KR100696735B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 개선된 이송유닛을 구비한 리소그래피 장치가 제공된다. 상기 리소그래피 장치는, 교환가능한 대상물과 관련된 리소그래피 프로세스를 수행하는 처리유닛을 포함하며, 상기 처리유닛은 방사선 빔을 제공하는 조명시스템, 상기 방사선 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝장치를 지지하도록 구성된 지지구조체, 기판을 잡아주도록 구성된 기판홀더, 및 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함한다. 또한, 리소그래피 장치는 단일 로봇을 포함하는 이송유닛을 포함하여 이루어진다. 상기 단일 로봇은, 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로 교환가능한 제1대상물을 이송하고, 상기 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 교환가능한 제2대상물을 이송시키도록 구성된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

이하, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부 도면을 참조하여, 예시의 방법으로 본 발명의 실시예들에 대해 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;

도 2는 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도;

도 3은 도 2의 실시예를 사용하여 기판들을 공급 및 방출하는 프로세스를 개략적으로 나타낸 도;

도 4는 도 2의 실시예의 개략적인 입면도;

도 5는 본 발명의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 도;

도 6은 도 5의 실시예를 사용하여 기판들을 공급 및 방출하는 프로세스를 개략적으로 나타낸 도;

도 7은 리소그래피 장치의 트랙과 처리유닛 사이에 위치할 스택(stacked) 입력/출력 스테이션을 구비한 트랙 인터페이스의 일 실시예의 개략적 평면도;

도 8은 도 7의 실시예의 개략적인 측면도;

도 9는 공기 샤워들이 제공되는 기판 버퍼의 구성을 개략적으로 나타낸 도;

도 10은 기판 운반용 벨트 및 상기 벨트 위에 배치되는 공기 샤워가 제공되 는 기판 버퍼의 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.

본 명세서는, 2004년 6월 21일에 출원된 미국특허출원 제10/871,528호의 계속출원인, 2004년 7월 16일에 출원된 미국특허출원 제10/892,394호의 계속출원이다.

본 발명은 리소그래피 장치 및 그와 연관된 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝장치가 IC의 개별층에 대응하는 소정의 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층으로 코팅된 기판(실리콘웨이퍼)상의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는) 타겟부상에 묘화(imaging)될 수 있다.

일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟부상의 전체패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 투영빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다.

기판의 처리에서는, 처리용 기판들이 리소그래피 장치로 공급되고, 처리후에는, 처리된 기판들이 상기 장치로부터 제거될 필요가 있다. 일반적으로, 소정의 ㅣ트랙이 처리될 기판들을 로딩 스테이션(loading station)으로 가져간다. 이 로딩 스테이션으로부터, 기판의 실제 처리가 일어나는 리소그래피 장치의 처리 유닛으로 기판들이 하나씩(one-by-one) 이동된다.

그 후, 처리된 기판들은 일반적으로 리소그래피 장치의 처리 유닛으로부터 방출 스테이션(discharge station)으로 하나씩 이동된다. 일반적으로 트랙은, 처리된 기판들을 방출 스테이션으로부터 멀리 가져간다.

리소그래피 장치에 기판들을 공급하고 상기 리소그래피 장치로부터 기판들을 제거하는 다른 방법들로는, 예를 들어 전방 개구부 통합형 포드(front opening unified pod)의 사용과 같은 것들이 당업자들에게 알려져 있다. 상기 전방 개구부 통합형 포드는 복수의 기판들을 포함하며, 그들을 로딩 스테이션으로 하나씩 공급한다.

공지된 리소그래피 장치에서, 처리될 기판은 로딩 스테이션으로부터 처리유닛으로 이송시키고, 처리된 기판은 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 이송시키는 이송유닛(transfer unit)이 제공된다. 공지된 이송유닛은 로딩 로봇 및 방출 로봇을 포함한다. 로딩 로봇은 처리될 기판을 로딩 스테이션으로부터 리소그래피 장치의 처리유닛으로 가져간다. 방출 로봇은 처리된 기판을 리소그래피 장치의 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 가져간다.

이 공지된 이송유닛 셋업은 상당히 고가이며, 상대적으로 큰 공간을 필요로 한다.

본 명세서에서 구현되고 폭넓게 기술되는 바와 같이, 본 발명의 원리들은, 공지된 이송유닛보다 저렴하고 상대적으로 작은 이송유닛을 구비한 리소그래피 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는, 교환가능한 대상물(object)들과 관련된 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성된 처리유닛을 포함하며, 상기 처리유닛은, 방사선 빔을 제공하는 조명시스템, 상기 방사선 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝장치를 지지하도록 구성된 지지구조체, 기판을 잡아주도록 구성된 기판홀더, 및 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함한다. 리소그래피 장치는 또한, 단일 로봇을 포함하는 이송유닛을 포함한다. 상기 단일 로봇은 교환가능한 제1대상물을 로딩 스테이션으로부터 처리유닛으로 이송시키고, 교환가능한 제2대상물을 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 이송시키도록 구성된다.

상기 교환가능한 대상물은 기판일 수 있으나, 때로는 교환될 필요가 있는 다른 형태의 대상물일 수도 있다. 종래의 2개의 로봇 대신에 단 하나의 로봇을 사용함으로써, 이송유닛은 보다 저렴해지고 보다 작은 공간을 소요하게 된다.

로봇은 교환가능한 제1대상물을 로딩 스테이션으로부터 처리유닛으로 이송시키는 제1대상물 핸들러 및 교환가능한 제2대상물을 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 이송시키는 제2대상물 핸들러를 포함하는 것이 바람직하다.

로봇의 이러한 구조는 효과적이고 상대적으로 단순한 디자인을 가능하게 한 다.

일 실시예에서, 제1대상물 핸들러는 제1아암에 커플링되고, 제2대상물 핸들러는 제2아암에 커플링되며, 상기 제1아암 및 제2아암은 회전 축선을 중심으로 회전가능하다. 이 실시예에서, 상기 아암들의 회전운동은 교환가능한 대상물들을 이송시키는데 이용된다.

제1아암 및 제2아암 중 1이상은, 적어도 실질적으로 회전축선에 대해 평행한 방향으로 이동가능한 것이 좋다. 교환가능한 대상물들의 핸들링에 있어 이러한 잉여(extra)의 자유도의 도입은 교환가능한 대상물들의 움직임에 대해 개선된 유연성(flexibility)를 제공한다.

또한, 회전 축선의 위치는 처리유닛에 대해 고정될 수도 있다. 이는 단지 아암들의 회전만 제어되면 되기 때문에, 로봇의 매우 단순하고 튼튼한(robust) 디자인을 가져다 준다.

더욱이, 제1아암 및 제2아암은, 그들이 그들 사이의 일정한 각도를 둘러싸는(enclose) 방식으로 서로에 대해 고정될 수도 있다. 이것은 단 하나의 회전운동만 제어되면 되기 때문에, 로봇의 디자인을 훨씬 더 단순화시킨다.

공지된 리소그래피 장치에서는, 통상적으로 간섭계유닛(interferometer unit)이 이송유닛으로부터 기판을 수용하는 기판테이블에 근접하게 배치된다. 로봇이 기판테이블 및 간섭계유닛의 영역에서 기판들을 이송시키는데 사용되는 경우, 아암들의 형상은 그들이 간섭계를 지나(pass)기에 적합하도록 이루어진다. 대체로 z-형상의 길이방향 섹션이 아암들의 형상에 적합한 것으로 판명되고 있다.

또 다른 실시예에서, 제1대상물 핸들러 및 제2대상물 핸들러는 상기 제1대상물 핸들러 및 제2대상물 핸들러를 처리유닛에 대해 이동시키도록 되어 있는 공통(common)의 로봇 아암에 커플링된다.

1이상의 대상물 핸들러가 리스트 조립체(wrist assembly)에 커플링되어, 상기 리스트 조립체는 그에 대해 커플링된 상기 대상물 핸들러가 로봇 아암에 대해 회전하도록 하는 것이 유리하다.

더욱이, 이 실시예에서는, 제1대상물 핸들러 및 제2대상물 핸들러 둘 모두가 리스트 조립체에 커플링된다. 제1대상물 핸들러 및 제2대상물 핸들러는, 그들이 그들 사이의 일정한 각도를 둘러싸는 방식으로 서로에 대해 고정되는 것이 유리하다.

나아가, 이송유닛은 처리유닛에 대해 1이상의 대상물 핸들러를 위치시키기 위해 교환가능한 대상물을 지탱(carry)하도록 되어 있는 처리유닛의 일부와 연동하도록 되어 있는 도킹기구(docking mechanism)를 포함한다. 이는, 처리유닛에 대하여 교환가능한 대상물을 신뢰성 있고 정확하게 위치시킬 수 있도록 한다.

교환가능한 대상물을 처리유닛에 대해 신뢰성 있고 정확하게 위치시킬 수 있도록 하는 대안의 방법은, 1이상의 대상물 핸들러가 처리유닛에 대해 위치되는 경우 로봇 아암으로부터 탈착가능한, 리스트 조립체와 대상물 핸들러들의 조합을 제공하는 것이다. 이 방법은 상술된 바와 같이 도킹기구와 조합하여 이루어질 수도 있다.

추가 실시예에 따르면, 적어도 부분적으로 방사선 감응재의 층으로 덮힌 기 판을 제공하는 단계; 조명시스템을 통해 방사선 빔을 제공하는 단계; 패터닝장치를 기반으로 하여 상기 방사선 빔의 단면에 원하는 패턴을 구성하는 단계; 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계 및 단일 로봇을 이용하여, 교환가능한 제1대상물을 로딩 스테이션으로부터 처리유닛으로 이송시키고 교환가능한 제2대상물을 상기 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 이송시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 상기 리소그래피장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조 등과 같은 여타의 응용례를 가질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전 또는 후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 여러번 처리된 층들을 이미 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)선 및 (예를 들어, 파장이 5-20nm 범위내에 있는) 극자외(EUV)선뿐만 아니라 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔들을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄한다.

여기서 사용되는 "패터닝장치(patterning device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수 있다는 것을 유의해야 한다. 일반적으로, 투영빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟부에 생성되는 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.

패터닝장치는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝장치의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례에서는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 이 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다.

지지구조체는, 패터닝장치의 무게를 지지, 즉 지탱한다. 그것은, 패터닝장치의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝장치가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타 조건들에 따르는 방식으로 패터닝장치를 유지시킨다. 상기 지지는 기계적 클램핑, 진공 또는 진공 조건하에서의 정전기적 클램핑과 같은 여타 클램핑 기술들을 이용하여 이루어질 수 있다. 지지구조체는, 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있으며, 패터닝장치가 예를 들어 투영시스템에 대하여 원하는 위치에 있을 것을 확실히 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝장치"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학구성요소를 포괄할 수도 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급될 수 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판이 침지되는 형태일 수도 있다. 침지액은 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수도 있다. 당업계에서는 투영시스템의 개구수를 증가시키는 침지 기술이 잘 알려져 있다.

명확히 하기 위해 본 발명의 이송유닛의 실시예들을 리소그래피 장치의 배경내에서 설명할 것이나, 개시된 바와 같은 이송유닛은 여타 기술 및/또는 시스템에도 동등하게 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이송유닛은 개시된 기판 이외의 교환가능한 대상물들에 대해 채용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는:

방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);

패터닝장치(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하고, 아이템 PL에 대하여 패터닝장치를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 커플링된 제1지지구조체(예를 들어, 마스크테이블/홀더)(MT);

기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 커플링된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블/홀더)(WT); 및

기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상에, 패터닝장치(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 묘화하는 투영시스템(예를 들어, 반사형 투영 렌즈)(PL)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 채택하는) 투과형이다. 대안적으로, 상기 장치는 반사형(또는, 예를 들어 상술한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이)으로 구성될 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 플라즈마 방전 소스인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선빔은 예를 들어, 적절한 지향거울 및/또는 스펙트럼 정화 필터를 포함하는 방사선 콜렉터의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정기구를 포함한다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 필요한 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에서 유지되어 있는 마스크(MA)상에 입사된다. 상기 투영빔(PB)은, 마스크(MA)에 의해 반사되고 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제2위치설정수단(PW) 및 위치센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단(PM) 및 위치센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module) 및 짧은 행정 모듈의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 위치설정수단(PM, PW)의 일부를 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정액츄에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.

상술된 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.

스텝 모드 : 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다{즉, 단일 정적 노광(single static exposure)}. 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

스캔 모드 : 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)은 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다{즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)}. 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지 반전 특성에 의하여 판정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

다른 모드 : 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝장치를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 투영빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝장치는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝장치를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

도 2는, 기판(1)들을 처리하기 위해 리소그래피 장치의 처리유닛(5)이 제공되는 본 발명의 일 실시예를 예시하고 있다. 처리될 기판(1)들은 로봇(10)을 포함하는 이송유닛에 의하여 처리유닛(5)으로 공급된다. 본 발명의 특징에 따르면, 동일 로봇(10)은 또한 처리된 기판(1)들을 처리유닛(5)으로부터 먼 곳으로 가져간다.

트랙(50)은 처리될 기판(1)들을 리소그래피 장치로 이송시키고, 처리된 기판(1)들을 리소그래피 장치로부터 멀리, 예를 들어 에칭 디바이스(도시 안됨)로 이송시킨다. 트랙(50)은 수용유닛(receiving unit;31) 및 로딩유닛(32)을 포함하는 로딩 스테이션(30)으로 기판(1)들을 하나씩 전달한다. 수용유닛(31)은 트랙(50)으로부터 기판(1)들 중 하나를 수용할 수 있는 한편, 로딩유닛(32)은 기판(1)들 중 하나를 로봇(10)에 로딩할 수 있다.

로딩 스테이션(30)은 처리유닛(5)으로 기판(1)들을 공급하기 위한 버퍼로서의 역할을 할 수 있다. 이는, 일반적으로 기판(1)들이 트랙(50)에 의하여 불규칙한 시간 간격들로 전달되기 때문에 특히 유리하다. 로딩 스테이션(30)을 버퍼로 사용함으로써, 트랙(50)에 의한 기판들의 불규칙한 전달의 경우에 있어 이러한 버퍼가 없는 시스템에 비해 처리유닛(5)의 휴지(stand still)의 기회가 저감된다.

상기 로딩 스테이션(30)에는 처리용 기판(1)들을 마련하기 위한 수단들이 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사전-정렬 유닛(pre-alignment unit)이 각 기판(1)들의 각각의 크기 또는 각 기판(1)들의 위치를 판정하기 위해 제공될 수 있다. 크기 및/또는 위치 측정 단계는 로봇(10)의 대상물 핸들러 및/또는 처리유닛(5)에 대한 각 기판의 정확한 위치설정에 사용될 수 있는 정보를 제공한다.

처리용 기판(1)들을 마련하기 위한 수단들은 또한, 기판(1)을 사전설정된 온도에 이르게 하는 온도 안정화 유닛(temperature stabilizing unit:TSU)을 포함할 수 있다. 처리유닛(5)에서의 온도 감응 프로세스들은 기판(1)의 사전설정된 온도를 갖는 것이 바람직하다. 온도 안정화 유닛을 사용함으로써, 기판(1)은 상기 사전설정된 온도나 적어도 그에 근접한 온도에 앞서 도달될 수 있다.

상술된 바와 같이, 처리용 기판(1)을 마련하는 단계는 기판(1)의 버퍼링동안 일어나는 것이 바람직하다. 이는, 처리유닛(5)에서의 귀중한 처리시간을 절감시킨다.

로딩 스테이션(30)으로부터 처리유닛(5)으로 기판(1)들을 하나씩 멀리 가져가고, 처리된 기판(1)들은 처리유닛(5)으로부터 방출 스테이션(40)으로 가져가도록, 처리 유닛이 제공된다. 이 이송 프로세스가 도 3에 예시되어 있다.

이송유닛은 제1핸들러(11)가 제공되는 단일 로봇(10)을 갖는다(도 4). 제1대상물 핸들러(11)는 로딩 스테이션(30)에서 제1기판(1a)과 맞물린다(engage).

로딩유닛(32)에서, 관련 기판(1)은, 상기 관련 기판(1)상에 존재하는 리소그래피 패턴에 의하여 형성되는 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 제1기판(1a)을 이동시키도록 되어 있는 1이상의 핀(7)에 의하여 지지되는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 상기 핀(7)들은 제1대상물(11)이 접근할 때 제1기판(1a)을 리프팅한다(도 3d). 그 다음, 제1대상물 핸들러(11)가 제1기판(1a) 아래에 위치된다. 핀(7)들은, 제1기판(1a)기 제1대상물 핸들러(11)상에 놓이도록 상기 제1기판(1a)을 하강시킨다.

또한, 이송유닛의 로봇(10)은 제2대상물 핸들러(21)를 포함한다. 제1기판(1a)이 제1대상물 핸들러(11)상에 로딩될 때, 제2대상물 핸들러(21)는 비어 있다(도 3d).

그 다음, 로봇(10)은 제2대상물 핸들러(21)를 처리유닛(5)으로 이동시킨다. 처리유닛(5)은 제2기판(1b)을 제공하고, 그것은 상기 처리유닛(5)에 의해 처리된다 (도 3e). 제2대상물 핸들러(21)는 제2기판(1b)을 이어 받는다(take over)(도 3a). 또한, 상기 처리유닛(5)에는, 기판(1)의 패턴을 포함하는 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 제2기판(1b)을 이동시키도록 되어 있는 핀(7)들이 제공된다. 일 실시예에서, 핀(7)들은 제2대상물 핸들러(21)가 접근하기 이전에 제2기판(1b)을 리프팅한다. 핀(7)으로 기판(1b)을 리프팅한 후에, 제2대상물 핸들러(21)는 제2기판(1b) 아래에 위치된다. 핀(7)들은 제2기판(1b)을 하강시켜, 상기 제2기판(1b)이 제2대상물 핸들러(21)상에 놓이도록 한다.

그 다음, 로봇(10)은, 제2기판(1b)을 처리유닛(5)으로부터 먼 곳으로 이동시키고 제1기판(1a)을 처리유닛(5)쪽으로 이동시킨다(도 3b). 처리유닛(5)에 대해 제1기판(1a)을 위치시킨 후에, 제1기판(1a)이 처리유닛(5)에 로딩된다.

그 후, 로봇(10)은 제2기판(1b)을 방출 스테이션(40)으로 이동시킨다. 이 때, 제1대상물 핸들러(11)는 비어 있다(도 3c). 방출 스테이션(40)에서, 제2기판(1b)은 제2대상물 핸들러(21)로부터 제거되어 트랙(50)으로 전달된다. 로딩 스테이션(30)과 마찬가지로, 방출 스테이션(40)은 필요에 따라 버퍼로서의 역할을 할 수 있다. 제2기판(1b)을 제2대상물 핸들러(21)로부터 제거한 후에, 상술된 것과 같은 핀(7)들이 사용될 수 있다: 즉 제2대상물 핸들러(21)는 핀(7)들 상부에 제2기판(1b)을 위치시키고, 상기 핀(7)들은 상기 기판(1)을 상승 및 리프팅시켜 제2대상물 핸들러(21)로부터 떨어지도록 하며, 제2대상물 핸들러(21)는 이동되어 나간다(도 3e).

제2기판(1b)이 제2대상물 핸들러(21)로부터 제거되는 경우, 제1대상물 핸들 러(11)는 로딩 스테이션(30)으로 이동되어 제3기판(1c)을 콜렉팅한다.

대안으로서, 대상물 핸들러(11,21)는 회전축선과 실질적으로 수직한 방향으로 이동가능할 수 있다. 이와 함께, 대상물 핸들러들이 하강되어 기판(1)의 하부측과 맞물릴 수 있다.

도 2의 실시예에서, 대상물 핸들러들은 기판(1)의 하부측과 맞물린다. 하지만, 대상물 핸들러들은, 기판(1)의 에지에 의한 또는 기판(1) 최상부상에 맞물리는 흡입컵(suction cup)에 의한 것과 같은, 여타의 방식으로 기판(1)과 맞물리는 것도 가능하다.

또한, 도 2의 실시예에서, 로봇(10)은 제1아암(12) 및 제2아암(22)을 포함한다. 제1대상물 핸들러(11)는 제1아암(12)에 커플링되고, 제2대상물 핸들러(21)는 제2아암(22)에 커플링된다. 두 아암(12,22) 모두는 허브(15)를 중심으로 회전가능하다. 도 2의 예시에서, 허브(15)는, 대상물 핸들러들 중 하나상에 존재하는 기판(1)의 평면에 대해 실질적으로 수직하게 배향되는 회전축선(15a)을 제공하도록 구성된다.

또한, 도 2의 예시에서는, 회전축선(15a)과 평행한 방향에서 보았을 때, 제1아암(12) 및 제2아암(22)이 그들 사이의 일정한 각도를 둘러싸는 방식으로 서로에 대해 고정된다. 하지만, 상기 아암들(12,22)이 서로 독립적으로 회전되는 것도 가능하다. 이 경우에, 그들의 회전들은 동일한 방향 또는 반대 방향으로 이루어질 수 있다.

나아가, 도 2의 예시에서는, 회전축선(15a)의 위치가 처리유닛(5)에 대해 고 정된다. 아암들(12,22)을 일정한 상대적 각도로 고정시키고 처리 유닛(5)에 대해 회전축선(15a)의 위치를 고정시키는 것은, 전체적으로 로봇(10)의 자유도들을 저감시킨다. 이러한 자유도들의 저감은 단 몇개의 이동부(moving part)들을 갖는 단순한 디자인의 로봇(10)을 도래시키고, 로봇(10)을 작동시키기 위한 제어시스템이 매우 단순하게 유지될 수 있다. 또한, 도 3에서 명백히 알 수 있듯이, 도 2의 예시에 따른 실시예에서는, 로딩 스테이션(30)으로부터 처리유닛(5)으로의 제1기판(1a)의 이송 및 처리유닛(5)으로부터 방출유닛으로의 제2기판(1b)의 이송이, 회전축선(15a)을 중심으로, 실질적으로 제1아암(12)과 제2아암(22)의 단일 회전내에서 일어난다.

한편, 보다 많은 자유도들이 요구될 수도 있다. 이는, 다양한 방식들로 실현될 수 있다. 두 아암(12,22) 모두 또는 그들 중 하나는, 회전축선(15a)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 이동가능하게 만들어질 수 있다. 또한, 허브(15)는 처리유닛(5)에 대해 이동가능하게 만들어질 수 있고, 및/또는 아암들(12,22) 중 하나 또는 둘 모두는 그들의 길이가 변화될 수 있도록 확장가능하게 만들어질 수 있다.

도 4는 도 2의 실시예의 입면도를 나타내고 있다. 이 예시에서, 리소그래피 장치는 또한 기판테이블의 위치를 판정하는 간섭계(60)를 포함한다. 도 3에서 알 수 있듯이, 간섭계(60)는, 로봇(10)의 아암들(12,22)이 회전을 수행할 때, 그들의 회전 경로내에 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 충돌을 피하기 위하여, 아암들(12,22)은 대체로 z-형상으로 되어 있고, 상이한 높이에 있는 2개의 수평부와 상기 2개의 수평부를 연결하는 중간부를 갖는다. 이러한 방식에 있어, 아암들(12,22)은 그들이 회전하는 동안 간섭계(60)를 지날 수 있다. 상술된 바와 같이 아암들 형상의 이러한 순응(adaptaion)은 다른 대상물들이 상기 경로에 있는 경우에도 이용될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에는, 기판(1)들을 처리하기 위한 처리유닛(5)이 또한 제공된다. 처리될 기판(1)들은 로봇(110)을 포함하는 이송유닛에 의하여 처리유닛(5)으로 공급된다. 동일 로봇(110)은 또한 처리된 기판(1)들을 처리유닛(5)으로부터 먼 곳으로 가져간다.

처리될 기판(1)들을 리소그래피 장치로 이송시키고 처리된 기판(1)들은 리소그래피 장치로부터 먼 곳, 예를 들어 에칭장치로 이송시킨다.

트랙(50)은, 수용유닛(31) 및 로딩유닛(32)을 포함하는 로딩 스테이션(30)으로 기판(1)들을 하나씩 전달한다. 수용유닛(31)은 트랙(50)으로부터 기판(1)을 수용하는 한편, 로딩유닛(32)은 기판(1)을 로봇(110)에 로딩시킨다. 로딩 스테이션(30)은 처리유닛(5)으로의 기판(1) 공급에 있어 버퍼로서의 역할을 한다. 이는, 기판(1)들이 대체로 불규칙한 시간 간격들로 트랙(50)에 의해 전달되기 때문에 특히 유리하다. 로딩 스테이션(30)을 버퍼로 사용함으로써, 트랙에 의한 기판의 불규칙한 전달의 경우에 있어 처리유닛의 휴지의 발생가능성이 상기 버퍼가 없는 시스템에 비해 저감된다.

로딩 스테이션(30)에는, 도 2의 실시예에 대하여 상술된 바와 같이 처리용 기판(1)을 마련하기 위한 수단이 제공된다.

로딩 스테이션(30)으로부터 처리유닛(5)으로 기판(1)들을 하나씩 가져가고, 처리된 기판(1)들은 처리유닛(5)으로부터 방출 스테이션(40)으로 가져가기 위해 이송유닛이 제공된다. 이 이송 프로세스가 도 6에 예시되어 있다. 이송유닛은 제1대상물 핸들러(111)가 제공되는 단일 로봇(110)을 갖는다. 제1대상물 핸들러(111)는 로딩 스테이션(30)에서 제1기판(1)과 맞물린다.

또한, 이송유닛의 로봇(110)은 제2대상물 핸들러(121)를 포함한다. 제1기판(1a)이 제1대상물 핸들러(111)상에 로딩될 때, 제2핸들러(121)는 비어 있다. 그 다음, 로봇(110)은 제2대상물 핸들러(121)를 처리유닛(5)으로 이동시킨다. 처리유닛(5)은 제2기판(1b)을 제공하고, 그것은 상기 처리유닛(5)에 의해 처리된다. 제2대상물 핸들러(121)는 제2기판(1b)을 운반한다.

그 후, 제2대상물 핸들러(121)는, 제2기판(1b)은 처리유닛(5)으로부터 먼 곳으로 이동시키고, 제1기판(1a)은 처리유닛(5)쪽으로 이동시킨다. 처리유닛(5)에 대해 제1기판(1a)을 위치시킨 후에, 제1기판(1a)이 처리유닛(5)에 로딩된다.

그 다음, 로봇(110)은 제2기판(1b)을 방출 스테이션(40)으로 이동시킨다. 이 때, 제1대상물 핸들러(111)는 비어 있다. 방출 스테이션(40)에서, 제2기판(1b)은 제2대상물 핸들러(121)로부터 제거되어 트랙(50)으로 전달된다. 로딩 스테이션(30)과 마찬가지로, 방출 스테이션(40)은 필요할 경우 버퍼로서의 역할을 할 수 있다.

대상물 핸들러들(111,121)은 도 2의 실시예의 것들과 유사할 수 있다. 기판(1)들을 대상물 핸들러들상으로 또는 그로부터 로딩 및 언로딩하는 방법 또한 유사한 방식으로 수행될 수 있다.

도면으로 나타내지 않은 대안실시예에서는, 제1대상물 핸들러(111)가 제2대 상물 핸들러(121) 위에 구성된다. 제1대상물 핸들러(111)는 리스트 조립체(127)에 대해 고정된 위치를 점유한다. 하지만, 제2대상물 핸들러(121)는 회전가능하다.

이 실시예에서, 기판들의 로딩 및 방출은 다음과 같이 수행된다. 제1대상물 핸들러(111)는 로딩 스테이션(30)으로부터 기판(1a)을 콜렉팅한다. 그 다음, 로봇(110)은 대상물 핸들러들(111,121)을 처리유닛(5)을 향해 이동시킨다. 그 후, 제2대상물 핸들러(121)는 처리유닛(5)으로부터 방출될 제2기판(1b)과 맞물린다. 제2기판(1b)은 핀(7)들에 의해 리프팅되어, 제2대상물 핸들러(121)가 하부측에서 기판(1b)과 맞물릴 수 있도록 한다. 기판(1b)이 제2대상물 핸들러(121)에 의해 맞물리는 경우, 핀(7)들은 후퇴된다(retracted).

그 다음, 제2대상물 핸들러(121)는 리스트 조립체(127)에 의해 처리유닛(5)으로부터 먼 쪽으로 회전된다. 이 순간에 로봇(110)은 리스트 조립체를 처리유닛(5)으로부터 먼 쪽으로 이동시키지 않는다. 이 때 제1기판(1a)이 처리유닛(5)에 로딩될 수 있다. 이것은, 핀(7)들을 다시 리프팅시킴으로써 수행되는 것이 바람직하며, 이 때에는 제1기판(1a)을 제1대상물 핸들러(111)로부터 벗어날 정도로 리프팅시킨다.

그 다음, 로봇(110)은 대상물 핸들러들(111,121)을 처리유닛(5)으로부터 먼 쪽으로 이동시키고, 제2기판(1b)을 방출 스테이션(40)으로 가져간다. 이 실시예의 장점은, 대상물 핸들러들(111,121)이 처리유닛(5)에 대해 단일 동작으로 위치되어, 그들이 개별적으로 위치설정될 필요가 없다는 점이다.

도 5의 실시예에서, 대상물 핸들러들(111,121)은 공통의 로봇 아암(120)에 커플링되며, 상기 로봇 아암(120)은 대상물 핸들러들(111,121)을 처리유닛에 대해 이동시키도록 되어 있다.

도 5의 실시예에서, 대상물 핸들러들은 리스트 조립체(127)에 커플링되며, 상기 리스트 조립체는 로봇 아암(120)에 연결가능하다. 상기 리스트 조립체(127)는 로봇 아암(120)에 대해 대상물 핸들러들(111,121)의 회전을 가능하게 한다. 도 5의 예시에서, 제1대상물 핸들러(111) 및 제2대상물 핸들러는, 그들이 일정한 각도를 둘러싸는 방식으로 서로에 대해 고정된다. 이 방식에 있어, 대상물 핸들러들(111,121)은 함께 회전된다.

도 5의 실시예에서, 로봇은 도킹기구(125)를 포함한다. 이들 도킹기구(125)는 처리유닛(5)상에 제공되는 카운터요소(counter element;126)와 연동하도록 되어 있다. 기판(1)으로부터 처리유닛(5)으로 및/또는 그 역으로의 신뢰성 있는 교환을 위하여, 특정 기판(1) 및 처리유닛(5)을 핸들링하도록 되어 있는 대상물 핸들러들(111,121)은 서로에 대해 정확하게 위치되는 것이 중요하다.

이것은, 로봇(110)을 처리유닛(5)에 도킹시킴으로써 달성될 수 있다. 도킹기구(125)는 리스트 조립체(127)와 처리유닛(5)간에 운동학적 커플링(kinematic coupling)을 제공한다. 이 커플링은 기계적 수단에 의해 실현될 수 있으나, 와류 댐핑(eddy current damping)에 의한 것과 같은 상이한 방법으로 실현될 수도 있다. 도 5의 예시에는, 로봇(110)의 리스트 조립체(127) 아래에 도킹기구(125)가 제공된다. 하지만, 도킹기구(125)는 리스트 조립체(127)에 대해 상이한 구조로 배치될 수도 있다.

이 예시에서, 도킹기구(125)에는 1이상의 반구형 돌출부(128)가 제공된다. 하지만, 다른 수 또는 형상의 돌출부(128)들도 가능하다. 이는, 리스트 조립체(127) 및 처리유닛이 얼마나 많은 자유도의 움직임에 커플링되는지에 따라 좌우된다.

리스트 조립체(127)가 처리유닛(5)에 접근하는 경우, 도킹기구(125)는 카운터 플레이트(126)와 맞물리게 된다. 카운터 플레이트(126)에는 1이상의 홀(129)이 제공되며, 상기 홀(129)은 도킹기구(125)의 돌출부(128)에 대응된다. 홀(129) 및 돌출부(128)는 서로를 "파인딩(find)"하고, 처리유닛(5)에 대해, 사전설정된 정확한 상대적 위치로 리스트 조립체(127){대상물 핸들러들(111,121)이 그에 대해 커플링됨}를 가져간다.

이 실시예에서, 리스트 조립체(127)는, 운동학적 커플링과 관련된 자유도들에 대해 로봇 아암(120)에 다소 고정적으로 커플링되어, 그것이 과도하게 억압되지 않고 처리유닛(5)에 대해 사전설정된 위치로 옮겨질 수 있도록 한다. 실제로, 이것은, 리스트 조립체(127)와 처리유닛(5)간의 운동학적 커플링이 액티브한 모든 자유도에 있어, 리스트 조립체(127)가 로봇 아암에 대해 이동가능해야 한다는 것을 의미한다.

대상물 핸들러(111,121,11,21)와 처리유닛(5)간의 사전설정된 위치를 성취하는 이러한 방법은, 도 2의 실시예에 사용될 수도 있다. 이 경우에, 각각의 아암(12,22) 또는 대상물 핸들러(11,21)상에는 도킹기구가 제공되어야 한다.

상술된 바와 같이, 도킹기구가 처리유닛(5)에 대해 대상물 핸들러들 (111,121)을 위치시키는데 사용되는 경우 리스트 조립체(127)는 로봇 아암(120)에 고정적으로 커플링되는 것이 좋다. 하지만, 리스트 조립체(127)가 처리유닛(5)에 대해 위치되는 경우에는, 리스트 조립체(127)(그에 대해 커플링되는 대상물 핸들러를 구비함)를 로봇 아암(120)으로부터 연결해제시키는 것도 고려해볼 수 있다. 이 방식에 있어서, 처리유닛에 대한 대상물 핸들러들(111,121)의 상대적인 위치는 진동과 같은 로봇 아암(120)으로부터의 영향들에 의해 교란(disturb)되지 않는다.

도 7은 로봇(10.1) 및 로봇(10.2)을 포함하는 이송유닛 및 로딩 스테이션(30)을 구비한 트랙 인터페이스를 개략적으로 나타내고 있다. 트랙 인터페이스는, 트랙(50)과 처리유닛(5)간의 인터페이스로서의 역할을 하며, 예를 들어 기판 수용유닛(21) 및 프리-얼라이너(pre-aligner;132)를 포함하는 듀얼 입력유닛을 구비한 고생산성(high-productivity) 기판 핸들러의 일부로서 구성된다. 기판 트랙 수용유닛(31)은 도 8에 도시된 바와 같이 기판 트랙 방출 스테이션(40) 위에 수직방향으로 스택킹(stack)된다(리소그래피 기판 트랙 인터페이스의 입력/출력 기판 유닛들의 수직방향 스택). 따라서, 제한된 풋프린트(footprint)에 의해, 공간의 효율적 사용이 가능해진다. 기판 트랙 수용유닛(31) 및/또는 기판 트랙 방출 스테이션(40)에는, 처리유닛(5)과 트랙(50) 사이의 기판들을 버퍼링하는 버퍼 스테이션이 제공될 수도 있다.

대안으로서, 기판 트랙 수용유닛(31)은 방출 스테이션(40)의 아래에 배치될 수도 있으나, 하방향으로 소용돌이치는 오염 입자들은 기판 입력 경로에 도달하지 않는다는 장점이 있기 때문에 도 8에 따른 상황이 유리하다는 것에 유의해야 한다. 이와 관련하여, 처리유닛(5)에서의 노광 직전의 기판들의 오염을 방지하는 것에 대해서도 특별한 관심이 있다는 것을 이해해야 한다.

수용유닛(31)에는, 프리-얼라이너(132)의 냉각 플레이트(chill plate) 다음에 위치되는 기판 온도 콘디셔닝 기능부(냉각 플레이트 또는 공기 샤워)가 구비될 수도 있다. 이 구조에서는, 기판이 상대적으로 신속하게 필요한 온도로 강제되어, 기판 핸들러의 스루풋을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상대적으로 높은 스루풋을 가져오는 평행한 기판 콘디셔닝 및 프리-얼라이너 능력을 갖는 기판 트랙 인터페이스가 얻어진다. 하지만, 트랙을 거쳐 프리-얼라이너(132)로 직접적으로 진행하는 추가적인 트랙 유동(50.2)을 통해 기판들을 이송하여, 듀오(duo) 임팩트 트랙 인터페이스가 얻어지도록 하는 것도 가능하다는 것에 유의해야 한다. 처리된 기판들은 트랙 유동(50.3)을 따라 트랙을 통해 유동해 나간다.

또한, 도 7에 따른 트랙 인터페이스는, 로봇들(10.1,10.2)을 제어하고, 트랙 인터페이스의 기판들의 유동을 제어하는 제어 소프트웨어 및 제어설비가 제공되는 제어 캐비넷(134)도 포함한다{도 7에서 기판들의 유동을 나타내는 점선으로 된 화살표들(50.1,50.2,50.3) 참조}. 또한, 트랙 인터페이스에는, 트랙 인터페이스와 기판 유지/이송용 FOUP(Front Opening Unified Pod) 사이의 인터페이스로서의 역할을 할 수 있는 홀더(136)가 제공될 수도 있다. FOUP는 홀더(136)를 통해 트랙 인터페이스로 기판들을 공급할 수 있다. 이는, 예를 들어 트랙(50.1,50.2)을 통한 공급이 방해받을 경우 이행될 수도 있다.

상술된 바와 같이, 트랙 인터페이스는, 예를 들어 수용유닛(31) 및 프리-얼 라이너(132)와 같은 2개의 입력유닛들을 구비할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 수용유닛(31)에는 프리-얼라이너 기능부(센서 및 회전유닛)이 구비된다. 이 경우에, 2개의 입력 유닛들은 기판 입력부 및 프리-얼라이너에 대해 병렬로 사용될 수도 있다. 따라서, 2개의 기판이 동시에 노광을 위해 마련될 수 있고, 그로 인해 단 하나의 입력 유닛을 갖는 종래의 시스템에 비해 실제로 기판 핸들러를 2배만큼 부양시킨다.

도 7에 따른 트랙 인터페이스의 또 다른 실시예에서는, 2개(이상)의 로봇들(10.1,10.2) 대신 단 하나의 단일 로봇(10)이 제공된다(예를 들어, 로봇 10.1을 제거하고 그것의 역할을 로봇 10.2에 할당함). 이것은 로봇 하나의 비용을 절감시킨다.

트랙 인터페이스의 일 실시예에서는, 다중 기판 위치들(137.1,137.2)이 수직방향으로 스택킹된다. 스택킹된 기판 위치들은 기판-버퍼(138)를 형성한다. 기판-버퍼(138)에는, 기판-버퍼에서 기판들의 온도 제어를 위한 공기 샤워들(139.1,139.2,139.3)이 제공될 수 있다. 도 9의 예시에서, 각각의 기판 위치에 배치된 기판들은 상기 공기 샤워들 사이에 샌드위치된다. 이러한 방식으로, 기판-버퍼에 배치된 기판들의 온도 제어는, 처리유닛(5)에서 처리될 기판들에 대해 적절한 온도들과 관련하여 사전-설정된 세부사항(specification)들에 따라 수행될 수 있다. 기판-버퍼(138)는 Z-스트로크 모터(140)에 의하여 수직방향(Z-방향)으로 이동될 수 있다. 로봇들(10.1 및/또는 10.2)이, 적절한 높이로 리프팅되는 연관된 기판 위치로부터 상대적으로 쉽고 빠르게 사전-선택된 기판을 집어올릴 수 있도록, Z- 스트로크 모터는 사전-설정된 높이에 기판-버퍼(138)를 위치시킬 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 높은 스루풋이 얻어진다.

도 9의 구성은 연관된 기판 핸들러의 축소된 공간을 가져온다.

(예를 들어, 도 7에 따른) 트랙 인터페이스에서, 공기 샤워들은 프리-얼라이너(132) 및 기판 수용유닛(31) 둘 모두에 위치될 수도 있다.

기판상에서의 가스의 유동은, 최적의 냉각용량을 위해 기판 표면에 대해 실질적으로 수직한 것이 바람직하다. 예를 들어, 수직한 가스/공기 유동의 경우에, 기판 냉각시간은 대략 일 기판 사이클 시간이다(일 사이클 시간은 처리유닛(5)에서 기판을 처리하는데 필요한 시간과 대략 동일하다). 가스 유동이 기판 표면과 평행한 경우, 열교환계수가 작아서, 기판의 온도를 안정화시키는데는 대략 10 기판 사이클 시간이 요구된다.

트랙 인터페이스의 일 실시예는 가스/공기 샤워들의 수직방향 스택을 갖는다. 상기 스택에는, 버퍼링 및 기판 냉각을 위한 제1기판위치 및 제2기판위치가 제공된다. 기판은, 공기 샤워들로부터의 공기의 유동에 의하여 2개의 측면으로부터 냉각될 수도 있다. 이는, 일 사이클 시간 동안 트랙이 기판을 전달한 것과 동일한 위치에서 기판이 유지되도록 하여, 로봇(10)의 작업 부하를 저감시킨다. 각각의 기판 위치는 일 사이클에서는 기판의 버퍼링을 위해, 다음 사이클에서는 기판의 냉각을 위해 사용될 수도 있다.

상술된 트랙 인터페이스보다 기판의 냉각을 덜 요하는 트랙 인터페이스의 일 실시예에는, 기판 위치에서 기판의 단일 측면만을 냉각시키는 공기 샤워가 제공될 수도 있다. 이 실시예의 추가적인 정교화(elaboration)가 도 10에 주어져 있으며, 상기 도 10은 수직방향으로 스택킹된 기판 (버퍼) 위치들(137.1,137.2,137.3) 및 고정된 공기 샤워(139)의 디자인을 나타내고 있다. 스택은 화살표(142)에 따라 회전될 수 있는 벨트들(141.1,141.2)에 의해 형성된다. 상기 벨트들에는 돌출부(또는 노치)(143)들이 제공된다. 벨트들의 돌출부(또는 노치)들은 벨트 141.1과 141.2 사이에 기판 버퍼 위치들(137.1,137.2,137.3)을 형성한다. 기판 위치(137.3)에 위치되는 최상부 기판만이 온도 콘디셔닝된다. 최상부 기판이 (기판 스테이지에 대해) 제거된 후에, 트랙이 새로 생성된 보다 낮은 기판 위치(예를 들어 위치 137.1)상에 새로운 기판을 전달할 수 있도록 벨트들(141.1,141.2)이 회전된다. 벨트들은 새로운 기판들을 기판 냉각위치(137.3)로 회전 및 이동시키기 때문에, 공기 샤워(139)는 고정된 위치에서 유지될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들에 대해 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 이와 같이, 상기 설명에는 본 발명을 제한하려는 의도는 없다. 본 명세서에 존재하는 세부사항의 수준에서 실시예들의 수정 및 변형이 가능하다는 이해를 바탕으로, 본 발명의 구성, 운용 및 작동에 대해 설명하였다. 따라서, 상술된 설명은 어떠한 방식으로든, 본 발명을 제한하려는 의미를 갖거나 그렇게 의도된 것이 아니며-본 발명의 범위를 넘어서는 것은 첨부된 청구항들에 의해 한정된다.

본 발명에 따르면, 공지되어 있는 이송유닛보다 저렴하고 상대적으로 작은 이송유닛을 구비한 리소그래피 장치를 얻을 수 있다.

Claims (20)

1. 리소그래피 장치에 있어서,

   (a) 교환가능한 대상물과 관련된 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성되며:

   방사선 빔을 콘디셔닝하는 조명시스템;

   상기 방사선 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝장치를 지지하도록 구성된 지지구조체;

   기판을 잡아주도록 구성된 기판홀더; 및

   상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하는 처리유닛; 및

   (b) 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로 교환가능한 제1대상물을 이송하고, 상기 처리유닛으로부터 방출 스테이션으로 교환가능한 제2대상물을 이송시키도록 구성된 단일 로봇을 포함하는 이송유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 로봇은, 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로 상기 교환가능한 제1대상물을 이송하는 제1대상물핸들러와, 상기 처리유닛으로부터 상기 방출 스테이션으로 상기 교환가능한 제2대상물을 이송하는 제2대상물핸들러를 포함하는 것 을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1대상물핸들러는 제1아암에 커플링되고 상기 제2대상물핸들러는 제2아암에 커플링되며, 상기 제1아암과 상기 제2아암은 회전축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1아암과 상기 제2아암 중 1이상은 상기 회전축선과 적어도 실질적으로 평행한 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 회전축선은 상기 처리유닛에 대해 고정되는 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 제1아암 및 제2아암은, 그들 사이의 일정한 각도를 둘러싸도록 서로에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제3항에 있어서,

   상기 제1아암은, 상기 교환가능한 제1대상물이 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로 이송될 때 상기 회전축선을 중심으로 하여 제1방향으로 회전하도록 구성되고, 상기 제2아암은, 상기 교환가능한 제2대상물이 상기 처리유닛으로부터 상기 방출 스테이션으로 이송될 때 상기 회전축선을 중심으로 하여 제2방향으로 회전하도록 구성되며, 상기 회전의 제1방향과 상기 회전의 제2방향은 동일한 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
8. 제3항에 있어서,

   상기 제1아암은, 상기 교환가능한 제1대상물이 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로 이송될 때 상기 회전축선을 중심으로 하여 제1방향으로 회전하도록 되어 있고, 상기 제2아암은, 상기 교환가능한 제2대상물이 상기 처리유닛으로부터 상기 방출 스테이션으로 이송될 때 상기 회전축선을 중심으로 하여 제2방향으로 회전하도록 구성되며, 상기 제1방향으로의 회전은 상기 제2방향으로의 회전과 반대인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리유닛으로의 교환가능한 제1대상물의 이송 및 상기 처리유닛으로부터 상기 방출 유닛으로의 교환가능한 제2대상물의 이송이 실질적으로 상기 회전축선을 중심으로 하는 상기 제1아암 및 상기 제2아암의 단일 회전내에서 일어나도록, 상기 로딩 스테이션, 상기 방출 스테이션, 상기 처리 유닛 및 상기 로봇이 서로에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
10. 제3항에 있어서,

    상기 제1아암 및 상기 제2아암 중 1이상의 형상은 방해물(obstacle)을 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 형상은 상이한 높이에 있는 2개의 수평방향 부분 및 상기 2개의 수평방향 부분을 연결하는 중간 부분을 갖는 대체로 z-형상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 방해물은 상기 기판 홀더의 위치를 결정하는 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제2항에 있어서,

    상기 제1대상물핸들러 및 상기 제2대상물핸들러는, 상기 제1대상물핸들러 및 상기 제2대상물핸들러를 상기 처리유닛에 대해 이동시키도록 되어 있는 공통의 로봇 아암에 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제1대상물 핸들러 및 상기 제2대상물 핸들러 중 1이상은 리스트 조립체에 커플링되며, 이 리스트 조립체는 그에 커플링된 대상물 핸들러가 상기 로봇 아암에 대해 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 제1대상물핸들러 및 상기 제2대상물핸들러는 상기 리스트 조립체에 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 제1대상물핸들러 및 상기 제2대상물핸들러는, 그들 사이의 일정한 각도를 둘러싸도록 서로에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
17. 디바이스 제조방법에 있어서,

    (a) 처리될 제1 대상물을 로딩 스테이션으로 로딩하는 단계;

    (b) 상기 제1 대상물을, 상기 로딩 스테이션으로부터 단일 로봇의 제1 핸들러에 의하여 콜렉팅하는 단계;

    (c) 상기 처리될 제1 대상물을 상기 단일 로봇의 제1 핸들러에 의하여 상기 로딩 스테이션으로부터 처리유닛을 향하여 이송시키되, 상기 처리유닛에서 이미 처리된 제2 대상물을 상기 처리유닛으로부터 상기 단일 로봇의 제2 핸들러에 의하여 콜렉팅하는 단계;

    (d) 상기 단일 로봇의 제1 핸들러에 의하여 상기 처리유닛 내에 상기 제1 대상물을 언로딩하고, 상기 처리유닛을 통하여 상기 제1 대상물을 처리하되, 상기 처리유닛은, 조명시스템을 통하여 방사선 빔을 콘디셔닝하고, 상기 방사선 빔의 단면에 원하는 패턴을 구성하며, 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 제1 대상물의 일부분 상으로 투영하는 것을 수행하는 단계;

    (e) 상기 제2 대상물을 상기 단일 로봇의 제2 핸들러에 의하여 방출 스테이션을 향하여 이송시키되, 상기 제1 대상물은 상기 처리유닛 내에 남겨두는 단계; 및

    (f) 상기 단일 로봇의 제2 핸들러에 의하여 상기 방출 스테이션 내에 상기 제2 대상물을 언로딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법.
18. 리소그래피 장치에 있어서,

    (a) 교환가능한 대상물과 관련된 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성되며:

    방사선 빔을 콘디셔닝하는 조명시스템;

    상기 방사선 빔에 원하는 패턴을 부여하는 패터닝장치를 지지하도록 구성된 지지구조체;

    기판을 잡아주도록 구성된 기판홀더; 및

    상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하도록 구성된 투영시스템을 포함하는 처리유닛; 및

    (b) 트랙과 상기 처리유닛 사이에서 교환가능한 대상물들을 교환하고, 기판 트랙 수용유닛을 통해 상기 트랙으로부터 상기 처리유닛으로 교환가능한 제1대상물을 이송시키고, 기판 트랙 방출 스테이션을 통해 상기 처리유닛으로부터 상기 트랙으로 교환가능한 제2대상물을 이송시키도록 구성된 이송유닛을 포함하는 트랙 인터페이스를 포함하여 이루어지며, 상기 트랙 인터페이스는 상기 기판 트랙 수용유닛 및 상기 기판 트랙 방출 스테이션을 포함하고, 상기 기판 트랙 수용유닛 및 상기 기판 트랙 방출 스테이션은 상호 수직방향으로 스택킹되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 기판 트랙 수용유닛은 상기 기판 트랙 방출 스테이션 위에 스택킹되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
20. 제18항에 있어서,

    상기 기판 트랙 수용유닛 및/또는 상기 기판 트랙 방출 스테이션은 상기 처리유닛과 상기 트랙 사이에서 기판들을 버퍼링하도록 구성되는 버퍼 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.

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