JP2014165470A - 搬送システム及び搬送方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハをステージ上にロードする。
【解決手段】 ローディングディスク１２１を用いてウエハを上方から保持するとともに、該ウエハの裏面をウエハステージＷＳＴ内に設けられたＣＴピン１４０を用いて支持してウエハのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きを拘束し、該状態を維持してローディングディスク１２１を降下させるとともにその動きに合わせてＣＴピン１４０を降下して、ウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードする。これにより、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなくウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードすることが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、搬送システム及び搬送方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、板状の物体を物体載置部材に搬送する搬送システム及び搬送方法、物体上にパターンを形成する露光装置及び露光方法、並びに該露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

これらの露光装置により露光されるウエハは、年々、大型化している。現在、直径３００ｍｍのウエハ（３００ｍｍウエハ）から直径４５０ｍｍのウエハ（４５０ｍｍウエハ）が主流となりつつある。４５０ｍｍウエハの場合、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数は現行の３００ｍｍウエハの場合の数の２倍以上である。従って、デバイス製造において、１チップ当たりに費やす製造コストを大幅に削減することができる。

ウエハが大型化するのに伴い、４５０ｍｍウエハの搬送等において、３００ｍｍウエハと比較してより慎重な取扱を要することが予想される。そこで、発明者は、ベルヌーイチャックを用いて上方からウエハの表面に向けてエアを噴出することでウエハを非接触で吸引して保持することにより、ウエハステージ上に載置することを提案した（例えば、特許文献１参照）。しかし、ベルヌーイチャックを用いる場合、ウエハをウエハステージ上に載置する際に位置ずれが生じたり、ベルヌーイチャックから噴出されるエアによってウエハが熱変形したりすることが考えられ、これらに起因して、例えば、アライメント計測（ウエハ上のマークの検出）が困難になることが予想されている。

米国特許出願公開第２０１０／０２９７５６２号明細書

本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第１の観点からすると、第１面と該第１面と異なる第２面とを有する板状の物体を、物体載置部が設けられた物体載置部材に搬送する搬送システムであって、前記第１面と対向する対向部を有し、該対向部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体を吸引する力を発生させる吸引部材と、前記吸引部材を前記物体載置部に対して上下方向に相対移動させる駆動装置と、前記物体を支持して前記対向部と対向する位置に搬送する搬送部材と、前記吸引部材と前記物体載置部材との一方に設けられ、前記搬送部材に支持されている前記物体の前記第２面の少なくとも一部を吸引することで前記物体の前記第２面に沿った方向への移動を拘束するとともに、前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な拘束部材と、を備える第１の搬送システムである。

これによれば、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、第１面と該第１面と異なる第２面とを有する板状の物体を、物体載置部が設けられた物体載置部材に搬送する搬送システムであって、前記第１面と対向する対向部を有し、該対向部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体を吸引する力を発生させる吸引部材と、前記吸引部材を前記物体載置部に対して上下方向に相対移動させる駆動装置と、前記物体を支持して前記対向部と対向する位置に搬送するとともに、前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記物体載置部に対して上下方向に相対移動可能な搬送部材と、前記物体載置部に設けられて、前記物体を支持した前記搬送部材の少なくとも一部が入る収容部と、を備える第２の搬送システムである。

これによれば、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、物体上にパターンを形成する露光装置であって、本発明の第１又は第２の搬送システムと、前記搬送システムにより前記物体載置部上に搬入された前記物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置である。

これによれば、本発明の第１又は第２の搬送システムを用いて位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することで、高い露光精度を維持することが可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

本発明は、第５の観点からすると、板状の物体を、物体載置部材に搬送する搬送方法であって、搬送部材で前記物体を支持して吸引部材と対向させることと、前記搬送部材に支持されている前記物体を、拘束部材によって下方から吸着して支持することと、前記物体載置部材の上方にて、前記吸引部材により前記物体を上方から非接触で吸引することと、駆動装置によって、前記吸引部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記拘束部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、を含む第１の搬送方法である。

これによれば、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することが可能となる。

本発明は、第６の観点からすると、板状の物体を、物体載置部材に搬送する搬送方法であって、搬送部材で前記物体を支持して吸引部材と対向させることと、前記物体載置部材の上方にて、前記吸引部材により前記物体を上方から非接触で吸引することと、駆動装置によって、前記吸引部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記搬送部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、前記物体を支持した前記搬送部材を、前記物体載置部材に設けられた収容部に収容することと、を含む第２の搬送方法である。

これによれば、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することが可能となる。

本発明は、第７の観点からすると、物体上にパターンを形成する露光方法であって、本発明の第１又は第２の搬送方法によって前記物体載置部材上に前記物体を搬送することと、搬送後に前記物体載置部材上に保持されている前記物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成することと、を含む露光方法である。

これによれば、本発明の第１又は第２搬送方法によって位置ずれ、回転誤差等を生ずることなく物体を物体載置部材上に積載することで、高い露光精度を維持することが可能となる。

本発明は、第８の観点からすると、本発明の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成することと、前記パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ、ローディングユニット及びローディングディスクの構成を概略的に示す断面図及び底面図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、エア供給部の概略構成と電磁弁による配管切換えを示す図である。 図１の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 エアの温度制御の手順を示すフローチャートである。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、ローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順（特に、ローディングディスクを用いてウエハを保持する手順）を説明するための図（その１〜３）である。 図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、ローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その４〜６）である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、ローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その７及び８）である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第２実施形態のローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その１〜３）である。 図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、第２実施形態のローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その４〜６）である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第２実施形態のローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その７及び８）である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、第３実施形態のローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その１〜３）である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、第３実施形態のローディングユニットを用いてウエハステージ上にウエハをロードする手順を説明するための図（その４及び５）である。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図８（Ｂ）を用いて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略的な構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される走査方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲに形成されたパターンの像を感応剤（レジスト）が塗布されたウエハＷ上に投影する投影ユニットＰＵ、ウエハＷを保持してＸＹ平面内を移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロード及びアンロードするローディングユニット１２０、及びこれらの制御系等を備えている。

照明系ＩＯＰは、光源、及び光源に送光光学系を介して接続された照明光学系を含み、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上でＸ軸方向に細長く伸びるスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。照明系ＩＯＰの構成は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。

レチクルステージＲＳＴは、照明系ＩＯＰの下方に配置されている。レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが載置されている。レチクルＲは、例えば真空吸着によりレチクルステージＲＳＴ上に固定されている。

レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図４参照）によって、水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（Ｙ軸方向）に所定ストローク範囲で駆動可能となっている。レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１４によって、移動鏡１２（又はレチクルステージＲＳＴの端面に形成された反射面）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時計測される。レチクル干渉計１４の計測結果は、主制御装置２０（図１では不図示、図４参照）に供給される。

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬとを含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸｐに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。

ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系２４によって、ステージベース２２上をＸ軸方向、Ｙ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向に微小駆動される。なお、ウエハステージＷＳＴに代えて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に移動する第１ステージと、該第１ステージ上でＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向に微動する第２ステージと、を備えるステージ装置を用いることもできる。

ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダ（不図示）により、ウエハＷが、真空吸着等により保持される。また、ウエハＷの裏面を支持するＣＴピン１４０（図２（Ａ）参照）が、ウエハホルダ（不図示）から出し入れ可能にウエハステージＷＳＴ内に設けられている。

また、ウエハステージＷＳＴ上には、その表面がウエハＷの表面と同じ高さである基準板ＦＰが固定されている。この基準板ＦＰの表面には、アライメント検出系ＡＳのベースライン計測等に用いられる基準マーク、及び後述するレチクルアライメント検出系で検出される一対の基準マークなどが形成されている。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（回転情報（ヨーイング量（θｚ方向の回転量θｚ）、ピッチング量（θｘ方向の回転量θｘ）、ローリング量（θｙ方向の回転量θｙ））を含む）は、レーザ干渉計システム(以下、「干渉計システム」と呼ぶ)１８によって、移動鏡１６（ウエハステージＷＳＴの端面に形成された反射面）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時計測される。その計測結果は、主制御装置２０に供給される（図４参照）。主制御装置２０は、干渉計システム１８の計測結果に従って、ステージ駆動系２４を介してウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転を含む）を制御する。

また、図１では図示が省略されているが、ウエハＷの表面のＺ軸方向の位置及び傾斜量は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系から成るフォーカスセンサＡＦ（図４参照）によって計測される。このフォーカスセンサＡＦの計測結果も主制御装置２０に供給される（図４参照）。

投影ユニットＰＵの鏡筒４０の側面には、ウエハＷに形成されたアライメントマーク及び基準マークを検出するアライメント検出系ＡＳが設けられている。アライメント検出系ＡＳとして、一例としてハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測する画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。

露光装置１００では、さらに、レチクルステージＲＳＴの上方に、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書等に開示される、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系１３（図１では不図示、図４参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系１３の検出信号は、主制御装置２０に供給される（図４参照）。

ローディングユニット１２０は、アライメント検出系ＡＳの近傍に配置されている。ローディングユニット１２０が配置された場所およびその近傍を、ローディングポジションと呼ぶ。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、それぞれ、ローディングユニット１２０の断面図及び底面図が示されている。ローディングユニット１２０は、駆動部１２２、ローディングディスク１２１、エア供給部１３０（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）等から構成される。

駆動部１２２は、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を支持するフレーム（不図示）に防振部材（不図示）を介して固定された駆動装置１２２_０と、一端が駆動装置１２２_０に他端がローディングディスク１２１の上部に固定された可動軸１２２_１と、を備える。駆動装置１２２_０は、例えばボイスコイルモータ等を含む。駆動部１２２は、駆動装置１２２_０を用いて、可動軸１２２_１を白抜き矢印の方向（Ｚ軸方向）に駆動することで、ローディングディスク１２１を上下動する。

ローディングディスク１２１は、円盤状のディスク本体１２３、複数のベルヌーイカップ１２４（１２４_０，１２４_１，１２４_２）、ギャップセンサ（不図示）、温度センサ１２８、３つの撮像素子１２９等から構成される。

複数のベルヌーイカップ１２４のうち、１つのベルヌーイカップ１２４_０がディスク本体１２３の底面の中心に、その周囲に４つのベルヌーイカップ１２４_１が、さらにそれらの周囲に８つのベルヌーイカップ１２４_２が配置されている（図２（Ｂ）参照）。複数のベルヌーイカップ１２４には、エアを供給するための配管１２５が接続されている。本実施形態では、ベルヌーイカップ１２４_０，１２４_１には共通の配管１２５_１が、ベルヌーイカップ１２４_２には別の共通の配管１２５_２が接続され、それぞれ独立のエア供給系を構成している。なお、少なくとも独立のエア供給系ごとに、ベルヌーイカップ１２４のそれぞれから噴出されるエアが受けるコンダクタンスが互いに等しくなるように、ベルヌーイカップ１２４（１２４_０，１２４_１，１２４_２）及び配管１２５（１２５_１，１２５_２）が構成されている。なお、ベルヌーイカップの配置はこれに限定されるものではなく、例えば、ベルヌーイカップ１２４_０，１２４_１を設けずに、ベルヌーイカップ１２４_２のみを複数配置してもよい。

複数のベルヌーイカップ１２４（１２４_０，１２４_１，１２４_２）は、ベルヌーイ効果（流速が大きくなるにつれて流体の圧力が減少する効果）を利用して、エアを噴出してウエハの周囲に気体の流れを発生させることで、ディスク本体１２３とこれと対向するウエハＷとの間に負圧（吸引力）を発生させる。ローディングディスク１２１は、この負圧を利用して、ウエハＷをその上方から非接触で吸引する。なお、複数のベルヌーイカップ１２４のそれぞれから噴出されるエアの流速（及びウエハＷの重さ）により、ディスク本体１２３とこれが保持するウエハＷとの離間距離が定まる。また、吸引の力の度合いは適宜調整可能で、ウエハＷを、ベルヌーイチャック部材１２４によって吸引して保持（吸引保持）することで、Ｚ軸方向，θｘ及びθｙ方向の移動を制限することができる。

ウエハＷは、後述するように、ローディングディスク１２１に吸引されることによりＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への動きが制限され、ウエハステージＷＳＴから出し入れされるＣＴピン１４０により裏面が支持されることによりＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きが制限されることとなる。

複数のギャップセンサ（不図示）は、ディスク本体１２３の底面に、複数のベルヌーイカップ１２４を避けて配置されている。ギャップセンサ（不図示）は、例えば静電容量センサを含み、ローディングディスク１２１（ディスク本体１２３）とこれが保持するウエハＷとの離間距離を測定する。その結果は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、複数のギャップセンサからの測定結果とギャップセンサの配置とから、ウエハＷの形状を求める。

温度センサ１２８は、例えば白金抵抗、サーミスタ等を含む。温度センサ１２８は、ディスク本体１２３の底部に設けられ、複数のベルヌーイカップ１２４のいずれか（本実施形態ではベルヌーイカップ１２４_２）の近傍に配置されている。そのプローブ部は、ディスク本体１２３の底面とローディングディスク１２１により保持されるウエハＷの表面との間の間隙（通常、２００〜４００μｍのサイズ）内に突出している。温度センサ１２８は、ベルヌーイカップ１２４_２から噴出されるエアの温度を、０．０１度より良い分解能で測定する。

３つの撮像素子１２９は、例えばＣＣＤ等を含み、ディスク本体１２３の側面に固定されている（図２（Ａ）では１つの撮像素子１２９のみが示されている）。３つの撮像素子１２９のうち１つは、ローディングディスク１２１（ディスク本体１２３）がウエハＷを保持した際に、ウエハＷのノッチ（Ｖ字の切り欠き（不図示））を撮像し、残り２つは、ウエハＷの周縁を撮像する。３つの撮像素子１２９の撮像結果は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、それらの撮像結果から、例えば米国特許第６，６２４，４３３号明細書などに開示されている手法により、ウエハＷのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれと回転（θｚ回転）誤差とを求める。

その他、ローディングポジション（ローディングユニット１２０）と露光装置１００にインライン接続されたコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ（不図示））との間でウエハを搬送するウエハ搬送アーム１１８が付設されている。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に、エア供給部１３０の概略構成が示されている。エア供給部１３０は、供給装置（不図示）から配管１３５_０を介して接続された流量制御弁１３１、流量計１３２、温度制御器１３３、電磁弁１３４等を備える。

供給装置（不図示）は、塵埃等が除かれたクリーンエア（単にエアと呼ぶ）を供給し、配管１３５_０内に流す。流量計１３２は、配管１３５_０内を流れるエアの流量を測定する。流量制御弁１３１は、流量計１３２の測定結果に従って、配管１３５_０内のエアの流量を制御する。なお、流量計１３２と流量制御弁１３１との配置は逆でもよい。

温度制御器１３３は、例えば、配管１３５_０内を流れるエアを発熱体に接触させることで加熱するインラインヒータ等を含み、配管１３５_０内を流れるエアの温度を制御する。後述するように、ローディングディスク１２１に設けられた温度センサ１２８により複数のベルヌーイカップ１２４から噴出されるエアの温度が測定され、その結果に従って温度制御器１３３により配管１３５_０内のエアの温度が、例えば２３度に制御される。

電磁弁１３４は、電気的駆動弁の一種であり、磁力を利用して本体部１３４_０を黒塗り矢印の方向に駆動することで、配管１３５_０をベルヌーイカップ１２４に通じる配管１２５又は露光装置１００外に通じる配管１３５_１に接続を切り換える。ここで、図３（Ａ）に示されるように、配管１３５_０を配管１２５に接続することで、エアがベルヌーイカップ１２４に供給される。また、図３（Ｂ）に示されるように、配管１３５_０を配管１３５_１に接続することで、エアは露光装置１００外に排気され、ローディングディスク１２１への供給が停止される。

配管１３５_１には、絞り弁１３６が設けられている。電磁弁１３４を用いて配管１３５_０を配管１２５に接続する場合と配管１３５_１に接続する場合とで、配管１３５_０内のエアの流量が変わらないよう、すなわちエアの温度が変わらないよう、絞り弁１３６を用いてエアに対する配管１３５_１のコンダクタンスを、配管１２５のコンダクタンスに一致するよう、調整する。

上述のエア供給部１３０は、エア供給系ごとに設けられている。すなわち配管１２５（１２５_１，１２５_２）のそれぞれに、独立のエア供給部１３０が接続されている。これにより、配管１２５_１を介してベルヌーイカップ１２４_０，１２４_１にエアが供給されるのと独立に、配管１２５_２を介してベルヌーイカップ１２４_２にエアが供給される。後述するように、エア供給系ごとに異なる流速のエアを供給して（ベルヌーイカップ１２４から噴出して）ウエハＷに対して非一様な分布の吸着力（吸引力）を及ぼすことで、ウエハＷを平坦に保持することができる。なお、エア供給系の構成は本実施形態の構成に限らず、例えば実際のウエハＷの変形に応じて、任意に構成することができる。

ローディングユニット１２０（駆動部１２２、エア供給部１３０、ウエハ搬送アーム１１８等）は、主制御装置２０によって制御される（図４参照）。

図４には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）などを含む主制御装置２０を中心として構成されている。

ローディングユニット１２０を用いたウエハのロードについて説明する。

ウエハをロードするに先立って、ベルヌーイカップ１２４から噴出されるエアの温度を制御する。ここで、エアは、配管１２５内を流れる際或いはベルヌーイカップ１２４から噴出される際に、ジュールトムソン効果により、配管１３５_０内との圧力差を保ちながら膨張することで温度が下がる。例えば、０．１ＭＰａの圧力変化に対して、エアの温度は約０．２度変化する。本実施形態では、エアの圧力は０．０５ＭＰａの範囲で変化するため、約０．１度の温度変化が予想される。約０．１度温度が変わるエアがウエハＷに噴出されることにより、ウエハＷが冷却され、熱収縮によるパターンの歪みを生ずるおそれがある。そこで、エアの温度変化を０．０１度以下に抑える必要がある。

図５に、ローディングディスク１２１を用いてウエハＷを保持する際のエアの温度制御の手順を示すフローチャートが与えられている。

前提として、ローディングディスク１２１は上方（＋Ｚ方向）に、ウエハステージＷＳＴはローディングポジション以外に待避しているものとする。また、エアはベルヌーイカップ１２４には供給されずに、配管１３５_０内を空流しされている状態にあるものとする。ローディングディスク１２１はウエハのローディング動作に伴って間歇的に使用されるのに対してエアの温度は常に一定に保つ必要があるため、ローディングディスク１２１の未使用時においてもエアを常時配管１３５_０内に流しておくとよい。そこで、流量制御弁１３１により所定の流量（例えば、変形のないウエハに対する流量１リットル／分）でエアを配管１３５_０内に流し、ベルヌーイカップ１２４による吸引動作が必要ない時には電磁弁１３４により配管１３５_０を配管１３５_１に接続してエアを排気させておく。

ステップ２０４において、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を作動する。すなわち、電磁弁１３４を用いて、配管１３５_０を配管１２５に接続してエアを複数のベルヌーイカップ１２４に供給する。ここで、絞り弁１３６を用いて配管１３５_１のコンダクタンスを調整していることにより、配管１３５_０を配管１２５に接続する前後で、配管１３５_０内を流れるエアの流量が変化しないようにしてあるので、温調制御部１３３は前記接続の前後で制御状態（温調状態）を調整する必要がない。そのため、安定したエアの温調が行われるため、エアの温度の変動を抑えることができる。

次のステップ２０６において、主制御装置２０は、エアの温度を制御する。主制御装置２０は、温度センサ１２８を用いて複数のベルヌーイカップ１２４から噴出されるエアの温度を測定し、エアの温度が所定の温度（或いはウエハＷの温度）に一致するように温度制御器１３３を用いて配管１３５_０を流れるエアを加熱する。

次のステップ２０８において、ローディングユニット１２０（ローディングディスク１２１）を用いてウエハＷを吸引して保持する。

その際、図６（Ａ）に示されるように、ウエハ搬送アーム１１８により、Ｃ／Ｄ（不図示）により感応層（レジスト層）が設けられたウエハＷがローディングポジションに向けて黒塗り矢印の方向（＋Ｙ方向）に搬送される。ウエハＷがローディングディスク１２１の直下まで搬送されると、主制御装置２０は、図６（Ｂ）に示されるように、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動し、ローディングディスク１２１の下面をウエハＷの表面に近接する。なお、ローディングディスク１２１を駆動するに代えて、又はこれとともに、ウエハ搬送アーム１１８を白抜き矢印と逆の方向（＋Ｚ方向）に駆動してもよい。

ローディングディスク１２１の下面がウエハＷの表面まで１００μｍのオーダーまで近接すると、ローディングディスク１２１の吸着力（吸引力）がウエハＷに及び、ウエハＷがローディングディスク１２１に非接触で吸引され保持される。これにより、ウエハＷは、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への移動が制限される。

次に、図６（Ｃ）に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションに移動する。また、主制御装置２０は、３つの撮像素子１２９を用いて、ローディングディスク１２１に保持されたウエハＷの周縁（ノッチ等）を撮像する。主制御装置２０は、これらの撮像結果から、ウエハＷのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれと回転（θｚ回転）誤差とを求める。このとき、主制御装置２０は、上記位置ずれ及び回転誤差を相殺する位置及び向きにウエハステージＷＳＴを位置決めする。或いは、上で求められた位置ずれ及び回転誤差を記憶し、アライメント計測においてその結果を補正する等してもよい。

ウエハステージＷＳＴがローディングディスク１２１の直下に位置決めされると、図７（Ａ）に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ内からウエハホルダ（不図示）を介して３つのＣＴピン１４０を黒塗り矢印の方向（＋Ｚ方向）に出し、それらの先端をローディングディスク１２１に保持されたウエハＷの裏面に当接してウエハＷを（吸着）支持する。

その後、主制御装置２０は、図７（Ｂ）に示されるように、ウエハＷを保持したローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（＋Ｚ方向）に微小駆動するとともに、３つのＣＴピン１４０を黒塗り矢印の方向（＋Ｚ方向）にさらに微小量出す、又はこれに代えて（或いはこれとともに）ウエハ搬送アーム１１８を白抜き矢印と逆の方向（−Ｚ方向）に微小駆動し、ウエハＷをリリースしたウエハ搬送アーム１１８を黒塗り矢印の方向（−Ｙ方向）に待避する。この状態において、ウエハＷは、ローディングディスク１２１によってＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への動きが制限され、ＣＴピン１４０によってＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きが制限される。

なお、ローディングディスク１２１によってウエハＷのＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への動きが制限された状態において、ウエハＷのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きも十分に制限される場合（動きが十分に小さい場合）、先にウエハＷをリリースしたウエハ搬送アーム１１８を待避し、その後に３つのＣＴピン１４０を用いてウエハＷを（吸着）支持することとしてもよい。すなわち、ローディングディスク１２１のみによりウエハＷを保持した状態において、ローディングディスク１２１を＋Ｚ方向に微小駆動し、これによりウエハＷをリリースしたウエハ搬送アーム１１８を−Ｙ方向に待避する。その後に、ウエハステージＷＳＴをローディングディスク１２１の直下に位置決めし、３つのＣＴピン１４０をウエハステージＷＳＴ内からウエハホルダ（不図示）を介して＋Ｚ方向に出し、それらの先端をローディングディスク１２１に保持されたウエハＷの裏面に当接してウエハＷを（吸着）支持する。

なお、ステップ２０６におけるエアの温度制御がウエハＷの温度変化よりも十分に速い場合、ステップ２０６とステップ２０８の順序を逆にして実行することとしてもよい。

次のステップ２１０において、主制御装置２０は、先述の複数のギャップセンサ（不図示）を用いて、ローディングディスク１２１に保持されたウエハＷの形状を測定する。

次のステップ２１２において、主制御装置２０は、ウエハＷの形状に基づいて複数のベルヌーイカップ１２４（１２４_０，１２４_１，１２４_２）のそれぞれから噴出するエアの流量を決定し、流量制御弁１３１を用いてエアの流量を調整する。ステップ２１０における測定の結果、例えば、ウエハＷが上向きに凸状に撓んでいることが分かったとする。係る場合、主制御装置２０は、流量制御弁１３１を用いて、ベルヌーイカップ１２４_０，１２４_１に対してベルヌーイカップ１２４_２から噴出されるエアの流量を大きくする。これにより、ウエハＷの中央部に対して周縁部に強い吸引力が働く。一方、ステップ２１０における測定の結果、ウエハＷが下向きに凸状に撓んでいることが分かったとする。係る場合、主制御装置２０は、流量制御弁１３１を用いて、ベルヌーイカップ１２４_０，１２４_１に対してベルヌーイカップ１２４_２から噴出されるエアの流量を小さくする。これにより、ウエハＷの中央部に対して周縁部に弱い吸引力が働く。これにより、ローディングディスク１２１により、ウエハＷが平坦に保持される。

次に、ローディングディスク１２１に吸引保持されたウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする。

ウエハＷが、ローディングディスク１２１に保持されることでそのＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への動きが制限され、３つのＣＴピン１４０により裏面が支持されることでそのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きが制限されると、図７（Ｃ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動し、これに併せて３つのＣＴピン１４０を黒塗り矢印の方向（−Ｚ方向）に動かしてウエハステージＷＳＴ内に入れる。これにより、図８（Ａ）に示されるように、ウエハＷは、その6自由度方向の動きが制限された状態を維持して、ウエハステージＷＳＴ上にロードされる。

ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされると、主制御装置２０は、ウエハホルダ（不図示）を作動してウエハＷをウエハステージＷＳＴ上に吸着保持し、そしてローディングディスク１２１によるウエハＷの保持を解除する。すなわち、電磁弁１３４により配管１３５_０が配管１３５_１に接続されてエアが排気される。

最後に、図８（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（＋Ｚ方向）に待避することで、ウエハＷのウエハステージＷＳＴ上へのロードが完了する。

本実施形態の露光装置１００の露光動作を、簡単に説明する。

主制御装置２０は、露光に先立って、先述の手順により、Ｃ／Ｄ（不図示）により感応層（レジスト層）が設けられたウエハＷをウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ（不図示））上にロードする。

主制御装置２０は、アライメント検出系ＡＳを用いて、ウエハＷの表面に付与された（ウエハＷ上のサンプルショット領域に付設された）アライメントマークを検出し、アライメント計測（ＥＧＡ）を実行する。それにより、ＸＹ平面内におけるウエハＷ上のショット領域の位置（さらに走査方向に関する倍率、光軸ＡＸ周りの回転、直交度）が定められる。なお、アライメント計測（ＥＧＡ）の詳細は、例えば、特開平６−３４９７０５号公報に記載されている。

主制御装置２０は、アライメント計測（ＥＧＡ）の結果に従って、レチクルＲのパターンの投影位置（投影光学系ＰＬの投影中心）とウエハＷ上の各ショット領域の相対位置関係を算出する。その結果に従って、主制御装置２０は、走査露光により、ウエハＷ上の全ショット領域内に、順次、レチクルＲのパターンを露光する。

ウエハＷ上の各ショット領域に対する走査露光では、主制御装置２０は、レチクル干渉計１４と干渉計システム１８の計測結果を監視して、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴをそれぞれの走査開始位置（加速開始位置）に移動させる。そして、主制御装置２０は、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴをＹ軸方向に、ただし互いに逆向きに、相対駆動する。ここで、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴがそれぞれの目標速度に達すると、照明光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。

主制御装置２０は、走査露光中、Ｙ軸方向についてのレチクルステージＲＳＴの速度ＶｒとウエハステージＷＳＴの速度Ｖｗとを投影光学系ＰＬの投影倍率に対応する速度比に維持するように、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期駆動する。

レチクルＲがＹ軸方向に移動することにより、そのパターン領域の全域が照明光ＩＬにより照明される。それと同時にウエハＷがＹ軸方向に、ただしレチクルＲと逆方向に、移動することにより、レチクルＲのパターンがウエハＷ上に転写される。それにより、ウエハＷ上のショット領域の１つに対する走査露光が終了する。

ショット領域の１つに対する走査露光が終了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、次のショット領域に対する走査開始位置（加速開始位置）へ移動（ステップ移動）させる。そして、主制御装置２０は、先と同様に、次のショット領域に対する走査露光を行う。その他のショット領域に対する走査露光も、同様に行われる。このように、ショット領域間のステップ移動と各ショット領域に対する走査露光とを繰り返して、ウエハＷ上の全てのショット領域にレチクルＲのパターンを転写する。

露光が終了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ（不図示））から露光済みのウエハＷをアンロードする。そして、先述の手順により、Ｃ／Ｄ（不図示）により感応層（レジスト層）が設けられた次のウエハＷをウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ（不図示））上にロードする。すなわち、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷを交換する。主制御装置２０は、新しいウエハＷに対して、同様に露光動作を繰り返す。

以上詳細に説明したように、第１の実施形態に係る露光装置１００によると、ローディングディスク１２１（ベルヌーイカップ１２４）を用いてウエハを上方から吸引して保持するとともに、該ウエハの裏面をウエハステージＷＳＴ内に設けられたＣＴピン１４０を用いて支持してウエハのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きを拘束する。そして、この拘束した状態を維持してローディングディスク１２１を降下させるとともにその動きに合わせてＣＴピン１４０を降下して、ウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードする。これにより、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなくウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードすることが可能となる。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図９（Ａ）〜図１１（Ｂ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る露光装置１００の主要構成は先述の第１の実施形態におけるそれとほぼ同様のため、以下では、相違点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。

例えば図９（Ａ）に示されるように、第２の実施形態におけるローディングユニット１２０を構成するローディングディスク１２１には、その±Ｙ側部に一対のバキュームクランプ１５０が固定されている。

バキュームクランプ１５０は、ウエハＷを固定する爪部１５１と、爪部１５１を回転可能に支持する回転部１５２と、回転部１５２をローディングディスク１２１に対してＺ軸方向に可動に支持する支持部１５３と、から構成される。爪部１５１は、四半円状の部材で、一方の辺部の先端部１５１ａにはウエハＷの縁部の裏面と接触する接触面が設けられ、さらに接触面の一部にはウエハＷの縁部を裏面から吸着保持するバキュームチャック（不図示）が設けられている。爪部１５１の他方の辺部が、回転部１５２に固定されている。回転部１５２は、エアベアリング等を介して回転モータ（ＤＣモータ等（不図示））に接続され、回転モータを作動することで、端部を中心に爪部１５１とともに９０度回転する。回転部１５２の端部は、支持部１５３により、Ｚ軸方向に対する剛性が殆どない状態でＺ軸方向に可動に支持されている。

第２の実施形態におけるローディングユニット１２０を用いたウエハのロードについて説明する。前提として、図５のフローチャートに示される手順に従ってエアの温度制御（ステップ２０６）は既に行われているものとする。また、複数のギャップセンサ（不図示）を用いたウエハＷの形状の測定（ステップ２１０）、エアの流量制御によるウエハＷの平坦保持（ステップ２１２）、３つの撮像素子１２９を用いたウエハＷの周縁（ノッチ等）の撮像と位置ずれ及び回転誤差の補正等も、説明を省略するが、適宜行われるものとする。また、第２の実施形態では、図示の都合上、ウエハ搬送アーム１１８はウエハＷをＸ軸方向に搬送するものとする。

図９（Ａ）に示されるように、ウエハ搬送アーム１１８により、感応層（レジスト層）が設けられたウエハＷが、Ｃ／Ｄ（不図示）からローディングポジション（ローディングディスク１２１）の下方（直下）まで搬送されると、主制御装置２０は、図９（Ｂ）に示されるように、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動し、ローディングディスク１２１の下面をウエハＷの表面に近接させる。なお、ローディングディスク１２１を駆動するのに代えて、又はこれとともに、ウエハ搬送アーム１１８を白抜き矢印と逆の方向（＋Ｚ方向）に駆動してもよい。ローディングディスク１２１の下面がウエハＷの表面まで１００μｍのオーダーまで近接すると、ローディングディスク１２１の吸着力（吸引力）がウエハＷに及び、ウエハＷがローディングディスク１２１に吸引されて非接触で保持される。これにより、ウエハＷは、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への移動が制限される。

ここで、主制御装置２０は、図９（Ｂ）に示されるように、一対のバキュームクランプ１５０を用いてウエハＷを固定する。主制御装置２０は、回転部１５２を駆動して爪部１５１を矢印方向に９０度回転させることにより、その先端部１５１ａをウエハＷの縁部の裏面に対向させる。次に、主制御装置２０は、先端部１５１ａのバキュームチャック（不図示）を作動させて、ウエハＷの縁部を吸着保持する。この時、支持部１５３により回転部１５２はＺ軸方向に可動に支持されているため、回転部１５２はローディングディスク１２１に対して矢印方向（＋Ｚ方向）に移動可能である。これにより、ウエハＷは、その表面がローディングディスク１２１とは非接触な状態を維持したまま平坦に保持されるとともに、さらにＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きが制限される。

その後、主制御装置２０は、図９（Ｃ）に示されるように、ウエハＷを保持したローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（＋Ｚ方向）に微小駆動し、又はこれに代えて（或いはこれとともに）ウエハ搬送アーム１１８を白抜き矢印と逆の方向（−Ｚ方向）に微小駆動し、ウエハＷをリリースしたウエハ搬送アーム１１８を待避する。

次に、図１０（Ａ）に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションに移動させる。ウエハステージＷＳＴがローディングディスク１２１の下方（直下）に位置決めされると、図１０（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動する。これにより、図１０（Ｃ）に示されるように、ウエハＷは、その6自由度方向の動きが制限された状態のまま、ウエハステージＷＳＴ上にロードされる。なお、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダ（不図示）には一対の凹部１５１ｂが形成されていて、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされた際に、その一対の凹部１５１ｂ内に一対のバキュームクランプ１５０の先端部１５１ａが入るようになっている。

ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされると、主制御装置２０は、ウエハホルダ（不図示）を作動してウエハＷをウエハステージＷＳＴ上に吸着保持し、バキュームクランプ１５０によるウエハＷの保持を解除する。主制御装置２０は、先端部１５１ａのバキュームチャック（不図示）を解除した後、図１１（Ａ）に示されるように、回転部１５２を駆動して爪部１５１を矢印方向に９０度回転する。この時、支持部１５３により回転部１５２はＺ軸方向に可動に支持されているため、回転部１５２は矢印方向（−Ｚ方向）に移動可能である。次に、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１によるウエハＷの保持（吸引）を解除する。

最後に、図１１（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（＋Ｚ方向）に待避する。これにより、ウエハＷのウエハステージＷＳＴ上へのロードが完了する。

以上詳細に説明したように、第２の実施形態に係る露光装置１００によると、ローディングディスク１２１（ベルヌーイカップ１２４）を用いてウエハを上方から吸引保持するとともに、該ウエハの縁部の裏面を、バキュームクランプ１５０を用いて吸着保持する。そのため、ウエハのＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への動きの拘束に加えて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きも拘束した状態でローディングディスク１２１を降下させて、ウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードすることができる。これにより、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなくウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードすることが可能となる。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を、図１２（Ａ）〜図１３（Ｂ）を用いて説明する。第３の実施形態に係る露光装置１００の主要構成は先述の第１の実施形態におけるそれとほぼ同様のため、以下では、相違点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。

第３の実施形態の露光装置１００では、例えば図１３（Ｂ）に示されるように、ウエハ搬送アーム１１８はその先端部１１８ａが切り離し可能に構成されている。また、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ（不図示））上には、先端部１１８ａが入る凹部１１８ｂが形成されている。ウエハＷをロード後、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ搬送アーム１１８から切り離された先端部１１８ａを凹部１１８ｂ内に入れた状態で駆動される。

第３の実施形態におけるローディングユニット１２０を用いたウエハのロードについて説明する。前提として、図５のフローチャートに示される手順に従ってエアの温度制御（ステップ２０６）は既に行われているものとする。また、複数のギャップセンサ（不図示）を用いたウエハＷの形状の測定（ステップ２１０）、エアの流量制御によるウエハＷの平坦保持（ステップ２１２）、３つの撮像素子１２９を用いたウエハＷの周縁（ノッチ等）の撮像と位置ずれ及び回転誤差の補正等も、説明を省略するが、適宜行われるものとする。

図１２（Ａ）に示されるように、ウエハ搬送アーム１１８により、感応層（レジスト層）が設けられたウエハＷが、Ｃ／Ｄ（不図示）からローディングポジションに向けて黒塗り矢印の方向（＋Ｙ方向）に搬送される。ウエハＷがローディングディスク１２１の下方（直下）まで搬送されると、主制御装置２０は、図１２（Ｂ）に示されるように、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動し、ローディングディスク１２１の下面をウエハＷの表面に近接させる。なお、ローディングディスク１２１を駆動するのに代えて、又はこれとともに、ウエハ搬送アーム１１８を白抜き矢印と逆の方向（＋Ｚ方向）に駆動してもよい。ローディングディスク１２１の下面がウエハＷの表面まで１００μｍのオーダーまで近接すると、ローディングディスク１２１の吸着力（吸引力）がウエハＷに及び、ウエハＷがローディングディスク１２１に吸引されて非接触で保持される。これにより、ウエハＷは、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向への移動が制限される。この時、ウエハＷは、ウエハ搬送アーム１１８によりその裏面を保持されているため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きも制限されている。

上のローディングディスク１２１によるウエハＷの保持と同時に、或いはこれに前後して、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションに移動する。ウエハステージＷＳＴがローディングディスク１２１の下方（直下）に位置決めされると、図１２（Ｃ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動するとともに、ローディングディスク１２１の動きに合わせてウエハ搬送アーム１１８を黒塗り矢印の方向（−Ｚ方向）に駆動する。これにより、ウエハＷは、その６自由度方向の動きが制限された状態を維持して、ウエハステージＷＳＴ上にロードされる。なお、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされた際に、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ（不図示））上の凹部１１８ｂ内にウエハ搬送アーム１１８の先端部１１８ａが入る。

ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされると、主制御装置２０は、ウエハホルダ（不図示）を作動してウエハＷをウエハステージＷＳＴ上に吸着保持する。そして、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１によるウエハＷの保持（吸引）を解除するとともに、ウエハ搬送アーム１１８からその先端部１１８ａを切り離す。

最後に、図１３（Ｂ）に示されるように、主制御装置２０は、ローディングディスク１２１を白抜き矢印の方向（＋Ｚ方向）に待避するとともに、先端部１１８ａをウエハステージＷＳＴ上の凹部１１８ｂ内に残したまま、ウエハ搬送アーム１１８を黒塗り矢印の方向（−Ｙ方向）に待避することで、ウエハＷのウエハステージＷＳＴ上へのロードが完了する。

なお、先端部１１８ａは、ウエハ搬送アーム１１８から切り離されず、ウエハ搬送アーム１１８と一体のまま黒塗り矢印の方向（−Ｙ方向）に待避させてもよい。その場合、ウエハがウエハステージＷＳＴ上に吸着保持された状態で、ウエハ搬送アーム１１８によるウエハＷの吸着を停止した後、ウエハ搬送アーム１１８をさらに下方（−Ｚ方向）に移動させてウエハＷとウエハ搬送アーム１１８とを非接触の状態にして、ウエハ搬送アーム１１８を黒塗り矢印の方向（−Ｙ方向）に待避させればよい。

以上詳細に説明したように、第３の実施形態に係る露光装置１００によると、ローディングディスク１２１を用いてウエハを上方から吸引するとともに、該ウエハの裏面をウエハ搬送アーム１１８を用いて保持してウエハのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への動きを拘束し、該状態を維持してローディングディスク１２１を降下して、ウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードする。これにより、位置ずれ、回転誤差等を生ずることなくウエハをウエハステージＷＳＴ上にロードすることが可能となる。

なお、上述の記実施形態の露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードするローディングポジションとウエハステージＷＳＴ上からウエハＷをアンロードするアンローディングポジションとを同じ位置に配置したが、これに限らず、異なる位置に配置し、それぞれにローディングユニット（アンローディングユニット）１２０を設けることとしてもよい。これにより、ウエハＷの搬出入を他の動作と並行して行うことができること等により、スループットの向上が期待される。

なお、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１，４２０，２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６，９５２，２５３号明細書）などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。また、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号（対応米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示される、液浸露光装置などにも、本発明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・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。

また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。

なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７，０２３，６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、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、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。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

２０…主制御装置、１００…露光装置、１１８（１１８ａ，１１８ｂ）…ウエハ搬送アーム（先端部、凹部）、１２０…ローディングユニット、１２１…ローディングディスク、１２４（１２４_０，１２４_１，１２４_２）…ベルヌーイカップ、１３０…エア供給部、１４０…ＣＴピン、１５０…バキュームクランプ、１５１（１５１ａ，１５１ｂ）…爪部（先端部、凹部）、１５２…回転部、１５３…支持部、ＰＬ…投影光学系、ＰＵ…投影ユニット、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。

Claims (19)

1. 第１面と該第１面と異なる第２面とを有する板状の物体を、物体載置部が設けられた物体載置部材に搬送する搬送システムであって、
   前記第１面と対向する対向部を有し、該対向部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体を吸引する力を発生させる吸引部材と、
   前記吸引部材を前記物体載置部に対して上下方向に相対移動させる駆動装置と、
   前記物体を支持して該物体を前記対向部と対向する位置に搬送する搬送部材と、
   前記吸引部材と前記物体載置部材との一方に設けられ、前記搬送部材に支持されている前記物体の前記第２面の少なくとも一部を吸引することで前記物体の前記第２面に沿った方向への移動を拘束するとともに、前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な拘束部材と、
   を備える搬送システム。
2. 前記吸引部材を用いて前記搬送部材によって支持された前記物体を吸引するとともに、前記拘束部材を用いて前記物体の前記第２面に沿った方向への移動を拘束し、該拘束した状態を維持して前記物体を前記物体載置部材上の前記物体載置部に近接させ、該物体載置部が前記物体の前記第２面の少なくとも一部を吸着した際に前記吸引部材による前記物体の吸引を解除することで、前記物体を前記物体載置部材上に搭載する、請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記拘束部材は、前記吸引部材に設けられた、前記物体の縁部を固定する部材である、請求項１又は２に記載の搬送システム。
4. 前記拘束部材は、前記物体の縁部と接触可能な接触面を有する爪部と、該爪部を回転駆動し且つ前記第２面と前記接触面とが離間する方向に可動な駆動部と、を有する、請求項３に記載の搬送システム。
5. 前記拘束部材は、前記物体載置部材から出し入れ可能に該物体載置部材内に設けられて前記物体の前記第２面を支持する部材である、請求項１又は２に記載の搬送システム。
6. 第１面と該第１面と異なる第２面とを有する板状の物体を、物体載置部が設けられた物体載置部材に搬送する搬送システムであって、
   前記第１面と対向する対向部を有し、該対向部と前記物体との間に気体流を形成して前記物体を吸引する力を発生させる吸引部材と、
   前記吸引部材を前記物体載置部に対して上下方向に相対移動させる駆動装置と、
   前記物体を支持して前記対向部と対向する位置に搬送するとともに、前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記物体載置部に対して上下方向に相対移動可能な搬送部材と、
   前記物体載置部に設けられて、前記物体を支持した前記搬送部材の少なくとも一部が入る収容部と、
   を備える搬送システム。
7. 前記吸引部材を用いて前記搬送部材によって支持された前記物体を吸引するとともに、前記搬送部材を用いて前記物体の前記第１面に沿った方向への移動を拘束し、該拘束した状態を維持して前記搬送部材を前記収容部に入れつつ前記物体を前記物体載置部材上の前記物体載置部に近接させ、該物体載置部が前記物体の前記第２面の少なくとも一部を吸着した際に前記吸引部材による前記物体の吸引を解除することで、前記物体を前記物体載置部材上に積載する、請求項６に記載の搬送システム。
8. 前記吸引部材は、ベルヌーイ効果を利用して前記物体を非接触で吸引するベルヌーイチャックである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の搬送システム。
9. 物体上にパターンを形成する露光装置であって、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の搬送システムと、
   前記搬送システムにより前記物体載置部上に搬入された前記物体をエネルギビームで露光して、前記パターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
10. 請求項９に記載の露光装置を用いて物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
11. 板状の物体を、物体載置部材に搬送する搬送方法であって、
    搬送部材で前記物体を支持して該物体を吸引部材と対向させることと、
    前記搬送部材に支持されている前記物体を、拘束部材によって下方から吸着して支持することと、
    前記物体載置部材の上方にて、前記吸引部材により前記物体を上方から非接触で吸引することと、
    駆動装置によって、前記吸引部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、
    前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記拘束部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、を含む搬送方法。
12. 前記拘束部材は、前記物体の縁部を固定する、請求項１１に記載の搬送方法。
13. 前記拘束部材は、前記物体の縁部を固定する爪部と、該爪部を回転駆動し且つ前記物体と前記爪部とを前記上下方向に関して離間させる駆動部と、を有する、請求項１２に記載の搬送方法。
14. 前記拘束部材は、前記物体載置部材に設けられている請求項１１に記載の搬送方法。
15. 板状の物体を、物体載置部材に搬送する搬送方法であって、
    搬送部材で前記物体を支持して吸引部材と対向させることと、
    前記物体載置部材の上方にて、前記吸引部材により前記物体を上方から非接触で吸引することと、
    駆動装置によって、前記吸引部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、
    前記吸引部材の前記相対移動に伴って、前記搬送部材を前記物体載置部材に対して上下方向に相対移動させることと、
    前記物体を支持した前記搬送部材を、前記物体載置部材に設けられた収容部に収容することと、
    を含む搬送方法。
16. 前記物体載置部材によって前記物体を下方から吸着してから、前記吸引部材による前記物体の吸引停止すること、をさらに含む前記物体を下方から吸着して該物体を支持する請求項１５に記載の搬送方法。
17. 前記搬送部材は、前記物体を下方から吸着して該物体を支持する請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の搬送方法。
18. 物体上にパターンを形成する露光方法であって、
    請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の搬送方法によって前記物体載置部材上に前記物体を搬送することと、
    搬送後に前記物体載置部材上に保持されている前記物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成することと、を含む露光方法。
19. 請求項１８に記載の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成することと、
    前記パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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