JP7804440B2 - Substrate holding device, lithography apparatus, substrate holding method, and article manufacturing method - Google Patents
Substrate holding device, lithography apparatus, substrate holding method, and article manufacturing methodInfo
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Description
本発明は、基板保持装置、リソグラフィ装置、基板保持方法、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate holding device, a lithography apparatus, a substrate holding method, and a method for manufacturing an article.
近年における半導体デバイスや液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウェハやガラスプレートなどの基板上に複数の層を堆積させたり、基板に対してストレスの強い膜や比較的厚い膜を形成したりすることがある。このような場合、基板に反りが生じうるため、露光装置で基板上にパターンを形成する工程等において、基板保持装置(基板ステージ)に基板を正常に保持させることが困難になりうる。そのため、基板の保持に関して、基板の反りを矯正するための技術が従来から提案されている。例えば、特許文献1には、基板の反りを矯正する外周押さえ部材を有する移載装置が開示されている。また、特許文献2には、反り基板の裏面とチャック上面との間にできる隙間を封止するシール構造を設けたチャック装置が開示されている。 In recent manufacturing processes for semiconductor devices and liquid crystal display devices, multiple layers are deposited on substrates such as semiconductor wafers and glass plates, and films that place a high amount of stress on the substrate or are relatively thick are sometimes formed. In such cases, warping of the substrate can occur, making it difficult to properly hold the substrate on a substrate holding device (substrate stage) during processes such as forming a pattern on the substrate using an exposure device. For this reason, technologies for correcting substrate warpage have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a transfer device with a peripheral pressing member that corrects substrate warpage. Furthermore, Patent Document 2 discloses a chuck device equipped with a sealing structure that seals the gap that forms between the back surface of a warped substrate and the top surface of the chuck.
特許文献1および特許文献2に記載された装置では、基板の反りを矯正するための部材を基板の表面(パターンを形成する面)もしくは基板の外周端部に接触させるため、基板へ異物が付着したり基板が汚染されたりするリスクが高くなりうる。したがって、基板の表面および外周端部に接触させる部材を用いなくとも、基板の反りが低減されるように当該基板を基板ステージに保持させることができる構成・方法が望まれる。 In the devices described in Patent Documents 1 and 2, a member for correcting substrate warpage contacts the surface of the substrate (the surface on which the pattern is formed) or the outer periphery of the substrate, which can increase the risk of foreign matter adhering to the substrate or the substrate becoming contaminated. Therefore, there is a need for a configuration or method that can hold a substrate on a substrate stage in a way that reduces substrate warpage, without using a member that contacts the surface or outer periphery of the substrate.
そこで、本発明は、反りを有する基板を保持するために有利な技術を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide an advantageous technology for holding warped substrates.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての基板保持装置は、反りを有する基板を保持する基板保持装置であって、前記基板を保持する保持面を有するステージと、前記基板に振動を与える加振部と、前記ステージに前記基板を保持させる処理を制御する制御部と、を備え、前記保持面は、前記基板の第1部分を保持する第1保持領域と、前記基板のうち前記第1部分とは異なる第2部分を保持する第2保持領域とを含み、前記制御部は、前記処理において、前記基板の前記第1部分を前記第1保持領域に保持させた状態で前記第2保持領域から離間した前記基板の前記第2部分に対して前記加振部が前記第2部分の共振周波数で振動を与えることにより、前記第2保持領域と前記第2部分とを接触させて前記第2保持領域に前記第2部分を保持させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, one aspect of the present invention provides a substrate holding device for holding a warped substrate, comprising: a stage having a holding surface for holding the substrate; an excitation unit for applying vibrations to the substrate; and a control unit for controlling a process for causing the stage to hold the substrate, wherein the holding surface includes a first holding area for holding a first portion of the substrate and a second holding area for holding a second portion of the substrate that is different from the first portion, and wherein the control unit, during the process, causes the excitation unit to apply vibrations to the second portion of the substrate that is separated from the second holding area while the first portion of the substrate is held in the first holding area, at a resonant frequency of the second portion , thereby bringing the second holding area into contact with the second portion and causing the second portion to be held in the second holding area.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、反りを有する基板を保持するために有利な技術を提供することができる。 The present invention can provide, for example, an advantageous technique for holding a warped substrate.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following describes the embodiments in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the scope of the claimed invention. While the embodiments describe multiple features, not all of these features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any desired manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used to designate identical or similar components, and redundant explanations will be omitted.
以下の実施形態では、基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置として、基板を露光して原版のパターンを基板上に転写する露光装置を例示し、本発明に係る基板保持装置を露光装置に適用する例を説明するが、それに限られるものではない。例えば、モールドを用いて基板上の組成物を成形する成形装置(インプリント装置、平坦化装置)や、荷電粒子線を用いて基板上にパターンを形成する描画装置などの他のリソグラフィ装置においても、本発明に係る基板保持装置を適用することができる。また、本発明に係る基板保持装置は、リソグラフィ装置に限られず、基板に対して計測を行う計測装置や、基板を加工する加工装置など、他の周知の処理を行う処理装置に適用可能である。 In the following embodiments, an exposure apparatus that exposes a substrate to light and transfers a pattern from an original onto the substrate is used as an example of a lithography apparatus that forms a pattern on a substrate, and an example of applying a substrate holding device according to the present invention to an exposure apparatus is described, but the present invention is not limited to this. For example, the substrate holding device according to the present invention can also be applied to other lithography apparatuses, such as a molding apparatus (imprint apparatus, planarization apparatus) that uses a mold to form a composition on a substrate, or a drawing apparatus that uses a charged particle beam to form a pattern on a substrate. Furthermore, the substrate holding device according to the present invention is not limited to lithography apparatuses, and can be applied to other processing apparatuses that perform well-known processes, such as a measurement apparatus that measures substrates and a processing apparatus that processes substrates.
本明細書および添付図面では、後述の投影光学系5の光軸に沿った方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な面をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX方向、θY方向、θZ方向とする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸周りの回転方向、Y軸周りの回転方向、Z軸周りの回転方向に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、傾き(姿勢)は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および/または傾き(姿勢)を制御することを意味する。なお、以下の説明において、「X軸方向」と記載している場合、それは+X軸方向および-X軸方向を含むものとして定義されうる。「Y軸方向」および「Z軸方向」についても同様である。 In this specification and the accompanying drawings, directions are indicated in an XYZ coordinate system, with the direction along the optical axis of the projection optical system 5 (described below) being the Z-axis direction and the plane perpendicular to the Z-axis direction being the XY plane. In the XYZ coordinate system, the directions parallel to the X, Y, and Z axes are the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively, and rotation around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively. Control or drive along the X, Y, and Z axes refers to control or drive along the X, Y, and Z axes, respectively. Control or drive along the θX, θY, and θZ axes refers to control or drive along the rotation direction around the X, Y, and Z axes, respectively. Position refers to information that can be determined based on the coordinates of the X, Y, and Z axes, and tilt (orientation) refers to information that can be determined by values of the θX, θY, and θZ axes. Positioning refers to controlling the position and/or tilt (orientation). In the following description, when the term "X-axis direction" is used, it can be defined to include the +X-axis direction and the -X-axis direction. The same applies to the "Y-axis direction" and "Z-axis direction."
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の露光装置100の構成例を示す概略図である。本実施形態の露光装置100は、基板9を露光して原版2のパターンを基板上に転写する露光処理を行う装置である。露光処理は、基板9におけるショット領域の各々に対して行われうる。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described. Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an exposure apparatus 100 of this embodiment. The exposure apparatus 100 of this embodiment is an apparatus that performs exposure processing to expose a substrate 9 and transfer a pattern of an original 2 onto the substrate. The exposure processing can be performed for each shot area on the substrate 9.
露光装置100は、例えば、照明系1と、原版ステージ3と、投影光学系5(投影露光レンズ)と、基板ステージ8(基板チャック)と、基板駆動機構6とを備えうる。照明系1は、原版2を照明する。原版2は、マスクやレチクルであり、基板上に転写されるべき回路パターンを有する。原版ステージ3は、真空力や静電力などの吸引力を発生して原版2を保持するとともに、不図示の駆動機構によって複数の軸方向(例えば、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸方向)の各々に移動可能に構成されうる。投影光学系5は、照明系1により照明された原版2のパターンを基板上に投影する。基板ステージ8は、真空力や静電力などの吸引力を発生して基板9を保持(吸引保持)する保持面を有するとともに、基板駆動機構6によって複数の軸方向(例えば、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸方向)の各々に移動可能に構成されうる。基板9としては、例えば半導体ウェハやガラスプレートが用いられうる。基板駆動機構6は、基板ステージ8を複数の軸方向の各々に駆動することにより、基板ステージ8によって保持された基板9を複数の軸方向の各々に駆動する。 The exposure apparatus 100 may include, for example, an illumination system 1, an original stage 3, a projection optical system 5 (projection exposure lens), a substrate stage 8 (substrate chuck), and a substrate drive mechanism 6. The illumination system 1 illuminates the original 2. The original 2 is a mask or reticle and has a circuit pattern to be transferred onto a substrate. The original stage 3 generates an attractive force such as vacuum or electrostatic force to hold the original 2 and may be configured to be movable in each of multiple axial directions (e.g., six axial directions: X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, θY-axis, and θZ-axis) by a drive mechanism (not shown). The projection optical system 5 projects the pattern of the original 2 illuminated by the illumination system 1 onto the substrate. The substrate stage 8 has a holding surface that generates an attractive force such as vacuum or electrostatic force to hold (suction hold) the substrate 9 and may be configured to be movable in each of multiple axial directions (e.g., six axial directions: X-axis, Y-axis, Z-axis, θX-axis, θY-axis, and θZ-axis) by the substrate drive mechanism 6. The substrate 9 may be, for example, a semiconductor wafer or a glass plate. The substrate driving mechanism 6 drives the substrate stage 8 in each of a plurality of axial directions, thereby driving the substrate 9 held by the substrate stage 8 in each of a plurality of axial directions.
ここで、基板ステージ8および基板駆動機構6は、基板9を保持する基板保持装置の一部を構成するものとして理解されてもよい。基板保持装置の具体的な構成については後述する。また、照明系1、原版ステージ3および投影光学系5は、基板保持装置(基板ステージ8)により保持された基板上にパターンを形成する形成部を構成するものとして理解されてもよい。 Here, the substrate stage 8 and substrate driving mechanism 6 may be understood as constituting part of a substrate holding device that holds the substrate 9. The specific configuration of the substrate holding device will be described later. Furthermore, the illumination system 1, original stage 3, and projection optical system 5 may be understood as constituting a formation unit that forms a pattern on a substrate held by the substrate holding device (substrate stage 8).
また、露光装置100は、原版位置計測部4と、基板位置計測部7と、オートフォーカスユニット10とを備えうる。原版位置計測部4は、例えばレーザ干渉計を含み、原版ステージ3によって保持された原版2のXY方向(XY平面に沿った方向)の位置を計測する。基板位置計測部7は、例えばレーザ干渉計を含み、基板ステージ8によって保持された基板9のXY方向の位置を計測する。オートフォーカスユニット10は、基板9の表面(被露光面)に光を斜入射させ、当該表面で反射された光を検出することにより、基板9の表面位置(ピント位置)を計測する。なお、本実施形態の場合、基板駆動機構6は、基板ステージ8を支持してXY方向に移動することにより基板ステージ8および基板9をXY方向に駆動するように構成されている。そのため、基板位置計測部7は、基板駆動機構6のXY方向の位置を計測することで、その計測結果に基づいて基板9のXY方向の位置を求めることができる。 The exposure apparatus 100 may also include an original position measurement unit 4, a substrate position measurement unit 7, and an autofocus unit 10. The original position measurement unit 4 includes, for example, a laser interferometer and measures the XY-direction position (direction along the XY plane) of the original 2 held by the original stage 3. The substrate position measurement unit 7 includes, for example, a laser interferometer and measures the XY-direction position of the substrate 9 held by the substrate stage 8. The autofocus unit 10 measures the surface position (focus position) of the substrate 9 by irradiating light obliquely onto the surface (exposed surface) of the substrate 9 and detecting the light reflected from the surface. In this embodiment, the substrate drive mechanism 6 is configured to support the substrate stage 8 and move it in the XY directions, thereby driving the substrate stage 8 and the substrate 9 in the XY directions. Therefore, the substrate position measurement unit 7 measures the XY-direction position of the substrate drive mechanism 6 and can determine the XY-direction position of the substrate 9 based on the measurement results.
次に、露光装置100における基板9の搬送について図2を参照しながら説明する。図2は、露光装置100を上方(+Z軸方向)から見た模式図であり、基板ステージ8の上に基板9を搬送(搬入、搬出)するための基板搬送系の構成例を示している。図2の例では、チャンバ30と、基板ステージ8と、基板駆動機構6と、プリアライメント部13と、基板搬送用ハンド14と、基板送り込みハンド12と、制御部15と、基板搬入ステーション16と、基板搬出ステーション17とが示されている。 Next, the transportation of the substrate 9 in the exposure apparatus 100 will be described with reference to Figure 2. Figure 2 is a schematic diagram of the exposure apparatus 100 viewed from above (in the +Z-axis direction), and shows an example configuration of a substrate transport system for transporting (loading and unloading) the substrate 9 onto the substrate stage 8. The example in Figure 2 shows the chamber 30, substrate stage 8, substrate drive mechanism 6, pre-alignment unit 13, substrate transport hand 14, substrate feed hand 12, control unit 15, substrate load station 16, and substrate unload station 17.
チャンバ30は、露光環境を一定の温度および湿度に維持する。基板ステージ8は、基板9を保持するとともに、基板9の露光処理を行う際には投影光学系5の下方に配置される。また、基板ステージ8は、基板駆動機構6の駆動により、図2において三角で示されている基板回収位置18および基板供給位置19にも移動しうる。基板回収位置18は、露光処理が行われた基板9を基板ステージ8上から回収する際に基板ステージ8が移動する(配置される)位置である。基板供給位置19は、プリアライメントが行われた基板9を基板ステージ8上に搬送(供給)する際に基板ステージ8が移動する(配置される)位置である。 The chamber 30 maintains the exposure environment at a constant temperature and humidity. The substrate stage 8 holds the substrate 9 and is positioned below the projection optical system 5 when performing exposure processing on the substrate 9. The substrate stage 8 can also be moved by the substrate drive mechanism 6 to a substrate recovery position 18 and a substrate supply position 19, indicated by triangles in Figure 2. The substrate recovery position 18 is the position to which the substrate stage 8 moves (is positioned) when recovering the substrate 9 from the substrate stage 8 after exposure processing. The substrate supply position 19 is the position to which the substrate stage 8 moves (is positioned) when transporting (supplying) the pre-aligned substrate 9 onto the substrate stage 8.
制御部15は、例えばCPUなどのプロセッサやメモリを有するコンピュータによって構成され、露光装置100の各部を制御することにより露光装置100で行われる各処理(例えば、基板ステージ8による基板9の保持処理、基板9の露光処理)を制御する。図2の例では、制御部15は、ユーザインタフェース31と電気的に接続されている。なお、制御部15は、1台のコンピュータによって構成されていてもよいし、複数台のコンピュータにより構成されていてもよい。 The control unit 15 is configured by a computer having a processor such as a CPU and memory, and controls each part of the exposure apparatus 100 to control each process performed by the exposure apparatus 100 (for example, the process of holding the substrate 9 by the substrate stage 8, and the process of exposing the substrate 9). In the example of Figure 2, the control unit 15 is electrically connected to the user interface 31. Note that the control unit 15 may be configured by a single computer or multiple computers.
基板搬入ステーション16は、チャンバ30の外部から搬入された基板9(即ち、露光装置100において露光処理が未だ行われていない基板9)が配置される場所である。基板搬出ステーション17は、露光装置100において露光処理が既に行われた基板9(即ち、チャンバ30の外部へ搬出される基板9)が配置される場所である。プリアライメント部13は、露光処理に先立って基板9のプリアライメント(前処理)を行う。プリアライメントは、例えば、基板9を回転させながら基板9の中心位置や、基板9の向き、基板9の反り量を検出する処理でありうる。 The substrate loading station 16 is where substrates 9 loaded from outside the chamber 30 (i.e., substrates 9 that have not yet been subjected to exposure processing in the exposure apparatus 100) are placed. The substrate unloading station 17 is where substrates 9 that have already been subjected to exposure processing in the exposure apparatus 100 (i.e., substrates 9 that are being unloaded from the chamber 30) are placed. The pre-alignment unit 13 performs pre-alignment (pre-processing) on the substrate 9 prior to exposure processing. Pre-alignment can be, for example, a process of detecting the center position, orientation, and amount of warpage of the substrate 9 while rotating the substrate 9.
基板搬送用ハンド14は、基板搬入ステーション16からプリアライメント部13に基板9を搬送したり、基板回収位置18に配置された基板ステージ8上から基板9を回収して基板搬出ステーション17に搬送したりする基板搬送機構である。また、基板送り込みハンド12は、プリアライメント部13でプリアライメントが行われた基板を、基板供給位置19に配置された基板ステージ8上に搬送する基板搬送機構(搬送部)である。 The substrate transport hand 14 is a substrate transport mechanism that transports a substrate 9 from the substrate loading station 16 to the pre-alignment unit 13, and retrieves the substrate 9 from the substrate stage 8 located at the substrate recovery position 18 and transports it to the substrate unloading station 17. The substrate feed hand 12 is a substrate transport mechanism (transport unit) that transports a substrate that has been pre-aligned in the pre-alignment unit 13 onto the substrate stage 8 located at the substrate supply position 19.
ここで、基板ステージ8には、基板ステージ8の保持面に対して基板9を昇降するために当該保持面から突出可能な複数のリフトピン11(図2では3本)が設けられる。複数のリフトピン11は、基板送り込みハンド12によって基板ステージ8上に基板9を供給する際、および、基板搬送用ハンド14によって基板ステージ8上から基板9を回収する際に、基板ステージ8の保持面から突出して基板9と当該保持面とを離間させる。このように基板ステージ8の保持面から複数のリフトピン11を突出させることにより、基板送り込みハンド12および/または基板搬送用ハンド14を基板9と基板ステージ8の保持面との間に挿入させることができる。なお、基板ステージ8の保持面からのリフトピン11の突出は、リフトピン11を停止させた状態で基板ステージ8を上下移動させることで行われてもよいし、基板ステージ8を停止させた状態でリフトピン11を上下移動させることで行われてもよい。複数のリフトピン11は、基板ステージ8と一体でXY方向に移動するように構成されうる。 The substrate stage 8 is provided with a plurality of lift pins 11 (three in FIG. 2 ) that can protrude from the holding surface of the substrate stage 8 to raise and lower the substrate 9 relative to the holding surface. The lift pins 11 protrude from the holding surface of the substrate stage 8 to separate the substrate 9 from the holding surface when the substrate feed hand 12 supplies the substrate 9 onto the substrate stage 8, and when the substrate transport hand 14 retrieves the substrate 9 from the substrate stage 8. By having the lift pins 11 protrude from the holding surface of the substrate stage 8 in this manner, the substrate feed hand 12 and/or the substrate transport hand 14 can be inserted between the substrate 9 and the holding surface of the substrate stage 8. The lift pins 11 protrude from the holding surface of the substrate stage 8 either by moving the substrate stage 8 up and down while the lift pins 11 are stationary, or by moving the lift pins 11 up and down while the substrate stage 8 is stationary. The lift pins 11 can be configured to move in the X and Y directions integrally with the substrate stage 8.
次に、基板送り込みハンド12により基板9を基板ステージ8上に供給する(受け渡す)処理について、図3を参照しながら説明する。図3は、基板送り込みハンド12が基板ステージ8上に基板9を供給する処理を説明するための図であり、図3(a)~(e)は、基板送り込みハンド12および基板ステージ8のリフトピン11の動作を時系列で示している。 Next, the process of supplying (transferring) the substrate 9 onto the substrate stage 8 by the substrate feed hand 12 will be described with reference to Figure 3. Figure 3 is a diagram for explaining the process of the substrate feed hand 12 supplying the substrate 9 onto the substrate stage 8, and Figures 3(a) to 3(e) show the operation of the substrate feed hand 12 and the lift pins 11 of the substrate stage 8 in chronological order.
まず、プリアライメント部13でプリアライメントが行われた基板9を基板送り込みハンド12に回収させる。そして、基板送り込みハンド12を+Y軸方向に駆動し(図3(a))、基板供給位置19に配置された基板ステージ8の保持面8aの上方に基板9を配置する(図3(b))。このとき、基板ステージ8の保持面8aからリフトピン11が突出した状態であるため、基板送り込みハンド12は、当該リフトピン11に基板9が接触しないように、基板ステージ8の保持面の上方に基板9を移動させる。次いで、基板送り込みハンド12を-Z軸方向に駆動することにより基板9を下降させて基板9をリフトピン11上に配置し(図3(c))、基板送り込みハンド12を-Y軸方向に駆動して退避させる(図3(d))。これにより、基板送り込みハンド12によってリフトピン11上に基板9を供給する処理が終了し、基板9がリフトピン11上に配置される。そして、基板ステージ8の保持面8aからのリフトピン11の突出量を減少させることにより、基板ステージ8の保持面8a上に基板9を配置(載置)することができる(図3(e))。 First, the substrate 9 that has been pre-aligned in the pre-alignment unit 13 is retrieved by the substrate feed hand 12. The substrate feed hand 12 is then driven in the +Y-axis direction (FIG. 3(a)) to place the substrate 9 above the holding surface 8a of the substrate stage 8, which is positioned at the substrate supply position 19 (FIG. 3(b)). At this time, the lift pins 11 protrude from the holding surface 8a of the substrate stage 8, so the substrate feed hand 12 moves the substrate 9 above the holding surface of the substrate stage 8 so that the substrate 9 does not come into contact with the lift pins 11. Next, the substrate feed hand 12 is driven in the -Z-axis direction to lower the substrate 9 and place it on the lift pins 11 (FIG. 3(c)). The substrate feed hand 12 is then driven in the -Y-axis direction to retract (FIG. 3(d)). This completes the process of supplying the substrate 9 onto the lift pins 11 by the substrate feed hand 12, and the substrate 9 is placed on the lift pins 11. Then, by reducing the amount by which the lift pins 11 protrude from the holding surface 8a of the substrate stage 8, the substrate 9 can be placed (mounted) on the holding surface 8a of the substrate stage 8 (Figure 3(e)).
[基板保持装置について]
露光装置100により露光処理が行われる基板9は、複数の層が堆積されたり、基板9に対してストレスの強い膜や比較的厚い膜が形成されたりすることによって、反りが生じていることがある。このように基板9に反りが生じていると、露光処理によって基板9上にパターンを精度よく形成することが困難になるため、基板9の反りが低減(矯正)されるように基板ステージ8に基板9を保持させることが望まれる。そこで、本実施形態の露光装置100には、反りを有する基板9を保持することができる基板保持装置が設けられる。基板保持装置は、基板9を保持する保持面8aを有する基板ステージ8と、基板9に振動を与える加振部と、基板ステージ8に基板9を保持させる処理(保持処理)を制御する制御部15とを含む。
[Substrate holding device]
The substrate 9 that is subjected to exposure processing by the exposure apparatus 100 may be warped due to the deposition of multiple layers or the formation of a film that is highly stressful or relatively thick on the substrate 9. If the substrate 9 is warped in this way, it becomes difficult to accurately form a pattern on the substrate 9 by the exposure processing. Therefore, it is desirable to have the substrate stage 8 hold the substrate 9 so that the warpage of the substrate 9 is reduced (corrected). Therefore, the exposure apparatus 100 of this embodiment is provided with a substrate holding device that can hold the warped substrate 9. The substrate holding device includes a substrate stage 8 having a holding surface 8a that holds the substrate 9, a vibration unit that applies vibration to the substrate 9, and a control unit 15 that controls the process of holding the substrate 9 on the substrate stage 8 (holding process).
まず、本実施形態の基板ステージ8の構成について説明する。図4は、本実施形態の基板ステージ8の保持面8aを上方(+Z軸方向)から見た模式図であり、基板ステージ8(保持面8a)の構成例を示している。基板ステージ8の保持面8aは、基板9の第1部分を保持(吸引保持)する第1保持領域81と、基板9のうち第1部分とは異なる第2部分を保持(吸引保持)する第2保持領域82とを有する。そして、第1保持領域81と第2保持領域82とで、基板9を吸引するための吸引力を個別に制御することができるように構成されうる。ここで、基板9の第1部分は、基板9が保持面8aの上に載置されたときに当該保持面8aに接触する部分であり、本実施形態では基板9の中央部として説明する。基板9の第2部分は、基板9が保持面8aの上に載置されたときに基板9の反りに起因して当該保持面8aから離間する部分であり、本実施形態では基板9の外周部として説明する。 First, the configuration of the substrate stage 8 of this embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic diagram of the holding surface 8a of the substrate stage 8 of this embodiment, viewed from above (in the +Z-axis direction), illustrating an example of the configuration of the substrate stage 8 (holding surface 8a). The holding surface 8a of the substrate stage 8 has a first holding area 81 that holds (holds by suction) a first portion of the substrate 9, and a second holding area 82 that holds (holds by suction) a second portion of the substrate 9 that is different from the first portion. The first holding area 81 and the second holding area 82 can be configured to individually control the suction forces used to attract the substrate 9. Here, the first portion of the substrate 9 is the portion that contacts the holding surface 8a when the substrate 9 is placed on it, and is described as the central portion of the substrate 9 in this embodiment. The second portion of the substrate 9 is the portion that separates from the holding surface 8a due to warping of the substrate 9 when the substrate 9 is placed on it, and is described as the outer periphery of the substrate 9 in this embodiment.
第1保持領域81は、基板ステージ8の本体部分から+Z軸方向に突出した第1隔壁部材83aによって囲まれた領域であり、基板9の中央部を正常に保持したときに密閉空間となる。第1保持領域81には、配管を介して真空源88aに接続された孔84aが設けられており、圧力計89aによって第1保持領域81の真空圧(吸引力)が検出される。第1隔壁部材83aは、例えば、基板9が保持面8a上に載置されたときに当該保持面8aに接触する基板9の中央部が第1保持領域81によって確実に保持されるように、基板9の径の半分以下の径で構成されるとよい。 The first holding area 81 is an area surrounded by a first partition member 83a that protrudes in the +Z-axis direction from the main body of the substrate stage 8, and becomes an airtight space when the center of the substrate 9 is properly held. The first holding area 81 has a hole 84a connected to a vacuum source 88a via piping, and the vacuum pressure (suction force) of the first holding area 81 is detected by a pressure gauge 89a. The first partition member 83a may have a diameter of less than half the diameter of the substrate 9, for example, so that when the substrate 9 is placed on the holding surface 8a, the center of the substrate 9 that comes into contact with the holding surface 8a is securely held by the first holding area 81.
第2保持領域82は、基板ステージ8の本体部分から+Z軸方向に突出した第2隔壁部材83bによって囲まれ、且つ、第1隔壁部材83aによって第1保持領域81と仕切られた領域であり、基板9の外周部を正常に保持したときに密閉空間となる。第2保持領域82には、配管を介して真空源88bに接続された孔84bが設けられており、圧力計89bによって第2保持領域82の真空圧(吸引力)が検出される。第2隔壁部材83bは、第2保持領域82によって基板9の外周部が正常に保持されたときに基板9の外周端部に接触するように基板9の外形より僅かに小さい径で構成されるとよい。また、第2保持領域82には、複数のリフトピン11を保持面8aから突出させるために複数のリフトピン11がそれぞれ貫通する複数の貫通孔85(図4では3個)が設けられている。複数の貫通孔85は、それぞれ隔壁部材86によって囲まれている。 The second holding area 82 is surrounded by a second partition member 83b that protrudes from the main body of the substrate stage 8 in the +Z-axis direction and is separated from the first holding area 81 by a first partition member 83a. This creates an airtight space when the outer periphery of the substrate 9 is properly held. The second holding area 82 has a hole 84b connected to a vacuum source 88b via piping, and a pressure gauge 89b detects the vacuum pressure (suction force) in the second holding area 82. The second partition member 83b preferably has a diameter slightly smaller than the outer diameter of the substrate 9 so that it contacts the outer edge of the substrate 9 when the outer periphery of the substrate 9 is properly held by the second holding area 82. The second holding area 82 also has multiple through-holes 85 (three in FIG. 4 ) through which the lift pins 11 pass, allowing them to protrude from the holding surface 8a. Each of the multiple through-holes 85 is surrounded by a partition member 86.
第1保持領域81および第2保持領域82の各々には、ピン形状やリブ形状に形成された複数の凸部87が設けられている。図4では、各保持領域81~82に形成された複数の凸部87の一部のみが示されているが、当該複数の凸部87は、保持面8(各保持領域81~82)の全体に対して設けられうる。 Each of the first holding area 81 and the second holding area 82 has a plurality of protrusions 87 formed in the shape of pins or ribs. While only some of the protrusions 87 formed in each of the holding areas 81-82 are shown in Figure 4, these protrusions 87 can be provided on the entire holding surface 8 (each of the holding areas 81-82).
このように基板ステージ8の保持面8aを構成することにより、第1保持領域81および第2保持領域82の各々に発生させる吸引力(真空力、保持力)を個別に制御することができる。なお、図4では、保持面8aを2つの保持領域81~82で構成した例を示したが、3つ以上の保持領域で構成してもよい。また、図4では、各保持領域81~82を同心円状の領域として構成したが、同心円状や円形状でなく多角形状であってもよい。さらに、図4の例では、第1保持領域81と第2保持領域82とで別々の真空源88a、88bを用いたが、共通の真空源を用いてもよい。 By configuring the holding surface 8a of the substrate stage 8 in this manner, the suction force (vacuum force, holding force) generated in each of the first holding area 81 and the second holding area 82 can be controlled individually. While Figure 4 shows an example in which the holding surface 8a is configured with two holding areas 81-82, it may also be configured with three or more holding areas. Also, while Figure 4 shows the holding areas 81-82 as concentric regions, they may also be polygonal rather than concentric or circular. Furthermore, while the example in Figure 4 uses separate vacuum sources 88a and 88b for the first holding area 81 and the second holding area 82, a common vacuum source may also be used.
次に、本実施形態の基板保持装置における、反りを有する基板9を基板ステージ8に保持させる保持処理について、図5~図6を参照しながら説明する。図5は、本実施形態の基板保持装置における保持処理を示すフローチャートである。図5のフローチャートにおける各工程は制御部15によって実行されうる。また、図6は、本実施形態の基板保持装置における保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図6には、基板9、基板ステージ8および基板駆動機構6が図示されている。本実施形態では、基板9が下凸形状の反りを有し、基板9に振動を与える加振部として基板駆動機構6を用いる例を説明する。 Next, the holding process for holding a warped substrate 9 on the substrate stage 8 in the substrate holding device of this embodiment will be described with reference to Figures 5 and 6. Figure 5 is a flowchart showing the holding process in the substrate holding device of this embodiment. Each step in the flowchart of Figure 5 can be executed by the control unit 15. Figure 6 is a schematic diagram showing the holding process in the substrate holding device of this embodiment in chronological order. Figure 6 illustrates the substrate 9, substrate stage 8, and substrate driving mechanism 6. In this embodiment, an example will be described in which the substrate 9 has a downwardly convex warp and the substrate driving mechanism 6 is used as a vibration unit that applies vibration to the substrate 9.
ステップS11では、制御部15は、図3を用いて前述したように、基板送り込みハンド12により基板ステージ8の保持面8a上に基板9を載置(配置)する。次いで、ステップS12では、制御部15は、真空源88a~88bを制御することにより、基板ステージ8の保持面8aにおける第1保持領域81および第2保持領域82の各々に吸引力を発生させる。このとき、図6(a)に示されるように、基板9の中央部(第1部分)は、ステップS11で基板9が保持面8a上に載置されたときに第1隔壁部材83aに接触するため、第1保持領域81によって保持される。一方、基板9の外周部(第2部分)は、基板9の反りに起因して保持面8a(第2保持領域82)から離間しているため、基板9の外周端部が第2隔壁部材83bに接触せず、第2保持領域82によって保持されない。 In step S11, as described above with reference to FIG. 3, the control unit 15 places (arranges) the substrate 9 on the holding surface 8a of the substrate stage 8 using the substrate feed hand 12. Next, in step S12, the control unit 15 controls the vacuum sources 88a-88b to generate suction forces in the first holding area 81 and the second holding area 82 on the holding surface 8a of the substrate stage 8. At this time, as shown in FIG. 6(a), the central portion (first portion) of the substrate 9 comes into contact with the first partition member 83a when the substrate 9 is placed on the holding surface 8a in step S11, and is therefore held by the first holding area 81. On the other hand, the outer peripheral portion (second portion) of the substrate 9 is spaced from the holding surface 8a (second holding area 82) due to warping of the substrate 9, and therefore the outer peripheral edge of the substrate 9 does not come into contact with the second partition member 83b and is not held by the second holding area 82.
ステップS13では、制御部15は、図6(b)に示されるように、第1保持領域81および第2保持領域82の各々に吸引力を発生させながら、加振部によって基板9の外周部(第2部分)に振動を与えて当該外周部を共振させる。つまり、第1保持領域81で基板9の中央部を保持して基板ステージ8と基板9との位置関係を固定した状態において、第2保持領域82に吸着力を発生させながら、加振部によって基板9の外周部に振動を与えて当該外周部を共振させる。 In step S13, as shown in FIG. 6(b), the control unit 15 generates suction forces in each of the first holding area 81 and the second holding area 82, while causing the vibration unit to vibrate the outer periphery (second portion) of the substrate 9, causing the outer periphery to resonate. In other words, with the first holding area 81 holding the center of the substrate 9 and fixing the positional relationship between the substrate stage 8 and the substrate 9, the control unit generates suction forces in the second holding area 82, while causing the vibration unit to vibrate the outer periphery of the substrate 9, causing the outer periphery to resonate.
本実施形態の場合、加振部として基板駆動機構6が用いられ、基板駆動機構6によって基板ステージ8を振動させることにより基板9の外周部に振動を与える。このとき、制御部15は、基板9の中央部が第1保持領域81に保持された状態で基板9の外周部が共振する共振周波数の情報を取得し、当該共振周波数で加振部(基板駆動機構6)により基板9の外周部に振動を与えうる。制御部15は、図7に示されるように、共振周波数の逆数によって得られる共振周期の1/2以上の時間で加振部(基板駆動機構6)により基板9の外周部に振動を与えるとよい。また、制御部15は、基板9の反り量を示す情報を取得し、当該反り量以上の振幅で基板9の外周部が共振するように、加振部(基板駆動機構6)により基板9の外周部に振動を与えうる。これにより、基板9の外周部がZ軸方向に揺動するため、基板9の外周部を第2保持領域82に接触させ(即ち、基板9の外周端部を基板ステージ8の第2隔壁部材83bに接触させ)、第2保持領域82に基板9の外周部を保持させることができる。なお、共振周波数は、基板9の固有振動数として理解されてもよい。 In this embodiment, the substrate driving mechanism 6 is used as the vibration unit, and the substrate driving mechanism 6 vibrates the substrate stage 8 to impart vibration to the outer periphery of the substrate 9. At this time, the control unit 15 acquires information on the resonant frequency at which the outer periphery of the substrate 9 resonates while the center of the substrate 9 is held in the first holding region 81, and can cause the vibration unit (substrate driving mechanism 6) to vibrate the outer periphery of the substrate 9 at that resonant frequency. As shown in FIG. 7 , the control unit 15 can vibrate the outer periphery of the substrate 9 using the vibration unit (substrate driving mechanism 6) for a time period equal to or greater than half the resonance period obtained by the reciprocal of the resonance frequency. Furthermore, the control unit 15 acquires information indicating the amount of warping of the substrate 9, and can cause the vibration unit (substrate driving mechanism 6) to vibrate the outer periphery of the substrate 9 so that the outer periphery of the substrate 9 resonates with an amplitude equal to or greater than the amount of warping. This causes the outer periphery of the substrate 9 to oscillate in the Z-axis direction, so that the outer periphery of the substrate 9 comes into contact with the second holding region 82 (i.e., the outer edge of the substrate 9 comes into contact with the second partition member 83b of the substrate stage 8), allowing the outer periphery of the substrate 9 to be held by the second holding region 82. Note that the resonant frequency may also be understood as the natural frequency of the substrate 9.
ステップS14では、制御部15は、圧力計89bによって検出された第2保持領域82の真空圧(吸引力)が許容範囲内であるか否かを判断する。許容範囲は、第2保持領域82によって基板9の外周部が正常に保持されたときの真空圧(吸引力)に設定されうる。圧力計89bによって検出された真空圧が許容範囲内である場合には、第2保持領域82によって基板9の外周部が正常に保持されたと判断して終了する。一方、圧力計89bによって検出された真空圧が許容範囲内にない場合にはステップS13を繰り返す。なお、制御部15は、ステップS13に戻る度に、加振部により基板9の外周部に与える振動の周波数および振幅を変更してもよい。 In step S14, the control unit 15 determines whether the vacuum pressure (suction force) in the second holding area 82 detected by the pressure gauge 89b is within an allowable range. The allowable range can be set to the vacuum pressure (suction force) when the outer periphery of the substrate 9 is properly held by the second holding area 82. If the vacuum pressure detected by the pressure gauge 89b is within the allowable range, it is determined that the outer periphery of the substrate 9 is properly held by the second holding area 82, and the process ends. On the other hand, if the vacuum pressure detected by the pressure gauge 89b is not within the allowable range, step S13 is repeated. Note that the control unit 15 may change the frequency and amplitude of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9 by the vibration unit each time it returns to step S13.
次に、前述したステップS13において基板9の外周部が共振するように基板9に与える振動の周波数および振幅について説明する。制御部15には、共振周波数リスト、共振振幅リスト、および基板反り量リストが記憶されている。共振周波数リストとは、基板9の厚み、寸法(大きさ)、材質等の様々な組み合わせに対する基板9の共振周波数を示すリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。共振振幅リストとは、基板9に与える振動の各周波数における入力振幅に対する共振振幅を示すリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。また、基板反り量リストとは、基板9の厚み、寸法、材質等の様々な組み合わせに対して基板9に生じると想定(推定)される反り量のリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。 Next, the frequency and amplitude of the vibration applied to the substrate 9 in step S13 described above so that the outer periphery of the substrate 9 resonates will be described. The control unit 15 stores a resonant frequency list, a resonant amplitude list, and a substrate warpage list. The resonant frequency list is a list showing the resonant frequencies of the substrate 9 for various combinations of the thickness, dimensions (size), material, etc. of the substrate 9, and is obtained in advance through experiments, simulations, etc. The resonant amplitude list is a list showing the resonant amplitude for the input amplitude at each frequency of the vibration applied to the substrate 9, and is obtained in advance through experiments, simulations, etc. The substrate warpage list is a list of the warpage amounts assumed (estimated) to occur in the substrate 9 for various combinations of the thickness, dimensions, material, etc. of the substrate 9, and is obtained in advance through experiments, simulations, etc.
制御部15は、基板9の厚み、寸法、材質等の情報(以下、基板情報と呼ぶことがある)を取得する。基板情報は、ユーザインタフェース31を介してユーザにより入力された情報であってもよいし、外部の測定装置での測定により得られた情報であってもよい。そして、制御部15は、基板反り量リストを参照することにより、基板情報に対応する基板9の反り量の情報を取得する。なお、本実施形態では、基板情報に基づいて基板反り量リストから基板9の反り量の情報を取得したが、プリアライメント部13または外部の測定装置で計測された基板9の反り量の情報を当該プリアライメント部13または外部の測定装置から取得してもよい。 The control unit 15 acquires information such as the thickness, dimensions, and material of the substrate 9 (hereinafter sometimes referred to as substrate information). The substrate information may be information input by the user via the user interface 31, or information obtained by measurement using an external measuring device. The control unit 15 then acquires information on the amount of warpage of the substrate 9 corresponding to the substrate information by referencing the substrate warpage amount list. Note that in this embodiment, information on the amount of warpage of the substrate 9 is acquired from the substrate warpage amount list based on the substrate information, but information on the amount of warpage of the substrate 9 measured by the pre-alignment unit 13 or an external measuring device may also be acquired from the pre-alignment unit 13 or the external measuring device.
また、制御部15は、共振周波数リストを参照することにより、基板情報に対応する共振周波数の情報を取得する。さらに、制御部15は、基板情報に対応する共振周波数について共振振幅リストを参照することにより、取得した基板9の反り量以上の振幅が得られる入力振幅の情報を取得する。制御部15は、このように取得された共振周波数の情報および入力振幅の情報に基づいて加振部(基板駆動機構6)により基板9に振動を与える。これにより、基板9の外周部を、第2保持領域82に接触するように共振させることができる。 The control unit 15 also references the resonance frequency list to acquire information on the resonance frequency corresponding to the substrate information. Furthermore, the control unit 15 references the resonance amplitude list for the resonance frequency corresponding to the substrate information to acquire information on the input amplitude that will produce an amplitude equal to or greater than the acquired amount of warpage of the substrate 9. Based on the thus acquired resonance frequency information and input amplitude information, the control unit 15 applies vibration to the substrate 9 using the vibration unit (substrate driving mechanism 6). This allows the outer periphery of the substrate 9 to resonate so as to come into contact with the second holding region 82.
ここで、基板の反りの状態(形状)によっては、1次の共振周波数で基板9の外周部を振動させるだけでは、当該外周部を効率よく共振(揺動)させることが困難になることがある。そのため、1次の共振周波数だけでなく、2次以上の共振周波数も用いて基板9の外周部を振動させてもよい。これにより、図8に示されるように、様々な共振モードで基板9の外周部を共振させることができるため、より効率的に基板9の外周部を第2保持領域82に保持させることができる。図8(a)は1次共振モード(1次共振周波数)での基板9の振動、図8(b)は2次共振モード(2次共振周波数)での基板9の振動、図8(c)は3次共振モード(3次共振周波数)での基板9の振動をそれぞれ示している。 Depending on the state (shape) of the warpage of the substrate, it may be difficult to efficiently resonate (oscillate) the outer periphery of the substrate 9 simply by vibrating the outer periphery at the primary resonant frequency. Therefore, the outer periphery of the substrate 9 may be vibrated using not only the primary resonant frequency but also secondary or higher resonant frequencies. This allows the outer periphery of the substrate 9 to resonate in various resonant modes, as shown in FIG. 8, thereby more efficiently holding the outer periphery of the substrate 9 in the second holding region 82. Figure 8(a) shows the vibration of the substrate 9 in the primary resonant mode (primary resonant frequency), Figure 8(b) shows the vibration of the substrate 9 in the secondary resonant mode (secondary resonant frequency), and Figure 8(c) shows the vibration of the substrate 9 in the tertiary resonant mode (tertiary resonant frequency).
例えば、制御部15は、共振周波数リストとして、1次共振周波数を示すリスト、2次共振周波数を示すリスト、および3次共振周波数を示すリストを事前に取得しておき、基板情報に対応する1次~3次共振周波数の情報を取得するとよい。そして、制御部15は、1次~3次共振周波数を、低次の周波数から順番に加振部により基板9に振動を与えるとよい。なお、基板9に与える振動の周波数は、1次~3次共振周波数に限られず、1次~2次共振周波数のみであってもよいし、4次以上の共振周波数を更に加えてもよい。また、基板9に与える振動の方向としては、水平方向(X軸方向、Y軸方向)や鉛直方向(Z軸方向)など任意の方向でよいが、基板ステージ8の保持面8aに直交する方向(Z軸方向)にすることで、基板9の外周部を効率的に共振させることができる。 For example, the control unit 15 may acquire in advance a resonant frequency list including a list indicating primary resonant frequencies, a list indicating secondary resonant frequencies, and a list indicating tertiary resonant frequencies, and acquire information on the primary to tertiary resonant frequencies corresponding to the substrate information. The control unit 15 may then vibrate the substrate 9 using the vibration unit at the primary to tertiary resonant frequencies in order from lowest to highest. Note that the frequencies of vibration applied to the substrate 9 are not limited to the primary to tertiary resonant frequencies; they may be only the primary and secondary resonant frequencies, or fourth or higher resonant frequencies may be added. The direction of vibration applied to the substrate 9 may be any direction, such as horizontal (X-axis direction, Y-axis direction) or vertical (Z-axis direction). However, by setting the direction perpendicular to the holding surface 8a of the substrate stage 8 (Z-axis direction), the outer periphery of the substrate 9 can be resonated efficiently.
上述したように、本実施形態の基板保持装置は、基板9の中央部を第1保持領域81に保持させた状態で第2保持領域82から離間する基板9の外周部に対し、加振部(基板駆動機構6)により振動を与えて共振させる。これにより、第2保持領域82と基板9の外周部とを接触させて第2保持領域82に当該外周部を保持させることができる。即ち、基板9の表面および外周端部に接触させる部材を用いなくとも、基板9の反りが低減されるように当該基板9を基板ステージ8に保持させることができる。 As described above, in the substrate holding device of this embodiment, while the center of the substrate 9 is held in the first holding area 81, the vibration unit (substrate driving mechanism 6) applies vibration to the outer periphery of the substrate 9 that moves away from the second holding area 82, causing it to resonate. This allows the second holding area 82 to come into contact with the outer periphery of the substrate 9, allowing the second holding area 82 to hold the outer periphery. In other words, the substrate 9 can be held on the substrate stage 8 in a manner that reduces warping of the substrate 9, without using a member that comes into contact with the surface and outer periphery of the substrate 9.
<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態について説明する。第1実施形態では、所定の共振周波数で基板9の外周部に振動を与える例について説明した。本実施形態では、基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させる例について説明する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第1実施形態で説明したとおりである。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, an example in which vibration is applied to the outer periphery of the substrate 9 at a predetermined resonant frequency is described. In this embodiment, an example in which the frequency of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9 is changed is described. Note that this embodiment basically follows on from the first embodiment, and is the same as described in the first embodiment except for the matters described below.
本実施形態では、前述した図5のフローチャートのステップS13において、制御部15は、第1保持領域81および第2保持領域82の各々に吸引力を発生させながら、加振部によって基板9の外周部(第2部分)に与える振動の周波数を変化させる。例えば、制御部15は、基板9の外周部が共振する共振周波数を含む周波数範囲において、加振部によって基板9の外周部に与える振動の周波数を時間の経過とともに変化(スイープ)させる。当該周波数範囲は、1次~3次共振周波数が含まれるように設定されるとよいが、1次共振周波数のみ、1次~2次共振周波数のみ、あるいは、4次以上の共振周波数も含まれるように設定されてもよい。当該周波数範囲は、基板9の厚み、寸法、材質等によって変わるが、例えば10~300Hzであることが好ましい。 In this embodiment, in step S13 of the flowchart in FIG. 5 described above, the control unit 15 generates suction forces in each of the first holding area 81 and the second holding area 82 while varying the frequency of the vibrations applied to the outer periphery (second portion) of the substrate 9 by the vibration unit. For example, the control unit 15 varies (sweeps) the frequency of the vibrations applied to the outer periphery of the substrate 9 by the vibration unit over time within a frequency range that includes the resonant frequency at which the outer periphery of the substrate 9 resonates. The frequency range is preferably set to include the first to third resonant frequencies, but may also be set to include only the first resonant frequency, only the first to second resonant frequencies, or fourth or higher resonant frequencies. The frequency range varies depending on the thickness, dimensions, material, etc. of the substrate 9, but is preferably 10 to 300 Hz, for example.
図9は、加振部によって基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させる例を示している。図9(a)は、加振部によって基板9の外周部に与える振動(入力振動)の周波数の時間変化を示しており、図9(b)は、加振部によって基板9の外周部に与える振動(入力振動)の波形を示している。図9(b)では、加振力(振幅)の最大値を1として規定し、変化の開始周波数を10Hz、終了周波数を300Hzとしている。また、図9(c)は、図9(b)に示される入力波形で基板9の外周部に振動を与えたときに基板9の外周部で生じる振動(応答振動、出力振動)の波形を示している。また、図9(a)の例では、時間の経過とともに周波数を増加させているが、時間の経過とともに周波数を減少させてもよい。また、図9(a)の例では、時間の経過とともに一定の傾きで周波数を変化させているが、時間の経過とともに傾きを変化させながら周波数を変化させてもよい。また、図9(a)の例では、時間の経過とともに連続的に周波数を変化させているが、時間の経過とともに段階的に周波数を変化させてもよい。 Figure 9 shows an example of changing the frequency of vibration applied to the outer periphery of substrate 9 by the vibration unit. Figure 9(a) shows the time change in the frequency of vibration (input vibration) applied to the outer periphery of substrate 9 by the vibration unit, and Figure 9(b) shows the waveform of the vibration (input vibration) applied to the outer periphery of substrate 9 by the vibration unit. In Figure 9(b), the maximum value of the excitation force (amplitude) is defined as 1, the start frequency of the change is 10 Hz, and the end frequency is 300 Hz. Figure 9(c) shows the waveform of the vibration (response vibration, output vibration) generated at the outer periphery of substrate 9 when vibration is applied to the outer periphery of substrate 9 with the input waveform shown in Figure 9(b). In the example of Figure 9(a), the frequency increases over time, but the frequency may also decrease over time. In the example of Figure 9(a), the frequency changes at a constant slope over time, but the frequency may also change while changing the slope over time. Additionally, in the example of Figure 9(a), the frequency is changed continuously over time, but it may also be changed in steps over time.
図9(c)に示されるように、加振を開始してからしばらくの間は、入力振動の波形の振幅と同じ振幅で基板9の外周部が振動するが、1次共振周波数(0.24sec付近)に近づくと基板9の外周部が共振し、基板9の外周部の振幅が増大する。また、1次共振周波数を過ぎると、入力振幅の波形の振幅と同じ振幅で基板9の外周部が振動するが、2次共振周波数(0.32sec付近)に近づくと基板9の外周部が再び共振し、基板9の外周部の振幅が増大する。さらに、2次共振周波数を過ぎると、入力振幅の波形の振幅と同じ振幅で基板9の外周部が振動するが、3次共振周波数(0.6sec付近)に近づくと基板9の外周部が再び共振し、基板9の外周部の振幅が増大する。このように加振部によって基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させることにより、第1実施形態のように1次~3次共振周波数を取得(算出)しなくとも、1次~3次共振周波数で基板9の外周部を共振させることができる。また、基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させることによって基板9の共振周波数を決定することができる。そのため、当該基板9と厚みや寸法、材質等が同様である次の基板では、周波数を変化させずに、決定した共振周波数で基板9の外周部に振動を与えてもよい。 As shown in Figure 9(c), for a while after vibration begins, the outer periphery of the substrate 9 vibrates at the same amplitude as the amplitude of the input vibration waveform, but as it approaches the primary resonance frequency (around 0.24 sec), the outer periphery of the substrate 9 resonates, increasing the amplitude of the outer periphery of the substrate 9. Furthermore, after the primary resonance frequency is passed, the outer periphery of the substrate 9 vibrates at the same amplitude as the amplitude of the input amplitude waveform, but as it approaches the secondary resonance frequency (around 0.32 sec), the outer periphery of the substrate 9 resonates again, increasing the amplitude of the outer periphery of the substrate 9. Furthermore, after the secondary resonance frequency is passed, the outer periphery of the substrate 9 vibrates at the same amplitude as the amplitude of the input amplitude waveform, but as it approaches the tertiary resonance frequency (around 0.6 sec), the outer periphery of the substrate 9 resonates again, increasing the amplitude of the outer periphery of the substrate 9. By changing the frequency of the vibrations applied to the outer periphery of the substrate 9 using the vibration unit in this way, it is possible to make the outer periphery of the substrate 9 resonate at the primary to tertiary resonance frequencies without having to obtain (calculate) the primary to tertiary resonance frequencies as in the first embodiment. Furthermore, by changing the frequency of the vibrations applied to the outer periphery of the substrate 9, the resonance frequency of the substrate 9 can be determined. Therefore, for a next substrate that has similar thickness, dimensions, material, etc. to the substrate 9, vibrations can be applied to the outer periphery of the substrate 9 at the determined resonance frequency without changing the frequency.
ここで、基板9の反り形状は、図8(a)に示されるように、基板9の中心部から外周部に向かって同心円状に反りの角度が大きくなる形状だけでない。例えば、基板9の反り形状は、図8(b)に示されるように、互いに直交する2つの軸方向で上方向反りと下方向反りが異なる成分を含む形状(ねじれ形状と呼ばれることがある)を含む場合もある。さらに、図8(c)に示されるように、より高次の成分を含む形状(うねり形状と呼ばれることもある)を含む場合もある。このような複数の成分を含む反り形状を有する基板9に対しては、本実施形態のように、基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させることが効果的である。 Here, the warpage shape of the substrate 9 is not limited to a shape in which the warpage angle increases concentrically from the center of the substrate 9 toward the periphery, as shown in FIG. 8(a). For example, the warpage shape of the substrate 9 may also include a shape (sometimes called a twisted shape) in which the upward and downward warpage components differ in two mutually perpendicular axial directions, as shown in FIG. 8(b). Furthermore, as shown in FIG. 8(c), the warpage shape may also include a shape (sometimes called a wavy shape) that includes higher-order components. For substrates 9 having such warpage shapes that include multiple components, it is effective to change the frequency of the vibrations applied to the periphery of the substrate 9, as in this embodiment.
また、制御部15は、基板情報(基板9の厚み、寸法、材質の情報)から得られる反り量以上の振幅で基板9の外周部が共振するように、基板9の外周部に与える振動の振幅を設定するとよい。但し、基板9の厚み、寸法、反り量のばらつきによって適切な振幅が一意に定まらない場合がある。このような場合、基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させることに加え、当該振動の振幅が徐々に大きくなるように当該振動の振幅も変化させるとよい。 The control unit 15 may also set the amplitude of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9 so that the outer periphery of the substrate 9 resonates at an amplitude equal to or greater than the amount of warping obtained from the substrate information (information on the thickness, dimensions, and material of the substrate 9). However, there are cases where an appropriate amplitude cannot be uniquely determined due to variations in the thickness, dimensions, and amount of warping of the substrate 9. In such cases, in addition to changing the frequency of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9, it is also preferable to change the amplitude of the vibration so that the amplitude gradually increases.
上述したように、本実施形態では、保持処理において、基板9の外周部が共振する共振周波数を含む周波数範囲において、加振部によって基板9の外周部に与える振動の周波数を変化させる。これにより、基板9の外周部の共振周波数を算出しなくとも、基板9の外周部を効率よく共振させることができる。 As described above, in this embodiment, during the holding process, the frequency of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9 by the vibration applying unit is changed within a frequency range that includes the resonant frequency at which the outer periphery of the substrate 9 resonates. This makes it possible to resonate the outer periphery of the substrate 9 efficiently without having to calculate the resonant frequency of the outer periphery of the substrate 9.
<第3実施形態>
本発明に係る第3実施形態について説明する。第1~第2実施形態では、基板9に振動を与える加振部として基板駆動機構6を用いる例を説明した。本実施形態では、リフトピン11を駆動するアクチュエータ20(駆動部)を加振部として用い、アクチュエータ20によりリフトピン11を振動させることにより基板9の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第1実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第2実施形態が更に適用されてもよい。
Third Embodiment
A third embodiment of the present invention will now be described. In the first and second embodiments, an example was described in which a substrate driving mechanism 6 was used as a vibration unit that applied vibration to a substrate 9. In this embodiment, an example will be described in which an actuator 20 (drive unit) that drives lift pins 11 is used as a vibration unit, and the actuator 20 vibrates the lift pins 11, thereby vibrating the outer periphery of a substrate 9. Note that this embodiment basically inherits the first embodiment, and is the same as described in the first embodiment except for the matters described below. Furthermore, the second embodiment may also be applied to this embodiment.
図10は、リフトピン11を駆動するアクチュエータ20を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図10(a)に示されるように、基板送り込みハンド12からリフトピン11上に基板9が供給されると、制御部15は、第1保持領域81および第2保持領域82の各々に吸引力を発生させる。そして、制御部15は、図10(b)に示されるように、アクチュエータ20によりリフトピン11を下降させることにより、保持面8aからのリフトピン11の突出量を減少させる。これにより、基板ステージ8の保持面8aの上に基板9が載置されるとともに、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持される。次いで、制御部15は、図10(c)に示されるように、アクチュエータ20によりリフトピン11を基板9の外周部に当接させ、アクチュエータ20によりリフトピン11を振動させることにより、基板9の外周部が共振するように当該外周部に振動を与える。基板9の外周部を共振させる方法については、第1実施形態または第2実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板9の外周部が揺動するため、図10(d)に示されるように、基板9の外周部を第2保持領域82に接触させ、第2保持領域82に基板9の外周部を保持させることができる。 10 is a schematic diagram showing, in time sequence, the holding process when the actuator 20 that drives the lift pins 11 is used as the vibration unit. As shown in FIG. 10(a), when the substrate 9 is supplied onto the lift pins 11 from the substrate feed hand 12, the control unit 15 generates suction forces in each of the first holding area 81 and the second holding area 82. Then, as shown in FIG. 10(b), the control unit 15 lowers the lift pins 11 using the actuator 20, thereby reducing the amount of protrusion of the lift pins 11 from the holding surface 8a. As a result, the substrate 9 is placed on the holding surface 8a of the substrate stage 8, and the center of the substrate 9 is held by the first holding area 81. Next, as shown in FIG. 10(c), the control unit 15 causes the actuator 20 to abut the lift pins 11 against the outer periphery of the substrate 9, and vibrates the lift pins 11 using the actuator 20, thereby vibrating the outer periphery of the substrate 9 so that the outer periphery resonates. The method for resonating the outer periphery of the substrate 9 can be the same as that described in the first or second embodiment. This causes the outer periphery of the substrate 9 to oscillate, so that, as shown in FIG. 10(d), the outer periphery of the substrate 9 can be brought into contact with the second holding region 82, and the second holding region 82 can hold the outer periphery of the substrate 9.
ここで、リフトピン11は、図4に示されるように、第2隔壁部材83bの内側(即ち、第2保持領域82)に設けられてもよいが、図11(a)~図11(b)に示されるように、第2隔壁部材83bの外側に設けられてもよい。図11は、基板ステージ8の保持面8aを上方(+Z軸方向)から見た模式図であり、本実施形態の基板ステージ8(保持面8a)の構成例を示している。図11(a)は、円形形状を有する第2隔壁部材83bの外側にリフトピン11が配置されている構成例を示している。また、図11(b)は、第2隔壁部材83bの一部が内側(第1保持領域81側)に向かって窪んでおり、その窪みDにリフトピン11が配置されている構成例を示している。 Here, the lift pins 11 may be provided inside the second partition member 83b (i.e., the second holding area 82) as shown in FIG. 4, or they may be provided outside the second partition member 83b as shown in FIGS. 11(a) and 11(b). FIG. 11 is a schematic diagram of the holding surface 8a of the substrate stage 8 viewed from above (the +Z axis direction), showing an example configuration of the substrate stage 8 (holding surface 8a) of this embodiment. FIG. 11(a) shows an example configuration in which the lift pins 11 are arranged outside the circular second partition member 83b. FIG. 11(b) also shows an example configuration in which a portion of the second partition member 83b is recessed inward (toward the first holding area 81), and the lift pins 11 are arranged in this recess D.
上述したように、本実施形態では、リフトピン11を駆動するアクチュエータ20(駆動部)を加振部として用い、アクチュエータ20によりリフトピン11を振動させることにより基板9の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第1~第2実施形態と同様に、基板9の反りが低減されるように当該基板9を基板ステージ8に保持させることができる。 As described above, in this embodiment, the actuator 20 (drive unit) that drives the lift pins 11 is used as the vibration unit, and the actuator 20 vibrates the lift pins 11, thereby vibrating the outer periphery of the substrate 9. As with the first and second embodiments, this embodiment also makes it possible to hold the substrate 9 on the substrate stage 8 so that warping of the substrate 9 is reduced.
<第4実施形態>
本発明に係る第4実施形態について説明する。本実施形態では、基板送り込みハンド12を加振部として用い、基板送り込みハンド12により基板9の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第1実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第2~第3実施形態が更に適用されてもよい。
Fourth Embodiment
A fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an example will be described in which the substrate feed hand 12 is used as a vibration unit and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by the substrate feed hand 12. Note that this embodiment basically inherits the first embodiment, and is the same as that described in the first embodiment except for the matters described below. Furthermore, the second and third embodiments may also be applied to this embodiment.
図12~図13は、基板送り込みハンド12を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図12は側面図を示しており、図13は上面図を示している。本実施形態の基板ステージ8は、基板送り込みハンド12によって基板ステージ8上に基板9を搬送した場合において基板送り込みハンド12と基板ステージ8とが干渉(接触)しないように構成されている。例えば、本実施形態の基板ステージ8は、図13に示されるように基板9の外径よりも小さい構造、もしくは、基板送り込みハンド12が干渉しないように一部が切り欠かれている構造を有する。つまり、上方(+Z軸方向)から見て基板送り込みハンド12と基板ステージ8とがZ軸方向に重なる位置関係においても、基板送り込みハンド12と基板ステージ8とが干渉(接触)しない寸法関係となっている。 Figures 12 and 13 are schematic diagrams showing, in time sequence, the holding process when the substrate feed hand 12 is used as the vibration unit. Figure 12 shows a side view, and Figure 13 shows a top view. The substrate stage 8 of this embodiment is configured so that when the substrate 9 is transported onto the substrate stage 8 by the substrate feed hand 12, the substrate feed hand 12 and the substrate stage 8 do not interfere (contact each other). For example, as shown in Figure 13, the substrate stage 8 of this embodiment has a structure that is smaller than the outer diameter of the substrate 9, or a structure in which a portion is cut out to prevent interference with the substrate feed hand 12. In other words, even when the substrate feed hand 12 and the substrate stage 8 are positioned so that they overlap in the Z-axis direction when viewed from above (+Z-axis direction), the dimensions are such that they do not interfere (contact) with each other.
制御部15は、図12(a)および図13(a)に示されるように、基板送り込みハンド12を+Y軸方向に駆動し、基板供給位置19に配置された基板ステージ8の保持面8aの上方に基板9を配置する。そして、制御部15は、第1保持領域81および第2保持領域82の各々に吸引力を発生させた後、図12(b)および図13(b)に示されるように、基板送り込みハンド12を-Z軸方向に駆動する。これにより、基板ステージ8の保持面8aの上に基板9が載置されるとともに、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持される。次いで、制御部15は、図12(c)に示されるように、基板送り込みハンド12を基板9の外周部に当接させ、基板送り込みハンド12を振動させることにより、基板9の外周部が共振するように当該外周部に振動を与える。基板9の外周部を共振させる方法については、第1実施形態または第2実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板9の外周部が揺動するため、図12(d)および図13(c)に示されるように、基板9の外周部を第2保持領域82に接触させ、第2保持領域82に基板9の外周部を保持させることができる。また、制御部15は、第2保持領域82によって基板9の外周部が保持されたら、基板送り込みハンド12を-Y軸方向に駆動して退避させる。 As shown in Figures 12(a) and 13(a), the control unit 15 drives the substrate feed hand 12 in the +Y-axis direction to place the substrate 9 above the holding surface 8a of the substrate stage 8 located at the substrate supply position 19. The control unit 15 then generates suction forces in each of the first holding area 81 and the second holding area 82, and then drives the substrate feed hand 12 in the -Z-axis direction as shown in Figures 12(b) and 13(b). As a result, the substrate 9 is placed on the holding surface 8a of the substrate stage 8, and the center of the substrate 9 is held by the first holding area 81. Next, as shown in Figure 12(c), the control unit 15 abuts the substrate feed hand 12 against the outer periphery of the substrate 9 and vibrates the substrate feed hand 12, thereby vibrating the outer periphery of the substrate 9 so that it resonates. The methods described in the first or second embodiment can be applied to resonate the outer periphery of the substrate 9. This causes the outer periphery of the substrate 9 to swing, so that, as shown in Figures 12(d) and 13(c), the outer periphery of the substrate 9 comes into contact with the second holding area 82, allowing the second holding area 82 to hold the outer periphery of the substrate 9. Furthermore, once the outer periphery of the substrate 9 is held by the second holding area 82, the control unit 15 drives the substrate feed hand 12 in the -Y axis direction to retract it.
上述したように、本実施形態では、基板送り込みハンド12を加振部として用い、基板送り込みハンド12を振動させることにより基板9の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第1~第3実施形態と同様に、基板9の反りが低減されるように当該基板9を基板ステージ8に保持させることができる。 As described above, in this embodiment, the substrate feed hand 12 is used as the vibration unit, and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by vibrating the substrate feed hand 12. As with the first to third embodiments, this embodiment also allows the substrate 9 to be held on the substrate stage 8 so that warping of the substrate 9 is reduced.
<第5実施形態>
本発明に係る第5実施形態について説明する。本実施形態では、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持された状態で基板9の外周部に向けて気体を噴射する噴射部21を加振部として用い、当該噴射部21から気体を周期的に噴射することにより基板9の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第1実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第2~第4実施形態が更に適用されてもよい。
Fifth Embodiment
A fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an example will be described in which an ejection unit 21 that ejects gas toward the outer periphery of the substrate 9 while the central portion of the substrate 9 is held by a first holding region 81 is used as a vibration unit, and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by periodically ejecting gas from the ejection unit 21. Note that this embodiment basically inherits the first embodiment, and is the same as described in the first embodiment except for the matters described below. Furthermore, the second to fourth embodiments may also be applied to this embodiment.
図14は、基板ステージ8の保持面8aを上方(+Z軸方向)から見た模式図であり、本実施形態の基板ステージ8(保持面8a)の構成例を示している。図14に示されるように、本実施形態の基板ステージ8(保持面8a)には、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持された状態で基板9の外周部に向けて気体(例えば空気)を噴射する噴射部21(噴射孔)が設けられている。噴射部21は、圧縮気体を供給する気体供給源22に配管を介して接続されており、当該配管には電磁弁23が設けられている。 Figure 14 is a schematic diagram of the holding surface 8a of the substrate stage 8 as viewed from above (in the +Z-axis direction), showing an example of the configuration of the substrate stage 8 (holding surface 8a) of this embodiment. As shown in Figure 14, the substrate stage 8 (holding surface 8a) of this embodiment is provided with an injection unit 21 (injection hole) that injects gas (e.g., air) toward the outer periphery of the substrate 9 while the central portion of the substrate 9 is held by the first holding region 81. The injection unit 21 is connected via a pipe to a gas supply source 22 that supplies compressed gas, and the pipe is provided with a solenoid valve 23.
制御部15は、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持された状態において、電磁弁23を制御することにより、基板9の外周部に向けて噴射部21から周期的に気体を噴射し、基板9の外周部を振動(共振)させる。噴射部21は、基板9の振動が最も大きくなる部分(例えば外周端部)に気体が当たるように配置されるとよい。これにより、基板9の外周部を効率よく揺動させることができるため、基板9の外周部を第2保持領域82に接触させ、第2保持領域82に基板9の外周部を保持させることができる。 When the center of the substrate 9 is held by the first holding area 81, the control unit 15 controls the solenoid valve 23 to periodically spray gas from the spray unit 21 toward the outer periphery of the substrate 9, causing the outer periphery of the substrate 9 to vibrate (resonate). The spray unit 21 is preferably positioned so that the gas hits the portion of the substrate 9 where vibration is greatest (e.g., the outer periphery). This allows the outer periphery of the substrate 9 to oscillate efficiently, bringing the outer periphery of the substrate 9 into contact with the second holding area 82 and allowing the second holding area 82 to hold the outer periphery of the substrate 9.
図15は、噴射部21からの気体の噴射タイミングを示している。図15(a)は、電複数の噴射部21に対して単一の電磁弁23を設けて、当該電磁弁23の開閉によって複数の噴射部21から同じタイミングで気体を噴射する例を示している。この場合においても基板9の外周部を振動させることができるが、電磁弁23の応答時間、圧縮気体の応答を考慮すると、基板9の外周部に与える振動の周波数を高周波数化することが困難である。そのため、図15(b)~(c)に示されるように、複数の噴射部21(噴射孔)のそれぞれに電磁弁23を備え、各噴射部21から気体を噴射するタイミングの位相をずらし、気体を噴射する噴射部21を順次変えていくとよい。これにより、基板9の外周部に与える振動の周波数の高周波数化を実現することができる。 Figure 15 shows the timing of gas injection from the injection unit 21. Figure 15(a) shows an example in which a single solenoid valve 23 is provided for multiple injection units 21, and gas is injected from the multiple injection units 21 at the same timing by opening and closing the solenoid valve 23. In this case, it is possible to vibrate the outer periphery of the substrate 9, but considering the response time of the solenoid valve 23 and the response of the compressed gas, it is difficult to increase the frequency of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9. Therefore, as shown in Figures 15(b) and 15(c), it is advisable to provide a solenoid valve 23 for each of the multiple injection units 21 (injection holes), shift the phase of the timing at which gas is injected from each injection unit 21, and sequentially change the injection unit 21 that injects gas. This makes it possible to increase the frequency of the vibration applied to the outer periphery of the substrate 9.
対応可能な最大周波数[Hz]は、「1000[msec]/(電磁弁応答時間[msec]×2)×電磁弁23(噴射部21)の個数」によって表すことができる。例えば、電磁弁の開閉応答時間10msecの場合、配管内を伝わる圧縮気体の応答を除いた最大想定周波数は、ONに10msec、OFFに10msec、1周期20msecを要するため50Hzである。そのため、200Hzの周期で基板9の外周部に振動を与えるには、単一の電磁弁23で制御する場合、応答時間を2.5msec以下にする必要があり、実現が困難である。一方、4つの噴射部21の各々に電磁弁23を備え、当該4つの噴射部21における気体の噴射タイミングの位相を5msecずらすことにより、200Hzで基板9の外周部に振動を与えることが可能となる。 The maximum frequency [Hz] that can be supported can be expressed as "1000 [msec] / (solenoid valve response time [msec] x 2) x number of solenoid valves 23 (injection units 21)." For example, if the solenoid valve's opening/closing response time is 10 msec, the maximum expected frequency, excluding the response of the compressed gas traveling through the piping, is 50 Hz, since it takes 10 msec to turn on and 10 msec to turn off, for a total cycle of 20 msec. Therefore, to vibrate the outer periphery of the substrate 9 at a cycle of 200 Hz, if controlled by a single solenoid valve 23, the response time would need to be 2.5 msec or less, which is difficult to achieve. On the other hand, by providing a solenoid valve 23 for each of the four injection units 21 and shifting the phase of the gas injection timing of the four injection units 21 by 5 msec, it is possible to vibrate the outer periphery of the substrate 9 at 200 Hz.
上述したように、本実施形態では、基板9の外周部に向けて気体を噴射する噴射部21を加振部として用い、当該噴射部21から気体を周期的に噴射することにより基板9の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第1~第4実施形態と同様に、基板9の反りが低減されるように当該基板9を基板ステージ8に保持させることができる。 As described above, in this embodiment, the ejection unit 21 that ejects gas toward the outer periphery of the substrate 9 is used as the vibration unit, and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by periodically ejecting gas from the ejection unit 21. As with the first to fourth embodiments, this embodiment also makes it possible to hold the substrate 9 on the substrate stage 8 so as to reduce warping of the substrate 9.
<第6実施形態>
本発明に係る第6実施形態について説明する。本実施形態では、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持された状態で基板9の外周部に向けて音波を出力する音波出力部25を加振部として用い、当該音波出力部25から音波を出力することにより基板9の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第1実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第2~第5実施形態が更に適用されてもよい。
Sixth Embodiment
A sixth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an example will be described in which a sound wave output unit 25 that outputs sound waves toward the outer periphery of the substrate 9 while the central portion of the substrate 9 is held by the first holding region 81 is used as a vibration unit, and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by outputting sound waves from the sound wave output unit 25. Note that this embodiment basically inherits the first embodiment, and is the same as described in the first embodiment except for the matters described below. Furthermore, the second to fifth embodiments may also be applied to this embodiment.
図16は、音波出力部25を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図16の例では、音波出力部25が基板ステージ8の上方に設けられているが、基板ステージ8の保持面8a(例えば第2保持領域82)に設けられてもよい。図16(a)は、基板ステージ8の保持面8aの上に基板9が載置されるとともに、第1保持領域81によって基板9の中央部が保持される。制御部15は、第2保持領域82に吸引力を発生させながら、図16(b)に示すように、基板9の外周部に向けて音波出力部25から音波を出力する。このとき、音波出力部25から出力される音波は、基板9の外周部が共振する共振周波数を有する音波であり、基板9の外周部を共振させる方法については、第1実施形態または第2実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板9の外周部が揺動するため、図16(c)に示されるように、基板9の外周部を第2保持領域82に接触させ、第2保持領域82に基板9の外周部を保持させることができる。 16 is a schematic diagram showing, in time sequence, the holding process when the sonic wave output unit 25 is used as a vibration unit. In the example of FIG. 16, the sonic wave output unit 25 is provided above the substrate stage 8, but it may also be provided on the holding surface 8a of the substrate stage 8 (e.g., the second holding area 82). In FIG. 16(a), a substrate 9 is placed on the holding surface 8a of the substrate stage 8, and the center of the substrate 9 is held by the first holding area 81. While generating a suction force in the second holding area 82, the control unit 15 outputs sonic waves from the sonic wave output unit 25 toward the outer periphery of the substrate 9, as shown in FIG. 16(b). At this time, the sonic waves output from the sonic wave output unit 25 are sonic waves having a resonant frequency at which the outer periphery of the substrate 9 resonates. The method for resonating the outer periphery of the substrate 9 can be the same as that described in the first or second embodiment. This causes the outer periphery of the substrate 9 to swing, so that, as shown in FIG. 16(c), the outer periphery of the substrate 9 comes into contact with the second holding area 82, allowing the second holding area 82 to hold the outer periphery of the substrate 9.
上述したように、本実施形態では、基板9の外周部に向けて音波を出力する音波出力部25を加振部として用い、当該音波出力部25から音波を出力することにより基板9の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第1~第5実施形態と同様に、基板9の反りが低減されるように当該基板9を基板ステージ8に保持させることができる。 As described above, in this embodiment, the sound wave output unit 25, which outputs sound waves toward the outer periphery of the substrate 9, is used as a vibration unit, and the outer periphery of the substrate 9 is vibrated by outputting sound waves from the sound wave output unit 25. In this embodiment, as in the first to fifth embodiments, the substrate 9 can be held on the substrate stage 8 so as to reduce warping of the substrate 9.
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかか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、上記のリソグラフィ装置(露光装置)を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程とを含む。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。
<Embodiment of manufacturing method of article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices, such as semiconductor devices, and elements having a microstructure. The method for manufacturing an article according to this embodiment includes a formation step of forming a pattern on a substrate using the above-described lithography apparatus (exposure apparatus), and a processing step of processing the substrate on which the pattern has been formed in the formation step. Furthermore, this manufacturing method includes other well-known processes (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The method for manufacturing an article according to this embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article compared to conventional methods.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to clarify the scope of the invention.
6:基板駆動機構、8:基板ステージ、8a:保持面、81:第1保持領域、82:第2保持領域、9:基板、11:リフトピン、12:基板送り込みハンド、15:制御部、20:アクチュエータ(駆動部)、21:噴射部、25:音波出力部、100:露光装置 6: Substrate driving mechanism, 8: Substrate stage, 8a: Holding surface, 81: First holding area, 82: Second holding area, 9: Substrate, 11: Lift pin, 12: Substrate feed hand, 15: Control unit, 20: Actuator (driving unit), 21: Injection unit, 25: Sound wave output unit, 100: Exposure device
Claims (14)
前記基板を保持する保持面を有するステージと、
前記基板に振動を与える加振部と、
前記ステージに前記基板を保持させる処理を制御する制御部と、
を備え、
前記保持面は、前記基板の第1部分を保持する第1保持領域と、前記基板のうち前記第1部分とは異なる第2部分を保持する第2保持領域とを含み、
前記制御部は、前記処理において、前記基板の前記第1部分を前記第1保持領域に保持させた状態で前記第2保持領域から離間した前記基板の前記第2部分に対して前記加振部が前記第2部分の共振周波数で振動を与えることにより、前記第2保持領域と前記第2部分とを接触させて前記第2保持領域に前記第2部分を保持させる、ことを特徴とする基板保持装置。 A substrate holding device for holding a warped substrate,
a stage having a holding surface for holding the substrate;
a vibration unit that applies vibration to the substrate;
a control unit that controls a process of holding the substrate on the stage;
Equipped with
the holding surface includes a first holding area that holds a first portion of the substrate and a second holding area that holds a second portion of the substrate that is different from the first portion,
The control unit of the substrate holding device is characterized in that, during the processing, while the first portion of the substrate is held in the first holding area, the vibration unit applies vibration to the second portion of the substrate separated from the second holding area at the resonant frequency of the second portion, thereby bringing the second holding area into contact with the second portion and holding the second portion in the second holding area.
前記加振部は、前記第1保持領域によって前記基板の前記第1部分が保持された状態で前記基板の前記第2部分に前記リフトピンを当接させ、前記リフトピンを振動させることによって前記第2部分を振動させる、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板保持装置。 the stage has lift pins provided in the second holding area for raising and lowering the substrate relative to the holding surface;
8. The substrate holding device according to claim 1, wherein the vibration unit abuts the lift pins on the second portion of the substrate while the first portion of the substrate is held by the first holding region, and vibrates the lift pins to vibrate the second portion.
前記加振部は、前記第1保持領域によって前記基板の前記第1部分が保持された状態で前記搬送部を前記基板の前記第2部分に当接させ、前記搬送部を駆動することによって前記第2部分を振動させる、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の基板保持装置。 the substrate holding device further includes a transport unit that transports the substrate onto the holding surface,
A substrate holding device as described in any one of claims 1 to 8, characterized in that the vibration unit abuts the transport unit against the second portion of the substrate while the first portion of the substrate is held by the first holding area, and vibrates the second portion by driving the transport unit.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の基板保持装置と、
前記基板保持装置によって保持された基板上にパターンを形成する形成部と、
を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。 1. A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate, comprising:
A substrate holding device according to any one of claims 1 to 11 ;
a forming unit that forms a pattern on the substrate held by the substrate holding device;
1. A lithographic apparatus comprising:
前記ステージは、前記基板の第1部分を保持する第1保持領域と、前記基板のうち前記第1部分とは異なる第2部分を保持する第2保持領域とを含む保持面を有し、
前記基板保持方法は、
前記保持面の上に配置された前記基板の前記第1部分を前記第1保持領域に保持させる第1工程と、
前記第1工程により前記第1部分を前記第1保持領域に保持させた状態で前記第2保持領域から離間した前記基板の前記第2部分に対して前記第2部分の共振周波数で振動を与えることにより、前記第2保持領域と前記第2部分とを接触させて前記第2保持領域に前記第2部分を保持させる第2工程と、
を含むことを特徴とする基板保持方法。 A substrate holding method for holding a warped substrate on a stage, comprising:
the stage has a holding surface including a first holding area that holds a first portion of the substrate and a second holding area that holds a second portion of the substrate that is different from the first portion;
The substrate holding method includes:
a first step of holding the first portion of the substrate placed on the holding surface in the first holding area;
a second step of applying vibrations to the second portion of the substrate separated from the second holding area at a resonance frequency of the second portion while the first portion is held by the first holding area in the first step, thereby bringing the second holding area into contact with the second portion and holding the second portion in the second holding area;
A substrate holding method comprising:
前記保持工程を経て前記ステージにより保持された前記基板上にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造する製造工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 a holding step of holding a substrate on a stage using the substrate holding method according to claim 13 ;
a forming step of forming a pattern on the substrate held by the stage after the holding step;
a processing step of processing the substrate on which the pattern has been formed in the forming step;
a manufacturing process for manufacturing an article from the substrate processed in the processing process;
A method for manufacturing an article, comprising:
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