(57)【要約】  ウエハ等の基板の表面の平面度を高く維持した状態で露光を行うとともに、その基板の処理を円滑に行うことができる基板処理システムの提供を目的とする。露光光を透過するガラス板が表面に密着した状態で露光が行われるウエハの処理システムであって、ガラス板を露光対象のウエハの表面に密着させてウエハパックを組み立てるウエハ収納装置（５００）と、露光光でガラス板を介してウエハを露光する露光装置（ＥＸ）と、ウエハとガラス板とを分離するウエハ取り出し装置（５２０）と、ガラス板を搬送する搬送系（６００）とを備える。
2008129982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を透過する平板状部材が表面に密着した状態で露光が行われる基板の処理方法であって、
前記平板状部材を露光対象の基板の表面に密着させる組立工程と、
露光光で前記平板状部材を介して前記基板を露光する露光工程と、
前記基板と前記平板状部材とを分離する分離工程と、
を備える基板処理方法。
【請求項２】
露光対象の別の基板に対して前記平板状部材を繰り返して使用するために、前記平板状部材を搬送する搬送工程をさらに備える請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記平板状部材を前記基板の表面に密着させる前に、前記平板状部材と前記基板との温度を合わせる工程をさらに備える請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記平板状部材を洗浄する工程をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記平板状部材に付着している異物の有無を検査する工程をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記平板状部材の平面度に関する情報を検査する工程をさらに備える請求項１から５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記基板と前記平板状部材との間には所定の線膨張率差があり、
前記分離工程は、熱膨張によって前記基板と前記平板状部材とを相対変位させるために、前記基板と前記平板状部材とを同時に加熱する工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記分離工程は、熱膨張によって前記基板と前記平板状部材とを相対変位させるために、前記基板及び前記平板状部材の少なくとも一方を部分的に加熱する工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記分離工程は、前記基板の裏面を真空吸着した状態で、前記基板に撓みを与える工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記分離工程は、前記基板の裏面を吸着した状態で、前記平板状部材と前記基板との境界部に気体、液体、又は気体と液体との混合物を注入する工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記分離工程は、前記平板状部材及び前記基板の少なくとも一方を振動させる工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記分離工程は、前記平板状部材と前記基板とに互いに反発するように静電位を与える工程を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記組立工程は、
前記平板状部材を前記基板の表面に密着させる工程と、
箱状部材を用いて前記基板を前記平板状部材に付勢する工程と、
前記箱状部材の内部を気密化する工程とを含み、
前記分離工程は、
前記箱状部材の内部に気体を導入する工程と、
前記平板状部材から前記箱状部材を離す工程と、
前記平板状部材から前記基板を分離する工程とを含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記搬送工程は、
前記平板状部材を搬送する工程と、
露光対象のさらに別の基板に対して前記箱状部材を繰り返して使用するために、前記平板状部材とは異なる経路で前記箱状部材を搬送する工程とを含む請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記箱状部材の底部に所定の極性分布の磁性体を設け、
前記露光工程は、前記磁性体を介して前記基板を駆動する工程を含む請求項１３又は１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
露光光を透過する平板状部材が表面に密着した状態で露光が行われる基板の処理システムであって、
前記平板状部材を露光対象の基板の表面に密着させる組立部と、
露光光で前記平板状部材を介して前記基板を露光する露光部と、
前記基板と前記平板状部材とを分離する分離部と、
を備えた基板処理システム。
【請求項１７】
前記平板状部材を搬送する搬送部をさらに備え、露光対象の別の基板に対して前記平板状部材を繰り返して使用する請求項１６に記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記平板状部材と前記基板との温度を合わせるために、前記基板の温度を制御する第１温度制御部及び前記平板状部材の温度を制御する第２温度制御部の少なくとも一方を含む請求項１６又は１７に記載の基板処理システム。
【請求項１９】
前記平板状部材を洗浄する洗浄部をさらに備える請求項１６から１８のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２０】
前記平板状部材に付着している異物の有無を検査する第１の検査部をさらに備える請求項１６から１９のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２１】
前記平板状部材の平面度に関する情報を検査する第２の検査部をさらに備える請求項１６から２０のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２２】
前記基板と前記平板状部材との間には所定の線膨張率差があり、
前記分離部は、熱膨張によって前記基板と前記平板状部材とを相対変位させるために、前記基板と前記平板状部材とを同時に加熱する加熱部を含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２３】
前記分離部は、熱膨張によって前記基板と前記平板状部材とを相対変位させるために、前記基板及び前記平板状部材の少なくとも一方を部分的に加熱する加熱部を含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２４】
前記分離部は、前記基板の裏面を真空吸着する吸着部と、前記基板に撓みを与える駆動部とを含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２５】
前記分離部は、前記基板の裏面を吸着する吸着部と、前記平板状部材と前記基板との境界部に気体、液体、又は気体と液体との混合物を注入する注入部とを含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２６】
前記分離部は、前記平板状部材及び前記基板の少なくとも一方を振動させる振動部を含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２７】
前記分離部は、前記平板状部材と前記基板とに互いに反発するように静電位を与える静電制御部を含む請求項１６から２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２８】
前記組立部は、
前記平板状部材を前記基板の表面に密着させる基板保持部と、
箱状部材を用いて前記基板を前記平板状部材に付勢する箱状部材保持部と、
前記箱状部材、前記平板状部材、及び前記基板が収納された空間を負圧に設定する気密室とを含み、
前記分離部は、
前記平板状部材を吸着保持する第１保持部と、
前記箱状部材の内部に気体を導入する気体供給部と、
前記平板状部材から前記箱状部材を離すために、前記箱状部材を保持する第２保持部と、
前記平板状部材から前記基板を分離するために、前記基板を吸着保持する第３保持部とを含む請求項１６から２７のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項２９】
前記搬送部は、
前記平板状部材を搬送する第１搬送部と、
露光対象のさらに別の基板に対して前記箱状部材を繰り返して使用するために、前記平板状部材とは異なる経路で前記箱状部材を搬送する第２搬送部とを含む請求項１７に記載の基板処理システム。
【請求項３０】
前記箱状部材の底部に所定の極性分布の磁性体を設け、
前記露光部は、前記磁性体を介して前記基板を駆動する駆動機構を含む請求項２８又は２９に記載の基板処理システム。
【請求項３１】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程で請求項１から１５のいずれか一項に記載の基板処理方法を用いるデバイス製造方法。
【請求項３２】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程で請求項１６から３０のいずれか一項に記載の基板処理システムを用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光対象の基板を処理するための基板処理技術に関し、例えば半導体集積回路、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスク等のパターンを基板上に転写する際に適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体集積回路を製造するためのリソグラフィ工程中で、レチクル（又はフォトマスク等）に形成されたパターンを投影光学系を介して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）の各ショット領域に転写するために、ステッパ等の一括露光型の投影露光装置及びスキャニング・ステッパ等の走査露光型の投影露光装置等の露光装置が使用されている。これらのうち、ウエハを露光対象とする露光装置においては、ウエハの投影光学系の光軸に垂直な平面内の直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の位置、並びにその光軸方向の位置（フォーカス位置）及びその直交する２方向の周りの傾斜角（レベリング）等を制御するためのウエハステージが備えられている。【０００３】
従来のウエハステージは、例えば平面、又は多数のピンもしくは多数の溝が形成された表面を持つウエハホルダを備え、このウエハホルダ上にウエハの裏面を真空吸着又は静電吸着によって保持していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３２１６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウエハは一般に露光面である表面は研磨加工が施されて平面度は良好であるが、その裏面の平面度は表面に比べて劣っている。そのため、従来のウエハステージのようにウエハの裏面でウエハを吸着保持する機構では、露光時にウエハの表面の平面度が低下する恐れがある。
本発明はこのような問題点に鑑み、露光対象の基板の露光中における平面度を高く維持できるとともに、露光装置と他のコータ・デベロッパ等との間の基板の受け渡しを円滑に行うことができる基板処理技術及びデバイス製造技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による基板処理方法は、露光光を透過する平板状部材が表面に密着した状態で露光が行われる基板の処理方法であって、前記平板状部材を露光対象の基板の表面に密着させる組立工程と、露光光で前記平板状部材を介して前記基板を露光する露光工程と、前記基板と前記平板状部材とを分離する分離工程とを備えるものである。【０００６】
本発明による基板処理システムは、露光光を透過する平板状部材が表面に密着した状態で露光が行われる基板の処理システムであって、前記平板状部材を露光対象の基板の表面に密着させる組立部と、露光光で前記平板状部材を介して前記基板を露光する露光部と、前記基板と前記平板状部材とを分離する分離部とを備えたものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、そのリソグラフィ工程で本発明の基板処理方法又は基板処理システムを用いるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板はその表面が平板状部材に密着した状態で露光が行われる。すなわち、基板は平面度の良好な表面基準で保持されるため、露光中における平面度を高く維持できる。
さらに、露光直前にその基板とその平板状部材とを組立、露光直後にその基板とその平板状部材とを分離できるため、露光中でない期間ではその基板と平板状部材とは分離されている。従って、露光装置と他のコータ・デベロッパ等との間の基板の受け渡しを円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態で使用される露光装置を示す斜視図である。
【図２】図１の露光装置のウエハ駆動機構を示す一部を切り欠いた図である。
【図３】図２のウエハパック２８を示す分解斜視図である。
【図４】図２のウエハパック２８の組立工程の一例を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は図２のウエハベース４１上の磁性板６２の磁化パターンの一例を示す平面図、図５（Ｂ）は磁性板６２の磁化パターンの他の例の一部を示す図である。
【図６】図６（Ａ）はウエハをＹ方向に走査する場合のウエハパック２８及びＸＹコイルキャリア４０の動きの一例を示す平面図、図６（Ｂ）はウエハをＸ方向にステップ移動する場合のウエハパック２８及びＸＹコイルキャリア４０の動きの一例を示す平面図である。
【図７】第１の実施形態のウエハ処理システムＷＴを示すブロック図である。
【図８】第１の実施形態のウエハの処理方法の前半部を示すフローチャートである。
【図９】図８に続くウエハの処理方法を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態のウエハパックの処理方法を示すフローチャートである。
【図１１】ガラス板２９とウエハＷとの３つの分離方法の説明図である。
【図１２】ガラス板２９とウエハＷとの別の３つの分離方法の説明図である。
【図１３】第２の実施形態の露光装置の要部を示す一部を切り欠いた図である。
【符号の説明】
【０００９】
Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、２１Ｗ…投影領域、２８…ウエハパック、２９…ガラス板、３０…フレーム、３３…ダイヤフラム、３４…磁性板、３５…緩衝部材、３６Ａ〜３６Ｃ…Ｚアクチュエータ、３７…静電軸受部材、６４…第１平面モータ、７２…第２平面モータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図１２を参照して説明する。本例は、スキャニング・ステッパよりなる走査露光型の露光装置（投影露光装置）を含むウエハ処理システム（図７参照）に本発明を適用したものである。先ず、その露光装置について説明する。【００１１】
図１は、本例の露光装置ＥＸの概略構成を示す。図１において、露光装置ＥＸは、露光光ＩＬ（露光ビーム）を用いて転写用のパターンが形成されたレチクルＲ（マスク）を照明する照明系２０と、レチクルＲを駆動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）上に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを駆動するウエハ駆動機構と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系５１と、その他の種々の制御又は演算等を行う処理系等とを備えている。露光光ＩＬとして、本例ではＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が使用されている。なお、露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ2 レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの紫外パルスレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波、又は水銀ランプの輝線（ｉ線等）なども使用できる。【００１２】
照明系２０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書）などに開示されるように、露光光源と、照明光学系とを含んでいる。照明光学系は、オプティカル・インテグレータ（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する。照明系２０は、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上のスリット状の照明領域２１Ｒを露光光ＩＬによりほぼ均一な照度分布で照明する。【００１３】
露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域２１Ｒ内のパターンは、両側テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、ウエハＷ上の一つのショット領域上の非走査方向に細長い投影領域２１Ｗ（図６（Ａ）参照）に投影される。露光対象の基板としてのウエハＷは、本例ではシリコン又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の半導体からなる円板状の基材の表面にフォトレジスト（感光材料）を塗布したものである。また、そのウエハＷを構成する円板状の基材の表面（露光面となる面）は研磨加工されて、極めて平面度の高い面とされている。この結果、ウエハＷのフォトレジストが塗布されている表面も、極めて平面度の高い面である。一方、ウエハＷを構成する円板状の基材の裏面、即ちウエハＷの裏面の平面度は表面に比べて劣っている。【００１４】
本例の投影光学系ＰＬは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に直交する非走査方向に沿ってＸ軸を取り、その走査方向に沿ってＹ軸を取って説明する。また、以下ではＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と呼び、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転角（傾斜角）をそれぞれθＸ，θＹ，θＺと呼ぶ。なお、本例では、Ｘ軸及びＹ軸に平行な面（ＸＹ平面）がほぼ水平面であり、−Ｚ方向が鉛直下方である。【００１５】
先ず、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴはレチクルベース２４上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、例えば同期誤差（又はレチクルＲのパターン像とウエハＷ上の露光中のショット領域との位置ずれ量）を補正するようにＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸周りの回転方向に微動して、レチクルＲの走査を行う。レチクルステージＲＳＴのＸ方向及びＹ方向の側面の反射面（又は移動鏡、コーナリフレクタ等）に対向するようにレーザ干渉計２５Ｘ及び２５Ｙが配置されている。レーザ干渉計２５Ｘ及び２５Ｙは、対応する反射面にレーザビーム（少なくとも一方は複数軸のレーザビーム）を照射することによって、例えば投影光学系ＰＬを基準として少なくともレチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置を分解能０．１ｎｍ程度で計測するとともに、回転角θＺを計測し、計測値をステージ制御系５３及び主制御系５１に供給する。ステージ制御系５３は、その計測値及び主制御系５１からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。【００１６】
また、レチクルＲのパターン領域２２をＸ方向に挟むように、アライメントマーク２３Ａ及び２３Ｂが形成されている。レチクルＲの上方には、光路折り曲げ用のミラーを介してアライメントマーク２３Ａ，２３Ｂの位置を検出するためのレチクルアライメント顕微鏡２６Ａ，２６Ｂが配置されている。レチクルアライメント顕微鏡２６Ａ，２６Ｂの検出信号はアライメント信号処理系５４に供給され、アライメント信号処理系５４では画像処理方式等で検出したマーク位置の情報を主制御系５１に供給する。【００１７】
また、投影光学系ＰＬの鏡筒の下部周縁部に、ほぼ等角度間隔で３箇所にそれぞれＺ方向に伸縮するＺアクチュエータ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを介して環状の静電軸受部材３７が設置され、静電軸受部材３７にコンプレッサ３８から可撓性を持つ配管３９を介して露光光ＩＬが通過する雰囲気中の気体（例えばドライエア、窒素、又はヘリウム等）と同じ種類の清浄で圧縮された気体が供給されている。そして、静電軸受部材３７の底面側に所定間隔を隔てて、浅い箱状の容器であるウエハパック２８内に収納されたウエハＷが配置されている。ウエハパック２８の上部は均一な厚さで矩形の平行平面板状のガラス板２９で密閉され、ウエハＷの表面（フォトレジストが塗布された露光面）の全面がガラス板２９の投影光学系ＰＬに対して反対側の面に密着するように、ウエハＷはガラス板２９側に付勢及び／又は吸着されている。【００１８】
ガラス板２９は、露光光ＩＬを透過する石英又は蛍石（ＣａＦ2 ）等の硝材から形成され、ガラス板２９のウエハＷの表面が密着している面及びこれと反対側の面の平面度は、ウエハＷの表面の平面度と同等か、又はそれ以上に極めて高く加工され、ウエハＷは露光光ＩＬによってガラス板２９を介して露光される。なお、投影光学系ＰＬの先端部の光学部材とウエハＷの表面との間の物体の屈折率が高い程、投影光学系ＰＬの像の解像度を高くできるとともに、焦点深度を深くできるため、ガラス板２９は露光光ＩＬを透過するとともに、できるだけ露光光ＩＬに対する屈折率の高い硝材から形成することが好ましい。【００１９】
なお、ガラス板２９の厚さは、ガラス板２９が存在しないときの投影光学系ＰＬとウエハＷとの作動距離ＷＤ（投影光学系ＰＬの先端部よりもウエハＷに近い部材があるときには、この部材とウエハＷとの距離）に、ほぼガラス板２９の屈折率ｎｐを乗じて得られる光路長よりも所定のマージン分だけ薄いという条件下で、できるだけ厚いことが好ましい。その所定のマージンとは、後述のようにガラス板２９及びウエハＷを一体的にＸ方向、Ｙ方向に駆動する際の、Ｚ方向の位置の最大変動量である。一例として、ウエハＷは厚さが０．７５ｍｍ程度で、直径が２００〜３００ｍｍ程度の円板状であり、ガラス板２９はそのウエハＷの全面を覆うことができる矩形（正方形でもよい）で厚さが１ｍｍ程度の平板である。
なお、このようなガラス板２９と略同様の機能を有しているのであれば、ガラス板２９に代えて他の材料からなる部材を用いることも可能である。【００２０】
図２は、図１の露光装置ＥＸのウエハ駆動機構を示す一部を切り欠いた図である。図２において、Ｚアクチュエータ３６Ａは、静電軸受部材３７に固定されたＬ字型の第１部材３６Ａ１と、この先端部を＋Ｚ方向に支持するように配置されて、Ｚ方向に伸縮可能な電歪素子（ピエゾ素子等）又は磁歪素子等の駆動素子３６Ａ２と、この駆動素子３６Ａ２の底面と投影光学系ＰＬの鏡筒とを連結するＬ字型の第２部材３６Ａ３とから構成されている。他のＺアクチュエータ３６Ｂ及び３６Ｃも、それぞれ同様に駆動素子３６Ｂ２及び３６Ｃ２を備え、ステージ制御系５３が駆動素子３６Ａ２〜３６Ｃ２の伸縮量を制御して、静電軸受部材３７の３箇所のＺ方向の位置を制御することによって、投影光学系ＰＬに対する静電軸受部材３７のＺ方向の位置、及び傾斜角θＸ，θＹを微調整できる。【００２１】
なお、図１の露光装置ＥＸにおいて、レチクルベース２４及び投影光学系ＰＬは、一例として振動的に分離された不図示の異なるコラムに支持されている。そして、図２において、Ｚアクチュエータ３６Ａ〜３６Ｃ中の投影光学系ＰＬの鏡筒に固定されている第２部材（３６Ａ３等）を、投影光学系ＰＬを支持しているコラムとは振動的に分離された別のコラムに固定してもよい。【００２２】
また、静電軸受部材３７の底面側に環状の電極部材７５が合成樹脂等の絶縁部材に埋め込まれて設置されている。電極部材７５は、実際には、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの周りに等角度間隔で３分割され、分割された３個の電極部材７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃの電荷（又は相対的な電位）をステージ制御系５３が独立に制御できるように構成されている。さらに、電極部材７５を通して静電軸受部材３７の底面（ウエハパック２８のガラス板２９に対向する面）にかけて、多数の吹き出し孔３７ａが形成され、これらの吹き出し孔３７ａは、静電軸受部材３７の内部の通気孔３７ｂに連通し、通気孔３７ｂに配管３９を介してコンプレッサ３８が連結されている。この場合、ステージ制御系５３が静電軸受部材３７の電極部材７５に電荷（例えば正電荷）を与えることによって、ガラス板２９の上面に符号が逆の分極電荷（例えば負電荷）が生じて、ガラス板２９は静電場によって静電軸受部材３７側（＋Ｚ方向）に吸引される。また、ステージ制御系５３がコンプレッサ３８から静電軸受部材３７の多数の吹き出し孔３７ａを介してガラス板２９側に（−Ｚ方向に）吹き出される気体の流量を制御することで、ガラス板２９が静電軸受部材３７に当接することが防止される。従って、ガラス板２９を含むウエハパック２８は、静電軸受部材３７に対してエア予圧式の静電軸受方式によってＺ方向に所定間隔を隔てて非接触状態で浮上するように保持される。【００２３】
さらに、電極部材７５は、実際には３つの電極部材７５Ａ〜７５Ｃに分割されているため、ステージ制御系５３はそれらの３つの電極部材７５Ａ〜７５Ｃによるガラス板２９に対する静電気による吸引力を個別に制御することによって、投影光学系ＰＬに対するウエハパック２８のＺ方向の位置（フォーカス位置）、及び傾斜角θＸ，θＹ（レベリング）よりなる相対位置関係を調整する。個々の電極部材７５Ａ〜７５Ｃによるウエハパック２８のＺ方向の駆動量は、例えば数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度である。このために、静電軸受部材３７の内側のウエハＷ上の投影領域２１Ｗ及び／又はこの近傍の領域の複数の計測点に所定パターンの像を投影する投光部６１Ａと、ウエハＷで反射した検出光を受光する受光部６１Ｂとを含み、その複数の計測点のＺ方向の位置を検出するオートフォーカスセンサ（以下、ＡＦセンサという。）６１が設けられている。【００２４】
なお、投光部６１Ａ及び受光部６１Ｂは、それぞれ例えば検出光を折り曲げるミラー等の一部の光学系が静電軸受部材３７の内側に配置されているのみで、その他の構成部材は、投影光学系ＰＬの側面に配置されている。このＡＦセンサ６１の計測値を処理することによって、ウエハＷの表面の投影領域２１Ｗの平均的な面のフォーカス位置及び傾斜角を求めることができ、これらの計測結果はステージ制御系５３に供給される。なお、ＡＦセンサ６１としては、例えば特開平８−３７１４９号公報に開示されているものを用いることができる。また、ＡＦセンサ６１は、ウエハＷの表面の計測点の代わりに、ガラス板２９の上面の計測点のＺ方向の位置を計測し、この計測結果から既知のガラス板２９の厚さを差し引くことで、間接的にウエハＷの表面でのＺ方向の位置を求めるようにしてもよい。【００２５】
この場合、一例として、予めテストプリント等によって、ＡＦセンサ６１によって計測される被検面のフォーカス位置及び傾斜角がそれぞれ０のときに、その被検面が投影光学系ＰＬの像面に合致するようにＡＦセンサ６１の初期のオフセット調整が行われている。そこで、ウエハＷに対する露光時にステージ制御系５３では、ＡＦセンサ６１によって計測されるウエハＷの投影領域２１Ｗのフォーカス位置及び傾斜角がそれぞれ０になるように、静電軸受部材３７内の３個の電極部材７５Ａ〜７５Ｃによるガラス板２９に対する吸引力を制御する。これによって、ウエハＷの表面が常に投影光学系ＰＬの像面に合焦した状態で露光が行われる。【００２６】
さらに、例えばＡＦセンサ６１の計測値に新たなオフセットが生じた場合には、そのオフセットを補正するように図１のＺアクチュエータ３６Ａ〜３６Ｃを駆動して、静電軸受部材３７のフォーカス位置及び傾斜角を微調整してもよい。これによって、静電軸受部材３７内の３個の電極部材７５Ａ〜７５Ｃに対する制御が容易になる。なお、静電軸受部材３７の吹き出し孔３７ａを等角度間隔で３組の吹き出し孔群に分割し、これらの３組の吹き出し孔群からウエハパック２８に吹き出される気体の流量を独立に制御することによって、ウエハパック２８のフォーカス位置及びレベリング角を制御してもよい。【００２７】
また、図２に示すように、ウエハパック２８は、矩形の枠状の線膨張率が極めて小さい金属又はセラミックス等からなるフレーム３０と、この上面に載置されるとともに、底面２９ａにウエハＷの表面が密着しているガラス板２９と、フレーム３０の底面に溶接等によって固定されて、或る程度の可撓性を持つ非磁性体の金属製の薄い平板状のダイヤフラム３３と、このダイヤフラム３３の上面（ウエハＷに対向する面）に固定されて、所定の磁化パターンが周期的に形成された矩形の平板状の磁性板３４と、ウエハＷの裏面と磁性板３４の上面との間に介装された矩形（又はウエハＷと同様の円形等でもよい）の平板状で少なくともＺ方向に可撓性を持つ緩衝部材３５とを備えている。緩衝部材３５は、例えば合成ゴム又は合成樹脂（例えばフッ素系樹脂等）等から形成されて、磁性板３４上に接着等によって固定されている。そして、ダイヤフラム３３及び磁性板３４側から緩衝部材３５を介して、ウエハＷがガラス板２９側に付勢されている。【００２８】
さらに、図３は、図２のウエハパック２８を示す分解斜視図である。図３に示すように、フレーム３０の上面の周縁部にほぼ矩形の閉じた溝３０ａが形成され、この溝３０ａ内に合成ゴム又は合成樹脂等の可撓性を持つオーリング３２が装着されている。フレーム３０の上面にガラス板２９を載置すると、ガラス板２９とフレーム３０及びダイヤフラム３３とで囲まれた空間（ウエハＷが収納された空間）が、オーリング３２によって気密化される。また、フレーム３０の上面のオーリング３２の内側からフレーム３０の内面にかけて多数の吸着孔３０ｃが形成されている。図２に示すように、フレーム３０の−Ｙ方向の側面には排気孔３０ｄが形成され、排気孔３０ｄに開閉用のバルブ３１ａを備えた排気管３１が連結されている。この場合、予めバルブ３１ａを開いた状態で、排気管３１を介してウエハパック２８の内部が排気されて負圧にされ、ウエハＷの表面は実質的に真空吸着によってもガラス板２９の裏面２９ａに密着して保持される。この際に、フレーム３０の多数の吸着孔３０ｃを介してガラス板２９はフレーム３０に真空吸着されており、この状態でバルブ３１ａが閉じられている。なお、本例では、ウエハＷは緩衝部材３５によってもガラス板２９側に付勢されているため、ウエハパック２８内の真空度は、ガラス板２９をフレーム３０に安定に吸着できる程度であればよい。【００２９】
また、図３において、フレーム３０の＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の外側面は、互いに直交するとともに、レーザビームを反射できる高平面度の反射面に仕上げられている。なお、フレーム３０の＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の外側面に、レーザビームを反射するための薄い移動鏡を固定してもよい。さらに、フレーム３０の±Ｘ方向の外側面には、複数箇所に小さい平板状の凸部３０ｂが形成され、ウエハパック搬送用のアーム４３によってそれらの凸部３０ｂを介してフレーム３０（ウエハパック２８）を容易に搬送できるように構成されている。後述のようにウエハＷをウエハパック２８内に収納する工程では、一例としてフレーム３０を反転する（ガラス板２９が載置される面を鉛直下方にする）場合があるため、そのウエハパック搬送用のアーム４３は、実際には凸部３０ｂを上下に挟み込むように安定に保持する。そのアーム４３によって、一例として、ウエハパック２８は図１の露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬの下方まで搬送される。【００３０】
さらに、図３において、ウエハパック２８の磁性板３４には、一例としてＸ軸及びＹ軸に４５°で交差するように放射状に磁化した４つのマグネット部ＭＢ１，ＭＢ２，ＭＢ３，ＭＢ４よりなる磁化ユニットＭＵＢをＸ方向及びＹ方向にそれぞれ周期ＢＸ及びＢＹで２次元的に配置した磁化パターンが形成されている。実際には、その磁化パターンは、磁性板３４の底面（ダイヤフラム３３に接する面）側に所定の厚さで形成されている。なお、磁化ユニットＭＵＢは、実際には垂直磁化（±Ｚ方向に交互に磁化されていること）が好ましい。また、磁性板３４を、マグネット部ＭＢ１〜ＭＢ４を単位とする独立の多数の永久磁石の集合体として構成してもよい。【００３１】
磁性板３４の材料は、例えばコバルト系、ニッケル系、又はネオジウム鉄ボロン系等の強磁性体である。さらに、磁性板３４は、本例の露光装置ＥＸが設置される室温（例えば２３°Ｃ）下で線膨張率が極めて小さい磁性材料、好ましくは線膨張率がほぼ０の磁性材料から形成される。線膨張率がほぼ０の材料としては、例えばスーパーインバーマグネットが挙げられる。これによって、後述のように磁力によって磁性板３４（ウエハパック２８）を駆動する際に、磁性板３４の温度が或る程度上昇しても、ウエハパック２８及びその内部のウエハＷに歪が生じることがない。【００３２】
ここで、例えば露光装置ＥＸに近接して配置される作業領域で、未露光のウエハＷをウエハパック２８内に収納する工程の一例につき、図４を参照して説明する。
先ず、図４（Ａ）に示すように、ガラス板２９は反転されてその底面２９ａ（ウエハＷが当接する面）が鉛直上方（＋Ｚ方向）を向くように、支持部材４４上に真空吸着又は静電吸着によって保持されている。次に、ウエハ搬送アーム４５の先端部にウエハＷの裏面が真空吸着等によって保持された状態で、ウエハＷの表面Ｗａがガラス板２９の底面２９ａに対向した後、ウエハ搬送アーム４５を降下させる。そして、図４（Ｂ）に示すように、ウエハＷの表面がガラス板２９の底面２９ａに当接した後、ウエハ搬送アーム４５の真空吸着を解除して、ウエハ搬送アーム４５を待避させる。【００３３】
その後、図４（Ｃ）に示すように、ダイヤフラム３３、磁性板３４、緩衝部材３５、及びオーリング３２が装着されたフレーム３０を、ウエハパック搬送用のアーム（不図示）によって反転させた状態でウエハＷの裏面上に搬送した後、そのアームを降下させて、図４（Ｄ）に示すように、フレーム３０をガラス板２９の底面に載置する。この状態で、主にフレーム３０及び磁性板３４の荷重によって、緩衝部材３５を介してウエハＷはガラス板２９側に付勢されており、ウエハＷの表面はほぼガラス板２９の底面に密着している。そして、フレーム３０の排気管３１のバルブ３１ａを開いて、排気管３１に可撓性を持つ配管４６ａを介して真空ポンプ４６を連結し、真空ポンプ４６によって排気孔３０ｄを通してフレーム３０、ダイヤフラム３３、及びガラス板２９で囲まれた空間内の気体を排気する。この結果、吸着孔３０ｃを介してガラス板２９がフレーム３０に吸着されるとともに、ウエハＷの表面のガラス板２９の底面に対する密着度が高められる。この状態で、バルブ３１ａを閉じて、配管４６ａを排気管３１から取り外すことによって、ウエハパック２８内へのウエハＷの収納が完了する。その後、ウエハパック搬送用のアームによってウエハパック２８は反転されて、図１の露光装置ＥＸ側に搬送される。【００３４】
なお、ガラス板２９とウエハＷの表面との間に気泡等が残されるのを防止するために、ガラス板２９にウエハＷの表面を密着させる工程は、例えば高真空に設定されたチャンバ内で行ってもよい。さらに、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）までの作業を所定の負圧に設定されたチャンバ内で行うようにしてもよい。この場合には、排気管３１のバルブ３１ａを閉じたままにしておくことで、フレーム３０、ダイヤフラム３３、及びガラス板２９で囲まれた空間は、作業完了時には自動的にその負圧に設定される。【００３５】
次に、露光装置ＥＸによって露光が行われたウエハＷをウエハパック２８から取り出す場合には、図４（Ｄ）の状態で（ただし、排気管３１に真空ポンプ４６を連結する必要はない）、バルブ３１ａを開いてウエハパック２８の内部を大気に開放した後、図４（Ｃ）に示すように、フレーム３０を上昇させる。次に、図４（Ｂ）に示すように、ガラス板２９を支持部材４４側に吸着保持した状態で、ウエハ搬送アーム４５によってウエハＷの裏面を吸着して、ウエハ搬送アーム４５を上昇させることで、露光済みのウエハＷを取り出すことができる。取り出されたウエハＷは、例えばコータ・デベロッパに搬送されてフォトレジストの現像が行われる。【００３６】
なお、ガラス板２９とウエハＷ（フォトレジスト層）とが密着していて、簡単には離れないような場合に、ガラス板２９とウエハＷとを分離する手法については後述する。
なお、図３のウエハパック２８では、フレーム３０にダイヤフラム３３が固定されており、ガラス板２９はフレーム３０に着脱自在であるが、逆に、フレーム３０にガラス板２９を固定して、ダイヤフラム３３をフレーム３０に着脱自在としてもよい。【００３７】
図１に戻り、ウエハパック２８の下方に矩形の平板状で駆動用の種々のコイル等が設けられたＸＹコイルキャリア４０が配置され、ＸＹコイルキャリア４０は、気体軸受方式によって非接触状態で、平板状のウエハベース４１上にＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸の周りの回転方向に移動可能に載置されている。ＸＹコイルキャリア４０の底面側には、ウエハベース４１に対してＸＹコイルキャリア４０をＸ方向、Ｙ方向に駆動するとともに回転角θＺを制御する第１平面モータ６４用の駆動コイルが設置され、ＸＹコイルキャリア４０の上面側には、ＸＹコイルキャリア４０に対してウエハパック２８（図３の磁性板３４）をＸ方向、Ｙ方向に駆動するとともに回転角θＺを制御する第２平面モータ７２用の駆動コイルが設置されている。【００３８】
また、ウエハパック２８（フレーム３０）の＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側面の反射面（又は移動鏡）に対向するようにレーザ干渉計４２Ｘ及び４２Ｙが配置されている。レーザ干渉計４２Ａ及び４２Ｙは、対応する反射面にレーザビーム（少なくとも一方は複数軸のレーザビーム）を照射することによって、例えば投影光学系ＰＬを基準として、少なくともウエハパック２８のＸ方向、Ｙ方向の位置を分解能０．１ｎｍ程度で計測するとともに、回転角θＺを計測し、計測値をステージ制御系５３及び主制御系５１に供給する。さらに、本例では、後述のように、ＸＹコイルキャリア４０に対するウエハパック２８のＸ方向、Ｙ方向の相対位置を分解能１０μｍ程度で計測するとともに、回転角θＺを計測するためのリニアエンコーダと、ウエハベース４１に対するＸＹコイルキャリア４０のＸ方向、Ｙ方向の相対位置を分解能１０μｍ程度で計測するとともに、回転角θＺを計測するためのリニアエンコーダとが備えられている。これらのリニアエンコーダの計測値もステージ制御系５３に供給されている。ステージ制御系５３は、レーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙ及びそれらのリニアエンコーダの計測値、並びに主制御系５１からの制御情報に基づいて、上記の平面モータ６４及び７２を介してウエハパック２８及びＸＹコイルキャリア４０の位置及び速度を制御する。【００３９】
また、投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向の側面には、ウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマーク）の位置を検出するためのオフ・アクシス方式で撮像方式のアライメントセンサＡＬＧが配置されており、アライメントセンサＡＬＧの検出信号はアライメント信号処理系５４に供給されている。アライメント信号処理系５４は、その検出信号に基づいて例えばエンハンスド・グローバル・アライメント方式（ＥＧＡ方式）でウエハＷ上の全部のショット領域の配列情報を求めて主制御系５１に供給する。この場合、予めレチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬを介した像の基準位置（アライメントマーク２３Ａ，２３Ｂの像の中心等）と、アライメントセンサＡＬＧの検出位置との位置関係（ベースライン量等）の情報が計測されて、記憶されている。そのために、図３に示すように、ウエハパック２８のガラス板２９の底面のウエハＷの近傍には、基準マークＦＭ１等が形成されている。【００４０】
また、本例の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハＷ上のガラス板２９との間の局所的な領域（液浸領域）に純水等の液体を供給し、露光光ＩＬで投影光学系ＰＬ、液体、及びガラス板２９を介してウエハＷを露光する液浸方式であることが好ましい。この場合、その液浸領域の広がりを抑制するために、ガラス板２９の上面にその液体に対して撥液性のコーティングを施すことが好ましい。このように液浸方式とすることによって、その液体及びガラス板２９の屈折率に応じて投影光学系ＰＬの解像度及び焦点深度を向上できる。従って、その液体としては、露光光ＩＬを透過するとともに、できるだけ屈折率の大きい液体（例えばデカリン(decalin）等）が好ましい。液浸法で露光するためには、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット又は国際公開第２００５／１２２２２１号パンフレット等に開示されているように、かつ図２に示すように、その液浸領域に配管４８ａ及びノズルを介して液体ＬＱを供給する液体供給装置４８と、その液浸領域の液体ＬＱをノズル及び配管４９ａを介して回収する液体回収装置４９とを設ければよい。【００４１】
図１の露光装置ＥＸを用いた露光時には、不図示のウエハローダ系によって、未露光のウエハＷを収納したウエハパック２８がＸＹコイルキャリア４０上に載置された後、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントが行われる。その後、静電軸受部材３７を介してウエハパック２８を非接触に浮上させて保持した状態で、照明光学系２０から露光光ＩＬをレチクルＲ上の照明領域２１Ｒに照射する。そして、照明領域２１Ｒ内のパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の一つのショット領域上の投影領域に投影した状態で、レチクルステージＲＳＴ及びＸＹコイルキャリア４０の平面モータを駆動して、レチクルＲとウエハＷ（ウエハパック２８）とをＹ方向に同期移動する動作と、露光光ＩＬの照射を停止して、ＸＹコイルキャリア４０の平面モータを駆動してウエハＷ（ウエハパック２８）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。この動作の繰り返しによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。その後、不図示のウエハローダ系によって、露光済みのウエハＷを収納したウエハパック２８は、コータ・デベロッパ（不図示）側に搬送される。【００４２】
次に、本例の図１の露光装置ＥＸのＸＹコイルキャリア４０及びウエハパック２８を駆動するための平面モータ６４及び７２の構成等、並びにウエハパック２８及びウエハベース４１とＸＹコイルキャリア４０との２次元的な相対位置を計測するためのリニアエンコーダの構成等につき説明する。
図２に示すように、露光装置ＥＸのウエハベース４１は床ＦＬ上に設置され、ウエハベース４１の上面には、所定の磁化パターンが周期的に形成された磁性板６２が固定されている。磁性板６２の上面は高い平面度に仕上げられており、磁性板６２上に、気体を吹き出す複数（例えば４隅）のエアガイド６８を介して非接触状態で、ＸＹコイルキャリア４０が載置されている。ＸＹコイルキャリア４０の底面に第１平面モータ６４を構成するＸ軸の駆動コイル６３Ｘ及びＹ軸の駆動コイル６３Ｙが固定されている。【００４３】
図５（Ａ）は、図１のウエハベース４１を示す平面図である。図５（Ａ）において、磁性板６２の表面には所定の厚さで、Ｘ軸及びＹ軸に４５°で交差するように放射状に磁化した４つのマグネット部ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４よりなる磁化ユニットＭＵＡをＸ方向及びＹ方向にそれぞれ周期ＡＸ及びＡＹで２次元的に配置した磁化パターンが形成されている。このように、表面に磁化パターンが形成された磁性板６２を用いることによって、その上の２点鎖線で示すＸＹコイルキャリア４０を第１平面モータ６４で駆動する際に、より重心に近い位置での駆動が可能になり、ＸＹコイルキャリア４０をより安定に駆動できる。【００４４】
なお、磁化ユニットＭＵＡを用いる代わりに、図５（Ｂ）に示すように、＋Ｚ方向に磁化したマグネット部ＭＣ１，ＭＣ３と、−Ｚ方向に磁化したマグネット部ＭＣ２，ＭＣ４とからなる垂直磁化した磁化ユニットＭＵＣをＸ軸及びＹ軸に４５°で交差する方向に所定ピッチで配列した磁化パターンを用いることが好ましい。また、磁性板６２を、マグネット部ＭＡ１〜ＭＡ４を単位とする個別の多数の永久磁石の集合体として構成してもよい。磁性板６２は、ウエハパック２８内の磁性板３４と同様に、本例の露光装置ＥＸが設置される室温下で線膨張率が極めて小さい磁性材料、好ましくはスーパーインバーマグネット等のように線膨張率がほぼ０の磁性材料から形成される。これによって、磁性板６２に対して磁力によってＸＹコイルキャリア４０を駆動する際に、磁性板６２の温度が或る程度上昇しても、ウエハベース４１に歪が生じることがなく、ＸＹコイルキャリア４０を高精度に駆動できる。【００４５】
また、図５（Ａ）において、ＸＹコイルキャリア４０の底面には、磁性板６２の磁化パターンの周期に応じて、ＸＹコイルキャリア４０をＸ方向（非走査方向）に駆動するための例えば３相のＸ軸の駆動コイル６３Ｘと、ＸＹコイルキャリア４０をＹ方向（走査方向ＳＤ）に駆動するための例えば３相のＹ軸の駆動コイル６３Ｙとが、それぞれ複数組設置されている。この場合、駆動コイル６３Ｘ及び６３Ｙと、磁性板６２の磁化パターン（より正確にはＸ方向及びＹ方向に周期ＡＸ及びＡＹで変化する磁場分布）とから、それぞれＸ軸のリニアモータ６４Ｘ及びＹ軸のリニアモータ６４Ｙが構成され、２軸のリニアモータ６４Ｘ及び６４Ｙから第１平面モータ６４が構成されている（図２参照）。ステージ制御系５３の制御のもとで、リニアモータ６４Ｘ及び６４Ｙはそれぞれウエハベース４１に対してＸＹコイルキャリア４０をＸ方向及びＹ方向に非接触状態で駆動する。また、図５（Ａ）から分かるように、リニアモータ６４Ｘ及び６４Ｙはそれぞれ複数軸であるため、一方のリニアモータ６４Ｘ（又は６４Ｙ）を２軸で異なる駆動量だけ駆動することによって、ＸＹコイルキャリア４０の回転角θＺを制御することも可能である。なお、平面モータ６４を使用する代わりに、駆動方向が直交する２つの１次元のリニアモータ等を組み合わせた駆動機構を用いてもよい。【００４６】
また、ＸＹコイルキャリア４０の底面に、ウエハベース４１上の磁性板６２の磁化パターンの磁場（Ｘ方向、Ｙ方向に周期ＡＸ，ＡＹで変化する磁場）を検出するホール素子等を含む検出器６７Ａ及び６７Ｂが固定されている。検出器６７Ａ及び６７Ｂはそれぞれウエハベース４１（磁性板６２）に対するＸＹコイルキャリア４０のＸ方向、Ｙ方向の相対位置を分解能１０μｍ程度で検出する。これらの検出結果からＸＹコイルキャリア４０の回転角θＺも求められる。検出器６７Ａ及び６７Ｂの検出結果は、Ｘ軸及びＹ軸の駆動コイル６３Ｘ及び６３Ｙの相切り換え（コミュテーション）にも使用される。【００４７】
なお、検出器６７Ａ及び６７Ｂはインクリメンタル方式であるため、原点を設定するために、磁性板６２の＋Ｙ方向の端部に、Ｘ方向に所定間隔で原点検出用のパターン６５Ａ及び６５Ｂが埋め込まれている。これに対応して、ＸＹコイルキャリア４０の底面の＋Ｙ方向の端部には、パターン６５Ａ及び６５Ｂと同じＸ方向の間隔で、パターン６５Ａ及び６５ＢのＸ方向、Ｙ方向の絶対位置を磁性板６２の磁化パターンの周期ＡＸ，ＡＹよりも狭い範囲内で検出するための、光学式又は静電容量式等の原点センサ６６Ａ及び６６Ｂが固定されている。本例では、一例として、原点センサ６６Ａ及び６６Ｂで同時にパターン６５Ａ及び６５ＢのＸ方向、Ｙ方向の位置を検出してから、検出器６７Ａ，６７Ｂで検出される磁場が所定位相になるときに、検出器６７Ａ及び６７ＢのＸ軸、Ｙ軸の計測値をそれぞれリセットする。この後に検出器６７Ａ及び６７Ｂによって検出されるＸＹコイルキャリア４０の位置は、ウエハベース４１上のパターン６５Ａ及び６５Ｂを基準とする絶対位置とみなすことが可能である。このように、パターン６５Ａ，６５Ｂ、原点センサ６６Ａ，６６Ｂ、磁性板６２の磁化パターン、及び検出器６７Ａ，６７Ｂを含んで、ウエハベース４１に対するＸＹコイルキャリア４０の２次元的な相対位置を計測するための第１リニアエンコーダが構成されている。この第１リニアエンコーダの計測値はステージ制御系５３に供給されている。【００４８】
また、図６（Ａ）は、図２のウエハパック２８、ＸＹコイルキャリア４０、及びウエハベース４１を示す平面図である。図６（Ａ）に示すように、ＸＹコイルキャリア４０の上面のほぼ全面に、図３のウエハパック２８内の磁性板３４の磁化パターンの周期に応じて、ＸＹコイルキャリア４０に対してウエハパック２８をＸ方向（非走査方向）及びＹ方向（走査方向ＳＤ）に駆動するための例えば３相のＸ軸の駆動コイル７１Ｘ及びＹ軸の駆動コイル７１Ｙが、それぞれ複数組設置されている。この場合も、駆動コイル７１Ｘ及び７１Ｙと、図３の磁性板３４の磁化パターンとから、それぞれＸ軸のリニアモータ７２Ｘ及びＹ軸のリニアモータ７２Ｙが構成され、２軸のリニアモータ７２Ｘ及び７２Ｙから第２平面モータ７２が構成されている（図２参照）。図２のステージ制御系５３の制御のもとで、リニアモータ７２Ｘ及び７２ＹはそれぞれＸＹコイルキャリア４０に対してウエハパック２８をＸ方向及びＹ方向に非接触状態で駆動する。この際に、ウエハパック２８のＺ方向の位置及び傾斜角θＸ，θＹは、図２の静電軸受部材３７による静電的な吸引及び気体の吹き出しによって非接触状態で制御されている。【００４９】
また、図６（Ａ）から分かるように、リニアモータ７２Ｘ及び７２Ｙはそれぞれ複数軸であるため、一方のリニアモータ７２Ｘ（又は７２Ｙ）を２軸で異なる駆動量だけ駆動することによって、ウエハパック２８の回転角θＺを制御することも可能である。なお、平面モータ６４及び／又は７２としては、例えば米国特許第6,437,463号明細書に開示されている平面モータを使用してもよい。【００５０】
また、図２に示すように、ＸＹコイルキャリア４０の上面に、ウエハパック２８内の磁性板３４の磁化パターンの磁場を検出するホール素子等を含む検出器７４Ａ及び７４Ｂが固定されている。検出器７４Ａ及び７４ＢはそれぞれＸＹコイルキャリア４０に対するウエハパック２８（磁性板３４）のＸ方向、Ｙ方向の相対位置を分解能１０μｍ程度で検出する。これらの検出結果からウエハパック２８のＸＹコイルキャリア４０に対する回転角θＺも求められる。検出器７４Ａ及び７４Ｂの検出結果は、駆動コイル７１Ｘ及び７１Ｙの相切り換え（コミュテーション）にも使用される。【００５１】
検出器７４Ａ及び７４Ｂについても、原点を設定するために、ダイヤフラム３３の底面中央部に原点検出用のパターン７３Ｂが固定されている。ＸＹコイルキャリア４０の上面中央部には、パターン７３ＢのＸ方向、Ｙ方向の位置を図３の磁性板３４の磁化パターンの周期ＢＸ，ＢＹよりも狭い範囲内で検出するための、光学式又は静電容量式等の原点センサ７３Ａが固定されている。なお、原点センサ７３Ａ及びパターン７３Ｂも実際には２組設けられている。一例として、原点センサ７３Ａでパターン７３ＢのＸ方向、Ｙ方向の位置を検出してから、検出器７４Ａ，７４Ｂで検出される磁場が所定位相になるときに、検出器７４Ａ，７４ＢのＸ軸、Ｙ軸の計測値をそれぞれリセットする。この後に検出器７４Ａ，７４Ｂによって検出されるウエハパック２８の位置は、パターン７３Ｂが検出器７４Ｂによって検出される位置を基準とする絶対位置とみなすことが可能である。このように、原点センサ７３Ａ、パターン７３Ｂ、磁性板３４の磁化パターン、及び検出器７４Ａ，７４Ｂを含んで、ＸＹコイルキャリア４０に対するウエハパック２８の２次元的な相対位置を計測するための第２リニアエンコーダが構成されている。この第２リニアエンコーダの計測値もステージ制御系５３に供給されている。【００５２】
ただし、本例では、ウエハパック２８のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角θＺは、図１のレーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙによっても計測されている。そこで、予めウエハベース４１とウエハパック２８とが所定の位置関係の状態でレーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙの計測値をリセット又はプリセットしておくことで、その後は、レーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙの計測値（ウエハベース４１に対するウエハパック２８の相対位置）から図５（Ａ）の検出器６７Ａ，６７Ｂを含む第１リニアエンコーダの計測値（ウエハベース４１に対するＸＹコイルキャリア４０の相対位置）を差し引くことで、ＸＹコイルキャリア４０に対するウエハパック２８の相対位置を求めるようにしてもよい。この場合には、図２のＸＹコイルキャリア４０の上面側の原点センサ７３Ａ及びパターン７４Ｂ等を省略することが可能である。【００５３】
図１のステージ制御系５３では、レーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙ、図５（Ａ）の検出器６７Ａ，６７Ｂを含む第１リニアエンコーダ、及び図２の検出器７４Ａ，７４Ｂを含む第２リニアエンコーダの計測値、並びに主制御系５１からの制御情報に基づいて、図２の第１平面モータ６４及び第２平面モータ７２を駆動する。この場合、図１のレチクルＲの位置と対応するウエハパック２８（ウエハＷ）の位置関係は、レーザ干渉計４２Ｘ，４２Ｙの計測値に基づいて制御され、ＸＹコイルキャリア４０の位置は、一例として、できるだけウエハパック２８がＸＹコイルキャリア４０の中央部に位置するように制御される。【００５４】
次に、走査露光時及びステップ移動時の第１平面モータ６４及び第２平面モータ７２の駆動方法の一例につき説明する。
先ず、図６（Ａ）に示すように、ウエハパック２８内のウエハＷの一つのショット領域ＳＡ１を投影光学系ＰＬの投影領域２１Ｗに対して＋Ｙ方向に移動してショット領域ＳＡ１を露光する走査露光時には、図２の第２平面モータ７２を駆動して、ＸＹコイルキャリア４０に対してウエハパック２８を矢印Ａ１で示す＋Ｙ方向に移動する。ステージ制御系５３は、その動作と並行して、図２の第１平面モータ６４を駆動して、ウエハパック２８の＋Ｙ方向への移動によるＸＹコイルキャリア４０に対する逆方向への反力を相殺するように、ウエハベース４１に対してＸＹコイルキャリア４０を矢印Ａ２で示す−Ｙ方向に移動する。このカウンターバランス方式の駆動によって、ウエハパック２８を走査する際に発生する振動量を極めて小さくでき、その結果として重ね合わせ精度等を向上できる。【００５５】
なお、ウエハＷ上の一連のショット領域に露光する際には、通常はウエハＷの走査方向は±Ｙ方向に交互に反転する。そのため、そのカウンターバランス方式の駆動を行っても、ウエハパック２８とＸＹコイルキャリア４０との位置関係が次第に大きくずれていくことはない。
次に、図６（Ｂ）に示すように、ウエハＷ上のショット領域ＳＡ１の露光後にそれに−Ｘ方向に隣接するショット領域ＳＡ２に露光する場合、露光光ＩＬの照射を停止して、ウエハＷを１つのショット領域の幅分だけ＋Ｘ方向にステップ移動する必要がある。このために、図２の第２平面モータ７２を駆動して、ＸＹコイルキャリア４０に対してウエハパック２８を矢印Ｂ１で示す＋Ｘ方向に移動する。ステージ制御系５３では、その動作に僅かに先行して、図２の第１平面モータ６４を駆動して、ウエハパック２８の＋Ｘ方向への移動によるＸＹコイルキャリア４０に対する逆方向への反力を上回る駆動力を発生して、ウエハベース４１に対してＸＹコイルキャリア４０を矢印Ｂ２で示す＋Ｘ方向に移動する。このときの投影光学系ＰＬに対するウエハパック２８の＋Ｘ方向への移動量と、投影光学系ＰＬに対するＸＹコイルキャリア４０の＋Ｘ方向への移動量とはほぼ同じとする。【００５６】
同様に、ウエハＷをＹ方向にステップ移動する場合にも、ウエハパック２８を駆動する際に、ステージ制御系５３はＸＹコイルキャリア４０を同じ方向に駆動する。ステップ移動中には、このようなＸＹコイルキャリア４０の駆動によって多少の振動が発生しても、露光精度には影響しない。さらに、このようにウエハパック２８とＸＹコイルキャリア４０とを同じ方向に駆動することによって、ステップ移動前後でウエハパック２８とＸＹコイルキャリア４０との相対位置が変化しないため、その後のウエハＷのショット領域ＳＡ２の走査露光動作に円滑に移行することができ、露光工程のスループットを高めることができる。【００５７】
次に、本例の図１の露光装置ＥＸに対してウエハパック２８の搬入及び搬出を行うためのウエハ処理システムにつき説明する。
図７は本例のウエハ処理システムＷＴの概略構成を示す図である。図７において、ウエハ処理システムＷＴは、ウエハの処理を行うカセットステーション８０と、図３のウエハパック２８の処理を行う部分とに分かれている。【００５８】
カセットステーション８０は、ウエハ用のカセット８２と、カセット載置台８１と、ウエハの温度調整を行う温調ユニット８３と、ウエハに反射防止膜のコーティングを行うボトムコーティングユニット８４と、ウエハの加熱を行う加熱ユニット８５と、ウエハの高温処理を行う高温度熱処理ユニット８６と、ウエハの高精度の温度調整を行う高精度温調ユニット８９と、レジスト塗布ユニット９０と、プリベーキングユニット９１と、レジスト膜厚の検査を行う膜厚検査ユニット９４と、ウエハの周辺露光を行う周辺露光ユニット９５と、ウエハの高精度の温度調整を行う高精度温調ユニット９６と、例えば図４（Ａ）〜図４（Ｄ）の順序でウエハＷのウエハパック２８への収納を行うウエハ収納装置５００（高真空の真空チャンバ及び所定の負圧のチャンバを備えている）と、ウエハＷ又はウエハＷが収納されたウエハパック２８を一時保管するためのバッファカセット９７とを備えている。高温度熱処理ユニット８６は、高温度熱処理装置８７と温調装置８８とを備え、プリベーキングユニット９１は、温調・搬送プレート９２と、ホットプレート９３とを備えている。【００５９】
カセットステーション８０は、さらに、露光装置ＥＸから搬出されたウエハパック２８又はウエハＷを一時保管するためのバッファカセット９８と、例えば図４（Ｄ）〜図４（Ａ）の順序で、ウエハパック２８からウエハＷの取り出しを行うウエハ取り出し装置５２０と、ポストエクスポージャーベーキングユニット９９と、高精度温調ユニット１０２と、現像ユニット１０３と、温調・搬送ユニット１０４と、熱処理装置１０５とを備えている。ポストエクスポージャーベーキングユニット９９は、温調・搬送装置１００と、熱処理装置１０１とを備えている。【００６０】
また、ウエハパックの処理を行う部分は、ウエハパック２８（ここではウエハが収納されていない）を保管するウエハパック保管用カセット５３０と、ウエハパック２８の気密性、ウエハパック２８の構成部材の平面度、異物の有無等を検査する第１ウエハパック検査ステーション５４０と、ウエハパック２８の温度をウエハの温度に合わせるためのウエハパック温調装置５５０と、ウエハ取り出し装置５２０からウエハパック２８の構成部材を搬出する搬送アームを含む搬送系６００と、ウエハパック２８の構成部材を洗浄するウエハパック洗浄機５６０と、ウエハパック２８の構成部材の平面度、異物の有無等を検査する第２ウエハパック検査ステーション５７０とを備えている。【００６１】
なお、図３のウエハパック２８中で特に高い清浄度が要求されるのはガラス板２９（平板ガラス）であるため、ガラス板２９とそれ以外の部材（フレーム３０及びダイヤフラム３３等）とを分けて処理してもよい。この場合、ウエハパック洗浄機５６０からウエハパック保管用カセット５３０及びウエハパック温調装置５５０までの処理系でガラス板２９の処理を行い、それ以外の部材は、搬送アームを含む搬送系６１０と、それ以外の部材のドライ環境下でのクリーニングを行うクリーニング装置５８０と、保管用カセット５９０とを含む別の処理系で処理してもよい。【００６２】
次に、図８〜図１０のフローチャートを参照して本例のウエハ及びウエハパック２８の全体の処理の流れにつき説明する。この処理は、例えば不図示のホストコンピュータによって制御される。
先ず、図８のステップ２０２において、図７のカセットステーション８０において、ウエハ搬送系（図示せず）がカセット載置台８１にあるカセット８２にアクセスし、カセット８２から１枚の処理前の半導体ウエハ（以下、ウエハＷという。）を取り出す。カセット８２は処理前及び処理後の半導体ウエハを収容している。次のステップ２０４において、温調ユニット８３のシャッタ部が開き、ウエハＷは、前記ウエハ搬送系によって温調ユニット８３の筐体内に収容され、筐体内部にある温調プレート（図示せず）上に載置される。この後、ウエハＷに対して例えば冷却処理等の所定の第１温調処理が行われる。【００６３】
次のステップ２０６において、ウエハＷは温調ユニット８３から搬出されてボトムコーティングユニット８４内に収容される。ここで、ウエハＷに対する反射防止膜の形成（成膜処理）が行われる。次のステップ２０８において、ウエハＷはボトムコーティングユニット８４から搬出されて加熱ユニット８５内に収容される。そして、ウエハＷに対し、第１の加熱処理の前段階としての加熱処理が行われる。その後、ステップ２１０において、ウエハＷは加熱ユニット８５から搬出されて高温度熱処理ユニット８６内に収容される。そして、高温度熱処理ユニット８６内に設けられた高温度熱処理装置８７によって、ウエハＷに対する第１の加熱処理の後段階としての加熱処理が所定時間だけ行われる。この第１の加熱処理の後段階での加熱処理の温度は、第１の加熱処理の前段階での温度よりも高く設定されている。【００６４】
次のステップ２１２において、ウエハＷは高温度熱処理装置８７から温調装置８８に移動する。そして、この温調装置８８によって、ウエハＷに対して所定の温度への温度調整が行われる。次のステップ２１４において、ウエハＷは高温度熱処理ユニット８６から搬出されて、高精度温調ユニット８９に収容される。そして、ウエハＷに対し、所定の温度（例えば、２３°Ｃ）での第２の温調処理が行われる。次のステップ２１６において、ウエハＷは、高精度温調ユニット８９から搬出されてレジスト塗布ユニット９０に収容される。そして、ウエハＷに対する所望のレジスト液の塗布処理が行われる。これにより、ウエハＷ表面にレジスト膜が形成される。【００６５】
次のステップ２１８において、ウエハＷは、レジスト塗布ユニット９０から搬出されてプリベーキングユニット９１に収容される。そして、ウエハＷはプリベーキングユニット９１内に設けられた温調・搬送プレート９２内に載置される。そして、ウエハＷは温調・搬送プレート９２で温調されつつ搬送され、プリベーキングユニット８０内に設けられたホットプレート９３に移される。そして、ステップ２２０において、ウエハＷに対し、所定の温度、時間により第２の加熱処理が行われる。この加熱処理により、レジスト液の塗布処理で残っていた残存溶剤がウエハＷ塗布膜から蒸発除去される。【００６６】
次のステップ２２２において、ウエハＷはホットプレート９３から温調・搬送プレート９２に移される。そして、温調・搬送プレート９２は、ウエハＷに対して温度調整を行いながら、これを搬送する。温度調整における設定温度、時間は適宜設定される。例えば、このステップ２２２での設定温度は、ステップ２２０の第２の加熱処理における設定温度よりも低く設定される。【００６７】
この温度調整が終わると、ステップ２２４において、ウエハＷはプリベーキングユニット９１から搬出されて膜厚検査ユニット９４に移動される。そして、ウエハＷに形成されたレジストの膜厚が検査される。また、例えば、パーティクル等の異物の有無やウエハ表面の状態を検査するようにしてもよい。次のステップ２２６において、ウエハＷは膜厚検査ユニット９４から周辺露光ユニット９５に移動される。そして、ウエハＷに対して周辺部の露光処理が行われる。次のステップ２２８において、ウエハＷは高精度温調ユニット９６に移され、ここでウエハＷの温度を露光時の温度に高精度に制御するための第３の温調処理が行われる。【００６８】
次のステップ２３０において、ウエハＷは図７のウエハ収納装置５００に搬送される。この際に、後述の図１０のステップ３０６でウエハＷと同じ温度に制御されたウエハパック２８の構成部材もウエハ収納装置５００に搬送される。そして、ウエハＷは図４（Ａ）〜図４（Ｄ）の順序でウエハパック２８内に収納される。この際に、ウエハパック２８内の空間は、上述のように所定の負圧に設定される。なお、ウエハパック２８内にウエハＷを収納した後、ウエハＷとウエハパック２８（特にガラス板２９）とを温度的に馴染ませるために、次の露光処理まで所定時間放置しておいてもよい。【００６９】
次の図８のステップ２３２において、ウエハＷを収納したウエハパック２８は、図１の露光装置ＥＸに搬送されて露光処理が行われる。なお、ウエハパック２８を露光装置ＥＸに受け渡す前に、ウエハＷ（ウエハパック２８）を一時的にバッファカセット９７に格納する場合もある。ウエハパック２８内のウエハＷへの露光処理が終わると、ステップ２３４に移行して、ウエハパック２８は露光装置ＥＸからウエハ取り出し装置５２０に搬出される。そして、図４（Ｄ）から図４（Ａ）の順序でウエハパック２８からのウエハＷの取り出しが行われる。なお、ガラス板２９とウエハＷとの分離が容易ではない場合には、さらにステップ２３６において、ガラス板２９（平板ガラス）とウエハＷとの分離が行われる。ステップ２３４又は２３６でウエハＷから分離されたウエハパック２８の構成部材は、後述の図１０のステップ３０８に移行して洗浄処理が行われる。【００７０】
そして、ステップ２３４又は２３６でウエハパック２８から取り出された（ガラス板２９から分離された）ウエハＷは、図９のステップ２３８に移行して、ウエハ取り出し装置５２０からポストエクスポージャーベーキングユニット９９に搬送される。なお、露光処理が終了した後、ウエハＷ又はウエハＷを収納したウエハパック２８を一時的にバッファカセット９７に格納しておいてもよい。【００７１】
そして、ウエハＷは、ポストエクスポージャーベーキングユニット９９内に設けられた温調・搬送装置１００に載置される。次のステップ２４０において、ウエハＷは、温調・搬送装置１００で温調されつつ搬送され、ポストエクスポージャーベーキングユニット９９内の熱処理処置１０１に移される。そして、この熱処理装置１０１によって、ウエハＷに対する第３の加熱処理が行われる。【００７２】
次のステップ２４２において、ウエハＷは熱処理装置１０１から温調・搬送装置１００に戻され、所定の温度に調整されながら高精度温調ユニット１０２に搬送される。そして、ステップ２４４において、高精度温調ユニット１０２においては、ウエハＷに対し、所定の温度（例えば、２３°Ｃ）での温調処理である第４温調処理が行われる。
次のステップ２４６において、ウエハＷは、高精度温調ユニット１０２から現像ユニット１０３に搬送され、現像ユニット１０２において、ウエハＷには現像液の塗布が行われ、所定時間放置することにより現像処理が進行する。この後、ウエハＷ上にリンス液を供給して前記現像液を洗い流し、ウエハＷを乾燥させておく。次のステップ２４８において、ウエハＷは現像ユニット１０３から温調・搬送装置１０４に渡される。そして、ウエハＷに対する温調処理が行われる。【００７３】
次のステップ２５０において、ウエハＷは温調・搬送装置１０２から熱処理装置１０５に移され、この熱処理装置１０５によって、ウエハＷに対する第４の加熱処理が行われる。その後、ステップ２５２において、ウエハＷは熱処理装置１０５から温調・搬送装置１０４に戻され、所定の温度に調整されながら搬送される。前述の第４の加熱処理も含めて、これらの処理により現像で膨張したレジストが硬化するので薬品に対する耐性が向上する。その後、ステップ２５４において、ウエハＷは温調・搬送装置１０４からカセットステーション８０のカセット８２に戻されて、次の工程に進む。なお、ウエハＷがカセット８２に戻される前に、マクロ検査器等でウエハＷ上の処理ムラ等を検査するようにしてもよい。また、検査の他に、現像後のパターン欠陥、線幅、重ね合わせ、オーバーレイ精度等の検査を行うようにしてもよい。さらに、所定の条件でエッチング装置によりエッチング処理まで行うようにしてもよい。【００７４】
次に、図１０を参照して、ウエハパック２８の構成部材の処理の流れにつき説明する。先ず、図１０のステップ３０２において、図７のウエハパック保管用カセット５３０から１個のウエハパック２８（ただし、ウエハＷは収容されていない）を取り出す。ウエハパック保管用カセット５３０は複数のウエハパック２８を収容している。次のステップ３０４において、取り出されたウエハパック２８は、第１ウエハパック検査ステーション５４０に搬送される。第１ウエハパック検査ステーション５４０では、ウエハパック２８の密閉度（気密性）、ウエハＷの露光面と接触することになるガラス板２９（平板ガラス）の平面度が検査される。また、ガラス板２９にレジスト残滓、塵等の異物が付着していないか否かも検査される。これは、ガラス板２９にレーザビームを走査して、反射光が散乱光になる部分を検出する等の検査装置によって検査可能である。【００７５】
許容範囲を超える異物が検出された場合には、ウエハパック２８（又はガラス板２９単体）は、一例として搬送系６００を介して後述のウエハパック洗浄機５６０に移送されて洗浄される。さらに、ウエハパック２８の気密性又はガラス板２９の平面度等が許容範囲を超えた場合には、別のウエハパック又はガラス板との交換等が行われる。
次のステップ３０６において、ウエハパック２８は、ウエハパック温調装置５５０に搬送され、ウエハパック温調装置５５０において、ウエハパック２８の温度、特にガラス板２９の温度は、収納するウエハＷの温度（図８のステップ２２８で設定される温度）と略等しくなるように設定される。つまり、ウエハパック２８の温度は、図７の高精度温調ユニット９６で所定の第３温調処理が行われたウエハＷと同じ温度になるように温調処理される。【００７６】
次に、処理は図８のステップ２３０に移行して、ウエハパック２８は図７のウエハ収納装置５００に搬送されて、ウエハパック２８内へのウエハＷの収納が行われる。そして、上述のようにウエハＷの露光（ステップ２３２）、ウエハパック２８からのウエハＷの取り出し（ステップ２３４，２３６）が行われた後、ウエハＷと分離されたウエハパック２８の構成部材は、図１０のステップ３０８に移行して、ウエハパック洗浄機５６０に搬送される。そして、ウエハパック洗浄機５６０は、ウエハパック２８を所定の液体で洗浄し、乾燥させる。液体を使わないようにして乾燥処理を省くようにしてもよい。また、ウエハパック２８のガラス板２９（平板ガラス）は、ウエハＷのレジスト塗布面と接触していたので、レジスト残滓等の異物が付着している可能性がある。【００７７】
そこで、ガラス板２９だけは有機溶剤等を用いて高度の洗浄を行い、それ以外の図３のウエハパック２８のフレーム３０等はエアーシャワー等による洗浄のみを行うようにしてもよい。この洗浄処理によって、ガラス板２９も必要な洗浄度に維持することができる。次のステップ３１０において、ウエハパック２８の構成部材は、第２ウエハパック検査ステーション５７０に搬送され、第２ウエハパック検査ステーション５７０では、ウエハパック２８の密閉度（気密性）、ウエハＷの露光面と接触することになるガラス板２９の平面度が検査される。また、ガラス板２９にレジスト残滓、塵等の異物が付着していないか否かも検査される。許容範囲を超える異物が検出された場合には、ウエハパック２８（又はガラス板２９単体）はウエハパック洗浄機５６０に戻されて再び洗浄される。さらに、ウエハパック２８の気密性又はガラス板２９の平面度等が許容範囲を超えた場合には、別のウエハパック２８等との交換等が行われる。【００７８】
なお、第２ウエハパック検査ステーション５７０における処理は、第１ウエハパック検査ステーション５４０での検査処理と同様であるため、第１ウエハパック検査ステーション５４０と第２ウエハパック検査ステーション５７０とを同一の検査ステーションとしてもよい。
次のステップ３１２において、第２ウエハパック検査ステーション５７０での検査処理が終わり、異常の無かったウエハパック２８は、ウエハパック保管用カセット５３０に戻され、ステップ３１４において、次の露光処理で使われるよう保管される。すなわち、本例のウエハパック２８の構成部材は、複数のウエハに対して繰り返して使用される。【００７９】
次に、図８のステップ２３６におけるウエハパック２８のガラス板２９（平板ガラス）とウエハＷとの種々の分離方法につき説明する。
先ず、第１の分離方法は、図１１（Ａ）に示すように、ガラス板２９及びウエハＷを真空吸着を行うための真空パッド１１０及び１１１で吸着して、真空パッド１１０及び１１１に離れる方向の力を加えた状態で、加熱装置１３０から温風を吹き出してガラス板２９及びウエハＷを全体として温めるものである。本例ではガラス板２９の線膨張率はウエハＷよりも小さいため、同じ温度に加熱されると、ウエハＷの方が長く伸びて、ガラス板２９とウエハＷとの界面が剥がれ易くなる。そのため、真空パッド１１０及び１１１によってガラス板２９とウエハＷとを分離できる。【００８０】
次に、図１１（Ａ）は全体を温めるのに対して、図１１（Ｂ）に示す第２の分離方法は、ウエハＷ側の真空パッド１１１に加温プレート１１２Ａ，１１２Ｂを装着して、ウエハＷ側のみを温めている。これによって、ウエハＷが伸びて界面が剥がれ易くなるため、ガラス板２９とウエハＷとを容易に分離できる。この方式は、ガラス板２９とウエハＷとの線膨張率が同じ（ただし、ある程度は熱膨張する必要がある）であっても適用できる。さらに、図１１（Ｂ）の場合には、ウエハＷのみの温度が上昇するが、ウエハＷの場合には分離後に図７のポストエクスポージャーベーキングユニット９９において熱処理が行われるため、ある程度の温度上昇は差し支えがないという利点がある。【００８１】
次に、第３の分離方法は、図１１（Ｃ）に示すように、ウエハＷの裏面に可撓性を持つ真空パッド１１３を吸着させた状態で、その真空パッド１１３の裏面の複数箇所を独立に上下方向に駆動される真空パッド１１１Ａ，１１１Ｂで吸着し、真空パッド１１１Ａ，１１１Ｂを上下方向に異なる量だけ僅かに変位又は振動させるものである。これによって、ウエハＷが微妙に折れ曲がり、界面が伸びてガラス板２９からウエハＷが剥がれ易くなる。【００８２】
次に、第４の分離方法は、図１２（Ａ）に示すように、ガラス板２９及びウエハＷを真空吸着を行うための真空パッド１１０及び１１１で吸着して、ガラス板２９とウエハＷとの界面にコンプレッサ１１４からノズル１１５を介して清浄なエアー１１６を吹き込むものである。ウエハＷには、通常、切り欠き部であるノッチ部Ｗａがあるため、そのノッチ部Ｗａにエアー１１６を吹き込むことによって、界面が剥がれ易くなり、ガラス板２９からウエハＷを容易に分離できるようになる。【００８３】
なお、その界面にエアーを吹き込む代わりに、例えばレジストの特性に影響を与えない液体（純水等）を噴き付けてもよく、液体と気体との混合物を噴き付けてもよい。さらに、レジストの現像液を噴き付けることも可能である。
次に、第５の分離方法は、図１２（Ｂ）に示すように、ガラス板２９及びウエハＷを真空吸着を行うための真空パッド１１０及び１１１で吸着して、真空パッド１１０及び１１１にそれぞれ例えば超音波振動子１２０Ａ，１２０Ｂ及び１２０Ｃ，１２０Ｄを装着して、超音波振動子１２０Ａ〜１２０Ｄからガラス板２９及びウエハＷに振動を与える方法である。この際に、ガラス板２９及びウエハＷの固有振動数（モード共振点）で加振することによって、両者は剥がれ易くなる。【００８４】
次に、第６の分離方法は、図１２（Ｃ）に示すように、ガラス板２９及びウエハＷに静電吸着を行うための電極部材１２１及び１２２を密着させて、電極部材１２１及び１２２に互いに反発する静電位（例えば両方とも＋又は−）を印加する方法である。これによって、ガラス板２９とウエハＷとの間には反発力が作用するため、容易に引き剥すことが可能である。【００８５】
なお、上記の第１〜第６の分離方法のうちの複数の方法を組み合わせて使用してもよく、これによってさらに容易にガラス板２９とウエハＷとを分離できる。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。
（１）図７のウエハ処理システムＷＴは、露光光を透過するガラス板２９（平板状部材）が表面に密着した状態で露光が行われるウエハの処理システムであって、ガラス板２９をウエハＷの表面に密着させて組立を行うウエハ収納装置５００と、露光光でガラス板２９を介してウエハＷを露光する露光装置ＥＸと、ウエハＷとガラス板２９とを分離するウエハ取り出し装置５２０とを備えている。【００８６】
また、ウエハ処理システムＷＴによる処理方法は、ガラス板２９が表面に密着した状態で露光が行われるウエハの処理方法であって、ガラス板２９をウエハの表面に密着させるステップ２３０（組立工程）と、露光光でガラス板２９を介してウエハを露光するステップ２３２（露光工程）と、ウエハとガラス板２９とを分離するステップ２３６（分離工程）と、を有する。
従って、露光対象のウエハＷの露光中における平面度を高く維持できるため、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンの像を高精度に露光できる。また、露光装置ＥＸに対するウエハＷの搬入の直前にガラス板２９とウエハＷとを組み合わせ、露光装置ＥＸからガラス板２９及びウエハＷが搬出された直後にガラス板２９とウエハＷとを分離することによって、露光装置ＥＸと他のレジスト塗布装置９０及び現像ユニット１０３等との間のウエハＷの受け渡しを円滑に行うことができる。【００８７】
（２）また、ガラス板２９を搬送する搬送系６００等を備え、例えばステップ３０４の一部（搬送工程）においてガラス板２９がウエハパック洗浄機５６０に搬送される。これにより、露光対象の別のウエハに対してガラス板２９を繰り返して使用することができる。従って、基板処理システムの運用コストを低減できる。
（３）また、ガラス板２９とウエハＷとの温度を合わせるために、ウエハＷの温度を制御する高精度温調ユニット９６及びガラス板２９（ウエハパック２８）の温度を制御するウエハパック温調装置５５０を備えている。従って、ウエハＷの温度を目標とする温度に維持できる。なお、ウエハＷは様々な熱処理を受けるために温度が変動するのに対して、ガラス板２９は熱処理は殆ど受けない。従って、ガラス板２９を例えば露光装置ＥＸにおける露光時の温度に制御された環境下に設置しておく場合には、特にガラス板２９用の温度調整装置を設ける必要はない。【００８８】
（４）また、ガラス板２９及びウエハパック２８の他の構成部材を洗浄するウエハパック洗浄機５６０を備えている。従って、ガラス板２９にレジスト残滓等が付着しても、それを洗浄することによって、ガラス板２９を繰り返して使用できる。
（５）また、ガラス板２９に付着している異物の有無を検査する検査装置（第１ウエハパック検査ステーション５４０の一部）を備えている。従って、異物が検出された場合に、その洗浄等を行うことによって、ウエハＷに不要なパターンが転写することを防止できる。【００８９】
（６）また、ガラス板２９の平面度を検査する検査装置（第１ウエハパック検査ステーション５４０の一部）を備えている。従って、露光中のウエハＷの露光面が許用範囲を超えて撓むことが防止できる。
（７）また、図７のウエハ収納装置５００は、例えば図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示すように、ガラス板２９をウエハＷの表面に密着させるウエハ搬送アーム４５と、フレーム３０及びダイヤフラム３３（箱状部材）を用いてウエハＷをガラス板２９に付勢する搬送アーム４３（図３参照）と、フレーム３０、ガラス板２９、及びウエハＷが収納された空間を負圧に設定するチャンバ（気密室）とを含み、図７のウエハ取り出し装置５２０は、ガラス板２９を吸着保持する支持部材４４と、その箱状部材の内部に気体を導入するための排気管３１のバルブ３１ａと、気体を供給するための配管（排気管３１）と、ガラス板２９からその箱状部材を離すために、その箱状部材を保持する搬送アーム４３（図３参照）と、ガラス板２９からウエハＷを分離するために、ウエハＷを吸着保持するウエハ搬送アーム４５とを含んでいる。【００９０】
従って、図３に示すフレーム３０及びダイヤフラム３３を備えて、ガラス板２９、フレーム３０、及びダイヤフラム３３で囲まれた密閉空間内にウエハＷを収納できるウエハパック２８の組立及び分解を容易に行うことができる。
（８）また、図７において、ウエハパック２８の搬送系は、ガラス板２９を搬送する搬送系６００と、ガラス板２９以外のウエハパック２８の構成部材を、ガラス板２９とは異なる経路で搬送する搬送系６１０とを備えることができる。ガラス板２９とそれ以外の構成部材とは形状が異なるとともに、異物の付着量が異なるため、両者を別の経路で処理することによって、処理のスループットを向上できる。【００９１】
（９）また、図３のウエハパック２８は、ダイヤフラム３３に磁性板３４を儲け、露光装置ＥＸにおいては、その磁性板３４を介してウエハＷを駆動する平面モータ７２を備えている。従って、ウエハパック２８を駆動することができる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態につき図１３を参照して説明する。図１３は、ウエハＷが密着するガラス板２９をステージに直接固定した露光装置の要部を示す。図１３において、投影光学系ＰＬの下方の平板状の定盤８上に気体軸受を介してＸ方向、Ｙ方向に移動可能にＸＹステージ９が載置され、ＸＹステージ９上に、例えばボイスコイルモータ方式等でＺ方向に駆動される３箇所のＺ駆動部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介してＺステージ１０が支持されている。ＸＹステージ９は、例えば不図示のガイド機構に沿って２組のリニアモータによって直交するＸ方向、Ｙ方向に駆動される。Ｚステージ１０のＸ方向、Ｙ方向の側面の反射面（又は移動鏡）に不図示のレーザ干渉計からレーザビームが照射され、そのレーザ干渉計によって少なくともＺステージ１０のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角θＺ等が計測されている。【００９２】
そして、Ｚステージ１０の上面にＹ方向に離れた２箇所の支持部材１２Ａ及び１２Ｂを介してガラス板２９が着脱可能に保持され、ガラス板２９の底面２９ａにウエハＷの表面（フォトレジストが塗布された露光面）の全面が密着している。この場合、支持部材１２Ａ，１２Ｂに不図示の真空ポンプに連結される吸着孔１２Ａａ，１２Ｂａ等が形成され、これらの吸着孔１２Ａａ，１２Ｂａ等によって支持部材１２Ａ，１２Ｂ上にガラス板２９が真空吸着方式で保持されている。【００９３】
また、支持部材１２Ａ，１２Ｂの上部に、連結部材１３Ａ，１３Ｂを介して、ガラス板２９の上面に所定間隔を開けて、平板状の電極板１４Ａ，１４Ｂが待避可能に配置され、電極板１４Ａ，１４Ｂに不図示の制御装置から所定の電荷（又は電位）を与えることによって、ガラス板２９の底面にウエハＷを静電吸着によって保持できるように構成されている。さらに、不図示のＡＦセンサを介して計測されるウエハＷの表面のフォーカス位置等に基づいて、Ｚ駆動部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介してＺステージ１０のフォーカス位置等を制御することによって、ウエハＷの表面を投影光学系ＰＬの像面に合焦させることができる。【００９４】
この例では、未露光のウエハＷ及びガラス板２９は、図７のウエハ収納装置５００で密着させられる。その後、ガラス板２９及びウエハＷは、一例としてウエハ搬送アーム１５に載置された状態で、図１３の支持部材１２Ａ，１２Ｂの間まで搬送される。電極板１４Ａ，１４Ｂは待避している。次に、ウエハ搬送アーム１５を次第に下降させて、ガラス板２９の底面を支持部材１２Ａ，１２Ｂの上面に載置して、電極板１４Ａ，１４Ｂを戻して正又は負の電荷を帯電させることによって、ウエハＷがガラス板２９に安定に吸着保持される。その後、Ｚステージ１０（ウエハＷ）の位置を不図示のレーザ干渉計によって計測し、この計測値に基づいてＸＹステージ９を駆動することによって、投影光学系ＰＬからの露光光ＩＬでガラス板２９を介してウエハＷを露光する。その後、ウエハＷの裏面にウエハ搬送アーム１５を配置して、例えば電極板１４Ａ，１４Ｂの帯電を解除して、待避させてから、支持部材１２Ａ，１２Ｂの真空吸着を解除して、ウエハ搬送アーム１５を上昇させることによって、ガラス板２９及びウエハＷを搬出できる。搬出されたガラス板２９及びウエハＷは、例えば図７のウエハ取り出し装置５２０で分離される。【００９５】
この図１３の露光装置においても、ウエハＷの表面がガラス板２９の底面に密着するようにウエハＷが保持されるため、Ｚステージ１０の構造が簡素化できるとともに、ウエハＷの裏面の平面度に影響されることなく、ウエハＷの表面を高い平面度に維持した状態でウエハＷを露光することができる。従って、不図示のレチクルのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷの各ショット領域に高精度に露光される。また、図７のウエハ処理システムＷＴを使用することによって、ウエハＷとガラス板２９との処理を効率的に行うことができる。【００９６】
なお、上記の実施の形態の露光装置は、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して、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハ駆動装置を露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造することができる。なお、その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。
また、その露光装置、及びその他の本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを用いて、上記の実施の形態のウエハ処理システムを組み立てることができる。【００９７】
なお、本発明は、走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型の投影露光装置で露光する場合にも同様に適用することができる。
また、上述の実施形態においては、光透過性の基材上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型レチクルを用いているが、このレチクルに替えて、例えば米国特許第6,778,257 号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。【００９８】
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬを使ってパターン像をウエハＷ上に投影することによって基板を露光しているが、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。この場合、投影光学系ＰＬを使わなくても良く、干渉縞を形成するための回折格子を光学部材とみなすことができる。【００９９】
また、上記の実施形態の露光装置を用いて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。【０１００】
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等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)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、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。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、製造工程にも適用することができる。【０１０１】
本願明細書に掲げた種々の米国特許及び米国特許出願公開については、特に援用表示をしたもの以外についても、指定国または選択国の法令が許す範囲においてそれらの開示を援用して本文の一部とする。  
なお、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ことは勿論である。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２００７年４月１９日付け提出の日本国特願２００７−１１０１８０の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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