指部１０６２ａの上面には、基板Ｐの裏面を支持するための支持パッド１０６２ｃが複数取り付けられている。連結部材１０６２ｂは、平面視矩形で厚さの薄い中空部材でできており、各指部１０６２ａ（及び上述したバランスビーム１０５２）に垂直な方向であるＹ軸方向に延びている。
連結部材１０６２ｂのＹ軸方向の両端部近傍それぞれは、基板搬入ハンド１０６２をＸ軸方向に駆動するためのＸ軸駆動装置１０６４に連結されている。なお、一対のＸ軸駆動装置１０６４は、それぞれ独立に駆動されても良いし、歯車、あるいはベルトで機械的に連結し、１つの駆動モータによって同時駆動されても良い。また、不図示であるが、一対のＸ軸駆動装置１０６４は、Ｚ軸駆動装置によって上下動が可能になっている。そのため、基板搬入ハンド１０６２は、バランスビーム１０５２の上面よりも高い位置（＋Ｚ側）と、バランスビーム１０５２より低い位置（−Ｚ側）との間で移動することが可能となっている。なお、基板搬入ハンド１０６２が上下動（±Ｚ軸方向）、及び基板搬入方向への水平動作（±Ｘ軸方向への移動）が可能な構造となっていれば、例えばＸ軸駆動装置１０６４とＺ軸駆動装置の配置は、上述とは逆（Ｘ軸駆動装置１０６４の上にＺ軸駆動装置）の配置でも良い。
基板搬出装置１０７０は、Ｙ軸方向に関してポート部における中央部に配置される。上述した、例えば６本のバランスビーム１０５２のうち、３本は基板搬出装置１０７０の＋Ｙ側に配置され、他の３本は、基板搬出装置１０７０の−Ｙ側に配置されている。また、基板搬入装置１０６０が備える基板搬入ハンド１０６２の、例えば４本の指部１０６２ａのうち、２本は基板搬出装置１０７０の＋Ｙ側に配置され、他の２本は、基板搬出装置１０７０の−Ｙ側に配置されている。すなわち、基板搬出装置１０７０、基板搬入ハンド１０６２が備える複数の指部１０６２ａ、及び複数のバランスビーム１０５２は、Ｙ軸方向に関して相互に位置が重ならないように配置されている。
基板搬出装置１０７０は、例えば１つの基板搬出ハンド１０７２を有している。基板搬出ハンド１０７２は、図３０（ｂ）に示されるように、Ｚ軸駆動ユニット１０７４に取り付けられており、Ｚ軸駆動ユニット１０７４は、Ｘ軸駆動ユニット１０７６に搭載されている。基板搬出ハンド１０７２は、不図示のバキューム装置から供給される真空吸引力を用いて基板Ｐを吸着把持（保持）することが可能となっている。これにより、基板搬出装置１０７０は、基板搬出ハンド１０７２に基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍の下面を下方から吸着把持させ、Ｘ軸方向へ移動させることが可能になっている。図３０（ａ）に戻り、基板搬出ハンド１０７２の幅（Ｙ軸方向寸法）は、基板搬入ハンド１０６２の１本の指部１０６２ａの幅（Ｙ軸方向寸法）よりもやや広く設定され、且つ、例えば６本のバランスビーム１０５２のうち、中央の２本間の間隔よりも小さく設定されている。
Ｘ軸駆動ユニット１０７６による基板搬出ハンド１０７２の駆動ストロークは、基板ＰのＸ軸方向の長さよりも長く、且つバランスビーム１０５２のＸ軸方向の長さと同等あるいは若干短く設定されている。Ｘ軸駆動ユニット１０７６は、図３０（ｂ）に示されるように、複数のバランスビーム１０５２の下方であって、ビームユニット１０５０（ベース板１０５６）のＸ軸方向への移動を阻害しない位置に設置されている。
また、基板搬出装置１０７０は、アライメント装置であるアライメントパッド１０７８を有している。アライメントパッド１０７８は、Ｚ軸駆動ユニット１０７４に微小駆動ユニット１０７９（図３０（ｂ）では不図示）を介して取り付けられている。基板搬出ハンド１０７２と、アライメントパッド１０７８とは、Ｘ軸方向に関しては一体に移動するが、Ｚ軸方向への駆動制御は、独立して行うことが可能になっている。微小駆動ユニット１０７９は、アライメントパッド１０７８を、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微小駆動する。上述した基板搬出ハンド１０７２と同様に、アライメントパッド１０７８も、不図示のバキューム装置から供給される真空吸引力を用いて、基板Ｐの下面を吸着把持（保持）することが可能となっている。これにより、基板搬出装置１０７０は、アライメントパッド１０７８に基板Ｐの中央部下面を下方から吸着把持させ、Ｘ軸方向へ長ストローク（あるいは微小ストローク）で移動させること、及びＹ軸方向、及びθｚ方向に微小移動させることが可能になっている。
なお、基板搬出装置１０７０の構成は、適宜変更が可能である。例えば、基板搬出ハンド１０７２は、Ｙ軸方向に所定間隔で複数設けられていても良い。また、基板搬出ハンド１０７２とアライメントパッド１０７８とは、独立したＸ軸駆動ユニット１０７６に取り付けられていても良い。すなわち、例えばポート部のＹ軸方向に関する中央部にアライメントパッド１０７８用のＸ駆動ユニットを、そのＹ軸方向に関する両側（＋Ｙ側、及び−Ｙ側）に、基板搬出ハンド１０７２用のＸ駆動ユニットを、それぞれ複数のバランスビーム１０５２とＹ位置が重ならないように配置しても良い。また、ビームユニット１０５０が有する複数のバランスビーム１０５２は、Ｘ軸方向への移動だけでなく、Ｚ軸方向への移動が可能な構成でも良い。これにより、外部搬送装置１１００との間における基板Ｐの受け渡し時の動作、あるいは基板ホルダ１０２８（図２７参照）との間における基板Ｐの受け渡し時の動作に合わせて、高さを変えることができる。
図２７に戻り、基板アシスト装置１０８０は、基板交換時において、基板搬入装置１０６０、及び基板搬出装置１０７０の動作をアシストする装置である。また、基板アシスト装置１０８０は、基板Ｐを基板ホルダ１０２８上に載置する際に、該基板Ｐの位置決めにも用いられる。
基板アシスト装置１０８０は、図２９（ａ）及び図２９（ｂ）に示されるように、基板ステージ装置１０２０が有している。基板アシスト装置１０８０は、一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａ、及び一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂを備えている。一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａは、基板搬出装置１０７０（図２７など参照）による基板Ｐの搬出動作をアシスト（または補助）し、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板搬入装置１０６０（図２７など参照）による基板Ｐの搬入動作をアシスト（または補助）する。
基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、図２９（ｂ）に示されるように、保持パッド１０８４ｂ、Ｚアクチュエータ１０８６ｚ、及びＸアクチュエータ１０８６ｘを備えている。図２９（ａ）に示されるように、一方（＋Ｙ側）の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂは、基板ホルダ１０２８に形成された、例えば２つの切り欠き１０２８ｂのうち、一方（＋Ｙ側）の切り欠き１０２８ｂ内に一部が挿入されている。また、他方（−Ｙ側）の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂは、他方（−Ｙ側）の切り欠き１０２８ｂ内に一部が挿入されている。
保持パッド１０８４ｂは、平面視矩形の板状の部材から成り、不図示のバキューム装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面を吸着保持することができるようになっている。
図２９（ｂ）に示されるように、保持パッド１０８４ｂは、Ｚアクチュエータ１０８６ｚによりＺ軸方向に駆動可能となっている。また、保持パッド１０８４ｂ、及びＺアクチュエータ１０８６ｚは、基板テーブル１０２４に取り付けられたＸアクチュエータ１０８６ｘにより、一体的にＸ軸方向に駆動可能となっている。Ｚアクチュエータ１０８６ｚは、保持パッド１０８４ｂを支持する支柱を含み、該支柱は、基板ホルダ１０２８の外側に配置されている。保持パッド１０８４ｂは、Ｚアクチュエータ１０８６ｚにより切り欠き１０２８ｂ内で駆動されることにより、基板Ｐの下面に接触する位置と、基板Ｐの下面から離間する位置との間で移動可能となっている。また、保持パッド１０８４ｂは、Ｚアクチュエータ１０８６ｚによって、切り欠き１０２８ｂ内に一部が収容された位置と、基板ホルダ１０２８の上面よりも高い位置との間で長ストロークでの駆動が可能になっている。また、保持パッド１０８４ｂは、Ｘアクチュエータ１０８６ｘによりＺアクチュエータ１０８６ｚと一体的に駆動されることにより、Ｘ軸方向に移動可能となっている。
基板搬出ベアラ装置１０８２ａの機械的な構造は、上述した基板搬入ベアラ装置１０８２ｂと概ね同じである。すなわち、基板搬出ベアラ装置１０８２ａは、図２９（ｂ）に示されるように、一部が切り欠き１０２８ａ内に挿入された保持パッド１０８４ａ、保持パッド１０８４ａをＺ軸方向に駆動するためのＺアクチュエータ１０８６ｚ、及び保持パッド１０８４ａをＸ軸方向に駆動するためのＸアクチュエータ１０８６ｘを備えている。なお、基板搬出ベアラ装置１０８２ａの保持パッド１０８４ａのＸ軸方向の移動可能量は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂのＸ軸方向の移動可能量よりも長く設定されている。これに対し、基板搬出ベアラ装置１０８２ａの保持パッド１０８４ａのＺ軸方向の移動可能量は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂのＺ軸方向の移動可能量よりも短くても良い。
基板アシスト装置１０８０は、基板Ｐ（露光済み基板）の、基板ホルダ１０２８からの搬出時において、次のようにアシストする。まず一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａそれぞれの保持パッド１０８４ａが、基板ホルダ１０２８上の基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍における例えば２箇所を吸着保持する。次に、基板ホルダ１０２８上で浮上支持された基板Ｐに対する吸着保持を維持した状態で、該一対の保持パッド１０８４ａを、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向）に所定ストローク（例えば５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度）だけ駆動する。この保持パッド１０８４ａの駆動により、基板Ｐを基板ホルダ１０２８に対してＸ軸方向に所定ストローク移動させる。これにより、一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａは、上述した基板搬出装置１０７０（図２７など参照）による基板Ｐの搬出動作をアシストする。
なお詳細は後述するが、基板アシスト装置１０８０は、これから基板ホルダ１０２８へ載置される基板Ｐの搬入時においてもアシストする。これについて後述する図４１〜図４４を参照して概略を述べる。まず一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂが、基板搬入装置１０６０の基板搬入ハンド１０６２（指部１０６２ａ）上に支持されている基板Ｐ２の、−Ｘ側の端部近傍における例えば２箇所を吸着保持する（図４１参照）。次に、基板搬入ハンド１０６２（指部１０６２ａ）が＋Ｘ方向に移動して基板Ｐ２の下方から居なくなると、該一対の保持パッド１０８４ｂは、基板Ｐ２に対する吸着保持を維持した状態で、Ｚ軸方向（−Ｚ方向）に所定ストロークだけ移動する（図４２〜１８）。この保持パッド１０８４ｂの移動に伴って、基板Ｐ２が基板ホルダ１０２８に載置される（図４２〜１８）。これにより、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、上述した基板搬入装置１０６０（図２７など参照）による基板Ｐの搬入動作をアシストする。
なお、基板搬出ベアラ装置１０８２ａ、及び基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの構成は、適宜変更が可能である。例えば各ベアラ装置１０８２ａ、１０８２ｂは、本実施形態では、基板テーブル１０２４に取り付けられたが、これに限定されず、例えば基板ホルダ１０２８、あるいは基板テーブル１０２４をＸＹ平面内で駆動するためのＸＹステージ装置（不図示）に取り付けられていても良い。また、各ベアラ装置１０８２ａ、１０８２ｂの位置、及び数も、これに限定されず、例えば基板テーブル１０２４の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の側面に取り付けられても良い。
上述のようにして構成された液晶露光装置１０１０（図２７参照）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１０４０によって、基板ホルダ１０２８上への基板Ｐ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。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１０４０により基板ホルダ１０２８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１０２８に搬送されることにより、基板ホルダ１０２８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１０１０における基板ホルダ１０２８上の基板Ｐ（便宜上、複数の基板Ｐを基板Ｐ１、基板Ｐ２、基板Ｐ３とする）の交換動作について、図３１（ａ）〜図４７（ｂ）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、基板交換動作を説明するための各側面図（図３１（ｂ）、図３２（ｂ）など）では、基板搬出装置１０７０の動作の理解を容易にするため、基板搬出装置１０７０よりも−Ｙ側（手前側）のバランスビーム１０５２、基板搬入ハンド１０６２の指部１０６２ａ、及びＸ軸駆動装置１０６４（それぞれ図３０（ａ）参照）の図示が省略されている。
また、以下の説明では、基板ステージ装置１０２０の基板ホルダ１０２８には、あらかじめ露光済みの基板Ｐ１が載置されており、該露光済みの基板Ｐ１を搬出してから、新しい（基板Ｐ１とは別の）基板Ｐ２を基板ホルダ１０２８に載置する動作について説明する。また、基板交換動作前において、基板交換装置１０４０が有する基板搬入ハンド１０６２、及びビームユニット１０５０は、図３０（ａ）及び図３０（ｂ）に示されるように、連結部材１０６２ｂのＸ位置と複数のバランスビーム１０５２のＸ位置とが互いに重複しないように位置決めされているものとする。
図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示されるように、外部搬送装置１１００によって新しい基板Ｐ２がポート部へ運ばれてくると（各要素の動作については、各図面の矢印参照。以下同じ）、基板交換装置１０４０は、基板搬入ハンドを降下（−Ｚ駆動）させ、基板搬入ハンド１０６２の上面を、複数のバランスビーム１０５２の下面よりも下方に位置させる。このとき、連結部材１０６２ｂを含み、基板搬入ハンド１０６２の最高部（最も＋Ｚ位置の高い部位。例えば、連結部材１０６２ｂの上面）のＺ位置は、複数のバランスビーム１０５２の上面と、基板搬入ハンド１０６２の最高部との間に、Ｚ軸方向に関して、外部搬送装置１１００のロボットハンドの挿入を許容する間隔が形成されるように設定される。
また、ビームユニット１０５０が＋Ｘ方向に駆動される。このとき、ビームユニット１０５０は、＋Ｘ側の脚１０５４が基板搬入ハンド１０６２の連結部材１０６２ｂに接触しない位置で停止される。これにより、基板搬入ハンド１０６２の連結部材１０６２ｂの上方（＋Ｚ側）に複数のバランスビーム１０５２の一部（＋Ｘ側の端部近傍）が位置する。ビームユニット１０５０は、この位置が外部搬送装置１１００との基板受け渡し位置となる。
次に、図３２（ａ）及び図３２（ｂ）に示されるように、基板Ｐ２を載置した外部搬送装置１１００のロボットハンドが−Ｘ方向に移動し、基板Ｐ２を複数のバランスビーム１０５２の上空（＋Ｚ側）に位置させる。このとき、外部搬送装置１１００が有するフォーク状のロボットハンドの各指部が、隣接する一対のバランスビーム１０５２間を通過する（接触しない）ように、外部搬送装置１１００のロボットハンドのＹ位置が位置決めされている。
また、図３３（ａ）及び図３３（ｂ）に示されるように、外部搬送装置１１００のロボットハンドは、降下することにより、基板Ｐ２を複数のバランスビーム１０５２上に受け渡す。バランスビーム１０５２の下方で待機している基板搬入ハンド１０６２と接触しないように、外部搬送装置１１００のロボットハンドのＺ位置が制御される。このとき、基板Ｐ２の＋Ｘ側の端部近傍が、複数のバランスビーム１０５２の＋Ｘ側の端部よりも＋Ｘ側に突き出している。この後、外部搬送装置１１００のロボットハンドが＋Ｘ方向に駆動されることにより、ポート部（液晶露光装置内から）から退出する。
また、基板交換装置１０４０では、基板搬出装置１０７０のアライメントパッド１０７８が、基板Ｐ２の下方で−Ｘ方向に駆動され、該基板Ｐ２の中央部に対向する位置に位置決めされる。この状態で、アライメントパッド１０７８は、上昇（＋Ｚ方向に）駆動され、中央の一対のバランスビーム１０５２の間で、基板Ｐ２の下面を吸着把持する。
この後、図３４（ａ）及び図３４（ｂ）に示されるように、ビームユニット１０５０の複数のバランスビーム１０５２それぞれに対して加圧気体が供給され、該加圧気体が複数のバランスビーム１０５２それぞれの上面から基板Ｐ２の下面に向けて噴出される。これにより、基板Ｐ２が、複数のバランスビーム１０５２に対して、微小な（例えば、数十マイクロメートルから数百マイクロメートルの）隙間を介して浮上する。
ここで、基板交換装置１０４０では、複数のバランスビーム１０５２上でプリアライメント動作が行われる。該プリアライメント動作は、例えば基板Ｐ２の上空、及び基板Ｐ２の下方それぞれに配置された、不図示の基板位置計測装置によって、非接触で基板Ｐ２の位置を計測しつつ行われる。プリアライメント動作時には、基板Ｐ２の下面中央部を吸着把持したアライメントパッド１０７８が、適宜Ｘ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向（水平面内３自由度方向）に微小駆動される。基板Ｐ２は、複数のバランスビーム１０５２により非接触支持されているので、基板Ｐ２の水平面内３自由度方向の位置修正（微小位置決め）を、低摩擦で行うことができる。また、このプリアライメント動作と並行して、アライメントパッド１０７８を−Ｘ方向に駆動し、基板Ｐ２を複数のバランスビーム１０５２により形成される基板載置面の中央部へ移動させる。
この後、図３５（ａ）及び図３５（ｂ）に示されるように、複数のバランスビーム１０５２に対する加圧気体の供給が停止されるとともに、アライメントパッド１０７８に対する真空吸引力の供給が停止される。また、アライメントパッド１０７８は、基板Ｐ２の下面から離間するように、下降駆動される。これにより、基板Ｐ２が複数のバランスビーム１０５２上に載置される。この状態で、ビームユニット１０５０が−Ｘ方向（基板ステージ装置１０２０側）に駆動される。このとき、基板Ｐ２及び複数のバランスビームは、＋Ｘ側の端部が基板搬入ハンド１０６２の連結部材１０６２ｂに対してＸ軸方向に関して重複しない（上下方向に重ならない）ように位置決めがされる。
この状態で、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が上昇駆動される。これにより、複数のバランスビーム１０５２上の基板Ｐ２が、基板搬入ハンド１０６２により下方から上方に掬い取られる（基板搬入ハンド１０６２に受け渡される）。
また、上述した基板Ｐ２の外部搬送装置１１００から基板搬入ハンド１０６２へのビームユニット１０５０を介した受け渡し動作（プリアライメント動作を含む）と並行して、基板ステージ装置１０２０では、露光済みの基板Ｐ１を載置した基板ホルダ１０２８が所定の基板交換位置（基板受渡位置）に位置するように、基板テーブル１０２４が＋Ｘ方向に駆動される。本実施形態において、基板交換位置は、ポート部の−Ｘ側の位置である。なお、理解を容易にするために、図３１（ａ）〜図３５（ｂ）では基板ホルダ１０２８が同一位置に図示されているが、実際には、上記基板Ｐ２の外部搬送装置１１００から基板搬入ハンド１０６２への受け渡し動作と並行して基板Ｐ１に対する露光動作が行われており、基板ホルダ１０２８は、ＸＹ平面内を移動している。
また、基板ホルダ１０２８の基板交換位置への移動動作と並行して、基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側に配置された一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａそれぞれの保持パッド１０８４ａが上昇駆動される。保持パッド１０８４ａは、基板ホルダ１０２８の上面に真空吸着保持されている基板Ｐ１の一部（切り欠き１０２８ａ（図２９（ａ）及び図２９（ｂ）参照）上に配置された部分）を、裏面から吸着把持する。
この後、図３７（ａ）及び図３７（ｂ）に示されるように、基板Ｐ２を下方から支持した基板搬入ハンド１０６２が、−Ｘ方向に駆動される。これにより、基板Ｐ２が基板交換位置に位置決めされた基板ホルダ１０２８の上空へ向けて搬送される。また、基板交換装置１０４０では、ビームユニット１０５０が−Ｘ方向（基板ホルダ１０２８に接近する方向）に駆動される。ビームユニット１０５０は、複数のバランスビーム１０５２それぞれの−Ｘ側の端部と基板ホルダ１０２８とが接触しないように所定位置で停止される。上述したように、複数のバランスビーム１０５２それぞれの上面のＺ位置と、基板ホルダ１０２８の上面のＺ位置とは、ほぼ同じ高さに設定されている。なお、基板ホルダ１０２８をＺ軸方向に駆動して、これらがほぼ同じ高さとなるように調整しても良い。
また、基板ステージ装置１０２０では、基板ホルダ１０２８の上面から基板Ｐ１の下面に対して加圧気体が噴出される。これにより、基板Ｐ１が基板ホルダ１０２８の上面から浮上し、基板Ｐ１の下面と基板ホルダ１０２８の上面との間の摩擦が無視できる程度（低摩擦状態）となる。
さらに、基板ステージ装置１０２０では、基板搬出ベアラ装置１０８２ａの保持パッド１０８４ａが、上記基板Ｐ１の浮上動作に追従するように＋Ｚ方向にわずかに上昇駆動されるとともに、基板Ｐ１の一部を吸着把持した状態で、＋Ｘ方向（ポート部側）に、所定のストロークで駆動される。保持パッド１０８４ａ（すなわち基板Ｐ１）の移動量は、基板Ｐ１の大きさによっても異なるが、例えば５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度に設定されている。これにより、基板Ｐ１の＋Ｘ側の端部近傍が、基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側の端部から＋Ｘ方向（ポート部側）に突き出す（オーバーハングする）。ここで、上記基板Ｐ１の基板ホルダ１０２８から突き出した部分は、複数のバランスビーム１０５２の−Ｘ側の端部近傍に下方から支持されることから、基板Ｐ１をオーバーハングさせる際に、予めバランスビーム１０５２からも加圧気体を噴出させておくと良い。
図３８（ａ）及び図３８（ｂ）に示されるように、基板Ｐ２を下方から支持した基板搬入ハンド１０６２は、基板ホルダ１０２８の上空における所定位置で停止される。この停止位置で、基板Ｐ２は、基板交換位置に位置決めされた基板ホルダ１０２８のほぼ真上に位置する。また、基板Ｐ１のＹ位置と基板Ｐ２のＹ位置とが、ほぼ一致するように、基板ステージ装置１０２０は、基板ホルダ１０２８の位置決めを行う。これに対し、基板Ｐ１の＋Ｘ側の端部近傍が基板ホルダ１０２８からオーバーハングしている分だけ、上記停止位置において、基板Ｐ１及びＰ２は、Ｘ位置が異なっており、基板Ｐ２の−Ｘ側の端部は、基板Ｐ１の−Ｘ側の端部よりも−Ｘ側に突き出している。
基板搬入ハンド１０６２の位置決めと並行して、基板搬出装置１０７０では、基板搬出ハンド１０７２が−Ｘ方向に駆動され、基板Ｐ１のうち、基板ホルダ１０２８から＋Ｘ側にオーバーハングした部分の下方に位置決めされる。さらに、基板ステージ装置１０２０では、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂが、所定のストローク（例えば、５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度）で上昇駆動される。
基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂは、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）に示されるように、基板ホルダ１０２８の上方で待機している基板搬入ハンド１０６２上の基板Ｐ２に下方から接触し、該基板Ｐ２の−Ｘ側の端部近傍を吸着保持する。
また、保持パッド１０８４ｂによる基板Ｐ２の吸着保持動作と並行して、基板搬出装置１０７０では、基板搬出ハンド１０７２が上昇駆動され、露光済みの基板Ｐ１のうち、基板ホルダ１０２８から＋Ｘ側にオーバーハングした部分を裏面から真空吸着把持する。また、基板搬出ハンド１０７２が基板Ｐ１を吸着把持すると、一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａそれぞれの保持パッド１０８４ａに対する真空吸引力の供給が停止される。これにより、保持パッド１０８４ａによる基板Ｐ１の吸着把持が解除される。保持パッド１０８４ａは、基板Ｐ１の裏面から離間するように、降下駆動される。
なお、本実施形態では、基板搬出ハンド１０７２が、露光済み基板Ｐ２の＋Ｘ側の端部近傍における中央部を裏面から吸着把持するために、基板Ｐ２を基板搬出ベアラ装置１０８２ａを用いて基板ホルダ１０２８からオーバーハング（オフセット）させたが、これに限らず、基板ホルダ１０２８の上面における＋Ｘ側の端部近傍に＋Ｚ側及び＋Ｘ側に開口した切欠きを形成し、該切り欠き内に基板搬出ハンド１０７２を挿入することにより、基板Ｐ２をオフセットさせることなく、基板搬出ハンド１０７２が基板Ｐ２を吸着把持できるようにしても良い。
この後、図４０（ａ）、及び図４０（ｂ）に示されるように、基板搬出ハンド１０７２は、基板Ｐ１を保持した状態で＋Ｘ方向へ駆動される。これにより、基板Ｐ１が基板ホルダ１０２８上から、ビームユニット１０５０（複数のバランスビーム１０５２）上へ移動する。このとき、複数のバランスビーム１０５２それぞれの上面からは、加圧気体が噴出される。これにより、基板Ｐ１が基板ホルダ１０２８、及びビームユニット１０５０上を、非接触状態（基板搬出ハンド１０７２により保持されている部分を除く）で浮上搬送される。また、一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａそれぞれの保持パッド１０８４ａは、基板ホルダ１０２８の切り欠き１０２８ａ（図２９（ａ）及び図２９（ｂ）参照）内に一部が収容されるように、−Ｘ方向に駆動される。
また、上記基板搬出ハンド１０７２による基板Ｐ１の基板ホルダ１０２８からの搬出動作と並行して、基板搬入装置１０６０では、基板搬入ハンド１０６２の支持パッド１０６２ｃが、基板Ｐ２の下面に対して加圧気体を噴出する。これにより、基板搬入ハンド１０６２上で、基板Ｐ２が浮上（あるいは半浮上）状態となる。
図４１（ａ）及び図４１（ｂ）には、基板搬出ハンド１０７２によって、基板Ｐ１が基板ホルダ１０２８からビームユニット１０５０上に完全に搬出された（受け渡された）状態が示されている。ここで、基板Ｐ１が基板ホルダ１０２８から搬出された後であっても、基板ホルダ１０２８は、加圧気体を引き続き噴出している。
この基板Ｐ１の搬出動作と並行して、基板搬入装置１０６０では、基板搬入ハンド１０６２が、高速、且つ高加速度（例えば、１Ｇ以上）で＋Ｘ方向に駆動され、基板Ｐ２の下方から退避する。基板搬入ハンド１０６２が、基板Ｐ２の下方から退避すると、基板Ｐ２は、−Ｘ側の端部近傍が一対の保持パッド１０８４ｂにより吸着把持されていることから、基板ホルダ１０２８の上方に取り残される。
ここで、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、Ｙ軸方向に離間して配置され、基板Ｐの−Ｘ側の端部のうち、Ｙ軸方向に離間した２箇所を吸着保持することから、基板搬入ハンド１０６２の退避時の移動方向は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂと対向する方向であると言うことができる。「基板搬入ベアラ装置１０８２ｂと対向する方向」とは、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが吸着保持する基板Ｐの端部（ここでは−Ｘ側）とは反対側（ここでは＋Ｘ側）の方向という程度の意味である。
そして、図４２（ａ）及び図４２（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が基板Ｐ２の下方から完全に退避すると、基板Ｐ２は、保持パッド１０８４ｂにより吸着把持されている部分を除き、重力（自重）により自由落下を開始する。このとき、基板Ｐ２は、該基板Ｐ２の裏面と基板ホルダ１０２８の上面との間の空気抵抗により、急激な落下が阻まれ、緩やか（重力加速度よりも小さな加速度で）基板ホルダ１０２８上に落下する。また、基板Ｐ２の落下動作と並行して、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂも同時に降下（−Ｚ方向へ移動）する。
保持パッド１０８４ｂを降下させる手段は、特に限定されず、例えばモータなどの駆動装置を用いてＺ軸方向の位置制御を行っても良いし、あるいは、エアシリンダなどを用いてＺ軸方向の負荷制御（例えば、重力に抗して保持パッド１０８４ｂを上昇させる力（＋Ｚ方向の力）を、基板Ｐの自重による下向き力（−Ｚ方向の力）より小さくする制御）を行っても良い。また、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂに作用させる＋Ｚ方向の力を、基板Ｐ２の裏面を吸着把持した後で解除（ゼロに）することにより、保持パッド１０８４ｂを基板Ｐ２と共に自由落下させても良い。
上記基板搬入ベアラ装置１０８２ｂを用いた基板Ｐ２の搬入動作と並行して、複数のバランスビーム１０５２それぞれは、加圧気体の噴出を停止する。また、基板搬出装置１０７０は、基板搬出ハンド１０７２（図４２（ａ）では不図示）による基板Ｐ１の吸着保持を解除するとともに、基板Ｐ１の裏面から離間するように、基板搬出ハンド１０７２を降下駆動する。これにより、基板Ｐ１が複数のバランスビーム１０５２上に載置される。また、基板Ｐ２を基板ホルダ１０２８に受け渡した後も、基板搬入ハンド１０６２は、＋Ｘ方向に駆動される（基板Ｐ１の下方から退避した後は減速しても良い）。
なお、上述した基板Ｐ２の基板ホルダ１０２８への搬入動作（自由落下）時に、図４８に示されるように、基板ホルダ１０２８の外周を囲み、且つ高さ位置（Ｚ軸方向の位置）が基板ホルダ１０２８の上面よりも高く設定された、枠状部材１０２９（あるいは、制御壁）を配置し、基板Ｐ２と基板ホルダ１０２８との間の空気を逃げ難くし（エア溜まりを形成し）、基板Ｐ２の落下速度を調整しても良い。なお、基板ホルダ１０２８の上面からのエアの噴出、及びエアの吸引を制御することによって、上記エア溜まりの生成を積極的にコントロールしても良い。
図４３（ａ）及び図４３（ｂ）には、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂが降下して、基板ホルダ１０２８の切り欠き１０２８ｂ（図２９（ａ）参照）内に一部が挿入された状態が示されている。ここで、基板Ｐ２（保持パッド１０８４ｂにより把持されている部分を除く）は、その自重により、基板ホルダ１０２８上に自然落下するが、基板ホルダ１０２８の上面からは、加圧気体が噴出されており、該加圧気体の静圧により、降下した基板Ｐ２の裏面が基板ホルダ１０２８の上面に接触しない。これにより、基板Ｐ２が微小な隙間を介して基板ホルダ１０２８に浮上した状態が保たれる。
この状態で、基板ステージ装置１０２０（基板ホルダ１０２８、又は基板テーブル１０２４）、あるいは基板ステージ装置１０２０の外部に設けられた、不図示の基板位置計測装置によって、基板ステージ装置１０２０（あるいは基板ホルダ１０２８）に対する基板Ｐ２の位置が計測される。その計測結果に基づいて、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂが、独立にＸ軸方向に駆動される。これにより、基板ステージ装置１０２０（あるいは基板ホルダ１０２８）に対する基板Ｐ２のＸ軸方向、及びθｚ方向の位置が修正される。
上記基板Ｐ２の位置修正動作（ファインアライメント動作）と並行して、ポート部では、基板Ｐ１が載置されたビームユニット１０５０が、＋Ｘ方向に駆動されるとともに、基板搬出装置１０７０のアライメントパッド１０７８が、−Ｘ方向に駆動され、基板Ｐ１の中央に対向する位置に位置決めされる。
この後、図４４（ａ）及び図４４（ｂ）に示されるように、基板ホルダ１０２８からの加圧気体の噴出が停止され、基板Ｐ２が基板ホルダ１０２８の上面に着地（接触）する。このように、本実施形態では、基板ホルダ１０２８に着地させる直前に低摩擦（浮上）状態で基板Ｐ２の正確な位置決め（ファインアライメント）を行うので、基板Ｐ２の落下時には、落下（着地）位置や姿勢を考慮する必要がなく、且つ、基板Ｐ２の着地後に基板Ｐ２を再配置（リロード）する必要が生ずるおそれがない。
また、基板Ｐ２は、基板ホルダ１０２８の上空であって、基板ホルダ１０２８との間に微小な（例えば数十マイクロメートル〜数百マイクロメートルの）隙間が形成された位置で、一時的に落下動作を停止するので、基板Ｐ２と基板ホルダ１０２８との間に局所的な空気溜りが発生することを抑制することができる。従って、基板Ｐ２を基板ホルダ１０２８に保持させる際に、該基板Ｐ２の変形を抑制することができる。なお、基板Ｐ２を基板ホルダ１０２８上に載置する際、基板ホルダ１０２８からの加圧気体の噴出停止の場所、あるいは時間を制御することによって、さらには基板ホルダ１０２８からの基板Ｐ２の真空吸引を併用することによって、基板Ｐ２の変形を抑制しても良い。
なお、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂにおいて、保持パッド１０８４ｂは、搬入対象の基板Ｐ２の基板ホルダ１０２８に対するＹ軸方向の位置決め（ファインアライメント）を行うことが可能なように、Ｙ軸方向へ微小駆動可能に構成されていても良い。また、本実施形態において、保持パッド１０８４ｂは、水平面内に関してＸ軸方向のみへ駆動する構成であったが、実際には、基板Ｐ２がθｚ方向に微少回転可能なように、不図示であるが、弾性変形などによってＺアクチュエータ１０８６ｚ（図２９（ｂ）参照）の支柱に対して、微少にθｚ方向、及びＹ軸方向に変位が可能なようになっている。
基板ステージ装置１０２０では、基板ホルダ１０２８上に基板Ｐ２が載置されると、基板ホルダ１０２８が基板Ｐ２を吸着保持し、所定の露光開始位置へと移動する。基板Ｐ２に対する露光動作時の基板ステージ装置１０２０の動作については、説明を省略する。
また、上記基板ホルダ１０２８による基板Ｐ２の吸着保持動作と並行して、基板搬出装置１０７０では、アライメントパッド１０７８が上昇駆動され、基板Ｐ１の裏面における中央部を下方から吸着把持する。また、アライメントパッド１０７８が基板Ｐ１を吸着把持すると、複数のバランスビーム１０５２それぞれから加圧気体が噴出され、これにより、基板Ｐ１が複数のバランスビーム１０５２に浮上する。この後、アライメントパッド１０７８を＋Ｘ方向へ駆動することにより、基板Ｐ１を外部搬送装置１１００との基板交換位置へ移動させる。この際、所定の場所において、アライメントパッド１０７８により、基板Ｐ１の水平面内の位置（Ｘ軸及びＹ軸方向の位置、並びにθｚ方向の姿勢）を修正しても良い。
図４５（ａ）及び図４５（ｂ）には、基板Ｐ１が外部搬送装置１１００との基板交換位置へ位置決めされた状態が示されている。基板交換位置において、基板搬出装置１０７０のアライメントパッド１０７８は、基板Ｐ１の吸着保持を解除するとともに、基板Ｐ１から離間するように降下駆動される。
この後、外部搬送装置１１００のロボットハンドが複数のバランスビーム１０５２の上面よりも低い高さ位置で−Ｘ方向に移動するとともに、上昇して複数のバランスビーム１０５２上の基板Ｐ１を下から掬い取る。複数のバランスビーム１０５２は、加圧気体の噴出を停止する。
露光済みの基板Ｐ１を保持した外部搬送装置１１００のロボットハンドは、図４６（ａ）及び図４６（ｂ）に示されるように、＋Ｘ方向へ移動してポート部から退出する。ポート部では、基板搬入ハンド１０６２との接触を避けるためにビームユニット１０５０（複数のバランスビーム１０５２）が−Ｘ方向へ移動した後、基板搬入ハンド１０６２が降下駆動される。
露光済みの基板Ｐ１が、例えばコータ／デベロッパなどの外部装置（不図示）に受け渡された後、外部搬送装置１１００のロボットハンドは、図４７（ａ）及び図４７（ｂ）に示されるように、基板Ｐ２の次に露光が行われる予定の基板Ｐ３を保持してポート部に向けて移動する。また、ポート部では、基板搬入ハンド１０６２が複数のバランスビーム１０５２よりも下方へ移動するとともに、複数のバランスビーム１０５２が、＋Ｘ方向へ移動し、外部搬送装置１１００のロボットハンドから基板Ｐ３を受け取るための基板受け取り位置に位置決めされる。これにより、最初の図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示される状態に戻る。
以上説明した本実施形態によれば、搬入対象の基板Ｐを自由落下させることにより、基板ステージ装置１０２０上に搬入するので、例えば基板搬入装置１０６０から基板Ｐを受け取るための装置（例えば、リフトピン装置など）を用いる場合に比べ、装置構成が簡単である。また、基板搬入装置１０６０から基板ホルダ１０２８への基板受け渡し動作時における可動部材の動作が少ないので、迅速に基板Ｐの搬入を行うことが可能となる。また、例えばリフトピン装置などを用いる場合に比べ、発塵を抑制できるので、基板Ｐに対するゴミの付着を抑制できる。
また、基板ステージ装置１０２０に、例えばリフトピン装置などの基板Ｐを基板搬入装置１０６０から受け取るための装置、あるいは基板Ｐを搬送時に該基板Ｐを載置する部材（いわゆる基板トレイなど）を収容するための孔部（あるいは凹部）を基板ホルダ１０２８に形成しなくても良い。従って、気体噴出用、及び気体吸引用の微小な孔部を除き、基板ホルダ１０２８の上面のほぼ全面を平坦化することができる。これにより、基板ホルダ１０２８に載置された基板Ｐの平面矯正を確実に行うことができ、露光精度が向上する。また、基板ホルダ１０２８上に孔部、凹部などを形成しなくても良いので、該孔部、凹部に起因する露光光の反射率、反射量の変化を抑制できる。従って、基板Ｐに対するマスクパターンの転写ムラを抑制できる。
また、搬入対象の基板Ｐを自由落下させる際に、基板搬入時に基板Ｐを支持していた基板搬入装置１０６０とは分離して設けられた一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂにより基板Ｐの水平面内の位置を拘束するので、自由落下時の空気抵抗の影響による基板Ｐの水平面内の位置ずれを抑制できる。したがって、基板Ｐを確実に基板ホルダ１０２８上に落下させることができる。
また、基板Ｐを基板ホルダ１０２８上に載置する前に、該基板Ｐの自由落下を一旦停止させるので、基板ホルダ１０２８に基板Ｐを吸着保持させる際に該基板Ｐと基板ホルダ１０２８との間における、いわゆる空気溜まりの発生、及び空気溜まりに起因する基板Ｐの変形を抑制できる。また、基板Ｐを基板ホルダ１０２８上に落下させる際に、基板ホルダ１０２８がエアベアリングのように機能するので、落下時の衝撃を抑制することができる。
また、基板Ｐを基板ホルダ１０２８上に載置する前に、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂによって、該基板の基板ホルダ１０２８に対する位置決めを行うので、一旦基板ホルダ１０２８上に載置した基板Ｐの再配置（リロード）を行う必要（例えば、載置位置のずれ）が生ずる可能性を低減できる。従って、基板Ｐの搬入動作速度が向上し、全体的なスループットが向上する。
また、近年、基板Ｐは、より薄型化、軽量化される傾向にある。基板Ｐが薄型化、軽量化されると、基板Ｐに作用する重力方向下向きの力が低下するので、基板Ｐを自重により自由落下させて基板ホルダ１０２８に受け渡す際の衝撃を低減できる。このように、本実施形態に係る基板交換装置１０４０は、薄型化、軽量化された大型の基板Ｐの交換に特に好適である。なお、本実施形態では、落下時の基板Ｐに作用する空気抵抗によって該基板Ｐの急激な落下を抑制し、これにより基板Ｐが基板ホルダ１０２８上に載置される際の衝撃を抑制することから、基板ホルダ１０２８の上面は、凹部、あるいは孔部などが形成されていないフラットな領域が多いことが好ましい。
なお、上記第３の実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記第３の実施形態では、図２９（ａ）に示されるように、基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側に切欠き２８ａが形成され、該切り欠き１０２８ａ内に基板搬出ベアラ装置１０８２ａの保持パッド１０８４ａの一部が収容されたが、これに限られず、例えば基板搬出ベアラ装置１０８２ａを省略し、基板ホルダ１０２８の−Ｘ側に配置された一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが、基板搬出動作をアシストするようにしても良い。
すなわち、本変形例に係る基板ホルダ１０２８上の基板Ｐの交換動作では、まず基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが基板Ｐを把持して基板ホルダ１０２８上を非接触で＋Ｘ方向へ移動させ、基板Ｐを基板ホルダ１０２８からオフセット（オーバーハング）させると（図３７（ａ）及び図３７（ｂ）参照）、基板ホルダ１０２８からの加圧気体の噴出が停止され、基板Ｐは、再び基板ホルダ１０２８に載置される。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板Ｐの吸着を解除して少し降下し、再び−Ｘ方向に移動した後、高く上昇して基板ホルダ１０２８の上空で待機する新しい基板Ｐを下から吸着把持する。基板搬出装置１０７０では、基板搬出ハンド１０７２が基板ホルダ１０２８上にオフセットして載置された基板Ｐの端部近傍を下方から吸着把持する（図３８（ａ）及び図３８（ｂ）参照）。その後、基板ホルダ１０２８、及びバランスビーム１０５２から加圧気体が噴出され、基板Ｐは基板搬出ハンド１０７２に把持された部分以外が、非接触な状態でポート部まで搬出される。このように、本変形例によると、基板搬出ベアラ装置１０８２ａを省略した（基板搬入用のアシスト装置と基板搬出用のアシスト装置とを共通にした）ので、構造がシンプルになり、コストを低減することができる。
また、アライメントパッド１０７８は、基板Ｐをθｚ方向に、例えば９０°回転できるようになっていても良い。この場合、ポート部において、アライメントパッド１０７８を用いて基板Ｐの向きを変える（長手方向をＸ軸又はＹ軸に平行にする）ことが可能であるので、例えば外部搬送装置１１００から長手方向がＸ軸に平行な状態（横長の状態）で搬送された基板Ｐを、ポート部において、例えば９０°回転させて、長手方向がＹ軸に平行な状態（縦長の状態）とすることができる。したがって、基板Ｐを基板ステージ装置１０２０に搬入する際に、基板Ｐを横長の状態で搬入すること、及び縦長の状態で搬入すること、を任意に選択することができる。また、外部搬送装置１１００によって縦長の状態でポート部に搬送された基板Ｐを、ポート部で、例えば９０°回転させて横長の状態することも可能である。この場合、外部搬送装置１１００のロボットハンドの指部を短くすることができる。
また、上記第３の実施形態では、Ｙ軸方向に離間して配置された一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂを用いて、基板ＰのＹ軸方向に離間する２箇所を保持したが、基板Ｐの保持箇所は、これに限らず、例えばひとつの保持パッド１０８４ｂにより、基板Ｐを１箇所で保持しても良い。この場合、保持パッド１０８４ｂと基板Ｐとの接触面積を確保するため、保持パッド１０８４ｂの保持面をＹ軸方向に延びる形状にすると良い。
また上記第３の実施形態では、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが、基板Ｐの−Ｘ方向側端部を拘束（保持）するように構成しているが、これに限られるものではない。例えば、基板Ｐの＋Ｙ方向側端部や−Ｙ方向側端部、あるいは−Ｘ方向側端部と＋Ｙ方向側端部との角部や、−Ｘ方向側端部と−Ｙ方向側端部との角部を拘束（保持）するように構成しても良い。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが基板Ｐを拘束する箇所（場所）は、基板搬出ベアラ装置１０８２ａ、基板搬出装置１０７０、および基板搬入装置１０６０の動作の邪魔にならないように設置できるのであれば、上記各端部または各角部の何れでも、或いは何れの組み合わせであっても良い。
また、上記第３の実施形態において、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂそれぞれの保持パッド１０８４ｂは、対応する切り欠き１０２８ｂ内に収容されたが、これに限られず、例えば基板Ｐのうち、予め基板ホルダ１０２８の端部近傍からはみ出した部分を吸着保持しても良い。この場合、基板ホルダ１０２８に切り欠き１０２８ｂを形成する必要がない。なお、上記はみ出した部分は、面積が小さいので、保持パッド１０８４ｂと基板Ｐとの接触面積を確保するため、保持パッド１０８４ｂの保持面をＹ軸方向に延びる形状にすると良い。また、基板Ｐを基板ホルダ１０２８の上面に載置する際に、該基板Ｐの裏面と基板ホルダ１０２８の上面との間に保持パッド１０８４ｂを挟み込んだ後に、保持パッド１０８４ｂを引き抜いても良い。この場合も基板ホルダ１０２８に切り欠き１０２８ｂを形成する必要がない。このとき、保持パッド１０８４ｂを引き抜く際に基板Ｐが移動しないように、基板Ｐの一部を吸着保持しておくと良い。
また、上記第３の実施形態において、搬出対象の基板Ｐは、基板搬出ベアラ装置１０８２ａによりオフセット状態（基板ホルダ１０２８から一部が突き出した状態）とされたが、これに限られず、基板ホルダ１０２８をＹ軸周りに傾けて基板ホルダ１０２８の上面を傾斜させ、自重により基板Ｐをオフセット状態としても良い。また、基板搬出装置１０７０は、基板Ｐのオフセットされた端部近傍を保持して基板Ｐを搬出したが、基板Ｐのうち、予め基板ホルダ１０２８の端部近傍からはみ出した部分を吸着保持しても良い。また、基板搬出ベアラ装置１０８２ａにより基板Ｐをオフセット状態とする動作は、基板ホルダ１０２８が基板交換位置に移動する最中に（基板ホルダ１０２８の移動と並行して）行っても良い。
また、上記第３の実施形態において、基板搬入装置１０６０は、基板Ｐを重力方向下方から支持する基板搬入ハンド１０６２を用いて基板Ｐを搬送したが、基板Ｐの搬送時における自由落下を防止できれば、搬入用の搬送装置の構成は、これに限られず、例えば公知のベルヌーイチャックなどを用いて基板Ｐを重力方向上方から吊り下げ支持して搬送しても良い。この場合、ベルヌーイチャックによる基板Ｐの吊り下げ支持を解除することにより、基板Ｐを自重により落下させることができる。
なお、このベルヌーイチャック方式を用いる場合にも、基板ホルダ１０２８の上空で基板ＰのＸＹ平面内の位置を拘束するために、上記実施形態における基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの代わりになる何らかの搬送アシスト機構が必要になる。この搬送アシスト機構として例えば、基板Ｐの側面を物理的に制限するための壁部材をベルヌーイチャックの周辺部に構成するようにしても良い。あるいは、基板Ｐの側面に対して、ＸＹ平面内の位置拘束のためのエアを吹き付ける機構を、ベルヌーイチャックに設けるようにしても良い。
また、上記第３の実施形態における基板交換時の動作シーケンスでは、図４０〜図４２に示されるように、基板搬出ハンド１０７２の＋Ｘ方向への駆動（基板搬出ハンド１０７２による、基板Ｐ１の基板ホルダ１０２８からの搬出動作／基板搬出ハンド１０７２の「引き抜き動作」と称す）の開始後に、基板搬入ハンド１０６２の＋Ｘ方向への駆動（基板搬入ハンド１０６２の基板Ｐ２の下方からの退避動作／換言すれば基板搬入ハンド１０６２による基板Ｐ２の基板ホルダ２８への搬入動作／基板搬入ハンド１０６２の「引き抜き動作」と称す）を開始するものとして説明したが、この引き抜き動作のタイミングはこれに限られない。基板搬入ハンド１０６２の上記引き抜き動作に伴って自重で落下する基板Ｐ２が、両ハンド１０６２，７２および基板Ｐ１に接触しないように動作タイミングを制御していれば、両ハンド１０６２，７２の上記引き抜き動作の開始順序はどちらが先でも、或いは同時でも良い。
また、上記第３の実施形態において、基板ホルダ１０２８は、基板Ｐを吸着保持する構成であったが、これに限られず、例えば基板Ｐを非接触状態で保持しても良い。
また、上記第３の実施形態において、基板ホルダ１０２８の上空で基板ＰのＸＹ平面内の位置を拘束するための基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板ホルダ１０２８（基板ステージ装置１０２０）が備えていたが、これに限られず、例えば基板搬入装置１０６０が有していても良いし、あるいは、基板交換位置の上方において、例えば基板ステージ装置１０２０などを収容するチャンバを構成するフレーム部材に吊り下げ支持されても良い。
また、上記第３の実施形態では、外部搬送装置１１００のロボットハンドが搬入対象の基板Ｐをポート部に受け渡した後、該基板Ｐを基板搬入装置１０６０が基板ホルダ１０２８の上空に搬送したが、これに限られず、外部搬送装置１１００のロボットハンドが、搬入対象の基板Ｐを基板ホルダ１０２８の上空に搬送し、該基板Ｐを基板搬入ベアラ装置１０８２ｂに直接受け渡しても良い。
《第４の実施形態》
次に第４の実施形態について図４９〜図５６を用いて説明する。本第４の実施形態は、上記第１の実施形態に係る基板ステージ装置２０（図２など参照）と同様の構成の基板ステージ装置を有する液晶露光装置における基板の交換動作において、上記第３の実施形態における基板交換装置１０４０（図２７など参照）と同様の構成の基板交換装置を用いるものである。以下、本第４の実施形態の説明では、上記第１、又は第３の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第１、又は第３の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
図４９（ａ）及び図４９（ｂ）に示されるように、基板ステージ装置２０は、粗動ステージ２４、重量キャンセル装置２６、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０などを備えている（各要素の詳細は上記第１の実施形態参照）。基板キャリア４０は、非接触ホルダ３２に非接触支持された基板Ｐ１の四隅部近傍を吸着保持している。
また、基板交換装置１０４０は、ビームユニット１０５０、基板搬入装置１０６０、基板搬出装置１０７０（アライメントパッド１０７８は省略）、及び基板アシスト装置１０８０を有している（各要素の詳細は上記第３の実施形態参照）。外部搬送装置１１００のロボットハンド上には、基板Ｐ１の次に露光が行われる基板Ｐ２が載置されている。基板キャリア４０を構成する一対のＹフレーム４２ｙのうち、＋Ｘ側のＹフレーム４２ｙのＺ位置は、基板Ｐ１の下面のＺ位置よりも低い位置に配置されている（図３など参照）。
本第４の実施形態の基板ステージ装置２０において、基板アシスト装置１０８０を構成する一対の基板搬出ベアラ装置１０８２ａ、及び一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、粗動ステージ２４に取り付けられている（便宜上同一の符号を用いる）が、上記第３の実施形態と同様に、基板テーブル３０（あるいは非接触ホルダ３２）に取り付けられていても良い。
本第４の実施形態における基板Ｐの交換動作は、上記第３の実施形態と概ね同じである。以下、簡単に説明する。図５０（ａ）及び図５０（ｂ）では、外部搬送装置１１００のロボットハンドが基板Ｐ２をポート部のビームユニット１０５０の上方へ搬送する。次いで、図５１（ａ）及び図５１（ｂ）に示されるように、外部搬送装置１１００のロボットハンドが基板Ｐ２をビームユニット１０５０に載置する（受け渡す）。次いで、図５２（ａ）及び図５２（ｂ）に示されるように、基板Ｐ２を支持したビームユニット１０５０が−Ｘ方向に移動した後、基板搬入装置１０６０の基板搬入ハンド１０６２が上昇して、ビームユニット１０５０上の基板Ｐ２を掬い取る。また、この動作と並行して、基板ステージ装置２０では、基板搬出ベアラ装置１０８２ａが露光済みの基板Ｐ１を非接触ホルダ３２に対して＋Ｘ方向に所定量移動させる（オフセットさせる）。
次いで、図５３（ａ）及び図５３（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が基板Ｐ２を保持して基板交換位置の上空へ（−Ｘ方向へ）移動を開始する。この動作と並行して、基板搬出装置１０７０では、基板搬出ハンド１０７２が−Ｘ方向へ移動するとともに、基板ステージ装置２０は、非接触ホルダ３２、基板キャリア４０などが基板交換位置へ（＋Ｘ方向へ）移動する。次いで、図５４（ａ）及び図５４（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が基板交換位置の上空で停止する。そして、基板ステージ装置２０は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが上昇動作を行う。また、上記各動作と並行して、基板搬出装置１０７０では、基板搬出ハンド１０７２が、非接触ホルダ３２に対してオフセットされた基板Ｐ１の＋Ｘ側の端部近傍を下方から把持（吸着保持）する。
次いで、図５５（ａ）及び図５５（ｂ）に示されるように、基板搬出ハンド１０７２が＋Ｘ方向に移動し、露光済み基板Ｐ１をポート部へ引き出す。また、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板搬入ハンド１０６２上の基板Ｐ２の−Ｘ側の端部近傍を下方から把持（吸着保持）する。基板Ｐ２が基板搬入ベアラ装置１０８２ｂに保持されると、基板搬入ハンド１０６２は、基板Ｐ２を非接触ホルダ３２の上空に残して＋Ｘ方向に退避する。換言すると、基板Ｐ２が基板搬入ベアラ装置１０８２ｂに保持されると、基板搬入ハンド１０６２は、基板Ｐ２の保持を解除する。
次いで、図５６（ａ）及び図５６（ｂ）に示されるように、基板搬出ハンド１０７２が露光済み基板Ｐ１を解放して降下する。また、基板搬入ハンド１０６２は、基板ステージ装置２０の上空から完全に退避する。上記各動作と並行して、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、新しい基板Ｐ２を保持した状態で下降し、その後に基板Ｐ２の位置を補正（プリアライメント）して該基板Ｐ２を基板キャリア４０の吸着パッド４４（図３参照）に引き渡す。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板Ｐ２を保持して降下することで、基板Ｐ２を非接触ホルダ３２により支持させ、この状態で新しい基板Ｐ２の位置を補正（プリアライメント）した後、基板キャリア４０の吸着パッド４４（図３参照）に引き渡すようにしても良い。
ここで、図８７（ａ）及び図８７（ｂ）に示されるように、Ｚ軸方向に関して基板Ｐが非接触ホルダ３２から浮上（非接触ホルダ３２の上面に対して離間）していることが可能な範囲内で、基板Ｐが保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４へ受け渡されるように、保持パッド１０８４ｂのＺ位置が予め設定されている。Ｚ軸方向に関して基板Ｐが非接触ホルダ３２から供給される空気によって浮上している状態で、基板Ｐを保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４へ受け渡すようにしても良いし、非接触ホルダ３２から供給される空気ではなく基板Ｐ下面と非接触ホルダ３２上面との間に介在している空気、いわゆる空気溜まりによって、基板Ｐが非接触ホルダ３２の上方に浮上している状態で、基板Ｐの受け渡しを行っても良い。なお、基板Ｐが浮いていれば良いため、空気溜まりにより基板Ｐを浮かす場合、非接触ホルダ３２ではなく吸着式ホルダであっても良い。なお、基板Ｐ下面と非接触ホルダ３２上面との間に介在している空気、いわゆる空気溜まりによって、基板Ｐが非接触ホルダ３２の上方に浮上させることは、本実施形態に限られず先述した実施形態および後述する実施形態のすべての実施形態でも適用可能である。本実施形態では、保持パッド１０８４ｂが下降することによって基板Ｐが保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４に受け渡される構成であるため、非接触ホルダ３２の上面よりも保持パッド１０８４ｂの上面が＋Ｚ側に配置されている。これにより、基板Ｐを保持した保持パッド１０８４ｂを−Ｚ方向へ移動させると、基板Ｐの下面が吸着パッド４４に接触し、基板Ｐが非接触ホルダ３２から浮上した状態が維持されたまま、基板Ｐを下方から支持する部材が自動的に保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４に切り替わる。基板Ｐを保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４へ受け渡すため、基板Ｐ内の吸着パッド４４と保持パッド１０８４ｂとが保持する箇所は、互いに異なる箇所を保持している。なお、基板Ｐを保持した保持パッド１０８４ｂは、基板Ｐを吸着パッド４４に受け渡す際に、吸着パッド４４による基板Ｐの吸着を解除するために、基板Ｐの下面の空気を吸引することを止めても良い。さらに、保持パッド１０８４ｂから基板Ｐの下面へ空気を供給し、保持パッド１０８４ｂへの基板Ｐの吸着を積極的に解除するようにしても良い。また、基板Ｐの下面が吸着パッド４４に接触する少し前から、つまり基板Ｐが保持パッド１０８４ｂから吸着パッド４４に受け渡される前に、吸着パッド４４から基板Ｐの下面に対して空気を供給し、吸着パッド４４と基板Ｐとが接触する際の衝撃を緩和して、基板Ｐの破損を抑制するようにしても良い。
なお、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂが基板Ｐを基板キャリア４０の吸着パッド４４に受け渡す際の動作は、これに限られない。すなわち、保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４とがＺ軸方向に相対移動することによって、上記基板Ｐの受け渡しが可能になることから、基板キャリア４０の吸着パッド４４（基板Ｐを受け取る側）がＺ軸方向に移動して基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂ（基板Ｐを受け渡す側）から基板Ｐを受け取っても良い。この場合、保持パッド１０８４ｂは、静止していても良いし、吸着パッド４４と保持パッド１０８４ｂとが共にＺ軸方向へ移動（保持パッド１０８４ｂが降下し、吸着パッド４４が上昇）しても良い。換言すると、Ｚ軸方向に関する保持パッド１０８４ｂの移動可能範囲と吸着パッド４４の移動可能範囲とが少なくとも一部重なるようになっていると、保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４との間で基板Ｐの受け渡しが可能である。また、保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４との一方が基板Ｐを保持した状態から、両方が基板Ｐを保持する状態を経て、他方が基板Ｐを保持する状態となったが、これに限られない。保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４と一方が基板Ｐを保持した状態から、どちらにも保持されない状態を経て、他方が基板を保持する状態としても良い。これは、非接触ホルダ３２から供給された空気または基板Ｐ下面の空気溜まりにより、保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４との両方に基板Ｐが支持されていなくとも、基板Ｐが非接触ホルダ３２に衝突して破損することはない。ただし、保持パッド１０８４ｂと吸着パッド４４との両方に基板Ｐが支持されていない場合、浮いている基板Ｐの位置を規定するものがないため、より念入りに基板Ｐの位置を補正（プリアライメント）したほうが良い。
以上説明した第４の実施形態でも、上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図５７（ａ）及び図５７（ｂ）に示されるように、基板ステージ装置２０において、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂを基板キャリア４０に取り付け、該基板搬入ベアラ装置１０８２ｂによって、基板キャリア４０が基板Ｐを保持するようにしても（吸着パッドを共通化させても）良い。この場合、基板キャリア４０に取り付けられた−Ｘ側の２つの吸着パッド４４（図３参照）を省略することができる。また、不図示であるが、基板搬出ベアラ装置１０８２ａも同様に基板キャリア４０に取り付けても良い。この場合、基板キャリア４０に取り付けられた＋Ｘ側の２つの吸着パッド４４も省略することができる。この場合、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが、基板キャリア４０に対して、上方へ相対駆動し、基板搬入ハンド１０６２上の基板Ｐ２の−Ｘ側の端部近傍を下方から把持（吸着保持）し、基板搬入ハンド１０６２が基板Ｐ２の下方から退避すると、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂにより基板Ｐ２を非接触ホルダへ載置するように下方へ駆動する。
《第５の実施形態》
次に第５の実施形態について図５８〜図６４を用いて説明する。本第５の実施形態は、上記第４の実施形態と比べて、基板ステージ装置の構成の一部、及び基板交換装置の構成の一部が異なっている。以下、本第５の実施形態の説明では、上記第４の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第４の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
本第５の実施形態に係る基板ステージ装置２０２０が有する基板キャリア２０４０は、＋Ｙ側に開口したＵ字状に形成されている点、及び基板Ｐを吸着保持する吸着パッド２０４４が一対のＹフレーム４２ｙに取り付けられている点が上記第４の実施形態と異なる。また、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示される基板ステージ装置２２０と同様にエア浮上ユニット２３８によって、基板キャリア２０４０が下方から支持されている。基板Ｐの−Ｙ側のＸフレーム４２ｘは、基板Ｐより高い位置に取り付けられている。また、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍、及び−Ｘ側の端部近傍をそれぞれ保持可能なように、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている。一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、不図示の粗動ステージに取り付けられている。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの動作自体は、上記第４の実施形態と同様である。
ここで、基板キャリア４０は、水平面内で非接触ホルダ３２、エア浮上ユニット３６、及びエア浮上ユニット２３８に対して相対移動するが、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、基板Ｐを保持した基板キャリア４０（及び基板Ｐ）の移動軌跡外に配置されている。具体的には、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂは、Ｘ軸方向に離間して配置され、それぞれエア浮上ユニット３６とエア浮上ユニット２３８との間に配置されている。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが有する保持パッド１０８４ｂ（図２９（ｂ）参照）は、Ｚ軸方向へ移動可能であるので、基板キャリア４０が水平面内で非接触ホルダ３２などに対して相対移動する際には、保持パッド１０８４ｂが−Ｚ方向に移動して基板キャリア４０（及び基板Ｐ）の移動軌跡外に退避するように制御される。
基板交換装置１０４０において、ポート部（基板交換位置の＋Ｘ側）に配置されたビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとは、駆動装置２０９８（図５９〜図６４では図示省略）によってＸ軸、及びＹ軸方向に移動が可能となっている。また、基板交換装置１０４０は、基板交換位置の−Ｙ側にもビームユニット２０５０Ｂと基板搬出装置２０７０Ｂとを有している。ビームユニット２０５０Ａ、２０５０Ｂ、及び基板搬出装置２０７０Ａ、２０７０Ｂの構成は、それぞれ上記第４の実施形態のビームユニット２０５０、基板搬出装置２０７０（それぞれ図３０（ａ）、図３０（ｂ）など参照）と概ね同じである。
次に本第５の実施形態に係る基板交換動作について説明する。図５９では、非接触ホルダ３２が基板交換位置に位置している。この状態で、基板キャリア２０４０が−Ｙ側に駆動されることによって、露光済みの基板Ｐ１は、その−Ｙ側の半分の領域が−Ｙ側の補助テーブル３４に下方から支持される。この動作と並行して、基板搬入ハンド２０６２が基板Ｐ２をポート部に搬送する。外部搬送装置のロボットハンド（不図示）によってポート部に搬送された基板Ｐ２を基板搬入ハンド２０６２が下から掬い取る。
次いで、図６０に示されるように、基板搬入ハンド２０６２が基板Ｐ２を非接触ホルダ３２の上空へ向けて搬送する。これと並行して、基板搬出装置２０７０Ｂの基板搬出ハンド２０７２Ｂが基板Ｐ１の−Ｙ側の端部近傍を把持し、その状態で−Ｙ方向へ移動する。また、基板搬出ハンド２０７２Ｂ（基板Ｐ１）の移動と並行して、基板キャリア２０４０が、＋Ｙ方向（基板Ｐ１とは反対の方向）へ移動する。更に上記各動作と並行して、ビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとが一体的に−Ｙ方向へ移動する。
次いで、図６１に示されるように、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが上昇駆動され、基板搬入ハンド２０６２上の基板Ｐ２の＋Ｙ側の端部近傍における２箇所を下方から吸着保持する。基板キャリア２０４０は、通常位置（非接触ホルダ３２上の基板Ｐを保持可能な位置）に復帰しており、この状態で、基板キャリア２０４０と基板Ｐ１とは、ＸＹ平面内の位置が重複していない。
次いで、図６２に示されるように、基板搬入ハンド２０６２が高速且つ高加速度で非接触ホルダ３２の上空から＋Ｘ方向に退避する。基板Ｐ２は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂに吸着保持されているので、非接触ホルダ３２上空に取り残される。上記動作と並行して、ビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとが−Ｘ方向へ移動する。ビームユニット２０５０Ａ、及び基板搬出装置２０７０Ａは、図６５に示されるように、＋Ｘ側のエア浮上ユニット２３８の上空を通過するように（接触しないように）、高さ位置が設定されている。図６２に戻り、基板搬出装置２０７０Ａでは、基板搬出ハンド２０７２Ａが−Ｘ方向へ移動する。
ここで、基板搬入ハンド２０６２の退避時の加速度は、基板Ｐの降下加速度（１Ｇ以下）よりも速い加速度、例えば３Ｇ程度の加速度に設定されている。
次いで、図６３に示されるように、基板搬出ハンド２０７２Ａが露光済み基板Ｐ１を把持して＋Ｘ方向に移動する。ビームユニット２０５０Ａ、２０５０Ｂは、上面の高さ位置が概ね同じとなるように高さ位置が設定されており（図６５参照）、基板Ｐ１は、ビームユニット２０５０Ａ、２０５０Ｂによって形成される平面（ガイド面）に沿って移動する。基板Ｐ１がビームユニット２０５０Ａに支持されると、ビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとが＋Ｘ方向へ移動する。上記各動作と並行して、基板ステージ装置２０２０では、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが基板Ｐ２を把持（保持）した状態で降下する。
次いで、図６４に示されるように、基板Ｐ１を保持したビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとが＋Ｙ方向へ移動する。なお、ビームユニット２０５０Ａと基板搬出装置２０７０Ａとは、そのまま＋Ｘ方向へ移動して基板Ｐ１を外部装置へ向けて搬出しても良い。上記動作と並行して、基板ステージ装置２０２０では、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが基板Ｐ２を基板キャリア２０４０の吸着パッド２０４４に受け渡し、非接触ホルダ３２は、基板Ｐ２を下方から非接触支持する。この状態で、基板キャリア２０４０、及び非接触ホルダ３２が、所定の露光開始位置へ移動する。
以上説明した第５の実施形態でも上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、基板Ｐ１の搬出動作時に、基板Ｐ１と基板キャリア２０４０とを互いに反対方向へ移動させるので、基板Ｐ１の搬出動作を迅速に行うことができる。
なお、上記第５の実施形態では搬入対象の基板Ｐ（基板Ｐ１）は、＋Ｘ側から−Ｘ側へ（−Ｘ方向へ）移動することによって搬入され、搬出対象の基板Ｐ（基板Ｐ２）は、−Ｙ方向へシフト移動した後、＋Ｘ方向、及び＋Ｙ方向へ移動することによって、搬入と同じ場所から搬出するようになっていたが、この限りではなく、例えば、基板Ｐを＋Ｘ側から−Ｘ側へ（−Ｘ方向へ）搬入するとともに−Ｙ方向へ搬出しても良いし、あるいは、基板Ｐを−Ｙ側から＋Ｙ側へ（＋Ｙ方向へ）搬入するとともに−Ｙ方向へ搬出しても良い。また、新しい基板Ｐ（基板Ｐ２）を把持して基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが降下するのと基板キャリア２０４０が＋Ｙ方向へ戻るタイミングをほぼ同時としたが、どちらかが先でも構わない。ただし、基板Ｐの降下が先の場合には、基板キャリア２０４０が通常位置に戻る際に、吸着パッド２０４４と基板Ｐとが接触しないようになっている必要がある。
《第６の実施形態》
次に第６の実施形態について図６６（ａ）〜図７０（ｂ）を用いて説明する。本第６の実施形態は、上記第２の実施形態の変形例に係る基板ステージ装置５２０（図２１など参照）と同様の構成の基板ステージ装置を有する液晶露光装置における基板Ｐの交換動作において、上記第３の実施形態における基板搬入ベアラ装置１０８２ｂ（図２９（ａ）、図２９（ｂ）など参照）と同様の構成の基板搬入ベアラ装置を用いるものである。以下、本第６の実施形態の説明では、上記第２、又は第３の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第２、又は第３の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
図６６（ａ）及び図６６（ｂ）に示されるように、基板ステージ装置３５２０は、平面視で−Ｘ側に開口するＵ字状に形成された基板キャリア３５４０を有している。基板キャリア３５４０は、非接触ホルダ３２に支持された基板Ｐの端部近傍を保持する。スキャン露光動作時において、基板キャリア３５４０がＸ軸方向に移動する際、基板Ｐが非接触ホルダ３２、及び複数のエア浮上ユニット４３６によって形成されるガイド面上を非接触で移動する点は上記第２の実施形態の変形例と同じである。非接触ホルダ３２、複数のエア浮上ユニット４３６、基板キャリア３５４０などの駆動系に関しては、上記第２の実施形態の変形例と同じ（図２１〜図２５（ｂ）など参照）であるので、説明を省略する。
基板ステージ装置３５２０は、基板搬入ベアラ装置３０８２ｂと基板搬出ベアラ装置３０８２ａを有している。各ベアラ装置３０８２ａ、３０８２ｂは、非接触ホルダ３２に対するＸＹ平面内の位置が固定（非接触ホルダ３２に対してＺ軸方向にのみ保持パッドが移動可能）である。基板搬入ベアラ装置３０８２ｂは、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を保持可能な位置に配置され、基板搬出ベアラ装置３０８２ａは、＋Ｘ側の補助テーブル５３４内に配置されている。
以下、基板ステージ装置３５２０における基板交換動作を説明する。露光動作が終了すると、図６７（ａ）及び図６７（ｂ）に示されるように、基板キャリア３５４０は、露光済みの基板Ｐ１が＋Ｘ側の複数のエア浮上ユニット４３６に支持されるように、基板Ｐ１を保持した状態で＋Ｘ方向へ移動する。
次いで、図６８（ａ）及び図６８（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド３０６２（図６８（ａ）では不図示）が新しい基板Ｐ２を保持して非接触ホルダ３２の上空に進入してくる。また、基板搬出ベアラ装置３０８２ａが上昇し、基板キャリア３５４０が保持している露光済み基板Ｐ１を下方から吸着把持する。また、上記各動作と並行して、基板搬入ベアラ装置３０８２ｂが上昇を開始する。
次いで、図６９（ａ）及び図６９（ｂ）に示されるように、基板搬入ベアラ装置３０８２ｂが上昇して基板Ｐ２の−Ｘ側の端部近傍を吸着保持する。また、この状態で、基板搬入ハンド３０６２が＋Ｘ方向へ高速で移動し、基板Ｐ２の下方から退避する。上記各動作と並行して、基板キャリア３５４０が基板Ｐ１の吸着保持を解除した後、−Ｘ方向へ移動する。
次いで、図７０（ａ）及び図７０（ｂ）に示されるように、基板搬入ベアラ装置３０８２ｂが基板Ｐ２を把持した状態で降下する。また、基板キャリア３５４０が−Ｘ方向へ移動して通常位置へ復帰する。基板搬入ベアラ装置３０８２ｂは、基板Ｐ２を非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向に微少駆動してラフアライメントをした後、基板キャリア３５４０の吸着パッド４４に基板Ｐ２を受け渡す。
以上説明した第６の実施形態でも上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、露光済み基板Ｐ１を非接触ホルダ３２上空から完全に待避した位置（＋Ｘ側の補助テーブル５３４上）に移動させ、露光済み基板Ｐ１をその場に残して基板キャリア３５４０だけが通常位置（非接触ホルダ３２上）に戻るように構成したので、基板搬出ベアラ装置３０８２ａは上下動だけ行うようになっており、構成が簡単である。なお、これに限られず、上記第５の実施形態と同様に、露光済み基板Ｐ１が非接触ホルダ３２に約半分支持される（オーバラップする）位置で基板搬出ハンド２０７２Ｂ（図６１参照）と同様の構成の搬出装置（基板搬出ベアラ装置３０８２ａをＸ方向に駆動可能な構成とし、基板搬出ベアラ装置３０８２ａを用いても良い）に把持させ、基板キャリア３５４０が戻る（−Ｘ方向へ移動する）のと同時に、露光済み基板Ｐ１を基板キャリア３５４０と反対方向（＋Ｘ方向）に移動させても良い。この場合、＋Ｘ側の補助テーブル５３４の長さを短くすることができると共に、基板キャリア３５４０から基板Ｐ１を待避させる時間が半減されるので、基板交換時間が短縮される。
また、基板Ｐ２の搬入タイミングは、非接触ホルダ３２上に露光済み基板Ｐ１がなくなれば、いつでも構わないが、基板キャリア３５４０より先に基板Ｐ２を非接触ホルダ３２上に載置する場合には、基板キャリア３５４０が戻る途中で基板キャリア３５４０の吸着パッド４４と新しい基板Ｐ２が接触しないようにする必要がある。また、基板Ｐ２の搬入方向、基板Ｐ１の搬出方向はどちらからでも構わない。
《第７の実施形態》
次に第７の実施形態について、図７１〜図７５（ｃ）を用いて説明する。本第７の実施形態は、上記第３の実施形態に係る基板ステージ装置１０２０（図２７など参照）と同様の構成の基板ステージ装置を有する液晶露光装置において、基板搬入ベアラ装置の構成、及び動作が上記第３の実施形態とは異なる。以下、本第７の実施形態の説明では、上記第３の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第３の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
図７１には、第７の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置４０８２の一部が省略されて図示されている。本第７の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置４０８２は、上記第３の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置１０８２ｂ（図２９（ｂ）参照）と同様の動作を行うものであるが、基板Ｐの吸着力の向上、及び基板Ｐのプリアライメント（Ｘ軸方向、及びθｚ方向）動作時における剛性の向上が図られている。
上記第３の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置１０８２ｂ（図２９（ｂ）参照）は、基板ホルダ１０２８に形成された切り欠き１０２８ｂ内に保持パッド１０８４ｂが挿入される構成であったが、基板ホルダ１０２８による基板Ｐの保持力（平面矯正力）の観点からは、ホルダ上面には、切り欠きなどの凹部が小さい（あるいは無い）ことが好ましい。これに対し、切り欠きを小さくすると、保持パッドも併せて小型化する必要があり、基板Ｐの吸着力が低下するおそれがある。本実施形態では、図７１に示されるように、基板搬入ベアラ装置４０８２の保持パッド４０８４が薄型化されるとともに、基板ホルダ（不図示）に切り欠き（凹部）が形成されていない。保持パッド４０８４は、上記第３の実施形態よりも大型化され、基板Ｐの吸着力が向上されている。
また、基板搬入ベアラ装置４０８２は、保持パッド４０８４をＹ軸方向、及びθｚ方向にのみに微少移動可能とするガイド機構４０９８を有している。図７２には、基板搬入ベアラ装置４０８２の分解図、図７３には、ガイド機構４０９８の概念図が示されている。保持パッド４０８４には、継ぎ手４０８２ｆが接続されている。保持パッド４０８４は、平面視（Ｚ軸方向から見て）台形状の揺動ブロック４０８２ｅにボルトなどを介して固定されている。揺動ブロック４０８２ｅの上面、及び下面からは回転軸４０８２ｇが突き出している。保持パッド４０８４は、回転軸４０８２ｇ、第１微動ガイド４０８２ｂ、及び第２微動ガイド４０８２ｄを介して、本体部４０８６に対して取り付けられている。微動ガイド４０８２ｂ、４０８２ｄは、本体部４０８６と軸受けブロック４０８２ｈとの間に架設される平行板ばね装置を含む。本体部４０８６には、θｚ位置制御ガイド４０８２ｃが取り付けられている。θｚ位置制御ガイド４０８２ｃは、一対の板ばねを有し、揺動ブロック４０８２ｅは、一対の板ばね間に挿入されている。θｚ位置制御ガイド４０８２ｃは、揺動ブロック４０８２ｅをニュートラル位置に復帰させる。保持パッド４０８４、及び本体部４０８６などは、Ｘリニアアクチュエータ４０８２ａにより、Ｘ軸方向に一体的に駆動される。
図７３に示されるように、ガイド機構４０９８では、微動ガイド４０８２ｂ、４０８２ｄによって回転軸４０８２ｇを支持する軸受けブロック４０８２ｈが本体部４０８６に対してＹ軸方向に微少移動可能となっており、且つ保持パッド４０８４は、軸受けブロック４０８２ｈに対してθｚ方向に微少角度で揺動自在となっている。保持パッド４０８４の揺動可能範囲は、θｚ位置制御ガイド４０８２ｃが有する一対の板ばねによって規定される。
図７４に示されるように、基板Ｐのプリアライメント動作時において、一対の基板搬入ベアラ装置４０８２は、基板Ｐをθｚ方向に回転させるために、本体部４０８６が互いに反対方向に駆動される。このとき、本実施形態のガイド機構４０９８（図７３参照）によれば、構造が簡単で、且つ剛性が高く、高精度で基板Ｐの位置決め動作を行うことができる。
図７５（ａ）〜図７５（ｃ）には、第７の実施形態に係る基板Ｐの搬入動作が示されている。基板Ｐの搬入動作は、上記第２の実施形態と概ね同じである。基板Ｐが基板ホルダ１０２８の上空で不図示の基板搬入ハンドから基板搬入ベアラ装置４０８２の保持パッド４０８４に受け渡された後、基板Ｐと保持パッド４０８４とが降下し、基板Ｐが微少な隙間を介して基板ホルダ１０２８に非接触支持される。本第７の実施形態において、基板ホルダ１０２８の上面には、保持パッド４０８４を収納するための凹部が形成されておらず、保持パッド４０８４の厚みは、基板Ｐの下面と基板ホルダ１０２８の上面との間の間隔よりも薄く設定されている。
この状態で、図７５（ａ）に示されるように、一対の保持パッド４０８４がＸ軸方向に独立に駆動されることによって、基板Ｐのプリアライメント動作が行われる。次いで、基板ホルダ１０２８は、図７５（ｂ）に示されるように、基板Ｐに対して＋Ｘ側から−Ｘ側に向けて（−Ｘ方向に）順に真空吸引力を作用させる。基板Ｐの大部分の吸着保持が完了すると、図７５（ｃ）に示されるように、基板Ｐの吸着保持を解除した一対の保持パッド４０８４が−Ｘ方向に駆動され、基板Ｐの下方から退避する（引き抜かれる）。なお、吸着パッド４０８４から高圧気圧を噴出し、基板Ｐとの接触を少なくしても良い、つまり摩擦力を小さくしても良い。以下、不図示であるが、基板ホルダ１０２８が基板Ｐの全体を吸着保持する。
本第７の実施形態の基板搬入ベアラ装置４０８２によれば、基板Ｐの保持力を維持しつつ、且つ基板ホルダ１０２８の平面度を損なわない。また、プリアライメント動作時の動作方向の剛性が向上しており、プリアライメント精度を向上することができる。以上説明した第７の実施形態の基板搬入ベアラ装置４０８２は、上述した第４の実施形態に適用しても良い。
《第８の実施形態》
次に第８の実施形態について、図７６〜図７７（ｃ）を用いて説明する。本第８の実施形態は、上記第３の実施形態に係る基板ステージ装置１０２０（図２７など参照）と同様の構成の基板ステージ装置を有する液晶露光装置において、基板交換装置の構成、及び動作が上記第３の実施形態とは異なる。以下、本第８の実施形態の説明では、上記第３の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第３の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
基板ステージ装置５０２０は、基板ホルダ１０２８の＋Ｘ側の両角部の近傍に基板搬出ベアラ装置５０８２ａを有するとともに、基板ホルダ１０２８の−Ｘ側の両角部の近傍に基板搬入ベアラ装置５０８２ｂを有している。ベアラ装置５０８２ａ、５０８２ｂの構成は、上記第７の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置４０８２（図７１など参照）と概ね同じである。すなわち、ベアラ装置５０８２ａ、５０８２ｂは、それぞれＸ軸方向に所定のストロークで移動可能な薄型の保持パッド４０８４（図７１など参照）を有している。したがって、基板ホルダ１０２８の上面には、パッド収納用の凹部が形成されていない。基板搬出ベアラ装置５０８２ａのＸ軸方向のストロークは、上記第３の実施形態よりも長く設定されている。ベアラ装置５０８２ａ、５０８２ｂは、基板テーブル１０２４に取り付けられていても良いし、不図示の粗動ステージに取り付けられていても良い。
基板ステージ装置５０２０は、搬出用プラットフォーム５０３０を有している。搬出用プラットフォーム５０３０は、複数の（本実施形態では、例えば１０本）のバランスビーム５０３２を有している。複数のバランスビーム５０３２は、基板テーブル１０２４の＋Ｘ側の側面に対してプラットフォームベース５０３８を介して接続されている。バランスビーム５０３２は、上述した第３の実施形態のバランスビーム１０５２（図２８参照）と長さが異なる点を除き、同じ機能の部材である。バランスビーム５０３２の上面のＺ位置は、基板ホルダ１０２８の上面のＺ位置とほぼ同じに（あるいは幾分低く）設定されている。また、バランスビーム５０３２の上面のＺ位置は、ビームユニット１０５０（図７７（ａ）参照）が有するバランスビーム１０５２の上面のＺ位置をほぼ同じに設定されている。搬出用プラットフォーム５０３０は、基板ホルダ１０２８の側面や下面に取り付けられていても良い。
プラットフォームベース５０３８上には、複数の照度センサ５０３４、基準指標５０３６、及び基準照度計（不図示）など（以下、「センサ類」と称する）が取り付けられている。センサ類の上面のＺ位置は、バランスビーム５０３２の上面のＺ位置よりも低く設定されている。複数のバランスビーム５０３２、センサ類を含み、搬出用プラットフォーム５０３０は、走査露光動作などにおいて、基板ホルダ１０２８と一体的にＸＹ平面内で長ストロークで移動する。図７７（ａ）に示されるように、基板テーブル１０２４の−Ｘ側の側面には、ミラーベース５０２４を介してバーミラー５０２２が取り付けられている。
次に基板ステージ装置５０２０における基板Ｐの搬出動作を説明する。図７７（ａ）に示されるように、露光済みの基板Ｐは、＋Ｘ側の両角部の近傍が基板搬出ベアラ装置５０８２ａに把持（保持）される。基板搬出ベアラ装置５０８２ａは、基板Ｐを基板ホルダ１０２８に対して＋Ｘ側に移動（オフセット）させる。オフセット状態において、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍は、基板ホルダ１０２８の端部から突き出すが、この突き出した部分が複数のバランスビーム５０３２に下方から支持される。上述したように、バランスビーム５０３２は、基板ホルダ１０２８と一体の系を成していることから、基板搬出ベアラ装置５０８２ａによる基板Ｐのオフセット動作は、露光動作終了後に基板ホルダ１０２８が所定の基板交換位置に向かう動作と並行して行うことができる。このとき、仮に基板ステージ装置５０２０が制御不能となっても、基板搬出装置１０７０の基板搬出ハンド１０７２とバランスビーム５０３２とが接触しないように、基板搬出ハンド１０７２は、バランスビーム５０３２よりも下方で待機している。
基板ホルダ１０２８が基板交換位置に配置された後、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍が基板搬出ハンド１０７２に把持（保持）される点（図７７（ｂ）参照）、及び基板Ｐを把持した基板搬出ハンド１０７２が＋Ｘ方向に駆動されることによって、基板Ｐがビームユニット１０５０上に搬出される点（図７７（ｃ）参照）は、上記第３の実施形態と同じであるので、説明を省略する。また、基板搬入ベアラ装置５０８２ｂを用いた基板の搬入動作は、上記第７の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
以上説明した第８の実施形態によれば、基板Ｐの搬出動作を、基板ホルダ１０２８の基板交換位置への到達に先立って開始することができるので、基板交換動作を迅速に行うことができる。また、ビームユニット１０５０が有するバランスビーム１０５２の長さ、基板搬出装置１０７０の基板搬出ハンド１０７２のＸ軸方向のストロークも、それぞれ短くすることができる。
《第９の実施形態》
次に第９の実施形態について、図７８〜図８３を用いて説明する。本第９の実施形態は、上記第８の実施形態に係る基板ステージ装置５０２０（図７６など参照）と同様の構成の基板ステージ装置を有する液晶露光装置において、基板交換装置の構成、及び動作が上記第８の実施形態とは異なる。以下、本第８の実施形態の説明では、上記第７の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、上記第７の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略するものとする。
図７８に示されるように、第９の実施形態に係る基板ステージ装置６０２０は、基板搬入ベアラ装置６０８２ｂの配置、及び動作が異なる点を除き、上記第８の実施形態の基板ステージ装置５０２０（図７６など参照）と同様に構成されている。一対の基板搬入ベアラ装置６０８２ｂは、一方が基板ホルダ１０２８の＋Ｙ側に配置され、他方が基板ホルダ１０２８の−Ｙ側に配置されている。基板搬入ベアラ装置６０８２ｂは、上記第７の実施形態に係る基板搬入ベアラ装置４０８２（図７１など参照）と同様であるが、薄型の保持パッド４０８４のＸ軸方向に関するストロークが上記第７の実施形態よりも長く設定されている点が異なる。本実施形態において、基板搬入ベアラ装置６０８２ｂの保持パッド４０８４は、基板ホルダ１０２８の＋Ｙ側（又は−Ｙ側）の端部に沿って、長ストロークで移動可能となっている。また、保持パッド４０８４は、Ｙ軸方向にも所定のストロークで移動可能となっている。
以下、第９の実施形態に係る基板Ｐの搬入動作を説明する。図８０に示されるように、基板Ｐは、上記第３の実施形態と同様の基板搬入装置１０６０によって搬入される。図７９（ａ）及び図８１に示されるように、基板搬入装置１０６０の基板搬入ハンド１０６２上に載置された基板Ｐは、基板ホルダ１０２８の上空に搬送される。このとき、基板Ｐが基板ホルダ１０２８に対して＋Ｘ側にオフセットされる点が、上記第３の実施形態と異なる。
次いで、図８１に示されるように、一対の基板搬入ベアラ装置６０８２ｂが、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を把持（保持）する。保持パッド４０８４は、露光動作時などには、ＸＹ平面内で基板Ｐと重複しない位置（基板ホルダ１０２８の外側）に配置されており、基板Ｐを把持する際には、一方（＋Ｙ側）の保持パッド４０８４が−Ｙ方向へ、他方（−Ｙ側）の保持パッド４０８４が＋Ｙ方向へ、それぞれ駆動されることによって、保持パッド４０８４が基板Ｐと基板ホルダ１０２８との間に挿入される。この後、図７９（ｂ）及び図８２に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が＋Ｘ方向に移動して基板ホルダ１０２８の上空から退避する。この基板搬入ハンド１０６２の退避動作と並行して、保持パッド４０８４が基板Ｐの自重による降下に併せて降下駆動される。また、保持パッド４０８４は、降下動作と併せて、−Ｘ方向（退避動作時の基板搬入ハンド１０６２の移動方向とは逆方向）に駆動される。
図８３に示されるように、基板ホルダ１０２８の−Ｘ側には、一対のエッジセンサ６０９８がＹ軸方向に離間して配置されている（図７８、図８０〜図８２では不図示）。エッジセンサ６０９８は、図７９（ａ）に示されるように、側面視Ｌ字状のブラケット６０９６を介してミラーベース５０２４に取り付けられている。エッジセンサ６０９８の下方には、ターゲット６０９４が配置されている。エッジセンサ６０９８は、該エッジセンサ６０９８とターゲット６０９４との間に挿入された基板Ｐの−Ｘ側の端部における、基板ホルダ１０２８に対するＸ軸方向の位置を検出する。
保持パッド４０８４は、降下動作と−Ｘ方向への移動動作を並行して行うことによって、図７９（ｃ）に示されるように、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍をエッジセンサ６０９８とターゲット６０９４との間に挿入する。この際、基板ホルダ１０２８からは、基板Ｐの下面に加圧気体が噴出され、基板Ｐが基板ホルダ１０２８上に浮上している点は、上記第３の実施形態と同じである。
図８３に示されるように、保持パッド４０８４は、一対のエッジセンサ６０９８の出力に基づいて、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に適宜微少駆動される。これにより、基板Ｐのプリアライメント動作が行われる。プリアライメント動作の終了の後、図７９（ｄ）に示されるように、基板ホルダ１０２８による基板Ｐの吸着保持、及び保持パッド４０８４の基板Ｐの下方からの退避動作が行われる点は、上記第７の実施形態と同様である。
以上説明した第９の実施形態によれば、基板搬入装置１０６０の基板搬入ハンド１０６２のＸ方向のストロークを短くすることができる。また、保持パッド４０８４と基板搬入ハンド１０６２とを互いに反対方向に移動させることによって、基板Ｐと基板搬入ハンド１０６２との分離を迅速に行うことができ、トータルでの基板交換時間を短縮することができる。また、エッジセンサ６０９８とターゲット６０９４とを併せて基板ステージ装置６０２０に設置することが可能となり、例えばエッジセンサのみを装置本体１８（図１参照）に設置する場合に比べ、エッジの検出が簡単である。また保持パッド４０８４の−Ｘ方向への移動動作により、基板ＰのＸ側端部をエッジセンサ６０９８により検出でき、基板ホルダ１０２８に対する基板Ｐの位置調整を行うプリアライメント動作にかかる時間が短くなる。
なお、本実施形態では、基板Ｐの１方向（本実施形態では−Ｘ側）の端部の２箇所をエッジセンサ６０９８によって検出したが、これに限られず、図８４に示されるように、基板ホルダ１０２８の３方向（＋Ｙ方向、−Ｙ方向、及び−Ｘ方向）側の端部の検出を、それぞれ一対のエッジセンサ６０９８を用いて行っても良い。なお、基準辺が＋Ｘ側になる場合には、ポート部で基板ＰをＺ軸回りに１８０°回転させて基板ホルダ１０２８に搬入すると良い。
なお、以上説明した第１〜第９の各実施形態に係る液晶露光装置、基板ステージ装置、基板交換装置などの構成は、一例であって、適宜変更が可能である。以下、変形例について説明する。
図８５（ａ）、及び図８５（ｂ）に示される第１の変形例は、上記第４の実施形態において、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが装置本体１８の上架台部１８ａに吊り下げ状態で固定された形態である。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂは、Ｚ軸及びＸ軸方向（あるいはＺ軸、Ｘ軸、及びＹ軸方向）に移動可能となっている。基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの構造は、上記第４の実施形態と同様の直動のアクチュエータを用いても良いし、例えば米国特許第６，５１６，６８１号明細書に開示されるような公知のパラレルリンク機構を用いても良い。この場合、非接触ホルダ３２に保持パッド１０８４ｂを収納するための凹部（切り欠き）を形成する必要がない。
図８６（ａ）及び図８６（ｂ）に示される第２の変形例は、上記第４の実施形態における基板搬入ベアラ装置１０８２ｂの保持パッド１０８４ｂ（図２９（ｂ）参照）と基板キャリア４０の吸着パッド４４（図３参照）が兼用されたような保持パッド１００４４が基板キャリア４０に取り付けられた形態である。保持パッド１００４４は、基板キャリア４０の本体部分（枠状部材）に対してＺ軸及びＸ軸方向（あるいはＺ軸、Ｘ軸、及びＹ軸方向）に移動可能となっている。この場合、上記第４の実施形態のような保持パッド間での基板Ｐの受け渡し動作が必要ない。基板キャリア４０には、基板Ｐの位置を計測するセンサ（干渉計、あるいはエンコーダ）が取り付いているので、本変形例のように基板搬入用のパッド部材と基板保持用のパッド部材とを兼用する場合には、基板Ｐの姿勢調整後に、保持パッド１００４４が基板キャリア４０の本体部分に対してずれないようにする必要がある。一例として、図８７（ｃ）、図８７（ｄ）に示されるように、基板キャリア４０に吸着パッド１０４６を取り付け、基板Ｐを非接触ホルダ３２に受け渡した後に、該吸着パッド１０４６によって保持パッド１００４４の裏面を吸着保持することによって、該保持パッド１００４４の基板キャリア４０に対する相対移動を制限すると良い。吸着パッド１００４６と基板キャリア４０の本体部との相対移動を制限する方法として、吸着パッド１００４６と基板キャリア４０の本体部とをメカ的にロックする（たとえば、吸着パッドと基板キャリア４０とを連結）ようにしても良い。基板Ｐを非接触ホルダ３２により非接触支持されたあと、基板Ｐを駆動する吸着パッド１００４６と基板キャリア４０とを電気的にロックするようにしても良い。電気的にロックする方法として、吸着パッド１００４６を上下方向に駆動するために駆動力（電力）をオフとし、吸着パッド１００４６が基板キャリア４０に対して相対駆動できないようにしても良い。電気的にロックする別の方法として、吸着パッド１００４６が基板キャリア４０に対してずれないように位置制御をして、両者の相対位置関係が変わらないように制御するようにしても良い。また、基板キャリア４０と保持パッドの相対位置関係を計測する計測系をさらに有しても良い。これは、該計測系により、保持パッド１００４４と基板キャリア４０との相対移動を制限するとしたが、両者の相対位置関係が所定範囲内で維持されているかをモニタリングするためのものである。計測系による計測は、断続的に行っても良いし、所定時間ごとに行うようにしても良い。
図８８（ａ）及び図８８（ｂ）に示される第３の変形例は、上記第４の実施形態において、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂ（図４９参照）に相当する要素を基板ステージ装置が有していない形態である。本変形例では、粗動ステージ２４に取り付けられた複数のリフタ１００４８によって、基板キャリア４０ごと上下動させて、非接触ホルダ３２の上空で待機中の基板Ｐを基板搬入ハンド１０６２から受け取り、降下する。そのために、基板キャリア４０は、搬入される基板Ｐと干渉しないように、例えば＋Ｘ側のフレーム部材がない形状（平面視Ｕ字状）になっている。なお、リフタ１００４８は、ＸＹ方向に微少移動が可能になっていても良いし、１つのリフタ１００４８が基板キャリア４０の裏面を吸着固定して、Ｚ軸回りに基板キャリア４０を回転できるようになっていても良い。この場合、基板キャリア４０に対する基板Ｐのラフアライメントが可能となる。本変形例において、基板キャリア４０を微少駆動するためのリニアモータ（ボイスコイルモータ）は、図１及び図２に示されるように、固定子と可動子とがＺ方向に分離可能に配置されているので、基板キャリア４０を粗動ステージ２４などから容易に分離、結合することができる。なお、本変形例では、＋Ｘ側のフレーム部材がないため、基板キャリア４０を微少駆動するためのリニアモータのうち、Ｘリニアモータは、Ｙ軸方向に離間して一対、Ｙリニアモータは、Ｙ軸方向に関する中央部に１つ、それぞれ基板キャリア４０の−Ｙ側に配置されており、基板キャリア４０のＺ軸回りの微少回転制御も可能になっている。また、図１３（ａ）に示される変形例と同様に、基板キャリア４０は、粗動ステージ２４とは振動的（物理的）に分離された基板テーブル３０に取り付けられたエア浮上ユニット２３８上に載置されている。
図８９（ａ）〜図８９（ｃ）に示される第４の変形例は、基板ステージ装置１００５０の構成が上記第４の実施形態とは異なる形態である。基板ステージ装置１００５０は、基板Ｐを保持する部材（基板キャリア１００５２）と非接触ホルダ３２とが分離されている点は、上記第４の実施形態と同様であるが、基板キャリア１００５２と非接触ホルダ３２とがＸＹ平面内で共に長ストロークで移動可能、且つ基板キャリア１００５２が非接触ホルダ３２に対して微少移動可能である点が異なる。基板キャリア１００５２は、Ｙ軸方向に延びる棒状に形成され、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を下方から吸着保持する保持パッド１００５４を有している。基板キャリア１００５２は、基板テーブル３０に取り付けられたエア浮上ユニット２３８上に非接触載置されており、非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向へ微少移動可能である。保持パッド１００５４の保持面には、Ｙ軸方向に離間した一対の開口が形成され、該開口内には、保持パッド１００５６が収納されている。保持パッド１００５６は、基板搬入用のベアラ装置１００５８の一部であって、基板キャリア１００５２の本体部（棒状部材）に対して少なくともＺ軸方向へ駆動される。本変形例では、図８９（ｂ）に示されるように、基板搬入ハンド１０６２が基板Ｐを非接触ホルダ３２の上空に搬送すると、保持パッド１００５６が上昇駆動され、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を吸着保持する。その後、基板搬入ハンド１０６２が＋Ｘ方向に退避する点、及び図８９（ｃ）に示されるように、吸着パッド１００５６が基板Ｐの自重による落下動作と併せて降下駆動される点は、上記第４の実施形態と同じである。この際、搬入用保持パッド１００５６の上面は、吸着保持用の保持パッド１００５４の上面よりも低い位置となるように（保持パッド１００５６が基板Ｐから分離されるように）位置決めされる。
図９０（ａ）及び図９０（ｂ）に示される第５の変形例は、基板ステージ装置１００６０の構成が上記第４の実施形態とは異なる形態である。上記第４の実施形態の基板キャリア４０（図４９参照）が平面視矩形の枠状部材であったのに対し、本変形例の基板キャリア１００６２は、Ｙ軸方向に延びる棒状部材であって、基板Ｐの−Ｘ側の中央部（１箇所）を下方から吸着保持する。基板キャリア１００６０は、基板テーブル３０に取り付けられたエア浮上ユニット２３８上に非接触載置されており、非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向へ微少移動可能である。基板キャリア１００６０は、複数のエンコーダヘッド１００６８を有しており、粗動ステージ２４に取り付けられたスケール１００７０を用いたエンコーダシステムによって、粗動ステージ２４に対する移動量情報が求められる。また、粗動ステージ２４も複数のエンコーダヘッド１００７２を有しており、装置本体１８に取り付けられたスケール１００７４を用いたエンコーダシステムによって、装置本体１８に対する移動量情報が求められる。このように、本変形例の基板ステージ装置１００６０では、基板キャリア１００６０（基板Ｐ）の位置情報が、粗動ステージ２４を介して２段階のエンコーダシステムによって、装置本体１８基準で求められる。基板テーブル３０には、Ｙ軸方向に離間した一対の基板搬入ベアラ装置１００６４が取り付けられている。基板搬入ベアラ装置１００６４は、非接触ホルダ３２に対して少なくともＺ軸方向に移動可能な保持パッド１００６６を有している。保持パッド１００６６を用いた基板Ｐの搬入動作は、上記第４の実施形態と同じである。
図９１、図１０２（ａ）及び図１０２（ｂ）に示される第６の変形例は、米国特許出願公開第２０１１／００５３０９２号明細書に開示されるタイプの基板ステージ装置１００７０に基板搬入用のベアラ装置１００７２を配置した形態である。基板ステージ装置１００７０は、枠状の部材である基板保持枠１００７６によって基板Ｐを保持する点は、上記第４の実施形態と同じであるが、基板Ｐを下方から支持する部材（エア浮上ユニット１００７８ａ、及び定点ステージ１００７８ｂ）の水平面内の位置が固定である点が異なる。図９１では、基板搬入用のベアラ装置１００７２は、合計で６つ配置されているが、基板ステージ装置１００７０では、基板交換時において、基板Ｐは、定点ステージ１００７８ｂ上に配置されないので基板Ｐの下方の任意の位置に複数個の基板搬入用のベアラ装置１００７２を配置することが可能である。基板搬入用のベアラ装置１００７２が少なくともＺ軸方向に移動可能な保持パッド１００７４を有している点は、上記各実施形態及び変形例と同じである。また、基板Ｐの中央部に対向可能な保持パッド１００７４は、Ｚ軸回り方向にも移動可能となっている。これにより、該保持パッド１００７４を用いて基板Ｐのθｚ回転補正（ラフアライメント）を行うことができる。保持パッド１００７４が降下して基板保持枠１００７６の保持パッド１００７９に基板Ｐを受け渡す点、及びこの受け渡し動作後に保持パッド１００７４が保持パッド１００７９よりも低い位置まで降下駆動される点は、上記第４の変形例と同じである。基板保持枠１００７６は、米国特許出願公開第２０１１／００５３０９２号明細書に開示されているように、基板Ｐを保持する保持パッド１００７９を備えていなくても良い。基板保持枠１００７６は、圧縮コイルバネを介して取り付けられた押圧部材により、基板Ｐを保持するようにしても良い。
図９２（ａ）及び図９２（ｂ）に示される第７の変形例は、上記第５の実施形態において、基板Ｐを基板搬入用のベアラ装置１０８２ｂへ受け渡した後における、基板搬入ハンド１０６２の退避方向が異なる形態である。上述したように、第３及び第４の実施形態において、基板搬入ハンド１０６２は、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂと対向する方向へ退避する。本第７の変形例では、一対の基板搬入ベアラ装置１０８２ｂがＸ軸方向に離間して配置され、基板Ｐの＋Ｙ側の端部のうち、Ｘ軸方向に離間した２箇所を吸着保持することから、基板搬入ハンド１０６２も、上記第３及び第４の実施形態と同様に、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂと対向する方向、すなわち−Ｙ側へ移動することによって、基板Ｐの下方から退避する。この場合、基板搬入ハンド１０６２の最も＋Ｙ側の指部１０６２ａ（図３０（ａ）参照）が退避動作の終了まで基板Ｐを下方から支持するので、基板Ｐの垂れ下がり（特に基板Ｐの−Ｙ側且つ−Ｘ側の角部の垂れ下がり）を抑制できる。また、指部１０６２ａは、基板Ｐを非接触支持するためにエアを基板Ｐに対して噴出するが、噴出方向は基板Ｐに対して法線方向に噴出させても良いし、基板Ｐにエアが噴出される面積を増やすために基板Ｐに対して斜め方向からエアを噴出するようにしても良い。
図９３（ａ）及び図９３（ｂ）に示される第８の変形例は、上記第４の実施形態において、基板ステージ装置１００８０が上記第８の実施形態と同様の搬出用プラットフォーム１００８２を有し、さらに搬出用プラットフォーム１００８２が基板搬出ハンド１００８４も有する形態である。搬出用プラットフォーム１００８２は、非接触ホルダ３２に接続されており、非接触ホルダ３２と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動する。搬出用プラットフォーム１００８２が有するバランスビーム１００８６は、上記第８の実施形態のバランスビーム５０３２（図７６参照）よりも長く、基板Ｐの全体を下方から支持できる程度の長さに設定されている。搬出用プラットフォーム１００８２は、基板搬出ハンド１００８４を駆動するための駆動装置１００８８も有している。このため、基板ステージ装置１００８０は、搬出用プラットフォーム１００８２のみで、基板Ｐを基板キャリア４０（非接触ホルダ３２上）から搬出することができる。したがって、基板Ｐの搬出動作は、基板ステージ装置１００８０が基板交換位置に到達する前（移動中）に開始することができる。また、基板ステージ装置１００８０の基板交換位置への移動速度よりも速い速度で基板Ｐを基板キャリア４０から搬出することができる。
図９４（ａ）〜図９４（ｃ）に示される第９の変形例は、上記第３の実施形態において、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂが有する保持パッド１０８４ｂを、基板Ｐの降下速度（あるいは加速度）とは無関係に制御する形態である。上述したように、基板Ｐは、基板搬入ベアラ装置１０８２ｂに把持されている部分（基板ホルダ１０２８への衝突力が緩衝される側）を除き、基板ホルダ１０２８上に自由落下（実際には、重力加速度よりも小さな加速度で落下）する。図９４（ｂ）に示される例では、基板Ｐの自由端側の降下動作の開始よりも後に保持パッド１０８４ｂが降下され、図９４（ｃ）に示される例では、基板Ｐの自由端側の降下動作の開始よりも先に保持パッド１０８４ｂが降下される。
図９５〜図１００には、図８９（ａ）〜図８９（ｃ）に示される第４の実施形態の変形例（第１０〜第１５の変形例）が示されている（図９５〜図１００では、非接触ホルダ３２は不図示）。図９５に示される基板ステージ装置１００５０Ａが有する基板キャリア１００５２Ａは、上記第４の変形例と同様にＹ軸方向に延びる棒状に形成されているが、基板キャリア１００５２Ａ自体が直接的に基板Ｐを吸着保持する機能を有している。そして、基板キャリア１００５２Ａ内に基板搬入用の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、上記第４の変形例と同様である。図９６に示される基板ステージ装置１００５０Ｂでは、基板キャリア１００５２ＢがＸ軸方向に延びる棒状に形成され、基板Ｐの−Ｙ側の端部近傍を直接的に下方から吸着保持する。基板キャリア１００５２Ｂ内に基板搬入用の一対の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、図９５に示される変形例と同じである。
図９７に示される基板ステージ装置１００５０Ｃでは、基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を保持する基板キャリア１００５２Ｃａと、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を保持する基板キャリア１００５２Ｃｂとによって、基板Ｐが直接的に保持される。基板キャリア１００５２Ｃａ、１００５２Ｃｂは、それぞれＹ軸方向に延びる棒状に形成されている。−Ｘ側に配置された基板キャリア１００５２Ｃａ内に基板搬入用の一対の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、図９５に示される変形例と同じである。図９８に示される基板ステージ装置１００５０Ｄでは、平面視Ｕ字状に形成された基板キャリア１００５２Ｄによって基板Ｐが直接的に保持される。基板キャリア１００５２Ｄのうち、基板Ｐの−Ｘ側の端部に沿ってＹ軸方向に延びる部分に基板搬入用の一対の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、図９５に示される変形例と同じである。
図９９に示される基板ステージ装置１００５０Ｅでは、平面視Ｌ字状に形成された基板キャリア１００５２Ｅによって基板Ｐが直接的に保持される。基板キャリア１００５２Ｅには、補剛用のブレース１００５４が接続されており、このブレース１００５４は、基板キャリア１００５２Ｅと基板テーブル３０との相対移動を阻害しないように、基板テーブル３０に形成された溝内に収納されている。基板キャリア１００５２Ｅのうち、基板Ｐの−Ｘ側の端部に沿ってＹ軸方向に延びる部分に基板搬入用の一対の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、図９５に示される変形例と同じである。図１００に示される基板ステージ装置１００５０Ｆは、上記第４の実施形態と同様に、基板キャリア１００５２Ｆが基板Ｐの外周を囲む矩形の枠状に形成されている。ただし、上記第４の実施形態と異なり、基板キャリア１００５２Ｆは、基板テーブル３０（不図示の基板ホルダ）と共に、水平面内で所定の長ストロークで移動可能、且つ基板テーブル３０に対する微少駆動が可能となっている。基板キャリア１００５２Ｆのうち、基板Ｐの−Ｘ側の端部に沿ってＹ軸方向に延びる部分に基板搬入用の一対の保持パッド１００５６が内蔵されている点は、図９５に示される変形例と同じである。
図１０１には、図９０（ａ）及び図９０（ｂ）に示される第５の変形例の変形例（第１６の変形例）の基板ステージ装置１００６０Ａが示されている。上記第５の変形例では、基板キャリア１００６２（図９０（ａ）参照）が基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を保持したのに対し、本変形例の基板ステージ装置１００６０Ａは、基板キャリア１００６２と併せて、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を保持する基板キャリア１０１６４を有している。＋Ｘ側の基板キャリア１０１６４が位置計測用のエンコーダヘッド１００６８を有している点は、−Ｘ側の基板キャリア１００６２と同じである。基板ステージ装置１００６０Ａが基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を保持する基板搬入用の保持パッド１００６６を有している点は、上記第５の変形例と同様である。
また、照明系１２で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ＩＬの波長は、特に限定されず、例えば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、上記各実施形態では、投影光学系１６として、等倍系が用いられたが、これに限られず、縮小系、あるいは拡大系を用いても良い。
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、上述した各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。
なお、上記各実施形態の複数の構成要件は適宜組み合わせることができる。したがって、上述の複数の構成要件のうちの一部が用いられなくても良い。
なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
以上説明したように、本発明の物体搬送装置は、物体を搬送するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体を露光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製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、２２…ベースフレーム、２４…粗動ステージ、２６…重量キャンセル装置、２８…Ｘガイドバー、３２…非接触ホルダ、３４…補助テーブル、４０…基板キャリア、Ｐ…基板。

Claims (8)

  1. 物体を走査露光する露光装置に用いられ、前記物体を非接触支持可能な支持部に対して前記物体を搬送する搬送装置において、
    前記支持部に対して所定方向の一方側に設けられ、第１物体が支持された前記支持部の上方に位置する第１位置で、前記第１物体とは異なる第２物体の一部を保持する第１保持部と、
    前記支持部上の前記第1物体を把持し、前記所定方向の一方側から他方側へ移動し、前記第１物体を前記支持部上から搬出する搬出部と、
    前記第２物体が、前記搬出部により前記第１物体が搬出された前記支持部に非接触支持される位置へ、前記第２物体の一部を保持した前記第１保持部を下方へ移動させる駆動部と、を備え、
    前記駆動部は、前記支持部に非接触支持された前記第２物体に対する前記走査露光時に、前記第２物体を前記支持部に対して相対移動可能に前記第２物体を保持する第２保持部よりも下方となる第２位置へ、前記第１保持部を移動させる、搬送装置。
  2. 前記第１保持部は、前記駆動部による前記第１位置から前記第２位置への移動中に、前記第２物体の保持を解除する、請求項１に記載の搬送装置。
  3. 前記駆動部は、前記搬出部による前記支持部からの前記第１物体の搬出と一部並行して、前記第２物体を保持する第１保持部を、前記第１位置から前記第２位置へ移動させる、請求項１又は２に記載の搬送装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送装置と、
    エネルギビームを用いて前記第１物体又は前記第２物体に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。
  5. 前記第１物体および前記第２物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項４に記載の露光装置。
  6. 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５に記載の露光装置。
  7. 請求項５又は６に記載の露光装置を用いて前記第１物体又は前記第２物体を露光することと、
    露光された前記第１物体又は前記第２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。
  8. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記第１物体又は前記第２物体を露光することと、
    露光された前記第１物体又は前記第２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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