CN103293872A - 衬底操纵装置、光刻系统和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种衬底操纵装置、光刻系统和器件制造方法，尤其涉及一种用于将待曝光的衬底从轨道转移至光刻设备的衬底操纵装置。所述衬底操纵装置布置成确定开始衬底的转移过程的状况或时刻，所述状况或时刻基于光刻设备的预定的处理特性，用于保持衬底在衬底操纵装置中的转移时间段是基本上恒定的。

Description

衬底操纵装置、光刻系统和器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种衬底操纵装置、一种光刻设备以及一种用于通过衬底操纵装置处理衬底的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底的方式将图案从图案形成装置转移到衬底上。通常，集成电路(IC)将包括通过相继地将不同的图案形成在衬底上而提供的多个层。为了确保IC的正确操作，最重要的是被施加的层彼此被正确地对准。关于这一点，术语“重叠”通常用于表征这样的对准。影响重叠特性的因素之一是衬底的热学条件。为了获得期望的重叠特性，用于形成IC的相继的层应当被施加至衬底，且处于基本上相同的热学状态中，其可以例如由衬底的绝对温度或温度均匀性或它们的组合来表征。
为了施加相继的层至衬底(用于形成IC)，在衬底上执行不同的过程，包括施加抗蚀剂层、曝光抗蚀剂层等。
这些过程通常在诸如光刻设备或轨道等不同的处理工具中进行(例如执行曝光后焙烤过程和施加抗蚀剂层)。衬底操纵装置或操纵工具通常被作为这些工具之间的接口，这样的工具设置有一个或更多个用于将衬底运送至不同的工具和将衬底从不同的工具运送的端口。通常，在所述衬底不能被相应的工具同时操纵的情况下，这样的衬底操纵装置还被应用为暂时储存衬底的缓冲装置。
使用这样的缓冲处理或通常通过衬底操纵装置操纵衬底已经被发现，在它们被光刻工具容纳用于曝光时影响衬底的热学条件。
结果，IC的被相继施加的层可以被在不同的热学条件(相对于整体温度和/或温度均匀性)下设置在衬底上，由此可能会不利地影响重叠特性。
发明内容
期望通过衬底操纵装置来改善对衬底的处理，用于改善被提供至光刻设备用于曝光目的衬底的热调节。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于将待曝光的衬底转移至光刻设备的衬底操纵装置。所述衬底操纵装置布置成确定衬底的转移过程开始的状况或时刻，此时所述状况或时刻基于光刻设备的预定的处理特性。
根据本发明的另一实施例，提供了一种光刻系统，包括：光刻设备，布置成将图案从图案形成装置转移到衬底上。所述光刻设备包括用于将光刻设备连接至用于接收待曝光的衬底的衬底操纵装置的端口。所述光刻系统还包括根据本发明所述的衬底操纵装置，能够连接至所述端口。
根据本发明的还一实施例，提供了一种器件制造方法，包括：将图案从图案形成装置转移到衬底上。所述方法包括步骤：将衬底通过衬底操纵装置转移至光刻设备，其中衬底操纵装置的转移过程在一基于光刻设备的预定的处理特性的状况或时刻开始，用于将衬底在衬底操纵装置中的转移时间段保持基本上恒定。
本发明的其他特征和优点以及本发明各个实施例的结构和操作，将在下文中参照附图进行详细描述。要注意的是，本发明不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是示例性目的。基于这里包含的教导，其他的实施例对相关领域的技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
合并于此并且形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与所述描述一起用于进一步说明本发明的原理，使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1示出了根据本发明一实施例的光刻设备。
图2示出了根据本发明一实施例的衬底操纵装置和处理装备的一部分的俯视图。
图3示出了在学习模式期间根据本发明一实施例的衬底操纵装置的过程方案。
图4示出根据本发明一实施例的衬底操纵装置的过程方案，由此，应用转移过程的优化的启动状况或时刻。
在结合附图时通过下面阐述的详细说明，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记在全文中表示对应元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件第一次出现的附图用相应的附图标记中最左边的数字表示。
具体实施方式
本说明书公开一个或更多个实施例，其包括本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由随附的权利要求来限定。
所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些措词不必表示同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性被结合实施例进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，结合其他实施例实施这些特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内。
本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施。本发明实施例还可以实施为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于存储或传送成机器(例如计算装置)可读取的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、例行程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅是为了方便并且这些动作实际上来源于计算装置、处理器、控制器或用于执行所述固件、软件、例行程序、指令等的其他装置。
然而，在更详细描述这些实施例之前，给出可以实施本发明的实施例的示例性环境是有指导意义的。
图1示意地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如紫外(UV)辐射或任何其他的合适的辐射)；掩模支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据特定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。该光刻设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑结构”，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。该光刻设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述掩模支撑结构支撑图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述掩模支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述掩模支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述掩模支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。这里使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以看作与更为上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面中赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应该注意的是，被赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分上的所需图案精确地一致(例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”可以广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。
所述光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以被施加到光刻设备的其他空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术可以用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸没到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统和该衬底之间。
参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。所述源SO和光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(在图1中没有明确地示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT或“衬底支撑件”的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“衬底支撑件”沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT或“掩模支撑件”保持为基本静止，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT或“衬底支撑件”进行移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑件”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
为了将待曝光的衬底提供至光刻设备和从所述光刻设备移除已曝光的衬底，可以应用根据本发明的衬底操纵装置。
这样的衬底操纵装置布置成执行衬底的转移过程，由此，如由衬底操纵装置执行的待曝光的衬底的转移过程在基于光刻设备的预定的过程特性的状况或时刻下启动。
典型地，例如定位在诸如轨道等处理工具和光刻设备之间的衬底操纵装置包括一个或更多的端口，所述端口可连接至处理工具或光刻设备。这样的衬底操纵装置还包括用于装载和卸载衬底的一个或更多的机器人。
在图2中，示意性地示出了根据本发明实施例的衬底操纵装置SH的俯视图，其布置在轨道(TRA)和光刻设备(由平台隔室SC表示，包括用于保持待处理的衬底的第一晶片平台WS1和第二晶片平台WS2，诸如晶片平台，例如包括诸如图1中所示的衬底台WT的衬底台)之间。如图所示的衬底操纵装置包括第一端口210和第二端口，该第一端口210例如可连接至轨道(TRA)或其它处理设备(未显示)，该第二端口可连接至光刻设备。在图示的布置中，第二端口包括用于接收已经被光刻设备处理的衬底的进入端口220.1和为了处理而将衬底提供至光刻设备的出口端口220.2。
通常，衬底的这样的处理涉及测量过程和曝光过程两者，该测量过程可以包括衬底的对准过程和高度分布图确定，在该曝光过程，多个管芯被用图案化的辐射束曝光。注意到，第一端口210还可以包括用于将衬底转移至轨道TRA和将衬底从TRA转移的进入端口和出口端口。
如进一步显示的，衬底操纵装置SH包括用于转移衬底的两个机器人(LR，UR)；用于经由出口端口220.2将待处理的衬底提供至光刻设备的装载机器人LR；以及用于卸载已经被曝光的衬底的卸载机器人UR。
通常，衬底操纵装置SR可以具有一个或更多的部位/位置，在所述部位/位置处衬底可以被暂时地定位，这样的等待位置例如在图2中由W1和W2显示。这样的位置还可以在等待处理工具或光刻设备接收衬底时用作临时保持衬底的缓冲。替代地或附加地，衬底操纵装置可以具有用于储存已处理的衬底或待处理的衬底的另一缓冲区域(未显示)。操纵衬底的典型的过程被箭头230显示，且可以例如包括将衬底从轨道TRA转移至第一等待位置W1、将衬底转移至第二等待位置W2、将衬底加载至光刻设备的平台隔室SC中(例如使用该加载机器人LR来完成)。随后，衬底可以被在晶片平台WS1上处理(在位置P1)，在晶片平台WS1处可能发生测量过程，可以在位置P2执行曝光过程(注意到为了曝光衬底，晶片平台WS1和WS2将被交换)，已处理的衬底可以被输出至衬底操纵装置SH，例如利用卸载机器人UR来完成。
通常，衬底在衬底操纵装置里面所花费的时间可能依赖于例如光刻设备的特定操作而显著变化。这样的转移过程，或更具体地，衬底的处理时间可能例如依赖于在曝光之前执行任何期望的测量所花费的时间和/或执行期望的曝光所花费的时间。通过光刻设备进行的衬底的这样的处理典型地依赖于一大组参数，其例如涉及包括扫描速度、加速水平的机器设定，或诸如标记或管芯位置、图像数量等的许多具体参数。另外，衬底的处理时间可能受在曝光期间施加的抗蚀剂和所需要的照射、对执行特定曝光过程所需要的机器设定的任何调整等的影响。
典型地，在衬底通过诸如机器人LR和UR的装载或卸载机器人进行转移(例如移位)时，衬底操纵装置没有被构造成保持衬底的精确的温度条件。同理，在改变在光刻设备中发生的处理时间时，衬底操纵装置中的衬底的过渡时间(transition period)也可能变化。
结果，到达光刻设备的衬底的温度或温度轮廓可能依赖于所执行的光刻过程。同理，在衬底上的第n层的曝光期间衬底的温度或温度轮廓可能不同于在第n-1层的曝光期间的温度或温度轮廓。如技术人员所理解的，在曝光期间这样的温度差可能影响第n层和第n-1层之间的重叠特性。
为了避免对重叠特性的这样的不利影响，应当确保衬底操纵装置处理衬底的处理时间，具体是，病态的(ill conditioned)处理被保持为基本上恒定的，由此实现了在衬底上的第n层曝光可以在基本上与第n-1层曝光相同的(热学)状况下执行。
为了实现其，根据本发明的衬底操纵装置布置成基于光刻设备的预定处理特性确定用于开始衬底的转移过程的状况或时刻，用于将衬底在衬底操纵装置中的转移时间段保持为基本上恒定的。
通常，使用相同的图案形成装置或掩模版或掩模相继地曝光多个衬底。通常，在这样的一批次衬底中的每一衬底的处理应当需要基本上相同的时间量，尽管由于在新的一批次衬底开始时执行了依赖于特定批次的测量而导致针对于批次中的第一个衬底可能观察到有偏差的处理时间。诸如图案形成装置或掩模版或掩模的交换等其他操作可能导致对于一批次的第一个衬底的有偏差的处理时间。为了保持衬底的转移时间段基本上恒定，存在各种选择。
在第一实施例中，开始转移过程的状况或时刻基于光刻设备的预定的处理特性，由此该预定的处理特性包括至少一个更早或较早处理的衬底的已测量的处理时间。在这样的实施例中，光刻设备处理衬底的处理时间在第一平台中被观察到，并例如储存在光刻设备或衬底操纵装置的控制单元的存储器单元中。这样的处理时间可以例如跨越在将衬底装载到平台隔室中和已曝光的衬底处于可利用的状态(例如在卸载机器人UR处)的状况或时刻之间所花费的时间段。在这样的处理时间已经被针对于至少一个衬底确定时，通过衬底操纵装置的随后的衬底的处理可以与该处理时间同步。基于之前确定的处理时间，可以确定下一衬底何时需要处于对于光刻设备是可利用的状态以使得在光刻设备的处理中没有发生延迟，而且假定由衬底操纵装置处理衬底的时间也是已知的，则可以确定在哪一状况或时刻开始下一衬底的转移过程以使得在衬底准备被加载到光刻设备中时，所述设备的确可用于接收衬底，从而在衬底操纵装置内没有发生不被期望的延迟。
为了针对于特定的过程或一批次中的特定的衬底确定衬底在光刻设备中的处理时间，衬底操纵装置可以例如对于有限数量的衬底(例如在2和10之间)在学习模式中操作。在这样的学习模式期间，下述的动作可以被执行：衬底操纵装置的操作步调被放缓(与相对于生产率的优化的步调相比)，以最小化在装载和/或卸载机器人LR和UR处的衬底的等待时间。注意到，这可能对生产率产生不利影响(针对于有限数量的衬底来说)。光刻设备的操作与衬底操纵装置的该降低的步调同步。有限数量的衬底的处理时间被监控并被存储在例如存储器单元中，该存储器单元可以由用于控制衬底操纵装置的操作的控制单元访问。
在图3中，衬底操纵装置的操作和光刻设备的对应的操作被示意性地示出。图3示意性地显示作为时间t的函数的、在所述的学习模式期间在衬底操纵装置和光刻设备两者之间发生的各种过程。关于在光刻设备中发生的过程，图3的调度表假定所谓双平台(或卡盘)设备，由此可以在第一卡盘或平台上执行第一衬底的曝光，同时在第二衬底上执行测量过程。然而，注意到，类似的时序调度表还可以被针对于其它类型的光刻设备进行设计，例如针对于具有一个衬底平台和一个测量平台的设备，其中衬底平台保持衬底，测量平台用于执行测量而不保持衬底。
在图3的时序调度表中，示意性地显示出过程(1)、(2)和(3)。
过程(1)以处理步骤RETEX开始，称为光刻设备中的图案形成装置或掩模版的交换。注意到，这样的RETEX操作可以进一步包括诸如掩模版或图案形成装置的对准等另外的测量或操作。作为下一处理步骤(其对于过程(1)和(2)是常见的)，示意性地显示出卡盘或平台交换(CEX)，由此两个卡盘或平台交换位置(例如在图2中显示的位置P1和P2)。在显示出的调度表中，第一卡盘交换CEX提供了用于保持第一衬底(已经被测量)的卡盘至用于曝光的曝光位置之间的交换。在第一衬底上的曝光过程(由“EXP1”表示)之前，可能需要执行曝光前测量或过程(例如包括衬底与图案形成装置的对准)，这样的测量或过程在图3中表示为PEM。
如进一步所看到的，在相对于卡盘交换CEX的固定的状况或时刻(由箭头示出)，显示出衬底操纵装置的转移过程(显示为过程(3))，所述过程包括预先装载平台PLD和装载平台LD。在预先装载平台PLD期间，例如被从轨道或其它处理设备接收的衬底(衬底由标记S1、S2或S3示出)被朝向装载机器人(例如图2中的机器人LR)运送和在衬底操纵装置里面被处理。在装载平台LD期间，之前曝光的衬底被衬底操纵装置接收，待处理的衬底(衬底S2)被提供至光刻设备。在光刻设备中，该处理步骤因此由WEX表示，称为晶片或衬底交换。如果晶片或衬底交换过程(WEX)结束，则被接收的衬底(衬底S2)可以进行测量过程，由“Meas S2”表示。如果完成了衬底S2上的测量过程，可以执行下一卡盘交换(CEX)。
注意到，在如图示的学习模式期间，由衬底操纵装置进行的连续衬底的转移过程在相当慢的步调下启动。这导致了表示为WEX的相对长的时间段，在该时间段期间衬底在被交换之前必须在光刻设备中等待(由于转移过程的触发晚(由箭头示出))。这样的方法能够处理光刻设备内的任何延迟，而不是在衬底操纵装置中具有可变化的处理时间。注意到，如由停机时间Δt表示的，衬底交换中的这一延迟可能不利地影响生产率。通过对多个衬底执行所显示的过程，可以例如通过监控待处理的衬底的接收(例如衬底S2的接收)和衬底S2的曝光过程的结束之间经过的时间来确定光刻设备中的衬底处理时间。基于这一处理时间，可以确定应当在哪一状况或时刻启动转移过程(例如包括预先装载平台PLD和装载平台LD)。
在图4中示意性显示出其效果，由此在学习模式中执行衬底S3的转移过程(因此处理步骤的相对位置与图3相对应)，而对于衬底S4的处理，转移过程(3)被更早地启动(相对于卡盘交换CEX)，如由箭头400显示的。因为转移过程的启动基于实际的处理时间，所以使装载过程与光刻设备的处理同步，使得新的衬底(诸如衬底S4)可以在卡盘交换(CEX)之后立即被装载。结果，衬底可以被以连续的步调由衬底操纵装置转移，由此操纵装置内的处理时间，尤其是由装载或卸载机器人进行的处理可以被保持成恒定的。作为进一步的结果，可以缩短交换过程WEX，可以基本上将停机时间Δt降低为零。
在本发明的实施例中，用于确定在哪一状况或时刻开始转移过程的预定处理特性，基于用于描述通过光刻设备进行的处理时间的模型。在这一实施例中，光刻设备内的衬底的处理时间(如例如上文所述的)被进行模型化。这样的模型可以例如包括各种参数，包括光学参数或机械参数、与衬底上施加的抗蚀剂相关的参数、具体的批次参数等。
对于光刻过程中的任务的进度或预测的进一步的信息，可以参考US2005/0278049，通过参考将其全部内容并入到本文中。
针对于待执行的给定过程，这样的模型可以进一步包括：用于计算光刻设备的建立时间的模型，以便例如考虑在曝光之前所需要的任何调整或设定。
注意到，在一实施例中，可以执行模型化和测量的组合，用于获得光刻设备的处理特性，因此获得开始转移过程时的状况或时刻。
在一实施例中，处理特性(例如衬底的处理时间)被以规则的间隔确定(例如对于每一衬底或每第五个衬底或每第十个衬底)，在转移过程开始的那一个状况或时刻被利用过程特性进行调整。作为示例，在处理时间对于相对大量的衬底是可实现的时，可以使用数据的移动的均值滤波来确定所述状况或时刻。这样的移动均值滤波可以例如包括确定最近的10个衬底的平均处理时间，衬底的处理时间被确定为所述状况或时刻所依据的处理时间。
通过这样做，可以考虑对光刻设备的性能的相对慢的作用，因此考虑处理特性。作为示例，光刻设备的光学部件的透射性劣化可能影响处理时间。
在一实施例中，在衬底操纵装置中操纵的衬底的热调节通过在衬底操纵装置中包括用于加热和/或冷却衬底的热调节单元来改善。在一实施例中，这样的热调节单元布置在等待位置，诸如如图2所示的等待位置W1和W2。作为示例，等待位置W1可以设置有用于冷却被从轨道接收的衬底的冷却单元，且因此可以处于相对高的温度，等待位置W2可以设置有在用于通过装载机器人LR被运送至光刻设备之前均匀地加热衬底的加热单元。
在一实施例中，本发明提供了一种光刻系统，包括：布置用于将图案从图案形成装置转移到衬底上的光刻设备，所述光刻设备包括用于将光刻设备连接至用于接收待曝光的衬底的衬底操纵装置的端口，其中所述系统还包括根据上文所述的衬底操纵装置。
为了控制根据本发明的衬底操纵装置的操作，尤其是所述的转移过程的时序，控制单元可以设置成用于(作为光刻设备的控制单元的一部分或分立的控制单元)：监控光刻设备的处理特性；确定所述状况或时刻；和控制衬底操纵装置以在所述状况或时刻开始所述转移过程。
虽然在本文中做出了具体的参考，将光刻设备用于制造IC，但是应该理解，这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然上文已经做出了具体参考，将本发明的实施例用于光学光刻术的情况中，应该注意到，本发明可以用在其它的应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的形貌印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置被从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外辐射(UV)(例如具有或约为365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
上面的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术技术人员应该清楚的是，在不背离所附的权利要求的范围的情况下可以对所述的本发明进行修改。
应该认识到，具体实施例部分，而不是发明内容和摘要部分，用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以给出一个或更多个、但不是发明人所构思的本发明的全部示例性实施例，因而不能够以任何方式限制本发明和随附的权利要求。
上面借助示出具体功能及其关系的实施方式的功能性构造块描述了本发明。为了方便说明，这些功能性构造块的边界在此任意限定。只要特定功能及其关系被适当地执行，就可以限定替换的边界。
具体实施例的前述说明将充分地揭示本发明的一般属性，以致于其他人通过应用本领域技术的知识可以在不需要过多的实验、不背离本发明的整体构思的情况下针对于各种应用容易地修改和/或适应这样的具体实施例。因此，基于这里给出的教导和启示，这种修改和适应应该在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应该理解，这里的术语或措辞是为了描述的目的，而不是限制性的，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和启示进行解释。
本发明的覆盖度和范围不应该受到上述的示例性实施例限制，而应该仅根据随附的权利要求及其等价物限定。

Claims (14)

1.一种用于将待曝光的衬底转移至光刻设备的衬底操纵装置，其中所述衬底操纵装置布置成确定衬底的转移过程开始的状况，其中，所述状况基于光刻设备的预定的处理特性。
2.根据权利要求1所述的衬底操纵装置，其中所述预定的处理特性包括衬底的被计算的或被测量的处理时间。
3.根据权利要求1或2所述的衬底操纵装置，其中所述状况被选择成将不同衬底的在衬底操纵装置中的转移时间段保持成基本上恒定的。
4.根据权利要求1或2所述的衬底操纵装置，还包括：用于连接至轨道的第一装载/卸载端口以及用于连接至光刻设备的第二装载/卸载端口。
5.根据权利要求3所述的衬底操纵装置，还包括用于在衬底操纵装置内转移衬底的装载机器人，所述转移时间段包括通过装载机器人处理衬底的处理时间段。
6.根据前述权利要求中任一项所述的衬底操纵装置，其中所述预定的处理特性是通过测量由光刻设备进行的衬底的处理时间来获得的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的衬底操纵装置，其中所述预定的处理特性基于用于描述通过光刻设备进行的衬底的处理时间的模型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的衬底操纵装置，其中所述预定的处理特性包括至少一个更早的已处理的衬底的被测量的处理时间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的衬底操纵装置，其中所述预定的处理特性包括多个衬底的处理时间，所述状况基于处理时间的移动均值滤波。
10.根据前述权利要求中任一项所述的衬底操纵装置，还包括用于调节衬底的热调节单元。
11.根据权利要求10所述的衬底操纵装置，其中所述热调节单元包括用于冷却从轨道接收的衬底的冷却单元以及用于加热从冷却单元接收的衬底的加热单元。
12.一种光刻系统，包括：
光刻设备，布置成将图案从图案形成装置转移到衬底上，所述光刻设备包括用于将光刻设备连接至用于接收待曝光的衬底的衬底操纵装置的端口，其中所述光刻系统还包括：
根据权利要求1-11中任一项所述的衬底操纵装置，能够连接至所述端口。
13.根据权利要求12所述的光刻系统，尤其所述光刻系统还包括控制单元，用于
监控光刻设备的处理特性；
确定所述状况；
控制所述衬底操纵装置以在所述状况开始所述转移过程。
14.一种器件制造方法，包括将图案从图案形成装置转移到衬底上，所述方法包括步骤：
将衬底通过衬底操纵装置转移至光刻设备，其中衬底操纵装置的转移过程在一基于光刻设备的预定的处理特性的状况开始，用于将衬底在衬底操纵装置中的转移时间段保持成基本上恒定的。
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