JP2000349022A - リソグラフィ用投影装置のマスク・ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 レチクル交換プロセスを非常に短くして基板
のスループットの向上および装置の維持費の改善をもた
らすマスク・ハンドラを提供すること。 【解決手段】 リソグラフィ用投影装置は、マスクを受
け取るロード・ポート・モジュールとマスク・ホルダの
間でマスクを交換するためのマスク・ハンドリング装置
を含み、そのマスク・ハンドリング装置は、その交換を
実行するための第１と第２のロボットを有する。第１の
ロボットは、ロード・ポート・モジュールと第２のロボ
ットの間でマスクを交換し、第２のロボットは第１のロ
ボットとマスク・ホルダの間でマスクを交換する。第１
のロボットはマスクを内部マスク・ライブラリおよびマ
スク検査モジュールに移送することもできる。第１のロ
ボットと第２のロボットの間で、および第２のロボット
とマスク・ホルダの間でマスクを交換する時に、プリア
ライメント・ユニットがマスクの位置を検出することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスク中のマスク
・パターンの像を基板上に写すためのリソグラフィ用投
影装置で使用されるマスク・ハンドリング装置に関し、
前記リソグラフィ用投影装置は、放射の投影ビームを供
給するように構成配置された照明システムと、マスクを
保持するように構成されたマスク・ホルダを備えるマス
ク・テーブルと、基板を保持するように構成された基板
ホルダを備える基板テーブルと、マスクの照射された部
分の像を基板の目標部分に写すように構成配置された投
影システムと、マスクを受け取るように構成されたロー
ド・ポート・モジュールを含むマスク・ハンドリング装
置であって、そのロード・ポート・モジュールとマスク
・ホルダの間でマスクを交換するように構成配置されて
いるマスク・ハンドリング装置とを含む。

【０００２】

【従来の技術】リソグラフィ用投影装置は、例えば集積
回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのよう
な場合に、マスク（レチクル）には、ＩＣの個々の層に
対応する回路パターンが含まれ、次に、このパターンの
像を感光材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリ
コン・ウェーハ）上の目標領域（ダイ）に写すことがで
きる。一般に、単一のウェーハが網の目状の隣接するダ
イ全体を含み、それらのダイが、一度に１つずつ連続的
にレチクルを通して照射される。１つのタイプのリソグ
ラフィ用投影装置では、レチクル・パターン全体を一括
してダイに露光して各ダイを照射する。このような装置
は、一般に、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。一般に走
査型ステップ式装置と呼ばれる別の装置では、投影ビー
ムを受けているレチクル・パターンを所与の基準方向
（「走査」方向）に連続的に走査し、一方で、ウェーハ
・テーブルをこの方向と平行にまたは逆平行に同期的に
走査して各ダイを照射する。一般に、投影システムの拡
大率はＭ（一般に、＜１）であるので、ウェーハ・テー
ブルを走査する速度νはレチクル・テーブルを走査する
速度の拡大率Ｍ倍となる。ここに述べたようなリソグラ
フィ用装置に関して、国際特許出願ＷＯ９７／３３２０
５からもっと多くの情報を収集することができる。

【０００３】リソグラフィ用装置では、例えば紫外（Ｕ
Ｖ）放射、極紫外（ＥＵＶ）放射、Ｘ線、イオン・ビー
ムまたは電子ビームなどの様々な種類の投影用放射を使
用することができる。使用される放射の種類および装置
の特殊な設計要件に応じて、投影システムは、例えば、
屈折型、反射型、またはカタディオプトリック型とする
ことができ、ガラス構成要素、斜入射反射鏡、選択的多
層コーティング、磁界レンズおよび／または電界レンズ
などを含むことができる。簡単にするために、本明細書
ではこのような構成要素を、単独でまたはひとまとめに
しておおざっぱに「レンズ」と呼ぶことができる。

【０００４】極く最近まで、この種の装置は単一のマス
ク・テーブルおよび単一の基板テーブルを含んでいた。
しかし、現在利用できるようになっている機械には、少
なくとも２つの独立に動かせる基板テーブルがある。例
えば、国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９
８／４０７９１に記載されたマルチ・ステージ装置を参
照されたい。このようなマルチ・ステージ装置の背後に
ある基本的な動作原理は、第１の基板テーブルが、その
テーブルの上にある第１の基板を露光することができる
ように、投影システムの下にある間に、第２の基板テー
ブルがローディング位置に行き、露光された基板を降ろ
し、新しい基板を取り上げ、新しい基板について初期の
アライメント測定を行い、次に、第１の基板の露光が完
了すると直ぐに、投影システムの下の露光位置にこの新
しい基板を移送すべく待機する。そして、このサイクル
が繰り返される。このようにして、実質的に機械のスル
ープットの向上を達成することができる。これにより、
一方では、機械の維持費が改善される。また、装置は、
２以上のマスク・テーブルを備えることができ、さらに
真空中で動作する構成要素を含むことができるので、そ
れに対応して真空適合可能になる。

【０００５】像を写すために別のマスク・パターンが必
要であるが、そのマスク・パターンがマスク・テーブル
にあるマスクにない場合には、マスク・テーブル上のマ
スクを別のマスクに交換する。マスク・テーブルにある
マスクをマスク・テーブルから降ろし、別のマスクをあ
る場所から持って来てマスク・テーブルにロードしなけ
ればならない。交換プロセスには時間がかかる可能性が
あり、それによって、リソグラフィ用投影装置のスルー
プットが減少することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レチ
クル交換プロセスを非常に短くして基板のスループット
の向上およびそれによる装置の維持費の改善をもたらす
ことができるリソグラフィ用投影装置中のマスク・ハン
ドラを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスク
中のマスク・パターンの像を基板上に写すためのリソグ
ラフィ用投影装置が提供され、前記装置は、放射の投影
ビームを供給するように構成配置された照明システム
と、マスクを保持するように構成されたマスク・ホルダ
を備えるマスク・テーブルと、基板を保持するように構
成された基板ホルダを備える基板テーブルと、マスクの
照射された部分の像を基板の目標部分に写すように構成
配置された投影システムと、マスクを受け取るように構
成されたロード・ポート・モジュールを含むマスク・ハ
ンドリング装置であって、そのロード・ポート・モジュ
ールとマスク・ホルダの間でマスクを交換するように構
成配置されたマスク・ハンドリング装置とを含み、その
マスク・ハンドリング装置が第１のロボットと第２のロ
ボットをさらに含み、第１のロボットがロード・ポート
・モジュールと第２のロボットの間でマスクを交換する
ように構成配置され、第２のロボットが第１のロボット
とマスク・ホルダの間でマスクを交換するように構成配
置されていることを特徴とする。

【０００８】第１および第２のロボットにより、ロード
・ポート・モジュールのマスクとマスク・テーブルのマ
スクの同時交換が可能になる。マスク・テーブル上のマ
スクを別のマスクに交換すべき瞬間に、第１のロボット
が第２のロボットに新しいマスクを手渡すように構成を
設計することができる。両方のロボットは、マスク・ハ
ンドリング・シーケンスにおけるそれらの固有の作業に
適するように設計することができる。第２のロボット
は、マスク・テーブルのマスク・ホルダへの実際の移送
が非常に高速かつ効率良く行われるように構成される。

【０００９】そのような第２のロボットの実施形態は２
つのマスク保持機構を備え、それによって、マスク・テ
ーブルから一方のマスク保持機構にマスクをアンロード
する前に、またはその間に、他方のマスク保持機構に新
しいマスクを入れることができるようになる。アンロー
ドされたマスクの除去と新しいマスクの供給とは、１つ
のクイック・アクションで行われる。第２のロボットは
例えばカルーセルのように回転可能で、単一の回転で非
常に迅速に効率よく新しいマスクをマスク・テーブルに
移送するのが好ましい。

【００１０】他の実施形態では、第２のロボットの各マ
スク保持機構が、第２のロボットとマスク・ホルダの間
でマスクを交換するように構成されたエレベータを含
み、そのエレベータはマスクの上面を保持するように構
成された真空動作のエンド・エフェクタを備えることが
できる。

【００１１】ロード・ポート・モジュール、ロボットお
よびマスク・ホルダは、マスクを受け取るように構成さ
れたマスク・ステーションであると理解することができ
る。さらに他の実施形態では、マスク・ハンドリング装
置はマスクを受け取るように構成された１つまたは複数
の追加されたマスク・ステーションを含み、第１のロボ
ットは、ロード・ポート・モジュール、第２のロボット
および追加されたマスク・ステーションの１つとロード
・ポート・モジュール、第２のロボットおよび追加され
たマスク・ステーションの別の１つとの間でマスクを交
換するように構成配置されている。追加されたマスク・
ステーションは、１つまたは複数のマスクを保管するよ
うに構成配置されたマスク・ライブラリ、および／また
はマスクの汚染を検査するように構成配置されたマスク
検査ステーションを含むことができる。このような追加
されたマスク・ステーションによりマスク・ハンドラの
機能性は向上し、２ロボット構成により、マスク・テー
ブルにあるマスクの実際の交換が非常に高速に行われて
いる間に、様々なステーションの間でマスクを交換する
ことができるように第１のロボットを構成することがで
きるようになる。

【００１２】好都合に構成された第１のロボットは、面
内での動きを可能にするように３つの回転ジョイントを
備えた腕状の構成をしている。そのような構成によっ
て、第１のロボットが動く面内でアクセスすることがで
きるように配置された様々なマスク・ステーションの間
で簡単にマスクを交換することができるようになる。そ
れによって、マスク・ステーションが設けられる少なく
ともそのような面内でマスクの平行移動が可能になる。
また、それによって、前記の面に垂直な軸のまわりでマ
スクを回転して、マスクを効率よく方向づけしてマスク
・ステーションに向かって平行移動することもできるよ
うになる。第１のロボットは、さらに、前記の面に垂直
な方向の平行移動を可能にするような直線アクチュエー
タを含み、様々な高さにオフセットしているマスク・ス
テーションに、または１つのマスク・ステーション内
で、例えばマスク・ライブラリ内で様々な高さのレベル
にアクセスすることができるようになる。

【００１３】交換中に第１と第２のロボットを互いに位
置合せすることができるようにするために、さらに、第
２のロボットとマスク・ホルダを互いに位置合せするこ
とができるようにするために、マスク・ハンドリング装
置は、第１のロボット、第２のロボットおよびマスク・
ホルダの１つが保持するマスクの位置を検出するように
構成配置された少なくとも１つのプリアライメント・ユ
ニットをさらに含むことが好ましく、そのプリアライメ
ント・ユニットまたは各プリアライメント・ユニット
は、第１のロボットおよびマスク・ホルダの１つとのマ
スクの交換を可能にする第２のロボットの位置と関連付
けられる。

【００１４】本発明のさらに他の局面によれば、放射の
投影ビームを供給するように構成配置された照明システ
ムと、マスクを保持するように構成されたマスク・ホル
ダを備えるマスク・テーブルと、基板を保持するように
構成された基板ホルダを備える基板テーブルと、マスク
の照射された部分の像を基板の目標部分に写すように構
成配置された投影システムと、マスクを受け取るように
構成されたロード・ポート・モジュールを含むマスク・
ハンドリング装置であって、そのロード・ポート・モジ
ュールとマスク・ホルダの間でマスクを交換するように
構成配置されたマスク・ハンドリング装置とを含むリソ
グラフィ用投影装置を使用してデバイスを製造する方法
が提供される。前記の方法は、マスク・ホルダにパター
ンを有するマスクを供給するステップと、放射線感応性
材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を基板テー
ブルに供給するステップと、マスク・パターンの少なく
とも一部の像を基板上の目標部分に投影するために照射
の投影ビームを使用するステップとを含み、マスク・ホ
ルダにパターンを有するマスクを供給する前記ステップ
が、ロード・ポート・モジュールにマスクを供給するサ
ブ・ステップと、マスク・ハンドリング装置内に設けら
れたロード・ポート・モジュールと第２のロボットとの
間でマスクを交換するために、マスク・ハンドリング装
置内に設けられた第１のロボットを使用するサブ・ステ
ップと、第１のロボットとマスク・ホルダの間でマスク
を交換するために第２のロボットを使用するサブ・ステ
ップとを含むことを特徴とする。

【００１５】リソグラフィ用投影装置を使用する製造プ
ロセスで、エネルギー敏感材料（レジスト）の層で少な
くとも部分的に覆われている基板上にマスク中のパター
ンの像を写す。この像形成ステップの前に、基板は、下
塗り、レジスト・コーティングおよびソフト・ベークな
どの様々な手順を経ることができる。露光後、基板は、
露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび
形成された像の特徴の測定／検査などの他の手順にかけ
ることができる。デバイス、例えば集積回路の個々の層
のパターンを形成するための基礎として、この一連の手
順を使用する。次に、そのようにパターン形成された層
は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライ
ゼーション、酸化、化学機械研磨、その他の様々な手
順、すなわち個々の層を完成するための全ての手順にか
けることができる。いくつかの層が必要な場合は、全手
順、またはその変形手順を各新しい層に対して繰り返さ
なければならない。最終的には、デバイスの列が基板
（ウエーハ）上にできる。次に、これらのデバイスは、
ダイシングまたはソーイング（鋸引き）などの方法で互
いに分離する。それから、個々のデバイスは、ピンに接
続された支持体などに取り付けることができる。このよ
うなプロセスに関するさらに詳しい情報は、例えば、
「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ
ＰｒａｃｔｉｃａｌＧｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」，Ｔｈｉｒｄ
Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎ
ｔ，ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ
Ｃｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０
−４の本から得ることができる。

【００１６】上記ではＩＣの製造における本発明による
装置の使用を具体的に参照したが、この装置には多くの
他の可能な用途があることを明確に理解すべきである。
例えば、光集積装置、磁気ドメイン・メモリ用の誘導検
出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド、その他
の製造で、この装置を使用することができる。当業者は
理解するであろうが、そのような別の用途の関係では、
本文における「レチクル」、「ウェーハ」または「ダ
イ」という用語の使用は、いずれもより一般的な用語で
ある「マスク」、「基板」および「目標領域」でそれぞ
れ置き換えられるものと考えるべきである。

【００１７】本発明およびその付随的な利点を、さらに
例示的な実施形態および添付の模式的な図面を用いて説
明する。図面では同じ参照数字は同一または同様の部分
を示す。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明によるリソグラフィ用投影
装置を図１に模式的に示す。装置は、放射（例えば、波
長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７
ｎｍである紫外光）の投影ビームＰＢを供給するための
照明システムＬＡ、Ｅｘ、ＩＮ、ＣＯと、マスクＭＡ
（例えば、レチクル）を保持するためのマスク・ホルダ
を備えるマスク・テーブルＭＴと、基板Ｗ（例えば、レ
ジストで被覆されたシリコン・ウェーハ）を保持するた
めの基板ホルダを備える基板テーブルＷＴと、マスクＭ
Ａの照射された部分の像を基板Ｗの目標部分Ｃ（ダイ）
に写すための投影システムＰＬ（例えば、レンズまたは
カタディオプトリック・システム、またはミラーの組）
とを含む。

【００１９】この場合に、図示された装置は屈折型構成
要素を含むが、代わりに１つまたは複数の反射型構成要
素を含むことができる。

【００２０】照明システムは、放射のビームを生成する
放射源ＬＡを含む。このビームは、様々な光学構成要素
（例えば、ビーム成形光学部品類Ｅｘ、インテグレータ
ＩＮおよび集光レンズＣＯ）に沿って透過して、結果と
して生じたビームＰＢは実質的に平行となり、その断面
全体にわたって一様な強度になる。

【００２１】ビームＰＢは、その次に、マスク・テーブ
ルＭＴのマスク・ホルダに保持されているマスクＭＡと
交わる。ビームＰＢは、マスクＭＡを通過した後で、投
影システムＰＬを通過する。その投影システムＰＬはビ
ームＰＢを基板Ｗの目標領域Ｃに収束させる。干渉計を
使用した変位および測定の手段ＩＦを使用して、例えば
ビームＰＢの経路に様々な目標領域Ｃを位置付けるよう
に、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。

【００２２】図示された装置は２つの異なるモードで使
用することができる。１．ステップ・モードでは、マス
ク・テーブルＭＴを固定し、マスク全体の像を一括して
（すなわち、単一の「フラッシュ」で）目標領域Ｃに投
影する。次に、異なる目標領域Ｃを（静止した）ビーム
ＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴ
をｘ方向および／またはｙ方向にシフトする。２．走査
モードでは単一の「フラッシュ」で所与の目標領域Ｃを
露光しないこと以外は、基本的には同じ筋書が適用され
る。その代わりに、マスク・テーブルＭＴが所与の方向
（いわゆる「走査方向」、例えば、ｘ方向）に速度νで
移動可能であり、その結果、マスクの像にわたって投影
ビームＰＢが走査するようになる。同時に、基板テーブ
ルＷＴを同じ方向または反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで同時
に移動させる。ここで、Ｍは投影システムＰＬの倍率で
ある（一般には、Ｍ＝１／４または１／５）。このよう
にして、分解能について妥協する必要なく、比較的大き
な目標領域Ｃを露光することができる。

【００２３】図２に、マスク・ハンドリング装置すなわ
ちマスク・ハンドラ１０、および、投影システムＰＬお
よびマスク・ホルダＭＨを含むマスクテーブルＭＴに対
するマスク・ハンドラの位置をより詳細に示す。マスク
・ハンドラ１０は、ロード・ポート・モジュール２０、
腕３１およびマスクを保持するためのエンド・エフェク
タ３２を有する第１のロボット３０、ならびに第１およ
び第２のマスク保持機構４１、４２を有する第２のロボ
ット４０を含む。図２に、さらに、マスク・ハンドラ１
０の一部である内部マスク・ライブラリ５０およびマス
ク検査モジュール６０を示す。マスク・ライブラリ５０
およびマスク検査モジュール６０はオプションであり、
マスク・ハンドラ１０に追加の機能性を付加して、それ
ぞれマスクの追加された内部保管およびマスクの汚染の
検査を可能にする。また、それらをハンドラから省くこ
ともできる。

【００２４】閉じたキャリア・ボックス内の実際のマス
ク・キャリア機構中に１つまたは複数のマスク（レチク
ル）を含む標準の底部が開くキャリア・ボックスを使用
して、マスクをマスク・ハンドラ１０に供給することが
できる。マスクを含むキャリア・ボックスを受け取るた
めに、２つのロード・ポート２２、２３がロード・ポー
ト・モジュール２０にあるのが示されている。ロード・
ポート２２、２３はボックスから実際のキャリア機構を
おろすためのエレベータを備え、さらに、マスク・キャ
リア機構からマスクを取り出す時に素早くマスクを識別
するためのバーコード・リーダ、機械の安全を実現する
ためのセンサおよびペリクル・フレーム寸法を検査する
ためのセンサを備えている。さらに追加のマスクを保管
できるようにするために、３つ以上のロード・ポートを
設けることができる。また、単一のロード・ポートを設
けることもできる。ロード・ポート・モジュール２０が
１つまたは複数のマスクを含むキャリア・ボックスを受
け取った時に、第１のロボット３０を使用してキャリア
・ボックスのおろされたマスク・キャリア機構からマス
クを取り出すことができる。その次に、第１のロボット
３０でマスクを内部マスク・ライブラリ５０、マスク検
査モジュール６０または第２のロボット４０に移送する
ことができる。

【００２５】内部マスク・ライブラリ５０により、マス
クの保管容量の追加が可能になり、第１のロボット３０
はライブラリに保管されたマスクに速くアクセスするこ
とができる。さらに、それにより、マスクをマスク・ホ
ルダおよびテーブルと同じ温度にするようにマスク温度
調整が可能になる。マスクがマスク・ホルダに保持され
た時に、リソグラフィ用装置の像形成プロセスの精度に
影響を与える可能性のあるマスクの歪みおよび変形を防
ぐために、それぞれの温度は同じでなければならない。
マスクの温度調整および清浄度を得るために、マスク・
ライブラリ５０を空気などのクリーンなガスで常にパー
ジする。さらに、マスク・ライブラリは、リソグラフィ
用装置が動作していない時には閉じる保護カバーを有
し、起動中の在庫目録の作成および／またはデータ紛失
からの回復を速くするために、それ自身のバーコード・
リーダを備えている。

【００２６】マスク検査モジュール６０では、例えばマ
スクがマスク・テーブルＭＴに移送される前に、マスク
の汚染を検査することができる。マスク検査モジュール
６０は、マスク上に集束されるレーザなどの光源に対し
て検査モジュール内でマスクを動かすための専用のロボ
ットを含む。存在するあらゆる汚染物で散乱された光を
適当な検出器で検出する。検査モジュールのロボット
は、さらに、検査するマスクを光源の集束面に移動する
ことができる。検査モジュール６０のロボットと第１の
ロボット３０の間でマスクを交換するために、検査モジ
ュールに受動的なマスク・テーブルが設けられている。
ハード・ワイヤードの電子センサおよびそれぞれの信号
によって、交換中の安全が実現される。

【００２７】第１のロボット３０、すなわちマスク・ハ
ンドリング・ロボットは、腕状の構成を有するクリーン
・ルームに適合したロボットである。図２は、ロボット
の腕３１が肩のジョイント３１ａ、ひじのジョイント３
１ｂおよび手首のジョイント３１ｃを含み、図面の面内
での動きを可能にしていることを示す。腕３１は、図面
の面に垂直な方向での動きを可能にするために、直線Ｚ
アクチュエータに取り付けられている。エンド・エフェ
クタ３２は３６０゜の回転を可能にする手首のジョイン
ト３１ｃに配置され、マスクを位置決めすることができ
るフォーク状の構成をしている。さらに図３に平面図で
示すように、フォークの手首ジョイント３１ｃと反対側
にあるボス３５に突き合わせること、および手首ジョイ
ント３１ｃに隣接する側に配置された空気圧プランジャ
３６の機械的な作用によって、マスクＭＡがボスとプラ
ンジャの間に抱え込まれるように、マスクＭＡはフォー
ク状の構成に保持される。図３にマスクＭＡを破線で示
す。また、プランジャ３６はマスクの存在を検出する。
エンド・エフェクタ３２のまわりに安全棒（図示せず）
が配置されて、較正および衝突時の過剰な力からマスク
およびエンド・エフェクタを保護する。マスクのどのよ
うな宛先の相対的な位置も自動的に較正するために、お
よび、力および／またはトルクが予め設定した値を超え
た場合に、装置およびマスクの安全の目的で第１のロボ
ット３０を止めるために、マスク・ハンドリング・ロボ
ット３０はトルク／力センサをさらに含む。さらに安全
にするために、エンド・エフェクタ３２は、エンド・エ
フェクタがマスクまたはその環境に及ぼす力および／ま
たはトルクを物理的に制限し、かつその場合にロボット
３０を停止するブレークアウト機構を備えている。

【００２８】第２のロボット４０、すなわちマスク交換
ロボットは２つのマスク保持機構４１、４２を含み、そ
のマスク保持機構４１、４２は、真空動作のエンド・エ
フェクタ４１ａ、４２ａを有するエレベータの形を取
り、マスクＭＡの上面を真空によって効果的に保持す
る。第２のロボット４０の側面図をさらに図４ａに示
す。マスクＭＡは破線で示す。このようなマスク保持機
構４１、４２により、マスク・テーブルＭＴのマスク・
ホルダＭＨ上にマスクをおろすことで、マスクの効率的
な移送が可能になる。硬質の陽極酸化コーティングを施
したアルミニウムの真空動作エンド・エフェクタ４１
ａ、４２ａは、優れた清浄度の動作を実現することが証
明された。真空でマスクＭＡを保持するための真空室の
組４３、４４を有するエンド・エフェクタ４１ａ、４２
ａの前面図を図４ｂに示す。さらに、第２のロボット４
０は、回転軸４０ａの両側に対称に位置付けられた両方
のマスク保持機構４１、４２を有する回転カルーセルと
して構成する。

【００２９】真空を失うことに対して頑強にするため
に、ロボット４０は真空ポンプ４９に接続された独立し
た引き回しの真空配管４５、４６を有する独立した真空
室の２つの組４３、４４を、各エンド・エフェクタ４１
ａ、４２ａについて備えている。各組はマスクの重さを
乗せるのに十分である。図５にエンド・エフェクタ４１
ａの底面図を模式的に示す。エンド・エフェクタ４２ａ
も全く同じである。さらに、ロボット４０に配置された
受動的な真空槽４７、４８は、真空の変動を緩衝し、真
空を失った後の短い時間の間、例えば３０秒間、マスク
を維持する容量を備えている。内蔵の緊急用真空ポンプ
は、機械の真空を失った後で起動し、さらに、機械の主
電源が切れた場合は、遮断不可能な電源から電力が供給
される。内蔵センサおよび局部的な電子回路は、エンド
・ストローク違反の場合に、垂直方向の力が大きすぎた
場合に、または速度が大きすぎた場合に、ロボット４０
を止めて機械およびマスクの安全を実現する。安全用電
子回路は、センサごとの制限、および特定の組合わせで
の制限の違反がないか全てのセンサを検査し、必要な場
合は、直ちにアクチュエータの動きを止める。

【００３０】図６ａ、６ｂおよび６ｃを参照して、マス
ク・テーブルＭＴにあるマスクＭＡ１を別のマスクＭＡ
２に交換するシーケンスを説明する。第１のステップ
で、マスクＭＡ１が像形成プロセスにまだ使用されてい
て、投影システムＰＬの上にある間に、マスク・ハンド
リング・ロボット３０でマスクＭＡ２をマスク交換ロボ
ット４０のマスク保持機構４１に移送する。マスクＭＡ
１がまだ投影システムＰＬの上にある間に、マスクＭＡ
２をロボット４０に移送した後の状況を図６ａに示す。
像形成すなわち露光プロセスが完了すると、マスク・テ
ーブルＭＴは、図６ｂに示されるようにアンロード位置
に達し、真空動作エンド・エフェクタおよびロボット４
０のマスク保持機構４２のエレベータを使用してマスク
ＭＡ１をマスク・ホルダＭＨから引き出す。最初に、マ
スク・テーブルの真空保持マスクＭＡ１を解放し、次に
エンド・エフェクタの真空を動作させるべきである。続
いて、図６ｃに示されるように第２のロボット４０を１
８０゜回転させ、マスクＭＡ２をマスク保持機構４１の
エレベータでマスク・テーブルＭＴにおろす。マスク保
持機構４１の真空動作エンド・エフェクタの真空を解放
し、マスク・テーブルの真空を動作させてマスクＭＡ２
をマスク・テーブルＭＴ上に保持する。次に、マスク・
テーブルＭＴは、次の像形成サイクルすなわち露光サイ
クルのために、投影システムＰＬの上のその場所に戻
る。次のステップで、マスクＭＡ１をロボット３０でロ
ボット４０からロード・ポート・モジュール２０、マス
ク検査モジュール６０、および内部マスク・ライブラリ
５０のいずれか１つに交換する。マスク・テーブルでの
マスクの実際の交換は、専用のマスク交換ロボット３０
が実行し、非常に高速に効率良く行われる。

【００３１】第１のロボット３０と第２のロボット４０
の間、および第２のロボット４０とマスク・テーブルＭ
Ｔの間でのマスク交換では、第１のロボットと第２のロ
ボット、および第２のロボットとマスク・テーブルをそ
れぞれ位置合せしなければならない。このために、マス
ク・ハンドリング装置１０は、動作原理が全く同じであ
る２つのプリアライメント・ユニット５１、５２を備え
ている。各プリアライメント・ユニットは、非常に均一
で比較的大きな光点を生成する２つの照明ユニット５
５、５６（例えばＬＥＤ）および２つの４セル検出器５
７、５８を含む。その各４セル検出器はそれぞれの照明
ユニットの下に配置され、他方の４セル検出器から所定
の距離に配置されている。両方の４セル検出器の間の距
離は、マスクＭＡ上の２つのマーカ６１、６２の間の距
離に対応し、両方のマーカは十文字の形をし、マスクの
透明部分に配置されている。図７はプリアライメント・
ユニット内の照明ユニット５５、５６および４セル検出
器５７、５８の構成、および照明ユニットと４セル検出
器の間にあるマーカ６１、６２を有するマスクＭＡを示
す。位置合せされた基準位置では、マーカの十文字の陰
が、対応する４セル検出器の４セルの境界に投影され
る。各４セルの出力信号を入射照明強度に対して規格化
する。プリアライメント・ユニット５１、５２は、マス
ク・ハンドラ１０に対して固定するように配置する。

【００３２】マスクを第１のロボット３０から第２のロ
ボット４０に移送する場合には、ロボット３０のエンド
・エフェクタ３２にあるマスクの位置決めをプリアライ
メント・ユニット５１内で行う。４セル検出器の出力を
読むことで、それぞれの４セル検出器５７、５８に対す
るマーカ６１、６２の実際の位置、したがってアライメ
ント・ユニット５１に対するマスクの実際の位置が分か
る。次に、マスクが４セル検出器の上の基準位置に位置
付けられるように、第１のロボット３０でそのエンド・
エフェクタ３２およびエンド・エフェクタが保持するマ
スクの位置を調整する。このような基準位置は、第１の
ロボット３０とマスクを交換するように位置付けされた
時の第２のロボット４０のマスク保持機構と位置合せし
た状態に配置されたマスク・ハンドリング装置の初期セ
ット・アップの状態である。その後、マスクは第２のロ
ボット４０に移送することができる。

【００３３】マスクを第２のロボット４０からマスク・
テーブルＭＴに移送する場合には、マスク・テーブルに
移送するために第２のロボットにあるマスクの位置を上
記のアライメント・ユニット５１と全く同じに構成され
たアライメント・ユニット５２で測定する。マスク・テ
ーブルの位置をマスクの検出された位置に合うように調
節し、上記のようにマスクをマスク・テーブルに移送す
る。エンド・エフェクタをエレベータに連結する特殊な
コンプライアンス機構（図示せず）およびマスク・テー
ブルのガイド機構は、マスク・テーブルＭＴと第２のロ
ボット４０の間に残る可能性があるどのような位置合せ
不良にも適応する。マスクをマスク・テーブルから第２
のロボットに移送するために、４セル検出器の出力を読
むことで、マスクを保持するマスク・テーブルをアライ
メント・ユニット５２内の基準位置に位置合せし、その
後でマスクを第２のロボット４０に移送する。第２のロ
ボット４０だけは回転することができる。第１のロボッ
ト３０およびマスク・テーブルＭＴは、状況に応じて移
動してどのような位置合せ不良も補償する。

【００３４】マスク・ハンドリング装置１０により、図
２で識別することができる適当な組立ブロックを交換す
ることで、左操作または右操作の機械に容易に再構成す
ることができる。さらに、１５．２ｃｍ（６インチ）お
よび２２．９ｃｍ（９インチ）のマスク（レチクル）の
両方を単一の機械で使用することができるように、およ
び本装置をクラス１のクリーン・ルームで動作させるこ
とができるように、様々な組立ブロックを設計すること
ができる。本マスク・ハンドリング装置の主な特徴は、
マスクの汚染の検査、マスク・キャリアの在庫表の作
成、マスクのプリアライメントおよびマスクの交換を並
列に処理することによる非常に速いマスク交換および生
産性の向上である。

【００３５】上記で本発明の特定の実施形態を開示した
が、本発明を上記以外で実施できることは理解されるで
あろう。説明は本発明を限定するために意図されたもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリソグラフィ用投影装置を模式的
に示す図である。

【図２】図１のリソグラフィ用投影装置のマスク・ハン
ドリング装置を模式的に示す平面図である。

【図３】図２のマスク・ハンドリング装置の第１のロボ
ットのエンド・エフェクタをより詳細に示す図である。

【図４ａ】図２のマスク・ハンドリング装置の第２のロ
ボットを示す側面図である。

【図４ｂ】図４ａの第２のロボットのエンド・エフェク
タを示す前面図である。

【図５】図４ａおよび４ｂのエンド・エフェクタを模式
的に示す底面図である。

【図６ａ】図２のマスク・ハンドリング装置の第２のロ
ボットを使用するマスク・テーブルの交換シーケンスを
模式的に示す図である。

【図６ｂ】図２のマスク・ハンドリング装置の第２のロ
ボットを使用するマスク・テーブルの交換シーケンスを
模式的に示す図である。

【図６ｃ】図２のマスク・ハンドリング装置の第２のロ
ボットを使用するマスク・テーブルの交換シーケンスを
模式的に示す図である。

【図７】図２のマスク・ハンドリング装置のプリアライ
メント・ユニットに保持されたマスクを示す図である。

【符号の説明】

１０ マスク・ハンドリング装置（マスク・ハンドラ） ２０ ロード・ポート・モジュール ２２，２３ ロード・ポート ３０ 第１のロボット ３１ 第１のロボットの腕 ３１ａ 肩のジョイント ３１ｂ ひじのジョイント ３１ｃ 手首のジョイント ３２ エンド・エフェクタ ３５ ボス ３６ 空気圧プランジャ ４０ 第２のロボット ４０ａ 回転軸 ４１ マスク保持機構 ４１ａ エンド・エフェクタ ４２ マスク保持機構 ４２ａ エンド・エフェクタ ４４ 真空室 ４３ 真空室 ４５ 真空配管 ４６ 真空配管 ４７ 真空槽 ４８ 真空槽 ４９ 真空ポンプ ５０ 内部マスク・ライブラリ ５１ プリアライメント・ユニット ５２ プリアライメント・ユニット ５５ 照明ユニット ５６ 照明ユニット ５７ ４セル検出器 ５８ ４セル検出器 ６０ マスク検査モジュール ６１ マーカ ６２ マーカ Ｃ 基板の目標領域（ダイ） ＣＯ 照明システム（集光レンズ） Ｅｘ 照明システム（ビーム成形光学部品類） ＩＦ 変位および測定の手段 ＩＮ 照明システム（インテグレータ） ＬＡ 照明システム（放射源） ＭＡ マスク ＭＡ１ マスク ＭＡ２ マスク ＭＨ マスク・ホルダ ＭＴ マスク・テーブル ＰＢ 投影ビーム ＰＬ 投影システム Ｗ 基板 ＷＴ 基板テーブル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月２５日（２０００．４．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４ａ】

【図４ｂ】

【図５】

【図６ａ】

【図６ｂ】

【図６ｃ】

【図７】

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスク中のマスク・パターンの像を基板
   上に写すためのリソグラフィ用投影装置であって、 放射の投影ビームを供給するように構成配置された照明
   システムと、 マスクを保持するように構成されたマスク・ホルダを備
   えるマスク・テーブルと、 基板を保持するように構成された基板ホルダを備える基
   板テーブルと、 前記マスクの照射された部分の像を前記基板の目標部分
   に写すように構成配置された投影システムと、 マスクを受け取るように構成されたロード・ポート・モ
   ジュールを含むマスク・ハンドリング装置であって、前
   記ロード・ポート・モジュールと前記マスク・ホルダの
   間でマスクを交換するように構成配置されているマスク
   ・ハンドリング装置とを含み、 前記マスク・ハンドリング装置が第１のロボットと第２
   のロボットをさらに含み、前記第１のロボットが前記ロ
   ード・ポート・モジュールと前記第２のロボットの間で
   マスクを交換するように構成配置され、さらに前記第２
   のロボットが前記第１のロボットと前記マスク・ホルダ
   の間でマスクを交換するように構成配置されていること
   を特徴とするリソグラフィ用投影装置。
2. 【請求項２】 前記第２のロボットが、２つのマスク保
   持機構を備える請求項１に記載のリソグラフィ用投影装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２のロボットが回転可能である請
   求項２に記載のリソグラフィ用投影装置。
4. 【請求項４】 前記第２のロボットの各マスク保持機構
   が、前記第２のロボットと前記マスク・ホルダの間でマ
   スクを交換するように構成されたエレベータを含む請求
   項２または請求項３に記載のリソグラフィ用投影装置。
5. 【請求項５】 前記エレベータが、マスクの上面を保持
   するように構成された真空動作のエンド・エフェクタを
   備える請求項４に記載のリソグラフィ用投影装置。
6. 【請求項６】 前記マスク・ハンドリング装置が、マス
   クを受け取るように構成された１つまたは複数の追加さ
   れたマスク・ステーションをさらに含み、さらに、前記
   第１のロボットが、前記ロード・ポート・モジュール、
   前記第２のロボットおよび前記追加されたマスク・ステ
   ーションの１つと前記ロード・ポート・モジュール、前
   記第２のロボットおよび前記追加されたマスク・ステー
   ションの別の１つとの間でマスクを交換するように構成
   配置されている請求項１から請求項５までのいずれか一
   項に記載のリソグラフィ用投影装置。
7. 【請求項７】 前記追加されたマスク・ステーション
   が、１つまたは複数のマスクを保管するように構成配置
   されたマスク・ライブラリを含む請求項６に記載のリソ
   グラフィ用投影装置。
8. 【請求項８】 前記追加されたマスク・ステーション
   が、汚染についてマスクを検査するように構成配置され
   たマスク検査ステーションを含む請求項６または請求項
   ７に記載のリソグラフィ用投影装置。
9. 【請求項９】 前記第１のロボットが、面内の動きを可
   能にするような３つの回転ジョイントを備える腕状の構
   成を有する請求項１から請求項８までのいずれか一項に
   記載のリソグラフィ用投影装置。
10. 【請求項１０】 前記第１のロボットが、前記面に垂直
    な方向の並行移動を可能にするような直線アクチュエー
    タをさらに含む請求項９に記載のリソグラフィ用投影装
    置。
11. 【請求項１１】 前記マスク・ハンドリング装置が、前
    記第１のロボット、前記第２のロボットおよび前記マス
    ク・ホルダの１つによって保持されたマスクの位置を検
    出するように構成配置された少なくとも１つのプリアラ
    イメント・ユニットをさらに含み、前記または各プリア
    ライメント・ユニットが、前記第１のロボットおよび前
    記マスク・ホルダの１つとのマスクの交換を可能にする
    前記第２のロボットの位置と関連付けられている請求項
    １から請求項１０までのいずれか一項に記載のリソグラ
    フィ用投影装置。
12. 【請求項１２】 前記または各プリアライメント・ユニ
    ットが、マスクにあるマーカの位置を検出するように構
    成された少なくとも１つの検出器を含む請求項１１に記
    載のリソグラフィ用投影装置。
13. 【請求項１３】 前記または各検出器が、４セル検出器
    である請求項１２に記載のリソグラフィ用投影装置。
14. 【請求項１４】 前記プリアライメント・ユニットが、
    前記マスクのマーカを照明するように配置された少なく
    とも１つの照明ユニットをさらに含む請求項１２または
    請求項１３に記載のリソグラフィ用投影装置。
15. 【請求項１５】 放射の投影ビームを供給するように構
    成配置された照明システムと、 マスクを保持するように構成されたマスク・ホルダを備
    えるマスク・テーブルと、 基板を保持するように構成された基板ホルダを備える基
    板テーブルと、 前記マスクの照射された部分の像を前記基板の目標部分
    に写すように構成配置された投影システムと、 マスクを受け取るように構成されたロード・ポート・モ
    ジュールを含むマスク・ハンドリング装置であって、前
    記ロード・ポート・モジュールと前記マスク・ホルダの
    間でマスクを交換するように構成配置されているマスク
    ・ハンドリング装置とを含むリソグラフィ用投影装置を
    使用してデバイスを製造する方法であって、 前記マスク・ホルダにパターンを有するマスクを供給す
    るステップと、 放射線感応性材料の層で少なくとも部分的に覆われた基
    板を前記基板テーブルに供給するステップと、 前記マスク・パターンの少なくとも一部の像を前記基板
    の目標部分に投影するために照射の前記投影ビームを使
    用するステップとを含み、 前記マスク・ホルダにパターンを有するマスクを供給す
    る前記ステップが、 前記ロード・ポート・モジュールに前記マスクを供給す
    るサブ・ステップと、 前記マスク・ハンドリング装置に設けられた前記ロード
    ・ポート・モジュールと第２のロボットの間で前記マス
    クを交換するために前記マスク・ハンドリング装置に設
    けられた第１のロボットを使用するサブ・ステップと、 前記第１のロボットと前記マスク・ホルダの間で前記マ
    スクを交換するために前記第２のロボットを使用するサ
    ブ・ステップとを含むことを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の前記方法により製
    造されたデバイス。