JP5165014B2 - リソグラフィ装置、円形コンベヤ、及びデバイス製造方法 - Google Patents

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。

リソグラフィ装置は基板の目標部分上に所望のパターンを与える装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、平面パネル表示装置、及び、微細構造を含む他のデバイスの製造で使用することができる。従来のリソグラフィ装置において、代わりにマスク又はレチクルと呼ばれるパターン形成手段が、ＩＣ（又は、他のデバイス）の個別の層に対応した回路パターンを生成するために使用することができ、このパターンは放射線感応材料（例えば、レジスト）の層を有する（例えば、シリコン・ウェハ又はガラス板などの）基板上の（例えば、１個又は数個のダイの一部を含む）目標部分上に画像形成することができる。マスクの代わりに、パターン形成手段は回路パターンを生成する個別に制御可能な要素のアレイを含むことができる。

一般に、単一の基板は連続して露光される隣接した目標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、１回の工程実行において目標部分上にパターン全体を露光することにより各目標部分が照射されるステッパ、及び、与えられた方向（以下、「走査」方向）において放射線のビームを介してパターンを走査する一方、この方向に平行又は逆平行に基板を同期させて走査することにより各目標部分が照射されるスキャナを含む。

多くのスキャナはパターン形成されたビームを通過する基板を支持するために可動チャックを採用している。チャックは基板をローダから露光位置に搬送し、且つ、搬送物を走査装置の下に送る。このタイプの装置では、露光が開始される前に基板が走査装置と正確に位置合わせされることが極めて重要である。基板の位置合わせ、条件事前調整、及び、測定は基板を露光するためにかかる時間に比較してかなりの量の時間を費やす。基板は、（例えば、測定などの）計測並びに内部での取り扱い及び搬送に、典型的な装置における基板の総時間の約３分の１（３３％）を費やし、且つ、基板の時間の３分の２（６７％）を露光されるのに費やす。このことは装置の動作における重大な非効率を表している。

リソグラフィ装置、特に投影システムが装置の最も高価な構成部分である集積回路（ＩＣ）及び平面パネル表示装置（ＦＰＤ）用の装置は、特にこの問題から被害を受けている。もしこれらの構成部分が時間の３３％にわたり待機しているのであれば、このことは、装置の処理能力の重大な浪費を表している。ＦＰＤ基板は一般に非常に大きく（例えば、各辺に沿って典型的に２から３ｍ）、且つ、従って、そのような基板を露光するために必要な装置は非常に大きな占有面積を有する。

従って、必要なものは、リソグラフィ装置における基板の露光時間を最大化し、且つ／又は、大きな基板が露光されるときにリソグラフィ装置の占有面積の増加を最小に抑えるための方法及び装置である。

本発明の１つの実施例によれば、照明システム、パターン形成デバイス、２つ以上の可動チャック、投影システム、計測システム、及び、ローディング・デバイスを含むリソグラフィ装置が提供される。照明システムは放射線のビームを供給する。パターン形成デバイスはビームにパターン形成する。２つ以上の可動チャックは、それぞれ１つの基板を支持するようにそれぞれ構成されている。投影システムはパターン形成されたビームを基板の１つの目標部分上に投影する。計測システムは投影システムに隣接し、且つ、基板がパターン形成されたビームに進入する間に基板を投影システムと位置合わせする。ローディング・デバイスは基板をチャック上に定置する。チャックは、他の１つの基板又は各基板がローディング・システムと投影システムの間に移動される間に、その１つの基板がパターン形成されたビームを通過するように、独立に可動である。

この実施例において、１つの基板が露光されている間に、（自身用の個々のチャック上にある）別の基板は第１の基板が終了するや否や露光のために準備が整って所定の位置に移動されることが可能である。従って、投影システムは時間のほとんど全てで使用され、装置の効率を大幅に高める。「待機」チャックは露光されている基板を支持しているチャックに可能な限り近く搬送されることが可能である。露光の直後に、第２の基板が露光されている間、第１の基板は投影装置から遠くに搬送されることが可能である。計測システム及び投影システムが互いに隣接しているため、計測は、第１の基板がパターン形成されたビームを離れる間でさえ、第２の基板に対して開始することができる。１つの実施例において、投影システム及び計測システムは単一のフレーム上に搭載され、計測と露光の相関関係を改善している。

１つの実施例において、パターン形成デバイスは個別に制御可能な要素のアレイ、及び、投影システムを含むことができ、パターン形成デバイスは投影要素のアレイを共働して含むことができる。

１つの実施例において、基板の１つがパターン形成されたビームを通過する間に、条件事前調整システムは別の基板を熱的に条件事前調整することに対処する。１つの実施例において、条件事前調整システムはローディング・デバイスに物理的に近接して所在し、そのため、基板がローディング・デバイス上に所在する間に条件事前調整が行なわれる。別の実施例においては、基板が自身用のチャック上に定置された後に条件事前調整が行なわれる。

１つの実施例において、投影システム及び計測システムは第１の円形コンベヤ・レーン内に所在し、且つ、ローディング・デバイスは第２の円形コンベヤ・レーン内に所在することができる。このことは、基板の１つが自身用の対応するチャック上に所在している間に、別の基板がパターン形成されたビームを通過することを容易にする。このことは、第１の基板の露光が完了するや否や「待機」チャックの基板の露光に対して準備が整った投影システムと位置合わせするために、「待機」チャックが、ローディングに続いて第１の円形コンベヤ・レーン内に移動されることも可能にする。さらに、第１の基板は、続いて、この基板の露光が完了するや否や第２の円形コンベヤ・レーン内に（且つ、第２の基板の経路の外に）素早く移動し戻されることが可能である。各チャックは実質的に円形パターンに移動することができ、且つ、全てが同じ経路を辿ることができる。

この実施例において、２つ以上の円形コンベヤ・レーンの設置は第２の円形コンベヤ・レーン内に所在する追加の計測システムの設置も可能にする。準備用の測定は、各基板が投影システムに移動される前に第２の円形コンベヤ・レーン内にまだ存在している間に、各基板に対して行なうことができる。

１つの実施例において、投影システム、計測システム、及び、チャックを支持するために、基礎フレームが設けられている。チャックは、露光されていない時は基礎フレームの周囲に迅速に搬送することができる。１つの実施例において、各チャックは、平面駆動装置を使用して基礎フレームの周辺で可動な長行程フレーム上に搭載することができる。１つの実施例において、各チャックは、短行程作動器を介してそのチャックの対応する長行程フレーム上で可動である。このことは、投影システムを基準とした基板の精密な位置決めを可能にする。１つの実施例において、平面駆動装置は、各長行程フレーム内に搭載された少なくとも１つの磁石と共に基礎フレーム内に搭載されたコイルを含むことができる。このことは、円形コンベヤ内のケーブル配線の問題を大幅に低減する。代案として、基礎フレームは磁石板を含むことができる。

他の形態の作動器及びベアリングも平面駆動装置の代わりに使用できること、及び、単一行程駆動装置が長行程フレーム及び短行程作動器の代わりに使用できることが理解されよう。

１つの実施例において、チャックは、レーン内駆動装置により円形コンベヤ・レーンに沿って、及び、レーン間駆動装置により円形コンベヤ・レーン間で移動することができる。レーン間及びレーン内の各駆動装置は、１つの方向において各々チャックを移動させ、このことはケーブル配線を再び簡略化する。基礎フレームは複数の補助基礎フレームから形成することができる。

１つの実施例において、アンローディング・デバイスは、基板を基板の個々のチャックから除去するために設けることができる。同デバイスは、ローディング・デバイスのすぐ上方、又は、すぐ下方のいずれかに所在することができる。ローディング・デバイス及びアンローディング・デバイスは、同じ側から、基板を基板の個々のチャック上に、及び、同チャックから外して移動するように構成されている。このことは望ましい。なぜなら、各チャックは、投影システムを基準としたチャックの（従って、基板の）初期位置合わせを支援するための計測システムにより使用される計測構造体を含むことができる。これらの構造体はパターン形成されたビームを介したチャックの通過に関してチャックの前部エッジにしばしば所在し、典型的にチャックから上向きに突き出している。従って、持ち上がった計測構造体を越えて前端を横切って基板をチャック上に、及び、チャックから外して移動することは単純ではない。従って、基板をチャックの後端からローディング及びアンローディングすることが望ましい。

１つの実施例において、基板の１つをアンローディング・デバイスから受領し、且つ、装置から基板をアンローディングするために、追加のアンローディング・デバイスを設けることもできる。このことは、基板が１つの端部において装置にローディングされ、且つ、向かい合う端部においてアンローディングされることを可能にする。１つの実施例において、投影システム及び計測システムは第１の円形コンベヤ・レーン内に所在し、ローディング・デバイス、アンローディング・デバイス、及び、追加のアンローディング・デバイスは第２の円形コンベヤ・レーン内に所在する。

本発明の１つの実施例によれば、基板の目標部分上にパターン形成された放射線のビームを投影するための照明投影システム、及び、基板が投影システムと位置合わせされていることを確実にするための投影システムに隣接した計測システムを含むリソグラフィ装置における使用のための円形コンベヤが提供される。円形コンベヤは、チャック上に基板を置くために基板及びローディング・デバイスを支持するように各々が構成された２つ以上のチャックを含む。チャックは独立に可動であり、そのため、他の１つの基板又は各基板がローディング・システムと投影システムの間を移動される間に、１つの基板は計測システム及びパターン形成されたビームを通過することができる。

本発明の１つの実施例によれば、以下の工程を含むデバイス製造方法が提供される。放射線のビームをパターン形成し、且つ、パターン形成された放射線のビームを基板の目標部分上に投影する工程。各々が基板の１つを支持するように構成された２つ以上の可動チャックを設ける工程。投影システムに隣接した計測システムを使用して基板のうちの第１の基板を投影システムに位置合わせする工程。パターン形成されたビームを第１の基板の目標部分上に投影する工程。基板をチャック上に置くためのローディング・デバイスを設ける工程。パターン形成されたビームが第１の基板上に投影されている間に、ローディング・デバイスと投影システムの間で基板のうちの第２の基板を移動する工程。

１つの実施例において、基板は平面パネル表示装置の製造における使用のためとすることができる。

本発明のさらなる実施例、特徴、及び、長所、並びに、本発明の様々な実施例の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。

本明細書に組み込まれ、且つ、本明細書の一部を形成する添付の図面は本発明を示し、且つ、説明と共に、本発明の原理を説明するために、及び、当業者が本発明を作成し、且つ、使用することを可能にするためにさらに機能する。

ここで、本発明は添付の図面を参照して説明される。図面において、同じ参照番号は同一の、又は、機能上類似した要素を示すことができる。

本発明の１つの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１つの実施例による２つのチャックを含むリソグラフィ装置の平面図である。 図２の装置の側面図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の段階を示す図である。 本発明の１つの実施例による図２の装置の一部を示す図である。 本発明の１つの実施例による別のリソグラフィ装置の平面図である。 図６の装置の側面図である。

概要及び用語
この明細書の残り部分全体を通じて、用語「位置合わせマーク」及び「複数の位置合わせマーク」は、他に述べられていない限り、１つ又は複数の個別の不可分の位置合わせマークを個々に示すために使用される。「個別の」によって、各位置合わせマークが、そのマークの種類の他のマークから（すなわち、他の位置合わせマークから）分離されており、且つ、同マークとは別であることが意味される。「不可分の」によって、各位置合わせマークが部分に分割されない（例えば、各位置合わせマークが単一の分割されていない物体である）ことが意味される。本発明の実施例においては、様々なそのようなマークを使用することができ、且つ、この明細書で言及されているドット、スポット、及び、線が単なる特定の例であることが理解されよう。他の形態も使用することができる。

この文書においては、集積回路（ＩＣ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用に特定の参照を行なうことができるが、本明細書に説明されているリソグラフィ装置が、集積光学系、磁気ドメイン・メモリに対する誘導及び検出パターン、平面パネル表示装置、薄膜磁気ヘッド、微視的及び巨視的な流体素子などの製造などの他の応用例を有し得ることを理解されたい。当業者は、そのような代案応用例の状況において、本明細書における用語「ウェハ」又は「ダイ」のいずれの使用も、より一般的な用語「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義と考えることができることを理解されよう。本明細書で言及されている基板は、例えばトラック（例えば、典型的に、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器具）、又は、計測具若しくは検査具において、露光の前又は後に処理することができる。適用される場合、本明細書での開示はそのような、及び、他の基板処理器具に適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを製作するために、２回以上処理することができ、そのため、本明細書で使用されている用語「基板」は多数の処理済層を既に含む基板も指すことができる。

本明細書で採用されている用語「個別に制御可能な要素のアレイ」は、入来する放射線ビームにパターン形成された断面を与えるために使用することができるいずれのデバイスも指すとして広義に解釈されるべきであり、そのため、所望のパターンは基板の目標部分で作成することができる。用語「光弁」及び「空間光変調器（ＳＬＭ）」もこの状況において使用することができる。そのようなパターン形成デバイスの例は以下に検討される。

プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリクス・アドレス可能面を含むことができる。このような装置の背後の基本原理は、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するのに対して、アドレスされていない領域は入射光を未回折光として反射することである。適切な空間フィルタを使用すれば、未回折光は反射ビームから濾過し出され、基板に到達する回折光のみを残す。このようにして、ビームはマトリクス・アドレス可能面のアドレスのパターンによりパターン形成される。

代案として、フィルタが回折光を濾過し出すことができ、基盤に到達する未回折光を残すことが理解されよう。回折性光学的微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスのアレイも、対応する方法で使用することができる。各回折性光学的ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する格子を形成するために互いを基準として変形することができる複数の反射性リボンを含むことができる。

さらなる代案実施例は、小さなミラーのマトリクス配列を採用したプログラム可能なミラー・アレイを含むことができ、このミラーの各々は、適した局所化された電場を印加することにより、又は、圧電作動素子を採用することにより、軸の周囲で個別に傾けることができる。再び、このミラーは、アドレスされたミラーが入来放射線ビームを異なった方向にアドレスされていないミラーに反射するように、マトリクス・アドレス可能であり、このようにして、反射ビームはマトリクス・アドレス可能ミラーのアドレスのパターンによりパターン形成される。必要なマトリクス・アドレスは適した電子的手段を使用して行なうことができる。

上記に説明された状況の双方において、個別に制御可能な要素のアレイは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。本明細書で言及されているミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば、全体が参照として本明細書に組み込まれている米国特許第５２９６８９１号明細書及び同第５５２３１９３号明細書、並びに、ＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号明細書及び同ＷＯ９８／３３０９６号明細書から収集することができる。

プログラム可能ＬＣＤアレイも使用することができる。そのような構造の例は、全体が参照として本明細書に組み込まれている米国特許第５２２９８７２号に与えられている。

構造体の予備バイアスの場合、光学的近接補正構造体、位相変化技術、及び、多露光技術が使用されることを理解されたい。例えば、個別に制御可能な要素のアレイ上に「表示された」パターンは、基板の層に、又は、基板上に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なり得る。同様に、基板上に最終的に生成されたパターンは、個別に制御可能な要素のアレイ上に形成されたパターンにいずれの１つの瞬間においても対応することができない。このことは、基板の各部分上に形成された最終的なパターンが、個別に制御可能な要素のアレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変化している与えられた長さの時間に、又は、露光の与えられた数にわたり構築される構成における場合とすることができる。

この文書においては、特定の参照がＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して行われているが、本明細書に説明されているリソグラフィ装置は、例えばＤＮＡチップ、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、集積光学系、磁気ドメイン・メモリのための誘導及び検出パターン、平面パネル表示装置、薄膜磁気ヘッドなどの他の応用例を有することができることを理解されたい。当業者は、このような代案応用例の状況において、本明細書での用語「ウェハ」又は「ダイ」のいずれの使用も、より一般的な用語「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義と考えることができることを理解されよう。本明細書で言及されている基板は、例えばトラック（典型的に、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器具）、又は、計測具若しくは検査具において、露光の前又は後に処理することができる。適用される場合、本明細書での開示はそのような、及び、他の基板処理器具に適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを製作するために、２回以上処理することができ、そのため、本明細書で使用されている用語「基板」は多数の処理済層を既に含む基板も指すことができる。

本明細書で使用されている用語「放射線」及び「ビーム」は（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は、１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射線及び（例えば、５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射線、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全てのタイプの電磁放射線を包含する。

本明細書で使用されている用語「投影システム」は、例えば使用されている露光放射線に対して、又は、浸漬液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に対して適切な屈折光学系、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と広義に解釈されたい。本明細書での用語「レンズ」のいずれの使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えることができる。

照射システムは、放射線のビームを差向け、整形、又は、制御するための屈折性、反射性、及び、反射屈折性の光学構成部分を含む様々なタイプの光学構成部分も包含することができ、そのような構成部分は以下にまとめて、又は、単独で「レンズ」とも呼ぶことができる。

リソグラフィ装置は２つ（例えば、二連ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は、２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものとすることができる。そのような「多ステージ」機においては、追加のテーブルを平行に使用することができるか、或いは、１つ又は複数のテーブルが露光のために使用されている間に準備工程を１つ又は複数の他のテーブル上で実行することができる。

リソグラフィ装置は、投影システムの最後の要素と基板の間の空間を満たすために、（例えば水などの）比較的高い屈折率を有する液体中に基板が浸されているタイプのものとすることもできる。浸漬液は、例えば基板と投影システムの最初の要素の間のリソグラフィ装置における別の空間にも適用することができる。浸漬技術は投影システムの開口数を増大させるために当技術分野においてよく知られている。

さらに、装置には、（例えば、科学物質を基板に選択的に固着させるため、又は、基板の表面構造を選択的に修正するために）流体と基板の照射された部分の間の相互作用を可能にするための流体処理セルを設けることができる。

リソグラフィ用投影装置
図１は本発明の実施例によるリソグラフィ用投影装置１００の概略を示す。装置１００は少なくとも放射線システム１０２、個別に制御可能な要素のアレイ１０４、物体テーブル１０６（例えば、基板テーブル）、及び、投影システム（「レンズ」）１０８を含む。

放射線システム１０２は放射線のビーム１１０（例えば、ＵＶ放射線）を供給するために使用することができ、この特定の場合において、放射線源１１２も含む。

個別に制御可能な要素のアレイ１０４（例えば、プログラム可能なミラー・アレイ）はビーム１１０にパターンを施すために使用することができる。一般に、個別に制御可能な要素のアレイ１０４の位置は投影システム１０８を基準として固定することができる。しかし、代案となる配列において、個別に制御可能な要素のアレイ１０４は、投影システム１０８に関して同アレイを正確に位置決めするための（図示されない）位置決めデバイスに接続することができる。同図に示されたように、個別に制御可能な要素１０４は（例えば、個別に制御可能な要素の反射性アレイを有する）反射タイプのものである。

物体テーブル１０６には（例えば、レジストが塗布されたシリコン・ウェハ又はガラス基板などの）基板１１４を保持するための（詳細には示されない）基板ホルダを設けることができ、且つ、物体テーブル１０６は投影システム１０８に関して基板１１４を正確に位置決めするための位置決めデバイス１１６に接続することができる。

（例えば、石英及び／若しくはＣａＦ_２レンズ系、又は、それらのような材料から作成されたレンズ要素を含む反射屈折系、又は、ミラー系などの）投影システム１０８は、基板１１４の（例えば、１つ又は複数のダイなどの）目標部分１２０上に、ビーム・スプリッタ１１８から受光されたパターン形成されたビームを投影するために使用することができる。投影システム１０８は基板１１４上に個別に制御可能な要素のアレイ１０４の画像を投影することができる。代案として、投影システム１０８は個別に制御可能な要素のアレイ１０４の要素がシャッタとして機能する二次的な線源の画像を投影することができる。投影システム１０８は二次的線源を形成し、基板１１４上にマイクロスポットを投影するための微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を含むこともできる。

（例えば、エキシマ・レーザなどの）線源１１２は放射線のビーム１２２を生成することができる。ビーム１２２は、直接に、又は、例えばビーム拡大器などの条件調整デバイス１２６を横切った後のいずれで照明システム（照明器）１２４内に送られる。照明器１２４はビーム１２２の強度分布の（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれる）外部及び／又は内部の放射の程度を設定するための調整デバイス１２８を含むことができる。加えて、照明器１２４は積分器１３０及び集光器１３２などの他の様々な構成部分を一般に含む。このように、個別に制御可能な要素のアレイ１０４に突き当たるビーム１１０は、ビーム１１０の断面において所望の均一度及び強度を有する。

図１に関して、（線源１１２が、例えば水銀ランプである場合にしばしばあるように）線源１１２がリソグラフィ用投影装置１００の筐体内部に存在することができることを注意されたい。代案実施例において、線源１１２はリソグラフィ用投影装置１００から遠隔とすることもできる。この場合、放射線ビームは（例えば、適した差向けミラーの支援を得て）装置１００内に差向けされる。この後者の状況は、線源１１２がエキシマ・レーザである場合にしばしば存在する。これらの状況の双方が本発明の範囲内と考えられることは理解されよう。

続いて、ビーム１１０は、ビーム・スプリッタ１１８を使用して差向けられた後、個別に制御可能な要素のアレイ１０４を横切る。個別に制御可能な要素のアレイ１０４により反射されて、ビーム１１０は投影システム１０８を通過し、投影システム１０８は基板１１４の目標部分１２０上にビーム１１０を合焦させる。

位置決めデバイス１１６（及び、任意で、ビーム・スプリッタ１４０を介して干渉計測用ビーム１３８を受光する基礎プレート１３６上の干渉計測測定デバイス１３４）の支援を得て、基板テーブル６はビーム１１０の経路中の異なった目標部分１２０を位置決めするために正確に移動することができる。使用される場合、個別に制御可能な要素のアレイ１０４に対する位置決めデバイスは、例えば走査中に、ビーム１１０の経路に関して個別に制御可能な要素のアレイ１０４の位置を正確に補正するために使用することができる。一般に、物体テーブル１０６の移動は図１に明白には描かれていない長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（細かい位置決め）の支援を得て実現される。個別に制御可能な要素のアレイ１０４を位置決めするためにも、同様のシステムを使用することができる。ビーム１１０が代案として／付加的に可動とすることができる一方、物体テーブル１０６及び／又は個別に制御可能な要素のアレイ１０４は、必要な相対的移動を提供するために固定位置を有することができることが理解されよう。

実施例の代案構成において、基板テーブル１０６は、基板テーブル１０６を越えて可動である基板１１４を使用して、固定することができる。これが行なわれる場合、基板テーブル１０６には平坦な最上部の表面上に多数の開口部が設けられ、基板１１４を支持することが可能である気体クッションを提供するために開口部を介してガスが供給されている。これは、従来空気ベアリング装置と呼ばれている。基板１１４は、ビーム１１０の経路に関して基板１１４を正確に位置決めすることが可能である（図示されない）１つ又は複数の作動器を使用して基板テーブル１０６を越えて移動される。代案として、基板１１４は、開口部を介してガスの通過を選択的に開始及び停止することにより、基板テーブル１０６を越えて移動することができる。

本発明によるリソグラフィ装置１００は、基板上のレジストを露光するためとして、本明細書に説明されているが、本発明がこの用途には限定されず、装置１００はレジストレス・リソグラフィにおける使用に対するパターン形成されたビーム１１０を投影するために使用できることが理解されよう。

示された装置１００は４つの好ましいモードで使用することができる。

１．ステップ・モード：個別に制御可能な要素のアレイ１０４上のパターン全体が目標部分１２０上１回の工程実行（すなわち、単一の「発光」）で投影される。続いて、基板テーブル１０６が、パターン形成されたビーム１１０により照射されるために異なった目標部分１２０に対する異なった位置へＸ及び／又はＹの方向に移動される。

２．走査モード：与えられた目標部分１２０が単一の「発光」において露光されないことを除き、ステップ・モードと基本的に同じである。代わりに、個別に制御可能な要素のアレイ１０４は与えられた方向（所謂「走査方向」、例えば、ｙ方向）において速度ｖで可動であり、そのため、パターン形成されたビーム１１０は、個別に制御可能な要素のアレイ１０４を越えて走査させられる。同時に、基板テーブル１０６は速度Ｖ＝Ｍｖで同じ又は逆の方向に同時に移動され、ここで、Ｍは投影システム１０８の倍率である。このように、解像度に関して妥協する必要なく、比較的大きな目標部分１２０を露光することができる。

３．パルス・モード：個別に制御可能な要素のアレイ１０４は基本的に静止に保たれ、パターン全体はパルス化された放射線システム１０２を使用して基板１１４の目標部分１２０上に投影される。基板テーブル１０６は、パターン形成されたビーム１１０が基板１０６を横切る線を走査させられるように、基本的に一定した速度で移動される。個別に制御可能な要素のアレイ１０４上のパターンは、放射線システム１０２のパルス間で必要に応じて更新され、パルスは、連続した目標部分１２０が基板１１４上の必要な位置で露光されるように、タイミングを取られている。その結果、パターン形成されたビーム１１０は基板１１４の帯状部に対して完全なパターンを露光するために基板１１４を横切って走査することができる。この工程は、完全な基板１１４がライン毎に露光されるまで反復される。

４．連続走査モード：実質的に一定な放射線システム１０２が使用され、個別に制御可能な要素のアレイ１０４上のパターンが、パターン形成されたビーム１１０が基板１１４を横切って走査し、基板１１４を露光する間に更新されることを除いて、パルス・モードと基本的に同じである。

上記に説明された使用のモード又は完全に異なった使用のモードに対する組み合わせ及び／又は変形も採用することができる。

図２及び３は本発明の１つの実施例によるリソグラフィ装置のそれぞれ平面図及び側面図である。装置は長行程（ＬＳ）磁石プレート３が搭載された基礎フレーム２を含む基板テーブルＷＴを含む。長行程（ＬＳ）フレーム６、７を介してＬＳ磁石プレート３上には基板を支持するための第１及び第２のチャック４、５が搭載されている。ＬＳフレーム６、７は、無接触の移動を提供する（図示されない）平面駆動装置を使用してＬＳ磁石プレートに結合されている。このことは、ＬＳフレーム６、７が最大６つの自由度で基礎フレームの上方の周囲を移動されることを可能にするが、１つの実施例においては２つ又は３つの自由度が使用されている。チャック４、５は、チャックの位置決めの細かい制御を可能にする短行程（ＳＳ）作動器８を介してＬＳフレーム６、７上に搭載されている。ＳＳ作動器８は、対応するＬＳフレーム６、７に関して各チャック４、５に対して、例えば３つの自由度を提供する。

各チャック４、５には、チャック及び基板の位置合わせ、位置決め、及び、高さ、並びに、基板上に降り注ぐエネルギーを検出するためのセンサが設けられている。これらのセンサは各チャック上の計測構造体９、１０として概略が表されている。図１及び２に示された動作の段階において、第１の基板１１は第１のチャック４により支持されているが、第２のチャック５により支持されている基板はない。

図２及び３の装置は３つの振動隔離システム（ＶＩＳ）１４、１５、１６を介して基礎フレーム２上に搭載された母フレーム１３を含む。振動隔離システム１４、１５、１６は、例えば、低周波振動及び強制外乱が基礎フレーム２から母フレーム１３に伝達されないことを確実にするエア・マウントである。母フレーム１３は図１に示された投影システムＰＬ及び要素アレイＰＰＭとして同じ機能を実行する投影要素１７のアレイを含む。投影システム要素１７は、第１の基板１１が母フレーム１３の下を通過する間に同基板を露光するパターン形成された放射線のビームを供給する。母フレーム１３は、各チャック上の計測用構造体９、１０との相互作用、及び、基板１１、１２との相互作用に対して計測システム１８Ａ、１８Ｂも含む。このことは、各チャック４、５の位置合わせ及び位置決めを可能にし、並びに、基板１１、１２が母フレーム１３の下を通過する間に同基板がモニタされることを可能にする。

図２及び３の装置はｚ方向に可動であるローダ１９及びアンローダ２０も含む。図１及び２に示された段階において、第２の基板１２はローダ上に所在し、（図示されない）外部ロボットによりこのローダ上に置かれた。（図示されない）条件事前調整システムは、基板の熱的な条件事前調整のために、ローダ１９及びアンローダ２０と同じ領域に所在している。

母フレーム１３はｙ方向に走行する第１の円形コンベヤ・レーン２１内に所在するのに対して、ローダ１９及びアンローダ２０並びに条件事前調整システムは第１のレーン２１に平行な第２の円形コンベヤ・レーン２２内に所在している。

使用において、第１のチャック４上に搭載された第１の基板１１は母フレーム１３の下方の第１の円形コンベヤ・レーン２１に沿って右にゆっくり移動し、且つ、投影要素１７により露光される。図４Ａから４Ｋに示されたように、この露光が行なわれている間に、いくつかの分離された動作が第２の基板１２上で実行される。図４Ａから４Ｋに示された装置は図２及び３に示されたものと同じであるが、明確さのために簡略化された形で示されていることを理解されたい。

図４Ａから４Ｋは本発明の１つの実施例による図２の装置の動作中の一連の段階を示す。

図４Ａに示されたように、第１の基板１１の露光が行なわれている間に第２の基板１２が外部ロボットによりローダ１９上に置かれる。続いて、ローダ１９及びアンローダ２０は低くされ、そのため、ローダ１９の頂部は第２のチャック５の頂部と同じ高さとなる。

図４Ｂに示されたように、第２の基板１２はローダ１９から第２のチャック５に搬送される。続いて、ローダ１９及びアンローダ２０は上昇される。

図４Ｃに示されたように、（現在、第２の基板１２を支持している）第２のチャック５は、同チャックがローダ１９の下に、且つ、条件事前調整システム内に定置され、第２の基板１２が熱的条件事前調整を受けることを可能にするまで、第２の円形コンベヤ・レーン２２に沿って左に移動される。

図４Ｄに示されたように、第２のチャック５は第２の円形コンベヤ・レーン２２から外れてｘ方向に、且つ、第１のチャック４の背後の第１の円形コンベヤ・レーン２１内に移動される。続いて、図４Ｅに示されたように、第２のチャック５は、隙間を閉鎖するために、第１のチャック４へ第１の円形コンベヤ・レーン２１に沿ってｙ方向に比較的迅速に移動される。

図４Ｆに示されたように、第２のチャック５が母フレーム１３に到達すると、同チャックは（第１のチャック４と同じ速度で）ゆっくりした移動を開始し、そのため、第１の基板１１の露光が完了されている間でさえ、第２のチャック５の位置合わせ及び計測を開始することができる。

図４Ｇに示されたように、第１の基板１１の露光が完了するや否や、第１のチャック４は第１の円形コンベヤ・レーン２１に沿ってｙ方向に比較的迅速に移動する。第２の基板１２の露光が開始される。

図４Ｈに示されたように、第１のチャック４は、同チャックが母フレーム１３の下に移動する間に第２のチャック５の経路から外れるために、ｘ方向に第１の円形コンベヤ・レーン２１から第２の円形コンベヤ・レーン２２に移動する。第２の基板１２の露光は継続する。

図４Ｉに示されたように、今、第１のチャック４はローダ１９及びアンローダ２０に向かって第２の円形コンベヤ・レーン２２に沿ってｙ方向に戻る。第２の基板１２の露光は継続する。

図４Ｊに示されたように、第１のチャック４がアンローダ２０に到達すると、アンローダ２０は低くされ、そのため、アンローダ２０の頂部は第１のチャック４の頂部と同じ高さとなる。続いて、第１の基板１１は第１のチャック４からアンローダ２０に搬送される。同基盤は（図示されない）ロボットを使用して、アンローダ２０から装置の外へ搬送される。

続いて、第３の基板２３は、図４Ａに示された方法と類似した方法で、図４Ｋに示されたようにローダ１９上に導入される。続いて、ローダ１９は低くされ、そのため、ローダ１９の頂部は第１のチャック４の頂部と同じ高さとなる。続いて、第３の基板２３は第１のチャック４に搬送され、サイクルは再び開始され、第２の基板１２が露光される間に第１のチャック４が第３の基板２３を母フレーム１３に搬送する。

図５は本発明の１つの実施例による図２の装置の一部を示す。

図５に示されたように、チャック４、５が双方とも第１の円形コンベヤ・レーン２１にある時、同チャックのｙ方向分離距離Ｋに対しては配慮がされなければならない。図４Ｆにおいて、第２のチャック５は、第１の基板１１上での露光が完了される間にさえ計測が開始されるために、母フレーム１３の下方を移動する。これは両チャック同士が最も近くなる時点であり、両チャックは、例えば約５０ｍｍであるＫ_ｍｉｎだけ分離されている。

図４Ｇに示された時点において、第１のチャック４は、母フレーム１３の下方を移動する間に第２のチャック５を妨害せずに図４Ｈに示されたように第２の円形コンベヤ・レーン２２内に移動するために、第２のチャック５から十分に離れているべきである。

従って、少なくとも１つの基板が時間の実質的に全てに（又は、全てに非常に近くに）わたり露光されながら母フレーム１３の下方にあることが分かる。

１つの実施例において、第２の円形コンベヤ・レーン２２内の（図示されない）追加の計測システムを使用して装置の効率を改善することが可能である。このことは、第２のチャック５が第１の円形コンベヤ・レーン２１に移動される前に、幾分かの予備計測が第２の基板１２上で行なわれることを可能にする。１つの実施例において、追加の計測システムは、例えば高さセンサを含むことができる。

上記に説明された実施例において、チャック４、５が円形の経路を基本的に辿ることが分かる。基板１１、１２、２３は装置の同じ側（図２から６の左手側端部）からローディング及びアンローディングされる。このような装置は「前面ローディング／アンローディング」装置として知られている。

図６及び７は本発明の１つの実施例によるリソグラフィ装置のそれぞれ平面図及び側面図を示す。これらの図は、基板が装置に装置の１つの端部からローディングされ、且つ、もう１つの端部からアンローディングされることを可能にする「インライン」装置を示す。

図６及び７に示された装置は図２、３、４、及び、５の装置と同様であり、且つ、図４Ｋに示された段階に対応する段階において表されている。図４Ｋにあるように、第１の基板１１は露光されており、且つ、第１のチャック４からアンローダ２０にアンローディングされている。第２の基板１２は露光される工程にある。第３の基板２３は外部ロボットによりローダ１９上に置かれている。

図６及び７の装置は、この装置が固定されたｚ位置を有する追加のアンローダ２４（図６）も含むことにおいて図２、３、及び、４とは異なる。装置の外にアンローダ２０から第１の基板１１をアンロードするよりも、アンローダ２０は追加のアンローダ２４の高さに上昇され、第１の基板１１はアンローダ２０から追加のアンローダ２４に搬送される。続いて、第１の基板１１は追加のアンローダ２４から装置からアンロードされる。この臨時の工程は第２の円形コンベヤ・レーン２２内で行なわれる。

計測構造体９、１０の投影上の性質により、チャックの１つから装置の右手側端部におけるアンローダに直接にアンロードすることは一般的にはより困難である。従って、これらの計測構造体の存在により、基板１１、１２、２３は任意で左手側からチャック４、５上にローディングされ、且つ、同チャックからアンローディングされる。

ローダ１９、アンローダ２０、及び、追加のアンローダ２４が全て第２の円形コンベヤ・レーン２２内に所在しているため、装置の長さは、装置の「インライン」のローディング及びアンローディングを収容するために増大される必要はない。単一のチャックを有するインライン装置に対して、機械の後部へのアンローダ２４の設置は比較的非常に長い機械をもたらす（チャックの長さの約３倍）。２つのチャックを有するインライン装置はチャックの約２倍の長さとなる。さらに、「２−チャック」前面ローディング／アンローディング装置の長さは「単一チャック」前面ローディング／アンローディング装置の長さと等しいか、それより長い。従って、２つのチャックを有する前面ローディング／アンローディング及びインラインの装置の「占有面積」、すなわち、基礎フレームの面積は単一のチャックを持つ装置に匹敵する。典型的な基板は最大約２．５ｍ及びこれを超える幅及び長さを有する。２つのチャック（及び、２つの円形コンベヤ・レーン）を有する装置の幅は単一のチャックを有する装置の幅の２倍である。単一チャック・インライン装置がそのように長いため、２−チャック・インライン装置の総占有面積は単一チャック・インライン装置の総占有面積よりも約５０％大きい。

本発明の特定の実施例が上記に説明された一方、本発明が説明された以外にも実施できることが理解されよう。説明は本発明を限定することは意図されていない。例えば、説明された実施例は全てが、ビームにパターンを与えるために個別に制御可能な要素のアレイが使用されているマスクレス・リソグラフィに関連している。しかし、本発明が、制御可能な要素のアレイの代わりに固定されたマスク又はレチクルを使用して動作するリソグラフィ装置にも等しく十分に適用できることが理解されよう。

さらに、チャック４、５はＳＳ作動器８を介してＬＳフレーム６、７上に搭載され、ＬＳフレーム６、７自体は平面駆動装置を使用してＬＳ磁石プレート３上に搭載されていると説明されている。必要な２つ又は３つの自由度を提供するために、基礎フレーム上にチャックを搭載するためには多くの可能な方法があることが理解されよう。１つの実施例において、静止コイル及び可動磁石を有する平面駆動装置を使用することができ、同装置は円形コンベヤ内のケーブル配線の問題を低減する。別の実施例において、ＬＳフレームは、流体若しくは空気ベアリング又はボール・ベアリングなどのベアリングにより、或いは、電磁力によりｚ方向に支持することができ、且つ、ｘ−ｙ方向の移動に対する標準型ＬＳ作動器を設けることができる。さらなる実施例において、チャックは単一行程駆動装置を介して基礎プレート上に搭載することができる。

１つの実施例において、チャックは一次元の「レーン内」及び「レーン間」駆動装置により駆動することができる。レーン内駆動装置はチャックを円形コンベヤ・レーンに沿って±ｙ方向に押出し、レーン間駆動装置はチャックを円形コンベヤ・レーン間で±ｘ方向に押出す。このことは、駆動装置が円形に移動しない時でもチャックが円形に移動することを可能にすることにより、ケーブル配線の問題に対して別の解決策を提供する。

ローダ１９及びアンローダ２０は一方の上方に他方が所在するように図２から７には示されているが、１つの実施例において、いくつかの他の配列を考えることができる。これらの構成部分のいずれか、又は、双方が第２の円形コンベヤ・レーン２２内のどこにでも所在することができ、基板を様々な場所からローディング及び／又はアンローディングすることを可能にする。

結言
本発明の様々な実施例が上記に説明された一方、それらは例のみの、及び、限定ではない方法によって提示されている。当業者には、形態及び詳細における様々な変更が、本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、それらの実施例に行なえることが明らかであろう。従って、本発明の広さ及び範囲は上記に説明された例示的な実施例のいずれによっても限定されるべきではないが、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ定義されるべきである。

特許請求の範囲を解釈するためには、発明の開示及び要約の各章ではなく、実施例の章が使用されることが意図されていることを理解されたい。発明の開示及び要約の各章は、発明者により考慮されたような１つ又は複数だが全てではない本発明の例示的な実施例を述べることができ、且つ、従って、本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる形においても限定することは意図されていない。

２ 基礎フレーム
３ 磁石プレート
４、５ チャック
６、７ フレーム
８ 作動器
９、１０ 計測用構造体
１１、１２、２３、１１４ 基板
１３ 母フレーム
１４、１５、１６ 振動隔離システム（ＶＩＳ）
１７ 投影要素
１８ 計測システム
１９ ローダ
２０、２４ アンローダ
２１、２２ 円形コンベヤ・レーン
１００ リソグラフィ用投影装置
１０２ 放射線システム
１０４ 個別に制御可能な要素のアレイ
１０６、ＷＴ 物体テーブル（例えば、基板テーブル）
１０８ 投影システム（「レンズ」）
１１０、１２２ 放射線のビーム
１１２ 放射線源
１１６ 位置決めデバイス
１１８、１４０ ビーム・スプリッタ
１２０ 目標部分
１２４ 照明システム
１２６ 条件調整デバイス
１２８ 調整デバイス
１３０ 積分器
１３２ 集光器
１３４ 干渉計測測定デバイス
１３６ 基礎プレート
１３８ 干渉計測用ビーム
ＰＬ 投影システム
ＰＰＭ 要素アレイ

Claims (16)

1. リソグラフィ装置であって、
   パターン形成デバイスと、
   対応する基板を各々が支持するように構成された２つ以上の可動チャックと、
   前記パターン形成デバイスからのパターン形成されたビームを前記基板の１つの目標部分上に投影する投影システムと、
   前記投影システムに隣接し、前記基板を前記投影システムと位置合わせする計測システムと、
   前記基板を前記チャック上に定置するローディング・デバイスと、を含み、
   前記チャックは、前記基板の１つが前記ローディング・デバイスから前記投影システムに向けて前記基板の別の１つを追従する間に、前記基板の別の１つが前記計測システム及びパターン形成されたビームを通過されるように、独立に可動である装置。
2. 前記基板の１つが前記パターン形成されたビームを通過される間に前記基板の別の１つを熱的に条件事前調整するための条件事前調整システムをさらに含む請求項１に記載の装置。
3. 前記基板の１つが第２の円形コンベヤ・レーン内の自身の対応するチャック上にローディングされている間に、前記基板の別の１つが前記パターン形成されたビームを第１の円形コンベヤ・レーンに沿って通過するように、前記投影システム及び前記計測システムは前記第１の円形コンベヤ・レーン内に所在し、且つ、前記ローディング・デバイスは前記第２の円形コンベヤ・レーン内に所在する請求項１または２に記載の装置。
4. 前記基板の各１つが前記投影システムに移動される前に、前記個々の基板に対して予備測定を行なう前記第２の円形コンベヤ・レーン内に所在する追加の計測システムをさらに含む請求項３に記載の装置。
5. 前記チャックを前記第１及び第２の円形コンベヤ・レーンの各々に沿って移動するレーン内駆動装置と、
   前記チャックを第１及び第２の円形コンベヤ・レーンの間で移動するレーン間駆動装置をさらに含む請求項３または４に記載の装置。
6. 前記チャックの全ては同じ経路を辿る請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 前記投影システム、前記計測システム、及び、前記チャックを支持するための基礎フレームをさらに含み、
   前記チャックの各１つは、平面駆動装置を使用して前記基礎フレームの周囲で可動な長行程フレーム上に搭載されている請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. 前記基板を前記チャックから取り除くための第１のアンローディング・デバイスをさらに含む請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 前記ローディング・デバイス及び前記第１のアンローディング・デバイスは一方の上に他方が所在している請求項８に記載の装置。
10. 前記ローディング・デバイス及び前記第１のアンローディング・デバイスは同じ側から前記個々のチャックの上に、及び、同チャックから外して前記基板を移動するように構成されている請求項９に記載の装置。
11. 前記基板の１つを前記第１のアンローディング・デバイスから受領するため、及び、前記装置から前記基板をアンローディングするための追加のアンローディング・デバイスをさらに含む請求項１０に記載の装置。
12. 前記ローディング・デバイス及び前記追加のアンローディング・デバイスは、前記基板が前記装置の１つの端部において前記装置内にローディングされ、且つ、反対側の端部においてアンローディングされるように、前記装置の反対側の端部に所在する請求項１１に記載の装置。
13. 前記投影システム及び前記計測システムは第１の円形コンベヤ・レーン内に所在し、且つ、
    前記ローディング・デバイス、前記第１のアンローディング・デバイス、及び、前記追加のアンローディング・デバイスは、第２の円形コンベヤ・レーン内に所在する請求項１２に記載の装置。
14. 前記基板は平面パネル表示装置基板である請求項１から１３のいずれかに記載の装置。
15. パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、前記投影システムに隣接し、前記基板が前記投影システムと位置合わせされたことを確実にする計測システムを含むリソグラフィ装置の円形コンベヤであって、
    各々が前記基板の対応する１つを支持するように構成された２つ以上のチャックと、
    前記チャック上に前記基板を定置するローディング・デバイスを含み、
    前記チャックは、前記基板の１つが前記ローディング・デバイスから前記投影システムに向けて前記基板の別の１つを追従する間に、前記基板の別の１つが前記計測システム及び前記パターン形成されたビームを通過されるように、独立に可動である円形コンベヤ。
16. デバイス製造方法であって、
    放射線のビームをパターン形成する工程と、
    各々が対応する基板を支持するように構成された２つ以上の可動チャックを設ける工程と、
    投影システムに隣接した計測システムを使用して前記基板のうちの第１の基板を前記投影システムと位置合わせする工程と、
    前記投影システムを使用して、前記基板のうちの第１の基板の目標部分上に前記パターン形成されたビームを投影する工程と、
    ローディング・デバイスを使用して前記チャック上に前記基板を定置する工程と、
    前記第１の基板に対する位置合わせ及び投影の間に、前記ローディング・デバイスから前記投影システムに向けて前記基板のうちの第２の基板を前記第１の基板に独立に移動させて追従させる工程と、を含む方法。

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