JP2018045146A - シャッタ装置、リソグラフィー装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタ羽根の径方向に沿った断面における形状の調整に有利な技術を提供する。【解決手段】シャッタ装置は、回転軸を回転させる回転機構と、第１端および第２端を有するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根の前記第１端を前記回転軸に固定する固定部と、前記シャッタ羽根の前記第１端と前記第２端との間に位置する被調整部の位置を調整するための調整部とを備える。前記固定部は、前記被調整部に対向する対向部を含み、前記調整部は、前記対向部と前記被調整部との距離を調整可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シャッタ装置、リソグラフィー装置および物品製造方法に関する。

露光装置等のリソグラフィー装置では、基板の上の感光材に対する光の照射を制御するためにシャッタ装置が使われうる。スループットの向上や露光量の均一化のためにはシャッタ羽根を高速に駆動する必要があり、そのためにシャッタ羽根の軽量化が図られている。シャッタ羽根の軽量化は、例えば、シャッタ羽根を薄型化することによってなされうる。しかし、シャッタ羽根を薄型化すると、シャッタ羽根が変形しやすくなる。シャッタ羽根の変形は、シャッタ羽根の加工精度に起因して生じうる他、自重、露光光の照射による熱、遠心力、加減速等によって起こりうる。シャッタ羽根の変形は振動を生じさせうる。この振動は、シャッタ羽根とその周辺の部品との干渉を引き起こしうる。また、変形の繰り返しによってシャッタ羽根が破損する可能性もある。

特許文献１には、シャッタ羽根と、シャッタ羽根の第１の面を押圧する２つの第１の支持部を有する第１の押圧部材と、シャッタ羽根の第２の面を押圧する第２の第２の支持部を有する第２の押圧部材とを有するシャッタユニットが記載されている。ここで、２つの第１の支持部の間に第２の支持部が配置されている。

特開２００８−１４１０１６号公報

特許文献１に記載されたシャッタユニットでは、シャッタ羽根の周方向に沿った断面における形状を調整することができるが、シャッタ羽根の径方向に沿った断面における形状を調整することは難しい。シャッタ羽根の径方向に沿った断面における形状の調整は、後述のように、振動の抑制において重要である。

本発明は、回転駆動されるシャッタ羽根の径方向に沿った断面における形状の調整に有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、シャッタ装置に係り、前記シャッタ装置は、回転軸を回転させる回転機構と、第１端および第２端を有するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根の前記第１端を前記回転軸に固定する固定部と、前記シャッタ羽根の前記第１端と前記第２端との間に位置する被調整部の位置を調整するための調整部と、を備え、前記固定部は、前記被調整部に対向する対向部を含み、前記調整部は、前記対向部と前記被調整部との距離を調整可能に構成されている。

本発明によれば、回転駆動されるシャッタ羽根の径方向に沿った断面における形状の調整に有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態のシャッタ装置の構成を示す図。 （ａ）は本発明の第２実施形態のシャッタ装置の構成を示す図、（ｂ）は本発明の第３実施形態のシャッタ装置の構成を示す図。 シャッタ羽根の径方向に沿った断面におけるシャッタ羽根の形状を調整する作業を例示する図。 本発明の第４実施形態のシャッタ装置の構成を示す図。 本発明の第５実施形態のシャッタ装置の構成を示す図。 本発明の第６実施形態のシャッタ装置の構成を示す図。 比較例としてのシャッタ装置の構成を示す図。 比較例としてのシャッタ装置のシャッタ羽根の振動を説明する図。 本発明の一実施形態のリソグラフィー装置の構成を示す図。

図７を参照しながら比較例としてのシャッタ装置の構成を説明する。図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は側面図である。シャッタ装置２０は、シャッタ羽根２２、回転軸２４を回転させる回転機構２３、回転軸２４にシャッタ羽根２２を固定する固定部２９を備えている。固定部２９は、回転軸２４に取り付けられたボス２５と、ボス２５にシャッタ羽根２２を取り付けるための取り付け板２６と、ボス２５と取り付け板２６とによってシャッタ羽根２２が挟持されるように、取り付け板２６をボス２５に固定する締結ボルト２７とを含む。

図８を参照しながら、図７に示されたシャッタ装置２０におけるシャッタ羽根２２の振動を説明する。Ｇ２は、シャッタ羽根２２のうちボス２５と取り付け板２６とによって挟持された部分以外の部分の重心である。図８のａは、シャッタ羽根２２が静止していて、重力によってシャッタ羽根２２に反りＸが発生している状態を示している。図８のｂは、シャッタ羽根２２が回転し始めて遠心力Ｆが発生している状態を示している。ここで、遠心力Ｆが重心Ｇ２にかかるものと見做すと、シャッタ羽根２２の厚さ方向に分力Ｆ１がかかる。これにより、シャッタ羽根２２に厚さ方向の変形Ｘ１が発生する。２２’は、遠心力Ｆによって変形した状態のシャッタ羽根２２を示している。

図８のｃは、回転していたシャッタ羽根２２の回転が止まり、再び回転が始まる状態を示している。回転が止まることによってシャッタ羽根２２に作用する遠心力Ｆが無くなり、シャッタ羽根２２は遠心力Ｆによって変形した状態２２’から元の位置に戻ろうとする。この時、シャッタ羽根２２には弾性が存在するため、瞬時に元の位置には戻らず、元の位置を超えて状態２２”の位置まで変形する。これにより、遠心力によって変形した状態２２’への変形と弾性変形によって変形した状態２２”への変形を繰り返し、シャッタ羽根２２が振動することになる。

また、シャッタ羽根２２の反りＸが大きくなるにつれて、シャッタ羽根２２の振動の振幅が大きくなる。これは、シャッタ羽根２２にかかる遠心力Ｆの分力Ｆ１がシャッタ羽根２２の厚さ方向にかかっており、反りＸが大きくなってシャッタ羽根２２が回転面に対して角度を持つほど分力Ｆ１が大きくなるためである。

シャッタ羽根２２の振動の振幅が大きくなると、シャッタ羽根２２が他の部材、例えば、遮光版と干渉しうる。例えば、露光装置では、全閉状態における光の漏れが全開状態の光の約１００万分の１以下であるような遮光能力が要求されうる。これを実現するために、シャッタ羽根２２に近接させて遮光板を配置する必要がある。そのため、シャッタ羽根２２の変形は、シャッタ羽根２２と遮光板との干渉を引き起こしうる。

以下、本発明を例示的な実施形態を通して説明する。図１には、本発明の第１実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は側面図、図１（ｄ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｅ）は図１（ｄ）のＢの拡大図である。シャッタ装置１０は、シャッタ羽根１２と、回転軸１４を回転させる回転機構１３と、回転軸１４にシャッタ羽根１２を固定する固定部１とを備えている。固定部１は、回転軸１４に取り付けられたボス１５と、ボス１５にシャッタ羽根１２を取り付けるための取り付け板１６と、ボス１５と取り付け板１６とによってシャッタ羽根１２が挟持されるように、取り付け板１６をボス１５に固定する締結ボルト１７とを含む。ボス１５は、締結ボルト１１によって回転軸１４に取り付けられうる。

シャッタ装置１０は、更に、シャッタ羽根１２の第１端（付け根）１２１と第２端（先端）１２２との間に位置する被調整部１２３の位置を調整するための調整部２を備えている。ここで、調整部２は、回転軸１４の軸方向に平行な方向における被調整部１２３の位置を調整可能に構成される。固定部１は、シャッタ羽根１２の被調整部１２３に対向する対向部１５１を含みうる。対向部１５１は、例えば、ボス１５に設けられうる。あるいは、対向部１５１は、取り付け板１６に設けられてもよい。調整部２は、対向部１５１とシャッタ羽根１２の被調整部１２３との距離を調整するように構成される。

調整部２は、調整ネジ１８を含み、調整ネジ１８は、固定部１の対向部１５１によって保持され、かつ被調整部１２３に連結されうる。被調整部１２３は、雌ネジ１２ａを有し、調整ネジ１８と被調整部１２３の雌ネジ１２ａとが係合した状態で調整ネジ１８が回転されることによって、対向部１５１とシャッタ羽根１２の被調整部１２３との距離が調整されうる。対向部１５１は、孔１５２を有する。調整ネジ１８は、孔１５２を貫通するように配置され、ナット１９と調整ネジ１８の頭部とによって対向部１５１を挟むようにナット１９を締め付けることによって調整ネジ１８が対向部１５１に固定される。

以上のように、第１実施形態によれば、ナット１９を緩めた状態で調整ネジ１８を回転させることによってシャッタ羽根１２の径方向（回転軸１４の回転中心に対する放射方向）に沿った断面におけるシャッタ羽根１２の形状を調整することができる。

図２（ａ）には、本発明の第２実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。第２実施形態のシャッタ装置１０の構成として言及されない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、シャッタ羽根１２は、貫通孔１２４を有する。貫通孔１２４は、調整ネジ１８と係合しないように設けられている。調整ネジ１８には、シャッタ羽根１２の被調整部１２３を挟持するように配置された２つのナット１９１が取り付けられている。調整ネジ１８に対する２つのナット１９１の位置を調整することによって、対向部１５１とシャッタ羽根１２の被調整部１２３との距離が調整されうる。第２実施形態では、調整ネジ１８に対する２つのナット１９１の位置の調整によってシャッタ羽根１２の径方向に沿った断面におけるシャッタ羽根１２の形状を調整することができる。

図２（ｂ）には、本発明の第３実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。第３実施形態のシャッタ装置１０の構成として言及されない事項は、第１実施形態に従いうる。第３実施形態では、対向部は、シャッタ羽根１２の第１面１２５に対向する第１部分１５３と、シャッタ羽根１２の第２面１２６に対向する第２部分１６１とを含む。第１部分１５３は、回転軸１４に取り付けられたボス１５に設けられうる。第２部分１６１は、取り付け板１６に設けられうる。第１部分１５３と第２部分１６１とはシャッタ羽根１２を介して互いに対向するように配置されうる。

調整部２は、第１部分１５３とシャッタ羽根１２の第１面１２５との距離を調整する第１調整機構１８ａと、第２部分１６１とシャッタ羽根１２の第２面１２６との距離を調整する第２調整機構１８ｂとを含みうる。一例において、第１調整機構１８ａは、第１部分１５３に設けられた雌ネジと係合しシャッタ羽根１２の第１面１２５に当接する雄ネジであり、ナット１９の締め付けによって第１部分１５３に固定されうる。同様に、第２調整機構１８ｂは、第２部分１６１に設けられた雌ネジと係合しシャッタ羽根１２の第２面１２６と当接する雄ネジであり、ナット１９の締め付けによって第２部分１６１に固定されうる。第３実施形態では、ナット１９を緩めた状態で第１調整機構１８ａおよび第２調整機構１８ｂを調整することによってシャッタ羽根１２の径方向に沿った断面におけるシャッタ羽根１２の形状を調整することができる。

以下、図３を参照しながら、調整部２を操作することによってシャッタ羽根１２の径方向に沿った断面におけるシャッタ羽根１２の形状を調整する作業を例示的に説明する。ここでは、代表的に第１実施形態のシャッタ装置１０の調整部２の操作を説明する。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。反りが存在する状態１２’のシャッタ羽根１２は、ナット１９を緩めて、調整ネジ１８を回転させることで、シャッタ羽根１２の厚さ方向に関して変形させることができる。一例において、反りが存在する状態１２’のシャッタ羽根１２の重心Ｇ１’を、回転軸１４の軸方向と垂直であり、シャッタ羽根１２のうちボス１５と取り付け板１６によって挟持された部分の厚さ方向の中心を通る回転面Ｐ上に移動させる。この状態でナット１９を締め付けることによって調整ネジ１８をボス１５に固定する。これによってシャッタ羽根１２の重心Ｇ１’が回転面Ｐ上の重心Ｇ１に移動し、径方向に沿った断面におけるシャッタ羽根１２の形状の調整が終了する。シャッタ羽根１２の重心を回転面Ｐに移動させることによって、遠心力のシャッタ羽根１２の厚さ方向への分力が無くなり、シャッタ羽根１２の振動を低減することができる。

第１乃至第３実施形態のシャッタ装置１０は、更に、回転軸１４の軸方向における固定部１とシャッタ羽根１２との相対位置を調整するための部材として、例えば、シャッタ羽根１２とボス１５との間に挿入されるスペーサを有してもよい。

図４には、本発明の第４実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。図４（ａ）は、第４実施形態のシャッタ装置１０の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。第４実施形態のシャッタ装置１０の構成として言及しない事項は、第１乃至第３の実施形態に従いうる。第４実施形態のシャッタ装置１０は、複数の調整部、例えば、２つの調整部２ａ、２ｂを備える。第１の調整部２ａは、シャッタ羽根１２の第１端１２１と第２端１２２との間に位置する第１の被調整部１２３ａの位置を調整する。第２の調整部２ｂは、第１端１２１と第２端１２２との間に位置する第２の被調整部１２３ｂの位置を調整する。第１、第２の調整部２ａ、２ｂは、第１乃至第３の実施形態における調整部２と同様の構成を有しうる。典型的には、第１端１２１と第１の被調整部１２３ａとの距離と第１端１２１と第２の被調整部１２３ｂとの距離は互いに等しい。あるいは、回転軸１４の回転中心と第１の被調整部１２３ａとの距離と回転軸１４の回転中心と第２の被調整部１２３ｂとの距離は互いに等しい。第４実施形態のシャッタ装置１０では、シャッタ羽根１２の径方向に沿った断面形状の他、シャッタ羽根１２の周方向に沿った断面形状を調整することができる。

図４（ｂ）において、１２”は、シャッタ羽根１２が周方向における断面が回転面Ｐからずれた状態（捻じれ変形を有する状態）を示している。複数の調整部２ａ、２ｂを設けることによって、シャッタ羽根１２の複数の被調整部１２３ａ、１２３ｂの位置（厚さ方向の位置）を調整することができる。

第１乃至第４実施形態は、１つの回転機構１３に対して１つのシャッタ羽根１２が設けられた例であるが、１つの回転機構１３に対して複数のシャッタ羽根が設けられてもよく、この場合、複数のシャッタ羽根のそれぞれに対して調整部が設けられうる。

図５には、本発明の第５実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図である。第５実施形態の構成として言及しない事項は、第１乃至第４実施形態に従いうる。第５実施形態のシャッタ装置１０は、シャッタ羽根１２の状態（例えば、変形）を検知する検知部Ｓ１と、検知部Ｓ１による検知結果に基づいて調整部２を駆動する駆動部３０と、駆動部３０による調整部２の駆動を制御する制御部３１とを備えうる。

検知部Ｓ１は、例えば、基準位置とシャッタ羽根１２との距離またはその変化を検知するように構成されうる。制御部３１は、検知部Ｓ１による検知結果に基づいて駆動部３０による調整部２の駆動を制御するように構成されうる。制御部３１は、例えば、目標形状からのシャッタ羽根１２の形状のずれを低減するように構成されうる。あるいは、制御部３１は、例えば、シャッタ羽根１２の振動を低減するように構成されうる。検知部Ｓ１、駆動部３０および制御部３１による調整部２の調整は、シャッタ羽根１２が静止している時のシャッタ羽根１２の状態を検知部Ｓ１によって検知することによってなされうる。あるいは、検知部Ｓ１、駆動部３０および制御部３１による調整部２の調整は、シャッタ羽根１２が動作している時のシャッタ羽根１２の状態を検知部Ｓ１によって検知することによってなされうる。あるいは、あるいは、検知部Ｓ１、駆動部３０および制御部３１による調整部２の調整は、シャッタ羽根１２が静止している時および動作している時のシャッタ羽根１２の状態を検知部Ｓ１によって検知することによってなされうる。

図６には、本発明の第６実施形態のシャッタ装置１０の構成が示されている。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図である。第６実施形態は、第５実施形態の変形例あるいは具体化例である。第６実施形態は、検知部Ｓ１の代わりに、投光器Ｓ２ｅと、受光器Ｓ２ｒとを有し、投光器Ｓ２ｅから射出される光線を受光器Ｓ２ｒが受光する。例えば、投光器Ｓ２ｅから射出される光線が受光器Ｓ２ｒによって受光されれば、シャッタ羽根１２の変形が許容範囲であると判断されうる。一方、投光器Ｓ２ｅから射出される光線が受光器Ｓ２ｒによって受光されなければ、シャッタ羽根１２の変形が許容範囲外であると判断されうる。シャッタ羽根１２の変形が許容範囲外であると判断されると、シャッタ羽根１２の変形が許容範囲になるように駆動部３０によって調整部２が駆動されうる。

図９には、リソグラフィー装置としての露光装置１００の構成が示されている。露光装置１００は、照明光学系ＩＬ、原版Ｒを駆動する原版駆動機構ＲＤ、投影光学系ＰＯ、基板を駆動する基板駆動機構ＳＤを備えうる。原版Ｒのパターンは、照明光学系ＩＬからの露光光によって照明され、投影光学系ＰＯによって基板Ｓに投影される。これによって、基板Ｓの上のフォトレジスト（感光材）が露光され、該フォトレジストに原版Ｒのパターンが潜像として転写される。照明光学系ＩＬは、シャッタ装置１０を含み、基板Ｓの露光（基板Ｓの上の感光材への光の照射）は、シャッタ装置１０によって制御される。

リソグラフィー装置は、原版としてのモールドのパターンを基板の上のインプリント材（感光材）に転写するインプリント装置であってもよい。インプリント装置では、基板の上のインプリント材を硬化させるために光が使われ、インプリント材への光の照射がシャッタ装置１０によって制御されうる。

上記のようなリソグラフィー装置は、半導体デバイス、表示デバイス、マイクロマシーン（ＭＥＭＳ）等の物品を製造する物品製造方法に使用されうる。物品製造方法は、リソグラフィー装置によって基板の上に原版のパターンを転写する転写工程と、該パターンが転写された基板を処理する処理工程とを含みうる。リソグラフィー装置が露光装置である場合、処理工程は、例えば、フォトレジストに転写されたパターン（潜像）を現像する現像工程を含みうる。リソグラフィー装置がインプリント装置である場合、処理工程は、例えば、硬化したインプリント材をエッチングするエッチング工程を含みうる。

１０：シャッタ装置、１１：締結ネジ、１２：シャッタ羽根、１３：回転機構、１４：回転軸、１５：ボス、１６：取り付け板、１７：締結ネジ、１８：調整ネジ、１９：ナット、１：固定部、２：調整部、１２１：第１端、１２２：第２端、１２３：被調整部、１９１：ナット

Claims (12)

1. 回転軸を回転させる回転機構と、
   第１端および第２端を有するシャッタ羽根と、
   前記シャッタ羽根の前記第１端を前記回転軸に固定する固定部と、
   前記シャッタ羽根の前記第１端と前記第２端との間に位置する被調整部の位置を調整するための調整部と、を備え、
   前記固定部は、前記被調整部に対向する対向部を含み、
   前記調整部は、前記対向部と前記被調整部との距離を調整可能に構成されている、
   ことを特徴とするシャッタ装置。
2. 前記調整部は、調整ネジを含み、前記調整ネジは、前記対向部によって保持され、かつ前記被調整部に連結される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシャッタ装置。
3. 前記被調整部は、雌ネジを有し、前記調整ネジと前記被調整部の前記雌ネジとが係合した状態で前記調整ネジが回転されることによって前記距離が調整される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシャッタ装置。
4. 前記調整ネジには、前記被調整部を挟持するように配置された２つのナットが取り付けられていて、前記調整ネジに対する前記２つのナットの位置を調整することによって前記距離が調整される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシャッタ装置。
5. 前記調整ネジは、前記対向部に設けられた孔を貫通し、前記調整ネジとナットとによって前記対向部が挟持されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
6. 前記対向部は、前記シャッタ羽根の第１面に対向する第１部分と、前記シャッタ羽根の第２面に対向する第２部分とを含み、前記第１部分と前記第２部分とは前記シャッタ羽根を介して互いに対向し、
   前記調整部は、前記第１部分と前記シャッタ羽根の前記第１面との距離を調整する第１調整機構と、前記第２部分と前記シャッタ羽根の前記第２面との距離を調整する第２調整機構と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシャッタ装置。
7. 前記第１端と前記第２端との間に位置する第２の被調整部の位置を調整する第２の調整部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
8. 前記第１端と前記被調整部との距離と前記第１端と前記第２の被調整部との距離とが互いに等しい、
   ことを特徴とする請求項７に記載のシャッタ装置。
9. 前記回転軸の軸方向における前記固定部と前記シャッタ羽根との相対位置を調整するための部材を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
10. 前記シャッタ羽根の状態を検知する検知部と、
    前記調整部を駆動する駆動部と、
    前記検知部による検知結果に基づいて前記駆動部による前記調整部の駆動を制御する制御部と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
11. 基板の上に原版のパターンを転写するリソグラフィー装置であって、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシャッタ装置を備え、
    前記シャッタ装置は、基板の上の感光材に対する光の照射を制御するように構成されている、
    ことを特徴とするリソグラフィー装置。
12. 請求項１１に記載のリソグラフィー装置によって基板の上に原版のパターンを転写する転写工程と、
    該パターンが転写された基板を処理する処理工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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