KR20010014775A - 전사투영장치용 기판 핸들러 - Google Patents

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Abstract

사전 정렬기는 처리트랙의 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼를 받아 웨이퍼의 중심결정등의 예비적 단계를 수행한다. 예비된 웨이퍼는 사전 정렬기와 웨이퍼 테이블로부터 격리된 로봇 아암을 사용하여 웨이퍼 테이블로 이송된다. 로봇 아암은 웨이퍼를 픽업하기 위하여 사전 정렬기에 결합하고 분리하고 웨이퍼 테이블에 결합하고 웨이퍼를 안치시킨다. 이것에 의해 이송시 웨이퍼의 위치 정확도가 유지된다.

Description

전사투영장치용 기판 핸들러{SUBSTRATE HANDLER FOR USE IN LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS}
본 발명은 기판, 예를 들어 웨이퍼 핸들링 장치에 관한 것으로서, 특히 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템; 마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블; 기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블; 기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템; 기판의 초기 정렬을 수행하는 사전 정렬기; 및 기판을 상기 사전 정렬기로부터 상기 기판 테이블로 이송하는 기판 핸들러를 포함하는 전사 투영 장치에 사용하는 기판 핸들러에 관한 것이다.
간단히, 투영 시스템은 이후로 "렌즈"로 언급될 수 있다; 그러나, 이 용어는 예를 들어 굴절 광학기, 반사 광학기, 카타디오프트릭 시스템, 및 하전 입자 광학기를 포함하는 다양한 형태의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 이해될 수 있다. 방사 시스템은 또한 방사투영 빔을 방향짓고, 정형하거나 제어하는 원리들중 하나에 따라 동작하는 소자를 포함할 수 있고, 이들 소자는 "렌즈"로서 집합적으로 또는 단독으로 아래에서 언급될 수 있다.
전사 투영 장치는, 예를 들면, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 감광물질(레지스트)층이 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)위의 노광영역(다이) 위로 결상될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 방사되는 인접한 다이들의 전체적인 연결망을 갖는다. 일 형태의 전사투영장치에서 전체 레티클 패턴을 다이 위로 한번에 노광함으로써 각 다이가 방사되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("주사(走査)"방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 주사하면서 상기 주사방향에 평행 또는 평행하지 않게 기판 테이블(웨이퍼 테이블)을 동시에 주사함으로써 각 다이가 방사되며, 일반적으로 투영계는 배율인자 (magnification factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 주사되는 속도(v)는 마스크 테이블(레티클 테이블)이 주사되는 속도의 Ｍ배가 된다. 여기에서 설명된 전사장치에 관한 상세한 정보는 국제특허출원 WO97/33205에서 찾을 수 있다.
최근까지 전사장치는 단일 마스크 테이블 및 단일 기판 테이블을 포함했다. 그러나, 적어도 2개의 독립적으로 이동가능한 기판 테이블이 있는 머신이 이용가능하게 된다. 예를 들어 국제특허출원 WO98/28665 및 WO98/40791에 기술된 다중 스테이지 장치를 참조. 이러한 다중 스테이지 장치 배후의 기본 동작원리는 제 1기판 테이블이 이 테이블상에 위치된 제 1기판의 노광을 위하여 투영 시스템아래의 노광 위치에 있는 동안, 제 2기판 테이블은 로딩 위치로 주행하고, 이전에 노광된 기판을 방출시키고, 새로운 기판을 집어올리고, 새로운 기판상의 소정의 초기 측정을 행하고 제 1기판의 노광이 완료되자마자 투영 시스템 아래의 노광위치로 새로운 기판을 이송할 준비를 한다는 것이고 이 사이클이 반복된다. 이런 방식에서, 머신의 소유의 비용을 향상시키는 머신 스루풋을 실질적으로 증가시키는 것이 가능하다. 동일한 원리가 노광위치와 측정위치 사이에 이동되는 단지 하나의 기판 테이블과 함께 사용될 수 있다.
공지의 전사장치에 있어서, 웨이퍼 등의 노광용 기판은 우선 웨이퍼 캐리어 또는 처리 트랙(process track)으로부터 사전 정렬 모듈로 로드되어 노광용 기판을 준비할 수 있다. 이러한 준비의 가장 중요한 형태 중 하나는 사전정렬단계이다. 이 단계에서, 웨이퍼는 예를 들어 광학 센서 또는 용량 센서로 구성될 수 있는 가장자리 센서를 지나 회전시킴으로써 감시되는 사전 정렬 턴 테이블 및 그 가장자리상에 위치된다. 이것은 웨이퍼의 노치 또는 편평한 가장자리의 자동 위치선정을 가능하게 하고 턴테이블 상의 웨이퍼의 이심률이 측정되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식에 있어서,
- 노치 또는 편평한 가장자리는 웨이퍼가 기판 테이블로 이송되기 전에 원하는 대로 자동적으로 배향될 수있다;
- 웨이퍼의 이심률이, 기판 테이블로 이동될 때 웨이퍼가 기판 테이블에 채용된 정렬 모듈의 캡쳐 영역(capture) 밖으로 떨어지도록 하는 역치를 초과하는 지 여부가 결정될 수 있다. 이러한 경우라면, 웨이퍼는 먼저 소정의 양만큼 턴테이블상으로 이동되어 이것이 역치내로 된다.
일단 이러한 단계가 수행되면, 기판 핸들러는 턴테이블로부터 웨이퍼를 제거하고 이것을 정렬 모듈에 의한 웨이퍼 캡쳐를 허락하는 정밀도로 웨이퍼 테이블상에 위치시킨다.
그러나, 본 발명가들은 사전 정렬기의 여러 작용은 다른 웨이퍼가 노광되는 동안 사전 정렬단계가 수행된다면 중첩 에러를 발생시킬 수 있는 바람직하지 않는 진동원이라는 것을 발견했다. 이것이 스루풋을 감소시키기 때문에 노광과 동시에 사전 정렬을 행하지 않는 것은 바람직하지 않다. 또한, 만일 사전 정렬기가 웨이퍼 테이블로부터 기계적으로 격리되어 진동의 전달을 방지한다면, 이들의 상대 위치는 더이상 기판 핸들러가 웨이퍼를 소정의 정밀도로 웨이퍼 테이블로 이송하는 것을 가능하게 하는 데 충분한 정밀도로 확실하지 않다.
본 발명의 목적은 사전 정렬 단계가 다른 기판의 노광과 동시에 하나의 기판상에서 수행될 때 기판 테이블로의 진동의 전달을 피하는 동안 전사투영장치에서 사전 정렬기로부터 기판 테이블로 기판을 이송할 수 있는 기판 핸들러를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전사투영장치를 나타내는 도면,
도 2는 제 1실시예의 사전 정렬기(pre-aligner) 및 기판 핸들러를 나타내는 도면,
도 3은 사전 정렬기상에 위치된 웨이퍼를 갖는 제 1실시예의 사전정렬기 및 기판 핸들러를 나타내는 도면,
도 4는 연장되어 있는 기판 핸들러상에 웨이퍼를 갖는 제 1실시예의 사전 정렬기 및 기판 핸들러를 나타내는 도면,
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 제 2실시예의 사전 정렬기 및 기판 핸들러를 도시한 도면,
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 제 2실시예의 기판 핸들러 및 웨이퍼 테이블을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제 3실시예의 커플링 기구를 나타내는 도면,
도 8은 기판 핸들러가 사전 정렬기에 대해 작은 각도에 있는 경우의 제 3실시예의 커플링 기구를 도시한 도면, 및
도 9는 사전 정렬기와 정확하게 정렬된 말단 작용기(end-effector)를 갖는 제 3실시예의 커플링기구를 도시하는 도면이다.
본 발명에 따르면, 특히
방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블;
기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템;
기판의 초기 정렬을 수행하는 사전 정렬기; 및
기판을 상기 사전 정렬기로부터 상기 기판 테이블로 이송하는 기판 핸들러를 포함하여 이루어지고,
상기 사전 정렬기는 상기 기판 테이블로부터 기계적으로 격리되고,
기지의 상대 위치에서 상기 기판 핸들러를 상기 기판 테이블에 선택적으로 결합시키는 커플링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치가 제공된다.
본 발명의 사전 정렬기는 노광 처리시 기판을 지니는 기판 테이블로부터 기계적으로 격리되기 때문에, 사전정렬단계에 의해 발생되는 진동은 노광시 기판에 전달되지 않는다. 기판의 이송에 있어서의 위치 정확도를 제공하기 위하여, 기판 핸들러는 상대 위치를 한정하도록 기판 테이블에 결합되고, 그 후 기판을 기판 홀더에 놓는다. 기판 핸들러는 사전 정렬기에 대해 고정된 위치를 가질 수 있거나 이것으로부터 기계적으로 격리될 수도 있고 기판을 집어올리기 위해 이것에 결합된다. 사전 정렬기에 대한 결합은, 비록 기판 핸들러가 사전 정렬기로부터 격리된다 할지라도 이것은 기판이 집어올려져 기지의 위치에서 기판 핸들러에 유지되도록 하는 경우의 사전 정렬기에 대해 기지의 예를 들어 소정의 위치에 있다는 것을 보장한다. 유사하게, 기판 핸들러가 기판 테이블에 결합될 때, 그것의 상대위치는 공지이고 사전 정렬기내의 기판의 위치정확도는 이송점에 보존된다. 만일 기판 핸들러가 기판 테이블 및 사전 정렬기에 결합되면, 그 상대위치는 기판이 사전 정렬기로부터 집어올려질 때 사전 정렬기에 대해 알려지고, 그 상대위치는 기판이 디포짓(deposits)일 때 기판 테이블에 대해 알려져서 사전정렬의 정확도가 이송시 유지된다.
바람직한 실시예에서, 기판 핸들러가 사전 정렬기 또는 기판 테이블에 접근할 때, 이들의 상대 위치는 개략적으로만 알려진다. 일단 기판 핸들러가 사전 정렬기 또는 기판 테이블가 초기 접촉을 하면 자동결합기구는 이 둘을 소정의 물리적 관계로 가져간다. 이것은 기판 핸들러에 느슨하게 결합된 기판 핸들러상의 말단 작용기부재(end-effector member)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 말단 작용기 부재는 사전 정렬기 및 기판 테이블상의 대응하는 절반들과 짝을 이루는 결합의 절반을 지닌다. 결합의 두 절반은 전체로서 기판 테이블에 정확하게 정렬될 기판 핸들러에 대한 필요없이 커플링상의 정확한 위치를 차지하도록 기계적으로 바이어스된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면,
방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블;
기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블;
기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템; 및
기판의 초기 정렬을 수행하는 사전 정렬기를 포함하여 이루어지는 전사투영장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,
상기 마스크 테이블에 패턴을 지닌 마스크를 제공하는 단계;
상기 사전 정렬기에 방사선 감지층을 갖는 기판을 제공하고 노광을 위하여 이것을 준비하는 단계;
기판 핸들러를 사용하여 상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 상기 기판 테이블로 이송하는 단계; 및
기판의 상기 목표부상으로의 마스크의 상기 방사부를 결상하는 단계를 포함하여 이루어지고,
상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 이송하는 단계는
상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 집어올리는 단계;
상기 기판 핸들러를 상기 기판 테이블에 결합시키는 단계; 및
상기 기판을 상기 기판 테이블의 상기 기판 핸들러에 놓는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 전사 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 결상된다. 이 결상단계에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 공정을 거친다. 노광후에, 기판은 후노광 베이크(PEB),현상, 하드 베이크 및 결상 형태의 측정/검사와 같은 다른 공정을 거칠 수 있다. 공정의 이러한 배열은 예를 들어 IC와 같은 소자의 개별 층을 패턴화하는 기초로서 사용된다. 그와 같은 패턴화된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등 개별 층을 마무리하는 데 의도된 모든 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형은 각 새로운 층에 반복되어야만 할 것이다. 결국, 소자의 배열은 기판(웨이퍼)에 존재할 것이다. 이들 소자는 다이싱(dicing) 또는 소잉(sawing) 등의 기술에 의해 서로로부터 분리되어 개개의 소자는 캐리어에 장착되고 핀에 접속될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)" 으로부터 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "노광 영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
본 설명서에서, 용어 "방사" 및 "빔"은 자외선 방사(예를 들어 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm 또는 126 nm), 원자외선 방사(EUV), X-선, 전자 및 이온을 포함하나 이것들에 제한되지 않는 모든 형태의 전자기 방사 또는 입자 플럭스를 포함하도록 사용된다. 또한, 여기서 본 발명은 직교하는 X, Y 및 Z의 기준 시스템을 사용하여 기재되고 I 방향에 평행한 축에 대한 회전은 Ri로 표시된다. 또한, 문맥이 달리 요구하지 않는다면, 여기서 사용된 용어 "수직"(Z)은 본 장치의 특정한 배향을 암시하기 보다는 기판 또는 마스크 표면에 수직인 방향으로 참조된다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 전사 투영 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는
(예를 들어, 자외선(UV) 또는 원자외선(EUV), 전자 또는 이온) 방사 투영 빔(PB)을 공급하는 방사 시스템(LA, Ex, IN, CO);
마스크(예를 들어, 레티클)(MA)를 고정하는 마스크 홀더를 구비하고 부품(PL)에 대하여 마스크를 정확하게 위치시키는 제 1 위치결정 수단에 접속되는 마스크 테이블(MT);
(예를 들어, 레지스트 도포된 실리콘 웨이퍼와 같은) 기판(W)을 고정하는 기판홀더가 구비되고, 부품(PL)에 대하여 기판을 정확하게 위치시키는 제 2 위치 결정 수단에 접속되는 기판 테이블(웨이퍼 테이블)(WT);
기판 테이블(WT)에 고정된 기판(W)의 노광 영역(C)(다이)상에 마스크(MA)의 방사부를 결상하는 투영 시스템("렌즈")(PL)(특히, 굴절 또는 카타디오프트릭 시스템, 미러군 또는 필드 편향기의 배열)을 포함한다.
여기서 기술된 바와 같이, 본 장치는 전달형일 수 있다(예를 들어 전달 마스크를 갖는다). 그러나, 통상적으로 예를 들어 반사형일 수 있다.
방사 시스템은 방사 빔 및 조명시스템을 생성하는 소스(LA)(예를 들어, 저장 링 또는 싱크로트론의 전자 빔의 경로주위에 제공되는 수은등, 엑사이머 레이저, 파동기, 레이저 플라즈마 소스 또는 전자나 이온 빔 소스)를 포함한다. 이 빔은 예를 들어 빔 성형 광학기(Ex), 적분기(IN) 및 콘덴서(CO) 인 조명 시스템 내에 포함된 다양한 광학 구성요소를 따라 통과하여, 최종적인 빔(PB)이 그 단면에서 소정의 형상과 강도 분포를 갖도록 한다.
그 후, 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)로 충돌한다. 마스크(MA)를 통과하면서 빔(PB)은 기판(W)의 노광영역(C)상으로 빔(PB)을 집속하는 "렌즈"(PL)를 통과한다. 간섭 변위 및 측정 수단(IF)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들면, 빔(PB)의 경로에 상이한 노광영역(C)을 위치시키도록 제 2 위치결정수단에 의해 정확하게 움직일 수 있다. 유사하게, 제 1위치 결정 수단은, 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)의 기계적 회수후 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확하게 위치하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지 않았지만 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치결정)과 짧은 스트로크 모듈(미세한 위치 결정)의 도움으로 실현된다. (스텝 및 스캔 장치에 대향하는) 웨이퍼스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 짧은 스트로크 위치결정장치에만 연결될 수 있거나 고정될 수 있다.
상술된 장치는 두 개의 다른 모드로 이용될 수 있다:
1. 스텝 및 리피트 (스텝) 모드에서는, 마스크 테이블(MT)이 기본적으로 고정되어 있으며, 전체 마스크 이미지가 노광영역(C) 위로 한번(즉, 단일 "플래쉬")에 투영된다. 그 다음, 기판 테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 이동하여 다른 노광 영역(C)이 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;
2. 스텝 및 스캔 (스캔) 모드에서는, 소정의 노광영역(C)이 단일 "플래쉬"에 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 스텝 모드와 동일한 방법이 적용된다. 대신에, 마스크 테이블(MT)이 소정방향(소위 "스캔 방향", 예를 들면 Y 방향)으로 속도(υ)로 이동이 가능하기 때문에 투영 빔(PB)이 마스크 이미지를 스캔하게 된다; 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)은 V = Mυ 의 속도로 동일한 방향 혹은 반대 방향으로 동시에 이동하고, 이때의 M은 렌즈(PL)의 배율 (일반적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 비교적 큰 노광영역(C)이 해상도에 구애받지 않고 노광될 수 있다.
도 2는 사전 정렬기(2)와 웨이퍼 핸들링 부품을 포함하는 사전 정렬 유닛(1)을 나타낸다. 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어 또는 처리 트랙으로부터 사전 정렬기(2)로 이송된 후, 사전 정렬 처리가 개시된다. 사전 정렬은 예를 들어 광학 센서, 웨이퍼 중심 결정 및 온도 조절을 사용하여 웨이퍼 가장자리 검출을 포함할 수 있다. 사전 정렬 처리 및 사전 정렬기는 예를 들어 "전사투영장치"(출원인 참조번호 P-0135.010)라는 제목의 동일자로 제출된 출원에 더 상세히 기재되어 있다.
일단 사전 정렬이 완료되면, 웨이퍼는 로드 로봇(3)("기판 핸들러")에 의해 웨이퍼 테이블(WT)로 이송된다. 로드 로봇(3)은 웨이퍼 파손을 방지하기 위하여 독립되고 분리된 궤도안전시스템이 장착된다. 로드 로봇(3)의 작동시, 로드 로봇(3)의 측정된 절대 위치와 유도된 속도는 허용된 위치 및 속도와 비교된다. 발산의 경우에는 교정 조치가 취해진다. 사전 정렬기(2)상의 웨이퍼의 위치는 높은 정확도로 알려지고 그것은 요구되는 정확도로, 즉 웨이퍼 테이블(WT)에서 채용된 정렬 시스템의 캡쳐 영역내로 웨이퍼 테이블(WT)상에 위치되어야 한다. 결국, 로드 로봇(3)은 웨이퍼(W)를 취할 때는 사전 정렬기(2)에 웨이퍼를 내려 놓을 때는 웨이퍼 테이블(WT)에 결합하는 도킹 유닛(docking unit)("커플링 수단")(31)이 제공된다. 도킹 유닛(31)은 이 도킹 유닛(31)상에 제공된 볼과 사전 정렬기(2) 및 웨이퍼 테이블(WT)상의 그루브(groove)를 갖는 볼/그루브 운동 커플링 형태일 수 있다. 바람직하게는, 도킹 유닛(31)은 두 공간 이격된 위치에서 사전 정렬기(2)와 웨이퍼 테이블(WT)에 결합한다. 안전성의 이유로, 로드 로봇(3)이 회전 부분은 사전 정렬 유닛(1) 또는 처리 트랙으로 탈출하는 노광 지점으로부터의 벗어난 빛을 방지하기 위하여 광 시일드(32)가 제공된다.
완전 노광 후, 언로드 로봇(4)은 웨이퍼(W)를 웨이퍼 테이블(WT)로부터 방출 스테이션(5)으로 이송한다. 언로드 로봇(4)은 로드 로봇(3)과 유사하게 구성될 수 있지만, 그렇게 높은 정확도를 요구하지는 않는다. 웨이퍼(W)는 페디스털이라고 칭하는 방출 스테이션(5)으로부터 웨이퍼 캐리어(6) 또는 처리 트랙으로 취해진다. 언로드 로봇(4)은 웨이퍼를 사전 정렬기(2)로부터 웨이퍼 테이블(WT)로 로드하는데 사용될 수 있다. 역으로, 로드 로봇(3)은 웨이퍼를 웨이퍼 테이블(WT)로부터 방출 스테이션(5) 또는 웨이퍼 캐리어(6)로 이송하는데 사용될 수 있다.
사전 정렬 유닛(1)은 200 mm 및 300 mm 카세트 캐리어 등의 다른 형태의 웨이퍼 캐리어의 사용을 가능하게 하는 캐리어 핸들러(61)가 제공될 수 있다. 캐리어 핸들러(61)는 전사투영장치의 좌측 또는 우측의 어느 하나상에 구성될 수 있고 웨이퍼 캐리어(6)를 받아들이고 (적용가능하다면) 웨이퍼 캐리어(6)를 로킹하고, 웨이퍼 캐리어(6)를 감시하고 색인하고 (적용가능하다면) 웨이퍼 캐리어(6)를 개방하고 웨이퍼를 제거하기 위하여 정렬한다. 캐리어 핸들러(61)는 퇴출된 웨이퍼 또는 웨이퍼 캐리어(6)에서 더 처리가 필요한 웨이퍼를 저장하기 위하여 사용될 수 있다.
도 3에 있어서, 사전 정렬 유닛(1)은 제 1로드된 위치에 도시된다. 이 위치에서, 사전 정렬기(2)는, 웨이퍼 테이블(WT)로 로드 로봇(3)이 반회전한 후 로드 로봇(3)이 웨이퍼(71)를 이송하도록 위치되는 동안, 사전 정렬되고 조절된 웨이퍼(71)를 포함한다. 언로드 로봇(4)은 노광 후 웨이퍼 테이블(WT)로부터 제거되고, 언로드 로봇(4)의 반회전 후 방출 스테이션(5)으로 이송될 웨이퍼(72)를 나른다.
도 4에 있어서, 웨이퍼 테이블(WT)로 웨이퍼(71)의 이송을 위해 연장된 로드 로봇(3)의 아암을 갖는 것을 제외하고 동일한 사전 정렬 유닛(1)이 도시된다. 노광된 웨이퍼(72)는 언로드 로봇(4)상에 정지해 있다.
(실시예 2)
도 5A 내지 5C, 6A 및 6B는 본 발명의 제 2실시예의 로드 로봇(기판 핸들러)(130)을 개략적으로 도시한다. 기능적으로, 아래에 기재한 것을 제외하고는 제 2실시예는 제 1 실시예와 동일하다.
로드 로봇(130)은 아암이 도 5C에 도시된 바와 같은 사전 정렬기(2) 및 웨이퍼 테이블에 도달하도록 도 5A 및 5B에 도시된 위치로부터 연장할 수 있도록 베이스(132)에 회전가능하게 장착된 2-파트 아암(131)을 포함한다. 픽업 핸드(133)는 아암(131)의 단부상에 제공되고 웨이퍼(W)를 집어올리기 위하여 도 5C에 도시된 바와 같은 웨이퍼(W) 아래에 삽입된 2개의 핑거(134)를 갖는다. 픽업 핸드(133)는 사전 정렬기(2)상에 제공된 대응하는 커플링 절반(135b)("커플링 수단")과 짝을 이루는 하나의 커플링 절반(135a)를 지닌다. 커플링(135a, 135b)은 웨이퍼(W)가 집어올려질 때 픽업 핸드(133)가 사전 정렬기(2)에 대하여 정확하게 위치결정되는 것을 보장하기 위하여 사용된다. 픽업 핸드(133) 및 아암(131) 사이의 연결은 이들 사이의 소정량의 이동을 허락하여 픽업 핸드가 아암(131)이 완전하게 정렬되지 않더라도 커플링(135a, 135b)에 의해 정확한 정렬로 이동될 수 있도록 한다. 이리하여, 웨이퍼는 픽업 핸드(133)상에 정확하게 위치결정될 수 있고 대응하는 정확도로 웨이퍼 테이블(WT)상에 위치될 수 있다.
도 6A 및 도 6B는 이동가능한 웨이퍼 테이블(WT)을 나타낸다. 이 처럼 이것은 픽업 핸드(133)상에 제공된 커플링 절반(135a)과 짝을 이루는 다른 절반 커플링(135c)을 지니는 고정 부재(136)에 대해 소정 위치로 가져올 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 제 3실시예에 사용되는 커플링 기구가 도 7, 도 8 및 도 9에 개략적으로 도시된다. 한편, 제 3실시예는 형태와 기능에 있어서 제 1 및 제 2실시예와 유사하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 3실시예의 커플링 수단은 로봇 아암(231)(기판 핸들러)에 고정된 프레임(235a)와 웨이퍼 사전 정렬기(2)에 고정된 도킹 플레이트(235b)를 포함한다. 유사한 도킹 플레이트가 웨이퍼 테이블(WT)에 부착된다. 말단 작용기 부재(301)는 프레임(235a)에 느슨하게 부착되고 2세트의 롤러 베어링(302, 303 및 306, 307)을 지닌다. 제 1세트의 롤러 베어링(302, 303)은, 로봇 아암(231)이 사전 정렬기(2)와 도킹할 때,제 2롤러 베어링(303)이 도킹 플레이트(235b)상의 베어링 표면(305)상에 위치하고 있는 동안 제 1롤러 베어링(302)이 도킹 플레이트(235b)의 그루브(304)와 맞물리도록 배치된다. 롤러 베어링(302)의 그루브(304)와의 맞물림은 Y 방향으로의 도킹 플레이트(235b)에 대한 말단 작용기 부재(301)의 위치를 고정하는 반면, 롤러 베어링(303)의 베어링 표면(305)과의 맞물림은 X방향으로의 말단 작용기 부재(301)의 위치를 고정한다. 제 2세트의 제 3 및 제 4 롤러베어링(306, 307)은 로봇 아암이 프레임(235a)에 대한 말단 작용기 부재(301)의 위치를 유사하게 고정하도록 정확하게 정렬될 때 유사한 그루브(308) 및 표면(309)과 맞물린다. 스트링(310)은 말단 작용기 부재(301)를 프레임(235a)에 결합시키고 롤러 베어링(306, 307)이 그루브(308) 및 베어링 표면(309)와 각각 맞물리는 위치쪽으로 이것을 바이어스시킨다. 웨이퍼를 집어올리는 픽업 핸드(예를 들어 도 5 및 도 6의 픽업 핸드(133))는 말단 작용기 부재에 견고하게 부착되어 말단 작용기 부재(301)가 도킹 플레이트(235b)에 의해 정확한 위치로 안내될 때 픽업 핸드는 웨이퍼를 집어올리는 정확한 위치에 있게 되도록 한다. 프레임(235a)에 대한 말단 작용기 부재(301)의 잘못된 정렬은 쿼드셀 검출기(quadcell detector) (311)에 의해 검출되고 로봇 아암(231)의 위치 또는 배향은 이에 따라 조정될 수 있다. 쿼드셀(311)은 사전 정렬기(2)로 로봇 아암(231)을 개략적인 정렬하는데 사용되고; 미세 정렬은 말단 작용기 부재(301)에 의해 수행되고 로봇 아암(231)은 말단 작용기 부재(301)가 도킹 플레이트(235b)로 정확한 정렬로 이동하는 것을 허락하는 정확학 위치로 충분히 가까이 가져갈 필요가 있다. 쿼드셀 검출기(311)는 롤러 베어링(302, 303)이 충분한 힘으로 도킹 플레이트(235b)에 대항하여 가압되는 것을 보장하기에 충분히 스프링이 압축되어 있는지 여부를 제어하는데 사용된다.
도 8 및 도 9는 이 구성이 로봇 아암(231) 및 사전 정렬기(2) 사이의 정확한 정렬을 보장하기 위하여 사용되는 방법을 도시하고 있다. 만일 로봇 아암(231)이 정렬을 정정하기 위하여 작은 각도로 사전 정렬기(2)에 다가간다면, 제 1 및 제 2롤러 베어링 중 하나, 예를 들어 롤러 베어링(302)은 먼저 도킹 플레이트(235b)와 맞물린다. 로봇 아암(231)이 계속적으로 진행하면서, 말단 작용기 부재(301)는 제 1 및 제 2롤러 베어링(302, 303) 중 다른 것이 스프링(310)의 바이어싱력에 대항하여 도킹 플레이트(235b)와 맞물릴 때 프레임(235a)과의 맞물림으로부터 밀려난다. 이것은 도 9에 도시된 위치이다. 말단 작용기 부재(301)에 견고하게 부착된 픽업 핸드는 이제 사전 정렬기(2)로부터 웨이퍼를 픽업하기 위한 정확한 위치에 있다. 이 커플링 기구는 단지 사전 정렬기(2)와 XY평면이 웨이퍼 테이블(WT)에 대해 로봇 아암(231)을 위치시킨다. Z에 있어서의 정밀한 위치설정이 필요하지는 않다.
상술한 바와 같이, 대응하는 도킹 플레이트는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 테이블(WT)상으로 로딩하는데 사용하는 웨이퍼 테이블(WT)상에 제공된다.
여기서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 기술되었지만, 본 발명은 상술된 것과는 달리 실시될 수도 있다. 예를 들어 본 발명은 레티클 핸들링에 사용될 수 있다. 상세한 설명은 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명에 따른 기판 핸들러에 의하면, 사전 정렬 단계가 다른 기판의 노광과 동시에 하나의 기판상에서 수행될 때 기판 테이블로의 진동의 전달을 피하는 동안 전사투영장치에서 사전 정렬기로부터 기판 테이블로 기판을 이송할 수 있다.

Claims (10)

  1. 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
    마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블;
    기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블;
    기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템;
    기판의 초기 정렬을 수행하는 사전 정렬기; 및
    기판을 상기 사전 정렬기로부터 상기 기판 테이블로 이송하는 기판 핸들러를 포함하여 이루어지고,
    상기 사전 정렬기는 상기 기판 테이블로부터 기계적으로 격리되고,
    기지의 상대 위치에서 상기 기판 핸들러를 상기 기판 테이블에 선택적으로 결합시키는 커플링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    커플링 수단은 기지의 상대 위치에서 상기 사전 정렬기에 선택적으로 결합하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    커플링 수단은 상기 기판 핸들러에 느슨하게 장착된 부재와, 상기 부재를 상기 사전 정렬기 및 상기 기판 테이블에 선택적으로 결합하도록 배치된 도킹 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기판 핸들러에 대한 소정위치로 상기 부재를 바이어스시키도록 배치된 바이어싱 수단을 더 포함하는 것을특징으로 하는 전사투영장치.
  5. 제 1항, 제 2항, 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 커플링 수단은 상기 기판 핸들러상에 제공된 제 1부분과, 상기 제 1부분과 결합을 위하여 상기 사전 정렬기 및 상기 기판 테이블의 각각에 제공된 2개의 제 2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1부분은 롤러 베어링을 포함하고 상기 제 2 부분의 각각은 상기 롤러베어링이 밀접하게 맞물릴 수 있는 그루브를 갖는 도킹 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  7. 도 6에 있어서,
    상기 롤러 베어링과 상기 그루브의 맞물림은 상기 사전 정렬기 또는 상기 기판 테이블에 고정될 때 상기 기판의 평면에 실질적으로 평행한 제 1방향에서 상기 기판 핸들러와 상기 사전 정렬기 또는 기판 테이블의 상대 위치를 한정하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 제 1부분은 제 2롤러 베어링을 더 포함하고,
    상기 도킹 플레이트는 상기 사전 정렬기 또는 상기 기판 테이블에 고정될 때 상기 기판의 평면에 실질적으로 평행하고, 상기 제 1방향에 실질적으로 수직인 제 2방향에서 상기 기판 핸들러와 상기 사전 정렬기 또는 기판 테이블의 상대 위치를 한정하기 위하여 상기 제 2베어링이 지니는 베어링 표면을 더 한정하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
  9. 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;
    마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비한 마스크 테이블;
    기판을 고정하는 기판 홀더를 구비한 기판 테이블;
    기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템; 및
    기판의 초기 정렬을 수행하는 사전 정렬기를 포함하여 이루어지는 전사투영장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 마스크 테이블에 패턴을 지닌 마스크를 제공하는 단계;
    상기 사전 정렬기에 방사선 감지층을 갖는 기판을 제공하고 노광을 위하여 이것을 준비하는 단계;
    기판 핸들러를 사용하여 상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 상기 기판 테이블로 이송하는 단계; 및
    기판의 상기 목표부상으로의 마스크의 상기 방사부를 결상하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 이송하는 단계는,
    상기 기판을 상기 사전 정렬기로부터 집어올리는 단계;
    상기 기판 핸들러를 상기 기판 테이블에 결합시키는 단계; 및
    상기 기판을 상기 기판 테이블의 상기 기판 홀더에 놓는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
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