TWI486723B - 在微影系統中處理基板的方法 - Google Patents

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Description

在微影系統中處理基板的方法
本發明係有關於一種在一微影系統中處理基板的方法，並且尤其有關於一種用於在一微影系統的基板預備單元及負載鎖定單元之間轉移基板的方法。
在半導體產業中，一種對於以高正確性及可靠度來製造更小的結構之不斷增加的渴望在晶圓處理技術上施予極高的要求。尤其，重要的是最大化晶圓處理設備的晶圓處理量，同時維持最低的資本成本及操作成本，並且沒有過度使用地板空間。地板空間在半導體製造環境中是昂貴的，因為大部分的空間都需要符合高標準的無塵室條件。因此，將被晶圓處理設備佔用的地板空間，亦即所謂的覆蓋區(footprint)，較佳的是盡可能為有限的。再者，為了確保無塵室條件可被維持，晶圓處理設備較佳的是在無塵室內維修。
在晶圓上的積體電路製造中之一非常重要的步驟是微影。在一微影製程中，一預設的圖案係被轉印到一通常被稱為晶圓的半導體基板之上。目前，利用微影設備圖案化的結構之最小的尺寸在大小上是大約70nm。然而，為了產生更加複雜的電路，具有更小尺寸的結構是所要的。
微影系統的處理量也是一項重要的因數。帶電粒子微影機器係能夠以極小的尺寸圖案化基板，但卻是在較低的 處理量之下進行。目前，光學微影機器是可利用的，其可以每小時圖案化大約100個晶圓。10個分別能夠每小時圖案化大約10個晶圓的帶電粒子微影機器之叢集才能夠匹配此處理量。
待曝光的基板至每個微影機器之有效率的轉移以及經曝光的基板從每個微影機器之取出是整體來看最大化系統的處理量之一重要的因數。
本發明之一目的是提供一種在一微影系統的一微影系統單元中處理基板的方法，該微影系統單元係包括至少兩個基板預備單元、一包括至少第一及第二基板位置的負載鎖定單元、以及一用於在該基板預備單元及負載鎖定單元之間轉移基板的操縱基板的機器人。該方法係包括提供一連串待曝光的基板至該機器人，該等基板包含一第N個基板、一在該第N個基板的前一個的第N-1個基板、以及一在該第N個基板的後一個的第N+1個基板；藉由該機器人轉移該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者；在該第一基板預備單元中的一第一基板支承結構上夾箝該第N個基板，該第N個基板及第一基板支承結構一起構成一受夾箝的第N個基板；藉由該機器人從該第一基板預備單元轉移該受夾箝的第N個基板至在該負載鎖定單元中的該第一及第二位置中之一未被佔用者，以用於在該微影系統單元中的曝光；以及在該微影系統單元中曝光該受夾箝的 第N個基板。該受夾箝的第N個基板較佳的是在該第N-1個基板在該微影系統單元中的曝光完成之前被轉移到該負載鎖定單元。
該方法可進一步包括藉由該機器人轉移該第N+1個基板至該等基板預備單元中之一第二者；在該第二基板預備單元中的一第二基板支承結構上夾箝該第N+1個基板，該第N+1個基板及第二基板支承結構一起構成一受夾箝的第N+1個基板；以及藉由該機器人從該第二基板預備單元轉移該受夾箝的第N+1個基板至該負載鎖定單元中的該第一及第二位置中之一未被佔用者，以用於在該微影設備中的曝光。該受夾箝的第N+1個基板較佳的是在該第N個基板於該微影系統單元中的曝光完成之前被轉移到該負載鎖定單元。
該方法可進一步包括從該負載鎖定的該第一及第二位置中之不同於由該受夾箝的第N+1個基板所佔用者的一位置，藉由該機器人轉移該經曝光的受夾箝的第N個基板至該第二基板預備單元；從該第二基板預備單元中的該第一基板支承結構分離該經曝光的第N個基板；以及從該第二基板預備單元藉由該機器人轉移該經曝光的第N個基板以用於從該微影系統單元移除；其中該受夾箝的第N+1個基板係在該經曝光的受夾箝的第N個基板從該負載鎖定單元被轉移之前被轉移至該負載鎖定單元。
該微影系統單元可進一步包括一基板儲存單元，並且該方法可進一步包括藉由該機器人轉移該第N個基板至該 基板儲存單元，並且轉移該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者係包括從該基板儲存單元藉由該機器人轉移該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者。
該微影系統單元亦可包括一基板介面單元，該介面單元被配置以用於在一轉移基板的機器人以及該操縱基板的機器人之間轉移該等基板。轉移該第N個基板至該基板儲存單元可包括從該介面單元藉由該機器人轉移該第N個基板至該基板儲存單元，並且轉移該經曝光的第N個基板以用於從該微影系統單元移除可包括從該第二基板預備單元藉由該機器人轉移該經曝光的第N個基板至該介面單元以用於從該微影系統單元移除。
該微影系統可進一步包括一水平轉移的機器人，該水平轉移的機器人被配置以用於接收該等基板並且水平地轉移該等基板至該介面單元、以及用於轉移來自該介面單元之經曝光的基板並且水平地轉移該等基板以用於從該微影系統單元的移除。該方法可進一步包括在轉移該第N個基板至該基板儲存單元之前藉由該水平轉移的機器人轉移該第N個基板至該介面單元；以及在藉由該操縱基板的機器人轉移該經曝光的第N個基板至該介面單元之後，藉由該水平轉移的機器人轉移來自該介面單元之經曝光的第N個基板。
該第一及第二基板預備單元以及該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置可彼此相對垂直地被配置，並且該操縱基板的機器人可被配置以用於在該基板預備單元以及該 負載鎖定單元的該第一及第二基板位置之間垂直地轉移該等基板。在此配置中，該方法的轉移步驟可包括藉由該操縱基板的機器人的垂直轉移。
該微影系統單元可進一步包括一基板儲存單元以及一介面單元。該第一及第二基板預備單元、該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置、該儲存系統、以及該介面單元可彼此相對垂直地被配置，並且該操縱基板的機器人被配置以用於在該基板預備單元、該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置、該儲存系統、以及該介面單元之間垂直地轉移該等基板。
該方法可進一步包括從該負載鎖定的該第一及第二位置中之一不同於該受夾箝的第N個基板所佔用者的位置，藉由該機器人轉移該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該第一基板預備單元，該第N-1個基板是先前被夾箝至一第三基板支承結構並且在該微影設備中曝光；從該第一基板預備單元中的該第三基板支承結構分離該經曝光的第N-1個基板；以及從該第一基板預備單元藉由該機器人轉移該經曝光的第N-1個基板以用於從該微影系統單元的移除。該受夾箝的第N個基板可以在該受夾箝的第N-1個基板在該微影設備中的曝光完成之前被轉移至該負載鎖定單元。
該方法可進一步包括，在夾箝該等基板的每一個在該等基板支承結構中之一上之前，在該等基板預備單元中之一內將該基板預先對準朝向一預設的朝向。該方法可進一步包括在轉移至該等基板預備單元中之一以用於夾箝該基 板之前，將該等基板的每一個粗略的預先對準朝向一預設的朝向。該方法亦可進一步包括，在夾箝該等基板的每一個在該等基板支承結構中之一上之前，藉由從該基板支承結構移除熱能以熱調節該基板支承結構。
該負載鎖定可包括一負載鎖定機器人，並且該方法可進一步包括在該受夾箝的第N個基板轉移到該負載鎖定單元的該第一及第二位置中之一未被佔用者之後，抽吸降壓該負載鎖定單元；從該微影系統單元藉由該負載鎖定機械臂轉移該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該被抽吸降壓的負載鎖定單元的該第一及第二位置中之一未被佔用者；從該被抽吸降壓的負載鎖定藉由該負載鎖定機器人轉移該受夾箝的第N個基板到該微影系統單元中；以及在轉移該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該第一基板預備單元之前通氣該負載鎖定單元。
該被抽吸降壓的負載鎖定單元的該第一及第二位置可彼此相對垂直地被配置，並且該負載鎖定機器人可包括一被配置以用於轉移基板往返該第一位置之上方的處理主體以及一被配置以用於轉移基板往返該第二位置之下方的處理主體。
將會明顯的是，目前發明出的原理可用各種方式被設定用來實施。
以下是僅作為舉例並參考圖式的本發明的各種實施例 的說明。
圖1係展示一種帶電粒子微影設備100的一實施例之簡化的概要示意圖。此種微影系統例如是描述在美國專利第6,897,458、6,958,804、7,019,908、7,084,414及7,129,502號以及美國專利申請案公開第2007/0064213號、以及共同申請之美國專利申請案序號第61/031,573、61/031,594、61/045,243、61/055,839、61/058,596、61/101,682號中，前述全部都讓與給本發明擁有者並且全部都藉此以其整體併入作為參考。
在圖1中所示的實施例中，該微影設備100係包括一電子源101，用於產生一擴展的電子射束120。該擴展的電子射束120係藉由準直儀透鏡系統102來使其準直。該準直的電子射束121係撞擊在一孔徑陣列103上，該孔徑陣列103阻擋射束的部分以產生複數個小射束122。該系統係產生大量的小射束122，較佳的是大約10,000至1,000,000個小射束。
該等電子小射束122係通過一聚光透鏡陣列104，該聚光透鏡陣列104係將該等電子小射束122聚焦在一射束阻斷器陣列105的平面中，該射束阻斷器陣列105係包括複數個用於偏轉該等電子小射束中的一或多個之阻斷器。經偏轉及未偏轉的電子小射束123係到達射束阻擋陣列108，該射束阻擋陣列108具有複數個孔。該小射束阻斷器陣列105以及射束阻擋陣列108一起運作以阻擋或是通過小射束123。若小射束阻斷器陣列105偏轉一小射束，則該小射束 將不會通過在射束阻擋陣列108中之對應的孔，而是將會受到阻擋。但若是小射束阻斷器陣列105並不偏轉一小射束，則該小射束將會通過在射束阻擋陣列108中之對應的孔，並且通過射束偏轉器陣列109以及投射透鏡陣列110。
射束偏轉器陣列109係提供每個小射束124在X及/或Y方向(實質垂直於未偏轉的小射束的方向)上的偏轉，以便掃描該等小射束橫跨目標或基板130的表面。接著，該等小射束124通過投射透鏡陣列110並且被投射到基板130之上。該投射透鏡配置較佳的是提供大約100到500倍的縮倍率。該等小射束124係撞擊在基板130的表面上，該基板130被設置在用於攜載基板的可動平台132上。對微影應用來說，該基板通常包括一設置有一帶電粒子敏感層或光阻層的晶圓。
該帶電粒子微影設備100係操作在一真空環境中。真空是除去微粒所需要的，該些微粒可能被該等帶電粒子射束離子化而變成被吸引至該來源、可能會分離並且沉積到該機器構件之上、並且可能會分散該等帶電粒子射束。通常會需要至少10-6 巴的真空。為了維持該真空環境，該帶電粒子微影系統係位在一真空室140中。該微影設備100的所有主要元件較佳的是容納在一共同的真空室中，該等主要元件包含該帶電粒子源、用於將該等小射束投射到該基板之上的投射系統、以及該可動平台。
在一實施例中，該帶電粒子源的環境係被差異化地抽吸成高達10-10 mbar之非常高度的真空。在此種實施例中， 該來源可被設置在一個別的室中，亦即一來源室中。抽吸以降低該來源室中的壓力位準可依照以下的方式來執行。首先，該真空室及來源室被抽吸以降低到該真空室的位準。接著，該來源室係額外被抽吸至一所要的更低的壓力，較佳的是以熟習技術者已知的方式藉由一化學吸氣劑來進行。藉由利用一再生性、化學方式及所謂的被動泵，例如吸氣劑，在該來源室內的壓力位準可被帶到低於該真空室中之壓力位準的位準，而不需要用於此目的之真空渦輪泵。吸氣劑的使用係避免該真空室的內部或緊臨的外圍附近受到若是為此目的而使用真空渦輪泵或類似者將會有的聲音及/或機械震動。
圖2係展示一描繪模組化微影設備200的主要元件之簡化的方塊圖。該微影設備200較佳的是以一種模組化方式設計，以容許有便利的維護。主要的子系統較佳的是被建構在獨立且可拆卸的模組中，因而它們可在對其它子系統的干擾盡可能的小之下，從該微影設備被移除。這是特別有利於封入真空室中的微影機器，其中對該機器的接取(access)是受限的。因此，一有缺陷的子系統可在沒有不必要地中斷連接或干擾其它系統之下快速地被移除及替換。
在圖2中所示的實施例中，這些模組化子系統係包含一含有該帶電粒子射束來源101及射束準直系統102的照射光學模組201、一包含孔徑陣列103及聚光透鏡陣列104的孔徑陣列及聚光透鏡模組202、一包含小射束阻斷器陣列105的射束切換模組203、以及包含射束阻擋陣列108、射 束偏轉器陣列109，以及投射透鏡陣列110的投射光學模組204。該等模組係被設計成滑入與滑出一對準框架。在圖2中所示的實施例中，該對準框架係包括一對準內部子框架205以及一對準外部子框架206。一框架208係透過振動阻尼架座207來支承該等對準子框架205及206。該基板130被支撐在基板支承結構209上，該基板支承結構209接著被置放在一夾頭210上。該夾頭210係位在該平台的短衝程211及長衝程212上。該微影機器係封入在真空室240中，該真空室240可包含一或多個鎳鐵高導磁合金(mu metal)屏蔽層215。該機器被支撐在底板220上，該底板220則被框架構件221所支撐。
每個模組需要大量的電氣信號及/或光學信號、以及用於其動作的電力。在該真空室240內的模組係從控制系統接收這些信號，該控制系統通常是位在該室240之外。該真空室240係包含被稱為埠的開口，以用於容許攜載來自該控制系統的信號之電纜線進入該真空殼體，同時維持在該些電纜線周圍的真空密封。每個模組較佳的是使得其大量的電氣、光學及/或電力纜線連線被拉線穿過一或多個專用於該模組的埠。此係使得用於一特定模組的電纜線能夠在不干擾用於其它模組中的任一者的電纜線之下被斷連、移除及替換。
圖3a係展示根據本發明的一實施例的包括一群組的微影系統單元的微影系統300的佈局之俯視圖。在下文，該佈局可被稱為微影系統300或叢集300。圖3b概要地展示 該微影系統300的一部分之側剖視圖。
在此特定實施例中，該微影系統300係包括一具有十個微影系統單元的群組。該些微影系統單元係緊接地被配置成各五個單元的兩列。緊鄰於該叢集300的地板空間係被保留為維修區域305。每個微影系統單元係包括一內含在其本身的真空室中之微影設備301，其中每個真空室的一側邊係面對在另一列中的一微影系統單元，而該相對的側邊係面對該叢集300的周圍，尤其是該維修區域305。
在帶電粒子微影設備的情形中，該真空室較佳的是包括所有致能微影處理的元件，該些元件包含一帶電粒子來源、一用於投射帶電粒子小射束到一待圖案化的基板上的投射系統、以及一可動的基板平台。例如，該真空室可對應於參考圖2所述的室240。
該微影系統單元面對一被設置用於維修目的之自由區域的側邊係包括一用於轉移基板進出該真空室的負載鎖定系統310，並且亦包括一可以為了此種維修目的而被開啟的進出門330。
該些微影系統單元係在和該負載鎖定系統310同一側被設置有一門330。該門330可以是可拆卸地連接的，並且可以是以其整體可拆卸的，例如是藉由利用一轉移單元340來進行的。該轉移單元340可被配置以支撐該門330並且可包括一或多個轉移元件345，例如是輪或軌道。該微影設備301可藉由一支撐結構335來加以支撐，以用於將該微影設備定位在一升高的位置處。
在設置該負載鎖定系統及進出門的側邊之自由區域較佳的是大到足以容納該門及負載鎖定的覆蓋區。再者，該自由區域大到足以容納一用於承載該微影設備的構件的設備之覆蓋區是所期望的。
因此，該微影系統300係包括複數個具有一負載鎖定系統310以及一門330的微影系統單元，該負載鎖定系統310及門330係面對周圍，更尤其是面對圍繞該微影系統300的維修區域305。由於負載鎖定系統310及門330之“向外的”朝向，包含在真空室內之微影設備301的微影系統單元是直接可從維修區域305進入的。直接的進入係簡化該微影系統300的維修，並且可以縮短該微影系統或是其零件的停機時間。為了維修而打開單一特定的真空室可以在不影響其它在該微影系統300內之微影系統單元的處理量之下完成。
該些微影系統單元之緊接的佈局係提供一微影系統300有限的“覆蓋區”。在一工廠內的地板空間是珍貴的，因此工廠地板空間之有效率的使用是重要的。
該負載鎖定系統310可以整合到該門330中。該負載鎖定系統310及門330的整合係減少用在製造該微影系統單元的材料量。該門330的一部分可以直接用作為負載鎖定系統310的其中一側壁。材料的減少係具有優點為，該門及負載鎖定系統的組合在維修期間是較容易處理的。再者，由於在製造期間需要較少材料，因此該微影系統的製造成本也被降低。
該微影系統300進一步包括一基板供應系統315。該基板供應系統315係被配置以接收待被該微影系統300處理的基板，並且提供這些基板至該微影系統單元以用於處理。此可以有效地表示該基板供應系統315係為了預先處理的目的而提供該等基板至一預備系統320。在圖案化之後，該基板供應系統315可收集該等經圖案化的基板。一基板供應系統315的使用係使得該微影系統300能夠有效率地和工廠中的其它設備合作，因為其容許相當容易的替換目前所使用的微影系統。
圖3c概要地展示圖3a的微影系統300之另一側視圖。在該所示的實施例中，該微影系統300進一步包括一基板轉移系統350，以用於從該基板供應系統315接收基板及/或轉移基板至該基板供應系統315。該基板轉移系統350可以具有適當的輸送帶系統的型式，例如，一種延伸在一實質水平的方向上之輸送帶系統。
較佳的是，該基板轉移系統350係被設計成不會干擾到該些微影系統單元的門330。此可如同圖3c中所示地被達成。在此實施例中，該基板轉移系統350係延伸在一實質水平的方向上，並且被配置在該微影系統單元的負載鎖定系統310及預備單元320之上。因此，在該微影系統300內之單一微影系統單元的門可為了維修目的而被開啟，而該基板轉移系統350可以繼續在該基板供應系統315及微影系統300內的其它微影系統單元之間轉移基板。
參考圖3a-3c敘述的佈局係提供具有有限複雜度之微 影系統單元的一個叢集。該佈局可以相當輕易地予以縮放。例如，若該微影系統300需要以80%容量來運作，則該十個微影系統單元中只需八個來操作及/或被安裝。
再者，該微影系統300可提供可靠的處理量。若一微影系統單元故障及/或需要維修，在該叢集300內之其它微影系統單元可以繼續其動作。因此，在10個具有每小時10個基板或晶圓的處理量(wph)之微影系統單元的情形中，一微影系統單元的故障係容許該叢集300能夠繼續以90%的效率工作。換言之，其接著是以9x10wph=90wph的處理量操作，而不是理想的100wph。相較之下，目前技術水準的光學微影設備可運作在100wph的處理量。然而，若此種光學微影設備內之某些構件故障，則整個設備需要停機，此係降低處理量至0wph。
在進入真空室之前，一基板通常會進行夾箝、預先對準及抽吸降壓的動作。在此背景中，夾箝係被定義為設置一基板在一基板支承結構上以形成單一結構，此後被稱為“夾具(clamp)”。再者，該術語“受夾箝的基板”係被用來指稱一受到一基板支承結構夾箝的基板。預先對準係有關於將該基板及/或夾具對準成使得圖案化可在處於某一朝向的基板的一預設的部分之上被執行。抽吸降壓係有關於降低基板周圍的壓力之步驟，以最小化污染並且在基板插入該微影設備301之際降低該基板在真空室壓力上的影響。
在藉由該微影設備301執行圖案化動作之後，該基板通常是遭受到一通氣動作以及一鬆開動作，亦即，從該基 板支承結構分離該基板。在該通氣及鬆開動作之間，該基板可被轉移。
該負載鎖定系統310係形成一個到該真空室內的真空環境的介面。該系統310通常被用於上述的抽吸降壓動作及通氣動作。為此目的，該負載鎖定系統310係包括一或多個其中壓力可被調節的室。該負載鎖定系統310可包括適用於抽吸降壓及通氣的動作的單一室。或者是，該系統310係包括用於抽吸降壓及通氣之個別的室。為了該抽吸降壓動作，該系統310係包括泵以用於抽吸降壓在一室內的壓力至一降低的壓力，例如，適用於該受夾箝的基板及基板支承至該微影設備301的轉移的真空。為了該通氣動作，該負載鎖定系統310係包括用於在該受夾箝的基板在該微影設備301中的處理之後通氣一室以增高壓力的通氣孔。
夾箝及/或鬆開可在該預備系統320中被執行。或者是，該夾箝可在提供基板至該預備系統320之前，在一不同的位置處被執行，例如，在該共同的供應系統315內。在又一替代方案中，夾箝及/或鬆開可在該負載鎖定系統310內被執行。
夾箝及鬆開可在個別的單元中被執行，但亦可在同一單元中被執行。在以下，該用詞“夾箝單元”係指一用於夾箝及/或鬆開的單元。
圖4概要地展示一微影系統單元，其被設置有一用於抽吸降壓的第一負載鎖定室310a、一用於通氣的第二負載鎖定室310b以及一包含一些基板預備單元360a-360d的預 備系統320。在此實施例中，一夾具係形成在該預備系統320之一適當的基板預備單元360a-360d中，並且接著經由該第一負載鎖定室310a而被插入該真空室中。在該基板藉由該微影設備301的圖案化之後，該夾具係經由該用於鬆開的第二負載鎖定室310b而被轉移回到該預備系統320中之一適當的基板預備單元360a-d。
如在圖4的實施例中所示，該預備系統320可進一步包含一預先對準單元370，其係用於在透過該第一負載鎖定室310a進入該微影設備301之前將該基板預先對準。為了確保基板在該基板支承結構上的位置及/或朝向是適合用於在該微影設備301內之正確的曝光，預先對準可能是所需的。在該預先對準單元370中的預先對準之後，該基板係被提供至該第一負載鎖定室310a以用於進一步的處理。
預先對準可在基板被夾箝之前先在一個別的基板上執行。在此種情形中，該預先對準可以在一基板預備單元360a-360d內被完成，此將會減少由該微影系統單元佔用的空間。若該基板是在一個別的預先對準單元370中被預先對準，該基板較佳的是在被夾箝到一基板支承結構之上時預先對準。受夾箝的基板的預先對準係降低該基板被夾箝到該基板支承結構上所需的準確度。
一預備系統320可進一步包括一或多個額外的單元。例如，該預備系統320可包含一用於在該微影設備301中的曝光之前調節受夾箝的基板及/或未受夾箝的基板之調節單元。該調節單元可被配置以用於受夾箝的基板或是未受 夾箝的基板的熱調節，其藉由例如是如同熟習此項技術者已知的從基板(及基板支承結構)移除熱能，以改善微影圖案化的準確性。
基板及/或夾具可藉由利用一機器人而被轉移在不同的單元之間，該機器人係操作在一機器人空間400之內。在圖4的範例實施例中，該機器人係包括一可移動在一實質垂直的方向上的載具401。因此，此種機器人此後將會被稱為垂直轉移的機器人或VTR。該載具401係被配置以用於適當地輸送基板及/或夾具在該負載鎖定室310a、310b、基板預備單元360a-360d、以及預先對準單元370之間。此外，該機器人401可進一步被配置以和該基板轉移系統350一起處理基板的交換。在圖4中，該載具401係承載一包括一基板支承結構403以及一夾箝在該基板支承結構403上的基板405之夾具。
一微影系統單元可進一步包括一用於暫時儲存基板的儲存單元410。被儲存的基板可以是仍需要藉由微影設備301圖案化的基板。替代或是額外地，該基板儲存單元410可被配置以儲存等待透過基板轉移系統350轉移之圖案化後的基板。在圖4中所示的實施例中，該儲存單元410係耦接至該基板轉移系統350。替代或是額外地，該儲存單元410可耦接至一可更換的單元並且可具有一種所謂的晶圓傳送盒(FOUP)的型式。FOUP係致能數個基板在一FOUP中相當安全的轉移在一(無塵室)環境中。在又一實施例中，該儲存單元410是一例如是FOUP之可更換的單元。
此外，圖4概要地展示用於確保微影設備301正確動作所需的電子設備420可被置放在該微影設備301的頂端上。即如同圖3b中所示的實施例，該門330可和真空室外的其它構件一起例如是藉由一包括一或多個轉移元件345的轉移單元340而被移除。
儘管在圖4中的不同構件係被展示為彼此堆疊的，但其中該等構件中的一或多個彼此相鄰地被設置在一實質水平的方向上之替代實施例亦被思及。再者，該不同構件的順序可以是不同的。
在該微影系統未顯示於圖4中的其它實施例中，夾箝及/或鬆開係在該負載鎖定系統310內被執行。能夠執行這些動作的負載鎖定系統310因而需要在本質上是相當複雜的。
夾箝方法係包含(但不限於)藉由利用毛細管力的夾箝，例如，如同在美國專利申請案第2010/0265486號中所述者，該美國專利申請案被讓與給本發明的擁有者並且藉此以其整體納入作為參考。藉由施加真空的夾箝、藉由凍結該基板到基板支承結構的夾箝、以及藉由電磁力的使用的夾箝是可行的替代方案中之某幾個。夾箝的類型可以依據將被使用在該基板上的後續處理的類型而定。
該負載鎖定系統310a、310b、以及在該微影系統內之其它單元，例如：一或多個在該預備系統320中的單元(例如預先對準單元370)、夾箝/鬆開單元360以及基板儲存系統410，可包括一或多個閥以用於產生一受控的壓力環境。 將該等基板及/或夾具保持在一受控的壓力環境中，此係允許一污染降低的環境能夠被維持在該等基板的周圍。該受控的壓力環境可以是一介於大氣壓力與該微影設備301的高度真空之間的中間的真空。此中間的真空係致能污染的降低，同時避免有大體積維持在高度真空。尤其在尚未圖案化的基板的情形中，該中間的真空有助於準備該基板以用於在該微影設備的真空環境中之稍後的處理。
一種其中該夾箝及/或鬆開單元是設置在該微影系統單元之內，例如是如同在圖4中所示的在一預備系統320之內或是在一負載鎖定系統310之內的微影系統可被認定為一種具有一本地未受夾箝的基板供應或“本地叢集”之叢集的微影系統300。在一本地叢集中，未受夾箝的基板係被輸送到一在該等基板將於其中被處理的微影設備301的附近的區域。接著，該基板被夾箝到在一基板支承結構上，並且最後該等夾具(亦即，被夾箝到一基板支承結構上的基板)係被提供至該微影設備301。由於在不同的微影系統單元間並沒有許多構件被共用，因此本地叢集可相當容易地被縮放，因為一微影系統單元的增加及/或移除最多僅意味著必須對於提供基板的方式作出調整。
圖5概要地展示一用於在一微影系統單元中處理一基板之動作流程。基板的轉移可利用一操縱基板的機器人來加以達成，圖5係描繪用於完成轉移序列的機器人的軌跡。該機器人可包括一例如是圖4中的載具401之載具及/或具有載具的型式。在圖5中，在該基板轉移系統與該機器人 之間的介面係被表示為“IF”。再者，該範例的微影系統單元係包括一儲存單元SU、一第一預備系統單元PSU-1、一第二預備系統單元PSU-2、以及一耦接至一微影設備的負載鎖定LL。
如先前所提及的，該介面IF可對應於在先前參考圖4所述的基板轉移系統350及微影系統單元之間的介面。該儲存單元SU可對應於先前參考圖4所述的儲存單元410。該等預備單元PSU-1及PSU-2例如可包括上述的基板預備單元360中之兩個。最後，該負載鎖定LL可對應於先前參考圖4所述的負載鎖定系統310。或者是，該負載鎖定LL可以係包括單一負載鎖定室，該負載鎖定室係包括一或多個載具，以致能在該負載鎖定LL中超過一基板的處理。在該機器人實際轉移一基板期間的移動係藉由實線箭頭來代表。無基板轉移的機器人之單純的移動係藉由虛線箭頭來表示。
在圖5中的軌跡開始於該機器人被定位在該介面IF。在動作501中，第一個移動係牽涉到一個新的未受夾箝之待曝光的基板從該介面IF朝向該儲存單元SU的轉移，以用於暫時的儲存。注意到的是，在動作501中的此種轉移之前，該基板可以是已經用一種相對粗略的方式對準，此例如是藉由偵測一基板缺口或類似者的朝向。在該基板置放在該儲存單元SU中之後，該機器人係在動作502中朝向該第一預備系統單元PSU-1移動。在動作503中，在預備系統單元PSU-1處，該機器人拾起一經曝光的未受夾箝的 基板並且轉移此基板至該介面IF，以容許從該微影系統單元移除該基板。該機器人接著在動作504中移動回到儲存單元SU以拾起在動作501的結束時被置放其中之該用於曝光的未受夾箝的基板。在動作505中，該未受夾箝的基板係從該儲存單元SU被拾起並且被轉移至該預備系統單元PSU-1。在置放該未受夾箝的基板在該PSU-1中之後，該機器人係在動作506中移動至該預備系統單元PSU-2。該機器人接著在動作507中拾起一受夾箝的待曝光的基板並且轉移該受夾箝的基板至該負載鎖定LL以用於在該微影設備中的曝光。在該負載鎖定之該受夾箝的基板的移除之後，該機器人在動作508中拾起一經曝光的受夾箝的基板並且轉移此基板至預備系統單元PSU-2以用於鬆開。最後，該機器人係在動作509中，在沒有攜載基板之下移動至該介面IF。動作501-509的系列係被稱為“週期A”。
在圖5中的軌跡接著利用類似於動作501的動作511在該介面IF繼續。然而，在置放新的未受夾箝之待曝光的基板之後，該機器人並非如同在動作502中地移動到預備系統單元PSU-1，而是在動作512中移動到預備系統單元PSU-2。接著，在動作513中，該機器人拾起存在於預備系統單元PSU-2中之一經曝光的受夾箝的基板，並且轉移此基板至該介面IF以使得該基板能夠從該微影系統單元移除。該機器人接著以一種類似其在動作504中所做的方式，在動作514中移動至該儲存單元SU。該機器人接著在動作515中從該儲存單元SU拾起一未受夾箝的待曝光的基板， 並且轉移此基板至該預備系統單元PSU-2。在轉移此未受夾箝的基板之後，該機器人係在動作516中移動至該預備系統單元PSU-1，在動作517中拾起一受夾箝的待曝光的基板並且轉移該受夾箝的基板至該負載鎖定LL以用於在該微影設備中的曝光。在移除於該負載鎖定之受夾箝的基板之後，該機器人在動作518中拾起一經曝光的受夾箝的基板並且轉移此基板至預備系統單元PSU-1以用於鬆開。最後，該機器人係在動作519中，在沒有攜載基板之下移動至該介面IF。動作511-519的系列係被稱為“週期B”。
該機器人現在可以重複圖5的軌跡，此係有效地表示其交替在後續的週期A及週期B之間，其中該兩個週期間的差異是該預備系統單元PSU-1及預備系統單元PSU-2的角色。在一預備系統單元中的夾箝動作花費的時間比一整個週期的持續期間長的情形中，圖5中所示的軌跡是特別有用的，以確保基板連續的流動。
考慮到對擁有一有限尺寸的微影系統的渴望，在該微影系統單元內之構件的儲存容量較佳的是有限的。尤其，PSU-1及PSU-2一般是只能夠使得單一基板的預備變為容易。類似地，該儲存單元SU較佳的是儲存單一基板。該負載鎖定LL較佳的是能夠儲存兩個被夾箝的到對應的基板支承結構上之基板。在該負載鎖定LL中容納兩個受夾箝的基板的可能性係致能在不需要先移除一已經在稍早處理的基板之下，能夠置放一受夾箝的基板在該負載鎖定LL中。該負載鎖定LL可包括單一負載鎖定室。或者是，該負載鎖定 LL係包括超過一個負載鎖定室，例如參考圖4所述者。在此多室的實施例中，每個負載鎖定室較佳的是被配置以容納被夾箝到一基板支承結構上之單一基板。
在只有單一基板被儲存在該儲存單元SU、預備系統單元PSU-1以及預備系統單元PSU-2中的情形中，以下可說是有關一個依照參考圖5所述的軌跡處理的晶圓N。該晶圓N將會是在動作501中從該介面IF轉移至該儲存單元SU，選配的是在該晶圓的朝向已經由於該介面IF的一對準程序的關係而改變之後。該晶圓N係接著在動作505中轉移至該第一預備系統單元PSU-1。在使用一具有單一晶圓容量的儲存單元SU的情形中，該儲存單元SU接著將會因此是空的。根據動作517，該晶圓N接著被夾箝，並且該受夾箝的基板接著轉移至該負載鎖定LL。除了夾箝外，其它動作亦可在該預備系統單元PSU-1中被執行。例如，相對精細的對準，尤其是有關相對該晶圓N將被夾箝於其上的基板支承結構的晶圓N的朝向，可在夾箝之前被執行一短暫的時間期間。透過該負載鎖定LL，該晶圓N係被轉移到該微影設備中以用於微影曝光。在該微影設備內，可在曝光之前執行一或多個進一步的動作。此種動作可包含一或多個量測，例如：對準標記量測、射束定位量測、以及射束電流量測。有關此種量測的動作可包含(但並不限於)該晶圓N至一聚焦平面感測器的移動、量測在例如是x、y、z、Rx、Ry及Rz的不同方向上之整體的朝向、掃描在該晶圓N上的場域周圍的標記、該晶圓N至一對準感測器上的標記(例如， 刀刃邊緣對準標記)的移動、以及該晶圓N至一射束定位感測器的移動。在曝光之後，該晶圓N被轉移回到該負載鎖定室LL並且藉由該機器人移除及轉移到一用於鬆開的預備系統單元，此係對應於動作508或動作518，該動作係根據被使用的預備系統單元而定。最後，該晶圓N係在動作509或動作519中被移動至該介面，以使得該經處理的晶圓N能夠藉由該基板轉移系統從該微影系統單元移除。
在上述的情節中，在晶圓N之後將被處理的晶圓，亦即晶圓N+1，係佔用由晶圓N在該儲存單元SU中所留下的開放空間，因此該機器人在動作511中從該介面IF轉移晶圓N+1至該儲存單元SU。該基板係接著在動作515中被移動到該預備系統單元PSU-2。在預備之後，該晶圓N+1係轉移至該負載鎖定LL。較佳的是，在此時，晶圓N亦存在於該負載鎖定LL中，準備從該負載鎖定移除，並且在動作508中藉由該機器人轉移至預備系統單元PSU-2。在此情節中，晶圓N因此將會有效地取得先前被晶圓N+1在該預備系統單元PSU-2中佔用的位置。
在上述的情節中，在晶圓N之前被處理的晶圓，亦即晶圓N-1，是當晶圓N由於動作517而被設置於該負載鎖定LL中時，存在於該負載鎖定LL中的晶圓。晶圓N-1係接著在動作518中從該負載鎖定LL被移除並且被轉移至該基板預備單元PSU-1，以取得先前被晶圓N佔用的位置。
圖6係展示一微影系統300的立體圖。在此種微影系統300中，所有的構件都可藉由一適當的殼體或外殼600 而受到保護，以和外界環境隔開。該殼體600係包含可拆卸的部分、或可以是以其整體可拆卸的，以使得在該微影系統300內的構件之維護、修理及操作調整變為容易的。該殼體600可設置有一或多個介面，其係容許操作者能夠監視及/或調整在該微影系統300內之參數。該些介面可包括用於這些目的的一顯示器610及/或一鍵盤620。
圖7係展示圖6的叢集的微影系統的一部分，其中其外罩的一部分係被移除。圖7係展示用於五個微影系統單元的基板的轉移及預備之元件。該些基板係透過該基板轉移系統350而被提供，該基板轉移系統350係包括在一實質水平的方向上移動的轉移機器人650，此後被稱為水平轉移的機器人或HTR 650。該HTR 650係被配置以轉移待被處理的基板朝向一微影系統單元，並且轉移已處理的基板離開一微影系統單元。在該基板轉移系統350及微影系統單元之間的基板交換係透過一介面640來加以執行。
每個微影系統單元係進一步設置有被配置以用於容納至少兩個基板或夾具的至少兩個基板預備單元360、一儲存單元410以及一負載鎖定310。該微影系統單元進一步包含一用於例如是依照參考圖5所述的軌跡在不同的單元之間移動基板及/或夾具的載具401。由於該載具401將會移動在一實質垂直的方向上，此後該載具可被稱為垂直轉移的機器人或VTR 401。
圖8a、8b係提供該基板轉移系統350以及一微影系統單元之間的介面640在基板轉移的不同階段之更詳細的視 圖。該介面640係包括一設置有一頂壁的室641，該頂壁設置有一開口642，其係大到足以容許一基板405被轉移穿過該開口642。該室641進一步包含一支撐表面643以及至少三個可伸縮的插銷644。該至少三個可伸縮的插銷644係被設置在該支撐表面643中，並且可在一實質垂直的方向上移動。該些插銷644係以其可以穩定地支撐一基板405的此種方式彼此相對地設置。再者，該些插銷644係以其不干擾HTR 650及VTR 401的方式被設置，因而這些機器人可以在不受到插銷644干擾之下轉移該基板405。
該HTR 650係包括一可以沿著一導軌652移動的主體651。該主體651係被設置有兩個相對的支撐單元653，該支撐單元653可設置有一或多個延伸部或“指部(finger)”。該兩個相對的支撐單元653係被配置以用於保持該基板405在一穩定的位置。該HTR 650係以其構件並不干擾該些插銷644、同時被設置在該開口641的邊緣以使得基板能夠在該HTR 650及微影系統單元之間轉移的此種方式被建構。
一基板405到一微影系統單元的供應可依照以下的方式執行。首先，該HTR 650係被設置有一基板405，該基板405被支撐在該支撐單元653的頂端。該HTR 650接著藉由在一實質水平的方向上沿著一導軌652移動該主體651來轉移該基板405，直到該基板405被設置在該開口461之上為止。將會瞭解到的是，該HTR 650可以採用許多不同的型式，並且移動該HTR 650的手段也可以不同於圖8a、8b中所繪的方式。接著，該些插銷644將會向上移動穿過該 孔洞，直到它們接觸該基板405為止。在該時點，該些插銷644將會再稍微向上移動一些，以從該HTR 650的支撐單元653舉起該基板405。該HTR 650係接著如在圖8b中所繪地被移動離開該開口641。最後，該些插銷644係被降低以使得該基板405進入該介面室461。該些插銷644的結束位置係由該微影系統單元中所使用的VTR 401的特定尺寸及形狀所決定。一基板405從一微影系統單元的移除可藉由用相反的順序執行上述的動作來加以執行。
圖9a、9b概要地展示一根據本發明的一實施例的載具401。該載具401係包括一設置在一機械臂上的主體680，該機械臂係包括一可沿著一軌道683移動的基座681a，該軌道被定向在一實質垂直的方向上。該機械臂681進一步包括不同的區段681b、681c，其係致能該臂能夠在二維的平面(通常是實質水平的平面)中平移及旋轉該基板。該主體680係被設置有用於攜載一基板405的至少兩個延伸部或指部684a、684b。此外，該主體680係被設置有至少兩個另外的延伸部或指部685a、685b，用於攜載一基板405可被夾箝到其上的基板支承結構403。較佳的是，該用於攜載一基板403的指部684a、684b係被設置在一低於該指部685a、685b的高度處。較佳的是，在高度上的差異係超過該基板支承結構403的厚度，以確保該指部684a、684b並不妨礙該指部685a、695b的攜載效能。在一最佳的設計中，該指部684a、684b可在一夾具正被由該載具401轉移的情形中提供額外的支撐。
該指部684a、684b較佳的是延伸在單一方向上，亦即，其具有直條的形式。最佳的是，該指部684a、684b延伸在彼此實質平行的方向上。該指部685a、685b較佳的是具有一拱形或新月形的形狀，該指部685a、685b的末端係彼此相對的。該指部684a、684b以及685a、685b都具有一長度是長到足以在下面延伸超過其被設計所要支撐的結構之一半。在一圓形的形狀之情形中，此長度因此應超過待攜載的結構之半徑。
如參考圖8a、8b所述的，該VTR 401從該介面室641取出基板，並且轉移該基板405至一基板預備單元360或儲存單元410。在後者的情形中，如圖10中藉由虛線箭頭所繪，該VTR 401係從該基板單元410轉移該基板405至該基板預備單元360，以致能夾箝到一基板支承結構之上並且執行其它適當的預備動作。該儲存單元410係包括一支撐表面411並且可包含可在一實質垂直的方向上延伸的插銷414。在一基板的插入或移除的情形中，該些插銷414係適當地延伸，以容許支撐該基板405的指部684a、684b在一低於該插銷末端的高度滑過該些插銷414中的至少一些插銷。當該指部684a、684b是在正確的位置時，亦即，在插入之前，使得藉由該指部684a、684b支撐的基板405是適當地設置在該些插銷414之上，並且在移除之前，使得該指部648a、684b是適當地設置在藉由該些插銷414支撐的基板405下面，該些插銷414係移動以容許該基板405轉移在插銷414及指部684a、684b之間。
在插入的情形中，該些插銷414接著向上移動，直到其充分的接觸到該基板405為止。在該階段，不是該些插銷414稍微更向上移動一些、就是該VTR 401向下移動，以從該VTR 401分離該基板405，並且容許該基板405的支撐完全由該些插銷414接手。在充分分離之後，該VTR 401係從該儲存單元410縮回。
在基板移除的情形中，該些插銷414向下移動直到該VTR 401的指部684a、684b充分接觸到該基板405為止。在該階段，不是該VTR向上移動、就是該些插銷414向下移動，以從該些插銷414分離該基板405，並且容許該基板405的支撐完全由該VTR 401接手。在充分分離之後，該VTR 401係從該儲存單元410縮回。
圖11係展示一基板支承結構403被設置在其中的一基板預備單元360，而一基板405將被夾箝到該基板支承結構403之上。該基板係被支撐在插銷364上，該些插銷364係以一種類似於參考圖10所述的插銷414的方式運作。較佳的是，該基板支承結構403係被設置有缺口361，該些缺口361係使得該些插銷364能夠容納在該基板支承結構403的實質圓形周邊內，該周邊是若此種缺口361不存在的話原本就會形成者。缺口361的使用係限制由基板支承結構403及插銷364的組合所佔用的空間。再者，藉由容許該些插銷364能夠延伸通過該些缺口361，當該基板405被夾箝到該基板支承結構403之上時，該基板405係在較大的區域接觸該支撐結構403，此可以改善該夾箝品質。最後，在該 基板支承結構中使用缺口可以致能某種型式之粗略的預先對準。
夾箝方法係包含(但不限於)藉由利用毛細管力的夾箝，例如，如同在美國專利申請案第2010/0265486號中所述者，該美國專利申請案被讓與給本發明的擁有者並且藉此以其整體納入作為參考。藉由施加真空的夾箝、藉由凍結該基板405到基板支承結構403的夾箝、以及藉由電磁力的使用的夾箝是可行的替代方案中之某幾個。夾箝的類型可以依據將被使用在該基板405上的後續處理的類型而定。流體的供應(例如，在藉由利用毛細管力來夾箝的情形中)、或是空氣的移除(例如，在藉由施加一真空來夾箝的情形中)可透過一或多個管365來加以執行。該基板支承結構403用於接收該基板405的表面可設置有溝槽的圖案及/或其它例如是瘤節(burl)之高起的結構，以強化該夾箝的過程。
該基板支承結構403係進一步設置有一些突出部或唇部362。這些唇部362係沿著該基板支承結構403的周邊來設置。該些唇部362係被用來接觸該VTR 401的指部685a、685b。在圖11中，該些唇部362係位在一靠近該基板405將被夾箝到其上的基板支承結構403的表面之高度位準處。為了強化在轉移期間的穩定性，該唇部362較佳的是位在該基板支承結構403的重心的上方，並且較佳的是也在一基板支承結構403以及一被夾箝到其上的基板405的組合的重心之上方。在某些實施例中，另一唇部362可被利用以接觸該VTR 401的主體680。
在某些實施例中，例如圖11中所示的實施例，該基板支承結構403係被設置有另外的突出部或唇部363、366。該至少兩個唇部366(只有一個唇部被描繪在圖11中)係被設置在和該些唇部362相同的高度位準處。該唇部363係被設置在一較低的高度位準處。在此後論述的實施例中，這些唇部363、366係被該負載鎖定系統310中之一操縱的機器人所利用。
較佳的是，被用來接觸該VTR的指部685a、685b的該些唇部362係沿著該基板支承結構403的一側邊設置，該側邊是背向該VTR主體680的側邊。此種配置係降低在轉移期間傾斜或翻倒的風險。
在利用該至少兩個唇部366以及至少一唇部363的實施例中，該至少兩個唇部366較佳的是位在被用來接觸該VTR指部685a、685b的唇部362之間。該至少一唇部363係位在面對該VTR主體680的側邊。
圖12概要地展示一用於負載鎖定系統310中之操縱受夾箝的基板的機器人。該操縱的機器人從該VTR 401經由通道710接收待被處理的受夾箝的基板，並且經由在門330中的通道705轉移該受夾箝的基板朝向該微影設備。類似地，該操縱的機器人係從該微影設備經由通道705接收經處理的受夾箝的基板，並且將該基板經由通道710進入而交給該VTR 401。
該操縱的機器人係包括一設置在一機械臂上的主體701。該主體701係被設置有至少兩個延伸部或指部702a、 702b，以用於攜載一在其上夾箝有基板405的基板支承結構403。較佳的是，該指部702a、702b具有一拱形或新月形的形狀，並且具有一長度是長到足以在下面延伸超過其被設計所要支撐的結構之一半。該指部702a具有一不同於指部702b的高度位準(亦即較高)。此在高度位準上的差異之原因將會參考圖13b來加以論述。
圖13a係展示該受夾箝的基板從該基板預備單元360朝向該負載鎖定系統310的轉移。該負載鎖定系統310係包括一操縱受夾箝的基板的機器人，該機器人係包括一機械臂720，其中兩個處理主體701a、701b係彼此重疊地附接到該機械臂720上。
圖13b係展示就在轉移該受夾箝的基板至該上方的處理主體701a後之時點，該負載鎖定系統310之更詳細的視圖。在圖13b中，僅有該機械臂720的一部分被展示，亦即，和該上方的處理主體701a相關的部分被展示。該機械臂720係包括一基座721a，該基座721a可以沿著一軌道721c來移動，該軌道721c被定向在一實質垂直的方向上。該機械臂720更包括連接至該基座721a及主體701a之不同的區段721b，該些區段721b係使得該臂能夠在一個二維的平面中平移及旋轉該夾具，該夾具係藉由該指部702a、702b保持著。
在圖13b所示的實施例中，該基板支承結構403係被設置有唇部362，該唇部362已經被用來接觸該VTR的指部685a、685b，並且沿著該基板支承結構403背向該VTR 主體680的一側邊(圖13b中的左側)被設置。再者，一位在該基板支承結構403的另一側邊上之額外的唇部362已經被用來接觸該VTR主體680。再者，兩個唇部366(只有一個被展示)係被用來接觸從該操縱的機器人之上方的主體701a延伸的上方的指部702a，並且該唇部363係被用來接觸從該操縱的機器人之上方的主體701a延伸的下方的指部702b，使得該上方的主體701a能夠獨立地載有該基板支承結構403。該指部702a、702b的位置(一高、一低)結合該兩組的指部702a、702b以及685a、685b彼此相對的不同朝向(亦即，成一角度)係容許兩組的指部在不彼此干擾之下同時支承該基板支承結構。因此，若該等組的指部中之一組縮回時，該基板支承結構403將會藉由該另一組的指部來加以支承。該等個別的操縱的機器人，亦即，VTR 401以及在負載鎖定系統310中之操縱受夾箝的基板的機器人之設計係使得用一種直接的方式將一基板支承結構403交出成為可能的。此種交出係減少用於基板支承結構轉移所需的空間，此係有助於保持該微影系統單元的尺寸盡可能的小。
圖14a、14b概要地展示從該負載鎖定系統310藉由該VTR 401轉移一經處理的受夾箝的基板朝向一基板預備單元360(請參見虛線)。在圖14a中，在和該操縱的機器人之下方的處理主體701b交接之後，該VTR 401拾起該受夾箝的基板。在圖14b中，該VTR 401將該受夾箝的基板置放在該基板預備單元360中以用於鬆開。
在該負載鎖定系統310中所留下之空的空間現在可由 一經處理的夾具所佔用，該經處理的夾具係如同在圖15a中所示地從該微影設備接收。如同在圖15b中所示，最近被放入之待被處理的受夾箝的基板(請參見圖13b)接著可被插入該微影設備中以用於處理。
或者是，待被處理的受夾箝的基板(由上方的主體701a所支承)係在該經處理的受夾箝的基板的移除之後被送入該微影設備。在此種情形中，該下方的主體701b可能未支承任何受夾箝的基板，直到一個待處理的新的受夾箝的基板由該VTR 401提供為止、或是直到最近被放入該微影設備中之受夾箝的基板已經被處理為止。
儘管本發明的某些實施例已經參考一種包括十個微影系統單元的微影系統來加以敘述，但在一微影系統內之微影系統單元的數目可以變化。例如，其並非是十個微影系統單元，而是任何大於一的其它數目的微影系統單元都可被利用。
本發明已經藉由參考以上所述的一些實施例來加以敘述。將會體認到的是，這些實施例係易於有熟習此項技術者所週知的各種修改及替代形式而不脫離本發明的精神與範疇。於是，儘管特定的實施例已經加以敘述，但這些僅是例子而已，並且未對本發明的範疇作限制，本發明的範疇係界定在所附的申請專利範圍中。
100‧‧‧帶電粒子微影設備
101‧‧‧電子源
102‧‧‧準直儀透鏡系統
103‧‧‧孔徑陣列
104‧‧‧聚光透鏡陣列
105‧‧‧射束阻斷器陣列
108‧‧‧射束阻擋陣列
109‧‧‧射束偏轉器陣列
110‧‧‧投射透鏡陣列
120‧‧‧擴展的電子射束
121‧‧‧準直的電子射束
122‧‧‧小射束
123‧‧‧小射束
124‧‧‧小射束
130‧‧‧目標(基板)
132‧‧‧可動平台
140‧‧‧真空室
200‧‧‧模組化微影設備
201‧‧‧照射光學模組
202‧‧‧孔徑陣列及聚光透鏡模組
203‧‧‧射束切換模組
204‧‧‧投射光學模組
205‧‧‧對準內部子框架
206‧‧‧對準外部子框架
207‧‧‧振動阻尼架座
208‧‧‧框架
209‧‧‧基板支承結構
210‧‧‧夾頭
211‧‧‧短衝程
212‧‧‧長衝程
215‧‧‧屏蔽層
220‧‧‧底板
221‧‧‧框架構件
240‧‧‧真空室
300‧‧‧微影系統(叢集)
301‧‧‧微影設備
305‧‧‧維修區域
310‧‧‧負載鎖定系統
310a‧‧‧第一負載鎖定室
310b‧‧‧第二負載鎖定室
315‧‧‧基板供應系統
320‧‧‧預備系統
330‧‧‧進出門
335‧‧‧支撐結構
340‧‧‧轉移單元
345‧‧‧轉移元件
350‧‧‧基板轉移系統
360‧‧‧夾箝/鬆開單元
360a-360d‧‧‧基板預備單元
361‧‧‧缺口
362‧‧‧唇部(突出部)
363‧‧‧唇部(突出部)
364‧‧‧插銷
365‧‧‧管
366‧‧‧唇部(突出部)
370‧‧‧預先對準單元
400‧‧‧機器人空間
401‧‧‧載具(垂直轉移的機器人(VTR))
403‧‧‧基板支承結構
405‧‧‧基板
410‧‧‧儲存單元
411‧‧‧支撐表面
414‧‧‧插銷
420‧‧‧電子設備
501~519‧‧‧動作
600‧‧‧殼體(外殼)
610‧‧‧顯示器
620‧‧‧鍵盤
640‧‧‧介面
641‧‧‧室
642‧‧‧開口
643‧‧‧支撐表面
644‧‧‧插銷
650‧‧‧水平轉移的機器人(HTR)
651‧‧‧主體
652‧‧‧導軌
653‧‧‧支撐單元
680‧‧‧主體
681‧‧‧機械臂
681a‧‧‧基座
681b、681c‧‧‧區段
683‧‧‧軌道
684a、684b‧‧‧指部(延伸部)
685a、685b‧‧‧指部(延伸部)
701‧‧‧主體
701a‧‧‧上方的處理主體
701b‧‧‧下方的處理主體
702a、702b‧‧‧指部(延伸部)
705‧‧‧通道
710‧‧‧通道
720‧‧‧機械臂
721a‧‧‧基座
721b‧‧‧區段
721c‧‧‧軌道
本發明的各種特點將會參考圖式中所示的實施例進一 步加以解說，其中：圖1是一帶電粒子微影設備的一實施例之簡化的概要示意圖；圖2是一模組化微影設備之簡化的方塊圖；圖3a係展示微影系統的一佈局之俯視圖；圖3b概要地展示圖3a的微影系統的一部分之側剖視圖；圖3c概要地展示該圖3a的微影系統的另一部分之側視圖；圖4概要地展示在一叢集的帶電粒子微影系統中之一微影系統單元；圖5概要地展示在一微影系統單元中的一操縱基板的機器人之範例的軌跡；圖6係展示一叢集的微影系統；圖7係展示該叢集的微影系統在其外罩被移除下的一部分；圖8a、8b係展示在基板轉移的不同階段的一基板轉移系統及一預備系統之間的一介面；圖9a、9b概要地展示根據本發明的一實施例的一載具；圖10概要地展示用於一負載鎖定系統之一受夾箝的基板處理單元；圖11係展示用於置放一基板將被夾箝到其上的一基板支承結構之一基板預備單元；圖12概要地展示用於一負載鎖定系統之一操縱受夾箝 的基板的機器人；圖13a係展示一受夾箝的基板從一基板預備單元朝向一負載鎖定系統的轉移；圖13b係展示圖13a中所繪的負載鎖定系統之更詳細的視圖；圖14a、14b概要地展示一經處理的受夾箝的基板從該負載鎖定系統朝向一基板預備單元的轉移；以及圖15a、15b係展示在一負載鎖定系統內之受夾箝的基板的替換之兩個不同的階段。
501~519‧‧‧動作

Claims (16)

  1. 一種在一微影系統(300)的一微影系統單元(301)中處理基板(405)之方法，該微影系統單元係包括至少兩個基板預備單元(360)、一包括至少第一及第二基板位置的負載鎖定單元(310)、以及一用於在該基板預備單元與該負載鎖定單元之間轉移基板的操縱基板的機器人(401)，其中該方法係包括：提供一連串待曝光的基板(405)至該機器人，該等基板係包含一第N個基板、一在該第N個基板的前一個的第N-1個基板、以及一在該第N個基板的後一個的第N+1個基板；藉由該機器人轉移(505)該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者；在該第一基板預備單元中的一第一基板支承結構(403)上夾箝該第N個基板，該第N個基板以及該第一基板支承結構一起構成一受夾箝的第N個基板；從該第一基板預備單元藉由該機器人轉移(517)該受夾箝的第N個基板至該負載鎖定單元中的該第一及第二位置中之一未被佔用者，以用於在該微影系統單元中的曝光；以及在該微影系統單元中曝光該受夾箝的第N個基板。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該第N-1個基板在該微影系統單元中的曝光完成之前，該受夾箝的第N個基板係被轉移(517)至該負載鎖定單元。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括： 藉由該機器人轉移(515)該第N+1個基板至該等基板預備單元中之一第二者；在該第二基板預備單元中的一第二基板支承結構上夾箝該第N+1個基板，該第N+1個基板以及第二基板支承結構一起構成一受夾箝的第N+1個基板；以及從該第二基板預備單元藉由該機器人轉移(507)該受夾箝的第N+1個基板至該負載鎖定單元中的該第一及第二位置中之一未被佔用者，以用於在該微影設備中的曝光。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中在該第N個基板於該微影系統單元中的曝光完成之前，該受夾箝的第N+1個基板係被轉移(507)至該負載鎖定單元。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括：從該負載鎖定的該第一及第二位置中之不同於由該受夾箝的第N+1個基板所佔用者的一位置，藉由該機器人轉移(508)該經曝光的受夾箝的第N個基板至該第二基板預備單元；從該第二基板預備單元中的該第一基板支承結構分離該經曝光的第N個基板；以及從該第二基板預備單元藉由該機器人轉移(513)該經曝光的第N個基板以用於從該微影系統單元移除；其中該受夾箝的第N+1個基板係在該經曝光的受夾箝的第N個基板從該負載鎖定單元被轉移(508)之前被轉移(507)至該負載鎖定單元。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該微影系統 單元進一步包括一基板儲存單元(410)，其中該方法進一步包括藉由該機器人轉移(501)該第N個基板至該基板儲存單元，以及其中轉移(505)該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者係包括從該基板儲存單元藉由該機器人轉移(505)該第N個基板至該等基板預備單元中之一第一者。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該微影系統單元進一步包括一基板介面單元(640)，該介面單元被配置以用於在一轉移基板的機器人以及該操縱基板的機器人之間轉移該等基板，以及其中轉移(501)該第N個基板至該基板儲存單元係包括從該介面單元藉由該機器人轉移(501)該第N個基板至該基板儲存單元，以及其中轉移(513)該經曝光的第N個基板以用於從該微影系統單元的移除係包括從該第二基板預備單元藉由該機器人轉移(513)該經曝光的第N個基板至該介面單元以用於從該微影系統單元移除。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該微影系統進一步包括一水平轉移的機器人，該水平轉移的機器人被配置以用於接收該等基板並且水平地轉移該等基板至該介面單元、以及用於轉移來自該介面單元之經曝光的基板並且水平地轉移該等基板以用於從該微影系統單元的移除，該方法進一步包括：在轉移(501)該第N個基板至該基板儲存單元之前藉由 該水平轉移的機器人轉移該第N個基板至該介面單元；以及在藉由該操縱基板的機器人轉移該經曝光的第N個基板至該介面單元之後，藉由該水平轉移的機器人轉移來自該介面單元之經曝光的第N個基板。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該第一及第二基板預備單元以及該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置係彼此相對垂直地被配置，並且其中該操縱基板的機器人係被配置以用於在該基板預備單元以及該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置之間垂直地轉移該等基板，並且其中該方法的該轉移步驟係包括藉由該操縱基板的機器人的垂直轉移。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該微影系統單元進一步包括一基板儲存單元以及一介面單元，並且其中該第一及第二基板預備單元、該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置、該儲存系統以及該介面單元係彼此相對垂直地被配置，並且其中該操縱基板的機器人係被配置以用於在該基板預備單元、該負載鎖定單元的該第一及第二基板位置、該儲存系統、以及該介面單元之間垂直地轉移該等基板。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括：從該負載鎖定的該第一及第二位置中之一不同於該受夾箝的第N個基板所佔用者的位置，藉由該機器人轉移(518)該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該第一基板預備單 元，該第N-1個基板是先前被夾箝至一第三基板支承結構並且在該微影設備中曝光；從該第一基板預備單元中的該第三基板支承結構分離該經曝光的第N-1個基板；以及從該第一基板預備單元藉由該機器人轉移(503)該經曝光的第N-1個基板以用於從該微影系統單元的移除；其中該受夾箝的第N個基板係在該受夾箝的第N-1個基板在該微影設備中的曝光完成之前被轉移(517)至該負載鎖定單元。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括，在夾箝該等基板的每一個在該等基板支承結構中之一者上之前，在該等基板預備單元中之一內將該基板預先對準朝向一預設的朝向。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括在轉移至該等基板預備單元中之一以用於夾箝該基板之前，將該等基板的每一個粗略的預先對準朝向一預設的朝向。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其進一步包括，在夾箝該等基板的每一個在該等基板支承結構中之一者上之前，藉由從該基板支承結構移除熱能以熱調節該基板支承結構。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該負載鎖定係包括一負載鎖定機器人(720)，該方法進一步包括：在該受夾箝的第N個基板轉移到該負載鎖定單元的該 第一及第二位置中之一未被佔用者之後，抽吸降壓該負載鎖定單元；從該微影系統單元藉由該負載鎖定機械臂轉移該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該被抽吸降壓的負載鎖定單元的該第一及第二位置中之一未被佔用者；從該被抽吸降壓的負載鎖定藉由該負載鎖定機器人轉移該受夾箝的第N個基板到該微影系統單元中；以及在轉移該經曝光的受夾箝的第N-1個基板至該第一基板預備單元之前通氣該負載鎖定單元。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該被抽吸降壓的負載鎖定單元的該第一及第二位置可彼此相對垂直地被配置，並且該負載鎖定機器人(720)係包括一被配置以用於轉移基板往返該第一位置之上方的處理主體(701a)以及一被配置以用於轉移基板往返該第二位置之下方的處理主體(701b)。
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