KR102291688B1 - 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법 - Google Patents

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법 Download PDF

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Abstract

비접촉 홀더 (32) 에 의해 비접촉 지지된 기판 (P) 을 투영 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 기판 (P) 에 대하여 주사 노광을 실시하는 액정 노광 장치는, 비접촉 홀더 (32) 의 상방의 제 1 위치에 위치하는 기판 (P) 의 일부를 유지하는 유지 패드 (10044) 와, 기판 (P) 의 타부를 유지하는 흡착 패드와, 기판 (P) 이 제 1 위치에 위치하고 흡착 패드에 의해 유지된 상태에서, 기판 (P) 의 하방으로부터 유지 패드 (10044) 를 상하 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시키는 제 1 구동부와, 기판 (P) 을 유지한 흡착 패드를, 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 에 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키는 제 2 구동부를 구비하고, 제 2 구동부는, 주사 노광에 있어서, 비접촉 홀더 (32) 에 비접촉 지지된 기판 (P) 을 유지하는 흡착 패드를, 투영 광학계에 대하여 상대 이동시킨다.

Description

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법
본 발명은, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 장치 및 방법, 그리고 상기 노광 장치를 사용한 플랫 패널 디스플레이 또는 디바이스의 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 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 사용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 한다)) 등이 사용되고 있다.
이러한 종류의 노광 장치로는, 기판 교환 장치를 사용하여 기판 스테이지 장치 상의 노광 완료된 유리 기판을 반출한 후, 다른 유리 기판을 상기 기판 교환 장치를 사용하여 기판 스테이지 장치 상에 반입함으로써, 기판 스테이지 장치에 유지되는 유리 기판을 순차 교환하고, 복수의 유리 기판에 대하여 순서대로 노광 처리를 실시하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
여기서, 복수의 유리 기판을 노광하는 경우에는, 전체적인 스루풋의 향상을 위해서도 기판 스테이지 장치 상의 유리 기판을 신속히 교환하는 것이 바람직하다.
미국 특허출원공개 제2010/0266961호 명세서
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 장치로서, 상기 지지부의 상방의 제 1 위치에 위치하는 상기 물체의 일부를 유지하는 제 1 유지부와, 상기 물체의 타부를 유지하는 제 2 유지부와, 상기 물체가 상기 제 1 위치에 위치하고 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 상태에서, 상기 물체의 하방으로부터 상기 제 1 유지부를 상하 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시키는 제 1 구동부와, 상기 물체를 유지한 상기 제 2 유지부를, 상기 물체가 상기 지지부에 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키는 제 2 구동부를 구비하고, 상기 제 2 구동부는, 상기 주사 노광에 있어서, 상기 지지부에 비접촉 지지된 상기 물체를 유지하는 상기 제 2 유지부를, 상기 광학계에 대하여 상대 이동시키는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 주사 방향으로 상대 이동하고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 장치로서, 상기 지지부의 상방의 제 1 위치에 위치하는 상기 물체를 유지하는 유지부와, 상기 유지부를, 상기 제 1 위치로부터 상기 물체가 상기 지지부에 의해 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키고, 상기 주사 노광시에 상기 물체를 상기 지지부에 대하여 상기 주사 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 제 1 양태 및 제 2 양태 중 어느 하나에 관련된 노광 장치를 사용하여 물체를 노광하는 것과, 노광된 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 제 1 양태 및 제 2 양태 중 어느 하나에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 방법으로서, 상기 지지부의 상방에 위치하는 제 1 위치에서 제 1 유지부에 의해 상기 물체의 일부를 유지하는 것과, 상기 제 1 위치에 위치하고 상기 제 1 유지부에 의해 유지된 상기 물체의 타부를 유지하는 제 2 유지부를, 상기 물체의 하방으로부터 상기 제 1 유지부를 상하 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시켜 상기 제 1 유지부에 의한 상기 물체의 유지를 해제하는 것과, 상기 물체를 유지한 상기 제 2 유지부를, 상기 물체가 상기 지지부에 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키는 것을 포함하고, 상기 이동시키는 것에서는, 상기 주사 노광에 있어서, 비접촉 지지된 상기 물체를 상기 제 2 유지부에 의해 상기 광학계에 대해 상대 이동시키는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 주사 방향으로 상대 이동시키고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 방법으로서, 상기 지지부의 상방으로서 제 1 위치에 위치하는 상기 물체를 유지부에 의해 유지하는 것과, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부를, 상기 제 1 위치로부터 상기 물체가 상기 지지부에 비접촉되는 제 2 위치로 이동시키는 것과, 상기 주사 노광시에 상기 물체를 유지하는 상기 유지부를 상기 지지부에 대하여 상기 주사 방향으로의 상대 이동시키는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 A-A 선 단면도이다.
도 3 은, 도 1 의 액정 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치의 상세한 것을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 기판 스테이지 장치의 주요부 확대도이다.
도 5 는, 도 1 의 액정 노광 장치가 구비하는 기판 위치 계측계의 개념도이다.
도 6 은, 액정 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 7(a) 및 도 7(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 1) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도, 및 정면도) 이다.
도 8(a) 및 도 8(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 2) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도, 및 정면도) 이다.
도 9(a) 및 도 9(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 3) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도, 및 정면도) 이다.
도 10(a) 및 도 10(b) 는, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 기판 캐리어를 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 정면도) 이다.
도 11 은, 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 12(a) 는, 제 2 변형예에 관련된 기판 캐리어의 평면도이고, 도 12(b) 는, 제 2 변형예에 관련된 기판 테이블의 평면도이다.
도 13(a) 및 도 13(b) 는, 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 단면도) 이다.
도 14 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 15(a) 및 도 15(b) 는, 도 14 의 기판 스테이지 장치가 갖는 Y 가이드 바, 중량 캔슬 장치 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 16(a) 및 도 16(b) 는, 도 14 의 기판 스테이지 장치가 갖는 베이스 프레임, 조동 (粗動) 스테이지 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 17(a) 및 도 17(b) 는, 도 14 의 기판 스테이지 장치가 갖는 비접촉 홀더, 보조 테이블 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 18(a) 및 도 18(b) 는, 도 14 의 기판 스테이지 장치가 갖는 기판 캐리어 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 19(a) 및 도 19(b) 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 스캔 노광시의 동작을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 20(a) 및 도 20(b) 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 Y 스텝 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 21 은, 제 2 실시형태의 변형예 (제 4 변형예) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 22(a) 및 도 22(b) 는, 도 21 의 기판 스테이지 장치가 갖는 Y 가이드 바, 중량 캔슬 장치 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 23(a) 및 도 23(b) 는, 도 21 의 기판 스테이지 장치가 갖는 베이스 프레임, 조동 스테이지 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 24(a) 및 도 24(b) 는, 도 21 의 기판 스테이지 장치가 갖는 비접촉 홀더, 보조 테이블 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 25(a) 및 도 25(b) 는, 도 21 의 기판 스테이지 장치가 갖는 기판 캐리어 등을 나타내는 도면 (각각 평면도, 및 측면도) 이다.
도 26(a) 는, 제 4 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치의 기판 반출시의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 26(b) 는, 도 26(a) 의 B-B 선 단면도이다.
도 27 은, 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 28 은, 도 27 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 장치 및 기판 교환 장치의 평면도이다.
도 29(a) 는, 기판 스테이지 장치의 평면도, 도 29(b) 는, 도 29(a) 의 29b-29b 선 단면도이다.
도 30(a) 는, 기판 교환 장치의 평면도, 도 30(b) 는, 도 30(a) 의 30b-30b 선 단면도이다.
도 31(a) 및 도 31(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 1) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 32(a) 및 도 32(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 2) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 33(a) 및 도 33(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 3) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 34(a) 및 도 34(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 4) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 35(a) 및 도 35(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 5) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 36(a) 및 도 36(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 6) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 37(a) 및 도 37(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 7) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 38(a) 및 도 38(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 8) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 39(a) 및 도 39(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 9) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 40(a) 및 도 40(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 10) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 41(a) 및 도 41(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 11) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 42(a) 및 도 42(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 12) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 43(a) 및 도 43(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 13) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 44(a) 및 도 44(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 14) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 45(a) 및 도 45(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 15) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 46(a) 및 도 46(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 16) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 47(a) 및 도 47(b) 는, 각각 기판 교환 동작 (그 17) 을 설명하기 위한 액정 노광 장치의 평면도 및 측면도이다.
도 48 은, 제 3 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 49(a) 및 도 49(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 50(a) 및 도 50(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 51(a) 및 도 51(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 52(a) 및 도 52(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 53(a) 및 도 53(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 54(a) 및 도 54(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 55(a) 및 도 55(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 56(a) 및 도 56(b) 는, 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 57(a) 및 도 57(b) 는, 제 4 실시형태의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 58 은, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 59 는, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 60 은, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 61 은, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 62 는, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 63 은, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 64 는, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 65 는, 제 5 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 66(a) 및 도 66(b) 는, 제 6 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 67(a) 및 도 67(b) 는, 제 6 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 68(a) 및 도 68(b) 는, 제 6 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 69(a) 및 도 69(b) 는, 제 6 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 70(a) 및 도 70(b) 는, 제 6 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 71 은, 제 7 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 72 는, 제 7 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 73 은, 제 7 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 74 는, 제 7 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 75(a) ∼ 도 75(c) 는, 제 7 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 5 ∼ 그 7) 이다.
도 76 은, 제 8 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 77(a) ∼ 도 77(c) 는, 제 8 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2 ∼ 그 4) 이다.
도 78 은, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 79(a) ∼ 도 79(d) 는, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 2 ∼ 그 5) 이다.
도 80 은, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 81 은, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 82 는, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 83 은, 제 9 실시형태를 설명하기 위한 도면 (그 9) 이다.
도 84 는, 제 9 실시형태의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 85(a) 및 도 85(b) 는, 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 86(a) 및 도 86(b) 는, 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 87(a) 및 도 87(b) 는, 제 4 실시형태에 있어서의 기판의 반입 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이고, 도 87(c) 및 도 87(d) 는, 제 2 변형예에 있어서의 유지 패드의 어긋남 방지 구조의 일례를 나타내는 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 88(a) 및 도 88(b) 는, 제 3 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 89(a) ∼ 도 89(c) 는, 제 4 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 90(a) 및 도 90(b) 는, 제 5 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 91 은, 제 6 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 92(a) 및 도 92(b) 는, 제 7 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 93(a) 및 도 93(b) 는, 제 8 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 94(a) ∼ 도 94(c) 는, 제 9 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 95 는, 제 10 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 96 은, 제 11 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 97 은, 제 12 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 98 은, 제 13 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 99 는, 제 14 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 100 은, 제 15 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 101 은, 제 16 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 102(a) 및 도 102(b) 는, 제 6 변형예를 설명하기 위한 도면 (그 2 및 그 3) 이다.
《제 1 실시형태》
이하, 제 1 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 9(b) 를 사용하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다.
액정 노광 장치 (10) 는, 조명계 (12), 회로 패턴 등의 패턴이 형성된 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (14), 투영 광학계 (16), 장치 본체 (18), 표면 (도 1 에서 +Z 측을 향한 면) 에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 장치 (20), 및 이들의 제어계 등을 갖고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (16) 에 대하여 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 하여 설명을 실시한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.
조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시된 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (12) 는, 도시되지 않은 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 각각 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 개재하여, 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 합성광) 이 사용된다.
마스크 스테이지 (14) 는, 광 투과형의 마스크 (M) 를 유지하고 있다. 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (52) (도 6 참조) 를 통하여 마스크 스테이지 (14) (즉 마스크 (M)) 를, 조명계 (12) (조명광 (IL)) 에 대하여 X 축 방향 (스캔 방향) 으로 소정의 장스트로크로 구동함과 함께, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 미소 구동한다. 마스크 스테이지 (14) 의 수평면 내의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 스테이지 위치 계측계 (54) (도 6 참조) 에 의해 구해진다.
투영 광학계 (16) 는, 마스크 스테이지 (14) 의 하방에 배치되어 있다. 투영 광학계 (16) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시된 투영 광학계와 동일한 구성의, 이른바 멀티 렌즈형의 투영 광학계이고, 예를 들어 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 양측 텔레센트릭인 복수의 광학계를 구비하고 있다. 투영 광학계 (16) 로부터 기판 (P) 에 투사되는 조명광 (IL) 의 광축 (AX) 은, Z 축에 대략 평행이다.
액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 소정의 조명 영역 내에 위치하는 마스크 (M) 가 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (16) 를 개재하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 패턴의 투영 이미지 (부분적인 패턴의 이미지) 가, 기판 (P) 상의 노광 영역에 형성된다. 그리고, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 마스크 (M) 가 주사 방향으로 상대 이동함과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 기판 (P) 이 주사 방향으로 상대 이동함으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴 (마스크 (M) 의 주사 범위에 대응하는 패턴 전체) 이 전사된다. 여기서, 마스크 (M) 상의 조명 영역과 기판 (P) 상의 노광 영역 (조명광의 조사 영역) 은, 투영 광학계 (16) 에 의해 서로 광학적으로 공역인 관계로 되어 있다.
장치 본체 (18) 는, 상기 마스크 스테이지 (14), 및 투영 광학계 (16) 를 지지하는 부분이고, 복수의 방진 장치 (18d) 를 개재하여 클린 룸의 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 장치 본체 (18) 는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0030702호 명세서에 개시된 장치 본체와 동일하게 구성되어 있고, 상기 투영 광학계 (16) 를 지지하는 상가대부 (上架臺部) (18a) (광학 정반 등이라고도 한다), 1 쌍의 하가대부 (18b) (도 1 에서는, 지면 깊이 방향에 중복되어 있기 때문에 일방은 도시 생략. 도 2 참조), 및 1 쌍의 중가대부 (18c) 를 갖고 있다.
기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (16) (조명광 (IL)) 에 대하여 고정밀도 위치 결정하는 부분이고, 기판 (P) 을 수평면 (X 축 방향, 및 Y 축 방향) 을 따라 소정의 장스트로크로 구동함과 함께, 6 자유도 방향으로 미소 구동한다. 기판 스테이지 장치 (20) 는, 베이스 프레임 (22), 조동 스테이지 (24), 중량 캔슬 장치 (26), X 가이드 바 (28), 기판 테이블 (30), 비접촉 홀더 (32), 1 쌍의 보조 테이블 (34), 기판 캐리어 (40) 등을 구비하고 있다.
베이스 프레임 (22) 은, 1 쌍의 X 빔 (22a) 을 구비하고 있다. X 빔 (22a) 은, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어진다. 1 쌍의 X 빔 (22a) 은, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치되어 있고, 각각 다리부 (22b) 를 개재하여 장치 본체 (18) 와는 물리적으로 분리 (진동적으로 절연) 된 상태로 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (22a), 및 다리부 (22b) 는, 각각 접속 부재 (22c) 에 의해 일체적으로 접속되어 있다.
조동 스테이지 (24) 는, 기판 (P) 을 X 축 방향으로 장스트로크로 구동하기 위한 부분이고, 상기 1 쌍의 X 빔 (22a) 에 대응하여, 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 를 구비하고 있다. X 캐리지 (24a) 는, YZ 단면 역 L 자상으로 형성되고, 대응하는 X 빔 (22a) 상에 복수의 기계적인 리니어 가이드 장치 (24c) 를 개재하여 재치 (載置) 되어 있다.
1 쌍의 X 캐리지 (24a) 각각은, 기판 테이블 (30) 을 구동하기 위한 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 의 일부인 X 리니어 액추에이터를 통하여 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해, 대응하는 X 빔 (22a) 을 따라 X 축 방향으로 소정의 장스트로크 (기판 (P) 의 X 축 방향의 길이의 1 ∼ 1.5 배 정도) 로 동기 구동된다. X 캐리지 (24a) 를 구동하기 위한 X 리니어 액추에이터의 종류는, 적절히 변경 가능하고, 도 2 에서는, 예를 들어 X 캐리지 (24a) 가 갖는 가동자와, 대응하는 X 빔 (22a) 이 갖는 고정자를 포함하는 리니어 모터 (24d) 가 사용되고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 (볼 나사) 장치 등을 사용하는 것도 가능하다.
또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 조동 스테이지 (24) 는, 1 쌍의 Y 고정자 (62a) 를 갖고 있다. Y 고정자 (62a) 는, Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어진다 (도 1 참조). 일방의 Y 고정자 (62a) 는, 조동 스테이지 (24) 의 +X 측의 단부 근방에 있고, 타방의 Y 고정자 (62a) 는, 조동 스테이지 (24) 의 -X 측의 단부 근방에 있고, 각각 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 상에 가설되어 있다 (도 1 참조). Y 고정자 (62a) 의 기능에 대해서는 후술한다.
중량 캔슬 장치 (26) 는, 조동 스테이지 (24) 가 갖는 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 사이에 삽입되어 있고, 기판 테이블 (30), 및 비접촉 홀더 (32) 를 포함하는 계의 자중을 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 의 상세한 것에 관해서는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있기 때문에, 설명을 생략한다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 중량 캔슬 장치 (26) 로부터 방사상으로 연장되는 복수의 접속 장치 (26a) (플렉셔 장치라고도 한다) 를 개재하여, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 기계적으로 접속되어 있고, 조동 스테이지 (24) 에 견인됨으로써, 조동 스테이지 (24) 와 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 중량 캔슬 장치 (26) 로부터 방사상으로 연장되는 접속 장치 (26a) 를 개재하여, 조동 스테이지 (24) 에 접속되는 것으로 했지만, X 축 방향으로만 이동하기 때문에 X 방향으로 연장되는 접속 장치 (26a) 에 의해, 조동 스테이지 (24) 에 접속되는 구성으로 해도 된다.
X 가이드 바 (28) 는, 중량 캔슬 장치 (26) 가 이동할 때의 정반으로서 기능하는 부분이다. X 가이드 바 (28) 는, X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 베이스 프레임 (22) 이 갖는 1 쌍의 X 빔 (22a) 사이에 삽입되고, 장치 본체 (18) 가 갖는 1 쌍의 하가대부 (18b) 상에 고정되어 있다. Y 축 방향에 관하여, X 가이드 바 (28) 의 중심은, 조명광 (IL) 에 의해 기판 (P) 상에 생성되는 노광 영역의 중심과 거의 일치하고 있다. X 가이드 바 (28) 의 상면은, XY 평면 (수평면) 과 평행으로 설정되어 있다. 상기 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 가이드 바 (28) 상에, 예를 들어 에어 베어링 (26b) 을 개재하여 비접촉 상태로 재치되어 있다. 조동 스테이지 (24) 가 베이스 프레임 (22) 상에서 X 축 방향으로 이동할 때, 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 가이드 바 (28) 상을 X 축 방향으로 이동한다.
기판 테이블 (30) 은, 평면에서 보아 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형의 판상 (혹은 상자형) 의 부재로 이루어지고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 중앙부가 구면 베어링 장치 (26c) 를 개재하여 XY 평면에 대하여 자유롭게 요동할 수 있는 상태로 중량 캔슬 장치 (26) 에 하방으로부터 비접촉 지지되어 있다. 또, 기판 테이블 (30) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 보조 테이블 (34) (도 2 에서는 도시 생략) 이 접속되어 있다. 1 쌍의 보조 테이블 (34) 의 기능에 대해서는 후술한다.
도 2 로 되돌아가, 기판 테이블 (30) 은, 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 의 일부로서, 조동 스테이지 (24) 가 갖는 고정자와 기판 테이블 (30) 자체가 갖는 가동자를 포함하는 복수의 리니어 모터 (30a) (예를 들어 보이스 코일 모터) 에 의해, 조동 스테이지 (24) 에 대하여, 수평면 (XY 평면) 에 대하여 교차하는 방향, 즉 Z 축 방향, θx 방향, 및 θy 방향 (이하, Z 틸트 방향이라고 한다) 으로 적절히 미소 구동된다.
기판 테이블 (30) 은, 기판 테이블 (30) 로부터 방사상으로 연장되는 복수의 접속 장치 (30b) (플렉셔 장치) 를 개재하여, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 기계적으로 접속되어 있다. 접속 장치 (30b) 는, 예를 들어 볼 조인트를 포함하고, 기판 테이블 (30) 의 조동 스테이지 (24) 에 대한 Z 틸트 방향으로의 미소 스트로크로의 상대 이동을 저해하지 않도록 되어 있다. 또, 조동 스테이지 (24) 가 X 축 방향으로 장스트로크로 이동하는 경우에는, 상기 복수의 접속 장치 (30b) 를 개재하여 조동 스테이지 (24) 에 견인됨으로써, 조동 스테이지 (24) 와 기판 테이블 (30) 이, 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 테이블 (30) 은, Y 축 방향으로 이동하지 않기 때문에, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 방사상으로 연장되는 접속 장치 (30b) 가 아니라, X 축 방향에 평행인 복수의 접속 장치 (30b) 를 개재하여, 조동 스테이지 (24) 에 접속되도록 해도 된다.
비접촉 홀더 (32) 는, 평면에서 보아 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형의 판상 (혹은 상자형) 의 부재로 이루어지고, 그 상면에서 기판 (P) 을 하방으로부터 지지한다. 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 에 늘어짐, 주름 등이 생기지 않도록 하는 (평면 교정하는) 기능을 갖는다. 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 테이블 (30) 의 상면에 고정되어 있고, 상기 기판 테이블 (30) 과 일체적으로 X 축 방향으로 장스트로크로 이동함과 함께, Z 틸트 방향으로 미소 이동한다.
비접촉 홀더 (32) 의 상면 (기판 지지면) 에 있어서의 4 변 각각의 길이는, 기판 (P) 의 4 변 각각의 길이와 거의 동일하게 (실제로는 약간 짧게) 설정되어 있다. 따라서, 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 의 거의 전체를 하방으로부터 지지하는 것, 구체적으로는, 기판 (P) 상에 있어서의 노광 대상 영역 (기판 (P) 의 단부 근방에 형성되는 여백 영역을 제외한 영역) 을 하방으로부터 지지 가능하게 되어 있다.
비접촉 홀더 (32) 에는, 기판 스테이지 장치 (20) 의 외부에 설치된 도시 생략의 가압 기체 공급 장치와 진공 흡인 장치가, 예를 들어 튜브 등의 배관 부재를 개재하여 접속되어 있다. 또, 비접촉 홀더 (32) 의 상면 (기판 재치면) 에는, 상기 배관 부재와 연통하는 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있다. 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 가압 기체 공급 장치로부터 공급되는 가압 기체 (예를 들어 압축 공기) 를 상기 구멍부 (의 일부) 를 통하여 기판 (P) 의 하면에 분출함으로써 기판 (P) 을 부상시킨다. 또, 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 가압 기체의 분출과 병용하여, 상기 진공 흡인 장치로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해, 기판 (P) 의 하면과 기판 지지면 사이의 공기를 흡인한다. 이로써, 기판 (P) 에 하중 (프리로드) 이 작용하여, 비접촉 홀더 (32) 의 상면을 따라 평면 교정된다. 단, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 사이에 간극이 형성되는 점에서, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 의 수평면에 평행인 방향의 상대 이동은 저해되지 않는다.
기판 캐리어 (40) 는, 기판 (P) 을 유지하는 부분이고, 그 기판 (P) 을 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θz 방향) 으로 이동시킨다. 기판 캐리어 (40) 는, 평면에서 보아 사각형의 프레임상 (액자상) 으로 형성되어 있고, 기판 (P) 의 단부 (외주 가장자리부) 근방의 영역 (여백 영역) 을 유지한 상태에서, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 XY 평면을 따라 이동한다. 이하, 기판 캐리어 (40) 의 상세한 것을 도 3 을 사용하여 설명한다.
기판 캐리어 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 과 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 을 구비하고 있다. 1 쌍의 X 프레임 (42x) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 평판상의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정의 (기판 (P) 및 비접촉 홀더 (32) 의 Y 축 방향의 치수보다 넓은) 간격으로 배치되어 있다. 또, 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 은, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 평판상의 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 소정의 (기판 (P) 및 비접촉 홀더 (32) 의 X 축 방향의 치수보다 넓은) 간격으로 배치되어 있다.
+X 측의 Y 프레임 (42y) 은, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각 +X 측의 단부 근방에 있어서의 하면에 스페이서 (42a) 를 개재하여 접속되어 있다. 동일하게, -X 측의 Y 프레임 (42y) 은, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 -X 측의 단부 근방에 있어서의 하면에 스페이서 (42a) 를 개재하여 접속되어 있다. 이로써, 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 의 상면의 높이 위치 (Z 축 방향의 위치) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 의 하면의 높이 위치보다 낮게 (-Z 측에) 설정되어 있다.
또, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 하면에는, 1 쌍의 흡착 패드 (44) 가 X 축 방향으로 이간되어 장착되어 있다. 따라서, 기판 캐리어 (40) 는, 합계로, 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 를 갖고 있다. 흡착 패드 (44) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 이 서로 마주보는 면으로부터, 서로 대향하는 방향 (기판 캐리어 (40) 의 내측) 으로 돌출되어 배치되어 있다. 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 사이에 기판 (P) 이 삽입된 상태에서, 그 기판 (P) 의 네 모퉁이부 근방 (여백 영역) 을 하방으로부터 지지할 수 있도록, 수평면 내의 위치 (X 프레임 (42x) 에 대한 장착 위치) 가 설정되어 있다. 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 각각에는, 도시 생략의 진공 흡인 장치가 접속되어 있다. 흡착 패드 (44) 는, 상기 진공 흡인 장치로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해, 기판 (P) 의 하면을 흡착 유지한다. 또한, 흡착 패드 (44) 의 수는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.
여기서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가 조합된 상태에서, 기판 (P) 은, 기판 캐리어 (40) 가 갖는 흡착 패드 (44) 에 의해 네 모퉁이부 근방이 하방으로부터 지지 (흡착 유지) 됨과 함께, 중앙부를 포함하는 거의 전체면이 비접촉 홀더 (32) 에 의해 하방으로부터 비접촉 지지된다. 이 상태에서, 기판 (P) 의 +X 측 및 -X 측의 단부는, 비접촉 홀더 (32) 의 +X 측 및 -X 측의 단부로부터 각각 돌출되어 있고, 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) (도 2 에서는 일부 도시 생략) 는, 그 기판 (P) 의 비접촉 홀더 (32) 로부터 돌출된 부분을 흡착 유지한다. 즉, 흡착 패드 (44) 는, X 축 방향에 관하여 비접촉 홀더 (32) 의 외측에 위치하도록, X 프레임 (42x) 에 대한 장착 위치가 설정되어 있다.
다음으로 기판 캐리어 (40) 를 구동하기 위한 기판 캐리어 구동계 (60) (도 6 참조) 에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 그 기판 캐리어 구동계 (60) 를 통하여, 기판 캐리어 (40) 를 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 방향으로 장스트로크로 구동함과 함께, 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 구동한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 와 기판 캐리어 구동계 (60) 를 통하여, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 를 X 축 방향으로 일체적으로 (동기하여) 구동한다.
기판 캐리어 구동계 (60) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 조동 스테이지 (24) 가 갖는 Y 고정자 (62a) 와, 그 Y 고정자 (62a) 와 협동하여 Y 축 방향의 추력을 발생하는 Y 가동자 (62b) 를 포함하는, 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 각각의 Y 가동자 (62b) 에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 고정자 (64a) 와 X 고정자 (66a) 가 장착되어 있다.
Y 고정자 (64a) 는, 기판 캐리어 (40) (Y 프레임 (42y) 의 하면) 에 장착된 Y 가동자 (64b) 와 협동하여 기판 캐리어 (40) 에 Y 축 방향의 추력을 부여하는 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 구성하고 있다. 또, X 고정자 (66a) 는, 기판 캐리어 (40) (Y 프레임 (42y) 의 하면) 에 장착된 X 가동자 (66b) 와 협동하여 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향의 추력을 부여하는 X 보이스 코일 모터 (66) 를 구성하고 있다. 이와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측, 및 -X 측의 각각에 Y 보이스 코일 모터 (64) 와 X 보이스 코일 모터 (66) 를 각각 1 개 갖고 있다.
여기서, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측과 -X 측에서, Y 보이스 코일 모터 (64), 및 X 보이스 코일 모터 (66) 는, 각각 기판 (P) 의 무게 중심 위치를 중심으로 점대칭으로 배치되어 있다. 따라서, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측의 X 보이스 코일 모터 (66) 와, 기판 캐리어 (40) 의 -X 측의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 사용하여 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향으로 추력을 작용시킬 때, 기판 (P) 의 무게 중심 위치에 X 축 방향에 평행으로 추력을 작용시킨 것과 동일한 효과를 얻는 것, 즉 기판 캐리어 (40) (기판 (P)) 에 θz 방향의 모멘트가 작용하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64) 에 관해서는, X 축 방향에 관한 기판 (P) 의 무게 중심 (선) 을 사이에 두고 배치되어 있기 때문에, 기판 캐리어 (40) 에 θz 방향의 모멘트가 작용하지 않는다.
기판 캐리어 (40) 는, 상기 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64), 및 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 통하여, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해, 조동 스테이지 (24) (즉 비접촉 홀더 (32)) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동된다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 조동 스테이지 (24) (즉 비접촉 홀더 (32)) 가 X 축 방향으로 장스트로크로 이동할 때에, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가 일체적으로 X 축 방향으로 장스트로크로 이동하도록, 상기 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 사용하여, 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향의 추력을 부여한다.
또, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 상기 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 사용하여, 기판 캐리어 (40) 를 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 방향으로 장스트로크로 상대 이동시킨다. 구체적으로 설명하면, 주제어 장치 (50) 는, 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 의 Y 가동자 (62b) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 그 Y 가동자 (62b) 에 장착된 Y 고정자 (64a) 를 포함하는 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 사용하여 기판 캐리어 (40) 에 Y 축 방향의 추력을 작용시킨다. 이로써, 기판 캐리어 (40) 는, 비접촉 홀더 (32) 와 독립 (분리) 되어 Y 축 방향으로 장스트로크로 이동한다.
이와 같이, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 캐리어 (40) 는, X 축 (주사) 방향에 관해서는, 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 장스트로크로 이동하고, Y 축 방향에 관해서는, 비접촉 홀더 (32) 와는 독립적으로 장스트로크로 이동한다. 또한, 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡착 패드 (44) 의 Z 위치와, 비접촉 홀더 (32) 의 Z 위치가 일부 중복되어 있지만, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 장스트로크로 상대 이동하는 것은, Y 축 방향뿐이기 때문에, 흡착 패드 (44) 와 비접촉 홀더 (32) 가 접촉할 우려는 없다.
또, 기판 테이블 (30) (즉 비접촉 홀더 (32)) 이 Z 틸트 방향으로 구동된 경우, 비접촉 홀더 (32) 에 평면 교정된 기판 (P) 이, 비접촉 홀더 (32) 와 함께 Z 틸트 방향으로 자세 변화하기 때문에, 기판 (P) 을 흡착 유지하는 기판 캐리어 (40) 는, 그 기판 (P) 과 함께 Z 틸트 방향으로 자세 변화한다. 또한, 흡착 패드 (44) 의 탄성 변형에 의해 기판 캐리어 (40) 의 자세가 변화하지 않도록 해도 된다.
도 1 로 되돌아가, 1 쌍의 보조 테이블 (34) 은, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 와 분리되어 Y 축 방향으로 상대 이동할 때에 비접촉 홀더 (32) 와 협동하여, 그 기판 캐리어 (40) 가 유지하는 기판 (P) 의 하면을 지지하는 장치이다. 상기 서술한 바와 같이 기판 캐리어 (40) 는, 기판 (P) 을 유지한 상태에서, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 상대 이동하는 점에서, 예를 들어 도 1 에 나타내는 상태로부터 기판 캐리어 (40) 가 +Y 방향으로 이동하면, 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방이 비접촉 홀더 (32) 에 지지되지 않게 된다. 이 때문에, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 상기 기판 (P) 중, 비접촉 홀더 (32) 에 의해 지지되지 않는 부분의 자중에 의한 휨을 억제하기 위해, 그 기판 (P) 을 1 쌍의 보조 테이블 (34) 의 일방을 사용하여 하방으로부터 지지한다. 1 쌍의 보조 테이블 (34) 은, 지면 좌우 대칭으로 배치되어 있는 점을 제외하고, 실질적으로 동일한 구조이다.
보조 테이블 (34) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 에어 부상 유닛 (36) 을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 에어 부상 유닛 (36) 은, Y 축 방향으로 연장되는 봉상으로 형성되고, 복수의 에어 부상 유닛 (36) 이 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되는 구성이지만, 기판 (P) 의 자중에서 기인하는 휨을 억제할 수 있으면, 그 형상, 수, 배치 등은, 특별히 한정되지 않는다. 복수의 에어 부상 유닛 (36) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (30) 의 측면으로부터 돌출된 아암 형상의 지지 부재 (36a) 에 하방으로부터 지지되어 있다. 복수의 에어 부상 유닛 (36) 과 비접촉 홀더 (32) 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있다.
에어 부상 유닛 (36) 의 상면의 높이 위치는, 비접촉 홀더 (32) 의 상면의 높이 위치와 거의 동일하게 (혹은 약간 낮게) 설정되어 있다. 에어 부상 유닛 (36) 은, 그 상면으로부터 기판 (P) 의 하면에 대하여 기체 (예를 들어 공기) 를 분출함으로써, 그 기판 (P) 을 비접촉 지지한다. 또한, 상기 서술한 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 에 프리로드를 작용시켜 기판 (P) 의 평면 교정을 실시했지만, 에어 부상 유닛 (36) 은, 기판 (P) 의 휨을 억제할 수 있으면 되기 때문에, 단순히 기판 (P) 의 하면에 기체를 공급하는 것만이어도 되고, 에어 부상 유닛 (36) 상에 있어서의 기판 (P) 의 높이 위치를 특별히 관리하지 않아도 된다.
다음으로, 기판 (P) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 계측하기 위한 기판 위치 계측계에 대하여 설명한다. 기판 위치 계측계는, 기판 테이블 (30) 의 수평면에 교차하는 방향의 위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보, θx 및 θy 방향의 회전량 정보. 이하 「Z 틸트 위치 정보」라고 한다) 를 구하기 위한 Z 틸트 위치 계측계 (58) (도 6 참조) 와, 기판 캐리어 (40) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (X 축 방향, 및 Y 축 방향의 위치 정보, 그리고 θz 방향의 회전량 정보) 를 구하기 위한 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 를 포함한다.
Z 틸트 위치 계측계 (58) (도 6 참조) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (30) 의 하면으로서, 구면 베어링 장치 (26c) 의 주위에 고정된 복수 (적어도 3 개) 의 레이저 변위계 (58a) 를 포함한다. 레이저 변위계 (58a) 는, 중량 캔슬 장치 (26) 의 케이스에 고정된 타깃 (58b) 에 대하여 계측광을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써, 그 계측광의 조사점에 있어서의 기판 테이블 (30) 의 Z 축 방향의 변위량 정보를 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다. 예를 들어, 적어도 3 개의 레이저 변위계 (58a) 는, 동일 직선 상에 없는 3 개 지점 (예를 들어 정삼각형의 꼭짓점에 대응하는 위치) 에 배치되어 있고, 주제어 장치 (50) 는, 그 적어도 3 개의 레이저 변위계 (58a) 의 출력에 기초하여, 기판 테이블 (30) (즉 기판 (P)) 의 Z 틸트 위치 정보를 구한다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 가이드 바 (28) 의 상면 (수평면) 을 따라 이동하기 때문에, 주제어 장치 (50) 는, 기판 테이블 (30) 의 X 위치에 관계없이, 기판 테이블 (30) 의 수평면에 대한 자세 변화를 계측할 수 있다.
수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 을 갖고 있다. 일방의 헤드 유닛 (72) 은, 투영 광학계 (16) 의 -Y 측에 배치되고, 타방의 헤드 유닛 (72) 은, 투영 광학계 (16) 의 +Y 측에 배치되어 있다.
1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각은, 기판 캐리어 (40) 가 갖는 반사형의 회절 격자를 사용하여 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 정보를 구한다. 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 에 대응하여, 기판 캐리어 (40) 의 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수 (도 3 에서는, 예를 들어 6 장) 의 스케일판 (46) 이 첩부되어 있다. 스케일판 (46) 은, X 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 띠 형상의 부재로 이루어진다. 스케일판 (46) 의 X 축 방향의 길이는, X 프레임 (42x) 의 X 축 방향의 길이에 비하여 짧고, 복수의 스케일판 (46) 이, X 축 방향으로 소정의 간격으로 (서로 이간되어) 배열되어 있다.
도 5 에는, -Y 측의 X 프레임 (42x) 과, 이것에 대응하는 헤드 유닛 (72) 이 도시되어 있다. X 프레임 (42x) 상에 고정된 복수의 스케일판 (46) 각각에는, X 스케일 (48x) 과 Y 스케일 (48y) 이 형성되어 있다. X 스케일 (48x) 은, 스케일판 (46) 의 -Y 측의 절반의 영역에 형성되고, Y 스케일 (48y) 은, 스케일판 (46) 의 +Y 측의 절반의 영역에 형성되어 있다. X 스케일 (48x) 은, 반사형의 X 회절 격자를 갖고, Y 스케일 (48y) 은, 반사형의 Y 회절 격자를 갖고 있다. 또한, 도 5 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y) 을 형성하는 복수의 격자선 사이의 간격 (피치) 은, 실제보다 넓게 도시되어 있다.
헤드 유닛 (72) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 리니어 액추에이터 (74), 그 Y 리니어 액추에이터 (74) 에 의해 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 에 대하여 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동되는 Y 슬라이더 (76), 및 Y 슬라이더 (76) 에 고정된 복수의 계측 헤드 (X 인코더 헤드 (78x, 80x), Y 인코더 헤드 (78y, 80y)) 를 구비하고 있다. 도 1 및 도 4 에서 지면 좌우 대칭으로 구성되어 있는 점을 제외하고, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 은, 동일하게 구성되어 있다. 또, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 상 각각에 고정된 복수의 스케일판 (46) 도, 도 1 및 도 4 에 있어서, 좌우 대칭으로 구성되어 있다.
Y 리니어 액추에이터 (74) 는, 장치 본체 (18) 가 갖는 상가대부 (18a) 의 하면에 고정되어 있다. Y 리니어 액추에이터 (74) 는, Y 슬라이더 (76) 를 Y 축 방향으로 직진 안내하는 리니어 가이드와, Y 슬라이더 (76) 에 추력을 부여하는 구동계를 구비하고 있다. 리니어 가이드의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 반복 재현성이 높은 에어 베어링이 바람직하다. 또, 구동계의 종류도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 리니어 모터, 벨트 (혹은 와이어) 구동 장치 등을 사용할 수 있다.
Y 리니어 액추에이터 (74) 는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해 제어된다. Y 리니어 액추에이터 (74) 에 의한 Y 슬라이더 (76) 의 Y 축 방향으로의 스트로크량은, 기판 (P) (기판 캐리어 (40)) 의 Y 축 방향으로의 스트로크량과 동등하게 설정되어 있다.
헤드 유닛 (72) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 인코더 헤드 (78x) (이하 「X 헤드 (78x)」라고 한다), 및 1 쌍의 Y 인코더 헤드 (78y) (이하 「Y 헤드 (78y)」라고 한다) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 X 헤드 (78x), 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 는, 각각 X 축 방향으로 소정 거리로 이간되어 배치되어 있다.
X 헤드 (78x), 및 Y 헤드 (78y) 는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0094592호 명세서에 개시된 바와 같은, 이른바 회절 간섭 방식의 인코더 헤드이고, 대응하는 스케일 (X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y)) 에 대하여 하방향 (-Z 방향) 으로 계측 빔을 조사하고, 그 스케일로부터의 빔 (복귀광) 을 수광함으로써, 기판 캐리어 (40) 의 변위량 정보를 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다.
즉, 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에서는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 이 갖는 합계로, 예를 들어 4 개의 X 헤드 (78x) 와, 그 X 헤드 (78x) 에 대향하는 X 스케일 (48x) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한, 예를 들어 4 개의 X 리니어 인코더 시스템이 구성되어 있다. 동일하게, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 이 갖는 합계로, 예를 들어 4 개의 Y 헤드 (78y) 와, 그 Y 헤드 (78y) 에 대향하는 Y 스케일 (48y) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 의 Y 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한, 예를 들어 4 개의 Y 리니어 인코더 시스템이 구성되어 있다.
여기서, 헤드 유닛 (72) 이 갖는 1 쌍의 X 헤드 (78x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 각각의 X 축 방향에 관한 간격은, 인접하는 스케일판 (46) 사이의 간격보다 넓게 설정되어 있다. 이로써, X 인코더 시스템, 및 Y 인코더 시스템에서는, 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 위치에 관계없이, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 중 항상 적어도 일방이 X 스케일 (48x) 에 대향함과 함께, 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 중의 적어도 일방이 항상 Y 스케일 (48y) 에 대향한다.
구체적으로는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 가 모두 X 스케일 (48x) 에 대향한 상태에서는, 그 1 쌍의 X 헤드 (78x) 의 출력의 평균치에 기초하여 기판 캐리어 (40) 의 X 위치 정보를 구한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 의 일방만이 X 스케일 (48x) 에 대향한 상태에서는, 그 일방의 X 헤드 (78x) 의 출력에만 기초하여 기판 캐리어 (40) 의 X 위치 정보를 구한다. 따라서, X 인코더 시스템은, 기판 캐리어 (40) 의 위치 정보를 중단시키지 않고 주제어 장치 (50) 에 공급할 수 있다. Y 인코더 시스템에 대해서도 동일하다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 기판 캐리어 (40) 는, Y 축 방향으로도 소정의 장스트로크로 이동 가능한 점에서, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 각각과, 대응하는 스케일 (48x, 48y) 과의 대향 상태가 유지되도록, 기판 캐리어 (40) 의 Y 축 방향의 위치에 따라 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각의 Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 를, 기판 캐리어 (40) 에 추종하도록, Y 리니어 액추에이터 (74) (도 4 참조) 를 통하여 Y 축 방향으로 구동한다. 주제어 장치 (50) 는, Y 슬라이더 (76) (즉 각 헤드 (78x, 78y)) 의 Y 축 방향의 변위량 (위치 정보) 과, 각 헤드 (78x, 78y) 로부터의 출력을 아울러, 종합적으로 기판 캐리어 (40) 의 수평면 내의 위치 정보를 구한다.
Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 의 수평면 내의 위치 (변위량) 정보는, 상기 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 를 사용한 인코더 시스템과 동등한 계측 정밀도의 인코더 시스템에 의해 구해진다. Y 슬라이더 (76) 는, 도 4 및 도 5 로부터 알 수 있는 바와 같이, 1 쌍의 X 인코더 헤드 (80x) (이하 「X 헤드 (80x)」라고 한다), 및 1 쌍의 Y 인코더 헤드 (80y) (이하 「Y 헤드 (80y)」라고 한다) 를 갖고 있다. 1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 는, 각각 Y 축 방향으로 소정 거리로 이간되어 배치되어 있다.
주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 장치 본체 (18) 의 상가대부 (18a) (각각 도 1 참조) 의 하면에 고정된 복수의 스케일판 (82) 을 사용하여, Y 슬라이더 (76) 의 수평면 내의 위치 정보를 구한다. 스케일판 (82) 은, Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 띠 형상의 부재로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각의 상방에, 예를 들어 2 장의 스케일판 (82) 이, Y 축 방향으로 소정 간격으로 (서로 이간되어) 배치되어 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 스케일판 (82) 의 하면에 있어서의 +X 측의 영역에는, 상기 1 쌍의 X 헤드 (80x) 에 대향하여 X 스케일 (84x) 이 형성되고, 스케일판 (82) 의 하면에 있어서의 -X 측의 영역에는, 상기 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 에 대향하여 Y 스케일 (84y) 이 형성되어 있다. X 스케일 (84x), Y 스케일 (84y) 은, 상기 서술한 스케일판 (46) 에 형성된 X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y) 과 실질적으로 동일한 구성의 광 반사형 회절 격자이다. 또, X 헤드 (80x), Y 헤드 (80y) 도 상기 서술한 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) (하방향 헤드) 와 동일한 구성의 회절 간섭 방식의 인코더 헤드이다.
1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 는, 대응하는 스케일 (X 스케일 (84x), Y 스케일 (84y)) 에 대하여 상방향 (+Z 방향) 으로 계측 빔을 조사하고, 그 스케일로부터의 빔을 수광함으로써, Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 의 수평면 내의 변위량 정보를 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다. 1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 각각의 Y 축 방향에 관한 간격은, 인접하는 스케일판 (82) 사이의 간격보다 넓게 설정되어 있다. 이로써, Y 슬라이더 (76) 의 Y 축 방향의 위치에 관계없이, 1 쌍의 X 헤드 (80x) 중 항상 적어도 일방이 X 스케일 (84x) 에 대향함과 함께, 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 중의 적어도 일방이 항상 Y 스케일 (84y) 에 대향한다. 따라서, Y 슬라이더 (76) 의 위치 정보를 중단시키지 않고 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급할 수 있다.
도 6 에는, 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 도시되어 있다. 주제어 장치 (50) 는, 워크스테이션 (또는 마이크로 컴퓨터) 등을 포함하고, 액정 노광 장치 (10) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 의 관리하에, 도시 생략의 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (14) 상에 대한 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 도시 생략의 기판 로더에 의해, 기판 스테이지 장치 (20) (기판 캐리어 (40), 및 비접촉 홀더 (32)) 상에 대한 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해, 도시 생략의 얼라인먼트 검출계를 사용한 얼라인먼트 계측, 및 도시 생략의 오토포커스 센서 (기판 (P) 의 면위치 계측계) 를 사용한 포커스 매핑이 실행되고, 그 얼라인먼트 계측, 및 포커스 매핑의 종료 후, 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역에 순서대로 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다.
다음으로, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치 (20) 의 동작의 일례를, 도 7(a) ∼ 도 9(b) 를 사용하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 1 장의 기판 (P) 상에 4 개의 쇼트 영역이 설정된 경우 (이른바 4 면 취득의 경우) 를 설명하지만, 1 장의 기판 (P) 상에 설정되는 쇼트 영역의 수, 및 배치는, 적절히 변경 가능하다. 또, 본 실시형태에 있어서, 노광 처리는, 일례로서 기판 (P) 의 -Y 측 또한 +X 측에 설정된 제 1 쇼트 영역 (S1) 부터 실시되는 것으로서 설명한다. 또, 도면의 착종을 피하기 위해, 도 7(a) ∼ 도 9(b) 에서는, 기판 스테이지 장치 (20) 가 갖는 요소의 일부가 생략되어 있다.
도 7(a) 및 도 7(b) 에는, 얼라인먼트 동작 등이 완료되고, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 노광 동작의 준비가 종료된 상태의 기판 스테이지 장치 (20) 의 평면도, 및 정면도가 각각 도시되어 있다. 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (16) 로부터의 조명광 (IL) (각각 도 7(b) 참조) 이 조사됨으로써 기판 (P) 상에 형성되는 노광 영역 (IA) (단, 도 7(a) 에 나타내는 상태에서는, 아직 기판 (P) 에 대하여 조명광 (IL) 은 조사되고 있지 않다) 보다, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 +X 측의 단부가 약간 -X 측에 위치하도록, 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여 기판 (P) 의 위치 결정이 된다.
또, Y 축 방향에 관하여, 노광 영역 (IA) 의 중심과, X 가이드 바 (28) (즉 비접촉 홀더 (32)) 의 중심이 거의 일치하고 있는 점에서, 기판 캐리어 (40) 에 유지된 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방은, 비접촉 홀더 (32) 로부터 돌출되어 있다. 기판 (P) 은, 그 돌출된 부분이 비접촉 홀더 (32) 의 +Y 측에 배치된 보조 테이블 (34) 에 하방으로부터 지지된다. 이 때, 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방은, 비접촉 홀더 (32) 에 의한 평면 교정이 실시되지 않지만, 노광 대상의 제 1 쇼트 영역 (S1) 을 포함하는 영역은, 평면 교정이 실시된 상태가 유지되기 때문에, 노광 정밀도에 영향은 없다.
이어서, 도 7(a) 및 도 7(b) 에 나타내는 상태로부터, 마스크 (M) (도 1 참조) 와 동기하여, 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가, 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여, X 가이드 바 (28) 상에서 +X 방향으로 일체적으로 (동기하여) 구동 (가속, 등속 구동, 및 감속) 된다 (도 8(a) 의 검은 화살표 참조). 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 X 축 방향으로 등속 구동되는 동안, 기판 (P) 에는, 마스크 (M) (도 1 참조) 및 투영 광학계 (16) 를 통과한 조명광 (IL) (각각 도 8(b) 참조) 이 조사되고, 이로써 마스크 (M) 가 갖는 마스크 패턴이 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 전사된다. 이 때, 기판 캐리어 (40) 는, 얼라인먼트 계측의 결과에 따라, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 적절히 미소 구동되고, 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 포커스 매핑의 결과에 따라 Z 틸트 방향으로 적절히 미소 구동된다.
여기서, 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에 있어서, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 X 축 방향 (도 8(a) 에서는 +X 방향) 으로 구동될 때, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 Y 슬라이더 (76) (각각 도 4 참조) 는, 정지 상태 (단, 엄밀하게 헤드 유닛 (72) 이 정지하고 있을 필요는 없고, 헤드 유닛 (72) 이 갖는 헤드의 적어도 일부가 Y 축 방향에 있어서 스케일판 (46) 에 대향되어 있으면 된다) 가 된다.
기판 (P) 상의 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 마스크 패턴의 전사가 완료되면, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 도 9(a) 및 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 +Y 측에 설정된 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 노광 동작을 위해, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 -Y 방향으로 소정 거리 (기판 (P) 의 폭 방향 치수의 대략 절반의 거리), 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여 구동 (Y 스텝 구동) 된다 (도 9(a) 의 검은 화살표 참조). 상기 기판 캐리어 (40) 의 Y 스텝 동작에 의해, 기판 캐리어 (40) 에 유지된 기판 (P) 의 -Y 측의 단부 근방이 비접촉 홀더 (32) 의 -Y 측에 배치된 보조 테이블 (34) 에 하방으로부터 지지된다.
또, 수평면 내 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에 있어서, 상기 기판 캐리어 (40) 가 Y 축 방향으로 구동될 때, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 Y 슬라이더 (76) (각각 도 4 참조) 는, 기판 캐리어 (40) 에 동기 (단, 엄밀하게 속도가 일치하고 있을 필요는 없다) 하여, Y 축 방향으로 구동된다.
이하, 도시 생략이지만, 마스크 (M) (도 1 참조) 와 동기하여, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 -X 방향으로 구동됨으로써, 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 주사 노광이 실시된다. 또, 기판 캐리어 (40) 의 Y 스텝 동작, 및 마스크 (M) 와 동기한 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 의 X 축 방향으로의 등속 이동이 적절히 반복됨으로써, 기판 (P) 상에 설정된 전체 쇼트 영역에 대한 주사 노광 동작이 순차 실시된다.
이상 설명한 본 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 가 갖는 기판 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 고정밀도 위치 결정을 실시할 때, 그 기판 (P) 의 외주 가장자리부만을 유지하는 프레임상의 기판 캐리어 (40) 를 수평면 내 3 자유도 방향으로 구동하기 때문에, 예를 들어 기판 (P) 의 하면의 전체를 흡착 유지하는 기판 홀더를 수평면 내 3 자유도 방향으로 구동하여 기판 (P) 의 고정밀도 위치 결정을 실시하는 경우에 비하여, 구동 대상물 (본 실시형태에서는, 기판 캐리어 (40)) 이 경량이기 때문에, 위치 제어성이 향상된다. 또, 구동용의 액추에이터 (본 실시형태에서는, Y 보이스 코일 모터 (64), X 보이스 코일 모터 (66)) 를 소형화할 수 있다.
또, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 구하기 위한 수평면 내 위치 계측계 (70) 는, 인코더 시스템을 포함하기 때문에, 예를 들어 종래의 간섭계 시스템에 비하여 공기 요동의 영향을 저감시킬 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 위치 결정 정밀도가 향상된다. 또, 공기 요동의 영향이 작기 때문에, 종래의 간섭계 시스템을 사용하는 경우에 필수가 되는 부분 공조 설비를 생략할 수 있고, 비용 다운이 가능해진다.
또한, 본 제 1 실시형태에서 설명한 구성은 일례이고, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들어, 도 10(a) 및 도 10(b) 에 나타내는 제 1 변형예에 관련된 기판 캐리어 (40A) 에 있어서, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 외측면에는, 보조적인 판부재 (42b) 가 접속되어 있다. 판부재 (42b) 는, 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, XY 평면에 대략 평행으로 배치되고, 그 하면이 에어 부상 유닛 (36) 의 상면에 소정의 간극을 개재하여 대향하고 있다. 복수의 에어 부상 유닛 (36) 은, 판부재 (42b) 의 하면에 대하여 기체를 분출함으로써, 기판 캐리어 (40A) 에, +Z 방향 (중력 방향 상방향) 의 힘 (양력) 을 작용시킨다. 본 제 1 변형예에 관련된 기판 캐리어 (40A) 는, 판부재 (42b) 가 항상 복수의 에어 부상 유닛 (36) 에 하방으로부터 지지되기 때문에, 만일 비접촉 홀더 (32) 와 복수의 에어 부상 유닛 (36) 사이에 단차 (Z 축 방향의 높이 위치의 차) 가 형성되어 있었다고 해도, 기판 캐리어 (40A) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 방향으로 상대 이동할 때에, X 프레임 (42x) 과 비접촉 홀더 (32) (또는 에어 부상 유닛 (36)) 가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
또, 예를 들어 도 11 에 나타내는 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (120) 와 같이, 기판 캐리어 (140) 에 기준 지표판 (144) 이 장착됨과 함께, 기판 테이블 (30) 에 마크 계측 센서 (132) 가 장착되어도 된다. 기준 지표판 (144) 에는, 도 12(a) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 기준 마크 (146) 가, Y 축 방향으로 서로 이간되어 형성되어 있다. 기준 지표판 (144) 은, 상기 복수의 기준 마크 (146) 의 Z 위치가, 기판 (P) 의 표면의 Z 위치와 거의 동일해지도록 (도 11 참조), 기판 캐리어 (140) 의 -X 측의 Y 프레임 (142y) 의 상면에 부피 상승 부재 (148) 를 개재하여 고정되어 있다. 도 11 로 되돌아가, 복수의 마크 계측 센서 (132) 는, 기판 테이블 (30) 의 -X 측의 측면으로부터 돌출되어 형성된 평면에서 보아 T 자상 (도 12(b) 참조) 의 평판상의 부재 (134) 에 장착되어 있다. 복수의 마크 계측 센서 (132) 는, 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 상기 복수의 기준 마크 (146) 에 대응하여 (즉 복수의 기준 마크 (146) 와 상하 방향으로 중복되도록), Y 축 방향으로 서로 이간되어 배치되어 있다.
본 제 2 변형예에서는, 복수의 기준 마크 (146) 와, 대응하는 복수의 마크 계측 센서 (132) 를 사용하여, 예를 들어 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 의 광학 특성 (예를 들어 스케일링, 시프트, 로테이션 등) 에 관한 캘리브레이션이 실시된다. 캘리브레이션 방법에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2006-330534호에 개시된 캘리브레이션 방법과 실질적으로 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 본 제 2 변형예에서는, 기준 마크 (146) 를 갖는 기판 캐리어 (140) 에 대하여 기계적으로 분리된 기판 테이블 (30) 이 마크 계측 센서 (132) 를 갖고 있기 때문에, 기판 캐리어 (140) 자체에 배선 등이 불필요하고, 기판 캐리어 (140) 를 경량화할 수 있다.
또, 본 제 2 변형예에 관련된 기판 캐리어 (140) 의 Y 프레임 (142y) 은, 상기 제 1 실시형태에 비하여 광폭으로 형성되어 있다. 그리고, 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 상기 평판상의 부재 (134) 의 상면, 및 기판 테이블 (30) 의 +X 측의 측면으로부터 돌출되어 형성된 평판상의 부재 (136) 의 상면 각각에는, Y 축 방향으로 이간된, 예를 들어 2 개의 에어 베어링 (138) 이 장착되어 있다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, +X 측의, 예를 들어 2 개의 에어 베어링 (138) 은, 기판 캐리어 (140) 의 +X 측의 Y 프레임 (142y) 의 하면에 대향하고, -X 측의, 예를 들어 2 개의 에어 베어링 (138) 은, 기판 캐리어 (140) 의 -X 측의 Y 프레임 (142y) 의 하면에 대향하고 있다. 에어 베어링 (138) 은, 대향하는 Y 프레임 (142y) 의 하면에 가압 기체를 분출함으로써, 소정의 간극을 개재하여 기판 캐리어 (140) 를 비접촉 지지한다. 이로써, 기판 캐리어 (140) 의 휨이 억제된다. 또한, 에어 베어링 (138) 은, 상기 평판상의 부재 (134, 136) 의 상면에 대향하도록, 기판 캐리어 (140) 측에 장착되어 있어도 된다. 또, 에어 베어링 (138) 대신에, 예를 들어 자석을 사용하여 기판 캐리어 (140) 를 자기 부상시켜도 되고, 혹은, 보이스 코일 모터 등의 액추에이터를 사용하여 부력을 작용시켜도 된다.
또, 도 13(a) 및 도 13(b) 에 나타내는 제 3 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (220) 와 같이, Y 리니어 액추에이터 (62), Y 보이스 코일 모터 (64), 및 X 보이스 코일 모터 (66) 의 Z 위치가, 기판 캐리어 (40A) 와 동일하게 설정되어도 된다. 즉, 기판 스테이지 장치 (220) 에서는, 기판 캐리어 (40A) 의 Y 프레임 (42y) 의 측면에 Y 보이스 코일 모터 (64) 의 Y 가동자 (64b), 및 X 보이스 코일 모터 (66) 의 X 가동자 (66b) 가 고정되어 있다. 또, Y 보이스 코일 모터 (64) 의 Y 고정자 (64a), 및 X 보이스 코일 모터 (66) 의 X 고정자 (66a) 가 장착된 Y 가동자 (62b) 를 Y 축 방향으로 구동하기 위한 Y 리니어 액추에이터 (62) 의 Y 고정자 (62a) 는, 기판 캐리어 (40A) 의 Z 위치와 동일해지도록, 조동 스테이지 (224) 상에 있어서, 지주 (62c) 를 개재하여 장착되어 있다.
또, 본 제 3 변형예의 기판 캐리어 (40A) 는, 상기 제 1 변형예 (도 10(a) 및 도 10(b) 참조) 와 동일하게, 복수의 에어 부상 유닛 (36) 에 의해 하방으로부터 지지되는 1 쌍의 보조적인 판부재 (42b) 를 갖고 있다. 또, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 2 변형예 (도 11 ∼ 도 12(b) 참조) 와 동일하게, 기판 테이블 (30) 의 -X 측, 및 +X 측의 측면 각각으로부터 평판상의 부재 (234, 236) 가 돌출되어 있고, 그 부재 (234, 236) 상에는, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 에어 부상 유닛 (238) 이 고정되어 있다. 에어 부상 유닛 (238) 의 상면의 높이 위치는, 에어 부상 유닛 (36) 의 상면의 높이 위치에 비하여 낮은 위치로 설정되어 있다. 기판 캐리어 (40A) 는, Y 프레임 (42y) 이 항상 (Y 축 방향의 위치에 관계없이) 에어 부상 유닛 (238) 에 의해 하방으로부터 비접촉 지지된다. 바꾸어 말하면, 기판 캐리어 (40A) 는, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (238) 상에 재치되어 있다. 이로써, 기판 캐리어 (40A) 의 휨이 억제된다.
《제 2 실시형태》
다음으로 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 14 ∼ 도 20(b) 를 사용하여 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 스테이지 장치 (420) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 이하, 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) (도 1 등 참조) 에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 캐리어 (40) 는, 스캔 방향에 관하여 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 장스트로크로 이동함과 함께, 비스캔 방향에 관하여 비접촉 홀더 (32) 와 분리되어 장스트로크로 이동하는 구성이었던 데 대하여, 본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (420) 에서는, 상기 제 1 실시형태와는 반대로, 기판 (P) 을 유지하는 기판 캐리어 (440) 는, 비스캔 방향에 관하여 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 장스트로크로 이동함과 함께, 스캔 방향에 관하여 비접촉 홀더 (32) 와 분리되어 장스트로크로 이동하는 점이 상이하다. 즉, 본 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (420) 는, 전체적으로는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20) 를 Z 축 둘레로, 예를 들어 90° 회전시킨 것처럼 구성되어 있다. 또한, 기판 (P) 의 길이 방향은, 상기 제 1 실시형태와 동일하게 X 축에 대략 평행이 된다.
이하, 기판 스테이지 장치 (420) 의 상세한 것에 대하여 설명한다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (420) 는, 베이스 프레임 (422), 조동 스테이지 (424), 중량 캔슬 장치 (26) (도 14 에서는 도시 생략. 도 15(a) 등 참조), Y 가이드 바 (428) (도 14 에서는 도시 생략. 도 15(a) 등 참조), 기판 테이블 (30) (도 14 에서는 도시 생략. 도 17(a) 등 참조), 비접촉 홀더 (32), 1 쌍의 보조 테이블 (434), 기판 캐리어 (440) 등을 구비하고 있다. 상기 베이스 프레임 (422), 조동 스테이지 (424), Y 가이드 바 (428), 1 쌍의 보조 테이블 (434), 기판 캐리어 (440) 는, 각각 상기 제 1 실시형태에 있어서의 베이스 프레임 (22), 조동 스테이지 (24), X 가이드 바 (28), 1 쌍의 보조 테이블 (34), 기판 캐리어 (40) (도 1 및 도 2 참조) 와 동일하게 기능하는 부재이기 때문에, 이하 간단하게 설명한다. 또한, 중량 캔슬 장치 (26), 기판 테이블 (30), 및 비접촉 홀더 (32) 는, 각각 상기 제 1 실시형태와 실질적으로 동일한 것이다.
도 15(a) 및 도 15(b) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 있어서, 방진 장치 (18d) 를 개재하여 플로어 (F) 상에 설치된 장치 본체 (418) 의 일부인 하가대부 (418b) 는, 1 장의 판상의 부재로 이루어지고, 그 하가대부 (418b) 의 상면에 Y 가이드 바 (428) 가 고정되어 있다. Y 가이드 바 (428) 상에는, 중량 캔슬 장치 (26) 가 재치되어 있다. 또, 도 16(a) 및 도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 프레임 (422) 은, 다리부 (422b) 를 개재하여 플로어 (F) 상에 설치된 1 쌍의 Y 빔 (422a) 을 갖고 있고, 그 베이스 프레임 (422) 상에 조동 스테이지 (424) 가, Y 축 방향으로 소정의 장스트로크로 이동 가능하게 재치되어 있다. 본 제 2 실시형태에 있어서, 조동 스테이지 (424) 는, 1 쌍의 Y 캐리지 (424a) 의 +Y 측 및 -Y 측 각각의 단부 근방을 접속하는 1 쌍의 Y 테이블 (424b) 을 갖고 있다. Y 테이블 (424b) 에는, 중량 캔슬 장치 (26) (도 15(a) 등 참조) 를 견인하기 위한 접속 장치 (26a) 의 일단, 및 기판 테이블 (30) (도 17(b) 등 참조) 을 견인하기 위한 접속 장치 (30b) 의 일단이 접속되어 있다. 또, 1 쌍의 Y 테이블 (424b) 에는, X 고정자 (462a) 가 지주 (462c) 를 개재하여 고정되어 있다. X 고정자 (462a) 는, X 가동자 (462b) 와 함께 X 리니어 액추에이터 (462) 를 구성한다. 또, X 가동자 (462b) 에는, Y 고정자 (464a), 및 X 고정자 (466a) 가 장착되어 있다.
도 17(a) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (30), 및 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 평면에서 보아 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형의 판상 (혹은 상자형) 의 부재로 이루어진다. 1 쌍의 보조 테이블 (434) 각각은, 기판 테이블 (30) 의 측면으로부터 돌출된 아암 형상의 지지 부재 (436a) 에 하방으로부터 지지된 복수의 에어 부상 유닛 (436) 을 갖고 있다. 에어 부상 유닛 (436) 은, 상기 제 1 실시형태 (도 3 등 참조) 와 달리, X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어진다. 또, 기판 테이블 (30) 에는, 지지 부재 (438a) 를 개재하여 1 쌍의 에어 부상 유닛 (438) 이 접속되어 있다. 에어 부상 유닛 (438) 은, X 축 방향으로 연장되는 점을 제외하고, 상기 제 3 변형예 (도 13(a) 및 도 13(b) 참조) 의 에어 부상 유닛 (238) 과 동일하게 기능한다. 즉, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (438) 은, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (440) 가 갖는 1 쌍의 X 프레임 (442x) 을 하방으로부터 비접촉 지지하고 있다.
도 18(a) 및 도 18(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (440) 는, 상기 제 1 실시형태 (도 3 등 참조) 와 동일한 사각형 프레임상 (액자상) 의 부재로 이루어지고, 1 쌍의 X 프레임 (442x), 및 1 쌍의 Y 프레임 (442y) 을 갖고 있다. 상기 제 1 실시형태의 기판 캐리어 (40) 는, X 프레임 (42x) 의 하면측에 Y 프레임 (42y) 이 장착되어 있는 (도 3 참조) 데 대하여, 본 제 2 실시형태의 기판 캐리어 (440) 에 있어서, Y 프레임 (442y) 은, X 프레임 (442x) 의 상면측에 장착되어 있다. 이로써, Y 프레임 (442y) 과 보조 테이블 (434) 이 갖는 에어 부상 유닛 (438) (각각 도 14 참조) 의 접촉이 회피되고 있다. 또, 복수의 흡착 패드 (44) 는, Y 프레임 (442y) 의 하면에 장착되어 있다. 1 쌍의 X 프레임 (442x) 각각에, 복수의 스케일판 (46) 이 장착되어 있는 점은, 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 또, 1 쌍의 X 프레임 (442x) 각각의 측면에는, 상기 Y 고정자 (464a), 및 X 고정자 (466a) (각각 도 16(a) 참조) 와 함께 Y 보이스 코일 모터 (464), X 보이스 코일 모터 (466) (각각 도 20(a) 참조) 를 구성하는 Y 가동자 (464b), X 가동자 (466b) 가 장착되어 있다. 기판 캐리어 (440) 의 위치 계측계에 관해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
주제어 장치 (50) 는, 도 19(a) 및 도 19(b) 에 나타내는 바와 같이, 노광 영역 (IA) 에 대한 기판 (P) 의 X 축 방향에 관한 위치 결정을, 기판 캐리어 (440) 만을 X 축 방향으로 구동함으로써 실시한다. 기판 (P) 중, 비접촉 홀더 (32) 에 지지되지 않는 영역은, 1 쌍의 보조 테이블 (434) 중 어느 것에 지지된다. 본 제 2 실시형태에 있어서의 노광 동작에서는, 기판 캐리어 (440) 만이 노광 영역 (IA) 에 대하여 X 축 방향으로 장스트로크로 구동되는 점에서, 기판 (P) 은, 비접촉 홀더 (32) 의 상공을 (소정의 간극이 형성된 상태로) 통과한다. 비접촉 홀더 (32) 는, 상공을 통과하는 기판 (P) 을 비접촉으로 평면 교정한다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 도 20(a) 및 도 20(b) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (16) (즉 노광 영역 (IA) (도 19(a) 참조)) 에 대한 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 위치 결정을, 조동 스테이지 (424) 및 비접촉 홀더 (32) 를 Y 축 방향으로 소정의 장스트로크로 구동함과 함께, 기판 캐리어 (440) 를 조동 스테이지 (424) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 이동시킴으로써 실시한다.
이상 설명한 제 2 실시형태에 의하면, 주사 노광시에 기판 캐리어 (440) 만이 주사 방향으로 구동되기 때문에, 비접촉 홀더 (32), 및 1 쌍의 보조 테이블 (34) 도 아울러 스캔 방향으로 구동할 필요가 있는 상기 제 1 실시형태 (도 8(a) 등 참조) 에 비하여, 진동의 발생을 억제할 수 있고, 고정밀도의 노광 동작이 가능해진다. 또, 중량 캔슬 장치 (26) 는, Y 스텝 동작시에만 이동하기 때문에, Y 가이드 바 (428) 의 길이 방향의 치수가, 상기 제 1 실시형태의 X 가이드 바 (28) 에 비하여 짧다. 또, 중량 캔슬 장치 (26) 는, 노광 동작시에 정지 상태가 되기 때문에, 그 중량 캔슬 장치 (26) 용의 정반인 Y 가이드 바 (428) 의 가이드면의 평면도는, 상기 제 1 실시형태에 비하여 러프해도 된다.
또한, 본 제 2 실시형태에서 설명한 구성은 일례이고, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들어, 도 21 ∼ 도 26(b) 에 나타내는 제 2 실시형태의 변형예 (제 4 변형예) 에 관련된 기판 스테이지 장치 (520) 와 같이, 1 쌍의 보조 테이블 (534) 이, 기판 테이블 (30) (도 24(a) 참조) 과 물리적으로 분리되어 있어도 된다. 이하, 제 4 변형예에 대하여, 상기 제 2 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명하고, 공통의 요소에 관해서는, 상기 제 2 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 22(a) 및 도 22(b) 에 나타내는 바와 같이, 하가대부 (418b) 상에는, X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 3 개의 Y 가이드 바 (528) 가 고정되어 있다. Y 가이드 바 (528) 는, 상기 제 2 실시형태의 Y 가이드 바 (428) (도 15(a) 등 참조) 와 동일한 치수, 형상으로 형성되어 있지만, 본 제 4 변형예에서는, 중량 캔슬 장치 (26) 가 기계적인 리니어 가이드 장치 (26d) 를 개재하여 Y 가이드 바 (528) 상에 재치되어 있는 점에서, Y 가이드 바 (528) 의 상면의 평면도는, 상기 제 2 실시형태에 관련된 Y 가이드 바 (428) 에 비하여 러프하다. 또, +X 측, 및 -X 측의 Y 가이드 바 (528) 상에는, Z 액추에이터 (526) 가 Y 리니어 가이드 장치 (26d) 를 개재하여 재치되어 있다.
또, 도 23(a) 및 도 23(b) 에 나타내는 바와 같이, 조동 스테이지 (524) 가 갖는 1 쌍의 Y 테이블 (424b) 각각에는, 1 쌍의 판상 부재 (524a) 가 +X 및 -X 방향으로 돌출되어 접속되어 있다. 판상 부재 (524a) 에는, 상기 Z 액추에이터 (526) (도 22(b) 등 참조) 를 견인하기 위한 접속 장치 (26a) 의 일단이 접속되어 있다. 즉, 본 제 4 변형예에 있어서, 예를 들어 2 개의 Z 액추에이터 (526) (각각 도 22(b) 등 참조) 는, 중량 캔슬 장치 (26) 와 동일하게 (중량 캔슬 장치 (26) 와 일체적으로) 조동 스테이지 (524) 에 의해 견인된다.
도 24(a) 및 도 24(b) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 보조 테이블 (534) 각각은, 복수 (도 24(a) 에서는, 예를 들어 4 개) 의 에어 부상 유닛 (436) 을 갖고 있다. 복수의 에어 부상 유닛 (436) 은, 상기 제 2 실시형태와 동일하게, 기판 (P) 중, 비접촉 홀더 (32) 에 지지되지 않는 부분을 하방으로부터 지지한다. 또, 보조 테이블 (534) 은, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (538) 을 갖고 있다. 보조 테이블 (534) 에 있어서, 복수의 에어 부상 유닛 (436) 과 1 쌍의 에어 부상 유닛 (538) 은, 베이스 부재 (536a) 상에 일체적으로 재치되어 있다. +X 측의 보조 테이블 (534) 은, 상기 서술한 +X 측의 Z 액추에이터 (526) (도 22(b) 등 참조) 에 하방으로부터 지지되고, -X 측의 보조 테이블 (534) 은, 상기 서술한 -X 측의 Z 액추에이터 (526) (도 22(b) 등 참조) 에 하방으로부터 지지된다 (도 26(b) 참조). 또, 기판 테이블 (30) 에도, 지지 부재 (538a) 를 개재하여 1 쌍의 에어 부상 유닛 (538) 이 고정되어 있다. 또한, 상기 제 2 실시형태의 에어 부상 유닛 (438) 이, 기판 캐리어 (440) (각각 도 14 참조) 의 X 축 방향의 전체 이동 범위를 커버할 수 있는 정도 (기판 (P) 의 3 배 정도) 의 길이로 형성되어 있었던 데 대하여, 본 변형예의 에어 부상 유닛 (538) 은, 다른 에어 부상 유닛 (436) 과 동일한 정도 (기판 (P) 과 동일한 정도) 의 길이로 형성되어 있다.
본 제 4 변형예에서도 상기 제 2 실시형태와 동일하게, 기판 캐리어 (540) 의 X 프레임 (442x) (각각 도 21 참조) 이, 복수의 에어 부상 유닛 (538) (보조 테이블 (534) 이 갖는 에어 부상 유닛 (538), 및 기판 테이블 (30) 이 갖는 에어 부상 유닛 (538)) 에 의해, 적절히 하방으로부터 지지된다.
도 25(a) 및 도 25(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (540) 에 있어서, Y 프레임 (442y) 은, 스페이서 (442a) (도 25(a) 에서는 Y 프레임 (442y) 에 가려져 있어 도시 생략) 를 개재하여 X 프레임 (442x) 상에 고정되어 있다. 또, -X 측의 1 쌍의 흡착 패드 (44) 는, -X 측의 Y 프레임 (442y) 의 하면에 장착되어 있는 데 대하여, +X 측의 1 쌍의 흡착 패드 (44) 는, X 프레임 (442x) 의 내측면으로부터 돌출되어 형성되어 있다. 이로써, 본 변형예의 기판 캐리어 (540) 에서는, 도 25(a) 에 나타내는 상태로부터, 도 25(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 을 +X 방향으로 이동시켜, +X 측의 Y 프레임 (442y) 의 하방을 통과시킴으로써, 기판 (P) 의 기판 캐리어 (540) 에 대한 반출을 실시할 수 있다. 또, 기판 (P) 을 -X 방향으로 이동시킴으로써 기판 캐리어 (540) 에 기판 (P) 의 반입을 실시할 수도 있다.
또, -X 측의 Y 프레임 (442y) 상에는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 제 2 변형예 (도 12(a) 참조) 와 동일하게, 복수의 기준 마크 (146) 가 형성된 기준 지표판 (144) 이, 부피 상승 부재 (148) 를 개재하여 고정되어 있다. 또, -X 측의 Y 프레임 (442y) 의 하면에는, 상기 복수의 기준 마크 (146) 에 대응하여 복수의 마크 계측 센서 (532) 가 장착되어 있다. 즉, 상기 제 2 변형예에서는, 기준 지표판 (144) 과 마크 계측 센서 (132) 가 분리되어 형성되어 있었던 데 대하여 (도 11 참조), 본 변형예에서는, 기준 지표판 (144) 과 마크 계측 센서 (532) 가 일체적으로 기판 캐리어 (540) 에 형성되어 있다. 기준 지표판 (144) 을 사용한 캘리브레이션에 관해서는, 상기 제 2 변형예와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
도 26(a) 및 도 26(b) 는, 기판 (P) 의 반출 동작시의 기판 스테이지 장치 (520) 가 도시되어 있다. 기판 (P) 의 반출은, 기판 캐리어 (540) 를 X 축 방향에 관한 이동 범위의 중앙, 즉 기판 (P) 의 거의 전체가 비접촉 홀더 (32) 에 지지된 상태에서 실시된다. 기판 (P) 은, 기판 캐리어 (540) 에 의한 흡착 유지가 해제된 후, 도시 생략의 반출 장치에 의해 기판 캐리어 (540) 에 대하여 +X 방향으로 슬라이드 이동한다. 이로써, 기판 (P) 은, 비접촉 홀더 (32) 상으로부터 +X 측의 보조 테이블 (534) 이 갖는 복수의 에어 부상 유닛 (436) 상에 전달된다 (옮겨 실린다). 또한, 기판 (P) 을 X 축 방향으로 슬라이드시키기 위한 반출 장치는, 기판 스테이지 장치 (520) 의 외부 (액정 노광 장치의 외부 장치도 포함한다) 에 형성되어 있어도 되고, 기판 스테이지 장치 (520) 자체가 갖고 있어도 된다.
이상 설명한 제 4 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (520) (도 21 참조) 에서는, 1 쌍의 보조 테이블 (534) 과, 기판 테이블 (30) (및 비접촉 홀더 (32)) 이 물리적으로 분리되어 있기 때문에, 구동 대상물의 경량화에 의해 기판 (P) 의 Z 틸트 위치 제어성이 향상된다. 또, 1 쌍의 보조 테이블 (534) 각각의 Z 위치를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 예를 들어 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 상으로부터 보조 테이블 (534) 의 에어 부상 유닛 (436) 상으로 이동할 (옮겨 실릴) 때에, 그 보조 테이블 (534) 의 Z 위치를 약간 낮춤으로써, 기판 (P) 의 단부와 에어 부상 유닛 (436) 의 접촉을 회피할 수 있다. 또, 기판 (P) 을 슬라이드 이동시킴으로써 기판 캐리어 (540) 로부터 반출 (및 반입) 할 수 있기 때문에, 기판 스테이지 장치 (520) 의 상방의 스페이스가 좁은 경우에도, 용이하게 기판 캐리어 (540) 상의 기판 교환을 실시할 수 있다.
또한, 이상 설명한 제 1 및 제 2 의 각 실시형태 (그 변형예를 포함한다) 의 구성은 일례이고, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어 상기 각 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (40) 등은, 기판 (P) 의 외주 가장자리부 (4 변) 를 따른, 예를 들어 4 개의 프레임 부재 (제 1 실시형태에서는, 1 쌍의 X 프레임 (42x), 및 1 쌍의 Y 프레임 (42y)) 에 의해 사각형의 프레임상으로 형성되었지만, 기판 (P) 의 흡착 유지를 확실하게 실시할 수 있으면, 이것에 한정되지 않고, 기판 캐리어 (40) 등은, 예를 들어 기판 (P) 의 외주 가장자리부 중, 일부를 따른 프레임 부재에 의해 구성되어도 된다. 구체적으로는, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 3 변을 따른, 예를 들어 3 개의 프레임 부재에 의해, 평면에서 보아 U 자상으로 형성되어도 되고, 혹은, 기판 (P) 의 인접하는 2 변을 따른, 예를 들어 2 개의 프레임 부재에 의해, 평면에서 보아 L 자상으로 형성되어도 된다. 또, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 1 변을 따른, 예를 들어 1 개의 프레임 부재만에 의해 형성되어 있어도 된다. 또, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 서로 상이한 부분을 유지하고, 서로 독립적으로 위치 제어가 되는 복수의 부재에 의해 구성되어도 된다.
또한, Z 틸트 위치 계측계 (58) 는, 도 2 나 도 13 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (30) 의 하면에 형성된 레이저 변위계 (58a) 에 의해, 중량 캔슬 장치 (26) 의 케이스에 고정된 타깃 (58b) 에 대하여 계측광을 조사하고, 그 반사광을 수광하여 기판 테이블 (30) 의 Z 축 방향의 변위량 정보를 얻고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. Z 틸트 위치 계측계 (58) 대신에 Z 센서 헤드 (78z) 를, 헤드 유닛 (72) 에, X 헤드 (78x) 와, Y 헤드 (78y) 와 함께 배치한다. Z 센서 헤드 (78z) 로는, 예를 들어 레이저 변위계가 사용되고 있다. X 프레임 (42x) 에 있어서, X 헤드 (78x) 및 Y 헤드 (78y) 에 대향하는 스케일이 배치되어 있지 않은 영역에, 경면 가공에 의해 반사면이 형성된다. Z 센서 헤드 (78z) 는, 반사면에 대하여 계측 빔을 조사하고, 그 반사면으로부터의 반사 빔을 수광함으로써, 그 계측 빔의 조사점에 있어서의 기판 캐리어 (40, 440) 의 Z 축 방향의 변위량 정보를 구한다. 또한, Z 센서 헤드 (78z) 의 종류는, 장치 본체 (18) (도 1 참조) 를 기준으로 한 기판 캐리어 (40, 440) (보다 상세하게는, X 프레임 (42x)) 의 Z 축 방향의 변위를 원하는 정밀도 (분해능) 로, 또한 비접촉으로 계측할 수 있으면, 특별히 한정되지 않는다.
또, X 인코더 헤드 (78x), 및 Y 인코더 헤드 (78y) 에 의해, 기판 (P), 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 XY 평면 내의 위치 정보를 구했지만, 예를 들어 Z 축 방향의 변위량 정보를 계측 가능한 2 차원 인코더 헤드 (XZ 인코더 헤드, 혹은 YZ 인코더 헤드) 를 사용하여, 기판 (P) 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 XY 평면 내의 위치 정보와 아울러, 기판 (P) 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 Z 틸트 위치 정보를 구해도 된다. 이 경우, 기판 (P) 의 Z 틸트 위치 정보를 구하기 위한 Z 틸트 위치 계측계 (58) 나 Z 센서 헤드 (78z) 를 생략하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우, 기판 (P) 의 Z 틸트 위치 정보를 구하기 위해서는, 항상 2 개의 하방향 Z 헤드가 스케일판 (46) 에 대향하고 있을 필요가 있기 때문에, 스케일판 (46) 을 X 프레임 (42x) 과 동일한 정도의 길이의 1 장의 장척의 스케일판에 의해 구성하는 것, 혹은 상기 2 차원 인코더 헤드를 X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 3 개 이상 배치하는 것이 바람직하다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 복수의 스케일판 (46) 이 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 캐리어 (40) 등의 X 축 방향의 길이와 동일한 정도의 길이로 형성된 장척의 1 장의 스케일판을 사용해도 된다. 이 경우, 스케일판과 헤드의 대향 상태가 항상 유지되기 때문에, 각 헤드 유닛 (72) 이 갖는 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 는, 각각 1 개면 된다. 스케일판 (82) 에 대해서도 동일하다. 스케일판 (46) 을 복수 형성하는 경우, 각 스케일판 (46) 의 길이가 서로 상이해도 된다. 예를 들어, X 축 방향으로 연장되는 스케일판의 길이를, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이보다 길게 설정함으로써, 주사 노광 동작시에 있어서 헤드 유닛 (72) 이 상이한 스케일판 (46) 에 걸쳐진 기판 (P) 의 위치 제어를 회피할 수 있다. 또, (예를 들어 4 면 취득의 경우와 6 면 취득의 경우), 투영 광학계 (16) 의 일측에 배치되는 스케일과, 타측에 배치되는 스케일에서, 서로 길이를 상이하게 해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (40) 등의 수평면 내의 위치 계측은, 인코더 시스템을 사용하여 실시되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향 및 Y 축 방향 각각으로 연장되는 바 미러를 장착하고, 그 바 미러를 사용한 간섭계 시스템에 의해, 기판 캐리어 (40) 등의 위치 계측을 실시해도 된다. 또, 상기 각 실시형태의 인코더 시스템에서는, 기판 캐리어 (40) 등이 스케일판 (46) (회절 격자) 을 갖고, 헤드 유닛 (72) 이 계측 헤드를 갖는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 캐리어 (40) 등이 계측 헤드를 갖고, 그 계측 헤드와 동기하여 이동하는 스케일판이 장치 본체 (18) 에 장착되어도 (상기 각 실시형태와는 반대의 배치여도) 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 을 비접촉 지지했지만, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 의 수평면에 평행인 방향의 상대 이동을 저해하지 않으면, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 볼 등의 전동체 (轉動體) 를 개재하여 접촉 상태로 지지해도 된다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 27 ∼ 도 48 을 사용하여 설명한다. 이하, 상기 제 1 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 27 에 나타내는 바와 같이, 액정 노광 장치 (1010) 는, 조명계 (12), 마스크 스테이지 (14), 투영 광학계 (16), 기판 스테이지 장치 (1020), 기판 교환 장치 (1040), 및 이들의 제어계 등을 갖고 있다. 조명계 (12), 마스크 스테이지 (14), 및 투영 광학계 (16) 에 관해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
도 29(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (1020) 는, 정반 (1022), 기판 테이블 (1024), 자중 지지 장치 (1026), 및 기판 홀더 (1028) 를 구비하고 있다.
정반 (1022) 은, 예를 들어 상면 (+Z 면) 이 XY 평면에 평행이 되도록 배치된 평면에서 보아 (+Z 측으로부터 보아) 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, 도시 생략의 방진 장치를 개재하여 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 기판 테이블 (1024) 은, 평면에서 보아 사각형의 두께가 얇은 상자형의 부재로 이루어진다. 자중 지지 장치 (1026) 는, 정반 (1022) 상에 비접촉 상태로 재치되고, 기판 테이블 (1024) 의 자중을 하방으로부터 지지하고 있다. 또, 도시 생략이지만, 기판 스테이지 장치 (1020) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하고, 기판 테이블 (1024) 을 X 축, 및 Y 축 방향으로 (XY 평면을 따라) 소정의 장스트로크로 구동함과 함께, 기판 테이블 (1024) 을 6 자유도 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy, 및 θz) 방향으로 미소 구동하는 기판 스테이지 구동계, 및 예를 들어 광 간섭계 시스템 등을 포함하고, 기판 테이블 (1024) 의 상기 6 자유도 방향의 위치 정보를 구하기 위한 기판 스테이지 계측계 등을 구비하고 있다.
기판 홀더 (1028) 는, 평면에서 보아 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, 상면 (+Z 측의 면) 에 기판 (P) 이 재치된다. 도 29(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 상면은, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 장방형으로 형성되어 있고, 그 종횡비는, 기판 (P) 과 거의 동일하다. 단, 기판 홀더 (1028) 의 상면의 장변 및 단변의 길이는, 기판 (P) 의 장변 및 단변의 길이에 대하여, 각각 약간 짧게 설정되어 있고, 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 의 상면에 재치된 상태에서, 기판 (P) 의 4 변의 단부 근방이, 기판 홀더 (1028) 로부터 외측으로 비어져 나오도록 되어 있다. 이것은, 기판 (P) 의 표면에 도포된 레지스트가, 그 기판 (P) 의 단부 근방에 있어서 이면측에도 부착되어 있을 가능성이 있고, 그 레지스트가 기판 홀더 (1028) 에 부착되지 않도록 하기 위함이다.
기판 홀더 (1028) 의 상면은, 전체면에 걸쳐 매우 평탄하게 마무리되어 있다. 또, 기판 홀더 (1028) 의 상면에는, 공기 분출용, 및/또는 진공 흡인용의 미소한 구멍부 (도시 생략) 가 복수 형성되어 있다. 기판 홀더 (1028) 는, 도시 생략의 배큐엄 장치로부터 공급되는 진공 흡인력을 사용하여, 상기 복수의 구멍부를 통하여, 그 상면과 기판 (P) 사이의 공기를 흡인함으로써, 기판 (P) 의 거의 전체면을, 기판 홀더 (1028) 의 상면에 모방하여 (따라서) 평면 교정하는 것이 가능하다. 또, 기판 홀더 (1028) 는, 도시 생략의 가압 기체 공급 장치로부터 공급되는 가압 기체 (예를 들어 공기) 를 상기 구멍부를 통하여 기판 (P) 의 이면에 배기 (분출) 함으로써, 기판 (P) 의 이면을 기판 홀더 (1028) 의 상면에 대하여 이간 (기판 (P) 을 부상) 시키는 것이 가능하다. 또, 기판 홀더 (1028) 에 형성된 복수의 구멍부의 각각에서, 가압 기체를 배기하는 타이밍에 시간차를 발생시키거나, 진공 흡인을 실시하는 구멍부와 가압 기체를 배기하는 구멍부의 장소를 적절히 교환하거나, 흡인과 배기에서 공기 압력을 적절히 변화시키거나 함으로써, 기판 (P) 의 접지 상태를 최적화 (예를 들어, 기판 (P) 의 이면과 기판 홀더 (1028) 의 상면 사이에 공기 고임이 발생하지 않도록) 할 수 있다.
기판 홀더 (1028) 의 상면에 있어서의 +X 측의 단부 근방에는, 예를 들어 2 개의 절결 (1028a) 이 Y 축 방향으로 이간되어 형성되어 있다. 또, 기판 홀더 (1028) 의 상면에 있어서의 -X 측의 단부 근방에는, 예를 들어 2 개의 절결 (1028b) 이 Y 축 방향으로 이간되어 형성되어 있다.
보다 상세하게 설명하면, 절결 (1028a) 은, 기판 홀더 (1028) 의 +X 측 또한+Y 측의 모서리부, 및 기판 홀더 (1028) 의 +X 측 또한 -Y 측의 모서리부에 형성되어 있고, 기판 홀더 (1028) 의 상면 (+Z 측의 면), +X 측의 측면, 및 +Y 측 (또는 -Y 측) 의 측면으로 각각 개구되어 있다. 이에 대하여, 절결 (1028b) 은, 기판 홀더 (1028) 의 상면, 및 -X 측의 측면으로만 개구되어 있다.
도 28 에 나타내는 바와 같이, 기판 교환 장치 (1040) 는, 빔 유닛 (1050), 기판 반입 장치 (1060), 기판 반출 장치 (1070), 및 기판 어시스트 장치 (1080) 를 갖고 있다. 빔 유닛 (1050), 기판 반입 장치 (1060), 및 기판 반출 장치 (1070) 는, 기판 스테이지 장치 (1020) 의 +X 측의 소정 위치에 설치되어 있다. 이하, 기판 교환 장치 (1040) 중, 빔 유닛 (1050), 기판 반입 장치 (1060), 및 기판 반출 장치 (1070) 가 설치된 장소를, 포트부라고 칭하여 설명한다. 예를 들어, 코터/디벨로퍼 등의 외부 장치 (도시 생략) 와 액정 노광 장치 (1010) 사이에 있어서의 기판 (P) 의 전달은, 포트부에 있어서 실시된다. 기판 반입 장치 (1060) 는, 포트부로부터 기판 홀더 (1028) 에 노광 전의 새로운 기판 (P) 을 반송하기 위한 것이다. 이에 대하여, 기판 반출 장치 (1070) 는, 기판 홀더 (1028) 로부터 포트부에 노광 완료된 기판 (P) 을 반송하기 위한 것이다.
또, 외부 장치 (도시 생략) 와 액정 노광 장치 (1010) 사이에 있어서의 기판 (P) 의 전달은, 상기 서술한 조명계 (12), 마스크 스테이지 (14), 투영 광학계 (16), 기판 스테이지 장치 (1020), 기판 교환 장치 (1040) 등을 수용하는 도시 생략의 챔버의 외측에 배치된, 외부 반송 장치 (1100) 에 의해 실시된다. 외부 반송 장치 (1100) 는, 포크 형상의 로봇 핸드를 갖고 있고, 그 로봇 핸드 상에 기판 (P) 을 싣고, 그 기판 (P) 을 외부 장치로부터 액정 노광 장치 (1010) 내의 포트부로 운반하는 것, 및 기판 (P) 을 포트부로부터 외부 장치로 운반하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 30(a) 에 나타내는 바와 같이, 빔 유닛 (1050) 은, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 6 개) 의 밸런스 빔 (1052) 을 갖고 있다. 밸런스 빔 (1052) 은, 기판 교환시에 있어서의 기판 (P) 의 반송 방향인 X 축 방향에 평행으로 연장되는 가늘고 긴 에어 베어링을 포함한다. 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 Y 축 방향의 간격은, 복수의 밸런스 빔 (1052) 을 사용하여, 기판 (P) 을 하방으로부터 양호한 밸런스로 지지할 수 있으며, 또한, 예를 들어 도 32(a) 및 도 32(b) 에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 장치 (1100) 의 포크 핸드를 빔 유닛 (1050) 의 상방에 배치했을 때에, 그 포크 핸드가 갖는 복수의 지부 (指部) 와 상하 방향으로 중복되지 않도록 설정되어 있다.
도 30(a) 로 되돌아가, 1 개의 밸런스 빔 (1052) 의 길이 방향 (X 축 방향) 의 길이는, 기판 (P) 의 길이 방향의 길이보다 약간 길게, 폭 방향의 길이는, 기판 (P) 의 폭 방향의 길이의, 예를 들어 1/50 정도, 혹은 기판 (P) 의 두께의, 예를 들어 10 ∼ 50 배 정도로 설정되어 있다.
도 30(b) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 밸런스 빔 (1052) (도 30(b) 에서는 지면 깊이 방향으로 중복되어 있다) 각각은, Z 축 방향으로 연장되는 복수 (예를 들어 2 개) 의 봉상의 다리 (1054) 에 의해, X 축 방향의 양단부보다 내측의 위치에서 하방으로부터 지지되어 있다. 각 밸런스 빔 (1052) 을 지지하는 복수의 다리 (1054) 는, 각각 하단부 근방이 베이스판 (1056) 에 의해 연결되어 있다 (베이스판 (1056) 은, 도 30(a) 에서는 도시 생략). 기판 교환 장치 (1040) 에서는, 베이스판 (1056) 이 도시 생략의 X 액추에이터에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동됨으로써, 복수의 밸런스 빔 (1052) 이 일체적으로 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동하도록 되어 있다. 또, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 상면 (에어 베어링면) 의 Z 위치는, 기판 홀더 (1028) 의 상면의 Z 위치와 거의 동일한 위치 (높이) 로 설정되어 있다.
도 30(a) 로 되돌아가, 기판 반입 장치 (1060) 는, 상기 서술한 외부 반송 장치 (1100) (도 27 및 도 28 참조) 와 동일한, 포크 형상의 핸드 (1062) (이하, 기판 반입 핸드 (1062) 라고 한다) 를 갖고 있다. 기판 반입 핸드 (1062) 는, 포트부로부터 기판 홀더 (1028) 에 기판 (P) 을 반입할 때의 기판 (P) 의 반송 방향인 X 축 방향에 평행으로 연장되는 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 4 개) 의 지부 (1062a) 를 갖고 있다. 복수의 지부 (1062a) 는, +X 측의 단부 근방이 연결 부재 (1062b) 에 의해 서로 연결되어 있다. 이에 대하여, 복수의 지부 (1062a) 의 -X 측 (기판 홀더 (1028) (도 28 등 참조) 측) 의 단부는, 자유단으로 되어 있고, 인접하는 지부 (1062a) 사이는, 기판 홀더 (1028) 측으로 개구되어 있다. 또한, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 인접하는 지부 (1062a) 사이에 에어를 분출하거나 하여, 인접하는 지부 (1062a) 사이에 있어서의 기판 (P) 의 처짐을 억제해도 된다. 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드도 동일하다.
기판 반입 핸드 (1062) 가 갖는 각 지부 (1062a) 는, 상기 서술한 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드 (도 28 참조) 와 동일하게, 평면에서 보아 Y 축 방향에 있어서, 복수의 밸런스 빔 (1052) 과 위치가 중복되지 않는 배치로 되어 있다. 또, 각 지부 (1062a) 의 상면에는, 기판 (P) 의 이면을 지지하기 위한 지지 패드 (1062c) 가 복수 장착되어 있다. 연결 부재 (1062b) 는, 평면에서 보아 사각형으로 두께가 얇은 중공 부재로 되어 있고, 각 지부 (1062a) (및 상기 서술한 밸런스 빔 (1052)) 에 수직인 방향인 Y 축 방향으로 연장되어 있다.
연결 부재 (1062b) 의 Y 축 방향의 양단부 근방 각각은, 기판 반입 핸드 (1062) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 1 쌍의 X 축 구동 장치 (1064) 에 연결되어 있다. 또한, 1 쌍의 X 축 구동 장치 (1064) 는, 각각 독립적으로 구동되어도 되고, 기어, 혹은 벨트로 기계적으로 연결하고, 1 개의 구동 모터에 의해 동시 구동되어도 된다. 또, 도시 생략이지만, 1 쌍의 X 축 구동 장치 (1064) 는, Z 축 구동 장치에 의해 상하동이 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 밸런스 빔 (1052) 의 상면보다 높은 위치 (+Z 측) 와, 밸런스 빔 (1052) 보다 낮은 위치 (-Z 측) 사이에서 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 반입 핸드 (1062) 가 상하동 (±Z 축 방향), 및 기판 반입 방향으로의 수평 동작 (±X 축 방향으로의 이동) 이 가능한 구조로 되어 있으면, 예를 들어 X 축 구동 장치 (1064) 와 Z 축 구동 장치의 배치는, 상기 서술과는 반대 (X 축 구동 장치 (1064) 상에 Z 축 구동 장치) 의 배치여도 된다.
기판 반출 장치 (1070) 는, Y 축 방향에 관하여 포트부에 있어서의 중앙부에 배치된다. 상기 서술한, 예를 들어 6 개의 밸런스 빔 (1052) 중, 3 개는 기판 반출 장치 (1070) 의 +Y 측에 배치되고, 다른 3 개는, 기판 반출 장치 (1070) 의 -Y 측에 배치되어 있다. 또, 기판 반입 장치 (1060) 가 구비하는 기판 반입 핸드 (1062) 의, 예를 들어 4 개의 지부 (1062a) 중, 2 개는 기판 반출 장치 (1070) 의 +Y 측에 배치되고, 다른 2 개는, 기판 반출 장치 (1070) 의 -Y 측에 배치되어 있다. 즉, 기판 반출 장치 (1070), 기판 반입 핸드 (1062) 가 구비하는 복수의 지부 (1062a), 및 복수의 밸런스 빔 (1052) 은, Y 축 방향에 관하여 서로 위치가 중복되지 않도록 배치되어 있다.
기판 반출 장치 (1070) 는, 예를 들어 1 개의 기판 반출 핸드 (1072) 를 갖고 있다. 기판 반출 핸드 (1072) 는, 도 30(b) 에 나타내는 바와 같이, Z 축 구동 유닛 (1074) 에 장착되어 있고, Z 축 구동 유닛 (1074) 은, X 축 구동 유닛 (1076) 에 탑재되어 있다. 기판 반출 핸드 (1072) 는, 도시 생략의 배큐엄 장치로부터 공급되는 진공 흡인력을 사용하여 기판 (P) 을 흡착 파지 (유지) 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이로써, 기판 반출 장치 (1070) 는, 기판 반출 핸드 (1072) 에 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방의 하면을 하방으로부터 흡착 파지시키고, X 축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 도 30(a) 로 되돌아가, 기판 반출 핸드 (1072) 의 폭 (Y 축 방향 치수) 은, 기판 반입 핸드 (1062) 의 1 개의 지부 (1062a) 의 폭 (Y 축 방향 치수) 보다 약간 넓게 설정되며, 또한, 예를 들어 6 개의 밸런스 빔 (1052) 중, 중앙의 2 개 사이의 간격보다 작게 설정되어 있다.
X 축 구동 유닛 (1076) 에 의한 기판 반출 핸드 (1072) 의 구동 스트로크는, 기판 (P) 의 X 축 방향의 길이보다 길게, 또한 밸런스 빔 (1052) 의 X 축 방향의 길이와 동등 혹은 약간 짧게 설정되어 있다. X 축 구동 유닛 (1076) 은, 도 30(b) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 하방으로서, 빔 유닛 (1050) (베이스판 (1056)) 의 X 축 방향으로의 이동을 저해하지 않는 위치에 설치되어 있다.
또, 기판 반출 장치 (1070) 는, 얼라인먼트 장치인 얼라인먼트 패드 (1078) 를 갖고 있다. 얼라인먼트 패드 (1078) 는, Z 축 구동 유닛 (1074) 에 미소 구동 유닛 (1079) (도 30(b) 에서는 도시 생략) 을 개재하여 장착되어 있다. 기판 반출 핸드 (1072) 와 얼라인먼트 패드 (1078) 는, X 축 방향에 관해서는 일체로 이동하지만, Z 축 방향으로의 구동 제어는, 독립적으로 실시하는 것이 가능하게 되어 있다. 미소 구동 유닛 (1079) 은, 얼라인먼트 패드 (1078) 를, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 미소 구동한다. 상기 서술한 기판 반출 핸드 (1072) 와 동일하게, 얼라인먼트 패드 (1078) 도, 도시 생략의 배큐엄 장치로부터 공급되는 진공 흡인력을 사용하여, 기판 (P) 의 하면을 흡착 파지 (유지) 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이로써, 기판 반출 장치 (1070) 는, 얼라인먼트 패드 (1078) 에 기판 (P) 의 중앙부 하면을 하방으로부터 흡착 파지시키고, X 축 방향으로 장스트로크 (혹은 미소 스트로크) 로 이동시키는 것, 및 Y 축 방향, 및 θz 방향으로 미소 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 기판 반출 장치 (1070) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 기판 반출 핸드 (1072) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 형성되어 있어도 된다. 또, 기판 반출 핸드 (1072) 와 얼라인먼트 패드 (1078) 는, 독립된 X 축 구동 유닛 (1076) 에 장착되어 있어도 된다. 즉, 예를 들어 포트부의 Y 축 방향에 관한 중앙부에 얼라인먼트 패드 (1078) 용의 X 구동 유닛을, 그 Y 축 방향에 관한 양측 (+Y 측, 및 -Y 측) 에, 기판 반출 핸드 (1072) 용의 X 구동 유닛을, 각각 복수의 밸런스 빔 (1052) 과 Y 위치가 중복되지 않도록 배치해도 된다. 또, 빔 유닛 (1050) 이 갖는 복수의 밸런스 빔 (1052) 은, X 축 방향으로의 이동뿐만 아니라, Z 축 방향으로의 이동이 가능한 구성이어도 된다. 이로써, 외부 반송 장치 (1100) 와의 사이에 있어서의 기판 (P) 의 전달시의 동작, 혹은 기판 홀더 (1028) (도 27 참조) 와의 사이에 있어서의 기판 (P) 의 전달시의 동작에 맞추어, 높이를 변경할 수 있다.
도 27 로 되돌아가, 기판 어시스트 장치 (1080) 는, 기판 교환시에 있어서, 기판 반입 장치 (1060), 및 기판 반출 장치 (1070) 의 동작을 어시스트하는 장치이다. 또, 기판 어시스트 장치 (1080) 는, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 상에 재치할 때에, 그 기판 (P) 의 위치 결정에도 사용된다.
기판 어시스트 장치 (1080) 는, 도 29(a) 및 도 29(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (1020) 가 갖고 있다. 기판 어시스트 장치 (1080) 는, 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a), 및 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 는, 기판 반출 장치 (1070) (도 27 등 참조) 에 의한 기판 (P) 의 반출 동작을 어시스트 (또는 보조) 하고, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 반입 장치 (1060) (도 27 등 참조) 에 의한 기판 (P) 의 반입 동작을 어시스트 (또는 보조) 한다.
기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 도 29(b) 에 나타내는 바와 같이, 유지 패드 (1084b), Z 액추에이터 (1086z), 및 X 액추에이터 (1086x) 를 구비하고 있다. 도 29(a) 에 나타내는 바와 같이, 일방 (+Y 측) 의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 는, 기판 홀더 (1028) 에 형성된, 예를 들어 2 개의 절결 (1028b) 중, 일방 (+Y 측) 의 절결 (1028b) 내에 일부가 삽입되어 있다. 또, 타방 (-Y 측) 의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 는, 타방 (-Y 측) 의 절결 (1028b) 내에 일부가 삽입되어 있다.
유지 패드 (1084b) 는, 평면에서 보아 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, 도시 생략의 배큐엄 장치로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해, 기판 (P) 의 하면을 흡착 유지할 수 있도록 되어 있다.
도 29(b) 에 나타내는 바와 같이, 유지 패드 (1084b) 는, Z 액추에이터 (1086z) 에 의해 Z 축 방향으로 구동 가능하게 되어 있다. 또, 유지 패드 (1084b), 및 Z 액추에이터 (1086z) 는, 기판 테이블 (1024) 에 장착된 X 액추에이터 (1086x) 에 의해, 일체적으로 X 축 방향으로 구동 가능하게 되어 있다. Z 액추에이터 (1086z) 는, 유지 패드 (1084b) 를 지지하는 지주를 포함하고, 그 지주는, 기판 홀더 (1028) 의 외측에 배치되어 있다. 유지 패드 (1084b) 는, Z 액추에이터 (1086z) 에 의해 절결 (1028b) 내에서 구동됨으로써, 기판 (P) 의 하면에 접촉하는 위치와, 기판 (P) 의 하면으로부터 이간되는 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 또, 유지 패드 (1084b) 는, Z 액추에이터 (1086z) 에 의해, 절결 (1028b) 내에 일부가 수용된 위치와, 기판 홀더 (1028) 의 상면보다 높은 위치 사이에서 장스트로크로의 구동이 가능하게 되어 있다. 또, 유지 패드 (1084b) 는, X 액추에이터 (1086x) 에 의해 Z 액추에이터 (1086z) 와 일체적으로 구동됨으로써, X 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
기판 반출 베어러 장치 (1082a) 의 기계적인 구조는, 상기 서술한 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 와 대략 동일하다. 즉, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 는, 도 29(b) 에 나타내는 바와 같이, 일부가 절결 (1028a) 내에 삽입된 유지 패드 (1084a), 유지 패드 (1084a) 를 Z 축 방향으로 구동하기 위한 Z 액추에이터 (1086z), 및 유지 패드 (1084a) 를 X 축 방향으로 구동하기 위한 X 액추에이터 (1086x) 를 구비하고 있다. 또한, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 의 유지 패드 (1084a) 의 X 축 방향의 이동 가능량은, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 의 X 축 방향의 이동 가능량보다 길게 설정되어 있다. 이에 대하여, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 의 유지 패드 (1084a) 의 Z 축 방향의 이동 가능량은, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 의 Z 축 방향의 이동 가능량보다 짧아도 된다.
기판 어시스트 장치 (1080) 는, 기판 (P) (노광 완료 기판) 의, 기판 홀더 (1028) 로부터의 반출시에 있어서, 다음과 같이 어시스트한다. 먼저 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 각각의 유지 패드 (1084a) 가, 기판 홀더 (1028) 상의 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방에 있어서의 예를 들어 2 개 지점을 흡착 유지한다. 다음으로, 기판 홀더 (1028) 상에서 부상 지지된 기판 (P) 에 대한 흡착 유지를 유지한 상태에서, 그 1 쌍의 유지 패드 (1084a) 를, X 축 방향 (+X 방향) 으로 소정 스트로크 (예를 들어 50 ㎜ ∼ 100 ㎜ 정도) 만큼 구동한다. 이 유지 패드 (1084a) 의 구동에 의해, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 에 대하여 X 축 방향으로 소정 스트로크 이동시킨다. 이로써, 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 는, 상기 서술한 기판 반출 장치 (1070) (도 27 등 참조) 에 의한 기판 (P) 의 반출 동작을 어시스트한다.
또한 상세한 것은 후술하겠지만, 기판 어시스트 장치 (1080) 는, 이제부터 기판 홀더 (1028) 에 재치될 기판 (P) 의 반입시에 있어서도 어시스트한다. 이에 대하여 후술하는 도 41 ∼ 도 44 를 참조하여 개략을 서술한다. 먼저 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 가, 기판 반입 장치 (1060) 의 기판 반입 핸드 (1062) (지부 (1062a)) 상에 지지되어 있는 기판 (P2) 의, -X 측의 단부 근방에 있어서의 예를 들어 2 개 지점을 흡착 유지한다 (도 41 참조). 다음으로, 기판 반입 핸드 (1062) (지부 (1062a)) 가 +X 방향으로 이동하여 기판 (P2) 의 하방으로부터 머물지 않게 되면, 그 1 쌍의 유지 패드 (1084b) 는, 기판 (P2) 에 대한 흡착 유지를 유지한 상태에서, Z 축 방향 (-Z 방향) 으로 소정 스트로크만큼 이동한다 (도 42(b) 등). 이 유지 패드 (1084b) 의 이동에 수반하여, 기판 (P2) 이 기판 홀더 (1028) 에 재치된다 (도 43(b) 등). 이로써, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 상기 서술한 기판 반입 장치 (1060) (도 27 등 참조) 에 의한 기판 (P) 의 반입 동작을 어시스트한다.
또한, 기판 반출 베어러 장치 (1082a), 및 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어 각 베어러 장치 (1082a, 1082b) 는, 본 실시형태에서는, 기판 테이블 (1024) 에 장착되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 홀더 (1028), 혹은 기판 테이블 (1024) 을 XY 평면 내에서 구동하기 위한 XY 스테이지 장치 (도시 생략) 에 장착되어 있어도 된다. 또, 각 베어러 장치 (1082a, 1082b) 의 위치, 및 수도, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 테이블 (1024) 의 +Y 측, 및 -Y 측의 측면에 장착되어도 된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (1010) (도 27 참조) 에서는, 도시 생략의 주제어 장치의 관리하에, 도시 생략의 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (14) 상에 대한 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 기판 교환 장치 (1040) 에 의해, 기판 홀더 (1028) 상에 대한 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시 생략의 얼라인먼트 검출계를 사용하여 얼라인먼트 계측이 실행되고, 그 얼라인먼트 계측의 종료 후, 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역에 순서대로 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작과 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다. 그리고, 노광 처리가 종료된 기판 (P) 이 기판 교환 장치 (1040) 에 의해 기판 홀더 (1028) 상으로부터 반출됨과 함께, 다음으로 노광될 다른 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 에 반송됨으로써, 기판 홀더 (1028) 상의 기판 (P) 의 교환이 실시되고, 복수의 기판 (P) 에 대하여, 노광 동작 등이 연속해서 실시된다.
이하, 액정 노광 장치 (1010) 에 있어서의 기판 홀더 (1028) 상의 기판 (P) (편의상, 복수의 기판 (P) 을 기판 (P1), 기판 (P2), 기판 (P3) 으로 한다) 의 교환 동작에 대하여, 도 31(a) ∼ 도 47(b) 를 사용하여 설명한다. 이하의 기판 교환 동작은, 도시 생략의 주제어 장치의 관리하에 실시된다. 또한, 기판 교환 동작을 설명하기 위한 각 측면도 (도 31(b), 도 32(b) 등) 에서는, 기판 반출 장치 (1070) 의 동작의 이해를 용이하게 하기 위해, 기판 반출 장치 (1070) 보다 -Y 측 (앞측) 의 밸런스 빔 (1052), 기판 반입 핸드 (1062) 의 지부 (1062a), 및 X 축 구동 장치 (1064) (각각 도 30(a) 참조) 의 도시가 생략되어 있다.
또, 이하의 설명에서는, 기판 스테이지 장치 (1020) 의 기판 홀더 (1028) 에는, 미리 노광 완료된 기판 (P1) 이 재치되어 있고, 그 노광 완료된 기판 (P1) 을 반출하고 나서, 새로운 (기판 (P1) 과는 다른) 기판 (P2) 을 기판 홀더 (1028) 에 재치하는 동작에 대하여 설명한다. 또, 기판 교환 동작 전에 있어서, 기판 교환 장치 (1040) 가 갖는 기판 반입 핸드 (1062), 및 빔 유닛 (1050) 은, 도 30(a) 및 도 30(b) 에 나타내는 바와 같이, 연결 부재 (1062b) 의 X 위치와 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 X 위치가 서로 중복되지 않도록 위치 결정되어 있는 것으로 한다.
도 31(a) 및 도 31(b) 에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 장치 (1100) 에 의해 새로운 기판 (P2) 이 포트부로 운반되어 오면 (각 요소의 동작에 대해서는, 각 도면의 화살표 참조. 이하 동일), 기판 교환 장치 (1040) 는, 기판 반입 핸드를 강하 (-Z 구동) 시켜, 기판 반입 핸드 (1062) 의 상면을, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 하면보다 하방에 위치시킨다. 이 때, 연결 부재 (1062b) 를 포함하여, 기판 반입 핸드 (1062) 의 최고부 (가장 +Z 위치의 높은 부위. 예를 들어, 연결 부재 (1062b) 의 상면) 의 Z 위치는, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 상면과 기판 반입 핸드 (1062) 의 최고부 사이에, Z 축 방향에 관하여, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드의 삽입을 허용하는 간격이 형성되도록 설정된다.
또, 빔 유닛 (1050) 이 +X 방향으로 구동된다. 이 때, 빔 유닛 (1050) 은, +X 측의 다리 (1054) 가 기판 반입 핸드 (1062) 의 연결 부재 (1062b) 에 접촉하지 않는 위치에서 정지된다. 이로써, 기판 반입 핸드 (1062) 의 연결 부재 (1062b) 의 상방 (+Z 측) 에 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 일부 (+X 측의 단부 근방) 가 위치한다. 빔 유닛 (1050) 은, 이 위치가 외부 반송 장치 (1100) 와의 기판 전달 위치가 된다.
다음으로, 도 32(a) 및 도 32(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P2) 을 재치한 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 -X 방향으로 이동하고, 기판 (P2) 을 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 상공 (+Z 측) 에 위치시킨다. 이 때, 외부 반송 장치 (1100) 가 갖는 포크 형상의 로봇 핸드의 각 지부가, 인접하는 1 쌍의 밸런스 빔 (1052) 사이를 통과하도록 (접촉하지 않도록), 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드의 Y 위치가 위치 결정되어 있다.
또, 도 33(a) 및 도 33(b) 에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드는, 강하함으로써, 기판 (P2) 을 복수의 밸런스 빔 (1052) 상에 전달한다. 밸런스 빔 (1052) 의 하방에서 대기하고 있는 기판 반입 핸드 (1062) 와 접촉하지 않도록, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드의 Z 위치가 제어된다. 이 때, 기판 (P2) 의 +X 측의 단부 근방이, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 +X 측의 단부보다 +X 측으로 돌출되어 있다. 이 후, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 +X 방향으로 구동됨으로써, 포트부 (액정 노광 장치 내로부터) 로부터 퇴출한다.
또, 기판 교환 장치 (1040) 에서는, 기판 반출 장치 (1070) 의 얼라인먼트 패드 (1078) 가, 기판 (P2) 의 하방에서 -X 방향으로 구동되고, 그 기판 (P2) 의 중앙부에 대향하는 위치에 위치 결정된다. 이 상태에서, 얼라인먼트 패드 (1078) 는, 상승 (+Z 방향으로) 구동되고, 중앙의 1 쌍의 밸런스 빔 (1052) 사이에서, 기판 (P2) 의 하면을 흡착 파지한다.
이 후, 도 34(a) 및 도 34(b) 에 나타내는 바와 같이, 빔 유닛 (1050) 의 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각에 대하여 가압 기체가 공급되고, 그 가압 기체가 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각의 상면으로부터 기판 (P2) 의 하면을 향하여 분출된다. 이로써, 기판 (P2) 이, 복수의 밸런스 빔 (1052) 에 대하여, 미소한 (예를 들어, 수십 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터의) 간극을 개재하여 부상한다.
여기서, 기판 교환 장치 (1040) 에서는, 복수의 밸런스 빔 (1052) 상에서 프리 얼라인먼트 동작이 실시된다. 그 프리 얼라인먼트 동작은, 예를 들어 기판 (P2) 의 상공, 및 기판 (P2) 의 하방 각각에 배치된, 도시 생략의 기판 위치 계측 장치에 의해, 비접촉으로 기판 (P2) 의 위치를 계측하면서 실시된다. 프리 얼라인먼트 동작시에는, 기판 (P2) 의 하면 중앙부를 흡착 파지한 얼라인먼트 패드 (1078) 가, 적절히 X 축, Y 축, 및 θz 방향 (수평면 내 3 자유도 방향) 으로 미소 구동된다. 기판 (P2) 은, 복수의 밸런스 빔 (1052) 에 의해 비접촉 지지되어 있기 때문에, 기판 (P2) 의 수평면 내 3 자유도 방향의 위치 수정 (미소 위치 결정) 을, 저마찰로 실시할 수 있다. 또, 이 프리 얼라인먼트 동작과 병행하여, 얼라인먼트 패드 (1078) 를 -X 방향으로 구동하고, 기판 (P2) 을 복수의 밸런스 빔 (1052) 에 의해 형성되는 기판 재치면의 중앙부로 이동시킨다.
이 후, 도 35(a) 및 도 35(b) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 밸런스 빔 (1052) 에 대한 가압 기체의 공급이 정지됨과 함께, 얼라인먼트 패드 (1078) 에 대한 진공 흡인력의 공급이 정지된다. 또, 얼라인먼트 패드 (1078) 는, 기판 (P2) 의 하면으로부터 이간되도록, 하강 구동된다. 이로써, 기판 (P2) 이 복수의 밸런스 빔 (1052) 상에 재치된다. 이 상태에서, 빔 유닛 (1050) 이 -X 방향 (기판 스테이지 장치 (1020) 측) 으로 구동된다. 이 때, 기판 (P2) 및 복수의 밸런스 빔은, +X 측의 단부가 기판 반입 핸드 (1062) 의 연결 부재 (1062b) 에 대하여 X 축 방향에 관하여 중복되지 않도록 (상하 방향으로 중복되지 않도록) 위치 결정이 된다.
이 상태에서, 도 36(a) 및 도 36(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 상승 구동된다. 이로써, 복수의 밸런스 빔 (1052) 상의 기판 (P2) 이, 기판 반입 핸드 (1062) 에 의해 하방으로부터 상방으로 건져내진다 (기판 반입 핸드 (1062) 에 전달된다).
또, 상기 서술한 기판 (P2) 의 외부 반송 장치 (1100) 로부터 기판 반입 핸드 (1062) 로의 빔 유닛 (1050) 을 개재한 전달 동작 (프리 얼라인먼트 동작을 포함한다) 과 병행하여, 기판 스테이지 장치 (1020) 에서는, 노광 완료된 기판 (P1) 을 재치한 기판 홀더 (1028) 가 소정의 기판 교환 위치 (기판 전달 위치) 에 위치하도록, 기판 테이블 (1024) 이 +X 방향으로 구동된다. 본 실시형태에 있어서, 기판 교환 위치는, 포트부의 -X 측의 위치이다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해, 도 31(a) ∼ 도 35(b) 에서는 기판 홀더 (1028) 가 동일 위치에 도시되어 있지만, 실제로는, 상기 기판 (P2) 의 외부 반송 장치 (1100) 로부터 기판 반입 핸드 (1062) 로의 전달 동작과 병행하여 기판 (P1) 에 대한 노광 동작이 실시되고 있고, 기판 홀더 (1028) 는, XY 평면 내를 이동하고 있다.
또, 기판 홀더 (1028) 의 기판 교환 위치로의 이동 동작과 병행하여, 기판 홀더 (1028) 의 +X 측에 배치된 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 각각의 유지 패드 (1084a) 가 상승 구동된다. 유지 패드 (1084a) 는, 기판 홀더 (1028) 의 상면에 진공 흡착 유지되어 있는 기판 (P1) 의 일부 (절결 (1028a) (도 29(a) 및 도 29(b) 참조) 상에 배치된 부분) 를, 이면으로부터 흡착 파지한다.
이 후, 도 37(a) 및 도 37(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P2) 을 하방으로부터 지지한 기판 반입 핸드 (1062) 가, -X 방향으로 구동된다. 이로써, 기판 (P2) 이 기판 교환 위치에 위치 결정된 기판 홀더 (1028) 의 상공을 향하여 반송된다. 또, 기판 교환 장치 (1040) 에서는, 빔 유닛 (1050) 이 -X 방향 (기판 홀더 (1028) 에 접근하는 방향) 으로 구동된다. 빔 유닛 (1050) 은, 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각의 -X 측의 단부와 기판 홀더 (1028) 가 접촉하지 않도록 소정 위치에서 정지된다. 상기 서술한 바와 같이, 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각의 상면의 Z 위치와, 기판 홀더 (1028) 의 상면의 Z 위치는, 거의 동일한 높이로 설정되어 있다.
또, 기판 스테이지 장치 (1020) 에서는, 기판 홀더 (1028) 의 상면으로부터 기판 (P1) 의 하면에 대하여 가압 기체가 분출된다. 이로써, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (1028) 의 상면으로부터 부상하고, 기판 (P1) 의 하면과 기판 홀더 (1028) 의 상면 사이의 마찰이 무시할 수 있는 정도 (저마찰 상태) 가 된다.
또한, 기판 스테이지 장치 (1020) 에서는, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 의 유지 패드 (1084a) 가, 상기 기판 (P1) 의 부상 동작에 추종하도록 +Z 방향으로 약간 상승 구동됨과 함께, 기판 (P1) 의 일부를 흡착 파지한 상태에서, +X 방향 (포트부측) 으로, 소정의 스트로크로 구동된다. 유지 패드 (1084a) (즉 기판 (P1)) 의 이동량은, 기판 (P1) 의 크기에 따라서도 상이하지만, 예를 들어 50 ㎜ ∼ 100 ㎜ 정도로 설정되어 있다. 이로써, 기판 (P1) 의 +X 측의 단부 근방이, 기판 홀더 (1028) 의 +X 측의 단부로부터 +X 방향 (포트부측) 으로 돌출된다 (오버행된다). 여기서, 상기 기판 (P1) 의 기판 홀더 (1028) 로부터 돌출된 부분은, 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 -X 측의 단부 근방에 하방으로부터 지지되는 점에서, 기판 (P1) 을 오버행시킬 때에, 미리 밸런스 빔 (1052) 으로부터도 가압 기체를 분출시켜 두면 된다.
도 38(a) 및 도 38(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P2) 을 하방으로부터 지지한 기판 반입 핸드 (1062) 는, 기판 홀더 (1028) 의 상공에 있어서의 소정 위치에서 정지된다. 이 정지 위치에서, 기판 (P2) 은, 기판 교환 위치에 위치 결정된 기판 홀더 (1028) 의 대략 바로 위에 위치한다. 또, 기판 (P1) 의 Y 위치와 기판 (P2) 의 Y 위치가, 거의 일치하도록, 기판 스테이지 장치 (1020) 는, 기판 홀더 (1028) 의 위치 결정을 실시한다. 이에 대하여, 기판 (P1) 의 +X 측의 단부 근방이 기판 홀더 (1028) 로부터 오버행되어 있는 분만큼, 상기 정지 위치에 있어서, 기판 (P1 및 P2) 은, X 위치가 상이하고, 기판 (P2) 의 -X 측의 단부는, 기판 (P1) 의 -X 측의 단부보다 -X 측으로 돌출되어 있다.
기판 반입 핸드 (1062) 의 위치 결정과 병행하여, 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가 -X 방향으로 구동되고, 기판 (P1) 중, 기판 홀더 (1028) 로부터 +X 측으로 오버행된 부분의 하방에 위치 결정된다. 또한, 기판 스테이지 장치 (1020) 에서는, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 가, 소정의 스트로크 (예를 들어, 50 ㎜ ∼ 100 ㎜ 정도) 로 상승 구동된다.
기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 는, 도 39(a) 및 도 39(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 상방에서 대기하고 있는 기판 반입 핸드 (1062) 상의 기판 (P2) 에 하방으로부터 접촉하고, 그 기판 (P2) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다.
또, 유지 패드 (1084b) 에 의한 기판 (P2) 의 흡착 유지 동작과 병행하여, 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가 상승 구동되고, 노광 완료된 기판 (P1) 중, 기판 홀더 (1028) 로부터 +X 측으로 오버행된 부분을 이면으로부터 진공 흡착 파지한다. 또, 기판 반출 핸드 (1072) 가 기판 (P1) 을 흡착 파지하면, 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 각각의 유지 패드 (1084a) 에 대한 진공 흡인력의 공급이 정지된다. 이로써, 유지 패드 (1084a) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 파지가 해제된다. 유지 패드 (1084a) 는, 기판 (P1) 의 이면으로부터 이간되도록, 강하 구동된다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가, 노광 완료 기판 (P1) 의 +X 측의 단부 근방에 있어서의 중앙부를 이면으로부터 흡착 파지하기 위해, 기판 (P1) 을 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 를 사용하여 기판 홀더 (1028) 로부터 오버행 (오프셋) 시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 홀더 (1028) 의 상면에 있어서의 +X 측의 단부 근방에 +Z 측 및 +X 측으로 개구된 절결을 형성하고, 그 절결 내에 기판 반출 핸드 (1072) 를 삽입함으로써, 기판 (P1) 을 오프셋시키지 않고, 기판 반출 핸드 (1072) 가 기판 (P1) 을 흡착 파지할 수 있도록 해도 된다.
이 후, 도 40(a), 및 도 40(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 핸드 (1072) 는, 기판 (P1) 을 유지한 상태에서 +X 방향으로 구동된다. 이로써, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (1028) 상으로부터, 빔 유닛 (1050) (복수의 밸런스 빔 (1052)) 상으로 이동한다. 이 때, 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각의 상면으로부터는, 가압 기체가 분출된다. 이로써, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (1028), 및 빔 유닛 (1050) 상을, 비접촉 상태 (기판 반출 핸드 (1072) 에 의해 유지되고 있는 부분을 제외한다) 로 부상 반송된다. 또, 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 각각의 유지 패드 (1084a) 는, 기판 홀더 (1028) 의 절결 (1028a) (도 29(a) 및 도 29(b) 참조) 내에 일부가 수용되도록, -X 방향으로 구동된다.
또, 상기 기판 반출 핸드 (1072) 에 의한 기판 (P1) 의 기판 홀더 (1028) 로부터의 반출 동작과 병행하여, 기판 반입 장치 (1060) 에서는, 기판 반입 핸드 (1062) 의 지지 패드 (1062c) 가, 기판 (P2) 의 하면에 대하여 가압 기체를 분출한다. 이로써, 기판 반입 핸드 (1062) 상에서, 기판 (P2) 이 부상 (혹은 반부상) 상태가 된다.
도 41(a) 및 도 41(b) 에는, 기판 반출 핸드 (1072) 에 의해, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (1028) 로부터 빔 유닛 (1050) 상에 완전하게 반출된 (전달된) 상태가 도시되어 있다. 여기서, 기판 (P1) 이 기판 홀더 (1028) 로부터 반출된 후에도, 기판 홀더 (1028) 는, 가압 기체를 계속해서 분출하고 있다.
이 기판 (P1) 의 반출 동작과 병행하여, 기판 반입 장치 (1060) 에서는, 기판 반입 핸드 (1062) 가, 고속, 또한 고가속도 (예를 들어, 1 G 이상) 로 +X 방향으로 구동되고, 기판 (P2) 의 하방으로부터 퇴피한다. 기판 반입 핸드 (1062) 가, 기판 (P2) 의 하방으로부터 퇴피하면, 기판 (P2) 은, -X 측의 단부 근방이 1 쌍의 유지 패드 (1084b) 에 의해 흡착 파지되어 있는 점에서, 기판 홀더 (1028) 의 상방에 남겨진다.
여기서, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, Y 축 방향으로 이간되어 배치되고, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 중, Y 축 방향으로 이간된 2 개 지점을 흡착 유지하는 점에서, 기판 반입 핸드 (1062) 의 퇴피시의 이동 방향은, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 와 대향하는 방향이라고 할 수 있다. 「기판 반입 베어러 장치 (1082b) 와 대향하는 방향」이란, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 흡착 유지하는 기판 (P) 의 단부 (여기서는 -X 측) 와는 반대측 (여기서는 +X 측) 의 방향이라는 정도의 의미이다.
그리고, 도 42(a) 및 도 42(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 기판 (P2) 의 하방으로부터 완전하게 퇴피하면, 기판 (P2) 은, 유지 패드 (1084b) 에 의해 흡착 파지되어 있는 부분을 제외하고, 중력 (자중) 에 의해 자유 낙하를 개시한다. 이 때, 기판 (P2) 은, 그 기판 (P2) 의 이면과 기판 홀더 (1028) 의 상면 사이의 공기 저항에 의해, 급격한 낙하가 저지되고, 완만하게 (중력 가속도보다 작은 가속도로) 기판 홀더 (1028) 상에 낙하한다. 또, 기판 (P2) 의 낙하 동작과 병행하여, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 도 동시에 강하 (-Z 방향으로 이동) 한다.
유지 패드 (1084b) 를 강하시키는 수단은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 모터 등의 구동 장치를 사용하여 Z 축 방향의 위치 제어를 실시해도 되고, 혹은, 에어 실린더 등을 사용하여 Z 축 방향의 부하 제어 (예를 들어, 중력에 저항하여 유지 패드 (1084b) 를 상승시키는 힘 (+Z 방향의 힘) 을, 기판 (P) 의 자중에 의한 하방향 힘 (-Z 방향의 힘) 보다 작게 하는 제어) 를 실시해도 된다. 또, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 에 작용시키는 +Z 방향의 힘을, 기판 (P2) 의 이면을 흡착 파지한 후에 해제 (제로로) 함으로써, 유지 패드 (1084b) 를 기판 (P2) 과 함께 자유 낙하시켜도 된다.
상기 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 를 사용한 기판 (P2) 의 반입 동작과 병행하여, 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각은, 가압 기체의 분출을 정지한다. 또, 기판 반출 장치 (1070) 는, 기판 반출 핸드 (1072) (도 42(a) 에서는 도시 생략) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착 유지를 해제함과 함께, 기판 (P1) 의 이면으로부터 이간되도록, 기판 반출 핸드 (1072) 를 강하 구동한다. 이로써, 기판 (P1) 이 복수의 밸런스 빔 (1052) 상에 재치된다. 또, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (1028) 에 전달한 후에도, 기판 반입 핸드 (1062) 는, +X 방향으로 구동된다 (기판 (P1) 의 하방으로부터 퇴피한 후에는 감속해도 된다).
또한, 상기 서술한 기판 (P2) 의 기판 홀더 (1028) 에 대한 반입 동작 (자유 낙하) 시에, 도 48 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 외주를 둘러싸며, 또한 높이 위치 (Z 축 방향의 위치) 가 기판 홀더 (1028) 의 상면보다 높게 설정된, 프레임상 부재 (1029) (혹은, 제어벽) 를 배치하여, 기판 (P2) 과 기판 홀더 (1028) 사이의 공기를 빠져나가기 어렵게 하여 (에어 고임을 형성하여), 기판 (P2) 의 낙하 속도를 조정해도 된다. 또한, 기판 홀더 (1028) 의 상면으로부터의 에어의 분출, 및 에어의 흡인을 제어함으로써, 상기 에어 고임의 생성을 적극적으로 컨트롤해도 된다.
도 43(a) 및 도 43(b) 에는, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 가 강하하여, 기판 홀더 (1028) 의 절결 (1028b) (도 29(a) 참조) 내에 일부가 삽입된 상태가 도시되어 있다. 여기서, 기판 (P2) (유지 패드 (1084b) 에 의해 파지되어 있는 부분을 제외한다) 은, 그 자중에 의해, 기판 홀더 (1028) 상에 자연 낙하하지만, 기판 홀더 (1028) 의 상면으로부터는, 가압 기체가 분출되고 있고, 그 가압 기체의 정압에 의해, 강하한 기판 (P2) 의 이면이 기판 홀더 (1028) 의 상면에 접촉하지 않는다. 이로써, 기판 (P2) 이 미소한 간극을 개재하여 기판 홀더 (1028) 에 부상한 상태가 유지된다.
이 상태에서, 기판 스테이지 장치 (1020) (기판 홀더 (1028), 또는 기판 테이블 (1024)), 혹은 기판 스테이지 장치 (1020) 의 외부에 형성된, 도시 생략의 기판 위치 계측 장치에 의해, 기판 스테이지 장치 (1020) (혹은 기판 홀더 (1028)) 에 대한 기판 (P2) 의 위치가 계측된다. 그 계측 결과에 기초하여, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 가, 독립적으로 X 축 방향으로 구동된다. 이로써, 기판 스테이지 장치 (1020) (혹은 기판 홀더 (1028)) 에 대한 기판 (P2) 의 X 축 방향, 및 θz 방향의 위치가 수정된다.
상기 기판 (P2) 의 위치 수정 동작 (파인 얼라인먼트 동작) 과 병행하여, 포트부에서는, 기판 (P1) 이 재치된 빔 유닛 (1050) 이, +X 방향으로 구동됨과 함께, 기판 반출 장치 (1070) 의 얼라인먼트 패드 (1078) 가, -X 방향으로 구동되고, 기판 (P1) 의 중앙에 대향하는 위치에 위치 결정된다.
이 후, 도 44(a) 및 도 44(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 로부터의 가압 기체의 분출이 정지되고, 기판 (P2) 이 기판 홀더 (1028) 의 상면에 착지 (접촉) 한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 기판 홀더 (1028) 에 착지시키기 직전에 저마찰 (부상) 상태로 기판 (P2) 의 정확한 위치 결정 (파인 얼라인먼트) 을 실시하기 때문에, 기판 (P2) 의 낙하시에는, 낙하 (착지) 위치나 자세를 고려할 필요가 없으며, 또한, 기판 (P2) 의 착지 후에 기판 (P2) 을 재배치 (리로드) 할 필요가 생길 우려가 없다.
또, 기판 (P2) 은, 기판 홀더 (1028) 의 상공으로서, 기판 홀더 (1028) 와의 사이에 미소한 (예를 들어 수십 마이크로미터 ∼ 수백 마이크로미터의) 간극이 형성된 위치에서, 일시적으로 낙하 동작을 정지하기 때문에, 기판 (P2) 과 기판 홀더 (1028) 사이에 국소적인 공기 고임이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (1028) 에 유지시킬 때에, 그 기판 (P2) 의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (1028) 상에 재치할 때, 기판 홀더 (1028) 로부터의 가압 기체의 분출 정지의 장소, 혹은 시간을 제어함으로써, 나아가서는 기판 홀더 (1028) 로부터의 기판 (P2) 의 진공 흡인을 병용함으로써, 기판 (P2) 의 변형을 억제해도 된다.
또한, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 있어서, 유지 패드 (1084b) 는, 반입 대상의 기판 (P2) 의 기판 홀더 (1028) 에 대한 Y 축 방향의 위치 결정 (파인 얼라인먼트) 을 실시하는 것이 가능하도록, Y 축 방향으로 미소 구동 가능하게 구성되어 있어도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 유지 패드 (1084b) 는, 수평면 내에 관하여 X 축 방향으로만 구동하는 구성이었지만, 실제로는, 기판 (P2) 이 θz 방향으로 미소 회전 가능하도록, 도시 생략이지만, 탄성 변형 등에 의해 Z 액추에이터 (1086z) (도 29(b) 참조) 의 지주에 대하여, 미소하게 θz 방향, 및 Y 축 방향으로 변위가 가능하도록 되어 있다.
기판 스테이지 장치 (1020) 에서는, 기판 홀더 (1028) 상에 기판 (P2) 이 재치되면, 기판 홀더 (1028) 가 기판 (P2) 을 흡착 유지하고, 소정의 노광 개시 위치로 이동한다. 기판 (P2) 에 대한 노광 동작시의 기판 스테이지 장치 (1020) 의 동작에 대해서는, 설명을 생략한다.
또, 상기 기판 홀더 (1028) 에 의한 기판 (P2) 의 흡착 유지 동작과 병행하여, 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 얼라인먼트 패드 (1078) 가 상승 구동되고, 기판 (P1) 의 이면에 있어서의 중앙부를 하방으로부터 흡착 파지한다. 또, 얼라인먼트 패드 (1078) 가 기판 (P1) 을 흡착 파지하면, 복수의 밸런스 빔 (1052) 각각으로부터 가압 기체가 분출되고, 이로써, 기판 (P1) 이 복수의 밸런스 빔 (1052) 에 부상한다. 이 후, 얼라인먼트 패드 (1078) 를 +X 방향으로 구동함으로써, 기판 (P1) 을 외부 반송 장치 (1100) 와의 기판 교환 위치로 이동시킨다. 이 때, 소정의 장소에 있어서, 얼라인먼트 패드 (1078) 에 의해, 기판 (P1) 의 수평면 내의 위치 (X 축 및 Y 축 방향의 위치, 그리고 θz 방향의 자세) 를 수정해도 된다.
도 45(a) 및 도 45(b) 에는, 기판 (P1) 이 외부 반송 장치 (1100) 와의 기판 교환 위치에 위치 결정된 상태가 도시되어 있다. 기판 교환 위치에 있어서, 기판 반출 장치 (1070) 의 얼라인먼트 패드 (1078) 는, 기판 (P1) 의 흡착 유지를 해제함과 함께, 기판 (P1) 으로부터 이간되도록 강하 구동된다.
이 후, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 복수의 밸런스 빔 (1052) 의 상면보다 낮은 높이 위치에서 -X 방향으로 이동함과 함께, 상승하여 복수의 밸런스 빔 (1052) 상의 기판 (P1) 을 아래로부터 건져낸다. 복수의 밸런스 빔 (1052) 은, 가압 기체의 분출을 정지한다.
노광 완료된 기판 (P1) 을 유지한 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드는, 도 46(a) 및 도 46(b) 에 나타내는 바와 같이, +X 방향으로 이동하여 포트부로부터 퇴출한다. 포트부에서는, 기판 반입 핸드 (1062) 와의 접촉을 피하기 위해 빔 유닛 (1050) (복수의 밸런스 빔 (1052)) 이 -X 방향으로 이동한 후, 기판 반입 핸드 (1062) 가 강하 구동된다.
노광 완료된 기판 (P1) 이, 예를 들어 코터/디벨로퍼 등의 외부 장치 (도시 생략) 에 전달된 후, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드는, 도 47(a) 및 도 47(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P2) 의 다음으로 노광이 실시될 예정인 기판 (P3) 을 유지하고 포트부를 향하여 이동한다. 또, 포트부에서는, 기판 반입 핸드 (1062) 가 복수의 밸런스 빔 (1052) 보다 하방으로 이동함과 함께, 복수의 밸런스 빔 (1052) 이, +X 방향으로 이동하고, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드로부터 기판 (P3) 을 수취하기 위한 기판 수취 위치에 위치 결정된다. 이로써, 맨 처음의 도 31(a) 및 도 31(b) 에 나타내는 상태로 되돌아간다.
이상 설명한 본 실시형태에 의하면, 반입 대상의 기판 (P) 을 자유 낙하시킴으로써, 기판 스테이지 장치 (1020) 상에 반입하기 때문에, 예를 들어 기판 반입 장치 (1060) 로부터 기판 (P) 을 수취하기 위한 장치 (예를 들어, 리프트 핀 장치 등) 를 사용하는 경우에 비하여, 장치 구성이 간단하다. 또, 기판 반입 장치 (1060) 로부터 기판 홀더 (1028) 에 대한 기판 전달 동작시에 있어서의 가동 부재의 동작이 적기 때문에, 신속히 기판 (P) 의 반입을 실시하는 것이 가능해진다. 또, 예를 들어 리프트 핀 장치 등을 사용하는 경우에 비하여, 발진을 억제할 수 있기 때문에, 기판 (P) 에 대한 먼지의 부착을 억제할 수 있다.
또, 기판 스테이지 장치 (1020) 에, 예를 들어 리프트 핀 장치 등의 기판 (P) 을 기판 반입 장치 (1060) 로부터 수취하기 위한 장치, 혹은 기판 (P) 을 반송시에 그 기판 (P) 을 재치하는 부재 (이른바 기판 트레이 등) 를 수용하기 위한 구멍부 (혹은 오목부) 를 기판 홀더 (1028) 에 형성하지 않아도 된다. 따라서, 기체 분출용, 및 기체 흡인용의 미소한 구멍부를 제외하고, 기판 홀더 (1028) 의 상면의 거의 전체면을 평탄화할 수 있다. 이로써, 기판 홀더 (1028) 에 재치된 기판 (P) 의 평면 교정을 확실하게 실시할 수 있고, 노광 정밀도가 향상된다. 또, 기판 홀더 (1028) 상에 구멍부, 오목부 등을 형성하지 않아도 되기 때문에, 그 구멍부, 오목부에서 기인하는 노광광의 반사율, 반사량의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 에 대한 마스크 패턴의 전사 불균일을 억제할 수 있다.
또, 반입 대상의 기판 (P) 을 자유 낙하시킬 때에, 기판 반입시에 기판 (P) 을 지지하고 있던 기판 반입 장치 (1060) 와는 분리되어 형성된 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 의해 기판 (P) 의 수평면 내의 위치를 구속하기 때문에, 자유 낙하시의 공기 저항의 영향에 의한 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 을 확실하게 기판 홀더 (1028) 상에 낙하시킬 수 있다.
또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 상에 재치하기 전에, 그 기판 (P) 의 자유 낙하를 일단 정지시키기 때문에, 기판 홀더 (1028) 에 기판 (P) 을 흡착 유지시킬 때에 그 기판 (P) 과 기판 홀더 (1028) 사이에 있어서의, 이른바 공기 고임의 발생, 및 공기 고임에서 기인하는 기판 (P) 의 변형을 억제할 수 있다. 또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 상에 낙하시킬 때에, 기판 홀더 (1028) 가 에어 베어링과 같이 기능하기 때문에, 낙하시의 충격을 억제할 수 있다.
또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 상에 재치하기 전에, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 의해, 그 기판의 기판 홀더 (1028) 에 대한 위치 결정을 실시하기 때문에, 일단 기판 홀더 (1028) 상에 재치한 기판 (P) 의 재배치 (리로드) 를 실시할 필요 (예를 들어, 재치 위치의 어긋남) 가 생길 가능성을 저감시킬 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 반입 동작 속도가 향상되고, 전체적인 스루풋이 향상된다.
또, 최근, 기판 (P) 은, 보다 박형화, 경량화되는 경향이 있다. 기판 (P) 이 박형화, 경량화되면, 기판 (P) 에 작용하는 중력 방향 하방향의 힘이 저하되기 때문에, 기판 (P) 을 자중에 의해 자유 낙하시켜 기판 홀더 (1028) 에 전달할 때의 충격을 저감시킬 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 관련된 기판 교환 장치 (1040) 는, 박형화, 경량화된 대형의 기판 (P) 의 교환에 특히 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 낙하시의 기판 (P) 에 작용하는 공기 저항에 의해 그 기판 (P) 의 급격한 낙하를 억제하고, 이로써 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 상에 재치될 때의 충격을 억제하는 점에서, 기판 홀더 (1028) 의 상면은, 오목부, 혹은 구멍부 등이 형성되어 있지 않은 플랫한 영역이 많은 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 3 실시형태의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 3 실시형태에서는, 도 29(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 +X 측에 절결 (1028a) 이 형성되고, 그 절결 (1028a) 내에 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 의 유지 패드 (1084a) 의 일부가 수용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 를 생략하고, 기판 홀더 (1028) 의 -X 측에 배치된 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가, 기판 반출 동작을 어시스트하도록 해도 된다.
즉, 본 변형예에 관련된 기판 홀더 (1028) 상의 기판 (P) 의 교환 동작에서는, 먼저 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 기판 (P) 을 파지하고 기판 홀더 (1028) 상을 비접촉으로 +X 방향으로 이동시키고, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 로부터 오프셋 (오버행) 시키면 (도 37(a) 및 도 37(b) 참조), 기판 홀더 (1028) 로부터의 가압 기체의 분출이 정지되고, 기판 (P) 은, 다시 기판 홀더 (1028) 에 재치된다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 (P) 의 흡착을 해제하여 조금 강하하고, 다시 -X 방향으로 이동한 후, 높게 상승하여 기판 홀더 (1028) 의 상공에서 대기하는 새로운 기판 (P) 을 아래로부터 흡착 파지한다. 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가 기판 홀더 (1028) 상에 오프셋하여 재치된 기판 (P) 의 단부 근방을 하방으로부터 흡착 파지한다 (도 38(a) 및 도 38(b) 참조). 그 후, 기판 홀더 (1028), 및 밸런스 빔 (1052) 으로부터 가압 기체가 분출되고, 기판 (P) 은 기판 반출 핸드 (1072) 에 파지된 부분 이외가, 비접촉인 상태로 포트부까지 반출된다. 이와 같이, 본 변형예에 의하면, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 를 생략했기 (기판 반입용의 어시스트 장치와 기판 반출용의 어시스트 장치를 공통으로 했기) 때문에, 구조가 심플해지고, 비용을 저감시킬 수 있다.
또, 얼라인먼트 패드 (1078) 는, 기판 (P) 을 θz 방향으로, 예를 들어 90° 회전할 수 있도록 되어 있어도 된다. 이 경우, 포트부에 있어서, 얼라인먼트 패드 (1078) 를 사용하여 기판 (P) 의 방향을 변경하는 (길이 방향을 X 축 또는 Y 축에 평행으로 하는) 것이 가능하기 때문에, 예를 들어 외부 반송 장치 (1100) 로부터 길이 방향이 X 축에 평행인 상태 (가로로 긴 상태) 로 반송된 기판 (P) 을, 포트부에 있어서, 예를 들어 90° 회전시켜, 길이 방향이 Y 축에 평행인 상태 (세로로 긴 상태) 로 할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 을 기판 스테이지 장치 (1020) 에 반입할 때에, 기판 (P) 을 가로로 긴 상태로 반입하는 것, 및 세로로 긴 상태로 반입하는 것을 임의로 선택할 수 있다. 또, 외부 반송 장치 (1100) 에 의해 세로로 긴 상태로 포트부에 반송된 기판 (P) 을, 포트부에서, 예를 들어 90° 회전시켜 가로로 긴 상태로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드의 지부를 짧게 할 수 있다.
또, 상기 제 3 실시형태에서는, Y 축 방향으로 이간되어 배치된 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 를 사용하여, 기판 (P) 의 Y 축 방향으로 이간되는 2 개 지점을 유지했지만, 기판 (P) 의 유지 지점은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 하나의 유지 패드 (1084b) 에 의해, 기판 (P) 을 1 개 지점에서 유지해도 된다. 이 경우, 유지 패드 (1084b) 와 기판 (P) 의 접촉 면적을 확보하기 위해, 유지 패드 (1084b) 의 유지면을 Y 축 방향으로 연장되는 형상으로 하면 된다.
또 상기 제 3 실시형태에서는, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가, 기판 (P) 의 -X 방향측 단부를 구속 (유지) 하도록 구성하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판 (P) 의 +Y 방향측 단부나 -Y 방향측 단부, 혹은 -X 방향측 단부와 +Y 방향측 단부의 모서리부나, -X 방향측 단부와 -Y 방향측 단부의 모서리부를 구속 (유지) 하도록 구성해도 된다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 기판 (P) 을 구속하는 지점 (장소) 은, 기판 반출 베어러 장치 (1082a), 기판 반출 장치 (1070), 및 기판 반입 장치 (1060) 의 동작의 방해가 되지 않게 설치할 수 있다면, 상기 각 단부 또는 각 모서리부의 어느 쪽이어도 되고, 혹은 어느 조합이어도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 각각의 유지 패드 (1084b) 는, 대응하는 절결 (1028b) 내에 수용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 중, 미리 기판 홀더 (1028) 의 단부 근방으로부터 비어져 나온 부분을 흡착 유지해도 된다. 이 경우, 기판 홀더 (1028) 에 절결 (1028b) 을 형성할 필요가 없다. 또한, 상기 비어져 나온 부분은, 면적이 작기 때문에, 유지 패드 (1084b) 와 기판 (P) 의 접촉 면적을 확보하기 위해, 유지 패드 (1084b) 의 유지면을 Y 축 방향으로 연장되는 형상으로 하면 된다. 또, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 의 상면에 재치할 때에, 그 기판 (P) 의 이면과 기판 홀더 (1028) 의 상면 사이에 유지 패드 (1084b) 를 끼워 넣은 후에, 유지 패드 (1084b) 를 빼내도 된다. 이 경우도 기판 홀더 (1028) 에 절결 (1028b) 을 형성할 필요가 없다. 이 때, 유지 패드 (1084b) 를 빼낼 때에 기판 (P) 이 이동하지 않도록, 기판 (P) 의 일부를 흡착 유지해 두면 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 반출 대상의 기판 (P) 은, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 에 의해 오프셋 상태 (기판 홀더 (1028) 로부터 일부가 돌출된 상태) 가 되었지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 홀더 (1028) 를 Y 축 둘레로 기울여 기판 홀더 (1028) 의 상면을 경사시켜, 자중에 의해 기판 (P) 을 오프셋 상태로 해도 된다. 또, 기판 반출 장치 (1070) 는, 기판 (P) 의 오프셋된 단부 근방을 유지하고 기판 (P) 을 반출했지만, 기판 (P) 중, 미리 기판 홀더 (1028) 의 단부 근방으로부터 비어져 나온 부분을 흡착 유지해도 된다. 또, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 에 의해 기판 (P) 을 오프셋 상태로 하는 동작은, 기판 홀더 (1028) 가 기판 교환 위치로 이동하는 도중에 (기판 홀더 (1028) 의 이동과 병행하여) 실시해도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 기판 반입 장치 (1060) 는, 기판 (P) 을 중력 방향 하방으로부터 지지하는 기판 반입 핸드 (1062) 를 사용하여 기판 (P) 을 반송했지만, 기판 (P) 의 반송시에 있어서의 자유 낙하를 방지할 수 있으면, 반입용의 반송 장치의 구성은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 공지된 베르누이 척 등을 사용하여 기판 (P) 을 중력 방향 상방으로부터 현수 지지하여 반송해도 된다. 이 경우, 베르누이 척에 의한 기판 (P) 의 현수 지지를 해제함으로써, 기판 (P) 을 자중에 의해 낙하시킬 수 있다.
또한, 이 베르누이 척 방식을 사용하는 경우에도, 기판 홀더 (1028) 의 상공에서 기판 (P) 의 XY 평면 내의 위치를 구속하기 위해, 상기 실시형태에 있어서의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 대신이 되는 어떠한 반송 어시스트 기구가 필요해진다. 이 반송 어시스트 기구로서 예를 들어, 기판 (P) 의 측면을 물리적으로 제한하기 위한 벽 부재를 베르누이 척의 주변부에 구성하도록 해도 된다. 혹은, 기판 (P) 의 측면에 대하여, XY 평면 내의 위치 구속을 위한 에어를 분사하는 기구를, 베르누이 척에 형성하도록 해도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환시의 동작 시퀀스에서는, 도 40 ∼ 도 42 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 핸드 (1072) 의 +X 방향으로의 구동 (기판 반출 핸드 (1072) 에 의한, 기판 (P1) 의 기판 홀더 (1028) 로부터의 반출 동작/기판 반출 핸드 (1072) 의 「빼냄 동작」이라고 한다) 의 개시 후에, 기판 반입 핸드 (1062) 의 +X 방향으로의 구동 (기판 반입 핸드 (1062) 의 기판 (P2) 의 하방으로부터의 퇴피 동작/바꾸어 말하면 기판 반입 핸드 (1062) 에 의한 기판 (P2) 의 기판 홀더 (1028) 에 대한 반입 동작/기판 반입 핸드 (1062) 의 「빼냄 동작」이라고 한다) 을 개시하는 것으로서 설명했지만, 이 빼냄 동작의 타이밍은 이것에 한정되지 않는다. 기판 반입 핸드 (1062) 의 상기 빼냄 동작에 수반하여 자중으로 낙하하는 기판 (P2) 이, 양핸드 (1062, 1072) 및 기판 (P1) 에 접촉하지 않도록 동작 타이밍을 제어하고 있으면, 양핸드 (1062, 1072) 의 상기 빼냄 동작의 개시 순서는 어느 쪽이 먼저여도 되고, 혹은 동시여도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 기판 홀더 (1028) 는, 기판 (P) 을 흡착 유지하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 을 비접촉 상태로 유지해도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 기판 홀더 (1028) 의 상공에서 기판 (P) 의 XY 평면 내의 위치를 구속하기 위한 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 홀더 (1028) (기판 스테이지 장치 (1020)) 가 구비하고 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 반입 장치 (1060) 가 갖고 있어도 되고, 혹은, 기판 교환 위치의 상방에 있어서, 예를 들어 기판 스테이지 장치 (1020) 등을 수용하는 챔버를 구성하는 프레임 부재에 현수 지지되어도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에서는, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 반입 대상의 기판 (P) 을 포트부에 전달한 후, 그 기판 (P) 을 기판 반입 장치 (1060) 가 기판 홀더 (1028) 의 상공에 반송했지만, 이것에 한정되지 않고, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가, 반입 대상의 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 의 상공에 반송하고, 그 기판 (P) 을 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 직접 전달해도 된다.
《제 4 실시형태》
다음으로 제 4 실시형태에 대하여 도 49(a) ∼ 도 56(b) 을 사용하여 설명한다. 본 제 4 실시형태는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20) (도 2 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 스테이지 장치를 갖는 액정 노광 장치에 있어서의 기판의 교환 동작에 있어서, 상기 제 3 실시형태에 있어서의 기판 교환 장치 (1040) (도 27 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 교환 장치를 사용하는 것이다. 이하, 본 제 4 실시형태의 설명에서는, 상기 제 1, 또는 제 3 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 1, 또는 제 3 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도 49(a) 및 도 49(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 조동 스테이지 (24), 중량 캔슬 장치 (26), X 가이드 바 (28), 기판 테이블 (30), 비접촉 홀더 (32), 1 쌍의 보조 테이블 (34), 기판 캐리어 (40) 등을 구비하고 있다 (각 요소의 상세한 것은 상기 제 1 실시형태 참조). 기판 캐리어 (40) 는, 비접촉 홀더 (32) 에 비접촉 지지된 기판 (P1) 의 네 모퉁이부 근방을 흡착 유지하고 있다.
또, 기판 교환 장치 (1040) 는, 빔 유닛 (1050), 기판 반입 장치 (1060), 기판 반출 장치 (1070) (얼라인먼트 패드 (1078) 는 생략), 및 기판 어시스트 장치 (1080) 를 갖고 있다 (각 요소의 상세한 것은 상기 제 3 실시형태 참조). 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드 상에는, 기판 (P1) 의 다음으로 노광이 실시될 기판 (P2) 이 재치되어 있다. 기판 캐리어 (40) 를 구성하는 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 중, +X 측의 Y 프레임 (42y) 의 Z 위치는, 기판 (P1) 의 하면의 Z 위치보다 낮은 위치에 배치되어 있다 (도 3 등 참조).
본 제 4 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 에 있어서, 기판 어시스트 장치 (1080) 를 구성하는 1 쌍의 기판 반출 베어러 장치 (1082a), 및 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 조동 스테이지 (24) 에 장착되어 있지만 (편의상 동일한 부호를 사용한다), 상기 제 3 실시형태와 동일하게, 기판 테이블 (30) (혹은 비접촉 홀더 (32)) 에 장착되어 있어도 된다.
본 제 4 실시형태에 있어서의 기판 (P) 의 교환 동작은, 상기 제 3 실시형태와 대략 동일하다. 이하, 간단하게 설명한다. 도 50(a) 및 도 50(b) 에서는, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 기판 (P2) 을 포트부의 빔 유닛 (1050) 의 상방에 반송한다. 이어서, 도 51(a) 및 도 51(b) 에 나타내는 바와 같이, 외부 반송 장치 (1100) 의 로봇 핸드가 기판 (P2) 을 빔 유닛 (1050) 에 재치한다 (전달한다). 이어서, 도 52(a) 및 도 52(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P2) 을 지지한 빔 유닛 (1050) 이 -X 방향으로 이동한 후, 기판 반입 장치 (1060) 의 기판 반입 핸드 (1062) 가 상승하여, 빔 유닛 (1050) 상의 기판 (P2) 을 건져낸다. 또, 이 동작과 병행하여, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 가 노광 완료된 기판 (P1) 을 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 +X 방향으로 소정량 이동시킨다 (오프셋시킨다).
이어서, 도 53(a) 및 도 53(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 기판 (P2) 을 유지하고 기판 교환 위치의 상공으로 (-X 방향으로) 이동을 개시한다. 이 동작과 병행하여, 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가 -X 방향으로 이동함과 함께, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 비접촉 홀더 (32), 기판 캐리어 (40) 등이 기판 교환 위치로 (+X 방향으로) 이동한다. 이어서, 도 54(a) 및 도 54(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 기판 교환 위치의 상공에서 정지한다. 그리고, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 상승 동작을 실시한다. 또, 상기 각 동작과 병행하여, 기판 반출 장치 (1070) 에서는, 기판 반출 핸드 (1072) 가, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 오프셋된 기판 (P1) 의 +X 측의 단부 근방을 하방으로부터 파지 (흡착 유지) 한다.
이어서, 도 55(a) 및 도 55(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 핸드 (1072) 가 +X 방향으로 이동하고, 노광 완료 기판 (P1) 을 포트부로 인출한다. 또, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 반입 핸드 (1062) 상의 기판 (P2) 의 -X 측의 단부 근방을 하방으로부터 파지 (흡착 유지) 한다. 기판 (P2) 이 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 유지되면, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 기판 (P2) 을 비접촉 홀더 (32) 의 상공에 남기고 +X 방향으로 퇴피한다. 바꾸어 말하면, 기판 (P2) 이 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 유지되면, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 기판 (P2) 의 유지를 해제한다.
이어서, 도 56(a) 및 도 56(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 핸드 (1072) 가 노광 완료 기판 (P1) 을 해방하고 강하한다. 또, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 기판 스테이지 장치 (20) 의 상공으로부터 완전하게 퇴피한다. 상기 각 동작과 병행하여, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 새로운 기판 (P2) 을 유지한 상태에서 하강하고, 그 후에 기판 (P2) 의 위치를 보정 (프리 얼라인먼트) 하여 그 기판 (P2) 을 기판 캐리어 (40) 의 흡착 패드 (44) (도 3 참조) 에 인도한다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 (P2) 을 유지하고 강하함으로써, 기판 (P2) 을 비접촉 홀더 (32) 에 의해 지지시키고, 이 상태에서 새로운 기판 (P2) 의 위치를 보정 (프리 얼라인먼트) 한 후, 기판 캐리어 (40) 의 흡착 패드 (44) (도 3 참조) 에 인도하도록 해도 된다.
여기서, 도 87(a) 및 도 87(b) 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향에 관하여 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 로부터 부상 (비접촉 홀더 (32) 의 상면에 대하여 이간) 하고 있는 것이 가능한 범위 내에서, 기판 (P) 이 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 에 전달되도록, 유지 패드 (1084b) 의 Z 위치가 미리 설정되어 있다. Z 축 방향에 관하여 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 로부터 공급되는 공기에 의해 부상하고 있는 상태에서, 기판 (P) 을 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 에 전달하도록 해도 되고, 비접촉 홀더 (32) 로부터 공급되는 공기가 아니라 기판 (P) 하면과 비접촉 홀더 (32) 상면 사이에 개재되어 있는 공기, 이른바 공기 고임에 의해, 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 의 상방으로 부상하고 있는 상태에서, 기판 (P) 의 전달을 실시해도 된다. 또한, 기판 (P) 이 떠 있으면 되기 때문에, 공기 고임에 의해 기판 (P) 을 띄우는 경우, 비접촉 홀더 (32) 가 아니라 흡착식 홀더여도 된다. 또한, 기판 (P) 하면과 비접촉 홀더 (32) 상면 사이에 개재되어 있는 공기, 이른바 공기 고임에 의해, 기판 (P) 을 비접촉 홀더 (32) 의 상방으로 부상시키는 것은, 본 실시형태에 한정되지 않고 전술한 실시형태 및 후술하는 실시형태의 모든 실시형태에서도 적용 가능하다. 본 실시형태에서는, 유지 패드 (1084b) 가 하강함으로써 기판 (P) 이 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 에 전달되는 구성이기 때문에, 비접촉 홀더 (32) 의 상면보다 유지 패드 (1084b) 의 상면이 +Z 측에 배치되어 있다. 이로써, 기판 (P) 을 유지한 유지 패드 (1084b) 를 -Z 방향으로 이동시키면, 기판 (P) 의 하면이 흡착 패드 (44) 에 접촉하고, 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 로부터 부상한 상태가 유지된 채로, 기판 (P) 을 하방으로부터 지지하는 부재가 자동적으로 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 로 전환된다. 기판 (P) 을 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 에 전달하기 때문에, 기판 (P) 내의 흡착 패드 (44) 와 유지 패드 (1084b) 가 유지하는 지점은, 서로 상이한 지점을 유지하고 있다. 또한, 기판 (P) 을 유지한 유지 패드 (1084b) 는, 기판 (P) 을 흡착 패드 (44) 에 전달할 때에, 유지 패드 (1084b) 에 의한 기판 (P) 의 흡착을 해제하기 위해, 기판 (P) 의 하면의 공기를 흡인하는 것을 멈춰도 된다. 또한, 유지 패드 (1084b) 로부터 기판 (P) 의 하면에 공기를 공급하여, 유지 패드 (1084b) 에 대한 기판 (P) 의 흡착을 적극적으로 해제하도록 해도 된다. 또, 기판 (P) 의 하면이 흡착 패드 (44) 에 접촉하기 조금 전부터, 요컨대 기판 (P) 이 유지 패드 (1084b) 로부터 흡착 패드 (44) 에 전달되기 전에, 흡착 패드 (44) 로부터 기판 (P) 의 하면에 대하여 공기를 공급하여, 흡착 패드 (44) 와 기판 (P) 이 접촉할 때의 충격을 완화하여, 기판 (P) 의 파손을 억제하도록 해도 된다.
또한, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 가 기판 (P) 을 기판 캐리어 (40) 의 흡착 패드 (44) 에 전달할 때의 동작은, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 가 Z 축 방향으로 상대 이동함으로써, 상기 기판 (P) 의 전달이 가능해지는 점에서, 기판 캐리어 (40) 의 흡착 패드 (44) (기판 (P) 을 수취하는 쪽) 가 Z 축 방향으로 이동하여 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) (기판 (P) 을 전달하는 쪽) 로부터 기판 (P) 을 수취해도 된다. 이 경우, 유지 패드 (1084b) 는, 정지하고 있어도 되고, 흡착 패드 (44) 와 유지 패드 (1084b) 가 모두 Z 축 방향으로 이동 (유지 패드 (1084b) 가 강하하고, 흡착 패드 (44) 가 상승) 해도 된다. 바꾸어 말하면, Z 축 방향에 관한 유지 패드 (1084b) 의 이동 가능 범위와 흡착 패드 (44) 의 이동 가능 범위가 적어도 일부 중복되도록 되어 있으면, 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 사이에서 기판 (P) 의 전달이 가능하다. 또, 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 의 일방이 기판 (P) 을 유지한 상태로부터, 양방이 기판 (P) 을 유지하는 상태를 거쳐, 타방이 기판 (P) 을 유지하는 상태가 되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 의 일방이 기판 (P) 을 유지한 상태로부터, 어느 쪽에도 유지되지 않는 상태를 거쳐, 타방이 기판을 유지하는 상태로 해도 된다. 이것은, 비접촉 홀더 (32) 로부터 공급된 공기 또는 기판 (P) 하면의 공기 고임에 의해, 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 의 양방에 기판 (P) 이 지지되어 있지 않아도, 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 에 충돌하여 파손되는 경우는 없기 때문이다. 단, 유지 패드 (1084b) 와 흡착 패드 (44) 의 양방에 기판 (P) 이 지지되어 있지 않은 경우, 떠 있는 기판 (P) 의 위치를 규정하는 것이 없기 때문에, 보다 조심스럽게 기판 (P) 의 위치를 보정 (프리 얼라인먼트) 하는 편이 좋다.
이상 설명한 제 4 실시형태에서도, 상기 제 3 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 57(a) 및 도 57(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 에 있어서, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 를 기판 캐리어 (40) 에 장착하고, 그 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 가 기판 (P) 을 유지하도록 해도 (흡착 패드를 공통화시켜도) 된다. 이 경우, 기판 캐리어 (40) 에 장착된 -X 측의 2 개의 흡착 패드 (44) (도 3 참조) 를 생략할 수 있다. 또, 도시 생략이지만, 기판 반출 베어러 장치 (1082a) 도 동일하게 기판 캐리어 (40) 에 장착해도 된다. 이 경우, 기판 캐리어 (40) 에 장착된 +X 측의 2 개의 흡착 패드 (44) 도 생략할 수 있다. 이 경우, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가, 기판 캐리어 (40) 에 대하여, 상방으로 상대 구동하고, 기판 반입 핸드 (1062) 상의 기판 (P2) 의 -X 측의 단부 근방을 하방으로부터 파지 (흡착 유지) 하고, 기판 반입 핸드 (1062) 가 기판 (P2) 의 하방으로부터 퇴피하면, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 의해 기판 (P2) 을 비접촉 홀더에 재치하도록 하방으로 구동한다.
《제 5 실시형태》
다음으로 제 5 실시형태에 대하여 도 58 ∼ 도 65 를 사용하여 설명한다. 본 제 5 실시형태는, 상기 제 4 실시형태와 비교하여, 기판 스테이지 장치의 구성의 일부, 및 기판 교환 장치의 구성의 일부가 상이하다. 이하, 본 제 5 실시형태의 설명에서는, 상기 제 4 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 4 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
본 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (2020) 가 갖는 기판 캐리어 (2040) 는, +Y 측으로 개구된 U 자상으로 형성되어 있는 점, 및 기판 (P) 을 흡착 유지하는 흡착 패드 (2044) 가 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 에 장착되어 있는 점이 상기 제 4 실시형태와 상이하다. 또, 도 13(a), 도 13(b) 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (220) 와 동일하게 에어 부상 유닛 (238) 에 의해, 기판 캐리어 (2040) 가 하방으로부터 지지되어 있다. 기판 (P) 의 -Y 측의 X 프레임 (42x) 은, 기판 (P) 보다 높은 위치에 장착되어 있다. 또, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방, 및 -X 측의 단부 근방을 각각 유지 가능하도록, X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되어 있다. 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 도시 생략의 조동 스테이지에 장착되어 있다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 동작 자체는, 상기 제 4 실시형태와 동일하다.
여기서, 기판 캐리어 (2040) 는, 수평면 내에서 비접촉 홀더 (32), 에어 부상 유닛 (36), 및 에어 부상 유닛 (238) 에 대하여 상대 이동하지만, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, 기판 (P) 을 유지한 기판 캐리어 (2040) (및 기판 (P)) 의 이동 궤적 밖에 배치되어 있다. 구체적으로는, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 는, X 축 방향으로 이간되어 배치되고, 각각 에어 부상 유닛 (36) 과 에어 부상 유닛 (238) 사이에 배치되어 있다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 갖는 유지 패드 (1084b) (도 29(b) 참조) 는, Z 축 방향으로 이동 가능하기 때문에, 기판 캐리어 (2040) 가 수평면 내에서 비접촉 홀더 (32) 등에 대하여 상대 이동할 때에는, 유지 패드 (1084b) 가 -Z 방향으로 이동하여 기판 캐리어 (2040) (및 기판 (P)) 의 이동 궤적 밖으로 퇴피하도록 제어된다.
기판 교환 장치 (1040) 에 있어서, 포트부 (기판 교환 위치의 +X 측) 에 배치된 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 는, 구동 장치 (2098) (도 59 ∼ 도 64 에서는 도시 생략) 에 의해 X 축, 및 Y 축 방향으로 이동이 가능하게 되어 있다. 또, 기판 교환 장치 (1040) 는, 기판 교환 위치의 -Y 측에도 빔 유닛 (2050B) 과 기판 반출 장치 (2070B) 를 갖고 있다. 빔 유닛 (2050A, 2050B), 및 기판 반출 장치 (2070A, 2070B) 의 구성은, 각각 상기 제 4 실시형태의 빔 유닛 (1050), 기판 반출 장치 (1070) (각각 도 30(a), 도 30(b) 등 참조) 와 대략 동일하다.
다음으로 본 제 5 실시형태에 관련된 기판 교환 동작에 대하여 설명한다. 도 59 에서는, 비접촉 홀더 (32) 가 기판 교환 위치에 위치하고 있다. 이 상태에서, 기판 캐리어 (2040) 가 -Y 측으로 구동됨으로써, 노광 완료된 기판 (P1) 은, 그 -Y 측의 절반의 영역이 -Y 측의 보조 테이블 (34) 에 하방으로부터 지지된다. 이 동작과 병행하여, 기판 반입 핸드 (2062) 가 기판 (P2) 을 포트부에 반송한다. 외부 반송 장치의 로봇 핸드 (도시 생략) 에 의해 포트부에 반송된 기판 (P2) 을 기판 반입 핸드 (2062) 가 아래로부터 건져낸다.
이어서, 도 60 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (2062) 가 기판 (P2) 을 비접촉 홀더 (32) 의 상공을 향하여 반송한다. 이것과 병행하여, 기판 반출 장치 (2070B) 의 기판 반출 핸드 (2072B) 가 기판 (P1) 의 -Y 측의 단부 근방을 파지하고, 그 상태에서 -Y 방향으로 이동한다. 또, 기판 반출 핸드 (2072B) (기판 (P1)) 의 이동과 병행하여, 기판 캐리어 (2040) 가, +Y 방향 (기판 (P1) 과는 반대의 방향) 으로 이동한다. 추가로 상기 각 동작과 병행하여, 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 가 일체적으로 -Y 방향으로 이동한다.
이어서, 도 61 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 상승 구동되고, 기판 반입 핸드 (2062) 상의 기판 (P2) 의 +Y 측의 단부 근방에 있어서의 2 개 지점을 하방으로부터 흡착 유지한다. 기판 캐리어 (2040) 는, 통상 위치 (비접촉 홀더 (32) 상의 기판 (P) 을 유지 가능한 위치) 로 복귀되어 있고, 이 상태에서, 기판 캐리어 (2040) 와 기판 (P1) 은, XY 평면 내의 위치가 중복되어 있지 않다.
이어서, 도 62 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (2062) 가 고속 또한 고가속도로 비접촉 홀더 (32) 의 상공으로부터 +X 방향으로 퇴피한다. 기판 (P2) 은, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 흡착 유지되어 있기 때문에, 비접촉 홀더 (32) 상공에 남겨진다. 상기 동작과 병행하여, 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 가 -X 방향으로 이동한다. 빔 유닛 (2050A), 및 기판 반출 장치 (2070A) 는, 도 65 에 나타내는 바와 같이, +X 측의 에어 부상 유닛 (238) 의 상공을 통과하도록 (접촉하지 않도록), 높이 위치가 설정되어 있다. 도 62 로 되돌아가, 기판 반출 장치 (2070A) 에서는, 기판 반출 핸드 (2072A) 가 -X 방향으로 이동한다.
여기서, 기판 반입 핸드 (2062) 의 퇴피시의 가속도는, 기판 (P) 의 강하 가속도 (1 G 이하) 보다 빠른 가속도, 예를 들어 3 G 정도의 가속도로 설정되어 있다.
이어서, 도 63 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출 핸드 (2072A) 가 노광 완료 기판 (P1) 을 파지하고 +X 방향으로 이동한다. 빔 유닛 (2050A, 2050B) 은, 상면의 높이 위치가 대략 동일해지도록 높이 위치가 설정되어 있고 (도 65 참조), 기판 (P1) 은, 빔 유닛 (2050A, 2050B) 에 의해 형성되는 평면 (가이드면) 을 따라 이동한다. 기판 (P1) 이 빔 유닛 (2050A) 에 지지되면, 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 가 +X 방향으로 이동한다. 상기 각 동작과 병행하여, 기판 스테이지 장치 (2020) 에서는, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 기판 (P2) 을 파지 (유지) 한 상태에서 강하한다.
이어서, 도 64 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P1) 을 유지한 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 가 +Y 방향으로 이동한다. 또한, 빔 유닛 (2050A) 과 기판 반출 장치 (2070A) 는, 그대로 +X 방향으로 이동하여 기판 (P1) 을 외부 장치를 향하여 반출해도 된다. 상기 동작과 병행하여, 기판 스테이지 장치 (2020) 에서는, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 기판 (P2) 을 기판 캐리어 (2040) 의 흡착 패드 (2044) 에 전달하고, 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P2) 을 하방으로부터 비접촉 지지한다. 이 상태에서, 기판 캐리어 (2040), 및 비접촉 홀더 (32) 가, 소정의 노광 개시 위치로 이동한다.
이상 설명한 제 5 실시형태에서도 상기 제 3 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 기판 (P1) 의 반출 동작시에, 기판 (P1) 과 기판 캐리어 (2040) 를 서로 반대 방향으로 이동시키기 때문에, 기판 (P1) 의 반출 동작을 신속히 실시할 수 있다.
또한, 상기 제 5 실시형태에서는 반입 대상의 기판 (P) (기판 (P2)) 은, +X 측으로부터 -X 측으로 (-X 방향으로) 이동함으로써 반입되고, 반출 대상의 기판 (P) (기판 (P1)) 은, -Y 방향으로 시프트 이동한 후, +X 방향, 및 +Y 방향으로 이동함으로써, 반입과 동일한 장소로부터 반출하도록 되어 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 기판 (P) 을 +X 측으로부터 -X 측으로 (-X 방향으로) 반입함과 함께 -Y 방향으로 반출해도 되고, 혹은, 기판 (P) 을 -Y 측으로부터 +Y 측으로 (+Y 방향으로) 반입함과 함께 -Y 방향으로 반출해도 된다. 또, 새로운 기판 (P) (기판 (P2)) 을 파지하고 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 강하하는 것과 기판 캐리어 (2040) 가 +Y 방향으로 되돌아오는 타이밍을 거의 동시로 했지만, 어느 쪽인가가 먼저여도 상관없다. 단, 기판 (P) 의 강하가 먼저인 경우에는, 기판 캐리어 (2040) 가 통상 위치로 되돌아올 때에, 흡착 패드 (2044) 와 기판 (P) 이 접촉하지 않도록 되어 있을 필요가 있다.
《제 6 실시형태》
다음으로 제 6 실시형태에 대하여 도 66(a) ∼ 도 70(b) 를 사용하여 설명한다. 본 제 6 실시형태는, 상기 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (520) (도 21 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 스테이지 장치를 갖는 액정 노광 장치에 있어서의 기판 (P) 의 교환 동작에 있어서, 상기 제 3 실시형태에 있어서의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) (도 29(a), 도 29(b) 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 반입 베어러 장치를 사용하는 것이다. 이하, 본 제 6 실시형태의 설명에서는, 상기 제 2, 또는 제 3 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 2, 또는 제 3 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도 66(a) 및 도 66(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (3520) 는, 평면에서 보아 -X 측으로 개구되는 U 자상으로 형성된 기판 캐리어 (3540) 를 갖고 있다. 기판 캐리어 (3540) 는, 비접촉 홀더 (32) 에 지지된 기판 (P) 의 단부 근방을 유지한다. 스캔 노광 동작시에 있어서, 기판 캐리어 (3540) 가 X 축 방향으로 이동할 때, 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32), 및 복수의 에어 부상 유닛 (436) 에 의해 형성되는 가이드면 상을 비접촉으로 이동하는 점은 상기 제 2 실시형태의 변형예와 동일하다. 비접촉 홀더 (32), 복수의 에어 부상 유닛 (436), 기판 캐리어 (3540) 등의 구동계에 관해서는, 상기 제 2 실시형태의 변형예와 동일 (도 21 ∼ 도 25(b) 등 참조) 하기 때문에, 설명을 생략한다.
기판 스테이지 장치 (3520) 는, 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 와 기판 반출 베어러 장치 (3082a) 를 갖고 있다. 각 베어러 장치 (3082a, 3082b) 는, 비접촉 홀더 (32) 에 대한 XY 평면 내의 위치가 고정 (비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Z 축 방향으로만 유지 패드가 이동 가능) 이다. 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 는, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 유지 가능한 위치에 배치되고, 기판 반출 베어러 장치 (3082a) 는, +X 측의 보조 테이블 (534) 내에 배치되어 있다.
이하, 기판 스테이지 장치 (3520) 에 있어서의 기판 교환 동작을 설명한다. 노광 동작이 종료되면, 도 67(a) 및 도 67(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (3540) 는, 노광 완료된 기판 (P1) 이 +X 측의 복수의 에어 부상 유닛 (436) 에 지지되도록, 기판 (P1) 을 유지한 상태에서 +X 방향으로 이동한다.
이어서, 도 68(a) 및 도 68(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (3062) (도 68(a) 에서는 도시 생략) 가 새로운 기판 (P2) 을 유지하고 비접촉 홀더 (32) 의 상공으로 진입해 온다. 또, 기판 반출 베어러 장치 (3082a) 가 상승하고, 기판 캐리어 (3540) 가 유지하고 있는 노광 완료 기판 (P1) 을 하방으로부터 흡착 파지한다. 또, 상기 각 동작과 병행하여, 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 가 상승을 개시한다.
이어서, 도 69(a) 및 도 69(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 가 상승하여 기판 (P2) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다. 또, 이 상태에서, 기판 반입 핸드 (3062) 가 +X 방향으로 고속으로 이동하여, 기판 (P2) 의 하방으로부터 퇴피한다. 상기 각 동작과 병행하여, 기판 캐리어 (3540) 가 기판 (P1) 의 흡착 유지를 해제한 후, -X 방향으로 이동한다.
이어서, 도 70(a) 및 도 70(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 가 기판 (P2) 을 파지한 상태에서 강하한다. 또, 기판 캐리어 (3540) 가 -X 방향으로 이동하여 통상 위치로 복귀한다. 기판 반입 베어러 장치 (3082b) 는, 기판 (P2) 을 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 구동하여 러프 얼라인먼트를 한 후, 기판 캐리어 (3540) 의 흡착 패드 (44) 에 기판 (P2) 을 전달한다.
이상 설명한 제 6 실시형태에서도 상기 제 3 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 노광 완료 기판 (P1) 을 비접촉 홀더 (32) 상공으로부터 완전하게 퇴피한 위치 (+X 측의 보조 테이블 (534) 상) 로 이동시키고, 노광 완료 기판 (P1) 을 그 장소에 남기고 기판 캐리어 (3540) 만이 통상 위치 (비접촉 홀더 (32) 상) 로 되돌아오도록 구성했기 때문에, 기판 반출 베어러 장치 (3082a) 는 상하동만 실시하도록 되어 있어, 구성이 간단하다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 상기 제 5 실시형태와 동일하게, 노광 완료 기판 (P1) 이 비접촉 홀더 (32) 에 약 절반 지지되는 (오버랩하는) 위치에서 기판 반출 핸드 (2072B) (도 61 참조) 와 동일한 구성의 반출 장치 (기판 반출 베어러 장치 (3082a) 를 X 방향으로 구동 가능한 구성으로 하고, 기판 반출 베어러 장치 (3082a) 를 사용해도 된다) 에 파지시키고, 기판 캐리어 (3540) 가 되돌아오는 (-X 방향으로 이동하는) 것과 동시에, 노광 완료 기판 (P1) 을 기판 캐리어 (3540) 와 반대 방향 (+X 방향) 으로 이동시켜도 된다. 이 경우, +X 측의 보조 테이블 (534) 의 길이를 짧게 할 수 있음과 함께, 기판 캐리어 (3540) 로부터 기판 (P1) 을 퇴피시키는 시간이 반감되기 때문에, 기판 교환 시간이 단축된다.
또, 기판 (P2) 의 반입 타이밍은, 비접촉 홀더 (32) 상에 노광 완료 기판 (P1) 이 없어지면, 언제든 상관없지만, 기판 캐리어 (3540) 보다 먼저 기판 (P2) 을 비접촉 홀더 (32) 상에 재치하는 경우에는, 기판 캐리어 (3540) 가 되돌아오는 도중에 기판 캐리어 (3540) 의 흡착 패드 (44) 와 새로운 기판 (P2) 이 접촉하지 않도록 할 필요가 있다. 또, 기판 (P2) 의 반입 방향, 기판 (P1) 의 반출 방향은 어느 쪽으로부터여도 상관없다.
《제 7 실시형태》
다음으로 제 7 실시형태에 대하여, 도 71 ∼ 도 75(c) 를 사용하여 설명한다. 본 제 7 실시형태는, 상기 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (1020) (도 27 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 스테이지 장치를 갖는 액정 노광 장치에 있어서, 기판 반입 베어러 장치의 구성, 및 동작이 상기 제 3 실시형태와는 상이하다. 이하, 본 제 7 실시형태의 설명에서는, 상기 제 3 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 3 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도 71 에는, 제 7 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (4082) 의 일부가 생략되어 도시되어 있다. 본 제 7 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (4082) 는, 상기 제 3 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (1082b) (도 29(b) 참조) 와 동일한 동작을 실시하는 것이지만, 기판 (P) 의 흡착력의 향상, 및 기판 (P) 의 프리 얼라인먼트 (X 축 방향, 및 θz 방향) 동작시에 있어서의 강성의 향상이 도모되어 있다.
상기 제 3 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (1082b) (도 29(b) 참조) 는, 기판 홀더 (1028) 에 형성된 절결 (1028b) 내에 유지 패드 (1084b) 가 삽입되는 구성이었지만, 기판 홀더 (1028) 에 의한 기판 (P) 의 유지력 (평면 교정력) 의 관점에서는, 홀더 상면에는, 절결 등의 오목부가 작은 (혹은 없는) 것이 바람직하다. 이에 대하여, 절결을 작게 하면, 유지 패드도 아울러 소형화할 필요가 있고, 기판 (P) 의 흡착력이 저하될 우려가 있다. 본 실시형태에서는, 도 71 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 베어러 장치 (4082) 의 유지 패드 (4084) 가 박형화됨과 함께, 기판 홀더 (도시 생략) 에 절결 (오목부) 이 형성되어 있지 않다. 유지 패드 (4084) 는, 상기 제 3 실시형태보다 대형화되고, 기판 (P) 의 흡착력이 향상되어 있다.
또, 기판 반입 베어러 장치 (4082) 는, 유지 패드 (4084) 를 Y 축 방향, 및θz 방향으로만 미소 이동 가능하게 하는 가이드 기구 (4098) 를 갖고 있다. 도 72 에는, 기판 반입 베어러 장치 (4082) 의 분해도, 도 73 에는, 가이드 기구 (4098) 의 개념도가 도시되어 있다. 유지 패드 (4084) 에는, 이음매 (4082f) 가 접속되어 있다. 유지 패드 (4084) 는, 평면에서 보아 (Z 축 방향으로부터 보아) 사다리꼴 형상의 요동 블록 (4082e) 에 볼트 등을 통하여 고정되어 있다. 요동 블록 (4082e) 의 상면, 및 하면으로부터는 회전축 (4082g) 이 돌출되어 있다. 유지 패드 (4084) 는, 회전축 (4082g), 제 1 미동 가이드 (4082b), 및 제 2 미동 가이드 (4082d) 를 개재하여, 본체부 (4086) 에 대하여 장착되어 있다. 미동 가이드 (4082b, 4082d) 는, 본체부 (4086) 와 베어링 블록 (4082h) 사이에 가설되는 평행 판스프링 장치를 포함한다. 본체부 (4086) 에는, θz 위치 제어 가이드 (4082c) 가 장착되어 있다. θz 위치 제어 가이드 (4082c) 는, 1 쌍의 판스프링을 갖고, 요동 블록 (4082e) 은, 1 쌍의 판스프링 사이에 삽입되어 있다. θz 위치 제어 가이드 (4082c) 는, 요동 블록 (4082e) 을 뉴트럴 위치로 복귀시킨다. 유지 패드 (4084), 및 본체부 (4086) 등은, X 리니어 액추에이터 (4082a) 에 의해, X 축 방향으로 일체적으로 구동된다.
도 73 에 나타내는 바와 같이, 가이드 기구 (4098) 에서는, 미동 가이드 (4082b, 4082d) 에 의해 회전축 (4082g) 을 지지하는 베어링 블록 (4082h) 이 본체부 (4086) 에 대하여 Y 축 방향으로 미소 이동 가능하게 되어 있으며, 또한 유지 패드 (4084) 는, 베어링 블록 (4082h) 에 대하여 θz 방향으로 미소 각도로 자유롭게 요동할 수 있도록 되어 있다. 유지 패드 (4084) 의 요동 가능 범위는, θz 위치 제어 가이드 (4082c) 가 갖는 1 쌍의 판스프링에 의해 규정된다.
도 74 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 프리 얼라인먼트 동작시에 있어서, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (4082) 는, 기판 (P) 을 θz 방향으로 회전시키기 위해, 본체부 (4086) 가 서로 반대 방향으로 구동된다. 이 때, 본 실시형태의 가이드 기구 (4098) (도 73 참조) 에 의하면, 구조가 간단하며, 또한 강성이 높고, 고정밀도로 기판 (P) 의 위치 결정 동작을 실시할 수 있다.
도 75(a) ∼ 도 75(c) 에는, 제 7 실시형태에 관련된 기판 (P) 의 반입 동작이 도시되어 있다. 기판 (P) 의 반입 동작은, 상기 제 2 실시형태와 대략 동일하다. 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 의 상공에서 도시 생략의 기판 반입 핸드로부터 기판 반입 베어러 장치 (4082) 의 유지 패드 (4084) 에 전달된 후, 기판 (P) 과 유지 패드 (4084) 가 강하하고, 기판 (P) 이 미소한 간극을 개재하여 기판 홀더 (1028) 에 비접촉 지지된다. 본 제 7 실시형태에 있어서, 기판 홀더 (1028) 의 상면에는, 유지 패드 (4084) 를 수납하기 위한 오목부가 형성되어 있지 않고, 유지 패드 (4084) 의 두께는, 기판 (P) 의 하면과 기판 홀더 (1028) 의 상면 사이의 간격보다 얇게 설정되어 있다.
이 상태에서, 도 75(a) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 유지 패드 (4084) 가 X 축 방향으로 독립적으로 구동됨으로써, 기판 (P) 의 프리 얼라인먼트 동작이 실시된다. 이어서, 기판 홀더 (1028) 는, 도 75(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 에 대하여 +X 측으로부터 -X 측을 향하여 (-X 방향으로) 순서대로 진공 흡인력을 작용시킨다. 기판 (P) 의 대부분의 흡착 유지가 완료되면, 도 75(c) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 흡착 유지를 해제한 1 쌍의 유지 패드 (4084) 가 -X 방향으로 구동되고, 기판 (P) 의 하방으로부터 퇴피한다 (빼내진다). 또한, 유지 패드 (4084) 로부터 고압 기체를 분출하고, 기판 (P) 과의 접촉을 적게 해도 되는, 요컨대 마찰력을 작게 해도 된다. 이하, 도시 생략이지만, 기판 홀더 (1028) 가 기판 (P) 의 전체를 흡착 유지한다.
본 제 7 실시형태의 기판 반입 베어러 장치 (4082) 에 의하면, 기판 (P) 의 유지력을 유지하면서, 또한 기판 홀더 (1028) 의 평탄도를 저해하지 않는다. 또, 프리 얼라인먼트 동작시의 동작 방향의 강성이 향상되어 있고, 프리 얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이상 설명한 제 7 실시형태의 기판 반입 베어러 장치 (4082) 는, 상기 서술한 제 4 실시형태에 적용해도 된다.
《제 8 실시형태》
다음으로 제 8 실시형태에 대하여, 도 76 ∼ 도 77(c) 를 사용하여 설명한다. 본 제 8 실시형태는, 상기 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (1020) (도 27 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 스테이지 장치를 갖는 액정 노광 장치에 있어서, 기판 교환 장치의 구성, 및 동작이 상기 제 3 실시형태와는 상이하다. 이하, 본 제 8 실시형태의 설명에서는, 상기 제 3 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 3 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
기판 스테이지 장치 (5020) 는, 기판 홀더 (1028) 의 +X 측의 양모서리부의 근방에 기판 반출 베어러 장치 (5082a) 를 가짐과 함께, 기판 홀더 (1028) 의 -X 측의 양모서리부의 근방에 기판 반입 베어러 장치 (5082b) 를 갖고 있다. 베어러 장치 (5082a, 5082b) 의 구성은, 상기 제 7 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (4082) (도 71 등 참조) 와 대략 동일하다. 즉, 베어러 장치 (5082a, 5082b) 는, 각각 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능한 박형의 유지 패드 (4084) (도 71 등 참조) 를 갖고 있다. 따라서, 기판 홀더 (1028) 의 상면에는, 패드 수납용의 오목부가 형성되어 있지 않다. 기판 반출 베어러 장치 (5082a) 의 X 축 방향의 스트로크는, 상기 제 3 실시형태보다 길게 설정되어 있다. 베어러 장치 (5082a, 5082b) 는, 기판 테이블 (1024) 에 장착되어 있어도 되고, 도시 생략의 조동 스테이지에 장착되어 있어도 된다.
기판 스테이지 장치 (5020) 는, 반출용 플랫폼 (5030) 을 갖고 있다. 반출용 플랫폼 (5030) 은, 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 10 개) 의 밸런스 빔 (5032) 을 갖고 있다. 복수의 밸런스 빔 (5032) 은, 기판 테이블 (1024) 의 +X 측의 측면에 대하여 플랫폼 베이스 (5038) 를 개재하여 접속되어 있다. 밸런스 빔 (5032) 은, 상기 서술한 제 3 실시형태의 밸런스 빔 (1052) (도 28 참조) 과 길이가 상이한 점을 제외하고, 동일한 기능의 부재이다. 밸런스 빔 (5032) 의 상면의 Z 위치는, 기판 홀더 (1028) 의 상면의 Z 위치와 거의 동일하게 (혹은 약간 낮게) 설정되어 있다. 또, 밸런스 빔 (5032) 의 상면의 Z 위치는, 빔 유닛 (1050) (도 77(a) 참조) 이 갖는 밸런스 빔 (1052) 의 상면의 Z 위치와 거의 동일하게 설정되어 있다. 반출용 플랫폼 (5030) 은, 기판 홀더 (1028) 의 측면이나 하면에 장착되어 있어도 된다.
플랫폼 베이스 (5038) 상에는, 복수의 조도 센서 (5034), 기준 지표 (5036), 및 기준 조도계 (도시 생략) 등 (이하, 「센서류」라고 한다) 이 장착되어 있다. 센서류의 상면의 Z 위치는, 밸런스 빔 (5032) 의 상면의 Z 위치보다 낮게 설정되어 있다. 복수의 밸런스 빔 (5032), 센서류를 포함하여, 반출용 플랫폼 (5030) 은, 주사 노광 동작 등에 있어서, 기판 홀더 (1028) 와 일체적으로 XY 평면 내에서 장스트로크로 이동한다. 도 77(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (1024) 의 -X 측의 측면에는, 미러 베이스 (5024) 를 개재하여 바 미러 (5022) 가 장착되어 있다.
다음으로 기판 스테이지 장치 (5020) 에 있어서의 기판 (P) 의 반출 동작을 설명한다. 도 76 에 나타내는 바와 같이, 노광 완료된 기판 (P) 은, +X 측의 양모서리부의 근방이 기판 반출 베어러 장치 (5082a) 에 파지 (유지) 된다. 기판 반출 베어러 장치 (5082a) 는, 기판 (P) 을 기판 홀더 (1028) 에 대하여 +X 측으로 이동 (오프셋) 시킨다. 오프셋 상태에 있어서, 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방은, 기판 홀더 (1028) 의 단부로부터 돌출되지만, 이 돌출된 부분이 복수의 밸런스 빔 (5032) 에 하방으로부터 지지된다. 상기 서술한 바와 같이, 밸런스 빔 (5032) 은, 기판 홀더 (1028) 와 일체의 계를 이루고 있는 점에서, 기판 반출 베어러 장치 (5082a) 에 의한 기판 (P) 의 오프셋 동작은, 노광 동작 종료 후에 기판 홀더 (1028) 가 소정의 기판 교환 위치를 향하는 동작과 병행하여 실시할 수 있다. 이 때, 만일 기판 스테이지 장치 (5020) 가 제어 불능이 되더라도, 기판 반출 장치 (1070) 의 기판 반출 핸드 (1072) 와 밸런스 빔 (5032) 이 접촉하지 않도록, 기판 반출 핸드 (1072) 는, 밸런스 빔 (5032) 보다 하방에서 대기하고 있다.
기판 홀더 (1028) 가 기판 교환 위치에 배치된 후, 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방이 기판 반출 핸드 (1072) 에 파지 (유지) 되는 점 (도 77(b) 참조), 및 기판 (P) 을 파지한 기판 반출 핸드 (1072) 가 +X 방향으로 구동됨으로써, 기판 (P) 이 빔 유닛 (1050) 상에 반출되는 점 (도 77(c) 참조) 은, 상기 제 3 실시형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 또, 기판 반입 베어러 장치 (5082b) 를 사용한 기판의 반입 동작은, 상기 제 7 실시형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 제 8 실시형태에 의하면, 기판 (P) 의 반출 동작을, 기판 홀더 (1028) 의 기판 교환 위치에 대한 도달에 앞서 개시할 수 있기 때문에, 기판 교환 동작을 신속히 실시할 수 있다. 또, 빔 유닛 (1050) 이 갖는 밸런스 빔 (1052) 의 길이, 기판 반출 장치 (1070) 의 기판 반출 핸드 (1072) 의 X 축 방향의 스트로크도, 각각 짧게 할 수 있다.
《제 9 실시형태》
다음으로 제 9 실시형태에 대하여, 도 78 ∼ 도 83 을 사용하여 설명한다. 본 제 9 실시형태는, 상기 제 8 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (5020) (도 76 등 참조) 와 동일한 구성의 기판 스테이지 장치를 갖는 액정 노광 장치에 있어서, 기판 교환 장치의 구성, 및 동작이 상기 제 8 실시형태와는 상이하다. 이하, 본 제 9 실시형태의 설명에서는, 상기 제 8 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 관해서는, 상기 제 8 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도 78 에 나타내는 바와 같이, 제 9 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (6020) 는, 기판 반입 베어러 장치 (6082b) 의 배치, 및 동작이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 8 실시형태의 기판 스테이지 장치 (5020) (도 76 등 참조) 와 동일하게 구성되어 있다. 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (6082b) 는, 일방이 기판 홀더 (1028) 의 +Y 측에 배치되고, 타방이 기판 홀더 (1028) 의 -Y 측에 배치되어 있다. 기판 반입 베어러 장치 (6082b) 는, 상기 제 7 실시형태에 관련된 기판 반입 베어러 장치 (4082) (도 71 등 참조) 와 동일하지만, 박형의 유지 패드 (4084) 의 X 축 방향에 관한 스트로크가 상기 제 7 실시형태보다 길게 설정되어 있는 점이 상이하다. 본 실시형태에 있어서, 기판 반입 베어러 장치 (6082b) 의 유지 패드 (4084) 는, 기판 홀더 (1028) 의 +Y 측 (또는 -Y 측) 의 단부를 따라, 장스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. 또, 유지 패드 (4084) 는, Y 축 방향으로도 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다.
이하, 제 9 실시형태에 관련된 기판 (P) 의 반입 동작을 설명한다. 도 80 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 은, 상기 제 3 실시형태와 동일한 기판 반입 장치 (1060) 에 의해 반입된다. 도 79(a) 및 도 81 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 장치 (1060) 의 기판 반입 핸드 (1062) 상에 재치된 기판 (P) 은, 기판 홀더 (1028) 의 상공에 반송된다. 이 때, 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 에 대하여 +X 측으로 오프셋되는 점이, 상기 제 3 실시형태와 상이하다.
이어서, 도 81 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (6082b) 가, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 파지 (유지) 한다. 유지 패드 (4084) 는, 노광 동작시 등에는, XY 평면 내에서 기판 (P) 과 중복되지 않는 위치 (기판 홀더 (1028) 의 외측) 에 배치되어 있고, 기판 (P) 을 파지할 때에는, 일방 (+Y 측) 의 유지 패드 (4084) 가 -Y 방향으로, 타방 (-Y 측) 의 유지 패드 (4084) 가 +Y 방향으로, 각각 구동됨으로써, 유지 패드 (4084) 가 기판 (P) 과 기판 홀더 (1028) 사이에 삽입된다. 이 후, 도 79(b) 및 도 82 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 +X 방향으로 이동하여 기판 홀더 (1028) 의 상공으로부터 퇴피한다. 이 기판 반입 핸드 (1062) 의 퇴피 동작과 병행하여, 유지 패드 (4084) 가 기판 (P) 의 자중에 의한 강하에 아울러 강하 구동된다. 또, 유지 패드 (4084) 는, 강하 동작과 아울러, -X 방향 (퇴피 동작시의 기판 반입 핸드 (1062) 의 이동 방향과는 역방향) 으로 구동된다.
도 83 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 -X 측에는, 1 쌍의 에지 센서 (6098) 가 Y 축 방향으로 이간되어 배치되어 있다 (도 78, 도 80 ∼ 도 82 에서는 도시 생략). 에지 센서 (6098) 는, 도 79(a) 에 나타내는 바와 같이, 측면에서 보아 L 자상의 브래킷 (6096) 을 개재하여 미러 베이스 (5024) 에 장착되어 있다. 에지 센서 (6098) 의 하방에는, 타깃 (6094) 이 배치되어 있다. 에지 센서 (6098) 는, 그 에지 센서 (6098) 와 타깃 (6094) 사이에 삽입된 기판 (P) 의 -X 측의 단부에 있어서의, 기판 홀더 (1028) 에 대한 X 축 방향의 위치를 검출한다.
유지 패드 (4084) 는, 강하 동작과 -X 방향으로의 이동 동작을 병행하여 실시함으로써, 도 79(c) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 에지 센서 (6098) 와 타깃 (6094) 사이에 삽입한다. 이 때, 기판 홀더 (1028) 로부터는, 기판 (P) 의 하면에 가압 기체가 분출되어, 기판 (P) 이 기판 홀더 (1028) 상에 부상하고 있는 점은, 상기 제 3 실시형태와 동일하다.
도 83 에 나타내는 바와 같이, 유지 패드 (4084) 는, 1 쌍의 에지 센서 (6098) 의 출력에 기초하여, X 축 방향, 및 Y 축 방향으로 적절히 미소 구동된다. 이로써, 기판 (P) 의 프리 얼라인먼트 동작이 실시된다. 프리 얼라인먼트 동작의 종료 후, 도 79(d) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 유지, 및 유지 패드 (4084) 의 기판 (P) 의 하방으로부터의 퇴피 동작이 실시되는 점은, 상기 제 7 실시형태와 동일하다.
이상 설명한 제 9 실시형태에 의하면, 기판 반입 장치 (1060) 의 기판 반입 핸드 (1062) 의 X 방향의 스트로크를 짧게 할 수 있다. 또, 유지 패드 (4084) 와 기판 반입 핸드 (1062) 를 서로 반대 방향으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 과 기판 반입 핸드 (1062) 의 분리를 신속히 실시할 수 있고, 토탈의 기판 교환 시간을 단축할 수 있다. 또, 에지 센서 (6098) 와 타깃 (6094) 을 아울러 기판 스테이지 장치 (6020) 에 설치하는 것이 가능해지고, 예를 들어 에지 센서만을 장치 본체 (18) (도 1 참조) 에 설치하는 경우에 비하여, 에지의 검출이 간단하다. 또한 유지 패드 (4084) 의 -X 방향으로의 이동 동작에 의해, 기판 (P) 의 X 측 단부를 에지 센서 (6098) 에 의해 검출할 수 있고, 기판 홀더 (1028) 에 대한 기판 (P) 의 위치 조정을 실시하는 프리 얼라인먼트 동작에 걸리는 시간이 짧아진다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 1 방향 (본 실시형태에서는 -X 측) 의 단부의 2 개 지점을 에지 센서 (6098) 에 의해 검출했지만, 이것에 한정되지 않고, 도 84 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (1028) 의 3 방향 (+Y 방향, -Y 방향, 및 -X 방향) 측의 단부의 검출을, 각각 1 쌍의 에지 센서 (6098) 를 사용하여 실시해도 된다. 또한, 기준변이 +X 측이 되는 경우에는, 포트부에서 기판 (P) 을 Z 축 둘레로 180°회전시켜 기판 홀더 (1028) 에 반입하면 된다.
또한, 이상 설명한 제 1 ∼ 제 9 의 각 실시형태에 관련된 액정 노광 장치, 기판 스테이지 장치, 기판 교환 장치 등의 구성은 일례로서, 적절히 변경이 가능하다. 이하, 변형예에 대하여 설명한다.
도 85(a), 및 도 85(b) 에 나타내는 제 1 변형예는, 상기 제 4 실시형태에 있어서, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 장치 본체 (18) 의 상가대부 (18a) 에 현수 상태로 고정된 형태이다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) 는, Z 축 및 X 축 방향 (혹은 Z 축, X 축, 및 Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 되어 있다. 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 구조는, 상기 제 4 실시형태와 동일한 직동의 액추에이터를 사용해도 되고, 예를 들어 미국 특허 제6,516,681호 명세서에 개시된 바와 같은 공지된 패러렐 링크 기구를 사용해도 된다. 이 경우, 비접촉 홀더 (32) 에 유지 패드 (1084b) 를 수납하기 위한 오목부 (절결) 를 형성할 필요가 없다.
도 86(a) 및 도 86(b) 에 나타내는 제 2 변형예는, 상기 제 4 실시형태에 있어서의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 의 유지 패드 (1084b) (도 29(b) 참조) 와 기판 캐리어 (40) 의 흡착 패드 (44) (도 3 참조) 가 겸용되는 유지 패드 (10044) 가 기판 캐리어 (40) 에 장착된 형태이다. 유지 패드 (10044) 는, 기판 캐리어 (40) 의 본체 부분 (프레임상 부재) 에 대하여 Z 축 및 X 축 방향 (혹은 Z 축, X 축, 및 Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 경우, 상기 제 4 실시형태와 같은 유지 패드 사이에서의 기판 (P) 의 전달 동작이 필요 없다. 기판 캐리어 (40) 에는, 기판 (P) 의 위치를 계측하는 센서 (간섭계, 혹은 인코더) 가 장착되어 있기 때문에, 본 변형예와 같이 기판 반입용의 패드 부재와 기판 유지용의 패드 부재를 겸용하는 경우에는, 기판 (P) 의 자세 조정 후에, 유지 패드 (10044) 가 기판 캐리어 (40) 의 본체 부분에 대하여 어긋나지 않도록 할 필요가 있다. 일례로서, 도 87(c), 도 87(d) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (40) 에 흡착 패드 (1046) 를 장착하고, 기판 (P) 을 비접촉 홀더 (32) 에 전달한 후에, 그 흡착 패드 (1046) 에 의해 유지 패드 (10044) 의 이면을 흡착 유지함으로써, 그 유지 패드 (10044) 의 기판 캐리어 (40) 에 대한 상대 이동을 제한하면 된다. 흡착 패드 (1046) 와 기판 캐리어 (40) 의 본체부의 상대 이동을 제한하는 방법으로서, 흡착 패드 (1046) 와 기판 캐리어 (40) 의 본체부를 메카니컬하게 로크 (예를 들어, 흡착 패드와 기판 캐리어 (40) 를 연결) 하도록 해도 된다. 기판 (P) 이 비접촉 홀더 (32) 에 의해 비접촉 지지된 후, 기판 (P) 을 구동하는 흡착 패드 (1046) 와 기판 캐리어 (40) 를 전기적으로 로크하도록 해도 된다. 전기적으로 로크하는 방법으로서, 흡착 패드 (1046) 를 상하 방향으로 구동하기 위해 구동력 (전력) 을 오프로 하여, 흡착 패드 (1046) 가 기판 캐리어 (40) 에 대하여 상대 구동할 수 없도록 해도 된다. 전기적으로 로크하는 다른 방법으로서, 흡착 패드 (1046) 가 기판 캐리어 (40) 에 대하여 어긋나지 않도록 위치 제어를 하여, 양자의 상대 위치 관계가 변하지 않게 제어하도록 해도 된다. 또, 기판 캐리어 (40) 와 유지 패드의 상대 위치 관계를 계측하는 계측계를 추가로 가져도 된다. 이것은, 그 계측계에 의해, 유지 패드 (10044) 와 기판 캐리어 (40) 의 상대 이동을 제한하는 것으로 했지만, 양자의 상대 위치 관계가 소정 범위 내에서 유지되고 있는지를 모니터링하기 위한 것이다. 계측계에 의한 계측은, 단속적으로 실시해도 되고, 소정 시간마다 실시하도록 해도 된다.
도 88(a) 및 도 88(b) 에 나타내는 제 3 변형예는, 상기 제 4 실시형태에 있어서, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) (도 49 참조) 에 상당하는 요소를 기판 스테이지 장치가 갖고 있지 않은 형태이다. 본 변형예에서는, 조동 스테이지 (24) 에 장착된 복수의 리프터 (10048) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 째 상하동시켜, 비접촉 홀더 (32) 의 상공에서 대기중인 기판 (P) 을 기판 반입 핸드 (1062) 로부터 수취하고, 강하한다. 그러기 위해, 기판 캐리어 (40) 는, 반입되는 기판 (P) 과 간섭하지 않도록, 예를 들어 +X 측의 프레임 부재가 없는 형상 (평면에서 보아 U 자상) 으로 되어 있다. 또한, 리프터 (10048) 는, XY 방향으로 미소 이동이 가능하게 되어 있어도 되고, 1 개의 리프터 (10048) 가 기판 캐리어 (40) 의 이면을 흡착 고정하고, Z 축 둘레로 기판 캐리어 (40) 를 회전할 수 있도록 되어 있어도 된다. 이 경우, 기판 캐리어 (40) 에 대한 기판 (P) 의 러프 얼라인먼트가 가능해진다. 본 변형예에 있어서, 기판 캐리어 (40) 를 미소 구동하기 위한 리니어 모터 (보이스 코일 모터) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 고정자와 가동자가 Z 방향으로 분리 가능하게 배치되어 있기 때문에, 기판 캐리어 (40) 를 조동 스테이지 (24) 등으로부터 용이하게 분리, 결합할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, +X 측의 프레임 부재가 없기 때문에, 기판 캐리어 (40) 를 미소 구동하기 위한 리니어 모터 중, X 리니어 모터는, Y 축 방향으로 이간되어 1 쌍, Y 리니어 모터는, Y 축 방향에 관한 중앙부에 1 개, 각각 기판 캐리어 (40) 의 -Y 측에 배치되어 있고, 기판 캐리어 (40) 의 Z 축 둘레의 미소 회전 제어도 가능하게 되어 있다. 또, 도 13(a) 에 나타내는 변형예와 동일하게, 기판 캐리어 (40) 는, 조동 스테이지 (24) 와는 진동적 (물리적) 으로 분리된 기판 테이블 (30) 에 장착된 에어 부상 유닛 (238) 상에 재치되어 있다.
도 89(a) ∼ 도 89(c) 에 나타내는 제 4 변형예는, 기판 스테이지 장치 (10050) 의 구성이 상기 제 4 실시형태와는 상이한 형태이다. 기판 스테이지 장치 (10050) 는, 기판 (P) 을 유지하는 부재 (기판 캐리어 (10052)) 와 비접촉 홀더 (32) 가 분리되어 있는 점은, 상기 제 4 실시형태와 동일하지만, 기판 캐리어 (10052) 와 비접촉 홀더 (32) 가 XY 평면 내에서 모두 장스트로크로 이동 가능, 또한 기판 캐리어 (10052) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 미소 이동 가능한 점이 상이하다. 기판 캐리어 (10052) 는, Y 축 방향으로 연장되는 봉상으로 형성되고, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 하방으로부터 흡착 유지하는 유지 패드 (10054) 를 갖고 있다. 기판 캐리어 (10052) 는, 기판 테이블 (30) 에 장착된 에어 부상 유닛 (238) 상에 비접촉 재치되어 있고, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 이동 가능하다. 유지 패드 (10054) 의 유지면에는, Y 축 방향으로 이간된 1 쌍의 개구가 형성되고, 그 개구 내에는, 유지 패드 (10056) 가 수납되어 있다. 유지 패드 (10056) 는, 기판 반입용의 베어러 장치 (10058) 의 일부로서, 기판 캐리어 (10052) 의 본체부 (봉상 부재) 에 대하여 적어도 Z 축 방향으로 구동된다. 본 변형예에서는, 도 89(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 핸드 (1062) 가 기판 (P) 을 비접촉 홀더 (32) 의 상공에 반송하면, 유지 패드 (10056) 가 상승 구동되고, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다. 그 후, 기판 반입 핸드 (1062) 가 +X 방향으로 퇴피하는 점, 및 도 89(c) 에 나타내는 바와 같이, 유지 패드 (10056) 가 기판 (P) 의 자중에 의한 낙하 동작과 아울러 강하 구동되는 점은, 상기 제 4 실시형태와 동일하다. 이 때, 반입용 유지 패드 (10056) 의 상면은, 흡착 유지용의 유지 패드 (10054) 의 상면보다 낮은 위치가 되도록 (유지 패드 (10056) 가 기판 (P) 으로부터 분리되도록) 위치 결정된다.
도 90(a) 및 도 90(b) 에 나타내는 제 5 변형예는, 기판 스테이지 장치 (10060) 의 구성이 상기 제 4 실시형태와는 상이한 형태이다. 상기 제 4 실시형태의 기판 캐리어 (40) (도 49 참조) 가 평면에서 보아 사각형의 프레임상 부재였던 데 대하여, 본 변형예의 기판 캐리어 (10062) 는, Y 축 방향으로 연장되는 봉상 부재로서, 기판 (P) 의 -X 측의 중앙부 (1 개 지점) 를 하방으로부터 흡착 유지한다. 기판 캐리어 (10062) 는, 기판 테이블 (30) 에 장착된 에어 부상 유닛 (238) 상에 비접촉 재치되어 있고, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 이동 가능하다. 기판 캐리어 (10062) 는, 복수의 인코더 헤드 (10068) 를 갖고 있고, 조동 스테이지 (24) 에 장착된 스케일 (10071) 을 사용한 인코더 시스템에 의해, 조동 스테이지 (24) 에 대한 이동량 정보가 구해진다. 또, 조동 스테이지 (24) 도 복수의 인코더 헤드 (10073) 를 갖고 있고, 장치 본체 (18) 에 장착된 스케일 (10075) 을 사용한 인코더 시스템에 의해, 장치 본체 (18) 에 대한 이동량 정보가 구해진다. 이와 같이, 본 변형예의 기판 스테이지 장치 (10060) 에서는, 기판 캐리어 (10062) (기판 (P)) 의 위치 정보가, 조동 스테이지 (24) 를 개재하여 2 단계의 인코더 시스템에 의해, 장치 본체 (18) 기준으로 구해진다. 기판 테이블 (30) 에는, Y 축 방향으로 이간된 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (10064) 가 장착되어 있다. 기판 반입 베어러 장치 (10064) 는, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 적어도 Z 축 방향으로 이동 가능한 유지 패드 (10066) 를 갖고 있다. 유지 패드 (10066) 를 사용한 기판 (P) 의 반입 동작은, 상기 제 4 실시형태와 동일하다.
도 91, 도 102(a) 및 도 102(b) 에 나타내는 제 6 변형예는, 미국 특허출원공개 제2011/0053092호 명세서에 개시된 타입의 기판 스테이지 장치 (10070) 에 기판 반입용의 베어러 장치 (10072) 를 배치한 형태이다. 기판 스테이지 장치 (10070) 는, 프레임상의 부재인 기판 유지 프레임 (10076) 에 의해 기판 (P) 을 유지하는 점은, 상기 제 4 실시형태와 동일하지만, 기판 (P) 을 하방으로부터 지지하는 부재 (에어 부상 유닛 (10078a), 및 정점 (定点) 스테이지 (10078b)) 의 수평면 내의 위치가 고정인 점이 상이하다. 도 91 에서는, 기판 반입용의 베어러 장치 (10072) 는, 합계로 6 개 배치되어 있지만, 기판 스테이지 장치 (10070) 에서는, 기판 교환시에 있어서, 기판 (P) 은, 정점 스테이지 (10078b) 상에 배치되지 않기 때문에 기판 (P) 의 하방의 임의의 위치에 복수 개의 기판 반입용의 베어러 장치 (10072) 를 배치하는 것이 가능하다. 기판 반입용의 베어러 장치 (10072) 가 적어도 Z 축 방향으로 이동 가능한 유지 패드 (10074) 를 갖고 있는 점은, 상기 각 실시형태 및 변형예와 동일하다. 또, 기판 (P) 의 중앙부에 대향 가능한 유지 패드 (10074) 는, Z 축 둘레 방향으로도 이동 가능하게 되어 있다. 이로써, 그 유지 패드 (10074) 를 사용하여 기판 (P) 의 θz 회전 보정 (러프 얼라인먼트) 을 실시할 수 있다. 유지 패드 (10074) 가 강하하여 기판 유지 프레임 (10076) 의 유지 패드 (10079) 에 기판 (P) 을 전달하는 점, 및 이 전달 동작 후에 유지 패드 (10074) 가 유지 패드 (10079) 보다 낮은 위치까지 강하 구동되는 점은, 상기 제 4 변형예와 동일하다. 기판 유지 프레임 (10076) 은, 미국 특허출원공개 제2011/0053092호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 기판 (P) 을 유지하는 유지 패드 (10079) 를 구비하고 있지 않아도 된다. 기판 유지 프레임 (10076) 은, 압축 코일 스프링을 개재하여 장착된 가압 부재에 의해, 기판 (P) 을 유지하도록 해도 된다.
도 92(a) 및 도 92(b) 에 나타내는 제 7 변형예는, 상기 제 5 실시형태에 있어서, 기판 (P) 을 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 전달한 후에 있어서의, 기판 반입 핸드 (1062) 의 퇴피 방향이 상이한 형태이다. 상기 서술한 바와 같이, 제 3 및 제 4 실시형태에 있어서, 기판 반입 핸드 (1062) 는, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 와 대향하는 방향으로 퇴피한다. 본 제 7 변형예에서는, 1 쌍의 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 X 축 방향으로 이간되어 배치되고, 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 중, X 축 방향으로 이간된 2 개 지점을 흡착 유지하는 점에서, 기판 반입 핸드 (1062) 도, 상기 제 3 및 제 4 실시형태와 동일하게, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 와 대향하는 방향, 즉 -Y 측으로 이동함으로써, 기판 (P) 의 하방으로부터 퇴피한다. 이 경우, 기판 반입 핸드 (1062) 의 가장 +Y 측의 지부 (1062a) (도 30(a) 참조) 가 퇴피 동작의 종료까지 기판 (P) 을 하방으로부터 지지하기 때문에, 기판 (P) 의 처짐 (특히 기판 (P) 의 -Y 측 또한 -X 측의 모서리부의 처짐) 을 억제할 수 있다. 또, 지부 (1062a) 는, 기판 (P) 을 비접촉 지지하기 위해 에어를 기판 (P) 에 대하여 분출하는데, 분출 방향은 기판 (P) 에 대하여 법선 방향으로 분출시켜도 되고, 기판 (P) 에 에어가 분출되는 면적을 증가시키기 위해 기판 (P) 에 대하여 경사 방향으로부터 에어를 분출하도록 해도 된다.
도 93(a) 및 도 93(b) 에 나타내는 제 8 변형예는, 상기 제 4 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 장치 (10080) 가 상기 제 8 실시형태와 동일한 반출용 플랫폼 (10082) 을 갖고, 추가로 반출용 플랫폼 (10082) 이 기판 반출 핸드 (10084) 도 갖는 형태이다. 반출용 플랫폼 (10082) 은, 비접촉 홀더 (32) 에 접속되어 있고, 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 X 축 방향으로 장스트로크로 이동한다. 반출용 플랫폼 (10082) 이 갖는 밸런스 빔 (10086) 은, 상기 제 8 실시형태의 밸런스 빔 (5032) (도 76 참조) 보다 길고, 기판 (P) 의 전체를 하방으로부터 지지할 수 있는 정도의 길이로 설정되어 있다. 반출용 플랫폼 (10082) 은, 기판 반출 핸드 (10084) 를 구동하기 위한 구동 장치 (10088) 도 갖고 있다. 이 때문에, 기판 스테이지 장치 (10080) 는, 반출용 플랫폼 (10082) 만으로, 기판 (P) 을 기판 캐리어 (40) (비접촉 홀더 (32) 상) 로부터 반출할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 반출 동작은, 기판 스테이지 장치 (10080) 가 기판 교환 위치에 도달하기 전 (이동중) 에 개시할 수 있다. 또, 기판 스테이지 장치 (10080) 의 기판 교환 위치로의 이동 속도보다 빠른 속도로 기판 (P) 을 기판 캐리어 (40) 로부터 반출할 수 있다.
도 94(a) ∼ 도 94(c) 에 나타내는 제 9 변형예는, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 가 갖는 유지 패드 (1084b) 를, 기판 (P) 의 강하 속도 (혹은 가속도) 와는 무관하게 제어하는 형태이다. 상기 서술한 바와 같이, 기판 (P) 은, 기판 반입 베어러 장치 (1082b) 에 파지되어 있는 부분 (기판 홀더 (1028) 에 대한 충돌력이 완충되는 쪽) 을 제외하고, 기판 홀더 (1028) 상에 자유 낙하 (실제로는, 중력 가속도보다 작은 가속도로 낙하) 한다. 도 94(b) 에 나타내는 예에서는, 기판 (P) 의 자유단측의 강하 동작의 개시보다 나중에 유지 패드 (1084b) 가 강하되고, 도 94(c) 에 나타내는 예에서는, 기판 (P) 의 자유단측의 강하 동작의 개시보다 먼저 유지 패드 (1084b) 가 강하된다.
도 95 ∼ 도 100 에는, 도 89(a) ∼ 도 89(c) 에 나타내는 제 4 실시형태의 변형예 (제 10 ∼ 제 15 변형예) 가 도시되어 있다 (도 95 ∼ 도 100 에서는, 비접촉 홀더 (32) 는 도시 생략). 도 95 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050A) 가 갖는 기판 캐리어 (10052A) 는, 상기 제 4 변형예와 동일하게 Y 축 방향으로 연장되는 봉상으로 형성되어 있지만, 기판 캐리어 (10052A) 자체가 직접적으로 기판 (P) 을 흡착 유지하는 기능을 갖고 있다. 그리고, 기판 캐리어 (10052A) 내에 기판 반입용의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 상기 제 4 변형예와 동일하다. 도 96 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050B) 에서는, 기판 캐리어 (10052B) 가 X 축 방향으로 연장되는 봉상으로 형성되고, 기판 (P) 의 -Y 측의 단부 근방을 직접적으로 하방으로부터 흡착 유지한다. 기판 캐리어 (10052B) 내에 기판 반입용의 1 쌍의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 도 95 에 나타내는 변형예와 동일하다.
도 97 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050C) 에서는, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 유지하는 기판 캐리어 (10052Ca) 와, 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방을 유지하는 기판 캐리어 (10052Cb) 에 의해, 기판 (P) 이 직접적으로 유지된다. 기판 캐리어 (10052Ca, 10052Cb) 는, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 봉상으로 형성되어 있다. -X 측에 배치된 기판 캐리어 (10052Ca) 내에 기판 반입용의 1 쌍의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 도 95 에 나타내는 변형예와 동일하다. 도 98 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050D) 에서는, 평면에서 보아 U 자상으로 형성된 기판 캐리어 (10052D) 에 의해 기판 (P) 이 직접적으로 유지된다. 기판 캐리어 (10052D) 중, 기판 (P) 의 -X 측의 단부를 따라 Y 축 방향으로 연장되는 부분에 기판 반입용의 1 쌍의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 도 95 에 나타내는 변형예와 동일하다.
도 99 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050E) 에서는, 평면에서 보아 L 자상으로 형성된 기판 캐리어 (10052E) 에 의해 기판 (P) 이 직접적으로 유지된다. 기판 캐리어 (10052E) 에는, 보강용의 브레이스 (20054) 가 접속되어 있고, 이 브레이스 (20054) 는, 기판 캐리어 (10052E) 와 기판 테이블 (30) 의 상대 이동을 저해하지 않도록, 기판 테이블 (30) 에 형성된 홈 내에 수납되어 있다. 기판 캐리어 (10052E) 중, 기판 (P) 의 -X 측의 단부를 따라 Y 축 방향으로 연장되는 부분에 기판 반입용의 1 쌍의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 도 95 에 나타내는 변형예와 동일하다. 도 100 에 나타내는 기판 스테이지 장치 (10050F) 는, 상기 제 4 실시형태와 동일하게, 기판 캐리어 (10052F) 가 기판 (P) 의 외주를 둘러싸는 사각형의 프레임상으로 형성되어 있다. 단, 상기 제 4 실시형태와 달리, 기판 캐리어 (10052F) 는, 기판 테이블 (30) (도시 생략의 기판 홀더) 과 함께, 수평면 내에서 소정의 장스트로크로 이동 가능, 또한 기판 테이블 (30) 에 대한 미소 구동이 가능하게 되어 있다. 기판 캐리어 (10052F) 중, 기판 (P) 의 -X 측의 단부를 따라 Y 축 방향으로 연장되는 부분에 기판 반입용의 1 쌍의 유지 패드 (10056) 가 내장되어 있는 점은, 도 95 에 나타내는 변형예와 동일하다.
도 101 에는, 도 90(a) 및 도 90(b) 에 나타내는 제 5 변형예의 변형예 (제 16 변형예) 의 기판 스테이지 장치 (10060A) 가 도시되어 있다. 상기 제 5 변형예에서는, 기판 캐리어 (10062) (도 90(a) 참조) 가 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 유지한 데 대하여, 본 변형예의 기판 스테이지 장치 (10060A) 는, 기판 캐리어 (10062) 와 아울러, 기판 (P) 의 +X 측의 단부 근방을 유지하는 기판 캐리어 (10164) 를 갖고 있다. +X 측의 기판 캐리어 (10164) 가 위치 계측용의 인코더 헤드 (10068) 를 갖고 있는 점은, -X 측의 기판 캐리어 (10062) 와 동일하다. 기판 스테이지 장치 (10060A) 가 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 유지하는 기판 반입용의 유지 패드 (10066) 를 갖고 있는 점은, 상기 제 5 변형예와 동일하다.
또, 조명계 (12) 에서 사용되는 광원, 및 그 광원으로부터 조사되는 조명광 (IL) 의 파장은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (16) 로서, 등배계가 사용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 축소계, 혹은 확대계를 사용해도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치, 반도체 제조용의 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 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 한 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다.
액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제작하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제작하는 스텝, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 완료되어 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되기 때문에, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태의 복수의 구성 요건은 적절히 조합할 수 있다. 따라서, 상기 서술한 복수의 구성 요건 중 일부가 사용되지 않아도 된다.
또한, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허출원공개 명세서 및 미국 특허 명세서 등의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은, 물체를 주사 노광하는 데 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.
10 : 액정 노광 장치, 20 : 기판 스테이지 장치, 22 : 베이스 프레임, 24 : 조동 스테이지, 26 : 중량 캔슬 장치, 28 : X 가이드 바, 32 : 비접촉 홀더, 34 : 보조 테이블, 40 : 기판 캐리어, P : 기판.

Claims (33)

  1. 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 장치로서,
    상기 지지부의 상방의 제 1 위치에 위치하는 상기 물체의 일부를 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부에 유지된 상기 물체의 타부를 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 물체가 상기 제 1 위치에 위치하고 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 상태에서, 상기 제 1 유지부에 의한 상기 물체의 유지를 해제하도록, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 물체에 대하여 상기 제 1 유지부를 상하 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시키는 제 1 구동부와,
    상기 제 1 유지부에 의한 유지가 해제된 상기 물체를 유지하는 상기 제 2 유지부를, 상기 제 1 위치보다 하방에 위치하고, 상기 물체가 상기 지지부에 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키는 제 2 구동부를 구비하고,
    상기 제 2 유지부는, 상기 물체의 타부를 유지하는 유지부재와, 상기 유지부재가 형성된 본체부를 갖고,
    상기 물체를 유지한 상태에서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 상기 본체부에 대하여 하방으로 상대 이동된 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계를 소정 범위 내로 유지하는 유지부를 구비하고,
    상기 제 2 구동부는, 상기 주사 노광에 있어서, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계가 유지된 상기 제 2 유지부를, 상기 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체를 상기 지지부에 대하여 상대 이동시키는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 유지부재와 상기 본체부를 연결하고, 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계를 유지하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 제 2 구동부에 의한 상기 유지부재의 하방으로의 이동을 전기적으로 제한하고, 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계를 유지하는 노광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계가 유지된 상태에서, 상기 유지부재에 유지된 상기 물체의 상기 지지부에 대한 위치 조정을 실시하는 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 위치 조정에 있어서, 상기 지지부와 상기 물체 사이에 기체를 개재시켜 상기 물체를 비접촉 지지하는 노광 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 위치 조정을 실시한 후에, 상기 물체를 상기 지지부에 지지시키도록 상기 유지부재를 이동하는 노광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 복수의 구획 영역을 갖는 상기 물체를, 상기 지지부에 대하여 상대 이동시키고, 상기 주사 노광의 대상이 되는 상기 구획 영역을 변경하는 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부는, 상기 제 1 위치에 있어서, 상기 제 2 유지부에 의해 상기 물체의 타부가 유지된 상기 물체의 일부를 흡착 유지로부터 부상 유지로 변경하고,
    상기 제 1 구동부는, 상기 제 1 유지부가 상기 물체의 일부를 부상 유지시킨 상태에서 상기 제 1 유지부를 상기 물체의 하방으로부터 퇴피하도록 이동시키는 노광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 제 2 유지부를 상기 제 1 위치로 이동시키는 노광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부 상에 지지된 다른 물체를 반출하는 반출 장치를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 구동부는, 상기 다른 물체를 상기 반출 장치가 반출하는 동작과 적어도 일부 병행하여, 상기 제 1 유지부를 상기 물체의 하방으로부터 퇴피시키는 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 다른 물체를 상기 반출 장치가 반출하는 동작과 적어도 일부 병행하여, 상기 물체의 타부를 유지한 상기 제 2 유지부를 하방으로 이동시키는 노광 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 다른 물체의 일부를 유지하는 제 3 유지부를 추가로 구비하고,
    상기 제 3 유지부는, 상기 다른 물체를 상기 반출 장치에 전달하는 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 제 3 유지부를 수용하는 제 1 수용부를 갖는 노광 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 물체와 상기 지지부 사이에 개재하는 기체에 의해 상기 물체가 변형되지 않도록 상기 제 2 유지부를 이동시키는 노광 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 지지부로부터 상기 물체에 대하여 기체를 공급하는 공급공을 갖고,
    상기 제 2 유지부에 유지된 상기 물체와 상기 지지부 사이의 기체의 양을 변화시키는 노광 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 지지부와 상기 물체 사이의 기체를 흡인하는 흡인공을 갖고,
    상기 제 2 유지부에 유지된 상기 물체와 상기 지지부 사이의 기체의 양을 변화시키는 노광 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부를 이동하는 구동 장치를 추가로 구비하고,
    상기 구동 장치는, 상기 지지부의 표면에 평행인 면을 따라 이동 가능하고,
    상기 제 2 유지부는, 상기 지지부에 대하여 소정의 위치 관계로 상기 면을 따라 이동 가능한 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 구동 장치에 의해 상기 지지부가 구동되고 있을 때에 상기 제 2 유지부를 이동시키는 노광 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부는, 상기 제 2 유지부를 상하 방향에 교차하는 2 차원 평면에 평행인 방향에 관하여, 상기 물체의 위치를 구속한 상태에서 상기 물체와 함께 하방으로 이동시키는 노광 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 제 2 유지부를 수용하는 제 2 수용부를 갖는 노광 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 상기 물체의 타부를 흡착하여 유지하는 노광 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 상기 물체의 단부를 지지하는 노광 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는, 상기 물체의 외주 단부 중 일단부측을 유지하는 노광 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인 노광 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 장치.
  26. 지지부에 의해 비접촉 지지된 물체를 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체에 대하여 주사 노광을 실시하는 노광 방법으로서,
    상기 지지부의 상방에 위치하는 제 1 위치에서 제 1 유지부에 의해 상기 물체의 일부를 유지하는 것과,
    상기 제 1 유지부에 유지된 상기 물체에 대하여 상기 물체의 타부를 제 2 유지부에 의해 유지하는 것과,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부에 의해 상기 물체가 유지된 상태로부터 상기 제 1 유지부에 의한 유지가 해제되도록, 상기 제 2 유지부에 유지된 상기 물체에 대하여 상기 제 1 유지부를 상하 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시켜 유지를 해제하는 것과,
    상기 제 1 유지부에 의한 유지가 해제된 상기 물체를 유지하는 상기 제 2 유지부를, 상기 제 1 위치보다 하방에 위치하고, 상기 물체가 상기 지지부에 비접촉 지지되는 제 2 위치로 이동시키는 것과,
    상기 제 2 유지부가 갖는 유지부재에 의해 상기 물체를 유지한 상태에서, 상기 유지부재를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로, 상기 제 2 유지부가 갖는 본체부에 대하여 하방으로 상대 이동시키고, 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계를 소정 범위 내로 유지하는 것을 포함하고,
    상기 물체를 유지하는 상기 유지부재와 상기 본체부의 위치 관계가 유지된 상기 제 2 유지부를, 상기 광학계에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체를 상기 지지부에 대하여 상대 이동시키고, 상기 물체를 주사 노광하는 것을 포함하는 노광 방법.
  27. 제 26 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  28. 제 26 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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