JP5273522B2 - 露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は露光装置及びデバイスの製造方法に係り、更に詳しくは、エネルギビームにより物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光装置及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。

従来、ＩＣ（集積回路）等の半導体素子を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクルのパターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが用いられている。最近では、波長５〜５０ｎｍの軟Ｘ線領域の光（ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光）を露光光として用いるＥＵＶ露光装置の開発も行われている。このＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光を露光光として用いる関係から、内部が真空雰囲気とされた真空チャンバ内に露光装置本体の主要部が収容されている。このため、ウエハをウエハステージ上で保持するウエハホルダとして、真空チャック方式のウエハホルダを使用することができず、例えば、特許文献１などに開示されるように、静電気力によりウエハを吸着保持する、静電チャック式のウエハホルダが使用されている。

しかるに、静電チャック式のウエハホルダは、静電チャックの応答時間が真空チャックと比較して長い。すなわち、ウエハホルダ上にウエハを載置してから、静電吸着（静電気力による保持）を開始して所定の吸着力（静電気力）を得るまでに比較的長い時間を要し、また、ウエハホルダからウエハを回収する際に、静電吸着（静電気力による保持）を終了（解除）してからウエハを取り外せるようになるまでの間も比較的長い時間を要する。従って、これら静電チャックの応答時間が、露光装置のスループットを低下させることが懸念される。
米国特許出願公開第２００５／０２８６２０２号明細書

本発明は、上述した事情の下になされたもので、第１の態様によれば、減圧環境下で、エネルギビームにより物体ステージに載置された物体を露光して、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、ロードロック室から前記減圧環境下に物体を搬送する物体搬送系と；前記減圧環境下で前記物体を保持し、且つ電極、及び前記電極に電圧を印加するための電気接点を有し、静電気力により前記物体を吸着する保持装置を、前記電気接点を介して前記電極に電圧を印加する電圧印加装置を備えた物体ステージに搬送する保持装置搬送系と；を備える露光装置が提供される。

これによれば、物体搬送系により、ロードロック室から減圧環境下に物体を搬送すること、及び保持装置搬送系により、上記減圧環境下で物体を保持している保持装置を物体ステージに搬送することができる。従って、物体交換動作と物体を保持する保持装置が載置された物体ステージを用いて行われる所定の動作（露光装置本体動作）とを並行して行うことで、物体交換時間がスループットに与える影響を抑制することができる。

また、本発明の第２の態様によれば、上記露光装置を用いて基板を露光することと；前記露光された基板を現像することと；を含むデバイス製造方法が提供される。

以下、本発明の一実施形態に係る露光装置１０について、図１〜図６（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が平面図にて概略的に示されている。露光装置１０は、大気圧空間５０内に配置された大気搬送系１１２と、該大気搬送系１１２の−Ｘ側に配置された真空搬送系１１０と、真空搬送系１１０の−Ｘ側に配置された本体チャンバ１２とを備えている。

真空搬送系１１０と本体チャンバ１２の開口１２ａ部分との間には、ベローズ２５が設けられており、本体チャンバ１２、真空搬送系１１０及びベローズ２５により、密閉空間（気密空間）４０が形成されている。この密閉空間４０内は、不図示の真空ポンプ等により真空状態とされている。以下においては、この空間４０を「真空空間４０」とも呼ぶものとする。また、真空搬送系１１０と本体チャンバ１２との間が、伸縮性の高いベローズ２５で接続されているので、真空搬送系１１０と本体チャンバ１２との間が、実質的に振動的に分離された状態となっている。

大気搬送系１１２は、不図示のコータ・デベロッパから搬送されるウエハが載置されるウエハ受け渡し部１４と、該ウエハ受け渡し部１４の−Ｘ側かつ−Ｙ側の位置に配置された第１のプリアライメント装置１６と、露光装置１０にインラインで接続されたコータ・デベロッパ（不図示）へ搬出される露光処理済みのウエハが一時的に載置されるウエハ搬出部１８と、上下動（Ｚ軸方向の直線移動）が可能な水平多関節ロボット（スカラーロボット）から成る大気搬送ロボット１９と、を備えている。

第１のプリアライメント装置１６は、ＸＹ方向の移動及びＺ軸回りの回転が可能なターンテーブル１６Ａを有している。第１のプリアライメント装置１６では、不図示のラインセンサ等を用いて、ウエハの偏心量（ＸＹ方向のズレ量）及び回転方向のズレ量を検出し、該検出結果に基づいて、ターンテーブル１６Ａを用いて、ウエハの位置及び／又は回転を調整する。なお、大気搬送ロボット１９を用いてウエハを持ち上げ、ウエハの位置及び／又は回転の調整をした後に、再度ウエハをターンテーブル１６Ａ上に載せることとしても良い。この場合、第１のプリアライメント装置１６に必ずしもターンテーブル１６Ａを設けなくても良い。

大気搬送ロボット１９は、ウエハ受け渡し部１４と第１のプリアライメント装置１６との間、第１のプリアライメント装置１６と後述するロードロック室２０Ａとの間、後述するロードロック室２０Ｂとウエハ搬出部１８との間で、ウエハの搬送を行う。

真空搬送系１１０は、ロードロック室２０Ａ，２０Ｂと、ストッカ２２Ａ，２２Ｂと、上下動（Ｚ軸方向の直線移動）が可能な水平多関節ロボット（スカラーロボット）から成る真空搬送ロボット２３と、を備えている。

ロードロック室２０Ａは、大気空間５０側の扉６１Ａと真空空間４０側の扉６１Ｂとを有し、その内部には、所定枚数のウエハを保持可能な棚（不図示）が設けられている。ロードロック室２０Ａは、扉６１Ａ，６１Ｂを閉じた状態で、不図示の制御装置の指示の下、その内部空間を真空状態に設定したり、大気圧状態に設定したりすることができる。ロードロック室２０Ａの扉６１Ａが開放された状態では、大気搬送ロボット１９によるロードロック室２０Ａ内部へのアクセスが可能となっている。一方、扉６１Ｂが開放された状態では、真空搬送ロボット２３によるロードロック室２０Ａ内部へのアクセスが可能となっている。

ロードロック室２０Ｂは、ロードロック室２０Ａと同様、大気空間５０側の扉６２Ａと真空空間４０側の扉６２Ｂとを有し、その内部には、所定枚数のウエハを保持可能な棚（不図示）が設けられている。ロードロック室２０Ｂは、扉６２Ａ，６２Ｂを閉じた状態で、不図示の制御装置の指示の下、その内部空間を真空状態に設定したり、大気圧状態に設定したりすることが可能である。ロードロック室２０Ｂは、上記ロードロック室２０Ａと同様、大気搬送ロボット１９及び真空搬送ロボット２３による内部へのアクセスが可能となっている。

扉６１Ａ，６１Ｂ、及び６２Ａ，６２Ｂは、真空の空間と大気の空間を分離する扉であり、これらの扉としてゲートバルブ等を用いることが可能である。

ストッカ２２Ａは、開閉可能な扉６３Ａを有し、その内部には、所定枚数のウエハを収容するための棚（不図示）が設けられている。このストッカ２２Ａの内部には、不図示ではあるが、ウエハの温調を行うための温調装置が設けられている。

ストッカ２２Ｂは、開閉可能な扉６３Ｂを有し、その内部には、露光済みのウエハを所定枚数収容するための棚（不図示）が設けられている。

なお、ここでは２つのストッカ２２Ａ，２２Ｂを用いているが、一つのストッカで２つのストッカの機能を兼用することも可能である。更に、３つ以上のストッカを配置しても良いし、ストッカ自体を用いないこととしても良い。

真空搬送ロボット２３は、ロードロック室２０Ａとストッカ２２Ａとの間、ストッカ２２Ａと本体チャンバ１２（より正確には、後述するウエハ交換部２４Ａ又は２４Ｂ）との間、本体チャンバ１２（より正確には、後述するウエハ交換部２４Ｂ又は２４Ａ）とストッカ２２Ｂとの間、及びストッカ２２Ｂとロードロック室２０Ｂとの間で、ウエハの搬送を行う。なお、図１では、真空搬送ロボット２３としてシングルハンド型のロボットを採用しているが、ダブルハンド型のロボットを採用することとしても良い。

本体チャンバ１２の内部には、露光装置本体１００（図１では、露光装置本体１００を構成するウエハステージＷＳＴのみが図示されている。図２参照）と、第１のホルダ搬送ロボット２６と、ウエハ交換部２４Ａ、２４Ｂと、第２のホルダ搬送ロボット２７とが設置されている。

第１のホルダ搬送ロボット２６は、上下動（Ｚ軸方向の直線移動）が可能な水平多関節ロボット（スカラーロボット）から成り、露光装置本体１００から＋Ｘ側に所定距離離れた位置に配置されている。ウエハ交換部２４Ａ、２４Ｂは、第１のホルダ搬送ロボット２６の＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ配置されている。第２のホルダ搬送ロボット２７は、上下動（Ｚ軸方向の直線移動）が可能な水平多関節ロボット（スカラーロボット）から成り、ウエハ交換部２４Ｂの−Ｙ側に配置されている。また、本体チャンバ１２の−Ｙ側には、ホルダ用ロードロック室３０が設けられている。

露光装置本体１００は、例えば、図２に示されるように、レチクルＲに形成された回路パターンの一部の像を投影光学系ＰＯを介してウエハＷ上に投影しつつ、レチクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＯに対して１次元方向（ここではＹ軸方向）に相対走査することによって、レチクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。

露光装置本体１００は、チャンバ１２外部に配置された光源装置１１２からのＥＵＶ光ＥＬを反射して所定の入射角、例えば約５０〔ｍｒａｄ〕でレチクルＲのパターン面（図２における下面（−Ｚ側の面））に入射するように折り曲げる折り曲げミラーＭを含む照明光学系、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲのパターン面で反射されたＥＵＶ光ＥＬをウエハＷの被露光面（図１における上面（＋Ｚ側の面））に対して垂直に投射する投影光学系ＰＯ、及びウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ等を備えている。

光源装置１１２としては、一例として、レーザ励起プラズマ光源が用いられている。このレーザ励起プラズマ光源は、ＥＵＶ光発生物質（ターゲット）に高輝度のレーザ光を照射することにより、そのターゲットが高温のプラズマ状態に励起され、プラズマから放出するＥＵＶ光を利用するものである。なお、本実施形態では、主に波長５〜５０ｎｍ、例えば波長１１ｎｍのＥＵＶ光ＥＬが露光ビームとして用いられるものとする。

前記照明光学系は、照明ミラー、波長選択窓等（いずれも図示省略）及び折り曲げミラーＭ等を含む。また、光源装置１１２の内部に配置された集光ミラーである放物面鏡も照明光学系の一部を構成する。光源装置１１２で射出され、照明光学系を介したＥＵＶ光ＥＬ（前述の折り曲げミラーＭで反射されたＥＵＶ光ＥＬ）は、レチクルＲのパターン面を円弧スリット状の照明光となって照明する。

前記レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系１３４が発生する駆動力によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動されるようになっている。また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系１３４が複数箇所で発生する磁気浮上力の調整によってＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向であるθｘ方向及びＹ軸回りの回転方向であるθｙ方向）にも微小量だけ駆動可能に構成されている。レチクルステージＲＳＴの下面側に静電チャック方式（又はメカチャック方式）の不図示のレチクルホルダが設けられ、該レチクルホルダによってレチクルＲが保持されている。レチクルＲとしては、照明光ＥＬが波長１１ｎｍのＥＵＶ光であることと対応して反射型レチクルが用いられている。レチクルＲは、そのパターン面が下面となる状態でレチクルホルダによって保持されている。

レチクルＲは、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどの薄い板から成り、その表面（パターン面）には、ＥＵＶ光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜は、一例としてモリブデンＭｏとベリリウムＢｅの膜が交互に約５．５ｎｍの周期で、約５０ぺア積層された多層膜である。この多層膜は波長１１ｎｍのＥＵＶ光に対して約７０％の反射率を有する。なお、折り曲げミラーＭ、照明光学系の各ミラー、及び光源装置１２内の各ミラーの反射面にも同様の構成の多層膜が形成されている。

レチクルＲのパターン面に形成された多層膜の上には、吸収層として、例えばニッケルＮｉ又はアルミニウムＡｌが一面に塗布され、その吸収層にパターンニングが施されて回路パターンが形成されている。レチクルＲの吸収層が残っている部分に当たったＥＵＶ光はその吸収層によって吸収され、吸収層の抜けた部分（吸収層が除去された部分）の反射膜に当たったＥＵＶ光はその反射膜によって反射され、結果として回路パターンの情報を含んだＥＵＶ光がレチクルＲのパターン面からの反射光として投影光学系ＰＯへ向かう。

レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＸＹ平面内の位置は、レチクルステージＲＳＴに設けられた（又は形成された）反射面にレーザビームを投射するレチクル干渉計１８２Ｒによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクル干渉計は、レチクルステージＲＳＴのＸ位置を計測する干渉計とＹ位置を計測する干渉計とが設けられているが、図２ではこれらが代表的にレチクル干渉計１８２Ｒとして示されている。

レチクル干渉計１８２Ｒの計測値は、不図示の制御装置に供給され、該制御装置によってレチクル干渉計１８２Ｒの計測値に基づいてレチクルステージ駆動系１３４を介してレチクルステージＲＳＴが駆動される。

投影光学系ＰＯは、開口数（Ｎ．Ａ．）が例えば０．３で、反射光学素子（ミラー）のみから成る反射光学系が使用されており、ここでは、投影倍率が１／４倍のものが使用されている。従って、レチクルＲによって反射され、レチクルＲに形成されたパターンの情報を含むＥＵＶ光ＥＬは、投影光学系ＰＯによってウエハＷ上に投射され、これによりレチクルＲ上のパターンの一部の縮小像がウエハＷ上に形成される。

ウエハステージＷＳＴは、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータから成るウエハステージ駆動系１６２によってＸ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動される。また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ駆動系１６２によってＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）にも微小量だけ駆動可能に構成されている。

ウエハステージＷＳＴの位置は、外部に配置されたウエハ干渉計１８２Ｗにより、例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、Ｘ軸方向に測長軸を有する干渉計及びＹ軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図２ではこれらが代表的にウエハ干渉計１８２Ｗとして示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（θｚ方向）、ピッチング（θｘ方向）、及びローリング（θｙ方向））も計測可能となっている。

また、投影光学系ＰＯの鏡筒を基準とするウエハＷのＺ軸方向に関する位置は、斜入射方式のウエハフォーカスセンサによって計測される。このウエハフォーカスセンサは、図２に示されるように、ウエハＷの上面に対し斜め方向から検出ビームを照射する送光系１１４ａと、ウエハＷ面で反射された検出ビームを受光する受光系１１４ｂとから構成される。ウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）としては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書などに開示される多点焦点位置検出系が用いられている。

これらウエハ干渉計１８２Ｗ及びウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）の計測値は、不図示の制御装置に供給され、該制御装置によってウエハステージ駆動系１６２が制御され、ウエハステージＷＳＴの６次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになっている。

ウエハステージＷＳＴの上面には、静電チャック方式のウエハホルダ（図１ではウエハホルダＷＨ１）が載置され、該ウエハホルダ（ＷＨ１）によってウエハＷが吸着保持されている。また、ウエハステージＷＳＴの上面には、図１においてウエハ交換部２４Ｂ上に載置されているウエハホルダＷＨ２を載置することも可能である。

ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２は、同一の形状・構成を有している。ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）は、図３（Ａ）に示されるように、平面視（＋Ｚ方向から見て）略正方形状の板状部材から成り、その一辺が、ウエハＷの直径よりもわずかに小さく設定されている（図３（Ｃ）参照）。ウエハホルダの一辺の長さがウエハＷの直径よりも小さく設定されていることにより、後述するように、第２のプリアライメント装置にてウエハの偏心量及び回転量を検出することが可能となる。勿論、ウエハホルダの一部に切り欠き部を形成すれば一辺の長さを小さくしなくても良い。また、第２のプリアライメント装置を配置しなくても良い。ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の中央部近傍には、上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する３つの貫通孔３２が形成されている。

また、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の上面には、不図示ではあるが、ウエハを下側から支持する複数のピン部が設けられている。ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の上面（ピン部）とウエハＷの下面との間の接触率（ウエハＷの下面の面積を基準とした接触率）は、およそ２０％以下に設定されている。ウエハとウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）との間に異物を挟まないようにするためには、接触率は小さいほど望ましいが、この一方ウエハステージＷＳＴを加速してもウエハを保持できる程度の接触率が必要である。このような観点から、ウエハステージＷＳＴの加速度とウエハホルダＷＨ１の吸着力との関係に基づいて、上記の範囲で接触率が設定されている。

また、図３（Ｂ）に示されるように、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の内部には静電チャック用の内部電極３４が設けられ、該内部電極３４にはホルダ側電気接点３６が接続されている。なお、図３（Ｂ）では、一つの電極のみが記載されているが、複数の電極を用いた静電チャックを用いても構わない。また、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の下面には磁性体２０１が設けられている。そして、ウエハステージＷＳＴ内に設けられたコイル２０２に電流を流すことによって発生する磁力（電磁気力）によりウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）がウエハステージＷＳＴに固定される。

一方、図３（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ上にウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）が載置された状態で、ホルダ側電気接点３６が接触するウエハステージＷＳＴの上面の一部には、ウエハステージＷＳＴ外部の電源７１に電気的に接続されたステージ側電気接点５５が設けられている。したがって、図３（Ｂ）に示されるように、ホルダ側電気接点３６とステージ側電気接点５５とが接触した状態で、電源７１によりウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）に電圧が印加されることで、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）とウエハＷとの間に静電気力が発生し、この静電気力によりウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）上面にウエハＷを吸着することができる。なお、図３（Ｂ）では図示していないが、コイル２０２と、このコイル２０２に電流を流すための電源とは電気的に接続されている。

また、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の上面の四隅部には、基準マークＭＫが設けられている。この基準マークＭＫについては後述する。

上述したウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）を保持した状態で、図１に仮想線（二点鎖線）で示される位置（符号ＷＳＴ’で示される位置）まで移動することができる。ウエハステージＷＳＴが位置ＷＳＴ’に位置決めされた状態では、第１のホルダ搬送ロボット２６により、ウエハステージＷＳＴとウエハ交換部２４Ａとの間でウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）の搬送が可能となっており、また、ウエハステージＷＳＴとウエハ交換部２４Ｂとの間でウエハホルダＷＨ２（又はＷＨ１）の搬送が可能となっている。

ウエハ交換部２４Ａ、２４Ｂは、同一の形状・構成を有している。ウエハ交換部２４Ａ（２４Ｂ）は、図４（Ａ）に一部断面して示されるように、直方体状の本体部４２と、該本体部４２の内部に設けられたセンタアップ部４４と、コイル２０６とを備えている。ウエハ交換部２４Ａ（２４Ｂ）の上面には、図４（Ａ）に示されるように、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）を載置することが可能であり、ウエハステージＷＳＴと同様に磁力（電磁気力）によりウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）をチャック可能である。なお、図４においてもコイル２０６に電流を流すための電源は不図示である。なお、コイル２０６に電流を流すことにより発生する熱が問題になる場合には、ウエハステージＷＳＴ及び／又はウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂに温調装置を適宜配置することが可能である。温調装置としては、例えば、純水あるいはフロリナート等の液体を用いた液体方式の温調装置、ペルチェ素子及びヒーターを用いた温調装置、ガスを用いた温調装置を用いることが可能である。

なお、本実施形態では、磁力を用いた固定機構によりウエハステージＷＳＴ及びウエハ交換部２４Ａ，２４ＢにウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）を固定させているが、これに代えて、機械的な力あるいは静電気力等の他の力を用いた固定機構を採用することも可能である。例えば、静電気力を用いる固定機構としては、前述した米国特許出願公開第２００５／０２８６２０２号明細書に記載されている静電気力を用いた固定機構を使用することが可能である。

本体部４２は、図４（Ａ）に示されるように、その内部に中空部（空間）４２ａを有し、本体部４２の上面には空間４２ａと外部とを連通させる３つの貫通孔４２ｂが形成されている。この３つの貫通孔４２ｂの配置は、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）に形成された貫通孔３２の配置とほぼ一致している。また、本体部４２の上面には、不図示ではあるが、温調装置が設けられている。この温調装置は、ペルチェ素子とヒーターを用いた温調装置、クールプレート、液体温調装置等を含み、本体部４２上に載置されるウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）を冷却して、所定温度に調整するものである。

センタアップ部４４は、空間４２ａ内に設けられた駆動機構４９と、該駆動機構４９に接続された軸部５２と、該軸部５２の上端（＋Ｚ端）に固着された板部材４８と、該板部材４８の上面にＺ軸方向を長手方向として固定された３本のセンタピン４６とを含んでいる。

軸部５２は、駆動機構４９により、Ｚ軸方向に往復駆動される（上下動される）とともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微小駆動されるようになっている。３本のセンタピン４６の配置は、本体部４２に形成された貫通孔４２ｂ、及びウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）に形成された貫通孔３２と略一致している。各センタピン４６の直径は、各貫通孔４２ｂ、３２の直径よりも小さく設定されている。このため、各センタピン４６が貫通孔４２ｂ、３２内に挿入された状態（図４（Ｂ）参照）でも、各センタピン４６のＸ、Ｙ、θｚ方向に関する微小移動が可能とされている。また、各センタピン４６のＺ軸方向の寸法は、図４（Ｂ）に示されるように、軸部５２が最も上側に位置したときに、上端がウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の上面から突出する程度とされ、当該突出した状態で、ウエハＷを下側から支持可能とされている。そして、図４（Ｂ）のように、ウエハＷを下側から支持した状態で、駆動機構４９により軸部５２が下降駆動されることで、ウエハＷがウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）上に載置されるようになっている。

ウエハ交換部２４Ａ（２４Ｂ）には、前述したウエハステージＷＳＴのステージ側電気接点５５と同様の、交換部側電気接点３８が設けられている。交換部側電気接点３８には、ウエハ交換部２４Ａ（又は２４Ｂ）にウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）が搭載された状態で、ホルダ側電気接点３６が接触するようになっている。このため、外部に設けられた電源７２によって、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）に電圧が印加されることにより、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）とウエハＷとの間に静電気力が発生し、該静電気力によってウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）上面にウエハＷを吸着することが可能である。

また、ウエハ交換部２４Ａ（及び２４Ｂ）の近傍には、図４（Ｃ）に示される第２のプリアライメント装置８５が設けられている。第２のプリアライメント装置８５は、第１のプリアライメント装置１６よりも高精度にウエハの偏心量及び回転量を検出するためのものである。第２のプリアライメント装置８５は、ウエハＷの外縁の一部（図４（Ｃ）において符号ＶＡ，ＶＢ，ＶＣで示される部分）を＋Ｚ側から照明する３つの照明装置７５（例えばＬＥＤ等）と、照明装置７５それぞれと上下方向（Ｚ軸方向）に関して対向する位置に設けられた３つの撮像装置７６（ただし、部分ＶＡに対応する撮像装置については不図示）とを含んでいる。

第２のプリアライメント装置８５は、３つの撮像装置７６の撮像結果を不図示の制御装置に送る。制御装置は、撮像装置７６による撮像結果に基づいてウエハＷの中心位置（偏心量）及び回転量（回転方向のズレ量）を算出し、該算出結果に基づき、軸部５２、板部材４８及び３本のセンタピン４６を駆動機構４９を介してＸ，Ｙ，θｚ方向に駆動し、３本のセンタピン４６に保持されたウエハのＸＹ平面内の位置及び回転を調整する。

ここで、前述のように、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の四隅部には基準マークＭＫが設けられているため、上述の第２のプリアライメント装置８５によるウエハＷの外縁の撮像の際に、基準マークＭＫを不図示の検出系で検出しておくことができる。そして、その後にウエハホルダＷＨ１、又はＷＨ２をウエハステージＷＳＴに搬送した際に、不図示のアライメント系を用いて、基準マークＭＫを検出することにより、第２のプリアライメント装置８５の検出結果を、基準マークＭＫ基準で露光装置本体１００に引き継ぐことができる。これにより高精度なウエハホルダの搬送、ひいては高精度なウエハの搬送及びウエハアライメントを行うことが可能である。

図１に戻り、第２ホルダ搬送ロボット２７は、上下動（Ｚ軸方向の直線移動）が可能な水平多関節ロボット（スカラーロボット）から成り、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）を、ウエハ交換部２４Ｂとホルダ用ロードロック室３０との間で搬送する。

ホルダ用ロードロック室３０は、真空空間４０側の扉６５Ａと大気空間５０側の扉６５Ｂとを有し、その内部には、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）を載置可能な台（不図示）が設けられている。このホルダ用ロードロック室３０は、扉６５Ａ，６５Ｂを閉じた状態で、その内部空間を真空雰囲気にしたり、大気雰囲気にしたりすることが可能であり、真空空間４０側からの第２ホルダ搬送ロボット２７による内部へのアクセス、及び大気空間５０側からの作業者による内部へのアクセスが可能となっている。

次に、上記のように構成される露光装置１０における、ウエハ搬送動作及び露光動作について説明する。

まず、大気搬送系１１２及び真空搬送系１１０におけるウエハ（露光対象となるウエハ）の搬送について、図１に基づいて説明する。まず、不図示のＣ／Ｄから、不図示のＣ／Ｄ側搬送系を介して、ウエハ受け渡し部１４上にウエハが搬送されると、制御装置は、大気搬送ロボット１９を用いて、ウエハ受け渡し部１４上から第１のプリアライメント装置１６のターンテーブル１６Ａ上にウエハを搬送する。そして、制御装置は、第１のプリアライメント装置１６にて、ウエハのＸＹ方向の位置及び／又は回転を調整した後、大気搬送ロボット１９を用いて、ウエハを、ロードロック室２０Ａ内に搬入する。この搬入の際には、ロードロック室２０Ａの扉６１Ａが開放され、かつ扉６１Ｂが閉塞された状態となっている。

そして、所定枚数のウエハに対する動作が繰り返され、所定枚数のウエハがロードロック室２０Ａ内に収容された段階で、制御装置は、ロードロック室２０Ａの扉６１Ａを閉じ、内部を真空雰囲気にした後、扉６１Ｂを開放する。

次いで、制御装置は、真空搬送ロボット２３を用いて、ロードロック室２０Ａ内のウエハを順に、ストッカ２２Ａ内に搬入する。ストッカ２２Ａ内は所定温度に維持されているため、ストッカ２２Ａ内に搬入されたウエハは所定温度に温調される。なお、ロードロック室２０Ａ内の全てのウエハがストッカ２２Ａ内に搬入された段階で、制御装置は、ロードロック室２０Ａの扉６１Ｂを閉じ、内部を大気圧状態に設定し、扉６１Ａを開放する。これにより、ロードロック室２０Ａが、大気搬送系１１２から搬送される次のウエハを搬入できる状態に設定される。

次に、真空搬送系１１０及び大気搬送系１１２における、後述する露光動作が終了したウエハの搬送について説明する。なお、この露光が終了したウエハ（露光済みのウエハ）の搬送動作は、前述した露光対象となるウエハの搬送動作と並行して行われる。

まず、制御装置は、露光済みのウエハを、真空搬送ロボット２３を介して、チャンバ１２内からストッカ２２Ｂ内に搬入する。また、制御装置は、ロードロック室２０Ｂの扉６２Ｂが開放されている状態で、真空搬送ロボット２３を用いて、ストッカ２２Ｂ内のウエハをロードロック室２０Ｂ内に搬入する。なお、ストッカ２２Ｂに露光済みのウエハを搬入する時点で、ロードロック室２０Ｂの扉６２Ｂが開放されている場合には、ストッカ２２Ｂを介さずに、ロードロック室２０Ｂに直接ウエハを搬入することとしても良い。

そして、複数枚の露光済みのウエハについて上記動作が繰り返され、所定枚数の露光済みのウエハがロードロック室２０Ｂ内に収容された段階で、制御装置は、ロードロック室２０Ｂの扉６２Ｂを閉じ、内部を大気雰囲気にした後、扉６２Ａを開放する。

次いで、制御装置は、大気搬送ロボット１９を用いて、ロードロック室２０Ｂ内のウエハを順に、ウエハ搬出部１８に向けて搬送する。このウエハ搬出部１８に搬送されたウエハは、不図示のＣ／Ｄに向けて、不図示のＣ／Ｄ側搬送系により搬送される。

次に、ストッカ２２Ａ内に所定枚数のウエハが存在する状態での、ウエハステージＷＳＴに対するウエハの搬入・搬出動作を含む露光動作全般について、図１、図４（Ｂ）及び図５（Ａ）〜図６（Ｂ）に基づいて、説明する。

図１に示される状態は、露光装置本体１００において、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダＷＨ１に保持されたウエハＷに対して露光が行われ、ウエハホルダＷＨ２が、ウエハ交換部２４Ｂ上に載置されている状態である。

この状態から、制御装置は、図５（Ａ）に示されるように、真空搬送ロボット２３を用いて、ストッカ２２Ａから、ウエハ交換部２４Ｂ上に載置されたウエハホルダＷＨ２上に新たなウエハ（Ｗ２とする）を搬送する。ウエハ交換部２４Ｂは、図４（Ｂ）に示されるように、ウエハホルダＷＨ２の上面から３本のセンタピン４６を突出させた状態で、ウエハＷ２を真空搬送ロボット２３から受け取る。そして、ウエハ交換部２４Ｂは、センタピン４６を下降させることにより、ウエハホルダＷＨ２上にウエハＷ２を載置する。

このようにして、ウエハホルダＷＨ２上にウエハＷ２が載置された段階で、制御装置は、第２のプリアライメント装置８５を介して、ウエハＷ２の外縁の３箇所（ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ）を撮像し、ウエハＷ２の中心位置及び回転量を算出する。そして、制御装置は、駆動機構４９を介して軸部５２を上昇させてウエハＷ２を持ち上げ、算出結果に基づいて軸部５２を水平面内で（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の少なくとも一方向に）移動させて、ウエハＷ２を所望の状態に設定する。この状態で、制御装置は、駆動機構４９を介して軸部５２を下降させ、再度ウエハＷ２をウエハホルダＷＨ２上に載置する。

その後、制御装置は、ウエハ交換部２４Ｂの本体部４２に設けられた交換部側電気接点３８及びウエハホルダＷＨ２に設けられたホルダ側電気接点３６を介して、電源７２により電圧を印加し、ウエハホルダＷＨ２上面にウエハＷ２を静電吸着する（静電気力によって保持する）。なお、この静電吸着（静電気力による保持）に際して、ウエハＷ２とウエハホルダＷＨ２との間に温度差がある場合を考慮して、ウエハＷ２をウエハホルダＷＨ２上に載置して、静電吸着し（静電気力によって保持し）、所定時間経過した後に、一旦吸着力を開放してから、再度静電吸着（静電気力による保持）を行うという手順を踏むことにより、温度差によるウエハの変形を防止することとしても良い。

一方、ウエハホルダＷＨ１側（露光装置本体１００側）では、制御装置により、不図示のアライメント系等を用いて、レチクルアライメント、ベースライン計測（アライメント系の検出中心から投影光学系ＰＯの光軸までの距離の計測）等の準備作業が所定の手順で行なわれる。その後、不図示のアライメント検出系を用いて例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が行われ、ウエハＷ上の全てのショット領域の位置座標が求められる。

そして、次のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光がＥＵＶ光ＥＬを露光用照明光として行われる。すなわち、制御装置は、ウエハアライメントの結果から得られたウエハＷ上の各ショット領域の位置情報に従って、ウエハ干渉計１８２Ｗからの位置情報をモニタしつつ、ウエハステージＷＳＴを第１ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）に移動するとともに、レチクルステージＲＳＴを走査開始位置（加速開始位置）に移動して、その第１ショット領域の走査露光を行う。この走査露光に際し、制御装置はレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期して駆動するとともに両者の速度比が投影光学系ＰＯの投影倍率に正確に一致するように両ステージの速度を制御し、露光（レチクルパターンの転写）を行う。

このようにして第１ショット領域の走査露光が終了すると、制御装置はウエハステージＷＳＴを第２ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へ移動させるショット領域間のステッピング動作を行う。そして、その第２ショット領域の走査露光を上述と同様にして行う。以後、第３ショット領域以降も同様の動作を行う。このようにして、ショット領域間のステッピング動作とショット領域に対する走査露光動作とが繰り返され、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全てのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。

ここで、本実施形態においては、ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２に吸着保持されたウエハに対してパターン転写を行うため、ウエハホルダ表面に凹凸（例えば多数のピン部の先端の高さの不揃いなど）が存在すると、そのウエハホルダに吸着保持されたウエハが、ウエハホルダ表面の形状に倣って部分的に歪む現象が生じる。また、このウエハホルダ表面の凹凸はウエハホルダ毎に異なる。従って、本実施形態では、露光の際に、以下のような調整を行うこととしている。

すなわち、例えば、露光動作を行う以前において、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２それぞれについて、表面のＺ軸方向（高さ方向）に関する位置情報を、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２の多数のＸＹ位置で、（ｘ、ｙ）座標と関連させて測定し、不図示の記憶装置に記憶しておく。そして、制御装置は、記憶装置に記憶されているＺ軸方向に関する位置情報の中から、露光に用いるウエハホルダ（ウエハステージＷＳＴ上に存在するウエハホルダ）の位置情報を選択する。そして、制御装置は、露光の際に、選択されたＺ軸方向に関する位置情報に基づいて、ウエハＷ又はレチクルＲのＺ軸方向に関する位置、及び／又はＸ軸、Ｙ軸方向に関する位置を調整するとともに、ウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）の検出結果に基づいて、ウエハＷのＺ位置を調整する。このようにすることにより、いずれのウエハホルダを用いて露光を行うかにかかわらず、投影光学系ＰＯの最良結像面（転写目標位置）に、ウエハＷの（ＥＵＶ光ＥＬの照射領域部分の）Ｚ位置を高応答で合わせることが可能となる。

なお、ウエハホルダ表面のＺ軸方向（高さ方向）に関する位置情報の測定は、露光装置本体１００内でウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）を用いて測定することとしても良いし、事前に（例えば、メンテナンス等の際に）、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２をロードロック室３０を介して露光装置外に取り出して測定しても良い。露光装置本体１００内で測定する場合、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２のいずれを用いて露光を行っているかは、ウエハホルダの位置をモニタしておく（又は記憶装置に記憶させておく）ことにより、判別することができる（すなわち、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダと測定値（あるいは補正値）との関係を把握できる）。一方、露光装置外で測定する場合には、例えば、ウエハホルダに固有のマーク等を設けておき、このマーク等を用いて、いずれのウエハホルダを用いて露光を行っているかを判別することとすることができる（すなわち、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダと測定値（或いは補正値）との関係を把握できる）。

なお、ウエハホルダの測定点は連続的であっても良いし、離散的であっても良い。離散的である場合には、測定点間については補間して算出することができる。この場合の測定点の間隔は、補間により算出される値が露光装置において要求される精度を十分に満たすことができる値になるように決定する。

なお、Ｚ軸方向に関する調整は、実際に計測したウエハホルダ表面のＺ位置情報に基づいて行う場合に限らず、実際にウエハを露光、現像して得られる結果に基づいて行うことも可能である。また、ウエハホルダの表面を直接計測する場合に限らず、ウエハホルダＷＨ１又はＷＨ２にウエハ（又は平坦度の高いスーパーフラットウエハ）を載せた状態で、ウエハの凹凸情報、あるいは歪み情報を測定し、その情報に基づいてＺ軸方向に関する調整を行うこととしても良い。ウエハの歪み情報の測定に関しては、ウエハに位置合わせマークを形成しておき、該位置合わせマークを測定することでウエハのＸＹ平面内の位置情報を求めることができ、該情報とウエハ表面の面位置情報とを用いることで、求めることができる。また、ウエハホルダの表面の凹凸情報を記憶装置に記憶させる場合に限らず、Ｚ軸方向及び／又はＸ軸，Ｙ軸方向の位置補正量のみを記憶させることとしても良い。上述の説明に加えて、ウエハの傾き（θｘ方向及び／又はθｙ方向の回転）の補正を行っても良い。なお、装置として、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θx方向，θy方向の全ての位置補正を行う機能を持つ必要は必ずしも無く、装置が要求される精度に応じて必要な方向の位置補正が行えるように構成すれば良い。

そして、上記のようにして露光動作が終了すると、制御装置は、ウエハステージ駆動系１６２を介して、ウエハステージＷＳＴを、図５（Ａ）に仮想線にて示される位置（ＷＳＴ’）まで移動させる。

次いで、制御装置は、図５（Ｂ）に示されるように、第１のホルダ搬送ロボット２６を用いて、ウエハＷを保持した状態のウエハホルダＷＨ１をウエハ交換部２４Ａ上に搬送するとともに、図６（Ａ）に示されるように、ウエハＷ２を保持した状態のウエハホルダＷＨ２をウエハステージＷＳＴ上に搬送する。これらのウエハホルダＷＨ１及びＷＨ２の搬送は、わずかな時間で行うことができるので、本実施形態では、搬送中のウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２によるウエハの保持は、ウエハホルダＷＨ１又はＷＨ２に残留する静電気力を用いて行うこととしている。

そして、制御装置は、図６（Ａ）に示されるように、真空搬送ロボット２３を用いて、ウエハホルダＷＨ１上から露光済みのウエハＷをストッカ２２Ｂ内に搬送するとともに、図６（Ｂ）に示されるように、ストッカ２２ＡからウエハホルダＷＨ１上に新たなウエハＷ３を搬送する。

その後、制御装置は、前述したウエハＷ２の場合と同様に、ウエハ交換部２４Ａにおいて、第２のプリアライメント装置８５によるウエハＷ３の検出等を行うとともに、ウエハステージＷＳＴ上に載置されたウエハＷ２に対して、上述したアライメント動作及び露光動作を実行する。そして、これ以降は、上記と同様に、ウエハホルダＷＨ１を用いた露光動作とウエハホルダＷＨ２上のウエハの交換動作との並行処理、及びウエハホルダＷＨ２を用いた露光動作とウエハホルダＷＨ１上のウエハの交換動作との並行処理、を繰り返し、所定枚数のウエハに対する露光動作が終了した段階で、全工程が終了する。

ところで、ウエハホルダＷＨ１又はＷＨ２上面にゴミあるいはパーティクルなどの異物が存在する場合に、ウエハホルダＷＨ１又はＷＨ２上にウエハを載置すると、ウエハホルダとウエハとの間に異物を挟みこんでしまい、ウエハの平坦度、ひいては露光精度に影響を与えることが懸念される。従って、本実施形態では、ウエハホルダに異物が存在するか否かの検出、及びウエハホルダの清掃を、以下のようにして行う。

制御装置は、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）上に異物が存在するか否かを検出するために、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）上にウエハ（又はスーパーフラットウエハ）を載置する。次いで、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）が投影光学系ＰＯ直下に位置するように、ウエハステージＷＳＴを水平面内で移動する。そして、制御装置は、図１のウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）の照射領域が、ウエハ上面の全体を移動するように、ウエハステージＷＳＴを移動させ、その移動中に、ウエハフォーカスセンサ（１１４ａ，１１４ｂ）の検出結果をモニタリングする。

制御装置は、上記モニタリング結果を参照し、周辺よりも極端にＺ位置が異なる点（「ホットスポット」とも呼ばれる）があるか否かを判断し、ホットスポットがある（又は所定数以上ある）と判断された場合には、そのウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）を、第１のホルダ搬送ロボット２６を用いて、ウエハステージＷＳＴからウエハ交換部２４Ｂに搬送するとともに、第２のホルダ搬送ロボット２７を用いて、ウエハ交換部２４Ｂから、扉６５Ａが開放された状態のロードロック室３０内に搬送する。

そして、制御装置は、ロードロック室３０の扉６５Ａを閉め、その内部を大気圧状態にした後、扉６５Ｂを開放することにより、外部からのユーザによるアクセスが可能な状態とする。

このようにすることで、ユーザは、ロードロック室３０内に収容されたウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）に露光装置１０外部から、アクセスし、砥石あるいは無塵布などにより、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）の上面の清掃を実行する。そして、清掃が終了した段階で、上記とは逆の手順で、ウエハホルダＷＨ１（又はＷＨ２）をウエハ交換部２４Ｂに戻す。

なお、ロードロック室３０として、２つのウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２を同時に収容できる程度の大きさ（内容積）を有するロードロック室を採用することができる。このようにすることで、例えば、上述した一方のウエハホルダの異物検出動作において、ウエハホルダ上に異物が存在すると判断された場合に、両方のウエハホルダをロードロック室３０内に搬送することで、２つのウエハホルダを同時に清掃することができる。

また、ウエハホルダの異物検出動作を所定回数行うことにより、異物の付着傾向（すなわち、何枚のウエハを露光すると異物が付着するという傾向、あるいは何時間露光装置を稼動すると異物が付着するという傾向など）が導き出された場合には、異物検出動作を行うことなく、ウエハの枚数又は露光装置の稼働時間などに基づいて、ウエハホルダの清掃を行うこととしても良い。

以上説明したように、本実施形態では、ウエハ交換部２４Ａ，２４ＢにおいてウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２上のウエハ交換を行うので、露光動作とウエハ交換動作を並行して行うことができる。これにより、静電チャック方式のウエハホルダを用いることによりウエハ交換に比較的長い時間が掛かっても、露光装置本体１００の動作を止めずに、ウエハ交換を行うことが可能であり、装置のスループットを高くすることが可能である。また、本実施形態によると、第１のホルダ搬送ロボット２６が、露光装置本体１００とウエハ交換部２４Ａ又は２４Ｂとの間で、ウエハを保持した状態のウエハホルダＷＨ１又はＷＨ２を搬送するので、ウエハホルダＷＨ１及びＷＨ２の一方をウエハ交換部２４Ａ又は２４Ｂに搬送し、ウエハホルダＷＨ１及びＷＨ２の他方に保持されたウエハの露光動作等と並行してウエハ交換を行うことで、ウエハホルダとこれに載置されるウエハの温度をなじませることが可能となる。従って、上述したウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の温調を行うための温調機構等をウエハステージＷＳＴなどに設けない構成とすることも可能である。具体的には、例えばウエハステージＷＳＴに、冷却液体を供給するためのチューブなどを採用しないようにすれば、チューブの引きずりによるウエハステージＷＳＴの位置制御性の低下を抑制することが可能となる。

また、本実施形態によると、真空搬送系１１０と、チャンバ１２とが振動に関して実質的に分離されているので、露光装置本体１００における露光動作と、真空搬送系１１０におけるウエハ搬送動作とを並行して行っても、ウエハ搬送動作が露光装置本体１００における露光精度に与える影響を極力抑制することができる。

また、本実施形態によると、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）が電気接点３６を有し、ウエハ交換部２４Ａ（２４Ｂ）及びウエハステージＷＳＴは、電気接点３６を介して電流を供給する電気接点３８，５５をそれぞれ有しているので、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）には、電源を設けておく必要が無い。これにより、ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２を軽量化することができる。

また、本実施形態では、ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２がウエハを吸着保持する際に、ウエハホルダとウエハとが接触する面積が、ウエハのウエハホルダに対向する面の面積の２０％以下に設定されているので、ウエハホルダ上でウエハを吸着保持して、ＸＹ平面内を高速で移動させることが可能であるとともに、ウエハとウエハホルダとの間に異物を挟む可能性を低減することが可能である。

また、本実施形態では、ウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂに、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２を温調するための温調装置（例えばクールプレートなど）が設けられているので、ウエハを露光する際にウエハホルダに溜まる熱の影響を極力受けずに、高精度な露光を行うことが可能である。

なお、上記実施形態では、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２に、ホルダ側電気接点３６を設け、ウエハステージＷＳＴにステージ側電気接点５５を設け、ウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂに交換部側電気接点３８を設けることとし、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２の静電吸着（静電気力による保持）を、各電気接点を介して供給する電圧により、行うこととしたが、これに限らず、ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２の内部に電源（電池、コンデンサなど）を直接内蔵させることとしても良い。この場合、ウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２をウエハステージＷＳＴとウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂとの間で搬送する際にも、ウエハを静電吸着する（静電気力によって保持する）ことができるので、ウエハの位置ずれを極力抑制した状態で、ウエハを保持したウエハホルダの搬送を行うことが可能である。

なお、上記実施形態では、ウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２を平面視（＋Ｚ方向から見て）略正方形状の板状部材で構成する場合について説明したが、これに限られるものではなく、平面視円形の部材により構成することとしても良い。また、ウエハホルダの上面に複数のピン部が設けられる構成に限らず、複数の同心のリング状の凹凸部が設けられる構成を採用することとしても良い。

なお、上記実施形態では、ストッカ２２Ａ，２２Ｂに扉６３Ａ，６３Ｂがそれぞれ設けられている場合について説明したが、これに限らず、ストッカ２２Ａ，２２Ｂに対して、常に、真空搬送ロボット２３のアクセスが可能なように、扉６３Ａ，６３Ｂを設けないこととしても良い。

なお、上記実施形態では、ホルダ清掃に用いられるホルダ用ロードロック室３０及び第２のホルダ搬送ロボット２７を、ウエハ交換部２４Ｂの−Ｙ側にのみ設けることとしたが、これに限らず、ウエハ交換部２４Ａの＋Ｙ側にも設けることとしても良い。このようにすることで、ユーザは、ウエハホルダＷＨ１へのアクセスを＋Ｙ側のロードロック室から行い、ウエハホルダＷＨ２へのアクセスを−Ｙ側のロードロック室から行うなどして使い分けることが可能である。

また、上記実施形態では、ウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂが、第２のプリアライメント装置８５を有する場合について説明したが、これに限らず、ウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂとは別に、プリアライメント装置（機構）を設けることとしても良い。また、上記実施形態では、ウエハ交換部２４Ａ，２４Ｂに、クールプレートを含む温調装置が設けられた場合について説明したが、温調装置を設けないこととしても良い。また、第２のプリアライメント装置自体を設けないこととしても良い。

次に、本発明の別の実施形態について、図７、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付すものとし、その説明を省略するものとする。

前述の実施形態では、ウエハ交換部２４Ａ及び２４Ｂが設けられていたが、本実施形態では、前述の第１のホルダ搬送ロボット２６、及びウエハ交換部２４Ａ、２４Ｂに代えて、第３のホルダ搬送ロボット１２６を設け、かつウエハ交換部２４Ａ（２４Ｂ）の機能を第３のホルダ搬送ロボット１２６に持たせている。換言すれば、第３のホルダ搬送ロボット１２６が、第１のホルダ搬送ロボットに比べてウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２を長く保持するというものである。

第３のホルダ搬送ロボット１２６は、ハンド部１２６Ａ、１２６Ｂを有するダブルハンド型のロボットであり、図７においては、ハンド部１２６ＢにウエハホルダＷＨ２が載置された状態が示されている。本実施形態では、真空搬送ロボット２３はロードロック室２０Ａとストッカ２２Ａとの間、ストッカ２２Ａと第３のホルダ搬送ロボット１２６上に載置されているウエハホルダＷＨ２（ＷＨ１）との間、第３のホルダ搬送ロボット１２６上に載置されているウエハホルダＷＨ２（ＷＨ１）とストッカ２２Ｂとの間、及びストッカ２２Ｂとロードロック室２０Ｂとの間で、ウエハの搬送を行う。

第３のホルダ搬送ロボット１２６は、図７に矢印で示されるように、Ｚ軸回りに回転可能であり、また、Ｚ軸方向に上下移動可能なとされている。また、ホルダ搬送ロボット１２６は、上述のように２つのハンド部を有するので、一方のハンド部にウエハホルダＷＨ２を載置しつつ、他方にウエハホルダＷＨ１を載置することが可能である。なお、ハンド部の数は２つ以上、例えば３つにすることも可能である。

ウエハステージＷＳＴは、図７に二点鎖線で示す位置まで移動することが可能である。ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）は、図８に示されるように、２つの内部電極２０３Ａ，２０３Ｂを有する。これら２つの内部電極が各々異なる極性の電位となるように電圧を印加することにより、その上面に配置されるウエハ等の感応基板を吸着することが可能である。なお、前述した実施形態のように貫通孔３２を配置することも可能であるが、本実施形態では、貫通孔３２を配置しない構成としている。

また、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）は、その下側に、図８（Ｂ）に示されるように、磁性体層２０４が設けられている。また、磁性体層２０４とは電気的に分離されてホルダ側電気接点３６Ａ，３６Ｂが設けられている。

本実施形態では、ウエハステージＷＳＴにウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）が載置されると、ウエハステージＷＳＴに設けられたステージ側電気接点５５Ａ、５５Ｂとホルダ側電気接点３６Ａ，３６Ｂが各々電気的に接続されるので、不図示の電源から内部電極２０３Ａ，２０３Ｂに電圧を印加することが可能である。また、ウエハステージＷＳＴには、コイル２０５が配置されているため、コイル２０５に電流を流すことにより、磁力（電磁気力）を発生し、その磁力により磁性体層２０４を有するウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）がウエハステージＷＳＴに固定される。一方、ウエハステージＷＳＴからウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）を取りはずす場合には、コイル２０５への電流の供給を停止することにより、磁力を無くせば良い。なお、図８（Ｂ）では図示していないが、コイル２０５と、このコイル２０５に電流を流すための電源とは電気的に接続されている。

本実施形態では、図７に示されるように、ウエハステージＷＳＴが二点鎖線の位置に移動した時点で、図８（Ｂ）に示されるように、第３のホルダ搬送ロボット１２６のハンド部１２６ＡがウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）とウエハステージＷＳＴとの間の間隙に入り込み、その後、コイル２０５への電流の供給を停止し、第３のホルダ搬送ロボット１２６を＋Ｚ方向（上方）に移動させることにより、第３のホルダ搬送ロボット１２６が、ウエハステージＷＳＴからウエハホルダＷＨ１を持ち上げる。そして、第３のホルダ搬送ロボット１２６をＺ軸回りに回転し、次に配置されるウエハホルダＷＨ２をウエハステージＷＳＴ上に位置決めし、第３のホルダ搬送ロボット１２６を−Ｚ方向（下方）に移動させることにより、ウエハホルダＷＨ２がウエハステージＷＳＴ上に配置されることとなる。

なお、ウエハステージＷＳＴのうち、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）が載置される部分に、別途、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）とウエハステージＷＳＴとの位置関係を測定する測定装置を配置し、当該測定装置を用いて位置合わせを行いながらウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）の交換を行うこととしても良い。また、第３のホルダ搬送ロボット１２６を上下させる代わりに、ウエハステージＷＳＴを上下させることにより、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）をウエハステージＷＳＴ上に載置したり、ウエハステージＷＳＴから取り外す構成とすることも可能である。

また、本実施形態において、ウエハをウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）に載置するには、真空搬送ロボット２３から、直接、ホルダ搬送ロボット１２６の上に載置されているウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）にウエハを載置する。このウエハ載置場所（図７においてウエハホルダＷＨ２が位置する場所）近傍に、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）及び／又はウエハの位置を測定する測定装置を配置し、この測定装置によって測定された位置情報を基に、真空搬送ロボット２３及び／又は第３のホルダ搬送ロボット１２６の位置を制御することによって、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）に対するウエハの載置位置（Ｘ，Ｙ軸方向に関する位置）を調整することができる。

また、本実施形態において、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）を真空環境から大気環境へ搬出する場合は、ホルダ搬送ロボット２７を用いて、ウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）を第３のホルダ搬送ロボット１２６からロードロック室３０へ搬送する。

なお、第３のホルダ搬送ロボット１２６上でウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）によりウエハを吸着する必要がある場合は、第３のホルダ搬送ロボットのハンドに電気接点を配置し、この電気接点を介してウエハホルダＷＨ１（ＷＨ２）内に設けられた内部電極２０３Ａ，２０３Ｂに電圧を印加するようにしても良い。

なお、露光装置１０の構成は一例に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の構成を採用することが可能である。また、種々の構成を任意に組み合わせても良いし、一部の構成を使用しないこととしても良い。

なお、上記実施形態では露光装置本体が単一のウエハステージを有するシングルステージタイプの露光装置本体である場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置本体を備える露光装置に本発明を適用することもできる。また、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号明細書）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号明細書）、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを有するマルチステージタイプの露光装置本体を備える露光装置にも本発明を適用することはできる。

また、上記実施形態の露光装置本体における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良い。

なお、上記各実施形態では、露光光として波長１１ｎｍのＥＵＶ光を用いる場合について説明したが、これに限らず、露光光として波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いても良い。この場合には、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して約７０％の反射率を確保するため、各ミラーの反射膜としてモリブデンＭｏとケイ素Ｓｉを交互に積層した多層膜を用いる必要がある。

また、上記各実施形態では、露光光源としてレーザ励起プラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、ＳＯＲ、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、Ｘ線レーザなどのいずれを用いても良い。

また、露光装置本体としては、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置を採用しても良い。また、本体チャンバ１２内を含む空間４０を真空空間にする場合について説明したが、これに限らず、減圧環境の空間（真空状態ではないが大気圧よりも減圧された空間）とすることも可能である。

また、上記各実施形態においては、反射型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、反射パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）を用いても良い。

上記各実施形態においては、真空チャンバであるチャンバ１２を記載したが、チャンバ１２と真空搬送系１１０の隔壁を共通にして一つのチャンバを構成しても良い。また、本明細書では、チャンバと記述した場合、複数のチャンバから構成されることを含む。例えば、レチクルステージを囲むレチクルステージチャンバ、投影光学系を囲む投影光学系チャンバ、照明光学系を囲む照明光学系チャンバ、光源を囲む光源チャンバが各々独立したチャンバとなっていても構わない。また、それらのチャンバの２つ又はそれ以上を１つのチャンバとして構成しても良い。更に各チャンバに露光光が通過可能な開口を形成し、露光光が通過可能に複数のチャンバを接続することができる。また、その開口に不要な光を減衰するための薄膜及び／又は不要なガス及びゴミなどを除去するための薄膜を形成しても良い。また、その開口にゲートバルブ等の機構を配置しても良い。

また、上記各実施形態では露光装置本体と記述したが、これは少なくともウエハステージを含むことを意味する。

なお、上記各実施形態ではベローズ２５を用いて真空搬送系１１０と本体チャンバ１２との間で振動が伝達する事を防止しているが、ベローズ２５を用いずに直接真空搬送系１１０と本体チャンバ１２とを接続しても構わない。

なお、上記各実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、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。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写形成する液晶用の露光装置、あるいは有機ＥＬ、薄型磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、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レチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した各実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハ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（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。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が用いられるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。

以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子等を製造するためのリソグラフィ工程でウエハ等にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子等のマイクロデバイスの製造に適している。

一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 露光装置本体の構成を示す概略図である。 図３（Ａ）は、ウエハホルダを示す平面図、図３（Ｂ）は、ウエハホルダ及びウエハステージに設けられた静電チャック用の配線を示す図、図３（Ｃ）は、ウエハホルダ上にウエハが載置された状態を示す平面図である。 図４（Ａ）は、ウエハ交換部の構成を説明するための図、図４（Ｂ）は、ウエハ交換部におけるウエハの載置方法を説明するための図、図４（Ｃ）は、ウエハ交換部に設けられた第２のプリアライメント装置を示す斜視図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、一実施形態に係る露光装置の一連の動作を説明するための図（その１）である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、一実施形態に係る露光装置の一連の動作を説明するための図（その２）である。 別の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 図８（Ａ）は、別の実施形態に係るウエハホルダを示す平面図、図８（Ｂ）は、別の実施形態に係るウエハホルダ及びウエハステージに設けられた静電チャック用の配線を示す図である。

符号の説明

１０…露光装置、１２…本体チャンバ、２３…真空搬送ロボット、２４Ａ，２４Ｂ…ウエハ交換部、２６…第１のホルダ搬送ロボット、３０…ホルダ用ロードロック室、３４…内部電極、３６…ホルダ側電気接点、７１…電源、７２…電源、８５…第２のプリアライメント機構、１００…露光装置本体、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、ＷＨ１、ＷＨ２…ウエハホルダ、ＷＳＴ…ウエハステージ。

Claims (20)

1. 減圧環境下で、エネルギビームにより物体ステージに載置された物体を露光して、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、
   ロードロック室から前記減圧環境下に物体を搬送する物体搬送系と；
   前記減圧環境下で前記物体を保持し、且つ電極、及び前記電極に電圧を印加するための電気接点を有し、静電気力により前記物体を吸着する保持装置を、前記電気接点を介して前記電極に電圧を印加する電圧印加装置を備えた物体ステージに搬送する保持装置搬送系と；を備える露光装置。
2. 前記物体ステージは、前記保持装置を取り付けまたは取り外し可能であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記保持装置搬送系は、前記保持装置を単独で、前記物体ステージに対して受け渡し可能である請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 減圧環境下において、前記保持装置上で物体交換を行うため、前記保持装置が一時的に置かれる物体交換部をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記物体交換部は、前記保持装置を温調する温調装置を有する請求項４に記載の露光装置。
6. 前記物体交換部は、前記物体の位置を検出する検出系を有する請求項４又は５に記載の露光装置。
7. 前記物体ステージと前記物体搬送系との間は、振動に関して分離されている請求項４〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記物体交換部には、前記電気接点を介して前記電極に電圧を印加する電圧印加装置が設けられている請求項４に記載の露光装置。
9. 前記保持装置搬送系には、前記電気接点を介して前記電極に電圧を印加する電圧印加装置が設けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記保持装置搬送系が、前記物体を保持した状態の前記保持装置を前記物体交換部と前記物体ステージとの間で搬送する間は、前記保持装置に残留する静電気力で前記物体を吸着保持する請求項９に記載の露光装置。
11. 前記保持装置は、前記電極に電圧を印加する電圧印加装置を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 前記保持装置が前記物体を保持する際に、前記保持装置と前記物体とが接触する面積は、前記物体の前記保持装置に対向する面の面積の２０％以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
13. 前記減圧環境内には、前記保持装置が複数存在する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
14. 前記保持装置搬送系は、前記保持装置を少なくとも２つ同時に保持可能であり、
    前記減圧環境において１つの保持装置を用いて露光が行われるのと並行して、前記保持装置搬送系において他の保持装置の保持する物体の交換が行われる請求項１３に記載の露光装置。
15. 少なくとも前記物体の露光を制御する制御装置を更に備え、
    前記制御装置は、前記複数の保持装置それぞれの補正データを有し、露光に使用する保持装置に応じて、前記補正データを選択する請求項１３に記載の露光装置。
16. 前記補正データは、前記保持装置表面の凹凸に関するデータを含む請求項１５に記載の露光装置。
17. 前記補正データは、保持装置の位置補正量に関するデータを含む請求項１５に記載の露光装置。
18. 前記減圧環境は、少なくとも一部がチャンバによって形成された密閉空間の内部に形成されている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
19. 前記チャンバには、前記保持装置を前記減圧環境の外に搬出する搬出口が設けられている請求項１８に記載の露光装置。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと；
    前記露光された基板を現像することと；を含むデバイス製造方法。

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