CN1987662A - 光刻装置和器件制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光刻装置，包括配置成调节辐射光束的照明系统，将构图部件支撑在投影平面中的构图部件支撑件，该构图部件对辐射光束构图，保持基底的基底台；将图形化光束投影到基底上的投影系统，和交换装置，该交换装置用于在投影过程中与保持可交换对象的可交换对象支撑件交换可交换对象。该交换装置包括装载单元和卸载单元，每一装载单元和卸载单元都具有保持可交换对象的保持装置。该保持装置大体上彼此相邻地定位并配置成使可交换对象保持在与一平面大体上平行的平面中，其中可交换对象在投影过程中保持在可交换对象支撑件中。该可交换对象支撑件与每一保持装置交换可交换对象。

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制造器件的方法。

背景技术

光刻装置是将期望的图案施加到基底上(通常是基底靶部上)的一种装置。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(或者称为掩模或分划板)可用于产生在IC的一个单独层上形成的电路图案。该图案可以被转印到基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一部分，一个或者多个芯片模)。通常这种图案的转印是通过成像在涂敷于基底的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。一般地，单一的基底将包含被相继构图的相邻靶部的网格。常规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，以及所谓的扫描器，其中通过在辐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。还可以通过将图案压印到基底上把图案从构图部件转印到基底上。

在已知的光刻装置中，构图部件交换装置用于在静止的构图部件站(如装载站、检查站、清洁站或掩模库)与构图部件支撑件之间交换构图部件，在对基底上构图部件的图案进行投影的过程中，构图部件支撑在所述构图部件支撑件上。该已知的构图部件交换装置包括具有一个装载位置的自动机械和具有两个保持位置的转动架。该自动机械配置成交换在装载站与转动架的这些保持位置中的一个位置之间的构图部件，反之亦然。该转动架配置成与构图部件支撑件交换构图部件。交换构图部件支撑件上的构图部件所需的时间中至少包括使构图部件支撑件上的构图部件升离盒孔的时间，其中在投影阶段中该构图部件被支撑成使得转动架能够从构图部件支撑件接收构图部件。之后，转动架必须转动180度，使得已经处于转动架的另一个保持位置的新构图部件处于一个位置，在该位置中，该转动架能够与构图部件支撑件进行交换。接着，将新的构图部件放置在升起的构图部件支撑件的销柱上，然后降低进入到该盒孔内。当构图部件定位在盒孔中时，构图部件支撑件能够移回到透镜列上方的一个位置，接着开始投影阶段。

在已知光刻装置中，构图部件的交换要花费相当长的时间。这样长的交换时间对光刻装置的处理能力具有直接的影响。

已经有人建议使用具有超过两个保持位置的转动架，以便尽可能快地交换构图部件。此外，已经提出了构图部件交换装置的其它实施例来减少所需的时间。然而，没有一个构图部件交换装置的可替换实施例能够证明将交换构图部件所需的交换时间大大减少到令人满意的水平。

此外，新的投影技术如利用四个或多个构图部件或多重(两重)曝光的拼接需要多个不同的构图部件以对图案快速地进行投影，这些技术使得对构图部件的较少交换时间的要求相对光刻装置的处理能力的增大而更加重要。

发明内容

期望的是提供一种光刻装置和器件制造方法，利用该光刻装置和器件制造方法可以大量减少交换构图部件支撑件中的构图部件所需的交换时间。

根据本发明的一个实施例，提供一种光刻装置，其包括：配置成调节辐射光束的照明系统；配置成将构图部件支撑在投影平面中的构图部件支撑件，该构图部件配置成在该辐射光束的横截面中赋予图案，从而形成图形化的辐射光束；配置成保持基底的基底台；配置成将该图形化辐射光束投影到该基底的靶部的投影系统。其中，该光刻装置包括一交换装置，其配置成与可交换对象支撑件交换可交换对象，该可交换对象支撑件配置成在对该图形化辐射光束进行投影的过程中保持所述可交换对象，所述交换装置包括装载单元和卸载单元，所述装载单元和所述卸载单元每一个都具有用于保持可交换对象的保持装置，这些保持装置定位成基本上彼此相邻，并配置成将可交换对象保持在这样的平面中，该平面基本上平行于在对图形化辐射光束进行投影的过程中保持在该可交换对象支撑件中的可交换对象所处的平面，所述可交换对象支撑件配置成与每一所述保持装置交换可交换对象。

根据本发明的一个实施例，提供一种器件制造方法，其包括将图案从构图部件转印到基底上，其中使用一交换装置来交换可交换对象，在投影阶段中转印所述图案的过程中，所述可交换对象被支撑在支撑件上。其中，在交换阶段过程中，通过沿基本上垂直于所述可交换对象的主平面的方向移动所述卸载单元，从而将可交换对象从所述支撑件转移到所述卸载单元的保持位置；之后，将所述支撑件定位在装载单元上方，该装载单元保持有要被装载到所述支撑件上的可交换对象，所述装载单元与卸载单元基本相邻地定位；将所述装载单元沿基本上垂直于所述支撑件的主平面的方向朝着所述支撑件移动，从而在装载单元和支撑件之间进行交换。

附图说明

仅仅作为示例，现在将参考随附的示意图描述本发明的各个实施例，其中相同的参考标记表示相同的部件，其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的光刻装置；

图2示出了根据本发明第一实施例的构图部件交换装置的顶视图；

图3示出了图2的实施例的侧视图；

图4示出了根据本发明第二实施例的构图部件交换装置的顶视图；

图5示出了根据本发明第三实施例的构图部件交换装置的顶视图；

图6示出了根据本发明第四实施例的构图部件交换装置的顶视图；

图7示出了图6的实施例的侧视图。

具体实施方式

图1示意性地表示了根据本发明的一个实施例的光刻装置。该装置包括：照明系统(照明器)IL，其配置成调节辐射光束B(例如UV辐射或任何其它合适的辐射)；掩模支撑结构(例如掩模台)MT，其构造成可支撑构图部件(例如掩模)MA，并与配置成依照某些参数将该构图部件精确定位的第一定位装置PM连接。该装置还包括基底台(例如晶片台)WT或“基底支撑件”，其构造成保持基底(例如涂敷有抗蚀剂的晶片)W，并与配置成依照某些参数将该基底精确定位的第二定位装置PW连接。该装置还包括投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其配置成将通过构图部件MA赋予给辐射光束B的图案投影到基底W的靶部C上，该靶部C例如包括一个或多个芯片模(die)。

该照明系统可以包括各种类型的光学部件来引导、成形或者控制辐射，这些光学部件诸如是：折射光学部件、反射光学部件、磁性光学部件、电磁光学部件、静电光学部件或其它类型的光学部件，或者它们的任意组合。

该掩模支撑结构支撑该构图部件，也就是承受该构图部件的重量。它对该构图部件的保持方式取决于该构图部件的朝向、光刻装置的设计以及其它条件，例如构图部件是否保持在真空环境中。该掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹紧技术来保持该构图部件。该掩模支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构可根据需要而是固定的或者是可移动的。该掩模支撑结构可以确保构图部件例如相对于该投影系统位于期望的位置。在这里，术语“分划板”或者“掩模”的任何使用均可认为与更上位的术语“构图部件”同义。

这里所使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够向辐射光束的截面中赋予图案从而在基底的靶部中形成图案的任何装置。应该注意，赋予给该辐射光束的图案可以并不与基底靶部中的期望图案精确一致，例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征。一般地，赋予给该辐射光束的图案与在靶部中形成的器件(如集成电路)的特定功能层相对应。

该构图部件可以是透射型的或者反射型的。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面板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二元型、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小型反射镜的矩阵排列，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。倾斜的反射镜可以在被反射镜矩阵反射的辐射光束中赋予图案。

这里使用的术语“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、反射折射光学系统、磁性光学系统、电磁光学系统和静电光学系统，或其任何组合，这适合于所用的曝光辐射，或者适合于其他方面，如浸液的使用或真空的使用。在这里，术语“投影透镜”的任何使用均可以认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所指出的，该装置是透射型(例如采用透射掩模)。可替换地，该装置也可以是反射型(例如采用上面提到的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。

该光刻装置可以具有两个(双平台)或者多个基底台或“基底支撑件”(和/或两个或者多个掩模台或“掩模支撑件”)。在这种“多平台式”装置中，可以并行使用这些附加的台或支撑件，或者可以在一个或多个台或支撑件上进行准备步骤，而一个或者多个其它台或支撑件用于曝光。

该光刻装置还可以是这样一种类型，其中，至少部分基底由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，从而填充投影系统和基底之间的空间。浸液也可以应用于光刻装置中的其他空间，例如应用于掩模和投影系统之间。浸液技术可以用于增大投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸液”并不表示诸如基底的结构必须浸没在液体中，而是表示液体在曝光期间位于投影系统和基底之间。

参考图1，照明器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分立的机构，例如当该辐射源是准分子激光器时。在这种情况下，不认为辐射源构成了该光刻装置的一部分，辐射光束借助于光束输送系统BD从辐射源SO传输到照明器IL，所述光束输送系统BD包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，该辐射源可以是光刻装置的组成部分，例如当该辐射源是汞灯时。该辐射源SO和照明器IL(如果需要可以连同光束输送系统BD一起)可以被称作辐射系统。

照明器IL可以包括调节装置AD，其配置成调节辐射光束的角强度分布。一般地，至少可以调节在照明器光瞳平面上强度分布的外径向范围和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)。此外，照明器IL可以包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。该照明器可以用于调节辐射光束，从而使该光束在其横截面上具有期望的均匀度和强度分布。

该辐射光束B入射到保持在掩模支撑结构(如掩模台MT)上的构图部件(如掩模MA)上，并由构图部件进行构图。穿过该掩模MA后，辐射光束B通过该投影系统PS，该投影系统将光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉测量器件、线性编码器或电容传感器)的辅助下，可以精确地移动该基底台WT，从而例如将不同的靶部C定位在辐射光束B的光路中。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和另一位置传感器(图1中未明确示出)来相对于辐射光束B的光路精确定位该掩模MA。一般地，借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)，可以实现掩模台MT的移动，所述长行程模块和短行程模块构成第一定位装置PM的一部分。类似地，利用长行程模块和短行程模块也可以实现基底台WT或“基底支撑件”的移动，其中该长行程模块和该短行程模块构成第二定位装置PW的一部分。在步进器的情况下(与一扫描装置相对)，掩模台MT可以只与短行程致动装置连接或者可以被固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2来对准掩模MA与基底W。尽管如所示出的基底对准标记占据了指定的靶部，但是它们也可以设置在各个靶部之间的空间中(这些空间被称为划片线对准标记)。类似地，在有超过一个的芯片模设在掩膜MA上的情况下，可以将该掩膜对准标记设在各个芯片模之间。

所示的装置可以按照下面模式中的至少一种使用：

1.在步进模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”和基底台WT或“基底支撑件”保持基本不动，而赋予辐射光束的整个图案被一次投影到靶部C上(即单次静态曝光)。然后沿X和/或Y方向移动该基底台WT或“基底支撑件”，使得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。

2.在扫描模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”和基底台WT或“基底支撑件”被同步扫描，同时，赋予辐射光束的图案被投影到靶部C上(即单次动态曝光)。基底台WT或“基底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向通过投影系统PS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)，而扫描运动的长度确定了靶部的长度(沿扫描方向)。

3.在其他模式中，掩模台MT或“掩模支撑件”保持基本不动，并且支撑一可编程构图部件，而基底台WT或“基底支撑件”被移动或扫描，同时，赋予辐射光束的图案被投影到靶部C上。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且，在每次移动基底台WT或“基底支撑件”之后，或者在扫描期间两个相继的辐射脉冲之间，根据需要更新该可编程构图部件。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例如是上面提到的可编程反射镜阵列类型。

还可以采用上述使用模式的组合和/或变化，或者也可以采用完全不同的使用模式。

图2示出了根据本发明的一个实施例的构图部件交换装置，其总体上用参考数字1表示。该构图部件交换装置1配置成在构图部件支撑件2和一个或多个构图部件站4之间交换构图部件，在对构图部件的图案进行投影的过程中，该构图部件被支撑在所述构图部件支撑件2上。这些构图部件站4包括在构图部件没有在投影过程中实际使用时用来保持该构图部件的各个站。这种构图部件站4例如是(静止的)装载站、构图部件库、构图部件检查和/或清洁站、和/或任何其它用来保持构图部件的静止站或半静止站。

构图部件交换装置1包括自动机械(robot)5、线型传输单元6、装载单元7和卸载单元8。该构图部件交换装置的这些部件被相继使用，以便将构图部件从构图部件站4传输到构图部件支撑件2上以及从构图部件支撑件2传输回至该构图部件站4。

该自动机械5配置成与一个或多个构图部件站4以及与线型传输装置6交换构图部件。该自动机械5可以是任何一种合适的机械手，从而能够实现在装载站4和线型传输装置6之间交换构图部件。这种自动机械/机械手对本领域技术人员是已知的。

线型传输装置6配置成与自动机械5以及与装载单元7和卸载单元8交换构图部件。为了能够实现这种交换，该线型传输装置6包括承载装置11，该承载装置11能够在多个位置之间成线型移动，其在一个位置中与自动机械5交换构图部件3，在一个位置中与装载单元7交换构图部件3，并且在一个位置中与卸载单元8交换构图部件3。在图2所示的实施例中，该线型传输装置6设计成输送轨道，由此该承载装置支撑在该输送轨道上。但是，可以应用任何其它合适的装置来沿线路径传输构图部件。

通过使用一种线型传输装置，该构图部件仅沿一条线路径移动，这样就能够使用相对简单的马达和定位测量系统。该承载装置11可以沿该线路径移动，该线路径优选是直线，但是该线路径也可以具有曲线。

为了使构图部件3相对于构图部件支撑件2以及构图部件站4适当定位，期望的是使构图部件旋转180°。为此，该自动机械5可以配置成使构图部件旋转。例如，该自动机械5的夹紧装置是可旋转的。但是，在一个优选实施例中，该线型传输装置6能够使构图部件旋转。为此，该承载装置11具有两个相对于彼此可旋转的部分，第一部分支撑在支撑轨道上，第二部分配置成可承载该构图部件。

该装载单元7配置成与线型传输装置6和构图部件支撑件2交换构图部件3。为了能够与该线型传输装置6交换构图部件，装载单元7可以沿垂直于线型传输装置6的输送方向的方向移动。在一个备选实施例中，该线型传输装置6的承载装置11可以沿朝向装载单元7的方向移动。该卸载单元8在线型传输装置6的输送方向上与装载单元7相邻布置，使得卸载单元8也能够与线型传输装置6交换构图部件。为了能够在线型传输装置6和卸载单元8之间进行交换，卸载单元8可以沿垂直于线型传输装置6的输送方向的方向移动，或者该线型传输装置6的承载装置11可以沿朝向卸载单元8的方向移动。承载装置11和卸载单元8的联合运动也是可能的。

装载单元7和卸载单元8分别包括一保持装置9和10。这些保持装置9和10配置成将构图部件保持在基本相同的平面内。而且，保持装置9和10彼此相邻地布置，使得当装载单元7和卸载单元8各自保持一构图部件3时，这些构图部件3布置在大体相邻的位置中。“相邻”在本申请中的意思是该保持装置9和10之间的距离较短，优选是尽可能地短，从而在交换过程中，使得从卸载位置(构图部件支撑件2与卸载单元8在该卸载位置中交换构图部件3)和从装载位置(构图部件支撑件2与装载单元7在该装载位置中交换构图部件)必须移动的距离比较短，优选尽可能地短。该距离实际上例如是大约150-200mm，但是主要取决于构图部件3在移动方向上的尺寸。

在本实施例中，装载单元7和卸载单元8是独立的单元。但是，在一个备选实施例中，装载单元7和卸载单元8可以组合成单一的装载/卸载单元。此外，在本实施例中，装载单元专用于将构图部件装载到构图部件支撑件2上，而卸载单元专用于从构图部件支撑件2上卸载构图部件。但是，也可以使用装载单元从构图部件支撑件2上卸载构图部件，而使用卸载单元8将构图部件装载到构图部件支撑件上。这样，尽管为了清楚的原因，在本申请中使用了术语装载单元和卸载单元，但是装载单元7和卸载单元8都可以认为是装载/卸载单元。

保持装置9和保持装置10的布置如图3清楚所示。在该附图中，在支撑在构图部件支撑件2中的该构图部件3的图案的投影阶段已经完成之后，装载单元7保持着一个待装载到构图部件支撑件2上的构图部件3。然而，在可将装载单元7上的构图部件3装载到构图部件支撑件2上之前，必须将支撑在构图部件支撑件2上的构图部件3卸载到卸载单元8上。现在用一个实施例来说明将构图部件支撑件上的构图部件3与装载单元7上的构图部件3进行交换的步骤。

完成投影阶段后，将构图部件支撑件2移动到卸载单元8上方的一个位置。之后，卸载单元8的保持装置10将向上朝构图部件支撑件2移动，使得该保持装置10可以从构图部件支撑件2上接收该构图部件3。之后，保持装置10将再次向下移动，以便能够使该构图部件支撑件2朝着装载单元7移动。当构图部件支撑件2处于装载单元7上方的一个位置时，装载单元7的保持装置9将向上移动至该构图部件支撑件，以将构图部件3装载到构图部件支撑件2上。当将该新的构图部件3装载到构图部件支撑件2上，且随后该保持装置9向下移动时，该构图部件支撑件2可以移回到投影区域(用虚线表示)，并可以在此处开始用新的图案开始该投影阶段。之后，通过该线型传输装置6和自动机械5将卸载单元8上的构图部件3传输到构图部件站4。并且，将新的构图部件3传输到装载单元8，使得在完成所述投影阶段之后，新的构图部件3已经准备好要装载到构图部件支撑件上。

在一个备选实施例中，在构图部件3从构图部件支撑件2卸载到卸载单元8上之后，该构图部件3保持在该卸载单元8上，而并不传输回到该构图部件站4。在新的投影阶段之后，将支撑在构图部件支撑件2上的构图部件3卸载到装载单元7上，随后将卸载站8上的构图部件3再次装载到构图部件支撑件2上。通过这种方式，两个构图部件3可以在构图部件支撑件2上多次快速地进行交换。

很明显，构图部件支撑件2从保持装置10到保持装置9所必须移动的距离相对较小(基本上对应于构图部件3的尺寸)。因此，该移动所需的时间也很短。由于该移动是该交换过程的关键时间路径的一部分，因此减少了构图部件的总交换时间，从而增大了光刻装置的总处理能力。

在上面的交换过程中，构图部件支撑件2从卸载单元8上方的一个位置移动到装载单元7上方的一个位置。由于构图部件支撑件2能够以高的速度和高的加速度移动，因此该构图部件支撑件2非常适合于进行这些移动。但是，在一个备选实施例中，也可以是构图部件支撑件2保持在同一位置，而装载单元7和卸载单元8在构图部件支撑件2下方移动，以便在将该构图部件卸载到卸载单元8上之后使装载单元7位于构图部件支撑件2的下方。但是在这种实施例中，需要为装载单元7和卸载单元8提供具有高速度和高加速度的马达，从而获得与移动构图部件支撑件2的实施例相同的交换时间。构图部件支撑件2与装载单元7和卸载单元8的联合移动也是可能的。

在上述交换过程中，保持装置9和10沿竖直方向朝向和远离构图部件支撑件2移动，以便能够交换构图部件3。这种竖直移动是所期望的，以便一方面能够交换构图部件，另一方面可以使得构图部件支撑件2能够相对于该装载单元7和卸载单元8在与构图部件的平面基本平行的方向上安全地移动。高位和低位之间的距离通常实际上是大约1-5mm，例如大约2mm。在本申请中，保持在高位或低位的构图部件3均可以认为是保持在基本相同的平面中。

在上述实施例中，保持装置9和保持装置10沿竖直方向移动，以便能够与构图部件支撑件2进行交换。但是，也可以沿竖直方向移动构图部件支撑件2，以便能够交换构图部件并使得该构图部件支撑件2能够沿基本平行于构图部件的方向安全地移动。并且，装载单元7和卸载单元8以及构图部件支撑件的联合移动也是可能的。

在图2和3的实施例中，构图部件3保持在构图部件支撑件2的下侧。因此，装载单元7和卸载单元8必须定位在构图部件支撑件2下方，以便能够在构图部件支撑件2和装载单元7以及卸载单元8之间进行交换。在备选实施例中，构图部件3可以保持在构图部件支撑件2的侧面或顶部。很清楚，在这种情况下，装载单元7和卸载单元8必须布置成与构图部件支撑件2中的用于支撑构图部件3的的侧面相对。例如，对于上述的备选实施例来说，它们分别位于构图部件支撑件的侧面处和上方。

正如图2清楚所示，装载单元7与投影区域相邻地布置，正如上面已经论述过的，卸载单元8与装载单元7相邻地布置。因此，为了在交换阶段中交换构图部件3，该构图部件支撑件2必须移动一最短距离，以便到达装载单元7和卸载单元8。由于这些移动对于构图部件的交换来说也是关键时间路径的一部分，因此移动到装载单元7和卸载单元8以及移离装载单元7和卸载单元8所需的时间相对较短。

而且，保持装置9和10将构图部件保持在的平面基本上对应于在投影过程中构图部件被保持在的平面(也就是投影平面)。通过这种方式，构图部件支撑件2不必沿竖直方向移动(除了上述的为了能够进行交换而进行的小移动)，或者不必当其移动至卸载单元8和装载单元7来交换构图部件3时进行旋转。这样就能够快速有效地交换构图部件支撑件2上的构图部件3。概括来说，由于使用如上所述的特征减少了交换构图部件支撑件2上的构图部件所需的时间，因此，明显增大了该光刻装置的处理能力。

应该注意，在图2和其它附图中所示的系统也可以用作一用于交换投影系统的可交换部件的交换系统，这些可交换部件例如是透镜光瞳滤光器和/或透镜元件。该交换装置1可以象附图中一样地进行设计，由此，该构图部件3可以是该投影系统的一种可交换部件，而构图部件支撑件2可以是用于保持投影系统的可交换部件的支撑件。而且，同一交换装置既可以用于构图部件3的交换，也可以用于投影系统中的可交换部件的交换。

图4示出了构图部件交换装置1的备选实施例，其特别适用于具有两个构图部件支撑件2和2a的光刻装置。具有两个(或多个)构图部件支撑件的光刻装置特别适用于密集地使用多个不同构图部件的投影处理，例如双重曝光或拼接(stitching)，其中在双重曝光中，基底相继暴露于两个(或多个)不同构图部件的图案下。为了能够与两个构图部件支撑件2和2a有效地交换构图部件3，图4的构图部件交换装置1除了包括上文关于图2和图3所描述的部件之外，还包括第二装载单元7a和第二卸载单元8a。第二装载单元7a和第二卸载单元8a配置成与线型传输装置6和第二构图部件支撑件2a交换构图部件3。

第二装载单元7a和第二卸载单元8a布置在投影区域(用虚线示出)的与装载单元7和卸载单元8相对的一侧上。通过这种方式，既能够与线型传输装置6进行交换，并且，对于第一和第二构图部件支撑件2和2a来说，保持了从投影区域到装载单元和卸载单元的最短距离。对于该构图部件交换过程来说，该移动对于时间很关键；通过这种方式，这些移动的距离保持很短，优选是尽可能的短，这样使得这些移动所需的时间在构图部件的交换过程中尽可能地短。

第二装载单元7a和第二卸载单元8a彼此相邻地定位，使得装载单元7a和卸载单元8a的保持装置配置成可将构图部件保持成大体上相邻且基本上处于同一平面(优选是投影平面)中。构图部件支撑件2a上的构图部件的装载和卸载可以如上文对于图2和图3所描述的那样进行，从而通过第二装载单元7a和第二卸载单元8a来交换该构图部件3。

在本实施例中，该线型传输装置6包括一个承载装置11。在一个备选实施例中，可以在该线型传输装置6上布置两个或多个承载装置，从而在构图部件的交换方面获得进一步的灵活性。这种灵活性在双重曝光或拼接作业的情况下是特别合适的。

提供两个构图部件支撑件2、2a通常就有可能实现两种交换构思。在第一种构思中，当将第一构图部件支撑件2上的构图部件3的图案投影到基底上时，交换第二构图部件支撑件2a上的构图部件，反之亦然。在另一种构思中，例如在双重曝光作业中，基本上同时交换第一和第二构图部件支撑件中的构图部件，使得在两个构图部件都被交换之后，这两个构图部件可以快速地先后用来对它们的图案进行曝光。

在图5中示出了用于交换光刻装置中的构图部件3的构图部件交换装置1的备选实施例，其具有两个构图部件支撑件2和2a。在该实施例中，该构图部件交换装置1包括自动机械5、第一和第二线型传输装置6和6a、第一和第二装载单元7和7a，以及第一和第二卸载单元8和8a。

该自动机械5配置成与构图部件站4以及第一、第二线型传输装置6和6a交换构图部件3。在一个优选实施例中，第一线型传输装置6用于将构图部件3传输到装载单元7和7a，同时第二线型传输装置6a用于将构图部件3从卸载单元8和8a传输到构图部件站4。通过这种方式，可以获得非常实用且良好组织的逻辑系统。但是，如前所述，装载和卸载单元可以分别用作卸载和装载单元，由此还可以改变该线型传输装置6和6a的功能。

如在图5中所布置的那样使用两个线型传输装置6和6a是有益的，这是因为装载单元7、7a和卸载单元8、8a都能够直接布置在投影区域(用虚线示出)附近，使得构图部件支撑件2、2a沿两个方向移动的距离均保持较短；而且，装载单元7、7a和卸载单元8、8a还都可以布置在线型传输装置6、6a附近，以便能够在装载和卸载单元与线型传输装置6之间进行交换。这样，利用第二线型传输装置6a，可以进一步减少交换构图部件所需的时间。装载单元7、7a和卸载单元8、8a还可以设计如在图2、3和4的实施例中所描述的那样。当装载单元7、7a和卸载单元8、8a配置成将构图部件保持在相应的装载/卸载单元附近，并且保持在基本相同平面(优选是投影平面)中时，与已知的光刻装置相比，可以大量减少卸载一构图部件并随后将一构图部件装载到构图部件支撑件2上所需的时间。

图6描述了交换装置1的另一个实施例，其用于在具有两个构图部件支撑件2和2a的光刻装置中交换构图部件3。在该实施例中，构图部件交换装置1包括自动机械5、线型传输装置6、第一和第二装载单元7和7a，以及第一和第二卸载单元8和8a。第一装载单元7和第一卸载单元8以及第二装载单元7a和第二卸载单元8a分别集成为单个装载/卸载单元7/8和7a/8a。

该自动机械5配置成与构图部件站4和线型传输装置6交换构图部件3。尽管该交换装置仅包括一个线型传输装置6，但是装载单元7、7a和卸载单元8、8a都直接布置在投影区域(用虚线示出)附近，使得构图部件支撑件2、2a沿两个方向移动的距离均保持较短。为了能够与相应的构图部件支撑件2、2a和承载装置11交换该装载/卸载单元7/8、7a/8a之一的保持装置中的构图部件，该装载/卸载单元7/8、7a/8a沿垂直于该传输装置6的传输方向的方向在四个位置之间移动，所述四个位置将在图7中进一步说明。

此外在该实施例中，与已知的光刻装置相比，由于装载单元7、7a和卸载单元8、8a的保持装置配置成将构图部件保持在相应的装载/卸载单元附近，因此大量减少了将构图部件卸载以及随后将构图部件装载到构图部件支撑件上所需的时间。该装载/卸载单元7/8和7a/8a还可以设计成如在图2、3和4的实施例中所描述的那样。

图7示出了图6中部分构图部件交换装置1的侧视图。很清楚的是，在该实施例中，装载单元7和卸载单元8集成在单个装载/卸载单元7/8中。但是保持装置9和10布置在不同的高度。在图7中，还示出了该线型传输装置6。可以看出，承载装置11和构图部件支撑件的底部也布置在不同的高度。这样，为了能够在装载/卸载单元7/8和构图部件支撑件以及承载装置11之间进行所有的交换，装载/卸载单元7/8必须沿水平方向在四个位置之间移动，由此保持装置9、10也必须布置在不同的高度。

这样，在承载装置11和卸载保持装置10之间交换构图部件3的过程中，装载/卸载单元7/8将处于其最低位置。在承载装置11和装载保持装置9之间交换构图部件3的过程中，装载/卸载单元7/8处于第二低的位置。此外，在构图部件支撑件2和装载保持装置9之间交换构图部件3的过程中，装载/卸载单元7/8处于其最高位置。在构图部件支撑件2和卸载保持装置10之间交换构图部件3的过程中，装载/卸载单元7/8处于第二高的位置。因此当装载/卸载单元7/8从图4的左侧移动到右侧时其高度增加。

在本申请中，构图部件所被布置的不同高度都被认为是处于基本相同的平面中。

在上文中，构图部件交换装置被描述成在构图部件支撑件上交换构图部件。这种交换装置也可以用于其它可动对象，其中，用于交换所需的时间是非常重要的，例如在光刻装置的时间路径中是关键的。该交换装置例如可以用于在基底站和基底支撑件之间交换基底。这样的实施例认为是落入本发明的范围中。

在该申请中描述的交换装置还特别适用于交换该投影系统中的可交换部件，如透镜光瞳滤光器和/或透镜元件。该投影系统的这些部件可以在支撑件(用于在光束投影过程中支撑该部件)和站(其中保持有其它可交换部件)之间进行交换，可以通过交换这些可交换部件来获得不同特性的投影系统。本发明的交换装置还可以用作光刻装置中的单个装置，其既用于交换构图部件也用于交换投影系统中的可交换部件。

尽管在本申请中可以具体参考该光刻装置在IC制造中的使用，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，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、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员应该理解，在这种可替换的用途范围中，这里任何术语“晶片”或者“芯片模(die)”的使用应认为分别可以与更上位的术语“基底”或“靶部”同义。在曝光之前或之后，可以在例如匀胶显影机(track，通常将抗蚀剂层施加于基底上并将已曝光的抗蚀剂显影的一种工具)、计量工具和/或检验工具中对这里提到的基底进行处理。在可应用的地方，这里的公开内容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。

尽管本发明的实施例的使用在上文中已经具体参考了光学光刻情景，但是应该理解本发明可以用于其它应用，例如压印光刻法，在本申请允许的地方，本发明不限于光学光刻法。在压印光刻法中，构图部件中的外形限定了在基底上形成的图案。构图部件的外形还可以挤压到施加于基底上的抗蚀剂层中，并在基底上通过施加电磁辐射、热、压力或上述方式的组合使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，可以将构图部件从抗蚀剂中移出而在其中留下图案。

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(例如具有大约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)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

在本申请允许的地方，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任意一种或组合，包括折射光学部件、反射光学部件、磁性光学部件、电磁光学部件和静电光学部件。

尽管上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解，可以以不同于所述的其它方式来实施本发明。例如，本发明可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含描述了上面所公开方法的一个或多个序列的机器可读指令，或者包含其中存储有这种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)。

上面的描述是为了说明性的而非限制性的。因此，对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离下面描述的权利要求的范围的条件下，可以对所描述的发明进行各种修改。

Claims (18)

1.一种光刻装置，包括：

配置成调节辐射光束的照明系统；

配置成将构图部件支撑在投影平面中的构图部件支撑件，该构图部件配置成在该辐射光束的横截面中赋予图案，从而形成图形化的辐射光束；

配置成保持基底的基底台；

配置成将该图形化辐射光束投影到该基底的靶部的投影系统；和

交换装置，其配置成与可交换对象支撑件交换可交换对象，该可交换对象支撑件配置成在对该图形化辐射光束进行投影的过程中保持所述可交换对象，所述交换装置包括装载单元和卸载单元，所述装载单元和所述卸载单元每一个都具有用于保持可交换对象的保持装置，所述装载单元的保持装置和所述卸载单元的保持装置定位成基本上彼此相邻，并配置成将可交换对象保持在这样的平面中，该平面基本上平行于在对图形化辐射光束进行投影的过程中保持在该可交换对象支撑件中的可交换对象所处的平面；

其中，所述可交换对象支撑件配置成与每一所述保持装置交换可交换对象。

2.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述可交换对象是构图部件，所述可交换对象支撑件是所述构图部件支撑件。

3.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述可交换对象是该投影系统的可交换部件，所述可交换部件包括透镜光瞳滤光器或透镜元件，所述可交换对象支撑件是用于投影系统的所述部件的支撑件。

4.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述交换装置配置成交换所述构图部件支撑件中的构图部件，以及交换在投影系统的所述部件的支撑件中的所述投影系统的可交换部件。

5.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述装载单元的保持装置和所述卸载单元的保持装置配置成将所述可交换对象保持在基本相同的平面中。

6.如权利要求5所述的光刻装置，其中，所述平面与所述投影平面基本一致。

7.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述可交换对象支撑件配置成从所述卸载单元上方的位置移动到所述装载单元上方的位置，所述装载单元和所述卸载单元均配置成在垂直于要交换的可交换对象的主平面的方向上至少是移动所述保持装置。

8.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述交换装置配置成使所述卸载单元和所述装载单元从所述卸载单元定位在可交换对象支撑件下方时的位置移动到所述装载单元定位在所述可交换对象支撑下方时的位置，所述装载单元和所述卸载单元均配置成在垂直于要交换的可交换对象的主平面的方向上至少是移动所述保持装置。

9.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述装载单元和卸载单元集成在单个装载/卸载单元中。

10.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述交换装置包括第二装载单元和第二卸载单元。

11.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述交换装置包括线型传输单元，其配置成将一个或多个可交换对象传输到所述装载单元和/或卸载单元以及从所述装载单元和/或卸载单元传输一个或多个可交换对象。

12.如权利要求1所述的光刻装置，其中，所述交换装置包括第二装载单元和第二卸载单元，所述交换装置包括传输单元，该传输单元配置成：将一个或多个可交换对象传输到所述装载单元和卸载单元中的至少一个，并且从所述装载单元和卸载单元中的至少一个传输一个或多个可交换对象，以及将一个或多个可交换对象传输到所述第二装载单元和卸载单元中的至少一个，并且从所述第二装载单元和卸载单元中的至少一个传输一个或多个可交换对象。

13.如权利要求12所述的光刻装置，其中，所述交换装置包括第二线型传输单元，其配置成：将一个或多个可交换对象传输到所述装载单元和卸载单元中的至少一个，并且从所述装载单元和卸载单元中的至少一个传输一个或多个可交换对象，以及将一个或多个可交换对象传输到所述第二装载单元和卸载单元中的至少一个，并且从所述第二装载单元和卸载单元中的至少一个传输一个或多个可交换对象。

14.如权利要求11所述的光刻装置，其中，所述交换装置包括自动机械，用于在所述传输单元和一个或多个站之间交换可交换对象。

15.如权利要求11所述的光刻装置，其中，所述传输单元包括配置成使可交换对象以期望的方向旋转的旋转单元。

16.一种器件制造方法，包括：

将图案从构图部件转印到基底上，

使用交换装置交换可交换对象，在投影阶段中转印所述图案的过程中，所述可交换对象被支撑在支撑件上，所述交换过程包括：

沿基本上垂直于所述可交换对象的主平面的方向移动卸载单元；

将所述可交换对象从所述支撑件转移到所述卸载单元的保持位置；

在所述转移过程之后，将所述支撑件定位在装载单元上方，该装载单元保持有要被装载到所述支撑件上的可交换对象，所述装载单元与卸载单元基本相邻地定位；以及

将所述装载单元沿基本上垂直于所述支撑件的主平面的方向朝着所述支撑件移动，从而在装载单元和支撑件之间交换要被装载到所述支撑件上的所述可交换对象。

17.如权利要求16所述的方法，其中，通过将所述支撑件从所述卸载单元上方的位置移动到所述装载单元上方的位置，从而将所述支撑布置在所述装载单元上方。

18.如权利要求16所述的方法，其中，通过将所述卸载单元和装载单元从所述卸载单元定位在所述支撑件下方时的位置移动到所述装载单元定位在所述支撑件下方时的位置，从而将所述支撑件布置在所述装载单元上方。

Images