TW200813659A - Stage apparatus, exposure apparatus, and method for manufacturing device - Google Patents

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200813659 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種機台裝置，尤其是一種可用於半導 體曝光裝置及工具機上的機台裝置。 【先前技術】 習知上，一稱爲步進器（stepper)的裝置及一稱爲掃 描器的裝置，已知是供半導體裝置使用的曝光裝置的構件 。步進器將在機台裝置上的半導體晶片’在投射透鏡下以 步進動作移動之，使得形成於一光罩上的型樣影像可藉一 經投射透鏡穿過的曝露光以一較小比例投射，再曝光至在 單一晶片上的複數曝光區域上。同時，掃描器在掃瞄動作 時，將在晶圓機台上的晶片，及在光罩機台上的光罩相對 於投射透鏡加以移動，且施加一狹縫狀的曝露光，使得一 光罩型樣被投射於該晶片上。 近年來，由於半導體裝置變得更爲小型且高度的積體 ，因此機台裝置需要有更高的定位精度及較快的速度，以 改良製程。 圖8 A及8B是一習知機台裝置的分解透視圖及組裝圖 〇 晶圓機台的主要構件包括一粗略移動機台90，配具有 X粗略移動線性馬達91及Y粗略移動線性馬達92以在 長行程上沿X及Y軸線方向移動一粗略移動滑塊93，及 一用以精確定位的精微移動機台1〇〇。精微移動機台1〇〇 -4- 200813659 係經一粗略移動機台頂板1 20配置於粗略移動滑塊93上 ，而精微移動機台頂板1 0 1係以線性馬達沿六個軸向方向 加以直接的控制。 圖9A至9C分別是圖8A及8B所示的精微移動機台 頂板的分解透視圖、及精微移動機台的分解透視圖及組裝 圖。 精微移動機台頂板1 0 1具有外形是長方形的板，且設 有一晶圓夾盤1 02，以將一晶圓安裝於其中央。 精微栘動機台頂板1 0 1具有七只線性馬達1 06至1 1 2 ，安裝於其底面上，介於該底面及粗略移動機台頂板1 2 0 之間。在該七只線性馬達中，配置於精微移動機台頂板 1 〇 1周邊的三只線性馬達1 06至1 08形成一 Z線性馬達， 沿圖中的Z軸線方向產生一推力。其餘的四只線性馬達 1 09至1 1 2是配置於精微移動機台頂板1 0 1的適當中央。 在此等線性馬達中，兩只線性馬達1 09至1 1 0形成一 X精 微移動線性馬達，沿圖中的X軸線方向產生一推力，而其 餘的兩只線性馬達1 1 1至1 1 2形成一 Y精微移動線性馬達 ，沿Y軸線方向產生一推力。 藉共同的驅動該等線性馬達，可在不會接觸到六個軸 線方向，χ,γ，ζ，θ χ，θ y及θ z ’的情形下’產生一驅動 力。 此外，精微移動機台頂板1 〇 1在其側邊上設有反射鏡 1 0 3至1 0 5，以反射一干涉儀的雷射使得可測量出晶圓夾 盤102的位置。更具體言之，一共有六道光學射束（未示 -5- 200813659 )施加至精微移動機台頂板1 〇 1，以測量精微移動機台頂 板1 0 1位置的六個自由度。藉干涉儀與X軸線相平行但在 不同的Ζ位置上的兩道射束，可將在X軸線方向上的位置 及ey方向上的旋轉量測量出。藉干涉儀與Υ軸線相平行 但在不同的X位置上的三道射束，可將在y軸線方向上 的位置及θχ與θζ方向上的旋轉量測量出。同樣的，藉一 施加至反射鏡（1 04 ) —表面部分上的射束，可測量出Ζ 軸線方向的位置。雖然事實上以該等射束測量得的數値並 非相互獨立且相互干涉，但藉以一剛性體方式執行一座標 變換後，一代表性位置的X、Υ、ζ、θχ、0y及θζ即可測 量出。 上述線性馬達及測量系統使得可以六個自由度控制精 微移動機台100至所需位置。 此外，依據粗略移動機台的加速及減速來施加一加速 力給精微移動機台的電磁致動器，是設於精微移動機台及 粗略移動機台之間，使得一加速力可在粗略移動機台的減 速及加速段施加至精微移動機台。 電磁致動器包含一 I核心204及Ε字形電磁鐵206 ( 一 Ε核心207及一線圏208 )。介於Ε核心207及I核心 2 04之間的間隙小至達微米的數十個（several tens of microns )，一般上，與線性馬達相較，一較小的電流可 產生一較大的力，電磁致動器產生的推力是在一垂直於面 對I核心的E核心表面方向。由於E字形電磁鐵206只會 產生一吸力，故可在一正向（+)側產生一吸力的電磁鐵 200813659

、及可在一負向（-)側產生一吸力的電磁鐵分別設於X 及γ軸線方向上。 此外’藉將I核心204設計成弧形，環繞Z軸線，及 將E核心207的E字端面設計成弧形，環繞z軸線，四只 Ϊ核心及四只E核心可在不會相互接觸的情形下，環繞z 軸線自由的旋轉。此可消除在旋轉時間隙的任何改變，因 此，電磁鐵以相同電流所產生的吸力沒有改變。 此外，I核心204及E核心207係藉層狀薄板來形成 ’同時保持各層相互電絕緣，以當磁通改變發生時，可避 免一渦電流在軛鐵（yoke )內流動。此使得不僅可控制高 頻率的吸力，同時可減少因渦電流所造成的發熱。 此外’藉將電磁致動器所產生之力的作用線，配置於 與精微移動機台可移動單元的Z軸線方向及X或Y軸線 方向的重心大致相對應的一位置處，可防止一不良的旋轉 力施加至精微移動機台。此可消除線性馬達需補償該不良 旋轉力的需要，因此可抑制馬達的發熱。 如上所述，藉使得電磁致動器能以精密方式處理精微 移動機台的加速力及產生加速力，可抑制線性馬達的發熱 及抑制干涉儀的變化誤差，及因熱膨脹及其他因素所導致 的機台定位精度的惡化。 螺旋彈簧1 2 1設於精微移動機台及粗略移動機台之間 ’使得晶片頂板1 〇 1的重量可被支撐。因此，上述Z精微 移動線性馬達不需產生一推力以支撐晶片頂板1 〇 1的重量 ’且只需產生一小的力來修正一目標位置的偏差。範例之 -7- 200813659 一可參見日本專利公開案第2003-022960號。 本藝人士可使用一機台裝置來確定該裝置所需 ，及藉該裝置的約束來限制過度（過量）的運動。 例如，在曝光裝置內的精微移動機台所需的行 具有環繞X及Y軸線的微小旋轉，以允許曝露光 片成直角相交，使得一相對於晶片表面形狀之垂直 影像被印刷出來。此外，還有其他旋轉，包括用以 晶片固定至晶圓夾盤時，早期旋轉位置偏差的環繞 的微小旋f專。 同時，有關移動量方面，過度量的平移運動是 的。在如圖8A、8B及9A至9C所示的範例中，精 機台及粗略移動機台之間的間隙是電磁致動器E核 及I核心2 0 4之間的間隙，其代表最小的間隙，且 爲微米的數十個。因此，在控制的組裝階段及準備 例如除錯（debugging )時，及在調整的過程中， 法維持I核心204及E核心207之間的間隙，而其 會相接觸。若發生此種接觸時，I核心204及E核 會產生一凹陷或導致磨耗。此會導致I核心204及 207之間的間隙發生一局部改變，使得難以產生一 加速力，而造成定位精度得惡化。 此外，由於突發的干擾所導致的效應，機台裝 會變得不受控制，而在精確控制狀態下的機台裝置 緊急停車而立刻進入一伺服關閉的狀態。因此，電 器的I核心204及E核心207，即相當於粗略移動 的行程 程中， 與一晶 的型樣 修正當 Z軸線 可預見 微移動 心 207 係小至 階段、 可能無 等可能 心2 0 7 E核心 精確的 置可能 ，由於 磁致動 機台及 200813659 精微移動機台之間的最小間隙，可能會相互碰撞而導致電 磁致動器破裂。因此需防止致動器的損壞和破裂，以獲得 機台裝置的穩定驅動。 由於曝光裝置及機台裝置一般上均配置有許多構件， 如供冷卻用的冷卻劑管路、電纜及感測器、故過度（過量 )的平移及旋轉運動會損壞該等構件而形成困擾。尤其是 在晶圓機台中，在更換晶片工作時常需要將三頭銷（ three-pin)(未示）沿相對於精微移動機台的Z軸線方向 的一行程栘動；而當該三頭銷已被固定時，精微移動機台 可沿在Z軸線方向上的一行程移動數毫米。因此，可在z 軸線方向上確定一行程，及抑制在其他軸線方向上的過度 平移及旋轉運動。 【發明內容】 本發明的至少一具體實施例範例係有關一種機台裝置 ’可限制精微移動機台相對於粗略移動機台沿軸線方向的 運動量及環繞軸線的旋轉方向。 至少一具體實施例範例係有關一種機台裝置，包含： 第一機台，可相對於一由第一軸線及第二軸線所界定的水 平面移動，該第一軸線及第二軸線係相互成直角交叉；及 第二機台，至少可沿該等軸向方向及一環繞第三軸線的旋 轉方向，在該第一機台上移動，其中一用以限制該第二機 台可移動範圍的調整構件係設置於一位置處，在該位置中 ’該第二機台的可移動單元經一間隙面對該第一機台。 -9- 200813659 至少一具體實施例範例係有關一種曝光裝置，建構成 可將一光罩的型樣影像經一投射型光學系統曝光至一基暂 上’包含：一照明單兀，可照射該光罩’以形成該型樣影 像；及上述的機台裝置；其中該基質及/或光罩係由該機 台裝置加以移動以進行曝光。 至少一具體實施例範例係有關一種裝置的製造方法， 包含：使用上述的曝光裝置’將一基質經一光罩加以曝光 的步驟；將該已曝光基質加以顯影的步驟；及藉處理該已 顯影的基質來製造一裝置的步驟 本發明的至少一具體實施例範例可限制精微移動機台 (例如第二機台）相對於粗略移動機台（例如第一機台） 在軸線方向及環繞軸線的旋轉方向上的可移動範圍。因此 ，至少一具體實施例範例可藉限制過度的移動量，同時確 保機台裝置的所需行程下，防止或減少機台裝置的受損。 本發明的進一步特色請參詳下述具體實施例及附圖的 說明。 【實施方式】 本文中，將依據附圖針對本發明至少一具體實施例範 例加以詳細說明。 下文所敘述的具體實施例範例應視爲一用以實施本發 明至少一具體實施例的範例，並可依據該具體實施例所施 用的一裝置的輪廓及其他條件而修飾或改變。 -10- 200813659 〔機台裝置的敘述〕 首先’將對依據本發明至少一具體實施例範例的機台 裝置加以說明。 圖1 A及1 B顯示一依據具體實施例範例的機台裝置， 分別係經一精微移動機台的頂板觀察的平面視圖，及沿 ZX平面的剖面側視圖。 依據具體實施例範例的機台裝置可用於半導體曝光裝 置的晶圓機台。 如圖1 A及1 B所示，能以六個自由度的精微行程移動 的精微移動機台頂板1 0 1係安裝於一粗略移動機台頂板 1 2 0上’粗略移動機台頂板1 2 0可被未顯不的粗略移動線 性馬達（例如參見圖8 A及8 B )相對於X Y平面長行程的 移動。 精微移動機台頂板101具有七只線性馬達（參見圖 9A至9C的106至112)安裝於底面上，介於底面與粗略 移動機台頂板1 2 0之間。該等線性馬達中，配置於精微移 動機台頂板101周邊的三只線性馬達10 6至108形成一 Z 精微移動線性馬達，沿圖中的Z軸線方向產生一推力。其 餘的四只線性馬達1 0 9至11 2是配置於精微移動機台頂板 101的適當中央。在此等線性馬達中，兩只線性馬達1〇9 至1 1 0形成一 X精微移動線性馬達，沿圖中的X軸線方 向產生一推力，而其餘的兩只線性馬達1 1 1至1 1 2形成一 Y精微移動線性馬達’沿圖中的Y軸線方向產生一推力。 藉共同的驅動該等線性馬達’可在不會接觸到六個軸線方 •11- 200813659 向的情形下，產生一驅動力，該六個軸線方向即是X軸線 方向、γ軸線方向、z軸線方向、環繞X軸線的旋轉方向 θ X、環繞Y軸線的旋轉方向Θ y及環繞Z軸線的旋轉方向 θζ ° 此外，一依據粗略移動機台頂板1 2 0的加速及減速而 對精微移動機台頂板1 0 1提供加速或減速力的電磁致動器 5係設於精微移動機台頂板1 0 1及粗略移動機台頂板1 2 0 之間。電磁致動器5在粗略移動機台頂板1 20的加速及減 速區段，提供加速及減速力給精微移動機台頂板1 0 1。 電磁致動器5包含I核心4、Ε核心2及線圈3。Ε核 心2及I核心4係配置成相互面對對方，中間間隔有一間 隙（例如微米的數十個），使得Ε核心2及I核心4之間 產生一吸力。Ε核心2及線圈3是安裝至一支撐構件6， 而Ϊ核心4是女裝至一*支撑構件7。圖1Α及1Β中，兩電 磁致動器5是沿X軸線及Υ軸線方向配置。易言之，其 中四只是分別各配置於Χ +側、X-側、Υ +側及Υ-側。因此 ，吸力產生在X及Υ軸線方向的+及-側，使得可相對於粗 略移動機台頂板1 2 0的所有加速及減速方向，對精微移動 機台頂板1 0 1提供一推力。 〔調整構件的說明〕 下文將就具體實施例範例的一特徵，即調整構件加以 說明。 圖2是一放大透視圖，顯示圍繞圖1 Α及1 Β所示的電 -12- 200813659 磁致動器5的一部份·圖5 A及圖5 B分別是槪意的顯示依 據該具體實施例範例的調整構件的平面視圖及側視圖。圖 6A及6B是依據該具體實施例範例的調整構件的側視圖， 顯示當精微移動機台沿Z軸線方向行進時，一其中環繞Y 軸線的旋轉經被調整的狀態。圖7A及7B是依據該具體實 施例範例的調整構件的平面視圖，顯示一其中環繞精微移 動機台的Z軸線的旋轉經被調整的狀態。 圖2中，調整構件1是安裝至粗略移動機台頂板120 的E核心支撐構仵6。此乃配置於圖1A所示的X +側、X-側、Y +側及Y-側。 調整構件1的一末梢部la以一特定間隙面對一支撐 板7，以安裝I核心至精微移動機台頂板1 〇 1上。整構件 1的末梢部la及支撐板7調整間隙Gs (見圖5B )之間的 間隙大小被確定’以將粗略移動機台頂板1 2 0及精微移動 機台頂板1 0 1之間的最小間隙値加以界定。 上述調整間隙係設定成比E核心2及I核心4之間的 間隙（即是如圖1 A及1 B所示的粗略移動及精微移動機台 之間的最小的間隙）爲小。如此不僅可避免及/或減少E 核心2及I核心4之間的接觸或撞擊，也可避免及/或減少 粗略移動機台及精微移動機台所有構件之間的接觸或撞擊 〇 調整構件1係配置成經一調整間隙面對支撐板7，使 得當爲了減少重量及硬度起見而選擇一材料例如陶瓷來製 造精微移動機台頂板1 〇 1時，調整構件1不會直接的接觸 -13- 200813659 及破壞精微移動機台頂板1 0 1。 調整構件1具有X調整構件1 X、γ調整構件1 y及Ζ 調整構件1 ζ。X調整構件1X界定沿X軸線方向，介於粗 略移動機台頂板1 20及精微移動機台頂板（可移動單元） 1 〇 1之間的調整間隙最小値。Υ調整構件1 y界定沿γ軸 線方向，介於粗略移動機台頂板1 2 0及精微移動機台頂板 1 〇 1之間的調整間隙最小値。Z調整構件1 Z界定沿z軸線 方向’介於粗略移動機台頂板1 2 0及精微移動機台頂板 i 〇 1之間的調整間隙最小値。Z調整構件1 z係配置於粗略 移動機台頂板1 20的周邊上，及精微移動機台頂板1 〇丨的 側緣上。 X調整構件1X及Y調整構件1 y調整在X及Y軸線 方向上的可移動範圍，及沿三個旋轉方向（即沿精微移動 機台頂板1 〇 1的X軸線的θχ、沿Y軸線的0y、及沿Z軸 線的θζ)的可移動範圍。 此外，Ζ調整構件1 ζ可調整在精微移動機台頂板1 〇 1 的Ζ軸線方向上之可移動範圍。 該等X調整構件1X係與X軸線成平行配置，相互面 對，以將可移動單元（由精微移動機台頂板101之底面向 下伸突，以面對支撐板7的長方形實心部分8)夾置其間 。此外，X調整構件1 χ包含一對樑狀構件’沿ζ軸線延 伸一特定距離（圖5 Β所示的Ζ跨距Ζχ )，同時保持在X 軸線方向上的調整間隙Gs，及調整在環繞精微移動機台 頂板1 0 1的Y軸線的旋轉方向9 y上的可移動範圍，如圖 -14- 200813659 6A及6B所示者。 同樣的，Y調整構件1 y係與Y軸線成平行配置，以 相互面封’以將精微移動機台頂板1 〇 1的可移動單元夾置 其間。此外，Y調整構件1 y包含一對樑狀構件，沿Z軸 線延伸一^特疋距離（Z跨距Zy ) ’同時保持在Y軸線方 向上的調整間隙Gs，及調整在環繞精微移動機台頂板1〇 i 的X軸線的旋轉方向9x上的可移動範圍。 Z調整構件1 z包含三只與Z軸線相平行的桿狀構件 ，由粗略移動機台項板1 20的頂面伸出，及可調整精微移 動機台頂板1 〇 1的Z軸線方向上的可移動範圍。 精微移動機台頂板的可移動單元具有精微移動機台頂 板1 〇 1及一伴隨精微移動機台的致動器。 藉上述X調整構件1X及Y調整構件1 y來調整旋轉 方向θχ及0y，可得下列優點。首先，其可避免或減少， 在組裝精微移動機台至粗略移動機台時及維修時，因爲接 觸其他構件而發生的破壞。這是因爲X及Y調整構件充 當一導引件，可在精微移動機台沿z軸線方向上下移動時 ，抑制沿旋轉方向ΘΧ及0y的旋轉。 其次，其可便利的爲上述調整間隙提供極小的間隙。 這是因爲精微移動機台及粗略移動機台可被控制，使得其 等的位置在X及γ方向上相對齊。相反的，在藉對z調 整構件提供一 X跨距或Y跨距來調整旋轉方向θχ及0y的 情形中，由於精微移動機台相對於粗略移動機台有一沿z 軸線方向的行程，故z調整構件需有一對應於該行程的巨 -15- 200813659 大調整間隙。爲了使Z調整構件可獲得，如藉X及Y調 整構件可獲得的，沿旋轉方向θχ及0y的旋轉調整量，需 有一極長的跨距。 此外，該對相面對的X調整構件1 X的樑狀構件是與 X軸線相平行配置，且沿Y軸線相互間開一特定距離（圖 7A所示的X跨距RX )。易言之，該對調整構件lx的樑 狀構件是與X軸線方向相平行配置，但不在同一線上。同 樣的，該對相面對的Y調整構件1 y的樑狀構件是與Y軸 線相牛行配置，且沿X軸線方向相互間開一特定空間（圖 7 A所示的Y跨距Ry )。該對調整構件1 y的樑狀構件是 與Y軸線相平行配置，但不在同一線上。X調整構件IX 及γ調整構件1 y相配合動作，以調整在環繞精微移動機 台頂板1 0 1的Z軸線之旋轉方向θ z上的可移動範圍。 上述調整構件的一跨距便利的提供一有效長度給一對 用以調整環繞精微移動機台頂板1 〇 1 —軸線的旋轉的調整 構件，該跨距，例如，代表沿該對調整構件1X之間的Y 軸線方向上的一距離。在X +側及 X-側上的一對調整構件 1X，在Z軸線方向上的各高度，係對應於Z跨距。調整構 件1 X的Z跨距及調整用間隙可調整環繞精微移動機台頂 板1 0 1的Y軸線之旋轉方向0y。同樣的，調整構件1 y的 Z跨距及調整用間隙可調整環繞精微移動機台頂板1 0 1的 x軸線之旋轉方向Θ X。 如上文述及者，藉改變可調整X及Y軸線方向上及 環繞各軸線的旋轉方向θχ及0y上的可移動範圍之調整構 -16- 200813659 件1 χ及1 y的配置（跨距），可在不需增加調整構件數量 的情形下，調整環繞Z軸線的旋轉方向θζ。 上述調整構件沿旋轉方向的可移動範圍可由下述方式 計算出。 爲了簡化敘述起見，一對調整構件1 χ之間及一對γ 調整構件1 y之間的調整間隙均設定爲同一 Gs，X調整構 件1 χ的Z跨距係設定爲Zx、Y調整構件1 y的Z跨距係 設定爲Zy、而X調整構件1 χ的Y跨距及Y調整構件i y 的X跨距均相同的設定爲R。 使用上述符號，環繞 X軸線的旋轉調整量可以 0x«atan ( 2Gs/Zy )表示，環繞 Y軸線的旋轉調整量可以 0y satan ( 2Gs/Zx )表示，而環繞Z軸線的旋轉調整量可 以θζ eatan (2Gs/R)表示，條件是θχ、0y、及θζ爲極小 的量。 上述公式內的參數Gs、Zx、Zy及 R可被決定以滿 足機台裝置所需，沿X、Y及Z軸線的平移方向，及θχ、 0y及θζ的旋轉方向的各行程，且不超越平移及旋轉運動 的特定量。由於上述調整間隙 Gs需小於Ε核心2及I核 心4之間的間隙（Ge )，故有Gs<Ge的限制。雖然爲了 簡單起見，上述說明中的許多參數係設定爲相同的數値， 但是在此需指出，各參數也可以是不同數値的。 例如，圖7A及7B中，環繞精微移動機台的Z軸線 的正向可旋轉量+ θζ及負向可旋轉量-θζ分別是+θζ »atan ( 2Gs/Ry )及一θζ »atan ( 2Gs/Rx )。在此處，θζ 甚小。當該 -17- 200813659 等旋轉方向之間係設定成不同的旋轉調整量時，X調整構 件的Y跨距Ry及Y調整構件的X跨距Ry可設定爲不同 的數値。 上述跨距可由調整構件本身的長度來界定，如圖5B 中的Z跨距。成對的構件可相互間隔開，或是採用不同的 構件。跨距可視機台裝置其他元件的配置情形而建構成任 何輪廓。 下文將敘述一設定調整構件的參數的方法。機台的可 移動範圍可設定使得可達成一特定的行程，且其係比一特 定的調整量爲小。 曝光裝置內的精微移動機台的特定行程範例是，使曝 露光及晶片之間成直角相交的環繞X及γ軸線的微小旋 轉’使得一相對於晶片表面形狀之垂直的型樣影像被印刷 出來。另一範例是環繞Z軸線的微小旋轉，其是用以修正 當晶片固定至晶圓夾盤時，早期的旋轉位置的偏差者。

另一方面，特定調整量的一範例是，平移運動的一超 額量。在如圖8A、8B及9A至9C所示的範例中，精微移 動機台及粗略移動機台之間的間隙是電磁致動器E核心 2 07及I核心204之間的間隙，其代表最小的間隙，且係 小至爲微米的數十個。因此，在控制的組裝階段及準備階 段、例如除錯（debugging )時，及在調整的過程中，可 能無法維持I核心204及E核心207之間的間隙，而其等 可能會相接觸。若發生此種接觸時，I核心204及E核心 2 0 7會產生一凹陷或導致磨耗。此會導致I核心2 0 4及E -18- 200813659 核心207之間的間隙發生一局部改變，使得難以產生一精 確的加速力，而造成定位精度得惡化° 此外，由於突發的干擾所導致的效應’機台裝置可能 會變得不受控制，而在精確控制狀態下的機台裝置，由於 緊急停車而立刻進入一伺服關閉的狀態。因此，電磁致動 器的I核心204及E核心207，即相當於粗略移動機台及 精微移動機台之間的最小間隙，可相互碰撞而導致電磁致 動器破裂。因此需防止致動器的損壞和破裂，以獲得機台 裝置的穩定驅動。 此外，上述雷射干涉儀係用以測量精微移動機台的位 置。因此，如果精微移動機台頂板1 〇 1過度的旋轉的話， 用以反射雷射的反射鏡103至105會變傾斜，使雷射無 法回到光接收部分，導致無法測量及控制位置。 由於曝光裝置及機台裝置一般上均配置有許多構件， 如供冷卻用的冷卻劑管路、電纜及感測器、故過度（過量 )的平移及旋轉運動會損壞該等構件而形成困擾。尤其是 在晶圓機台中，在更換晶片工作時常需要將三頭銷（ three-pin)(未示）沿相對於精微移動機台的Z軸線方向 的一行程移動；而當該三頭銷已被固定時，精微移動機台 可沿在Z軸線方向上的一行程移動數毫米。因此，可在z 軸線方向上確定一行程，及抑制在其他軸線方向上的過度 平移及旋轉運動。 基於上述，以0s及0r分別代表一機台裝置在例如某 一軸線的旋轉方向內的特定行程及特定控制行程，機台的 -19- 200813659 可旋轉量Θ應設定成滿足易言之，充當機台 可旋轉量Θ的參數的調整間隙及各跨距，應設定爲可獲得 上述關係。 藉上述輪廓，即可調整在精微移動機台的兩軸線X及 Y、及三條軸線θχ、0y、及θζ的旋轉方向上的可移動範 圍。此外，藉提供Ζ調整構件1 ζ，也可調整在精微移動 機台的Ζ軸線方向上的可移動範圍。因此，六個軸向方向 的可移動範圍均可被調整。因此，藉控制機台裝置的過度 移動量，Ν防止或減少機台裝置的受損，而同時可滿足機 台裝置的所需行程。 〔修飾的範例〕 圖3Α及3Β是圖1 Α具體實施例的變更/修飾範例的機 台裝置。 圖3A及3B具有調整構件lx’及ly’添加至圖1A及 1 β所示的輪廓，使得兩調整構件各配置於X +側、X-側、 γ +側及Υ-側。在此一輪廓中，雖然沿X及γ軸線方向及 旋轉方向θχ、0y及θζ的調整是多餘的，但是最小的調整 量充當沿該方向的有效調整構件。此輪廓的優點是··當基 於空間及其他理由而對調整構件由所限制時，其可改良硬 度。標號與圖1 Α及1 Β的構件相同的構件此處不再贅述。 此外，本發明也可如圖4的型態。 圖4是一種有用的型態，尤其是當作半導體曝光裝置 的光罩機台，其中兩電磁致動器5係配置在γ軸線方向勝 -20- 200813659 ，更具體言之，是一設於Y +側，而另一設於γ_側。此可 在Υ軸線方向的+及-側兩方向產生吸力，且可依據粗略移 動機台的加速及減速而提供一推力給精微移動機台。如上 所述，即使是電磁致動器5僅沿單一軸向方向設置，但藉 提供圖4所示的X調整構件1 X及Υ調整構件1 y即可對χ 及Υ軸線方向加以調整，而藉形成ζ跨距即可調整旋轉方 向θ X及Θ y。此外，對1 y及1 y ·提供X跨距即可調整0 ζ。 此外，藉提供Ζ調整構件1 ζ，即可獲得總共六個軸向方 向的調整。 尤其是在一種稱爲浸液曝光裝置（liquid immersionExpo surEapparatus ) 的裝置（其是藉將液體塡 充於投射透鏡及晶片之間來執行曝光）中，由於投射透鏡 及晶片之間的間隙係比習知曝光裝置的爲小，故在Z軸向 方向上的調整構件就極爲重要。在此情形下，需以精確的 方式設定ζ調整構件的一調整間隙，使得即使當機台在ζ 方向上的頂部位置沿θχ及0y方向旋轉時，機台的邊緣部 分及其他部分也不會接觸到投射透鏡。 此外，如圖1A、1 B及2所示，藉支撐E核心2的支 撐構件6來支撐調整構件1，使得相對於E核心2的尺寸 精度能以一單元來處理，將E核心2定位於粗略移動機台 頂板1 20上充當一高精密部位，及將調整構件1定位於該 頂板120上可一倂達成。同樣的，藉將I核心4及支撐板 7以一單元來處理時，其與E核心2及調整構件1的關係 可簡易的處理。當以此一體化方式將電磁致動器5及調整 -21 - 200813659 構件1配置成相互鄰靠時，調整構件1採用一非磁性材料 可消除作用於電磁致動器上的推力。 〔曝光裝置的敘述〕 圖10是具有一晶圓機台及一光罩機台、依據具體實 施例範例的機台裝置施加其上的半導體曝光裝置的槪意結 構圖。 如圖1 〇所示，一依據該具體實施例範例的曝光裝置 設有一射岀曝露光的照明單元5 1、一可固持及移動光罩的 光罩機台52、一投射型光學系統53、及一可固持及移動 晶片的晶圓機台54。曝光裝置建構成可將一形成於光罩上 的電路型樣投射及曝曬至一晶片上；在投射及曝光型式中 ，可採步進-及-重複型及步進-及-掃瞄型。 照明單元5 1照射一電路型樣形成其上的光罩，且具 有一光源部分及一照明光學系統。在光源部分中，例如一 雷射可充當光源。有關雷射方面，可採用波長約爲193 nm 的ArF激元雷射、波長約爲248 nm的KrF激元雷射、或 波長約爲153 nm的F2激元雷射，但是雷射的種類並不侷 限爲激元雷射，而也可採用例如YAG雷射。此外，雷射 的數量也不受限。當一雷射被用作光源時，較有利的是使 用可將來自雷射光源的準直光束塑造成一有用的射束狀的 射束塑形光學系統，或是可將一相干雷射光束改變成一非 相干雷射光束的非相干光學系統。此外，光源部分可用的 光源並不侷限於雷射，也可採用單一或複數燈，例如水銀 -22- 200813659 燈及m燈。照明光學系統是可照射一光罩的光學系統，且 具有一透鏡、一反射鏡、一光積分器（光積累器）及一孔 徑。 就投射型光學系統53而言，可使用只包括複數透鏡 元件的光學系統、具有複數透鏡元件及至少一凹面反射鏡 的光學系統（折反射式光學系統）。除此之外，也可使用 具有複數透1¾兀件及至少一*衍射（diffraction)光學元件 、例如相衍照（kinoform )的光學系統，或全反射鏡型（ aii-mirror-type)光學系統。 此曝光裝置可用以製造一半導體裝置，例如半導體積 體電路、微機器（micro machine)、及一其上形成有一微 型樣的裝置，例如薄膜磁頭（thin film magnetic head ) 〇 〔製造裝置的方法〕 本文將敘述至少一使用上述曝光裝置以製造一裝置的 方法的具體實施例。 圖1 1是一微裝置（例如半導體晶片，例如1C及LSI 、液晶板、c C D、薄膜磁頭及微機器）製造程序的流程圖 。在S 1 (電路設計）中，設計出一半導體裝置的電路。 在S 2 (光罩製造）中，依據該設計出的電路型樣來製造 光罩。同時，在S 3 (晶圓製備）中，使用材料例如矽來 製造晶圓。S4 (晶圓程序）係指一先期程序，其中在使用 上述光罩及晶圓下、藉使用微影技術以上述曝光裝置來將 一實際電路形成於晶圓上。其後的S5 (組成）係指一後 -23- 200813659 期程序，其中使用S4所產生的晶圓來組裝半導體晶片， 且包括一組成步驟（切粒及接合）及封裝程序（晶片密封 )。在S 6 (檢視）中，對在S 5中製備的半導體裝置執行 例如操作測試及耐用性測試等的檢視。當一半導體裝置 經過該等步驟而完成後，即可加以運送出（S 7 )。 圖1 2是上述晶片程序的細節流程圖。在s 1 1 (氧化 )中，將晶圓表面加以氧化。在S 1 2 ( C V D )中，一絕緣 薄膜形成於晶圓表面上。在S 1 3 (電極形成）中，藉氣相 沈積將一電極形成於晶圓上。在S 1 4 (離子植入）中，將 離子植入晶圓。在S 1 5 (保護/抗蝕處理）中，將一光敏劑 施加至晶圓上。在S16(曝光）中，使用上述曝光裝置將 光罩的的電路型樣曝光，及印刷在晶圓上。在S 1 7 (顯影 )中，將曝光的晶圓加以顯影。在S 1 8 (蝕刻）中，將除 了已顯影的抗蝕影像之外的部分鈾刻掉。在S 1 9 (抗蝕層 的分離）中，在蝕刻完成後，將不需要的抗蝕層移除。多 層電路型樣可藉重複該等步驟來形成於晶圓上。 雖然本發明係藉具體實施例範例來加以說明，但是本 發明不應侷限在所述的具體實施例範例。下列申請專利範 圍應以最大的範圍加以詮釋以涵蓋所有具有相等結構及功 能的修飾例。 【圖式簡單說明】 圖1 A是依據本發明至少一具體實施例範例機台裝置 的平面視圖。 -24 - 200813659 圖1 B是依據圖1 A所示具體實施例範例的機台裝置之 剖面側視圖。 圖2是一放大透視圖，顯示圍繞圖1A及1B所示的電 磁致動器的一部份。 圖3A是依據圖1A具體實施例的變更範例的機台裝 置的平面視圖。 圖3B是依據圖1A具體實施例的變更範例的機台裝置 的剖面側視圖。 圖4是依據圖1 A具體實施例的另一變更例的機台裝 置之平面視圖。 圖5 A是一平面視圖，槪意的顯示依據圖1 A所示具 體實施例範例的調整構件。 圖5 B是一側視圖，槪意的顯示依據圖1 A所示具體實 施例範例的調整構件。 圖6A及6B是依據圖1 A所示具體實施例範例的調整 構件的側視圖，顯示當精微移動機台沿Z軸線方向行進時 ，一其中環繞Y軸線的旋轉經被調整的狀態。 圖7A及7B是依據圖1A所示具體實施例範例的調整 構件的平面視圖，顯示一其中環繞精微移動機台的Z軸線 的旋轉經被調整的狀態。 圖8A是一習知機台裝置的分解透視圖。 圖8B是一習知機台裝置的組裝圖。 圖9A是圖8A及8B所示精微移動機台頂板的分解透 視圖。 -25- 200813659 圖9B是圖8A及8B所示精微移動機台的分解透視圖 Ο 圖9C是圖8A及8B所示精微移動機台的組裝圖。 圖1 〇是依據圖1 A所示具體實施例範例的曝光裝置的 槪意結構圖。 圖Π是解釋製造一裝置的方法的圖式。 圖1 2是解釋晶片加工程序的圖式。 【主要元件符號說明】 1 :調整構件 1 X : X調整構件 1 y : Y調整構件 1 z : z調整構件 1 X ’ ：調整構件 iy’ ：調整構件 2 : e核心 3 :線圏 4 : I核心 5 :電磁致動器 6 :支撐構件 7 :支撐構件 8 :長方形實心部分 5 1 ··照明單元 52 :光罩機台 -26- 200813659 53 :投射型光學系統 5 4 :晶圓機台 90 :粗略移動機台 9 1 : X粗略移動線性馬達 92 : Y粗略移動線性馬達 93 :粗略移動滑塊 1〇〇 :精微移動機台 1 〇 1 :精微移動機台頂板 i 〇 2 :晶圓夾盤 103 :反射鏡 104 :反射鏡 1 〇 5 :反射鏡 1 〇 6 :線性馬達 107 :線性馬達 1 1 8 :線性馬達 1 1 9 :線性馬達 1 1 〇 :線性馬達 1 1 1 :線性馬達 1 1 2 :線性馬達 120 :粗略移動機台頂板 1 2 1 :螺旋彈簧 204 : I核心 206 : E字形電磁鐵 2 0 7 : E核心 -27- 200813659 2 0 8 :線圈 S 1 :電路設計 52 :光罩製造 53 :晶圓製備 54 :晶圓程序 S 5 :組成 S 6 :檢視 S7 :運送 S 1 1 :氧化 S12 ： CVD S 1 3 :電極形成 S 1 4 :離子植入 515 :保護/抗蝕處理 516 :曝光 S 1 7 :顯影 S 1 8 :蝕刻 S 1 9 :抗蝕層的分離 -28

Claims (1)

1. 200813659 十、申請專利範圍 1 · 一種機台裝置，包含： 桌一機台’可相對於一由第一軸線及第二軸線所界定 的水平面移動，該第一軸線及第二軸線係相互成直角相交 :及 第二機台’至少可沿該等軸向方向及一環繞第三軸線 的旋轉方向，在第一機台上移動， 其中用來限制第二機台之可移動範圍的調整構件，係 設置於一其中第二機台的可移動單元係籍由一間隙而面對 弟一機台的位置處。 2.如申請專利範圍第1項的機台裝置，其中該調整 構件包含第一調整構件及第二調整構件，該第一調整構 件用以界定在第一軸向方向上，介於第一機台及第二機台 的可移動單元之間的一間隙的最小値，而該第二調整構件 用以界定在該第二軸向方向上，介於第一機台及第二機台 的可移動單元之間的一間隙的最小値；及 其中該第一及第二調整構件可調整第二機台沿第一軸 向方向及第二軸向方向的可移動範圍，及沿環繞第一軸線 、第二軸線及第三軸線的三個旋轉方向的可移動範圍，其 中第三軸線係成直角的與第一軸線及第二軸線相交。 3 .如申請專利範圍第2項的機台裝置，其中該第一 調整構件包含一對構件，與第一軸線相平行及相對設置， 使得其等將第二機台的該可移動單元夾置其間，且其等以 在第一軸向方向及第三軸向方向上具有一間隙的方式延伸 -29- 200813659 ’及調整沿環繞第二機台之可移動單元的第二軸線的 方向的可移動範圍；及 第二調整構件包含一對構件，與第二軸線相平行 對設置，使得其等將第二機台的該可移動單元夾置其 且其等以在第二方向及第三軸向方向上具有一間隙的 延伸’及調整沿環繞第二機台之可移動單元的第一軸 旋轉方向的可移動範圍。 4 ·如申請專利範圍第3項的機台裝置，其中第 整構件的該對構件係與第軸線相平行配置，且係沿 軸向方向以一特定距離間隔開； 其中第二調整構件的該對構件係與第二軸線相平 置，且係沿第一軸向方向以一特定距離間隔開；及 其中弟一及弟一調整構件可調整沿一環繞第二機 第三軸線的旋轉方向的可移動範圍。 5 ·如申請專利範圍第2項的機台裝置，其中該 構件包含第三調整構件，可調整在第二機台之第三軸 向上的可移動範圍。 6 ·如申請專利範圍第3項的機台裝置，其中該 構件包含第三調整構件，可調整在第二機台之第Ξ _ 向上的可移動範圍。 7 ·如申請專利範圍第4項的機台裝置，其ψ _ 構件包含第三調整構件，可調整在第二機台之第三_ 向上的可移動範圍。 8 .如申請專利範圍第1項的機台裝置，_ φ胃 旋轉 及相 間， 方式 線的 一調 第二 行配 台之 調整 向方 調整 向方 調整 向方 二機 -30- 200813659 台的可移動範圍係設定成可符合第二機台的特定行程量， 且其等係小於特定的調整量。 9 ·如申請專利範圍第2項的機台裝置，其中第二機 台的可移動範圍係設定成可符合第二機台的特定行程量， 且其等係小於特定的調整量。 10. 如申請專利範圍第3項的機台裝置，其中第二機 台的可移動範圍係設定成可符合第二機台的特定行程量， 且其等係小於特定的調整量。 11. 釦申請專利範圍第4項的機台裝置，其中第二機 台的可移動範圍係設定成可符合第二機台的特定行程量， 且其等係小於特定的調整量。 12. 如申請專利範圍第5項的機台裝置，其中第二機 台的可移動範圍係設定成可符合第二機台的特定行程量， 且其等係小於特定的調整量。 1 3 . —種曝光裝置，用以將一光罩的型樣影像經一投 射型光學系統曝光至一基質上，包含： 一照明單元，可照射該光罩，以形成該型樣影像；及 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的機台裝置 ;其中該基質及/或光罩係由該機台裝置加以移動以進行 曝光。 14. 一種裝置的製造方法，包含： 使用如申請專利範圍第1 3項所述的曝光裝置，將一 基質經一光罩加以曝光的步驟； 將該已曝光基質加以顯影的步驟；及 -31 - 200813659 藉處理該已顯影的基質來製造一裝置的步驟。 -32-