JP2006100829A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン化デバイスや基板などのオブジェクトを迅速且つ効果的に支持領域に配置および除去可能なリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】本発明のリソグラフィ装置は、放射線ビームを調整する照明システムと、放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン化放射線ビームを形成するパターン化デバイスを支持するサポートと、基板を保持する基板テーブルと、パターン化放射線ビームを基板のターゲット部分に投射する投影システムと、交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移送するように構成されたロボットとを有している。ロボットは、アームと、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを備えたエンド・エフェクタとを有している。エンド・エフェクタは、支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転可能に、ロボットのアームに接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明はリソグラフィ装置および方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板（一般的には基板のターゲット部分）に所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、マスクあるいはレチクルとも呼ばれるパターン化デバイス（パターン付与デバイス）を用いて、ＩＣの個々の層に形成する回路パターンが生成され、このパターンが、基板（例えばシリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイ部分が含まれている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板に提供されている放射線感光材料（レジスト）の層への画像化（イメージング）を介して実施される。通常、１枚の基板は、順次パターン化される隣接ターゲット部分網を含む。従来のリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射線ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査しつつ、基板をこの方向に平行に、あるいは逆平行に同期走査することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるスキャナとがある。パターンを基板上へ転写することによってパターン化デバイスから基板へパターンを転送することも可能である。

従来のリソグラフィ装置は、上記パターン化デバイスを支持するように構築されたサポートを備えている。サポートは、通常、パターン化デバイスを交換している間にパターン化デバイスをサポートから若干上方に押し上げ、あるいはパターン化デバイスをサポート内へと降下させるようになされた多数の引込み可能ピン、いわゆるＲピンを備えている。サポートの横には２つのマニピュレータが設けられており、各マニピュレータは、対応するパターン化デバイスを引込み可能ピンへ、また対応するパターン化デバイスを引込み可能ピンから移送するように構成されたキャリアを有するエンド・エフェクタを備えている。したがってピンを上に向かって延ばし、一方のマニピュレータを使用してピンからパターン化デバイスをピック・アップして他のステーションへ移動させ、その間に、もう一方のマニピュレータを使用して、依然として延びた状態にあるピンの上にパターン化デバイスを置き、ピンを後退させることによってパターン化デバイスをサポート内に降下させることができる。しかしながら、引込み可能ピンおよび２つのマニピュレータを備えたこのような構造／構成は、どちらかと言えば複雑であり、且つ高価である。

またリソグラフィ装置は、通常、上記パターン化デバイスを支持するように構築されたサポートと、タレット（回転テーブル）に取り付けられた垂直方向に移動可能な２つのマニピュレータとを備えている。マニピュレータを備えたタレットは、サポートの上方に取り付けられている。各マニピュレータには、タレットの位置に応じて、対応するマニピュレータがサポートの上方に位置すると、対応するパターン化デバイスをサポートから直接ピック・アップし、あるいは対応するパターン化デバイスをサポートの上に置くようになされたキャリアを有するエンド・エフェクタが接続されている。したがって一方のマニピュレータを使用してサポートからパターン化デバイスをピック・アップし、タレットを回転させ、もう一方のマニピュレータを使用してパターン化デバイスをサポート内に置くことができる。しかしながらタレットは大きなストロークを必要としており、パターン化デバイスをタレットへ移送し、またパターン化デバイスをタレットから移送するためには、場合によっては４軸マニピュレータを必要とする。マニピュレータを必要とするような場合、このような構造／構成を使用したパターン化デバイスの交換には時間が必要である。

本発明の実施例は、パターン化デバイスおよび／または基板などのようなオブジェクトを、特定のタイプの交換可能オブジェクトのための支持構造を形成するように意図された支持領域へ、あるいはこの支持領域から、迅速且つ効果的に交換するように構成されたリソグラフィ装置を含む。

本発明の一実施例によれば、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン化放射線ビームを形成することができるパターン化デバイスを支持するように構築されたサポートと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン化放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するようになされた投影システムと、交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移動させるように構成されたマニピュレータあるいはロボットであって、このマニピュレータあるいはロボットはエンド・エフェクタを含み、このエンド・エフェクタは、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを含み、またこのエンド・エフェクタは、支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転可能に接続されているマニピュレータまたはロボットとを有するリソグラフィ装置が提供される。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置は、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン化放射線ビームを形成することができるパターン化デバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン化放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するように構成された投影システムと、交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移送するように構成されたロボットであって、このロボットはアームおよびエンド・エフェクタを含み、このエンド・エフェクタは、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを含み、またエンド・エフェクタは、支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転可能にロボットのアームに接続されているロボットとを有している。

少なくとも２つのキャリアを備えたエンド・エフェクタを提供すること、およびエンド・エフェクタを回転軸線の周りに回転可能にマニピュレータあるいはロボットに接続することによって、使用するサーボ軸線の数を少なくすることができる。また、支持領域の真上の常設構造が不要になる。

本明細書で使用する「支持領域」という用語は、交換可能オブジェクトが支持される際にその底面が位置する領域を広く意味するものである。本発明の一実施例では、支持領域は支持平面である（つまり支持領域が平面内に位置している）。支持領域が、支持構造の複数の支持ポイントまたは支持表面を通して延びる仮想領域であることは理解されよう。支持構造は、パターン化デバイス、基板を保持するように構築された基板テーブル、あるいはリソグラフィ装置内における特定のタイプの交換可能オブジェクトのためのサポートを形成するように意図された他の任意の支持構造を支持するように構築されたサポートとすることができる。

本発明の一実施例では、エンド・エフェクタ上のキャリアは、エンド・エフェクタが回転軸線の周りに回転したときに、支持構造とパターン化デバイスの受け渡しを実行することができるように各キャリアが支持領域に対して位置付けられ得るように、位置決めされている。

本発明の一実施例では、エンド・エフェクタ上のキャリアは、回転軸線によって中心軸線が規定される仮想円柱に対して正接位置にある（接線をなしている）。

本発明の他の実施例では、第１および第２のキャリアは互いに上下に平行に配置されており、エンド・エフェクタ上の第１のキャリアと第２のキャリアの間の角度は１８０度である。

本発明の一実施例では、マニピュレータまたはロボットは、別のリンケージによって互いに回転可能に接続された複数のアームを備えたマニピュレータまたはロボットを含む。複数のアームのうちの第１のアームの近位端はベース部分に回転可能に接続されており、また複数のアームの遠位端には、回転軸線の周りに回転可能に接続された少なくとも２つのキャリアを備えたエンド・エフェクタが配置されている。この構成により、大きな自由度がマニピュレータまたはロボットに提供され、これは１つのマニピュレータのみを使用することを可能にする。このマニピュレータは、支持構造の横に配置することができるため、支持構造の上方に自由な空間が残される。例えば、マニピュレータまたはロボットは、エンド・エフェクタを支持領域の上方へ移動させて第１のキャリアに支持構造からパターン化デバイスをピック・アップさせ、エンド・エフェクタを回転軸線の周りに回転させ、第２のキャリアに別のパターン化デバイスを支持構造内に置かせ、そしてエンド・エフェクタを支持構造から移動させることができる。

本発明の他の実施例では、マニピュレータまたはロボットは、ベース部分に対して移動可能に配置された１つのアームであって、支持領域に対して直角な方向に移動可能であり、且つサポートの上方に配置された１つのアームを含む。アームの遠位端にはエンド・エフェクタが回転軸線の周りに回転可能に接続されている。このタイプのマニピュレータまたはロボットは単純であり、第１のキャリアを使用して支持構造から交換可能オブジェクトをピック・アップし、アームを上に向かって移動させ、エンド・エフェクタを回転させ、アームを下に向かって移動させ、そして第２のキャリアを使用して別のパターン化デバイスを支持構造内に置くことができる。

本発明の一実施例では、上記マニピュレータまたはロボットは、交換可能オブジェクトを第１のマニピュレータのエンド・エフェクタへ、また第１のマニピュレータのエンド・エフェクタから移動させるための第２のマニピュレータまたはロボットと組み合わせて使用される。第２のマニピュレータは、交換可能オブジェクトを搬送するように構成されたキャリアを備えたエンド・エフェクタを含む。したがって、第１のマニピュレータの回転可能エンド・エフェクタ上の第１および／または第２のキャリアによって搬送された交換可能オブジェクトを、第２のマニピュレータのキャリアを使用して配置および除去することができる。

本発明の一実施例では、第２のマニピュレータまたはロボットは、別のリンケージによって互いに回転可能に接続された複数のアームを備え、そのうちの第１のアームの近位端がベース部分に回転可能に接続され、該複数のアームの遠位端にエンド・エフェクタが配置されたタイプのマニピュレータまたはロボットである。この構成により、大きな自由度が第２のマニピュレータまたはロボットに提供され、交換可能オブジェクトを第１のマニピュレータまたはロボットへ、また第１のマニピュレータまたはロボットから、配置および除去することが可能になるだけでなく、交換可能オブジェクトを支持構造へ、また支持構造から、直接配置および除去することが可能になる。

本発明の一実施例によれば、照明システムを使用して放射線ビームを調整するステップと、放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン化放射線ビームを形成するパターン化デバイスをサポート上に支持するステップと、基板を基板テーブル上で保持するステップと、パターン化放射線ビームを投影システムを使用して基板のターゲット部分に投射するステップとを含むデバイス製造方法であって、交換可能オブジェクトがマニピュレータまたはロボットによって操作されて支持領域へ、および支持領域から移送され、このマニピュレータが、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを備えたエンド・エフェクタを含み、エンド・エフェクタが、支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転可能にマニピュレータまたはロボットに接続されており、またこのエンド・エフェクタが、支持領域上の交換可能オブジェクトを交換するために回転軸線の周りで回転することを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本発明の一実施例によるデバイス製造方法には、放射線ビームをパターン化するステップと、パターン化された放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するステップと、ロボットを使用して交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移送するステップとが含まれており、このロボットは、アームと、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを備えたエンド・エフェクタとを含み、このエンド・エフェクタは、支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りで回転可能にロボットのアームに接続されている。またエンド・エフェクタは、支持領域上の交換可能オブジェクトを交換するためにその回転軸線の周りに回転する。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図中、同じ参照記号は同じ部品を表している。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線）を調整するようになされた照明システム（イルミネータ）ＩＬ、およびパターン化デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するようになされた支持構造であって、前記パターン化デバイスを特定のパラメータに従って正確に位置決めするようになされた第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴを備えている。このリソグラフィ装置はさらに、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するようになされた基板テーブルであって、前記基板を特定のパラメータに従って正確に位置決めするようになされた第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴ、およびパターン化デバイスＭＡによって放射線ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイが含まれている）に投影するようになされた投影システム（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳを備えている。

照明システムは、放射線を導き、整形し、あるいは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントあるいは他のタイプの光学コンポーネントもしくはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

支持構造は、パターン化デバイスを支持、すなわちパターン化デバイスの重量を支える。支持構造は、パターン化デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、例えばパターン化デバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた態様でパターン化デバイスを保持する。支持構造には、パターン化デバイスを保持するための機械式締付け（クランプ）技法、真空締付け技法、静電締付け技法あるいは他の締付け技法を使用することができる。支持構造は、例えば必要に応じて固定もしくは移動させることができるフレームであってもよく、あるいはテーブルであってもよい。支持構造は、例えば投影システムに対して、パターン化デバイスを確実に所望の位置に配置することができる。本明細書における「レチクル」あるいは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用されている「パターン化デバイス」という用語は、放射線ビームの断面にパターンを付与し、それによって基板のターゲット部分にパターンを生成するために使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。また、放射線ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンに位相シフト・フィーチャすなわちいわゆる補助フィーチャが含まれている場合など、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。通常、放射線ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に生成されるデバイス、例えば集積回路中の特定の機能層に対応している。

パターン化デバイスは、透過型であってもよく、あるいは反射型であってもよい。パターン化デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイおよびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィの分野において良く知られており、バイナリ、交互位相シフトおよび減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに配列された微小ミラーが使用される。微小ミラーの各々は、入射する放射線ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができ、傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射線ビームにパターンが付与される。

本明細書で使用する「投影システム」という用語には、使用する露光放射線に適した、あるいは液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系および静電光学系もしくはそれらの任意の組み合わせを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されるものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、透過型（例えば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、このリソグラフィ装置は、反射型（例えば上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイもしくは反射型マスクを使用した）タイプの装置であってもよい。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（および／または複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「マルチ・ステージ」マシンの場合、追加のテーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルを露光のために使用している間に１つまたは複数の他のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。

リソグラフィ装置はまた、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体（例えば水）で覆われており、それによって投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。またリソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることでよく知られている。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造が液体に浸されることを意味しているのではなく、露光の間に投影システムと基板の間に液体が存在していることを単に意味しているにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。放射線源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射線源およびリソグラフィ装置は、別個の構成要素とすることができる。このような場合、放射線源はリソグラフィ装置の一部を形成しているものとは見なされず、放射線ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビーム・エキスパンダを備えたビーム送達システムＢＤを使用して放射線源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の、例えば放射線源が水銀灯などである場合、放射線源はリソグラフィ装置の一構成部品とすることができる。放射線源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム送達システムＢＤと共に放射線システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射線ビームの角強度分布を調整するようになされたアジャスタＡＤを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部および／または内部ラジアル範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）は調整が可能である。またイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射線ビームを調整し、所望の一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

放射線ビームＢは、支持構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターン化デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン化デバイスによってパターン化される。マスクＭＡを透過した放射線ビームＢは、放射線ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉デバイス、リニア・エンコーダもしくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによって例えば異なるターゲット部分Ｃを放射線ビームＢの光路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、例えばマスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に検索した後で、あるいはその走査中に、マスクＭＡを放射線ビームＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現される。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決めデバイスＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュールおよび短ストローク・モジュールを使用して実現される。ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク・アライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。図に示すように、基板アライメントマークは専用ターゲット部分を占有しているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（これらのアライメントマークは、スクライブレーン・アライメントマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡに複数のダイが提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメントマークを配置してもよい。

図に示す装置は、以下に示す複数のモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。

（１）ステップ・モード
このモードでは、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

（２）走査モード（スキャン・モード）
このモードでは、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間にマスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期して走査される（すなわち単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）および画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、また走査運動の長さによってターゲット部分の高さ（走査方向の高さ）が決定される。

（３）その他のモード
他のモードでは、マスク・テーブルＭＴはプログラム可能パターン化デバイス基本的に静止状態に保持し続け、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間に基板テーブルＷＴが移動もしくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射線源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射線パルスと放射線パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化デバイスが更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化デバイスを利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組み合わせおよび／またはその変形形態もしくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２および図３は、図１に示すリソグラフィ装置に組み込むことができる実施例であって、パターン化デバイスＭＡを図１に示す支持構造ＭＴへ、あるいは支持構造ＭＴから移送するように構成されたマニピュレータあるいはロボット１の一実施例を示したものである。マニピュレータまたはロボット１は、リソグラフィ装置の支持フレームに接続することができるベース部分５に回転可能に接続された２つのアーム３、４を含むロボット・アーム構造である。この２つのアーム３、４は、例えばサーボ軸線によって形成されるリンケージによって互いに接続されている。第２のアーム４の遠位端にはエンド・エフェクタ６が設けられており、エンド・エフェクタ６には第１および第２のキャリア７、８が接続されている。図３から分かるように、エンド・エフェクタ６は回転軸線９を有しており、この回転軸線９を介して第２のアーム４に接続されている。回転軸線９は、パターン化デバイスの底面がその支持位置に位置することになる支持構造ＭＴの支持領域に平行に延びている。図３に示す実施例では、支持領域および回転軸線はいずれも実質的に水平方向に延びている。サーボモータは、例えばこの回転可能な接続を駆動することができる。本発明の一実施例では、支持領域は平面内に位置している。

第１および第２のキャリア７、８は、互いに径方向に正反対に配置されている。サーボモータを約１８０度の角度だけ駆動すると、第１のキャリア７は第２のキャリア８の位置を引き継ぐことになる。

図４の（ａ）〜（ｈ）は、図２および図３に示すマニピュレータまたはロボット１およびそのエンド・エフェクタ６を用いた、支持構造ＭＴ内のパターン化デバイスＭＡを交換するための方法のステップのいくつかを示したものである。図４の（ａ）は支持構造ＭＴを示したもので、その中にパターン化デバイスＭＡｂが支持されている。交換の間、マニピュレータまたはロボット１は、既に第１のキャリア７によって保持されている別のパターン化デバイスＭＡａを有しているエンド・エフェクタ６を支持構造ＭＴの上方に移動させ（図４の（ｂ））、次にエンド・エフェクタ６の第２のキャリア８が支持構造ＭＴからパターン化デバイスＭＡｂをピック・アップすることができる位置までエンド・エフェクタ６を降下させる（図４の（ｃ））。次に、マニピュレータまたはロボット１は、エンド・エフェクタを上に向かって移動させ（図４ｄ）、続いて第１のキャリア７が下方に位置するよう、エンド・エフェクタ６をその回転軸線９の周りに約１８０度の角度回転させる（図４の（ｅ）および（ｆ））。次に、マニピュレータまたはロボット１は、エンド・エフェクタ６の第１のキャリア７が支持構造ＭＴ中にパターン化デバイスＭＡａを置くことができる位置までエンド・エフェクタ６を降下させ（図４の（ｇ））、続いてマニピュレータまたはロボット１は、エンド・エフェクタ６を支持構造ＭＴから移動させる。以上により、支持構造ＭＴ中にパターン化デバイスＭＡａを置くことができ、支持構造ＭＴの上方の空間は、再び、マニピュレータまたはロボット１の部品が存在しない自由空間になる（図４の（ｈ））。

図５は、本発明の一実施例によるマニピュレータまたはロボットであって、図１に示すリソグラフィ装置に組み込むことができるマニピュレータまたはロボットを示したものである。図５から分かるように、マニピュレータまたはロボット２０は、リソグラフィ装置の支持フレームに接続することができるベース部分２２に対して移動可能に配置された１つのアーム２１を有している。マニピュレータまたはロボットは、支持構造ＭＴの上方に配置されている。アーム２１の遠位端には、第１、第２、第３および第４のキャリア２４〜２７が接続されたエンド・エフェクタ２３が設けられている。エンド・エフェクタ２３は、回転軸線の周りに回転可能にアーム２１に接続されている。回転軸線は、パターン化デバイスの底面がその支持位置で位置することになる支持構造ＭＴの支持領域に平行に延びている。図５に示す実施例では、支持領域および回転軸線は、いずれも実質的に水平方向に延びている。サーボモータは、例えばこの回転可能な接続を形成／駆動することができる。

キャリア２４〜２７は、回転軸線の周りに等しく配分すること、すなわち互いに対して９０度の角度で配置することができる。したがってサーボモータの直角の駆動する（９０度、１８０度、２７０度）により、他のキャリアが最も下方の位置を引き継ぐことになる。

ロボット・アーム構造の第２のマニピュレータまたはロボット３０であって、リソグラフィ装置の支持フレームに接続することができるベース部分３４に回転可能に接続された３つのアーム３１、３２、３３を含む第２のマニピュレータまたはロボット３０が設けられている。アーム３１〜３３は、例えばサーボ軸線によって形成することができるリンケージによって互いに接続されている。第３のアーム３３の遠位端には、キャリアが接続されたエンド・エフェクタ３６が設けられている。

本発明の一実施例によれば、図５に示す２つのマニピュレータまたはロボット２０および３０を用いて支持構造ＭＴ中のパターン化デバイスＭＡを交換する方法は、エンド・エフェクタ２３のキャリア２４が支持構造ＭＴからパターン化デバイスＭＡをピック・アップすることができる位置までエンド・エフェクタ２３を降下させるステップを含む。次に、マニピュレータまたはロボット２０がエンド・エフェクタ２３を上に向かって移動させ、続いてキャリア２５〜２７のうちの他の１つが下方に位置するまでエンド・エフェクタ２３を例えば約９０度、１８０度もしくは２７０度の実質的に直角分だけその回転軸線９の周りに回転させる。マニピュレータまたはロボット２０は次に、新たに最も下方に位置しているキャリア２５〜２７のうちの１つが新しいパターン化デバイスＭＡを支持構造ＭＴ中に置くことができる位置までエンド・エフェクタ２３を降下させる。続いて、マニピュレータまたはロボット２０は、エンド・エフェクタ２３を支持構造ＭＴに対して再び上に向かって移動させる。したがって支持構造ＭＴ中のパターン化デバイスを速やかに交換することができ、それにより新しいパターン化放射線ビームが得られる。第２のマニピュレータまたはロボット３０は、この放射プロセスの間、もしくは所望の他の任意の瞬間に、エンド・エフェクタ２３の空になったキャリアにパターン化デバイスを配置するため、および／またはエンド・エフェクタ２３のキャリアからパターン化デバイスを受け取るために、そのエンド・エフェクタ３６を第１のマニピュレータまたはロボット２０のエンド・エフェクタ２３に向かって移動させることができる。したがって第１のマニピュレータまたはロボット２０のエンド・エフェクタ２３の対応するキャリアによって保持されているパターン化デバイスを、とりわけ時間的に重要でない瞬間に速やかに交換することができる。

図５に示す２つのマニピュレータまたはロボット２０および３０を使用するための本発明の他の実施例では、マニピュレータまたはロボット２０を使用して新しいパターン化デバイスをサポート内に置くことができ、一方、マニピュレータまたはロボット３０を使用して使用済みのパターン化デバイスを支持構造ＭＴから直接除去することができる。

図５に示す２つのマニピュレータまたはロボット２０および３０を使用するための本発明のさらに他の実施例では、マニピュレータまたはロボット２０を使用して使用済みのパターン化デバイスを支持構造ＭＴから除去することができ、一方、マニピュレータまたはロボット３０を使用して新しいパターン化デバイスを支持構造ＭＴ内に直接置くことができる。

第１のマニピュレータまたはロボット２０のエンド・エフェクタ２３が上方位置にある間に、エンド・エフェクタ２３から直接パターン化デバイスをピック・アップするため、およびエンド・エフェクタ２３に直接パターン化デバイスを置くためにのみ第２のマニピュレータまたはロボット３０を単に使用する場合、この第２のマニピュレータまたはロボットは、もっと単純に構成することも可能であり、また、例えば水平方向の移動が可能なアームを１つだけ、あるいは２つだけ有していてもよい。

以上の実施例では、マニピュレータまたはロボットは、パターン化デバイスの移送に関して説明されている。本発明の実施例による、特別に配向された回転軸線の周りの回転が可能な同様のエンド・エフェクタを備えた同様のマニピュレータまたはロボットを使用して、基板を基板テーブルへ、あるいは基板テーブルから移送することができ、あるいは他の任意の交換可能オブジェクトをリソグラフィ装置内の対応する支持構造へ、あるいはリソグラフィ装置内の対応する支持構造から移動させることができる。

キャリアには様々なタイプのキャリアを使用することができ、また、例えば真空、磁気力もしくは静電荷に基づいて動作させることもできる。また、２つもしくは４つのキャリアの代わりに、所望の他の任意の数のキャリアをエンド・エフェクタ上に設けること、および／またはキャリアとキャリアの間の角度を９０度もしくは１８０度以外の角度にすることができることが理解されよう。支持構造の支持領域は、水平方向に対して若干傾斜させて配置することも可能であり、本発明の一実施例によれば、エンド・エフェクタの回転軸線は、支持平面に対して実質的に平行に延びてさえいれば、水平方向に対して傾斜して延ばすことも可能である。

本明細書においては、リソグラフィ装置の、とりわけＩＣの製造における使用について言及しているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導および検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」あるいは「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることが当業者には理解されよう。本明細書において言及している基板は、例えばトラック（典型的には、基板にレジスト層を塗布し、露光済みレジストを現像するツール）、測定ツールおよび／または検査ツール内で、露光前あるいは露光後に、処理していてもよい。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。また基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

以上の説明では、とりわけ光学リソグラフィのコンテキストにおける本発明の実施例の使用について言及されているが、本発明は、他のアプリケーション、例えば転写リソグラフィに使用することができ、またコンテキストが許容する場合、本発明は光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。転写リソグラフィにおいては、パターン化デバイスのトポグラフィが、基板に生成されるパターンを画成する。基板に供給されたレジスト層にパターン化デバイスのトポグラフィが押し付けられ、電磁放射線、熱、圧力もしくはそれらの組み合わせを印加することによってレジストが硬化する。パターン化デバイスがレジストから移動して離れ、レジストが硬化すると、パターンがレジスト中に残される。

本明細書で使用する「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍの放射線あるいはこれらの波長に近い波長の放射線）、極紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射線）、およびイオン・ビームあるいは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射線を含む。

「レンズ」という用語は、コンテキストが許容すれば、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つもしくは組み合わせを意味している。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践できることが理解されよう。例えば本発明は、上で開示した方法を記述した機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含んだコンピュータ・プログラムの形態とすることができ、あるいはこのようなコンピュータ・プログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクもしくは光ディスク）の形態とすることができる。

以上の説明は、単に本発明の説明を目的としたものにすぎず、本発明の制限を意図したものではない。したがって、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施例によるマニピュレータまたはロボットであって、パターン化デバイスをパターン化デバイス・サポートへ、およびパターン化デバイス・サポートから移送するように構成されたマニピュレータまたはロボットをより詳細に示した略図である。 本発明の一実施例によるマニピュレータまたはロボットのエンド・エフェクタの側面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、マニピュレータまたはロボットを使用してパターン化デバイスをピック・アップし且つ配置するための複数の段階に対応した、図３と同様の図である。 本発明の一実施例による回転エンド・エフェクタを備えた垂直マニピュレータまたはロボットの側面図である。

符号の説明

ＡＤ 放射線ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタ
Ｂ 放射線ビーム
ＢＤ ビーム送達システム
Ｃ 基板のターゲット部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ インテグレータ
ＭＡ、ＭＡａ、ＭＡｂ パターン化デバイス（マスク）
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメントマーク
ＰＭ 第１の位置決めデバイス
ＰＳ 投影システム
ＰＷ 第２の位置決めデバイス
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメントマーク
ＳＯ 放射線源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
１、２０、３０ マニピュレータまたはロボット
３、４、２１、３１、３２、３３ アーム
５、２２、３４ ベース部分
６、２３、３６ エンド・エフェクタ
７、８、２４、２５、２６、２７ キャリア
９ エンド・エフェクタの回転軸線

Claims (21)

1. 放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
   パターン化デバイスを支持するように構成されたサポートであって、前記パターン化デバイスは前記放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン化放射線ビームを形成することができるサポートと、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   前記パターン化放射線ビームを前記基板のターゲット部分に投射するように構成された投影システムと、
   交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移送するように構成されたロボットであって、該ロボットはアームおよびエンド・エフェクタを有し、該エンド・エフェクタは、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを有し、また前記エンド・エフェクタは、前記支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線を中心として回転可能に前記ロボットの前記アームに接続されているロボットと
   を有するリソグラフィ装置。
2. 前記エンド・エフェクタが水平方向の回転軸線を中心として回転可能に前記ロボットに接続されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記ロボットは、前記エンド・エフェクタを前記回転軸線の周りで回転させることによって各キャリアが前記支持領域に対して位置決めされて該支持領域に配置された前記交換可能オブジェクトを受け取ることができるように、さらに構成されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記エンド・エフェクタ上のキャリアの位置が、前記回転軸線によって規定される中心軸線を有する仮想円柱に対して正接関係にある請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記第１および第２のキャリアが互いに上下に、且つ実質的に平行に配置されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記アームの近位端がベース部分に回転可能に接続されており、前記エンド・エフェクタが前記回転軸線の周りに回転可能に前記アームの遠位端に接続されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記ロボットが、リンケージによって互いに回転可能に接続された複数のアームを有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記アームが、前記支持領域に対して直角方向に移動可能にベース部分に配置され、且つ前記支持領域の上方に位置付けられており、前記エンド・エフェクタが、前記回転軸線の周りに回転可能に前記アームの遠位端に接続されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記アームが、前記ベース部分に対して垂直方向に移動可能に配置されている請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 交換可能オブジェクトを前記第１のロボットの前記回転可能エンド・エフェクタまたは前記支持領域へ、および前記第１のロボットの前記回転可能エンド・エフェクタまたは前記支持領域から移送するように構成された第２のロボットをさらに有し、該第２のロボットがエンド・エフェクタを有し、該第２のロボットのエンド・エフェクタが、前記交換可能オブジェクトを搬送するように構成されたキャリアを有している請求項８に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記第２のロボットが１つまたは複数のアームを有し、該１つまたは複数のアームの第１のアームの近位端がベース部分に回転可能に接続され、前記エンド・エフェクタが前記１つまたは複数のアームの遠位端に配置されている請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記第２のロボットが、リンケージによって互いに回転可能に接続された複数のアームを有している請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記エンド・エフェクタが、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第３および第４のキャリアをさらに有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記交換可能オブジェクトが前記パターン化デバイスであり、前記支持領域が、前記パターン化デバイスを支持するように構成された支持構造の支持領域である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記交換可能オブジェクトが前記基板であり、前記支持領域が、前記基板を保持するように構成された支持構造の支持領域である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記支持領域が平面内に位置している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
17. 放射線ビームをパターン化するステップと、
    パターン化された放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するステップと、
    ロボットを使用して交換可能オブジェクトを支持領域へ、および支持領域から移送するステップと
    を含むデバイス製造方法であって、
    前記ロボットがアームおよびエンド・エフェクタを有し、該エンド・エフェクタが、それぞれの交換可能オブジェクトを搬送するように構成された第１および第２のキャリアを有し、前記エンド・エフェクタが、前記支持領域に対して実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転可能に前記ロボットの前記アームに接続されており、また前記エンド・エフェクタが、前記支持領域上の前記交換可能オブジェクトを交換するためにその回転軸線の周りに回転されることを特徴とするデバイス製造方法。
18. 前記アームが、前記支持領域に対して直角方向に移動可能にベース部分に配置され、且つ前記支持領域の上方に配置されており、前記エンド・エフェクタが、前記回転軸線の周りに回転可能に前記アームの遠位端に接続されている請求項１７に記載のデバイス製造方法。
19. 前記交換可能オブジェクトが、前記放射線ビームをパターン化するように構成されたパターン化デバイスである請求項１７に記載のデバイス製造方法。
20. 前記交換可能オブジェクトが前記基板である請求項１７に記載のデバイス製造方法。
21. 前記支持領域が平面内に位置している請求項１７に記載のデバイス製造方法。
    

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