專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置和相關(guān)的器件制作方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件，如掩模可用于產(chǎn)生對應(yīng)于IC一個單獨層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一個或者多個管芯)。
一般地，單一的基底將包含相繼曝光的相鄰靶部的網(wǎng)格。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過將整個圖案一次曝光到靶部上而輻射每一靶部，已知的光刻裝置還包括所謂的掃描器，其中通過在投射光束下沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案，并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。
處理基底要求將待處理的基底提供給光刻裝置，在處理之后，從裝置中移除處理過的基底。一般地，可以用軌道將待處理的基底輸送到裝載站。從該裝載站，一個接一個地使基底移動到光刻裝置的處理單元，并在其中進(jìn)行實際的處理。
然后通常是一個接一個地使處理過的基底從光刻裝置的處理單元移動到卸載站。一般地軌道可以從卸載站取出處理過的基底。
將基底提供給光刻裝置并從光刻裝置移除基底的其它方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，例如使用一前開口的標(biāo)準(zhǔn)容器。該前開口的標(biāo)準(zhǔn)容器包含許多基底，并將其一個接一個地提供給裝載站。
在已知的光刻裝置中，提供了一種傳輸單元，其用于將待處理的基底從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧?，以及用于將處理過的基底從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。這種已知的傳輸單元包括裝載機(jī)械手和卸載機(jī)械手。裝載機(jī)械手將待處理的襯底從裝載工位拿到光刻裝置的處理單元。卸載機(jī)械手將處理完的襯底從光刻裝置的處理單元拿到卸載工位。
這種已知的傳輸單元配置非常昂貴，還需要相對大的空間。

發(fā)明內(nèi)容
這里具體化的和廣義描述的本發(fā)明的原理用于一種光刻裝置，該光刻裝置具有比已知的傳輸單元更為廉價和相對更小的傳輸單元。在一個實施方案中，光刻裝置包括一配置成進(jìn)行涉及可換物件的光刻處理的處理單元，該處理單元包括一提供輻射光束的照射系統(tǒng)，一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，該構(gòu)圖部件可將期望的圖案賦予給輻射光束，一配置成保持基底的基底保持架，以及一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng)。光刻裝置還包括一傳輸單元，其包括一單個機(jī)械手。該單個機(jī)械手配置成將第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧?，和將第二可換物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
該可換物件可以是一個基底，但是也可以是每隔一段時間需要更換的其它類型的物件。僅通過使用一個機(jī)械手代替常規(guī)的兩個機(jī)械手，傳輸單元變得更加便宜并需要更小的空間。
優(yōu)選地，機(jī)械手包括一第一物件輸送裝置，用于將第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧约耙坏诙锛斔脱b置，用于將第二可換物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
機(jī)械手的這種結(jié)構(gòu)允許有效的和相對簡單的設(shè)計。
在一個實施方案中，第一物件輸送裝置與第一臂連接，第二物件輸送裝置與第二臂連接，該第一臂和第二臂可圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在該實施方案中，臂的旋轉(zhuǎn)運動可用來傳輸可換物件。
有利地，第一臂和第二臂中的至少一個可沿一至少大體上與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向移動。在輸送可換物件中引入該附加的自由度可為可換物件的移動提供提高的靈活性。
此外，旋轉(zhuǎn)軸的位置可以相對處理單元固定。由于僅僅需要控制臂的旋轉(zhuǎn)，所以可以得到非常簡單的和穩(wěn)固的設(shè)計的機(jī)械手。
此外，第一臂和第二臂可以以這樣一種方式相對彼此固定，使得在它們之間形成一恒定的角度。由于只需要控制一個旋轉(zhuǎn)移動，所以這就更加簡化了機(jī)械手的設(shè)計。
在已知的光刻裝置中，干涉儀通常布置得靠近從傳輸單元接收基底的基底臺。優(yōu)選地，當(dāng)機(jī)械手用于在基底臺和干涉儀單元的區(qū)域傳輸基底時，如此改變臂的形狀使得其能夠穿過干涉儀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一般為z-形的縱向截面對臂的形狀來說時合適的。
在另一個實施方案中，第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置與一公共的機(jī)械手臂連接，該機(jī)械手臂適用于使第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置相對處理單元移動。
有利地，至少一個物件輸送裝置與機(jī)械腕組件連接，該機(jī)械腕組件允許連接于其上的物件輸送裝置相對機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)。
此外，在該實施方案中，第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置都與機(jī)械腕組件連接。有利地，第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置相對彼此固定，使得在它們之間形成一恒定的角度。
此外，傳輸單元包括對接機(jī)構(gòu)，其適合于與處理單元的一部分配合，該處理單元適合于載運可換物件，該對接機(jī)構(gòu)用于使至少一個物件輸送裝置相對處理單元定位。這樣可以使可換物件相對處理單元可靠地和準(zhǔn)確地定位。
用于使可換物件相對處理單元可靠地和準(zhǔn)確地定位的另一種方法是提供一種機(jī)械腕和物件輸送裝置的組合，當(dāng)相對處理單元定位至少一個物件輸送裝置時該組合可以從機(jī)械手臂上拆下來。這種方法還可以與在前面段落中描述的對接機(jī)構(gòu)接合在一起。
根據(jù)另一個實施方案，提供一種器件制造方法，包括提供一至少部分涂敷了輻射敏感材料層的基底，通過照射系統(tǒng)提供輻射光束，使用構(gòu)圖部件給輻射光束在其截面賦予期望的圖案，將帶圖案的輻射光束投影到基底的靶部，并通過一單個機(jī)械手使第二可換物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
盡管在本申請中，可以具體參考將光刻裝置用于制造IC，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯”的使用應(yīng)認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底”或“靶部”同義。
在曝光之前或之后，可以在例如軌跡器(通常將抗蝕劑層作用于基底并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)或者計量工具或檢驗工具對這里提到的基底進(jìn)行各種處理。在可應(yīng)用的地方，這里的公開可應(yīng)用于這種和其他基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進(jìn)行多次處理，因此這里所用的術(shù)語基底也可以指已經(jīng)包含多個已處理的層的基底。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波長)和遠(yuǎn)紫外(EUv)輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長)，以及離子束，例如離子束或電子束。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給投射光束賦予帶圖案的截面的裝置，從而在基底的靶部中形成圖案。應(yīng)該注意，賦予投射光束的圖案可以不與基底靶部中的所需圖案精確一致。一般地，賦予投射光束的圖案與在靶部中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對應(yīng)。
構(gòu)圖部件可以透射的或者反射的。構(gòu)圖部件的示例包括掩模，可編程反射鏡陣列，以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個示例采用了微小反射鏡的矩陣排列，每個反射鏡能夠獨立地傾斜，從而沿不同的方向反射入射的輻射光束；按照這種方式，對反射的光束進(jìn)行構(gòu)圖。
支撐結(jié)構(gòu)可以支撐構(gòu)圖部件，即承受構(gòu)圖部件的重量。它可以一種方式保持構(gòu)圖部件，該方式取決于構(gòu)圖部件的定向、光刻裝置的設(shè)計和其他條件，例如構(gòu)圖部件是否保持在真空環(huán)境。該支撐可以是使用機(jī)械夾緊或其它夾緊技術(shù)，例如真空條件下的靜電夾緊。支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動的，并且可以確保構(gòu)圖部件例如相對于投影系統(tǒng)位于期望的位置。這里任何術(shù)語“中間掩模版”或者“掩橫”的使用可以認(rèn)為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖部件”同義。
這里所用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)，和反折射光學(xué)系統(tǒng)，如適合于所用的曝光輻射，或者適合于其他方面，如使用浸液或使用真空。這里任何術(shù)語“透鏡”的使用可以認(rèn)為與更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
照射系統(tǒng)還可以包括各種類型的光學(xué)部件，包括用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束的折射，反射和反折射光學(xué)部件，這種部件在下文還可共同地或者單獨地稱作“透鏡”。
光刻裝置可以是具有兩個(雙臺)或者多個基底臺(和/或兩個或者多個掩模臺)的類型。在這種“多臺式”裝置中，可以并行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。
光刻裝置還可以是一種類型，其中基底浸沒在具有相對高的折射率的液體如水中，從而填充投影系統(tǒng)的最后一個元件和基底之間的空間。也可以將浸液施加到光刻裝置的其它空間，例如在掩模和投影系統(tǒng)的第一元件之間。濕浸技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的，其用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。


現(xiàn)在僅僅通過例子的方式，參考隨附的示意圖描述本發(fā)明的實施方案，附圖中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的光刻裝置；圖2示意性地示出了本發(fā)明的第一實施方案；圖3示意性地示出了利用圖2的實施方案提供和卸下基底的過程；圖4示意性地示出了圖2的實施方案的正視圖；圖5示意性地示出了本發(fā)明的第二實施方案；圖6示意性地示出了利用圖5的實施方案提供和卸下基底的過程；圖7是軌道接口的實施方案的示意性頂視圖，該軌道接口具有一堆積的輸入/輸出站，其位于規(guī)定和光刻裝置的處理單元之間；圖8示意性地示出了圖7的實施方案的側(cè)視圖；圖9示意性地示出了具有空氣噴頭的基底緩沖器的結(jié)構(gòu)；以及圖10示意性地示出了具有皮帶的基底緩沖器的結(jié)構(gòu)，該皮帶用于載運基底和布置在皮帶上方的空氣噴頭。
具體實施例方式
盡管為了清楚的目的在光刻裝置的范圍內(nèi)描述了本發(fā)明的傳輸單元的實施方案，但是應(yīng)該理解，如所公開的傳輸單元同樣可以應(yīng)用于其它技術(shù)和/或系統(tǒng)。還應(yīng)該理解，傳輸單元可以用于除所公開的基底之外的可換物件。
圖1示意性地描述了本發(fā)明一具體實施方案的光刻裝置。該裝置包括照射系統(tǒng)(照射器)IL用于提供輻射投射光束PB(例如Uv或EUv輻射)。
第一支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺/保持架)MT用于支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA，并與用于將該構(gòu)圖部件相對于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接；基底臺(例如晶片臺/保持架)WT用于保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與用于將基底相對于物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接；以及投影系統(tǒng)(例如反射投影透鏡)PL用于將通過構(gòu)圖部件MA賦予投射光束PB的圖案成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個管芯)上。
如這里指出的，該裝置屬于透射型(例如采用透射掩模)。另外，該裝置可以屬于反射型(例如或者采用上面提到的可編程反射鏡陣列)。
照射器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是獨立的機(jī)構(gòu)，例如當(dāng)輻射源是等離子體放電源時。在這種情況下，不認(rèn)為輻射源構(gòu)成光刻裝置的一部分，通常輻射光束借助于輻射收集器從源SO傳輸?shù)秸丈淦鱅L，所述輻射收集器包括例如合適的收集反射鏡和/或光譜純度過濾器。在其它情況下，輻射源可以是裝置的組成部分，例如當(dāng)源是汞燈時。源SO和照射器IL可被稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)光束的角強(qiáng)度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)在照射器光瞳面上強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。照射器可提供輻射的調(diào)節(jié)光束，稱為投射光束PB，該光束在其橫截面上具有期望的均勻度和強(qiáng)度分布。
投射光束PB入射到保持在掩模臺MT上的掩模MA上。在由掩模MA反射后，投射光束PB通過透鏡PL，該透鏡將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF2(例如干涉測量裝置)的輔助下，基底臺WT可以精確地移動，從而例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。類似地，例如在從掩模庫中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和位置傳感器IF1將掩模MA相對光束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，借助于長行程模塊和短行程模塊，可以實現(xiàn)物件臺MT和WT的移動，其中長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成定位裝置PM和PW的一部分?？墒牵诓竭M(jìn)器(與掃描裝置相反)中，掩模臺MT只與短行程致動裝置連接，或者固定。掩模MA與基底W可以使用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2進(jìn)行對準(zhǔn)。
所示的裝置可以按照下面優(yōu)選的模式使用步進(jìn)模式掩模臺MT和基底臺WT基本保持不動，賦予投射光束的整個圖案被一次投射到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動基底臺WT，從而可以曝光不同的靶部C。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
掃描模式當(dāng)賦予投射光束的圖案被投射到靶部C時(即單次動態(tài)曝光)，同步掃描掩模臺MT和基底臺WT。晶片臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向通過投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動的長度確定靶部的高度(沿掃描方向)。
其他模式當(dāng)賦予投射光束的圖案投射到靶部C上時，掩模臺MT基本保持不動，保持可編程構(gòu)圖部件，而此時基底臺WT被移動或掃描。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且在基底臺WT每次移動之后，或者在掃描期間兩個相繼的輻射脈沖之間根據(jù)需要更新可編程構(gòu)圖部件。這種操作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構(gòu)圖部件是如上面提到的可編程反射鏡陣列型。
還可以采用上述所用模式的組合和/或變化，或者采用完全不同的模式。
圖2示出了本發(fā)明的一個實施方案，其中為了處理基底1提供了光刻裝置的處理單元5。利用包括一機(jī)械手10的傳輸單元將待處理的基底1提供給處理單元5。根據(jù)本發(fā)明的一個特征，同一機(jī)械手10也可以從處理單元5取出處理過的基底1。
軌道50可將待處理的基底1輸送到光刻裝置，并將處理過的基底1從光刻裝置輸送到例如蝕刻裝置(未示出)。軌道50可將基底1一個接一個地輸送到裝載站30，裝載端包括一接收單元31和一裝載單元32。接收單元31可以接收從軌道50來的一個基底1，同時裝載單元32可以將一個基底1裝載到機(jī)械手10。
裝載站30可以用作一個緩沖器，用于將基底1提供給處理單元5。由于基底1通常是由軌道50以不規(guī)則的時間間隔輸送，所以這是特別有利的。通過使用裝載站30作為一個緩沖器，在使用軌道50不規(guī)則輸送基底1的情況下，處理單元5停止工作的可能性和沒有這種緩沖器的系統(tǒng)相比減小了。
優(yōu)選地，裝載站30具有為進(jìn)行處理準(zhǔn)備基底1的裝置。例如，可以提供預(yù)對準(zhǔn)單元來確定各個基底1的相應(yīng)尺寸或各個基底1的位置。測量尺寸和/或位置可提供可以用于使各個基底相對機(jī)械手10的物件輸送裝置和/或處理單元5準(zhǔn)確定位的信息。
用于為進(jìn)行處理準(zhǔn)備基底1的裝置還包括一溫度穩(wěn)定單元(TSU)，其可使基底1處于預(yù)定的溫度。優(yōu)選地在處理單元5中的溫度敏感處理具有基底1的預(yù)定溫度。通過使用溫度穩(wěn)定單元，基底1能夠總是處于或者至少接近該預(yù)定溫度。
優(yōu)選地，在基底1的緩沖過程中為進(jìn)行如上所述的處理準(zhǔn)備基底1。這可以節(jié)省在處理單元5中重要的處理時間。
提供一傳輸單元將基底1一個接一個地從裝載站30取出到處理單元5，以及將處理過的基底1從處理單元5取出到卸載站40。該傳輸過程如圖3所示。
傳輸單元具有一單獨的機(jī)械手10，其具有一第一物件輸送裝置11(圖4)。該第一物件輸送裝置11在裝載站30接合第一基底1a。
優(yōu)選地，在裝載單元32中，相關(guān)的基底1由一個或多個銷7支撐，該銷適合于沿大體上與一個由在相關(guān)基底1上出現(xiàn)的光刻圖案限定的平面垂直的方向移動第一基底1a。
在一個實施方案中，當(dāng)?shù)谝晃锛斔脱b置11接近時，銷7可升高第一基底1a(圖3D)。然后將第一物件輸送裝置11定位在第一基底1a下方。接著銷7使第一基底1a下降，使得第一基底1a落在第一物件輸送裝置11上。
傳輸單元的機(jī)械手10還包括一第二物件輸送裝置21。當(dāng)將第一基底1a裝載到第一物件輸送裝置上時，第二物件輸送裝置21是空的(圖3D)。
然后機(jī)械手10使第二物件輸送裝置21移動到處理單元5。處理單元5可提供已經(jīng)由處理單元5處理過的第二基底1b(圖3E)。第二物件輸送裝置21可容納第二基底1b(圖3A)。有利地，處理單元5還具有銷7，其適合于使第二基底1b沿大體上與包含基底1的圖案的平面垂直的方向移動。在一個實施方案中，在第二物件輸送裝置21到達(dá)之前，銷7使第二基底1b升高。在用銷7使第二基底1b升高之后，將第二物件輸送裝置21定位在第二基底1b下方。然后銷7使第二基底1b降低，使得第二基底1b落在第二物件輸送裝置21上。
然后機(jī)械手10使第二基底1b移動遠(yuǎn)離處理單元5，并使第一基底1a朝向處理單元5移動(圖3B)。在相對處理單元5定位第一基底1a之后，將第一基底1a裝載到處理單元5。
接著，機(jī)械手10使第二基底1b移動到卸載站40?，F(xiàn)在，第一物件輸送裝置11是空的(圖3C)。在卸載站40，從第二物件輸送裝置21取出第二基底1b，并將其輸送到軌道50上。就像裝載站30一樣，卸載站40可以用作一緩沖器，如果需要。為了從第二物件輸送裝置21取出第二基底1b，可以使用如前所述的銷7第二物件輸送裝置21將第二基底1b定位在銷7上方，銷7上升并使基底1升高離開第二物件輸送裝置21，然后移開第二物件輸送裝置21(圖3E)。
當(dāng)?shù)诙?b從第二物件輸送裝置21移開時，第一物件輸送裝置11移動到裝載站30來獲取第三基底1c。
作為一種替換方案，物件輸送裝置11、21可以沿大體上與旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向移動。因此，可以降低物件輸送裝置以便接合基底1的下面。
在圖2的實施方案中，物件輸送裝置接合了基底1的下面。然而，還可能的是物件輸送裝置以其它方式接合基底1，例如通過基底1的邊緣或利用接合基底1的頂面的吸盤。
此外，在圖2的實施方案中，機(jī)械手10包括一第一臂12和一第二臂22。第一物件輸送裝置11與第一臂12連接，第二物件輸送裝置21與第二臂22連接。兩個臂12、22都可以圍繞軸心15旋轉(zhuǎn)。在圖2的實例中，如此布置軸心15使得其可提供旋轉(zhuǎn)軸15a，該旋轉(zhuǎn)軸定向成大體上與在兩個物件輸送裝置之一上出現(xiàn)的基底1的平面垂直。
此外，在圖2的實例中，第一臂12和第二臂22相對彼此以這樣一種方式固定，使得在它們之間形成一恒定的角度，正如沿與旋轉(zhuǎn)軸15a平行的方向所看到的。然而，還可能的是兩個臂12、22彼此獨立地旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，其旋轉(zhuǎn)可以沿相同的方向，或者沿相反的方向。
此外，在圖2的實例中，旋轉(zhuǎn)軸15a的位置相對處理單元5固定。以恒定的相對角度固定臂12、22和相對處理單元5固定旋轉(zhuǎn)軸15a的位置會減少機(jī)械手10作為一個整體的自由度。這種自由度的減少會導(dǎo)致可以簡單地設(shè)計僅具有幾個移動部件的機(jī)械手10，此外用于致動機(jī)械手10的控制系統(tǒng)可以非常簡單。另外，從圖3可以清楚看出，在根據(jù)圖2的實例的實施方案中，第一基底1a從裝載站30傳輸?shù)教幚韱卧?以及第二基底1b從處理單元5傳輸?shù)叫遁d單元大體上是在圍繞旋轉(zhuǎn)軸15a的單一旋轉(zhuǎn)的第一臂12和第二臂22中進(jìn)行的。
另一方面，可以期望更大的自由度。這可以通過多種方式實現(xiàn)。兩個臂12、22或者至少其中一個臂可以沿大體上與旋轉(zhuǎn)軸15a平行的方向移動。此外，軸心15可以相對處理單元5移動，和/或一個或兩個臂12、22可以做成可展開的，使得其長度可以變化。
圖4示出了圖2的實施方案的正視圖。在該實例中，光刻裝置還包括干涉儀60，用于確定基底臺的位置。正如在圖3中所看到的，當(dāng)干涉儀60旋轉(zhuǎn)時其擋住了機(jī)械手10的臂12、22。為了避免碰撞，一般地臂12、22是具有兩個處于不同高度的水平部分和連接這兩個水平部分的中間部分的z-形，如圖4所示。通過這種方式，臂12、22能夠在使臂12、22旋轉(zhuǎn)的過程中繞過干涉儀60。當(dāng)其它物件有妨礙時也可以使用如上所述的這種對臂的形狀的改變。
圖5描述了本發(fā)明的第二實施方案。在該實施方案中，為了處理基底1還提供一處理單元5。利用包括機(jī)械手110的傳輸單元將待處理的基底1提供給處理單元5。同一機(jī)械手110也可以從處理單元5取出處理過的基底1。
一軌道50將待處理的基底1輸送到光刻裝置，和將處理過的基底1從光刻裝置輸送到例如蝕刻裝置。
該軌道50可將基底一個接一個的輸送到裝載站30，該裝載站包括一接收單元31和一裝載單元32。接收單元31從軌道50接收基底1，同時裝載單元32將基底1裝載到機(jī)械手110。裝載站30可以用作一個緩沖器，用于將基底1提供給處理單元5。由于基底1通常是由軌道50以不規(guī)則的時間間隔輸送，所以這是特別有利的。通過使用裝載站30作為一個緩沖器，在使用軌道不規(guī)則地輸送基底1的情況下，處理單元停止工作的可能性和沒有這種緩沖器的系統(tǒng)相比減小了。
優(yōu)選地，裝載站30具有為了進(jìn)行處理準(zhǔn)備基底1的裝置，如上所述參考圖2的實施方案。
提供一傳輸單元將基底1一個接一個地從裝載站30取出到處理單元5，以及從處理單元5取出處理過的基底1到卸載站40。圖6中示出了這種傳輸過程。傳輸單元具有一個單獨的機(jī)械手110，其具有第一物件輸送裝置111。該第一物件輸送裝置111在裝載站30接合第一基底1a。
傳輸單元的機(jī)械手110還包括一第二物件輸送裝置121。當(dāng)將第一基底1a裝載到第一物件輸送裝置111上時，第二物件輸送裝置121是空的。然后機(jī)械手110使第二物件輸送裝置121移動到處理單元5。處理單元5可提供由處理單元5已經(jīng)處理過的第二基底1b。第二物件輸送裝置121接過第二基底1b。
然后第二物件輸送裝置121使第二基底1b移動遠(yuǎn)離處理單元。并使第一基底1a朝向處理單元5移動。在相對處理單元5定位第一基底1a之后，將第一基底1a裝載到處理單元5。
然后，機(jī)械手110使第二基底1b移動到裝載站40?，F(xiàn)在，第一物件輸送裝置11是空的。在卸載站40，從第二物件輸送裝置121除去第二基底1b，并將其輸送到軌道50上。就像裝載站30一樣，卸載站40可以用作一緩沖器，如果需要。
物件輸送裝置111、121可以與圖2的實施方案中的相類似。此外，將基底1裝載到物件輸送裝置上和從物件輸送裝置上卸載的方式可以采取相似的方式。
在另一個實施方案中，圖中沒有示出，第一物件輸送裝置111布置在第二物件輸送裝置121之上。第一物件輸送裝置111相對機(jī)械腕組件127處于一固定位置。然而第二物件輸送裝置121是可旋轉(zhuǎn)的。
在該實施方案中，按照以下方式進(jìn)行基底的裝載和卸載。第一物件輸送裝置111可從裝載站30收集基底1a。然后機(jī)械手110使物件輸送裝置111、121朝向處理單元5移動。接著第二物件輸送裝置121接合一將從處理單元5排出的第二基底1b。優(yōu)選地，利用銷7升高第二基底1b，使得第二物件輸送裝置121能夠在下面接合基底1b。當(dāng)基底1b由第二物件輸送裝置121接合時，使銷7縮回。
然后，利用機(jī)械腕組件127使第二物件輸送裝置121遠(yuǎn)離處理單元5旋轉(zhuǎn)。此時機(jī)械手110不會使機(jī)械腕組件遠(yuǎn)離處理單元5移動。現(xiàn)在可以將第一基底1a裝載到處理單元5。優(yōu)選地，這可以再次通過升高銷7來完成，這一次它們把第一基底1a升高到離開第一物件輸送裝置111的程度。
然后，機(jī)械手110使物件輸送裝置111、121遠(yuǎn)離處理單元5移動，并將第二基底送進(jìn)卸載站40。該實施方案的優(yōu)點在于物件輸送裝置111、121是在單一動作中相對于處理單元5定位的，從而不必分開對它們進(jìn)行定位。
在圖5的實施方案中，物件輸送裝置111、121與一公共的機(jī)械手臂120連接，該機(jī)械手臂120適合于使物件輸送裝置111、121相對于處理單元移動。
在圖5的實施方案中，物件輸送裝置可以與機(jī)械腕組件127連接，該機(jī)械腕組件可與機(jī)械手臂120連接。機(jī)械腕組件127允許物件輸送裝置111、121相對于機(jī)械手臂120旋轉(zhuǎn)。在圖5的實例中，第一物件輸送裝置111和第二物件輸送裝置可以以這樣一種方式相對彼此固定，使得在它們之間形成一恒定的角度。通過這種方式，物件輸送裝置111、121可以一起旋轉(zhuǎn)。
在圖5的實施方案中，機(jī)械手包括對接機(jī)構(gòu)125。這些對接機(jī)構(gòu)適合于與計數(shù)元件126配合，計數(shù)元件布置在處理單元5上。為了可靠地從基底1交換到處理單元和/或從處理單元5交換，重要的是要操作特定基底1和處理單元5的物件輸送裝置111、121相對彼此進(jìn)行準(zhǔn)確地定位。
通過使機(jī)械手110與處理單元5對接可以實現(xiàn)這點。對接機(jī)構(gòu)125可以提供機(jī)械腕組件127和處理單元5之間的動態(tài)連接。通過機(jī)械裝置可以實現(xiàn)這種連接，但是也可以用不同的方式例如渦流阻尼。在圖5的實例中，在機(jī)械手110的機(jī)械腕組件127的下方提供一對接機(jī)構(gòu)125。然而，對接機(jī)構(gòu)125還可以相對于機(jī)械腕組件127布置在不同的位置。
在該實例中，對接機(jī)構(gòu)125具有至少一個半球形凸出128。然而，其它數(shù)量或形狀的凸出128也是可能的。這取決于連接在一起的機(jī)械腕組件127和處理單元的運動的自由度數(shù)量。
當(dāng)機(jī)械腕組件127接近處理單元5時，對接機(jī)構(gòu)125與計數(shù)器板126接合。該計數(shù)器板126具有至少一個孔129，該孔129對應(yīng)于對接機(jī)構(gòu)125的凸出128。然后孔129和凸出128“找到”彼此，并使機(jī)械腕組件127(物件輸送裝置111、121連接于其上)相對于處理單元5處于預(yù)定的、準(zhǔn)確的相對位置。
在該實施方案中，在與動態(tài)連接有關(guān)的自由度方面，機(jī)械腕組件127撓性地與機(jī)械手臂120連接，使得其可以相對于處理單元5處于預(yù)定的位置而不會過多地受到限制。實際上，這表示在每一個自由度中在機(jī)械腕組件127和處理單元5之間的動態(tài)連接都是主動的，機(jī)械腕組件127必須相對于機(jī)械手臂是可移動的。
在圖2的實施方案中，還可以使用這種在物件輸送裝置111、121、11、21和處理單元5之間實現(xiàn)預(yù)定位置的方法。在這種情況下，對接機(jī)構(gòu)必須布置在每一臂12、22或物件輸送裝置11、21上。
如上所述，有利的是如果當(dāng)對接機(jī)構(gòu)用于使物件輸送裝置111、121相對處理單元定位5時，機(jī)械腕組件127柔性地與機(jī)械手臂120連接。然而，還可以設(shè)想當(dāng)機(jī)械腕組件127相對處理單元5定位時，機(jī)械腕組件127(和連接于其上的物件輸送裝置)不與機(jī)械手臂120連接。通過這種方式，物件輸送裝置111、121相對處理單元的相對位置就不會受到機(jī)械手臂120的影響，例如振動。
圖7示意性地示出了一軌道接口，其具有一裝載站30和一包括機(jī)械手10.1和機(jī)械手10.2的傳輸單元。該軌道接口可用作軌道50和處理單元5之間的接口，并配置成高產(chǎn)量的具有雙輸入單元的基底輸送裝置的一部分，包括例如一基底接收單元31和一預(yù)定位器132?；总壍澜邮諉卧?1垂直堆疊在基底軌道卸載站40的上方，如圖8所示(在光刻的基底軌道接口中垂直堆疊地輸入/輸出基底單元)。因此，占地面積小，可以有效地使用空間?；总壍澜邮諉卧?1和/或基底軌道卸載站40可以具有一緩沖站，用于緩沖處理單元5和軌道50之間的基底。
應(yīng)該指出，作為一種替換方案，基底軌道接收單元31可以位于卸載站40下方，然而，根據(jù)圖8的位置是優(yōu)選的，因為它具有向下渦旋的污染顆粒不會進(jìn)入基底輸入路徑的優(yōu)點。在這點上，應(yīng)該提到它具有的特殊好處是防止了基底在處理單元5中曝光之前受到污染。
接收單元31可以具有基底溫度調(diào)節(jié)裝置(冷卻板或空氣噴頭)，其與預(yù)定位器132的冷卻板鄰接。在這種配置中，可以強(qiáng)制基底相對迅速地達(dá)到所需的溫度，這將增加了物件輸送裝置的產(chǎn)量。從而，可以獲得一具有平行的基底調(diào)節(jié)和預(yù)定位能力的基底軌道接口，其可得到相對高的產(chǎn)量。然而應(yīng)該指出，還可能的是利用附加的軌道流動50.2直接使基底通過軌道提供給預(yù)定位器132，從而獲得雙輸入軌道接口。處理過的基底可通過按照軌道流動50.32的軌道流出。
根據(jù)圖7的軌道接口還包括一控制室134，其具有控制軟件和用于控制機(jī)械手10.1、10.2以及用于控制在軌道接口中基底流動的控制設(shè)備(參見，圖7中表示基底流動的虛線箭頭50.1、50.2、50.3)。此外軌道接口可以具有一保持架136，其用作軌道接口和前開口的標(biāo)準(zhǔn)容器(FOUP)之間的接口，用于保持/輸送基底。該FOUP可以通過保持架136將基底提供給軌道接口。這是可以實現(xiàn)的，例如如果通過軌道50.1提供，那么就阻礙了軌道50.2。
如上所述，可能的是軌道接口具有兩個輸入單元，例如接收單元31和預(yù)定位器132。在一個有利的實施方案中，接收單元31具有預(yù)定位功能(傳感器和旋轉(zhuǎn)單元)。在這種情況下，可以并行使用兩個輸入單元用于基底輸入和預(yù)定位。因此，可以同時準(zhǔn)備兩個基底來曝光，從而實際上相對僅具有一個輸入單元的常規(guī)系統(tǒng)提高了二倍的基底輸送裝置的產(chǎn)量。
在根據(jù)圖7的軌道接口的另一個實施方案中，只提供一個單獨的機(jī)械手10代替兩個(或多個)機(jī)械手10.1、10.2(例如通過移開機(jī)械手10.1和將其工作分配給機(jī)械手10.2)。這樣可以節(jié)約一個機(jī)械手的成本。
在軌道接口的實施方案中，垂直堆疊了多個基底位置137.1、137.2。該堆疊的基底位置可形成一基底緩沖器138?；拙彌_器138可以具有空氣噴頭139.1、139.2、139.3(見圖9)，用于對基底緩沖器中的基底進(jìn)行溫度控制。在圖9的實例中，布置在各個基底位置中的基底夾在空氣噴頭之間。通過這種方式，能夠根據(jù)與在處理單元5中待處理基底的合適溫度相關(guān)的預(yù)定說明，對布置在基底緩沖器中的基底進(jìn)行溫度控制?；拙彌_器138可以利用Z-行程電動機(jī)140沿垂直方向(Z-方向)移動。該Z-行程電動機(jī)140可以以預(yù)定高度定位在基底緩沖器138上，使得機(jī)械手10.1和/或10.2能夠從相關(guān)的基底位置相對任意且快速地拾取預(yù)先選擇的基底，該相關(guān)的基底位置可升高到一適當(dāng)?shù)母叨?。因此可獲得相對高的產(chǎn)量。
圖9的配置可導(dǎo)致相聯(lián)的基底輸送裝置的占用空間減小。
在軌道接口(例如根據(jù)圖7)中，空氣噴頭既可以定位在預(yù)定位器132，又可以定位在基底接收單元31。
優(yōu)選地，基底上的氣流大體上與基底表面垂直，從而得到最佳冷卻能力。例如，在垂直的氣體/空氣流的情況下，基底的冷卻時間大約是一個基底循環(huán)時間(循環(huán)時間大概等于在處理單元5中處理一個基底需要的時間)。當(dāng)氣體流與基底表面平行時，熱交換系數(shù)更低，從而需要大約十個基底循環(huán)時間來穩(wěn)定基底濕度。
一個軌道接口的實施方案具有垂直堆積的氣體/空氣噴頭。該堆疊具有一第一基底位置和一第二基底位置，用于緩沖和基底冷卻?？梢岳脕碜钥諝鈬婎^的空氣流從兩側(cè)冷卻基底。這允許基底在一個循環(huán)時間內(nèi)停留在同一位置，如軌道已經(jīng)輸送了基底的位置，因此減小了機(jī)械手10的工作負(fù)荷。在一個循環(huán)中可以使用每個基底位置用于基底緩沖，以及在下一個循環(huán)中用于基底冷卻。
一個軌道接口的實施方案比在前面段落中描述的軌道接口需要更小的基底冷卻，它可設(shè)有一空氣噴頭，僅用于冷卻在基底位置的基底的一側(cè)。圖10中給出了該實施方案的另一個詳盡細(xì)節(jié)，圖10示出了一種垂直堆疊的基底(緩沖器)位置137.1、137.2、137.3和一固定的空氣噴頭139的設(shè)計。該堆疊可由皮帶141.1、141.2形成，皮帶可以按照箭頭142旋轉(zhuǎn)。這些皮帶具有突出(或槽口)143。皮帶的突出(或槽口)143限定了在皮帶141.1、141.2之間的基底緩沖位置137.1、137.2、137.3。僅僅對位于基底位置137.3處的頂部基底進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。在移開頂部基底(到基底臺)之后，使皮帶141.1、141.2旋轉(zhuǎn)使得軌道可以在一個新產(chǎn)生的更低的基底位置(例如位置137.1)上輸送一個新的基底。由于皮帶可以旋轉(zhuǎn)并使新的基底移動到基底冷卻位置137.3，所以空氣噴頭139可以保持在一個固定位置。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施方案，可以理解可以不同于上面所描述的實施本發(fā)明。如所指出的，說明書不是要限制本發(fā)明。假設(shè)這里給出的細(xì)節(jié)程度，已經(jīng)描述了本發(fā)明的配置、操作和性能，應(yīng)該理解實施方案的修改和變化是可能的。因此，前面詳細(xì)的描述并不意味著或打算要以任何方式限制本發(fā)明-而是說本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括(a)一配置成進(jìn)行涉及可換物件的光刻處理的處理單元，該處理單元包括一調(diào)節(jié)輻射光束的照射系統(tǒng)；一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，該構(gòu)圖部件將期望的圖案賦予給輻射光束；一配置成保持基底的基底保持架；以及一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；以及(b)一傳輸單元，其包括一單個機(jī)械手，機(jī)械手配置成將第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧蛯⒌诙蓳Q物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中機(jī)械手包括一第一物件輸送裝置，第一物件傳送裝置將第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧?，以及一第二物件輸送裝置，第二物件傳送裝置將第二可換物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其中第一物件輸送裝置與第一臂連接，第二物件輸送裝置與第二臂連接，該第一臂和第二臂可圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中第一臂和第二臂中的至少一個可沿一至少大體上與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向移動。
5.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中旋轉(zhuǎn)軸具有相對處理單元固定的位置。
6.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中以將第一臂和第二臂相對彼此固定，使得在它們之間形成一恒定的角度。
7.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中第一臂配置成當(dāng)?shù)谝豢蓳Q物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧獣r沿第一方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，第二臂配置成當(dāng)?shù)诙蓳Q物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站時沿第二方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其中該第一旋轉(zhuǎn)方向與第二旋轉(zhuǎn)方向相同。
8.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中第一臂配置成當(dāng)?shù)谝豢蓳Q物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧獣r沿第一方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，第二臂配置成當(dāng)?shù)诙蓳Q物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站時沿第二方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其中該第一旋轉(zhuǎn)方向與第二旋轉(zhuǎn)方向相反。
9.如權(quán)利要求6所述的光刻裝置，其中裝載站、卸載站、處理單元和機(jī)械手相對彼此布置成使得第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧约暗诙蓳Q物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d單元大體上是在圍繞旋轉(zhuǎn)軸的單一旋轉(zhuǎn)的第一臂12和第二臂22中進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中第一臂和第二臂中的至少一個的形狀配置成繞過障礙物。
11.如權(quán)利要求10所述的光刻裝置，其中該形狀包括一具有兩個處于不同高度的水平部分和連接這兩個水平部分的中間部分的z形。
12.如權(quán)利要求10所述的光刻裝置，其中障礙物包括一干涉儀系統(tǒng)，其用于確定基底保持架的位置。
13.如權(quán)利要求2所述的光刻裝置，其中第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置與一公共的機(jī)械手臂連接，該機(jī)械手臂適用于使第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置相對處理單元移動。
14.如權(quán)利要求13所述的光刻裝置，其中第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置中至少一個物件輸送裝置與機(jī)械腕組件連接，該機(jī)械腕組件允許連接于其上的物件輸送裝置相對機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求14所述的光刻裝置，其中第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置都與機(jī)械腕組件連接。
16.如權(quán)利要求15所述的光刻裝置，其中第一物件輸送裝置和第二物件輸送裝置相對彼此固定，使得在它們之間形成一恒定的角度。
17.一種器件制造方法，包括(a)將待處理的物件裝載到裝載站；(b)利用一單個機(jī)械手將待處理的物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧?c)通過處理單元處理物件，該處理單元包括(i)通過照射系統(tǒng)調(diào)節(jié)輻射光束；(ii)給輻射光束在其截面賦予期望的圖案；以及(iii)將帶圖案的輻射光束投影到基底的靶部；以及(d)通過所述單個機(jī)械手使處理過的物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
18.一種光刻裝置，包括(a)一配置成進(jìn)行涉及可換物件的光刻處理的處理單元，該處理單元包括一調(diào)節(jié)輻射光束的照射系統(tǒng)；一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，該構(gòu)圖部件可將期望的圖案賦予給輻射光束；一配置成保持基底的基底保持架；以及一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng)；以及(b)一軌道接口，用于交換軌道和處理單元之間的可換物件，該軌道接口包括一傳輸單元，傳輸單元配置成通過一基底軌道接收單元將第一可換物件從軌道傳輸?shù)教幚韱卧约巴ㄟ^一基底軌道卸載站將第二可換物件從處理單元傳輸?shù)杰壍?，其中軌道接口包括基底軌道接收單元和基底軌道卸載站，以及其中基底軌道接收單元和基底軌道卸載站相互垂直堆疊。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中基底軌道接收單元堆疊在基底軌道卸載站上方。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中基底軌道接收單元和/或基底軌道卸載站包括一緩沖站，緩沖站配置成緩沖在處理單元和軌道之間的基底。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有改進(jìn)的傳送單元的光刻裝置。該光刻裝置包括一進(jìn)行涉及可換物件的光刻處理的處理單元，其中該處理單元包括一提供輻射光束的照射系統(tǒng)，一配置成支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，該構(gòu)圖部件可將期望的圖案賦予給輻射光束，一配置成保持基底的基底保持架，以及一配置成將帶圖案的光束投影到基底的靶部上的投影系統(tǒng)。光刻裝置還包括一傳輸單元，其包括一單個機(jī)械手。該單個機(jī)械手配置成將第一可換物件從裝載站傳輸?shù)教幚韱卧蛯⒌诙蓳Q物件從處理單元傳輸?shù)叫遁d站。
文檔編號H01L21/027GK1721998SQ20051007866
公開日2006年1月18日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者J·J·庫伊特, P·R·巴特拉, D·-J·比沃伊特, J·-F·霍格坎普 申請人:Asml荷蘭有限公司