输送装置、光刻装置及物品的制造方法与流程

本发明涉及输送装置、光刻装置以及物品的制造方法。

背景技术：

随着半导体器件的集成度的提高，电路图案的多层化不断进步。在电路图案被多层化的基板中，会由于层叠的电路图案而积累变形，导致翘曲(warpage)。然后，光刻装置还会在如上所述引起了翘曲的基板上形成电路图案。

日本特开2005-260010号公报公开了如下方法：根据由传感器检测到的基板的翘曲量来控制臂(输送单元)插入到盒中的高度，以防止当臂从盒卸载基板或将基板装载到盒中时基板接触到盒。

在光刻装置中，当发生翘曲的基板被输送到基板载台时，根据基板的翘曲幅度，基板还会接触光刻装置中的部件并且受到损坏。因此，在光刻装置中，优选地，在了解基板的翘曲(形状)之后，将基板输送到基板载台，以避免基板接触光刻装置中的部件。

技术实现要素：

本发明提供了例如一种有利于避免对基板的损坏的技术。

根据本发明的一个方面，提供了一种将基板输送到载台的输送装置，所述输送装置包括：保持单元，其被构造为保持并旋转所述基板；检测单元，其被构造为检测由所述保持单元保持的所述基板的高度；输送单元，其被构造为将所述基板从所述保持单元输送到所述载台；以及控制单元，其被构造为基于在所述保持单元旋转所述基板时获得的所述检测单元的检测结果，控制所述输送单元对所述基板的输送。

根据本发明的一个方面，提供了一种输送基板的输送装置，所述输送装置包括：载台，其被构造为旋转所述基板；第一检测单元，其被构造为在所述载台旋转所述基板时检测所述基板的落入第一检测区域内的部分的高度；第二检测单元，其被构造为检测所述基板的落入第二检测区域内的部分的高度；输送单元，其被构造为将所述基板输送到所述载台以经过所述第二检测区域，并将所述基板从所述载台输送到特定位置；以及控制单元，其被构造为基于所述第一检测单元和所述第二检测单元的检测结果，控制所述输送单元对所述基板从所述载台到所述特定位置的输送。

根据本发明的一个方面，提供了一种在基板上形成图案的光刻装置，所述光刻装置包括：图案化单元，其包括载台并且被构造为在由所述载台保持的所述基板上形成图案；以及输送装置，其被构造为将所述基板输送到所述载台，其中，所述输送装置包括：保持单元，其被构造为保持并旋转所述基板；检测单元，其被构造为检测由所述保持单元保持的所述基板的高度；输送单元，其被构造为将所述基板从所述保持单元输送到所述载台；以及控制单元，其被构造为基于在所述保持单元旋转所述基板时获得的所述检测单元的检测结果，控制所述输送单元对所述基板的输送。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造物品的方法，所述方法包括：使用光刻装置在基板上形成图案；对形成有图案的基板进行处理以制造所述物品，其中，所述光刻装置在基板上形成图案，并且所述光刻装置包括：图案化单元，其包括载台并且被构造为在由所述载台保持的所述基板上形成图案；以及输送装置，其被构造为将所述基板输送到所述载台，其中，所述输送装置包括：保持单元，其被构造为保持并旋转所述基板；检测单元，其被构造为检测由所述保持单元保持的所述基板的高度；输送单元，其被构造为将所述基板从所述保持单元输送到所述载台；以及控制单元，其被构造为基于在所述保持单元旋转所述基板时获得的所述检测单元的检测结果，控制所述输送单元对所述基板的输送。

根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出压印装置中的图案化单元的布置的图；

图2是从上方(z方向)观察的输送装置的图；

图3是从侧面(-y方向)观察的输送装置的图；

图4a是用于说明检测单元的布置的图；

图4b是用于说明检测单元的布置的图；

图5是示出向载台(stage)输送基板的方法的流程图；

图6是示出第一输送单元保持基板的状态的图；

图7a是获得第一分布时的图；

图7b是示出第一分布的曲线图；

图8a是获得第二分布时的图；

图8b是示出第二分布的曲线图；

图9是示出基板形状信息的图；

图10是示出保持了形状不同的两个基板的状态的图；

图11a是用于说明两个检测单元的布置的图；

图11b是用于说明两个检测单元的布置的图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。注意，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且将不给出其重复描述。根据本发明的输送装置可以应用于例如光刻装置，例如通过使用模具在基板上形成压印材料(抗蚀剂)的图案的压印装置、通过在基板上投影形成在掩模版中的图案而在基板上形成抗蚀剂的潜像图案的曝光装置，或者通过用照射激光束或带电粒子束而在基板上绘制抗蚀剂的潜像图案的绘制装置。在下面描述的实施例中，将以使用模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置为例进行说明。

<第一实施例>

将描述根据本发明第一实施例的压印装置。压印装置用于制造半导体器件等，并且进行通过使用模具在基板上的压印材料中形成图案的压印处理。例如，压印装置将压印材料供给到基板上，并且使模具与供给到基板上的压印材料彼此接触。然后，在模具与基板上的压印材料彼此接触的状态下，压印装置使压印材料固化并将模具从固化的压印材料上分离(释放模具)。这使得能够在基板上的压印材料中形成图案。本实施例的压印装置可以包括图1所示的在基板上形成图案的图案化单元10以及图2所示的将基板输送到图案化单元10(载台12)的输送装置20。

图1是示出压印装置中的图案化单元10的布置的示意图。图案化单元10包括例如压印头11、载台12(基板载台)、照射单元13、供给单元14和控制单元15，并且进行利用模具1在基板上的压印材料3中形成图案的压印处理。控制单元15包括例如cpu、存储器等，并控制压印处理。

压印头11通过真空吸附力等保持模具1，并且至少在z方向(模具挤压方向)上驱动模具1，以使模具1与基板上的压印材料3彼此接触或彼此分离。由压印头11保持的模具1由能够透光以使压印材料3固化的材料诸如石英等制成，并且具有形成有要转印到基板上的压印材料3的三维图案的区域。

载台12被构造为通过真空吸附力等保持基板2，并且能够在x和y方向(与模具挤压方向垂直的方向)上移动。由载台12保持的基板2例如是半导体基板、玻璃基板等，并且由稍后描述的输送装置20输送到载台上。例如，载台12包括能够从保持有基板2的表面(保持面)突出的销12a(例如，三个销12a)，并且当将基板2从稍后描述的第二输送单元21b转运到载台上时使销12a从保持面突出。然后，当输送装置20(第二输送单元21b)将基板2转运到销12a上时，载台12减小销12a相对于保持面的突出量。这将基板2从销12a转运到载台12的保持面上。载台12吸附并保持所布置的基板2。

在模具1与基板上的压印材料3彼此接触的状态下，照射单元13用光(紫外光)照射基板上的压印材料3以经由模具使压印材料3固化。本实施例的压印装置采用光固化方法，因此使用了发射光的照射单元13。然而，当采用热循环方法时，可以提供热源来代替照射单元13。供给单元14将压印材料3供给(施加)到基板上。在本实施例的压印装置中，可以使用具有通过光(紫外光)照射而固化的性质的紫外线固化树脂作为压印材料3。

现在将参照图2和图3来描述包括在压印装置中的输送装置20。图2是从上方(+z方向)观察的输送装置20的示意图。图3是从侧面(-y方向)观察的输送装置20(pa单元22的周边)的示意图。输送装置20可以包括：输送单元21，其输送基板2；预对准单元22(也称为对准装置或处理单元，以下将称为pa单元22)，其进行检测基板2的边缘的处理；以及控制单元25。然后，输送装置20通过输送单元21将基板2从装载到装置中的基板待机的待机位置c输送到在经由pa单元22布置了载台12的装载位置a。在基板2被布置在载台12的装载位置a之后，载台12移动，使得基板2被布置在模具1下方。然后，在针对载台12上的基板2的压印处理结束之后，载台12移动到卸载位置b，并且输送单元21将载台12上的基板从卸载位置b输送到待机位置。在待机位置c，多个基板2被容纳在每个批次的盒中。

注意，本实施例的输送单元21例如可以包括将基板2从待机位置c输送到pa单元22的第一输送单元21a和将基板2从pa单元22输送到装载位置a(载台12上)的第二输送单元21b。也就是说，将基板2从待机位置c输送到pa单元22的输送单元和将基板2从pa单元22输送到装载位置a(载台12上)的输送单元彼此不同。然而，本发明不限于此。公共输送单元可以将基板2从待机位置c输送到pa单元22，并将基板2从pa单元22输送到装载位置a。例如，如果不在输送装置20中设置第二输送单元21b，则第一输送单元21a可以将基板2从待机位置c输送到pa单元22并从pa单元22输送到装载位置a。此外，在本实施例中，图案化单元10的控制单元15和输送装置20的控制单元25分开布置。然而，它们可以一体地布置。

第一输送单元21a将容纳在盒中待机位置c处的基板2逐一地输送到pa单元22(保持单元22a上)。第一输送单元21a可以包括例如保持基板2的手21a1和驱动手21a1的臂21a2。第一输送单元21a的手21a1可以被构造为保持基板2的下表面的与由pa单元22的保持单元22a保持的部分(中心)不同的部分。

pa单元22可以包括例如保持并旋转基板2的中心的保持单元22a(旋转单元)和检测由保持单元22a保持的基板2的边缘的边缘检测单元22b(第二检测单元)。在pa单元22中进行由边缘检测单元22b检测基板2的边缘位置(在本实施例中在x方向上)，同时保持单元22a旋转基板2的处理，或所谓的预对准。通过该预对准，可以获得基板2在圆周方向上的凹口(定向平面)位置和基板2相对于保持单元22a的中心位置。检测基板2的边缘的边缘检测单元22b可以包括光透射传感器(例如，线传感器)(参见图4b)，该光透射传感器包括发射光的发射单元22b1和接收从发射单元22b1发射的光中未被基板2屏蔽的光的光接收单元22b2。这种传感器可以被布置为使得从发射单元22b1发射的光被基板2部分地阻挡，并且可以基于进入光接收单元22b2的光的强度分布来检测基板2的边缘位置(在本实施例中为x方向)。

第二输送单元21b将经过预对准的基板2从pa单元22输送到装载位置a(在载台12上)。第二输送单元21b可以包括例如保持基板2的手21b1和在z方向或y方向上驱动手21b1的驱动机构21b2。第二输送单元21b的手21b1被构造成与第一输送单元21a的手21a1不同地保持基板2，并且通过保持基板2的下表面的周边部分而悬挂基板2。驱动机构21b2在z方向上驱动手21b1时使支撑手21b1的支撑轴21b3伸缩，并在沿y方向驱动手21b1时使支撑轴21b3在y方向上移动(沿着在y方向上延伸的引导部件)。在本实施例的输送装置20中，第一输送单元21a和第二输送单元21b具有不同的布置。然而，本发明不限于此。例如，第一输送单元21a和第二输送单元21b可以具有相同的布置。

在如此构成的输送装置20中，如果在要形成图案的基板2中发生了翘曲，则在基板2被从pa单元22输送到载台12时，基板2可能与光刻装置中的部件接触并被损坏。因此，在输送装置20中，优选在了解基板2的形状之后控制基板2向载台12的输送，以避免基板2接触光刻装置中的部件。为此，本实施例的输送装置20包括检测单元24，其检测基板2的高度并基于检测单元24的检测结果来控制基板2到载台12的输送。检测单元24的检测区域24a被设置在第一输送单元21a将基板2输送到pa单元22的路径上(第一路径上)。在输送基板2时，检测单元24接收来自基板2的落入(留在)检测区域24a内的部分的反射光。基于光接收结果，检测单元24检测基板2的落入检测区域24a内的部分的高度。然后，输送装置20(控制单元25)根据检测单元24的检测结果生成基板2的形状信息，并根据该形状信息，决定第二输送单元21b将基板2从pa单元22输送到载台12的路径(第二路径)。下面将描述检测单元24的构造和布置。

图4a和4b是用于说明检测单元24并示出pa单元22的外围布置的视图。图4a是示出在z方向上观察的pa单元22的周边的视图。图4b是示出在-y方向上观察的pa单元22的周边的视图。检测单元24通过例如测量从检测单元24到基板2的距离来检测基板2的高度。本实施例的检测单元24可以包括诸如激光干涉仪等传感器，其向检测区域24a发光，并且利用由该部分反射的光来检测基板2的落入检测区域24a内的部分的高度(z方向上的位置)。也就是说，检测区域24a可以是从检测单元24发射的光的光路上的区域。注意，检测单元24不限于用光检测基板2的高度的传感器，而可以包括例如通过使用电容来检测基板2的高度的传感器。

检测单元24可以被布置为例如使得检测区域24a设置在由保持单元22a保持的基板的一部分中。检测单元24优选地布置成使得在保持单元22a保持基板2的状态下，检测区域24a被设置(定位)在基板2的具有大翘曲的区域中。边缘由边缘检测单元22b检测到的基板2的具有大翘曲的区域是比基板2的一部分(周边)更靠近基板2的旋转中心(基板2的端部)的部分。检测单元24优选被布置成，将检测区域24a设置在基板2的边缘内侧且距边缘10nm以内的范围内，更优选检测区域24a设置在基板2的边缘内侧且距边缘5nm以内的范围内。通过这样布置检测单元24，控制单元25可以从在预对准中旋转基板2时获得的检测单元24的检测结果获得基板2在圆周方向上的高度分布(基板2的端部在圆周方向上的高度分布)。

检测单元24还可以被布置为，使得在第一输送单元21a输送基板2的同时基板2(更优选地，基板2的中心)经过检测区域24a。通过这样布置检测单元24，控制单元25可以从在第一输送单元21a输送基板2时获得的检测单元24的检测结果获得基板2在输送方向(x方向(径向))上的高度分布。

将描述本实施例的检测单元24被布置为使得在第一输送单元21a输送基板2的同时，基板2经过检测区域24a(在检测单元24的光路区域中)的示例。然而，本发明不限于此。例如，检测单元24可以被布置为使得在第二输送单元21b输送基板2的同时，基板2经过检测区域24a。此外，在图4a和图4b中，检测单元24被布置在基板2的下表面侧，以检测基板2的反面(-z方向表面)的高度。然而，检测单元24可以布置在基板2的上表面侧上，以检测基板2的正面(z方向表面)的高度。

现在将参照图5描述将基板2输送到载台12的方法。图5是示出将基板2输送到载台12的方法的流程图。控制单元25可以控制图5所示的流程图的各个步骤。

在步骤s10中，控制单元25控制第一输送单元21a，以开始将基板2从待机位置c输送到pa单元22。在步骤s11中，控制单元25从检测单元获得，当第一输送单元21a输送基板2时，首先落入检测单元24的检测区域24a内的部分(以下称为边缘部分2a)的高度。在步骤s12中，基于基板2的边缘部分2a的高度，控制单元25确定当第一输送单元21a将基板2输送到保持单元22a上时是否能够避免基板2与边缘部分2a接触。然后，如果控制单元25确定能够避免基板2与保持单元22a接触，则处理进入步骤s13。可以在基板2的边缘部分2a到达保持单元22a之前进行步骤s11和步骤s12。在步骤s13中，控制单元25使第一输送单元21a将基板2输送到保持单元22a上。

例如，基板2可以具有向上凹陷的翘曲(形状)。当第一输送单元21a输送具有这种翘曲的基板2时，基板2的边缘部分2a的高度可变得低于第一输送单元21a的手21a1，如图6所示。在这种情况下，控制单元25基于基板2的边缘部分2a的高度，确定是否能够通过驱动第一输送单元21a和保持单元22a来避免基板2与保持单元22a接触。第一输送单元21a和保持单元22a的驱动可以包括例如使第一输送单元21a的手21a1比通常情况高，使得保持单元22a的保持面比通常情况低，等等。然后，当控制单元25确定能够避免基板2与保持单元22a接触时，处理进入步骤s13。在步骤s13中，控制单元25对通过第一输送单元21a将基板2向pa单元22的输送进行控制，以通过驱动第一输送单元21a和保持单元22a来避免基板2与保持单元22a接触。

另一方面，第一输送单元21a和保持单元22a的驱动也存在其限制，因此取决于基板2的翘曲的幅度(基板2的边缘部分2a的高度))，即使驱动保持单元22a，基板2也可能与它们接触。在这种情况下，控制单元25在步骤s12中确定即使通过驱动第一输送单元21a和保持单元22a也不可能避免基板2与保持单元22a接触，然后处理进入步骤s14，在步骤s14中，取消(停止)基板2向pa单元22(保持单元22a)的输送。第一输送单元21a将取消(停止)输送至pa单元22的基板2输送到布置在待机位置c的盒。

在步骤s15中，控制单元25从通过第一输送单元21a输送基板2时基板2经过检测单元24的检测区域24a的事实而获得的检测单元24的检测结果，来获得基板2在输送方向上的高度分布(第一分布)，如图7a所示。例如，如图7b所示，第一分布可以由基板中的高度(z方向上的位置)与输送方向上的位置(x方向上的位置)之间的关系来表示。

在步骤s16中，控制单元25在保持单元22a旋转基板2的同时，通过边缘检测单元22b来检测基板2的边缘(执行预对准)。此时，如图8a所示，检测单元24在保持单元22a旋转基板2的同时检测基板2的落入检测区域24a内的部分的高度。也就是说，检测单元24在旋转基板2的同时进行检测，以检测基板2的边缘。因此，控制单元25在步骤s17中从在检测基板2的边缘时而获得的检测单元24的检测结果，来获得基板在圆周方向上的高度分布(第二分布)。例如，如图8b所示，第二分布可以由基板中的高度与周向方向角(旋转角)之间的关系来表示。在本实施例中，获得了基板2的周向上整周的高度分布。然而，可能无法在整个圆周上获得高度分布。

在步骤s18中，基于在步骤s15中获得的第一分布和在步骤s17中获得的第二分布，控制单元25获得指示基板2的形状(翘曲)的信息(形状信息)，例如如图9所示。图9是示出基板2的形状信息的图。基板上的线2b表示轮廓线。在本实施例中，在获得基板2的形状信息时，使用了第一分布和第二分布两者。然而，本发明不限于此。例如，可以仅使用第一分布和第二分布中的一个。在获得基板2的形状信息时，可以进一步使用边缘检测单元22b的检测结果(基板2的边缘信息)。通过如上所述进一步使用基板2的边缘信息，可以更准确地获得基板2的形状信息。

在步骤s19中，基于基板2的形状信息，控制单元25确定当第二输送单元21b将基板2输送至基板2上时，是否能够避免基板2与压印装置中的部件接触。然后，如果控制单元25确定能够避免基板2与压印装置中的部件接触，则处理进入步骤s20。在步骤s20中，基于基板2的形状信息，控制单元25控制第二输送单元21b将基板2向载台12的输送，以避免基板2与压印装置中的部件接触。例如，控制单元25决定基板2被输送到载台12的输送路径(第二输送路径)，以避免基板2与压印装置中的部件接触。然后，在步骤s21中，控制单元25使第二输送单元21b沿着在步骤s20中决定的第二路径将基板2输送到载台12上。

例如，在输送装置20中，基板2的中心的位置和基板的周缘部(外缘部)的位置在基板2被输送时可以根据基板2的翘曲(形状)而不同。图10是示出从y方向观察的状态的图，其中第二输送单元21b的手21b1保持形状不同的两个基板2(基板2'和基板2”)。如图10所示，在第二输送单元21b的手21b1保持基板2'的状态下，与手21b1保持基板2”的状态相比，基板的中央和周边部分的高度相差了l。因此，当基板2'沿着与用于将基板2”传送到载台12的路径相同的路径被输送到载台上时，基板2'会接触压印装置中的部件，例如从载台12突出的销12a。因此，本实施例的输送装置20从检测单元24的检测结果获得基板2的形状信息，并基于获得的形状信息获得当由输送单元21(第二输送单元21b)保持时基板2的状态(位置)。这使得能够在基板2被输送到载台上时确定第二路径，以避免基板2与压印装置中的部件接触。

注意，就吞吐量而言，优选地控制单元25在步骤s20中决定第二路径为基板2不与压印装置中的部件接触的最短路径。此外，控制单元25还可以根据基板2的形状信息控制从载台12突出的销12a的突出量(例如，可以减小突出量)。此外，输送装置20可以包括校正单元，其校正布置在载台上的基板2的形状。在这种情况下，在将基板2输送到载台上之后，控制单元25可以根据基板2的形状信息来决定校正单元是否需要校正基板2的翘曲。

另一方面，如果控制单元25在步骤s19中确定不可能避免基板2与压印装置中的部件接触，则处理进入步骤s22，在步骤s22中，取消(停止)将基板2输送到载台12。第一输送单元21a将被取消(停止)输送到载台12的基板2输送到布置在待机位置c的盒。

如上所述，本实施例的输送装置20包括检测单元24，其检测基板2的高度，并且基于检测单元24的检测结果来控制基板2到载台12的输送。这使得能够在将基板2从pa单元22输送到载台上时避免基板2与压印装置中的部件接触并且被损坏。

<第二实施例>

在第二实施例中，将参照图11a和图11b描述设置了多个检测单元24的示例。将描述设置了两个检测单元(24-1和24-2)的示例。然而，可以设置三个以上检测单元24。图11a和图11b是用于说明两个检测单元24的布置并示出pa单元22的外围布置的图。图11a是示出在z方向观察的pa单元22的外围的图。图11b是示出在-y方向观察的pa单元22的外围的图。

如图11a和图11b所示，多个检测单元24优选地被布置成，使得检测区域24a的位置在与第一输送单元21a输送基板2的方向垂直的方向(y方向)上彼此偏移。此外，多个检测单元24优选地被布置成，通过保持单元22a使每个检测单元24在边缘方向上在检测区域24a与基板2的旋转中心(例如，基板2的中心)之间具有不同的距离。通过使用如此布置的多个检测单元24，可以从每个检测单元24的检测结果更准确地获得基板2的形状信息。

<物品的制造方法的实施例>

根据本发明实施例的物品的制造方法适于制造物品，例如，诸如半导体器件或具有微结构的元件的微器件。根据本实施例的物品的制造方法包括：使用上述压印装置在供给到基板的压印材料(抗蚀剂)中形成图案的步骤；以及对在前面的步骤中形成有图案的基板进行处理的步骤。可以使用上述的其它光刻装置代替压印装置。该制造方法还包括其他已知的步骤(氧化、沉积、气相沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂去除、切割、粘合、封装等)。根据本实施例的物品的制造方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一个方面优于常规方法。

<其他实施例>

本发明的实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)的系统或装置的计算机来实现(其也可以更完全地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)以执行一个或更多个上述实施例的功能和/或包括一个或更多个电路(例如，专用集成电路(asic))的功能，用于执行一个或更多个上述实施例的功能，以及通过由系统或装置的计算机执行的方法，例如通过从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能和/或控制一个或更多个电路来执行一个或更多个上述实施例的功能。计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu))，并且可以包括单独的计算机或分离的处理器的网络，以读出和执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如光盘(cd)、数字通用光盘(dvd)或蓝光光盘(bd)^tm)、闪存装置、存储卡等中的一个或更多个。

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu)读出并执行程序的方法。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围给予最宽泛的解释，以便包括所有这些变型例以及等同结构和功能。