KR102292858B1 - 기판 반송 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

기판 반송 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 기판의 전달 시의 고속화의 점에서 유리한 기술을 제공하는 것.
[해결 수단] 기판 반송 장치는, 기판을 진공 흡착하여 보유 지지하는 보유 지지부를 가지고, 해당 보유 지지부에 의해 상기 기판을 보유 지지하여 반송하는 반송 핸드와, 진공 흡인을 행하는 진공 장치와 상기 보유 지지부를 접속시키는 배관과, 상기 배관을 개폐 가능한 밸브와, 상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 상기 진공 장치측이며, 또한 상기 밸브로부터 이격된 위치에 마련된 오리피스와, 상기 반송 핸드에 의한 상기 기판의 반송 및 상기 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 가지고, 상기 제어부는, 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 상기 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 함으로써 기체의 흡인을 개시한 후이면서 상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 상기 보유 지지부측의 압력이 일정해지기 전의 기간에 있어서 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하도록 제어한다.

Description

기판 반송 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법{SUBSTRATE CONVEYANCE APPARATUS, LITHOGRAPHY APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 기판 반송 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 제조에 사용되는, 노광 장치 등의 리소그래피 장치는, 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 포함할 수 있다. 기판 반송 장치는, 기판의 전달을 행하는 반송 핸드를 구비한다. 반송 핸드는 일반적으로, 진공 흡착에 의해 기판을 보유 지지하는 기능을 갖는다.
반송 핸드에 의한 기판의 전달 동작을 고속화하는 것은, 스루풋을 향상시킬 뿐 아니라 중요한 요청이다. 특허문헌 1은, 기판을 보유 지지하고 있지 않을 때의 구동 속도를 높이는 기판 반송 장치를 개시하고 있다.
일본 특허 공개 제2006-24683호 공보
그러나, 기판의 전달 시의 구동 유닛의 속도가 향상되어도, 전달되는 측의 진공 흡착의 확인 대기에 율속되어버려, 구동 유닛의 속도 향상에 수반하는 스루풋 향상을 전망할 수 없다.
본 발명은, 예를 들어 기판의 전달 시의 고속화의 점에서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 기판을 진공 흡착하여 보유 지지하는 보유 지지부를 가지고, 해당 보유 지지부에 의해 상기 기판을 보유 지지하여 반송하는 반송 핸드와, 진공 흡인을 행하는 진공 장치와 상기 보유 지지부를 접속시키는 배관과, 상기 배관을 개폐 가능한 밸브와, 상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 상기 진공 장치측이며, 또한 상기 밸브로부터 떨어진 위치에 마련된 오리피스와, 상기 반송 핸드에 의한 상기 기판의 반송 및 상기 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 가지고, 상기 제어부는, 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 전자기 밸브를 폐쇄 상태부터 개방 상태로 함으로써 기체의 흡인을 개시한 후이면서 상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 보유 지지부측의 압력이 일정해지기 전의 기간에 있어서 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 반송 핸드로의 기판의 전달 동작의 고속화에서 유리한 기술이 제공된다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 노광 장치의 구성도.
도 2는 실시 형태에 있어서의 기판 반송 장치의 구성도.
도 3은 기판 공급 핸드 및 기판 회수 핸드에 있어서의 진공 흡착 기구를 예시하는 도면.
도 4는 공흡인 시의 압력의 과도 특성을 나타내는 도면.
도 5는 기판 공급 핸드가 프리얼라인먼트 스테이지로부터 기판을 수취하는 동작을 설명하는 도면.
도 6은 기판 공급 핸드의 보유 지지부의 진공압의 시간 변화를 나타내는 그래프.
도 7은 기판 전달 시퀀스를 나타내는 흐름도.
도 8은 기판 회수 핸드가 기판 스테이지로부터 기판을 수취하는 동작을 설명하는 도면.
도 9는 기판 회수 핸드의 보유 지지부의 진공압의 시간 변화를 나타내는 그래프.
도 10은 기판 전달 시퀀스를 나타내는 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 본 발명의 실시 구체예를 나타내는 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합의 모두가 본 발명의 과제 해결을 위해 필수적인 것이라고는 할 수 없다.
먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 반송 장치와, 이 기판 반송 장치를 구비할 수 있는 리소그래피 장치의 구성에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치는, 예를 들어 반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 제조 공정에 있어서의 리소그래피 공정에서 사용되는 리소그래피 장치에 채용되는 것이며, 피처리 기판을 보유 지지하여 반송 가능하다. 이하, 일례로서, 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치는, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 채용되는 것으로 한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성을 나타내는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 예를 들어 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식으로, 원판(R)(레티클)에 형성되어 있는 패턴의 상을 기판(W)(기판) 상에 노광(전사)하는 투영 노광 장치이다. 또한, 도 1에서는, 투영 광학계(111)의 광축에 따른 방향을 Z축이라 하고, Z축과 수직인 동일한 평면 내에서 노광 시의 기판(W)의 주사 방향(원판(R)과 기판(W)의 상대적인 이동 방향)을 Y축이라 하고, Y축과 직교하는 비주사 방향을 X축이라 한다.
조명계(101)는, 도시하지 않은 광원으로부터 방출된 광을 조정하여 원판(R)을 조명한다. 원판(R)은, 예를 들어 석영 유리로 구성되고, 기판(W) 상에 전사되어야 할 패턴(예를 들어 회로 패턴)이 형성되어 있다. 원판 스테이지(110)는, 원판(R)을 보유 지지하여, X축 및 Y축의 각 방향으로 이동 가능하다. 투영 광학계(111)는, 원판(R)을 통과한 광을 소정의 배율(예를 들어 1/4배)로 기판(W) 상에 투영한다. 기판(W)은, 예를 들어 단결정 실리콘을 포함하는 기판이며, 미리 그 표면 상에 레지스트(감광제)가 도포되어 있다. 기판 스테이지(104)는, 그 위에 배치된 척(105)을 통해 기판(W)를 보유 지지하여, X축 및 Y축의 각 방향으로 이동 가능하다. 노광 장치(100)는, 상기한 조명계(101) 및 투영 광학계(111)는, 척(105)을 통해 기판 스테이지(104)에 보유 지지된 기판(W)에 원판(R)의 패턴을 형성하는 형성부를 구성한다.
도 2는, 노광 장치(100)에 구성되는 기판 반송 장치의 구성도이며, 투영 광학계(111)측으로부터 본 주요부 평면도이다. 기판 스테이지(104)는, 기판 스테이지(104)의 상면에 배치된 척(105)을 구비한다. 또한, 기판 스테이지(104)는, 척(105)의 내측의 기판 탑재면에 대하여 출몰 가능하게 마련된 복수(예를 들어 3개)의 지지핀(107)을 구비한다. 지지핀(107)은, 척(105)의 척면(기판 탑재면(108))에 대하여 상방(+Z 방향)으로 돌출 및 하방(-Z 방향)으로 몰입될 수 있게 구성되어 있다. 노광 장치(100)는 또한, 기판 스테이지(104)에 반송되는 기판의 프리얼라인먼트 상태를 조정하기 위해 해당 기판을 보유 지지하는 프리얼라인먼트 스테이지(301)를 구비한다. 프리얼라인먼트 스테이지(301)도, 프리얼라인먼트 스테이지(301)의 기판 탑재면에 대하여 출몰 가능하게 마련된 복수(예를 들어 3개)의 지지핀(302)을 구비한다.
기판 공급 핸드(201)(제1 반송 핸드)는, 기판(W)을 진공 흡착에 의해 보유 지지하여 2축 방향(Y축 및 Z축의 각 방향)으로 이동 가능하고, 프리얼라인먼트 스테이지(301)로부터 기판(W)을 수취하여, 기판 스테이지(104)에 공급한다. 기판 회수 핸드(401)(제2 반송 핸드)는, 기판(W)을 진공 흡착에 의해 보유 지지하고, 2축 방향(Y축 및 Z축의 각 방향)으로 이동 가능하며, 기판 스테이지(104) 상에 있는 기판(W)을 회수하고, 회수된 기판을 보유 지지하는 전달 스테이션(501)으로 넘겨준다. 기판 공급 핸드(201) 및 기판 회수 핸드(401)는 각각, 보유 지지부(202) 및 보유 지지부(402)를 갖는다. 보유 지지부(202) 및 보유 지지부(402)는, 기판(W)와 접촉하는 보유 지지면에, 외부의 진공 펌프에 연통된 미세한 개구를 복수 갖는 흡착(suction) 영역을 갖는다. 보유 지지부(202) 및 보유 지지부(402)는, 이 흡착 영역을 부압 상태로 함으로써, 기판(W)을 진공 흡착에 의해 보유 지지 가능하다.
제어부(106)는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되고, 노광 장치(100)의 각 구성 요소에 회선을 통해 접속되어, 프로그램 등에 따라서 각 구성 요소의 동작을 통괄할 수 있다. 특히 본 실시 형태에서는, 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201) 및 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부에 의한 기판의 진공 흡착 및 기판 공급 핸드(201) 및 기판 회수 핸드(401)에 의한 기판의 반송을 제어한다. 또한, 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201), 기판 회수 핸드(401) 및 프리얼라인먼트 스테이지(301)의 지지핀(302)의 각 동작도 제어할 수 있다. 또한, 제어부(106)는, 노광 장치(100)의 다른 부분과 일체로 (공통의 하우징 내에) 구성되어도 되고, 노광 장치(100)의 다른 부분과는 별체로 (다른 하우징 내에) 구성되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판 반송 장치의 제어에 대하여 노광 장치(100) 전체를 통괄하는 제어부(106)가 실행하는 것으로 하고 있지만, 기판 반송 장치의 제어를 실행하는 제어부를, 제어부(106)와는 별체로 구성해도 된다. 이 경우, 기판 반송 장치용 제어부는 제어부(106)에 회선을 통해 접속되고, 제어부(106)로부터의 동작 지시에 기초하여, 기판 반송 장치의 제어를 실행한다.
도 3은, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202) 및 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 진공 흡착 기구를 예시하는 도면이다. 도 3에 있어서, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202) 및 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)는, 진공 흡인을 행하는 외부의 진공 장치(진공 펌프)와, 배관(31)을 거쳐 접속되어 있다. 배관(31)에는, 배관 내의 유로를 개폐 가능한 밸브인 전자기 밸브(601)와, 공기의 유량을 조정하는 오리피스(602)가 마련되어 있다. 또한, 공기의 유량을 조정하기 위해서, 오리피스(602) 내의 유로의 단면적은, 오리피스(602)에 인접하는 배관(31)의 부분의 유로의 단면적보다 작다. 또한, 전자기 밸브(601)에 대하여 보유 지지부측의 공간의 압력을 계측하기 위한 압력계(603)가 배치되어 있다. 이 압력계(603)에 의해 보유 지지부 내의 진공압을 계측할 수 있다.
전자기 밸브(601)로부터 기판 공급 핸드(201)까지의 배관(31)은 도중부터 가늘어진다. 즉, 기판 공급 핸드(201)에 접속하는 위치의 배관(31) 내의 유로의 단면적은, 전자기 밸브(601)가 설치되어 있는 위치에 있어서의 배관(31) 내의 유로의 단면적보다 작다. 또한, 배관(31)은 기판 공급 핸드(201) 내를 통과하여 보유 지지부(202)에 접속한다. 기판 공급 핸드(201) 내를 통과하는 배관(31)은 더욱 가늘어진다. 즉, 기판 공급 핸드(201) 내를 통과하는 배관(31) 내의 유로의 단면적은, 기판 공급 핸드(201)에 접속하는 위치의 배관(31) 내의 유로의 단면적보다 작다.
오리피스(602)가 마련되는 위치에 따라서 압력계(603)에서 계측되는 압력의 응답 특성이 상이하다. 보유 지지부측에 가까운 위치에 오리피스(602)를 마련한 예를 도 3의 (a)에 나타내고, 진공 펌프측에 가까운 위치에 오리피스(602)를 마련한 예를 도 3의 (b)에 나타낸다. 도 3에 있어서, 전자기 밸브(601)가 폐쇄 상태인 경우, 전자기 밸브(601)로부터 진공 펌프측의 배관 내는 진공 압력(부압)으로 되어 있으며, 전자기 밸브(601)로부터 보유 지지부측의 배관 내는 대기압으로 되어 있다. 전자기 밸브(601)가 개방되면, 보유 지지부측의 기체의 흡인이 개시된다. 기판이 보유 지지부와 접촉하지 않은 상태에서 전자기 밸브(601)를 개방하면, 배관 내의 압력은 대기압에 가까운 정상의 압력으로 강하되고, 그 후, 기판이 보유 지지부와 접촉하면, 배관 내는 부압이 되어 소정의 진공도에 도달한다. 본 명세서에 있어서, 기판이 보유 지지부와 접촉하지 않은 상태에서 전자기 밸브(601)를 개방하여 진공 펌프로 흡인하는 것을 「공흡인」이라고 한다.
도 4는, 공흡인을 행할 때의 압력의 과도 특성을 나타낸다. 구체적으로는, 도 4는, 전자기 밸브(601)를 폐쇄 상태부터 개방 상태로 전환했을 때의 압력계(603)에 의해 계측되는 압력의 변동을 나타내고 있다. 도 4에 있어서, 종축이 압력, 횡축이 시간을 나타내고 있다. 또한, 종축의 상측 방향이 마이너스의 방향이며, 상측 방향으로 갈수록 압력이 저하되는 것을 나타내고 있다. 도 4에 있어서, 파선으로 나타내어진 그래프(41)는, 오리피스(602)를 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같은 보유 지지부측에 가까운 위치에 마련한 경우의 과도 특성을 나타내고 있다. 전자기 밸브(601)를 폐쇄 상태부터 개방 상태로 전환한 직후, 즉, 흡인 개시 직후에, 압력은 정상 압력(일정 압력)이 된다.
한편, 실선으로 나타내어진 그래프(42)는, 오리피스(602)를 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 배관(31)의 유로에 있어서의 전자기 밸브(601)의 위치보다도 하류측의, 진공 펌프에 가까운 위치에 마련한 경우의 과도 특성을 나타내고 있다. 이 경우, 전자기 밸브(601)를 폐쇄 상태부터 개방 상태로 전환한 직후, 즉, 흡인 개시 직후에, 압력은 과잉으로 저하되어 정상 압력으로 수렴된다. 즉, 그래프(42)에서는, 전자기 밸브(601)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환하여 흡인을 개시한 후에, 압력이 정상 압력보다도 저하된 후에 상승하여 정상 압력으로 수렴된다. 도 3의 (b)의 구성의 경우, 전자기 밸브(601)로부터 오리피스(602)까지의 사이에, 도 3의 (a)에 비하여 긴 부압 영역이 있기 때문에, 전자기 밸브(601)를 개방 상태로 한 직후에 부압 영역이 보유 지지부측으로 일시적으로 확대되고, 압력이 정상 압력보다도 저하된다고 생각된다. 도 3의 (a)와 같이, 전자기 밸브(601)와 오리피스(602) 사이에 부압 영역이 없거나, 작은 경우에는, 보유 지지부측으로의 부압 영역의 확대가 오리피스(602)에 의해 제한되기 때문에, 압력은 정상 압력보다도 저하되지 않는다.
본 실시 형태에서는, 공흡인을 개시했을 때에 보유 지지부에 있어서의 압력이 정상 압력보다 저하되도록, 오리피스(602)를 배관(31)의 유로에 있어서의 전자기 밸브(601)의 위치보다도 하류측의 위치에 마련한다. 그리고 본 실시 형태에서는, 압력이 정상 압력보다 저하되는 것을 이용하여 기판 공급 핸드(201)에 있어서의 보유 지지부(202) 및 기판 회수 핸드(401)에 있어서의 보유 지지부(402)의 진공 흡착의 개시로부터 완료까지의 시간 단축을 도모한다. 여기에서 이하에서는, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202) 및 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)에 의한 공흡인 시의 압력이 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같은 변동을 나타내는 것임을 전제로 하여 설명을 진행한다. 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201) 및 기판 회수 핸드(401)에 의한 기판의 반송 및 전자기 밸브(601)의 개폐를 제어한다. 본 실시 형태에 있어서, 제어부(106)는, 압력이 정상 압력보다 저하되어 있는 소정의 기간 내에 반송 핸드에 의한 기판의 반송을 위해 보유 지지부가 기판과 접하도록 밸브의 개방 동작을 행한다.
도 5는, 기판 공급 핸드(201)가 프리얼라인먼트 스테이지(301)로부터 기판(W)을 수취하는 동작을 설명하는 도면이다. 도 5의 (a)는 지지핀(302)이 프리얼라인먼트 스테이지(301)의 기판 탑재면보다 높은 위치로 상승함으로써, 기판(W)이 기판 탑재면으로부터 부상하여, 지지핀(302)에 의해 지지되어 있는 상태이다. 이 상태에서, 제어부(106)는, 기판(W)과 프리얼라인먼트 스테이지(301) 사이에 기판 공급 핸드(201)를 위치시킨다.
도 5의 (b)에 있어서, 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201)가 기판(W)을 수취하기 위해서, 지지핀(302)을 -Z 방향으로 하강시킨다. 또한, 여기에서는, 지지핀(302)의 하강 동작(하강 구동)은, 지지핀(302)을 하방으로 구동함으로써 행해지지만, 프리얼라인먼트 스테이지(301) 자체를 하방으로 구동함으로써 행해져도 된다. 그 후, 제어부(106)는 기판 공급 핸드(201)의 공흡인을 개시한다. 지지핀(302)의 하강에 의해, 기판(W)의 하면과 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)가 접한다. 그것에 의해, 공흡인의 상태로부터 보유 지지부와 기판 사이의 폐공간의 진공 흡인의 상태로 변한다.
도 5의 (c)에 있어서, 제어부(106)는, 지지핀(302)을 기판 공급 핸드(201)의 하면과 간섭하지 않는 위치까지 하강시킨다. 또한, 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 압력값(부압)이 소정의 역치 Pt를 초과했는지를 판정한다. 압력값이 역치 Pt를 초과하면, 기판(W)은 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)에 의한 보유 지지가 완료되고, 기판 공급 핸드(201)가 Y 방향으로 구동 가능한 것이 확인된다.
그리고, 도 5의 (d)에 있어서, 제어부(106)는, 기판 공급 핸드(201)를 +Y 방향으로 구동하여, 기판 스테이지(104)로 반송한다. 또한, 제어부(106)는, 프리얼라인먼트 스테이지(301)에서 다음 기판을 수취하기 위해서, 지지핀(302)을 +Z 방향으로 상승시킨다.
이어서, 도 6을 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의, 기판 공급 핸드(201)가 프리얼라인먼트 스테이지(301)의 지지핀(302)으로부터 기판(W)을 수취하는 동작을 설명한다. 도 6은, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 진공압의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6에 있어서, 종축이 압력, 횡축이 시간을 나타내고 있다. 또한, 종축의 상측 방향이 마이너스의 방향이며, 상측 방향으로 갈수록 압력이 저하되는 것을 나타내고 있다.
먼저, 그래프(61)에 대하여 설명한다. 시각 Tp0에서 지지핀(302)의 하강 동작이 개시되고, 시각 Tp0과 거의 동시인 시각 ThSa에, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 공흡인이 개시된다. 즉, 기판이 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 전자기 밸브(601)의 개방 동작이 행해진다. 그 후, 그래프(61)에 도시된 바와 같이, 압력은 정상 압력보다 저하되고 나서 상승하고, 정상 압력으로 수렴되어간다(도 4 참조). 그러나, 시각 Tp1에 기판(W)이 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)와 접하므로, 그 이후, 압력은 저하되어간다. 지지핀(302)이 기판 공급 핸드(201)와 간섭하지 않는 위치까지 하강하는 시각 Tp2(도 5의 (c)의 상태)를 경과한 후, 시각 ThEa에서, 압력이 역치 Pt에 달하여, 기판의 보유 지지가 완료된다. 종래에는, 공흡인 시의 압력이 정상 압력으로 수렴된 후에 기판(W)이 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)와 접하게 되어 있었다. 이에 비해, 그래프(61)에 의하면, 공흡인 시의 압력이 정상 압력으로 수렴되기 전의 시각 Tp1에서 기판(W)이 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)와 접한다. 그 때문에, 종래보다 조기에 압력이 역치 Pt에 달한다.
이와 같이, 제어부(106)는, 압력이 정상 압력보다 저하되어 있는 소정의 기간 내에 기판 공급 핸드에 의한 기판의 반송을 위해 보유 지지부가 기판과 접하도록 밸브의 개방 동작을 행한다. 예를 들어, 제어부(106)는, 정상 압력보다 저하되어 있는 압력에 있어서의 피크의 값(최솟값)에 대하여 70％ 이하의 압력을 갖는 기간 내에 보유 지지부가 기판과 접하도록 밸브의 개방 동작을 행하게 하면 된다. 단, 이 경우에도, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 압력이 역치 Pt에 달하는 것은, 지지핀(302)이 기판 공급 핸드(201)와 간섭하지 않는 위치까지 하강하는 시각 Tp2보다도 후이다. 본 실시 형태에서는, 이것을 그래프(62)와 같이 더욱 조기에 압력이 역치 Pt에 달하는 것으로 제어할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
먼저, 실시 형태에 있어서의 기판 반송 방법에 대하여 설명한다. 도 7은, 제어부(106)에 의한 기판(W)의 전달 시퀀스를 나타내는 흐름도이다. 도 7에 나타내는 흐름도는, 도 5의 (a), (b), (c)에 나타나는 동작에 있어서 제어부(106)가 실행하는 제어 내용을 나타내고 있으며, 이 제어에 의해, 보유 지지부(202)의 진공압의 변화는, 도 6의 그래프(62)로 나타난다.
제어부(106)는, 예를 들어 적어도 이하의 정보를 취득한다.
(1) 지지핀(302)의 하강 동작이 개시되고 나서 기판(W)이 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)와 접할 때까지의 시간(Tp1-Tp0)의 정보(제1 정보),
(2) 공흡인(기판(W)과 기판 공급 핸드(201)가 접하지 않은 상태에서의 흡인)을 개시한 후의 압력과 시간의 관계를 나타내는 정보(제2 정보).
제어부는, 추가적으로 이하의 정보를 취득해도 된다. 제어부(106)는, 이 정보를 미리 기억하고 있어도 된다.
(3) 기판(W)이 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)와 접하고 나서, 지지핀(302)이 기판 공급 핸드(201)와 간섭하지 않는 위치까지 하강할 때까지의 시간(Tp2-Tp1)의 정보.
제어부(106)는, 공흡인 시의 압력의 과도 특성에 기초하여, 공흡인을 개시하고 나서 정상 압력보다 저하되어 있는 압력의 피크에 도달할 때까지의 시간 Δt를 구할 수 있다. 이 값은 미리 기억되어 있어도 된다.
제어부(106)는 시각 Tp1에서 지지핀(302)의 하강을 개시하고 나서 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 흡인을 개시할 때까지의 흡인 개시 대기 시간을 산출한다(S1). 제어부(106)는, 지지핀(302)의 하강 동작에 의해 기판(W)이 보유 지지부(202)에 접하는 타이밍에 기초하여 흡인 개시 대기 시간을 결정한다. 구체적으로는, 흡인 개시 대기 시간은, Tp1-Tp0-Δt를 계산함으로써 구해진다. 제어부(106)는, 시각 Tp0으로부터 소정 시간(즉 흡인 개시 대기 시간)만큼 후의 시각 ThSb를 설정한다. 제어부(106)는 레시피마다(기판마다, 로트마다) 흡인 개시 대기 시간을 기억할 수 있다.
이어서, 제어부(106)는, 시각 Tp1에서 지지핀(302)의 하강 동작을 개시한다(S2). 한편, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 흡인에 대해서는, S1에서 산출한 흡인 개시 대기 시간, 대기한다(S3). 그리고, 흡인 개시 대기 시간이 경과한 후의 시각 ThSb에서, 제어부(106)는 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 흡인을 개시한다(S4). 그 후, 제어부(106)는, 진공압이 역치 Pt에 도달하는 것을 확인하고(S5), 지지핀(302)을 기판 공급 핸드(201)와 간섭하지 않는 위치까지 구동하여, 기판 전달 구동이 완료된다(S6).
이와 같이, 제어부(106)는, 예를 들어 정상 압력보다 저하되어 있는 압력에 있어서의 피크의 시점에서 기판의 반송을 위해 보유 지지부(202)가 기판(W)과 접하도록 공흡인을 개시한다(즉 밸브의 개방 동작을 행함). 도 6의 예에서는, 그래프(62)로 나타내는 바와 같이, 시각 ThSb에서, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 공흡인이 개시된다. 이 때문에, 기판(W)이 보유 지지부(202)에 접하고 난 뒤의 압력의 저하가 이 피크의 위치로부터 시작되므로, 그 만큼, 압력이 빨리 역치 Pt에 도달할 수 있다. 그래프(62)에 의하면, 기판 공급 핸드(201)의 보유 지지부(202)의 압력이 역치 Pt에 달하는 타이밍이, 지지핀(302)이 기판 공급 핸드(201)와 간섭하지 않는 위치까지 하강하는 시각 Tp2보다 앞이다. 따라서, 그래프(62)에 있어서의 기판(W)의 전달 완료까지의 시간은, 그래프(61)에 비해, ThEa-Tp2로 나타내지는 시간만큼 더 단축시킬 수 있다.
이상, 기판 공급 핸드(201)가 프리얼라인먼트 스테이지(301)로부터 기판(W)을 수취하는 동작에 대하여 설명하였다. 이어서, 기판 회수 핸드(401)가 기판 스테이지(104)로부터 기판(W)을 수취하는 동작에 대하여 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태에 있어서의, 기판 회수 핸드(401)가 기판 스테이지(104)로부터 기판(W)을 수취하는 동작을 설명하는 도면이다. 도 8의 (a)는, 지지핀(107)이 기판 스테이지(104)의(척(105)의) 기판 탑재면보다 높은 위치로 상승함으로써, 기판(W)이 기판 탑재면으로부터 부상하여, 지지핀(107)에 의해 지지되어 있는 상태에 있다. 이 상태에서, 제어부(106)는, 기판(W)과 기판 스테이지(104) 사이에 기판 회수 핸드(401)를 위치시킨다.
도 8의 (b)에 있어서, 제어부(106)는, 기판 회수 핸드(401)가 기판(W)을 수취하기 위해서, 기판 회수 핸드(401)를 상승시킨다. 이 때, 제어부(106)는 기판 회수 핸드(401)의 공흡인을 개시한다. 기판 회수 핸드(401)의 상승에 의해, 기판(W)의 하면과 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)가 접한다. 그것에 의해, 공흡인의 상태로부터 보유 지지부와 기판 사이의 폐공간의 진공 흡인의 상태로 변한다.
도 8의 (c)에 있어서, 제어부(106)는, 기판 회수 핸드(401)를 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승시킨다. 또한, 제어부(106)는, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 압력값이 소정의 역치 Pt를 초과했는지를 판정한다. 압력값이 역치 Pt를 초과하면, 기판(W)은, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)에 의한 보유 지지가 완료되고, 기판 회수 핸드(401)가 Y 방향으로 구동 가능한 것이 확인된다.
그리고, 도 8의 (d)에 있어서, 제어부(106)는, 기판 회수 핸드(401)를 -Y 방향으로 구동하여, 회수측의 전달 스테이션(501)으로 반송한다.
이어서, 도 9를 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의, 기판 회수 핸드(401)가 기판 스테이지(104)의 지지핀(107)으로부터 기판(W)을 수취하는 동작을 설명한다. 도 9는, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 진공압의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 9에 있어서, 종축이 압력, 횡축이 시간을 나타내고 있다. 또한, 종축의 상측 방향이 마이너스의 방향이며, 상측 방향으로 갈수록 압력이 저하되는 것을 나타내고 있다. 시각 Tp0에서, 기판 회수 핸드(401)의 상승 동작(상승 구동)이 개시된다. Tp2는, 기판 회수 핸드(401)가 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승 구동한 시각을 나타낸다(도 8의 (c)의 상태).
제어부(106)는, 도 6에서 설명한 기판 공급 핸드(201)와 동일한 조정을 행한다. 즉, 제어부(106)는, 정상 압력보다 저하되어 있는 소정의 기간 내에 기판 회수 핸드에 의한 기판의 반송을 위해 보유 지지부가 기판과 접하도록 공흡인을 개시한다(즉, 밸브의 개방 동작을 행함). 예를 들어, 도 9의 예에서는, 시각 ThSa에서, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 공흡인이 개시된다. 이 때문에, 보유 지지부(402)가 기판(W)과 접하고 나서의 압력의 저하가 이 피크의 위치로부터 시작되므로, 그 만큼, 압력이 일찍 역치 Pt에 도달할 수 있다. 그것이 도 9의 그래프(91)에 나타나 있다.
이어서, 지지핀(107)에 지지되어 있는 기판(W)에 아래로 볼록한 휨이 있는 상태를 생각할 수 있다. 기판(W)에 아래로 볼록한 휨이 있는 경우, 기판(W)의 수취 위치가 변화된다. 예를 들어, 기판(W)에 휨이 없는 경우에 기판 회수 핸드(401)를 상승시켜 기판(W)과 접하는 시각을, 도 9에 나타내는 바와 같이, Tp1a로 한다. 이에 비해, 기판(W)에 아래로 볼록한 휨이 있는 경우, 기판 회수 핸드(401)를 상승시켜 기판(W)과 접하는 시각은 Tp1b로 변화된다. 이 때, 공흡인의 개시 타이밍을, 기판의 휨에 관계없이 ThSa와 동시인 ThSb로 하면, 그래프(92)로 나타낸 바와 같이, 압력이 정상 압력보다 저하되었다가 상승한 시점에서 기판(W)의 수취가 행해진다. 그 때문에, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 압력이 역치 Pt에 도달하는 것이 시각 ThEb까지 지연된다. 이 경우, ThEb는 기판 회수 핸드(401)가 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승 구동한 시각 Tp보다도 늦은 시점이 되고, 그래프(91)에 비해, 그래프(92)의 기판(W)의 전달 완료까지의 시간은, ThEb-Tp2로 표시되는 시간만큼 지연되어버린다.
도 10은, 제어부(106)에 의한 기판(W)의 전달 시퀀스를 나타내는 흐름도이다. 도 10에 나타내는 흐름도는, 도 8의 (a), (b), (c)에 나타나는 동작에 있어서 제어부(106)가 실행하는 제어 내용을 나타내고, 이 제어에 의해, 보유 지지부(402)의 진공압의 변화는 도 9의 그래프(93)로 나타내진다.
제어부(106)는, 도 9에 있어서의 Tp0, Tp1a, Tp1b, Tp2 및 공흡인 시의 압력의 과도 특성을 관리하고 있다. 제어부(106)는, 예를 들어 적어도 이하의 정보를 취득한다.
(1) 기판 회수 핸드(401)의 상승이 개시되고 나서 기판(W)이 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)에 접할 때까지의 시간의 정보,
(2) 공흡인(기판(W)과 기판 공급 핸드(201)가 접하지 않은 상태에서의 흡인)을 개시한 후의 압력과 시간의 관계를 나타내는 정보.
(3) 기판(W)의 휨의 정보.
제어부는, 기판(W)의 휨의 정보를, 도시하지 않은 계측기를 사용한 실측에 의해 취득해도 된다. 또한, 제어부(106)는, 추가적으로 이하의 정보를 취득해도 된다. 제어부(106)는, 이 정보를 미리 기억하고 있어도 된다.
(3) 기판(W)이 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)에 접하고 나서, 기판 회수 핸드(401)가 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승할 때까지의 시간의 정보.
제어부(106)는, 공흡인 시의 압력의 과도 특성에 기초하여, 공흡인을 개시하고 나서 정상 압력보다 저하되어 있는 압력의 피크에 도달할 때까지의 시간 Δt를 구할 수 있다. 이 값은 미리 기억되어 있어도 된다.
제어부(106)는, 검출되는 압력의 변동에 기초하여, 기판 변형에 수반하는 Tp1a로부터 Tp1b로의 기판 전달 타이밍의 변화를 구한다(S7). 제어부(106)는, 다음 기판의 전달 처리 시에, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 흡인 개시까지의 대기 시간인 흡인 개시 대기 시간을 산출한다(S8). 흡인 개시 대기 시간은 Tp1b-Tp0-Δt를 계산함으로써 구해진다. 제어부(106)는, 시각 Tp0으로부터 흡인 개시 대기 시간만큼 후의 시각 ThSc를 설정한다. 레시피마다(기판마다, 로트마다) 기판 변형이 있는 것으로 보고, 제어부(106)는 레시피마다 흡인 개시 대기 시간을 기억할 수 있다.
이어서, 제어부(106)는 기판 회수 핸드(401)의 상승 동작을 개시한다(S9). 한편, 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 흡인에 대해서는, S8에서 산출한 흡인 개시 대기 시간, 대기한다(S10). 그리고, 흡인 개시 대기 시간 경과 후의 시각 ThSc에서, 제어부(106)는 기판 회수 핸드(401)의 보유 지지부(402)의 흡인을 개시한다(S11). 그 후, 제어부(106)는 진공압이 역치 Pt에 도달하는 것을 확인하고(S12), 기판 회수 핸드(401)를 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승 구동하여, 기판 전달 구동이 완료된다(S13).
도 9에 있어서, ThEa 및 ThEb는 각각, 본 실시 형태에 따른 그래프(91) 및 그래프(93)가 역치 Pt에 달하는 타이밍을 나타내고, ThEc는, 그래프(92)가 역치 Pt에 달하는 타이밍을 나타내고 있다. 그래프(93)에 의하면, 압력이 역치 Pt에 달하는 타이밍이, 기판 회수 핸드(401)를 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 상승하는 시각 Tp2보다 앞이다. 따라서 본 실시 형태에서는, 제어부(106)는, 진공압이 역치 Pt에 도달한 후, 기판 회수 핸드(401)가 지지핀(107)과 간섭하지 않는 위치까지 구동했을 때, 기판(W)의 전달 완료라고 판단한다. 이 경우, 그래프(93)에 있어서의 기판(W)의 전달 완료까지의 시간은, 그래프(92)에 비해, ThEc-Tp2로 나타내지는 시간만큼 더 단축시킬 수 있다.
이어서 동일한 레시피가 실행된 경우, 기판 회수 핸드(401)의 상승 동작을 개시한 후, 제어부(106)가 기억하고 있는 레시피마다의 흡인 개시 대기 시간만큼 흡인 개시를 기다린다. 기판 회수 핸드(401)가 기판(W)을 수취하는 위치까지의 구동을 개시하고 나서 완료될 때까지의 시간보다도, 진공압이 역치 Pt에 도달할 때까지의 시간이 짧은 경우에는, 제어부(106)는 레시피마다 흡인 개시 대기 시간을 갱신해도 된다.
상술한 도 8 내지 도 10에서 예시한 기판 변형에 수반하는 기판 전달 시간의 변화에 따라서 흡인 개시 대기 시간을 설정하는 공정은, 도 5에 도시한 기판 공급 핸드(201)가 프리얼라인먼트 스테이지(301)로부터 기판(W)을 수취하는 동작에도 적용할 수 있다.
이상 설명한 실시 형태에 따르면, 기판의 전달 동작의 고속화에서 유리한 기판 반송 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 기판 반송 장치를 사용한 리소그래피 장치에 의하면, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 리소그래피 장치로서 노광 장치를 예시했지만, 리소그래피 장치는 노광 장치에 한정되지 않는다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 하전 입자선으로 기판(위의 감광재)에 묘화를 행하는 묘화 장치, 또는 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치 등이어도 된다.
<물품 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 있어서의, 물품을 제조하는 물품 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 상기 리소그래피 장치(노광 장치나 임프린트 장치, 묘화 장치 등)를 사용하여 기판에 원판의 패턴을 전사하는 공정과, 이러한 공정에서 패턴이 전사된 기판을 가공하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은 다른 주지된 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비해, 물품의 성능ㆍ품질ㆍ생산성ㆍ생산 비용의 적어도 하나에 있어서 유리하다.
100: 노광 장치,
104: 기판 스테이지,
106: 제어부,
107: 지지핀,
201: 기판 공급 핸드,
202: 보유 지지부,
301: 프리얼라인먼트 스테이지,
302: 지지핀,
401: 기판 회수 핸드,
402: 보유 지지부

Claims (14)

  1. 기판을 진공 흡착하여 보유 지지하는 보유 지지부를 가지고, 해당 보유 지지부에 의해 상기 기판을 보유 지지하여 반송하는 반송 핸드와,
    진공 흡인을 행하는 진공 장치와 상기 보유 지지부를 접속시키는 배관과,
    상기 배관을 개폐 가능한 밸브와,
    상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 상기 진공 장치측이며, 또한 상기 밸브로부터 떨어진 위치에 마련된 오리피스와,
    상기 반송 핸드에 의한 상기 기판의 반송 및 상기 밸브의 개폐를 제어하는 제어부
    를 가지고,
    상기 제어부는, 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 전자기 밸브를 폐쇄 상태부터 개방 상태로 함으로써 기체의 흡인을 개시한 후이면서 상기 배관에 있어서의 상기 밸브의 위치보다도 보유 지지부측의 압력이 일정해지기 전의 기간에 있어서 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 보유 지지부측의 상기 배관의 압력이 상기 기간에 있어서의 상기 압력의 최솟값에 대하여 70％ 이하의 압력값으로 되어 있는 기간 내에 상기 반송 핸드에 의한 상기 기판의 반송을 위해 상기 보유 지지부가 해당 기판과 접하도록 상기 밸브의 개방 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기간에 있어서 상기 보유 지지부측의 상기 배관의 압력이 최솟값이 되는 시점에서 상기 반송 핸드에 의한 상기 기판의 반송을 위해 상기 보유 지지부가 해당 기판과 접하도록 상기 밸브의 개방 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 기판 탑재면에 대하여 출몰 가능하게 마련된 복수의 지지핀을 갖는 스테이지에 탑재되어 있으며,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 지지핀이 상기 스테이지의 상기 기판 탑재면보다 높은 위치로 상승함으로써 상기 기판이 상기 기판 탑재면으로부터 부상하여, 상기 복수의 지지핀에 의해 지지되어 있는 상태에서, 상기 기판과 상기 스테이지 사이에 상기 반송 핸드를 위치시키고,
    상기 복수의 지지핀의 하강 동작을 개시하고,
    상기 기간 내에 상기 하강 동작에 의해 상기 보유 지지부가 해당 기판과 접하도록 상기 밸브의 개방 동작을 행하는
    것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하강 동작은, 상기 복수의 지지핀을 하방으로 구동함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 하강 동작은, 상기 스테이지를 하방으로 구동함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 기판 탑재면에 대하여 출몰 가능하게 마련된 복수의 지지핀을 갖는 스테이지에 탑재되어 있으며,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 지지핀이 상기 기판 탑재면보다 높은 위치로 상승함으로써 상기 기판이 상기 기판 탑재면으로부터 부상하여, 상기 복수의 지지핀에 의해 지지되어 있는 상태에서, 상기 기판과 상기 스테이지 사이에 상기 반송 핸드를 위치시키고,
    상기 반송 핸드의 상승 동작을 개시하고,
    상기 기간 내에 상기 상승 동작에 의해 상기 보유 지지부가 상기 기판과 접하도록 상기 밸브의 개방 동작을 행하는
    것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 하강 동작이 개시되고 나서 상기 기판이 상기 보유 지지부와 접할 때까지의 시간의 정보인 제1 정보와, 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 상기 기체의 흡인을 개시한 후의 상기 보유 지지부측의 상기 배관의 압력과 시간의 관계 정보인 제2 정보를 취득하고,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 상기 밸브의 개방 동작을 행하는 타이밍을 조정하는
    것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 상승 동작이 개시되고 나서 상기 기판이 상기 보유 지지부와 접할 때까지의 시간의 정보인 제1 정보와, 상기 기판이 상기 보유 지지부에 접하지 않은 상태에서 상기 기체의 흡인을 개시한 후의 상기 보유 지지부측의 상기 배관의 압력과 시간의 관계 정보인 제2 정보를 취득하고,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 상기 밸브의 개방 동작을 행하는 타이밍을 조정하는
    것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 지지핀에 지지되어 있을 때의 상기 기판의 휨의 정보를 취득하고,
    상기 휨의 정보에 기초하여 상기 밸브의 개방 동작을 행하는 타이밍을 다시 조정하는
    것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  11. 기판을 보유 지지하는 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지에 보유 지지된 상기 기판에 패턴을 형성하는 형성부와,
    상기 기판 스테이지로의 해당 기판의 공급 및 상기 기판 스테이지로부터의 상기 기판의 회수 중 적어도 어느 것을 행하는 제1항에 기재된 기판 반송 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판 스테이지에 반송되는 기판의 프리얼라인먼트 상태를 조정하기 위해 해당 기판을 보유 지지하는 프리얼라인먼트 스테이지를 더 가지고,
    상기 기판 반송 장치는, 상기 프리얼라인먼트 스테이지로부터 상기 기판 스테이지에 기판을 반송하여 상기 기판의 공급을 행하는
    것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제11항에 있어서, 회수된 기판을 보유 지지하는 전달 스테이션을 더 가지고,
    상기 기판 반송 장치는, 상기 기판 스테이지로부터 상기 전달 스테이션에 기판을 반송하여 상기 기판의 회수를 행하는
    것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 물품을 제조하는 물품 제조 방법이며,
    제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정
    을 가지고,
    상기 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
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