JP2003188094A - リソグラフィのパターニングにおいて用いるウェハ処理のシステムおよび方法 - Google Patents
リソグラフィのパターニングにおいて用いるウェハ処理のシステムおよび方法Info
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボットによって生じるアライメントの喪失
を回避し、同時にシステムのスループットを改善する。 【解決手段】 本発明のリソグラフィシステムは、リソ
グラフィシステムであって、リソグラフィのパターニン
グチャンバと、上記リソグラフィのパターニングチャン
バに結合されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバ
ルブによって上記ウェハ交換チャンバから分離された少
なくとも１つのアライメントロードロックであって上記
少なくとも１つのアライメントロードロックはウェハの
位置を合わせるアライメントステージを含む少なくとも
１つのアライメントロードロックとを含む。
を回避し、同時にシステムのスループットを改善する。 【解決手段】 本発明のリソグラフィシステムは、リソ
グラフィシステムであって、リソグラフィのパターニン
グチャンバと、上記リソグラフィのパターニングチャン
バに結合されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバ
ルブによって上記ウェハ交換チャンバから分離された少
なくとも１つのアライメントロードロックであって上記
少なくとも１つのアライメントロードロックはウェハの
位置を合わせるアライメントステージを含む少なくとも
１つのアライメントロードロックとを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィシス
テム内で用いる、ウェハを処理するシステムおよび方法
に関する。具体的には、本発明は、ウェハをチャックに
固定および位置合わせしている状態で、リソグラフィシ
ステム内で搬送し、これにより、製造スループットを最
大にする、ウェハを処理するシステムおよび方法に関す
る。
テム内で用いる、ウェハを処理するシステムおよび方法
に関する。具体的には、本発明は、ウェハをチャックに
固定および位置合わせしている状態で、リソグラフィシ
ステム内で搬送し、これにより、製造スループットを最
大にする、ウェハを処理するシステムおよび方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リソグラフィは、基板表面上にフィーチ
ャ（特徴的な形状）を作製するために用いられるプロセ
スである。このような基板は、フラットパネルディスプ
レイ、回路板、および種々の集積回路などを製造する際
に用いられる基板を含み得る。このような用途に頻繁に
用いられる基板は半導体ウェハである。例示を目的とし
て半導体ウェハの観点からこの説明を記載するが、当業
者であれば、この説明が当業者に公知の他の種類の基板
にも適用することを理解する。リソグラフィの間、ウェ
ハステージ上に配置されたウェハは、リソグラフィ装置
内に設けられた露光系によってウェハ表面上に投影され
た像に露光される。露光系はフォトリソグラフィの場合
に用いられるが、異なる種類の露光装置が特定の用途に
応じて用いられ得る。当業者に公知であるように、例え
ば、ｘ線、イオン、電子または光子のリソグラフィはそ
れぞれ、異なる露光装置を必要とし得る。フォトリソグ
ラフィの特定の例を例示を目的としてのみ本明細書にお
いて記載する。
ャ（特徴的な形状）を作製するために用いられるプロセ
スである。このような基板は、フラットパネルディスプ
レイ、回路板、および種々の集積回路などを製造する際
に用いられる基板を含み得る。このような用途に頻繁に
用いられる基板は半導体ウェハである。例示を目的とし
て半導体ウェハの観点からこの説明を記載するが、当業
者であれば、この説明が当業者に公知の他の種類の基板
にも適用することを理解する。リソグラフィの間、ウェ
ハステージ上に配置されたウェハは、リソグラフィ装置
内に設けられた露光系によってウェハ表面上に投影され
た像に露光される。露光系はフォトリソグラフィの場合
に用いられるが、異なる種類の露光装置が特定の用途に
応じて用いられ得る。当業者に公知であるように、例え
ば、ｘ線、イオン、電子または光子のリソグラフィはそ
れぞれ、異なる露光装置を必要とし得る。フォトリソグ
ラフィの特定の例を例示を目的としてのみ本明細書にお
いて記載する。
【０００３】投影像により、層（例えば、ウェハ表面上
に堆積したフォトレジスト）の特性に変化が生じる。こ
れらの変化は、露光の間にウェハ上に投影されたフィー
チャに対応する。露光に続いて、層をエッチングして、
パターニングされた層を生成し得る。パターンは、露光
の間にウェハ上に投影されたフィーチャに対応する。次
いで、このパターニングされた層を用いて、導電層、半
導体層または絶縁層などの、ウェハ内の基底構造層の露
光された部分を除去する。次いで、所望のフィーチャが
ウェハの表面上に形成されるまで、他の工程と共にこの
プロセスを繰返す。
に堆積したフォトレジスト）の特性に変化が生じる。こ
れらの変化は、露光の間にウェハ上に投影されたフィー
チャに対応する。露光に続いて、層をエッチングして、
パターニングされた層を生成し得る。パターンは、露光
の間にウェハ上に投影されたフィーチャに対応する。次
いで、このパターニングされた層を用いて、導電層、半
導体層または絶縁層などの、ウェハ内の基底構造層の露
光された部分を除去する。次いで、所望のフィーチャが
ウェハの表面上に形成されるまで、他の工程と共にこの
プロセスを繰返す。
【０００４】ステップアンドスキャン技術は、狭い結像
スロットを有する投影光学系システムと協働する。一度
にウェハ全体を露光するのではなく、一度に１つ、ウェ
ハ上に個々のフィールドを走査する。結像スロットが走
査の間フィールドを横切って移動するように、ウェハお
よびレチクルを同時に移動させることによってこれを行
う。次いで、フィールド露光ステップ間にウェハステー
ジをずらして、レチクルパターンの複数のコピーをウェ
ハ表面上に露光することを可能にする必要がある。この
ように、ウェハ上に投影された像の形状は最大化され
る。今日のリソグラフィツールは、アライメントの精度
および投影の精度が共に上がっており、最小のフィーチ
ャサイズはますます減少していくデバイスを製造するこ
とが可能である。しかし、最小のフィーチャサイズは、
リソグラフィツールのユーティリティの１つの尺度にす
ぎない。別の重要な尺度はスループットである。
スロットを有する投影光学系システムと協働する。一度
にウェハ全体を露光するのではなく、一度に１つ、ウェ
ハ上に個々のフィールドを走査する。結像スロットが走
査の間フィールドを横切って移動するように、ウェハお
よびレチクルを同時に移動させることによってこれを行
う。次いで、フィールド露光ステップ間にウェハステー
ジをずらして、レチクルパターンの複数のコピーをウェ
ハ表面上に露光することを可能にする必要がある。この
ように、ウェハ上に投影された像の形状は最大化され
る。今日のリソグラフィツールは、アライメントの精度
および投影の精度が共に上がっており、最小のフィーチ
ャサイズはますます減少していくデバイスを製造するこ
とが可能である。しかし、最小のフィーチャサイズは、
リソグラフィツールのユーティリティの１つの尺度にす
ぎない。別の重要な尺度はスループットである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】スループットは、リソ
グラフィシステムによってパターニングされ得る一時間
あたりのウェハ数を示す。リソグラフィシステム内でウ
ェハ上に実行する必要があるあらゆるタスクは、ウェハ
をパターニングするために必要な総時間に寄与し、これ
に関連してスループットが減少する。リソグラフィシス
テム内で繰返し実行する必要がある１つの重要なタスク
はウェハのアライメントである。高いレベルのオーバー
レイの精度を達成するには、リソグラフィシステム内で
ウェハを正確に位置合わせする必要がある。残念なが
ら、アライメントの精度は通常、ロボットを備えた従来
のリソグラフィシステム内でウェハを移動する場合は常
に喪失する。
グラフィシステムによってパターニングされ得る一時間
あたりのウェハ数を示す。リソグラフィシステム内でウ
ェハ上に実行する必要があるあらゆるタスクは、ウェハ
をパターニングするために必要な総時間に寄与し、これ
に関連してスループットが減少する。リソグラフィシス
テム内で繰返し実行する必要がある１つの重要なタスク
はウェハのアライメントである。高いレベルのオーバー
レイの精度を達成するには、リソグラフィシステム内で
ウェハを正確に位置合わせする必要がある。残念なが
ら、アライメントの精度は通常、ロボットを備えた従来
のリソグラフィシステム内でウェハを移動する場合は常
に喪失する。
【０００６】必要であるのは、従来のロボットによって
生じるアライメントの喪失を回避し、同時に、システム
のスループットを改善する、リソグラフィシステム内で
ウェハを処理するシステムおよび方法である。
生じるアライメントの喪失を回避し、同時に、システム
のスループットを改善する、リソグラフィシステム内で
ウェハを処理するシステムおよび方法である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のリソグラフィシ
ステムは、リソグラフィシステムであって、リソグラフ
ィのパターニングチャンバと、上記リソグラフィのパタ
ーニングチャンバに結合されたウェハ交換チャンバと、
第２のゲートバルブによって上記ウェハ交換チャンバか
ら分離された少なくとも１つのアライメントロードロッ
クであって上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ックはウェハの位置を合わせるアライメントステージを
含む少なくとも１つのアライメントロードロックとを含
む。
ステムは、リソグラフィシステムであって、リソグラフ
ィのパターニングチャンバと、上記リソグラフィのパタ
ーニングチャンバに結合されたウェハ交換チャンバと、
第２のゲートバルブによって上記ウェハ交換チャンバか
ら分離された少なくとも１つのアライメントロードロッ
クであって上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ックはウェハの位置を合わせるアライメントステージを
含む少なくとも１つのアライメントロードロックとを含
む。
【０００８】上記ウェハ交換チャンバは、第１のゲート
バルブによって上記リソグラフィのパターニングチャン
バから分離されていてもよい。
バルブによって上記リソグラフィのパターニングチャン
バから分離されていてもよい。
【０００９】上記アライメントステージは、ポンプダウ
ンステージの間に上記ウェハの位置を合わせてもよい。
ンステージの間に上記ウェハの位置を合わせてもよい。
【００１０】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、第３のゲートバルブによってトラックから分
離された双方向アライメントロードロックであってもよ
い。
ロックは、第３のゲートバルブによってトラックから分
離された双方向アライメントロードロックであってもよ
い。
【００１１】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、第３のゲートバルブによってトラックから分
離された単方向アライメントロードロックであってもよ
い。
ロックは、第３のゲートバルブによってトラックから分
離された単方向アライメントロードロックであってもよ
い。
【００１２】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、複数のアライメントロードロックを含んでも
よい。
ロックは、複数のアライメントロードロックを含んでも
よい。
【００１３】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、第１の壁と、上記第１の壁から直径方向の反
対側にある第２の壁とを含み、上記第１の壁は、柱が移
動することを可能にし、かつ、回転シールの必要性をな
くすモーションフィードスルーシールを含む開口部を有
してもよい。
ロックは、第１の壁と、上記第１の壁から直径方向の反
対側にある第２の壁とを含み、上記第１の壁は、柱が移
動することを可能にし、かつ、回転シールの必要性をな
くすモーションフィードスルーシールを含む開口部を有
してもよい。
【００１４】上記第２の壁は、柱が移動することを可能
にし、かつ、上記リソグラフィシステムの安定度を高め
ることを可能にする、モーションフィードスルーシール
を含む開口部を有してもよい。
にし、かつ、上記リソグラフィシステムの安定度を高め
ることを可能にする、モーションフィードスルーシール
を含む開口部を有してもよい。
【００１５】上記複数のアライメントロードロックは、
単方向アライメントロードロックを含んでもよい。
単方向アライメントロードロックを含んでもよい。
【００１６】第３のゲートバルブによって上記ウェハ交
換チャンバから分離されたロードロックを保持する予備
チャックをさらに含んでもよい。
換チャンバから分離されたロードロックを保持する予備
チャックをさらに含んでもよい。
【００１７】検査波長を有する光を発する照射源、およ
び上記検査波長に反応するカメラをさらに含んでもよ
い。
び上記検査波長に反応するカメラをさらに含んでもよ
い。
【００１８】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、上記検査波長を透過するロードロックのルー
フをさらに含んでもよい。
ロックは、上記検査波長を透過するロードロックのルー
フをさらに含んでもよい。
【００１９】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ック内にウェハを保持するためのウェハ支持体をさらに
含んでもよい。
ロックは、上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ック内にウェハを保持するためのウェハ支持体をさらに
含んでもよい。
【００２０】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックは、上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ックのフロアを通って延びた柱によって、上記少なくと
も１つのアライメントロードロック外に設けられたアラ
イメントサブステージから分離されたアライメントステ
ージをさらに含んでもよい。
ロックは、上記少なくとも１つのアライメントロードロ
ックのフロアを通って延びた柱によって、上記少なくと
も１つのアライメントロードロック外に設けられたアラ
イメントサブステージから分離されたアライメントステ
ージをさらに含んでもよい。
【００２１】上記アライメントステージは、チャックを
キネマティックにマウントする複数のステージ係合機構
を含んでもよい。
キネマティックにマウントする複数のステージ係合機構
を含んでもよい。
【００２２】上記ステージ係合機構はＶ型ブロックを含
んでもよい。
んでもよい。
【００２３】上記少なくとも１つのアライメントロード
ロックの上記フロアは、上記少なくとも１つのアライメ
ントロードロック内への気体の流入を防止しつつ、上記
柱が上記フロアに対して相対的に移動することを可能に
するモーションフィードスルーシールを含んでもよい。
ロックの上記フロアは、上記少なくとも１つのアライメ
ントロードロック内への気体の流入を防止しつつ、上記
柱が上記フロアに対して相対的に移動することを可能に
するモーションフィードスルーシールを含んでもよい。
【００２４】上記モーションフィードスルーシールは、
ベローズ、エラストマーシール、テフロン（Ｒ）シー
ル、強磁性流体シールおよび磁気結合を含む群から選択
されたエレメントを含んでもよい。
ベローズ、エラストマーシール、テフロン（Ｒ）シー
ル、強磁性流体シールおよび磁気結合を含む群から選択
されたエレメントを含んでもよい。
【００２５】少なくとも１つのチャックをさらに含んで
もよい。
もよい。
【００２６】上記少なくとも１つのチャックは静電チャ
ックであってもよい。
ックであってもよい。
【００２７】上記少なくとも１つのチャックは真空チャ
ックであってもよい。
ックであってもよい。
【００２８】上記少なくとも１つのチャックは複数のチ
ャックを含んでもよい。
ャックを含んでもよい。
【００２９】上記少なくとも１つのチャックは、複数の
ウェハ支持体に接触することなく、上記複数のウェハ支
持体によって保持されたウェハと接触可能なように複数
の切り取り部を含んでもよい。
ウェハ支持体に接触することなく、上記複数のウェハ支
持体によって保持されたウェハと接触可能なように複数
の切り取り部を含んでもよい。
【００３０】上記少なくとも１つのチャックは、下面上
に上記少なくとも１つのチャックをキネマティックにマ
ウントするための複数のチャック係合機構を含んでもよ
い。
に上記少なくとも１つのチャックをキネマティックにマ
ウントするための複数のチャック係合機構を含んでもよ
い。
【００３１】上記チャック係合機構は半球であってもよ
い。
い。
【００３２】上記リソグラフィのパターニングチャンバ
は、リソグラフィのパターニングの間、ウェハを有する
チャックを保持する少なくとも１つの露光ステージを含
んでもよい。
は、リソグラフィのパターニングの間、ウェハを有する
チャックを保持する少なくとも１つの露光ステージを含
んでもよい。
【００３３】上記少なくとも１つの露光ステージは複数
の露光ステージを含んでもよい。
の露光ステージを含んでもよい。
【００３４】本発明の方法は、リソグラフィシステム内
でウェハを処理する方法であって、（ａ）アライメント
ロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置する工程
と、（ｂ）上記アライメントロードロック内で、上記支
持体上に上記ウェハを支持した状態で、チャックに対し
て上記ウェハの位置を合わせる工程と、（ｃ）上記ウェ
ハを上記チャックに固定する工程と、（ｄ）ポンプダウ
ンを実行して、上記アライメントロードロック内に真空
を生成する工程とを包含する。
でウェハを処理する方法であって、（ａ）アライメント
ロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置する工程
と、（ｂ）上記アライメントロードロック内で、上記支
持体上に上記ウェハを支持した状態で、チャックに対し
て上記ウェハの位置を合わせる工程と、（ｃ）上記ウェ
ハを上記チャックに固定する工程と、（ｄ）ポンプダウ
ンを実行して、上記アライメントロードロック内に真空
を生成する工程とを包含する。
【００３５】上記工程（ｄ）は、上記工程（ｂ）および
（ｃ）のうちの少なくとも一方の工程と同時に実行され
てもよい。
（ｃ）のうちの少なくとも一方の工程と同時に実行され
てもよい。
【００３６】上記工程（ｄ）は、上記工程（ｂ）および
（ｃ）と同時に実行されてもよい。
（ｃ）と同時に実行されてもよい。
【００３７】（ｅ）リソグラフィのパターニングチャン
バに上記チャックおよびウェハを搬送する工程と、
（ｆ）上記ウェハ上にリソグラフィのパターニングを実
行する工程と、（ｇ）上記ウェハおよびチャックを上記
アライメントロードロックに戻す工程と、（ｈ）上記ウ
ェハから上記チャックを取り外す工程と、（ｉ）上記ア
ライメントロードロックを換気する工程とをさらに包含
してもよい。
バに上記チャックおよびウェハを搬送する工程と、
（ｆ）上記ウェハ上にリソグラフィのパターニングを実
行する工程と、（ｇ）上記ウェハおよびチャックを上記
アライメントロードロックに戻す工程と、（ｈ）上記ウ
ェハから上記チャックを取り外す工程と、（ｉ）上記ア
ライメントロードロックを換気する工程とをさらに包含
してもよい。
【００３８】上記工程（ｈ）および（ｉ）は同時に実行
されてもよい。
されてもよい。
【００３９】本発明の方法は、アライメントロードロッ
ク内でウェハの位置を合わせる方法であって、（ａ）上
記アライメントロードロック内の支持体上に上記ウェハ
を配置する工程と、（ｂ）上記アライメントロードロッ
ク内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方向を監
視する工程と、（ｃ）チャックを移動して、上記チャッ
クに対して上記ウェハの位置を合わせる工程と、（ｄ）
上記チャックを上記ウェハと接触するように配置する工
程と、（ｅ）上記ウェハを上記チャックに固定する工程
とを包含する。
ク内でウェハの位置を合わせる方法であって、（ａ）上
記アライメントロードロック内の支持体上に上記ウェハ
を配置する工程と、（ｂ）上記アライメントロードロッ
ク内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方向を監
視する工程と、（ｃ）チャックを移動して、上記チャッ
クに対して上記ウェハの位置を合わせる工程と、（ｄ）
上記チャックを上記ウェハと接触するように配置する工
程と、（ｅ）上記ウェハを上記チャックに固定する工程
とを包含する。
【００４０】上記工程（ｂ）は、上記アライメントロー
ドロック内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方
向を上記アライメントロードロック外に設けられたカメ
ラによって監視する工程をさらに包含してもよい。
ドロック内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方
向を上記アライメントロードロック外に設けられたカメ
ラによって監視する工程をさらに包含してもよい。
【００４１】上記工程（ｄ）は、上記チャックが上記ウ
ェハを押し上げて上記ウェハが上記支持体から離れるま
で、上記チャックを上方に移動する工程をさらに包含し
てもよい。
ェハを押し上げて上記ウェハが上記支持体から離れるま
で、上記チャックを上方に移動する工程をさらに包含し
てもよい。
【００４２】上記チャックは静電チャックであり、上記
工程（ｅ）は、上記静電チャックを充電する工程をさら
に包含してもよい。
工程（ｅ）は、上記静電チャックを充電する工程をさら
に包含してもよい。
【００４３】本発明のリソグラフィシステムは、リソグ
ラフィのパターニングチャンバと、上記リソグラフィの
パターニングチャンバに隣接したウェハ交換チャンバ
と、上記ウェハ交換チャンバに隣接した少なくとも１つ
のアライメントチャッキングステーションと、複数のチ
ャックとを含み、ウェハは、上記複数のチャックのそれ
ぞれに固定された状態で、上記リソグラフィのパターニ
ングチャンバに向かって移動され、かつ、上記リソグラ
フィのパターニングチャンバから移動される。
ラフィのパターニングチャンバと、上記リソグラフィの
パターニングチャンバに隣接したウェハ交換チャンバ
と、上記ウェハ交換チャンバに隣接した少なくとも１つ
のアライメントチャッキングステーションと、複数のチ
ャックとを含み、ウェハは、上記複数のチャックのそれ
ぞれに固定された状態で、上記リソグラフィのパターニ
ングチャンバに向かって移動され、かつ、上記リソグラ
フィのパターニングチャンバから移動される。
【００４４】一実施形態において、本発明は、リソグラ
フィのパターニングチャンバと、第１のゲートバルブに
よって上記リソグラフィのパターニングチャンバから分
離されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバルブに
よって上記ウェハ交換チャンバから分離された少なくと
も１つのアライメントロードロックとを有するリソグラ
フィシステムを含む。上記アライメントロードロック
は、ポンプダウンの間にウェハの位置を合わせるアライ
メントステージを含む。本発明によるアライメントロー
ドロックは、単方向または双方向であり得る。同様に、
本発明によるリソグラフィシステムは、１つまたは複数
のアライメントロードロックを含み得る。
フィのパターニングチャンバと、第１のゲートバルブに
よって上記リソグラフィのパターニングチャンバから分
離されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバルブに
よって上記ウェハ交換チャンバから分離された少なくと
も１つのアライメントロードロックとを有するリソグラ
フィシステムを含む。上記アライメントロードロック
は、ポンプダウンの間にウェハの位置を合わせるアライ
メントステージを含む。本発明によるアライメントロー
ドロックは、単方向または双方向であり得る。同様に、
本発明によるリソグラフィシステムは、１つまたは複数
のアライメントロードロックを含み得る。
【００４５】本発明によるリソグラフィシステムはさら
に、上記ウェハ交換チャンバから分離された保持ロード
ロックを含み得る。
に、上記ウェハ交換チャンバから分離された保持ロード
ロックを含み得る。
【００４６】本発明によるリソグラフィシステムはさら
に、検査波長を有する光を発する照射源、および上記検
査波長に反応するカメラをさらに含み得る。上記アライ
メントロードロックのルーフは上記検査波長を透過する
ため、上記アライメントロードロック内に含まれた上記
ウェハの監視が可能になる。
に、検査波長を有する光を発する照射源、および上記検
査波長に反応するカメラをさらに含み得る。上記アライ
メントロードロックのルーフは上記検査波長を透過する
ため、上記アライメントロードロック内に含まれた上記
ウェハの監視が可能になる。
【００４７】本発明の一実施形態による上記アライメン
トロードロック内にさらに含まれるのは、ウェハを保持
するための支持体である。これらの支持体は、フックお
よびピンなどであり得る。アライメントステージはさら
に、アライメントロードロック内に設けられる。上記ア
ライメントステージは、上記アライメントロードロック
のフロアを通って延びた柱によって、上記アライメント
ロードロック外に設けられたアライメントサブステージ
から分離されている。さらに、上記アライメントロード
ロックの上記フロアは、上記アライメントロードロック
内への気体の流入を防止しつつ、上記柱が上記フロアに
対して相対的に移動することを可能にするモーションフ
ィードスルーシールを含み得る。このようなモーション
フィードスルーシールは、ベローズおよび回転シール
（例えば、強磁性流体シール）を含み得る。
トロードロック内にさらに含まれるのは、ウェハを保持
するための支持体である。これらの支持体は、フックお
よびピンなどであり得る。アライメントステージはさら
に、アライメントロードロック内に設けられる。上記ア
ライメントステージは、上記アライメントロードロック
のフロアを通って延びた柱によって、上記アライメント
ロードロック外に設けられたアライメントサブステージ
から分離されている。さらに、上記アライメントロード
ロックの上記フロアは、上記アライメントロードロック
内への気体の流入を防止しつつ、上記柱が上記フロアに
対して相対的に移動することを可能にするモーションフ
ィードスルーシールを含み得る。このようなモーション
フィードスルーシールは、ベローズおよび回転シール
（例えば、強磁性流体シール）を含み得る。
【００４８】本発明の一実施形態にさらに含まれるの
は、複数のチャックである。上記チャックは、静電チャ
ックまたは真空チャックであり得る。上記チャックは、
上記アライメントロードロック内において上記ウェハ支
持体を収めるための切り取り部を含み得る。上記チャッ
クは、上記アライメントステージまたは上記リソグラフ
ィのパターニングチャンバ内に設けられたステージに上
記チャックをキネマティックにマウントするためのチャ
ック係合機構をさらに含み得る。クリティカルエリアに
おいて、上記チャック係合機構は、応力およびひずみを
回避するキネマティック半球（例えば、上記リソグラフ
ィシステム内の上記種々のステージ上に設けられたＶ型
ブロックと係合する半球を含む）であり得る。
は、複数のチャックである。上記チャックは、静電チャ
ックまたは真空チャックであり得る。上記チャックは、
上記アライメントロードロック内において上記ウェハ支
持体を収めるための切り取り部を含み得る。上記チャッ
クは、上記アライメントステージまたは上記リソグラフ
ィのパターニングチャンバ内に設けられたステージに上
記チャックをキネマティックにマウントするためのチャ
ック係合機構をさらに含み得る。クリティカルエリアに
おいて、上記チャック係合機構は、応力およびひずみを
回避するキネマティック半球（例えば、上記リソグラフ
ィシステム内の上記種々のステージ上に設けられたＶ型
ブロックと係合する半球を含む）であり得る。
【００４９】本発明の一実施形態において、上記リソグ
ラフィのパターニングチャンバは、複数の露光ステージ
を含み得る。
ラフィのパターニングチャンバは、複数の露光ステージ
を含み得る。
【００５０】さらに開示するのは、リソグラフィシステ
ム内でウェハをパターニングする方法である。一実施形
態において、上記方法は、アライメントロードロック内
の支持体上に上記ウェハを配置する第１の工程を含む。
次の工程において、上記アライメントロードロック内
で、かつ、上記支持体上に上記ウェハを支持した状態
で、チャックに対して相対的に上記ウェハの位置を合わ
せる。別の工程において、上記ウェハを上記チャックに
固定する。さらに別の工程において、ポンプダウンを実
行して、上記アライメントロードロック内に真空を生成
する。
ム内でウェハをパターニングする方法である。一実施形
態において、上記方法は、アライメントロードロック内
の支持体上に上記ウェハを配置する第１の工程を含む。
次の工程において、上記アライメントロードロック内
で、かつ、上記支持体上に上記ウェハを支持した状態
で、チャックに対して相対的に上記ウェハの位置を合わ
せる。別の工程において、上記ウェハを上記チャックに
固定する。さらに別の工程において、ポンプダウンを実
行して、上記アライメントロードロック内に真空を生成
する。
【００５１】本発明による１方法において、上記チャッ
クに対して相対的に上記ウェハの位置を合わせると同時
に、ポンプダウンを実行し得る。同様に、上記アライメ
ント工程の後に上記チャックに上記ウェハを固定すると
同時に、ポンプダウンを実行し得る。
クに対して相対的に上記ウェハの位置を合わせると同時
に、ポンプダウンを実行し得る。同様に、上記アライメ
ント工程の後に上記チャックに上記ウェハを固定すると
同時に、ポンプダウンを実行し得る。
【００５２】本発明の一実施形態による方法はさらに、
上記チャックおよびウェハを上記リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送する工程を含み得る。さらに、上
記リソグラフィのパターニングチャンバにおいて微調整
アライメントが必要であり得る。次に、上記ウェハ上に
リソグラフィのパターニングを実行する工程を行う。上
記リソグラフィのパターニングが完了した後、上記ウェ
ハおよびチャックは、上記アライメントロードロックエ
リアに戻される。上記アライメントロードロックに戻さ
れた後、上記ウェハから上記チャックを取り外し得、そ
して換気を実行し得る。上記換気は、上記チャックから
上記ウェハを取り外しながら行い得る。
上記チャックおよびウェハを上記リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送する工程を含み得る。さらに、上
記リソグラフィのパターニングチャンバにおいて微調整
アライメントが必要であり得る。次に、上記ウェハ上に
リソグラフィのパターニングを実行する工程を行う。上
記リソグラフィのパターニングが完了した後、上記ウェ
ハおよびチャックは、上記アライメントロードロックエ
リアに戻される。上記アライメントロードロックに戻さ
れた後、上記ウェハから上記チャックを取り外し得、そ
して換気を実行し得る。上記換気は、上記チャックから
上記ウェハを取り外しながら行い得る。
【００５３】本明細書にさらに開示するのは、アライメ
ントロードロック内のウェハの位置を合わせる方法であ
る。一実施形態において、この方法は、上記アライメン
トロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置する第
１の工程を含む。次に、上記アライメントロードロック
内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方向を監視
する工程を実行する。さらに実行されるのは、チャック
を移動して、上記チャックに対して相対的に上記ウェハ
の位置を合わせる工程である。上記チャックは、位置を
合わされた後、上記チャックを上記ウェハと接触するよ
うに置いて、上記ウェハに固定する。上記ウェハの位置
および方向を監視する工程を、上記アライメントロード
ロック外に設けられたカメラによって実行し得る。
ントロードロック内のウェハの位置を合わせる方法であ
る。一実施形態において、この方法は、上記アライメン
トロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置する第
１の工程を含む。次に、上記アライメントロードロック
内の上記支持体上の上記ウェハの位置および方向を監視
する工程を実行する。さらに実行されるのは、チャック
を移動して、上記チャックに対して相対的に上記ウェハ
の位置を合わせる工程である。上記チャックは、位置を
合わされた後、上記チャックを上記ウェハと接触するよ
うに置いて、上記ウェハに固定する。上記ウェハの位置
および方向を監視する工程を、上記アライメントロード
ロック外に設けられたカメラによって実行し得る。
【００５４】
【発明の実施の形態】本明細書に組み込まれ、かつ、本
明細書の一部を形成する添付の図面は、説明と共に本発
明を例示し、本発明の原理を説明して、当業者が本発明
を製造および用いることを可能にすることにさらに役立
つ。異なる図面内で同様の参照符号は同様のエレメント
を示す。
明細書の一部を形成する添付の図面は、説明と共に本発
明を例示し、本発明の原理を説明して、当業者が本発明
を製造および用いることを可能にすることにさらに役立
つ。異なる図面内で同様の参照符号は同様のエレメント
を示す。
【００５５】本明細書において用いる場合、用語「ウェ
ハ」は、半導体ウェハ、またはリソグラフィックパター
ニングに適した任意の他の基板を意味する。
ハ」は、半導体ウェハ、またはリソグラフィックパター
ニングに適した任意の他の基板を意味する。
【００５６】リソグラフィのパターニングプロセス内で
貴重な時間を取る手順は、アライメント、ポンプダウン
および静電チャックの充電がすべてである。本発明者ら
は、これら機能３つすべてを組み合わせて１つのアライ
メントロードロックステーションにし得る点を発見し
た。このような１つのアライメントロードロックステー
ションは、チャックに対して相対的にウェハの位置を合
わし、次いで、チャックに対してウェハを固定し、この
間常に、ロードロックをポンプダウンし得る。このよう
なリソグラフィシステム内に１つより多いチャックを含
むことによって、リソグラフィのパターニングの間に各
チャックにウェハを固定し、これによりスループットを
最大にし得る。
貴重な時間を取る手順は、アライメント、ポンプダウン
および静電チャックの充電がすべてである。本発明者ら
は、これら機能３つすべてを組み合わせて１つのアライ
メントロードロックステーションにし得る点を発見し
た。このような１つのアライメントロードロックステー
ションは、チャックに対して相対的にウェハの位置を合
わし、次いで、チャックに対してウェハを固定し、この
間常に、ロードロックをポンプダウンし得る。このよう
なリソグラフィシステム内に１つより多いチャックを含
むことによって、リソグラフィのパターニングの間に各
チャックにウェハを固定し、これによりスループットを
最大にし得る。
【００５７】図１は、本発明によるリソグラフィシステ
ム１００を示す図である。リソグラフィシステム１００
は、トラック１０１から得られた、図において点線の円
によって示すウェハをパターニングする。トラック１０
１から得られたウェハは、リソグラフィのパターニング
の前に必要に応じて、種々のプロセスを受けている。例
えば、レジスト塗布、プレベーク（ｐｒｅ−ｂａｋ
ｅ）、および当業者に公知の他のプロセスを、リソグラ
フィのパターニングの前にウェハ上に施す。リソグラフ
ィのパターニングの後、成長およびポストベークなどの
さらなる処理工程を行うためにウェハをトラックに戻
す。２つのゲートバルブ１０２、１０３を介して、トラ
ック１０１をリソグラフィシステム１００に接続する。
ゲートバルブ１０２、１０３は、ゲートバルブの双方の
側で異なる大気圧を維持することが可能な当業者に公知
のタイプである。ゲートバルブ１０２、１０３は、２つ
のアライメントロードロック１０４、１０５からトラッ
ク１０１を分離する。
ム１００を示す図である。リソグラフィシステム１００
は、トラック１０１から得られた、図において点線の円
によって示すウェハをパターニングする。トラック１０
１から得られたウェハは、リソグラフィのパターニング
の前に必要に応じて、種々のプロセスを受けている。例
えば、レジスト塗布、プレベーク（ｐｒｅ−ｂａｋ
ｅ）、および当業者に公知の他のプロセスを、リソグラ
フィのパターニングの前にウェハ上に施す。リソグラフ
ィのパターニングの後、成長およびポストベークなどの
さらなる処理工程を行うためにウェハをトラックに戻
す。２つのゲートバルブ１０２、１０３を介して、トラ
ック１０１をリソグラフィシステム１００に接続する。
ゲートバルブ１０２、１０３は、ゲートバルブの双方の
側で異なる大気圧を維持することが可能な当業者に公知
のタイプである。ゲートバルブ１０２、１０３は、２つ
のアライメントロードロック１０４、１０５からトラッ
ク１０１を分離する。
【００５８】アライメントロードロック１０４、１０５
は、ゲートバルブ１０７、１０８によって、ウェハ交換
チャンバ１０６から分離される。ゲートバルブ１０７、
１０８は、アライメントロードロック１０４、１０５を
トラック１０１に接続するゲートバルブ１０２、１０３
に類似する。したがって、各アライメントロードロック
１０４、１０５は、各ゲートバルブによって、トラック
１０１およびウェハ交換チャンバ１０６から分離された
チャンバである。アライメントロードロック１０４、１
０５は、真空および換気エレメント（図示せず）にさら
に接続される。真空および換気エレメントにより、アラ
イメントロードロックを大気圧から真空に移行すること
（ポンプダウン）、そして再度大気圧に戻すこと（換
気）が可能になる。このように、ウェハ交換チャンバ１
０６を高真空で保持し、同時にトラック１０１を大気圧
で保持することが可能である。したがって、アライメン
トロードロック１０４、１０５は、ウェハ交換チャンバ
の中にウェハを移動し、そしてウェハ交換チャンバから
ウェハを移動する場合に、大気圧から高真空に移行する
ように機能する。本発明者らは、アライメントロードロ
ック１０４、１０５内にアライメントおよびチャッキン
グ機能を含むことによって、システム全体のスループッ
トを非常に高め得ることを発見した。図２ａおよび図２
ｂに関して、アライメントロードロック１０４、１０５
を以下により詳細に説明する。
は、ゲートバルブ１０７、１０８によって、ウェハ交換
チャンバ１０６から分離される。ゲートバルブ１０７、
１０８は、アライメントロードロック１０４、１０５を
トラック１０１に接続するゲートバルブ１０２、１０３
に類似する。したがって、各アライメントロードロック
１０４、１０５は、各ゲートバルブによって、トラック
１０１およびウェハ交換チャンバ１０６から分離された
チャンバである。アライメントロードロック１０４、１
０５は、真空および換気エレメント（図示せず）にさら
に接続される。真空および換気エレメントにより、アラ
イメントロードロックを大気圧から真空に移行すること
（ポンプダウン）、そして再度大気圧に戻すこと（換
気）が可能になる。このように、ウェハ交換チャンバ１
０６を高真空で保持し、同時にトラック１０１を大気圧
で保持することが可能である。したがって、アライメン
トロードロック１０４、１０５は、ウェハ交換チャンバ
の中にウェハを移動し、そしてウェハ交換チャンバから
ウェハを移動する場合に、大気圧から高真空に移行する
ように機能する。本発明者らは、アライメントロードロ
ック１０４、１０５内にアライメントおよびチャッキン
グ機能を含むことによって、システム全体のスループッ
トを非常に高め得ることを発見した。図２ａおよび図２
ｂに関して、アライメントロードロック１０４、１０５
を以下により詳細に説明する。
【００５９】ウェハ交換チャンバ１０６は、二重エンド
エフェクターを有するロボット１０９を含む。ロボット
１０９は、真空に適合し、そしてその二重エンドエフェ
クターによって、２つのチャックを同時に処理すること
が可能である。あるいは、本開示が与えられた当業者に
明らかであるように、他の構造を用いて、アライメント
ロードロックからリソグラフィのパターニングチャンバ
まで、位置が合わされたウェハを有するチャックを搬送
し得る。例えば、単一エンドエフェクターを有するロボ
ット、または二重のロボットではない搬送機構も、本発
明の範囲から逸脱せずに用い得る。
エフェクターを有するロボット１０９を含む。ロボット
１０９は、真空に適合し、そしてその二重エンドエフェ
クターによって、２つのチャックを同時に処理すること
が可能である。あるいは、本開示が与えられた当業者に
明らかであるように、他の構造を用いて、アライメント
ロードロックからリソグラフィのパターニングチャンバ
まで、位置が合わされたウェハを有するチャックを搬送
し得る。例えば、単一エンドエフェクターを有するロボ
ット、または二重のロボットではない搬送機構も、本発
明の範囲から逸脱せずに用い得る。
【００６０】ウェハ交換チャンバ１０６は、ゲートバル
ブ１１０によってリソグラフィのパターニングチャンバ
１１１に接続される。ゲートバルブ１１０は、本明細書
に説明する他のゲートバルブに類似する。リソグラフィ
パターニングチャンバ１１１はウェハステージ１１２、
１１３を含む。ウェハステージ１１２、１１３は、微調
整アライメントおよび露光プロセスにおいて、図示する
方向で移動することが可能である。したがって、リソグ
ラフィのパターニングチャンバ１１１は、投影光学系ま
たはリソグラフィのパターニングを実行するために必要
な他のエレメントをさらに含む。リソグラフィのパター
ニングチャンバ１１１は、２つのウェハステージ１１
２、１１３を含むが、リソグラフィのパターニングチャ
ンバはウェハステージを１つ含んでもよい。図示するよ
うな二重ウェハステージ構造は、１９９９年１１月３０
日に出願された「Ｄｕａｌ−Ｓｔａｇｅ Ｌｉｔｈｏｇ
ｒａｐｈｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ」という名称の同時係属中の共有に係る米国特許出願
第０９／４４９，６３０号により詳細に記載されてい
る。同文献全体を参考として本明細書において援用す
る。
ブ１１０によってリソグラフィのパターニングチャンバ
１１１に接続される。ゲートバルブ１１０は、本明細書
に説明する他のゲートバルブに類似する。リソグラフィ
パターニングチャンバ１１１はウェハステージ１１２、
１１３を含む。ウェハステージ１１２、１１３は、微調
整アライメントおよび露光プロセスにおいて、図示する
方向で移動することが可能である。したがって、リソグ
ラフィのパターニングチャンバ１１１は、投影光学系ま
たはリソグラフィのパターニングを実行するために必要
な他のエレメントをさらに含む。リソグラフィのパター
ニングチャンバ１１１は、２つのウェハステージ１１
２、１１３を含むが、リソグラフィのパターニングチャ
ンバはウェハステージを１つ含んでもよい。図示するよ
うな二重ウェハステージ構造は、１９９９年１１月３０
日に出願された「Ｄｕａｌ−Ｓｔａｇｅ Ｌｉｔｈｏｇ
ｒａｐｈｙ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏ
ｄ」という名称の同時係属中の共有に係る米国特許出願
第０９／４４９，６３０号により詳細に記載されてい
る。同文献全体を参考として本明細書において援用す
る。
【００６１】リソグラフィシステム１００は、保持ロー
ドロック１１４をさらに含む。保持ロードロック１１４
を用いて、予備チャックを保持したり、またはリソグラ
フィのパターニングを維持しながらリソグラフィシステ
ム内でチャックを交換する。これにより、例えば、保持
ロードロック内で保持されているチャックにアクセスし
て洗浄することが可能になる。保持ロードロック１１４
は、ゲートバルブ１１１５および１１６も含む。保持ロ
ードロックは、リソグラフィのパターニングを止めずに
チャック交換を可能にするため、あることが好適である
が省いても本発明の範囲から逸脱しない。
ドロック１１４をさらに含む。保持ロードロック１１４
を用いて、予備チャックを保持したり、またはリソグラ
フィのパターニングを維持しながらリソグラフィシステ
ム内でチャックを交換する。これにより、例えば、保持
ロードロック内で保持されているチャックにアクセスし
て洗浄することが可能になる。保持ロードロック１１４
は、ゲートバルブ１１１５および１１６も含む。保持ロ
ードロックは、リソグラフィのパターニングを止めずに
チャック交換を可能にするため、あることが好適である
が省いても本発明の範囲から逸脱しない。
【００６２】アライメントロードロック１０４、１０５
および保持ロードロック１１４はすべて好適には双方向
ロードロックであるが、単方向ロードロックを用いても
本発明の範囲から逸脱しない。単方向ロードロックは、
ウェハ挿入またはウェハ取出しのいずれかのみが可能で
ある。しかし、双方向ロードロックは、ウェハ挿入およ
びウェハ取出しの両方が可能である。
および保持ロードロック１１４はすべて好適には双方向
ロードロックであるが、単方向ロードロックを用いても
本発明の範囲から逸脱しない。単方向ロードロックは、
ウェハ挿入またはウェハ取出しのいずれかのみが可能で
ある。しかし、双方向ロードロックは、ウェハ挿入およ
びウェハ取出しの両方が可能である。
【００６３】例えば、トラック１０１から単方向アライ
メントロードロックまで、そして次いで、パターニング
チャンバ１１１までウェハを移動すると、ウェハをパタ
ーニングした後に、同じ単方向アライメントロードロッ
クにウェハを移動することはできない。逆に、リソグラ
フィのパターニングチャンバ内でパターニングプロセス
を完了した後、別のアライメントロードロックに、そし
て次いでトラック１０１にウェハを戻す必要がある。
メントロードロックまで、そして次いで、パターニング
チャンバ１１１までウェハを移動すると、ウェハをパタ
ーニングした後に、同じ単方向アライメントロードロッ
クにウェハを移動することはできない。逆に、リソグラ
フィのパターニングチャンバ内でパターニングプロセス
を完了した後、別のアライメントロードロックに、そし
て次いでトラック１０１にウェハを戻す必要がある。
【００６４】対照的に、トラック１０１から双方向アラ
イメントロードロックまで、そして次いで、リソグラフ
ィのパターニングチャンバ１１１までウェハを移動する
と、パターニングの後に、同じ双方向アライメントロー
ドロックを介してトラック１０１にウェハを移動し得
る。
イメントロードロックまで、そして次いで、リソグラフ
ィのパターニングチャンバ１１１までウェハを移動する
と、パターニングの後に、同じ双方向アライメントロー
ドロックを介してトラック１０１にウェハを移動し得
る。
【００６５】２つの双方向アライメントロードロックを
用いることは、システムのスループットを上げることを
可能にするため有利であるが、単方向ロードロックを２
つ用いてもよい。同様に、双方向アライメントロードロ
ックを１つ用いても本発明の範囲から逸脱しない。アラ
イメントロードロック１０４、１０５それぞれの詳細な
構造および機能をここで図２Ａおよび図２Ｂを参照して
説明する。
用いることは、システムのスループットを上げることを
可能にするため有利であるが、単方向ロードロックを２
つ用いてもよい。同様に、双方向アライメントロードロ
ックを１つ用いても本発明の範囲から逸脱しない。アラ
イメントロードロック１０４、１０５それぞれの詳細な
構造および機能をここで図２Ａおよび図２Ｂを参照して
説明する。
【００６６】図２Ａおよび図２Ｂは共に、本発明による
アライメントロードロック内のエレメントの分解図を構
成する。図２Ａは本発明によるアライメントロードロッ
クの上部分に対応し、図２Ｂは本発明によるアライメン
トロードロックの下部分に対応する。アライメントロー
ドロックの壁は、図２Ａにも図２Ｂにも図示しない。
アライメントロードロック内のエレメントの分解図を構
成する。図２Ａは本発明によるアライメントロードロッ
クの上部分に対応し、図２Ｂは本発明によるアライメン
トロードロックの下部分に対応する。アライメントロー
ドロックの壁は、図２Ａにも図２Ｂにも図示しない。
【００６７】アライメントロードロックの屋根２０１
は、気密性の透明または半透明の窓である。カメラ２０
２および照射源２０３をアライメントロードロックの屋
根２０１の上に配置する。「半透明」が意味すること
は、アライメントロードロックの屋根２０１が、照射源
２０３から発せられる光の検査波長（これに対して、カ
メラ２０２は敏感である）に対して少なくとも透明であ
ることである。アライメントロードロック内にはウェハ
支持体２０４、２０５、２０６がある。これらのウェハ
支持体２０４〜２０６を用いてウェハ２０７を保持す
る。ウェハ支持体２０４〜２０６を図面においてフック
として示すが、当業者に明らかであるように、ウェハ支
持体２０４〜２０６はピンまたは他の支持機構も含み得
る。さらなるロボットを用いて、トラック１０１からウ
ェハ支持体２０４〜２０６上にウェハ２０７を配置す
る。さらなるロボットは、トラックシステムの通常の部
分である（図示せず）。さらに、ノッチ２０８または他
の所望のフィーチャをカメラ２０２のビューフィールド
２０９内に位置付けるように、ウェハ２０７は前荒調整
アライメントを受け得る。カメラ２０２のビューフィー
ルド２０９は、照射源２０３の照射フィールド内２１０
にある。当業者に公知の様態でこのような前荒調整アラ
イメントを達成し得る。例えば、光電センサを用いて、
ウェハを回転させ、そしてノッチを位置付けるトラック
内のモジュールによってこのような前荒調整アライメン
トを実行し得る。図示するアライメントロードロック内
にさらに含まれるのは、チャックの切り取り部２１２、
２１３および２１４を有するチャック２１１である。ウ
ェハ支持体２０４〜２０６がこれらのチャックの切り取
り部２１２〜２１４内に納まり得るように、チャックの
切り取り部２１２〜２１４はチャックの移動範囲に合う
ように十分に大きい。したがって、チャックの切り取り
部２１２〜２１４がウェハ支持体２０４〜２０６とほぼ
一列になる。
は、気密性の透明または半透明の窓である。カメラ２０
２および照射源２０３をアライメントロードロックの屋
根２０１の上に配置する。「半透明」が意味すること
は、アライメントロードロックの屋根２０１が、照射源
２０３から発せられる光の検査波長（これに対して、カ
メラ２０２は敏感である）に対して少なくとも透明であ
ることである。アライメントロードロック内にはウェハ
支持体２０４、２０５、２０６がある。これらのウェハ
支持体２０４〜２０６を用いてウェハ２０７を保持す
る。ウェハ支持体２０４〜２０６を図面においてフック
として示すが、当業者に明らかであるように、ウェハ支
持体２０４〜２０６はピンまたは他の支持機構も含み得
る。さらなるロボットを用いて、トラック１０１からウ
ェハ支持体２０４〜２０６上にウェハ２０７を配置す
る。さらなるロボットは、トラックシステムの通常の部
分である（図示せず）。さらに、ノッチ２０８または他
の所望のフィーチャをカメラ２０２のビューフィールド
２０９内に位置付けるように、ウェハ２０７は前荒調整
アライメントを受け得る。カメラ２０２のビューフィー
ルド２０９は、照射源２０３の照射フィールド内２１０
にある。当業者に公知の様態でこのような前荒調整アラ
イメントを達成し得る。例えば、光電センサを用いて、
ウェハを回転させ、そしてノッチを位置付けるトラック
内のモジュールによってこのような前荒調整アライメン
トを実行し得る。図示するアライメントロードロック内
にさらに含まれるのは、チャックの切り取り部２１２、
２１３および２１４を有するチャック２１１である。ウ
ェハ支持体２０４〜２０６がこれらのチャックの切り取
り部２１２〜２１４内に納まり得るように、チャックの
切り取り部２１２〜２１４はチャックの移動範囲に合う
ように十分に大きい。したがって、チャックの切り取り
部２１２〜２１４がウェハ支持体２０４〜２０６とほぼ
一列になる。
【００６８】図２Ｂは、アライメントロードロックの底
部分に対応する。具体的には、モーションフィードスル
ーシール２１７を有するアライメントロードロックのフ
ロア２１６は、アライメントロードロックの底部分に設
けられる。モーションフィードスルーシール２１７によ
り、柱２３０（この上にアライメントステージ２１８が
配置される）が、ロードロックのフロアに対して相対的
に移動し、同時に気体がロードロック内に流れることを
防ぐことが可能になる。図示する特定の実施形態におい
て、モーションフィードスルーシール２１７は、図３を
参照して以下により詳細に説明するベローズを含む。あ
るいは、移動可能なシールまたは強磁性流体シールなど
の他の種類のモーションフィードスルーシールを用いて
も本発明の範囲から逸脱しない。
部分に対応する。具体的には、モーションフィードスル
ーシール２１７を有するアライメントロードロックのフ
ロア２１６は、アライメントロードロックの底部分に設
けられる。モーションフィードスルーシール２１７によ
り、柱２３０（この上にアライメントステージ２１８が
配置される）が、ロードロックのフロアに対して相対的
に移動し、同時に気体がロードロック内に流れることを
防ぐことが可能になる。図示する特定の実施形態におい
て、モーションフィードスルーシール２１７は、図３を
参照して以下により詳細に説明するベローズを含む。あ
るいは、移動可能なシールまたは強磁性流体シールなど
の他の種類のモーションフィードスルーシールを用いて
も本発明の範囲から逸脱しない。
【００６９】アライメントステージ２１８は、ステージ
係合機構２１９、２２０および２２１を含む。ステージ
係合機構を用いて、チャック係合機構２２２〜２２４が
その下表面に設けられたチャック２１１にキネマティッ
クに（ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）マウントする。ク
リティカルエリアにおいて、チャック係合機構は、応力
およびひずみを回避するキネマティック半球（例えば、
リソグラフィシステム内の種々のステージ上に設けられ
たＶ型ブロック２１９〜２２１と係合する半球を含む）
であり得る。図示する実施形態において、ステージ係合
機構２１９〜２２１は、キネマティックマウントの底半
分を構成するＶ型ブロック２１９〜２２１を含む。同様
に、図示する実施形態において、チャック係合機構２２
２〜２２４は、キネマティックマウントの上半分を構成
する半球を含む。この説明を与えられた当業者に明らか
であるように、他の種類のキネマティックマウントを用
いても本発明の範囲から逸脱しない。
係合機構２１９、２２０および２２１を含む。ステージ
係合機構を用いて、チャック係合機構２２２〜２２４が
その下表面に設けられたチャック２１１にキネマティッ
クに（ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）マウントする。ク
リティカルエリアにおいて、チャック係合機構は、応力
およびひずみを回避するキネマティック半球（例えば、
リソグラフィシステム内の種々のステージ上に設けられ
たＶ型ブロック２１９〜２２１と係合する半球を含む）
であり得る。図示する実施形態において、ステージ係合
機構２１９〜２２１は、キネマティックマウントの底半
分を構成するＶ型ブロック２１９〜２２１を含む。同様
に、図示する実施形態において、チャック係合機構２２
２〜２２４は、キネマティックマウントの上半分を構成
する半球を含む。この説明を与えられた当業者に明らか
であるように、他の種類のキネマティックマウントを用
いても本発明の範囲から逸脱しない。
【００７０】図示する実施形態において、チャック２１
１は、延長した時間期間の間、ウェハを保持するに十分
な電荷を維持することが可能な静電チャックである。し
かし、一実施形態において、チャック２１１は真空チャ
ックである。アライメントステージ２１８は、ポゴコン
タクト２２６および２２７を有するコンタクトブロック
２２５をさらに含む。ポゴコンタクト２２６、２２７を
用いて、チャック２１１の底部に配置されたコンタクト
パッド２２８および２２９と電気接触させる。一実施形
態において、ポゴコンタクト２２６および２２７は、金
属チューブからできたばね荷重コンタクトである。金属
チューブは金属バーを備えたばねを含む。金属バーはコ
ンタクトパッド２２８および２２９と接触する。チャッ
ク２１１は、ポゴコンタクト２２６および２２７に接続
されると、コンタクトパッド２２８および２２９を介し
て充電および放電される。本発明を静電チャックの観点
から説明するが、他のチャックを用いても本発明の範囲
から逸脱しない。例えば、当業者に明らかであるよう
に、真空チャック、機械クランピング、およびウェハを
チャックに固定する他の手段を用いてもよい。高真空環
境においては超紫外線処理が起こるため、静電チャック
が好適である。
１は、延長した時間期間の間、ウェハを保持するに十分
な電荷を維持することが可能な静電チャックである。し
かし、一実施形態において、チャック２１１は真空チャ
ックである。アライメントステージ２１８は、ポゴコン
タクト２２６および２２７を有するコンタクトブロック
２２５をさらに含む。ポゴコンタクト２２６、２２７を
用いて、チャック２１１の底部に配置されたコンタクト
パッド２２８および２２９と電気接触させる。一実施形
態において、ポゴコンタクト２２６および２２７は、金
属チューブからできたばね荷重コンタクトである。金属
チューブは金属バーを備えたばねを含む。金属バーはコ
ンタクトパッド２２８および２２９と接触する。チャッ
ク２１１は、ポゴコンタクト２２６および２２７に接続
されると、コンタクトパッド２２８および２２９を介し
て充電および放電される。本発明を静電チャックの観点
から説明するが、他のチャックを用いても本発明の範囲
から逸脱しない。例えば、当業者に明らかであるよう
に、真空チャック、機械クランピング、およびウェハを
チャックに固定する他の手段を用いてもよい。高真空環
境においては超紫外線処理が起こるため、静電チャック
が好適である。
【００７１】柱２３０の上にアライメントステージ２１
８を配置する。アライメントサブステージ２３１の上に
柱２３０を配置する。アライメントサブステージ２３１
は、アライメントサブステージマウント２３２によって
保持される。この説明を与えられた当業者に明らかであ
るように、さらなるモーターおよび制御エレメント（図
示せず）を用いて、４つの自由度（回転、２つの水平並
進、および垂直並進）で、および図の矢印によって示す
ようにアライメントステージを移動する。モーションフ
ィードスルーシール２１７は、アライメントサブステー
ジ２３１、アライメントサブステージマウント２３２、
およびリソグラフィシステムの残りの部分から、アライ
メントロードロック内の高真空環境を分離するように機
能する。
８を配置する。アライメントサブステージ２３１の上に
柱２３０を配置する。アライメントサブステージ２３１
は、アライメントサブステージマウント２３２によって
保持される。この説明を与えられた当業者に明らかであ
るように、さらなるモーターおよび制御エレメント（図
示せず）を用いて、４つの自由度（回転、２つの水平並
進、および垂直並進）で、および図の矢印によって示す
ようにアライメントステージを移動する。モーションフ
ィードスルーシール２１７は、アライメントサブステー
ジ２３１、アライメントサブステージマウント２３２、
およびリソグラフィシステムの残りの部分から、アライ
メントロードロック内の高真空環境を分離するように機
能する。
【００７２】アライメントロードロック内のエレメント
の動作をここで説明する。チャック２１１およびウェハ
２０７はアライメントロードロックの一体部分ではない
ことに留意されたい。むしろ、チャック２１１は、リソ
グラフィシステム１００内で用いられる複数の同様のチ
ャックのうちの１つである。同様に、ウェハ２０７は、
図１に示すシステムのリソグラフィのパターニングチャ
ンバ１１１内でリソグラフィのパターニングを施すため
に、トラック１０１から得られる。上述したように、ウ
ェハ２０７は、ウェハ支持体２０４〜２０６上に配置す
る前に、荒調整アライメントを受けている可能性があ
る。カメラ２０２のビューフィールド２０９内にノッチ
２０８を位置付けるために、この荒調整アライメントを
実行し得る。カメラ２０２がノッチ２０８を捉え得るた
め、カメラ２０２は、ビューフィールド２０９内で見え
る曲率半径からウェハの中心まで、およびノッチ２０８
の位置からウェハの方向の両方を決定し得る。この点に
関して、図２Ａにはカメラ２０２を１つ示すが、このよ
うなカメラおよび光源２０３を複数用いても本発明の範
囲から逸脱しないことに留意されたい。ノッチの位置２
０８およびウェハ２０６の曲率半径を決定する際にカメ
ラ２０２を用いるため、本開示を与えられた当業者に明
らかであるように、１つより多いカメラを用いると監視
の精度が上がり得る。最良の結果は、直径の対向線上に
配置した２つのカメラ（すなわち、ウェハに対して等し
く間隔を取ったカメラ）を用いることによって得られ
る。
の動作をここで説明する。チャック２１１およびウェハ
２０７はアライメントロードロックの一体部分ではない
ことに留意されたい。むしろ、チャック２１１は、リソ
グラフィシステム１００内で用いられる複数の同様のチ
ャックのうちの１つである。同様に、ウェハ２０７は、
図１に示すシステムのリソグラフィのパターニングチャ
ンバ１１１内でリソグラフィのパターニングを施すため
に、トラック１０１から得られる。上述したように、ウ
ェハ２０７は、ウェハ支持体２０４〜２０６上に配置す
る前に、荒調整アライメントを受けている可能性があ
る。カメラ２０２のビューフィールド２０９内にノッチ
２０８を位置付けるために、この荒調整アライメントを
実行し得る。カメラ２０２がノッチ２０８を捉え得るた
め、カメラ２０２は、ビューフィールド２０９内で見え
る曲率半径からウェハの中心まで、およびノッチ２０８
の位置からウェハの方向の両方を決定し得る。この点に
関して、図２Ａにはカメラ２０２を１つ示すが、このよ
うなカメラおよび光源２０３を複数用いても本発明の範
囲から逸脱しないことに留意されたい。ノッチの位置２
０８およびウェハ２０６の曲率半径を決定する際にカメ
ラ２０２を用いるため、本開示を与えられた当業者に明
らかであるように、１つより多いカメラを用いると監視
の精度が上がり得る。最良の結果は、直径の対向線上に
配置した２つのカメラ（すなわち、ウェハに対して等し
く間隔を取ったカメラ）を用いることによって得られ
る。
【００７３】カメラ２０２は、ビューフィールド２０９
を捉えてウェハ位置２０７を決定する。次いで、このウ
ェハ位置は、カメラ２０２によってパターン識別装置２
３３（図示せず）に出力される。パターン識別装置は、
位置情報をアライメントサブステージ２３２に送信し得
る。パターン識別装置は、ウェハ２０７の正確な方向お
よび位置を知っているため、アライメントサブステージ
２３１およびアライメントサブステージマウント２３２
を介して、アライメントステージ２１８の位置を制御し
得る。チャック２１１がウェハ２０７と位置が合わされ
た後、チャック２１１は上方に移動されて、ウェハ２０
７と接触する。チャック２１１は、ウェハ２０７と接触
した後、アライメントステージ２１８のコンタクトブロ
ック２２５におけるポゴコンタクト２２６および２２７
と接触したコンタクトパッド２２８および２２９を介し
て充電される。チャック２１１は充電される前にウェハ
２０７と位置が合わされているため、ウェハ２０７は、
電荷によってチャック２１１と接触した状態がしっかり
と保持される。リソグラフィのパターニングチャンバ１
１１内の各ウェハステージ１１２、１１３はキネマティ
ックマウントを含むため、リソグラフィのパターニング
チャンバ内のウェハステージ１１２、１１３上にチャッ
クを配置する再現性は、キネマティックマウントの精度
に制限される。Ｖ型ブロックおよび半球を用いる図示す
るキネマティックマウントは約２ミクロンの再現性を有
する。チャック２１１がリソグラフィシステム１００内
で静電荷を維持し得るため、ウェハ（例えば、ウェハ２
０７）のアライメントは常に、用いられるキネマティッ
クマウントの再現性内である。
を捉えてウェハ位置２０７を決定する。次いで、このウ
ェハ位置は、カメラ２０２によってパターン識別装置２
３３（図示せず）に出力される。パターン識別装置は、
位置情報をアライメントサブステージ２３２に送信し得
る。パターン識別装置は、ウェハ２０７の正確な方向お
よび位置を知っているため、アライメントサブステージ
２３１およびアライメントサブステージマウント２３２
を介して、アライメントステージ２１８の位置を制御し
得る。チャック２１１がウェハ２０７と位置が合わされ
た後、チャック２１１は上方に移動されて、ウェハ２０
７と接触する。チャック２１１は、ウェハ２０７と接触
した後、アライメントステージ２１８のコンタクトブロ
ック２２５におけるポゴコンタクト２２６および２２７
と接触したコンタクトパッド２２８および２２９を介し
て充電される。チャック２１１は充電される前にウェハ
２０７と位置が合わされているため、ウェハ２０７は、
電荷によってチャック２１１と接触した状態がしっかり
と保持される。リソグラフィのパターニングチャンバ１
１１内の各ウェハステージ１１２、１１３はキネマティ
ックマウントを含むため、リソグラフィのパターニング
チャンバ内のウェハステージ１１２、１１３上にチャッ
クを配置する再現性は、キネマティックマウントの精度
に制限される。Ｖ型ブロックおよび半球を用いる図示す
るキネマティックマウントは約２ミクロンの再現性を有
する。チャック２１１がリソグラフィシステム１００内
で静電荷を維持し得るため、ウェハ（例えば、ウェハ２
０７）のアライメントは常に、用いられるキネマティッ
クマウントの再現性内である。
【００７４】図１に戻って、ウェハがアライメントロー
ドロック１０４または１０５のいずれかの中にある場
合、アライメントロードロックがポンプダウンを受けて
いる間に、アライメント動作およびチャッキング動作を
実行し得ることは、図２Ａおよび図２Ｂに関して上述し
た説明から明らかである。アライメントロードロック１
０４またはアライメントロードロック１０５内でウェハ
がチャックに対して位置が合わせられ、このチャックに
マウントされ、そしてポンプダウンが完了した後、ゲー
トバルブ１０７または１０８が開き得る。この時点で、
ロボット１０９は、いずれかのアライメントロードロッ
ク内からチャックおよびウェハを共に上げて、これをリ
ソグラフィのパターニングチャンバ１１１に移動させ得
る。ロボット１０９はグリッパーを含むため、同時に２
つのチャックを保持し得る。したがって、ロボット１０
９は、いずれかのアライメントロードロックステーショ
ンといずれかのウェハステージと間で迅速にチャックを
交換し得る。
ドロック１０４または１０５のいずれかの中にある場
合、アライメントロードロックがポンプダウンを受けて
いる間に、アライメント動作およびチャッキング動作を
実行し得ることは、図２Ａおよび図２Ｂに関して上述し
た説明から明らかである。アライメントロードロック１
０４またはアライメントロードロック１０５内でウェハ
がチャックに対して位置が合わせられ、このチャックに
マウントされ、そしてポンプダウンが完了した後、ゲー
トバルブ１０７または１０８が開き得る。この時点で、
ロボット１０９は、いずれかのアライメントロードロッ
ク内からチャックおよびウェハを共に上げて、これをリ
ソグラフィのパターニングチャンバ１１１に移動させ得
る。ロボット１０９はグリッパーを含むため、同時に２
つのチャックを保持し得る。したがって、ロボット１０
９は、いずれかのアライメントロードロックステーショ
ンといずれかのウェハステージと間で迅速にチャックを
交換し得る。
【００７５】図３Ａは、本発明のリソグラフィシステム
内のフロアにマウントされたモーションフィードスルー
３００を示す。ベローズ３０２により、ロードロック内
で真空を維持しながら、ロードロックのフロア２１６に
対してシャフト２３０が垂直並進および水平並進を行う
ことが可能になる。ベローズ３０２は、複数の金属、好
適には、その周辺部および端部内が溶接されているステ
ンレス鋼ディスクを含む。これらのベローズにより、真
空密閉を維持しながら、６つの自由度で柱２３０が移動
することが可能になる。回転シール３０４により、真空
を維持しながらシャフト２３０の回転が可能になる。ベ
アリング３０６は、シャフトフランジ３０８を捉えて、
大気圧に起因したベローズのへこみを防止する。シール
３０４はエラストマーシール、プレロードテフロン
（Ｒ）シール、または強磁性流体シールであり得ること
が当業者に明らかである。３０４〜３０８によって達成
される回転移動の移動は磁気結合を介しても達成され得
ることが明らかである。
内のフロアにマウントされたモーションフィードスルー
３００を示す。ベローズ３０２により、ロードロック内
で真空を維持しながら、ロードロックのフロア２１６に
対してシャフト２３０が垂直並進および水平並進を行う
ことが可能になる。ベローズ３０２は、複数の金属、好
適には、その周辺部および端部内が溶接されているステ
ンレス鋼ディスクを含む。これらのベローズにより、真
空密閉を維持しながら、６つの自由度で柱２３０が移動
することが可能になる。回転シール３０４により、真空
を維持しながらシャフト２３０の回転が可能になる。ベ
アリング３０６は、シャフトフランジ３０８を捉えて、
大気圧に起因したベローズのへこみを防止する。シール
３０４はエラストマーシール、プレロードテフロン
（Ｒ）シール、または強磁性流体シールであり得ること
が当業者に明らかである。３０４〜３０８によって達成
される回転移動の移動は磁気結合を介しても達成され得
ることが明らかである。
【００７６】図３Ｂは、本発明のリソグラフィシステム
内の壁にマウントされたモーションフィードスルー３５
０を示す。チャンバ壁３５４にマウントされたベローズ
３５２により、アライメントステージ２１８の垂直並進
および水平並進が可能になる。ベローズ３５２によりさ
らに、アライメントステージ２１８がその中心ライン３
５６周辺において限られた量だけ回転することが可能に
なる。この構成は、回転シールを必要とせず、したがっ
て、図３Ａの装置より漏出する傾向が低くなる。しか
し、図３Ａの回転シール３０４によっては無制限の回転
が可能になるのに対し、ベローズ３５２によっては数個
の回転の自由度しか可能にならない。ロードロック内に
ウェハを導入する前に、（トラックによって）ウェハ上
に荒調整アライメント工程を実行する場合、限定された
量の回転で十分である。本発明から逸脱せずに、第２の
壁にマウントされたフィードスルー機構を、反対側の壁
の穴を介して見える機構から直径方向に反対に追加し
て、装置の機械的安定性を向上し得ることが理解され
る。
内の壁にマウントされたモーションフィードスルー３５
０を示す。チャンバ壁３５４にマウントされたベローズ
３５２により、アライメントステージ２１８の垂直並進
および水平並進が可能になる。ベローズ３５２によりさ
らに、アライメントステージ２１８がその中心ライン３
５６周辺において限られた量だけ回転することが可能に
なる。この構成は、回転シールを必要とせず、したがっ
て、図３Ａの装置より漏出する傾向が低くなる。しか
し、図３Ａの回転シール３０４によっては無制限の回転
が可能になるのに対し、ベローズ３５２によっては数個
の回転の自由度しか可能にならない。ロードロック内に
ウェハを導入する前に、（トラックによって）ウェハ上
に荒調整アライメント工程を実行する場合、限定された
量の回転で十分である。本発明から逸脱せずに、第２の
壁にマウントされたフィードスルー機構を、反対側の壁
の穴を介して見える機構から直径方向に反対に追加し
て、装置の機械的安定性を向上し得ることが理解され
る。
【００７７】図４Ａは、本発明による少なくとも１つの
双方向アライメントロードロックを用いたリソグラフィ
システム内でウェハをパターニングする方法４００を示
す。このようなシステムは、双方向アライメントロード
ロックを１つのみまたは複数の双方向アライメントロー
ドロックを含んで、効率およびスループットを上げ得る
ことに留意されたい。双方向アライメントロードロック
システムを用いた実施形態において、単方向アライメン
トロードロックシステムを用いた実施形態とは異なり、
双方向アライメントロードロック（単数または複数）
は、リソグラフィシステムに入ると（挿入）、トラック
１０１からウェハを受け取ることができ、さらに、パタ
ーニングの後にウェハがそこに入り、そしてそこからト
ラック１０１に追い戻すこと（取出し）を可能にする。
すなわち、ウェハは、トラック１０１から双方向アライ
メントロードロックに移動され、双方向アライメントロ
ードロックからパターニングチャンバに移動され、パタ
ーニングの後、パターニングチャンバから同じ双方向ア
ライメントロードロックに移動され、次いで、双方向ア
ライメントロードロックからトラック１０１まで移動さ
れ得る。
双方向アライメントロードロックを用いたリソグラフィ
システム内でウェハをパターニングする方法４００を示
す。このようなシステムは、双方向アライメントロード
ロックを１つのみまたは複数の双方向アライメントロー
ドロックを含んで、効率およびスループットを上げ得る
ことに留意されたい。双方向アライメントロードロック
システムを用いた実施形態において、単方向アライメン
トロードロックシステムを用いた実施形態とは異なり、
双方向アライメントロードロック（単数または複数）
は、リソグラフィシステムに入ると（挿入）、トラック
１０１からウェハを受け取ることができ、さらに、パタ
ーニングの後にウェハがそこに入り、そしてそこからト
ラック１０１に追い戻すこと（取出し）を可能にする。
すなわち、ウェハは、トラック１０１から双方向アライ
メントロードロックに移動され、双方向アライメントロ
ードロックからパターニングチャンバに移動され、パタ
ーニングの後、パターニングチャンバから同じ双方向ア
ライメントロードロックに移動され、次いで、双方向ア
ライメントロードロックからトラック１０１まで移動さ
れ得る。
【００７８】図４Ａの方法４００の第１の工程４１０に
おいて、双方向アライメントロードロック（単数または
複数）内のウェハ支持体上にウェハを配置する。図１に
関して上述したように、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）内の支持体上にウェハを配置する
前に、トラックからウェハを取り出し得る。双方向アラ
イメントロードロック（単数または複数）内の支持体上
にウェハを配置することは、例えば、ロボットによって
達成され得る。図２Ａに関して上述したように、双方向
アライメントロードロック（単数または複数）内のウェ
ハ支持体は、フックおよびピンなどを含み得る。さら
に、図１に関して上述したように、双方向アライメント
ロードロック（単数または複数）は、ウェハ搬送チャン
バからトラックを分離するゲートバルブを備えた、従来
のロードロックチャンバを含み得る。高真空で動作する
リソグラフィシステムにおいて、このようなウェハ搬送
チャンバは高真空で維持され、一方トラックは大気圧で
維持される。したがって、双方向アライメントロードロ
ック（単数または複数）を用いて、大気圧に装置全体を
さらさせずに、リソグラフィ装置自体内の高真空環境へ
とウェハを移動させ、そして高真空環境からウェハを移
動させる。
おいて、双方向アライメントロードロック（単数または
複数）内のウェハ支持体上にウェハを配置する。図１に
関して上述したように、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）内の支持体上にウェハを配置する
前に、トラックからウェハを取り出し得る。双方向アラ
イメントロードロック（単数または複数）内の支持体上
にウェハを配置することは、例えば、ロボットによって
達成され得る。図２Ａに関して上述したように、双方向
アライメントロードロック（単数または複数）内のウェ
ハ支持体は、フックおよびピンなどを含み得る。さら
に、図１に関して上述したように、双方向アライメント
ロードロック（単数または複数）は、ウェハ搬送チャン
バからトラックを分離するゲートバルブを備えた、従来
のロードロックチャンバを含み得る。高真空で動作する
リソグラフィシステムにおいて、このようなウェハ搬送
チャンバは高真空で維持され、一方トラックは大気圧で
維持される。したがって、双方向アライメントロードロ
ック（単数または複数）を用いて、大気圧に装置全体を
さらさせずに、リソグラフィ装置自体内の高真空環境へ
とウェハを移動させ、そして高真空環境からウェハを移
動させる。
【００７９】次の工程４２０において、チャックに対し
てウェハの位置を合わせる。本明細書のいたるところで
説明するように、チャックは静電チャック、真空チャッ
ク、または他の機械的クランピング機能を備えたチャッ
クであり得る。次の工程４２１において、位置が合わせ
られたウェハをチャックに固定する。チャック４２１に
位置が合わせられたウェハを固定することは、チャック
を上方に移動してウェハと接触させて、次いで、静電チ
ャックの場合には、静電チャックを充電し、これによ
り、ウェハをチャックに固定することによって達成され
得る。このような充電は、アライメントステージ（静電
チャックの底表面上のパッドと接触している）上のポゴ
コンタクトの使用を介して達成され得る。工程４２０お
よび４２１のさらなる詳細を、図５に関して以下により
詳細に説明する。
てウェハの位置を合わせる。本明細書のいたるところで
説明するように、チャックは静電チャック、真空チャッ
ク、または他の機械的クランピング機能を備えたチャッ
クであり得る。次の工程４２１において、位置が合わせ
られたウェハをチャックに固定する。チャック４２１に
位置が合わせられたウェハを固定することは、チャック
を上方に移動してウェハと接触させて、次いで、静電チ
ャックの場合には、静電チャックを充電し、これによ
り、ウェハをチャックに固定することによって達成され
得る。このような充電は、アライメントステージ（静電
チャックの底表面上のパッドと接触している）上のポゴ
コンタクトの使用を介して達成され得る。工程４２０お
よび４２１のさらなる詳細を、図５に関して以下により
詳細に説明する。
【００８０】工程４２５において、工程４２０および４
２１のうちの少なくとも１つまたは両方と同時に、双方
向アライメントロードロック（単数または複数）内でポ
ンプダウンが実行される。当業者に公知であるように、
ポンプダウンは、ロードロックが気体を抜かれ、したが
って、ロードロックを大気圧から高真空にもっていく手
順である。本明細書のいたるところで説明するように、
本発明者らは、ポンプダウン動作を、チャックに対する
ウェハのアライメント、およびチャックに対するウェハ
の固定と同時に実行することによって、本発明によるリ
ソグラフィシステム内でより大きなスループットを実現
し得ることを発見した。
２１のうちの少なくとも１つまたは両方と同時に、双方
向アライメントロードロック（単数または複数）内でポ
ンプダウンが実行される。当業者に公知であるように、
ポンプダウンは、ロードロックが気体を抜かれ、したが
って、ロードロックを大気圧から高真空にもっていく手
順である。本明細書のいたるところで説明するように、
本発明者らは、ポンプダウン動作を、チャックに対する
ウェハのアライメント、およびチャックに対するウェハ
の固定と同時に実行することによって、本発明によるリ
ソグラフィシステム内でより大きなスループットを実現
し得ることを発見した。
【００８１】次の工程４３０において、位置が合わせら
れたウェハを有するチャックは、リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送される。図１に関して上述したよ
うに、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）からリソグラフィのパターニングチャンバまでチャ
ックを搬送することは、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）とリソグラフィのパターニングチ
ャンバとの間に設けられたウェハ交換チャンバ内に設け
られたロボットによって達成され得る。このようなロボ
ットは二重エンドディフェクターを有して、双方向アラ
イメントロードロック（単数または複数）とリソグラフ
ィのパターニングチャンバとの間のチャックの搬送の効
率を上げることを実現し得る。あるいは、本開示を与え
られた当業者に明らかであるように、他の構造を用い
て、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）からリソグラフィのパターニングチャンバまで位置
が合わせられたウェハを有するチャックを搬送し得る。
例えば、露光ステージのキネマティックマウント上にチ
ャックおよびウェアを配置し得る。
れたウェハを有するチャックは、リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送される。図１に関して上述したよ
うに、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）からリソグラフィのパターニングチャンバまでチャ
ックを搬送することは、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）とリソグラフィのパターニングチ
ャンバとの間に設けられたウェハ交換チャンバ内に設け
られたロボットによって達成され得る。このようなロボ
ットは二重エンドディフェクターを有して、双方向アラ
イメントロードロック（単数または複数）とリソグラフ
ィのパターニングチャンバとの間のチャックの搬送の効
率を上げることを実現し得る。あるいは、本開示を与え
られた当業者に明らかであるように、他の構造を用い
て、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）からリソグラフィのパターニングチャンバまで位置
が合わせられたウェハを有するチャックを搬送し得る。
例えば、露光ステージのキネマティックマウント上にチ
ャックおよびウェアを配置し得る。
【００８２】位置が合わせられたウェハを有するチャッ
クがリソグラフィのパターニングチャンバ内に配置され
ると、次の工程４４０において、リソグラフィのパター
ニングが実行される。当業者に公知であるように、この
ようなリソグラフィのパターニングは、最終のアライメ
ント工程、およびリソグラフィのパターニング内で用い
られるさらなる工程を含み得る。
クがリソグラフィのパターニングチャンバ内に配置され
ると、次の工程４４０において、リソグラフィのパター
ニングが実行される。当業者に公知であるように、この
ようなリソグラフィのパターニングは、最終のアライメ
ント工程、およびリソグラフィのパターニング内で用い
られるさらなる工程を含み得る。
【００８３】次の工程４５０において、処理されたウェ
ハを有するチャックを、露光ステージのキネマティック
マウントから取り外して、リソグラフィのパターニング
チャンバから双方向アライメントロードロック（単数ま
たは複数）に移動する。工程４３０に関して上述したよ
うに、リソグラフィのパターニングチャンバから双方向
アライメントロードロック（単数または複数）まで処理
されたウェハを有するチャックを搬送することは、ウェ
ハ交換チャンバ内に設けられたロボットによって実行さ
れ得る。さらに、パターニングされたウェハを有するチ
ャックは、システムに入ったのと同じ双方向アライメン
トロードロック（単数または複数）へと戻され得る。
ハを有するチャックを、露光ステージのキネマティック
マウントから取り外して、リソグラフィのパターニング
チャンバから双方向アライメントロードロック（単数ま
たは複数）に移動する。工程４３０に関して上述したよ
うに、リソグラフィのパターニングチャンバから双方向
アライメントロードロック（単数または複数）まで処理
されたウェハを有するチャックを搬送することは、ウェ
ハ交換チャンバ内に設けられたロボットによって実行さ
れ得る。さらに、パターニングされたウェハを有するチ
ャックは、システムに入ったのと同じ双方向アライメン
トロードロック（単数または複数）へと戻され得る。
【００８４】次の工程４６０において、処理されたウェ
ハは、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）内のチャックから取り外される。上述したように、
この工程は、プロセス工程４２１の実質的に逆である。
したがって、パターニングされたウェハを有するチャッ
クが双方向アライメントロードロック（単数または複
数）に戻された後、チャックは離され得る。チャック
は、離された後、ウェハから下方へと引き下げられる。
これにより、ウェハはウェハ支持体によって保持される
状態になる。換気動作は、工程４６０と共に工程４６５
で実行される。換気は、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）内の圧力を高真空から大気圧にす
るプロセスである。工程４２０、４２１および４２５と
同様、換気工程４６５は工程４６０と同時に実行され
る。ポンプダウンプロセスと同様、チャックからウェハ
を取り外す間に換気を実行すると、本発明によるリソグ
ラフィシステムのスループットがさらに上がる。
ハは、双方向アライメントロードロック（単数または複
数）内のチャックから取り外される。上述したように、
この工程は、プロセス工程４２１の実質的に逆である。
したがって、パターニングされたウェハを有するチャッ
クが双方向アライメントロードロック（単数または複
数）に戻された後、チャックは離され得る。チャック
は、離された後、ウェハから下方へと引き下げられる。
これにより、ウェハはウェハ支持体によって保持される
状態になる。換気動作は、工程４６０と共に工程４６５
で実行される。換気は、双方向アライメントロードロッ
ク（単数または複数）内の圧力を高真空から大気圧にす
るプロセスである。工程４２０、４２１および４２５と
同様、換気工程４６５は工程４６０と同時に実行され
る。ポンプダウンプロセスと同様、チャックからウェハ
を取り外す間に換気を実行すると、本発明によるリソグ
ラフィシステムのスループットがさらに上がる。
【００８５】最終工程４７０において、ここで双方向ア
ライメントロードロック（単数または複数）からパター
ニングされたウェハを取り外して、トラック上に配置す
る。あるいは、リソグラフィ装置からウェハを移動する
ために用いられる別の構造上にウェハを置いてもよい。
当業者に明らかであるように、図４の方法４００の最終
工程４７０を実行した後、リソグラフィシステムは、第
１の工程４１０の前の状態に戻される。したがって、方
法４００は、複数のウェハのリソグラフィのパターニン
グを行うために無限に繰り返され得る。
ライメントロードロック（単数または複数）からパター
ニングされたウェハを取り外して、トラック上に配置す
る。あるいは、リソグラフィ装置からウェハを移動する
ために用いられる別の構造上にウェハを置いてもよい。
当業者に明らかであるように、図４の方法４００の最終
工程４７０を実行した後、リソグラフィシステムは、第
１の工程４１０の前の状態に戻される。したがって、方
法４００は、複数のウェハのリソグラフィのパターニン
グを行うために無限に繰り返され得る。
【００８６】図４Ｂは、本発明による単方向アライメン
トロードロック（単数または複数）を用いたリソグラフ
ィシステム内でウェハをパターニングする方法４７２を
示す。図４Ｂの方法４７２の第１の工程４７４におい
て、ウェハは挿入アライメントロードロック内のウェハ
支持体上に配置される。ウェハはシステムに入ったのと
同じアライメントロードロックを介してシステムを出な
いため、挿入アライメントロードロックは単方向であ
る。逆に、ウェハはパターニングチャンバ内でパターニ
ングを受けて、取出しアライメントロードロックを介し
てシステムを出た（すなわち、トラック１０１に移動さ
れた）後、別のアライメントロードロック（取出しアラ
イメントロードロック）に戻される。図１に関して上述
したように、ウェハは、挿入アライメントロードロック
内の支持体上に配置される前にトラックから取り出され
得る。挿入アライメントロードロック内の支持体上にウ
ェハを配置することは、例えば、ロボットで達成され得
る。
トロードロック（単数または複数）を用いたリソグラフ
ィシステム内でウェハをパターニングする方法４７２を
示す。図４Ｂの方法４７２の第１の工程４７４におい
て、ウェハは挿入アライメントロードロック内のウェハ
支持体上に配置される。ウェハはシステムに入ったのと
同じアライメントロードロックを介してシステムを出な
いため、挿入アライメントロードロックは単方向であ
る。逆に、ウェハはパターニングチャンバ内でパターニ
ングを受けて、取出しアライメントロードロックを介し
てシステムを出た（すなわち、トラック１０１に移動さ
れた）後、別のアライメントロードロック（取出しアラ
イメントロードロック）に戻される。図１に関して上述
したように、ウェハは、挿入アライメントロードロック
内の支持体上に配置される前にトラックから取り出され
得る。挿入アライメントロードロック内の支持体上にウ
ェハを配置することは、例えば、ロボットで達成され得
る。
【００８７】図２Ａに関して上述したように、挿入アラ
イメントロードロック内のウェハ支持体は、フックおよ
びピンなどを含み得る。さらに、図１に関して上述した
ように、挿入アライメントロードロックは、ウェハ搬送
チャンバからトラックを分離するゲートバルブを備え
た、従来の挿入ロードロックチャンバを含み得る。高真
空で動作するリソグラフィシステムにおいて、このよう
なウェハ搬送チャンバは高真空で維持され、一方トラッ
クは大気圧で維持される。したがって、挿入アライメン
トロードロックを用いて、大気圧に装置全体をさらさせ
ずに、リソグラフィ装置自体内の高真空環境へとウェハ
を移動する。
イメントロードロック内のウェハ支持体は、フックおよ
びピンなどを含み得る。さらに、図１に関して上述した
ように、挿入アライメントロードロックは、ウェハ搬送
チャンバからトラックを分離するゲートバルブを備え
た、従来の挿入ロードロックチャンバを含み得る。高真
空で動作するリソグラフィシステムにおいて、このよう
なウェハ搬送チャンバは高真空で維持され、一方トラッ
クは大気圧で維持される。したがって、挿入アライメン
トロードロックを用いて、大気圧に装置全体をさらさせ
ずに、リソグラフィ装置自体内の高真空環境へとウェハ
を移動する。
【００８８】次の工程４７６において、ウェハはチャッ
クに対して位置が合わせられる。本明細書のいたるとこ
ろで説明するように、チャックは静電チャック、真空チ
ャック、または他の機械的クランピング機能を備えたチ
ャックであり得る。次の工程４７８において、位置が合
わせられたウェハをチャックに固定する。チャックに位
置が合わせられたウェハを固定することは、チャックを
上方に移動してウェハと接触させて、次いで、静電チャ
ックの場合には、静電チャックを充電し、これにより、
ウェハをチャックに固定することによって達成され得
る。このような充電は、アライメントステージ（静電チ
ャックの底表面上のパッドと接触している）上のポゴコ
ンタクトの使用を介して達成され得る。工程４７６およ
び４７８のさらなる詳細を、図５に関して以下により詳
細に説明する。
クに対して位置が合わせられる。本明細書のいたるとこ
ろで説明するように、チャックは静電チャック、真空チ
ャック、または他の機械的クランピング機能を備えたチ
ャックであり得る。次の工程４７８において、位置が合
わせられたウェハをチャックに固定する。チャックに位
置が合わせられたウェハを固定することは、チャックを
上方に移動してウェハと接触させて、次いで、静電チャ
ックの場合には、静電チャックを充電し、これにより、
ウェハをチャックに固定することによって達成され得
る。このような充電は、アライメントステージ（静電チ
ャックの底表面上のパッドと接触している）上のポゴコ
ンタクトの使用を介して達成され得る。工程４７６およ
び４７８のさらなる詳細を、図５に関して以下により詳
細に説明する。
【００８９】工程４８０において、工程４７６および４
７８のうちの少なくとも１つまたは両方と同時に、挿入
アライメントロードロック内でポンプダウンが実行され
る。
７８のうちの少なくとも１つまたは両方と同時に、挿入
アライメントロードロック内でポンプダウンが実行され
る。
【００９０】次の工程４８２において、位置が合わせら
れたウェハを有するチャックは、リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送される。図１に関して上述したよ
うに、挿入アライメントロードロックからリソグラフィ
のパターニングチャンバまでチャックを搬送すること
は、挿入アライメントロードロックとリソグラフィのパ
ターニングチャンバとの間に設けられたウェハ交換チャ
ンバ内に設けられたロボットによって達成され得る。あ
るいは、本開示を与えられた当業者に明らかであるよう
に、他の構造を用いて、挿入アライメントロードロック
からリソグラフィのパターニングチャンバまで位置が合
わせられたウェハを有するチャックを搬送し得る。例え
ば、露光ステージのキネマティックマウント上にチャッ
クおよびウェアを配置し得る。
れたウェハを有するチャックは、リソグラフィのパター
ニングチャンバに搬送される。図１に関して上述したよ
うに、挿入アライメントロードロックからリソグラフィ
のパターニングチャンバまでチャックを搬送すること
は、挿入アライメントロードロックとリソグラフィのパ
ターニングチャンバとの間に設けられたウェハ交換チャ
ンバ内に設けられたロボットによって達成され得る。あ
るいは、本開示を与えられた当業者に明らかであるよう
に、他の構造を用いて、挿入アライメントロードロック
からリソグラフィのパターニングチャンバまで位置が合
わせられたウェハを有するチャックを搬送し得る。例え
ば、露光ステージのキネマティックマウント上にチャッ
クおよびウェアを配置し得る。
【００９１】位置が合わせられたウェハを有するチャッ
クをリソグラフィのパターニングチャンバ内に置いた
後、次の工程４８４において、リソグラフィのパターニ
ングを実行する。当業者に公知であるように、このよう
なリソグラフィのパターニングは、最終のアライメント
工程、およびリソグラフィのパターニング内で用いられ
るさらなる工程を含み得る。
クをリソグラフィのパターニングチャンバ内に置いた
後、次の工程４８４において、リソグラフィのパターニ
ングを実行する。当業者に公知であるように、このよう
なリソグラフィのパターニングは、最終のアライメント
工程、およびリソグラフィのパターニング内で用いられ
るさらなる工程を含み得る。
【００９２】次の工程４８６において、処理されたウェ
ハを有するチャックを、露光ステージのキネマティック
マウントから取り外して、リソグラフィのパターニング
チャンバから取出しアライメントロードロックに移動す
る。取出しアライメントロードロックは挿入アライメン
トロードロックと同じアライメントロードロックではな
いことに留意されたい。ウェハは、リソグラフィのパタ
ーニングチャンバを出た後、取出しアライメントロード
ロックのみを介して移動され、そしてトラック１０１に
戻される必要がある。工程４８２に関して上述したよう
に、リソグラフィのパターニングチャンバから取出しア
ライメントロードロックまで処理されたウェハを有する
チャックを搬送することは、ウェハ交換チャンバ内に設
けられたロボットによって実行され得る。
ハを有するチャックを、露光ステージのキネマティック
マウントから取り外して、リソグラフィのパターニング
チャンバから取出しアライメントロードロックに移動す
る。取出しアライメントロードロックは挿入アライメン
トロードロックと同じアライメントロードロックではな
いことに留意されたい。ウェハは、リソグラフィのパタ
ーニングチャンバを出た後、取出しアライメントロード
ロックのみを介して移動され、そしてトラック１０１に
戻される必要がある。工程４８２に関して上述したよう
に、リソグラフィのパターニングチャンバから取出しア
ライメントロードロックまで処理されたウェハを有する
チャックを搬送することは、ウェハ交換チャンバ内に設
けられたロボットによって実行され得る。
【００９３】次の工程４８８において、処理されたウェ
ハは取出しアライメントロードロック内のチャックから
取り外される。上述したように、この工程は、プロセス
工程４７８の実質的に逆である。したがって、処理され
たウェハを有するチャックが取出しアライメントロード
ロックに移動された後、チャックは離され得る。チャッ
クは、離された後、ウェハから下方へと引き下げられ
る。これにより、ウェハはウェハ支持体によって保持さ
れる状態になる。工程４８８と同時に、換気動作は、共
同工程４９０で実行される。工程４７６、４７８および
４８０と同様、換気工程４８０は工程４７６と同時に実
行される。
ハは取出しアライメントロードロック内のチャックから
取り外される。上述したように、この工程は、プロセス
工程４７８の実質的に逆である。したがって、処理され
たウェハを有するチャックが取出しアライメントロード
ロックに移動された後、チャックは離され得る。チャッ
クは、離された後、ウェハから下方へと引き下げられ
る。これにより、ウェハはウェハ支持体によって保持さ
れる状態になる。工程４８８と同時に、換気動作は、共
同工程４９０で実行される。工程４７６、４７８および
４８０と同様、換気工程４８０は工程４７６と同時に実
行される。
【００９４】最終工程４９２において、ここで取出しア
ライメントロードロックから処理されたウェハを取り外
して、トラック上に配置する。あるいは、リソグラフィ
装置からウェハを移動させるために用いられる別の構造
上にウェハを置いてもよい。当業者に明らかであるよう
に、図４の方法４７２の最終工程４９２を実行した後、
リソグラフィシステムは、第１の工程４７４の前の状態
に戻される。したがって、方法４７２は、複数のウェハ
のリソグラフィのパターニングを行うために無限に繰り
返され得る。
ライメントロードロックから処理されたウェハを取り外
して、トラック上に配置する。あるいは、リソグラフィ
装置からウェハを移動させるために用いられる別の構造
上にウェハを置いてもよい。当業者に明らかであるよう
に、図４の方法４７２の最終工程４９２を実行した後、
リソグラフィシステムは、第１の工程４７４の前の状態
に戻される。したがって、方法４７２は、複数のウェハ
のリソグラフィのパターニングを行うために無限に繰り
返され得る。
【００９５】図５は、本発明によるアライメントロード
ロック内でウェハの位置を合わせる方法５００を示す。
第１の工程５１０において、ウェハをウェハ支持体上に
配置する。本明細書のいたるところで説明するように、
このようなウェハ支持体は、フックおよびピンなどを含
み得る。本明細書のいたるところで説明するように、当
業者にとって明らかであるように、ロボットまたは他の
ウェハ搬送メカニズムの使用を介して、ウェハ支持体上
にウェハを置き得る。
ロック内でウェハの位置を合わせる方法５００を示す。
第１の工程５１０において、ウェハをウェハ支持体上に
配置する。本明細書のいたるところで説明するように、
このようなウェハ支持体は、フックおよびピンなどを含
み得る。本明細書のいたるところで説明するように、当
業者にとって明らかであるように、ロボットまたは他の
ウェハ搬送メカニズムの使用を介して、ウェハ支持体上
にウェハを置き得る。
【００９６】次の工程５２０において、ウェハの方向お
よび位置が監視される。図２Ａに関して上述したよう
に、例えば、アライメントロードロックの外側に設けら
れたカメラおよび照射源を用いて、このような監視を行
い得る。ウェハの位置は、カメラのビューフィールド内
で監視されるウェハの曲率半径を分析することによって
カメラによって監視される。ウェハに関して本明細書に
おいて用いる「位置」という用語は、ＸＹ平面内のウェ
ハの位置を意味する。したがって、ウェハの曲率半径を
見ることによって、ウェハの中心の位置がパターン識別
装置を用いて決定され得る。本明細書において説明する
タイプと同様のカメラおよび照射源に関するこのような
パターン識別装置およびその動作は当業者に周知であ
る。
よび位置が監視される。図２Ａに関して上述したよう
に、例えば、アライメントロードロックの外側に設けら
れたカメラおよび照射源を用いて、このような監視を行
い得る。ウェハの位置は、カメラのビューフィールド内
で監視されるウェハの曲率半径を分析することによって
カメラによって監視される。ウェハに関して本明細書に
おいて用いる「位置」という用語は、ＸＹ平面内のウェ
ハの位置を意味する。したがって、ウェハの曲率半径を
見ることによって、ウェハの中心の位置がパターン識別
装置を用いて決定され得る。本明細書において説明する
タイプと同様のカメラおよび照射源に関するこのような
パターン識別装置およびその動作は当業者に周知であ
る。
【００９７】ウェハの特定の方向（すなわち、その中心
周辺の角方向）は、カメラのビューフィールド内にさら
に設けられたウェハ内のノッチ位置に注意することによ
って決定される。最初の監視の際に、カメラのビューフ
ィールド内にノッチを設けることを保証するには、図５
に示す方法の前に荒調整アライメントを行い得る。この
ような荒調整アライメントは、例えば、トラック内に設
けられ得るエッジセンサを備えたウェハ回転モジュール
の使用を含み得る。このような荒調整事前アライメント
技術は当業者に公知であるため、本明細書においてより
完全に説明しない。ウェハの位置および方向の監視をカ
メラ１つの観点から説明したが、ビューフィールドが狭
い複数のカメラを用いて、アライメントの精度を上げて
もよい。複数のカメラを用いてウェハの周囲に沿った異
なる視点に方向付けることによって、カメラを１つ用い
るよりも、より正確に中心位置およびノッチの方向を決
定し得る。
周辺の角方向）は、カメラのビューフィールド内にさら
に設けられたウェハ内のノッチ位置に注意することによ
って決定される。最初の監視の際に、カメラのビューフ
ィールド内にノッチを設けることを保証するには、図５
に示す方法の前に荒調整アライメントを行い得る。この
ような荒調整アライメントは、例えば、トラック内に設
けられ得るエッジセンサを備えたウェハ回転モジュール
の使用を含み得る。このような荒調整事前アライメント
技術は当業者に公知であるため、本明細書においてより
完全に説明しない。ウェハの位置および方向の監視をカ
メラ１つの観点から説明したが、ビューフィールドが狭
い複数のカメラを用いて、アライメントの精度を上げて
もよい。複数のカメラを用いてウェハの周囲に沿った異
なる視点に方向付けることによって、カメラを１つ用い
るよりも、より正確に中心位置およびノッチの方向を決
定し得る。
【００９８】工程５２０と同時に実行され得る工程５２
５において、チャックに対してウェハの位置を合わせる
ようにチャックを移動する。本明細書のいたるところで
説明するように、このようなチャックは静電チャックお
よび真空チャックなどであり得る。図２Ｂに関して説明
したアライメントステージの使用を介してウェハに対し
てチャックを移動する。ウェハを監視するために用いら
れたカメラからデータを受信したのと同じパターン識別
装置によってアライメントステージの移動を制御する。
パターン識別装置はウェハ上の正確な位置を知ってい
る。パターン識別装置はさらに、アライメントステージ
からの位置フィードバックの効果によって、アライメン
トステージの正確な位置を知る。カメラによってチャッ
クを直接監視することによって、パターン識別装置は、
ウェハがチャックに対して位置が合わせられるまで、ア
ライメントステージにウェハに対してチャックを移動さ
せ得る（チャックの直径はウェハの直径より意図的に少
し大きい）。
５において、チャックに対してウェハの位置を合わせる
ようにチャックを移動する。本明細書のいたるところで
説明するように、このようなチャックは静電チャックお
よび真空チャックなどであり得る。図２Ｂに関して説明
したアライメントステージの使用を介してウェハに対し
てチャックを移動する。ウェハを監視するために用いら
れたカメラからデータを受信したのと同じパターン識別
装置によってアライメントステージの移動を制御する。
パターン識別装置はウェハ上の正確な位置を知ってい
る。パターン識別装置はさらに、アライメントステージ
からの位置フィードバックの効果によって、アライメン
トステージの正確な位置を知る。カメラによってチャッ
クを直接監視することによって、パターン識別装置は、
ウェハがチャックに対して位置が合わせられるまで、ア
ライメントステージにウェハに対してチャックを移動さ
せ得る（チャックの直径はウェハの直径より意図的に少
し大きい）。
【００９９】チャックおよびウェハが相互に対して位置
が合わせられた後、ウェハに接触するようにチャックを
配置する次の工程５３０を実行する。例えば、チャック
がウェハの底表面と物理的に接触するまで、チャックを
上方に移動することによって、これを達成し得る。図２
Ａに関して説明したように、チャックは、例えば、ウェ
ハを保持するウェハ支持体を収める切り取り部を有し得
る。したがって、チャックがウェハの底表面と接触する
までチャックを上方に移動した場合、ウェハ支持体がチ
ャックの切り取り部内にあるため、ウェハ支持体はチャ
ックの邪魔にならない。チャックをウェハと接触するよ
うに置いた後、次の工程５４０においてチャックをウェ
ハに固定する。静電チャックの場合、チャックを充電す
ることによって、ウェハにチャックを固定し得る。ある
いは、ウェハにチャックを固定することは、真空チャッ
ク内を真空にすることによって実行し得る。ウェハにチ
ャックを固定する他の方法を実行しても本発明の範囲か
ら逸脱しない。
が合わせられた後、ウェハに接触するようにチャックを
配置する次の工程５３０を実行する。例えば、チャック
がウェハの底表面と物理的に接触するまで、チャックを
上方に移動することによって、これを達成し得る。図２
Ａに関して説明したように、チャックは、例えば、ウェ
ハを保持するウェハ支持体を収める切り取り部を有し得
る。したがって、チャックがウェハの底表面と接触する
までチャックを上方に移動した場合、ウェハ支持体がチ
ャックの切り取り部内にあるため、ウェハ支持体はチャ
ックの邪魔にならない。チャックをウェハと接触するよ
うに置いた後、次の工程５４０においてチャックをウェ
ハに固定する。静電チャックの場合、チャックを充電す
ることによって、ウェハにチャックを固定し得る。ある
いは、ウェハにチャックを固定することは、真空チャッ
ク内を真空にすることによって実行し得る。ウェハにチ
ャックを固定する他の方法を実行しても本発明の範囲か
ら逸脱しない。
【０１００】工程５４０においてチャックにウェハを固
定した後、本発明によるリソグラフィシステム内で、ウ
ェハに対するアライメントを維持しながら、チャックを
移動し得る。チャックがキネマティックマウント機能を
備えているため、露光ステージに対するウェハのアライ
メントは常に、リソグラフィシステム内で用いられるキ
ネマティックマウントの再現性内にある。通常、このよ
うなキネマティックマウントの再現性は約２ミクロン内
である。一方、ロボットおよびグリッパの再現性は通
常、数百ミクロンである。したがって、ロボットの移動
に続いて微調整アライメントを実行する従来の工程は、
ウェハをチャックにマウントしたままで移動することに
よって省き得る。微調整アライメントは依然必要であ
る。しかし、ロボットが移動した後に微調整アライメン
トを実行すると、微調整アライメントプロセスが容易に
なる。したがって、本発明によるリソグラフィシステム
は、図１に関して上述したように、システム内に複数の
チャックを用いることによって、高いレベルのスループ
ット（例えば、１時間あたり１２０個のウェハ）を達成
し得る。
定した後、本発明によるリソグラフィシステム内で、ウ
ェハに対するアライメントを維持しながら、チャックを
移動し得る。チャックがキネマティックマウント機能を
備えているため、露光ステージに対するウェハのアライ
メントは常に、リソグラフィシステム内で用いられるキ
ネマティックマウントの再現性内にある。通常、このよ
うなキネマティックマウントの再現性は約２ミクロン内
である。一方、ロボットおよびグリッパの再現性は通
常、数百ミクロンである。したがって、ロボットの移動
に続いて微調整アライメントを実行する従来の工程は、
ウェハをチャックにマウントしたままで移動することに
よって省き得る。微調整アライメントは依然必要であ
る。しかし、ロボットが移動した後に微調整アライメン
トを実行すると、微調整アライメントプロセスが容易に
なる。したがって、本発明によるリソグラフィシステム
は、図１に関して上述したように、システム内に複数の
チャックを用いることによって、高いレベルのスループ
ット（例えば、１時間あたり１２０個のウェハ）を達成
し得る。
【０１０１】本発明の一つの実施形態によれば、リソグ
ラフィのパターニングチャンバと、第１のゲートバルブ
によって上記リソグラフィのパターニングチャンバから
分離されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバルブ
によって上記ウェハ交換チャンバから分離された少なく
とも１つのアライメントロードロックとを含むリソグラ
フィシステムが提供される。上記アライメントロードロ
ックは、ポンプダウンの間にウェハの位置を合わせるア
ライメントステージを含む。本発明によるアライメント
ロードロックは、単方向または双方向であり得る。同様
に、本発明によるリソグラフィシステムは、１つまたは
複数のアライメントロードロックを含み得る。さらに本
発明として開示するのは、リソグラフィシステム内でウ
ェハをパターニングする方法である。上記方法は、アラ
イメントロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置
する第１の工程を含み得る。次の工程において、上記ア
ライメントロードロック内で、かつ、上記支持体上に上
記ウェハを支持した状態で、チャックに対して相対的に
上記ウェハの位置を合わせる。別の工程において、上記
ウェハを上記チャックに固定する。さらに別の工程にお
いて、ポンプダウンを実行して、上記アライメントロー
ドロック内に真空を生成する。
ラフィのパターニングチャンバと、第１のゲートバルブ
によって上記リソグラフィのパターニングチャンバから
分離されたウェハ交換チャンバと、第２のゲートバルブ
によって上記ウェハ交換チャンバから分離された少なく
とも１つのアライメントロードロックとを含むリソグラ
フィシステムが提供される。上記アライメントロードロ
ックは、ポンプダウンの間にウェハの位置を合わせるア
ライメントステージを含む。本発明によるアライメント
ロードロックは、単方向または双方向であり得る。同様
に、本発明によるリソグラフィシステムは、１つまたは
複数のアライメントロードロックを含み得る。さらに本
発明として開示するのは、リソグラフィシステム内でウ
ェハをパターニングする方法である。上記方法は、アラ
イメントロードロック内の支持体上に上記ウェハを配置
する第１の工程を含み得る。次の工程において、上記ア
ライメントロードロック内で、かつ、上記支持体上に上
記ウェハを支持した状態で、チャックに対して相対的に
上記ウェハの位置を合わせる。別の工程において、上記
ウェハを上記チャックに固定する。さらに別の工程にお
いて、ポンプダウンを実行して、上記アライメントロー
ドロック内に真空を生成する。
【０１０２】
【発明の効果】本発明によれば、ロボットによって生じ
るアライメントの喪失を回避し、同時にシステムのスル
ープットを改善する、リソグラフィシステム内でウェハ
を処理するシステムおよび方法を提供することが出来
る。
るアライメントの喪失を回避し、同時にシステムのスル
ープットを改善する、リソグラフィシステム内でウェハ
を処理するシステムおよび方法を提供することが出来
る。
【０１０３】本発明を真空内で動作するリソグラフィシ
ステムの観点から説明してきたが、非真空システムとし
て本発明を実施しても本発明の範囲から逸脱しない。こ
のようなシステムにおいて、アライメントロードロック
として上述してきたものは、ロードロックのポンプダウ
ンおよび換気特性の無いアライメントおよびチャッキン
グステーションであり得る。さらに、説明したポンプダ
ウンおよび換気工程の無い方法を本発明によって実行し
得る。
ステムの観点から説明してきたが、非真空システムとし
て本発明を実施しても本発明の範囲から逸脱しない。こ
のようなシステムにおいて、アライメントロードロック
として上述してきたものは、ロードロックのポンプダウ
ンおよび換気特性の無いアライメントおよびチャッキン
グステーションであり得る。さらに、説明したポンプダ
ウンおよび換気工程の無い方法を本発明によって実行し
得る。
【０１０４】本発明の種々の実施形態を上述したが、こ
れらは例示として提示しているのであって、本発明を限
定しないことが理解されるべきである。当業者であれ
ば、上掲の特許請求の範囲に規定する本発明の意図およ
び範囲から逸脱せずに、本発明に形態および詳細におい
て種々の変更を行い得ることを理解する。したがって、
本発明の幅および範囲は、上述の例示の実施形態にいず
れによっても限定されるべきではなく、上掲の特許請求
の範囲およびその均等物によってのみ規定されるべきで
ある。
れらは例示として提示しているのであって、本発明を限
定しないことが理解されるべきである。当業者であれ
ば、上掲の特許請求の範囲に規定する本発明の意図およ
び範囲から逸脱せずに、本発明に形態および詳細におい
て種々の変更を行い得ることを理解する。したがって、
本発明の幅および範囲は、上述の例示の実施形態にいず
れによっても限定されるべきではなく、上掲の特許請求
の範囲およびその均等物によってのみ規定されるべきで
ある。
【図１】図１は、本発明によるリソグラフィシステムを
示す図である。
示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明によるアライメントロード
ロック内の上部エレメントの分解図である。
ロック内の上部エレメントの分解図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明によるアライメントロード
ロック内の下部エレメントの分解図である。
ロック内の下部エレメントの分解図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明によるリソグラフィシステ
ム内のフロアにマウントされたモーションフィードスル
ー３００を示す図である。
ム内のフロアにマウントされたモーションフィードスル
ー３００を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明によるリソグラフィシステ
ム内の壁にマウントされたモーションフィードスルー３
５０を示す図である。
ム内の壁にマウントされたモーションフィードスルー３
５０を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明による双方向ロードロック
（単数または複数）を用いるリソグラフィシステム内で
ウェハをパターニングする方法を示す図である。
（単数または複数）を用いるリソグラフィシステム内で
ウェハをパターニングする方法を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明による単方向ロードロック
（単数または複数）を用いるリソグラフィシステム内で
ウェハをパターニングする方法を示す図である。
（単数または複数）を用いるリソグラフィシステム内で
ウェハをパターニングする方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明によるアライメントロードロッ
ク内のウェハの位置を合わせる方法を示す図である。
ク内のウェハの位置を合わせる方法を示す図である。
１０１ トラック
１０４、１０５ アライメントロードロック
１０６ ウェハ交換チャンバ
１１１ リソグラフィパターニングチャンバ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１４Ｄ
(72)発明者 スティーブン ロウクス
アメリカ合衆国 ニューヨーク 10578,
パーディス， エントランス ウェイ
58
(72)発明者 ジャスティン エル． クルーザー
アメリカ合衆国 コネチカット 06611,
トランブル， ブランディー レーン
７
Ｆターム(参考） 5F031 CA02 FA01 FA05 FA07 FA12
FA15 GA03 GA43 HA13 HA16
HA19 HA23 HA50 HA53 HA58
JA02 JA04 JA14 JA17 JA27
JA35 JA40 KA03 KA06 KA08
KA11 KA14 KA20 LA01 MA27
NA05 NA07 PA02 PA07 PA24
5F046 CD01 CD04 EA30 ED02 FA10
FC08
Claims (37)
- 【請求項１】 リソグラフィシステムであって、 リソグラフィのパターニングチャンバと、 該リソグラフィのパターニングチャンバに結合されたウ
ェハ交換チャンバと、 第２のゲートバルブによって該ウェハ交換チャンバから
分離された少なくとも１つのアライメントロードロック
であって、該少なくとも１つのアライメントロードロッ
クはウェハの位置を合わせるアライメントステージを含
む少なくとも１つのアライメントロードロックとを含む
リソグラフィシステム。 - 【請求項２】 前記ウェハ交換チャンバは、第１のゲー
トバルブによって前記リソグラフィのパターニングチャ
ンバから分離されている、請求項１に記載のリソグラフ
ィシステム。 - 【請求項３】 前記アライメントステージは、ポンプダ
ウンステージの間に前記ウェハの位置を合わせる、請求
項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つのアライメントロー
ドロックは、第３のゲートバルブによってトラックから
分離された双方向アライメントロードロックである、請
求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つのアライメントロー
ドロックは、第３のゲートバルブによってトラックから
分離された単方向アライメントロードロックである、請
求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項６】 前記少なくとも１つのアライメントロー
ドロックは、複数のアライメントロードロックを含む、
請求項３に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項７】 前記少なくとも１つのアライメントロー
ドロックは、第１の壁と、該第１の壁から直径方向の反
対側にある第２の壁とを含み、該第１の壁は、柱が移動
することを可能にし、かつ、回転シールの必要性をなく
すモーションフィードスルーシールを含む開口部を有す
る、請求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項８】 前記第２の壁は、柱が移動することを可
能にし、かつ、前記リソグラフィシステムの安定度を高
めることを可能にする、モーションフィードスルーシー
ルを含む開口部を有する、請求項７に記載のリソグラフ
ィシステム。 - 【請求項９】 前記複数のアライメントロードロック
は、単方向アライメントロードロックを含む、請求項６
に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項１０】 第３のゲートバルブによって前記ウェ
ハ交換チャンバから分離されたロードロックを保持する
予備チャックをさらに含む、請求項１に記載のリソグラ
フィシステム。 - 【請求項１１】 検査波長を有する光を発する照射源、
および該検査波長に反応するカメラをさらに含む、請求
項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項１２】 前記少なくとも１つのアライメントロ
ードロックは、前記検査波長を透過するロードロックの
ルーフをさらに含む、請求項９に記載のリソグラフィシ
ステム。 - 【請求項１３】 前記少なくとも１つのアライメントロ
ードロックは、該少なくとも１つのアライメントロード
ロック内にウェハを保持するためのウェハ支持体をさら
に含む、請求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項１４】 前記少なくとも１つのアライメントロ
ードロックは、該少なくとも１つのアライメントロード
ロックのフロアを通って延びた柱によって、該少なくと
も１つのアライメントロードロック外に設けられたアラ
イメントサブステージから分離されたアライメントステ
ージをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィシス
テム。 - 【請求項１５】 前記アライメントステージは、チャッ
クをキネマティックにマウントする複数のステージ係合
機構を含む、請求項１４に記載のリソグラフィシステ
ム。 - 【請求項１６】 前記ステージ係合機構はＶ型ブロック
を含む、請求項１５に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項１７】 前記少なくとも１つのアライメントロ
ードロックの前記フロアは、該少なくとも１つのアライ
メントロードロック内への気体の流入を防止しつつ、前
記柱が該フロアに対して相対的に移動することを可能に
するモーションフィードスルーシールを含む、請求項１
４に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項１８】 前記モーションフィードスルーシール
は、ベローズ、エラストマーシール、テフロン（Ｒ）シ
ール、強磁性流体シールおよび磁気結合を含む群から選
択されたエレメントを含む、請求項１７に記載のリソグ
ラフィシステム。 - 【請求項１９】 少なくとも１つのチャックをさらに含
む、請求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項２０】 前記少なくとも１つのチャックは静電
チャックである、請求項１９に記載のリソグラフィシス
テム。 - 【請求項２１】 前記少なくとも１つのチャックは真空
チャックである、請求項１９に記載のリソグラフィシス
テム。 - 【請求項２２】 前記少なくとも１つのチャックは複数
のチャックを含む、請求項１９に記載のリソグラフィシ
ステム。 - 【請求項２３】 前記少なくとも１つのチャックは、複
数のウェハ支持体に接触することなく、該複数のウェハ
支持体によって保持されたウェハと接触可能なように複
数の切り取り部を含む、請求項１９に記載のリソグラフ
ィシステム。 - 【請求項２４】 前記少なくとも１つのチャックは、下
面上に該少なくとも１つのチャックをキネマティックに
マウントするための複数のチャック係合機構を含む、請
求項１９に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項２５】 前記チャック係合機構は半球である、
請求項２４に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項２６】 前記リソグラフィのパターニングチャ
ンバは、リソグラフィのパターニングの間、ウェハを有
するチャックを保持する少なくとも１つの露光ステージ
を含む、請求項１に記載のリソグラフィシステム。 - 【請求項２７】 前記少なくとも１つの露光ステージは
複数の露光ステージを含む、請求項２６に記載のリソグ
ラフィシステム。 - 【請求項２８】 リソグラフィシステム内でウェハを処
理する方法であって、 （ａ）アライメントロードロック内の支持体上に該ウェ
ハを配置する工程と、 （ｂ）該アライメントロードロック内で、該支持体上に
該ウェハを支持した状態で、チャックに対して該ウェハ
の位置を合わせる工程と、 （ｃ）該ウェハを該チャックに固定する工程と、 （ｄ）ポンプダウンを実行して、該アライメントロード
ロック内に真空を生成する工程とを包含する、方法。 - 【請求項２９】 前記工程（ｄ）は、前記工程（ｂ）お
よび（ｃ）のうちの少なくとも一方の工程と同時に実行
される、請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記工程（ｄ）は、前記工程（ｂ）お
よび（ｃ）と同時に実行される、請求項２８に記載の方
法。 - 【請求項３１】 （ｅ）リソグラフィのパターニングチ
ャンバに前記チャックおよびウェハを搬送する工程と、 （ｆ）該ウェハ上にリソグラフィのパターニングを実行
する工程と、 （ｇ）該ウェハおよびチャックを前記アライメントロー
ドロックに戻す工程と、 （ｈ）該ウェハから該チャックを取り外す工程と、 （ｉ）該アライメントロードロックを換気する工程とを
さらに包含する、請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記工程（ｈ）および（ｉ）は同時に
実行される、請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３３】 アライメントロードロック内でウェハ
の位置を合わせる方法であって、 （ａ）該アライメントロードロック内の支持体上に該ウ
ェハを配置する工程と、 （ｂ）該アライメントロードロック内の該支持体上の該
ウェハの位置および方向を監視する工程と、 （ｃ）チャックを移動して、該チャックに対して該ウェ
ハの位置を合わせる工程と、 （ｄ）該チャックを該ウェハと接触するように配置する
工程と、 （ｅ）該ウェハを該チャックに固定する工程と を包含する、方法。 - 【請求項３４】 前記工程（ｂ）は、前記アライメント
ロードロック内の前記支持体上の前記ウェハの位置およ
び方向を該アライメントロードロック外に設けられたカ
メラによって監視する工程をさらに包含する、請求項３
３に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記工程（ｄ）は、前記チャックが前
記ウェハを押し上げて該ウェハが前記支持体から離れる
まで、該チャックを上方に移動する工程をさらに包含す
る、請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記チャックは静電チャックであり、
前記工程（ｅ）は、該静電チャックを充電する工程をさ
らに包含する、請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３７】 リソグラフィシステムであって、 リソグラフィのパターニングチャンバと、 該リソグラフィのパターニングチャンバに隣接したウェ
ハ交換チャンバと、 該ウェハ交換チャンバに隣接した少なくとも１つのアラ
イメントチャッキングステーションと、 複数のチャックとを含み、 ウェハは、該複数のチャックのそれぞれに固定された状
態で、該リソグラフィのパターニングチャンバに向かっ
て移動され、かつ、該リソグラフィのパターニングチャ
ンバから移動される、リソグラフィシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/981,992 | 2001-10-19 | ||
| US09/981,992 US6778258B2 (en) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | Wafer handling system for use in lithography patterning |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008311503A Division JP4827913B2 (ja) | 2001-10-19 | 2008-12-05 | リソグラフィのパターニングにおいて用いるウェハ処理の方法、および、リソグラフィシステム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188094A true JP2003188094A (ja) | 2003-07-04 |
| JP2003188094A5 JP2003188094A5 (ja) | 2005-12-02 |
| JP4493070B2 JP4493070B2 (ja) | 2010-06-30 |
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002304998A Expired - Fee Related JP4493070B2 (ja) | 2001-10-19 | 2002-10-18 | リソグラフィのパターニングにおいて用いるウェハ処理のシステムおよび方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008311503A Expired - Fee Related JP4827913B2 (ja) | 2001-10-19 | 2008-12-05 | リソグラフィのパターニングにおいて用いるウェハ処理の方法、および、リソグラフィシステム |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1304727A3 (ja) |
| JP (2) | JP4493070B2 (ja) |
| KR (1) | KR100736300B1 (ja) |
| TW (1) | TW561522B (ja) |
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