WO2017188343A1

WO2017188343A1 - 保持装置、露光方法及び露光システム、並びに搬送システム

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Publication number: WO2017188343A1
Application number: PCT/JP2017/016613
Authority: WO
Inventors: 柴崎　祐一
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2018-10-26

Abstract

保持装置は、上面にウエハＷが載置されることで該ウエハの下側に閉空間が形成されるチャック部材２２と、閉空間と連通する通気路２４とを有するシャトル１０と、該シャトルに着脱自在に取り付け可能かつシャトルとともに搬送可能で、さらに通気路２４の真空引きが可能かつシャトルに対して非接触で相対移動可能な真空吸引パッド２６と、を備えている。

Description

保持装置、露光方法及び露光システム、並びに搬送システム

　本発明は、保持装置、露光方法及び露光システム、並びに搬送システムに係り、さらに詳しくは、基板を保持する保持装置、基板を露光する露光方法及び露光システム、並びに基板を搬送する搬送システムに関する。

　近年、半導体素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）の製造のため、荷電粒子ビーム露光技術、例えば電子ビーム露光技術の利用が提案されている。

　荷電粒子ビームの露光は真空雰囲気で行う必要があり、真空雰囲気内では、ウエハチャックとしてバキュームチャックの使用が困難なため、静電チャックを使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－１４２３９３号公報

　第１の態様によれば、基板を保持する保持装置であって、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路とを有し、前記空間が前記通気路を介して真空にされた状態で搬送される本体部材と、流路を有する部材であって、前記空間が前記通気路と前記流路とを介して真空引き可能なように前記本体部材に取り付け可能である流路部材と、を備え、前記流路部材と前記本体部材とは前記空間の真空状態を保ちながら相対移動可能である保持装置が、提供される。

　第２の態様によれば、保持装置に所定の吸着圧で吸着保持された基板のアライメントを含む所定の計測処理を行なうことと、前記計測処理が終了した前記基板を前記所定の吸着圧で真空吸着により保持している前記保持装置を真空チャンバ内に搬入することと、前記真空チャンバ内で前記保持装置による前記基板の保持を真空吸着から静電吸着に切り換えるとともに、前記真空チャンバ内を真空引きすることと、前記真空チャンバ内の真空引き終了後に、前記基板を静電吸着して保持する前記保持装置を真空環境下にあるステージに搭載し、前記計測処理の結果を用いて、前記ステージ上で前記保持装置に保持された前記基板をエネルギビームで露光することと、を含む露光方法が、提供される。

　第３の態様によれば、基板を露光する露光システムであって、保持装置に保持された前記基板のアライメントを含む計測処理が行われる計測室と、前記基板の露光が行われる真空環境下の露光室を備える真空チャンバと、前記基板を保持した前記保持装置を搬送する搬送系と、を備え、前記保持装置は、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路と、前記載置部に載置された前記基板を静電吸着可能な静電吸着部とを有し、前記基板が前記載置部に載置された状態で搬送可能な本体部材と、流路を有する部材であって、前記空間が前記通気路と前記流路とを介して真空引き可能なように前記本体部材に取り付け可能である流路部材と、を有し、前記搬送系は、前記計測処理が終了した前記基板を第１の流路部材を介して真空吸着した前記本体部材及び前記第１の流路部材を前記真空チャンバ内に搬入するとともに、前記真空チャンバ内で、前記本体部材を、前記第１の流路部材と前記第１の流路部材とは異なる第２の流路部材とに対して相対移動させ、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第１の状態から、前記第２の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第２の状態に遷移させ、前記真空チャンバ内の真空引きが開始されると同時又はそれと前後して、前記本体部材は、前記真空チャンバ内で、前記基板の静電吸着を開始する露光システムが、提供される。

　第４の態様によれば、基板を搬送する搬送システムであって、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板を真空吸着するための通気路とを備える本体部材を第１位置から第２位置に搬送する搬送系と、前記第１位置から前記第２位置に前記本体部材を搬送する間、前記本体部材の前記通気路を真空引き可能な第１の流路部材と、前記第２位置に設置され、前記本体部材の前記通気路を真空引き可能な第２の流路部材と、前記第２位置で、前記本体部材を、前記第１の流路部材と前記第２の流路部材に対して相対移動させ、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第１の状態から、前記第２の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第２の状態に遷移させる制御装置と、を備える搬送システムが、提供される。

　第５の態様によれば、基板を露光する露光システムであって、保持装置に保持された前記基板のアライメントを含む計測処理が行われる計測室と、前記基板の露光が行われる真空環境下の露光室を備える真空チャンバと、前記基板を保持した前記保持装置を搬送する搬送系と、を備え、前記保持装置は、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路とを有し、前記基板が前記載置部に載置された状態で搬送可能な本体部材を有し、前記保持装置は、前記通気路を真空引きすることによって前記載置部に前記基板を真空吸着可能であり、前記計測処理は前記保持装置に前記基板を保持した状態で行われ、前記搬送系は前記計測処理が行われた前記基板を前記保持装置に保持した状態で前記計測室から前記真空チャンバに搬送可能である露光システムが、提供される。

一実施形態に係る露光システムの全体構成を概略的に示す平面図である。真空チャンバが備えるロードロックチャンバを、真空チャンバ内部の露光室内部に収容された露光ユニットとともに概略的に示す図である。図１の露光システムが備える電子ビーム露光装置の構成を示す図である。電子ビーム露光装置が備える露光ユニットの構成を示す斜視図である。電子ビーム照射装置の一部を、ウエハシャトルが装着された粗微動ステージと共に示す図である。定盤上に載置された粗微動ステージに、ウエハシャトルが装着された状態を示す斜視図である。微動ステージからウエハシャトルが取り外された図６の粗微動ステージを示す斜視図である。定盤上に載置された微動ステージを拡大して示す図である。図７に示される粗微動ステージから微動ステージ及び磁気シールド部材を取り去った状態を示す図である。シャトル１０の構成を説明するための図である。図１１（Ａ）は、真空吸引パッドを示す平面図、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、第１計測系の構成を説明するための図（その１及びその２）である。図１３（Ａ）は、計測室内の各部の構成を説明するための図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の計測テーブルの上下方向の可動範囲を説明するための図である。露光システムの制御系の構成を示すブロック図である。図１４の制御系を構成する計測制御装置の入出力関係を示すブロック図である。図１４の制御系を構成する露光制御装置の入出力関係を示すブロック図である。計測室内で行われる事前準備作業の一例を説明するためのフローチャートである。図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、計測テーブルにシャトルを装着する動作について説明するための図、図１８（Ｃ）及び図１８（Ｄ）は、露光前のウエハをシャトルに真空吸着させる動作を説明するための図、図１８（Ｅ）は、露光前のウエハを保持したシャトルがキネマティックカップリングを解除して計測テーブル上から取り外された状態を示す図である。図１９（Ａ）は、計測室内シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部の構成について説明するための図、かつロード側シャトル載置部へのシャトルの搬入動作を説明するための図、図１９（Ｂ）は、真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２へのシャトル１０の受け渡しについて説明するための図、図１９（Ｃ）は、真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２へのシャトル１０の受け渡しが終了した状態を示す図である。図２０（Ａ）～図２０（Ｃ）は、真空吸引パッド２６_１を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態から、真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態への切り換えについて説明するための図である。真空吸引パッド２６_１を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態から、真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態への切り換えのメリットについて説明するための図である。図２２（Ａ）～図２２（Ｅ）は、ロードロック室内にシャトルを搬入後、そのシャトルが露光室内に搬入されるまでの動作の流れについて説明するための図（その１～その５）である。図２３（Ａ）～図２３（Ｃ）は、ロードロック室内における真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態から、真空吸引パッド２６_３を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態への切り換えの流れについて説明するための図、図２３（Ｄ）は、ロードロック室内の真空引きの開始とともにチャック部材によるウエハＷ_１の静電吸着が開始される状態を説明するための図、図２３（Ｅ）は真空吸引パッド２６_３による真空吸着が自然と解除される状態を示す図である。図２４（Ａ）～図２４（Ｄ）は、露光済みのウエハを保持するシャトルがロードロック室内に搬入されてから、ロードロック室外へ搬出されるまでの動作の流れについて説明するための図（その１～その４）である。変形例に係る保持装置の構成を示す図である。デバイス製造方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。

　以下、一実施形態について、図１～図２４に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る露光システム１０００の全体構成が平面図にて概略的に示されている。

　露光システム１０００は、クリーンルームの床面Ｆ上に設置された１１個のチャンバ８０_１～８０_１１、及び図１中に矢印で示される経路Ｒに沿って後述するウエハシャトルを搬送するシャトル搬送系７０（図１では搬送経路のみ図示、図１４、図２２（Ａ）等参照）、並びに制御系等を備えている。以下では、床面Ｆに平行な面内で直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、床面Ｆに直交する方向をＺ軸方向として説明を行う。

　１１個のチャンバ８０_１～８０_１１は、床面Ｆ上にＹ軸方向に関して所定間隔隔てて対向して配置された５つのチャンバ８０_１～８０_５と、６つのチャンバ８０_６～８０_１１とから成る２列に分かれている。チャンバ８０_１～８０_５が、床面Ｆ上にＸ軸方向に並んで互いに隣接して配置され、チャンバ８０_６～８０_１１が、床面Ｆ上にＸ軸方向に並んで互いに隣接して配置されている。このうち、チャンバ８０_１とチャンバ８０_６とが互いに対向し、チャンバ８０_２とチャンバ８０_７とが互いに対向し、チャンバ８０_３とチャンバ８０_８とが互いに対向し、チャンバ８０_４とチャンバ８０_９とが互いに対向し、チャンバ８０_５とチャンバ８０_１０とが互いに対向している。また、チャンバ８０_１１は、チャンバ８０_１０の＋Ｘ側に隣接して配置されている。

　図示は省略されているが、チャンバ８０_１１の近傍に、レジスト塗布・現像装置（コータ・デベロッパ（以下、Ｃ／Ｄと略記する））が配置されている。

　１０個のチャンバ８０_ｉ（ｉ＝１～１０）、すなわちチャンバ８０_１～８０_１０それぞれの内部空間は、電子ビームによるウエハに対する露光が行われる露光室（露光セル）８１_ｉ（図１では不図示、図３参照）となっている。露光室８１_ｉ内は、高度の真空状態に維持されている。すなわち、内部に露光室８１_ｉが形成される１０個のチャンバ８０_ｉとしては、大気圧の作用によって押しつぶされたり変形したりすることがない十分な耐性を備えた構造の真空チャンバが用いられている。以下では、チャンバ８０_１～８０_１０を真空チャンバ８０_１～８０_１０又は真空チャンバ８０_ｉとも表記する。

　残りのチャンバ８０_１１は、Ｃ／Ｄ（不図示）にインラインにて接続されている。チャンバ８０_１１の内部空間は、ターゲットであるウエハ（Ｃ／Ｄによって電子線レジストが塗布されたウエハ）に対する所定の計測、及び後述するウエハシャトルに対する露光前のウエハのロード及び露光済みのウエハのアンロードが行われる、計測室（計測セル）６０（図１等では不図示、図１３（Ａ）参照）となっている。

　なお、チャンバ８０_１１の内部空間は、上述した計測室６０になっているため、真空チャンバ８０_１～８０_１０の内部空間のように真空雰囲気にする必要性がない。そのため、チャンバ８０_１１としては、真空チャンバより強度の弱いチャンバを用いることができる。また、チャンバ８０_１１の内部空間及びＣ／Ｄの内部空間の圧力をクリーンルームの気圧よりも高くなるように制御することにより、クリーンルーム内の気体（空気）がチャンバ８０_１１及びＣ／Ｄ内に侵入することを抑制することができる。

　図１及び図２に示されるように、真空チャンバ８０_ｉ（ｉ＝１～１０）には、前面側（他方の列のチャンバに対向する側）にロードロックチャンバ１１０_ｉが、それぞれ設けられている。なお、図２には、真空チャンバ３００_１～３００_５と同じ向きのものが示されているが、真空チャンバ３００_６～３００_１０は、図２に示されるものとは左右対称であるが同様の構成を有している。各ロードロックチャンバ１１０_ｉは、図２に示されるように、その内部に後述するロードロック室が形成される本体部１１０ａと、本体部１１０ａの前面側（大気側）及び背面側（真空側）に固定された一対のゲート部１１０ｂ、１１０ｃとを含む。一対のゲート部１１０ｂ、１１０ｃには、本体部１１０ａの前面側及び背面側に形成された開口を開閉するシャッタと該シャッタを上下方向にスライド移動する駆動機構とから成るゲートバルブが設けられている。以下では、ゲート部と同一の符号を用いて、ゲートバルブ１１０ｂ、１１０ｃと表記する。ゲートバルブ１１０ｂ、１１０ｃの開閉（すなわち駆動機構によるシャッタの開閉）は、露光制御装置５０_ｉ（図１４、図１６参照）によって制御される。なお、ロードロック室の内部の構成等については、後にロードロック室に対するウエハの搬入等を説明する際に、併せて説明する。

　ロードロックチャンバ１１０_ｉには、真空ポンプ等の真空源に開閉弁１１４（図１６参照）を介して接続された真空配管が接続されており、開閉弁１１４を開けることで、ロードロック室の内部は、必要に応じて真空引きが行われる。開閉弁１１４の開閉も露光制御装置５０_ｉによって制御される。なお、ロードロックチャンバ１１０_ｉに、個別に真空ポンプを設けても良い。

　真空チャンバ８０_ｉによって区画された露光室８１_ｉ内には、図２に示されるように、露光ユニット８２が収容されている。また、露光室８１_ｉ内には、例えば水平多関節ロボットから成る露光室内搬送系１３０（図２では不図示、図１６参照）等が収容されている。また、露光室８１_ｉ内には、不図示であるが、複数段の収納棚を有するシャトルストッカ等も設置されている。

　図３には、露光室（露光セル）８１_ｉの内部に収容された露光ユニット８２の構成が示され、図４には、露光ユニット８２の斜視図が示されている。

　本実施形態では、ロードロックチャンバ１１０_ｉを備えた真空チャンバ８０_ｉと、露光室８１_ｉの内部の露光ユニット８２等とを含んで電子ビーム露光装置１００_ｉ（図３参照）が構成されている。

　露光ユニット８２は、図２、図３及び図４に示されるように、ステージ装置８３と、電子ビーム照射装置９２とを備えている。電子ビーム照射装置９２は、図４に示される円筒状の鏡筒９３と、鏡筒９３の内部の電子ビーム光学系とを含む。

　ステージ装置８３は、ウエハＷ（図３参照）を保持して移動可能なウエハシャトル１０が着脱自在に装着される粗微動ステージ８５を含む構成であり、電子ビーム照射装置９２は、粗微動ステージ８５に装着されたウエハシャトル１０に保持されたウエハＷに電子ビームを照射して露光する構成である。

　ここで、ウエハシャトル１０は、詳しくは後述するが、ウエハを保持する保持部材（あるいはテーブル）であるが、該保持部材がウエハを保持した状態で搬送され、しかもこの保持部材が前述の計測室６０（図１３（Ａ）参照）を起点として、露光室８１_ｉとの間で繰り返し往復するので、ウエハシャトルと称している。

　ステージ装置８３は、図３及び図４に示されるように、定盤８４と、定盤８４上で移動する粗微動ステージ８５とを備えている。また、図３及び図４では図示が省略されているが、ステージ装置８３は、粗微動ステージ８５を移動する駆動系と、粗微動ステージの位置情報を計測する位置計測系とを備えている。ステージ装置８３の構成等の詳細は、後述する。

　電子ビーム照射装置９２の鏡筒９３は、図４に示されるように、外周部に中心角１２０度の間隔で３つの凸部が形成された円環状の板部材から成るメトロロジーフレーム９４によって下方から支持されている。より具体的には、鏡筒９３の最下端部は、その上の部分に比べて直径が小さい小径部となっており、その小径部とその上の部分との境界部分は段部となっている。そして、その小径部が、メトロロジーフレーム９４の円形の開口内に挿入され、段部の底面がメトロロジーフレーム９４の上面に当接した状態で、鏡筒９３が、メトロロジーフレーム９４によって下方から支持されている。メトロロジーフレーム９４は、図４に示されるように、前述の３つの凸部のそれぞれに下端が接続された３つの吊り下げ支持機構９５ａ、９５ｂ、９５ｃ（柔構造の連結部材）を介して、露光室８１_ｉを区画する真空チャンバ８０_ｉの天板（天井壁）から吊り下げ状態で支持されている（図３参照）。すなわち、このようにして、電子ビーム照射装置９２は、真空チャンバ８０_ｉに対して３点で吊り下げ支持されている。

　３つの吊り下げ支持機構９５ａ、９５ｂ、９５ｃは、図４中で吊り下げ支持機構９５ａについて代表的に示されるように、それぞれの上端に設けられた受動型の防振パッド９６と、防振パッド（防振部）９６の下端にそれぞれの一端が接続され、他端がメトロロジーフレーム９４に接続された鋼材より成るワイヤ９７とを有する。防振パッド９６は、真空チャンバ８０_ｉの天板に固定され、それぞれエアダンパ又はコイルばねを含む。

　本実施形態では、外部から真空チャンバ８０_ｉに伝達された床振動などの振動のうちで、電子ビーム光学系の光軸に平行なＺ軸方向の振動成分の大部分は防振パッド９６によって吸収されるため、電子ビーム光学系の光軸に平行な方向において高い除振性能が得られる。また、吊り下げ支持機構の固有振動数は、電子ビーム光学系の光軸に平行な方向よりも光軸に垂直な方向で低くなっている。３つの吊り下げ支持機構９５ａ、９５ｂ、９５ｃは光軸に垂直な方向には振り子のように振動するため、光軸に垂直な方向の除振性能（真空チャンバ８０_ｉに外部から伝達された床振動などの振動が電子ビーム照射装置９２に伝わるのを防止する能力）が十分に高くなるように３つの吊り下げ支持機構９５ａ、９５ｂ、９５ｃの長さ（ワイヤ９７の長さ）を十分に長く設定している。また、電子ビーム照射装置９２と真空チャンバ８０_ｉとの相対位置を所定の状態に維持するために、位置決め装置９８（図３及び図４では不図示、図１６参照）が設けられている。この位置決め装置９８は、例えば国際公開第２００７/０７７９２０号などに開示されるように、６軸の加速度センサと、６軸のアクチュエータとを含んで構成することができる。位置決め装置９８は、露光制御装置５０_ｉによって制御される（図１６参照）。これにより、真空チャンバ８０_ｉに対する電子ビーム照射装置９２のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の相対位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの相対回転角は、一定の状態（所定の状態）に維持される。

　図５には、電子ビーム照射装置９２の一部が、ウエハシャトル１０が装着された粗微動ステージ８５と共に示されている。図５では、メトロロジーフレーム９４は図示が省略されている。電子ビーム照射装置９２は、鏡筒９３と、該鏡筒９３内に所定の位置関係で（例えばＸＹ平面内でアレイ状に）配置されたｍ個（ｍは例えば１００）の光学系カラム２０から構成される電子ビーム光学系を備えている。各光学系カラム２０は、個別にオン／オフ可能で、かつ偏向可能なｎ本（ｎは例えば４０００）のビームを照射可能なマルチビーム光学系を含む。マルチビーム光学系としては、例えば特開２０１１－２５８８４２号公報、国際公開第２００７／０１７２５５号などに開示される光学系と同様の構成のものを用いることができる。

　光学系カラム２０の４０００本のマルチビームを全てオン状態（電子ビームがウエハに照射される状態）にしたとき、例えば１００μｍ×２０ｎｍの矩形領域（露光領域）内に等間隔に設定される４０００点に同時に紫外光露光装置の解像限界よりも小さい（例えば直径２０ｎｍ）の電子ビームの円形スポット（又は矩形スポット）が形成される。

　１００個の光学系カラム２０は、例えば３００ｍｍウエハ上に形成された（あるいはショットマップに従ってこれから形成される）例えば１００個のショット領域にほぼ１：１で対応している。電子ビーム露光装置１００では、１００個の光学系カラム２０のそれぞれが、それぞれオン／オフ可能で、かつ偏向可能な多数（ｎ＝４０００）の直径２０ｎｍの電子ビームの円形スポットを矩形（例えば１００μｍ×２０ｎｍ）の露光領域内に配置し、この露光領域に対してウエハを走査しながら、その多数の電子ビームの円形スポットを偏向しながらオン／オフすることで、ウエハ上の１００個のショット領域が露光され、パターンが形成される。したがって、３００ｍｍウエハの場合、露光に際してのウエハの移動ストロークは、多少の余裕を持たせても数十ｍｍ、例えば５０ｍｍあれば十分である。各光学系カラムは、通常の電子ビーム光学系と同様、反射電子を検出する反射電子検出系（不図示）を備えている。電子ビーム照射装置９２は、露光制御装置５０_ｉによって制御される（図１６参照）。なお、ウエハの大きさは任意であり、ウエハは例えば直径２００ｍｍ又は４５０ｍｍ等でも良い。ウエハの大きさに応じて光学系カラムの数を増減しても良い。

　次にステージ装置８３の構成等について説明する。図６には、ステージ装置８３の粗微動ステージ８５に、ウエハシャトル（以下、シャトルと略記する）１０が装着された状態の斜視図が示されている。図７には、シャトル１０が離脱された（取り外された）状態の図６に示される粗微動ステージ８５の斜視図が示されている。

　ステージ装置８３が備える定盤８４は、実際には、露光室８１_ｉを区画する真空チャンバ８０_ｉの底壁上に設置されている。粗微動ステージ８５は、図６及び図７に示されるように、粗動ステージ８５ａと、微動ステージ８５ｂと、を備えている。粗動ステージ８５ａは、Ｙ軸方向に所定間隔を隔てて配置され、Ｘ軸方向にそれぞれ延びる一対の四角柱状の部分を含み、定盤８４上でＸ軸方向に所定ストローク、例えば５０ｍｍで移動可能である。微動ステージ８５ｂは、粗動ステージ８５ａに対してＹ軸方向に所定ストローク、例えば５０ｍｍで移動可能で、かつ残りの５自由度方向、すなわちＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りの回転方向（θｘ方向）、Ｙ軸周りの回転方向（θｙ方向）及びＺ軸周りの回転方向（θｚ方向）にＹ軸方向に比べて短いストロークで可動である。なお、図示は省略されているが、粗動ステージ８５ａの一対の四角柱状の部分は、実際には、微動ステージ８５ｂのＹ軸方向の移動を妨げない状態で不図示の連結部材によって連結され、一体化されている。

　粗動ステージ８５ａは、粗動ステージ駆動系８６（図１６参照）によって、Ｘ軸方向に所定ストローク（例えば５０ｍｍ）で移動される（図９のＸ軸方向の長い矢印参照）。粗動ステージ駆動系８６は、本実施形態では磁束漏れが生じない一軸駆動機構、例えばボールねじを用いた送りねじ機構によって構成される。この粗動ステージ駆動系８６は、粗動ステージ８５ａの一対の四角柱状の部分のうち、一方の四角柱状の部分と定盤８４との間に配置される。例えば、定盤８４にねじ軸が取り付けられ、一方の四角柱状の部分にボール（ナット）が取り付けられる構成である。なお、定盤８４にボールを取り付け、一方の四角柱状の部分にねじ軸を取り付ける構成であっても良い。

　また、粗動ステージ８５ａの一対の四角柱状の部分のうち、他方の四角柱状の部分は、定盤８４に設けられた不図示のガイド面に沿って移動する構成である。

　ボールねじのねじ軸は、ステッピングモータによって回転移動される。あるいは、粗動ステージ駆動系８６を、駆動源として超音波モータを備えた一軸駆動機構によって構成しても良い。いずれにしても、磁束漏れに起因する磁場変動が電子ビームの位置決めに与える影響は非常に小さい（無視できる）。粗動ステージ駆動系８６は、露光制御装置５０_ｉによって制御される（図１６参照）。

　微動ステージ８５ｂは、図８の斜視図に拡大して示されるように、Ｙ軸方向に貫通したＸＺ断面矩形枠状の部材から成り、重量キャンセル装置８７によって、定盤８４上でＸＹ平面内で移動可能に支持されている。微動ステージ８５ｂの側壁の外面には、補強用のリブが複数設けられている。

　微動ステージ８５ｂの中空部の内部には、ＸＺ断面が矩形枠状でＹ軸方向に延びるヨーク８８ａと、ヨーク８８ａの上下の対向面に固定された一対の磁石ユニット８８ｂとが設けられ、これらヨーク８８ａと一対の磁石ユニット８８ｂによって、微動ステージ８５ｂを移動するモータの可動子８８が構成されている。

　図９には、図７から微動ステージ８５ｂ及び符号９１で示される後述する磁気シールド部材を取り去った状態の図が示されている。図９に示されるように、可動子８８に対応して、粗動ステージ８５ａの一対の四角柱部分の相互間には、コイルユニットから成る固定子８９が架設されている。固定子８９と前述の可動子８８とによって、可動子８８を固定子８９に対して、図９に各方向の矢印で示されるように、Ｙ軸方向に所定ストローク、例えば５０ｍｍで移動可能で、かつＸ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向に微小移動可能な閉磁界型かつムービングマグネット型のモータ９０が構成されている。本実施形態では、モータ９０によって微動ステージ８５ｂを６自由度方向に移動する微動ステージ駆動系が構成されている。以下、微動ステージ駆動系をモータと同一の符号を用いて、微動ステージ駆動系９０と表記する。微動ステージ駆動系９０は、露光制御装置５０_ｉによって制御される（図１６参照）。

　粗動ステージ８５ａの一対の四角柱部分の相互間には、例えば図６及び図７などに示されるように、さらに、モータ９０の上面及びＸ軸方向の両側面を覆う状態でＸＺ断面が逆Ｕ字状の磁気シールド部材９１が架設されている。この磁気シールド部材９１は、微動ステージ８５ｂの中空部内に挿入された状態で、側面部のうち、長手方向（Ｙ軸方向）の両端部の下面が粗動ステージ８５ａの一対の四角柱部分の上面に固定されている。また、磁気シールド部材９１の側面部のうち、上記両端部の下面以外は、微動ステージ８５ｂの内壁面のうち、底壁面（下面）に対して、非接触で対向する。

　磁気シールド部材９１は、モータ９０の上面及び側面を、可動子８８の移動ストロークの全長に渡って覆っており、かつ粗動ステージ８５ａに固定されているので、微動ステージ８５ｂ及び粗動ステージ８５ａの移動範囲の全域で、上方（電子ビーム光学系側）への磁束の漏れをほぼ確実に防止することができる。

　重量キャンセル装置８７は、図８に示されるように、微動ステージ８５ｂの下面に上端が接続された金属製のベローズ型空気ばね（以下、空気ばねと略記する）８７ａと、空気ばね８７ａの下端に接続された平板状の板部材から成るベーススライダ８７ｂと、を有している。ベーススライダ８７ｂには、空気ばね８７ａ内部の空気を、定盤８４の上面に噴き出す軸受部が設けられ、軸受部から噴出される加圧空気の軸受面と定盤８４上面との間の静圧（隙間内圧力）により、重量キャンセル装置８７、微動ステージ８５ｂ及び可動子８８（シャトル１０が粗微動ステージ８５に装着された場合には、そのシャトル１０等も含む）の自重が支持されている。なお、空気ばね８７ａには、微動ステージ８５ｂに接続された不図示の配管を介して圧縮空気が供給されている。ベーススライダ８７ｂは、一種の差動排気型の空気静圧軸受を介して定盤８４上に非接触で支持され、軸受部から定盤８４に向かって噴出された空気が、周囲に（露光室内に）漏れ出すことが防止されている。

　ここで、シャトル１０を粗微動ステージ８５、より正確には微動ステージ８５ｂに着脱自在に装着するための構造、及びシャトル１０について説明する。

　微動ステージ８５ｂの上面には、図７に示されるように、３つの三角錐溝部材１２が設けられている。この三角錐溝部材１２は、例えば、平面視でほぼ正三角形の３つの頂点の位置に設けられている。この三角錐溝部材１２には、シャトル１０に設けられた後述する球体又は半球体が係合可能であり、この球体又は半球体とともにキネマティックカップリングを構成する。なお、図７には、３つの板部材によって構成された花弁のような三角錐溝部材１２が示されているが、この三角錐溝部材１２は、球体又半球体にそれぞれ点接触する三角錐溝と同じ役割を有するので、三角錐溝部材と称している。したがって、三角錐溝が形成された単一の部材を、三角錐溝部材１２の代わりに用いても良い。

　本実施形態では、３つの三角錐溝部材１２に対応して、図６に示されるように、シャトル１０に３つの球体又は半球体（本実施形態ではボール）１４が設けられている。シャトル１０は、平面視で正三角形の各頂点を切り落としたような六角形状に形成されている。これをさらに詳述すると、シャトル１０には、平面視で３つの斜辺それぞれの中央部に切り欠き部１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成され、切り欠き部１０ａ、１０ｂ、１０ｃをそれぞれ外側から覆う状態で、板ばね１６がそれぞれ取り付けられている。各板ばね１６の長手方向の中央部にボール１４がそれぞれ固定されている。三角錐溝部材１２に係合される前の状態では、各ボール１４は、外力を受けた場合、シャトル１０の中心（図６に示されるウエハＷの中心にほぼ一致）を中心とする半径方向にのみ微小移動する。

　微動ステージ８５ｂの上方で３つの三角錐溝部材１２に３つのボール１４がそれぞれほぼ対向する位置に、シャトル１０を移動させた後、シャトル１０を降下させることにより、３つのボール１４のそれぞれが、３つの三角錐溝部材１２に個別に係合し、シャトル１０が微動ステージ８５ｂに装着される。この装着時に、シャトル１０の微動ステージ８５ｂに対する位置が所望の位置からずれていたとしても、ボール１４が三角錐溝部材１２に係合する際にその三角錐溝部材１２から外力を受けて前述の如く半径方向に移動する結果、３つのボール１４が対応する三角錐溝部材１２に、常に同じ状態で係合する。一方、シャトル１０を上方に移動させて、ボール１４と三角錐溝部材１２との係合を解除するだけで、シャトル１０を微動ステージ８５ｂから簡単に取り外す（離脱させる）ことができる。すなわち、本実施形態では３組のボール１４と三角錐溝部材１２との組によって、キネマティックカップリングが構成され、このキネマティックカップリングによって、シャトル１０の微動ステージ８５ｂに対する取り付け状態を常にほぼ同一状態に設定することができるようになっている。したがって、何度、取り外しても、再度、シャトル１０をキネマティックカップリング（３組のボール１４と三角錐溝部材１２との組）を介して微動ステージ８５ｂに装着するだけで、シャトル１０と微動ステージ８５ｂとの一定の位置関係を、再現することができる。

　シャトル１０の上面には、例えば図６に示されるように、中央にウエハＷより僅かに直径が大きな円形の凹部１０ｄが形成され、該凹部１０ｄ内に後述するチャック部材が設けられ、該チャック部材によってウエハＷが吸着され保持されている。ウエハＷの保持状態では、ウエハＷの表面は、シャトル１０の上面とほぼ同一面となっている。

　ここで、シャトル１０の構成について更に詳述する。シャトル１０は、図１０に断面図にて示されるように、前述した平面視六角形状の板部材から成るシャトル本体１１を有し、シャトル本体１１の上面に平面視円形で所定深さを有する前述した凹部１０ｄが形成されている。シャトル１０は、シャトル本体１１と、凹部１０ｄ内に配置されたチャック部材２２と、を有している。チャック部材２２は、ウエハＷとほぼ同じ直径の平面視円形の所定の厚さのベース部２２ａ、ベース部２２ａの上に設けられた平面視円環状のリム部２２ｂ、及びリム部２２ｂの内部のベース部２２ａ上面に所定間隔で設けられた多数のピン部２２ｃと、を有する。リム部２２ｂは、ウエハＷの直径より幾分小さい外径を有している。多数のピン部２２ｃの上面は、リム部２２ｂの上面とほぼ同一面上に位置している。多数のピン部２２ｃとリム部２２ｂとからウエハ載置部が構成されている。ウエハＷが、ウエハ載置部に載置されると、そのウエハＷの裏面とリム部２２ｂの内周面とベース部２２ａの上面との間に外部に対してほぼ閉じられた空間（以下、閉空間と称する）が形成されるようになっている。ウエハ載置部の上面（ウエハ載置面）は、シャトル本体１１の上面より、ウエハＷの厚さとほぼ同一寸法だけ低い位置に位置している。

　チャック部材２２は、例えばセラミックスによって一体成形されている。ベース部２２ａの下面には、不図示ではあるが、例えば複数の平板状電極が、見かけ上、他の部分とともに全体として同一面を形成する状態で埋め込まれている。

　チャック部材２２は、下面に埋め込まれた複数の平板状電極及びその周囲のベース部２２ａの下面が、シャトル本体１１の凹部１０ｄの内部底面に密着する状態で凹部１０ｄ内に配置されている。

　シャトル本体１１は、少なくとも凹部１０ｄを含む部分が、誘電体、例えばチャック部材２２と同種類（又は異なる種類）のセラミックスなどによって形成されている。

　チャック部材２２のベース部２２ａ及びシャトル本体１１の凹部１０ｄの底壁部には、リム部２２ｂの中心の位置に、ベース部２２ａの上面とシャトル本体１１の下面とを連通する平面視所定形状、例えば円形の通気路２４が形成されている。また、シャトル本体１１の凹部１０ｄの底壁部及びチャック部材２２には両者を上下に貫通する円形開口（不図示）が複数、所定の位置関係（後述する計測ステージ装置３０の複数のピン３２（図１３（Ａ）参照）に対応する位置関係）で設けられている。

　なお、上記の説明では、シャトル本体１１とチャック部材２２とが別部材であるとしているが、これに限らず、シャトル本体１１及びチャック部材２２にそれぞれ相当する部分を有するシャトルを、セラミックス等の誘電体によって一体成形し、そのシャトルに前述の複数の平板状電極を埋め込んでも良い。

　前述の複数の平板状電極のそれぞれには、図１０に示される２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれかの一端が接続されている。スイッチＳＷ１の他端には、正極がグランド電位とされた直流電圧源の負極（電位－Ｖｃｃ）が接続され、スイッチＳＷ２の他端には、負極がグランド電位とされた直流電圧源の正極（電位＋Ｖｃｃ）が接続されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、同時にオン／オフされる。

　ここで、例えばシャトル１０にシャトル側接点を設け、シャトル１０がキネマティックマウントを介して装着される微動ステージあるいは計測ステージ等にそれぞれシャトル外接点を設け、シャトル１０をキネマティックマウントを介して微動ステージ８５ｂ等に装着することにより、シャトル側接点とシャトル外接点とが接触する構成を採用することによってスイッチＳＷ１、ＳＷ２を実現することができる。しかしながら、以下の説明では、一例としてシャトル１０に直流電圧源としてのバッテリが内蔵されており、かつスイッチＳＷ１、ＳＷ２が設けられているものとする。

　本実施形態では、ウエハ載置面上にウエハＷを載置した状態で、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンにすると、それぞれの直流電圧電源によりチャック部材２２の複数の平板状電極に電圧が印加されることで、チャック部材２２の内部に正及び負の電位を発生させ、誘電分極されたウエハＷ（被吸着体）との間に静電気力が発生し、この静電気力によりチャック部材２２上面（ウエハ載置面）にウエハを吸着することができる。すなわち、チャック部材２２を、静電チャックとして機能させることができる。

　なお、静電チャックは誘電層として絶縁材料を使用し、電極と対象との間に誘起された電荷により生じるクーロン力を用いて、対象を吸着するクーロン力型と、誘電層にわずかに導電性を付与し、該誘電層内での電荷移動により生じるジョンソン・ラベック力を用いて、対象を吸着するジョンソン・ラベック力型とがあるが、どちらを使っても良い。

　なお、ウエハＷが載置される、多数のピン部２２ｃとリム部２２ｂとから成るウエハ載置部の上面、すなわちウエハ載置面（ウエハＷの裏面の接触面）に、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）などの摩擦係数の高い材料をコーティングしても良い。このように、摩擦係数の高い材料をコーティングすることで、ウエハＷが温度変化により伸縮したとき、シャトル１０に対するウエハＷの滑りを抑制することができる。

　さらに、本実施形態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフの如何に拘らず、図１０に示されるように、シャトル１０に、グランド吸気真空吸引パッド（以下、真空吸引パッドと略記する）２６を取付け、ウエハチャック用の真空配管２５及び通気路２４を真空吸引（排気）することで、前述の閉空間の内部も真空吸引され、ウエハＷをチャック部材２２上面に真空吸着することもできる。すなわち、本実施形態では、チャック部材２２を有するシャトル１０によって、静電チャックを備えた本体部材が構成され、保持装置１８はシャトル１０と真空吸引パッド２６とを備えている。例えば真空吸引パッド２６は吸引力発生部材と呼んでも良いし、流路部材と呼んでもよい。

　図１１（Ａ）には、真空吸引パッド２６の平面図が示されている。また、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）のＢ－Ｂ線断面の拡大図が、真空吸引パッド２６が取付けられる対象物（ここではシャトル１０）とともに示されている。ただし、図１１（Ｂ）においては、シャトル１０は簡略化して示されている。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）における座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、図１０に対応している。

　真空吸引パッド２６は、両側面（図１１（Ｂ）中のＸ軸方向両側の面）にテーパ部が形成された平面視矩形の所定厚さの板状の部材から成る。テーパ部は、真空吸引パッド２６を、後述する計測テーブル、ロード側載置部、及びロードロック室内のシャトル受け渡し部などへ載置する際に、所望の位置への位置決めを容易にするために形成されている。真空吸引パッド２６は、その上面（＋Ｚ側の面）に、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向の中心部に所定幅でＹ軸方向に所定長さで延びる所定深さの真空供給溝２６ａが形成されている。真空供給溝２６ａは、真空吸引パッド２６のＹ軸方向のほぼ全長（両端部の一部を除く）に渡って形成されている。真空吸引パッド２６の上面には、真空供給溝２６ａをＸ軸方向に挟んで一対の真空予圧型エアベアリング部２６ｂ（図１１（Ａ）参照）が設けられている。真空予圧型エアベアリング部２６ｂは、平面視矩形の凹部から成る真空予圧部２７と、真空予圧部２７の中央に設けられたエアベアリング部２８と、を有している。エアベアリング部２８は、真空予圧部２７の中央に設けられた矩形の凸部から成る軸受部２８ａと、軸受部２８ａの中心に形成されたノズル部２８ｂとを有している。真空吸引パッド２６の下面には、真空供給溝２６ａ、真空予圧部２７及びノズル部２８ｂそれぞれの内部を真空吸引パッド２６の外部と連通させる上下方向（Ｚ軸方向）に延びる通気路２９ａ、２９ｂ及び２９ｃが形成されている。通気路２９ａには、前述のウエハチャック用の真空配管２５（図１１（Ｂ）では不図示、図１０参照）及び不図示の開閉バルブを介して不図示の真空ポンプが接続されている。また、各通気路２９ｂには、不図示の真空配管及び開閉バルブを介して不図示の真空ポンプが接続されている。通気路２９ａ及び各通気路２９ｂに接続される真空ポンプは、同一の真空ポンプであっても良いし、別々の真空ポンプであっても良い。なお、図１１（Ｂ）では、一対の真空予圧部２７のそれぞれに通気路２９ｂが各２つ設けられている場合を図示しているが、各真空予圧部２７には、通気路２９ｂが１つ設けられていれば足りる。以下では、通気路２９ａ、２９ｂを、排気路２９ａ及び排気路２９ｂとも称する。

　また、各通気路２９ｃには、不図示の配管及び開閉バルブを介して空気タンク等の加圧空気の供給源が接続されている。以下では通気路２９ｃを、給気路２９ｃとも称する。

　図１１（Ｂ）に示されるように、各給気路２９ｃを介して各ノズル部２８ｂからシャトル１０の下面に対して加圧空気を噴き出すとともに、各排気路２９ｂを介して真空予圧部２７内部及び軸受部２８ａとシャトル１０との間の隙間内の空気を真空ポンプによって真空吸引（外部に排気）することで、真空吸引パッド２６を、例えば数μ程度の隙間（クリアランス、ギャップ）を介して、シャトル１０の下面に対して非接触状態で吸着することができる。また、各ノズル部２８ｂからの加圧空気の噴き出しを停止すると、真空吸引パッド２６を、シャトル１０の下面に対して接触状態で吸着（固定）することができる。そして、前者の非接触状態での吸着時及び後者の接触状態での吸着時のいずれにおいても、真空供給溝２６ａが、シャトル１０の通気路２４に対向していれば、通気路２４、真空供給溝２６ａ及び排気路２９ａを介して、前述の閉空間の内部を、前述のウエハチャック用の真空配管２５の内部と連通させることができ、開閉バルブを開いて真空配管２５内部の空気を真空ポンプにより外部に排気することで、前述の閉空間内の空気が通気路２４、真空供給溝２６ａ及び排気路２９ａを介して外部に排気され、ウエハＷをチャック部材２２のウエハ載置面に真空吸着することができる。換言すると、排気路２９ａは通気路２４を通してシャトル１０に載置されたウエハＷを真空吸着するための流路である。

　本実施形態では、真空吸引パッド２６の真空供給溝２６ａがシャトル１０の通気路２４と対向している限り、ウエハＷの真空吸着状態を維持することができる。したがって、前述の真空吸引パッド２６のシャトル１０の下面に対する非接触の吸着状態かつウエハＷのチャック部材２２に対する真空吸着状態を維持しつつ、真空吸引パッド２６とシャトル１０とを相対的にＹ軸方向に所定距離移動させることが可能になっている。

　なお、以下の説明においては、真空吸引パッド２６に関して、各エアベアリング部２８のノズル部２８ｂからの加圧空気の噴き出しがオンで、真空予圧部２７による真空予圧がオンの状態を、「第１の吸引状態」と呼び、各エアベアリング部２８のノズル部２８ｂからの加圧空気の噴き出しがオフで、真空予圧部２７による真空予圧がオンの状態を、「第２の吸引状態」と呼ぶものとする。また、上記の「第１の吸引状態」を、「対象物（例えばシャトル）に対する非接触吸着状態」とも呼び、上記の「第２の吸引状態」を「対象物に対する接触吸着状態」とも呼ぶものとする。一方、各エアベアリング部２８のノズル部２８ｂからの加圧空気の噴き出しがオンで、真空予圧部２７による真空予圧がオフの状態を、「噴き出し状態」と呼び、この「噴き出し状態」を、「対象物に対するエア浮上状態」とも呼ぶものとする。なお、加圧空気の噴き出しがオフの状態とは、真空吸引パッド２６をシャトル１０の下面に対して接触状態で吸着できる程度に、加圧空気の噴き出しが行われている状態を含む。

　次に、粗微動ステージ８５の位置情報を計測する位置計測系について説明する。この位置計測系は、シャトル１０が微動ステージ８５ｂに前述したキネマティックカップリングを介して装着された状態で、シャトル１０の位置情報を計測する第１計測系５２と、微動ステージ８５ｂの位置情報を直接計測する第２計測系５４と、を含む（図１６参照）。

　まず、第１計測系５２について説明する。シャトル１０の前述の３つの斜辺を除く３つの辺それぞれの近傍には、図６に示されるように、グレーティングプレート７２ａ、７２ｂ、７２ｃがそれぞれ設けられている。グレーティングプレート７２ａ、７２ｂ、７２ｃのそれぞれには、シャトル１０の中心（本実施形態では円形の凹部１０ｄの中心に一致）を中心とする半径方向及びこれに直交するする方向を、それぞれを周期方向とする２次元格子がそれぞれ形成されている。例えば、グレーティングプレート７２ａには、Ｙ軸方向及びＸ軸方向を周期方向とする２次元格子が形成されている。また、グレーティングプレート７２ｂには、シャトル１０の中心に関してＹ軸に対して－１２０度を成す方向（以下、α方向と称する）及びこれに直交する方向を周期方向とする２次元格子が形成され、グレーティングプレート７２ｃには、シャトル１０の中心に関してＹ軸に対して＋１２０度を成す方向（以下、β方向と称する）及びこれに直交する方向を周期方向とする２次元格子が形成されている。２次元格子としては、それぞれの周期方向について、ピッチが例えば１μｍの反射型の回折格子が用いられている。

　図１２（Ａ）に示されるように、メトロロジーフレーム９４の下面（－Ｚ側の面）には、３つのグレーティングプレート７２ａ、７２ｂ、７２ｃのそれぞれに個別に対向可能な位置に、３つのヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃが固定されている。３つのヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃのそれぞれには、図１２（Ｂ）中に各４本の矢印で示される計測軸を有する４軸エンコーダヘッドが設けられている。

　これをさらに詳述すると、ヘッド部７４ａは、同一の筐体の内部に収容された、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする第１ヘッドと、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする第２ヘッドとを含む。第１ヘッド（より正確には、第１ヘッドが発する計測ビームのグレーティングプレート７２ａ上の照射点）と、第２ヘッド（より正確には、第２ヘッドが発する計測ビームのグレーティングプレート７２ａ上の照射点）とは、同一のＸ軸に平行な直線上に配置されている。ヘッド部７４ａの第１ヘッド及び第２ヘッドは、それぞれグレーティングプレート７２ａを用いて、シャトル１０のＸ軸方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダ、及びＹ軸方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダを構成する。

　残りのヘッド部７４ｂ、７４ｃは、それぞれのメトロロジーフレーム９４に対する向きが異なる（ＸＹ平面内における計測方向が異なる）が、第１ヘッドと第２ヘッドとを含んでヘッド部７４ａと同様に構成されている。ヘッド部７４ｂの第１ヘッド及び第２ヘッドは、それぞれグレーティングプレート７２ｂを用いて、シャトル１０のα方向にＸＹ平面内で直交する方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダ、及びα方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダを構成する。ヘッド部７４ｃの第１ヘッド及び第２ヘッドは、それぞれグレーティングプレート７２ｃを用いて、シャトル１０のβ方向にＸＹ平面内で直交する方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダ、及びβ方向及びＺ軸方向の位置情報を計測する２軸リニアエンコーダを構成する。

　ヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃそれぞれが有する第１ヘッド及び第２ヘッドのそれぞれとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のエンコーダヘッドを用いることができる。

　上述した３組、合計６つの２軸エンコーダ、すなわち３つのグレーティングプレート７２ａ、７２ｂ、７２ｃをそれぞれ用いてシャトル１０の位置情報を計測する３つのヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃによって、エンコーダシステムが構成され、このエンコーダシステムによって第１計測系５２（図１６参照）が構成されている。第１計測系５２で計測される位置情報は、露光制御装置５０_ｉに供給される。

　第１計測系５２は、３つのヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃがそれぞれ４つの計測自由度（計測軸）を有しているので、合計１２自由度の計測が可能である。すなわち、３次元空間内では、自由度は最大で６であるから、実際には、６自由度方向のそれぞれについて、冗長計測が行われ、各２つの位置情報が得られることになる。

　したがって、露光制御装置５０_ｉは、第１計測系５２で計測された位置情報に基づいて、それぞれの自由度について各２つの位置情報の平均値を、それぞれの方向の計測結果とする。これにより、平均化効果により、６自由度の全ての方向について、シャトル１０及び微動ステージ８５ｂの位置情報を、高精度に求めることが可能になる。

　次に、第２計測系５４について説明する。第２計測系５４は、シャトル１０が微動ステージ８５ｂに装着されているか否かを問わず、微動ステージ８５ｂの６自由度方向の位置情報の計測が可能である。第２計測系５４は、例えば微動ステージ８５ｂの側壁の外面に設けられた反射面に計測光を照射し、その反射光を受光して微動ステージ８５ｂの６自由度方向の位置情報を計測する干渉計システムによって構成することができる。干渉計システムの各干渉計は、メトロロジーフレーム９４に不図示の支持部材を介して吊り下げ支持しても良いし、あるいは定盤８４に固定しても良い。第２計測系５４は、露光室８１_ｉ（真空空間内）に設けられるので、空気揺らぎに起因する計測精度の低下のおそれがない。また、第２計測系５４は、本実施形態では、シャトル１０が微動ステージ８５ｂに装着されていないとき、すなわちウエハの露光が行われないときに、主として、微動ステージ８５ｂの位置、姿勢を所望の状態に維持するために用いられるので、第１計測系５２に比べて計測精度は低くても良い。第２計測系５４で計測される位置情報は、露光制御装置５０_ｉに供給される（図１６参照）。なお、干渉計システムに限らず、エンコーダシステムにより、あるいはエンコーダシステムと干渉計システムとの組み合わせによって、第２計測系を構成しても良い。後者の場合、微動ステージの８５ｂのＸＹ平面内の３自由度方向の位置情報をエンコーダシステムで計測し、残りの３自由度方向の位置情報を干渉計システムで計測しても良い。

　第１計測系５２及び第２計測系５４による計測情報は、露光制御装置５０_ｉに送られ、露光制御装置５０_ｉは、第１計測系５２及び／又は第２計測系５４による計測情報に基づいて、粗微動ステージ８５を制御する。

　次に、計測室６０内部の構成について簡単に説明する。計測室６０内には、図１３（Ａ）に示されるように、ＸＹ平面内で２次元移動する計測ステージＳＴと計測ステージＳＴ上に搭載された計測テーブルＴＢとを有する計測ステージ装置３０、計測システム４０及び計測室内搬送系６２（図１３（Ａ）では不図示、図１５参照）等が収納されている。計測室内搬送系６２は、シャトル１０を搬送する計測室内第１搬送系６２Ａと、ウエハを搬送する計測室内第２搬送系６２Ｂと、を含む。計測室内第１搬送系６２Ａ及び計測室内第２搬送系６２Ｂは、ウエハＷ又はシャトル１０を搬送する例えば水平多関節ロボットから成る。本実施形態では、後述するように、計測室内第１搬送系６２Ａによって、真空吸引パッド２６を単独で搬送する必要があるため、図示は省略されているが、計測室内第１搬送系６２Ａはそのための構成を備えている。

　計測ステージ装置３０では、計測テーブルＴＢに前述と同様のキネマティックカップリングを介して着脱自在にシャトル１０が装着される。計測システム４０は、シャトル１０に保持されたウエハＷに対して所定の計測を行う。

　この他、計測室６０の内部には、シャトル１０を収納可能な複数段の棚を有し、複数のシャトル１０を同時保管可能なシャトルストッカ（不図示）が設けられている。本実施形態では、シャトルストッカは、収納されているシャトル１０の温調機能をも有している。

　計測テーブルＴＢには、シャトル１０に形成された前述の複数の円形開口に対応する配置で複数の円形開口が形成されている。計測ステージＳＴには、図１３（Ａ）に示されるように、複数の円形開口に対応する配置で、複数のピン３２が凸設されており、複数のピン３２が計測テーブルＴＢの複数の円形開口内に個別に挿入された状態で、計測テーブルＴＢが計測ステージＳＴ上に配置されている。計測テーブルＴＢは、計測ステージＳＴに設けられた駆動系３４によって移動され、所定ストロークで上下動（Ｚ軸方向に移動）可能である。本実施形態では、計測テーブルＴＢは、シャトル１０がキネマティックカップリングを介して装着された状態で、シャトル１０の上面が複数のピン３２の上端面より所定距離高くなる（複数のピンの上端面がシャトル１０の上面から突出しない）図１３（Ａ）に示される第１位置と、シャトル１０のウエハ載置面（チャック部材２２の上面）が複数のピン３２の上端面より所定距離低くなる（複数のピン３２の上端面がシャトル１０のウエハ載置面から突出する）図１３（Ｂ）に示される第２位置との間で、上下動可能である。なお、計測ステージＳＴ上に計測テーブルＴＢを載置し、計測テーブルＴＢに対して、複数のピン３２を上下動させても良い。

　計測テーブルＴＢの上面には、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、中央部に平面視矩形の所定深さの凹部３１が形成されている。凹部３１内には、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、前述した真空吸引パッド２６を、上半部を露出させた状態で配置（収納）できるようになっている。また、凹部３１内に真空吸引パッド２６を収納した状態でも、シャトル１０のキネマティックカップリングを介した計測テーブルＴＢに対する装着は支障なく行うことができるように、凹部３１の深さ、真空吸引パッド２６の高さ寸法等が定められている。なお、真空吸引パッド２６が凹部３１内に配置された状態で、真空吸引パッド２６に接続された真空配管等の配管類がシャトル１０の計測テーブルＴＢに対する装着を妨げることがないような構成が採用されている。一例として、計測テーブルＴＢに一端部が開口した所定形状の凹部が形成されている。また、配管類は、計測室内第１搬送系６２Ａに設けられた真空源及び高圧空気源に接続されている。

　計測ステージＳＴは、例えば平面モータから成る計測ステージ駆動系３６（図１５参照）によってＸＹ平面内で移動（θｚ方向の回転を含む）される。計測ステージＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、計測ステージ干渉計３８（図１５参照）によって計測されている。また、計測テーブルＴＢの上下方向の位置は、駆動系３４が有するエンコーダによって計測されている。計測ステージ装置３０の各部の動作は、計測制御装置６４によって制御される（図１５参照）。

　計測システム４０は、図１３（Ａ）に示されるように、アライメント検出系ＡＬＧと、照射系４２ａと受光系４２ｂとを有する面位置検出装置ＡＦ（図１５参照）とを含む。なお、本実施形態では、便宜上、計測ステージ干渉計３８の測長軸によって規定される２次元直交座標系（基準座標系）の原点が、アライメント検出系ＡＬＧの検出中心に一致しているものとする。

　本実施形態では、シャトル１０上に保持されているウエハＷの上面には、感応剤（電子線用レジスト）が塗布されているのに対応して、アライメント検出系ＡＬＧの検出光として、電子線レジストを感光させない波長の検出ビームが用いられる。アライメント検出系ＡＬＧとして、例えばウエハＷに塗布されているレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（内部に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント検出系ＡＬＧからの撮像信号は、信号処理装置（不図示）を介して計測制御装置６４に供給されるようになっている（図１５参照）。なお、アライメント検出系ＡＬＧとして、ＦＩＡ系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出する回折光干渉型のアライメント検出系を、ＦＩＡ系に代えて用いても良い。

　面位置検出装置ＡＦは、照射系４２ａと受光系４２ｂとを有し、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系によって構成される。面位置検出装置ＡＦの複数の検出点は、被検面上でＸ軸方向に沿って所定間隔で配置される。本実施形態では、例えば１行Ｍ列（Ｍは検出点の総数）または２行Ｎ列（Ｎは検出点の総数の１／２）の行マトリックス状に配置される。図１３（Ａ）中では、図示が省略されているが、複数の検出点は、ウエハＷの直径と同程度のＸ軸方向の長さを有する領域内にほぼ均等に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。本実施形態では、上述した計測室６０内に配置された各部、すなわち計測ステージ装置３０、計測システム４０、及び計測室内搬送系６２等と、計測制御装置６４とによって、シャトル１０上に保持された露光前のウエハに対する事前計測を行う計測部６５が構成されている（図１５参照）。

　前述したシャトル搬送系７０（図１４参照）は、図１に矢印で示される経路Ｒに沿って移動して、露光前のウエハを保持するシャトル１０を、チャンバ８０_１１内部の計測室６０から真空チャンバ８０_ｉがそれぞれ備えるロードロックチャンバ１１０_ｉ内部のロードロック室１１２_ｉ（図２２（Ａ）参照）内に搬入し、露光済みのウエハを保持するシャトル１０をロードロック室１１２_ｉから計測室６０に搬送する、シャトルの搬送動作を繰り返し行う。シャトル搬送系７０は、経路Ｒに沿って移動可能で例えば平面視Ｕ字状のアーム部を有する水平多関節ロボットによって構成される。シャトル搬送系７０は、アーム部によりシャトル１０を下方から支持して搬送することもできるし、真空吸引パッド２６を単独で搬送することもできる構成が採用されている。シャトル搬送系７０は、マイクロコンピュータ等を含む搬送系制御装置７５（図１４参照）によって制御される。本実施形態では、シャトル搬送系７０は、真空吸引パッド２６を単独で搬送可能な構成を有し、真空源及び高圧空気源などと真空吸引パッド２６とをそれぞれ接続する配管類を保持している。

　図１４には、露光システム１０００の制御系の構成がブロック図にて示されている。露光システム１０００の制御系は、露光システム１０００の全体を統括的に制御するワークステーション等から成る主制御装置２００と、主制御装置２００の配下にある計測制御装置６４、複数台（ここでは１０台）の露光制御装置５０_ｉ（ｉ＝１～１０）、及び搬送系制御装置７５等を備えている。

　図１５には、図１４の制御系を構成する計測制御装置６４の入出力関係がブロック図にて示されている。計測制御装置６４は、マイクロコンピュータ等を含み、計測室６０内に設けられた図１５に示される各部を制御する。

　図１６には、図１４の制御系を構成する露光制御装置５０_ｉ（ｉ＝１～１０）の入出力関係がブロック図にて示されている。露光制御装置５０_ｉは、マイクロコンピュータ等を含み、露光室８１_ｉ内に設けられた図１６に示される各部を制御する。

　次に、計測室６０内で行われる事前計測動作を含む事前準備作業の一例について、図１７のフローチャートに基づき、かつ他の図面を適宜参照して説明する。以下で説明する各ステップの処理は、計測制御装置６４の制御下で行われるが、以下では、説明の簡略化のため、計測制御装置６４に関する説明は特に必要な場合を除き省略する。なお、本実施形態では、真空吸引パッド２６が、複数用いられるため、以下では、識別のため、個々の真空吸引パッドを、真空吸引パッド２６_１、２６_２、２６_３などと表記する。また、特に図面においては、真空吸引パッド２６_１、２６_２、２６_３にそれぞれ接続された真空配管を真空配管２５_１、２５_２、２５_３と表記する。

　前提として、シャトルストッカ（不図示）には、複数のシャトル１０が保管されているものとする。また、露光前のウエハは、計測室６０にインラインにて接続されているＣ／Ｄ側のウエハ搬送系によって基板受け渡し部に載置されているものとする。

　ステップＳ１０２において、シャトルストッカ（不図示）に保管されているシャトル１０が、計測テーブルＴＢに装着される。具体的には、シャトルストッカ（不図示）に保管されているシャトル１０が、計測室内第１搬送系６２Ａにより、シャトルストッカから搬出され、図１８（Ａ）に示されるように、ウエハ交換位置にある計測ステージＳＴ上で前述の第２位置に位置している計測テーブルＴＢの上方に搬送される。このとき、シャトル１０の下面には、真空吸引パッド２６_１が接触状態で吸着され、かつ真空供給溝２６ａがシャトル１０の通気路２４に対向している。そして、シャトル１０は、計測室内第１搬送系６２Ａ（図１８（Ａ）にはアームの一部のみが図示されている）によって図１８（Ａ）中に黒矢印で示されるように下方に移動され、計測テーブルＴＢにキネマティックカップリングを介して装着される（図１８（Ｂ）参照）。この図１８（Ｂ）の状態では、凹部３１内には真空吸引パッド２６_１が配置されている。その後、計測室内第１搬送系６２Ａは、計測テーブルＴＢ上から退避し、計測テーブルＴＢの近傍で、真空吸引パッド２６_１に接続された配管類の一部を保持して、待機する。

　図１７に戻り、次のステップＳ１０４では、計測室内第２搬送系６２Ｂにより基板受け渡し部にある露光前のウエハ（便宜上、ウエハＷ_１とする）が、計測ステージＳＴの複数のピン３２に渡される。このとき、計測テーブルＴＢは第２位置にあり、この状態で、ウエハＷ_１は、回転位置ずれ及び中心位置ずれが調整された状態で、複数のピン３２の上に載置される。図１８（Ｃ）には、ウエハＷ_１が複数のピン３２に渡され、計測室内第２搬送系６２Ｂが計測テーブルＴＢ上方から退避した後の状態が示されている。

　次のステップＳ１０６では、ウエハＷ_１をシャトル１０に保持させる。具体的には、図１８（Ｄ）に示されるように、計測テーブルＴＢを第１位置まで上方に移動することで、ウエハＷ_１をシャトル１０のチャック部材２２上面（ウエハ載置面）上に載置する。

　次のステップＳ１０７では、真空吸引パッド２６_１を介したウエハＷ_１の真空吸着（真空吸引）を開始する。これは、シャトル１０の通気路２４、シャトル１０の下面に接触吸着された真空吸引パッド２６_１の真空供給溝２６ａ、排気路２９ａ及び真空配管２５を介して、チャック部材２２のベース部２２ａとリム部２２ｂとウエハＷとによって区画される前述の閉空間内の空気を真空吸引（排気）することで行われる。図１８（Ｄ）には、ウエハＷ_１が真空吸引パッド２６_１を介してシャトル１０に真空吸着された状態が示されている。このとき、ウエハＷ_１は、所定の吸着圧、すなわち後述するウエハＷ_１の露光時におけるシャトル１０によるウエハＷ_１に対する静電吸着時の吸着圧に相当する吸着圧で、シャトル１０（のチャック部材２２）に真空吸着される。これ以後、真空吸引パッド２６_１を介してウエハＷ_１がシャトル１０に真空吸着されている間、所定の吸着圧が維持される。

　次のステップＳ１０８では、ウエハＷ_１のシャトル１０に対する概略（ラフ）位置計測を行う。具体的には、最初に、ウエハＷ_１のサーチアライメントを行った後、シャトル１０に設けられた基準マーク（不図示）の位置情報を計測し、シャトル１０（基準マーク）に対するウエハＷ_１の相対位置情報を求める。

　サーチアライメントに際し、例えば、ウエハＷ_１の中心に関してほぼ対称に周辺部に位置する少なくとも２つのサーチアライメントマーク（以下、サーチマークと称する）が検出対象となる。計測制御装置６４は、計測ステージ駆動系３６による計測ステージＳＴの移動を制御して、それぞれのサーチマークをアライメント検出系ＡＬＧの検出領域（検出視野）内に位置決めしつつ、計測ステージ干渉計３８による計測情報を取得し、アライメント検出系ＡＬＧを用いてウエハＷ_１に形成されたサーチマークを検出した時の検出信号と、計測ステージ干渉計３８による計測情報とに基づいて、各サーチマークの位置情報を求める。

　より具体的には、計測制御装置６４は、信号処理装置（不図示）から出力されるアライメント検出系ＡＬＧの検出結果（検出信号から求まるアライメント検出系ＡＬＧの検出中心（指標中心）と各サーチマークとの相対位置関係）と、各サーチマーク検出時の計測ステージ干渉計３８の計測値とに基づいて、２つのサーチマークの基準座標系上の位置座標を求める。ここで、基準座標系は、計測ステージ干渉計３８の測長軸によって規定される直交座標系である。

　しかる後、計測制御装置６４は、サーチマークと同様の手順で、シャトル１０上に設けられた複数の基準マークの基準座標系上の位置座標を求める。そして、２つのサーチマークの位置座標と複数の基準マークの位置座標とに基づいて、ウエハＷ_１のシャトル１０に対する相対位置を求める。これにより、ウエハＷ_１のシャトル１０に対する概略位置計測が終了する。なお、ウエハＷ_１は、実際には回転位置ずれ及び中心位置ずれが調整された状態でシャトル１０上にロードされるので、ウエハＷ_１の中心位置ずれは無視できるほど小さく、残留回転誤差は非常に小さい。

　ステップＳ１０８の処理（ウエハＷ_１のシャトル１０に対する概略位置計測）が終了すると、ステップＳ１０９に進み、ウエハＷ_１上の複数のショット領域の配列を求めるＥＧＡ方式のウエハアライメントを行なう。具体的には、計測ステージＳＴをＸＹ平面内でステップ移動して、アライメント系ＡＬＧの検出領域内に３つ以上の所定数（ここでは少なくとも１６個）のウエハＷ_１上のアライメントマークを順次位置決めして、アライメント系ＡＬＧによりその所定数のアライメントマークを順次検出する。そして、それぞれのアライメントマークの検出結果と、それぞれの検出時の計測ステージ干渉計３８の計測情報とに基づいて、その所定数のアライメントマークそれぞれの前述の基準座標系上における位置を求める。そして、このようにして得た所定数のアライメントマークの位置を用いて、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されるＥＧＡ方式にて統計演算を行って、基準座標系上におけるウエハＷ_１上の全てのショット領域の配列を算出する。

　次いでステップＳ１１０において、ウエハＷ_１のフラットネス計測（表面の凹凸の計測）が行われる。このフラットネス計測は、計測ステージＳＴをＹ軸方向に移動させながら、面位置検出装置ＡＦの計測情報と計測ステージ干渉計３８の計測情報とを所定のサンプリング間隔で取り込むことで行われる。ここで、ウエハのフラットネスの計測を行うのは、電子ビーム露光装置では、ウエハ表面の凹凸に起因してウエハのＸＹ平面内の位置計測誤差（横ずれ）が生じるので、露光の際にこの位置計測誤差を補正する必要があるからである。この位置計測誤差は、ウエハのフラットネス情報（ウエハ座標系上のＸＹ座標位置（Ｘ，Ｙ）に応じたＺ位置の情報Ｚ（Ｘ，Ｙ））に基づいて簡単に演算で求めることができる。なお、サーチアライメントにより、ウエハの回転ずれの情報は既知なので、ウエハ座標系と前述の基準座標系との関係は、簡単に求めることができる。

　ステップＳ１１０のフラットネス計測が終了すると、ステップＳ１１１において、ウエハＷ_１を保持したシャトル１０が、計測室内第１搬送系６２Ａによって、上方に移動され、キネマティックカップリングを解除して計測テーブルＴＢ上から取り外される（図１８（Ｅ）参照）。このとき、真空吸引パッド２６_１はシャトル１０に取付けられた（固定された）まま、真空吸引パッド２６_１を介したウエハＷ_１の真空吸着（真空吸引）が継続されている。

　次のステップＳ１１２において、真空吸引パッド２６_１を介してウエハＷ_１を真空吸着により保持しているシャトル１０が、計測室６０内部の、前述の経路Ｒが設定された空間との境界部に設けられている計測室内シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部６８（図１９（Ａ）参照）に載置される。具体的には、図１９（Ａ）中の白矢印で示されるように、真空吸引パッド２６_１を介してウエハＷ_１を真空吸着により保持しているシャトル１０が、計測室内第１搬送系６２Ａによってロード側シャトル載置部６８の上方に搬送される。

　ここで、ロード側シャトル載置部６８の上面には、図１９（Ａ）における紙面内左右方向に延びる所定幅の凹部６８ａが形成されている。凹部６８ａは、真空吸引パッド２６を、少なくとも２つ、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）等における紙面内左右方向に並べて配置することが可能な長さ及び幅を有し、かつ所定深さを有する平面視矩形の凹部である。凹部６８ａの幅方向（図１９（Ａ）における紙面直交方向）の両側の面は、真空吸引パッド２６の前述のテーパ部が係合可能な傾斜面となっている。

　また、ロード側シャトル載置部６８の上面には、凹部６８ａを挟んで図１９（Ａ）における紙面直交方向の両側に、ロード側シャトル載置部６８の長手方向（図１９（Ａ）における紙面内左右方向）のほぼ全長にわたって延びる一対の帯状の凸部６８ｂが設けられている。この一対の凸部６８ｂの上面の高さは、凹部６８ａ内に配置された真空吸引パッド２６の上面とほぼ一致する高さに設定されている。この一対の凸部６８ｂによってシャトル載置部が形成されている。以下では、凸部６８ｂと同じ符号を用いてシャトル載置部６８ｂとも称する。

　図１９（Ａ）に示されるように、真空吸引パッド２６_１を介してウエハＷ_１を真空吸着により保持しているシャトル１０が、その上方に搬送された時点では、凹部６８ａの一端部には、別の真空吸引パッド２６_２が載置されている。このとき、図１９（Ａ）では図示が省略されているが、シャトル搬送系７０は、真空吸引パッド２６_２に一端部が接続された配管類の中間部の一部を保持してロード側シャトル載置部６８の近傍に待機している。なお、ロード側シャトル載置部６８には、配管類を上方から挿入可能な一端部が開口した所定形状の凹部（不図示）が形成されている。真空吸引パッド２６_２に一端が接続された配管類の他端側は、シャトル搬送系７０に設けられた真空源及び高圧空気源に接続されている。

　そこで、計測室内第１搬送系６２Ａでは、前述したようにシャトル１０を、ロード側シャトル載置部６８の上方に搬送した後、図１９（Ａ）中に黒矢印で示されるように下方に移動して、シャトル１０をロード側シャトル載置部６８に載置する。これにより、図１９（Ｂ）に示されるように、シャトル１０の下面に取付けられ、ウエハＷ_１を真空吸着している真空吸引パッド２６_１が凹部６８ａ内の真空吸引パッド２６_２の図１９（Ｂ）中の左側に位置する状態となる。

　図１７に戻り、次のステップＳ１１４において、真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２へのシャトル１０の受け渡し、すなわち真空吸引パッド２６_１を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態から、真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態への切り換えが行われる。

　ここで、このステップＳ１１４における処理について、図１９（Ｂ）、図２０（Ａ）～図２０（Ｃ）等に基づいて、さらに説明する。図２０（Ａ）～図２０（Ｃ）では、ウエハＷ_１の吸着状態をわかり易く示すため、ロード側シャトル載置部６８の図示が省略されるとともに、シャトル１０が簡略化して示されている。

　まず、図２０（Ａ）に示されるように、シャトル１０に真空吸引パッド２６_１が接触吸着された状態（固定された状態）でウエハＷ_１の真空吸着状態を維持しているシャトル１０が、計測室内第１搬送系６２Ａにより、図１９（Ｂ）及び図２０（Ａ）中にそれぞれ白矢印で示される方向に移動される。このとき、真空吸引パッド２６_２は、シャトル１０に対する非接触吸着状態にあり、かつ真空配管２５_２（図２０（Ａ）参照）を介した真空吸引は行われていない。また、真空吸引パッド２６_１は、両側のテーパ面が凹部６８ａの斜面に接触した状態でスライド移動される。

　移動開始後すぐに、図２０（Ｂ）に示されるように、真空吸引パッド２６_１が真空吸引パッド２６_２に接触する。この時点で、図２０（Ｂ）に示されるように、真空吸引パッド２６_２に接続されたウエハ吸引用の真空配管２５_２を介した真空吸引が開始されるとともに、真空吸引パッド２６_１がシャトル１０に対する接触状態から非接触状態に切り換えられる。これにより、シャトル１０は、真空吸引パッド２６_１及び真空吸引パッド２６_２の両者に対して非接触な状態となる。

　次いで、計測室内第１搬送系６２Ａにより、シャトル１０が、図２０（Ｂ）中の白矢印で示される方向に所定距離さらに移動されると、図２０（Ｂ）に示される、シャトル１０の通気路２４と真空吸引パッド２６_１の真空供給溝２６ａとが対向し、通気路２４が真空供給溝２６ａを介して排気路２９ａと連通した状態（真空吸引パッド２６_１を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態（保持状態））から、図２０（Ｃ）に示される、シャトル１０の通気路２４と真空吸引パッド２６_２の真空供給溝２６ａが対向し、通気路２４が真空供給溝２６ａを介して排気路２９ａと連通した状態（図１９（Ｃ）にも示される、真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態（保持状態））に遷移する。後者の状態においても、図２０（Ｃ）に示されるように、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１は、シャトル１０によって前述した所定の吸着圧又はこれと同等の吸着圧で真空吸着されている。これ以後、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１がシャトル１０に真空吸着されている間、所定の吸着圧又はこれと同等の吸着圧が維持される。

　図２０（Ｂ）の状態から図２０（Ｃ）の状態への遷移が行われる間において、シャトル１０の通気路２４が、真空吸引パッド２６_１の真空供給溝２６ａ及び真空吸引パッド２６_２の真空供給溝２６ａのいずれにも対向しなくなるのは、図２１の平面図に示される区間Ｄのみであり、この区間Ｄをシャトル１０が移動する時間は、極短い時間である。したがって、シャトル１０によるウエハＷ_１の所定の吸着圧による真空吸着状態を実質的に途切れさせることなく、真空吸引パッド２６_１を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態（保持状態）から、真空吸引パッド２６_２を介したシャトル１０によるウエハＷ_１の真空吸着状態（保持状態））への遷移が行われる。状態遷移後、真空吸引パッド２６_２がシャトル１０に対する非接触吸着状態から接触吸着状態に切り換えられる。

　以上により、計測室６０内における事前計測動作（Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０）を含む事前準備作業が終了する。

　次いで、ロード側シャトル載置部６８の近傍に待機しているシャトル搬送系７０が、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１を真空吸着により保持しているシャトル１０を不図示の待機位置へ移動させた後、計測室内第１搬送系６２Ａが、図１９（Ｃ）中に黒矢印で示される経路に沿って真空吸引パッド２６_１をロード側シャトル載置部６８から搬出し、所定の待機位置で待機する。

　その後、後述するように、シャトル搬送系７０によって、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１を真空吸着により保持しているシャトル１０が、ロード側シャトル載置部６８から搬出され、指定された真空チャンバのロードロック室に向けて搬送される。

　次に、露光システム１０００によるウエハに対する処理の流れについて説明する。以下で説明する処理は、計測制御装置６４及び露光制御装置５０_ｉ（５０_１～５０_１０）、並びに搬送系制御装置７５により、これらの制御装置を統括的に管理する主制御装置２００の管理の下で行われるが、以下では、これらの制御装置に関する説明は特に必要な場合を除き、省略する。

　露光システム１０００による処理が開始されるのに先立って、Ｃ／Ｄ内の搬送系（例えば多関節型のロボット）により、電子線レジストが塗布された露光前のウエハが計測室６０とＣ／Ｄとの境界部分に設けられた基板受け渡し部上に載置される。Ｃ／Ｄ内では、ウエハに対する電子線レジスト塗布処理を含む一連の処理が順次繰り返し行われ、ウエハが順次基板受け渡し部上に載置される。

　まず、計測室６０内で、前述したステップＳ１０２～ステップＳ１１４の処理が行われる。これにより、露光前のウエハＷ_１のシャトル１０に対する概略位置計測、ＥＧＡ方式のウエハアライメント及びフラットネス計測が終了し、そのウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_１を介して保持するシャトル１０が、シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部６８に載置され、ウエハＷ_１を保持するシャトル１０の真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２への受け渡しが、ロード側シャトル載置部６８上で行われる。

　次いで、シャトル搬送系７０により、シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部６８からウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_２を介して保持するシャトル１０が、主制御装置２００によって指定された露光室８１_ｉを区画する真空チャンバ８０_ｉが備えるロードロック室１１２_ｉ（図２２(Ａ)参照）内に搬入される。そして、そのロードロック室１１２_ｉ内で、ウエハＷ_１を保持するシャトル１０の真空吸引パッド２６_２から別の真空吸引パッドへの受け渡しが行われる。ここでは、一例として、主制御装置２００によって最も早いタイミングで露光処理が終了する予定の露光室８１_ｉが指定されるものとする。なお、これに限らず、その時点でウエハに対する露光処理が終了している露光室８１_ｉがあれば、その露光室８１_ｉを指定することとしても良い。

　ここで、ロードロック室１１２_ｉ内でのシャトル１０の受け渡しの説明に先立って、ロードロック室１１２_ｉの内部の構成について、図２２（Ａ）に基づいて説明する。ロードロック室１１２_ｉ内には、シャトル受け渡し部１１６が設けられている。このシャトル受け渡し部１１６の上面には、前述の凹部６８ａと同様に幅方向の両側面に傾斜面が形成された凹部１１６ａが形成されている。ただし、凹部１１６ａは、凹部６８ａと断面形状（大きさを含む）はほぼ同一であるが、凹部６８ａの長さより長い。また、シャトル受け渡し部１１６の上面には、凹部１１６ａを挟んで幅方向（図２２（Ａ）の紙面直交方向）の両側に、シャトル受け渡し部１１６の長手方向（紙面内の左右方向）のほぼ全長にわたって延びる一対の帯状の凸部１１６ｂが設けられている。この一対の凸部１１６ｂの上面の高さは、凹部１１６ａ内に配置された真空吸引パッド２６の上面とほぼ一致する高さに設定されている。一対の凸部１１６ｂによってシャトル載置部が形成されている。以下では、凸部１１６ｂと同じ符号を用いてシャトル載置部１１６ｂとも称する。

　この他、ロードロック室１１２_ｉの内部には、例えば水平多関節ロボットから成るロードロック室内搬送系１２０（図１６、図２４（Ａ）等参照）が設けられている。ロードロック室内搬送系１２０は、露光制御装置５０_ｉによって制御される（図１６参照）。

　図２２（Ａ）においては、凹部１１６ａの一端部（図２２（Ａ）の右側の端部）に、真空吸引パッド２６_３が配置されている。ここで、真空吸引パッド２６_３に一端が接続された配管類は、それぞれの他端側がシャトル受け渡し部１１６の内部に形成された不図示の開口を介してシャトル受け渡し部１１６の外部に導出されている。真空吸引パッド２６_３の排気路２９ａ、２９ｂに一端がそれぞれ接続された真空配管の他端は異なる開閉弁をそれぞれ介して真空源に接続され、給気路２９ｃに一端が接続された配管の他端は、さらに別の開閉弁を介して高圧空気源に接続されている。

　まず、ロードロックチャンバ１１０_ｉに設けられた外側（大気側）ゲートバルブ１１０ｂ（図２参照）が開けられる。前述のロード側シャトル載置部６８から搬出されたウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_２を介して保持するシャトル１０は、シャトル搬送系７０により、ロードロックチャンバ１１０_ｉの大気側の開口を介して、図２２（Ａ）中に白矢印で示されるように、ロードロック室１１２_ｉ内に搬入される。このとき、露光室８１_ｉ内では、ウエハＷ_０の露光が行われているので、ロードロックチャンバ１１０_ｉに設けられた内側（真空側）ゲートバルブ１１０ｃ（図２参照）は閉じられている。

　なお、以下の説明では、「ウエハＷ_１を保持するシャトル」を、便宜上、「シャトル１０_１」と表記し、「ウエハＷ_０を保持するシャトル」を、「シャトル１０_０」と表記する。

　ロードロック室１１２_ｉ内に搬入されたシャトル１０_１は、図２２（Ａ）中の黒矢印で示されるように、シャトル搬送系７０により、下方に移動され、シャトル受け渡し部１１６のシャトル載置部１１６ｂに載置される。このとき、シャトル搬送系７０は、図２２（Ｂ）に示されるように、凹部１１６ａ内の真空吸引パッド２６_３の図２２（Ｂ）中の左側に真空吸引パッド２６_２が位置するように、シャトル１０_１をシャトル載置部１１６ｂに載置する。

　次いで、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１の真空吸着状態を維持しているシャトル１０_１が、シャトル搬送系７０により、図２２（Ｂ）中に白矢印で示される方向に搬送（移動）される。図２３（Ａ）には、このときのシャトル１０_１の移動（搬送）途中の状態が示されている。このとき、真空吸引パッド２６_３は、噴き出し状態、すなわちシャトル１０_１に対するエア浮上状態にある。また、真空吸引パッド２６_２は、両側のテーパ面が凹部１１６ａの斜面に接触した状態でスライド移動される。

　図２２（Ｂ）に示される位置から所定量白矢印で示される方向にシャトル１０_１が真空吸引パッド２６_２と一体で移動されると、図２３（Ｂ）に示されるように、真空吸引パッド２６_２が真空吸引パッド２６_３に接触する。この時点で、真空吸引パッド２６_３が、噴き出し状態（シャトル１０_１に対するエア浮上状態）から第１の吸引状態（シャトル１０_１に対する非接触吸着状態）に切り換えられるとともに、真空吸引パッド２６_３に接続されたウエハ吸引用の真空配管、排気路２９ａ及び真空供給溝２６ａを介した真空吸引が開始される。また、真空吸引パッド２６_２がシャトル１０_１に対する接触吸着状態からシャトル１０_１に対する非接触吸着状態に切り換えられる。これにより、シャトル１０_１は、真空吸引パッド２６_２及び真空吸引パッド２６_３の両者に対して非接触な状態となる。

　次いで、シャトル搬送系７０により、シャトル１０_１が、所定距離さらに図２３（Ｂ）中に白矢印で示される方向に移動されると、前述したロード側シャトル載置部６８におけるウエハＷ_１を保持するシャトル１０の、真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２への受け渡しと同様にして、シャトル１０_１が真空吸引パッド２６_２から真空吸引パッド２６_３へ受け渡される。図２３（Ｃ）及び図２２（Ｃ）には、この受け渡しが終了した状態が示されている。これら図２３（Ｃ）及び図２２（Ｃ）に示される状態では、シャトル１０_１の通気路２４と真空吸引パッド２６_３の真空供給溝２６ａ及び排気路２９ａとが連通する状態となっており、真空吸引パッド２６_３を介してウエハＷ_１は、シャトル１０によって前述した所定の吸着圧又はこれと同等の吸着圧で真空吸着されている。これ以後、真空吸引パッド２６_３を介してウエハＷ_１がシャトル１０に真空吸着されている間、所定の吸着圧又はこれと同等の吸着圧が維持される。

　その後、真空吸引パッド２６_２の排気路２９ａ、２９ｂを介した真空排気及び給気路２９ｃを介した加圧空気の噴き出しが停止されるとともに、真空吸引パッド２６_３がシャトル１０_１に対する非接触吸着状態からシャトル１０_１に対する接触吸着状態に切り換えられる。

　次に、シャトル搬送系７０が、真空吸引パッド２６_２を保持し、図２２（Ｃ）中に黒矢印で示される経路に沿って移動した後、大気側の開口を介してロードロックチャンバ１１０_ｉの外部に移動することで、真空吸引パッド２６_２がロードロックチャンバ１１０_ｉの外部に搬出される。

　真空吸引パッド２６_２を、ロードロックチャンバ１１０_ｉの外部に搬出したシャトル搬送系７０は、次の露光前のウエハを保持するシャトルを計測室内シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部６８から別のロードロック室内に搬入する動作、又は別の露光済みのウエハを保持するシャトルを別のロードロック室から搬出し、計測室内シャトル受け渡し部のアンロード側シャトル載置部（不図示）に搬送する動作など（以下、別の動作と称する）に従事することとなる。ここで、計測室内シャトル受け渡し部には、ロード側シャトル載置部６８及びアンロード側シャトル載置部（不図示）が、それぞれ複数設けられている。なお、露光済みのウエハを保持するシャトルのロードロック室からの搬出及び計測室内シャトル受け渡し部のアンロード側シャトル載置部への搬送などについては、後述する。

　真空吸引パッド２６_２と一体で、シャトル搬送系７０が、ロードロックチャンバ１１０_ｉの外部に移動した後、外側（大気側）ゲートバルブ１１０ｂが閉じられる。これとほぼ同時に、ロードロック室内搬送系１２０が、図２２（Ｄ）中に白矢印で示されるような経路に沿って移動し、シャトル１０_１を僅かに持ち上げる。

　そして、ロードロック室１１２_ｉ内の真空引きが開始されるとともに、図２３（Ｄ）に示されるように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにオンにされ、チャック部材２２（シャトル１０_１）によるウエハＷ_１の所定の吸着圧での静電吸着が開始される。このとき、ロードロック室１１２_ｉの内部は、大気圧環境にあるため、大気圧環境内で、静電チャックの使用を開始することになるが、この場合、静電吸着が開始される時点では、ウエハＷ_１は、真空吸引パッド２６_３を介してシャトル１０_１のチャック部材２２に真空吸着されているので、ウエハＷ_１の裏面側の空間は、大気圧に比べて低圧状態となっている。なお、シャトル１０_１によるウエハＷ_１の所定の吸着圧での静電吸着状態は、少なくとも後述する露光が終了するまでは維持される。露光終了後は、吸着圧は多少変化しても不都合はない。

　そして、ロードロック室１１２_ｉ内の真空引き開始後、ロードロック室１１２_ｉ内が露光室８１_ｉと同程度の高真空状態に達すると、図２３（Ｅ）に示されるように、真空吸引パッド２６_３による真空吸着が自然と解除され、真空吸引パッド２６_３がシャトル１０_１から離間する。

　なお、シャトル搬送系７０が真空吸引パッド２６_２を搬出する際に、シャトル１０_１が邪魔になるような場合には、ウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_３を介して真空吸着により保持しているシャトル１０_１を下方から支持した状態で、ロードロック室内搬送系１２０が、上方に一旦移動後に、シャトル搬送系７０が真空吸引パッド２６_２を搬出することとしても良い。

　上述したように、ロードロック室１１２_ｉ内が露光室８１_ｉと同程度の高真空状態に達すると、ロードロックチャンバ１１０_ｉに設けられた内側（真空側）ゲートバルブ１１０ｃが開けられた後、図２２（Ｅ）中に矢印で示されるように、ロードロック室内搬送系１２０によって、シャトル１０_１が露光室８１_ｉ内の所定の第１待機位置（例えばシャトルストッカの複数段の収納棚のうちの１つ）に搬送される。このとき、シャトル１０_０上のウエハＷ_０に対する露光が続行されている。第１待機位置へのシャトル１０_１の搬送後、ロードロック室内搬送系１２０は、例えば第１待機位置の近傍で待機する。

　そして、ウエハＷ_０の露光が終了すると、露光室８１_ｉ内においては、シャトル交換動作、すなわちシャトルと一体でのウエハの交換動作が以下のようにして行われる。

　露光室８１_ｉの内部に設けられた露光室内搬送系１３０により、露光済みのウエハＷ_０を保持するシャトル１０_０が、微動ステージ８５ｂから取り外され、所定の第２待機位置に搬送される。第２待機位置は、前述したシャトルストッカの複数段の収納棚のうちの別の１つであるものとする。

　なお、微動ステージ８５ｂからシャトル１０_０が取り外されるのに先立って、第２計測系５４（図１４参照）の計測情報に基づく、微動ステージ８５ｂの６自由度方向の位置、姿勢のフィードバック制御が、露光制御装置５０_ｉによって開始され、次に第１計測系５２（図１４参照）の計測情報に基づく、シャトルと一体の微動ステージ８５ｂの位置制御が開始されるまでの間、微動ステージ８５ｂの６自由度方向の位置、姿勢は所定の基準状態に維持される。

　次いで、露光室内搬送系１３０により、シャトル１０_１が粗微動ステージ８５の上方に向かって搬送され、微動ステージ８５ｂに装着される。このとき、前述の如く、微動ステージ８５ｂの６自由度方向の位置、姿勢は基準状態に維持されているので、シャトル１０_１を、キネマティックカップリングを介して微動ステージ８５ｂに装着するだけで、電子ビーム照射装置９２（電子ビーム光学系）とシャトル１０_１との位置関係が所望の位置関係となる。そして、先に説明した概略位置計測の結果を考慮して、微動ステージの８５ｂの位置を微調整する。

　次いで、露光制御装置５０_ｉでは、事前に行われたＥＧＡ計測結果に基づき、微動ステージ８５ｂに装着されたシャトル１０_１上のウエハＷ_１に形成された１００個のショット領域のそれぞれに対応してスクライブライン（ストリートライン）に形成された少なくとも各１つのアライメントマークを、電子ビーム光学系の複数の光学系カラムから照射される電子ビームで走査する。したがって、アライメントマークからの反射電子が各光学系カラム２０の反射電子検出装置で検出され、ウエハＷ_１の全点アライメント計測が行われ、この全点アライメント計測の結果に基づいて、ウエハＷ_１上の複数のショット領域に対し、電子ビーム照射装置９２を用いた露光が開始される。露光の際に、露光制御装置５０_ｉによって、事前に行われたウエハＷ_１のフラットネスの計測結果に基づいて、ウエハＷ_１表面の凹凸に起因して生じるウエハＷ_１のＸＹ平面内の位置計測（全点アライメント計測）の結果に含まれる計測誤差が補正される。なお、前述のＥＧＡ計測の際に、全ショットのアライメントマークを計測対象とした全点ＥＧＡ計測を行い、その全点ＥＧＡ計測の結果に基づいて、ウエハＷ_１上の複数のショット領域に対し、電子ビーム照射装置９２を用いた露光を行なうことも可能である。この場合には、電子ビームを用いたウエハＷ_１の全点アライメント計測を行う必要がなくなり、その分、ウエハＷ_１の露光処理時間の短縮、ひいてはスループットの短縮が可能になる。

　上記の露光室内搬送系１３０により、シャトル１０_１が粗微動ステージ８５の上方に向かって搬送される動作以後露光までのいずれかの動作と並行して、第２待機位置にあるシャトル１０_０の計測室内シャトル受け渡し部のアンロード側シャトル載置部への搬送動作（シャトルの回収動作）が、以下の手順で行われる。

　ロードロック室内搬送系１２０により、シャトル１０_０が第２待機位置（シャトルストッカの複数段の収納棚のうちの別の１つ）から取り出され、ロードロック室１１２_ｉ内へ向けて搬送され、シャトル１０_０がロードロック室１１２_ｉ内に搬入された時点で、真空側のゲートバルブ１１０ｃが閉じられる。

　次いで、ロードロック室１１２_ｉ内で、ロードロック室内搬送系１２０は、ウエハＷ_０を静電吸着により保持するシャトル１０_０を下方から支持した状態で、図２４（Ａ）中の黒矢印で示されるように下降して、シャトル１０_０を、シャトル載置部１１６ｂに載置する。これにより、図２４（Ｂ）に示されるように、シャトル１０_０が凹部１１６ａ内にある真空吸引パッド２６_３の真上に載置される。この載置状態では、シャトル１０_０の下面に真空吸引パッド２６_３の上面が対向している。

　次いで、真空吸引パッド２６_３が、シャトル１０_０に対する接触吸引状態に設定されると同時に、真空吸引パッド２６_３を介したウエハＷ_０のシャトル１０_０による真空吸着が開始され、所定時間後にシャトル１０_０によるウエハＷ_０の静電吸着が解除される。これらの動作と並行して、ロードロック室内搬送系１２０が、シャトル１０_０の下方から所定の待機位置まで移動する。

　このとき、シャトル搬送系７０は、前述した別の動作を一旦終了して真空チャンバ８０_ｉが備えるロードロックチャンバ１１０_ｉの前で待機している。

　次いで、大気側のゲートバルブ１１０ｂが開けられ、真空吸引パッド２６_２を保持したシャトル搬送系７０が、ロードロック室１１２_ｉ内に進入後、図２４（Ｃ）中に黒矢印で示される経路に沿って移動して、真空吸引パッド２６_２を凹部１１６ａの図２４（Ｃ）中の左側端部に載置する。

　次いで、シャトル搬送系７０が、ウエハＷ_０を真空吸引パッド２６_３を介して真空吸着しているシャトル１０_０を、図２２（Ｄ）中に白矢印で示される方向に移動して、真空吸引パッド２６_３を、真空吸引パッド２６_２に当接させた後、前述したロード側シャトル載置部６８におけるウエハＷ_１を保持するシャトル１０の、真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２への受け渡し、あるいはロードロック室１１２内でのウエハＷ_１を保持するシャトル１０_１の真空吸引パッド２６_２から真空吸引パッド２６_３への受け渡しと同様にして、シャトル１０_０が真空吸引パッド２６_３から真空吸引パッド２６_２へ受け渡される。この受け渡し後の状態では、シャトル１０_０の通気路２４と真空吸引パッド２６_２の真空供給溝２６ａ及び排気路２９ａとが連通する状態となっており、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_０は、シャトル１０_０によって真空吸着されている。

　そして、真空吸引パッド２６_２が、シャトル１０_０に対する非接触吸着状態から接触吸着状態に切り換えられた後、シャトル搬送系７０により、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_０を真空吸着するシャトル１０_０がロードロック室１１２から取り出される。シャトル１０_０が取り出された後、ゲートバルブ１１０ｂは、閉じられる。

　次いで、ロードロック室１１２_ｉから取り出されたシャトル１０_０は、シャトル搬送系７０により、直ちに、計測室内シャトル受け渡し部の１つのアンロード側シャトル載置部の上方に搬送され、そのアンロード側載置部に載置される。そして、この状態で、真空吸引パッド２６_２によるウエハＷ_０の真空吸引が解除されるとともに、真空吸引パッド２６_２がシャトル１０_０から離脱される。その後、シャトル搬送系７０は、真空吸引パッド２６_２を保持して、前述の別の動作に従事する。

　一方、アンロード側載置部に載置されたシャトル１０_０上のウエハＷ_０は、計測室内第２搬送系６２Ｂによって、シャトル１０_０上から搬出され前述の基板受け渡し部に載置される。その後、シャトル１０_０は、計測室内第１搬送系６２Ａによって、シャトルストッカの空いている収納棚に収納される。これにより、計測室６０内における露光済みのウエハのアンロード作業が終了する。シャトルストッカ内に収納されたシャトル１０は、次に取り出されるまで、シャトルストッカ内に保管されるが、この保管中に所定の温度に調整（冷却）される。

　以後、計測室６０内では前述したシャトルの２つの真空吸引パッド２６相互間での受け渡し動作を含む一連の処理又は動作が繰り返し行われ、主制御装置２００により露光室の指定がなされる度に、シャトル搬送系７０によるシャトルの搬送、及び指定された露光室８１_ｉでのシャトルの交換及び露光処理動作などが繰り返し行われる。この露光室で繰り返し行われる動作には、ロードロック室１１２_ｉ内での露光前のウエハを保持するシャトルの２つの真空吸引パッド２６相互間での受け渡し動作、及びロードロック室１１２_ｉ内での露光済のウエハを保持するシャトルの２つの真空吸引パッド２６相互間での受け渡し動作が含まれる。

　なお、実際には、上述した計測室６０内での事前準備作業、及びシャトル搬送系７０による一連の動作（露光前のウエハを保持するシャトルの、シャトル受け渡し部からロードロック室内への搬入、及び露光済みのウエハを保持するシャトルのロードロック室からの搬出及びシャトル受け渡し部への搬送などの動作）に要する合計の所要時間は、１つの露光ユニット８２で行われる露光動作（全点アライメント動作を含む）の所要時間に比べて格段に短いので、本実施形態に係る露光システム１０００のように、１０台の露光ユニット８２に対して、計測室６０が１つのみ設けられているだけで十分である。また、シャトル搬送系７０も少数、多くても３つ程度設けられているだけで十分である。かかる１０台の露光ユニット８２に対して、計測室６０が１つ、シャトル搬送系７０が３つ以下というシステム構成によると、計測室６０内での一連の動作、及びシャトル搬送系７０による一連の動作が原因となって、露光システム１０００全体としてのスループットの低下を生じさせることはない。また、上記システム構成によると、実用上、十分なスループットを確保することが可能になる。なお、真空チャンバ８０_１及び真空チャンバ８０_６の少なくとも一方に隣接して、真空チャンバ（露光室）の増設は容易であるので、計測室６０及びシャトル搬送系７０に、遊びの時間がある場合には、露光室（及び露光ユニット）の数をさらに増やすことで、さらなるスループットの向上が期待できる。

　以上説明したように、本実施形態に係る露光システム１０００では、シャトル１０と該シャトル１０に着脱自在に取り付け可能な真空吸引パッド２６とを備える保持装置１８（図１０参照）が用いられている。シャトル１０は、シャトル本体１１と、シャトル本体１１の上面に形成された凹部１０ｄ内に密着状態で配置されたチャック部材２２（載置部）と、を有している。チャック部材２２の上面は、ウエハＷが載置されるウエハ載置面となっており、そのウエハ載置面にウエハＷが載置されたとき該ウエハＷの裏面側に前述の閉空間が形成される。シャトル本体１１には、チャック部材２２の内部空間と連通する通気路２４が形成されている。また、チャック部材２２の底面には、他の部分と同一面を形成する状態で複数の平板状電極が埋め込まれ、これらの電極のそれぞれは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれかを介して直流電源（バッテリ）に接続されている。したがって、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンにすることにより、チャック部材２２を静電チャックとして機能させ、ウエハ載置面に載置されたウエハＷをチャック部材２２に静電吸着することができる。

　真空吸引パッド２６は、シャトル１０（シャトル本体１１）の下面に、着脱自在に取付け（吸着）可能で、シャトル１０（シャトル本体１１）に取付けられた状態で、通気路２４の真空引きが可能となっている。したがって、真空吸引パッド２６を介してウエハ載置面に載置されたウエハＷをチャック部材２２に真空吸着することもできる。

　また、真空吸引パッド２６は、一面（軸受面）に真空予圧型エアベアリング部２６ｂを有しているので、その軸受面をシャトル１０の下面に対向させた状態で、軸受面とシャトル１０の下面との隙間に予圧力（負圧）を発生させることで、真空吸引パッド２６をシャトル１０に取り付ける（吸着させる）ことができる。

　さらにこれまでの説明から明らかなように、真空吸引パッド２６をシャトル１０に取り付け、ウエハＷをシャトル１０に真空吸着させた状態で、ウエハＷ、シャトル１０及び真空吸引パッド２６の３者を、一体的に搬送することができる。また、ウエハＷをシャトル１０に静電吸着させた状態で、ウエハＷと一体でシャトル１０を搬送することもできる。

　また、本実施形態に係る露光システム１０００によると、シャトル搬送系７０による真空吸引パッド２６_２のロードロック室１１２_ｉ外への搬出後、ロードロック室１１２_ｉ内では、真空吸引パッド２６_３を介したウエハＷ_１のシャトル１０_１による真空吸着状態を維持したまま、シャトル１０_１によるウエハＷ_１の静電吸着が開始され、その後に、ロードロック室１１２内の真空引きが開始される。

　この場合、ウエハＷ_１のロードロック室１１２_ｉ内での静電吸着が開始された時点では、ウエハＷ_１の裏面側の空間は、大気圧に比べて低圧状態にある。このため、静電吸着（静電チャック）を大気圧空間中で使用した場合に生じる問題（ウエハに対するゴミ付着、あるいは真空中に比べて吸着力が低くなる現象等）の発生を抑制することができる。

　また、ロードロック室１１２_ｉ内の真空引き開始後、ロードロック室１１２_ｉ内が露光室８１_ｉと同程度の高真空状態に達すると、真空吸引パッド２６_３による真空吸着が自然と解除され、真空吸引パッド２６_３がシャトル１０_１から離間する。すなわち、ウエハＷ_１の静電吸着開始後の真空吸着の持続時間は、ロードロック室１１２_ｉ内の真空引きが完了するまでの僅かな時間で足りる。

　また、ロードロック室１１２_ｉには、真空吸引パッド２６_３を介したウエハＷ_１のシャトル１０_１による真空吸着に先立って、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１を真空吸着するシャトル１０_１が搬入される。そして、前述した通り、ウエハＷ_１の真空吸着状態を実質的に維持したまま、シャトル１０_１が真空吸引パッド２６_２から真空吸引パッド２６_３に受け渡される。すなわち、真空吸引パッド２６_２によりシャトル１０_１にウエハＷ_１を吸引した状態から、真空吸引パッド２６_３によりシャトル１０_１にウエハＷ_１を吸引する状態への遷移が行われる。これにより、シャトル１０_１によるウエハＷ_１の静電吸引の開始前においてロードロック室１１２_ｉ内でのシャトル１０_１によるウエハＷ_１の真空吸着状態が維持される。

　このため、シャトル１０_１とともに、真空吸引パッド２６_２をロードロック室１１２_ｉ内に搬入したシャトル搬送系７０は、真空吸引パッド２６_２をロードロック室１１２_ｉから外部へ搬出することができ、その真空吸引パッド２６_２を、前述のロード側シャトル載置部６８の凹部６８ａ内に搬送することで、凹部６８ａ内において、露光前の新たなウエハを真空吸着により別のシャトルに保持している真空吸引パッド２６_１からの上記別のシャトルの受け取り用として繰り返し用いることができる。

　また、真空吸引パッド２６_２を介してウエハＷ_１を真空吸着するシャトル１０_１のロードロック室１１２_ｉ内への搬入に先立って、計測ステージＳＴにキネマティックマウントを介してシャトル１０_１が装着され、そのシャトル１０_１に真空吸引パッド２６_１を介してウエハＷ_１が真空吸着された状態で、前述のアライメントを含む事前計測が行われる。そして、事前計測の終了後、計測室内第１搬送系６２Ａによって、ロード側シャトル載置部６８において、前述した通り、ウエハＷ_１の真空吸着を維持したまま、シャトル１０_１が真空吸引パッド２６_１から真空吸引パッド２６_２に受け渡される。すなわち、真空吸引パッド２６_１によりシャトル１０_１にウエハＷ_１を真空吸着する状態から、真空吸引パッド２６_２によりシャトル１０_１にウエハＷ_１を真空吸着する状態への遷移が行われる。このシャトル１０_１が真空吸引パッド２６_２に受け渡された後は、シャトル１０_１が真空吸引パッド２６_２とともに、ロードロック室１１２_ｉ内へ搬入され、シャトル１０_１が真空吸引パッド２６_３に渡される。しかる後、前述の通り、ロードロック室１１２_ｉ内でシャトル１０_１によってウエハＷ_１の真空吸着状態を維持したまま、静電吸着が開始される。そして、ロードロック室１１２_ｉ内部の真空引きの終了した段階で、ウエハＷ_１の真空吸着が解除されて、ウエハＷ_１はシャトル１０_１に静電吸着された状態で、微動ステージ８５ｂに装着される。そして、露光制御装置５０_ｉによって、微動ステージ８５ｂと一体でシャトル１０_１の移動を制御しつつ、シャトル１０_１上のウエハＷ_１に対する電子ビーム照射装置９２からの電子ビームの照射が行われ、ウエハＷ_１が露光される。このウエハＷ_１の露光の方式として、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光が採用されている。そして、前述の通り、事前計測時におけるウエハアライメント、ウエハフラットネス等の所定の計測の結果を用いて、露光の際のウエハＷ_１（微動ステージ８５ｂ）の移動（位置制御）を行なう。なお、露光制御装置５０_ｉは、事前計測時におけるウエハアライメント等の所定の計測の結果を用いてウエハＷ_１（微動ステージ８５ｂ）の移動（位置制御）に代えて、あるいはウエハＷ_１（微動ステージ８５ｂ）とともに電子ビームの照射を制御することもできる。ここで、電子ビームの照射の制御としては、ビームの偏向あるいは発光タイミングの少なくとも一方を制御することが挙げられる。

　以上の説明から明らかなように、本実施形態では、事前計測時のウエハＷ_１のシャトル１０_１による吸着状態を維持したまま、シャトル１０_１上のウエハＷ_１を、事前計測の結果を用いて、位置制御しつつ、ステップ・アンド・スキャン方式で電子ビームを用いて露光することが可能になる。したがって、高精度な露光が可能になる。

　なお、上記の説明では、シャトル１０_１によるウエハＷ_１の静電吸引の開始後に、ロードロック室１１２_ｉ内の真空引きを開始する場合について例示したが、これに限らず、ウエハＷ_１の静電吸引の開始と同時、又は開始前にロードロック室１１２_ｉ内の真空引きを開始することとしても良い。

　また、上記実施形態では、１つの真空チャンバ８０_ｉにロードロック室１１０_ｉを１つ設ける構成について説明したが、１つの真空チャンバ８０_ｉに複数のロードロック室を設ける構成でも良い。例えば、シャトル１０_１を真空チャンバに搬入するための搬入用ロードロック室と、シャトル１０_０を真空チャンバから搬出するための搬出用ロードロック室とを設けても良い。この場合、上述した説明のように、露光を終えたウエハを搬出するシャトル１０_０と未露光のウエハを載置したシャトル１０_１を真空チャンバ内で待機させる必要がない。

　なお、上記実施形態では、ウエハＷ_１（基板）をシャトル１０_１に真空吸着した状態でアライメントを含む事前計測処理を行う場合について説明したが、これに限らず、ウエハＷ_１をシャトル１０_１に所定の吸着圧で静電吸着した状態で事前計測処理を行なっても良い。ただし、この場合も、大気圧中で静電チャックを使用することによって生じる前述の問題（ウエハＷ_１に対するゴミ付着、あるいは真空中に比べて吸着力が低くなる現象等）の発生を抑制するため、ウエハＷ_１を、上記実施形態と同様に計測ステージＭＳＴ上で真空吸引パッド２６_１を介してシャトル１０_１に一旦真空吸着した後、静電吸着し、シャトル１０_１により静電吸着されたウエハＷ_１の事前計測処理を行い、事前計測が終了したウエハＷ_１に対するシャトル１０_１による静電吸着を解除するとともに、ウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_１を介してシャトル１０_１に所定の吸着圧に相当する吸着圧で真空吸着をすることとすれば良い。かかる場合には、アライメントを含む事前計測処理時と、露光時との何れにおいても、ウエハＷ_１は、シャトル１０に静電吸着された状態で、それぞれの処理が行われることとなる。このため、事前計測処理をウエハＷ_１のシャトル１０による真空吸着状態で行い、露光をウエハＷ_１のシャトル１０による静電吸着状態で行う場合に生じ得る、事前計測処理時と露光時とのウエハＷ_１の吸着状態の相違に起因する位置決め誤差、ひいては重ね合わせ誤差の発生を確実に防止することができる。

　なお、上記実施形態では、ウエハＷ（基板）を真空吸着及び静電吸着可能な保持装置として、静電チャックを有するシャトル１０と、シャトル１０に真空予圧型のエアベアリング部による真空予圧によって吸着可能な真空吸引パッド２６とを備える保持装置１８を用いる場合について説明した。しかしながら、これに限らず、基板を真空吸着及び静電吸着できる機能を具備し、搬送可能でかつ露光室内に設けられたステージに装着可能な保持装置であれば、上記実施形態で説明した露光方法と同様の手順の露光方法を実行することができる。ただし、かかる露光方法を実行するためには、基板を真空吸着する保持装置を、搬送アーム等の搬送部材によりロードロック室内に搬入した後に、搬送部材がロードロック室外に移動後、保持装置による基板の静電吸着が開始されるまでの間、その保持装置による真空吸着状態を維持できるような構成を保持装置が備えている必要がある。かかる保持装置の構成として、次の変形例に係る保持装置のような構成が考えられる。

《変形例》
　図２５には、変形例に係る保持装置２１８の構成が示されている。保持装置２１８は、前述のシャトル１０をそのまま用い、かつ前述の真空吸引パッド２６に代えて、チェックバルブＣＶａを用いる構成である。なお、図２５では、直流電圧源は、図示が省略されている。

　保持装置２１８では、シャトル１０の通気路２４にチェックバルブＣＶａの一端側の配管２１６ａが接続されている。チェックバルブＣＶａの他端側の配管２１６ｂに、ウエハチャック用の真空配管２５が接続される。チェックバルブＣＶａは、図２５中の黒矢印の方向のみ気体の流通を許可し、反対向きの気体の流通を阻止するようになっている。

　このため、ウエハチャック用の真空配管２５が配管２１６ｂに接続された状態で不図示の真空ポンプを用いて真空配管２５内を真空引きすると、チェックバルブＣＶａがウエハＷ裏面の閉空間内の空気の真空配管２５側への流通を許可し、閉空間内が負圧状態となる。この一方、真空ポンプによる真空配管２５内の真空引きがなされていない状態では、チェックバルブＣＶａが通気路２４を閉じる。このため、閉空間内の圧力より高い圧力の気体が外部から通気路２４内へ侵入するのが阻止され、閉空間内の負圧状態が維持される。これは、真空配管２５が、配管２１６ｂから離脱されても同様である。図２５は、閉空間内が負圧状態となった後に、真空引きが停止された後の状態を示す。

　このようにして構成された本変形例に係る保持装置２１８を用いても、前述の実施形態で説明した露光方法と同様の手順の露光方法を実行することができる。ただし、この場合には、ロードロック室内でのシャトル１０_１の真空吸引パッド２６_２から真空吸引パッド２６_３への受け渡しのような動作が不要となる。なお、この場合、計測テーブルＴＢ及び微動ステージ８５ｂは、それぞれ、チェックバルブＣＶａが取付けられた状態のシャトル１０をキネマティックマウントを介して装着可能に構成されている必要がある。また、この場合、計測室内第１搬送系６２Ａが、ウエハバキュームチャック用の真空配管２５_１の一端部を保持するとともに、真空配管２５_１の一端とチェックバルブＣＶａの他端側の配管２１６ｂとを着脱自在にワンタッチにて接続するコネクタを具備し、シャトル搬送系７０が、真空配管２５_２の一端部を保持するとともに、真空配管２５_２の一端とチェックバルブＣＶａの他端側の配管２１６ｂとを着脱自在にワンタッチにて接続するコネクタを具備していても良い。かかる場合には、シャトル１０の搬送中も、真空ポンプを用いたウエハＷ裏面の閉空間の真空吸引を行なうことができる。

　なお、上記実施形態及び変形例では、真空チャンバ８０_ｉ（ｉ＝１～１０）が、ロードロックチャンバ１１０_ｉを備える場合について説明したが、露光室を区画する真空チャンバは、ロードロックチャンバを必ずしも備える必要はない。この場合には、真空チャンバの構成は、上記実施形態の真空チャンバ８０_ｉからロードロックチャンバ及び大気側のゲートバルブ１１０ｂを除去した構成と同様の構成となる。この場合、前述のシャトル搬送系７０により、シャトル受け渡し部のロード側シャトル載置部６８からウエハＷ_１を真空吸引パッド２６_２を介して保持するシャトル１０が、主制御装置２００によって指定された露光室を区画する真空チャンバ内に直接搬入されることになる。例えば、真空引き前の真空チャンバ（露光室）に直接、大量のウエハ（基板）をまとめて搬入した後、その露光室の真空引きをする場合などが考えられる。この場合、露光が開始された後には、ウエハを露光室内に搬入することはできないが、真空引き前に大量のウエハをまとめて露光室に搬入しているので、ロードロックチャンバを有する場合と比較してスループットは殆ど低下しない。また、露光室を区画する真空チャンバが、ロードロックチャンバを備えていない場合には、上記実施形態及び変形例において、ロードロック室内で行われていたシャトルの搬送などの関連する各種の動作は、真空引き前の真空チャンバ（露光室）内で実行されることになる。

　なお、真空チャンバがロードロックチャンバを備えている場合にも、例えば、露光室に、ロードロック室側のゲート（ゲートバルブ）とは別にゲート（ゲートバルブ）を設けて、そのゲートを開けて最初の露光対象のウエハを保持するシャトルを、真空引き前の露光室に直接搬入した後、ゲートを閉じて、露光室を真空引きすることも考えられる。

　なお、上記実施形態において、シャトル１０に静電吸着用の電極及び直流電圧源としてのバッテリが内蔵されており、かつスイッチＳＷ１、ＳＷ２が設けられているものとしたが、これに限らず、シャトル１０に静電吸着用の電極のみを内蔵させても良い。この場合、流路部材である真空吸引パッドに、電極に対する静電吸着用の電力供給（電磁誘導方式や磁気共鳴方式の非接触給電）が可能な機能を付加しても良い。この場合、流路部材（真空吸引パッド）は、通気路２４の真空引きと並行して、あるいは通気路２４の真空引きとは無関係に電極（静電吸着部）への給電が可能である。

　また、静電吸着の電圧源は直流電圧源でなく交流電圧源であっても良い。

　また、上記実施形態では、真空吸引パッド２６_１、２６_２等は、シャトル１０に対する接触吸着状態（固定された状態）で搬送されるものとしたが、例えばシャトル１０を搬送する搬送アーム等の搬送部材に、搬送中の、真空吸引パッドのシャトル１０の下面と平行な面内の位置ずれを防止するストッパ等を設ければ、真空吸引パッド２６_１、２６_２等はシャトル１０に対する非接触吸着状態で、シャトル１０とともに搬送することも可能である。

　なお、上記実施形態では、計測室内第１搬送系６２Ａ、あるいはシャトル搬送系７０によるシャトル１０の搬送時の位置制御によって、シャトル１０の通気路２４と各真空吸引パッド２６の真空供給溝２６ａ（及び排気路２９ａ）とが対向するものとして説明を行なったが、シャトル１０の通気路２４と、各真空吸引パッド２６の真空供給溝２６ａとが対向するように、各真空吸引パッド２６のシャトル１０に対する位置を調整する位置調整機構（ガイド等）を、シャトル１０が備えていても良い。

　また、上記実施形態では、真空吸引パッド２６をシャトル１０の下面に吸着する構成について説明したが、これに限らず、真空吸引パッド２６をシャトル１０の側面や上面（ウエハ載置面の周辺等）に吸着させても良い。この場合、通気路２４をシャトル１０の側面や上面に連通するように、シャトル１０に形成すれば良い。

　なお、本実施形態では、真空吸引パッド２６で用いる流体として加圧空気を用いたが、これに限らず、加圧した窒素やアルゴンなどの不活性ガスを用いても良い。

　なお、上記実施形態に係る露光システム１０００の一部、例えばシャトル搬送系７０及び搬送系制御装置７５等によって、ウエハを搬送する搬送システムが構成されているとも言える。この搬送システムは、ウエハＷが載置されるチャック部材２２と、チャック部材に載置されたウエハを真空吸着するための通気路２４とを備えるシャトル１０を計測室６０内に設定された第１位置からロードロックチャンバ１１０_ｉ（又は真空チャンバ８０_ｉ）内に設定された第２位置に搬送するシャトル搬送系７０と、第１位置から第２位置にシャトル１０を搬送する間、シャトル１０の通気路２４を真空引き可能な真空吸引パッド２６_２と、第２位置に設置され、シャトル１０の通気路２４を真空引き可能な真空吸引パッド２６_３と、第２位置で、シャトル１０を、真空吸引パッド２６_２と真空吸引パッド２６_３に対して相対移動させ、真空吸引パッド２６_２を介してシャトル１０にウエハＷを真空吸着する第１の状態から、真空吸引パッド２６_３を介してシャトル１０にウエハＷを真空吸着する第２の状態に遷移させる搬送系制御装置７５を備えている。

　また、露光システム１０００の他の一部、例えば計測室内第１搬送系６２Ａ及び計測制御装置６４等によって、ウエハを搬送する別の搬送システムが構成されているとも言える。この別の搬送システムは、シャトル１０を計測室６０内の計測ステージＳＴ上に設定された第１位置から計測室６０内のロード側シャトル載置部６８に設定された第２位置に搬送する計測室内第１搬送系６２Ａと、第１位置から第２位置にシャトル１０を搬送する間、シャトル１０の通気路２４を真空引き可能な真空吸引パッド２６_１と、第２位置に設置され、シャトル１０の通気路２４を真空引き可能な真空吸引パッド２６_２と、第２位置で、シャトル１０を、真空吸引パッド２６_１と真空吸引パッド２６_２に対して相対移動させ、真空吸引パッド２６_１を介してシャトル１０にウエハＷを真空吸着する第１の状態から、真空吸引パッド２６_２を介してシャトル１０にウエハＷを真空吸着する第２の状態に遷移させる計測制御装置６４を備えている。

　なお、上記実施形態では、計測室６０から露光室１００_ｉまでのシャトル１０の搬送時にシャトル１０にウエハＷを真空吸着したが、例えば、電極とウエハ（基板）との間がヘリウムなどの気体で満たされている場合など、ウエハの裏面のダメージを与える可能性が低い場合は、静電チャックと真空チャックを併用しても良い。

　なお、上記実施形態では、微動ステージ８５ｂが、粗動ステージ８５ａに対して６自由度方向に移動可能な場合について説明したが、これに限らず、微動ステージはＸＹ平面内でのみ移動可能であっても良い。この場合、微動ステージの位置情報を計測する第１計測系５２及び第２計測系５４も、ＸＹ平面内の３自由度方向に関する位置情報を計測可能であっても良い。

　なお、上記実施形態では、第１計測系５２の構成を、シャトル１０に３つのグレーティングプレート７２ａ、７２ｂ、７２ｃを設ける一方、それらに対応するヘッド部７４ａ、７４ｂ、７４ｃをメトロロジーフレーム９４に設けるとする場合について説明したが、シャトルに検出ヘッドを取り付け、回折格子をメトロロジーフレームに取り付ける構成としても良い。

　なお、上記実施形態では、第１計測系５２を、エンコーダシステムで構成する場合について説明したが、これに限らず、第１計測系５２を、干渉計システムによって構成しても良い。

　なお、上記実施形態では、電子ビーム照射装置９２がメトロロジーフレーム９４と一体で、３つの吊り下げ支持機構９５ａ、９５ｂ、９５ｃを介して真空チャンバの天板（天井壁）から吊り下げ支持されるものとしたが、これに限らず、電子ビーム照射装置９２は、床置きタイプのボディによって支持されても良い。また、上記実施形態では、真空チャンバ８０の内部に、露光ユニット８２の全体が収容された場合について説明したが、これに限らず、露光ユニット８２のうち、電子ビーム照射装置９２の鏡筒９３の下端部を除く部分を、真空チャンバ８０の外部に露出させても良い。

　本実施形態に係る露光システム１０００は、ＡｒＦ光源を用いた液浸露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術、例えば電子ビーム露光技術とを相補的に利用するコンプリメンタリ・リソグラフィに適用しても良い。コンプリメンタリ・リソグラフィとは、ＡｒＦ光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することで、単純なラインアンドスペースパターンを形成し、次いで、電子ビームを用いた露光を通じて、ラインパターンの切断や、ビアの形成を行う方式である。

　このようなコンプリメンタリ・リソグラフィのスループットを向上させるためには、真空チャンバ（真空環境）内で行われる荷電粒子ビームによる処理を極力少なくし、真空チャンバ外部の大気中で行われる処理を多くすることが効果的である。

　本実施形態によれば、例えば、ウエハシャトルに保持されたウエハに対するアライメント及びウエハフラットネス計測等の所定の計測を真空チャンバの外部で実行し、その計測が終了したウエハをその保持（吸着）状態を維持したままウエハシャトルとともに真空雰囲気内に搬送することができる。

　なお、上記実施形態等では、ターゲットが半導体素子製造用のウエハである場合について説明したが、本実施形態に係る露光システム１０００及び露光システム１０００を構成する電子ビーム露光装置１００は、ガラス基板上に微細なパターンを形成してマスクを製造する際にも好適に適用できる。また、上記実施形態では、荷電粒子ビームとして電子ビームを使用する電子ビーム露光装置について説明したが、露光用の荷電粒子ビームとしてイオンビーム等を用いる露光装置にも上記実施形態を適用することができる。

　また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光を行う場合について説明したが、これに限らず、ラスタスキャン方式等の他の方式で露光を行う場合にも上記実施形態を適用することができる。

　なお、上記実施形態では、露光装置が、マルチビーム光学系から成るマルチカラムタイプの光学系を有する電子ビーム露光装置（荷電粒子ビーム光学系）である場合について、説明したが、上記実施形態等は、シングルカラムタイプのシングルビーム光学系を有する電子ビーム露光装置、シングルカラムタイプのマルチビーム光学系を有する電子ビーム露光装置、マルチカラムタイプのシングルビーム光学系を有する電子ビーム露光装置などであっても好適に適用することができる。

　また、上記実施形態では、露光装置が、電子ビーム露光装置（荷電粒子ビーム露光装置）である場合について、説明したが、これに限らず、真空チャンバを備えた露光装置であれば、荷電粒子ビーム露光装置以外の露光装置であっても上記実施形態は好適に適用できる。例えば、露光に用いるエネルギビームとして極端紫外光を用いる露光装置にも適用可能である。

　半導体素子などの電子デバイス（マイクロデバイス）は、図２６に示されるように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成するウエハ処理ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップを含む。リソグラフィステップは、ウエハ上にレジスト（感応材）を塗布する工程、前述した実施形態に係る電子ビーム露光装置及びその露光方法によりウエハに対する露光（設計されたパターンデータに従ったパターンの描画）を行う工程、及び露光されたウエハを現像する工程を含む。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップの他、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップなどを含む。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップに先立って、前工程の処理（酸化ステップ、ＣＶＤステップ、電極形成ステップ、イオン打ち込みステップなどをさらに含んでいても良い。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の電子ビーム露光装置１００_ｉを用いて前述の露光方法を実行することで、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のマイクロデバイスを生産性良く（歩留まり良く）製造することができる。特に、リソグラフィステップ（露光を行う工程）で、前述したコンプリメンタリ・リソグラフィを行い、その際に上記実施形態の電子ビーム露光装置１００_ｉを用いて前述の露光方法を実行することで、より高集積度の高いマイクロデバイスを製造することが可能になる。

　なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する国際公開、及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

　１０…シャトル、２２ｂ…リム部、２２ｃ…ピン部、２４…通気路、２６、２６_１、２６_２、２６_３…真空吸引パッド、２６ｂ…真空予圧型エアベアリング部、６０…計測室、６２…計測室内搬送系、６２Ａ…計測室内第１搬送系、７０…シャトル搬送系、８０_ｉ…真空チャンバ、８１_ｉ…露光室、８２…露光ユニット、８５ｂ…微動ステージ、１００_ｉ…露光装置、１１０ｃ…ゲート部、１１０_ｉ…ロードロックチャンバ、１１２_ｉ…ロードロック室、１２０…ロードロック室内搬送系、１３０…露光室内搬送系、１０００…露光システム、Ｗ、Ｗ_１、Ｗ_０…ウエハ。

Claims

　基板を保持する保持装置であって、
　前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路とを有し、前記空間が前記通気路を介して真空にされた状態で搬送される本体部材と、
　流路を有する部材であって、前記空間が前記通気路と前記流路とを介して真空引き可能なように前記本体部材に取付け可能である流路部材と、を備え、
　前記流路部材と前記本体部材とは前記空間の真空状態を保ちながら相対移動可能である保持装置。
　前記流路部材は、前記本体部材とともに搬送され、かつ前記本体部材に着脱自在に取り付け可能で、さらに前記本体部材に対して非接触で相対移動可能である請求項１に記載の保持装置。
　前記流路部材は前記本体部材に対して複数対向可能であって、前記複数の流路部材は、前記本体部材に対して並行して相対移動することで、前記通気路の真空引きを切り換え可能である請求項２に記載の保持装置。
　前記流路部材は、前記本体部材に固定された状態で前記本体部材とともに搬送可能である請求項１～３のいずれか一項に記載の保持装置。
　前記流路部材は、前記本体部材に対して所定の隙間を保った状態で前記本体部材とともに搬送可能である請求項４に記載の保持装置。
　前記本体部材と前記流路部材との相対位置を調整する位置調整機構をさらに備える請求項１～５のいずれか一項に記載の保持装置。
　前記流路部材には、前記本体部材に接触状態及び所定の隙間を保った状態の少なくとも一方の状態で吸着可能な流体軸受部が設けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の保持装置。
　前記本体部材は、前記載置部に載置された前記基板を静電吸着可能な静電吸着部をさらに有する請求項１～７のいずれか一項に記載の保持装置。
　前記流路部材は、前記通気路の真空引きと並行して、あるいは前記通気路の真空引きとは無関係に前記静電吸着部への給電が可能である請求項８に記載の保持装置。
　保持装置に所定の吸着圧で吸着保持された基板のアライメントを含む所定の計測処理を行なうことと、
　前記計測処理が終了した前記基板を前記所定の吸着圧で真空吸着により保持している前記保持装置を真空チャンバ内に搬入することと、
　前記真空チャンバ内で前記保持装置による前記基板の保持を真空吸着から静電吸着に切り換えるとともに、前記真空チャンバ内を真空引きすることと、
　前記真空チャンバ内の真空引き終了後に、前記基板を静電吸着して保持する前記保持装置を真空環境下にあるステージに搭載し、前記計測処理の結果を用いて、前記ステージ上で前記保持装置に保持された前記基板をエネルギビームで露光することと、
　を含む露光方法。
　前記露光することは、前記計測処理の結果を用いて、前記ステージの移動を制御することと、前記エネルギビームの照射を制御することとの少なくとも一方を含む請求項１０に記載の露光方法。
　前記保持装置による前記基板の保持を真空吸着から静電吸着に切り換えるに際しては、切り換えの前後で吸着力が同等となるように、前記真空吸着による吸着圧と前記静電吸着による吸着圧とが設定される請求項１０又は１１に記載の露光方法。
　前記計測処理は、前記保持装置に前記基板を前記所定の吸着圧で真空吸着により保持した状態で行われる請求項１０～１２のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記計測処理は、前記保持装置に前記基板を前記所定の吸着圧で静電吸着により保持した状態で行われ、
　前記計測処理の終了後、前記真空チャンバ内への前記保持装置の搬送に先立って、前記計測処理が終了した前記基板の前記保持装置による保持を、切り換えの前後で吸着圧が同等となるように、静電吸着から真空吸着に切り換えることをさらに含む請求項１０～１２のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記保持装置として、前記基板を静電吸着可能な本体部材と、前記本体部材とともに搬送可能かつ前記本体部材に着脱自在に取付け可能で、前記本体部材に取り付けられた状態で、前記基板を前記本体部材に真空吸着可能な流路部材と、を有する保持装置が用いられる請求項１０～１２のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記流路部材は、前記本体部材に対し接触状態及び非接触状態の少なくとも一方の状態で真空吸着可能な真空予圧型の流体軸受部を有する請求項１５に記載の露光方法。
　前記真空チャンバ内に搬入することでは、前記計測処理が終了した前記基板の第１の流路部材を介した前記本体部材に対する前記真空吸着状態を維持したまま前記基板が前記第１の流路部材及び前記本体部材と一体で前記真空チャンバ内に搬入され、
　前記真空チャンバ内で前記本体部材を、前記第１の流路部材と前記第１の流路部材とは異なる第２の流路部材に対して相対移動させ、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を吸着する第１の状態から、前記第２の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を吸着する第２の状態に遷移させた後、前記第１の流路部材を、前記真空チャンバの外部に搬出することを、さらに含み、
　前記真空チャンバ内の真空引きの開始に先立って、又はそれと前後して、前記第２の流路部材を介した前記本体部材に対する前記基板の真空吸着状態を維持したまま、前記本体部材による前記基板の静電吸着が開始される請求項１６に記載の露光方法。
　前記計測処理を行なうことでは、前記第１及び第２の流路部材と異なる第３の流路部材を介して前記基板を前記本体部材に前記所定の吸着圧で真空吸着した状態で前記基板の前記計測処理が行われ、
　前記真空チャンバ内に搬入することに先立って、前記本体部材を、前記第３の流路部材と前記第１の流路部材に対して相対移動させ、前記計測処理が行われた前記基板を前記第３の流路部材を介して前記本体部材に吸着する第３の状態から、前記基板を前記第１の流路部材を介して前記本体部材に吸着する前記第１の状態に遷移させることを、さらに含む請求項１７に記載の露光方法。
　前記計測処理を行うことでは、前記基板が前記第３の流路部材を介して前記本体部材に真空吸着された後、前記本体部材に前記所定の吸着圧で静電吸着され、この静電吸着された状態で前記基板の前記計測処理が行われ、
　前記真空チャンバ内に搬入することに先立って、
　前記計測が終了した前記基板に対する前記本体部材による保持を、切り換えの前後で吸着力が同等となるように、静電吸着から前記第３の流路部材を介した真空吸着に切り換えることと、
　前記本体部材を、前記第３の流路部材と前記第１の流路部材に対して相対移動させ、前記計測処理が行われた前記基板を前記第３の流路部材を介して前記本体部材に吸着する第３の状態から、前記基板を前記第１の流路部材を介して前記本体部材に吸着する前記第１の状態に遷移させることとを、さらに含む請求項１７に記載の露光方法。
　前記所定の吸着圧は、前記基板の露光時における前記保持装置による前記基板の静電吸着圧に相当する吸着圧である請求項１０～１９のいずれか一項に記載の露光方法。
　前記真空チャンバは、前記ステージが収容された露光室と、前記露光室と開閉可能なゲート部によって区画されたロードロック室と、を有し、
　前記真空チャンバ内に搬入することでは、前記基板を保持する前記保持装置は、前記ロードロック室内に搬入される１０～２０のいずれか一項に記載の露光方法。
　基板を露光する露光システムであって、
　保持装置に保持された前記基板のアライメントを含む計測処理が行われる計測室と、
　前記基板の露光が行われる真空環境下の露光室を備える真空チャンバと、
　前記基板を保持した前記保持装置を搬送する搬送系と、を備え、
　前記保持装置は、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路と、前記載置部に載置された前記基板を静電吸着可能な静電吸着部とを有し、前記基板が前記載置部に載置された状態で搬送可能な本体部材と、流路を有する部材であって、前記空間が前記通気路と前記流路とを介して真空引き可能なように前記本体部材に取り付け可能である流路部材と、を有し、
　前記搬送系は、前記計測処理が終了した前記基板を第１の流路部材を介して真空吸着した前記本体部材及び前記第１の流路部材を前記真空チャンバ内に搬入するとともに、前記真空チャンバ内で、前記本体部材を、前記第１の流路部材と前記第１の流路部材とは異なる第２の流路部材とに対して相対移動させ、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第１の状態から、前記第２の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第２の状態に遷移させ、
　前記真空チャンバ内の真空引きが開始されると同時又はそれと前後して、前記本体部材は、前記真空チャンバ内で、前記基板の静電吸着を開始する露光システム。
　前記搬送系は、前記計測室と前記真空チャンバとの間で、前記基板を保持した前記保持装置を搬送するとともに、前記第１の流路部材を、前記真空チャンバの外部に搬出する第１搬送系と、前記真空チャンバ内に設けられ、前記基板の前記本体部材に対する吸着状態を前記第１の状態から前記第２の状態に遷移させるとともに、前記基板を静電吸着する前記本体部材を前記真空チャンバ内で搬送する第２搬送系と、を有し、
　前記露光室内に設けられ、前記本体部材を着脱可能に装着可能で移動可能なステージを有し、前記ステージの移動を制御しつつ、前記ステージ上で前記本体部材に保持された前記基板をエネルギビームで露光する露光ユニットと、をさらに備え、
　前記チャンバ内の真空引きが終了した後、前記第２搬送系は、前記基板を静電吸着する前記本体部材を、前記露光ユニットの前記ステージに装着し、
　前記基板の露光時に、前記計測処理の結果を用いて前記ステージの移動と前記エネルギビームの照射の少なくとも一方が制御される請求項２２に記載の露光システム。
　前記搬送系は、前記計測室内に設けられ、前記基板を保持する前記保持装置を搬送する第３搬送系をさらに有し、
　前記計測室内では、前記第１及び第２の流路部材と異なる第３の流路部材を介して前記基板を前記本体部材に所定の吸着圧で真空吸着した状態で、前記計測処理が行われ、
　前記第３搬送系は、前記本体部材を、前記第３の流路部材と前記真空チャンバ内に搬入前の前記第１の流路部材とに対して相対移動することで、前記第３の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第３の状態から、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する前記第１の状態に遷移させる請求項２３に記載の露光システム。
　前記第３の状態から前記第１の状態への遷移は、前記計測処理が行われた前記基板の前記本体部材に対する真空吸着状態を実質的に維持しつつ行われる請求項２４に記載の露光システム。
　前記所定の吸着圧は、前記基板の露光時における前記本体部材による基板の静電吸着圧に相当する吸着圧である請求項２４又は２５に記載の露光システム。
　前記真空チャンバは、前記露光室と、前記露光室と開閉可能なゲート部によって区画されたロードロック室と、を有し、
　前記第１搬送系は、前記計測処理が終了した前記基板を第１の流路部材を介して真空吸着した前記本体部材及び前記第１の流路部材を前記ロードロック室に搬入し、
　前記第２搬送系は、前記基板の前記本体部材に対する吸着状態を前記第１の状態から前記第２の状態に遷移させるとともに、前記基板を静電吸着する前記本体部材を前記ロードロック室と前記露光室との間で搬送するロードロック室内搬送系と、前記基板を静電吸着する前記本体部材を前記露光室内で搬送する露光室内搬送系と、を含み、
　前記ロードロック室内の真空引きが終了して前記ゲート部が開放された後、前記ロードロック室内搬送系は、前記基板を静電吸着する前記本体部材を、前記ロードロック室に連通する、前記真空引きが終了した前記ロードロック室と同程度の真空環境下にある前記露光室内に搬入し、
　前記露光室内搬送系は、記露光室内に搬入された前記基板を静電吸着する前記本体部材を、前記露光ユニットの前記ステージに装着する請求項２３～２６のいずれか一項に記載の露光システム。
　前記流路部材は、前記通気路の真空引きと並行して、あるいは前記通気路の真空引きとは無関係に前記静電吸着部への給電が可能である請求項２２～２７のいずれか一項に記載の露光システム。
　前記真空チャンバは、複数設けられ、
　前記搬送系は、前記複数の真空チャンバそれぞれと前記計測室との間で、前記基板を保持する前記保持装置を搬送する請求項２２～２８のいずれか一項に記載の露光システム。
　基板を搬送する搬送システムであって、
　前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板を真空吸着するための通気路とを備える本体部材を第１位置から第２位置に搬送する搬送系と、
　前記第１位置から前記第２位置に前記本体部材を搬送する間、前記本体部材の前記通気路を真空引き可能な第１の流路部材と、
　前記第２位置に設置され、前記本体部材の前記通気路を真空引き可能な第２の流路部材と、
　前記第２位置で、前記本体部材を、前記第１の流路部材と前記第２の流路部材に対して相対移動させ、前記第１の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第１の状態から、前記第２の流路部材を介して前記本体部材に前記基板を真空吸着する第２の状態に遷移させる制御装置と、を備える搬送システム。
　前記第１、第２の流路部材は、それぞれ、前記本体部材に対し接触状態及び非接触状態の少なくとも一方の状態で真空吸着可能な真空予圧型の流体軸受部を有する請求項３０に記載の搬送システム。
　前記第１位置は、前記基板のアライメント処理を含む計測処理が行われる計測室に設定され、
　前記第２位置は、前記基板の露光処理が行われるチャンバ内に設定される請求項３０又は３１に記載の搬送システム。
　前記チャンバはロードロック室を備えた真空チャンバであり、
　前記第２位置は、前記ロードロック室内に設定される請求項３２に記載の搬送システム。
　前記第１位置は、前記基板のアライメント処理を含む計測処理が行われる計測室内に設置された計測ステージ上に設定され、
　前記第２位置は、前記計測室内の前記計測ステージとは異なる位置に設定される請求項３０又は３１に記載の搬送システム。
　基板を露光する露光システムであって、
　保持装置に保持された前記基板のアライメントを含む計測処理が行われる計測室と、
　前記基板の露光が行われる真空環境下の露光室を備える真空チャンバと、
　前記基板を保持した前記保持装置を搬送する搬送系と、を備え、
　前記保持装置は、前記基板が載置される載置部と、前記載置部に載置された前記基板の裏面と前記載置部との間に形成される空間と連通する通気路とを有し、前記基板が前記載置部に載置された状態で搬送可能な本体部材を有し、
　前記保持装置は、前記通気路を真空引きすることによって前記載置部に前記基板を真空吸着可能であり、
　前記計測処理は前記保持装置に前記基板を保持した状態で行われ、
　前記搬送系は前記計測処理が行われた前記基板を前記保持装置に保持した状態で前記計測室から前記真空チャンバに搬送可能である露光システム。
　前記露光室において、前記計測処理から得られる情報に基づいて前記保持装置に保持された前記基板の露光処理を行う請求項３５に記載の露光システム。
　前記真空チャンバは前記露光室とロードロック室とを備え、
　前記保持装置は前記基板を真空吸着した状態で前記計測室から前記ロードロック室に搬送される請求項３６に記載の露光システム。
　前記保持装置は前記基板を静電吸着した状態で前記ロードロック室から前記露光室に搬送される請求項３７に記載の露光システム。