液晶露光装置
【課題】露光装置において、基板をチャックに接触支持する方法では、基板に付着した塵埃、基板保持形状に倣った「裏面転写」が発したり、基板とチャックとの接触の順番などにより基板に皺などが発生し平坦度が損なわれて、露光不良が発生する可能性があった。
【解決手段】基板をチャック上に空気力を利用して基板を浮上させる手段を設けて、非接触で基板を保持することにより、接触状態により発生する可能性がある平坦度の棄損と皺の発生を防ぎ、露光パターンを高精度で基板に露光することができる。また、恒温（定温）手段を設けることにより、浮上させた基板の温度変化（上昇）を防ぐことができるので、基板の浮上露光による遜色はない。
【解決手段】基板をチャック上に空気力を利用して基板を浮上させる手段を設けて、非接触で基板を保持することにより、接触状態により発生する可能性がある平坦度の棄損と皺の発生を防ぎ、露光パターンを高精度で基板に露光することができる。また、恒温（定温）手段を設けることにより、浮上させた基板の温度変化（上昇）を防ぐことができるので、基板の浮上露光による遜色はない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。例えば、液晶表示用パネルの製造装置、特にマスクに描かれたパターンをガラス基板上に露光する液晶露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板やカラーフィルタ基板，プラズマディスプレイパネル用基板，有機ＥＬ（Electroluminescence）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。一般に、露光装置は、基板を真空吸着して保持するチャックを備え、チャックに保持された基板の表面へフォトマスクを透過した光を照射して露光を行う。
【０００３】
チャックには、従来、基板保持面が平らなものと、基板保持面にピン形状の凸部を複数設けたものとがあった。後者は、ピン形状の凸部により複数の点で基板を支持し、ピン形状の凸部以外の部分と基板との空間を真空引きすることにより、基板を真空吸着して保持する。この様なチャックでは、大型の基板を均等に真空吸着するために、ピン形状の凸部以外の部分と基板との空間を複数の真空区画に分けて真空引きを行っていた。このため、基板保持面には、複数の真空区画を形成するための土手（ライン）が設けられていた。
【０００４】
ガラス基板等の様に光が透過する基板では、露光時に基板を透過した光がチャックで反射し、再び基板を透過して基板の表面に達することにより、チャックの表面形状等が基板の表面に焼き付けられる現象が発生することがある。この現象は、「裏面転写」と呼ばれている。
【０００５】
従来の基板保持面が平らなチャックでは、基板の裏面の汚れがチャックに堆積し、この汚れにより裏面転写が発生していた。これに対し、基板保持面にピン形状の凸部を設けたチャックでは、汚れの堆積による裏面転写の発生が少ない。
【０００６】
しかし、真空区画の吸着力は、強くしすぎると、基板保持面の形状に倣い、「裏面転写」という現象が発生するために、吸着力を、２段階に切り替えられるようにしたものも提案されている。具体的には、最初に、強い吸着力で早く基板をチャックに保持し、次に、「裏面転写」を避けるために、弱い吸着力で基板を保持して基板の変形を小さくして、露光を行うようになっていた。ここで、吸着力を２段に切り替えるのには、真空区画に設けた、吸着孔につなぐ真空力を高真空と低真空に切り替えて実現している。
【０００７】
チャックへの基板の搭載は、通常、チャックに設けた複数の突き上げピンを介して行われる。突き上げピンは、チャックの表面より上昇して、基板をロボット等のハンドリングアームから受け取った後、再び下降して、基板をチャックの表面に載せる。
【０００８】
露光装置には、露光不良の低減と共に、量産性能を向上させるためにタクトタイムの短縮が求められている。タクトタイムの短縮のためには、突き上げピンの下降，上昇の速度を上げて、基板を早く、チャックに設置し、露光後は、迅速に取り外す事が有効である。
【０００９】
しかし、ピンの下降速度を上げて基板をチャックに近づけると、基板とチャックの間の空気が完全に外に逃げず、空気が基板とチャックの中央部に残り、基板の中央部が膨れて、平坦度が損なわれるという問題が発生する。
【００１０】
そして、この速度を上げれば上げるほど、空気が閉じ込められて中央部が大きく膨れるという問題が顕在化する。このため、露光装置のタクトタイムを短縮するためには、基板をチャックに搭載する時に、基板とチャックの間に閉じ込められる空気を、効果的に排出する必要がある。このため、チャック表面の非真空区画に、チャックの中央から左右・上下の両端に繋がる溝を設けるとともに、この溝にチャック表面側（基板取り付け側）から裏面（背面）に抜ける空気孔を設けることにより、基板とチャックに閉じ込められた空気を、前記の溝と空気孔を介して、迅速に（効果的に）、チャックの側面と背面に空気を排出するチャック構造が提案されていた。ここで、空気孔は、「裏面転写」を引き起こさないように、直径４ミリ以下に指定されている。
【００１１】
前述したように、チャック表面の土手により、真空区画と非真空区画を設け、非真空区画には、基板をチャックに近接させるときに発生する両者間の空気を迅速に排出する溝と空気孔が設けられていた。また、真空区画には、ピン状の凸部と吸着孔を設け、吸気孔の真空度を高真空と低真空に切り替えることにより、基板をチャックに装着する時には、強い吸着力で基板を保持して、迅速に空気を排出してタクトタイムを短縮して高速化し、そして、露光時には、弱い吸着力で保持する事により、土手，凸部との接触による接触変形を小さくすることにより、裏面転写の少ない、つまり、不良発生の少ない露光装置が提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１８０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
文献１の公知例では、土手により区画した、真空区画をチャック全面に設け、この真空区画には「裏面転写」を防止するためには、基板を点（微小面積）接触させるために多数のピン状の凸部を設ける必要があり、また、非真空区画には、溝と小さな径の空気孔を多数設ける必要があり、チャック表面の加工が非常に複雑で生産性が悪いという課題があった。
【００１４】
また、真空区画の吸着力を、高真空と低真空に切り替え可能として、露光時には、吸着力を小さくして、基板との接触部の変形を小さくして、基板の平坦性を確保しようとしているが、基板を土手で支持して吸着接触させている限りは、接触部での変形が発生するために、完全に基板の平坦性を確保する事が難しい。このため、基板保持面の形状に倣い「裏面転写」の可能性が残る。
【００１５】
また、基板の大型化に伴い、チャック面も大型化しており、このため、真空区画の数が増加しているため、真空区画をつくる土手の高さを同一にする事は製作上難しく、土手と基板との接触状態の違いにより気密性の違いが発生する可能性がある。具体的には、土手の高さのばらつき，塵埃の噛みこみ等で、基板と土手とが完全に接触できず、部分的にすき間が発生した真空区画では、周囲から真空区画に空気が流入し、同一の真空力（ポンプ）で空気を引いても、全ての真空区画の真空度を同じにするのはできない。このため、各々の真空区画の吸引力に差異が発生して、それにより基板の変形が異なり、平坦度が損なわれて、マスクパターンを高精度に露光する事ができない、という可能性がある。また、基板保持面の形状に倣い、「裏面転写」が発生する可能性がある。
【００１６】
また、大きな基板では、基板中心から外側に向かって順次、チャックに接触させていくことが難しく、もし、最初に、基板の外側からチャックに接触して、次に、内側が接触した場合には、チャックと基板に残った空気を空気孔，真空区画で排除しても、基板外側とチャックとの接触摩擦により、基板の皺が伸びて、平行になる事はない。これは、例えば、大きな絨毯を敷いた場合、一度何らかの理由で、中央部にふくらみができると、絨毯と床との接触摩擦により、絨毯が平坦になる事は無いことから、容易に理解できる。
【００１７】
つまり、凸部，土手からなる真空区画をチャック全面に設けて、基板を接触支持（保持）する方法では、もし、図１５（１）に示すように、基板が大きくなると、基板の中央に空気が残り易くなる。これは、基板への下降速度が速くなるほど顕著になる。空気などにより中央部が膨れた形状で基板をチャックに設置した場合には、たとえ、真空区画により両者の空気を真空力２００で排出したとしても、基板の周辺部と真空区画との接触摩擦により、基板が平坦にならないので、図１５（２）に示すように基板に皺２０１が残る可能性があった。
【００１８】
本発明は、以下の事項のうち少なくとも１つ以上を達成することを目的とする。なお、以下の事項はそれぞれ独立して達成される場合もあれば、複数が同時に達成される場合もある。
（１）「裏面転写」を防止すること。
（２）基板のチャック搭載時間を短縮してタクトタイムを短縮すること。
（３）基板をチャックへ平坦に保持する事によりマスクの露光パターン（形状）を正確に露光可能な、つまり、歪（変形）の無い高精度露光を実現できること。
（４）チャックの製造が簡単な露光装置の提供を可能とすること。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために以下の特徴を備える。なお、本発明は以下の特徴をそれぞれ独立して備える場合もあれば、複数の特徴を同時に備える場合もある。
【００２０】
本発明の第１の特徴は、基板をチャック上に空気膜（ベアリング）で浮上させる浮上手段を設けることにある。具体的には、チャックの表面に圧縮空気を吐出する吐出口を設け、吐出孔からの高圧空気により基板をチャック表面に浮上させて、非接触で基板を保持する機構とする。
【００２１】
本発明の第２の特徴は、基板を吸着保持する吸着保持手段を設けることにある。基板を浮上させた場合には、基板とチャックとの間の接触抵抗がなくなり、基板が平面方向に自由に移動するため、これを防ぎ基板の位置（回転角度・姿勢）をチャックに対して一定に保持するためである。
【００２２】
この吸着保持手段の、一つとしては、（ａ）突き上げピンの先端に、吸着孔を設けた、吸着孔付き突き上げピンである。この吸着孔付き突き上げピンにより、搬入時における基板のチャックに対する位置（回転角度・姿勢）が、露光から排出されるまで保持される（このために、基板の位置（姿勢）をロボットにより搬入する前に測定しておけば、そのデータをチャックの位置（姿勢）制御データとして用いることができる。）。
【００２３】
また、前記の吸着保持手段の、別の例としては、（ｂ）チャックに、吸着孔と土手とから形成される真空区画を設ける。そして、この土手の高さを露光時の基板浮上量と略同じ高さに設定している。そして、これらの吸着保持手段は、基板のチャック対向面側（マスク対向面とは反対側）を保持する。これにより、マスクを、基板に近接する事が可能となり、所謂、プロキシミティ（近接）露光が可能となる。
【００２４】
本発明の第３の特徴は、基板の温度を一定に保つため（恒温化するため）の恒温化手段を設ける。恒温手段としては、例えば、チャックに恒温装置を設置するもの、基板とチャックの間の空気を、基板の冷却性能に優れた、気体に変える。
【００２５】
また、本発明はその他の特徴として以下の特徴を有する。
【００２６】
本発明の第４の特徴は前記基板を搭載する第１の搭載部を有し、前記第１の搭載部は、前記基板を前記第１の搭載部に対して浮上させる第１の基板浮上部を有することにある。
【００２７】
本発明の第５の特徴は、前記第１の基板浮上部は、前記基板へ媒体を供給する供給部を有することにある。
【００２８】
本発明の第６の特徴は、前記供給部は、第１の媒体と、前記第１の媒体よりも低い圧力の媒体を前記基板へ供給し、前記第１の媒体の供給量と、前記第２の媒体の供給量を制御することにある。
【００２９】
本発明の第７の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板を載せる第１の上下移動部を有することにある。
【００３０】
本発明の第８の特徴は、前記第１の上下移動機構は、前記基板を吸着する基板吸着部を有することを特徴とする露光装置。
【００３１】
本発明の第９の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板を載せる第２の上下移動部を有し、前記第１の上下移動部と、前記第２の上下移動部とは同期して動くことにある。
【００３２】
本発明の第１０の特徴は、前記第１の搭載部は、前記第１の搭載部上の気圧よりも低い低気圧区画を有することにある。
【００３３】
本発明の第１１の特徴は、前記低気圧区画は前記第１の搭載部上の空間の一部を囲う土手と、前記土手内に配置された排気部を有することにある。
【００３４】
本発明の第１２の特徴は、請求項に記載の露光装置において、前記低気圧区画は前記第１の搭載部の隅にあることにある。
【００３５】
本発明の第１３の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板と前記第１の搭載部との間の空気を吸気する吸気部を有することにある。
【００３６】
本発明の第１４の特徴は、前記供給部は、吐出孔を有し、前記吸気部は、吸気孔を有し、前記吐出孔、及び前記吸気孔は、前記第１の搭載部上に交互に配置されていることにある。
【００３７】
本発明の第１５の特徴は、前記搭載部は、前記基板と前記第１の搭載部との間の温度を制御する温度制御部を有することにある。
【００３８】
本発明の第１６の特徴は、前記基板の浮上量を測定する浮上量測定部を有し、前記浮上部は、前記浮上量測定部の測定結果に基づき前記浮上量を制御することにある。
【００３９】
本発明の第１７の特徴は、第２の搭載部を有し、前記第２の搭載部は、前記第１の搭載部へ前記基板を搬送する搬送部と、前記基板を第２の搭載部に対して浮上させる第２の基板浮上部を有することにある。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は以下の効果を奏する。なお、以下の効果はそれぞれ独立して奏される場合もあれば、複数が同時に奏される場合もある。
【００４１】
（１）基板をチャック面に浮上させる手段を設ける事により、基板とチャックが接触しなくなり、従来の基板とチャックが接触することにより発生していた、「裏面転写」の不良を少なくする事が可能となる。
【００４２】
基板の平坦度を確保できるので歪（変形）のない高い露光精度を実現できる。
【００４３】
（２）タクトタイムの短縮をする事が可能となる。
【００４４】
（３）浮上手段を設けることにより、基板をチャック上に浮上できるので、基板に付着した塵埃、或いは、真空区画の強い吸着力により、基板保持面の形状に倣い発生する可能性のある、「裏面転写」を防ぐ事ができる。
【００４５】
（４）従来の方法では、基板と真空区画との接触の順番などにより、基板に皺が発生すると、両者の接触摩擦により、基板の皺が解放される事は無いが、本発明のように、空気浮上させることにより、接触部を無くする事ができるので、皺になる事が無く、基板の平坦性を容易に確保できる。
【００４６】
（５）基板がチャックに浮上しているために、従来の接触方式で問題となっていた、基板とチャックの間に空気が残り、それが、平坦度を悪くすることはない。
【００４７】
（６）従来の方式では、この基板とチャックの間に残った空気を取り除くために、真空区画、空気孔を設けていた。しかし、本発明では基板を浮上させることにより、両者の間には、必ず空気の通路（流路）ができるので、空気が残り、それにより、基板の平坦度が悪くなるということはない。
【００４８】
（７）本発明では、基板の浮上手段と共に、吸着保持手段を設けることにより、基板をチャック上に浮上させても、従来と同様に、基板をチャック上に一定に位置決め（保持）できる。このため、チャックを精密ステージでマスク下に移動させ、高精度位置決めする事により、基板もマスクに対して高精度位置決めできる。このため、基板より小さいマスクの場合、或いは、マスクより大きな基板の場合にも、基板の位置を変えて、基板の全面に露光する事ができる。
【００４９】
（８）マスクを基板に近接して露光し、その後、マスクを基板から離して、位置を変えて露光するこの方法は、一般にステップ露光と言われている。
【００５０】
ここで、吸着保持手段は、従来の突き上げピンの先端部、或いはチャック面上に、真空孔と土手とから形成される真空区画を設けたものでよい。また、吸着保持手段は、基板のチャック対向面を保持する事により、基板のマスク対向面は平坦なままとなる。このため、マスクを、ガラス基板表面に、数百μｍまで近接させて露光する、プロキシミティ露光が可能となり、マスクパターンを高精度に基板に露光する事が可能となる。
【００５１】
（９）本発明では、露光時の熱膨張による基板の伸びを小さく抑えられるので、不良が少なく、精度の高い露光を可能とする事ができる。さらに具体的に述べると、基板の温度は、露光時の光、また、それにより加熱されマスクにより加熱されるため、その熱膨張による露光誤差を防ぐために、２３±０.２℃で管理されている。従来の、基板をチャックに接触支持する方法では、基板が加熱されても、チャックとの接触伝導により、基板はチャックにより、恒温化されていた。しかし、本発明のように、基板を浮上保持する場合には、空気層を介しての保持となるために、基板はチャックにより、冷却（恒温化）され難くなる可能性がある。このため、基板の恒温化手段を設けることにより、温度上昇による、露光精度の悪化を防ぎ、高速・高精度の露光を実現する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例の形態による露光装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施例の形態による露光装置のチャックの上面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図６】図２のＤ−Ｄ断面図。
【図７】本発明の一実施例の形態による基板搬送・保持手段の説明図。
【図８】本発明の第２実施例の形態によるチャック恒温構造の説明図。
【図９】本発明の第２実施例の形態の効果説明図。
【図１０】本発明の第３実施例の形態による基板保持手段の説明図。
【図１１】本発明の第３実施例の形態による基板保持メカニズムの説明図。
【図１２】本発明の第４実施例の形態による基板保持手段の説明図。
【図１３】本発明の第４実施例の形態による基板保持メカニズムの説明図。
【図１４】本発明の第５実施例の形態による基板運搬メカニズムの説明図。
【図１５】従来技術課題の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、図示する実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００５４】
本発明の第一実施例を図１から図７を用いて説明する。
【００５５】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式の露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３，Ｘガイド４，Ｘステージ５，Ｙガイド６，Ｙステージ７，θステージ８，Ｚ−チルト機構９，チャック１０、及びマスクホルダ２０を含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、露光用光源，チャック１０へ基板１を供給する供給ユニット，チャック１０から基板１を回収する回収ユニット，装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００５６】
図１において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない供給ユニットによって基板１がチャック１０へ供給され、また図示しない回収ユニットによって基板１がチャック１０から回収される。チャック１０への基板１の搭載は、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを介して行われる。突き上げピンは、チャック１０の表面より上昇して、基板１を供給ユニットのハンドリングアームから受け取った後、再び下降して、基板１をチャック１０の基板保持面に載せる。基板１の露光を行う露光位置の上空には、マスクホルダ２０によってマスク２が保持されている。また、マスクホルダ２０は、Ｚ−チルト機構９により支持されている。
【００５７】
チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に沿ってＸ方向（図面横方向）へ移動する。Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動する。なお、駆動手段としてはリニアモータ等が用いられるが、図示は省略する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に沿ってＹ方向（図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、チャック１０をθ方向（図面縦方向軸周り）へ回転する。また、Ｚ−チルト機構９は、マスクホルダをＺ方向（図面縦方向）へ移動及びチルトする。
【００５８】
露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動，Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転によって、露光時の基板１の位置決めが行われる。また、Ｚ−チルト機構９のＺ方向への移動及びチルトによって、マスク２と基板１とのギャップ制御が行われる。
【００５９】
なお、チャック１０の下に設けられた、θステージ８等、全ての機構は、マスクホルダ２０に取り付けても良い。また、逆に、Ｚ−チルト機構９は、チャック１０の下に設けても良い。
【００６０】
図２は、チャックの基板取り付け面を示している。チャックには、基板搬送ロボット（図示せず）から送られてきた基板を受け取って吸着保持し、チャック面の上下方向（図面飛び出し・奥行き方向）に移動する吸気孔付き突き上げピン１１、また、吸着孔付きピンと同様に、基板搬送ロボット（図示せず）から送られてきた基板を受け取って保持し、チャック面の上下方向（図面飛び出し・奥行き方向）に移動する突き上げピン１２、また、高圧空気を吐出する吐出孔１３、そして、吸気孔１４と土手１５から形成される真空区画が設けられている。
【００６１】
突き上げピンは１２は、チャックの全面に、複数設けられており、ロボットから搬送されてきた基板を受け取り、基板を全ての突き上げピンが、前記吸着孔付き突き上げピン１１と同時に上下することで、基板全体を平行に保って（平坦にして）、チャック表面に対して基板を上下させる。
【００６２】
吐出孔１３は、基板の表面の全面に複数設けられており、ここから吐出される圧縮空気により、基板をチャック面に対して、非接触で、均一の高さになるように浮上させる。
【００６３】
真空区画は、本実施例では、吸着孔付き突き上げピンの両側のチャックの角部に２つ設けられている。真空区画１６は、吸気孔１４とそれを囲む土手１５から形成され、真空区画１６の中は真空に保たれている。この２つの真空区画の土手１５の高さ，形状，吸気孔１４の径は同じである。これらの、真空区画は、基板を浮上させた時に、吸着孔付き突き上げピンと共に、基板をチャック１０に、保持・位置決めするために使われる。また、基板が大きくなり、マスク（図示せず）が、基板上の位置を変えながら、複数回の露光で、基板の全体を露光する場合には、マスクが基板に近接する時に、マスクと基板の間に発生する正圧力（圧力上昇による押しつけ力）により、基板がチャック表面に近接（接触）することを防ぎ、また、マスクが基板から離れる時には、両者の間に発生する負圧力（圧力低下による吸着力）により、基板がチャック表面から引き離される事を防ぐ機能がある。
【００６４】
図３は、図２のＡ−Ａ断面を示している。吸気孔付き突き上げピン１１は、円筒状の外周部とその一端に吸着孔５１を持つ底部からなる吸着パッド部５０と、吸着パッド部５０に接合するシリンダ部５２と、それに接合する管継手５４と、上下駆動モータ５６から構成されている。シリンダ部５２には、吸着孔５１に接合する空気流路５３が設けられており、管継手５４を介して真空の配管５５に接続されている。この真空の配管の先には、真空ポンプ等の真空源が繋がれているが、図示していない。
【００６５】
この吸気孔付き突き上げピン１１は、チャック１０の表面と裏面を貫通する吸気孔付き突き上げピン用孔５８の中に設置されており、前記上下駆動モータ５６により、吸気孔付き突き上げピン１１をチャック１０の面に対し垂直方向となる吸気孔付き突き上げピン移動方向５７に移動させる。吸着パッド部５０は、下降した場合には、吸気孔付き突き上げピン用孔５８の中に入り、チャック表面よりも低い位置（裏面に近い位置）まで、移動する事が可能である。
【００６６】
この吸気孔付き突き上げピン１１の動作は、基板搬送ロボット（図示せず）から渡された基板を、通常の（吸着孔を持たない）突き上げピン１２と共に基板１を運搬すると共に、その機能に加えて、吸着孔付き突き上げピンは、基板１の位置・姿勢を一定に保持する機能がある。具体的には、吸着孔５１により、基板１を吸着パッド部５０で真空吸着するので、突き上げピン１２のように、基板１の自重による接触摩擦力だけで、基板１を保持している物に比べ、より強く、基板１の位置・姿勢を保持する事ができる。なお、各々の突き上げピンの動作と機能については、図７の第一実施例の基板搬送・保持手段の説明図にて詳細に説明する。
【００６７】
また、チャック１０には、複数の吐出孔１３が設けられており、吐出孔１３の他端には管継手３０が設けられており、これを介して配管３１に連接しており、この配管３１は、高圧縮空気と低圧縮空気の供給源に繋がっており、高圧縮空気と低圧縮空気の切り替えは、電磁弁３２，３３により行われている。つまり、低圧縮空気が必要な時には、低圧縮空気用電磁弁３３が開き、高圧縮空気用電磁弁３２は閉じる。逆に、高圧縮空気が必要な場合には、高圧縮空気用電磁弁３２が開き、低圧縮空気用電磁弁３３が閉じる。
【００６８】
基板をチャック１０の表面から高く浮上させたい場合には、高圧縮空気を用い、低く浮上させたい場合に低圧縮空気を、吐出孔１３から噴射させて、基板１の浮上量を調整する。
【００６９】
また、チャック１０には、真空区画１６が設けられており、これは、土手１５と吸気孔１４により構成されている。吸気孔１４の他端には、管継手４０が設けられており、これを介して、真空源（例えば、真空ポンプ）に繋がる配管４１に接合されている。この真空区画１６は、吸気孔付き突き上げピン１１により保持されている基板の位置・浮上量を、吸気孔付き突き上げピン１１と共に保持する。また、ここで、土手１５の高さを、基板を露光する時の浮上高さに設定（製作）しておく事により、マスクが基板に近接、或いは、離れる時に発生する圧力により、基板がチャック表面に押されて近接したり、引っ張られて離れたりすることが無く、チャック１０からの浮上高さを一定に保持できる。これにより、マスクと基板の間隔を一定に保つ事が可能となり、安定した、狭ギャップ露光が可能となる。また、基板が、チャック１０表面に接触する事が無くなるので、チャック表面に堆積している塵埃が、基板に付着（接触）する事などが無く、裏面転写が起こりにくい。
【００７０】
図４に図２のＢ−Ｂ断面を示す。この図は、図２の吐出孔１３の断面を示している。ここで、吐出孔１３は、同一形状であるため、図３のＡ−Ａ断面の吐出孔１３と同じ構成になっている。このため、繰り返しになるが、吐出孔１３の他端には管継手３０が設けられており、これを介して配管３１に連接しており、この配管は、高圧縮空気と低圧縮空気の供給源に繋がっており、高圧縮空気と低圧縮空気の切り替えは、電磁弁３２，３３により行われている。これらの電磁弁を使い、基板をチャック１０の表面から高く浮上させたい場合には、高圧縮空気を用い、低く浮上させたい場合に低圧縮空気を、吐出孔１３から噴射させて、浮上量を調整する。
【００７１】
図５に図２のＣ−Ｃ断面を示す。突き上げピン１２の他端には、突き上げピン１２をチャック１０の表面に対して突き上げピン移動方向６１（垂直，上下方向）に駆動させるモータ６０が取り付けられている。そしてこの突き上げピン１２は、チャック１０に設けられた、貫通孔５９の中に納められている。本実施例では、これらの突き上げピン１２の各々に、モータ６０が設けられているが、突き上げピン１２のモータ６０側の端部を連結して、一つのモータで、突き上げピンを一度（同時）に、上下させる機構としてもよい。本実施例のように、一つの突き上げピン１２に一つのモータ６０を設ける構造にすると、一つのモータが何らかの理由で故障して動かなくなった場合にも、残りのモータで突き上げピン１２を上下動させる事が可能なので、装置の信頼性を向上させることができる。一方、一つのモータで、全ての突き上げピンを上下動させる方法は、モータ６０の使用個数を減らす事ができるので、価格面からすぐれている。
【００７２】
突き上げピン１２の先端は、チャック１０面からの高さが同じになるように設定されており、基板を平坦に保持し、チャック１０面に対して、平行に上下させる事ができる。また、これらの突き上げピン１２は、吸気孔付き突き上げピン１１と同期して、同じ高さと速度で上下する事が可能である。これらの動作の説明は、図７で行う。
【００７３】
図６に図２のＤ−Ｄ断面を示す。図３との違いは、吸気孔付き突き上げピン１１が無いことと、真空区画１６の位置が、異なる点である。真空区画１６，吐出孔１３の構成，機能は、前述したとおりである。このため、ここでは、説明は省略する。
【００７４】
図７を用いて、基板１が搬送ロボットのアーム７０から、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２を介してチャック１０に渡され、チャック１０上に基板１が装着されるまでの基板１の動きと、突き上げピン１１，１２，吐出孔１３，真空区画１６の各々の動き（機能）を説明する。
【００７５】
図７（１）は、基板搬送ロボットのアーム７０に搭載された基板１が、チャック１０の上部に挿入された状態を示している。アーム７０が挿入された時には、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２は、基板１の下に、非接触となる状態で待機している。また、チャック１０に設けられた真空区画１６と基板１とは、非接触で、その間隔はギャップＧ９０である。
【００７６】
基板１が挿入されると、図７（２）に示すように、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２が上昇して、基板１を接触支持する。特に吸気孔付き突き上げピン１１は、その先端に設けた吸着パット部５０により基板１を吸着保持し、基板１が動かないように保持する。突き上げピン１２は、基板１の全面に複数配置されており、基板１を支えている。これらの突き上げピン１１，１２が、基板１を保持（支持）すると、アーム７０は、下に（チャック１０表面に近接する方向）下がり、チャック１０の外に退避する。
【００７７】
次に、図７（３）に示すように、基板１を受け取った、吸気孔付き突き上げピン１１と突き上げピン１２は、基板１を保持しながら、つまり、アーム７０から受け取った時の基板１の位置・姿勢を保持しながら、基板１を、吐出孔１３（図示せず）から噴き出す高圧縮空気８０による高浮上力で基板が保持される高さＨ１まで近接させる。ここで、Ｈ１は、基板１とチャック１０の表面の間の間隔（距離）である。この状態では、吐出孔１３からの高圧縮空気８０が、基板１の重さを殆ど支えているため、基板１と突き上げピン１２との接触力が小さくなり、基板１が動きやすい状況であるが、吸気孔付き突き上げピン１１により、基板１は吸着保持されているので、基板１がチャック表面に対し平行に動きだすことはない。また、基板１と負圧区画とのギャップＧ９０は、図７（１）と比較して小さくなっているが、この時点では、まだ、基板１と真空区画は接触していない。
【００７８】
次に、図７（４）に示すように、突き上げピン１２が、基板１から離れ、チャック１０の中に収納される。突き上げピン１２が基板１から離れても、高圧縮空気８０が基板１を高さＨ１で支持しているので、この時の浮上高さＨ１，ギャップＧの大きさは、図７（３）と同じである。
【００７９】
ここで、基板１は、空気により浮上しているので、チャックとの接触抵抗が無く、チャック１０表面に対して平行方向に自由に伸縮して、基板１の皺，変形が無くなるので、高い平坦度を実現する事ができる。詳細に説明すると、アーム７０からの基板の受け渡し時に、複数の突き上げピン１２による基板１との接触状態の違いから、基板１に皺，変形が発生した場合にも、基板１を空気浮上させることにより、接触（接触力）が無くなり、これにより発生していた皺，変形がなくなり（解放され）、基板１の高い平坦度が実現できる。また、吸気孔付き突き上げピン１１で基板１を保持しているために、基板１がチャック１０の表面に平行方向に自由に動く事はなく、アーム７０で搬送されてきた基板１の位置（回転角）が保持される。
【００８０】
次に、図７（５）に示すように、吸気孔付き突き上げピン１１が、露光時の所定の高さになるまで下がり、基板１は、吐出孔１３からの圧縮空気８１により保持される。また、基板１の端部は、真空区画１６と接触し、真空区画１６に設けられた、吸気孔１４（図示せず）からの真空力により、真空区画１６に保持される。このため、ここではギャップＧがゼロとなる（無くなる）。図７（４）の段階で、基板１の平坦度が確保された後に、真空区画１６で保持されるので、平坦度が確保された状態で、基板１の両端が保持されている。
【００８１】
また、基板１はチャック１０上に、Ｈ２の浮上高さで保持されており、この高さＨ２は真空区画１６の土手の高さ１５と同じである。図７（５）に示すように、基板１は、吸気孔付き突き上げピン１１と２つの真空区画１６により、Ｈ２の浮上量で、チャック１０に平坦に保持される。
【００８２】
つまり、基板１は、チャック１０の表面には非接触であるために、従来の装置では課題となっていた、チャック表面に付着（接触）した塵埃により発生する、また、吸着力を大きくすると基板保持面の形状に倣って発生する、「裏面転写」を防ぐ事ができる。また、基板１を空気浮上させることにより、従来の接触支持の方法では、基板とチャックの接触の順番，状態、また、基板と接触面の間に溜まった空気により発生する可能性の有った皺，変形を無くするが可能となり、さらに、たとえ、何らかの理由で皺が発生した場合にも、チャック１０から浮上させる事により皺，変形が無くなり（解放され）、基板１の平坦度が確保される。これにより、精度の高い（マスクのパターン形状に近い）露光を行う事ができる。
【００８３】
さらに、詳細に説明すると、凸部，吸気孔と土手とからなる真空区画を多数設ける方法では、土手の高さの不均一性から、真空区画毎に、その真空度が異なり、その結果として、土手と基板の接触の強さ（状態）が変わり、基板保持面の形状に倣った「裏面転写」が発生する可能性があった。また、基板１をチャック１０に、高速で設置した時に、空気が完全に排出されず残っていた等の、何らかの理由により、基板の中央が膨れた（高くなった）状態で、基板１の周辺部から先に真空区画１６に接触した場合には、残った空気を真空区画，空気孔で排気しても、基板１の周辺部とチャック１０との接触摩擦により、基板１がチャック１０表面を滑って、皺（変形）が解放される事は無く、基板の平坦性が失われる可能性が有った。
【００８４】
しかし、基板を浮上させる本方式では、基板とチャックの間は非接触で有るために、接触による（基板保持面の形状に倣った）、「裏面転写」は発生しない。また、ロボットアームから突き上げピンで支持する時などに、何らかの理由により基板に変形（皺）等が発生しても、基板１は、チャック１０の上に、一度、浮上保持されるので（図７（４））、その時に、変形（皺）が解放されて（無くなって）、高い平坦度が実現される。
【００８５】
また、基板を空気浮上させるために、基板を高速でチャックに下降しても、空気が流出する流路が有るために、基板の中央部に膨らみが残る事はない。
【００８６】
また、従来技術では、必須であった、基板を支える多数の微小な凸部、また、基板をチャックに乗せた時に発生する空気を抜くための空気孔を設ける必要が無くなり、製作を容易に行う事が可能となる。
【００８７】
さらに、基板１の一つの端面が、吸気孔付き突き上げピン１１で、また、２つの端面が真空区画１６で保持されているので、マスクが基板に近接する時に、両者の間に発生する圧縮（高圧）空気により基板がチャックに押しつけられた時にも、また、マスクが基板から離れる時に発生する真空圧により基板がチャックから引き剥がされそうになった場合にも、基板１の位置が、チャック１０からずれる事は無い。
【００８８】
さらに、吸気孔付き突き上げピン１１のチャック１０面からの高さと、真空区画１６の土手の高さは、この時の浮上量Ｈ２と同じ高さに設定されているので、均一な浮上量を実現する事ができる。
【００８９】
基板１の保持手段として、基板の両面を機械的，電気的、或いは、吸着力等で把持する方法では、マスク２を基板１に近づけて露光するプロキシミティ露光では、マスク２が保持手段に接触するために、基板に近接する事ができなくなる。このために、本実施例では、吸気孔付き突き上げピン１１を、基板１のチャック１０対向面を吸着支持する構造としており、これにより、マスク２を露光のために基板１に、数百μｍの距離に近接する事が可能となっている。
【００９０】
上述したように、本発明によれば、基板１をチャック１０に対して浮上保持するために、非接触で平坦に保持する事が可能となり、「裏面転写」がなく、また、マスクパターンを正確に（高精度に）基板に露光（焼き付ける）できる。また、基板１は、吸気孔付き突き上げピン，真空区画により、吸着保持されるので、露光中にチャックに対する基板の位置が変化することなく、一度、位置決めをすれば、基板の露光位置を変えて露光する場合にも、再度位置決めをする必要がなくなり、位置決めに要する時間を短縮できる。
【００９１】
また、搬送ロボットのアーム７０に搭載される前の基板の位置（回転角の状態など）を（例えば、クーリングプレートに置いている時に）、事前に測定しておけば、この位置情報を基にチャック１０の位置（姿勢）を粗動で合わせておき、その後に、吸着孔付き突き上げピンで基板を保持した後に、基板の位置（姿勢）を正確に測定し・位置決めすれば、高速・高精度に位置決めできる。
【００９２】
ここで、吸気孔付き突き上げピンの吸着部と真空区画の土手は、基板に接触しているが、その接触部の幅を狭くすれば、接触時による「裏面転写」が起こらない。この幅の目安として、４mm以下にすればよい。
【００９３】
また、これらの部分は、基板の縁側に設置されており、また、接触面積も小さく、このため、基板全体に対してこれらの接触面積は十分に小さく、たとえ、裏面転写が発生してもそれは、極めて小さい範囲で、実用上問題にならないレベルである。
【００９４】
また、露光が終了した基板１については、図７の逆の手順を実行することにより、基板１をチャック１０から、基板搬送ロボットに受け渡して、搬出できる。
【００９５】
本発明の第２実施例を、図８を用いて説明する。第１実施例との違いは、基板１を一定温度化するための冷却手段を設けた点である。これは、露光装置では、光源からの光が直接に基板１へ当たる事、また、連続露光により光で加熱されたマスク２を、プロキシミティ露光では、基板１に近接して露光するため、マスク２からの熱により基板１が温められ熱膨張する可能性があるため、これを、一定温度化する必要があるためである。具体的には、基板１が加熱されて熱膨張した状態でマスクパターンが露光されると、冷却した時に基板が縮み、マスクパターンが歪み、正確なマスクパターンが得られず、露光不良となるためである。本実施例では、一定温度化の方法として、チャック１０に恒温手段を設け、基板１を空気層（膜）を介して冷却している。しかし、定温化の方法としては、この方法に捕らわれるものではなく、所定の温度の空気流（ガス）を直接基板に当てる方法など、どのような方法であってもよい。
【００９６】
以下に、恒温手段１００をチャック１０に設けた例を説明する。具体的には、チャック１０の本体に、熱交換器１０１により一定温度に調整された水を配管１０２で循環させることにより、チャック１０の温度を一定に保つことができるようになっている。これは、繰り返しになるが、基板１を一定温度に保持して、基板の熱膨張（収縮）による、マスクパターンの変形を防ぐためである。基板１を浮上露光させる方法では、従来の基板１をチャック１０に接触させる方法に比べると、空気膜を介して浮上させている分、基板１を恒温化（冷却）する能力が低下する可能性が有る。このために、チャック１０に恒温手段を設けることにより、チャック１０の基板を恒温化（冷却）する能力を向上させることが可能となり、第１実施例と同様に、浮上による高い平坦性を確保しながら、基板の熱膨張を防ぎ、マスクパターンを正確に露光する事が可能となる。
【００９７】
図９は、図８に示す第２の実施例において、基板１の浮上量Ｈと、露光時の基板１の温度上昇の計算結果を概念的に示したものである。基板１の温度上昇の上限を、熱膨張の許容範囲の上限から、例えば２３.２℃とすると、恒温手段１００がない場合には、基板１の浮上量ＨをＨａ以下にする必要があるが、恒温手段１００が有る場合には、浮上量はＨｂ以下であればよい。つまり、恒温手段１００があれば、基板の浮上量が高くても（Ｈａ＜Ｈｂ）、基板の熱膨張の影響は小さい。ここで、基板１の露光時の浮上量Ｈを高くすればするほど、大きな塵埃がチャック表面に付着している場合でも塵埃の影響を受けにくく、「裏面転写」を防止できる。また、基板１をチャック１０に近づける必要がなく、高い浮上量で露光できるので、基板１のハンドリング（設定）時間を短縮できるという利点もある。
【００９８】
さらに、基板１の温度を管理するセンサー（図示せず）を設けて、基板１の温度が、所定の温度以上になったら、露光を中断し、温度が許容範囲になったら露光を再開するような、モニターシステムを設けても良い。また、浮上している基板１とチャック１０との熱交換を促進するように、伝熱性に優れたガス等、例えばヘリウム、を添加してもよい。
【００９９】
上述したように、本実施例では、基板１の恒温手段を設けることにより、基板の温度変動による露光不良を低減する事ができると共に、基板１の浮上量を高くできるので、「裏面転写」の影響が少なく、また、基板１のチャック１０への設定時間を短縮できるという利点がある。また、本実施例においても、基板１を浮上して保持する事により、第１の実施例と同様に、「裏面転写」を減少させ、不良が少なく、高品質の露光を実現する事ができる。
【０１００】
本発明の第３の実施例を図１０，図１１を用いて説明する。図１０は、チャック１０表面の形状、図１１は、その動作説明図を示している。本実施例と第１実施例の違いは、チャック１０の４隅に真空区画１６を設け、吸気孔付き突き上げピン１１を真空区画１６の近傍に設けた点である。吸気孔付き突き上げピン１１は、本実施例では真空区画１６の前に１つ設けているが、その場所は、特に制約はない。本実施例における各部の動作は、第１実施例の図７（１）から図７（４）までは、同じ動作である。つまり、図１１（１）は、図７（４）の状態と同じで、基板１が高圧縮空気８０により浮上量Ｈ１で浮上している。また、基板１の一端は、吸気孔付き突き上げピン１１で保持されており、基板１が所定の位置（姿勢に）保持されている。また、チャック１０の両端には、真空区画１６が設けられている。図１１（１）では、まだ基板１の浮上量がＨ１と高いので、真空区画１６と基板１とは間隔Ｇで離れている。このように、基板１を空気浮上させることにより、基板とチャックが接触する事により発生する、基板の皺，接触部の変形を無くし、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。
【０１０１】
第１実施例と本実施例の違いは、本実施例では、図１１（２）のように、吸気孔付き突き上げピン１１が、真空区画１６の高さＨ２よりも低くなる。そして、吸気孔付き突き上げピン１１が、真空区画１６と同じ高さにまで低下したら、基板の吸着保持を中止し、そのまま低下してチャック１０の中に収納される。ここで、浮上量がＨ２に達すると、真空区画１６の高さがＨ２に設定されているので、基板１は、真空区画１６に保持される。このため、基板は、吸気孔付き突き上げピン１１が無くても、第１実施例と同様に、チャック１０に対して一定の位置（姿勢）で保持される。また、吸気孔付き突き上げピン１１の代りに真空区画１６を用いることで、簡単な構造で、正確に、基板１の浮上量を所定の浮上量Ｈ２で保持できる。換言すれば、吸気孔付き突き上げピン１１は、モータで上下させるので、その高さを正確に制御・維持するため機構が複雑になるが、本発明の実施例のようにすれば、真空区画の土手の高さを所定の高さに加工しておけば良いので、単純な構造でありながら、高い精度で基板１を一定の浮上量で保持する事が可能となる。本実施例では、チャック１０の４隅に設けた真空区画１６で保持されている。このため、実施例１の３点に比べて、より強い力で、基板１がチャック１０に保持されている。なお、この真空区画１６の数は、必要に応じて、変えれば良い事は言うまでもない。
【０１０２】
上述したように、本実施例では、吸気孔付き突き上げピン１１の位置決め精度を緩和して、装置の生産性を向上できると共に、第１の実施例と同様な効果が得られる。
【０１０３】
本発明の第４の実施例を図１２，図１３を用いて説明する。本実施例と第１実施例の違いは、本実施例では、真空区画１６を無くして、新たに、複数の吸気孔１４を吐出孔１３の近傍に、交互に、配置した点である。本実施例では、吐出孔１３と吸気孔１４を組み合わせて設けることにより、空気力のばね効果により基板を所定の浮上高さ（チャック表面からの基板の高さ）に強く保持することができる。具体的には、基板１をチャック１０に近づける方向に力が加わると、吐出孔１３からの圧縮空気８１により、基板１をチャック１０から遠ざける方向の反発力が発生し、また、逆に、基板１をチャック１０から遠ざける方向に力が加わると、吸気孔１４からの吸引（減圧）空気８２により、引き戻す方向に反発力が働く（これは、ベルヌーイの原理を用いたチャック機構として知られている）。
上記のように、吐出孔１３と吸気孔１４を組み合わせて設けることにより、第１の実施例で設けた真空区画１６を設けなくとも、基板１を所定の浮上量に保持することができる。
このため、第１の実施例と同様に、基板１を平坦にチャック１０上に保持することが可能となり、第一実施例と同様の効果を得ることができる。また、真空区画１６と基板との接触により発生する可能性のある「裏面転写」を無くすることが可能となる。さらに、本実施例では、基板の全面に吐出孔１３と吸気孔１４を設けることにより、基板１の全体に、空気ばねを設けた効果が期待され、基板１を強固に所定の浮上量に保持することが可能となり、マスクの基板１への離接による圧力変動による外乱（外力）の影響を受けにくく、マスクと基板の距離を安定して一定に保持できるので、精度の高いマスクパターンを基板１に露光することが可能となる。
【０１０４】
また、吐出孔１３から吐出される圧縮空気８１は、吸気孔１４から吸引空気８２として、基板１とチャック１０の間から排出されるため、吐出孔１３からの圧縮空気が、基板１とチャック１０の間に溜まって（排出され難くなり）、基板１の中央を膨らませ、基板１平坦度を棄損する事を防ぐ事ができる。
【０１０５】
もちろん、このような課題は、例えば、第１実施例では、吐出孔１３の周りに、溝をもうけて、この溝を介して、圧縮空気８１を基板１とチャック１０の間から外に放出する事が可能である。
【０１０６】
さらに、本実施例では、基板１の浮上量Ｈをモニターするための、浮上量計測手段８３を設けている。これは、例えば、レーザ測長器のようなもので良く、浮上量Ｈがゼロの時を初期値として、そこからの差分を浮上量とすれば良い。この浮上量計測手段８３からの、浮上量Ｈの値を基に、吐出孔１３，吸気孔１４の強さを調整する事により、正確に浮上量Ｈを管理する事ができる。また、浮上量Ｈが低下して、基板１がチャック１０に接触すること、また、浮上量Ｈが増加して、基板１の温度が規定の温度以上に変動する事を防ぐ事が可能となる。これにより、露光不良の発生頻度を下げる事が可能となる。
【０１０７】
本発明の第５の実施例を、図１４を用いて説明する。本実施例と第３実施例の違いは、本実施例では、図１４（１）に示すように、チャック１０には、第３実施例では設けられていた、吸気孔付き突き上げピン１１と突き上げピン１２がなく、また、チャック１０に切欠き２１を設けている点と、この切欠き２１に挿入される凸部２３を持つサブチャック１７が設けられている点である。
【０１０８】
このサブチャック１７には、基板１を吸着保持し、それをチャック１０に運搬するための移動式吸着パッド１８と、それの移動をガイドするためのガイドレール１９と基板１を空気浮上させるための圧縮空気を吐出させる吐出孔１３から構成されている。サブチャック１７には、全面に吐出孔１３が設けられており、サブチャック１７に、コンベア（図示せず）などで、生産ラインの上流から運搬されてきた基板１を、これらの吐出孔１３からの高圧縮空気８０により、図１４（２）のように、浮上支持する。この時の浮上量は、基板１を搬送するための浮上高さであり、例えば、第１実施例の図７（４）の、突き上げピンによる保持から空気浮上に移るための浮上量Ｈ１と同じ高さであり、露光時の浮上量Ｈ２よりも高い。また、移動式吸着パッド１８はサブチャック１７の中に（表面から下に）格納されているが、基板１がコンベア（図示せず）などからサブチャック１７に搬送されてくると、サブチャック１７の中から上昇して、図１４（２）のように、基板１の端部を吸着保持した後に、ガイドレール１９に従い、矢印２２のように、基板１をチャック１０に搬送する。なお、サブチャック１７には、コンベアから搬送された基板が、落ちないように周囲にはストッパーが設けられている（図示せず）。このため、移動式吸着パッド１８が基板１を保持する前に、サブステージから落ちる事はない。
【０１０９】
サブチャック１７には、凸部２３が設けられており、この凸部２３は、チャック１０の切欠き２１の中に挿入されている。また、ガイドレール１９は、前記凸部の先端まで設置されているために、このガイドレール１９に従って移動式吸着パッド１８を移動させることにより、基板１をサブチャック１７からチャック１０に運ぶことが可能である。サブチャック１７から、移動式吸着パッド１８により基板１が運ばれる時には、図１４（２）に示すように、サブチャック１７とチャック１０の吐出孔１３から高圧縮空気８０が吐出されており、基板１を搬送用の浮上量Ｈ２で浮上させて運搬する。図中の破線の基板１と移動式吸着パッド１８は、サブチャック１７からチャック１０に基板１が搬送される途中の状態を概念的に示したものである。移動式吸着パッド１８が、ガイドレール１９の左端に移動すると、つまり、基板１をサブチャック１７からチャック１０に搬送すると、移動式吸着パッド１８は、チャック１０の表面方向に降下し、また、同時に、吐出孔１３からの高圧縮空気８０の空気圧は小さくなり、基板１の浮上量が搬送時の浮上量Ｈ２から、露光用浮上量Ｈ１に低下する。チャック１０には、第１，第３の実施例と同様に、真空区画１６が設けられており、この高さは、露光用の浮上量Ｈ１と同じ高さに設定されているので、基板１は、この真空区画１６により、面内方向に動かないように保持される。また、前述したように、圧縮空気により、チャック１０の上に、浮上保持される。この状態で、基板１が露光される。基板１の浮上量が低下して、真空区画１６で保持されると、移動式吸着パッド１８は、吸着動作を停止して、基板１を離して、さらに下に降下して、基板１が露光されるまで待機する。
【０１１０】
露光が終了すると、移動式吸着パッド１８は、露光用浮上量Ｈ２まで上昇して、基板１を吸着保持すると、吐出孔１３からの圧縮空気の空気圧が強くなり、基板１を運搬用の浮上量Ｈ１まで上昇させる。基板１の上昇に伴って移動式吸着パッド１８もＨ１まで上昇する。ここで、基板１の露光が終了して、露光浮上量Ｈ２から、運搬用の浮上量Ｈ１にする時には、真空区画１６の真空を停止することにより、基板１を速やかに、上昇させる事が可能となる。露光した基板１を保持してＨ１まで上昇した移動式吸着パッド１８は、前記凸部２３から、ガイドレール１９に従い移動して、その後に、吸着を解除し、サブチャック１７の中に収納される。露光された基板１は、サブチャック１７から、生産ラインの下流のベルトコンベア等の搬送手段に引き渡される（搬送手段は、図示しない）。なお、ここで、移動式吸着パッド１８の吸着機構、また、上下機構については、例えば、第１の実施例の吸気孔付き突き上げピン１１と同様に、真空ポンプによる吸着力（真空力），モータによる上下機構を利用すれば実現できるので、ここでは、図示しない。また、吐出孔１３からの圧縮空気の強さの切り替えも、第１実施例のように、高圧縮と低圧縮空気を電磁弁などで切り替えれば、実現できるので、図示しない。
【０１１１】
本実施例によれば、コンベアなどから運ばれた基板１を、サブチャック１７で、空気浮上させて受け取る事により、基板搬送用のロボットを無くすること、また、前記ロボットのアームから基板を受け取るための、突き上げピンをチャック１０から無くす事ができるので、装置の構成を簡略化できて、装置の生産性を向上させる事が可能となる。
【０１１２】
また、本実施例においても、基板１を平坦にして露光する事が可能となるので、第１，第３の実施例と同様に露光不良を低減して、高精度の露光が可能となる。
【０１１３】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、基板のチャックへの搭載に要する時間を短縮し、かつ基板の歪み及び裏面転写による不良を少なくすることができる。従って、表示用パネル基板を短いタクトタイムで歩留まり良く製造することができる。
【０１１４】
なお、上述した実施例では、区画を有するピンチャックを中心に説明したが、本実施例に開示される内容は区画を有さないいわゆるベタチャックにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 基板
２ マスク
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ Ｚ−チルト機構
１０ チャック
１１ 吸気孔付き突き上げピン
１２ 突き上げピン
１３ 吐出孔
１４ 吸気孔
１５ 土手
１６ 真空区画
１７ サブチャック
１８ 移動式吸着パッド
１９ ガイドレール
２０ マスクホルダ
２１ 切欠き
２２ 移動方向
２３ 凸部
３０，４０，５４ 管継手
３１，４１，５５ 配管
３２ 高圧縮空気用電磁弁
３３ 低圧縮空気用電磁弁
５０ 吸着パッド部
５１ 吸着孔
５２ シリンダ部
５３ 空気流路
５６ 上下駆動モータ
５７ 吸気孔付き突き上げピン移動方向
５８ 吸気孔付き突き上げピン用孔
６０ モータ
６１ 突き上げピン移動方向
７０ アーム
８０ 高圧縮空気
８１ 圧縮空気
８２ 吸引空気
８３ 浮上量計測手段
９０ ギャップＧ（基板と真空区画の間隔）
９１ 浮上量Ｈ（基板とチャック表面の間隔）
１００ 恒温手段
１０１ 熱交換器
１０２ 配管
２００ 真空力
２０１ 皺
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。例えば、液晶表示用パネルの製造装置、特にマスクに描かれたパターンをガラス基板上に露光する液晶露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板やカラーフィルタ基板，プラズマディスプレイパネル用基板，有機ＥＬ（Electroluminescence）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。一般に、露光装置は、基板を真空吸着して保持するチャックを備え、チャックに保持された基板の表面へフォトマスクを透過した光を照射して露光を行う。
【０００３】
チャックには、従来、基板保持面が平らなものと、基板保持面にピン形状の凸部を複数設けたものとがあった。後者は、ピン形状の凸部により複数の点で基板を支持し、ピン形状の凸部以外の部分と基板との空間を真空引きすることにより、基板を真空吸着して保持する。この様なチャックでは、大型の基板を均等に真空吸着するために、ピン形状の凸部以外の部分と基板との空間を複数の真空区画に分けて真空引きを行っていた。このため、基板保持面には、複数の真空区画を形成するための土手（ライン）が設けられていた。
【０００４】
ガラス基板等の様に光が透過する基板では、露光時に基板を透過した光がチャックで反射し、再び基板を透過して基板の表面に達することにより、チャックの表面形状等が基板の表面に焼き付けられる現象が発生することがある。この現象は、「裏面転写」と呼ばれている。
【０００５】
従来の基板保持面が平らなチャックでは、基板の裏面の汚れがチャックに堆積し、この汚れにより裏面転写が発生していた。これに対し、基板保持面にピン形状の凸部を設けたチャックでは、汚れの堆積による裏面転写の発生が少ない。
【０００６】
しかし、真空区画の吸着力は、強くしすぎると、基板保持面の形状に倣い、「裏面転写」という現象が発生するために、吸着力を、２段階に切り替えられるようにしたものも提案されている。具体的には、最初に、強い吸着力で早く基板をチャックに保持し、次に、「裏面転写」を避けるために、弱い吸着力で基板を保持して基板の変形を小さくして、露光を行うようになっていた。ここで、吸着力を２段に切り替えるのには、真空区画に設けた、吸着孔につなぐ真空力を高真空と低真空に切り替えて実現している。
【０００７】
チャックへの基板の搭載は、通常、チャックに設けた複数の突き上げピンを介して行われる。突き上げピンは、チャックの表面より上昇して、基板をロボット等のハンドリングアームから受け取った後、再び下降して、基板をチャックの表面に載せる。
【０００８】
露光装置には、露光不良の低減と共に、量産性能を向上させるためにタクトタイムの短縮が求められている。タクトタイムの短縮のためには、突き上げピンの下降，上昇の速度を上げて、基板を早く、チャックに設置し、露光後は、迅速に取り外す事が有効である。
【０００９】
しかし、ピンの下降速度を上げて基板をチャックに近づけると、基板とチャックの間の空気が完全に外に逃げず、空気が基板とチャックの中央部に残り、基板の中央部が膨れて、平坦度が損なわれるという問題が発生する。
【００１０】
そして、この速度を上げれば上げるほど、空気が閉じ込められて中央部が大きく膨れるという問題が顕在化する。このため、露光装置のタクトタイムを短縮するためには、基板をチャックに搭載する時に、基板とチャックの間に閉じ込められる空気を、効果的に排出する必要がある。このため、チャック表面の非真空区画に、チャックの中央から左右・上下の両端に繋がる溝を設けるとともに、この溝にチャック表面側（基板取り付け側）から裏面（背面）に抜ける空気孔を設けることにより、基板とチャックに閉じ込められた空気を、前記の溝と空気孔を介して、迅速に（効果的に）、チャックの側面と背面に空気を排出するチャック構造が提案されていた。ここで、空気孔は、「裏面転写」を引き起こさないように、直径４ミリ以下に指定されている。
【００１１】
前述したように、チャック表面の土手により、真空区画と非真空区画を設け、非真空区画には、基板をチャックに近接させるときに発生する両者間の空気を迅速に排出する溝と空気孔が設けられていた。また、真空区画には、ピン状の凸部と吸着孔を設け、吸気孔の真空度を高真空と低真空に切り替えることにより、基板をチャックに装着する時には、強い吸着力で基板を保持して、迅速に空気を排出してタクトタイムを短縮して高速化し、そして、露光時には、弱い吸着力で保持する事により、土手，凸部との接触による接触変形を小さくすることにより、裏面転写の少ない、つまり、不良発生の少ない露光装置が提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１８０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
文献１の公知例では、土手により区画した、真空区画をチャック全面に設け、この真空区画には「裏面転写」を防止するためには、基板を点（微小面積）接触させるために多数のピン状の凸部を設ける必要があり、また、非真空区画には、溝と小さな径の空気孔を多数設ける必要があり、チャック表面の加工が非常に複雑で生産性が悪いという課題があった。
【００１４】
また、真空区画の吸着力を、高真空と低真空に切り替え可能として、露光時には、吸着力を小さくして、基板との接触部の変形を小さくして、基板の平坦性を確保しようとしているが、基板を土手で支持して吸着接触させている限りは、接触部での変形が発生するために、完全に基板の平坦性を確保する事が難しい。このため、基板保持面の形状に倣い「裏面転写」の可能性が残る。
【００１５】
また、基板の大型化に伴い、チャック面も大型化しており、このため、真空区画の数が増加しているため、真空区画をつくる土手の高さを同一にする事は製作上難しく、土手と基板との接触状態の違いにより気密性の違いが発生する可能性がある。具体的には、土手の高さのばらつき，塵埃の噛みこみ等で、基板と土手とが完全に接触できず、部分的にすき間が発生した真空区画では、周囲から真空区画に空気が流入し、同一の真空力（ポンプ）で空気を引いても、全ての真空区画の真空度を同じにするのはできない。このため、各々の真空区画の吸引力に差異が発生して、それにより基板の変形が異なり、平坦度が損なわれて、マスクパターンを高精度に露光する事ができない、という可能性がある。また、基板保持面の形状に倣い、「裏面転写」が発生する可能性がある。
【００１６】
また、大きな基板では、基板中心から外側に向かって順次、チャックに接触させていくことが難しく、もし、最初に、基板の外側からチャックに接触して、次に、内側が接触した場合には、チャックと基板に残った空気を空気孔，真空区画で排除しても、基板外側とチャックとの接触摩擦により、基板の皺が伸びて、平行になる事はない。これは、例えば、大きな絨毯を敷いた場合、一度何らかの理由で、中央部にふくらみができると、絨毯と床との接触摩擦により、絨毯が平坦になる事は無いことから、容易に理解できる。
【００１７】
つまり、凸部，土手からなる真空区画をチャック全面に設けて、基板を接触支持（保持）する方法では、もし、図１５（１）に示すように、基板が大きくなると、基板の中央に空気が残り易くなる。これは、基板への下降速度が速くなるほど顕著になる。空気などにより中央部が膨れた形状で基板をチャックに設置した場合には、たとえ、真空区画により両者の空気を真空力２００で排出したとしても、基板の周辺部と真空区画との接触摩擦により、基板が平坦にならないので、図１５（２）に示すように基板に皺２０１が残る可能性があった。
【００１８】
本発明は、以下の事項のうち少なくとも１つ以上を達成することを目的とする。なお、以下の事項はそれぞれ独立して達成される場合もあれば、複数が同時に達成される場合もある。
（１）「裏面転写」を防止すること。
（２）基板のチャック搭載時間を短縮してタクトタイムを短縮すること。
（３）基板をチャックへ平坦に保持する事によりマスクの露光パターン（形状）を正確に露光可能な、つまり、歪（変形）の無い高精度露光を実現できること。
（４）チャックの製造が簡単な露光装置の提供を可能とすること。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために以下の特徴を備える。なお、本発明は以下の特徴をそれぞれ独立して備える場合もあれば、複数の特徴を同時に備える場合もある。
【００２０】
本発明の第１の特徴は、基板をチャック上に空気膜（ベアリング）で浮上させる浮上手段を設けることにある。具体的には、チャックの表面に圧縮空気を吐出する吐出口を設け、吐出孔からの高圧空気により基板をチャック表面に浮上させて、非接触で基板を保持する機構とする。
【００２１】
本発明の第２の特徴は、基板を吸着保持する吸着保持手段を設けることにある。基板を浮上させた場合には、基板とチャックとの間の接触抵抗がなくなり、基板が平面方向に自由に移動するため、これを防ぎ基板の位置（回転角度・姿勢）をチャックに対して一定に保持するためである。
【００２２】
この吸着保持手段の、一つとしては、（ａ）突き上げピンの先端に、吸着孔を設けた、吸着孔付き突き上げピンである。この吸着孔付き突き上げピンにより、搬入時における基板のチャックに対する位置（回転角度・姿勢）が、露光から排出されるまで保持される（このために、基板の位置（姿勢）をロボットにより搬入する前に測定しておけば、そのデータをチャックの位置（姿勢）制御データとして用いることができる。）。
【００２３】
また、前記の吸着保持手段の、別の例としては、（ｂ）チャックに、吸着孔と土手とから形成される真空区画を設ける。そして、この土手の高さを露光時の基板浮上量と略同じ高さに設定している。そして、これらの吸着保持手段は、基板のチャック対向面側（マスク対向面とは反対側）を保持する。これにより、マスクを、基板に近接する事が可能となり、所謂、プロキシミティ（近接）露光が可能となる。
【００２４】
本発明の第３の特徴は、基板の温度を一定に保つため（恒温化するため）の恒温化手段を設ける。恒温手段としては、例えば、チャックに恒温装置を設置するもの、基板とチャックの間の空気を、基板の冷却性能に優れた、気体に変える。
【００２５】
また、本発明はその他の特徴として以下の特徴を有する。
【００２６】
本発明の第４の特徴は前記基板を搭載する第１の搭載部を有し、前記第１の搭載部は、前記基板を前記第１の搭載部に対して浮上させる第１の基板浮上部を有することにある。
【００２７】
本発明の第５の特徴は、前記第１の基板浮上部は、前記基板へ媒体を供給する供給部を有することにある。
【００２８】
本発明の第６の特徴は、前記供給部は、第１の媒体と、前記第１の媒体よりも低い圧力の媒体を前記基板へ供給し、前記第１の媒体の供給量と、前記第２の媒体の供給量を制御することにある。
【００２９】
本発明の第７の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板を載せる第１の上下移動部を有することにある。
【００３０】
本発明の第８の特徴は、前記第１の上下移動機構は、前記基板を吸着する基板吸着部を有することを特徴とする露光装置。
【００３１】
本発明の第９の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板を載せる第２の上下移動部を有し、前記第１の上下移動部と、前記第２の上下移動部とは同期して動くことにある。
【００３２】
本発明の第１０の特徴は、前記第１の搭載部は、前記第１の搭載部上の気圧よりも低い低気圧区画を有することにある。
【００３３】
本発明の第１１の特徴は、前記低気圧区画は前記第１の搭載部上の空間の一部を囲う土手と、前記土手内に配置された排気部を有することにある。
【００３４】
本発明の第１２の特徴は、請求項に記載の露光装置において、前記低気圧区画は前記第１の搭載部の隅にあることにある。
【００３５】
本発明の第１３の特徴は、前記第１の搭載部は、前記基板と前記第１の搭載部との間の空気を吸気する吸気部を有することにある。
【００３６】
本発明の第１４の特徴は、前記供給部は、吐出孔を有し、前記吸気部は、吸気孔を有し、前記吐出孔、及び前記吸気孔は、前記第１の搭載部上に交互に配置されていることにある。
【００３７】
本発明の第１５の特徴は、前記搭載部は、前記基板と前記第１の搭載部との間の温度を制御する温度制御部を有することにある。
【００３８】
本発明の第１６の特徴は、前記基板の浮上量を測定する浮上量測定部を有し、前記浮上部は、前記浮上量測定部の測定結果に基づき前記浮上量を制御することにある。
【００３９】
本発明の第１７の特徴は、第２の搭載部を有し、前記第２の搭載部は、前記第１の搭載部へ前記基板を搬送する搬送部と、前記基板を第２の搭載部に対して浮上させる第２の基板浮上部を有することにある。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は以下の効果を奏する。なお、以下の効果はそれぞれ独立して奏される場合もあれば、複数が同時に奏される場合もある。
【００４１】
（１）基板をチャック面に浮上させる手段を設ける事により、基板とチャックが接触しなくなり、従来の基板とチャックが接触することにより発生していた、「裏面転写」の不良を少なくする事が可能となる。
【００４２】
基板の平坦度を確保できるので歪（変形）のない高い露光精度を実現できる。
【００４３】
（２）タクトタイムの短縮をする事が可能となる。
【００４４】
（３）浮上手段を設けることにより、基板をチャック上に浮上できるので、基板に付着した塵埃、或いは、真空区画の強い吸着力により、基板保持面の形状に倣い発生する可能性のある、「裏面転写」を防ぐ事ができる。
【００４５】
（４）従来の方法では、基板と真空区画との接触の順番などにより、基板に皺が発生すると、両者の接触摩擦により、基板の皺が解放される事は無いが、本発明のように、空気浮上させることにより、接触部を無くする事ができるので、皺になる事が無く、基板の平坦性を容易に確保できる。
【００４６】
（５）基板がチャックに浮上しているために、従来の接触方式で問題となっていた、基板とチャックの間に空気が残り、それが、平坦度を悪くすることはない。
【００４７】
（６）従来の方式では、この基板とチャックの間に残った空気を取り除くために、真空区画、空気孔を設けていた。しかし、本発明では基板を浮上させることにより、両者の間には、必ず空気の通路（流路）ができるので、空気が残り、それにより、基板の平坦度が悪くなるということはない。
【００４８】
（７）本発明では、基板の浮上手段と共に、吸着保持手段を設けることにより、基板をチャック上に浮上させても、従来と同様に、基板をチャック上に一定に位置決め（保持）できる。このため、チャックを精密ステージでマスク下に移動させ、高精度位置決めする事により、基板もマスクに対して高精度位置決めできる。このため、基板より小さいマスクの場合、或いは、マスクより大きな基板の場合にも、基板の位置を変えて、基板の全面に露光する事ができる。
【００４９】
（８）マスクを基板に近接して露光し、その後、マスクを基板から離して、位置を変えて露光するこの方法は、一般にステップ露光と言われている。
【００５０】
ここで、吸着保持手段は、従来の突き上げピンの先端部、或いはチャック面上に、真空孔と土手とから形成される真空区画を設けたものでよい。また、吸着保持手段は、基板のチャック対向面を保持する事により、基板のマスク対向面は平坦なままとなる。このため、マスクを、ガラス基板表面に、数百μｍまで近接させて露光する、プロキシミティ露光が可能となり、マスクパターンを高精度に基板に露光する事が可能となる。
【００５１】
（９）本発明では、露光時の熱膨張による基板の伸びを小さく抑えられるので、不良が少なく、精度の高い露光を可能とする事ができる。さらに具体的に述べると、基板の温度は、露光時の光、また、それにより加熱されマスクにより加熱されるため、その熱膨張による露光誤差を防ぐために、２３±０.２℃で管理されている。従来の、基板をチャックに接触支持する方法では、基板が加熱されても、チャックとの接触伝導により、基板はチャックにより、恒温化されていた。しかし、本発明のように、基板を浮上保持する場合には、空気層を介しての保持となるために、基板はチャックにより、冷却（恒温化）され難くなる可能性がある。このため、基板の恒温化手段を設けることにより、温度上昇による、露光精度の悪化を防ぎ、高速・高精度の露光を実現する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例の形態による露光装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施例の形態による露光装置のチャックの上面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図６】図２のＤ−Ｄ断面図。
【図７】本発明の一実施例の形態による基板搬送・保持手段の説明図。
【図８】本発明の第２実施例の形態によるチャック恒温構造の説明図。
【図９】本発明の第２実施例の形態の効果説明図。
【図１０】本発明の第３実施例の形態による基板保持手段の説明図。
【図１１】本発明の第３実施例の形態による基板保持メカニズムの説明図。
【図１２】本発明の第４実施例の形態による基板保持手段の説明図。
【図１３】本発明の第４実施例の形態による基板保持メカニズムの説明図。
【図１４】本発明の第５実施例の形態による基板運搬メカニズムの説明図。
【図１５】従来技術課題の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、図示する実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００５４】
本発明の第一実施例を図１から図７を用いて説明する。
【００５５】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式の露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３，Ｘガイド４，Ｘステージ５，Ｙガイド６，Ｙステージ７，θステージ８，Ｚ−チルト機構９，チャック１０、及びマスクホルダ２０を含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、露光用光源，チャック１０へ基板１を供給する供給ユニット，チャック１０から基板１を回収する回収ユニット，装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００５６】
図１において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない供給ユニットによって基板１がチャック１０へ供給され、また図示しない回収ユニットによって基板１がチャック１０から回収される。チャック１０への基板１の搭載は、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを介して行われる。突き上げピンは、チャック１０の表面より上昇して、基板１を供給ユニットのハンドリングアームから受け取った後、再び下降して、基板１をチャック１０の基板保持面に載せる。基板１の露光を行う露光位置の上空には、マスクホルダ２０によってマスク２が保持されている。また、マスクホルダ２０は、Ｚ−チルト機構９により支持されている。
【００５７】
チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に沿ってＸ方向（図面横方向）へ移動する。Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動する。なお、駆動手段としてはリニアモータ等が用いられるが、図示は省略する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に沿ってＹ方向（図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、チャック１０をθ方向（図面縦方向軸周り）へ回転する。また、Ｚ−チルト機構９は、マスクホルダをＺ方向（図面縦方向）へ移動及びチルトする。
【００５８】
露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動，Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転によって、露光時の基板１の位置決めが行われる。また、Ｚ−チルト機構９のＺ方向への移動及びチルトによって、マスク２と基板１とのギャップ制御が行われる。
【００５９】
なお、チャック１０の下に設けられた、θステージ８等、全ての機構は、マスクホルダ２０に取り付けても良い。また、逆に、Ｚ−チルト機構９は、チャック１０の下に設けても良い。
【００６０】
図２は、チャックの基板取り付け面を示している。チャックには、基板搬送ロボット（図示せず）から送られてきた基板を受け取って吸着保持し、チャック面の上下方向（図面飛び出し・奥行き方向）に移動する吸気孔付き突き上げピン１１、また、吸着孔付きピンと同様に、基板搬送ロボット（図示せず）から送られてきた基板を受け取って保持し、チャック面の上下方向（図面飛び出し・奥行き方向）に移動する突き上げピン１２、また、高圧空気を吐出する吐出孔１３、そして、吸気孔１４と土手１５から形成される真空区画が設けられている。
【００６１】
突き上げピンは１２は、チャックの全面に、複数設けられており、ロボットから搬送されてきた基板を受け取り、基板を全ての突き上げピンが、前記吸着孔付き突き上げピン１１と同時に上下することで、基板全体を平行に保って（平坦にして）、チャック表面に対して基板を上下させる。
【００６２】
吐出孔１３は、基板の表面の全面に複数設けられており、ここから吐出される圧縮空気により、基板をチャック面に対して、非接触で、均一の高さになるように浮上させる。
【００６３】
真空区画は、本実施例では、吸着孔付き突き上げピンの両側のチャックの角部に２つ設けられている。真空区画１６は、吸気孔１４とそれを囲む土手１５から形成され、真空区画１６の中は真空に保たれている。この２つの真空区画の土手１５の高さ，形状，吸気孔１４の径は同じである。これらの、真空区画は、基板を浮上させた時に、吸着孔付き突き上げピンと共に、基板をチャック１０に、保持・位置決めするために使われる。また、基板が大きくなり、マスク（図示せず）が、基板上の位置を変えながら、複数回の露光で、基板の全体を露光する場合には、マスクが基板に近接する時に、マスクと基板の間に発生する正圧力（圧力上昇による押しつけ力）により、基板がチャック表面に近接（接触）することを防ぎ、また、マスクが基板から離れる時には、両者の間に発生する負圧力（圧力低下による吸着力）により、基板がチャック表面から引き離される事を防ぐ機能がある。
【００６４】
図３は、図２のＡ−Ａ断面を示している。吸気孔付き突き上げピン１１は、円筒状の外周部とその一端に吸着孔５１を持つ底部からなる吸着パッド部５０と、吸着パッド部５０に接合するシリンダ部５２と、それに接合する管継手５４と、上下駆動モータ５６から構成されている。シリンダ部５２には、吸着孔５１に接合する空気流路５３が設けられており、管継手５４を介して真空の配管５５に接続されている。この真空の配管の先には、真空ポンプ等の真空源が繋がれているが、図示していない。
【００６５】
この吸気孔付き突き上げピン１１は、チャック１０の表面と裏面を貫通する吸気孔付き突き上げピン用孔５８の中に設置されており、前記上下駆動モータ５６により、吸気孔付き突き上げピン１１をチャック１０の面に対し垂直方向となる吸気孔付き突き上げピン移動方向５７に移動させる。吸着パッド部５０は、下降した場合には、吸気孔付き突き上げピン用孔５８の中に入り、チャック表面よりも低い位置（裏面に近い位置）まで、移動する事が可能である。
【００６６】
この吸気孔付き突き上げピン１１の動作は、基板搬送ロボット（図示せず）から渡された基板を、通常の（吸着孔を持たない）突き上げピン１２と共に基板１を運搬すると共に、その機能に加えて、吸着孔付き突き上げピンは、基板１の位置・姿勢を一定に保持する機能がある。具体的には、吸着孔５１により、基板１を吸着パッド部５０で真空吸着するので、突き上げピン１２のように、基板１の自重による接触摩擦力だけで、基板１を保持している物に比べ、より強く、基板１の位置・姿勢を保持する事ができる。なお、各々の突き上げピンの動作と機能については、図７の第一実施例の基板搬送・保持手段の説明図にて詳細に説明する。
【００６７】
また、チャック１０には、複数の吐出孔１３が設けられており、吐出孔１３の他端には管継手３０が設けられており、これを介して配管３１に連接しており、この配管３１は、高圧縮空気と低圧縮空気の供給源に繋がっており、高圧縮空気と低圧縮空気の切り替えは、電磁弁３２，３３により行われている。つまり、低圧縮空気が必要な時には、低圧縮空気用電磁弁３３が開き、高圧縮空気用電磁弁３２は閉じる。逆に、高圧縮空気が必要な場合には、高圧縮空気用電磁弁３２が開き、低圧縮空気用電磁弁３３が閉じる。
【００６８】
基板をチャック１０の表面から高く浮上させたい場合には、高圧縮空気を用い、低く浮上させたい場合に低圧縮空気を、吐出孔１３から噴射させて、基板１の浮上量を調整する。
【００６９】
また、チャック１０には、真空区画１６が設けられており、これは、土手１５と吸気孔１４により構成されている。吸気孔１４の他端には、管継手４０が設けられており、これを介して、真空源（例えば、真空ポンプ）に繋がる配管４１に接合されている。この真空区画１６は、吸気孔付き突き上げピン１１により保持されている基板の位置・浮上量を、吸気孔付き突き上げピン１１と共に保持する。また、ここで、土手１５の高さを、基板を露光する時の浮上高さに設定（製作）しておく事により、マスクが基板に近接、或いは、離れる時に発生する圧力により、基板がチャック表面に押されて近接したり、引っ張られて離れたりすることが無く、チャック１０からの浮上高さを一定に保持できる。これにより、マスクと基板の間隔を一定に保つ事が可能となり、安定した、狭ギャップ露光が可能となる。また、基板が、チャック１０表面に接触する事が無くなるので、チャック表面に堆積している塵埃が、基板に付着（接触）する事などが無く、裏面転写が起こりにくい。
【００７０】
図４に図２のＢ−Ｂ断面を示す。この図は、図２の吐出孔１３の断面を示している。ここで、吐出孔１３は、同一形状であるため、図３のＡ−Ａ断面の吐出孔１３と同じ構成になっている。このため、繰り返しになるが、吐出孔１３の他端には管継手３０が設けられており、これを介して配管３１に連接しており、この配管は、高圧縮空気と低圧縮空気の供給源に繋がっており、高圧縮空気と低圧縮空気の切り替えは、電磁弁３２，３３により行われている。これらの電磁弁を使い、基板をチャック１０の表面から高く浮上させたい場合には、高圧縮空気を用い、低く浮上させたい場合に低圧縮空気を、吐出孔１３から噴射させて、浮上量を調整する。
【００７１】
図５に図２のＣ−Ｃ断面を示す。突き上げピン１２の他端には、突き上げピン１２をチャック１０の表面に対して突き上げピン移動方向６１（垂直，上下方向）に駆動させるモータ６０が取り付けられている。そしてこの突き上げピン１２は、チャック１０に設けられた、貫通孔５９の中に納められている。本実施例では、これらの突き上げピン１２の各々に、モータ６０が設けられているが、突き上げピン１２のモータ６０側の端部を連結して、一つのモータで、突き上げピンを一度（同時）に、上下させる機構としてもよい。本実施例のように、一つの突き上げピン１２に一つのモータ６０を設ける構造にすると、一つのモータが何らかの理由で故障して動かなくなった場合にも、残りのモータで突き上げピン１２を上下動させる事が可能なので、装置の信頼性を向上させることができる。一方、一つのモータで、全ての突き上げピンを上下動させる方法は、モータ６０の使用個数を減らす事ができるので、価格面からすぐれている。
【００７２】
突き上げピン１２の先端は、チャック１０面からの高さが同じになるように設定されており、基板を平坦に保持し、チャック１０面に対して、平行に上下させる事ができる。また、これらの突き上げピン１２は、吸気孔付き突き上げピン１１と同期して、同じ高さと速度で上下する事が可能である。これらの動作の説明は、図７で行う。
【００７３】
図６に図２のＤ−Ｄ断面を示す。図３との違いは、吸気孔付き突き上げピン１１が無いことと、真空区画１６の位置が、異なる点である。真空区画１６，吐出孔１３の構成，機能は、前述したとおりである。このため、ここでは、説明は省略する。
【００７４】
図７を用いて、基板１が搬送ロボットのアーム７０から、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２を介してチャック１０に渡され、チャック１０上に基板１が装着されるまでの基板１の動きと、突き上げピン１１，１２，吐出孔１３，真空区画１６の各々の動き（機能）を説明する。
【００７５】
図７（１）は、基板搬送ロボットのアーム７０に搭載された基板１が、チャック１０の上部に挿入された状態を示している。アーム７０が挿入された時には、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２は、基板１の下に、非接触となる状態で待機している。また、チャック１０に設けられた真空区画１６と基板１とは、非接触で、その間隔はギャップＧ９０である。
【００７６】
基板１が挿入されると、図７（２）に示すように、吸気孔付き突き上げピン１１，突き上げピン１２が上昇して、基板１を接触支持する。特に吸気孔付き突き上げピン１１は、その先端に設けた吸着パット部５０により基板１を吸着保持し、基板１が動かないように保持する。突き上げピン１２は、基板１の全面に複数配置されており、基板１を支えている。これらの突き上げピン１１，１２が、基板１を保持（支持）すると、アーム７０は、下に（チャック１０表面に近接する方向）下がり、チャック１０の外に退避する。
【００７７】
次に、図７（３）に示すように、基板１を受け取った、吸気孔付き突き上げピン１１と突き上げピン１２は、基板１を保持しながら、つまり、アーム７０から受け取った時の基板１の位置・姿勢を保持しながら、基板１を、吐出孔１３（図示せず）から噴き出す高圧縮空気８０による高浮上力で基板が保持される高さＨ１まで近接させる。ここで、Ｈ１は、基板１とチャック１０の表面の間の間隔（距離）である。この状態では、吐出孔１３からの高圧縮空気８０が、基板１の重さを殆ど支えているため、基板１と突き上げピン１２との接触力が小さくなり、基板１が動きやすい状況であるが、吸気孔付き突き上げピン１１により、基板１は吸着保持されているので、基板１がチャック表面に対し平行に動きだすことはない。また、基板１と負圧区画とのギャップＧ９０は、図７（１）と比較して小さくなっているが、この時点では、まだ、基板１と真空区画は接触していない。
【００７８】
次に、図７（４）に示すように、突き上げピン１２が、基板１から離れ、チャック１０の中に収納される。突き上げピン１２が基板１から離れても、高圧縮空気８０が基板１を高さＨ１で支持しているので、この時の浮上高さＨ１，ギャップＧの大きさは、図７（３）と同じである。
【００７９】
ここで、基板１は、空気により浮上しているので、チャックとの接触抵抗が無く、チャック１０表面に対して平行方向に自由に伸縮して、基板１の皺，変形が無くなるので、高い平坦度を実現する事ができる。詳細に説明すると、アーム７０からの基板の受け渡し時に、複数の突き上げピン１２による基板１との接触状態の違いから、基板１に皺，変形が発生した場合にも、基板１を空気浮上させることにより、接触（接触力）が無くなり、これにより発生していた皺，変形がなくなり（解放され）、基板１の高い平坦度が実現できる。また、吸気孔付き突き上げピン１１で基板１を保持しているために、基板１がチャック１０の表面に平行方向に自由に動く事はなく、アーム７０で搬送されてきた基板１の位置（回転角）が保持される。
【００８０】
次に、図７（５）に示すように、吸気孔付き突き上げピン１１が、露光時の所定の高さになるまで下がり、基板１は、吐出孔１３からの圧縮空気８１により保持される。また、基板１の端部は、真空区画１６と接触し、真空区画１６に設けられた、吸気孔１４（図示せず）からの真空力により、真空区画１６に保持される。このため、ここではギャップＧがゼロとなる（無くなる）。図７（４）の段階で、基板１の平坦度が確保された後に、真空区画１６で保持されるので、平坦度が確保された状態で、基板１の両端が保持されている。
【００８１】
また、基板１はチャック１０上に、Ｈ２の浮上高さで保持されており、この高さＨ２は真空区画１６の土手の高さ１５と同じである。図７（５）に示すように、基板１は、吸気孔付き突き上げピン１１と２つの真空区画１６により、Ｈ２の浮上量で、チャック１０に平坦に保持される。
【００８２】
つまり、基板１は、チャック１０の表面には非接触であるために、従来の装置では課題となっていた、チャック表面に付着（接触）した塵埃により発生する、また、吸着力を大きくすると基板保持面の形状に倣って発生する、「裏面転写」を防ぐ事ができる。また、基板１を空気浮上させることにより、従来の接触支持の方法では、基板とチャックの接触の順番，状態、また、基板と接触面の間に溜まった空気により発生する可能性の有った皺，変形を無くするが可能となり、さらに、たとえ、何らかの理由で皺が発生した場合にも、チャック１０から浮上させる事により皺，変形が無くなり（解放され）、基板１の平坦度が確保される。これにより、精度の高い（マスクのパターン形状に近い）露光を行う事ができる。
【００８３】
さらに、詳細に説明すると、凸部，吸気孔と土手とからなる真空区画を多数設ける方法では、土手の高さの不均一性から、真空区画毎に、その真空度が異なり、その結果として、土手と基板の接触の強さ（状態）が変わり、基板保持面の形状に倣った「裏面転写」が発生する可能性があった。また、基板１をチャック１０に、高速で設置した時に、空気が完全に排出されず残っていた等の、何らかの理由により、基板の中央が膨れた（高くなった）状態で、基板１の周辺部から先に真空区画１６に接触した場合には、残った空気を真空区画，空気孔で排気しても、基板１の周辺部とチャック１０との接触摩擦により、基板１がチャック１０表面を滑って、皺（変形）が解放される事は無く、基板の平坦性が失われる可能性が有った。
【００８４】
しかし、基板を浮上させる本方式では、基板とチャックの間は非接触で有るために、接触による（基板保持面の形状に倣った）、「裏面転写」は発生しない。また、ロボットアームから突き上げピンで支持する時などに、何らかの理由により基板に変形（皺）等が発生しても、基板１は、チャック１０の上に、一度、浮上保持されるので（図７（４））、その時に、変形（皺）が解放されて（無くなって）、高い平坦度が実現される。
【００８５】
また、基板を空気浮上させるために、基板を高速でチャックに下降しても、空気が流出する流路が有るために、基板の中央部に膨らみが残る事はない。
【００８６】
また、従来技術では、必須であった、基板を支える多数の微小な凸部、また、基板をチャックに乗せた時に発生する空気を抜くための空気孔を設ける必要が無くなり、製作を容易に行う事が可能となる。
【００８７】
さらに、基板１の一つの端面が、吸気孔付き突き上げピン１１で、また、２つの端面が真空区画１６で保持されているので、マスクが基板に近接する時に、両者の間に発生する圧縮（高圧）空気により基板がチャックに押しつけられた時にも、また、マスクが基板から離れる時に発生する真空圧により基板がチャックから引き剥がされそうになった場合にも、基板１の位置が、チャック１０からずれる事は無い。
【００８８】
さらに、吸気孔付き突き上げピン１１のチャック１０面からの高さと、真空区画１６の土手の高さは、この時の浮上量Ｈ２と同じ高さに設定されているので、均一な浮上量を実現する事ができる。
【００８９】
基板１の保持手段として、基板の両面を機械的，電気的、或いは、吸着力等で把持する方法では、マスク２を基板１に近づけて露光するプロキシミティ露光では、マスク２が保持手段に接触するために、基板に近接する事ができなくなる。このために、本実施例では、吸気孔付き突き上げピン１１を、基板１のチャック１０対向面を吸着支持する構造としており、これにより、マスク２を露光のために基板１に、数百μｍの距離に近接する事が可能となっている。
【００９０】
上述したように、本発明によれば、基板１をチャック１０に対して浮上保持するために、非接触で平坦に保持する事が可能となり、「裏面転写」がなく、また、マスクパターンを正確に（高精度に）基板に露光（焼き付ける）できる。また、基板１は、吸気孔付き突き上げピン，真空区画により、吸着保持されるので、露光中にチャックに対する基板の位置が変化することなく、一度、位置決めをすれば、基板の露光位置を変えて露光する場合にも、再度位置決めをする必要がなくなり、位置決めに要する時間を短縮できる。
【００９１】
また、搬送ロボットのアーム７０に搭載される前の基板の位置（回転角の状態など）を（例えば、クーリングプレートに置いている時に）、事前に測定しておけば、この位置情報を基にチャック１０の位置（姿勢）を粗動で合わせておき、その後に、吸着孔付き突き上げピンで基板を保持した後に、基板の位置（姿勢）を正確に測定し・位置決めすれば、高速・高精度に位置決めできる。
【００９２】
ここで、吸気孔付き突き上げピンの吸着部と真空区画の土手は、基板に接触しているが、その接触部の幅を狭くすれば、接触時による「裏面転写」が起こらない。この幅の目安として、４mm以下にすればよい。
【００９３】
また、これらの部分は、基板の縁側に設置されており、また、接触面積も小さく、このため、基板全体に対してこれらの接触面積は十分に小さく、たとえ、裏面転写が発生してもそれは、極めて小さい範囲で、実用上問題にならないレベルである。
【００９４】
また、露光が終了した基板１については、図７の逆の手順を実行することにより、基板１をチャック１０から、基板搬送ロボットに受け渡して、搬出できる。
【００９５】
本発明の第２実施例を、図８を用いて説明する。第１実施例との違いは、基板１を一定温度化するための冷却手段を設けた点である。これは、露光装置では、光源からの光が直接に基板１へ当たる事、また、連続露光により光で加熱されたマスク２を、プロキシミティ露光では、基板１に近接して露光するため、マスク２からの熱により基板１が温められ熱膨張する可能性があるため、これを、一定温度化する必要があるためである。具体的には、基板１が加熱されて熱膨張した状態でマスクパターンが露光されると、冷却した時に基板が縮み、マスクパターンが歪み、正確なマスクパターンが得られず、露光不良となるためである。本実施例では、一定温度化の方法として、チャック１０に恒温手段を設け、基板１を空気層（膜）を介して冷却している。しかし、定温化の方法としては、この方法に捕らわれるものではなく、所定の温度の空気流（ガス）を直接基板に当てる方法など、どのような方法であってもよい。
【００９６】
以下に、恒温手段１００をチャック１０に設けた例を説明する。具体的には、チャック１０の本体に、熱交換器１０１により一定温度に調整された水を配管１０２で循環させることにより、チャック１０の温度を一定に保つことができるようになっている。これは、繰り返しになるが、基板１を一定温度に保持して、基板の熱膨張（収縮）による、マスクパターンの変形を防ぐためである。基板１を浮上露光させる方法では、従来の基板１をチャック１０に接触させる方法に比べると、空気膜を介して浮上させている分、基板１を恒温化（冷却）する能力が低下する可能性が有る。このために、チャック１０に恒温手段を設けることにより、チャック１０の基板を恒温化（冷却）する能力を向上させることが可能となり、第１実施例と同様に、浮上による高い平坦性を確保しながら、基板の熱膨張を防ぎ、マスクパターンを正確に露光する事が可能となる。
【００９７】
図９は、図８に示す第２の実施例において、基板１の浮上量Ｈと、露光時の基板１の温度上昇の計算結果を概念的に示したものである。基板１の温度上昇の上限を、熱膨張の許容範囲の上限から、例えば２３.２℃とすると、恒温手段１００がない場合には、基板１の浮上量ＨをＨａ以下にする必要があるが、恒温手段１００が有る場合には、浮上量はＨｂ以下であればよい。つまり、恒温手段１００があれば、基板の浮上量が高くても（Ｈａ＜Ｈｂ）、基板の熱膨張の影響は小さい。ここで、基板１の露光時の浮上量Ｈを高くすればするほど、大きな塵埃がチャック表面に付着している場合でも塵埃の影響を受けにくく、「裏面転写」を防止できる。また、基板１をチャック１０に近づける必要がなく、高い浮上量で露光できるので、基板１のハンドリング（設定）時間を短縮できるという利点もある。
【００９８】
さらに、基板１の温度を管理するセンサー（図示せず）を設けて、基板１の温度が、所定の温度以上になったら、露光を中断し、温度が許容範囲になったら露光を再開するような、モニターシステムを設けても良い。また、浮上している基板１とチャック１０との熱交換を促進するように、伝熱性に優れたガス等、例えばヘリウム、を添加してもよい。
【００９９】
上述したように、本実施例では、基板１の恒温手段を設けることにより、基板の温度変動による露光不良を低減する事ができると共に、基板１の浮上量を高くできるので、「裏面転写」の影響が少なく、また、基板１のチャック１０への設定時間を短縮できるという利点がある。また、本実施例においても、基板１を浮上して保持する事により、第１の実施例と同様に、「裏面転写」を減少させ、不良が少なく、高品質の露光を実現する事ができる。
【０１００】
本発明の第３の実施例を図１０，図１１を用いて説明する。図１０は、チャック１０表面の形状、図１１は、その動作説明図を示している。本実施例と第１実施例の違いは、チャック１０の４隅に真空区画１６を設け、吸気孔付き突き上げピン１１を真空区画１６の近傍に設けた点である。吸気孔付き突き上げピン１１は、本実施例では真空区画１６の前に１つ設けているが、その場所は、特に制約はない。本実施例における各部の動作は、第１実施例の図７（１）から図７（４）までは、同じ動作である。つまり、図１１（１）は、図７（４）の状態と同じで、基板１が高圧縮空気８０により浮上量Ｈ１で浮上している。また、基板１の一端は、吸気孔付き突き上げピン１１で保持されており、基板１が所定の位置（姿勢に）保持されている。また、チャック１０の両端には、真空区画１６が設けられている。図１１（１）では、まだ基板１の浮上量がＨ１と高いので、真空区画１６と基板１とは間隔Ｇで離れている。このように、基板１を空気浮上させることにより、基板とチャックが接触する事により発生する、基板の皺，接触部の変形を無くし、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。
【０１０１】
第１実施例と本実施例の違いは、本実施例では、図１１（２）のように、吸気孔付き突き上げピン１１が、真空区画１６の高さＨ２よりも低くなる。そして、吸気孔付き突き上げピン１１が、真空区画１６と同じ高さにまで低下したら、基板の吸着保持を中止し、そのまま低下してチャック１０の中に収納される。ここで、浮上量がＨ２に達すると、真空区画１６の高さがＨ２に設定されているので、基板１は、真空区画１６に保持される。このため、基板は、吸気孔付き突き上げピン１１が無くても、第１実施例と同様に、チャック１０に対して一定の位置（姿勢）で保持される。また、吸気孔付き突き上げピン１１の代りに真空区画１６を用いることで、簡単な構造で、正確に、基板１の浮上量を所定の浮上量Ｈ２で保持できる。換言すれば、吸気孔付き突き上げピン１１は、モータで上下させるので、その高さを正確に制御・維持するため機構が複雑になるが、本発明の実施例のようにすれば、真空区画の土手の高さを所定の高さに加工しておけば良いので、単純な構造でありながら、高い精度で基板１を一定の浮上量で保持する事が可能となる。本実施例では、チャック１０の４隅に設けた真空区画１６で保持されている。このため、実施例１の３点に比べて、より強い力で、基板１がチャック１０に保持されている。なお、この真空区画１６の数は、必要に応じて、変えれば良い事は言うまでもない。
【０１０２】
上述したように、本実施例では、吸気孔付き突き上げピン１１の位置決め精度を緩和して、装置の生産性を向上できると共に、第１の実施例と同様な効果が得られる。
【０１０３】
本発明の第４の実施例を図１２，図１３を用いて説明する。本実施例と第１実施例の違いは、本実施例では、真空区画１６を無くして、新たに、複数の吸気孔１４を吐出孔１３の近傍に、交互に、配置した点である。本実施例では、吐出孔１３と吸気孔１４を組み合わせて設けることにより、空気力のばね効果により基板を所定の浮上高さ（チャック表面からの基板の高さ）に強く保持することができる。具体的には、基板１をチャック１０に近づける方向に力が加わると、吐出孔１３からの圧縮空気８１により、基板１をチャック１０から遠ざける方向の反発力が発生し、また、逆に、基板１をチャック１０から遠ざける方向に力が加わると、吸気孔１４からの吸引（減圧）空気８２により、引き戻す方向に反発力が働く（これは、ベルヌーイの原理を用いたチャック機構として知られている）。
上記のように、吐出孔１３と吸気孔１４を組み合わせて設けることにより、第１の実施例で設けた真空区画１６を設けなくとも、基板１を所定の浮上量に保持することができる。
このため、第１の実施例と同様に、基板１を平坦にチャック１０上に保持することが可能となり、第一実施例と同様の効果を得ることができる。また、真空区画１６と基板との接触により発生する可能性のある「裏面転写」を無くすることが可能となる。さらに、本実施例では、基板の全面に吐出孔１３と吸気孔１４を設けることにより、基板１の全体に、空気ばねを設けた効果が期待され、基板１を強固に所定の浮上量に保持することが可能となり、マスクの基板１への離接による圧力変動による外乱（外力）の影響を受けにくく、マスクと基板の距離を安定して一定に保持できるので、精度の高いマスクパターンを基板１に露光することが可能となる。
【０１０４】
また、吐出孔１３から吐出される圧縮空気８１は、吸気孔１４から吸引空気８２として、基板１とチャック１０の間から排出されるため、吐出孔１３からの圧縮空気が、基板１とチャック１０の間に溜まって（排出され難くなり）、基板１の中央を膨らませ、基板１平坦度を棄損する事を防ぐ事ができる。
【０１０５】
もちろん、このような課題は、例えば、第１実施例では、吐出孔１３の周りに、溝をもうけて、この溝を介して、圧縮空気８１を基板１とチャック１０の間から外に放出する事が可能である。
【０１０６】
さらに、本実施例では、基板１の浮上量Ｈをモニターするための、浮上量計測手段８３を設けている。これは、例えば、レーザ測長器のようなもので良く、浮上量Ｈがゼロの時を初期値として、そこからの差分を浮上量とすれば良い。この浮上量計測手段８３からの、浮上量Ｈの値を基に、吐出孔１３，吸気孔１４の強さを調整する事により、正確に浮上量Ｈを管理する事ができる。また、浮上量Ｈが低下して、基板１がチャック１０に接触すること、また、浮上量Ｈが増加して、基板１の温度が規定の温度以上に変動する事を防ぐ事が可能となる。これにより、露光不良の発生頻度を下げる事が可能となる。
【０１０７】
本発明の第５の実施例を、図１４を用いて説明する。本実施例と第３実施例の違いは、本実施例では、図１４（１）に示すように、チャック１０には、第３実施例では設けられていた、吸気孔付き突き上げピン１１と突き上げピン１２がなく、また、チャック１０に切欠き２１を設けている点と、この切欠き２１に挿入される凸部２３を持つサブチャック１７が設けられている点である。
【０１０８】
このサブチャック１７には、基板１を吸着保持し、それをチャック１０に運搬するための移動式吸着パッド１８と、それの移動をガイドするためのガイドレール１９と基板１を空気浮上させるための圧縮空気を吐出させる吐出孔１３から構成されている。サブチャック１７には、全面に吐出孔１３が設けられており、サブチャック１７に、コンベア（図示せず）などで、生産ラインの上流から運搬されてきた基板１を、これらの吐出孔１３からの高圧縮空気８０により、図１４（２）のように、浮上支持する。この時の浮上量は、基板１を搬送するための浮上高さであり、例えば、第１実施例の図７（４）の、突き上げピンによる保持から空気浮上に移るための浮上量Ｈ１と同じ高さであり、露光時の浮上量Ｈ２よりも高い。また、移動式吸着パッド１８はサブチャック１７の中に（表面から下に）格納されているが、基板１がコンベア（図示せず）などからサブチャック１７に搬送されてくると、サブチャック１７の中から上昇して、図１４（２）のように、基板１の端部を吸着保持した後に、ガイドレール１９に従い、矢印２２のように、基板１をチャック１０に搬送する。なお、サブチャック１７には、コンベアから搬送された基板が、落ちないように周囲にはストッパーが設けられている（図示せず）。このため、移動式吸着パッド１８が基板１を保持する前に、サブステージから落ちる事はない。
【０１０９】
サブチャック１７には、凸部２３が設けられており、この凸部２３は、チャック１０の切欠き２１の中に挿入されている。また、ガイドレール１９は、前記凸部の先端まで設置されているために、このガイドレール１９に従って移動式吸着パッド１８を移動させることにより、基板１をサブチャック１７からチャック１０に運ぶことが可能である。サブチャック１７から、移動式吸着パッド１８により基板１が運ばれる時には、図１４（２）に示すように、サブチャック１７とチャック１０の吐出孔１３から高圧縮空気８０が吐出されており、基板１を搬送用の浮上量Ｈ２で浮上させて運搬する。図中の破線の基板１と移動式吸着パッド１８は、サブチャック１７からチャック１０に基板１が搬送される途中の状態を概念的に示したものである。移動式吸着パッド１８が、ガイドレール１９の左端に移動すると、つまり、基板１をサブチャック１７からチャック１０に搬送すると、移動式吸着パッド１８は、チャック１０の表面方向に降下し、また、同時に、吐出孔１３からの高圧縮空気８０の空気圧は小さくなり、基板１の浮上量が搬送時の浮上量Ｈ２から、露光用浮上量Ｈ１に低下する。チャック１０には、第１，第３の実施例と同様に、真空区画１６が設けられており、この高さは、露光用の浮上量Ｈ１と同じ高さに設定されているので、基板１は、この真空区画１６により、面内方向に動かないように保持される。また、前述したように、圧縮空気により、チャック１０の上に、浮上保持される。この状態で、基板１が露光される。基板１の浮上量が低下して、真空区画１６で保持されると、移動式吸着パッド１８は、吸着動作を停止して、基板１を離して、さらに下に降下して、基板１が露光されるまで待機する。
【０１１０】
露光が終了すると、移動式吸着パッド１８は、露光用浮上量Ｈ２まで上昇して、基板１を吸着保持すると、吐出孔１３からの圧縮空気の空気圧が強くなり、基板１を運搬用の浮上量Ｈ１まで上昇させる。基板１の上昇に伴って移動式吸着パッド１８もＨ１まで上昇する。ここで、基板１の露光が終了して、露光浮上量Ｈ２から、運搬用の浮上量Ｈ１にする時には、真空区画１６の真空を停止することにより、基板１を速やかに、上昇させる事が可能となる。露光した基板１を保持してＨ１まで上昇した移動式吸着パッド１８は、前記凸部２３から、ガイドレール１９に従い移動して、その後に、吸着を解除し、サブチャック１７の中に収納される。露光された基板１は、サブチャック１７から、生産ラインの下流のベルトコンベア等の搬送手段に引き渡される（搬送手段は、図示しない）。なお、ここで、移動式吸着パッド１８の吸着機構、また、上下機構については、例えば、第１の実施例の吸気孔付き突き上げピン１１と同様に、真空ポンプによる吸着力（真空力），モータによる上下機構を利用すれば実現できるので、ここでは、図示しない。また、吐出孔１３からの圧縮空気の強さの切り替えも、第１実施例のように、高圧縮と低圧縮空気を電磁弁などで切り替えれば、実現できるので、図示しない。
【０１１１】
本実施例によれば、コンベアなどから運ばれた基板１を、サブチャック１７で、空気浮上させて受け取る事により、基板搬送用のロボットを無くすること、また、前記ロボットのアームから基板を受け取るための、突き上げピンをチャック１０から無くす事ができるので、装置の構成を簡略化できて、装置の生産性を向上させる事が可能となる。
【０１１２】
また、本実施例においても、基板１を平坦にして露光する事が可能となるので、第１，第３の実施例と同様に露光不良を低減して、高精度の露光が可能となる。
【０１１３】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、基板のチャックへの搭載に要する時間を短縮し、かつ基板の歪み及び裏面転写による不良を少なくすることができる。従って、表示用パネル基板を短いタクトタイムで歩留まり良く製造することができる。
【０１１４】
なお、上述した実施例では、区画を有するピンチャックを中心に説明したが、本実施例に開示される内容は区画を有さないいわゆるベタチャックにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 基板
２ マスク
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ Ｚ−チルト機構
１０ チャック
１１ 吸気孔付き突き上げピン
１２ 突き上げピン
１３ 吐出孔
１４ 吸気孔
１５ 土手
１６ 真空区画
１７ サブチャック
１８ 移動式吸着パッド
１９ ガイドレール
２０ マスクホルダ
２１ 切欠き
２２ 移動方向
２３ 凸部
３０，４０，５４ 管継手
３１，４１，５５ 配管
３２ 高圧縮空気用電磁弁
３３ 低圧縮空気用電磁弁
５０ 吸着パッド部
５１ 吸着孔
５２ シリンダ部
５３ 空気流路
５６ 上下駆動モータ
５７ 吸気孔付き突き上げピン移動方向
５８ 吸気孔付き突き上げピン用孔
６０ モータ
６１ 突き上げピン移動方向
７０ アーム
８０ 高圧縮空気
８１ 圧縮空気
８２ 吸引空気
８３ 浮上量計測手段
９０ ギャップＧ（基板と真空区画の間隔）
９１ 浮上量Ｈ（基板とチャック表面の間隔）
１００ 恒温手段
１０１ 熱交換器
１０２ 配管
２００ 真空力
２０１ 皺
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを露光する露光装置において、
前記基板を搭載する第１の搭載部を有し、
前記第１の搭載部は、
前記基板を前記第１の搭載部に対して浮上させる第１の基板浮上部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の基板浮上部は、
前記基板へ媒体を供給する供給部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記供給部は、
第１の媒体と、前記第１の媒体よりも低い圧力の第２の媒体を前記基板へ供給し、
前記第１の媒体の供給量と、前記第２の媒体の供給量を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板を載せる第１の上下移動部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置において、
前記第１の上下移動機構は、前記基板を吸着する基板吸着部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項４に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板を載せる第２の上下移動部を有し、
前記第１の上下移動部と、前記第２の上下移動部とは同期して動くことを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記第１の搭載部上の気圧よりも低い低気圧区画を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置において、
前記低気圧区画は
前記第１の搭載部上の空間の一部を囲う土手と、
前記土手内に配置された排気部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項７に記載の露光装置において、
前記低気圧区画は前記第１の搭載部の隅にあることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板と前記第１の搭載部との間の空気を吸気する吸気部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置において、
前記供給部は、吐出孔を有し、
前記吸気部は、吸気孔を有し、
前記吐出孔、及び前記吸気孔は、前記第１の搭載部上に交互に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記搭載部は、
前記基板と前記第１の搭載部との間の温度を制御する温度制御部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の露光装置において、
前記基板の浮上量を測定する浮上量測定部を有し、
前記浮上部は、
前記浮上量測定部の測定結果に基づき前記浮上量を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の露光装置において、
第２の搭載部を有し、
前記第２の搭載部は、
前記第１の搭載部へ前記基板を搬送する搬送部と、
前記基板を第２の搭載部に対して浮上させる第２の基板浮上部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１】
基板にパターンを露光する露光装置において、
前記基板を搭載する第１の搭載部を有し、
前記第１の搭載部は、
前記基板を前記第１の搭載部に対して浮上させる第１の基板浮上部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の基板浮上部は、
前記基板へ媒体を供給する供給部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記供給部は、
第１の媒体と、前記第１の媒体よりも低い圧力の第２の媒体を前記基板へ供給し、
前記第１の媒体の供給量と、前記第２の媒体の供給量を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板を載せる第１の上下移動部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置において、
前記第１の上下移動機構は、前記基板を吸着する基板吸着部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項４に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板を載せる第２の上下移動部を有し、
前記第１の上下移動部と、前記第２の上下移動部とは同期して動くことを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記第１の搭載部上の気圧よりも低い低気圧区画を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置において、
前記低気圧区画は
前記第１の搭載部上の空間の一部を囲う土手と、
前記土手内に配置された排気部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項７に記載の露光装置において、
前記低気圧区画は前記第１の搭載部の隅にあることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の露光装置において、
前記第１の搭載部は、
前記基板と前記第１の搭載部との間の空気を吸気する吸気部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置において、
前記供給部は、吐出孔を有し、
前記吸気部は、吸気孔を有し、
前記吐出孔、及び前記吸気孔は、前記第１の搭載部上に交互に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記搭載部は、
前記基板と前記第１の搭載部との間の温度を制御する温度制御部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の露光装置において、
前記基板の浮上量を測定する浮上量測定部を有し、
前記浮上部は、
前記浮上量測定部の測定結果に基づき前記浮上量を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の露光装置において、
第２の搭載部を有し、
前記第２の搭載部は、
前記第１の搭載部へ前記基板を搬送する搬送部と、
前記基板を第２の搭載部に対して浮上させる第２の基板浮上部を有することを特徴とする露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−３８８７４（Ｐ２０１２−３８８７４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６９００（Ｐ２０１０−１７６９００）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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