TWI519376B - 加工機系統及定位加工機之方法 - Google Patents

Description

加工機系統及定位加工機之方法

本發明是有關於一種加工機系統及一種定位加工機之方法。

近年來，將一模具壓抵於基板之未固化樹脂而將形成於模具上的精細三維圖案轉印至基板上而做為一種製造半導體裝置的技術的精細圖案技術引起許多注意。此技術稱為壓印技術(imprint technique)，可以在基板上製作出數量級為數個奈米的精細結構。例如，光固化法即為壓印技術之一種。在採用光固化法的壓印裝置中，首先是將紫外光固化樹脂塗佈(施加)在基板上的壓印區域內，並將一模具壓抵於該樹脂上。在照射紫外光而固化該樹脂後，將模具自樹脂上鬆開而在基板上的樹脂上形成該圖案。

壓印裝置不僅是要讓模具與基板間的對準誤差能位在數量級為數奈米至數十奈米的公差範圍內，也要能增進轉印速度。一般而言，習用的曝光裝置，例如步進式曝光機及掃描式曝光機，所具有的轉印速度及產量是高於壓印裝置。為能追上該等曝光裝置的產量，有一種方法是將複數個壓印裝置結合於一集群(cluster)壓印系統內。在一集群加工機系統中，複數個加工機是分別與製造裝置併列，以確保給定的生產力並節省空間。由於集群壓印系統特別會使用成本低於例如浸入曝光裝置的壓印裝置，因此只要每 一單位面積內能夠配置大量的壓印裝置，它們在成本上就具有優勢。

不幸的是，將加工機併列通常會成為要與轉印精度做取捨的關係。也就是說，一加工機所產生的振動不僅會振動其本身，也會透過用來支撐加工機系統的支撐結構而振動其它設置在附近的加工機。例如，在將模具壓抵於未固化樹脂上的模製過程中，模具及基板會根據事先得到的對準條件保持於一種準確的位置關係。但是，當振動力自其它的壓印裝置傳遞至一特定的壓印裝置上時，模具與未固化樹脂間接觸的界面會變得不穩定，藉此會使轉印準確度變差。日本專利早期公開第5-234865號中揭露一種裝置，其可以同時驅動二個平台，因此驅動平台所產生的反作用力會互相扺消掉，以抑制振動經由一基座於這些平台間傳遞。

日本專利早期公開第5-234865號中所揭露的裝置是採用剛體來做為支撐該等平台的基座，配合於該等平台開始它們的加速度/減速度的時間，進行同步作動，以使得該等平台加速/減速之時的衝力及驅動力量的總和變成零。但是，要使這些裝置的衝力總和成為零，必須要考慮例如裝置的數量、位置、及旋轉分量、以及所產生之振動力的頻率成分，因此很不容易在不負面地影響到其它裝置的情形下將衝力總和變成零。若使用一複雜的控制系統來將衝力總和設定為零，則會造成成本的增加。

就能在沒有控制系統的情形下來抑制加工機之間振動 傳遞的方法而言，有一種方法是定位一支撐結構來使得複數台加工機所產生的振動力不會不利地互相影響。但是，單純地在加工機之間設用大的距離卻會造成每一單位面積內所能配置之裝置的數量減少的問題。用來支撐複數台加工機的支撐結構通常是以沿著二正交方向互相分隔開之地板樑為之。每一加工機係藉由將加工機上所設的台座固定至地板樑而設置於地板樑上。每一地板樑的彎曲剛性在縱向及寬度方向上是非常不一樣的，因此地板樑的振動傳遞特性會因振動方向而變，不同於基座之類的平板。每一個樑對於特別是容易傳遞的縱向上的振動具有低阻尼因數。因此定位加工機時需要考量地板樑的振動傳遞特性。

本發明係針對前述的狀況而開發的，其提供一包含複數加工機的加工機系統，並可達成加工機占用之空間的縮減及加工機之間振動傳遞的抑制。

本發明在其第一觀點中提供一種在包含有複數個互相分隔開之樑的支撐結構上定位至少三台加工機的方法，該至少三台加工機包含一第一加工機、一第二加工機，係由至少一個支撐該第一加工機的樑所支撐、以及一第三加工機，係由不同於所有用來支撐該第一加工機之樑的樑加以支撐，其中該第一加工機以與該第二加工機之間的距離係決定為可以讓自該第一加工機傳送至該第二加工機的振動量小於一預定量，藉此將該第一加工機與該第二加工機定 位於一段不小於該預定距離的距離。

本發明的其它特點將可自下文有關於範例性實施例的說明，並參閱所附圖式，而清楚得知。

下文中將配合所附圖式來說明根據本發明一實施例而包含有複數台加工機的集群加工機系統。請注意，“集群加工機系統(cluster processing machine system)”在本實施例中是指一個系統，包含有複數台併列於同一支撐結構上並同時製作元件之類物品的加工機，以供確保給定的生產力並節省空間。本發明的支撐結構是指一個包含有樑並可供加工機透過設在每一加工機上之台座固定於其上的地板。

第1圖是一示意圖，顯示出本實施例中的一加工機系統。加工機系統包含三台加工機1a、1b、以及1c以及一用以支撐它們的支撐結構2。在將第一加工機1a定義為第一台加工機時，加工機1c是由支撐該第一加工機1a的樑的至少一者支撐的第二台加工機。另外，加工機1b是由所有不同於支撐第一加工機1a之樑以外的樑來支撐的第三台加工機。此三台加工機1a、1b、1c在下文中將總稱為加工機1。支撐結構2是由二正交方向(X及Y方向)上的互相分隔開的第一樑3a及第二樑3b所構成，如同一般半導體裝置製造廠的地板樑一樣。參閱第1圖，第一樑3a的縱向定義為X方向，第二樑3b的縱向定義為Y方向， 而垂直於支撐結構2之平面的方向則定義為Z方向。該等X及Y方向是用來做為平行於支撐結構2之表面並且互相正交的第一及第二方向。第一樑3a及第二樑3b在下文中將總稱為樑3。至少有三台加工機1設置在支撐結構2上。

第2A圖是顯示出支撐結構2的示意圖，而第2B圖則是支撐結構2的部分放大圖。如第2B圖所示，如同一般的樑一樣，樑3在縱向上的彎曲剛性低於寬度及高度方向。由樑3所組成的支撐結構2，如同第2A圖及第2B圖中所示，的結構特性在於其沿著垂直於縱向之方向上的振動傳遞性較低，但其在縱向上的振動傳遞性則較高。因此，如第1圖所示，如果加工機1a及1c是定位成讓它們部分地由相同樑3支撐，則當一台加工機1a沿著第一樑3a的縱向(X方向)振動支撐結構2時，該振動可以很輕易地通過支撐結構2傳遞至另一台加工機1c。另一方面，如果加工機1a及1b是定位成讓它們由在X及Y方向上均不同的樑3來支撐，則不論加工機1a及1b所產生之振動力的方向為何，由一台加工機1a所產生的振動都不容易通過支撐結構2傳遞至另一台加工機1b。

第3圖顯示出第2A圖中所示的點4a在X方向上振動時，點4a至4d在X方向上的加速度的一例。點4b具高振動傳遞性，因為其係相對於點4a位在與振動方向重合的X方向上，而點4c及4d則具有低的振動傳遞性，因為它們是分別相對於點4a及4b位在垂直於振動方向的Y方向上。另外，第4圖顯示出第2A圖中所示的點4a在Y方 向上振動時，點4a至4d在Y方向上的加速度的一例。點4c具有高振動傳遞性，因為其係相對於點4a位在重合於振動方向的Y方向上，而點4b及4d具有低的振動傳遞性，因為它們是分別相對於點4a及4c位在垂直於振動方向的X方向上。由前述的說明可以看到，不論點4a振動的方向為何，振動並不容易傳遞至不與點4a共用任何樑3的點4d處。

因此，在本實施例中，加工機是根據第6圖中所示的程序定位於加工機系統內。在步驟S1中取得用以構成支撐結構2的樑3在縱向上的振動傳遞性。該振動傳遞性可透過定位一測量裝置於支撐結構2的樑3上，並根據振動結果進行實際測量而得到。當加工機是例如一壓印裝置或曝光裝置時，振動傳遞性是在一固持著基板的基板平台以最大加速度值進行加速度時加以測量的。該振動傳遞性可透過模擬假設支撐結構2來計算。

在步驟S2中，加工機之間的距離(容許距離)，是加工機1由相同的樑3支撐時經由該樑3所傳遞的振動量小於預定量，可以根據步驟S1中所得到的振動傳遞性、加工機1施加至支撐結構2上的振動力、以及加工機1可容許的振動量來決定。加工機之間的距離可以是例如加工機1之重心間的距離。在複數加工機1定位在相同樑3上的模式(第一模式)中，在相同樑3縱向上相鄰的二加工機之間的距離是設定為等於或大於步驟S2中所得到的容許距離。在複數加工機1是定位成使它們由不同的樑3支撐的 模式(第二模式)中，該項加工機間之距離要設定成等於或大於步驟S2所得到之容許距離的限制就不再適用。

在步驟S3中，如果要配設的加工機數量是事先設定好的，則第一及第二模式可合併使用來決定加工機1的定位佈局(positioning layout)，以將由預定數量之加工機1所占用的面積減至最小。但是，如果是事先設定加工機1所占用的面積的話，則第一及第二模式可以合併使用來決定加工機1的定位佈局，以供將要定位在一預定面積內的加工機1的數量增加至最大。在步驟S4中，複數加工機1是根據步驟S3所決定的加工機1定位佈局而定位於支撐結構2上。

第5圖顯示出三台加工機1a至1c自支撐結構2垂直上方的方向觀視的定位佈局，係根據第6圖中所示的程序決定的。由於加工機1b所定位的樑3是不同於支撐加工機1a及1c的樑3，因此其可以由小於步驟S2中所得到的加工機1a及1c間之容許距離的距離與加工機1a及1c分隔開。另一方面，由於加工機1a及1c是定位在相同的樑3上，它們要以大於步驟S2中所得到之容許距離的距離互相分隔開。

在本實施例中，複數加工機1係透過它們是由相同樑3支撐的第一模式結合它們是由不同的樑3支撐的第二模式來定位，以縮減它們的距離。這使其可以抑制加工機間的振動傳遞及縮減加工機所占用的空間。構成本發明之加工機系統的加工機1充當例如微影裝置，可用以在塗佈於 基板上的光敏材料上形成圖案，並具有數量級在數奈米至數十奈米的所需加工精確度及小的地板振動容許值。可應用本發明的微影裝置包含一壓印裝置，其可在一模具碰觸到塗佈在基板上的樹脂時，將該樹脂固化，藉此在該樹脂上形成一圖案、一曝光裝置，其可將一基板曝露於光線中、以及一繪圖裝置，其可透過帶電粒子束在基板上進行繪圖。

雖然前文中已針對例示性實施例來解說本發明，但可以理解的，本發明並不限制於所揭露的例示性實施例。下附的申請專利範圍應賦予最廣義的解讀，而涵蓋所有的變化及均等的結構及功能。

1a‧‧‧加工機

1b‧‧‧加工機

1c‧‧‧加工機

2‧‧‧支撐結構

3‧‧‧樑

3a‧‧‧第一樑

3b‧‧‧第二樑

4a‧‧‧點

4b‧‧‧點

4c‧‧‧點

4d‧‧‧點

第1圖是一示意圖，顯示出一加工機系統。

第2A圖是一示意圖，顯示出一支撐結構。

第2B圖是該支撐結構的部分放大圖。

第3圖顯示出該支撐結構之振動傳遞特性的曲線。

第4圖顯示出該支撐結構之振動傳遞特性的曲線。

第5圖是顯示出該加工機系統自該支撐結構垂直上方之方向觀視的圖式。

第6圖是一流程圖，顯示出一定位加工機之方法的程序。

1a‧‧‧加工機

1b‧‧‧加工機

1c‧‧‧加工機

2‧‧‧支撐結構

3‧‧‧樑

3a‧‧‧第一樑

3b‧‧‧第二樑

Claims (8)

1. 一種將三部加工機定位於支撐結構上的方法，該方法包括：準備該支撐結構，其包含複數第一樑及複數第二樑，且其中每一該第一樑沿著第一方向延伸而每一該第二樑沿著與該第一方向正交的第二方向延伸；準備該三部加工機，其包含第一加工機、第二加工機和第三加工機；根據被至少一共同樑支撐的該第一與第二加工機之間的振動傳遞性，決定該第一與第二加工機之間的容許距離；將該第一加工機和該第二加工機彼此毗鄰置於至少一共同樑上，其中該第一加工機與該第二加工機之間的距離等於或大於該容許距離；以及將該第三加工機置於不同於用來支撐該第一加工機之樑的樑上。
2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該第三加工機與該第一加工機間的距離小於該第二加工機與該第一加工機間之距離。
3. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該第三加工機與該第一加工機之間的距離小於該容許距離。
4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中三部加工機中的每一者充當：一壓印裝置，被建構成使塗佈於基板上的樹脂碰觸於一模具並固化該樹脂，藉此在該樹脂上形成一 圖案、一曝光裝置，被建構成可將一基板曝露於光線中，以及一繪圖裝置，被建構成可透過帶電粒子束在基板上繪圖中之一者。
5. 一種加工機系統，包括：支撐結構，其包含複數第一樑及複數第二樑，且其中每一該第一樑沿著第一方向延伸而每一該第二樑沿著與該第一方向正交的第二方向延伸；三部加工機，包含被定位於該支撐結構上的第一加工機、第二加工機和第三加工機；其中該第一加工機與該第二加工機彼此毗鄰被至少一共同樑支撐；其中該第一加工機與該第二加工機之間的距離等於或大於被至少一共同樑支撐之該第一與第二加工機之間的容許距離，該容許距離是根據該第一與第二加工機之間的振動傳遞性而決定；且該第三加工機被不同於用來支撐該第一加工機之樑的樑支撐。
6. 如申請專利範圍第5項的系統，其中該第三加工機與該第一加工機間的距離小於該第二加工機與該第一加工機間之距離。
7. 如申請專利範圍第5項的系統，其中該第三加工機與該第一加工機之間的距離小於該容許距離。
8. 如申請專利範圍第5項的系統，其中該三部加工機中的每一者充當：一壓印裝置，被建構成使塗佈於基板上 的樹脂碰觸於一模具並固化該樹脂，藉此在該樹脂上形成一圖案、一曝光裝置，被建構成可將一基板曝露於光線中、以及一繪圖裝置，被建構成可透過帶電粒子束在基板上繪圖中之一者。