JP5934542B2 - 基板保持装置、および、基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板（以下、単に「基板」と称する）を保持する技術に関する。

基板に対して様々な処理（例えば、基板に形成された感光材料への光の照射、基板への各種塗布液の塗布、等）を行う各種の基板処理装置（例えば、特許文献１参照）、あるいは、基板の移送を行う基板搬送装置等において、基板を保持する技術は必須である。

当該技術に関して、例えば特許文献２には、基板の下面側を真空吸着ノズル（保持面に形成された穴から気体を吸引することにより当該穴に負圧（吸引圧）を形成して基板を吸着するノズル）を用いて吸着保持する構成が開示されている。また例えば特許文献３には、ベルヌーイの原理を用いたベルヌーイノズル（保持面に形成された穴からガスを噴出することによりベルヌーイ効果を利用して基板を吸着するノズル）を用いて基板を吸着保持する構成が開示されている。また例えば特許文献４には、ベルヌーイノズルと真空吸着ノズルとを併用して基板を吸着保持する構成が開示されている。

特開平５−１５０１７５号公報 特開２００５−１９６３７号公報 特開２００５−１４２４６２号公報 特開２００６−８０２８９号公報

特許文献２〜４に開示された構成のように、基板と保持面との間に負圧を形成することによって基板を保持面に吸着保持する態様においては、保持面と基板の裏面との間に十分な吸引圧が形成されないと、吸着不良となり、基板が保持面に対して位置ずれ等を起こす可能性が高くなってしまう。吸着力を高めるためには、例えば、ベルヌーイノズルの搭載数を多くする、大型の真空ポンプで真空吸着ノズルを強く吸引する、等の対応が考えられるが、これらの対応では、装置の大型化、コストアップが避けられない。そこで、装置の大型化、コストアップを抑制しつつ、簡易な構成で、基板を適切に吸着保持できる技術が必要とされていた。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、基板を適切に吸着保持できる技術を提供することを目的とする。

第１の態様は、基板を保持する基板保持装置であって、基板の裏面に対向する保持面が形成された保持板と、前記保持面に形成され、真空吸引により前記基板を前記保持面に吸引する真空吸引口と、前記保持面に形成され、ベルヌーイ吸引により前記基板を前記保持面に吸引するベルヌーイ吸引口と、前記保持面の外縁に沿って立設された外縁土手部と、前記外縁土手部で取り囲まれる前記保持面内の領域において、前記ベルヌーイ吸引口を包囲するように立設された面内土手部と、を備え、前記外縁土手部の頂部と、前記面内土手部の頂部とが面一に形成され、前記面内土手部で包囲される領域の面積が、前記ベルヌーイ吸引口の開口面積よりも大きく、前記保持板の裏面側に形成され、深さ方向の底面において前記ベルヌーイ吸引口と連通する凹部と、前記凹部の内部に配置されたベルヌーイ吸引ユニットと、を備え、前記ベルヌーイ吸引ユニットが、円柱状の凹空間が形成された本体部と、前記円柱状の凹空間に気体を噴出して前記円柱状の凹空間に旋回流を形成する噴出ノズルと、を備え、前記本体部が、前記凹部の深さ方向の底面および前記凹部の壁面との間に隙間を形成しつつ、前記凹部内に固定的に支持される。

第２の態様は、第１の態様に係る基板保持装置であって、前記外縁土手部により包囲された前記保持面内の領域に立設された複数の突起部、を備え、前記複数の突起部のうちの少なくとも一つの突起部が、前記面内土手部により包囲された前記保持面内の領域に立設され、前記外縁土手部の頂部と、前記複数の突起部それぞれの頂部とが面一に形成される。

第３の態様は、第１の態様に係る基板保持装置であって、前記外縁土手部により包囲された前記保持面内の領域であって、前記面内土手部により包囲された領域を除く領域に立設された複数の突起部、を備え、前記外縁土手部の頂部と、前記複数の突起部それぞれの頂部とが面一に形成される。

第４の態様は、基板処理装置であって、第１から第３のいずれかの態様に係る基板保持装置と、前記基板保持装置にて保持された基板に光を照射してパターンを描画する光照射部と、前記光照射部と前記基板保持装置とを相対的に移動させる駆動部と、を備える。

第１の態様によると、面内土手部で包囲される領域の面積が、ベルヌーイ吸引口の開口面積よりも大きいので、ベルヌーイ吸引口に引き込まれる風の流れが妨げられにくくなり、ベルヌーイ吸引口における吸引力の低下が抑制される。したがって、簡易な構成で、基板を適切に吸着保持することができる。また、ベルヌーイ吸引ユニットが備える本体部が、保持板に形成された凹部の深さ方向の底面および壁面との間に隙間を形成しつつ、凹部内に固定的に支持されるので、円柱状の凹空間内から溢れ出た気体が本体部の周囲の隙間に沿って流れて保持板の裏面側に排出されることになる。この構成によると、ベルヌーイ吸引口が基板の裏面によって塞がれた状態となっても、ベルヌーイ吸引口の吸引圧を維持し続けることができる。

第２の態様によると、基板の裏面を外縁土手部の頂部と複数の突起部とによって支持することができるので、基板を保持面と平行な姿勢で安定して支持することができる。特に、面内土手部により包囲された領域にも突起部が形成されるので、基板に局所的な撓みが発生することを抑制することができる。

第３の態様によると、基板の裏面を外縁土手部の頂部と複数の突起部とによって支持することができるので、基板を保持面と平行な姿勢で安定して支持することができる。その一方で、面内土手部により包囲された領域には突起部が形成されないので、ベルヌーイ吸引口における吸引力の低下が効果的に抑制される。

第４の態様によると、基板保持装置において、ベルヌーイ吸引口における吸引力の低下が抑制され、基板を適切に吸着保持することができるので、高精度な描画処理を担保することができる。

描画装置の側面図である。 描画装置の平面図である。 基板保持部の平面図である。 基板保持部を真空吸引口の形成位置で切断した部分断面図である。 基板保持部をベルヌーイ吸引口の形成位置で切断した部分断面図である。 基板保持部が備える配管系統を模式的に示す図である。 制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。 描画装置にて実行される基板に対する処理の流れを示す図である。 基板保持部が基板保持面に吸着保持する処理の流れを示す図である。 基板保持部を真空吸引口およびベルヌーイ吸引口の形成位置で切断した部分断面図の様子を模式的に示す図である。 基板保持部を真空吸引口およびベルヌーイ吸引口の形成位置で切断した部分断面図の様子を模式的に示す図である。 保持面におけるベルヌーイ吸引口の形成位置付近の様子を拡大して模式的に示す平面図である。 保持面におけるベルヌーイ吸引口の形成位置付近の様子を拡大して模式的に示す側断面図である。 描画処理を説明するための図である。 変形例に係る基板保持部の平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜１．装置構成＞
描画装置１の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、描画装置１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、描画装置１の構成を模式的に示す平面図である。

描画装置１は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Ｗの上面に光を照射して、パターンを露光する装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板のいずれであってもよい。図においては、円形の半導体基板が示されている。

描画装置１は、本体フレーム１０１で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル（図示省略）が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム１０１の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。

描画装置１の本体内部は、処理領域１０２と受け渡し領域１０３とに区分されている。処理領域１０２には、主として、基板保持部１０、保持部駆動機構２０、計測部３０、２個の光学ユニット４０，４０、および、撮像ユニット５０が配置される。受け渡し領域１０３には、処理領域１０２に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送装置６０と、プリアライメント部７０とが配置される。

描画装置１の本体外部には、撮像ユニット５０に照明光を供給する照明ユニット８０が配置される。また、描画装置１の本体外部であって、受け渡し領域１０３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１０４が配置される。受け渡し領域１０３に配置された搬送装置６０は、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗを取り出して処理領域１０２に搬入するとともに、処理領域１０２から処理済みの基板Ｗを搬出してカセットＣに収容する。カセット載置部１０４に対するカセットＣの受け渡しは外部搬送装置（図示省略）によって行われる。

また、描画装置１には、描画装置１が備える各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部９０が配置される。

以下において、描画装置１が備える各部の構成について説明する。

＜１−１．基板保持部１０＞
基板保持部１０は、基板Ｗを水平姿勢に吸着保持する装置である。基板保持部１０の構成について、図１、図２に加えて図３〜図６を参照しながら説明する。図３は、基板保持部１０の平面図である。図４は、基板保持部１０を真空吸引口１２の形成位置で切断した部分断面図である。図５は、基板保持部１０をベルヌーイ吸引口１３の形成位置で切断した部分断面図である。図６は、基板保持部１０が備える配管系統を模式的に示す図である。

基板保持部１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗの裏面に対向する保持面１１１が形成される保持板１１を備える。保持面１１１の平面度は、光学ユニット４０における焦点深度に対して十分に小さい値（例えば約２μｍ以下）となるように形成される。また、保持面１１１は、少なくとも基板Ｗの露光領域をカバーするサイズに形成される。ただし、この実施形態においては、基板Ｗは円形状であるとし、保持面１１１も平面視円形状に形成される。

＜吸引口１２，１３，１３，・・，１３＞
保持面１１１には、複数の吸引口１２，１３，１３，・・，１３が形成される。複数の吸引口１２，１３，１３，・・，１３のうちの一個の吸引口１２は、真空吸引により基板Ｗを保持面１１１に吸引する吸引口（以下「真空吸引口」という）１２であり、残りの各吸引口１３は、ベルヌーイ吸引により基板Ｗを保持面１１１に吸引する吸引口（以下「ベルヌーイ吸引口」という）１３である。ベルヌーイ吸引口１３は複数個（図示の例では、５個）形成される。ただし、複数のベルヌーイ吸引口１３，１３，・・，１３は、保持面１１１の全域に満遍なく配置されることが好ましい。この実施の形態においては、複数のベルヌーイ吸引口１３，１３，・・，１３のうちの１個のベルヌーイ吸引口１３は、保持面１１１の中心（幾何学中心）に配置される。また、残りのベルヌーイ吸引口１３，１３，・・，１３は、保持面１１１の中心と同心の仮想円の円周上に、当該円周に沿って等間隔で、配列される。

次に、真空吸引口１２について、図４を参照しながら具体的に説明する。真空吸引口１２は、配管１２１を介して、気体を吸引する気体吸引部（例えば真空ポンプ）１２２と接続されている。また、配管１２１の途中には開閉弁（例えば電磁弁）１２３が介挿されている。気体吸引部１２２が稼働されるとともに開閉弁１２３が開放されると、配管１２１を介して真空吸引口１２に負圧（吸引圧）が形成される。

次に、ベルヌーイ吸引口１３について、図５を参照しながら具体的に説明する。保持板１１の裏面側であって、複数のベルヌーイ吸引口１３のそれぞれと対応する各位置には、凹部１１２が形成される。凹部１１２は、保持板１１の裏面側に開口し、深さ方向の底面において対応するベルヌーイ吸引口１３と連通する。

凹部１１２の内部には、ベルヌーイ吸引ユニット１３０の本体部１３１が配置される。ただし、凹部１１２は、本体部１３１よりも一回り大きな寸法とされており、本体部１３１の端面１３３および側面は、凹部１１２の深さ方向の底面および壁面との間に微小な隙間（例えば、数百μｍ程度の隙間）Ｑを形成しつつ、凹部１１２内に固定的に支持される。

本体部１３１における、凹部１１２の深さ方向の底面と対向する側の端面１３３は平坦に形成されており、この端面１３３には、円柱状の凹空間（円柱状凹空間）１３２が形成されている。ただし、本体部１３１は、円柱状凹空間１３２の中心部がベルヌーイ吸引口１３と対向するような姿勢で凹部１１２内に配置されている。ここで、ベルヌーイ吸引口１３の径サイズｄ１３は、円柱状凹空間１３２の径サイズｄ１３２よりも小さく形成される。

ベルヌーイ吸引ユニット１３０は、さらに、円柱状凹空間１３２の内周壁に沿って開口する一対の噴出ノズル１３４，１３４を備える。各噴出ノズル１３４は、配管１３５を介して、圧縮空気等の気体を供給する気体供給部（例えばコンプレッサ）１３６と接続されている。また、配管１３５の途中には開閉弁（例えば電磁弁）１３７とフィルタ（図示省略）が介挿されている。気体供給部１３６が稼働されるとともに開閉弁１３７が開放されると、配管１３５を介して各噴出ノズル１３４から圧縮気体が噴出される。一対の噴出ノズル１３４，１３４から円柱状凹空間１３２の内周壁に沿って噴出された気体は、円柱状凹空間１３２の内周壁に沿うように流れ、強い旋回流となって円柱状凹空間１３２の開放端から流出する。このとき、旋回流の中心部（すなわち、円柱状凹空間１３２の中心部）を通り、鉛直上方向に延在する円柱状の空間領域に、ベルヌーイの定理に従って負圧が生じ、これによって、ベルヌーイ吸引口１３に負圧（吸引圧）が形成される。なお、円柱状凹空間１３２から溢れ出た気体は、本体部１３１と凹部１１２との間に形成された隙間Ｑに沿って流れ、保持板１１の裏面側に排出される。

＜外縁土手部１４、突起部１５＞
保持面１１１には、その外縁に沿って外縁土手部１４が立設される。また、外縁土手部１４により包囲された保持面１１１内の領域であって、後述する面内土手部１６により包囲された領域を除く領域には、複数の突起部１５が満遍なく立設される。

外縁土手部１４の頂部と各突起部１５の頂部とは、全て面一に形成されており、これら各頂部が配置される平面の平面度も、光学ユニット４０における焦点深度に対して十分に小さい値（例えば２μｍ程度）となるように形成される。保持面１１１に平坦な基板Ｗが載置されると、当該基板Ｗの裏面が、外縁土手部１４の頂部全域、および、全ての突起部１５の頂部と当接し、外縁土手部１４とこれに包囲された保持面１１１内の領域と基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成される。この状態で、保持面１１１に開口された真空吸引口１２に負圧が形成されると、当該密閉空間が減圧され、基板Ｗ（具体的には、少なくとも基板Ｗにおける露光領域を含む部分）は、その裏面が保持面１１１から外縁土手部１４の高さ分だけ離間した位置において、平坦状態で保持面１１１に吸着保持されることになる。

＜面内土手部１６＞
外縁土手部１４に包囲された保持面１１１内の領域には、各ベルヌーイ吸引口１３を取り囲む面内土手部１６が立設される。ここでは、面内土手部１６は、平面視円環状の形状とされる。すなわち、面内土手部１６は、ベルヌーイ吸引口１３と同心の仮想円の円周に沿って立設される。

各面内土手部１６は、当該面内土手部１６で包囲される領域の面積が、ベルヌーイ吸引口１３の開口面積よりも大きくなるように形成される。上述したとおり、ここでは、面内土手部１６は平面視円環状の形状とされているところ、面内土手部１６の内直径（すなわち、平面視における面内土手部１６の内直径であり、別の言い方をすると、仮想円（その円周に沿って面内土手部１６が立設される仮想円）の直径）ｄ１６が、ベルヌーイ吸引口１３の開口直径ｄ１３より大きく形成される。面内土手部１６の内直径ｄ１６は、好ましくは、例えば、ベルヌーイ吸引口１３の開口直径ｄ１３の２倍の寸法とされる（ｄ１６＝２×ｄ１３））。

各面内土手部１６の頂部は、外縁土手部１４の頂部と面一に形成されている。すなわち、各面内土手部１６の頂部と、外縁土手部１４の頂部と、各突起部１５の頂部とは、全て面一に形成されている。そして、これら各頂部が配置される平面の平面度も、光学ユニット４０における焦点深度に対して十分に小さい値となるように形成される。したがって、保持面１１１に平坦な基板Ｗが載置されると、当該基板Ｗの裏面が、外縁土手部１４の頂部全域、全ての突起部１５の頂部、および、各面内土手部１６の頂部と当接する。つまり、各面内土手部１６は、保持面１１１に平坦な基板Ｗが載置されて、外縁土手部１４とこれに包囲された保持面１１１内の領域と基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成された状態において、当該密閉空間とベルヌーイ吸引口１３とが連通しないように遮蔽する壁としての役割を果たす。これによって、当該密閉空間が形成された状態において真空吸引口１２に負圧が形成された場合に、ベルヌーイ吸引口１３から負圧が逃げることがないように担保されている。

＜圧力センサ１７＞
保持面１１１には、圧力センサ１７が配置される。圧力センサ１７は保持面１１１上の圧力を検出する。

＜ピン孔１８＞
基板保持部１０は、保持面１１１に対して基板Ｗを昇降させるための複数のリフトピン１８１を備える。また、保持面１１１には、各リフトピン１８１を挿通可能なピン孔１８が形成されている。各リフトピン１８１はリフトピン駆動機構（図示省略）と接続されており、各ピン孔１８を介して保持面１１１に対して同期して出没可能に設けられる。各リフトピン１８１は、搬送装置６０と保持面１１１との間で基板Ｗの受け渡しが行われる場合に、その先端が保持面１１１から突出した上方位置（突出位置）と、その先端が保持面１１１以下となる下方位置（待避位置）との間を往復移動される。

ただし、各ピン孔１８には、その外縁に沿って、ピン縁土手部１８０が立設されている。このピン縁土手部１８０の頂部も、外縁土手部１４の頂部と面一に形成されている。すなわち、各ピン縁土手部１８０の頂部と、外縁土手部１４の頂部と、各突起部１５の頂部と、各面内土手部１６の頂部とは、全て面一に形成されている。そして、これら各頂部が配置される平面の平面度も、光学ユニット４０における焦点深度に対して十分に小さい値となるように形成される。したがって、保持面１１１に平坦な基板Ｗが載置されると、当該基板Ｗの裏面が、外縁土手部１４の頂部全域、全ての突起部１５の頂部、各面内土手部１６の頂部、および、各ピン縁土手部１８０の頂部と当接する。つまり、各ピン縁土手部１８０は、保持面１１１に平坦な基板Ｗが載置されて、外縁土手部１４とこれに包囲された保持面１１１内の領域と基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成された状態において、当該密閉空間とピン孔１８とが連通しないように遮蔽する壁としての役割を果たす。これによって、当該密閉空間が形成された状態において真空吸引口１２に負圧が形成された場合に、ピン孔１８から負圧が逃げることがないように担保されている。

＜吸着制御部１９＞
基板保持部１０は、さらに、基板保持部１０が備える各部を制御する吸着制御部１９を備える。吸着制御部１９は、後に具体的に説明する制御部９０において、例えばＣＰＵ９１がプログラムＰに従って所定の演算処理を行うことによって、あるいは、専用の論理回路等でハードウエア的に実現される（図７）。

吸着制御部１９は、圧力センサ１７と電気的に接続されており、圧力センサ１７からの検知信号を取得可能に構成されている。また、吸着制御部１９は、開閉弁１２３および開閉弁１３７のそれぞれと電気的に接続されており、圧力センサ１７から得られる検知信号等に基づいて、各開閉弁１２３，１３７を独立して開閉制御する。つまり、吸着制御部１９は、圧力センサ１７から得られる検知信号等に基づいて、保持面１１１に形成された複数の吸引口（真空吸引口１２および複数のベルヌーイ吸引口１３，１３，・・，１３）のそれぞれにおける吸引圧の形成を制御する。この制御態様については後に具体的に説明する。

＜１−２．保持部駆動機構２０＞
再び図１、図２を参照する。保持部駆動機構２０は、基板保持部１０を基台１０５に対して移動させる機構であり、基板保持部１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、および回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に移動させる。保持部駆動機構２０は、具体的には、基板保持部１０を回転させる回転機構２１（図１）を備える。保持部駆動機構２０は、さらに、回転機構２１を介して基板保持部１０を支持する支持プレート２２と、支持プレート２２を副走査方向に移動させる副走査機構２３とを備える。保持部駆動機構２０は、さらに、副走査機構２３を介して支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、ベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５とを備える。

回転機構２１は、図１に示すように、基板保持部１０の上面（保持面１１１）の中心を通り、保持面１１１に垂直な回転軸Ａを中心として基板保持部１０を回転させる。回転機構２１は、例えば、上端が保持面１１１の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部２１１と、回転軸部２１１の下端に設けられ、回転軸部２１１を回転させる駆動部（例えば、回転モータ）２１２とを含む構成とすることができる。この構成においては、駆動部２１２が回転軸部２１１を回転させることにより、基板保持部１０が水平面内で回転軸Ａを中心として回転することになる。

副走査機構２３は、支持プレート２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート２４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２３１とを有している。また、ベースプレート２４には、副走査方向に延びる一対のガイド部材２３２が敷設されており、各ガイド部材２３２と支持プレート２２との間には、ガイド部材２３２に摺動しながら当該ガイド部材２３２に沿って移動可能なボールベアリング２３３が設置されている。つまり、支持プレート２２は、当該ボールベアリング２３３を介して一対のガイド部材２３２上に支持される。この構成においてリニアモータ２３１を動作させると、支持プレート２２はガイド部材２３２に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。

主走査機構２５は、ベースプレート２４の下面に取り付けられた移動子と描画装置１の基台１０５上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２５１を有している。また、基台１０５には、主走査方向に延びる一対のガイド部材２５２が敷設されており、各ガイド部材２５２とベースプレート２４との間にはエアベアリング２５３が設置されている。エアベアリング２５３にはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート２４は、エアベアリング２５３によってガイド部材２５２上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２４はガイド部材２５２に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。

＜１−３．計測部３０＞
計測部３０は、基板保持部１０の位置を計測する機構であり、基板保持部１０外から基板保持部１０に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉から基板保持部１０の位置（具体的には、主走査方向に沿うＹ位置、および、回転方向に沿うθ位置）を計測する、干渉式のレーザ測長器により構成される。

計測部３０は、例えば、基板保持部１０の−Ｙ側の側面に取り付けられるとともに、−Ｙ側の面に主走査方向に垂直な反射面を備えるプレーンミラー３１と、ステージの−Ｙ側において基台１０５に対して固定される各部（具体的には、レーザ光源３２、スプリッタ３３、第１リニア干渉計３４、第１レシーバ３５、第２リニア干渉計３６および第２レシーバ３７）とを備える構成とすることができる。

この計測部３０においては、レーザ光源３２から出射されたレーザ光は、スプリッタ３３により２分割され、一方の一部が第１リニア干渉計３４を介してプレーンミラー３１上の第１の部位に入射し、プレーンミラー３１からの反射光が、第１リニア干渉計３４において元のレーザ光の一部（これが参照光として利用される）と干渉して第１レシーバ３５により受光される。第１レシーバ３５における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第１リニア干渉計３４とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。この第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にて基板保持部１０の主走査方向における位置が求められる。

一方、レーザ光源３２から出射されてスプリッタ３３により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台３８の内部を＋Ｘ側から−Ｘ側へと通過し、第２リニア干渉計３６を介してプレーンミラー３１に入射する。ここで、第２リニア干渉計３６からのレーザ光は、プレーンミラー３１上の第１の部位から副走査方向に一定距離だけ離間したプレーンミラー３１上の第２の部位に入射することになる。プレーンミラー３１からの反射光は、第２リニア干渉計３６において元のレーザ光の一部と干渉して第２レシーバ３７により受光される。第２レシーバ３７における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第２リニア干渉計３６とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。第２レシーバ３７からの出力と上述した第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にて基板保持部１０の回転角度が求められる。

＜１−４．光学ユニット４０＞
光学ユニット４０は、基板保持部１０上に保持された基板Ｗの上面に光を照射して露光するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０，４０を備える。一方の光学ユニット４０は、例えば基板Ｗの＋Ｘ側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット４０は、例えば基板Ｗの−Ｘ側半分の露光を担当する。これら２個の光学ユニット４０，４０は、基板保持部１０および保持部駆動機構２０を跨ぐようにして基台１０５上に架設されたフレーム１０７に、間隔をあけて固設される。なお、２個の光学ユニット４０，４０の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット４０，４０の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。

２個の光学ユニット４０，４０はいずれも同じ構成を備える。すなわち、各光学ユニット４０は、天板を形成するボックスの内部に配置されたレーザ駆動部４１、レーザ発振器４２および照明光学系４３と、フレーム１０７の＋Ｙ側に取り付けられた付設ボックスの内部に収容されたヘッド部４００とを備える。ヘッド部４００は、空間光変調部４４と投影光学系４５とを主として備える。

レーザ発振器４２は、レーザ駆動部４１からの駆動を受けて、出力ミラー（図示省略）からレーザ光を出射する。照明光学系４３は、レーザ発振器４２から出射された光（スポットビーム）を、強度分布が均一な線状の光（光束断面が線状の光であるラインビーム）とする。レーザ発振器４２から出射され、照明光学系４３にてラインビームとされた光は、ヘッド部４００に入射し、パターンデータＤ（図７参照）に応じた空間変調を施された上で基板Ｗに照射される。

ヘッド部４００に入射した光は、具体的には、ミラー４６を介して、定められた角度で空間光変調部４４に入射する。空間光変調部４４は、当該入射光を空間変調して、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる。ただし、光を空間変調させるとは、具体的には、光の空間分布（振幅、位相、および偏光等）を変化させることを意味する。

空間光変調部４４は、具体的には、電気的な制御によって入射光を空間変調させる空間光変調器４４１を備える。空間光変調器４４１は、その反射面の法線が、ミラー４６を介して入射する入射光の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光を制御部９０の制御に基づいて空間変調させる。空間光変調器４４１は、例えば、回折格子型の空間変調器（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ)（「ＧＬＶ」は登録商標）等を利用して構成される。回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。

空間光変調器４４１は、複数の空間光変調素子を一次元に並べた構成となっている。各空間光変調素子の動作は、電圧のオン／オフで制御される。すなわち、例えば電圧がオフされている状態においては空間光変調素子の表面は平面となっており、この状態で空間光変調素子に光が入射すると、その入射光は回折せずに正反射する。これにより、正反射光（０次回折光）が発生する。一方、例えば電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子の表面には平行な溝が周期的に並んで複数本形成される。この状態で空間光変調素子に光が入射すると、正反射光（０次回折光）は打ち消しあって消滅し、他の次数の回折光（±１次回折光、±２次回折光、および、さらに高次の回折光）が発生する。より正確には、０次回折光の強度が最小となり、他の次数の回折光の強度が最大となる。空間光変調器４４１は、複数の空間光変調素子のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを備えており、各空間光変調素子の電圧が独立して切り換え可能となっている。

投影光学系４５は、空間光変調器４４１にて空間変調された光のうち、パターンの描画に寄与させるべきでない不要光を遮断するとともにパターンの描画に寄与させるべき必要光のみを基板Ｗの表面に導いて、当該表面に結像させる。ただし、空間光変調器４４１にて空間変調された光には、０次回折光と、０次以外の次数の回折光（具体的には、±１次回折光、±２次回折光、および、比較的微量の±３次以上の高次回折光）とが含まれており、０次回折光はパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光はパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。これら必要光と不要光とは互いに異なる方向に沿って出射される。すなわち、必要光はＺ軸に沿って−Ｚ方向に、不要光はＺ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Ｚ方向に、それぞれ出射される。投影光学系４５は、例えば、遮断板によって、Ｚ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って進行する不要光を遮断するとともに、Ｚ軸に沿って進行する必要光のみを通過させる。投影光学系４５は、この遮断板の他に、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部を構成する複数のレンズ、入射光を定められた倍率として基板Ｗ上に結像させる対物レンズ、等をさらに含む構成とすることができる。

光学ユニット４０に描画動作を実行させる場合、制御部９０は、レーザ駆動部４１を駆動してレーザ発振器４２から光を出射させる。出射された光は照明光学系４３にてラインビームとされ、ミラー４６を介して空間光変調部４４の空間光変調器４４１に入射する。空間光変調器４４１においては、複数の空間光変調素子が、副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置されており、入射光はその線状の光束断面を空間光変調素子の配列方向に沿わせるようにして、一列に配列された複数の空間光変調素子に入射する。制御部９０は、パターンデータＤに基づいてドライバ回路ユニットに指示を与え、ドライバ回路ユニットが指示された空間光変調素子に対して電圧を印加する。これによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光が形成され、基板Ｗに向けて出射されることになる。空間光変調器４４１が備える空間光変調素子の個数を「Ｎ個」とすると、空間光変調器４４１からは、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光が出射されることになる。空間光変調器４４１にて空間変調された光は、投影光学系４５に入射し、ここで、不要光が遮断されるとともに必要光のみが基板Ｗの表面に導かれ、定められた倍率とされて基板Ｗの表面に結像される。

後に明らかになるように、光学ユニット４０は、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続けながら（すなわち、基板Ｗの表面にパルス光を繰り返して投影し続けながら）、主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って基板Ｗに対して相対的に移動される。したがって、光学ユニット４０が主走査方向に沿って基板Ｗを１回横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿ってＮ画素分の幅をもつ一本のパターン群が描画されることになる。この、Ｎ画素分の幅をもつ１本のパターン描画領域を、以下の説明では「１ストライプ分の領域」ともいう。

なお、ヘッド部４００には、空間光変調部４４と投影光学系４５との間に、空間光変調部４４で変調された光の経路を副走査方向に沿って僅かにシフトさせる光路補正部をさらに設けてもよい。この場合、必要に応じて光路補正部に光の経路をシフトさせることによって、基板Ｗに照射される光の位置を副走査方向に沿って微調整することが可能となる。光路補正部は、例えば、２個のウェッジプリズム（非平行な光学面を備えることにより入射光の光路を変更できるプリズム）と、一方のウェッジプリズムを、他方のウェッジプリズムに対して、入射光の光軸の方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構とから実現することができる。この構成においては、ウェッジプリズム移動機構を駆動制御して、２個のウェッジプリズム間の離間距離を調整することによって、必要な量だけ入射光をシフトさせることができる。

＜１−５．撮像ユニット５０＞
撮像ユニット５０は、基板Ｗの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。撮像ユニット５０は、鏡筒、対物レンズ、および、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成されるＣＣＤイメージセンサ（いずれも図示省略）を備える。また、撮像ユニット５０は、照明ユニット８０から延びるファイバ８１と接続される。照明ユニット８０から出射される光はファイバ８１によって鏡筒に導かれ、鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれる。そして、その反射光が、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。ＣＣＤイメージセンサは、制御部９０からの指示に応じて撮像データを取得するとともに、取得した撮像データを制御部９０に送信する。なお、撮像ユニット５０はオートフォーカス可能なオートフォーカスユニットをさらに備えていてもよい。

＜１−６．搬送装置６０＞
搬送装置６０は、基板Ｗを支持するための２本のハンド６１，６１と、ハンド６１，６１を独立に移動させるハンド駆動機構６２とを備える。各ハンド６１は、ハンド駆動機構６２によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、基板保持部１０の保持面１１１に対する基板Ｗの受け渡しを行う。

＜１−７．プリアライメント部７０＞
プリアライメント部７０は、基板Ｗの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部７０は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Ｗの外周縁の一部に形成された切り欠き部（例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等）の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部７０におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように（例えば、切り欠きの方向が基板保持部１０の移動方向（例えば、Ｘ方向））と平行になるように）載置台を回転させることによって行われる。

＜１−８．制御部９０＞
制御部９０は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置１の各部の動作を制御する。

図７は、制御部９０のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部９０は、例えば、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、外部記憶装置９４等がバスライン９５を介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ＲＯＭ９２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置９４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。外部記憶装置９４にはプログラムＰが格納されており、このプログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムＰは、通常、予め外部記憶装置９４等のメモリに格納されて使用されるものであるが、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され（あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され）、追加的または交換的に外部記憶装置９４等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部９０において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。

また、制御部９０では、入力部９６、表示部９７、通信部９８もバスライン９５に接続されている。入力部９６は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部９７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ９１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。

外部記憶装置９４には、基板Ｗに露光すべきパターンを記述したデータ（パターンデータ）Ｄが格納される。パターンデータＤは、例えば、ＣＡＤを用いて生成されたＣＡＤデータをラスタライズしたデータであり、回路パターンなどを表現している。制御部９０は、基板Ｗに対する一連の処理に先立ってパターンデータＤを取得して外部記憶装置９４に格納している。なお、パターンデータＤの取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。

＜２．基板Ｗに対する処理の流れ＞
次に、描画装置１において実行される基板Ｗに対する一連の処理の流れについて、図８を参照しながら説明する。図８は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部９０の制御下で行われる。

まず、搬送装置６０が、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣから未処理基板Ｗを取り出して描画装置１（具体的には、プリアライメント部７０）に搬入する（ステップＳ１）。

続いて、プリアライメント部７０にて、基板Ｗに対するプリアライメント処理が行われる（ステップＳ２）。プリアライメント処理は、上述したとおり、例えば、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。これによって、載置台に載置された基板Ｗが定められた回転位置におおまかに位置合わせされた状態におかれることになる。

続いて、搬送装置６０が、プリアライメント処理済みの基板Ｗをプリアライメント部７０から搬出してこれを基板保持部１０の保持面１１１に載置する（ステップＳ３）。この処理は、具体的には次のように行われる。まず、保持部駆動機構２０が、基板保持部１０を定められた受け渡し位置まで移動させる。基板保持部１０が受け渡し位置に配置されると、続いて、リフトピン駆動機構が一群のリフトピン１８１を下方位置から上方位置に移動させる。これによって、保持面１１１から一群のリフトピン１８１が突出した状態となる。続いて、搬送装置６０が、プリアライメント処理済みの基板Ｗを支持したハンド６１を保持面１１１に沿って差し込んで、さらにハンド６１を下方に移動させる。これによって、ハンド６１上に載置されていた基板Ｗが一群のリフトピン１８１上に移載される。続いて、ハンド６１が引き抜かれると、リフトピン駆動機構が、一群のリフトピン１８１を上方位置から下方位置に移動させる。これによって、基板Ｗが保持面１１１に載置された状態となる。

保持面１１１に基板Ｗが載置されると、続いて、基板保持部１０が基板Ｗを吸着保持する（ステップＳ４）。この処理の流れについて、図９〜図１１を参照しながら具体的に説明する。図９は、当該処理の流れを示す図である。図１０、図１１は、当該処理を説明するための図であり、基板保持部１０を真空吸引口１２およびベルヌーイ吸引口１３の形成位置で切断した部分断面図の様子が模式的に示されている。

保持面１１１に基板Ｗが載置されると、吸着制御部１９は、まず、開閉弁１２３を開放する。すると、真空吸引口１２に負圧（吸引圧）が形成される（ステップＳ４１）。

基板Ｗが反りのない平坦な形状である場合、外縁土手部１４の頂部全域、全ての突起部１５の頂部、全ての面内土手部１６の頂部、および、全てのピン縁土手部１８０の頂部のそれぞれと基板Ｗの裏面とが当接し、外縁土手部１４と、これに包囲されている保持面１１１と、基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成される。ただし、当該密閉空間は、各面内土手部１６によって、各ベルヌーイ吸引口１３と連通しないように遮断されている。また、当該密閉空間は、各ピン縁土手部１８０によって、各ピン孔１８と連通しないように遮断されている。したがって、この場合、真空吸引口１２に負圧が形成されると当該密閉空間の圧力が低下し、基板Ｗは、その裏面が保持面１１１から外縁土手部１４の高さ分だけ離間した位置において、平坦状態で保持面１１１に吸着保持される（図１０に示される状態）。保持面１１１上の吸引圧が所定値より低圧側（真空圧側）となったことが圧力センサ１７の出力情報から確認されると（すなわち、圧力センサ１７の検知圧力が所定値（例えば−６０ｋＰａ）より小さくなると）（ステップＳ４２でＹＥＳ）、吸着制御部１９は、基板Ｗは適切に吸着保持されたと判断して基板Ｗを吸着保持する一連の処理を終了する。

一方、基板Ｗに反りが生じており平坦な形状ではない場合、基板Ｗの裏面と外縁土手部１４の頂部の少なくとも一部との間に隙間が生じる。したがって、この場合、真空吸引口１２に負圧が形成されても、この隙間から負圧が逃げてしまい、保持面１１１上の圧力はなかなか低下しない。真空吸引口１２からの吸引を開始してから一定の時間が経過しても、保持面１１１上の吸引圧が所定値より低圧側となったことが圧力センサ１７の出力情報から確認されない場合（すなわち、圧力センサ１７の検知圧力が所定値（例えば−６０ｋＰａ）以上の場合）（ステップＳ４２でＮＯ）、吸着制御部１９は、基板Ｗは保持面１１１に適切に吸着保持されていない（吸着不良）と判断し、開閉弁１３７を開放する。すると、複数のベルヌーイ吸引口１３，１３，・・，１３の全てに負圧（吸引圧）が形成される（図１１に示される状態）（ステップＳ４３）。

各ベルヌーイ吸引口１３に負圧が形成されると、基板Ｗは各ベルヌーイ吸引口１３が形成する負圧によって保持面１１１に対して強く吸引され、基板Ｗは平坦化される。ここで、上述したとおり、各面内土手部１６は、当該面内土手部１６で包囲される領域の面積が、ベルヌーイ吸引口１３の開口面積よりも大きくなるように形成されており、これによって、ベルヌーイ吸引口１３に十分な吸引力が形成される。その理由について、図１２、図１３を参照しながら説明する。図１２は、保持面１１１におけるベルヌーイ吸引口１３の形成位置付近の様子を拡大して模式的に示す平面図であり、図１３は同側断面図である。

上述したとおり、ベルヌーイ吸引ユニット１３０においては、一対の噴出ノズル１３４，１３４から圧縮気体が噴出されると、円柱状凹空間１３２内に強い旋回流が形成され、当該旋回流の中心部（すなわち、円柱状凹空間１３２の中心部）を通り、鉛直上方向に延在する円柱状の空間領域に、ベルヌーイの定理に従って負圧が生じる。さらに、当該負圧に引き寄せられる風の流れが形成される。基板Ｗの裏面は、円柱状の空間領域に形成されるこの負圧と、当該負圧に引き寄せられる風の流れとによって、ベルヌーイ吸引口１３に向けて（すなわち、保持面１１１に向けて）、引き寄せられることになる。

ここにおいて、本発明者は、保持面１１１内の領域であってベルヌーイ吸引口１３の周囲に、風の流れの妨げとなる凹凸が少ない領域（平坦に近い領域）が、なるべく広く確保されるほど、ベルヌーイ吸引口１３において高い吸引力が得られることを見いだした。その理由は、次のように考えられる。すなわち、ベルヌーイ吸引口１３の吸引力を形成する要素の一つは、保持面１１１と略水平な方向に沿って流れてそのままベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる風の流れであるところ、当該風の流れが速いほど、吸引力は強くなる。ここで、例えば、保持面上のベルヌーイ吸引口付近の領域に風の妨げとなる凹凸がある場合、当該風の流れがベルヌーイ吸引口に引き込まれる直前で当該凹凸によって妨げられて、その流速が低下してしまう。その結果、ベルヌーイ吸引口の吸引力が低下してしまう。一方、ベルヌーイ吸引口１３の周囲に、平坦な領域が広く確保されると、当該風の流れが妨げられず、ベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる直前の風の流速が十分速い状態となる。その結果、ベルヌーイ吸引口１３に十分な吸引力が形成される。

上述したとおり、ここでは、ベルヌーイ吸引口１３を取り囲む面内土手部１６は、当該面内土手部１６で包囲される領域の面積が、ベルヌーイ吸引口１３の開口面積よりも大きくなるように形成される。また、面内土手部１６により包囲された領域には、突起部１５が形成されない。したがって、保持面１１１内の領域であってベルヌーイ吸引口１３の周辺に、平坦な領域Ｆが形成される。この平坦な領域Ｆが形成されることによって、当該平坦な領域Ｆに沿って流れてそのままベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる風の流れが形成される。これによって、ベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる直前の風の流速が十分速い状態となり、ベルヌーイ吸引口１３に十分な吸引力が形成される。その結果、基板Ｗが保持面１１１に対して強く吸引され、スムースかつ十分に平坦化される。

再び図９〜図１１を参照する。各ベルヌーイ吸引口１３に形成された負圧によって基板Ｗが平坦な形状とされると、上述したとおり、基板Ｗの裏面が外縁土手部１４の頂部全域、全ての突起部１５の頂部、全ての面内土手部１６の頂部、および、全てのピン縁土手部１８０の頂部のそれぞれと当接し、外縁土手部１４と、これに包囲されている保持面１１１と、基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成される。したがって、真空吸引口１２に形成される負圧によって当該密閉空間の圧力が低下し、基板Ｗは、その裏面が保持面１１１から外縁土手部１４の高さ分だけ離間した位置において、平坦状態で保持面１１１に吸着保持される。保持面１１１上の吸引圧が所定値より低圧側となったことが圧力センサ１７の出力情報から確認されると（すなわち、圧力センサ１７の検知圧力が所定値（例えば−６０ｋＰａ）より小さくなると）（ステップＳ４４でＹＥＳ）、吸着制御部１９は、開閉弁１３７を閉鎖して各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を停止させる（ステップＳ４５）。上述したとおり、基板Ｗは既に平坦な形状となっており、外縁土手部１４とこれに包囲されている保持面１１１と基板Ｗの裏面との間には密閉空間が形成されているため、各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を停止しても、真空吸引口１２に形成される負圧によって基板Ｗが適切に吸着保持された状態が維持される（図１０に示される状態）。以上で、吸着制御部１９は、基板Ｗを吸着保持する一連の処理を終了する。

再び図８を参照する。基板Ｗが吸着保持された状態となると、続いて、当該基板Ｗが適正な回転位置にくるように精密に位置合わせする処理（ファインアライメント）が行われる（ステップＳ５）。具体的には、まず、保持部駆動機構２０が、基板保持部１０を受け渡し位置から撮像ユニット５０の下方位置まで移動させる。基板保持部１０が撮像ユニット５０の下方に配置されると、続いて、撮像ユニット５０が、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像して、当該撮像データを取得する。続いて、制御部９０が、撮像ユニット５０により取得された撮像データを画像解析してアライメントマークの位置を検出し、その検出位置に基づいて基板Ｗの回転位置の適正位置からのずれ量を算出する。ずれ量が算出されると、回転機構２１が、当該算出されたずれ量だけ基板保持部１０を回転させる。これによって、基板Ｗが適正な回転位置にくるように位置合わせされる。

基板Ｗが適切な回転位置におかれると、続いて、パターンの描画処理が行われる（ステップＳ６）。描画処理について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、描画処理を説明するための図である。

描画処理は、保持部駆動機構２０が基板保持部１０に載置された基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して相対的に移動させつつ、光学ユニット４０，４０のそれぞれから基板Ｗの上面に空間変調された光を照射させることによって行われる。

具体的には、保持部駆動機構２０は、まず、撮像ユニット５０の下方位置に配置されている基板保持部１０を主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って＋Ｙ方向に移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して主走査方向に沿って相対的に移動させる（主走査）。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は基板Ｗ上を主走査方向に沿って−Ｙ方向に横断することになる（矢印ＡＲ１１）。主走査が行われる間、各光学ユニット４０は、パターンデータＤに応じた空間変調が形成された光（具体的には、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光）を、基板Ｗに向けて断続的に照射し続ける（すなわち、基板Ｗの表面にパルス光が繰り返して投影され続ける）。つまり、各光学ユニット４０は、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続けながら基板Ｗ上を主走査方向に沿って横断する。したがって、光学ユニット４０が主走査方向に沿って基板Ｗを１回横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿ってＮ画素分の幅をもつ一本のパターン群が描画されることになる。ここでは、２個の光学ユニット４０が同時に基板Ｗを横断するので、一回の主走査により２本のパターン群が描画されることになる。

１回の主走査が終了すると、保持部駆動機構２０は、基板保持部１０を副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って＋Ｘ方向に、１ストライプの幅に相当する距離だけ移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して副査方向に沿って相対的に移動させる（副走査）。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は副走査方向に沿って−Ｘ方向に、１ストライプの幅分だけ移動することになる（矢印ＡＲ１２）。

副走査が終了すると、再び主走査が行われる。すなわち、保持部駆動機構２０は、基板保持部１０を主走査方向に沿って−Ｙ方向に移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して主走査方向に沿って相対的に移動させる。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は、基板Ｗ上における、先の主走査で描画された１ストライプ分の描画領域の隣を、主走査方向に沿って＋Ｙ方向に移動して横断することになる（矢印ＡＲ１３）。ここでも、各光学ユニット４０は、パターンデータＤに応じた空間変調が形成された光を、基板Ｗに向けて断続的に照射し続けながら基板Ｗ上を主走査方向に沿って横断する。これによって、先の主走査で描画された１ストライプ分の描画領域の隣に、さらに１ストライプ分の領域の描画が行われることになる。以後、同様に、主走査と副走査とが繰り返して行われ、基板Ｗの表面の全域にパターンが描画されると描画処理が終了する。

再び図８を参照する。描画処理が終了すると、保持部駆動機構２０が、基板保持部１０を受け渡し位置まで移動させる。基板保持部１０が受け渡し位置に配置されると、吸着制御部１９が、開閉弁１２３を閉鎖して真空吸引口１２からの吸引を停止させる。これによって、真空吸引口１２より気体が密閉空間に流入し、基板Ｗの吸着状態が解除される（ステップＳ７）。

基板Ｗの保持面１１１に対する吸着状態が解除されると、続いて、搬送装置６０が、保持面１１１に載置された処理済みの基板Ｗを受け取って描画装置１から搬出し、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容する（ステップＳ８）。搬送装置６０が保持面１１１から基板Ｗを受け取る処理は、具体的には次のように行われる。まず、リフトピン駆動機構（図示省略）が、一群のリフトピン１８１を下方位置から上方位置に移動させる。これによって、基板Ｗの下面は一群のリフトピン１８１により支持されて基板保持部１０から持ち上げられて保持面１１１から引きはがされた状態となる。続いて、搬送装置６０が、ハンド６１を保持面１１１と基板Ｗの下面との間に差し込み、さらにハンド６１を上昇させる。これによって、一群のリフトピン１８１の上に支持されていた基板Ｗがハンド６１上に移載される。続いてハンド６１が引き抜かれると、リフトピン駆動機構が、一群のリフトピン１８１を上方位置から下方位置に移動させる。

＜３．効果＞
上記の実施の形態によると、ベルヌーイ吸引口１３を包囲する面内土手部１６が形成される。この構成によると、保持面１１１に基板Ｗが載置されて、外縁土手部１４で取り囲まれる保持面１１１内の領域と基板Ｗの裏面との間に密閉空間が形成された状態において、面内土手部１６によって、当該密閉空間とベルヌーイ吸引口１３とが連通しないように遮蔽することができる。ここにおいて、面内土手部１６で包囲される領域の面積が、ベルヌーイ吸引口１３の開口面積よりも大きいので、上述したとおり、保持面１１１と略水平な方向に沿って流れてそのままベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる風の流れが妨げられにくくなり、ベルヌーイ吸引口１３における吸引力の低下が抑制される。つまり、装置の大型化、コストアップを抑制しつつ、簡易に、ベルヌーイ吸引口１３において十分な吸引力を実現することができる。ベルヌーイ吸引口１３において十分な吸引力が実現されることによって、基板Ｗがスムースかつ十分に平坦化され、基板Ｗを保持面１１１に対して適切に吸着保持することができる。その結果、基板Ｗに対する一連の処理が行われる間に、保持面１１１に対して基板Ｗが位置ずれを起こすといった事態の発生が回避され、描画装置１において、基板Ｗに対する一連の処理を適切に行うことができる。すなわち、描画装置１において高精度な描画処理を担保することができる。

また、上記の実施の形態によると、基板Ｗの裏面を外縁土手部１４の頂部と複数の突起部１５，１５，・・，１５とによって支持することができるので、基板Ｗを保持面１１１と平行な姿勢で安定して支持することができる。さらに、基板Ｗは、その裏面が保持面１１１から外縁土手部１４の高さ分だけ離間した位置において、平坦状態で保持面１１１に対して吸着保持されることになるため、基板Ｗの裏面に真空吸引口１２の吸引跡がつくおそれがない。その一方で、上記の実施の形態においては、面内土手部１６により包囲された領域には突起部１５が形成されない。この構成によると、保持面１１１と略水平な方向に沿って流れてそのままベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる風の流れが特に妨げられにくくなり、ベルヌーイ吸引口１３における吸引力の低下が効果的に抑制される。

また、上記の実施の形態においては、ベルヌーイ吸引ユニット１３０の本体部１３１と保持板１１に形成された凹部１１２との間に隙間Ｑが形成されており、円柱状凹空間１３２から溢れ出た気体は隙間Ｑに沿って流れて保持板１１の裏面側に排出されるようになっている。したがって、基板Ｗの裏面がベルヌーイ吸引口１３の外縁に形成された面内土手部１６の頂部と当接した状態（すなわち、ベルヌーイ吸引口１３が基板Ｗの裏面によって塞がれた状態）となっても、円柱状凹空間１３２内に強い旋回流を形成し続けることができる。すなわち、ベルヌーイ吸引口１３の負圧を維持し続けることができる。

＜４．変形例＞
上述したとおり、基板保持部１０においては、保持面１１１内の領域であってベルヌーイ吸引口１３の周囲に、風の障害となる凹凸が少ない領域（平坦に近い領域）がなるべく広く確保されるほど、ベルヌーイ吸引口１３において高い吸引力が実現される。したがって、面内土手部１６により包囲された領域の面積はなるべく大きい方が好ましい。ただし、その一方で、当該面積が大きくなると、保持面１１１に基板Ｗが載置された状態において、面内土手部１６により包囲された領域の部分で基板Ｗが自重等によって撓む恐れがでてくる。このような場合、図１５に例示されるように、面内土手部１６により包囲された領域にも、１以上の突起部１５を形成する構成としてもよい。この構成によると、面内土手部１６により包囲された領域においても、基板Ｗの裏面を突起部１５によって支持することができるので、基板Ｗに上述のような局所的な撓みが発生することを抑制して、基板Ｗを安定して支持することができる。なお、突起部１５はベルヌーイ吸引口１３を取り囲む形状ではないので、風の流れを比較的妨げにくい。したがって、保持面１１１と略水平な方向に沿って流れてそのままベルヌーイ吸引口１３に引き込まれる風の流れが、突起部１５によって大きく妨げられることはない。しかしながら、ベルヌーイ吸引口１３の周囲には風の流れの妨げとなり得る凹凸がなるべく少ない方が好ましいので、面内土手部１６に包囲された領域に形成する突起部１５の個数は、撓みを抑制するために必要な最小数としておくことも好ましい。また、面内土手部１６に包囲された領域に形成する突起部１５を、ベルヌーイ吸引口１３に近づくにつれて分布密度が小さくなるように配列することも好ましい。

また、上記の実施の形態においては、面内土手部１６は平面視円環状であるとしたが、面内土手部１６の形状は必ずしもこれに限られるものではない。例えば、面内土手部１６は、平面視矩形状であってもよい。

また、上記の実施の形態においては、吸引力を高めるためにベルヌーイ吸引口１３の径サイズｄ１３は、円柱状凹空間１３２の径サイズｄ１３２よりも小さく形成されていたが、ベルヌーイ吸引口１３の径サイズは円柱状凹空間１３２の径サイズｄ１３２と略同一に形成されてもよい。この構成によると、円柱状凹空間１３２の中心部に形成された負圧をそのまま保持面１１１上に作用させることができる。

また、上記の実施の形態においては、真空吸引口１２からの吸引を行っても保持面１１１上の吸引圧が所定値より低圧側とならない場合に、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始していたが、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始するタイミングはこれに限らない。ただし、上記の実施の形態に係る構成によると、例えば保持面１１１に載置された基板Ｗがはじめから反りのない平坦な形状である場合は、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引は行われないので、無駄な空気の消費が抑制されるとともに、基板Ｗの裏面が汚染されにくいという利点が得られる。

また、上記の実施の形態においては、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始した後に保持面１１１上の吸引圧が所定値より低圧側となると、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を停止していたが、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を停止するタイミングはこれに限らない。ただし、上記の実施の形態に係る構成によると、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引によって基板Ｗの反りが平坦化されて基板Ｗが適切に吸着保持されると、以後は真空吸引口１２からの吸引のみで基板Ｗを吸着保持することになり、ベルヌーイ吸引口１３からの吸引が必要最小限に抑えられる。したがって、無駄な空気の消費が抑制されるとともに、基板Ｗの裏面が汚染されにくいという利点が得られる。

また、上記の実施の形態においては、真空吸引口１２からの吸引が行われている状態で各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始するが、各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を行う間は真空吸引口１２からの吸引を停止ししてもよい。ただし、上記の実施の形態に係る構成によると、基板Ｗの少なくとも一部が真空吸引口１２からの吸引圧によって保持面１１１に吸引された状態で各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始することになるので、各ベルヌーイ吸引口１３からの吸引を開始した際に基板Ｗが位置ずれを起こすといった事態が生じにくいという利点が得られる。

また、上記の各実施形態では、空間光変調器４４１として変調単位である固定リボンと可動リボンとが一次元に配設された回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶが用いられていたが、このような形態には限られない。例えば、ＧＬＶに限らず、ミラーのような変調単位が、一次元に配列されている空間光変調器が利用される形態であってもよい。また、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス：テキサスインスツルメンツ社の製）のような変調単位であるマイクロミラーが二次元的に配列された空間光変調器が利用されてもよい。

また、上記の各実施の形態においては、基板保持部１０が、基板Ｗに対して光を照射して基板Ｗにパターンを形成する基板処理装置（描画装置）に搭載された態様を示していたが、基板保持部１０は、描画装置１以外の各種の基板処理装置、あるいは、基板搬送装置等に組み込むことができる。

１ 描画装置
１０ 基板保持部
１１ 保持板
１１１ 保持面
１２ 真空吸引口
１３ ベルヌーイ吸引口
１４ 外縁土手部
１５ 突起部
１６ 面内土手部
１９ 吸着制御部
９０ 制御部
Ｗ 基板

Claims (4)

1. 基板を保持する基板保持装置であって、
   基板の裏面に対向する保持面が形成された保持板と、
   前記保持面に形成され、真空吸引により前記基板を前記保持面に吸引する真空吸引口と、
   前記保持面に形成され、ベルヌーイ吸引により前記基板を前記保持面に吸引するベルヌーイ吸引口と、
   前記保持面の外縁に沿って立設された外縁土手部と、
   前記外縁土手部で取り囲まれる前記保持面内の領域において、前記ベルヌーイ吸引口を包囲するように立設された面内土手部と、
   を備え、
   前記外縁土手部の頂部と、前記面内土手部の頂部とが面一に形成され、
   前記面内土手部で包囲される領域の面積が、前記ベルヌーイ吸引口の開口面積よりも大きく、
   前記保持板の裏面側に形成され、深さ方向の底面において前記ベルヌーイ吸引口と連通する凹部と、
   前記凹部の内部に配置されたベルヌーイ吸引ユニットと、
   を備え、
   前記ベルヌーイ吸引ユニットが、
   円柱状の凹空間が形成された本体部と、
   前記円柱状の凹空間に気体を噴出して前記円柱状の凹空間に旋回流を形成する噴出ノズルと、
   を備え、
   前記本体部が、前記凹部の深さ方向の底面および前記凹部の壁面との間に隙間を形成しつつ、前記凹部内に固定的に支持される、基板保持装置。
2. 請求項１に記載の基板保持装置であって、
   前記外縁土手部により包囲された前記保持面内の領域に立設された複数の突起部、
   を備え、
   前記複数の突起部のうちの少なくとも一つの突起部が、前記面内土手部により包囲された前記保持面内の領域に立設され、
   前記外縁土手部の頂部と、前記複数の突起部それぞれの頂部とが面一に形成される、
   基板保持装置。
3. 請求項１に記載の基板保持装置であって、
   前記外縁土手部により包囲された前記保持面内の領域であって、前記面内土手部により包囲された領域を除く領域に立設された複数の突起部、
   を備え、
   前記外縁土手部の頂部と、前記複数の突起部それぞれの頂部とが面一に形成される、
   基板保持装置。
4. 基板処理装置であって、
   請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置と、
   前記基板保持装置にて保持された基板に光を照射してパターンを描画する光照射部と、
   前記光照射部と前記基板保持装置とを相対的に移動させる駆動部と、
   を備える、基板処理装置。

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