JP4719722B2 - レクチルグリッパ、リソグラフィ装置、レチクルハンドラロボット及びデバイス製造方法。 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置のレチクルを保持するためのレチクルグリッパ、該レチクルグリッパを備えるリソグラフィ装置、該レチクルグリッパを備えるレチクルハンドラロボット、デバイス製造方法およびレチクルをレチクルサポートに運ぶ方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上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）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイス（patterning device）を用いることができる。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つのダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] リソグラフィ装置では、レチクル（本明細書においてはパターニングデバイスまたはマスクともいう。本明細書において、レチクルという用語はパターニングデバイスおよび／またはマスクと同義であると理解してよい。）を随時交換することは一般的に行われている。これは、リソグラフィ装置を使用して基板に異なるパターン、たとえば、半導体デバイスの異なる層を付与するため、あるいは、たとえば、基板の表面の異なる部分に異なるパターンを付与するために行なわれうる。レチクルは他の理由で交換されることもある。レチクルを交換する際、レチクルを保持するように構成されているグリッパによってレチクルを移動させることができる。グリッパは、レチクルハンドラロボットの一部を形成してよく、また、たとえば、該ロボットのアームに含まれるかまたはこれに連結させることができる。レチクルグリッパに対する要件は高いものとなっている。これは、損傷や汚染が生じないようにレチクルが慎重に取り扱われることが望ましいためである。特に、レチクルを保持するためのレチクルステージにレチクルを移動させることは重要である。これは、レチクルが変形するとリソグラフィ装置の性能が低下するおそれがあるためである。

[0004] レチクルの変形を防ぐために、既存のグリッパデザインでは、弾性平均を使用してレチクルをグリッパに固定させている。弾性平均は、グリッパとレチクルとの間の（強制）幾何学的合同に依存するものである。さらに、レチクルグリッパについては、真空圧を使用してレチクルをグリッパに接触させる。グリッパは名目上平坦な界面表面を備えた上述のような既存のデザインを採用して、レチクルの変形を可能な限り回避している。しかしながら、レチクルを保持するためのこのようなグリッパのデザインは、強制的幾何学合同により、たとえば、レチクルに望ましくない変形が生じる可能性があるので、問題が生じることがある。製造上の制約があると、接触表面（したがって、たとえば、グリッパの表面界面および／またはレチクルの表面）に比較的大きな非平坦性誤差が生じることになる。その結果として、レチクルはグリッパによって保持されると歪んだり曲がったりすることがある。レチクルの変形がその弾性によって回復する場合もあるが、望ましくないレチクルの変形の一部またはすべてはレチクルがリソグラフィ装置内で使用されている間は存在し続けるものと考えられる。

[0005] さらに、現在のリソグラフィ装置では、グリッパからレチクルステージへの移動は、レチクルが真空圧によりグリッパとレチクルステージの両方に短時間保持されるようにして行われる。レチクルがグリッパによって変形されると、その変形によっては、グリッパとレチクルステージによって同時保持されて移動するという仕組みゆえに回復する機会が得られないものもある。すなわち、移動は、変形したレチクルの形状に「閉じ込められて」しまうのである。

[0006] 一般に、レチクルが変形すると、リソグラフィ装置によって行われたフォトリソグラフィ処理にオーバーレイエラーが生じることになりうる。

[0007] レチクルの操作を改善することにより、レチクルの変形にリスクを低減することが望ましい。

[0008] 本発明の一実施形態によると、リソグラフィ装置のレチクルを保持するように構成されたレチクルグリッパであって、レチクルグリッパに対するレチクルの表面上の合計３つの点の位置を決定するための厳密に制約されたデザインを備えるレチクルグリッパが提供される。

[0009] 本発明の別の実施形態によると、本発明の一実施形態によるレチクルグリッパを備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0010] 本発明の別の実施形態によると、本発明の一実施形態によるレチクルグリッパを備えるレチクルハンドラロボットが提供される。

[0011] 本発明の別の実施形態によると、本発明の一実施形態によるレチクルグリッパを備えるレチクルハンドラロボットが提供される。

[0012] 本発明のさらなる実施形態によると、レチクルを該レチクルを保持するためのレチクルサポートに運ぶ方法であって、レチクルグリッパによってレチクルを把持することと、レチクルグリッパによってレチクルをレチクルサポートに運ぶことと、レチクルがグリッパによって保持される際の保持力を実質的にゼロにまで低下させることと、サポートによる保持力を加えることであって、サポートによる保持力がレチクルグリッパによる保持力が実質的にゼロにまで低下させた後に加えられることとを含む方法が提供される。

[0013] 本発明の一実施形態において、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターンの付いた放射ビームを形成するために放射ビームにパターンを付与するパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を支持するように構成された基板サポートと、基板上にパターンの付いた放射ビームを投影するように構成された投影システムと、サポート上にパターニングデバイスを配置するように構成された装置であって、パターニングデバイスの表面上に３つの保持力を加えるように構成された３つのグリッパ構造を備え、該３つの保持力が表面の３つの異なる接触点上に加えられ、該３つの異なる接触点が面を定義するリソグラフィ装置が提供される。

[0014] 以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。

[0023] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（たとえば、ＵＶ放射またはその他の適切な放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従って該パターニングデバイスを正確に位置づけするように構成された第１の位置決めデバイスに接続されたマスクサポート構造（たとえば、マスクテーブル）ＭＴを備える。また、この装置は、基板（たとえば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置づけするよう構成された第２の位置決めデバイスに接続された基板テーブル（たとえば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」も備える。この装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば、１つまたは複数のダイ）に投影するように構成された投影システム（たとえば、屈折型投影レンズシステム）ＰＳを備える。

[0024] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0025] マスクサポート構造は、パターニングデバイスを支持する、すなわち、パターニングデバイスの重みを支えるものである。マスクサポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、たとえば、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。マスクサポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。マスクサポート構造は、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。マスクサポート構造は、パターニングデバイスを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えるとよい。

[0026] 本明細書において使われる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0027] パターニングデバイスは、透過型または反射型であってよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0028] 本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えるとよい。

[0029] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（たとえば透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（たとえば、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0030] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルもしくは「基板サポート」（および／または２つ以上のサポート構造もしくは「マスクサポート」）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルまたはサポートを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0031] また、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、比較的高屈折率を有する液体、たとえば水によって、基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえば、マスクと投影システムとの間の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術を使えば、投影システムの開口度を増加させることができる。本明細書において使われている用語「液浸」は、基板などの構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、照射中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0032] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源およびリソグラフィ装置は、たとえば、放射源がエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、たとえば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。別の場合においては、放射源は、たとえば、放射源が水銀ランプである場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じて、ビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼んでもよい。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節することができるように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、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といったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調節すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0034] 放射ビームＢは、マスクサポート構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉デバイス、リニアエンコーダまたは静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使い、たとえば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動も第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。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を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、けがき線(scribe-lane)アライメントマークとして公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。

[0035] 例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。

[0036] １． ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0037] ２． スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

[0038] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」を基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を動かす、または、スキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動後ごとに、またはスキャン中、連続する放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用す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。

[0039] 上述の使用モードの組み合わせおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0040] 図２は、マスク、本例におけるレチクルグリッパＧＰに保持されたレチクルＭＡの斜視図を示している。本例のレチクルグリッパＧＰは３つのグリッパ構造を備える。３つのグリッパ構造はそれぞれ剛性の接触点構造ＣＰＳを含んでおり、また、レチクルグリッパに対してレチクルＭＡの表面ＳＵ上の点ＰＮＴの位置を確定するためのものである。接触点構造ＣＰＳはその接触領域においてレチクルＭＡの表面ＳＵと接触し、この接触領域はレチクルの表面領域に対して小さいものとなっている。理論上は、接触点構造はレチクルの表面に一点で接触する。実際には、接触点構造は、レチクルの表面に接触するための球状チップを含むことができ、これによって単一点での接触に近づける。無限小の接触面を有する接触点の理想例としては、レチクルグリッパは、レチクルの表面上に（全部で）３つの点、すなわち、点ＰＮＴの位置を確定する。レチクルの表面上のこれら３つの点は、その位置がレチクルグリッパに対して決定されており、グリッパによってレチクルを厳密な制約付きで保持することを可能とするものである。３つの接触点、およびグリッパの対応する接触点構造ＣＰＳは、これら３つの点を通る面を定義する。レチクルの位置決めにおいて３つの制約を課すためにはちょうど３つの点が必要となる。

[0041] 図２に示されている例は、グリッパの厳密に制約されたデザインの原則を示すための簡単かつ例示的な実施形態である。「厳密に制約されたデザイン」という用語は、正確に必要な数のレチクルの自由度を決定するデザインのことを指す。レチクル、または、一般的に、あらゆるオブジェクトは三次元構造であるので、その位置を決定するには、６自由度、すなわち、３つの回転および３つの平行移動が必要となる。しかしながら、厳密に制約されたデザインを達成するには、グリッパは、オブジェクト（本例においてはレチクル）の完全な位置を決定する代わりに、面だけを決定するように構成されている。そのため、３自由度が３つの制約で決定される。合計６自由度の他の３つ（本例ではレチクルの面における２つの平行移動とレチクルの面における回転）は、グリッパにより直接制約されない。これらの他の自由度では、グリッパがレチクルを保持すると、グリッパとレチクルの間の摩擦によりレチクルがこれら他の自由度における所定の位置に維持される。厳密の制約されたデザインは面の変形を解消または少なくとも低減することを目的としているので、グリッパは、レチクルの面に垂直な３自由度のみを制約する必要がある。図２に示されている例では、レチクルＭＡの表面上の３つの点の位置を決定、したがって、確定することによりそれが達成される。

[0042] 厳密に制約されたデザインは、言葉上では運動学的デザインという用語で表されることもあるものであり、これによって、レチクルが過度に制約されることまたは制約が不足することを防いでいる。

[0043] 図２に基づいてその簡単な例を説明したレチクルの厳密に制約されたデザインによって、レチクルの変形を招きうるレチクルに対する力を防ぐことができる。よって、レチクルグリッパは、過度に制約することなくレチクルを保持し、それにより、グリッパがレチクルを保持している間に変形が生じる原因となるレチクル上にかかる力を大幅に低減することができる。

[0044] 接触点構造ＣＰＳに向けてレチクルを引き寄せる力は、以下に詳説するとおり、適切な真空または低圧力デバイスによって得ることができる。

[0045] 図２に示されている例は、３つのグリッパ構造を含むグリッパの例であり、本例において、各々のグリッパ構造は、剛性の接触点構造ＣＰＳを含み、かつ、レチクルＭＡの表面上の３つの点のうちの１つの位置を確定する。

[0046] 次に、図３を参照してさらなる実施形態を説明する。図３は、グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３を含むレチクルグリッパを示している。これらのレチクルグリッパ構造は、それぞれレチクル（図３には示されず）の表面に接触するための３つの接触点構造ＣＰＳ１、ＣＰＳ２、ＣＰＳ３を含んでいる。グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３は、それぞれレチクルの表面上の１つの点の位置を確定するためのものである。そのために、また、過度に制約されたデザインにならないために、グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３はそれぞれ軸方向に剛性の曲げ部（かかる３つの点を通る面に実質的に垂直な方向の軸）によってかかる３つの点を通る面に対して移動可能になっており、それによって、たとえば、ホイッフルツリーデザイン要素[whiffle tree design element]に到達する。ホイッフルツリーマウント（米国特許第４７７６６８４号に記載のものなど）は、光学素子（大型レンズまたはミラー）の自重により生じる不要な重力によるくぼみを防ぐ方法として望遠鏡内の大型光学素子を支持するために使用されることがある。よって、ホイッフルツリーデザインは、他の分野（レチクルグリッパではなく望遠鏡）で周知であり、レチクルグリッパにおいて求められうる効果とは異なる効果を得るために使用されている。望遠鏡のマウントでは、このようなホイッフルツリーデザインは不要な重力によるくぼみを防ぐために使用されており、一方、本明細書に記載のグリッパでは、ホイッフルツリーデザイン要素は、レチクルサポート上においてレチクルを操作、除去および／または配置する間にグリッパとの相互作用による変形を防ぐために使用することができる。上述の３つの点を通る面は、図３では想像上のものであり、明示されていない面であって、各々のグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３の接触点ＣＰＳ１、ＣＰＳ２およびＣＰＳ３に接触する面と考えられる一方、この面（したがって、レチクルの表面）上の点は、各グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３の接触ポイントＣＰＳ1、ＣＰＳ２およびＣＰＳ３の間の位置に存在することになる。本例における、曲げベアリングＦＬＢ１、ＦＬＢ２およびＦＬＢ３のようなベアリングは、それぞれ対応するグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３を上述の面に対して移動可能とするために設けられている。好ましい一実施形態では、曲げベアリングは、軸方向に剛性の曲げ部（したがって、５自由度に対応する）、また、別の可能性のある実施形態では、傾斜可能な曲げベアリングを使用することができ（したがって、３自由度に対応する）。実際、傾斜可能な曲げベアリングの場合、グリッパ構造は、基板の表面上の点に対して傾斜可能であるものと理解することができる。傾斜するかまたはその他の方法でずれた状態、あるいは、点を通る面に合わせられているかにかかわらず、各グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３が確定するそれぞれの点は実質的に、各グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３の各接触点構造ＣＰＳ1、ＣＰＳ２およびＣＰＳ３の接触面を通る面内に存在しうる。これは、曲げベアリングが軸方向（上述の３つの点により確定された面に垂直な方向、したがって、レチクルの面に実質的に垂直な方向）に剛性であるためである。さらに、本実施形態では、接触点構造ＣＰＳ１、ＣＰＳ２、ＣＰＳ３が何らかの態様で当該点の周りに配置され、図示の例においては、三角形をなして配置されている。

[0047] 図４は、図３によるグリッパおよび該グリッパにより保持されるレチクルＭＡを示す。さらに、図４は真空パッドを示している。この真空パッドは、レチクルにさらなる制約が課せられるのを防ぐためにフレキシブルな材料から構成されることが好ましく、それによって、レチクルの変形のリスクが回避される。図３では、これらの真空パッドは、図を分かりやすくするために省かれている。真空パッド（低圧の真空を備えている）によってグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３に向けてレチクルＭＡを引き寄せることが可能となっている。図４では、位置が確定されたレチクル表面のポイントをＰＦで示す。本実施形態において、真空パッドＶＰを配置した領域は、当該ポイントに対して、あるいは、少なくとも当該ポイントを交差する線に対して実質的に対称をなしており、これにより安定した接触が実現し、かつ、変形の原因となりうるレチクルにかかる力を回避することができる。特に、この効果は、図４による実施形態において達成されている。上述の３つのグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２およびＧＰＳ３、よって、真空パッドＶＰが配置された３つの領域がＤ１によって図４に示されている方向に平行な線に対して実質的に対称をなしているからである。同図に示されている実施形態では、真空パッドはまた、各グリッパ構造の３つの接触点構造も覆っている。それにより上述の面（したがって、レチクルの表面）に垂直な方向にひずみが生じないように、真空パッドは、接触点構造を覆うフレキシブルな材料の薄層を含むことができる。真空パッドの後ろ側で終端する真空または低圧ダクトをグリッパ構造に設けることもできる。

[0048] 図５は、図３または図４によるグリッパの実施形態の曲げベアリングの一実施形態を示す。曲げベアリングは２つのブレードＢＬ１、ＢＬ２を含む。これらは、互いに垂直であり、かつ、上述の面に実質的に垂直な方向（この方向は図５に矢印Ｄ３として示されている）にオフセットしている。

[0049] ブレードＢＬ１およびＢＬ２は方向Ｄ３に実質的に平行に延在している。曲げベアリングのブレードによって、方向Ｄ３に剛性な構造が得られる一方、Ｄ１、Ｄ２によって定義される面に対してそれぞれのグリッパ構造ＧＰＳをある程度傾けることが可能になり、それにより、１つの点の位置を効率的に確定することができる。この点は、ブレードＢＬ１およびＢＬ２に交差する方向Ｄ３に沿った線と同軸である。この構成は、方向Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を中心に回転する場合に対応する。さらに、この構成は、方向Ｄ２およびＤ1の方向の平行移動に対応する。したがって、曲げベアリングは、１方向、すなわち、方向Ｄ３のみに剛性である。したがって、曲げベアリングは１つの制約のみを与える。図５に示されている曲げベアリングの代わりに、滑りベアリングまたは転がりベアリングを設けてもよい。さらに、方向Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を中心とする回転に対応するとともに、方向Ｄ２およびＤ１の平行移動に対応する構成の代わりに、方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を中心とする回転に対応するが、方向Ｄ２およびＤ１の平行移動ができない構成を使用してもよい。これにより、厳密な意味において、運動学的デザインを得ることはできないが、当業者には容易に理解されるように、これらの特性の重要度はやや二次的なものである。平行移動に対応できない場合、これらの方向の自由はレチクルの表面上のグリッパ構造の配置点を平行移動させることによりもたらされ、これにより、３つの制約、したがって、厳密に制約されたデザインに到達する。

[0050] したがって、図３ないし図５に示されておりかつこれらを参照して説明される実施形態または類似の実施形態において、グリッパ構造は、３つの接触点と、該３つの点を通る面に対して回転移動可能なベアリングを含む一方、ベアリングは、該面に実質的に垂直な方向に剛性なものとなっている。簡単かつ小型ゆえに軽量のこのようなベアリングの例としては、図５に示されている軸方向に剛性の曲げベアリングがある。図５に示されているベアリングは、曲げベアリングＦＬＢ１、ＦＬＢ２および／またはＦＬＢ３に使用して、それぞれグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２、ＧＰＳ３の軸方向に剛性の曲げ部を提供することができる。該面に実質的に垂直な方向に沿って、図５に示されている曲げベアリングはレチクルの表面上の各々の点と同軸である。

[0051] 図３、図４および図５を参照して説明したグリッパを使用して、その端部のみにおいてレチクルの表面に接触することができるデザインが実現され（図４を参照）、レチクルの表面上のちょうど３つの点をグリッパに対して確定し、それにより厳密に制約されたデザインが実現される。第３のグリッパ構造ＧＰＳ３のサイズは、本例において、第１および第２のグリッパ構造のサイズよりも大きいものが選択されている。本例では、第３のグリッパ構造ＧＰＳ３はレチクルの表面の１つの端部を保持する単一のグリッパ構造であるが、他の二つのグリッパ構造ＧＰＳ１およびＧＰＳ２はレチクルの表面の別の端部を一緒に保持するからである。

[0052] それによって、第３のグリッパ構造ＧＰＳ３の真空パッドＶＰは第１および第２のグリッパ構造のものよりもサイズを大きくして、第３のグリッパ構造ＧＰＳ３が第１および第２のグリッパ構造ＧＰＳ１およびＧＰＳ２が一緒に運ぶ重さと同じかまたはそれに近い重さを単独で運ぶことが可能となる。

[0053] 図６aおよび図６ｂは本発明の実施形態によるグリッパを示す。本実施形態において、図６ａに示されているように、第１および第２のグリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２は、図３、図４および図５に示されている実施形態のものと類似したものにしてよい。しかしながら、本実施形態では、グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２は、レチクルの表面の同じ端部を保持するように配置されるのではなく、図６ａおよび図６ｂに示されているように、両端を支持するように配置されている。図６ａおよび図６ｂに示されている実施形態では、第３のグリッパ構造ＧＰＳ３は、２つの端部ＥＮＤ１およびＥＮＤ２を有するアームＡＲＭを含む。このアームは、ピボット（この例は以下に詳述する）によってその中央部ＣＥＮの中心として回動可能となっており、これによって方向Ｄ２に実質的に平行、したがって、アームＡＲＭに実質的に垂直に延在するピボット軸を中心に回転可能となっている。このように回動が可能なことにより、アームＡＲＭは、Ｄ１、Ｄ２によって定義される面、したがって、レチクルＭＡの表面ＳＵに実質的に平行な面に対してある程度回転することが可能となる。アームＡＲＭの端部ＥＮＤ１、ＥＮＤ２にはそれぞれ曲げベアリングが設けられており、この曲げベアリングは、図５に示されておりかつ図５を参照して説明されたものと類似の構造としてよい。図６ａおよび図６ｂにおいてＦＬＢ３Ａ、ＦＬＢ３Ｂとして示されている曲げベアリング（または他のベアリング）は、それぞれのサブグリッパ構造ＳＧＰＳ１、ＳＧＰＳ１に連結している。サブグリッパ構造ＳＧＰＳ１、ＳＧＰＳ１は、グリッパ構造ＧＰＳ１、ＧＰＳ２に類似するデザインおよび構造を有するものであってよい。よって、曲げベアリングは、アームの平衡位置、したがって、完全に平坦な表面を有するレチクルを把持するときのアームの位置において、レチクルの表面、したがって、上述の３つの点を通る面に実質的に垂直な方向において、軸方向に剛性である曲げベアリングをもたらす。アームＡＲＭを含む第３のグリッパ構造ＧＰＳ３は、グリッパに対するレチクルの表面の１つの点の位置を確定する。この点のおおよその位置はＰＮＴに示されており、すなわち、サブグリッパ構造ＳＧＰＳ１およびＳＰＧＳ２の間であり、かつ主としてアームＡＲＭのピボット軸によって決定される位置である。

[0054] 同図に示されているデザインの代わりとして、グリッパ構造ＧＰＳ１およびＧＰＳ２を（図３および図４に示されている実施形態と同様に）レチクル表面の同じ端部を把持するように配置するとともに、サブグリッパ構造ＳＰＧＳ１およびＳＰＧＳ２をレチクル表面の反対の端部に作用するように配置することもできる。当業者には当然のことであるが、このような構成は、図６Ａおよび図６Ｂに示されている実施形態を変更することによって達成することができる。

[0055] 図６Ａおよび図６Ｂに示されておりかつこれらを参照して説明されている実施形態では、図２および図３ないし図５にそれぞれ示されておりかつこれらを参照して説明されている実施形態と同様に、３つの軸方向の制約のみをレチクル表面に与える。これは、グリッパ構造ＧＰＳ１およびＧＰＳ２が曲げベアリングＦＬＢ１、ＦＬＢ２によってレチクルＭＡの表面ＵＳに対して少なくとも回転可能である（ベアリングは５自由度に対応し、これにより図３ないし図５を参照して上述した１つの軸方向の制約のみが与えられることが望ましい）とともに、グリッパ構造ＧＰＳ３のアームＡＲＭがピボットを中心にある程度回動可能となっているからである。

[0056] 図７は、グリッパ構造ＧＰＳ３のアームＡＲＭを回動可能にするために使用されるピボットの例を示している。同図に示すピボット（米国特許第３，３１９，９５１号に記載されているものの一例）は、少なくとも１つのブレードＢＬ３および少なくとも１つのブレードＢＬ４（本例では２つのブレードＢＬ４が示されている）が設けられた回転可能な曲げベアリングを含む。これらのブレードは、互いに実質的に垂直であり、ピボットＰＰ１の第１の部分をピボットＰＰ２の第２の部分に連結させている。ブレードＢＬ３、ＢＬ４が曲がることにより、第２の部分ＰＰ２が第１の部分ＰＰ１に対して回転可能となり、この回転は中央軸ＣＡＸに対するものであり、本実施形態におけるブレードＢＬ３、ＢＬ４が互いに「交差して」おり、中央軸ＣＡＸに沿った方向において、軸ＣＡＸと実質的に同軸となっている。曲げベアリング、転がりベアリング、滑りベアリングなど他のタイプのピボットベアリングを使用することもできる。

[0057] 本発明の一実施形態によるレチクルグリッパは、たとえば、リソグラフィ装置またはレチクルハンドラロボットに適用することができる。

[0058] 本発明のさらなる実施形態を図７を参照して説明する。図７は、本発明の一実施形態による方法のフロー図を示している。この方法は、レチクルを、図１に示されておりかつ同図を参照して説明されたマスクテーブルＭＴなどのレチクルサポートに移動させることに関するものである。ステップ１０では、レチクルは、レチクルグリッパによって把持される。このレチクルグリッパは、上述のような厳密に制約されたレチクルグリッパであってよい（が必ずしもそうである必要はない）。次に、２０に示すように、レチクルは、レチクルグリッパからレチクルサポートに運搬され／移動させる。一実施形態において、レチクルは、レチクルグリッパによってレチクルサポートに対して保持される。そして、３０に示すように、レチクルグリッパがレチクルを保持する保持力を実質的にゼロまで低下させる。レチクルグリッパによる保持力を実質的にゼロまで低下させた後、４０に示すように、レチクルサポートによって保持力が加えられる。この方法は、どのようなレチクルグリッパを用いても適用可能であり、レチクルグリッパによるレチクルの変形を低減させることができる。グリッパによる把持力が実質的にゼロまで低下されて初めて、レチクルサポートによる保持力が加えられるからである。この方法を、上述のグリッパの厳密に制約されたデザインと組み合わせて使用した場合、レチクルの変形のリスクはさらに低下する。

[0059] 全体として、本明細書では、移動可能、回動可能、傾斜可能等の用語がグリッパおよびその構成要素に関連して使用されている場合は、必ずしも広い範囲の移動を暗示するものではない。また、移動可能性、回動可能性、傾斜可能性等を狭い範囲の移動、すなわち、小さい回転角（たとえば、度、分、秒、数十ミリラド、ミリラド、１０分の１ミリラドまたはそれを下回る大きさのオーダー）および狭い範囲の平行移動で使用することもまた同様に可能である。このような範囲としては、レチクルの表面の非平坦度を把握するに十分なものが選択される。移動の範囲は、レチクル表面の最大の非平坦度および／またはグリッパ自体の機械的耐性に応じて当業者が選択してよい。

[0060] 本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン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他の用途を有することは、明らかである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使われている用語「ウェーハ」または「ダイ」はすべて、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（通常、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）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、たとえば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0061] 光学リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用について既に具体的に説明してきたが、言うまでもなく、本発明は、他の用途、たとえば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に与えられたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させることができる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0062] 本明細書で使われている用語「放射」および「ビーム」には、紫外線（ＵＶ）放射（たとえば、約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有するもの）などのあらゆる種類の電磁放射および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（たとえば、５ｎｍから２０ｎｍの範囲の波長を有するもの）ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームが含まれる。

[0063] 用語「レンズ」は、状況が許すのであれば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電型光学コンポーネントを含むさまざまな種類の光学コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すものとしてよい。

[0064] 本発明の実施形態について既に具体的に説明してきたが、言うまでもなく、本発明は、記載される以外の態様で実施することができる。たとえば、本発明は、上記に開示されている方法を記載する機械読取可能な指示の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムが記憶されているデータ記憶媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取ってもよい。

[0065] 上記の説明は、限定ではなく例示を目的としたものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。

[0015] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0016] 図２は、本発明の一実施形態によるグリッパの概略図を示す。 [0017] 図３は、本発明の別の実施形態によるグリッパの斜視図を示す。 [0018] 図４は、図３によるグリッパの斜視図およびレチクルの部分透視図を示す。 [0019] 図５は、図３および図４によるグリッパの一部の詳細図を示す。 [0020] 図６Ａは、本発明によるグリッパのさらなる実施形態の斜視図を示す。 [0020] 図６Ｂは、本発明によるグリッパのさらなる実施形態の斜視図を示す。 [0021] 図７は、図６ａおよび図６ｂによるグリッパのためのベアリングを示す。 [0022] 図８は、本発明のさらなる態様による方法のフロー図を示す。

Claims (13)

1. リソグラフィ装置のレチクルを保持するように構成されたレチクルグリッパであって、
   前記レチクルの表面に接触する３つのグリッパ構造であって、前記グリッパ構造のそれぞれがレチクルグリッパに対する前記レチクルの表面上の３つの点のうちの１つの位置を決定するように構成され、
   前記グリッパ構造の少なくとも１つが前記レチクルの表面と接触する３つの接触ポイント構造と、前記３つの点を通る面に対して少なくとも回転移動可能なベアリングとを備え、前記ベアリングが前記３つの点を通る面に実質的に垂直な方向に剛性である、レチクルグリッパ。
2. 前記ベアリングが軸方向に剛性である曲げベアリングを備える、請求項１に記載のレチクルグリッパ。
3. 前記曲げベアリングが、前記面に実質的に垂直な方向に沿って前記レチクルの表面上の各ポイントと実質的に同軸である、請求項２に記載のレチクルグリッパ。
4. 前記曲げベアリングが、互いに対して実質的に垂直な２つのブレードを備え、前記面に実質的に垂直な方向にオフセットしており、前記ブレードが前記方向に実質的に平行に延在する、請求項３に記載のレチクルグリッパ。
5. 前記ベアリングが、滑りまたは転がりベアリングを備える、請求項１に記載のレチクルグリッパ。
6. 前記グリッパ構造の少なくとも１つが２つの端部を有するアームとピボットを備え、前記ピボットが前記面に対して前記アームを傾斜させることを可能にするために前記アームをその中央部を中心として回動可能となるように構成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のレチクルグリッパ。
7. 前記アームの各端部は、それぞれが３つの接触点構造を備えるサブグリッパ構造を前記アームの端部に連結させるためのベアリングが設けられている、請求項６に記載のレチクルグリッパ。
8. 前記ピボットが回転曲げベアリングを備える、請求項６又は請求項７のいずれかに記載のレチクルグリッパ。
9. 前記サブグリッパ構造を連結するベアリングが、前記アームの平衡位置において、前記３つのポイントを通る面に実質的に垂直な方向に剛性のベアリングを備える、請求項７に記載のレチクルグリッパ。
10. 前記グリッパ構造が前記グリッパに向けて前記レチクルを引き寄せるように構成されたフレキシブルな真空パッドを備える、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のレチクルグリッパ。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のレチクルグリッパを備える、リソグラフィ装置。
12. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のレチクルグリッパを備える、レチクルハンドラロボット。
13. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のレチクルグリッパによってレチクルを把持すること、
    前記グリッパによってサポート構造上に前記レチクルを配置すること、
    前記サポート構造によって保持されている前記レチクルを介して基板上にパターンを照射すること、
    前記照射された基板を現像すること、および、
    現像された基板からデバイスを製造することを含む、デバイス製造方法。

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