JP2008251754A - 基板搬送方法及び装置、並びに露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板が撓み易い場合にも、搬送中の基板の撓みを低減する。
【解決手段】ウエハＷをウエハホルダ８上に搬送するウエハ搬送系において、先端がウエハホルダ８の開口内に挿通されるセンターピン９と、センターピン９を囲むように配置されて、先端がウエハホルダ８の開口内に挿通される補助ピン１０Ａ〜１０Ｃと、センターピン９を昇降させる昇降駆動部１６と、センターピン９を上昇させてウエハＷがセンターピン９上に載置されたときに、ウエハＷが補助ピン１０Ａ〜１０Ｃにも載置されるように、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをセンターピン９に連結する支持部材１８とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば露光装置内で露光対象の基板を搬送するために使用される基板搬送技術、及び基板搬送技術を用いる露光技術に関する。

半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス又はマイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程で、レチクル（又はフォトマスク等）のパターンを被露光基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写するために、ステッパーのような一括露光型又はスキャニングステッパーのような走査露光型の露光装置が使用されている。

一般にウエハを露光対象とする露光装置においては、ウエハローダ系によって未露光のウエハがウエハステージ上にロードされ、露光済みのウエハがウエハステージからアンロード（搬出）される。この際に従来の一つの搬送方法では、予めウエハローダ系内のプリアライメント用の回転可能な小型ステージ（ターンテーブル）上にウエハを載置して、光学式センサ等を用いてウエハの外形を検出し、この結果に基づいてウエハを例えば数１０μｍ程度の精度で位置決めしていた（例えば、特許文献１）。

このようにプリアライメントが行われたウエハは、所定のアームを介してウエハステージのウエハ上下ピン上に受け渡される。その後、ウエハ上下ピンを降下させることで、ウエハはウエハステージ上にロードされていた（例えば、特許文献２参照）。上記のアライメント用の小型ステージ及びウエハ上下ピンは、いずれもウエハの中央部を保持していた。また、搬送経路中でウエハを搬送するために使用されるアームとしては、例えば先端部でウエハを吸着するタイプが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２５２０４３号公報 特開平２−１０３９４８号公報

従来の露光対象のウエハは、直径が２００ｍｍ（８インチ）程度までであったため、従来のウエハローダ系のようにウエハの中央部を支持していても特に問題はなかった。
しかしながら、最近は、露光工程のスループットを高めるために直径が例えば３００ｍｍ（１２インチ）のウエハが使用されるようになって来ている。さらに、このように大型のウエハの中には、厚さが通常のものよりも薄いものもある。このように大型で、かつ特に薄いウエハを従来のように中央部のみ、又は周縁部のみで支持すると、ウエハの搬送中にウエハの撓みによってウエハが変形したり、さらには破損したりするという恐れがあった。

また、大型で薄いウエハの場合、単にウエハ上下ピンを降下させてウエハをウエハステージ上に受け渡すと、ウエハの底面側の空気圧の影響等によってウエハの僅かな横ずれが生じて、実質的にプリアライメント精度が低下する恐れがあった。
本発明は斯かる点に鑑み、ウエハローダ系のような基板搬送装置を用いて、露光装置のような基板処理装置にウエハ等の基板を搬送する際に、基板が例えば大型及び／又は薄型で撓み易い場合にも、搬送中のその基板の撓みを低減できる基板搬送技術を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、基板が例えば大型及び／又は薄型の場合でも、基板搬送装置から基板処理装置に基板を受け渡す際の基板の位置ずれ量を小さくできる基板搬送技術を提供することを第２の目的とする。
また、本発明は、そのような基板搬送技術を用いる露光技術を提供することをも目的とする。

本発明による基板搬送装置は、基板を搬送する基板搬送装置において、その基板が載置される第１支持部（９，１４；２７）と、その第１支持部を囲むように配置され、その基板が載置される第２支持部（１０Ａ〜１０Ｃ；３１Ａ〜３１Ｄ）と、その第２支持部を前記第１支持部に連結する連結部（１８；３２）と、その第１支持部とその第２支持部とを連結する際に、その第１支持部とその第２支持部とその連結部との少なくとも一つを移動する駆動部（１６）とを備えたものである。

また、本発明による基板搬送方法は、基板を吸着機構を備えたホルダ部（８）上に搬送する基板搬送方法において、そのホルダ部に形成された開口（５２Ａ〜５２Ｃ）を通して第１支持部（９）でその基板を支持する第１工程と、その第１支持部を降下させて、その基板がそのホルダ部に当接する前にそのホルダ部へのその基板の吸着を開始する第２工程と、さらにその第１支持部を降下させて、その基板をその第１支持部からそのホルダ部上に受け渡す第３工程とを有するものである。

本発明の基板搬送装置によれば、第１支持部と、これを囲むように配置された第２支持部とで基板を支持するため、その基板の撓み量が少ない。また、連結部によって、その第２支持部をその第１支持部に連結するため、例えばその第１支持部のみを持つ撓みの少ない基板用の基板搬送装置に対してその第１支持部及び連結部を付加するのみで、その基板搬送装置で撓み易い基板を扱うことができる。

また、本発明の基板搬送方法によれば、基板がそのホルダ部に当接する前にそのホルダ部へのその基板の吸着を開始するため、その基板をホルダ部（基板処理装置）に受け渡す際の基板の位置ずれ量を小さくできる。

以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図１〜図７を参照して説明する。本例は、本発明をウエハローダ系を備えた露光装置に適用したものである。
図１は、本例のスキャニングステッパーよりなる走査露光型の露光装置の概略構成を示し、この図１において、本例の露光装置は、レチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介してフォトレジストの塗布されたウエハ上に露光する露光装置本体部１と、この露光装置本体部１に対してウエハの交換を行うウエハローダ系２と、ウエハローダ系２の動作を制御するコンピュータよりなるウエハローダ制御系４と、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系３とを備えている。主制御系３とウエハローダ制御系４との間では、ウエハの受け渡しのタイミング情報等が交換される。なお、ウエハローダ系２と協働してウエハの受け渡しを行うために、露光装置本体部１にもウエハ昇降機構が組み込まれているが、この機構は主制御系３によって制御される（詳細後述）。

また、以下では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本例ではほぼ水平面）内において、図１の紙面に平行にＺ軸を取り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハの走査方向である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向と呼ぶ。

本例の露光対象のウエハは、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の円板状の基材上にフォトレジスト（感光材料）を塗布したものである。また、本例の露光対象のウエハは、直径が例えば３００ｍｍで、厚さが通常のほぼ半分以下の大型で薄い撓み易い基板である。一例として、直径３００ｍｍのウエハの通常の厚さは約０．７ｍｍであり、本例のウエハの厚さは０．１ｍｍ程度である。

先ず、露光装置本体部１は、露光光を発生するＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光源、又は水銀ランプ等の露光光源（不図示）と、その露光光でレチクルＲを照明する照明光学系１３と、レチクルＲを吸着保持して移動するレチクルステージ１２と、投影光学系ＰＬと、ウエハをウエハホルダ８を介して吸着保持して移動するウエハステージ７と、これらのステージを駆動するリニアモータ等からなる駆動系（不図示）とを備えている。

図２は、図１中のウエハステージ７を示す平面図であり、図２に示すように、床上に４箇所（３箇所等でもよい）の防振台５を介して定盤６が設置され、この定盤６の上面（ＸＹ平面）にエアベアリングを介してウエハステージ７が少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向に移動可能に載置されている。ウエハステージ７上にウエハを真空吸着して保持するためのウエハホルダ８が固定されている。ウエハステージ７には、ウエハホルダ８（ひいてはその上のウエハ）のＺ方向、θＸ方向、θＹ方向の位置を制御するためのＺステージ機構も組み込まれている。ウエハステージ７（ウエハホルダ８）のＸＹ平面内での位置は不図示のレーザ干渉計によって計測されており、この計測情報に基づいて図１の主制御系３が上記の駆動系を介してウエハステージ７の位置、速度を制御する。

ウエハステージ７の中央部にはウエハの昇降を行うための３本のピン９Ａ，９Ｂ，９Ｃよりなるセンターピン９が配置されている。ウエハステージ７の周縁部には、センターピン９を囲むように、かつセンターピン９に連動してウエハを支持する３本の補助ピン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが配置されている（詳細後述）。
図１に戻り、定盤６上にウエハステージ７を囲むようにコラム１１が固定され、コラム１１の最下段の支持板の中央部の開口に投影光学系ＰＬが配置されている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４，１／５倍等の縮小倍率で、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリックの光学系である。なお、投影光学系ＰＬの倍率は等倍又は拡大倍率であってもよい。さらに、コラム１１の上板に照明光学系１３が固定されている。

また、コラム１１の中間の支持板よりなるレチクルベースの上面（ＸＹ平面）にエアベアリングを介してレチクルステージ１２が少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向に移動可能に載置されている。レチクルステージ１２上に転写用パターンの形成されたレチクルＲが真空吸着によって保持されている。レチクルステージ１２（レチクルＲ）のＸＹ平面内での位置は不図示のレーザ干渉計によって計測されており、この計測情報に基づいて図１の主制御系３が上記の駆動系を介してレチクルステージ１２の位置、速度を制御する。

露光時には、ウエハローダ系２によってウエハステージ７のウエハホルダ８上に未露光のウエハ（例えばウエハＷ）がロードされる（詳細後述）。その後、レチクルＲの一部のパターンの像を投影光学系ＰＬを介してウエハ上の一つのショット領域上に投影した状態で、レチクルステージ１２及びウエハステージ７を介してレチクルＲとウエハとをＹ方向に投影光学系ＰＬの投影倍率を速度比として同期移動（同期走査）する動作と、ウエハステージ７を介してウエハをＸ方向及び／又はＹ方向にステップ移動する動作とが繰り返される。このようにしてステップ・アンド・スキャン方式で、ウエハ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。そして、露光済みのウエハがウエハローダ系２によってアンロードされた後、新しい未露光のウエハがウエハローダ系２によってウエハステージ７（ウエハホルダ８）上にロードされて、そのウエハへの走査露光が行われる。このようにして例えば１ロットのウエハへの露光が順次行われる。

その露光が重ね合わせ露光であるときには、予めウエハ上のアライメントマークの位置を検出しておくことによって、ウエハの各ショット領域とレチクルＲのパターン像とのアライメントを高精度に行う必要がある。そのため、投影光学系ＰＬの側面に一例としてオフ・アクシス方式で、且つ画像処理方式のアライメントセンサ７０が備えられている。また、レチクルＲの上方にはウエハステージ７（ウエハ）に対するレチクルＲの位置関係を検出するためのレチクルアライメント系（不図示）も備えられている。この場合、露光対象のウエハ上にはウエハ上の各ショット領域の大まかな位置を検出するための複数個のサーチアライメントマークが形成され、各ショット領域にはそれぞれ高精度な位置合わせを行うためのファインアライメントマーク（ウエハマーク）が形成されている。

露光対象のウエハがウエハホルダ８上にロードされたときには、一例としてアライメントセンサ７０によってサーチアライメントマークの位置が検出される。そのために本例では、ウエハローダ系２を介してそのウエハがウエハホルダ８上にロードされた状態で、ウエハステージ７（ウエハホルダ８）に対するそのウエハ上の各サーチアライメントマークの位置関係が所定の状態に設定されるように、プリアライメント機構が設けられている。

以下、本例のウエハ搬送系（ウエハローダ系２及びウエハステージ７内のウエハ昇降機構）につき詳細に説明する。
図１において、ウエハローダ系２は、ターンテーブル２７と撮像装置２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃとを含むプリアライメント機構と、ウエハカセット４２（図２参照）との間でウエハの受け渡しを行う搬送アーム４１と、搬送アーム４１とターンテーブル２７との間、ターンテーブル２７と露光装置本体部１のウエハホルダ８との間、及びウエハホルダ８と搬送アーム４１との間でウエハの受け渡しを行うためのスライダアーム２４とを備えている。

すなわち、床上にベース部材２１が設置され、ベース部材２１上に回転位置決め機構２６を介してウエハのプリアライメントを行うためのターンテーブル２７が配置されている。回転位置決め機構２６は、ウエハローダ制御系４の制御のもとでターンテーブル２７をＺ方向に昇降させ、θＺ方向に回動させるとともに、ターンテーブル２７のＸ方向、Ｙ方向の位置を微調整する。図１では、ターンテーブル２７上に未露光のウエハＷが吸着保持されている。

図２は、図１のウエハローダ系２のターンテーブル２７等を示す平面図でもあり、この図２において、ウエハＷには、一例としてＹ軸用の２個のサーチアライメントマーク及びＸ軸用の１個のサーチアライメントマーク（不図示）が形成され、これらのサーチアライメントマークの位置は、例えばウエハＷの中心を原点とする試料座標系上で予め規定されている。

図１に示すように、ウエハＷの周縁の３箇所のエッジの上方に撮像装置２９Ａ〜２９Ｃが配置されている。撮像装置２９Ａ〜２９Ｃは、ベース部材２１上に固定されたＬ字型の支持部材２８に取り付けられている。撮像装置２９Ａ〜２９Ｃはそれぞれ照明光学系、対物光学系、及びこの対物光学系によって形成される像を撮像する撮像素子から構成され、これらの撮像素子からの撮像信号がウエハローダ制御系４に供給されている。

図２のウエハＷのエッジ上にはそれら３個の撮像装置２９Ａ〜２９Ｃの観察視野３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが示されている。本例のウエハＷは、周縁のエッジに沿って１つのＶ字型のノッチＷａが形成されたウエハであり、そのノッチＷａが１つの観察視野３０Ａ内に収まり、他の２箇所のエッジが他の観察視野３０Ｂ，３０Ｃ内に収まっている。図１のウエハローダ制御系４では、３個の撮像装置２９Ａ〜２９Ｃの撮像信号を処理することによって、ウエハＷの中心位置及び回転角を求め、この位置情報に基づいてターンテーブル２７（回転位置決め機構２６）を介してウエハＷの位置及び回転角を所定の状態に制御する。これが本例のウエハの外形基準によるプリアライメント工程である。なお、ウエハによっては、周縁のエッジ上にノッチの代わりに平坦な切り欠き（オリエンテーションフラット）が形成されたものもあるが、この場合には、例えば３個の観察視野３０Ａ〜３０Ｃ内の２つの観察視野がそのオリエンテーションフラットを含む領域に設定される。

図３は、図２中のターンテーブル２７及び回転位置決め機構２６を示し、この図３において、円柱状のターンテーブル２７の中央部には吸着孔２７ａが形成されている。吸着孔２７ａは、ターンテーブル２７内の通気孔及び外部の可撓性を持つ配管３３Ａを介して、真空ポンプ３７Ａの排気管３４Ａに連結されている。排気管３４Ａには吸引を制御するためのバルブ３５Ａ、及び配管３３Ａ内を大気圧に開放するためのバルブ３６Ａが接続されている。バルブ３５Ａ，３６Ａの開閉動作及び真空ポンプ３７Ａの動作は図１のウエハローダ制御系４によって制御されている。プリアライメント中には、バルブ３６Ａを閉じ、バルブ３５Ａを開いて真空ポンプ３７Ａを作動させることで、ウエハＷはターンテーブル２７上に真空吸着によって安定に保持される。

また、ターンテーブル２７の下端部２７ｂはターンテーブル２７の先端部２７ｃより太く形成され、この下端部２７ｂ上に離脱可能に、かつ先端部２７ｃが貫通するように、４本のＺ軸に平行な補助ピン３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが連結された支持部材３２には、穴３２ａが設けられている。補助ピン３１Ａ〜３１Ｄは、ターンテーブル２７を囲むように、かつターンテーブル２７と先端部の高さがほぼ等しくなるように支持されている。本例では、プリアライメント中のウエハＷの底面は、ターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄによって支持されている。従って、本例のように大型で薄いウエハＷであっても、ウエハＷが撓まない状態で高精度にプリアライメントを行うことができる。この場合、ターンテーブル２７には支持部材３２の穴３２ａに、設けられた凹部３２ｂに収納されるように回転止め部２７ｄが形成され、回転位置決め機構２６でＺ軸に平行な軸の周りのθＴ方向にターンテーブル２７を回転することで、ターンテーブル２７と一体的に補助ピン３１Ａ〜３１Ｄも回転される。

また、支持部材３２は下端部２７ｂ上に載置されているのみであるため、不図示のロボットアーム等によって支持部材３２及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄをターンテーブル２７から容易に分離できる。例えば、ウエハＷよりも直径の小さいウエハ、又はウエハＷと同じ直径で厚いウエハのように撓みが小さいウエハのプリアライメントを行う場合には、補助ピン３１Ａ〜３１Ｄを外しておいてもよい。

図２に戻り、ウエハローダ系２のターンテーブル２７及び露光装置本体部１のウエハローディング位置にあるウエハステージ７の−Ｙ方向の側面にＸ軸に平行にスライダレール２３が配置され、スライダレール２３は取り付け部材２２（図１参照）を介してベース部材２１上に固定されている。図１に示すように、スライダレール２３はウエハローダ系２側から片持ちで露光装置本体部１側に突き出るように支持されている。更に、スライダレール２３に沿ってＸ方向に移動自在に、ほぼＵ字型のスライダアーム２４がスライダ２５を介して取り付けられている。スライダレール２３上に設けられた固定子２３ａと、スライダ２５内の移動子とからなるリニアモータ等によって、スライダアーム２４はスライダレール２３に沿ってウエハステージ７とターンテーブル２７との間を移動する。なお、スライダレール２３に沿ってもう一つのスライダアーム（不図示）を移動自在に配置し、例えばスライダアーム２４がウエハのロード用に使用されるものとすると、他方のスライダアームをウエハのアンロード用に使用してもよい。

また、図２において、ベース部材２１の上面の＋Ｘ方向側の端部に、スライダレール２３の底面を横切るようにＹ軸に平行にガイド部材３８が固定され、ガイド部材３８に沿ってリニアモータ等によってＹ方向に駆動されるようにスライダ３９が載置されている。さらに、スライダ３９に対して不図示の駆動機構によってＺ方向に昇降可能に昇降台４０が備えられ（図１参照）、昇降台４０の上端に−Ｘ方向に開いたＵ字型の搬送アーム４１が固定されている。また、ベース部材２１の−Ｘ方向で−Ｙ方向側の側面に対向するように、床上に未露光及び露光済みのウエハＷ１等を収納するウエハカセット４２が配置され、ウエハカセット４２と搬送アーム４１との間でロボットアーム（不図示）を介してウエハの受け渡しが行われる。ウエハカセット４２と不図示のコータ・デベロッパとの間でもウエハの受け渡しが行われる。なお、ウエハカセット４２を設けることなく、そのコータ・デベロッパと搬送アーム４１又はスライダアーム２４との間でインライン方式でウエハの受け渡しを行うようにしてもよい。

図２において、昇降台４０を降下させた状態でスライダ３９を＋Ｙ方向に移動させた後、昇降台４０上昇させて搬送アーム４１を位置Ｑ２に移動して、スライダ２５をスライダレール２３に沿って＋Ｘ方向に移動して、スライダアーム２４を位置Ｐ１に移動した状態が図４に示されている。
図４において、スライダアーム２４の２つの先端部２４ａ，２４ｂは、搬送アーム４１の２つの先端部４１ａ，４１ｂの間に収まるように設定されている。また、スライダアーム２４の先端部２４ａ，２４ｂの上面に吸着孔６０Ａ，６０Ｂが形成されてウエハの底面に当接する突部からなる吸着部２４ｃ，２４ｄが形成されている。さらに、搬送アーム４１の先端部４１ａ，４１ｂ間の平板部上に、吸着孔６１が形成されてウエハの底面に当接する突部からなる吸着部４１ｃが形成されている。吸着孔６０Ａ，６０Ｂ及び６１は、スライダアーム２４及び搬送アーム４１内の通気孔及び外部の可撓性を持つ配管３３Ｄ及び３３Ｅを介して、真空ポンプ３７Ｄ及び３７Ｅのバルブ３５Ｄ，３６Ｄ及び３５Ｅ，３６Ｅを備えた排気管３４Ｄ及び３４Ｅに連結されている。

バルブ３５Ｄ，３５Ｅ，３６Ｄ，３６Ｅの開閉動作及び真空ポンプ３７Ｄ，３７Ｅの吸引動作は図１のウエハローダ制御系４によって制御されている。ウエハＷの搬送中には、バルブ３６Ｄ，３６Ｅを閉じ、バルブ３５Ｄ，３５Ｅを開いて真空ポンプ３７Ｄ，３７Ｅを作動させることで、ウエハＷは搬送アーム４１又はスライダアーム２４上に真空吸着によって安定に保持される。

さらに、搬送アーム４１において、先端部４１ａ，４１ｂ上に吸着部４１ｃと同じ高さになるように、小さい円柱状の当接部４１ｄ，４１ｅが形成されている。本例のウエハＷが搬送アーム４１上の位置Ｅ２に載置された状態で、ウエハＷの底面は吸着部４１ｃ及び当接部４１ｄ，４１ｅに接する。また、スライダアーム２４において、先端部２４ａ，２４ｂ上に吸着部２４ｃ，２４ｄと同じ高さになるように、小さい円柱状の当接部２４ｅ，２４ｆが形成されている。本例のウエハＷがスライダアーム２４上に移し変えられた状態で、ウエハＷの底面は吸着部２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆに接する。従って、搬送アーム４１及びスライダアーム２４による搬送中にウエハＷの撓みによる変形や損傷が生じることがない。

次に、図２の露光装置本体部１のウエハステージ７において、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをウエハホルダ８を通して昇降させるウエハ昇降機構につき説明する。
図５は、図２のウエハホルダ８及びウエハ昇降機構を示す分解斜視図であり、この図５において、厚い金属製の円板状のウエハホルダ８の表面８ａの周縁部に、リング状の閉じた均一な高さの側壁部８ｂが形成され、表面８ａ上の側壁部８ｂ内の領域に、直交する２つの方向に所定ピッチで多数の小さい円柱状のピン部材５１が固定されている。ピン部材５１の高さは側壁部８ｂと等しく、ウエハホルダ８上に載置されるウエハＷは、その底面が側壁部８ｂ及び多数のピン部材５１によって平面度が維持されるように支持される。なお、ピン部材５１を用いる代わりに、所定周期で形成された一方向に長い多数の凸部等を用いてもよい。

また、ウエハホルダ８の表面８ａの中央部にセンターピン９を構成する３本のピン９Ａ，９Ｂ，９ＣをＺ方向に通すための開口５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが形成され、その表面８ａの側壁部８ｂ内の周縁部に、開口５２Ａ〜５２Ｃを囲むように、３本の補助ピン１０Ａ，１０Ｂ，１０ＣをＺ方向に通すための開口５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃが形成されている。開口５２Ａ〜５２Ｃとセンターピン９との間、及び開口５３Ａ〜５３Ｃと補助ピン１０Ａ〜１０Ｃとの間は、不図示のシール機構によって気密化されている。

また、ウエハホルダ８の表面８ａの側壁部８ｂの内側の領域に、中心を通りほぼ等角度間隔で交差する３本の仮想的な直線５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃに沿ってそれぞれ所定ピッチで多数の吸着孔５４が形成されている。この場合、その表面８ａの側壁部８ｂで囲まれた円形領域を、半径がほぼ４０ｍｍ以下の円形の中央部５６Ａと、外側半径がほぼ７０ｍｍ以上であって、その中央部５６Ａを囲む輪帯状の中間部５６Ｂと、側壁部８ｂとその中間部５６Ｂとの間の輪帯状の外周部５６Ｃとに分けるものとする。中央部５６Ａと中間部５６Ｂとの間は側壁部８ｂのような壁Ｈ１が設けられ、中間部５６Ｂと外周部５６Ｃとの間も側壁部８ｂのような壁Ｈ２が設けられているものとする。

この配置において、中央部５６Ａ内の複数の吸着孔５４、中間部５６Ｂ内の複数の吸着孔５４、及び外周部５６Ｃ内の複数の吸着孔５４は、それぞれウエハホルダ８内の通気孔及び外部の可撓性を持つ配管５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを介して、真空ポンプ３７Ｂの排気管３４Ｂに連結されている。排気管３４Ｂには配管５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ毎に独立に吸引を行うためのバルブ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃと、排気管３３Ｂ内を大気圧に開放するためのバルブ３６Ｂとが接続されている。バルブ５８Ａ〜５８Ｃ，３６Ｂの開閉動作及び真空ポンプ３７Ｂの吸引動作は図１のウエハローダ制御系４によって制御されている。この構成によって、本例では、ウエハホルダ８の側壁部８ｂで囲まれた領域内を、壁Ｈ１，Ｈ２で区分して構成される３個の領域（中央部５６Ａ、中間部５６Ｂ、外周部５６Ｃ）内で吸着孔５４を通して互いに独立にウエハＷに対する真空吸着を行うことができる。

また、ウエハホルダ８の底面側からウエハホルダ８の開口５３Ａ〜５３Ｃに少なくとも一部が挿通された状態で（図５では分離して表現されている）、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃが配置され、補助ピン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの底面はリング状の支持部材１８に固定され、支持部材１８の内側の３箇所に細長い平板状の連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃが形成されている。支持部材１８は、ウエハホルダ８に対して相対的に固定された支持板５９Ａ，５９Ｂ上に載置されている。補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ及び支持部材１８から補助ピンユニット１９が構成されている。

また、補助ピンユニット１９の底面側から連結部１８ａ〜１８ｃの間を通して、かつウエハホルダ８の中央部の開口５２Ａ〜５２Ｃに少なくとも一部が挿通された状態で（図５では分離して表現されている）、センターピン９を構成する３個のピン９Ａ〜９Ｃが配置され、ピン９Ａ〜９Ｃの底面は小さい円板状の支持部材１４に固定されている。センターピン９及び支持部材１４からセンターピンユニット１５が構成されている。

ピン９Ａ，９Ｂ，９Ｃにはそれぞれ吸着孔９Ａａ，９Ｂａ，９Ｃａが形成され、吸着孔９Ａａ〜９Ｃａは、支持部材１４内の通気孔及び外部の可撓性を持つ配管３３Ｃを介して、真空ポンプ３７Ｃのバルブ３５Ｃ，３６Ｃを備えた排気管３４Ｃに連結されている。また、センターピンユニット１５の底面には、カム機構１６ａと駆動モータ１６ｂとを含み、センターピンユニット１５をＺ方向に昇降させるための昇降駆動部１６が配置されている。なお、昇降駆動部１６としては、ボイスコイルモータ等も使用できる。

バルブ３５Ｃ，３６Ｃの開閉動作、真空ポンプ３７Ｃの吸引動作、及び昇降駆動部１６の動作は図１のウエハローダ制御系４によって制御されている。センターピン９をウエハホルダ８の上部に突き出してウエハＷが載置された状態で、バルブ３６Ｃを閉じ、バルブ３５Ｃを開いて真空ポンプ３７Ｃを作動させることで、ウエハＷはセンターピン９上に真空吸着によって安定に保持される。また、例えばウエハＷのアンロード時には、真空ポンプ３７Ｃを停止して、バルブ３６Ｃを開くことで、吸着孔９Ａａ〜９Ｃａ内が大気圧に開放、ウエハＷを容易にセンターピン９から離すことができる。

また、センターピンユニット１５の支持部材１４の外径は、補助ピンユニット１９の連結部１８ａ〜１８ｃの間隔（連結部１８ａ〜１８ｃの先端を結ぶ円の直径）よりも大きく設定されている。
図６（Ａ）は、図１のウエハホルダ８が固定されたウエハステージ７の内部構成を示す断面図であり、この図６（Ａ）において、センターピン９の３本のピン及び補助ピン１０Ｂ，１０ＣはＸ方向（図６（Ａ）の紙面に垂直な方向）の位置が異なっている。なお、図６（Ａ）〜（Ｅ）及び後述の図９（Ａ）、（Ｂ）では、図５の補助ピン１０Ａは、センターピン９の手前側に配置されており不図示であるが、説明の便宜上、不図示の補助ピン１０Ａを含めて補助ピン１０Ａ〜１０Ｃと呼ぶ。また、図６（Ｂ）〜（Ｅ）及び図９（Ａ）、（Ｂ）においては、ウエハホルダ８を点線で示し、図６（Ａ）の側壁部８ｂ及びピン部材５１の上端のウエハとの接触面をウエハの載置面８ｃとしている。

さらに、図６（Ａ）では、昇降駆動部１６によってセンターピンユニット１５が−Ｚ方向の最も低い位置に降下している。
この場合、図６（Ａ）の状態から、昇降駆動部１６によって支持部材１４を＋Ｚ方向に上昇させると、図６（Ｂ）の状態で、支持部材１４上に図５の補助ピンユニット１９の連結部１８ａ〜１８ｃの先端部が載置されて、センターピンユニット１５と補助ピンユニット１９とが一体的に＋Ｚ方向に上昇するようになる。さらに、支持部材１４上にその連結部１８ａ〜１８ｃの先端部が載置された状態で、センターピン９の上端と補助ピン１０Ａ〜１０Ｃの上端とは同じ高さになるように設定されている。これによって、図６（Ｃ）に示すように、センターピン９でウエハＷの中央部を支持する際には、同時にウエハＷの周縁部が補助ピン１０Ａ〜１０Ｃによって支持される。これによって、ウエハＷの撓みが生じない。

次に、本例の図１の露光装置本体部１に対してウエハローダ系２によってウエハＷの搬送及び搬出を行う場合の動作の一例につき、プリアライメント工程と、ウエハホルダ８に対するローディング及びアンローディング工程とに分けて説明する。
［プリアライメント工程］
先ず、図２に示すように、ウエハカセット４２から不図示のロボットアームによって位置Ｑ１にある搬送アーム４１上の位置Ｅ１にウエハＷを載置する。この後、搬送アーム４１におけるウエハＷの真空吸着が開始される。次に、ガイド部材３８に沿ってスライダ３９を＋Ｙ方向に駆動した後、昇降台４０を上昇させて、搬送アーム４１を位置Ｑ２に移動し、ウエハＷを図４の位置Ｅ２に移動する。その後、図２のスライダ２５を＋Ｘ方向に駆動して、スライダアーム２４をウエハＷの底面側の位置Ｐ１に移動する。図４の状態から搬送アーム４１の真空吸着を解除して、搬送アーム４１を降下させることによって、ウエハＷがスライダアーム２４に受け渡され、スライダアーム２４によるウエハＷの真空吸着が開始される。

次に、図２において、ターンテーブル２７を降下させた状態で、スライダ２５を駆動してスライダアーム２４を位置Ｐ２に移動した後、スライダアーム２４の真空吸着を解除して、ターンテーブル２７を上昇させることで、ウエハＷがターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ上の位置Ｅ３に受け渡され、ターンテーブル２７によるウエハＷの真空吸着が開始される。この後、必要に応じて補助ピン３１Ａ〜３１Ｄとの機械的な干渉を避けるために、ターンテーブル２７は−Ｘ方向の端部に待避してもよい。

この状態で、図１のウエハローダ制御系４は、撮像装置２９Ａ〜２９Ｃの撮像信号を処理してウエハＷのＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角を求め、これらの位置及び回転角が所定の状態になるように回転位置決め機構２６を駆動する。これによってウエハＷのプリアライメントが完了する。
その後、スライダアーム２４をウエハＷの底面側の位置Ｐ２に移動して、ターンテーブル２７を降下させながら、ウエハＷの底面がスライダアーム２４の吸着部２４ｃ，２４ｄに当接する前に、吸着部２４ｃ，２４ｄ（図４参照）によるウエハＷの吸着を小さい吸引力で開始する。その後、さらにターンテーブル２７を低速で降下させて、ウエハＷの底面が吸着部２４ｃ，２４ｄに接触する直前に、ターンテーブル２７のウエハＷに対する真空吸着を解除する（図３の吸着孔２７ａを大気圧に開放する）ことで、ウエハＷが位置ずれすることなく、ターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄからスライダアーム２４に受け渡される。その後、ターンテーブル２７をさらに降下させて、スライダアーム２４によるウエハＷへの吸着力を高めた後、スライダレール２３に沿ってスライダアーム２４を＋Ｘ方向に駆動して、スライダアーム２４をローディング用の位置Ｐ３に移動する。

［ウエハのローディング及びアンローディング工程］
次に、図７のフローチャートを参照して、ウエハホルダ８に対するウエハのローディング及びアンローディング工程の一例につき説明する。
先ず、図７のステップ１０１において、図６（Ａ）に示すように、プリアライメントが完了しているウエハＷをスライダアーム２４によってウエハホルダ８上の位置Ｅ４に移動する。この状態では、ウエハホルダ８側のセンターピン９（センターピンユニット１５）及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（１０Ａは不図示、以下同様）（補助ピンユニット１９）は降下している。

次のステップ１０２において、昇降駆動部１６によってセンターピン９を上昇させ、図６（Ｂ）に示すように、途中からセンターピン９の支持部材１４上に補助ピンユニット１９の連結部１８ａ〜１８ｃ（１８ａは不図示）の先端部を載置して、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを一体的に上昇させる。
次のステップ１０３において、センターピン９（及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ、以下同様）がウエハＷの底面に接触する直前からセンターピン９によるウエハＷの吸着を小さい吸引力で開始する。その後、スライダアーム２４によるウエハＷの吸着を解除した直後に、センターピン９がウエハＷの底面に接触して、図６（Ｃ）に示すように、ウエハＷが位置ずれしない状態で、スライダアーム２４からセンターピン９上にウエハＷが受け渡される。

次のステップ１０４において、センターピン９によるウエハＷの吸引力を強くして、スライダアーム２４を−Ｘ方向に引き抜いた後、センターピン９の降下を開始する。その後、ステップ１０５において、図６（Ｄ）に示すように、ウエハＷがウエハホルダ８の載置面８ｃに接触する前に、ウエハホルダ８の中央部５６Ａにおいて吸着孔５４（図５参照）からの吸着を小さい吸引力で開始する。

その後、ステップ１０６において、ウエハＷが載置面８ｃに接触する直前に、センターピン９によるウエハＷの吸着を解除して、図５のセンターピン９の吸着孔９Ａａ等を大気圧に開放する。これとほぼ同時に、図５のウエハホルダ８の中央部５６Ａを囲む中間部５６Ｂでも吸着孔５４からの吸着を小さい吸引力で開始する。この結果、図６（Ｄ）のウエハホルダ８の中央部５６Ａを含むより広い領域６２ＢでウエハＷの吸着が行われる。そして、センターピン９をさらに降下させて、ウエハＷをウエハホルダ８の載置面８ｃ上に受け渡す。

次のステップ１０７において、図５のウエハホルダ８の外周部５６Ｃでも吸着孔５４からの吸着を小さい吸引力で開始する。この結果、ウエハホルダ８の隔壁部８ｂの内側の全部の領域６２Ｃで、図６（Ｄ）に示すようにウエハＷの吸着が行われる。その後、ウエハホルダ８によるウエハＷの吸引力を高める。
次のステップ１０８において、さらにセンターピン９を降下させると、図６（Ｅ）に示すように、補助ピンユニット１９の連結部１８ａ〜１８ｃが支持板５９Ａ，５９Ｂ上に載置された状態で、補助ピンユニット１９は停止する。その後、センターピン９をさらに降下させて停止させる。すなわち、補助ピンユニット１９の停止位置は、センターピン９の停止位置よりも高くなっている。

次のステップ１０９において、図１のウエハステージ７をアライメント位置に移動させて、アライメントセンサ７０によってウエハＷのアライメントマーク（サーチアライメントマーク、ファインアライメントマーク）の位置を計測することで、ウエハＷのアライメントを行う。その後、ウエハＷの各ショット領域に対するレチクルＲのパターン像の露光を行う。

次に、ウエハＷに対する露光が終了した後、ステップ１１０において、図６（Ｅ）の状態からセンターピン９（センターピンユニット１５）の上昇を開始させ、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（補助ピンユニット１９）の連結部１８ａ〜１８ｃが支持部材１４上に載置された後、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃはセンターピン９と一体的に上昇する。次のステップ１１１において、図６（Ｄ）に示すように、センターピン９（及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ、以下同様）がウエハＷの底面に接触する前に、ウエハホルダ８によるウエハＷの吸着を解除して、図５のウエハホルダ８の全部の吸着孔５４を大気に開放する。

次のステップ１１２において、センターピン９がウエハＷの底面に接触してからセンターピン９による吸着を開始した後、図６（Ｃ）に示すように、ウエハＷを最も高い位置に上昇させる。その後、ステップ１１３において、ウエハＷの底面にスライダアーム２４を差し込んだ後、センターピン９による吸着を解除して、センターピン９を降下させることで、図６（Ｂ）に示すように、ウエハＷがスライダアーム２４上に受け渡される。この状態で、スライダアーム２４によるウエハＷの吸着を行って、スライダアーム２４を図２の位置Ｐ１に移動した後、搬送アーム４１を位置Ｑ２まで上昇させて、露光済みのウエハＷを位置Ｑ２の搬送アーム４１上に受け渡す。その後、搬送アーム４１を位置Ｑ１に戻した後、ウエハＷはウエハカセット４２に収納される。

本例のウエハ搬送系（ウエハローダ系２及びウエハステージ７内のウエハ昇降機構）の作用効果は以下の通りである。
（１Ａ）図５に示すウエハホルダ８の載置面にウエハＷを搬送するためのウエハ昇降機構は、ウエハＷが載置されるセンターピンユニット１５（センターピン９及び支持部材１４）と、センターピン９を囲むように配置されてウエハＷが載置される補助ピン１０Ａ〜１０Ｃと、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをセンターピンユニット１５に連結する支持部材１８と、センターピンユニット１５を補助ピン１０Ａ〜１０Ｃとを連結する際に、センターピンユニット１５を移動する昇降駆動部１６とを備えている。従って、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０ＣでウエハＷを支持するため、ウエハＷが大型及び／又は薄型で撓み易い場合でもその撓み量が少なくなり、ウエハＷの変形や損傷を防止できる。

また、支持部材１８によって、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをセンターピン９に離脱可能な状態で連結するため、例えばセンターピンユニット１５のみを持つ撓みの少ないウエハ用の昇降機構に対して、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ及び支持部材１８を付加して、ウエハホルダ８に補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ用の開口５３Ａ〜５３Ｃを設けるのみで、その昇降機構で撓み易いウエハを扱うことができる。逆に、その補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを離脱させることで、撓みの少ないウエハを扱うこともできる。

なお、本例では、センターピンユニット１５を昇降駆動部１６で昇降しているが、その代わりに、又はそれと共に、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ及び／又は支持部材１８をもＺ方向に駆動してもよい。具体的に、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ側をＺ方向に駆動する際に、それと連動してセンターピンユニット１５（又はセンターピン９のみ）をＺ方向に駆動してもよい。

なお、図５において、本例のセンターピン９と連動する補助ピン１０Ａ〜１０Ｃは３本であるが、補助ピンは複数本であればよく、例えば４本でもよい。また、センターピン９は３本のピン９Ａ〜９Ｃより構成されているが、センターピン９は全体として１本の吸着孔を備えたピンでもよく、複数のほぼ等角度間隔で配置されたピンでもよい。
（１Ｂ）また、図３に示すウエハＷの搬送中にプリアライメントを行うための機構は、ウエハＷが載置されるターンテーブル２７と、ターンテーブル２７を囲むように配置されてウエハＷが載置される補助ピン３１Ａ〜３１Ｄと、補助ピン３１Ａ〜３１Ｄをターンテーブル２７に連結する支持部材３２と、ターンテーブル２７と補助ピン３１Ａ〜３１Ｄとを連結する際に、補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ及び支持部材３２を駆動するロボットハンド（不図示）とを備えている。従って、ターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１ＤでウエハＷを支持するため、ウエハＷの撓み量が少なくなり、ウエハＷの変形や損傷を防止できる。

また、支持部材３２によって、補助ピン３１Ａ〜３１Ｄをターンテーブル２７に離脱可能な状態で連結するため、例えばセンターピン２７のみを持つ撓みの少ないウエハ用のプリアライメント機構に対して、実質的に補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ及び支持部材３２を付加するのみで、そのプリアライメント機構で撓み易いウエハを扱うことができる。逆に、その補助ピン３１Ａ〜３１Ｄを離脱させることで、撓みの少ないウエハを扱うこともできる。

なお、本例のターンテーブル２７に設ける補助ピン３１Ａ〜３１Ｄは４本であるが、補助ピンは複数本であればよく、例えば３本でもよい。また、ターンテーブル２７の代わりに、図５のセンターピン９のように複数本のロッドを一体的に固定した部材等を用いることも可能である。
（２）これらの場合、図５の支持部材１８（又は図３の支持部材３２）は、ウエハＷがセンターピンユニット１５（又はターンテーブル２７）に載置されたときに、ウエハＷが補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（又は補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ）にも載置されるように、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（又は補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ）をセンターピンユニット１５（又はターンテーブル２７）に連結する。従って、ウエハＷの底面を同時にセンターピンユニット１５及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（又はターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄ）で支持できる。

（３）これらの場合、図５のセンターピン９はウエハＷの中央部を支持し、補助ピン１０Ａ〜１０ＣはウエハＷの周縁部を支持している。同様に、図３のターンテーブル２７はウエハＷの中央部を支持し、補助ピン３１Ａ〜３１ＤはウエハＷの周縁部を支持している。従って、ウエハＷを小さい撓み量で安定に支持することができる。
なお、一例として、ウエハＷの底面において、センターピン９はウエハＷの４０ｍｍ以下の半径の円形領域内を支持し、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃは、ウエハＷの７０ｍｍ以上の半径の円周とウエハＷの外周との間の領域を支持することが好ましい。

（４）また、本例では、ウエハＷをウエハホルダ８上又はターンテーブル２７上に搬送するまでの経路上でウエハＷの搬送を行うために、図４の搬送アーム４１が設けられ、搬送アーム４１は、ウエハＷを吸着する吸着部４１ｃと、ウエハＷが吸着部４１ｃに当接したときに、ウエハＷと当接する２箇所の当接部４１ｄ，４１ｅとを備えている。従って、搬送アーム４１で搬送されているウエハＷの撓み量を小さく抑えることができる。

なお、吸着部４１ｃを複数個設けてもよく、当接部４１ｄ，４１ｃを３箇所以上に設けても良い。また、吸着部４１ｃが複数ある場合には、当接部は１箇所でもよい。
（５）また、図５において、ウエハＷの昇降機構は、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０ＣのウエハＷとの当接部が挿通される開口５２Ａ〜５２Ｃ及び５３Ａ〜５３Ｃが形成されるとともに、ウエハＷが載置されるウエハホルダ８と、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃとウエハホルダ８との間でウエハＷの受け渡しを行うために、センターピン９を昇降させる昇降駆動部１６とを備えている。そして、上記の支持部材１４及び支持部材１８は、昇降駆動部１６がセンターピン９を上昇させるときに、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをセンターピン９に連結し、昇降駆動部１６がセンターピン９を降下させるときに、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃをセンターピン９から離脱させている。従って、センターピン９を上昇させるだけで、容易にセンターピン９と一体的に補助ピン１０Ａ〜１０ＣをウエハＷの底面に接触させることができる。

（６）また、図５に示すように、センターピン９及びウエハホルダ８にはそれぞれウエハを互いに独立に吸着する真空ポンプ３７Ｃ及び３７Ｂを含む吸着機構が設けられている。従って、センターピン９からウエハホルダ８にウエハを受け渡す際の吸着のタイミングを任意の状態に制御できるため、ウエハの位置ずれ量を少なくできる。
（７）また、図５のウエハホルダ８用の吸着機構は、ウエハＷが載置される領域を区分して得られる３個の領域（中央部５６Ａ、中間部５６Ｂ、及び外周部５６Ｃ）毎に独立にウエハＷの吸着を行うことができる。従って、ウエハＷをウエハホルダ８上に載置する際に、例えば中央部から外周部に向かって次第に吸着を開始することによって、ウエハＷの位置ずれを小さくできる。この場合には、プリアライメントの結果を用いてウエハＷのアライメントを迅速に行うことができる。

（８）また、図５においては、センターピンユニット１５は、センターピン９（ピン９Ａ〜９Ｃ）と支持部材１４とを含み、補助ピンユニット１９は、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃとこれらを固定する支持部材１８とを含み、この支持部材１８中の連結部１８ａ〜１８ｃは、昇降駆動部１６によって駆動される支持部材１４と接続可能であるとともに、その支持部材１８の本体部（リング状部材）に固定されている。従って、簡単な機構でセンターピン９と補助ピン１０Ａ〜１０Ｃとを連結できる。

（９）また、図３のプリアライメント機構において、ターンテーブル２７の上端にはウエハＷを吸着する吸着孔２７ａが形成され、補助ピン３１Ａ〜３１Ｄは４本のロッド部材からなり、支持部材３２は、ウエハＷがターンテーブル２７の上端に当接するときにウエハＷが補助ピン３１Ａ〜３１Ｄにも当接するように、ターンテーブル２７に補助ピン３１Ａ〜３１Ｄを連結している。さらに、ターンテーブル２７及び補助ピン３１Ａ〜３１Ｄを一体的に回転するために、ターンテーブル２７を回転する際にウエハＷに不要な応力が作用することがない。

（１０）また、そのプリアライメント機構は、ウエハＷの回転角等を検出する撮像装置２９Ａ〜２９Ｃ（図１参照）と、その検出結果に基づいて回転位置決め機構２６を介してターンテーブル２７を回転するウエハローダ制御系４とを備えたため、例えば外形基準でウエハＷのプリアライメントを行うことができる。
（１１）また、本例の図１の露光装置は、露光光でレチクルＲのパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハを露光する露光装置において、ウエハを搬送するために、上記のウエハ搬送系を備えている。従って、例えば大型で薄いウエハのように撓み易いウエハを露光する場合でも、搬送中のウエハの撓みが低減されて、ウエハの変形や損傷が生じない。従って、高機能のデバイスを高スループットで製造できる。

なお、そのウエハ搬送系は、投影光学系ＰＬを用いないプロキシミティ方式の露光装置等にも適用できる。
（１２）また、上記の実施形態中の、図７に示すウエハのローディング及びアンローディング工程は、ウエハホルダ８を通してセンターピン９でウエハを支持する工程（ステップ１０３）と、センターピン９を降下させて、ウエハがウエハホルダ８に当接する前にウエハホルダ８の中央部５６Ａでウエハの吸着を開始する工程（ステップ１０５、１０６）と、さらにセンターピン９を降下させて、ウエハをセンターピン９からウエハホルダ８上に受け渡す工程（ステップ１０７、１０８）とを有する。従って、ウエハが大型及び／又は薄型で底面の空気圧による位置ずれが生じ易い場合でも、ウエハがウエハホルダ８に当接する前にウエハホルダ８へのウエハの吸着を開始しているため、そのウエハをウエハホルダ８に受け渡す際のウエハの位置ずれ量を小さくできる。従って、プリアライメントの結果を用いて円滑にウエハのアライメントを行うことができる。

なお、これらの工程は、図５の補助ピン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが無い場合にも実行でき、これによってウエハローディング時の位置ずれ量を低減できる。
（１３）また、そのステップ１０３では、センターピン９でウエハの吸着を行っており、そのステップ１０５、１０６は、ウエハホルダ８へのウエハの吸着を開始した後、センターピン９によるウエハの吸着を解除する工程（ステップ１０６）を含むため、ウエハの降下時にもウエハの位置ずれが低減される。

なお、ウエハＷには自重があるため、センターピン９によるウエハＷの吸着を省略してもよい場合がある。
（１４）また、そのステップ１０５〜１０８は、ウエハホルダ８のウエハが載置される領域を区分して得られる３つの領域（図５の中央部５６Ａ、中間部５６Ｂ、外周部５６Ｃ）のうち、中央部５６Ａから外周部５６Ｃにかけて順次ウエハの吸着を開始しているため、ウエハをウエハホルダ８上に受け渡す際の位置ずれ量をさらに低減できる。

（１５）また、図７の搬送方法において、ステップ１０３では、センターピン９の他に補助ピン１０Ａ〜１０ＣでもウエハＷを支持し、ステップ１０５、１０６では、センターピン９に連動して補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを降下させ、ステップ１０７、１０８において、センターピン９の停止位置よりも補助ピン１０Ａ〜１０Ｃの停止位置の方が高い。従って、簡単な機構で、センターピン９がウエハホルダ８の上に突き出ているときに、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃでもウエハを支持できるため、ウエハが撓み易い場合でも、そのウエハの撓み量を低減できる。そのため、ウエハの撓みによる変形や損傷を防止できる。

（１６）また、上記の実施形態の露光方法は、露光光でレチクルＲのパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハホルダ８に載置されたウエハを露光する露光装置において、そのウエハをウエハホルダ８に搬送するために、図７に示すウエハのローディング及びアンローディング工程を使用している。従って、そのウエハをウエハホルダ８に受け渡す際のウエハの位置ずれ量を小さくできるため、プリアライメントの結果を用いて円滑にウエハのアライメントを行うことができる。そのため、露光工程のスループットが向上する。

なお、上記の実施形態では、図５に示すように、センターピンユニット１５を上昇させる際には、常時、補助ピンユニット１９も連動して上昇する。これに対して、図８の平面図で示すように、センターピンユニット１５の支持部材１４の連結部１８ａ〜１８ｃとの接触部の近傍に切り欠き部１４ａ，１４ｂ，１４ｃを設けてもよい。この場合には、さらに、補助ピンユニット１９の支持部材１８をＺ軸の周りのθＡ方向に回転して必要に応じて戻す駆動機構６５を設け、図５のウエハホルダ８に設ける補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ用の開口５３Ａ〜５３Ｃを長穴にする。この変形例を示す図８において、支持部材１８をθＡ方向に回転して、連結部１８ａ〜１８ｃを支持部材１４の切り欠き部１４ａ〜１４ｃに移動することで、センターピンユニット１５を上昇させたときに、補助ピンユニット１９が上昇しなくなる。

このように、支持部材１４に切り欠き部を設け、駆動機構６５を設けるだけの機構によって、補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを使用する場合（撓み易いウエハを使用する場合）と補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを使用しない場合（撓みにくいウエハを使用する場合）とを容易に切り換えることができる。尚、支持部材１４に切り欠き部を設ける代わりに、連結部１８ａ〜１８ｃを伸縮可能な部材で形成し、図８のＸＹ平面内で支持部材１４の中心に向かう方向に、連結部１８ａ〜１８ｃを移動する移動部材を設けるようにしてもよい。補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを使用する場合は、センターピンユニット１５を上昇させたときに、補助ピンユニット１９が上昇するように、連結部１８ａ〜１８ｃを支持部材１４の上部空間に移動し、使用しない場合は、連結部１８ａ〜１８ｃを支持部材１４の上部空間から退避させればよい。
また、上記の実施形態の図７のステップ１１１において、ウエハのアンローディングのために、ウエハホルダ８によるウエハＷの吸着を急激に解除すると、空気圧によってウエハＷが横ずれする恐れがある。既にウエハＷの露光は終了しているため、ウエハＷの僅かな横ずれは問題ないが、大きな位置ずれがあると、ウエハＷをスライダアーム２４に受け渡す際等にバランスを崩す可能性がある。特に、センターピン９によるウエハＷの吸着を省略するような場合には、ウエハＷの位置ずれが大きくなる恐れもある。

そこで、第１の対策としては、ウエハホルダ８によるウエハＷの吸着の解除を緩やかに、又は例えば周辺部から中央部に順に行ってもよい。
また、第２の対策として、図６（Ｅ）に対応する図９（Ａ）に示すように、補助ピン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（１０Ａは不図示）の外側に、ウエハＷの側面に近接して対向するように脱落防止ピン６３Ａ，６３Ｂ，６３Ａ（６３Ａは不図示）を固定してもよい。脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａの高さは、補助ピン１０Ａ〜１０ＣよりもウエハＷの厚さ程度以上高く設定されている。この場合、図５のウエハホルダ８には、脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａを通すための開口及び溝が形成される。

この変形例で、図７のステップ１１０〜１１３を実行すると、センターピン９が上昇する際に途中から補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ及び脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａも上昇し、センターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０ＣがウエハＷに当接する前に、ウエハホルダ８によるウエハＷの吸着が解除されるとともに、ウエハＷの側面に脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａが配置される。その後、さらにセンターピン９を上昇させても、図９（Ｂ）に示すように、ウエハＷの側面に脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａが配置されているため、ウエハＷの大きい位置ずれが防止される。

また、脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａが補助ピン１０Ａ〜１０Ｃに固定されているため、簡単な機構で脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａも補助ピン１０Ａ〜１０Ｃ（センターピン９）に連動して昇降できる。また、ウエハホルダ８を３つの領域に分ける壁Ｈ１，Ｈ２を無くして、配管５７Ａ〜５７Ｃを同時に吸引するようにしてもよい。
また、上記の実施形態のウエハ搬送系は、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレット等で開示されている液浸露光装置にも適用できる。この場合、露光時には、図１０に示すように、ウエハステージ７上のセンターピン９及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃを通すウエハホルダ８上にウエハＷが載置され、不図示の液体供給機構からウエハＷと投影光学系（不図示）との間に液体が供給される。また、ウエハホルダ８上のウエハＷを囲むように、その液体をはじく撥液性のコーティングが施された平板状で開口６４ａが形成された撥水板６４が固定される。この場合、その撥水板６４が図９（Ａ）の脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａと同様に、ウエハＷをアンローディングする際のウエハの横ずれを防止する作用を持つ。従って、別途、脱落防止ピン６３Ａ〜６３Ａを設ける必要がない利点がある。

また、上記の実施形態では、ウエハの吸着は真空吸着方式であるが、ウエハのの吸着を静電吸着方式で行ってもよい。または、真空吸着と静電吸着とを併用してもよい。
また、上記の実施形態では、搬送対象は円板状のウエハであるが、搬送対象が例えばフォトレジストが塗布された矩形のガラス基板のような場合にも、本発明を適用することによって、搬送中の基板の撓みを低減できるか、又は基板をホルダに載置する際の位置ずれを小さくできる。

なお、上記の実施の形態はウエハローダ系に本発明を適用したものであるが、露光装置に対してレチクルの交換を行うレチクルローダ系に対しても必要に応じて適用できることは言うまでもない。
また、上記の実施形態の投影露光装置を用いてＤＲＡＭ等の半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンを基板（ウエハ）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ、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）、並びに検査ステップ等を経て製造される。

また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、ウエハローダ系を組み込み、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより上記の実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

なお、本発明は、走査露光型の露光装置のみならず、一括露光型（ステッパー型）の露光装置を用いて露光する場合にも適用することが可能である。
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。

このように本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す正面図である。 図１のウエハステージ７及びターンテーブル２７等を示す一部を切り欠いた平面図である。 図１中のプリアライメント機構の要部を示す斜視図である。 図２中のスライダアーム２４及び搬送アーム４１がウエハの受け渡しを行っている状態を示す斜視図である。 図１中のウエハホルダ８及びウエハ昇降機構を示す分解斜視図である。 その実施形態の一例において、ウエハのローディング及びアンローディングを行う際の、ウエハホルダ８、センターピン９、及び補助ピン１０Ａ〜１０Ｃの位置関係の変化を示す図である。 その実施形態の一例において、ウエハのローディング及びアンローディング工程の一例を示すフローチャートである。 その実施形態の変形例において、センターピンユニット１５と補助ピンユニット１９との関係を示す平面図である。 その実施形態の別の変形例において、ウエハホルダ８、センターピン９、補助ピン１０Ｂ，１０Ｃ、及び脱落防止ピン６３Ｂ，６３Ｃの位置関係の変化を示す図である。 実施形態の他の例のウエハステージを示す平面図である。

符号の説明

Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、１…露光装置本体部、２…ウエハローダ系、９…センターピン、９Ａ〜９Ｃ…ピン、１０Ａ〜１０Ｃ…補助ピン、１４…支持部材、１５…センターピンユニット、１６…昇降駆動部、１８…支持部材、１９…補助ピンユニット、２６…回転位置決め機構、２７…ターンテーブル、２９Ａ〜２９Ｃ…撮像装置、３１Ａ〜３１Ｄ…補助ピン、３２…支持部材、４１…搬送アーム、６３Ａ〜６３Ｃ…脱落防止ピン

Claims (21)

1. 基板を搬送する基板搬送装置において、
   前記基板が載置される第１支持部と、
   前記第１支持部を囲むように配置され、前記基板が載置される第２支持部と、
   前記第２支持部を前記第１支持部に連結する連結部と、
   前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する際に、前記第１支持部と前記第２支持部と前記連結部との少なくとも一つを移動する駆動部とを備えたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記連結部は、前記基板が前記第１支持部に載置されたときに前記基板が前記第２支持部にも載置されるように、前記第２支持部を前記第１支持部に連結することを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記第１支持部は前記基板の中央部を支持し、前記第２支持部は前記基板の周縁部を支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
4. 前記第１及び第２支持部までの前記基板の搬送経路上で前記基板の受け渡しを行う搬送アーム部を備え、
   前記搬送アーム部は、前記基板を吸着する吸着部と、前記基板が前記吸着部に当接したときに、前記基板と当接する複数の当接部とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
5. 前記第１及び第２支持部の前記基板との当接部が挿通される開口が形成されるとともに、前記基板が載置されるホルダ部と
   前記第１及び第２支持部と前記ホルダ部との間で前記基板の受け渡しを行うために、前記第１支持部を昇降させる昇降駆動部とを備え、
   前記連結部は、前記昇降駆動部が前記第１支持部を上昇させるときに、前記第２支持部を前記第１支持部に連結し、前記昇降駆動部が前記第１支持部を降下させるときに、前記第２支持部を前記第１支持部から離脱させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
6. 前記第１支持部及び前記ホルダ部は、それぞれ前記基板を互いに独立に吸着する第１及び第２吸着機構を有することを特徴とする請求項５に記載の基板搬送装置。
7. 前記ホルダ部用の前記第２吸着機構は、前記ホルダ部の前記基板が載置される領域を区分して得られる複数の吸着領域毎に独立に前記基板の吸着の実行及び解除を行うことを特徴とする請求項６に記載の基板搬送装置。
8. 前記第１支持部は、前記ホルダ部の対応する開口に挿通される第１棒状部材と、該第１棒状部材に固定された平板状部材とを含み、
   前記第２支持部は、前記ホルダ部の対応する開口に挿通される複数の第２棒状部材と、該複数の第２棒状部材を固定する固定部材とを含み、
   前記連結部は、前記昇降駆動部によって駆動される前記平板状部材と接続可能であるとともに、前記固定部材に固定された接続部を含むことを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
9. 前記第２支持部が前記基板を支持するときに、前記基板の側面を囲む前記基板の変位制限用の部材を設けたことを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
10. 前記基板の変位制限用の部材は、前記第２支持部に固定されていることを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
11. 前記ホルダ部は、液体を介して前記基板を露光する液浸型露光装置に備えられており、
    前記ホルダ部上に前記基板を囲むように前記液体に対して撥液性の平板状部材を設けたことを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
12. 前記第１支持部の昇降駆動部による昇降方向と平行な軸回りに、前記第１支持部と前記連結部とを相対的に回転する回転駆動部を更に有することを特徴とする請求項５から１１のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
13. 前記第１支持部は前記基板を吸着する吸着部を含み、
    前記第２支持部は複数の棒状部材を含み、
    前記連結部は、前記基板が前記第１支持部の前記吸着部に当接するときに前記基板が前記複数の棒状部材にも当接するように、前記第１支持部に前記第２支持部を連結し、
    前記第１及び第２支持部を一体的に回転するために、前記第１支持部を回転する回転駆動部を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
14. 前記基板の回転状態を検出する検出器と、
    前記検出器の検出結果に基づいて前記回転駆動部を介して前記第１支持部を回転する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の基板搬送装置。
15. 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介して基板を露光する露光装置において、
    前記基板を搬送するために、請求項１から１４のいずれか一項に記載の基板搬送装置を備えたことを特徴とする露光装置。
16. 基板を吸着機構を備えたホルダ部上に搬送する基板搬送方法において、
    前記ホルダ部に形成された開口を通して第１支持部で前記基板を支持する第１工程と、
    前記第１支持部を降下させて、前記基板が前記ホルダ部に当接する前に前記ホルダ部への前記基板の吸着を開始する第２工程と、
    さらに前記第１支持部を降下させて、前記基板を前記第１支持部から前記ホルダ部上に受け渡す第３工程とを有することを特徴とする基板搬送方法。
17. 前記第１工程は、前記第１支持部で前記基板を吸着する工程を含み、
    前記第２工程は、前記ホルダ部への前記基板の吸着を開始した後、前記第１支持部による前記基板の吸着を解除する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の基板搬送方法。
18. 前記第２及び第３工程において、
    前記ホルダ部の前記基板が載置される領域を区分して得られる複数の吸着領域のうち、中央の吸着領域から周縁部の吸着領域にかけて順次前記基板の吸着を開始することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の基板搬送方法。
19. 前記第１工程において、前記第１支持部を囲むように配置された第２支持部を前記ホルダ部に設けられた開口に通し、前記第１及び第２支持部で前記基板を支持し、
    前記第２工程において、前記第１支持部に連動して前記第２支持部を降下させ、
    前記第３工程において、前記第１支持部の停止位置よりも前記第２支持部の停止位置の方が高いことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
20. 前記第１支持部を上昇させ、途中から前記第１支持部に連動して前記第２支持部も上昇させて、
    前記第１及び第２支持部が前記基板に当接する前に、前記ホルダ部による前記基板の吸着を解除するとともに、前記基板の側面に前記基板の変位防止用の部材を配置する第４工程を有することを特徴とする請求項１９に記載の基板搬送方法。
21. 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターンを介してホルダ部に載置された基板を露光する露光装置において、
    前記基板を前記ホルダ部に搬送するために、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の基板搬送方法を用いることを特徴とする露光方法。

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