JP7467207B2 - 位置合わせ装置、パターン形成装置及び物品の製造方法 - Google Patents

位置合わせ装置、パターン形成装置及び物品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、位置合わせ装置、パターン形成装置及び物品の製造方法に関する。
従来、露光装置に用いられる基板の位置合わせ装置に基板を温調するための機能を持たせ、位置合わせ装置から温調装置への基板の搬送時間を省略することで、スループットの向上が図られている。
特許文献１は、基板を保持し回転させるための回動手段と、回動手段の内部に設けられた基板と接触して温調するための温調手段とを備える位置合わせ装置を開示している。
特開２００５－３１１１１３号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている位置合わせ装置では回動手段の内部に温調手段を設けているため、回動手段が重くなることで回転駆動に負荷がかかってしまう。
また、回動手段の回転を考慮して温調手段に温調用チューブや制御ケーブル等の配線を接続する必要があるため、構造が複雑化してしまう。
そこで本発明は、駆動における負荷を低減すると共に、簡易な構造で基板の温調を行うことができる位置合わせ装置を提供することを目的とする。
本発明に係る位置合わせ装置は、第一面に基板を保持する基板保持部と、基板保持部を介して基板を温調する基板温調部と、基板保持部を移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備え、基板温調部は、第一面とは異なる、基板保持部の第二面と接触した状態で基板を温調し、基板保持部は、第１の基板保持部と第２の基板保持部を含み、制御部は、基板を第１の基板保持部及び第２の基板保持部に保持させると共に基板温調部に第１の基板保持部及び第２の基板保持部を載置させ、第１の基板保持部を第一面に垂直な方向に移動させ、基板温調部から離れた第１の基板保持部に基板を保持させるように駆動部を制御することを特徴とする。
本発明によれば、駆動における負荷を低減すると共に、簡易な構造で基板の温調を行うことができる位置合わせ装置を提供することができる。
第一実施形態に係る位置合わせ装置の模式的断面図及び一部模式的斜視図。 第二実施形態に係る位置合わせ装置の模式的断面図。 第三実施形態に係る位置合わせ装置の模式的断面図。 第四実施形態に係る位置合わせ装置の模式的断面図。 第一乃至第四実施形態のいずれかに係る位置合わせ装置を備える露光装置の模式図。
以下に、本実施形態に係る位置合わせ装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。
なお、以下の説明では、基板保持部３の基板保持面（第一面）に垂直な方向をＺ軸としており、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸及びＹ軸としている。
近年、半導体デバイスにおけるパターンの更なる微細化を達成するために、所定の製造プロセスにおいて基板の温調が行われている。
特に露光装置では、基板位置合わせ工程の前に基板温調工程を行うことで基板の温度分布を均一にすることによって、重ね合わせ精度を向上させることができる。
しかしながら、基板位置合わせ工程の前に基板温調工程を設けると、基板温調工程を行うための装置へ基板を搬入した後、基板位置合わせ工程を行うための装置へ搬送するための時間が必要となるため、基板の処理速度が低下し生産性が下がってしまう。
そこで、生産性の低下を抑制するために、基板位置合わせ装置に基板の温調機能を持たせる技術が提案されている。
また、例えば基板を回転させるための回動手段内に温調手段を設けると、回動手段が重くなるため、基板の回転速度が低下すると共に、回転させるための駆動装置に大きな負荷がかかることとなる。
また、回動手段の回転を考慮して温調用チューブや制御ケーブル等の配線を温調手段に接続させる必要が生じ、構造が複雑化してしまう。
そこで本実施形態に係る位置合わせ装置は、そのような課題を解決することを主な目的としている。
［第一実施形態］
図１（ａ）及び（ｂ）は、第一実施形態に係る位置合わせ装置６０の模式的断面図を示している。
また、図１（ｃ）は、第一実施形態に係る位置合わせ装置６０の一部模式的斜視図を示している。
本実施形態に係る位置合わせ装置６０は、検出部２、基板保持部３、Ｘ軸駆動部４、Ｙ軸駆動部５、θ軸駆動部６、Ｚ軸駆動部７、基板温調部８及び筐体９を備えている。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置６０は、Ｘ軸駆動部４、Ｙ軸駆動部５、θ軸駆動部６及びＺ軸駆動部７の駆動を制御する不図示の制御部を備えている。
図１（ａ）及び（ｂ）に示されているように、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、Ｘ軸駆動部４上にＹ軸駆動部５が載置されていると共に、Ｙ軸駆動部５上にＺ軸駆動部７が載置されている。そして、Ｚ軸駆動部７の側面においてθ軸駆動部６がＺ軸方向に移動可能であるように保持されている。
そして、基板温調部８が筐体９上に載置されていると共に、駆動部であるＸ軸駆動部４、Ｙ軸駆動部５、θ軸駆動部６及びＺ軸駆動部７が筐体９内に配置されている。
また、基板保持部３が基板温調部８上に載置されていると共に、先端部が基板保持部３の底面に当接するように、θ軸駆動部６の軸部６ａが基板温調部８の貫通孔を通って延在している。
そして、基板１の位置合わせを行う際には、基板保持部３上に基板１が載置される。
すなわち、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板１は、基板温調部８に直接接触しない。
換言すると、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板温調部８は、基板保持部３の基板保持面（第一面）とは異なる、基板保持部３の第二面と接触した状態で基板１を温調する。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、θ軸駆動部６の軸部６ａの径と基板温調部８の貫通孔の径とは略同一であり、すなわち、θ軸駆動部６の軸部６ａは基板温調部８にも当接している。
検出部２としては、例えば画像信号を取得することによって基板１の位置を計測することができるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いることができる。
そして図１（ｃ）に示されているように、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板１の周囲に三つの検出部２が互いに１２０度間隔で配置される。
これにより、基板１の外周及び基準点（基板１がウエハである場合にはノッチ若しくはオリエンテーションフラット）を同時に計測することができ、計測精度を向上させると共に計測時間を削減することができる。
なお、検出部２は三つに限られないが、基板１の外周部に複数個配置される構成が好ましい。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では検出部２としてＣＣＤを用いているが、これに限らず、基板１の位置を計測することができる機構として基板１全体を撮像することができるカメラ等を用いて、基板１上の所定のマークを計測してもよい。
もしくは、基板１のエッジ部の複数箇所においてＣＣＤの代わりに光学式の位置センサを配置することで、基板１のエッジ部の複数箇所の位置を同時に計測しても構わない。
基板保持部３は、基板１を位置合わせする際に保持するための機構を備えており、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、簡易な構造で基板保持部３と基板１との間の密着性を高めることができる真空吸着方式を用いている。
なお、基板保持部３に用いる基板保持方法は、これに限らず、静電吸着方式や、基板１のエッジ部を機械的に保持する方法を用いてもよい。
また、基板保持部３の材質としては、熱伝導性に優れると共に比剛性が高い、例えばＳｉＣ等のセラミックスを用いることができる。
なおこれに限らず、基板保持部３の材質としてその他の熱伝導性の良い金属を用いてもよく、もしくは基板保持部３の全体に熱伝導性を高めるための素材をコーティング（例えば、ダイヤモンドコーティングなど）することもできる。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置６０において構造を単純化させると共に位置決め機能と温調機能との両立を図る上では、上述のようなセラミックスを用いることが好適である。
Ｘ軸駆動部４、Ｙ軸駆動部５、θ軸駆動部６及びＺ軸駆動部７はそれぞれ、検出部２によって検出された基板１の位置情報に基づいて基板１が載置されている基板保持部３をＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
このように、四つの軸方向についてそれぞれ独立した駆動部を設けることで、基板１の位置制御を正確かつ迅速に行うことができる。
基板温調部８は、基板１を所定の温度に調整することができる機構を有しており、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、所定の温度の水や不凍液等の流体を基板温調部８へ流入させている。
これにより、基板温調部８に設けられた不図示の温度計測部を監視しながら、基板保持部３との熱接触を介して基板１を所定の温度に温調制御することができる。つまり、基板温調部８は、基板保持部３の基板保持面とは反対の底面と接触した状態で、基板１を所定の温度に温度制御することができる。また、基板温調部８が接触する面は、基板保持面と反対の底面だけに限らない。例えば、基板保持部３の側面であってもよく、基板保持部３の基板保持面とは異なる面（第二面）であればよい。
また、基板１の温度を調節する方法は流体を基板温調部８へ流入させる方法に限られず、基板温調部８にペルチェ素子等の熱電素子を設けて電気的な操作を行うことで基板１の温度を調節してもよい。
また、基板温調部８は、基板保持部３に対して十分大きな面積で接触するように配置することが好ましい。
さらに、基板温調部８は、温調を行う基板１より大きい面積で基板保持部３に接触することがより好ましい。
このため、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板１が載置されている基板保持部３の底面に接触するように基板温調部８を配置させており、その接触面積は基板保持部３の底面積と略同一であると共に、基板１の面積より大きくなっている。
これにより、底面全体が基板保持部３に接触している基板１を基板温調部８によって均一に温調することができ、基板１の温調におけるムラを抑制することができる。
また、基板保持部３と基板温調部８との間の接触は、基板１に対する温調性能に大きな影響を与える。
そのため、基板保持部３と基板温調部８とを互いに物理的に締結する、両者の界面の摩擦係数をなるべく小さくする、両者を互いに真空吸着させる等を行うことによって、有効接触面積をなるべく大きくすることが好ましい。
また、基板温調部８の基板保持部３に対する接触部、すなわち基板温調部８の上面の材質は、例えば、銅に代表される金属や熱伝導性の高いセラミックス（例えば、ＳｉＣ）等、熱伝導率が高いものであることが好ましい。
次に、本実施形態に係る位置合わせ装置６０による動作について説明する。
まず、図１（ａ）に示されているように、位置合わせ装置６０に基板１が搬入されると、基板保持部３上に基板１が載置される。
そして基板１が基板保持部３上に載置されると、まずＺ軸駆動部７を駆動させることによってθ軸駆動部６が上昇する。
それにより、図１（ｂ）に示されているように基板保持部３及び載置されている基板１が上昇し、基板保持部３が基板温調部８に対して離間する。
そして、基板１に形成されているノッチ１ａが所定の検出部２の検知範囲内の所定の位置に位置づけられるように、θ軸駆動部６を駆動することによって基板保持部３及び載置されている基板１をＺ軸周りの回転方向、すなわちθ軸方向に回転させる。その後、残りの２つの検出部２が基板１のエッジ（縁部）を検出する。
このようにして、三つの検出部２によって検出された基板１の各位置に基づいて、位置合わせ装置６０上に配置された際の基板１のＸ軸、Ｙ軸及びθ軸における位置が決定される。
次に、上記のように決定された位置に基づいて、以下のように基板１の位置合わせを行う。
まず、基板１のθ軸における位置合わせを行うために、上記のように決定された基板１のθ軸における位置に基づいて、基板１がθ軸における所定の位置に移動するように、θ軸駆動部６を駆動させる。
これにより、基板保持部３及び載置されている基板１をθ軸方向に回転させる。
その後、θ軸駆動部６が下降するようにＺ軸駆動部７を駆動させることによって、図１（ａ）に示されているように基板保持部３及び載置されている基板１が下降し、基板保持部３と基板温調部８とが互いに接触する。
そして、基板１のＸ軸及びＹ軸における位置合わせを行うために、上記のように決定された基板１のＸ軸及びＹ軸における位置に基づいて、基板１がＸ軸及びＹ軸それぞれにおける所定の位置に移動するように、Ｘ軸駆動部４及びＹ軸駆動部５を駆動させる。
これにより、Ｚ軸駆動部７及び保持されているθ軸駆動部６がＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに移動し、基板温調部８、基板保持部３及び基板１がＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに移動する。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、上記のように基板１のＸ軸及びＹ軸における位置合わせの際に基板保持部３を基板温調部８に接触させることで、基板保持部３との熱接触を介して基板温調部８によって基板１を所定の温度に温調することができる。
また、上記のように基板１のＸ軸及びＹ軸における位置合わせを行うと、基板１がθ軸方向に微少量だけ移動する可能性がある。
そこで、基板１の位置合わせにおいて更なる精度が求められる場合には、再度、Ｚ軸駆動部７を駆動させることによって基板保持部３及び載置されている基板１を上昇させた後、基板１のθ軸における位置合わせを行う。
なおこの時、θ軸方向の移動は微少量であるため、Ｚ軸駆動部７を駆動させずに、基板保持部３と基板温調部８とを互いに接触させたまま、基板１のθ軸における位置合わせを行ってもよい。
また、θ軸における位置合わせを行う場合、基板保持部３が基板温調部８から離間することで、基板保持部３と基板温調部８との間の熱接触は弱まってしまう。
しかしながら、互いの間のクリアランスを十分小さくすることで、プロキシミティ効果によって基板１の温調効果の低減を十分抑制することができる。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板保持部３が基板温調部８上に載置されていない状態（第二の状態）になるように、Ｚ軸駆動部７が基板保持部３を基板保持部３の基板保持面に垂直なＺ軸方向に移動させる。
次に、基板保持部３が基板温調部８上に載置されていない状態で、θ軸駆動部６が基板保持部３をＺ軸方向のまわりに回転させる。
その後、基板保持部３が基板温調部８上に載置されている状態（第一の状態）になるように、Ｚ軸駆動部７が基板保持部３をＺ軸方向に移動させる。
そして、基板保持部３が基板温調部８上に載置されている状態で、Ｘ軸駆動部４及びＹ軸駆動部５がそれぞれ、基板保持面に基板保持部３の平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に基板保持部３及び基板温調部８を移動させる。
なお、不図示の搬送装置によって本実施形態に係る位置合わせ装置６０へ基板１を搬送する場合、搬送装置が基板１の上面を保持する場合には、上記の構成で十分である。
しかしながら、搬送装置が基板１の下面を保持する場合には、搬送をサポートするために基板温調部８にピン等を別途設けてもよい。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置６０に設けられた不図示の制御部によって行われる位置合わせ動作での基板１のＸ軸、Ｙ軸及びθ軸における現在位置の計測及び所定の位置への移動のための各駆動部の駆動タイミングや順序は、上記の構成に限られない。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置６０では、基板１と基板温調部８とが互いに直接接触しておらず、基板温調部８が基板保持部３の基板保持面とは異なる面と接触することで、基板保持部３を介して基板温調部８による基板１の温調が行われる。
そして、θ軸駆動部６によって基板１のθ軸における位置合わせを行う際には、基板保持部３と基板温調部８は離間して、基板温調部８は回転せず、基板保持部３及び載置されている基板１が回転する。
これにより、θ軸駆動部６上の回転体（すなわち、基板保持部３及び載置されている基板１）の重量を低減することができ、回転体の回転速度が増加することで、スループットを向上させることができる。
また、θ軸駆動部６上の回転体の重量が低減することで、各駆動部への負荷を低減させることもできる。
さらに、基板１のθ軸における位置合わせを行う際に基板温調部８を回転させないことにより、基板温調部８に接続される温調用チューブや制御ケーブル等の配線８ａを簡単な構造で設けることができる。
［第二実施形態］
図２は、第二実施形態に係る位置合わせ装置７０の模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置７０は、基板保持部３の構成が異なること以外は第一実施形態に係る位置合わせ装置６０と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
図２に示されているように、本実施形態に係る位置合わせ装置７０に設けられている基板保持部３は、第１の基板保持部３ａと第２の基板保持部３ｂとから構成されている。
そして、軸部６ａの先端部が第１の基板保持部３ａの底面に当接するように、θ軸駆動部６の軸部６ａが基板温調部８の貫通孔を通って延在している。
すなわち、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板保持部３の中心部に位置づけられる第１の基板保持部３ａがＺ軸方向に移動可能であるように分割されている。
そして、Ｚ軸駆動部７を駆動させることによってθ軸駆動部６が上昇すると、図２に示されているように、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１が上昇し、第１の基板保持部３ａが基板温調部８に対して離間する。
このように、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板１のθ軸における位置合わせを行う際に、θ軸駆動部６の上昇に伴って、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１が上昇する。
これにより、第一実施形態に係る位置合わせ装置６０と比べて、θ軸駆動部６上の回転体（第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１）の重量がさらに低減することで、回転体の回転速度を増加し、スループットをさらに向上させることができる。
また、θ軸駆動部６上の回転体の重量がさらに低減することで、各駆動部への負荷をさらに低減させることもできる。
さらに、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、Ｚ軸駆動部７を駆動させることによってθ軸駆動部６を介して第１の基板保持部３ａをＺ軸方向に移動させることができる。
これにより、位置合わせ装置７０に搬送された基板１を基板保持部３上に載置する際には、第１の基板保持部３ａで受け取ることができ、基板１を受け取るためのピン等を別途設けなくてもよく、コストを削減することができる。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板１のＸ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置合わせにおいて第２の基板保持部３ｂは基板温調部８に接触したままである。
そのため、第一実施形態に係る位置合わせ装置６０に比べて、基板１の温調性能をさらに良好にすることができる。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板保持部３は、複数の基板保持部、すなわち第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂに分割されている。
そして、基板１が複数の基板保持部の一部、すなわち第１の基板保持部３ａの上に載置されると共に、第１の基板保持部３ａが基板温調部８上に載置されていない状態（第二の状態）になるように、Ｚ軸駆動部７が第１の基板保持部３ａをＺ軸方向に移動させる。
次に、基板１が第１の基板保持部３ａの上に載置されると共に、第１の基板保持部３ａが基板温調部８上に載置されていない状態で、θ軸駆動部６が第１の基板保持部３ａをＺ軸方向のまわりに回転させる。
その後、基板１が第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂ上に載置され且つ第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂが基板温調部８上に載置される状態（第一の状態）になるように、Ｚ軸駆動部７が第１の基板保持部３ａをＺ軸方向に移動させる。
そして、そのような第一の状態において、Ｘ軸駆動部４及びＹ軸駆動部５がそれぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に基板保持部３及び基板温調部８を移動させる。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置７０において基板保持部３を分割する個数や分割された部分の形状は上記に限られない。
また、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂは、互いに同一の材質である必要はなく、互いに異なる材質で形成されていても構わない。
例えば、回転する第１の基板保持部３ａは軽量なセラミックスで形成する一方で、回転しない第２の基板保持部３ｂは熱伝導性が高い銅で形成することができる。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板１のＸ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置合わせにおいてＺ軸方向に移動しない第２の基板保持部３ｂと基板温調部８とを互いに一体構造にしても構わない。
また、基板保持部３において真空吸着方式を用いて基板１を保持する際には、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂの真空源は、互いに同一である必要はない。
すなわち、互いに異なる真空源を設けることで、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂによる基板１の保持をそれぞれ独立に制御しても構わない。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置７０では、基板１と基板温調部８とが互いに直接接触しておらず、基板温調部８が基板保持部３の基板保持面とは異なる面と接触することで、基板保持部３を介して基板温調部８による基板１の温調が行われる。
そして、θ軸駆動部６によって基板１のθ軸における位置合わせを行う際には、基板温調部８及び第２の基板保持部３ｂは回転せず、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１が回転する。
これにより、θ軸駆動部６上の回転体（すなわち、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１）の重量をさらに低減することができ、回転体の回転速度が増加することで、スループットをさらに向上させることができる。
また、θ軸駆動部６上の回転体の重量がさらに低減することで、各駆動部への負荷をさらに低減させることもできる。
さらに、基板１のθ軸における位置合わせを行う際に基板温調部８を回転させないことにより、基板温調部８に接続される温調用チューブや制御ケーブル等の配線８ａを簡単な構造で設けることができる。
また、位置合わせ装置７０に搬送された基板１を基板保持部３上に載置する際には、第１の基板保持部３ａで受け取ることができ、基板１を受け取るためのピン等を別途設けなくてもよく、コストを削減することができる。
また、基板１のＸ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置合わせにおいて第２の基板保持部３ｂは基板温調部８に接触したままであるため、基板１の温調性能をさらに良好にすることができる。
［第三実施形態］
図３（ａ）は、第三実施形態に係る位置合わせ装置８０の模式的断面図を示している。また、図３（ｂ）は、第三実施形態の変形例に係る位置合わせ装置８０の模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置８０は、基板保持部３の構成が異なること以外は第一実施形態に係る位置合わせ装置６０と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
図３（ａ）に示されているように、本実施形態に係る位置合わせ装置８０に設けられている基板保持部３は、第１の基板保持部３ａと第２の基板保持部３ｂとから構成されている。
そして、軸部６ａの先端部が第１の基板保持部３ａの底面に当接するように、θ軸駆動部６の軸部６ａが基板温調部８の貫通孔を通って延在している。
すなわち、本実施形態に係る位置合わせ装置８０では、基板保持部３の中心部に位置づけられる第１の基板保持部３ａがＺ軸方向に移動可能であるように分割されている。
そして、Ｚ軸駆動部７を駆動させることによってθ軸駆動部６が上昇すると、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１が上昇し、第１の基板保持部３ａが基板温調部８に対して離間する。
また、本実施形態に係る位置合わせ装置８０では、図３（ａ）に示されているように、第１の基板保持部３ａの厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）が、第２の基板保持部３ｂより大きくなっている。
換言すると、本実施形態に係る位置合わせ装置８０では、複数の基板保持部のうち、一部の基板保持部である第１の基板保持部３ａの厚みは、残りの基板保持部である第２の基板保持部３ｂとは異なっている。
これにより、基板１が図３（ａ）に示されているような凸形状、すなわち外側にいくにつれて下方に偏位している場合において、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂがそれぞれ基板１を良好に保持することができる。
そのため、本実施形態に係る位置合わせ装置８０では、凸形状を有する基板１に対して良好に温調を行うことができる。
なお、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂの厚さを互いに同一にし、凸形状の基板１を位置合わせする際に第１の基板保持部３ａを上昇させるような構成を採ることによって、凸形状及び平坦形状それぞれの基板１の位置合わせを行うこともできる。
この時、凸形状の基板１を位置合わせする際の第１の基板保持部３ａの上昇位置は、基板１の保持や温調の程度を考慮して決定すればよい。
またそのような構成において、凸形状の基板１を位置合わせするために第１の基板保持部３ａを上昇させた際には、第１の基板保持部３ａは基板温調部８に対して離間するため、第１の基板保持部３ａと基板温調部８との間の熱接触は低減することになる。
しかしながら、第１の基板保持部３ａと第２の基板保持部３ｂとは依然として互いに熱接触している。そのため、第１の基板保持部３ａと第２の基板保持部３ｂとの径方向におけるプロキシミティによって第１の基板保持部３ａの温調性能を維持することができる。
一方、基板１が凹形状、すなわち外側にいくにつれて上方に偏位している場合には、図３（ｂ）に示されているように、第１の基板保持部３ａの厚さを第２の基板保持部３ｂより小さく設計すればよい。
また、図３（ｂ）に示されているような本実施形態の変形例に係る位置合わせ装置８０では、所望に応じて第１の基板保持部３ａを上下移動させることで、平坦形状、凸形状及び凹形状のいずれの基板１も良好に保持することができる。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置８０において基板保持部３を分割する個数や分割された部分の形状は上記に限られない。
また、第１の基板保持部３ａ及び第２の基板保持部３ｂの基板１に対する接触面、すなわち上面はそれぞれ平面形状である必要はなく、所望に応じてそれぞれ曲面形状に設計しても構わない。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置８０では、基板１と基板温調部８とが互いに直接接触しておらず、基板温調部８が基板保持部３の基板保持面とは異なる面と接触することで、基板保持部３を介して基板温調部８による基板１の温調が行われる。
そして、θ軸駆動部６によって基板１のθ軸における位置合わせを行う際には、基板温調部８及び第２の基板保持部３ｂは回転せず、第１の基板保持部３ａ及び載置されている基板１が回転する。
これにより、θ軸駆動部６上の回転体の重量をさらに低減することができ、回転体の回転速度が増加することで、スループットをさらに向上させることができる。
また、θ軸駆動部６上の回転体の重量がさらに低減することで、各駆動部への負荷をさらに低減させることもできる。
さらに、基板１のθ軸における位置合わせを行う際に基板温調部８を回転させないことにより、基板温調部８に接続される温調用チューブや制御ケーブル等の配線８ａを簡単な構造で設けることができる。
また、第２の基板保持部３ｂに対する第１の基板保持部３ａの厚さを調整することで、平坦形状に限らず、凸形状や凹形状の基板１も良好に保持し温調することができる。
［第四実施形態］
図４は、第四実施形態に係る位置合わせ装置９０の模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置９０は、基板保持部３の構成が異なること以外は第一実施形態に係る位置合わせ装置６０と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
図４に示されているように、本実施形態に係る位置合わせ装置９０では、基板保持部３内に温度計測部１０が設けられている。
これにより、温度計測部１０による温度計測によって基板１の温調制御を最適化することで、基板１の温調におけるスループットを向上させることができる。
本実施形態のような位置合わせ装置では、一般的には基板１の位置合わせを行う時間の方が基板１の温調を行う時間よりも長くなる。
しかしながら、位置合わせ機構の構成を改良することによって位置合わせ時間が短縮し温調時間より短くすることができると、今度は温調時間も短縮しないとスループットを向上させることができない。
そのような場合において、本実施形態に係る位置合わせ装置９０のような構成を用いれば基板１の温調制御を最適化することができるため、スループットを向上させることができる。
また市場等の要望において、より高精度な温調性能を求められた場合には、温度計測部１０の計測結果に基づいて位置合わせ時間を調整することも可能になる。
なお、温度計測部１０としては、例えば測温抵抗体やサーミスタ等の温度計を用いることができ、基板１の近傍等、代表的な温度を計測することができる箇所に設けることが好ましい。
以上のように、本実施形態に係る位置合わせ装置９０では、基板１と基板温調部８とが互いに直接接触しておらず、基板温調部８が基板保持部３の基板保持面とは異なる面と接触することで、基板保持部３を介して基板温調部８による基板１の温調が行われる。
そして、θ軸駆動部６によって基板１のθ軸における位置合わせを行う際には、基板温調部８は回転せず、基板保持部３及び載置されている基板１が回転する。
これにより、θ軸駆動部６上の回転体（すなわち、基板保持部３及び載置されている基板１）の重量を低減することができ、回転体の回転速度が増加することで、スループットを向上させることができる。
また、θ軸駆動部６上の回転体の重量が低減することで、各駆動部への負荷を低減させることもできる。
さらに、基板１のθ軸における位置合わせを行う際に基板温調部８を回転させないことにより、基板温調部８に接続される温調用チューブや制御ケーブル等の配線８ａを簡単な構造で設けることができる。
また、基板１の底面全体が基板保持部３に接触しているため、基板温調部８によって基板１を均一に温調することができる。
また、基板保持部３内に温度計測部１０を設けることで、基板１の温調におけるスループットを向上させることができる。
以上、好ましい実施形態について説明したが、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及び変更が可能である。
［露光装置］
図５は、第一乃至第四実施形態のいずれかに係る位置合わせ装置９５を備える露光装置５０の模式図を示している。
図５に示されているように、露光装置５０は、光源５１と、光源５１から出射した露光光を不図示の原版ステージ上に載置された原版５３へ導光する照明光学系５２とを備えている。
また露光装置５０は、原版５３を通過した露光光をウエハステージ２０上に載置された基板１に導光する投影光学系５４を備えている。
また露光装置５０は、基板１の位置合わせを行い、位置合わせされた基板１をウエハステージ２０に受け渡す位置合わせ装置９５を備えている。
なお、位置合わせ装置９５は、例えば露光装置５０内に搬入される基板１を受け取るための不図示の受け渡しステーションに配置される。
上記の構成により、露光装置５０は、位置合わせ装置９５により基板１の位置合わせ（プリアライメント）を行い、その後、ウエハステージ２０によって露光時の基板１の位置決めを行う。そして、原版５３に形成（描画）されたパターンを基板１上に転写するように基板１を露光する。
なお、本実施形態に係る位置合わせ装置９５は、露光装置５０を含むリソグラフィ装置に限らず、光インプリント装置や電子線描画装置等、基板上にパターンを形成するパターン形成装置における基板の位置合わせにも用いることができる。
また、本実施形態に係る基板１の位置合わせは、位置合わせ装置９５の構成をウエハステージ２０に設けて行うこともできる。
［物品の製造方法］
次に、第一乃至第四実施形態のいずれかに係る位置合わせ装置を備える露光装置を用いた物品の製造方法について説明する。
ここで製造される物品としては、例えば半導体ＩＣ素子、液晶表示素子やＭＥＭＳ等が含まれる。
本実施形態に係る物品の製造方法は、第一乃至第四実施形態のいずれかに係る位置合わせ装置を備える露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハやガラス基板等の基板を露光する工程を含む。
また本実施形態に係る物品の製造方法は、露光された基板（感光剤）を現像する工程と、現像された基板を他の周知の工程で加工して処理する工程とを含む。
なお他の周知の工程としては、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が挙げられる。
本実施形態に係る物品の製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。
１ 基板
３ 基板保持部
４ Ｘ軸駆動部（駆動部）
５ Ｙ軸駆動部（駆動部）
６ θ軸駆動部（駆動部）
７ Ｚ軸駆動部（駆動部）
８ 基板温調部
６０ 位置合わせ装置

Claims (8)

  1. 第一面に基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を介して前記基板を温調する基板温調部と、
    前記基板保持部を移動させる駆動部と、
    前記駆動部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記基板温調部は、前記第一面とは異なる、前記基板保持部の第二面と接触した状態で前記基板を温調し、
    前記基板保持部は、第１の基板保持部と第２の基板保持部を含み、
    前記制御部は、前記基板を前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部に保持させると共に前記基板温調部に前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部を載置させ、前記第１の基板保持部を前記第一面に垂直な方向に移動させ、前記基板温調部から離れた前記第１の基板保持部に前記基板を保持させるように前記駆動部を制御することを特徴とする位置合わせ装置。
  2. 前記制御部は、前記第１の基板保持部が前記基板温調部から離れた状態で前記垂直な方向のまわりに前記第１の基板保持部を回転させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
  3. 前記第１の基板保持部の厚みは、前記第２の基板保持部とは異なることを特徴とする請求項１または２に記載の位置合わせ装置。
  4. 前記制御部は、前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部が前記基板温調部に載置されている状態で前記第一面に平行な方向に前記第１の基板保持部、前記第２の基板保持部、及び前記基板温調部を移動させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。
  5. 前記基板保持部には、前記基板の温度を計測するための温度計測部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。
  6. 基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置合わせ装置を備えることを特徴とするパターン形成装置。
  7. 請求項６に記載のパターン形成装置を用いて前記基板上にパターンを形成する工程と、
    パターンが形成された前記基板を加工して物品を得る工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
  8. 第一面に基板を保持する基板保持部は第１の基板保持部と第２の基板保持部を含み、前記基板を前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部に保持させると共に前記基板を温調する基板温調部に前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部を載置させる工程と、
    前記第１の基板保持部を前記第一面に垂直な方向に移動させる工程と、
    前記基板温調部から離れた前記第１の基板保持部に前記基板を保持させる工程と、
    を有することを特徴とする位置合わせ方法。
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