專利名稱：用于掩模板的快速交換裝置中的共享的順應(yīng)性和掩模板平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的方法、一種配置成將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的快速交換裝置(RED)和一種用于以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光刻術(shù)被廣泛地公認(rèn)為制造集成電路(IC)以及其它器件和/或結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵過程。光刻設(shè)備是在光刻期間使用的機(jī)器，其將期望的圖案施加到襯底(諸如襯底的目標(biāo)部分)上。在用光刻設(shè)備制造IC的期間，可替代地被稱作為掩?；蜓谀０宓膱D案形成裝置產(chǎn)生了將形成在IC中的單個(gè)層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)印到襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一部分、一個(gè)或多個(gè)管芯)上。典型地經(jīng)由成像將圖案轉(zhuǎn)印到設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(例如抗蝕劑)層上。通常，單個(gè)襯底包括連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。制造IC的不同層通常需要用不同的掩模板將不同的圖案成像到不同的層上。因此，在光刻過程期間必須更換掩模板。市場要求光刻設(shè)備盡可能快地執(zhí)行光刻過程以最大化制造能力和保持每一器件的低成本。因此，優(yōu)選的是，在光刻過程期間更換掩模板花費(fèi)最小的可能時(shí)間。極紫外(EUV) 光刻術(shù)要求真空環(huán)境。不幸的是，傳統(tǒng)的掩模板更換裝置未被設(shè)計(jì)成在真空環(huán)境中工作，而設(shè)計(jì)成在真空環(huán)境中工作的那些裝置不足夠快。傳統(tǒng)的掩模板更換裝置還可能在它們將掩模板轉(zhuǎn)移至光刻設(shè)備的掩模板平臺時(shí)由于用于保持掩模板的更換裝置和掩模板平臺之間的相對移動，導(dǎo)致產(chǎn)生顆粒物。顆粒污染物導(dǎo)致制造缺陷，其浪費(fèi)了生產(chǎn)能力、時(shí)間和材料。 這種浪費(fèi)減小了鑄造效率且增加了制造費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種用于將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的方法。所述方法包括將快速更換裝置(RED)定位在非?？拷鲅谀０迤脚_的位置處，所述快速更換裝置將所述圖案形成裝置定位在其上；移動所述掩模板平臺以開始與所述圖案形成裝置接觸；和將所述圖案形成裝置控制成僅在第一 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的(compliant)和并將所述掩模板平臺控制成僅在第二 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的，直到所述掩模板平臺和圖案形成裝置基本上形成接觸且共平面為止。所述第一 3個(gè)自由度和所述第二 3個(gè)自由度是不同的。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提出了一種配置成將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的快速更換裝置(RED)。所述RED包括夾持裝置；和運(yùn)動學(xué)支承件 (kinematic mount)，所述運(yùn)動學(xué)支承件包括連接至所述夾持裝置的順應(yīng)性銷，以將圖案形成裝置定位到所述夾持裝置上。所述運(yùn)動學(xué)支承件允許所述圖案形成裝置僅在3個(gè)自由度上移動。
本發(fā)明還涉及一種以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括掩模板平臺；和快速更換裝置(RED)，用于將圖案形成裝置裝載到所述掩模板平臺上。所述快速更換裝置包括夾持裝置；和運(yùn)動學(xué)支承件，所述運(yùn)動學(xué)支承件連接至所述夾持裝置，以將圖案形成裝置定位到所述夾持裝置上。所述運(yùn)動學(xué)支承件允許所述圖案形成裝置僅在第一 3個(gè)順應(yīng)性的自由度上移動。參考附圖在下文詳細(xì)地描述了本發(fā)明的另外的實(shí)施例、特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。


現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，在附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，且其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的兩臂式快速更換裝置的俯視圖。圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的快速更換裝置的側(cè)視圖。圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有支撐件的快速更換裝置的側(cè)視圖。圖2D-E示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的兩臂式快速更換裝置的俯視圖。圖3A-D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的三臂式快速更換裝置的俯視圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種方法。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一方法。圖6A-G示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的快速更換裝置的示例性動態(tài)操作。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的x-y-z坐標(biāo)系統(tǒng)。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的夾持裝置。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的夾持裝置的分解視圖。圖10A-10E示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的順序一致的步驟，以將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的順應(yīng)性運(yùn)動學(xué)銷的示意性剖視圖。圖12示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的順應(yīng)性運(yùn)動學(xué)銷的多個(gè)部分。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一方法。圖14示意性地示出了以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)?，F(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記可以表示相同或功能類似的元件。另外地，附圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字可以識別出附圖標(biāo)記首次出現(xiàn)的附圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明說明書公開包含本發(fā)明的特征的一個(gè)或更多的實(shí)施例。所公開的實(shí)施例僅示例性說明本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不限于所公開的實(shí)施例。本發(fā)明僅通過隨附的權(quán)利要求來限定。所描述的實(shí)施例和在說明書中對“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等的提及表示所描述的實(shí)施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是每一實(shí)施例不一定包括所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外，這樣的措詞不一定表示相同的實(shí)施例。另外，在結(jié)合實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，與不論是否被明確地描述的其它實(shí)施例結(jié)合來實(shí)施這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性落入到本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施例可以在硬件、固件、軟件或其任意組合中實(shí)施。還可以將本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施為儲存在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令，其可以由一個(gè)或更多的處理器讀取和執(zhí)行。 機(jī)器可讀介質(zhì)可以包含用于儲存或傳輸由機(jī)器(例如計(jì)算裝置)可讀取的形式的信息的任何機(jī)制。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光學(xué)存儲介質(zhì)、閃存裝置、電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)或其它形式的傳播信號(例如載波、紅外信號、數(shù)字信號等)等等。另外，硬件、軟件、例行程序、指令可以在此處被描述成執(zhí)行特定動作。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這種描述僅是為了簡便，這樣的動作實(shí)際上來自于計(jì)算裝置、處理器、控制器或用于執(zhí)行硬件、軟件、例行程序、指令等的其它裝置。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備100。所述光刻設(shè)備100 包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，極紫外輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，配置成用于支撐圖案形成裝置(例如掩?；蜓谀０?MA并與配置用于精確地定位圖案形成裝置MA的第一定位裝置PM相連；襯底臺(例如晶片臺)WT，配置用于保持襯底 (例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置成精確地定位襯底W的第二定位裝置PW相連。所述光刻設(shè)備100還具有投影系統(tǒng)(例如反射式投影透鏡系統(tǒng))PS，所述投影系統(tǒng)PS配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一根或多根管芯)上。所述照射系統(tǒng)IL可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射B。支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖案形成裝置MA的方向、光刻設(shè)備100的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置MA是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置MA。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所述支撐結(jié)構(gòu) MT可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng)PS)。術(shù)語“圖案形成裝置”MA應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束B的橫截面上賦予輻射束B、以便在襯底W的目標(biāo)部分C上形成圖案的任何裝置。被賦予輻射束 B的圖案可能與在目標(biāo)部分C上產(chǎn)生的器件中的特定功能層相對應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置MA可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置MA的示例包括掩模板、掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的， 并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束B。術(shù)語“投影系統(tǒng)"PS可以包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、 或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。真空環(huán)境可以用于EUV或電子束輻射，這是因?yàn)槠渌鼩怏w可以吸收太多的輻射或電子。真空環(huán)境可以因此在真空壁和真空泵的幫助下提供至整個(gè)束路徑。如這里所示的，所述光刻設(shè)備100是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地， 所述光刻設(shè)備100可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。所述光刻設(shè)備100可以是具有兩個(gè)(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個(gè)或更多的掩模臺)WT的類型。在這種“多臺”機(jī)器中，可以并行地使用附加的襯底臺WT，或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時(shí)，將一個(gè)或更多個(gè)其它襯底臺WT用于曝光。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設(shè)備100可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源SO為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種情況下，不會將該源SO考慮成形成光刻設(shè)備100的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD (未顯示)的幫助，將所述輻射束B從所述源SO傳到所述照射器IL。 在其它情況下，所述源SO可以是所述光刻設(shè)備100的組成部分(例如當(dāng)所述源SO是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD(未示出)。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件(未顯示)，例如積分器和聚光器?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束B，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)ΜΤ上的所述圖案形成裝置(例如，掩模)ΜΑ上，并且通過所述圖案形成裝置MA來形成圖案。已經(jīng)從圖案形成裝置 MA (例如掩模)反射之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束B聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF2 (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，可以使用第一定位裝置PM和另一位置傳感器IFl相對于所述輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如掩模)ΜΑ?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記Ml、Μ2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記Pl、Ρ2來對準(zhǔn)圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實(shí)現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記 PU P2對準(zhǔn)掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃線對齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個(gè)的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間?？梢詫⑺龉饪淘O(shè)備100用于以下模式中的至少一種中1.在步進(jìn)模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時(shí)，將賦予所述輻射束B的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。 然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。
2.在掃描模式中，在對支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標(biāo)部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT 相對于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。3.在另一種模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺) MT保持為基本靜止，并且在對所述襯底臺WT進(jìn)行移動或掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束B 的圖案投影到目標(biāo)部分C上。可以采用脈沖輻射源S0，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻術(shù)中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了一種用于在光刻工具100(諸如極紫外(EUV)光刻工具)的真空環(huán)境中更換掩模板MA的方法，其使用旋轉(zhuǎn)的快速更換裝置(RED)來最小化掩模板更換時(shí)間、顆粒產(chǎn)生和放氣(outgassing)。所述方法在更換掩模板MA的期間要求操縱用于保持掩模板MA的基底板而不是直接用RED夾持掩模板MA。為了最小化掩模板更換時(shí)間，RED具有至少兩個(gè)機(jī)器人夾持裝置，每個(gè)夾持裝置保持各自的基底板。每個(gè)基底板可以保持各自的掩模板MA。通過使用多個(gè)機(jī)器人夾持裝置，可以基本上并發(fā)地進(jìn)行第一掩模板至RED的裝載、第二掩模板的預(yù)對準(zhǔn)(如果需要的話)、第三掩模板至掩模板平臺的轉(zhuǎn)移以及對用于第三掩模板的基底板的緩沖。通過使用多個(gè)夾持裝置，減小了儲存掩模板、獲取第二掩模板以及將第二掩模板轉(zhuǎn)移至掩模板平臺的時(shí)間，這是因?yàn)樵诟鱾€(gè)位置的多個(gè)掩模板的裝載和卸載的至少一部分被基本上同時(shí)進(jìn)行，而不是相繼地進(jìn)行。RED還通過基本上同時(shí)將多個(gè)掩模板從一個(gè)位置移動至另一位置而不是相繼地移動，來節(jié)省時(shí)間。RED還保護(hù)掩模板，以及未完成的光刻產(chǎn)品。RED的可旋轉(zhuǎn)部分具有至少一個(gè)密封腔，其保持旋轉(zhuǎn)RED的電機(jī)系統(tǒng)。密封腔最小化來自諸如電機(jī)、電機(jī)軸承、位置編碼器等電機(jī)系統(tǒng)部件的放氣和顆粒污染物。凈化式密封(scavenging seal)，也稱作為差分密封 (differential seal)或差分泵吸密封，用在旋轉(zhuǎn)部件和密封腔之間，用于保持在RED外面的清潔真空環(huán)境中的真空，同時(shí)減小進(jìn)入所述清潔真空環(huán)境中的放氣和顆粒污染物。RED 還可以具有至少一個(gè)另外的密封腔，其保持沿著RED的旋轉(zhuǎn)軸線將RED進(jìn)行平移的平移機(jī)構(gòu)。所述第二腔具有波紋管(bellow)以將真空與平移機(jī)構(gòu)中的臟的部件(諸如致動器、軸承等)分離。RED的波紋管減小了進(jìn)入真空的放氣和顆粒污染物。圖2A-2E示出了具有兩臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置(RED) 200的本發(fā)明的實(shí)施例。接下來是圖3A-3D，其顯示具有三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置(RED)300的本發(fā)明的實(shí)施例。雖然示出了兩臂式和三臂式的RED 200、300，但是這些例子不是限制性的。各種實(shí)施例可以具有兩個(gè)或更多的臂，且因此同時(shí)運(yùn)輸兩個(gè)或更多個(gè)掩模板。另外，在各種實(shí)施例中，RED的第一臂可以相對于RED的第二臂以任何角度進(jìn)行固定。圖2A示出了兩臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200的俯視圖。兩臂式RED 200具有圍繞向紙面中延伸的中心軸線215旋轉(zhuǎn)的第一臂205和第二臂210。在第一臂205的末端處的是第一機(jī)器人夾持裝置220，其配置成夾持第一基底板222，該第一基底板222配置成保持第一掩模板225。類似地，在第二臂210的末端處的是第二機(jī)器人夾持裝置230，其配置成夾持第二基底板232，該第二基底板232能夠保持第二掩模板235。因此，第一臂205和第二臂210是基底板支撐件。第一和第二基底板222、232與第一和第二臂205、210配置成共同旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，第一和第二基底板222、232定位在距離中心軸線215基本上相等的距離處。在一實(shí)施例中，第一臂205定位成與第二臂210成基本上90°的角度。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，兩臂式RED 200旋轉(zhuǎn)至三個(gè)位置。第一位置是掩模板裝載和卸載位置M0。在掩模板裝載和卸載位置240中，用于保持第一掩模板225的第一基底板222由第一機(jī)器人裝置(未顯示)在第一機(jī)器人夾持裝置220和掩模板儲存裝置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。第二位置是掩模板平臺裝載和卸載位置對5。在掩模板平臺裝載和卸載位置對5 中，第一掩模板225被在第一基底板222和掩模板平臺(未顯示，諸如圖1中的光刻設(shè)備 100中的支撐結(jié)構(gòu)MT)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。第一掩模板225可以通過RED 200直接被轉(zhuǎn)移至掩模板平臺(未顯示)。第三位置是基底板緩沖位置250。在將第一掩模板225定位在掩模板平臺上時(shí)，兩臂式RED 200將第一機(jī)器人夾持裝置220和第一基底板222旋轉(zhuǎn)和移動至基底板緩沖位置250，以防止兩臂式RED 200干擾第一掩模板225的使用。應(yīng)當(dāng)理解，在各種位置處，可以以類似于第一掩模板225的方式處理和更換第二掩模板235。在本文的其它地方更加詳細(xì)地描述了兩臂式RED 200的動態(tài)操作。圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的兩臂式和三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200、 300的部分側(cè)視圖。為了簡便，在圖2B中僅示出了一個(gè)示例性的臂，第一臂205。兩臂式和三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200、300的其它臂可以具有類似的布置。圖2B顯示出在第一臂205的遠(yuǎn)端處發(fā)現(xiàn)用于保持第一基底板222的第一機(jī)器人夾持裝置220，該第一基底板222又保持第一掩模板225。第一臂205通過被連接至軸255 而圍繞中心軸線215旋轉(zhuǎn)。軸255機(jī)械地連接至電機(jī)系統(tǒng)256，其配置成旋轉(zhuǎn)軸255?？蛇x的位置編碼器258可以連接至軸255以提供位置反饋。在圖2B示出的例子中，軸255不僅沿著旋轉(zhuǎn)軸線215旋轉(zhuǎn)而且是可以平移的，如箭頭259所示，使得RED 200,300沿著旋轉(zhuǎn)軸線215是可以平移的。RED 200、300的平移允許沿著中心軸線215在不同的高度處平移基底板和掩模板。致動器262機(jī)械地連接至軸255，以沿著旋轉(zhuǎn)軸線215對軸255進(jìn)行平移。電機(jī)系統(tǒng)256和致動器262密封在腔沈0中，使得在與傳統(tǒng)的掩模板更換裝置相比時(shí)基本上從清潔的真空消除了來自電機(jī)系統(tǒng)的放氣和顆粒污染物。圍繞軸255用密封 265密封腔沈0，諸如凈化式密封，其可以進(jìn)一步消除將在傳統(tǒng)的0形圈密封中出現(xiàn)的顆粒產(chǎn)生和傳統(tǒng)的0形圈密封所需要的放氣酯。柔性的波紋管270在軸255沿著旋轉(zhuǎn)軸線215 平移時(shí)保持腔260的密封。圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的作為圖2B中顯示的布置的替代布置的兩臂式和三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200、300的側(cè)視圖。如圖2B所示，為了簡便，僅在圖2C 中示出了一個(gè)示例性的臂，第一臂205。兩臂式和三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200，300的其它臂可以具有類似的布置。圖2C中的腔260包含旋轉(zhuǎn)軸255的電機(jī)系統(tǒng)256。腔260被安裝到支撐件285 上，其被連接至致動器觀6、觀7，其沿著旋轉(zhuǎn)軸線215平移軸255、腔260和框架觀5。在軸 255沿著旋轉(zhuǎn)軸線215平移時(shí)，致動器觀6，287具有各自的柔性波紋管觀8，289,以將致動器觀6，287與周圍氣體環(huán)境(諸如真空)密封。在與傳統(tǒng)的掩模板更換裝置中的情況相比時(shí)，波紋管觀8，觀9的使用基本上消除了來自致動器觀6，觀7的放氣和顆粒污染物。圖2A、2D和2E的組合示出了兩臂式RED 200的示例性動態(tài)操作。圖2A示出了處于掩模板裝載和卸載位置MO中的第一臂205，在所述掩模板裝載和卸載位置240處，第一掩模板225和基底板222被裝載到第一臂220上。兩臂式可旋轉(zhuǎn)的快速更換裝置200之后將第一臂205旋轉(zhuǎn)至如圖2D所示的掩模板平臺裝載和卸載位置M5。在將第一掩模板225 從第一基底板222裝載至掩模板平臺之后，仍然保持第一基底板222的第一臂205被旋轉(zhuǎn)至如圖2E所顯示的基底板緩沖位置250。盡管第一臂205處于基底板緩沖位置250，但是在位置245處的第一掩模板225被用于在輻射束的橫截面中賦予輻射束圖案，以便于在襯底的目標(biāo)部分中產(chǎn)生圖案。在第一掩模板225不再需要進(jìn)行圖案化處理時(shí)，仍然保持第一基底板222的第一臂205返回至掩模板平臺裝載和卸載位置對5，在該掩模板平臺裝載和卸載位置245處，第一掩模板225被從掩模板平臺上卸載回到第一基底板222上。兩臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置200之后將第一臂205旋轉(zhuǎn)返回至如圖2A顯示的掩模板裝載和卸載位置M0，在該掩模板裝載和卸載位置 240處，基底板222和第一掩模板225被從兩臂式RED 200上卸載。雖然第一基底板222在基底板緩沖位置250處被進(jìn)行緩沖，但是第二掩模板235 基本上同時(shí)在掩模板裝載和卸載位置240處在RED和掩模板儲存裝置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在與傳統(tǒng)的掩模板更換裝置相比時(shí)，基本上同時(shí)緩沖第一基底板222和轉(zhuǎn)移第二掩模板235的方式節(jié)省了時(shí)間和增加了 RED 200的生產(chǎn)率。圖6A-6G示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可旋轉(zhuǎn)的快速更換裝置(諸如兩臂式RED 200)的示例性動態(tài)操作。在圖6A-6G中，掩模板被標(biāo)識以附圖標(biāo)記“N”。由“RS”表示掩模板平臺的位置。掩模板操縱裝置的位置表示成“RH”。在一個(gè)實(shí)施例中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能了解的，除了圖6A-6G中示出的任何差別之外，如在圖6A-G中顯示的可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置的操作類似于關(guān)于兩臂式RED 200在上文描述的操作。圖3A示出了三臂式可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置(RED) 300的俯視圖。三臂式RED 300具有圍繞向紙面中延伸的中心軸線315旋轉(zhuǎn)的第一臂305、第二臂310和第三臂312。在第一臂305的末端處的是配置成夾持第一基底板322的第一機(jī)器人夾持裝置320，該第一基底板 322配置成保持第一掩模板325。類似地，在第二臂310的末端處的是配置成夾持第二基底板332的第二機(jī)器人夾持裝置330，該第二基底板332配置成保持第二掩模板335。在第三臂312的末端處的是配置成夾持第三基底板334的第三機(jī)器人夾持裝置332，該第三基底板 334配置成保持第三掩模板337。第一、第二和第三基底板322，332，334和第一、第二和第三臂305，310，312配置成共同旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，第一、第二和第三基底板322，332，334 被定位成距離中心軸線315基本上相等的距離。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，三臂式RED 300旋轉(zhuǎn)經(jīng)過四個(gè)位置。第一位置是掩模板裝載和卸載位置340，在該掩模板裝載和卸載位置340處，掩模板和基底板被從掩模板儲存裝置(未顯示)裝載到RED臂上。在掩模板裝載和卸載位置340上，第一掩模板325和第一基底板222被轉(zhuǎn)移至第一機(jī)器人夾持裝置320或從第一機(jī)器人夾持裝置320轉(zhuǎn)移至掩模板儲存裝置。第二位置是掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342。在掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342處，第一掩模板 325在轉(zhuǎn)移至掩模板平臺(未顯示，如圖1所示的光刻設(shè)備100中的支撐結(jié)構(gòu)MT)之前被預(yù)對準(zhǔn)。第三位置是掩模板平臺裝載和卸載位置345。在掩模板平臺裝載和卸載位置345處，在第一基底板322和掩模板平臺(未顯示)之間轉(zhuǎn)移第一掩模板325。第四位置是基底板緩沖位置350。在將第一掩模板325定位在掩模板平臺上時(shí)，三臂式RED 300將第一機(jī)器人夾持裝置320和第一基底板322旋轉(zhuǎn)至基底板緩沖位置350，以防止三臂式RED 300干擾第一掩模板325的使用，例如在用于曝光操作的輻射束的圖案化過程中。在各個(gè)位置上，可以以類似于第一掩模板325的方式處理和更換第二掩模板335。類似地，在各個(gè)位置上，可以以類似于第一掩模板325的方式處理和更換第三掩模板337?，F(xiàn)在將更加詳細(xì)地描述三臂式RED300的動態(tài)操作。圖3A-D的組合示出了三臂式RED 300的示例性動態(tài)操作。圖3A示出了在掩模板裝載和卸載位置340處的第一臂305，在所述掩模板裝載和卸載位置340處，第一掩模板 325和基底板322由第一機(jī)器人裝置(未顯示)從掩模板儲存裝置裝載到第一 RED臂305 上。三臂式RED 300之后將第一臂305旋轉(zhuǎn)至掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342，如圖;3B所示，在所述掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342處，第一掩模板325被預(yù)對準(zhǔn)。在掩模板預(yù)對準(zhǔn)之后，三臂式RED 300之后將第一臂305旋轉(zhuǎn)至掩模板平臺裝載和卸載位置345，如圖3C所示。在將第一掩模板325從第一基底板322裝載至掩模板平臺上之后，仍然保持第一基底板322的第一臂 305被旋轉(zhuǎn)至在圖3D中示出的基底板緩沖位置350。當(dāng)?shù)谝槐?05在基底板緩沖位置350上時(shí)，第一掩模板325被用于在輻射束的橫截面中賦予輻射束圖案，以便于在襯底的目標(biāo)部分中產(chǎn)生圖案。在第一掩模板325不再需要進(jìn)行圖案化處理時(shí)，仍然保持第一基底板322的第一臂305返回至掩模板平臺裝載和卸載位置345，如圖3C所示，在所述掩模板平臺裝載和卸載位置345處，第一掩模板325被從掩模板平臺卸載回到第一基底板322上。三臂式RED 300之后將第一臂305旋轉(zhuǎn)返回至如圖3A所示的掩模板裝載和卸載位置340，在所述掩模板裝載和卸載位置340上，第一掩模板 325和第一基底板322由第一機(jī)器人裝置從三臂式RED 300卸載。當(dāng)?shù)谝谎谀０?25在掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342上被預(yù)對準(zhǔn)時(shí)，第二臂310位于基底板緩沖位置350中，在所述基底板緩沖位置350處，可以緩沖第二基底板332。另外，當(dāng)?shù)谝谎谀０?25在掩模板預(yù)對準(zhǔn)位置342上被預(yù)對準(zhǔn)時(shí)，第三臂312位于掩模板裝載和卸載位置340處，在該掩模板裝載和卸載位置340處，第三掩模板337和第三基底板334可以被裝載到三臂式RED 300上或從其卸載。在與諸如單臂真空機(jī)器人等傳統(tǒng)真空掩模板更換裝置相比，基本上同時(shí)進(jìn)行第一掩模板325的預(yù)對準(zhǔn)、第二基底板332的緩沖以及第三掩模板337的轉(zhuǎn)移，以節(jié)省處理時(shí)間和增加三臂式RED 300的生產(chǎn)率。在旋轉(zhuǎn)三臂式RED300 時(shí)，第一、第二和第三基底板322，332，334也基本上同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使得多個(gè)掩模板在處理位置之間基本上同時(shí)移動，與傳統(tǒng)的掩模板更換裝置相比，節(jié)省處理時(shí)間和增加三臂式RED 300 的生產(chǎn)率。圖4是示出了示例性方法400的流程圖。例如，可以使用圖1、2A_E和3A-D的裝置進(jìn)行方法400。在步驟405中，在可旋轉(zhuǎn)快速更換裝置(RED)的第一臂上接納保持第一掩模板的第一基底板。在步驟410中，將第二掩模板從第二基底板轉(zhuǎn)移至掩模板平臺。在步驟415中，緩沖由RED的第二臂支撐的第二基底板。在一個(gè)例子中，第一和第二基底板定位成距離RED的旋轉(zhuǎn)軸線基本上相等的距離?？梢钥蛇x地同時(shí)進(jìn)行緩沖步驟和接納步驟。在步驟420中，將第二掩模板從掩模板平臺轉(zhuǎn)移至第二基底板。在步驟425中，將由RED的第三臂支撐的第三基底板所保持的第三掩模板預(yù)對準(zhǔn)。
在步驟430中，用電機(jī)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)RED。電機(jī)系統(tǒng)被密封在真空腔中，使得基本上消除了來自電機(jī)系統(tǒng)的放氣和顆粒污染物。可以旋轉(zhuǎn)RED以將任何基底板移動至任何位置。 例如，可以旋轉(zhuǎn)RED以將第一基底板移動至允許預(yù)對準(zhǔn)第一掩模板的位置，或可以旋轉(zhuǎn)RED 以將第一基底板移動至允許將第一掩模板轉(zhuǎn)移至掩模板平臺的位置。另外，可以旋轉(zhuǎn)RED 以將第一基底板移動至允許將第一掩模板從掩模板平臺轉(zhuǎn)移至第一基底板的位置，或可以旋轉(zhuǎn)RED以將第一基底板移動至允許緩沖第一基底板的位置。在另一例子中，旋轉(zhuǎn)RED以將第一基底板移動至允許將第一基底板轉(zhuǎn)移離開RED的位置。在步驟435中，從RED卸載第一基底板。除了步驟405和步驟415之外，方法400中的所有步驟是可選的。在一實(shí)施例中， 可以通過光刻設(shè)備100的至少一部分、兩臂式RED 200和/或三臂式RED 300來執(zhí)行所述方法400中的至少一部分。圖5是示出示例性的方法500的流程圖。在一實(shí)施例中，可以通過光刻設(shè)備100 的至少一部分、兩臂式RED 200和/或三臂式RED 300來執(zhí)行所述方法500中的至少一部分。在步驟505中，將第一掩模板和第一基底板裝載到第一位置上。在步驟510中，由第二基底板支撐的第二掩模板在第二位置處被預(yù)對準(zhǔn)。在步驟515中，在第三位置處緩沖第三基底板。可以基本上同時(shí)進(jìn)行所述裝載步驟、預(yù)對準(zhǔn)步驟和緩沖步驟。在步驟520中，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)的支撐裝置以將第一掩模板移動至第二位置。在步驟525中，從第一臂卸載第一掩模板和第一基底板。上文的論述公開了在光刻工具的真空環(huán)境中快速有效地移動掩模板的用于 RED(諸如RED 200或300)的方法和系統(tǒng)。還將被詳細(xì)描述的內(nèi)容是實(shí)際上如何將掩模板從RED(和基底板)轉(zhuǎn)移至掩模板平臺。這可能發(fā)生在例如如圖2D中顯示的掩模板平臺裝載和卸載位置對5。在傳統(tǒng)的掩模板更換裝置中，真空夾持裝置保持掩模板。夾持裝置可以在所有6 個(gè)自由度(DOF)上是順應(yīng)性的。因?yàn)閵A持裝置可以在所有6個(gè)DOF上是順應(yīng)性的，所以掩模板平臺可以在從夾持裝置轉(zhuǎn)移至掩模板平臺的過程中保持不動，使得夾持裝置對準(zhǔn)掩模板并將掩模板堆放到掩模板平臺上。掩模板平臺可以具有用于固定圖案形成裝置的夾具。 在夾持裝置已經(jīng)對準(zhǔn)掩模板且使其與掩模板平臺接觸之后，夾具啟動以將掩模板固定至掩模板平臺，夾持裝置釋放掩模板且移動離開。從該時(shí)刻起，掩模板平臺自身保持掩模板且在 6個(gè)DOF上是順應(yīng)性的。6個(gè)DOF的夾持裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是在掩模板平臺和掩模板操縱裝置之間的寬松的平行規(guī)范以及對于掩模板平臺的寬松的動態(tài)規(guī)范，這是因?yàn)槠涫窃谵D(zhuǎn)移期間在掩模板可以保持不動時(shí)在所有6個(gè)DOF上對準(zhǔn)掩模板且被動地接納掩模板的夾持裝置。然而，在真空環(huán)境(例如EUV環(huán)境)中，傳統(tǒng)夾持裝置具有明顯的缺點(diǎn)。首先，真空夾持裝置將不能在真空環(huán)境中工作。其次，如果掩模板被倒置(例如，圖1中的掩模板MA 被“倒置”，其中照射器IL向上投影到掩模板MA上，其又向下反射至投影系統(tǒng)PS)，那么操縱裝置必須從底部保持掩模板，使得重力釋放不起作用。最后，可能限制了在EUV環(huán)境中的 RED裝置的可利用體積，這是因?yàn)镽ED可能駐留在投影光學(xué)裝置(例如圖1中的投影系統(tǒng) PS)和掩模板平臺(例如圖1中的MT)之間。為此原因，在減小的體積環(huán)境中全6個(gè)DOF順應(yīng)性的夾持裝置可能是不可行的。
對于上述原因，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，RED將僅在小于6個(gè)DOF上是順應(yīng)性的。即使RED在小于6個(gè)DOF上是順應(yīng)性的，在掩模板被轉(zhuǎn)移至掩模板平臺時(shí)仍然需要在6個(gè)DOF上控制掩模板。為此原因，RED和掩模板平臺必須一起協(xié)同操作以實(shí)現(xiàn)在所有 6個(gè)DOF上的順應(yīng)性(compliance)。因?yàn)镽ED和掩模板平臺可以是伺服控制的機(jī)械電子 (mechetronic)裝置，所以在轉(zhuǎn)移期間存在它們可能相互“沖突”的危險(xiǎn)。該危險(xiǎn)是由于每一裝置在一個(gè)或更多的DOF上是順應(yīng)性的所引起。為了避免這一問題，DOF之間的控制必須以適合的方式在兩個(gè)裝置之間進(jìn)行分配。例如，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，RED提供了在“水平”DOF上的順應(yīng)性，而掩模板平臺提供在“垂直”DOF上的順應(yīng)性。以這種方式共享順應(yīng)性減小或消除了伺服控制裝置彼此沖突的危險(xiǎn)。在下文更加詳細(xì)地說明共享的順應(yīng)性。參考圖7，顯示出與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一致的x-y-z坐標(biāo)系統(tǒng)700。三個(gè)軸線 (x、y和ζ)相互垂直。坐標(biāo)系統(tǒng)700可以是右手系統(tǒng)或左手系統(tǒng)。圍繞χ軸的旋轉(zhuǎn)表示成 Rx,圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)表示成Ry，圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)表示成Rz。在一個(gè)實(shí)施例中，x-y平面與掩模板的“高度水平”位置一致。對于示例性的目的，在圖2A中的掩模板225上示出了 x-y平面。在高度水平位置上，Rx和Ry都是零。對于示例性的目的，在圖2B中示出了該高度水平位置，其中ζ軸垂直向上定向，χ軸徑向向外定向。高度水平位置可能與當(dāng)?shù)氐牡馗叨人?即與地面平行)一致，但是這不是對本發(fā)明的限制。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，x-y平面可以與當(dāng)?shù)氐牡厮礁叨瘸扇我饨嵌取Ｒ虼?，如在此處所使用的，術(shù)語“高度水平”不一定意味著關(guān)于地球的任何特定的定向，另有說明除外。類似地，方向“x”、“y”和“ζ”以及旋轉(zhuǎn) “Rx”、“Ry”和“Rz ”不表示相對于地球的任何特定的定向，而是僅相對于坐標(biāo)系統(tǒng)700進(jìn)行定向，其定向可以是任意的。如上文指出，在一個(gè)實(shí)施例中，RED提供了在水平DOF上的順應(yīng)性。參考坐標(biāo)系統(tǒng) 700，“水平” DOF是χ和y平移和Rz旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槿绻矬w在這三個(gè)DOF中的任意一個(gè)上移動，那么物體上沒有點(diǎn)將會在沿著作為垂直軸線的ζ軸的運(yùn)動分量的作用下平移，所以這些DOF稱作為是“水平的”。相反，物體上的點(diǎn)被限制以水平地移動(即僅具有沿著χ和/ 或y軸的運(yùn)動分量)。另外如上文所述，在一個(gè)實(shí)施例中，掩模板平臺提供了在“垂直” DOF 上的順應(yīng)性。垂直DOF是ζ平移和Rx和Ry旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槿绻矬w在這三個(gè)DOF中的任一個(gè)上移動，那么物體上的點(diǎn)將平行于ζ軸(垂直軸線)平移且將不具有沿著χ或y軸(水平軸線)的運(yùn)動分量，所以這些DOF稱作是“垂直的”。在RED和掩模板平臺之間分配水平和垂直順應(yīng)性允許圖案形成裝置在6個(gè)DOF上從RED轉(zhuǎn)移至掩模板平臺，而RED和掩模板平臺(其可能是伺服致動的)不相互沖突。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，能夠在EUV環(huán)境中操作的光刻設(shè)備可以具有沒有薄膜的掩模板。在此情形中，EUV內(nèi)殼(inner pod，未顯示)可以用作可移除的薄膜。EUV 內(nèi)殼的一部分是掩模板位于其上的基底板，使得掩模板操縱裝置(例如RED)不會直接接觸掩模板。例如在圖2A-2C中示出了一個(gè)實(shí)施例，其中掩模板225定位在基底板222上。在這一實(shí)施方式中，RED 200的夾持裝置220夾持基底板222，而不直接接觸掩模板。在圖8中示意性地顯示和在圖9的分解視圖中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置800的一實(shí)施例。夾持裝置800配置成接合EUV內(nèi)殼的基底板。在一個(gè)實(shí)施例中，夾持裝置800使用銷接合基底板。在示出的實(shí)施例中，夾持裝置800包括三個(gè)順應(yīng)性銷前順應(yīng)性銷810和兩個(gè)后順應(yīng)性銷820。所述銷通過夾持裝置板840中的孔830進(jìn)行配合?？梢岳缬脢A具850和銷860或本領(lǐng)域中已知的其它保持裝置固定所述銷。順應(yīng)性銷810、820 形成了用于圖案形成裝置的運(yùn)動學(xué)支承件。在一個(gè)實(shí)施例中，圖案形成裝置可以位于基底板上；基底板可以用運(yùn)動學(xué)支承件安裝至夾持裝置上。圖10A-10E示意性地顯示了順序與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一致的步驟，以將掩模板 (圖案形成裝置)1010裝載到光刻系統(tǒng)中的掩模板平臺1020上。在示出的實(shí)施例中，掩模板1010位于EUV內(nèi)殼基底板1030上。在一個(gè)實(shí)施例中，基底板1030通過RED的夾持裝置 (未顯示)進(jìn)行接合。例如，夾持裝置800可以是用于接合基底板1030的RED的一部分。 RED定位夾持裝置，所述夾持裝置又接合基底板1030，由此定位掩模板1010。在示出的實(shí)施例中，基底板1030在底部上具有凹槽1040。凹槽1040與順應(yīng)性銷810和820的位置一致。順應(yīng)性銷在凹槽1040處與基底板1030接合。掩模板1010和基底板1030在圖IOA中被示意性地示出為相對于掩模板平臺1020 是傾斜的。出于說明的目的，極大地夸大了所述傾斜。這樣的傾斜可能是由于實(shí)際上不可能制造完全水平的基底板或掩模板所引起的。實(shí)際上，這些物件將顯示出楔特性；由于制造缺陷一端比另一端厚。傾斜的其它來源由RED校準(zhǔn)精度和RED可重復(fù)性精度引起。由于這種傾斜或其它因素，掩模板1010和掩模板平臺1020在它們接觸之前可能不彼此平行，如在圖IOA中所顯示的。如圖IOA中示意性地示出的，首先基底板1030到達(dá)掩模板平臺1020附近位置。在一個(gè)實(shí)施例中，RED(未顯示)將基底板1030定位至該位置。在一個(gè)實(shí)施例中，該位置可能與圖2D中顯示的位置一致，其中RED 200將掩模板222運(yùn)輸至掩模板裝載和卸載位置245 的附近區(qū)域中。位置245可以在光刻系統(tǒng)的掩模板平臺的下面。在該位置上，在掩模板平臺1020和圖案形成裝置1010之間存在空隙1050。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，向上移動基底板1030至非常接近掩模板平臺 1020的位置，如圖IOB所示。在這種配置中，已經(jīng)減小了空隙1050的尺寸，且空隙1050被顯示為更小的空隙1050’。此時(shí)，掩模板平臺1020和圖案形成裝置仍然不彼此接觸。向上移動基底板1030來減小圖案形成裝置1010和掩模板平臺1020之間的間隔是可選的。在另一實(shí)施例中，RED可以通過水平地移動而不需要額外的向上移動的步驟，將基底板1030 定位至靠近掩模板平臺1020的位置。如果掩模板平臺1020和圖案形成裝置1010彼此靠近，那么移動掩模板平臺1020 以開始與圖案形成裝置接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，向下移動掩模板平臺1020以開始接觸。由于內(nèi)在的傾斜(其在圖IOC中被極大地夸大顯示)或其它因素，掩模板平臺1020可以首先沿著一側(cè)1060或另一側(cè)接觸圖案形成裝置1010，如圖IOC所示。實(shí)際上，掩模板平臺1020 可以首先在單個(gè)點(diǎn)(即，在零維接觸點(diǎn))處接觸圖案形成裝置1010。隨著掩模板平臺繼續(xù)向下移動，沿著線(即一維接觸線)進(jìn)行接觸，例如沿著側(cè)面1060。目標(biāo)是使圖案形成裝置 1010與掩模板平臺1020平齊地配合(即如圖IOD和圖IOE中所看到的兩維或基本上共面接觸)。如何實(shí)現(xiàn)其將在下文進(jìn)行說明。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過伺服致動器(未顯示)向下移動掩模板平臺 1020。伺服致動器可以使用比例控制。在一個(gè)實(shí)施例中，伺服致動器最初命令掩模板平臺 1020以恒定的加速度向下，用于實(shí)現(xiàn)期望的速度。如果達(dá)到期望的速度，那么掩模板平臺1020繼續(xù)以恒定的速度向下移動(由此將圖IOA中顯示的空隙1050減小至圖IOB中顯示的空隙1050')，直到首先進(jìn)行接觸(例如在圖IOC中顯示的側(cè)面1060處首次接觸)為止。 如果進(jìn)行了接觸，那么圖案形成裝置1010和掩模板平臺1020彼此施加作用力。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)控這一作用力。在進(jìn)行接觸時(shí)，RED(未顯示)和掩模板平臺1020共享順應(yīng)性，用于避免彼此沖突， 且還通過限制圖案形成裝置1010和掩模板平臺1020之間的相對運(yùn)動來抑制顆粒物產(chǎn)生。 如之前所述，可以通過在DOF之間分配順應(yīng)性來共享順應(yīng)性，使得僅一個(gè)裝置在水平DOF上是順應(yīng)性的，而另一裝置在垂直DOF上是順應(yīng)性的。將在下文對其進(jìn)行詳細(xì)說明。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以控制圖案形成裝置1010成僅在第一 3個(gè)DOF 上是順應(yīng)性的。在一種實(shí)施方式中，第一 3個(gè)DOF是水平DOF 沿著χ軸的平移、沿著y軸的平移和圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)。圖案形成裝置1010被固定至基底板1030。在一個(gè)實(shí)施例中， 用包括順應(yīng)性銷的運(yùn)動學(xué)支承件將基底板1030定位到RED上。順應(yīng)性銷允許在第一 3個(gè) DOF上的順應(yīng)性。參考圖9和圖10在上文討論了示例性順應(yīng)性銷810和820。圖11呈現(xiàn)出順應(yīng)性運(yùn)動學(xué)銷820的示意性切割視圖。順應(yīng)性運(yùn)動學(xué)銷810的切割視圖是類似的，不需要分別地顯示出。順應(yīng)性運(yùn)動學(xué)銷820具有延伸通過止動軸環(huán)1120 至銷的頭部1130的順應(yīng)性銷撓性部1110。圖12示意性地顯示了銷的被移除以暴露僅銷撓性部1110和頭部1130的細(xì)節(jié)的其它部分。通過調(diào)整撓性部1110的幾何構(gòu)型和材料，原則上實(shí)現(xiàn)了順應(yīng)性。在掩模板平臺1020和圖案形成裝置1010彼此接觸時(shí)，它們彼此施加力和扭矩。在物體經(jīng)受力和扭矩時(shí)，它易于與所施加的力和扭矩的方向和幅值成比例地平移和旋轉(zhuǎn)?？梢詫⒘团ぞ胤纸獬稍讦?、y和ζ方向上的分量。銷軸1110可能經(jīng)歷圍繞其自身軸線的扭轉(zhuǎn)。這提供了在圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)上的順應(yīng)性。然而，限制了順應(yīng)性銷圍繞χ或y軸的旋轉(zhuǎn)。 還限制了順應(yīng)性銷(810，820)沿著ζ軸的平移，然而，它可以在沿著χ和y軸的平移時(shí)是順應(yīng)性的。在一個(gè)實(shí)施例中，這些χ和y平移是在100微米的量級上的。這樣，圖案形成裝置 1010被控制成在與掩模板平臺1020形成接觸之后在第一 3個(gè)DOF(水平DOF 沿著χ軸的平移、沿著y軸的平移和圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn))上是順應(yīng)性的(參見圖ioc至圖10D)。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以將掩模板平臺1020控制成僅在第二 3個(gè)DOF 上是順應(yīng)性的。在一種實(shí)施方式中，第二 3個(gè)DOF是垂直DOF :z平移和Rx和Ry旋轉(zhuǎn)。如之前說明的，在一個(gè)實(shí)施例中，掩模板平臺1020被命令向下，以開始與提供ζ平移順應(yīng)性的圖案形成裝置1010接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，伺服致動器保持掩模板平臺1020處于名義高度水平位置上。在這種情形中，高度水平是相對于地表的，而不是相對于圖案形成裝置1010 的平面，其可能是以某一角度傾斜的(如圖IOA至圖IOD所顯示的)。如果掩模板平臺1020 與圖案形成裝置1010接觸(參見圖10C)，那么允許掩模板平臺1020在Rx和Ry旋轉(zhuǎn)上是順應(yīng)性的。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以由減小用于控制掩模板平臺的伺服致動器的增益來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，伺服致動器是掩模板平臺短行程模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，所述增益是比例增益。減小增益將允許掩模板平臺1020響應(yīng)于來自傾斜的圖案形成裝置1010的作用力和力矩而圍繞χ和y軸旋轉(zhuǎn)。這樣，掩模板平臺1020在其于圖案形成裝置1010形成接觸之后在第二 3個(gè)順應(yīng)性的DOF (垂直D0F)上是順應(yīng)性的(參見圖IOC至圖10D)。允許掩模板平臺1020在垂直DOF上具有順應(yīng)性，幫助允許其旋轉(zhuǎn)成與圖案形成裝置1010是基本上共面的且與圖案形成裝置1010接觸，如圖IOD所示。如上所述，圖案形成裝置1010可能由于制造缺陷或其它原因而具有傾斜；因此，強(qiáng)制性的圖案形成裝置1010或掩模板平臺1020能夠是順應(yīng)性的以實(shí)現(xiàn)基本上共面的狀態(tài)。在示出的實(shí)施例中，為了抵消圖案形成裝置1010相對于掩模板平臺1020的任何傾斜，掩模板平臺1020旋轉(zhuǎn)(Rx和Ry)。 允許圖案形成裝置1010在水平D0F(x、y、Rz)上具有順應(yīng)性基本上消除了其與掩模板平臺 1020接觸時(shí)它們之間的相對運(yùn)動，因此基本上消除了它們之間的顆粒物產(chǎn)生。如果掩模板平臺1020和圖案形成裝置1010是基本上共面的且接觸，如圖IOD所示，掩模板平臺1020準(zhǔn)備接納來自基底板1030的圖案形成裝置1010。在一個(gè)實(shí)施例中， 基底板1030連接至RED的夾持裝置。如所示，圖案形成裝置1010和掩模板平臺1020之間的接觸力可以被監(jiān)控。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，啟動夾具(未顯示)以在所監(jiān)控的力達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值時(shí)將圖案形成裝置1010固定至掩模板平臺1020。這樣做來確保在圖案形成裝置1010和掩模板平臺1020基本上接觸且共面之前夾具不會過早地被啟動。在一個(gè)實(shí)施例中，在實(shí)現(xiàn)了圖IOD中顯示的配置時(shí)，啟動夾具。在一個(gè)實(shí)施例中，夾具是靜電夾具。 在一個(gè)實(shí)施例中，夾具是掩模板平臺的一部分。在啟動夾具時(shí)，掩模板平臺1020將圖案形成裝置1010固定，之后向上移動并從基底板1030離開，如圖IOE所示。另外，掩模板平臺1020之后旋轉(zhuǎn)返回至名義高度水平位置。 在一個(gè)實(shí)施例中，所述名義高度水平位置是相對于重力而言的。如果在掩模板平臺1020和圖案形成裝置1010接觸時(shí)已經(jīng)減小了掩模板平臺伺服致動器的增益，那么可以在此時(shí)將增益增加至其名義高度水平。在圖13中呈現(xiàn)出與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一致的將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)中的掩模板平臺上的方法的流程圖。在方塊1310中，RED被定位在靠近掩模板平臺的位置中；RED將圖案形成裝置定位到其上。在方塊1320中，移動掩模板平臺以開始與圖案形成裝置接觸。在方塊1330中，控制圖案形成裝置以在第一 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的直到掩模板平臺和圖案形成裝置基本上是接觸的且是共面的。在方塊1340中，控制掩模板平臺僅在第二 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的，直到掩模板平臺和圖案形成裝置基本上是接觸的且是共面的。在方塊1330和1340中的第一和第二 3個(gè)自由度是不同的。在一個(gè)實(shí)施例中，基本上同時(shí)存在方塊1330和1340。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在方塊1330中的將圖案形成裝置控制成在第一 3 個(gè)自由度上是順應(yīng)性的步驟包括控制沿著χ軸和y軸的平移和圍繞垂直于χ軸和y軸定義的ζ軸的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，方法1300還包括用包括順應(yīng)性銷的運(yùn)動學(xué)支承件在RED 上定位圖案形成裝置；其中運(yùn)動學(xué)支承件允許在第一 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的。在一個(gè)實(shí)施例中，順應(yīng)性銷包括銷撓性部。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在方塊1340中將掩模板平臺控制成在第二 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的步驟包括控制沿著ζ軸的平移和圍繞χ軸和圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，方法1300還包括用伺服致動器控制掩模板平臺的移動。在一個(gè)實(shí)施例中，方法 1300還包括在掩模板平臺和圖案形成裝置接觸以允許在第二 3個(gè)自由度上圍繞χ軸和y 軸的旋轉(zhuǎn)之后減小伺服致動器的增益。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，方法1300還包括監(jiān)控在掩模板平臺和圖案形成裝置接觸時(shí)它們之間的力。在一個(gè)實(shí)施例中，方法1300還包括在所監(jiān)控的力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)啟動夾具以將圖案形成裝置固定至掩模板平臺。根據(jù)本發(fā)明的以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)1400的實(shí)施例被在圖14中示意性地示出。系統(tǒng)1400包括掩模板平臺1410和RED1420。RED 1420包括夾持裝置1430和用于定位圖案形成裝置(未顯示)的運(yùn)動學(xué)支承件。運(yùn)動學(xué)支承件包括銷撓性部1440。在一個(gè)實(shí)施例中，銷撓性部1440被包括作為順應(yīng)性銷的一部分。銷撓性部1440允許圖案形成裝置僅在第一 3個(gè)DOF上移動。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 3個(gè)DOF是沿著χ軸和y軸的平移和圍繞定義成垂直于χ軸和y軸的ζ軸的旋轉(zhuǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1400 還包括用于支撐圖案形成裝置的基底板1450?；装?450可以用運(yùn)動學(xué)支承件與夾持裝置1430進(jìn)行配合。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1400的掩模板平臺1410在不同于第一 3個(gè)自由度的第二 3個(gè)自由度上移動。在一個(gè)實(shí)施例中，第二 3個(gè)自由度包括沿著ζ軸的平移和圍繞χ軸和圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1400還包括用于控制掩模板平臺1410 的運(yùn)動的伺服致動器1460。盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設(shè)備100用于制造IC，但應(yīng)當(dāng)理解這里所述的光刻設(shè)備100可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學(xué)光刻術(shù)的情形中使用本發(fā)明的實(shí)施例， 但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允許，不局限于光學(xué)光刻術(shù)。這里使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有 365、355、248、193、157 或 126nm 的波長或約 365、355、248、193、157 或 126nm 的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有在約5-20nm范圍內(nèi)的波長)以及諸如離子束或電子束的粒子束。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以以與上述不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明的至少一部分可以采取包含用于描述上述公開的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者采取具有在其中存儲的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)?？偨Y(jié)雖然在上文描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，它們僅通過舉例的方式呈現(xiàn)出，且不是限制性的。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)當(dāng)受任何上述的示例性實(shí)施例限制，而是僅根據(jù)隨附的權(quán)利要求和它們的等同物來限定。應(yīng)當(dāng)理解，“具體實(shí)施方式
”部分，而不是發(fā)明內(nèi)容和摘要部分，是用來詮釋權(quán)利要求的。發(fā)明內(nèi)容和摘要部分可以闡述本發(fā)明的一個(gè)或更多的示例性實(shí)施例，但是不能闡述本發(fā)明的所有如由發(fā)明人所設(shè)想的示例性實(shí)施例，因此不是要以任何方式限制本發(fā)明和隨附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的方法，所述方法包括步驟將快速更換裝置(RED)定位在靠近所述掩模板平臺的位置處，所述快速更換裝置將所述圖案形成裝置定位在其上；移動所述掩模板平臺以開始與所述圖案形成裝置接觸；將所述圖案形成裝置控制成在第一 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的和將所述掩模板平臺控制成在第二 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的，直到所述掩模板平臺和圖案形成裝置基本上是接觸的且是共面的；其中第一和第二 3個(gè)自由度是不同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟監(jiān)控在所述掩模板平臺和圖案形成裝置處于接觸時(shí)它們之間的力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟在監(jiān)控的所述力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，啟動夾具以將所述圖案形成裝置固定至所述掩模板D ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述圖案形成裝置控制成在所述第一 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的的步驟包括控制沿著χ軸和y軸的平移和圍繞定義成垂直于χ軸和y軸的ζ軸的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟用包括順應(yīng)性銷的運(yùn)動學(xué)支承件將所述圖案形成裝置定位到所述快速更換裝置上； 其中所述運(yùn)動學(xué)支承件允許所述第一 3個(gè)自由度。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述順應(yīng)性銷包括銷撓性部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述掩模板平臺控制成在所述第二 3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的的步驟包括控制沿著 ζ軸的平移和圍繞χ軸和圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括步驟 用伺服致動器控制所述掩模板平臺的移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括步驟在所述掩模板平臺和圖案形成裝置接觸之后減小所述伺服致動器的增益以允許在第二 3個(gè)自由度上圍繞χ軸和圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)。
10.一種配置成將圖案形成裝置裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺上的快速更換裝置 (RED)，包括夾持裝置；和運(yùn)動學(xué)支承件，所述運(yùn)動學(xué)支承件包括連接至所述夾持裝置的順應(yīng)性銷，以將圖案形成裝置定位到所述夾持裝置上；其中所述運(yùn)動學(xué)支承件允許所述圖案形成裝置僅在3個(gè)順應(yīng)性的自由度上移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速更換裝置，其中所述3個(gè)順應(yīng)性的自由度是沿著χ軸和y軸的平移和圍繞定義成垂直于所述χ軸和y軸的ζ軸的旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速更換裝置，其中所述順應(yīng)性銷包括銷撓性部。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速更換裝置，還包括用所述順應(yīng)性銷與所述夾持裝置配合的、用于支撐圖案形成裝置的基底板。
14.一種以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 掩模板平臺；和快速更換裝置(RED)，用于將圖案形成裝置裝載到所述掩模板平臺上； 其中所述快速更換裝置包括 夾持裝置；和運(yùn)動學(xué)支承件，連接至所述夾持裝置，以將圖案形成裝置定位到所述夾持裝置上； 其中所述運(yùn)動學(xué)支承件允許所述圖案形成裝置僅在第一 3個(gè)自由度上移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一3個(gè)自由度是沿著χ軸和y軸的平移和圍繞定義成垂直于所述χ軸和y軸的ζ軸的旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中順應(yīng)性的所述運(yùn)動學(xué)支承件包括銷撓性部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括 用于支撐所述圖案形成裝置的基底板；其中所述基底板用所述運(yùn)動學(xué)支承件與所述夾持裝置配合。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述掩模板平臺僅在不同于所述第一 3個(gè)自由度的第二 3個(gè)自由度上移動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第二3個(gè)自由度包括沿著ζ軸的平移和圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)和圍繞1軸的旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括用于控制所述掩模板平臺的運(yùn)動的伺服致動器。
全文摘要
公開了一種將圖案形成裝置(1010)裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺(RS)上的方法、配置成將圖案形成裝置(1010)裝載到光刻系統(tǒng)的掩模板平臺(RS)上的快速更換裝置(RED)和以光刻方法制造半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)。所述方法涉及在掩模板平臺(RS)和RED之間共享在6個(gè)自由度之中的順應(yīng)性。RED僅在第一3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的，掩模板平臺(RS)僅在第二3個(gè)自由度上是順應(yīng)性的，直到掩模板平臺(RS)和圖案形成裝置(1010)基本上是接觸的且是共面的。
文檔編號H01L21/00GK102365590SQ201080014800
公開日2012年2月29日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月6日
發(fā)明者F·范徳穆倫, 埃里克·韋斯特法爾, 杰里米·黑斯頓, 理查德·約翰森 申請人:Asml控股股份有限公司