JP2009231846A - 基板ハンドラ - Google Patents

Abstract

【課題】より効率的に機能することができる基板ハンドラを提供する。
【解決手段】露光前に基板８を基板テーブル６上にロードし、露光後に基板８を基板テーブル６からアンロードするように適合されており、複数の独立した基板８，８を同時に搬送するように適合された少なくとも１つの支持面又はプラットフォーム１４、１６を含む、基板８をリソグラフィ装置の基板テーブル６に対して動かす基板ハンドラ１２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板ハンドラ及びその使用方法に関する。本発明は、その一部に基板ハンドラを含むリソグラフィ装置を用いたデバイス製造方法に及ぶ。

リソグラフィ装置は、基板の標的部分上に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、平板パネル表示装置（ＦＰＤ）、及び微細構造を含む他のデバイスの製造に使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、パターニング手段、或いはマスク又はレチクルとも呼ばれるものを用いて、ＩＣ（又は他のデバイス）の個々の層上に対応する回路パターンを作成することができ、このパターンは、放射線感光材料（レジスト）製の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ又はガラス板）上の標的部分（例えば１つ又は数個のダイ部分を含む）上に結像させることができる。パターニング手段は、マスクではなく、回路パターンを作成する働きをし、個別に制御可能な素子のアレイを含むこともできる。

一般に、単一の基板は、連続して露光される網目状に隣接する標的部分を含む。走査工程の間、基板は、基板露光テーブル又は基板露光ステージ上に固定される。周知のリソグラフィ装置には、標的部分上にパターン全体を一括露光することによって各標的部分に放射線照射を行う、いわゆるステッパと、投影ビームによってパターンを所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同期してこの方向に平行又は逆平行に基板を走査することによって各標的部分に放射線照射を行う、いわゆるスキャナとが含まれる。

基板露光テーブル上で放射線照射すべき基板が、基板保管領域又はトラック内に保管されており、次いで、ロボット又はコンベヤによって基板ハンドラに移される。基板ハンドラは基板露光ステージに隣接しており、このハンドラを用いて基板を直接露光テーブルに、又そこから移送する。周知の基板ハンドラは、同時にただ１つの基板しか扱うことができない。しかし、かかる基板ハンドラは、どの時点においてもただ１つの基板しか扱うことができないので、基板を取り上げ、且つ／又は取り去ることしかできず、すなわち、この基板ハンドラは、露光済み基板を取り去ってからでないと、未露光基板を取り上げ、ロードすることができないという欠点を有する。こうしたハンドリング動作の間、基板の放射線照射に使用するリソグラフィ装置の各部品はアイドル状態に置かれる。更に、基板ハンドラのこうした動作に必要な時間は、リソグラフィ装置のレイアウトや使用者の要求に依存し、従って制御するのが困難である。従って、周知の基板ハンドラが抱える大きな問題は、基板のハンドリング時間に関する遅れのため、単段式機械（例えばＦＰＤ機械）のスループットが低くなることである。

周知のリソグラフィ装置に関する他の問題は、基板ハンドラからなる装置のハンドリング・ステージが、露光テーブルの隣に配置されていることである。このため、この装置では「フットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）」が不利となり、すなわち、この装置が占める全床面積が大きくなってしまう。フットプリントが大きいことに伴う問題は、多くのカバー・プレートを必要とする大型のフレーム構造内にその装置を収容しなければならず、又、複雑な配線網が必要となることである。このため製造コストが高くなり、従って最終製品のコストが増大することになる。更に、装置の総重量が重くなり、従って移動させるのが困難になる。

本発明の目的は、上記又はその他の箇所において認識されているかどうかに関わらず、従来技術の問題に対処すること、及び、より効率的に機能することができる基板ハンドラを提供することである。本発明の実施例の他の目的は、リソグラフィ装置において基板を操作する方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、基板をリソグラフィ装置の基板テーブルに対して動かす基板ハンドラが提供され、この基板ハンドラは、露光前に基板を基板テーブル上にロードし、露光後に基板を基板テーブルからアンロードするように適合されており、複数の独立した基板を同時に搬送するように適合された少なくとも１つの支持面又はプラットフォームを含む。

好ましくは、この装置は２段式（ｄｏｕｂｌｅ）基板ハンドラを含む。

以下の表に、従来技術による単段式基板ハンドラのハンドリング順序と、本発明による基板ハンドラ、すなわち、複数の基板を同時に搬送するように適合された基板ハンドラのハンドリング順序との比較を示す。

従って、有利なことに、本発明によるリソグラフィ装置を使用すると、この基板ハンドラによって、基板を基板テーブルに載せ、またそこから降ろす基板交換時間を短縮することができるので、スループットが向上する。この基板ハンドラは、露光テーブルに対して垂直に動くように適合させることができる。垂直方向に移動する距離は、従来技術によるハンドラの水平移動距離よりも遥かに短く、従って、更なるスループットの向上が実現される。

好ましくは、この基板ハンドラは、複数の基板を基板テーブルに、又そこから同時に搬送するために使用するのに適合された、少なくとも１つの支持面又はプラットフォームを含む。基板テーブルに対して動かす基板は、すなわち、投影ビームによる露光前又は露光後のいずれにおいても、互いに接触させて配置してはならない。従って、少なくとも１つの支持面は、好ましくはほぼ平坦であり、その上に好ましくは水平に複数の基板を同時に収容するように適切に寸法設定することができる。好ましくは、この基板ハンドラは、第１及び第２の支持面を含み、各支持面は、少なくとも１つの基板を収容するように適切に寸法設定されている。

一実施例では、この装置は、投影システムの片側に配設された第１の支持面と、投影システムの反対側に配設された第２の支持面とを含むことができる。これらの第１及び第２の支持面は、基板テーブルに対して個別に動かすことができる。

別の実施例では、この装置は、第１及び第２の支持面を投影システムの同じ側に含むことができる。従って、第１の支持面を上側支持面とし、第２の支持面を下側支持面とすることができる。

好ましくは、このハンドラは第１の支持面と第２の支持面の間に少なくとも１つのスペーサ部分を含む。好ましくは、この少なくとも１つのスペーサ部分は、第１及び第２の支持面の周縁部に、又はそこに隣接して取り付けられる。好ましくは、このスペーサ部分は、各支持面を分離する１つ又は複数の脚部を含む。

第１及び第２の支持面は、それらの間隔が変えられるように互いに対して動くように適合させることができる。好ましくは、スペーサ部分は、第１の支持面と第２の支持面の間で回動可能に取り付けられる。好ましくは、このスペーサ部分は、第１の支持面と第２の支持面が実質的に離れている第１の形状と、第１の支持面と第２の支持面が実質的に合わさっている第２の形状との間で回動するように適合されている。好ましくは、第１及び第２の表面は、回動中、その上の基板が定位置に保たれるように、ほぼ水平に保たれる。

スペーサ部分のこの回動運動は、好ましくは、ラム又はジャッキの形でよい少なくとも１つのアクチュエータによってもたらされる。

この基板ハンドラは、少なくとも１つのベース部分、更に好ましくは、互いに対向する２つのベース部分を含むことができる。好ましくは、スペーサ部分は、ヒンジによって少なくとも１つのベース部分に回動可能に取り付けられる。好ましくは、スペーサ部分は、少なくとも１つのベース部分の両端部に取り付けられる。従って、ハンドラは、２つのスペーサ部分をその両端部に有する２つのベース部分を含むことが好ましい。好ましくは、基板ハンドラの第１の支持面は、ヒンジによって、その各スペーサ部分のベース部分から遠位にある一端部に回動可能に取り付けられる。好ましくは、第２の支持面は、ヒンジによって、その各スペーサ部分に沿ったほぼ中程に回動可能に取り付けられる。

従って、基板を基板ハンドラからロード又はアンロードする場合に、ハンドラの上側支持面と下側支持面との間隔を、例えばそこにロボットがよりアクセスし易いように拡大することができる。このハンドラが下側支持面上に基板を載せて動いている場合は、ハンドラの上側支持面と下側支持面との間隔を縮小して、ハンドラが移動中に占める体積を減少させることができる。

好ましくは、少なくとも１つの支持面は、基板を支持面に載せる、又はそこから降ろすように適合された基板移送手段を含む。この基板移送手段は、基板と接触すると共に回転するように適合され、それによって、回転すると基板が支持面に対して動く、すなわち支持面に載る、又はそこから降りることになるローラ又はホイール等を含むことができる。少なくとも１つの支持面は、間隔を置いて配置された複数のローラを含むことが好ましい。この基板ハンドラは、基板移送手段を、基板の支持面上に載せ、又はそこから降ろすのを進めるようにいずれの方向にも駆動する駆動手段を含むことができる。この駆動手段は、モータを含むことができる。

或いは、この移送手段は、支持面の直ぐ上に空気クッション又は空気フィルムを含むことができ、基板はその上で「浮く」ことになる。他の代替例には、コンベヤ・ベルト、又は少なくとも１つのリニア・アクチュエータ、又は上述の代替例のいくつか若しくは全ての組合せが含まれる。

投影ビームによる露光を用いたプリント工程の間、基板の幾何形状を注意深く制御する必要があることを理解されたい。更に、基板の幾何形状は温度に依存するので、プリント中、ほぼ安定した温度を保つことが好ましい。基板は通常、基板をレジストで被覆するトラックからリソグラフィ装置へと到着する。この被覆工程では、基板は一般に、露光に適した温度にはなく、従って、プリントの前に基板を前処理する（ｐｒｅ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）必要がある。

この理由で、リソグラフィ装置は前処理ユニットを含む。前処理ユニットの目的は、基板の温度を、プリント工程を施せるほぼ安定したレベルに調整する（ｂｒｉｎｇ）ことである。従来技術によるリソグラフィ装置では、前処理ユニットが基板テーブルから遠隔にあり、これは、前処理後に、ロボットが前処理ユニットから基板を把持し取り上げ、露光前にその基板を基板テーブルへと移さなければならないことを意味する。遺憾ながら、ロボットによるこの直接のハンドリングによって、基板に熱プリントが生じ、それによって、プリント工程中に深刻な問題が生じる。

従って、好ましくは、本発明の基板ハンドラは、前処理ユニットを含む。この前処理ユニットは、基板ハンドラと一体にすることも、又は基板ハンドラにほぼ隣接して配設することもできる。好ましくは、この前処理ユニットは、基板ハンドラの支持面と一体にするか、又は支持面にほぼ隣接して配設する。従って、前処理ユニットは基板ハンドラ内に組み込まれるので、前処理済みの基板を別置の前処理ステージから把持し、露光ステージへと移送する必要がなくなり、従って、基板へのどんな熱プリントも回避される。更に有利なことには、基板テーブル上でパターン化ビームを用いて露光する前に各基板に必要な前処理による時間の浪費がほとんど又は全くなくなる。

本発明の第２の態様によれば、基板テーブルに対して基板を動かす基板ハンドラが提供され、この基板ハンドラは、基板を搬送するように構成された支持面又はプラットフォームを含み、この基板ハンドラは更に、基板を前処理するように構成された前処理ユニットを含む。

前処理ユニットは、基板ハンドラと一体にすることも、又は基板ハンドラにほぼ隣接して配設することもできる。好ましくは、この前処理ユニットは、基板ハンドラの支持面、好ましくはその上側表面と一体にするか、又はそこにほぼ隣接して配設する。

この前処理ユニットは、基板の温度を制御する装置を含むことができる。この装置は、基板に、又は基板から熱を伝導する熱交換部材の形でよい。この部材は、当業者に周知の良好な熱伝導性材料、例えば、アルミニウム製でよい。この熱交換部材は、前処理中、基板と熱接触するように配置された熱伝導プレートを含むことができる。好ましくは、この熱伝導プレートを、基板ハンドラの支持面に対してほぼ平行に、更に好ましくはその下になるように配置する。代替実施例では、空気などの冷却流体又は加温流体を基板上に流すように温度制御装置を構成することもできる。

熱交換プレートは、それに沿って延びる少なくとも１つの内部又は外部冷却チャネルを含むことができ、このチャネルは熱伝導によって基板を冷却する。しかし、好ましくは、熱交換プレートは、それに沿って間隔を置いて配置された複数のチャネルを含む。前処理ユニットは、例えば、少なくとも１つのチャネルに沿って流れるように構成された流体又は液体を含むことができ、それによって、基板温度を下げるには余分な熱を基板から伝導除去し、又、基板温度を上げるには熱を基板に伝導させることになる。この液体は約２３℃に維持することができ、この温度は基板の前処理に好ましい温度である。

前処理ユニットは、基板に前処理を施す際に基板を定位置に保持するように適合させることができる。例えば、基板に真空圧を加えて、基板を前処理ユニットに隣接した定位置に保持することができる。或いは、前処理ユニットは、前処理中、プレートと基板の間に流体フィルムを形成することもできる。この流体フィルムは、厚さ約５０μｍの空気フィルムであることが好ましいが、この厚さは最高１０００μｍでもよい。流体フィルムの利点は、このフィルムによって、基板と前処理ユニットの間のどんな有意な接触もなくなり、それによって、汚染、損傷、及び静電気放電の危険が減少することである。

好ましくは、第１又は第２の態様による基板ハンドラは、少なくとも１つの支持面が、基板テーブルとほぼ水平面に並び、従ってその上にロードできるように、垂直に上下に動くように適合されている。支持面が基板テーブルと適切に並ぶと、次いで基板ハンドラは作動して、基板を支持面又は基板テーブル上に載せる、又はそこから降ろす。ハンドラは上側支持面及び下側支持面を含むことが好ましいので、ハンドラは、上側支持面又は下側支持面のいずれもが基板テーブルと並ぶように垂直に動くように適合できることが好ましい。しかし、使用中、基板ハンドラを定位置に固定し、基板露光テーブルの方を、基板を移す前に基板ハンドラと水平に並ぶように上下に動くように適合させることもできることを理解されたい。

本発明の第３の態様によれば、
・ベース・プレートによって支持された、基板を支持する基板テーブルと、
・基板の標的部分にパターンを与えるパターニング・システムと、
・実質的にベース・プレートの上に配置され、基板を基板テーブルに対して動かす基板ハンドラとを有するリソグラフィ装置が提供される。

有利なことに、第３の態様によるこの装置では、装置のフットプリントが大幅に縮小している。というのは、従来技術による装置では、ハンドラはベース・プレートに隣接して設けられ、基板支持テーブルから遥かに離れているが、この基板ハンドラは、常にベース・プレートの上に支持されるからである。

好ましくは、この装置は、基板ハンドラの基板支持面をベース・プレートの上に支持するように適合されたガイド部材を含み、好ましくはローラ、ブッシユ、ボール・ブッシユ、空気軸受などの少なくとも１つのガイド要素、より好ましくは複数のガイド部材によって支持される。この少なくとも１つのガイド要素によって、支持面はそのガイド部材を垂直に上下に動くことができるようになる。好ましくは、ガイド部材は、ベース・プレートに、好ましくはその片側に取り付けられる。好ましくは、ガイド部材は側壁である。別の実施例では、この装置は、２つの側壁をその両側に含み、各側壁はハンドラの支持面を支持する。

本発明の第４の態様によれば、基板テーブル、パターニング・システム、及び複数の基板を同時に搬送するように適合された基板ハンドラを含むリソグラフィ装置において基板を操作する方法が提供され、この方法は、
（ｉ）未露光基板を基板ハンドラの第１の支持面上に載せること、
（ｉｉ）第１の支持面が基板テーブルとほぼ水平面に並ぶように基板ハンドラを動かすこと、
（ｉｉｉ）未露光基板を基板ハンドラの第１の支持面から基板テーブル上に直接ロードすること、
（ｉｖ）パターニング・システムを用いて基板にパターンを与えること、
（ｖ）露光済み基板を基板テーブルから基板ハンドラの第２の支持面上にアンロードすること、及び
（ｖｉ）露光済み基板を基板ハンドラの第２の支持面から取り除くことを含む。

基板ハンドラは、複数の基板を同時に搬送するように適合されていることが好ましい。従って、好ましくは、このハンドラは第１及び第２の支持面を含む。好ましくは、ステップ（ｉ）において、未露光基板を第１の支持面上に載せ、この支持面は、基板をその上に移す前に基板テーブルとほぼ水平面に並べておく。好ましくは、ステップ（ｉｖ）の後、次いで第２の支持面を基板テーブルと水平面に並べることができ、従って、露光後、露光済み基板をその上に移すことができる。

この方法の一実施例では、基板ハンドラの第１及び第２の支持面を、照明システム、すなわち基板テーブルの片側に対して動かす。従って、基板を、基板テーブルの片側（前側）からロードしアンロードする。

別の実施例では、第１の支持面を照明システムの片側に対して動かし、第２の支持面を照明システムの反対側に対して動かす。従って、基板を基板テーブルの片側（前側）からロードし、先に露光済みの基板は基板テーブルの反対側（後側）からほぼ同時にアンロードすることができる。

本発明の第５の態様によれば、
（ｉ）基板を基板テーブル上に提供するステップと、
（ｉｉ）基板の標的部分上にパターンを与えるステップと、
（ｉｉｉ）前処理ユニットを含む基板ハンドラを用いて、基板を基板テーブルに対して動かすステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

理想的には、露光済み基板をアンロードするのとほぼ同時に未露光基板をロードする。

本発明の第６の態様によれば、
（ｉ）ベース・プレートによって支持された基板テーブル上に基板を提供するステップと、
（ｉｉ）基板の標的部分上にパターンを与えるステップと、
（ｉｉｉ）実質的にベース・プレートの上に配置された基板ハンドラを用いて、基板を基板テーブルに対して動かすステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第７の態様によれば、
・ベース・プレート上に支持され、走査動作中、そこに沿って開始位置と終了位置の間を移動するように適合された、基板を支持する基板テーブルと、
・基板の標的部分にパターンを与えるパターニング・システムと、
・基板を基板テーブルに対して動かす基板ハンドラであって、ベース・プレート上の基板テーブルの片側に配設されたロード用プラットフォームと、ベース・プレートの片側で、基板テーブルの反対側に配設されたアンロード用プラットフォームとを含み、少なくともこのロード用プラットフォームが、基板テーブルより上の上昇位置と、基板テーブルとほぼ水平面に並ぶ下降位置との間を垂直に動くことが可能であり、このロード用プラットフォームが、下降位置にあるときに基板をテーブル上にロードするように適合されており、このアンロード用プラットフォームが、走査動作後、基板テーブルが終了位置にあるときにそこから基板を受け取るように適合されており、これらのロード用及びアンロード用プラットフォームがどちらも、基板テーブルが終了位置にあるときはそれと同じ高さにあり、従って、ロード及びアンロードをほぼ同時に実施することができる基板ハンドラとを含むリソグラフィ装置が提供される。

本発明の第８の態様によれば、
・ベース・プレート上に支持され、走査動作中、そこに沿って開始位置と終了位置の間を移動するように適合された、基板を支持する基板テーブルと、
・基板の標的部分にパターンを与えるパターニング・システムと、
・基板を基板テーブルに対して動かす基板ハンドラであって、ベース・プレート上の基板テーブルの片側に配設されたロード用プラットフォームと、ベース・プレートの片側で、基板テーブルの反対側に配設されたアンロード用プラットフォームとを含み、少なくともこのアンロード用プラットフォームが、基板テーブルより上の上昇位置と、基板テーブルとほぼ水平面に並ぶ下降位置との間を垂直に動くことが可能であり、ロード用プラットフォームが、基板をテーブル上にロードするように適合されており、このアンロード用プラットフォームが、下降位置にあると共に、走査動作後、基板テーブルが終了位置にあるときに、そこから基板を受け取るように適合されており、これらのロード用及びアンロード用プラットフォームがどちらも、基板テーブルが終了位置にあるときはそれと同じ高さにあり、従って、ロード及びアンロードをほぼ同時に実施することができる基板ハンドラとを含むリソグラフィ装置が提供される。

本発明の第９の態様によれば、放射線ビームによる露光中、基板を支持する基板テーブルを含むリソグラフィ装置において使用するのに適合された基板ハンドラが提供され、この基板ハンドラは、露光前に基板を基板テーブル上にロードすると共に、露光後に基板を基板テーブルからアンロードするように適合され、少なくとも１つの基板を搬送するようにそれぞれ適合された複数のプラットフォームを有する。

用語「パターニング・システム」は、本明細書では、基板の標的部分にパターンを形成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるのに使用できるどんな装置をも含む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機能（ｆｅａｔｕｒｅ）、又はいわゆる補助機能（ａｓｓｉｓｔ ｆｅａｔｕｒｅ）を含む場合、放射線ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分における所望のパターンと正確に一致するとは限らないことに留意されたい。一般に、放射線ビームに与えられたパターンは、集積回路など、標的部分において作成されるデバイスの特定の機能層に相当することになる。このパターニング・システムは、インプリント型板又は基板にパターンを与える他の適当な手段でもよい。

パターニング装置は、透過型でも反射型でもよい。パターニング装置の例には、マスク、又は個別に制御可能な素子アレイが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリ型、交互位相シフト型、減衰位相シフト型、並びに様々なハイブリッド型のマスクが含まれる。

用語「個別に制御可能な素子アレイ」は、本明細書では、入射する放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用でき、それによって基板の標的部分に所望のパターンを作成することができるどんな手段をも指すものとして広く解釈すべきである。用語「ライト・バルブ」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）も又、この文脈で使用することができる。

かかるパターニング手段の例には以下のものが含まれる。
（ｉ）プログラム可能ミラー・アレイ。このアレイは、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックス・アドレス可能面を含むことができる。かかる装置の背後にある原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域が入射光を回折光として反射し、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うものである。適当な空間周波数フィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光だけを残して基板に到達させることができる。このようにして、ビームはマトリックス・アドレス可能面のアドレス・パターンに従ってパターン化されることになる。別法としては、フィルタは、回折光をフィルタ除去し、非回折光を残して基板に到達させることもできることを理解されたい。回折光学ＭＥＭＳ素子アレイも又、同様にして使用することができる。回折光学ＭＥＭＳ素子はそれぞれ、互いに変形させて入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる複数の反射リボンを含む。プログラム可能ミラー・アレイの他の代替実施例は、極小ミラーのマトリックス構成を使用するものであり、それぞれのミラーは、適当な局所化電界を印加する、又は圧電作動手段を使用することによって個別に軸の周りで傾斜させることができる。この場合も、各ミラーはマトリックス・アドレス可能であり、従って、アドレスされたミラーは、入射する放射線ビームを、アドレスされていないミラーとは異なる方向に反射することになる。このようにして、反射ビームは、マトリックス・アドレス可能ミラーのアドレス・パターンに従ってパターン化される。必要なマトリックスのアドレッシングは、適当な電子手段を用いて実施することができる。上述のどちらの状況においても、個別に制御可能な素子アレイは、１つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを含むことができる。本明細書に引用したミラー・アレイに関する詳細な情報が、例えば、米国特許第５２９６８９１号及び同第５５２３１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及び同ＷＯ９８／３３０９６号から得られ、これらを参照により本明細書に組み込む。
（ｉｉ）プログラム可能ＬＣＤアレイ。かかる構成の一例が、米国特許第５２２９８７２号に示されており、これを参照により本明細書に組み込む。

例えば、フィーチャのプリバイアス、光近接補正機構、位相変動技術、及び多重露光技術が使用される場合、個別に制御可能な素子アレイ上に「表示される」パターンは、基板層又は基板上に最終的に転写されるパターンとはかなり異なることがあることを理解されたい。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に使用した特定の例を参照して説明しているが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用の誘導パターン及び検出パターンの製造、平板パネル表示装置の製造、薄膜磁気ヘッドの製造など、他の応用分野にも適用できることを理解されたい。かかる代替の応用分野の例では、本明細書にて使用した用語「ウェハ」又は「ダイ」はいずれも、より概括的な用語「基板」又は「標的部分」とそれぞれ同義とみなすことができることが当業者には理解されよう。

本明細書にて引用した基板は、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塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、又は測定検査ツールを用いて加工又は前処理することができる。適用可能である場合は、本明細書における開示は、かかる基板加工ツール及び他の基板加工ツールにも適用することができる。更に、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために２回以上加工することがあり、従って、用語「基板」は、本明細書では、複数の加工層を既に含んだ基板を指すこともある。

用語「放射線」及び「ビーム」は、本明細書では、（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外線（ＵＶ）、（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めたあらゆるタイプの電磁放射線を含む。

用語「投影システム」は、本明細書では、例えば露光放射線を使用するのに適した、又は浸液若しくは真空など他の要素（ｆａｃｔｏｒ）を使用するのに適した、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む様々なタイプ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。用語「レンズ」はいずれも、本明細書では、より概括的な用語「投影システム」と同義とみなすことができる。

又、照明システムには、放射線投影ビームを方向付け、成形、又は制御する、屈折型、反射型、及び反射屈折型光学部品を含めた様々なタイプの光学部品が包含され、かかる構成部品は、以下で、集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶこともある。

又、このリソグラフィ装置は、投影システムの最後尾の素子と基板との間の空間を満たすように、基板が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水に浸されるタイプのものでもよい。又、リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影システムの第１の素子との間にも浸液を加えることができる。液浸技術は、投影システムの開口数を増大させる技術として当技術分野において周知である。

本明細書にて説明する特徴は全て（添付の特許請求の範囲、要約書、及び図面のいずれも含めて）、且つ／又は本明細書にて開示するいずれの方法又は工程のステップは全て、かかる特徴及び／又はステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組合せを除いて、上記のいずれの態様とも任意の組合せで組み合わせることができる。

添付の概略図面を参照して、本発明の実施例を単なる例によって以下に説明する。各図面において、対応する参照符号は対応する部品を示す。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置の概略側面図である。 基板ハンドラ、基板露光ステージ、及びロボットを示す、リソグラフィ装置の第１の実施例の拡大斜視図である。 リソグラフィ装置の実施例を用いて、基板を基板露光ステージ上にロードしアンロードする順序を示す概略側面図である。 リソグラフィ装置の第２の実施例の拡大斜視図である。 リソグラフィ装置の第３の実施例の拡大斜視図である。 リソグラフィ装置の第４の実施例の拡大斜視図である。 リソグラフィ装置の基板ハンドラの代替実施例の斜視図である。 リソグラフィ装置の基板ハンドラの他の代替実施例の斜視図である。 図８に極めて類似しているが、ハンドリング指部及びノズルを備えた基板ハンドラの部分斜視図である。 リソグラフィ装置の実施例を用いた「前側イン、前側アウト」のロード順序を示す概略側面図である。 リソグラフィ装置の代替実施例を用いた「前側イン、前側アウト」のロード順序を示す概略側面図である。 リソグラフィ装置の実施例を用いた「前側イン、後側アウト」のロード概念を示す側面図である。 リソグラフィ装置の実施例を用いた「前側イン、後側アウト」のロード順序を示す概略側面図である。 ロード及びアンロードがほぼ同時に行われる、リソグラフィ装置の実施例を用いた「前側イン、後側アウト」のロード順序を示す概略側面図である。 従来技術によるリソグラフィ装置のフットプリントと、本発明の他の実施例によるリソグラフィ装置のフットプリントとを示す概略平面図及び概略側面図である。 基板露光中のリソグラフィ装置の実施例の概略側面図である。 前処理中及び基板交換中のリソグラフィ装置の実施例の概略側面図である。 基板ハンドラの他の代替実施例の斜視図及び側面図である。 本発明のリソグラフィ装置のいくつかの代替実施例の概略平面図である。 本発明による基板ハンドラの代替実施例を示す図である。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、
・放射線投影ビームＰＢ（例えばＵＶ放射線）を供給する照明システム（照明装置）ＩＬと、
・投影ビームにパターンを与えるための個別に制御可能な素子アレイＰＰＭ（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）であって、一般に、その位置は部品ＰＬに対して固定されるものであるが、そうではなく、そのアレイを部品ＰＬに対して正確に配置する位置決め手段に接続することもできる、個別に制御可能な素子アレイと、
・基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを支持すると共に、基板を部品ＰＬに対して正確に配置する位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、ベース・プレートＢＰ上で移動可能な基板テーブルと、
・個別に制御可能な素子アレイＰＰＭによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを、（例えば１つ又は複数のダイを含む）基板Ｗの標的部分Ｃ上に結像させる投影システム（「レンズ」）ＰＬであって、個別に制御可能な素子アレイを基板上に結像させることができ、或いは、個別に制御可能な素子アレイの素子がシャッタとして働く第２の線源を結像させることができ、更に、例えば、第２の線源を形成すると共に基板上にマイクロスポットを結像させるマイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られる）を含むこともできる投影システムとを含む。

この図で示すように、この装置は、反射型（すなわち、個別に制御可能な反射型素子アレイを有する）のものである。しかし、一般に、この装置は、透過型（すなわち、個別に制御可能な透過型素子アレイを有する）のものでもよい。

照明装置ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。例えば線源がエキシマ・レーザである場合、線源とリソグラフィ装置とは別々の構成要素（ｅｎｔｉｔｙ）とすることができる。そのような場合、線源はリソグラフィ装置の一部を成すとはみなされず、放射線ビームは、例えば適当な誘導ミラー及び／又はビーム拡大器を備えるビーム送達システムＢＤによって線源ＳＯから照明装置ＩＬに送られる。他の場合、例えば線源が水銀ランプである場合は、線源は装置の一体部分とすることができる。線源ＳＯ及び照明装置ＩＬは、必要であればビーム送達システムＢＤと併せて、放射線システムと称することができる。

照明装置ＩＬは、ビームの角強度分布を調整する調整手段ＡＭを含むことができる。一般に、照明装置の瞳面における強度分布の少なくとも外径範囲及び／又は内径範囲（通常、それぞれ外側σ（σ−ｏｕｔｅｒ）及び内側σ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）は調整することができる。更に、照明装置ＩＬは、一般に、インテグレータＩＮや集光器ＣＯなどの様々な他の構成部品を含む。この照明装置は、その断面が所望の均一性及び強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる条件付けされた放射線ビームを供給する。

投影ビームＰＢは、続いて個別に制御可能な素子アレイＰＰＭに当たる。個別に制御可能な素子アレイＰＰＭによって反射された後、投影ビームＰＢは、投影システムＰＬを通過し、それによって基板Ｗの標的部分Ｃ上に投影ビームＰＢを集光することになる。位置決め手段ＰＷ（及び干渉計測手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば、様々な標的部分Ｃが投影ビームＰＢの経路内に位置するように正確に動かすことができる。使用時には、例えば走査中に、個別に制御可能な素子アレイ用の位置決め手段を用いて、個別に制御可能な素子アレイＰＰＭの位置を投影ビームＰＢの経路に対して正確に補正することができる。一般に、対象テーブルＷＴの移動は、長ストローク・モジュール（粗動位置決め）及び短ストローク・モジュール（微動位置決め）を用いて実施することができ、これらのモジュールは図１には明白に示されていない。同様のシステム用いて個別に制御可能な素子アレイを配置することもできる。投影ビームを代わりに／更に移動可能にし、対象テーブル及び／又は個別に制御可能な素子アレイを定位置に固定して、必要な相対移動をもたらすこともできることを理解されたい。平板パネル表示装置の製造に特に適用可能な他の代替例として、基板テーブル及び投影システムの位置を固定し、基板の方が基板テーブルに対して動くことができるように構成することもできる。例えば、基板テーブルは、ほぼ一定の速度で、基板を横切って走査するシステムを備えることができる。

本明細書では、本発明によるリソグラフィ装置は、基板上のレジストを露光するためのものとして説明しているが、本発明はこの用途に限られるものではなく、この装置は、レジストを使用しないリソグラフィにおいても、パターン化投影ビームを投影するのに使用することができることを理解されたい。

図示の装置は、以下の好ましい４つのモードで使用することができる。
１．ステップ・モード：個別に制御可能な素子アレイによって投影ビームにパターン全体を与え、このパターンが標的部分Ｃ上に一括して投影される（すなわち１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴを、異なる標的部分Ｃを露光できるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトする。ステップ・モードでは、１回の静止露光において結像される標的部分Ｃの寸法は、露光領域の最大寸法に限られる。
２．走査モード：個別に制御可能な素子アレイは、所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に速度ｖで移動可能であり、従って、投影ビームＰＢは、個別に制御可能な素子アレイを介して走査することになり、それと並行して、基板テーブルＷＴを同じ方向又は反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで同時に動かす。上式で、ＭはレンズＰＬの倍率である。走査モードでは、１回の動的露光における標的部分の（非走査方向における）幅は、露光領域の最大寸法に限られ、標的部分の（走査方向における）高さは走査運動の長さによって決まる。
３．パルス・モード：個別に制御可能な素子アレイは、基本的に静止したまま保持され、パルス化放射線源を用いてパターン全体を基板の標的部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴを、投影ビームＰＢが基板Ｗを横切って１本の線を走査するように、基本的に一定の速度で動かす。個別に制御可能な素子アレイ上のパターンは、放射線システムのパルスの合間に必要に応じて更新され、このパルスは、標的部分Ｃが基板上の必要とされる位置に連続して露光されるように時間間隔が設定されている。従って、この投影ビームは、基板Ｗを横切って走査して、基板に細長い線状に完全なパターンを露光することができる。この工程を基板全体が一線ずつ完全に露光されるまで繰り返す。
４．連続走査モード：基本的にパルス・モードと同じであるが、ほぼ一定の放射線源が使用され、且つ、個別に制御可能な素子アレイ上のパターンが、投影ビームが基板を横切って走査し基板を露光するときに更新される点が異なる。

上述の使用モードの組合せ及び／若しくは変形例、又は全く異なる使用モードを使用することもできる。

図１に例示したリソグラフィ装置は光学装置であるが、他の非光学パターニング・システムを用いて基板上にパターンを与えることもできることを理解されたい。例えば、インプリント型板を用いて基板上にパターンをインプリントすることもできる。従って、用語「リソグラフィ装置」は、光リソグラフィ装置に限られるものではない。

図２を参照すると、リソグラフィ装置２の実施例が示されている。具体的には、図２は、装置２の、基板８（図１ではＷと称する）を基板露光テーブル６（図１ではＷＴと称する）に、又そこから移し操作するのに使用する部品を示し、基板８は、照明源ＰＬによって露光される間、このテーブル上に支持される。基板テーブル６に隣接して、基板８を露光テーブル６に、又そこから搬送する基板ハンドラ１２が設けられている。このハンドラ１２は、上側ステージ１４及び下側ステージ１６を有し、これらのステージはどちらも基板８を収容するように適切に寸法設定されている。ハンドラ１２は、２つの基板８を支持することができるので、２段式基板ハンドラ１２と呼ばれる。ハンドラ１２は、図１の矢印Ａ−Ａで示すように上下に動くように構成されており、従って、上側ステージ１４及び下側ステージ１６のいずれも、基板テーブル６と水平面に並ぶことができる。

この装置２は、未露光基板８をハンドラ１２上にロードし、更に基板テーブル６上での露光後に露光済み基板８をハンドラ１２からアンロードするロボット１０を含む。ハンドラ１２の上側ステージ１４及び下側ステージ１６はどちらも、一連のローラ２０を備え、それによって基板８をロードし、又そこからアンロードし易くなっている。図２に示す装置では、上側ステージ１４及び下側ステージ１６には、それぞれモータによって駆動する４つのローラ２０が間隔を置いて嵌め込まれているが、例えば、コンベヤ・ベルト、基板がその上で「浮く」ことができる空気クッション若しくは空気フィルム、少なくとも１つのリニア・アクチュエータ、又は基板の側縁部を把持する把持機構など、他の構成を使用することもできることを理解されたい。空気クッション又は空気フィルムは、ガスを放出するように構成された複数の開口（図示せず）をステージ１４、１６に設けることによって形成することができる。空気クッション又は空気フィルムは、ピンプルなどの間隔を置いて起伏した領域を表面に有する基板テーブルと組み合わせることができる。このテーブルは、当技術分野ではバール・テーブルとして知られる。

基板ハンドラ１２は、前処理ユニット１８の上に配置されるか、又はそれと一体になっている。前処理ユニット１８を用いて、下側ステージ１６にある基板８の温度を、レジスト被覆後、基板テーブル６上で露光する前に適切なレベルに調整する。この調整は、プリント工程の間、基板の幾何形状を注意深く制御できるようにするために重要である。前処理ユニット１８は、例えば、一連の内部チャネルを有するアルミニウム熱伝導プレート１９からなる。約２３℃の温度に維持した水をチャネルに沿って流し、そのチャネルと熱接触している基板８を冷却／加熱する。次いで、冷却／加熱済み（前処理済み）基板８を露光するためにテーブル６上に移す。或いは、水温を一定に維持するのではなく、基板の温度を制御するために水温を変動可能に制御することもできる。

基板を前処理ユニット１８の近くまで持ってくるために、ステージ１４及び１６は、それらと前処理ユニット１８との間の垂直方向の空間が縮小するように折畳み可能となっている。前処理ユニットの表面には、基板ハンドラを折り畳んだ形状にしたときに、下側ステージ１６のローラ２０を受けるように設計された複数の溝２２が間隔を置いて配置されている。

図では、前処理ユニット１８は下側ステージ１６に隣接して示されているが、前処理ユニットは、上側ステージ上に配設された未露光基板を前処理するように上側ステージ１４に隣接して同様に配設することもできることを理解されたい。

図３を参照すると、２段式基板ハンドラ１２によって、基板８を基板露光テーブル６に、又そこからロード／アンロードする順序が示されている。図３では、露光済み基板８を８ａ、未露光基板を８ｂとして示してある。ステージ（ａ）で、未露光基板８ｂの保管領域（図示せず）から取り出された第１の未露光基板８ｂが、ロボット１０上の定位置に示されている。第２の未露光基板８ｂがハンドラ１２の下側ステージ１６上に示され、露光済み基板８ａが基板露光テーブル６上に示されている。ハンドラ１２の上側ステージ１４はこの時点では空であり、露光テーブル６と水平に並ぶように配置されている。ステージ（ｂ）で、露光後、露光済み基板８ａがテーブル６からハンドラ１２の上側ステージ１４上へと矢印Ｂで示す方向に移される。上側ステージ１４上のローラ２０によって、基板８ａをハンドラ１２上に移送し易くなっている。

ステージ（ｃ）で、ハンドラ１２を矢印Ｃで示す方向に上方に動かし、従って、下側ステージ１６、従ってその上にある未露光基板８ｂが、露光テーブル６と水平に並ぶことになる。ステージ（ｄ）で、未露光基板８ｂは、下側ステージ１６から露光テーブル６へと矢印Ｄで示す方向に移される。下側ステージ上のローラ２０によって、基板８ｂをハンドラ１２上から移送し易くなっている。

ステージ（ｅ）で、ハンドラ１２を矢印Ｅで示す方向に下方に動かし、従って、下側ステージ１６がロボット１０と水平に並ぶことになる。ステージ（ｆ）で、ロボット１０上の未露光基板８ｂを、ハンドラ１２の下側ステージ１６上へと矢印Ｆで示す方向に移す。最後に、この順序のステージ（ｇ）で、ロボット１０を上方に動かすと、このロボットはハンドラ１２の上側ステージ１４と水平に並ぶことになる。次いで、露光済み基板８ａをハンドラ１２からロボット１０上へと矢印Ｇで示す方向に移すことができる。次いで、ロボット１０は、露光済み基板８ａをハンドラ１２から保管領域（図示せず）へと移す。その後、この順序を繰り返す。

上記で説明すると共に図３に示した順序の変形例として、基板ハンドラ１２を垂直位置に固定し、基板テーブル６の方をそこに対して垂直に動かすこともできることが理解されよう。

図４を参照すると、ハンドラ２４がロボット１０と一体となった２段式基板ハンドラ２４の代替実施例が示されている。このハンドラ２４は、ロボット１０の上面に取り付けられており、先に説明したのと同様に、上側ステージ１４及び下側ステージ１６からなる。この図では、ハンドラ２４のステージ１４、１６両方の上に基板８が示されている。更に、ハンドラ２４は、下側ステージ１６の片側に取り付けられ、基板テーブル６上で露光する前に未露光基板８ｂを前処理する前処理ユニット１８を含む。或いは、この場合も、前処理ユニット１８は、未露光基板が上側ステージ１４上にロードされる場合には、上側ステージ１４に連結することもできることを理解されたい。

図５を参照すると、２段式基板ハンドラ２６の他の実施例が示されている。このハンドラ２６は、上側ステージ１４及び下側ステージ１６を有し、これらのステージにはそれぞれ、その平面に沿って延びる２つの細長いスロット２５が間隔を置いて配置されている。上側ステージ１４にある２つのスロット２５は、下側ステージ１６にある２つのスロット２５に対して９０°に延びている。スロット２５はそれぞれ、移送装置の細長いロッド２７を摺動係合して受けるように設計されている。従って、ロッド２７は、基板の下でステージ１４又は１６中に受けられ、これらを用いて基板をステージ表面から離して持ち上げ、露光テーブルへと移送することができる。かかるロッド２７を同様に用いて、未露光基板をコンベヤ・ベルト又はトラックからハンドラ２６上へと移送することもできる。

ハンドラ２６のステージ１４、１６はどちらも、部分的に埋め込まれたローラ２０を含み、これらは、基板８をハンドラ２６上に載せ、又そこから降ろし易くするために設けられる。更に、前処理ユニット１８が、ハンドラ２６の下側ステージ１６と一体になっている。このハンドラは、矢印Ｈで示す方向に上下に移動可能であり、従って、基板露光テーブル６と並べることができる。

図６を参照すると、基板露光テーブル６に対して矢印Ｊで示す方向に上下に移動可能な基板ハンドラ２８の他の実施例が示されている。このハンドラ２８は、上側ステージ１４、及び前処理ユニット１８と一体となった下側ステージ１６を有する。このハンドラ２８は、露光テーブル６に隣接して配置され、ロボット１０が基板８をハンドラ２８上に移送している様子が示されている。

図７に示す基板ハンドラは、前の場合と同様に上側ステージ１４及び下側ステージ１６を有するが、この実施例では、上側ステージ１４を用いてロボットから未露光基板を受け取り、それらを露光テーブル６上にロードし、下側ステージ１４は、露光済み基板を露光テーブル６からロボットへとアンロードするように設計されている。ステージ１４、１６は、各隅部において、ステージの垂直移動を案内する働きをするガイド支柱１００によって支持されている。支柱１００はそれぞれ、各ステージの端部に画定された対応する突起部１００ａを受け、この突起部は、支柱内に摺動可能に配設されることになる。場合によっては、３つ以下のかかるガイド支柱を使用することもできることを理解されたい。駆動機構１０２を少なくとも部分的にガイド支柱内に含めることができ、この機構は各ステージを所望の垂直位置まで動かす働きをする。この機構は、２つのステージの動きが機械的に結合され、従ってそれらが調子を合わせて動くように構築することができる。この駆動機構は、２つのステージの間で異なる速度伝達比を有することができ、従って、これらのステージの間隔は、それらの支柱に対する垂直位置に伴って変動することになる。

図７の基板ハンドラのステージ１４、１６にはそれぞれ、複数の立上りピン１０１がその表面全体にわたって間隔を置いて配置されている。これらのピンは、ステージを画定するパネルの上面より上に基板を支持するように設計され、それによって、ロボットのエンド・エフェクタがよりアクセスし易くなるようにステージ・パネルの上面と基板との間に隙間が設けられる。ピンの先端部が占める平面が、実質的にステージの操作表面となる。ピン１０１は、ステージに回動可能に連結され、従って、これらのピンは、立上り位置と、収容位置（この位置ではピンはもはや立ち上がっていない）との間で動くことができる。ピンのこの動きを利用して、基板を露光テーブルに、又そこから搬送する間、支持している基板を横方向に動かす。ピンに孔を設け、負圧供給源に連結し、それによって部分的に真空圧を加えて、移送中にステージ上の基板を保持する助けとすることができる。代替構成では、ピン１０１は、基板の移動方向に沿って（すなわちピンの軸に垂直に）直線方向に移動可能とすることもできる。ピンのこの動きを利用して、基板を露光テーブルに、又そこから搬送する間、支持している基板を横方向に動かす。

いくつかの実施例では、ステージ１４、１６には、空気などのガス噴射を基板の方に向けて送る複数のノズル（図示せず）が支持面全体にわたって分散して配置されている。このノズルは、かかるガスの供給源に連結され、ステージ１４、１６の上面と基板との間にガスのフィルム又はクッションを形成するように設計されており、このフィルム又はクッションは、基板がステージ表面に接触するのを防止する働きをする。かかるノズルは、上述のピン１０１を備えても備えていなくてもよく、又、ロード又はアンロードする間、基板を所定の方向に進めることができるようにガス流の方向を制御する機構を含むことができる。

図８及び８ａには、基板ハンドラの代替実施例の単一のステージが示されている。これらの２つの実施例は、外観が僅かに異なるが、その概念は同じである。このステージの表面には、基板の移送方向に平行な複数の溝１０３がある。これらの溝１０３は、基板の移送中に基板を保持する指部１０４（図８ａにのみ示す）用のガイドとして働く。これらの指部は、移動方向に垂直な方向にステージ表面を横切って延びる移送バー１０５に連結されている。この移送バーは、駆動部材（例えばモータ）により、ステージの両側にある筐体１０６内に配設された伝動要素（例えばケーブル、チェーン又はベルト・ドライブ）を介して駆動される。このステージの表面には、上述と同様に、空気などのガス噴射を基板の方に向けて送る複数のノズル１０７がある。

本明細書に記載の基板ハンドラの様々な実施例は、任意選択で、基板を露光に適した温度に調整するように設計された前処理ユニットと合わせる（ｆｉｔ）ことができる。これは、適当な任意の形の熱交換装置を用いて基板支持ステージの温度を制御することによって実現することができる。提案される一実施例は、１つ又は複数の内部チャネル又は外部チャネルをステージに設け、そこに温度制御された水又は他の流体を供給するものである。基板は、ステージ表面に直接接触しても、又は、上述のように、空気フィルム又は空気クッションによって提供される操作表面上に支持することもできる。後者の場合、支持ステージと基板の間の空気は、基板を露光ステージに、又そこから移送する手段としてだけでなく、熱伝導層としても働く。基板を移送するときの空気フィルム又は空気クッションの厚さは、通常、約３００μｍであり、基板を熱的に調整するように働くときには、１００μｍ未満まで減少させることができる。

図９を参照すると、基板８を基板露光テーブル６に、又そこから「前側イン、前側アウト」でロード／アンロードする順序が示されており、このように呼ばれるのは、基板８を露光テーブル６の前側（すなわち図９のスキャナ３０の左側）からロードしアンロードするからである。これは、２段式基板ハンドラ１２を用いて実施されている。この図では、基板（１）、（２）及び（３）が、装置上の様々な位置に示されている。ステージ（ａ）で、基板テーブル６は、未露光基板（２）をスキャナ３０の下で支持する開始位置に示されている。テーブル６は、スキャナ３０の下をベース・プレートＢＰに沿って矢印Ｌで示す方向に動き、それによって基板（２）に放射線照射が行われる。この時点で、先に露光した基板（１）を、ロボット（図示せず）によって、２段式ハンドラ１２の上側ステージ１４から矢印Ｋで示す方向、すなわちテーブル６の移動方向とは反対方向にアンロードする。

ステージ（ｂ）で、テーブルは矢印Ｐで示す方向に動き続け、従って、基板（２）は引き続き走査されることになる。ハンドラ１２を矢印Ｎで示す方向に上方に動かし、ロボット（図示せず）によって、未露光基板（３）をハンドラ１２の下側ステージ１６上にロードする。ステージ（ｃ）で、テーブル６は、ベース・プレートの一端の最遠端位置に示されており、従って、基板（２）の全表面が完全に走査されている。これによって、ハンドラ１２が矢印Ｑで示す方向に走査レベルまで降下するのに十分な空間ができる。ステージ（ｄ）で、基板（２）を、テーブル６からハンドラ１２の上側ステージ１４上に矢印Ｒで示す方向に取り除く。

ステージ（ｅ）で、ハンドラ１２を矢印Ｓで示す方向に上方に動かし、従って、下側ステージ１６がテーブル６と水平に並ぶことになる。次いで、基板（３）をハンドラ１２からテーブル６へと矢印Ｔで示す方向に移す。ステージ（ｆ）で、ハンドラ１２を矢印Ｕで示す方向に更に上昇させると、テーブル６から十分な隙間が空き、従って、テーブル６は、ステージ（ｇ）で示すその「開始」位置に戻るまで矢印Ｘの方向に後退できることになる。最後に、ステージ（ｈ）で、露光テーブル６が矢印Ｙで示す方向に動く様子が示されており、それによって、基板（３）に走査工程が上述と同様に施されることになる。基板（２）をハンドラ１２から矢印Ｗで示す方向に取り除き、その後、この全順序を繰り返す。

図１０は、前処理ユニットが上側ステージ１４に連結された２段式基板ハンドラ１２を用いて、基板８を基板露光テーブル６に、又そこからロードしアンロードする順序を示している

図１１及び１２を参照すると、基板ハンドラ１２を用いて、基板８を基板露光テーブル６に、又そこから「前側イン、後側アウト」でロード／アンロードする順序が示されている。この実施例では、ハンドラ１２のステージの１つをテーブル６の前側から後側へと動かしている。

図１１は、「前側イン、後側アウト」のロード／アンロード順序の概念を示し、このように呼ばれるのは、基板８を露光テーブル６の前側（すなわち図８のスキャナ３０の左側）にロードし、露光テーブル６の後側（すなわち図８のスキャナの右側）からアンロードするからである。この装置は、光学スキャナ３０による走査工程の間、その上に基板を支持する露光テーブル６を含む。スキャナ３０のロード側４０には、前処理／ロード・プレート３２が設けてある。スキャナ３０の反対側のアンロード側４２には、アンロード・プレート３４が設けてある。図１２を参照すると、ステージ（ａ）で、基板８ａが露光テーブル６上に支持されており、このテーブルはその「開始」位置に示されている。テーブル６がスキャナ３０に対して矢印Ａで示す方向に動くにつれて、基板８ａが走査されることになる。次いで、新しい未露光基板８ｂを、ロボット（図示せず）によって前処理／ロード・プレート３２上の定位置まで降下させる。ステージ（ｂ）で、テーブルが一旦ベース・プレートＢＰの一遠端のその「終了」位置に到達すると、基板８ａの走査が完了したことになる。次いで、アンロード・プレート３４を、テーブル６と水平に並ぶまで矢印Ｂで示す方向に下方に動かす。その後、ステージ（ｃ）で、走査済み基板８ａを、アンロード・プレート３４上に矢印Ｃで示す方向に移す。ステージ（ｄ）で、アンロード・プレート３４を上方に動かして、その下をテーブル６が通ってその「開始」位置まで矢印Ｄで示す方向に後退するのに十分な隙間を空ける。

ステージ（ｅ）で、未走査基板８ｂをロードした前処理／ロード・プレート３２を、テーブル６と水平に並ぶまで降下させる。更に、ロボット（図示せず）によって走査済み基板８ａをアンロード・プレート３４から取り除く。ステージ（ｆ）で、基板８ｂを、ロード・プレート３２から露光テーブル６上へと矢印Ｇで示す方向に移す。ステージ（ｇ）で、テーブル６をスキャナ３０から矢印Ｉで示す方向に遠ざける。前処理ロード・プレート３２を矢印Ｈで示す方向に上昇させて、テーブル６が矢印Ｊで示す方向に戻れる隙間を空け、それによって基板８ｂを走査する。その後、全順序を繰り返す。

２段式基板ハンドラ１２を有する装置の利点は、基板８の交換時間が短縮され、その結果休止時間が低減するため、生産スループットが向上することにある。同時に２つの基板を扱えるこのハンドラは、従来技術によるハンドラに見られる「取り去ってから取り上げる（ｐｕｔ ａｗａｙ ａｎｄ ｐｉｃｋ ｕｐ）」という動きをせずに基板８を交換することができる。更に、ハンドラ１２は、前処理ユニット１８と同じ床空間上で一体にすることができ、従ってスループットが更に向上する。更に、前処理ユニット１８は、基板露光テーブル６付近に配置することができる。従って、基板８に必要な前処理に時間が浪費されることはない。

図１１及び１２の実施例では、アンローダ３４は、走査テーブル６がその移動の右側限界にあるとき（図１２ｇ参照）、アンローダ６がテーブル６の真上に配置されるように、走査テーブル６のフットプリント内に配設されている。代替実施例では、アンローダ３４は、図１３に示すように、走査テーブルのフットプリントを越えて配設することもできる。この実施例では、アンローダ３４は、テーブル６の、先の実施例よりも更に右側に配設してある。基板８を露光しているときは、ハンドラの部品３２、３４のどちらも、図１３（ａ）に示すように、テーブルの高さよりも上に垂直に上昇させる。ロード及びアンロード操作を実施するにはこのハンドラを降下させ、この構成では、露光テーブル６がその移動の右側限界にあるとき（図１３（ｂ））でも、アンローダ３４のフットプリントはなおも空いており、従って、露光済み基板を図示のように直接アンロードすることができる。露光テーブル６は、図１３には示されていないが、プレートの形でよいベース部材の上を移動する。図１３（ｂ）から分かるように、この構成によって、基板８を同時にロードしアンロードすることが可能になる。従って、この構成では、装置の全体的なフットプリントは増大するものの、テーブルへ、又そこからの移送時間が短縮されるので、スループットは確かに向上する。

図１４を参照すると、従来技術によるリソグラフィ装置の平面図及び側面図（図１４ａ）と、本発明による装置の２つの実施例（図１４ｂ及び１４ｃ）とが比較して示されている。図１４ａ〜１４ｃは、ハンドリング・ステージ３６、露光ツール３８、及び光学スキャナ３０（側面図に示す）からなる装置を示している。各装置のこれらの部分は、一連のカバー・プレート５２から構成されるフレーム構造５０内に収容されている。

図１４ａに示す従来技術による装置では、ハンドリング・ステージが露光ツール３８に隣接して配置されている。更に、基板８用の前処理ステージも又、露光テーブル６の隣に配置される。前処理ステージは少なくとも基板８と同じ寸法であるので、この装置の「フットプリント」、すなわち装置の全表面積は、かなりの大きさになる。

図１４ｂに示す実施例、例えば、図７に示した「前側イン、前側アウト」のロード／アンロード・システムを用いた装置では、ハンドリング・ステージ３６は、露光ツール３８の上の片側に配置されている。図１４ｃに示す実施例、例えば、図８及び９に示した「前側イン、後側アウト」のロード／アンロード・システムを用いた装置では、２つのハンドリング・ステージ３６がスキャナ３０の両側にあり、これらのステージはどちらも露光ツールの上に配置されている。従って、１つ（又は複数）のハンドリング・ステージ３６が、露光ツール３８に隣接してではなく、露光ツール３８の上に配置されるので、本発明による装置の２つの実施例（すなわち図１４ｂ及び１４ｃ）の「フットプリント」は、従来技術による装置のものよりも遥かに小さくなることが理解されよう。こうすると、フットプリントが約３０％縮小される。

図１５を参照すると、基板８を露光中の装置の構成（図１５ａ）、及びハンドリング・ステージによる基板交換中の構成（図１５ｂ）が示されている。この装置は側壁４４を有し、ここからローラ４６を介してハンドリング・ステージ３６が支持されている。このローラ４６によって、側壁４４に沿った垂直移動が可能となっている。ハンドリング・ステージ３６は、常に露光ツール３８の上に位置し、従って、装置のフットプリントが縮小していることを理解されたい。基板８の露光中、テーブル６を、露光スキャナ３０の下を片側から他方側へと横に水平に動かす。テーブル６もローラ４８を備え、それによって露光ツール３８に沿って移動することができる。この装置のフットプリントの外側に配置されたロボット１０が、基板８をハンドリング・ステージ３６上に移送している様子が示されている。

図１５ｂに示すように、基板８を交換する際、ハンドリング・ステージ３６を、露光テーブル６、従って露光直後の基板８と水平に並ぶまで矢印Ｋで示す方向に降下させる。次いで、基板８を、ハンドリング・ステージ３６と露光テーブル６の間で矢印Ｌで示す方向に動かす。

図１６ａを参照すると、図１５に示したのと同様の装置が示されているが、２段式ハンドリング前処理ステージ、すなわち、図９に関して論じた２段式基板ハンドラ１２を使用している点が異なっている。このハンドラ１２は、上側ステージ１４、更に下側ステージ１６上でも基板８を保持することができる。ハンドラ１２は、ローラ４６によって側壁４４を垂直に上下に動くことができる。更に、露光テーブル６は、スキャナ３０の下を左右に動く。このハンドラ１２は常に露光ツール３８の上にあり、従って、この装置のフットプリントが縮小していることを理解されたい。

図１６ｂを参照すると、図１１及び１２に関して論じた装置を用いて基板８を交換する様子が示されている。この装置には、２つのハンドリング・ステージ３２、３４がスキャナ３０の両側にある。ステージ３２、３４はそれぞれ、ローラ４６に沿ってそれぞれの側壁４４を上下に動くことができる。この装置は２つのロボット１０を有し、その一方は前側にあるロード・ステージ３２上に基板８をロードし、もう一方は後側にあるアンロード・ステージ３４から基板８をアンロードする。

本発明の利点は、装置のフットプリントが大幅に小さくなり（３０％の縮小）、且つ前処理ユニット１８が一体となっていることにある。機械のフットプリント及び容積が縮小する結果、機械費用が安くすむことになる。又、フットプリントが縮小するため機械の総重量がより軽くなる。又、この装置は、２段式ハンドラ１２を備えた２段式基板ロード構成にも適合可能（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）である。

図１７を参照すると、２段式ハンドラ／前処理装置５４の代替実施例が示されている。この実施例では、上側ステージ１４及び下側ステージ１６は、互いの間隔を変えることができるように、すなわち拡大又は縮小できるように互いに回動可能である。従って、基板８をハンドラ５４からロード又はアンロードする場合、そこに例えばロボット１０がよりアクセスし易いように、ハンドラの上側ステージ１４と下側ステージ１６との間隔を拡大することができる。ハンドラ５４を装置内で、例えば、スキャナ３０に対して垂直に上下に動かす場合には、ハンドラ５４の上側ステージ１４と下側ステージ１６との間隔を縮小してその間隔が占める容積を最小限にし、前処理ユニット（この実施例では図示せず）を適当なステージ及び基板のより近くに持ってくることができる。

このハンドラ５４は、互いに対向する２つの細長いベース部分５８を備えた折畳み可能なフレームからなる。脚部５６の形の短いスペーサ部分が、ヒンジ６０によって２つのベース部分５８の両端部に回動可能に取り付けられ、そこから垂直方向に離れて延びている。ハンドラ５４の上側ステージ１４は、ヒンジ６０によって、４つの脚部５６それぞれの、ベース部分５８から遠位にある一端部に回動可能に取り付けられている。下側ステージ１６は、ヒンジ６０によって、４つの脚部５６それぞれの中程に回動可能に取り付けられている。従って、上側ステージ１４及び下側ステージ１６は、スペーサ部分５６に取り付けられたヒンジ６０の周りで回動可能となり、従って、図１７ａ及び１７ｂに示す全開形状から、図１７ｃに示す半開形状、そして図１７ｄに示す閉位置又は係止位置まで動くことができる。脚部５６の回動によるステージ１４、１６の折畳みは、例えば、コンピュータ制御下で動作可能な１つ又は複数の水圧ラム又は空気圧ラムなど、適当などんな種類のアクチュエータによっても実施することができる。

代替構成では、脚部５６は、回動可能ではなく、軸方向に伸縮可能（これは、例えば水圧又は空気圧によって実施することができる）に構成することもできる。

本発明の利点は、回動可能ハンドラ５４は開閉可能であり、それによって、ハンドラ５４が図１７ｂに示す開形状にあるときには基板８にアクセスし易くなり、図１７ｄに示す閉形状にあるときには基板が下側ステージ１６に「係止」される様式にある。

図１８は、一時に２つ以上の基板を支持するように構成された基板ハンドラの３つの異なる型を示す。図１８ａでは、基板ハンドラ１２が露光テーブル６に隣接して示されている。ロボット（図示せず）を用いて、２つの隣接する未露光基板Ｎ１、Ｎ２をハンドラにロードする。次いで、これらの２つの基板Ｎ１及びＮ２を、基板テーブル６上の参照番号Ｅ１及びＥ２で示す位置まで同時にロードすることができる。図１８ｂは、２×２のマトリックスに配置された４つの基板Ｎ１〜Ｎ４を位置Ｅ１〜Ｅ４まで同時にロードすることができる実施例を示し、図１８ｃは、平行に配置された３つの基板Ｎ１〜Ｎ３を同時にロードできる型を示している。同じ構成を用いて、複数の露光済み基板を同時にアンロードすることができる。この基板ハンドラは、上記で説明したいずれの設計とも同じ設計にすることができることを理解されたい。

図１９は、基板ハンドラの代替実施例を示す。基板８が、ピン２０２によってプラットフォーム２０１の表面２００より上に支持されており、このピンは、適当な任意のアクチュエータによって、プラットフォーム２０１にある孔２０３内で（矢印の方向に）垂直に動かすことができる。この図には示されていないが、これらのピンの上面を、図２又は５に示す種類のローラに嵌め込むことができる。又、このプラットフォームは、上記で述べた前処理ユニットでもよいことを理解されたい。

上記の説明では、基板ハンドラが扱う基板について多く言及している。この用語「基板」は、文脈によっては、各基板が結合又はその他の方法で互いに固定されているのではなく、空間的に分離され、個別に動かすことができるという意味で、個々に独立した基板を意味するものである。

本発明の特定の実施例について上記に説明してきたが、本発明は上述以外の方法でも実施できることを理解されたい。本明細書は、本発明を限定するものではない。

ＩＬ 照明システム
ＰＢ 放射線投影ビーム
ＰＰＭ 個別に制御可能な素子アレイ
ＷＴ 基板テーブル
Ｗ 基板
ＰＷ 位置決め手段
ＢＰ ベース・プレート
ＰＬ 投影システム
Ｃ 標的部分
ＳＯ 放射線源
ＢＤ ビーム送達システム
ＡＭ 調整手段
ＩＮ インテグレータ
ＣＯ 集光器
ＩＦ 干渉計測手段
２ リソグラフィ装置
６ 基板テーブル
８ 基板
８ａ 未露光基板
８ｂ 露光済み基板
１０ ロボット
１２ ２段式基板ハンドラ
１４ 上側ステージ
１６ 下側ステージ
１８ 前処理ユニット
１９ 熱伝導プレート
２０ ローラ
２２ 溝
２４ 基板ハンドラ
２５ スロット
２６ ２段式基板ハンドラ
２７ ロッド
２８ 基板ハンドラ
３０ 光学スキャナ
３２ 前処理／ロード・プレート
３４ アンロード・プレート
３６ ハンドリング・ステージ
３８ 露光ツール
４０ ロード側
４２ アンロード側
４４ 側壁
４６、４８ ローラ
５０ フレーム構造
５４ ２段式基板ハンドラ／前処理装置
５６ 脚部
５８ ベース部分
６０ ヒンジ
１００ ガイド支柱
１００ａ 突起部
１０１ 立上りピン
１０２ 駆動機構
１０３ 溝
１０４ 指部
１０５ 移送バー
１０６ 筐体
１０７ ノズル
２００ 表面
２０１ プラットフォーム
２０２ ピン
２０３ 孔

Claims (6)

1. ベース・プレートによって支持された、基板を支持する基板テーブルと、
   前記基板の標的部分にパターンを与えるパターニング・システムと、
   基板を前記基板テーブルに対して動かす基板ハンドラであって、実質的に前記ベース・プレートの上に配置される基板ハンドラとを有するリソグラフィ装置。
2. 前記基板ハンドラの基板支持面を前記ベース・プレートの上で支持するように適合されたガイド部材を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記基板支持面が、前記基板テーブルの平面に垂直な方向の移動を可能にする少なくとも１つのガイド要素によって前記ガイド部材上に支持されている、請求項２に記載の装置。
4. 使用時に、前記ガイド要素によって、前記支持面が前記ガイド部材を垂直に上下に動くことが可能となる、請求項３に記載の装置。
5. 前記ガイド要素が、ローラ、ブッシユ、ボール・ブッシユ、又は空気軸受の１つである、請求項３に記載の装置。
6. 前記ガイド部材が側壁である、請求項２に記載の装置。

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