JP2006128672A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】費用と必要な空間との最適条件を提供する、改善されたパターン形成装置処理装置を含むリソグラフィ装置の提供。
【解決手段】本発明は、放射ビームを調節する照明系と、放射ビームの断面にパターンを与えることの可能なパターン形成装置を支持するパターン形成装置支持体と、基板を保持する基板テーブルと、パターンの付与された放射ビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと、パターン形成装置をパターン形成装置支持体及びローディング・ステーションと交換するための単一のロボットを含むパターン形成装置処理装置であって、該ロボットが、パターン形成装置を第１の保持位置に保持する第１の保持装置、及び第２の保持位置に保持する第２の保持装置を含む処理装置とを含むリソグラフィ装置を提供する。このようなロボットにより、パターン形成装置の迅速で正確な交換が可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。そのような場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成デバイスを用いて、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に転写することができる。パターンの転写は、一般に基板上に設けられた放射感応材料（レジスト）の層への結像によるものである。一般に単一の基板は、連続的にパターンが形成される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。通常のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射ビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリント（刻印）することにより、パターンをパターン形成装置から基板に転写することも可能である。

通常のリソグラフィ装置では、パターンを基板に転写している間、パターン形成装置が配置されるパターン形成装置支持体と、１つ又は複数のパターン形成装置が配置可能な固定されたローディング（荷積み）ステーションとの間でパターン形成装置を交換するために、パターン形成装置処理装置が提供される。ローディング・ステーションとパターン形成装置ステーションの間でパターン形成装置を交換し、その後、基板支持体に配置された基板にパターン形成装置の異なるパターンを転写する。

リソグラフィ装置の生産能力は、ある程度、パターン形成装置支持体にあるパターン形成装置を移動させ、パターン形成装置支持体に別のパターン形成装置を配置するために必要な交換時間によって影響を受ける。この交換に要する時間中は、パターンは基板に転写されない。リソグラフィ装置の能力を高めるには、この交換時間を減少させることが望ましい。

交換時間を少なくするために、通常のリソグラフィ装置のパターン形成装置処理装置は、タレット及びロボットを備えている。タレットは、２つのパターン形成装置を同時に２つの異なる保持位置に保持することが可能であり、それによってタレットをその垂直軸を中心に回転させて、タレットがパターン形成装置をパターン形成装置支持体で交換することのできる位置まで、２つの保持位置の一方を回転させることが可能になる。別の位置では、通常はタレットが１８０度より大きく回転したときに、２つの保持位置の他方のパターン形成装置をパターン形成装置支持体にて交換することができる。

パターン形成装置処理装置はさらに、タレットに保持されたパターン形成装置を別のパターン形成装置に交換できるように、ローディング・ステーションとタレットとの間でパターン形成装置を交換するロボットを備えている。

パターン形成装置支持体に保持された第１のパターン形成装置を、ローディング・ステーションに配置された第２のパターン形成装置に交換する場合に、第１のパターン形成装置による基板へのパターン転写中に、第２のパターン形成装置を、ロボットによってタレットの保持位置の一方に配置することができる。転写が完了すると、第１のパターン形成装置はタレットによってパターン形成装置支持体から取り出される。その後、タレットを回転させて、第２のパターン形成装置をパターン形成装置支持体に配置できる。続いて、パターンを基板に転写できる。このパターンの転写中、ロボットは、第２のパターン形成装置をタレットから取り出し、ローディング・ステーションに配置することが可能である。

しかし、タレットはリソグラフィ装置の中で比較的高価な部品であり、またタレットを必要とする位置によっては、パターン形成装置支持体の近くに位置する。

通常のパターン形成装置処理装置よりも、費用と必要な空間とのより好ましい最適条件を提供する、改善されたパターン形成装置処理装置を含むリソグラフィ装置を有することが望ましい。

本発明の一態様によれば、放射ビームを調節するように構成された照明系と、パターン形成装置を支持するように構成されたパターン形成装置支持体であって、該パターン形成装置支持体に配置されたパターン形成装置が放射ビームの断面にパターンを与えて、パターンの付与された放射ビームを形成することが可能なパターン形成装置支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターンの付与された放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、交換可能な対象物を支持体及びローディング・ステーションで交換するための単一のロボットを含む交換可能な対象物処理装置であって、該ロボットが、交換可能な対象物を第１の保持位置で保持するように構成された第１の保持装置、及び交換可能な対象物を第２の保持位置で保持するように構成された第２の保持装置を有する処理装置とを含むリソグラフィ装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、動作段階においては、照明系を用いて放射ビームを提供する段階と、パターン形成装置支持体に配置されたパターン形成装置を用いて、放射ビームの断面にパターンを与える段階と、パターンの付与された放射ビームを基板に投影する段階とを含み、交換段階においては、単一のロボットを用いて交換可能な対象物を支持体とローディング・ステーションとの間で交換する段階であって、該ロボットが、交換可能な対象物を第１の保持位置で保持するように構成された第１の保持装置、及び交換可能な対象物を第２の保持位置で保持するように構成された第２の保持装置を含む段階とを含むデバイス製造方法が提供される。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、図中において同じ参照記号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、又は他の適切な種類の放射）を調節するように構成された照明系（照明器）ＩＬと、パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成された支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、あるパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体ＭＴとを含んでいる。この装置はさらに、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するように構成された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブルＷＴと、パターン形成装置ＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを、基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳとを含んでいる。

照明系は、放射の方向付け、成形又は制御のための屈折式、反射式、磁気式、電磁式、静電式又は他の種類の光学要素、或いはそれらの任意の組合せなど、様々な種類の光学要素を含むことができる。

支持構造体とは、パターン形成装置を支持する、即ちパターン形成装置の重量を支えるものである。それは、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、並びに例えばパターン形成装置が真空環境に保持されているかどうかなど他の条件によって決まる方法でパターン形成装置を保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式又は他の把持技術を用いてパターン形成装置を保持することができる。支持構造体を、例えばフレーム（枠台）又はテーブルにすることが可能であり、これらは必要に応じて固定することも移動させることもできる。支持構造体は、パターン形成装置が、例えば投影システムに対して、所望される位置にあることを保証できる。本明細書中の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン形成装置」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で使用する「パターン形成装置」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するためなど、放射ビームの断面にパターンを与えるために用いることができる任意の装置を指すものとして広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフト・フィーチャ、又はいわゆるアシスト・フィーチャを含む場合には、放射ビームに与えられるパターンが、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に一致しない可能性があることに留意すべきである。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成装置は、透過式でも反射式でもよい。パターン形成装置の例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ（配列）及びプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ＰＳＭ）及び減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの例は、小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を使用するものであり、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーのマトリクスによって反射される放射ビームにパターンを与える。

本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、使用される露光放射向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式及び静電式の光学系、又はそれらの任意の組合せを含めて、任意の種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「投影レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で図示する装置は、（例えば透過性マスクを使用する）透過式のものである。或いは、装置は（例えば先に言及した型のプログラム可能ミラー・アレイ、又は反射性マスクを使用する）反射式のものでもよい。

リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。

リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、基板の少なくとも一部分を、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体で覆う種類のものでもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムとの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。本明細書で用いる「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体に浸さなければならないこと意味するのではなく、露光中、投影システムと基板との間に液体があることを意味するにすぎない。

図１を参照すると、照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源がエキシマ・レーザーである場合、放射源とリソグラフィ装置を別々の構成要素にすることができる。そうした場合には、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば適切な指向性ミラー及び／又はビーム拡大器（エキスパンダ）を含むビーム送出システムＢＤを用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合には、放射源をリソグラフィ装置の一部とすることができる。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬを、必要であればビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことがある。

照明器ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するように構成された調整装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整できる。さらに照明器ＩＬは、積算器ＩＮやコンデンサＣＯなど他の様々な構成要素を含むことができる。照明器を用いて、所望される均一性及び強度分布をその断面に有するように放射ビームを調節することができる。

放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスク・テーブルＭＴ）に保持されているパターン形成装置（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によって放射ビームＢにパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは、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。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉測定装置、リニア・エンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサ（図１には明示せず）を用いて、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを用いて実現できる。（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置調整用マークＭ１、Ｍ２、及び基板位置調整用マークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整できる。図示した基板位置調整用マークは専用のターゲット部分を占めているが、それらをターゲット部分同士の間の空間に配置してもよい（これはスクライブ・レーン位置調整用マークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に２つ以上のダイが設けられている場合には、マスク位置調整用マークをダイ同士の間に配置することもできる。

図示した装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。
（１）ステップ・モード：放射ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保つ（即ち、１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動させる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の静止露光で結像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：放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期して走査する（即ち、１回の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）率、及び像の反転特性によって決めることができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。
（３）他のモード：放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、プログラム可能なパターン形成装置を保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動又は走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、又は走査中の連続する放射パルスの合間に、プログラム可能なパターン形成装置が必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及した種類のプログラム可能ミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成装置を利用するマスクレス・リソグラフィに簡単に適用できる。

前記の使用モードの組合せ及び／又は変形形態、或いはまったく異なる使用モードを採用することもできる。

図２は、全体として参照番号１で示したパターン形成装置処理装置の第１の実施例を示している。パターン形成装置処理装置１は、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴとローディング・ステーション３との間で交換するように構成された、単一のロボット２を含んでいる。ローディング・ステーション３は固定されたステーションであり、１つ又は複数のパターン形成装置がロボット２によってパターン形成装置支持体ＭＴへ搬送される前に配置される。ロボット２は、検査ステーション、バッファ・ステーション、洗浄ステーションなど他の任意のパターン形成装置ステーションと、パターン形成装置ＭＡを交換するのに適したものとすることもできる。パターン形成装置ＭＡを、そうした他のステーションからパターン形成装置支持体ＭＴへ直接搬送する場合、本願の文脈では、この他のステーションもローディング・ステーション３であると考えられる。ロボット２は、それが保持しているパターン形成装置を、パターン形成装置支持体及びそれぞれのパターン形成装置ステーションへ効率的な方法で移動させることのできる多軸ロボットである。ロボットは、２つ以上のアームを含むマニピュレータ（遠隔操作装置）として定められ、この２つ以上のアームは移動できるように相互に接続され、例えば回転可能になっており、そのためロボットの少なくとも一端は、ある一定の空間を用いて対象物を操作するように設計される。

ロボット２は、パターン形成装置を第１の保持位置で保持するように構成された第１の保持装置４、及びパターン形成装置を第２の保持位置で保持するように構成された第２の保持装置５を含んでいる。２つの保持装置を備えることにより、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴ上で迅速に交換することが可能になる。単一のロボット２では、従来技術によって知られるロボットとタレットとの組合せより、マスク・テーブルＭＴの近くに必要な空間が小さくなる。さらに、単一のロボットの方が安価である。また、パターン形成装置ＭＡは、（ロボットとタレットとの組合せなど）パターン形成装置処理装置１の２つの可動装置によって受け渡されるものではないため、パターン形成装置ＭＡをより正確に搬送することができる。

第１及び第２の保持装置４、５は、機械式、真空式、電磁式及び静電式の把持装置など、パターン形成装置ＭＡを保持するように構成された任意の適切な種類の装置にすることができる。図３に、第１の保持装置４及び第２の保持装置５を含むロボット２の一部の側面図を示す。

パターン形成装置支持体ＭＴはしばしば、その上側に「ポッド穴（ｐｏｄ ｈｏｌｅ）」として知られる、パターン形成装置ＭＡを支持する窪んだ空間６を有している（図３参照）。この空間のために、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴに配置し、又は形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴから取り出すのに適合した特別な装置を設けることが望ましい。周知の解決策は、パターン形成装置処理装置の把持部がパターン形成装置ＭＡの下で把持することができるように、パターン形成装置支持体ＭＴに取り付けられ、パターン形成装置ＭＡを窪んだ空間より高く持ち上げることのできる、いわゆるｒピン（ｒ−ｐｉｎ）を用いることである。しかし、こうしたｒピンの使用には、いくつかの不都合のある場合がある。まず第１に、ｒピンは受け渡しの精度を低下させ、受け渡し時間を増大させる可能性がある。さらに、ｒピン・システムは、パターン形成装置ＭＡの裏面の汚染に敏感な場合があり、またシステムがパターン形成装置支持体ＭＴに一体化されるため、パターン形成装置支持体ＭＴに対して余計な重量が加わる。また、ｒピンの存在により、把持領域が減少する可能性がある。別の解決策として、パターン形成装置をパターン形成装置支持体ＭＴから取り出す、又はパターン形成装置をパターン形成装置支持体ＭＴに配置するために、パターン形成装置をその上面又は側面で保持することが可能である。しかし、こうした保持装置は通常、他のステーション、特にローディング・ステーション３には適合しない。

図２のロボット２では、第１の保持装置４はローディング・ステーション３に適合するように設計され、第２の保持装置５はパターン形成装置支持体ＭＴに適合するように設計されているので、ロボットがパターン形成装置ＭＡをローディング・ステーション３及びパターン形成装置支持体ＭＴに交換することができる。この適合性は、例えば第１の保持装置４がパターン形成装置ＭＡをその底面側で保持し、第２の保持装置５がパターン形成装置ＭＡをその側面又は上部で保持することによって得られる。

図２のロボット２では、第１の保持装置４は第１の保持位置に関連付けられ、第２の保持装置５は第２の保持位置に関連付けられている。適切な交換を可能にするためには、パターン形成装置ＭＡをローディング・ステーション３からパターン形成装置支持体ＭＴへ交換する間、パターン形成装置ＭＡを第１の保持位置から第２の保持位置へ移動するようにすべきである。このため、装置処理装置１は、パターン形成装置ＭＡを第１の保持装置から第２の保持装置へ移動するように構成された搬送装置を含む。図２では、搬送装置は、交換されるパターン形成装置ＭＡを一時的に配置することのできる、２つの固定された中間ステーション７を含んでいる。この搬送装置は、例えばパターン形成装置を一方の保持位置から他方の保持位置へ運ぶことができる把持部を備えた可動アームなど、ロボット２自体に配置することもできる。

図２に示したパターン形成装置処理装置１を用いると、パターン形成装置支持体ＭＴに配置された第１のパターン形成装置ＭＡを、以下の方法に従って第２のパターン形成装置ＭＡに交換することができる。

第１のパターン形成装置ＭＡのパターンを用いて基板を照射する動作段階の間、ロボット２は、第２のパターン形成装置ＭＡを第１の保持位置で保持して、それを第１の保持装置を用いてローディング・ステーション３から取り出す。その後、ロボットは第２のパターン形成装置ＭＡを２つの中間ステーションの一方に配置する。基板の照射が完了すると、ロボットは、第２の保持装置を用いて第１のパターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴから取り出し（この状態を図２に示す）、第１のパターン形成装置ＭＡを２つの中間ステーションの他方に配置する。次の段階として、第２のパターン形成装置ＭＡを第２の保持装置によって取り出し、パターン形成装置支持体ＭＴに配置する。その後、次の動作段階において、第２のパターン形成装置ＭＡのパターンを用いた基板の照射を開始することができる。この照射前又は照射中に、ロボットは、第１の保持装置を用いて第１のパターン形成装置ＭＡを取り出し、それをローディング・ステーション３に配置することができる。このように、交換段階を動作段階と一部重複させることが可能である。前記の方法は、パターン形成装置ＭＡの迅速な交換に有効な方法を与え、それによってパターン形成装置ＭＡの正確な引き継ぎが可能になる。

図４には、図２及び図３に示したパターン形成装置処理装置１の別の実施例を示しており、そのためパターン形成装置処理装置の同一又は同等の部品は同じ参照番号で示している。この別の実施例では、ロボット２の第１及び第２の保持装置４、５はそれぞれ、ローディング・ステーション３に適合した第１の把持装置４ａ、５ａ、及びパターン形成装置支持体ＭＴに適合した第２の把持装置４ｂ、５ｂを含んでいる。このようにして、パターン形成装置ＭＡを、同じ保持位置に留めながら、ローディング・ステーション３とパターン形成装置支持体ＭＴとの間で交換することが可能になる。この交換中に、パターン形成装置ＭＡは、パターン形成装置ＭＡをローディング・ステーション３から取り出す第１の把持装置４ａ、５ａから、パターン形成装置支持体ＭＴに適合した第２の把持装置４ｂ、５ｂに受け渡される。例えば、第１の把持装置４ａ、５ａはパターン形成装置ＭＡをその底部で保持することが可能であり、第２の把持装置４ｂ、５ｂはパターン形成装置ＭＡをその上部で保持することが可能である。

パターン形成装置ＭＡを、反対にパターン形成装置支持体ＭＴからローディング・ステーション３へ交換する間、パターン形成装置ＭＡを、同じ保持位置に留めながら、第２の把持装置４ｂ、５ｂから第１の把持装置４ａ、５ａに引き渡すことが可能であることは明らかであろう。この図４の別の実施例では、交換を可能にするために、第１の把持装置４ａ、５ａ及び／又は第２の把持装置４ｂ、５ｂが保持位置に対して移動できるようにすることが必要になる場合がある。例えば、第１の把持装置４ａ、５ａがパターン形成装置ＭＡを底部で保持し、第２の把持装置４ｂ、５ｂがパターン形成装置ＭＡを上部で保持する場合、第１の把持装置４ａ、５ａを経路の外へ移動させなければ、パターン形成装置ＭＡのパターン形成装置支持体ＭＴ上への配置を妨げる可能性がある。第１の把持装置４ａ、５ａを、それがパターン形成装置ＭＡを保持することのできる把持位置から、それがパターン形成装置支持体ＭＴに干渉しない非把持位置へ移動させると、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴに正確に配置することが可能になる。したがって、第１の把持装置４ａ、５ａによって保持されている、又は保持されることになるパターン形成装置ＭＡをローディング・ステーション３での交換の際に、第２の把持装置４ｂ、５ｂを把持位置から非把持位置へ移動させて、第２の把持装置４ｂ、５ｂがロボット２とローディング・ステーション３との間の適切な交換を妨げないようにすることが望ましい場合がある。

図４のこの別の実施例では、例えば図２の中間ステーション７などの搬送装置は不要である。

１つの端部作動体（エンド・エフェクタ）に２つの保持位置が設けられ、それによってそれぞれの保持位置が少なくとも１つの保持装置に関連付けられている場合、第１の保持位置のパターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴに配置する、又はパターン形成装置支持体ＭＴから取り出す際、第２の保持装置がパターン形成装置支持体ＭＴに干渉する可能性がある。こうした干渉により、第１の保持位置とパターン形成装置支持体ＭＴとの間で交換ができなくなる。

図５、図６及び図７には、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴに配置する、又はパターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴから取り出すために、第１及び第２の保持装置の一方をパターン形成装置ステーションへ移動させる際に、第１及び第２の保持装置の他方を、該他方の保持装置がパターン形成装置支持体ＭＴに干渉しない位置に移動させるように設計された、ロボットの３つの実施例を示している。このようにして、前記の問題に対する解決策が提供される。

パターン形成装置支持体の支持領域は、パターン形成装置がパターン形成装置支持体に支持される際、パターン形成装置の底面側が位置している領域として定義される。本発明の実施例では、支持領域を支持面とすることができる。この支持面は、パターン形成装置支持体の異なる支持点又は支持表面を通って延びる仮想的な平面とすることができる。

図５、図６及び図７では、支持領域は水平な支持面である。したがって、第１及び第２の保持装置の相互及びパターン形成装置支持体に対する位置並びに方向を、以下ではこの水平面に対して記述している（例えば、上、下、垂直、水平、より高い、より低い）。リソグラフィ装置の他の実施例では、支持面が水平ではないものも可能である。そのような場合には、パターン形成装置支持体の上方の位置を、支持面から又は支持面に平行な平面から間隔をおいた位置と解釈すべきである。パターン形成装置支持体は、パターン形成装置を下側で保持することも可能である。そうした実施例では、垂直方向を反対にすべきである（前記の上方を下方と解釈すべきである）。

第１及び第２の保持装置は、例えば先に論じたローディング・ステーション３及びパターン形成装置支持体ＭＴとの適合性に応じて、同じものでもよいし、異なる型又は形のものでもよい。

図５には、第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３を備えた端部作動体（エンド・エフェクタ）１１を有するロボット１０を示している。このエンド・エフェクタ１１は、回転軸Ａ−Ａを中心に回転可能であり、また保持装置１２、１３の両方が配置された部分とすることができる。保持装置１２、１３のそれぞれに対して１つのエンド・エフェクタ１１部分を設けることも可能である。第１及び第２の保持装置１２、１３は、エンド・エフェクタ１１の回転軸に対して互いに直径方向に正反対に配置されている。

図５に示した本発明の実施例では、エンド・エフェクタの回転軸Ａ−Ａは、水平面に対して約４５度の角度で配置されている。その結果、第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３は、エンド・エフェクタ１１の回転中、水平方向及び垂直方向に動く。第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３が直径方向に正反対に配置されているため、第２の保持装置が最低位置にあるとき、第１の保持装置は最高位置にある。その結果、図５に示すように、パターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴに配置する、又はパターン形成装置ＭＡをパターン形成装置支持体ＭＴから取り出すために、第１の保持装置１２をその最低位置のパターン形成装置支持体ＭＴまで移動させたとき、第２の保持装置１３はこの最高位置に位置付けられる。このようにより高い位置にあるため、第２の保持装置はパターン形成装置支持体ＭＴに干渉しない。

前記の効果を得るためには、回転軸Ａ−Ａの角度は、一般には水平面に対して９０度未満、又は本発明の一実施例では水平面に対して約２５〜６５度、又は本発明の他の実施例では水平面に対して約４０〜５０度である。

図６に示した本発明の実施例では、ロボット１０は、第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３が配置されたエンド・エフェクタ１１を含んでいる。このエンド・エフェクタ１１を回転できるようにロボットのアームに配置しても、第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３を回転できるようにエンド・エフェクタ１１の中央部分に連結してもよい。対応する回転軸を、図６ではＡ−Ａで示している。

第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３は、ロボット１０の他の部分に対して実質的に垂直な方向に、別々に回転することができる。保持装置１２及び１３は通常、ロード／アンロード（積み込み／積み下ろし）位置である最低位置、即ち、それぞれの保持装置が、その保持装置がパターン形成装置をパターン形成装置支持体ＭＴと交換するときに位置付けられる位置に配置される。

装置処理装置は、保持装置１２、１３の一方をパターン形成装置支持体ＭＴに向けて下方に移動させる際に、ある特定箇所において保持装置の他方が下方へ移動することを止める抑制装置１４を含んでいる。このようにして、他方の保持装置（図６では保持装置１３）を、抑制装置の存在により、それがパターン形成装置支持体へ移動される一方の保持装置１２より高い位置に保持される非動作位置へ移動させる。その結果、他方の保持装置１３は、パターン形成装置支持体ＭＴ、又はパターン形成装置支持体ＭＴ用のアクチュエータやパターン形成装置支持体ＭＴの位置を測定するためのセンサなど、パターン形成装置支持体ＭＴと同じ高さにある他の任意の要素に干渉しないようになる。また、こうしたセンサの信号妨害も回避することができる。

抑制装置１４は、例えばエンド・エフェクタ１１の一面に取り付けられた固定の機械要素として設計できる。ロボット１０をある特定箇所を過ぎて下方に移動させると、この面に対して回転する保持装置１２、１３が止められる。別法として、抑制装置１４を、第１及び第２の保持手段１２、１３の一方に対する抑制装置を形成するために突出するように作動させることのできる、別々に作動可能な２つの機械要素又は電磁要素として設計することもできる。

本発明の他の実施例によるロボット１０を図７に示す。ロボット１０は、垂直な回転軸Ａ−Ａを中心に回転可能なエンド・エフェクタを含んでいる。エンド・エフェクタ１１は、パターン形成装置をそれぞれ第１の保持位置及び第２の保持位置に保持するように構成された、第１の保持装置１２及び第２の保持装置１３を含んでいる。保持装置１２、１３は、ロード／アンロード位置と、図６の実施例に関して記載した非動作位置との間を、エンド・エフェクタ１１の中央部分に対して実質的に垂直な方向に別々に移動できる。エンド・エフェクタ１１は、第１及び第２の保持装置１２、１３のそれぞれに対して、保持装置１２、１３のそれぞれを所望の位置、即ち、ロード／アンロード位置又は非動作位置へ移動させることのできるアクチュエータ１５を含んでいる。アクチュエータ１５は、例えば電気モータなど、軽量でエンド・エフェクタ１１の重量を小さく保つことが可能な任意の適切な種類のものとすることができる。原則として、保持装置１２、１３の一方をロード／アンロード位置へ移動させるとき、保持装置１２、１３の他方を非動作位置へ移動させる１つのアクチュエータを用いることも可能である。

第１の保持装置１２のパターン形成装置を、パターン形成装置支持体に配置するためにパターン形成装置支持体ＭＴの方へ移動させると、第１の保持装置１２のアクチュエータ１５は、この第１の保持装置をロード／アンロード位置に移動させ、第２の保持装置１３のアクチュエータは、この保持装置１３を非動作位置に移動させる。このようにして、第２の保持装置１３は、パターン形成装置支持体ＭＴ又はパターン形成装置支持体ＭＴの高さにある他の任意の要素に干渉しないようになり、パターン形成装置ＭＡの交換が可能になる。

添付図面の上記説明では、パターン形成装置処理装置について説明してきた。このような装置は、基板の支持体（ウェハ・テーブル）と基板のローディング・ステーションとの間での基板の交換、又はリソグラフィ装置における交換可能な他の任意の対象物の交換に用いることもできる。パターン形成装置処理装置に関して本願で記載及び請求するすべての特徴を有することが可能なこうした基板処理装置、又は交換可能な対象物の処理装置は本願の範囲に含まれると判断される。

パターン形成装置処理装置の説明では、２つの保持装置を有するロボットについて説明している。しかし、こうしたロボットが、交換可能な対象物のそれぞれを保持位置に保持するように構成された３つ以上の保持装置を含むことも可能である。これらの保持装置はそれぞれ、１つ又は複数の交換可能な対象物のステーション及び交換可能な対象物の支持体に適合させることができる。３つ以上の保持装置を有するこうしたロボットは、本願及び添付の特許請求の範囲に含まれると判断される。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義であると考えられることが、当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測ツール及び／又は検査ツールで処理することができる。適用可能であれば、本明細書の開示をこうしたツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。

ここまで本発明の実施例を、光学リソグラフィとの関連において使用することに特に言及することがあったが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなど他の用途にも使用可能であり、状況が許す場合には、光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置の凹凸形状によって、基板に生成されるパターンが定められる。パターン形成装置の凹凸形状を基板に供給されたレジスト層に押し込むことが可能であり、基板上で電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによってレジストを硬化させる。パターン形成装置をレジストから移動させて、レジスト硬化後にパターンをレジストに残す。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射を含むあらゆる種類の電磁放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

「レンズ」という用語は、状況が許す場合には、屈折式、反射式、磁気式、電磁式及び静電式の光学要素を含めて、様々な種類の光学要素の任意のもの又はそれらの組合せを指すことがある。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施可能であることが理解されよう。例えば、本発明は、先に開示した方法を記述した、機械で読み取り可能な命令の１つ又は複数の系列を含むコンピュータ・プログラム、或いはそうしたコンピュータ・プログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形をとることができる。

前述の説明は例示的なものであり、限定的なものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、前記の本発明に変更を加えることが可能であることが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。 本発明の一実施例によるパターン形成装置処理装置の上面図。 図２に示したロボットの側面図。 本発明の一実施例によるロボットを示す図。 本発明の一実施例によるロボットを示す図。 本発明の一実施例によるロボットを示す図。 本発明の一実施例によるロボットを示す図。

Claims (35)

1. 放射ビームを調節するように構成された照明系と、
   パターン形成装置を支持するように構成されたパターン形成装置支持体であって、該パターン形成装置支持体に配置されたパターン形成装置が前記放射ビームの断面にパターンを与えて、パターンの付与された放射ビームを形成することの可能なパターン形成装置支持体と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   前記パターンの付与された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
   交換可能な対象物を支持体及びローディング・ステーションで交換するように構成された単一のロボットを有する交換可能な対象物の処理装置であって、前記ロボットが、交換可能な対象物を第１の保持位置で保持するように構成された第１の保持装置、及び交換可能な対象物を第２の保持位置で保持するように構成された第２の保持装置を有する処理装置とを含むリソグラフィ装置。
2. 前記第１の保持装置が前記ローディング・ステーションに適合し、前記第２の保持装置が前記支持体に適合している請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
3. 前記交換可能な対象物の処理装置が、交換可能な対象物を前記第１の保持装置と前記第２の保持装置との間で移動させるように構成された搬送装置を有する請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
4. 前記搬送装置が、前記交換可能な対象物を一時的に収容するように構成された１つ又は複数の固定された中間ステーションを有する請求項３に記載されたリソグラフィ装置。
5. 前記第１及び第２の保持装置のそれぞれが２つの把持装置を有し、前記把持装置のそれぞれが交換可能な対象物を保持するように構成され、前記把持装置の一方が前記ローディング・ステーションに適合し、前記把持装置の他方が前記支持体に適合している請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
6. 把持装置が把持位置と非把持位置との間を移動することが可能であり、それによって前記非把持位置の前記把持装置が、他の把持装置を用いて交換可能な対象物を前記支持体又は前記ローディング・ステーションに配置する、或いは前記支持体又は前記ローディング・ステーションから取り出す際に、前記支持体又は前記ローディング・ステーションに干渉しないようになっている請求項５に記載されたリソグラフィ装置。
7. 前記ロボットが１つ又は複数の保持装置をさらに有し、前記１つ又は複数の保持装置のそれぞれが、前記ロボットがそれを用いてパターン形成装置を交換することのできる１つ又は複数の他の交換可能な対象物のステーションに適合している請求項３に記載されたリソグラフィ装置。
8. 前記ロボットが、前記第１及び第２の保持装置の一方を、交換可能な対象物を前記支持体に配置する、又は交換可能な対象物を前記支持体から取り出すように位置付ける際に、前記ロボットが、前記第１及び前記第２の保持装置の他方を不干渉位置に位置付けるようなっており、前記第１及び前記第２の保持装置の他方が前記支持体に干渉しないように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
9. 前記ロボットが、前記第１及び前記第２の保持装置の他方を、交換可能な対象物を支持するように構成された前記支持体の支持構造によって定められる支持領域から間隔をおいた位置に位置付けるように構成されている請求項８に記載されたリソグラフィ装置。
10. 前記支持領域が支持面を含む請求項９に記載されたリソグラフィ装置。
11. 前記第１及び第２の保持装置が、前記支持領域に対して約９０度未満の角度で配置された回転軸を中心に回転することができる請求項８に記載されたリソグラフィ装置。
12. 前記角度が、前記支持領域に対して約２５〜６５度の範囲である請求項１１に記載されたリソグラフィ装置。
13. 前記角度が、前記支持領域に対して約４０〜５０度の範囲である請求項１２に記載されたリソグラフィ装置
14. 前記第１及び第２の保持装置のそれぞれが、前記ロボットに対して前記支持体の支持領域に実質的に垂直な方向に、別々に移動可能である請求項８に記載されたリソグラフィ装置。
15. 前記装置処理装置が、前記第１又は前記第２の保持装置の支持面の方向における移動を止めるように構成された抑制装置をさらに有する請求項１４に記載されたリソグラフィ装置。
16. 前記第１及び前記第２の保持装置のそれぞれが、前記第１又は第２の保持装置の前記ロボットに対する移動を別々に作動させるように構成されたアクチュエータを有する請求項１４に記載されたリソグラフィ装置。
17. 前記リソグラフィ装置が、１つ又は複数の交換可能な対象物のステーションをさらに有し、前記交換可能な対象物の処理装置が、前記交換可能な対象物を前記１つ又は複数の交換可能な対象物のステーションで交換するように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
18. 前記交換可能な対象物が前記基板であり、前記支持体が前記基板テーブルである請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
19. 前記交換可能な対象物が前記パターン形成装置であり、前記支持体が前記パターン形成装置支持体である請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
20. パターンの付与された放射ビームを、基板テーブルに配置された基板に投影する段階と、
    単一のロボットを用いて交換可能な対象物を支持体とローディング・ステーションとの間で交換する段階であって、前記ロボットが、交換可能な対象物を第１の保持位置で保持するように構成された第１の保持装置、及び交換可能な対象物を第２の保持位置で保持するように構成された第２の保持装置を有する段階とを含むデバイス製造方法。
21. 前記ロボットを、前記ローディング・ステーションに適合した前記第１の保持装置を用いることにより、交換可能な対象物を前記ローディング・ステーションに配置する、又は交換可能な対象物を前記ローディング・ステーションから取り出すように構成し、前記ロボットを、前記支持体に適合した前記第２の保持装置を用いることにより、交換可能な対象物を前記支持体に配置する、又は交換可能な対象物を前記支持体から取り出すように構成する請求項２０に記載されたデバイス製造方法。
22. 前記支持体と前記ローディング・ステーションとの間で交換可能な対象物を交換する間、前記交換可能な対象物を前記第１及び前記第２の保持装置の間で移動させる請求項２１に記載されたデバイス製造方法。
23. 前記第１及び第２の保持装置の間で前記交換可能な対象物を移動させる間、前記ロボットが、前記交換可能な対象物を固定された中間ステーションに一時的に配置するように構成される請求項２２に記載されたデバイス製造方法。
24. 前記第１及び第２の保持装置のそれぞれが、前記ローディング・ステーションに適合した第１の把持装置、及び前記支持体に適合した第２の把持装置を有し、前記支持体と前記ローディング・ステーションとの間で交換可能な対象物を交換する間、同じ保持位置に留まっている前記交換可能な対象物が、前記第１及び前記第２の把持装置の間で引き継がれる請求項２１に記載されたデバイス製造方法。
25. 交換可能な対象物を前記支持体に配置する、又は交換可能な対象物を前記支持体から取り出すように、前記第１及び第２の保持装置の一方を前記交換可能な対象物のステーションへ移動させる際に、前記ロボットが、前記第１及び前記第２の保持装置の他方を、前記第１及び前記第２の保持装置の他方が前記支持体に干渉しない位置に位置付けるように構成される求項２０に記載されたデバイス製造方法。
26. 前記ロボットが、前記第１及び前記第２の保持装置の他方を、交換可能な対象物を支持するように構成された前記支持体の支持構造によって定められる支持領域から間隔をおいた位置に位置付けるように構成される請求項２５に記載されたデバイス製造方法。
27. 前記支持領域が支持面を含む請求項２６に記載されたデバイス製造方法。
28. 前記ロボットが、前記第１及び前記第２の保持装置の他方を、前記第１及び前記第２の保持装置の一方が保持されている水平面の上方に位置付けるように構成される請求項２６に記載されたデバイス製造方法。
29. 前記第１及び前記第２の保持装置が、前記支持面に対して約９０未満の角度で配置された回転軸を中心に回転することが可能であり、その結果、前記第１及び前記第２の保持装置の回転している間、前記第１及び前記第２の保持装置が水平方向及び垂直方向に動かされ、前記ロボットが、交換可能な対象物を前記支持体に配置する、又は前記支持体から取り出すように前記第１及び第２の保持装置の一方を前記支持体へ移動させる際に、前記第１及び前記第２の保持装置の一方を前記支持領域に最も近い位置に位置付けるように構成される請求項２６に記載されたデバイス製造方法。
30. 前記第１及び前記第２の保持装置のそれぞれが、前記ロボットに対してロード／アンロード位置と非動作位置との間を別々に移動することが可能であり、前記第１及び前記第２の保持装置の一方を前記ロード／アンロード位置に位置付け、他方を前記非動作位置に位置付ける請求項２５に記載されたデバイス製造方法。
31. 前記第１及び第２の保持装置が、通常は前記ロード／アンロード位置にあり、エンド・エフェクタを移動させて前記第１及び前記第２の保持装置の一方を前記支持体へ移動させる際に、抑制装置が前記第１又は前記第２の保持装置の他方の前記支持体への移動を止めて、前記前記第１又は第２の保持装置の他方を非動作位置に移動させる請求項３０に記載されたデバイス製造方法。
32. 前記第１及び前記第２の保持装置のそれぞれが、前記第１及び第２の保持装置の移動を別々に作動させるように構成されたアクチュエータを有する請求項３０に記載されたデバイス製造方法。
33. 前記交換可能な対象物が前記基板であり、前記支持体が前記基板テーブルである請求項２０に記載されたデバイス製造方法。
34. 前記交換可能な対象物が、放射ビームにパターンを付与するように構成された前記パターン形成装置であり、前記支持体が、前記パターン形成装置を保持するように構成されたパターン形成装置支持体である請求項２０に記載されたデバイス製造方法。
35. リソグラフィ装置用のローディング・ステーションと共に使用するための交換可能な対象物の処理装置において、交換可能な対象物を第１の保持位置に保持するように構成された第１の対象物ホルダ、及び交換可能な対象物を第２の保持位置に保持するように構成された第２のホルダを有する単一のロボットを含む、交換可能な対象物の処理装置。

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