CN1721998B - 光刻装置和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有改进的传送单元的光刻装置。该光刻装置包括一进行涉及可换物件的光刻处理的处理单元，其中该处理单元包括一提供辐射光束的照射系统，一配置成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件可将期望的图案赋予给辐射光束，一配置成保持基底的基底保持架，以及一配置成将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统。光刻装置还包括一传输单元，其包括一单个机械手。该单个机械手配置成将第一可换物件从装载站传输到处理单元，和将第二可换物件从处理单元传输到卸载站。

Description

光刻装置和器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻装置和相关的器件制作方法。
背景技术
光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，构图部件，如掩模可用于产生对应于IC一个单独层的电路图案，该图案可以成像在已涂敷辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一个或者多个管芯)。
一般地，单一的基底将包含相继曝光的相邻靶部的网格。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光到靶部上而辐射每一靶部，已知的光刻装置还包括所谓的扫描器，其中通过在投射光束下沿给定的方向(“扫描”方向)扫描所述图案，并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐射每一靶部。
处理基底要求将待处理的基底提供给光刻装置，在处理之后，从装置中移除处理过的基底。一般地，可以用轨道将待处理的基底输送到装载站。从该装载站，一个接一个地使基底移动到光刻装置的处理单元，并在其中进行实际的处理。
然后通常是一个接一个地使处理过的基底从光刻装置的处理单元移动到卸载站。一般地轨道可以从卸载站取出处理过的基底。
将基底提供给光刻装置并从光刻装置移除基底的其它方法对本领域技术人员是公知的，例如使用一前开口的标准容器。该前开口的标准容器包含许多基底，并将其一个接一个地提供给装载站。
在已知的光刻装置中，提供了一种传输单元，其用于将待处理的基底从装载站传输到处理单元，以及用于将处理过的基底从处理单元传输到卸载站。这种已知的传输单元包括装载机械手和卸载机械手。装载机械手将待处理的衬底从装载工位拿到光刻装置的处理单元。卸载机械手将处理完的衬底从光刻装置的处理单元拿到卸载工位。
这种已知的传输单元配置非常昂贵，还需要相对大的空间。
发明内容
这里具体化的和广义描述的本发明的原理用于一种光刻装置，该光刻装置具有比已知的传输单元更为廉价和相对更小的传输单元。在一个实施方案中，光刻装置包括一配置成进行涉及可换物件的光刻处理的处理单元，该处理单元包括一提供辐射光束的照射系统，一配置成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件可将期望的图案赋予给辐射光束，一配置成保持基底的基底保持架，以及一配置成将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统。光刻装置还包括一传输单元，其包括一单个机械手。该单个机械手配置成将第一可换物件从装载站传输到处理单元，和将第二可换物件从处理单元传输到卸载站。
该可换物件可以是一个基底，但是也可以是每隔一段时间需要更换的其它类型的物件。仅通过使用一个机械手代替常规的两个机械手，传输单元变得更加便宜并需要更小的空间。
优选地，机械手包括一第一物件输送装置，用于将第一可换物件从装载站传输到处理单元，以及一第二物件输送装置，用于将第二可换物件从处理单元传输到卸载站。
机械手的这种结构允许有效的和相对简单的设计。
在一个实施方案中，第一物件输送装置与第一臂连接，第二物件输送装置与第二臂连接，该第一臂和第二臂可围绕旋转轴旋转。在该实施方案中，臂的旋转运动可用来传输可换物件。
有利地，第一臂和第二臂中的至少一个可沿一至少大体上与旋转轴平行的方向移动。在输送可换物件中引入该附加的自由度可为可换物件的移动提供提高的灵活性。
此外，旋转轴的位置可以相对处理单元固定。由于仅仅需要控制臂的旋转，所以可以得到非常简单的和稳固的设计的机械手。
此外，第一臂和第二臂可以以这样一种方式相对彼此固定，使得在它们之间形成一恒定的角度。由于只需要控制一个旋转移动，所以这就更加简化了机械手的设计。
在已知的光刻装置中，干涉仪通常布置得靠近从传输单元接收基底的基底台。优选地，当机械手用于在基底台和干涉仪单元的区域传输基底时，如此改变臂的形状使得其能够穿过干涉仪。已经发现一般为z-形的纵向截面对臂的形状来说时合适的。
在另一个实施方案中，第一物件输送装置和第二物件输送装置与一公共的机械手臂连接，该机械手臂适用于使第一物件输送装置和第二物件输送装置相对处理单元移动。
有利地，至少一个物件输送装置与机械腕组件连接，该机械腕组件允许连接于其上的物件输送装置相对机械手臂旋转。
此外，在该实施方案中，第一物件输送装置和第二物件输送装置都与机械腕组件连接。有利地，第一物件输送装置和第二物件输送装置相对彼此固定，使得在它们之间形成一恒定的角度。
此外，传输单元包括对接机构，其适合于与处理单元的一部分配合，该处理单元适合于载运可换物件，该对接机构用于使至少一个物件输送装置相对处理单元定位。这样可以使可换物件相对处理单元可靠地和准确地定位。
用于使可换物件相对处理单元可靠地和准确地定位的另一种方法是提供一种机械腕和物件输送装置的组合，当相对处理单元定位至少一个物件输送装置时该组合可以从机械手臂上拆下来。这种方法还可以与在前面段落中描述的对接机构接合在一起。
根据另一个实施方案，提供一种器件制造方法，包括提供一至少部分涂敷了辐射敏感材料层的基底，通过照射系统提供辐射光束，使用构图部件给辐射光束在其截面赋予期望的图案，将带图案的辐射光束投影到基底的靶部，并通过一单个机械手使第二可换物件从处理单元传输到卸载站。
尽管在本申请中，可以具体参考将光刻装置用于制造IC，但是应该理解这里描述的光刻装置可能具有其它应用，例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，这里任何术语“晶片”或者“管芯”的使用应认为分别与更普通的术语“基底”或“靶部”同义。
在曝光之前或之后，可以在例如轨迹器(通常将抗蚀剂层作用于基底并将已曝光的抗蚀剂显影的一种工具)或者计量工具或检验工具对这里提到的基底进行各种处理.在可应用的地方，这里的公开可应用于这种和其他基底处理工具.另外，例如为了形成多层IC，可以对基底进行多次处理，因此这里所用的术语基底也可以指已经包含多个已处理的层的基底.
这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及离子束，例如离子束或电子束。
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够给投射光束赋予带图案的截面的装置，从而在基底的靶部中形成图案。应该注意，赋予投射光束的图案可以不与基底靶部中的所需图案精确一致。一般地，赋予投射光束的图案与在靶部中形成的器件如集成电路的特殊功能层相对应。
构图部件可以透射的或者反射的。构图部件的示例包括掩模，可编程反射镜阵列，以及可编程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用了微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同的方向反射入射的辐射光束；按照这种方式，对反射的光束进行构图。
支撑结构可以支撑构图部件，即承受构图部件的重量。它可以一种方式保持构图部件，该方式取决于构图部件的定向、光刻装置的设计和其他条件，例如构图部件是否保持在真空环境。该支撑可以是使用机械夹紧或其它夹紧技术，例如真空条件下的静电夹紧。支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的，并且可以确保构图部件例如相对于投影系统位于期望的位置。这里任何术语“中间掩模版”或者“掩模”的使用可以认为与更普通的术语“构图部件”同义。
这里所用的术语“投影系统”应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括折射光学系统，反射光学系统，和反折射光学系统，如适合于所用的曝光辐射，或者适合于其他方面，如使用浸液或使用真空。这里任何术语“透镜”的使用可以认为与更普通的术语“投影系统”同义。
照射系统还可以包括各种类型的光学部件，包括用于引导、整形或者控制辐射投射光束的折射，反射和反折射光学部件，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“透镜”。
光刻装置可以是具有两个(双台)或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)的类型。在这种“多台式”装置中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。
光刻装置还可以是一种类型，其中基底浸没在具有相对高的折射率的液体如水中，从而填充投影系统的最后一个元件和基底之间的空间。也可以将浸液施加到光刻装置的其它空间，例如在掩模和投影系统的第一元件之间。湿浸技术在本领域是公知的，其用于增加投影系统的数值孔径。
附图说明
现在仅仅通过例子的方式，参考随附的示意图描述本发明的实施方案，附图中相应的参考标记表示相应的部件，其中：
图1示出了根据本发明一个实施方案的光刻装置；
图2示意性地示出了本发明的第一实施方案；
图3示意性地示出了利用图2的实施方案提供和卸下基底的过程；
图4示意性地示出了图2的实施方案的正视图；
图5示意性地示出了本发明的第二实施方案；
图6示意性地示出了利用图5的实施方案提供和卸下基底的过程；
图7是轨道接口的实施方案的示意性顶视图，该轨道接口具有一堆积的输入/输出站，其位于规定和光刻装置的处理单元之间；
图8示意性地示出了图7的实施方案的侧视图；
图9示意性地示出了具有空气喷头的基底缓冲器的结构；以及
图10示意性地示出了具有皮带的基底缓冲器的结构，该皮带用于载运基底和布置在皮带上方的空气喷头。
具体实施方式
尽管为了清楚的目的在光刻装置的范围内描述了本发明的传输单元的实施方案，但是应该理解，如所公开的传输单元同样可以应用于其它技术和/或系统。还应该理解，传输单元可以用于除所公开的基底之外的可换物件。
图1示意性地描述了本发明一具体实施方案的光刻装置。该装置包括：
照射系统(照射器)IL：用于提供辐射投射光束PB(例如UV或EUV辐射)。
第一支撑结构(例如掩模台/保持架)MT：用于支撑构图部件(例如掩模)MA，并与用于将该构图部件相对于物体PL精确定位的第一定位装置PM连接；
基底台(例如晶片台/保特架)WT：用于保持基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并与用于将基底相对于物体PL精确定位的第二定位装置PW连接；以及
投影系统(例如反射投影透镜)PL：用于将通过构图部件MA赋予投射光束PB的图案成像在基底W的靶部C(例如包括一个或多个管芯)上。
如这里指出的，该装置属于透射型(例如采用透射掩模)。另外，该装置可以属于反射型(例如或者采用上面提到的可编程反射镜阵列)。
照射器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。辐射源和光刻装置可以是独立的机构，例如当辐射源是等离子体放电源时。在这种情况下，不认为辐射源构成光刻装置的一部分，通常辐射光束借助于辐射收集器从源SO传输到照射器IL，所述辐射收集器包括例如合适的收集反射镜和/或光谱纯度过滤器。在其它情况下，辐射源可以是装置的组成部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL可被称作辐射系统。
照射器IL可以包括调节装置，用于调节光束的角强度分布。一般地，至少可以调节在照射器光瞳面上强度分布的外和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。照射器可提供辐射的调节光束，称为投射光束PB，该光束在其横截面上具有期望的均匀度和强度分布。
投射光束PB入射到保持在掩模台MT上的掩模MA上.在由掩模MA反射后，投射光束PB通过透镜PL，该透镜将光束聚焦在基底W的靶部C上.在第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如干涉测量装置)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，从而例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C.类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM和位置传感器IF1将掩模MA相对光束PB的光路进行精确定位.一般地，借助于长行程模块和短行程模块，可以实现物件台MT和WT的移动，其中长行程模块和短行程模块构成定位装置PM和PW的一部分.可是，在步进器(与扫描装置相反)中，掩模台MT只与短行程致动装置连接，或者固定.掩模MA与基底W可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2进行对准.
所示的装置可以按照下面优选的模式使用：
步进模式：掩模台MT和基底台WT基本保持不动，赋予投射光束的整个图案被一次投射到靶部C上(即单次静态曝光)。然后沿X和/或Y方向移动基底台WT，从而可以曝光不同的靶部C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的靶部C的尺寸。
扫描模式：当赋予投射光束的图案被投射到靶部C时(即单次动态曝光)，同步扫描掩模台MT和基底台WT。晶片台WT相对于掩模台MT的速度和方向通过投影系统PL的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次动态曝光中靶部的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定靶部的高度(沿扫描方向)。
其他模式：当赋予投射光束的图案投射到靶部C上时，掩模台MT基本保持不动，保持可编程构图部件，而此时基底台WT被移动或扫描。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在基底台WT每次移动之后，或者在扫描期间两个相继的辐射脉冲之间根据需要更新可编程构图部件。这种操作模式可以容易地应用于采用可编程构图部件的无掩模光刻中，所述可编程构图部件是如上面提到的可编程反射镜阵列型。
还可以采用上述所用模式的组合和/或变化，或者采用完全不同的模式。
图2示出了本发明的一个实施方案，其中为了处理基底1提供了光刻装置的处理单元5。利用包括一机械手10的传输单元将待处理的基底1提供给处理单元5。根据本发明的一个特征，同一机械手10也可以从处理单元5取出处理过的基底1。
轨道50可将待处理的基底1输送到光刻装置，并将处理过的基底1从光刻装置输送到例如蚀刻装置(未示出)。轨道50可将基底1一个接一个地输送到装载站30，装载端包括一接收单元31和一装载单元32。接收单元31可以接收从轨道50来的一个基底1，同时装载单元32可以将一个基底1装载到机械手10。
装载站30可以用作一个缓冲器，用于将基底1提供给处理单元5。由于基底1通常是由轨道50以不规则的时间间隔输送，所以这是特别有利的。通过使用装载站30作为一个缓冲器，在使用轨道50不规则输送基底1的情况下，处理单元5停止工作的可能性和没有这种缓冲器的系统相比减小了。
优选地，装载站30具有为进行处理准备基底1的装置。例如，可以提供预对准单元来确定各个基底1的相应尺寸或各个基底1的位置。测量尺寸和/或位置可提供可以用于使各个基底相对机械手10的物件输送装置和/或处理单元5准确定位的信息。
用于为进行处理准备基底1的装置还包括一温度稳定单元(TSU)，其可使基底1处于预定的温度。优选地在处理单元5中的温度敏感处理具有基底1的预定温度。通过使用温度稳定单元，基底1能够总是处于或者至少接近该预定温度。
优选地，在基底1的缓冲过程中为进行如上所述的处理准备基底1.这可以节省在处理单元5中重要的处理时间.
提供一传输单元将基底1一个接一个地从装载站30取出到处理单元5，以及将处理过的基底1从处理单元5取出到卸载站40。该传输过程如图3所示。
传输单元具有一单独的机械手10，其具有一第一物件输送装置11(图4)。该第一物件输送装置11在装载站30接合第一基底1a。
优选地，在装载单元32中，相关的基底1由一个或多个销7支撑，该销适合于沿大体上与一个由在相关基底1上出现的光刻图案限定的平面垂直的方向移动第一基底1a。
在一个实施方案中，当第一物件输送装置11接近时，销7可升高第一基底1a(图3D)。然后将第一物件输送装置11定位在第一基底1a下方。接着销7使第一基底1a下降，使得第一基底1a落在第一物件输送装置11上。
传输单元的机械手10还包括一第二物件输送装置21。当将第一基底1a装载到第一物件输送装置上时，第二物件输送装置21是空的(图3D)。
然后机械手10使第二物件输送装置21移动到处理单元5。处理单元5可提供已经由处理单元5处理过的第二基底1b(图3E)。第二物件输送装置21可容纳第二基底1b(图3A)。有利地，处理单元5还具有销7，其适合于使第二基底1b沿大体上与包含基底1的图案的平面垂直的方向移动。在一个实施方案中，在第二物件输送装置21到达之前，销7使第二基底1b升高。在用销7使第二基底1b升高之后，将第二物件输送装置21定位在第二基底1b下方。然后销7使第二基底1b降低，使得第二基底1b落在第二物件输送装置21上。
然后机械手10使第二基底1b移动远离处理单元5，并使第一基底1a朝向处理单元5移动(图3B)。在相对处理单元5定位第一基底1a之后，将第一基底1a装载到处理单元5。
接着，机械手10使第二基底1b移动到卸载站40。现在，第一物件输送装置11是空的(图3C)。在卸载站40，从第二物件输送装置21取出第二基底1b，并将其输送到轨道50上。就像装载站30一样，卸载站40可以用作一缓冲器，如果需要。为了从第二物件输送装置21取出第二基底1b，可以使用如前所述的销7：第二物件输送装置21将第二基底1b定位在销7上方，销7上升并使基底1升高离开第二物件输送装置21，然后移开第二物件输送装置21(图3E)。
当第二基底1b从第二物件输送装置21移开时，第一物件输送装置11移动到装载站30来获取第三基底1c。
作为一种替换方案，物件输送装置11、21可以沿大体上与旋转轴垂直的方向移动。因此，可以降低物件输送装置以便接合基底1的下由。
在图2的实施方案中，物件输送装置接合了基底1的下面。然而，还可能的是物件输送装置以其它方式接合基底1，例如通过基底1的边缘或利用接合基底1的顶面的吸盘。
此外，在图2的实施方案中，机械手10包括一第一臂12和一第二臂22。第一物件输送装置11与第一臂12连接，第二物件输送装置21与第二臂22连接。两个臂12、22都可以围绕轴心15旋转。在图2的实例中，如此布置轴心15使得其可提供旋转轴15a，该旋转轴定向成大体上与在两个物件输送装置之一上出现的基底1的平面垂直。
此外，在图2的实例中，第一臂12和第二臂22相对彼此以这样一种方式固定，使得在它们之间形成一恒定的角度，正如沿与旋转轴15a平行的方向所看到的.然而，还可能的是两个臂12、22彼此独立地旋转.在这种情况下，其旋转可以沿相同的方向，或者沿相反的方向.
此外，在图2的实例中，旋转轴15a的位置相对处理单元5固定。以恒定的相对角度固定臂12、22和相对处理单元5固定旋转轴15a的位置会减少机械手10作为一个整体的自由度。这种自由度的减少会导致可以简单地设计仅具有几个移动部件的机械手10，此外用于致动机械手10的控制系统可以非常简单。另外，从图3可以清楚看出，在根据图2的实例的实施方案中，第一基底1a从装载站30传输到处理单元5以及第二基底1b从处理单元5传输到卸载单元大体上是在围绕旋转轴15a的单一旋转的第一臂12和第二臂22中进行的。
另一方面，可以期望更大的自由度。这可以通过多种方式实现。两个臂12、22或者至少其中一个臂可以沿大体上与旋转轴15a平行的方向移动。此外，轴心15可以相对处理单元5移动，和/或一个或两个臂12、22可以做成可展开的，使得其长度可以变化。
图4示出了图2的实施方案的正视图。在该实例中，光刻装置还包括干涉仪60，用于确定基底台的位置。正如在图3中所看到的，当干涉仪60旋转时其挡住了机械手10的臂12、22。为了避免碰撞，一般地臂12、22是具有两个处于不同高度的水平部分和连接这两个水平部分的中间部分的z-形，如图4所示。通过这种方式，臂12、22能够在使臂12、22旋转的过程中绕过干涉仪60。当其它物件有妨碍时也可以使用如上所述的这种对臂的形状的改变。
图5描述了本发明的第二实施方案。在该实施方案中，为了处理基底1还提供一处理单元5。利用包括机械手110的传输单元将待处理的基底1提供给处理单元5。同一机械手110也可以从处理单元5取出处理过的基底1。
一轨道50将待处理的基底1输送到光刻装置，和将处理过的基底1从光刻装置输送到例如蚀刻装置。
该轨道50可将基底一个接一个的输送到装载站30，该装载站包括一接收单元31和一装载单元32。接收单元31从轨道50接收基底1，同时装载单元32将基底1装载到机械手110。装载站30可以用作一个缓冲器，用于将基底1提供给处理单元5。由于基底1通常是由轨道50以不规则的时间间隔输送，所以这是特别有利的。通过使用装载站30作为一个缓冲器，在使用轨道不规则地输送基底1的情况下，处理单元停止工作的可能性和没有这种缓冲器的系统相比减小了。
优选地，装载站30具有为了进行处理准备基底1的装置，如上所述参考图2的实施方案。
提供一传输单元将基底1一个接一个地从装载站30取出到处理单元5，以及从处理单元5取出处理过的基底1到卸载站40。图6中示出了这种传输过程。传输单元具有一个单独的机械手110，其具有第一物件输送装置111。该第一物件输送装置111在装载站30接合第一基底1a。
传输单元的机械手110还包括一第二物件输送装置121.当将第一基底1a装载到第一物件输送装置111上时，第二物件输送装置121是空的.然后机械手110使第二物件输送装置121移动到处理单元5.处理单元5可提供由处理单元5已经处理过的第二基底1b.第二物件输送装置121接过第二基底1b.
然后第二物件输送装置121使第二基底1b移动远离处理单元。并使第一基底1a朝向处理单元5移动。在相对处理单元5定位第一基底1a之后，将第一基底1a装载到处理单元5。
然后，机械手110使第二基底1b移动到装载站40。现在，第一物件输送装置11是空的。在卸载站40，从第二物件输送装置121除去第二基底1b，并将其输送到轨道50上。就像装载站30一样，卸载站40可以用作一缓冲器，如果需要。
物件输送装置111、121可以与图2的实施方案中的相类似。此外，将基底1装载到物件输送装置上和从物件输送装置上卸载的方式可以采取相似的方式。
在另一个实施方案中，图中没有示出，第一物件输送装置111布置在第二物件输送装置121之上。第一物件输送装置111相对机械腕组件127处于一固定位置。然而第二物件输送装置121是可旋转的。
在该实施方案中，按照以下方式进行基底的装载和卸载。第一物件输送装置111可从装载站30收集基底1a。然后机械手110使物件输送装置111、121朝向处理单元5移动。接着第二物件输送装置121接合一将从处理单元5排出的第二基底1b。优选地，利用销7升高第二基底1b，使得第二物件输送装置121能够在下面接合基底1b。当基底1b由第二物件输送装置121接合时，使销7缩回。
然后，利用机械腕组件127使第二物件输送装置121远离处理单元5旋转。此时机械手110不会使机械腕组件远离处理单元5移动。现在可以将第一基底1a装载到处理单元5。优选地，这可以再次通过升高销7来完成，这一次它们把第一基底1a升高到离开第一物件输送装置111的程度。
然后，机械手110使物件输送装置111、121远离处理单元5移动，并将第二基底送进卸载站40。该实施方案的优点在于物件输送装置111、121是在单一动作中相对于处理单元5定位的，从而不必分开对它们进行定位。
在图5的实施方案中，物件输送装置111、121与一公共的机械手臂120连接，该机械手臂120适合于使物件输送装置111、121相对于处理单元移动。
在图5的实施方案中，物件输送装置可以与机械腕组件127连接，该机械腕组件可与机械手臂120连接。机械腕组件127允许物件输送装置111、121相对于机械手臂120旋转。在图5的实例中，第一物件输送装置111和第二物件输送装置可以以这样一种方式相对彼此固定，使得在它们之间形成一恒定的角度。通过这种方式，物件输送装置111、121可以一起旋转。
在图5的实施方案中，机械手包括对接机构125。这些对接机构适合于与计数元件126配合，计数元件布置在处理单元5上。为了可靠地从基底1交换到处理单元和/或从处理单元5交换，重要的是要操作特定基底1和处理单元5的物件输送装置111、121相对彼此进行准确地定位。
通过使机械手110与处理单元5对接可以实现这点。对接机构125可以提供机械腕组件127和处理单元5之间的动态连接。通过机械装置可以实现这种连接，但是也可以用不同的方式例如涡流阻尼。在图5的实例中，在机械手110的机械腕组件127的下方提供一对接机构125。然而，对接机构125还可以相对于机械腕组件127布置在不同的位置。
在该实例中，对接机构125具有至少一个半球形凸出128。然而，其它数量或形状的凸出128也是可能的。这取决于连接在一起的机械腕组件127和处理单元的运动的自由度数量。
当机械腕组件127接近处理单元5时，对接机构125与计数器板126接合。该计数器板126具有至少一个孔129，该孔129对应于对接机构125的凸出128。然后孔129和凸出128“找到”彼此，并使机械腕组件127(物件输送装置111、121连接于其上)相对于处理单元5处于预定的、准确的相对位置。
在该实施方案中，在与动态连接有关的自由度方面，机械腕组件127挠性地与机械手臂120连接，使得其可以相对于处理单元5处于预定的位置而不会过多地受到限制。实际上，这表示在每一个自由度中在机械腕组件127和处理单元5之间的动态连接都是主动的，机械腕组件127必须相对于机械手臂是可移动的。
在图2的实施方案中，还可以使用这种在物件输送装置111、121、11、21和处理单元5之间实现预定位置的方法。在这种情况下，对接机构必须布置在每一臂12、22或物件输送装置11、21上。
如上所述，有利的是如果当对接机构用于使物件输送装置111、121相对处理单元定位5时，机械腕组件127柔性地与机械手臂120连接。然而，还可以设想当机械腕组件127相对处理单元5定位时，机械腕组件127(和连接于其上的物件输送装置)不与机械手臂120连接。通过这种方式，物件输送装置111、121相对处理单元的相对位置就不会受到机械手臂120的影响，例如振动。
图7示意性地示出了一轨道接口，其具有一装载站30和一包括机械手10.1和机械手10.2的传输单元。该轨道接口可用作轨道50和处理单元5之间的接口，并配置成高产量的具有双输入单元的基底输送装置的一部分，包括例如一基底接收单元31和一预定位器132。基底轨道接收单元31垂直堆叠在基底轨道卸载站40的上方，如图8所示(在光刻的基底轨道接口中垂直堆叠地输入/输出基底单元)。因此，占地面积小，可以有效地使用空间。基底轨道接收单元31和/或基底轨道卸载站40可以具有一缓冲站，用于缓冲处理单元5和轨道50之间的基底。
应该指出，作为一种替换方案，基底轨道接收单元31可以位于卸载站40下方，然而，根据图8的位置是优选的，因为它具有向下涡旋的污染颗粒不会进入基底输入路径的优点。在这点上，应该提到它具有的特殊好处是防止了基底在处理单元5中曝光之前受到污染。
接收单元31可以具有基底温度调节装置(冷却板或空气喷头)，其与预定位器132的冷却板邻接。在这种配置中，可以强制基底相对迅速地达到所需的温度，这将增加了物件输送装置的产量。从而，可以获得一具有平行的基底调节和预定位能力的基底轨道接口，其可得到相对高的产量。然而应该指出，还可能的是利用附加的轨道流动50.2直接使基底通过轨道提供给预定位器132，从而获得双输入轨道接口。处理过的基底可通过按照轨道流动50.32的轨道流出。
根据图7的轨道接口还包括一控制室134，其具有控制软件和用于控制机械手10.1、10.2以及用于控制在轨道接口中基底流动的控制设备(参见，图7中表示基底流动的虚线箭头50.1、50.2、50.3).此外轨道接口可以具有一保持架136，其用作轨道接口和前开口的标准容器(FOUP)之间的接口，用于保持/输送基底.该FOUP可以通过保持架136将基底提供给轨道接口.这是可以实现的，例如如果通过轨道50.1提供，那么就阻碍了轨道50.2.
如上所述，可能的是轨道接口具有两个输入单元，例如接收单元31和预定位器132。在一个有利的实施方案中，接收单元31具有预定位功能(传感器和旋转单元)。在这种情况下，可以并行使用两个输入单元用于基底输入和预定位。因此，可以同时准备两个基底来曝光，从而实际上相对仅具有一个输入单元的常规系统提高了二倍的基底输送装置的产量。
在根据图7的轨道接口的另一个实施方案中，只提供一个单独的机械手10代替两个(或多个)机械手10.1、10.2(例如通过移开机械手10.1和将其工作分配给机械手10.2)。这样可以节约一个机械手的成本。
在轨道接口的实施方案中，垂直堆叠了多个基底位置137.1、137.2。该堆叠的基底位置可形成一基底缓冲器138。基底缓冲器138可以具有空气喷头139.1、139.2、139.3(见图9)，用于对基底缓冲器中的基底进行温度控制。在图9的实例中，布置在各个基底位置中的基底夹在空气喷头之间。通过这种方式，能够根据与在处理单元5中待处理基底的合适温度相关的预定说明，对布置在基底缓冲器中的基底进行温度控制。基底缓冲器138可以利用Z-行程电动机140沿垂直方向(Z-方向)移动。该Z-行程电动机140可以以预定高度定位在基底缓冲器138上，使得机械手10.1和/或10.2能够从相关的基底位置相对任意且快速地拾取预先选择的基底，该相关的基底位置可升高到一适当的高度。因此可获得相对高的产量。
图9的配置可导致相联的基底输送装置的占用空间减小。
在轨道接口(例如根据图7)中，空气喷头既可以定位在预定位器132，又可以定位在基底接收单元31。
优选地，基底上的气流大体上与基底表面垂直，从而得到最佳冷却能力。例如，在垂直的气体/空气流的情况下，基底的冷却时间大约是一个基底循环时间(循环时间大概等于在处理单元5中处理一个基底需要的时间)。当气体流与基底表面平行时，热交换系数更低，从而需要大约十个基底循环时间来稳定基底湿度。
一个轨道接口的实施方案具有垂直堆积的气体/空气喷头。该堆叠具有一第一基底位置和一第二基底位置，用于缓冲和基底冷却。可以利用来自空气喷头的空气流从两侧冷却基底。这允许基底在一个循环时间内停留在同一位置，如轨道已经输送了基底的位置，因此减小了机械手10的工作负荷。在一个循环中可以使用每个基底位置用于基底缓冲，以及在下一个循环中用于基底冷却。
一个轨道接口的实施方案比在前面段落中描述的轨道接口需要更小的基底冷却，它可设有一空气喷头，仅用于冷却在基底位置的基底的一侧.图10中给出了该实施方案的另一个详尽细节，图10示出了一种垂直堆叠的基底(缓冲器)位置137.1、137.2、137.3和一固定的空气喷头139的设计.该堆叠可由皮带141.1、141.2形成，皮带可以按照箭头142旋转.这些皮带具有突出(或槽口)143.皮带的突出(或槽口)143限定了在皮带141.1、141.2之间的基底缓冲位置137.1、137.2、137.3.仅仅对位于基底位置137.3处的顶部基底进行温度调节.在移开顶部基底(到基底台)之后，使皮带141.1、141.2旋转使得轨道可以在一个新产生的更低的基底位置(例如位置137.1)上输送一个新的基底.由于皮带可以旋转并使新的基底移动到基底冷却位置137.3，所以空气喷头139可以保持在一个固定位置.
虽然上面已经描述了本发明的具体实施方案，可以理解可以不同于上面所描述的实施本发明。如所指出的，说明书不是要限制本发明。假设这里给出的细节程度，已经描述了本发明的配置、操作和性能，应该理解实施方案的修改和变化是可能的。因此，前面详细的描述并不意味着或打算要以任何方式限制本发明-而是说本发明的范围由随附的权利要求书来限定。

Claims (16)

1.一种光刻装置，包括：
(a)一配置成进行涉及可换物件的光刻处理的处理单元，该处理单元包括：
一调节辐射光束的照射系统；
一配置成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件将期望的图案赋予给辐射光束；
一配置成保持基底的基底保持架；以及
一配置成将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；以及
(b)一传输单元，其包括一单个机械手，机械手配置成将第一可换物件从装载站传输到处理单元，和将第二可换物件从处理单元传输到卸载站，
其中所述机械手包括第一臂和第二臂，装载站、卸载站、处理单元和机械手相对彼此布置成使得第一可换物件从装载站传输到处理单元以及第二可换物件从处理单元传输到卸载单元大体上是通过围绕旋转轴旋转的第一臂和第二臂进行的，所述旋转轴的位置相对于处理单元是固定的，
所述机械手还包括一第一物件输送装置，第一物件输送装置将第一可换物件从装载站传输到处理单元，以及一第二物件输送装置，第二物件输送装置将第二可换物件从处理单元传输到卸载站，
且所述第一物件输送装置与第一臂连接，第二物件输送装置与第二臂连接，该第一臂和第二臂围绕旋转轴只做旋转动作。
2.如权利要求1所述的光刻装置，其中第一臂和第二臂中的至少一个能够沿一至少大体上与旋转轴平行的方向移动。
3.如权利要求1所述的光刻装置，其中以将第一臂和第二臂相对彼此固定，使得在它们之间形成一恒定的角度。
4.如权利要求1所述的光刻装置，其中第一臂配置成当第一可换物件从装载站传输到处理单元时沿第一方向围绕旋转轴旋转，第二臂配置成当第二可换物件从处理单元传输到卸载站时沿第二方向围绕旋转轴旋转，其中该第一旋转方向与第二旋转方向相同。
5.如权利要求1所述的光刻装置，其中第一臂配置成当第一可换物件从装载站传输到处理单元时沿第一方向围绕旋转轴旋转，第二臂配置成当第二可换物件从处理单元传输到卸载站时沿第二方向围绕旋转轴旋转，其中该第一旋转方向与第二旋转方向相反。
6.如权利要求1所述的光刻装置，其中第一臂和第二臂中的至少一个的形状配置成绕过障碍物。
7.如权利要求6所述的光刻装置，其中该形状包括一具有两个处于不同高度的水平部分和连接这两个水平部分的中间部分的z形。
8.如权利要求6所述的光刻装置，其中障碍物包括一干涉仪系统，其用于确定基底保持架的位置。
9.如权利要求1所述的光刻装置，其中第一物件输送装置和第二物件输送装置与一公共的机械手臂连接，该机械手臂适用于使第一物件输送装置和第二物件输送装置相对处理单元移动。
10.如权利要求9所述的光刻装置，其中第一物件输送装置和第二物件输送装置中至少一个物件输送装置与机械腕组件连接，该机械腕组件允许连接于其上的物件输送装置相对机械手臂旋转。
11.如权利要求10所述的光刻装置，其中第一物件输送装置和第二物件输送装置都与机械腕组件连接。
12.如权利要求11所述的光刻装置，其中第一物件输送装置和第二物件输送装置相对彼此固定，使得在它们之间形成一恒定的角度。
13.一种器件制造方法，包括：
(a)将待处理的物件装载到装载站；
(b)利用一单个机械手将待处理的物件从装载站传输到处理单元；
(c)通过处理单元处理物件，该处理单元包括：
(i)通过照射系统调节辐射光束；
(ii)给辐射光束在其截面赋予期望的图案；以及
(iii)将带图案的辐射光束投影到基底的靶部；以及
(d)通过所述单个机械手使处理过的物件从处理单元传输到卸载站，
其中所述机械手包括第一臂和第二臂，装载站、卸载站、处理单元和机械手相对彼此布置成使得第一可换物件从装载站传输到处理单元以及第二可换物件从处理单元传输到卸载单元大体上是通过围绕旋转轴旋转的第一臂和第二臂进行的，所述旋转轴的位置相对于处理单元是固定的，
所述机械手还包括一第一物件输送装置，第一物件输送装置将第一可换物件从装载站传输到处理单元，以及一第二物件输送装置，第二物件输送装置将第二可换物件从处理单元传输到卸载站，
且所述第一物件输送装置与第一臂连接，第二物件输送装置与第二臂连接，该第一臂和第二臂围绕旋转轴只做旋转动作。
14.一种光刻装置，包括；
(a)一配置成进行涉及可换物件的光刻处理的处理单元，该处理单元包括：
一调节辐射光束的照射系统；
一配置成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件可将期望的图案赋予给辐射光束；
一配置成保持基底的基底保持架；以及
一配置成将带图案的光束投影到基底的靶部上的投影系统；以及
(b)一轨道接口，用于交换轨道和处理单元之间的可换物件，该轨道接口包括一传输单元，传输单元配置成通过一基底轨道接收单元将第一可换物件从轨道传输到处理单元以及通过一基底轨道卸载站将第二可换物件从处理单元传输到轨道，其中轨道接口包括基底轨道接收单元和基底轨道卸载站，以及其中基底轨道接收单元和基底轨道卸载站相互垂直堆叠。
15.如权利要求14所述的光刻装置，其中基底轨道接收单元堆叠在基底轨道卸载站上方。
16.如权利要求15所述的光刻装置，其中基底轨道接收单元和/或基底轨道卸载站包括一缓冲站，缓冲站配置成缓冲在处理单元和轨道之间的基底。
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