JP2004343069A - 機械部品を整備する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械の内部空間内に配置された機械部品の整備作業に必要な時間を最短にし、整備作業による汚染、不良品の発生を最小限にする。
【解決手段】機械１の内部空間１１内に配置された機械部品を整備する方法である。内部空間１１は、第一圧力（Ｐ_vac）に維持され、ロード・ロック（ＬＬ）を介して第二圧力（Ｐ_env）を有する環境から分離されている。本方法は、ロード・ロック（ＬＬ）を介して機械部品（３２、ＷＴ）を内部空間１１の外部に搬出すること、整備された機械部品および別体交換用機械部品のうち一方をロード・ロック（ＬＬ）を介して内部空間１１内に搬入することを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、機械の内部空間に配置された機械部品を整備する方法に係わり、内部空間は、第一圧力に維持されていて、第二圧力を有する環境からロード・ロック（a load lock：予備室）によって分離されている。

また、本発明は、リトグラフ投射装置など、この方法のために構成された装置、およびデバイス製造方法に関するものである。

本明細書で用いる用語「パターン付与手段」は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化された断面を付与するために使用可能な手段を指すものとして広義に解釈すべきである。また、用語「ライトバルブ」（光弁）も、この文脈で使用される。一般に、前記パターンは、集積回路や、その他のデバイス等（以下、参照）の、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターン付与手段には以下が含まれる。すなわち、
＊マスク： マスクの概念はリトグラフにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して動かすことのできるマスクテーブルである。
＊プログラム可能なミラーアレイ： このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス指定可能な表面が挙げられる。こうした装置の基本原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス指定可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラム可能なミラーアレイのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、または、圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス指定可能であり、それによって、アドレス指定されたミラーが入射する放射線ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス指定可能なミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターン付与手段は１つ以上のプログラム可能なミラーアレイから構成可能である。ここで言及したミラーアレイに関するより多くの情報は、例えば、米国特許第５２９６８９１号、同第５５２３１９３号、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７、および同ＷＯ９８／３３０９６に開示されており、その記載内容を援用によって本明細書の記載として援用する。プログラム可能なミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームまたはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、または可動式となる。
＊プログラム可能なＬＣＤアレイ： その構成例が米国特許第５２２９８７２号に開示されており、その記載内容を援用によって本明細書の記載として援用する。前記と同様、この場合における支持構造も、例えばフレームまたはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、または可動式となる。

簡略化のために、本文の残りの部分を、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して説明することとする。しかし、こうした例において論じられる一般的原理は、既に述べたようなパターン付与手段の広義の文脈で理解すべきである。

リトグラフ投射装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターン付与手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つまたはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを画像形成することができる。一般的に、シングルウェハは、投射装置を介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含む。マスクテーブル上のマスクによるパターン形成を用いる現在の装置は、異なる２種類のマシンに分けられる。リトグラフ投射装置の第一種では、全体マスクパターンを目標部分に１回の操作で露光することによって各目標部分が照射される。斯かる装置は、一般に、ウェハ・ステッパと称される。走査ステップ式装置と称する別の装置では、マスクパターンを、所定の基準方向（走査方向）に投影ビームで累進的に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、または反平行に走査することによって、各目標部分が照射される。一般に、投射装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有するから、基板テーブルの走査速度Ｖは、マスクテーブルの走査速度の係数Ｍ倍となる。ここで説明を行なったリトグラフ装置に関する詳細は、例えば、米国特許第６０４６７９２号（その記載内容を本明細書の記載として援用する）から得られる。

リトグラフ投射装置を使用する製造プロセスにおいて、パターン（例えば、マスクのパターン）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に画像形成される。この画像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークを含む各種プロセスを経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および形成された像の測定／検査を含む他の処理に付される。この一連の処理は、素子（例えば、ＩＣ）の個々の層をパターン化するための基礎として用いられる。このようなパターン付与された層は、次いで、全て個々の層を仕上げるためのものである、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション（金属化処理）、酸化、化学機械的研磨等を含む各種プロセスを経る。幾つかの層が必要とされる場合には、全体プロセス、または、その変形プロセスをそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、一連の素子が基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシング（賽の目状に切ること）やソーイング（鋸截断）等の方法で互いに分離される。それから、個々の素子は、キャリアに装着され、ピン等に接続されるだろう。斯かるプロセスに関する詳細が、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著）と題する書籍の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４に記載されており、その記載内容を本明細書の記載として援用する。

簡略化のために、以下、投射装置を「レンズ」と称する。しかしながら、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、および反射屈折光学系を含む各種投射装置を網羅するものとして広義に解釈されるべきである。また、放射装置は、放射線投影ビームの誘導、形状付与、または制御を行うための、斯かる各種装置のいずれかに応じて作動する部品も具備できる。以下、斯かる部品もまた、集合体として、または、単品として「レンズ」と称する。さらに、リトグラフ装置は、２つまたはそれ以上の基板テーブル（および／または、２つまたはそれ以上のマスクテーブル）を有する種類のものである。このような「多段」装置では、追加のテーブルが並行使用される。または、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルで実行される。例えば、二段式リトグラフ装置について、米国特許第５９６９４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号に記載があり、それらの記載内容を本明細書の記載として援用する。

本明細書では、用語「放射線」および「ビーム」は、イオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。

例えば小造形の高品質チップを生産するために、かかるチップの作成に用いるパターンを、適正かつ正確に基板に投射する必要がある。このことは、汚染粒子の存在を制限する必要のあることを意味している。何故なら、僅かに１つの汚染粒子もパターンの正確な投射を妨害するかもしれないからである。

基板を投影ビームに露光する前に、これはレジストを塗布し、異なる操作装置で取扱い、異なる処理ステーションに置かれる。各処理作業および取扱い作業は、汚染粒子を発生させるだろう。これらの汚染粒子は、基板を取扱う把持具上、基板が置かれる架台およびチャック（つかみ具）上などに蓄積するだろう。

例えば基板の上側など、投影ビームの経路にある汚染粒子は、投影した放射線の基板への到達を妨害する。その結果、投影エラーが生じ、往々にして欠陥のあるチップが作られる。

これに対して、基板の下側、つまり基板の載置側の汚染粒子は、基板が誤った位置になるか、基板が曲がる原因になるかもしれない。基板を支持する基板キャリアの表面上にある汚染粒子にも、同じことが当てはまる。これは、基板の整列不良や、投影ビームの集束エラーを招き、これも欠陥のあるチップをもたらす可能性がある。

リトグラフ投射装置の最適な結果を得るために、定期的に整備作業を行なう必要がある。このような整備作業は、クリーニング作業、交換作業、修理作業、および／または、（消耗品目の）補充作業など、一以上の行為を含み得る。

大部分のリトグラフ投射装置では、汚染粒子の発生および移動を低減化させる措置を執っている。しかしながら、リトグラフ投射装置の汚染粒子の存在は、まだ完全には防止することができない。このため、全てのリトグラフ投射装置を定期的に開いて、クリーニング作業を実行する必要があり、これは非常に時間のかかる作業である。

特にＥＵＶ放射線を使用するリトグラフ投射装置では、リトグラフ投射装置の開放に、非常に時間がかかるだろう。これは、かかるリトグラフ投射装置でよく見られる真空を破るからである。開放後、真空に戻す必要があり、これには最大２４時間かかる。さらに、クリーニング作業は危険なプロセスである。リトグラフ投射装置を開き、これをクリーニングすることは、それ自体が汚染（例えば指紋）を招く作業になるかもしれず、または、不良部品を発生させるかもしれない。

また、リトグラフ投射装置の不良部品を交換する必要がある場合、リトグラフ投射装置を整備のために開放する必要がある。この場合も、リトグラフ投射装置に汚染または不良を生じることがある。

したがって、整備プロセス（例えばクリーニング、交換、補充、および／または修理）は、汚染を招く作業になるか、または、不良を引き起こすことがある。さらに、整備プロセス自体および、または真空の再確立に長い時間がかかることがある。

したがって、整備作業に必要な時間を最短にし、整備作業自体による汚染および、または不良の危険を最小限にする方法を提供することが、本発明の目的である。

この目的およびその他の目的は、冒頭の段落で特定したような方法において、本発明により達成される。この方法の特徴は、
＊ロード・ロックを介して機械部品を内部空間の外へと搬出すること、および
＊整備された機械部品および別体交換用機械部品のうち一方を、ロード・ロックを介して内部空間内に搬入することである。本方法は、機械の内部を開放することによって、機械の内部で維持されている状態を妨害する必要性をなくす。

本発明の一形態によれば、本方法は、
＊内部空間の外側で機械部品をクリーニングし、これを前記整備された機械部品にすること、および
＊ロード・ロックを介して整備された機械部品を内部空間に搬入することを含む。本方法は、クリーニングのために取り出した部品を交換するために、交換用機械部品がない状況で適用できることが好ましい。

本発明の一形態によれば、別体交換部品が機械部品の清浄なものであり、別体交換用機械部品は、ロード・ロックを介して内部空間内に搬入される。この方法は、機械から取り出す部品を交換するために、スペア部品がある状況に適用できることが好ましい。機械は、交換用部品でほぼ連続して使用することができる。これは、より高い生産量を保証する。

本発明の一形態によれば、機械部品は、接続装置を介して機械に接続し、また機械から分離することができる。このような接続装置により、機械部品を正確に取り上げ、送出することができる。

本発明の一形態によれば、接続装置は、接続および分離の間、自動的に位置合わせされる。このような自動位置合わせ接続装置は、対応する形状の溝と接続することのできるテーパ状突起によって形成可能であろう。自動位置合わせの効果は、テーパ形状によって達成され、突起が溝に対して完全に位置合わせされなくとも、接続が成功することを保証する。

本発明の一形態によれば、機械部品が基板テーブルであり、変位機構によって基板テーブルをチャックに対して変位させることを特徴とする。このような変位機構は、基板テーブルを容易に取り上げることができるように、チャックに対して基板テーブルを変位させるために使用することができる。

本発明の一形態によれば、チャックに対して基板テーブルを変位させることは、
＊第一位置で基板テーブルを通って第一方向に延在するピン、およびピンが基板テーブルを通って延在していない第二位置にある場合は、第一位置に対してほぼ直角である第二方向では基板テーブルのうち少なくとも一方を動かすこと、および
＊ピンを第一方向に動かすことにより、チャックに対して基板テーブルを変位させることを含む。

本方法は、グリッパから基板テーブルを受けるか、グリッパに基板テーブルを提供するか、またはその両方を実行する容易で費用効果が高い方法を提供する。

本発明の一形態によれば、ピンおよび基板テーブルのうち少なくとも一方の第二方向への動きは、回転運動である。基板テーブルに対するピンの回転（またはその逆）は、本発明の空間節約の実施形態である。

本発明の一形態によれば、機械はリトグラフ投射装置である。方法は、リトグラフ産業に利用できるので有利である。というのは、リトグラフ投射装置が、環境より低い圧力に維持される内部空間を備えることができるからである。この装置は、非常に高価でもあり、したがって内部を整備するために生産を停止することは、非常に費用がかかる。

本発明の一形態によれば、機械部品は、基板を把持し、解放するよう構成されたグリッパ、および基板を支持するよう構成された基板テーブルのうち少なくとも一方である。機械部品は、機械を出し入れするのに特に有用である。というのは、これらの機械部品は基板に接触し、したがって可能な限り清浄に維持する必要があるからである。

別の観点によれば、本発明は、内部空間を有する装置に係わり、内部空間が第一圧力に維持され、ロード・ロックを介して第二圧力を有する環境から分離され、
装置が、ロード・ロックを介して機械部品を内部空間から外へと移送するよう構成され、ロード・ロックを介して整備された機械部品および別体交換用機械部品のうち一方を内部空間内に受容するように構成される。

本発明の一形態によれば、装置がリトグラフ投射装置であり、
＊放射投影ビームを提供する放射装置と、
＊パターン付与手段を支持する支持構造とを有し、パターン付与手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターン形成する働きをし、さらに、
＊基板を保持する基板テーブルと、
＊パターン形成したビームを基板の目標部分に投射する投射装置とを含む。

本発明の実施形態によると、装置は、内部空間の外側で機械部品をクリーニングし、前記整備された機械部品のようにして、整備された機械部品をロード・ロックを介して内部空間へと移送するよう構成される。

本発明の一形態によれば、別体交換用部品は、機械部品の清浄なものであり、装置は、別体交換用機械部品をロード・ロックを介して内部空間内に搬入するように構成される。

本発明の一形態によれば、機械部品は、接続装置によって機械に対して接続、分離可能である。

本発明の一形態によれば、接続装置は、接続および分離中に自動的に位置合わせされる。

本発明の一形態によれば、機械部品は基板テーブルであり、さらにチャックに対して基板テーブルを変位させる変位機構を備える。

本発明の一形態によれば、変位機構が、
＊ピンを備え、これは第一位置で、基板テーブルを通って第一方向に延在することができ、ピンを第一方向に移動することにより、チャックに対して基板テーブルを変位させることができ、さらに、
＊ピンが、基板テーブルを通って延在しない第二位置にある場合に、ピンおよび基板テーブルのうち少なくとも一方を、第一方向に対してほぼ直角である第二方向に移動させるシフト機構を備える。

本発明の一形態によれば、ピンおよび基板テーブルのうち少なくとも一方の第二方向での運動は、回転運動である。

本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細なる参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文で使用した用語「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」は、それぞれ一般的な用語である「マスク」、「基板」、「目標部分」に置き換えて使用できることは当業者にとって自明であろう。

以下、添付の模式図を見ながら、本発明の実施例についての詳細説明を単なる例示として行う。図中、対応する符号は、対応部品を示す。

図１は、本発明の独自の実施形態に基づくリトグラフ投射装置１を示したものである。この装置は、
＊本発明の具体例において、放射源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給する放射装置Ｅｘ、ＩＬと、
＊マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーを備え、かつ、装置ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行なった第一オブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
＊基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、かつ、装置ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結された第二オブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴと、
＊マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたはそれ以上のダイから成る）に画像形成する投射装置（レンズ）ＰＬ（例えば反射屈折レンズ系）とにより構成されている。

ここで示しているように、この装置は反射タイプ（すなわち反射マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば（透過マスクを有する）透過タイプのものも可能である。または、本装置は、上記に関連するタイプである一連のプログラム可能なミラーといったような、他の種類のパターン付与手段も使用可能である。

ソース（発生源）ＬＡ（例えば、Ｈｇランプ、エキシマレーザ、保存リングまたはシンクロトロンで電子ビームの経路の周囲に設けたアンデュレータ、レーザプラズマソースまたは電子またはイオンビームソース）は放射線ビームを作り出す。このビームは、直接的に、または、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外側および／または内側放射範囲（一般に、それぞれ、外側σ、および内側σと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは、一般に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他の各種構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。

図１に関して、ソースＬＡはリトグラフ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リトグラフ投射装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および特許請求の範囲は、これら両方のシナリオを網羅するものである。

続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段ＰＷ（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に移動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭは、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、または走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびオブジェクトテーブルＷＴの運動は長ストローク・モジュール（粗動位置決め）および短ストローク・モジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては、図１に明示されていない。しかし、ウェハステッパの場合（走査ステップ式装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴは短ストローク・アクチュエータに連結されるだけであるか、または固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２および基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せできる。

ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／またはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２．スキャンモードにおいては、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向または反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４または１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。

図２は、リトグラフ隔室で基板Ｗを取り扱うプロセスの概略図を示す。図２に示すようなリトグラフ隔室は、２つの主要部品を備える。つまりトラック１０および例えば図１に関して示したようなリトグラフ投射装置である。基板２は、２つが図２で図示されているロード・ロックＬＬを通してトラック１０からリトグラフ投射装置１へ、およびその反対へと移動することができる。このようなロード・ロックＬＬは、以下で説明するように、トラック１０とリトグラフ投射装置との圧力差を克服するために使用される。

基板Ｗは、８つが図２に図示されているいわゆるプロセスステーション２１内に配置される。このプロセスステーション２１内で、基板Ｗは被覆することができるが、当業者に知られているように、他のプロセスも実行することができる。このようなプロセスステーション２１には、基板Ｗを支持する支持構造（図示せず）を設ける。

基板Ｗは、トラック１０に配置された第一操作装置３０によってプロセスステーション２１から取り出すことができる。このような操作装置３０は、相互に対して回転可能な異なるアーム部品で形成されたアームセット３１を備えることができる。アームセット３１の先端には、グリッパ３２を設け、これは当業者に知られているように基板Ｗを把持し、解放することができる。第一操作装置３０は、基板Ｗをプロセスステーション２１から取り上げ、基板Ｗをロード・ロックＬＬに送出する。

リトグラフ投射装置１内に配置された第二操作装置３０’が、ロード・ロックＬＬの他方側で基板Ｗを取り上げて、これをリトグラフ投射装置１内に移送する。第二操作装置３０’は、図４に関して以下でさらに説明するように、基板Ｗを事前位置合わせ装置５０および／または基板テーブルＷＴを備えた基板ステージ６０へと移動することができる。事前位置合わせ装置５０は、例えば第二操作装置３０’に対する基板Ｗの位置を正確に制御するために使用される。第二操作装置３０’に対する基板Ｗの相対的位置が分かっている場合のみ、第二操作装置３０’は、基板Ｗを基板ステージ６０に正確に配置することができる。事前位置合わせ装置５０には、一般的に、基板Ｗを支持する支持構造、つまり基板テーブルを設ける。露光および／または位置合わせ手順の間に基板Ｗを移動するため、（矢印Ｔで示すように）基板ステージ６０を配置することができる。

漸進的に小型化するパターンを生成するために、ＥＵＶ放射線としった漸進的に小さくなる波長を有する放射線を使用して、基板Ｗにパターンを投影する。しかし、ＥＵＶ放射線は、気体などの物質に貫入せず、したがってＥＵＶ放射線を使用するリトグラフ投射装置１は真空状態Ｐ_vacを維持するが、トラック１０では、例えば環境圧力Ｐ_envといったこれより高い圧力を維持することができる。したがって、マスクＭＡ、基板Ｗなどを、ロード・ロックＬＬを使用してリトグラフ投射装置１から出し入れすることができる。

ロード・ロックＬＬの概略図を図３に示す。ロード・ロックＬＬは、内部空間を囲む壁によって形成される。ロード・ロックＬＬはさらに２つのドアを備え、第一ドア１３はリトグラフ投射装置１に面し、第二ドア１４はトラック１０に面する。両方のドア１３、１４の閉鎖時には、ロード・ロックＬＬ内の圧力を、例えばロード・ロックＬＬにポンプを使用するか、通気することにより調節することができる。図３は、ロード・ロックＬＬ内に配置された基板Ｗも示す。ロード・ロックは任意選択で中間床１５も有し、したがって基板Ｗを中間床１５上に、場合によってはロード・ロックＬＬの底部に配置することができる。

ロード・ロックＬＬ内で真空状態Ｐ_vacが獲得されたら、第一ドア１３を開放し、第二操作装置３０’によって例えば基板Ｗをリトグラフ投射装置１に送出し、そこから収集することができる。第一ドア１３が閉鎖した後、ロード・ロックＬＬは、環境圧力Ｐ_envが獲得されるまで通気してよい。次に、第二ドア１４を開放し、第一操作装置３０によって基板Ｗをトラック１０に送出し、そこから収集することができる。

既に以上で述べたように、汚染粒子の発生は完全に防止することができない。したがって、リトグラフ投射装置１は、定期的にまたは必要に応じて整備する必要がある。これは一般的に、リトグラフ投射装置を開放し、適宜、真空状態が破壊されることを意味する。真空を再度確立するには、長時間かかる。さらに、整備プロセス自体が汚染を招く手順になるか、不良を引き起こすこともある。

本発明の実施形態によると、上述したような整備プロセスの代替方法が提供される。リトグラフ投射装置１を開放し、場合によってはその内部の真空を破壊する代わりに、ロード・ロックＬＬを介してリトグラフ投射装置１から取り出せるような方法で、リトグラフ投射装置１の部品を構成するのである。これは、上述したように、既存のロード・ロックＬＬで実行することができるが、これは、例えば比較的大きい寸法を有するといった、この作業専用のロード・ロックＬＬで実行することもできる。

したがって、リトグラフ投射装置１を開放せずに、部品をリトグラフ投射装置１から取り出し、整備（例えばクリーニング、補充または修理）することができる。整備作業の間、部品はロード・ロック１１を介して別の交換用部品（例えば新しい部品または以前に整備したが異なる部品）と交換することができる。したがって、リトグラフ投射装置１は、取り外した部品を整備する間、交換用部品で作業を継続することができる。言うまでもなく、整備中に部品を交換する必要はない。しかし、交換を使用しない場合、リトグラフ投射装置１は整備中、正常に機能しないことがある。

リトグラフ投射装置１から取り出すことが好ましい機械部品は、上述したプロセス中に基板ＷまたはマスクＭＡとの接触表面を有する部品である。実施形態では、グリッパ３２’および基板テーブルＷＴは、上述した方法でリトグラフ投射装置１から取り出すことができる。理解されるように、消耗部品または不良になり得る部品または不良になりやすい部品などの他の機械部品は、説明した方法でリトグラフ投射装置１から取り出すことができる。

図４は、グリッパ３２’をロード・ロックＬＬに送出する第二操作装置３０’の部分を示す。グリッパ３２’は、アームセット３１’上に設けた２つの突起３４によって第二操作装置３０’のアームセット３１’に接続される。突起は、明白なようにグリッパ３２’上に設けた対応する溝と係合し、突起をグリッパ３２’上に、溝をアームセット３１’上に設けることができる。部品は、電力または磁力など、あらゆる種類のメカニズムを使用してまとめることができる。グリッパ３２’とアームセット３１’を接続するために、他のシステムも使用できることが理解される。第二操作装置３０’は、グリッパ３２’を中間床１５に提供する。

ロード・ロックの床に設けた第二グリッパ３２”は、第二操作装置３０’によってすぐに取り出される。突起３４および溝３３の形状は、自動位置合わせ効果が達成されるような方法で選択することが好ましい。つまり、アームセットが第二グリッパ３２”に近づいた時に突起３４が溝３３と完璧に位置合わせされていなくとも、突起３４はなお溝３３に入り、溝３３の形状の結果として所望の位置へと誘導される。

同様の作業を基板テーブルＷＴで実行することができる。したがって、基板テーブルＷＴは、基板ステージ６０から解放可能にしなければならない。一具体例では、基板を支持し、これと接触する部分である基板テーブルは、基板テーブルを支持するチャックから変位することができ、したがってグリッパは、基板テーブルを基板ステージから取り外すか、それに提供することができる。このような構成の利点は、特殊な接続装置が必要でないこと、把持具が従来通りに基板テーブルを把持して、基板テーブルをチャックへと上昇させるか、そこから下降させることができることである。基板テーブルは、専用アクチュエータ、解放可能なばね構成など、任意の手段によって（チャックから、またはチャックへと）変位することができる。このような基板テーブル変位機構の具体例を、図５ａ、図５ｂ、図６ａおよび図６ｂに関して以下で説明する。または、基板テーブルは、解放可能であるが、チャックから変位できない。このような場合、基板テーブルは、グリッパを基板テーブルへと接続するために、何らかの形態の接続装置を有する可能性が高い。これで、グリッパは、基板テーブルのチャックからの変位を容易にする。このような接続装置の実施形態を、図７に関して以下で説明する。

図５ａは、本発明の一具体例による基板ステージ６０の側面図を示す。基板ステージ６０は、チャック６１および基板テーブルＷＴを備える。基板ステージ６０にはさらに、好ましくは３本以上のピン６３（そのうち２本のみを示す）を設ける。ピン６３はチャック６１および基板テーブルＷＴの開口を通してほぼ垂直方向に延在し、矢印で示すように、ほぼ垂直方向に移動することができる。図５ａから見られるように、基板テーブルＷＴの開口は、チャック６１の開口より多少小さい直径を有する。ピン６３は通常、当業者によって理解されるように、グリッパ３２’から基板Ｗを支持し、基板Ｗを基板テーブルＷＴへと上下させ、その逆も実行するのに使用される。

本発明の一具体例によると、ピン６３は、基板テーブルＷＴをチャックから持ち上げるのにも使用することができる。ピン６３は、シフトによって水平に変位し、したがってもはや基板テーブルＷＴの開口とは整列していない。代替的または追加的に、基板テーブルＷＴ自体を、シフト機構によって水平に変位してよい。基板テーブルＷＴの開口は、チャック６１の開口より多少小さい直径を有するので、これは図５ｂで見られるように達成することができる。ピン６３がほぼ垂直方向に移動すると、これは基板テーブルＷＴをチャック６１から上昇させる。これで、グリッパ３２’はピン６３から基板テーブルＷＴを外し、さらにこれを例えばロード・ロックＬＬへと移送することができる。

図６ａ、図６ｂは、ピン６３を使用して基板テーブルＷＴをチャック６１から持ち上げる別の具体例を示す。図６ａは、基板テーブルＷＴの上面図を示し、３つの開口を示して、これを通してピン６３がほぼ垂直方向に移動することができる。基板テーブルＷＴを持ち上げるために、ピン６３は、もはや基板テーブルＷＴに設けた開口とは整列しないよう移動しなければならない。図６ｂは、これが、シフト機構によってピン６３を回転することにより、容易に達成できることを示す。言うまでもなく、代替的または追加的に基板テーブルＷＴをシフト機構で回転することができる。

図５、図６の具体例では、基板テーブルＷＴを基板ステージ６０へと移送し、ピン６３を使用してチャック６１上へと下降できるよう、プロセスを逆転することができる。

図７に示した別の具体例によると、グリッパ３２’には突起３４を設け、基板テーブルＷＴには溝３３を設けるか、その逆を設ける。突起３４および溝３３は、図４に関して既に検討したように、類似している。これで、グリッパ３２’は基板テーブルＷＴと係合し、基板テーブルＷＴを容易に上下することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実施できる。実施例の説明は、本発明を限定する意図ではない。

本発明の一形態としてのリトグラフ投射装置を示す。 本発明の一形態としてのリトグラフ投射装置およびトラックを備えるリトグラフ隔室の略上面図である。 本発明の一形態としてのロード・ロックを概略的に示す。 本発明の一形態としてのロード・ロックを概略的に示す。 図５ｂと共に、本発明の一形態としての基板ステージを概略的に示す。 図５ａと共に、本発明の一形態としての基板ステージを概略的に示す。 図６ｂと共に、本発明の一形態としての基板テーブルの上面図を概略的に示す。 図６ａと共に、本発明の一形態としての基板テーブルの上面図を概略的に示す。 本発明の一形態としてのる基板テーブルの側面図を概略的に示す。

Claims (19)

1. 機械（１）の内部空間（１１）が、第一圧力（Ｐ_vac）に維持され、ロード・ロック（ＬＬ）を介して第二圧力（Ｐ_env）を有する環境から分離されており、前記内部空間（１１）内に配置された機械部品を整備する方法において、
   機械部品（３２、ＷＴ）を、前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）の外に搬出すること、および
   整備された前記機械部品および別体交換用機械部品のうちの一方を、前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）内に搬入することによって特徴づけられる機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
2. 前記内部空間（１１）の外部で前記機械部品（３２、ＷＴ）をクリーニングして、これを前記整備された機械部品（３２、ＷＴ）にすること、および
   前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して、前記整備された機械部品（３２、ＷＴ）を前記内部空間（１１）内に搬入することによって特徴づけられる請求項１に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
3. 前記別体交換部品（ＷＴ、３２）が前記機械部品（ＷＴ、３２）の清浄なものであり、前記別体交換用機械部品が、ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）内に搬入されることを特徴とする請求項１に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
4. 前記機械部品（３２、ＷＴ）が、接続装置を介して、前記機械（１）に対して、接続、分離可能である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
5. 前記接続装置（３３、３４）が、接続および分離の間、自動的に位置合わせされる請求項４に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
6. 前記機械部品が基板テーブルであり、変位機構によって、基板テーブルをチャックに対して変位させることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
7. チャックに対して基板テーブルを変位させることが、
   前記基板テーブルを貫通して第一方向に延在するピン（６３）、および、前記基板テーブルのうち少なくとも一方を移動させる段階であって、前記前記基板テーブルの移動は、前記ピンが前記基板テーブルを貫通して延在していない第二位置にある場合に行なわれ、前記第一位置に対して実質的に直角である第二方向への動きである、前記移動段階と、
   前記ピンを前記第一方向に移動させて、前記基板テーブルを前記チャックに対して変位させる段階とを含む請求項６に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
8. 前記ピン（６３）および前記基板テーブル（ＷＴ）のうち少なくとも一方の前記第二方向への動きが回転運動である請求項７に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
9. 前記機械（１）がリトグラフ投射装置である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
10. 前記機械部品（３２、ＷＴ）が、基板（Ｗ）を把持し、また解放するように構成されたグリッパ（３２）、および、基板（Ｗ）を支持するように構成された基板テーブル（ＷＴ、６０）のうち少なくとも一方である請求項９に記載された機械の内部空間内に配置された機械部品の整備方法。
11. 内部空間（１１）を有する装置であり、該内部空間（１１）が、第一圧力（Ｐ_vac）に維持され、ロード・ロック（ＬＬ）を介して第二圧力（Ｐ_env）を有する環境から分離されている前記内部空間（１１）を有する装置において、
    前記装置が、ロードロック（ＬＬ）を介して、機械部品（ＷＴ、３２）を前記内部空間（１１）の外に搬出するように構成されるとともに、整備された前記機械部品（３２、ＷＴ）および別体交換用機械部品のうち一方を、前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）内に受容するように構成されていることを特徴とする内部空間を有する装置。
12. 前記装置がリトグラフ装置（１）であり、
    ＊放射線投影ビーム（ＰＢ）を提供する放射装置（Ｅｘ、ＩＬ）と、
    ＊所望のパターンに従って前記投影ビーム（ＰＢ）にパターン付与するためのパターン付与手段（ＭＡ）を支持する支持構造（ＭＴ）と、
    ＊基板（Ｗ）を保持する基板テーブル（ＷＴ）と、
    ＊パターン付与された前記投影ビーム（ＰＢ）を前記基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）に投影するための投射装置（ＰＬ）とを含む請求項１１に記載された内部空間を有する装置。
13. 前記装置が、前記内部空間（１１）の外部で前記機械部品（３２、ＷＴ）をクリーニングして、前記整備された機械部品（３２、ＷＴ）になし、前記整備された機械部品（３２、ＷＴ）を、前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）内に搬入するように構成されている請求項１１または請求項１２に記載された内部空間を有する装置。
14. 前記別体交換用部品（ＷＴ、３２）が、前記機械部品（ＷＴ、３２）の清浄なものであり、前記装置が、前記別体交換用機械部品を、前記ロード・ロック（ＬＬ）を介して前記内部空間（１１）内に搬入するように構成されている請求項１１または請求項１２に記載された内部空間を有する装置。
15. 前記機械部品（３２、ＷＴ）が、接続装置により、前記機械（１）に対して接続、分離できるようになっている請求項１１から請求項１４までのいずれか１項に記載された内部空間を有する装置。
16. 前記接続装置（３３、３４）が、接続および分離中に、自動的に位置合わせされるようになっている請求項１５に記載された内部空間を有する装置。
17. 前記機械部品が基板テーブルであり、さらに、チャックに対して基板テーブルを変位させる変位機構を有する請求項１１から請求項１６までのいずれか１項に記載された内部空間を有する装置。
18. 前記変位機構がピン（６３）を含み、該ピンが、第一位置において、前記基板テーブルを貫通して第一方向に延在することができ、また、前記ピンを前記第一方向に動かすことにより、前記チャックに対して前記基板テーブルを変位させることができ、さらに、
    前記変位機構がシフト機構を含み、該シフト機構は、前記ピンが前記基板テーブルを貫通して延在しない第二位置にある場合に、前記ピンおよび前記基板テーブルのうち少なくとも一方を、前記第一方向に対して実質的に直角である第二方向に動かすようになされている請求項６に記載された内部空間を有する方法。
19. 前記ピン（６３）および前記基板テーブル（ＷＴ）のうち少なくとも一方の前記第二方向における動きが回転運動である請求項１８に記載された内部空間を有する装置。

Images