TWI488008B - 快速交換裝置及光罩載物台之共用順應性 - Google Patents

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Description

快速交換裝置及光罩載物台之共用順應性
本發明係關於一種用以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台上之方法、一種經組態以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台上之快速交換裝置(RED)，及一種用於以微影方式製造一半導體裝置之系統。
微影被廣泛地認為係在製造積體電路(IC)以及其他裝置及/或結構時之關鍵程序。微影設備為在微影期間所使用之機器，其將所要圖案施加至基板上，諸如施加至基板之目標部分上。在使用微影設備來製造IC期間，圖案化裝置(其或者被稱作光罩或比例光罩)產生待形成於IC中之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(例如，抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。製造IC之不同層常常需要使用不同光罩將不同圖案成像於不同層上。因此，在微影程序期間，必須改變光罩。
市場要求微影設備儘可能快速地執行微影程序，以最大化製造能力且使每一裝置之成本保持較低。因此，在微影程序期間改變光罩花費最少可能時間係較佳的。極紫外線(EUV)微影需要真空環境。不幸的是，習知光罩交換裝置未經設計成在真空環境中起作用，而經設計成在真空環境中起作用之光罩交換裝置不夠快。習知光罩交換裝置亦可在將光罩轉移至微影設備之光罩載物台時由於固持光罩之交換裝置與光罩載物台之間的相對移動而導致粒子產生。顆粒污染導致製造缺陷，其損耗生產能力、時間及材料。此損耗會減少鑄造效率且增加製造費用。
在本發明之一實施例中，呈現一種用以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台上之方法。該方法包括：將一快速交換裝置(RED)定位成極接近於該光罩載物台，該RED具有定位於其上之該圖案化裝置；移動該光罩載物台以促使接觸該圖案化裝置；及將該圖案化裝置控制成僅在最初三個自由度上係順應式的且將該光罩載物台控制成僅在其次三個自由度上係順應式的，直至該光罩載物台與該圖案化裝置實質上接觸且共平面為止。該最初三個自由度與該其次三個自由度不同。
在本發明之另一實施例中，呈現一種經組態以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台上之快速交換裝置(RED)。該RED包括一夾具及包含順應式銷釘(compliant pin)之一運動安裝台(kinematic mount)，該運動安裝台附接至該夾具以將一圖案化裝置定位於該夾具上。該運動安裝台允許該圖案化裝置僅在三個自由度上移動。
本發明亦係關於一種用於以微影方式製造一半導體裝置之系統。該系統包括一光罩載物台及一快速交換裝置(RED)，該RED用以將一圖案化裝置裝載至該光罩載物台上。該RED包括一夾具及一運動安裝台，該運動安裝台附接至該夾具以將一圖案化裝置定位於該夾具上。該運動安裝台允許該圖案化裝置僅在最初三個順應式自由度上移動。
以下參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外實施例、特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
本說明書揭示併有本發明之特徵的一或多個實施例。該(該等)所揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於該(該等)所揭示實施例。本發明係藉由此處所附加之申請專利範圍界定。
該(該等)所描述實施例及在本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示該(該等)所描述實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，該等短語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否加以明確地描述，結合其他實施例來實現該特徵、結構或特性均係在熟習此項技術者之知識內。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合加以實施。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可藉由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可藉由機器(例如，計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號，等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行特定動作。然而，應瞭解，該等描述僅僅係出於方便起見，且該等動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他裝置引起。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影設備100。微影設備100包含：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩平台)MT，其經組態以支撐圖案化裝置(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；及基板平台(例如，晶圓平台)WT，其經組態以固持基板(例如，塗布抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW。微影設備100亦具有投影系統(例如，反射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射B的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化裝置MA之定向、微影設備100之設計及其他條件(諸如圖案化裝置MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可為(例如)框架或平台，其可根據需要而係固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化裝置(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化裝置」MA應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何裝置。被賦予至輻射光束B之圖案可對應於目標部分C中所產生之裝置(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化裝置MA可係透射或反射的。圖案化裝置MA之實例包括光罩、光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束B中。
術語「投影系統」PS可涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。真空環境可用於EUV或電子束輻射，因為其他氣體可吸收過多輻射或電子。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
如此處所描繪，微影設備100為反射類型(例如，使用反射光罩)。或者，微影設備100可為透射類型(例如，使用透射光罩)。
微影設備100可為具有兩個(雙台)或兩個以上基板平台(及/或兩個或兩個以上光罩平台)WT的類型。在該等「多台」機器中，可並行地使用額外基板平台WT，或可在一或多個平台上進行預備步驟，同時將一或多個其他基板平台WT用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影設備100可為分離實體。在該等情況下，不認為輻射源SO形成微影設備100之一部分，且輻射光束B憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD(圖中未繪示)而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影設備100 之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD(圖中未繪示)。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含圖中未繪示之各種其他組件，諸如積光器及聚光器。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩平台)MT上之圖案化裝置(例如，光罩)MA上，且藉由圖案化裝置MA而圖案化。在自圖案化裝置(例如，光罩)MA被反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF2(例如，干涉量測裝置、線性編碼器或電容性感測器)，基板平台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑而準確地定位圖案化裝置(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，光罩)MA及基板W。
一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩平台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板平台WT之移動。在步進器(與掃描器相反)之情況下，光罩平台MT可僅連接至短衝程致動器，或可係固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪之微影設備100可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩平台)MT及基板平台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板平台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩平台)MT與基板平台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板平台WT相對於支撐結構(例如，光罩平台)MT之速度及方向。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩平台)MT保持實質上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板平台WT。可使用脈衝式輻射源SO，且在基板平台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如本文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
在本發明之一實施例中，提供一種用於在微影工具100(諸如極紫外線(EUV)微影工具)之真空環境中交換光罩MA之方法，其使用旋轉快速交換裝置(RED)來最小化光罩交換時間、粒子產生及釋氣。該方法要求在光罩MA之交換期間處置固持光罩MA之底板，而非直接使用RED來夾緊光罩MA。為了最小化光罩交換時間，RED具有至少兩個機器人夾具，其各自固持一各別底板。每一底板可固持一各別光罩MA。藉由使用多個機器人夾具，可實質上同時地執行第一光罩至RED之裝載、第二光罩之預對準(在需要時)、第三光罩至光罩載物台之轉移，及用於第三光罩之底板之緩衝。藉由使用多個夾具，用於儲存一光罩、取得第二光罩及將第二光罩轉移至光罩載物台之時間減少，因為在各種位置處多個光罩之裝載及卸載之至少一部分被實質上同時地而非逐次地執行。RED亦藉由實質上同時地而非逐次地將多個光罩自一位置移動至另一位置而節約時間。
RED亦保護光罩，以及未完工之微影產品。RED之旋轉部分具有固持一馬達系統之至少一密封腔室，該馬達系統旋轉該RED。密封腔室最小化來自馬達系統部分(諸如馬達、馬達軸承、位置編碼器，等等)之顆粒污染及釋氣。將淨化密封件(亦被稱為差動密封件或差動抽汲密封件)用於旋轉組件與密封腔室之間以維持RED外部之潔淨真空環境中之真空，同時減少顆粒污染及釋氣進入潔淨真空環境。RED亦可具有固持一平移機構之至少一額外密封腔室，該平移機構沿著RED之旋轉軸線平移RED。此第二腔室具有伸縮囊(bellow)以使真空與平移機構中之髒組件(諸如致動器、軸承，等等)分離。RED之伸縮囊減少顆粒污染及釋氣進入真空。
圖2A至圖2E說明具有雙臂旋轉快速交換裝置(RED)200的本發明之一實施例。接著為圖3A至圖3D，其展示具有三臂旋轉快速交換裝置(RED)300的本發明之一實施例。儘管說明雙臂RED 200及三臂RED 300，但此等實例並非限制性的。各種實施例可具有兩個或兩個以上臂，且因此同時地輸送兩個或兩個以上光罩。又，在各種實施例中，RED之第一臂可經固定成相對於RED之第二臂成任何角度。
圖2A描繪雙臂旋轉快速交換裝置200的俯視圖。雙臂RED 200具有圍繞中心軸線215旋轉之第一臂205及第二臂210，中心軸線215進入頁面。在第一臂205之末端處為第一機器人夾具220，其經組態以夾緊第一底板222，第一底板222經組態以固持第一光罩225。類似地，在第二臂210之末端處為第二機器人夾具230，其經組態以夾緊第二底板232，第二底板232能夠固持第二光罩235。因此，第一臂205及第二臂210為底板支撐件。
第一底板222及第二底板232與第一臂205及第二臂210經組態以共調地旋轉。在一實施例中，第一底板222及第二底板232經定位成與中心軸線215實質上等距。在一實施例中，第一臂205經定位成與第二臂210成實質上九十度之角度。
根據本發明之一實施例，雙臂RED 200旋轉至三個位置。第一位置為光罩裝載及卸載位置240。在光罩裝載及卸載位置240中，固持第一光罩225之第一底板222藉由第一機器人裝置(圖中未繪示)而在第一機器人夾具220與光罩儲存裝置之間轉移。第二位置為光罩載物台裝載及卸載位置245。在光罩載物台裝載及卸載位置245中，第一光罩225在第一底板222與諸如圖1之微影設備100中之支撐結構MT的光罩載物台(圖中未繪示)之間轉移。第一光罩225可藉由RED 200直接轉移至光罩載物台(圖中未繪示)。第三位置為底板緩衝位置250。當第一光罩225位於光罩載物台上時，雙臂RED 200將第一機器人夾具220及第一底板222旋轉及移動至底板緩衝位置250，以預防雙臂RED 200干擾第一光罩225之使用。應瞭解，在各種位置中，可以類似於第一光罩225之方式的方式來處理及交換第二光罩235。本文中在別處進一步詳細地描述雙臂RED 200之動態操作。
圖2B描繪根據本發明之實施例的雙臂旋轉快速交換裝置200及三臂旋轉快速交換裝置300的部分側視圖。為了簡單起見，在圖2B中僅展示一個例示性臂(第一臂205)。雙臂旋轉快速交換裝置200及三臂旋轉快速交換裝置300之其他臂可具有類似配置。
圖2B展示在第一臂205之遠側末端處發現第一機器人夾具220固持第一底板222，第一底板222又固持第一光罩225。第一臂205經由耦接至軸件255而圍繞中心軸線215旋轉。軸件255機械地耦接至馬達系統256，馬達系統256經組態以旋轉軸件255。選用之位置編碼器258可耦接至軸件255以提供位置回饋。在圖2B所說明之實例中，軸件255不僅旋轉，而且可沿著旋轉軸線215平移(如由箭頭259所展示)，使得RED 200、300可沿著旋轉軸線215平移。RED 200、300之平移准許底板及光罩在沿著中心軸線215之不同高度處轉移。致動器262機械地耦接至軸件255以沿著旋轉軸線215平移軸件255。
馬達系統256及致動器262密封於腔室260中，使得與習知光罩交換裝置相比較，來自馬達系統之釋氣及粒子污染自潔淨真空被實質上消除。腔室260使用諸如淨化密封件之密封件265而圍繞軸件255進行密封，密封件265進一步消除在傳統O形環密封件之情況下存在之粒子產生，及傳統O形環密封件所需要之釋氣滑脂。可撓性伸縮囊270在軸件255沿著旋轉軸線215平移時使腔室260保持密封。
圖2C描繪根據本發明之一實施例的雙臂旋轉快速交換裝置200及三臂旋轉快速交換裝置300的側視圖，其為圖2B所示之配置的替代配置。為了簡單起見，如在圖2B中，在圖2C中僅展示一個例示性臂(第一臂205)。雙臂旋轉快速交換裝置200及三臂旋轉快速交換裝置300之其他臂可具有類似配置。
圖2C中之腔室260含有馬達系統256以旋轉軸件255。腔室260安裝於支撐件285上，支撐件285耦接至致動器286、287，致動器286、287沿著旋轉軸線215平移軸件255、腔室260及框架285。致動器286、287具有各別可撓性伸縮囊288、289，以在軸件255沿著旋轉軸線215平移時密封致動器286、287以隔絕於周圍氛圍(諸如真空)。與習知光罩交換裝置之情況相比較，伸縮囊288、289之使用實質上消除來自致動器286、287之釋氣及粒子污染。
圖2A、圖2D與圖2E之組合說明雙臂RED 200之例示性動態操作。圖2A展示處於光罩裝載及卸載位置240之第一臂205，在光罩裝載及卸載位置240中，第一光罩225及底板222裝載於第一臂205上。如圖2D所示，雙臂旋轉快速交換裝置200接著將第一臂205旋轉至光罩載物台裝載及卸載位置245。在第一光罩225自第一底板222裝載至光罩載物台之後，仍固持第一底板222之第一臂205旋轉至底板緩衝位置250，其在圖2E中得以說明。
在第一臂205處於底板緩衝位置250時，處於位置245之第一光罩225用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案，以便在基板之目標部分中產生圖案。當第一光罩225不再需要用於圖案化時，仍固持第一底板222之第一臂205返回至光罩載物台裝載及卸載位置245，在光罩載物台裝載及卸載位置245中，將第一光罩225自光罩載物台卸載回至第一底板222上。如圖2A所示，雙臂旋轉快速交換裝置200接著將第一臂205旋轉回至光罩裝載及卸載位置240，在光罩裝載及卸載位置240中，自雙臂RED 200卸載第一光罩225與底板222。
在第一底板222在底板緩衝位置250中被緩衝時，第二光罩235在光罩裝載及卸載位置240處實質上同時地在RED與光罩儲存裝置之間轉移。與習知光罩交換裝置相比較，第一底板222之實質上同時緩衝及第二光罩235之實質上同時轉移節約時間且增加RED 200之產出率。
圖6A至圖6G描繪根據本發明之一實施例的旋轉快速交換裝置(諸如雙臂RED 200)之例示性動態操作。在圖6A至圖6G中，光罩係藉由識別號「N」識別。光罩載物台部位係藉由「RS」表示。用於光罩處置器之部位指示為「RH」。在一實施例中，如圖6A至圖6G所示的旋轉快速交換裝置之操作類似於如以上關於雙臂RED 200所描述之操作，惟圖6A至圖6G所描繪之任何差異除外，此對於熟習此項技術者將顯而易見。
圖3A描繪三臂旋轉快速交換裝置(RED)300的俯視圖。三臂RED 300具有圍繞中心軸線315旋轉之第一臂305、第二臂310及第三臂312，中心軸線315進入頁面。在第一臂305之末端處為第一機器人夾具320，其經組態以夾緊第一底板322，第一底板322經組態以固持第一光罩325。類似地，在第二臂310之末端處為第二機器人夾具330，其經組態以夾緊第二底板332，第二底板332經組態以固持第二光罩335。在第三臂312之末端處為第三機器人夾具332，其經組態以夾緊第三底板334，第三底板334經組態以固持第三光罩337。第一底板322、第二底板332及第三底板334與第一臂305、第二臂310及第三臂312經組態以共調地旋轉。在一實施例中，第一底板322、第二底板332及第三底板334經定位成與中心軸線315實質上等距。
根據本發明之一實施例，三臂RED 300旋轉通過四個位置。第一位置為光罩裝載及卸載位置340，在光罩裝載及卸載位置340中，光罩及底板自光罩儲存裝置(圖中未繪示)裝載至RED臂上。在光罩裝載及卸載位置340中，第一光罩325及第一底板322自第一機器人夾具320轉移至光罩儲存裝置或自光罩儲存裝置轉移至第一機器人夾具320。第二位置為光罩預對準位置342。在光罩預對準位置342中，第一光罩325在轉移至諸如圖1所示之微影設備100中之支撐結構MT的光罩載物台(圖中未繪示)之前被預對準。第三位置為光罩載物台裝載及卸載位置345。在光罩載物台裝載及卸載位置345中，第一光罩325在第一底板322與光罩載物台(圖中未繪示)之間轉移。第四位置為底板緩衝位置350。當第一光罩325位於光罩載物台上時，三臂RED 300將第一機器人夾具320及第一底板322旋轉至底板緩衝位置350，以(例如)在用於曝光操作之輻射光束之圖案化期間預防三臂RED 300干擾第一光罩325之使用。在各種位置中，可以類似於第一光罩325之方式的方式來處理及交換第二光罩335。類似地，在各種位置中，可以類似於第一光罩325之方式的方式來處理及交換第三光罩337。現將進一步詳細地描述三臂RED 300之動態操作。
圖3A至圖3D之組合說明三臂RED 300之例示性動態操作。圖3A展示處於光罩裝載及卸載位置340之第一臂305，在光罩裝載及卸載位置340中，藉由第一機器人裝置(圖中未繪示)將第一光罩325及底板322自光罩儲存裝置裝載於第一RED臂305上。如圖3B所示，三臂RED 300接著將第一臂305旋轉至光罩預對準位置342，在光罩預對準位置342中，第一光罩325被預對準。在光罩預對準之後，如圖3C所示，三臂RED 300接著將第一臂305旋轉至光罩載物台裝載及卸載位置345。在第一光罩325自第一底板322裝載至光罩載物台之後，仍固持第一底板322之第一臂305旋轉至底板緩衝位置350，其在圖3D中得以說明。
在第一臂305處於底板緩衝位置350時，第一光罩325用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案，以便在基板之目標部分中產生圖案。如圖3C所示，當第一光罩325不再需要用於圖案化時，仍固持第一底板322之第一臂305返回至光罩載物台裝載及卸載位置345，在光罩載物台裝載及卸載位置345中，將第一光罩325自光罩載物台卸載回至第一底板322上。如圖3A所示，三臂RED 300接著將第一臂305旋轉回至光罩裝載及卸載位置340，在光罩裝載及卸載位置340中，藉由第一機器人裝置自三臂RED 300卸載第一光罩325與第一底板322。
在第一光罩325在光罩預對準位置342中被預對準時，第二臂310位於底板緩衝位置350中，在底板緩衝位置350中，可緩衝第二底板332。又，在第一光罩325在光罩預對準位置342中被預對準時，第三臂312位於光罩裝載及卸載位置340處，在光罩裝載及卸載位置340中，第三光罩337與第三底板334可裝載至三臂RED 300上或自三臂RED 300卸載。與諸如單臂真空機器人之習知真空光罩交換裝置相比較，第一光罩325之預對準、第二底板332之緩衝及第三光罩337之轉移被實質上同時地執行，以節約處理時間且增加三臂RED 300之產出率。與習知光罩交換裝置相比較，當三臂RED 300旋轉時，第一底板322、第二底板332及第三底板334亦實質上同時地旋轉，使得多個光罩實質上同時地在多個處理位置之間移動，以節約處理時間且增加三臂RED 300之產出率。
圖4為說明例示性方法400的流程圖。舉例而言，方法400可使用圖1、圖2A至圖2E及圖3A至圖3D之裝置加以執行。在步驟405中，在旋轉快速交換裝置(RED)之第一臂上收納固持第一光罩之第一底板。在步驟410中，將第二光罩自第二底板轉移至光罩載物台。在步驟415中，緩衝由RED之第二臂所支撐之第二底板。在一實例中，第一底板及第二底板經定位成與RED之旋轉軸線實質上等距。該緩衝可視情況與該收納同時地被執行。在步驟420中，將第二光罩自光罩載物台轉移至第二底板。在步驟425中，預對準由第三底板所固持之第三光罩，第三底板係由RED之第三臂支撐。
在步驟430中，使用馬達系統來旋轉RED。馬達系統密封於抽空腔室中，使得來自馬達系統之釋氣及粒子污染被實質上消除。RED可旋轉以將該等底板中之任一者移動至該等位置中之任一者。舉例而言，RED可旋轉以將第一底板移動至允許第一光罩之預對準的位置，或旋轉以將第一底板移動至允許第一光罩至光罩載物台之轉移的位置。另外，RED可旋轉以將第一底板移動至允許第一光罩自光罩載物台至第一底板之轉移的位置，或旋轉以將第一底板移動至允許第一底板之緩衝的位置。在另一實例中，RED旋轉以將第一底板移動至允許第一底板離開RED之轉移的位置。在步驟435中，自RED卸載第一底板。
除了步驟405及步驟415以外，方法400中之其他所有步驟均係選用的。在一實施例中，方法400之至少一部分可藉由微影設備100、雙臂RED 200及/或三臂RED 300之至少一部分執行。
圖5為說明例示性方法500的流程圖。在一實施例中，方法500之至少一部分可藉由微影設備100、雙臂RED 200及/或三臂RED 300之至少一部分執行。在步驟505中，將第一光罩與第一底板裝載至第一位置上。在步驟510中，在第二位置處預對準由第二底板所支撐之第二光罩。在步驟515中，在第三位置處緩衝第三底板。該裝載、該預對準及該緩衝可被實質上同時地執行。在步驟520中，使旋轉支撐裝置旋轉以將第一光罩移動至第二位置。在步驟525中，自第一臂卸載第一光罩與第一底板。
以上之論述揭示用於使RED(諸如RED 200或300)在微影工具之真空環境中快速且有效率地將光罩到處移動的方法及系統。仍待詳細地描述的內容為實際上如何將光罩自RED(及底板)轉移至光罩載物台。此情形可發生於(例如)如圖2D所示之光罩載物台裝載及卸載位置245處。
在習知光罩交換裝置中，真空夾具固持光罩。夾具在所有六個自由度(DOF)上可均係順應式的。因為夾具在所有六個DOF上可均係順應式的，所以在自夾具至光罩載物台之轉移期間，光罩載物台可保持不動，從而使夾具對準光罩且將光罩存放至光罩載物台上。光罩載物台可具有用以緊固圖案化裝置之夾具。在夾具已對準光罩且使光罩接觸光罩載物台之後，夾具啟動以將光罩緊固至光罩載物台且夾具釋放光罩並移開。自彼時刻起，光罩載物台自身固持光罩且在六個DOF上順應。
具六個DOF之夾具具有在光罩載物台與光罩處置器之間的鬆弛平行性規格以及在光罩載物台上之鬆弛動態規格的優點，因為具六個DOF之夾具在轉移期間在所有六個DOF上對準光罩，同時光罩載物台可保持不動且被動地收納光罩。
然而，在真空環境(例如，EUV環境)中，習知夾具具有相異缺點。第一，真空夾具在真空環境中不起作用。第二，若光罩倒轉(例如，圖1所示之MA「倒轉」，其中照明器IL向上投影至光罩MA，光罩MA又向下反射至投影系統PS)，處置器必須自底部固持光罩，從而使重力釋放無效。第三，可用於RED裝置之體積在EUV環境中可為有限的，因為RED可駐留於投影光學器件(例如，圖1中之PS)與光罩載物台(例如，圖1中之MT)之間。出於此等原因，具完全六個DOF之順應式夾具在體積減少之環境中可能不可行。
出於以上原因，在按照本發明之一實施例中，RED將僅在六個以下DOF上係順應式的。即使RED在六個以下DOF上係順應式的，亦仍存在當將光罩轉移至光罩載物台時在六個DOF上控制光罩之必要性。出於此原因，RED與光罩載物台必須一起合作以達成在所有六個DOF上之順應性。因為RED及光罩載物台兩者均可為伺服控制機電裝置，所以存在RED與光罩載物台可在轉移期間彼此「爭鬥」(fight)之危險。因為每一裝置為在一或多個DOF上係順應式的，所以會出現此危險。為了避免此問題，必須以適當方式在該兩個裝置之間分配在該等DOF之間的控制。舉例而言，在按照本發明之一實施例中，RED提供在「水平」DOF上之順應性，而光罩載物台提供在「垂直」DOF上之順應性。以此方式來共用順應性會減少或消除伺服控制裝置彼此爭鬥之危險。以下更詳細地解釋共用順應性。
參看圖7，呈現按照本發明之一實施例的x-y-z座標系統700。三個軸線(x、y及z)相互垂直。座標系統700可為右手系統或左手系統。圍繞x軸之旋轉表示為Rx，圍繞y軸之旋轉表示為Ry，且圍繞z軸之旋轉表示為Rz。在一實施例中，x-y平面與光罩之「位階」(level)位置重合。出於例示性目的，在圖2A中之光罩225上描繪x-y平面。在位階位置中，Rx及Ry均為零。出於例示性目的，在圖2B中描繪位階位置，其中z軸垂直地向上定向，且x軸徑向地向外定向。位階位置可與局域地球位階重合(亦即，與地面平行)，但此情形並不為對本發明之限制。舉例而言，在一實施例中，x-y平面可與局域地球位階成任何角度。因此，如本文中所使用，除非另有註解，否則術語「位階」未必暗示相對於地球之任何特定定向。類似地，方向「x」、「y」及「z」以及旋轉「Rx」、「Ry」及「Rz」並不暗示相對於地球之任何特定定向，而是僅相對於座標系統700之任何特定定向，座標系統700之定向可為任意的。
如以上所提及，在一實施例中，RED提供在水平DOF上之順應性。參考座標系統700，「水平」DOF為x及y平移以及Rz旋轉。此等DOF被稱作「水平」DOF，因為若一物件在此等三個DOF中之任一者上移動，則在彼物件中無任何點將以沿著z軸之運動分量平移，z軸為垂直軸線。相反地，該物件中之點經約束成水平地(亦即，僅以沿著x軸及/或y軸之運動分量)移動。又，如以上所提及，在一實施例中，光罩載物台提供在「垂直」DOF上之順應性。垂直DOF為z平移以及Rx及Ry旋轉。此等DOF被稱作「垂直」DOF，因為若一物件在此等三個DOF中之任一者上移動，則彼物件中之點將平行於z軸(垂直軸線)平移，且將不具有沿著x軸或y軸(水平軸線)中之任一者之運動分量。
在RED與光罩載物台之間分配水平及垂直順應性允許圖案化裝置在六個DOF上自RED轉移至光罩載物台，而不會使RED與光罩載物台(其可被伺服致動)彼此爭鬥。
在按照本發明之一實施例中，能夠在EUV環境中操作之微影設備可具有無護膜之光罩。在此情況下，EUV內盒(inner pod)(圖中未繪示)可充當可移除式護膜。EUV內盒之一部分為底板，光罩擱置於底板上，使得光罩處置器(例如，RED)不直接觸碰光罩。在(例如)圖2A至圖2C中說明一實施例，其中光罩225定位於底板222上。在此實施中，RED 200之夾具220夾緊底板222，而不直接觸碰光罩。
在圖8中示意性地展示且在圖9中以分解圖示意性地展示按照本發明之夾具800之實施例。夾具800經組態以嚙合EUV內盒之底板。在一實施例中，夾具800使用銷釘來嚙合底板。在所說明之實施例中，夾具800包括三個順應式銷釘：前順應式銷釘810，及兩個後順應式銷釘820。該等銷釘係通過孔830而配合於夾具板840中。該等銷釘可使用(例如)夾具850及銷釘860或此項技術中已知之其他保持構件加以緊固。順應式銷釘810、820形成用於圖案化裝置之運動安裝台。在一實施例中，圖案化裝置可在底板上；底板可使用運動安裝台而安裝至夾具。
圖10A至圖10E示意性地展示以按照本發明之一實施例之序列的步驟，該等步驟用以將光罩(圖案化裝置)1010裝載至微影系統之光罩載物台1020上。在所說明之實施例中，光罩1010擱置於EUV內盒底板1030上。在一實施例中，底板1030係由RED之夾具(圖中未繪示)嚙合。舉例而言，夾具800可為用以嚙合底板1030的RED之部分。RED定位夾具，夾具又嚙合底板1030，藉此定位光罩1010。在所說明之實施例中，底板1030在底部具有凹槽1040。凹槽1040與順應式銷釘810及820之部位重合。順應式銷釘在凹槽1040處嚙合底板1030。
光罩1010及底板1030在圖10A中經示意性地展示為相對於光罩載物台1020傾斜。出於解釋之目的而極大地誇大傾斜。因為實際上不可能製造完全位階之光罩或底板，所以可出現該傾斜。實務上，此等物品將展現楔狀物特性；歸因於製造缺陷，一末端厚於另一末端。其他傾斜來源起因於RED校準準確度及RED重複性準確度。歸因於此傾斜或其他因素，光罩1010與光罩載物台1020在接觸之前彼此可能不平行，如圖10A所描繪。
如在圖10A中示意性地所展示，首先使底板1030達到光罩載物台1020附近。在一實施例中，RED(圖中未繪示)將底板1030定位至此位置。在一實施例中，此位置可與圖2D所示之位置重合，其中RED 200將光罩225輸送至光罩載物台裝載及卸載位置245附近。位置245可在微影系統之光罩載物台下方。在此位置中，在光罩載物台1020與圖案化裝置1010之間存在間隙1050。
在按照本發明之一實施例中，底板1030向上移動成極接近於光罩載物台1020，如圖10B所示。在此組態中，間隙1050之尺寸已減少且經展示為較小間隙1050'。在此點上，光罩載物台1020與圖案化裝置彼此仍不接觸。向上移動底板1030以減少圖案化裝置1010與光罩載物台1020之間的分離度係選用的。在另一實施例中，RED可藉由水平地移動而將底板1030定位成極接近於光罩載物台1020，而無需向上移動之額外步驟。
一旦光罩載物台1020與圖案化裝置1010彼此極接近，便移動光罩載物台1020以促使接觸圖案化裝置。在一實施例中，向下移動光罩載物台1020以促使接觸。歸因於固有傾斜(其在圖10C中被極大地誇示)或其他因素，光罩載物台1020可首先沿著一側1060或另一側接觸圖案化裝置1010，如圖10C所示。實務上，光罩載物台1020可首先在單點處(亦即，在零維接觸點處)接觸圖案化裝置1010。隨著光罩載物台繼續向下移動，沿著一線(亦即，一維接觸線)(例如，沿著側1060)進行接觸。目標係使圖案化裝置1010配合成與光罩載物台1020齊平(亦即，如在圖10D及圖10E中見到之二維或實質上共平面接觸)。以下將解釋如何達成此情形。
在按照本發明之一實施例中，光罩載物台1020經由伺服致動器(圖中未繪示)而向下移動。伺服致動器可使用比例控制。在一實施例中，伺服致動器起初命令光罩載物台1020以恆定加速度向下，以便達成所要速度。一旦達到所要速度，光罩載物台1020便繼續以恆定速度向下移動(藉此將圖10A所示之間隙1050減小至圖10B所示之間隙1050')，直至首先進行接觸(例如，在圖10C所示之側1060處之首先接觸)為止。一旦進行接觸，圖案化裝置1010及光罩載物台1020便對彼此施加反作用力。在一實施例中，監控此反作用力。
當進行接觸時，RED(圖中未繪示)與光罩載物台1020共用順應性，以便避免彼此爭鬥，且亦藉由限制圖案化裝置1010與光罩載物台1020之間的相對移動而減少粒子產生。如先前所提及，可藉由以下方式共用順應性：分配在DOF之間的順應性，使得僅一裝置在水平DOF上係順應式的，而另一裝置在垂直DOF上係順應式的。以下更詳細地解釋此情形。
在按照本發明之一實施例中，圖案化裝置1010可經控制成僅在最初三個DOF上係順應式的。在一實施中，最初三個DOF為水平DOF：沿著x軸之平移、沿著y軸之平移，及圍繞z軸之旋轉。圖案化裝置1010緊固至底板1030。在一實施例中，底板1030係使用包含順應式銷釘之運動安裝台而定位於RED上。順應式銷釘允許在最初三個DOF上之順應性。以上已參看圖9及圖10而論述例示性順應式銷釘810及820。
圖11中呈現順應式運動銷釘820之示意性剖示圖。順應式運動銷釘810之剖示圖係類似的且無需單獨地加以展示。順應式運動銷釘820具有順應式銷釘撓曲件1110，順應式銷釘撓曲件1110通過停止軸環1120而延伸至銷釘之頭部1130。圖12示意性地展示銷釘之其他部分，該等其他部分經移除以顯露僅銷釘撓曲件1110及頭部1130之細節。主要藉由調整撓曲件1110之幾何形狀及材料來達成順應性。
當光罩載物台1020與圖案化裝置1010彼此接觸時，其對彼此施加力及扭矩。當一物件經受力及扭矩時，其趨向於與所施加之力及扭矩之方向及量值成比例地平移及旋轉。力及扭矩可分解成在x、y及z方向上之分量。銷釘軸件1110可經歷圍繞其自身之軸線的扭轉。此情形提供在圍繞z軸之旋轉上之順應性。然而，限制順應式銷釘圍繞x軸或y軸旋轉。亦限制順應式銷釘(810、820)沿著z軸平移；然而，其可在沿著x軸及y軸之平移上順應。在一實施例中，此等x及y平移為大約100微米。以此方式，圖案化裝置1010經控制成在接觸光罩載物台1020(見圖10C至圖10D)之後在最初三個DOF(水平DOF：沿著x軸之平移、沿著y軸之平移，及圍繞z軸之旋轉)上係順應式的。
在按照本發明之一實施例中，光罩載物台1020可經控制成僅在其次三個DOF上係順應式的。在一實施中，其次三個DOF為垂直DOF：z平移，以及Rx及Ry旋轉。如先前所解釋，在一實施例中，命令光罩載物台1020向下，以便促使接觸圖案化裝置1010，其提供z平移順應性。在一實施例中，伺服致動器將光罩載物台1020固持於標稱位階位置中。在此內容背景中，位階係相對於地球表面，而非相對於圖案化裝置1010之平面，圖案化裝置1010之平面可傾斜某一角度(如圖10A至圖10D所示)。一旦光罩載物台1020接觸圖案化裝置1010(見圖10C)，便允許光罩載物台1020在Rx及Ry旋轉上順應。在一實施例中，此情形係藉由減少控制光罩載物台之伺服致動器之增益實現。在一實施例中，伺服致動器為光罩載物台短衝程模組。在一實施例中，增益為比例增益。減少增益將允許光罩載物台1020回應於來自傾斜圖案化裝置1010之反作用力及反作用扭矩而圍繞x軸及y軸旋轉。以此方式，光罩載物台1020在接觸圖案化裝置1010(見圖10C至圖10D)之後在其次三個順應式DOF(垂直DOF)上係順應式的。
允許光罩載物台1020具有在垂直DOF上之順應性有助於允許光罩載物台1020旋轉成與圖案化裝置1010實質上共平面且接觸圖案化裝置1010，如圖10D所示。如所提及，圖案化裝置1010可具有歸因於製造缺陷或其他原因之傾斜；因此，使圖案化裝置1010或光罩載物台1020能夠順應以達成實質上共平面狀態係強制性的。在所說明之實施例中，光罩載物台1020旋轉(Rx及Ry)，以便慮及圖案化裝置1010相對於光罩載物台1020之任何傾斜。允許圖案化裝置1010具有在水平DOF(x、y及Rz)上之順應性實質上消除在圖案化裝置1010與光罩載物台1020接觸時在圖案化裝置1010與光罩載物台1020之間的相對移動，且因此實質上消除在圖案化裝置1010與光罩載物台1020之間的粒子產生。
一旦光罩載物台1020與圖案化裝置1010實質上共平面且接觸，如圖10D所示，光罩載物台1020便準備收納來自底板1030之圖案化裝置1010。在一實施例中，底板1030附接至RED之夾具。如所提及，可監控圖案化裝置1010與光罩載物台1020之間的接觸力。在按照本發明之一實施例中，當經監控之力達到預設臨限值時，啟動夾具(圖中未繪示)以將圖案化裝置1010緊固至光罩載物台1020。進行此過程以確保夾具不會在圖案化裝置1010與光罩載物台1020實質上接觸且共平面之前被過早地啟動。在一實施例中，當達成圖10D所示之組態時，啟動夾具。在一實施例中，夾具為靜電夾具。在一實施例中，夾具為光罩載物台之一部分。
當啟動夾具時，光罩載物台1020緊固圖案化裝置1010且接著向上移動且遠離底板1030，如圖10E所示。又，光罩載物台1020接著旋轉回至標稱位階位置。在一實施例中，此標稱位階位置係相對於重力。若在光罩載物台1020與圖案化裝置1010接觸時光罩載物台伺服致動器上之增益已減少，則在此時增益可增加至其正常位準。
圖13中呈現按照本發明之一實施例的用以將圖案化裝置裝載至微影系統之光罩載物台上之方法的流程圖。在區塊1310中，將RED定位成極接近於光罩載物台；RED具有定位於其上之圖案化裝置。在區塊1320中，移動光罩載物台以促使接觸圖案化裝置。在區塊1330中，將圖案化裝置控制成在最初三個自由度上係順應式的，直至光罩載物台與圖案化裝置實質上接觸且共平面為止。在區塊1340中，將光罩載物台控制成僅在其次三個自由度上係順應式的，直至光罩載物台與圖案化裝置實質上接觸且共平面為止。在區塊1330中之最初三個自由度與在區塊1340中之其次三個自由度不同。在一實施例中，區塊1330與區塊1340實質上同時發生。
在按照本發明之一實施例中，在區塊1330中將圖案化裝置控制成在最初三個自由度上係順應式的包括：控制沿著x軸及y軸之平移以及圍繞z軸之旋轉，z軸經界定成垂直於x軸及y軸兩者。在一實施例中，方法1300進一步包含：使用包含順應式銷釘之運動安裝台將圖案化裝置定位於RED上；其中運動安裝台允許在最初三個自由度上之順應性。在一實施例中，順應式銷釘包含銷釘撓曲件。
在按照本發明之一實施例中，在區塊1340中將光罩載物台控制成在其次三個自由度上係順應式的包括：控制沿著z軸之平移以及圍繞x軸及圍繞y軸之旋轉。在一實施例中，方法1300進一步包含使用伺服致動器來控制光罩載物台之移動。在一實施例中，方法1300進一步包含：在光罩載物台與圖案化裝置接觸以允許在其次三個自由度上的圍繞x軸及圍繞y軸之旋轉之後，減少伺服致動器之增益。
在按照本發明之一實施例中，方法1300進一步包含：在光罩載物台與圖案化裝置接觸時監控光罩載物台與圖案化裝置之間的力。在一實施例中，方法1300進一步包含：在經監控之力達到預設臨限值時，啟動夾具以將圖案化裝置緊固至光罩載物台。
圖14中示意性地描繪按照本發明的用於以微影方式製造半導體裝置之系統1400的實施例。系統1400包含光罩載物台1410及RED 1420。RED 1420包含夾具1430及運動安裝台，運動安裝台用以定位圖案化裝置(圖中未繪示)。運動安裝台包含銷釘撓曲件1440。在一實施例中，銷釘撓曲件1440作為順應式銷釘之一部分被包括。銷釘撓曲件1440允許圖案化裝置僅在最初三個DOF上移動。在一實施例中，最初三個DOF為沿著x軸及y軸之平移以及圍繞z軸之旋轉，z軸經界定成垂直於x軸及y軸兩者。在按照本發明之一實施例中，系統1400進一步包含用於支撐圖案化裝置之底板1450。底板1450可使用運動安裝台而配合至夾具1430。
在按照本發明之一實施例中，系統1400之光罩載物台1410僅在不同於最初三個自由度之其次三個自由度上移動。在一實施例中，其次三個自由度包括沿著z軸之平移以及圍繞x軸及圍繞y軸之旋轉。在一實施例中，系統1400進一步包含伺服致動器1460以控制光罩載物台1410之運動。
儘管在本文中可特定地參考微影設備100在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備100可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
儘管特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在實質上為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明之至少一部分可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
結論
儘管以上已描述本發明之各種實施例，但應理解，其僅藉由實例而限制加以呈現。對於熟習相關技術者將顯而易見，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下，可在該等實施例中進行形式及細節上之各種改變。因此，本發明之廣度及範疇不應藉由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效物加以界定。
應瞭解，[實施方式]章節而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節意欲用以解釋申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由發明人所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。
100．．．微影設備/微影工具
200．．．雙臂旋轉快速交換裝置(RED)
205．．．第一臂
210．．．第二臂
215．．．中心軸線/旋轉軸線
220．．．第一機器人夾具
222．．．第一底板
225．．．第一光罩
230．．．第二機器人夾具
232．．．第二底板
235．．．第二光罩
240．．．光罩裝載及卸載位置
245．．．光罩載物台裝載及卸載位置
250．．．底板緩衝位置
255．．．軸件
256．．．馬達系統
258．．．選用之位置編碼器
259．．．沿著旋轉軸線之平移
260．．．腔室
262．．．致動器
265．．．密封件
270．．．可撓性伸縮囊
285．．．支撐件/框架
286．．．致動器
287．．．致動器
288．．．可撓性伸縮囊
289．．．可撓性伸縮囊
300．．．三臂旋轉快速交換裝置(RED)
305．．．第一臂
310．．．第二臂
312．．．第三臂
315．．．中心軸線
320．．．第一機器人夾具
322．．．第一底板
325．．．第一光罩
330．．．第二機器人夾具
332．．．第二底板
334．．．第三底板
335．．．第二光罩
337．．．第三光罩
340．．．光罩裝載及卸載位置
342．．．光罩預對準位置
345．．．光罩載物台裝載及卸載位置
350．．．底板緩衝位置
800．．．夾具
810．．．前順應式銷釘/順應式運動銷釘
820．．．後順應式銷釘/順應式運動銷釘
830．．．孔
840．．．夾具板
850．．．夾具
860．．．銷釘
1010．．．光罩/圖案化裝置
1020．．．光罩載物台
1030．．．EUV內盒底板
1040．．．凹槽
1050．．．間隙
1050'．．．較小間隙
1060．．．側
1110．．．順應式銷釘撓曲件/銷釘軸件
1120．．．停止軸環
1130．．．銷釘之頭部
1400．．．用於以微影方式製造半導體裝置之系統
1410．．．光罩載物台
1420．．．RED
1430．．．夾具
1440．．．銷釘撓曲件
1450．．．底板
1460．．．伺服致動器
B．．．輻射光束
C．．．目標部分
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化裝置/光罩/光罩
MT．．．支撐結構/光罩平台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板平台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影設備。
圖2A描繪根據本發明之一實施例的雙臂快速交換裝置的俯視圖。
圖2B描繪根據本發明之一實施例的快速交換裝置的側視圖。
圖2C描繪根據本發明之一實施例的具有支撐件之快速交換裝置的側視圖。
圖2D至圖2E描繪根據本發明之一實施例的雙臂快速交換裝置的俯視圖。
圖3A至圖3D描繪根據本發明之一實施例的三臂快速交換裝置的俯視圖。
圖4描繪根據本發明之一實施例的方法。
圖5描繪根據本發明之一實施例的另一方法。
圖6A至圖6G描繪根據本發明之一實施例的快速交換裝置之例示性動態操作。
圖7描繪根據本發明之一實施例的x-y-z座標系統。
圖8描繪根據本發明之一實施例的夾具。
圖9描繪根據本發明之一實施例的夾具的分解圖。
圖10A至圖10E示意性地展示根據本發明之一實施例的以按照本發明之一實施例之序列的步驟，該等步驟用以將圖案化裝置裝載至微影系統之光罩載物台上。
圖11描繪根據本發明之一實施例的順應式運動銷釘的示意性剖示圖。
圖12示意性地描繪根據本發明之一實施例的順應式運動銷釘之部分。
圖13描繪根據本發明之一實施例的另一方法。
圖14示意性地描繪用於以微影方式製造半導體裝置之系統。
以上已參看隨附圖式而描述本發明之一或多個實施例。在該等圖式中，相似參考數字可指示相同或功能上類似之元件。另外，一參考數字之最左邊數位可識別該參考數字第一次出現時之圖式。
200．．．雙臂旋轉快速交換裝置(RED)
205．．．第一臂
210．．．第二臂
215．．．中心軸線旋轉軸線
220．．．第一機器人夾具
222．．．第一底板
225．．．第一光罩
230．．．第二機器人夾具
232．．．第二底板
235．．．第二光罩
240．．．光罩裝載及卸載位置
245．．．光罩載物台裝載及卸載位置
250．．．底板緩衝位置

Claims (19)

  1. 一種用以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台(reticle stage)上之方法，該方法包含：將一快速交換裝置(RED)與該光罩載物台對準，該RED具有定位於其上之該圖案化裝置，並允許該圖案化裝置在最初三個自由度(first three degrees of freedom)上的順應式(compliant)移動；移動該光罩載物台以促使接觸該圖案化裝置；監控該光罩載物台與該圖案化裝置之間的一接觸力；基於該監控來控制該光罩載物台以允許在其次(second)三個自由度上的順應式移動，直至該光罩載物台與該圖案化裝置實質上接觸且共平面為止；其中該最初三個自由度與該其次三個自由度係選自下列所組成的群組：沿著一x軸之平移(translation)；沿著一y軸之平移，該y軸垂直於該x軸；沿著一z軸之平移，該z軸垂直於該x軸及該y軸兩者；圍繞該x軸之旋轉；圍繞該y軸之旋轉；及圍繞該z軸之旋轉；及其中該最初三個自由度與該其次三個自由度皆不同。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：在該經監控之力達到一預設臨限值時，啟動一夾具以將該圖案化裝置緊固至該光罩載物台。
  3. 如請求項1之方法，其中：該最初三個自由度上包括：沿著該x軸之平移；沿著該y軸之平移，該y軸垂直於該x軸；以及圍繞一z軸之旋 轉，該z軸垂直於該x軸及該y軸兩者。
  4. 如請求項3之方法，其進一步包含：使用包含順應式銷釘之一運動安裝台(kinematic mount)將該圖案化裝置定位於該RED上；其中該運動安裝台允許該最初三個自由度。
  5. 如請求項4之方法，其中：該等順應式銷釘包含銷釘撓曲件。
  6. 如請求項3之方法，其中：該其次三個自由度包括：沿著該z軸之平移以及圍繞該x軸及圍繞該y軸之旋轉。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包含：在該光罩載物台與該圖案化裝置接觸以允許在該其次三個自由度上的圍繞該x軸及圍繞該y軸之該等旋轉之後，減少一伺服致動器之一增益。
  8. 一種經組態以將一圖案化裝置裝載至一微影系統之一光罩載物台上之快速交換裝置(RED)，其包含：安裝至沿著一中心軸線定位之一軸件(shaft)之複數個臂，該等臂及軸件經組態以圍繞該中心軸線旋轉；一夾具，其安裝至每一臂；及包含順應式銷釘之一運動安裝台，其附接至該夾具以將一圖案化裝置定位於該夾具上；其中每一順應式銷釘經組態以在最初三個自由度上係順應式的，且在其次三個自由度上係限制性移動；其中該最初三個自由度與該其次三個自由度係選自下 列所組成的群組：沿著一x軸之平移；沿著一y軸之平移，該y軸垂直於該x軸；沿著一z軸之平移，該z軸垂直於該x軸及該y軸兩者；圍繞該x軸之旋轉；圍繞該y軸之旋轉；及圍繞該z軸之旋轉；及其中該最初三個自由度與該其次三個自由度皆不同。
  9. 如請求項8之RED，其中該等順應式銷釘包含銷釘撓曲件。
  10. 如請求項8之RED，其進一步包含：用於支撐該圖案化裝置之一底板，其係使用該等順應式銷釘而配合至該夾具。
  11. 如請求項8之RED，其中該最初三個自由度係沿著該x軸之平移、沿著該y軸之平移及圍繞該z軸之旋轉，及其中該其次三個自由度係圍繞該x軸之旋轉、圍繞該y軸之旋轉及沿著該z軸之平移。
  12. 一種用於以微影方式製造一半導體裝置之系統，該系統包含：一光罩載物台；及一快速交換裝置(RED)，其用以將一圖案化裝置裝載至該光罩載物台上；其中該RED包含：安裝至沿著一中心軸線定位之一軸件之複數個臂，該等臂及軸件經組態以圍繞該中心軸線旋轉；一夾具，其安裝至每一臂；及包含順應式銷釘之一運動安裝台，其附接至該夾具 以將該圖案化裝置定位於該夾具上；其中每一順應式銷釘經組態以在最初三個自由度上係順應式的，且在其次三個自由度上係限制性移動；其中該最初三個自由度與該其次三個自由度係選自下列所組成的群組：沿著一x軸之平移；沿著一y軸之平移，該y軸垂直於該x軸；沿著一z軸之平移，該z軸垂直於該x軸及該y軸兩者；圍繞該x軸之旋轉；圍繞該y軸之旋轉；及圍繞該z軸之旋轉；及其中該最初三個自由度與該其次三個自由度皆不同。
  13. 如請求項12之系統，其中該等順應式銷釘包含銷釘撓曲件。
  14. 如請求項12之系統，其進一步包含：一底板，其用於支撐該圖案化裝置；其中該底板係於該運動安裝台配合至該夾具。
  15. 如請求項12之系統，其中：該光罩載物台係經組態以允許在該其次三個自由度上之順應式移動。
  16. 如請求項15之系統，其中該其次三個自由度包括沿著該z軸之平移以及圍繞該x軸及圍繞該y軸之旋轉。
  17. 如請求項15之系統，其進一步包含：一伺服致動器，其經組態以控制該光罩載物台之運動及順應式移動。
  18. 如請求項12之系統，其中該最初三個自由度係沿著該x 軸之平移、沿著該y軸之平移及圍繞該z軸之旋轉，及其中該其次三個自由度係圍繞該x軸之旋轉、圍繞該y軸之旋轉及沿著該z軸之平移。
  19. 如請求項12之系統，其中該系統經組態以監控該圖案化裝置與該光罩載物台之間的一接觸力。
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