CN1473748A - 十字标记搬运方法、十字标记搬运装置以及曝光装置 - Google Patents

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宏
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Abstract

一种十字标记搬运方法与装置，用以稳定地保持圆形EB曝光用十字标记，并且安全地将其搬运，十字标记搬运装置的前端具有U字型钩(1)，设置在U字型钩(1)的臂部(5)间的侧壁(3a)上的段差部(9)以及各臂部(5)的前端上，形成吸引部(11)，吸引部(11)包括环状突部(13)与凹部(15)，十字标记(R)载置于突部(13)上，吸引部(11)吸引保持十字标记(R)外周缘的约略相等分离的三个点(支撑点)，借此，可以稳定地保持十字标记(R)并且安全地搬运，使其不会脱落。

Description

十字标记搬运方法、十字标记搬运装置以及曝光装置
技术领域
本发明是有关于一种作为半导体曝光装置的图案(patterm)原版所使用的十字标记搬运(reticle handling)方法以及搬运装置。
背景技术
习知的半导体曝光装置是使用i线、KrF、ArF等作为光源。使用于此等曝光装置的十字标记为玻璃制，形状为四角形且厚度为数毫米。一般普遍的十字标记处理装置大部分是对应此种十字标记。
近年来，使用电子束(electron beam，EB)的曝光装置的开发不断地发展，以作为能兼具高分辨率与高产率化的曝光装置。此种EB曝光装置并非使用习知的玻璃制的四角十字标记，而是使用和SEMI规格晶片与SEMI规格V形标记晶片(notch wafer)相同形状的薄圆形十字标记。此十字标记的厚度约在0.5mm～1mm左右，直径8时是较主要的。图案大致上整个形成在此EB曝光用的十字标记上。为了使EB照射在图案上面并且从图案的开口通过，同一面的上下面是不可以接触的。因此，可接触的部分仅仅是图案以外部分的十字标记外缘宽度的数毫米部分的上下面而已，因而必须以此部分来保持十字标记并且搬运。
然而，习知的十字标记搬运装置并无法保持住此种薄圆形的十字标记基板。
发明内容
有鉴于上述的问题，本发明的目的是提出一种搬运方法与装置，其能够稳定地保持并且安全地搬运圆形的EB曝光用十字标记。
为达到上述目的，本发明提出一种十字标记搬运方法，用以保持图案形成于圆形基板的十字标记，其特征在于以设置在搬运机械手臂的U字型钩上所设置的吸引部，来吸引保持该十字标记的基板的外周缘上约略相等分离的三个保持点。
本发明更提出一种十字标记搬运装置，用以保持图案形成于圆形基板的十字标记。十字标记搬运装置包括机械手臂，其前端具备一个U字型钩；吸引部，设置在该U字型钩上，用以吸引保持该十字标记的外周缘上约略相等分离的三个保持点。
利用保持住与SEMI规格晶片相同形状的EB曝光用十字标记的外周缘上的三个地方，可以在可接触部分保持十字标记，而不使其脱落。此外，利用以三点来保持，可以更稳定地保持十字标记。
在上述的十字标记搬运装置中，突出部形成于该U字型钩的该吸引部的外侧，该突出部是高于该吸引部。借此可以防止十字标记的位置偏移，并且可以导引十字标记，使其不会掉落。
本发明更提出一种曝光装置，用以将十字标记上的图案转移到感应基板上。该十字标记的搬运装置是如上述任何一种十字标记搬运装置。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特地举一个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1A、图1B与图1C是依据本发明实施例所绘示的十字标记搬运装置的U字型钩的构造示意图，其中图1A是整体的平面图，图1B是图1A的部分放大图，图1C是沿着图1A的A-A剖线的剖面图。
图2是依据本发明的实施例所绘示的十字标记搬运装置整体构造的平面图。
图3A是绘示图2的十字标记搬运装置的部分放大图。图3B则为沿着图3A的线B-B的剖面图。
图4是绘示当十字标记搬运装置搬运动作时，用来说明U字型钩的移动的侧面图。
图5是依据本发明的实施例所绘示的曝光装置的结构示意图。
符号说明
    1                   U字型钩
    3                   基部
    3a                  侧壁
    5                   臂部
    5a                  上表面
    5b                  突出部
    7                   螺丝安装孔
    9                   段差部
    11                  十字标记吸引部
    13                  突部
    15                  凹部
    17                  吸引孔
    19                  真空产生通路
    50                  十字标记搬运装置(机械臂)
    51                  台架
    53                  基座
    55                  第一臂
    57                  第二臂
    61                  支撑脚
    63                  挡脚
    65                  衬垫
    100                 电子束曝光装置
    101                 光学镜筒
    103                 电子枪
    104                 照明光学系统
    104a                聚焦透镜
    104b                电子束偏向器
    110                 卡盘
    111                 十字标记载置台
    112                 驱动装置
    113                 雷射干涉计
    114                 驱动器
    115                 控制装置
    116                 定盘
    121                 晶片室
    124                 投影光学系统
    124a                聚焦透镜
    124b                偏向器
    130                 卡盘
    131                 晶片载置台
    132                 驱动装置
    133                 雷射干涉计
    134                 驱动器
    136                 定盘
    141                 十字标记收容室
    143                 预对准室
    W                   晶片
    S1、S2              工作站
    R                   十字标记
    R1                  外周缘
    H1～H3              高度
具体实施方式
接着配合图式来说明本发明的实施例。
图2是依据本发明的实施例所绘示的十字标记搬运装置整体构造的平面图。
图3A是绘示图2的十字标记搬运装置的部分放大图。图3B则为沿着图3A的线B-B的剖面图。
首先参考图2来说明十字标记搬运装置的整体构造。
十字标记搬运装置50是在大气中，在两个工作站(station)S1、S2之间搬运十字标记R。工作站可以例如是十字标记容器(reticlepot)、预对准室9(pre-aligner chamber)、或加载闭锁室(load-lockchamber)等。此机械臂(十字标记搬运装置)50是包括固定在台架51上的基座53；可旋转地安装在基座53上的第一臂55；可旋转地与第一臂55前端相连结的第二臂57；以及可旋转地与第二臂57前端相连结的U字型钩(U-hook)1。第一臂55可以在高度方向上移动。各工作站S1、S2是位在相对于机械臂50基座53的90°角的位置上。
如图3A所详示，十字标记支撑用的三根支撑脚(pin)61工作站立式地设置(立设)在各工作站的上面。两个图案区域P形成在十字标记R的中央。十字标记R的可接触部分仅仅在沿着外周缘的两处宽度数毫米的部分R1。因此，十字标记支撑用的支撑脚61是相当于十字标记R的可接触部分R1的位置。十字标记支撑用的支撑脚61的上面具有衬垫(pad)65(参考图4)。各十字标记支撑用的支撑脚61的衬垫65的上表面为等高。十字标记R的可接触部分R1则被支撑在十字标记支撑用的支撑脚61的衬垫65上。因为十字标记R被等间距配置的三根十字标记支撑脚61所支撑，故可以被稳定地支撑。
在各工作站上面的各十字标记支撑脚61外侧，分别立设挡脚(stopper pin)63。各挡脚63是配置在沿着贯穿十字标记R中心与十字标记支撑脚61的半径方向的直线上。挡脚63的高度是高于十字标记支撑脚61的高度(衬垫65的上表面高度)。当十字标记R被支撑在十字标记支撑脚61时，挡脚63用来防止横方向的偏移。
接着说明十字标记搬运装置50的U字型钩1的构造。
图1A、图1B与图1C是依据本发明实施例所绘示的十字标记搬运装置的U字型钩的构造示意图。图1A是整体的平面图，图1B是图1A的部分放大图，图1C是沿着图1A的A-A剖线的剖面图。
U字型钩1包括基部3，以及从基部3一端分歧与基部3平行延伸的两个臂部5。各臂部5是沿着基部3的长度方向的中心线，以对称方式配置。从两臂部5的左右方向的末端到末端的宽度，比立设在工作站上面的十字标记支撑脚61的间隔还窄。两臂部5可以通过十字标记支撑脚61之间。螺丝安装孔7是开在基部3的另外一端上，而此端则以螺丝固定在安装于第二臂57(参考图2)前端的；轴承上。当轴承旋转时，U字型钩1会以第二臂57的前端为中心转动。
基部3的在臂部5之间的侧壁3a的形状为圆弧状，此侧壁3a的斜率与被U字型钩1所支撑的十字标记的斜率相同。沿着侧壁3a延伸的段差部9是形成在侧壁3a的中央。十字标记R则载置于此段差部9与两臂部5上。此时，各臂部5是横切过十字标记R并且延伸到十字标记R的外周缘为止。其次，各臂部5的长度与臂部5间的间隔是设定成段差部9与各臂部5的前端部间的间隔以及各臂部5前端部间能够越宽越好。
当十字标记R是沿着侧壁3a被载置于段差部9与两臂部5上时，与十字标记R下表面接触的段差部9以及各臂部5的上表面5a即成为十字标记的载置区域。十字标记载致区域的外侧部分(基部3与各臂部前端的一部分5b、突出部)的高度H3是高于十字标记载置区域的高度H1。
十字标记吸引部11设置在十字标记载置区域内的段差部9与各臂部5的前端。十字标记吸引部11在十字标记R的可接触部分产生几乎真空的状态来吸住十字标记R。如图1B与图1C所示，此吸引部11包括从十字标记载置区域5a上所突出的环状突部13，以及围绕此突部13的凹部15。突部13为沿着十字标记R的外周缘的弯曲形状。各突部13的高度H2相等。十字标记R便载置于此突部13上面，故此突部13的上表面便成为十字标记载置面。此十字标记载置面的高度H2比十字标记载置区域以外部分(基部3与臂部前端部5b、突出部)的高度H3低。其次，如图3B所示，十字标记R载置在突部13上时的十字标记上表面高度H4为比十字载置区域以外部分(基部3与臂部前端部5b、突出部)的高度H3低的高度。
凹部15连通于臂部5内部的吸引孔17。此吸引孔17是连接到沿着臂部5长度方向而埋设的真空产生通路19。段差部9的吸引部11的凹部15也经过相同的吸引孔17，连接到真空产生通路19。各真空产生通路19在基部3汇流，而成为单一通路21，并且经由气阀(未绘出)，连接到臂部外的真空源(未绘出)。
接着，参考图3A与图3B来说明十字标记R载至于U字型钩1的状态。两个图案区域P形成在十字标记R的中央，可接触部分为沿着两个地方的外周缘的宽度数毫米部分R1。
U字型钩1以三处吸引部11的突部13来支撑保持十字标记R外周缘的可接触部分，而不与图案区域P接触。因为此时的十字标记R的高度H4比十字标记载置区域以外的部分(基部3与臂部前端5b)的高度H3还低，故此高度的高出部分成为挡脚，使十字标记R不会在横方向产生位置偏移。
十字标记R被吸引部11支撑住后，便使真空源动作，而在吸引部11的吸引洞17产生真空。如此，十字标记R被吸引部11吸引，且安全地被支撑着而不会脱落。
如前所述，吸引部11所配置的位置要使各吸引部11间的距离尽可能加长。因此，十字标记R可以被稳定地支撑保持住。
接着，说明关于此十字标记搬运装置的搬运动作。
图4是绘示当十字标记搬运装置搬运动作时，用来说明U字型钩的移动的侧面图。
载置十字标记R的U字型钩1中，此钩1的下面是在比工作站S 1的挡脚63的上表面还高的平面上移动，十字标记R便被搬运到工作站S1。此时，钩1插入到工作站S1的搬运装置侧的两个十字标记支撑脚61之间，并且十字标记R的可接触部分R1为定位在各十字标记支撑脚61的正上方。定位后，真空源停止动作，并解除钩1与十字标记R的吸引(此状态下，钩1的高度为H12)。
然后，使第一臂部55下降，下降至U字型钩1的正下方。如此，各臂部5下降到十字标记支撑脚61之间，十字标记R的可接触部分R1与十字标记支撑脚61的衬垫65接触(钩1的高度为H11)。接着，使钩1下降后，因为十字标记R与钩1的吸引被解除，十字标记R被留在十字标记支撑脚61的衬垫65上，而移动相同的衬垫65上。接着钩1更下降到预定的高度(H10)。接着使第一臂55与第二臂57旋转，在搬运装置方向上牵引钩1。此时，因为钩1的上表面高度比十字标记R的下表面低，移到十字标记支撑脚上的十字标记R就不会被碰触到。
十字标记支撑脚61上所载置的十字标记R可利用挡脚63来防止往横方向的位置偏移。
此外，从工作站来拾取十字标记R的动作是与此搬运动作相反的动作。
在图2所示的例子中，工作站是两个场所，但是在U字型钩1的可移动范围内，也可以配置若干个相同结构的工作站。此外，十字标记是被支撑保持于工作站上的十字标记支撑脚61的衬垫65上，但是也可以空气吸引方式来支撑保持十字标记。
图5是依据本发明的实施例所绘示的曝光装置的结构示意图。
在电子束曝光装置100的上方配置光学镜筒101。光学镜筒101中设置真空泵(未绘出)，以将光学镜筒101内排成真空。
在光学镜筒101的上方配置电子枪103，以向下方放射出电子束。电子枪103的下方配置依序包括聚焦透镜104a与电子束偏向器104b等的照明光学系统104。此镜筒(照明光学系统)104下方则配置十字标记R。
从电子枪103所放射出的电子束被聚焦透镜104a收敛。接着，利用偏向器104b来依序扫描图式中的横方向，并对光学系统视野内的十字标记R的各小区域(次区域，subfield)进行照明。此外，图中的聚焦透镜104a为一段，但在实际照明光学系统中，设置了数段的透镜与电子束成形光圈(开口，aperture)、阻挡光圈等。
十字标记R是被收纳在设置在光学镜筒101的十字标记收容室141。利用本发明的十字标记搬运装置50，此十字标记R从预对准室143被搬运到十字标记收容室141。接着，在曝光动作时，从十字标记收容室141搬运到十字标记载置台111，并且利用静电吸引等，将十字标记R固定于设置在此载置台111上方的卡盘110上。十字标记载置台111是被载置于定盘116上。
如图左方所示，驱动装置112连接到十字标记载置台111。此外实际上，驱动装置(线性马达)112是组装到载置台111中。驱动装置112经由驱动器114连接到控制装置115。此外，雷射干涉计113配置在十字标记载置台111的侧方(图式右方)。雷射干涉计113也连接到控制装置115。雷射干涉计113所测量到的十字标记载置台111的正确位置信息被输入到控制装置115。以十字标记载置台111的位置为目标位置，从控制装置115将指令送到驱动器114，而被驱动装置112所驱动。结果，十字标记载置台111的位置可以实时方式被正确地回馈控制。
晶片室(真空室)121被配置在定盘116的下方。真空泵(未绘出)连接到晶片室121的侧边(图式的右侧)，将晶片室121内抽成真空。
在晶片室121中(实际为晶片室内的光学镜筒内)，配置包含聚焦透镜(投影透镜)124a与偏向器124b等的投影光学系统124。晶片(感旋光性基板)W则配置在晶片室121内的下方。
通过十字标记R的电子束被聚焦透镜124a所收敛。通过聚焦透镜124a的电子束则被偏向器124b所偏向，而将十字标记R的影像成像于晶片W上的预定位置。此外，图中的聚焦透镜124a为一段，但在实际投影光学系统中，设置了复数段的透镜与修正像差用的线圈。
晶片W是利用静电吸引等方式，被固定在设置在晶片载置台131上方的卡盘130上。晶片载置台131配置在定盘136上。
如图左方所示，驱动装置132连接到晶片载置台131。此外实际上，驱动装置132是组装到载置台131中。驱动装置132经由驱动器134连接到控制装置115。此外，雷射干涉计133配置在晶片载置台131的侧方(图式右方)。雷射干涉计133也连接到控制装置115。雷射干涉计133所测量到的晶片载置台131的正确位置信息被输入到控制装置115。以晶片载置台131的位置为目标位置，从控制装置115将指令送到驱动器134，而被驱动装置132所驱动。结果，晶片载置台131的位置可以实时方式被正确地回馈控制。
如以上的说明，利用本发明的话，可以提供一种十字标记搬运装置，使得EB曝光用的十字标记可以被稳定地支撑保持，且可以被安全地搬运而不会脱落。
虽然本发明已经以一个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附之的权利要求所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种十字标记搬运方法，用以搬运图案形成于圆形基板的一个十字标记，其特征在于以设置在一个搬运机械手臂的U字型钩上所设置的吸引部，来吸引保持该十字标记的基板的外周缘上约略相等分离的三个保持点。
2.一种十字标记搬运装置，用以搬运图案形成于圆形基板的一个十字标记，其特征在于该十字标记搬运装置包括：
一个机械手臂，其前端具备一个U字型钩；
一个吸引部，设置在该U字型钩上，用以吸引保持该十字标记的外周缘上约略相等分离的三个保持点。
3.如权利要求2所述的十字标记搬运装置，其特征在于其中一个突出部形成于该U字型钩的该吸引部的外侧，该突出部是高于该吸引部。
4.一种曝光装置，其特征在于用以将一个十字标记上的图案转移到一个感应基板上，其中该十字标记的搬运装置是如权利要求2或3所述的十字标记搬运装置。
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