KR20190087662A - 기판 반송 디바이스, 기판 반송 방법, 기판 지지 부재, 기판 유지 디바이스, 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
기판 반출 디바이스 (70) 는, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 내에 수용된 기판 트레이 (90) 상에 탑재된 상태에서 수평면에 평행한 1 축 방향 (X-축 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시킴으로써, 기판 스테이지 (20) 상에 탑재된 노광된 기판 (P) 을 기판 홀더 (50) 로부터 반출한다. 한편, 기판 반입 디바이스 (80) 는, 기판 스테이지 (20) 내로 반송될 미노광 기판 (P) 을, 다른 기판 트레이 (90) 상에 그 미노광 기판 (P) 이 탑재된 상태에서, 기판 교환 위치에서 대기하게 하고, 노광된 기판 (P) 이 기판 스테이지 (20) 로부터 반출된 후에, 상기 다른 기판 트레이 (90) 를 하강시키고, 이에 의해, 미노광 기판 (P) 을 기판 홀더 (50) 상으로 탑재한다.
Description
본 발명은, 기판 반송 디바이스들, 기판 반송 방법들, 기판 지지 부재들, 기판 유지 디바이스들, 노광 장치들, 노광 방법들 및 디바이스 제조 방법들에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 기판 유지 디바이스로/로부터 기판의 반입 (carry-in) 및 반출 (carry-out) 을 수행하는 기판 반송 디바이스 및 기판 반송 방법, 기판의 반송 동안 기판을 지지하는 기판 지지 부재, 반송된 기판을 유지하는 유지 부재를 갖는 기판 유지 디바이스, 기판 반송 디바이스 또는 기판 유지 디바이스를 포함하는 노광 장치, 기판 지지 부재를 이용하여 기판이 반송되는 노광 방법, 및 노광 방법 또는 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래에, 액정 디스플레이 엘리먼트들 또는 반도체 디바이스들 (집적 회로 등) 과 같은 전자 디바이스들 (마이크로디바이스들) 을 제조하기 위한 리소그래피 (lithography) 공정에서, 스텝-앤드-리피드 (step-and-repeat) 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스테퍼 (stepper)), 또는 스텝-앤드-스캔 (step-and-scan) 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼 (scanning stepper) (스캐너라고도 불림)) 가 주로 사용된다.
이러한 유형의 노광 장치에서, 노광 대상물로서 작용하는, 표면이 감광제로 코팅된 유리판 또는 웨이퍼와 같은 기판 (이하, 일반적으로 기판이라 칭함) 이 기판 스테이지 디바이스의 기판 홀더 (holder) 상에 탑재 (mount) 되고, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해, 기판 홀더에 의해 유지된다. 그리고, 투영 렌즈 등을 포함하는 광학계를 통해 에너지 빔 (beam) 을 기판에 조사함으로써, 그 기판 상으로 마스크 (또는 레티클) 상에 형성된 회로 패턴이 전사된다. 하나의 기판에 대한 노광 처리가 완료되면, 노광된 기판은 기판 반송 디바이스에 의해 기판 홀더로부터 반출되고, 그 기판 홀더 상에는 또 다른 기판이 탑재된다. 노광 장치에서, 기판 홀더 상에서의 기판의 교환이 반복되고, 이에 의해, 복수의 기판들에 대해 노광 처리가 연속적으로 수행된다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
이 경우에, 복수의 기판들의 노광 처리가 연속적으로 수행될 때 전체적인 처리 용량 (스루풋 (throughput)) 을 향상시키기 위해, 기판들의 교환 시간 (사이클 시간) 을 감소시키는 것 (짧은 시간 내에 기판들의 교환을 수행하는 것) 및 노광 처리 및 얼라인먼트 (alignment) 처리의 처리 능력을 향상시키는 것 (처리 시간의 감소) 이 효과적이다. 따라서, 기판 스테이지 디바이스 상에서 기판의 교환을 신속하게 수행할 수 있는 시스템 (또는 장치) 가 개발될 것이 소망되었다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판을 제 1 경로에서 반송함으로써 기판을 소정의 기판 유지 디바이스로 반입하는 반입 디바이스; 및 기판을 제 1 경로와는 상이한 제 2 경로에서 반송함으로써, 기판 유지 디바이스에 의해 유지된 기판을 기판 유지 디바이스로부터 반출하는 반출 디바이스를 포함하는, 기판 반송 디바이스가 제공된다.
이 디바이스에 있어서, 기판의 기판 유지 디바이스로의 반입은 반입 디바이스에 의해 제 1 경로에서 수행되고, 기판의 기판 유지 디바이스로부터의 반출은 제 1 경로와는 상이한 제 2 경로에서 반출 디바이스에 의해 수행된다. 결과적으로, 기판들의 반입과 반출을 병행하여 수행하는 것 (예를 들어, 기판의 반출 시에, 반입 대상이 되는 다른 기판을 제 1 경로에서 대기하도록 하는 것 등) 이 가능하게 되고, 이에 의해, 기판 유지 디바이스 상의 기판이 교환될 때 필요한 사이클 시간 (cycle time) 이 감소될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 발명의 기판 반송 디바이스; 및 에너지 빔을 이용하여 기판을 노광함으로써 기판 유지 디바이스 상에 탑재된 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 디바이스를 포함하는, 제 1 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 수평면에 평행한 유지 면을 갖는 유지 부재를 포함하는 기판 유지 디바이스로서, 유지 면 상에 기판이 탑재되는, 상기 기판 유지 디바이스; 기판을 제 1 경로에서 반송함으로써 기판을 기판 유지 디바이스로 반입하는 반입 디바이스; 및 기판을 제 1 경로와는 상이한 제 2 경로에서 반송함으로써, 기판 유지 디바이스에 의해 유지된 기판을 기판 유지 디바이스로부터 반출하는 반출 디바이스; 및 에너지 빔으로 기판 유지 디바이스 상에 유지된 기판을 노광하는 노광 시스템을 포함하는, 제 2 노광 장치가 제공된다.
전술한 제 1 및 제 2 노광 장치로, 기판 유지 디바이스 상의 기판이 교환될 때 필요한 사이클 시간이 감소될 수 있기 때문에, 그 결과로서 스루풋이 향상될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 기판을 제 1 경로에서 반송함으로써 기판을 소정의 기판 유지 디바이스로 반입하는 단계; 및 기판을 제 1 경로와는 상이한 제 2 경로에서 반송함으로써, 기판을 기판 유지 디바이스로부터 반출하는 단계를 포함하는, 기판 반송 방법이 제공된다.
이 방법에 있어서, 기판의 기판 유지 디바이스로의 반입은 제 1 경로에서 수행되고, 기판의 기판 유지 디바이스로부터의 반출은 제 1 경로와는 상이한 제 2 경로에서 수행된다. 결과적으로, 기판들의 반입과 반출을 병행하여 수행하는 것 (예를 들어, 기판의 반출 시에, 반입 대상이 되는 다른 기판을 제 1 경로에서 대기하도록 하는 것 등) 이 가능하게 되고, 이에 의해, 기판 유지 디바이스 상의 기판이 교환될 때 필요한 사이클 시간이 감소될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 기판 지지 부재로서, 수평면에 평행한 제 1 방향으로 연장되고 수평면 내의 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정의 거리를 두고 배열된 복수의 바(bar)-형상 부재들로 이루어지고 기판을 아래로부터 지지하는 지지부; 및 지지부에 연결되고, 소정의 반송 디바이스와 맞물릴 수 있는 맞물림부 (engagement section) 를 포함하고, 기판 지지 부재는 반송 디바이스에 의해, 수평면에 평행한 기판 탑재 면을 갖는 기판 유지 디바이스로 기판과 함께 반송되며, 지지부의 적어도 일부는 기판 탑재 면에 형성된 홈부 (groove section) 내에 수용되며, 기판 지지 부재는 기판 유지 디바이스에 대해 제 1 방향의 일측으로 상대적으로 이동함으로써 기판과 함께 홈부의 내부로부터 제거되는, 상기 기판 지지 부재가 제공된다.
이 부재에 있어서, 제 1 방향으로 연장되는 복수의 바-형상 부재들로 이루어진 지지부로 기판을 아래로부터 지지하는 기판 지지 부재가 반송 디바이스에 의해 기판 유지 디바이스로 반송된다. 기판 지지 부재 중, 지지부의 적어도 일부는 기판 유지 디바이스의 홈부에 수용되고, 기판의 반출 시에, 기판 지지 부재는, 적어도 일부가 홈부에 수용된 상태에서 기판 유지 디바이스에 대해 제 1 축에 평행한 방향 (지지부를 구성하는 복수의 바-형상 부재들이 연장되는 방향) 으로 상대적으로 이동한다. 결과적으로, 기판의 반출이 신속하게 수행될 수 있다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 기판 유지 디바이스로서, 수평면에 평행한 유지 면을 갖는 유지 부재로서, 유지 면 상에 기판이 탑재되는, 상기 유지 부재를 포함하고, 이 유지 부재에는, 기판을 아래로부터 지지하는 기판 지지 부재의 일부를 수용할 수 있는 복수의 홈부 (groove section) 들이 형성되고, 복수의 홈부들은 수평면에 평행한 제 1 방향의 일측으로의 기판 지지 부재의 상대적인 이동에 의해 기판 지지 부재의 일부의 제거를 허용하는, 상기 기판 유지 디바이스가 제공된다.
이 장치에 의하면, 기판을 하방으로부터 지지하는 기판 지지 부재의 일부는 유지 부재에 형성된 복수의 홈부들 내에 수용된다. 결과적으로, 기판 지지 부재를 홈부들 내에 수용하는 동작과 함께 기판이 유지 면 상으로 전달될 수 있다. 또한, 기판 지지 부재는 유지 부재에 대해 제 1 방향의 일측으로의 상대적인 이동에 의해 홈부들로부터 그 홈부들 내에 수용된 일부를 제거할 수 있다. 결과적으로, 기판이 유지 부재로부터 빨리 반출될 수 있다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 본 발명의 기판 유지 디바이스; 및 에너지 빔을 이용하여 기판을 노광함으로써 기판 유지 디바이스 상에 탑재된 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 디바이스를 포함하는, 제 3 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 수평면에 평행한 유지 면을 갖는 유지 부재를 포함하는 기판 유지 디바이스로서, 유지 면 상에 기판이 탑재되고, 유지 부재에 복수의 홈부 (groove section) 들이 형성되는, 상기 기판 유지 디바이스; 및 에너지 빔으로 기판 유지 디바이스 상에 유지된 기판을 노광하는 노광 시스템을 포함하고, 홈부들은, 기판을 아래로부터 지지하는 기판 지지 부재의 일부를 수용할 수 있고, 수평면에 평행한 제 1 방향의 일측으로의 기판 지지 부재의 상대적인 이동에 의해 기판 지지 부재의 일부의 제거를 허용하는, 제 4 노광 장치가 제공된다.
전술한 제 3 및 제 4 노광 장치에 의하면, 홈부들 내로의 기판 지지 부재의 수용 동작과 함께 기판이 유지 면 상으로 전달될 수 있다. 또한, 기판 지지 부재는, 유지 부재에 대해 제 1 방향의 일측으로의 상대적인 이동에 의해 유지 부재로부터 기판을 신속하게 반출할 수 있다. 결과적으로, 기판 유지 디바이스 상의 기판이 교환될 때 필요한 사이클 시간이 감소될 수 있고, 그 결과, 스루풋이 향상될 수 있다.
본 발명의 제 9 양태에 따르면, 에너지 빔으로 기판 유지 디바이스 상에 유지된 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 기판 지지 부재 상에 탑재된 상태로 반송함으로써 기판을 기판 유지 디바이스로 반입하는 단계; 및 기판을 기판 지지 부재 상에 탑재된 상태로 반송함으로써 기판 유지 디바이스 상에 유지된 기판을 기판 유지 디바이스로부터 반출하는 단계를 포함하고, 기판의 기판 유지 디바이스로의 반입 및 기판의 기판 유지 디바이스로부터의 반출 중 적어도 일방 동안, 기판의 반송에 사용되는 기판 지지 부재에 대한 기판의 위치의 시프트 (shift) 가 억제 또는 방지되는, 상기 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 10 양태에 따르면, 기판 유지 디바이스로서, 기판 유지 디바이스 상에 기판이 탑재 되는, 상기 기판 유지 디바이스; 기판을 기판 지지 부재 상에 탑재된 상태로 반송함으로써 기판을 기판 유지 디바이스로 반입하는 반입 디바이스; 기판을 기판 지지 부재 상에 탑재된 상태로 반송함으로써 기판 유지 디바이스에 의해 유지된 기판을 기판 유지 디바이스로부터 반출하는 반출 디바이스; 및 에너지 빔으로 기판 유지 디바이스 상에 유지된 기판을 노광하는 노광 시스템을 포함하고, 기판의 기판 유지 디바이스로의 반입 및 기판의 기판 유지 디바이스로부터의 반출 중 적어도 일방 동안, 기판의 반송에 사용되는 기판 지지 부재에 대한 기판의 위치의 시프트 (shift) 가 억제 또는 방지되는, 제 5 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술한 제 1 내지 제 5 노광 장치 또는 전술한 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 도시된 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 디바이스의 구성 및 기판 교환 디바이스의 구성의 도면이다.
도 3(A) 는 기판 스테이지 디바이스가 갖는 기판 홀더의 평면도이고, 도 3(B) 는 도 3(A) 의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 4(A) 는 기판을 지지하는 기판 트레이 (tray) 의 평면도이고, 도 4(B) 는 기판 트레이를 -Y 측에서 본 측면도이며, 도 4(C) 는 기판 트레이를 +X 측에서 본 측면도이다.
도 5(A) 는 기판이 기판 홀더 상에 탑재된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 5(B) 및 도 5(C) 는 기판 홀더가 갖는 트레이 가이드 디바이스들의 동작을 설명하기 위해 사용되는 도면들이다.
도 6 은 기판 반출 디바이스를 +X 측에서 본 측면도이다.
도 7 은 기판 홀더 및 기판 반입 디바이스를 나타내는 평면도이다.
도 8(A) 내지 도 8(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 1 내지 제 3 번) 도면들이다.
도 9(A) 내지 도 9(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 4 내지 제 6 번) 도면들이다.
도 10(A) 내지 도 10(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 7 내지 제 9 번) 도면들이다.
도 11(A) 내지 도 11(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 10 내지 제 12 번) 도면들이다.
도 12(A) 내지 도 12(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 13 내지 제 15 번) 도면들이다.
도 13(A) 내지 도 13(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 16 내지 제 18 번) 도면들이다.
도 14(A) 는 제 2 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이고, 도 14(B) 는 도 14(A) 에서 도시된 기판 트레이의 측면도이다.
도 15(A) 는 제 2 실시형태에 관련되는 기판 스테이지의 기판 홀더의 평면도이고, 도 15(B) 및 도 15(C) 는 기판 트레이와 결합된 상태의 기판 홀더의 단면도이다.
도 16(A) 는 제 3 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이고, 도 16(B) 는 기판 트레이의 동작을 나타내는 도면이다.
도 17 은 제 4 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이다.
도 18 은 제 5 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에 구비된 기판 스테이지의 단면도이다.
도 19 는 제 6 실시형태에 관련되는 기판 홀더 및 기판 반입 디바이스의 평면도이다.
도 20 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 1 번) 도면이다.
도 21 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 2 번) 도면이다.
도 22 는 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 3 번) 도면이다.
도 23 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 4 번) 도면이다.
도 24 는 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 5 번) 도면이다.
도 25 는 기판 트레이의 (제 1 번) 변형예 및 기판 반출 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 26 은 기판 트레이의 (제 2 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 27(A) 내지 도 27(C) 는 기판 트레이의 (제 3 내지 제 5 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 28 은 기판 트레이의 (제 6 번) 변형예 및 기판 홀더를 나타내는 도면이다.
도 29 는 리프트 (lift) 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 30(A) 및 도 30(B) 는 기판 반입 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 31(A) 및 도 31(B) 는 기판 트레이의 (제 7 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32(A) 는 기판 트레이의 (제 8 번) 변형예를 나타내는 도면이고, 도 32(B) 는 도 32(A) 에서 도시된 기판 트레이를 반출하는 기판 반출 디바이스를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 도시된 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 디바이스의 구성 및 기판 교환 디바이스의 구성의 도면이다.
도 3(A) 는 기판 스테이지 디바이스가 갖는 기판 홀더의 평면도이고, 도 3(B) 는 도 3(A) 의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 4(A) 는 기판을 지지하는 기판 트레이 (tray) 의 평면도이고, 도 4(B) 는 기판 트레이를 -Y 측에서 본 측면도이며, 도 4(C) 는 기판 트레이를 +X 측에서 본 측면도이다.
도 5(A) 는 기판이 기판 홀더 상에 탑재된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 5(B) 및 도 5(C) 는 기판 홀더가 갖는 트레이 가이드 디바이스들의 동작을 설명하기 위해 사용되는 도면들이다.
도 6 은 기판 반출 디바이스를 +X 측에서 본 측면도이다.
도 7 은 기판 홀더 및 기판 반입 디바이스를 나타내는 평면도이다.
도 8(A) 내지 도 8(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 1 내지 제 3 번) 도면들이다.
도 9(A) 내지 도 9(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 4 내지 제 6 번) 도면들이다.
도 10(A) 내지 도 10(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 7 내지 제 9 번) 도면들이다.
도 11(A) 내지 도 11(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 10 내지 제 12 번) 도면들이다.
도 12(A) 내지 도 12(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 13 내지 제 15 번) 도면들이다.
도 13(A) 내지 도 13(C) 는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환이 수행될 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 16 내지 제 18 번) 도면들이다.
도 14(A) 는 제 2 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이고, 도 14(B) 는 도 14(A) 에서 도시된 기판 트레이의 측면도이다.
도 15(A) 는 제 2 실시형태에 관련되는 기판 스테이지의 기판 홀더의 평면도이고, 도 15(B) 및 도 15(C) 는 기판 트레이와 결합된 상태의 기판 홀더의 단면도이다.
도 16(A) 는 제 3 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이고, 도 16(B) 는 기판 트레이의 동작을 나타내는 도면이다.
도 17 은 제 4 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에서 사용되는 기판 트레이의 평면도이다.
도 18 은 제 5 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치에 구비된 기판 스테이지의 단면도이다.
도 19 는 제 6 실시형태에 관련되는 기판 홀더 및 기판 반입 디바이스의 평면도이다.
도 20 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 1 번) 도면이다.
도 21 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 2 번) 도면이다.
도 22 는 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 3 번) 도면이다.
도 23 은 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 4 번) 도면이다.
도 24 는 제 6 실시형태에 관련되는, 기판 스테이지 상에서 기판의 교환을 수행할 때의 동작을 설명하기 위해 사용되는 (제 5 번) 도면이다.
도 25 는 기판 트레이의 (제 1 번) 변형예 및 기판 반출 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 26 은 기판 트레이의 (제 2 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 27(A) 내지 도 27(C) 는 기판 트레이의 (제 3 내지 제 5 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 28 은 기판 트레이의 (제 6 번) 변형예 및 기판 홀더를 나타내는 도면이다.
도 29 는 리프트 (lift) 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 30(A) 및 도 30(B) 는 기판 반입 디바이스의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 31(A) 및 도 31(B) 는 기판 트레이의 (제 7 번) 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32(A) 는 기판 트레이의 (제 8 번) 변형예를 나타내는 도면이고, 도 32(B) 는 도 32(A) 에서 도시된 기판 트레이를 반출하는 기판 반출 디바이스를 나타내는 도면이다.
- 제 1 실시형태
도 1 내지 도 13(C) 를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태를 이하 설명한다.
도 1 은, 평판 디스플레이, 예를 들어, 액정 디스플레이 디바이스들 (액정 패널들) 등을 제조하는데 사용되는, 제 1 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치 (10) 의 구성을 개략적으로 도시한다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 디스플레이 디바이스의 디스플레이 패널 등에 사용되는 직사각형 유리 기판 (P) (이하, 간단하게 기판 (P) 이라고 칭함) 이 노광 대상물로서 작용하는, 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 투영 노광 장치이고, 이는 소위 스캐너이다.
액정 노광 장치 (10) 는 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 전술한 마스크 스테이지 (MST) 및 투영 광학계 (PL) 등이 탑재되는 보디 (body; BD), 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (50) 를 포함하는 기판 스테이지 디바이스 (PST), 기판 홀더 (50) 상에서 기판 (P) 의 교환을 수행하는 기판 교환 디바이스 (60) (도 1 및 도 2 에는 미도시), 및 그들의 제어 시스템 등을 구비한다. 이 경우에, 도 2 에서, 기판 (P) 이 기판 스테이지 디바이스 (PST) 상에 탑재되고, 또 다른 기판 (P) 이 기판 교환 디바이스 (60) 에 의해 기판 스테이지 디바이스 (PST) 위로 반송된다. 이하의 설명에서, 노광 동안 마스크 (M) 및 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대해 각각 상대적으로 주사되는 방향을 X-축 방향 (X 방향) 이라 하고, 수명편 내에서 X-축 방향에 직교하는 방향을 Y-축 방향 (Y 방향) 이라고 하며, X-축 방향 및 Y-축 방향에 직교하는 방향을 Z-축 방향 (Z 방향) 이라고 하고, X-축, Y-축, 및 Z-축 주위의 회전 (경사) 방향들을 각각 θx, θy, 및 θz 방향들로 가정하여 설명하기로 한다.
조명계 (IOP) 는 예를 들어 미국 특허 제 5,729,331 호 등에 개시된 조명계와 유사한 구성이다. 더욱 구체적으로, 조명계 (IOP) 는, 노광을 위한 조명 광 (조명 광) (IL) 으로서, 미도시의 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 방출되고, 미도시의 반사 미러, 다이크로익 (dichroic) 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 다양한 유형들의 렌드들 등을 통과한 광을 이용하여 마스크 (M) 를 조사 (irradiate) 한다. 조명 광 (IL) 으로서, 예를 들어, (365nm 의 파장을 갖는) i-선, (436nm 의 파장을 갖는) g-선 또는 (405nm 의 파장을 갖는) h-선과 같은 광 (또는 전술한 i-선, g-선 및 h-선의 합성 광) 이 이용된다. 또한, 조명 광 (IL) 의 파장은 요구되는 해상도에 따라, 예를 들어, 파장 선택 필터에 의해 적절하게 전환될 수 있다.
마스크 스테이지 (MST) 상에, 회로 패턴 등이 형성된 패턴면 (도 1 에서의 하부 면) 을 갖는 마스크 (M) 가 예를 들어 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 고정된다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 나중에 설명될 보디 (BD) 의 일부분인 배럴면 플레이트 (barrel surface plate; 31) 의 상부 면에 고정된 한 쌍의 마스크 스테이지 가이드들 (35) 위에, 예를 들어 미도시의 에어 베어링들을 통해 비접촉 상태로 부상 지지된다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 예를 들어 리니어 모터 (linear motor) 를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (미도시) 에 의해, 한 쌍의 마스크 스테이지 가이드들 (35) 위에서, 소정의 스트로크 (stroke) 들로 주사 방향 (X-축 방향) 으로 구동되고, 또한 필요에 따라 Y-축 방향 및 θz 방향의 각각으로 미세하게 (finely) 구동된다. XY 평면 내의 마스크 스테이지 (MST) 의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함) 가, 계측 빔으로 마스크 스테이지 (MST) 상에 배치된 (또는 형성된) 반사 면을 조사하는 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 간섭계 시스템 (38) 에 의해 계측된다.
투영 광학계 (PL) 는 배럴면 플레이트 (31) 에 의해 도 1 에서의 마스크 스테이지 (MST) 아래에 지지된다. 투영 광학계 (PL) 는 예를 들어 미국 특허 제 5,729,331 호에 개시된 투영 광학계와 유사하게 구성된다. 더욱 구체적으로, 투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역들이 예를 들어 지그재그 형상으로 배치된 복수의 투영 광학계들을 포함하고 (멀티-렌즈 투영 광학계), Y-축 방향을 길이 방향으로 하는 단일의 직사각형 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 본 실시형태에서, 복수의 투영 광학계들의 각각의 투영 광학계로서, 예를 들어, 정립 실상을 형성하는 양측 텔레센트릭 등배계가 이용된다. 또한, 이하의 설명에서, 투영 광학계 (PL) 의 지그재그 형상으로 배치된 복수의 투영 영역들을 총칭하여 노광 영역 (IA) 이라고 한다 (도 2 참조).
따라서, 마스크 (M) 를 통과한 조명 광 (IL) 에 의해, 조명계 (IOP) 로부터의 조명 광 (IL) 으로 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명될 때, 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영된 이미지 (부분 정립 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 의 이미지 면 측에 배치되고 표면이 레지스트 (감광제) 로 코팅된, 기판 (P) 상의 조명 영역에 공액인 조명 광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) 상에, 투영 광학계 (PL) 를 통해 형성된다. 그 다음, 마스크 스테이지 (MST) 및 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 동기 구동에 의해, 주사 방향 (X-축 방향) 으로 조명 영역 (조명 광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 를 상대적으로 이동시키고, 주사 방향 (X-축 방향) 으로 노광 영역 (조명 광 (IL)) 에 대해 기판 (P) 을 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 (shot) 영역 (나누어진 영역) 의 주사 노광이 수행되고, 마스크 (M) 의 패턴이 쇼트 영역 상으로 전사된다. 더욱 구체적으로, 본 실시형태에서, 마스크 (M) 의 패턴은 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 생성되고, 조명 광 (IL) 을 이용한 기판 (P) 상의 감광 레이어 (레지스트 레이어) 의 노광에 의해 패턴이 기판 (P) 상에 형성된다.
예를 들어 미국 공개특허공보 제 2008/0030702 호 등에 개시된 바와 같이, 보디 (BD) 는 기판 스테이지 마운트 (substrate stage mount; 33), 및 기판 스테이지 마운트 (33) 상에 한 쌍의 지지 부재들 (32) 을 통해 수평으로 지지된 배럴면 플레이트 (31) 를 갖는다. 기판 스테이지 마운트 (33) 는 Y-축 방향을 길이 방향으로 하는 부재로 이루어지고, 도 2 에 도시된 바와 같이, 2 개 (한 쌍) 의 기판 스테이지 마운트 (33) 가 X-축 방향으로 소정 거리를 두고 배치되어 있다. 길이 방향에서의 기판 스테이지 마운트 (33) 의 각각의 양 단부들은 각각 바닥 면 (F) 상에 설치될 방진 디바이스 (vibration isolation device; 34) 에 의해 지지되고, 진동 면에서 바닥 면 (F) 으로부터 분리된다. 따라서, 보디 (BD), 보디 (BD) 에 의해 지지된 투영 광학계 (PL) 등은 진동 면에서 바닥 면 (F) 으로부터 분리된다.
기판 스테이지 디바이스 (PST) 에는, 기판 스테이지 마운트들 (33) 상에 고정된 면 플레이트 (12), Y-축 방향으로 소정 거리를 두고 배치된 한 쌍의 베이스 프레임 (14), 및 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 상에 탑재된 기판 스테이지 (20) 가 구비되어 있다.
면 플레이트 (12) 는 예를 들어 석재에 의해 형성된 판-형상 부재로 이루어지고, 평면시에서 (+Z 측에서 볼 때) 직사각형 형상을 갖고, 그 상부 표면은 매우 높은 평탄도를 갖도록 마감처리되어 있다.
한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 중 일방은 면 플레이트 (12) 의 +Y 측 상에 배치되고, 타방은 면 플레이트 (12) 의 -Y 측 상에 배치된다. 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 의 각각은 X-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 기판 스테이지 마운트들 (33) 위에 가교 상태로 바닥 면 (F) 에 고정된다. 또한, 도 1 에서는 도시되지 않았지만, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 은, 기판 스테이지 (20) 의 일부인 나중에 설명될 X 조동 (coarse movement) 스테이지 (23X) 를 선형으로 가이드하는데 이용되는 X 리니어 (linear) 가이드 부재들, X 조동 스테이지 (23X) 를 구동하는데 이용되는 X 리니어 모터들을 구성하는 X 고정자 (stator) 들 (예를 들어, 코일 유닛들) 등을 갖는다.
기판 스테이지 (20) 는, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 상에 탑재된 X 조동 스테이지 (23X), X 조동 스테이지 (23X) 상에 탑재되고 X 조동 스테이지 (23X) 와 함께 XY 2-축 스테이지를 구성하는 Y 조동 스테이지 (23Y), Y 조동 스테이지 (23Y) 의 +Z 측 (위) 에 배치되는 미동 (fine movement) 스테이지 (21), 면 플레이트 (12) 상에서 미동 스테이지 (21) 를 지지하는 중량 상쇄 디바이스 (weight cancelling device; 40), 및 미동 스테이지 (21) 상에 탑재되고 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (50) 를 포함한다.
X 조동 스테이지 (21X) 는 평면시에서 직사각형 외형을 갖는 프레임-모양 (프레임-형상) 부재로 이루어지고, Y-축 방향을 길이 방향으로 하는 긴 홀 (hole) 형상을 갖는 개구부 (도 2 참조) 를 그 중앙부에 갖는다. 도 1 에서 도시된 바와 같이, X 조동 스테이지 (23X) 의 하부 면 상에, 역 U-자 모양의 YZ 횡단면 형상을 갖도록 각각 형성된 한 쌍의 스테이지 가이드들 (15) 이 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 에 대응하여 고정되어 있다. 도 1 에서는 도시되지 않았지만, 스테이지 가이드들 (15) 은, X 리니어 가이드 부재들에 대해 슬라이딩 가능하도록 베이스 프레임들 (14) 이 갖는 X 리니어 가이드 부재들 (미도시) 과 맞물려 (engage) 있는 슬라이드 (slide) 부재들, 전술한 X 고정자와 함께 X 리니어 모터들을 구성하는 X 가동자 (mover) 들 (예를 들어 마그넷 (magnet) 유닛들) 등을 갖는다. X 조동 스테이지 (23X) 는, X 리니어 모터들을 포함하는 X 조동 스테이지 구동계에 의해, 한 쌍의 베이스 프레임들 (14) 상에서 X-축 방향으로 소정의 스트로크로 선형으로 구동된다. 또한, X 조동 스테이지 (23X) 의 상부 면 상에, Y-축 방향으로 연장되는 Y 리니어 가이드 부재들 (28) 이 고정된다. 복수의 Y 리니어 가이드 부재들 (28) 이 X-축 방향으로 이격되어 배치된다. 또한, 도면들에는 도시되지 않았지만, X 조동 스테이지 (23X) 의 상부 면 상에, Y 조동 스테이지 (23Y) 를 구동하는데 이용되는 Y 리니어 모터를 구성하는 Y 고정자가 고정된다.
Y 조동 스테이지 (23Y) 는 평면시에서 직사각형 외형을 갖는 프레임-모양 부재로 이루어지고, X 조동 스테이지 (23X) 보다 Y-축 방향의 사이즈가 더 짧으며, 개구부 (도 2 참조) 를 그 중앙부에 갖는다. Y 조동 스테이지 (23Y) 의 하부 면에, Y 리니어 가이드 부재들 (28) 에 대해 슬라이딩 가능한, Y 리니어 가이드 부재들 (28) 과 맞물려 있는 복수의 슬라이드 부재들 (29) 이 고정되어 있다. 또한, 도 1 에는 도시되지 않았지만, Y 조동 스테이지 (23Y) 의 하부 면에, 전술한 Y 고정자와 함께 Y 리니어 모터를 구성하는 Y 가동자 (예를 들어, 마그넷 유닛) 가 고정되어 있다. Y 조동 스테이지 (23Y) 는, Y 리니어 모터를 포함하는 Y 조동 스테이지 구동계에 의해, X 조동 스테이지 (23X) 상에서 Y-축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동된다. X 조동 스테이지 (23X) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 각각의 위치 정보는 예를 들어 미도시의 리니어 인코더 시스템을 이용하여 계측된다. 또한, X 조동 스테이지 (23X) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 를 X-축 방향 및 Y-축 방향으로 각각 구동하기 위한 구동 방법은 피드 스크류 (feed screws) 또는 벨트 구동 방법에 의한 구동 방법과 같은 다른 방법일 수 있다. 또한, X 조동 스테이지 (23X) 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 각각의 위치 정보는 다른 계측 방법, 예를 들어 광학 간섭계 시스템 등으로 획득될 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, X 조동 스테이지 (23X) 와 Y 조동 스테이지 (23Y) 사이에는, 예를 들어 나중에 설명되는 미동 스테이지 (21) 등을 구동하기 위해 이용되는 보이스 코일 모터에 전력을 공급하기 위한 케이블들 (36a) 이 한 쌍의 케이블 가이드 디바이스들 (36) 을 통해 설치되어 있다. 케이블 가이드 디바이스들 (36) 은, X 조동 스테이지 (23X) 상의 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 위치에 따라 케이블들 (36a) 을 적절하게 가이드한다. 또한, 도 1 에서, 도면의 복잡함을 피하기 위한 관점에서, 케이블 가이드 디바이스들의 도시는 생략한다.
미동 스테이지 (21) 는 평면시에서 대략 정사각형 형상을 갖는 낮은 높이의 직육면체 형상 부재로 이루어진다. 미동 스테이지 (21) 의 -Y 측의 측면 상에는, 도 1 에 도시된 바와 같이, Y-축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 가동 미러 (바 미러; bar mirror) (22Y) 가 미러 베이스 (24Y) 를 통해 고정되어 있다. 또한, 미동 스테이지 (21) 의 -X 측의 측면 상에는, 도 2 에 도시된 바와 같이, X-축에 직교하는 반사면을 갖는 X 가동 미러 (바 미러) (22X) 가 미러 베이스 (24X) 를 통해 고정되어 있다. 미동 스테이지 (21) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, Y 가동 미러 (22Y) 및 X 가동 미러 (22X) 를 계측 빔들로 각각 조사하고 계측 빔들의 반사 광들을 수신하는 적어도 2 개의 레이저 간섭계들을 포함하는 기판 간섭계 시스템 (39) (도 1 참조) 을 이용하여 예를 들어 0.5 내지 1 nm 정도의 분해능 (resolution) 으로 항상 검출된다. 부수적으로 말하자면, 기판 간섭계 시스템 (39) 은 실제로 Y 가동 미러 (22Y) 및 X 가동 미러 (22X) 에 대응하는 X 레이저 간섭계 및 Y 레이저 간섭계를 갖지만, 기판 간섭계 시스템 (39) 이 도 1 에 도시되어 이들 레이저 간섭계들을 나타낸다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 미동 스테이지 (21) 는, 예를 들어, Y 조동 스테이지 (23Y) 에 고정된 고정자 (예를 들어, 코일 유닛) 및 미동 스테이지 (21) 에 고정된 가동자 (예를 들어, 마그넷 유닛) 를 각각 포함하는, 전자기력 (로렌츠 (Lorentz) 힘) 구동 방식에 의한 복수의 코일 모터들 (X 보이스 코일 모터들 (18x) (도 2 참조), Y 보이스 코일 모터들 (18y) (도 1 참조), 및 Z 보이스 코일 모터들 (18z) (도 1 및 도 2 참조)) 을 갖는 미동 스테이지 구동계에 의해, Y 조동 스테이지 (23Y) 상에서 6 자유도의 방향들 (X-축 방향, Y-축 방향, Z-축 방향, θx, θy, 및 θz 방향들) 로 미세하게 구동된다. 부수적으로 말하자면, X 보이스 코일 모터들의 도시는 도면의 복잡함을 피하기 위한 관점에서 도 1 에서 생략하였다. 따라서, 미동 스테이지 (21) 는 투영 광학계 (PL) 에 대해, Y 조동 스테이지 (23Y) 와 함께 XY 2-축 방향들로 긴 스트로크들로 이동 (거칠게 이동) 할 수 있고, 또한, Y 조동 스테이지 (23Y) 상에서 6 자유도의 방향들로 미세하게 이동 (미동 수행) 할 수 있다. 복수의 X 보이스 코일 모터들 (18x) 이 Y-축 방향을 따라 배열되어 있고, 복수의 Y 보이스 코일 모터들 (18y) 이 X-축 방향을 따라 배열되어 있다 (도 1 및 도 2 에서, 복수의 X 보이스 코일 모터들 (18x) 은 겹쳐져 있고, 복수의 Y 보이스 코일 모터들 (18y) 은 깊이 방향들로 각각 겹쳐져 있다). 또한, Z 보이스 코일 모터 (18z) 는 3 이상의 동일 선상이 아닌 위치들 (예를 들어, 미동 스테이지 (21) 의 4 개의 모서리들에 대응하는 위치들의 적어도 3 개의 위치들) 에 배치되어 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 중량 상쇄 디바이스 (40) 는 Z-축 방향으로 연장되어 배치되는 기둥 형상 부재로 이루어지고, 또한 중앙 기둥으로도 지칭된다. 중량 상쇄 디바이스 (40) 는 하우징 (41), 에어 스프링 (42) 및 슬라이드부 (43) 를 갖는다.
하우징 (41) 은, +Z 측이 개방된 바닥을 갖는 실린더-모양 부재로 이루어지고, X 조동 스테이지 (23X) 의 개구부 및 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 개구부에 삽입되어 있다. 하우징 (41) 은, 하우징 (41) 의 하부면에 부착된 복수의 정압 기체 베어링들 (static gas bearings) (예를 들어, 에어 베어링들) (45) 에 의해 면 플레이트 (12) 위에 비접촉 방식으로 지지된다. 하우징 (41) 은, 판 스프링들을 포함하는 복수의 상호연결 디바이스들 (46) (플렉셔 (flexure) 디바이스들이라고도 지칭된다) 에 의해, 중량 상쇄 디바이스 (40) 의 중력 중심의 위치를 포함하는 높이 위치 (Z-위치) 에서 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 접속되어 있고, Y 조동 스테이지 (23Y) 와 일체로 X-축 방향 및/또는 Y-축 방향으로 이동한다.
슬라이드부 (43) 는 하우징 (41) 내부에 수용된 실린더-모양 부재로 이루어지고, 에어 스프링 (42) 위에 위치한다. 에어 스프링 (42) 은 하우징 (41) 내의 최하부에 수용된다. 기체 (예를 들어, 공기) 는 미도시의 기체 공급 디바이스로부터 에어 스프링 (42) 에 공급되고, 에어 스프링 (42) 의 내부는 그 기압이 외부에 비해 더 높은 포지티브 (positive) 압력 공간으로 설정된다. 중량 상쇄 디바이스 (40) 는, Z 보이스 코일 모터들 (18z) 에 의해 구동되는 미동 스테이지 (21) 의 Z-축 방향의 위치 (Z-위치) 에 따라, 에어 스프링 (42) 의 내부 압력을 적절하게 변화시킴으로써, 슬라이드부 (43) 가 수직으로 이동하게 한다.
중량 상쇄 디바이스 (40) 는, 볼 (ball) 을 포함하는 레벨링 디바이스 (leveling device; 44) 로서 지칭되는 디바이스를 통해 미동 스테이지 (21) 의 중앙 부분을 아래로부터 지지한다. 레벨링 디바이스 (44) 는, 슬라이드부 (43) 의 상부 면에 부착된 미도시의 복수의 비접촉 베어링들 (예를 들어, 에어 베어링들) 을 갖는 슬라이드부 (43) 에 의해 비접촉 방식으로 (부상) 지지된다. 따라서, 미동 스테이지 (21) 는 슬라이드부 (43) 와 일체로 Z-축 방향으로 이동하는 한편, 미동 스테이지 (21) 는 슬라이드부 (43) 에 대해 θx 방향 및 θy 방향으로 자유롭게 기울여진다 (자유롭게 미끄러진다).
중량 상쇄 디바이스 (40) 는, 미동 스테이지 (21) 를 포함하는 시스템 (구체적으로, 미동 스테이지 (21), 기판 홀더 (50), 기판 (P) 등으로 이루어진 시스템) 의 중량 (중력 가속도로 인한 하방으로 (-Z 방향으로) 작용하는 힘) 을 에어 스프링 (42) 에 의해 발생된 상방으로 (+Z 방향으로) 향하는 힘으로 상쇄하여 제거함으로써, 복수의 Z 보이스 코일 모터들에 대한 부하를 감소시킨다.
미동 스테이지 (21) 의 중량 상쇄 디바이스 (40) 에 대한 Z-축 방향 및 θx 및 θy 방향들에서의 위치 정보 (Z-축 방향에서의 이동 거리, 및 수평면에 대한 경사량) 는, 암 (arm) 부재들을 통해 중량 상쇄 디바이스 (40) 의 하우징 (41) 에 고정된 타겟들 (48) 의 Z-축 방향의 위치들을 측정하는 복수의 레이저 변위 센서들 (47) (Z 센서들로도 지칭된다) 에 의해 획득된다. 복수의 레이저 변위 센서들 (47) 은 미동 스테이지 (21) 의 하부 면에 고정된다. 전술한 상호연결 디바이스들 (46) (플렉셔 디바이스들) 을 포함하는 중량 상쇄 디바이스 (40) 의 구성은 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2010/0018950 호 등에 개시되어 있다.
도 2 및 도 3(A) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 기판 홀더 (50) 는, Z-축 방향의 사이즈 (두께) 가 X-축 방향 및 Y-축 방향의 사이즈 (길이 및 폭) 보다 작은 직육면체 부재로 이루어지고, 미동 스테이지 (21) 의 상부 면에 고정되어 있다. 기판 홀더 (50) 의 상부 면은, 평면시에서 (+Z 방향에서 보았을 때) X-축 방향을 그 길이 방향으로 하는 직사각형이고, X-축 방향의 사이즈와 Y-축 방향의 사이즈는 기판 (P) 의 그것들 보다 약간 더 짧게 설정되어 있다. 기판 홀더 (50) 는 그 상부 면 (+Z 측 면) 상에, 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 기판 (P) 을 흡착에 의해 유지하기 위해 미도시의 흡착 디바이스를 갖는다.
이 경우에, 액정 노광 장치 (10) 에서, 기판 스테이지 (20) 로의 기판 (P) 의 반입 (로딩 (loading)) 및 기판 스테이지 (20) 로부터의 기판 (P) 의 반출 (언로딩 (unloading)) 은, 기판 (P) 이 도 4(A) 에 도시된 기판 트레이 (90) 로 지칭되는 부재 상에 탑재된 상태로 수행된다. 도 4(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (90) 는, X-축 방향으로 연장되는 바-형상의 부재로 각각 이루어진 복수의 (Y-축 방향으로 소정 거리를 두고 4 개) 지지부들 (91) 을 가지고, 4 개의 지지부들 (91) 의 각각의 +X 측 단부는 YZ 평면에 평행한 판-형상 부재로 이루어진 연결부 (92) 에 연결되고, 기판 트레이 (90) 는 평면시에서 빗-모양의 외형을 갖는다. 기판 (P) 은 예를 들어 4 개의 지지부들 (91) 상에 탑재된다. 기판 트레이 (90) 는 예를 들어 기판의 자중으로 인한 기판 (P) 의 (휘어짐과 같은) 변형을 억제할 수 있고, 기판 탑재 부재, 반송 보조 부재, 변형 억제 부재, 기판 지지 부재 등으로도 지칭될 수 있다. 또한, 기판 트레이 (90) 의 구성은 나중에 자세히 설명된다. 도 3(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더 (50) 의 상부 면 상에는, X-축 방향에 평행한 복수 (예를 들어, 4 개) 의 홈부 (groove section) 들 (51) 이 Y-축 방향으로 소정의 소리를 두고 형성되어 있다. 4 개의 홈부들 (51) 의 각각의 깊이는 예를 들어 기판 홀더 (50) 의 두께의 절반 정도이다 (도 3(B) 참조). 홈부 (51) 의 길이는 본 실시형태에서 기판 홀더 (50) 의 길이와 같고, 기판 홀더 (50) 의 +X 측 및 -X 측의 각각 상의 측면 (단부면) 상에는 개구부가 형성되어 있다. 도 5(B) 에 도시된 바와 같이, 홈부들 (51) 내에, 기판 트레이 (90) 의 지지부들 (91) 이 수용된다. 이 경우에, 홈부 (51) 의 깊이는, 기판 트레이 (90) 의 상부 면이, 기판 트레이 (90) 가 기판 홀더 (50) 에 탑재될 때 기판 홀더 (50) 의 표면보다 더 낮은 위치에 또는 기판 홀더 (50) 의 표면과 동일 평면 상에 위치하도록, 설정되어야 하고, 홈부 (51) 의 길이는, 예를 들어 기판 트레이가 기판 (P) 을 캔틸레버 (cantilever) 상태로 지지하는 경우에, 기판 홀더의 길이 보다 더 짧을 수 있다.
도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더 (50) 는 그 내부에 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 을 갖는다. 트레이 가이드 디바이스들 (52) 은 홈부들 (51) 에 수용된 기판 트레이 (90) 의 지지부들 (91) 을 아래로부터 지지하는 (도 5(B) 참조) 디바이스들이다. 도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 은 홈부 (51) 의 내부 바닥 면 상에 형성된 오목부 (51a) 에 수용된 에어 실린더 (53), 및 에어 실린더 (53) 의 실린더 로드 (rod) (이하, 로드라고 칭한다) 의 팁 (tip) (+Z 측 단부) 에 고정된 가이드 부재 (54) 를 포함한다. 하나의 홈부 (51) 에서, 에어 실린더들 (53) 을 수용하는 4 개의 오목부들 (51a) 이 X-축 방향으로 소정 거리를 두고 형성되어 있다. 결과적으로, 총 16 개의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 이 제공된다 (도 3(A) 참조).
도 3(A) 및 도 3(B) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 가이드 부재 (54) 는 직사각형의 판-형상 부재이고, 한 쌍의 삼각형 프리즘 부재들이, 각각의 삼각형 프리즘 부재들의 경사면들이 X-축 방향에서 보았을 때 V-형상 홈을 형성하도록 판-형상 부재의 상부 면 상에 탑재되며, 가이드 부재 (54) 는 V-블록이라고도 지칭되는 지그 (jig) 모양의 외형을 갖는다. 이하, V 홈부로서 한 쌍의 삼각형 프리즘 부재들에 의해 형성된 홈부를 참조하여 설명이 이루어진다. 도 5(B) 및 도 5(C) 에 도시된 바와 같이, 가이드 부재 (54) 는, 에어 실린더 (53) 에 대한 공기 공급 압력에 따라, 홈부 (51) 내에서 Z-축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 (수직으로 이동) 한다. 이 경우에, 에어 실린더 (53) 내에서 로드가 Z-축을 따라 왕복 운동을 수행하고 에어 실린더 자체는 확장 또는 수축하지 않지만, 로드의 팁의 구동되는 부재를 포함하는 에어 실린더의 전체 길이는 로드의 왕복 운동에 따라 변화하고, 따라서, 이하의 설명에서는, 에어 실린더의 전체 길이가 길어지도록 로드가 이동하는 경우는 에어 실린더 (53) 가 확장한다 또는 확장된다고 표현하고, 또는, 로드가 반대로 이동하는 경우에는 에어 실린더 (53) 가 수축한다 또는 수축된다라고 표현한다. 에어 실린더들 (53) 이외에도 나중에 설명될 다른 에어 실린더들에 대해서도 동일하게 말할 수 있다. 또한, 가이드 부재 (54) 를 수직으로 이동하도록 하는 액츄에이터 (actuator) 는 에어 실린더에 한정되지 않고, 예를 들어, 스크류 메커니즘, 링크 메커니즘 등을 이용하는 액츄에이터일 수 있다. 또한, 가이드 부재 (54) 의 V 홈 면 상에, 미도시의 복수의 미세 홀들이 형성된다. 가이드 부재 (54) 는, 복수의 홀들로부터 고압 기체 (예를 들어, 공기) 를 분사함으로써 극미한 공간 (갭(gap)/클리어런스(clearance)) 을 통해 기판 트레이 (90) 를 부상시키는 기능을 갖는다. 또한, 가이드 부재 (54) 는 또한 복수의 홀들을 통해 진공 흡착에 의한 흡착에 의해 기판 트레이 (90) 를 홀딩할 수 있다. 또한, 트레이 가이드 디바이스 (52) 는 기판 트레이 (90) 를 비접촉 방식으로 지지하는 부상식 (비접촉식) 디바이스에 한정되지 않고 예를 들어 베어링들 등을 이용하여 기판 트레이 (90) 를 지지하는 접촉식 디바이스일 수 있다.
다음으로, 기판 트레이 (90) 는 도 4(A) 내지 도 4(C) 를 참조하여 설명된다. 이전에 설명된 바와 같이, 기판 트레이 (90) 는, 예를 들어 4 개의 지지부들 (91) 및 그 4 개의 지지부들 (91) 을 연결하는 연결부 (92) 를 포함하는, 평면시에서 빗-모양 외형을 갖는 부재이다. 4 개의 지지부들 (91) 의 각각은 X-축 방향으로 연장하는 바-형상의 중공 (hollow) 부재로 이루어지고, 마름모꼴의 YZ 단면 형상을 갖는다. 4 개의 지지부들 (91) 은 이전에 설명한 기판 홀더 (50) 에 형성된 홈부들 (51) 사이의 거리에 대응하는 거리를 두고 Y-축 방향으로 배치된다. 지지부 (91) 의 X-축 방향의 사이즈는 기판 (P) 의 X-축 방향의 사이즈보다 더 길도록 설정된다 (도 5(A) 참조). 4 개의 지지부들 (91) 및 연결부 (92) 는, 예를 들어, MMC (Metal Matrix Composites), CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics), C/C 복합소재 (Carbon Fiber Reinforced composites) 등에 의해 형성되고, 경량이고 높은 강성을 갖는다. 결과적으로, 4 개의 지지부들 (91) 상에 탑재된 기판 (P) 의 뒤틀림이 억제될 수 있다.
또한, 4 개의 기판 지지부들 (91) 의 각각의 상단부 (최상부) 상에, 복수 (예를 들어, 3 개) 의 패드들 (93) 이 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 부착되고, 이 복수의 패드들 (93) 의 각각은 수평면에 평행한 지지 면을 갖는다. 기판 트레이 (90) 는 복수의 패드들 (93) 을 이용하여 기판 (P) 을 아래로부터 지지한다 (도 5(C) 참조).
기판 트레이 (90) 의 4 개의 지지부들 (91) 및 연결부 (92) 의 표면들의 각각 상에, 예를 들어, 검정 양극 산화막이 형성된다. 노광 처리가 기판 (P) 에 대해 수행될 때, 도 5(B) 에 도시된 바와 같이 기판 트레이 (90) 는 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 내에 수용되고, 따라서, 조명 광 (IL) (도 1 참조) 이 기판 트레이 (90) 의 표면 상에 조사될 가능성이 있지만, 전술한 검정 양극 산화막이 형성되어 있기 때문에, 조명 광 (IL) 의 반사는 억제된다. 또한, 전술한 기판 트레이 (90) 상에 형성된 검정 양극 산화막은, 조명 광 (IL) 의 조사로 인한 기판 트레이 (90) 를 구성하는 재료들의 열화 또는 투영 광학계 (PL) 가 갖는 투영 렌즈의 투명도의 손실을 야기하는 가스 방출 (outgassing) 의 발생을 억제한다. 또한, 기판 트레이를 형성하는 재료들은 전술한 것들에 한정되지 않는다. 또한, 기판을 아래로부터 지지하는 바-형상 부재들의 수는 특별히 제한되지 않고, 기판의 사이즈, 두께 등에 따라 적절하게 변화될 수 있다. 또한, 기판 트레이 (90) 의 표면이 낮은 반사도를 갖도록 만들 수 있고 조명 광으로 인한 재료들의 열화, 가스 방출의 발생 등을 억제할 수 있다면, 표면 처리는 전술한 양극 산화막을 이용한 것에 한정되지 않고, 다른 표면 처리도 기판 트레이 (90) 에 적용될 수 있다.
4 개의 지지부들 (91) 의 각각의 -X 측 단부 (이하, 필요에 따라 팁으로 지칭한다) 에, -X 측으로 향할수록 더 얇게 되는 테이퍼 (taper) 면 (이 경우에, 원뿔대의 바깥 둘레 면 모양의 면) 을 갖는 테이퍼 부재 (94) (원뿔대 형상을 갖는 부재) 가 고정된다. 또한, 연결부 (92)의 +X 측의 측면 상에는, +X 측을 향할수록 더 얇게 되는 테이퍼 면을 각각 갖는 4 개의 테이퍼 부재들 (95) 이 4 개의 지지부들 (91) 사이의 거리에 대응하는 거리를 두고 고정되어 있다. 또한, 연결부 (92) 의 +X 측의 측면의 중앙에는, +X 측을 향할수록 더 얇게 되는 테이퍼 면을 갖는 또 다른 테이퍼 부재 (96) 가 고정된다.
미도시의 복수의 파이핑 (piping) 부재들이 지지부들 (91) 및 연결부 (92) 에 구축되고, 테이퍼 부재 (96) 는 파이핑 부재들에 의해 패드들 (93) 의 각각과 소통한다. 패드들 (93) 및 테이퍼 부재 (96) 의 상부 면들의 각각에, 미도시의 홀부 (hole section) 가 형성되고, 테이퍼 부재 (96) 측의 홀부로부터 기체가 흡입될 때, 패드들 (93) 상에 탑재된 기판 (P) (도 5(A) 참조) 이 패드들 (93) 에 의해 흡착에 의해 유지된다.
또한, 도 4(C) 에 도시된 바와 같이, 연결부 (92) 의 하단부에, +X 측에서 보았을 때 측면시에서 직삼각형 형상을 각각 갖는 복수의 노치 (notch) (92a) 들이 형성되어 있다. 노치 (92a) 들은 테이퍼 부재들 (95) 의 각각의 +Y 측 및 -Y 측에 (이 경우에, 가장 -Y 측 상의 테이퍼 부재들 (95) 의 -Y 측 및 가장 +Y 측 상의 테이퍼 부재들 (95) 의 +Y 측을 제외) 노치들 (92a) 이 형성된다. 테이퍼 부재 (95) 의 +Y 측 및 -Y 측에 각각 형성된 한 쌍의 노치들 (92a) 은 X-축 방향에서 보았을 때 측면시에서 (X-축 방향에서 보았을 때 측면시에서 M-자 형상이 되도록) 양방향으로 대칭으로 형성되어 있다. 복수의 노치들 (92a) 의 기능들은 나중에 설명한다.
또한, 전술한 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) (도 3(B) 참조) 은 지지부들 (91) 을 수용할 수 있는 폭 및 깊이로 형성되고, 지지부들 (91) 은 도 5(B) 에서 도시된 바와 같이 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 에 수용되고, 가이드 부재들 (54) 에 의해 아래로부터 지지된다 (가이드 부재들 (54) 상에 탑재된다). 지지부들 (91) 이 가이드 부재들 (54) 에 의해 지지된 상태에서, 지지부들 (91) 의 하부 부분들은 가이드 부재들 (54) 의 V 홈부들 내로 삽입되고, 따라서, Y-축 방향에서 기판 홀더 (50) 에 대해 기판 트레이 (90) 의 상대적인 이동이 제한된다. 또한, 도 5(B) 에서 도시된 바와 같이, 가이드 부재들 (54) 의 하측 이동 제한 위치는, 기판 트레이 (90) 를 지지하는 가이드 부재들 (54) 이 -Z 측으로 이동될 때, 기판 (P) 의 하부 표면 및 패드들 (93) 의 상부 표면들이 분리될 수 있고 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 의 상부 표면 상에 탑재될 수 있도록 설정된다.
또한, 가이드 부재들 (54) 의 상측 이동 제한 위치는, 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (54) 에 의해 아래로부터 지지될 때, 가이드 부재들 (54) 이 +Z 방향으로 이동되고, 도 5(C) 에 도시된 바와 같이, 이에 의해 기판 트레이 (90) 의 패드들 (93) 과 기판 (P) 이 접촉할 수 있게 되고 기판 (P) 의 하부 표면이 기판 홀더 (50) 의 상부 표면으로부터 분리될 수 있도록 설정된다. 하지만, 가이드 부재들 (54) 이 그것의 이동가능한 범위의 가장 +Z 측에 위치되는 상태에서, 지지부들 (91) 의 하부 절반 이상 (예를 들어 3/4 정도) 이 홈부들 (51) 에 수용된 채로 유지된다.
다음으로, 도 2 에 도시된 기판 교환 디바이스 (60) 가 설명된다. 기판 교환 디바이스 (60) 는 기판 교환 스테이지 (PST) 의 +X 측에 위치된 프레임 (61), 프레임 (61) 상에 탑재된 기판 반출 디바이스 (70), 및 프레임 (61) 과 기판 스테이지 디바이스 (PST) 위에 위치된 기판 반입 디바이스 (80) 를 갖는다. 프레임 (61), 기판 반출 디바이스 (70) 및 기판 반입 디바이스 (80) 는 모두 미도시의 챔버 내에서 기판 스테이지 디바이스 (PST) 와 함께 수용된다.
프레임 (61) 은, 복수의 레그부 (leg section; 62) 를 통해 바닥 면 (F) 상에서 수평면에 실질적으로 평행하게 지지되는, 평면시에서의 직사각형 판-형상 부재로 이루어진 베이스 (63) 를 갖는다.
기판 반출 디바이스 (70) 는, 기판 트레이 (90) 를 잡는 그립 (grip) 디바이스 (71), 그립 디바이스 (71) 를 X-축 방향으로 구동하는 구동 디바이스 (액츄에이터), 예를 들어 리니어 모터의 고정자를 포함하는 고정자부 (72), 베이스 (63) 상에서 기판 트레이 (90) 를 지지하는 복수의 트레이 가이드 디바이스 (73), 및 기판 트레이 (90) 로부터 기판 (P) 을 떨어지게 이동시키는 리프트 디바이스 (65) 를 포함한다. 도 2 및 도 6 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 그립 디바이스 (71) 는 직육면체 부재로 이루어진 그립부 (74) 및 그립부 (74) 의 하단부에 연결된 가동자부 (75) 를 갖는다. 그립부 (74) 의 -X 측 표면 상에, +X 측을 향해 점점 좁아지는 테이퍼 면을 갖는 오목부 (74a) 가 형성된다. 오목부 (74a) 는 전술한 기판 트레이 (90) 의 테이퍼 부재 (96) 의 외형에 대응하도록 형성되고, 그립부 (74) 는, 테이퍼 부재 (96) 가 오목부 (74a) 에 삽입된 상태에서, 예를 들어 진공 흡착에 의해 기판 트레이 (90) 를 잡는다. 또한, 그립부 (74) 가 기판 트레이 (90) 를 잡는 방법으로서, 예를 들어, 자석식 흡착 등이 또한 채용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 훅 (hook) 등과 같은 기계적 척 (chuck) 메커니즘을 이용하여 테이퍼 부재 (96) 를 물리적으로 잡는 구성도 채용될 수 있다. 가동자부 (75) 는, 예를 들어, 복수의 마그넷들을 포함하는 마그넷 유닛 (도시 생략) 을 가지고, 이후 설명될 고정자부 (72) 가 갖는 코일 유닛과 함께 그립부 (74) 를 X-축 방향으로 구동하는 전자기력 (로렌츠 힘) 구동 방식에 의한 X 리니어 모터를 구성한다.
고정자부 (72) 는 베이스 (63) 상에 한 쌍의 칼럼 (column) 들 (72a) 에 의해 양 단부들이 아래로부터 지지되어 X-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 고정자부 (72) 는 전술한 그립 디바이스 (71) 를 X-축 방향으로 가이드하는 가이드 부재, 복수의 코일들을 포함하는 코일 유닛을 갖는 고정자 (가이드 부재 및 고정자의 도시는 생략), 및 기타를 구비한다.
이 경우에, 그립부 (74) 에서 형성된 오목부 (74a) 의 Z-위치는, 기판 홀더 (50) 가 갖는 복수의 가이드 부재들 (54) 이 도 5(C) 에서 도시된 상부 이동 제한 위치에 위치되는 상태에서, 복수의 가이드 부재들 (54) 에 의해 지지되는 기판 트레이 (90) 의 테이퍼 부재 (96) (도 4(A) 참조) 의 Z-위치와 대략 동일하다. 결과적으로, 기판 트레이 (90) 의 테이퍼 부재 (96) 의 Y-축 방향에서의 위치 (Y-위치) 및 그립부 (74) 의 Y-위치의 얼라인먼트 (alignment) 가, 도 2 에 도시된 고정자부 (72) 의 -X 측 단부 부근에 그립부 (74) 가 위치된 상태에서 수행되고, 기판 스테이지 (20) 는 그러한 상태에서 +X 방향으로 이동되고, 이에 의해, 테이퍼 부재 (96) 가 그립부 (74) 의 오목부 (74a) 내로 삽입된다. 이 때, 테이퍼 부재 (96) 의 위치와 그립부 (74) 의 위치가 약간 벗어나는 경우에도, 테이퍼 부재 (96) 는 오목부 (74a) 의 내측 면의 테이퍼 면에 의해 가이드되고, 따라서, 그립부 (74) 는 기판 트레이 (90) 를 확실하게 잡을 수 있다. 그 다음, 테이퍼 부재 (96) 를 잡고 있는 상태에서의 그립부 (74) 는 X 리니어 모터에 의해 +X 방향으로 구동되고, 기판 트레이 (90) 는 그립부 (74) 와 일체로 +X 방향으로 이동하며, 기판 트레이 (90) 는 기판 홀더 (50) 로부터 밖으로 끌어당겨진다. 이 때, 기판 (P) 의 하부 면이 기판 홀더 (50) 의 상부 면으로부터 이격되기 때문에 (도 5(C) 참조), 기판 (P) 은 기판 홀더 (50) 로부터 반출될 수 있다. 부수적으로 말하자면, 그립부 (74) 를 X-축 방향으로 구동하기 위해 사용되는 1-축 구동 디바이스는 리니어 모터에 한정되지 않고, 예를 들어, 피드 스크류 디바이스, 랙-앤드-피니언 (rack-and-pinion) 디바이스, 벨트 방식 (또는 체인 방식, 와이어 방식 등) 구동 디바이스와 같은 다른 방식에 의한 디바이스가 또한 이용될 수 있다.
또한, 파이핑 부재의 일단은 그립부 (74) 에 연결되고, 타단은 진공 디바이스에 연결된다 (진공 디바이스 및 파이핑 부재의 도시는 생략). 기판 트레이 (90) 및 기판 (P) 은 기판 반출 디바이스 (70) 를 이용하여 기판 홀더 (50) 로부터 반출되고, 기판 트레이 (90) 내의 미도시의 파이핑 부재 내의 기체는 그립부 (74) 가 테이퍼 부재 (96) 를 잡고 있는 상태에서 진공 디바이스에 의해 흡입되며, 이에 의해, 기판 (P) 이 패드들 (93) 에 의해 흡착에 의해 유지된다. 따라서, 기판 트레이 (90) 가 가속 및 감속될 때, 기판 트레이 (90) 상의 기판 (P) 의 시프트 (shift) 가 억제된다.
기판 반출 디바이스 (70) 는, 예를 들어, 총 12 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 을 가지고, 베이스 (63) 상에는, 예를 들어, 예를 들어 X-축 방향으로 소정 거리를 두고 배치된 3 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 로 각각 구성된 4 열의 트레이 가이드 디바이스 열들이 Y-축 방향으로 소정 거리를 두고 배치된다 (도 7 참조). 12 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 각각은 베이스 (63) 에 고정된 에어 실린더 (76) 및 에어 실린더 (76) 의 로드의 팁에 연결된 가이드 부재 (77) 를 갖는다. 12 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 각각의 에어 실린더들 (76) 은 미도시의 주제어기에 의해 동기 구동 (제어) 된다. 이 경우에, 12 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 각각의 에어 실린더들 (76) 은 반드시 동기 구동될 필요는 없고, 시간적으로 시프트된 방식으로 구동될 수 있다. 가이드 부재들 (77) 은 기판 홀더 (50) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 가이드 부재들 (54) 과 실질적으로 동일하다. 기판 홀더 (50) 의 가이드 부재들 (54) 과 유사하게, 기판 반출 디바이스 (70) 의 가이드 부재들 (77) 은 V 홈부들의 표면들로부터 기체를 분사함으로써 기판 트레이 (90) 를 부상 지지할 수 있다. 또한, 가이드 부재들 (77) 은 θz 방향으로 회전가능하도록 에어 실린더들 (76) 에 접속되어 있다. 부수적으로 말하자면, 기판 트레이 (90) 가 예를 들어 CFRP 에 의해 형성되는 경우에, 기판 트레이 (90) 및 가이드 부재들 (54 및 77) 이 서로 슬라이딩 (sliding) 하는 경우에도 (이 경우에, 기판 트레이 (90) 는 부상될 필요가 없다), 가이드 부재들 (54 및 77) 을 예를 들어 석재들로 형성함으로써 먼지의 발생이 억제될 수 있다.
이 경우에, 예를 들어, 트레이 가이드 디바이스 열들의 4 열들 사이의 Y-축 방향의 거리는, 기판 홀더 (50) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스 열들의 4 열들 (도 3(A) 참조) 의 Y-축 방향의 거리와 대략 일치한다. 또한, 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 각각의 위치는, 기판 반출 디바이스 (70) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스 열들의 4 열들의 Y-축 방향의 위치와, 기판 홀더 (50) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스 열들의 4 열들의 위치가, 기판 스테이지 (20) 의 Y-축 방향에서의 얼라인먼트가 기판 홀더 (50) 로부터 기판 트레이 (90) 를 밖으로 끌어당기기 위해 수행될 때 대략 일치하도록 설정된다. 또한, 가이드 부재들 (77) 의 Z-위치들은, 에어 실린더들 (76) 에 의해, 기판 홀더 (50) 의 가이드 부재들 (54) 의 Z-위치들과 일치하도록 만들어질 수도 있다. 결과적으로, 그립 디바이스 (71) 가 기판 트레이 (90) 의 테이퍼 부재 (96) 를 잡게 하고, 기판 트레이 (90) 를 기판 홀더 (50) 로부터 +X 방향으로 밖으로 끌어당김으로써, 기판 트레이 (90) 는 기판 홀더 (50) 내의 복수의 가이드 부재들 (54) 로부터 반출되어 가이드 부재들 (77) 상에 탑재될 수 있다. 이 경우에, 전술한 기판 트레이 (90) 의 연결부 (92) 에 형성된 노치들 (92a) (도 4(C) 참조) 은, 기판 트레이 (90) 가 기판 반출 디바이스 (70) 에 의해 기판 홀더 (50) 로부터 밖으로 끌어당겨질 때 연결부 (92) 와 가이드 부재들 (77) 사이의 접촉을 방지하도록 형성된다. 더욱 구체적으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (77) 상에서 +X 방향으로 이동할 때, 가이드 부재들 (77) 은 노드들 (92a) 내부를 통과한다. 부수적으로 말하자면, 가이드 부재들 (77) 을 수직으로 이동시키기 위한 1-축 구동 디바이스는 에어 실린더들 (76) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 회전형 모터를 이용한 스크류 (피드 스크류) 구동 디바이스, 리니어 모터 구동 디바이스 등이 또한 이용될 수 있다.
리프트 디바이스 (65) 는, 예를 들어, 노광 처리가 완료된 기판 (P) 을 기판 트레이 (90) 로부터 반출하여 미도시의 코터/현상기 (coater/developer) 디바이스로 반송하기 위해, 그 기판 (P) 을 +Z 방향으로 들어올리는데 사용되고, 복수의 에어 실린더들 (66) 을 갖는다. 도 7 에 도시된 바와 같이, Y-측에서 보았을 때 트레이 가이드 디바이스 열들의 제 1 열과 제 2 열 사이, 및 트레이 가이드 디바이스 열들의 제 3 열과 제 4 열 사이에, 예를 들어, 복수의 에어 실린더들 (66) 중의 3 개의 에어 실린더들 (66) 이 X-축 방향으로 소정 거리를 두고 배치되어 있다 (총 6 개의 에어 실린더들(66) 이 배치됨). 또한, -Y 측에서 보았을 때 트레이 가이드 디바이스 열들의 제 2 열과 고정자부 (72) 사이에, 및 트레이 가이드 디바이스의 제 3 열과 고정자부 (72) 사이에, 예를 들어, 4 개의 에어 실린더들 (66) 이 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배치되어 있다 (총 8 개의 에어 실린더들 (66) 이 배치됨). 복수 (총 14 개) 의 에어 실린더들 (66) 이 각각 베이스 (63) 에 고정되고, 미도시의 주제어기에 의해 동기 구동된다. 이 경우에, 복수 (총 14 개) 의 에어 실린더들 (66) 은 반드시 동기 구동될 필요는 없고, 시간-시프트되는 방식으로 구동될 수 있다. 14 개의 에어 실린더들 (66) 의 각각은 로드의 팁 (+Z 측 단부) 에 원형 판-형상 패드 부재 (67) 를 갖는다. 리프트 디바이스 (65) 는, 기판 트레이 (90) 가 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 에 의해 아래로부터 지지되는 상태에서 기판 (P) 의 하부 면과 패드 부재들 (67) 이 접촉하도록 만들고, 이 상태에서, 복수의 에어 실린더들 (66) 을 동기하여 (또는 약간 시간적으로 시프트되는 방식으로) 연장하고, 이에 의해, 기판 (P) 을 기판 트레이 (90) 로부터 떨어지게 이동시키도록 +Z 방향으로 들어올린다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 기판 반입 디바이스 (80) 는 제 1 반송 유닛 (81a) 및 제 2 반송 유닛 (81b) 을 갖는다. 제 1 반송 유닛 (81a) 은, 투영 광학계 (PL) (도 1 참조) 의 +X 측에, 기판 스테이지 디바이스 (PST) 위에 위치된다. 기판 스테이지 (20) 가, 기판 (P) 의 교환을 수행하기 위해 프레임 (61) 에 인접한 위치 (도 2 에 도시된 위치, 이하, 기판 교환 위치라 칭함) 로 이동할 때, 기판 스테이지 (20) 는 제 1 반송 유닛 (81a) 아래에 위치한다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (81a) 은, 한 쌍의 고정자부들 (82a), 한 쌍의 고정자부들 (82a) 에 각각 대응하도록 배열된 한 쌍의 가동자부들 (83a) (도 7 에는 미도시, 도 2 참조), 기판 트레이 (90) 의 -X 측 단부를 잡는 그립부 (84a), 한 쌍의 가동자부들 (83a) 에 각각 접속되고 그립부 (84a) 를 수직으로 이동시키는 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85a) (도 7 에는 미도시, 도 2 참조) 등을 포함한다. 부수적으로 말하자면, 도 2 에서, 한 쌍의 고정자부들 (82a) 중의 일방, 한 쌍의 가동자부들 (83a) 중의 일방, 및 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85a) 중의 일방은, 한 쌍의 고정자부들 (82a) 중의 타방, 한 쌍의 가동자부들 (83a) 중의 타방, 및 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85a) 중의 타방 뒤에, 지면의 깊이 방향으로 각각 숨어 있다.
한 쌍의 고정자부들 (82a) 은 각각 X-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 예를 들어, 보디 (BD) (도 1 참조) 에 고정된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정자부들 (82a) 은 Y-축 방향으로 소정 거리를 두고 평행하게 배치되어 있다. 한 쌍의 고정자부들 (82a) 의 각각은 미도시의 복수의 코일들을 포함하는 코일 유닛을 갖는다. 또한, 한 쌍의 고정자부들 (82a) 의 각각은 이후 설명될 가동자부들 (83a) 을 X-축 방향으로 가이드하는데 사용되는, X-축 방향으로 연장되는 미도시의 가이드 부재를 갖는다.
한 쌍의 가동자부들 (83a) 의 각각이 대응하는 고정자부 (82a) 에 대해 X-축 방향으로 슬라이딩 가능하고 Z-축 방향의 상대적인 이동이 제한 (고정자부 (82a) 로부터 떨어지는 것이 방지) 되는 상태에서, 한 쌍의 가동자부들 (83a) 의 각각은 고정자부 (82a) 의 하부 면과 매달린 상태로 기계적으로 맞물려 있다 (도 2 참조). 가동자부 (83a) 는 미도시의 복수의 자석들을 포함하는 마그넷 유닛을 갖는다. 마그넷 유닛은, 고정자부 (82a) 가 갖는 코일 유닛과 함께, 전자기력 (로렌츠 힘) 구동 방식에 의한 X 리니어 모터를 구성한다. 한 쌍의 가동자부들 (83a) 은 각각, 한 쌍의 고정자부들 (82a) 에 대해 X-축 방향으로 소정의 스트로크들로 X 리니어 모터에 의해 동기 구동된다. 덧붙여 말하자면, 그립부 (84a) 및 확장/수축 디바이스 (85a) 를 X-축 방향으로 단축으로 구동하기 위한 구동 디바이스는 리니어 모터에 한정되지 않고, 예를 들어, 회전형 모터를 이용하는 볼 스크류 디바이스, 벨트 구동 디바이스, 와이어 구동 디바이스 등이 또한 이용될 수 있다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 그립부 (84a) 는 Y-축 방향으로 연장되고 직사각형의 XZ 단면 형상을 갖는 부재로 이루어진다. 그립부 (84a) 의 +X 측 면 상에는, -X 측을 향할 수록 점점 좁아지는 테이퍼 면을 각각 갖는 복수 (예를 들어, 4 개) 의 오목부들 (86a) 이 Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 형성되어 있다. 복수의 오목부들 (86a) 사이의 거리는 기판 트레이 (90) 의 4 개의 지지부들 (91) (즉, 4 개의 테이퍼 부재들 (94)) 사이의 거리와 대략 일치한다. 그립부 (84a) 는, 기판 트레이 (90) 의 지지부들 (91) 의 -X 측 단부들에 연결되고 오목부들 (86a) 내로 삽입된 테이퍼 부재들 (94) 에 의해 기판 트레이 (90) 의 -X 측을 홀딩 (holding) 한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 확장/수축 디바이스 (85a) 는, 복수의 연결 부재들로 구성되고 Z-축 방향으로 확장 및 수축 가능한 팬토그래프 (pantograph) 메커니즘, 및 팬토그래프 메커니즘을 Z-축 방향으로 확장 및 수축하게 만드는 미도시의 액츄에이터를 포함한다. 도 2 에서, 확장/수축 디바이스는 팬토그래프 메커니즘이 수축된 상태 (Z-축 방향의 사이즈가 최소인 상태, 팬토그래프 메커니즘이 확장된 상태에 대해서는 도 10(A) 참조) 이다. 확장/수축 디바이스 (85a) 의 팬토그래프 메커니즘은 가동자부 (83a) 에 연결된 +Z 측 단부 및 그립부 (84a) 에 연결된 -Z 측 단부를 갖는다. 한 쌍의 확장/수축 디바이스 (85a) 의 액츄에이터들은 미도시의 주제어기에 의해 동기 구동되고, 이에 따라, 그립부 (84a) 는 Z-축에 대해 평행하게 수직으로 이동한다. 덧붙여 말하자면, 그립부 (84a) 를 수직으로 이동시키기 위한 디바이스 (단축 구동 디바이스) 는 전술한 팬토그래프 메커니즘을 포함하는 것에 한정되지 아니하고, 예를 들어, 에어 실린더 등일 수 있으며, 그립부 (84a) 가 가장 +Z 측에 위치된 상태에서 링크 메커니즘은 Z-축 방향이 짧은 사이즈를 갖고 또한 링크 메커니즘은 얼마 정도 긴 스트로크로 그립부 (84a) 를 수직으로 이동시킬수 있기 때문에 링크 메커니즘을 사용하는 것이 바람직하다.
제 2 반송 유닛 (81b) 은 프레임 (61) 위에, 제 1 반송 유닛의 +X 측에 위치한다. 제 2 반송 유닛 (81b) 의 구성은, 고정자부들 (82b) 의 위치들이 제 1 반송 유닛 (81a) 의 고정자부들 (82a) 의 위치들보다 약간 +Z 측에 있고, 4 개의 오목부들 (86b) (도 7 참조) 이 그립부 (84b) 의 -X 측 면 상에 형성되며, 테이퍼 부재 (96) 가 삽입되는 오목부 (87b) 가 그립부 (84b) 에 형성된다는 점을 제외하고는, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 구성과 동일하다. 더욱 구체적으로, 제 2 반송 유닛 (81b) 은, 예를 들어 기판 스테이지 디바이스 (PST) 등을 수용하는 미도시의 챔버의 칼럼, 비임 (beam) 등에 고정된 한 쌍의 고정자부들 (82b), 한 쌍의 고정자부들 (82b) 에 대응하도록 배열된 한 쌍의 가동자부들 (83b), 기판 트레이 (90) 의 +X 측 단부를 홀딩하기 위한 그립부 (84b), 및 그립부 (84b) 를 수직으로 이동시키는 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85b) (제 1 반송 유닛 (81a) 의 확장/수축 디바이스들 (85a) 보다 약간 더 긴 스트로크를 가짐) 을 가진다. 덧붙여 말하자면, 도 2 에서, 한 쌍의 고정자부들 (82b) 중의 일방, 한 쌍의 가동자부들 (83b) 중의 일방, 및 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85a) 중의 일방은, 한 쌍의 고정자부들 (82b) 중의 타방, 한 쌍의 가동자부들 (83b) 중의 타방, 및 한 쌍의 확장/수축 디바이스들 (85a) 중의 타방 뒤에, 지면에서의 깊이 방향으로 각각 숨어 있다.
또한, 파이핑 부재의 일단은 그립부 (84b) 에 연결되고, 파이핑 부재의 타단은 진공 디바이스에 연결되어 있다 (진공 디바이스 및 파이핑 부재의 도시는 생략함). 기판 트레이 (90) 상에 탑재된 기판 (P) 이 기판 반입 디바이스 (80) 를 이용하여 기판 홀더 (50) 내로 반송될 때, 기판 트레이 (90) 내의 미도시의 파이핑 부재 내의 기체는 테이퍼 부재 (96) 가 그립부 (84b) 의 오목부 (87b) 에 삽입된 상태에서 진공 디바이스에 의해 흡입되고, 이에 의해, 기판 (P) 이 기판 트레이 (90) 의 패드들 (93) 에 의해 흡착 유지된다. 따라서, 기판 트레이 (90) 가 가속 및 감속될 때, 기판 트레이 (90) 상의 기판 (P) 의 시프트가 억제된다. 한편, 본 실시형태에서, 제 2 반송 유닛 (81b) 의 고정자부들 (82b) 은 제 1 반송 유닛 (81a) 의 고정자부들 (82a) 보다 약간 +Z 측에 위치하고, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 고정자부 (82a) 와 제 2 반송 유닛 (81b) 의 고정자부 (82b) 의 Z-위치들은 동일할 수 있다. 또한, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 고정자부 (82a) 와 제 2 반송 유닛 (81b) 의 고정자부 (82b) 는 통합되고, 액츄에이터 (예를 들어, 리니어 모터) 는 가동자부들 (83a 및 83b) 이 통합된 (공통의) 고정자부에 의해 독립적으로 구동되도록 구성되는 것 또한 가능하다.
전술한 바와 같이 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서, 미도시의 주제어기의 제어 하에서, 마스크 스테이지 (MST) 상으로의 마스크 (M) 의 로딩은 미도시의 마스크 반송 디바이스 (마스크 로더) 에 의해 수행되고, 기판 스테이지 (20) 상으로의 기판 (P) 의 반입 (로딩) 은 도 2 에 도시된 기판 반입 디바이스 (80) 에 의해 수행된다. 그 후에, 주제어기는 미도시의 얼라인먼트 (검출) 시스템을 이용하여 얼라인먼트 계측을 수행하고, 얼라인먼트 계측이 완료된 후에, 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 노광 동작이 수행된다. 이 노광 동작은 종래의 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 것과 유사하기 때문에, 여기서 자세한 설명은 생략한다. 그 다음, 노광된 기판 (P) 은 도 2 에 도시된 기판 반출 디바이스 (70) 에 의해 기판 스테이지 (20) 로부터 반출 (언로딩) 되고, 새로운 기판 (P) 이 기판 반입 디바이스 (80) 에 의해 기판 스테이지 (20) 내로 반송 (상으로 로딩) 된다. 다르게 말하면, 액정 노광 장치 (10) 에서, 기판 스테이지 (20) 상의 기판 (P) 의 교환을 수행하는 것에 의해 복수의 기판 (P) 에 대한 노광 처리가 연속적으로 수행된다.
이 경우에, 기판 반출 디바이스 (70) 및 기판 반입 디바이스(80) 를 이용한 기판 스테이지 디바이스 (PST) 상의 기판 (P) 의 교환 절차는 도 8(A) 내지 도 13(C) 에 기초하여 적절하게 다른 도면들도 참조하면서 설명된다. 도 8(A) 내지 도 13(C) 는 기판 (P) 의 교환 절차를 설명하기 위해 사용되는 도면들이고, 기판 스테이지 (20), 기판 교환 디바이스 (60) 등의 구성들은 부분적으로 단순화되고 도시된다 (예를 들어, 기판 홀더 (50) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스들의 수는 실제 수보다 더 적다). 또한, 미동 스테이지 (21), 기판 스테이지 (20) 의 Y 조동 스테이지 (23Y) 및 X 조동 스테이지 (23X) (각 스테이지들에 대해서는 도 1 참조) 등은 생략되었다.
본 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치 (10) 에서는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 2 개의 기판 트레이들 (90) 을 이용하여 복수의 기판들 (P) 에 대한 노광 처리가 연속적으로 수행된다. 이하, 이해의 용이함을 위해, 도 8(A) 내지 도 13(C) 에서는, 노광 처리가 완료되고 기판 스테이지 (20) 로부터 반출되는 노광 처리 후의 기판을 기판 (Pa) 라고 지칭하고, 기판 스테이지 (20) 상에 새롭게 탑재되는 노광 전의 기판을 기판 (Pb) 라고 지칭한다. 그리고, 기판 (Pa) 을 지지하는 기판 트레이를 기판 트레이 (90a) 라고 지칭하고, 기판 (Pb) 을 지지하는 기판 트레이를 기판 트레이 (90b) 라고 지칭한다고 가정하고 설명을 한다. 또한, 도 8(A) 및 도 13(C) 에서, 기판 트레이들 (90a 및 90b) 의 각각의 복수의 테이퍼 부재들 (95) 및 테이퍼 부재 (96) 는 지면의 깊이 방향에서 중첩한다.
도 8(A) 에서, 기판 (Pb) 을 지지하는 기판 트레이 (90b) 는 기판 반출 디바이스 (70) 의 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 상에 탑재된다. 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 에어 실린더들 (76) 은 확장 상태에 있다. 한편, 기판 반입 디바이스 (80) 에서, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 확장/수축 디바이스들 (85a) 은 수축 상태에 있다. 제 2 반송 유닛 (81b) 에서, 확장/수축 디바이스들 (85b) 은, 그립부 (84b) 의 Z 위치가 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 의 Z-위치와 일치하도록 제어된다. 이 때, 기판 트레이 (90b) 가 갖는 테이퍼 부재들 (94, 95 및 96) 의 Z-위치와, 그립부 (84a) 의 오목부들 (86a) 및 그립부 (84b) 의 오목부들 (86b) 의 Z-위치들은 대략적으로 일치한다. 또한, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 는 고정자부 (72) 상의 +X 측 단부 부근에 위치한다. 그리고, 리프트 디바이스 (65) 를 구성하는 복수의 에어 실린더들 (66) 은 접촉 상태에 있고, 그들의 팁들은 고정자부 (72) 의 상부 면보다 더 -Z 측 상에 위치한다. 또한, 도 8(A) 및 도 8(B) 에는 도시되지 않았지만, 기판 스테이지 (20) 의 기판 홀더 (50) 상에는, 기판 (Pa) 이 탑재되고, 투영 광학계 (PL) (도 1 참조) 하에서 기판 (Pa) 에 대해 노광 처리가 수행된다. 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 에서, 기판 트레이 (90a) 가 수용된다.
다음으로, 도 8(B) 에 도시된 바와 같이, 제 2 반송 유닛 (81b) 의 그립부 (84b) 는 -X 방향으로 구동되고, 따라서, 기판 트레이 (90b) 의 +X 측 상의 복수의 테이퍼 부재들 (95) 및 테이퍼 부재 (96) 는 그립부 (84b) 의 오목부들 (86b 및 87b) 내에 삽입된다 (도 7 참조). 그리고, 제 2 반송 유닛 (81b) 에서, 테이퍼 부재들 (95 및 96) 이 그립부 (84b) 의 오목부들 내에 삽입된 상태에서, 그립부 (84b) 는 -X 방향으로 더 구동된다. 기판 트레이 (90b) 는 그립부 (84b) 에 의해 가압됨으로써 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 복수의 가이드 부재들 (77) 상에서 -X 방향으로 이동한다. 기판 트레이 (90b) 가 복수의 가이드 부재들 (77) 상을 이동할 때, 복수의 가이드 부재들 (77) 은 V 홈부들의 표면들로부터 기체를 분사함으로써 기판 트레이 (90b) 를 부상시키고, 이에 의해 기판 트레이 (90b) 와의 슬라이딩에 의해 야기되는 먼지 발생 및 진동 발생을 방지한다. 기판 트레이 (90b) 의 X-축 방향의 중간 부분은 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 가이드 부재들 (77) 에 의해 아래로부터 지지되기 때문에, 자중으로 인한 휘어짐이 억제된다. 또한, 전술한 동작들과 병행하여, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 는 +X 방향으로 구동된다. 따라서, 기판 트레이 (90b) 의 -X 측 상의 복수의 테이퍼 부재들 (94) 은 그립부 (84a) 의 오목부들 (86a) (도 7 참조) 내로 삽입된다. 이러한 동작으로, 기판 트레이 (90b) 의 +X 측 단부 및 -X 측 단부는 그립부들 (84a 및 84b) 에 의해 각각 홀딩된다. 덧붙여 말하자면, 기판 트레이 (90) 의 반출 동안 테이퍼 부재 (96) 가 배타적으로 사용되기 때문에, 그립부 (84b) 는 복수의 테이퍼 부재들 (95) 과만 맞물리도록 구성될 수 있다. 또한, 기판 트레이 (90) 를 홀딩할 때, 기판 반입 디바이스 (80) 는 그립부들 (84a 및 84b) 로 기판 트레이 (90) 를 가압함으로써 기판 트레이 (90) 를 기계적으로 홀딩 (클램프 (clamp)) 할 수 있고, 또는, 진공 흡착 또는 정전 흡착에 의해 기판 트레이 (90) 를 홀딩할 수 있다. 다르게는, 기계적 홀딩 및 흡착에 의한 홀딩과 같은 복수의 홀딩 방법들이 함께 이용될 수 있다.
이 경우에, 기판 트레이 (90b) 에 배열된 테이퍼 부재들 (94 내지 96) 이 각각 그립부들 (84a 내지 84b) 의 오목부들 (86a, 86b 및 87b) 내로 삽입될 때, 테이퍼 부재들 (94 내지 96) 은 각각 오목부들 (86a, 86b 및 87b) 의 테이퍼 면들에 의해 가이드되고, 따라서, 테이퍼 부재들 (94 내지 96) 의 위치들이 오목부들 (86a, 86b 및 87b) 의 위치들로부터 약간 벗어나는 경우에도, 테이퍼 부재들 (94 내지 96) 이 대응하는 오목부들 (86a, 86b 및 87b) 내로 확실하게 삽입되도록 할 수 있다.
그 후에, 그립부들 (84a 및 84b) 의 동기 구동에 의해, 기판 트레이 (90b) 는 -X 방향으로 이동한다. 이러한 이동 시에, 가이드 부재들 (77) 은 기판 트레이 (90b) 의 연결부 (92) 에 형성된 노치들 (92a) (도 6 참조) 내부를 통과한다. 또한, 그립부 (84b) 의 하부 면 상에, X-축 방향에서 보았을 때 측면시에서 삼각형 형상을 갖고 노치들 (92a) 과 유사한 미도시의 복수의 노치들이 연결부 (92) 의 노치들 (92a) 에 대응하는 위치들에 형성되고, 가이드 부재들 (77) 은 그 노치들 내부를 통과한다. 또한, 기판 트레이 (90b) 가 -X 방향으로 이동함에 따라, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 는 고정자부 (72) 상에서 -X 방향으로 구동된다.
도 8(C) 에서 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (90b) 는 기판 반입 디바이스 (80) 에 의해 기판 교환 위치 위로 반송된다. 또한, 기판 트레이 (90b) 를 기판 반입 디바이스 (80) 로 전달한 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 에어 실린더들 (76) 은 수축되고, 따라서, 가이드 부재들 (77) 은 하강된다. 덧붙여 말하자면, 기판 트레이 (90b) 가 기판 교환 위치 위로 이동되기 전에 (도 8(B) 에 도시된 상태에서) 가이드 부재들 (77) 의 하강이 수행될 수 있다. 또한, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 는 고정자부 (72) 상의 -X 측 단부의 부근 (X-축 방향에서 그립부 (94) 의 이동가능한 범위의 -X 측 상의 제한 위치보다 약간 +X 측인 위치) 에서 정지한다.
그 다음, 기판 트레이 (90b) 가 기판 교환 위치 위에서 대기하고, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 가 고정자부 (72) 상의 -X 측 단부의 부근에서 대기하는 상태에서, 노광 처리가 완료된 기판 (Pa) 을 유지하는 기판 스테이지 (20) (하지만 도 8(C) 내지 도 11(A) 에서는 도면의 간단함을 위해 기판 홀더 (50) 만이 도시되어 있다) 는 기판 교환 위치에 위치결정된다. 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치에 위치된 상태에서, 기판 홀더 (50) 위에서 대기하는 기판 트레이 (90b) 의 지지부들 (91) 과 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 은 Z-축 방향에서 (수직 방향에서) 중첩한다 (도 7 참조).
기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치에 위치될 때, 도 9(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더 (50) 에 의한 기판 (Pa) 의 흡착에 의한 유지는 해제되고, 또한, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 에어 실린더들 (53) 은 확장되고 기판 트레이 (90a) 는 상방으로 이동한다. 기판 트레이 (90a) 가 상방으로 이동할 때, 기판 트레이 (90a) 의 복수의 패드들 (93) 은 기판 (Pa) 의 하부 면과 접촉하게 되고, 기판 (Pa) 을 상방으로 가압한다. 따라서, 도 5(C) 에 도시된 바와 같이, 기판 (Pa) 의 하부 면과 기판 홀더 (50) 의 상부 면 (기판 유지 면) 은 분리된다. 기판 트레이 (90a) 가 상방으로 가압되는 이러한 상태에서, 기판 (90a) 의 테이퍼 부재 (96) 와 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 의 오목부 (74a) (도 2 참조) 는 Y-위치 및 Z-위치에서 대략 일치한다. 그리고, 그립부 (74) 는 고정자부 (72) 상에서 -X 방향으로 구동되고, 이에 의해, 테이퍼 부재 (96) 는 그립부 (74) 의 오목부 (74a) 내로 삽입되고, 그립부 (74) 는 기판 트레이 (90a) 를 홀딩한다.
후속하여, 도 9(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 는 고정자부 (72) 상에서 +X 방향으로 구동되고, 이에 의해, 기판 트레이 (90a) 는 그립부 (74) 와 일체로 +X 방향으로 이동하며, 기판 (Pa) 은 기판 스테이지 (20) 로부터 반출된다. 이 때, 기판 스테이지 (20) 의 가이드 디바이스들 (52) 은 가이드 부재들 (54) 로부터 기판 트레이 (90a) 로 기체를 분사하여 기판 트레이 (90a) 를 부상시킨다. 이 경우에, 기판 홀더 (50) 가 갖는 가장 +X 측 상의 트레이 가이드 디바이스 (52) 와, 기판 반출 디바이스 (70) 가 갖는 가장 -X 측 상의 트레이 가이드 디바이스 (73) 사이의 간격 (거리) 은 기판 트레이 (90a 또는 90b) 의 X-축 방향의 길이보다 더 짧도록 설정된다. 결과적으로, 기판 트레이 (90a) 는 +X 방향으로 이동하고, 이에 의해, 기판 홀더 (50) 내의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 로부터 기판 반출 디바이스 (70) 의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 로 전달된다. 기판 반출 디바이스 (70) 의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 은 기판 홀더 (50) 의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 과 유사하게 가이드 부재들 (77) 로부터 기판 트레이 (90a) 로 기체를 분사하여 기판 트레이 (90a) 를 부상시킨다. 그 다음, 도 9(C) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (90a) 가 기판 반출 디바이스 (70) 의 트레이 가이드 디바이스 (73) 로 완전히 전달될 때, 기판 홀더 (50) 및 기판 반출 디바이스 (70) 가 각각 갖는 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52 및 73) 은 가이드 부재들 (54 및 77) 로부터 기체를 분사하는 것을 중지한다. 따라서, 기판 트레이 (90a) 는 복수의 가이드 부재들 (77) 상에 탑재된다. 이 경우에, 트레이 가이드 디바이스 (73) 는 기판 트레이 (90) 를 비접촉 방식으로 지지하는 부상식 (비접촉식) 디바이스로 한정되지 않고, 예를 들어, 베어링들 등을 이용하여 기판 트레이 (90) 를 지지하는 접촉식 디바이스일 수 있다.
다음으로, 도 10(A) 에 도시된 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 확장/수축 디바이스들 (85a) 과 제 2 반송 유닛 (81b) 의 확장/수축 디바이스들 (85b) 은 동기하여 확장되고, 이에 의해, 양 그립부들 (84a 및 84b) 은 -Z 방향으로 이동 (하강) 하고, 기판 트레이 (90b) 는 기판 홀더 (50) 로 전달된다. 이 동작 시에, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 가이드 멤버들 (54) 에 형성된 V 홈부들 (도 5(B) 참조) 내로 먼저 삽입된 기판 트레이 (90b) 의 지지부들 (91) (도 4(A) 참조) 에 의해, 기판 트레이 (90b) 는 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 에 의해 아래로부터 지지된다. 그 다음, 기판 트레이 (90b) 는, 동기하여 수축되는 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 에어 실린더들 (53) 에 의해 더 하강하고, 이 동작과 함께, 기판 (Pb) 은 기판 홀더 (50) 의 상부 면 (기판 탑재 면) 상에 탑재된다. 또한, 기판 (Pb) 이 기판 홀더 (50) 상에 탑재됨에 따라, 기판 트레이 (90b) 의 패드들 (93) 은 기판 (Pb) 의 하부 면으로부터 분리된다. 그 후에, 기판 홀더 (50) 는 미도시의 흡착 디바이스를 이용하여 흡착에 의해 기판 (Pb) 을 유지한다. 에어 실린더들 (53) 이 수축됨에 따라, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 및 제 2 반송 유닛 (81b) 의 그립부 (84b) 도 또한 하강된다. 덧붙여 말하자면, 기판 (90a) 이 기판 홀더 (50) 로부터 제거된 후에 복수의 에어 실린더들 (53) 을 수축시킴으로써 가이드 부재들 (54) 을 -Z 방향으로 이동시키고 (도 9(C) 참조), 기판 트레이 (90b) 를 가이드 부재들 (54) 상으로 탑재하는 것 또한 가능하다. 이 경우에, 기판 반입 시간이 감소될 수 있다. 또한, 에어 실린더 (53) 가 확장된 상태에서 기판 트레이 (90b) 가 가이드 부재들 (54) 로 전달되는 경우에, 그립부들 (84a 및 84b) 에 의해 기판 트레이 (90b) 를 잡고 있던 것이 해제되고, 기판 트레이 (90b) 가 가이드 부재들 (54) 상에 탑재되는 때에 확장/수축 디바이스들 (85a 및 85b) 이 수축하는 것 또한 가능하다. 이 경우에, 확장/수축 디바이스들 (85a 및 85b) 의 스트로크들이 짧아질 수 있다.
기판 (Pb) 의 기판 홀더 (50) 상으로의 탑재가 완료된 때에, 도 10(B) 에 도시된 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 는 -X 방향으로 구동되고, 제 2 반송 유닛 (81b) 의 그립부 (84b) 는 +X 방향으로 각각 (즉, 그립부들이 기판 트레이 (90b) 로부터 이격되는 방향들로) 구동된다. 이러한 이동과 함께, 기판 트레이 (90b) 의 테이퍼 부재들 (94 내지 96) 은 각각 그립부들 (84a 및 84b) 로부터 제거된다. 또한, 이 동작과 함께, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 는 +X 방향으로 이동한다. 이러한 이동과 함께, 기판 트레이 (90a) 의 테이퍼 부재 (96) 는 그립부 (74) 로부터 제거되고, 기판 트레이 (90a) 의 패드들 (93) 에 의한 기판 (Pa) 의 흡착에 의한 유지가 해제된다. 다음으로, 도 10(C) 에 도시된 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 확장/수축 디바이스들 (85a) 및 제 2 반송 유닛 (81b) 의 확장/수축 디바이스들 (85b) 은 수축되고, 이에 의해, 기판 트레이 (90b) 로부터 이격된 그립부들 (84a 및 84b) 의 각각은 +Z 방향으로 이동한다.
그 후에, 도 11(A) 에서 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 (20) 는 -X 방향 (기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치로부터 멀어지도록 이동하는 방향) 으로 이동하고, 기판 홀더 (50) 상에 탑재된 기판 (Pb) 에 대해 노광 처리 등이 수행된다 (노광 처리 동작 등에 관한 설명은 생략함). 이 때, 기판 홀더 (50) 는 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 가이드 부재들 (54) 을 이용하여 흡착에 의해 기판 트레이 (90b) 를 홀딩하고, 기판 스테이지 (20) 의 가속 및 감속 시에 기판 트레이 (90b) 의 시프트를 억제한다. 한편, 기판 반출 디바이스 (70) 에서, 리프트 디바이스 (65) 를 구성하는 복수의 에어 실린더들 (66) 이 각각 확장되고, 따라서, 기판 (Pa) 은 +Z 방향으로 이동하여 기판 트레이 (90a) 로부터 분리된다. 덧붙여 말하자면, 예를 들어 진공 흡착 디바이스가 리프트 디바이스 (65) 의 복수의 패드 부재들 (67) 에 마련되고, 이 진공 흡착 디바이스가 기판 (Pa) 을 흡착에 의해 유지하여 기판 (Pa) 이 패드 부재들 (67) 로부터 시프트되는 것을 방지하는 것 또한 가능하다.
후속하여, 도 11(B) 에 도시된 바와 같이, 액정 노광 장치 (10) (도 2 참조) 외부에 마련된 미도시의 코터/현상기 디바이스로 기판들 (Pa 또는 Pb) 을 반출하는 기판 반송 로봇의 반출 로봇 암 (110) 이 기판 (Pa) 의 하부 면과 기판 트레이 (90a) 사이에 형성된 공간 내로 삽입된다. 도시되지는 않았지만, 반출 로봇 암 (110) 은 평면시에서 빗 형상을 갖는 부재로 이루어지고, 그들의 상부 면들 상에 기판 (Pa) 을 흡착에 의해 유지하는 복수의 패드 부재들 (111) 을 갖는다. 또한, 기판 반입 디바이스 (80) 의 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 는 +X 방향으로 구동된다. 하지만, 그립부 (84a) 가 이동할 때 진동이 발생할 가능성이 있기 때문에, 그립부 (84a) 의 이동은 예를 들어 기판 스테이지 (20) (도 11(A) 참조) 의 스텝 (step) 동작이 수행될 때 수행되는 것이 바람직하다. 덧붙여 말하자면, 기판 스테이지 디바이스 (PST), 및 제 1 반송 유닛 (81a) 과 같은 기판을 위한 반송부는, 물리적으로 분리되도록 배치되고, 그립부 (84a) 는 기판 스테이지 디바이스 (PST) 측 상의 동작에 대해 어떤 관련 없이 이동될 수 있는 것 또한 가능하다.
다음으로, 도 11(C) 에 도시된 바와 같이, 반출 로봇 암 (110) 이 상방으로 구동되고, 이에 따라, 기판 (Pa) 의 하부 면은 리프트 디바이스 (65) 의 패드 부재들 (67) 로부터 떨어지게 이동하고, 반출 로봇 암 (110) 에 의해 아래로부터 지지된다. 그 후에, 도 12(A) 에 도시된 바와 같이, 반출 로봇 암 (110) 은 -X 방향으로 구동되고, 기판 (Pa) 은 미도시의 코터/현상기 디바이스로 반송된다.
그 후에, 도 12(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 반송 로봇의 반입 로봇 암 (120) 은 새로운 기판 (Pc) 을 리프트 디바이스 (65) 위로 반송한다. 기판 반송 로봇을 제어하는 제어기 (예를 들어, 코터/현상기 디바이스의 제어기) 는 도 12(C) 에 도시된 바와 같이 반입 로봇 암 (120) 을 -Z 방향으로 이동시킨다. 따라서, 기판 (Pc) 은 반입 로봇 암 (120) 으로부터 디바이스 (65) 가 갖는 복수의 패드 부재들 (67) 상으로 전달된다. 그 후에, 반입 로봇 암 (120) 은 +X 방향으로 이동되고 액정 노광 장치의 내부로부터 철수된다.
주제어기가, 기판 반송 로봇을 제어하는 또 다른 제어기로부터, 액정 노광 장치의 내부로부터 반입 로봇 암 (120) 이 철수되었다는 신호를 수신할 때, 주제어기는 그 신호에 응답하여 리프트 디바이스 (65) 가 갖는 복수의 에어 실린더들 (66) 을 수축시킨다. 따라서, 도 13(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 (Pc) 은 -Z 방향으로 이동 (하강) 하여 기판 트레이 (90a) 상에 탑재된다. 그 후에, 도 13(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 반입 디바이스 (80) 의 제 2 반송 유닛 (81b) 의 그립부 (84b) 는 +X 방향으로 구동된다. 그 다음, 도 13(C) 에 도시된 바와 같이, 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 복수의 에어 실린더들 (76) 은 동기하여 확장되고, 이에 의해 기판 (Pc) 을 지지하는 기판 트레이 (90a) 는 상방으로 이동한다. 또한, 이 동작과 함께, 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 는 +X 방향으로 구동되고 (기판 (Pb) 이 기판 (Pc) 으로 대체되었지만) 도 8(A) 에 도시된 상태로 복귀한다. 그 후에, 비록 도시되지는 않았지만, 노광 처리가 완료된 기판 (Pb) 을 지지하는 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치로 이동하고, 기판 트레이 (90b) 상에 탑재된 기판 (Pb) 은 기판 홀더 (50) 로부터 반출되고, 기판 트레이 (90b) 상에서, 또 다른 기판이 기판 (Pb) 대신에 탑재된다. 또한, 기판 트레이 (90a) 는 기판 (Pc) 을 기판 홀더 (50) 로 전달하고, 기판 (Pc) 은 기판 홀더 (50) 에 의해 유지된다. 이러한 방식으로, 본 발명의 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서, 2 개의 기판 트레이들 (90a 및 90b) 이 순환되고, 기판 스테이지 (20) 와 기판 교환 디바이스 (60) 사이에서 사용된다.
전술한 바와 같이, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 는, 기판 트레이 (90) 를 -Z 방향 (수직 방향) 으로 이동시키고 지지부들 (91) 을 기판 홀더 (50) 의 홈부들 내로 삽입하는 것만에 의해 기판 (P) 을 기판 홀더 (50) 상으로 탑재할 수 있고, 따라서, 기판 (P) 이 고속으로 (단시간 내에) 기판 홀더 (50) 내로 반송될 수 있다. 또한, 노광 후의 기판 (P) 의 기판 홀더 (50) 로부터의 반출은 기판 트레이 (90) 를 +X 방향으로 (수평 방향으로) 이동시킴으로써 수행된다. 더욱 구체적으로, 기판 (P) 이 기판 홀더 (60) 로부터 반출될 때 이용되는 기판 (P) 의 이동 경로 (기판 스테이지 (20) 로부터의 반출 경로) 와, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 상으로 탑재될 때 이용되는 기판 (P) 의 이동 경로 (기판 스테이지 (20) 로의 반입 경로) 는 상이하다. 결과적으로, 기판 홀더 (50) 로부터 기판 (P) 의 반출 전에 (또는 반출 동작 동안), 또 다른 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 위에 위치 (대기) 하도록 하는 것이 가능하다. 다르게 말하면, 본 실시형태에 관련된 기판 교환 디바이스 (60) 에서, 기판 홀더 (50) 로부터 기판 (P) 을 반출하는 반출 동작, 및 또 다른 기판 (P) 을 기판 홀더 (50) 내로 반입하는 반입 동작은 병행하여 수행될 수 있고, 기판 홀더 (50) 상의 기판 교환은 신속하게 수행될 수 있다.
또한, 기판 홀더 (50) 상의 기판 (P) 의 교환이 예를 들어 2 개의 로봇 암들을 이용하여 수행되는 종래의 기판 교환 방법에서는, 또 다른 기판 (P) 을 지지하는 하나의 기판 트레이 (90) 가, 기판 반출을 위한 로봇 암이 다른 기판 트레이 (90) 를 기판 홀더 (50) 로부터 반출하는 동안 위에서 대기하도록 하기 위해, 예를 들어 2 개의 로봇 암들 및 2 개의 기판 트레이들 (90) 의 두께를 위한 충분히 넓은 공간이 필요하지만, 반면, 본 실시형태에 관련된 기판 교환 디바이스 (60) 에서는, 기판 반입을 위한 오직 하나의 기판 트레이 (90) 가 기판 홀더 (50) 위에 위치되고, 따라서, 기판 교환 디바이스 (60) 는, 기판 교환 위치에 위치한 기판 스테이지 (20) 위의 공간이 작은 경우에도 기판 교환 디바이스 (60) 는 적합하게 이용될 수 있다.
또한, 기판 (P) 을 지지하는 기판 트레이 (90) 가 기판 홀더 (50) 로부터 밖으로 끌어 당겨지는 때에, 기판 (P) 과 기판 홀더 (50) 를 분리하기 위해 기판 트레이 (90) 는 +Z 방향으로 이동될 필요가 있고, 기판 트레이 (90) 는 평면시에서 빗 형상으로 형성되기 때문에, 기판 트레이 (90) 의 대부분이 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 내에 수용된 채로 유지된 상태에서 기판 트레이 (90) 는 +X 방향으로 이동될 수 있다. 다르게 말하면, 기판 트레이 (90) 는 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) 의 내부로부터 밖으로 완전히 꺼내질 필요가 없고, 기판 트레이 (90) 는 미소한 거리만큼 +Z 방향으로 이동되기만 하면 된다. 결과적으로, 기판 (P) 은 기판 홀더 (50) 로부터 신속하게 반출될 수 있고, 이에 의해, 기판 교환을 위한 사이클 시간이 감소될 수 있다. 또한, 기판 (P) 은 기판 트레이 (90) 의 두께 (+Z 방향의 사이즈) 에 관계 없이 신속하게 반출될 수 있고, 기판 트레이 (90) 의 두께는 강성을 향상시키기 위해 증가될 수 있다.
또한, 최근에는, 기판 (P) 의 사이즈가 증가되는 경향이 있고, 따라서, 기판의 반입 시에 기판 (P) (및 기판 트레이 (90)) 의 이동 거리도 사이즈가 증가함에 따라 더 길어지게 된다. 이에 대응하여, 본 실시형태의 기판 반입 디바이스 (80) 는 기판 트레이 (90) 의 +X 측 단부 및 -X 측 단부 (반입 시의 이동 방향의 전단부 및 후단부) 를 잡기 때문에, 기판 트레이 (90) 는, 예를 들어, 기판 트레이가 캔틸레버형 로봇 암에 의해 반송되는 경우에 비해 긴 거리 동안 안정적으로 반송될 수 있다.
또한, 본 실시형태의 기판 교환 디바이스 (60) 에서, 노광 전의 기판 (P) 은, 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치로 이동하기 전에 기판 교환 위치 위에서 미리 대기하도록 되어 있기 때문에, 노광 전의 기판 (P) 의 이러한 운반이 다른 기판 (P) 의 노광 처리 동안 수행되고, 따라서, 기판 (P) 은 대기 위치로 저속으로 운반될 수 있다. 결과적으로, 기판 반입 디바이스 (80) 에서의 먼지 발생이 방지될 수 있다.
또한, 기판 반출 디바이스 (70) 는 기판 스테이지 디바이스 (PST) 외부에 마련되고, 따라서, 기판 반출 디바이스 (70) 를 구성하는 부재들로부터 먼지가 발생하는 경우에도, 예를 들어 기판 홀더 (50) 상으로 (즉, 노광 전의 기판 (P) 상으로) 먼지 (입자들) 이 도달하는 것을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 기판 반출 디바이스 (70) 는, 기판 트레이 (90) 의 일 단부 (+X 단부) 를 잡음으로써 기판 홀더 (50) 로부터 기판 트레이 (90) 를 반출하는 구성을 갖기 때문에, 예를 들어 기판 (P) 의 하부 면과 기판 홀더 (50) 의 상부 면 사이의 좁은 갭 내로 로봇 암이 삽입되는 경우에 비해, 제어가 용이하다. 또한, 갭 사이에 로봇 암을 삽입하는 동작이 불필요하기 때문에, 기판 트레이 (90) 가 고속으로 (단시간 내에) 반출될 수 있다.
또한, 기판 홀더 (50) 가 갖는 가이드 부재들 (54) 과 기판 반출 디바이스 (70) 가 갖는 가이드 부재들 (77) 이 각각 비접촉 방식으로 기판 트레이 (90) 를 지지할 수 있고, 따라서, 기판 트레이 (90) 를 반출할 때에 진동의 발생 및 먼저 발생이 방지된다.
또한, 본 발명에 관련된 기판 교환 디바이스 (60) 에서, 기판 홀더 (50) 내에 마련된 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 각각의 디바이스들, (복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 을 포함하는) 기판 반출 디바이스 (70), 기판 반입 디바이스 (80), 및 리프트 디바이스 (65) 는 기판 (P) 의 교환을 수행하기 위해 협동하고, 따라서, 각각의 디바이스들의 동작들은, 예를 들어 2 개의 로봇 암들 (반입 암 및 반출 암) 을 이용하여 기판 (P) 의 교환을 수행하는 종래의 기판 교환 디바이스에 비해, 단순화될 수 있다. 특히, 기판 반출 디바이스 (70) 는 기판 트레이 (90) 를 X-축 방향 (1 축 방향) 으로 이동시키는 간단한 구성을 갖고, 기판 반입 디바이스 (80) 는 기판 트레이 (90) 를 X-축 방향 및 Z-축 방향 (2 축 방향들) 으로 이동시키는 간단한 구성을 갖기 때문에, 비용 (제조 비용, 유지 비용 등) 이, 예를 들어 2 개의 로봇 암들이 구비된 기판 반송 로봇에 비해 감소될 수 있다. 또한, 디바이스들의 수가 증가되는 경우에도, 각각의 디바이스들의 동작들이 단순하기 때문에, 작업성이 향상되고 기판 교환의 사이클 시간이 감소될 수 있다.
- 제 2 실시형태
다음으로, 제 2 실시형태의 액정 노광 장치를 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치는, 기판 트레이의 구성 및 기판 홀더의 구성만이 전술한 제 1 실시형태와 상이하기 때문에, 기판 트레이의 구성 및 기판 홀더의 구성만을 이하에서 설명한다. 덧붙여 말하자면, 제 2 실시형태 및 제 3 내지 제 6 실시형태들 및 변형예들에서, 단순화된 설명 및 예시의 편의를 위해, 전술한 제 1 실시형태와 동일한 구성들 및 동작들을 갖는 부재들은 전술한 제 1 실시형태에서의 참조 부호들과 동일한 참조 부호들로 표시하고, 그 설명은 생략한다.
도 14(A) 에 도시된 바와 같이, 제 2 실시형태의 기판 트레이 (290) 는 예를 들어 4 개의 지지부들 (91), 4 개의 지지부들 (91) 의 +X 측 단부들을 연결하는 연결부 (92), 및 4 개의 지지부들 (91) 의 길이 방향으로 중간 부분들을 연결하는 복수의 연결부들 (299) 을 가진다. 연결부들 (299) 은 각각 Y-축 방향, 즉, 지지부들 (91) 이 연장되는 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 판-형상 부재로 이루어지고, 예를 들어, 3 개의 연결부들 (91) 은 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배열되어 있다. 연결부 (299) 의 길이 방향의 사이즈는, 가장 +Y 측에 위치한 지지부 (91) 와 가장 -Y 측에 위치한 지지부 (91) 사이의 거리와 실질적으로 동일하고, 연결부들 (299) 의 +Y 측 단부들은 가장 +Y 측의 지지부 (91) 에 연결되고, -Y 단부들은 가장 -Y 측의 지지부 (91) 에 연결된다. 또한, 길이 방향으로 연결부들 (299) 의 중간 부분들은 각각 +Y 측에서 보았을 때 제 2 및 제 3 지지부들 (91) 에 연결된다. 이러한 구성으로, 본 제 2 실시형태에 관련된 기판 트레이는 전체적으로 망-모양 외형을 가지고, 이는 빗-모양 외형을 갖는 전술한 제 1 실시형태에 관련된 기판 트레이 (90) (도 4(A) 참조) 와 상이하다.
본 제 2 실시형태에서, 도 14(B) 에 도시된 바와 같이, 각각의 지지부들 (91) 의 상단부에, 복수 (예를 들어, 3 개) 의 오목부들이 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 형성되고, 이 오목부들에는 연결부들 (299) 이 삽입된다. 이 경우에, 지지부들 (91) 의 상단부들의 Z-위치들 및 연결부들 (299) 의 상부 면들의 Z-위치는 실질적으로 동일하다. 기판 (P) 의 하부 면과 접촉하게 되는 패드들 (93) 은 연결부들 (299) 의 상부 면들에 부착된다. 결과적으로, 기판 트레이 (290) 의 두께는, 전술한 제 1 실시형태에서의 기판 트레이의 두께와 실질적으로 동일하다. 또한, 연결부 (299) 의 두께는 예를 들어 지지부 (91) 의 Z-축 방향의 사이즈 (두께) 의 1/4 정도로 설정된다. 그리고, 복수이 연결부들 (299) 은 연결부들 (91) 과 동일한 재료로 형성되고, 연결부들 (299) 의 표면들 상에는, 지지부들 (91) 과 유사하게, 예를 들어 검정 양극 산화막이 형성된다.
도 15(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 홀더 (250) 는, 기판 트레이 (290) 의 지지부들 (91) 을 수용하기 위해 이용되는 X-축 방향으로 연장되는 홈부들 (51) 외에도, 연결부들 (299) 을 수용하기 위해 이용되는 Y-축 방향으로 연장되는 3 개의 홈부들 (251) 을 갖는다. 예를 들어, 3 개의 홈부들 (251) 은, 기판 트레이 (290) 의 연결부들 (299) 사이의 거리에 대응하는 X-축 방향의 거리로 형성된다. 홈부 (251) 의 깊이 방향의 사이즈 및 폭 방향의 사이즈는 각각, 연결부들 (299) 을 구성하는 판-형상 부재의 두께 방향의 사이즈 및 폭 방향의 사이즈보다 약간 더 크고, 연결부들 (299) 은, 기판 트레이 (290) 의 지지부들 (91) 이 홈부들 (51) 내의 가이드 부재들 (54) 에 의해 지지되는 상태에서 홈부들 (251) 내에 수용된다. 또한, 홈부들 (251) 의 깊이는, 기판 트레이 (290) 가 기판 트레이 (290) 의 패드들 (93) 과 기판 (P) 을 분리시키기 위해 Z-축 방향으로 가장 -Z 측에 위치하는 상태에서 연결부 (299) 의 하부 면이 홈부 (251) 의 내부 바닥 면과 접촉하게 되지 않도록 설정된다.
본 제 2 실시형태에서는, 전술한 제 1 실시형태와 유사하게, 기판 홀더 (250) 상의 기판 (P) 이 기판 스테이지 (20) 로부터 반출될 때 (도 2 참조), 기판 홀더 (250) 의 상부 면과 기판 (P) 의 하부 면을 분리시키기 위해 기판 트레이 (290) 가 트레이 가이드 디바이스들 (52) 에 의해 소정 거리만큼 +Z 방향으로 들어올려진다. 이 동작 시에, 연결부들 (299) 의 하부 면이 기판 홀더 (250) 의 상부 면보다 더 +Z 측에 위치하도록 기판 트레이 (290) 를 +Z 방향으로 이동시킬 필요가 있고, 연결부들 (299) 은 지지부들 (91) 의 상단부들을 서로에 대해 연결하고 얇으며, 따라서, 도 15(C) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (290) 의 하부 절반이 홈부들 (51) 에 수용된 상태에서 (기판 트레이 (290) 는 홈부들 (51) 의 내부로부터 완전히 밖으로 들려질 필요가 없다) 기판 트레이 (290) 가 기판 홀더 (250) 로부터 밖으로 끌어 당겨질 수 있다. 결과적으로, 전술한 제 1 실시형태와 유사하게, 기판 (P) 의 반출 속도가 향상되고 (반출 시간이 감소한다), 기판 교환의 사이클 시간이 감소될 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에 관련된 기판 트레이 (290) 에 따르면, 복수의 지지부들 (91) 은 복수의 연결부들 (299) 에 연결되고, 이에 의해 전체 기판 트레이 (290) 의 강성 (특히, Y-축 방향의 강성, 트위스트 (twist) 강성 등) 이 향상된다. 결과적으로, 기판 (P) 은 고속으로 더욱 안정된 상태에서 반송될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 홈부들 (251) 이 연결부들 (299) 을 수용하기 위해 기판 홀더 (250) 에 형성되지만, 연결부들 (299) 의 두께 자체가 얇고 홈부들 (251) 의 깊이가 얕기 때문에, 전술한 제 1 실시형태와 비교되는 경우에도 기판 홀더 (250) 의 강성은 그렇게 감소하지 않는다. 덧붙여 말하자면, 본 제 2 실시형태에서, 한 쌍의 인접한 지지부들 (91) 이 판-형상 부재들을 이용하여 서로 연결되지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 않고, 예를 들어, 한 쌍의 인접한 지지부들이 와이어 (wire) 또는 로프 (rope) 등과 같은 유연성을 갖는 부재로 서로 연결될 수 있다. 또한, 인접한 지지부들 (91) 을 연결하기 위한 연결부 (강성화 (stiffening) 부재) 는 Y-축 방향에 평행할 필요는 없고, 구부러질 수도 있다. 또한, 연결부들 (299) 은 각각 예를 들어 지지부 (91) 의 두께와 동일한 정도의 두께를 갖는 부재일 수 있다. 이 경우에, 연결부들 (299) 의 하부 면들의 Z-위치는, 전술한 제 2 실시형태와 동일하게 이루어지고, 상부 면들의 Z-위치들은 지지부들 (91) 의 상단부들의 Z-위치들 너머로 +Z 측 상으로 돌출되어야 한다. 또한, 도 32(A) 에서 도시된 바와 같이, 연결부들 (299) 은 복수의 지지부들 (91) 의 -X 측 단부들을 서로 연결하도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에, 기판 반입 디바이스 (80) 의 제 1 반입 유닛 (81a) 의 그립부들 (84a) (이들 각각에 대해서는 도 2 참조) 은 연결부들 (299) 을 잡을 수 있다.
- 제 3 실시형태
다음으로, 제 3 실시형태를 도 16(A) 및 도 16(B) 를 참조하여 설명한다. 제 3 실시형태의 액정 노광 장치는, 기판 트레이 (390) 의 구성, 기판 반입 디바이스 (380) 의 구성, 및 미도시의 기판 반출 디바이스의 구성이 전술한 제 1 실시형태와 상이하다. 덧붙여 말하자면, 다른 부분들은 전술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 그에 관한 설명은 생략한다.
기판 트레이 (390) 는, Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배열된 복수 (예를 들어, 4 개) 의 지지부들 (91) (-Y 측으로부터 시작하여 지지부들 911 내지 914 이라 지칭함) 을 이용하여 기판 (P) 을 아래로부터 지지한다 (도 16(B) 참조). -Y 측의 2 개의 지지부들 (911 및 912) 은, YZ 평면에 평행한 판-형상 부재로 이루어진 연결부들 (392a) 에 연결된 +X 측 단부들을 가지는 한편, +Y 측의 2 개의 지지부들 (913 및 914) 은 YZ 평면에 평행한 판-형상 부재로 이루어진 연결부 (392b) 에 연결된 +X 측 단부들을 가진다. 다르게 말하면, -Y 측의 2 개의 지지부들 (911 및 912) 및 +Y 측의 2 개의 지지부들 (913 및 914) 은 물리적으로 분리되어 있다. 이하, 기판 트레이 (390) 중에서, 2 개의 지지부들 (911 및 912) 및 연결부 (392a) 로 구성된 부분을 제 1 트레이 (390a) 라고 지칭하고, 2 개의 지지부들 (913 및 914) 및 연결부 (392b) 로 구성된 부분을 제 2 트레이 (390b) 라고 지칭하여, 설명을 한다. 덧붙여 말하자면, 제 1 트레이 (390a) 와 제 2 트레이 (390b) 는 실질적으로 동일한 트레이들이다. 4 개의 지지부들 (911 내지 914) 의 각각의 -X 측 단부에는, 테이퍼 부재 (94) 가 부착된다. 연결부들 (392a 및 392b) 의 각각의 +X 측 상의 측면 상에는, 한 쌍의 테이퍼 부재들 (95), 및 한 쌍의 테이퍼 부재들 (95) 사이에 배치된 테이퍼 부재 (96) 가 부착되어 있다.
도 16(B) 는, 기판 (P) 을 아래로부터 지지하는 기판 트레이 (390) 가 기판 반입 디바이스 (380) 에 의해 반송되는 상태를 도시한다. 기판 반입 디바이스 (380) 의 제 1 반송 유닛 (381a) 은, 제 1 트레이 (390a) 의 -X 측 단부를 잡는 제 1 그립부 (384a1) 및 제 2 트레이 (390b) 의 -X 측 단부를 잡는 제 2 그립부 (384a2) 를 갖는다. 제 1 그립부 (384a1) 및 제 2 그립부 (384a2) 는, X-축 방향의 위치 제어가 서로 독립적으로 수행될 수 있도록 구성된다. 또한, 기판 반입 디바이스 (380) 의 제 2 반송 유닛 (381b) 은, 제 1 트레이 (390a) 의 +X 측 단부를 잡는 제 1 그립부 (384b1) 및 제 2 트레이 (390b) 의 +X 측 단부를 잡는 제 2 그립부 (384b2) 를 갖는다. 제 1 그립부 (384b1) 및 제 2 그립부 (384b2) 는, X-축 방향의 위치 제어가 서로 독립적으로 수행될 수 있도록 구성된다.
결과적으로, 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 을 이용하여 기판 (P) 이 아래로부터 지지되는 상태에서 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 의 X-축 방향의 위치들 (X-위치들) 이 상이하게 함으로써, 기판 (P) 의 θz 방향의 위치가 제어될 수 있다. 도 16(B) 에서 도시된 예에서, 제 1 트레이 (390a) 를 홀딩하는 한 쌍의 제 1 그립부들 (384a1 및 384b1) 의 각각을 -X 방향으로, 그리고, 제 2 트레이 (390b) 를 홀딩하는 한 쌍의 제 2 그립부들 (384a2 및 384b2) 의 각각을 +X 방향으로 동기하여 구동함으로써, 기판 (P) 은 +Z 방향에서 보았을 때 오른손 방향 (도 16(B) 에서의 시계 방향) 으로 회전한다.
기판 (P) 의 θz 방향의 위치 정보는, 예를 들어, 배럴 면 플레이트 (31) (도 1 참조) 에 고정된 한 쌍의 위치 센서들 (337) (예를 들어, 기판 (P) 의 +X 측 단부를 검출하는 광학 센서들) 에 의해 계측된다. 한 쌍의 위치 센서들 (337) 은 Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배열되고, 각각은, 기판 (P) 의 기판 홀더 (50) (도 2 참조) 로의 반입을 위한 기판 교환 위치 위에서 기판 (P) 이 대기하도록 된 상태 (도 9(A) 내지 도 9(C) 등의 도면들을 참조) 에서 기판 (P) 의 +X 측 단부의 위치를 검출한다. 미도시의 주제어기는 한 쌍의 위치 센서들 (337) 의 출력들에 기초하여 기판 (P) 의 θz 방향의 위치를 제어한다. 덧붙여 말하자면, 위치 센서들의 각각은 광학 센서와 같은 비접촉 방식에 의한 것에 한정되지 아니하고, 접촉식에 의한 센서일 수 있다.
결과적으로, 예를 들어 도 12(C) 에 도시된 바와 같이, 기판 반송 로봇의 로봇 암 (120) 이 기판 (P) 을 리프트 디바이스 (65) 로 전달할 때 기판 (P) 의 위치가 θz 방향에서 벗어나는 (회전되는) 경우에도, 또는, 기판 (P) 이 기판 반입 디바이스 (380) 를 이용하여 반송되는 동안 기판 (P) 의 위치가 θz 방향에서 벗어나는 경우에도, 기판 (P) 의 θz 위치는 기판 트레이 (390) 상에서 정정될 수 있고, 따라서, 기판 (P) 은 기판 홀더 (50) (도 2 참조) 상에서 미리결정된 자세로 (기판 (P) 의 각 측들이 X-축 및 Y-축에 각각 평행하도록) 확실하게 탑재될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 도 16(B) 에서는 도시되지 않았지만, 기판 반출 디바이스는, 제 1 트레이 (390a) 의 테이퍼 부재 (96) 및 제 2 트레이 (390b) 의 테이퍼 부재 (96) 를 잡는 (제 1 실시형태의 그립 디바이스 (71) (도 2 참조) 와 동일한 구성을 갖는) 한 쌍의 그립 디바이스들을 가지고, 기판 트레이 (390) 를 기판 홀더 (50) (도 2 참조) 로부터 반출할 때, 그 한 쌍의 그립 디바이스들을 이용하여 기판 트레이 (390) 를 +X 방향으로 이동시킨다. 덧붙여 말하자면, 그립 디바이스가 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 을 동시에 홀딩할 수 있도록 구성되는 경우에, (기판 (P) 의 반출 시에 기판 (P) 의 θz 방향의 위치 제어는 수행될 필요가 없기 때문에) 하나의 그립 디바이스가 채용될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 에서, 전술한 제 2 실시형태의 기판 트레이 (290) (도 14(A) 참조) 에서와 같이 강성 부재들 (연결부들 (299)) 이 배열될 수 있다. 이 경우에, 강성 부재들의 X-위치들은 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 의 X-위치에 따라 변화하기 때문에, 기판 트레이 (390) 에서 형성된 강성 부재들을 수용하기 위한 홈부들은 전술한 제 2 실시형태에서보다 더 넓은 폭을 갖도록 형성되어야 한다.
- 제 4 실시형태
다음으로, 도 17 을 참조하여 제 4 실시형태를 설명한다. 제 4 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치는, 기판 트레이 (490) 및 기판 반출 디바이스 (470) 의 구성, 및 미도시의 기판 반입 디바이스 및 기판 홀더의 구성에서 전술한 제 1 실시형태와 상이하다. 덧붙여 말하자면, 다른 부분들은 전술한 제 1 실시형태의 것들과 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
기판 트레이 (490) 는 Y-축 방향으로 소정 거리를 두고 배열된 (Y-측으로부터 시작하여 지지부들 911 내지 916 로서 지칭되는) 복수 (예를 들어, 6 개) 의 지지부들 (91) 을 이용하여 하방으로부터 기판 (P) 을 지지한다. -Y 측 상의 2 개의 지지부들 (911 내지 912) 은, YZ 평면에 평행한 판-형상 부재로 이루어진 연결부 (492) 에 의해 연결된 +X 측 단부들을 갖는다. 그리고, 유사하게, 중앙의 2 개의 지지부들 (913 내지 914) 및 +Y 측 상의 2 개의 지지부들 (915 내지 916) 은 각각 YZ 평면에 평행한 판-형상 부재로 이루어진 연결부 (492) 에 의해 연결된다. 이하에서는, 2 개의 지지부들 (911 내지 912) 및 연결부 (492) 로 이루어진 부분을 제 1 트레이 (490a) 로 지칭하고, 2 개의 지지부들 (913 내지 914) 및 연결부 (492) 로 이루어진 부분을 제 2 트레이 (490b) 로 지칭하며, 2 개의 지지부들 (915 내지 916) 및 연결부 (492) 로 이루어진 부분을 제 3 트레이 (490c) 로 지칭하여 설명이 이루어진다.
또한, 기판 반출 디바이스 (470) 는 6 열들의 트레이 가이드 디바이스 열들을 가지고, 이들 각각은, 6 개의 지지부들 (911 내지 916) 에 대응하도록 Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배치된 복수 (예를 들어, 4 개) 의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 로 구성된다. 기판 트레이 (490) 가 4 개의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 에 의해 아래로부터 지지되는 상태에서, 제 1 내지 제 3 트레이들 (490a 내지 490c) 는 소정의 거리를 두고 이격되어 배치된다. 덧붙여 말하자면, 도 17 에서는 도시되지 않았지만, 기판 반출 디바이스 (470) 는 제 1 내지 제 3 트레이들 (490a 내지 490c) 을 각각 잡는 그립부들을 갖는다. 또한, 미도시의 기판 반입 디바이스는 제 1 내지 제 3 트레이들 (490a 내지 490c) 을 함께 잡는 그립부 (또는 전술한 제 3 실시형태에서와 같이 제 1 내지 제 3 트레이들을 개별적으로 잡는 그립부들) 를 갖는다. 또한, 미도시의 기판 홀더는 6 개의 지지부들 (911 내지 916) 에 대응하는 그것의 상부 면 상에 6 개의 홈부들을 갖는다.
이 경우에, 기판 (P) 을 기판 트레이 (490) 로부터 외부 디바이스로 반출하는 반출 로봇 암 (110), 및 기판 (P) 을 외부에서 기판 트레이 (490) 내로 반입하는 반입 로봇 암 (120) (도 11(B) 및 도 12(B) 참조) 각각은 그것의 끝에 참조 부호 (130) 에 의해 표시된 핸드 (hand) 로서 지칭되는 부재를 갖는다. 도 17 에 도시된 바와 같이, 핸드 (130) 는 예를 들어 4 개의 지지부들 (131) 을 갖는다 (이들은 -Y 측으로부터 시작하여 지지부들 1311 내지 1314 로서 지칭된다). 4 개의 지지부들 (1311 내지 1314) 은 각각 X 축 방향으로 연장되는 바-형상 부재로 이루어지고, Y-축 방향으로, 제 1 내지 제 3 트레이들 (490a 내지 490c) 의 각각의 폭 방향의 사이즈 (Y-축 방향의 사이즈) 보다 더 넓은 거리로 배치되어 있다. 또한, 핸드 (130) 는, Y-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고 4 개의 지지부들 (1311 내지 1314) 의 +X 측 단부들을 서로 연결하는 연결부 (132) 를 갖고, 전체로서 평면시에서 빗-모양 외형을 갖는다.
본 제 4 실시형태에서, 노광 후의 기판 (P) 을 지지하는 기판 트레이 (490) 가 기판 홀더 (도시 생략) 로부터 반출되어 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 상에 탑재된 상태에서, 핸드 (130) 의 지지부 (1312) 는 제 1 트레이 (490a) 와 제 2 트레이 (490b) 사이에 삽입되고, 핸드 (130) 의 지지부 (1313) 는 제 2 트레이 (490b) 와 제 3 트레이 (490c) 사이에 삽입된다. 그 다음, 핸드 (130) 는 +Z 방향으로 이동하고, 이에 의해 제 1 트레이 (490a) 와 제 2 트레이 (490b) 사이의 영역 및 기판 (P) 의 제 2 트레이 (490b) 와 제 3 트레이 (490c) 사이의 영역은 각각 지지부들 (1312 및 1313) 에 의해 아래로부터 지지된다. 또한, 핸드의 다른 2 개의 지지부들 (1311 및 1314) 은 기판 (P) 의 -Y 측 단부 및 +Y 측 단부를 각각 아래로부터 지지한다. 이러한 방식으로, 제 4 실시형태에서, 노광 후의 기판 (P) 이 기판 트레이 (490) 로부터 로봇 암으로 직접 (전술한 제 1 실시형태에서와 같이 리프트 디바이스 (65) (도 11(B) 등과 같은 도면들 참조) 를 통하지 않고) 전달되기 때문에, 기판 (P) 의 기판 트레이 (490) 로의 반입 및 기판 (P) 의 기판 트레이 (490) 로부터의 반출 (기판 (P) 의 회수) 이 신속하게 수행될 수 있다.
또한, 기판 트레이 (490) 는 Y-축 방향으로 분리된 복수의 부재들로 이루어지기 때문에, 기판 (P) 의 θz 방향의 위치는, 전술한 제 3 실시형태에서와 같이 기판 트레이 (490) 상에 탑재된 상태에서 제어될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 상기 설명에서, 기판 트레이 (490) 는 물리적으로 분리된 3 개의 부재들로 이루어지는 구성이 채용되었지만, 예를 들어 전술한 제 1 실시형태의 기판 트레이 (90) (도 3(A) 참조) 에서, 연결부 (92) (도 4(C) 참조) 등의 상단부에 노치들을 형성함으로써 인접한 지지부들 (91) 사이에 로봇 암의 핸드 (130) 가 삽입될 수 있는 경우에, 기판 트레이는 통합 부재로 이루어질 수 있다. 또한, 기판 트레이는, 로봇 암의 핸드 (130) 의 형상 (지지부들 (131) 의 수) 에 따라, 예를 들어 2 개의 부재들 또는 4 개 이상의 부재들로 구성되는 것 또한 가능하다.
- 제 5 실시형태
다음으로, 제 5 실시형태가 도 18 을 참조하여 설명된다. 제 5 실시형태에 관련되는 액정 노광 장치는 기판 스테이지 (520) 의 구성에서 전술한 제 1 실시형태와 상이하다. 더욱 구체적으로, 전술한 제 1 실시형태의 기판 스테이지 (20) (도 2 참조) 에서는, 기판 트레이 (90) 를 지지하는 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (52) (도 3(B) 참조) 이 기판 홀더 (50) 에 마련 (내장) 되는 반면, 도 18 에 도시된 기판 스테이지 (520) 에서는, 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (552) 이 상이한 지점인 Y 조동 스테이지 (23Y) 의 상부 면에 부착되어 있다. 부수적으로 말하자면, 도면의 복잡함을 피하기 위한 관점에서, 한 쌍의 케이블 가이드 디바이스들 (36) (도 2 참조) 의 도시는 도 18 에서 생략되었다.
트레이 가이드 디바이스들 (552) 각각은 Y 조동 스테이지 (23Y) 에 고정된 에어 실린더 (553) 및 에어 실린더 (553) 의 로드의 팁에 부착된 가이드 부재 (554) 를 포함한다. 에어 실린더들 (553) 의 로드들은 Z-축에 평행하게 연장된다. 예를 들어, 총 16 개의 트레이 가이드 디바이스들 (552) 이 전술한 제 1 실시형태의 배치 (도 3(A) 참조) 와 유사한 배치로 배열되어 있다. 일부 에어 실린더들 (553) 의 로드들의 길이 방향의 중간 부분은 조동 스테이지 (521) 또는 미러 베이스 (24X) (또는 미도시의 미러 베이스 (24Y)) 에 형성된 홀부들을 통해 삽입되어 있다. 또한, 기판 홀더 (550) 에서, Z-축 방향으로 관통하는 홀부들 (hole sections) 이 복수 (예를 들어, 16 개) 의 트레이 가이드 디바이스들 (552) 에 대응하는 위치들에 형성되고, 16 개의 에어 실린더들 (553) 의 로드들이 각각 홀부들을 통해 삽입된다. 부수적으로 말하자면, 가이드 부재들 (554) 은 전술한 제 1 실시형태에서의 가이드 부재들 (54) 과 동일하다.
본 제 5 실시형태에 관련되는 기판 스테이지 (520) 에서, 트레이 가이드 디바이스들 (552) 의 에어 실린더들 (553) 은 미동 스테이지 (521) 의 외부에 형성되고, 미동 스테이지 (521) 의 두께 및 중량에서의 감소가 이루어질 수 있다. 결과적으로, 미동 스테이지 (521) 를 구동하기 위해 이용되는 보이스 코일 모터, 미동 스테이지 (521) 를 포함하는 시스템의 중량을 상쇄하는 중량 상쇄 디바이스 (40) 등이 사이즈 면에서 감축될 수 있다. 또한, 기판 트레이 (90) 는 미동 스테이지 (521) 와 접촉하지 않기 때문에, 기판 트레이 (90) 에서 진동이 발생하는 경우에도, 진동은 미동 스테이지 (521) 로 전달되지 않는다. 결과적으로, 미동 스테이지 (521) 의 위치 제어는 고정밀도로 수행될 수 있다. 또한, 본 실시형태의 기판 스테이지 (520) 는 미동 스테이지 (521) 의 중앙 부분이 중량 상쇄 디바이스 (40) 에 의해 아래로부터 지지되는 구성을 가지고, 따라서, 미동 스테이지 (521) 의 중앙 부분을 제외한 다른 부분의 아래 영역에는 보이스 코일 모터를 제외하고는 부재들이 존재하지 않고, 이는 복수의 에어 실린더들 (553) 이 별 어려움 없이 Y 조동 스테이지 (23Y) 상에 배치되는 것을 허용한다.
- 제 6 실시형태
다음으로, 제 6 실시형태가 도 19 내지 도 24 에 기초하여 설명된다. 제 6 실시형태와 관련되는 액정 노광 장치는, 기판 트레이 (690), 미도시의 기판 홀더, 기판 반출 디바이스 (670) 및 기판 반입 디바이스 (680) 의 구성에서 전술한 제 1 실시형태의 구성과 상이하다. 덧붙여 말하자면, 다른 부분들은 전술한 제 1 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 19 에 도시된 바와 같이, 제 6 실시형태의 기판 트레이 (690) 는 복수 (예를 들어, 9 개) 의 지지부들 (691), 복수의 지지부들 (691) 의 +X 측 단부들을 연결하는 연결부 (92), 및 복수의 연결부들 (691) 의 길이 방향으로 중간 부분들을 연결하는 복수 (예를 들어, 9 개) 의 연결부들 (699) 을 갖는다. 기판 트레이 (690) 의 기능들은, 지지부들 (691) 의 수와 연결부들 (699) 의 수가 상이하다는 점을 제외하고는 전술한 제 2 실시형태의 것과 동일하기 때문에, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. 또한, 도면들에는 도시되지 않았지만, 기판 홀더에서, 복수 (예를 들어, 9 개) 의 지지부들 (691) 및 복수 (예를 들어, 9 개) 의 연결부들 (699) 에 대응하는 홈부들은 전술한 제 2 실시형태와 유사하게 형성된다.
기판 반출 디바이스 (670) 는, 예를 들어, 전술한 기판 트레이 (690) 의 9 개의 지지부들 (691) 중 (중앙의 하나의 지지부 (691) 를 제외한) 8 개의 지지부들 (691) 에 대응하는 8 개의 가이드 부재들 (675) 을 갖는다. 기판 반출 디바이스 (670) 의 구성 및 기능들은, 8 개의 가이드 부재들 (675) 이 각각 X-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 공통의 베이스 부재 상에 탑재되어 동기 구동된다는 점, 및 더 많은 수의 리프트 디바이스들 (65) 이 제공된다는 점을 제외하고는 전술한 제 1 실시형태의 것과 대략적으로 동일하기 때문에, 그에 관한 자세한 설명은 생략한다.
도 20 에서 도시된 바와 같이, 기판 반입 디바이스 (680) 는 제 1 반송 유닛 (681a), 제 1 반송 유닛 (681a) 을 Z-축 방향으로 구동하는 Z-축 구동 디바이스 (610), 제 2 반송 유닛 (681b) 및 상호연결 바 (640) 를 갖는다.
도 19 에 도시된 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (681a) 은 한 쌍의 제 1 가이드부들 (682a), 한 쌍의 제 1 가이드부들 (682a) 에 각각 대응하도록 제공된 한 쌍의 X 테이블들 (694a), 기판 트레이 (690) 의 -X 측 단부를 잡는 그립부 (684a) 등을 포함한다.
제 1 가이드부들 (682a) 은 각각 X-축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 나중에 설명되는 Z-축 구동 디바이스 (610) (도 20 참조) 상에 탑재된다. 한 쌍의 제 1 가이드부들 (682a) 은 Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 평행하게 배치된다. 한 쌍의 제 1 가이드부들 (682a) 의 각각의 상부 면 상에는, X 리니어 가이드 부재 (692a) 가 고정된다. X 테이블 (694a) 은, X 리니어 가이드 부재 (692a) 에 대해 슬라이딩 가능하도록, 복수의 X 슬라이더 (slider) 들 (693a) 을 통해 X 리니어 가이드 부재 (692a) 와 맞물린다. 그립부 (684a) 는, 오목부들 (86a) 의 수가 상이하다는 점을 제외하고는 전술한 제 1 실시형태의 그립부 (84a) 와 유사한 기능들을 가지는 부재이고, 그립부 (684a) 는 한 쌍의 X 테이블들 (694a) 사이에 설치된다.
도 20 에서 도시된 바와 같이, Z-축 구동 디바이스 (610) 는, 수직 방향으로 중첩된 한 쌍의 웨지 (wedge) 부재들을 각각 포함하는 복수의, 예를 들어 2 개의 캠 (cam) 디바이스들 (612), 캠 디바이스 (612) 를 구동하는데 이용되는 피드 스크류 디바이스 (6141), 2 개의 캠 디바이스들 (612) 의 하측 웨지 부재들을 서로 상호연결하는 상호연결 바 (616), Z-축 가이드 디바이스 (618) 등을 가지고, Z-축 구동 디바이스 (610) 는 전술한 제 1 반송 유닛 (681a) 을 Z-축 방향으로 구동한다.
예를 들어, 2 개의 캠 디바이스들 (612) 은 X-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배치된다. 예를 들어, 2 개의 캠 디바이스들 (612) 의 각각이 갖는 한 쌍의 웨지 부재들 중, 상부 측 웨지 부재는 제 1 가이드부 (682a) 에 고정되고, 하부 측 웨지 부재는 X-축 방향으로 이동가능하다. 캠 디바이스들 (612) 의 각각을 구성하는 한 쌍의 웨지 부재들은 복수의 리니어 가이드들 (613) 을 통해 서로에 대해 부드럽게 이동하도록 구성된다.
피드 스크류 디바이스들 (6141) 은 +X 측에 배치된 캠 디바이스 (612) 의 하부 측 웨지 부재를 X-축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동한다.
상호연결 바 (616) 는 예를 들어 2 개의 캠 디바이스들 (612) 의 하부 측 웨지 부재들을 서로에 대해 기계적으로 연결한다.
Z-축 가이드 디바이스 (618) 는 2 개의 캠 디바이스들 (612) 사이에 배치되고, 제 1 가이드부 (682a) 의 길이 방향에서의 중간 부분을 아래로부터 지지한다. 덧붙여 말하자면, 임의의 수의 캠 디바이스 (612), 피드 스크류 디바이스 (6141) 및 Z-축 가이드 디바이스 (618) 가 채용될 수 있다. 또한, 제 1 반송 유닛 (681a) 을 Z-축 방향으로 구동하는데 이용되는 Z-축 구동 디바이스는 Z-축 가이드 디바이스 (618) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 에어 실린더와 같이 제 1 반송 유닛 (681a) 을 Z-축 방향으로 직접 구동하는 디바이스도 이용될 수 있다. 또한, Z-축 구동 디바이스는 제 1 반송 유닛 (81a) 의 측면 위의 위치 또는 그 측면 상의 위치에 설치될 수 있고, 임의의 배향의 설치가 채용될 수 있다.
제 2 반송 유닛 (681b) 은, 한 쌍의 제 2 가이드부들 (682b), 도 19 에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제 2 가이드부들 (682b) 에 대응하도록 배열된 한 쌍의 X 테이블들 (694b), X 테이블들 (694b) 에 부착된 X-축 구동 디바이스 (620), X 테이블들 (694b) 에 부착된 Z-축 구동 디바이스, 도 20 에 도시된 바와 같이 기판 트레이 (690) 의 +X 측 단부를 잡는 그립부들 (684b) 등을 포함한다 (도면의 복잡함을 방지하기 위해, X-축 구동 디바이스 (620) 및 Z-축 구동 디바이스 (630) 는 도 19 에서 도시하지 않았다).
도 19 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제 2 가이드부들 (682b) 은 X-축 방향으로 연장되는 부재로 각각 이루어지고, Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 평행하게 배치된다. 한 쌍의 X 테이블들 (694b) 의 각각은, 벨트, 풀리 (pulley) 및 회전 모터를 포함하는 벨트 구동 디바이스 (689) (도 19 에서는 미도시, 도 20 참조) 에 의해, 제 2 가이드부 (682b) 에 대해 X-축 방향으로 소정의 긴 스트로크들로 구동된다.
도 20 에서 도시된 바와 같이, X-축 구동 디바이스 (620) 는, X 리니어 가이드 디바이스 (695) 를 통해 X 테이블들 (694b) 에 대해 X-축 방향으로 슬라이딩 가능하도록 X 테이블들 (694b) 상에 탑재된 X 슬라이더 (624), 및 X 슬라이더 (624) 를 X-축 방향으로 구동하는 피드 스크류 디바이스 (6142) 를 갖는다. 부수적으로 말하자면, X-축 구동 디바이스 (620) 는 이하 설명되는 Z-축 구동 디바이스 (630) 에 부착될 수 있다.
Z-축 구동 디바이스 (630) 는 X 테이블들 (694b) 의 상부 면들 (또는 Y-축 방향의 내측 면들) 에 부착된다. Z-축 구동 디바이스 (630) 는, Z 리니어 가이드 디바이스 (634) 를 통해 지지부 (632) 에 대해 Z-축 방향으로 슬라이딩 가능하도록 X 테이블들 (694b) 에 고정된 지지부 (632) 에 마련된 슬라이더 (638), 및 Z 슬라이더 (638) 를 Z-축 방향으로 구동하는 피드 스크류 디바이스 (6143) 를 갖는다.
그립부 (684b) 는, 오목부 (86b) 의 수가 상이한 점을 제외하고는 전술한 제 1 실시형태의 것과 유사한 기능들을 갖는 부재이고, 그립부 (684b) 는 Z 슬라이더 (638) 에 고정되고, X 테이블들 (694b) 과 일체로 Z-축 방향으로 이동한다.
상호연결 바 (640) 는 X-축 방향으로 연장되는 바-형상 부재로 이루어지고, 양 단부들에는 힌지 (hinge) 결합 디바이스, 예를 들어, 볼 결합, 힌지 디바이스 등을 가지고, 상호연결 바의 양단은 힌지 결합 디바이스들을 통해 각각, 상호연결 바의 (-X 측 상의) 일단은 X 테이블들 (694a) 에 연결되고, (+X 측 상의) 타단은 X 슬라이더 (624) 에 연결된다. 결과적으로, X 슬라이더 (624) 가, 구동되는 X 테이블들 (694b) 에 의해서 또는 피드 스크류 디바이스 (6142) 에 의해서 X-축 방향으로 구동될 때, X 테이블들 (694b) 은 상호연결 바 (640) 를 통해 X 리니어 가이드 부재들 (692a) 을 따라 X-축 방향으로 이동한다.
이 경우에, 제 1 가이드부들 (682a), 제 2 가이드부들 (682b) 및 X 리니어 가이드 디바이스 (695) 사이의 평행도가 서로로부터 일탈되는 경우에도, 상호연결 바 (640) 의 양 단부들에 마련된 한 쌍의 힌지 결합 디바이스들의 작용은, X 슬라이더 (624) 로부터 X-축 방향에서의 구동력이, 전술한 가이드 디바이스들의 각각을 과도하게 제한함이 없이 X 테이블들 (694a) 로 전달될 수 있도록 허용하고, 이에 의해, 가동 부재들의 각각이 부드럽게 X-축 방향으로 구동된다.
이하의 설명에서는, 기판 반입 디바이스 (680) 를 이용한 기판 (P) 의 반입 절차를 도 20 내지 도 24 를 참조하여 설명한다. 부수적으로 말하자면, 도 20 내지 도 24 는 기판 (P) 의 반입 절차를 설명하는데 이용되는 도면들이고, 기판 스테이지 등의 구성의 도시는 부분적으로 생략된다.
도 20 은 기판 (P) 이 기판 트레이 (690) 상에 탑재된 후의 상태를 나타내고, 기판 트레이 (690) 는 그립부들 (684a 및 684b) 에 의해 잡힌다. 이러한 동작 시에, 미도시의 주제어기는, 기판 트레이 (690) 에 의해 지지되는 기판 (P) 이 수평면에 대해 평행하도록 (그립부들 (684a 및 684b) 이 Z-축 방향에서 동일하도록), Z-축 구동 디바이스 (610) 를 이용하여 제 1 가이드부들 (682a) 의 Z-위치들을 조정한다. 그 다음, 벨트 구동 디바이스들 (689) 을 제어함으로써, 미도시의 주제어기는 X 테이블들 (694b) 을 -X 방향으로 구동하고, 상호연결 바 (640) 에 의해 X 테이블들 (694b) 과 상호연결된 X 테이블들 (694b) 및 X 테이블들 (694a) 을 일체로 -X 방향으로 이동시킨다. 따라서, 도 21 에 도시된 바와 같이, 그립부들 (684a 및 684b) 에 의해 홀딩된 기판 트레이 (690) 는 -X 방향으로 이동하고, 기판 트레이 (690) 에 의해 지지된 기판 (P) 은 수평면에 평행하게 -X 방향으로 이동한다.
그 다음, 도 22 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (690) 가 기판 교환 위치 위의 영역에 위치할 때, 주제어기는 기판 트레이 (690) 를 하강 (기판 트레이를 -Z 방향으로 이동) 시키기 위해 Z-축 구동 디바이스 (610) 및 Z-축 구동 디바이스 (630) 의 각각을 구동한다. 따라서, 기판 트레이 (690) 상에 탑재된 기판 (P) 은 미도시의 기판 홀더로 전달된다. 덧붙여 말하자면, 이 동작 시에 상호연결 바 (640) 의 기울기에 의해 야기되는 그립부들 (684a 및 684b) 사이의 X-축 방향에서의 간격 에러 (소위 코사인 에러) 를 정정하기 위해, X 슬라이더 (624) 는 -X 측으로 미세하게 구동될 수 있다.
기판 (P) 이 기판 트레이 (690) 로부터 반송되고 미도시의 기판 홀더 상에 탑재될 때, 도 23 에 도시된 바와 같이, 주제어기는 벨트 구동 디바이스들 (689) 을 이용하여 +X 방향으로 X 테이블들 (694b) 을 미세하게 구동하고 또한 피드 스크류 디바이스들 (6142) 을 이용하여 X 슬라이더 (624) 를 -X 방향으로 구동하며, 이에 의해, X 테이블들 (694) 을 -X 방향으로 이동시킨다. 따라서, 그립부 (684b) 는 +X 방향으로 이동하고, 또한, 그립부 (684a) 는 -X 방향으로 이동하며, 그립부들 (684a 및 684b) 의 기판 트레이 (690) 와의 맞물림은 해제된다. 그 후에, 도 24 에 도시된 바와 같이, 주제어기는 Z-방향 구동 디바이스 (610) 및 Z-방향 구동 디바이스 (630) 의 각각을 구동하여 그립부들 (684a 및 684b) 의 Z-위치를 도 22 에 도시된 초기 위치들로 복귀시키고, 또한, X 테이블들 (694b) 을 벨트 구동 디바이스ㄷ르 (689) 을 이용하여 +X 방향으로 구동한다. 따라서, 상호연결 바 (640) 에 의해 X 테이블들 (694b) 과 상호연결된 X 테이블들 (694a) 은 일체로 +X 방향으로 이동한다.
전술한 제 6 실시형태에서는, 기판 홀더의 기판 교환 위치 위의 영역이 작은 (공간이 작은) 경우에도, 기판 (P) 이 탑재된 기판 트레이 (690) 가 반입될 수 있다. 또한, 제 1 캐리어 유닛 (681a) 의 제 1 가이드부들 (682a) 의 X-축 방향에서의 중간 부분이 Z-축 가이드 디바이스 (618) 에 의해 지지되기 때문에, 높은 강성을 갖는 얇은 유형의 기판 반입 디바이스 (680) 가 구성될 수 있다. 또한, X 테이블들 (694a) 및 X 테이블들 (694b) 은 상호연결 바 (640) 에 의해 기계적으로 상호연결되기 때문에, X 테이블들 (694a) 을 구동하는데 이용되는 구동원은 제 1 반송 유닛 (681a) 에 마련될 필요가 없고, 디바이스가 경량이고 저비용으로 구성될 수 있다. 또한, X 테이블들 (694a) 을 위한 구동원이 없기 때문에, 예를 들어, 전력을 공급하는데 이용되는 가동 케이블이 필요하지 않고, 따라서, 입자들이 기판 홀더에 들러붙을 위험이 없다. 또한, 가동 케이블이 없기 때문에, 디바이스의 중량이 추가적으로 감소될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 벨트 구동 디바이스들 (689) 이 X 테이블들 (694b) 의 구동 디바이스로서 사용되었지만, 이는 한정적인 것으로 의도된 것이 아니고, 예를 들어, 볼 스크류 디바이스 또는 리니어 모터와 같은 구동 디바이스들이 이용될 수 있다. 또한, 한 쌍의 벨트 구동 디바이스들 (689) 은, 한 쌍의 제 2 가이드부들 (682b) 에 각각 대응하도록 배열되지만, 이는 한정적인 것으로 의도된 것이 아니고, 한 쌍의 X 테이블들 (694b) 은 한 쌍의 제 2 가이드부들 (952b) 중 일방으로부터 타방으로 이송함으로써 하나의 모터에 의해 구동될 수 있다. 또한, Z-축 구동 디바이스 (630) 는 그립부 (84b) 를 상승 및 하강시키도록 (그립부를 ±Z 방향으로 구동하도록) 구성되지만, 이는 한정적인 것으로 의도된 것이 아니고, 전체적으로 제 2 반송 유닛 (681b) 이 제 1 반송 유닛 (681a) 과 유사하게 Z-축 방향으로 구동되는 것 또한 가능하다.
덧붙여 말하자면, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에 관련된 (기판 트레이들을 포함하는) 각각의 액정 노광 장치는 단지 예들이고, 그 구성들은 적절하게 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 25 에 도시된 기판 트레이 (901) 로서, 기판 트레이는 기판 (P) 의 떨어짐을 방지하는데 이용되는 추락 방지 핀 (99) 을 복수의 지지부들 (91) 의 각각의 +X 측 단부 및 -X 측 단부에 가질 수 있다. 추락 방지 핀들로 인해, 예를 들어 기판 트레이 (901) 가 가속/감속할 때 (기판 트레이 (901) 가 갑자기 정지하는 경우 등), 기판 (P) 이 패드들 (93) 로부터 시프트되는 경우에도, 기판 (P) 과 추락 방지 핀들 (99) 이 서로 접촉하게 되어 기판 (P) 이 기판 트레이 (901) 로부터 떨어지는 것이 방지된다. 결과적으로, 기판 (P) 은 기판 트레이 (901) 상에 흡착에 의해 유지될 필요가 없다. 부수적으로 말하자면, 기판 트레이 (901) 로부터 기판 (P) 의 추락이 방지될 수 있는 한, 추락 방지 부재의 형상은 핀 형상에 한정되지 않는다. 또한, 추락 방지 핀 (99) 은, 전술한 제 3 내지 제 4 실시형태에 관련된 기판 트레이와 같이 복수의 구획들로 나누어진 기판 트레이의 지지부들에 마련될 수 있다 (도 16(A) 및 도 17 을 각각 참조).
또한, 도 25 에 도시된 바와 같이, 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립 디바이스 (71a) 는 기판 (P) 의 하부 면을 흡착에 의해 홀딩하는 기판 흡착 패드 (79) 를 가질 수 있다. 이 경우에, 그립 디바이스 (71a) 가 기판 (P) 을 직접 홀딩할 수 있기 때문에, 기판 트레이 (901) 의 패드들 (93) 에 의한 기판 (P) 의 흡착에 결함이 발생하는 경우에도 기판 (P) 은 X-축 방향으로 확실하게 가이드될 수 있다.
또한, 도 26 에 도시된 기판 트레이 (902) 와 같이, 기판 트레이 (90) 는, 기판 트레이 (90) 가 +X 방향으로 이동할 때 지지부들 (91) 의 -X 측 단부들 상에 -Z 방향으로 (수직 방향에서 아래쪽으로) 리프트력들이 작용하도록 하는 리프트력 (lift force) 생성 부재들 (98) 을 가질 수 있다. 리프트력 생성 부재 (98) 는 예를 들어 비행기의 주익을 거꾸로 뒤집어 놓은 것과 같은 형상을 갖는다. 리프트력 생성 부재 (98) 는 추락 방지 핀 (99) 의 끝 (+Z 측 단부) 에 연결된다. 덧붙여 말하자면, 리프트력 발생 부재 (98) 의 Y-축 방향으로 연장되는 날개 형상 단면 형상을 갖는 하나의 부재가 복수의 지지부들 (91) 위에 설치되는 것도 가능하고, 또는, 날개-형상 단면 형상을 각각 갖는 복수의 부재들이 복수의 지지부들 (91) 에 대응하도록 제공될 수 있다. 기판 트레이 (90) 의 복수의 지지부들 (91) 의 각각의 +X 측 단부만이 연결부 (92) 에 연결되고, -X 측 단부는 자유단이고, 따라서, 예를 들어, 진동 등이 -X 측 단부에서 발생할 가능성이 있다. 반면, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) (도 2 참조) 로부터 반출될 때와 같이 기판 트레이 (902) 가 +X 방향으로 이동하는 경우에, 리프트력 생성 부재들 (98) 의 작용으로 인해 지지부들 (91) 의 -X 측 단부들 상에 수직 방향에서 아래쪽으로 향하는 리프트력들이 작용하고, 이에 의해, 지지부들 (91) 은 가이드 부재들 (54) (또는 가이드 부재들 (77) (도 6 참조)) 에 대해 눌러진다. 결과적으로, 기판 트레이 (902) 는 기판 홀더 (50) 로부터 안정적인 상태로 반출될 수 있다. 가이드 부재들 (54) 로부터 기체가 분사되는 경우에, 기체의 압력과 전술한 리프트력들 사이에 균형을 맞춤으로써 기판 트레이 (902) 의 -X 측 단부에서 진동이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 기판 트레이 (90) 의 각 지지부 (91) 의 길이 방향에 직교하는 단면의 형상은, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 로부터 반출될 때 기판 트레이 (90) 가 X-축 방향으로 확실하게 가이드될 수 있는 한 특병하게 한정되지 아니하고, 적절하게 변화될 수 있다. 형상은, 예를 들어, 도 27(A) 에 도시된 지지부 (91a) 와 같은 거꾸로 된 오각형 형상 또는 도 27(B) 에 도시된 지지부 (91b) 와 같은 거꾸로 된 삼각형일 수 있다. 또한, 지지부들 (91) 은 각각 도 27(A) 에서 도시된 바와 같이 중공 부재로 이루어질 수 있고, 도 27(B) 에서 도시된 바와 같이 속이 꽉 찬 부재로 각각 이루어질 수 있다. 덧붙여 말하자면, 도 27(B) 에서 도시된 거꾸로 된 삼각형 단면을 갖는 지지부 (91b) 는 Z-축 방향으로 상대적으로 작은 사이즈를 가지고, 패드 (93) 를 부착하는데 이용되는 스페이서 (spacer; 97) 가 +Z 측면에 부착된다. 또한, 도 27(C) 에 도시된 바와 같이, 지지부 (91c) 는 원형 단면 형상을 갖는 중공 부재로 이루어질 수 있다 (또는 속이 꽉 찬 부재로 이루어질 수 있다). 이 경우에, 기판 트레이 (90) 를 X-축 방향으로 가이드하는 가이드 부재들 (54) (및 기판 반출 디바이스 (70) 의 가이드 부재들 (77) (도 6 참조)) 은 각각 지지부에 대응하는 (원호의 오목 면을 갖는) U-자 모양 단면 형상을 가지도록 각각 형성된다.
또한, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 가이드 부재들 (54) 및 기판 반출 디바이스 (70) 의 가이드 부재들 (77) 은 기판 트레이 (90) 의 Y-축 방향의 상대적인 이동을 제한하도록 구성될 필요가 없다. 예를 들어, 도 28 에 도시된 바와 같이, Y-축 방향으로 소정의 거리를 두고 배치된 트레이 가이드 디바이스 열들 중, (예를 들어, 중앙의) 하나의 트레이 가이드 디바이스 열을 구성하는 트레이 가이드 디바이스들 (52) 이외의 가이드 디바이스들 (52c) 은 각각, 상부 면이 수평면에 평행한 평탄한 면인 가이드 부재 (54c) 를 가질 수 있다. 이 경우에도 역시, V 홈부들을 갖는 가이드 부재들 (54) (또는 도 27(C) 에 도시된 바와 같은 U-자 모양 홈들을 갖는 가이드 부재들) 이 기판 트레이 (90) 를 X-축 방향으로 선형으로 확실하게 가이드할 수 있다. 덧붙여 말하자면, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 가이드 부재들 (54) 및 기판 반출 디바이스 (70) 의 가이드 부재들 (77) 은 오직 기판 트레이 (90) 의 지지만을 위해 사용되고, Y-축 방향의 상대적인 이동의 제한은 예를 들어 그립부들 (84a) 의 테이퍼 부재들 (94, 95 및 96) 등과의 연결에 의해 수행되는 것 또한 가능하다. 트레이 가이드 디바이스들 (52c) 에 대응하는 기판 트레이 (903) 의 지지부들 (91d) 은 각각 직사각형 단면 형상을 갖도록 형성된다. 이 경우에, 기판 트레이 (903) 의 상부 면이 수평면에 평행하기 때문에, 기판 트레이는 기판 (P) 의 하부 면과 접촉하게 되는 패드 부재들을 가질 필요가 없다 (기판 (P) 은 지지부들 (91d) 상에 바로 탑재된다). 또한, 기판 홀더 (50c) 의 트레이 가이드 디바이스들 (52 및 52c) 은 도 28 에 도시되어 있고, 기판 반출 디바이스 (70) (도 2 참조) 가 갖는 트레이 가이드 디바이스들은 유사하게 구성된다.
또한, 기판 트레이 (90) 로부터 떨어지도록 기판 (P) 을 이동시키는데 사용되는 리프트 디바이스 (65) 의 복수의 에어 실린더들 (66) (도 2 참조) 은 예를 들어 X-축 방향, Y-축 방향 및 θz 방향의 각 방향으로 이동가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성으로, 리프트 디바이스 (65) 상에 탑재된 기판 (P) 의 X-위치, Y-위치 및 θz 위치가 제어될 수 있고, 따라서, 반입 로봇 암 (120) 이 기판 (P) 을 리프트 디바이스 (65) 상으로 전달할 때 발생하는 기판 (P) 의 위치 편차가 정정될 수 있다. 복수의 에어 실린더들 (66) 을 구동하는 구성으로서, 예를 들어, 복수의 에어 실린더들 (66) 이 공통 베이스 부재 (프레임의 베이스 (63) (도 2 참조) 와 상이한 부재) 상에 고정되고 베이스 부재가 구동되는 구성이 채용될 수 있다. 또한, 한쪽 단부들에는 패드 부재들 (67) 을 가지는 복수의 리프트 핀들 (166) (확장/수축하지 않는 바-형상 부재들) 이 다른 쪽 단부들은 공통 베이스 부재들 (168) 에 연결되며, 베이스 부재 (168) 가 X-축 방향, Y-축 방향, Z-축 방향 및 θz 방향으로 구동되는 구성을 리프트 디바이스가 가지는 것 또한 가능하다. 베이스 부재 (168) 를 구동하는 구동 디바이스 (170) 는, 예를 들어, X-축 방향으로 연장되는 X 가이드 부재 (171) 를 갖는 X 베이스 (172) 상에 탑재되고 X 가이드 부재 (171) 를 따라 X-축 방향으로 미세한 스트로크들로 에어 실린더 (173) 에 의해 구동되는 X 스테이지 (174), 및 X 스테이지 (174) 상에 탑재되고 X 스테이지 (174) 가 갖는 Y 가이드 부재 (176) 를 따라 Y-축 방향으로 미세한 소트로크들로 에어 실린더 (175) 에 의해 구동되는 회전형 액츄에이터 (177), 및 회전형 액츄에이터 (177) 상에 탑재되고 θz 방향의 회전형 액츄에이터 (177) 에 의해 미세하게 구동되는 Z 에어 실린더 (178) 를 가지고, 베이스 부재 (168) 는 Z 에어 실린더 (178) 의 로드 팁에 연결되어 있다. 따라서, 복수의 리프트 핀들 (166) 에 의해 아래로부터 지지되는 기판 (P) 의 X-축 방향, Y-축 방향, Z-축 방향 및 θz 방향의 위치가 제어될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태 및 도 29 에 도시된 변형예에서 기판 (P) 의 위치를 제어하는 액츄에이터로서 에어 실린더들이 사용되는 경우가 설명되었지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 않고, 기판 (P) 의 위치 제어는 예를 들어 피드 스크류 디바이스, 리니어 모터 디바이스 등에 의해 수행될 수 있다.
또한, 기판 반입 디바이스 (80) 의 그립부들 (84a 및 84b) 이 전술한 제 1 실시형태에서의 팬토그래프 메커니즘들을 포함하는 확장/수축 디바이스들 (85a 및 85b) 에 의해 수직으로 이동되는 한편, 그립부 (84a) 는 도 30(A) 에 도시된 바와 같이 스콧 러셀 (Scott Russell) 근사 평행 운동을 수행하는 링크 디바이스를 이용하여 수직으로 이동될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 도 30(A) 및 도 30(B) 에서는 기판 트레이 (90) 의 -X 측 단부를 잡는 제 1 반송 유닛 (181a) 만이 도시되고 제 2 반송 유닛 (181b) 의 도시는 생략되었지만, 제 1 및 제 2 반송 유닛 (181a 및 181b) 은 동일한 구성을 가질 수 있다. 더욱 구체적으로, 제 1 반송 유닛 (181a) 은, 예를 들어 리니어 모터에 의해 고정자부 (182) 에 대해 X-축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동되는 가동자부 (183), 가동자부 (183) 에 고정된 X 에어 실린더 (184), X 에어 실린더 (184) 에 의해, 가동자부 (183) 에 고정된 X 리니어 가이드 (185) 를 따라 X-축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동되는 X 실라이더 (186), 한쪽 단부들이 X 슬라이더 (186) 에 연결된 한 쌍의 연결 부재들 (187), 한 쌍의 연결 부재들 (187) 의 다른쪽 단부들이 연결되고 X-축 방향으로 X 슬라이더 (186) 의 이동과 함께 수직으로 이동하는 (도 30(B) 참조) Z 슬라이더 (188), Z 슬라이더 (188) 에 연결된 (전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들의 그립부 (84a) 와 동일한 구성을 갖는) 그립부 (84a), 및 Z 슬라이더 (188) 가 수직으로 이동하도록 한 쌍의 연결 부재들 (187) 중 하나의 동작을 설정하는 보조 연결 부재 (189) 를 갖는다. 도 30(A) 및 도 30(B) 에 도시된 변형예의 기판 반입 디바이스는 또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들과 유사하게, Z-축 방향의 사이즈가 작은 콤팩트 (compact) 한 구성으로, 기판 트레이 (90) 를 수직으로 이동시킬 수 있다.
또한, 도 31(A) 및 도 31(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (190) 에서, 복수의 지지부들 (91) 의 +X 측 단부들의 상단부들은 연결부 (192) 에 의해 서로 연결될 수 있다. 이 경우에, 기판 트레이 (190) 에 의해 지지된 기판 (P) 은 기판 홀더 (50) (도 2 참조) 로부터 반출되고, 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) 의 가이드 부재들 (77) (도 2 참조) 및 연결부 (192) 는 서로 간섭하지 않는다. 결과적으로, 전술한 제 1 실시형태에 관련되는 기판 트레이 (90) 와 달리, 가이드 부재들 (77) 이 통과하도록 하는데 이용되는 노치들 (92a) (도 4(C) 참조) 이 연결부 (192) 에 형성될 필요가 없고, 기판 트레이 (190) 의 강성이 향상된다. 덧붙여 말하자면, 도 31(B) 에 도시된 기판 트레이 (190) 에서는, 복수의 지지부들 (91) 의, 길이 방향에 직교하는 단면들은 대략적으로 거꾸로 된 오각형 형상을 가지도록 각각 형성되지만, 지지부들의 각각의 단면 형상은 예로서 도 5(B) 에 도시된 바와 같은 마름모꼴 형상 또는 도 27(A) 내지 도 27(C) 의 각각에 도시된 바와 같은 또 다른 형상 (또는 미도시의 다른 형상들) 일 수 있다. 덧붙여 말하자면, 테이퍼 부재들 (95 및 96) 은 도 31(B) 에 도시된 바와 같이 연결부 (192) 에 부착될 수 있거나 지지부들 (191) 의 +X 측 단면에 부착될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들에서는, 기판 반입 디바이스 (70) 의 그립 디바이스 (71) (도 2 참조) 는 흡착에 의해 기판 트레이 (90) 를 홀딩하는 구성을 가지지만, 이것은 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 예를 들어 정전 흡착에 의한 홀딩이 채용될 수 있고, 또는 도 32(B) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (790) 를 홀딩하기 위해 핀 모양의 부재가 기판 트레이 (790) 와 기계적으로 맞물리도록 이루어지는 것 또한 가능하다. 이 경우에, 도 32(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 트레이 (790) 에서, 복수의 지지부들 (91) 의 +X 측 단부들 (반출 시의 이동 방향에서 전면 단부들) 을 서로 연결하는 연결부 (792) 의 중앙 부분에, Z-축 방향으로 관통하는 홀부 (792a) (또는 -Z 방향으로 개방된 오목부) 가 형성된다. 덧붙여 말하자면, 전술한 제 2 및 제 6 실시형태들과 유사하게, 복수의 지지부들 (91) 은 복수의 연결부들 (299) 에 의해 연결되기 때문에, 기판 트레이 (790) 의 강성이 향상된다. 또한, 도 30(A) 및 도 30(B) 에 도시된 변형예와 유사하게, 연결부 (792) 는 복수의 지지부들 (91) 의 +X 측 단부들의 상단부들을 서로 연결한다. 또한, 도 32(B) 에서 도시된 바와 같이, 기판 반출 디바이스 (770) 는, 기판 트레이 (790) 의 연결부 (792) 에 형성된 홀부 (792a) 에 삽입된 핀 (771), 및 고정자부 (72) 상에서 X-축 방향으로 소정의 스트로크들로 이동하는 가동자부 (75) 상에서 수직으로 핀 (771) 을 이동시키는 예를 들어 에어 실린더 등과 같은 액츄에이터 (772) 를 갖는다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들에서는 (전술한 변형예를 포함), 기판 반입 디바이스는, 기판 트레이의 양 단부들을 지지하는 그립 부재들이 X-축 방향 (1 축 방향) 으로 이동되는 구성을 가지지만, 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 상기 실시형태들의 각각에 관련되는 액정 노광 장치에서, 다른 기판의 노광 처리 등이 끝날 때까지 기판 교환 위치로의 기판의 반송이 완료되어야 하고, 반송 속도는 특별히 요구되지 않는다 (반송 속도가 향상되는 경우에도, 향상된 반송 속도가 전체적으로 스루풋에 그렇게 많이 기여하지 않는다). 결과적으로, 기판 반입 디바이스는 예를 들어 로봇 암이 구비된 구성을 가질 수 있다. 반면, 기판 홀더로부터의 기판의 반출 시에, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서와 같이 기판 홀더는 X-축 방향 (1 축 방향) 으로 이동되는 것이 스루풋 향상의 관점에서 바람직하다. 하지만, 기판 트레이가 기판 홀더로부터 신속하게 반출될 수 있는 한 구성은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, (마그넷 유닛과 같은) 가동자가 기판 트레이에 마련되고 기판 트레이가 직접 리니어 모터에 의해 구동되는 구성도 채용될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들에서, 기판 (P) 의 기판 스테이지로의 반입 및 기판 (P) 의 기판 스테이지로부터의 반출이, 기판 (P) 이 기판 트레이 (90) 등 상에 탑재된 상태에서 수행되지만, 기판 (P) 이 하강되어 기판 홀더 상에 탑재되고 기판 (P) 이 수평면에 평행한 방향으로 이동되어 기판 홀더로부터 반출될 수 있는 한, 기판 트레이 (90) 와 같은 기판 지지 부재를 이용함이 없이 반입 및 반출이 수행될 수 있다. 다르게 말하면, 기판 (P) 의 상부 면이 예를 들어 비접촉식 유지 디바이스 (예를 들어, 베르누이 척 (Bernoulli chuck) 등) 를 이용하여 비접촉 방식으로 유지되는 상태에서 기판 (P) 의 반입이 수행될 수 있다. 또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태와 유사하게 기판 홀더에서 X-축 방향으로 연장되는 홈부를 형성함으로써 기판 (P) 의 반출이 수행될 수 있고, 기판 반송을 위한 로봇 암의 핸드 (도 17 참조) 는 홈부 내로 직접 삽입된다.
또한, 기판 트레이 (90) 를 기판 홀더 (50) (도 10(A) 참조) 를 향해 하강시킬 때, 기판 반입 디바이스 (80) 는 먼저, 기판 트레이 (90) 의 반입 시의 -Z 방향으로의 이동 방향 (기판 트레이 (90) 의 기울임 또는 하강) 에서 전단부를 잡는 제 1 반송 유닛 (81a) 의 그립부 (84a) 를 구동할 수 있다. 다르게 말하면, 노광 후의 기판 (P) 을 지지하는 기판 트레이 (90) 는, 기판 (P) 의 반출 시에 +X 방향으로 이동하기 때문에, -X 측 상의 그립부 (84a) 가 먼저 하강될 수 있다. 이 경우에, +X 측의 그립부 (84b) 는 -X 측의 그립부 (84a) 보다 나중에 하강되기 때문에, 기판 트레이 (90) 의 상태는 경사 상태에서 수평 상태로 변화된다. 결과적으로, 기판 (P) 의 하부 면과 기판 홀더 (50) 의 상부 면 사이의 기체는 기판 (P) 의 반출 방향으로 (+X 방향으로) 한 번에 배출될 수 있고, 이에 의해, 기판 (P) 의 하부 면과 기판 홀더 (50) 의 상부 면 사이에 소위 에어 포켓 (air pocket) 이 방지될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들에서는, 노광 처리가 완료된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치로 이동된 후에 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 에어 실린더들 (53) 이 기판 트레이 (90) 를 들어올리기 위해 확장되지만, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 에어 실린더들 (53) 은 기판 스테이지 (20) 의 이동 동안 들어올려질 수 있다. 이 경우에, 기판 스테이지 (20) 의 기판 교환 위치로의 이동과, 트레이 가이드 디바이스들 (52) 의 에어 실린더들 (53) 에 의한 기판 트레이 (90) 의 리프팅 동작은 병행하여 수행될 수 있기 때문에, 기판 교환 시간이 감소될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서, 노광 처리가 완료된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치에 도달하기 전에, 다음과 같은 동작들 중 임의의 하나가 시작될 수 있다: (1) 기판 홀더 (50) 에 의한 기판 (P) 의 흡착에 의한 유지의 해제; (2) 기판 트레이 (90) 의 상방향 이동; (3) 기판 트레이 (90) 에 의한 기판 (P) 의 유지; 및 (4) 기판 홀더 (50) 로부터 기판 (P) 의 분리. 다르게 말하면, 기판 (P) 의 노광 동작이 완료된 후에 기판 교환 위치로의 기판 스테이지 (20) 의 이동 동작과 병행하여, 전술한 (1) 내지 (4) 동작들의 적어도 일부가 수행될 수 있다. 따라서, 기판 스테이지 (20) 가 노광 위치에서 기판 교환 위치로 이동하는 시간과, 기판 반출을 위한 전술한 (1) 내지 (4) 동작들의 동작 시간이 중첩되도록 함으로써, 즉, 병행 동작들을 증가시킴으로써, 시간의 감축이 달성될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서, 노광 전의 기판 (P) 을 유지하는 기판 트레이 (90) 가, 노광 처리가 완료된 기판 (P) 위의 위치에서 사이에 충분한 공간을 가지고 대기하는 경우에, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 로부터 완전히 꺼내지기 전에 기판 트레이 (90) 의 하강이 시작될 수 있다. 또는, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 로부터 완전히 꺼내지기 전의 시간만큼, 노광 전의 기판 (P) 을 유지하는 기판 트레이 (90) 는 기판 트레이가 기판 (P) 과 접촉하지 않도록 기판 (P) 에 가깝게 위치될 수 있다.
또한, 노광 전의 기판 (P) 을 유지하는 기판 트레이 (90) 로부터의 그립부들 (84a 및 84b) 의 제거는, 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (54) 상으로 탑재되는 때 또는 그 후에 어느 때라도 시작될 수 있다. 또한, 기판 교환 위치로부터 이격되는 기판 스테이지 (20) 의 이동은, 기판 트레이 (90) 로부터 그립부들 (84a 및 84b) 의 제거가 시작된 후에 그립부 (84a) 와의 접촉이 회피될 수 있는 시점에 시작될 수 있다. 따라서, 가이드 부재들 (54) 상으로의 기판 트레이 (90) 의 탑재 시에 또는 그 후에 수행되는 전술한 동작들의 적어도 일부가, 다음 기판 (P) 의 노광 동작을 위한 기판 스테이지 (20) 의 이동과 병행하여 수행될 수 있게 된다. 다르게 말하면, 기판 (P) 의 반입 동작들 중, 가이드 부재들 (54) 상으로의 기판 트레이 (90) 의 탑재 시에 또는 그 후에 수행되는 동작들을 위한 시간과, 다음 기판 (P) 의 노광 동작을 위한 기판 트레이 (20) 의 이동을 위한 시간이 서로 중첩되고, 즉, 병행 동작들이 증가되고, 이에 의해 시간의 감축이 달성될 수 있다.
또한, 기판 트레이 (90) 의 지지부들 (91) 중, 테이퍼 부재 (96) 가 연결된지지부 (91) (즉, 테이퍼 부재를 통해 기판 반출 디바이스 (70) 의 그립부 (74) 에 연결된 지지부 (91)) 는 다른 지지부들 (91) 에 비해 +X 방향을 향해 더 길 수 있다. 이 경우에, 기판 스테이지 (20) 가 기판 교환 위치에 위치되기 전에 (즉, +X 방향으로의 이동 동안) 더 긴 지지부 (91) 가 그립부 (74) 에 연결되기 때문에, 기판 교환 위치로의 기판 스테이지 (20) 의 이동과 기판 반출 디바이스 (70) 에 의한 기판 트레이 (90) 의 반출은 병행하여 수행될 수 있고, 이에 의해, 기판 교환 시간이 감소될 수 있다.
또한, 전술한 제 3 실시형태에서는, 기판 (P) 의 θz 방향에서의 위치 결정은 제 1 및 제 2 트레이들 (390a 및 390b) 을 구동함으로써 수행되지만, 기판 (P) 의 위치결정은 이 방법에 한정되지 않는다. 기판 (P) 의 위치결정으로서, 예를 들어, 기판 (P) 을 지지하는 기판 트레이 (90) 가 기판 반입 디바이스 (80) 에 의해 기판 홀더 (50) 의 상부 면 내로 반입된 후에, 예를 들어 배럴면 플레이트 (31) 에 고정된 복수 (예를 들어, 2 개) 의 광학 센서들을 이용하여 기판 (P) 의 위치 편차량 (θz1) 을 계측하고, 그 위치 편차량 (θz1) 에 따라, 위치 편차량 (θz1) 만큼 동일한 방향으로 기판 홀더 (50) 를 이동 (회전) 시키며, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 상에 탑재된 후에, 기판 홀더 (50) 를 위치 편차량 (θz1) 의 방향의 반대 방향으로 이동 (회전) 시킴으로써, 위치결정을 수행하는 것 또한 가능하다. 덧붙여 말하자면, 이 방법은 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태들의 모두에서 수행될 수 있다. 또한, 위치결정은 θz 방향에서의 편차에 대해서만 수행되는 것이 아니고, X-축 방향 및 Y-축 방향에서의 편차에 대해서도 유사한 정정이 수행될 수 있다. 하지만, 이 경우에 3 개의 광학 센서들이 필요하다. 또한, 기판 (P) 의 위치를 판독한 후의 기판 홀더 (50) 의 제 1 이동 (편차량과 동일한 방향으로의 이동) 은 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 위의 영역에 정지된 상태에서 수행될 필요는 없고, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 상에 탑재되도록 하강되고 있는 동안 수행될 수 있다.
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서는, 기판 반입 디바이스 (80) 가 기판 트레이 (90) 를 하강시키고 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) (도 10(A) 참조) 로 전달되지만, 기판 홀더 (50) 의 가이드 부재들 (54) 이 이동 상한 위치에 위치되고 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (54) 로 전달되는 것 또한 가능하다. 이 경우에, 기판 트레이 (90) 를 아래로부터 지지하는 가이드 부재들 (54) 은 -Z 방향으로 구동되고, 이에 의해, 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 상에 탑재된다. 결과적으로, 기판 반입 디바이스 (80) 의 그립부들 (84a 및 84b) 의 Z-축 방향으로의 이동 스트로크들이 짧아질 수 있고 (가이드 부재들 (54) 의 Z-축 방향으로의 이동 스트로크들은 동일할 수 있다), 이는 확장/수축 디바이스들 (85a 및 85b) 의 사이즈가 감소될 수 있도록 한다. 또한, 전술한 바와 같이 가이드 부재들 (54) 이 하강되고 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 상에 탑재되는 경우에, 복수의 가이드 부재들 (54) 중 예를 들어 중앙 부분의 가이드 부재들 (54) 이 더 일찍 하강될 수 있고, 그 다음 다른 가이드 부재들 (54) 이 하강될 수 있다. 이러한 동작에 의해, 기판 (P) 의 중앙 부분이 기판 (P) 의 단부들보다 더 일찍 기판 홀더 (50) 의 상부 면과 접촉하게 되고, 이는 소위 말하는 에어 포켓이 기판 (P) 과 기판 홀더 (50) 사이에 생성되는 것을 방지할 수 있다. 덧붙여 말하자면, 기판 (P) 의 일단이 더 일찍 기판 홀더 (50) 의 상부 면과 접촉하게 되고, 그 다음, 기판 (P) 은 기판 (P) 의 다른 단부 측을 향해 기판 홀더 (50) 의 상부 면과 순차적으로 접촉하게 되도록 복수의 가이드 부재들 (54) 의 위치들을 제어하는 것도 가능하다.
또한, 기판 반입 디바이스 (80) 의 한 쌍의 그립부들 (84a 및 84b) 의 각각이 θy 방향으로 회전가능하도록 구성되고, 기판 트레이의 반송 동안, 자중으로 인한 기판 트레이 (90) 의 중앙 부분의 휘어짐이 한 쌍의 그립부들 (84a 및 84b) 을 이용하여 억제되는 것 또한 가능하다.
또한, 외부 디바이스 (예를 들어, 코터/현상기 디바이스) 로부터 반입되는 기판 (P) 이 리프트 디바이스 (65) 상에 탑재되고 그 다음 수축되는 리프트 디바이스 (65) 를 구성하는 복수의 에어 실린더들 (66) (도 12(C) 및 도 13(A) 참조) 에 의해 기판 트레이 (90) 상으로 전달되는 것으로 하였지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 기판 (P) 은 기판 트레이 (90) 를 상승시킴으로써 기판 트레이 (90) 상에 탑재될 수 있다 (기판 트레이 (90) 는 기판 (P) 을 스치면서 지나가도록 동작한다).
또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서는, 기판 (P) 이 수직 방향으로 이동되어 기판 홀더 내로 반입되고, 기판 (P) 이 수평 방향으로 이동되어 기판 홀더로부터 반출되는 것으로 하였지만, 기판 (P) 의 반입 이동 경로와 반출 이동 경로가 서로 상이하다면 반입 및 반출 방법은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 기판 (P) 이 수직 방향으로 이동되어 기판 홀더로부터 반출될 수 있고, 기판 (P) 이 수평 방향으로 이동되어 기판 홀더 내로 반입될 수 있다. 다르게 말하면, 복수의 트레이 가이드 디바이스들 (73) (도 2 참조) 에 의해 지지된 기판 트레이 (90) 가 -X 방향으로 이동되고, 기판 트레이 (90) 의 지지부들 (91) 은 기판 홀더 (50) 의 홈부들 (51) (도 4(A) 참조) 내로 측면으로부터 삽입된다. 또한, 전술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서는, 기판 (P) 의 반출/반입이 기판 스테이지 (20) 와 기판 교환 디바이스 (60) (이 양자에 대해서는 도 2 참조) 사이에서 기판 트레이들 (90) 을 순환시킴으로써 수행되는 것으로 하였지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 기판 (P) 의 반입/반출은 하나의 기판 트레이 (90) 만을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 기판 홀더 (50) 로/로부터 기판 (P) 의 반입 및 반출 시에, 기판 트레이 (90) 는 가이드 부재들 (54 및 77) 을 이용하여 X-축 방향으로 슬라이딩될 수 있다. 이 경우에, 2 개의 기판 트레이들 (90) 이 준비되고, 기판 홀더 (50) 로부터 기판 (P) 의 반출 후에 일방의 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (77) 로부터 철수되고, 새로운 기판 (P) 을 유지하는 타방의 기판 트레이 (90) 가 가이드 부재들 (77) 상에 탑재되며, 새로운 기판 (P) 이 기판 홀더 (50) 로 반송되는 것이 바람직하다.
또한, 기판 트레이 중, 기판 (P) 을 아래로부터 지지하기 위한 바-형상 부재들인 지지부들 (91) 의 단부들은 연결부들 (92) 에 의해 연결되는 것으로 하였지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 기판 트레이는 연결부 (92) 를 가질 필요가 없다 (즉, 기판 (P) 은 복수의 바-형상 부재들만에 의해서 아래로부터 지지될 수 있다).
이전에 설명된 기판 트레이에 의한 기판의 진공 흡착은, 전술한 실시형태들 및 변형예들의 기판 반송 디바이스 (기판 교환 디바이스) 에만 적용될 수 있는 것이 아니고, 그들의 구성들 또는 이동 경로들에 상관 없이 다양한 기판 반송 디바이스들 (기판 교환 디바이스들), 예를 들어, 기판의 로딩 및 언로딩을 위한 이동 경로들이 실질적으로 동일한 종래의 기판 반송 디바이스들 등에도 또한 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태들의 각각에서, 기판 트레이에 의한 기판의 진공 흡착은 기판의 로딩 또는 언로딩 중 어느 일방에 대해서만 수행될 수 있고, 또는 기판의 로딩 및 언로딩의 양자에 대해서 수행될 필요는 없다 (즉, 기판 트레이에 의한 기판의 진공 흡착은 필수적인 것이 아니다). 예를 들어, 기판 트레이에 의한 기판의 진공 흡착이 필요한지 여부는, 기판의 이동 속도 (가속도) 및/또는 기판 트레이에 대한 기판의 변위량 또는 그것의 허용가능한 값 등에 따라 결정될 수 있다. 특히, 후자의 변위량 또는 그 허용가능한 값은 로딩 시의 기판의 사전 얼라인먼트 정확도에 대응하고, 언로딩 시의 기판 트레이에 대한 기판의 변위로 인한 다른 부재들과의 충돌/접촉 또는 추락을 방지하기 위해 사용되는 허용가능한 값에 대응한다.
상기 실시형태들의 각각에서, 기판 트레이의 이동 시에 기판과 기판 트레이 사이의 상대적인 변위 (이동) 를 억제/방지하기 위해 사용되는 유지 부재는 진공 흡착에 한정되지 아니하고, 진공 흡착 대신에 또는 진공 흡착과 결합하여, 다른 방법, 예를 들어, 기판이 복수의 고정부들 (핀들) 에 의해 샌드위치되거나, 적어도 하나의 고정부가 이동가능하도록 되고 기판의 측면은 이동가능한 고정부를 이용하여 다른 고정부들에 대해 가압되는 구성, 또는 클램프 등의 구성이 또한 이용될 수 있다.
상기 실시형태들의 각각에서, 기판 반입 디바이스 및/또는 기판 반출 디바이스의 적어도 일부 (포트부 (port section)) 는 반드시 노광 장치 내에 배열될 필요가 없고, 코터/현상기 디바이스에 또는 노광 장치와 코터/현상기 디바이스 사이의 인터페이스부에 배열될 수 있다.
상기 실시형태들의 각각은, 외경이 500mm 이상인 기판이 반송 대상물 (또는 노광 대상물) 로서 기능하는 경우에 특히 유효하다.
또한, 조명 광은, (193nm 파장의) ArF 엑시머 레이저 광 및 (248nm 파장의) KrF 엑시머 레이저 광과 같은 자외 광, 또는 (파장 157nm 의) F2 레이저 광과 같은 진공 자외 광일 수 있다. 또한, 조명 광으로서, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저에 의해 방출된 적외선 또는 가시선 범위 내의 단일-파장 레이저 광을 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이터븀 양자) 으로 도프된 파이버 증폭기로 증폭하고, 그 파장을 비선형 광학 결정을 이용하여 자외 광으로 변환하여 획득된 고조파가 또한 이용될 수 있다. 또한, (355nm, 266nm 의 파장을 갖는) 반도체 레이저 등이 또한 이용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태들의 각각에서는, 투영 광학계 (PL) 는 복수의 광학계들이 구비된 멀티-렌즈 방식에 의한 투영 광학계인 경우를 설명하였지만, 투영 광학계들의 수는 이에 한정되지 아니하고, 하나 또는 그보다 많은 투영 광학계들이 있어야 할 것이다. 또한, 투영 광학계는 멀티-렌즈 방식에 의한 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어 오프너 (Offner) 타입의 큰 미러를 이용하는 투영 광학계 등일 수 있다. 또한, 상기 실시형태들의 각각에서는 투영 배율이 등배인 투영 광학계가 투영 광학계 (PL) 로서 사용되는 경우를 설명하였지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 투영 광학계는 축소계 또는 확대계 중 어느 일방일 수 있다.
또한, 상기 실시형태들의 각각에서는, 노광 장치가 스캐닝 스테퍼인 경우를 설명하였지만, 이는 한정적인 것으로 의도되지 아니하고, 상기 실시형태들의 각각은 스테퍼와 같은 정지형 노광 장치에도 또한 적용될 수 있다. 또한, 상기 실시형태들의 각각은 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝-앤드-스티치 (step-and-stitch) 방식에 의한 투영 노광 장치에도 또한 적용될 수 있다. 또한, 상기 실시형태들의 각각은, 어떤 투영 광학계들도 사용하지 않는 근접 방식 (proximity method) 에 의한 노광 장치에도 또한 적용될 수 있다.
또한, 노광 장치는, 액정 디스플레이 엘리먼트 패턴이 직사각형 유리판 상으로 전사되는 액정 디스플레이 엘리먼트들을 위한 노광 장치에 한정되지 아니하고, 상기 실시형태들의 각각은, 예를 들어, 반도체들을 제조하기 위한 노광 장치, 박막 자기 헤드들, 마이크로머신들, DNA 칩들 등을 생산하기 위한 노광 장치에도 폭넓게 적용될 수 있다. 또한, 상기 실시형태들의 각각은 반도체 디바이스들과 같은 마이크로디바이스들을 생산하기 위한 노광 장치에만 적용될 수 있는 것이 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X-레이 노광 장치, 전자 빔 노광 장치 등에 이용되는 마스크 또는 레티클을 생산하기 위해 회로 패턴이 유리 기판, 실리콘 웨이퍼 등 상으로 전사되는 노광 장치에도 또한 적용될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 노광의 대상이 되는 물체는 유리판에 한정되지 아니하고, 예를 들어, 웨이퍼, 세라믹 기판, 또는 마스크 블랭크 등과 같은 또 다른 물체일 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 실시형태들의 각각에 관련된 기판 반송 시스템은, 노광 장치에만 적용될 수 있는 것이 아니라, 예를 들어, 잉크-젯 방식에 의한 기능적 액체 퇴적 디바이스를 구비한 엘리먼트 제조 장치, 또는 노광 장치에 의해 노광 처리가 수행된 노광 대상물 (예를 들어, 기판 등) 을 검사하는 검사 디바이스에도 적용될 수 있다.
액정 디스플레이 엘리먼트들 (또는 반도체 디바이스들) 과 같은 전자 디바이스들은 다음과 같은 단계들을 통해 제조된다: 디바이스의 기능/성능 설계가 수행되는 단계; 설계 단계에 기초하여 마스크 (또는 레티클) 가 제조되는 단계; 유리 기판 (또는 웨이퍼) 이 제조되는 단계; 상기 실시형태들의 각각의 노광 장치 및 그 노광 방법을 이용하여 마스크 (레티클) 의 패턴이 유리 기판 상으로 전사되는 리소그래피 단계; 노광된 유리 기판이 현상되는 현상 단계; 레지스트가 남아 있는 영역 이외의 영역의 노광된 부재가 에칭에 의해 제거되는 에칭 단계; 에칭이 완료된 때에 더 이상 필요하지 않은 레지스트가 제거되는 레지스트 제거 단계; 디바이스 조립 단계; 검사 단계; 및 기타. 이 경우에, 리소그래피 단계에서, 이전에 설명한 노광 방법이 상기 실시형태들의 각각에서의 노광 장치를 이용하여 실행되고, 디바이스 패턴이 유리 기판 상에 형성되고, 따라서, 고집적도의 디바이스들이 높은 생산성으로 제조될 수 있다.
부수적으로 말하자면, 지금까지 본 설명에서 인용된 노광 장치들 등에 관련된 모든 공개문헌들의 개시들, PCT 국제 공개공보, 미국 공개특허공보들, 미국 특허들은 각각 참조에 의해 본원에 통합된다.
산업상 이용가능성
전술한 바와 같이, 본 발명의 기판 반송 디바이스, 기판 반송 방법 및 기판 지지 부재는 기판 유지 디바이스로/로부터의 기판의 반입 및 반출에 적합하다. 또한, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는데 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은 마이크로디바이스들의 생산에 적합하다.
Claims (20)
- 물체를 제 1 방향과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 구동하여, 상기 물체를 주사 노광하는 노광 장치에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 방향에 교차하는 제 3 방향으로부터 상기 물체에 대하여 부상력을 부여하여, 상기 물체를 부상 지지하는 제 1 스테이지와,
상기 물체에 대하여 상기 제 3 방향으로부터 부상력을 부여하여, 상기 물체를 부상 지지하는 제 2 스테이지와,
상기 제 1 스테이지에 의해 부상 지지된 상기 물체를, 상기 제 2 스테이지에서 부상 지지되도록 상기 제 2 스테이지에 반출하는 반출 장치를 구비하는 노광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 스테이지는, 상기 제 1 방향으로 나열되어 배치되고,
상기 반출 장치는, 상기 물체를 상기 제 1 방향으로 반출하는 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지는, 상기 주사 노광된 상기 물체를 지지한 상태에서, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 2 스테이지와 나열되도록 구동하는 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반출 장치는, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 2 스테이지와 중첩되는 위치에 형성되는 노광 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 반출 장치는, 상기 제 1 스테이지 상의 상기 물체를 유지하고, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 1 스테이지로부터 이간되도록 구동하고, 상기 물체를 상기 제 2 스테이지에 반출하는 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 스테이지는, 상기 제 1 방향에 관하여 가이드면을 형성하고,
상기 반출 장치는, 상기 가이드면을 따라 상기 물체를 반출하는 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반출 장치에 의해 상기 물체가 반출된 상기 제 1 스테이지에, 다른 물체를 반입하는 반입 장치를 추가로 구비하는 노광 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 반입 장치는, 상기 제 3 방향에 관하여, 상기 물체가 재치된 상기 제 1 스테이지와 중첩되지 않는 위치에 상기 다른 물체를 반입하는 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지는, 상기 주사 노광시에 있어서, 상기 물체 또는 다른 물체를 지지하여 상기 제 1 및 제 2 방향으로 구동하는 노광 장치. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지는, 상기 주사 노광에 있어서, 상기 반입 장치에 의해 반입된 상기 다른 물체를 지지하여 상기 제 1 및 제 2 방향으로 구동하는 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물체 및 다른 물체는, 플랫 패널 디스플레이 장치에 사용되는 노광 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 물체 및 다른 물체는, 적어도 한 변의 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 장치. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법. - 물체를 제 1 방향과 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 구동하여, 상기 물체를 주사 노광하는 노광 방법에 있어서,
제 1 스테이지에 의해 상기 제 1 및 제 2 방향에 교차하는 제 3 방향으로부터 부상력이 부여된 상기 물체를, 제 2 스테이지에서 부상 지지되도록 상기 제 2 스테이지에 반출 장치에 의해 반출하는 것을 포함하는 노광 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지를, 상기 주사 노광된 상기 물체를 지지한 상태에서, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 2 스테이지와 나열되도록 구동하는 노광 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 반출하는 것에서는, 상기 반출 장치를, 상기 제 1 스테이지 상의 상기 물체를 유지한 상태에서, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 1 스테이지로부터 이간되도록 구동하고, 상기 물체를 상기 제 2 스테이지에 반출하는 노광 방법. - 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물체가 반출된 상기 제 1 스테이지에, 다른 물체를 반입하는 것을 추가로 포함하는 노광 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 반입하는 것에서는, 상기 제 3 방향에 관하여, 상기 물체가 재치된 상기 제 1 스테이지와 중첩되지 않는 위치에 상기 다른 물체를 반입하는 노광 방법. - 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주사 노광시에 있어서, 상기 물체 또는 다른 물체를 지지하는 상기 제 1 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 구동하는 것을 추가로 포함하는 노광 방법. - 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
상기 주사 노광에 있어서, 상기 반입함으로써 반입된 상기 다른 물체를 지지한 상기 제 1 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향으로 구동하는 노광 방법.
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