用於光刻設備的支撐結構的製作方法
2023-04-25 01:55:36
專利名稱：用於光刻設備的支撐結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於支撐和移動光刻設備中的物體的支撐結構。
背景技術：
首先給出本文描述中所用的一些定義。
本文所用術語「圖案形成裝置」應被廣義理解為指的是這樣的裝置其能被用來根據將要在基底的目標部分中製成的圖案結構，將組成圖案的截面賦予入射的輻射束；術語「光閥」也能在本文中使用。通常，所述的圖案結構將對應於正在目標部分中製造的裝置(例如集成電路或其它裝置)中某個特定的功能層(參看下文)。這樣的圖案形成裝置的例子包括-掩模。掩模的概念在光刻法中已廣為人知，它包括一些掩模類型，如二元的、交變相移、衰減相移和不同的混合掩模。將這樣的一個掩模放置在輻射束中會引起照射到掩模上的輻射根據掩模上的圖案發生選擇透射(在使用透射掩模的情況下)或反射(在使用反射掩模的情況下)。在使用掩模的情況下，支撐結構通常是掩模臺，其確保掩模被保持在入射輻射束中的所需位置，並且如果需要的話，可以相對於輻射束移動；-可編程的鏡陣列。這樣的裝置的實例如矩陣可尋址表面，其具有黏彈性的控制層和反射表面。這種裝置背後的基本原理就是如，反射表面被設定地址的區域將入射光反射為衍射光，然而未設定地址的區域將入射光反射為非衍射光。通過適當的濾光器，所述的非衍射光能夠在反射束中被過濾出去，只留下衍射光；通過這種方式，輻射束根據矩陣可尋址表面的尋址模式組成圖案。可編程鏡陣列的另一實施例採用了微小鏡的矩陣排列，通過施加合適的局部電場或採用壓電激勵裝置，其中的每個鏡子能夠獨自繞軸傾斜。同樣地，這些鏡子是矩陣可尋址的，使得尋址鏡將入射輻射束以不同的方向反射到非尋址鏡；通過這種方式，被反射的輻射束根據矩陣可設定地址鏡的尋址模式組成圖案。使用合適的電子裝置能夠實現所需的矩陣尋址。在上文中所描述的兩種情況下，圖案形成裝置可以包括一個或更多的可編程鏡陣列。本文中所涉及的關於鏡陣列的更多信息可以從如美國專利5,296,891和5,523,193，以及PCT專利申請WO 98/38597和WO98/33096中收集到，這些專利在此作為參考。在使用可編程鏡陣列的情況下，所述的支撐結構可以具體是一個框架或臺子，例如，可以根據需要是固定的或可移動的；以及-可編程液晶顯示器陣列。在美國專利5,229,872中給出了這種結構的實例，該專利在此作為參考。如上所述，在這種情況下，支撐結構可以具體是一個框架或臺子，例如，可以根據需要是固定的或可移動的。
為了簡化，在本文的其它某些部分，具體的指的是涉及掩模和掩模臺的實例；但是，在這些例子中所討論的一般原理應和本文上述部分中所說明的一樣，在圖案形成裝置的上下文中有所體現。
例如在製造集成電路(ICs)時，可使用光刻投影設備。在這種情況下，圖案形成裝置可以根據集成電路的各層形成電路圖案，並且該圖案可以被映象在基底(矽晶片)的目標部分(如包括一個或更多的印模上)，在基底上已經塗覆一層輻射敏感材料(保護層)。通常，單個晶片包含相鄰目標部分的整個網絡，這些部分通過投影系統相繼被輻射，一次一個。在現有設備中，通過掩模臺上的掩模組成圖案，在兩種不同類型的機器之間會出現差別。在一種光刻投影設備中，通過在一次運轉中將整個掩模圖案曝光在目標部分上來輻射目標部分；這種設備通常被稱為晶片分檔器或分步-重複設備。在另一種設備中——通常被稱為分步-掃描設備——每個目標部分是這樣被輻射的在給定的參照方向(「掃描」方向)內在投影束下逐步掃描掩模圖案，同時同步地掃描與該方向平行或反平行的基底臺，通常，由於投影系統具有放大因子M(一般小於1)，基底臺被掃描的速率V將是一個因子，其是掩模臺被掃描的速率的M倍。如本文所描述的關於光刻設備的更多信息可以在美國專利6,046,792中收集到，該專利在此作為參考。
在用光刻投影設備進行製造的過程中，圖案(如掩模中的)被映象在基底上，其至少部分被輻射敏感材料(保護膜)層覆蓋。在映象步驟之前，基底要經歷不同的步驟，如塗底料，保護塗層和軟烘。曝光之後，基底要經歷另外的一些步驟，如後曝光烘烤(PEB)，顯影，硬烘以及測量/監測成像特徵。這一系列的步驟作為裝置(如集成電路)的各層形成圖案的基礎。這種組成圖案的層隨後要經歷不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械拋光等等，所有的處理都是為了做完單獨的一層。如果需要幾層，那麼整個步驟，或其變型，將不得不為每個新層重複。最終，在基底(晶片)上製得一列裝置。隨後通過諸如切塊或鋸割技術，將這些裝置彼此分離，由此，這些單個的裝置可以被安裝在載體上，與引線相連等等。根據專著《微晶片製造半導體加工的實用指南》第三版(作者Peter van Zant，McGraw Hill出版公司1997出版，ISBN 0-07-067250-4)可以獲得關於這些加工的更多信息，此書在本文中作為參考。
為了簡化，投影系統在下文中將被稱為「鏡頭」；但是，該術語應該被廣義理解為包括不同類型的投影系統，包括折射光學、反射光學和兼有反射光和折射光的系統。輻射系統還可包括一些元件，其根據這些設計類型中的任何一種運轉以引導、定形或控制輻射的投影束，並且在下文中，這些元件還可以被共同或單獨地稱為「鏡頭」。另外，光刻設備可以是具有兩個或更多基底臺(和/或兩個或更多的掩模臺)的一種。在這樣的「多臺」設備中，當一個或更多的其它臺子正被用於曝光時，可以平行使用另外的臺子，或可以在一個或更多的臺子上進行準備步驟。例如，在美國專利5,969,441和WO98/40791中介紹了雙臺光刻設備，這兩篇專利在此作為參考。
在本文中，術語「輻射」和「束」被用於包括所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(如波長為365，248，193，157或126納米)和遠紫外(EUV)輻射(如波長在5-20納米的範圍內)；以及粒子束，如離子束或電子束。
在光刻設備中，具有夾持器或夾子元件的一個或多個致動器，如機器人、預先對準器或基底臺柱銷將被用來保持物體和將物體從一個位置移動到另一個位置。那些物體可以是基底，如晶片，但也可以是其它物品。
例如，通常基底被引入光刻設備中並最終被放置在基底臺上。在該移動過程中，基底可以被一個機器人移交到一個固定的位置(或有選擇地遞給另一個機器人)。在移交的過程中，可相對於預定的x軸或y軸(分別被定義為Rx和Ry)產生整體傾斜(如3mrad)。接收中所涉及的這兩個物品之間的整體傾斜應該被減到最小，以確保機器人所用的夾緊裝置正常工作，如夾住基底。夾緊裝置的正常工作對於確保有效的操作是必需的，如，在每個時間點，基底在光刻設備中的位置必須是明確的。這就意味著基底在任何時候都被有效地夾緊。
發明內容
本發明的一個目的就是要在物體和支撐結構之間提供改進的傾斜和/或位移補償，例如機械手。
為此，提供了用於在光刻設備中保持或移動物體的支撐結構，該支撐結構包括用於夾住物體的夾子，其配有適應部件。
通過上述的支撐結構，能夠進行非常精確的接收操作，而不必出現基底的旋轉或位移。基底和接收基底的支撐結構之間的碰撞所產生的力被適應部件吸收。在光刻設備中，基底移位或丟失的風險將更小。
本發明還涉及一種支撐結構，該支撐結構為機械手。而且，本發明涉及一種用於光刻投影設備的機器人，其具有這樣的機械手。
儘管在本文中以製造集成電路為具體實例來說明本設備的用途，應該明確了解的是這種設備還有許多其它可能的應用。例如，可用於集成光學系統的製造、磁疇存儲器的引導和探測模式，液晶顯示面板，薄膜磁頭等等。熟悉本工藝的人了解的是在這些可選擇的應用中，「分劃板」、「晶片」、「印模」這些術語中的任何一個在本文中都應認為分別被更通俗的術語「掩模」、「基底」和「目標部分」代替。
下文將結合附圖介紹本發明的實施例，僅僅作為示例，其中相應的標註符號代表相應的部件，其中圖1示出了根據本發明一個實施例的光刻投影設備；圖2示意性地示出了光刻設備的一部分，其中可以根據本發明的實施例使用本發明；以及圖3a示意性地示出了支撐基底的機械手；圖3b為依據圖3a的裝置的側視圖；圖4a為依據本發明實施例，帶有夾子以便保持基底的機械手的支撐架的側視圖；圖4b為依據本發明實施例，帶有夾子以便保持基底的機械手的支撐架的側視圖，其中基底是彎曲的；圖4c為依據本發明實施例的支撐結構的截面圖，其具有棒的形狀，可移動且帶有適應部件；圖4d為圖4c中的棒的截面圖；圖4e和4f為柔性支撐結構的另一實施例；圖5為依據本發明實施例，帶有夾子以便保持基底的機械手的支撐架的側視圖，該夾子配有被氧化的上表面；圖6a為依據本發明實施例，帶有夾子以便保持基底的支撐架的側視圖，該夾子為Johnson-Raybeck型夾子；圖6b為圖6a中的夾子的放大部分；圖7為依據本發明實施例，施加給Johnson-Raybeck型夾子的鬆脫電壓；圖8為依據本發明實施例，帶有致動器的基底臺，以便將基底從基底臺提升或使基底降至基底臺。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了依據本發明的特別實施例的光刻投影設備1的簡圖。該設備包括輻射系統Ex、IL，用於提供輻射投影束PB(如遠紫外輻射)。在這種特定的情況下，該輻射系統還包括輻射源LA；第一物體臺(掩模臺)MT，其設置有支撐掩模(如分劃板)MA的掩模架，並與第一定位裝置PM相連，其用於使掩模相對於物體PL精確定位；第二物體臺(基底臺)WT，其設置有支撐基底W(如塗覆了保護層的矽晶片)的基底架，並與第二定位裝置PW相連，其用於使基底相對於物體PL精確定位；以及投影系統(「鏡頭」)PL(如用於遠紫外輻射的鏡子)，以便將掩模MA的被輻射的部分映象在基底W的目標部分C上(如包括一個或更多的印模)。
如上所述，該設備是一種反射型(如具有反射掩模)的設備。但是，通常，該設備還可以是透射型的，如具有透射掩模。另一種選擇是，該設備可以採用其它類型的圖案形成裝置，如上文所述類型中的可編程鏡陣列。
源LA(如遠紫外源)產生輻射束。該束或者被直接輸入到照明系統(照明裝置)IL，或者在橫穿調節裝置(如光束擴展器Ex)之後被輸入照明系統IL。照明裝置IL可以包括調節裝置AM，其用於設定束內強度分布的外徑和/或內徑範圍(通常分別被稱為σ-外和σ-內)。另外，通常還可以包括不同的其它元件，如積分器IN和聚光器CO。這樣，照射到掩模MA上的束PB在其截面內具有所需的均勻度和強度分布。
關於圖1應該注意的是，源LA可以位於光刻投影設備的機架內(例如源LA通常是一盞水銀燈)，但它還可以遠離光刻投影設備，它所產生的輻射束被引導進入該設備(如在合適的引導鏡幫助之下)；當源LA是一個受激準分子雷射器時，通常是後一種情況。本發明及權利要求包括這兩種情況。
束PB與保持在掩模臺MT上的掩模MA相交。穿過掩模MA之後，束PB穿過鏡頭PL，其將束PB聚焦到基底W的目標部分C上。在第二定位裝置PW(和幹涉測量裝置IF)的幫助之下，可以精確地移動基底臺WT，從而將不同的目標部分C定位在束PB的通道內。相似地，第一定位裝置PM可以被用來在從掩模庫機械取回掩模MA之後或在掃描過程中，將掩模MA相對於束PB的通道精確地定位。通常，物體臺MT、WT的移動將通過長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精細定位)的幫助實現，這在圖1中未明確示出。
但是，對於使用晶片分檔器(與分步-掃描設備相反)的情況，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。掩模MA和基底W利用掩模排列標記M1、M2和基底排列標記P1、P2排列。
所示設備可以被用於兩種不同的模式1.在分步模式中，掩模臺MT被基本上保持固定，在一次運轉(如一次「閃光」)中，整個掩模圖案被投影到目標部分C上。基底臺WT隨後在x和/或y方向內移動，使得不同的目標部分C能夠被束PB照射；以及2.在掃描模式中，除了在一次「閃光」中給定的目標部分C沒有被曝光之外，本質上採用相同的構思。相反地，掩模臺MT可以在給定的方向(所謂的「掃描方向，如y方向)內以v的速度移動，這樣使得投影束PB掃描過掩模圖像；同時，基底臺WT同時以速度V＝Mv在相同的或相反的方向內移動，其中M是鏡頭PL的放大倍率(通常M＝1/4或1/5)。以這種方式，可以曝光相對大的目標部分C而不必降低清晰度。
圖2示意性地示出了光刻設備的幾個部分，通過該設備，在操作中，可以移動基底(或許和其它物體)。圖2示出了負載鎖LL、處理室HC和投影室PC。負載鎖LL包括兩個門2、4。第一門2對著光刻投影設備1的內部，設備1包括處理室HC和投影室PC，其中，在一實施例中，保持一定壓力Pvac的真空條件。第二門4對著具有一定壓力(如等於大氣壓Patm)的大氣條件。但是，本發明還可以被有利地用於其它壓力值。
負載鎖LL包括形成內空間的壁。負載鎖LL還配有用於支撐一個或更多物體(如基底(晶片)W)的支撐裝置(未示出)，正如本領域的技術人員所知道的一樣。
如圖2所示，負載鎖LL還配有進氣口3和排氣口5。排氣口5可以配有給負載鎖LL抽氣的泵6，使負載鎖LL的氣壓達到真空條件，如10-3-10-5Pa，基本上等於或小於Pvac。例如，將基底W從大氣環境中移至真空中通常包括以下步驟打開對著大氣條件Patm的第二門4；將基底W從大氣條件Patm傳送至負載鎖LL內；關閉第二門4；利用泵6通過排氣口5將負載鎖LL的氣壓降低至大約等於或小於真空條件Pvac；打開對著真空條件Pvac的第一門4以及；將基底W從負載鎖LL傳送至真空條件Pvac。
進氣口3可以被用於給負載鎖LL通風，使負載鎖的氣壓從Pvac升至Patm。將基底W從真空經由負載鎖LL傳送到大氣環境中通常包括以下步驟將負載鎖LL的氣壓降低至大約等於或小於真空條件Pvac；將對著真空條件Pvac的第一門2打開；
將基底W從真空條件Pvac移入負載鎖LL內；關閉第一門2；通過進氣口3給負載鎖LL通風使氣壓大約等於或大於大氣條件Patm；以及將基底W移至大氣條件Patm。
如上所列的步驟參照第一門2外的大氣條件。但是，正如本領域的技術人員所了解的，在負載鎖外可以有其它的壓力條件。上文給出的示例絕非要限制負載鎖LL的使用。通過用經過特殊選擇的氣體填充負載鎖LL，可能妨礙光刻投影設備內的過程的有害粒子和汙染分子，如氧、碳氫化合物和/或H2O被限制進入負載鎖LL，這種特殊選擇的氣體不含有害粒子或分子。正如熟悉本工藝的人所知道的，可以用一些氣體，如氮氣，氬氣或合成氣體，當然也可以是其它一些合適的氣體。
當通過進氣口3將氣體提供給負載鎖LL，使其壓力從Pvac升至Patm時，通常使用一種特殊的氣體，而不是普通的環境空氣。圖2示出了含有氮氣的氣源7。氣源7可以是一個高壓槽。
熟悉本工藝的人所了解的是為了在光刻設備內支撐和移動基底W和其它物體，將基底和其它物體移向或移出光刻設備(如磁軌、負載鎖、預先對準器和投影室)，利用被致動器驅動的支撐結構一維、二維或三維地移動基底W，例如有機械手的機器人，其配有合適的夾持器或夾子。另一個支撐結構的實例就是用於在一個方向內移動、提升或降低基底的柱銷，其或許可以帶有保持基底的夾子。在下文所描述的實施例中，基底將作為參照，但本發明同樣可應用於其它物體。
實施例1圖3a更詳細地示出了機器人8的機械手10。機械手10包括通過適應部件14和中間件16與支撐架18相連的棒12。如圖所示，支撐架18配有三個夾子20、22和24。支撐架18支撐基底W。基底W通過夾子20、22和24可以被保持在支撐架18上。
當基底W被夾子20、22和24夾緊時，支撐架18確定了基底W所處的平面。該平面由一條x軸和一條y軸確定。x軸沿棒12的縱向，而y軸與x軸垂直。確定的z軸同時垂直於x軸和y軸。在圖3a中未示出z軸，但在圖3b中示出。x、y、z軸有一個原點，如圖2所示，當基底W在設備中移動時，基底W的中心所處的位置即為該原點。
圖3b示出了圖3a中結構的側視圖。圖3b還示出了基底臺WT(在圖3a中未示出)。而且，圖3b展示了支撐架18可以配有適應部分(或彈性部分)26。適應部分26可以位於支撐架18的「手指」之後，但也可以位於一個或兩個「手指」內。
如圖3b所示，適應部分14可以包括兩個或更多的附屬棒14，其可在末端旋轉。因此，中間部分16能夠繞著x軸和y軸作些許的旋轉。而且，還可以在z方向內做些許提升。當然，適應部分14可以由任何其它結構製成，或由其它任何具有彈性或適應特徵的材料製成。
如圖3b所示，通過在支撐架18上開槽製成了支撐架18的適應部分26，使得設計用來保持基底W的支撐架的前側能夠繞著x軸和y軸旋轉，並能在z方向內做些許提升，而不移動棒12。
更適宜地，適應部分14被設計為具有旋轉極，其位於預定的中心內，與由x、y、z軸確定的坐標系的中心一致。該原點也是基底W的中心將被機械手鉗緊或夾緊期間被放置的位置。因此，基底W關於x和/或y軸的正向或負向的任何旋轉誤差(通常是傾斜)可以得到最佳的調整。
通過為機械手提供適應部件14、26中的至少一個，基底W和光刻設備中的另一部件之間的z方向內的傾斜和/或移動都能被補償。這在從基底處理機器人到基底臺WT和從預先對準器到基底處理機器人的基底移交過程中是很重要的。但是，這對設備的其它移交也很重要。對於移交給配有用於保持的夾子的裝置尤其重要，如基底W。如果基底W和接收基底W的部件之間的z方向內的傾斜和/或移動過大，由於夾子可能不起作用，移交不能進行。在這種情況下，通過提供適應部件14或26，引入了小公差，從而使得基底W調整它的傾斜和/或z位移，在較小的力作用下到達另一接收部分。
本發明的申請人提交的歐洲專利申請03075929.4中，優先權被列入權利要求，並且在此作為整體被包括在內，該申請介紹了夾持器和機械手裝置(入歐洲專利EP 03075929.4所描述的)之間的適應機制，以便將夾持器相對於機械手裝置的移動分離。作為機械連接的結果，夾持器的位置的精確性以及基底相對於接收器的位置的精確性都得以提高。而且，減輕了夾持器和接收器的相對振動，並且基底和接收器的共同的精度都得以提高。當然，這種機械對接方案還能被用於相反的步驟，如從接收器撿起物體，如基底。
圖4a和4b示出了當夾住基底W(或任何其它物體)到機器人機械手上的支撐架18時，夾子內的適應部件有助於修正傾斜和位移。
圖4a示出了配有夾子20的支撐架18接近要夾緊的基底W。夾子20的頂部和基底W之間有一個傾斜角。基底W的直徑D1可以是200毫米。夾子20的直徑D2可以是40毫米。在一個示例中，為了起到正確的夾緊作用，需要傾斜角如此的低，使得圖4a中以D3表示的距離需要小於8微米。夾緊裝置可以是真空墊或靜電夾，象Johnson-Raybeck效應夾。正如熟悉本工藝的人所知道的，對於靜電夾，傾斜要求更嚴格。
圖4b示出從截面看，基底W可能並非完全平整或可能呈波浪形。波幅D4可能高達500微米。這種波浪形可能是光刻處理過程中所有處理步驟的結果，正如熟悉本工藝的人所知道的一樣。由於基底W的波浪形截面，傾斜要求可能不能在基底W的所有位置都得到滿足。
為了補償基底和夾子之間的傾斜和/或位移，夾子20可以配有適應部分28，如圖4b所示。該適應部分28可以由金屬褶皺或任何其他適用於光刻投影設備的彈性材料或結構製成。適應部分28為夾子提供了Rx，Ry和z的順應性。基底W的重量或基底移交過程中所用的z方向內的小的有效作用力可以確保夾子的表面與基底W的後表面對準。對準時，夾子20將夾緊基底W的後表面。在基底W移動經過設備的過程中，夾力足以保持基底W被夾緊。夾子的順應性可以是這樣的基底的x、y和Rz位置不變。這就保持了基底位置的精確性，正如光刻投影設備中的其它處理所要求的一樣。
更適宜的，基底W的重量足以使夾子對準，因為在失去夾力之後(由於電力的中斷，設備的緊急停止等等)，夾子也會工作。
正如熟悉本工藝的人所知道的，適應部分28能根據支撐架18的曲率調整。
圖4c和4d示出了帶有支撐結構的適應部分，其只能在一個方向內移動。所示的支撐結構包括一根棒，如基底臺柱銷38，其具有安裝在一端的夾子20。柱銷38包括適應部分28。通過在柱銷上提供兩條凹槽29製成適應部分28。凹槽29為柱銷38提供了與其運動方向垂直的第一方向內的順應性。還可以再提供兩條凹槽31，如虛線所示，其位於柱銷38內與凹槽29垂直，以便為柱銷38提供與第一方向垂直的第二方向內的順應性。
圖4d示出了圖4c的柱銷沿IVd-IVd方向的截面部分，如圖4c瑣事，以便更清楚地展示凹槽29和可選擇的凹槽31。
當然，可以採用圖4c和4d中未示出的其它適應部件。棒38可以具有與所示的圓形棒不同的截面。
圖4e和4f示出了另一彈性支撐結構的實施例，其與用來夾緊晶片或分劃板的靜電夾一起使用。
所示的支撐結構包括外環46，界面環48和中心部分50。外環46可以保持在夾持器(未示出)或臺子(未示出)內。在中心部分50的頂部，可以通過粘貼與靜電夾(未示出)連接。在外環46內，界面環48用兩個片簧52a和52b固定，釋放y，Rx和Rz自由度。中心部分50通過兩個片簧54a、54b和兩根棒56a、56b被固定在界面環48上。片簧54a、54b取向鎖定Rx自由度。因此，結合棒56a、56b該結構是這樣的界面環相對於中心部分50隻釋放一個旋轉，如Ry。剩下的兩種移動，如x和z自由度，由圖4e和4f中的彈性支撐結構確定。
實施例2圖5示出了本發明的另一實施例，其中支撐架18上的夾子20是Jonhson-Raybeck效應型夾子。如熟悉本工藝的人所知道的，Jonhson-Raybeck效應型夾子是用由導電性很低的材料製成的介電材料提供的。由於介電材料的(電阻)傳導率非常低，電夾緊電荷通過介電材料向著夾緊表面遷移。在使用中，與基底W的接觸只出現在一些微小點處。在這些小點之間是「開放」空間，其由夾緊表面和基底W的後側之間的距離確定。與夾緊表面和基底W中的「開放」空間相對的電荷產生出電荷之間的距離非常小(僅為殘留間隙)的夾子，從而產生非常大的夾緊力。
在Jonhson-Raybeck效應型夾子中，小電流流過介電層(在本實例中小電流在晶片和介電材料之間內流動)，其形成了相連的夾子基底系統的相對小的熱負載。對於絕大多數應用而言，這不是問題，因為沒有象覆蓋物和臨界尺寸的光刻要求。而對於用於光刻工具的夾子而言，這就會是個問題。
根據本發明的實施例之一，解決這個問題的方法就是給夾子20的上表面提供高電阻塗層(如幾(1-20)微米的薄的介電層，如氧化層30(如SiO2)，如圖5所示。該氧化層30可以通過任何熟悉本工藝的人所熟知的方法提供給夾子20。通過為夾子20提供氧化層30，只有非常小的電流在夾子和基底之間的接觸區域內流動並流入基底W本體，從而其對於基底W的溫度的影響是可以忽略的。
實施例3圖6a示出了配有夾子20的支撐架18，夾子20是Jonhson-Raybeck效應型夾子。夾子20保持基底W。夾緊效應由控制器產生，所示的控制器是直流電壓源和交流電壓源的串聯。正如熟悉本工藝的人所了解的，該控制器可以任何合適的電路為基礎或由計算機執行。
圖6b示出了圖6a中的部分的放大圖。圖6b展示了Jonhson-Raybeck效應型夾子20配有導電部分34和漏電絕緣器32。由於漏電絕緣器32的作用，電流將在導電部分34和基底W之間流動，導致電荷被漏電絕緣器32捕獲。
為了將基底W夾緊在夾子20上，只打開直流電源並關閉交流電源。為了從夾子20上鬆開基底W，只需關閉直流電源。但是，由於漏電絕緣器32中的被捕獲的電荷的作用，夾子20和基底W之間的吸引力變得足夠小以移開基底W還需要一定的時間。這是由於漏電絕緣器32中的被捕獲的電荷只能非常慢地從電絕緣器32中漏出。
已經知道通過提供一個或更多的反極電壓步驟，其與直流電源提供的夾緊電壓相反，可以解決這個問題。
但是，另一解決方法是針對交流電源的，從鬆開開始的時間提供衰減的交流電壓。這在圖7中被進一步說明。圖7展示了夾緊電壓Vclamp在夾緊的時候具有預定值V0。在時間t1，基底W從夾子20鬆開。接著，在時間t1，直流電源被關閉而交流電源被打開，使得具有衰減幅值的交流電壓被提供給夾子20，直到時間t2，交流電壓的幅值大致為0。更適宜的，交流電源的頻率是射頻。在時間t2，夾子20的夾緊力是如此的小，以致於基底W可以從夾子20安全地移開。
實施例4圖8示出了其上有基底W的基底臺WT。
配有柱銷38的致動器42被提供給光刻設備。在使用中，致動器42被安排用來將基底W從基底臺WT上移開或移向基底臺WT。基底臺WT配有基底支撐36(如小突起)用於支撐基底W。通過提供帶有基底支撐36的基底臺WT，基底臺WT和基底之間的接觸實際表面減小了，同時還能提供合適的支撐。
基底臺WT配有夾子40，如靜電夾或真空夾。但是，正如熟悉本工藝的人所知道的，也可以採用其它類型的夾子。
提供了處理器44，其與夾子40和致動器42相連，以便為它們提供合適的控制信號。
再次展示了具有機械手10的機器人8，及其與處理器44的連接，使得處理器44也能控制機器人8的操作。
有時，基底循環是基底臺清潔步驟的一部分。在該步驟中的化學和/或機械清潔之後，通常大約8個基底被依次在基底臺上循環以便從基底支撐36上去除殘留的汙染物並再次達到基底後側汙染物規範。
但是，關於目前的這種清潔步驟至少有兩個問題1.用於基底循環的所需清潔基底的數量(8)在消費者所在地的可獲得性及其成本；2.由於循環清潔基底造成的設備停工。
根據本發明的實施例，基底循環所需的基底數量大大減少，只需一個基底。為此，處理器44按照下述方法被安排來控制夾子40、致動器42和機器人8·通過機器人8引入光刻投影設備中的基底W；·通過夾子40將基底W夾在基底臺WT上，使得基底W在第一位置與基底臺WT接觸；·通過給夾子40提供鬆開電壓，將基底W從基底臺鬆開；·按預定次數重複夾緊和鬆開操作，使得基底在第一位置或者在第一位置之外的其它位置重複與基底臺WT接觸。
為了確保安排好與基底接觸的其它連續的位置，使得汙染物從基底支撐36去除，更適宜的，致動器42被用於在鬆開之後從基底支撐36處移動基底W，使機器人8旋轉或移動基底W，將基底W移至基底支撐36從而將基底再次夾在夾子40上，等等。這些步驟可能被重複8次。
通過為所提議的這種方法給處理器40編程，清潔步驟可以比過去快得多。而且，對於這樣的清潔步驟只需一塊基底。這樣，基底W的後表面的一些部分被用於去除基底支撐36上的汙染物；從而減少了清潔步驟所必需的基底的數量。
儘管在上文中描述了本發明的一些具體的實施例，應該注意的是本發明可以按照與上述內容不同的方式加以運用。該描述的目的不是要限定本發明。例如，應該了解的是機器人的數量可以多於附圖所示的一個機器人8。而且，負載鎖也可多於圖中所示的一個負載鎖。
而且，儘管只示出了一個處理器44(圖8)，可以有更多的處理器來控制設備的不同元件。這些處理器可以彼此相連並以主次處理器的方式協作。
權利要求
1.用於在光刻設備中保持和移動物體的支撐結構，該支撐結構包括一個夾子，其用於夾緊所述物體並設置有適應部件。
2.根據權利要求1所述的支撐結構，其中所述的支撐結構是與機器人一起使用的機械手，所述的機械手包括用於保持所述物體的支撐架(18)。
3.根據權利要求2所述的支撐結構，其中所述的機械手包括與所述支撐架(18)相連的棒並且包括所述的適應部件(14)。
4.根據權利要求2所述的支撐結構，其中所述支撐架(18)包括所述適應部件(26)。
5.根據權利要求1或2所述的支撐結構，其中所述夾子(20、22、24)包括所述適應部件(28)。
6.根據權利要求2至5中任一項所述的支撐結構，其中所述支撐架位於一平面內，該平面由x軸、y軸和與所述x軸和所述y軸垂直的z軸確定，在圍繞所述x軸的第一旋轉(Rx)、圍繞所述y軸的第二旋轉(Ry)和與所述z軸平行的z方向中的至少一個方向內，所述適應部件提供順應性。
7.根據權利要求3所述的支撐結構，其中所述適應部件這樣進行布置即使得所述支撐架能夠繞著預定的旋轉中心(19)進行旋轉。
8.Jonhson-Raybeck效應型夾子，其具有用於夾緊光刻投影設備中的物體的上表面，該上表面設置有氧化層(30)。
9.用於在光刻投影設備中保持和移動物體的支撐結構，包括至少一個Jonhson-Raybeck效應型夾子(20)和與所述Jonhson-Raybeck效應型夾子(20)相連的控制器(直流、交流)，其被用於為Jonhson-Raybeck效應型夾子(20)提供夾緊和鬆開電壓，其中所述控制器被布置用於產生具有衰減交流曲線的所述鬆開電壓。
10.清潔光刻投影設備中的基底臺的方法，該基底臺(WT)包括用於夾緊基底(W)的夾子，該方法包括·在所述光刻投影設備中引入基底(W)；·將所述基底(W)夾在所述基底臺(WT)上，使得所述基底(W)與所述基底臺(WT)在第一位置接觸；·將所述基底(W)從所述基底臺(WT)上鬆開；·重複所述的夾緊和鬆開操作數次，使得所述基底在所述第一位置和/或第一位置之外的其它位置重複與基底臺(WT)接觸。
11.根據權利要求1-7和9中任一項所述的支撐結構，被布置用於保持基底(W)。
12.根據權利要求1-7、9和11中任一項所述的支撐結構，其中所述支撐結構包括設置有所述適應部件的棒(38)。
13.根據權利要求1-7、9、11和12中任一項所述的支撐結構，其中所述適應部分包括金屬彎曲。
14.根據權利要求9所述的支撐結構，其中所述預定衰減交流曲線是射頻交流曲線。
15.光刻投影設備中所用的機器人，該機器人設置有根據權利要求1-7，9、11-14中任一項所述的支撐結構。
16.一種光刻投影設備，包括-輻射系統，其用於提供輻射的投影束(PB)；-支撐結構(MT)，其用於支撐圖案形成裝置(MA)，該圖案形成裝置(MA)根據所需的圖案使投影束(PB)組成圖案；-基底臺(WT)，其用於保持基底(W)；以及-投影系統(PL)，其用於將組成圖案的束投射到基底(W)的目標部分(C)上，其特徵在於該光刻投影設備(1)包括權利要求1-7、9、11-14中任一項所述的支撐結構。
17.一種裝置製造方法，包括-提供一種基底，其至少部分被輻射敏感材料層覆蓋；-提供輻射的投影束(PB)；-使用圖案形成裝置(MA)將某圖案賦予投影束(PB)截面；以及-將組成圖案的輻射束投射到輻射敏感材料層的目標部分(C)上，其特徵在於通過利用權利要求1-7、9、11-14中任一項所述的支撐結構，提供所述基底(W)。
18.一種光刻投影設備，包括-輻射系統，其用於提供輻射的投影束(PB)；-支撐結構(MT)，其用於支撐圖案形成設備(MA)，該圖案形成設備(MA)根據所需的圖案使投影束(PB)組成圖案；-基底臺(WT)，其用於保持基底(W)；以及-投影系統(PL)，其用於將組成圖案的束投射到基底(W)的目標部分(C)上，-夾子，其用於夾緊所述基底(W)和/或所述圖案形成裝置(MA)；其特徵在於該夾子是權利要求8中所述的Johnson-Raybeck效應型夾子。
19.一種裝置製造方法，包括-提供一種基底，其至少部分被輻射敏感材料層覆蓋；-提供輻射的投影束(PB)；-通過圖案形成裝置(MA)將某圖案賦予投影束(PB)截面；以及-將組成圖案的束投射到輻射敏感材料層的目標部分(C)上，其特徵在於採用了權利要求8中所述的Johnson-Raybeck效應型夾子。
20.一種光刻投影設備，包括-輻射系統，其用於提供輻射的投影束(PB)；-支撐結構(MT)，其用於支撐圖案形成設備(MA)，該圖案形成設備(MA)根據所需的圖案使投影束(PB)形成圖案；-基底臺(WT)，其用於保持基底(W)；以及-投影系統(PL)，其用於將組成圖案的束投射到基底(W)的目標部分(C)上，其特徵在於·所述光刻投影設備包括機器人，其在所述光刻投影設備中保持或移動基底(W)；·所述光刻投影設備包括夾子(40)，其用於將所述基底(W)夾在所述基底臺(WT)上，使得所述基底(W)與所述基底臺(WT)在第一位置接觸；以及處理器，其指示通過所述夾子重複夾緊和鬆開所述基底，使得所述基底在所述第一位置和/或第一位置之外的其它位置與所述基底臺重複接觸，以清潔所述基底臺(WT)。
21.一種裝置製造方法，包括-提供一種基底，其至少部分被輻射敏感材料層覆蓋；-提供輻射的投影束(PB)；-通過圖案形成裝置(MA)將某圖案賦予投影束(PB)截面；以及-將組成圖案的束投射到輻射敏感材料層的目標部分(C)上，其特徵在於採用了如權利要求10中所述的方法以清潔基底臺(WT)。
全文摘要
本發明涉及一種光刻投影設備，其具有用於支撐和移動物體如基底(W)，的支撐結構。該支撐結構可以是一機器人(8)。機器人(8)具有機械手(10)，其配有用於支撐例如基底(W)的支撐架(18)。支撐架(18)具有一個或更多的夾子(20、22、24)用於在移動過程中保持物體(W)。機械手包括一個或更多的適應部件(14、26、28)。夾子可以是具有被氧化了上表面的Johnson－Raybeck效應型夾子。為了更好地鬆開，射頻交流衰減鬆開電壓被提供給夾子。該設備可以只用一個基底清潔。
文檔編號B08B1/00GK1534386SQ20041003185
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月30日 優先權日2003年3月31日
發明者P·A·J·廷內曼斯, E·J·布伊斯, S·N·L·當德斯, J·范埃普, J·F·胡格坎普, A·L·H·J·范米爾, P·J·C·H·斯穆德斯, F·A·C·J·斯潘傑斯, J·P·M·B·維梅尤恩, R·維斯塞, H·G·特根博斯, J·C·A·范登伯格, H·J·A·范德桑德, T·維沃特, A 範德桑德, A 範登伯格, C H 斯穆德斯, C J 斯潘傑斯, F, H J 範米爾, L 當德斯, M B 維梅尤恩, P A J 廷內曼斯, 布伊斯, 特根博斯, 痔, 胡格坎普, 谷 申請人:Asml荷蘭有限公司