JP5137773B2 - リソグラフィ装置 - Google Patents

Description

本願は、２００４年７月２１日に出願された米国特許出願第１０／８７１，５２８号の部分継続出願である、２００４年７月１６日に出願された米国特許出願第１０／８９２，３９４号の部分継続出願である。

本願は、リソグラフィ装置及び関連するデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造において使用されることができる。そのような場合、パターニング・デバイスは、個別のＩＣの層に対応する所望の回路パターンを生成するために使用されることができ、このパターンは、放射感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板（シリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば、１つ以上のダイを含む）上に画像形成されることができる。

一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、各ターゲット部分が、１回の操作でターゲット部分上に全体のパターンを露光することによって照射されるいわゆるステッパと、各ターゲット部分が、所定の方向（「走査」方向）に投影ビームによってパターンを走査し、一方、同期して基板をこの方向に平行に又は反平行に走査することによって照射されるいわゆるスキャナとを含む。

基板の処理は、処理予定の基板が、リソグラフィ装置に供給され、処理後に、処理された基板が装置から取り出される必要がある。一般に、トラックが、処理されるべき基板を装填ステーションに運ぶ。この排出ステーションから、基板は、基板の実際の処理が行われるリソグラフィ装置の処理ユニットに１つずつ移動される。

処理された基板は、次に一般に、リソグラフィ装置の処理ユニットから排出ステーションへ１つずつ移動される。トラックは、一般に、排出ステーションから処理された基板を取り出す。

例えば、前方に開口する一体化ポッド（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）など、リソグラフィ装置に基板を供給し且つリソグラフィ装置から基板を取り出す他の手段は、当業者に知られている。前方に開口する一体化ポッドは、複数の基板を含み、且つそれらを１つずつ装填ステーションに供給する。

知られているリソグラフィ装置において、移送ユニットが提供され、移送ユニットは、装填ステーションから処理ユニットへ処理されるべき基板を移送し、且つ処理ユニットから排出ステーションに処理された基板を移送する。知られている移送ユニットは、装填ロボット及び排出ロボットを備える。装填ロボットは、処理されるべき基板を装填ステーションからリソグラフィ装置の処理ユニットに運ぶ。排出ロボットは、次に、処理された基板をリソグラフィ装置の処理ユニットから排出ステーションへ運ぶ。

この知られている移送ユニットの設定は、非常に高価であり且つ比較的大きな空間を必要とする。

本明細書で具体化され且つ大まかに記載される本発明の原理は、知られている移送ユニットより安価であり且つ比較的より小さい移送ユニットを有するリソグラフィ装置を提供する。一実施例において、リソグラフィ装置は、交換可能な対象物を含むリソグラフィ・プロセスを実行するように構成された処理ユニットを備え、処理ユニットは、放射のビームを提供する照明システムと、所望のパターンを放射のビームに与えるパターニング・デバイスを支持するように構成された支持構造体と、基板を保持するように構成された基板ホルダと、パターン形成された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を備える。リソグラフィ装置は、単一のロボットを備える移送ユニットも含む。単一のロボットは、第１の交換可能な対象物を装填ステーションから処理ユニットへ移送し、且つ第２の交換可能な対象物を処理ユニットから排出ステーションへ移送するように構成される。

交換可能な対象物は、基板であり得るが、その間に毎回交換される必要がある任意の他のタイプの対象物でもあり得る。従来の２つのロボットの代わりに１つだけのロボットを使用することによって、移送ユニットは、より安価になり且つより小さい空間を必要とする。

好ましくは、ロボットは、第１の交換可能な対象物を装填ステーションから処理ユニットへ移送するための第１の対象物ハンドラと、第２の交換可能な対象物を処理ユニットから排出ステーションへ移送するための第２の対象物ハンドラとを備える。

ロボットのこの構成は、効果的で且つ比較的簡単な設計を可能にする。

一実施例において、第１の対象物ハンドラは第１のアームに連結され、且つ第２の対象物ハンドラは第２のアームに連結され、第１のアーム及び第２のアームは、回転軸の周りで回転可能である。この実施例において、アームの回転運動は、交換可能な対象物を移送するために使用される。

有利には、第１のアーム及び第２のアームの少なくとも１つは、回転軸に少なくとも実質的に平行な方向に移動可能である。交換可能な対象物のハンドリングへのこの余分な自由度の導入は、交換可能な対象物の移動に対する強化された柔軟性を提供する。

また、回転軸の位置は、処理ユニットに対して固定されることができる。アームの回転だけが制御されなければならないので、これは、結果としてロボットの非常に簡単で且つ堅牢な設計を生じる。

さらに、第１のアーム及び第２のアームは、これら第１のアーム及び第２のアームがそれらの間に一定の角度を囲むように、互いに対して固定されることができる。これは、１つの回転移動だけが制御されなければならないので、ロボットの設計をさらに単純化する。

知られているリソグラフィ装置において、通常、干渉計ユニットが、移送ユニットから基板を受ける基板テーブルに近接して配置される。好ましくは、ロボットが、基板テーブル及び干渉計ユニットの領域内で基板を移送するために使用されるとき、アームの形状は、アームが干渉計を通過できるように構成される。長手方向断面の全体的にＺ形状が、アームの形状に適していることが見出された。

他の実施例において、第１の対象物ハンドラ及び第２の対象物ハンドラは、処理ユニットに対して第１の対象物ハンドラ及び第２の対象物ハンドラを移動するように構成された共通のロボット・アームに連結される。

有利には、少なくとも１つの対象物ハンドラは、リスト・アセンブリに連結され、リスト・アセンブリは、そこに連結された対象物ハンドラが、ロボット・アームに対して回転することを可能にする。

さらに、この実施例において、第１の対象物ハンドラ及び第２の対象物ハンドラは、両方ともリスト（ｗｒｉｓｔ）・アセンブリに連結される。有利には、第１の対象物ハンドラ及び第２の対象物ハンドラは、第１の対象物ハンドラ及び第２の対象物ハンドラがそれらの間に一定の角度を囲むように互いに対して固定される。

さらに、移送ユニットは、ドッキング機構部を備え、ドッキング機構部は、処理ユニットに対して少なくとも１つの対象物ハンドラを配置するために交換可能な対象物を担持するように構成された処理ユニットの一部と協働するように構成される。これは、処理ユニットに対する交換可能な対象物の信頼性があり且つ正確な配置を可能にする。

処理ユニットに対する交換可能な対象物の信頼性があり且つ正確な配置を可能にする代わりの処置は、リスト・アセンブリ及び対象物ハンドラの組合せを提供することであり、この組合せは、少なくとも１つの対象物ハンドラが処理ユニットに対して配置されたときに、ロボット・アームから分離可能である。この処置は、前の段落で記載されたようなドッキング機構部と組み合わされることもできる。

さらなる実施例にしたがって、デバイス製造方法が提供され、放射感受性材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、照明システムを介して放射のビームを提供するステップと、パターニング・デバイスに基づきその断面に所望のパターンを有する放射のビームを構成するステップと、パターン形成された放射のビームを基板のターゲット部分上に投影するステップと、単一のロボットを介して装填ステーションから処理ユニットへ第１の交換可能な対象物を移し、且つ処理ユニットから排出ステーションへ第２の交換可能な対象物を移すステップとを含む。

特定の参照が、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本明細書において行われ得るが、本明細書に記載されるリソグラフィ装置は、集積光学システムの製造、磁気ドメイン・メモリに関する案内及び検出パターン、液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の適用を有することができることは理解されるべきである。当業者は、そのような代わりの適用に関連して、本明細書における用語「ウェハ」又は「ダイ」の任意の使用は、それぞれより一般的な用語「基板」又は「ターゲット部分」と同じ意味と考えることができる。

本明細書で参照される基板は、露光の前又は後で、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を塗布し、且つ露光されたレジストを現像するツール）又は度量衡又は検査ツールで処理されることができる。適切であれば、本明細書における開示は、そのような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用されることができる。さらに、基板は、例えば複数層のＩＣを作るために１回以上処理されることができ、本明細書で使用される用語の基板は、既に処理された複数層を含む基板を参照することもある。

本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含む、すべてのタイプの電磁放射を包含する。

本明細書で使用される用語「パターニング・デバイス」は、基板のターゲット部分にパターンを形成するなど、投影ビームにその断面にパターンを与えるために使用されることができるデバイスを参照するように広く解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことに留意すべきである。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に作られるデバイスにおける特定の機能層に対応する。

パターニング・デバイスは、透過型又は反射型であり得る。パターニング手段の例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいて良く知られており、二値、交互の位相シフト、減衰された位相シフトなどのタイプのマスク、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの例は、小さなミラーのマトリクス配置を用い、各小さなミラーは、異なる方向に到来する放射ビームを反射するように個別に傾斜されることができ、このように反射されたビームはパターン形成される。

支持構造体は、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・デバイスの重量を担持する。それは、パターニング手段の方向、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニング手段が真空環境で保持されるかどうかなどの他の状態に応じる方法で、パターニング・デバイスを保持する。支持は、機械的なクランピング、真空、又は例えば真空状態の下での静電クランピングなどの他のクランピング技術を使用することができる。支持構造体は、例えばフレーム又はテーブルであることができ、要求に応じて固定又は可動であることができ、且つパターニング・デバイスが、例えば投影システムに対する所望の位置にあることを確実にすることができる。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」の任意の使用は、より一般的な用語「パターニング・デバイス」と同じ意味と考えることができる。

本明細書で使用される用語「投影システム」は、屈折型光学システム、反射型光学システム、及び適切なように例えば使用される露光放射、又は浸漬流体の使用又は真空の使用などの他の要因に関するカタディオプトリック（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ）光学システム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されるべきである。本明細書における用語「レンズ」の任意の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同じ意味であると考慮されることができる。

照明システムは、また、放射の投影ビームを方向付け、成形し、又は制御するための屈折、反射、及びカタディオプトリック光学構成部品を含む、様々なタイプの光学構成部品を包含することができ、そのような構成部品は、また、「レンズ」として集合的に又は単独で以下に参照されることができる。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）、又はより多くの基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであることができる。そのような「マルチ・ステージ」機械において、追加のテーブルが、並列に使用されることができ、又は予備ステップが、１つ以上のテーブルで実行されることができ、一方、１つ以上の他のテーブルは、露光のために使用される。

リソグラフィ装置は、また、基板が、投影システムの最終素子と基板との間の空間を充填するように、例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で浸漬されるタイプであることができる。浸漬液体は、また、リソグラフィ装置における他の空間、例えば、マスクと投影システムの第１の素子との間に適用されることができる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大するために従来技術で良く知られている。

本発明の実施例は、対応する参照符号が対応する部品を示す添付の概略図を参照して、例示だけによって記載される。

本発明の移送ユニットの実施例は、明瞭にするためにリソグラフィ装置に文脈内で記載されるが、開示されるような移送ユニットは、他の技術及び／又はシステムに等しく適用されることができることが理解されよう。移送ユニットは、開示された基板以外の交換可能な対象物に関して用いられることができることも理解されよう。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、
放射（例えば、ＵＶ又はＥＵＶ放射）の投影ビームＢＰを提供する照明システム（照明装置）ＩＬと、
アイテムＰＬに対してパターニング・デバイスを正確に配置するための第１の配置機構ＰＭに連結され、パターニング・デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持する第１の支持構造体（例えば、マスク・テーブル／ホルダ）ＭＴと、
アイテムＰＬに対して基板を正確に配置するための第２の配置機構ＰＷに連結され、基板（例えば、レジストを被覆したウェハ）Ｗを支持する基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル／ホルダ）ＷＴと、
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に、パターニング・デバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを像形成する投影システム（例えば、反射投影レンズ）ＰＬとを備える。

本明細書に示されるように、装置は、透過タイプ（例えば、透過マスクを用いる）である。代わりに、装置は、反射タイプ（例えば、上述で参照されたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイを用いる）であることができる。

照明装置ＩＬは、放射源ＳＯからの放射のビームを受ける。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源がプラズマ放電源であるとき、別個のエンティティであることができる。そのような場合、放射源は、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、一般に、例えば適切な収集ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを備える放射コレクタによって、放射源ＳＯから照明装置ＩＬへ通過する。他の場合には、放射源は、例えば放射源が水銀ランプであるとき、装置の一体部分であることができる。放射源ＳＯ及び照明装置ＩＬは、放射システムと呼ばれることができる。

照明装置ＩＬは、ビームの角強度分布を調整する調整機構を備えることができる。一般に、照明装置のひとみ面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側径方向範囲（一般に、それぞれσアウタ及びσインナと呼ばれる）は、調整されることができる。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれる、その断面における所望の均一性及び強度分布を有する放射の調整されたビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡに入射する。マスクＭＡによって反射されて、投影ビームＰＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わすレンズＰＬを通過する。第２の位置決め機構ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス）によって、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路において異なるターゲット部分Ｃに位置するように、正確に移動されることができる。同様に、第１の位置きめ機構ＰＭ及び他の位置センサＩＦ１は、ビームＰＢの経路に対して、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、又は走査の間に、マスクＭＡを正確に配置するために使用されることができる。一般に、対象物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め機構ＰＭ及び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・モジュールによって実現される。しかしながら、ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチエータだけに連結されることができ、又は固定されることができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされることができる。

示された装置は、以下の好ましいモードで使用されることができる。
ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、本質的に静止したままであり、一方、投影ビームに与えられた全体パターンは、１回の操作でターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の静的露光）。基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃが露光されることができるように、次にＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードにおいて、露光される領域の最大サイズは、単一の静的露光で像形成されるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。
走査モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、同期して走査され、一方、投影ビームに与えられたパターンは、ターゲット部分Ｃに投影される（すなわち、単一の動的露光）。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ＰＬの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定される。走査モードにおいて、露光領域の最大サイズは、単一の動的露光におけるターゲット部分の幅（非走査方向における）を制限し、一方、走査動きの長さは、ターゲット部分の高さ（走査方向における）を決定する。
他のモード：マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターニング手段を本質的に静止して保持したままであり、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられたパターンが、ターゲットＣ上に投影される間に、移動又は走査される。このモードにおいて、一般に、パルス状にされた放射源が用いられ、プログラム可能なパターニング・デバイスは、必要であれば、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は走査の間の連続する放射パルスの間で更新される。この動作モードは、上述したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターニング・デバイスを使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用されることができる。

上述の使用モード、又はまったく異なる使用モードに対する組合せ及び／又は変形も、用いられることができる。

図２は、リソグラフィ装置の処理ユニット５が基板１を処理するために提供される本発明の一実施例を示す。処理されるべき基板１は、ロボット１０を備える移送ユニットによって処理ユニット５に供給される。本発明の特徴にしたがって、同一のロボット１０は、また処理ユニット５から処理された基板１を運ぶ。

トラック５０は、処理されるべき基板１をリソグラフィ装置へ運び、且つ処理された基板をリソグラフィ装置から例えばエッチング・デバイス（図示せず）へ運ぶ。トラック５０は、受容ユニット３１及び装填ユニット３２を備える装填ステーション３０へ１つずつ基板１を送る。受容ユニット３１は、トラック５０から１つの基板１を受容することができるが、装填ユニット３２は、１つの基板１をロボット１０へ装填することができる。

装填ステーション３０は、処理ユニット５へ基板１を供給するバッファとして作用することができる。基板１は、一般に不定期な時間間隔でトラック５０によって送られるので、これは特に有利である。バッファとして装填ステーション３０を使用することによって、トラック５０による基板１の不定期な移送の場合における処理ユニット５のスタンド・スチール（停止）（ｓｔａｎｄ ｓｔｉｌｌ）の機会は、そのようなバッファなしのシステムに関して低減される。

好ましくは、装填ステーション３０には、処理に関して基板１を準備するための手段が設けられる。例えば、プリ・アライメント・ユニットが、それぞれの基板１のそれぞれの寸法、又はそれぞれの基板１の位置を決定するために設けられることができる。寸法及び／又は位置測定は、ロボット１０の対象物ハンドラ及び／又は処理ユニット５に対するそれぞれ基板の正確な位置決めに使用されることができる情報を提供する。

処理に関して基板１を準備するための手段は、基板１を所定の温度にする温度安定化ユニット（ＴＳＵ）も備えることができる。処理ユニット５における温度感受性プロセスは、好ましくは基板１の所定の温度を有する。温度安定化ユニットを使用することによって、基板１は、予めこの所定の温度に又はこの所定の温度の少なくとも近くにされることができる。

好ましくは、上述のような処理に関する基板１の準備は、基板１のバッファリングの間に行われる。これは、処理ユニット５における貴重な処理時間を節約する。

移送ユニットは、装填ステーション３０から処理ユニット５へ１つずつ基板１を運び、且つ処理ユニット５から排出ステーション４０へ処理された基板１を運ぶために設けられる。この移送プロセスは、図３に示されている。

移送ユニットは、第１のハンドラ１１が設けられた単一のロボット１０を有する（図４）。第１の対象物ハンドラ１１は、装填ステーション３０で第１の基板１ａと係合する。

好ましくは装填ユニット３２において、関連する基板１は、１つ以上のピン７によって支持され、ピン７は、関連する基板１に存在するリソグラフィ・パターンによって画定される平面に実質的に垂直な方向に、第１の基板１ａを移動するように構成される。

一実施例において、ピン７は、第１の対象物ハンドラ１１が近づいたときに第１の基板１ａを上げる（図３Ｄ）。第１の対象物ハンドラ１１は、次に第１の基板１ａの下に配置される。ピン７は、次に第１の基板１ａが第１の対象物ハンドラ１１に上方に位置するように第１の基板１ａを下げる。

移送ユニットのロボット１０は、第２の対象物ハンドラ２１も備える。第１の基板１ａが第１の対象物ハンドラ１１上に装填されると、第２の対象物ハンドラ２１が空く（図３Ｄ）。

ロボット１０は、次に、第２の対象物ハンドラ２１を処理ユニット５へ移動させる。処理ユニット５は、処理ユニット５によって処理された第２の基板１ｂを提供する（図３Ｅ）。第２の対象物ハンドラ２１は、第２の基板１ｂを引き継ぐ（図３Ａ）。有利には、また処理ユニット５は、ピン７を備え、ピン７は、基板１のパターンを含む平面に実質的に垂直な方向に第２の基板１ｂを移動させるように構成される。一実施例において、ピン７は、第２の対象物ハンドラ２１が近づく前に第２の基板１ｂを上げる。ピン７によって基板１ｂを上げた後、第２の対象物ハンドラ２１は、第２の基板１ｂの下に配置される。ピン７は、第２の基板１ｂが第２の対象物ハンドラ２１の上方にあるように、次に第２の基板１ｂを下げる。

ロボット１０は、次に、第２の基板１ｂを処理ユニット５から離して移動させ、第１の基板１ａを処理ユニット５に向かって移動させる（図３Ｂ）。処理ユニット５に対して第１の基板１ａを配置した後、第１の基板１ａは、処理ユニット５に装填される。

次に、ロボット１０は、第２の基板１ｂを排出ステーション４０へ移動させる。今や、第１の対象物ハンドラ１１は空である（図３Ｃ）。排出ステーション４０で、第２の基板１ｂは、第２の対象物ハンドラ２１から取り除かれ且つトラック５０に送られる。ちょうど装填ステーション３０のように、排出ステーション４０は、必要であればバッファとして作用することができる。第２の対象物ハンドラ２１から第２の基板１ｂを取り除くために、前述のようなピン７が使用されることができ、第２の対象物ハンドラ２１は、ピン７上方に第２の基板１ｂを配置し、ピン７は、上昇し且つ第２の対象物ハンドラ２１から離して基板１を上げ、第２の対象物ハンドラ２１は移動して離される（図３Ｅ）。

第２の基板１ｂが、第２の対象物ハンドラ２１から取り外されるとき、第１の対象物ハンドラ１１は、第３の基板１ｃを収集するために装填ステーション３０へ移動される。

代替として、対象物ハンドラ１１、２１は、回転の軸に実質的に垂直な方向に移動可能であり得る。これによって、対象物ハンドラは、基板１の下側に係合するように下げられることができる。

図２の実施例において、対象物ハンドラは、基板１の下側に係合する。しかしながら、対象物ハンドラは、基板１の縁部によって又は基板１の頂部上に係合する吸い込みカップによってなど他の方法で基板１を係合することも可能である。

また図２の実施例において、ロボット１０は、第１のアーム１２及び第２のアーム２２を備える。第１の対象物ハンドラ１１は、第１のアーム１２に連結され、第２の対象物ハンドラ２１は、第２のアーム２２に連結される。両方のアーム１２、２２は、ハブ１５の周りで回転可能である。図２の実施例において、対象物ハンドラの１つ上に存在する基板１の平面に実質的に垂直に向けられた回転軸１５ａを提供するように、ハブ１５が配置される。

さらに、図２の実施例において、第１のアーム１２及び第２のアーム２２は、第１のアーム１２及び第２のアーム２２が回転軸１５ａに平行な方向に見てそれらの間に一定の角度を囲むような方法で、互いに対して固定される。しかしながら、アーム１２、２２が、互いに無関係に回転することができることも可能である。この場合、それらの回転は、同一の方向又は反対の方向であることができる。

さらに、図２の実施例において、回転軸１５ａの位置は、処理ユニット５に対して固定される。一定の相対角度でアーム１２、２２を固定すること、及び処理ユニット５に対する回転軸１５ａの位置を固定することは、全体としてロボット１０の自由度を低減する。自由度におけるこの低減は、まさにわずかな数の移動部品を有するロボット１０の簡単な設計を導き、またロボット１０を作動する制御システムが、非常に簡単なままであることができる。また、図３から明らかなように、図２の例による実施例において、装填ステーション３０から処理ユニット５への第１の基板１ａの移送、及び処理ユニット５から排出ユニットへの第２の基板１ｂの移送は、回転軸１５ａの周りの第１のアーム１２及び第２のアーム２２の実質的に単一の回転内で行われる。

他方、より多い自由度が望ましいことがある。これは、様々な方法で実現されることができる。両方のアーム１２、２２、又はそれらの少なくとも１つが、回転軸１５ａの実質的に平行な方向に移動可能に作られることができる。また、ハブ１５は、処理ユニット５に対して移動可能に作られることができ、且つ／又は１つ又は両方のアーム１２、２２は、延長可能に作られることができ、それらの長さが変わることができる。

図４は、図２の実施例の立面図を示す。この実施例において、リソグラフィ装置は、基板テーブルの位置を決定するための干渉計６０も備える。図３で分かるように、干渉計６０は、ロボット１０のアーム１２、２２がそれらの回転を実行するときに、ロボット１０のアーム１２、２２の邪魔になる。衝突を避けるために、アーム１２、２２は、図４に示されるように、異なる高さに２つの水平方向部分と２つの水平方向部分を接続する中間部分とを有する全体的にｚ形状である。このように、アーム１２、２２は、アーム１２、２２の回転の間に干渉計６０を通過することができる。上述のようなアームの形状のそのような適合はまた、他の対象物が邪魔になるときに使用されることができる。

図５は、本発明の第２の実施例を示す。この実施例において、処理ユニット５はまた、基板１を処理するために設けられる。処理されるべき基板１は、ロボット１１０を備える移送ユニットによって処理ユニット５に供給される。同一のロボット１１０は、また処理ユニット５から処理された基板１を運ぶ。

トラック５０は、処理されるべき基板１をリソグラフィ装置に運び、且つ処理された基板１をリソグラフィ装置から例えばエッチング・デバイスへ運ぶ。

トラック５０は、受容ユニット３１及び装填ユニット３２を備える装填ステーション３０へ１つずつ基板１を送る。受容ユニット３１は、トラック５０から基板１を受容し、一方、装填ユニット３２は、基板１をロボット１１０へ装填する。装填ステーション３０は、基板１を処理ユニット５へ供給するバッファとして作用することができる。これは、基板１が一般的に不定期な時間間隔でトラック５０によって送られるので、特に有利である。バッファとして装填ステーション３０を使用することによって、トラックによって基板の不定期な送達の場合に、処理ユニットのスタンド・スチールの発生は、バッファなどのシステム・ロッキングと比較して低減される。

好ましくは、装填ステーション３０は、図２の実施例に関して上述されたように、処理のための基板１を準備するための手段が設けられる。

移送ユニットは、基板１を１つずつ装填ステーション３０から処理ユニット５へ運び、且つ処理された基板１を処理ユニット５から離れて排出ステーション４０へ運ぶために提供される。移送プロセスは、図６に示される。移送ユニットは、第１の対象物ハンドラ１１１が設けられる単一のロボット１１０を有する。第１の対象物ハンドラ１１１は、装填ステーション３０で第１の基板１ａと係合する。

移送ユニットのロボット１１０は、第２の対象物ハンドラ１２１も備える。第１の基板１ａが第１の対象物ハンドラ１１１上の装填されるとき、第２の対象物ハンドラ１２１は空く。ロボット１１０は、次に、第２の対象物ハンドラ１２１を処理ユニット５へ移動する。処理ユニット５は、処理ユニット５によって処理された第２の基板１ｂを提供する。第２の対象物ハンドラ１２１は、第２の基板１ｂを引き継ぐ。

第２の対象物ハンドラ１２１は、次に第２の基板１ｂを処理ユニット５から離して移動し、且つ第１の基板１ａを処理ユニット５に向かって移動する。処理ユニット５に対して第１の基板１ａを配置した後、第１の基板１ａは、処理ユニット５に装填される。

次に、ロボット１１０は、第２の基板１ｂを排出ステーション４０へ移動させる。今や、第１の対象物ハンドラ１１１は空である。排出ステーション４０で、第２の基板１ｂは、第２の対象物ハンドラ１２１から取り除かれ且つトラック５０に送られる。ちょうど装填ステーション３０のように、排出ステーション４０は、必要であればバッファとして作用することができる。

対象物ハンドラ１１１、１２１は、図２の実施例の対象物ハンドラと同様であり得る。また、対象物ハンドラに基板１を装填し且つ対象物ハンドラから基板１を取り出す方法は、同様な方法で行われることができる。

図示されていない代わりの実施例において、第１の対象物ハンドラ１１１は、第２の対象物ハンドラ１２１の上方に配置される。第１の対象物ハンドラ１１１は、リスト・アセンブリ１２７に対して固定された位置を占める。しかしながら、第２の対象物ハンドラ１２１は回転可能である。

この実施例において、基板の装填及び排出は以下のように行われる。第１の対象物ハンドラ１１１は、装填ステーション３０から基板１ａを収集する。ロボット１１０は、次に対象物ハンドラ１１１、１２１を処理ユニット５へ向かって移動する。第２の対象物ハンドラ１２１は、処理ユニット５から排出されるべき第２の基板１ｂを係合する。好ましくは、第２の基板１ｂは、第２の対象物ハンドラ１２１が下側で基板１ｂを係合することができるように、ピン７によって上げられる。基板１ｂが、第２の対象物ハンドラ１２１によって係合されるとき、ピン７は引き込まれる。

次に、第２の対象物ハンドラ１２１は、処理ユニット５から離れてリスト・アセンブリ１２７によって回転される。このときロボット１１０は、処理ユニット５から離れてリスト・アセンブリ１２７を移動しない。第１の基板１ａは、今や処理ユニット５に装填されることができる。好ましくは、これは、ピン７を再び上げることによって行われ、これは、それらピンが第１の対象物ハンドラ１１１から外れて第１の基板１ａを上げる延長にタイミングを合わせる。

次に、ロボット１１０は、処理ユニット５から離れて対象物ハンドラ１１１、１２１を移動し、且つ第２の基板１ｂを排出ステーション４０へ運ぶ。この実施例の利点は、対象物ハンドラ１１１、１２１が、単一の作用で処理ユニット５に対して配置され、それら対象物ハンドラが別個に配置される必要がないことである。

図５の実施例において、対象物ハンドラ１１１、１２１は、共通のロボット・アーム１２０に連結され、ロボット・アーム１２０は、処理ユニットに対して対象物ハンドラ１１１、１２１を移動するように構成される。

図５の実施例において、対象物ハンドラは、リスト・アセンブリ１２７に連結され、リスト・アセンブリは、ロボット・アーム１２０に接続可能である。リスト・アセンブリ１２７は、ロボット・アーム１２０に対する対象物ハンドラ１１１、１２１の回転を可能にする。図５の実施例において、第１の対象物ハンドラ１１１及び第２の対象物ハンドラ１２１は、それらが一定の角度を囲むように互いに対して固定される。このように、対象物ハンドラ１１１、１２１は、互いに回転される。

図５の実施例において、ロボットは、ドッキング機構１２５を備える。これらのドッキング機構１２５は、処理ユニット５に提供されるカウンタ・プレート１２６と協働するように構成される。処理ユニット５への及び／又は処理ユニット５からの基板１の信頼性のある交換のために、特定の基板１を取り扱う対象物ハンドラ１１１、１２１及び処理ユニット５が、互いに対して正確に配置されることが重要である。

これは、処理ユニット５にロボット１１０をドッキングすることによって達成される。ドッキング機構１２５は、リスト・アセンブリ１２７と処理ユニット５との間の運動学的連結を提供する。この連結は、機械的な手段によって実現されることができるが、また渦電流ダンピングによってなど異なる方法でも実現される。図５の実施例において、ドッキング機構１２５は、ロボット１１０のリスト・アセンブリ１２７の下に提供される。しかしながらドッキング機構１２５は、リスト・アセンブリ１２７に対して異なる位置に配置されることもできる。

この実施例において、ドッキング機構１２５は、少なくとも１つの半球投影部１２８を備える。しかしながら、また他の数又は形状の投影部１２８は可能である。これは、リスト・アセンブリ１２７及び処理ユニットのどれだけ多くの自由度が連結されるべきかに応じる。

リスト・アセンブリ１２７が処理ユニット５に近づくとき、ドッキング機構１２５は、カウンタ・プレート１２６と係合するようになる。カウンタ・プレート１２６は、少なくとも１つの孔１２９を備え、孔１２９は、ドッキング機構１２５の投影部１２８に対応する。孔１２９及び投影部１２８は、次に互いを「見出し」、且つ処理ユニット５に対する所定の正確な信頼性のある位置にリスト・アセンブリ１２７（対象物ハンドラ１１１、１２１がそこに連結される）を運ぶ。

この実施例において、リスト・アセンブリ１２７が、運動学的連結に対して自由度に関してロボット・アーム１２０にいくぶん柔軟に連結されることが有利であり、それは、過度に制約されることなく処理ユニット５に対して所定の位置に運ばれることができる。実際に、これは、リスト・アセンブリ１２７と処理ユニット５との間の運動学的連結が能動的である各自由度において、リスト・アセンブリ１２７は、ロボット・アームに対して移動可能であるべきであることを意味する。

対象物ハンドラ１１１、１２１、１１、２１と処理ユニット５との間の所定の位置を達成するこの方法は、図２の実施例で使用されることもできる。この場合、ドッキング機構は、各アーム１２、２２又は対象物ハンドラ１１、２１に提供されなければならない。

上述のように、それは、リスト・アセンブリ１２７がロボット・アーム１２０に柔軟に連結されるなら、ドッキング機構は、処理ユニット５に対して対象物ハンドラ１１１、１２１を配置するために使用されるときに有利である。しかしながら、リスト・アセンブリ１２７が処理ユニット５に対して配置されるとき、ロボット・アーム１２０からリスト・アセンブリ１２７（それに連結される対象物ハンドラで）を分離することも想定される。このように、処理ユニットに対する対象物ハンドラ１１１、１２１の相対位置は、振動などロボット・アーム１２０からの影響によって乱されない。

図７は、装填ステーション３０を有するトラック・インターフェース、及びロボット１０．１及びロボット１０．２を含む移送ユニットを概略的に示す。トラック・インターフェースは、トラック５０と処理ユニット５との間のインターフェースとして機能し、且つ例えば基板受容ユニット３１及びプレ・アライナ１３２を備える、二入力ユニットを有する高い生産性の基板ハンドラの一部として構成される。基板トラック受容ユニット３１は、図８に示されるように基板トラック排出ステーション４０の上方に垂直方向に積み重ねられる（リソグラフィ基板トラック・インターフェース内の入力／出力基板ユニットの垂直方向積み重ね）。したがって、制限されたフットプリントで、空間の効率的な使用が得られる。基板トラック受容ユニット３１及び／又は基板トラック排出ステーション４０は、処理ユニット５とトラック５０との間で基板をバッファリングするためのバッファ・ステーションが設けられることができる。

代替として、基板トラック受容ユニット３１は、排出ステーション４０の下方に配置されることができるが、下方に巻き込まれる汚染粒子が基板入力経路に入らない利点を有するので、図８によるステーションは好ましいことに留意されたい。これに関して、処理ユニット５における露光される直前に基板の汚染を妨げることは、特に利点がある。

受容ユニット３１は、プレ・アライナ１３２の冷却プレートの次に配置される基板温度調整機能（冷却プレート又はエア・シャワー）を備えることができる。この構成において、基板は、基板ハンドラのスループットを増大する比較的速く必要な温度にされることができる。したがって、比較的高いスループットを生じる並行する基板調整及びプレ・アライメント性能を有する基板トラック・インターフェースが達成される。しかしながら、二重入力トラック・インターフェースが得られるように、トラックを介する追加のトラック・フロー５０．２を介して直接プレ・アライナ１３２に基板を供給することも可能であることに留意されたい。処理された基板は、トラック・フロー５０．３にしたがってトラックを介して外にフローされる。

図７によるトラック・インターフェースは、ロボット１０．１、１０．２を制御し且つトラック・インターフェースに基板のフローを制御するための制御ソフトウエア及び制御機器を備える制御キャビネット１３４も備える（基板のフローを示す図７における点線の矢印５０．１、５０．２、５０．３を参照）。さらに、トラック・インターフェースは、ホルダ１３６を備えることができ、ホルダ１３６は、トラック・インターフェースと、基板を保持し／輸送するための前方に開口する一体化ポッド（ＦＯＵＰ）との間のインターフェースとして機能することができる。ＦＯＵＰは、ホルダ１３６を介してトラック・インターフェースに基板を供給することができる。これは、例えばトラック５０．１、５０．２を介する供給が妨げられるなら、行われることができる。

上述のように、トラック・インターフェースは、２つの入力ユニット、例えば受容ユニット３１及びプレ・アライナ１３２などを有することが可能である。有利な実施例において、受容ユニット３１は、プレ・アライメント機能（センサ及び回転ユニット）を備える。この場合、２つの入力ユニットは、基板入力及びプレ・アライメントに関して並行に使用されることができる。したがって、２個の基板は、同時に露光に関して準備されることができ、それによってただ１つの入力ユニットを有する従来のシステムと比べて２倍に基板ハンドラ・スループットを実質的に増大する。

図７によるトラック・インターフェースの他の実施例において、ただ１つの単一のロボット１０が、２つ（又はそれ以上）のロボット１０．１、１０．２（例えば、ロボット１０．１を取り外し且つそのタスクをロボット１０．２に割り当てることによって）の代わりに提供される。これは、１つのロボットの価格を節約する。

トラック・インターフェースの実施例において、複数の基板位置１３７．１、１３７．２が、垂直方向に積み重ねられる。積み重ねられた基板位置は、基板バッファ１３８を形成する。基板バッファ１３８は、基板バッファにおける基板の温度制御のためにエア・シャワー１３９．１、１３９．２、１３９．３（図９参照）を備えることができる。図９の実施例において、それぞれの基板位置に配置された基板は、エア・シャワー間に挟まれる。この方法において、基板バッファに配置された基板の温度制御は、処理ユニット５で処理されるべき基板に関する適切な温度に関連する所定の仕様にしたがって実行されることができる。基板バッファ１３８は、Ｚストローク・モータ１４０によって垂直方向（Ｚ方向）に移動されることができる。Ｚストローク・モータは、ロボット１０．１及び／又は１０．２が、適切な高さに上げられる関連する基板位置から比較的容易に且つ迅速に事前に選択された基板を捕らえることができるように、所定の高さに基板バッファ１３８を配置することができる。これによって比較的高いスループットが得られる。

図９の構成は、関連する基板ハンドラの低減されたフロア空間を生じる。

トラック・インターフェース（例えば図７による）において、エア・シャワーは、プレ・アライナ１３２及び基板受容ユニット３１の両方に配置されることができる。

基板へのガス・フローは、好ましくは最適な冷却性能のために基板表面に実質的に垂直方向である。例えば、垂直方向のガス／空気フローの場合、基板冷却時間は、約１基板サイクル時間（サイクル時間は、処理ユニット５で基板を処理するために必要な時間にほぼ等しい）である。ガス・フローが基板表面に平行であるとき、約１０基板サイクル時間が、基板温度を安定化するために必要など、熱交換効率が低下する。

トラック・インターフェースの実施例は、垂直方向のガス／エア・シャワーの積み重ねを有する。積み重ねは、バッファリング及び基板冷却のための第１の基板位置及び第２の基板位置を備える。基板は、エア・シャワーからの空気フローによって、２つの側から冷却されることができる。これは、基板が、トラックが基板を送った位置と同じ位置におけるサイクル時間の間に留まることを可能にし、したがってロボット１０の作業負荷を低減する。各基板位置は、あるサイクルにおける基板バッファリングのために使用されることができ、且つ次のサイクルにおける基板の冷却に使用されることができる。

前の段落で記載されたトラック・インターフェースより少ない基板冷却しか必要としないトラック・インターフェースの実施例は、基板位置において基板の単一の側を冷却だけのためにエア・シャワーを備えることができる。この実施例のさらなる労力は、図１０に与えられ、図１０は、垂直方向に積み重ねられた基板（バッファ）位置１３７．１、１３７．２、１３７．３及び固定エア・シャワー１３９の設計を示す。積み重ねは、矢印１４２にしたがって回転されることができるベルト１４１．１、１４１．２によって形成される。ベルトは、突出部（又はノッチ）１４３を備える。ベルトの突出部（又はノッチ）は、ベルト１４１．１、１４１．２間の基板バッファ位置１３７．１、１３７．２、１３７．３を画定する。基板位置１３７．３に配置された頂部基板だけが、温度調整される。頂部基板が取り出された（基板ステージに）後、トラックが、新たに作られたより低い基板位置（例えば位置１３７．１）上に新たな基板を送ることができるように、ベルト１４１．１、１４１．２が回転される。ベルトが、回転し且つ基板冷却位置１３７．３に新たな基板を移動するので、エア・シャワー１３９は、固定位置に留まることができる。

本発明の特定の実施例が上述されたが、本発明が上述された方法とは異なる方法で実施されることが理解される。そのように本記載は、本発明を制限するものではない。本発明の構成、動作、及び挙動は、詳細のレベルが本明細書に示されているなら、本発明の修正及び変更が可能であるとの理解とともに記載される。したがって、前述の詳細な記載は、任意の方法で本発明を制限することを意味し又は制限することを目的とするものではなく、むしろ本発明の範囲は、添付の請求項によって規定される。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す。 本発明の第１の実施例を概略的に示す。 ＡからＥは図２の実施例を使用して基板を供給し且つ排出するプロセスを概略的に示す。 図２の実施例の立面図を概略的に示す。 本発明の第２の実施例を概略的に示す。 ＡからＤは図５の実施例を使用して基板を供給し且つ排出するプロセスを概略的に示す。 トラックとリソグラフィ装置の処理ユニットとの間に位置する積み重ねられた入力／出力ステーションを有するトラック・インターフェースの実施例の概略的な上面図である。 図７の実施例の側面図を概略的に示す。 エア・シャワーを備える基板バッファの構成を概略的に示す。 基板を搬送するためのベルト及びベルト上方に配置されたエア・シャワーを備える基板バッファの構成を概略的に示す。

符号の説明

１ 基板
１ａ 第１の基板
１ｂ 第２の基板
１ｃ 第３の基板
５ 処理ユニット
７ ピン
１０、１０．１、１０．２、１１０ ロボット
１１、１１１ 第１の対象物ハンドラ
１２ 第１のアーム
１５ ハブ
１５ａ 回転軸
２１、１２１ 第２の対象物ハンドラ
２２ 第２のアーム
３０ 装填ステーション
３１ 受容ユニット
３２ 装填ユニット
４０ 排出ステーション
５０ トラック
５０．２、５０．３ トラック・フロー
６０ 干渉計
１２０ 共通ロボット・アーム
１２５ ドッキング機構
１２６ カウンタ・プレート
１２７ リスト・アセンブリ
１２８ 半球投影部
１２９ 孔
１３２ プレ・アライナ
１３４ 制御キャビン
１３６ ホルダ
１３７．１、１３７．２、１３７．３ 基板位置
１３８ 基板バッファ
１３９．１、１３９．２、１３９．３ エア・シャワー
１４０ Ｚストローク・モータ
１４１．１、１４１．２ ベルト

Claims (2)

1. （ａ）交換可能な対象物を伴うリソグラフィ・プロセスを実行するように構成された処理ユニットを備えるリソグラフィ装置であって、
   前記処理ユニットは、放射のビームを調整する照明システムと、前記放射のビームに所望のパターンを与えるパターンニング・デバイスを支持するように構成された支持構造体と、基板を保持するように構成された基板ホルダと、前記パターン形成されたビームを、前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、を有し、
   前記リソグラフィ装置はさらに、
   （ｂ）トラックと前記処理ユニットとの間で交換可能な対象物を交換するためのトラック・インターフェースを備え、前記トラック・インターフェースは、移送ユニットを含み、前記移送ユニットは、第１の交換可能な対象物を、前記トラックから基板トラック受容ユニットを介して前記処理ユニットへ移送し、且つ第２の交換可能な対象物を、前記処理ユニットから基板トラック排出ステーションを介して前記トラックへ移送するように構成される単一のロボットを有し、前記基板トラック受容ユニット及び前記基板トラック排出ステーションは、互いに垂直方向に積み重ねられ、
   前記基板トラック受容ユニット及び／又は前記基板トラック排出ステーションは、前記処理ユニットと前記トラックとの間で基板を緩衝するように構成されたバッファ・ステーションを含み、
   前記バッファ・ステーションは、前記バッファ・ステーションにおける前記基板の温度制御のための複数のエア・シャワーを備え、
   前記複数のエア・シャワーは、互いに垂直方向に積み重ねられており、
   前記エア・シャワー間に前記基板が配置され、前記基板の両面に前記温度制御のためのエア・フローが提供される、
   リソグラフィ装置。
2. 前記基板トラック受容ユニットが、前記基板トラック排出ステーションの上方に積み重ねられる、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。

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