KR20200046127A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 노광 방법 및 노광 장치 그리고 디바이스 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents

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

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Abstract

기판 (P) 을 노광 처리하는 노광 장치는, 기판 (P) 의 일부를 평탄도를 확보한 상태에서 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 노광 위치 (노광 영역 (IA)) 에 대해서, X 축 방향으로 이동하는 미동 스테이지와, 기판 (P) 을 XY 평면 내의 Y 축 방향으로 구동시키는 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 구비하고 있다. 이 경우, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부를, 평탄도를 확보한 상태에서 유지한 미동 스테이지의 노광 영역 (IA) 에 대한 X 축 방향의 이동이, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 Y 축 방향의 기판 (P) 의 이동 전후에서 행해짐으로써, 기판 (P) 상의 복수의 영역이 노광 처리된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 노광 방법 및 노광 장치 그리고 디바이스 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법{SUBSTRATE TREATMENT DEVICE, SUBSTRATE TREATMENT METHOD, LIGHT EXPOSURE METHOD, LIGHT EXPOSURE DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 노광 방법 및 노광 장치 그리고 디바이스 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 처리 위치에 대해서 기판을 순차적으로 이동시켜 기판 상의 복수의 영역에 대해서 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 노광 위치 (처리 위치) 에 대해서 기판을 순차적으로 이동시켜 기판 상의 복수의 영역을 노광하는 노광 방법 및 노광 장치, 및 상기 기판 처리 장치 또는 상기 기판 처리 방법 또는 상기 노광 방법 혹은 노광 장치를 이용하는, 디바이스 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 주로 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 투영 노광 장치 (소위 스테퍼) 혹은 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 투영 노광 장치 (소위 스캐닝ㆍ스테퍼 (스캐너라고도 불림)) 등이 이용되고 있다.
이런 종류의 노광 장치에서는, 표면에 감응제가 도포된 유리 플레이트 혹은 웨이퍼 등 (이하, 기판으로 총칭함) 은 기판 스테이지 장치 상에 재치 (載置) 된다. 그리고, 마스크 (혹은 레티클) 에 형성된 회로 패턴이 투영 렌즈 등의 광학계를 통한 노광광의 조사에 의해 기판에 전사된다.
여기서, 최근 노광 장치의 노광 대상물인 기판, 특히 액정 표시 소자용의 기판 (사각형의 유리 기판) 은 그 사이즈가 보다 대형화되는 경향이 있고, 이에 수반하여 노광 장치에 있어서도, 기판을 유지하는 기판 테이블이 대형화되고, 이에 수반되는 중량 증가에 의해서 기판의 위치 제어가 어려워지고 있다. 이러한 문제를 해결하는 것으로서, 발명자는 기판을 유지하는 기판 테이블의 자체 중량을 주상 (柱狀) 부재로 이루어진 심주 (心柱) 라고 하는 중량 캔슬 장치 (자중 캔슬러) 로 지지하는 노광 장치를 앞서 제안하였다 (예를 들어 특허문헌 1 참조).
상기 특허문헌 1 에 기재된 노광 장치를 포함하는 종래의 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치의 개발에 있어서의 기본적인 사상은, 기판을 고속으로 고정밀도로 위치 결정한다는 목적을 달성하기 위해서, 기판 스테이지를 가능한 한 경량화하고 또한 외란 (진동) 을 배제하는 것을 실현하는 것에 있었다. 종래에도, 기판과, 이 기판을 평평하게 평면 교정하기 위한 기판 홀더와, 기판의 위치를 알기 위한 간섭계용의 이동 거울과, 이들을 일체적으로 지지하는 테이블과, 그 테이블을 구동시키는 VCM (보이스 코일 모터) 등의, 고정밀도 위치 결정 제어를 행하기 위해서 최저한으로 필요한 부품만을 미동 스테이지에 재치하고, 그 밖의 부품 (전기 기판이나 공급 케이블류 등) 은 조동 (粗動) 스테이지에 탑재하는 기판 스테이지 장치가 다양하게 개발되었다.
그런데, 예를 들어 액정용의 유리 기판은, 최신의 제 10 세대에서는 1 변이 3 미터 이상이 되는 등 더욱 대형화되는 경향이 있고, 이 대형 기판의 전체를 흡착 유지하는 기판 홀더가 탑재되는 미동 스테이지는 대형화 및 그 중량도 증대되어, 또다시 경량이라고는 할 수 없게 되었다. 그리고, 기판 홀더 및 이것을 지지하는 기판 테이블 등의 대형화가 여러 가지 문제의 요인이 되었다. 예를 들어, 기판이 대형화될수록 기판을 2 차원 이동시키는 기판 스테이지 장치의 중량과 이동량은 증가하였다. 이 때문에, 노광 장치가 대형이 되어, 제조 비용이 증가하고, 장치의 제조 및 운반에 시간이 걸리게 되었다. 또, 기판의 이동에 시간이 걸려 택트 타임이 길어졌다. 이 때문에, 노광 대상물 (기판) 을 고정밀도로 안내할 수 있고, 또한 소형화, 경량화를 도모할 수 있는 스테이지 장치의 개발이 요구되었다.
노광 장치에서는, 기판 스테이지에서의 기판 교환은, 기판을 흡착 유지하는 기판 홀더 상으로부터 기판을 반출 (퇴피) 시킨 후, 새로운 기판을 기판 홀더 상에 반입 (투입) 시킴으로써 이루어진다. 그런데, 종래의 노광 장치에서는, 기판과 동일한 사이즈의 유지면을 갖는 기판 홀더가 이용되었다. 이 때문에, 종래의 노광 장치에서는, 기판을 그 사이즈와 동일한 거리만큼 반송하지 않으면, 기판을 기판 홀더 상으로부터 반출할 수가 없고, 또 기판을 기판 홀더 상에 반입할 수도 없었다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 예를 들어 액정용의 유리 기판은 더욱 대형화되는 경향이 있기 때문에, 기판 교환에는 어느 정도의 시간이 필요로 되어, 기판 교환 시간의 단축을 실현할 수 있는 새로운 장치의 개발이 더욱 요구되었다.
기판 교환 시간의 단축은, 노광 장치에 한정되지 않고, 유리 기판 등의 기판을 처리 대상으로 하는 기판 처리 장치에 공통되는 과제로 생각된다.
미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서
발명자는 대상물 (기판) 을 고속 및 고정밀도로 안내할 수 있고, 또한 소형화, 경량화를 도모할 수 있는 스테이지 장치를 실현하기 위해서 다시 스테이지 장치를 관찰하였다. 그 결과, 면적이 사방 3 m 이며 두께 0.7 ㎜ 정도의 기판의 중량은 20 ㎏ 미만인 데 비해, 기판을 지지하는 기판 홀더의 중량은 약 1 톤이나 되었다. 이 때문에, 기판 홀더를 지지하는 테이블도 무거워져 버린다. 선단부에 위치하는 기판 홀더를 경량화할 수 있다면, 홀더의 아래에 이어지는 각 구성 부분, 즉 테이블, 중량 캔슬 장치 (심주 (心柱)) 및 가이드 등의 전부를 경량화할 수 있다는 것을 새롭게 인식하였다.
기판 홀더의 주요 역할은 얇고, 휨 및/또는 변형이 발생되기 쉬운 기판을 평탄하게 교정하는 것이다. 이 때문에, 종래의 기판 홀더는 기판과 거의 동일한 면적을 갖고, 기판을 기판 홀더 표면 (상면) 에 예를 들어 진공 흡착에 의해서 본뜨게 하였다. 이 때문에, 평면 기준이 되는 기판 홀더의 표면은 매우 평면도를 높게 마무리할 필요가 있고, 강성 확보를 위해서 두께가 증가하여 중량이 증가되었다.
한편, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 대형 투영 노광 장치 등에서는, 한번에 노광할 수 있는 일괄 노광 영역 (샷 영역이라고도 함) 은 기판 전체의 면적에 비해 작게 설정되어 있어, 한번의 스캔 노광으로 기판 전체 면을 노광할 수 있는 것은 아니다. 그 때문에, 스캔 노광과 노광을 수반하지 않는 스텝 이동을 반복하면서 기판 전면에 노광을 행하였다. 그런데, 기판이 평탄할 필요가 있는 것은 일괄 노광의 스캔 범위내 (샷 영역) 만이며, 보다 엄밀하게는 항상 투영 광학계에 의한 고정된 조사 범위만이다. 그 이외의 범위 및 노광을 수반하지 않는 스텝 이동중에는 기판의 평탄성을 특별히 고려할 필요는 없다.
따라서, 발명자는, 기판을 평탄하게 교정하기 위한 기판 홀더는 노광 필드와 거의 동등한 크로스 스캔 방향의 폭 (노광 필드보다 조금 넓은 정도) 으로 하고, 스캔 방향의 길이는 적어도 일괄적으로 노광할 수 있는 스캔 길이 이상으로 한다. 그리고 스캔에 의한 일괄 노광이 종료되면, 다음에 노광하는 기판 상의 스캔 노광 영역 (샷 영역) 을 기판 홀더 상으로 상대 이동시키고, 그 때마다 평면 교정과 기판의 얼라이먼트를 행하고, 스캔 노광을 행하도록 하면 될 것으로 생각하였다. 이에 따라, 기판 홀더의 면적은 작아지고, 그것을 지지하는 테이블도 작아져, 미동 스테이지 전체가 소형 경량이 된다.
본 발명은, 이러한 발명자의 생각에 기초하여 이루어진 것으로, 이하와 같은 구성을 채택한다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판의 일부를 평탄도를 확보한 상태에서 유지하는 유지부를 갖고, 기판 처리 위치에 대해서, 상기 기판의 면에 평행한 소정 면 내의 적어도 제 1 방향으로 이동하는 제 1 이동체와, 상기 기판을 상기 소정 면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 구동시키는 스텝 구동 장치를 구비하는 제 1 기판 처리 장치가 제공된다.
이에 따르면, 유지부에 의해서 기판의 일부를 평탄도를 확보한 상태에서 유지한 제 1 이동체의 기판 처리 위치에 대한 제 1 방향의 이동이, 스텝 구동 장치에 의한 기판의 제 2 방향의 이동 전후에서 행해짐으로써, 기판 상의 복수의 피처리 영역이 처리된다. 이 때문에, 기판을 유지하는 유지부를 작게 할 수 있고, 나아가서는, 그 유지부를 갖는 이동체를 소형화 및 경량화할 수 있다. 이에 따라, 이동체의 위치 제어성의 향상과, 기판 처리 장치의 생산 비용 저감이 가능해진다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 수평면에 평행하게 배치된 상기 기판의 피처리면과 반대측 면의 일부를 유지하는 유지부를 갖고, 기판 처리 위치에 대해서, 상기 기판의 면에 평행한 소정 면 내의 적어도 제 1 방향으로 이동하는 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체를 사이에 두고 상기 소정 면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향의 양측에 각각 배치되며, 상기 기판의 적어도 일부를 하방으로부터 지지하는, 상기 기판과 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 사이즈가 동등 이상인 지지면을 갖는 1 쌍의 제 1 지지 장치와, 적어도 상기 기판을 상기 제 1 이동체로부터 반출할 때, 상기 기판이 상기 제 2 방향으로 변위하도록 상기 기판을 상기 소정 면 내에서 반송하는 제 1 반송 장치를 구비하는 제 2 기판 처리 장치가 제공된다.
이에 따르면, 제 1 이동체의 유지부가 기판의 피처리면과 반대측 면의 일부를 유지한다. 즉, 유지부의 기판 유지면은 기판보다 작게 설정되어 있다. 이 때문에, 제 1 반송 장치가 기판을 제 1 이동체로부터 반출할 때 기판은 제 2 방향으로 변위하도록 소정 면 내에서 반송되는데, 그 때, 제 1 반송 장치는 기판의 제 2 방향의 사이즈보다 작은 거리만큼 기판을 제 2 방향으로 변위시키는 것만으로 기판의 반출이 종료된다. 따라서, 종래 기술에 비해서, 반출 거리의 단축분만큼 기판 교환 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 제 1 및 제 2 양태에 따른 기판 처리 장치 중의 어느 것이, 기판 처리 위치에 배치되며, 설정된 처리 영역에 에너지 빔을 조사하여 처리 영역을 통과하는 기판을 노광하는 노광 광학계를 구비하고 있는 경우, 그 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 제 1 및 제 2 양태에 따른 기판 처리 장치 중의 어느 것이, 기판 처리 위치에 배치되며, 설정된 처리 영역에 에너지 빔을 조사하여 상기 처리 영역을 통과하는 상기 기판을 노광하는 노광 광학계를 구비하고 있는 경우, 그 기판 처리 장치를 이용하여 기판으로서 플랫 패널 디스플레이에 이용되는 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판의 일부를 평탄도를 확보한 상태에서 이동체에 유지시키고, 그 이동체를, 기판 처리 위치에 대해서 상기 기판의 면에 평행한 소정 면 내의 제 1 방향으로 구동시켜, 상기 기판의 상기 일부 내의 영역에 대해서 소정의 처리를 행하는 것과, 상기 기판 상의 미처리 영역을 상기 이동체에 대향시키기 위해서, 상기 기판을 상기 이동체에 대해서 상기 소정 면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 양만큼 구동시키는 스텝 구동을 행하는 것을 포함하는 제 1 기판 처리 방법이 제공된다.
이에 따르면, 소정의 처리를 행하는 것을 스텝 구동을 행하는 것의 전후로 행함으로써, 기판 상의 복수의 피처리 영역이 처리된다. 이 때문에, 기판을 유지하는 이동체를 소형화 및 경량화할 수 있다. 이에 따라, 이동체의 위치 제어성의 향상과, 기판 처리 장치의 생산 비용을 저감할 수 있게 된다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 수평면에 평행하게 배치된 상기 기판의 피처리면과 반대측 면의 일부를 평탄도를 확보한 상태에서 이동체에 유지시키고, 그 이동체를, 기판 처리 위치에 대해서 상기 기판의 면에 평행한 소정 면 내의 제 1 방향으로 구동시켜, 상기 기판의 상기 일부 내의 영역에 대해서 소정의 처리를 행하는 것과, 상기 소정의 처리가 실시된 상기 기판을 상기 소정 면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 상기 기판의 상기 제 2 방향의 사이즈보다 짧은 거리만큼 반송하여, 상기 기판을 상기 이동체로부터 반출하는 것을 포함하는 제 2 기판 처리 방법이 제공된다.
이에 따르면, 소정의 처리가 실시된 기판 (처리가 종료된 기판) 을 소정 면 내에서 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 기판의 제 2 방향의 사이즈보다 짧은 거리만큼 반송하여, 기판을 이동체로부터 반출한다. 따라서, 종래 기술에 비해서, 반출 거리의 단축분만큼 기판 교환 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 기판의 처리를 행하는 처리 방법으로서, 수평면에 평행하게 배치된 상기 기판의 피처리면과 반대측의 면을 평탄도를 확보한 상태에서 유지하는 이동체를, 기판 처리 위치에 대해서 상기 기판의 면에 평행한 소정 면 내의 제 1 방향으로 구동시켜, 상기 기판 상의 복수의 피처리 영역에 순차적으로 소정의 처리를 행하는 것과, 상기 복수의 피처리 영역의 상기 기판 상에서의 배치와 처리의 순서에 따라서 정해진 상기 제 1 방향의 위치에서, 상기 배치와 상기 순서에 따라서 정해진 방향으로, 상기 기판을 반송하여 상기 이동체로부터 반출하는 것을 포함하는 제 3 기판 처리 방법이 제공된다.
이에 따르면, 기판을, 기판 상의 피처리 영역의 배치와 처리의 순서에 따라서 정해진 소정 면 내의 제 1 방향의 위치에서, 상기 배치와 상기 순서에 따라서 정해진 방향으로 반송하여 이동체로부터 반출한다. 이 때문에, 반출 경로가 최단이 되는 경로를 따라서 기판을 이동체로부터 반출할 수 있게 된다. 따라서, 기판 상의 피처리 영역의 배치와 처리의 순서에 상관없이, 항상 일정한 제 1 방향의 위치에서 동일한 방향으로 반출하는 경우에 비해서, 기판 교환 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 제 5 내지 제 7 양태에 따른 기판 처리 방법 중의 어느 것이 기판을 노광하는 방법인 경우, 그 기판 처리 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 제 5 내지 제 7 양태에 따른 기판 처리 방법 중의 어느 것이 기판을 노광하는 방법인 경우, 그 기판 처리 방법을 이용하여 기판으로서 플랫 패널 디스플레이에 이용되는 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 10 양태에 의하면, 복수 장의 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 2 장의 기판을 개별적으로 유지할 수 있는 제 1 및 제 2 유지 영역을 갖는 기판 유지 장치에 상기 2 장의 기판을 재치 (載置) 하고, 상기 2 장의 기판 중, 일방의 기판의 노광이 개시되고 나서 종료하기까지의 동안에, 타방의 기판의 적어도 하나의 처리 영역의 노광을 행하는 노광 방법이 제공된다.
이에 따르면, 2 장의 기판 중, 일방의 기판의 노광이 종료 후에 타방의 기판의 노광을 개시하는 경우에 비해서, 보다 단시간에 2 장의 기판에 대한 노광을 종료할 수 있게 된다.
본 발명의 제 11 양태에 의하면, 제 10 양태에 따른 노광 방법에 의해서 상기 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 12 양태에 의하면, 제 10 양태에 따른 노광 방법에 의해서 상기 기판으로서 플랫 패널 디스플레이에 이용되는 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 13 양태에 의하면, 기판 상의 복수의 영역을 노광하는 노광 장치로서, 2 장의 기판의 일부를 각각 유지할 수 있는 제 1 및 제 2 유지 영역을 갖는 기판 유지 장치와, 상기 기판 유지 장치가 그 일부에 설치되며, 제 1 방향으로 이동하는 이동체와, 상기 이동체와 일체적으로 상기 제 1 방향으로 이동함과 함께, 상기 2 장의 기판의 일방을, 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 이동시키는 제 1 기판 이송 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
이에 따르면, 2 장의 기판의 각각의 일부를 기판 유지 장치의 제 1 유지 영역, 제 2 유지 영역에 각각 재치하고, 상기 기판 유지 장치가 그 일부에 설치된 이동체가 제 1 방향으로 이동하여 일방의 기판의 일부의 처리 영역이 주사 노광되는 것과 병행하여, 타방의 기판을 제 1 기판 이송 장치에 의해서 기판 유지 장치에 대해서 제 2 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 이에 따라, 1 장째의 기판에 관해서, 하나의 처리 영역 (미노광 영역) 의 노광이 종료된 후에 그 기판을 스텝 이동시켜 다음 처리 영역 (미노광 영역) 을 노광하는 노광 및 스텝 이동을 교대로 반복하여 그 기판의 노광을 행하고, 2 장째의 기판에 관해서 같은 순서로 노광을 행하는 경우에 비해서, 2 장의 기판의 노광 처리에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 된다.
본 발명의 제 14 양태에 의하면, 제 13 양태에 따른 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 15 양태에 의하면, 제 13 양태에 따른 노광 장치를 이용하여 상기 기판으로서 플랫 패널 디스플레이에 이용되는 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 1 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 4 는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 5 는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 6 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 7 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 8 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 9 는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 10 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 11 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 12 는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 13 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 9) 이다.
도 14 는 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15 는 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치의 일부 생략한 평면도이다.
도 16 은 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 14 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 17 은 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치를 나타내는 평면도이다.
도 18 은 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 17 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 19 는 제 3 실시형태의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 은 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치를 나타내는 평면도이다.
도 21 은 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 20 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 22 는 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 23 은 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 24 는 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 22 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 25 는 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 26 은 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치의 XZ 단면도를 일부 생략하여 나타내는 도면, 그리고 그 노광 장치로 기판의 처리를 행할 때의 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 27 은 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치로 기판의 처리를 행할 때의 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 28 은 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치로 기판의 처리를 행할 때의 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 29 는 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치로 기판의 처리를 행할 때의 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 30 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 31 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 32 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 30 의 +X 방향에서 본 측면도 (일부 생략, 일부 단면으로 나타내는 도면) 이다.
도 33 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 34 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 35 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 36 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 37 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 38 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 39 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 40 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 41 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 42 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 9) 이다.
도 43 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 10) 이다.
도 44 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 11) 이다.
도 45 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 12) 이다.
도 46 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 13) 이다.
도 47 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 14) 이다.
도 48 은 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 15) 이다.
도 49 는 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 16) 이다.
도 50 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 51 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 52 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 53 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 54 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 3) 이다.
도 55 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 4) 이다.
도 56 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 5) 이다.
도 57 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 6) 이다.
도 58 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 7) 이다.
도 59 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 8) 이다.
도 60 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 9) 이다.
도 61 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 10) 이다.
도 62 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 11) 이다.
도 63 은 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 12) 이다.
도 64 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 13) 이다.
도 65 는 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명하기 위한 도면 (그 14) 이다.
도 66 은 기판 지지 부재를 이용하는 변형예에 관해서 설명하기 위한 도면이다.
도 67 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 68 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 69 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 67 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 70 은 도 68 의 평면도의 일부를 발췌하여 확대해서 나타내는 도면이다.
도 71 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 72 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 1) 이다.
도 73 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 2) 이다.
도 74 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 3) 이다.
도 75(A) ∼ 도 75(D) 는 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광과 기판 (P1) 의 Y 스텝 동작의 병행 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 76 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 4) 이다.
도 77 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 5) 이다.
도 78 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 6) 이다.
도 79 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 7) 이다.
도 80 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 8) 이다.
도 81 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 9) 이다.
도 82 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 10) 이다.
도 83 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 11) 이다.
도 84 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 12) 이다.
도 85 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 13) 이다.
도 86 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 14) 이다.
도 87 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 15) 이다.
도 88 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 16) 이다.
도 89 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 17) 이다.
도 90 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 18) 이다.
도 91 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 19) 이다.
도 92 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 20) 이다.
도 93 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 21) 이다.
도 94 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 22) 이다.
도 95 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 23) 이다.
도 96 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 24) 이다.
도 97 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 25) 이다.
도 98 은 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 26) 이다.
도 99 는 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 27) 이다.
도 100 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 1) 이다.
도 101 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 2) 이다.
도 102 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 3) 이다.
도 103 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 4) 이다.
도 104 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 5) 이다.
도 105 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 6) 이다.
도 106 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 7) 이다.
도 107 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 8) 이다.
도 108 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 9) 이다.
도 109 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 10) 이다.
도 110 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 11) 이다.
도 111 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 12) 이다.
도 112 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 13) 이다.
도 113 은 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 14) 이다.
도 114 는 제 9 실시형태의 변형예에 관련된 노광 장치에서 행해지는 노광 순서 설명도 (그 15) 이다.
도 115 는 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치의 일부 생략한 평면도이다.
도 116 은 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 115 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도이다.
도 117 은 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 118 은 제 10 실시형태의 변형예에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 측면도이다.
도 119 는 제 10 실시형태의 변형예에 따른 노광 장치를 나타내는 일부 생략한 평면도이다.
도 120 은 제 11 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
《제 1 실시형태》
이하, 제 1 실시형태에 관해서 도 1 ∼ 도 13 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있고, 도 2 에는, 노광 장치 (100) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 도 2 는, 도 1 의 투영 광학계 (PL) 보다 하방의 부분 (후술하는 경통 정반보다 하방의 부분) 의 평면도에 해당한다. 노광 장치 (100) 는, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이, 액정 표시 장치 (액정 패널) 등의 제조에 이용된다. 노광 장치 (100) 는, 액정 표시 장치의 표시 패널 등에 이용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭함) 을 노광 대상물로 하는 투영 노광 장치이다.
노광 장치 (100) 는, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST) 및 투영 광학계 (PL) 등이 탑재된 보디 (BD) (도 1 등에서는 그 일부만이 도시되어 있음), 기판 (P) 을 유지하는 미동 스테이지 (26) (기판 테이블) 를 포함하는 기판 스테이지 장치 (PST) 및 이것들의 제어계 등을 구비하고 있다. 이하에서는, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대해서 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향 (X 방향) 으로 하고, 수평면 내에서 이것에 직교하는 방향을 Y 축 방향 (Y 방향), X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향 (Z 방향) 으로 하고, X 축, Y 축 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy 및 θz 방향으로 하여 설명한다.
조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시된 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 도시하지 않은 광원 (예를 들어 수은 램프) 에서 사출된 광을, 각각 도시하지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 개재하여, 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 i 선 (파장 365 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), h 선 (파장 405 ㎚) 등의 광 (혹은 상기 i 선, g 선, h 선의 합성광) 이 이용된다. 또, 조명광 (IL) 의 파장은 파장 선택 필터에 의해, 예를 들어 요구되는 해상도에 따라서 적절하게 전환할 수 있게 되어 있다.
마스크 스테이지 (MST) 에는, 회로 패턴 등이 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 형성된 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착 (혹은 정전 흡착) 에 의해서 고정되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 보디 (BD) 의 일부를 구성하는 도시하지 않은 마스크 정반 상에, 예를 들어 그 저면 (底面) 에 고정된 도시하지 않은 에어 베어링을 개재하여 비접촉 상태로 지지되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (12) (도 1 에서는 도시하지 않음, 도 4 참조) 에 의해, 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 스트로크로 구동됨과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 각각 적절하게 미소 (微少) 구동된다. 마스크 스테이지 (MST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함) 는, 마스크 스테이지 (MST) 에 설치된 (또는 형성된) 반사면에 측장 빔을 조사하는 복수의 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 레이저 간섭계 시스템 (이하 「마스크 간섭계 시스템」 이라고 함) (14) 에 의해서 계측된다.
투영 광학계 (PL) 는, 마스크 스테이지 (MST) 의 도 1 에서의 하방에 있어서, 보디 (BD) 의 일부인 경통 정반 (16) 에 지지되어 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시되어 있는 투영 광학계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 영역이 예를 들어 지그재그상으로 배치된 복수의 투영 광학계 (멀티 렌즈 투영 광학계) 를 포함하며, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 단일한 장방형상 (띠상) 의 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 본 실시형태에서는, 복수의 투영 광학계의 각각으로는, 예를 들어 양측 텔리센트릭 등배계로 정립정상을 형성하는 것이 이용되고 있다. 또, 이하에서는 투영 광학계 (PL) 의 지그재그상으로 배치된 복수의 투영 영역을 통합하여 노광 영역 (IA) 이라고 부른다.
이 때문에, 조명계 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 상의 상기 조명 영역에 공액인 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) (IA) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 (MST) 와 기판 (P) 을 유지하는 후술하는 기판 홀더 (PH) (미동 스테이지 (26)) 의 동기 구동에 의해서, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해서 마스크 (M) 를 주사 방향 (X 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 에 대해서 기판 (P) 을 주사 방향 (X 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 행해지고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴이 전사된다. 즉, 노광 장치 (100) 에서는, 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해서 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해서 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.
보디 (BD) 는, 도 2, 및 노광 장치 (100) 를 +X 방향에서 본 개략 측면도를 일부 생략하여 나타내는 도 3 에 나타내는 바와 같이, 바닥면 (F) 상에 X 축 방향으로 소정 거리 이간되어 서로 평행하게 그리고 길이 방향을 Y 축 방향으로 하여 배치된 직방체 부재로 이루어지는 1 쌍 (2 개) 의 기판 스테이지 가대 (架臺) (이하, 가대로 약기함) (18) 와, 1 쌍의 가대 (18) 상에 1 쌍의 사이드 프레임 (20) 을 개재하여 수평으로 지지된 경통 정반 (16) 과, 도시하지 않은 마스크 정반을 구비하고 있다. 또한, 가대 (18) 는 2 개에 한정되지 않고 1 개여도 되며 3 개 이상이어도 된다.
각 가대 (18) 는, 복수의 방진 장치 (22) 를 개재하여 바닥면 (F) 상에 설치되어 있다 (도 1 및 도 3 참조). 1 쌍의 사이드 프레임 (20) 은, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 각각의 하단이 1 쌍의 가대 (18) 상면의 Y 축 방향의 일단부와 타단부에 접속되어 있다. 경통 정반 (16) 은, XY 평면에 평행하게 배치된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직방체상의 부재로 이루어지며, 1 쌍의 사이드 프레임 (20) 에 의해서 1 쌍의 가대 (18) 상에서 Y 축 방향의 양단부가 하방으로부터 지지되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PST) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 조동 (粗動) 스테이지부 (24), 미동 스테이지 (26) 및 중량 캔슬 장치 (28) 등을 갖고 있다. 중량 캔슬 장치 (28) 는, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 가대 (18) 상에 배치된 X 가이드 (82) 의 XY 평면에 평행한 상면 위에 배치되어 있다.
조동 스테이지부 (24) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 2 개 (1 쌍) 의 X 빔 (30A, 30B) 과, 2 개 (1 쌍) 의 조동 테이블 (32A, 32B) 과, 2 개의 X 빔 (30A, 30B) 의 각각을 바닥면 (F) 상에서 지지하는 복수의 레그부 (34) 를 갖고 있다.
X 빔 (30A, 30B) 의 각각은, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면이 사각형 프레임상이며 내부에 리브를 갖는 중공 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치되어 있다 (도 1 ∼ 도 3 참조). X 빔 (30A, 30B) 의 각각은, 도 1 중에서 X 빔 (30A) 에 관해서 나타낸 바와 같이, 길이 방향 (X 축 방향) 양단부 근방과 중앙부의 3 개 지점에서, 3 개의 레그부 (34) 에 의해서 하방으로부터 바닥면 (F) 상에서 1 쌍의 가대 (18) 에 대해서 비접촉으로 지지되어 있다. 이에 따라, 조동 스테이지부 (24) 는, 1 쌍의 가대 (18) 에 대해서 진동적으로 분리되어 있다. 또한, 레그부 (34) 의 배치 및 수는 임의이면 된다. 또, X 빔 (30A, 30B) 은 중공 부재에 한정되지 않으며, 중실 부재여도 되고, YZ 단면이 I 형인 봉상 부재여도 된다.
X 빔 (30A, 30B) 의 각각의 상면에는, X 축 방향으로 연장되는 X 리니어 가이드 (36) 가, Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 개 (예를 들어 2 개 (1 쌍)) 서로 평행하게 고정되어 있다. 또, X 빔 (30A, 30B) 의 각각의 상면이며, 1 쌍의 X 리니어 가이드 (36) 사이의 영역에는, X 축 방향으로 연장되는 X 고정자 (38A, 38B) 가 고정되어 있다. X 고정자 (38A, 38B) 의 각각은, 예를 들어 X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 빔 (30A, 30B) 의 단면 형상은, +Y 측의 X 빔 (30A) 쪽이 -Y 측의 X 빔 (30B) 보다 폭넓게, 즉 Y 축 방향의 길이가 길게 되어 있지만, 동일한 형상이어도 된다.
조동 테이블 (32A, 32B) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 빔 (30A, 30B) 의 각각의 상방에 개별적으로 배치되어 있다. -Y 측에 위치하는 조동 테이블 (32B) 은, 평면에서 볼 때 사각형의 판상 부재로 이루어지고, +Y 측에 위치하는 조동 테이블 (32A) 은, -Y 측의 단부에 오목부를 갖는 평면에서 볼 때 U 자 형상의 판상 부재로 이루어진다. 도 3 에서는, 조동 테이블 (32A) 은, 후술하는 중량 캔슬 장치 (28) 와 함께 부분적으로 단면도로 나타나 있다. 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각의 하면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, X 빔 (30A, 30B) 의 각각에 고정된 X 고정자 (38A, 38B) 에 소정의 간극 (갭, 클리어런스) 을 개재하여 대향하는 X 가동자 (40A, 40B) 가 고정되어 있다. X 가동자 (40A, 40B) 의 각각은, 예를 들어 도시하지 않은 코일 유닛을 포함하며, X 고정자 (38A, 38B) 와 함께, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동시키는 X 리니어 모터 (42A, 42B) 를 각각 구성하고 있다.
또, 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각의 하면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 회전체 (예를 들어 복수의 볼 등) 를 포함하며, 각 X 리니어 가이드 (36) 에 대해서 슬라이드할 수 있도록 걸어 맞추는 슬라이더 (44) 가 복수 고정되어 있다. 슬라이더 (44) 는, 각 X 리니어 가이드 (36) 에 대해서 X 축 방향으로 소정 간격으로 예를 들어 4 개 설치되고 있고 (도 1 참조), 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각의 하면에는, 예를 들어 합계 8 개의 슬라이더 (44) 가 고정되어 있다. 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각은, X 리니어 가이드 (36) 와 슬라이더 (44) 를 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해서 X 축 방향으로 직진 안내된다.
또한, 도 1 ∼ 도 3 에서는 도시하지 않지만, X 빔 (30A, 30B) 의 각각에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 X 스케일이 고정되고, 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각에는, X 스케일을 이용하여 조동 테이블 (32A, 32B) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보를 구하는 X 리니어 인코더 시스템 (46A, 46B) (도 4 참조) 을 구성하는 인코더 헤드가 고정되어 있다.
조동 테이블 (32A, 32B) 의 X 축 방향에 관한 위치는, 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여 주제어 장치 (50) (도 4 참조) 에 의해서 제어된다. 또, 마찬가지로 도 1 내지 도 3 에서는 도시하지 않지만, 조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각에는, 조동 테이블 (32A, 32B) 에 대한 미동 스테이지 (26) 의 X 축 및 Y 축 방향에 관한 상대 이동량 (상대 변위량) 을 계측하기 위한 갭 센서 (48A, 48B) (도 4 참조) 등이 부착되어 있다. 주제어 장치 (50) 는, 갭 센서 (48A, 48B) 에 의해서 계측되는 상대 이동량이 소정의 제한치에 도달한 경우, 미동 스테이지 (26) 및 조동 테이블 (32A, 32B) 을 즉시 정지시킨다. 갭 센서 (48A, 48B) 대신에, 혹은 추가로, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32A, 32B) 에 대한 이동 가능량을 기계적으로 제한하는 메커니컬 스토퍼 부재를 설치해도 된다.
여기서, 설명의 전후는 뒤바뀌지만, 미동 스테이지 (26) 에 관해서 설명한다. 미동 스테이지 (26) 는 도 1 및 도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 평면에서 볼 때 사각형의 판상 (또는 상자형) 부재로 이루어지고, 그 상면에 기판 홀더 (PH) 가 탑재되어 있다. 기판 홀더 (PH) 는 X 축 방향의 길이가 기판 (P) 과 동등하고, Y 축 방향의 폭 (길이) 은 기판 (P) 의 약 1/2 이다 (도 2 참조). 기판 홀더 (PH) 는, 기판 (P) 의 일부 (여기서는, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 약 1/2 의 부분) 를, 예를 들어 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해서 흡착 유지함과 함께, 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 를 상방향으로 분출하여 그 분출 압력에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 의 약 1/2) 를 하방으로부터 비접촉 (부상) 지지할 수 있다. 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 에 대한 고압 공기의 분출과 진공 흡착의 전환은, 도시하지 않은 진공 펌프와 고압 공기원에 기판 홀더 (PH) 를 전환하여 접속하는 홀더 흡배기 전환 장치 (51) (도 4 참조) 를 개재하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서 행해진다.
미동 스테이지 (26) 는, 복수의 보이스 코일 모터 (혹은 리니어 모터) 를 포함하는 미동 스테이지 구동계 (52) (도 4 참조) 에 의해서, 조동 테이블 (32A) 상에서 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향) 으로 미소 구동된다.
상세히 설명하면, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 조동 테이블 (32A) 의 +X 측의 단부의 상면에는 지지 부재 (33) 를 개재하여 고정자 (56) 가 설치되고, 이것에 대향하여, 미동 스테이지 (26) 의 +X 측의 측면에는 고정자 (56) 와 함께 X 보이스 코일 모터 (54X) 를 구성하는 가동자 (58) 가 고정되어 있다. 여기서, 실제로는, 동일한 구성의 X 보이스 코일 모터 (54X) 가 Y 축 방향으로 소정 거리 이간되어 1 쌍 설치되어 있다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 조동 테이블 (32A) 상면의 Y 축 방향에 관한 거의 중앙 위치에는 지지 부재 (35) 를 개재하여 고정자 (60) 가 설치되고, 이것에 대향하여, 미동 스테이지 (26) 의 +Y 측의 측면에는 고정자 (60) 와 함께 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 를 구성하는 가동자 (62) 가 고정되어 있다. 여기서, 실제로는, 동일한 구성의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 가 X 축 방향으로 소정 거리 이간되어 1 쌍 설치되어 있다.
미동 스테이지 (26) 는, 주제어 장치 (50) 에 의해서 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 를 이용하여 후술하는 중량 캔슬 장치 (28) 에 지지되어 조동 테이블 (32A) 에 동기 구동 (조동 테이블 (32A) 과 동일한 방향으로 동일한 속도로 구동) 됨으로써, 조동 테이블 (32A) 과 함께 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동하고, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 를 이용하여 구동됨으로써, 조동 테이블 (32A) 에 대해서 Y 축 방향으로도 미소 스트로크로 이동한다.
또, 미동 스테이지 (26) 는, 주제어 장치 (50) 에 의해서 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 각각 또는 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 의 각각에, 서로 역방향의 구동력이 발생됨으로써 조동 테이블 (32A) 에 대해서 θz 방향으로 이동한다.
본 실시형태에서는, 상기 서술한 X 리니어 모터 (42A, 42B) 와, 미동 스테이지 구동계 (52) 의 각 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 및 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 에 의해서, 미동 스테이지 (26) 는, 투영 광학계 (PL) (도 1 참조) 에 대해서 X 축 방향으로 긴 스트로크로 이동 (조동) 할 수 있도록, 그리고 X 축, Y 축 및 θz 방향의 3 자유도 방향으로 미소 이동 (미동) 할 수 있도록 되어 있다.
또, 미동 스테이지 구동계 (52) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (26) 를 나머지 3 자유도 방향 (θx, θy 및 Z 축의 각 방향) 으로 미소 구동시키기 위한 복수, 예를 들어 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 를 갖고 있다. 복수의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 의 각각은, 조동 테이블 (32A) 상면에 고정된 고정자 (59) 와, 미동 스테이지 (26) 의 하면에 고정된 가동자 (57) 로 이루어지며, 미동 스테이지 (26) 의 하면의 네 모서리부에 대응하는 지점에 배치되어 있다 (도 1 에서는, 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 중 2 개만이 나타나 있고, 다른 2 개는 도시 생략. 또, 도 3 에서는 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 중 1 개만이 나타나 있고, 다른 3 개는 도시 생략). 상기 각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z) 의 고정자는 조동 테이블 (32A) 에 모두 부착되어 있다. 각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z) 는 무빙 마그넷형, 무빙 코일형의 어느 것이어도 된다. 또한, 미동 스테이지 (26) 의 위치를 계측하는 위치 계측계에 관해서는 후술한다.
조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각의 상방에는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 사각형의 지지면 (상면) 을 갖는 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 이 배치되고, 지지 부재 (86) 를 각각 개재하여 조동 테이블 (32A, 32B) 의 상면에 고정되어 있다.
각 에어 부상 유닛 (84) 의 지지면 (상면) 은, 다공질체나 기계적으로 복수의 미소한 구멍을 갖는 트러스트형의 에어 베어링 구조로 되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84) 은, 기체 공급 장치 (85) (도 4 참조) 로부터의 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 의 공급에 의해서 기판 (P) 의 일부를 부상 지지할 수 있도록 되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84) 에 대한 고압 공기 공급의 온ㆍ오프는, 도 4 에 나타내는 주제어 장치 (50) 에 의해서 제어된다. 여기서, 도 4 에서는, 작도의 편의상 단일한 기체 공급 장치 (85) 가 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 각 에어 부상 유닛 (84) 에 대해서 개별적으로 고압 공기를 공급하는 에어 부상 유닛 (84) 과 동일한 개수의 기체 공급 장치를 이용해도 되고, 혹은, 복수의 에어 부상 유닛 (84) 에 각각 접속된 2 개 이상의 기체 공급 장치를 이용해도 된다. 도 4 에서는, 이들 모두를 대표하여 단일한 기체 공급 장치 (85) 가 나타나 있다. 어느 경우이든, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기체 공급 장치 (85) 로부터의 각 에어 부상 유닛 (84) 에 대한 고압 공기 공급의 온ㆍ오프가 개별적으로 제어된다.
조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각에 부착된 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 은, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84) 의 상면은 기판 홀더 (PH) 의 상면과 동등하게 혹은 어느 정도 낮아지도록 설정되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 일측과 타측에 배치된 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 은, 평면에서 볼 때 기판 홀더 (PH) 와 거의 동일한 면적 (즉 기판 (P) 의 약 1/2) 의 사각형의 영역 내에, X 축 방향으로 소정 간격을 이간시키고 Y 축 방향으로 약간의 간극을 이간시켜 2 행 2 열로 배치되어 있다. 이 경우, 상기 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 은 기판 (P) 의 약 1/2 을 부상 지지할 수 있다.
상기 서술한 설명에서 분명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 양측 (±Y 측) 에 인접하는 각 2 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 의해서 기판 (P) 의 전체를 부상 지지할 수 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 일방 (+Y 측 또는 -Y 측) 의 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 의해서 기판 (P) 의 전체를 부상 지지할 수도 있다.
상기 서술한 기판 홀더 (PH) 의 양측 (±Y 측) 의 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 은, 평면에서 볼 때 기판 홀더 (PH) 와 거의 동일한 면적을 갖는 하나의 대형 에어 부상 유닛으로 치환해도 되고, Y 축 방향으로 나열된 각 2 개의 에어 부상 유닛 (84) 을 거의 동일한 면적을 갖는 하나의 에어 부상 유닛으로 각각 치환해도 된다. 단, 후술하는 기판 Y 스텝 이송 장치의 적절한 배치 스페이스를 확보하기 위해서, 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측의 에어 부상 유닛은, 전체적으로 기판 홀더 (PH) 와 Y 축 방향 길이가 동등하고, 기판 홀더 (PH) 보다 어느 정도 X 축 방향의 길이가 짧은 사각형의 지지면을 갖고, 적어도 X 축 방향에 관해서 2 분할되어 있는 것이 바람직하다.
기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 (P) 을 유지하여 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 중, +X 측과 -X 측의 각 2 개의 에어 부상 유닛 (84) 상호간에 배치되어 있다. 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 조동 테이블 (32A) 에 지지 부재 (89) 를 개재하여 고정되어 있다 (도 3 참조).
기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 이면을 흡착하여 Y 축 방향으로 이동하는 가동부 (88a) 와 조동 테이블 (32A) 에 고정된 고정부 (88b) 를 구비하고 있다. 가동부 (88a) 는, 일례로서 가동부 (88a) 에 설치된 가동자와 고정부 (88b) 에 설치된 고정자로 이루어지는 리니어 모터에 의해서 구성되는 구동 장치 (90) (도 3 에서는 도시하지 않음, 도 4 참조) 에 의해서, 조동 테이블 (32A) 에 대해서 Y 축 방향으로 구동된다. 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에는, 가동부 (88a) 의 위치를 계측하는 인코더 등의 위치 판독 장치 (92) (도 3 에서는 도시하지 않음, 도 4 참조) 가 설치되어 있다. 또한, 구동 장치 (90) 는, 리니어 모터에 한정되지 않고, 볼나사 또는 벨트를 이용한 회전 모터를 구동원으로 하는 구동 기구에 의해서 구성해도 된다.
기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 의 Y 축 방향의 이동 스트로크는 기판 (P) 의 Y 축 방향의 길이의 약 1/2 이며, 기판 (P) 의 이면을 흡착하여 기판 (P) 의 노광 대상 영역의 전역을 기판 홀더 (PH) 상에 위치시킬 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 스텝 이송시마다, 투영 광학계 (PL) 의 노광 영역 (IA) 에 대해서 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 X 축 방향으로 스캔함으로써, 결과적으로 기판 (P) 의 노광 대상 영역의 전역을 노광할 수 있게 된다.
또, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) (기판 흡착면) 는 기판 (P) 의 이면을 흡착하거나, 흡착을 해제하여 기판 (P) 으로부터 분리하거나 할 필요가 있기 때문에, 구동 장치 (90) 에 의해서 Z 축 방향으로도 미소 구동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는 조동 테이블 (32A) 에 부착되는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고 미동 스테이지 (26) 에 부착되어 있어도 된다. 또, 상기 설명에서는, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 는, 기판 (P) 과의 분리, 접촉을 행할 필요가 있기 때문에, Z 축 방향으로도 이동 가능한 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 가동부 (88a) (기판 흡착면) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 및 기판 (P) 의 분리를 위해서 미동 스테이지 (26) 가 Z 축 방향으로 이동해도 된다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 연장되는 주상 (柱狀) 의 부재로 이루어지며, 심주 (心柱) 라고도 한다. 중량 캔슬 장치 (28) 는, 후술하는 레벨링 장치라는 장치를 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (28) 는 조동 테이블 (32A) 의 오목부 내에 배치되어 있고, 그 상반부가 조동 테이블 (32A) (및 32B) 보다 상방으로 노출되고, 그 하반부가 조동 테이블 (32A) (및 32B) 보다 하방으로 노출되어 있다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (64), 공기 스프링 (66) 및 Z 슬라이더 (68) 등을 갖는다. 케이스 (64) 는 +Z 측이 개구된 바닥이 있는 통상 부재로 이루어진다. 케이스 (64) 의 하면에는, 베어링면이 -Z 측을 향한 복수의 에어 베어링 (이하, 베이스 패드라고 함) (70) 이 부착되어 있다. 공기 스프링 (66) 은 케이스 (64) 의 내부에 수용되어 있다. 공기 스프링 (66) 에는 외부로부터 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 가 공급된다. Z 슬라이더 (68) 는, Z 축 방향으로 연장되는, 예를 들어 높이가 낮은 원주 (圓柱) 상의 부재로 이루어지고, 케이스 (64) 내에 삽입되며, 공기 스프링 (66) 상에 재치 (載置) 되어 있다. Z 슬라이더 (68) 에는 Z 축 방향 이외의 방향의 운동을 규제하기 위한 가이드 (도시하지 않음) 가 설치되어 있다. 가이드로는, 예를 들어 에어 베어링 또는 평행 판스프링 등이 이용된다. 평행 판스프링은, 예를 들어 XY 평면에 평행한 두께가 얇은 스프링 강판 등으로 이루어지는 예를 들어 6 장의 판스프링을 이용하여 구성된다. 6 장의 판스프링 중 3 장의 판스프링을, Z 슬라이더 (68) 의 상단부의 주위 3 개 지점에 방사상으로 배치하고, 나머지 3 장의 판스프링을, Z 슬라이더 (68) 의 하단부의 주위 3 개 지점에 상기 3 장의 판스프링과 상하 방향으로 중복되도록 방사상으로 배치한다. 그리고, 각각의 판스프링의 일단부를 Z 슬라이더 (68) 의 외주면에 부착하고, 타단부를 케이스 (64) 에 부착하여 구성한다. 평행 판스프링을 이용함으로써, 판스프링의 변형량에 의해서 스트로크가 결정되기 때문에, Z 슬라이더 (68) 는 Z 축 방향으로 짧은, 즉 키 (높이) 가 낮은 구조로 할 수 있다. 단, Z 슬라이더 (68) 는, 에어 베어링으로 가이드를 구성하는 경우와 같이 긴 스트로크에는 대응할 수 없다. Z 슬라이더 (68) 의 상부 (+Z 측의 단부) 에는, 베어링면이 +Z 측을 향한 도시하지 않은 에어 베어링 (실링 패드라고 함) 이 부착되어 있다. 또, 케이스 (64) 의 주위에는, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 아암 (필러라고 함) (71) 이 방사상으로 배치되어 고정되어 있다. 그리고, 각 필러 (71) 의 선단부 상면에는 미동 스테이지 (26) 의 하면에 부착된 복수의 반사형 광센서 (레벨링 센서라고도 함) (74) 의 각각에서 이용되는 타깃판 (72) 이 설치되어 있다. 반사형 광센서 (74) 는, 실제로는 일직선상에 없는 3 개 지점 이상에 배치되어 있다. 이들 복수의 반사형 광센서 (74) 에 의해서, 미동 스테이지 (26) 의 Z 축 방향의 위치 및 틸트량 (θx 및 θy 방향의 회전량) 을 계측하는 Z 틸트 계측계 (76) (도 4 참조) 가 구성되어 있다. 또한, 도 3 에서는 도면이 지시선으로 복잡해지는 것을 피하기 위해서 반사형 광센서 (74) 는 1 개만 나타나 있다.
레벨링 장치 (78) 는 미동 스테이지 (26) 를 틸트 자재 (XY 평면에 대해서 θx 및 θy 방향으로 요동 자재) 로 지지하는 장치이다. 레벨링 장치 (78) 는 고정부 (78a) (도 3 중에 직방체 부재로 모식적으로 나타나 있음) 와 가동부 (78b) (도 3 중에 구상 부재로 모식적으로 나타나 있음) 를 갖는 구면 베어링 혹은 의사 구면 베어링 구조체이고, 고정부 (78a) 는 가동부 (78b) 를 하방으로부터 지지하면서 가동부 (78b) 를 수평면 내의 축 (예를 들어 X 축과 Y 축) 둘레에 미소 스트로크로 경사시킬 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 예를 들어 고정부 (78a) 의 상면에 가동부 (78b) 의 θx 방향 및 θy 방향의 경사를 허용하는 오목부가 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.
그리고, 가동부 (78b) 의 상면 (구면의 상반부) 은 미동 스테이지 (26) 에 고정되어 있고, 고정부 (78a) 에 대해서 미동 스테이지 (26) 를 틸팅 가능하게 하고 있다. 고정부 (78a) 의 하면은 수평한 평면으로 마무리되어 있고, 중량 캔슬 장치 (28) 의 상기 서술한 실링 패드의 가이드면으로서, 실링 패드 전체의 베어링면보다 약간 넓은 면적을 갖고 있다. 그리고, 고정부 (78a) 는, 중량 캔슬 장치 (28) 의 Z 슬라이더 (68) 에 부착된 실링 패드에 의해서 하방으로부터 비접촉 지지되어 있다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 공기 스프링 (66) 이 발생시키는 중력 방향 상방향의 힘에 의해서, Z 슬라이더 (68) 및 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 포함하는 계의 중량 (중력 방향 하방향의 힘) 을 상쇄함 (캔슬함) 으로써, 상기 서술한 복수의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 의 부하를 경감한다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 1 쌍의 연결 장치 (80) 를 개재하여 조동 테이블 (32A) 에 접속되어 있다 (도 1 참조). 1 쌍의 연결 장치 (80) 의 Z 위치는, 중량 캔슬 장치 (28) 의 Z 축 방향에 관한 무게 중심 위치와 거의 일치하고 있다. 각 연결 장치 (80) 는 XY 평면에 평행한 두께가 얇은 강판 등을 포함하며, 플렉셔 장치라고도 한다. 1 쌍의 연결 장치 (80) 의 각각은, 중량 캔슬 장치 (28) 의 +X 측과 -X 측에 서로 대치하여 배치되어 있다. 각 연결 장치 (80) 는, 중량 캔슬 장치 (28) 의 케이스 (64) 와 조동 테이블 (32A) 사이에, X 축에 평행하게 배치되며, 양자를 연결하고 있다. 따라서, 중량 캔슬 장치 (28) 는, 1 쌍의 연결 장치 (80) 중 어느 것을 개재하여 조동 테이블 (32A) 에 견인됨으로써, 조동 테이블 (32A) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또, 중량 캔슬 장치 (28) 에 비접촉으로 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 지지된 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 구동에 의해서, 조동 테이블 (32A) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 이 때, 중량 캔슬 장치 (28) 에는, 그 Z 축 방향에 관한 무게 중심 위치를 포함하는 XY 평면에 평행한 평면 내에서 견인력이 작용하기 때문에, 이동 방향 (X 축) 에 직교하는 축 (Y 축) 둘레의 모멘트 (피칭 모멘트) 가 작용하지 않는다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 조동 테이블 (32A, 32B), 중량 캔슬 장치 (28), 미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등을 포함하여, 기판 (P) 과 일체로 (기판 (P) 의 일부를 유지하여) X 축 방향으로 이동하는 이동체 (이하, 적절하게 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 로 표기함) 가 구성되어 있다.
또한, 레벨링 장치 (78), 연결 장치 (80) 를 포함하여, 본 실시형태의 중량 캔슬 장치 (28) 의 상세한 구성에 관해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다 (단, 본 실시형태에서는, 중량 캔슬 장치 (28) 가 Y 축 방향으로 이동하지 않기 때문에, Y 축 방향의 연결 장치는 불필요함). 또한, 도시하지 않지만, 중량 캔슬 장치 (28) 는 Y 축 방향으로 단독 이동하지 않도록, Y 축 방향의 연결 장치 등에 의해서 규제를 설정해도 된다.
X 가이드 (82) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직방체 형상을 하고 있다. X 가이드 (82) 는, 상기 서술한 1 쌍의 가대 (18) 의 상면 (+Z 측면) 에, 1 쌍의 가대 (18) 를 횡단하도록 배치하여 고정되어 있다. X 가이드 (82) 의 길이 방향 (X 축 방향) 의 치수는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 1 쌍의 가대 (18) 의 각각의 X 축 방향 치수와, 1 쌍의 가대 (18) 사이의 간극의 X 축 방향 치수의 합보다 약간 길게 (거의 동등하게) 설정되어 있다.
X 가이드 (82) 의 상면 (+Z 측의 면) 은, XY 평면에 평행하고 평탄도가 매우 높게 마무리되어 있다. X 가이드 (82) 상에는, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 중량 캔슬 장치 (28) 가 탑재되며, 베이스 패드 (70) 를 개재하여 부상 지지 (비접촉 상태에서 지지) 되어 있다. X 가이드 (82) 의 상면은, 수평면 (XY 평면) 과 거의 평행해지도록 조정되어 있으며, 중량 캔슬 장치 (28) 가 이동할 때의 가이드면으로서 기능한다. X 가이드 (82) 의 길이 방향의 치수는, 중량 캔슬 장치 (28) (즉 조동 테이블 (32A)) 의 X 축 방향의 이동 가능량보다 약간 길게 설정되어 있다. X 가이드 (82) 의 상면의 폭방향 치수 (Y 축 방향 치수) 는, 복수의 베이스 패드 (70) 전체의 베어링면과 대향 가능한 치수로 설정되어 있다 (도 3 참조). X 가이드 (82) 의 재질 및 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 주철 등의 주조에 의해서 형성되는 경우, 석재 (예를 들어 반려암) 에 의해서 형성되는 경우, 세라믹스, 혹은 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재 등에 의해서 형성되는 경우 등이 있다. 또, X 가이드 (82) 는, 중실의 부재 또는 내부에 리브를 갖는 중공의 부재로서, 그 형상이 직방체의 부재에 의해서 형성되어 있다. 또한, X 가이드 (82) 는 직방체 부재에 한정되지 않고, YZ 단면이 I 형인 봉상 부재여도 된다.
기판 홀더 (PH) 의 -X 측의 측면에는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 미러 유지 부품을 개재하여, X 축에 직교하는 반사면을 갖는 평면 미러 (혹은 코너 큐브) 로 이루어지는 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 이 고정되어 있다. 여기서, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 은, 브래킷을 개재하여 미동 스테이지 (26) 에 고정되어 있어도 된다.
미동 스테이지 (26) 의 -Y 측의 측면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 미러 유지 부품 (96) 을 개재하여, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 장척의 평면 미러로 이루어지는 Y 이동 거울 (94Y) 이 고정되어 있다. 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 및 Y 이동 거울 (94Y) 을 이용하는 레이저 간섭계 시스템 (이하, 기판 스테이지 간섭계 시스템이라고 함) (98) (도 4 참조) 에 의해서, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 또한, 실제로는, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 은, 도 2 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대응하는 X 레이저 간섭계 (이하, X 간섭계로 약기함) (98X) 및 Y 이동 거울 (94Y) 에 대응하는 Y 레이저 간섭계 (이하, Y 간섭계로 약기함) (98Y) 를 구비하고 있다. X 간섭계 (98X) 및 Y 간섭계 (98Y) 의 계측 결과는 주제어 장치 (50) 에 공급된다 (도 4 참조).
X 간섭계 (98X) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, X 가이드 (82) (또는 -X 측의 가대 (18)) 에 일단이 고정된 L 자형의 간섭계 칼럼 (102) 의 상단에, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대향하는 높이로 부착되어 있다. X 간섭계 (98X) 로는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 각각에 개별적으로 간섭계 빔 (계측 빔) 을 조사하는 1 쌍의 간섭계를 이용할 수도 있고, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 각각에 조사되는 2 개의 계측 빔 (측장 빔) 을 사출하는 다축 간섭계를 이용할 수도 있다. 이하에서는 다축 간섭계에 의해서 X 간섭계 (98X) 가 구성되어 있는 것으로 한다.
Y 간섭계 (98Y) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 조동 테이블 (32A, 32B) 사이에 배치되며, 가대 (18) 에 하단이 고정된 지지 부재 (104) 의 상면에 Y 이동 거울 (94Y) 에 대향하여 고정되어 있다. Y 간섭계 (98Y) 로는, Y 이동 거울 (94Y) 에 각각 간섭계 빔 (계측 빔) 을 조사하는 1 쌍의 간섭계를 이용할 수도 있고, Y 이동 거울 (94Y) 에 2 개의 계측 빔을 조사하는 다축 간섭계를 이용할 수도 있다. 이하에서는, 다축 간섭계에 의해서 Y 간섭계 (98Y) 가 구성되어 있는 것으로 한다.
이 경우, Y 간섭계 (98Y) 는 Z 축 방향에 관해서 기판 (P) 의 표면 (노광시에는 이 면이 투영 광학계 (PL) 의 상면에 일치하도록, 기판 (P) 의 포커스ㆍ레벨링 제어가 행해짐) 보다 낮은 위치에 있기 때문에, Y 위치의 계측 결과에 X 축 방향의 이동시의 미동 스테이지 (26) 의 자세 변화 (롤링) 에 의한 아베 오차가 포함된다. 이 경우, 도시하지는 않지만, Y 간섭계 (98Y) 로서, X 축 방향으로 이간된 2 개의 계측 빔 외에, 이 2 개의 계측 빔에 대해서 Z 축 방향으로 이간된 적어도 1 개의 계측 빔을 포함하는 적어도 3 개의 간섭계 빔 (계측 빔) 을 Y 이동 거울 (94Y) 에 조사하는 다축 간섭계를 이용해도 된다. 주제어 장치 (50) 는, 그 다축 간섭계에 의해서 미동 스테이지 (26) 의 롤링량을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, Y 간섭계 (98Y) 에 의한 Y 위치의 계측 결과에 포함되는 상기 아베 오차를 보정하도록 해도 된다.
또, 미동 스테이지 (26) 의 θx, θy 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보는, 상기 서술한 Z 틸트 계측계 (76) (미동 스테이지 (26) 의 하면에 고정된 일직선상에 없는 3 개 지점 이상의 반사형 광센서 (74)) 에 의해서, 상기 서술한 필러 (71) 선단의 타깃판 (72) 을 이용하여 구해진다. Z 틸트 계측계 (76) 를 포함하여, 상기 서술한 미동 스테이지 (26) 의 위치 계측계의 구성에 관해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있다. 따라서, Y 간섭계 (98Y) 로서 미동 스테이지 (26) 의 롤링량을 검출하지 않는 타입의 간섭계를 이용하는 경우 등에는, 주제어 장치 (50) 는, Z 틸트 계측계 (76) 에 의해서 구해진, 미동 스테이지 (26) 의 θy 방향에 관한 위치 정보 (롤링량) 에 기초하여, Y 간섭계 (98Y) 에 의한 Y 위치의 계측 결과에 포함되는 상기 아베 오차를 보정하도록 해도 된다.
그 밖에, 미동 스테이지 (26) 단체의 θx, θy 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 계측하지 않고, 투영 광학계 (PL) 와 일체로 간주할 수 있는 미동 스테이지 (26) 상방의 부재 (보디 (BD) 의 일부, 예를 들어 경통 정반 (16)) 에 고정된 도시하지 않은 사입사 방식의 다점 초점 위치 검출계 (포커스 센서) 에 의해서, 상방으로부터 직접 기판 (P) 의 θx, θy 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 계측하기만 해도 된다. 물론, 기판 (P) 과 미동 스테이지 (26) 의 θx, θy 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 계측해도 된다.
기판 홀더 (PH) 의 상방에 위치하는 경통 정반 (16) 의 하단부에는, 도시하지는 않지만 복수의 얼라이먼트 검출계가 설치되어 있다. 얼라이먼트 검출계는, X 축과 Y 축 방향으로 소정의 간격으로 복수 배치되어 있다. 기판 홀더 (PH) 는 미동 스테이지 (26) 의 X 축 방향의 이동에 의해서, 복수의 얼라이먼트 검출계 아래를 통과할 수 있도록 되어 있다. 적어도 일부의 얼라이먼트 검출계는, 기판 (P) 상의 패턴 영역의 배치 (쇼트수, 면취수) 에 따라서, 그 XY 방향의 위치를 변경할 수 있도록 되어 있어도 된다.
각 얼라이먼트 검출계는, 예를 들어 CCD 카메라를 구비하는 현미경을 갖고 있어, 미리 기판 (P) 의 소정의 위치에 형성된 얼라이먼트 마크가 현미경의 시야 내에 들어오면 화상 처리에 의해서 얼라이먼트 계측이 실행되고, 얼라이먼트 마크의 위치 정보 (위치 어긋남 정보) 가 기판 스테이지 장치 (PST) 의 가동부의 위치를 제어하는 주제어 장치 (50) 로 보내지도록 되어 있다.
도 4 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 나타나 있다. 도 4 에서는, 기판 스테이지계에 관련된 구성 각 부가 나타나 있다. 주제어 장치 (50) 는, 워크 스테이션 (또는 마이크로컴퓨터) 등을 포함하며, 노광 장치 (100) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명한다. 여기서는, 일례로서 기판 (P) 에 대해서 제 2 층째 이후의 노광을 행하는 경우에 관해서 도 5 ∼ 도 13 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 5 ∼ 도 13 에 있어서 나타내는 노광 영역 (IA) 은 노광시에 조명광 (IL) 이 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 조사되는 조명 영역으로서, 실제로는 노광시 이외에는 형성되지 않지만, 기판 (P) 과 투영 광학계 (PL) 의 위치 관계를 명확하게 하기 위해서 항상 도시되어 있다.
우선, 주제어 장치 (50) 의 관리하에, 도시하지 않은 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해서 마스크 스테이지 (MST) 상으로 마스크 (M) 가 로드됨과 함께, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 기판 스테이지 장치 (PST) 상으로 기판 (P) 이 반입 (투입) 된다. 기판 (P) 에는 전층 (前層) 이전의 노광시에, 일례로서 도 5 에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 4 개의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 과 함께, 각 쇼트 영역의 패턴과 동시에 전사된 복수의 얼라이먼트 마크 (도시하지 않음) 가 쇼트 영역마다 형성되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PST) 상으로의 반입시에, 기판 (P) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 걸쳐서 재치되며, 기판 홀더 (PH) 는 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/2) 를 흡착 고정하고, 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 은 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 1/2) 를 부상 지지한다. 이 때, 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크가, 어느 얼라이먼트 검출계의 시야에 들어오도록 그리고 기판 홀더 (PH) 상에 오도록, 기판 (P) 이 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 걸쳐서 재치된다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 종래와 동일한 얼라이먼트 계측 방법에 의해서 투영 광학계 (PL) 에 대한 미동 스테이지 (26) 의 위치와, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 대략의 위치가 구해진다. 또한, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측은 생략해도 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 상기 계측 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32A) 을 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 구동시켜 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크를 어느 얼라이먼트 검출계의 시야 내로 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측을 행하고, 그 결과에 기초하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치를 구한다. 여기서, 노광을 위한 스캔은, 주사 노광시의 등속 이동 구간의 전후로 가속 구간 및 감속 구간을 포함하기 때문에, 스캔 개시 위치는 엄밀하게 말하면 가속 개시 위치이다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시켜, 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 을 위치 결정한다. 이 때, 도 5 중에 십자의 화살표로 나타낸 바와 같이, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 조동 테이블 (32A) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 도 5 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그 후, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작이 행해진다.
스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작에서는, 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 에 대해서 순차적으로 노광 처리가 행해진다. 기판 (P) 은, 스캔 동작시에는, X 축 방향으로 소정의 가속 시간 가속되고, 그 후 소정 시간 등속 구동되고 (이 등속 구동중에 노광 (스캔 노광) 이 행해지고), 그 후 가속 시간과 동일한 시간만큼 감속된다 (이하, 이 기판 (P) 의 일련의 동작을 X 스캔 동작이라고 함). 또, 기판은, 스텝 동작시 (샷 영역간 이동시) 에는 X 축 또는 Y 축 방향으로 적절하게 구동된다 (이하, 각각 X 스텝 동작, Y 스텝 동작이라고 함). 본 실시형태에서는, 각 쇼트 영역 (SAn) (n = 1, 2, 3, 4) 의 최대 노광폭 (Y 축 방향의 폭) 은 기판 (P) 의 약 1/2 이다.
구체적으로는, 노광 동작은 다음과 같이 하여 행해진다.
도 5 의 상태로부터, 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 는 도 5 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 방향으로 구동되어 기판 (P) 의 X 스캔 동작이 행해진다. 이 때, 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 가 기판 (P) (미동 스테이지 (26)) 과 동기하여 -X 방향으로 구동되고 있고, 쇼트 영역 (SA1) 이 투영 광학계 (PL) 에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 투영 영역인 노광 영역 (IA) 을 통과하기 때문에, 그 때 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 주사 노광이 행해진다. 주사 노광은, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 -X 방향으로 가속후의 등속 이동중에, 마스크 (M), 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 기판 (P) 에 조명광 (IL) 이 조사됨으로써 행해진다.
상기 서술한 X 스캔 동작시에, 주제어 장치 (50) 는, 미동 스테이지 (26) 에 탑재된 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/2) 를 흡착 고정시키고, 조동 테이블 (32A) 상에 있는 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 상에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/2) 를 부상 지지시킨 상태에서 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 를 구동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (50) 는, X 리니어 인코더 시스템 (46A, 46B) 의 계측 결과에 기초하여, X 리니어 모터 (42A, 42B) 를 개재하여 조동 테이블 (32A 및 32B) 을 X 축 방향으로 구동시킴과 함께, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 및/또는 Z 틸트 계측계 (76) 의 계측 결과에 기초하여, 미동 스테이지 구동계 (52) (각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z)) 를 구동시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 미동 스테이지 (26) 와 일체가 되어 중량 캔슬 장치 (28) 상에 부상 지지된 상태에서, 조동 테이블 (32A) 에 견인되어 X 축 방향으로 이동함과 함께, 조동 테이블 (32A) 로부터의 상대 구동에 의해서 X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향 (6 자유도 방향) 에 관해서 정밀하게 위치 제어된다. 또, 주제어 장치 (50) 는, X 스캔 동작시에 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 와 동기하여, 마스크 간섭계 시스템 (14) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST) 를 X 축 방향으로 주사 구동시킴과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동시킨다. 도 6 에는, 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 (P) 의 일부를 유지하는 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P) 을 도 6 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 조금 +X 방향으로 구동시키는 기판 (P) 의 X 스텝 동작을 행한다. 기판 (P) 의 X 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, X 스캔 동작과 동일한 상태에서 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 를 구동시켜 (단, 이동중의 위치 편차는 스캔 동작일수록 엄밀하게 규제하지 않고) 행한다. 도 7 에는, 쇼트 영역 (SA2) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치에 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 이동한 상태가 나타나 있다. 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P) 의 X 스텝 동작과 병행하여, 마스크 스테이지 (MST) 를 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 는, 도 7 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P) (기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 -X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA2) 에 대해서 스캔 노광을 행한다. 도 8 에는, 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 미노광 영역을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 Y 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 Y 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 에 의해서, 도 8 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 +Y 측 단부의 이면을 흡착 유지하고, 그 기판 (P) 에 대한 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛 (84) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨 상태에서, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 를, 도 9 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 -Y 방향으로 구동시킴으로써 행해진다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 대해서 기판 (P) 만이 -Y 방향으로 이동하고, 기판 (P) 은 미노광의 쇼트 영역 (SA3, SA4) 이 기판 홀더 (PH) 상에 대향하여, 기판 홀더 (PH) 와 -Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 걸쳐서 재치된 상태가 된다. 이 때, 기판 (P) 은 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛 (84) 에 의해서 부상 지지되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 가 배기로부터 흡기 (흡인) 로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/2) 가 흡착 고정되고, 4 개의 에어 부상 유닛 (84) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 1/2) 가 부상 지지된 상태가 된다. 상기 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 동작의 개시 직후에, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 기판 (P) 의 흡착이 해제된다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측시에, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 필요에 따라서 상기 서술한 기판 (P) 의 X 스텝 동작이 행해진다 (도 9 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 도 10 중에 십자의 화살표로 나타낸 바와 같이, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32A) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 10 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 도 11 에는, 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 를 도 11 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 조금 -X 방향으로 구동시키는 X 스텝 동작이 행해진다. 도 12 에는, 쇼트 영역 (SA4) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치에 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 이동한 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 12 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속이 개시되고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 도 13 에는, 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32A, 32B, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에서는, 스캔 노광과 스텝 동작을 반복함으로써 기판 (P) 전체 (기판 상의 모든 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4)) 에 대한 노광 (마스크 (M) 의 패턴의 중합 전사) 이 행해진다.
여기서, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 에 대한 노광의 순서 및 스캔의 방향은 상기 서술한 순서, 방향에 한정되는 것은 아니다. 또, 투영 광학계 (PL) 를 통한 조명광 (IL) 의 기판 (P) 상으로의 조사는, 마스크 스테이지 (MST) 와 미동 스테이지 (26) 의 X 축 방향으로의 등속 동기 이동시에만 행해지도록, 도시하지 않은 마스킹 블레이드의 위치 또는 셔터의 개폐 등이 행해지고 있다. 또, 마스킹 블레이드의 개구폭을 가변으로 하여 노광 영역 (IA) 의 폭을 변경 가능하게 구성해도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에서는, 기판 (P) 이 재치되고, 그 기판 (P) 의 평탄도를 확보한 상태에서 흡착 유지하는 기판 홀더 (PH) 의 기판 유지면 (기판 재치면) 은 종래의 기판 홀더의 약 1/2 의 면적이면 충분하기 때문에, 기판 홀더 (PH) 를 소형, 경량화할 수 있게 된다. 또, 경량화된 기판 홀더 (PH) 를 지지하는 미동 스테이지 (26) 도 소형, 경량화되어, 각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z) 에 의한 미동 스테이지 (26) 의 고속, 고가감속 구동 및 위치 제어성의 향상이 가능해진다. 또, 기판 홀더 (PH) 는 소형화됨으로써, 그 기판 유지부의 평면도의 가공 시간이 단축되고, 가공 정밀도도 향상된다. 또, 본 실시형태에서는, 미동 스테이지 (26) 는 Y 축 방향에 관해서 스텝 이동은 행하지 않고, 조동 테이블 (32A) 상의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 (P) 만을 Y 축 방향으로 러프한 정밀도로 스텝 이동시키기 때문에, 조동 테이블 (32A) 의 구조도 심플하고 소형, 경량, 저비용화할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PST) 는, 기판 (P) 에 크로스 스캔 방향 (Y 축 방향) 으로 복수의 쇼트 영역을 배치하는 다면취 레이아웃에 유효하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측 및 -Y 측에 각각 배치되는 에어 부상 유닛의 기판 지지면의 면적 (합계 면적) 은, 반드시 기판 (P) 의 약 1/2 일 필요는 없고, 또 그 크로스 스캔 방향의 치수는 반드시 기판 (P) 의 약 1/2 의 치수일 필요는 없다. 즉, 보다 작은 면적, 사이즈의 기판 지지면을 갖는 에어 부상 유닛에 의해서 기판 (P) 을 부상시켜도 된다. 이 경우, 그 에어 부상 유닛으로서, 에어 강성을 높일 수 있는 에어 베어링 구조를 이용할 수 있고, 에어 강성이 낮은 에어 베어링 구조를 이용함과 함께, 부하 용량이 큰 팬에 의해서 기류를 일으켜, 그 기류에 의해서 기판 (P) 을 부상시키도록 해도 된다.
《제 2 실시형태》
다음으로, 제 2 실시형태에 관해서 도 14 ∼ 도 16 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 14 에는, 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치 (200) 의 구성이 개략적으로 나타나 있고, 도 15 에는, 노광 장치 (200) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 또, 도 16 에는, 노광 장치 (200) 를 +X 방향에서 본 개략 측면도가 일부 생략되어 나타나 있다. 단, 도 16 에서는, 상기 서술한 도 3 과 마찬가지로, 조동 테이블 (32A) 은 단면도로 나타나 있다.
본 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치 (200) 에서는, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 대신에, 기판 스테이지 장치 (PSTa) 가 설치되어 있는 점이 상기 서술한 제 1 실시형태와 상이하지만, 그 밖의 부분의 구성 등은 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하다.
기판 스테이지 장치 (PSTa) 는, 도 15 및 도 16 에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 가 구비하는 2 개의 조동 테이블 (32A, 32B) 중, -Y 측의 조동 테이블 (32B) 을 없애고, 이에 수반하여 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛을 가동이 아니라 고정형으로 하고 있는 점이, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 와 상이하다. 이하, 상이점을 중심으로 하여, 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTa) 에 관해서 설명한다.
기판 홀더 (PH) 의 -Y 측에는, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 에어 부상 유닛 (84A) 과 에어 부상 유닛 (84B) 이 각각 1 쌍 Y 축 방향으로 약간의 간극을 두고 나열되어 조를 이루고, 그 조가 X 축 방향으로 소정의 순서로 나란히 배치되어 있다. 에어 부상 유닛 (84A) 은, 상기 서술한 에어 부상 유닛 (84) 과 거의 동일한 형상 및 크기의 지지면을 갖고, 에어 부상 유닛 (84B) 은, 에어 부상 유닛 (84A) 과 Y 축 방향의 길이가 동일하고, X 축 방향의 길이가 1/3 정도인 지지면을 갖고 있다.
에어 부상 유닛 (84A 및 84B) 은, 또한 에어 부상 유닛 (84) 과 동일하게 구성되어 있다. 본 제 2 실시형태에서는, 에어 부상 유닛 (84A) 은 4 조, 에어 부상 유닛 (84B) 은 3 조, 합계로 7 조 이용되고 있다. 합계 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 은, Y 축 방향의 폭이 기판 (P) 의 Y 축 방향의 폭의 약 1/2, X 축 방향의 길이는, 기판 홀더 (PH) 가 스캔 이동했을 때의 이동 범위와 거의 동등한 길이의 사각형 영역 내에, X 축 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 합계 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 은, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 가대 (18) 에 접촉하지 않도록 바닥면 (F) 에 고정된 프레임 (110) 상에 고정되어 있다.
도 15 에 나타내는 바와 같이, 노광 영역 (IA) 의 중심과 합계 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 의 배치 영역의 중심의 X 위치는 거의 일치하고 있고, X 축 방향의 중앙에 1 조 (1 쌍) 의 에어 부상 유닛 (84B) 이 배치되어 있다. 이 1 조의 에어 부상 유닛 (84B) 과 그 1 조의 에어 부상 유닛 (84B) 에 인접하는 X 축 방향 양측의 에어 부상 유닛 (84A) 사이의 간극으로부터, Y 간섭계 (98Y) 로부터의 X 축 방향으로 이간된 1 쌍의 계측 빔이 Y 이동 거울 (94Y) 에 조사되도록 되어 있다. 이 경우, Y 간섭계 (98Y) 는, 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 보다 -Y 측에 위치하는 보디 (BD) 의 사이드 프레임 (20) 에 고정되어 있다. Y 간섭계 (98Y) 로서, 미동 스테이지 (26) 의 롤링량의 계측이 가능한 다축 간섭계가 이용되고 있다 (도 16 참조).
또, 도 14 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 레벨링 장치 (78) 의 가동부가, 중량 캔슬 장치 (28) 의 Z 슬라이더 (68) 에, 수평면 내의 축 (예를 들어 X 축과 Y 축) 둘레에 미소 스트로크로 경사 가능하게 부착되어 있다. 레벨링 장치 (78) 는, 예를 들어 상면 (구면의 상반부) 이 미동 스테이지 (26) 에 고정되어 있고, Z 슬라이더 (68) 의 상면에 레벨링 장치 (78) 의 θx 방향 및 θy 방향의 회전 (경사) 을 허용하는 오목부가 형성되어 있는 것으로 할 수 있다. 혹은, 그 반대로, 레벨링 장치 (78) 는, 예를 들어 하면 (구면의 하반부) 이 Z 슬라이더 (68) 에 고정되고, 레벨링 장치 (78) 에 대한 미동 스테이지 (26) 의 θx 방향 및 θy 방향의 경사를 허용하는 오목부가 미동 스테이지 (26) 에 형성되어 있는 것으로 할 수도 있다. 어느 경우이든, 레벨링 장치 (78) 는, Z 슬라이더 (68) 에 하방으로부터 지지되며, 미동 스테이지 (26) 의 수평면 내의 축 (예를 들어 X 축과 Y 축) 둘레의 미소 각도 범위내에서의 틸팅을 허용한다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTa) 에서는, Z 슬라이더 (68) 가 레벨링 장치 (78) 의 고정부를 겸하며, 실링 패드는 설치되어 있지 않고, 중량 캔슬 장치 (28) 가 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있다. 또, 중량 캔슬 장치 (28) 는 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있기 때문에, 중량 캔슬 장치 (28) 의 단독 운동을 규제하는 연결 장치 (80) (플렉셔 장치) 등은 설치되어 있지 않다. 기판 스테이지 장치 (PSTa) 의 기타 부분의 구성은 기판 스테이지 장치 (PST) 와 동일하게 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치 (200) 에 의하면, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 을 조동 테이블 (32B) 에 탑재하지 않고, 별도로 재치한 프레임 (110) 에 고정했기 때문에, 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 이 Y 간섭계 (98Y) 의 계측 빔을 차단하지 않는다. 또한, Y 이동 거울 (94Y) 은, 기판 홀더 (PH) 의 측면 혹은 미동 스테이지 (26) 에 브래킷을 개재하여 부착해도 된다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 제 3 실시형태에 관해서 도 17 및 도 18 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1, 제 2 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 17 에는, 본 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PSTb) 가 보디 (BD) 의 일부와 함께 평면도로 나타나 있고, 도 18 에는, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치를 +X 방향에서 본 개략 측면도가 일부 생략되어 나타나 있다. 단, 도 18 에서는, 상기 서술한 도 16 과 마찬가지로, 조동 테이블 (32A) (및 (32B)) 은 단면도로 나타나 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTb) 에서는, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PST) 와 마찬가지로 2 개의 조동 테이블 (32A, 32B) 이 설치되어 있지만, -Y 측의 조동 테이블 (32B) 에는 에어 부상 유닛은 탑재되어 있지 않고, 상기 서술한 제 2 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTa) 와 마찬가지로, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛은 별도로 재치한 프레임 (110) 에 기판 홀더 (PH) 의 X 방향 이동 범위 전체에 걸쳐서 부착되어 있다 (도 17 참조). 이 경우도, -Y 측의 에어 부상 유닛으로서, 제 2 실시형태와 동일하게 배치된 합계 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 이 이용되고 있다. 또, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 및 복수의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 의 일부 (도 18 에서는, 1 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 의 1 개가 도시되어 있음) 가, 조동 테이블 (32B) 과 미동 스테이지 (26) 사이에 설치되어 있다.
또한, Y 이동 거울 (94Y) 이, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 측면의, X 이동 거울 (94X1, 94X2) 과 거의 동일한 높이의 위치에 배치되고, 브래킷 (96A) 을 개재하여 미동 스테이지 (26) 의 -Y 측의 면에 고정되어 있다. 이 경우, 아베 오차가 생기지 않기 때문에, Y 간섭계 (98Y) 는 롤링량의 계측은 반드시 할 필요는 없다.
이 경우도, 중량 캔슬 장치 (28) 가 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있다. 기판 스테이지 장치 (PSTb) 의 그 밖의 부분의 구성 및 기판 스테이지 장치 (PSTb) 이외의 각 부의 구성은, 상기 서술한 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 동일하게 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치에 의하면, 상기 서술한 제 1 및 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치 (100, 200) 와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 미동 스테이지 (26) 를 구동시키는 X 보이스 코일 모터 (54X) 및 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 는, 조동 테이블 (32A, 32B) 의 양방에 균형있게 분산하여 부착하는 것이 가능해져, 제 2 실시형태보다 강성이 높은 모터 배치가 가능해진다 (도 18 참조).
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 2 개의 조동 테이블 (32A, 32B) 이 설치된 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 일체화한 조동 테이블 (32) 을 설치하고, 그 조동 테이블 (32) 을 2 개의 X 빔 (30A, 30B) 상에 슬라이드할 수 잇도록 부착해도 된다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 3 실시형태 및 도 19 의 변형예에서는, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 적어도 일측의 에어 부상 유닛을 조동 테이블 (32A 또는 32B) 상에 탑재하여 X 축 방향으로 움직할 수 있는 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 조동 테이블에 추종하여 이동하는 별도의 이동체를 설치하고, 그 별도의 이동체 상에 에어 부상 유닛을 탑재하여 X 축 방향으로 움직할 수 있는 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 조동 테이블 (32A) 의 이동 경로의 +Y 측 및/또는 조동 테이블 (32B) 의 이동 경로의 -Y 측의 이동 경로를 따라서 이동하는 별도의 이동체를 설치하고, 그 별도의 이동체 상에 예를 들어 역 L 자형의 지지 부재를 개재하여 에어 부상 유닛을 Y 축 방향에 관해서 기판 홀더 (PH) 에 근접하는 상태에서 탑재해도 된다.
《제 4 실시형태》
다음으로, 제 4 실시형태에 관해서 도 20 및 도 21 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1, 제 2 및 제 3 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 20 에는, 본 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PSTc) 가 보디의 일부와 함께 평면도로 나타나 있고, 도 21 에는, 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 20 의 +X 방향에서 본 개략 측면도가 일부 생략되어 나타나 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTc) 에서는, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 도 19 와 마찬가지로, 일체화된 조동 테이블 (32) 이 2 개의 X 빔 (30A, 30B) 상에 슬라이드 가능하게 부착되어 있지만, 조동 테이블 (32) 상에는 에어 부상 유닛은 탑재되어 있지 않다. 도 21 에서는, 조동 테이블 (32) 은 단면도로 나타나 있다. 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측 및 +Y 측의 에어 부상 유닛은, 제 2, 제 3 실시형태의 -Y 측의 에어 부상 유닛과 마찬가지로 가대 (18) 에 접촉하지 않도록 바닥면 (F) 상에 설치된 프레임 (110A, 110B) 의 각각에 고정되어 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측 및 +Y 측의 에어 부상 유닛의 각각은, 도 20 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 폭이 기판 (P) 의 Y 축 방향의 폭의 약 1/2, X 축 방향의 길이는, 기판 홀더 (PH) 가 스캔 이동했을 때의 이동 범위와 거의 동등한 길이의 사각형 영역 내에, X 축 방향으로 소정의 간격으로, Y 축 방향으로 약간의 간극을 두고 배치되어 있다. 이 경우, -Y 측의 에어 부상 유닛으로서, 제 2, 제 3 실시형태와 동일하게 배치된 합계 7 조의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 이 이용되고 있다. 한편, +Y 측의 에어 부상 유닛으로는, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 상기 사각형 영역 내에 X 축 방향에 관해서 소정의 간극을 두고 배치된 4 조 (합계 8 개) 의 에어 부상 유닛 (84D) 이 이용되고 있다. 에어 부상 유닛 (84D) 은, 상기 서술한 에어 부상 유닛 (84) 과 동일하게 구성되며, Y 축 방향의 폭은 에어 부상 유닛 (84) 과 동등하지만, X 축 방향의 길이가 에어 부상 유닛 (84) 보다 약간 길다.
+Y 측의 4 조의 에어 부상 유닛 (84D) 이 고정되어 있는 프레임 (110A) 에는, 상기 서술한 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 가 X 축 방향으로 소정의 간격으로 복수 (도 20 에서는 3 개) 설치되어 있다. 여기서, 기판 (P) 이 가동 영역 내의 어느 위치 (Y 축 방향의 위치) 에 있을 때라도 기판 (P) 의 이면을 가동부 (88a) 에서 흡착하여 Y 축 방향으로 보낼 수 있도록 하기 위해서, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는 복수 설치되어 있다. 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, X 축 방향으로 인접하는 에어 부상 유닛 (84D) 사이의 간극에 배치되어 있다. 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 의 상면은, 에어 부상 유닛 (84D) 상으로 부상한 기판 (P) 을 흡착하여 Y 축 방향으로 이동시킬 수 있음과 함께, 흡착을 해제하여 기판 (P) 으로부터 분리할 수 있도록 되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTc) 의 그 밖의 부분의 구성 및 기판 스테이지 장치 (PSTc) 이외의 각 부의 구성은, 상기 서술한 제 1, 제 2 또는 제 3 실시형태와 동일하게 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치에 의하면, 상기 서술한 각 실시형태에 관련된 노광 장치와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측뿐만 아니라, +Y 측에 위치하는 에어 부상 유닛 (84D) 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 가 조동 테이블 (32) 과는 분리되어 프레임 (110A) 상에 고정되어 있기 때문에, 조동 테이블 (32) 에 걸리는 부하가 감소하여 조동 테이블 (32) 을 구동시키는 추진력을 작게 할 수 있다.
《제 5 실시형태》
다음으로, 제 5 실시형태에 관해서 도 22 ∼ 도 24 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 22 에는, 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 의 구성이 개략적으로 나타나 있고, 도 23 에는, 노광 장치 (500) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 또, 도 24 에는, 노광 장치 (500) 를 도 22 의 +X 방향에서 본 개략 측면도가 일부 생략되어 나타나 있다. 도 24 에서는, 조동 테이블 (32) 은 단면도로 나타나 있다.
본 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 는, 기본적으로는 상기 서술한 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치와 동일하게 구성되어 있지만, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 가 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTc) 와 일부 상이하다. 구체적으로는, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 미동 스테이지 (26) 상에서의 부착 위치가 기판 스테이지 장치 (PSTc) 와 상이하고, 이것에 대응하여 X 간섭계의 구성 등이 기판 스테이지 장치 (PSTc) 와 상이하다. 이하, 상이점을 중심으로 하여, 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 에 관해서 설명한다.
도 22, 도 23, 도 24 에서 알 수 있는 바와 같이, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 은, 각각 도시하지 않은 이동 거울 지지 부품을 개재하여 미동 스테이지 (26) 의 Y 축 방향의 양측면의 X 축 방향 중앙 부근에 부착되어 있다. 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대응하여, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 각각에 대향하는 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 가 설치되어 있다. 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 의 각각은, 도 24 에 나타내는 바와 같이, -X 측의 가대 (18) 에 각각의 일단부 (하단부) 가 고정된 L 자형의 프레임 (X 간섭계 프레임) (102A, 102B) 의 타단 (상단) 에 개별적으로 고정되어 있다. 프레임 (102A, 102B) 으로서, 상기 서술한 프레임 (110A, 110B) 및 X 축 방향으로 이동하는 조동 테이블 (32) 과의 간섭을 피하기 위해서 L 자형인 것이 이용되고 있다.
또, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 은, 기판 홀더 (PH) 의 -X 측 단부면보다 +X 측에서 기판 (P) 의 상면 (표면) 보다 낮은 위치, 구체적으로는 기판 홀더 (PH) 의 하면보다 약간 낮은 위치에 설치되어 있다. 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대향하여, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 기판 (P) 의 상면보다 낮은 위치에서 Y 축 방향에 관해서 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛 (84D 또는 84A) 의 간극에 수용되는 위치에 배치되어 있다. 이에 따라, 본 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTd) 에서는, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 예를 들어 도 23 과 도 20 을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, X 간섭계 (1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2)) 를, 제 4 실시형태 (및 제 1 ∼ 제 3 실시형태) 에 따른 X 간섭계 (98X) 에 비해서 -X 측의 가대 (18) 로부터 가까운 위치에 배치할 수 있게 된다.
또, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 에서는, 도 23 에 나타내는 바와 같이, +Y 측의 X 이동 거울 (94X1) 과, 미동 스테이지 (26) 를 Y 축 방향으로 미소 구동시키는 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 가 간섭하지 않도록, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 가 미동 스테이지 (26) 의 X 축 방향의 중심 (중앙) 에 가까운 위치에 부착되어 있다. 단, 이에 한정되지 않고, X 이동 거울 (94X1) 과 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 가 간섭하지 않도록 할 수 있는 것이라면, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 는 어디에 부착해도 된다. 도시하지 않지만, 예를 들어 미동 스테이지 (26) 의 X 축 방향의 양측면이어도 된다. 이 경우, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 의 위치는, 구동력의 합력 (合力) 이 미동 스테이지 (26) 의 무게 중심 위치에 작용하도록, 즉 미동 스테이지 (26) 의 무게 중심 구동이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성되는 본 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 에 의하면, 상기 서술한 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 를 제 4 실시형태 (및 제 1 ∼ 제 3 실시형태) 에 관련된 X 간섭계 (98X) 에 비해서 -X 측의 가대 (18) 로부터 가까운 위치에 배치하는 것이 가능해지기 때문에, 프레임 (102A, 102B) 의 총중량이 간섭계 칼럼 (102) 의 중량에 비해서 가벼워져 강성이 늘어난다는 이점이 있다.
《제 6 실시형태》
다음으로, 제 6 실시형태에 관해서 도 25 ∼ 도 29 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 또는 제 5 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 25 에는, 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 또, 도 26 에는, 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치의 XZ 단면도가 일부 생략되어 나타나 있다.
본 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치는, 기본적으로는 상기 서술한 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치와 동일하게 구성되어 있지만, 기판 스테이지 장치 (PSTe) 가 제 5 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와 일부 상이하다.
구체적으로는, 기판 스테이지 장치 (PSTe) 에서는, 도 25 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 로서, Y 축 방향의 사이즈뿐만 아니라 X 축 방향의 사이즈도 기판 (P) 의 X 축 방향의 사이즈보다 작고, 예를 들어 기판 (P) 의 약 1/2 인 것이 이용되고 있다. 그리고, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 양측에는, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (이동 에어 부상 유닛) (84C) 이 배치되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84C) 의 각각은, 도 26 에 나타내는 바와 같이, 그 상면이 기판 홀더 (PH) 와 거의 동등 (약간 낮은) 한 높이가 되도록, 지지 부재 (112) 를 개재하여 조동 테이블 (32) 의 상면에 고정되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84C) 의 각각은, 예를 들어 Y 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 와 동등하고 (혹은 기판 홀더 (PH) 보다 약간 짧고), X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 와 거의 동등하거나 혹은 약간 짧다.
기판 스테이지 장치 (PSTe) 에서는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 은, 도 25 및 도 26 에서 알 수 있는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 -X 측 측면의 Y 축 방향의 양단 부근에 도시하지 않은 이동 거울 지지 부재를 개재하여 고정되어 있다. 기판 스테이지 장치 (PSTe) 의 그 밖의 부분의 구성은, 제 4 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와 동일하게 되어 있다. 이 경우, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 제 5 실시형태와 마찬가지로, 고정의 에어 부상 유닛 (84A, 84B) 과 조동 테이블 (32) 상의 에어 부상 유닛 (84C) 에 간섭하지 않고, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 접근할 수 있는 배치로 되어 있다.
또한, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 제 5 실시형태와 마찬가지로, 기판 홀더 (PH) 의 양측면에서 X 축 방향의 중앙 부근에 부착해도 된다. 이러한 경우에는, X 간섭계 (98X1, 98X2) 를 보다 +X 측에 배치할 수 있게 된다. 또, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 은, 기판 홀더 (PH) 가 아니라 미동 스테이지 (26) 에, X 이동 거울 지지 프레임을 개재하여 부착해도 된다.
다음으로, 본 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치로 기판의 처리를 행할 때의 일련의 동작에 관해서 도 26 ∼ 도 29 에 기초하여 설명한다. 여기서는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 쇼트 영역 (SA1 및 SA2) (또는 쇼트 영역 (SA3 및 SA4)) 에 최초로 노광을 행하는 경우를 들어 설명한다. 또한, 도 26 내지 도 29 에서는, 고정의 에어 부상 유닛 등의 도시는 생략되어 있다. 또, 본 제 6 실시형태에서는, 조동 테이블 (32), 중량 캔슬 장치 (28), 미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등을 포함하며, 기판 (P) 과 일체로 (기판 (P) 의 일부를 유지하여) X 축 방향으로 이동하는 이동체가 구성되어 있지만, 이하에서는 이 이동체를 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 로 표기한다.
우선, 주제어 장치 (50) 의 관리하에, 도시하지 않은 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해서 마스크 스테이지 (MST) 상으로의 마스크 (M) 가 로드됨과 함께, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 기판 스테이지 장치 (PSTe) 상으로 기판 (P) 이 반입된다. 기판 (P) 에는 전층 이전의 노광시에, 일례로서 도 25 에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 X 축 방향으로 2 개, Y 축 방향으로 2 개, 합계 4 개의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 과 함께, 각 쇼트 영역의 패턴과 동시에 전사된 복수의 얼라이먼트 마크 (도시하지 않음) 가 쇼트 영역마다 형성되어 있다.
우선, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와, +Y 측의 고정의 복수의 에어 부상 유닛 (84D) 의 일부와 +X 측의 에어 부상 유닛 (84C) 에 걸쳐서 재치된다. 이 때, 기판 홀더 (PH), 에어 부상 유닛 (84D) 및 에어 부상 유닛 (84C) 의 상면으로부터는 고압 공기가 분출되고, 기판 (P) 은 부상 지지되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 가 배기로부터 흡기 (흡인) 로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (샷 영역 (SA1) 을 포함하는 사각형 영역에 대응하는 기판 (P) 전체의 약 1/4) 가 흡착 고정되고, 복수의 에어 부상 유닛 (84D) 의 일부 및 에어 부상 유닛 (84C) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 3/4) 가 부상 지지된 상태가 된다. 그리고, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 방법에 의해서 얼라이먼트 동작이 행해진다 (도 26 참조).
계속해서, 도 26 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P) (기판 스테이지 (26, 28, 32, PH)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 가 동기하여 -X 방향으로 이동함으로써, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 기판 홀더 (PH) 에 흡착되어 있는 기판 (P) 의 최초의 쇼트 영역 (SA1) 이 스캔 노광된다. 도 27 에는, 쇼트 영역 (SA1) 의 노광 종료 후에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 가, 그 시점에서 기판 (P) 에 대향하는 위치에 있는 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) (도 27 에서는 도시하지 않음, 도 25 참조) 를 이용하여 기판 (P) 의 이면을 흡착하고, 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 +X 측의 에어 부상 유닛 (84C) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 에 의해서만 유지된 상태가 된다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 이 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 에만 의한 기판 (P) 의 유지 상태를 유지한 채로, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 도 27 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 구동시키는 기판 (P) 의 X 스텝을 개시한다. 이에 따라, 기판 (P) 은, X 스텝 개시전의 위치에 정지된 채로, 이 기판 (P) 에 대해서 기판 홀더 (PH) 가 +X 방향으로 이동한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 가 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA2) 의 바로 아래에 도달하면, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 정지시킨다 (도 28 참조). 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와, +Y 측의 고정의 복수의 에어 부상 유닛 (84D) 의 일부와 -X 측의 에어 부상 유닛 (84C) 에 걸쳐서 재치되어 있다. 기판 홀더 (PH), 복수의 에어 부상 유닛 (84D) 의 일부 및 에어 부상 유닛 (84C) 의 상면으로부터는 고압 에어가 분출되고 있고, 기판 (P) 은 부상 지지되어 있다.
상기 기판 (P) 의 X 스텝을 위한 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 의 구동과 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 마스크 스테이지 (MST) 를 소정의 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다.
그 후, 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착, 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 해제와, 기판 (P) 상의 새로운 얼라이먼트 마크를 이용한 얼라이먼트 계측과, 미동 스테이지 (26) 에 의한 기판 (P) 의 위치 결정이 행해진다. 그 후, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 와 마스크 스테이지 (MST) 가 동기하여, 도 28 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 이동함으로써, 다음 쇼트 영역 (SA2) 의 스캔 노광이 행해진다. 도 29 에는, 쇼트 영역 (SA2) 의 노광 종료 후에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
이후, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 와 마찬가지로, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 (P) 의 Y 스텝 동작이 행해지고, 얼라이먼트에 의한 위치 맞춤을 행하여 스캔 노광이 반복하여 행해진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치에 의하면, 상기 서술한 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 본 제 6 실시형태에 관련된 노광 장치에 의하면, 기판 홀더 (PH) 를 하나의 쇼트 영역 (일괄 노광 영역) 과 동등한 크기로 하고, 그 이외의 영역은 에어 부상 유닛에 의해서 부상 지지하도록 했기 때문에, 미동 스테이지 (26) 에 탑재되는 기판 홀더 (PH) 는, 상기 제 1 내지 제 5 실시형태에 비해서 더욱 소형, 경량이 된다. 또, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 는, 하나의 쇼트 영역을 스캔할 뿐이기 때문에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 의 X 축 방향의 스트로크는, 상기 제 1 내지 제 5 실시형태보다 짧아진다 (약 1/2). 따라서, 기판 스테이지 장치, 나아가서는 그 기판 스테이지 장치를 구비하는 노광 장치의 더욱 향상된 소형화 및 경량 컴팩트화, 그리고 비용 저감도 가능해진다.
또한, 상기 설명에서는, 최초의 쇼트 영역을 스캔 노광한 후, 기판 (P) 을 남기고, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 다음 쇼트 영역의 노광을 위해서 +X 방향으로 이동시켰지만 (도 27 및 도 28 참조), 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 남기고, 도시하지 않은 기판 X 스텝 이송 장치에 의해서 기판만을 -X 방향으로 이동시키고, 그 후, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 에 의한 +X 방향으로의 스캔에 의해서 노광해도 된다. 기판 X 스텝 이송 장치는 기판 (P) 의 반입, 반출 장치를 겸하고 있어도 된다.
또한, 상기 설명에서는, 제 2 실시형태로부터 제 6 실시형태에 있어서, 조동 스테이지와는 분리된 에어 부상 유닛을 프레임을 개재하여 바닥면에 고정시켰지만, 진동이 발생할 우려가 적을 경우, 이것들은 가대 (18) 에 고정시켜도 된다.
이상에서 상세히 설명한 제 1 ∼ 제 6 의 각 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 및 노광 장치에 관해서 요약하면 다음과 같다. 기판 스테이지 장치는, 기판을 흡착하여 평면 교정하는 기판 홀더를, 종래 장치와 같은 기판과 동등한 사이즈로는 하지 않고, 투영 광학계에 의한 노광 필드와 동등한 폭 (Y 축 방향의 사이즈) 으로 하고, 스캔 방향 (X 축 방향) 의 길이는 기판의 X 축 방향의 길이와 동등 혹은 1 회의 스캔 동작으로 노광하는 일괄 노광 영역의 스캔 길이와 동등한 길이로 하였다. 그리고, 기판이 기판 홀더로부터 비어져 나온 부분은, 이동 혹은 고정 에어 부상 유닛에 의해서 부상 지지하도록 하였다. 이 때문에, 기판 홀더는 소형, 경량이며 고정밀도 (고평면도) 화가 용이해지고, 미동 스테이지의 제어성 (위치 속도 제한성 등) 이 향상되어, 고정밀도, 고속화가 가능해진다. 또, 조동 테이블은 노광 필드 (조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 위치)) 에 대해서 1 축 방향 (X 축 방향) 으로만 이동하는 테이블 (스테이지) 로 했기 때문에, 조동 스테이지부가 심플한 구성이 되어 비용 저감이 가능해진다.
또, 기판의 Y 방향으로의 스텝 이동은, 기판 Y 스텝 이송 장치에 의해서 기판만을 Y 방향으로 이동시키도록 했기 때문에 이동 질량이 가볍다. 또, 기판의 Y 스텝 위치 결정은 러프한 정밀도로 행하도록 했기 때문에, 기판 Y 스텝 이송 장치의 비용도 저렴하다. 심플한 구성의 조동 스테이지부는 미동 스테이지와는 분리되어 있기 때문에 러프한 정밀도이어도 되며, 러프한 정밀도의 가동부를 포함하는 구성 부분 (조동 스테이지부 및 기판 Y 스텝 이송 장치 등) 은 경량, 고강성의 세라믹스 부재를 이용하지 않고, 일반 공업용 재료를 이용하여 만들 수 있다. 따라서, 경량, 고강성의 세라믹스 부재를 대형화하는 데 필요로 되는 큰 소성로 및 그것을 고정밀도로 가공하는 데 필요로 되는 대형 연삭반 등이 불필요하다. 또, 러프한 정밀도의 가동부를 포함하는 구성 부분은, 고정밀도의 가이드 및 고강성의 정압 기체 베어링 등을 모두 사용하지 않고, 볼 혹은 롤러에 의한 롤링 가이드 등을 사용하여 만들 수 있다. 또, 러프한 정밀도를 갖는 가동부를 포함하는 구성 부분은, 고정밀도의 위치 결정을 고속으로 행하는 경우에 필요로 되는, 고추진력이며 저리플의 코어리스 리니어 모터 (보이스 코일 모터) 등을 사용하지 않고, 코어 장착 리니어 모터, 볼나사 구동 혹은 벨트 구동 등 비교적 저렴하고 대형화가 용이한 것을 사용할 수 있다.
또한, 미동 스테이지와 조동 스테이지부를 분리하여 배치함으로써, 미동 스테이지로의 진동 전달을 억제할 수 있다.
그리고, X, Y 방향으로의 스텝 이동후의 위치 결정은, 미리 기판에 형성되어 있는 얼라이먼트 마크를 얼라이먼트 검출계로 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 미동 스테이지를 이동시킴으로써 행하도록 했기 때문에 노광시의 위치 결정 정밀도도 높다.
《제 7 실시형태》
다음으로, 제 7 실시형태에 관해서 도 30 ∼ 도 49 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1 내지 제 6 각 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 30 에는, 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 의 구성이, 후술하는 에어 부상 유닛군 등을 생략하여 개략적으로 나타나 있고, 도 31 에는, 노광 장치 (700) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 도 31 은, 도 30 의 투영 광학계 (PL) 보다 하방의 부분 (경통 정반보다 하방의 부분) 의 평면도에 해당한다. 또, 도 32 에는, 노광 장치 (700) 를 도 30 의 +X 방향에서 본 측면도 (일부 생략, 일부 단면으로 나타내는 도면) 가 나타나 있다. 또, 도 33 에는, 노광 장치 (700) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 나타나 있다. 도 33 에서는, 기판 스테이지계에 관련된 구성 각 부가 나타나 있다. 주제어 장치 (50) 는, 워크 스테이션 (또는 마이크로 컴퓨터) 등을 포함하며, 노광 장치 (700) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.
본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 에서는, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 대신에 기판 스테이지 장치 (PSTf) 가 설치되어 있는 점이 상기 서술한 제 1 실시형태와 상이하지만, 그 밖의 부분의 구성 등은 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하다.
기판 스테이지 장치 (PSTf) 의 구성은, 지금까지 설명한 기판 스테이지 장치 (PST, PSTa, PSTb, PSTc, PSTd, PSTe) 중에서는, 상기 서술한 제 5 실시형태에 관련된 노광 장치 (500) 가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PSTd) 의 구성에 가장 가깝다. 따라서, 이하에서는 본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PSTf) 에 관해서, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와의 상이점을 중심으로 하여 설명한다.
도 23 과 도 31 을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (PSTf) 는, 기판 홀더 (PH) (미동 스테이지 (26)) 의 사이즈, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치된 에어 부상 유닛군의 배치 및 구성, 그리고 그 Y 축 방향의 양측의 에어 부상 유닛군의 배치 영역 내에 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 가 각 1 개 배치되어 있는 점이 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와 상이하다. 또, 도 24 와 도 32 를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 기판 스테이지 장치 (PSTf) 가 갖는 1 쌍의 X 빔 (30A, 30B) 의 Y 축 방향의 폭이, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 가 갖는 1 쌍의 X 빔의 폭보다 좁게 (거의 절반 정도) 되어 있다.
X 빔 (30A, 30B) 의 각각의 상면에는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 중앙에 X 축 방향으로 연장되는 X 리니어 가이드 (36) 가 1 개만 고정되어 있다. 본 제 7 실시형태에서는, X 리니어 가이드 (36) 는, X 축 방향으로 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 포함하는 자석 유닛을 갖고, X 고정자를 겸하고 있다. 또한, X 리니어 가이드 (36) 와는 별도로, 자석 유닛을 갖는 X 고정자를 설치해도 된다. 또, X 리니어 가이드를 X 빔 (30A, 30B) 상에 복수 개, 예를 들어 2 개 설치해도 된다.
조동 테이블 (32) 은, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와 마찬가지로, X 빔 (30A, 30B) 상에 배치되어 있다. 조동 테이블 (32) 은, 중앙에 Z 축 방향으로 관통하는 개구가 형성된 평면에서 볼 때 사각형인 판상 부재로 이루어진다. 도 32 에서는, 조동 테이블 (32) 은, 중량 캔슬 장치 (28) 와 함께 부분적으로 단면도로 나타나 있다. 조동 테이블 (32) 의 하면에는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 슬라이더 (44) 가, 각 X 리니어 가이드 (36) 에 대해서 X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 4 개 (도 30 참조), 합계 8 개 고정되어 있다. 조동 테이블 (32) 은, X 리니어 가이드 (36) 와 슬라이더 (44) 를 포함하는 복수의 X 리니어 가이드 장치에 의해서 X 축 방향으로 직진 안내된다.
또, 이 경우, 각 슬라이더 (44) 는 코일 유닛을 포함하며, 각 슬라이더 (44) 가 갖는 합계 8 개의 코일 유닛에 의해서, 상기 서술한 X 고정자와 함께, 조동 테이블 (32) 을 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동시키는 X 리니어 모터 (42) (도 33 참조) 가 구성되어 있다.
또한, 슬라이더 (44) 는 별도로 X 가동자를 설치해도 되고, 이 경우에는, 슬라이더 (44) 는 회전체 (예를 들어 복수의 볼 등) 를 포함하며, 각 X 리니어 가이드 (36) 에 대해서 슬라이드 가능하게 걸어 맞춰도 된다.
또한, 도 30 ∼ 도 32 에서는 도시하지 않지만, X 빔 (30A, 30B) 의 소정의 일방, 예를 들어 X 빔 (30A) 에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 X 스케일이 고정되고, 조동 테이블 (32) 에는, X 스케일을 이용하여 조동 테이블 (32) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보를 구하는 X 리니어 인코더 시스템 (46) (도 33 참조) 을 구성하는 인코더 헤드가 고정되어 있다. 조동 테이블 (32) 의 X 축 방향에 관한 위치는, 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여 주제어 장치 (50) (도 33 참조) 에 의해서 제어된다.
여기서, 설명의 전후는 뒤바뀌지만, 미동 스테이지 (26) 의 상면에 탑재된 기판 홀더 (PH) 에 관해서 설명한다. 기판 홀더 (PH) 는, 도 31 에서 알 수 있는 바와 같이, X 축 방향의 길이가 기판 (P) 과 동등하고, Y 축 방향의 폭 (길이) 은 기판 (P) 의 약 1/3 이다. 기판 홀더 (PH) 는, 기판 (P) 의 일부 (여기서는, 기판 (P) 의 Y 축 방향에 관한 약 1/3 의 부분) 를 예를 들어 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해서 흡착 유지함과 함께, 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 를 상방향으로 분출하고, 그 분출 압력에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 의 약 1/3) 를 하방으로부터 비접촉 (부상) 지지할 수 있다. 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 에 대한 고압 공기의 분출과 진공 흡착의 전환은, 도시하지 않은 진공 펌프와 고압 공기원에 기판 홀더 (PH) 를 전환하여 접속하는 홀더 흡배기 전환 장치 (51) (도 33 참조) 를 개재하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서 행해진다.
본 제 7 실시형태에 있어서도, 미동 스테이지 (26) 는, 복수의 보이스 코일 모터 (혹은 리니어 모터), 예를 들어 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X), 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 및 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 를 포함하며, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하게 구성된 미동 스테이지 구동계 (52) (도 33 참조) 에 의해서, 조동 테이블 (32) 상에서 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향) 으로 미소 구동된다. 또, 본 제 7 실시형태에 있어서도, 상기 서술한 X 리니어 모터 (42) 와, 미동 스테이지 구동계 (52) 의 각 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 및 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 에 의해서, 미동 스테이지 (26) 는, 투영 광학계 (PL) (도 30 참조) 에 대해서, X 축 방향으로 긴 스트로크로 이동 (조동) 가능하게, 그리고 X 축, Y 축 및 θz 방향의 3 자유도 방향으로 미소 이동 (미동) 가능하게 되어 있다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, X 빔 (30A) 의 +Y 측 및 X 빔 (30B) 의 -Y 측에는, 상기 서술한 제 5 실시형태의 프레임에 비해서 Y 축 방향의 폭 (길이) 이 큰 1 쌍의 프레임 (110A, 110B) 의 각각이, 가대 (18) 에 접촉하지 않도록 바닥면 (F) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 프레임 (110A, 110B) 의 각각의 상면에는 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 이 설치되어 있다. 또한, 1 쌍의 프레임 (110A, 110B) 은 가대 (18) 상에 설치되어 있어도 된다.
에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 은, 도 31 및 도 32 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치되어 있다. 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 각각은, 도 31 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 폭이 기판 (P) 의 Y 축 방향의 폭과 동등하고, X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 가 스캔 이동했을 때의 이동 범위와 거의 동등한 길이의 사각형 영역 내에, X 축 방향으로 소정의 간격으로, Y 축 방향으로 약간의 간극을 두고 분산 배치된 복수의 에어 부상 유닛에 의해서 구성되어 있다. 노광 영역 (IA) 의 중심과 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 중심의 X 위치는 거의 일치하고 있다. 각 에어 부상 유닛의 상면은 기판 홀더 (PH) 의 상면과 동등하거나 혹은 약간 낮아지도록 설정되어 있다.
에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 을 각각 구성하는 각 에어 부상 유닛은, 사이즈는 상이하지만, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 에어 부상 유닛 (84) 과 동일하게 구성되어 있다. 각 에어 부상 유닛에 대한 고압 공기 공급의 온ㆍ오프는, 도 33 에 나타내는 주제어 장치 (50) 에 의해서 제어된다.
상기 서술한 설명에서 분명한 바와 같이, 본 제 7 실시형태에서는, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 양측 (±Y 측) 의 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 적어도 일방에 의해서 기판 (P) 의 전체를 부상 지지할 수 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 의 편측 (+Y 측 또는 -Y 측) 의 에어 부상 유닛군 (84E 또는 84F) 에 의해서도 기판 (P) 의 전체를 부상 지지할 수 있다.
또한, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 은, 각각 상기 Y 축 방향의 폭이 기판 (P) 의 Y 축 방향의 폭과 동등하고, X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 가 스캔 이동했을 때의 이동 범위와 거의 동등한 길이의 사각형 영역과 거의 동등한 총지지 면적을 갖고 있다면, 단일한 대형 에어 부상 유닛으로 치환해도 되고, 개개의 에어 부상 유닛의 크기를 도 31 의 경우와 상이하게 하여, 상기 사각형 영역 내에 분산 배치해도 된다.
에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 각각을 구성하는 복수의 에어 부상 유닛이 배치된, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측의 2 개의 사각형 영역 내에는, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 3 개의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와, 1 개의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 가, 노광 영역 (IA) 의 중심 (투영 광학계 (PL) 의 중심) 을 통과하는 X 축에 관해서 비대칭으로 배치되어 있다. 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 각각은, 에어 부상 유닛과 간섭하지 않고, 상기 2 개의 사각형 영역 내에 배치되어 있다. 여기서, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 수는 2 개여도 되고 4 개 이상이어도 된다.
기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 (P) 을 유지 (예를 들어 흡착) 하여 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 평면에서 볼 때 에어 부상 유닛군 (84E, 88F) 의 각각의 내부에 X 축 방향으로 소정의 간격으로 3 개 배치되어 있다. 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 프레임 (110A 또는 110B) 상에 지지 부재 (89) 를 각각 개재하여 고정되어 있다 (도 32 참조). 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 (P) 의 이면을 흡착하여 Y 축 방향으로 이동하는 가동부 (88a) 와 프레임 (110A 또는 110B) 에 고정된 고정부 (88b) 를 구비하고 있다. 가동부 (88a) 는, 일례로서 가동부 (88a) 에 설치된 가동자와 고정부 (88b) 에 설치된 고정자로 이루어지는 리니어 모터에 의해서 구성되는 구동 장치 (90) (도 32 에서는 도시하지 않음, 도 33 참조) 에 의해서, 프레임 (110A 또는 110B) 에 대해서 Y 축 방향으로 구동된다. 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에는, 가동부 (88a) 의 위치를 계측하는 인코더 등의 위치 판독 장치 (92) (도 32 에서는 도시하지 않음, 도 33 참조) 가 설치되어 있다.
각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 의 Y 축 방향의 이동 스트로크는 기판 (P) 의 Y 축 방향의 길이의 약 2/3 이다 (약간 짧다). 본 제 7 실시형태에 있어서도, 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) (기판 흡착면) 는 기판 (P) 의 이면을 흡착하거나, 흡착을 해제하여 기판 (P) 으로부터 분리하거나 할 필요가 있기 때문에, 구동 장치 (90) 에 의해서 Z 축 방향으로도 미소 구동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 실제로는 가동부 (88a) 가 기판 (P) 을 흡착하여 Y 축 방향으로 이동하는 것이지만, 이하에서는 특별히 구별이 필요한 경우를 제외하고, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와 가동부 (88a) 를 구별하지 않고 이용한다.
기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 기판 (P) 을 유지 (예를 들어 흡착) 하여 X 축 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 평면에서 볼 때 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 내부에 각 1 개 배치되어 있다. 각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 프레임 (110A 또는 110B) 상에 지지 부재 (93) 를 각각 개재하여 고정되어 있다 (도 32 참조).
각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 이면을 흡착하여 X 축 방향으로 이동하는 가동부 (91a) 와 프레임 (110A 또는 110B) 에 고정된 고정부 (91b) 를 구비하고 있다. 가동부 (91a) 는, 예를 들어 리니어 모터에 의해서 구성되는 구동 장치 (95) (도 32 에서는 도시하지 않음, 도 33 참조) 에 의해서, 프레임 (110A 또는 110B) 에 대해서 X 축 방향으로 구동된다. 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에는, 가동부 (91a) 의 위치를 계측하는 인코더 등의 위치 판독 장치 (97) (도 32 에서는 도시하지 않음, 도 33 참조) 가 설치되어 있다. 또한, 구동 장치 (95) 는, 리니어 모터에 한정되지 않고, 볼나사 또는 벨트를 이용한 회전 모터를 구동원으로 하는 구동 기구에 의해서 구성해도 된다.
각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) 의 X 축 방향의 이동 스트로크는 예를 들어 기판 (P) 의 X 축 방향의 길이의 약 2 배이다. 각 고정부 (91b) 의 +X 측의 단부는, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 으로부터 +X 측으로 소정 길이 연장되어 있다.
또, 각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) (기판 흡착면) 는 기판 (P) 의 이면을 흡착하거나, 흡착을 해제하여 기판 (P) 으로부터 분리하거나 할 필요가 있기 때문에, 구동 장치 (95) 에 의해서 Z 축 방향으로도 미소 구동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 실제로는 가동부 (91a) 가 기판 (P) 을 흡착하여 X 축 방향으로 이동하는 것이지만, 이하에서는 특별히 구별이 필요한 경우를 제외하고, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 와 가동부 (91a) 를 구별하지 않고 이용한다.
또한, 상기 설명에서는, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 각각의 가동부는, 기판 (P) 과의 분리, 접촉을 행할 필요가 있기 때문에, Z 축 방향으로도 이동 가능한 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 가동부 (기판 흡착면) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 및 기판 (P) 과의 분리를 위해서, 기판 (P) 의 이면의 일부를 흡착 유지하는 기판 홀더 (PH) (미동 스테이지 (26)) 가 Z 축 방향으로 이동해도 된다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (28) 는, 조동 테이블 (32) 의 개구 내에 배치되어 있고, 그 상반부가 조동 테이블 (32) 보다 상방으로 노출되고, 그 하반부가 조동 테이블 (32) 보다 하방으로 노출되어 있다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (64), 공기 스프링 (66) 및 Z 슬라이더 (68) 등을 갖고, 예를 들어 상기 서술한 제 2 실시형태 이하의 각 실시형태와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 본 제 7 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTf) 에서는, Z 슬라이더 (68) 가 레벨링 장치 (78) 의 고정부를 겸하며, 실링 패드는 설치되어 있지 않고, 중량 캔슬 장치 (28) 가 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있다. 또, 중량 캔슬 장치 (28) 는 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있기 때문에, 중량 캔슬 장치 (28) 의 단독 운동을 규제하는 연결 장치 (80) (플렉셔 장치) 등은 설치되어 있지 않다. 미동 스테이지 (26) 는, 도 32 중에 구형 부재로 모식적으로 나타나 있는 구면 베어링 혹은 의사 구면 베어링 구조체를 갖는 레벨링 장치 (78) 에 의해서 Z 슬라이더 (68) 상에서 틸트 자재 (XY 평면에 대해서 θx 및 θy 방향으로 요동 자재) 로 지지되어 있다.
중량 캔슬 장치 (28), 및 중량 캔슬 장치 (28) 에 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 지지된 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 작용에 의해서 조동 테이블 (32) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 즉, 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 를 이용하여 중량 캔슬 장치 (28) 에 지지되어 조동 테이블 (32) 에 동기 구동 (조동 테이블 (32) 과 동일한 방향으로 동일한 속도로 구동) 됨으로써, 조동 테이블 (32) 과 함께 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 또, 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X), 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 및 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 를 개재하여, 조동 테이블 (32) 에 대해서 6 자유도 방향으로 미소 구동된다.
본 제 7 실시형태에서는, 조동 테이블 (32), 중량 캔슬 장치 (28), 미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등을 포함하며, 기판 (P) 과 일체로 X 축 방향으로 이동하는 이동체 (이하, 적절하게 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 로 표기함) 가 구성되어 있다.
도 30 및 도 31 에 나타내는 바와 같이, 미동 스테이지 (26) 의 Y 축 방향의 양측면의 X 축 방향 중앙 부근에 각각 도시하지 않은 이동 거울 지지 부품을 개재하여, X 축에 직교하는 반사면을 갖는 평면 미러 (혹은 코너 큐브) 로 이루어지는 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 이 상기 서술한 제 5 실시형태와 동일하게 부착되어 있다. 미동 스테이지 (26) 의 -Y 측의 측면에는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 미러 유지 부품을 개재하여, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 장척의 평면 미러로 이루어지는 Y 이동 거울 (94Y) 이 고정되어 있다.
본 제 7 실시형태에서는, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 상기 서술한 각 실시형태와 마찬가지로 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) (도 33 참조) 에 의해서, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출되고 있다. 또한, 실제로는, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 은, 도 31 및 도 33 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대응하는 1 쌍의 X 레이저 간섭계 (이하, X 간섭계로 약기함) (98X1, 98X2) 및 Y 이동 거울 (94Y) 에 대응하는 1 쌍의 Y 레이저 간섭계 (이하, Y 간섭계로 약기함) (98Y1, 98Y2) 를 구비하고 있다. X 간섭계 (98X1, 98X2) 및 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 의 계측 결과는, 주제어 장치 (50) 에 공급된다 (도 33 참조).
1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 의 각각은, 도 32 에 나타내는 바와 같이, -X 측의 가대 (18) 에 각각의 일단부 (하단부) 가 고정된 +X 방향에서 볼 때 L 자 형상을 갖는 프레임 (X 간섭계 프레임) (102A, 102B) 의 타단 (상단) 에 개별적으로 고정되어 있다. 여기서, 프레임 (102A, 102B) 으로서 L 자형인 것이 이용되고 있기 때문에, 프레임 (102A, 102B) 과, 상기 서술한 프레임 (110A, 110B) 및 X 축 방향으로 이동하는 조동 테이블 (32) 의 간섭을 피할 수 있다.
또, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 대향하여, 기판 (P) 의 상면보다 낮은 위치에서 Y 축 방향에 관해서 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84E 또는 84F) 의 간극에 수용되는 위치에 배치되어 있다. 이에 따라, 본 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTf) 에서는, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향 이동 범위 밖의 위치에 설치하는 경우에 비해서, -X 측의 가대 (18) 로부터 가까운 위치에 배치하는 것이 가능하게 되어 있다.
또, X 간섭계 (98X1, 98X2) 중의 소정의 일방, 예를 들어 X 간섭계 (98X2) 로는, 도 30 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 이간된 2 개의 간섭계 빔 (계측 빔) 을 X 이동 거울 (94X2) 에 조사하는 다축 간섭계가 이용되고 있다. 그 이유에 관해서는 후술한다.
또한, X 간섭계로는, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 각각 개별적으로 간섭계 빔 (계측 빔) 을 조사하는 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 에 한정되지 않고, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 의 각각에 조사되는 적어도 각 1 개의 계측 빔을 포함하는 복수의 계측 빔을 사출하는 다축 간섭계를 이용할 수도 있다.
1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 는, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 에어 부상 유닛군 (84F) 을 구성하는 가장 기판 홀더 (PH) 에 가까운 제 1 열의 에어 부상 유닛열과, 이것에 인접하는 제 2 열의 에어 부상 유닛열 사이에서, 또한 제 1 열의 에어 부상 유닛열을 구성하는 X 축 방향 중심 근방에 위치하는 인접하는 에어 부상 유닛 상호간의 2 개 지점의 간극에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 이 2 개 지점의 간극은, 노광 영역 (IA) 의 중심을 통과하는 Y 축에 관해서 대칭인 간극이다. 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 프레임 (110B) 의 상면에 설치된 지지 부재 (104') 의 상면에 Y 이동 거울 (94Y) 에 대향하여, 그리고 에어 부상 유닛군 (84F) 을 구성하는 에어 부상 유닛과는 분리되어 (비접촉으로) 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 로부터, 상기 서술한 2 개 지점의 간극을 각각 개재하여 계측 빔 (측장 빔) 이 Y 이동 거울 (94Y) 에 조사되도록 되어 있다. 또한, Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 를 지지하는 지지 부재를 프레임 (110B) 에 부착하는 경우, Y 간섭계의 계측 기준을 투영 광학계 (PL) 로 하기 위해서, 프레임 (110B) 은 투영 광학계 (PL) 와 일체화된 가대 (18) 에 설치하는 것이 바람직하다. 혹은, Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 를 지지하는 지지 부재 (104') 를, 바닥면에 설치한 프레임 (110B) 이 아니라 직접 가대 (18) 에 고정시켜도 된다.
Y 간섭계로는, Y 이동 거울 (94Y) 에 개별적으로 간섭계 빔 (계측 빔) 을 조사하는 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 에 한정되지 않고, Y 이동 거울 (94Y) 에 2 개의 계측 빔을 조사하는 다축 간섭계를 이용할 수도 있다.
본 실시형태에서는, X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, Z 축 방향에 관해서 기판 (P) 의 표면 (노광시에는 이 면이 투영 광학계 (PL) 의 상면에 일치하도록, 기판 (P) 의 포커스ㆍ레벨링 제어가 행해짐) 보다 낮은 위치에 있기 때문에, X 위치의 계측 결과에 X 축 방향의 이동시의 미동 스테이지 (26) 의 자세 변화 (피칭) 에 의한 아베 오차가 포함된다. 주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 다축 간섭계로 이루어지는 X 간섭계 (98X2) 에 의해서 미동 스테이지 (26) 의 피칭량을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, X 간섭계 (98X1, 98X2) 에 의한 X 위치의 계측 결과에 포함되는 상기 아베 오차를 보정하도록 하고 있다. 즉, 이러한 아베 오차의 보정을 위해서, X 간섭계 (98X2) 로서, Z 축 방향으로 이간된 2 개 간섭계 빔 (계측 빔) 을 X 이동 거울 (94X2) 에 조사하는, 즉 미동 스테이지 (26) 의 피칭량을 검출할 수 있는 다축 간섭계가 이용되고 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTf) 의 기타 부분의 구성은, 기판 스테이지 장치 (PSTd) 와 동일하게 되어 있다. 또, 기판 스테이지 장치 이외의 구성 각 부는, 상기 서술한 각 실시형태와 동일하다 (도 30 ∼ 도 33 참조).
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명한다. 여기서는, 일례로서 기판 (P) 에 대해서 제 2 층째 이후의 노광을 행하는 경우에 관해서, 도 34 ∼ 도 49 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 34 ∼ 도 49 에 있어서 나타내는 노광 영역 (IA) 은, 노광시에 조명광 (IL) 이 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 조사되는 조명 영역으로서, 실제로는 노광시 이외에는 형성되지 않지만, 기판 (P) 과 투영 광학계 (PL) 의 위치 관계를 명확하게 하기 위해서 항상 도시되어 있다.
우선, 주제어 장치 (50) 의 관리하에, 도시하지 않은 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해서 마스크 스테이지 (MST) 상으로 마스크 (M) 가 로드됨과 함께, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 기판 스테이지 장치 (PSTf) 상으로 기판 (P) 이 반입 (투입) 된다. 기판 (P) 에는 전층 이전의 노광시에, 일례로서 도 31 에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 X 축 방향으로 2 개, Y 축 방향으로 3 개, 합계 6 개의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA6) 과 함께, 각 쇼트 영역의 패턴과 동시에 전사된 복수의 얼라이먼트 마크 (도시하지 않음) 가 쇼트 영역마다 형성되어 있다.
주제어 장치 (50) 는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 장치에 의해서 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84F) 의 상방에 반입된 기판 (P) 을 에어 부상 유닛군 (84F) 을 이용하여 부상 지지하면서, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 를 이용하여 흡착 유지하고, 도 34 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 반송한다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 에어 부상 유닛군 (84F) 에 의해서 부상 지지된 기판 (P) 을 -Y 측의 가장 +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 흡착 유지함과 함께, 그 기판 (P) 에 대한 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에 의한 흡착을 해제한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P) 을 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여, 도 34 중에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 방향으로 반송한다.
이에 따라, 기판 (P) 은 도 35 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 걸쳐서 재치된다. 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 의해서 부상 지지되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 가 배기에서 흡인으로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/3) 가 흡착 고정되고, 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 2/3) 가 부상 지지된 상태가 된다. 이 때, 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크가, 어느 얼라이먼트 검출계의 시야에 들어오도록 그리고 기판 홀더 (PH) 상에 오도록, 기판 (P) 이 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 걸쳐서 재치된다.
상기 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 동작의 개시 직후에, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 기판 (P) 의 흡착이 해제되고, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (가동부 (88a)) 는 도 36 에 나타내는 -Y 측의 이동 한계 위치인 대기 위치로 복귀되어 있다. 이 때, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 도, 주제어 장치 (50) 에 의해서 도 36 에 나타내는 -X 측의 이동 한계 위치인 대기 위치로 복귀되어 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 종래와 동일한 얼라이먼트 계측 방법에 의해서 투영 광학계 (PL) 에 대한 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 위치와, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 대략의 위치가 구해진다. 또한, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측은 생략해도 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 상기 계측 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32) 을 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 구동시켜 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크를 어느 얼라이먼트 검출계의 시야 내로 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측을 행하고, 그 결과에 기초하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치를 구한다. 여기서, 노광을 위한 스캔은, 주사 노광시의 등속 이동 구간의 전후로 가속 구간 및 감속 구간을 포함하기 때문에, 스캔 개시 위치는 엄밀하게 말하면 가속 개시 위치이다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 조동 테이블 (32) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시켜, 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 을 위치 결정한다. 이 때, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 조동 테이블 (32) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 도 36 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그 후, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작이 행해진다.
스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작에서는, 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA6) 에 대해서 순차적으로 노광 처리가 행해진다. 기판 (P) 은, 스캔 동작 (X 스캔 동작) 시에는 X 축 방향으로 소정의 가속 시간 가속되고, 그 후 소정 시간 등속 구동되고 (이 등속 구동중에 노광 (스캔 노광) 이 행해짐), 그 후 가속 시간과 동일한 시간만큼 감속된다. 또한, 기판은, 스텝 동작시 (샷 영역간 이동시) 에는 X 축 또는 Y 축 방향으로 적절하게 구동된다 (이하, 각각 X 스텝 동작, Y 스텝 동작이라고 함). 본 실시형태에서는, 각 쇼트 영역 (SAn) (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6) 의 최대 노광폭 (Y 축 방향의 폭) 은 기판 (P) 의 약 1/3 이다.
구체적으로는, 노광 동작은 다음과 같이 하여 행해진다.
도 36 의 상태로부터, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 는 도 36 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 방향으로 구동되어 기판 (P) 의 X 스캔 동작이 행해진다. 이 때, 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 가 기판 (P) (미동 스테이지 (26)) 과 동기하여 -X 방향으로 구동되고 있고, 쇼트 영역 (SA1) 이 투영 광학계 (PL) 에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 투영 영역인 노광 영역 (IA) 을 통과하기 때문에, 그 때 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 주사 노광이 행해진다. 주사 노광은, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 -X 방향으로 가속후의 등속 이동중에, 마스크 (M), 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 기판 (P) 에 조명광 (IL) 이 조사됨으로써 행해진다.
상기 서술한 X 스캔 동작시에, 주제어 장치 (50) 는, 미동 스테이지 (26) 에 탑재된 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/3) 를 흡착 고정시키고, 에어 부상 유닛군 (84F) 상에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 2/3) 를 부상 지지시킨 상태에서 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 구동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (50) 는, X 리니어 인코더 시스템 (46) 의 계측 결과에 기초하여, X 리니어 모터 (42) 를 개재하여 조동 테이블 (32) 을 X 축 방향으로 구동시킴과 함께, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98), Z 틸트 계측계 (76) 의 계측 결과에 기초하여, 미동 스테이지 구동계 (52) (각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z)) 를 구동시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 미동 스테이지 (26) 와 함께 중량 캔슬 장치 (28) 에 일체적으로 지지된 상태에서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 작용에 의해서 조동 테이블 (32) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동함과 함께, 조동 테이블 (32) 로부터의 상대 구동에 의해서 X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향 (6 자유도 방향) 에 관해서 정밀하게 위치 제어된다. 또, 주제어 장치 (50) 는, X 스캔 동작시에 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 와 동기하여, 마스크 간섭계 시스템 (14) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST) 를 X 축 방향으로 주사 구동시킴과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동시킨다. 도 37 에는, 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 (P) 의 일부를 유지하는 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P) 을 도 37 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 조금 +X 방향으로 구동시키는 기판 (P) 의 X 스텝 동작을 행한다. 기판 (P) 의 X 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, X 스캔 동작과 동일한 상태에서 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 구동시켜 (단, 이동중의 위치 편차는 스캔 동작일수록 엄밀하게 규제하지 않고) 행한다. 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P) 의 X 스텝 동작과 병행하여, 마스크 스테이지 (MST) 를 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다.
그리고, X 스텝 동작후 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P) (기판 스테이지 (26, 28, 32, PH)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 -X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA2) 에 대해서 스캔 노광을 행한다. 도 38 에는, 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 미노광 영역을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 Y 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 Y 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, -Y 측이며 또한 가장 -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (가동부 (88a)) 에 의해서, 도 38 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 이면을 흡착 유지하고, 그 기판 (P) 에 대한 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛군 (84F) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨 상태에서, 도 38 중에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 (P) 을 +Y 방향으로 반송함으로써 행해진다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 대해서 기판 (P) 만이 +Y 방향으로 이동하고, 도 39 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 은 미노광의 쇼트 영역 (SA3, SA4) 이 기판 홀더 (PH) 에 대향하여, 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 걸쳐서 재치된 상태가 된다. 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 의해서 부상 지지되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 가 배기로부터 흡기 (흡인) 로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/3) 가 흡착 고정되고, 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 2/3) 가 부상 지지된 상태가 된다. 상기 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 동작의 개시 직후에, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 기판 (P) 의 흡착이 해제된다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측시에, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 필요에 따라서 상기 서술한 기판 (P) 의 X 스텝 동작이 행해진다 (도 40 의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 41 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 도 41 에는, 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 -X 방향으로 구동시키는 기판 (P) 의 X 스텝 동작 및 마스크 스테이지 (MST) 의 가속 개시 위치로의 복귀 동작이 행해진 후, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 42 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA4) 에 대해서 스캔 노광이 행해진다. 도 42 에는, 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 미노광 영역을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 Y 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 Y 스텝 동작시에, 주제어 장치 (50) 는, 도 42 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 이면을 -Y 측이며 또한 가장 +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (가동부 (88a)) 에 의해서 흡착 유지하고, 그 기판 (P) 에 대한 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛군 (84E 및 84F) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨 상태에서, 도 42 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 (P) 을 +Y 방향으로 반송한다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 대해서 기판 (P) 만이 Y 축 방향으로 이동한다 (도 43 참조). 이 때, 상기 -Y 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 스트로크가 짧은 경우에는, 주제어 장치 (50) 는, +Y 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 기판 (P) 의 이송을 인계하도록 해도 된다 (도 44 참조). 이 인계에 대비하여, 주제어 장치 (50) 는, +Y 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (가동부 (88a)) 를 미리 -Y 방향으로 구동시켜 기판 홀더 (PH) 의 근방에 대기시켜 놓아도 된다 (도 43 참조).
기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 +Y 방향으로 구동되고, 미노광의 쇼트 영역 (SA5, SA6) 이 기판 홀더 (PH) 상으로 이동한 기판 (P) 은, 그 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/3) 가 기판 홀더 (PH) 에 의한 흡착에 의해서 다시 기판 홀더 (PH) 에 고정되고, 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 2/3) 가 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부에 의해서 부상 지지된다. 상기 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 동작의 개시 직후에, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 기판 (P) 의 흡착이 해제된다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측시에, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 필요에 따라서 상기 서술한 기판 (P) 의 X 스텝 동작이 행해진다 (도 45 중의 흰색 화살표 참조).
상기 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 개시되기 직전에, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84F) 에는, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 새로운 기판 (P) 이 투입된다 (도 45 참조). 이 때, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) 는, +X 측의 이동 한계 위치의 근방의 위치, 즉 새롭게 투입되는 기판 (P) 의 하방의 위치로 이동하여 그 위치에서 대기하고 있다. 또, -Y 측이며 가장 -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 는, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 45 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 -Y 측의 이동 한계 위치로 이동되어 있다.
한편, 기판 홀더 (PH) 에 그 일부가 고정 (유지) 된 기판 (P) 에 대해서는, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 그리고, 상기 서술한 제 1 쇼트 영역 (SA1 과 SA2) 의 경우와 동일한 순서에 따라서, 주제어 장치 (50) 에 의해서 최후의 2 개의 쇼트 영역 (SA5, SA6) 에 대한 노광이 행해진다. 도 46 에는, 최후의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 노광이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
상기 쇼트 영역 (SA5, SA6) 에 대한 노광과 병행하여, 새롭게 투입된 기판 (P) 이 주제어 장치 (50) 에 의해서, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에 의해서 흡착 유지되어 -X 측에 반송된다 (도 46 참조).
한편, 모든 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA6) 에 대한 노광이 종료된 기판 (P) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +Y 측이며 또한 가장 -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여, 도 47 중에 점선의 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 측에 반송되고, 기판 홀더 (PH) 상으로부터 완전히 퇴피하여 에어 부상 유닛군 (84E) 상에 운반된다. 이와 거의 동시에, 새롭게 투입된 기판 (P) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, -Y 측이며 또한 가장 -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여, 도 47 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 측에 반송되고, 쇼트 영역 (SA1, SA2) 이 기판 홀더 (PH) 상에 위치하게 된다 (도 47 참조).
에어 부상 유닛군 (84E) 상에 운반된 노광이 종료된 기판 (P) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 를 이용하여, 도 48 에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 반송되고, 도시하지 않은 기판 반출 장치에 의해서 +X 방향으로 반출된다 (도 48, 도 49 참조).
상기 노광이 종료된 기판 (P) 의 반출과 병행하여, 기판 홀더 (PH) 상의 기판 (P) 에 대해서는, 상기 서술한 바와 같은 얼라이먼트 동작이 행해진 후, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속이 개시되고, 상기 서술한 바와 같이 하여 최초의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 행해진다 (도 48, 도 49 참조). 이후, 상기 서술한 제 1 장째의 기판 (P) 에 대한 노광시와 동일한 순서로, 제 2 장째의 기판 (P) 상의 나머지 쇼트 영역에 대한 얼라이먼트 (X 스텝, Y 스텝), 노광 등의 동작 및 제 3 장째 이후의 기판에 대한 얼라이먼트 (X 스텝, Y 스텝), 노광 등의 동작이 반복된다.
단, 제 2 장째의 기판 (P) 에 관해서 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 노광이 최초로 행해지는 것에 관한 상기 설명에서도 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 1 장째 (홀수장째) 의 기판 (P) 과 2 장째 (짝수장째) 의 기판 (P) 에서는 쇼트 영역의 노광순이 상이하다. 1 장째 (홀수장째) 의 기판 (P) 에서는, 노광순은 쇼트 영역 SA1, SA2, SA3, SA4, SA5, SA6 인 데 비하여, 2 장째 (짝수장째) 의 기판 (P) 에서는, 노광순은 쇼트 영역 SA2, SA1, SA4, SA3, SA6, SA5 의 순이 된다. 단, 노광의 순서는 이것에 한정되는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 에 의하면, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 에 의하면, 미동 스테이지 (26) 에 탑재된 기판 홀더 (PH) 가, 기판 (P) 의 피노광면 (피처리면) 과 반대측 면의 일부를 유지한다. 즉, 기판 홀더 (PH) 의 기판 유지면은, 기판 (P) 보다 작고, 구체적으로는 약 1/3 로 설정되어 있다. 이 때문에, 주제어 장치 (50) 의 지시에 기초하여, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 가 기판 (P) 을 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 로부터 반출할 때, 기판 (P) 은 Y 축 방향으로 변위하도록 XY 평면 내에서 반송되는데, 그 때 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈 (폭 또는 길이) 보다 작은 거리, 즉 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈의 약 1/3 인 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭과 동일 거리만큼 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 변위시키는 것만으로 기판 (P) 의 반출이 종료된다 (예를 들어 도 46, 도 47 참조). 이와 같이, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 반출시의 기판의 이동 거리 (반출 거리) 가 기판의 사이즈보다 작기 때문에, 기판의 반출 시간을 종래에 비해서 단축할 수 있게 된다.
또, 본 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 에 의하면, 기판 (P) 상의 최종 쇼트 영역에 대한 스캔 노광이 종료된 시점에서 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 가 있는 X 축 방향의 위치에서, Y 축 방향의 일측에 노광이 종료된 기판 (P) 을 슬라이드시켜 기판 홀더 (PH) 상으로부터 반출 (퇴피) 하고, 이와 병행하여 (거의 동시에) Y 축 방향의 타측으로부터 노광전의 기판 (P) 을 슬라이드시켜 기판 홀더 (PH) 상에 반입 (투입) 할 수 있게 된다 (도 46 및 도 47 참조).
또, 노광전의 기판 (P) 을 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 에 반입할 때에도 기판 (P) 은 Y 축 방향으로 변위하도록, 주제어 장치 (50) 의 지시에 기초하여, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 XY 평면 내에서 반송되는데, 그 때 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈 (폭 또는 길이) 보다 작은 거리, 즉 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭 (기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈의 약 1/3) 과 동일 거리만큼 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 변위시키는 것만으로 기판 (P) 의 반입이 종료된다. 따라서, 기판의 반출 시간에 더하여, 기판의 반입 시간도 종래에 비해서 단축하는 것이 가능해져, 결과적으로 기판의 교환 시간을 단축할 수 있게 된다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P) 상의 쇼트 영역의 배치 및 노광순에 따른 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 위치에서, 기판 (P) 의 기판 홀더 (PH) 상으로부터의 Y 축 방향 일측으로의 슬라이드 반출과, 기판 (P) 의 기판 홀더 (PH) 상으로의 Y 축 방향 타측으로부터의 슬라이드 반입을 행한다. 따라서, 종래의 기판 교환시와 같이, 기판 홀더 (PH) 는 결정된 기판 교환 위치 (예를 들어 +X 방향의 이동 한계 위치 근방의 위치) 로 이동할 필요가 없다. 이에 따라, 기판 교환 시간을 더욱 단축할 수 있다.
여기서, 상기 실시형태 중의 설명에서는, 노광이 종료된 기판 (P) 의 기판 홀더 (PH) 로부터의 반출 방향이 모든 기판에서 +Y 방향인 경우에 관해서 예시했지만, 기판 상의 쇼트 영역의 배치 및 노광순에 따라서는, 짝수장째의 기판 및 홀수장째의 기판의 적어도 일방에서, 기판은 기판 홀더 (PH) 상으로부터 -Y 방향으로 반출되는 것은 당연히 있을 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 주제어 장치 (50) 는 기판의 교환 시간이 최단이 되도록, 기판 (P) 상의 쇼트 영역의 배치 및 노광순에 따른 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 위치에서, 기판 (P) 상의 쇼트 영역의 배치 및 노광순에 따른 방향 (+Y 방향 또는 -Y 방향) 으로 기판 (P) 을 반출한다. 따라서, 기판 상의 쇼트 영역 (피처리 영역) 의 배치와 처리의 순서에 상관없이 항상 일정한 X 위치에서 동일한 방향으로 반출하는 경우에 비해서, 기판 교환 시간의 단축이 가능하다.
또한, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향 양측의 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 지지면의 Y 축 방향의 사이즈는, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈와 동등한 것에 한정되지 않고, 그것보다 커도 되고 약간 작아도 된다.
또, 기판 홀더 (PH) 의 기판 유지면의 Y 축 방향의 사이즈는, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈의 1/3 에 한정되지 않고, 1/2, 1/4 등이어도 되며, 요컨대, 기판 홀더 (PH) 의 기판 유지면의 Y 축 방향의 사이즈는, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈보다 어느 정도 이상 작으면 된다. 실제로는, 기판 (P) 상에 형성되는 쇼트 영역의 사이즈와 동등하게 (약간 크게) 설정된다.
《제 8 실시형태》
다음으로, 제 8 실시형태에 관해서 도 50 ∼ 도 65 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1 내지 제 7 각 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 50 에는, 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치 (800) 의 구성이, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 등을 생략하여 개략적으로 나타나 있다. 또, 도 51 에는, 노광 장치 (800) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 도 51 은, 도 50 의 투영 광학계 (PL) 보다 하방의 부분 (경통 정반 (16) 보다 하방의 부분) 의 평면도에 해당한다.
본 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치 (800) 는, 기본적으로는 상기 서술한 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 와 동일하게 구성되어 있지만, 기판 스테이지 장치 (PSTg) 가 제 7 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTf) 와 일부 상이하다.
구체적으로는, 기판 스테이지 장치 (PSTg) 에서는, 도 51 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 로서, Y 축 방향의 사이즈뿐만 아니라 X 축 방향의 사이즈도 기판 (P) 의 X 축 방향의 사이즈보다 작은 사이즈 (예를 들어 기판 (P) 의 약 1/2) 인 것이 이용되고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 사이즈는, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 사이즈의 약 1/2 이다. 그리고, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 양측에는, 기판 홀더 (PH) 및 미동 스테이지 (26) 와는 독립된 1 쌍의 에어 부상 유닛 (이동 에어 부상 유닛) (84G) 이 배치되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84G) 의 각각은, 도 50 에 나타내는 바와 같이, 그 상면이 기판 홀더 (PH) 와 거의 동등한 (약간 낮은) 높이가 되도록, 지지 부재 (112) 를 개재하여 조동 테이블 (32) 의 상면에 고정되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84G) 의 각각은, 예를 들어 Y 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 와 동등하고 (혹은 기판 홀더 (PH) 보다 약간 짧고), X 축 방향의 길이가 예를 들어 기판 홀더 (PH) 의 약 1/2 이다.
또, 기판 홀더 (PH) 와 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84G) 의 각각의 사이에는, 도 51 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 가 배치되어 있다. 1 쌍의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 의 각각은, 상기 서술한 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와 동일하게 구성되며, 도 50 에 나타내는 바와 같이 조동 테이블 (32) 에 탑재되어 있다. 각 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 의 가동부 (120a) 는, 조동 테이블 (32) 상에 고정된 고정부 (120b) 에 대해서 Y 축 방향으로 상대 이동 가능하다. 따라서, 각 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 는, 조동 테이블 (32) 과 함께 X 축 방향으로 이동 가능함과 함께, 기판 (P) 만을 Y 축 방향으로 반송할 수 있도록 되어 있다.
또, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향 양측에 배치된 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 배치 영역의 내부에는, 각각 제 7 실시형태와 동일한 3 개의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와, 1 개의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 가 배치되어 있다. 단, 도 51 에 나타내는 바와 같이, 본 제 8 실시형태에서는, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 의 배치 영역의 각각의 내부의 3 개의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 및 1 개의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 노광 영역 (IA) 의 중심을 통과하는 X 축에 관해서 대칭으로 배치되어 있다. 또, 이러한 대칭 배치를 채택한 관계로부터, 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 의 배치 위치가, 상기 서술한 제 7 실시형태에 비해서 +Y 측으로 어긋나 있다.
또, X 빔 (30A, 30B) 으로서, Y 축 방향의 폭이 제 7 실시형태의 X 빔 (30A, 30B) 과 비교해서 약간 넓은 것이 이용되고 있다. X 빔 (30A, 30B) 의 상면에는, 예를 들어 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 등과 마찬가지로, X 리니어 가이드 (36) 가 각 2 개 고정되고, 그 2 개의 X 리니어 가이드 (36) 사이에 X 고정자 (38) 가 고정되어 있다. 각 2 개의 X 리니어 가이드 (36) 의 각각에 걸어 맞추는 복수의 슬라이더 (44) 가 조동 테이블 (32) 의 하면에 고정되어 있다. 조동 테이블 (32) 의 하면에는, X 고정자 (38) 와 함께 X 리니어 모터를 구성하는 도시하지 않은 X 가동자가 고정되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTg) 의 그 밖의 부분의 구성은, 제 7 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTf) 와 동일하게 되어 있다. 이 경우, 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 는, 고정의 에어 부상 유닛군 (84E, 84F), 및 조동 테이블 (32) 상의 에어 부상 유닛 (84G) 중 어디에도 간섭하지 않고, 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 에 접근할 수 있는 배치로 되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTg) 의 그 밖의 부분의 구성은, 제 7 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTf) 와 동일하게 되어 있다. 따라서, 기판 스테이지 장치 (PSTg) 에 있어서도, 조동 테이블 (32), 중량 캔슬 장치 (28), 미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등을 포함하며, 기판 (P) 과 일체로 X 축 방향으로 이동하는 이동체가 구성되어 있다. 본 제 8 실시형태에 있어서도, 이 이동체를 이하에서는 적절하게 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 로 표기한다.
다음으로, 본 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치 (800) 에서 행해지는 기판 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명한다. 여기서는, 일례로서 기판 (P) 에 대해서 제 2 층째 이후의 노광을 행하는 경우에 관해서, 도 52 ∼ 도 65 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 52 ∼ 도 65 에 있어서 나타내는 노광 영역 (IA) 은, 노광시에 조명광 (IL) 이 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 조사되는 조명 영역으로서, 실제로는 노광시 이외에는 형성되지 않지만, 기판 (P) 과 투영 광학계 (PL) 의 위치 관계를 명확하게 하기 위해서 항상 도시되어 있다.
우선, 주제어 장치 (50) 의 관리하에, 도시하지 않은 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해서 마스크 스테이지 (MST) 상으로 마스크 (M) 가 로드됨과 함께, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 기판 스테이지 장치 (PSTg) 상으로 기판 (P) 이 반입된다. 기판 (P) 에는 전층 이전의 노광시에, 일례로서 도 51 에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 X 축 방향으로 2 개, Y 축 방향으로 2 개, 합계 4 개의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 과 함께, 각 쇼트 영역의 패턴과 동시에 전사된 복수의 얼라이먼트 마크 (도시하지 않음) 가 쇼트 영역마다 형성되어 있다.
우선, 상기 서술한 제 7 실시형태에 있어서의 1 장째의 기판 (P) 과 동일한 순서에 따라서, 기판 (P) 은 도 52 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 와 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부에 걸쳐서 재치된다. 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부와 +X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 의해서 부상 지지되어 있다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 가 배기로부터 흡기 (흡인) 로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (샷 영역 (SA1) 을 포함하는 사각형 영역에 대응하는 기판 (P) 전체의 약 1/4) 가 흡착 고정되고, 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부 및 에어 부상 유닛 (84G) 에 의해서 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 나머지의 약 3/4) 가 부상 지지된 상태가 된다. 이 때, 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크가, 어느 얼라이먼트 검출계 (도시하지 않음) 의 시야에 들어오도록 그리고 기판 홀더 (PH) 상에 오도록, 기판 (P) 이 기판 홀더 (PH) 와 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부와 에어 부상 유닛 (84G) 에 걸쳐서 재치된다.
상기 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 동작의 개시 직후에, 주제어 장치 (50) 에 의해서 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의한 기판 (P) 의 흡착이 해제된다. 이 때, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (가동부 (88a)) 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 는 각각 주제어 장치 (50) 에 의해서, -Y 측의 이동 한계 위치인 대기 위치, -X 측의 이동 한계 위치인 대기 위치로 복귀된다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 종래와 동일한 얼라이먼트 계측 방법에 의해서 투영 광학계 (PL) 에 대한 미동 스테이지 (26) 의 위치와, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 대략의 위치가 구해진다. 또한, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측은 생략해도 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 상기 계측 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32) 을 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 구동시켜 기판 (P) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크를 어느 얼라이먼트 검출계의 시야 내로 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 얼라이먼트 계측을 행하고, 그 결과에 기초하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 를 구한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 조동 테이블 (32) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시켜, 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 을 위치 결정한다. 이 때, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 도 52 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그 후, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작이 행해진다.
스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 노광 동작에서는, 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 에 대해서 순차적으로 노광 처리가 행해진다. 본 제 8 실시형태에 있어서도, 스캔 동작시에는 기판 (P) 의 상기 서술한 X 스캔 동작이 행해지고, 스텝 동작시 (샷 영역간 이동시) 에는 기판 (P) 의 X 스텝 동작 또는 Y 스텝 동작이 행해진다. 여기서, 본 제 8 실시형태에서는, 기판 (P) 의 Y 스텝 동작은 제 7 실시형태와 동일하지만, 기판 (P) 의 X 스텝 동작은 후술하는 바와 같이 제 7 실시형태와 상이하다. 본 제 8 실시형태에서는, 각 쇼트 영역 (SAn) (n = 1, 2, 3, 4) 의 최대 노광폭 (Y 축 방향의 폭) 은 기판 (P) 의 약 1/2 이다.
구체적으로는, 노광 동작은 다음과 같이 하여 행해진다.
도 52 의 상태로부터, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 는 도 52 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 방향으로 구동되어 기판 (P) 의 X 스캔 동작이 행해진다. 이 때 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 가 기판 (P) (미동 스테이지 (26)) 과 동기하여 -X 방향으로 구동되고 있고, 쇼트 영역 (SA1) 이 투영 광학계 (PL) 에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 투영 영역인 노광 영역 (IA) 을 통과하기 때문에, 그 때 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 주사 노광이 행해진다. 주사 노광은, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 -X 방향으로 가속후의 등속 이동중에, 마스크 (M), 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 기판 (P) 에 조명광 (IL) 이 조사됨으로써 행해진다.
상기 서술한 X 스캔 동작시에, 주제어 장치 (50) 는, 미동 스테이지 (26) 상의 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 1/4) 을 흡착 고정시키고, 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부 및 +X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 기판 (P) 의 일부 (기판 (P) 전체의 약 3/4) 을 부상 지지시킨 상태에서 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 구동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 바와 같이 하여, 조동 테이블 (32) 을 X 축 방향으로 구동시킴과 함께, 미동 스테이지 구동계 (52) 를 구동시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 미동 스테이지 (26) 와 함께 중량 캔슬 장치 (28) 에 일체적으로 지지된 상태에서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 작용에 의해서 조동 테이블 (32) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동함과 함께, 조동 테이블 (32) 로부터의 상대 구동에 의해서 X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향 (6 자유도 방향) 에 관해서 정밀하게 위치 제어된다. 또, 주제어 장치 (50) 는, X 스캔 동작시에 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 와 동기하여, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST) 를 X 축 방향으로 주사 구동 (Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동) 시킨다. 도 53 에는, 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA2) 을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 X 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 X 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, 도 53 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 이면을 -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 에 의해서 흡착 유지하고, 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛군 (84F) 및 +X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 에 의해서만 유지된 상태가 된다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에만 의한 기판 (P) 의 유지 상태를 유지한 채로, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 도 53 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 구동시키는 기판 (P) 의 X 스텝을 개시한다. 이에 따라, 기판 (P) 은, X 스텝 개시전의 위치에 정지된 채로, 이 기판 (P) 에 대해서 기판 홀더 (PH) 가 +X 방향으로 이동한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 가 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA2) 의 바로 아래에 도달하면, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 정지시킨다 (도 54 참조). 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와, 에어 부상 유닛군 (84F) 의 일부와 -X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 걸쳐서 재치되어 있다. 기판 홀더 (PH), 에어 부상 유닛군 (84F) 및 에어 부상 유닛 (84G) 의 상면으로부터는 고압 공기가 분출되고, 기판 (P) 은 부상 지지되어 있다.
상기 기판 (P) 의 X 스텝을 위한 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 의 구동과 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 마스크 스테이지 (MST) 를 소정의 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다.
그 후, 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착, 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 해제와, 기판 (P) 상의 새로운 얼라이먼트 마크를 이용한 얼라이먼트 계측과, 미동 스테이지 (26) 에 의한 기판 (P) 의 위치 결정이 행해진다 (도 54 중의 흰색 화살표 참조). 그 후, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 와 마스크 스테이지 (MST) 가 동기하여, 도 55 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 이동함으로써, 다음 쇼트 영역 (SA2) 의 스캔 노광이 행해진다. 도 56 에는, 쇼트 영역 (SA2) 의 노광 종료 후에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA3) 을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 Y 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 Y 스텝 동작은 다음과 같이 행해진다. 즉, 주제어 장치 (50) 가, 도 56 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 이면을 -X 측의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) (가동부 (120a)) 에 의해서 흡착 유지하고, 기판 (P) 에 대한 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한다. 그 후, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛군 (84F) 및 에어 부상 유닛 (84G) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨 상태에서, 도 56 중에 점선의 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 측의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 에 의해서 기판 (P) 을 +Y 방향으로 반송한다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 에 대해서 기판 (P) 만이 +Y 방향으로 이동한다 (도 57 참조). 이 때, -X 측의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 의 스트로크가 부족한 경우에는, 주제어 장치 (50) 는, 가장 -X 측에 위치하는 +Y 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 기판 (P) 의 이송을 인계하도록 해도 된다 (도 58 중의 검은색 화살표 참조).
이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와, 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부와 -X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 걸쳐서 재치되어 있다. 기판 홀더 (PH), 에어 부상 유닛군 (84E) 및 에어 부상 유닛 (84G) 의 상면으로부터는 고압 공기가 분출되고, 기판 (P) 은 부상 지지되어 있다.
그 후, 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착, 및 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 해제와, 기판 (P) 상의 새로운 얼라이먼트 마크를 이용한 얼라이먼트 계측과, 미동 스테이지 (26) 에 의한 기판 (P) 의 위치 결정이 행해진다 (도 57 또는 도 58 중의 흰색 화살표 참조). 그 후, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 와 마스크 스테이지 (MST) 가 동기하여, 도 59 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 이동함으로써, 다음 쇼트 영역 (SA3) 의 스캔 노광이 행해진다. 도 60 에는, 쇼트 영역 (SA3) 의 노광 종료 후에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
다음으로, 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA4) 을 기판 홀더 (PH) 상으로 이동시키기 위한 X 스텝 동작이 행해진다. 이 기판 (P) 의 X 스텝 동작은 다음과 같이 행해진다.
즉, 주제어 장치 (50) 가, 도 60 에 나타내는 상태에 있는 기판 (P) 의 이면을 +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 에 의해서 흡착 유지하고, 기판 홀더 (PH) 의 흡착을 해제한 후, 기판 홀더 (PH) 로부터의 고압 공기의 배기와 에어 부상 유닛군 (84E) 및 -X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 의한 이어지는 고압 공기의 배기에 의해서 기판 (P) 을 부상시킨다. 이에 따라, 기판 (P) 은 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 에 의해서만 유지된 상태가 된다.
이어서, 주제어 장치 (50) 는, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에만 의한 기판 (P) 의 유지 상태를 유지한 채로, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 도 60 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 방향으로 구동시키는 X 스텝을 개시한다. 이에 따라, 기판 (P) 은, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 의 X 스텝 개시전의 위치에 정지된 채로, 이 기판 (P) 에 대해서 기판 홀더 (PH) 가 -X 방향으로 이동한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 가 기판 (P) 의 다음 쇼트 영역 (SA4) 의 바로 아래에 도달하면, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 를 정지시킨다 (도 61 참조). 이 때, 기판 (P) 은, 기판 홀더 (PH) 와, 에어 부상 유닛군 (84E) 의 일부와 +X 측의 에어 부상 유닛 (84G) 에 걸쳐서 재치되어 있다. 기판 홀더 (PH), 에어 부상 유닛군 (84E) 및 에어 부상 유닛 (84G) 의 상면으로부터는 고압 공기가 분출되고, 기판 (P) 은 부상 지지되어 있다.
상기 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 의 스텝 구동과 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 마스크 스테이지 (MST) 를 소정의 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다.
그 후, 기판 홀더 (PH) 에 의한 기판 (P) 의 흡착, 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 해제와, 기판 (P) 상의 새로운 얼라이먼트 마크를 이용한 얼라이먼트 계측과, 미동 스테이지 (26) 에 의한 기판 (P) 의 위치 결정이 행해진다 (도 61 중의 흰색 화살표 참조). 그 후, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 와 마스크 스테이지 (MST) 가 동기하여, 도 62 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 이동함으로써, 다음 쇼트 영역 (SA4) 의 스캔 노광이 행해진다. 도 63 에는, 쇼트 영역 (SA4) 의 노광 종료 후에, 기판 스테이지 (26, 28, 32, PH) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
상기 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA4) 의 스캔 노광에 앞서서, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) 가 다음 기판의 반입에 대비하기 위해서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +X 측의 이동 한계 위치 근방의 대기 위치로 구동되고, 그 위치에서 대기되고 있다 (도 62 중의 검은색 화살표 참조).
그리고, 상기 기판 (P) 상의 쇼트 영역 (SA4) 의 스캔 노광과 병행하여, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 에어 부상 유닛군 (84F) 상에 새롭게 투입된 기판 (P) 이, 주제어 장치 (50) 에 의해서 -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (가동부 (91a)) 에 의해서 흡착 유지되어 -X 측에 반송된다 (도 63 중의 흰색 화살표 참조).
한편, 모든 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA4) 에 대한 노광이 종료된 기판 (P) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +X 측의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 를 이용하여, 도 63 중에 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 측에 반송되고, 기판 홀더 (PH) 상으로부터 완전히 퇴피하여 +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84E) 상에 운반된다. 이 때, 상기 +X 측의 이동 기판 Y 스텝 이송 장치 (120) 의 스트로크가 부족한 경우에는, 주제어 장치 (50) 는, +Y 측에서 가장 +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 사용하여 기판의 이송을 인계하도록 해도 된다 (도 64 참조). 이와 거의 동시에, 새롭게 투입된 기판 (P) 은 주제어 장치 (50) 에 의해서, -Y 측이며 또한 가장 +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여, 도 64 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 측에 반송되고, 쇼트 영역 (SA1) 이 기판 홀더 상에 위치하게 된다 (도 64 참조).
에어 부상 유닛군 (84E) 상에 운반된 노광이 종료된 기판 (P) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 를 이용하여 +X 방향으로 반송되고, 도시하지 않은 기판 반출 장치에 의해서 +X 방향으로 반출된다 (도 64, 도 65 참조).
상기 노광이 종료된 기판 (P) 의 반출과 병행하여, 기판 홀더 (PH) 에 그 일부가 유지된 기판 (P) 에 대해서는, 상기 서술한 바와 같은 얼라이먼트 동작이 행해진 후, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속이 개시되고, 상기 서술한 바와 같이 하여 최초의 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 행해진다 (도 65 참조). 이후, 상기 서술한 제 1 장째의 기판 (P) 에 대한 노광시와 동일한 순서로, 제 2 장째 이후의 기판 (P) 상의 나머지 쇼트 영역에 대한 얼라이먼트 (X 스텝, Y 스텝), 노광 등의 동작 및 제 3 장째 이후의 기판에 대한 얼라이먼트 (X 스텝, Y 스텝), 노광 등의 동작이 반복된다. 이 경우, 홀수장째의 기판 (P) 및 짝수장째의 기판 (P) 모두 쇼트 영역 SA1, SA2, SA3, SA4 의 순으로 노광된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치 (800) 에 의하면, 상기 서술한 제 7 실시형태에 관련된 노광 장치 (700) 와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 기판 홀더 (PH), 그 기판 홀더 (PH) 가 탑재된 미동 스테이지 (26), 및 이것을 지지하는 중량 캔슬 장치 (28) 를, 제 1 실시형태보다 더욱 경량화, 컴팩트화할 수 있다.
《변형예》
상기 각 실시형태의 노광 장치에 있어서, 기판 (P) 을 일체적으로 유지함과 함께 에어 부상 유닛에 의해서 기판 (P) 과 일체적으로 부상시킬 수 있는 프레임상의 기판 지지 부재를 이용해도 된다. 일례로서, 제 8 실시형태에 관련된 노광 장치 (800) 에 이 기판 지지 부재를 적용한 경우에 관해서, 도 66 에 기초하여 설명한다.
기판 지지 부재 (69) 는, 도 66 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 사각형 (거의 정방형상) 의 윤곽을 갖고, 중앙부에 Z 축 방향으로 관통하는 평면에서 볼 때 사각형의 개구부를 갖는 두께 방향 치수가 작은 (얇은) 프레임상 부재로 이루어진다. 기판 지지 부재 (69) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 XY 평면에 평행한 평판상의 부재인 X 프레임 부재 (61x) 를 Y 축 방향으로 소정 간격으로 1 쌍 갖고, 1 쌍의 X 프레임 부재 (61x) 는, +X 측, -X 측의 단부의 각각에 있어서, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 XY 평면에 평행한 평판상의 부재인 Y 프레임 부재 (61y) 에 의해서 접속되어 있다. 1 쌍의 X 프레임 부재 (61x) 및 1 쌍의 Y 프레임 부재 (61y) 의 각각은, 예를 들어 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics) 등의 섬유 강화 합성 수지 재료, 혹은 세라믹스 등에 의해서 형성하는 것이 강성의 확보 및 경량화의 관점에서 바람직하다.
-Y 측의 X 프레임 부재 (61x) 의 상면에는, -Y 측의 면에 반사면을 갖는 Y 이동 거울 (94Y) 이 고정되어 있다. 또, -X 측의 Y 프레임 부재 (61y) 의 상면에는, -X 측의 면에 반사면을 갖는 평면 미러로 이루어지는 X 이동 거울 (94X) 이 고정되어 있다. 이 경우, 기판 홀더 (PH) 및 미동 스테이지 (26) 의 어디에도 X 이동 거울, Y 이동 거울을 설치할 필요가 없다.
기판 지지 부재 (69) (즉 기판 (P)) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함) 는, X 이동 거울 (94X) 의 반사면에 측장 빔을 조사하는 1 쌍의 X 간섭계 (98X1, 98X2) 및 Y 이동 거울 (94Y) 의 반사면에 측장 빔을 조사하는 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 를 포함하는 상기 서술한 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 에 의해서, 예를 들어 0.5 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다.
또한, X 간섭계, Y 간섭계는, 각각 기판 지지 부재 (69) 의 이동 가능 범위내에서, 적어도 하나의 측장 빔이 대응하는 이동 거울에 조사되도록 그 대수 및/또는 측장 빔의 광축의 수 또는 간격이 설정된다. 따라서, 각 간섭계의 대수 (광축수) 는 2 대에 한정되지 않고, 기판 지지 부재의 이동 스트로크에 따라서는, 예를 들어 1 대 (1 축) 만이어도 되고 또는 3 대 (3 축) 이상이어도 된다.
기판 지지 부재 (69) 는, 기판 (P) 의 단부 (외주 가장자리부) 를 하방으로부터 진공 흡착 유지하는 복수, 예를 들어 4 개의 유지 유닛 (65) 을 갖고 있다. 4 개의 유지 유닛 (65) 은, 1 쌍의 X 프레임 부재 (61x) 의 각각의 서로 대향하는 대향면에 2 개씩 X 축 방향으로 이간되어 부착되어 있다. 또한, 유지 유닛의 수 및 배치는 이에 한정되지 않고, 예를 들어 기판의 크기, 변형 용이성 등에 따라서 적절하게 추가해도 된다. 또, 유지 유닛은 Y 프레임 부재에 부착되어도 된다. 유지 유닛 (65) 은, 예를 들어 그 상면에 기판 (P) 을 진공 흡착에 의해서 흡착하기 위한 흡착 패드가 설치된 단면이 L 자형인 기판 재치 부재와, 그 기판 재치 부재를 X 프레임 부재 (61x) 에 접속하는 평행 판스프링을 갖고, 기판 재치 부재가, X 프레임 부재 (61x) 에 대해서 X 축 방향 및 Y 축 방향에 관해서는, 평행 판스프링의 강성에 의해서 그 위치가 구속되고, 또한 판스프링의 탄성에 의해서 θx 방향으로 회전하지 않고 Z 축 방향으로 변위 (상하 이동) 하는 구성으로 되어 있다. 이러한 유지 유닛 (65) 및 이것을 구비한 기판 지지 부재 (69) 와 동일한 구성의 기판 유지 프레임에 관해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2011/0042874호 명세서에 상세히 개시되어 있다.
도 66 의 변형예에서는, 기판 (P) 의 X 스텝 또는 Y 스텝 동작, 또는 기판 (P) 의 기판 스테이지 장치 (PSTg) 에 대한 반출 반입시에는, 주제어 장치 (50) 는, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) 또는 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 에 의해서, 기판 지지 부재 (69) 의 어느 X 프레임 부재 (61x) 또는 어느 Y 프레임 부재 (61y) 를 흡착 유지해도 되고, 기판 (P) 을 흡착 유지해도 된다.
도 66 의 변형예에서는, 기판 (P) 의 위치를, 기판 지지 부재 (69) 에 고정된 X 이동 거울 (94X), Y 이동 거울 (94Y) 을 개재하여 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 에 의해서 계측할 수 있기 때문에, 이 변형예에 따른 노광 장치를 이용하여 기판 (P) 에 대한 제 1 층째의 노광을 행하는 경우라 하더라도, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 에 의해서 계측되는 기판 (P) 의 위치 정보에 기초하여, 설계치에 따라서, 기판 (P) 의 각 쇼트 영역의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 위치 결정을 충분한 정밀도로 행할 수 있게 된다.
또한, 기판 지지 부재 (69) 의 Y 프레임 부재 (61y), X 프레임 부재 (61x) 에, X 이동 거울 (94X), Y 이동 거울 (94Y) 의 반사면에 해당하는 반사면을 형성할 수 있다면, 반드시 X 이동 거울 (94X), Y 이동 거울 (94Y) 을 설치할 필요는 없다. 이 경우에는, 그 만큼 기판 지지 부재 (69) 를 경량화할 수 있다.
기판 지지 부재는, 기판 (P) 에 대한 1 층째의 노광시에만 이용해도 되고, 2 층째 이후의 노광시에도 이용하도록 해도 된다. 전자의 경우, 2 층째 이후의 노광시에는, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 에 의해서 미동 스테이지 (26) 의 위치를 계측할 필요가 있기 때문에, 예를 들어 상기 서술한 코너 큐브로 이루어지는 1 쌍의 X 이동 거울 (94X1, 94X2) 및 장척의 거울로 이루어지는 Y 이동 거울 (94Y) 을, 상기 서술한 제 8 실시형태와 동일한 위치에 부착해 놓을 필요가 있다. 또, 이 경우, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 을, 1 층째의 노광시의 기판 지지 부재 (69) (기판 (P)) 및 2 층째의 노광시의 미동 스테이지 (26) 의 위치 정보의 계측에 겸용해도 되지만, 이에 한정되지 않고, 기판 지지 부재 (69) (기판 (P)) 의 위치를 계측하는 기판 간섭계 시스템을, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 과는 별도로 설치해도 된다.
또한, 기판 지지 부재로서, 프레임상의 부재에 한정되지 않고, 프레임의 일부가 결여된 형상의 기판 지지 부재를 이용해도 된다. 예를 들어 상기 미국 특허 출원 공개 제2011/0042874호 명세서의 제 8 실시형태 중에 개시되어 있는 평면에서 볼 때 U 자형의 기판 유지 프레임을 이용해도 된다. 또, 기판의 스캔 노광시의 동작에 악영향을 미치지 않는 구성이라면, 기판 지지 부재 (69) 의 XY 평면 내의 구동, 예를 들어 X 축 방향의 긴 스트로크 구동을 어시스트하는 구동 기구를 새롭게 설치해도 된다.
또한, 상기 설명에서는, 제 8 실시형태를 대표적으로 들어 설명했지만, 상기 서술한 제 1 ∼ 제 7 의 각 실시형태에 있어서도, 상기 기판 지지 부재를 기판 (P) 의 지지에 이용해도 되는 것은 물론이다.
또한, 상기 제 7, 제 8 실시형태에서는, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 일측과 타측에, 조동 테이블 (32) 및 미동 스테이지 (26) 등과 분리하여 배치된 프레임 상에 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 이 설치되는 경우에 관해서 설명했지만, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 중 적어도 일방을 조동 테이블 (32) 상에 탑재하여 X 축 방향으로 움직할 수 있는 구성으로 해도 되며, 이에 한정되지 않고, 조동 테이블에 추종하여 이동하는 별도의 이동체를 설치하고, 그 별도의 이동체 상에 에어 부상 유닛군을 탑재하여 X 축 방향으로 움직할 수 있는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 에어 부상 유닛군이 탑재된 조동 테이블 (32) 또는 조동 테이블에 추종하여 이동하는 별도의 이동체 상에, 에어 부상 유닛군의 내부에 배치된 상기 서술한 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 설치해도 된다. 또, 에어 부상 유닛군 (84E, 84F) 은 프레임을 개재하여 바닥에 설치했지만, 가대 상에 설치해도 된다.
《제 9 실시형태》
다음으로, 제 9 실시형태에 관해서 도 67 ∼ 도 99 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 1 내지 제 8 각 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 67 에는, 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 의 구성이, 에어 부상 유닛군 등을 생략하여 개략적으로 나타나 있다. 도 68 에는, 노광 장치 (900) 의 일부 생략한 평면도, 즉, 도 67 의 투영 광학계 (PL) 보다 하방의 부분 (후술하는 경통 정반보다 하방의 부분) 의 평면도가 나타나 있다. 또, 도 69 에는, 본 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치를 도 67 의 +X 방향에서 볼 때 일부 생략하여 나타내는 개략 측면도가 나타나 있다. 도 70 에는, 도 68 의 평면도의 일부를 절취하고 확대해서 나타내고 있다. 또, 도 71 에는, 노광 장치 (900) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 도 71 에서는, 기판 스테이지계에 관련된 구성 각 부가 나타나 있다. 주제어 장치 (50) 는, 워크 스테이션 (또는 마이크로 컴퓨터) 등을 포함하며, 노광 장치 (900) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.
노광 장치 (900) 는, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST) 및 투영 광학계 (PL) 등이 탑재된 보디 (BD) (도 67 등에서는 그 일부만이 도시되어 있음), 미동 스테이지 (26) (기판 테이블) 를 포함하는 기판 스테이지 장치 (PSTh) 및 이것들의 제어계 등을 구비하며, 전체적으로는, 상기 서술한 제 1 ∼ 제 8 실시형태에 관련된 각 노광 장치와 동일하게 구성되어 있다. 그러나, 기판 스테이지 장치 (PSTh) 는, 2 장의 기판 (도 67 에서는, 기판 (P1) 및 기판 (P2) 이 도시되어 있음) 의 각각의 일부를 유지할 수 있도록 되어 있는 점이, 지금까지 설명한 기판 스테이지 장치 (PST ∼ PSTg) 와는 상이하다.
기판 스테이지 장치 (PSTh) 는, 도 67 및 도 69 에 나타내는 바와 같이, 조동 스테이지부 (24), 미동 스테이지 (26) 및 중량 캔슬 장치 (28) 등을 갖고 있다. 미동 스테이지 (26) 의 상면에는, 도 67 및 도 69 에서 알 수 있는 바와 같이 기판 홀더 (PH) 가 탑재되어 있다. 기판 홀더 (PH) 는, 도 68 에서 알 수 있는 바와 같이, X 축 방향의 길이가 기판 (P1, P2) 과 동등하고, Y 축 방향의 폭 (길이) 은 기판 (P1, P2) 의 약 1/3 이다.
기판 홀더 (PH) 의 상면의 X 축 방향의 중앙부에는, 도 70 에 나타내는 바와 같이, 그 상면을 2 개의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 으로 분할하는 Y 축에 평행한 홈 (150) 이 형성되어 있다. 홈 (150) 으로 분할된 2 개의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에서는, 서로 독립적으로 기판 (P1, P2) 의 일부 (여기서는, 기판 (P1, P2) 의 Y 축 방향에 관한 약 1/3 의 부분이며, +X 측 또는 -X 측 절반부인 각각의 기판의 1/6 의 영역) 를, 예를 들어 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해서 흡착 유지함과 함께, 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 를 상방향으로 분출하여 그 분출 압력에 의해서 기판 (P1, P2) 의 일부 (각각의 기판의 약 1/6 의 영역) 를 하방으로부터 비접촉 (부상) 지지할 수 있다.
기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 의한 각 기판에 대한 고압 공기의 분출과 진공 흡착의 전환은, 도시하지 않은 진공 펌프와 고압 공기원에 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 을 개별적으로 전환하여 접속하는 홀더 흡배기 전환 장치 (51A, 51B) (도 71 참조) 를 개재하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서 행해진다.
조동 스테이지부 (24) 는, 도 69 에 나타내는 바와 같이, 2 개 (1 쌍) 의 X 빔 (30A, 30B) 과, 2 개 (1 쌍) 의 조동 테이블 (32A, 32B) 과, 2 개의 X 빔 (30A, 30B) 의 각각을 바닥면 (F) 상에서 지지하는 복수의 레그부 (34) 를 갖고 있다. 조동 테이블 (32A, 32B) 은, 예를 들어 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PST) 가 구비하는 2 개의 조동 테이블과 동일하게 구성되어 있다.
조동 테이블 (32A, 32B) 의 각각의 상방에는, 도 68 및 도 69 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 사각형의 지지면 (상면) 을 갖는 복수, 여기서는 각 8 개의 에어 부상 유닛 (84H) 이 배치되고, 지지 부재 (86) 를 각각 개재하여 조동 테이블 (32A, 32B) 의 상면에 고정되어 있다. 각 8 개의 에어 부상 유닛 (84H) 은 각각 노광 영역 (IA) (투영 광학계 (PL)) 의 +Y 측, -Y 측에서, Y 축 방향에 관해서 기판 (P1, P2) 의 사이즈의 2/3, X 축 방향에 관해서 기판 P1 과 P2 의 X 축 방향의 합계 사이즈와 거의 동등한 사이즈의 영역 내에 2 차원 배열되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84H) 의 상면은 기판 홀더 (PH) 의 상면과 동등하거나 혹은 약간 낮아지도록 설정되어 있다. 이하의 설명에서는, 상기 각 8 개의 에어 부상 유닛 (84H) 을 각각, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H), -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 이라고 한다.
또, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 양측에는, 도 68 에 나타내는 바와 같이, 각 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 이 배치되어 있다. 각 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 은, 도 67 에 나타내는 바와 같이, 그 상면이 기판 홀더 (PH) 와 거의 동등한 (약간 낮은) 높이가 되도록, XZ 단면이 L 자형인 지지 부재 (112) 를 개재하여 조동 테이블 (32A) 의 상면에 고정되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84I) 은, 예를 들어 Y 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 의 1/2 보다 약간 짧고, X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 의 1/2 보다 약간 짧다.
X 빔 (30A) 의 +Y 측 및 X 빔 (30B) 의 -Y 측에는, 도 69 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 프레임 (110A, 110B) 의 각각이 가대 (18) 에 접촉하지 않도록 바닥면 (F) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 프레임 (110A, 110B) 의 각각의 상면에는 복수, 예를 들어 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84J) 이 설치되어 있다 (도 68 참조).
각 4 개의 에어 부상 유닛 (84J) 은, 도 68 및 도 69 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 +Y 측, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 -Y 측에 각각 배치되어 있다. 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84J) 의 각각은, 도 68 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 폭이 기판 (P1, P2) 의 Y 축 방향의 길이의 거의 1/3 이고, X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 길이의 1/2 보다 약간 짧다. 이하의 설명에서는, 상기 각 4 개의 에어 부상 유닛 (84J) 를 각각, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84J), -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84J) 이라고 한다. +Y 측 및 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84J) 의 각각은, Y 축 방향의 사이즈가 기판 (P) 의 Y 축 방향의 길이의 거의 1/3 이고, X 축 방향의 사이즈가 기판 P1 과 P2 의 X 축 방향의 합계 사이즈와 거의 동등한 사이즈의 영역 내에 X 축 방향으로 배열되어 있다. 노광 영역 (IA) 의 중심과 +Y 측 및 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84J) 의 중심의 X 위치는 거의 일치하고 있다. 각 에어 부상 유닛 (84J) 의 상면은 기판 홀더 (PH) 의 상면과 동등하거나 혹은 약간 낮아지도록 설정되어 있다.
상기 서술한 에어 부상 유닛 (84H, 84I 및 84J) 의 각각의 지지면 (상면) 은, 다공질체나 기계적으로 복수의 미소한 구멍을 갖는 스러스트형의 에어 베어링 구조로 되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84H, 84I 및 84J) 은, 기체 공급 장치 (85) (도 71 참조) 로부터의 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 의 공급에 의해서 기판 (예를 들어 P1, P2) 의 일부를 부상 지지할 수 있게 되어 있다. 각 에어 부상 유닛 (84H, 84I 및 84J) 에 대한 고압 공기 공급의 온ㆍ오프는, 도 71 에 나타내는 주제어 장치 (50) 에 의해서 개별적으로 제어된다.
상기 서술한 설명에서 분명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, +Y 측 또는 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H 및 84J) 에 의해서 2 장의 기판 전체를 부상 지지할 수 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 과 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 +Y 측 또는 -Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84H) 에 의해서 1 장의 기판 전체를 부상 지지할 수 있다. 또, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 과 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 +Y 측 또는 -Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84H) 에 의해서 1 장의 기판 전체를 부상 지지할 수 있다. 또한, 기판 홀더 (PH) 와 그 기판 홀더 (PH) 의 +Y 측 또는 -Y 측의 4 개의 에어 부상 유닛 (84H) 에 의해서 1 장의 기판 전체를 부상 지지할 수 있다.
또한, 에어 부상 유닛군 (84H, 84J) 은, 각각 상기 서술한 각 사각형 영역과 거의 동등한 총지지 면적을 갖고 있다면, 단일한 대형 에어 부상 유닛으로 치환해도 되고, 개개의 에어 부상 유닛의 크기를 도 68 의 경우와 상이하게 하여, 상기 사각형 영역 내에 분산 배치해도 된다. 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 대신에, 지지면의 면적이 2 배인 단일한 에어 부상 유닛을 이용해도 된다. 에어 부상 유닛은, 기판을 부상시키는 것이기 때문에 전면 (全面) 에 깔 필요는 없고, 에어 부상 유닛의 부상 능력 (부하 용량) 에 따라서, 적절히 소정의 간격으로 소정의 위치에 배치하면 된다.
+X 측 및 -X 측의 각 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 기판 홀더 (PH) 사이에는, 도 68 및 도 70 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 각각이 배치되어 있다.
각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 (예를 들어 P1 또는 P2) 을 유지 (예를 들어 흡착) 하여 Y 축 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 상기 서술한 지지 부재 (112) 의 상면에 고정되어 있다 (도 67 참조). 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 도 67 및 도 70 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (112) 를 개재하여 조동 테이블 (32A) 에 고정된 Y 축 방향으로 신장되는 고정부 (88b) 와, 기판 (예를 들어 P1 또는 P2) 의 이면을 흡착하여 Y 축 방향으로 고정부 (88b) 를 따라서 이동하는 가동부 (88a) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 각 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 가동부 (88a) 의 Y 축 방향의 이동 스트로크는 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭과 동등하다.
또한, 실제로는 가동부 (88a) 가 기판 (P) 을 흡착하여 Y 축 방향으로 이동하는 것이지만, 이하에서는 특별히 구별이 필요한 경우를 제외하고, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와 가동부 (88a) 를 구별하지 않고 이용한다.
+Y 측 및 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 과 기판 홀더 (PH) 사이에는, 도 68 및 도 70 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 각각이 배치되어 있다.
기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 기판 (예를 들어 P1 또는 P2) 을 유지 (예를 들어 흡착) 하여 X 축 방향으로 이동시키기 위한 장치로서, 기판 홀더 (PH) 의 +X 측 절반부의 +Y 측, -Y 측에 배치된 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84H) 의 각각의 기판 홀더 (PH) 에 대향하는 측의 면에 지지 부재를 개재하여 고정되어 있다 (도 69 참조).
각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는, 도 69 및 도 70 에 나타내는 바와 같이, 에어 부상 유닛 (84H) 과 함께 조동 테이블 (32A 또는 32B) 에 고정된 X 축 방향으로 신장되는 고정부 (91b) 와, 기판 (예를 들어 P1 또는 P2) 의 이면을 흡착하여 X 축 방향으로 고정부 (91b) 를 따라서 이동하는 가동부 (91a) 를 구비하고 있다. 가동부 (91a) 는, 예를 들어 리니어 모터에 의해서 구성되는 구동 장치 (95) (도 69 및 도 70 에서는 도시하지 않음, 도 71 참조) 에 의해서, 조동 테이블 (32A 또는 32B) 에 대해서 X 축 방향으로 구동된다. 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에는, 가동부 (91a) 의 위치를 계측하는 인코더 등의 위치 판독 장치 (97) (도 69 및 도 70 에서는 도시하지 않음, 도 71 참조) 가 설치되어 있다. 또한, 구동 장치 (95) 는, 리니어 모터에 한정되지 않고, 볼나사 또는 벨트를 이용한 회전 모터를 구동원으로 하는 구동 기구에 의해서 구성해도 된다.
각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) 의 X 축 방향의 이동 스트로크는 기판 홀더의 X 축 방향 길이의 거의 1/2 (약간 긴) 이다. 각 고정부 (91b) 의 -X 측의 단부는, 각각이 고정된 에어 부상 유닛 (84H) 으로부터 -X 측으로 소정 길이 연장되어 있다.
또, 각 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 가동부 (91a) (기판 흡착면) 는 기판 (P) 의 이면을 흡착하거나, 흡착을 해제하여 기판 (P) 으로부터 분리하거나 할 필요가 있기 때문에, 구동 장치 (95) 에 의해서 Z 축 방향으로도 미소 구동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 실제로는 가동부 (91a) 가 기판 (P) 을 흡착하여 X 축 방향으로 이동하는 것이지만, 이하에서는 특별히 구별이 필요한 경우를 제외하고, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 와 가동부 (91a) 를 구별하지 않고 이용한다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 및 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 의 각각의 가동부 (기판 흡착면) 에 의한 기판 (P) 의 흡착 및 기판과의 분리를 위해서, 미동 스테이지 (26) 가 Z 축 방향으로 이동해도 된다.
중량 캔슬 장치 (28) 는, 도 69 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (64), 공기 스프링 (66) 및 Z 슬라이더 (68) 등을 갖고, 예를 들어 상기 서술한 제 2 실시형태 이하의 각 실시형태와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 본 제 9 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치 (PSTh) 에서는, Z 슬라이더 (68) 가 레벨링 장치 (78) 의 고정부를 겸하며, 실링 패드는 설치되어 있지 않고, 중량 캔슬 장치 (28) 가 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있다. 또, 중량 캔슬 장치 (28) 는 미동 스테이지 (26) 와 일체화되어 있기 때문에, 중량 캔슬 장치 (28) 의 단독 운동을 규제하는 연결 장치 (80) (플렉셔 장치) 등은 설치되어 있지 않다. 미동 스테이지 (26) 는, 도 69 중에 구형 부재로 모식적으로 나타나 있는 구면 베어링 혹은 의사 구면 베어링 구조체를 갖는 레벨링 장치 (78) 에 의해서 Z 슬라이더 (68) 상에서 틸트 자재 (XY 평면에 대해서 θx 및 θy 방향으로 요동 자재) 로 지지되어 있다.
중량 캔슬 장치 (28), 및 중량 캔슬 장치 (28) 에 레벨링 장치 (78) 를 개재하여 지지된 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 의 작용에 의해서 조동 테이블 (32A) 과 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 즉, 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X) 를 이용하여 중량 캔슬 장치 (28) 에 지지되어 조동 테이블 (32A) 에 동기 구동 (조동 테이블 (32A) 과 동일한 방향으로 동일한 속도로 구동) 됨으로써, 조동 테이블 (32A) 과 함께 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동한다. 또, 상부 구성 부분 (미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등) 은, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (54X), 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (54Y) 및 4 개의 Z 보이스 코일 모터 (54Z) 를 개재하여, 조동 테이블 (32A) 에 대해서 6 자유도 방향으로 미소 구동된다.
본 제 9 실시형태에서는, 조동 테이블 (32A) (및 32B), 중량 캔슬 장치 (28), 미동 스테이지 (26) 및 기판 홀더 (PH) 등을 포함하며, 기판 (P1, P2) 과 일체로 X 축 방향으로 이동하는 이동체 (이하, 적절하게 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 로 표기함) 가 구성되어 있다.
본 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 에 있어서, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) (도 71 참조) 에 의해서 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출되고 있다. 본 제 9 실시형태에 관련된 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 은, 도 67 ∼ 도 69 와, 도 30 ∼ 도 32 를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 서술한 제 7 실시형태에 관련된 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98) 과 동일하게 구성되어 있다. 단, 본 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 에서는, Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 는, 도 69 에 나타내는 바와 같이, 에어 부상 유닛 (84H) 의 하방으로, Y 이동 거울 (94Y) 에 대향하여 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되어 있다. Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 는, 지지 부재 (104) 를 각각 개재하여 1 쌍의 가대 (18) 의 각각에 고정되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTh) 의 기타 부분의 구성은, 예를 들어 기판 스테이지 장치 (PSTa, PSTf) 등과 동일하게 되어 있다. 또, 기판 스테이지 장치 이외의 구성 각 부는, 상기 서술한 각 실시형태와 동일하다 (도 67 ∼ 도 71 참조).
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 로 행해지는 기판의 노광 처리를 위한 일련의 동작에 관해서 설명한다. 여기서는, 일례로서 복수 장의 기판에 대해서 제 2 층째 이후의 노광을 행하는 경우에 관해서, 기판의 노광 처리를 위한 일련의 동작 순서 (즉, 노광 순서) 를 설명하기 위한 노광 순서 설명도 (그 1 ∼ 그 27) 에 해당하는 도 72 ∼ 도 74, 도 76 ∼ 도 99, 및 일방의 기판의 쇼트 영역의 노광과 타방의 기판의 Y 스텝 동작의 병행 동작을 나타내는 도 75(A) ∼ 도 75(D) 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 72 ∼ 도 99 에는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 도 70 을 더욱 간략화하여 기판 홀더 (PH), 기판만이 도시되어 있다. 또, 도 72 ∼ 도 99 에 있어서 나타내는 노광 영역 (IA) 은 노광시에 조명광 (IL) 이 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 조사되는 조명 영역으로서, 실제로는 노광시 이외에는 형성되지 않지만, 기판 (P) 과 투영 광학계 (PL) 의 위치 관계를 명확하게 하기 위해서 항상 도시되어 있다. 또, 여기서는, 각 기판에 대해서, X 축 방향으로 2 면 (2 스캔), Y 축 방향으로 3 면 (3 스캔) 의 6 면취 (합계 6 스캔) 의 노광을 행하는 경우에 관해서 설명한다.
우선, 주제어 장치 (50) 의 관리하에, 도시하지 않은 마스크 반송 장치 (마스크 로더) 에 의해서 마스크 스테이지 (MST) 상으로 마스크 (M) 가 로드됨과 함께, 도시하지 않은 기판 반입 장치에 의해서 기판 스테이지 장치 (PSTh) 상으로 2 장의 기판 (P1, P2) 이 반입 (투입) 된다. 기판 (P1, P2) 의 각각은 전층 이전의 노광시에, 예를 들어 도 72 등에 나타내는 바와 같이, 복수, 예를 들어 X 축 방향으로 2 개, Y 축 방향으로 3 개, 합계 6 개의 쇼트 영역 (SA1 ∼ SA6) 과 함께, 각 쇼트 영역의 패턴과 동시에 전사된 복수의 얼라이먼트 마크 (PM) (도 70 참조) 가 쇼트 영역마다 형성되어 있다. 또한, 도 70 에서는 각 쇼트 영역의 도시가 생략되어 있다.
이 경우, 기판 반입 장치에 의해서, 2 장의 기판 (P2, P1) 이, 도 72 중에 검은색 화살표 및 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 방향 및 -Y 방향으로 반송되고, 도 68, 도 70 및 도 72 에 나타내는 위치에 반입된다. 이 경우, 기판 (P2) 은, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 과 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 걸쳐서 재치되고, 기판 (P1) 은, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 과 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 걸쳐서 재치되어 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 과 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 의해서 부상 지지되고, 기판 (P1) 은, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 과 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 의해서 부상 지지되어 있다. 또한, 각 기판은 반드시 도 72 중의 각 화살표 방향으로부터 반입하지 않아도 된다. 예를 들어, 상방 (+Z 측) 또는 X 축 방향의 외측으로부터 반입해도 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 기판 (P2, P1) 의 일부 (기판 전체의 약 1/6) 가 흡착 고정되고, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 의해서 기판 (P2, P1) 의 일부 (기판 전체의 나머지의 약 5/6) 가 부상 지지된 상태가 된다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 종래와 동일한 얼라이먼트 계측 방법에 의해서 투영 광학계 (PL) 에 대한 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 위치와, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P1, P2) 의 대략의 위치가 구해진다. 또한, 미동 스테이지 (26) 에 대한 기판 (P1, P2) 의 얼라이먼트 계측은 생략해도 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 상기 계측 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32A) 을 개재하여 미동 스테이지 (26) 를 구동시켜 기판 (P1) 상의 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크 (PM) (도 72 에서는 도시하지 않음, 도 70 참조) 를 어느 얼라이먼트 검출계의 시야 내로 이동시켜, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 얼라이먼트 계측을 행하고, 그 결과에 기초하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치를 구한다. 여기서, 노광을 위한 스캔은, 주사 노광시의 등속 이동 구간의 전후로 가속 구간 및 감속 구간을 포함하기 때문에, 스캔 개시 위치는 엄밀하게 말하면 가속 개시 위치이다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시켜, 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P1) 을 위치 결정한다. 이 때, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 조동 테이블 (32A) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 도 73 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, 도 73 의 상태로부터, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 는 도 73 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, -X 방향으로 구동되어 기판 (P1) 의 X 스캔 동작이 행해진다. 이 때, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST) 가 기판 홀더 (PH) (미동 스테이지 (26)) 와 동기하여 -X 방향으로 구동되고 있고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA1) 이 투영 광학계 (PL) 에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 투영 영역인 노광 영역 (IA) 을 통과하기 때문에, 그 때 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 주사 노광이 행해진다. 주제어 장치 (50) 는, X 스캔 동작시에, 실제로는 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 와 동기하여, 마스크 간섭계 시스템 (14) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 스테이지 (MST) 를 X 축 방향으로 주사 구동시킴과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동시킨다.
주사 노광은, 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 의 -X 방향으로 가속후의 등속 이동중에, 마스크 (M), 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 기판 (P1) 에 조명광 (IL) 이 조사됨으로써 행해진다.
상기 서술한 X 스캔 동작시에, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 에 기판 (P1) 의 일부 (기판 (P1) 전체의 약 1/6) 를 흡착 고정시키고, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 기판 (P1) 의 일부 (기판 (P1) 전체의 약 5/6) 를 부상 지지시키고, 또한 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 에 기판 (P2) 의 일부 (기판 (P2) 전체의 약 1/6) 를 흡착 고정시키고, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 기판 (P2) 의 일부 (기판 (P2) 전체의 약 5/6) 를 부상 지지시킨 상태에서 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 를 구동시킨다.
이 때, 주제어 장치 (50) 는, X 리니어 인코더 시스템 (46A, 46B) 의 계측 결과에 기초하여, X 리니어 모터 (42A, 42B) 를 각각 개재하여 조동 테이블 (32A, 32B) 을 X 축 방향으로 구동시킴과 함께, 기판 스테이지 간섭계 시스템 (98), Z 틸트 계측계 (76) 의 계측 결과에 기초하여, 미동 스테이지 구동계 (52) (각 보이스 코일 모터 (54X, 54Y, 54Z)) 를 구동시킨다. 이에 따라, 기판 (P1, P2) 은 미동 스테이지 (26) 와 일체가 되어, X 보이스 코일 모터 (54X) 에 의해서 조동 테이블 (32A) 과 일체적으로 이동한다. 또, 중량 캔슬 장치 (28) 도 미동 스테이지 (26) 와 일체가 되어, X 보이스 코일 모터 (54X) 에 의해서 구동된다. 또, 기판 (P1, P2) 은 미동 스테이지 (26) 와 일체가 되어, 조동 테이블 (32A) 로부터의 상대 구동에 의해서 X 축, Y 축, Z 축, θx, θy 및 θz 의 각 방향 (6 자유도 방향) 에 관해서 정밀하게 위치 제어된다.
도 74 에는, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
계속해서, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 노광 대상의 쇼트 영역 (이 경우, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA1)) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이, 상기 서술한 바와 같이 행해진다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 는 그 결과에 기초하여, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 을 도 74 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 조금 +X 방향으로 구동시키는 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 X 스텝 동작을 행한다. 기판 (P2) 의 X 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, X 스캔 동작과 동일한 상태에서 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 를 구동시켜 (단, 이동중의 위치 편차는 스캔 동작일수록 엄밀하게 규제하지 않고) 행한다. 주제어 장치 (50) 는, 기판 (P2) 의 X 스텝 동작과 병행하여, 마스크 스테이지 (MST) 를 가속 개시 위치로 복귀시키고 있다. 도 76 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, X 스텝 동작후 주제어 장치 (50) 는, 도 76 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) (기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 -X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA1) 에 대해서 스캔 노광을 행한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 도 76 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내어 기판 (P1) 의 Y 스텝 동작을 행한다. 이 기판 (P1) 의 Y 스텝 동작은, 주제어 장치 (50) 가, 유지 영역 (ADA2) 을 흡인으로부터 배기로 전환하여 기판 (P1) 의 흡착을 해제하고, -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 기판 (P1) 을, 쇼트 영역의 Y 축 방향의 폭과 거의 동등한 Y 스텝 거리만큼 -Y 방향으로 반송함으로써 행해진다. 여기서, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 유지 영역 (ADA2) 이 흡인으로부터 배기로 전환된 시점에서는 기판 (P1) 을 흡착 유지하고 있다.
도 75(A) ∼ 도 75(D) 에는, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광과 기판 (P1) 의 Y 스텝 동작이 병행하여 행해지고 있을 때의, 시간 경과에 따른 각 기판의 위치 등의 변화가 나타나 있다. 도 75(A) ∼ 도 75(D) 로부터 시각적으로 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 일방의 기판 (P2) 의 주사 노광과 타방의 기판 (P1) 의 Y 스텝 동작을 병행하여 행할 수 있다. 이것은, Y 스텝에 이용되는 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 가 조동 테이블 (32A) 에 고정되어, 조동 테이블 (32A) 과 일체로 기판 홀더 (PH) 와 동기하여 이동하기 때문이다.
이 경우에 있어서, 주제어 장치 (50) 는, 일방의 기판의 주사 노광중에는 타방의 기판의 Y 스텝 동작을 일시적으로 정지하고, 일방의 기판의 주사 노광의 전후의 가속중 및 감속중에 타방의 기판의 Y 스텝 동작을 행하는 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면, 타방의 기판의 Y 스텝 동작이, 일방의 기판의 주사 노광에 미치는 악영향 (예를 들어 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 구동력의 반력이 미동 스테이지 (26) 의 진동 요인이 되지 않도록 미동 스테이지 (26) 를 구동시키는 결과, 주사 노광중의 미동 스테이지 (26) 의 위치 제어 정밀도 (및 마스크 (M) 와 기판 (P2) 의 동기 정밀도) 가 저하되는 등) 을 확실하게 방지할 수 있다.
도 75(D) 및 도 77 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P1) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA2) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA2) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P1) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P1) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA2) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 77 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA2) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정, 및 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32A) 에 대한 X 축, Y 축 및 θz 방향 (혹은 6 자유도 방향) 의 정밀한 미소 위치 결정 구동이 행해진다. 도 78 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 미동 스테이지 (26) 의 조동 테이블 (32A) 에 대한 정밀한 미소 위치 결정 구동에 관해서는, 그 기재를 생략한다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P1) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 78 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 78 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내는 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 79 에는, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA2) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA2) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA2) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측의 개시에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 79 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA2) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 80 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 80 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 80 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 81 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P1) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA3) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA3) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P1) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P1) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA3) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 81 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA3) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 82 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P1) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 82 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 82 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내는 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 83 에는, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA3) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA3) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA3) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 X 스텝 동작이 행해진다 (도 83 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA3) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 84 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 84 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 84 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다. 이 Y 스텝 동작에 의해서, 기판 (P1) 은, 기판 홀더 (PH) 상으로부터 완전히 떨어져, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부 및 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84J) 의 일부에 의해서 전체가 부상 지지되게 된다.
도 85 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P1) 은 기판 홀더 (PH) 상으로부터 퇴피하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 을 흡인으로부터 배기로 전환함과 함께, +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P2) 을 흡착 유지하고, 도 85 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 X 스텝 거리 (샷 영역의 X 축 방향의 길이의 거의 2 배의 거리) 반송한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P1) 을 흡착 유지하고, 도 85 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 +X 방향으로 X 스텝 거리 반송한다. 여기서, 기판 (P1) 의 +X 방향으로의 반송과 기판 (P2) 의 -X 방향으로의 반송은, 양자를 간섭하지 않고 행해진다.
도 86 에는, 상기 기판 (P1) 과 기판 (P2) 의 X 스텝 거리의 반송이 종료했을 때의 양 기판 (P1, P2) 의 기판 홀더 (PH) 에 대한 위치 관계가 나타나 있다.
도 86 의 상태로부터, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 기판 (P1) 이 흡착 유지됨과 함께, -Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 에 의한 기판 (P1) 의 흡착이 해제된다. 그리고, 도 86 중의 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 (P1) 의 +Y 방향의 스텝 이동이 행해진다. 이에 따라, 기판 (P1) 과 기판 (P2) 은, 기판 홀더 (PH) 상에서의 서로의 위치는 역전되어 있지만, 기판 홀더 (PH) 상에서 도 72 와 동일한 위치 관계가 된다 (도 87 참조).
그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 기판 (P1, P2) 의 일부 (기판 전체의 약 1/6) 가 흡착 고정되고, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 의해서 기판 (P1, P2) 의 일부 (기판 전체의 나머지의 약 5/6) 가 부상 지지된 상태가 된다.
계속해서, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P1) 상에 미리 형성되어 있는 다음 노광 대상의 쇼트 영역 (이 경우, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA4)) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이, 상기 서술한 바와 같이 행해진다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 는 그 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시키고, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 을 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 위치 결정한다. 도 87 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA4) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 도 87 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) (기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 +X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA4) 에 대해서 스캔 노광을 행한다.
도 88 에는, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
계속해서, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 노광 대상의 쇼트 영역 (이 경우, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4)) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이, 상기 서술한 바와 같이 행해진다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 는 그 결과에 기초하여, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 을 도 88 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 조금 -X 방향으로 구동시키는 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 X 스텝 동작을 상기 서술한 바와 같이 행한다. 도 89 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 도 89 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) (기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 +X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA4) 에 대해서 스캔 노광을 행한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 도 89 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내어 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작을 행한다.
도 90 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P1) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA5) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA5) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P1) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P1) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA5) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 90 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA5) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 91 에는 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P1) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 91 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 91 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 92 에는, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA5) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA5) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 92 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 93 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 93 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 93 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P1) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내는 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 94 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P1) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA6) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA6) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P1) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P1) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P1) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA6) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P1) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 94 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA6) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P1) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 95 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P1) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 95 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P1) 의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 95 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는, 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 96 에는, 기판 (P1) 상의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA6) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA6) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 X 스텝 동작이 행해진다 (도 96 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 97 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 97 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다.
도 98 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 을 흡인으로부터 배기로 전환함과 함께, -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P2) 을 흡착 유지하고, 도 98 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 -Y 방향으로 반출 (반송) 한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P1) 을 흡착 유지하여 도 98 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 +Y 방향으로 반출 (반송) 한다.
그리고, 도 99 에 나타내는 바와 같이, 노광이 종료된 기판 (P1, P2) 은 반출되고, 새로운 기판 (P3, P4) 이 도 72 와 마찬가지로 기판 홀더 (PH) 상에 반입된다. 이 경우도, 각 기판의 반입 및 반출 방향은 반드시 도 99 중의 화살표의 방향이 아니어도 된다. 예를 들어, 상방 또는 X 축 방향으로 반입 및/또는 반출해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 에서는, 소형 (기판의 1/3 의 사이즈) 의 기판 홀더 (PH) 를 탑재한 미동 스테이지 (26) 를 1 축 (X 축) 방향으로 이동시키고, 기판만을 2 축 (X 축과 Y 축) 방향으로 이동시키도록 했기 때문에, 기판 스테이지 장치 (PSTh) 를 소형 경량화할 수 있어, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 기판 홀더 (PH) 및 기판 스테이지 장치 (PSTh) 의 소형화에 따른 여러 가지 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 에서는, 주제어 장치 (50) 가, 2 장의 기판의 각각의 일부를 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 각각 재치하고, 기판 홀더 (PH) 가 그 일부를 구성하는 기판 스테이지가 X 축 방향으로 이동하여 일방의 기판의 일부의 쇼트 영역이 주사 노광되는 것과 병행하여, 타방의 기판을 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 에 대해서 Y 축 방향으로 이동시키는것이 가능해진다. 이에 따라, 1 장째의 기판에 관해서, 하나의 쇼트 영역 (미노광 영역) 의 노광이 종료된 후에, 그 기판을 스텝 이동시켜 다음 쇼트 영역 (미노광 영역) 을 노광하는, 노광 및 스텝 이동을 교대로 반복하여 그 기판의 노광을 행하고, 2 장째의 기판에 관해서, 동일한 순서로 노광을 행하는 경우에 비해서, 2 장의 기판의 노광 처리에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 된다. 또, 본 실시형태에서는, 2 장의 기판의 노광을 교대로 행하고, 일방의 기판의 Y 스텝 시간을 타방의 기판의 X 스캔 시간에 완전히 오버랩시킬 수 있기 때문에, 1 장의 기판에 관해서 생각하면, (1 쇼트 영역의 주사 노광에 요하는 시간 + 얼라이먼트 시간) × 스캔 횟수 (샷 영역의 수) +α, 구체적으로는 기판을 기판 홀더 상에서 옮기지 않는 종래의 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식으로 노광 처리하는 것과 거의 동일한 정도의 시간으로 노광 처리가 가능해진다.
또한, 상기 제 9 실시형태에서는, 2 장의 기판을 동시에 기판 홀더 (PH) (기판 스테이지 장치 (PST)) 상에 반입하고, 동시에 기판 홀더 (PH) (기판 스테이지 장치 (PSTh)) 상으로부터 반출하도록 하였다. 그러나, 노광 장치 (900) 에서는, 다음에 설명하는 변형예와 같이, 2 장의 기판을 1 장씩 교대로 기판 홀더 (PH) (기판 스테이지 장치 (PSTh)) 에 대해서 반입 및 반출하는 것으로 해도 된다.
《제 9 실시형태의 변형예》
도 100 은, 상기 서술한 제 9 실시형태에 있어서의 노광 순서 설명도 (그 13) 인 도 85 에 해당하는 것이지만, 주제어 장치 (50) 의 지시에 따라서, 반출 장치 (도시하지 않음) 에 의해서, 기판 (P1) 은 이 시점에서 기판 스테이지 장치 (PSTh) 의 외부에 반출된다 (도 100 중의 검은색의 굵은 화살표 참조). 기판 (P1) 의 -X 측 절반은, 도 100 에 나타내는 바와 같이 미노광인 채여도 되고, 미리 노광되어 있어도 된다.
주제어 장치 (50) 는, 기판 (P1) 이 반출 도중에 기판 홀더 (PH) 상으로부터 완전히 퇴피하면, +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P2) 을 흡착 유지하고, 도 100 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 X 스텝 거리 (샷 영역의 X 축 방향의 길이의 거의 2 배의 거리) 반송한다.
도 101 에는, 상기 기판 (P2) 의 X 스텝 거리의 반송이 종료했을 때의 기판 (P2) 의 기판 홀더 (PH) 에 대한 위치 관계가 나타나 있다. 이 때, 새로운 기판 (P3) 이, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H 및 84J) 상에 반입되어 있다.
도 101 의 상태로부터, 주제어 장치 (50) 에 의해서, +X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 이용하여 기판 (P3) 이 흡착 유지되고, 도 101 중의 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P3) 의 +Y 방향의 스텝 이동이 행해진다. 이에 따라, 도 102 에 나타내는 상태가 되고, 기판 (P2) 과 기판 (P3) 은, 기판 홀더 (PH) 상에서 도 72 에 있어서의 기판 (P1) 과 기판 (P2) 과 동일한 위치 관계가 된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환된다. 이에 따라, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 기판 (P3, P2) 의 일부 (기판 전체의 약 1/6) 가 흡착 고정되고, 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 과 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부에 의해서 기판 (P3, P2) 의 일부 (기판 전체의 나머지의 약 5/6) 가 부상 지지된 상태가 된다.
계속해서, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P3) 상에 미리 형성되어 있는 다음 노광 대상의 쇼트 영역 (이 경우, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA1)) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이, 상기 서술한 바와 같이 행해진다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 는 그 결과에 기초하여, 조동 테이블 (32A, 32B) 을 구동시킴과 함께 미동 스테이지 (26) 를 미소 구동시키고, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P3) (및 기판 홀더 (PH)) 을 그 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 위치 결정한다. 도 102 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA1) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P3) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 도 102 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P3) (기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 +X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA1) 에 대해서 스캔 노광을 행한다.
도 103 에는, 기판 (P3) 의 쇼트 영역 (SA1) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
계속해서, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 노광 대상의 쇼트 영역 (이 경우, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4)) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이, 상기 서술한 바와 같이 행해진다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 는 그 결과에 기초하여, 다음 노광을 위한 가속에 대비하여, 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 을 도 103 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 조금 -X 방향으로 구동시키는 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 X 스텝 동작을 상기 서술한 바와 같이 행한다. 도 104 에는, 이와 같이 하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4) 의 노광을 위한 스캔 개시 위치 (가속 개시 위치) 에 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 이 위치 결정된 직후의 상태가 나타나 있다.
그리고, 주제어 장치 (50) 는, 도 104 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) (기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B)) 과 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 의 +X 방향의 가속을 개시하고, 상기 서술한 바와 같이 하여 쇼트 영역 (SA4) 에 대해서 스캔 노광을 행한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, 도 104 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P3) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내어 기판 (P3) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작을 행한다.
도 105 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA4) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P3) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA2) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P3) 의 쇼트 영역 (SA2) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P3) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P3) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA2) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P3) 의 상기 서술한 X 스텝 동작이 행해진다 (도 105 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA2) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P3) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 106 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P3) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 106 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P3) 의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 106 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 107 에는, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA2) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA5) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA5) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 X 스텝 동작이 행해진다 (도 107 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 108 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 108 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 상기 서술한 바와 같은 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 108 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P3) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 +Y 방향으로 보내는 기판 (P3) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 109 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA5) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P3) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA3) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P3) 의 쇼트 영역 (SA3) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA1) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P3) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 +X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P3) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA3) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P3) 의 상기 서술한 X 스텝 동작이 행해진다 (도 109 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P3) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA3) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P3) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 110 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P3) 과 마스크 (M) 의 -X 방향의 가속 (도 110 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P3) 의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 도 110 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판 (P2) 을 기판 홀더 (PH) 상에서 -Y 방향으로 보내는 기판 (P2) 의 상기 서술한 바와 같은 Y 스텝 동작이 행해진다.
도 111 에는, 기판 (P3) 상의 쇼트 영역 (SA3) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다. 이 때, 기판 (P2) 은, Y 스텝 동작이 종료되어, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 이 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 상에 위치하고 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA2) 이 배기에서 흡인으로 전환되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA6) 을 포함하는 1/6 의 부분이 유지 영역 (ADA2) 에 흡착 고정된다. 이 때, 기판 (P2) 은, 나머지 부분 (약 5/6) 이, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 의 일부, 및 -X 측의 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 에 의해서 부상 지지되어 있다.
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P2) 의 새로운 얼라이먼트 계측, 즉 기판 (P2) 상에 미리 형성되어 있는 다음 쇼트 영역 (SA6) 용의 얼라이먼트 마크의 계측이 행해진다. 이 얼라이먼트 계측에 앞서서, 계측 대상인 얼라이먼트 마크가 얼라이먼트 검출계의 검출 시야 내에 위치하도록, 기판 (P2) 의 상기 서술한 X 스텝 동작이 행해진다 (도 111 중의 흰색 화살표 참조).
그리고, 투영 광학계 (PL) 에 대한 기판 (P) 의 새로운 얼라이먼트 계측이 종료되면, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 그 결과에 기초하여, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 의 노광을 위한 가속 개시 위치로의 기판 (P2) (및 기판 홀더 (PH)) 의 위치 결정이 행해진다. 도 112 에는, 이 위치 결정이 종료된 직후의 상태가 나타나 있다.
이어서, 주제어 장치 (50) 에 의해서, 기판 (P2) 과 마스크 (M) 의 +X 방향의 가속 (도 112 중의 흰색 화살표 참조) 이 개시되고, 기판 (P2) 의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 상기 서술한 바와 같은 스캔 노광이 행해진다.
도 113 에는, 기판 (P2) 상의 쇼트 영역 (SA6) 에 대한 스캔 노광이 종료되어, 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32A, 32B) 가 정지된 상태가 나타나 있다.
그 후, 주제어 장치 (50) 는, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 을 흡인으로부터 배기로 전환함과 함께, -X 측의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P2) 을 흡착 유지하고, 도 113 중에 검은색 화살표로 나타낸 바와 같이 -Y 방향으로 반출 (반송) 한다. 이와 병행하여, 주제어 장치 (50) 는, +Y 측의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) (도 70 참조) 에 의해서 기판 (P3) 을 흡착 유지한다. 그리고, 기판 (P2) 이 기판 홀더 (PH) 상으로부터 완전히 퇴피한 시점에서, 주제어 장치 (50) 는, 도 113 중에 흰색 화살표로 나타낸 바와 같이 -X 방향으로 기판 (P3) 을 X 스텝 거리 반송한다.
그 후, 도 114 에 나타내는 바와 같이, 기판 전면의 노광이 종료된 기판 (P2) 은 반출되고, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1) 상으로 새로운 기판 (P4) 이 반입된다.
이후, 3 개의 쇼트 영역의 노광이 종료된 기판 (P3) 및 미노광의 기판 (P4) 에 대해서, 상기 서술한 기판 (P2) 과 기판 (P3) 과 동일한 처리가 반복된다.
이와 같이, 본 변형예에서는, 기판의 2 장 동시에 교환 (반입ㆍ반출) 하지 않기 때문에, 노광 대상의 쇼트 영역 변경 및 기판 교환 작업의 효율이 좋다. 구체적으로는, 상기 제 9 실시형태의 노광 순서ㆍ그 13 및 14 (도 85 및 도 86) 에 나타내는, 기판 (P1) 에서 실시했던 X 축과 Y 축의 2 축 이동이 없어진다. 또, 기판의 반입과 반출이 1 장씩 행해지기 때문에, 기판의 반입 및 반출에 관계되는 도시하지 않은 반입 장치 및 반출 장치가 1 대씩이라도 교환 작업을 단시간에 행할 수 있다.
또한, 상기 제 9 실시형태 및 그 변형예에서는, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 을 각각 기판의 약 1/6 의 면적으로 하고, X 축 방향 2 면 (2 스캔) Y 축 방향 3 면 (3 스캔) 의 6 면취 (노광 스캔수) 에 대응하는 경우에 관해서 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 기판 홀더 (PH) 의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 의 각각을 기판의 약 1/4 의 면적으로 설정해도 된다. 이 경우, X 축 방향 2 면 (2 스캔) Y 축 방향 2 면 (2 스캔) 의 4 면취에도 대응할 수 있다.
또, 상기 서술한 기판 홀더 (PH) 상에 배치하는 2 장의 기판의 배치 관계나 노광 영역 변경의 순서는 일례에 불과하며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 9 실시형태 및 그 변형예에서는, 2 장의 기판의 일방과 타방에 대한 주사 노광을 교대로 행하는 (따라서, 타방의 기판과 일방의 기판의 Y 스텝 동작이, 이와 병행하여 교대로 행해짐) 경우에 관해서 설명했지만, 2 장의 기판의 일방과 타방에 대한 주사 노광을 반드시 교대로 행할 필요는 없다. 단, 2 장의 기판을 기판 홀더 (PH) 상의 유지 영역 (ADA1, ADA2) 에 재치하여, 일방의 기판이 적어도 하나의 쇼트 영역의 주사 노광과 타방의 기판의 Y 스텝 동작을 적어도 일부 병행하여 행하는 것이 바람직하고, 2 장의 기판 중, 일방의 기판의 노광이 개시되고 나서 종료하기까지의 동안에, 타방의 기판의 적어도 하나의 쇼트 영역의 노광을 행하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 2 장의 기판 중, 일방의 기판의 노광이 종료 후에 타방의 기판의 노광을 개시하는 경우에 비해서, 보다 단시간에 2 장의 기판에 대한 노광을 종료할 수 있게 된다.
또, 상기 제 9 실시형태 및 변형예에서는, 홈부에 의해서 2 분할된 2 개의 유지 영역을 갖는 기판 홀더 (PH) 를 이용하는 경우를 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 독립된 2 개의 기판 홀더를 1 개의 미동 스테이지 상에 나열하여 고정시켜도 된다.
또, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 홀더 (PH) 의 주변에 배치했지만, 2 장의 기판을 상기 서술한 바와 같은 위치 관계가 되도록 기판 홀더 (PH) 에 대해서 이동시킬 수 있는 것이면 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 의 배치, 수 등은 임의적이어도 된다. 단, 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 일방의 기판 상의 쇼트 영역에 대한 스캔 노광과 타방의 기판의 Y 스텝 이송을 병행하여 행할 필요가 있기 때문에, 기판 홀더 (PH) 가 탑재된 미동 스테이지 (26) 또는 기판 홀더 (PH) 와 일체적으로 이동하는 이동체 상에 설치할 필요가 있다.
《제 10 실시형태》
다음으로, 제 10 실시형태에 관해서 도 115 ∼ 도 117 에 기초하여 설명한다. 여기서, 상기 서술한 제 9 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 관해서는, 동일 또는 유사한 부호를 이용함과 함께 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
도 115 에는, 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 의 일부 생략한 평면도가 나타나 있다. 또, 도 116 에는, 노광 장치 (1000) 를 +X 방향에서 본 개략 측면도가 일부 생략되어 나타나 있다. 단, 도 116 에서는, 상기 서술한 도 69 와 마찬가지로, 조동 테이블 (32) 은 중량 캔슬 장치 (28) 와 함께 부분적으로 단면도로 나타나 있다.
본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에서는, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PSTh) 대신에 기판 스테이지 장치 (PSTi) 가 설치되어 있는 점이 상기 서술한 제 9 실시형태와 상이하지만, 그 밖의 부분의 구성 등은 상기 서술한 제 9 실시형태와 동일하다.
기판 스테이지 장치 (PSTi) 는, 도 116 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 조동 스테이지부 (24) 대신에 조동 스테이지부 (24') 를 구비하고 있다. 조동 스테이지부 (24') 는, 도 116 에 나타내는 바와 같이, 2 개 (1 쌍) 의 X 빔 (30A', 30B') 과, 조동 테이블 (32) 과, 2 개의 X 빔 (30A', 30B') 의 각각을 바닥면 (F) 상에서 지지하는 복수의 레그부 (34) 를 갖고 있다.
조동 테이블 (32) 은, 예를 들어 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PSTh) 가 구비하는 2 개의 조동 테이블 (32A 및 32B) 대신에 설치된 것으로서, 도 115 및 도 116 에서 알 수 있는 바와 같이, 조동 테이블 (32A 및 32B) 을 일체화하고 Y 축 방향의 사이즈를 작게 한 형상을 갖고 있다.
조동 스테이지부 (24') 의 각 부의 구성은, 예를 들어 앞서 설명한 제 4 실시형태에 관련된 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치 (PSTc) 와 동일하게 되어 있기 때문에 상세 설명은 생략한다.
기판 스테이지 장치 (PSTi) 에서는, 도 116 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향 양측의 에어 부상 유닛이, 조동 테이블 (32) 과는 분리되어 바닥면 (F) 상에 설치되어 있다. 나아가, 이에 따라, 1 쌍의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 및 1 쌍의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 가, 미동 스테이지 (26) 에 부착되어 있다.
X 빔 (30A') 의 +Y 측 및 X 빔 (30B') 의 -Y 측에는, 도 116 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 프레임 (110A', 110B') 의 각각이 가대 (18) 에 접촉하지 않도록 바닥면 (F) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 프레임 (110A', 110B') 의 상면에는, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각각이 설치되어 있다.
1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각각은, 도 115 및 도 116 에 나타내는 바와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각각은, 도 115 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 폭이 기판 (예를 들어 P1 또는 P2) 의 Y 축 방향의 폭보다 약간 짧고, X 축 방향의 길이가 기판 홀더 (PH) 와 후술하는 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 의 노광 시퀀스에 있어서의 이동 범위와 거의 동등한 길이의 사각형 영역 내에, X 축 방향 및 Y 축 방향으로 소정의 간극을 두고 분산 배치된 복수의 에어 부상 유닛에 의해서 구성되어 있다. 노광 영역 (IA) 의 중심과 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각각의 중심의 X 위치는 거의 일치하고 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각 에어 부상 유닛의 상면은 기판 홀더 (PH) 의 상면과 동등하거나 혹은 약간 낮아지도록 설정되어 있다.
또, 기판 스테이지 장치 (PSTi) 에서는, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 양측에는, 상기 서술한 각 1 쌍의 에어 부상 유닛 (84I) 대신에, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 의 각각이 배치되어 있다. 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 의 각각은, 도 115 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수, 예를 들어 3 개의 Y 축 방향으로 가늘고 긴 사각형의 에어 부상 유닛으로 이루어진다. 각 에어 부상 유닛의 Y 축 방향의 길이는, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 상호간의 간격보다 약간 짧다. 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 의 각각은, 에어 부상 유닛 (84I) 과 동일하게 하여, 조동 테이블 (32) 의 상면에 고정되어 있다.
1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 및 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 을 각각 구성하는 각 에어 부상 유닛의 지지면 (상면) 은, 상기 서술한 에어 부상 유닛 (84) 과 마찬가지로, 다공질체나 기계적으로 복수의 미소한 구멍을 갖는 스러스트형의 에어 베어링 구조로 되어 있다. 각 에어 부상 유닛은, 상기 서술한 기체 공급 장치로부터의 가압 기체 (예를 들어 고압 공기) 의 공급에 의해서, 기판의 일부를 부상 지지할 수 있게 되어 있다. 각 에어 부상 유닛에 대한 고압 공기 공급의 온ㆍ오프는 주제어 장치 (50) 에 의해서 제어된다.
본 제 10 실시형태에서는, 상기 서술한 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 및 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 에 의해서, 기판이 기판 스테이지 (PH, 26, 28, 32) 에 의해서 X 축 방향으로, 예를 들어 풀스트로크 이동했을 때여도 기판의 처짐을 방지하여 기판을 부상 지지할 수 있다.
또한, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 은, 각각 상기 사각형 영역과 거의 동등한 총지지 면적을 갖고 있다면, 단일한 대형 에어 부상 유닛으로 치환해도 되고, 개개의 에어 부상 유닛의 형상 또는 크기를 도 115 의 경우와 상이하게 하여, 상기 사각형 영역 내에 분산 배치해도 된다. 마찬가지로, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84I') 도, 개개의 에어 부상 유닛의 형상 또는 크기를 도 115 의 경우와 상이하게 해도 된다.
또, 기판 스테이지 장치 (PSTi) 에서는, 도 116 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 가, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치되고, 지지 부재를 개재하여 미동 스테이지 (26) 에 고정되어 있다. 마찬가지로, 1 쌍의 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 가, 기판 홀더 (PH) 의 X 축 방향의 양측에 배치되고, 지지 부재를 개재하여 미동 스테이지 (26) 에 고정되어 있다 (도 115 참조).
또한, 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 는, 도 115 에 나타내는 바와 같이, -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H') 을 구성하는, 기판 홀더 (PH) 에 가까운 제 1 열의 복수의 에어 부상 유닛 중의 X 축 방향 중심 근방에 위치하는 인접하는 에어 부상 유닛 상호간의 2 개 지점의 간극에 대향하는 위치에서, 사이드 프레임 (20) 에 고정되어 있다. 2 개 지점의 간극은, 노광 영역 (IA) 의 중심을 통과하는 Y 축에 관해서 대칭인 간극이다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 로부터, 상기 서술한 2 개 지점의 간극을 각각 개재하여, 계측 빔 (측장 빔) 이 Y 이동 거울 (94Y) 에 조사되도록 되어 있다.
기판 스테이지 장치 (PSTi) 의 그 밖의 부분의 구성은, 상기 서술한 기판 스테이지 장치 (PSTh) 와 동일하게 되어 있다.
또한, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 근처에, 상기 서술한 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 와는 별도의 기판 이송 장치 (도시하지 않음) 를 설치하여, 이 장치에 의해서 기판의 반입이나 반출을 행하는 것으로 해도 된다.
본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에서는, 상기 서술한 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 와 동일한 순서로, 기판 교환, 얼라이먼트 및 노광 등의 일련의 동작이 행해진다.
이상 설명한 본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에 의하면, 상기 서술한 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 노광 장치 (1000) 에서는, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측의 에어 부상 유닛군 (84H') 이 고정으로, X 축 방향에 관해서 넓은 범위에서 배치된 복수의 에어 부상 유닛에 의해서 구성되어 있기 때문에, 기판 교환시에 기판을 고정의 에어 부상 유닛군 (84H') 상에 미리 대기시켜 놓을 수 있게 되어 기판 교환을 효율적으로 단시간에 행할 수 있게 된다. 도 117 에는, 일례로서, 상기 서술한 제 9 실시형태의 변형예에 있어서의 노광 순서 설명도 (그 15) 에 나타내는 기판 교환 (도 114 참조) 을, 본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에서 행하는 경우의 평면도가 나타나 있다. 이 경우, 도 117 에서 알 수 있는 바와 같이, 노광 순서 15 에 앞선 노광 순서 14 (도 113 참조) 에서, 새로운 기판 (P4) 을 도시되는 위치에 대기시켜 놓을 수 있다. 또, 상기 서술한 제 9 실시형태에 있어서의 노광 순서 설명도 (그 27) 에 나타내는 기판 2 장을 동시에 교환 (도 99 참조) 하는 경우에도, 미리 새로운 기판을 2 장, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 상에서 대기시켜 놓을 수 있기 때문에, 기판을 효율적이고 또한 고속으로 교환할 수 있게 된다.
또, 본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에 의하면, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향 양측의 에어 부상 유닛군 (84H') 을 기판 스테이지 (조동 테이블 (32)) 로부터 분리했기 때문에, 기판 스테이지 (조동 테이블 (32)) 의 부하가 감소하여 기판 스테이지의 제어성이 향상된다. 또, 에어 부상 유닛군 (84H') 의 각 에어 부상 유닛은 움직이지 않기 때문에, 미동 스테이지 (26) 의 Y 축 방향 위치를 계측하는 Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 의 계측 빔이 에어 부상 유닛에 의해서 차단될 우려가 없다. 이 때문에, Y 간섭계 (98Y1, 98Y2) 를 에어 부상 유닛군 (84H') 보다 외측 (-Y 측) 의 장치 본체의 사이드 프레임 (20) 에 설치할 수 있도록 되어 있다 (도 115, 도 116 참조).
또한, 본 제 10 실시형태에 관련된 노광 장치 (1000) 에서는, 가동의 에어 부상 유닛, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 및 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 는, 기판 홀더 (PH) (즉 미동 스테이지 (26)) 와는 기계적으로 분리된 조동 테이블 (32) 에 부착해도 되고, 기판 홀더 (PH) 또는 미동 스테이지 (26) 에 일체적으로 부착해도 된다.
《제 10 실시형태의 변형예》
또, 제 10 실시형태에 있어서, 1 쌍의 에어 부상 유닛군 (84H') 을 구성하는 복수의 에어 부상 유닛의 일부를 기판 스테이지 (조동 테이블 (32) 또는 미동 스테이지 (26)) 에 부착하여, 상기 서술한 제 1 실시형태와 같이, 가동의 에어 부상 유닛으로 해도 된다. 예를 들어, 도 118 및 도 119 에 나타내는 변형예와 같이, 기판 홀더 (PH) 의 -Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H') 을 고정된 에어 부상 유닛에 의해서 구성하고, 기판 홀더의 +Y 측의 에어 부상 유닛군 (84H) 을 기판 스테이지 (조동 테이블 (32)) 에 탑재하여 움직일 수 있도록 해도 된다. 또, 고정의 에어 부상 유닛군 (84H') 은, 도 118 에서는, 기판 스테이지를 탑재하는 보디 (BD) (노광 장치 본체) 로부터 기계적 및 진동적으로 분리하여 바닥면 (F) 상에 설치하고 있지만, 보디 (BD) 상에 설치해도 된다.
《제 11 실시형태》
다음으로, 제 11 실시형태에 관해서 도 120 에 기초하여 설명한다. 도 120 에는, 본 제 11 실시형태에 관련된 노광 장치 (1100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 이 도 120 에 나타내는 바와 같이, 노광 장치 (1100) 에서는, 상기 각 실시형태의 노광 장치와 달리, 기판의 얼라이먼트 마크를 검출하는 복수의 얼라이먼트 검출계 (AL) 가 기판 (P1, P2) 등이 재치되는 기판 홀더 (PH) 에 설치되어 있다.
본 제 11 실시형태에 관련된 노광 장치 (1100) 에서 이용되는 기판 (P1, P2) 등에는, 이면 (-Z 측의 면) 에, 적어도 2 개의 얼라이먼트 마크가 복수의 얼라이먼트 검출계 (AL) 중의 어느 것에 대응한 소정의 위치에 형성되어 있다. 각 얼라이먼트 마크는, 예를 들어 복수의 눈금선을 갖고 있어, 얼라이먼트 검출계 (AL) 에 의해서 기판의 기판 홀더 (PH) 에 대한 위치 (또는 기준 위치로부터의 위치 어긋남량) 을 계측할 수 있도록 되어 있다.
노광 장치 (1100) 의 그 밖의 부분은, 기판 스테이지 장치 (PSTh) 를 포함하여, 상기 서술한 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 와 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 본 제 11 실시형태에 관련된 노광 장치 (1100) 에 의하면, 제 9 실시형태에 관련된 노광 장치 (900) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 노광 장치 (1100) 에서는, 미동 스테이지 (26) 를 포함하는 기판 스테이지가 이동중이어도 기판의 얼라이먼트 계측이 가능해진다. 구체적으로는, 주제어 장치 (50) 는, 2 장의 기판, 예를 들어 기판 (P1, P2) 중의 일방의 기판에 대한 X 스캔중에 타방의 기판의 기판 홀더 (PH) 에 대한 얼라이먼트 계측을 행할 수 있다. 이 때문에, 주제어 장치 (50) 는, 일방의 기판의 X 스캔이 종료된 후, 즉시 타방의 기판을, 상기 얼라이먼트 계측의 결과에 기초하여 미동 스테이지 (26) (기판 홀더 (PH)) 마다 미소 이동시킴으로써, 그 타방의 기판의 위치를 수정할 수 있다. 이 때문에, 일방의 기판의 스캔 노광이 종료된 후, 즉시 타방의 기판의 스캔 노광을 개시할 수 있게 되어, 스루풋이 향상된다.
또한, 노광 장치 (1100) 에 있어서, 얼라이먼트 검출계 (AL) 는, 기판 홀더 (PH) 에 한정되지 않고, 기판 홀더 (PH) 가 탑재된 미동 스테이지 (26) 에 설치해도 된다.
또한, 상기 제 9 ∼ 제 11 의 각 실시형태에 관련된 노광 장치에서는, 조동 테이블 상에 탑재된 에어 부상 유닛, 기판 Y 스텝 이송 장치, 기판 X 스텝 이송 장치 등을, 미동 스테이지 상에 탑재해도 되고, 혹은 조동 테이블에 추종하여 이동하는 별도의 이동체를 설치하고, 그 별도의 이동체 상에 에어 부상 유닛을 탑재하여, X 축 방향으로 움직할 수 있는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 에어 부상 유닛이 탑재된, 조동 테이블에 추종하여 이동하는 별도의 이동체 상에, 상기 서술한 기판 Y 스텝 이송 장치 (88) 를 설치해도 된다. 또, 상기 제 9 ∼ 제 11 의 각 실시형태에 있어서, 기판 X 스텝 이송 장치 (91) 는 기판 스테이지의 외부에 배치해도 된다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 11 의 각 실시형태에서는, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭을 기판의 약 1/3 또는 1/2 로 했지만, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭은 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭보다 확실하게 짧으면 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 폭은, 투영 광학계에 의한 노광 필드폭 (Y 방향) 과 동일한 정도 이상이면 된다. 예를 들어, 투영 광학계에 의한 노광 필드폭 (Y 방향) 이 기판의 약 1/n (n 은 2 이상의 정수) 이라면, 기판 홀더 (PH) 의 폭도 기판의 Y 방향 치수의 약 1/n 로 해도 된다. 이 경우, 기판 홀더 (PH) 의 Y 축 방향의 양측에 배치되는 에어 부상 유닛의 Y 축 방향의 폭은 기판의 변형을 억제하기 위해서, 각각 기판의 Y 축 방향 치수의 약 (n-1)/n 으로 하는 것이 좋다. 그리고, 기판 Y 스텝 이송 장치는, 기판 전체를 기판 홀더 상의 영역으로 이동시킬 수 있을 만큼의 Y 스트로크를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 기판 (P) 의 변형을 방지하는 목적에서 에어 부상 유닛을 이용하는 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 회전자 또는 볼 등을 이용한 접촉형의 구름 베어링을 구비한 기판의 처짐 방지 장치를, 상기 각 실시형태의 에어 부상 유닛의 적어도 일부와 교체해도 된다. 기판 (P) 의 변형을 방지하는 목적에서 에어 부상 유닛, 구름 베어링 이외의 베어링 부재를 구비한 기판의 처짐 방지 장치를 이용해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 중량 캔슬 장치 (심주) 는, 제 1 실시형태와 같이, 미동 스테이지와 분리된 것 (도 1, 도 3 참조) 이어도 되고, 제 2 ∼ 제 11 실시형태와 같이 미동 스테이지와 일체형이어도 된다. 또, 레벨링 센서의 타깃용 필러는 없어도 된다. 또, 레벨링 기구와 중량 캔슬 기구부는 상하 역배치여도 된다. 이와 같이, 중량 캔슬 장치의 구조는, 상기 서술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 미동 스테이지 (26) 에 기판 홀더 (PH) 가 탑재된 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 미동 스테이지의 소재로서 세라믹스 등을 이용하는 경우에는 그 상부에 에칭 가공 등을 하여, 기판을 유지하는 상기 기판 홀더 (PH) 와 동등한 기능을 갖는 유지부를 미동 스테이지와 일체로 구성해도 된다.
또, 상기 각 실시형태가 공통으로 구비하고 있는 구성 부분에도, 노광 장치가 반드시 구비되어 있지 않아도 되는 것도 있다. 예를 들어, 기판 (P) 을 수평면에 수직인 면에 평행하게 유지하여 노광을 행하는 소위 세로 배치의 노광 장치 등의 경우, 기판의 자체 중량에 의한 처짐이 발생되지 않기 때문에, 에어 부상 유닛 등의 기판 지지 장치는 반드시 설치하지 않아도 된다. 또, 중량 캔슬 장치도 필수적이지 않다. 이 경우, 기판 홀더를 이동시키기 위한 이동 스테이지가 필요로 되지만, 그 이동 스테이지는 소위 조미동 스테이지여도 되고, 단독의 6DOF 스테이지여도 된다. 요컨대, 이동 스테이지는, 기판 홀더를 XY 평면 내에서 (적어도 X 축 방향으로) 구동시킬 수 있으면 되고, 6 자유도 방향으로 구동 가능하다면 한층 더 바람직하다. 또, 구성이 서로 모순되지 않는 한, 상기 제 1 ∼ 제 11 실시형태의 구성 각 부를 임의로 조합해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 노광 장치가 기판 (P) 의 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 동작을 수반하는 주사형 노광을 행하는 투영 노광 장치인 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 투영 노광 장치, 나아가 투영 광학계를 이용하지 않는 프록시미티 방식의 노광 장치에도 상기 각 실시형태는 적용이 가능하다.
또, 상기 각 실시형태의 노광 장치에서는, 조명광은, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광, F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 또, 조명광으로는, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외영역 또는 가시영역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가, 복수의 투영 광학계 (투영 광학 유닛) 를 구비한 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계인 경우에 관해서 설명했지만, 투영 광학 유닛의 수는 이에 한정되지 않고, 1 개 이상이면 된다. 또, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어 오프너형의 대형 미러를 이용한 투영 광학계 등이어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 로서, 투영 배율이 등배인 것을 이용하는 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 투영 광학계는 축소계 및 확대계의 어느 것이어도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서는, 광투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴ㆍ감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 이용했지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크), 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기라고도 함) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 를 이용하는 가변 성형 마스크를 이용해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 관련된 노광 장치는, 사이즈 (외경, 대각선, 한변의 적어도 하나를 포함) 가 500 ㎜ 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 용의 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대해서 적용하는 것이 특히 유효하다. 이것은, 기판의 대형화에 대응하기 위해서 본 발명이 이루어졌기 때문이다.
또, 상기 각 실시형태에 관련된 노광 장치실시형태에 관련된 노광 장치이스로서의 액정 표시 소자를 제조할 수 있다. 우선, 패턴 이미지를 감광성 기판 (레지스트가 도포된 유리 기판 등) 에 형성하는 소위 광리소그래피 공정이 실행된다. 이 광리소그래피 공정에 의해서, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴이 형성된다. 그 후, 컬러 필터 형성 공정, 셀 조립 공정 및 모듈 조립 공정 등을 거침으로써, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 기판 처리 장치로서 노광 장치에 관해서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯식의 기능성 액체 부여 장치를 구비한 소자 제조 장치, 혹은 검사 장치 등의 노광 장치 이외의 기판 처리 장치에, 상기 제 1 내지 제 11 실시형태 중의 적어도 일부의 실시형태를 적용해도 된다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
산업상 이용가능성
본 발명의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 대형 기판의 처리에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 방법 및 노광 장치는 대형 기판의 노광에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은 액정 표시 소자 등의 제조에 적합하다.

Claims (17)

  1. 광학계로부터의 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대해서 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 장치로서,
    상기 복수의 영역 중 적어도 1 개의 영역을 포함하는 상기 물체의 일부를 지지하는 제 1 지지부와,
    상기 물체의 타부 (他部) 를 지지하는 제 2 지지부와,
    상기 주사 노광에 있어서, 상기 물체를 지지하는 상기 제 1 및 제 2 지지부를, 상기 광학계의 광축 방향과 교차하는 주사 방향으로 상대 이동시키는 구동부를 구비하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물체를, 상기 제 2 지지부에 지지된 상기 물체의 타부가 상기 제 1 지지부에 지지되도록, 상기 주사 방향에 교차하는 비주사 방향으로 이동시키는 물체 이송부를 추가로 구비하는 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물체 이송부는, 상기 제 1 지지부에 지지된 상기 물체의 일부가 상기 제 2 지지부에 지지되도록, 상기 물체를 상기 비주사 방향으로 이동시키는 노광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부는, 상기 제 2 방향에 관해서, 상기 제 1 지지부의 양측에 배치되는 노광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 제 1 및 제 2 지지부의 일방의 지지부에 대해서 타방의 지지부를 상대 이동시키는 노광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부는, 상기 물체의 하면에 대해서, 기체를 공급하는 기체 공급공을 갖는 노광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부는, 상기 물체의 하면의 기체를 흡인하는 흡인공을 갖는 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부는, 상기 물체의 하면의 기체를 공급하는 공급공을 갖는 노광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 지지부는, 다공질체에 의해 형성되는 노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체에 대해서 에너지 빔을 사용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 추가로 구비하는 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인 노광 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  14. 제 10 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  15. 조명광을 물체에 조사하고, 상기 조명광에 대해서 상기 물체를 상대 이동시켜 상기 물체의 복수의 영역을 각각 주사 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 복수의 영역 중 적어도 1 개의 영역을 포함하는 상기 물체의 일부를 제 1 지지부에 지지시키는 것과,
    상기 물체의 타부를 제 2 지지부에 지지시키는 것과,
    상기 주사 노광에 있어서, 상기 물체를 지지하는 상기 제 1 및 제 2 지지부를, 상기 조명광이 조사되는 방향과 교차하는 주사 방향으로 상대 이동시키는 것을 포함하는 노광 방법.
  16. 제 15 항에 기재된 노광 방법에 의해 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 기재된 노광 방법에 의해 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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