KR20070066904A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치는 방사선빔을 컨디셔닝하기 위한 조명 시스템, 패터닝 디바이스를 투영면 내에 지지하기 위한 패터닝 디바이스 지지체, 방사선 빔을 패터닝하기 위한 패터닝 디바이스, 기판을 유지하기(hold) 위한 기판 테이블, 투영된 빔을 기판 상에 투영하기 위한 투영 시스템, 및 투영동안 교환가능한 대상물을 유지하는 교환가능한 대상물 지지체로 교환가능한 대상물을 교환하기 위한 교환 디바이스를 포함한다. 교환 디바이스는, 교환가능한 대상물을 유지하기 위한 홀딩(holding) 디바이스를 각각 갖는 로드(load) 유닛 및 언로드(unload) 유닛을 포함한다. 홀딩 디바이스는 서로에 대해 실질적으로 인접하여 위치되며, 교환가능한 대상물이 투영 동안 교환가능한 대상물 지지체 내에 유지되는 면과 실질적으로 평행한 면에 교환가능한 대상물을 유지하도록 구성된다. 교환가능한 대상물 지지체는 교환가능한 대상물을 홀딩 디바이스의 각각을 사용하여 교환한다.

Description

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

이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시로만, 본 발명의 실시예들을 설명하며:

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 평면도를 도시하는 도면;

도 3은 도 2의 제 1 실시예의 측면도를 도시하는 도면;

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 평면도를 도시하는 도면;

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 평면도를 도시하는 도면;

도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 평면도를 도시하는 도면;

도 7은 도 6의 실시예의 측면도를 도시하는 도면이다.

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판상에, 일반적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 통상적인 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상에 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행 또는 역-평행하게 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

공지된 리소그래피 장치에서, 패터닝 디바이스 교환 디바이스는, 로딩 스테이션, 조사 스테이션, 클리닝 스테이션 또는 라이브러리와 같은 정지(stationary) 패터닝 디바이스 스테이션, 및 기판 상에 패터닝 디바이스의 패턴을 투영하는 동안 패터닝 디바이스가 지지되는 패터닝 디바이스 지지체 사이에서 패터닝 디바이스들 을 교환하기 위해 사용된다. 공지된 패터닝 디바이스 교환 디바이스는 하나의 로딩 위치를 갖는 로봇 및 두 개의 홀딩 위치들을 갖는 터릿(turret)을 포함한다. 로봇은 로딩 스테이션 및 터릿의 홀딩 위치들 중 하나 사이에서 패터닝 디바이스를 교환하거나, 그 반대가 되도록 구성된다. 터릿은 패터닝 디바이스를 패터닝 디바이스 지지체와 교환하도록 구성된다. 패터닝 디바이스 지지체 상의 패터닝 디바이스를 교환하기 위해 요구되는 시간은, 터릿이 패터닝 디바이스 지지체로부터 패터닝 디바이스를 인계받을 수 있도록, 적어도 패터닝 디바이스 지지체 상의 패터닝 디바이스를, 투영 위상 동안에 패터닝 디바이스가 지지되는 포드 홀(pod hole)의 밖으로 리프팅하기(lift) 위한 시간이 걸린다. 그리고나서, 터릿은, 터릿의 다른 홀딩 위치에 이미 존재했던 새로운 패터닝 디바이스가 패터닝 디바이스 지지체와 교환될 수 있는 위치에 이르도록, 180 °이상 회전해야 한다. 이어서, 새로운 패터닝 디바이스는 패터닝 디바이스 지지체의 리피팅(lifting) 핀들 상에 위치되며, 포드 홀 내로 내려진다. 패터닝 디바이스가 포드 홀 내에 위치되면, 패터닝 디바이스 지지체는 렌즈 칼럼 상의 위치로 다시 움직일 수 있고, 투영 위상이 시작될 수 있다.

공지된 리소그래피 장치 내 패터닝 디바이스의 교환은 상당힌 긴 시간이 걸릴 수 있다. 이 긴 교환 시간은 리소그래피 장치의 스루풋(throughput) 성능 상에 직접적인 영향을 준다.

패터닝 디바이스들의 더 빠른 교환이 가능하도록 둘 이상의 홀딩 위치들을 갖는 터릿들을 사용하도록 제안되었다. 또한, 요구되는 시간을 감소시키기 위해 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 다른 실시예들이 제안되었다. 그러나, 패터닝 디바 이스 교환 디바이스의 대안적 실시예들의 어느 것도, 패터닝 디바이스를 만족스러운 수준으로 교환하기 위해 요구되는 교환 시간을 실질적으로 낮추지 못하는 것으로 판명되었다.

또한, 서로 이후에 신속하게 패턴이 투영되어야 하는 보다 많은 상이한 패터닝 디바이스들을 요구하는, 넷 이상의 패터닝 디바이스들 또는 다수(이중) 노광을 사용한 스티칭(stitching)과 같은 신규한 투영 기술들에서는, 패터닝 디바이스의 보다 적은 교환 시간들의 요건이, 리소그래피 장치의 스루풋 성능의 증가와 관련하여 훨씬 더 중요하다.

패터닝 디바이스 지지체 내 패터닝 디바이스를 교환하기 위해 요구되는 교환 시간이 실질적으로 감소될 수 있는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것은 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 투영면 내에 지지하도록 구성된 패터닝 디바이스 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 리소그래피 장치는, 교환가능한 대상물을, 상기 패터닝된 방사선 빔의 투영 동안 상기 교환가능한 대상물을 유지하도록 구성된 교환가능한 대상물 지지체와 교환하도록 구성된 교환 디바이스를 포함하고, 상기 교환 디바이스는 로드 유닛 및 언로드 유닛을 포함하고, 상기 로드 유닛 및 상기 언로드 유닛은 각각 교환가능한 대상물을 유지하기 위한 홀딩 디바이스를 가지고, 상기 홀딩 디바이스들은, 실질적으로 서로에 인접하여 위치되고 상기 교환가능한 대상물이 상기 패터닝된 방사선 빔의 투영 동안 상기 교환가능한 대상물 지지체 내에 유지되는 면과 실질적으로 평행한 면에 교환가능한 대상물을 유지하도록 구성되고, 상기 교환가능한 대상물 지지체는 교환가능한 대상물을 상기 홀딩 디바이스들 각각과 교환할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 교환가능한 대상물을 교환하기 위해 교환 디바이스가 사용되고, 교환가능한 대상물은 상기 패턴을 투영 위상 내에 전사하는 동안 지지체 상에 지지되고, 교환 위상 동안 교환가능한 대상물은 상기 교환가능한 대상물의 주면에 실질적으로 수직인 방향으로 언로드 유닛을 움직임으로써 상기 지지체로부터 언로드 유닛의 홀딩 위치 내에 위치되며, 이후에 상기 지지체는 상기 지지체 상에 로드될 상기 교환가능한 대상물을 유지하는 로드 유닛 상에 위치되고, 상기 로드 유닛은 언로드 유닛에 실질적으로 인접하여 위치되고, 상기 로드 유닛은 상기 로드 유닛 및 상기 지지체 사이의 교환이 가능하도록 상기 지지체의 주면에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 지지체를 향해 움직인다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 다른 적합한 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명시스템(일루미네이터)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 특정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제1위치설정기(PM)에 연결된 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 이 장치는 또한, 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고, 특정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 이 장치는 또한 기판(W)의 타겟부(예를 들어 1 이상의 다이를 포함)(C)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 조절을 위하여, 다양한 형태의 광학 구성요소들, 예컨대 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.

마스크 지지체 구조체는, 패터닝 디바이스를 지지한다. 즉, 이의 중량을 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다(hold). 마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 마스크 지지 구조체는 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영시스템에 대해, 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 예를 들어 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 소정 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어, 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting features)들 또는 소위 어시스트 피처(assist features)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의해야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그래밍가능한 미러 어레이 및 프로그래밍가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 형태와 다양한 하이브리드 마스크 형태도 포함한다. 프로그래밍가능한 미러 어레이의 일례는 작은 미러들의 매트릭스 배치를 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 소정 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들을 포함하는 임의의 타입의 투영시스템 또는 이의 임의의 조합을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형이다. 선택적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그래밍 가능한 어레이를 채택하거나 반사 마스크를 채택하는) 반사형일 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판 테이블들 또는 "기판 지지체들" (및/또는 2이상의 마스크 테이블들 또는 "마스크 지지체들")을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블들 또는 지지체들이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1이상의 다른 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 테이블 또는 지지체에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

리소그래피 장치는 또한 투영 시스템 및 기판 사이의 공간을 채우기 위하여 기판의 적어도 일부분이 비교적 고굴절율을 갖는 액체, 예를 들어 물로 도포될 수 있는 타입으로 구성될 수 있다. 침지 액체는 리소그래피 장치내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영시스템의 개구수를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 담그어져야 한다는 것을 의미하는 것이 아니 라, 그 보다는 노광 시 액체가 투영시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선은, 예를 들어 적절한 지향 미러 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ이라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선의 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(B)은, 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT))상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF), (예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(이는 도 1에 명시적으로 설명되어 있지 않다)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동도, 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1, M2) 및 기판 정렬 마크들(P1, P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부(dedicated target portion)들을 차지하지만, 그들은 타겟부들간의 공간들내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들(scribe-lane alignment marks)로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서는, 마스크 정렬 마크들이 다이들 사이에 위치될 수도 있다.

서술된 장치는 다음의 모드들 중 1이상에 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 이후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure))된다. 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 작동의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지체"는 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 각각 이동한 후, 또는 스캔동안의 연속 방사선 펄스들 사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 형태의 프로그래밍가능한 미러 어레이와 같은 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들을 채용할 수 있다.

도 2는 참조 부호(1)로 일반적으로 나타낸, 본 발명의 일 실시예에 따른 패터닝 디바이스 교환 디바이스를 도시한다. 상기 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)는, 패터닝 디바이스의 패턴을 투영하는 동안 이 패터닝 디바이스가 지지되는 패터닝 디바이스 지지체(2), 및 1 이상의 패터닝 디바이스 스테이션들(4) 사이에서 패터닝 디바이스들을 교환하도록 구성된다. 이들 패터닝 디바이스 스테이션들(4)은, 패터닝 디바이스가 투영 공정에 실제 사용되지 않을 때 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 사용되는 스테이션들을 포함한다. 이러한 패터닝 디바이스 스테이션들(4)은 예를 들어 (정지) 로딩 스테이션, 패터닝 디바이스 라이브러리, 패터닝 디바이스 조사 및/또는 세정 스테이션 및/또는 패터닝 디바이스들을 유지하기 위한 임의의 다른 정지 또는 반-정지 스테이션이 될 수 있다.

패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)는 로봇(5), 선형 수송 유닛(6), 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)을 포함한다. 이 때 패터닝 디바이스 교환 디바이스의 이들 일부들은 패터닝 디바이스 스테이션(4)으로부터 패터닝 디바이스 지지체(2) 까 지 및 패터닝 디바이스 지지체(2)로부터 패터닝 디바이스 스테이션(4) 까지 다시 패터닝 디바이스를 전달하기 위해 사용된다.

로봇(5)은 패터닝 디바이스를 1 이상의 패터닝 디바이스 스테이션들(4)과 및 선형 수송 디바이스(6)와 교환하도록 구성된다. 이 로봇(5)은, 로딩 스테이션(4) 및 선형 수송 디바이스(6) 사이에서 패터닝 디바이스의 이러한 교환을 가능하게 하는 임의의 타입의 적합한 매니퓰레이터(manipulator)가 될 수 있다. 이러한 로봇들/매니퓰레이터들은 당업자에게 알려져 있다.

선형 수송 디바이스(6)는 패터닝 디바이스(3)를 로봇(5)과 및 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)과 교환하도록 구성된다. 이러한 교환이 가능하도록 하기 위해, 선형 수송 디바이스(6)는 패터닝 디바이스(3)가 로봇(5)와 교환될 수 있는 위치, 패터닝 디바이스(3)가 로드 유닛(7)과 교환될 수 있는 위치, 및 패터닝 디바이스가 언로드 유닛(8)과 교환될 수 있는 위치 사이에서 선형으로 이동될 수 있는 캐리어 디바이스(11)를 포함한다. 도 2에 도시된 일실시예에서, 선형 수송 디바이스(6)는 수송 레일로서 설계됨으로써, 캐리어 디바이스가 이 수송 레일 상에 지지된다. 그러나, 선형 라인을 따라 패터닝 디바이스를 수송하기에 적합한 임의의 다른 적합한 디바이스가 적용될 수 있다.

선형 수송 디바이스를 사용함으로써, 패터닝 디바이스 만이 하나의 선형 라인을 따라 이동하고, 이는 비교적 간단한 모터들 및 위치(positioning) 측정 시스템을 사용하는 것이 가능하도록 한다. 캐리어 디바이스(11)가 이동가능한 선형 라인은 바람직하게는 직선이지만, 이 선형 라인은 곡선이 될 수도 있다.

패터닝 지지 디바이스(2) 및 패터닝 디바이스 스테이션(4)에 대한 패터닝 디바이스(3)의 적절한 위치설정을 위해, 패터닝 디바이스를 약 180°회전시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 이유로, 로봇(5)은 패터닝 디바이스를 회전시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇(5)의 클램핑 디바이스는 회전가능할 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 선형 수송 디바이스(6)가 패터닝 디바이스를 회전시킬 수 있다. 이러한 이유로, 캐리어 디바이스(11)는, 제 1 일부가 지지 레일 상에 지지되고 제 2일부가 패터닝 디바이스를 운반하도록 구성되는, 서로에 대해 회전가능한 두 일부들을 가질 수 있다.

로드 유닛(7)은 선형 수송 디바이스(6) 및 패터닝 디바이스 지지체(2)와 패터닝 디바이스를 교환하도록 구성된다. 선형 수송 디바이스(6)와 패터닝 디바이스의 교환이 가능하도록 하기 위해, 로드 유닛(7)은 선형 수송 디바이스(6)의 수송 방향에 대해 수직인 방향으로 이동가능할 수 있다. 대안적 실시예에서, 선형 수송 디바이스(6)의 캐리어 디바이스(11)는 로드 유닛(7) 방향으로 이동가능할 수 있다. 언로드 유닛(8)은 선형 수송 디바이스(6)의 수송 방향으로 로드 유닛(7) 다음에 위치되어, 언로드 유닛(8)은 또한 패터닝 디바이스를 선형 수송 디바이스(6)와 교환할 수 있다. 선형 수송 디바이스(6) 및 언로드 유닛(8) 간의 교환이 가능하도록, 언로드 유닛(8)은 선형 수송 디바이스(6)의 수송 방향에 수직 방향으로 이동가능할 수 있거나, 선형 수송 디바이스(6)의 캐리어 디바이스(11)는 언로드 유닛(8) 방향으로 이동가능할 수 있다. 캐리어 디바이스(11) 및 언로드 유닛(8)의 조합 이동도 가능하다.

로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)은 각각 홀딩 디바이스(9, 10)를 각각 포함한다(도 3 참조). 이들 홀딩 디바이스들(9, 10)은 실질적으로 동일면에 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된다. 홀딩 디바이스들(9, 10)은 또한 서로에 대해 인접하도록 배치되어, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)이 각각 패터닝 디바이스(3)를 유지할 때, 이들 패터닝 디바이스들이 실질적으로 인접한 위치들에 배치된다. 본 출원에서 인접은, 홀딩 디바이스들(2) 사이의 거리가 짧아, 바람직하게는 가능한 한 짧아, 교환 동안에 패터닝 디바이스 지지 디바이스(2)가 패터닝 디바이스(3)를 언로드 유닛(8)과 교환할 수 있는 언로드 위치, 및 패터닝 디바이스 지지체(2)가 패터닝 디바이스를 로드 유닛(7)과 교환할 수 있는 로드 위치로부터 이동을 위해 움직여야만(traveled) 하는 거리는 작고, 바람직하게는 가능한 한 작다는 것을 의미한다. 이 거리는 실제 예를 들어 약 150 내지 200 mm가 될 수 있지만, 움직임 방향의 패터닝 디바이스(3)의 치수(dimension)에 따라 주로 좌우된다.

본 실시예에서, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)은 개별 유닛이다. 그러나, 대안적 실시예에서, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)은 단일 로드/언로드 유닛으로 조합될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 로드 유닛은 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 패터닝 디바이스들을 로드하도록 지시되고 언로드 유닛은 패터닝 디바이스들을 패터닝 디바이스 지지체(2)로부터 언로드하도록 지시된다. 그러나, 로드 유닛이 패터닝 디바이스를 패터닝 디바이스 지지체(2)로부터 언로드하기 위해 사용되고, 언로드 유닛이 패터닝 디바이스를 패터닝 디바이스 지지체 상에 언로드하기 위해 사용되는 것이 가능하다. 따라서, 명확성의 이유로 로드 유닛 및 언로드 유닛이라는 용어가 본 출원에서 사용된다고 할지라도, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)이 모두 로드/언로드 유닛들로 간주될 수 있다.

홀딩 디바이스(9) 및 홀딩 디바이스(10)의 배치가 도 3에 더 명확히 도시된다. 이 도면에서, 로드 유닛(7)은, 패터닝 디바이스 지지체(2) 내에 지지되는 패터닝 디바이스(3)의 패턴의 투영 위상이 마무리(finished)된 후 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 로드되어질 패터닝 디바이스(3)을 유지한다. 그러나, 로드 유닛(7) 상의 패터닝 디바이스(3)가 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 로드될 수 있기 전에, 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 지지된 패터닝 디바이스(3)가 언로드 유닛(8) 상에 언로드되어야 한다. 이제, 패터닝 디바이스 지지체 상의 패터닝 디바이스(3)를 로드 유닛(7) 상의 패터닝 디바이스(3)와 교환하기 위한 단계들을 일 실시예에 대해 설명할 것이다.

일단 투영 위상이 완료되면, 패터닝 디바이스 지지체(2)는 언로드 유닛(8) 상의 위치로 이동된다. 이후에, 언로드 유닛(8)의 홀딩 디바이스(10)는 패터닝 디바이스 지지체(2) 쪽으로 상향 이동되어, 홀딩 디바이스(10)는 패터닝 디바이스 지지체(2)로부터 패터닝 디바이스(3)를 받을 수 있을 것이다. 그리고나서, 홀딩 디바이스(10)는 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에서 로드 유닛(7) 쪽으로 이동하는 것이 가능하도록 다시 하향 이동할 것이다. 패터닝 디바이스 지지체(2)가 로드 유닛(7) 상의 위치에 있으면, 로드 유닛(7)의 홀딩 디바이스(9)가 패터닝 디바이스(3)를 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 로드하도록 패터닝 디바이스 지지체에 대해 상향 이동될 것이다. 새로운 패터닝 디바이스(3)가 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 로드 되고, 이어서 홀딩 디바이스(9)가 하향 이동되면, 패터닝 디바이스 지지체(2)는, 새로운 패턴을 갖는 투영 위상이 개시될 수 있는 투영 영역(점선으로 나타냄)으로 다시 이동될 수 있다. 그리고나서, 언로드 유닛(8) 상의 패터닝 디바이스(3)가 선형 수송 디바이스(6) 및 로봇(6)를 통해 패터닝 디바이스 스테이션(4)으로 전달될 수 있다. 또한, 투영 위상이 마무리된 후에 새로운 패터닝 디바이스(3)가 패터닝 디바이스 지지체 상에 로딩될 준비가 되도록, 새로운 패터닝 디바이스(3)가 로드 유닛(8)에 전달될 수 있다.

대안적 실시예에서, 패터닝 디바이스(3)는 패터닝 디바이스 지지체(2)로부터 언로드 유닛(8) 상으로 언로드된 후에, 패터닝 디바이스 스테이션(4)로 다시 전달되는 대신에 이 언로드 유닛(8) 상에서 유지될 수 있다. 새로운 투영 위상 후, 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 지지되는 패터닝 디바이스(3)는 로드 유닛(7) 상에 언로드될 수 있으며, 이어서 언로드 스테이션(8) 상의 패터닝 디바이스(3)가 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 다시 로드될 수 있다. 이런 방식으로, 두 패터닝 디바이스들(3)은 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 신속하게 다수회(multiple times) 교환될 수 있다.

명백한 바대로, 패터닝 디바이스 지지체(2)가 홀딩 디바이스(10)로부터 홀딩 디바이스(9)로 이동되어야 할 거리는 비교적 작다(실질적으로 패터닝 디바이스(3)의 치수에 대응한다). 결과적으로, 이러한 움직임에 필요한 시간도 짧다. 이 이동은 교환의 임계 시간 경로(critical time path)의 일부이므로, 패터닝 디바이스의 총 교환 시간은 감소되고, 이와 함께 총 리소그래피 장치의 스루풋은 증가될 수 있 다.

상기 교환 공정에서, 패터닝 디바이스 지지체(2)는 언로드 유닛(8) 상의 위치로부터 로드 유닛(7) 상의 위치로 이동된다. 패터닝 디바이스 지지체(2)는 고도의 속도 및 고도의 가속도로 이동가능하므로, 패터닝 디바이스 지지체(2)는 이들 이동들에 매우 적합하다. 그러나, 대안적 실시예에서, 패터닝 디바이스 지지체(2)가 동일한 위치에 남아있고, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)이 패터닝 디바이스 지지체(2) 아래로 이동하여, 패터닝 디바이스가 언로드 유닛(8) 상에 언로드된 후, 로드 유닛(7)을 패터닝 디바이스 지지체(2) 아래에 이르게 하는 것도 가능하다. 그러나 이러한 실시예에서, 패터닝 디바이스 지지체(2)가 이동하는 실시예들에서와 동일한 교환 시간(exchange time)을 얻기 위해, 고도의 속도 및 고도의 가속도를 갖는 모터들을 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)에 제공하는 것이 바람직할 것이다. 패터닝 디바이스 지지체(2) 및 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)의 이동들을 조합하는 것도 가능하다.

상기된 교환 공정에서, 홀딩 디바이스들(9, 10)은 패터닝 디바이스(3)의 교환이 가능하도록, 패터닝 디바이스 지지체(2) 쪽으로 및 이로부터 멀리 수직 방향으로 이동된다. 이러한 수직 이동은, 한편으로 패터닝 디바이스의 교환이 가능하도록 하기 위해, 및 다른 한편으로 패터닝 디바이스들의 면에 실질적으로 평행한 방향으로 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)에 대한 패터닝 디바이스 지지체(2)의 이동절약(save)이 가능하게 하기 위해 바람직하다. 고도 및 저도 위치 간의 거리는 일반적으로 실제 약 1 내지 5 mm, 예를 들어 약 2 mm 이다. 고도 위치 또는 저도 위 치에 유지되는 패터닝 디바이스(3)는 모두 본 출원에 사용되는 것과 실질적으로 동일한 면에 유지되는 것으로 간주된다.

상기 실시예에서, 홀딩 디바이스(9) 및 홀딩 디바이스(10)는 패터닝 디바이스 지지체(2)와의 교환이 가능하도록 하기 위해 수직 방향으로 이동된다. 그러나, 패터닝 디바이스의 교환 및 패터닝 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로의 안전한 이동이 모두 가능하도록 하기 위해, 패터닝 디바이스 지지체(2)를 수직 방향으로 이동시키는 것도 가능하다. 또한 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8) 및 패터닝 디바이스 지지체의 조합된 이동들도 가능하다.

도 2 및 도 3의 실시예에서, 패터닝 디바이스(3)는 패터닝 디바이스 지지체(2)의 아래쪽에 유지된다. 결과적으로, 패터닝 디바이스 지지체(2) 및 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8) 간의 교환이 가능하도록 하기 위해, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)은 패터닝 디바이스 지지체(2) 아래에 위치되어야 한다. 대안적 실시예에서, 패터닝 디바이스(3)는 패터닝 디바이스 지지체(2)의 측면 또는 최상부에 유지될 수 있다. 이러한 경우에, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)은 패터닝 디바이스(3)가 지지되는 패터닝 디바이스 지지체(2) 쪽의 반대편에 위치되어야만 할 것임은 명백할 것이다. 예를 들어 상기 대안적 실시예들에 대하여, 패터닝 디바이스 지지체의 측면 및 상부에 각각 위치된다.

도 2로부터 명백한 바와 같이, 로드 유닛(7)은 투영 영역 다음에 위치되며, 앞서 이미 논의된 바와 같이, 언로드 유닛(8)은 로드 유닛(7) 다음에 위치된다. 결과적으로, 패터닝 디바이스 지지체(2)는, 교환 위상 동안 패터닝 디바이스(3)를 교 환하기 위하여 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)에 도달하기 위해 최소 거리 상에서 이동해야 한다. 또한 이들 이동들은 패터닝 디바이스 교환을 위한 임계 시간 경로의 일부이므로, 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)으로 및 이로부터 이동시키기 위해 필요한 시간은 비교적 짧다.

또한, 홀딩 디바이스들(9, 10)이 패터닝 디바이스를 유지하는 면은, 투영 동안 패터닝 디바이스가 유지되는 면(즉 투영면)에 실질적으로 대응한다. 이런 방식으로 패터닝 디바이스 지지체(2)는, 패터닝 디바이스(3)의 교환동안 언로드 유닛(8) 및 로드 유닛(7)으로 이동될 때, (교환이 가능하도록 하기 위해 상기된 약간의 이동 이외에는) 수직 방향으로 이동되거나 회전하지 말아야 한다. 이는 패터닝 디바이스 지지체(2) 상의 패터닝 디바이스(3)의 신속하고 효과적인 교환이 가능하게 한다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(2) 상의 패터닝 디바이스(3)을 교환하기 위해 요구되는 시간이, 상기 설명된 바와 같은 피처들과 함께 감소되므로, 패터닝 리소그래피 장치의 스루풋은 실질적으로 증가된다.

도 2 및 다른 도면들에 도시된 시스템은 또한, 렌즈 퓨필들 및/또는 렌즈 요소들과 같은, 투영 시스템의 교환가능한 일부들을 교환하기 위한 교환 시스템으로서 사용될 수도 있다는 것이 주목된다. 교환 디바이스(1)는 도면들에 도시된 바와 같이 설계될 것이며, 이를 통해 패터닝 디바이스(3)는 투영 시스템의 교환가능한 일부가 될 것이고, 패터닝 디바이스 지지체(2)는 투영 시스템의 교환가능한 일부를 지지하기 위한 지지체가 될 것이다. 또한, 패터닝 디바이스들(3)의 교환 및 투영 시스템의 교환가능한 일부들의 교환에 모두 동일한 교환 디바이스(1)가 사용될 수 있다.

도 4는, 두 개의 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a)을 갖는 리소그래피 장치들에 특히 적합한 패터닝 디바이스 교환물(1)의 대안적 실시예를 도시한다. 두 개(또는 그 이상)의 패터닝 디바이스 지지체들을 갖는 리소그래피 장치는, 예를 들어 이중 노광과 같은, 상이한 패터닝 디바이스들이 집중적으로 사용되는 투영 공정에 특히 적합하며, 이어서 기판은 두 개(또는 그 이상)의 상이한 패터닝 디바이스들의 패턴에 노광되거나 스티칭(stitching)된다. 두 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a) 모두로 패터닝 디바이스들(3)의 효과적인 교환이 가능하도록 하기 위해, 도 4의 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)는, 도 2 및 3과 관련하여 본 명세서에 상기된 일부들 다음에, 제 2 로드 유닛(7a) 및 제 2 언로드 유닛(8a)을 포함한다. 제 2 로드 유닛(7a) 및 제 2 언로드 유닛(8a)은 패터닝 디바이스(3)를 선형 수송 디바이스(6) 및 제 2 패터닝 디바이스 지지체(2a)와 교환하도록 구성된다.

제 2 로드 유닛(7) 및 제 2 언로드 유닛(8a)은 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)에 대해 투영 영역(점선으로 도시)의 반대쪽 상에 배치된다. 이런 방식으로, 제 1 및 제 2 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a) 모두에 대해, 선형 수송 디바이스(6)와의 교환이 모두 가능하며, 투영 영역으로부터 로드 및 언로드 유닛들까지의 가장 짧은 거리가 유지된다. 이런 방식으로, 패터닝 디바이스 교환 공정에 대한 시간 임계적인(time critical) 이동들이 작게, 바람직하게는 가능한 한 작게 유지되어, 패터닝 디바이스의 교환동안 이들 이동을 위해 필요한 시간이 가능한 한 짧다.

제 2 로드 유닛(7a) 및 제 2 언로드 유닛(8a)은, 서로에 대해 다음에 위치되 어, 로드 및 언로드 유닛(7a, 8a)의 홀딩 디바이스들이 패터닝 디바이스를 실질적으로 인접하여 유지하거나 실질적으로 동일한 면, 바람직하게는 투영 면에 유지하도록 구성된다. 패터닝 디바이스 지지체(2a) 상의 패터닝 디바이스의 로딩 및 언로딩은 도 2 및 도 3의 실시예와 관련하여 본 명세서에 상기된 바와 같이 수행될 수 있으며, 이에 의해 패터닝 디바이스(3)는 제 2 로드 유닛(7a) 및 제 2 언로드 유닛(8a)을 통해 교환된다.

선형 수송 디바이스(6)는 본 실시예에서 하나의 캐리어 디바이스(11)를 포함한다. 대안적 실시예에서, 패터닝 디바이스들의 교환과 관련하여 추가적인 융통성(flexibility)을 얻기 위해 선형 수송 디바이스(6) 상에 둘 이상의 캐리어 디바이스들을 배치할 수 있다. 이러한 융통성은 이중 노광 또는 스트칭 작업(jobs)의 경우(event)에 특히 관련성(relevance)이 있을 수 있다.

두 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a)의 존재는 일반적으로 두 교환 구상(concept)들을 가능하게 한다. 제 1 구상에서, 제 1 패터닝 디바이스 지지체(2) 상의 패터닝 디바이스(3)의 패턴이 기판 상에 투영될 때 제 2 패터닝 디바이스 지지체(2a) 상의 패터닝 디바이스가 교환되며, 그 반대로 된다. 또다른 구상에서, 예를 들어 이중 노광 작업동안, 제 1 및 제 2 패터닝 디바이스 지지체들 내 패터닝 디바이스들은 실질적으로 동시에 교환되어, 두 모든 패터닝 디바이스들의 교환 후, 두 모든 패터닝 디바이스들은 이들의 패턴들을 노광하기 위해 서로 이후에 신속하게 사용될 수 있다.

도 5에는, 두 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a)을 갖는 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스들(3)을 교환하기 위한 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)의 또다른 대안적 실시예가 도시된다. 이 실시예에서, 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)는 로봇(5), 제 1 및 제 2 선형 수송 디바이스(6, 6a), 제 1 및 제 2 로드 유닛(7, 7a), 및 제 1 및 제 2 언로드 유닛(8, 8a)을 포함한다.

로봇(5)은 패터닝 디바이스들(3)을 패터닝 디바이스 스테이션(4) 및 제 1 및 제 2 선형 수송 디바이스들(6, 6a)과 교환하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 제 1 선형 수송 디바이스(6)는 패터닝 디바이스들(3)을 로드 유닛들(7, 7a)로 수송하기 위해 사용되는 반면, 제 2 선형 수송 디바이스(6a)는 언로드 유닛들(8, 8a)로부터 패터닝 디바이스 스테이션(4)까지 패터닝 디바이스들(3)을 수송하기 위해 사용된다. 이런 방식으로, 매우 실질적이고 잘-조직된(well-organized) 기호논리학(logistic) 시스템이 얻어진다. 그러나, 앞서 논의된 바와 같이, 로드 및 언로드 유닛들은 언로드 및 로드 유닛로서 각각 사용될 수 있으며, 이를 통해 또한 선형 수송 디바이스들(6, 6a)의 기능이 변화될 수 있다.

로드 유닛(7, 7a) 및 언로드 유닛(8, 8a) 모두는, 투영 영역(점선으로 도시됨) 다음에 직접 위치되어, 양쪽 방향들로 패터닝 디바이스 지지체(2, 2a)에 의해 이동되는 거리가 작게 유지되고, 또한 선형 수송 디바이스(6, 6a) 다음에 위치되어, 로드 및 언로드 유닛들 및 선형 수송 디바이스(6, 6a) 사이에 교환이 가능하도록 하므로, 도 5에 배치된 바와 같은 두 선형 수송 디바이스들(6, 6a)을 사용하는 것은 유리하다. 따라서, 제 2 선형 수송 디바이스(6a)를 사용하여, 패터닝 디바이스를 교환하기 위해 필요한 시간은 더 감소될 수 있다. 로드 유닛들(7, 7a) 및 언 로드 유닛들(8, 8a)은 도 2, 3 및 4의 실시예들과 관련하여 기재된 바와 같이 추가적으로 설계될 수 있다. 로드 유닛들(7, 7a) 및 언로드 유닛들(8, 8a)의 홀딩 디바이스들은 패터닝 디바이스를 개별 로드/언로드 유닛에 인접하여 유지하도록 구성되며 실질적으로 동일면, 바람직하게는 투영면에 유지됨에 따라, 패터닝 디바이스를 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 언로드하고 이어서 로드하기 위해 필요한 시간은, 공지된 리소그래피 장치에 비해 실질적으로 감소된다.

도 6은 두개의 패터닝 디바이스 지지체들(2, 2a)을 갖는 리소그래피 장치 내에서 패터닝 디바이스들(3)을 교환하기 위한 교환 디바이스(1)의 또다른 실시예를 설명한다. 이 실시예에서, 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)는 로봇(5), 선형 수송 디바이스(6), 제 1 및 제 2 로드 유닛(7, 7a), 및 제 1 및 제 2 언로드 유닛(8, 8a)을 포함한다. 제 1 로드 유닛(7) 및 제 1 언로드 유닛(8)과 제 2 로드 유닛(7a) 및 제 2 언로드 유닛(8a)은 단일 로드/언로드 유닛(7/8, 7a/8a)으로서 각각 통합된다.

로봇(6)은 패터닝 디바이스(3)를 패터닝 디바이스 스테이션(4) 및 선형 수송 디바이스(6)와 교환하도록 구성된다. 교환 디바이스가 단 하나의 선형 수송 디바이스(6)를 포함한다 할지라도, 로드 유닛(7, 7a) 및 언로드 유닛(8, 8a) 모두가 투영 영역(점선으로 도시) 다음에 바로 위치되어, 두 방향 모두에서 패터닝 디바이스 지지체(2, 2a)에 의해 이동되는 거리가 작게 유지된다. 로드/언로드 유닛들(7/8, 7a/8a) 중 하나의 홀딩 디바이스 내 패터닝 디바이스의 개별 패터닝 디바이스 지지체(2, 2a) 및 캐리어 디바이스(11)와의 교환이 가능하도록 하기 위해, 로드/언로드 유닛들(7/8, 7a/8a)은, 도 7과 관련하여 추가 설명될 네 위치들 사이에서 수송 디바이스(6)의 수송 방향에 수직인 방향으로 이동가능하다.

또한 이 실시예에서, 로드 유닛들(7, 7a) 및 언로드 유닛들(8, 8a)의 홀딩 디바이스들은 패터닝 디바이스를 각 로드/언로드 유닛에 인접하여 유지시키도록 구성되므로, 패터닝 디바이스 지지체(2) 상에 패터닝 디바이스를 언로드하고 이어서 로드하기 위해 필요한 시간은 공지된 리소그래피 장치에 비해 실질적으로 감소한다. 로드/언로드 유닛들(7/8, 7a/8a)은 또한 도 2, 3 및 4의 실시예들과 관련하여 기재된 대로 설계될 수 있다.

도 7은 도 6의 패터닝 디바이스 교환 디바이스(1)의 일부의 측면도를 도시한다. 이 실시예에서 로드 유닛(7) 및 언로드 유닛(8)이 단일 로드/언로드 유닛(7/8)으로 통합되는 것은 명백하다. 그러나, 홀딩 디바이스들(9, 10)은 상이한 높이들 상에 위치된다. 도 7에서, 선형 수송 디바이스(6)도 도시된다. 또한 캐리어 디바이스(11) 및 패터닝 디바이스 지지체의 최하부면은 상이한 높이들 상에 위치된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 로드/언로드 유닛(7/8) 및 패터닝 디바이스 지지체 및 캐리어 디바이스(11) 사이에서 모든 교환이 가능하도록 하기 위해, 로드/언로드 유닛(7/8)은 네 위치들 사이에서 수평 방향으로 이동되어야 하며, 이에 의해 홀딩 디바이스들(9, 10)도 상이한 높이들 상에 위치되어야 한다.

로드/언로드 유닛(7/8)은 캐리어 디바이스(11) 및 언로드 홀딩 디바이스(10) 사이에서 패터닝 디바이스(3)을 교환하는 동안 이의 가장 낮은 위치를 취할 것이다. 캐리어 디바이스(11) 및 로드 홀딩 디바이스(9) 사이에서 패터닝 디바이스(3) 를 교환하는 동안 로드/언로드 유닛(7/8)의 제 2의 가장 낮은 위치가 취해질 것이다. 또한, 패터닝 디바이스 지지체(2) 및 로드 홀딩 디바이스(9) 사이에서 패터닝 디바이스(3)를 교환하는 동안 로드/언로드 유닛(7/8)은 이의 가장 높은 위치를 취할 것이다. 패터닝 디바이스 지지체(2) 및 언로드 홀딩 디바이스(10) 사이에서 패터닝 디바이스(3)을 교환하는 동안 로드/언로드 유닛(7/8)의 제 2의 가장 높은 위치가 취해질 것이다. 따라서 도 4의 왼쪽으로부터 오른쪽까지 이동될 때 로드/언로드 유닛(7/8)의 높이는 증가할 것이다.

이 출원에서 패터닝 디바이스가 위치될 수 있는 상이한 높이들은 실질적으로 동일한 면에 있는 것으로 모두 간주된다.

앞에서 패터닝 디바이스 지지체 상에서 패터닝 디바이스들을 교환하기 위한 패터닝 디바이스 교환 디바이스가 기재되어 있다. 이러한 교환 디바이스는 다른 이동가능한 대상물들에 사용될 수도 있으며, 교환에 필요한 시간은 중요하다, 예를 들어 리소그래피 장치의 시간 경로에서 임계적이다. 교환 디바이스는 예를 들어 기판 스테이션 및 기판 지지체 사이의 기판들의 교환에 사용될 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주된다.

본 출원에 기재된 교환 디바이스는 또한 렌즈 퓨필 필터들 및/또는 렌즈 요소들과 같은 투영 시스템의 교환가능한 일부들의 교환에 특히 적합하다. 투영 시스템의 이들 일부들은, 빔의 투영 동안의 이 일부에 대한 지지체, 및 투영 시스템의 상이한 특성들을 얻기 위해 교환될 수 있는 다른 교환가능한 일부들이 유지되는 스테이션 간에 교환될 수 있다. 본 발명의 교환 디바이스는 또한, 패터닝 디바이스들 의 교환 및 투영 시스템의 교환가능한 일부들의 교환 모두를 위해 리소그래피 장치에서 단일 디바이스로서 사용될 수 있다.

본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

이상, 광학 리소그래피에 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 응용예들, 예컨대 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면, 광학 리소그래피로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스내의 토포그래피(topography)는 기판상에 생성되는 패턴을 정의(define)한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판 에 공급된 레지스트 층 안으로 가압(press)될 수 있으며, 전자기방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화(cure)된다. 레지스트가 경화된 후, 패터닝 디바이스는 그 안에 패턴을 남긴 레지스트 밖으로 이동된다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 약 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어 파장이 5 내지 20nm의 범위인) 극자외(EUV)방사선 뿐만 아니라, 이온빔 및 전자빔과 같은 입자빔들을 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 상기에 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

상기 상세한 설명은 제한이 아닌 설명을 위한 것이다. 따라서, 이하의 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 기재된 대로 본 발명을 변형할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

본 발명에 의하면, 패터닝 디바이스 지지체 내 패터닝 디바이스를 교환하기 위해 요구되는 교환 시간이 실질적으로 감소될 수 있는 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법이 얻어진다.

Claims (18)

1. 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;

   패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 투영면 내에 지지하도록 구성된 패터닝 디바이스 지지체;

   기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;

   상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및

   교환가능한 대상물을 교환가능한 대상물 지지체와 교환하도록 구성된 교환 디바이스를 포함하고,

   상기 교환가능한 대상물 지지체는 상기 패터닝된 방사선 빔의 투영 동안 상기 교환가능한 대상물을 유지하도록 구성되고, 상기 교환 디바이스는 로드 유닛 및 언로드 유닛을 포함하고, 상기 로드 유닛 및 상기 언로드 유닛은 각각 교환가능한 대상물을 유지하기 위한 홀딩 디바이스를 가지고, 상기 로드 유닛의 상기 홀딩 디바이스 및 상기 언로드 유닛의 상기 홀딩 디바이스는, 실질적으로 서로에 인접하여 위치되고 상기 교환가능한 대상물이 상기 패터닝된 방사선 빔의 투영 동안 상기 교환가능한 대상물 지지체 내에 유지되는 면과 실질적으로 평행한 면에 교환가능한 대상물을 유지하도록 구성되고,

   상기 교환가능한 대상물 지지체는 교환가능한 대상물을 상기 홀딩 디바이스 들 각각과 교환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 교환가능한 대상물은 패터닝 디바이스이고, 상기 교환가능한 대상물 지지체는 상기 패터닝 디바이스 지지체인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 교환가능한 대상물은 상기 투영 시스템의 교환가능한 일부이고, 상기 교환가능한 일부는 렌즈 퓨필 필터 또는 렌즈 요소를 포함하고, 상기 교환가능한 대상물 지지체는 상기 투영 시스템의 상기 일부에 대한 지지체인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 교환 디바이스는 상기 패터닝 디바이스 지지체 내에서 상기 패터닝 디바이스를 교환하도록, 및 상기 투영 시스템의 상기 일부의 지지체 내에서 상기 투영 시스템의 교환가능한 일부를 교환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 로드 유닛의 상기 홀딩 디바이스 및 상기 언로드 유닛의 상기 홀딩 디 바이스는 상기 교환가능한 대상물을 실질적으로 동일한 면에 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 면은 투영 면에 실질적으로 대응하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 교환가능한 대상물 지지체는 상기 언로드 유닛 상의 위치로부터 상기 로드 유닛 상의 위치까지 이동시키도록 구성되고, 상기 로드 유닛 및 언로드 유닛은 각각 적어도 상기 홀딩 디바이스를, 교환되는 교환가능한 대상물의 주면에 수직인 방향으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 교환 디바이스는, 상기 언로드 유닛 및 상기 로드 유닛을 상기 언로드 유닛이 상기 교환가능한 대상물 지지체 하에 위치되는 위치로부터 상기 로드 유닛이 상기 교환가능한 대상물 지지체 하에 위치되는 위치까지 이동시키도록 구성되고, 상기 로드 유닛 및 언로드 유닛은 각각, 적어도 상기 홀딩 디바이스를 교환되는 교환가능한 대상물의 주면에 수직인 방향으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 로드 유닛 및 언로드 유닛은 단일 로드/언로드 유닛으로 통합된 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 교환 디바이스는 제 2 로드 유닛 및 제 2 언로드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 교환 디바이스는, 1 이상의 교환가능한 대상물들을 상기 로드 유닛 및/또는 언로드 유닛으로 또는 이로부터 수송하도록 구성되는 선형 수송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 교환 디바이스는 제 2 로드 유닛 및 제 2 언로드 유닛을 포함하고, 상기 교환 디바이스는 1 이상의 교환가능한 대상물들을 상기 로드 유닛 및 언로드 유닛 중 1 이상으로 및 이로부터, 및 상기 제 2 로드 유닛 및 언로드 유닛 중 1 이상으로 및 이로부터 수송하도록 구성되는 수송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 교환 디바이스는, 1 이상의 교환가능한 대상물들을 상기 로드 유닛 및 언로드 유닛 중 1 이상으로 및 이로부터, 및 상기 제 2 로드 유닛 및 언로드 유닛 중 1 이상으로 및 이로부터 수송하도록 구성되는 제 2 선형 수송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제 11항에 있어서,

    상기 교환 디바이스는 교환가능한 대상물을 상기 수송 유닛 및 1 이상의 스테이션들 간에 교환하는 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
15. 제 11항에 있어서,

    상기 수송 유닛은 교환가능한 대상물을 원하는 방위로 회전시키도록 구성된 회전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
16. 패터닝 디바이스로부터 기판 상에 패턴을 전사하는 단계; 및

    교환가능한 대상물을 교환 디바이스와 교환하는 단계를 포함하되, 상기 교환가능한 대상물은 상기 패턴을 투영 위상 내에 전사하는 동안 지지체 상에 지지되고, 상기 교환은,

    언로드 유닛을 상기 교환가능한 대상물의 주면에 실질적으로 수직인 방 향으로 움직이고;

    상기 교환가능한 대상물을 상기 지지체로부터 상기 언로드 유닛의 홀딩 위치로 전달하고;

    상기 전달에 이어서, 상기 지지체를 상기 지지체 상에 로드되는 교환가능한 대상물을 유지하는 로드 유닛 상에 위치시키고, 상기 로드 유닛은 상기 언로드 유닛에 실질적으로 인접하여 위치되고; 및

    상기 지지체 상에 로드되는 상기 교환가능한 대상물을 상기 로드 유닛 및 상기 지지체 사이에서 교환하기 위해 상기 로드 유닛을 상기 지지체의 주면에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 지지체를 향해 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 지지체는, 상기 언로드 유닛 상의 위치로부터 상기 로드 유닛 상의 위치까지 상기 지지체를 이동시킴으로써 상기 로드 유닛 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
18. 제 16항에 있어서,

    상기 지지체는, 상기 언로드 유닛이 상기 지지체 하에 위치되는 위치로부터 상기 로드 유닛이 상기 지지체 하에 위치되는 위치까지 상기 로드 유닛 및 언로드 유닛을 이동시킴으로써 상기 로드 유닛 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 디바이 스의 제조 방법.

Images