JP7030416B2 - 基板保持装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法 - Google Patents

基板保持装置、リソグラフィ装置、物品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、 基板保持装置、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法に関する。
近年、半導体デバイス等の製造工程が多様化する中、反りの大きな基板が扱われることが増えている。反りやすい基板の一例を図１３に示す。図１３（ａ）に示す基板１００には、単位領域１０６が複数配置されており、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部の拡大図である。単位領域１０６はモールド材１０２の上で半導体チップ１０１と電極パッド１０４とが配線１０３を介して接続された構成を有し、切断領域１０５を確保しながら複数配置される。その他、薄型基板も反りやすい基板の例として挙げられる。これらの反りやすい基板は、搬送ハンドで搬送されている時や、狭い接触面積で支持されている時に大きく湾曲しやすくなる。
特許文献１には、湾曲した状態で搬入された基板の平面矯正をしながら保持する基板保持装置が記載されている。当該基板保持装置では、基板に接触するまで複数のリフトピン（支持部材）のそれぞれを徐々に上昇駆動させたあと、リフトピンを下降駆動させて当該基板をチャック（保持部材）の保持面に受け渡す。また、リフトピンを上昇させる前、すなわち保持面の上方に基板が搬入されるまでの間は、リフトピンを保持面に対して最も下降した位置に待機させることが記載されている。
特開２０１３－１９１６０１号公報
特許文献１に記載の技術では、リフトピンを保持面に対して最も下降した位置に待機させておくことで、保持面の上方に基板が搬入されるまでの間の基板とリフトピンの衝突及び衝突による基板の破損を防ぐことが可能である。しかしながら、全ての基板に対して最も下降した位置からリフトピンを上昇させていくと、リフトピンの駆動量によっては基板に接触するまでに時間がかかる。これにより、基板保持装置で基板の保持を完了するまでに必要以上に時間を要する場合がある。
本発明は、基板の破損を防ぎつつ、支持部材や保持部材の駆動時間の短縮が可能な基板保持装置を提供することを目的とする。
本発明に係る基板保持装置は、保持面で基板を保持する保持部材と、前記保持面から突出することにより前記保持面の上方で前記基板を支持可能な支持部材と、を有し、前記保持面から前記支持部材が突出した状態で、前記保持面の上方で前記支持部材の上端への前記基板の搬入がされる基板保持装置において、前記支持部材を鉛直方向に沿って駆動する駆動手段と、を有し、前記駆動手段は、第１の基板の第１の湾曲量よりも大きな第２の湾曲量の第２の基板が前記上端へ搬入される場合、前記第２の基板が前記保持面の上方へ搬入されるために前記第２の基板が水平方向に沿って移動して間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記保持面の上方へ搬入される前記第１の基板が水平方向に沿って移動している間における前記上端の高さよりも低くなるように前記支持部材を駆動し、前記第２の基板が前記上端へ搬入されるために前記第２の基板が鉛直方向に沿って移動している間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記上端へ搬入されるために前記第１の基板が鉛直方向に沿って移動して間における前記上端の高さと等しくなるように前記支持部材を駆動する、ことを特徴とする。
本発明によれば、基板の破損を防ぎつつ、支持部材や保持部材の駆動時間の短縮が可能となる。
第１実施形態に係る保持装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係る保持装置の制御について説明する図である。 第１実施形態に係る記憶部について説明する図である。 第１実施形態に係る検出部の構成を示す図である。 第１実施形態に係るフローチャートである。 第１の湾曲量の場合のピンの駆動を説明する図である。 第２の湾曲量の場合のピンの駆動を説明する図である。 第３の湾曲量の場合のピンの駆動を説明する図である。 第１実施形態に係るピンの駆動プロファイルである。 第４実施形態に係る基板の持ち替え動作を説明する図である。 第５実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。 第５実施形態に係る搬送システムの構成を示す図である。 湾曲しやすい基板の構成を示す図である。
［第１実施形態］
（基板保持装置の構成）
第１実施形態に係る基板保持装置５００（以下、保持装置５００という）について、図１～図３を用いて説明する。以下の説明において、鉛直方向の軸をＺ軸、当該Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する２軸をＸ軸及びＹ軸としている。全ての図面に関し、同一の部材には同一の符号を付し、同一の部材に関しては２回目以降は重複する説明を省略する。
図１（ａ）、図１（ｂ）は基板を保持する保持装置５００の構成を示す図である。図１（ａ）は保持装置５００の一部を＋Ｚ方向から見た図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一点鎖線Ａ－Ａ’の断面図である。
チャック（保持部材）５０２は、基板が搬入される側（＋Ｚ方向側）に保持面５０２ｂを有し、保持面５０２ｂで基板を保持する。具体的には、保持面５０２ｂに設けられた開口（不図示）が、真空ポンプなどの排気手段を備えた排気部５０５と接続されており、当該開口を介して保持面５０２ｂと基板との間の空間を排気することで基板を吸着保持する。
リフトピン５０３（以下、ピン５０３という）は、保持面５０２ｂから突出することにより基板を支持可能な支持部材である。ピン５０３はその上端で基板を支持する。ピン５０３は基板が搬入される側に、配管５０４を通じて排気部５０６と接続された開口（不図示）を有する。基板を支持する際に、当該開口を介してピン５０３の上端と基板との間の空間を排気することによってピン５０３は基板を一時的に吸着する。
なお、ピン５０３による基板の吸着及びチャック５０２による基板の吸着は、真空ポンプ等の排気部５０５、５０６を用いた真空吸着力によるものでなくてもよい。例えば、静電気力を用いてもよいし、機械的な押さえつけによるものでもよい。
駆動部（第１駆動手段）５０１は、保持面５０２ｂからピン５０３が突出するように高さ方向（Ｚ軸方向）に沿ってピン５０３を駆動させる。駆動部（第２駆動手段）５０７は、高さ方向（保持面５０２ｂからピン５０３が突出する方向）に沿ってチャック５０２を駆動させる。
駆動部５０１、５０７は、ピン５０３と保持面５０２ｂとの間での基板の受け渡しのためにピン５０３及びチャック５０２を駆動させる。例えば、保持装置５００は、保持面５０２ｂからピン５０３を突出させた状態でピン５０３のみで基板を支持したあと、保持面５０２ｂからの突出量を徐々に低減することによってピン５０３からチャック５０２に基板を受け渡す。保持面５０２ｂからピン５０３を突出させるための駆動は、駆動部５０１、５０７の少なくとも一方が行えばよい。突出量が大きい場合は、駆動部５０１及び５０７が並行してチャック５０２とピン５０３を駆動することによって駆動時間を短縮化してもよい。
駆動部５０１、５０７は、それぞれ、リニアモータ、電磁アクチュエータ、ピエゾアクチュエータなどの各種アクチュエータのいずれかである。駆動部５０１と駆動部５０７が同じ種類のアクチュエータであっても異なる種類のアクチュエータであってもよい。
制御部７００は、有線又は無線の通信回線で、駆動部５０１、５０７、排気部５０５、５０６に接続されておりこれらを制御する。図２は、保持装置５００の制御について説明する図である。特にチャック５０２及びピン５０３の駆動のための制御に関して説明する。
制御部７００は、基板湾曲状態（反り状態）を検出する検出部９００に接続されている。図３は、検出部９００の構成を示す図である。検出部９００は、検知部９０１、算出部９０２、ハンド９０３、及び載置台９０４を有する。
載置台９０４は、基板３００を支持するための柱状の部材（柱状部材）９０４ａを含む。部材９０４ａは、その上端（支持部）で基板３００を支持する。部材９０４ａで支持された基板３００は、下凸状又は上凸状に湾曲した状態で支持されることがある。
ハンド９０３は、制御部７００の指令部７０１からの指示に基づいて基板３００の面外方向（Ｚ軸方向）に移動する移動部材である。検知部９０１は、ハンド９０３の移動中にハンド９０３と基板３００との接触を検知する。
検知部９０１は、ハンド９０３の上面に設けられた開口（不図示）と接続された排気部及び排気経路上の圧力を計測する圧力センサを有する。検知部９０１は、圧力センサが大気圧から負圧になったことを検知することで、ハンド９０３と基板３００との接触を検知する。
なお、ハンド９０３の移動中、とは、連続的な移動に限らず断続的な移動も含むものとする。例えばハンド９０３を所定量（１００μｍ又はそれ以下）ごとに上昇駆動させる毎に圧力検知を実行する場合も含みうる。
算出部９０２は、基板の湾曲状態としての基板の湾曲量（反り量）を算出する。算出部９０２は、Ｚ軸方向における、部材９０４ａの上面の位置と検知部９０１がハンド９０３と基板３００との接触を検知したタイミングにおけるハンド９０３の位置との差Ｄを算出する。算出部９０２は、制御部７００の決定部７０２に対して算出した差Ｄを基板の湾曲量として出力する。
さらに、算出部９０２は、差Ｄの正負の判断結果から基板３００が上凸状か下凸状かを判断してもよい。
図２の説明に戻る。制御部７００は、駆動部５０１、５０７、及びハンド９０３に駆動指令を入力する指令部７０１、当該駆動指令を決定する決定部７０２、及び記憶部７０３を有する。
決定部７０２は、記憶部７０３に記憶されたプログラム７０６に従って検出部９００から出力された基板の湾曲量に対応するピン５０３の駆動プロファイルを決定し指令部７０１へ入力する。
指令部７０１は、決定部７０２によって決定された駆動プロファイルに基づいて駆動部５０１、５０７に駆動指令を与える。駆動部５０１、５０７に入力へされる駆動指令は、駆動部５０１、５０７の制御に必要な、例えば電流値などの電気信号である。
記憶部７０３には、テーブル７０４と、各搬送モードでの駆動条件を示す駆動プロファイル７０５と、駆動プロファイルの決定方法のためのプログラム７０６が記憶されている。
テーブル７０４の一例を図４（ａ）に示す。テーブル７０４は、搬送モード（列１１ａ）と、基板の湾曲量の範囲（列１１ｂ）、基板が搬入されるときのピン５０３の昇降駆動の有無（列１１ｃ）、及び駆動プロファイル名（列１１ｄ）、が関連づけられたデータである。列１１ｂに記載された数値の単位は任意であるが、例えば［ｍｍ］である。なお、図４（ａ）に示す各搬送モードの閾値となる湾曲量は一例であり、これらに限られるものではない。
図４（ｂ）に示す駆動プロファイル７０５は、チャック５０２及びピン５０３の昇降駆動を示す情報である。具体的には、例えば、時間（時刻）と駆動速度の関係、時間と位置の関係、及び時間と加速度の関係の少なくともいずれかが含まれている。
（駆動プロファイルの決定方法）
基板が保持面５０２ｂの上方まで搬入されるときに、ピン５０３の退避が不十分だとピン５０３と基板とが衝突し、基板が破損する恐れがある。そこで、決定部７０２は、基板が搬入されるときの基板の搬入出経路とピン５０３との距離が基板の反りに応じて変わるように駆動プロファイルを決定する。これにより、駆動部５０１は、ピン５０３の上端の高さが基板の湾曲量に基づいて変わるようにピン５０３を駆動することとなる。
これを実現するために決定部７０２が実行するプログラム７０６の内容について、図５のフローチャート１０００を用いて説明する。
Ｓ１０１では、決定部７０２は、算出部９０２によって算出された基板の湾曲量を取得する。次に、決定部７０２は、テーブル７０４に含まれる各搬送モードごとにＳ１０２～Ｓ１０５のフローをループして最適な搬送モードを決定する。
例えば１回目のループにおいて、Ｓ１０３では、決定部７０２は搬送モード１における基板の湾曲量の最小値及び最大値を取得する。次に、Ｓ１０４では、決定部７０２は「Ｓ１０３で取得した最小値≦Ｓ１０１で取得した湾曲量＜Ｓ１０３で取得した最大値」を満たすかどうかを判断する。
Ｓ１０４でＮｏと判断した場合は、次の搬送モードで同様にＳ１０３～Ｓ１０４を繰り返す。Ｓ１０３～Ｓ１０４を搬送モードの数だけ繰り返しても該当する搬送モードが見つからなかった場合は、Ｓ１０６に進み、決定部７０２はエラーをユーザに対して通知する。通知方法は、ユーザインターフェイスへのエラーメッセージの表示や、所定のランプの点灯でもよい。
Ｓ１０４で決定部７０２がＹｅｓと判断した場合、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７では、決定部７０２はテーブル７０４を参照して、列１１ｄの中から該当した搬送モードに対応するピン５０３のプロファイル名を取得する。Ｓ１０８では、複数の駆動プロファイル７０５のうち、Ｓ１０７で取得したプロファイル名の駆動プロファイルを取得する。
Ｓ１０９では、決定部７０２は取得した駆動プロファイルを指令部７０１へ通知する。以上でプログラム７０６を終了する。
（ピンの駆動方法）
次に、決定部７０２によって決定された駆動プロファイルに基づいてピン５０３を駆動した時のピン５０３の駆動について、図６～図８を用いて説明する。図６、図７、図８は順に、基板の湾曲量が第１量、第２量、第３量（第１量＜第２量＜第３量）の場合のピン５０３およびチャック５０２の駆動を示す図である。
図６は、基板３００の湾曲量が第１量で、テーブル７０４の搬送モード１のときの保持装置５００の動作を示す図である。すなわち、チャック５０２の上方への基板３００が搬入されるときにピン５０３の昇降駆動を行わない場合である（図４の列１１ｃ参照）。
図６（ａ）に示すように、駆動部５０７はチャック５０２を所定の高さまで下降させる。図６（ｂ）は、ピン５０３をＺ軸方向に沿って駆動させることなく、ハンド４００により基板３００がチャック５０２の上方に搬入された状態を示す図である。ハンド４００は、基板の搬入及び搬出の時に搬入出経路４００ａに沿って基板３００を搬送する。図示している搬入出経路４００ａの高さはハンド４００の高さである。
図６（ｃ）は、ハンド４００がわずかに下降することにより、基板３００をピン５０３に受け渡す様子を示している。このとき、保持装置５００は、排気部５０６ａを用いてピン５０３で基板３００を吸着する。図６（ｄ）はチャック５０２を元の位置まで上昇させ、ハンド４００が退避した状態を示している。その後、保持装置５００は排気部５０５を用いて保持面５０２ｂで基板３００を吸着保持する。
このように、搬送モード１では基板３００の湾曲量が許容値より小さい場合は、基板３００が搬入されるときにピン５０３を下降させない。この場合であっても、ピン５０３と基板３００との衝突及び基板の破損は回避できる。
図７は、基板３００の湾曲量が第２量で、テーブル７０４の搬送モード２のときの保持装置５００の動作を示す図である。すなわち、チャック５０２の上方への基板３００が搬入されるときにピン５０３の昇降駆動を行う必要がある場合である。
図７（ａ）に示すように、駆動部５０７はチャック５０２を所定の高さまで下降させる。次に、図７（ｂ）に示すように、駆動部５０１はピン５０３を距離Ｄ１だけ下降させる。図７（ｃ）は、ハンド４００により基板３００がチャック５０２の上方に搬入された状態を示す図である。その後、図７（ｄ）に示すように駆動部５０１がピン５０３を距離Ｄ１だけ上昇させ、かつ、図７（ｅ）に示すように、ハンド４００がわずかに下降することにより、基板３００をピン５０３に受け渡す。
図７（ｄ）はチャック５０２を元の位置まで上昇させ、ハンド４００が退避した状態を示している。
図８は、基板３００の湾曲量が第３量で、テーブル７０４の搬送モード３のときの保持装置５００の動作を示す図である。すなわち、チャック５０２の上方への基板３００が搬入されるときにピン５０３の昇降駆動を行う必要がある場合である。
図８（ａ）に示すように、駆動部５０７はチャック５０２を所定の高さまで下降させる。次に、図８（ｂ）に示すように、駆動部５０１がピン５０３を距離Ｄ２だけ下降させる。ここで、距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係はＤ１＜Ｄ２であり、ピン５０３の上端の高さを搬送モード２に比べて低くする。
図８（ｃ）ハンドは４００により基板３００がチャック５０２の上方に搬入された状態を示す図である。その後、図８（ｄ）に示すように駆動部５０１がピン５０３を距離Ｄ２だけ上昇させ、かつ、図８（ｅ）に示すように、ハンド４００がわずかに下降することにより、基板３００をピン５０３に受け渡す。
図８（ｄ）はチャック５０２を元の位置まで上昇させ、ハンド４００が退避した状態を示している。
図７、図８に示すように、基板３００が所定量以上に湾曲している場合は、搬入出経路４００ａに沿った基板３００が搬入されるときにピン５０３を下降させる。制御部７００で、決定部７０２が検出部９００の検出結果に基づいて駆動プロファイルを決定し、当該駆動プロファイルに基づいて駆動部５０１を駆動する。具体的には、第１の湾曲量よりも大きな第２の湾曲量の基板３００が搬入されるときには、駆動部５０１は、第１の湾曲量の基板３００が搬入されるときよりもピン５０３の上端の高さを低くする。よって、保持面５０２ｂの上方へ基板３００が搬入されるときの第１の湾曲量の基板３００と第２の湾曲量の基板３００との高さが等しい場合は、ピン５０３から搬入出経路４００ａまでの距離が第２の湾曲量の基板３００が搬入されるときのほうが大きくなる。
これにより、ピン５０３と基板３００との衝突を回避でき、基板３００の破損を防ぐことができる。さらに、基板３００の湾曲量に関わらずピン５０３の上端の高さを一定値に設定しておく場合に比べて、基板３００が搬入されるときのピン５０３の無駄な駆動時間を短縮することができる。これにより、チャック５０２に基板３００が保持されるまでの時間を短縮できる。
例えば、搬送モード１と搬送モード３とでは、ピン５０３の下降及び上昇に４００ｍｓｅｃ程度の差があり、基板３００の１枚の搬入あたりこの時間だけ短縮可能となる。
本実施形態は、搬入出経路４００ａを＋Ｚ方向側にシフトさせると基板３００が他の部材と干渉する恐れがある場合に好適な実施形態である。また、本実施形態は、搬入される基板３００の湾曲量のばらつきが大きい場合に好適な実施形態である。
（第１実施形態の変形例）
保持装置５００の変形例について以下説明する。
保持装置５００に駆動部５０７がない場合は、駆動部５０１によってピン５０３を上昇させることによりピン５０３を保持面５０２ｂから突出させてもよい。
決定部７０２に入力される基板の湾曲状態が、基板３００が上凸状か下凸状かを含んでいてもよい。この場合、決定部７０２は、基板３００が下凸状（図７、８に示す形状と反対向きに湾曲した形状）の場合には、基板３００の湾曲量が０であるとみなす。そして、チャック５０２の上方への基板３００が搬入されるときのピン５０３の下降駆動を行わないように搬送モード１を選択すると、ピン５０３の無駄な駆動時間を短縮することができる。
保持装置５００は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す動作を逆の順番で行ってもよいし、並行して行ってもよい。同様に、保持装置５００は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す動作、図７（ｅ）及び図７（ｄ）に示す動作、図８（ｅ）及び図８（ｄ）に示す動作、のそれぞれについて、逆の順番で行ってもよいし、並行して行ってもよい。
検出部９００が検出する基板の湾曲状態は、必ずしも基板３００の湾曲量でなくてもよい。例えば、テーブル７０４の列１１ｂが、ハンド９０３の高さ方向の位置で規定されている場合には、検出部９００は算出部９０２を介さずにハンド９０３と基板３００が接触した時のハンド９０３の高さ方向の位置を出力してもよい。
検出部９００で基板３００の湾曲量を検出するときの基板３００の形状と、ハンド４００で搬入されてくるときの基板３００の形状とが、保持の仕方によって異なっていてもよい。載置台９０４で支持されたときの基板３００の湾曲量がハンド４００で搬入されるときの基板３００の湾曲量よりも大きければ、基板３００とピン５０３との衝突を防ぐことができる。
あるいは載置台９０４で支持されたときの基板３００の湾曲状態からハンド４００で搬入されてくるときの基板３００の湾曲状態を予測可能な場合は、検出された湾曲量から予測された基板３００の湾曲形状に基づいてピン５０３の上端の高さを変えてもよい。
基板の湾曲状態を検出する検出手段は、前述の検出部９００に限られない。例えば、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザ干渉計、等で基板３００までの距離を計測する計測手段を備え、当該計測手段の計測結果に基づいて基板３００の湾曲状態を検出してもよい。また、これらの検出手段は必ずしも保持装置５００に備わっている必要はなく、保持装置５００の外部に設けられていてもよい。この場合、決定部７０２は外部の検出手段で検出された基板３００の湾曲状態の情報を通信回線を介して受信し、当該受信した情報に基づいてピン５０３の上端の高さが変わるように駆動プロファイルを決定する。
ハンド４００からピン５０３への基板３００の受け渡し時にピン５０３の上昇とハンド４００の下降とを並行して行う場合、ピン５０３と基板３００とが勢いよく衝突してしまうと、基板３００の位置ずれや破損などが生じる恐れがある。そこで、基板３００と接触する直前のピン５０３の加速度の絶対値がピン５０３の駆動量に関わらず所定値α以下となるように、搬送モード３の駆動プロファイルを設定されていることが好ましい。
図９（ａ）は搬送モード２において一度下降させたピン５０３を上昇させる時の駆動プロファイルを示す図である。図９（ｂ）は搬送モード３で一度下降させたピン５０３を上昇させる時の駆動プロファイルを示す図である。図９（ａ）、（ｂ）において横軸は時間、縦軸は速度を示しており、速度の正方向が＋Ｚ方向である。
図９（ａ）に示すように、駆動部５０１がピン５０３を、時刻ｔ０～ｔ１では最高加速度で加速、時刻ｔ１～ｔ２では等速で上昇させる。時刻ｔ２～ｔ３では、絶対値が所定値α以下の加速度で減速しながら上昇させる。
図９（ｂ）に示すように、駆動部５０１がピン５０３を、時刻ｔ０～ｔ１では最高加速度で加速、時刻ｔ１～ｔ２では等速、時刻ｔ２～ｔ３では最高加速度で減速しながら上昇させる。次に、最高加速度のまま減速し続けてピン５０３と基板３００とが接触すると基板３００が破損する恐れがあるため、駆動部５０１はピン５０３を、時刻ｔ３～ｔ４で等速。時刻ｔ４～ｔ５では絶対値が所定値α以下となる加速度で減速しながら上昇させる。
つまり、搬送モード３では、減速時のピン５０３の加速度の絶対値を多段階で変えて、基板３００と接触する直前のピン５０３の加速度の絶対値が所定値α以下となるようにする。これにより駆動部５０１がピン５０３を搬入出経路４００ａに近づける方向に駆動する間の、ピン５０３と基板３００との衝突および基板３００の破損を防ぐことができる。
［第２実施形態］
第１実施形態では、基板３００が搬入されるときのピン５０３の下降量とその後のピン５０３の上昇量とが同じになるようにしていた。しかし、基板３００の湾曲量が大きいと、基板３００の中心部の高さが高い場合がある。そのため、ハンド４００からピン５０３への受け渡しに時間を要することがある。
そこで、本実施形態の保持装置５００は、チャック５０２ｂの上方への基板３００の搬入後のピン５０３の上昇量を、基板３００の湾曲量が大きいほど大きくする駆動プロファイルが設定されている。これにより、第１実施形態と同様の効果に加え、チャック５０２の上方まで基板３００が搬入された後、ハンド４００からピン５０３に基板３００を受け渡しをするまで時間を短縮することができる。
［第３実施形態］
第３実施形態に係る保持装置５００は、基板３００の搬出時の制御に関する。基板３００の搬出は、第１実施形態で説明した基板３００の搬入～保持までの動作が逆の順で行われる。ハンド４００が搬入出経路４００ａに沿って保持面５０２ｂの上方からの基板３００を搬出するときに、ピン５０３の上端が高い位置にあると基板３００の外周部とピン５０３とが衝突する恐れがある。
そこで、本実施形態に係る保持装置５００は、決定部７０２は、検出部９００から受信した基板の湾曲量に基づいてピン５０３の上端の高さが変わるように駆動プロファイルを決定する。これにより、ピン５０３からハンド４００に基板３００を受け渡した後、ピン５０３の上端が基板３００と干渉しないように、搬入出経路４００ａに沿ってハンド４００が水平方向に移動することが可能となる。
決定部７０２は、基板３００が搬出されるときのピン５０３の上端の高さを、基板３００が保持面５０２の上方に搬入されるときのピン５０３の上端の高さと同じに決定してもよい。基板３００の搬入後～搬出前までの間に基板３００が変形して湾曲量が変わる場合には、決定部７０２は、変わった後の湾曲量に応じた高さとなるようにピン５０３の駆動プロファイルを決定してもよい。搬出時の基板３００の湾曲量は、基板３００を搬出する度に検出されてもよい。あるいは、代表的な基板３００の搬出後に当該代表的な基板３００の湾曲量を検出して、その結果を後続して保持される基板３００の湾曲量とみなしてもよい。
これにより、基板３００が搬出されるときのピン５０３と基板３００との衝突を回避でき、基板３００の破損を防ぐことができる。さらに、基板３００の湾曲量に関わらずピン５０３の上端の高さを一定値に設定しておく場合に比べて、基板３００が搬出されるときのピン５０３の無駄な駆動時間を短縮することができる。これにより、チャック５０２の上方から基板３００が搬出されるまでの時間を短縮できる。
［第４実施形態］
第４実施形態に係る保持装置５００は、チャック５０２と基板３００との回転方向の相対位置を変えるために基板３００の持ち替え動作を行う。持ち替え動作とは、チャック５０２で基板３００を保持した状態から保持面５０２ｂからピン５０３を突出させ、ピン５０３で支持した状態のまま基板３００を保持面５０２ｂに沿ってθ回転させてからチャック５０２に再保持させる動作である。
記憶部７０３には、テーブル７０４の他に、持ち替えモード、基板の湾曲量の範囲、持ち替え動作に伴うピン５０３の昇降駆動の有無、及び駆動プロファイル名、が関連づけられたテーブルが記憶されている。さらに、記憶部７０３に、各持ち替えモードに対応する駆動プロファイル名が記憶されている。
決定部７０２は、検出部９００等から入力された基板３００の湾曲量湾曲状態に基づいて、基板３００の湾曲量に対応する、チャック５０２及びピン５０３の駆動プロファイルを決定する。そして、決定した駆動プロファイルを指令部７０１に入力する。
本実施形態に係る保持装置５００は、チャック５０２とピン５０３との少なくとも一方を保持面５０２ｂからピン５０３が突出する方向に沿って駆動する駆動手段として、駆動部５０１及び駆動部５０７を有する。
本実施形態に係る保持装置５００において、保持面５０２ｂに沿って駆動部５０１は、チャック５０２と基板３００とを相対的に回転させる回転手段としての機能も有する。なお、開口５０２ａはピン５０３の径の円よりも大きめに構成されている。
図１０は、持ち替え動作の様子を示す図である。図１０（ａ）はチャック５０２が基板３００を吸着保持している様子を示している。次に、図１０（ｂ）に示すように、決定部７０２が決定した駆動指令に基づいて、駆動部５０７がチャック５０２を下降させ、駆動部５０１がピン５０３を上昇させる。これにより、保持面５０２ｂからピン５０３を突出量Ｄ３だけ突出した状態となる。
ここで、決定部７０２は、検出部９００から受信した基板３００の湾曲量に基づいて、ピン５０３の突出量を変える駆動プロファイルを決定する。つまり、駆動部５０１、５０７は、第１の湾曲量の基板３００を保持するときの突出量よりも、第１の湾曲量よりも大きな第２の湾曲量の基板３００を保持するときの突出量のほうが大きくなるようにチャック５０２及びピン５０３を駆動する。
そして、駆動部５０１がピン５０３に基板３００を支持させたまま基板３００を保持面５０２ｂに対して回転させる。ここでいう回転動作は、保持面５０２ｂの面内方向における３本のピン５０３の重心位置を回転中心として、３本のピン５０３の相対位置関係は変えないまま、３本のピン５０３を保持面５０２ｂの面内方向に回転させる動作である。
１回の可動範囲で所望の回転量が得られない場合は、一度チャック５０２に基板３００を受け渡し、ピン５０３による基板３００の吸着を解除し、３本のピン５０３の水平方向の位置を回転駆動の前の位置に戻す。その後、駆動部５０１は、再び保持面５０２ｂからピン５０３を突出させて、３本のピン５０３の回転駆動を行う。所望の回転量が得られるまで、これらの動作を繰り返してもよい。
これにより、基板３００が反りを有する場合であっても、基板３００を回転させたときの基板３００とチャック５０２との衝突を防ぐことができる。さらに基板３００の湾曲量に基づいてピン５０３の突出量を変えるため、基板３００の最大湾曲量に合わせて一定値の突出量で持ち替え動作を行う場合に比べて、保持面５０２ｂからピン５０３を突出させる動作に要する時間を短縮することができる。
なお、チャック５０２と基板３００とを相対的に回転させる回転手段は、チャック５０２をピン５０３に対して保持面５０２ｂに沿って回転させる機構であってもよい。
本実施形態は、例えば、保持装置５００が露光装置等のリソグラフィ装置に搭載されている場合に好適である。露光装置は各処理領域の周囲に配置されたマークを検出するアライメント系を有し、一度保持した基板３００に形成されている処理領域の配置が予測よりも大きくずれている場合は当該アライメント系の検出視野にマークが収まらないことがある。このような場合に行われる持ち替え動作を、本実施形態に係る保持装置５００で行うことで、アライメント計測に要する時間を短縮することができる。
（第４実施形態の変形例）
保持装置５００の変形例について以下説明する。保持装置５００は、保持面５０２ｂからピン５０３を突出させることができれば、駆動部５０１、５０７のうち片方しか有していなくてもよい。
基板の湾曲状態が、基板３００が上凸状か下凸状かを含んでいてもよい。この場合、決定部７０２は、基板３００が下凸状（図１０に示す形状と反対向きに反った形状）の場合には、基板３００の湾曲量が０であるとみなし、突出量を下限値となる持ち替えモードを選択する。
基板３００の湾曲状態を検出する検出手段は必ずしも保持装置５００に備わっている必要はなく、保持装置５００の外部に設けられていてもよい。この場合、決定部７０２は外部の検出手段で検出された基板３００の湾曲状態の情報を通信回線を介して受信し、当該受信した情報に基づいて駆動プロファイルを決定する。
なお、上述した第１～第４実施形態に係る保持装置５００は、適宜組み合わせて実施してもよい。
［第５実施形態］
第５実施形態として、基板３００に対してパターンを形成するリソグラフィ装置の一実施形態に係る露光装置６００について説明する。露光装置６００には、保持装置５００を有する。
図１１は、露光装置６００の構成を示す図である。図１１において、投影光学系６１０の光軸はＺ軸に平行である。保持装置５００は、第１～第４実施形態のうち少なくとも一つの実施形態の機能を有する。保持装置５００のうち、チャック５０２とピン５０３以外の構成は図示を省略している。
本実施形態に係る露光装置６００は、保持装置５００の他に、基板３００の上にパターンを形成する形成手段として下記の構成を有する。
照明光学系６０１を介してレチクル（原版）６０２に照明光６０３を照明し、照明されたレチクル６０２に形成されているパターンの像を投影光学系６１０を介して基板３００に投影する。ステージ６０６はレチクル６０２を保持してＸ軸方向に走査させる。ステージ６０７は、搭載されたリニアモータ等の駆動機構（不図示）によってチャック５０２に保持された基板３００を移動させる。ステージ６０７は、粗動ステージと該粗動ステージよりも短ストロークで移動する微動ステージとを備えていてもよい。
露光装置６００は、ステージ６０６、６０７によってレチクル６０２及び基板３００を相対的に走査させながら、基板３００に付与されたレジストの潜像パターンを形成する。干渉計６０８はミラー６０９に、干渉計６０４はミラー６１１にそれぞれレーザ光を照射し、その反射光を受光することによりレチクル６０２や基板３００の位置を検出する。検出系６１２は基板３００に形成されているアライメントマーク（不図示）やステージ６０７上に設けられた基準マーク（不図示）を検出する。
制御部６１５は、ステージ６０６、６０７、検出系６１２、干渉計６０８、６１０及び保持装置５００と接続されており、これらを統括的に制御する。例えば、露光処理時には、検出系６１２の検出結果に基づいてパターンの形成位置を決定し、干渉計６０８、６１０から得られる位置情報に基づいてステージ６０６、６０７を制御する。制御部６１５は、基板３００の搬入及び搬出時には、保持装置５００を制御する。
なお、制御部６１５は、制御部６１５以外の構成部材を収容する筐体内に構成してもよいし、当該筐体とは別の筐体内に構成されてもよい。これらの制御機能を備えていれば、同一の制御基板上に構成されていてもよいし、異なる制御基板上に構成されていてもよい。
さらに、露光装置６００は、基板３００をステージ６０７上に搬送するための搬送システム４を有する。図１２は、搬送システム４の構成を示す図である。
外部のコータデベロッパによってレジストが塗布された基板３００が、載置台４０３の柱状部材４０２に一時的に載置される。ハンド４０５は、載置台４０３からプリアライメントステージ４０４へ基板３００を搬送する。プリアライメントステージ４０４は、基板３００をプリアライメントステージ４０４の保持面に沿って回転させて基板３００の回転方向の位置を調整する。ハンド４００は、プリアライメントステージ４０４から基板３００を受け取り、チャック５０２の上方へ基板３００を搬入する。ステージ６０７は基板３００を投影光学系６１０の下方に位置決めし、基板３００への露光が行われる。
ここで載置台４０３及びハンド４０５を用いて、上述の検出部９００のように基板３００の湾曲状態を検出してもよい。また、その検出結果を用いて、基板３００をチャック５０２まで搬送する間の基板３００と他の部材との衝突可能性の有無を判断したり、判断結果に基づいてハンド４００、４０５の搬送時の高さなどの搬送システム４における制御を変更してもよい。
露光装置６００では、従来技術に比べて、基板３００が搬入されるとき及び基板３００が搬出されるときの少なくとも一方のときの、ピン５０３やチャック５０２の駆動時間の短縮が可能となる。これにより、基板の破損を防ぎつつ、単位時間当たりの基板の露光枚数（スループット）を向上させることができる。
露光装置６００はステップアンドスキャン方式で露光する露光装置（スキャナ）に限らず、ステップアンドリピート方式で露光する露光装置（ステッパ）でもよい。また、露光に用いる光は、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＥＵＶ光（波長１３ｎｍ）等の各種光線から選択可能である。
リソグラフィ装置は、露光装置６００に限られず、基板上にパターンを形成するその他の装置に適用可能である。リソグラフィ装置は、例えば、荷電粒子線やレーザビームを照射することによって基板上に潜像パターンを形成する描画装置等であってもよい。又は、型を用いて基板上に硬化した凹凸パターンを形成するインプリント装置であってもよい。
保持装置５００は露光装置以外の、基板３００に対して所定の処理を行う処理装置に搭載されていてもよい。例えば、当該処理装置は、エッチング装置でもよい。
［物品の製造方法］
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターン又はその他のリソグラフィ装置を用いて形成された潜像パターンを現像した後に残る硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、あるいは各種物品を製造する際に一時的に用いられる。
物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、あるいは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性あるいは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
これらの物品の製造方法は、リソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する形成工程と、パターンの形成された基板を物品の製造のために加工する加工工程とを有する。形成工程を経て形成された硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、あるいは、レジストマスクとして一時的に用いられる。加工工程において、エッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
加工工程はさらに、他の周知の加工工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでもよい。
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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
３００ 基板
４００ 搬送部
５００ 保持装置（基板保持装置）
５０１ 駆動部（駆動手段、回転手段）
５０７ 駆動部（駆動手段）
５０２ チャック（保持部材）
５０２ｂ 保持面
５０３ ピン（支持部材）

Claims (7)

  1. 保持面で基板を保持する保持部材と、
    前記保持面から突出することにより前記保持面の上方で前記基板を支持可能な支持部材と、を有し、
    前記保持面から前記支持部材が突出した状態で、前記保持面の上方で前記支持部材の上端への前記基板の搬入がされる基板保持装置において、
    前記支持部材を鉛直方向に沿って駆動する駆動手段と、を有し、
    前記駆動手段は、第１の基板の第１の湾曲量よりも大きな第２の湾曲量の第２の基板が前記上端へ搬入される場合、前記第２の基板が前記保持面の上方へ搬入されるために前記第２の基板が水平方向に沿って移動している間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記保持面の上方へ搬入されるために前記第１の基板が水平方向に沿って移動している間における前記上端の高さよりも低くなるように前記支持部材を駆動し、前記第２の基板が前記上端へ搬入されるために前記第２の基板が鉛直方向に沿って移動している間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記上端へ搬入されるために前記第１の基板が鉛直方向に沿って移動している間における前記上端の高さと等しくなるように前記支持部材を駆動する、
    ことを特徴とする基板保持装置。
  2. 保持面で基板を保持する保持部材と、
    前記保持面から突出することにより前記保持面の上方で前記基板を支持可能な支持部材と、を有し、
    前記保持面から前記支持部材が突出した状態で、前記保持面の上方で前記支持部材の上端から前記基板の搬出がされる基板保持装置において、
    前記支持部材を鉛直方向に沿って駆動する駆動手段と、を有し、
    前記駆動手段は、第１の基板の第１の湾曲量より大きな第２の湾曲量の第２の基板が前記上端から搬出される場合、前記第２の基板が前記上端から搬出されるために前記第２の基板が鉛直方向に沿って移動している間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記上端から搬出されるために前記第１の基板が鉛直方向に沿って移動している間における前記上端の高さと等しくなるように前記支持部材を駆動し、前記第２の基板が前記保持面の上方から搬出されるために前記第２の基板が水平方向に沿って移動している間における前記上端の高さが前記第１の基板が前記保持面の上方から搬出されるために前記第１の基板が水平方向に沿って移動している間における前記上端の高さよりも低くなるように前記支持部材を駆動する、
    ことを特徴とする基板保持装置。
  3. 前記駆動手段は、前記第２の基板が前記保持面の上方にある状態で前記支持部材を前記第２の基板に近づける方向に駆動し、該近づける方向に駆動する間における前記支持部材が前記第２の基板と接触するときの前記支持部材の加速度の絶対値が所定値以下となるように前記支持部材を駆動することを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
  4. 前記駆動手段は第１の駆動手段であり、前記保持部材を鉛直方向に沿って駆動する第２の駆動手段を有し、
    前記第２の駆動手段は、前記基板の搬入又は搬出に伴い、前記保持部材を前記基板の搬入出経路から遠ざかる方向に駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
  5. 前記基板の湾曲量を検出する検出手段を有し、
    該検出手段は、
    支持部で支持された前記基板の面外方向に移動する移動部材と、
    前記移動部材と前記基板との接触を検知する検知手段と、を有し、
    前記面外方向における、前記検知手段が前記基板を検知したときの前記移動部材の位置に基づいて、前記基板の湾曲状態を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板保持装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板保持装置と、
    前記基板保持装置が保持した基板に対してパターンを形成する形成手段と、を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
  7. 請求項６に記載のリソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンの形成された基板を処理する処理工程と、を有し、
    前記処理した基板を含む物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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