KR20220088807A - 기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판 유지 장치는, 기판 (W) 을 흡착 유지하는 기판 홀더 (WH) 와, 기판의 이면을 흡착하는 흡착부를 일단에 갖고, 그 흡착부에서 기판 (W) 의 이면을 흡착한 상태로, 기판 홀더 (WH) 에 대해 상대적으로 이동 가능한 복수의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 을 구비하고 있다. 복수의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 상기 흡착부를 포함하는 적어도 일부가 상기 흡착한 기판 (W) 으로부터 받는 힘의 작용에 의해 적어도 일 방향으로 변위한다.

Description

기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{SUBSTRATE-HOLDING APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 기판 유지 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 평판상의 기판을 유지하는 기판 유지 장치, 그 기판 유지 장치를 피노광 기판의 유지 장치로서 구비하는 노광 장치 및 그 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 반도체 소자를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는, 스텝·앤드·리피트 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스테퍼), 혹은 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등의 축차 이동형의 투영 노광 장치가 주로 사용되고 있다.
이 종류의 투영 노광 장치에서는, 2 차원 평면 내를 이동 가능한 웨이퍼 스테이지가 형성되어 있고, 이 웨이퍼 스테이지 상에 고정된 웨이퍼 홀더에 의해 웨이퍼가 진공 흡착 혹은 정전 흡착 등에 의해 유지된다.
웨이퍼 홀더로는, 여러 가지의 타입이 존재하지만, 최근에는 핀척식의 웨이퍼 홀더가 비교적 많이 사용되고 있다. 또, 웨이퍼 스테이지 상에는, 웨이퍼 홀더 상에 웨이퍼를 수수하기 위한 3 개의 상하동 핀 (센터 업, 또는 리프트 핀이라고도 불린다) 이 형성되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 상하동 핀은, 웨이퍼 홀더에 형성된 개구를 통하여 상하동하고, 웨이퍼 홀더의 상방에서 반송 아암으로부터 웨이퍼를 받아, 흡착 유지한 상태로 하강함으로써, 웨이퍼 홀더 상에 웨이퍼를 수수한다.
그런데, 반도체 소자의 고집적화 및 웨이퍼의 대형화에 수반하여, 상하동 핀으로부터 웨이퍼 홀더에 수수된 웨이퍼의 중심부에 무시할 수 없는 변형이 발생하는 것이 보여지게 되었다.
미국 특허 제6,624,433호 명세서
상기 서술한 웨이퍼 중심부에 변형이 잔존하는 원인은, 다음과 같이 생각되고 있었다. 즉, 반송 아암의 퇴피 후, 상하동 핀에 지지된 웨이퍼의 외주 가장자리부가 처져, 상하동 핀의 하강과 함께 웨이퍼 홀더에 의해 웨이퍼를 진공 흡인하면, 웨이퍼의 둘레 가장자리부로부터 흡착이 개시되어 서서히 중심으로 향하는 결과, 흡착 후에 웨이퍼의 중심부에 변형이 남는다.
그러나, 그 후의 실험 등의 결과, 웨이퍼의 중심부로부터 먼저 웨이퍼 홀더에 의한 흡인을 개시해도, 여전히 변형이 웨이퍼 중심부에 잔존하는 경우가 있다는 것이 판명되었다. 그래서, 발명자는, 더욱 검토를 거듭한 결과, 웨이퍼의 중심부의 변형의 발생 문제의 해결에 기여하는 본 발명을 상도하기에 이르렀다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서, 기판이 흡착 유지되는 기판 유지부와, 상기 기판의 이면을 흡착하는 흡착부를 일단에 갖고, 그 흡착부에서 상기 기판의 이면을 흡착한 상태로, 상기 기판 유지부에 대해 이동 가능한 복수의 이동 부재를 구비하고, 상기 복수의 이동 부재 중 적어도 하나는, 상기 흡착부를 포함하는 적어도 일부가 상기 흡착한 기판으로부터 받는 힘의 작용에 의해 적어도 일 방향으로 변위하는 기판 유지 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 예를 들어 복수의 이동 부재의 흡착부에 의해 이면이 흡착된 기판이 기판 유지부 상에 재치 (載置) 될 때, 기판 유지부로부터 흡착되어 기판이 변형되는 (평탄화되는) 데, 그 기판의 변형을 저해하지 않도록, 기판으로부터의 힘을 받아 적어도 1 개의 이동 부재의 적어도 일부가 적어도 일 방향으로 변위한다. 이로써, 복수의 이동 부재의 흡착에서 기인되는 기판의 면 내의 변형의 발생이 억제된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서, 상기 기판이 흡착 유지되는 기판 유지부와, 상기 기판의 이면을 흡착하는 흡착부를 포함하는 일단과, 상기 일단과 반대측의 타단을 갖고, 그 일단에서 상기 기판의 이면을 흡착한 상태로 상기 기판 유지부에 대해 각각 이동 가능한 복수의 이동 부재를 구비하고, 상기 복수의 이동 부재 중 적어도 하나는, 상기 일단과 상기 타단의 사이에 배치되고 상기 기판으로부터 받는 힘의 작용에 의해 적어도 일 방향으로 변위하는 변위부를 구비하여 이루어지는 기판 유지 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 예를 들어 복수의 이동 부재의 흡착부에 의해 이면이 흡착된 기판이, 기판 유지부 상에 재치될 때, 기판 유지부로부터 흡착되어 기판이 변형되는 (평탄화되는) 데, 그 기판의 변형을 저해하지 않도록, 기판으로부터의 힘을 받아 적어도 1 개의 이동 부재의 적어도 변위부가 적어도 일 방향으로 변위한다. 이로써, 복수의 이동 부재의 흡착에서 기인되는 기판의 면 내의 변형의 발생이 억제된다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 에너지 빔에 의해 기판을 노광하는 노광 장치로서, 상기 기판을 상기 기판 유지부에 유지하는 상기 제 1 또는 제 2 양태의 기판 유지 장치와, 상기 기판을 상기 에너지 빔으로 노광하여 상기 기판 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 상기 제 3 양태의 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과, 상기 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 일 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 웨이퍼 스테이지를 나타내는 평면도이다.
도 3 은 웨이퍼 스테이지의 구성을 부분적으로 단면하고, 또한 일부 생략하여 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 의 센터 업 유닛의 일부를 구성하는 본체 유닛의 일부 (본체부) 와 함께 3 개의 상하동 핀 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 5 는 도 4 의 상하동 핀 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 은 상하동 핀 유닛의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 7(A) 및 도 7(B) 는, 각각 상하동 핀 유닛의 일부를 구성하는 판 스프링 유닛을 기울어진 상방 및 기울어진 하방에서 본 사시도이다.
도 8 은 일 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 9(A) 및 도 9(B) 는, 웨이퍼 스테이지 (웨이퍼 홀더) 상으로의 웨이퍼의 로드를 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는, 웨이퍼 스테이지 (웨이퍼 홀더) 상으로의 웨이퍼의 로드를 설명하기 위한 도면 (그 3 및 그 4) 이다.
도 11(A) 는, 제 1 변형예에 관련된 센터 업 유닛을 일부 생략하여 나타내는 사시도, 도 11(B) 는, 도 11(A) 에 나타나는 센터 업 유닛의 평면도이다.
도 12 는, 제 2 변형예에 관련된 센터 업 유닛의 평면도이다.
도 13 은, 그 밖의 변형예에 관련된 센터 업 유닛을 구성하는 상하동 유닛의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 일 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 10 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 개략적인 구성이 나타나 있다. 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 가 형성되어 있고, 이하에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AXp) 과 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면 내에서 레티클과 웨이퍼가 상대 주사되는 주사 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.
노광 장치 (100) 는, 조명계 (IOP), 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 (RST), 레티클 (R) 에 형성된 패턴의 이미지를 감응제 (레지스트) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상에 투영하는 투영 유닛 (PU), 웨이퍼 (W) 를 유지하여 XY 평면 내를 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다.
조명계 (IOP) 는, 광원 및 광원에 송광 광학계를 통하여 접속된 조명 광학계를 포함하고, 레티클 블라인드 (마스킹 시스템) 로 제한 (설정) 된 레티클 (R) 상에서 X 축 방향 (도 1 에 있어서의 지면 직교 방향) 으로 가늘고 길게 연장되는 슬릿상의 조명 영역 (IAR) 을, 조명광 (노광광) (IL) 에 의해 거의 균일한 조도로 조명한다. 조명계 (IOP) 의 구성은, 예를 들어 미국 특허출원 공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시되어 있다. 여기서, 조명광 (IL) 으로서, 일례로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 이 사용된다.
레티클 스테이지 (RST) 는, 조명계 (IOP) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 상에는, 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 회로 패턴 등이 형성된 레티클 (R) 이 재치되어 있다. 레티클 (R) 은, 예를 들어 진공 흡착에 의해 레티클 스테이지 (RST) 상에 고정되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 는, 예를 들어 리니어 모터 혹은 평면 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (11) (도 1 에서는 도시 생략, 도 8 참조) 에 의해 수평면 (XY 평면) 내에서 미소 구동 가능함과 함께, 주사 방향 (도 1 에 있어서의 지면 내 좌우 방향인 Y 축 방향) 으로 소정 스트로크 범위에서 구동 가능하게 되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함한다) 는, 예를 들어 레티클 레이저 간섭계 (이하, 「레티클 간섭계」라고 한다) (14) 에 의해 이동경 (12) (또는 레티클 스테이지 (RST) 의 단면에 형성된 반사면) 을 통하여, 예를 들어 0.25 ㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출된다. 레티클 간섭계 (14) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (20) (도 1 에서는 도시 생략, 도 8 참조) 에 공급된다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기한 레티클 간섭계 대신에 인코더를 사용하여 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 내의 위치가 검출되어도 된다.
투영 유닛 (PU) 은, 레티클 스테이지 (RST) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 투영 유닛 (PU) 은, 경통 (45) 과, 경통 (45) 내에 유지된 투영 광학계 (PL) 를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로는, 예를 들어, Z 축 방향과 평행한 광축 (AXp) 을 따라 배열되는 복수의 광학 소자 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 사용되고 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 양측 텔레센트릭으로, 소정의 투영 배율 (예를 들어 1/4 배, 1/5 배 또는 1/8 배 등) 을 갖는다. 이 때문에, 조명계 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 거의 일치하여 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 를 통하여 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (회로 패턴의 일부의 축소 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명 영역 (IAR) 에 공액인 영역 (이하, 노광 영역이라고도 부른다) (IA) 에 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (IAR) (조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 상의 하나의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는 조명계 (IOP), 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 웨이퍼 (W) 상에 레티클 (R) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 그 패턴이 형성된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 본체 (52) 와, 스테이지 본체 (52) 상에 탑재된 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구비하고 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 예를 들어 리니어 모터 혹은 평면 모터 등을 포함하는 스테이지 구동계 (24) 에 의해, 스테이지 베이스 (22) 상을 X 축 방향, Y 축 방향으로 소정 스트로크로 구동됨과 함께, Z 축 방향, θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향으로 미소 구동된다.
웨이퍼 (W) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에, 기판 유지부로서의 웨이퍼 홀더 (WH) (도 1 에서는 도시 생략, 도 2 참조) 를 개재하여, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다.
도 2 에는, 웨이퍼 (W) 가 없는 상태에 있어서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 평면도가, 웨이퍼 홀더 (WH) 의 급배기 기구와 함께 나타나 있다. 또, 도 3 에는, 도 2 의 A-A 선 단면도가 일부 생략되어 또한 간략화되어 웨이퍼와 함께 나타나 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상면, 즉 웨이퍼 테이블 (WTB) 상면의 중앙에, 웨이퍼 (W) 와 거의 동일한 크기의 웨이퍼 홀더 (WH) 가 고정되어 있다.
웨이퍼 홀더 (WH) 는, 도 2 의 평면도에 나타내는 바와 같이, 베이스부 (26), 그 베이스부 (26) 의 상면 (도 2 에 있어서의 지면 앞측의 면) 의 외주부 근방의 소정폭의 환상 영역을 제외하는 중앙부의 소정 면적의 영역에 소정의 간격으로 형성된 복수의 돌기상의 핀부 (32), 이들 복수의 핀부 (32) 가 배치된 상기 영역을 둘러싸는 상태로 외주 가장자리 근방에 형성된 환상의 볼록부 (이하, 「림부」라고 칭한다) (28) 등을 구비하고 있다.
웨이퍼 홀더 (WH) 는, 저팽창률의 재료, 예를 들어 세라믹스 등으로 이루어지고, 전체로서 원반상의 세라믹스 등의 재료의 표면을 에칭함으로써, 바닥면부를 구성하는 원형판상의 베이스부 (26) 와, 이 베이스부 (26) 상면에 돌출 형성된 림부 (28) 및 복수의 핀부 (32) 가 일체적으로 형성되어 있다. 림부 (28) 는, 그 외경이 웨이퍼 (W) 의 외경보다 약간 작고, 예를 들어 1 ∼ 2 ㎜ 정도 작게 설정되고, 그 상면은, 웨이퍼 (W) 가 재치되었을 때에, 웨이퍼 (W) 의 이면과의 사이에 간극이 생기지 않도록 수평 또한 평탄하게 가공되어 있다.
핀부 (32) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 각각의 선단 부분이 림부 (28) 와 거의 동일면 상에 위치하도록 된 돌기상의 형상을 갖고 있다. 이들 핀부 (32) 는, 베이스부 (26) 상의 기준점, 여기에서는 중심점을 중심으로 하는 다중의 동심원을 따라 배치되어 있다.
이와 같이 하여 구성되는 웨이퍼 홀더 (WH) 에서는, 그 제조 단계에 있어서, 전술한 바와 같이, 베이스부 (26), 핀부 (32) 및 림부 (28) 를 일체 성형한 후에, 최종적으로 웨이퍼 (W) 와의 접촉면이 되는, 복수의 핀부 (32) 의 상단면 및 림부 (28) 의 상면에, 연마 장치, 지립 등을 사용하여, 연마 가공이 실시되고 있다. 이 결과, 그들 복수의 핀부 (32) 의 상단면과 림부 (28) 의 상면은 거의 동일 평면 상에 위치하고 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 핀부 (32) 의 상단면을 연결하는 면 (림부 (28) 의 상면에 일치) 에 의해, 웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 재치면 (WMS) 이 형성된다. 여기서, 림부 (28) 의 내부의 영역에서, 핀부 (32) 가 존재하지 않는 부분은, 공간으로서 실제로 면이 존재하는 것은 아니다. 따라서, 이하에서는 웨이퍼 재치면 (WMS) 중, 웨이퍼 (W) 가 재치되는, 림부 (28) 의 상면과 림부 (28) 의 내부의 영역을, 웨이퍼 유지 영역이라고 부르고, 웨이퍼 재치면과 동일한 부호를 사용하여 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 이라고 표기한다.
도 2 로 되돌아와, 베이스부 (26) 의 중앙부 근방에는, 거의 정삼각형의 각 정점의 위치에 상하 방향 (지면 직교 방향) 의 3 개의 관통공 (84) (도 2 에서는 도시 생략, 도 3 참조) 이, 핀부 (32) 와 기계적으로 간섭하지 않는 상태로 형성되어 있다. 이들 3 개의 관통공 (84) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 홀더 (WH) 의 베이스부 (26) 및 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 Z 축 방향 (상하 방향) 으로 관통하여 형성되어 있다. 3 개의 관통공 (84) 각각에는, 대략 원기둥 형상을 갖는 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) (이들을 적절히 「이동 부재」라고도 칭한다) 이 각각 삽입되어 있다. 3 개 (3 개) 의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 후술하는 구동 장치 (94) 에 의해 구동됨으로써, 관통공 (84) 을 각각 통하여, 상단 (일단이라고도 칭한다) 이 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 의 상방으로 돌출하는 제 1 위치 (상한 이동 위치) 와, 상단이 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 의 상방으로는 돌출하지 않는 제 2 위치 (하한 이동 위치) 사이에서 상하동 가능하다. 본 실시형태에서는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 각각의 하한 이동 위치는, 베이스부 (26) 상면과 동일 위치 또는 그 하방의 위치로 설정되어 있다. 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 구동 장치 (94) (이것에 대해서는 후술한다) 의 일부를 구성하는, 본체 유닛 (96) (본체부 (92)) 의 상면에 각각 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 각각의 상단면은 동일 높이의 면 상에 위치하고 있다.
3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 구동 장치 (94) 에 의해 구동됨으로써, 상하 방향 (Z 축 방향) 으로 동시에 동일량만큼 자유롭게 승강하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 과 구동 장치 (94) 에 의해 센터 업 유닛 (80) 이 구성되어 있다. 센터 업 유닛 (80) 의 구성에 대해서는, 이후에 더욱 상세히 서술한다. 또한, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 반드시 동시에 동일량만큼 승강될 필요는 없고, 예를 들어 각각이 서로 독립적으로 구동 장치 (94) 에 의해 승강되는 구성으로 되어 있어도 된다.
후술하는 웨이퍼 로드, 웨이퍼 언로드시에는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 구동 장치 (94) 에 의해 구동됨으로써, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 하방으로부터 지지하거나, 웨이퍼 (W) 를 지지한 상태로 상하동시키거나 할 수 있다.
도 2 로 되돌아와, 베이스부 (26) 의 상면에는, 복수의 급배기구 (36) 가, 베이스부 (26) 상면의 중심부 근방으로부터 방사 방향 (거의 120°의 중심각의 간격을 갖는 3 개의 반경의 방향) 을 따라 소정 간격으로 형성되어 있다. 이들 급배기구 (36) 도, 핀부 (32) 와 기계적으로 간섭하지 않는 위치에 형성되어 있다. 급배기구 (36) 는, 베이스부 (26) 내부에 형성된 급배기로 (38A, 38B, 38C) 를 각각 통하여, 베이스부 (26) 의 외주면에 접속된 급배기 지관 (枝管)(40a, 40b, 40c) 과 연통 상태로 되어 있다. 급배기 지관 (40a, 40b, 40c) 은 후술하는 급배기 기구 (70) 의 일부를 구성한다.
급배기로 (38A, 38B, 38C) 의 각각은, 베이스부 (26) 의 외주면으로부터 베이스부 (26) 의 중심부 근방에 걸쳐 반경 방향을 따라 형성된 간로 (幹路) 와, 그 간로로부터 반경 방향으로 소정 간격을 두고, 각각 ＋Z 방향으로 분기된 복수의 분기로로 이루어진다. 이 경우, 복수의 분기로 각각의 상단의 개구단이 전술한 급배기구 (36) 로 되어 있다.
웨이퍼 홀더 (WH) 에는, 웨이퍼 홀더 (WH) 상에 재치되고, 복수의 핀부 (32) 및 림부 (28) 에 의해 하방으로부터 지지된 웨이퍼 (W) 를, 복수의 핀부 (32) 및 림부 (28) 각각의 상단면 (상단부 또는 일단부라고도 칭한다) 에 대해 흡착 유지하는 진공 흡착 기구를 포함하는 급배기 기구 (70) 가 접속되어 있다.
급배기 기구 (70) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 진공 펌프 (46A) 및 급기 장치 (46B) 와, 이들의 진공 펌프 (46A) 및 급기 장치 (46B) 를 상기 급배기로 (38A ∼ 38C) 에 각각 접속하는 급배기관 (40) 을 구비하고 있다.
급배기관 (40) 은, 급배기 본관 (40d) 과, 그 급배기 본관 (40d) 의 일단으로부터 3 개로 갈라져 나온 전술한 급배기 지관 (40a, 40b, 40c) 과, 급배기 본관 (40d) 의 타단으로부터 2 개로 갈라져 나온 배기 지관 (40e) 및 급기 지관 (40f) 으로 구성되어 있다.
배기 지관 (40e) 의 급배기 본관 (40d) 과는 반대측의 단부에는, 진공 펌프 (46A) 가 접속되어 있다. 또, 급기 지관 (40f) 의 급배기 본관 (40d) 과는 반대측의 단부에는, 급기 장치 (46B) 가 접속되어 있다.
또, 급배기 본관 (40d) 의 일부에는, 급배기관 (40) 내부의 기압을 계측하기 위한 압력 센서 (98) (도 2 에서는 도시 생략, 도 8 참조) 가 접속되어 있다. 이 압력 센서 (98) 의 계측치는 주제어 장치 (20) 에 공급되고, 주제어 장치 (20) 는, 압력 센서 (98) 의 계측치와 웨이퍼의 로드, 언로드의 제어 정보에 기초하여, 진공 펌프 (46A) 및 급기 장치 (46B) 의 온·오프 (작동/비작동) 를 제어한다. 또한, 진공 펌프 (46A) 및 급기 장치 (46B) 의 온·오프의 제어를 실시하는 대신에, 배기 지관 (40e), 급기 지관 (40f) 에 각각 전자 밸브 등의 도시를 생략한 밸브를 통하여 진공 펌프 (46A) 및 급기 장치 (46B) 를 접속하고, 이들 밸브의 개폐 제어를 실시해도 된다. 또, 본 실시형태의 급배기 기구 (70) 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,710,857호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은, 통상시의 진공 배기용의 제 1 진공 펌프, 웨이퍼 로드시에 사용되는 고속 배기용의 진공실 및 제 2 진공 펌프, 및 급기 장치를 구비한 급배기 기구를 사용해도 된다.
여기서, 센터 업 유닛 (80) 의 구성 등에 대해 설명한다. 센터 업 유닛 (80) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수, 본 실시형태에서는 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 과, 그 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 을 상하 방향으로 구동하는 구동 장치 (94) 를 구비하고 있다.
구동 장치 (94) 는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 이, 그 상면에 장착된 본체 유닛 (96) 과, 본체 유닛 (96) 이 그 상단면에 고정된 구동축 (93) 과, 그 구동축 (93) 을 본체 유닛 (96) 및 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 과 일체로 상하 방향으로 구동하는 구동 기구 (95) 를 갖고 있다. 또한, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 중, 본체 유닛 (96) 에 장착되는 부분을 적절히 「하단」혹은 「타단」이라고도 칭한다. 즉, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 하단이란, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 상단과는 반대측의 단부로서, 본체 유닛 (96) 에 장착되는 부위를 포함한다.
본체 유닛 (96) 은, XY 평면에 평행하게 배치되고, 하면이 구동축 (93) 의 상단면에 고정된 판상의 대좌 (臺座) 부재 (91) 와, 대좌 부재 (91) 의 상면에 고정된 본체부 (92) 를 포함한다. 구동축 (93) 의 축심 위치는, 본체 유닛 (96) 의 무게중심 (重心) 위치에 거의 일치하고 있다. 따라서, 구동축 (93) 의 축심 위치는, 웨이퍼 홀더 (WH) (웨이퍼 유지 영역 (WMS)) 의 중심과 일치하고 있는 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 설치점을 연결하는 삼각형 (본 실시형태에서는 정삼각형) 의 무게중심 위치에 반드시 일치하고 있다고는 한정되지 않는다.
구동 기구 (95) 는, 구동원으로서 예를 들어 모터 (예를 들어 보이스 코일 모터 또는 리니어 모터) 를 포함하고, 그 모터의 구동력에 의해 구동축 (93) 을 상하 방향으로 구동한다. 구동 기구 (95) 는, 스테이지 본체 (52) 의 바닥벽 (52a) 상에 고정되어 있다. 구동 기구 (95) 는, 주제어 장치 (20) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 구동축 (93) 을 통하여 본체 유닛 (96) 및 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 을 소정의 범위, 즉, 전술한 하한 이동 위치와 상한 이동 위치 사이에서 상하동시킨다. 또한, 구동축 (93) 의 축심이 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 설치점을 연결하는 정삼각형의 무게중심 위치에 일치하고 있지 않은 경우에는, 본체 유닛 (96) 및 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 을 정확하게 Z 축 방향으로 안내하는 가이드 부재를 형성하는 것이 바람직하다.
본체 유닛 (96) 의 일부를 구성하는 본체부 (92) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때 (상방 (＋Z 방향) 에서 보아) 대략 사각형의 판상부 (92a) 와, 판상부 (92a) 의 ―Y 측의 면의 X 축 방향 중앙부로부터 ―Y 측으로 돌출된 돌출부 (92b) 와, 판상부 (92a) 의 ＋Y 측의 단부의 X 축 방향 양 단부로부터 X 축 방향의 외측으로 각각 돌출된 돌출부 (92c, 92d) 를 갖는 부재이다. 돌출부 (92b, 92c, 92d) 각각의 상면에는, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 개별적으로 장착되어 있다. 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 은, 일례로서 평면에서 봤을 때 거의 정삼각형의 각 정점이 되는 본체부 (92) 상의 위치에 배치되어 있다.
상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 장착 지점을 제외하고, 동일하게 장착되고, 또한 동일하게 구성되어 있다. 여기에서는, 상하동 핀 유닛 (341) 을 대표적으로 채택하고, 그 구성 및 부착부의 구조에 대해 설명한다.
돌출부 (92b) 의 상면에는, 도 6 (및 도 5) 에 나타내는 바와 같이, 소정 깊이의 원형의 개구 (691) 가 형성되어 있다. 개구 (691) 의 내부에, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상하동 핀 유닛 (341) 의 하단이 거의 간극이 없는 상태로 삽입되고, 이로써, 상하동 핀 유닛 (341) 이 본체부 (92) 에 고정되어 있다.
상하동 핀 유닛 (341) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 유닛 (661), 플렉시블 튜브 (671) 및 핀 헤드 (681) 가 조합되어 구성되어 있다.
판 스프링 유닛 (661) 은, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 소정 길이로 연장되는 판 스프링 (71) (적절히, 「변위부」라고도 칭한다), 판 스프링 (71) 의 하단부 (적절히 「타단부」라고도 칭한다) 에 접속된 베이스 커넥터 (72) 및 판 스프링 (71) 의 상단부에 접속된 헤드 커넥터 (73) 를 포함한다.
판 스프링 (71) 은, 스프링 강 등의 금속 박판 (박육의 판상 부재) 로 이루어지는 평판 스프링으로, 높이 방향 (Z 축 방향) 으로 소정의 길이를 갖고 있다. 판 스프링 (71) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상단부 및 하단부가 나머지의 부분에 비해 두께가 두꺼운 후육부 (厚肉部) 로 되어 있다. 판 스프링 (71) 은, 박육 방향 (도 5, 도 6 에서는 Y 축 방향) 의 강성이, 후육 방향 (도 5 에서는 Z 축 방향 및 X 축 방향) 에 비해 현격히 낮아져 있다. 이 때문에, 판 스프링 (71) 은, 외력을 받음으로써, YZ 면 내에서 자유롭게 변형 (굽힘 변형, 휨 변형) 된다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 변위부로서의 판 스프링 (71) 은, 상하동 핀 유닛 (341) 중 상단 (예를 들어 핀 헤드 (681)) 과 하단 (예를 들어 베이스 커넥터 (72)) 사이에 배치되어 있다.
베이스 커넥터 (72) 는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 높이 방향의 중앙부에 플랜지부 (74) 가 형성된 단(段)형성 원통상 부재로 이루어진다. 베이스 커넥터 (72) 는, 도 7(A) 및 도 7(B) 에 나타내는 바와 같이, 상단부에 플랜지부 (74) 가 형성된 제 1 원통 부재 (72A) 와, 원통 부재 (72A) 의 내부에 간극이 없는 상태로 상방으로부터 그 하단부의 일부가 삽입된 제 2 원통 부재 (72B) 가 일체화되어 이루어진다. 제 2 원통 부재 (72B) 는, 제 1 원통 부재 (72A) 에 비해 두께가 얇다. 제 2 원통 부재 (72A) 의 내부에, 그 내부 공간을 이등분하는 상태로, 판 스프링 (71) 의 하단측의 후육부가 삽입되고, 양 부재가 일체적으로 접속되어 있다.
판 스프링 유닛 (661) 은, 제 2 원통 부재 (72B) 가, 개구 (691) 의 내부에 삽입되고, 플랜지부 (74) 를 통하여 돌출부 (92b) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 즉, 플랜지부 (74) 는, 판 스프링 유닛 (661) 의 낙하 방지 부재로서 기능하고 있다.
헤드 커넥터 (73) 는, 제 2 원통 부재 (72B) 와 동일한 원통 부재로 이루어지고, 헤드 커넥터 (73) 의 내부에, 그 내부 공간을 이등분하는 상태로, 판 스프링 (71) 의 상단측의 후육부가 삽입되고, 양 부재가 일체적으로 접속되어 있다.
플렉시블 튜브 (671) 는, 원통상의 주름 부재 (벨로즈) 로 이루어지고, 그 내부에 판 스프링 유닛 (661) 이 삽입된 상태로, 하단면이 베이스 커넥터 (72) 의 플랜지부 (74) 의 상면에 접속되어 있다. 또, 플렉시블 튜브 (671) 는 주름 부재로 이루어지기 때문에, Z 축 방향으로 약간 신축함과 함께, 자유롭게 굴곡하도록 되어 있다. 단, 플렉시블 튜브 (671) 는, 판 스프링 (711) 의 강성이 높은 X 축 방향에 관해서는, 판 스프링 (711) 에 의해 그 변형이 저지된다.
핀 헤드 (681) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 중앙부에 원형의 단형성 개구가 형성된 높이가 낮은 후육의 원통상 부재로 이루어진다. 핀 헤드 (681) 에 형성된 단형성 개구는, 하측의 내경 (직경) 이, 상측의 내경 (직경) 에 비해 크고, 그 하측의 내경은, 헤드 커넥터 (73) 의 외경과 거의 동일하다. 판 스프링 유닛 (661) 의 헤드 커넥터 (73) 가, 핀 헤드 (681) 의 단형성 개구의 단부에 맞닿은 상태로, 양 부재가 일체화됨으로써, 판 스프링 유닛 (661) 과 핀 헤드 (681) 와 플렉시블 튜브 (671) 가 장착되어 있다. 이 장착 상태에서는, 플렉시블 튜브 (671) 의 상단면은, 핀 헤드 (681) 의 하면으로 약간의 간극을 통하여 대향하고 있다. 또한, 핀 헤드 (681) 의 형상은 상기에 한정되지 않고, 예를 들어 개구가 사각형으로 되어 있어도 되고, 외형을 각기둥상의 부재로 해도 된다.
그 밖의 상하동 핀 유닛 (342, 343) 은, 상기 서술한 상하동 핀 유닛 (341) 과 동일하게 구성되고, 각각 돌출부 (92c, 92d) 의 상면에 장착되어 있다. 단, 상하동 핀 유닛 (342) 는, 그 일부를 구성하는 판 스프링 (71) 의 면의 법선 방향 (박육 방향) 이 XY 평면 내에서 Y 축으로 대해 ＋60 도를 이루는 방향으로 일치하는 상태로, 돌출부 (92c) 에 장착되어 있다. 또, 상하동 핀 유닛 (343) 은, 그 일부를 구성하는 판 스프링 (71) 의 면의 법선 방향 (박육 방향) 이 XY 평면 내에서 Y 축에 대해 ―60 도를 이루는 방향으로 일치하는 상태로, 돌출부 (92d) 에 장착되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 개별적으로 구비하는 3 개의 판 스프링 (71) 의 면의 법선이, XY 평면 내에 있어서, 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 설치점 (XY 평면 상의 3 점) 을 연결하는 정삼각형의 무게중심 (G) (외심 및 내심에 일치) 과 교차하도록, 3 개의 판 스프링 (71) 의 면의 방향이 설정되어 있다 (도 4 참조). 이 때문에, 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 은, 외력의 작용에 의해 상단에 위치하는 핀 헤드 (681, 682, 683) 가, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기의 무게중심 (G) (웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 의 중심에 거의 일치) 을 중심으로 하는 외접원의 반경 방향으로 이동하는, 즉 전술한 웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 의 중심으로부터 멀어지는 방향 또는 상기 중심에 가까워지는 방향으로 이동하게 되어 있다. 또, 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 은, 각각의 하단의 베이스 커넥터 (72) 보다 상측 부분이, 상기 반경 방향 및 연직축 (Z 축) 방향에 직교하는 방향의 축 둘레에 요동 (회동 (回動)) 하도록 되어 있다.
본체부 (92) 의 내부에는, 도 6 에, 돌출부 (92b) 부근을 대표적으로 채택하여 나타내는 바와 같이, 돌출부 (92b, 92c 및 92d) 각각의 내부 공간에 연통하는 유로 (공간) (60) 가 형성되어 있고, 유로 (60) 는 각각의 돌출부에 장착된 베이스 커넥터 (72) 의 제 1 원통 부재 (72A) 의 내부에 연통되어 있다.
상기 서술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 이 본체부 (92) 에 접속되면, 본체부 (92) 내의 유로 (60) 로부터 핀 헤드 (681 ∼ 683) 의 단형성 개구까지 연통하는 유로가 형성된다. 유로 (60) 에는, 도시를 생략한 배관계를 통하여 진공 펌프 (46C) (도 8 참조) 가 접속되어 있다. 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 하방으로부터 지지된 상태로, 주제어 장치 (20) 에 의해 진공 펌프 (46C) 를 사용하여 유로 (60) 내부가 부압으로 설정됨으로써, 웨이퍼 (W) 가 이면 (하면) 측으로부터 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 상단 (핀 헤드 (681 ∼ 683)) 에 흡착 유지된다.
도 1 로 되돌아와, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (회전 정보 (요잉량 (θz 방향의 회전량 θz), 피칭량 (θx 방향의 회전량 θx), 롤링량 (θy 방향의 회전량 θy)) 을 포함한다) 는, 레이저 간섭계 시스템 (이하, 「간섭계 시스템」이라고 약기한다) (18) 에 의해, 이동경 (16) 을 통하여, 예를 들어 0.25 ㎚ 정도의 분해능으로 상시 검출되고 있다. 여기서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에는, 실제로는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, Y 축과 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경 (16Y) 과 X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경 (16X) 이 고정되어 있다. 그리고, 이것에 대응하여, Y 이동경 (16Y) 및 X 이동경 (16X) 의 각각에 측장 빔을 조사하는 Y 간섭계 및 X 간섭계를 포함하여 간섭계 시스템 (18) 이 구성되는데, 도 1 에서는, 이들이 대표적으로 이동경 (16), 간섭계 시스템 (18) 으로서 도시되어 있다.
간섭계 시스템 (18) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 8 참조). 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 시스템 (18) 의 계측 정보에 기초하여, 스테이지 구동계 (24) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치 (θz 방향의 회전을 포함한다) 를 제어한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치는, 간섭계 시스템 (18) 대신에, 예를 들어 스케일 (회절 격자) 또는 헤드가 웨이퍼 스테이지에 탑재되는 인코더 시스템을 사용하여 검출되어도 된다.
또, 도 1 에서는 도시가 생략되어 있지만, 웨이퍼 홀더 (WH) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 표면의 Z 축 방향의 위치 및 경사량은, 예를 들어 미국 특허 제5,448,332호 명세서 등에 개시되는 경사 입사 방식의 다점 초점 위치 검출계로 이루어지는 포커스 센서 (AF) (도 8 참조) 에 의해 계측된다. 이 포커스 센서 (AF) 의 계측 정보도 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 8 참조).
또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에는, 그 표면이 웨이퍼 (W) 의 표면과 동일한 높이인 기준판 (FP) (도 1 및 도 2 참조) 이 고정되어 있다. 이 기준판 (FP) 의 표면에는, 후술하는 레티클 얼라이먼트 검출계로 검출되는 1 쌍의 제 1 마크, 및 후술하는 얼라이먼트 검출계 (AS) 의 베이스 라인 계측 등에 사용되는 제 2 마크를 포함하는 복수의 기준 마크가 형성되어 있다.
또한, 투영 유닛 (PU) 의 경통 (45) 의 측면에는, 웨이퍼 (W) 에 형성된 얼라이먼트 마크 및 기준 마크를 검출하는 얼라이먼트 검출계 (AS) 가 형성되어 있다. 얼라이먼트 검출계 (AS) 로서, 일례로서 할로겐 램프 등의 브로드 밴드 (광대역) 광으로 마크를 조명하고, 이 마크 화상을 화상 처리함으로써 마크 위치를 계측하는 화상 처리 방식의 결상식 얼라이먼트 센서의 일종인 FIA (Field Image Alignment) 계가 사용되고 있다.
노광 장치 (100) 에서는, 추가로, 레티클 스테이지 (RST) 의 상방에, 예를 들어 미국 특허 제5,646,413호 명세서 등에 개시되는, 노광 파장의 광을 사용한 TTR (Through The Reticle) 얼라이먼트계로 이루어지는 1 쌍의 레티클 얼라이먼트 검출계 (13) (도 1 에서는 도시 생략, 도 8 참조) 가 형성되어 있다. 레티클 얼라이먼트 검출계 (13) 의 검출 신호는, 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 8 참조).
도 8 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (20) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 나타나 있다. 주제어 장치 (20) 는, 워크스테이션 (또는 마이크로 컴퓨터) 등을 포함하고, 노광 장치 (100) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 노광 장치 (100) 에서 실시되는 일련의 동작을, 웨이퍼 교환 동작 (웨이퍼의 로드 및 언로드 동작) 을 중심으로 하여 설명한다.
예를 들어, 로트 선두의 웨이퍼의 처리시에는, 최초로, 레티클 (R) 이 레티클 스테이지 (RST) 상에 로드되고, 주제어 장치 (20) 에 의해 1 쌍의 레티클 얼라이먼트 검출계 (13), 기준판 (FP) 상의 한 쌍의 제 1 마크, 및 제 2 마크, 그리고 얼라이먼트 검출계 (AS) 를 사용하고, 예를 들어 미국 특허 제5,646,413호 명세서 등에 개시되는 순서에 따라 레티클 얼라이먼트 및 얼라이먼트 검출계 (AS) 의 베이스 라인 계측이 실시된다.
이어서, 웨이퍼 교환 위치 (도시 생략) 에 있어서, 노광 장치 (100) 에 예를 들어 인 라인 접속된 코터·디벨로퍼 (도시 생략) 에 의해 감응재 (레지스트) 가 도포된 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 웨이퍼 홀더 (WH) 상에 로드된다. 이 웨이퍼 (W) 의 로드는, 이하의 순서로 실시된다. 또한, 이하의 설명에서는, 로드 아암, 언로드 아암 등에 의한 웨이퍼의 흡착 및 흡착 해제에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
먼저, 도 9(A) 중에 흰 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 반송계의 일부를 구성하는 로드 아암 (97A) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (WH) 상방에 반송된다. 이어서, 주제어 장치 (20) 에 의해 도 9(B) 중에 검은 화살표로 나타내는 바와 같이, 구동 장치 (94) 를 통하여 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 전술한 상한 이동 위치를 향하여 ＋Z 방향으로 구동된다. 이 이동의 도중에 로드 아암 (97A) 에 지지되어 있는 웨이퍼 (W) 가 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 의해 하방으로부터 지지되고, 또한 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 상승 구동됨으로써, 웨이퍼 (W) 가 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 의해 하방으로부터 지지되고, 로드 아암 (97A) 으로부터 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 수수된다. 이 수수에 앞서, 진공 펌프 (46C) 가, 주제어 장치 (20) 에 의해 작동되고 있고, 웨이퍼 (W) 는 그 이면이 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) (핀 헤드 (681, 682, 683)) 에 의해 흡착 유지된다. 이 때, 웨이퍼 (W) 에 상철 (上凸) 또는 하철 (下凸) 의 휨 등의 변형이 있는 경우, 웨이퍼 (W) 는, 그 변형된 상태인 채로, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 에 흡착 유지된다.
이어서, 도 9(B) 중에 흰 화살표로 나타내는 바와 같이, 로드 아암 (97A) 이 웨이퍼 홀더 (WH) 의 상방으로부터 퇴피한다. 이 로드 아암 (97A) 의 퇴피 후, 주제어 장치 (20) 에 의해, 도 10(A) 중에 검은 화살표로 나타내는 바와 같이, 구동 장치 (94) 를 통하여 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 전술한 하한 이동 위치의 근방을 향하여 ―Z 방향으로 구동된다. 이로써, 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 이면이 웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 에 맞닿고, 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (WH) 상에 재치된다. 이 때, 주제어 장치 (20) 에 의해 전술한 진공 펌프 (46A) 가 작동되고 있고, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 홀더 (WH) 에 진공 흡착된다. 이 경우에 있어서, 웨이퍼 (W) 에 전술한 상철 또는 하철의 휨 등의 변형이 있는 경우, 웨이퍼 (W) 는, 웨이퍼 홀더 (WH) 의 흡인력에 의해 평탄화 교정된다. 이 웨이퍼 (W) 의 평탄화 교정의 처리에 의해 웨이퍼 (W) 가 휨이 없는 평탄한 평면 형상으로 되돌아오려고 한다. 이 때, 웨이퍼 (W) 로부터, 웨이퍼 (W) 의 이면을 흡착하고 있는, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 핀 헤드 (681 ∼ 683) 에 대하여, 주로 웨이퍼 (W) 의 중심을 중심으로 하는 반경 방향의 힘이 웨이퍼 (W) 로부터 가해진다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, ―Y 측에 배치된 상하동 핀 유닛 (341) 의 핀 헤드 (681) (웨이퍼 흡착부) 에는, Y 축 방향 (±Y 방향) 의 힘 (도 4 중의 화살표 A 참조) 및/또는 θx 방향의 힘 (도 4 중의 화살표 B 참조) 이 작용하고, 이로써, 상하동 핀 유닛 (341) 의 판 스프링 (71) 이 ―Z 단을 지점으로 하여 굽어지거나 (휘거나), 혹은 예를 들어 ＋X 방향에서 보아 S 자상으로 휘거나 하는 변형을 일으킨다. 이 판 스프링 (71) 의 변형에 따라 플렉시블 튜브 (671) 가 변형된다. 판 스프링 (71) 의, 전자의 굽힘 변형에 의해 핀 헤드 (681) 가 θx 방향으로 이동하고, 후자의 S 자상의 휨 변형에 의해 핀 헤드 (681) 가 Y 축 방향으로 이동한다. 이 때, 플렉시블 튜브 (671) 는, 그 일부가 웨이퍼 홀더 (WH) 및 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 관통공 (84) 내에 있기 때문에, 관통공 (84) 의 내벽면에 그 외주면이 접촉하는 경우가 있다. 그런데, 관통공 (84) 과 상하동 핀 유닛 (341) 사이에는, 소정의 간극이 있고, 또한 플렉시블 튜브 (671) 는 자유롭게 변형하므로, 이러한 플렉시블 튜브 (671) 와 관통공 (84) 의 내벽면의 접촉에 의해 판 스프링 (71) 의 변형이 저해되지 않도록 되어 있다.
그 밖의 상하동 핀 유닛 (342, 343) 의 핀 헤드 (682, 683) 도, 동일하게 하여 웨이퍼 (W) (웨이퍼 홀더 (WH)) 의 반경 방향 또는 틸트 방향으로 이동한다. 상하동 핀 유닛 (342, 343) 에 있어서도, 플렉시블 튜브 (672, 673) 의 각각과 관통공 (84) 의 내벽면의 접촉에 의해 판 스프링 (71) 의 변형이 저해되지 않도록 되어 있다. 따라서, 센터 업 유닛 (80) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 평탄화 동작이 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 에 의한 흡착 유지력에 의해 저해되지 않는다. 이로써, 웨이퍼 홀더 (WH) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 에, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 의 흡착 유지에서 기인하여 변형이 발생하는 것이 회피된다.
웨이퍼 (W) 의 로드 후, 주제어 장치 (20) 에 의해 얼라이먼트 검출계 (AS) 를 사용하여, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 얼라이먼트 마크를 검출하는 얼라이먼트 계측 (예를 들어 EGA) 이 실행된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역의 배열 좌표가 구해진다. 또한, 얼라이먼트 계측 (EGA) 의 상세한 것은, 예를 들어, 미국 특허 제4,780,617호 명세서 등에 개시되어 있다.
이어서, 주제어 장치 (20) 에 의해, 얼라이먼트 계측의 결과에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역의 노광을 위한 가속 개시 위치에 웨이퍼 (W) 를 이동하는 쇼트간 스테핑 동작과, 전술한 주사 노광 동작을 반복하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시되고, 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트 영역에, 순차, 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다. 또한, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작은, 종래와 상이한 점은 없기 때문에 상세 설명은 생략한다.
노광이 종료되면, 노광이 끝난 웨이퍼 (W) 가, 이하의 순서로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 웨이퍼 홀더 (WH) 로부터 언로드된다.
즉, 먼저, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 소정의 웨이퍼 교환 위치로 이동하고, 주제어 장치 (20) 에 의해 진공 펌프 (46A) 의 작동이 정지됨과 함께 급기 장치 (46B) 의 작동이 개시되고, 급기 장치 (46B) 로부터 급배기구 (36) 를 통하여 가압 공기가 웨이퍼 (W) 의 이면측으로 분출된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 유지 영역 (WMS) 으로부터 부상된다. 이어서, 주제어 장치 (20) 에 의해 구동 장치 (94) 를 통하여 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 전술한 이동 상한 위치를 향하여 ＋Z 방향으로 구동된다. 이 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 상승 도중에, 웨이퍼 (W) 가 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 하방으로부터 지지되어, 상한 이동 위치까지 들어 올려진다. 또한, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 상승할 때에, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 각각은, 웨이퍼 (W) 의 이면을 흡착 유지할 수도 있다.
이어서, 반송계의 일부를 구성하는 언로드 아암 (도시 생략) 이, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 에 지지된 웨이퍼 (W) 의 하방에 삽입된다. 이어서, 주제어 장치 (20) 에 의해 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 이 소정의 대기 위치 (상한 이동 위치와 하한 이동 위치 사이의 소정의 위치) 까지 하강 구동된다 (―Z 방향으로 구동된다). 이 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 하강의 도중에, 웨이퍼 (W) 가 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 으로부터 언로드 아암에 수수된다. 또한, 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 각각이, 웨이퍼 (W) 의 이면을 흡착 유지하고 있는 경우에는, 수수의 직전에 그 흡착이 해제된다. 그 후, 언로드 아암은, 웨이퍼 (W) 를 유지하고 퇴피한다. 그 후, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 의 로드 이후의 동작이 반복 실시되어, 로트 내의 복수의 웨이퍼가 순차 처리된다. 로트의 처리의 종료 후, 동일한 처리가 다음의 로트의 웨이퍼에 대해 반복 실시된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 가 구비하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 의하면, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 핀 헤드 (681, 682, 683) 에 의해 이면이 흡착된 웨이퍼 (W) 가, 웨이퍼 홀더 (WH) 의 웨이퍼 유지 영역 (WMS) (웨이퍼 재치면) 에 재치될 때, 웨이퍼 홀더 (WH) 로부터 흡착되어 변형된다 (평탄화된다). 그 때, 그 웨이퍼 (W) 의 변형을 저해하지 않도록, 웨이퍼 (W) 로부터의 힘 (본 실시형태에서 설명하는 외력의 일례) 을 받아 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 은, 각각이 갖는 판 스프링 (71) 이 적어도 일 방향 (박육 방향) 으로 변위하고, 이로써 각각 핀 헤드 (681, 682, 683) 를 포함하는 적어도 일부가 전술한 각 2 방향 (도 4 의 화살표 참조) 중 적어도 일 방향으로 변위한다. 이로써, 3 개의 상하동 핀 유닛 (341, 342, 343) 의 흡착에서 기인되는 웨이퍼 (W) 의 면 내의 변형의 발생이 억제된다. 따라서, 웨이퍼 (W) 가 직경 450 밀리 등의 대형의 웨이퍼라도, 3 개의 상하동 핀 (134) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 안정적으로 하방으로부터 지지할 수 있음과 함께, 변형을 대부분 발생시키지 않고, 그 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (WH) 상에 로드하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 의하면, 변형을 대부분 발생시키지 않고 웨이퍼 홀더 (WH) 상에 로드된 웨이퍼 (W) 에 대하여, 스텝·앤드·스캔 방식으로 노광이 실시된다. 따라서, 레티클 (R) 의 패턴을, 이미 형성된 패턴에 대해 양호한 정밀도로 중첩하여 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역에 전사하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에 관련된 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 구비하는 센터 업 유닛 (80) 은, 이하에서 설명하는 제 1, 제 2 변형예와 같이 여러 가지 변형이 가능하다. 이하, 센터 업 유닛을 중심으로 하여, 변형예에 관련된 웨이퍼 스테이지에 대해 설명한다.
《제 1 변형예》
도 11(A) 에는, 제 1 변형예에 관련된 웨이퍼 스테이지가 구비하는 센터 업 유닛 (180) 이, 구동축 (93) 및 구동 기구 (95) 를 제외하고, 사시도로 나타나고, 도 11(B) 에는, 도 11(A) 에 나타나는 센터 업 유닛 (180) 의 평면도가 나타나 있다.
센터 업 유닛 (180) 은, 전술한 실시형태의 상하동 핀 유닛 (341 ∼ 343) 및 본체 유닛 (96) 대신에, 3 개의 상하동 핀 (134) 및 본체 유닛 (196) 을 구비하고 있다.
본체 유닛 (196) 은, 평면에서 봤을 때 (상방 (＋Z 방향) 에서 보아), 정삼각형의 각 정점 근방을 각 정점에 대응하는 바닥변에 평행한 선을 따라 잘라낸 육각형의 형상, 즉 단변과 장변이 교대로 접속되어 완성되는 육각형의 형상을 갖고 있다. 본체 유닛 (196) 은, 상기 육각형의 단변을 각각 구성하는 3 개의 단면을 갖는 평면에서 봤을 때 Y 자상의 베이스 부재 (191) 와, 베이스 부재 (191) 의 단면끼리를 연결하고, 상기 육각형의 장변을 각각 구성하는 3 개의 판 스프링 (171) 을 포함하고 있다. 베이스 부재 (191) 는, 중심각 120 도 간격의 3 개의 봉상부를 갖는 Y 자상의 부재로 이루어지고, 6 자유도 방향으로 충분한 강성을 갖고 있다. 한편, 판 스프링 (171) 은, 베이스 부재 (191) 의 3 개의 봉상부 선단끼리를 연결하도록 배치되고, 평면에서 봤을 때에 있어서 연결 방향에 직교하는 방향의 강성만이 다른 방향에 비해 낮다 (예를 들어, ―Y 측에 배치된 판 스프링 (171) 은, Y 축 방향의 강성이 낮다).
3 개의 상하동 핀 (134) 각각은, 3 개의 판 스프링 (171) 의 중앙부에 각각 고정되어 있다. 3 개의 상하동 핀 (134) 각각은, 6 자유도 방향으로 충분한 강성을 갖는 원통 부재로 이루어진다. 또, 3 개의 상하동 핀 (134) 각각에는, 도시를 생략한 배관을 통하여 도시를 생략한 진공 펌프 등의 베큠 장치가 접속되어 있다. 3 개의 상하동 핀 (134) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 하방으로부터 지지된 상태로, 도시를 생략한 베큠 장치 (예를 들어, 진공 펌프) 를 통하여 3 개의 상하동 핀 (134) 내부의 공간을 부압으로 함으로써, 웨이퍼 (W) 가 3 개의 상하동 핀 (134) 에 흡착 유지된다. 이 흡착 유지 상태로, 웨이퍼 (W) 에 평탄화 교정이 실시되거나 하여, 웨이퍼 (W) 로부터 3 개의 상하동 핀 (134) 에 대해 웨이퍼 (W) 의 중심을 중심으로 하는 반경 방향의 힘이 작용하면, 3 개의 상하동 핀 (134) 의 각각이, 그 힘의 방향으로 이동한다 (도 11(A) 의 양 화살표 참조).
본 제 1 변형예에 관련된 센터 업 유닛 (180) 을, 센터 업 유닛 (80) 대신에 갖는 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 의해서도, 상기 실시형태의 노광 장치 (100) 와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 웨이퍼 (W) 의 사이즈가 커진 경우라도, 센터 업 유닛 (180) 의 3 개의 상하동 핀 (134) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 안정적으로 하방으로부터 지지할 수 있음과 함께, 웨이퍼 (W) 의 상하동 핀 (134) 에 의한 흡착 유지에 수반하는 변형의 발생, 나아가서는 웨이퍼 홀더로의 로드 후의 웨이퍼 (W) 의 변형의 발생을 억제 또는 회피할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 제 1 변형예에서는, 센터 업 유닛이 3 개의 상하동 부재 (상하동 핀 유닛 또는 상하동 핀) 를 갖는 것으로 하였다. 그러나, 센터 업 유닛은, 2 개 또는 4 개 이상의 상하동 부재를 갖고 있어도 되고, 예를 들어 다음의 제 2 변형예와 같이 6 개의 상하동 부재를 갖고 있어도 된다.
《제 2 변형예》
도 12 에는, 제 2 변형예에 관련된 웨이퍼 스테이지가 구비하는 센터 업 유닛 (280) 의 평면도가 나타나 있다. 센터 업 유닛 (280) 은, 구동축 (93) 의 상면 (＋Z 측의 면) 에 고정된 본체 유닛 (296) 을 구비하고 있다. 본체 유닛 (296) 은, 평면에서 봤을 때 정육각 형상의 판 부재로 이루어지는 대좌 부재 (291) 와, 대좌 부재 (291) 의 상면에 고정된 평면에서 봤을 때 정육각 형상의 프레임 부재로 이루어지는 본체부 (292) 를 포함하여 구성되어 있다. 본체 유닛 (296) 은, 형상은 상이하지만, 전술한 본체 유닛 (96) 과 동일한 기능을 갖고 있다.
본체부 (292) 상면에는, 정육각형의 각 정점의 위치에, 6 개 (6 개) 의 상하동 핀 유닛 (2341, 234a, 2342, 234b, 2343, 234c) 이 장착되어 있다.
6 개의 상하동 핀 유닛 중, 도 12 에 있어서, ―Y 측의 단부에 위치하는 상하동 핀 유닛 (2341) 을 포함하는, 정삼각형의 각 정점의 위치에 설치된 3 개의 상하동 핀 유닛 (2341, 2342, 2343) 은, 전술한 실시형태에 관련된 상하동 핀 유닛 (341) 등과 동일하게 구성되고, 동일하게 하여 본체부 (292) 의 상면에 장착되어 있다.
나머지의 3 개의 상하동 핀 유닛 (234a, 234b, 234c) 은, 다른 정삼각형의 각 정점의 위치에 설치되어 있다. 이들 상하동 핀 유닛 (234a, 234b, 234c) 에서는, 각각 Z 축 방향의 강성만 높고, 다른 방향의 강성이 낮은 구조가 채용되어 있다. 예를 들어, 전술한 판 스프링 (71) 대신에, 로드상의 스프링 부재를 채용하여, 전술한 상하동 핀 유닛 (34a) 등과 마찬가지로, 상하동 핀 유닛 (234a, 234b, 234c) 을 구성한다. 이로써, Z 축 방향의 강성만 높고, 다른 방향의 강성이 낮은 3 개의 상하동 핀 유닛 (234a, 234b, 234c) 이 실현된다.
3 개의 상하동 핀 유닛 (2341, 2342, 2343) 은, 핀 헤드 (흡착부) 를 포함하는 적어도 일부가, 흡착시의 웨이퍼로부터의 힘의 작용에 의해 전술한 정육각형의 외접원의 반경 방향으로 각각 변위하고, 나머지의 3 개의 상하동 핀 유닛 (234a, 234b, 234c) 은, 핀 헤드 (흡착부) 를 포함하는 적어도 일부가, 적어도 상기 외접원의 반경 방향 및 접선 방향으로 변위한다.
본 제 2 변형예에 관련된 센터 업 유닛 (280) 을, 센터 업 유닛 (80) 대신에 갖는 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 의해서도, 상기 실시형태와 동등의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 웨이퍼 (W) 의 사이즈가 커진 경우라도, 센터 업 유닛 (280) 의 6 개의 상하동 핀 유닛에 의해 웨이퍼 (W) 를 안정적으로 하방으로부터 지지할 수 있음과 함께, 웨이퍼 (W) 의 상하동 핀 유닛에 의한 흡착 유지에 수반되는 변형의 발생, 나아가서는 웨이퍼 홀더로의 로드 후의 웨이퍼 (W) 의 변형의 발생을 억제 또는 회피할 수 있다. 이 경우, 6 점에서 웨이퍼 (W) 를 지지하므로, 300 ㎜ 웨이퍼는 물론, 보다 대형의 450 ㎜ 웨이퍼 등이라도 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 제 1 변형예에서는, 3 개의 상하동 부재를 모두 동일한 구조 (형상을 포함한다) 로 하는 것으로 했지만, 웨이퍼 (W) 를 하방으로부터 키네마틱하게 지지할 수 있는 것이면, 적어도 1 개의 상하동 핀 유닛의 구조를 다른 상하동 핀 유닛과 상이하게 해도 된다. 예를 들어, 전형적인 키네마틱 지지 구조인, 이른바 켈빈 클램프와 동일한 원리로 웨이퍼를 지지하는 3 개의 상하동 핀 유닛의 세트를 채용해도 된다. 여기서, 키네마틱이란, 지지 구조가 가지는 자유도 (자유롭게 움직일 수 있는 축의 수) 와 물리적 구속 조건의 수가 전부 6 개가 되는 경우를 의미한다. 이 조건은, 부과되는 물리적 구속이 독립되어 있는 (용장도 (冗長度) 가 없다) 것과 동일하다.
이러한 3 개의 상하동 핀 유닛의 세트의 일례로는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 흡착부 (68) (상기 실시형태의 핀 헤드 등) 가 상단부에 형성되고, 하단부가 상하동 가능한 베이스 부재 (396) (상기 실시형태의 본체 유닛 등) 에 고정된 상하 방향으로 연장되는 봉상 스프링 부재 (371a) 를 포함하는 제 1 상하동 핀 유닛 (334a) 과, 흡착부 (68) 가 상단부에 형성되고, 하단부가 베이스 부재 (396) 에 고정된 판 스프링 부재 (371b) 를 포함하는 제 2 상하동 핀 유닛 (334b) 과, 흡착부 (68) 가 볼 조인트를 통하여 상단에 형성되고, 하단이 베이스 부재 (396) 에 고정된 봉상 부재 (371c) 를 포함하는 제 3 상하동 핀 유닛 (334c) 의 세트를 들 수 있다. 여기서, 판 스프링 부재 (371b) 의 면의 법선 방향 (박육 방향) 이, Y 축에 평행이고, 봉상 부재 (371c) 와 판 스프링 부재 (371b) 를 연결하는 방향이 Y 축에 평행인 것으로 한다. 또한, 이 예에서는, 변위부로서의 봉상 스프링 부재 (371a), 변위부로서의 판 스프링 부재 (371b) 및 봉상 부재 (371c) 각각의 하단부가, 상하동 핀 유닛 (334a, 334b 및 334c) 각각의 하단을 담당하고 있다.
이 경우, 제 1 상하동 핀 유닛 (334a) 에서는, 흡착부 (68) 의 Z 축 방향의 이동만이 구속되고 (나머지의 5 자유도 방향의 이동이 허용되고), 제 2 상하동 핀 유닛 (334b) 에서는, 흡착부 (68) 의 2 축 방향 (Z 축 방향 및 Y 축 방향) 의 이동과 Y 축 둘레의 회전 (θy 회전) 이 구속되고 (X 축 방향의 이동과 θy 회전 및 θz 회전이 허용되고), 제 3 상하동 핀 유닛 (334c) 에서는 흡착부 (68) 의 직교 3 축 방향 (X, Y 및 Z 축 방향) 의 이동만이 구속된다 (θx, θy 및 θz 회전이 허용된다). 단, 상하동 핀 유닛 (334a ∼ 334c) 에서, 웨이퍼를 흡착 유지하는 경우, 제 3 상하동 핀 유닛 (334c) 의 흡착부 (68) 에 의해 웨이퍼의 직교 3 축 방향의 위치가 구속되고, 제 2 상하동 핀 유닛 (334b) 의 흡착부 (68) 에 의해 Y 축 둘레의 회전 (θy 회전) 과 Z 축 둘레의 회전 (θz 회전) 이 더욱 구속되고, 제 3 상하동 핀 유닛 (334c) 의 흡착부 (68) 에 의해 X 축 둘레의 회전 (θx 회전) 이 더욱 구속된다.
또한, 상기 실시형태 또는 변형예 (이하, 「상기 실시형태 등」이라고 칭한다) 에서는, 3 개 또는 6 개의 상하동 핀 유닛이 모두 적어도 웨이퍼를 흡착 유지 한 상태로, 웨이퍼로부터의 힘의 작용에 의해 적어도 1 축 방향으로 변위하는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 웨이퍼의 자유로운 변형을 저해하지 않는 것이면, 3 개 또는 6 개의 상하동 핀 유닛 중 일부의 상하동 핀 유닛만이, 웨이퍼로부터의 힘의 작용에 의해 변위하는 구성을 채용해도 된다.
또한, 상기 실시형태 등에서는, 노광 장치가 액체 (물) 를 통하지 않고 웨이퍼 (W) 의 노광을 실시하는 드라이 타입의 노광 장치인 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽 특허출원 공개 제1,420,298호 명세서, 국제 공개 제2004/055803호, 미국 특허 제6,952,253호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 조명광의 광로를 포함하는 액침 공간을 형성하고, 투영 광학계 및 액침 공간의 액체를 통하여 조명광으로 웨이퍼를 노광하는 노광 장치에도 상기 실시형태 등을 적용할 수 있다.
또, 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (WH) 에 로드할 때, 웨이퍼에 발생하는 변형을 저감시키기 위해서, 웨이퍼 홀더 (W) 의 림부 (28) 및/또는 복수의 핀부 (32) 의 표면에 저마찰재 (예를 들어, DLC (다이아몬드 라이크 카본) 등) 를 코팅할 수 있다.
또, 상기 실시형태 등에서는, 노광 장치가, 스텝·앤드·스캔 방식 등의 주사형 노광 장치인 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 노광 장치여도 된다. 또, 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 축소 투영 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 또는 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 상기 실시형태는 적용할 수 있다.
또, 상기 실시형태 등은 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형의 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 예를 들어 미국 특허 6,341,007호, 미국 특허 6,400,441호, 미국 특허 6,549,269호, 미국 특허 6,590,634호, 미국 특허 5,969,441호, 및 미국 특허 6,208,407호 등에 개시되어 있다.
또, 상기 실시형태 등의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계는 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이어도 되고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계뿐만 아니라 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립 (倒立) 이미지 및 정립 (正立) 이미지 중 어느 것이어도 된다. 또, 전술한 조명 영역 및 노광 영역은 그 형상이 사각형인 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 원호, 사다리꼴, 혹은 평행사변형 등이어도 된다.
또한, 상기 실시형태 등의 노광 장치의 광원은, ArF 엑시머 레이저에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 ㎚), F2 레이저 (출력 파장 157 ㎚), Ar2 레이저 (출력 파장 126 ㎚), Kr2 레이저 (출력 파장 146 ㎚) 등의 펄스 레이저광원, g 선 (파장 436 ㎚), i 선 (파장 365 ㎚) 등의 휘선을 발하는 초고압 수은 램프 등을 사용하는 것도 가능하다. 또, YAG 레이저의 고조파 발생 장치 등을 사용할 수도 있다. 이 외에, 예를 들어 미국 특허 제7,023,610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 진공 자외광으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광에 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다.
또, 상기 실시형태 등에서는, 노광 장치의 조명광 (IL) 으로는, 파장 100 ㎚ 이상의 광에 한정하지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 사용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 연 X 선 영역 (예를 들어 5 ∼ 15 ㎚ 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 사용하는 EUV 노광 장치에 상기 실시형태를 적용할 수 있다. 그 외에, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치에도, 상기 실시형태 등은 적용할 수 있다.
또한, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을, 투영 광학계를 통하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 하나의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 상기 실시형태 등을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 등으로 패턴을 형성하기 위한 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크 등 다른 물체여도 된다.
노광 장치의 용도로는 반도체 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치나, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 상기 실시형태 등을 적용할 수 있다.
반도체 소자 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 레티클을 제조하는 스텝, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 제조하는 스텝, 상기 실시형태 등의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 없애는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태 등의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 유럽 특허출원 공개 명세서, 미국 특허출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하고, 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
341, 342, 343 : 상하동 핀 유닛,
68 : 흡착부,
671 ∼ 673 : 플렉시블 튜브,
681 ∼ 683 : 핀 헤드,
96 : 본체 유닛,
71 : 판 스프링,
100 : 노광 장치,
371a : 봉상 스프링 부재,
371b : 판 스프링 부재,
371c : 봉상 부재,
IL : 조명광,
IOP : 조명계,
PL : 투영 광학계,
PU : 투영 유닛,
W : 웨이퍼,
WST : 웨이퍼 스테이지,
WMS : 웨이퍼 유지 영역,
WH : 웨이퍼 홀더.

Claims (15)

  1. 기판을 유지하는 기판 유지 장치로서,
    상기 기판을 유지면에서 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 대해, 상기 유지면과 교차하는 방향으로 이동 가능한 복수의 이동 부재를 구비하고,
    상기 이동 부재의 각각은, 상기 유지면과 평행한 방향으로 변형 가능하고, 상기 복수의 이동 부재가 협동하여 상기 기판을 착탈 가능하게 유지하는 기판 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 부재의 각각은, 상기 유지면과 평행한 방향 중, 적어도 일 방향으로 탄성 변형 가능한 기판 유지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재의 각각은, 상기 유지면과 평행한 1 개의 방향으로 탄성 변형 가능하고, 각각이 탄성 변형되는 방향은 서로 상이한 기판 유지 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재의 각각은, 상기 기판을 상기 유지면과 평행한 3 개의 자유도에 관하여 과부족 없이 구속하여 착탈 가능하게 유지하는 기판 유지 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재는 삼각형의 정점에 3 개 배치되고,
    각각 상기 삼각형의 무게중심의 방향으로 탄성 변형 가능한 기판 유지 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재는 정삼각형의 정점에 3 개 배치되고,
    상기 서로 상이한 3 개의 방향은, 상기 삼각형의 무게중심을 중심으로 한 원의 반경 방향인 기판 유지 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재는, 상기 유지면과 직교하는 방향으로는 강하고,
    상기 복수의 이동 부재가 협동하여, 상기 기판의 6 자유도를 과부족 없이 구속하여 착탈 가능하게 유지하는 기판 유지 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동 부재는, 상기 유지면과 직교하는 방향으로는 강하고,
    상기 3 개의 이동 부재에 의해, 상기 기판의 6 자유도를 과부족 없이 구속하여 착탈 가능하게 유지함과 함께,
    상기 유지면과 직교하는 방향으로 강하고, 상기 유지면과 평행한 복수의 방향으로 탄성 변형 가능한 복수의 제 2 이동 부재를 갖는 기판 유지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 이동 부재는, 상기 이동 부재가 배치되는 삼각형과는 상이한 삼각형의 정점에 3 개 배치되는 기판 유지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    3 개의 상기 이동 부재와, 3 개의 상기 제 2 이동 부재는, 정육각형의 정점에 서로 다르게 배치되는 기판 유지 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재는, 상기 기판을 흡착 유지하는 흡착부와, 상기 흡착부가 일단에 형성된 판 스프링 부재를 갖는 기판 유지 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 상기 이동 부재를, 상기 기판 유지부에 대해 상기 유지면과 교차하는 방향으로 동시에 이동시키는 구동 장치를 갖는 기판 유지 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡착부에 접속되고, 상기 이동 부재의 탄성 변형과 함께 변형되는 자유롭게 굴곡하는 부재로서,
    상기 기판을 흡착 유지하기 위한 진공원과 연통되는 환상 부재를 갖는 기판 유지 장치.
  14. 에너지 빔에 의해 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판을 상기 기판 유지부에 유지하는 제 1 항에 기재된 기판 유지 장치와,
    상기 기판을 상기 에너지 빔으로 노광하여 상기 기판 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치를 구비하는 노광 장치.
  15. 제 14 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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