CN118131572A - 载台装置、光刻装置和物品制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供对于载台装置的异常时的载台的保持有利于减少产生灰尘的载台装置、光刻装置和物品制造方法。载台装置具备：平台；基板载台，保持基板，并在所述平台之上的第一区域和第二区域之间移动；制动部，在所述基板载台位于所述第二区域时，利用磁力以非接触的方式限制所述基板载台的移动；以及调整部，调整所述制动部对所述基板载台的保持力。

Description

载台装置、光刻装置和物品制造方法
技术领域
本发明涉及一种载台装置、光刻装置和物品制造方法。
背景技术
作为制造半导体元件、平板显示器等电子器件的光刻装置，有通过扫描载台而对搭载于载台的基板照射狭缝光，将掩模的图案转印到基板上的投影曝光装置。在该曝光装置中，为了在曝光结束后从载台搬出基板并搭载新的基板，需要在载台与基板搬送装置之间进行基板的交接。
在基板交接过程中切断了载台的控制的情况下，由于载台的非计划的动作而使基板搬送装置或其它的构造物发生干涉，从而曝光装置有可能破损。因此，存在具备在切断了载台的控制时用于保持载台的制动部的装置(例如，专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5824274号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，由于现有的载台保持机构将缸体等按压在载台上并通过摩擦力固定，因此，有可能产生灰尘。
本发明提供一种对于载台装置异常时载台的保持有利于减少产生灰尘的技术。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一技术方案，提供一种载台装置，其特征在于，所述载台装置具备：平台；基板载台，保持基板，并在所述平台之上的第一区域和第二区域之间移动；制动部，在所述基板载台位于所述第二区域时，利用磁力以非接触的方式限制所述基板载台的移动；以及调整部，调整所述制动部对所述基板载台的保持力。
根据本发明的第二技术方案，提供一种光刻装置，用于在基板上形成原版的图案，其特征在于，所述光刻装置具备保持所述基板的上述第一技术方案所涉及的载台装置。
根据本发明的第三技术方案，提供一种物品制造方法，其特征在于，所述物品制造方法具有：形成工序，使用上述第二技术方案所涉及的光刻装置在基板上形成图案；以及加工工序，对形成有所述图案的所述基板进行加工，由在所述加工工序中加工了的所述基板制造物品。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种对于载台装置异常时载台的保持有利于减少产生灰尘的技术。
附图说明
图1是表示曝光装置中的载台装置的结构的图。
图2是说明基板更换时的升降部的动作的图。
图3是说明基板更换时的机械手的动作的图。
图4是说明基板更换时的机械手的动作的图。
图5是表示制动部的结构例的图。
图6是表示制动部的另外几个结构例的图。
图7是表示制动部的其它的结构例的图。
图8是说明在通常动作时和异常时调整磁铁支架的Z方向的位置的例子的图。
图9是表示设置有多组磁性体与永久磁铁的组合的载台装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明实施方式。另外，以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。虽然在实施方式中记载了多个特征，但这些多个特征并不全部限定于发明所必需的特征，另外，也可以任意地组合多个特征。并且，在附图中，对相同或类似的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明。
本发明的载台装置能够应用于曝光装置和压印装置等在基板上形成图案的光刻装置，但是也能够应用于加工装置、检查装置等其它的基板处理装置。以下，说明本发明的载台装置应用于光刻装置的一例即曝光装置的例子。
图1是表示实施方式中的曝光装置所使用的载台装置100的结构的概略俯视图。在本说明书和附图中，在以水平面为XY平面的XYZ坐标系中示出方向。一般而言，作为被曝光基板的基板P以其表面与水平面(XY平面)平行的方式放置在基板载台1上。因此，以下，将在沿着基板P的保持面的平面内相互正交的方向设为X轴及Y轴，将与X轴及Y轴垂直的方向设为Z轴。另外，以下，将与XYZ坐标系中的X轴、Y轴、Z轴分别平行的方向称为X方向、Y方向、Z方向，将绕X轴的旋转方向、绕Y轴的旋转方向、绕Z轴的旋转方向分别称为θX方向、θY方向、θZ方向。
本实施方式的曝光装置例如可以是FPD(平板显示器)曝光装置。在这种情况下，作为曝光装置的曝光对象物且作为载台装置100的定位对象物的基板P可以是矩形(方形)的玻璃基板。基板载台1保持基板P并在平台11上移动。具体而言，基板载台1保持基板P并沿着水平面(XY平面)移动。基板载台1配置在X引导件9的上部。另外，X引导件9悬架在固定于平台11上的Y引导件8L、8R的上部。
X引导件9和基板载台1可通过气垫浮起，且通过线性马达等驱动系统(未图示)以低电阻在水平方向上被驱动。在基板载台1上，设置有与基板载台1一起移动的反射镜6x、6y。在与反射镜6x、6y分别相向的位置，设置有测量反射镜6x的X方向的位置的激光干涉仪4x及测量反射镜6y的Y方向的位置的激光干涉仪4y。基板载台1在X方向和Y方向上的位置由激光干涉仪4x、4y测量。基板载台1基于激光干涉仪4x、4y的测量结果被驱动。在基板载台1之上配置有：卡盘5，保持基板P；以及升降部3，为了更换基板P而使基板P相对于卡盘5升降。另外，在基板载台1的下方配置有用于防止基板载台1移动的制动部2。
用于对基板P进行曝光的投影光学系统10配置在基板载台1的上部。投影光学系统10被配置在基板载台1在水平方向上移动的范围内不干涉的位置。但是，在为了更换基板而升降部3伸展的状态下基板载台1向水平方向移动的情况下，存在投影光学系统10和升降部3碰撞的可能性。
基板载台1可保持基板P并在平台11上的位于投影光学系统10的下方的第一区域与作为由基板搬送装置进行基板的更换的区域的第二区域(基板更换位置16)之间移动。下面，说明在基板更换位置16上的基板更换时的动作。为了在完成曝光之后将基板P更换为下一个要曝光的基板，基板载台1移动到位于投影光学系统10的范围之外的基板更换位置16。当基板载台1位于基板更换位置16时，制动部2通过磁力以非接触的方式限制基板载台1的移动。因此，通过制动部2的磁力以非接触方式约束的力作用于移动到基板更换位置16的基板载台1。
图2的(A)示出了当基板载台1在曝光之后移动到基板更换位置16时基板P周边的状态。基板P可由卡盘5或升降部3保持。为了更换基板，如图2的(B)所示，通过升降部3上升，基板P从卡盘5被举起。
接着，如图3和图4所示，基板搬送装置的机械手7相对于在基板更换位置16待机的基板载台1向Y方向移动，避开升降部3而进入基板P的下部。在机械手7位于基板P的正下方的状态下，基板搬送装置使机械手7上升，或者升降部3下降，由此将基板P载置在机械手7上。机械手7具有未图示的吸附部，该吸附部对基板P的下表面进行真空吸引或静电吸附，由此机械手7可保持基板P。
如上所述，在更换基板时，由于基板载台1和机械手7在同一区域进行基板的交接，所以基板载台1和机械手7有干涉的危险性。在通常运转时(正常时)中，由于基板载台1和机械手7处于控制下，所以以不干涉的方式进行动作。然而，当发生故障且控制部的电源被切断时(异常时)，基板载台1可能变得不能控制。由于基板载台1通过气垫浮起，因此在不能控制的状态下，相对于水平方向为低电阻。因此，在该状态下，由于Y引导件8L、8R和X引导件9的微小的倾斜、可动配管(电缆、真空配管、冷却水流路等)产生的张力等，可能引起基板载台1向水平方向的非计划的移动。其结果，当基板载台1在X方向上移动的情况下，基板载台1和机械手7接触，且可能发生基板P、升降部3和/或机械手7的损坏。此外，当基板载台1在Y方向上移动的情况下，同样地，基板载台1和机械手7接触，且/或投影光学系统10和升降部3接触，且可能发生基板P、升降部3和/或投影光学系统10的损坏。为了防止由于基板载台1的这种非计划移动而导致的损坏，优选将基板载台1保持在规定的位置，而不取决于从电源提供的电力等能源。
图5是表示即使在电源断开的情况下也能够将基板载台1的位置保持在基板更换位置16的制动部2的结构例的图。制动部2可包括配置在基板载台1和平台11中的一方的磁性体、以及以与该磁性体相向的方式配置在基板载台1和平台11中的另一方的永久磁铁。在图5的例子中，磁性体13被安装在基板载台1的下表面。在磁性体13的下方，在空间上设置有间隙的位置配置有永久磁铁12。为了便于理解，在永久磁铁12中，为了方便而图示了N极和S极，但极性的方向没有限制。永久磁铁12由用非磁性体制作的磁铁支架15保持。磁铁支架15安装在平台11上。调整部50调整磁铁支架15的位置(Z方向的位置)，以调整磁性体13与永久磁铁12之间的间隙(改变间隙的大小)。调整部50可以是通过在磁铁支架15的可动部夹持垫片来进行位置调整的结构，也可以是使用楔机构等来进行磁铁支架15的位置调整的结构。通过使用调整部50调整磁铁支架15的Z方向的位置，能够调整磁性体13与永久磁铁12的吸引力。由于在磁性体13和永久磁铁12产生吸引力，因此，能够将基板载台1相对于平台11保持在规定位置。
下面，对制动部2的位置保持力的范围设定进行说明。如上所述，被设定为能够利用磁性体13与永久磁铁12的吸引力将基板载台1与平台11的位置保持在基板更换位置16。这里，在吸引力过强的情况下，在基板载台1脱离制动部2的吸引力时，该吸引力成为对基板载台1的干扰，因此，对基板载台1的控制性产生不能忽视的影响。因此，优选制动部2的吸引力尽可能小。
但是，在制动部2的吸引力过小的情况下，吸引力会小于Y引导件8L、8R、X引导件9的微小的倾斜、可动配管(电缆、真空配管、冷却水流路等)产生的张力等，基板载台1会移动。因此，吸引力大于在非控制状态下施加到基板载台1的外力，但是吸引力需要尽可能地小，以使得在通常运转时不对基板载台1的控制性产生影响。根据本实施方式的调整部50，能够调整为大于施加到基板载台1的外力且小于基板载台1的驱动力的保持力(吸引力)。
图6的(A)表示在图5的永久磁铁12的外周部配置有由铁等磁性体制成的磁轭14的制动部2的例子。磁轭14以围绕永久磁铁12的方式配置于磁铁支架15。通过用磁轭14围绕永久磁铁12的周围而构成磁路，减少漏磁通。由此，与图5的结构相比，能够实现磁铁的小型化。另外，为了不引起永久磁铁12的N极和磁通的短路，优选磁轭14与永久磁铁12设置空间。
图6的(B)表示用永久磁铁12和磁轭14置换图5中的磁性体13后的制动部2的例子。制动部2可包括配置在基板载台上的第一永久磁铁121和以与第一永久磁铁121相向的方式配置在基板载台11上的第二永久磁铁122。在图6的(B)的例子中，第二永久磁铁122由配置在平台11上的磁铁支架15保持。此外，在图6的(B)的例子中，第一永久磁铁121被配置在基板载台1上的第一磁轭141围绕，并且第二永久磁铁122被配置在磁铁支架15上的第二磁轭142围绕。通过由第一磁轭141和第二磁轭142构成磁路，能够降低漏磁通。
在图6的(A)、(B)的例子中，永久磁铁12以N极以及S极在Z方向排列的方式配置，但在图6的(C)的例子中，永久磁铁12以N极以及S极在Y方向排列的方式配置。在这种情况下，磁轭14被配置为与N极和S极中的每一个相接。通过将N极、S极引导到磁轭14的末端部，能够高效地提高吸引力。
另外，在图5和图6的(A)～(C)的例子中，表示了磁性体13被配置在基板载台1的下表面，且永久磁铁12被配置在磁性体13的下部的例子。但是，不言而喻，即使磁性体13与永久磁铁12的位置关系相反，也能得到同样的吸引效果。另外，如图6的(B)所示，也可以代替磁性体13而使用永久磁铁12。
通过设置如上所述的制动部2，能够在基板更换位置16以非接触的方式保持基板载台1，因此能够避免产生灰尘而引起的故障。另外，由于也不需要用于保持基板载台1的控制部，因此不会发生控制部的电源被切断的情况或传感器的误动作所引起的故障。
在上述图5的例子和图6的例子中，通过调整磁性体13和永久磁铁12之间的间隙来调整吸引力。作为其替代，吸引力也可以通过改变磁铁的数量或磁铁的材质来调整。图7示出了在磁铁支架15上配置有多个小型的永久磁铁12的例子。在图7的例子中，通过改变永久磁铁12的个数来进行吸引力的调整。磁铁支架15的Z方向的位置可以固定，也可以构成为能够调整。另外，也可以通过使磁轭的形状及材质中的至少任意一方变化来调整吸引力。
参照图8，说明在正常时和异常时调整磁铁支架15的Z方向的位置的例子。在图8的例子中，调整部50可包括引导磁铁支架15的Z方向的移动的直线引导件18、在Z方向上驱动磁铁支架15的气缸17和电磁阀19。在一个例子中，电磁阀19是3方向电磁阀，其供给端口与未图示的空气供给源连接，缸体端口与气缸17连接。通过空气经由电磁阀19供给到气缸17，气缸17伸长，磁铁支架15(即，永久磁铁12)由线性引导件18引导，向Z方向上方移动。相反，通过利用电磁阀19切断向气缸17的空气供给，气缸17收缩，磁铁支架15(即，永久磁铁12)由线性引导件18引导，向Z方向下方移动。
电磁阀19由控制部20控制。在一个例子中，电磁阀19为常开，在通常动作时(正常时)，通过通电(励磁)停止从供给端口向缸体端口的空气供给。因此，正常时，通过控制部20对电磁阀19的控制，气缸17处于收缩状态，由此，维持在永久磁铁12和磁性体13之间的间隙大的状态。即，正常时，永久磁铁12给予基板载台1的吸引力小，保持力维持在不起作用的状态。在装置成为异常状态的情况下，控制部20对电磁阀19的控制被切断，电磁阀19成为非通电(消磁)状态，从供给端口向缸体端口供给空气。因此，在异常时，气缸17伸长。通过气缸17伸长，磁铁支架15由线性引导件18引导而向上方移动，成为永久磁铁12与磁性体13之间的间隙小的状态。由此，永久磁铁12和磁性体13的吸引力变大，保持力成为起作用的状态，保持基板载台1。
如上所述，在图8的例子中，调整部50在正常时通过使气缸17处于收缩状态，使磁铁支架15退避到保持力不起作用的第一位置。并且，在异常时，调整部50构成为，通过使气缸17成为伸长的状态，使磁铁支架15向保持力作用的第二位置移动。这样，在正常时，通过控制部20的控制，气缸17收缩，在异常时，控制部20的控制被切断，气缸17伸长。由此，能够不使正常动作时的基板载台1的控制性变差地仅在异常时保持基板载台1。
另外，在图8的例子中，作为磁铁支架15的致动器使用了气缸17，但只要能够实现同样的功能，也可以使用马达等其它的致动器。
参照图9，对设置有多组磁性体13和永久磁铁12的组合的载台装置的例子进行说明。对具有与上述实施方式相同功能的构成要素标注相同的附图标记，并省略它们的说明。
在图9中，基板载台1仅能够在X方向上驱动。基板载台1通过在X方向上移动而移动到基板更换位置16。在基板更换位置16，磁性体13和永久磁铁12彼此接近，并处于吸引状态，从而可保持基板载台1。
在此，构成制动部2的磁性体13和永久磁铁12的组合设置有多组。由此，能够抑制基板载台1的Z方向的移动、θX方向的旋转、θY方向的旋转和θZ方向的旋转。
在设置多组磁性体13和永久磁铁12时，为了在非计划的位置不对基板载台1作用吸引力，优选在基板载台1的移动中，磁性体13和永久磁铁12以在基板更换位置16以外不重叠的方式配置。
在上述实施方式中，设置制动部2作为基板载台1在非控制时在基板更换位置移动的对策。然而，上述各实施方式的结构也可应用于在非控制时在除了基板更换位置16之外的位置想要维持基板载台1的情况。另外，用于抑制XYZ的各方向的移动的锁定机构一般会与其它的某些构件发生接触，但由于上述实施方式的结构为非接触，因此不会发生由磨损引起的产生灰尘。因此，可以说适于在无尘室中运用。
物品制造方法的实施方式
本发明的实施方式的物品制造方法例如适合于制造平板显示器(FPD)、半导体器件、传感器、光学元件等物品。本实施方式的物品制造方法包括使用上述光刻装置(曝光装置、压印装置、绘制装置等)将原版的图案转印(形成)到基板的工序(形成工序)和对在该工序中转印(形成)有图案的基板进行加工的工序(加工工序)。此外，该制造方法包括其它的周知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、冲切、接合、封装等)。与以往的方法相比，本实施方式的物品制造方法在物品的性能、品质、生产率和生产成本中的至少一个方面是有利的。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的精神和范围的情况下，能够进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，附加了权利要求。
附图标记的说明
1：基板载台；2：制动部；3：升降部；7：机械手；10：投影光学系统；11：平台；16：基板更换位置；100：载台装置；P：基板。

Claims (16)

1.一种载台装置，其特征在于，
所述载台装置具备：
平台；
基板载台，保持基板，并在所述平台之上的第一区域和第二区域之间移动；
制动部，在所述基板载台位于所述第二区域时，利用磁力以非接触的方式限制所述基板载台的移动；以及
调整部，调整所述制动部对所述基板载台的保持力。
2.根据权利要求1所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部包括：
磁性体，配置于所述基板载台和所述平台中的一方；以及
永久磁铁，以与所述磁性体相向的方式配置于所述基板载台和所述平台中的另一方。
3.根据权利要求2所述的载台装置，其特征在于，
所述调整部构成为调整所述磁性体与所述永久磁铁之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部包括：
磁性体，配置于所述基板载台；以及
永久磁铁，以与所述磁性体相向的方式配置于所述平台。
5.根据权利要求4所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部还包括保持所述永久磁铁并配置于所述平台的磁铁支架。
6.根据权利要求5所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部还包括以围绕所述永久磁铁的方式配置于所述磁铁支架的磁轭。
7.根据权利要求5所述的载台装置，其特征在于，
所述调整部调整所述磁铁支架的位置，以调整所述磁性体与所述永久磁铁之间的间隙。
8.根据权利要求1所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部包括：
第一永久磁铁，配置于所述基板载台；以及
第二永久磁铁，以与所述第一永久磁铁相向的方式配置于所述平台。
9.根据权利要求8所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部还包括配置于所述平台并保持所述第二永久磁铁的磁铁支架。
10.根据权利要求9所述的载台装置，其特征在于，
所述制动部还包括：
第一磁轭，以围绕所述第一永久磁铁的方式配置于所述基板载台；以及
第二磁轭，以围绕所述第二永久磁铁的方式配置于所述磁铁支架。
11.根据权利要求9所述的载台装置，其特征在于，
所述调整部调整所述磁铁支架的位置，以调整所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁之间的间隙。
12.根据权利要求1所述的载台装置，其特征在于，
所述第二区域是由基板搬送装置进行基板的更换的区域。
13.根据权利要求1所述的载台装置，其特征在于，
通过所述调整部，使所述保持力大于施加于所述基板载台的外力且小于所述基板载台的驱动力。
14.根据权利要求7所述的载台装置，其特征在于，
所述调整部构成为，
在正常时，使所述磁铁支架退避到所述保持力不起作用的第一位置，
在异常时，使所述磁铁支架移动到所述保持力起作用的第二位置。
15.一种光刻装置，用于在基板上形成原版的图案，其特征在于，
所述光刻装置具备保持所述基板的权利要求1至14中任一项所述的载台装置。
16.一种物品制造方法，其特征在于，
所述物品制造方法具有：
形成工序，使用权利要求15所述的光刻装置在基板上形成图案；以及
加工工序，对形成有所述图案的所述基板进行加工，
由在所述加工工序中加工了的所述基板制造物品。
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