(57)【要約】【課題】基板の形状によらず、在荷検知が可能な搬送装置を提供する。【解決手段】物体Ｗの裏面に接触して保持する保持部１１３を備える保持装置１１０であって、吸気孔と、排気流路Ｐ１と、を有する基台１３０と、排気流路Ｐ１を介して吸気孔から気体を吸引し、該気体を排気する排気部と、保持部１１３に物体Ｗが保持されたか否かを判定する判定部と、を有し、保持部１１３は、接触に伴い重力方向へ移動し、吸着孔を塞ぎ、または開放し、判定部は、排気流路Ｐ１の内部の圧力の変化量を閾値と比較して判定を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の裏面に接触して保持する保持部を備える保持装置であって、
吸気孔と、排気流路と、を有する基台と、
前記排気流路を介して前記吸気孔から気体を吸引し、該気体を排気する排気部と、
前記保持部に前記物体が保持されたか否かを判定する判定部と、を有し、
前記保持部は、前記接触に伴い重力方向へ移動し、前記吸気孔を塞ぎ、または開放し、
前記判定部は、前記排気流路の内部の圧力の変化量を閾値と比較して前記判定を行う、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項２】
重力方向に移動可能とし、該重力方向と交差する方向への移動を規制するように前記保持部の端部を支持する、前記基台に固定されたガイド部を有することを特徴とする請求項１の保持装置。
【請求項３】
前記接触の前は、前記保持部が前記吸気孔を塞がないように、前記保持部を裏面から支持し、前記接触の後は、前記重力方向への移動により前記保持部が前記吸気孔を塞ぐように、前記保持部を裏面から支持する、前記基台に固定された弾性部を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記保持部は、多数の孔を有する吸着孔と、排気流路と、排気孔と、を有し、
前記重力の方向への移動により、前記保持部の排気流路と前記基台の排気流路とが連結するように前記排気孔と前記吸気孔とが重なり、
前記排気部は、前記吸着孔から吸引された気体を排気する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項５】
前記保持部は、一端が前記基台に固定され、他端が前記物体の裏面に接触する板ばねであって、前記接触に伴い、前記吸気孔を塞ぎ、または開放するように弾性変形する、ことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項６】
前記保持部が前記吸着孔を塞ぎ、または開放した時に、前記物体と接触して保持する保持部をさらに有する請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の保持装置を駆動する駆動部と、
前記判定の結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を有する搬送装置。
【請求項８】
前記制御部は、所定のタイミングで前記排気部による排気を停止し、
前記判定部は、前記停止した時の前記差と閾値との比較に基づいて前記判定を行う、ことを特徴とする請求項７に記載の搬送装置。
【請求項９】
パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の搬送装置を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１０】
請求項９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、
前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置、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。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等を製造するリソグラフィ装置に装置外部から基板を搬送する搬送装置がある。搬送装置は、例えば、基板を保持する保持部と、保持部を駆動する駆動部とを有する。駆動部は、保持部への基板の載置が検知（在荷検知）されてから、基板を保持した保持部を装置内部（基板ステージ等）まで移動させる。基板は、例えば、保持部に設けられた吸着孔と、吸着孔に接続された排気流路と、排気流路に接続された排気部と、を有する機構により、保持部と基板との間の気体を排気する、真空吸着により保持される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９５９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
在荷検知は、例えば、吸着孔が基板によって塞がれることによって生じる排気流路内の圧力の変化に基づいて行われるところ、特許文献１の技術では、基板の形状（凹凸、反り、孔等）によって吸着孔の塞がりが不十分となると在荷検知を誤りうる。これは、基板の吸着面に孔がある場合、吸着前後の吸着圧力値の変化量が小さくなりうるためである。
【０００５】
本発明は、例えば、基板の形状によらず、在荷検知が可能な搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、物体の裏面に接触して保持する保持部を備える保持装置であって、吸気孔と、排気流路と、を有する基台と、排気流路を介して吸気孔から気体を吸引し、該気体を排気する排気部と、保持部に物体が保持されたか否かを判定する判定部と、を有し、保持部は、接触に伴い重力方向へ移動し、吸着孔を塞ぎ、または開放し、判定部は、排気流路の内部の圧力の変化量を閾値と比較して判定を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、基板の形状によらず、在荷検知が可能な搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る搬送装置を備えた搬送システムの概略図である。
【図２】第１実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。
【図３】第１の支持部が流路の他方の端部を塞ぐ位置にある状態を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。
【図５】第３実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。
【図６】第４実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。
【図７】第５実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
（第1実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る搬送装置を備えた搬送システムの概略図である。本実施形態では、露光装置へ当該搬送システムを適用する例を説明するが、他のリソグラフィ装置（例えば型を用いて基板にパターンを形成するインプリント装置）へ適用することもできる。本実施形態に係る搬送装置を備えた搬送システムは、第１の搬送装置１００と、第２の搬送装置２００と、プリアライメント部３００と、制御部（判定部）４００と、を含む。搬送システムは、基板Ｗをインプリント装置に含まれるステージ１０へ搬送する。ステージ１０は、基板Ｗを保持し、基板Ｗがインプリント処理されるインプリント位置まで駆動する。なお、基板Ｗ上のインプリント材を硬化させる光の光軸をＺ軸とし、それに垂直な平面をＸＹ平面とする。
【００１１】
第１の搬送装置１００は、保持部（ハンド、保持装置）１１０および駆動部（アーム）１２０を有する。第１の搬送装置１００は、複数の基板Ｗがロットごとに収容されているカセットＣからプリアライメント部３００まで基板Ｗを搬送する。基板Ｗは、図中点線の丸で示す。プリアライメント部３００は、搬送された基板Ｗを保持部３１０で保持し、位置合わせ等の前処理を行う。第２の搬送装置２００は、保持部２１０および駆動部２２０を有し、位置合わせが完了した基板Ｗをステージ１０まで搬送する。基板Ｗがステージ１０（搬入位置）に搬送された後、２点鎖線の丸で示すインプリント位置Ｌ１に基板Ｗが重なるようにステージ１０が移動し、基板Ｗがインプリント処理される。インプリント処理後、ステージ１０は、搬出位置Ｌ２まで移動する。第１の搬送装置１００は、搬出位置にあるステージ１０上の基板Ｗをカセットまで搬送する。制御部４００は、第１の搬送装置１００と、第２の搬送装置２００と、プリアライメント部３００と、を制御して、基板Ｗの保持、搬送および位置合わせを行う。さらに、ステージ１０の駆動やインプリント処理の制御も行ってもよい。なお、第１搬送装置１００の保持部１１０と、プリアライメント部３００の保持部３１０とは、互いに異なる基板Ｗの面を保持するように構成されうる。また、プリアライメント部３００からステージ１０までの基板Ｗの搬送は、第２の搬送装置２００によらず第１の搬送装置１００により行ってもよい。
【００１２】
図２（Ａ）および（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る搬送装置の構成の一部を示す概略図である。図２（Ａ）は、第１の搬送装置１００を基板Ｗの上面（Ｚ方向）から見た概略図であり、図２（Ｂ）は、側面（Ｙ方向）から見た概略図である。搬送装置１００は、上述した保持部１１０および駆動部１２０に加え、ベース（基台部）１３０を含む。保持部１１０は、ガイド部１１１、弾性部１１２、第１の支持部１１３および第２の支持部１１４を含む。第１の支持部１１３および第２の支持部１１４はそれぞれ、第１の接触部１１３ａおよび第２の接触部１１４ａを備える。第１の接触部１１３ａおよび第２の接触部１１４ａは、基板Ｗの裏面と接触し摩擦力により基板Ｗを保持する。
【００１３】
ベース１３０は、ガイド部１１１および第２の支持部１１４を支持する。ガイド部１１１は、第１の支持部１１３がＺ方向に移動可能、ＸＹ方向（重力方向と交差する方向）への移動を規制するように第１の支持部１１３の一端を保持するガイドで、リニアガイドや、スプライン等を用いることができる。弾性部１１２は、第１の支持部１１３の裏面（第１の支持部１１３が基板Ｗを保持する保持面ではない方の面）に固定される。本実施形態では、ガイド部１１１が保持する第１の支持部１１３の端部の裏面に固定されている。弾性部１１２としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）のばねを用いることができる。図２（Ａ）において、２点鎖線の丸が基板Ｗであり、第１の支持部１１３および第２の支持部１１４は基板Ｗを裏面から支持する。ただし、図２（Ｂ）に示す通り、基板Ｗが載置されていない状態では、第１の支持部１１３は第２の支持部１１４よりも高い位置にある。
【００１４】
図２（Ｂ）に示す通り、第１の支持部１１３の端部は、ベース１３０に固定されている。ベース１３０の内部には、排気流路Ｐ１が設けられている。排気流路Ｐ１の一方の端部には、真空ポンプ（排気部）が備えられている。真空ポンプは、吸気孔である他端から排気流路Ｐ１を介して吸引した気体を排気することで、第１の支持部１１３の裏面を真空吸着する。排気流路Ｐ１の内部の圧力は、圧力センサにより計測される。計測値と大気圧（基板の周囲の気圧）との差が吸着圧の大きさを示す。吸気孔は、基板Ｗが第１の支持部１１３に載置された際に第１の支持部１１３の裏面によって塞がれるように構成されている。すなわち、基板Ｗが載置されていないときは、吸気孔が第１の支持部１１３の裏面により塞がれないように、弾性部１１２が第１の支持部１１３を弾性支持している。基板Ｗが載置されると、吸気孔を塞ぐように第１の支持部１１３が−Ｚ方向（重力方向）に移動する。第２の支持部１１４は、第１の支持部１１３が吸着孔を塞ぐ位置まで下に降りてきた時に基板Ｗを裏面から支持するような高さに配置される。
【００１５】
ここで、ガイド部１１１と第１の支持部１１３との間の摩擦抵抗は、基板Ｗの重量により第１の支持部１１３が−Ｚ方向に移動するように決定され、例えば、０．１Ｎ以下が望ましい。基板Ｗの載置に伴って、第１の支持部１１３が排気流路Ｐ１の他方の端部を塞ぐようにするため、弾性部１１２の弾性力は次のように設定される。すなわち、基板Ｗの載置前の状態において、弾性部１１２の弾性力（第１の支持部１１３に与える＋Ｚ方向の力）は、第１の支持部１１３の重量−第１の支持部１１３がガイド部１１１から受ける＋Ｚ方向の力（摩擦力）よりも大きくなるように設定される。さらに、第１の支持部１１３が吸気孔を塞ぐ位置にあるとき、弾性部１１２の弾性力は、基板Ｗの重量＋第１の支持部１１３の重量−第１の支持部１１３がガイド部１１１から受ける＋Ｚ方向の力（摩擦力）以下となるように設定される。
【００１６】
本実施形態の真空ポンプによる到達真空度は、例えば、ゲージ圧で−５０ｋＰａから−９０ｋＰａの範囲である。制御部４００は、真空ポンプの制御や圧力センサによる計測結果の受信をおこなう。第１の支持部１１３が吸気孔を塞ぐ位置にない場合は、第１の支持部１１３を吸着できないため、圧力センサの計測値から求めた吸着圧は略ゼロとなる。第１の支持部１１３が吸気孔を塞ぐ位置にあると、第１の支持部１１３の吸着がなされ、圧力センサは、到達真空度を限度とした吸着圧を示す。制御部４００は、基板Ｗが第１の支持部１１３に在荷しているときの、圧力センサの計測値の大気圧（基板の周囲の気圧）からの変化量（吸着圧）を閾値とし、圧力センサの計測値から求めた吸着圧と比較し、基板Ｗの在荷を判定する。在荷していると判定したら、制御部４００は、駆動部１２０を制御して、所定の位置まで保持部１１０を移動させる。
【００１７】
図３は、第１の支持部１１３が排気流路Ｐ１の他方の端部を塞ぐ位置にある状態を示す図である。なお、以下、図１（Ｂ）で示した真空ポンプと圧力センサの図示を省略する。本実施形態による基板Ｗの保持は、吸着圧によらず摩擦力によるものであるため、保持部１１０を駆動部１２０により駆動する際、基板Ｗが動かないようにストッパを設けるか、駆動の加速度を抑えることが望ましい。また、摩擦力を大きくするために、第１の接触部１１３ａおよび第２の接触部１１４ａは、摩擦係数が高い材料、例えば、高分子材料、樹脂、ゴム、セラミック、金属等を適宜用いることが望ましい。
【００１８】
また、真空ポンプによる吸着圧および弾性部１１２の弾性力によっては、基板Ｗが第１の支持部１１３に載置された後、第１の支持部１１３から基板Ｗが離脱しても第１の支持部１１３が＋Ｚ方向に移動しない場合もありうる。そのような場合に対応するため、基板Ｗが第１の支持部１１３に載置されてから、例えば、プリアライメント部３００へ搬送されるまでの間の所定のタイミングで、吸着の停止、および、再吸着を実施して再度吸着圧を計測することが望ましい。もし、基板Ｗが第１の支持部１１３から離脱している場合、吸着の停止により、第１の支持部１１３が＋Ｚ方向に移動し、圧力センサの計測値から求めた吸着圧は略ゼロとなる。このとき、制御部４００は、エラーを第１の搬送装置１００に通知し、搬送を停止させてもよい。
【００１９】
所定のタイミングは、例えば、保持部１１０が搬送先に到着したとき、搬送経路の所定の位置に到着したとき、搬送開始から所定の時刻が経過したとき、その他所定の動作を終えたとき、である。
【００２０】
以上のように、搬送対象の重量を利用して搬送対象とは異なる物体で吸着孔を塞ぐことによって、吸着圧の変化を検知している。すなわち、本実施形態の搬送装置は、搬送対象を支持する支持部にかかる搬送対象の重量を吸着圧で検知し、該検知結果により在荷を判断する。したがって、在荷検知精度は、搬送対象の形状（凹凸、反り、孔等）の影響を受けない。また、光学センサ、接触式センサ等を用いる場合に比べ、コスト、サイズ等の面で有利となる。本実施形態によれば、基板の形状によらず、在荷検知が可能な搬送装置を提供することができる。
【００２１】
また、排気流路Ｐ１を排気する真空ポンプとは別系統の真空ポンプ（不図示）を接触部１１４ａと接続して、基板Ｗを吸着保持できるようにしても良い。基板Ｗの載置時の接触部１１４ａと接続した排気流路（不図示）の圧力変化が少ない場合は、第１の搬送装置１００による基板Ｗの移動速度を排気流路（不図示）の圧力変化が大きい場合の移動速度よりも遅くなるように、搬送速度の切り替え制御を行っても良い。同様に、加速度の切り替え制御を行っても良い。これにより、基板Ｗの反りや基板Ｗへの加工の影響で、保持部１１０が十分な力で基板Ｗを保持できない場合であっても、第１の搬送装置１００が基板Ｗを落下させてしまう可能性を低減することができる。
【００２２】
（第２実施形態）
図４（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。図４（Ａ）は、基板Ｗが載置される前、図４（Ｂ）は、基板Ｗが載置された後を示す。本実施形態では、第１の支持部１１３内に排気流路Ｐ２を設け、排気流路Ｐ２の一端には第１の接触部１１３ａが備えられ、他端には排気孔が備えられている。第１の接触部１１３ａとして、多数の孔(貫通孔)を有するポーラス部材が用いられ、第１の接触部１１３ａは、基板Ｗを真空吸着する吸着孔となる。ポーラス部材の気孔径は任意に選択してよい。また、材質は金属でも、セラミックでもよい。金属汚染を嫌う基板Ｗを保持する場合は、セラミックが好ましい。排気流路Ｐ２は、ポーラス部材と連結している。基板Ｗが載置されることで、第１の支持部１１３が−Ｚ方向に移動し、排気流路Ｐ１と排気流路Ｐ２とが連通する。
【００２３】
ポーラス部材は、その気孔径によっては、ポーラス部材に含まれる多数の孔のうち、一部の孔による吸着であっても、基板Ｗを保持するために十分な吸着力が得られる。また、そのような気孔径の場合においては、基板Ｗを吸着していない孔からの気体のリークは一般的に少ない。したがって、本実施形態でも第１実施形態と同様に圧力センサにより計測される吸着圧を監視することで基板Ｗの在荷判断が可能となる。
【００２４】
本実施形態の搬送装置は、真空吸着による保持力も得られるため、第１実施形態で必要だったストッパや、駆動の加速度の抑制が不要となる。本実施形態による搬送装置も、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２５】
（第３実施形態）
図５（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。図５（Ａ）は、基板Ｗが載置される前、図５（Ｂ）は、基板Ｗが載置された後を示す。本実施形態では、第１の支持部１１３を板ばねとし、ガイド部１１１および弾性部１１２を備えない構成としている。第１の支持部１１３は、一端がベース１３０に固定され、他端に第１の接触部１１３ａを備える。図５（Ａ）で示すように、第１の支持部１１３が吸気孔を塞ぐ位置にない場合は、第１の支持部１１３を吸着できないため、圧力センサの計測値から求めた吸着圧は略ゼロとなる。一方、図５（Ｂ）で示すように、第１の接触部１１３ａに基板Ｗが接触すると、第１の支持部１１３が吸気孔を塞ぐように弾性変形する。これにより、第１の支持部１１３の吸着がなされ、圧力センサは、到達真空度を限度とした吸着圧を示す。制御部４００は、基板Ｗが第１の支持部１１３に在荷しているときの吸着圧を閾値とし、圧力センサの計測値から求めた吸着圧と比較し、基板Ｗの在荷を判定する。本実施形態の搬送装置は、ガイド部による摩擦の影響が無いため、上記実施形態では対応が困難な軽量な基板Ｗの在荷検知も可能となる。
【００２６】
（第４実施形態）
図６（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。図６（Ａ）は、基板Ｗが載置される前、図６（Ｂ）は、基板Ｗが載置された後を示す。本実施形態では、第１の支持部１１３を板ばねとし、その先端には検知部１１３ｂが備えられている。本実施形態は、上記実施形態と異なり、基板Ｗが載置される前に吸着圧が計測され、載置後に吸着圧が略ゼロを示す。基板Ｗが載置されると、検知部１１３ｂが押され、排気流路Ｐ１が大気開放される。なお、第１の接触部１１３ａと検知部１１３ｂとは一体として構成してもよい。基板Ｗの重量が軽い場合には、基板Ｗを搭載する際に、一度真空吸着を停止して、基板Ｗを載置した後に再度吸着圧を確認する方が望ましい。本実施形態による搬送装置も、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２７】
（第５実施形態）
図７（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す概略図である。図７（Ａ）は、Ｚ方向から見た図であり、図６（Ｂ）は、Ｙ方向から見た図である。本実施形態は、保持部１１０の形状が上記実施形態と異なる。また、駆動部１２０は、ベース１３０を上側から支持するための連結棒の役割を果たす。本実施形態による搬送装置も、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２８】
なお、上記では、基板Ｗの載置に伴い下に移動する部材を第１の支持部１１３だけとしていたが、さらに第２の支持部１１４も上下に可動の部材としてもよい。また、搬送対象は、基板だけでなく、例えば、インプリント装置に用いる型（モールド）などその他物体としうる。
【００２９】
上記露光装置としては、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＥＵＶ光（波長１３ｎｍ）等の光線で基板を露光することにより、当該基板上に原版（レチクル）の潜像パターンを形成する装置を用いることができる。さらに、他のリソグラフィ装置として、レーザ光や荷電粒子線により、基板上に潜像パターンを描画する描画装置にも上記実施形態の搬送システムを適用することができる。
【００３０】
（物品製造方法に係る実施形態）
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上記搬送装置により搬送された基板に対し、上記インプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。リソグラフィ装置が露光装置である場合は、基板を加工する工程は、現像する工程を含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、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、パッケージング等）を含む。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。
【００３１】
（その他の実施形態）
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および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  第１の搬送装置
１１０  保持部（ハンド、保持装置）
１１１  ガイド部
１１２  弾性部
１１３  第１の支持部
１１４  第２の支持部
１２０  駆動部（アーム）
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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