KR102584657B1

KR102584657B1 - 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법

Info

Publication number: KR102584657B1
Application number: KR1020177031050A
Authority: KR
Inventors: 야스오 아오키
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2023-10-04
Also published as: TWI789689B; US10983438B2; KR20170128602A; JP2020190740A; US20200174373A1; TW201643556A; HK1246870A1; US20180067397A1; TW202311869A; JP6738542B2; TWI719975B; JPWO2016159176A1; US10564548B2; CN113204177A; WO2016159176A1; CN107407893A; TW202117466A; CN107407893B

Abstract

투영 광학계를 통하여 조명광을 기판 (P) 에 조사하고, 조명광에 대하여 기판 (P) 을 상대 구동하여 유리 기판 (P) 의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 장치는, 기판 (P) 의 제 1 영역을 부상 지지하는 기판 홀더 (68) 와, 기판 홀더 (68) 에 의해 부상 지지된 유리 기판 (P) 을 유지하는 기판 캐리어 (70) 와, 기판 홀더 (68) 를 구동하는 X 조동 스테이지 (40) 와, 기판 캐리어 (70) 를 구동하는 X 보이스 코일 모터 (84x), Y 보이스 코일 모터 (84y) 와, 주사 노광에 있어서, 기판 홀더 (68) 와 기판 캐리어 (70) 가 각각 구동되도록 X 조동 스테이지 (40), X 보이스 코일 모터 (84x) 등을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 이에 의해, 물체의 위치 제어성이 향상된 노광 장치를 제공할 수 있다.

Description

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법{EXPOSURE APPARATUS, FLAT-PANEL-DISPLAY PRODUCTION METHOD, DEVICE PRODUCTION METHOD, AND EXPOSURE METHOD}

본 발명은, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 조명광에 대하여 물체를 상대 구동하여 물체를 주사 노광하는 노광 장치 및 방법, 그리고 상기 노광 장치 또는 방법을 사용한 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」 라고 총칭한다) 과, 유리 플레이트 또는 웨이퍼 등 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 을 소정 주사 방향을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 사용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 이용되고 있다.

이 종의 노광 장치로는, 기판을 수평면 내에서 고속 그리고 고정밀도로 위치 결정하기 위해서, 기판을 유지하는 기판 홀더를, 수평면 내의 3 자유도 방향 (스캔 방향, 크로스 스캔 방향, 및 수평면 내의 회전 방향) 으로 미소 구동하는 것이 알려져 있다.

최근의 기판의 대형화에 수반하여, 기판 홀더가 대형화하여 무거워져, 기판의 위치 결정 제어가 곤란해지는 경향이 있다.

미국 특허 출원 공개 제2010/0266961호 명세서

본 발명은, 상기 서술한 사정하에서 이루어진 것으로, 제 1 관점에서 보면, 광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 장치로서, 상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역을 부상 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와, 상기 지지부를 구동하는 제 1 구동계와, 상기 유지부를 구동하는 제 2 구동계와, 상기 제 1 영역에 관한 주사 노광에 있어서, 상기 지지부와 상기 유지부를 각각 이동시키도록 상기 제 1, 제 2 구동계를 제어하는 제어계를 구비하는 제 1 노광 장치이다.

본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 제 1 방향으로 상대 이동하여 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 장치로서, 상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역을 부상 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와, 상기 지지부를, 상기 제 1 방향과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향의 일방의 방향으로 이동시키는 제 1 구동계와, 상기 유지부를, 타방의 방향에 관해서, 상기 제 1 영역이 상기 지지부를 벗어나도록 상기 지지부에 대하여 상대 이동시키는 제 2 구동계를 구비하는 제 2 노광 장치이다.

본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체를 주사 노광하는 노광 장치로서, 상기 물체를 부상 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와, 복수의 격자 영역이 형성되는 격자 부재와, 상기 격자 부재에 대하여 계측 빔을 조사하는 헤드를 갖고, 상기 유지부의 위치에 관한 정보를 취득하는 취득부를 구비하고, 상기 격자 부재와 상기 헤드의 일방은, 상기 유지부에 형성되는 제 3 노광 장치이다.

본 발명은, 제 4 관점에서 보면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 장치의 어느 것을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.

본 발명은, 제 5 관점에서 보면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 장치의 어느 것을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.

본 발명은, 제 6 관점에서 보면, 광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 방법으로서, 상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역을 지지부를 사용하여 부상 지지하는 것과, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지부를 사용하여 유지하는 것과, 상기 제 1 영역에 관한 주사 노광에 있어서, 상기 지지부와 상기 유지부가 각각 이동되도록, 상기 지지부를 구동하는 제 1 구동계, 및 상기 유지부를 구동하는 제 2 구동계를 제어하는 것을 포함하는 제 1 노광 방법이다.

본 발명은, 제 7 관점에서 보면, 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 제 1 방향으로 상대 이동하여 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 방법으로서, 상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역을 지지부를 사용하여 부상 지지하는 것과, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지부를 사용하여 유지하는 것과, 상기 지지부를, 상기 제 1 방향과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향의 일방의 방향으로 제 1 구동계를 사용하여 이동시키는 것과, 상기 유지부를, 타방의 방향에 관해서, 상기 제 1 영역이 상기 지지부를 벗어나도록 상기 지지부에 대하여 제 2 구동계를 사용하여 상대 이동시키는 것을 포함하는 제 2 노광 방법이다.

본 발명은, 제 8 관점에서 보면, 광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대하여 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체를 주사 노광하는 노광 방법으로서, 상기 물체를 지지부를 사용하여 부상 지지하는 것과, 상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지부를 사용하여 유지하는 것과, 복수의 격자 영역이 형성되는 격자 부재와, 상기 격자 부재에 대하여 계측 빔을 조사하는 헤드를 갖는 취득부를 사용하여, 상기 유지부의 위치에 관한 정보를 취득하는 것을 포함하고, 상기 격자 부재와 상기 헤드의 일방은, 상기 유지부에 형성되는 제 3 노광 방법이다.

본 발명은, 제 9 관점에서 보면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 방법의 어느 것을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.

본 발명은, 제 10 관점에서 보면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 노광 방법의 어느 것을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 3(A) 는 기판 홀더 및 기판 캐리어를 제거한 상태의 기판 스테이지 장치의 평면도, 도 3(B) 는 기판 홀더 단체의 평면도, 도 3(C) 는, 기판 캐리어 단체의 평면도이다.
도 4 는 도 2 의 A-A 선 단면의 일부 확대도이다.
도 5 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 1) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 2) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 7 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 3) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 4) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 9 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 5) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 6) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 11(A) 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 7) 에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도, 도 11(B) 는 도 11(A) 에 나타내는 기판 스테이지 장치의 단면도이다.
도 12 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 8) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 13 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 9) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 14 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 10) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 15 는 제 1 실시형태의 변형예 (그 11) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 16 은 제 1 실시형태의 변형예 (그 12) 에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.
도 17(A) 는 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도, 도 17(B) 는 도 17(A) 에 나타내는 상태로부터 기판을 Y 스텝시킨 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 18(A) 는 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도, 도 18(B) 는 도 18(A) 에 나타내는 상태로부터 기판을 Y 스텝시킨 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 19 는 제 3 실시형태에 관련된 기판 홀더의 단면도이다.
도 20 은 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치의 평면도이다.
도 21(A) 는 제 4 실시형태에 관련된 기판 캐리어의 평면도, 도 21(B) 는 제 4 실시형태에 관련된 기판 홀더의 평면도이다.
도 22(A) 는 제 4 실시형태의 변형예에 관련된 기판 캐리어의 평면도, 도 22(B) 는 제 4 실시형태의 변형예에 관련된 기판 홀더의 평면도이다.
도 23 은 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.

《제 1 실시형태》

이하, 제 1 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 4 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 나타나 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 칭한다) 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), 1 쌍의 스테이지 가대 (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 가지고 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 실시함과 함께, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 방향에 관한 위치를 각각 X 위치, Y 위치, 및 Z 위치로 하여 설명을 실시한다.

조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 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. 마스크 스테이지 (14) 는, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 구동계 (도시 생략) 를 통하여 마스크 (M) 를 조명계 (12) (조명광 (IL)) 에 대하여 X 축 방향 (스캔 방향) 으로 소정 장(長)스트로크로 구동함과 함께, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 미소 구동한다. 마스크 (M) 의 수평면 내의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 스테이지 위치 계측계 (도시 생략) 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 개시되는 투영 광학계와 동일한 구성의, 이른바 멀티 렌즈형의 투영 광학계이고, 예를 들어 정립정상을 형성하는 양측 텔레센트릭한 복수의 광학계를 구비하고 있다.

액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 소정 조명 영역 내에 위치하는 마스크 (M) 가 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광에 의해, 투영 광학계 (16) 를 통하여 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 1 개의 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 공액의 관계가 되어 있다.

1 쌍의 스테이지 가대 (18) 는, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 이간하여 배치되어 있다. 스테이지 가대 (18) 는, 복수의 방진 장치 (17) 를 개재하여 클린 룸의 바닥 (11) 상에 설치되어 있다. 스테이지 가대 (18) 의 상면에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장되는 Y 리니어 가이드 (19a) 가 X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 2 개 고정되어 있다.

도 1 로 돌아와, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 1 쌍의 베이스 프레임 (22), 보조 가이드 프레임 (24), Y 조동 스테이지 (30), X 조동 스테이지 (40), 중량 캔슬 장치 (50), Y 스텝 가이드 (56), 기판 테이블 (60), 기판 홀더 (68) (도 1 에서는 도시 생략. 도 4 참조), 및 기판 캐리어 (70) 를 가지고 있다.

베이스 프레임 (22), 및 보조 가이드 프레임 (24) 은, Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어진다. 일방의 베이스 프레임 (22) 은, ＋X 측의 스테이지 가대 (18) 의 ＋X 측에, 타방의 베이스 프레임 (22) 은, -X 측의 스테이지 가대 (18) 의 -X 측에, 보조 가이드 프레임 (24) 은, 1 쌍의 스테이지 가대 (18) 사이에, 각각 1 쌍의 스테이지 가대 (18) 에 진동적으로 분리된 상태로 배치되어 있다.

1 쌍의 베이스 프레임 (22) 각각의 상방에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 Y 캐리지 (34) 가 Y 축 방향으로 이간하여 재치되어 있다. Y 캐리지 (34) 는, 평면에서 보아 사각형의 판상 부재로 이루어진다. ＋X 측의 베이스 프레임 (22) 상의 1 쌍의 Y 캐리지 (34), 및 -X 측의 베이스 프레임 (22) 상의 1 쌍의 Y 캐리지 (34) 는, 각각 연결판 (36) 에 의해 연결되어 있다. 도 1 로 돌아와, Y 캐리지 (34) 와 대응하는 베이스 프레임 (22) 사이에는, Y 캐리지 (34) 를 Y 축 방향으로 직진 안내하기 위한 Y 리니어 가이드 장치, Y 캐리지 (34) 를 Y 축 방향으로 소정 스트로크로 구동하기 위한 Y 액추에이터 (예를 들어 리니어 모터), 및 Y 캐리지 (34) 의 Y 위치 정보를 구하기 위해서 사용되는 Y 리니어 인코더를 포함하는 Y 구동계 (33) (일부의 요소는 도시 생략) 가 형성되어 있다. 보조 가이드 프레임 (24) 상에는, 보조 캐리지 (35) 가 재치되어 있다. 보조 캐리지 (35) 는, Y 축 방향으로 연장되는 판상 부재로 이루어진다. 보조 캐리지 (35) 와 보조 가이드 프레임 (24) 사이에는, 보조 캐리지 (35) 를 Y 축 방향으로 직진 안내하기 위한 Y 리니어 가이드 장치 (33a) 가 형성되어 있다.

Y 조동 스테이지 (30) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 빔 (32) 을 가지고 있다. 1 쌍의 X 빔 (32) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. X 빔 (32) 의 길이 방향의 양단부 근방 각각의 하면에는, 전술한 Y 캐리지 (34) 가 고정되어 있다. 따라서, 1 쌍의 X 빔 (32) 은, 1 쌍의 베이스 프레임 (22) 상에서 일체적으로 Y 축 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 1 쌍의 X 빔 (32) 은, 길이 방향 중앙부가 상기 서술한 보조 캐리지 (35) (도 2 에서는 도시 생략. 도 1 참조) 에 의해 접속되어 있다.

X 조동 스테이지 (40) 는, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 테이블 (42) 을 가지고 있다. 1 쌍의 X 테이블 (42) 은, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 이간하여 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 X 테이블 (42) 각각은, 1 쌍의 X 빔 (32) 상에 걸쳐져 있다. X 테이블 (42) 과 X 빔 (32) 사이에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, X 테이블 (42) 을 X 축 방향으로 직진 안내하기 위한 X 리니어 가이드 장치, X 테이블 (42) 을 X 축 방향으로 소정 스트로크로 구동하기 위한 X 액추에이터 (예를 들어 리니어 모터), 및 X 테이블 (42) 의 X 위치 정보를 구하기 위해서 사용되는 X 리니어 인코더를 포함하는 X 구동계 (43) (일부의 요소는 도시 생략) 가 형성되어 있다.

도 3(A) 로 돌아와, 1 쌍의 X 테이블 (42) 은, 1 쌍의 연결판 (44) 에 의해 연결되어 있다. 1 쌍의 연결판 (44) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 평면에서 보아 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 서로 이간하여 배치되어 있다. 따라서, 1 쌍의 X 테이블 (42) 은, 1 쌍의 X 빔 (32) 상에서 일체적으로 X 축 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 또한, 1 쌍의 X 테이블 (42) 은, 상기 X 구동계 (43) (도 1 참조) 가 갖는 X 리니어 가이드 장치의 작용에 의해, 1 쌍의 X 빔 (32) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다.

중량 캔슬 장치 (50) 는, 1 쌍의 X 테이블 (42), 및 1 쌍의 연결판 (44) 에 의해 규정되는 개구부 내에 배치되어 있다. 중량 캔슬 장치 (50) 의 구성은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 중량 캔슬 장치와 동일하게 구성되어 있고, 중력 방향 상향의 힘을 발생시켜 기판 테이블 (60), 및 기판 홀더 (68) (도 3(A) 에서는 도시 생략. 도 4 참조) 를 포함하는 계의 자중을 지지한다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 그 무게 중심 높이 위치에서, 복수의 플렉셔 (52) 를 개재하여 기계적으로, 또한 X 조동 스테이지 (40) 에 대하여 XY 평면에 교차하는 방향에 관해서 진동적으로 분리된 상태로 접속되어 있다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, 복수의 플렉셔 (52) 의 적어도 1 개를 개재하여 X 조동 스테이지 (40) 에 견인됨으로써, X 조동 스테이지 (40) 와 일체적으로 X 축 방향 및 Y 축 방향의 적어도 일방으로 이동한다.

Y 스텝 가이드 (56) 는, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어지고, 1 쌍의 X 빔 (32) 사이에 배치되어 있다. 상기 서술한 중량 캔슬 장치 (50) 는, Y 스텝 가이드 (56) 상에, 예를 들어 에어 베어링을 개재하여 비접촉 상태로 재치되어 있다. Y 스텝 가이드 (56) 는, 스테이지 가대 (18) 의 상면에 고정된 복수의 Y 리니어 가이드 (19a) 와, Y 스텝 가이드 (56) 의 하면에 고정된 복수 (지면 깊이 방향으로 겹쳐 있다) 의 Y 슬라이드 부재 (19b) 에 의해 구성되는 복수의 Y 리니어 가이드 장치 (19) 를 개재하여 Y 축 방향으로 직진 안내되어 있다.

도 3(A) 로 돌아와, Y 스텝 가이드 (56) 는, 1 쌍의 X 빔 (32) 에 대하여 복수의 플렉셔 (58) 를 개재하여 기계적으로 접속되어 있고, X 조동 스테이지 (40) 와 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 중량 캔슬 장치 (50) 는, X 조동 스테이지 (40) 가 X 축 방향으로만 이동하는 경우, 정지 상태의 Y 스텝 가이드 (56) 상을 X 축 방향으로 이동하고, X 조동 스테이지 (40) 가 Y 축 방향으로 이동하는 경우 (X 축 방향으로의 이동을 수반하는 경우도 포함한다), Y 스텝 가이드 (56) 와 함께 Y 축 방향으로 이동한다. 따라서, 중량 캔슬 장치 (50) 는, 그 위치에 상관없이, Y 스텝 가이드 (56) 로부터 탈락하지 않는다.

기판 테이블 (60) 은, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 사각형의 부재로 이루어진다. 기판 테이블 (60) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 중앙부가 구면 베어링 장치 (54) 를 개재하여 중량 캔슬 장치 (50) 에 하방으로부터 지지되어 있다. 구면 베어링 장치 (54) 는, 기판 테이블 (60) 을 θx 및 θy 방향으로 자유롭게 요동 (틸트 동작) 할 수 있게 하방으로부터 지지되어 있다. 구면 베어링 장치 (54) 는, 중량 캔슬 장치 (50) 에 도시하지 않은 에어 베어링을 개재하여 하방으로부터 비접촉 지지되어 있고, 중량 캔슬 장치 (50) 에 대하여 수평면 (XY 평면) 을 따라 상대 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 구면 베어링 장치 (54) 대신에, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 것과 같은 유사 구면 베어링 장치를 사용해도 된다.

기판 테이블 (60) 은, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 4 개) 의 플렉셔 (62) 를 개재하여 X 조동 스테이지 (40) 에 기계적으로 접속되어 있다. 플렉셔 (62) 는, 일단이 기판 테이블 (60) 의 모퉁이부에 접속되고, 타단이 X 조동 스테이지 (40) 의 모퉁이부에 고정된 지주 (61) 에 접속되어 있다. 플렉셔 (62) 는, XY 평면에 대략 평행하게 배치된 강판과, 그 강판의 양단부에 배치된 활절 장치 (예를 들어 볼 조인트) 를 포함하고, 기판 테이블 (60) 을 X 조동 스테이지 (40) 에 대하여 XY 평면에 평행한 방향 (X 축, Y 축, θz 방향) 에 관해서 구속함과 함께, 기판 테이블 (60) 을 X 조동 스테이지 (40) 에 대하여 XY 평면에 교차하는 방향 (Z 축, θx, θy 방향) 에 관해서 미소 범위로 상대 이동 가능한 상태로 하고 있다. 기판 테이블 (60) 은, 예를 들어 4 개의 플렉셔 (62) 의 어느 것을 개재하여 X 조동 스테이지 (40) 에 견인됨으로써, 그 X 조동 스테이지 (40) 와 일체적으로 X 축 및 Y 축 방향의 적어도 일방으로 이동한다.

기판 테이블 (60) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 복수의 Z 보이스 코일 모터 (64) 를 개재하여 X 조동 스테이지 (40) 에 대하여 Z 축 방향, θx 방향, 및 θy 방향 (이하, Z·틸트 방향이라고 칭한다) 으로 미소 구동된다. 본 실시형태에 있어서, Z 보이스 코일 모터 (64) 는, 기판 테이블 (60) 의 네모퉁이부에 대응하여, 예를 들어 4 개 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 적어도 동일 직선 상에 없는 3 개 지점에 형성되어 있으면 된다. 기판 테이블 (60) 의 Z·틸트 방향의 위치 정보는, 기판 테이블 (60) 의 하면에 고정된 프로브 (65a) 와, 중량 캔슬 장치 (50) 에 고정된 타겟 (65b) 을 포함하는 복수의 Z 센서 (65) 를 사용하여 도시하지 않은 주제어 장치에 의해 구해진다. Z 센서 (65) 는, Z 축에 평행한 축선 둘레에 소정 간격으로, 예를 들어 4 개 (적어도 3 개) 배치되어 있다. 도시하지 않은 주제어 장치는, 상기 복수의 Z 센서 (65) 의 출력에 기초하여, 기판 테이블 (60) (즉 기판 (P)) 의 Z·틸트 위치 제어를 실시한다.

기판 테이블 (60) 의 하면에는, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 4 개) 의 가이드판 (66) 이 편측 지지 상태 (도 4 참조) 로 고정되어 있다. 예를 들어 4 개의 가이드판 (66) 각각은, 기판 테이블 (60) 의 ＋X 측, -X 측, ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 단부로부터 기판 테이블 (60) 의 외측을 향하여 방사상 (＋자상) 으로 돌출되어 배치되어 있다. 가이드판 (66) 의 상면은, 평면도가 매우 높게 마무리되어 있다.

기판 테이블 (60) 의 ＋X 측, 및 -X 측 각각의 측면 중앙부에는, Y 고정자 (80y) 가 고정되어 있다. 또한, 기판 테이블 (60) 의 ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 측면 중앙부에는, X 고정자 (80x) 가 고정되어 있다.

기판 (P) 을 지지하는 지지 부재로서의 기판 홀더 (68) 는, 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 사각형의 판상의 부재로 이루어지고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (60) 의 상면 상에 고정되어 있다. 기판 홀더 (68) 의 길이 방향, 및 폭 방향 각각의 치수는, 기판 테이블 (60) 의 길이 방향, 및 폭 방향 각각의 치수보다 길고, 또한 기판 (P) 의 길이 방향, 및 폭 방향 각각의 치수와 동일한 정도로 (실제로는 약간 짧게) 설정되어 있다. 기판 (P) 은, 기판 홀더 (68) 의 상면 상에 재치된다. 기판 홀더 (68) 의 상면에는, 도시하지 않은 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있다.

기판 홀더 (68) 에는, 가압 기체 (예를 들어 공기) 를 공급하는 가압 기체 공급 장치, 및 진공 흡인 장치 (각각 도시 생략) 가 접속되어 있다. 기판 홀더 (68) 는, 상기 가압 기체 공급 장치로부터 공급되는 가압 기체 (압축 공기) 를 상기 복수의 미소한 구멍부의 일부를 통하여 기판 (P) 의 하면에 대하여 분출함으로써, 기판 (P) 의 하면과 기판 홀더 (68) 의 상면 사이에 기체를 개재시킨다 (즉, 기체막을 형성한다). 또한, 기판 홀더 (68) 는, 기판 홀더 (68) 의 상면과 기판 (P) 의 하면 사이의 기체를 상기 복수의 미소한 구멍부의 타부를 통하여 상기 진공 흡인 장치를 사용하여 흡인하여 기판 (P) 에 대하여 중력 방향 하향의 힘 (프리로드) 을 작용시킴으로써, 상기 기체막에 중력 방향의 강성을 부여한다.

그리고, 기판 홀더 (68) 는, 가압 기체의 압력 및 유량과 진공 흡인력의 밸런스에 의해, 기판 (P) 을 중력 방향 (Z 축 방향) 으로 미소한 클리어런스를 개재하여 부상시켜 비접촉으로 지지하면서, 기판 (P) 에 대하여 그 평면도를 제어하는 힘 (예를 들어, 평면도를 교정 또는 보정하는 힘) 을 작용시킨다. 따라서, 기판 홀더 (68) 는, Z·틸트 방향에 관해서는, 기판 (P) 을 구속하는 데에 반하여, 수평면 내의 3 자유도 방향에 관해서는, 기판 (P) 을 구속하지 않는다. 또한, 기판 홀더 (68) 에서는, 가압 기체의 분출 (급기) 과 진공 흡인 (흡기) 의 밸런스 조정 (이하, 에어 조정이라고 칭한다) 에 의해, 기판 (P) 과 기판 홀더 (68) 의 간격을 제어할 수 있게 되어 있다. 또한, 이 에어 조정은, 기판 홀더 (68) 의 상면의 위치에 대응하여 제어 가능하게 되어 있다. 또한, 기판 홀더 (68) 는, 기판 (P) 의 하면 중, 적어도 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (즉, 마스크 (M) 의 패턴이 전사되는 영역) 에 대응하는 부분을 지지 가능하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 기판 (P) 을 지지하기 위한 기판 홀더 (68) 의 상면은, 적어도 기판 (P) 상에 형성되는 1 개의 쇼트 영역을 지지 가능한 크기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 가압 기체의 분출과 진공 흡인의 병용에 의해 기판 (P) 에 중력 방향 하향의 힘을 작용시키면서 그 기판 (P) 을 비접촉 지지하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 과 기판 홀더 (68) 사이에 고속으로 기체를 통과시켜, 베르누이 효과를 이용하여 기판 (P) 에 중력 방향 하향의 힘을 작용시키면서 그 기판 (P) 을 비접촉 지지해도 된다.

기판 캐리어 (70) 는, 도 3(C) 에 나타내는 바와 같이, 베이스 (72), 및 캐리어 본체 (74) 를 가지고 있다. 베이스 (72) 는, 평면에서 보아 (＋Z 방향으로부터 보아) 사각형의 프레임상의 부재로 이루어진다. 베이스 (72) 에 형성된 평면에서 보아 사각형의 개구부 내에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (60) 이 배치되어 있다.

도 3(C) 로 돌아와, 베이스 (72) 의 하면에는, 상기 기판 테이블 (60) 에 고정된, 예를 들어 4 개의 가이드판 (66) (각각 도 3(A) 참조) 에 대응하여, 예를 들어 4 개의 에어 베어링 (78) 이 고정되어 있다. 예를 들어 4 개의 에어 베어링 (78) 각각은, 베어링면 (기체 분출면) 이 대응하는 가이드판 (66) 의 상면에 대향하여 배치되어 있고 (도 4 참조), 상기 베어링면으로부터 가압 기체 (예를 들어 압축 공기) 를 대응하는 가이드판 (66) 의 상면에 분출한다. 베이스 (72) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 4 개의 에어 베어링 (78) 각각으로부터, 대응하는 가이드판 (66) 에 분출되는 가압 기체의 정압에 의해, 상기 예를 들어 4 개의 가이드판 (66) 상에 미소한 클리어런스를 개재하여 부상하고 있다.

도 3(C) 로 돌아와, 베이스 (72) 의 개구부를 규정하는 벽면에는, 상기 기판 테이블 (60) 의 측면에 고정된 1 쌍의 X 고정자 (80x), 및 1 쌍의 Y 고정자 (80y) (각각 도 3(A) 참조) 에 대응하여, 1 쌍의 X 가동자 (82x), 및 1 쌍의 Y 가동자 (82y) 가 고정되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 고정자 (80y) 와, 그 Y 고정자 (80y) 에 대응하는 Y 가동자 (82y) 는, 전자력 구동 방식의 Y 보이스 코일 모터 (84y) (도 2 참조) 를 구성하고 있다. 동일하게, X 고정자 (80x) (도 3(A) 참조) 와, 그 X 고정자 (80x) 에 대응하는 X 가동자 (82x) (도 3(C) 참조) 는, 전자력 구동 방식의 X 보이스 코일 모터 (84x) (도 2 참조) 를 구성하고 있다.

도 3(C) 로 돌아와, 캐리어 본체 (74) 는, 평면에서 보아 사각형의 프레임상의 부재로 이루어지고, X 바 미러 (75x), Y 바 미러 (75y), X 지지부 (76x), Y 지지부 (76y) 를 가지고 있다. X 바 미러 (75x) 는, Y 축 방향으로 연장되는 XZ 단면 사각형의 봉상의 부재로 이루어지고, -X 측의 면에 반사면이 형성되어 있다. Y 바 미러 (75y) 는, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 봉상의 부재로 이루어지고, -Y 측의 면에 반사면이 형성되어 있다. 또한, X 바 미러 (75x), 및 Y 바 미러 (75y) 는, 봉상의 부재에 장척의 거울을 고정시켜 구성해도 된다.

X 지지부 (76x) 는, Y 축 방향으로 연장되는 XZ 단면 사각형의 봉상의 부재로 이루어지고, Y 지지부 (76y) 는, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 봉상의 부재로 이루어진다. X 지지부 (76x) 의 길이 및 단면 형상은, X 바 미러 (75x) 와 대략 동일하게 설정되고, Y 지지부 (76y) 의 길이 및 단면 형상은, Y 바 미러 (75y) 와 대략 동일하게 설정되어 있다. X 바 미러 (75x) 의 -Y 측의 단부 근방과 Y 바 미러 (75y) 의 -X 측의 단부 근방이 접속되고, X 바 미러 (75x) 의 ＋Y 측의 단부 근방과 Y 지지부 (76y) 의 -X 측의 단부 근방이 접속되어 있다. 또한, Y 바 미러 (75y) 의 ＋X 측의 단부 근방과 X 지지부 (76x) 의 -Y 측의 단부 근방이 접속되고, Y 지지부 (76y) 의 ＋X 측의 단부 근방과 X 지지부 (76x) 의 ＋Y 측의 단부 근방이 접속되어 있다.

캐리어 본체 (74) 는, 베이스 (72) 의 상면 상에 재치되고, 그 베이스 (72) 에 고정되어 있다. 베이스 (72) 에 있어서의 개구부를 규정하는 벽면과, 캐리어 본체 (74) 에 있어서의 개구부를 규정하는 벽면은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 대략 면일 (面一) 하게 되어 있다. 캐리어 본체 (74) 의 개구부 내에는, 기판 홀더 (68) 가 배치되어 있다.

캐리어 본체 (74) 상에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 이 재치된다. 기판 (P) 의 ＋X 측, -X 측, ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 단부 근방은, 마스크 패턴이 전사되지 않는 영역 (이하, 여백 영역이라고 칭한다) 으로 되어 있고, 캐리어 본체 (74) 상에 기판 (P) 이 재치된 상태로, 상기 여백 영역이 캐리어 본체 (74) 에 하방으로부터 지지되도록, X 바 미러 (75x), Y 바 미러 (75y), X 지지부 (76x), 및 Y 지지부 (76y) 각각의 길이, 그리고 개구부를 규정하는 벽면간의 거리가 설정되어 있다. 또한, X 바 미러 (75x), Y 바 미러 (75y), X 지지부 (76x), 및 Y 지지부 (76y) 각각의 상면에는, 도시하지 않은 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있다. 캐리어 본체 (74) 는, 도시하지 않은 진공 흡인 장치에 접속되어 있고, 상기 복수의 구멍부를 통하여 기판 (P) 의 여백 영역을 흡착 유지할 수 있게 되어 있다.

도시하지 않은 주제어 장치는, 상기 서술한 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x) 를 통하여 기판 테이블 (60) 에 대하여 X 축 방향으로, 상기 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 를 통하여 기판 테이블 (60) 에 대하여 Y 축 방향으로, 각각 기판 캐리어 (70) 를 미소 구동한다. 또한, 도시하지 않은 주제어 장치는, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x) (혹은 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y)) 를 통하여 기판 테이블 (60) 에 대하여 기판 캐리어 (70) 를 θz 방향으로 미소 구동한다. 캐리어 본체 (74) 에 있어서의 개구부를 규정하는 벽면과, 기판 홀더 (68) 의 측면 사이에는, 기판 캐리어 (70) 가 기판 테이블 (60) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향 (X 축, Y 축, θz 방향) 으로 미소 구동되어도 서로 접촉하지 않을 정도의 클리어런스가 형성되어 있다. 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 각각의 Z 위치 (높이 위치) 는, 기판 캐리어 (70) 의 무게 중심 높이 위치와 대체로 일치하고 있고, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 를 통하여 기판 캐리어 (70) 에 상기 수평면 내의 3 자유도 방향으로 추력을 작용시킬 때에, 기판 캐리어 (70) 가 θx, 혹은 θy 방향으로 회전하는 것이 억제된다.

또한, 도시하지 않은 주제어 장치는, X 조동 스테이지 (40) (도 2 에서는 도시 생략. 도 3(A) 참조) 및 기판 테이블 (60) 을 일체적으로 X 축 및 Y 축 방향의 적어도 일방으로 소정 장스트로크로 구동할 때에, 상기 1 쌍 X 보이스 코일 모터 (84x), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 를 통하여, 기판 캐리어 (70) 에 X 축 및 Y 축 방향의 적어도 일방의 추력 (가속도) 을 적절히 부여한다. 이에 의해, 기판 테이블 (60) 에 고정된 복수 (예를 들어 4 개) 의 가이드판 (66) 상에 복수 (예를 들어 4 개) 의 에어 베어링 (78) 을 개재하여 비접촉으로 배치되어 있는 기판 캐리어 (70) 가, 기판 테이블 (60) 과 일체적으로 X 축 방향 및 Y 축 방향의 적어도 일방으로 소정 장스트로크로 이동한다. 또한, 도시하지 않은 주제어 장치는, 기판 테이블 (60) 이 Y 축 방향으로 장스트로크로 이동할 때에 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x) 를 사용하여 기판 캐리어 (70) 를 X 축 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동함과 함께, 기판 테이블 (60) 이 X 축 방향으로 장스트로크로 이동할 때에 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 를 사용하여 기판 캐리어 (70) 를 Y 축 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동함으로써, 기판 (P) 의 위치 결정을 실시한다. 또한, 도시하지 않은 주제어 장치는, 예를 들어 공지된 오토포커스 제어를 실시하는 경우 등에, 기판 테이블 (60) 을 Z·틸트 방향으로 적절히 구동함으로써, 기판 (P) 의 Z·틸트 위치 제어를 실시한다. 이 때, 기판 (P) 과 기판 홀더 (68) 사이에 개재하는 기체막의 강성에 기초하여, 기판 테이블 (60) (및 기판 홀더 (68)) 과 기판 (P) 이, 일체적으로 Z·틸트 방향으로 이동한다. 또한, 기판 캐리어 (70) 도, 에어 베어링 (78) 과 대응하는 가이드판 (66) 사이에 개재하는 기체막의 강성에 기초하여, 기판 테이블 (60) (즉, 기판 (P)) 과 일체적으로 Z·틸트 방향으로 이동한다.

기판 캐리어 (70) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향에 관한 위치 정보는, 기판 간섭계 시스템에 의해 구해진다. 기판 간섭계 시스템은, 도시하지 않은 X 레이저 간섭계, 및 Y 레이저 간섭계를 가지고 있다. X 레이저 간섭계, 및 Y 레이저 간섭계 각각은, 투영 광학계 (16) 등을 지지하는 장치 본체 (다시 말하면, 가대) 에 고정되어 있다. X 레이저 간섭계는, 도시하지 않은 X 참조 미러에 참조 빔을 조사하여 그 반사 빔을 수광함과 함께, X 바 미러 (75x) 의 반사면에 측장 빔을 조사하여 그 반사 빔을 수광한다. X 레이저 간섭계는, 상기 참조 빔 및 측장 빔 각각의 반사 빔의 간섭에 기초하여 X 참조 미러를 기준으로 하는 X 바 미러 (75x) 의 반사면의 X 위치의 변위량 정보를 구한다. 동일하게 Y 레이저 간섭계도, Y 바 미러 (75y) 의 반사면에 측장 빔을 조사하여 그 반사 빔을 수광함으로써, Y 참조 미러를 기준으로 하는 Y 바 미러 (75y) 의 반사면의 Y 위치의 변위량 정보를 구한다. X 레이저 간섭계, 및 Y 레이저 간섭계의 출력은, 도시하지 않은 주제어 장치에 공급된다. X 레이저 간섭계, 및 Y 레이저 간섭계의 적어도 일방은, 수평면 내에서 복수의 측장 빔을 대응하는 바 미러에 조사하게 되어 있고, 주제어 장치는, 그 복수의 측장 빔에 기초하여, 기판 캐리어 (70) 의 θz 방향의 회전량 정보를 구한다.

상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 주제어 장치 (도시 생략) 의 관리하, 도시하지 않은 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (14) 상으로의 마스크 (M) 의 로드, 및 도시하지 않은 기판 로더에 의해, 기판 스테이지 장치 (20) 상으로의 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용하여 얼라인먼트 계측이 실행되고, 얼라인먼트 계측 종료 후, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 또한, 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있는 스텝·앤드·스캔 방식과 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

여기서, 상기 서술한 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 기판 (P) 의 평면도를 제어하기 위해서, 기판 홀더 (68) 로부터 분출되는 가압 기체의 양 및 압, 그리고 진공 흡인력 각각의 제어 (에어 조정 제어) 가 적절히 실시되지만, 그 에어 조정 제어는, 상기 스캔 노광 동작에 있어서의 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 제어와 병행하여 실시할 필요는 없다. 즉, 에어 조정 제어는, 예를 들어 스캔 노광 동작 전에 미리 노광 대상의 기판 (P) 별로, 그 기판 (P) 및 기판 홀더 (68) 의 적어도 일방의 표면 성상 (기판 (P) 의 굴곡, 혹은 두께의 편차) 에 맞는 에어 조정 제어의 설정치를 구해 두고, 그 설정치에 기초하여 스캔 노광 동작시에 실시된다. 이 경우, 예를 들어 스캔 노광 동작 전에, 면위치 계측계 (예를 들어 오토포커스 센서나 비접촉 변위계) 를 사용하여 기판 (P) 의 면위치 (높이 위치) 정보를 구하고, 그 면위치 정보에 기초하여, 기판 (P) 의 평면도가 제어 (예를 들어, 교정 혹은 보정) 되도록 에어 조정 제어의 설정치를 미리 구해 두면 된다. 또한, 실제의 노광 대상의 기판 (P) 을 사용하지 않고, 예를 들어 기준이 되는 기판을 사용하여 에어 조정 제어의 설정치를 구해 두어도 된다. 또한, 기판 (P) 의 평면도의 제어로는, 평면에 교정하는 경향의 제어에 한정되지 않고, 평면 또는 기판 홀더 (68) 의 상면에 대하여 원하는 성상으로 편차를 갖는 상태로 보정하는 제어를 포함시켜도 된다.

이상 설명한 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 제 1 지지 부재로서의 기판 홀더 (68) 와 제 2 지지 부재로서의 기판 캐리어 (70) 가, 서로 비접촉으로 배치되어 있고, 물리적 (기계적) 으로 분리된 구조이고, 기판 홀더 (68) 를 구동하지 않고 기판 캐리어 (70) 나아가서는 기판 (P) 을 미소 구동시킬 수 있고, 기판 (P) 을 고정밀도로 위치 결정할 수 있다. 이와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 기판 (P) 을 미소 구동할 때에 기판 홀더 (68) 를 구동할 필요가 없고, 미소 구동시의 구동 대상물이 경량이기 때문에, 종래 기술에 비하여 기판 (P) 을 고속으로 미소 구동할 수 있음과 함께 기판 (P) 의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 캐리어 (70) (나아가서는 기판 (P)) 을 미소 구동하기 위한 구동계 (본 실시형태에서는 보이스 코일 모터를 포함하는 구동계) 의 구성을 간소화 (다시 말하면, 필요한 구동력을 저감) 할 수 있다.

또한, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 이하, 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (20) 의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 제 1 실시형태의 변형예에 있어서, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 와 동일한 구성, 또는 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

《제 1 변형예》

도 5 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20A) 가 나타나 있다. 또한, 도면의 착종을 피하는 관점에서, 도 5 (및 후술하는 그 밖의 변형예에 관련된 도 6 ∼ 도 11(A)) 에서는, 기판 홀더 (68) (도 2 참조), X 조동 스테이지 (40), Y 조동 스테이지 (30) (각각 도 3(A) 참조) 등의 도시가 생략되어 있다. 기판 스테이지 장치 (20A) 의 기판 캐리어 (70A) 는, X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 를 가지고 있다. X 바 미러 (75x), 및 X 지지부 (76x) 각각은, Y 축 방향으로 연장되는 XZ 단면 사각형의 부재로 이루어지고, X 바 미러 (75x) 가 X 지지부 (76x) 의 -X 측의 측면에 고정되어 있다. X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 는, 베이스 (73) (도 5 에서는 도시 생략. 도 14 참조) 상에 재치되고, 그 베이스 (73) 에 장착된 에어 베어링 (78) (도 5 에서는 도시 생략. 도 14 참조) 을 개재하여 기판 테이블 (60) 의 -X 측의 단부로부터 돌출된 1 쌍의 가이드판 (66) 상에 비접촉 상태로 재치되어 있다. X 지지부 (76x) 는, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방에 형성된 여백 영역을 하방으로부터 흡착 유지한다. 즉, 상기 제 1 실시형태의 기판 캐리어 (70) (도 3(C) 참조) 가 사각형의 프레임상으로 형성되고, 기판 (P) 의 외주연부의 전체를 흡착 유지하는 데에 반하여, 본 제 1 변형예의 기판 캐리어 (70A) 는, 1 개의 봉상의 부재로 이루어지고, 기판 (P) 의 일단부 근방만을 흡착 유지한다.

기판 스테이지 장치 (20A) 에서는, 기판 테이블 (60) 의 -X 측의 측면에 고정된 고정자와 베이스 (73) (도 5 에서는 도시 생략. 도 14 참조) ＋X 측의 측면에 고정된 가동자에 의해 각각 구성되는 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x), 및 1 개의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 에 의해, 기판 캐리어 (70A) (즉, 기판 (P)) 의 노광 영역 (IA) 에 대한 수평면 내의 3 자유도 방향의 고정밀도 위치 결정이 실시된다. 기판 캐리어 (70A) 의 X 축 방향의 위치 정보, 및 θz 방향의 회전량 정보는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, X 바 미러 (75x) 를 사용하여 도시하지 않은 레이저 간섭계에 의해 구해진다. 기판 캐리어 (70A) 의 Y 축 방향의 위치 정보는, 레이저 간섭계 시스템, 혹은 리니어 인코더 시스템 (각각 도시 생략) 을 사용하여 구하면 된다. 기판 스테이지 장치 (20A) 에 의하면, 기판 캐리어 (70A) 가 상기 제 1 실시형태보다 간단한 구성이고, 경량이기 때문에, 기판 (P) 의 위치 제어성이 향상된다. 또한, 기판 (P) 의 -X 측에만 여백 영역을 설정하면 되기 때문에, 효율이 양호하다.

《제 2 변형예》

도 6 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20B) 가 나타나 있다. 상기 제 1 변형예 (도 5 참조) 에 있어서, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방이 기판 캐리어 (70A) 에 유지된 데에 반하여, 본 제 2 변형예에서는, 기판 (P) 의 -Y 측의 단부 근방이 기판 캐리어 (70B) 에 유지된다. 기판 캐리어 (70B) 의 구성 및 기능은, 배치가 상이한 점을 제외하고 상기 제 1 변형예에 관련된 기판 캐리어 (70A) (도 5 참조) 와 실질적으로 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 본 제 2 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20B) 에서도, 상기 제 1 변형예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

《제 3 변형예》

도 7 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20C) 가 나타나 있다. 본 제 3 변형예에 관련된 기판 캐리어 (70C) 는, 제 1 캐리어 (71a) 와 제 2 캐리어 (71b) 를 가지고 있다. 제 1 캐리어 (71a) 는, 구동계, 계측계를 포함하고, 상기 제 1 변형예에 관련된 기판 캐리어 (70A) (도 5 참조) 와 실질적으로 동일한 구성의 부재이고, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다. 제 2 캐리어 (71b) 는, 제 1 캐리어 (71a) 를 지면 좌우 대칭으로 배치한 것과 같은 구성의 부재이고, 기판 (P) 의 ＋X 측의 단부 근방을 흡착 유지한다. 기판 캐리어 (70C) 는, 제 1 캐리어 (71a), 및 제 2 캐리어 (71b) 각각의 위치를 서로 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 기판 (P) 에 장력을 부여하여 휨을 억제할 수 있다.

《제 4 변형예》

도 8 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 4 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20D) 가 나타나 있다. 본 제 4 변형예에 관련된 기판 캐리어 (70D) 는, 1 개의 X 지지부 (76x) 와 1 쌍의 Y 지지부 (76y) 를 포함하고, 평면에서 보아 U 자상으로 형성되고, 기판 (P) 의 -X 측, ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 단부 근방에 형성된 여백 영역을 흡착 유지한다. X 지지부 (76x) 에는, X 바 미러 (75x) 가, -Y 측의 Y 지지부 (76y) 에는, Y 바 미러 (75y) 가 각각 고정되어 있다. 기판 캐리어 (70D) 의 수평면 내의 위치 정보는, 도시하지 않은 레이저 간섭계에 의해, 상기 X 바 미러 (75x), 및 Y 바 미러 (75y) 를 사용하여 구해진다. 기판 캐리어 (70D) 는, 예를 들어 2 개의 X 보이스 코일 모터 (84x) 와, 예를 들어 합계 4 개의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 에 의해, 노광 영역 (IA) 에 대한 수평면 내의 3 자유도 방향의 고정밀도 위치 결정이 실시된다. 또한, 보이스 코일 모터의 배치는, 적절히 변경이 가능하고, 예를 들어 도 5 에 나타내는 상기 제 1 변형예와 동일해도 된다.

《제 5 변형예》

도 9 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 5 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20E) 가 나타나 있다. 본 제 5 변형예에 관련된 기판 캐리어 (70E) 는, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 유지하는 X 지지부 (76x) 와, 기판 (P) 의 -Y 측의 단부 근방을 유지하는 Y 지지부 (76y) 를 포함한다. X 지지부 (76x) 의 -Y 측의 단부 근방과 Y 지지부 (76y) 의 -X 측의 단부 근방이 접속되고, X 지지부 (76x) 의 ＋Y 측의 단부 근방과 Y 지지부 (76y) 의 ＋X 측의 단부 근방이 봉상의 접속 부재 (77) 에 의해 접속되어 있다. 이에 의해, 기판 캐리어 (70E) 는, 평면에서 보아 삼각형의 프레임상으로 형성되고, X 바 미러 (75x), 및 Y 바 미러 (75y) 의 서로의 반사면의 직교도를 유지할 수 있다. 접속 부재 (77) 는, 도시하지 않은 기판 홀더의 하방을 통과하는 구성이어도 되고, 기판 홀더의 상방을 통과하는 구성이어도 된다. 기판 캐리어 (70E) 의 노광 영역 (IA) 에 대한 수평면 내의 3 자유도 방향의 고정밀도 위치 결정은, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 를 사용하여 실시되지만, 보이스 코일 모터의 배치는, 적절히 변경이 가능하고, 예를 들어 도 5 에 나타내는 상기 제 1 변형예와 동일해도 된다.

《제 6 변형예》

도 10 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 6 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20F) 가 나타나 있다. 본 제 6 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20F) 에서는, 기판 캐리어 (70F) 를 X 축 방향으로 미소 구동하기 위한 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x) 가 기판 테이블 (60) 의 -Y 측에, 기판 캐리어 (70E) 를 Y 축 방향으로 미소 구동하기 위한 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 가 기판 테이블 (60) 의 -Y 측에 각각 배치되어 있다. 본 제 6 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20F) 에서도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

《제 7 변형예》

도 11(A) 및 도 11(B) 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 7 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) 가 나타나 있다. 본 제 7 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20G) 에서는, 기판 캐리어 (70G) 의 수평면 내의 3 자유도 방향의 위치 정보가, 인코더 시스템 (90) 에 의해 구해진다. 인코더 시스템 (90) 은, 1 쌍의 2 차원 스케일 (92), 및 복수의 인코더 헤드 (94) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 띠상의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 은, 투영 광학계 (16) (도 11(A) 에서는 도시 생략) 를 지지하는 장치 본체에 고정되어 있다. 2 차원 스케일 (92) 에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 복수의 격자선에 의해 구성된 X 회절 격자 (X 그레이팅) 와, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 복수의 격자선에 의해 구성된 Y 회절 격자 (Y 그레이팅) 가 형성되어 있다. X 그레이팅 및 Y 그레이팅은, 2 차원 스케일 (92) 의 서로 상이한 영역에 개별적으로 형성되어 있어도 되고, 동일한 영역에 형성되어 있어도 된다.

기판 캐리어 (70G) 는, 상기 제 1 변형예 (도 5 참조) 와 동일하게, 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지하는 1 개의 X 지지부 (76x) 가, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (84x) 와 1 개의 Y 보이스 코일 모터 (84y) 에 의해 기판 테이블 (60) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동되는 구성이고, 복수의 인코더 헤드 (94) 는, X 지지부 (76x) 에 고정되어 있다. 본 제 7 변형예에 있어서, 인코더 헤드 (94) 는, Y 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 5 개 형성되어 있다. 또한, 도 11(A) 에서는, 예를 들어 5 개의 인코더 헤드 (94) 중 2 개는, 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 각각의 지면 깊이측에 숨겨져 있다. 또한, 도 11(B) 에서는, 예를 들어 5 개의 인코더 헤드 (94) 는, 지면 깊이 방향과 겹쳐 있다. 또한, 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 과, 예를 들어 5 개의 인코더 헤드 (94) 의 위치 관계는, 반대여도 된다.

기판 스테이지 장치 (20G) 에서는, 노광 동작시 (X 스캔 동작시), 얼라인먼트 동작시 등에, 예를 들어 5 개의 인코더 헤드 (94) 중 2 개의 각각이 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 에 대향하도록, 예를 들어 5 개의 인코더 헤드 (94), 및 1 쌍의 2 차원 스케일 (92) 의 Y 위치가 설정되어 있다. 인코더 헤드 (94) 는, 대향하는 2 차원 스케일 (92) 의 X 그레이팅과 함께 X 리니어 인코더 시스템을 구성하는 X 헤드, 및 Y 그레이팅과 함께 Y 리니어 인코더 시스템을 구성하는 Y 헤드를 가지고 있다 (각각 도시 생략). Y 축 방향으로 장스트로크로 이동하는 기판 캐리어 (70G) 의 Y 위치 정보는, 예를 들어 광 간섭계 시스템 (도시 생략) 등에 의해 구하면 된다.

또한, 본 제 7 변형예의 기판 캐리어 (70G) 에서는, 도 11(B) 에 나타내는 바와 같이, XZ 단면 U 자상의 접속 부재 (79) 에 의해 접속된 1 쌍의 에어 베어링 (78) 이 가이드판 (66) 을 상하로 끼워 배치되고, 서로의 기체막에 프리로드를 작용시키게 되어 있지만, 이 구성은, 상기 제 1 실시형태, 및 그 제 1 실시형태의 다른 변형예에 적용해도 된다. 또한, 본 제 7 변형예의 기판 캐리어 (70G) 는, 1 개의 X 지지부 (76x) 가 기판 (P) 의 -X 측의 단부 근방을 흡착 유지하는 구성이지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 사각형 프레임상이어도 되고, 상기 제 1 ∼ 제 6 변형예에 인코더 시스템 (90) 을 적용해도 된다.

《제 8 변형예》

도 12 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 8 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20H) 가 나타나 있다. 본 제 8 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20H) 에서는, X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 를 지지하는 베이스 (73H) 의 하단부에 장착된 에어 베어링 (78) 으로부터, X 조동 스테이지 (40) 의 상면에 고정된 가이드판 (66) 에 가압 기체가 분출되고, 그 가압 기체의 정압에 의해 기판 캐리어 (70H) 가 X 조동 스테이지 (40) 상에 비접촉 부상하고 있다. 또한, 기판 스테이지 장치 (20H) 에서는, 기판 테이블 (60) 과 X 조동 스테이지 (40) 가, 활절 장치를 포함하는 플렉셔 (62) (도 4 참조) 대신에, 강판 (63) 에 의해서만 접속되어 있다.

《제 9 변형예》

도 13 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 9 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20I) 가 나타나 있다. 본 제 9 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20I) 에서는, X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 를 지지하는 베이스 (73I) 의 하단부에 장착된 에어 베어링 (78) 으로부터 Y 스텝 가이드 (56) 의 상면에 가압 기체가 분출되고, 그 가압 기체의 정압에 의해 기판 캐리어 (70I) 가 Y 스텝 가이드 (56) 에 비접촉 부상하고 있다. 또한, 기판 스테이지 장치 (20I) 에서는, 기판 테이블 (60), 및 기판 홀더 (68) 가, X 조동 스테이지 (40) 에 고정된 고정자와 기판 테이블 (60) 에 고정된 가동자로 이루어지는 X 보이스 코일 모터 (67x), 및 동일한 구성의 Y 보이스 코일 모터 (도시 생략) 로부터 부여되는 추력에 의해, X 조동 스테이지 (40) 와 일체적으로 X 축, 및/또는 Y 축 방향으로 구동된다. 기판 스테이지 장치 (20I) 에서는, 기판 테이블 (60) 에 대한 X 조동 스테이지 (40) 로부터의 외란 (진동) 의 전달을 억제할 수 있다. 또한, 기계적인 연결 장치를 사용하여, X 조동 스테이지 (40) 와 기판 테이블 (60) 의 연결, 비연결 상태를 전환할 수 있게 구성하고, 예를 들어 상기 외란의 전달이 문제가 되지 않는 경우에는, X 조동 스테이지 (40) 와 기판 테이블 (60) 을 기계적으로 연결해도 된다.

《제 10 변형예》

도 14 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 10 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20J) 가 나타나 있다. 기판 테이블 (60) 과 X 조동 스테이지 (40) 가 수평면에 평행한 방향으로 상대 이동하는 경우가 없는 점에서, 기판 스테이지 장치 (20J) 에서는, 중량 캔슬 장치 (50J) 에 구면 베어링 장치 (54J) 가 일체적으로 장착되어 있다. 기판 캐리어 (70A) 의 구성은, 상기 제 1 변형예 (도 5 참조) 와 동일하다.

《제 11 변형예》

도 15 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 11 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20K) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20K) 에 있어서, 중량 캔슬 장치 (50K) 는, Y 스텝 가이드 (56) 의 상면에 고정된 X 리니어 가이드 (55a) 와 중량 캔슬 장치 (50K) 의 하면에 고정된 복수의 X 슬라이드 부재 (55b) 를 포함하는 X 리니어 가이드 장치 (55) 를 개재하여 기계적으로 X 축 방향으로 직진 안내된다. 기판 캐리어 (70A) 의 구성은, 상기 제 1 변형예 (도 5 참조) 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

《제 12 변형예》

도 16 에는, 상기 제 1 실시형태의 제 12 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (20L) 가 나타나 있다. 기판 스테이지 장치 (20L) 는, X 가이드 (96x) 상에서 X 구동계 (97x) 를 개재하여 X 축 방향으로 직진 구동되는 X 조동 스테이지 (98x) 와, X 조동 스테이지 (98x) 상에서 Y 구동계 (97y) 를 개재하여 Y 축 방향으로 직진 구동되는 Y 조동 스테이지 (98y) 를 구비한 겐트리 타입의 2 차원 스테이지 장치를 포함하고, 기판 테이블 (60) 이 Y 조동 스테이지 (98y) 상에 복수의 Z 액추에이터 (99) 를 개재하여 재치되어 있다. 또한, 도 16 에서는, Z 액추에이터 (99) 로서 캠 장치가 이용되고 있지만, 그 구성은 특별히 한정되지 않는다. Z 액추에이터 (99) 는, 기판 테이블 (60) 의 네 모서리에 대응하여, 예를 들어 합계 4 개 형성되고, 기판 테이블 (60) 은, 예를 들어 4 개의 Z 액추에이터 (99) 에 의해, Y 조동 스테이지 (98y) 에 대하여 Z 축, θx, θy 방향으로 적절히 미소 구동된다. 기판 캐리어 (70A) 의 구성은, 상기 제 1 변형예 (도 5 참조) 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

《제 2 실시형태》

다음으로 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 17(A) 및 도 17(B) 를 사용하여 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 스테이지 장치 (100) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.

상기 제 1 실시형태의 기판 홀더 (68) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 과 대략 동일한 면적의 기판 지지면을 갖는 것에 반하여, 도 17(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 장치 (100) 가 갖는 기판 홀더 (102) 의 기판 지지면은, Y 축 방향 (크로스 스캔 방향) 의 치수가, 노광 영역 (IA) 의 Y 축 방향의 치수보다 약간 긴 정도 (기판 (P) 의 폭 (Y 축) 방향 치수의 절반보다 약간 긴 정도) 로 설정되어 있다. 또한, 기판 홀더 (102) 의 기판 지지면의 X 축 방향의 치수는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 기판 (P) 의 X 축 방향의 치수와 동일한 정도로 설정되어 있다. 기판 홀더 (102) 는, 투영 광학계 (16) (도 17(A) 및 도 17(B) 에서는 도시 생략. 도 1 참조) 의 하방에 배치되어 있고, 노광 대상 영역을 포함하고, 기판 (P) 의 전체 면적 중 절반 정도의 영역에 프리로드를 작용시켜, 그 영역에 있어서의 기판 (P) 의 평면도를 제어한다. 기판 홀더 (102) 는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 도시하지 않은 Z 액추에이터를 사용하여 기판 (P) 을 유지한 상태로 그 기판 (P) 을 Z·틸트 방향으로 미소 구동할 수 있게 되어 있다.

기판 홀더 (102) 의 ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 영역에는, 기판 (P) 중 기판 홀더 (102) 에 지지되지 않는 영역을 비접촉 지지하기 위한 복수의 에어 가이드 장치 (106) 가 배치되어 있다. 복수의 에어 가이드 장치 (106) 각각의 상면의 Z 위치는, 기판 홀더 (102) 의 상면의 Z 위치와 대략 동일하게 설정되어 있다. 에어 가이드 장치 (106) 는, 기판 (P) 의 하면에 가압 기체를 분출함으로써, 그 기판 (P) 을 비접촉 지지하는 것이지만, 기판 홀더 (102) 와 같이 기판 (P) 의 평면도를 제어 가능할 필요는 없다.

기판 홀더 (102) 의 ＋Y 측의 영역에는, 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 가 X 축 방향으로 이간하여 배치되어 있다. XY 액추에이터 (110) 는, 기판 (P) 의 ＋Y 측의 단부 근방에 설정된 여백 영역을 흡착 유지하는 기판 캐리어 (112) 를 Y 축 방향으로 소정 (기판 (P) 의 Y 축 방향 치수의 절반 정도의) 스트로크로 구동함과 함께, X 축 방향으로 미소 구동한다. XY 액추에이터 (110) 의 구성은, 특별히 한정되지 않고, 평면 모터 등을 사용할 수 있다. 기판 스테이지 장치 (100) 에서는, 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 각각의 Y 위치를 다르게 함으로써, 기판 (P) 의 θz 위치를 제어할 수 있다.

상기 기판 홀더 (102), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 각각은, 기판 홀더 (102) 의 하방에 배치된 X 가이드 (104) 를 따라 X 축 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 여기서, 기판 홀더 (102), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 를 테이블 부재 (도시 생략) 상에 일체적으로 재치하고, 그 테이블 부재를 X 축 방향으로 구동해도 되고, 기판 홀더 (102), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 각각을 개별적으로 X 축 방향으로 구동해도 된다.

기판 스테이지 장치 (100) 에서는, 예를 들어 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작시에 있어서, 기판 (P) 의 -Y 측의 영역에 마스크 패턴을 전사하는 경우에는, 도 17(A) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 가 ＋Y 측의 스트로크 엔드에 위치된다. 이에 의해, 기판 (P) 의 -Y 측의 절반의 영역이 기판 홀더 (102) 에 비접촉 유지됨과 함께, 기판 (P) 의 ＋Y 의 절반의 영역이 ＋Y 측의 복수의 에어 가이드 장치 (106) 에 비접촉 지지되고, 이 상태로 기판 홀더 (102), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 각각이 노광 영역 (IA) 에 대하여 X 축 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 또한, 기판 (P) 의 ＋Y 측의 영역에 마스크 패턴을 전사하는 경우에는, 도 17(B) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 가 -Y 측의 스트로크 엔드에 위치된다. 이에 의해, 기판 (P) 의 ＋Y 측의 절반의 영역이 기판 홀더 (102) 에 비접촉 유지됨과 함께, 기판 (P) 의 -Y 의 절반의 영역이 -Y 측의 복수의 에어 가이드 장치 (106) 에 비접촉 지지되고, 이 상태로 얼라인먼트 동작이 실시되고, 그 후에 기판 홀더 (102), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 각각이 노광 영역 (IA) 에 대하여 X 축 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 이 때, 기판 (P) 의 평면도 제어 (에어 조정 제어) 를 다시 해도 된다. 1 쌍의 기판 캐리어 (112) (혹은 기판 (P)) 의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템, 혹은 인코더 시스템을 사용하여 구하면 된다.

본 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (100) 에 의하면, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 기판 (P) 의 여백 영역을 유지하여 그 기판 (P) 을 기판 홀더 (102) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동하는 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 와, 기판 홀더 (102) 가, 서로 비접촉으로 배치되어 있고, 기계적으로 분리된 구조이고, 기판 홀더 (102) 를 구동하지 않고 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 나아가서는 기판 (P) 을 미소 구동시킬 수 있고, 기판 (P) 을 고정밀도로 위치 결정할 수 있다. 이와 같이, 기판 스테이지 장치 (100) 에서는, 기판 (P) 을 미소 구동할 때에 기판 홀더 (102) 를 구동할 필요가 없고, 미소 구동시의 구동 대상물이 경량이기 때문에, 종래 기술에 비하여 기판 (P) 을 고속으로 미소 구동할 수 있음과 함께 기판 (P) 의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 제 2 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태에 비하여 기판 홀더 (102) 가 소형, 경량이기 때문에, 비용이 저렴하다. 또한, 기판 홀더 (102) 가 Y 축 방향으로 이동할 필요가 없기 때문에, 기판 스테이지 장치 (100) 의 구성이 심플해진다. 또한, 기판 홀더 (102) 와 기판 (P) 이 항상 비접촉이기 때문에, 노광 영역 (IA) 에 대한 기판 (P) 의 위치 변경 동작을 신속히 실시할 수 있다. 또한, 기판 홀더 (102) 가 기판 (P) 을 흡착 유지하지 않기 (접촉하지 않기) 때문에, 빈번하게 노광 영역 (IA) 에 대한 위치 변경 동작을 실시해도 발진의 우려가 없어, 기판 홀더 (102) 는 메인터넌스 프리로 할 수 있다.

또한, 기판 홀더 (102) 의 -Y 측에 배치된 에어 가이드 장치 (106) 가, 기판 (P) (기판 홀더 (102)) 과 함께 X 축 방향으로 이동하는 경우를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (P) 이 X 축 방향으로 이동할 때에, 그 기판 (P) 의 휨이 억제되는 길이의 (기판 (P) 의 이동 범위를 커버한다) 에어 가이드 장치 (106) 를 기판 홀더 (102) 의 -Y 측에 배치해도 된다. 또한, 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 를, 에어 가이드 장치 (106) 에 대하여 상대적으로 X 축 방향으로 이동 가능하게 구성함과 함께, 기판 홀더 (102) 의 ＋Y 측에 배치된 에어 가이드 장치 (106) 를, 기판 (P) 의 X 축 방향의 이동 범위를 커버할 수 있도록 배치함으로써, ＋Y 측의 에어 가이드 장치 (106) 도 X 축 방향으로 이동시키지 않고 고정적으로 배치하도록 구성해도 된다. 또한, 기판 홀더 (102) 의 X 축 방향의 크기를, 기판 (P) 의 이동 범위를 커버할 수 있는 크기로 하고, 기판 홀더 (102) 를 X 축 방향으로 이동시키지 않고 고정적으로 배치하도록 구성해도 된다. 이 경우, 추가로 에어 가이드 장치 (106) 를 X 축 방향에 관해서 고정적으로 배치하여, 1 쌍의 XY 액추에이터 (110) 를 X 축 방향으로 이동시키도록 구성해도 된다. 또한, 기판 홀더 (102) 의 크기는, 기판 (P) 의 약 1/2 에 한정되지 않고, 노광 영역 (IA) 의 크기에 따라 적절히 변경하는 것이 가능하다.

또한, 본 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (100) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 일례로서, 도 18(A) 및 도 18(B) 에는, 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 기판 스테이지 장치 (100A) 가 나타나 있다. 또한, 기판 스테이지 장치 (100A) 에 있어서, 상기 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (100) (도 17(A) 및 도 17(B) 참조) 와 동일한 구성, 또는 기능을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

기판 스테이지 장치 (100A) 가 갖는 기판 홀더 (102A) 는, X 축 방향 치수가 기판 (P) 의 X 축 방향 치수의 절반 정도로, Y 축 방향 치수가 기판 (P) 의 Y 축 방향 치수와 동일한 정도로 각각 설정되어 있다. 또한, 기판 홀더 (102A) 의 ＋X 측, 및 -X 측에 복수의 에어 가이드 장치 (106) 가, 기판 홀더 (102A) 의 ＋X 측에 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 에 대응하여 1 쌍의 XY 액추에이터 (110A) 가 각각 배치되어 있다. 기판 스테이지 장치 (100A) 에 있어서, Y 스텝 동작 (쇼트 영역간 이동 동작) 에는, 기판 홀더 (102A), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110A) 각각이 일체적으로 Y 축 방향으로 구동된다 (도 18(A) 및 도 18(B) 의 검은색 화살표 참조). 또한, 기판 (P) 을 유지한 1 쌍의 기판 캐리어 (112) 를 X 축 방향으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 의 X 스텝 동작 (쇼트 영역간 이동 동작) 이 실시된다. 또한, 노광 동작시에는, 상기 제 2 실시형태와 동일하게, 기판 홀더 (102A), 복수의 에어 가이드 장치 (106), 및 1 쌍의 XY 액추에이터 (110A) 각각이 일체적으로 노광 영역 (IA) 에 대하여 X 축 방향으로 구동된다. 기판 스테이지 장치 (100A) 에서는, 기판 홀더 (102A) 의 X 축 방향의 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 또한, 상기 제 2 실시형태와 동일하게, 기판 홀더 (102A) 의 크기는, 노광 영역 (IA) 의 크기에 따라 적절히 변경하는 것이 가능하다.

《제 3 실시형태》

다음으로 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 19 를 사용하여 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 홀더 (200) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.

상기 제 1 실시형태에 있어서, 기판 홀더 (68) (도 4 참조) 는, 기체막을 개재하여 기판 (P) 을 비접촉 유지하는 구성이었지만, 본 제 3 실시형태의 기판 홀더 (200) 는, 리테이너 (202) 를 개재하여 소정 간격으로 배치된 복수의 볼 (204) 을 사용하여 기판 (P) 을 접촉 상태 그리고 저마찰 상태로 지지한다. 복수의 볼 (204) 은, 기판 홀더 (200) 의 상면에 형성된 복수의 홈 (206) 내에 수용되어 있다. 기판 (P) 의 하면에 가압 기체를 분출 (도 19 의 검은색 화살표 참조) 하기 위한 구멍부는, 기판 홀더 (200) 의 상면 중, 홈 (206) 이 형성되어 있지 않은 (기판 (P) 의 하면에 대향한다) 영역으로 개구하고, 기판 (P) 에 프리로드 (도 19 의 흰색 화살표 참조) 를 작용시키기 위한 진공 흡인용의 구멍부는, 홈 (206) 의 바닥면에 개구하고 있다. 또한, 도 19 에서는 도시하지 않았지만, 기판 (P) 은, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성의 기판 캐리어 (70) (도 3(C) 참조) 에 유지되고, 기판 홀더 (200) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동된다. 또한, 기판 (P) 을 접촉 상태로 지지하는 지지 기구는, 복수의 볼 (204) 과 같이 볼상의 부재를 사용한 구성에 한정되지 않고, 기판 (P) 에 대하여 저마찰 상태로 지지 가능한 구성이면 된다. 보다 일반적으로는, 기판 (P) 을 접촉 상태로 지지하는 지지 기구는, X 축 방향, Y 축 방향 및 θz 방향의 적어도 일방향에 관해서 기판 (P) 을 기판 홀더에 대하여 상대적으로 미소 구동 가능하게 지지할 수 있는 구성이면 되고, 기판 홀더에 대하여 실질적으로 독립적으로 미소 구동 가능하게 지지할 수 있는 구성인 것이 바람직하다.

《제 4 실시형태》

다음으로 제 4 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 20 ∼ 도 21(B) 를 사용하여 설명한다. 제 4 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 스테이지 장치 (320) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) (도 1 ∼ 도 4 참조) 와 동일한 구성, 또는 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하고, 차이점에 대해서만 설명한다.

상기 제 1 실시형태의 기판 캐리어 (70) (도 3(C) 참조) 는, 기판 (P) 의 외주연부만을 하방으로부터 흡착 유지하는 구성이기 때문에, 캐리어 본체 (74) (도 3(C) 참조) 가 평면에서 보아 사각형의 프레임상으로 형성되어 있는 데에 반하여, 도 21(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 4 실시형태에 관련된 기판 캐리어 (370) 의 캐리어 본체 (374) 는, X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 사이에 가설된 1 쌍의 X 연결봉 (86x), 및 Y 바 미러 (75y) 와 Y 지지부 (76y) 사이에 가설된 1 쌍의 Y 연결봉 (86y) 을 추가로 구비하고 있다. 또한, 1 쌍의 X 연결봉 (86x), 및 1 쌍의 Y 연결봉 (86y) 은, 기판 캐리어 (370) 의 전체적인 강성 (휨 강성, 뒤틀림 강성 등) 향상을 위해서 형성된 부재이고, 기판 (P) 을 하방으로부터 지지하지 않는다. 즉, 1 쌍의 X 연결봉 (86x), 및 1 쌍의 Y 연결봉 (86y) 각각의 상면의 Z 위치는, X 바 미러 (75x), X 지지부 (76x), Y 바 미러 (75y), Y 지지부 (76y) 각각의 상면의 Z 위치보다 낮게 설정되어 있고, 기판 (P) 의 여백 영역이 캐리어 본체 (374) 에 흡착 유지된 상태로, 기판 (P) 의 하면과 X 연결봉 (86x), Y 연결봉 (86y) 각각의 상면 사이에는, 기판 (P) 의 휨을 무시한 상태로 소정 클리어런스가 형성된다.

본 제 4 실시형태에 있어서, 기판 (P) 은, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 상기 제 1 실시형태 (도 1 ∼ 도 4 참조) 와 동일하게, 기판 홀더 (368) 에 의해 하방으로부터 비접촉 지지된다. 기판 홀더 (368) 에는, 상기 1 쌍의 X 연결봉 (86x), 및 1 쌍의 Y 연결봉 (86y) 각각을 수용하기 위한 X 홈 (88x), 및 Y 홈 (88y) 이 형성되어 있다. X 홈 (88x), Y 홈 (88y) 은, 도 21(B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (368) 의 상면으로 개구하고 있다. X 홈 (88x), Y 홈 (88y) 을 규정하는 벽면과, X 연결봉 (86x), Y 연결봉 (86y) 사이에는, 기판 캐리어 (370) 를 기판 홀더 (368) 에 대하여 미소 구동해도 서로 접촉하지 않을 정도의 클리어런스가 형성되어 있다.

본 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (320) 에 의하면, 기판 캐리어 (370) 의 강성이 향상되기 때문에, 기판 (P) 의 위치 결정 정밀도가 향상된다. 또한, 기판 캐리어 (370) 가 갖는 X 바 미러 (75x), 및 Y 바 미러 (75y) 각각의 반사면의 직교도를 양호하게 유지할 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 위치 제어성이 향상된다.

또한, 기판 캐리어 (370) 의 강성을 향상시키기 위한 보강 부재의 배치, 수, 및 형상은, 적절히 변경이 가능하다. 일례로서, 도 22(A) 에 나타내는 제 4 실시형태의 변형예에 관련된 기판 캐리어 (370A) 와 같이, X 바 미러 (75x) 와 Y 지지부 (76y) 사이, X 바 미러 (75x) 와 Y 바 미러 (75y) 사이, Y 바 미러 (75y) 와 X 지지부 (76x) 사이, X 지지부 (76x) 와 Y 지지부 (76y) 사이 각각에, 이른바 버팀대 (86a) 를 가설해도 된다. 이 경우, 도 22(B) 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (368A) 에는, 기판 캐리어 (370A) 에 형성된 상기 복수의 버팀대 (86a) 의 위치에 따라 복수의 홈 (88a) 이 형성된다.

《제 5 실시형태》

다음으로 제 5 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대하여, 도 23 을 사용하여 설명한다. 제 5 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 캐리어 (470) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 4 실시형태와 동일하기 때문에, 상기 제 4 실시형태의 기판 스테이지 장치 (320) (도 21 참조) 와 동일한 구성, 또는 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 4 실시형태와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하고, 차이점에 대해서만 설명한다.

본 제 5 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (470) 는, 캐리어 본체 (474) 가 베이스 (72) 에 대하여 착탈 가능하게 되어 있다. 캐리어 본체 (474) 는, 상기 제 4 실시형태와 동일하게, X 바 미러 (75x) 와 X 지지부 (76x) 사이에 X 연결봉 (86x) 이 가설됨과 함께, 도시하지 않았지만, Y 바 미러 (75x) 와 Y 지지부 (76y) 사이에 Y 연결봉 (86y) (도 21(A) 참조) 이 가설되어 있다. 또한, 기판 홀더 (368) 에는, 상기 X 연결봉 (86x), Y 연결봉 (86y) 을 수용하기 위한 X 홈 (88x), Y 홈 (88y) (도 23 에서는 도시 생략. 도 21(B) 참조) 이 형성되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, X 홈 (88x), Y 홈 (88y) 은, 기판 홀더 (368) 의 상면으로 개구하고 있기 때문에, 캐리어 본체 (474) 를 베이스 (72) 로부터 분리하여 ＋Z 측으로 이동시키는 (캐리어 본체 (474) 를 들어 올리는) 것에 의해, 기판 (P) 을 기판 스테이지 장치 (420) 로부터 용이하게 분리할 수 있다.

그리고, 본 제 5 실시형태에 있어서, 기판 스테이지 장치 (420) 에 대한 기판 (P) 의 반입, 및 반출은, 기판 (P) 을 재치한 상태의 캐리어 본체 (474) 를 기판 홀더 (368) 에 대하여 이동시킴으로써 실시된다. 캐리어 본체 (474) 를 이동시키기 위한 장치의 구성은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 공지된 다관절 로봇을 사용할 수 있다. 캐리어 본체 (474) 는, ＋Y 측, 및 -Y 측 각각의 단부 (혹은 단부의 일부) 가, 베이스 (72) 보다 외측으로 돌출되어 있고, 그 돌출된 부분이, 예를 들어 상기 반송용 로봇이 갖는 반송 아암 (13) 에 하방으로부터 지지된다. 캐리어 본체 (474) 가 반송 아암 (13) 에 지지된 상태로, 기판 (P) 이 캐리어 본체 (474) 에 흡착 유지되도록, 도시하지 않은 진공 흡인 장치가 반송 아암 (13) 에 접속되어 있다. 기판 (P) 의 반송시에 있어서, 기판 (P) 은, 캐리어 본체 (474) 가 갖는 X 연결봉 (86x), 및 Y 연결봉 (86y) (도 21(A) 참조) 에 하방으로부터 지지된다. 이에 의해, 자중에서 기인하는 휨이 억제된다. 또한, 도시하지 않았지만, 캐리어 본체 (474) 는, 복수 준비되고, 기판 (P) 의 반입, 및 반출 동작은, 복수의 캐리어 본체 (474) 를 교환하면서 실시된다. 따라서, 기판 교환 동작의 효율이 양호하다.

또한, 상기 제 1 ∼ 제 5 실시형태 (그들의 변형예도 포함한다. 이하 동일) 의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 1 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (70) 는, 기판 테이블 (60) (및 기판 홀더 (68)) 에 대하여, Z·틸트 방향으로 미소 구동 가능하게 해도 된다. 또한, 기판 테이블 (60) 과 기판 홀더 (68) (각각 도 4 참조) 는, 별도의 부재로 되어 있지만, 1 개의 부재에 의해 구성되어도 된다.

또한, 기판 캐리어 (70) 에 장착된 에어 베어링 (78) 으로부터 가이드판 (66) 에 가압 기체를 분출하는 것과 아울러, 진공 흡인, 혹은 자기 흡인을 실시하여, 에어 베어링 (78) 에 의해 형성되는 기체막의 고강성화를 도모해도 된다. 또한, 에어 베어링 (78), 및 가이드판 (66) 의 위치 관계는, 반대여도 된다. 즉, 기판 캐리어 (70) 측에 가이드판 (66) 이 고정되고, 기판 테이블 (60) 측에 에어 베어링 (78) 이 장착되어도 된다. 이 경우, 기판 캐리어 (70) 에 가압 기체 공급용의 배관을 접속할 필요가 없기 때문에, 배관의 저항에 의한 부하 변동, 혹은 외란의 전달이 억제되어, 기판 캐리어 (70) 의 위치 제어의 관점에서 바람직하다.

또한, 조명광은, ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F₂ 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또한, 조명광으로는, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다. 또한, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.

또한, 투영 광학계 (16) 가 복수개의 광학계를 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 대하여 설명했지만, 투영 광학계의 갯수는 이에 한정되지 않고, 1 개 이상 있으면 된다. 또한, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정하지 않고, 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다. 또한, 투영 광학계 (16) 로는, 확대계, 또는 축소계여도 된다.

또한, 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. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등으로 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.

또한, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또한, 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, 1 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 mm 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.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은, 물체를 주사 노광하는 데에 적합하다. 또한, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 생산에 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다.

10 ; 액정 노광 장치
20 ; 기판 스테이지 장치
60 ; 기판 테이블
66 ; 가이드판
68 ; 기판 홀더
70 ; 기판 캐리어
78 ; 에어 베어링
84x ; X 보이스 코일 모터
84y ; Y 보이스 코일 모터
P ; 기판

Claims

광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대해 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 장치로서,
상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역과, 상기 제 1 영역과 위치가 상이한 제 2 영역을 부상 지지하는 지지부와,
상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와,
상기 지지부를, 이동시키는 제 1 구동계와,
상기 유지부를, 이동시키는 제 2 구동계와,
상기 지지부에 대향하는 상기 제 1 영역에 대한 주사 노광에 있어서, 상기 유지부와, 상기 유지부에 유지된 상기 물체의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 부상 지지하는 상기 지지부를 제 1 방향으로 각각 이동시키도록 상기 제 1, 제 2 구동계를 제어하는 제어계를 구비하고,
상기 제어계는, 상기 주사 노광을 실시하는 영역을 상기 제 1 영역으로부터 상기 제 2 영역으로 변경하도록, 상기 제 2 영역과 상기 주사 노광된 상기 제 1 영역을 부상 지지하는 상기 지지부와 상기 유지부를 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 각각 이동시키도록 상기 제 1, 제 2 구동계를 제어하는, 노광 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 주사 노광에 있어서, 상기 유지부를 상기 지지부에 대해 상대 이동시켜 상기 조명광에 대한 상기 물체의 위치를 조정하도록 상기 제 1 및 제 2 구동계를 제어하는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 주사 노광 시에 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 관해서, 상기 지지부에 대해 상대 이동 가능한, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 유지부를 부상 지지하는, 노광 장치.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 영역은, 상기 제 2 방향에 관해서, 상기 제 1 영역과 위치가 상이한 영역인, 노광 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 조명광에 대한 상기 제 1 및 제 2 영역의 위치에 기초하여 상기 물체의 위치를 조정하는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구동계는, 상기 지지부를, 상기 광학계의 광축 방향과 평행한 제 3 방향에 관해서 상기 유지부에 대해 상대 이동시키는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지부의 위치에 관한 정보를 취득하는 취득부를 추가로 구비하고,
상기 취득부의 일부는, 상기 유지부에 형성되는, 노광 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 취득부는, 복수의 격자 영역이 형성되는 격자 부재와, 상기 격자 부재에 대해 계측 빔을 조사하는 헤드를 갖고,
상기 격자 부재와 상기 헤드의 일방은, 상기 유지부에 형성되는, 노광 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 취득부는, 광 간섭계 시스템을 포함하고,
상기 유지부에는, 상기 광 간섭계를 사용한 위치 계측용의 반사면이 형성되는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체와 상기 지지부 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 구멍을 갖는, 노광 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체와 상기 지지부 사이의 기체를 흡인하는 기체 흡인 구멍을 갖는, 노광 장치.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 물체의 외주연부의 적어도 일부를 지지하는 유지 부재를 포함하는, 노광 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 유지 부재에 의해 규정되는 개구부에 가설된 보강 부재를 갖는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 물체의 외주연부의 일부를 유지하는 제 1 부분과, 그 제 1 부분과는 분리하여 형성되고 상기 물체의 외주연부의 타부를 유지하는 제 2 부분을 포함하고,
상기 제 2 구동계는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분을 독립적으로 위치 제어함으로써 상기 물체에 장력을 부여하는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 지지부 상에 재치되는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구동계는, 상기 광학계의 광축과 직교하는 소정 평면에 평행한 방향으로 이동 가능하게 형성되고, 상기 지지부를 상기 주사 노광 시에 상기 물체가 이동되는 방향으로 유도하는 유도 장치를 구비하고,
상기 유지부는, 상기 유도 장치 상에 재치되는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 광학계의 광축과 직교하는 소정 평면에 평행한 방향으로 상기 평행한 가이드면을 갖는 가이드 부재 상에 형성되고,
상기 유지부는, 상기 가이드면 상에 재치되는, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구동계를 구성하는 요소와 상기 제 2 구동계를 구성하는 요소가, 적어도 일부 공통인, 노광 장치.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
에너지 빔을 사용하여 상기 물체에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
제 25 항에 있어서,
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인, 노광 장치.
제 26 항에 있어서,
상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 mm 이상인, 노광 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
광학계를 통하여 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대해 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 방법으로서,
상기 복수의 영역 중 적어도 제 1 영역과, 상기 제 1 영역과 위치가 상이한 제 2 영역을 지지부를 사용하여 부상 지지하는 것과,
상기 지지부에 의해 부상 지지된 상기 물체를 유지부를 사용하여 유지하는 것과,
상기 지지부에 대향하는 상기 제 1 영역에 대한 주사 노광에 있어서, 상기 유지부와, 상기 유지부에 유지된 상기 물체의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 부상 지지하는 상기 지지부가 제 1 방향으로 각각 이동되도록, 상기 지지부를 구동하는 제 1 구동계, 및 상기 유지부를 구동하는 제 2 구동계를 제어하는 것을 포함하고,
상기 제어하는 것에서는, 상기 주사 노광을 실시하는 영역을 상기 제 1 영역으로부터 상기 제 2 영역으로 변경하도록, 상기 제 2 영역과 상기 주사 노광된 상기 제 1 영역을 부상 지지하는 상기 지지부와 상기 유지부를 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 각각 이동시키도록 상기 제 1, 제 2 구동계를 제어하는 노광 방법.
제 30 항에 있어서,
상기 제어하는 것에서는, 상기 주사 노광에 있어서, 상기 유지부를 상기 지지부에 대해 상대 이동시켜 상기 조명광에 대한 상기 물체의 위치를 조정하도록 상기 제 1 및 제 2 구동계를 제어하는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 주사 노광 시에 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 관해서, 상기 지지부에 대해 상대 이동 가능한, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 유지부를 부상 지지하는, 노광 방법.
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제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 제 2 영역은, 상기 제 2 방향에 관해서, 상기 제 1 영역과 위치가 상이한 영역인, 노광 방법.
제 37 항에 있어서,
상기 제어하는 것에서는, 상기 조명광에 대한 상기 제 1 및 제 2 영역과의 위치에 기초하여 상기 물체의 위치를 조정하는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구동계는, 상기 지지부를, 상기 광학계의 광축 방향과 평행한 제 3 방향에 관해서 상기 유지부에 대해 상대 이동시키는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 유지부의 위치에 관한 정보를 취득부를 사용하여 취득하는 것을 추가로 포함하고,
상기 취득부의 일부는, 상기 유지부에 형성되는, 노광 방법.
제 40 항에 있어서,
상기 취득부는, 복수의 격자 영역이 형성되는 격자 부재와, 상기 격자 부재에 대해 계측 빔을 조사하는 헤드를 갖고,
상기 격자 부재와 상기 헤드의 일방은, 상기 유지부에 형성되는, 노광 방법.
제 40 항에 있어서,
상기 취득부는, 광 간섭계 시스템을 포함하고,
상기 유지부에는, 상기 광 간섭계를 사용한 위치 계측용의 반사면이 형성되는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체와 상기 지지부 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 구멍을 갖는, 노광 방법.
제 43 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체와 상기 지지부 사이의 기체를 흡인하는 기체 흡인구멍을 갖는, 노광 방법.
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제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 물체의 외주연부의 적어도 일부를 지지하는 유지 부재를 포함하는, 노광 방법.
제 46 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 유지 부재에 의해 규정되는 개구부에 가설된 보강 부재를 갖는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 물체의 외주연부의 일부를 유지하는 제 1 부분과, 그 제 1 부분과는 분리하여 형성되고 상기 물체의 외주연부의 타부를 유지하는 제 2 부분을 포함하고,
상기 제 2 구동계는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분을 독립적으로 위치 제어함으로써 상기 물체에 장력을 부여하는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 지지부 상에 재치되는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구동계는, 상기 광학계의 광축과 직교하는 소정 평면에 평행한 방향으로 이동 가능하게 형성되고, 상기 지지부를 상기 주사 노광 시에 상기 물체가 이동되는 방향으로 유도하는 유도 장치를 구비하고,
상기 유지부는, 상기 유도 장치 상에 재치되는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 광학계의 광축과 직교하는 소정 평면에 평행한 방향으로 상기 평행한 가이드면을 갖는 가이드 부재 상에 형성되고,
상기 유지부는, 상기 가이드면 상에 재치되는, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구동계를 구성하는 요소와 상기 제 2 구동계를 구성하는 요소가, 적어도 일부 공통인, 노광 방법.
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제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
에너지 빔을 사용하여 상기 물체에 소정의 패턴을 형성하는 것을 추가로 포함하는, 노광 방법.
제 54 항에 있어서,
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인, 노광 방법.
제 55 항에 있어서,
상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 mm 이상인, 노광 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
제 30 항 또는 제 31 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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