KR20230049547A - 위치 결정 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

위치 결정 장치는, 기판의 하면에 대하여 기체를 분출하여 상기 기판을 부상 시킴으로써 상기 기판을 비접촉 상태에서 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부에 의해 비접촉 상태에서 지지되어 있는 상기 기판의 하면을 흡인하여 기판 표면과 평행한 방향으로의 상기 기판의 변위를 규제하는 복수의 흡인 보유 지지부와, 상기 복수의 흡인 보유 지지부를 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 기판 표면과 교차하는 축 주위로 회전시킴으로써 상기 기판 지지부를 회전시키지 않고, 상기 복수의 흡인 보유 지지부를 통해 상기 기판을 회전시키는 회전 기구를 갖는다.

Description

위치 결정 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법{POSITIONING APPARATUS, LITHOGRAPHY APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 위치 결정 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

노광 장치 등의 리소그래피 장치에 있어서는, 기판의 위치 제어를 고정밀도이면서 또한 고속으로 행하는 것이 요구된다. 근년의 기판 대형화, 박형화에 수반하여, 기판에 발생하는 변형은 지금까지 이상으로 무시할 수 없는 것이 되고 있다. 기판의 변형은 기판 반송 시에 발생하고, 기판을 기판 적재부에 적재한 후, 혹은 적재 후에 기판을 흡착한 후에도 잔류할 수 있다. 기판에 변형이 발생한 상태에서 기판에 노광을 하면 노광 결과에도 변형이 발생하고, 중첩 정밀도가 저하될 수 있다. 또한, 기판에 발생한 변형을 저감하기 위한 시퀀스를 추가하는 것도 생각할 수 있지만, 그러한 시퀀스는 택트 타임의 증가에도 연결된다.

특허문헌 1에는, 기판을 에어로 부상시킨 상태에서 기판을 흡착 지지하고 기판을 회전시키는 기술(θ 보정 구동)이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 기판 법선 방향으로 구동하는 스포크상의 흡착 보유 지지부가 기판을 기판 적재부의 상방으로 흡착 보유 지지하여 회전시키는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2013-221961호 공보 일본 특허 공개 제2000-100895호 공보

그러나, 종래의 기술에서는, 기판 또는 기판 적재부의 중앙 1개소를 흡인 보유 지지하여 기판을 회전시키고 있다. 그 때문에, 흡인 보유 지지부에 가해지는 부하가 크고, 기판과 흡인 보유 지지부 사이에 어긋남이 발생할 수 있다.

본 발명은, 예를 들어 기판과 흡인 보유 지지부 사이의 어긋남의 저감에 유리한 위치 결정 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 측면에 의하면, 기판의 하면에 대하여 기체를 분출하여 상기 기판을 부상시킴으로써 상기 기판을 비접촉 상태에서 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부에 의해 비접촉 상태에서 지지되어 있는 상기 기판의 하면을 흡인하여 기판 표면과 평행한 방향으로의 상기 기판의 변위를 규제하는 복수의 흡인 보유 지지부와, 상기 복수의 흡인 보유 지지부를 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 기판 표면과 교차하는 축 주위로 회전시킴으로써 상기 기판 지지부를 회전시키지 않고, 상기 복수의 흡인 보유 지지부를 통해 상기 기판을 회전시키는 회전 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 제1 측면에 관한 위치 결정 장치를 구비하고, 상기 위치 결정 장치에 의해 위치 결정된 기판에 원판의 패턴을 전사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 제3 측면에 의하면, 상기 제2 측면에 관한 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 전사하는 공정과, 상기 패턴이 전사된 기판을 가공하는 공정을 갖고, 상기 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 기판과 흡인 보유 지지부 사이의 어긋남의 저감에 유리한 위치 결정 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 노광 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2a는, 기판 스테이지의 평면도.
도 2b는, θ 보정 구동 기구의 구성을 도시하는 도면.
도 3은, 흡인 보유 지지부의 구성을 도시하는 도면.
도 4는, θ 보정 구동 방법을 도시하는 흐름도.
도 5는, θ 보정 구동에 있어서의 제어 상태를 도시하는 도면.
도 6은, θ 보정 구동에 있어서의 제어 상태를 도시하는 도면.
도 7은, θ 보정 구동에 있어서의 제어 상태를 도시하는 도면.
도 8은, θ 보정 구동에 있어서의 제어 상태를 도시하는 도면.
도 9는, θ 보정 구동에 있어서의 제어 상태를 도시하는 도면.
도 10은, θ 보정 구동 기구의 구성을 도시하는 도면.
도 11은, θ 보정 구동 기구를 복수 구비하는 구성을 도시하는 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들의 복수의 특징의 전체가 발명에 필수적인 것이라고는 한정되지는 않고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합할 수 있어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.

도 1은, 실시 형태에 관한 노광 장치(1)의 개략도이다. 본 명세서 및 도면에 있어서는, 수평면을 XY 평면으로 하는 XYZ 좌표계에 있어서 방향이 나타난다. 일반적으로는, 피노광 기판인 기판(W)은 그 표면이 수평면(XY 평면)과 평행해지도록 기판 스테이지(5) 상에 놓인다. 따라서 이하에서는, 기판(W)의 표면을 따르는 평면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 및 Y축으로 하고, X축 및 Y축에 수직인 방향을 Z축으로 한다. 또한, 이하에서는, XYZ 좌표계에 있어서의 X축, Y축, Z축에 각각 평행한 방향을 X 방향, Y 방향, Z 방향이라고 하고, X축 주위의 회전 방향, Y축 주위의 회전 방향, Z축 주위의 회전 방향을 각각 θx 방향, θy 방향, θz 방향이라고 한다.

<제1 실시 형태>

실시 형태에 있어서는, 기판의 위치 결정 장치가, 기판에 원판의 패턴을 전사하는 리소그래피 장치(노광 장치, 임프린트 장치 등)에 있어서 사용되는 예를 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재에 형(원판)을 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킴으로써 기판 상에 패턴을 형성한다. 노광 장치는, 기판 상에 공급된 포토레지스트를 노광 마스크인 원판(레티클)을 통해 노광함으로써 해당 포토레지스트에 원판의 패턴에 대응하는 잠상을 형성한다. 이들의 장치에 의해 처리되는 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있지만, 그 이외의, 유리 기판, 구리 기판, 수지 기판, SiC 기판, 사파이어 기판 등이어도 된다. 이하에서는, 구체 예를 제공하기 위해서, 리소그래피 장치가 노광 장치로서 구성되는 예를 설명한다.

(노광 장치의 구성)

도 1에는, 본 발명의 위치 결정 장치가 적용되는 노광 장치(1)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 노광 장치(1)는, 반도체 디바이스나 액정 표시 장치 등의 제조 공정인 리소그래피 공정에 있어서, 투영 광학계를 통해 감광성의 기판(예를 들어, 표면에 포토레지스트층이 형성된 유리 플레이트)에 마스크에 형성된 패턴을 전사하는 장치이다. 노광 장치(1)는, 광원 유닛(L), 조명 광학계(2), 마스크(M)(원판)를 지지하는 마스크 스테이지(3), 투영 광학계(4), 기판(W)을 지지하는 기판 스테이지(5), 검출기(19), 제어부(6)를 구비할 수 있다. 제어부(6)는, 광원 유닛(L), 마스크 스테이지(3), 기판 스테이지(5), 검출기(19)와 전기적으로 접속되어, 이들을 제어한다. 제어부(6)는, 예를 들어 FPGA 등의 PLD, 또는, ASIC, 또는, 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는, 이들의 전부 또는 일부의 조합에 의해 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(6)는, 프로세서(6)와, 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(62)를 포함할 수 있다.

조명 광학계(2)는, 광원 유닛(L)으로부터의 광을 사용하여, 전사용의 회로 패턴이 형성된 마스크(M)를 조명한다. 조명 광학계(2)는, 마스크(M)를 균일하게 조명하는 기능이나, 변형 조명 기능을 가질 수 있다. 광원 유닛(L)은, 예를 들어 레이저를 사용한다. 레이저는, 파장 약 193nm의 ArF 엑시머 레이저, 파장 약 248nm의 KrF 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있지만, 광원의 종류는 엑시머 레이저에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 파장 약 157nm의 F2 레이저나 파장 20nm 이하의 EUV(Extreme ultraviolet) 광을 사용해도 된다.

마스크(M)는, 예를 들어 석영제로, 그 위에는 전사되어야 할 회로 패턴이 형성되고, 마스크 스테이지(3)에 지지 및 구동된다. 마스크(M)로부터 발해진 회절광은, 투영 광학계(4)를 통하여, 기판(W) 상에 투영된다. 마스크(M)와 기판(W)은, 광학적으로 공액의 관계가 되도록 배치된다. 마스크(M)와 기판(W)을 축소 배율비의 속도비로 주사함으로써 마스크(M)의 패턴이 기판(W) 상에 전사된다.

마스크 스테이지(3)는, 도시하지 않은 마스크 척을 통해 마스크(M)를 지지하고, 도시하지 않은 이동 기구에 접속되어 있다. 이동 기구는, 리니어 모터 등으로 구성되고, 복수의 자유도(예를 들어, X, Y, θz의 3축, 바람직하게는 X, Y, Z, θx, θy, θz의 6축)를 갖고, 마스크 스테이지(3)를 구동함으로써 마스크(M)를 이동시킬 수 있다.

투영 광학계(4)는, 물체면으로부터의 광속을 상면에 결상하는 기능을 갖고, 마스크(M)에 형성된 패턴을 거친 회절광을 기판(W) 상에 결상한다. 투영 광학계(4)에는, 복수의 렌즈 소자를 포함하는 광학계, 복수의 렌즈 저지와 적어도 1매의 오목 거울을 갖는 광학계(카타디오프트릭 광학계), 복수의 렌즈 소자와 적어도 1매의 키노폼 등의 회절 광학 소자를 갖는 광학계 등이 사용될 수 있다.

기판 스테이지(5)는, 복수의 자유도(예를 들어, X, Y, θz의 3축, 바람직하게는 X, Y, Z, θx, θy, θz의 6축)를 갖고, 기판(W)을 이동시킨다. 본 실시 형태에 있어서, 기판 스테이지(5)는, 기판(W)을 기판 표면과 평행한 방향(XY 방향)으로 이동시키는 구동 기구(13)와, 기판(W)의 기판 표면과 교차하는 축(예를 들어 Z축) 주위의 회전(θ 보정 구동)을 행하는 θ 보정 구동 기구(14)(회전 기구)를 구비한다. 기판 스테이지(5)는, 기판(W)을, 수취 위치에서 기판 적재부로 적재 후, 구동 기구(13)에 의해 노광 개시 위치까지 XY 방향으로 이동시키면서 θ 보정 구동 기구(14)에 의해 θ 보정 구동을 행할 수 있다.

검출기(19)는, 기판(W)의 X, Y, θ의 위치를 검출한다. 일례에 있어서, 검출기(19)는, 기판(W)의 측면에 대하여 광을 조사하는 광 조사부와, 기판(W)의 측면에서 반사된 광을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다. 도 2a에서 도시되는 바와 같이, 검출기(19)는 복수 배치될 수 있다. 제어부(6)는, 각각의 검출기(19)에서의 검출 결과에 기초하여, 기판(W)의 X, Y, θ의 위치를 구한다.

먼저, 종래의 θ 보정 구동의 방법을 설명한다. 종래, 기판을 보유 지지한 기판 적재부를 θz 방향으로 회전시킴으로써 θ 보정 구동이 행하여진다. θ 보정 구동 시, 기판 적재부는, 기판 적재부를 하방으로부터 지지하고 있는 보유 지지부의 상면에 구성되는 에어패드로부터의 압축 기체의 분출에 의해 마찰 저항이 경감된 상태 혹은 비접촉의 상태가 된다. θ 보정 구동 후, 에어패드를 흡인으로 전환하여 기판 적재부가 보유 지지부에 의해 구속된다. 이상의 θ 보정 구동으로부터 기판 적재부의 구속까지의 일련 동작이, 기판 스테이지의 XY 구동과 병렬로 실시된다.

그러나, 에어패드에 의한 구속력(에어패드끼리의 마찰력)이 XY 구동에서 발생하는 관성력에 달하고 있지 않은 상태에서 기판 스테이지가 XY 구동한 경우, 관성력에 의해 기판 적재부가 어긋나 버린다. 그 결과, 기판의 위치 정렬 정밀도가 저하되고, 노광 성능이 저하될 수 있다. 그 때문에, 기판 스테이지가 노광 개시 위치로 이동한 후에 에어패드에 의한 완전 구속을 기다릴 시간이 필요하고, 이것이 택트 타임 단축의 방해로 되고 있다.

기판 적재부가 어긋나는 것이 이 문제의 원인이기 때문에, 기판 적재부가 보유 지지부에 의해 고정된 상태에서 기판을 회전시킬 대책을 생각할 수 있다. 기판을 기판 스테이지 상에서 θ 보정시키는 기술로서, 기판 적재부의 상측에서 기판을 흡착 보유 지지하여 회전시키는 방법이 있다. 그러나, 종래의 기판의 θ 보정의 기구에서는, 기판을 중앙 1개소에서 흡착하고 있기 때문에, 흡인 보유 지지부에 가해지는 부하가 크고, 기판과 흡인 보유 지지부 사이에서 어긋남이 발생할 리스크가 있다.

또한, 종래의 흡인 보유 지지부는 단순하게 승강하는 기구이기 때문에, θ 보정 구동 후에 기판 적재부가 기판을 흡착할 때에, 흡인 보유 지지부가 기판 적재부에서 돌출되어 있는 높이 분만큼 기판에 변형이 발생해 버린다. 기판에 변형을 남기지 않기 위해서는, 기판 적재부가 기판을 흡착하고, 흡인 보유 지지부를 기판 적재부의 하방으로 구동시킨 후, 기판 하면 전체에 압축 기체를 분출시킨다고 하는 시퀀스가 필요하게 된다. 그러나, 압축 기체를 쏘이는 시퀀스를 실시하고 있는 동안, 기판은 구속되어 있지 않기 때문에, 기판 스테이지를 수평 구동하고 있으면 기판이 흘러 버린다(수평 방향으로 이동한다).

그래서, 본 실시 형태에서는, 이하에 나타내는 바와 같은 기구를 사용하여 기판 스테이지의 XY 구동과 기판의 θ 보정 구동을 병렬로 실시하고, 택트 타임 단축을 가능하게 하고 있다.

(θ 보정 구동 기구의 구성)

도 2a는, 기판 스테이지(5)의 평면도(Z 방향 상방으로부터 본 도면)이다. 도 2b는, 도 2a에 도시된 A-A선을 따른 단면도(X 방향으로부터 본 단면도)이고, θ 보정 구동 기구(14)의 구성을 도시하고 있다. 기판 스테이지(5)는, 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(7)를 갖는다. 기판 지지부(7)는, 기판 적재부 혹은 기판 척이라고 불려도 된다. 기판 지지부(7)는, 기판(W)의 하면에 대하여 기체를 분출하여 기판(W)을 부상시킴으로써 기판(W)을 비접촉 상태에서 지지할 수 있다. 기판 지지부(7)는, 또한, 기판(W) 아래의 기체를 흡인하여 기판(W)을 접촉 상태에서 지지할 수도 있다. 제어부(6)는, 기판 지지부(7)에 의한 기판(W)의 비접촉 지지/접촉 지지를 전환할 수 있다.

기판 지지부(7)에는, 상하면을 관통하는 복수의 구멍(28)이 형성되어 있다. 복수의 구멍(28)은 통로(33)와 연이어 통해 있다. 통로(33)는 제1 압력 조정부(29)에 접속되어 있다.

도 2a에 도시되는 바와 같이, θ 보정 구동 기구(14)는, 기판 지지부(7)의 하부에 배치되어 있다. θ 보정 구동 기구(14)는, 복수의 흡인 보유 지지부(24)를 포함할 수 있다. 복수의 흡인 보유 지지부(24)는, 기판 지지부(7)에 의해 비접촉 상태에서 지지되어 있는 기판(W)의 하면을 흡인하여 기판 표면과 평행한 방향(제1 방향)(전형적으로는 XY 방향)으로의 기판(W)의 변위를 규제한다. 복수의 흡인 보유 지지부(24)는, 지지 부재(23)에 의해 지지되어 있다. 후술하는 바와 같이, 지지 부재(23)는, 회전부(25)에 의해 기판 표면과 교차하는 축 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 도 2a, 도 2b의 예에서는, 4개의 흡인 보유 지지부(24)가, 지지 부재(23)의 회전 중심으로부터 이격된 위치에 배치되어 있다. 회전 중심으로부터 이격된 위치는, 기판 지지부(7)의 중앙에 마련된 간극의 크기, 기판의 θ 보정의 필요 구동량 등에 따라서 결정될 수 있다. 또한, 흡인 보유 지지부(24)의 수는, 기판(W)의 기판 스테이지(17)의 XYθ 구동 시의 관성력에 대하여, 패드(24g)(도 3)와 기판(W)의 마찰 계수와 진공원(30)의 인가 압력에 의해 결정될 수 있다. 도 2a의 예에 있어서, 지지 부재(23)는, 기판 지지부(7)를 위에서 본 때의 평면으로 보아 기판 지지부(7)의 중심을 통과하고 Y 방향으로 연장되는 긴 부재일 수 있다.

도 3에는, 흡인 보유 지지부(24)의 구성 예가 도시되어 있다. 흡인 보유 지지부(24)는, Z 방향으로 연장되는 샤프트(24d)와, 샤프트(24d)의 상단에 마련되어, 기판(W)의 하면과 접촉하는 접촉 부재인 패드(24g)를 구비한다. 샤프트(24d)는, 패드(24g)를 통해 기판(W)의 진공 흡인을 행하기 위한 에어 유로가 형성된 중공 부재이고, 또한, 패드(24g)의 상하 이동을 행하는 부재이다. 샤프트(24d)는, 홀더(24f)에 형성된 가이드부(24e)에 의해 가이드되면서 Z 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 샤프트(24d)(즉 패드(24g))는, 액추에이터(24a)에 의해 +Z 방향으로 구동된다. 액추에이터(24a)는 에어 실린더, 리니어 모터, 서보 모터 등으로 구성될 수 있다. 액추에이터(24a)에 의해 패드(24g)가 기판(W)과 접촉 가능한 위치로 구동되고 패드(24g)가 기판(W)에 흡착된 후에 액추에이터(24a)가 대기 위치로 복귀되어도, 가이드(24e)의 작용에 의해 패드(24g)는 기판(W)에 계속하여 흡착할 수 있다. 이때, 기판(W)에 대하여 흡인 보유 지지부(24)로부터의 압박력이 없는 상태가 되기 때문에, 기판(W)을 평활도가 높은 상태에서 θ 보정 구동으로부터 기판 지지부(7)에 대한 적재, 흡착을 행할 수 있다. 이에 의해, 패드(24g)는, 기판 표면과 교차하는 방향(제2 방향)(전형적으로는 Z 방향)으로의 기판(W)의 변위에 추종하여 변위할 수 있다.

복수의 흡인 보유 지지부(24)를 지지하는 지지 부재(23)의 중앙은, 회전부(25)를 통해, 지지 부재(23)의 하방에 배치된 고정 부재(18)와 연결되어 있다. 회전부(25)에 의해, 지지 부재(23)는 고정 부재(18)에 대하여 θz 방향으로 회전 가능하다. 또한, 고정 부재(18)의 단부와 지지 부재(23)의 단부는 θ 구동원(15)을 통해 연결되어 있다. θ 구동원(15)이 지지 부재(23)를 구동 방향(21)으로 구동함으로써, 지지 부재(23)는 회전부(25)를 회전 중심으로 하여 θz 방향으로 회전할 수 있다. 즉, θ 보정 구동은, θ 구동원(15)에 의해 고정 부재(18)에 대하여 지지 부재(23)를 회전시킴으로써 행하여진다. 따라서, 회전부(25)가 회전 지지부를 구성하고, 해당 회전 지지부와 θ 구동원(15)에 의해 회전부가 구성된다고 이해되어도 된다.

또한, 고정 부재(18)의 상면에는 복수의 에어패드(22)가 배치되고, 지지 부재(23)의 하면에는, 복수의 에어패드(22)와 대면하도록 복수의 패드(27)가 배치되어 있다. 복수의 에어패드(22)는, 지지 부재(23)의 하면(패드(27))에 대하여 기체를 분출하도록 구성되어 있다. 또한, 복수의 에어패드(22)는, 지지 부재(23) 아래의 기체를 흡인해서 에어패드(22)와 패드(27)가 흡착하도록도 구성되어 있다. 이러한 에어패드(22)에 의한 기체의 분사 또는 흡인은, 제어부(6)에 의해 전환 가능하다. θ 보정 구동은, 에어패드(22)로부터 압축 기체가 분출되어서 지지 부재(23)와 에어패드(22)가 비접촉 상태 혹은 마찰 저항이 경감된 상태에서 행하여진다. 에어패드(22)의 압축 기체의 분출과 흡착 동작에 의해, 고정 부재(18)로부터 상방에 구성되는 θ 보정 구동 기구(14)의 부재가 Z 방향으로 움직이기 때문에, 회전부(25)는 판 스프링 등에 의해 그러한 Z 방향의 이동을 따라서 Z 방향으로 신축 가능하게 구성되어도 된다. 그것에 의해 지지 부재(23)의 변형이 방지된다.

흡인 보유 지지부(24)의 패드(24g)는, 샤프트(24d)를 통해, 진공 펌프 등의 진공원(30)과 기체 유통 가능하게 접속되어 있다. 흡인 보유 지지부(24)가 기판(W)을 지지할 때, 진공원(30)에 의해 기체 흡인(진공화)이 행하여져, 패드(24g)가 기판(W)의 하면에 흡착할 수 있다. 패드(24g)의 상부(접촉부)는, 기판(W)과 접촉한 때에 기판(W)을 따르는 재질(예를 들어 수지)인 것이 바람직하다.

제1 압력 조정부(29)는, 구멍(28)으로의 압축 기체의 공급(분출), 구멍(28)과 대기 공간(외부)의 접속에 의한 구멍(28)의 대기 해방 및 구멍(28)으로부터의 기체의 흡인의 어느 것을 행한다. 이들의 동작은, 제어부(6)가, 도시하지 않은 전자 밸브를 전환함으로써 행하여질 수 있다. 제1 압력 조정부(29)는, 기체를 흡인함으로써 기판(W)과 기판 지지부(7) 사이를 배기하여, 기판(W)을 흡착시킨다. 이때의 기체의 흡인의 강도를 바꿈으로써 기판(W)의 표면의 평탄도를 조정할 수 있다.

제2 압력 조정부(31)는, 에어패드(22)에 대한 압축 기체의 공급(분출), 에어패드(22)와 대기 공간(외부)의 접속에 의한 에어패드(22)의 대기 해방 및 에어패드(22)로부터의 기체의 흡인의 어느 것을 행한다. 이들의 동작은, 제어부(6)가, 도시하지 않은 전자 밸브를 전환함으로써 행하여질 수 있다.

(기판의 θ 보정 구동 방법에 대해서)

θ 보정 구동 기구(14)에 의한 기판(W)의 θ 보정 구동 방법에 대하여 설명한다. θ 보정 구동은, 제어부(6)가, 도 4에 도시된 흐름도를 따르는 프로그램을 실행함으로써 행하여진다. 또한, 도 5 내지 도 9는 각각, 기판(W)의 보유 지지 과정을 도시하는 도면이다. 도 5 내지 도 9에서는, 도 1, 도 2a 및 도 2b와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

프로그램의 개시 시에 있어서, 기판 스테이지(5)는 기판 수취 위치에서 정지해 있다. θ 보정 구동 기구(14)에 대해서는, 기판 지지부(7)의 상면보다 하방에 패드(24g)가 위치하고 있고, 패드(24g)는 기판(W)의 흡착도 하고 있지 않은 상태이다(S101). 구멍(28)을 통해 압축 기체가 +Z 방향으로 분출되고 있다(S102). 또한, 에어패드(22)는 압축 기체를 분출하고 있고, 비접촉 상태 또는 마찰 저항이 경감된 상태이다.

S103에서는, 흡인 보유 지지부(24)의 액추에이터(24a)가 홀더(24f)를 +Z 방향으로 밀어올림으로써, 패드(24g)가 기판 지지부(7)보다 상방으로 이동한다. 이때의 패드(24g)의 선단 혹은 에지의 위치는, 구멍(28)으로부터 기판(W)을 향하여 분출되는 압축 기체의 동압이 작용하는 높이이고, 기판(W)의 자중을 구멍(28)으로부터의 압축 기체와 흡인 보유 지지부(24)에서 받을 수 있는 위치이다.

S104에서는, 기판(W)이 패드(24g)에 적재된 후, 혹은 적재되기 직전에, 진공원(30)에 의해 패드(24g)에 있어서의 기판(W)의 흡착을 개시한다. 이에 의해, 기판(W)의 수평 방향에 대한 위치 어긋남이 규제된다. 도 5는 공정 S104의 종료 시 양태를 도시하고 있다.

S105에서는, 기판 스테이지(5)가 XY 구동을 개시한다. 그것과 병행하여, S106에서, 검출기(19)가 기판(W)의 X, Y, θ의 위치를 검출한다. 또한, S107에서, 패드(24g)가 기판(W)에 흡착한 상태에서 액추에이터(24a)가 -Z 방향으로 구동하고 대기 위치로 이동한다. 이때, 기판(W)에 대하여 +Z 방향으로 힘을 부여하고 있는 것은 구멍(28)으로부터의 압축 기체만이고, 기판(W)은 패드(24g)에 있어서 흡착되어 있기 때문에 수평 방향의 위치 어긋남은 발생하지 않는다. 또한, 기판(W)은 패드(24g)와 샤프트(24d)의 자중을 받고 있다. 액추에이터(24a)가 대기 위치로 이동함으로써, 흡인 보유 지지부(24)로부터 힘을 받아서 발생하고 있었던 기판(W)의 변형을 저감할 수 있다. 패드(24g)가 기판(W)을 따르는 재질임으로써, 패드(24g)의 상부는 조금 신축함으로써, 기판(W)이 Z 방향으로 조금 이동해도 추종할 수 있다. 도 6은, 공정 S107의 종료 시의 양태를 도시하는 도면이다.

S108에서는, 검출기(19)에 의한 검출 결과로부터 기판(W)의 θ 보정 구동을 실시한다. 상기한 바와 같이, θ 보정 구동은, θ 구동원(15)이 구동 방향(21)으로 구동함으로써 회전부(25)를 중심으로 하여 회전함으로써 행하여진다. θ 보정 구동하고 있는 동안, 패드(24g)에는, 기판 스테이지(5)의 XY 구동과 θ 보정 구동에 의한 관성력에 의해 수평 방향의 어긋남이 발생할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 이 어긋남에 의한 θ 보정 정밀도가 저하되는 요인에 대한 대책으로서, 흡인 보유 지지부(24)가 회전 중심으로부터 가능한 한 떨어진 위치에 배치될 수 있다. 이에 의해, 회전부(25)에 가해지는 부하가 경감된다. 또한, 회전 중심으로부터 이격된 위치에 흡인 보유 지지부(24)를 배치함으로써 θ 보정 구동의 분해능이 회전 중심 가까이보다도 높아지고, 패드(24g)의 변형으로 발생하는 어긋남이 θ 보정 정밀도에 끼치는 영향을 미소 혹은 무시할 수 있는 레벨로 할 수 있다.

S109에서는, 제1 압력 조정부(29)가 구멍(28)을 통해 대기 개방한다. 이에 의해, 기판(W)의 기판 지지부(7)에 공급된 공기는 구멍(28)을 통해 거의 균일하게 대기에 배기된다. 이에 의해, 기판(W)은 평활도가 높은 상태에서 기판 지지부(7) 상에 적재된다. 기판(W)이 기판 지지부(7)에 적재될 때, 기판(W)은 압축 기체에 의해 부상하고 있었던 높이만큼 -Z축 방향으로 하강한다. 이때, 기판(W)에 흡착되어 있는 패드(24g)는 기판(W)의 하강을 따라, 가이드(24e)로 안내되면서 하강한다. 도 7은, 공정 S109의 종료 시의 양태를 도시하고 있다.

다음으로 S110에서, 구멍(28)을 통해 제1 압력 조정부(29)가 진공화를 개시하여, 기판(W)의 흡착을 개시한다. S110에서는, 진공원(30)이 패드(24g)에 있어서의 기판(W)의 흡착을 정지한다. 즉, 배기 동작을 정지한다.

S111에서는, S110에서 배기 동작을 정지함으로써, 패드(24g)는 패드(24g)와 샤프트(24d)의 자중으로 홀더(24f)와 동일한 높이가 될 때까지 가이드(24e)로 안내되면서 대기 위치로 하강한다. 도 8은, 공정 S111의 종료 시의 양태를 도시하고 있다.

공정 S112에서는, 제2 압력 조정부(31)에 의해 패드(22)를 고정 부재(18)에 흡착시킨다. 도 9는, 공정 S112의 종료 시의 양태를 도시하고 있다.

이와 같이, S108에서의 지지 부재(23)의 회전 종료 후, S110에서 기판 지지부(7)는 접촉 상태에서의 기판의 지지로 전환하고, S112에서 에어패드(22)는 접촉 상태에서의 지지 부재(23)의 지지로 전환한다.

이상에 의해, 기판(W)의 θ 보정 구동이 완료된다. S113에서, 기판 스테이지(5)에 의해 기판(W)을 노광 개시 위치로 이동한다.

이와 같이 하여, 회전 중심으로부터 이격된 위치에 흡인 보유 지지부(24)를 복수개 배치하고, 모든 흡인 보유 지지부(24)를 1개의 지지 부재로 지지된 상태에서 θ 보정 구동이 행하여진다. 이에 의해, 기판 스테이지(17)의 XY 구동에서 발생하는 관성력이 작용하는 상황 하에 있어서도 고정밀도의 θ 보정 구동을 실현할 수 있다. 또한, 상술한 동작을 기판에 변형을 남기는 일 없이 실행할 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 10에는, 제2 실시 형태에 있어서의 θ 보정 구동 기구(14)의 구성이 도시되어 있다. 제2 실시 형태의 θ 보정 구동 기구(14)에 있어서는, 복수의 흡인 보유 지지부(24) 각각은 액추에이터(24a)를 구비하고 있지 않다. 그 대신에, 액추에이터(32)가 지지 부재(23)에 힘이 작용하도록, 고정 부재(23) 상에 배치되어 있다. 액추에이터(32)는, 지지 부재(23)을 Z 방향으로 구동시킴으로써 복수의 흡인 보유 지지부(24) 각각을 승강시킨다.

<제3 실시 형태>

노광 장치(1)가 복수의 기판을 동시에 취급하는 경우도 있다. 그 경우, 기판 스테이지(5)는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 각각의 기판에 대응하여 θ 보정 구동 기구(14)를 복수 구비해도 된다.

<제4 실시 형태>

도 2a에서는, 지지 부재(23)는, 기판 지지부(7)를 위에서 본 때의 평면으로 보아 기판 지지부(7)의 중심을 통과하고 Y 방향으로 연장되는 긴 부재로서 도시되었다. 그러나, 지지 부재(23)가 연장되는 방향은 Y 방향에 한정되지는 않는다. 지지 부재(23)가 연장되는 방향은, 예를 들어 기판(W)의 노광 레이아웃이나 형상에 따라서 설정되어도 된다.

또한, 지지 부재(23)는 긴 직사각형 형상에 한정되는 것도 아니다. 지지 부재(23)는, 예를 들어 방사상, 격자상, 원 형상 등의 형상을 갖고 있어도 된다.

<그 밖의 실시 형태>

제1 실시 형태에 있어서의 액추에이터(24a) 또는 제2 실시 형태에 있어서의 액추에이터(32)가 없어도 된다. 예를 들어, 패드(24g)의 초기 위치를 기판 지지부(7)의 상면에 가능한 한 접근해 두고, 진공원(30)의 진공 압력에 의해 패드(24g)가 상승하여 기판(W)에 흡착하는 것과 같은 구성이 채용되어도 된다.

<물품 제조 방법의 실시 형태>

본 발명의 실시 형태에 있어서의 물품 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 상기의 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 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용의 적어도 하나에 있어서 유리하다.

발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함 없이, 다양한 변경 및 변경이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공개하기 위하여 청구항을 첨부한다.

7: 기판 지지부
14: θ 보정 구동 기구
23: 지지 부재
24: 흡인 보유 지지부
25: 회전부

Claims (12)

1. 기판의 하면에 대하여 기체를 분출하여 상기 기판을 부상시킴으로써 상기 기판을 비접촉 상태에서 지지하는 기판 지지부와,
   상기 기판 지지부에 의해 비접촉 상태에서 지지되어 있는 상기 기판의 하면을 흡인하여 기판 표면과 평행한 제1 방향으로의 상기 기판의 변위를 규제하는 복수의 흡인 보유 지지부와,
   상기 복수의 흡인 보유 지지부를 지지하는 지지 부재와,
   상기 지지 부재를 상기 기판 표면과 교차하는 축 주위로 회전시킴으로써 상기 기판 지지부를 회전시키지 않고, 상기 복수의 흡인 보유 지지부를 통해 상기 기판을 회전시키는 회전부를
   갖는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 흡인 보유 지지부는, 상기 지지 부재의 회전 중심으로부터 이격된 복수의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 기판 지지부를 위에서 본 때의 평면으로 보아 상기 기판 지지부의 중심을 통과하고 상기 제1 방향으로 연장되는 긴 부재인 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 흡인 보유 지지부 각각은, 기체의 흡인에 의해 상기 기판의 하면과 접촉하는 접촉 부재를 갖고, 상기 접촉 부재는, 상기 기판 표면과 교차하는 제2 방향으로의 상기 기판의 변위에 추종하여 변위하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 흡인 보유 지지부 각각은, 상기 접촉 부재를 상기 기판의 하면에 접촉시키는 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 접촉 부재를 상기 기판의 하면에 접촉시키도록 상기 지지 부재를 구동하는 액추에이터를 더 갖는 것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 기판을 상기 제1 방향으로 이동시키는 구동 기구를 더 갖고,
   상기 구동 기구에 의한 상기 기판의 이동과 병행하여, 상기 지지 부재를 회전시키는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 지지 부재의 하방에 배치된 고정 부재를 더 갖고,
   상기 회전부는, 상기 고정 부재 상에 고정되어서 상기 지지 부재를 회전시키도록 배치되고,
   상기 고정 부재 상에 배치되어, 상기 지지 부재의 하면에 대하여 기체를 분출하는 에어패드를 더 갖고,
   상기 에어패드가 기체를 분출하여 상기 지지 부재와 상기 에어패드가 비접촉 상태 또는 마찰 저항이 경감된 상태에서 상기 지지 부재를 회전시키는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 기판 지지부는, 또한, 상기 기판 아래의 기체를 흡인하여 상기 기판을 접촉 상태에서 지지하도록 구성되고,
   상기 에어패드는, 또한, 상기 지지 부재 아래의 기체를 흡인하여 상기 지지 부재를 접촉 상태에서 지지하도록 구성되어 있고,
   상기 지지 부재의 회전의 종료 후, 상기 기판 지지부는, 상기 접촉 상태에서의 상기 기판의 지지로 전환하고, 상기 에어패드는, 상기 접촉 상태에서의 상기 지지 부재의 지지로 전환하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 위치 결정 장치를 구비하고,
    상기 위치 결정 장치에 의해 위치 결정된 기판에 원판의 패턴을 전사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
11. 제10항에 있어서, 노광 장치 또는 임프린트 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
12. 제10항에 기재된 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 전사하는 공정과,
    상기 패턴이 전사된 기판을 가공하는 공정을
    갖고, 상기 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.

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