传送手、传送装置、光刻装置、物品的制造方法以及保持机构与流程

本发明涉及一种传送手、一种传送装置、一种光刻装置、一种物品的制造方法以及一种保持机构。

背景技术

在基板(例如用于半导体装置制造的晶片或用于液晶显示装置制造的玻璃板)为被传送物体的传送装置中，通常被传送物体由具有吸附垫的传送手来吸附(保持)并进行传送。不过，当被传送物体中发生翘曲或变形时，被传送物体的表面(目标吸附表面)和吸附垫的吸附表面不匹配，因此不能进行良好的吸附。因此，在日本专利no.5929947和日本专利公开no.2016-157822中提出了一种传送手，其中，吸附垫由弹性部件支撑，且当使得吸附垫的吸附表面采取被传送物体的表面形状时，通过布置在吸附垫下面的弹性部件来形成真空。

近年来，在半导体曝光处理中需要传送其中芯片已经在树脂上再构造的基板(再构造基板)。在再构造基板中，基板的翘曲倾向于比普通基板(硅晶片)更大。而且，在再构造基板中，翘曲形状可能根据基板的周边位置而不同，且翘曲方向可以是相对于基板表面的纵向和横向两个方向。

在日本专利no.5929947和日本专利公开no.2016-157822公开的技术中，用于使得吸附垫的吸附表面采取被传送物体的表面形状所需的力(刚性)根据用于支撑吸附垫的弹性部件的布置方向而变化。因此，在被传送物体以复杂方式翘曲的情况下，弹性部件沿特定方向的变形量不充分，被传送物体的表面与吸附垫的吸附表面不匹配，不能进行良好的吸附。另外，当为了增加弹性部件沿特定方向的变形量而降低它的刚性时，沿传送方向的刚性变低，因此不能高定位精度地保持被传送物体。

技术实现要素：

本发明提供了一种有利于高定位精度地保持被传送物体的传送手。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于保持被传送物体的传送手，该传送手包括：基部；垫，所述垫构造成吸附被传送物体；以及第一弹性部件，所述第一弹性部件固定于所述基部并构造成支撑所述垫，其中，所述第一弹性部件包括三个或更多支撑单元，每个支撑单元构造成支撑所述垫，且所述第一弹性部件构造成使得沿竖直方向的刚性低于沿水平方向的刚性，从而使得所述垫顺从被传送物体的形状。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于传送被传送物体的传送装置，该传送装置包括：传送手，所述传送手构造成保持被传送物体；臂部分，所述臂部分构造成支撑传送手；以及驱动单元，所述驱动单元构造成驱动臂部分，其中，所述传送手包括：基部；垫，所述垫构造成吸附被传送物体；以及第一弹性部件，所述第一弹性部件固定于所述基部并构造成支撑所述垫，其中，所述第一弹性部件包括三个或更多支撑单元，每个支撑单元构造成支撑所述垫，且所述第一弹性部件构造成使得沿竖直方向的刚性低于沿水平方向的刚性，从而使得所述垫顺从被传送物体的形状。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于在基板上形成图案的光刻装置，所述光刻装置包括：保持单元，所述保持单元构造成保持基板；以及传送装置，所述传送装置构造成将作为被传送物体的基板传送给所述保持单元，其中，所述传送装置包括：传送手，所述传送手构造成保持被传送物体；臂部分，所述臂部分构造成支撑传送手；以及驱动单元，所述驱动单元构造成驱动臂部分，其中，所述传送手包括：基部；垫，所述垫构造成吸附被传送物体；以及第一弹性部件，所述第一弹性部件固定于所述基部并构造成支撑所述垫，其中，所述第一弹性部件包括三个或更多支撑单元，每个支撑单元构造成支撑所述垫，且所述第一弹性部件构造成使得沿竖直方向的刚性低于沿水平方向的刚性，从而使得所述垫顺从被传送物体的形状。

根据本发明的第四方面，提供了一种制造物品的方法，该方法包括：通过使用光刻装置在基板上形成图案；在图案形成于所述基板上之后处理所述基板；以及由处理后的基板来制造物品，其中，光刻装置包括：保持单元，所述保持单元构造成保持基板；以及传送装置，所述传送装置构造成将作为被传送物体的基板传送给所述保持单元，其中，所述传送装置包括：传送手，所述传送手构造成保持被传送物体；臂部分，所述臂部分构造成支撑传送手；以及驱动单元，所述驱动单元构造成驱动臂部分，其中，所述传送手包括：基部；垫，所述垫构造成吸附被传送物体；以及第一弹性部件，所述第一弹性部件固定于所述基部并构造成支撑所述垫，其中，所述第一弹性部件包括三个或更多支撑单元，每个支撑单元构造成支撑所述垫，且所述第一弹性部件构造成使得沿竖直方向的刚性低于沿水平方向的刚性，从而使得所述垫顺从被传送物体的形状。

根据本发明的第五方面，提供了一种将用于传送手中的保持机构，用于保持被传送物体，所述保持机构包括：垫，所述垫构造成吸附被传送物体；以及第一弹性部件，所述第一弹性部件固定于传送手的基部并构造成支撑所述垫，其中，所述第一弹性部件包括三个或更多支撑单元，每个支撑单元构造成支撑所述垫，且所述第一弹性部件构造成使得沿竖直方向的刚性低于沿水平方向的刚性，从而使得所述垫顺从被传送物体的形状。

通过下面参考附图对示例实施例的说明，将清楚本发明的其它特征。

附图说明

图1是表示根据本发明一个方面的传送手的构造的示意透视图。

图2a和图2b是图1中所示的传送手的吸附垫单元的平面图。

图3是图1中所示的传送手的吸附垫单元的剖视图。

图4是图2a、图2b和图3中所示的吸附垫单元的基部的平面图。

图5是图1中所示的传送手的吸附垫单元的平面图。

图6是图1中所示的传送手的吸附垫单元的剖视图。

图7a至图7c是表示被传送物体(再构造基板)的形状的实例的视图。

图8a至图8c是表示在普通技术中的吸附垫单元的构造的视图。

图9a和图9b是表示在普通技术中的吸附垫单元的构造的视图。

图10是表示根据本发明一个方面的传送装置的构造的示意图。

图11是表示根据本发明一个方面的曝光装置的构造的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图介绍本发明的优选实施例。应当注意，在全部附图中，相同的参考标号表示相同的部件，且并不重复说明。

图1是表示根据本发明一个方面的传送手10的构造的示意透视图。传送手10可拆卸地安装在传送装置中，该传送装置用于传送作为被传送物体的基板(例如用于制造半导体装置的晶片或用于制造液晶显示装置的玻璃板)，该传送手10通过吸附来保持被传送物体。下文中，与保持表面(传送手10在该保持表面上保持被传送物体)垂直的方向定义为z轴，且在相应保持表面中，传送手10附接于传送装置的方向定义为x轴，而与x轴垂直的方向定义为y轴。

如图1中所示，传送手10包括：基部2，该基部2构成传送手10的主体；吸附垫单元11，该吸附垫单元11设置在基部2上；以及支撑垫单元12，该支撑垫单元12布置在基部2上。吸附垫单元11和支撑垫单元12通过与被传送物体的后表面接触来支撑被传送物体。吸附垫单元11在被传送物体上由于负压产生吸附力。支撑垫单元12沿z轴方向支撑被传送物体。

在本实施例中，两个吸附垫单元11和一个支撑垫单元12布置在基部2上，如图1中所示。不过，布置在基部2上的吸附垫单元11和支撑垫单元12的数量并不局限于此。例如，当能够相对于重量良好平衡地保持被传送物体时，也可以在不布置支撑垫单元12的情况下布置三个或更多吸附垫单元11。还有，基部2整体为平面形部件，并具有这样的形状，通过该形状，能够将吸附垫单元11布置在相对于重量能够良好平衡地保持被传送物体的位置(例如，捕获被传送物体的重心的位置)。

图2a和图2b是吸附垫单元11的平面图。图3是吸附垫单元11的剖视图。吸附垫单元11包括垫1、片簧3和o形环4。这里，垫1和片簧3用作在传送手10上使用的保持机构，用于保持被传送物体。

垫1具有圆形的外部形状，并形成用于吸附被传送物体的吸附表面(吸附区域)。具体地说，垫1包括：吸附槽1a，该吸附槽1a形成吸附表面，在吸附表面与被传送物体接触的状态下，吸附表面形成面对被传送物体的吸附表面；以及通孔1b。该通孔1b的一端与吸附槽1a连通，该通孔1b的另一端开口通向基部2(朝向基部2开口)。

基部2在内部包括排气孔2a和槽道2b。排气孔2a的一端开口通向垫1(朝向垫1开口)。例如，排气孔2a形成为当垫1布置在基部2上时与垫1的吸附槽1a大致同心。槽道2b的一端与排气孔2a连通，且槽道2b的另一端开口通向外部，以便与用于排出吸附槽1a的空气的排气单元(未示出)连通(朝向外部开口)。因此，与槽道2b配合的排气孔2a起到孔的作用。孔的一端与排气单元连通，孔的另一端开口通向垫1。

片簧3固定在基部2上，并用作第一弹性部件，该第一弹性部件在三点或更多点处支撑垫1。在本实施例中，片簧3构造成使得它包括三个或更多的支撑单元3a(每个支撑单元3a支撑垫1)，且沿竖直方向(z轴方向)的刚性小于沿水平方向(x轴方向和y轴方向)的刚性，使得垫1的形状顺应被传送物体的形状。换句话说，片簧3支撑垫1，使得它允许垫1沿竖直方向的移动，并限制垫1沿水平方向的移动。这样，片簧3具有由于被传送物体的重量而顺从被传送物体的形状(换句话说，顺从被传送物体的翘曲或变形而导致的沿z倾斜方向(ωx方向和ωy方向)的倾斜)的柔性，并具有刚性，该刚性能够限制垫1沿xy平面方向的位置。

片簧3可以构造成具有三个支撑部件3a，如图2a中所示，也可以构造成具有四个支撑部件3a，如图2b中所示。支撑单元3a越多，沿xy平面方向的刚性提高越多，但沿z倾斜方向的柔性降低。还有，支撑单元3a各自包括弯曲部分3d，该弯曲部分3d沿同一方向沿垫1的周边从关于垫1的接触部分3c延伸。为了获得沿z倾斜方向的足够柔性，支撑单元3a的总长度l2比在垫1的中心位置与片簧3固定至基部2上的固定位置之间的距离l1更长，如图2a中所示。

片簧3的支撑单元3a布置成绕垫1旋转对称。借此，能够降低沿z倾斜方向沿ωx方向和ωy方向的刚性差异，因此与片簧3的方向无关，具体地说，与支撑单元3a相对于垫1的布置关系无关，垫1能够顺从被传送物体的形状。

如图3中所示，片簧3的一端(支撑单元3a)与垫1的底表面(在与吸附表面相对的一侧的后表面)连接，片簧3的另一端(后面介绍的连接部分3b)与形成在基部2上的支撑件基部2c的顶表面连接，以便具有恒定高度。如图3中所示，在垫1的底表面上形成槽1c。还有，如图3和图4中所示，在支撑件基部2c中形成槽2d。粘接剂施加于槽1c，垫1和片簧3因此连接。类似地，粘接剂施加于槽2d，支撑件基部2c和片簧3因此连接。因此，垫1和支撑件基部2c(基部2)都与片簧3直接接触，从而能够保证从垫1经由片簧3至基部2的导电性。这里，图4是垫1和片簧3从图2a所示的吸附垫单元11，特别是基部2上移除时的状态的平面图。

在本实施例中，如图2a中所示，片簧3包括连接部分3b，该连接部分3b具有环形形状，它与支撑单元3a的在与垫1接触的一侧上的端部(接触部分3c)相对的一侧上的端部连接。如图3中所示，片簧3经由连接部分3b而固定在基部2上。因此，由于能够将三个或更多支撑单元3a一体地固定在基部2上，所以能够简化将支撑单元3a固定至基部2上的工作。不过，如图5中所示，可以采用这样的构造使得片簧3不包括连接部分3b。在这种情况下，各支撑单元3a的在与垫1接触的一侧上的端部(接触部分3c)相对的一侧上的端部可以固定在基部2上。图5是吸附垫单元11的平面图。

片簧3例如由sus(不锈钢)材料构成，并制成为具有0.03mm的厚度和3mm的宽度，且支撑单元3a的长度为15mm。在这样的实例中，片簧3的弹簧常数的量级为沿xy平面方向的10⁶n/m和沿z倾斜方向的10n/m，并能够满足以下条件：沿竖直方向的刚性比沿水平方向的刚性更低。

o形环4是包括空心部分4a的环形部件，并在垫1和基部2之间与它们都接触，还能够沿z轴方向变形。o形环4通过形成在基部2上的支撑单元2e而沿x轴方向和y轴方向被限制。这样，o形环4布置在基部2和垫1之间，能够沿垫1的竖直方向变形，并用作用于支撑垫1的第二弹性部件。

如图3中所示，o形环4布置在基部2和垫1之间，以便形成槽道4b，空心部分4a通过该槽道4b而与通孔1b和排气孔2a连通。因此维持由吸附槽1a、通孔1b、槽道4b、排气孔2a和槽道2b形成的空间的气密性。

还有，o形环4通过粘接剂等而相对于基部2固定，并且能够与垫1接触(粘接)和分离，而并不固定在垫1上。应当注意，在图3中，o形环4只与垫1接触，但是可以采取这样的结构，当能够维持片簧3的接触表面中的气密性时，o形环与片簧3接触。

图6表示了片簧3承受被传送物体w的重量以及沿z倾斜方向变形(扭曲和弯曲)时的状态，在该状态中，支撑在片簧3上的垫1倾斜，以便顺从被传送物体w的形状(翘曲等)。在本实施例中，如上所述，片簧3沿水平方向的刚性大于沿竖直方向的刚性。因此，由于对于垫1(吸附垫单元11)能够阻止沿水平方向的运动(位置移动)，同时顺从被传送物体w的形状，所以传送手10能够相对于被传送物体w维持高定位精度。这时，因为o形环通过它的弹性而变形，因此维持由吸附槽1a、通孔1b、槽道4b、排气孔2a和槽道2b形成的空间的气密性。

图7a至图7c是表示基板(再构造基板)的形状的视图，该基板作为被传送物体的实例。迄今为止，基板的翘曲通常是周边均匀变形的形状(碗形状)。不过，在最近几年，在半导体曝光处理中，存在这样的再构造基板，其中，芯片在树脂上再构造，且在这种再构造基板中的翘曲通常是在周边上不均匀的形状(鞍形状)。例如，再构造基板可以沿直径方向具有如图7a中所示的形状，并沿周向方向具有如图7b中所示的形状。在图7a中，纵坐标表示再构造基板的翘曲量，横坐标表示再构造基板沿直径方向的位置。在图7b中，纵坐标表示再构造基板的翘曲量，横坐标表示再构造基板沿周向方向的位置(角度)。还有，图7c以等高轮廓线表示了图7a和图7b中所示的再构造基板的形状。为了使得垫1的(吸附表面)顺从这样的基板，沿z倾斜方向的刚性必须沿ωx方向和ωy方向(任何方向)两者都低。

这里，将介绍普通技术的吸附垫单元1100。图8a是吸附垫单元1100的平面图。图8b是吸附垫单元1100的yz剖视图。图8c是吸附垫单元1100的zx剖视图。在吸附垫单元1100中，如图8a至图8c中所示，固定在基部1120上的片簧1130在两个点处支撑垫1110，换句话说，它通过沿x方向延伸的两个支撑单元来支撑垫1110。还有，o形环1140布置在基部1120和垫1110之间。在这种情况下，对于沿z倾斜方向的柔性，沿ωx方向具有较大的柔性，沿ωy方向具有较小的柔性。

片簧1130例如由sus(不锈钢)材料构成，并具有0.03mm的厚度、10mm的宽度和30mm的长度。在这种情况下，片簧1130的弹簧常数的量级是沿ωx方向为10n/m和沿ωy方向为10^-1n/m，具有大约10倍的量级差异。因此，在吸附垫单元1100中，沿ωy方向的变形量不充分，且如图9a和图9b中所示，由于垫1110的(吸附表面)并不完全顺从被传送物体w，所以被传送物体w不能被良好地吸附。这里，能够考虑降低沿ωy方向的刚性，使得垫1110顺从被传送物体w，但是由于沿xy平面方向的刚性也最终变低，所以很难高定位精度地保持被传送物体w。

因此，在本实施例中，通过在三点或更多点处支撑垫1的片簧3，使得沿ωx方向的刚性和沿ωy方向的刚性大致相等，并维持沿xy平面方向的刚性。因此，即使在被传送物体是图7a至图7c中所示的再构造基板的情况下，也能够维持沿x轴方向和y轴方向的高定位精度，同时使得垫1顺从被传送物体。

还有，当在基部2中提供有多个吸附垫单元11的情况下，由于部件公差和装配误差，垫1的(吸附表面)的高度以及平面平行度可能产生差异。不过，在本实施例中，通过在各吸附垫单元11中由于片簧3引起的垫1倾斜以及o形环4变形，能够吸收这种差异。

还有，在被传送物体从传送手10传送至特定目标的情况下，为了防止损坏被传送物体，通常释放对被传送物体的吸附。这时，被传送物体停止由传送手10保持，被传送物体的定位精度有可能因为周围单元等的振动而降低。在本实施例中，如上所述，因为o形环4能够相对于垫1接触和分离，因此o形环4与垫1接触的面积比垫1吸附被传送物体的面积小。因此，即使当被传送物体在传送手10吸附被传送物体的状态下传送时，在垫1与被传送物体分离之前，o形环4与垫1分离，空气被释放在o形环4与垫1之间。因此，在本实施例中，即使当被传送物体在传送手10吸附被传送物体的状态下传送时，也能够防止损坏被传送物体。

而且，在被传送物体是基板的情况下，存在这样的情况，其中，当基板带电时，由于esd(静电放电)而损坏在基板上形成的、用于制造半导体装置的图案。因此，传送手10必须由具有合适导电性的材料来构成。因此，在本实施例中，通过由具有导电性的材料来构成垫1，具体地说由陶瓷来构成垫1，且片簧3由sus材料构成，因此保证从吸附被传送物体的垫1至基部2的导电性，并防止被传送物体带电。这里，垫1的导电率可以是10³ω-cm至10⁸ω-cm，在该导电率下，可以抑制带电。同时，在片簧3由导体例如sus材料来构成的情况下，能够通过向片簧3的表面施加绝缘处理而形成绝缘层，从而防止esd。

这样，本实施例能够提供这样一种传送手10，该传送手10有利于高定位精度地保持被传送物体。

下面将参考图10介绍作为本发明一个方面的传送装置。图10是表示根据本发明一个方面的传送装置100的构造的示意图。传送装置100将作为被传送物体的基板(晶片或玻璃板)传送至基板平台等。

传送装置100包括：传送手10，用于保持被传送物体w；臂部分102，用于支撑传送手10，并且能够运动；以及驱动单元103，用于驱动臂部分102。还有，传送装置100包括排气单元104，该排气单元104经由管道而与传送手10的吸附垫单元11连接，并控制被传送物体w的吸附(真空吸附)(换句话说，吸附槽1a的排气)。因为传送装置100使用传送手10，该传送手10有利于高定位精度地保持被传送物体w，因此传送装置能够在高定位精度地保持被传送物体w的同时传送被传送物体w。

下面将参考图11介绍作为本发明一个方面的曝光装置。图11是表示根据本发明一个方面的曝光装置200的结构的示意图。曝光装置200是在光刻处理中使用的光刻装置，光刻处理是用于半导体装置或液晶显示装置的制造处理，且曝光装置200在基板上形成图案。曝光装置200例如使用分步重复(step-and-repeat)方法，并将形成在光掩模r上的图案转印至基板s上。

如图11中所示，曝光装置200包括照明光学系统201、光掩模平台210、投影光学系统211、基板平台(保持单元)204、传送装置100和控制单元206。

照明光学系统201利用从光源(未示出)发射的光来照亮光掩模r。该光掩模r是上面形成有要转印至基板s上的图案(例如电路图案)的原件，例如由石英玻璃构成。光掩模平台210保持光掩模r，沿在x轴和y轴上的各方向运动。

投影光学系统211以预定放大率(例如，1/2)将通过光掩模r的光投影至基板s上。基板s例如是由单晶硅构成的基板，抗蚀剂(光致抗蚀剂)施加在它的表面上。基板平台204通过卡盘205保持基板s，并至少沿x轴和y轴的各方向运动。控制单元206例如由包括cpu、存储器等的计算机来构成，并根据程序来综合控制曝光装置200的各个单元。

曝光装置200使用传送装置100，该传送装置100将作为被传送物体的基板s传送至基板平台204。因此，由于曝光装置200能够在相对于基板平台204以较高定位精度来保持基板s的同时传送该基板s，所以能够减小基板s在基板平台204上的位置移动，从而例如能够提高产量。

在本发明实施例中的制造物品的方法例如适用于制造物品例如器件(半导体元件、磁存储介质、液晶显示元件等)。这种制造方法包括以下步骤：通过使用曝光装置200来使得基板曝光(在基板上形成图案)的步骤，光致抗蚀剂施加在该基板上；以及在基板曝光后对该基板进行显影(处理该基板)的步骤。还有，这种制造方法可以包括其它已知步骤(氧化、沉积、气相沉积、掺杂、平面化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、粘接、封装等)。与普通方法相比，本实施例中的制造物品的方法在产品性能、质量、生产率和制造成本中的至少一个方面很有利。

在本发明中，光刻装置并不局限于曝光装置，还能够应用于例如压印装置、绘图装置等的光刻装置。这里，通过压印装置(该压印装置使得供给至基板的压印材料和模具接触，并向压印材料施加用于固化的能量)，形成固化产品，模具的图案转印至该固化产品上。还有，绘图装置通过由带电粒子束(电子束)或激光束在基板上进行描绘而在基板上形成图案(潜像图案)。上述制造物品的方法可以使用这些光刻装置来执行。

尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例实施例。下面的权利要求的范围应当根据最广义的解释，以便包含所有这些变化以及等效的结构和功能。