KR102014553B1 - 기판의 교환 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 스테이지 (20a) 는, 기판 홀더 (30a) 로부터 가압 기체를 분출하여 기판 (P1) 을 부상시키고, 기판 반출 장치 (93) 는, 기판 홀더 (30a) 의 상면 (기판 재치면) 을 가이드면으로 하여 기판 (P1) 을 수평면을 따라 이동시킴으로써 기판 홀더 (30a) 로부터 반출한다. 다음으로 노광 예정인 다른 기판 (P2) 은, 기판 (P1) 의 반출 동작이 실시될 때, 기판 홀더 (30a) 의 상방에 대기하고 있고, 기판 (P1) 의 반출 동작 완료 후에 기판 스테이지 (20a) 가 갖는 수의 기판 리프트 장치 (46a) 에 수수된다.

Description

기판의 교환 장치{SUBSTRATE-REPLACEMENT DEVICE}
본 발명은, 물체 교환 시스템, 물체 교환 방법, 물체 반출 방법, 물체 유지 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관련되며, 더욱 상세하게는, 물체 유지 장치에 유지되는 물체의 교환을 실시하는 물체 교환 시스템 및 방법, 물체를 물체 유지 장치로부터 반출하는 물체 반출 방법, 상기 물체 반출 방법을 포함하는 물체의 교환 방법, 물체를 유지하는 물체 유지 장치, 상기 물체 유지 장치를 포함하는 물체 교환 시스템, 상기 물체 유지 장치 또는 상기 물체 교환 시스템을 포함하는 노광 장치, 주사형 노광 장치, 상기 노광 장치를 사용한 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 상기 노광 장치를 사용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」 라고 총칭한다) 과, 유리 플레이트 또는 웨이퍼 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 를 소정의 주사 방향 (스캔 방향) 을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 이용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (소위 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 이용되고 있다.
이 종류의 노광 장치로는, 노광 대상의 기판을 기판 반송 장치를 이용하여 기판 스테이지에 대해 반입 및 반출하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
여기서, 노광 장치에서는, 기판 스테이지에 유지된 기판으로의 노광 처리가 종료하면, 그 기판은 기판 스테이지 상으로부터 반출되고, 기판 스테이지 상에는 다른 기판이 반송됨으로써, 복수의 기판에 대해 연속하여 노광 처리가 실시된다. 따라서, 복수의 기판에 대해 연속하여 노광 처리를 실시할 때에는, 기판 스테이지로부터 기판의 반출을 신속하게 실시하는 것이 바람직하다.
미국 특허 제6,559,928호 명세서
본 발명은, 상기 서술한 사정하에서 이루어진 것으로, 제 1 관점에서 보면, 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재 상에 재치 (載置) 된 물체의 교환을 실시하는 물체 교환 시스템으로서, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반입 대상 물체를 반송하는 반입 장치와, 상기 물체 유지 부재의 물체 재치면에 재치된 반출 대상 물체를 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체 재치면을 따른 방향으로 반출하는 반출 장치와, 상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반입 대상 물체를 상기 반입 장치로부터 수취하는 물체 수취 장치와, 상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반출 장치에 의해 반출되는 상기 반출 대상 물체를 가이드하는 가이드면을 규정하는 가이드 부재를 구비하는 제 1 물체 교환 시스템이다.
이것에 의하면, 반출 대상 물체는, 물체 유지 부재 상으로부터 반출될 때, 물체 유지 장치가 갖는 가이드 부재에 가이드되고, 물체 유지 부재의 물체 재치면을 따라 반출되므로, 예를 들어, 물체를 물체 유지 부재로부터 회수하기 위한 부재를 물체 유지 부재의 상방에 위치시킬 필요가 없다. 따라서, 물체의 반출 동작을 신속하게 실시할 수 있다. 또, 물체 유지 부재의 상방에는, 반입 장치를 위치시킬 수 있을 뿐인 스페이스를 형성하면 된다.
본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재 상에 재치된 물체를 교환하는 물체 교환 방법으로서, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반입 대상 물체를 반송하는 것과, 상기 물체 유지 장치에 형성된 물체 수취 장치를 이용하여, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반송된 상기 반입 대상 물체를 수취하는 것과, 상기 물체 유지 부재의 물체 재치면에 재치된 반출 대상 물체를, 상기 물체 유지 장치가 갖는 가이드 부재에 의해 규정되는 가이드면으로 가이드시키고, 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체 재치면을 따른 방향으로 상기 물체 유지 장치 외부에서 반출하는 것을 포함하는 제 1 물체 교환 방법이다.
본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재 상에 재치된 물체를 그 물체 유지 부재 상으로부터 반출하는 물체 반출 방법으로서, 상기 물체를 유지한 상기 물체 유지 장치를, 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체를 반출하는 물체 반출 위치를 향해 이동시키는 것과, 상기 물체 유지 장치가 상기 물체 반출 위치에 도달하기 전에, 상기 물체를 상기 물체 유지 부재 상으로부터 반출하는 반출 동작을 개시하는 것을 포함하는 물체 반출 방법이다.
이것에 의하면, 물체 유지 장치가 물체 반출 위치에 도달하기 전에 물체의 반출 동작이 개시되므로, 물체의 물체 유지 부재 상으로부터의 반출을 신속하게 실시할 수 있다.
본 발명은, 제 4 관점에서 보면, 본 발명의 제 3 관점에 관련된 물체 반출 방법에 의해 상기 반출 동작을 개시하는 것과, 상기 물체 유지 장치가 상기 물체 반출 위치에 도달하기 전에, 다른 물체를 소정의 대기 위치에 대기시키는 것과, 상기 물체 유지 장치가 상기 물체 반출 위치에 위치한 상태로 상기 물체를 상기 물체 유지 장치로부터 반출하는 것과, 상기 대기 위치에 위치하는 상기 다른 물체를 상기 물체 유지 장치 상으로 반입하는 것을 포함하는 제 2 물체 교환 방법이다.
본 발명은, 제 5 관점에서 보면, 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재 상에 재치된 물체의 교환을 실시하는 물체 교환 방법으로서, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반입 대상 물체를 반송하는 것과, 상기 물체 유지 장치에 형성된 물체 수취 장치를 이용하여, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반송된 상기 반입 대상 물체를 수취하는 것과, 상기 물체 유지 부재의 물체 재치면에 재치된 반출 대상 물체를, 상기 물체 유지 장치가 갖는 가이드 부재에 의해 규정되는 가이드면으로 가이드시키고, 상기 물체 유지 장치가 갖는 물체 반출 장치를 이용하여 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체 재치면을 따른 방향으로 반출하는 것을 포함하는 제 3 물체 교환 방법이다.
본 발명은, 제 6 관점에서 보면, 반입된 물체가 재치되는 물체 재치면을 갖고, 상기 물체 재치면 상에 재치된 상기 물체를 유지 가능한 물체 유지 부재와, 상기 물체 유지 부재가 유지하는 상기 물체를 상기 물체 유지 부재 상으로부터 외부로 반출하는 반출 장치를 구비하는 물체 유지 장치이다.
이것에 의하면, 물체 유지 장치가 반출 장치를 구비하고 있으므로, 물체의 반출 동작을 임의의 타이밍으로 실시할 수 있다. 따라서, 물체의 물체 유지 장치로부터의 반출을 신속하게 실시할 수 있다.
본 발명은, 제 7 관점에서 보면, 본 발명의 제 6 관점에 관련된 물체 유지 장치와, 상기 물체 유지 부재의 상방으로 반입 대상 물체를 반송하는 반입 장치와, 상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반입 대상 물체를 상기 반입 장치로부터 수취하는 물체 수취 장치와, 상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반출 장치에 의해 반출되는 반출 대상 물체를 가이드하는 가이드면을 규정하는 가이드 부재를 구비하는 제 2 물체 교환 시스템이다.
본 발명은, 제 8 관점에서 보면, 본 발명의 제 6 관점에 관련된 물체 유지 장치, 본 발명의 제 1 관점에 관련된 제 1 물체 교환 시스템, 및 본 발명의 제 7 관점에 관련된 제 2 물체 교환 시스템 중 어느 것과, 상기 물체 유지 장치에 유지된 상기 물체에 대해 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 제 1 노광 장치이다.
본 발명은, 제 9 관점에서 보면, 노광시에 에너지 빔에 대해 물체를 주사 방향으로 이동시키는 주사형 노광 장치로서, 소정의 이차원 평면 내에서 상기 주사 방향에 직교하는 제 1 방향으로 이동 가능한 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체 상에서 상기 주사 방향에 평행한 제 2 방향으로 이동 가능하고 또한 상기 제 1 이동체와 함께 상기 제 1 방향으로 이동 가능한 제 2 이동체와, 상기 물체를 유지 가능하도록 형성되고, 상기 제 2 이동체의 상방에 배치되고, 상기 제 2 이동체의 이동에 의해 상기 물체와 일체적으로 상기 소정의 이차원 평면에 평행한 방향으로 유도되는 물체 유지 장치와, 상기 제 1 이동체에 형성되고, 상기 물체 유지 장치에 대해 상기 물체를 소정의 반출 방향으로 구동하는 반출 장치를 구비하는 제 2 노광 장치이다.
이것에 의하면, 물체를 반출하는 반출 장치가 주사 방향에 직교하는 방향으로 이동하는 제 1 이동체에 형성되어 있으므로, 주사 방향으로 이동하는 제 2 이동체의 관성 질량이 증가하지 않고, 특히 주사 노광시에 있어서 고정밀도로 물체의 위치 제어가 가능해진다.
본 발명은, 제 10 관점에서 보면, 본 발명의 제 8 관점에 관련된 제 1 노광 장치, 또는 본 발명의 제 9 관점에 관련된 제 2 노광 장치를 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.
본 발명은, 제 11 의 관점에서 보면, 본 발명의 제 8 관점에 관련된 제 1 노광 장치, 또는 본 발명의 제 9 관점에 관련된 제 2 노광 장치를 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.
도 1 은, 제 1 실시형태의 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 기판 반출 장치의 평면도이다.
도 3 은, 도 2 의 기판 스테이지의 A－A 선 단면도이다.
도 4 (A) 및 도 4 (B) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 5 (A) 및 도 5 (B) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 3 및 그 4) 이다.
도 6 (A) 및 도 6 (B) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 5 및 그 6) 이다.
도 7 (A) 및 도 7 (B) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 7 및 그 8) 이다.
도 8 (A) 및 도 8 (B) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 9 및 그 10) 이다.
도 9 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 기판 반출 장치의 평면도이다.
도 10 은, 도 9 의 B-B 선 단면도이다.
도 11 은, 제 3 실시형태의 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도 11 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 포트부의 평면도이다.
도 13 은, 도 12 의 기판 스테이지의 선 단면도 (도 12 의 C-C 선 단면도) 이다.
도 14 (A) 및 도 14 (B) 는, 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 15 (A) 및 도 15 (B) 는, 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 3 및 그 4) 이다.
도 16 (A) 및 도 16 (B) 는, 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 5 및 그 6) 이다.
도 17 (A) 및 도 17 (B) 는, 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 7 및 그 8) 이다.
도 18 (A) 및 도 18 (B) 는, 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 9 및 그 10) 이다.
도 19 는, 제 3 실시형태의 기판 반출시에 있어서의 기판 스테이지와 포트부의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 (A) ∼ 도 20 (C) 는, 제 3 실시형태의 기판 반출시에 있어서의 기판의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 21 은, 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 포트부의 평면도이다.
도 22 는, 도 21 의 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 포트부의 단면도이다.
도 23 은, 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 포트부의 평면도이다.
도 24 는, 제 6 실시형태에 관련된 기판 스테이지의 단면도이다.
도 25 (A) ∼ 도 25 (C) 는, 제 6 실시형태에 있어서의 기판의 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 26 (A) ∼ 도 26 (C) 는, 제 1 변형예에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 27 (A) ∼ 도 27 (C) 는, 제 1 변형예에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 4 ∼ 그 6) 이다.
도 28 은, 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (기판 홀더 및 기판 반출 장치) 의 평면도이다.
도 29 (A) 및 도 29 (B) 는, 제 3 변형예에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 30 (A) 및 도 30 (B) 는, 제 3 변형예에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 3 및 그 4) 이다.
도 31 은, 제 7 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 32 는, 도 31 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 33 은, 도 32 의 기판 스테이지 장치를 ＋Y 측에서 본 측면도이다.
도 34 는, 도 33 의 기판 스테이지 장치의 E-E 선 단면도이다.
도 35 는, 제 7 실시형태의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 (기판 홀더), 기판 반입 장치, 및 포트부의 평면도이다.
도 36 (A) 및 도 36 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 37 (A) 및 도 37 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 3 및 그 4) 이다.
도 38 (A) 및 도 38 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 5 및 그 6) 이다.
도 39 (A) 및 도 39 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 7 및 그 8) 이다.
도 40 (A) 및 도 40 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 9 및 그 10) 이다.
도 41 (A) 및 도 41 (B) 는, 제 7 실시형태에 있어서의 기판 교환 동작을 설명하기 위한 도면 (그 11 및 그 12) 이다.
도 42 는, 제 8 실시형태에 관련된 기판 스테이지의 평면도로서, 기판 반출 동작 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 43 은, 도 42 의 기판 스테이지의 단면도이다.
도 44 는, 제 8 실시형태에 관련된 기판 스테이지의 평면도로서, 기판 반출 동작시의 상태를 나타내는 도면이다.
도 45 는, 도 44 의 기판 스테이지의 단면도이다.
도 46 은, 제 4 변형예에 관련된 기판 스테이지를 나타내는 도면이다.
도 47 은, 제 5 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치가 갖는 기판 홀더의 평면도이다.
도 48 (A) 는, 도 47 의 F-F 선 단면도, 도 48 (B) 는, 도 48 (A) 의 G-G 선 단면도, 도 48 (C) 는, 제 5 변형예에 관련된 기판 리프트 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 49 (A) 및 도 49 (B) 는, 도 48 (A) 의 기판 리프트 장치의 내부 구조를 나타내는 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 50 (A) ∼ 도 50 (D) 는, 제 5 변형예에 관련된 기판 스테이지에 있어서의 기판의 반입 및 반출 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 4) 이다.
도 51 (A) 및 도 51 (B) 는, 제 6 변형예에 관련된 기판 리프트 장치를 나타내는 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 52 는, 제 7 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 53 은, 제 8 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
≪제 1 실시형태≫
이하, 제 1 실시형태에 대하여 도 1 ∼ 도 8 (B) 를 이용하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10a) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10a) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 투영 노광 장치이다.
액정 노광 장치 (10a) 는, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 표면 (도 1 에서 ＋Z 측을 향한 면) 에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 장치 (PSTa), 기판 반입 장치 (80a), 외부 장치와의 사이에서 기판의 수수 (授受) 를 실시하는 포트부 (90), 및 이들의 제어계 등을 포함한다. 이하에 있어서는, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대해 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X 축에 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 회전의 회전 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 방향에 관한 위치를 각각 X 위치, Y 위치, 및 Z 위치로 하여 설명을 실시한다.
조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 도시되지 않은 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 각각 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 통해, 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 i 선 (파장 365 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), h 선 (파장 405 ㎚) 등의 광 (혹은, 상기 i 선, g 선, h 선의 합성 광) 이 이용된다.
마스크 스테이지 (MST) 에는, 회로 패턴 등이 그 패턴 면에 형성된 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착에 의해 흡착 유지되고 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 장치 본체 (보디) 의 일부인 경통 정반 (16) 상에 탑재되고, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (도시 생략) 에 의해 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 긴 스트로크로 구동됨과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동된다. 마스크 스테이지 (MST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함한다) 는, 도시되지 않은 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 간섭계 시스템에 의해 계측된다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 스테이지 (MST) 의 하방에 배치되고, 경통 정반 (16) 에 지지되고 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시된 투영 광학계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역이 지그재그 형상으로 배치된 복수의 투영 광학계를 포함하고, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 장방형상의 단일 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다 (소위 멀티 렌즈 투영 광학계). 본 실시 형태에서는, 복수의 투영 광학계 각각으로는, 예를 들어 양측 텔레센트릭한 등배계로 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 것이 이용되고 있다.
이 때문에, 조명계 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액인 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 (MST) 와 기판 스테이지 장치 (PSTa) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 를 주사 방향으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 기판 (P) 을 주사 방향으로 상대 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시 형태에서는 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.
기판 스테이지 장치 (PSTa) 는, 정반 (12), 및 정반 (12) 의 상방에 배치된 기판 스테이지 (20a) 를 구비하고 있다.
정반 (12) 은, 평면에서 보아 (＋Z 측에서 보아) 사각형의 판 형상 부재로 이루어지고, 그 상면은 평면도가 매우 높게 마무리되어 있다. 정반 (12) 은, 장치 본체의 일부인 기판 스테이지 가대 (架臺) (13) 상에 탑재되어 있다. 기판 스테이지 가대 (13) 를 포함하여, 장치 본체는 클린 룸의 플로어 (11) 상에 설치된 방진 장치 (14) 상에 탑재되어 있고, 이에 따라 상기 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL) 등이 플로어 (11) 에 대해 진동적으로 분리된다.
기판 스테이지 (20a) 는, X 조동 (粗動) 스테이지 (23X), X 조동 스테이지 (23X) 상에 탑재되고 X 조동 스테이지 (23X) 와 함께 소위 갠트리식 XY 2 축 스테이지 장치를 구성하는 Y 조동 스테이지 (23Y), Y 조동 스테이지 (23Y) 의 ＋Z 측 (상방) 에 배치된 미동 스테이지 (21), 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (30a), 정반 (12) 상에서 미동 스테이지 (21) 를 하방으로부터 지지하는 중량 캔슬 장치 (26), 기판 (P) 을 기판 홀더 (30a) 로부터 이간시키기 위한 복수의 기판 리프트 장치 (46a) (도 1 에서는 도시 생략. 도 3 참조) 등을 구비하고 있다.
X 조동 스테이지 (23X) 는 평면에서 보아 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형 부재로 이루어지고, 그 중앙부에 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 긴 구멍 형상의 개구부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. X 조동 스테이지 (23X) 는, 플로어 (11) 상에 장치 본체와 분리되어 설치된 X 축 방향으로 연장되는 도시되지 않은 가이드 부재 상에 탑재되어 있고, 예를 들어 노광시의 스캔 동작시, 기판 교환 동작시 등에 리니어 모터 등을 포함하는 X 스테이지 구동계에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다.
Y 조동 스테이지 (23Y) 는 평면에서 보아 사각형 부재로 이루어지고, 그 중앙부에 개구부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. Y 조동 스테이지 (23Y) 는, X 조동 스테이지 (23X) 상에 Y 리니어 가이드 장치 (25) 를 통해 탑재되어 있고, 예를 들어 노광시의 Y 스텝 동작시 등에 리니어 모터 등을 포함하는 Y 스테이지 구동계에 의해 X 조동 스테이지 (23X) 상에서 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 또, Y 조동 스테이지 (23Y) 는, Y 리니어 가이드 장치 (25) 의 작용에 의해, X 조동 스테이지 (23X) 와 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다.
미동 스테이지 (21) 는 평면에서 보아 거의 정방형의 높이가 낮은 직방체 형상의 부재로 이루어진다. 미동 스테이지 (21) 는, Y 조동 스테이지 (23Y) 에 고정된 고정자와, 미동 스테이지 (21) 에 고정된 가동자로 이루어지는 복수의 보이스 코일 모터 (혹은 리니어 모터) 를 포함하는 미동 스테이지 구동계에 의해, Y 조동 스테이지 (23Y) 에 대해 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy, θz 방향) 으로 미소 구동된다. 복수의 보이스 코일 모터에는, 미동 스테이지 (21) 를 X 축 방향으로 미소 구동하는 복수 (도 1 에서는 지면 안길이 방향으로 중첩되어 있다) 의 X 보이스 코일 모터 (29x), 미동 스테이지 (21) 를 Y 축 방향으로 미소 구동하는 복수의 Y 보이스 코일 모터 (도시 생략), 미동 스테이지 (21) 를 Z 축 방향으로 미소 구동하는 복수 (예를 들어 미동 스테이지 (21) 의 네 모퉁이부에 대응하는 위치에 배치되어 있다) 의 Z 보이스 코일 모터 (29z) 가 포함된다.
또, 미동 스테이지 (21) 는, 상기 복수의 보이스 코일 모터를 통해 Y 조동 스테이지 (23Y) 로 유도됨으로써, Y 조동 스테이지 (23Y) 와 함께 X 축 방향 및/또는 Y 축 방향으로 XY 평면을 따라 소정의 스트로크로 이동한다. 미동 스테이지 (21) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 미동 스테이지 (21) 에 미러 베이스 (24) 를 통해 고정된 이동경 (X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경 (22x) 과, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경 (도시 생략)) 에 측장 빔을 조사하는 도시되지 않은 간섭계 (X 이동경 (22x) 을 이용하여 미동 스테이지 (21) 의 X 위치를 계측하는 X 간섭계와, Y 이동경을 이용하여 미동 스테이지 (21) 의 Y 위치를 계측하는 Y 간섭계를 포함한다) 를 포함하는 기판 간섭계 시스템에 의해 구해진다. 미동 스테이지 구동계 및 기판 간섭계 시스템의 구성에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (21) 에는, 그 상면 (＋Z 면) 및 하면 (－Z 면) 에 개구되는 (Z 축 방향으로 관통한다) 복수의 구멍부 (21a) 가 후술하는 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또, 미러 베이스 (24) 에도 마찬가지로, 기판 리프트 장치 (46a) 에 대응하는 구멍부 (24a) 가 형성되어 있다.
기판 홀더 (30a) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 사각형의 높이가 낮은 직방체 형상의 부재로 이루어지고, 미동 스테이지 (21) 의 상면 상에 고정되어 있다. 기판 홀더 (30a) 의 상면에는, 도시되지 않은 구멍부가 복수 형성되어 있다. 기판 홀더 (30a) 는, 기판 스테이지 (20a) 의 외부에 형성된 배큐엄 장치, 및 컴프레서 (각각 도시 생략) 에 선택적으로 접속 가능하게 되어 있고, 상기 배큐엄 장치에 의해 기판 (P) (도 3 에서는 도시 생략. 도 1 참조) 을 흡착 유지하는 것, 및 상기 컴프레서로부터 공급되는 가압 기체를 분출함으로써 기판 (P) 을 미소한 클리어런스를 통해 부상시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 기체의 흡인 및 분출은 공통 구멍부를 이용하여 실시해도 되고, 각각 전용 구멍부를 사용해도 된다.
또, 기판 홀더 (30a) 에는, 그 상면 (＋Z 면) 및 하면 (－Z 면) 에 개구되는 (Z 축 방향으로 관통한다) 복수의 구멍부 (31a) 가 후술하는 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 기판 홀더 (30a) 의 상면에 있어서의 ＋X 측의 단부이며, Y 축 방향에 관한 중앙부에는, ＋Z 측 및 ＋X 측에 개구된 절결 (切缺) (32) 이 형성되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 중량 캔슬 장치 (26) 는, Z 축 방향으로 연장되는 1 개의 기둥 형상의 부재로 이루어지고 (심주라고도 칭해진다), 레벨링 장치 (27) 라고 칭해지는 장치를 통해 미동 스테이지 (21) 의 중앙부를 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 조동 스테이지 (23X) (도 3 에서는 도시 생략. 도 1 참조), 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 각각의 개구부 내에 삽입되어 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 하면부에 장착된 복수의 에어 베어링 (26a) 을 통해 정반 (12) 상에 미소한 클리어런스를 통해 부상되어 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 Z 축 방향에 관한 중심 높이 위치에서 복수의 연결 장치 (26b) 를 통해 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 접속되어 있고, Y 조동 스테이지 (23Y) 에 견인됨으로써, 그 Y 조동 스테이지 (23Y) 와 함께 Y 축 방향 및/또는 X 축 방향으로 정반 (12) 상을 이동한다.
중량 캔슬 장치 (26) 는, 예를 들어 도시되지 않은 공기 스프링을 갖고 있으며, 공기 스프링이 발생하는 연직 방향 상향의 힘에 의해, 미동 스테이지 (21), 레벨링 장치 (27), 기판 홀더 (30a) 를 포함하는 계의 중량 (연직 방향 하향의 힘) 을 캔슬하고, 이에 따라 미동 스테이지 구동계가 갖는 복수의 보이스 코일 모터의 부하를 경감한다. 레벨링 장치 (27) 는, 미동 스테이지 (21) 를 XY 평면에 대해 요동 (틸트 동작) 가능하게 하방으로부터 지지하고 있다. 레벨링 장치 (27) 는, 도시되지 않은 에어 베어링을 통해 중량 캔슬 장치 (26) 에 하방으로부터 비접촉 지지되고 있다. 미동 스테이지 (21) 의 XY 평면에 대한 경사량 정보는, 미동 스테이지 (21) 의 하면에 장착된 복수의 Z 센서 (26c) 에 의해, 중량 캔슬 장치 (26) 에 장착된 타겟 (26d) 을 이용하여 구해진다. 레벨링 장치 (27), 연결 장치 (26b) 를 포함하여, 중량 캔슬 장치 (26) 의 상세한 구성 및 동작에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다.
복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각은, Y 조동 스테이지 (23Y) 의 상면에 고정되고 Z 액츄에이터 (47) 와, Z 액츄에이터 (47) 에 의해 기판 홀더 (30a) 의 상면 (기판 재치면) 으로부터 ＋Z 측으로 돌출된 위치와 기판 홀더 (30a) 의 상면보다 －Z 측으로 들어간 위치 사이에서 Z 축 (상하) 방향으로 구동되는 리프트 핀 (48a) 을 갖는다. 기판 리프트 장치 (46a) 는 리프트 핀 (48a) 을 포함하고, 그 ＋Z 측의 단부 근방이 미동 스테이지 (21) 에 형성된 구멍부 (21a) (혹은 미러 베이스 (24) 에 형성된 구멍부 (24a)), 및 기판 홀더 (30a) 에 형성된 구멍부 (31a) 내에 삽입되어 있다. 기판 리프트 장치 (46a) 와 구멍부 (21a, 24a, 31a) 를 규정하는 벽면 사이에는, 미동 스테이지 (21) 가 Y 조동 스테이지 (23Y) 상에 대해 미소 구동될 때에 서로 접촉하지 않을 정도의 간극이 설정되어 있다.
복수의 기판 리프트 장치 (46a) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 (단 도 2 에서는 리프트 핀 (48a) 만이 도시되고, Z 액츄에이터 (47) (도 3 참조) 는 도시 생략), 기판 (P) 의 하면을 거의 균등하게 지지할 수 있도록, 소정 간격으로 서로 이간되어 배치되어 있다. 본 제 1 실시형태에서는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수 (예를 들어 4 대) 의 기판 리프트 장치 (46a) 로 이루어지는 기판 리프트 장치 열이, X 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (예를 들어 6 열) 배열되어 있다. 또한, 본 제 1 실시형태에서는, 합계, 예를 들어 24 대의 기판 리프트 장치 (46a) 를 이용하여 기판 (P) 을 기판 홀더 (30a) 로부터 이간시키지만 (들어올린다), 기판 리프트 장치 (46a) 의 대수 및 배치는 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 의 크기 등에 따라 적절히 변경이 가능하다. 또, Z 액츄에이터 (47) 의 종류도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 에어 실린더 장치, 이송 나사 장치, 캠 장치 등을 이용할 수 있다.
도 1 로 되돌아와, 기판 반입 장치 (80a) 는, 후술하는 포트부 (90) 의 상방 (＋Z 측) 에 배치되어 있다. 기판 반입 장치 (80a) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 주행 가이드 (81), 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 에 대응하여 형성된 1 쌍의 X 슬라이드 부재 (82), 및 1 쌍의 X 슬라이드 부재 (82) 사이에 배치된 로드 핸드 (83) 를 구비하고 있다.
1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 는 각각 X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 그 길이 방향 치수는 기판 (P) 의 X 축 방향 치수보다 약간 길게 설정되어 있다. 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 는, Y 축 방향으로 소정 간격 (기판 (P) 의 Y 축 방향 치수보다 약간 넓은 간격) 으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 X 슬라이드 부재 (82) 각각은 대응하는 X 주행 가이드 (81) 에 대해 X 축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰져 있고, 도시되지 않은 액츄에이터 (예를 들어 이송 나사 장치, 리니어 모터, 벨트 구동 장치 등) 에 의해 X 주행 가이드 (81) 를 따라 소정의 스트로크로 동기 구동된다.
로드 핸드 (83) 는, Y 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 판 형상 부분인 베이스부 (831) 와, X 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 판 형상 부분인 복수 (예를 들어 4 개) 의 지지부 (832) 를 갖고 있다. 베이스부 (831) 의 길이 방향 (Y 축 방향) 치수는, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 치수보다 약간 짧게 설정되어 있다. 복수의 지지부 (832) 는 Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되고, 각각의 ＋X 측의 단부가 베이스부 (831) 의 －X 측의 단부에 일체적으로 접속되어 있다. 베이스부 (831) 와 복수의 지지부 (832) 는, 예를 들어 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) 등에 의해 일체적으로 성형되어 있다. 복수의 지지부 (832) 의 길이 방향 (X 축 방향) 치수는, 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 치수보다 약간 짧게 설정되어 있고, 기판 (P) 은 베이스부 (831) 의 －X 측의 영역과 복수의 지지부 (832) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 로드 핸드 (83) 의 Z 위치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, X 주행 가이드 (81) 보다 －Z 측에 설정되어 있다.
도 2 로 되돌아와, 복수의 지지부 (832) 각각의 상면에는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수 (예를 들어 3 개) 의 흡착 패드 (84) 가 장착되어 있다. 로드 핸드 (83) 에는, 도시되지 않은 배큐엄 장치가 접속되어 있고, 상기 복수의 흡착 패드 (84) 를 이용하여 기판 (P) 을 흡착 유지할 수 있다. 로드 핸드 (83) 는, 베이스부 (831) 의 ＋Y 측, －Y 측의 단부가 장착 부재 (833) 를 통해 ＋Y 측, －Y 측의 X 슬라이드 부재 (82) 에 각각 접속되어 있고, 1 쌍의 X 슬라이드 부재 (82) 가 X 축 방향으로 동기 구동됨으로써, 도 1 에 나타내는 포트부 (90) 의 상방의 영역과 정반 (12) 의 ＋X 측의 단부 근방의 상방의 영역 사이에서, 기판 (P) 을 XY 평면에 평행하게, X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동시킬 수 있다. 또한, 기판 반입 장치 (80a) 에 있어서, 로드 핸드 (83) 는, 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 에 대해 (혹은 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 와 일체적으로) 상하동 가능하게 구성되어 있어도 된다.
도 1 로 되돌아와, 포트부 (90) 는, 가대 (91), 복수의 가이드 부재 (92), 및 기판 반출 장치 (93) 를 갖고 있다. 가대 (91) 는, 플로어 (11) 상이며, 정반 (12) 의 ＋X 측의 위치에 설치되고, 기판 스테이지 장치 (PSTa) 와 함께 도시되지 않은 챔버 내에 수용되어 있다.
복수의 가이드 부재 (92) 각각은 XY 평면에 평행한 판 형상 부재로 이루어지고, 기판 (P) 을 하방으로부터 지지한다. 복수의 가이드 부재 (92) 각각은 가대 (91) 상에 고정된 Z 액츄에이터 (94) 에 의해, Z 축 (상하) 방향으로 동기 구동된다. 가이드 부재 (92) 의 상면에는, 도시되지 않은 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있고, 그 구멍부으로부터 가압 기체 (예를 들어, 공기) 를 분출하고, 미소한 클리어런스를 통해 기판 (P) 을 부상 지지할 수 있도록 되어 있다. 또, 가이드 부재 (92) 는, 상기 복수의 구멍부 (혹은 다른 구멍부) 를 이용하여 기판 (P) 을 흡착 유지할 수도 있도록 되어 있다.
복수의 가이드 부재 (92) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 하면을 거의 균등하게 지지할 수 있도록 소정 간격으로 서로 이간되어 배치되어 있다. 본 제 1 실시형태에서는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수 (예를 들어 3 대) 의 가이드 부재 (92) 로 이루어지는 가이드 부재열이 Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (예를 들어 4 열) 배열되어 있다. 이와 같이, 본 제 1 실시형태의 포트부 (90) 는, 합계, 예를 들어 12 대의 가이드 부재 (92) 를 이용하여 기판 (P) 을 하방으로부터 지지한다.
여기서, 복수의 가이드 부재 (92) 각각은, 상기 기판 반입 장치 (80a) 의 로드 핸드 (83) 를 포트부 (90) 의 상방에 위치시킨 상태 (로드 핸드 (83) 를 ＋X 측의 스트로크 엔드에 위치시킨 상태) 로, 그 로드 핸드 (83) 의 복수의 지지부 (832) 와 Y 축 방향에 관한 위치가 중첩되지 않도록 배치되어 있다. 이에 따라, 로드 핸드 (83) 가 포트부 (90) 의 상방에 위치한 상태로, 복수의 가이드 부재 (92) 가 동기하여 ＋Z 방향으로 구동된 경우, 그 복수의 가이드 부재 (92) 는 로드 핸드 (83) 에 접촉하지 않고, 서로 인접하는 지지부 (832) 사이를 통과할 수 있도록 되어 있다. 또, 전술한 기판 스테이지 (20a) 가 갖는 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 의 Y 축 방향에 관한 간격은, 상기 복수의 가이드 부재 (92) 의 Y 축 방향에 관한 간격과 거의 동일하고, 기판 홀더 (30a) 의 상방에 로드 핸드 (83) 가 위치한 상태로, 복수의 리프트 핀 (48a) 이 ＋Z 방향으로 구동된 경우, 그 복수의 리프트 핀 (48a) 은 로드 핸드 (83) 에 접촉하지 않고, 서로 인접하는 지지부 (832) 사이를 통과할 수 있도록 되어 있다.
도 1 로 되돌아와, 기판 반출 장치 (93) 는, X 주행 가이드 (95), X 주행 가이드 (95) 를 상하동시키기 위한 복수의 Z 액츄에이터 (96), X 주행 가이드 (95) 상을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동하는 X 슬라이드 부재 (97), 및 X 슬라이드 부재 (97) 에 장착된 흡착 패드 (98) 를 구비하고 있다.
X 주행 가이드 (95) 는 X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 복수 (예를 들어 4 열) 의 가이드 부재열 중, 제 2 열째와 제 3 열째 사이에 배치되어 있다. 도 1 로 되돌아와, Z 액츄에이터 (96) 는 X 축 방향으로 이간되어, 예를 들어 2 대 형성되어 있다. X 슬라이드 부재 (97) 는, X 주행 가이드 (95) 에 대해 X 축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰져 있고, 도시되지 않은 액츄에이터 (예를 들어 이송 나사 장치, 리니어 모터, 벨트 구동 장치 등) 에 의해, X 주행 가이드 (95) 를 따라 소정의 스트로크 (기판 (P) 의 X 축 방향 치수와 동일한 정도의 스트로크) 로 구동된다. 흡착 패드 (98) 는, XY 평면에 평행한 판 형상의 부재로 이루어지고, 그 상면 (＋Z 측을 향한 면) 에 진공 흡착용 구멍부가 형성되어 있다. 기판 반출 장치 (93) 에서는, X 주행 가이드 (95) 가 복수의 Z 액츄에이터 (96) 에 의해 구동됨으로써, X 슬라이드 부재 (97), 및 흡착 패드 (98) 가 Z 축 방향으로 이동 (상하동) 하도록 되어 있다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10a) (도 1 참조) 에서는, 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하, 도시되지 않은 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (MST) 상으로의 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 기판 반입 장치 (80a) 에 의해 기판 홀더 (30a) 상으로의 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시되지 않은 얼라이먼트 검출계를 이용하여 얼라이먼트 계측이 실행되고, 그 얼라이먼트 계측 종료 후, 기판 상에 설정된 복수의 쇼트 영역에 축차 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 또한, 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다. 그리고, 노광 처리가 종료한 기판이 기판 홀더 (30a) 로부터 반출됨과 함께, 다음으로 노광되는 다른 기판이 기판 홀더 (30a) 로 반송됨으로써, 기판 홀더 (30a) 상의 기판의 교환이 실시되고, 복수의 기판에 대해 노광 동작 등이 연속하여 실시된다.
이하, 액정 노광 장치 (10a) 에 있어서의 기판 홀더 (30a) 상의 기판 (P) (편의상, 복수의 기판 (P) 을 기판 (P0), 기판 (P1), 기판 (P2), 기판 (P3) 이라고 칭한다) 의 교환 동작에 대하여 도 4 (A) ∼ 도 8 (B) 를 이용하여 설명한다. 이하의 기판 교환 동작은 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하에 실시된다.
도 4 (A) 에 있어서, 기판 스테이지 (20a) 의 기판 홀더 (30a) 에는 기판 (P1) 이 유지되고 있다. 또, 기판 반입 장치 (80a) 의 로드 핸드 (83) 에는, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (30a) 로부터 반출된 후, 다음으로 기판 홀더 (30a) 에 대해 반입될 예정인 기판 (P2) (다음 기판 (P2)) 이 유지되고 있다. 또, 액정 노광 장치 (10a) (도 1 참조) 의 외부에 설치된 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에는, 노광이 끝난 기판 (P0) 이 유지되고 있다. 여기서, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19), 및 후술하는 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 의 형상은, 상기 기판 반입 장치 (80a) 의 로드 핸드 (83) 와 대체로 동일하지만, 로드 핸드 (83) 가 X 주행 가이드 (81) 를 따라 X 축 방향으로 이동하는 것에 반해, 반송 핸드 (19) 및 반송 핸드 (18) 는, 각각 ＋X 측의 단부 근방이 로봇 아암 (19a, 18a) 에 의해 지지 (캔틸레버 지지) 되고, 그 로봇 아암 (19a, 18a) 이 적절히 제어됨으로써, X 축 방향으로 이동한다.
주제어 장치는, 기판 (P1) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 중, 마지막 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료한 후, 기판 스테이지 (20a) 를 투영 광학계 (PL) (도 1 참조) 의 하방으로부터, 정반 (12) 상의 ＋X 측의 단부 근방 상이며, 포트부 (90) 에 인접하는 위치 (이하, 기판 교환 위치라고 칭한다) 로 이동시킨다. 기판 교환 위치에 있어서, 기판 스테이지 (20a) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 절결 (32) 의 Y 위치와 기판 반출 장치 (93) 의 Y 위치가 거의 일치하도록 Y 축 방향에 관해서 위치 결정된다. 또한, 기판 교환 위치는, 후술하는 바와 같이 기판 홀더 (30a) (기판 스테이지 (20a)) 에 유지된 기판 (P) 을 기판 홀더 (30a) (기판 스테이지 (20a)) 상으로부터 반출하는 기판 반출 위치 (물체 반출 위치) 라고 환언할 수 있다.
또, 기판 스테이지 (20a) 가 기판 교환 위치로 이동하는 것과 병행하여, 기판 반입 장치 (80a) 에서는, 도 4 (B) 에 나타내는 바와 같이, 로드 핸드 (83) 가 －X 방향으로 구동되고, 이에 따라 기판 (P2) 이 기판 교환 위치의 상방에 위치한다. 또, 기판 반출 장치 (93) 에서는, X 슬라이드 부재 (97) 가 X 주행 가이드 (95) 상을 －X 방향으로 구동되고, 흡착 패드 (98) 가 기판 교환 위치에 위치한 기판 홀더 (30a) 의 절결 (32) 내에 삽입된다.
이 후, 도 5 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (93) 에 있어서, 복수의 Z 액츄에이터 (96) 에 의해, 흡착 패드 (98) 의 상면이 기판 (P1) 의 하면에 접촉하는 위치까지 X 주행 가이드 (95) 및 X 슬라이드 부재 (97) 가 ＋Z 방향으로 구동된다 (기판 홀더 (30a) 를 －Z 방향으로 구동해도 된다). 흡착 패드 (98) 는, 기판 (P1) 의 하면에 있어서의 ＋X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다. 또, 기판 스테이지 (20a) 에서는, 기판 홀더 (30a) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지가 해제됨과 함께, 기판 홀더 (30a) 의 상면으로부터 가압 기체가 기판 (P1) 의 하면에 대해 분출된다. 또, 복수의 가이드 부재 (92) 는, 그 상면의 Z 위치가 기판 홀더 (30a) 의 상면의 Z 위치와 거의 동일해지도록 그 Z 위치가 제어된다.
이어서, 도 5 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (93) 에 있어서, X 슬라이드 부재 (97) 가 X 주행 가이드 (95) 상을 ＋X 방향으로 구동된다. 이에 따라, 흡착 패드 (98) 에 흡착 유지된 기판 (P1) 이 기판 홀더 (30a) 의 상면, 및 복수의 가이드 부재 (92) 의 상면에 의해 형성되는 XY 평면에 평행한 평면 (가이드면) 을 따라 ＋X 방향으로 이동하여, 기판 홀더 (30a) 로부터 복수의 가이드 부재 (92) 상으로 반출된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (92) 의 상면으로부터도, 기판 (P1) 의 하면에 대해 가압 기체가 분출된다. 이에 따라, 기판 (P1) 을 고속, 저발진으로 이동시킬 수 있다.
기판 (P1) 의 반출이 종료하면, 도 6 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20a) 에 있어서, 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각의 리프트 핀 (48a) 이 ＋Z 방향으로 이동하도록 Z 액츄에이터 (47) 가 동기 제어되고, 복수의 리프트 핀 (48a) 각각이 로드 핸드 (83) 의 지지부 (832) 사이를 통과하여, 기판 (P2) 의 하면을 하방으로부터 압압 (押壓) 한다. 또, 로드 핸드 (83) 에서는, 복수의 흡착 패드 (84) 에 의한 기판 (P2) 의 흡착 유지가 해제된다. 이에 따라, 기판 (P2) 이 로드 핸드 (83) 로부터 이간된다.
기판 (P2) 과 로드 핸드 (83) 가 이간되면, 도 6 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 장치 (80a) 에 있어서, 로드 핸드 (83) 가 ＋X 방향으로 구동되어, 기판 교환 위치의 상방으로부터 퇴피한다. 또, 기판 반출 장치 (93) 에서는, 복수의 Z 액츄에이터 (96) 에 의해 X 주행 가이드 (95) 및 X 슬라이드 부재 (97) 가 －Z 방향으로 구동된다. 이에 따라, 기판 반입 장치 (80a) 와 기판 반출 장치 (93) 사이에 넓은 공간이 형성된다. 또, 복수의 가이드 부재 (92) 도 약간 －Z 측으로 구동되어, 기판 (P1) 이 약간 －Z 방향으로 이동한다. 또, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 상에 재치된 기판 (P0) 이 외부 장치 (예를 들어, 코터·디벨로퍼 장치) 로 반송됨과 함께, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 외부 장치로부터 기판 (P2) 다음에 기판 홀더 (30a) 에 대해 반입될 예정의 기판 (P3) 을 반송해 온다.
이 후, 도 7 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20a) 에 있어서, 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각의 리프트 핀 (48a) 이 －Z 방향으로 이동하도록 Z 액츄에이터 (47) 가 동기 제어되고, 이에 따라 기판 (P2) 이 기판 홀더 (30a) 의 상면 상에 재치된다. 이 때, 리프트 핀 (48a) 과 기판 (P2) 의 하면이 이간되도록 리프트 핀 (48a) 의 Z 위치가 제어된다. 기판 (P2) 은 기판 홀더 (30a) 에 흡착 유지된다. 또, 기판 (P3) 을 지지한 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 －X 방향으로 구동되어, 기판 반입 장치 (80a) 의 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) (도 7 (A) 에서는 일방만 도시. 도 2 참조) 사이에 삽입된다. 이에 따라, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 와 기판 반입 장치 (80a) 의 로드 핸드 (83) 가 상하 방향으로 중첩되어 배치된다. 또, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 가 －X 방향으로 구동되어, 로드 핸드 (83) 와 기판 반출 장치 (93) 사이의 공간에 삽입된다. 전술한 바와 같이, 반송 핸드 (19) 는, 로드 핸드 (83) 와 거의 동일한 형상이기 때문에, 가이드 부재 (92) 와 접촉하지 않는다. 이에 따라, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 와 기판 반입 장치 (80) 의 로드 핸드 (83) 가 상하 방향으로 중첩되어 배치된다.
이 후, 복수의 가이드 부재 (92) 각각이 －Z 방향으로 구동됨으로써, 기판 (P1) 이 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에 수수된다. 기판 (P1) 을 지지한 반송 핸드 (19) 는, 도 7 (B) 에 나타내는 바와 같이, ＋X 방향으로 구동되어, 기판 (P1) 을 외부 장치를 향해 반송한다. 또한, 복수의 가이드 부재 (92) 를 －Z 방향으로 구동하여 기판 (P1) 을 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에 수수하는 대신에, 기판 반출 로봇을 ＋Z 방향으로 구동하여 기판 (P1) 을 반송 핸드 (19) 가 수취해도 된다. 또, 복수의 가이드 부재 (92) 와 기판 반출 로봇을 각각 Z 방향으로 구동하여 기판 (P1) 의 수수를 실시해도 된다.
기판 (P1) 을 반송 핸드 (19) 에 수수한 후, 복수의 가이드 부재 (92) 각각은 도 8 (A) 에 나타내는 바와 같이 동기하여 ＋Z 방향으로 구동된다. 복수의 가이드 부재 (92) 각각은 로드 핸드 (83) 및 반송 핸드 (18) 에 접촉하지 않고 그 상면이 기판 (P3) 의 하면에 접촉하고, 그 기판 (P3) 을 들어 올림으로써 반송 핸드 (18) 로부터 이간시킨다.
이 후, 도 8 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 ＋X 방향으로 구동되어, 기판 반출 장치 (93) 의 상방의 영역으로부터 퇴피한다. 그리고, 기판 (P3) 을 하방으로부터 지지하는 복수의 가이드 부재 (92) 각각이 Z 액츄에이터 (96) 에 의해 －Z 방향으로 구동된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (92) 각각이 로드 핸드 (83) 가 서로 인접하는 지지부 (832) 사이를 통과하는 것에 반해, 기판 (P3) 은 로드 핸드 (83) 의 지지부 (832) 에 하방으로부터 지지된다 (수수된다). 이에 따라, 도 4 (A) 에 나타내는 상태 (단, 기판 (P0) 이 기판 (P1) 으로, 기판 (P1) 이 기판 (P2) 으로, 기판 (P2) 이 기판 (P3) 으로, 각각 바뀌어 놓여 있다) 로 되돌아간다. 또한, 도 7 (B) ∼ 도 8 (B) 에서는, 기판 (P2) 을 유지한 기판 스테이지 (20a) 가 도시되어 있지만, 기판 (P2) 을 흡착 유지 (도 7 (A) 참조) 한 후, 즉시 기판 교환 위치로부터 떨어져 얼라이먼트 계측, 노광 처리가 개시되어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 1 실시형태에 의하면, 기판 (P) (도 4 (A) ∼ 도 8 (B) 에서는, 기판 (P1)) 의 반출에 기판 홀더 (30a) 의 상면을 가이드면으로서 이용하므로, 신속하게 기판 홀더 (30a) 상의 기판 반출 동작을 실시할 수 있다. 또, 기판 반출을 위해서 기판 (P) 을 기판 홀더 (30a) 로부터 이간시킬 때, 그 기판 (P) 의 이동량 (상승량) 은 약간이어도 된다. 따라서, 기판 교환 위치에 기판 스테이지 (20a) 가 위치한 상태로, 그 기판 스테이지 (20a) 의 기판 홀더 (30a) 의 상방에는, 로드 핸드 (83) 가 삽입 가능한 공간이 있으면 충분하다. 이와 같이, 본 제 1 실시형태의 기판 교환 시스템 (기판 반입 장치 (80a) 와 기판 홀더 (30a) 의 상면을 가이드면의 일부로서 이용하는 기판 반출 장치 (93) 를 포함한다) 은, 기판 홀더 (30a) 와 경통 정반 (16) (도 1 참조) 사이의 공간이 좁은 경우에도, 바람직하게 사용할 수 있다.
≪제 2 실시형태≫
다음으로 제 2 실시형태에 대하여 도 9 및 도 10 을 이용하여 설명한다. 본 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치는, 기판 홀더 (30b) 및 기판 리프트 장치 (46b) 의 구성을 제외하고, 상기 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10a) (도 1 참조) 와 동일하므로, 이하, 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시형태에 있어서, 기판 (P) 은, 기판 반출시에 기판 홀더 (30a) 의 상면을 가이드면으로 하여 이동한 (도 5 (A) 및 도 5 (B) 참조) 것에 반해, 본 제 2 실시형태에서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 각각의 Z 액츄에이터 (47) 에 장착된 가이드 부재 (48b) 를 가이드면으로 하여 이동하는 점이 다르다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30b) 의 상면에는, X 축 방향으로 연장되는 X 홈 (31b1) 이 Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (예를 들어 4 개) 형성되어 있다. 또, X 홈 (31b1) 을 규정하는 저면에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30b) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (31b2) 이 X 축 방향으로 소정 간격 (예를 들어 3 개) 형성되어 있고, 그 관통공 (31b2) 에는 Z 액츄에이터 (47) 의 일부가 삽입 통과되어 있다.
가이드 부재 (48b) 는, 하나의 홈 (31b1) 내에 X 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (예를 들어 3 개) 수용되어 있다. 가이드 부재 (48b) 는 XY 평면에 평행한 판 형상 부재로 이루어지고, Z 액츄에이터 (47) 에 의해, 그 상면이 기판 홀더 (30b) 의 상면 (기판 재치면) 으로부터 ＋Z 측으로 돌출된 위치와 기판 홀더 (30b) 의 상면보다 －Z 측으로 들어간 위치 사이에서 Z 축 (상하) 방향으로 구동된다. 가이드 부재 (48b) 의 상면에는, 도시되지 않은 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있고, 그 구멍부로부터 가압 기체 (예를 들어, 공기) 를 분출하여, 미소한 클리어런스를 통해 기판 (P) (도 10 에서는 기판 (P1)) 을 부상 지지할 수 있도록 되어 있다. 또, 가이드 부재 (48b) 는, 상기 복수의 구멍부 (혹은 다른 구멍부) 를 이용하여 기판 (P) 을 흡착 유지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 본 제 2 실시형태에서는, X 홈 (31b1) 이 예를 들어 4 개 형성되어 있지만, X 홈 (31b1) 의 수, 및 가이드 부재 (48b) 의 수, 배치 등은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판의 크기 등에 따라 적절히 변경 가능하다.
본 제 2 실시형태에서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 반출 대상의 기판 (P) (도 10 에서는 기판 (P1)) 의 반출시에 있어서, 기판 홀더 (30b) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지가 해제된 상태로 복수의 가이드 부재 (48b) 가 ＋Z 방향으로 동기 구동됨으로써, 기판 (P1) 의 하면이 기판 홀더 (30b) 의 상면으로부터 이간된다. 기판 반출 장치 (93) 의 흡착 패드 (98) 는 기판 홀더 (30b) 의 상면과 기판 (P1) 의 하면 사이에 삽입된다. 또한, 본 제 2 실시형태의 기판 홀더 (30b) 에는, 도 2 에 나타내는 상기 제 1 실시형태의 기판 홀더 (30a) 와 같이 절결 (32) 이 형성되어 있지 않다.
도 10 으로 되돌아와, 기판 홀더 (30b) 의 상면과 기판 (P1) 의 하면 사이에 흡착 패드 (98) 가 삽입되면, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 에서는, 가이드 부재 (48b) 가 미소량 －Z 방향으로 구동되고, 이에 따라 기판 (P1) 의 하면이 흡착 패드 (98) 에 흡착 유지된다. 그리고, 복수의 가이드 부재 (48b) 로부터 기판 (P1) 의 하면에 대해 가압 기체가 분출되고, 기판 (P1) 이 부상한 상태로 X 슬라이드 부재 (97) 가 ＋X 방향으로 구동됨으로써, 기판 (P1) 이 기판 스테이지 (20b) 의 가이드 부재 (48b) 상으로부터 포트부 (90) 의 가이드 부재 (92) 상으로 수수된다. 또한, 다음 기판 (P2) 의 기판 홀더 (30b) 로의 반입 동작에 관해서는, 기판 (P2) 이 복수의 리프트 핀 (48a) (도 6 (A) 및 도 6 (B) 참조) 대신에 복수의 가이드 부재 (48b) 에 하방으로부터 지지 (흡착 유지) 되는 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로 (복수의 가이드 부재 (48b) 가 복수의 리프트 핀 (48a) 의 기능을 겸한다), 그 설명을 생략한다.
이상 설명한 제 2 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태에서 얻어지는 효과에 더하여, 기판 홀더 (30b) 에 흡착 패드 (98) 를 삽입하기 위한 절결을 형성할 필요가 없으므로, 기판 홀더 (30b) 상에 재치되는 기판 (P) 의 휨을 억제할 수 있다. 또, 흡착 패드 (98) 에 의해 기판 (P) 을 흡착 유지시킬 때에 흡착 패드 (98) 를 Z 축 방향으로 구동할 필요가 없으므로 (상기 제 1 실시형태에서는 도 5 (A) 참조), 포트부 (90) 의 제어를 간단하게 할 수 있다. 또한, 기판 홀더 (30b) 의 상면으로부터 기판 (P) 을 부상시키기 위한 가압 기체를 분출할 필요가 없으므로, 상기 가압 기체를 공급하기 위한 배관 등이 불필요하여, 기판 홀더 (30b) 를 경량화할 수 있다.
≪제 3 실시형태≫
다음으로 제 3 실시형태에 대하여 도 11 ∼ 도 20 (C) 를 이용하여 설명한다. 상기 제 1 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (PSTa) 의 외부에 설치된 포트부 (90) 가 기판 반출 장치 (93) 를 갖고 있는 것에 반해, 도 11 에 나타내고 본 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10c) 에서는, 기판 스테이지 장치 (PSTc) 의 기판 스테이지 (20c) 가 기판 반출 장치 (70a) 를 갖고 있는 점이 다르다. 이하, 본 제 3 실시형태에서는, 주로 상기 제 1 실시형태의 상이점에 대하여 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (10c) 는, 조명계 (IOP), 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 기판 스테이지 장치 (PSTc), 기판 반입 장치 (80c), 포트부 (60), 및 이들의 제어계 등을 포함한다. 기판 스테이지 장치 (PSTc) 의 기판 스테이지 (20c) 는, X 조동 스테이지 (23X), Y 조동 스테이지 (23Y), 미동 스테이지 (21), 기판 홀더 (30c), 중량 캔슬 장치 (26), 복수의 기판 리프트 장치 (46a) (도 11 에서는 도시 생략. 도 13 참조) 를 구비하고 있다. 또한, 기판 홀더 (30c) 가 기판 반출 장치 (70a) 를 갖고 있는 점을 제외하고, 기판 스테이지 (20c) 의 구성은, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 (20a) (도 1 등 참조) 와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30c) 의 상면 (기판 재치면) 에는, X 축에 평행한 X 홈 (73x) 이 Y 축 방향으로 소정의 간격으로 복수 (예를 들어 2 개) 형성되어 있다. X 홈 (73x) 은 기판 홀더 (30c) 의 ＋X 측 및 －X 측 각각의 측면에 개구되어 있다.
복수의 X 홈 (73x) 각각에는 기판 반출 장치 (70a) 가 수용되어 있다. 기판 반출 장치 (70a) 는 X 주행 가이드 (71) 및 흡착 장치 (77a) 를 갖고 있다. X 주행 가이드 (71) 는 X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지며, 도 13 에 나타내는 바와 같이, X 홈 (73x) 을 규정하는 저면에 고정되어 있다. X 주행 가이드 (71) 의 길이 (X 축) 방향의 치수는, 기판 홀더 (30c) 의 X 축 방향의 치수보다 길게 설정되어 있고, 그 길이 방향의 양단부 각각이 기판 홀더 (30c) 의 외측으로 돌출되어 있다. 흡착 장치 (77a) 는, 기판 (P) (도 13 에서는 도시 생략. 도 11 참조) 의 하면을 흡착 유지하기 위한 흡착 패드 (77a1), 및 X 주행 가이드 (71) 상에서 흡착 패드 (77a1) 를 상하 (Z 축) 방향으로 구동하는 Z 액츄에이터 (77a2) 를 갖고 있다. 흡착 패드 (77a1) 는 XY 평면에 평행한 판 형상의 부재로 이루어지고, 기판 스테이지 (20c) 의 외부에 설치된 도시되지 않은 배큐엄 장치에 접속되어 있다.
흡착 장치 (77a) 는 X 주행 가이드 (71) 에 대해 X 축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰져 있고, X 주행 가이드 (71) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 흡착 장치 (77a) 를 구동하기 위한 구동 장치의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 X 주행 가이드 (71) 가 갖는 고정자와, 흡착 장치 (77a) 가 갖는 가동자로 이루어지는 X 리니어 모터, 혹은 X 주행 가이드 (71) 가 갖는 이송 나사와, 흡착 장치 (77a) 가 갖는 너트로 이루어지는 이송 나사 장치 등을 이용할 수 있다. 또, 흡착 장치 (77a) 를 벨트 (혹은 로프) 등으로 견인하는 벨트 구동 장치를 이용해도 된다.
포트부 (60) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (PSTc) 의 ＋X 측에 설치되고, 기판 스테이지 장치 (PSTc) 와 함께, 도시되지 않은 챔버 내에 수용되어 있다. 포트부 (60) 는 가대 (61) 및 기판 가이드 장치 (62) 를 갖고 있다.
기판 가이드 장치 (62) 는, 베이스 (63), 베이스 (63) 상에 탑재된 복수의 Z 액츄에이터 (64), 복수의 Z 액츄에이터 (64) 각각에 대응하여 복수 형성되고, 대응하는 Z 액츄에이터 (64) 에 의해 상하 (Z 축) 방향으로 구동되는 가이드 부재 (65) 를 갖는다. 베이스 (63) 는, XY 평면에 평행한 평면에서 보아 사각형의 판 형상 부재로 이루어지고, 가대 (61) 의 상면에 고정된 복수의 X 리니어 가이드 부재 (66) 와, 베이스 (63) 의 하면에 고정되고 X 리니어 가이드 부재 (66) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 걸어맞추는 X 슬라이드 부재 (67) 로 이루어지는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해 X 축 방향으로 직진 안내되고 있다. 또, 베이스 (63) 는, 도시되지 않은 X 액츄에이터 (예를 들어 이송 나사 장치, 리니어 모터 등) 에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. Z 액츄에이터 (64) 의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 캠 장치, 이송 나사 장치, 에어 실린더 등을 이용할 수 있다. 복수의 Z 액츄에이터 (64) 는 도시되지 않은 주제어 장치에 의해 동기 구동된다. 가이드 부재 (65) 는 상기 제 1 실시형태의 가이드 부재 (92) (도 1 등 참조) 와 동일한 부재이며, 기판 (P) 을 하방으로부터 부상 지지, 및 기판 (P) 을 흡착 유지할 수 있다.
여기서, 기판 가이드 장치 (62) 가 갖는 복수의 Z 액츄에이터 (64) 및 복수의 가이드 부재 (65) 의 배치에 대하여 도 12 를 이용하여 설명한다. 또한, 도 12 에서는, Z 액츄에이터 (64) 는, 가이드 부재 (65) 의 하방 (－Z 측) 에 숨어 도시되어 있지 않다. 또 도 12 에서는, 가대 (61), 베이스 (63) 등의 도시가 생략되어 있다.
복수의 가이드 부재 (65) 는, 그 복수의 가이드 부재 (65) 에 의해 형성되는 기판 (P) 의 가이드면이 평면에서 보아 사다리꼴 형상이 되도록 배치되어 있다. 구체적으로 설명하면, 기판 가이드 장치 (62) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 가이드 부재 (65) 로 이루어지는 가이드 부재열을, X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 3 열 갖고 있다. 그리고, 가장 －X 측의 가이드 부재열은, 예를 들어 8 대의 가이드 부재 (65) 에 의해 구성되어 있다. 또, 3 열의 가이드 부재열 중 중간의 가이드 부재열은, 예를 들어 6 대의 가이드 부재 (65) 에 의해 구성되어 있다. 또, 가장 ＋X 측의 가이드 부재열은, 예를 들어 4 대의 가이드 부재 (65) 에 의해 구성되어 있다. 이와 같이, 복수의 가이드 부재 (65) 는, －X 측의 가이드 부재열일수록 ＋X 측의 가이드 부재열에 비해 수가 많이 배치되어 있고, 기판 가이드 장치 (62) 에서는, Y 축 방향에 관해서 기판 (P) 을 하방으로부터 지지할 수 있는 범위가 ＋X 측에 비해 －X 측 (기판 스테이지 (20c) 측) 의 쪽이 넓게 되어 있다. 그리고, 예를 들어 8 대의 가이드 부재 (65) 에 의해 구성되는 가장 －X 측 (기판 스테이지 (20a) 측) 의 가이드 부재열의 Y 축 방향에 관한 길이 (폭) 는, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 길이 (폭) 보다 길게 (예를 들어, 1.5 ∼ 2 배 정도로) 설정되어 있다.
또, 복수의 가이드 부재 (65) 각각은, 상기 제 1 실시형태의 가이드 부재 (92) (도 2 참조) 와 마찬가지로, 상기 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 를 포트부 (60) 의 상방에 위치시킨 상태 (로드 핸드 (83) 를 ＋X 측의 스트로크 엔드에 위치시킨 상태) 로, 그 로드 핸드 (83) 의 복수의 지지부 (832) 와 Y 축 방향에 관한 위치가 중첩되지 않도록 배치되어 있다. 또한, 복수의 가이드 부재 (65) 의 형상, 수, 배치는, 그 복수의 가이드 부재에 의해 규정되는 가이드면의 －X 측의 Y 축 방향에 관한 치수가 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 치수보다 크게 설정되면 (가이드면이 평면에서 보아 사다리꼴 형상으로 형성되면) 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.
기판 반입 장치 (80c) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 포트부 (60) 의 상방 (＋Z 측) 에 배치되어 있다. 본 제 3 실시형태의 기판 반입 장치 (80c) 는, 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) 의 간격이 넓은 것, 및 로드 핸드 (83) 를 1 쌍의 X 슬라이드 부재 (82) 에 접속하기 위한 장착 부재 (833) 가 약간 긴 것을 제외하고, 상기 제 1 실시형태의 기판 반입 장치 (80a) (도 2 참조) 와 동일한 구성이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
이하, 복수의 기판 (P) 에 대해 노광 동작 등이 연속해서 실시될 때의 기판 홀더 (30c) 상의 기판 (P) (편의상, 복수의 기판 (P) 을 기판 (P0), 기판 (P1), 기판 (P2), 기판 (P3) 이라고 칭한다) 의 교환 동작에 대하여 도 14 (A) ∼ 도 18 (B) 를 이용하여 설명한다. 이하의 기판 교환 동작은, 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하에 실시된다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해서, 기판 스테이지 (20c) 는, 도 14 (A) ∼ 도 15 (A), 도 16 (B) ∼ 도 18 (B) 에 있어서 도 12 의 D-D 선 단면도, 도 15 (B), 도 16 (A) 에 있어서 도 12 의 C-C 선 단면도가 각각 나타나 있다.
도 14 (A) 에 있어서, 기판 스테이지 (20c) 의 기판 홀더 (30c) 에는, 기판 (P1) 이 유지되어 있다. 또, 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 에는, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (30c) 로부터 반출된 후, 다음으로 기판 홀더 (30c) 에 대해 반입될 예정의 기판 (P2) (다음 기판 (P2)) 이 유지되어 있다. 또, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에는, 노광이 끝난 기판 (P0) 이 유지되어 있다.
주제어 장치는, 기판 (P1) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 중, 마지막 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료한 후, 도 14 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20c) 를 투영 광학계 (PL) (도 11 참조) 의 하방으로부터 기판 교환 위치로 이동시킨다.
또, 기판 스테이지 (20c) 가 기판 교환 위치로 이동하는 것과 병행하여, 기판 반입 장치 (80c) 에서는, 로드 핸드 (83) 가 －X 방향으로 구동되고, 이에 따라 기판 (P2) 이 기판 교환 위치의 상방에 위치한다. 또, 포트부 (60) 에서는, 가장 －X 측의 가이드 부재 (65) 와 기판 홀더 (30c) 의 간격 (간극) 을 좁게 하기 위해서, 베이스 (63) 가 －X 방향 (기판 스테이지 (20c) 에 접근하는 방향) 으로 구동된다. 베이스 (63) 상의 복수의 가이드 부재 (65) 는, 그 상면의 Z 위치가 기판 홀더 (30c) 의 상면의 Z 위치와 거의 동일해지도록, 그 Z 위치가 제어된다.
기판 스테이지 (20c) 가 기판 교환 위치에 위치하면, 주제어 장치는, 도 15 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30c) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지를 해제시킴과 함께, 기판 홀더 (30c) 의 상면으로부터 가압 기체를 분출시켜 기판 (P1) 을 부상시킨다. 또, 예를 들어 2 개의 기판 반출 장치 (70a) (일방은 도 15 (A) 에서는 도시 생략) 각각의 흡착 패드 (77a1) (도 15 (A) 에서는 도시 생략. 도 13 참조) 가 ＋Z 방향으로 구동되어 기판 (P1) 의 하면을 흡착 유지한다.
이 후, 도 15 (B) 에 나타내는 바와 같이, 흡착 장치 (77a) 가 X 주행 가이드 (71) 상에서 ＋X 방향으로 구동된다. 이에 따라, 흡착 패드 (77a1) 에 흡착 유지된 기판 (P1) 이 기판 홀더 (30c) 의 상면, 및 복수의 가이드 부재 (65) 의 상면에 의해 형성되는 XY 평면에 평행한 면 (가이드면) 을 따라 ＋X 방향으로 이동하여, 기판 홀더 (30c) 로부터 포트부 (60) 로 반출된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (65) 의 상면으로부터도 가압 기체가 분출된다. 이에 따라, 기판 (P1) 을 고속, 저발진 (低發塵) 으로 이동시킬 수 있다.
기판 (P1) 의 반출이 종료하면, 도 16 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20c) 에 있어서, 리프트 핀 (48a) 이 ＋Z 방향으로 이동하도록 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각이 동기 제어된다. 이 때, 복수의 리프트 핀 (48a) 각각은, 로드 핸드 (83) 의 지지부 (832) 사이를 통과하여 기판 (P2) 의 하면을 하방으로부터 압압한다. 또, 로드 핸드 (83) 에서는, 복수의 흡착 패드 (84) 에 의한 기판 (P2) 의 흡착 유지가 해제된다. 이에 따라, 기판 (P2) 이 로드 핸드 (83) 로부터 이간된다. 또, 포트부 (60) 에서는, 기판 (P1) 을 지지한 기판 가이드 장치 (62) (베이스 (63)) 가 ＋X 방향 (기판 스테이지 (20c) 로부터 이간되는 방향) 으로 구동된다.
기판 (P2) 과 로드 핸드 (83) 가 이간되면, 도 16 (B) 에 나타내는 바와 같이, 로드 핸드 (83) 가 ＋X 방향으로 구동되고, 기판 교환 위치의 상방으로부터 퇴피하여, 포트부 (60) 의 상방의 위치로 복귀한다. 또, 포트부 (60) 에서는, 복수의 가이드 부재 (65) 가 약간 －Z 측으로 구동되어, 기판 (P1) 이 약간 －Z 방향으로 이동한다. 또, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 상에 재치된 기판 (P0) 이 외부 장치로 반송됨과 함께, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 외부 장치로부터 다음 기판 (P3) 을 반송해 온다.
이 후, 도 17 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20c) 에 있어서, 리프트 핀 (48a) 이 －Z 방향으로 이동하도록 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 각각이 동기 제어되고, 이에 따라 기판 (P2) 이 기판 홀더 (30c) 의 상면 상에 재치된다 (리프트 핀 (48a) 과 기판 (P2) 의 하면은 이간된다). 기판 (P2) 은 기판 홀더 (30c) 에 흡착 유지된다. 또, 상기 기판 (P2) 의 흡착 유지 동작과 병행하여, 기판 반출 장치 (70a) 에서는, X 주행 가이드 (71) 의 ＋X 측의 단부 근방 상에 위치한 흡착 장치 (77a) (각각 도 12 참조) 가 －X 방향으로 구동되어, X 주행 가이드 (71) 의 －X 측의 단부 근방 상의 위치로 복귀한다.
또, 포트부 (60) 의 상공에서는, 기판 (P3) 을 지지한 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 －X 방향으로 구동되어, 기판 반입 장치 (80c) 의 1 쌍의 X 주행 가이드 (81) (도 17 (A) 에서는 도시 생략. 도 12 참조) 사이에 삽입된다. 이에 따라, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 와 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 가 상하 방향으로 중첩되어 배치된다. 또, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 가 －X 방향으로 구동되어, 기판 (P1) 의 하방에 삽입된다. 전술한 바와 같이, 반송 핸드 (19) 는 로드 핸드 (83) 와 거의 동일한 형상이기 때문에, 가이드 부재 (65) 와 접촉하지 않는다. 이에 따라, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 와 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 가 상하 방향으로 중첩되어 배치된다.
이 후, 복수의 가이드 부재 (65) 각각이 －Z 방향으로 구동됨으로써, 기판 (P1) 이 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에 수수된다. 기판 (P1) 을 지지한 반송 핸드 (19) 는, 도 17 (B) 에 나타내는 바와 같이, ＋X 방향으로 구동되어, 기판 (P1) 을 외부 장치를 향해 반송한다.
노광이 끝난 기판 (P1) 을 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에 수수한 후, 복수의 가이드 부재 (65) 각각은 도 18 (A) 에 나타내는 바와 같이 동기하여 ＋Z 방향으로 구동된다. 복수의 가이드 부재 (65) 각각은, 로드 핸드 (83) 및 반송 핸드 (18) 각각에 접촉하지 않고 그 상면이 기판 (P3) 의 하면에 대향해, 그 기판 (P3) 을 들어 올림으로써 반송 핸드 (18) 로부터 이간시킨다. 이 때, 기판 (P3) 은 복수의 가이드 부재 (65) 에 흡착 유지된다.
이 후, 도 18 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 ＋X 방향으로 구동되어, 포트부 (60) 의 상방의 영역으로부터 퇴피한다. 그리고, 기판 (P3) 을 하방으로부터 지지하는 복수의 가이드 부재 (65) 각각이 －Z 방향으로 동기 구동된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (65) 각각이 로드 핸드 (83) 가 서로 인접하는 지지부 (832) 사이를 통과하는 것에 반해, 기판 (P3) 은 로드 핸드 (83) 의 지지부 (832) 에 하방으로부터 지지된다. 이에 따라, 기판 (P3) 이 가이드 부재 (65) 로부터 로드 핸드 (83) 에 수수되고, 도 14 (A) 에 나타내는 상태 (단, 기판 (P0) 이 기판 (P1) 으로, 기판 (P1) 이 기판 (P2) 으로, 기판 (P2) 이 기판 (P3) 으로, 각각 바뀌어 놓여 있다) 로 되돌아간다.
본 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (10c) 에서도 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 본 제 3 실시형태에서는, 기판 스테이지 (20c) 가 기판 반출 장치 (70a) 를 갖고 있으므로, 기판 스테이지 (20c) 가 기판 교환 위치에 도달하기 전, 즉 최종 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료하고, 기판 교환 위치로 이동할 때, 그 이동과 병행하여 기판 (P) 의 반출 동작을 개시할 수 있다. 따라서, 기판 홀더 (30c) 상의 기판의 교환 사이클 타임을 단축할 수 있어, 단위 시간당 기판 (P) 의 처리 매수를 늘릴 수 있다.
또, 예를 들어 기판 (P) 에 복수의 쇼트 영역이 설정되어 있는 경우, 통상적으로 마지막에 노광 처리가 실시되는 쇼트 영역은, 기판 (P) (기판 스테이지 (20c)) 의 총이동량을 줄이기 위해서, 기판 (P) 의 ＋Y 측 혹은 －Y 측에 설정된다. 따라서, 마지막 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료한 후의 기판 스테이지 (20c) 는, 기판 교환 위치로 이동할 때에 X 축 방향으로 이동함과 함께, Y 축 방향으로도 이동한다 (X 축으로 대해 비스듬한 방향으로 이동한다). 이에 반해, 본 제 3 실시형태에서는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 복수의 가이드 부재 (65) 중, 가장 －X 측에 배치된, 예를 들어 8 개의 가이드 부재 (65) 로 이루어지는 가이드 부재열의 Y 축 방향에 관한 치수가, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 치수보다 길게 설정되어 있기 때문에, 기판 스테이지 (20c) 가 X 축에 대해 비스듬한 방향으로 이동하는 경우라도, 기판 (P) 의 기판 홀더 (30c) 의 ＋X 측의 단부로부터 돌출된 부분이 가이드 부재 (65) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 이에 따라, 기판 (P) 을 보다 신속하게 반출할 수 있다.
이하, 도 20 (A) ∼ 도 20 (C) 를 이용하여 구체적으로 설명한다. 또한, 도 20 (A) ∼ 도 20 (C) 에서는, 기판 반출 장치 (70a), 포트부 (60) (각각 도 12 참조) 등의 도시가 생략되어 있다. 또, 도 20 (A) ∼ 도 20 (C) 에 있어서, 조사 영역 (노광 영역) 에 편의상 투영 광학계 (PL) (도 11 참조) 와 동일한 부호를 붙여서 설명한다.
도 20 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상에는, 예를 들어 6 개의 쇼트 영역이 설정되고, 그 중 마지막 쇼트 영역은, 기판 (P) 의 ＋Y 측 또한 ＋X 측에 설정된 쇼트 영역 (S6) 이다. 또, 쇼트 영역 (S6) 에 대한 노광 동작의 개시 전의 기판 (P) 의 중심은 위치 (CP1) 에 위치하고, 그 노광 동작이 종료했을 때의 기판 (P) 의 중심은 위치 (CP2) 에 위치한다.
여기서, 만일 가장 －X 측의 가이드 부재열 (도 19 참조) 의 Y 축 방향에 관한 치수가 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 치수와 동일한 정도라고 가정한 경우, 기판 (P) 의 반출시에 기판 (P) 이 X 축 방향으로 평행하게 이동하므로, 상기 가장 －X 측의 가이드 부재열의 Y 축 방향에 관한 중심과, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 중심이 대체로 일치하도록 기판 스테이지 (20c) 의 Y 위치 제어를 실시하지 않으면 안되며, 이 경우, 기판 홀더 (30c) 의 중심이 도 20 (B) 의 위치 (CP1 → CP2 → CP4) (위치 (CP4) 는 기판 교환 위치) 의 순서를 통과하도록 기판 스테이지 (20c) 의 위치 제어를 실시할 필요가 있다.
이에 반해, 본 제 3 실시형태에서는, 기판 스테이지 (20c) 의 Y 위치에 상관없이 기판 (P) 의 ＋X 측의 단부가 가이드 부재 (65) (도 19 참조) 에 지지되므로, 기판 스테이지 (20c) 가 최종 쇼트 영역의 노광 처리가 종료했을 때의 위치 (위치 (CP2)) 로부터 기판 교환 위치 (위치 (CP4)) 로 이동할 때, 그 이동과 병행하여 기판 (P) 의 반출 동작을 실시할 수 있어, 기판 (P) 의 중심이 도 20 (B) 의 위치 (CP1 → CP2 → CP3) 의 순서를 통과하도록 기판 (P) 의 반출 동작을 실시할 수 있다 (기판 스테이지 (20c) 의 중심은 (CP1 → CP2 → CP4) 의 순서를 통과한다). 따라서, 기판 (P) 의 반출 동작을 신속하게 실시할 수 있다. 기판 스테이지 (20c) 가 기판 교환 위치에 위치한 후에는, 기판 (P) 은 도 20 (C) 에 나타내는 바와 같이 X 축으로 평행하게 이동한다.
≪제 4 실시형태≫
다음으로 제 4 실시형태에 대하여 도 21 및 도 22 를 이용하여 설명한다. 본 제 4 실시형태에 관련된 액정 노광 장치는, 기판 홀더 (30d) 의 구성을 제외하고, 상기 제 3 실시형태의 액정 노광 장치 (10c) (도 11 참조) 와 동일하므로, 이하, 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 3 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 3 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
상기 제 3 실시형태에 있어서, 기판 반출시에 기판 (P) 은, 기판 홀더 (30c) 의 상면을 가이드면으로 하여 이동한 (도 15 (A) 및 도 15 (B) 참조) 것에 반해, 도 21 에 나타내는 본 제 4 실시형태에서는, 상기 제 2 실시형태 (도 9 참조) 와 마찬가지로, 복수의 가이드 부재 (48b) 에 의해 형성되는 가이드면을 따라 기판 (P) 의 반출이 실시되는 (도 22 참조) 점이 다르다. 또한, 기판 반출 장치 (70a) 의 구성은 상기 제 3 실시형태와 동일하다. 또, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재 (48b) 를 포함하고, 기판 리프트 장치 (46b) 의 구성은 상기 제 2 실시형태와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 본 제 4 실시형태에 의하면, 기판 홀더 (30d) 의 상면에 기판 (P) 을 부상시키기 위한 가압 기체를 분출하는 구멍부를 형성할 필요가 없다. 또, 기판 홀더 (30d) 내에 기체 분출용 배관 등을 배치할 필요가 없으므로, 기판 홀더 (30d) 를 경량화할 수 있다.
≪제 5 실시형태≫
다음으로 제 5 실시형태에 대하여 도 23 을 이용하여 설명한다. 상기 제 3 및 제 4 실시형태에서는, 기판 홀더 (30c, 30d) (각각 도 12, 도 21 참조) 가 기판 반출 장치 (70a) 를 갖고 있는 것에 반해, 본 제 5 실시형태에서는, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (20e) 는, 기판 홀더 (30e) 의 외부이며, 기판 홀더 (30e) 의 ＋Y 측 및 －Y 측 각각에 기판 반출 장치 (70a) 를 갖고 있다. 예를 들어 2 개의 기판 반출 장치 (70a) 각각의 구성은 상기 제 3 실시형태와 동일하다. 또, 기판 반출 장치 (70a) 의 배치를 제외한 부분에 대해서는, 상기 제 4 의 실시형태와 동일하므로, 이하, 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 3 및 제 4 실시형태와 동일한 구성, 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 3, 및 제 4 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 제 5 실시형태에서는, 기판 홀더 (30e) 의 ＋Y 측 및 －Y 측 각각의 단부로부터의 기판 (P) 의 돌출 (비어져 나옴) 량이 상기 제 3 및 제 4 실시형태보다 크게 설정되어 있으며, 일방의 기판 반출 장치 (70a) 는, 기판 (P) 중, 기판 홀더 (30e) 로부터 ＋Y 측으로 비어져 나온 부분의 하방에 배치되고, 타방의 기판 반출 장치 (70a) 는, 기판 (P) 중, 기판 홀더 (30e) 로부터 －Y 측으로 비어져 나온 부분의 하방에 배치되어 있다. 또한, 도 23 에서는 도시되지 않았지만, 예를 들어 2 개의 기판 반출 장치 (70a) 각각은, 기판 홀더 (30e) 의 하방에 배치된 Y 조동 스테이지 (23Y) (도 11 참조) 의 상면에 고정된 지지 부재를 통해 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 장착되어 있다. 즉, 예를 들어 2 개의 기판 반출 장치 (70a) 각각은 기판 홀더 (30e) 로부터 분리되어 배치되어 있다.
본 제 5 실시형태에서는, 예를 들어 2 대의 기판 반출 장치 (70a) 각각이 기판 홀더 (30e) 의 외부에 배치되어 있으므로, 기판 홀더 (30e) 에 기판 반출 장치 (70a) 를 수용하기 위한 홈 등을 형성할 필요가 없어, 기판 홀더 (30e) 의 강성 저하를 억제할 수 있다. 또, 보다 넓은 면적으로 기판 (P) 을 흡착 유지할 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또, 기판 홀더 (30e) 를 경량화할 수 있고, 또한 흡착 장치 (77a) 를 구동할 때의 반력이 기판 홀더 (30e) 에 작용하지 않으므로, 기판 홀더 (30e) (기판 (P)) 의 위치 제어성이 향상된다. 또, 기판 반출 장치 (70a) 는 기판 홀더 (30e) 의 외부에 배치되어 있기 때문에, 메인터넌스성도 우수하다.
≪제 6 실시형태≫
다음으로 제 6 실시형태에 대하여 도 24 ∼ 도 25 (C) 를 이용하여 설명한다. 상기 제 5 실시형태 (도 23 참조) 에서는, 기판 반출 장치 (70a) 의 구성이 상기 제 3 실시형태와 동일하였던 것에 반해, 도 24 에 나타내는 본 제 6 실시형태에서는 기판 반출 장치 (70d) 의 구성이 다르다. 또한, 기판 반출 장치 (70d) 의 구성을 제외한 부분에 대해서는, 상기 제 5 실시형태와 동일하므로, 이하, 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 5 실시형태와 동일한 구성, 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 5 실시형태 (혹은 제 3 및 제 4 실시형태) 와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 제 6 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (20f) 에서는, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 5 실시형태 (도 23 참조) 와 마찬가지로, 기판 홀더 (30e) 의 ＋Y 측 및 －Y 측 각각에 기판 반출 장치 (70d) 가 기판 홀더 (30e) 와 분리되어 배치되어 있다. 기판 반출 장치 (70d) 는, Y 조동 스테이지 (23Y) 의 상면 상에 고정된 지지 부재 (28) 에 하방으로부터 지지된 X 주행 가이드 (71) 와, X 주행 가이드 (71) 상을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 Y 리니어 가이드 장치 (78) 와, Y 리니어 가이드 장치 (78) 를 통해 X 주행 가이드 (71) 상에 탑재된 흡착 장치 (77d) 를 구비하고 있다. 흡착 장치 (77d) 는, 기판 (P1) 의 하면을 흡착 유지하는 흡착 패드를 포함한다. Y 리니어 가이드 장치 (78) 는, 도시되지 않은 Y 액츄에이터를 갖고 있으며, 흡착 장치 (77d) 를 X 주행 가이드 (71) 에 대해 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동할 수 있도록 되어 있다. 또, 흡착 장치 (77d) 의 하면의 Z 위치는, 기판 홀더 (30e) 의 상면의 Z 위치보다 약간 ＋Z 측에 위치하고 있다. 또한, Y 리니어 가이드 장치 (78) 를 X 축 방향으로 구동하는 X 액츄에이터, 및 흡착 장치 (77d) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 액츄에이터의 종류는, 각각 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 장치, 리니어 모터 등을 사용할 수 있다. 또, 흡착 장치 (77d) 는, 상기 제 1 ∼ 제 5 실시형태와 달리 흡착 패드를 Z 축 방향으로 구동하는 Z 액츄에이터를 갖지 않는다.
본 제 6 실시형태에서는, 도 25 (A) 에 나타내는 기판 홀더 (30e) 상에 기판 (P) 이 재치된 상태로부터, 기판 홀더 (30e) 에 내장된 복수의 가이드 부재 (48b) 에 의해 (혹은 미동 스테이지 (21) (도 24 참조) 가 －Z 방향으로 구동됨으로써) 기판 (P) (도 24 에서는 기판 (P1)) 이 기판 홀더 (30e) 의 상면으로부터 들어 올려지고, 이어서, 도 25 (B) 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 2 개의 기판 반출 장치 (70d) 각각의 흡착 장치 (77d) 가 기판 홀더 (30e) 에 접근하는 방향으로 구동된다 (도 25 (B) 의 화살표 참조). 이에 따라, 흡착 장치 (77d) 가 기판 홀더 (30e) 의 상면과 기판 (P) 의 하면 사이에 삽입된다 (도 24 참조. 단, 도 24 에서는, 흡착 장치 (77d) 가 기판 (P1) 의 하면과 기판 홀더 (30e) 의 상면 사이에 삽입된다).
이후, 기판 홀더 (30e) 에 있어서, 복수의 가이드 부재 (48b) 가 강하되고, 이에 따라 흡착 장치 (77d) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 유지가 가능해진다. 기판 (P) 을 흡착 유지한, 예를 들어 2 개의 흡착 장치 (77d) 각각은, 도 25 (C) 에 나타내는 바와 같이, 동기하여 ＋X 측으로 구동된다. 이에 따라, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30e) 상으로부터 도시되지 않은 포트부를 향해 반출된다. 또한, 도 24 에 나타내는 기판 홀더 (30e) 상의 기판 (P1) 과 로드 핸드 (83) 상에 재치된 다른 (다음의) 기판 (P2) 과의 교환 동작은, 상기 제 2 실시형태와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 본 제 6 실시형태에 의하면, 흡착 장치 (77d) 가 Y 축 방향으로 이동할 수 있으므로, 기판 홀더 (30e) 의 Y 축 방향의 양단부로부터 기판 (P) 을 크게 비어져 나오게 할 필요가 없어, 기판 (P) 을 소형화할 수 있다.
또한, 상기 제 3 ∼ 제 6 실시형태의 구성은 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 6 실시형태의 기판 반출 장치 (70d) 에 있어서, 흡착 장치 (77d) 는, X 주행 가이드 (71) 에 대해 Y 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있었지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 도 26 (A) ∼ 도 27 (C) 에 나타내는 제 1 변형예에 관련된 기판 반출 장치 (70e) 와 같이, 흡착 장치 (77d) 가 미리 X 주행 가이드 (71) 로부터 기판 홀더 (30e) 측에 붙어 나와 있어도 된다 (기판 반출 장치 (70e) 는, 흡착 장치 (77d) 를 X 주행 가이드 (71) 에 대해 Y 축 방향으로 구동하는 Y 액츄에이터를 구비하지 않는다). 이 경우, 도 26 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30e) 상에 재치된 상태로, 흡착 장치 (77d) 는, 기판 (P) 의 －X 측에 위치되고, 노광 종료 후에 기판 (P) 이 복수의 가이드 부재 (48b) 를 이용하여 기판 홀더 (30e) 로부터 들어 올려진 후, 도 26 (B) 에 나타내는 바와 같이 ＋X 방향으로 구동됨으로써, 기판 홀더 (30e) 와 기판 (P) 사이에 삽입된다. 이 후, 기판 (P) 이 강하되고, 흡착 장치 (77d) 는 그 기판 (P) 을 흡착 유지함과 함께, 그 상태로, 도 26 (C) 에 나타내는 바와 같이 ＋X 방향으로 구동된다. 이에 따라, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30e) 로부터 반출된다. 또, 기판 (P) 의 반출 후, 다른 기판 (P) 에 노광 처리가 실시되고 있는 한창 중에, 흡착 장치 (77d) 는, 도 27 (A) 에 나타내는 바와 같이 그 기판 (P) 의 ＋X 측에 위치된다. 그리고, 그 기판 (P) 의 노광 처리가 종료하고, 기판 (P) 이 반출 동작을 위해서 복수의 가이드 부재 (48b) 에 의해 기판 홀더 (30e) 로부터 들어 올려지면, 흡착 장치 (77d) 는, 도 27 (B) 에 나타내는 바와 같이 기판 (P) 의 하방을 통과하여 상기 도 26 (A) 에 나타내는 초기 위치 (기판 (P) 의 －X 측의 위치) 로 복귀한다. 그리고 도 27 (C) 에 나타내는 바와 같이 상기 도 26 (B) 이후의 처리가 반복된다. 제 1 변형예에 의하면, 기판 반출 장치 (70e) 의 구조 및 제어를 간단하게 할 수 있다.
또, 상기 제 6 실시형태의 기판 스테이지 (20f) 에 있어서, 기판 반출 장치 (70d) 는, 기판 홀더 (30e) 의 양측 (＋Y 측 및 －Y 측) 에 배치되었지만, 도 28 (이하, 제 2 변형예라고 칭한다) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (70f) 가 기판 홀더 (30e) 의 편측 (＋Y 측 또는 －Y 측) 에만 배치되어도 된다. 이 경우, 보다 강한 흡착 유지력으로 기판 (P) 을 흡착 유지할 수 있도록, 흡착 장치 (77f) 가 갖는 흡착 패드의 흡착 유지면을 상기 제 3 ∼ 제 6 실시형태의 흡착 장치 (77a) (예를 들어 도 12 참조) 보다 넓게 설정하면 된다. 또, 이 경우, 흡착 장치 (77f) 는, 상기 제 6 실시형태와 같이 X 주행 가이드 (71) 에 대해 Y 축 방향으로 이동 가능해도 되고, 상기 제 1 변형예와 같이 X 주행 가이드 (71) 로부터 기판 홀더 (30e) 측으로 돌출된 상태로 고정되어도 된다.
또, 상기 제 3 ∼ 제 6 실시형태의 기판 반출 장치는 기판 (P) 에 대해 흡착 패드가 Z 축 방향 혹은 Y 축 방향으로 구동됨으로써, 그 기판 (P) 의 하면을 흡착 가능한 위치에 위치시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 도 29 (A) ∼ 도 30 (B) (이하, 제 3 변형예라고 칭한다) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 을 흡착 장치 (77g) 에 대해 이동시켜도 된다. 도 29 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (70g) 는 기판 홀더 (30e) 의 ＋Y 측에 배치되어 있다 (흡착 장치 (77g) 는 Y 축 방향으로 이동 불가). 또, 기판 홀더 (30e) 의 －Y 측에는, 예를 들어 2 개의 위치 결정 장치 (17a) 가 X 축 방향으로 이간되어 배치되고, 기판 홀더 (30e) 의 ＋Y 측에는, 예를 들어 하나의 위치 결정 장치 (17b) 가 배치되어 있다. 복수의 위치 결정 장치 (17a, 17b) 각각은, 도시되지 않은 지지 부재를 통해 Y 조동 스테이지 (23Y) (도 11 참조) 상에 탑재되고, 기판 (P) 과 거의 동일한 Z 위치에 배치되어 있다 (따라서, X 주행 가이드 (71) 에 저촉하지 않는다). 위치 결정 장치 (17a, 17b) 는, 예를 들어 에어 실린더 등의 액츄에이터를 가지며, 기판 (P) 의 단부를 압압하여 기판 (P) 의 위치를 제어한다.
본 제 3 변형예에서는, 노광이 끝난 기판 (P) 이 복수의 가이드 부재 (48b) 에 부상 지지된 상태로, 도 29 (B) 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 2 개의 위치 결정 장치 (17a) 에 의해 기판 (P) 이 ＋Y 방향으로 구동된다. 이 때, 흡착 장치 (77g) 에 장착된 이동 방지 핀 (17c) 과 위치 결정 장치 (17b) 에 의해, 기판 (P) 의 ＋Y 방향으로의 관성에 의한 과도한 이동이 억제된다. 또, 기판 홀더 (30e) 의 상면에는, 위치 결정 장치 (17a) 와의 저촉을 방지하기 위한 복수의 절결 (17d) 이 형성되어 있다. 흡착 장치 (77g) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 유지가 가능한 위치에 기판 (P) 이 위치 결정되면, 도 30 (A) 에 나타내는 바와 같이 위치 결정 장치 (17a, 17b) 가 기판 (P) 으로부터 퇴피하고, 이 후, 도 30 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 이 흡착 장치 (77g) 에 의해 흡착 유지되어, 기판 홀더 (30e) 로부터 반출된다. 본 제 3 변형예에서는, 기판 (P) 이 기판 반출 장치 (70g) 에 대해 이동하므로, 기판 (P) 의 기판 홀더 (30e) 로부터의 비어져 나옴량을 미리 줄일 수 있다.
≪제 7 실시형태≫
다음으로 제 7 실시형태에 대하여 도 31 ∼ 도 41 을 이용하여 설명한다. 상기 제 1 ∼ 제 6 실시형태의 기판 스테이지 (20a ∼ 20f) 는, X 조동 스테이지 (23X) 상에 Y 조동 스테이지 (23Y) 가 탑재되는 구성이었지만, 도 31 에 나타내는 본 제 7 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (100) 의 기판 스테이지 (120a) 에서는, Y 조동 스테이지 (123Y) 상에 X 조동 스테이지 (123X) 가 탑재되어 있는 (상측의 조동 스테이지가 스캔 방향으로 이동한다) 점이 다르다. 또, 기판 반출 장치 (170) 는 Y 조동 스테이지 (123Y) (하측의 조동 스테이지) 에 형성되어 있다. 이하, 본 제 7 실시형태에서는, 상기 제 1 ∼ 제 6 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 ∼ 제 6 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 ∼ 제 6 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 제 7 실시형태에 있어서, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 장치 본체 (130) 는, 경통 정반 (131), 1 쌍의 사이드 컬럼 (132), 기판 스테이지 가대 (133) 를 갖고 있다. 경통 정반 (131) 은 XY 평면에 평행하게 배치된 판 형상의 부재로 이루어지며, 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST) 등을 지지하고 있다. 1 쌍의 사이드 컬럼 (132) 은 Y 축 방향으로 이간되어 배치되고, 경통 정반 (131) 의 ＋Y 측의 단부 근방, 및 －Y 측의 단부 근방을 각각 하방으로부터 지지하고 있다. 기판 스테이지 가대 (133) 는 Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지며, 도 32 및 도 33 으로부터 알 수 있는 바와 같이, X 축 방향으로 이간되어, 예를 들어 2 개 형성되어 있다. 도 31 로 되돌아와, ＋Y 측의 사이드 컬럼 (132) 은, 예를 들어 2 개의 기판 스테이지 가대 (133) 의 ＋Y 측의 단부 근방 상에, －Y 측의 사이드 컬럼 (132) 은, 예를 들어 2 개의 기판 스테이지 가대 (133) 의 －Y 측의 단부 근방 상에 각각 탑재되어 있다. 기판 스테이지 가대 (133) 는, 그 길이 방향의 단부 근방이 클린 룸의 플로어 (11) 상에 설치된 방진 장치 (134) 에 의해 하방으로부터 지지되고 있다. 이에 따라, 장치 본체 (130) (및 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST) 등) 가 플로어 (11) 로부터 진동적으로 분리된다.
기판 스테이지 장치 (200) 는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 베이스 프레임 (114), 보조 베이스 프레임 (115), 및 기판 스테이지 (120a) 를 구비하고 있다.
일방의 베이스 프레임 (114) 은 ＋X 측의 기판 스테이지 가대 (133) 의 ＋X 측에, 타방의 베이스 프레임 (114) 은 －X 측의 기판 스테이지 가대 (133) 의 －X 측에, 보조 베이스 프레임 (115) 은 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (133) 사이에, 각각 기판 스테이지 가대 (133) 에 소정 거리 사이에 두고 (비접촉 상태로) 배치되어 있다. 1 쌍의 베이스 프레임 (114) 및 보조 베이스 프레임 (115) 은 각각 Y 축 방향으로 연장되는 YZ 평면에 평행한 판 형상 부재로 이루어지며, 복수의 어저스터 장치를 통해 높이 위치 (Z 위치) 가 조정 가능하게 플로어 (11) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 베이스 프레임 (114), 및 보조 베이스 프레임 (115) 각각의 상단면 (＋Z 측의 단부) 에는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장되는 기계적인 Y 리니어 가이드 장치 (1 축 가이드 장치) 의 요소인 Y 리니어 가이드 (116a) 가 고정되어 있다.
도 31 로 되돌아와, 기판 스테이지 (120a) 는, Y 조동 스테이지 (123Y), X 조동 스테이지 (123X), 미동 스테이지 (21), 기판 홀더 (30b), 복수의 기판 리프트 장치 (46b), Y 스텝 정반 (150), 중량 캔슬 장치 (26), 및 기판 반출 장치 (170) 를 갖고 있다.
Y 조동 스테이지 (123Y) 는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 베이스 프레임 (114) 및 보조 베이스 프레임 (115) 상에 탑재되어 있다. Y 조동 스테이지 (123Y) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 빔 (125) 을 갖고 있다. 1 쌍의 X 빔 (125) 각각은 X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면이 사각형인 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (125) 은, ＋X 측 및 －X 측의 단부 근방 각각에 있어서, Y 캐리지 (126) 에 의해 서로 접속되어 있다. Y 캐리지 (126) 는 Y 축 방향으로 연장되는 XY 평면에 평행한 판 형상 부재로 이루어지며, 그 상면 상에 1 쌍의 X 빔 (125) 이 탑재되어 있다. 또, 1 쌍의 X 빔 (125) 은, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 그 길이 방향의 중앙부가 보조 캐리지 (126a) 에 의해 접속되어 있다.
또, 도 31 및 도 33 으로부터 알 수 있는 바와 같이, Y 캐리지 (126) 의 하면 및 보조 캐리지 (126a) 의 하면에는, 상기 Y 리니어 가이드 (116a) 와 함께 Y 리니어 가이드 장치 (116) 를 구성하는 Y 슬라이드 부재 (116b) 가 복수 (도 33 에서는 지면 안길이 방향으로 중첩되어 있다) 고정되어 있다. Y 슬라이드 부재 (116b) 는, 대응하는 Y 리니어 가이드 (116a) 에 저마찰로 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 걸어맞춰져 있고, Y 조동 스테이지 (123Y) 는, 1 쌍의 베이스 프레임 (114) 및 보조 베이스 프레임 (115) 상을 저마찰로 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (125) 의 하면의 Z 위치는 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (133) 의 상면보다 ＋Z 측에 설정되어 있고, Y 조동 스테이지 (123Y) 는 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (133) (즉 장치 본체 (130)) 로부터 진동적으로 분리되어 있다.
Y 조동 스테이지 (123Y) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 Y 이송 나사 장치 (117) 에 의해 Y 축 방향으로 구동된다. 1 쌍의 Y 이송 나사 장치 (117) 각각은, 베이스 프레임 (114) 의 외측면에 장착된 모터에 의해 회전 구동되는 나사축 (117a) 과, Y 캐리지 (126) 에 장착된 복수의 순환식 볼 (도시 생략) 을 갖는 너트 (117b) 를 포함한다. 또한, Y 조동 스테이지 (123Y) (1 쌍의 X 빔 (125)) 를 Y 축 방향으로 구동하기 위한 Y 액츄에이터의 종류는, 상기 볼 나사 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 리니어 모터, 벨트 구동 장치 등이어도 된다. 또, 보조 베이스 프레임 (115) 에 상기 Y 이송 나사 장치 (117) 와 동일한 구성의 (혹은 별종의) Y 액츄에이터를 배치해도 된다. 또, Y 이송 나사 장치 (117) 는 하나여도 된다.
1 쌍의 X 빔 (125) 각각의 상면에는, 도 34 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 기계적인 1 축 가이드 장치의 요소인 X 리니어 가이드 (127a) 가, Y 축 방향으로 소정 간격으로 하나의 X 빔 (125) 에 대해, 예를 들어 2 개, 서로 평행하게 고정되어 있다. 또, 1 쌍의 X 빔 (125) 각각의 상면이며, 1 쌍의 X 리니어 가이드 (127a) 사이의 영역에는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛 (128a) (X 고정자) 이 고정되어 있다.
X 조동 스테이지 (123X) 는 평면에서 보아 사각형의 판 형상 부재로 이루어지고, 그 중앙부에 개구부가 형성되어 있다. X 조동 스테이지 (123X) 의 하면에는, 상기 X 리니어 가이드 (127a) 와 함께 X 리니어 가이드 장치 (127) 를 구성하는 X 슬라이드 부재 (127b) 가 고정되어 있다. X 슬라이드 부재 (127b) 는, 1 개의 X 리니어 가이드 (127a) 에 대해, X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 4 개 형성되어 있다 (도 33 참조). X 슬라이드 부재 (127b) 는, 대응하는 X 리니어 가이드 (127a) 에 저마찰로 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 걸어맞춰져 있으며, X 조동 스테이지 (123X) 는, 1 쌍의 X 빔 (125) 상을 저마찰로 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. 또, X 조동 스테이지 (123X) 의 하면에는, 1 쌍의 자석 유닛 (128a) 각각에 소정의 클리어런스를 통해 대향하고, 1 쌍의 자석 유닛 (128a) 과 함께 X 조동 스테이지를 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위한 1 쌍의 X 리니어 모터 (128) 를 구성하는 1 쌍의 코일 유닛 (128b) (X 가동자) 이 고정되어 있다.
X 조동 스테이지 (123X) 는 X 리니어 가이드 장치 (127) 에 의해 Y 조동 스테이지 (123Y) 에 대한 Y 축 방향으로의 상대 이동이 제한되어 있고, Y 조동 스테이지 (123Y) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 즉, X 조동 스테이지 (123X) 는, Y 조동 스테이지 (123Y) 와 함께, 갠트리식 2 축 스테이지 장치를 구성 하고 있다. Y 조동 스테이지 (123Y) 의 Y 위치 정보 및 X 조동 스테이지 (123X) 의 X 위치 정보는 각각 도시되지 않은 리니어 인코더 시스템에 의해 구해진다. 또, 미동 스테이지 (21) (구동계 및 계측계를 포함한다) 의 구성은, 도 33 및 도 34 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로 (복수의 보이스 코일 모터 (29x, 29y, 29z) 를 포함하는 미동 스테이지 구동계, 및 X 이동경 (22x), Y 이동경 (22y) 을 이용한 기판 간섭계 시스템을 포함한다), 여기서는 설명을 생략한다.
또, 기판 홀더 (30b) 의 구성은, 상기 제 2 실시형태와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 본 제 7 실시형태에서는, X 홈 (31b1) 이 기판 홀더 (30b) 의 양단에 개구되어 있지만, 개구되어 있지 않아도 된다. 또, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 의 구성도, 상기 제 2 실시형태와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 단, 본 제 7 실시형태에 있어서, 기판 리프트 장치 (46b) 는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 소정 간격으로 복수 (예를 들어 4 대) 배치되어 있고, 가이드 부재 (48b) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 하나의 X 홈 (31b1) 에 대응하여, 예를 들어 4 대 (합계, 예를 들어 16 대) 수용되어 있다.
Y 스텝 정반 (150) 은, 도 32 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 신장하는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어지며, 1 쌍의 X 빔 (125) 각각에 소정 거리 사이에 둔 상태로 (비접촉 상태로), 1 쌍의 X 빔 (125) 사이에 삽입되어 있다. Y 스텝 정반 (150) 의 길이 방향의 치수는, 미동 스테이지 (21) 의 X 축 방향에 관한 이동 스트로크보다 약간 길게 설정되어 있다. Y 스텝 정반 (150) 의 상면은 평면도가 매우 높게 마무리되어 있다. Y 스텝 정반 (150) 은, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (133) 각각의 상면에 고정된 복수의 Y 리니어 가이드 (135a) 와, Y 스텝 정반 (150) 의 하면에 고정된 복수의 Y 슬라이드 부재 (135b) 에 의해 구성되는 복수의 Y 리니어 가이드 장치 (135) 에 의해, 1 쌍의 기판 스테이지 가대 (133) 상에서 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 직진 안내된다.
Y 스텝 정반 (150) 은, 도 32 에 나타내는 바와 같이, ＋X 측 및 －X 측의 단부 근방 각각에 있어서, 1 쌍의 플렉셔 장치 (151) 라고 칭해지는 장치를 통해 1 쌍의 X 빔 (125) 에 기계적으로 연결되어 있다. 이에 따라, Y 스텝 정반 (150) 과 Y 조동 스테이지 (123Y) 는 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 플렉셔 장치 (151) 는, 예를 들어 XY 평면에 평행하게 배치된 두께가 얇은 띠 형상의 강판과, 그 강판의 양단부에 형성된 힌지 이음 장치 (예를 들어 볼 조인트, 또는 경첩 장치) 를 포함하며, 상기 강판이 힌지 이음 장치를 통해 Y 스텝 정반 (150) 및 X 빔 (125) 사이에 가설되어 있다. 따라서, 플렉셔 장치 (151) 는 Y 축 방향의 강성에 비해 다른 5 자유도 방향 (X, Z, θx, θy, θz 방향) 의 강성이 낮아, 상기 5 자유도 방향에 관해서 Y 스텝 정반 (150) 과 Y 조동 스테이지 (123Y) 가 진동적으로 분리된다. 또한, Y 스텝 정반 (150) 의 Y 위치는, 예를 들어 리니어 모터, 이송 나사 장치 등의 액츄에이터에 의해 Y 조동 스테이지 (123Y) 와 독립적으로 제어해도 된다.
중량 캔슬 장치 (26) (레벨링 장치 (27) 를 포함한다) 의 구성은 상기 제 1 실시형태와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 단, 본 제 7 실시형태에 있어서, 중량 캔슬 장치 (26) 는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 그 하면에 장착된 복수의 에어 베어링 (26a) 을 통해, Y 스텝 정반 (150) 상에 비접촉 상태로 탑재되어 있기 때문에, Z 축 방향의 치수가 상기 제 1 실시형태에 비해 짧아져 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 는 복수의 플렉셔 장치 (26b) 를 통해 X 조동 스테이지 (123X) 에 기계적으로 접속되어 있고, X 조동 스테이지 (123X) 와 일체적으로 X 축 방향으로 이동할 때에는, Y 스텝 정반 (150) 상을 이동한다. 이에 반해, 중량 캔슬 장치 (26) 는 X 조동 스테이지 (123X) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 이동할 때에는, Y 조동 스테이지 (123Y) 및 Y 스텝 정반 (150) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동하므로 Y 스텝 정반 (150) 상으로부터 탈락하는 경우가 없다.
기판 반출 장치 (170) 는, 기판 홀더 (30b) 상에 재치된 기판 (P) 을 후술하는 기판 스테이지 장치 (200) 의 외부 (본 실시형태에서는 후술하는 포트부 (60) 의 기판 가이드 장치 (62) (도 35 참조)) 를 향해 반출하는 장치이며, 1 쌍의 X 빔 (125) 중, ＋Y 측의 X 빔 (125) 의 외측면 (＋Y 측을 향한 면) 에 장착되어 있다. 기판 반출 장치 (170) 는, 반출 대상의 기판 (P) 의 하면을 흡착 유지하는 흡착 패드 (171), 흡착 패드를 지지하는 지지 부재 (172), 지지 부재 (172) (및 흡착 패드 (171)) 를 X 축 방향으로 직진 안내하는 1 쌍의 X 리니어 가이드 장치 (173), 지지 부재 (172) (및 흡착 패드 (171)) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터 (174) 를 갖고 있다. 또한, 도 34 는, 도 33 의 E-E 선 단면도이지만, 기판 반출 장치 (170) 의 구성의 설명을 위해, 흡착 패드 (171) 및 지지 부재 (172) 가 －X 측의 스트로크 엔드에 위치한 상태로 나타나 있다.
흡착 패드 (171) 는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, YZ 단면 역 L 자 형상의 부재로 이루어지고, XY 평면에 평행한 부분은, 도 32 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 사각형의 판 형상 부재로 이루어진다. 흡착 패드 (171) 는 외부에 설치된 도시되지 않은 배큐엄 장치에 접속되어 있고, 상기 XY 평면에 평행한 부분의 상면이 기판 흡착면부로서 기능한다. 지지 부재 (172) 는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 연장되는 XZ 평면에 평행한 판 형상의 부재로 이루어지고, 그 상단부 (＋Z 측의 단부) 근방에 흡착 패드 (171) 가 장착되어 있다. 지지 부재 (172) 는, Y 축 방향의 강성보다 X 축 방향의 강성이 높은 구조로 되어 있다. 지지 부재 (172) 는, Z 축 방향에 관한 중앙부보다 약간 ＋Z 측의 부분이 ＋X 측을 향해 구부러져 형성되어 있고, 그 상단부가 하단부 (－Z 측의 단부) 보다 ＋X 측 (즉 포트부 (60) (도 33 에서는 도시 생략. 도 35 참조) 측) 으로 돌출되어 있다. 또, 지지 부재 (172) 와 기판 홀더 (30b) 사이에는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (172) 와 기판 홀더 (30b) 가 인접한 상태로 기판 홀더 (30b) 가 X 조동 스테이지 (123X) 에 대해 Y 축 방향 및/또는 θz 방향으로 미소 구동된 경우라도 서로 접촉하지 않을 정도의 클리어런스가 설정되어 있다.
여기서, 흡착 패드 (171) 는, ＋Y 측의 단부 근방이 지지 부재 (172) 에 접속됨으로써 －Y 측의 단부가 지지 부재 (172) 의 －Y 측을 향한 면으로부터 －Y 측 (기판 홀더 (30b) 측) 으로 돌출되어 배치되어 있고, 그 －Y 측의 단부의 Y 위치는 기판 홀더 (30b) 의 ＋Y 측의 단부보다 －Y 측에 위치하고 있다. 즉, 기판 스테이지 (120a) 를 ＋Z 측에서 본 경우, 기판 홀더 (30b) 의 X 위치에 따라 다르기는 하지만, 흡착 패드 (171) 는 기판 홀더 (30b) 의 상방에 위치한다 (Z 축 방향과 중첩된다). 또, 흡착 패드 (171) 는, 그 하면의 Z 위치가 기판 홀더 (30b) 의 상면의 Z 위치보다 높게 위치하도록 (기판 홀더 (30b) 의 Z 위치가 미소 범위에서 변화하므로, 예를 들어 기판 홀더 (30b) 를 Z 축 방향에 관한 중립 위치에 위치시킨 상태로 기판 홀더 (30b) 의 상면의 Z 위치보다 높게 위치하도록) 지지 부재 (172) 에 지지되어 있다. 이에 따라, 기판 (P) 이 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 에 의해 기판 홀더 (30b) 의 상면으로부터 상승 구동된 (들어 올려진) 상태로, 흡착 패드 (171) 를 기판 (P) 과 기판 홀더 (30b) 사이에 삽입할 수 있도록 되어 있다.
지지 부재 (172) 의 하단부 근방의 일면은 ＋Y 측의 X 빔 (125) 의 외측면에 대향하고 있다. 이에 대해, ＋Y 측의 X 빔 (125) 의 외측면에는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 X 리니어 가이드 (173a) 가 Z 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 2 개 (1 쌍) 고정되어 있다. 1 쌍의 X 리니어 가이드 (173a) 는, 그 길이 (X 축 방향의 치수) 가 X 빔 (125) 의 거의 절반 (혹은 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 길이와 동일한 정도) 으로 설정되어, X 빔 (125) 의 X 축 방향에 관한 중앙부보다 ＋X 측 (포트부 (60) (도 33 에서는 도시 생략. 도 35 참조) 측) 의 영역에 배치되어 있다. 또, 지지 부재 (172) 의 일면 (X 빔 (125) 에 대한 대향면) 에는, 도시되지 않은 전동체 (예를 들어 순환식 볼 등) 를 포함하고, X 리니어 가이드 (173a) 에 대해 기계적으로 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 걸어맞추는 X 슬라이더 (173b) 가, 1 개의 X 리니어 가이드 (173a) 에 대해, 예를 들어 2 개 X 축 방향 소정 간격으로 고정되어 있다. 상기 X 리니어 가이드 (173a) 와, 그 X 리니어 가이드 (173a) 에 대응하는, 예를 들어 2 개의 X 슬라이더 (173b) 에 의해, 지지 부재 (172) (및 흡착 패드 (171)) 를 X 축 방향으로 직진 안내하기 위한 X 리니어 가이드 장치 (173) 가 구성되어 있다.
또, 상기 1 쌍의 X 리니어 가이드 (173a) 의 사이에는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛 (174a) 이 고정되어 있다. 이에 반해, 지지 부재 (172) 의 일면 (X 빔 (125) 에 대한 대향면) 에는, 코일을 포함하는 코일 유닛 (174b) 이 자석 유닛 (174a) 에 소정 간격으로 대향해 고정되어 있다. 상기 자석 유닛 (174a) (X 고정자) 과, 그 자석 유닛 (174a) 에 대응하는 코일 유닛 (174b) (X 가동자) 에 의해, 지지 부재 (172) (및 흡착 패드 (171)) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 리니어 모터 (174) 가 구성되어 있다. 또한, 지지 부재 (172) (및 흡착 패드 (171)) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 액츄에이터로는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 볼 나사 (이송 나사) 장치, 로프 (혹은 벨트 등) 를 사용한 견인 장치 등, 다른 1 축 액츄에이터를 이용해도 된다. 또, ＋Y 측의 X 빔 (125) 의 외측면이며, 자석 유닛 (174a) 의 양단부 근방 각각에는, 지지 부재 (172) 의 이동 가능 범위를 기계적으로 규정하는 스토퍼 (175) 가 고정되어 있다.
기판 스테이지 (120a) 에서는, 기판 (P) 의 반출 동작을 실시할 때, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 각각의 가이드 부재 (48b) 의 상면이 Z 위치가 기판 홀더 (30b) 의 상면보다 ＋Z 측이 되도록 복수의 Z 액츄에이터 (47) 가 제어된다. 그리고, 기판 반출 장치 (170) 에서는, 흡착 패드 (171) 가 기판 (P) 의 －X 측 또한 ＋Y 측의 단부 (모서리부) 근방에 있어서의 하면을 흡착 유지하고, 그 상태로 지지 부재 (172) 가 X 리니어 모터 (174) 에 구동됨으로써, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30b) 상을 ＋X 방향으로 이동하여 포트부 (60) 로 반출된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (48b) 각각으로부터는 기판 (P) 의 하면에 대해 가압 기체가 분출되어, 기판 (P) 이 부상 지지된다. 이에 따라, 기판 (P) 이 저마찰로 기판 홀더 (30b) 상을 이동한다.
여기서, 기판 반출 장치 (170) 에서는, 도 33 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (172) 를 ＋X 측의 스트로크 엔드에 위치시켰을 때의 흡착 패드 (171) 의 X 위치가, X 조동 스테이지 (123X) 를 ＋X 측의 스트로크 엔드에 위치시켰을 때의 기판 홀더 (30b) 보다 ＋X 측이 되도록, 지지 부재 (172) 의 형상 (굴곡량) 이 설정되어 있다. 이에 따라, 기판 (P) 에 대한 노광 처리 등이 실시되고 있는 동안, 흡착 패드 (171) 를 X 조동 스테이지 (123X) 의 이동 가능 범위의 외측으로 퇴피시켜 둘 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 지지 부재 (172) 의 중간부가 구부러져 형성되어 있지만, 흡착 패드 (171) 를 기판 홀더 (30b) 의 X 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 외측으로 퇴피시킬 수 있으면, 지지 부재 (172) 의 형상은 이것에 한정되지 않는다.
도 35 에 나타내는 기판 반입 장치 (80c) 및 포트부 (60) (기판 가이드 장치 (62) 를 포함한다) 의 구성은 상기 제 3 실시형태와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
이하, 액정 노광 장치 (100) 에 있어서의 기판 홀더 (30b) 상의 기판 (P) (편의상, 복수의 기판 (P) 을 기판 (P1), 기판 (P2), 기판 (P3) 이라고 칭한다) 의 교환 동작에 대해 도 36 (A) ∼ 도 41 (B) 를 이용하여 설명한다. 이하의 기판 교환 동작은, 도시되지 않은 주제어 장치의 관리하에 실시된다. 또한, 도 36 (A) ∼ 도 41 (B) 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해서, 기판 홀더 (30b) 가 단면도로 도시됨과 함께, 복수의 보이스 코일 모터 등을 포함하여, 기판 스테이지 (120a) 의 일부 도시가 생략되어 있다.
도 36 (A) 에 있어서, 기판 스테이지 (120a) 의 기판 홀더 (30b) 에는 기판 (P1) 이 유지되어 있다. 또, 로드 핸드 (83) 에는, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (30b) 로부터 반출된 후, 다음으로 기판 홀더 (30b) 에 유지될 예정인 기판 (P2) (다음 기판 (P2)) 이 유지되어 있다.
주제어 장치는, 기판 (P1) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 중, 마지막 쇼트 영역에 대한 노광 처리가 종료한 후, 도 36 (B) 에 나타내는 바와 같이, 노광 종료 위치로부터 기판 스테이지 (120a) 를 제어하여 기판 교환 위치로 이동시킨다. 상기 노광 처리가 실시되고 있는 한창 중에, 기판 반출 장치 (170) 의 지지 부재 (172) 는 ＋X 측의 스트로크 엔드에 위치되고, 흡착 패드 (171) 는 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 외측으로 퇴피하고 있다. 따라서, 기판 (P1) 의 반출을 위해서, X 조동 스테이지 (123X) (및 기판 홀더 (30b)) 가 X 축 방향으로 이동해도, 기판 (P1) 과 흡착 패드 (171) 가 접촉하지 않는다. 또, 이것과 병행하여, 로드 핸드 (83) 가 －X 방향으로 구동되고, 이에 따라 기판 (P2) 이 기판 교환 위치의 상방에 위치한다. 또한, 포트부 (60) 에서는, 기판 가이드 장치 (62) 가 기판 스테이지 (120a) 에 접근하는 방향으로 구동된다.
기판 스테이지 (120a) 가 기판 교환 위치에 도달하면, 주제어 장치는, 도 37 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30b) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지를 해제시킴과 함께, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 를 제어하여, 가이드 부재 (48b) 를 상승 구동한다. 이에 따라, 기판 (P1) 의 하면과 기판 홀더 (30b) 의 상면 사이에 간극이 형성된다. 이어서, 도 37 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (170) 의 지지 부재 (172) 가 －X 방향으로 구동되고, 이에 따라 흡착 패드 (171) 가 기판 (P1) 의 하면과 기판 홀더 (30b) 의 상면 사이의 간극을 통과하여, 기판 (P1) 의 －X 측 또한 ＋Y 측의 단부 (모서리부) 근방의 하방에 위치된다. 이 후, 복수의 가이드 부재 (48b) 가 하강 구동되어, 기판 (P1) 의 하면이 흡착 패드 (171) 에 흡착 유지된다. 또, 복수의 가이드 부재 (48b) 는 기판 (P1) 의 하면에 대해 가압 기체를 분출하여 기판 (P1) 을 부상 지지한다. 이 때, 기판 스테이지 (120a) 의 복수의 가이드 부재 (48b) 와 포트부 (60) 의 복수의 가이드 부재 (65) 는, 서로의 상면의 Z 위치가 거의 동일해지도록 제어된다.
이 후, 도 38 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (170) 의 지지 부재 (172) 가 ＋X 방향으로 구동되고, 이에 따라, 흡착 패드 (171) 에 흡착 유지된 기판 (P1) 이 복수의 가이드 부재 (48b), 및 복수의 가이드 부재 (65) 의 상면에 의해 형성되는 XY 평면에 평행한 면 (가이드면) 을 따라 ＋X 방향으로 이동하여, 기판 홀더 (30b) 로부터 포트부 (60) 로 반출된다. 이 때, 복수의 가이드 부재 (65) 의 상면으로부터도 기판 (P1) 에 대해 가압 기체가 분출된다. 이에 따라, 기판 (P1) 을 고속, 또한 저발진으로 이동시킬 수 있다.
기판 (P1) 이 기판 홀더 (30b) 상으로부터 복수의 가이드 부재 (65) 상으로 수수되면, 도 38 (B) 에 나타내는 바와 같이, 흡착 패드 (171) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지가 해제됨과 함께, 복수의 가이드 부재 (65) 로부터의 가압 기체의 분출이 정지된다. 이에 따라, 기판 (P1) 이 복수의 가이드 부재 (65) 상에 재치되고, 이어서 기판 (P1) 을 지지한 기판 가이드 장치 (62) 가 ＋X 방향으로 구동된다. 또한, 기판 반출 장치 (170) 가 도 38 (B) 에 나타내는 위치에 위치하는 기판 가이드 장치 (62) 상에까지 기판 (P1) 을 반송할 수 있으면, 기판 가이드 장치 (62) 를 미리 기판 스테이지 (120a) 측으로 이동시켜 둘 필요는 없다 (이동 불가여도 된다). 또, 기판 스테이지 (120a) 에서는, 복수의 가이드 부재 (48b) 가 상승 구동되어, 기판 (P2) 의 하면을 하방으로부터 압압한다. 로드 핸드 (83) 에서는, 기판 (P2) 의 흡착 유지가 해제되고, 이에 따라, 기판 (P2) 이 로드 핸드 (83) 로부터 이간된다. 또한, 로드 핸드 (83) 를 강하시켜 기판 (P2) 을 복수의 가이드 부재 (48b) 에 수수해도 된다.
기판 (P2) 과 로드 핸드 (83) 가 이간되면, 도 39 (A) 에 나타내는 바와 같이, 로드 핸드 (83) 가 ＋X 방향으로 구동되어, 기판 교환 위치의 상방으로부터 퇴피하고, 기판 가이드 장치 (62) 의 상방의 위치로 복귀한다. 또, 포트부 (60) 에서는, 복수의 가이드 부재 (65) 가 약간 하강 구동된다. 이어서, 도 39 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 (120a) 에 있어서, 복수의 가이드 부재 (48b) 가 하강 구동되어, 기판 (P2) 이 기판 홀더 (30b) 상에 재치된다. 또, 포트부 (60) 에서는, 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 가 기판 (P1) 의 하방에 삽입된다.
이 후, 도 40 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30b) 에 기판 (P2) 이 흡착 유지되고, 그 기판 (P2) 에 관한 얼라이먼트 동작, 노광 동작 등을 실시하기 위해서 X 조동 스테이지 (123X) 가 포트부 (60) 로부터 이간되는 방향으로 구동된다. 또, 포트부 (60) 에서는, 기판 (P1) 이 기판 반출 로봇의 반송 핸드 (19) 에 의해 포트부 (60) 로부터 회수되어, 도시되지 않은 외부 장치로 반송된다. 또, 복수의 가이드 부재 (65) 가 상승 구동된다. 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 는 기판 (P3) 을 유지하고 있다.
이 후, 도 40 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 로봇의 반송 핸드 (18) 가 기판 (P3) 을 복수의 가이드 부재 (65) 의 상방으로 반송하고, 도 41 (A) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P3) 을 복수의 가이드 부재 (65) 에 수수한다. 이 후, 도 41 (B) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 가이드 부재 (65) 가 하강 구동되어, 기판 (P3) 이 로드 핸드 (83) 에 재치된다 (도 36 (A) 에 나타내는 상태로 되돌아간다). 이 때, 기판 (P3) 을 복수의 가이드 부재 (65) 상에서 부상시킨 상태로 로드 핸드 (83) 에 대한 위치 맞춤 (얼라이먼트) 을 실시해도 된다. 상기 얼라이먼트는, 예를 들어 기판 (P3) 을 단부 (에지) 위치를 에지 센서 혹은 카메라 등으로 검출하면서, 기판 (P3) 을 단부의 복수 개소를 압압함으로써 실시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 7 실시형태에 의하면, 기판 반출 장치 (170) 가 기판 스테이지 (120a) 중, 스캔 동작시에는 정지 상태가 되는 Y 조동 스테이지 (123Y) 에 장착되어 있으므로, X 조동 스테이지 (123X) 의 위치 제어에 영향이 없고, 스캔 동작시에 기판 (P) 의 X 위치를 고정밀도로 제어할 수 있다. 또, 기판 스테이지 (120a) 는, 기판 반출 장치 (170) 를 갖는 Y 조동 스테이지 (123Y) 상에 X 조동 스테이지 (123X), 및 미동 스테이지 (21) 가 탑재되는 구조 (Y 조동 스테이지 (123Y) 가 가장 아래가 되는 구조) 이므로, 기판 반출 장치 (170) 의 메인터넌스도 용이하다. 또, 기판 반출 장치 (170) 는, 흡착 패드 (171) (및 지지 부재 (172)) 를 X 축 (1 축) 방향으로 이동시킬 뿐이므로, 구성, 및 제어가 간단하여, 예를 들어 다관절 로봇 아암에 비해 저비용이다. 또, 기판 반출 장치 (170) 는, 흡착 패드 (171) 를 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 외측으로 퇴피시킬 수 있으므로, 흡착 패드 (171) 와 기판 (P) (혹은 기판 홀더 (30b)) 의 높이 위치 (Z 위치) 가 동일해도, 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
또, 기판 스테이지 (120a) 가 기판 반출 장치 (170) 를 갖고 있으므로, 포트부 (60) 에는, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (120a) 로 반송하기 위한 기판 반입 장치 (80c) 만을 배치하면 된다. 즉, 본 제 7 실시형태에서는, 기판 스테이지 (120a) 에 유지되는 기판의 교환 동작시에 있어서, 기판 교환 위치에 위치한 기판 스테이지 (120a) 의 상방에는 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 만을 위치시키는 것만으로 되어, 만일 기판 반출용 로봇 아암과 기판 반입용 로봇 아암을 갖는 공지된 기판 교환 장치를 포트부 (60) 에 형성하는 경우에 비해 도 34 에 나타내는 바와 같이 기판 홀더 (30b) 와 경통 정반 (131) 사이의 스페이스가 좁은 경우라도 용이하게 기판 (P) 의 교환 동작을 실시할 수 있다.
또, 기판 스테이지 (120a) 가 기판 반출 장치 (170) 를 갖고 있으므로, 기판 스테이지 (120a) 의 위치 (X 위치 및/또는 Y 위치) 에 상관없이 기판 스테이지 (120a) 로부터의 기판 반출 동작을 실시할 수 있다. 따라서, 상기 제 3 실시형태와 마찬가지로, 최종 쇼트 영역의 노광 종료 후이며, 기판 스테이지 (120a) 가 기판 교환 위치에 도달하기 전 (기판 스테이지 (120a) 의 이동 중을 포함한다) 에 기판 (P) 의 반출 동작을 개시할 수 있다. 또, 포트부 (60) 에 있어서, 복수의 가이드 부재 (65) 에 의해 형성되는 기판 (P) 의 가이드면이 기판 (P) 보다 광폭으로 설정되어 있으므로, 기판 스테이지 (120a) 를 기판 가이드 장치 (62) 와의 Y 축 방향의 위치 맞춤을 엄밀하게 실시할 필요가 없다 (기판 홀더 (30b) 가 X 축에 대해 비스듬히 이동하고 있는 한창 중에 반출 동작을 개시해도 된다). 따라서, 기판 교환의 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또, 기판 리프트 장치 (46b) 에 있어서, 가이드 부재 (48b) 를 상하동시키기 위한 Z 액츄에이터 (47) 가 X 조동 스테이지 (123X) 에 탑재되어 있으므로, 만일 미동 스테이지 (21) (혹은 기판 홀더 (30b)) 내에 Z 액츄에이터를 내장하는 경우에 비해, 미동 스테이지 (21) 를 박형화, 경량화할 수 있고, 또한 Z 축 방향의 스트로크가 긴 Z 액츄에이터를 사용할 수 있으므로, 가이드 부재 (48b) 를 긴 스트로크로 구동할 수 있다.
≪제 8 실시형태≫
다음으로 제 8 실시형태에 대하여 도 42 ∼ 도 45 를 이용하여 설명한다. 제 8 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (120b) 는, 기판 홀더 (30a), 기판 리프트 장치 (46a) (도 42 에서는 도시 생략. 도 43 참조), 및 기판 반출 장치 (270) 의 구성이 상기 제 7 실시형태와 다르다. 이하, 상기 제 7 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 부재에 대해서는, 상기 제 7 실시형태와 동일한 (또는 말미의 공통된) 부호를 이용하여 그 설명을 생략한다.
도 42 에 나타내는 바와 같이, 제 8 실시형태에 관련된 기판 스테이지 (120b) 의 기판 홀더 (30a) 는, 리프트 핀 (48a) 용 구멍부 (31a) 의 수가 적은 점, 및 후술하는 절결 (133) 이 형성되어 생긴 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 여기서는 편의상 제 1 실시형태의 기판 홀더 (30a) 와 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또, 도 42 및 도 43 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 제 8 실시형태에 있어서, 기판 리프트 장치 (46a) 는 합계 16 대 형성되어 있다.
기판 스테이지 (120b) 는, 기판 홀더 (30a) 상에 재치된 기판 (P) 을 기판 홀더 (30a) 에 대해 Y 축 방향으로 슬라이드시키기 위한 기판 슬라이드 장치 (180) 를 갖고 있다. 기판 슬라이드 장치 (180) 는, 도 42 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 2 개 배치되어 있다. 단, 기판 슬라이드 장치 (180) 의 수 및 배치는 이것에 한정되지 않고 적절히 변경 가능하다.
기판 홀더 (30a) 에는, 도 43 에 나타내는 바와 같이, 기판 슬라이드 장치 (180) 에 대응하는 위치에 절결 (133) 이 형성되어 있다. 절결 (133) 은 기판 홀더 (30a) 의 상면측 및 －Y 측의 측면측에 개구되어 형성되어 있다.
기판 슬라이드 장치 (180) 는, 베이스 (181), Y 리니어 가이드 (182), Y 슬라이드 부재 (183), 및 압압 핀 (184) 을 구비하고 있다. 베이스 (181) 는, Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 사각형의 평판 형상 부재로 이루어지고, 그 ＋Y 측의 단부측이 상기 절결 (133) 내에 삽입됨과 함께, －Y 측의 단부측이 기판 홀더 (30a) 의 －Y 측의 단부로부터 －Y 측 (외측) 으로 돌출되어 있다. 베이스 (181) 는 그 하면이 기판 홀더 (30a) 에 고정되어 있다. Y 리니어 가이드 (182) 는 베이스 (181) 의 상면에 고정되어 있다. Y 슬라이드 부재 (183) 는 Y 리니어 가이드 (182) 에 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 기계적으로 걸어맞춰져 있다. 압압 핀 (184) 은, Z 축 방향으로 연장되는 원주 형상의 부재로 이루어지고, Y 슬라이드 부재 (183) 에 고정되어 있다. 압압 핀 (184) 의 ＋Z 측의 단부의 Z 위치는 기판 홀더 (30a) 의 상면보다 ＋Z 측에 설정되어 있다. 기판 슬라이드 장치 (180) 는 압압 핀 (184) 을 Y 축 방향으로 구동하기 위한 도시되지 않은 Y 액츄에이터를 구비하고 있으며, 압압 핀 (184) 은, 도 43 에 나타내는 기판 홀더 (30a) 의 외측이며 기판 (P) 에 접촉하지 않는 위치와, 도 45 에 나타내는 일부가 절결 (133) 내에 수용되는 위치 사이에서 구동된다.
기판 반출 장치 (270) 는, 상기 제 7 실시형태와 마찬가지로, ＋Y 측의 X 빔 (125) 에 1 쌍의 X 리니어 가이드 장치 (173) 를 통해 장착된 지지 부재 (172) 가, X 리니어 모터 (174) 에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 상기 제 7 실시형태의 흡착 패드 (271) 는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, YZ 단면 역 L 자 형상으로 형성되며, 기판 흡착면부가 지지 부재 (172) 의 －Y 측의 측면으로부터 －Y 측으로 돌출되고, 그 Y 위치가 기판 홀더 (30b) 와 일부 중복하고 있는 것에 반해, 도 42 및 도 43 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 제 8 실시형태의 흡착 패드 (271) 의 기판 흡착면부는, 기판 홀더 (30a) 상에 기판 (P) 이 재치된 상태로 X 축 방향으로 이동해도 그 기판 (P) 에 접촉하지 않도록 기판 홀더 (30a) 의 외측 (＋Y 측) 에 배치되어 있다. 또, 흡착 패드 (271) 의 상면 (흡착면) 의 Z 위치는 기판 홀더 (30a) 의 상면 (기판 재치면) 보다 약간 －Z 측 (하방) 에 설정되어 있다.
또, 상기 제 7 실시형태에서는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 에 대한 노광 처리시에, 흡착 패드 (271) 가 기판 (P) (기판 홀더 (30b)) 의 X 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 외측 (구체적으로는 ＋X 측의 외측) 에서 대기하는 것에 반해, 본 제 8 실시형태에서는, 도 42 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 에 대한 노광 처리시라도, 흡착 패드 (271) 는 기판 홀더 (30a) 의 이동 가능 범위 내에 배치된다. 이 경우에도, 기판 (P) (및 기판 홀더 (30a)) 이 X 축 방향으로 이동할 때에 기판 (P) 과 흡착 패드 (271) 가 접촉하지 않는다 (도 43 참조). 또, 기판 슬라이드 장치 (180) 의 압압 핀 (184) 도 기판 (P) 과 접촉하지 않도록 －Y 측의 스트로크 엔드에 위치된다.
기판 스테이지 (120b) 에 있어서, 기판 (P) 의 반출은, 도 45 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (30a) 로부터 기판 (P) 의 하면에 대해 가압 기체가 분출되어, 기판 (P) 이 부상한 상태로 실시된다. 기판 스테이지 (120b) 에서는, 기판 슬라이드 장치 (180) 의 압압 핀 (184) 이 ＋Y 측으로 구동되고, 이에 따라, 기판 (P) 의 ＋Y 측의 단부가 기판 홀더 (30a) 의 ＋Y 측의 단부로부터 ＋Y 측으로 소정량 돌출된다. 이어서, Z 보이스 코일 모터 (29z) 에 의해 (혹은, 중량 캔슬 장치 (26) 가 갖는 공기 스프링 (도시 생략) 내가 감압됨으로써) 미동 스테이지 (21) 및 기판 홀더 (30a) 가 강하한다. 이에 따라, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (30a) 상에서 부상한 채로 강하하여 ＋Y 측 또한 －X 측의 단부 근방이, 미리 기판 (P) 의 하방에 위치하고 있던 흡착 패드 (271) 에 흡착 유지된다. 또한, 본 제 8 실시형태에서는, 기판 리프트 장치 (46a) 는 기판 반입 장치 (80c) (도 45 에서는 도시 생략. 도 35 참조) 로부터 기판 (P) 을 수취할 때에만 이용되고, 기판 (P) 반출에는 사용되지 않는다.
이 후, 도 44 에 나타내는 바와 같이, 흡착 패드 (271) 가 ＋X 방향으로 구동됨으로써, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30a) 의 상면을 따라 포트부 (60) (도 44 에서는 도시 생략. 도 35 참조) 로 반출된다.
이상 설명한 제 8 실시형태에 의하면, 흡착 패드 (271) 를 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 이동 가능 범위의 외측에 대기시켜 둘 필요가 없으므로, 노광 처리 종료 후, 신속하게 기판 (P) 의 반출 동작을 개시할 수 있다. 따라서, 기판 교환의 사이클 타임을 단축할 수 있다. 또한, 본 제 8 실시형태에서는, 기판 (P) 과 흡착 패드 (271) 를 접촉시키기 위해서 기판 홀더 (30a) 를 하강 구동시키는 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 반출 장치 (270) 에 흡착 패드 (271) 를 상하 방향으로 구동하는 구동 장치를 형성하고, 흡착 패드 (271) 를 구동함으로써 기판 (P) 과 흡착 패드 (271) 를 접촉시켜도 된다. 또, 기판 슬라이드 장치 (180) 는 미동 스테이지 (21) 혹은 X 조동 스테이지 (123X) 상에 형성되어도 된다.
또한, 상기 제 7 및 제 8 실시형태의 구성은 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 7 실시형태에 있어서, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 장치 (170) 의 흡착 패드 (171) 는, 기판 (P) 과 기판 홀더 (30b) 사이에 삽입 가능해지도록, 미리 지지 부재 (172) 로부터 기판 홀더 (30b) 측으로 돌출되어 배치되어 있지만, 예를 들어 도 46 에 나타내는 제 4 변형예에 관련된 기판 스테이지 (120c) 와 같이, 흡착 패드 (371) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 구동 장치 (375) 를 통해 지지 부재 (172) 상에 탑재하고, 기판 (P) 에 대한 노광 처리 등을 실시할 때에는 흡착 패드 (371) 를 기판 (P) 으로부터 퇴피시킴과 함께, 기판 (P) 의 반출시에만 기판 (P) 과 기판 홀더 (30b) 사이에 삽입시켜도 된다. 상기 제 7 실시형태에서는, 기판 (P) 을 포트부에 수수할 때, 도 37 (B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 을 기판 홀더 (30b) 의 상면으로부터 이간시킨 후, 흡착 패드 (171) 를 기판 (P) 과 기판 홀더 (30b) 사이를 통과시켜 기판 (P) 을 흡착 가능한 위치로 이동시킬 필요가 있지만, 도 46 에 나타내는 기판 반출 장치 (370) 에서는, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30b) 상에 재치된 상태로, 흡착 패드 (371) 를 기판 (P) 의 －X 측 또한 ＋Y 측의 단부 근방을 흡착 가능한 위치로 이동시킬 수 있다. 따라서, 기판 반출에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (30b) 상으로부터 들어 올리기 위한 기판 리프트 장치의 구성은 상기 제 7 실시형태의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 47 에 나타내는 제 5 변형예에 관련된 기판 스테이지 (120d) 가 갖는 복수의 기판 리프트 장치 (140) 각각은, X 홈 (31b1) 내에 수용된 베이스 부재 (141), 베이스 부재 (141) 의 상면에 X 축 방향으로 소정 간격으로 장착된 복수 (예를 들어 6 개) 의 다공질 부재 (142), 베이스 부재 (141) 를 Z 축 방향으로 구동 (상하동) 시키는 1 쌍의 Z 액츄에이터 (143) (도 47 에서는 도시 생략. 도 48 (A) 참조) 를 구비한다. 베이스 부재 (141) 는, X 축 방향으로 연장되는 막대 형상의 부재로 이루어지고, 길이 방향 치수는, 기판 (P) (도 47 에서는 도시 생략. 도 50 (B) 참조) 의 길이 방향 치수와 동일한 정도로 (본 제 5 변형예에서는 약간 짧게) 설정되어 있다.
기판 리프트 장치 (140) 는, 도 48 (B) 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 소정 간격 (기판 홀더 (30b)) 에 형성된 복수의 X 홈 (31b1) 에 대응하는 간격) 으로 예를 들어 5 대 형성되어 있다. 또한, 본 제 5 변형예의 기판 홀더 (30b) 는, X 홈 (31b1) 의 수, 및 X 홈 (31b1) 이 기판 홀더 (30b) 의 ＋X 측 및 －X 측의 단부에 개구되어 있지 않은 점이 상기 제 7 실시형태와 다르지만, 편의상, 상기 제 7 실시형태와 동일한 부호를 사용한다.
도 48 (A) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 의 하면이며, 베이스 부재 (141) 의 길이 방향의 양단부 근방 각각에는, Z 축 방향으로 연장되는 다리부 (144) 가 고정되어 있다. 상기 X 홈 (31b1) 을 규정하는 저면에는, 기판 홀더 (30b) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (31b2) 이 1 쌍 형성되어 있고, 그 1 쌍의 관통공 (31b2) 각각에 다리부 (144) 가 삽입 통과되어 있다. X 홈 (31b1) 을 규정하는 벽면과 베이스 부재 (141) 사이, 및 관통공 (31b2) 을 규정하는 벽면과 다리부 (144) 사이에는, 각각 미동 스테이지 (21) 가 X 조동 스테이지 (123X) 에 대해 미소 구동될 때에 서로 접촉하지 않을 정도의 간극이 설정되어 있다.
1 쌍의 Z 액츄에이터 (143) 는, X 조동 스테이지 (123X) 의 상면이며, 상기 1 쌍의 다리부 (144) 각각에 대응하는 부위에 고정되어 있다. Z 액츄에이터 (143) 로는, 에어 실린더 등을 이용할 수 있다. X 조동 스테이지 (123X) 의 상면에 있어서의 Z 액츄에이터 (143) 의 근방에는, L 자 형상의 부재로 이루어지는 스테이 (145) 가 고정되어 있다. 베이스 부재 (141) 는, 다리부 (144) 에 고정된 Z 리니어 가이드 (146) 와, 스테이 (145) 에 장착된 Z 슬라이드 부재 (147) 로 이루어지는 Z 리니어 가이드 장치의 작용에 의해, 도 48 (C) 에 나타내는 바와 같이, X 조동 스테이지 (123X) 에 대해 Z 축 방향 (상하 방향) 으로 직진 안내된다.
여기서, 베이스 부재 (141) 는, 도 49 (A) 에 나타내는 바와 같이 중공으로 형성되어 있으며, 상면에 복수의 구멍부가 형성되어 있다. 다공질 부재 (142) (도 49 (A) 에서는 도시 생략. 도 47 참조) 는, 그 복수의 구멍부를 막도록 장착되어 있다. 베이스 부재 (141) 에는, 기판 홀더 (30b) (도 49 (A) 에서는 도시 생략. 도 47 참조) 의 외부로부터 배관 부재 (148) 를 통해 가압 기체가 공급되고 있고, 상기 복수의 구멍부 및 다공질 부재 (142) 를 통해 가압 기체가 기판 (P) 의 하면에 대해 분출된다. 또한, 배관 부재 (148) 는, 도 49 (A) 에 나타내는 바와 같이, 일방의 다리부 (144) 를 중공으로 형성함과 함께 베이스 부재 (141) 와 연통시켜, 그 일방의 다리부 (144) 에 접속해도 되고, 도 49 (B) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 의 길이 방향의 일단부에 접속해도 된다. 또한, 베이스 부재 (141) 에는 다공질 부재 (142) 를 장착하지 않아도 된다. 즉, 베이스 부재의 표면은 다공질 조리개에 의한 에어 베어링을 형성하는 것이 아니라, 구멍이나 홈 가공에 의한 표면 조리개나 오리피스 조리개, 이들을 조합한 복합 조리개의 에어 베어링 (일체 성형 가공) 으로 해도 된다.
기판 스테이지 (120d) 에서는, 도 50 (A) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 가 상승 구동된 상태로, 기판 반입 장치 (80c) 의 로드 핸드 (83) 가 기판 (P) 을 기판 홀더 (30b) 의 상방으로 반송하고 (기판 (P) 이 기판 홀더 (30b) 의 상방으로 반송된 후에 베이스 부재 (141) 를 상승 구동해도 된다), 이어서, 도 50 (B) 에 나타내는 바와 같이, 로드 핸드 (83) 가 하강 구동됨과 함께 ＋X 방향 (기판 홀더 (30b) 로부터 이간되는 방향) 으로 구동됨으로써 (로드 핸드 (83) 를 하강 구동하지 않고 베이스 부재 (141) 를 더욱 상승 구동해도 된다), 기판 (P) 이 기판 리프트 장치 (140) 에 수수된다. 이 후, 도 50 (C) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 가 하강 구동되어, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30b) 의 상면 상에 재치된다. 또, 기판 (P) 의 반출시에는, 도 50 (D) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 가 상승 구동되어, 기판 (P) 이 기판 홀더 (30b) 의 상면으로부터 이간된 상태로 다공질 부재 (142) 로부터 기판 (P) 의 하면에 가압 기체가 분출된다. 이하, 기판 반출 장치 (170) (도 50 (D) 에서는 도시 생략. 도 33 등 참조) 에 의해 기판 (P) 이 반출된다.
본 제 5 변형예에 의하면, 하나의 베이스 부재 (141) 에 대해 가압 기체 공급용 배관을 하나 접속하면 되므로, 장치의 구성이 간단하다 (이에 반해, 상기 제 7 실시형태 (도 34 참조) 에서는 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 각각의 가이드 부재 (48b) 에 대해 개별적으로 가압 기체 공급용 배관을 접속할 필요가 있다). 또, 미동 스테이지 (21) 에 관통공을 형성할 필요가 없으므로, 미동 스테이지 (21) 의 강성 저하를 억제할 수 있다. 또, 미동 스테이지 (21) 의 하방에 Z 액츄에이터 (143) 를 배치할 수 없는 경우 (예를 들어, 중량 캔슬 장치 (26) 가 대형인 경우) 라도, 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 제 5 변형예에서는, 하나의 베이스 부재 (141) 에 대해, X 축 방향으로 이간된, 예를 들어 2 개의 Z 액츄에이터 (143) 가 형성되었지만, 이것에 한정되지 않고, 그 예를 들어 2 개의 Z 액츄에이터 (143) 에 의해, 복수의 베이스 부재 (141) 를 통합하여 구동해도 된다. 또, 본 제 5 변형예에 관련된 기판 리프트 장치 (140) 는, 기판 반출 장치를 갖지 않은 기판 스테이지 장치 (예를 들어, 기판 반출 장치가 포트부측에 형성되어 있는 경우) 에도 적용 가능하다.
또, 상기 제 5 변형예에 있어서, 도 51 (A) 에 나타내는 제 6 변형예와 같이, 베이스 부재 (141) 의 양단부 근방이며, 다리부 (144) 보다 더욱 외측 (단부 측) 에 인장 코일 스프링 (149) 의 일단을 접속해도 된다. 인장 코일 스프링 (149) 은, 중간부가 기판 홀더 (30b) 에 형성된 관통공 (31c) 에 삽입되고, 타단이 스테이 (145) (즉 X 조동 스테이지 (123X)) 에 접속되어 있다. 이에 따라, 도 51 (B) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재 (141) 를 상승 구동했을 때에, 그 베이스 부재 (141) 의 양단부 근방 각각에는, 베이스 부재 (141) 와 다리부 (144) 의 접속부 근방을 중심으로 하여 베이스 부재 (141) 의 단부가 하방으로 내려가는 모멘트가 작용한다. 이에 따라, 베이스 부재 (141) 의 길이 방향 중앙부의 자중에 의한 휨이 억제된다.
또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (30b) 상으로부터 반출하는 기판 반출 장치 (170) 의 구성도 적절히 변경 가능하다. 도 52 에는, 제 7 변형예에 관련된 기판 스테이지 (120e) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 (120e) 에서는, X 빔 (425) 이 상기 제 7 실시형태 (도 31 등 참조) 에 비해 협폭 (높이 방향 치수가 폭방향 치수보다 길다) 으로 형성되어 있고, X 조동 스테이지 (123X) 를 구동하기 위한 X 리니어 모터 (128) 를 구성하는 자석 유닛 (128a) 이 X 빔 (425) 의 양측면에 고정되어 있다. 또, X 조동 스테이지 (123X) 의 하면에는, 1 쌍의 X 빔 (425) 에 대응하여 1 쌍의 X 캐리지 (129) 가 고정되어 있다. X 캐리지 (129) 는 YZ 단면 역 U 자 형상의 부재로 이루어지며, 1 쌍의 대향면 사이에 대응하는 X 빔 (425) 이 삽입되어 있다. 캐리지 (129) 의 1 쌍의 대향면에는, 자석 유닛 (128a) 에 대향해 코일 유닛 (128b) 이 고정되어 있다.
기판 반출 장치 (470) 에 있어서, 흡착 패드 (171) 를 지지하는 지지 부재 (172) 는, Y 조동 스테이지 (123Y) 에 고정된 고정부 (176b) 와, 지지 부재 (172) 의 하단부 근방에 상기 고정부 (176b) 에 대향해 고정된 가동부 (176a) 를 포함하는 X 구동 유닛 (176) 에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동된다. 기판 스테이지 (120e) 에 있어서, 1 쌍의 X 빔 (425) 의 ＋X 측의 단부 근방을 서로 접속하는 Y 캐리지 (126), 및 보조 캐리지 (126a) (도 52 에서는 도시 생략. 도 33 참조) 는, ＋Y 측의 X 빔 (425) 의 ＋Y 측의 측면보다 ＋Y 측으로 돌출되어 있다. 고정부 (176a) 는 X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지며, Y 캐리지 (126) 및 보조 캐리지 (126a) 각각의 ＋Y 측의 단부 근방 상에 가설되어 있다. 도시되지 않았지만, X 구동 유닛 (176) 은, 지지 부재 (172) 를 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동하기 위한 요소 (예를 들어 X 리니어 모터의 고정자 및 가동자, X 리니어 가이드 장치의 가이드 부재 및 슬라이드 부재) 를 포함한다. 이에 따라, 상기 제 7 실시형태와 마찬가지로, 지지 부재 (172) 가 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 길이와 동등한 스트로크로 X 축 방향으로 구동된다. 또한, 도 53 에 나타내는 제 8 변형예에 관련된 기판 스테이지 (120f) 와 같이, 기판 반출 장치 (570) 는, X 구동 유닛 (176) 의 고정부 (176b) 가 X 캐리지 (129) 에 고정되어도 된다.
또한, 상기 기판 스테이지 (120e, 120f) 에 있어서, 기판 (P) 을 기판 홀더 (30b) 로부터 이간시키는 기판 리프트 장치는, 도면의 착종 (錯綜) 을 피하기 위해서 도시가 생략되어 있지만, 상기 제 7 실시형태에 관련된 기판 리프트 장치 (46b) (도 33 참조), 상기 제 8 실시형태에 관련된 기판 리프트 장치 (46a) (도 43 참조), 상기 제 5 변형예에 관련된 기판 리프트 장치 (140) (도 48 참조) 중 어느 것을 사용해도 된다.
또한, 액정 노광 장치의 구성은, 상기 제 1 ∼ 제 8 실시형태 (제 1 ∼ 제 8 변형예를 포함한다. 이하 동일) 에 기재한 것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 7 및 제 8 실시형태 (상기 제 4 ∼ 제 8 변형예도 포함한다. 이하 동일) 에 있어서, 기판 반출 장치 (170 ∼ 570) 각각은, ＋Y 측의 X 빔 (125) 의 외측면 (Y 조동 스테이지 (123Y) 의 일방의 측면) 에 1 개 장착되었지만, 기판 반출 장치 (170 ∼ 570) 의 수 및 배치는 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 ＋Y 측의 X 빔의 외측면에 X 축 방향으로 소정 간격으로 지지 부재 (172) 및 흡착 패드 (171) 를 복수 (예를 들어 2 개) 배치하고, 각각 기판 (P) 의 X 축 방향으로 이간된 서로 다른 복수 지점을 유지해도 된다. 또, 기판 반출 장치 (170 ∼ 570) 를 －Y 측의 X 빔 (125) 에도 추가적으로 장착하고, 기판 (P) 의 ＋Y 측의 단부 근방과 아울러 －Y 측의 단부 근방 (혹은 －Y 측의 단부 근방만) 을 유지하도록 해도 된다.
또, 상기 제 3 ∼ 제 8 실시형태에서는, 기판 스테이지 (20c ∼ 120f) 가 갖는 기판 반출 장치 (70a ∼ 570) 만을 사용하여 기판 (P) 을 포트부 (60) 로 반출했지만, 예를 들어, 이것과 아울러 포트부 (60) 에도 기판 반출 장치를 배치하고, 기판 홀더 (30a, 30b) 로부터 기판 (P) 이 소정량 (예를 들어 상기 및 제 8 실시형태의 절반 정도) 반출된 상태로 그 기판 (P) 을 유지하여 기판 (P) 의 반출을 실시해도 된다. 이 경우, 기판 스테이지 (20c ∼ 120f) 측의 흡착 패드 (77a1 ∼ 371) 의 X 축 방향에 관한 스트로크를 짧게 할 수 있다.
또, 상기 제 3 ∼ 제 8 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 (20c ∼ 120f) 각각과 포트부 (60) 사이에서 실시되는 기판 (P) 의 수수 (반입 및 반출) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,559,928호 명세서에 개시되는 바와 같은 기판 (P) 을 하방으로부터 지지하는 기판 지지 부재를 사용하여 실시해도 된다. 이 경우에도 기판 반출 장치 (70a ∼ 570) 를 이용하여 기판 지지 부재를 구동함으로써 기판 (P) 을 상기 제 3 ∼ 제 8 실시형태와 마찬가지로 기판 스테이지 (20c ∼ 120f) 로부터 반출할 수 있다. 또, 상기 제 3 ∼ 제 8 실시형태의 기판 반출 장치 (70a ∼ 570) 는, 기판 (P) 을 진공 흡착에 의해 유지했지만, 이것에 한정되지 않고, 기타 유지 (예를 들어 기계적인 유지) 방식에 의해 유지해도 된다.
또, 상기 제 1 ∼ 8 실시형태에 있어서, 복수의 기판 리프트 장치 (46a, 46b) 는, Y 조동 스테이지 (23Y) 혹은 X 조동 스테이지 (123X) 상에 배치되었지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 홀더 (30a, 30b), 혹은 미동 스테이지 (21) 내에 내장되어도 된다.
또, 상기 제 2, 및 제 4 ∼ 6 실시형태 (제 1 ∼ 제 3 변형예를 포함한다) 에 관련된 기판 스테이지에 있어서, 복수의 기판 리프트 장치 (46b) 대신에, 상기 제 5 변형예에 관련된 기판 리프트 장치 (140) 를 사용해도 된다. 또, 상기 제 1, 및 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지에 있어서, 복수의 기판 리프트 장치 (46a) 대신에, 복수의 리프트 핀 (48a) 이 상기 제 5 변형예에 관련된 기판 리프트 장치 (140) 와 같이 하나의 베이스 부재 (141) 에 장착된 기판 리프트 장치를 사용해도 된다.
또, 상기 제 1 ∼ 제 8 실시형태에 있어서, 기판 (P) 은, 그 하면이 흡착 패드에 흡착 유지되었지만, 기판 (P) 을 유지하기 위한 장치는 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 을 기계적으로 파지하는 클램프 장치 등이어도 된다. 또, 상기 제 3 ∼ 제 8 실시형태에 있어서, 기판을 구동하는 장치로는, 상기 흡착 장치와 같이 Y 축 방향으로 이동하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판에 외주면이 당접 가능한 롤러를 형성하고, 그 롤러를 회전시킴으로써 기판을 기판 홀더 상으로부터 내보내도 된다.
또, 조명광은, ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또, 조명광으로는, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저 광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또, 고체 레이저 (파장：355 nm, 266 ㎚) 등을 이용해도 된다.
또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가, 복수 개의 투영 광학 유닛을 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 대하여 설명했지만, 투영 광학 유닛의 개수는 이것에 한정되지 않고, 1 개 이상 있으면 된다. 또, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다. 또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 로서, 투영 배율이 등배인 것을 사용하는 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 투영 광학계는 축소계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용하였지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크), 예를 들어, 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기라고도 불린다) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 를 이용하는 가변 성형 마스크를 사용해도 된다.
또한, 노광 장치로는, 사이즈 (외경, 대각선의 길이, 한 변 중 적어도 1 개를 포함한다) 가 500 ㎜ 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이용 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대해 적용하는 것이 특히 유효하다.
또, 노광 장치로는, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치, 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 노광 장치에 있어서, 반출 장치에 의해 반출되는 물체는 노광 대상 물체인 기판 등에 한정되지 않고, 마스크 등의 패턴 유지체 (원판) 여도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 반도체 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름 형상 (가요성을 갖는 시트 형상의 부재) 의 것도 포함된다.
액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제조하는 단계, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제조하는 단계, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 단계, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 단계, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 단계, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 단계, 디바이스 조립 단계, 검사 단계 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 단계에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 이용하여 전술한 노광 방법이 실행되어, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 물체 교환 시스템 및 방법은, 물체 유지 장치에 유지되는 물체의 교환을 실시하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 물체 반출 방법은, 물체 유지 장치로부터 물체를 반출하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 물체 유지 장치는, 물체를 반출하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치는, 물체를 노광하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.

Claims (72)

  1. 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재의 물체 재치면 상에 재치된 물체의 교환을 실시하는 물체 교환 시스템으로서,
    상기 물체 재치면 상에 재치된 반출 대상 물체의 상방으로, 반입 대상 물체를 반송하는 반송 장치와,
    상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반출 대상 물체의 이동을 가이드하는 가이드면을 규정하는 가이드 부재와,
    상기 반출 대상 물체를, 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체 재치면과 상기 가이드면을 따른 방향으로 반출하는 반출 장치와,
    상기 물체 유지 장치에 형성되고, 상기 반입 대상 물체를 상기 반송 장치로부터 수취하고, 상기 반출 대상 물체가 반출된 상기 물체 재치면에 상기 반입 대상 물체를 반입하는 반입 장치를 구비하는, 물체 교환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반출 장치는 상기 반출 대상 물체의 일부를 유지하는 반출 유지 부재를 포함하고,
    상기 물체 유지 부재에는, 상기 반출 유지 부재가 삽입되는 개구부가 상기 물체 재치면에 형성되는, 물체 교환 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 반입 장치에 형성되고,
    상기 반입 대상 물체는 상기 반송 장치로부터 상기 가이드 부재에 수수되는, 물체 교환 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 물체 재치면으로부터 붙어 나온 돌출 위치와 상기 물체 유지 부재 내에 수용된 수용 위치 사이를 이동 가능하게 형성되고,
    상기 반출 대상 물체는 상기 돌출 위치에 위치된 상기 가이드 부재 상을 이동하는, 물체 교환 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 반출 대상 물체를 비접촉 지지하는, 물체 교환 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반출 장치는 반출 대상 물체를 상기 물체 재치면에 평행한 이차원 평면을 따라 이동시키는, 물체 교환 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 장치는 상기 물체 재치면에 평행한 이차원 평면을 따라 이동시키고,
    상기 반입 장치는, 상기 이차원 평면에 직교하는 방향으로 이동 가능한 가동 부재를 갖고, 그 가동 부재를 이용하여 상기 반입 대상 물체를 상기 반송 장치로부터 수취하는, 물체 교환 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반송 장치는 상기 반입 대상 물체를 지지하는 지지 부재를 갖고,
    상기 지지 부재에는, 상기 반입 대상 물체의 반입시에 있어서의 이동 방향 전측에 개구된 절결이 형성되고, 상기 반입 대상 물체의 수수시에 상기 절결 내에 상기 가동 부재가 삽입되는, 물체 교환 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 지지 부재의 이동을 안내하는 안내 부재를, 상기 이차원 평면에 평행한 평면 내에서 상기 지지 부재의 이동 방향에 직교하는 방향에 관해서 상기 지지 부재의 일측 및 타측 각각에 갖는, 물체 교환 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반송 장치의 상기 지지 부재에 외부 장치로부터 상기 반입 대상 물체를 수수하기 위한 수수 부재가, 상기 지지 부재의 일측 및 타측에 배치된 상기 안내 부재 사이에 삽입되는, 물체 교환 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체 유지 장치는 상기 물체 재치면에 평행한 이차원 평면을 따라 소정의 스트로크로 유도하는 유도 장치를 포함하고,
    상기 반입 장치는 상기 유도 장치에 형성되는, 물체 교환 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 장치로부터 상기 반입 장치로의 상기 반입 대상 물체의 수수가 실시될 때의 상기 물체 유지 장치의 위치와, 상기 반출 장치에 의한 상기 반출 대상 물체의 반출이 실시될 때의 상기 물체 유지 장치의 위치가 동일한, 물체 교환 시스템.
  13. 물체 유지 장치가 갖는 물체 유지 부재의 물체 재치면 상에 재치된 물체를 교환하는 물체 교환 방법으로서,
    상기 물체 재치면 상에 재치된 반출 대상 물체의 상방으로, 반입 대상 물체를 반송하는 것과,
    상기 물체 재치면에 재치된 반출 대상 물체를, 상기 물체 유지 장치가 갖는 가이드 부재에 의해 규정되는 가이드면으로 가이드시키고, 상기 물체 유지 부재 상으로부터 상기 물체 재치면을 따른 방향으로 반출하는 것과,
    상기 물체 유지 장치에 형성된 반입 장치를 이용하여, 상기 반입 대상 물체를 수취하고, 상기 반출 대상 물체가 반출된 상기 물체 재치면에 상기 반입 대상 물체를 반입하는 것을 포함하는 물체 교환 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 반입 장치에 형성되고,
    상기 반입하는 것에서는, 상기 반입 대상 물체를 상기 가이드 부재에 수취하는, 물체 교환 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 반입 장치가 상기 반입 대상 물체를 수취할 때의 상기 물체 유지 장치의 위치와, 상기 반출 대상 물체가 반출될 때의 상기 물체 유지 장치의 위치가 동일한, 물체 교환 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 물체 교환 시스템과,
    상기 물체 유지 장치에 유지된 상기 물체에 대해 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는, 노광 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 물체는 플랫 패널 디스플레이 장치에 이용되는 기판인, 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판은 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인, 노광 장치.
  19. 제 13 항 또는 제 14 항에 기재된 물체 교환 방법에 의해, 상기 물체 유지 장치에 반입된 상기 반입 대상 물체에 대해 에너지 빔을 이용하여 소정의 패턴을 형성하는, 노광 방법.
  20. 제 19 항에 기재된 노광 방법에 의해 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  21. 제 19 항에 기재된 노광 방법에 의해 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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