JP2016096240A - 搬送装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で外部への熱およびパーティクルの拡散を低減する点で有利な搬送装置を提供する。
【解決手段】この搬送装置は、物体を搬送するものであり、物体の搬送方向に延在するガイドレール４と、物体を保持し、ガイドレール４に沿って可動な駆動部２３と、気体６を吹き出し、気体６の誘引効果を用いて、駆動部２３の周囲の気体を搬送方向に平行な方向に流す気体供給部５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

パターン形成装置としての露光装置は、半導体デバイスや液晶表示デバイスなどの製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクルやマスク）のパターンを投影光学系を介して感光剤（レジスト）が塗布されたウエハなどの基板に転写する装置である。露光装置で使用する原版には、微細な回路パターンが描かれている。露光装置は、１つのデバイスを製造するために、複数種類の原版を交換し、基板上に回路パターンを重ね合わせて露光する。また、原版を収納する筐体から原版を抜き出し、露光位置まで自動的に原版を搬送する搬送装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１４−３６０２３号公報

しかしながら、このような搬送装置は、原版を保持して可動な駆動部を有しており、この駆動部の駆動は、露光装置内に温度上昇や粉塵等のパーティクルの拡散を引き起こすことがある。微細なパターンを露光する露光装置では、装置内の温度および空調を管理しているため、搬送装置から発生する熱やパーティクルを低減させる必要がある。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、例えば、簡易な構成で外部への熱およびパーティクルの拡散を低減する点で有利な搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、物体を搬送する搬送装置であって、物体の搬送方向に延在するガイドレールと、物体を保持し、ガイドレールに沿って可動な駆動部と、気体を吹き出し、気体の誘引効果を用いて、駆動部の周囲の気体を搬送方向に平行な方向に流す気体供給部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、簡易な構成で外部への熱およびパーティクルの拡散を低減する点で有利な搬送装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る搬送装置の構成を示す図である。 搬送装置における気体の流れを示す図である。 第１実施形態における搬送装置の第１変形例を示す図である。 第１実施形態における搬送装置の第２変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る搬送装置の構成を示す図である。 本発明の搬送装置を適用可能なリソグラフィ装置の構成を示す図である。 気体供給部のスリット周辺構造の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る搬送装置の構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る搬送装置１００の構成を示す概略図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置１００の断面図である。なお、図１を含む以下の各図において、後述する駆動部２３に対する搬送物１の積載方向（本実施形態では、鉛直方向）に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で駆動部２３の駆動方向に平行にＸ軸を取り、Ｘ軸に直交する非駆動方向にＹ軸を取っている。この搬送装置１００は、搬送物となる物体を下部で着脱自在に吊り下げ、モータ等の駆動機構を使用して、搬送物をガイドレールに沿って所定の場所（搬送元）から所定の場所（搬送先）へと移動させる装置である。搬送装置１００は、駆動部２３と、ガイドレール４と、気体供給部５と、制御部２１とを備える。

ガイドレール４は、搬送物１の搬送経路として所定の場所（搬送元）から所定の場所（搬送先）まで搬送物１の搬送方向（図１における、Ｘ方向）に延在するレールである。駆動部２３は、搬送物１を保持する保持部２２と駆動機構２とを有する。保持部２２は、駆動部２３の下部に設置され、アーム等の保持部材または吸引部材により搬送物１を着脱自在に保持する。駆動機構２は、ガイドレール４上に設置される車輪３を有し、モータ（不図示）が車輪３を回転させることにより、駆動部２３をガイドレール４に沿って移動させる。

気体供給部５は、図１（ｂ）に示すように、ガイドレール４および駆動部２３を囲うよう、駆動部２３の駆動方向に対し垂直に設置される矩形の枠形状の部材である。気体供給部５は、この枠形状に沿って設置される狭いスリットから少量の圧縮した気体６を高速に吹き出す。吹き出された気体６は、コアンダ効果により気体供給部５の壁に沿って駆動部２３の駆動方向（図１における、Ｘ方向）と平行に流れ、ベルヌーイ効果（誘引効果）により周囲の気体を誘引する。気体供給部５としては、例えば、エアパイプまたはエアナイフ（エアカーテン）などが採用されうる。図７（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、気体供給部５のスリット周辺構造の例を示す図であり、いずれかの構造を適用することができる。なお、気体供給部５のスリット周辺構造は、これらの構造に限定せず、ベルヌーイ効果により周囲の気体８がスリットから吹き出された気体６に誘引される構造であればよい。図７（ａ）および（ｂ）は、エアナイフ式の気体供給部５であり、図７（ｃ）はエアパイプ式の気体供給部５である。

本実施形態の搬送装置１００は、図１（ａ）に示すように、同方向に気体を吹き出す気体供給部５を複数備えるものとしたが、この構成に限定せず、少なくとも１つの気体供給部５を備える構成であればよい。本実施形態の気体供給部５は、矩形の枠形状としたが、この構成に限定せず、駆動部２３の周囲４方向のうちいずれか１方向から気体６を吹き出す構成であればよい。気体供給部５の形状としては、例えば、連続または不連続な枠形状および直線型、円型、半円型またはＬ字型の枠形状が採用されうる。また、気体供給部５は、気体６の吹き出し口としてスリットを有する構成としたが、この構成に限定せず、複数の開口部から圧縮した気体６を吹き出す構成としてもよい。なお、後述する熱およびパーティクルの落下を抑制する観点から、少なくとも駆動部２３の下部の１辺から気体６を吹き出す気体供給部５を備える構成が望ましい。

制御部２１は、搬送装置１００の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部２１は、例えばコンピューターなどで構成され、搬送装置１００の各構成要素に回線（有線または無線）を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。

次に、本実施形態の搬送装置１００における気体の流れについて説明する。図２は、本実施形態の搬送装置１００の気体供給部５から吹き出される気体６の流れを示す概略図である。図２に示すように、駆動部２３の周囲には、保持部２２の動作、駆動機構２の動作およびガイドレール４と車輪３との摩擦などにより、熱９および粉塵などのパーティクル１０が発生しうる。そこで、本実施形態の気体供給部５は、配管７から供給される圧縮された気体６を駆動部２３の駆動方向と平行かつ高速で吹き出す。気体供給部５から高速で吹き出された気体６は、コアンダ効果によりその流路が絞られ、ベルヌーイ効果により、高速流の気体６が発生させる負圧が周囲の気体８を誘引する。このベルヌーイ効果により気体供給部５は、配管７から供給された気体６の約５倍〜約１０倍の周囲の気体８を誘引することができる。そのため、本実施形態の搬送装置１００は、駆動部２３の周囲に発生しやすい熱９およびパーティクル１０を周囲の気体８を誘引する気流に沿って１方向に流すことができる。

この構成により、本実施形態の搬送装置１００は、気体６の流れを使用してガイドレール４および駆動部２３からなる搬送空間と周囲空間とを分離させることができる。そのため、搬送装置１００は、搬送空間で発生した熱９およびパーティクル１０の周囲空間への拡散を低減させることができ、また反対に周囲空間で発生した熱９およびパーティクル１０の搬送空間内への侵入を低減することもできる。さらに、本実施形態の搬送装置１００は、物理的な壁を用いない簡易な構成のため、搬送物１の受け渡しの際、保持部２２の周囲空間へのアクセスを容易にし、また装置の点検および修理を容易に行うことができる。また、ベルヌーイ効果を生じさせることが可能な気体供給部５を用いることにより、供給する気体６の量を抑えることができ、省エネ効果をも有する。さらに、本実施形態のように４方向から気体６を吹き出す気体供給部５を備えることにより、熱９およびパーティクル１０を発生しやすい駆動部２３を囲うように気体６の流れが形成されるため、より効率良く周囲空間と搬送空間とを分離させることができる。

本実施形態においては、同一方向に気体６を吹き出す気体供給部５を備える構成としたが、この構成に限定せず、駆動部２３の駆動方向に平行ではあるが異なる方向に気体６を供給する複数の気体供給部５を備える構成としてもよい。図３は、本実施形態に係る搬送装置１００の第１変形例の構成を示す概略図である。図３に示すように、搬送装置１００の下方に熱９およびパーティクル１０の影響を受けやすい精密機器１１が存在する場合、複数の気体供給部５から吹き出される気体６の吹き出し方向を精密機器１１から離れる方向に設定する。すなわち、精密機器１１に対する気体供給部５の設置位置に応じて、気体６の吹き出し方向を＋Ｘ方向または−Ｘ方向に変更する。

この構成により、ある特定の場所から離れる２方向に周囲の気体８を誘引することができるため、熱９およびパーティクル１０の特定の場所への影響を効果的に抑制することができる。また、複数の気体供給部５の設置間隔を広くすることもでき、気体供給部５の数を最小限にすることもできるため、レイアウトおよびコストの点においても有利である。

また、本実施形態においては、常に同一方向に気体６を吹き出す気体供給部５を備える構成としたが、この構成に限定せず、駆動部２３の位置に応じて気体供給部５の気体６の吹き出し方向を変更可能な構成としてもよい。図４は、本実施形態の搬送装置１００の第２変形例の構成を示す概略図である。図４に示す気体供給部５は、駆動部２３の駆動方向と平行な２方向（±Ｘ方向）いずれにも気体６を吹き出すことが可能である。制御部２１は、ガイドレール４上を移動する駆動部２３の位置に関する情報を取得し、該情報に応じて、気体供給部５の気体６の吹き出し方向を切り替える。図４の上段から下段に示すように、制御部２１は、駆動部２３の移動に合わせ、駆動部２３の両側に設置されている気体供給部５の気体６の吹き出し方向を駆動部２３から離れる方向に切り替える。

この構成により、熱９およびパーティクル１０が最も発生しやすい駆動部２３の周囲の気体８を駆動部２３の移動と合わせ、常に２方向から誘引することができるため、さらに効率良く熱９およびパーティクル１０の拡散を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る搬送装置の構成について説明する。本実施形態の搬送装置２００の特徴は、空調装置として、温度制御およびパーティクル除去を行う空調部１３に接続された供給口１２と回収口１５とをさらに備える点にある。図５は、本実施形態の搬送装置２００の構成を示す概略図である。なお、図５では、図１に示す第１実施形態の搬送装置１００と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の搬送装置２００が備える空調部１３は、制御部２１からの指令に基づいて、フィルター等によりパーティクル１０を低減させ、温度を制御した気体６をダクト１４を通し、供給口１２から吹き出す。供給口１２から吹き出された気体６は、気体供給部５により形成される気体６の流れにより、駆動部２３の周囲で発生した熱９およびパーティクル１０と共にガイドレール４に沿って流れ、回収口１５で回収される。回収された気体６は、ダクト１４を通り、再び空調部１３へと戻る。なお、本実施形態の空調部１３は、温度制御およびパーティクル除去の両方を行う構成としたが、この構成に限定せず、温度制御およびパーティクル除去のうち少なくともいずれか一方を行う空調部であってもよい。

この構成により、本実施形態の搬送装置２００は第１実施形態と同様の効果を有する。さらに、搬送空間に存在する気体を回収し、温度やパーティクルを制御して搬送空間内へ戻すことができるため、搬送装置２００で発生した熱９およびパーティクル１０の周囲空間への拡散を効率的に抑制することができる。また、搬送物１が温度やパーティクル等の環境に敏感である場合にも、管理した気体を搬送空間内に供給することにより、搬送空間内を一定環境に保つことができるため有用である。

（露光装置）
以上に説明した搬送装置は、原版に形成されているパターンを基板に転写するリソグラフィ装置に適用可能である。ここでは、リソグラフィ装置の一例として、原版（レチクルまたはマスク）に形成されているパターン（回路パターン）を基板に露光する露光装置への適用例を説明する。

図６は、本発明に係る搬送装置１００を適用可能な露光装置３００の構成を示す概略図である。露光装置３００は、基板へ露光を行う露光部２５と、原版２４を一時的に保管する保管部（レチクルカセット）２０と、搬送物として原版２４を搬送する搬送装置１００とを備える。露光部２５は、レンズおよびミラーなどを搭載した光学系１６、原板を保持し可動な原版ステージ１７、ウエハなどの感光性基板を保持し可動な基板ステージ１８、およびこれらを支持する構造体１９を有する。搬送装置１００は、原版ステージ１７および保管部２０の上部に設置され、原版ステージ１７と保管部２０との間の原版２４の搬送を行う。ここで、上記の説明では、搬送装置１００には、独立して演算処理を実行する制御部２１を含む構成としている。これに対して、本実施形態のように搬送装置１００が露光装置３００に設置される場合には、搬送装置１００の制御部２１が実行する処理を、露光装置３００の動作を制御する制御部（不図示）が実行する構成としてもよい。さらに、これら制御部は、露光装置３００の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよく、露光装置３００の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

次に、露光装置３００の動作について説明する。図６の上段に示すように、搬送装置１００の保持部２２は、露光が完了した原版２４を原版ステージ１７から受け取る。駆動部２３は、保持部２２が原版２４を保持した状態で、保管部２０の上部まで移動する。そして、図６の下段に示すように、保持部２２は、原版２４を保管部２０に受け渡す。図６に示すように駆動部２３が駆動するとき、気体供給部５は、圧縮した気体６を駆動部２３の駆動方向と平行に吹き出し、周囲の気体８を誘引する気体の流れを形成する。なお、図６では、露光完了後の原版２４を保管部２０へ移動させる搬送装置１００の動作を示しているが、露光前に保管部２０から原版ステージ１７へ原版２４を移動させる場合も同様とする。

この構成により、熱９およびパーティクル１０が発生しやすい搬送装置１００と、熱９およびパーティクル１０の影響を受けやすい露光部２５および保管部２０とを気体の流れにより分離させることができる。そのため、熱９およびパーティクル１０の露光装置３００内での拡散、および露光性能の低下を低減することができる。さらに、本実施形態の露光装置３００は、搬送装置１００と露光部２５および保管部２０との間を物理的な壁を用いずに分離しているため、原版２４の受け渡しを容易に行うことができる。

なお、上記各実施形態では、リソグラフィ装置として露光装置の例を説明したが、リソグラフィ装置は、それに限らず、他のリソグラフィ装置であってもよい。例えば、電子線のような荷電粒子線で基板（上の感光剤）に描画を行う描画装置であってもよく、または基板上のインプリント材を型（モールド）で成形（成型）して基板上にパターンを形成するインプリント装置等であってもよい。

（物品の製造方法）
一実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。当該製造方法は、物体（例えば、感光剤を表面に有する基板）上に上記のリソグラフィ装置を用いてパターン（例えば潜像パターン）を形成する工程と、該工程でパターンを形成された物体を処理する工程（例えば、現像工程）とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（参加、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。

４ ガイドレール
５ 気体供給部
６ 気体
２３ 駆動部
１００ 搬送装置

Claims (9)

1. 物体を搬送する搬送装置であって、
   前記物体の搬送方向に延在するガイドレールと、
   前記物体を保持し、前記ガイドレールに沿って可動な駆動部と、
   気体を吹き出し、前記気体の誘引効果を用いて、前記駆動部の周囲の気体を前記搬送方向に平行な方向に流す気体供給部と、
   を備えることを特徴とする搬送装置。
2. 前記気体供給部は、圧縮した気体を前記搬送方向に平行な方向に吹き出すスリットを有することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記気体供給部は、前記搬送方向に垂直な枠形状を有し、前記枠形状に沿って前記スリットが設けられることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記気体供給部は、前記気体の吹き出し方向を変更可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記気体供給部の気体の吹き出し方向を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記駆動部の位置に関する情報を取得し、前記情報に基づき、前記駆動部から離れる方向に前記気体の吹き出し方向を変更することを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記気体を回収し、温度制御およびパーティクル除去のうち少なくともいずれかを施した気体を再び前記ガイドレールの周囲に流す空調装置をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 前記気体供給部を複数備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 原版のパターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
   前記物体として前記原版を搬送する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の搬送装置を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
9. 請求項８に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを形成された基板を処理する工程と、
   を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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