JP5915698B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は露光装置に関し、特にワークの交換を容易に行うことができる露光装置に関する。

露光装置は、基板状のワークを真空吸着して保持する方式のワークステージを備え、作業者がワークステージ上にワークを載置し、ワークを真空吸着させた後、露光処理を行う。
従来の投影露光装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、ワークの上面を吸着して保持する搬送アームを備え、搬送アームを投影レンズとワークとの間に挿入し、当該搬送アームによって露光処理が終わったワークを吸着保持し、装置外に搬出するものである。

特開２０１３−１３０６０８号公報

上記特許文献１に記載の技術にあっては、搬送アームを投影レンズと露光位置にあるワークとの間に挿入し、搬送アームでワークの上面を吸着した後、搬送アームを上方に持ち上げてワークをワークステージから分離し、ワークを搬出する構成である。そのため、投影レンズとワークとの間にワークを搬入搬出するためのスペースが必要である。
しかしながら、露光装置によっては、光学系（主に投影レンズやアライメント顕微鏡）とワークとの距離が極めて近く、搬送アームを挿入できない場合や、搬送アームを上方に持ち上げてワークをワークステージから分離させるスペースがない場合があり、ワークの交換が容易ではない。この課題は、手動でワーク交換する場合も同様である。
そこで、本発明は、ワーク上方のスペースが狭い場合であっても、ワークを容易に交換することができる露光装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る露光装置の一態様は、パターンを形成したマスクを保持するマスクステージと、光学系とを備える露光装置であって、前記パターンが露光されるワークを載置し、当該ワークを吸着保持するワーク吸着部材と、前記ワーク吸着部材を着脱可能に吸着保持するワークステージと、前記ワークステージに対して前記ワーク吸着部材を搬入搬出するワーク搬送部と、を備える。前記ワークステージは、基台と、当該基台上に立設され、前記ワーク吸着部材を下面から支持して吸着保持可能な複数の支持部材とを有し、当該支持部材における前記ワーク吸着部材の支持面が露光位置と当該露光位置よりも下方の退避位置との間で移動するよう上下動可能に構成されている。また、前記ワーク搬送部は、前記露光位置と前記退避位置との間に位置するワーク受け渡し位置と、当該ワーク受け渡し位置と同じ高さに位置するワーク交換位置との間に延在するレールと、前記ワーク受け渡し位置において、前記ワークステージが上下動したときの前記支持部材と干渉しない形状を有し、前記ワーク吸着部材を載置して前記レールに沿って搬送可能な搬送部材と、を備える。

このように、露光位置よりも下方にワーク受け渡し位置及びワーク交換位置を設定し、両者の間でワークを吸着保持したワーク吸着部材を搬送可能な構造とする。そのため、露光位置にあるワークの上方に当該ワークの引き出しスペースがない場合であっても、適切にワークの搬送が可能となる。また、ワーク吸着部材ごとワークを搬送するので、接触保持できる範囲が限られたワークであっても、ワーク受け渡し位置とワーク交換位置との間の搬送を安定して行うことができる。

また、上記の露光装置において、前記搬送部材が前記ワーク受け渡し位置にあるときに前記ワークステージを上下動し、当該ワーク受け渡し位置において、前記搬送部材と前記支持部材との間で前記ワーク吸着部材を受け渡すステージ制御部を備えてもよい。
これにより、搬送部材がワーク受け渡し位置にあるときにワークステージを上昇させることで、支持部材の支持面がワーク受け渡し位置を通過して上昇する過程で、支持部材がワーク吸着部材を下面から支持し吸着保持することができる。このように、露光位置よりも下方に設定されたワーク受け渡し位置において、適切にワークが載置されたワーク吸着部材を搬送部材から支持部材へ受け渡すことができる。

また、搬送部材がワーク受け渡し位置にあるときにワークステージを下降させることで、支持部材の支持面がワーク受け渡し位置を通過して下降する過程で、搬送部材上にワーク吸着部材を載置することができる。このように、露光位置よりも下方に設定されたワーク受け渡し位置において、適切にワークが載置されたワーク吸着部材を支持部材から搬送部材へ受け渡すことができる。

さらに、上記の露光装置において、前記支持部材の前記支持面が前記退避位置にあるときに、前記ワーク吸着部材を載置した前記搬送部材を前記レールに沿って移動する搬送部材制御部を備えてもよい。
このように、支持部材の支持面が退避位置にあるときに、ワーク吸着部材を載置した搬送部材をワーク交換位置からワーク受け渡し位置に移動すれば、その後、ワークステージを上昇させることで、適切にワークを露光位置へ搬入することができる。支持部材の支持面が退避位置にあるときに、ワーク吸着部材を載置した搬送部材をワーク受け渡し位置からワーク交換位置に移動することで、適切にワークを露光位置から搬出しワークの交換作業を行うことができる。

また、上記の露光装置において、前記レールが、少なくとも前記ワーク交換位置近傍にて前記光学系を支持する部材に固定されており、前記ワークステージに対して非接触であってもよい。
このように、レールをワークステージに直接固定しない構造とすることで、ワーク吸着部材をワーク交換位置まで引き出した際に、ワーク搬送部に上下方向の力のモーメントがかかった場合であっても、ワークステージは当該力のモーメントから絶縁されることになる。そのため、上記力のモーメントによりワークステージが傾き、ワークステージと光学系との平行が維持されなくなるのを防止することができる。さらに、レールを、比較的サイズの大きい光学系を支持する部材に固定するので、上述したワーク引出時の傾きの問題は軽減される。また、レールをワーク交換位置近傍で固定するので、ワーク引出時に光学系にかかる力のモーメント自体を低減することができる。

さらにまた、上記の露光装置において、前記マスクステージ、前記光学系、及び前記ワークステージを、これらの光学的配置関係を保持する共通のフレーム部材で支持し、前記レールが、少なくとも前記ワーク交換位置近傍にて前記フレーム部材に固定されていてもよい。
このように、レールを、露光装置の各構成要素を支持する、重厚にして堅牢であるフレーム部材に固定するので、上述したワーク引出時における傾きの問題を解消することができる。仮に傾きが発生したとしても、光学系一式が傾くことになるため、各構成要素の光学的配置関係を維持することができる。

また、上記の露光装置において、前記搬送部材は、前記ワーク吸着部材を吸着保持可能であってもよい。
これにより、搬送部材をレールに沿って移動する際、搬送部材に載置したワーク吸着部材がずれ落ちるのを防止することができ、安定してワーク吸着部材を搬送することができる。

さらに、上記の露光装置において、前記支持部材は３本であって、前記３本の支持部材と前記ワーク吸着部材とは、両者の三点対偶を可能とする要素を備えてもよい。
これにより、ワークステージとワーク吸着部材とを、決められた位置に適切に位置決めすることができる。

また、上記の露光装置において、前記三点対偶を可能とする要素は、前記３本の支持部材にそれぞれ形成されたＶ溝体と、前記ワーク吸着部材に形成された先端部に曲面を有する３つの突起体とから構成されており、前記３つのＶ溝体は、各Ｖ溝体の中心軸が一点で交差するように配置されていてもよい。
これにより、比較的簡易な構成で適切な位置決めが可能となる。また、３つのＶ溝体を、各Ｖ溝体の中心軸が一点で交差するように配置するため、ワークステージやワーク吸着部材の熱膨張にかかわらず、ワーク吸着部材を決められた位置に精度良く配置することができる。

本発明の露光装置では、ワークを、露光位置よりも下方に設定されたワーク受け渡し位置からワーク吸着部材ごと水平方向に引き出すことができる。そのため、ワークステージ上方のスペースが極めて狭い場合であっても、ワークを容易に交換することができる。

本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。 光学ベンチとレールとの接続方法の一例を示す図である。 ワーク受け渡し位置における引出機構とワークステージとを示す図である。 ワーク交換位置における引出機構とワークステージとを示す図である。 Ｖ溝状保持部材の構成を示す図である。 Ｖ溝三点支持方式について説明する図である。 搬送部材の一例を示す図である。 ワークステージが露光位置にある状態を示す図である。 ワークステージとワーク吸着板との吸着状態を示す拡大図である。 ワークステージから引出機構にワーク吸着板を受け渡した状態を示す図である。 引出機構とワーク吸着板との吸着状態を示す拡大図である。 ワーク交換位置におけるワーク取外し時の状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
露光装置１００は、ワークＷを露光する投影露光装置である。ここで、ワークＷは、シリコンワークやプリント基板または液晶パネル用のガラス基板等であり、その表面にはレジスト膜が塗布されている。
露光装置１００は、光照射部１１と、マスク１２と、投影光学系１３と、ワークステージ１４と、ワーク吸着板（ワーク吸着部材）１５、ステージ駆動機構１６とを備える。
光照射部１１は、紫外線を含む光を放射する露光用光源であるランプ１１ａと、ランプ１１ａからの光を反射するミラー１１ｂとを有する。ランプ１１ａ及びミラー１１ｂは、ランプハウス１１ｃに収容されている。

また、マスク１２には、ワークＷに露光（転写）されるマスクパターンが形成されている。マスク１２は、マスクステージ１２ａによって水平状態を保って保持されている。
投影光学系１３は、マスク１２に形成されたマスクパターンをワークＷ上に投影する投影レンズ（不図示）を備える。
ワークステージ１４は、ワークＷを吸着保持するワーク吸着板１５を支持するためのものである。ワークステージ１４は、基台１４ａと、基台１４ａの上に立設された複数本（ここでは３本）の支持部材である支柱１４ｂとを備える。ワークステージ１４は、これら支柱１４ｂの上端部にワーク吸着板１５を載置し、当該ワーク吸着板１５を吸着保持可能に構成されている。

ワークステージ１４は、ステージ駆動機構１６によって、ＸＹＺ方向、さらに必要に応じてθ回転方向に移動可能に構成されている。ステージ駆動機構１６は、コントローラ３１が操作するステージ制御部３２によって駆動される。
ここで、Ｘ方向とは図１の左右方向であり、Ｙ方向とは図１の紙面垂直方向であり、Ｚ方向とは図１の上下方向である。

また、露光装置１００は、当該露光装置１００の各構成要素を保持するための光学ベンチ（フレーム部材）１７を備える。
光照射部１１、マスクステージ１２ａ及び投影光学系１３は、光学ベンチ１７の側壁から水平方向に突設された支持部材１７ａ，１７ｂ及び１７ｃにそれぞれ支持されている。また、ワークステージ１４は、光学ベンチ１７の底部に載置されている。
このように、露光装置１００の各構成要素を、光学的配置関係を保持した状態で１つのフレーム部材に固定する。これにより、例えば振動などによって生じる互いの傾きなどの位置ずれを低減した構造としている。

また、露光装置１００は、マスク１２とワークＷとの位置合わせ（アライメント）を行うためのアライメント顕微鏡１８ａ及び１８ｂを備える。アライメント顕微鏡１８ａ及び１８ｂは、例えばＣＣＤカメラ等を含んで構成されている。
アライメント顕微鏡１８ａは、投影光学系１３とワークステージ１４との間に配置され、ワークＷ表面に形成されたアライメントマーク（ワークマーク）と、マスク１２に形成されたアライメントマーク（マスクマーク）とを検出する。アライメント顕微鏡１８ａは、不図示の顕微鏡移動機構によって、投影光学系１３とワークステージ１４との間に挿入退避可能に構成されている。
アライメント顕微鏡１８ｂは、ワークステージ１４の下側（ワークＷの裏側）に配置され、ワークＷ裏面に形成されたアライメントマーク（ワークマーク）と、マスク１２に形成されたアライメントマーク（マスクマーク）とを検出する。

さらに、露光装置１００は、ワーク吸着板１５をワーク受け渡し位置と露光装置１００外のワーク交換位置との間で移動させることで、ワークステージ１４に対してワークＷを搬入搬出するワーク搬送部としての引出機構２０を備える。ここで、ワーク受け渡し位置とは、露光を行う露光位置と、当該露光位置よりも下方に設定された退避位置との間に設定された位置である。また、ワーク交換位置とは、ワーク受け渡し位置と同じＸＹ平面内で、且つ光学ベンチ１７の外部に設定された位置である。

引出機構２０は、ワーク吸着板１５を載置して搬送可能な搬送部材２１と、搬送部材２１の移動方向であるＸ方向に沿って延びるレール２２とを備える。
レール２２は、ワーク受け渡し位置とワーク交換位置との間に延在し、図２に示すように、その両端が光学ベンチ１７の側壁に固定された支持部材１７ｄに固定されている。このように、レール２２は、少なくともワーク交換位置近傍で光学ベンチ１７に固定されている。

以下、ワークステージ１４及び引出機構２０の構成について具体的に説明する。
図３は、搬送部材２１がワーク受け渡し位置にあるときのワークステージ１４及び引出機構２０を示す図である。また、図４は、搬送部材２１がワーク交換位置にあるときのワークステージ１４及び引出機構２０を示す図である。
ワーク吸着板１５には、真空吸着穴１５ａが複数形成されている。また、ワーク吸着板１５には、図示しない真空吸着経路および真空継手が設けられており、ワークＷを載置した状態で当該ワークＷを真空吸着保持することが可能となっている。

ワーク吸着板１５が露光位置にあり、ワーク吸着板１５上のワークＷが露光状態にあるときには、ワーク吸着板１５はワークステージ１４の支柱１４ｂに吸着保持される。
各支柱１４ｂの上端部には、図４に示すように、それぞれワーク吸着板１５を保持するためのＶ溝状保持部材１４ｃが設けられており、３本の支柱１４ｂとワーク吸着板１５との三点対偶を可能とする構造となっている。具体的には、Ｖ溝状保持部材１４ｃは、図５に示すように、Ｖ溝体１４１ｃと当該Ｖ溝体１４１ｃに取り付けられた吸着パッド１４２ｃとによって構成されている。

本実施形態では、３本の支柱１４ｂに設けられた３つのＶ溝状保持部材１４ｃによって、ワーク吸着板１５をＶ溝三点支持方式により保持する。
ここで、Ｖ溝三点支持方式とは、３つのボール状部材と３つのＶ溝体とを用い、一方の部材に設けられたボール状部材を他方の部材に設けられたＶ溝体に係合させて、上記一方の部材を上記他方の部材に対して正確に位置決めする方式である。本実施形態では、ワーク吸着板１５のワークステージ１４に対する位置決めに、このＶ溝三点支持方式を用いる。

図６は、Ｖ溝三点支持方式について説明する図である。図６において、Ｖ溝状保持部材１４ｃについてはＶ溝体１４１ｃのみを図示している。
この図６に示すように、３つのＶ溝体１４１ｃは、それぞれ溝の方向が一点Ｑで交差するように配置されている。点Ｑの位置は、例えばワークステージ１４の基台１４ａの中央位置とする。また、ワーク吸着板１５の下面（Ｖ溝体１４１ｃと対向する側の面）には、ボール状部材として、先端が曲面を有する突起部（突起体）１５ｂが形成されており、当該突起部１５ｂがＶ溝体１４１ｃに係合する構造となっている。
このような構造により、ワークステージ１４の基台１４ａやワーク吸着板１５の熱膨張にかかわらず、ワーク吸着板１５を繰り返し着脱した場合であっても、ワーク吸着板１５を決められた位置に精度良く配置することができる。

また、各支柱１４ｂの内部には、図示しない真空吸着経路（配管）が設けられており、図示しないロータリーポンプ等の真空供給装置と接続されている。そして、各支柱１４ｂは、Ｖ溝状保持部材１４ｃで保持したワーク吸着板１５を真空吸着により保持することが可能になっている。
すなわち、ワークステージ１４は、高精度に位置決めされたワーク吸着板１５を、その位置を乱すことなく保持することができる。

次に、引出機構２０の構成について具体的に説明する。
搬送部材２１は、例えば図７に示すように、Ｘ方向におけるワーク受け渡し位置側に開口部を有する略Ｕ字状の部材である。搬送部材２１の形状は、搬送部材２１がワーク受け渡し位置にある状態で、ワークステージ１４が露光位置と退避位置との間を上下動したときに、支柱１４ｂと干渉しない形状に設計されている。
ここで、ワークステージ１４が露光位置にある状態とは、支柱１４ｂにおけるワーク吸着板１５の支持面、即ち、支柱１４ｂの上端部に設けられたＶ溝状保持部材１４ｃが露光位置にある状態をいい、ワークステージ１４が退避位置にある状態とは、支柱１４ｂの上記支持面が退避位置にある状態をいう。

なお、搬送部材２１は、上記のＵ字状の部材に限定されるものではなく、例えば、Ｘ方向におけるワーク受け渡し位置側に開口部を有するＥ字状等の部材であってもよいし、支柱１４ｂ間をＸ方向に通過可能な矩形状等の部材であってもよい。
搬送部材２１の開口部とは反対側の側面には、作業者が把持可能な把持部２３が設けられている。搬送部材２１は、手動または自動（不図示の搬送部材制御部）によりレール２２に沿って移動可能である。

さらに、搬送部材２１の上面には、ワーク吸着板１５を保持するためのＶ溝状保持部材２１ａが複数（ここでは３個）設けられている。このＶ溝状保持部材２１ａは、上述したＶ溝状保持部材１４ｃと同様に、Ｖ溝体と当該Ｖ溝体に取り付けられた吸着パッドとによって構成されている。
ワーク吸着板１５の下面には、ボール状部材として、上述した突起部１５ｂと同様の構成を有する突起部１５ｃが形成されている。そして、その突起部１５ｃをＶ溝状保持部材２１ａのＶ溝体に係合させることで、ワーク吸着板１５を搬送部材２１に対して位置決め可能となっている。

また、レール２２には、ワーク受け渡し位置近傍とワーク交換位置近傍とに、それぞれストッパ２４ａ，２４ｂが設けられている。すなわち、搬送部材２１は、ワーク受け渡し位置に向けてレール２２に沿って移動したとき、ワーク受け渡し位置側ストッパ２４ａに当接してワーク受け渡し位置で停止するようになっている。同様に、搬送部材２１は、ワーク交換位置に向けてレール２２に沿って移動したときには、ワーク交換位置側ストッパ２４ｂに当接してワーク交換位置で停止するようになっている。

さらに、本実施形態では、ワーク受け渡し位置において、ワークステージ１４と引出機構２０との間でワーク吸着板１５の受け渡しを可能とする。引出機構２０からワークステージ１４へワーク吸着板１５を受け渡す場合には、ワークステージ１４が退避位置にあり、且つワーク吸着板１５を載置した搬送部材２１がワーク受け渡し位置にあるときに、ステージ駆動機構１６によってワークステージ１４を退避位置から露光位置に向けて上昇させる。そして、ワークステージ１４がワーク受け渡し位置を通過する過程で、ワーク吸着板１５を搬送部材２１から分離し、代わりに支柱１４ｂでワーク吸着板１５を支持するようにする。

逆に、ワークステージ１４から引出機構２０へワーク吸着板１５を受け渡す場合には、ワーク吸着板１５を保持したワークステージ１４が露光位置にあり、且つ搬送部材２１がワーク受け渡し位置にあるときに、ステージ駆動機構１６によってワークステージ１４を露光位置から退避位置へ向けて下降させる。そして、ワークステージ１４がワーク受け渡し位置を通過する過程で、ワーク吸着板１５を支柱１４ｂから分離し、代わりに搬送部材２１でワーク吸着板１５を保持するようにする。

以下、本実施形態の動作について具体的に説明する。ここでは、ワークＷの交換手順について具体的に説明する。
図８は、露光処理を行っているときのワークステージ１４の状態を示す図である。
この図８に示すように、露光処理を行っている間、ワークＷを保持したワーク吸着板１５は、露光位置にてワークステージ１４によって保持されている。すなわち、ワークステージ１４は、ステージ駆動機構１６によって露光位置に移動した状態である。
この状態では、図９に示すように、各支柱１４ｂのＶ溝状保持部材１４ｃを構成する吸着パッドはワーク吸着板１５の下面に接触している。このとき、ワーク吸着板１５の下面に形成されたボール状部材１５ｂ（図１１）は、Ｖ溝状保持部材１４ｃを構成するＶ溝体の溝内に入り込んでいる。また、各支柱１４ｂには真空が供給されており、各支柱１４ｂはワーク吸着板１５を下面から支持して吸着保持している。
このように、支柱１４ｂは、高精度に位置決めした状態で、ワーク吸着板１５を真空吸着により支持している。

この状態から、露光処理が終了したワークＷを交換する場合には、先ず、ワーク吸着板１５をワークステージ１４から引出機構２０に受け渡す。
はじめに、コントローラ３１は、支柱１４ｂによるワーク吸着板１５の真空吸着を解除する。次に、コントローラ３１は、図８に示すように搬送部材２１がワーク受け渡し位置にある状態でステージ制御部３２を操作し、ステージ駆動機構１６を駆動してワークステージ１４を露光位置から退避位置に向けて下降させる。このとき、ワークステージ１４の下降に伴ってワーク吸着板１５も露光位置から退避位置に向けて下降する。

当該下降の過程でワークステージ１４がワーク受け渡し位置より下方に移動し、図１０及び図１１に示すように支柱１４ｂの上端部が搬送部材２１よりも下方に移動すると、ワーク吸着板１５はワーク受け渡し位置において支柱１４ｂから分離し、代わりに搬送部材２１によって保持される。このようにして、ワーク吸着板１５をワークステージ１４から引出機構２０に受け渡す。
すると、コントローラ３１は、搬送部材２１のＶ溝状保持部材２１ａを構成する吸着パッドに真空を供給する。これにより、当該吸着パッドは、図１１に示すようにワーク吸着板１５の下面に吸着した状態となる。また、このときワーク吸着板１５の下面に形成されたボール状部材１５ｃ（図９）は、Ｖ溝状保持部材２１ａを構成するＶ溝体の溝内に入り込んだ状態となる。このようにして、ワーク吸着板１５は、搬送部材２１によって真空吸着される。

この状態から、手動または自動により搬送部材２１がワーク交換位置まで移動されると、コントローラ３１は、ワーク吸着板１５によるワークＷの真空吸着を解除する。これにより、ワークＷがワーク吸着板１５から取り外し可能な状態となる。
このように、本実施形態では、搬送部材２１によってワークＷをワーク吸着板１５ごと露光位置から搬出する。そして、搬送部材２１によってワークＷを光学ベンチ１７の外まで引き出した状態で、作業者はワークＷの交換作業を行う。

また、ワークＷを露光位置に搬入する場合には、上記とは逆の手順を行う。
すなわち、ワーク交換位置において、作業者は、露光処理が終了したワークＷをワーク吸着板１５から取り外し、当該ワーク吸着板１５に、次に露光処理を行うワークＷを載置する。そして、手動または自動によりワークＷを載置した搬送部材２１をワーク受け渡し位置まで移動した後、コントローラ３１がステージ制御部３２を操作し、ステージ駆動機構１６を駆動してワークステージ１４を退避位置から露光位置へ向けて上昇させる。

その上昇の過程でワークステージ１４がワーク受け渡し位置より上方に移動し、図８及び図９に示すように支柱１４ｂの上端部が搬送部材２１よりも上方に移動すると、ワーク吸着板１５はワーク受け渡し位置において搬送部材２１から分離し、代わりに支柱１４ｂによって支持される。このようにして、ワーク吸着板１５を引出機構２０からワークステージ１４に受け渡し、ワークＷを露光位置にセットする。
露光位置では、露光装置１００は、マスクパターンを形成したマスク１２と、そのパターンが転写されるワークＷとを所定の位置関係となるよう位置合わせ（アライメント）を行い、その後、ワークＷに露光光を照射する。

アライメントとしては、例えば、低倍率のアライメント顕微鏡を用いたプリアライメントと、高倍率のアライメント顕微鏡を用いたファインアライメントとを行う方法を採用する。
すなわち、図１に示すアライメント顕微鏡１８ａ，１８ｂは、それぞれ低倍率のプリアライメント顕微鏡と高倍率のファインアライメント顕微鏡とで構成する。
先ず、作業者は、引出機構２０の搬送部材２１がワーク交換位置にある状態で、ワーク吸着板１５上にワークＷを載置する際、ワークＷに形成されたアライメントマーク（ワークマーク）が低倍率のプリアライメント顕微鏡の視野内に入るようにする。この時点での位置合わせ精度誤差は、例えば１ｍｍ以内とする。

その後、上述したようにワーク吸着板１５が露光位置に搬入され、ワークＷが露光位置にセットされると、不図示の顕微鏡移動機構によってアライメント顕微鏡１８ａを投影光学系１３とワークＷとの間に挿入し、プリアライメント顕微鏡によりワークマークを検出する。そして、コントローラ３１は、ステージ駆動機構１６を駆動して、当該ワークマークが高倍率のファインアライメント顕微鏡の視野内に入るようにワークステージ１４を移動する。このプリアライメントでの位置合わせ精度誤差は、例えば数百μｍ以内とする。

次に、ファインアライメント顕微鏡によってワークマークを検出する。そして、コントローラ３１は、ステージ駆動機構１６を駆動して、当該ワークマークとマスク１２に形成されたアライメントマーク（マスクマーク）とが一致するように、或いは両者が所定の位置関係となるように、ワークステージ１４を移動する。このファインアライメントでの位置合わせ精度誤差は、例えば１μｍ以内とする。
アライメントが終了すると、不図示の顕微鏡移動機構によってアライメント顕微鏡１８ａを露光光照射領域から退避し、ワークＷに露光光を照射し露光処理を行う。

以上のように、本実施形態における露光装置１００は、基台１４ａと、基台１４ａ上に立設され、ワーク吸着板１５を下面から支持して吸着保持可能な複数の支持部材１４ｂとを有するワークステージ１４を備える。そして、ワークステージ１４は、露光位置と当該露光位置よりも下方の退避位置との間で上下動可能な構成とする。
さらに、露光装置１００は引出機構２０を備え、搬送部材２１によって、ワーク吸着板１５を、露光位置と退避位置との間に位置するワーク受け渡し位置と、当該ワーク受け渡し位置と同じ高さに位置するワーク交換位置との間で搬送可能とする。ここで、搬送部材２１は、ワーク受け渡し位置において、ワークステージ１４が上下動したときの支持部材１４ｂと干渉しない形状とする。

そして、当該露光装置１００は、搬送部材２１がワーク受け渡し位置にあるときにワークステージ１４を露光位置と退避位置との間で上下動することで、搬送部材２１と支持部材１４ｂとの間でワーク吸着板１５を受け渡す。
このように、ワーク受け渡し位置を露光位置よりも下方に設定し、ワークステージ１４を露光位置から退避位置へ下降させる過程で、ワーク吸着板１５を支持部材１４ｂから搬送部材２１へ受け渡す。また、ワークステージ１４を退避位置から露光位置へ上昇させる過程で、ワーク吸着板１５を搬送部材２１から支持部材１４ｂへ受け渡す。

したがって、投影光学系１３とワークＷとの距離が極端に短い装置であっても、確実にワークＷの受け渡しが可能となる。また、ワーク吸着板１５は、搬送部材２１に載置された状態で、ワーク受け渡し位置とワーク交換位置との間で水平方向に搬送可能である。そのため、投影光学系１３とワークＷとの距離が極端に短い装置であっても、ワークＷの露光位置への搬入およびワークＷの露光位置からの搬出を適切に行うことができる。
すなわち、ワークステージ１４が退避位置にあるときに、ワーク吸着板１５を載置した搬送部材２１をワーク交換位置からワーク受け渡し位置に搬送し、ワークステージ１４を露光位置まで上昇すれば、ワーク吸着板１５を搬送部材２１から支持部材１４ｂに受け渡し、ワークＷを露光位置にセットすることができる。

また、ワークステージ１４が露光位置にあり、且つ搬送部材２１がワーク受け渡し位置にあるときに、ワークステージ１４を退避位置まで下降してワーク吸着板１５を支持部材１４ｂから搬送部材２１へ受け渡した後、搬送部材２１をワーク受け渡し位置からワーク交換位置に搬送すれば、ワークＷを露光位置から搬出することができる。
さらに、ワーク交換位置は、光学ベンチ１７外に設定されているため、作業者はワークＷの交換作業を容易に行うことができる。また、ワークＷの交換作業は光学ベンチ１７外で行うため、光学ベンチ１７内には、ワークステージ１４と引出機構２０との間でワーク吸着板１５の受け渡しを行うための、ワークステージ１４を上下動できるスペースが確保されているだけでよい。

また、搬送部材２１を支持するレールの少なくともワーク交換位置近傍は、投影光学系１３を支持している部材である光学ベンチ１７に固定する。
上述したように、ワークＷを交換しやすい位置まで引き出すために、ワーク交換位置は光学ベンチ１７外に設定されており、ワークＷの交換時には、搬送部材２１は光学ベンチ１７の外側までせり出す構造となっている。このように、搬送部材２１がワーク交換位置にあるとき、ワーク吸着板１５とワークＷとの重みよって、レール２２のワーク交換位置側端部には下方向の荷重が発生する。また、ワーク交換位置において、作業者がワーク吸着板１５にワークＷを載置する際にも、レール２２のワーク交換位置側端部には下方向の荷重が発生する。

仮に、レール２２がワークステージ１４に直接的に固定されているだけであると、上記荷重により付随的にワークステージ１４がわずかに傾くことになる。この傾きが、搬送部材２１をワーク受け渡し位置に移動しても解消されない場合、投影光学系１３の投影レンズとワーク吸着板１５上のワークＷとの平行が狂ってしまい、露光精度が低下するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、レール２２の少なくともワーク交換位置近傍を、投影光学系１３を支持している光学ベンチ１７に固定する。すなわち、レール２２は、ワークステージ１４に対してフリーな状態とする。これにより、ワークステージ１４は、引出機構２０に発生する下方向の力のモーメントから絶縁されることになり、ワーク交換時に上記のようなワークステージ１４の傾きは発生しない。そのため、投影光学系１３の投影レンズとワーク吸着板１５上のワークＷとの平行を確保することができ、高い露光精度を確保することができる。

また、光学ベンチ１７は露光装置１００を構成する多数の部材を保持しているため、重厚にして堅牢であり、重量関係からいって引出機構２０によってこの光学ベンチ１７が傾くことは考えにくい。仮に傾いたとしても、光学系一式が傾くことになり、露光装置１００の各構成要素間の位置関係は変わらないため、高い露光精度を維持することができる。
さらに、引出機構２０の搬送部材２１は、ワーク吸着板１５を吸着保持するように構成する。これにより、搬送部材２１の搬送時にワーク吸着板１５が搬送部材２１から外れないようにすることができ、ワークＷの露光位置への搬入及び露光位置からの搬出を安定して行うことができる。

さらに、ワークステージ１４は、３本の支持部材１４ｂによってワーク吸着板１５を下面から吸着保持する。ここで、支持部材１４ｂとワーク吸着板１５とは、両者の三点対偶を可能とする要素を備える。当該三点対偶を可能とする要素は、３本の支持部材１４ｂにそれぞれ形成されたＶ溝体（Ｖ溝保持部材１４ｃ）と、ワーク吸着板１５に形成された先端部に曲面を有する３つの突起体（ボール状部材１５ｂ）とから構成する。このように、ワークステージ１４は、ワーク吸着板１５を三点支持するので、当該ワーク吸着板１５を安定して保持することができる。
また、３本の支持部材１４ｂに設けられた各Ｖ溝体は、各Ｖ溝体の中心軸が一点で交差するように配置する。したがって、ワークステージ１４やワーク吸着板１５の熱膨張にかかわらず、また、ワーク吸着板１５を繰り返し着脱した場合であっても、ワーク吸着板１５を決められた位置に精度良く配置することができる。

（変形例）
なお、上記実施形態においては、引出機構２０のレール２２を光学ベンチ１７に固定する場合について説明したが、その他の部材に固定してもよい。
さらに、上記実施形態においては、支柱１４ｂを伸縮可能に構成し、当該支柱１４ｂを伸縮することでワークステージ１４を露光位置と退避位置との間で上下動する構造であってもよい。
また、上記実施形態においては、投影方式の露光装置に適用する場合について説明したが、プロキシミティ方式の露光装置やコンタクト方式の露光装置に適用することもできる。

１１…光照射部、１１ａ…ランプ、１１ｂ…ミラー、１１ｃ…ランプハウス、１２…マスク、１２ａ…マスクステージ、１３…投影レンズ、１４…ワークステージ、１４ａ…基台、１４ｂ…支柱、１４ｃ…Ｖ溝状保持部材、１５…ワーク吸着板、１５ａ…真空吸着穴、１５ｂ…突起部、１５ｃ…突起部、１６…ステージ駆動機構、１７…光学ベンチ、１７ａ〜１７ｄ…支持部材、１８ａ，１８ｂ…アライメント顕微鏡、２０…引出機構、２１…搬送部材、２２…レール、２３…把持部、２４ａ，２４ｂ…ストッパ、３１…コントローラ、３２…ステージ制御部、１００…露光装置、１４１ｃ…Ｖ溝体、１４２ｃ…吸着パッド、Ｗ…ワーク

Claims (8)

1. パターンを形成したマスクを保持するマスクステージと、光学系とを備える露光装置であって、
   前記パターンが露光されるワークを載置し、当該ワークを吸着保持するワーク吸着部材と、
   前記ワーク吸着部材を着脱可能に吸着保持するワークステージと、
   前記ワークステージに対して前記ワーク吸着部材を搬入搬出するワーク搬送部と、を備え、
   前記ワークステージは、
   基台と、当該基台上に立設され、前記ワーク吸着部材を下面から支持して吸着保持可能な複数の支持部材とを有し、当該支持部材における前記ワーク吸着部材の支持面が露光位置と当該露光位置よりも下方の退避位置との間で移動するよう上下動可能に構成されており、
   前記ワーク搬送部は、
   前記露光位置と前記退避位置との間に位置するワーク受け渡し位置と、当該ワーク受け渡し位置と同じ高さに位置するワーク交換位置との間に延在するレールと、
   前記ワーク受け渡し位置において、前記ワークステージが上下動したときの前記支持部材と干渉しない形状を有し、前記ワーク吸着部材を載置して前記レールに沿って搬送可能な搬送部材と、を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記搬送部材が前記ワーク受け渡し位置にあるときに前記ワークステージを上下動し、当該ワーク受け渡し位置において、前記搬送部材と前記支持部材との間で前記ワーク吸着部材を受け渡すステージ制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記支持部材の前記支持面が前記退避位置にあるときに、前記ワーク吸着部材を載置した前記搬送部材を前記レールに沿って移動する搬送部材制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記レールは、少なくとも前記ワーク交換位置近傍にて前記光学系を支持する部材に固定されており、前記ワークステージに対して非接触であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記マスクステージ、前記光学系、及び前記ワークステージは、これらの光学的配置関係を保持する共通のフレーム部材に支持されており、
   前記レールは、少なくとも前記ワーク交換位置近傍にて前記フレーム部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記搬送部材は、前記ワーク吸着部材を吸着保持可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記支持部材は３本であって、
   前記３本の支持部材と前記ワーク吸着部材とは、両者の三点対偶を可能とする要素を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
8. 前記三点対偶を可能とする要素は、前記３本の支持部材にそれぞれ形成されたＶ溝体と、前記ワーク吸着部材に形成された先端部に曲面を有する３つの突起体とから構成されており、
   前記３つのＶ溝体は、各Ｖ溝体の中心軸が一点で交差するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。

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