光刻装置和物品制造方法

申请号 CN201510293935.8 申请日 2015-06-02 公开(公告)号 CN105319861B 公开(公告)日 2017-11-24
申请人 佳能株式会社; 发明人 宫岛义一; 中野一志;
摘要 一种 光刻 装置包括原版传送路线、 基板 传送路线和多个图形形成设备,每个图形形成设备被构造用于使用原版在基板上进行图形形成。所述多个图形形成设备布置成两列。基板传送路线在所述两列之间并沿所述两列提供。原版传送路线提供在两列中的每列上,在两列原版传送路线之间并沿着两列原版传送路线布置两列图形形成设备。一种物品制造方法。
权利要求

1.一种光刻装置,所述光刻装置包括:
多个图形形成设备,所述多个图形形成设备布置成两列,每个图形形成设备被构造用于使用原版在基板上进行图形形成,
基板传送路线,所述基板传送路线被构造用于将基板传送到所述多个图形形成设备中的一个,所述基板传送路线的至少一部分在所述两列之间并沿所述两列布置;和原版传送路线,所述原版传送路线被构造用于将原版传送到所述多个图形形成设备中的一个,其中沿着所述两列布置所述原版传送路线的两个部分中的每个,所述原版传送路线的两个部分中的每个相对于所述两列中的与之对应的一列与所述基板传送路线的所述至少一部分相对,所述原版传送路线包括连接部分,所述连接部分被构造用于连接所述两个部分。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述原版传送路线包括在所述两个部分的两端中的每一端处的连接部分。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述基板传送路线被分成多个部分,基板堆垛器与所述多个部分中的每一个连接。
4.根据权利要求1所述的装置,其中原版堆垛器与所述两个部分中的一个连接。
5.根据权利要求1所述的装置,其中沿基板传送路线延伸的方向布置多个单元,每个单元均包括所述原版传送路线、所述基板传送路线和所述多个图形形成设备。
6.根据权利要求1所述的装置,其中沿与基板传送路线延伸的方向相交的方向布置多个单元,每个单元均包括所述原版传送路线、所述基板传送路线和所述多个图形形成设备。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个图形形成设备中的至少一个被构造用于通过使用作为原版的模具在基板上形成压印材料的图形。
8.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个图形形成设备中的至少一个被构造用于经由原版将基板暴露于辐射能量
9.一种物品制造方法,所述物品作为微器件或具有微结构的元件,所述物品制造方法包括:
使用根据权利要求1至8中任意一项所述的光刻装置利用原版在基板上进行图形形成,其中基板经由基板传送路线传送到多个图形形成设备中的一个,所述原版经由原版传送路线传送到所述多个图形形成设备中的所述一个;以及
处理已经过图形形成的基板,以制造所述物品。

说明书全文

光刻装置和物品制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光刻装置和一种物品制造方法。

背景技术

[0002] 作为用于制造诸如半导体设备这样的设备的技术,已知一种在基板上形成压印材料图形的压印技术。日本专利申请公开No.2011-210992介绍了一种集群压印装置,该集群压印装置在生产率方面是有利的,这是因为多个压印单元并行地进行压印处理。日本专利申请公开No.2011-210992的压印装置包括传送机构,该传送机构将基板或原版传送到每个压印单元。
[0003] 当进行压印处理时,通过旋涂等可以在基板的对其供给压印材料的表面上形成粘着材料(粘着剂或粘性材料)膜。带有粘着材料膜的一组基板可以传送到集群压印装置。在压印装置中,对所述多个基板的压印处理并行地进行。
[0004] 在日本专利申请公开No.2011-210992中介绍的压印装置中,多个压印单元布置成列。另外,传送机构沿所述列布置。如果在具有上述布置的压印装置中并行地进行多个压印处理,从生产率的观点来看,涉及并行处理的多个基板和多个模具需要高效地传送。不仅是压印装置,使用原版的任何其它集群光刻装置也具有相同的问题。

发明内容

[0005] 本发明例如提供了一种在生产率方面很有利的光刻装置。
[0006] 本发明在其第一方面提供了一种光刻装置,所述光刻装置包括原版传送路线、基板传送路线和多个图形形成设备,每个图形形成设备被构造用于使用原版在基板上进行图形形成,其中,所述多个图形形成设备布置成两列,所述基板传送路线在所述两列之间并沿所述两列提供,以及所述原版传送路线提供在两列中的每列上,在两列原版传送路线之间并沿着两列原版传送路线布置两列所述图形形成设备。
[0007] 本发明在其第二方面提供了一种物品制造方法,该物品制造方法包括:使用根据第一方面的光刻装置在基板上进行图形形成;以及处理已经过图形形成的基板,以制造物品。
[0008] 参照附图通过下文对示例性实施例的描述,本发明的其他特征将得以体现。

附图说明

[0009] 图1是示出了压印单元的布置的视图;
[0010] 图2是用于解释分配器的布置的视图;
[0011] 图3示出了用于解释压印处理的顺序的视图;
[0012] 图4示出了用于解释压印处理的顺序的视图;
[0013] 图5是用于解释目标(shot)区域的视图;
[0014] 图6是用于解释集群压印装置的视图;
[0015] 图7A至图7C是用于解释原版的传送的视图;
[0016] 图8A至图8C是用于解释原版的传送的视图;
[0017] 图9A至图9C是用于解释原版的传送的视图;
[0018] 图10是用于解释基板堆垛器(基板储存装置)的视图;
[0019] 图11是用于解释基板的传送的视图;
[0020] 图12A和图12B是用于解释基板的传送的视图;
[0021] 图13A和图13B是用于解释基板的传送的视图;
[0022] 图14A和图14B是用于解释基板的传送的视图;
[0023] 图15A和图15B是用于解释基板的传送的视图;
[0024] 图16A到图16D是用于解释基板的传送的视图;
[0025] 图17A和图17B是用于解释基板的传送的视图;
[0026] 图18A和图18B是用于解释基板的传送的视图;
[0027] 图19A和图19B是用于解释基板的传送的视图;
[0028] 图20A和图20B是用于解释基板的装载的视图;
[0029] 图21是用于解释基板的装载的视图;
[0030] 图22是用于解释基板的卸载的视图;
[0031] 图23是用于解释基板的传送的视图;
[0032] 图24是用于解释根据第一实施例的原版传送路线的视图;
[0033] 图25是用于解释根据第二实施例的原版传送路线的视图;以及
[0034] 图26是用于解释根据第三实施例的原版传送路线的视图。

具体实施方式

[0035] [第一实施例]
[0036] 参照图1和图2,将对本发明中用作光刻装置的压印装置进行说明。在这里将对使用通过紫外线光(UV光)的照射而使树脂(也称为压印材料或抗蚀剂)固化的UV光固化类压印装置的实例进行说明。然而,本发明也可应用到通过在其他波长范围内的光的照射使树脂固化的压印装置,或通过其他能量(例如热量)使树脂固化的压印装置。另外,本发明可以推广至进行在涂覆基板的抗蚀剂上形成图形的光刻处理的例如曝光装置的集群光刻装置。
[0037] 根据本实施例的压印单元(图形形成设备)100使用原版(模具)通过重复压印处理对基板(晶片)的多个目标区域进行图形形成。在一个压印处理中,原版压靠树脂(压印材料),树脂在这种状态中固化,从而在基板的一个目标区域中形成图形。
[0038] 原版5的图形转印到基板1,从而在基板1的表面层(图形形成层)上形成与原版5的图形相对应的单元图形。基板台2保持基板1,并且使其沿相互垂直的方向运动。基板台2包括保持基板的细调运动台2a以及支撑细调运动台2a的粗调运动台2b。基部框架4保持和定位基板台2。三维图形形成在原版5的表面上。当基板1上的树脂(抗蚀剂)接触原版5时,原版5的图形转印到基板1上的树脂。原版台5a进行沿竖直方向驱动原版并使原版5与基板1上的树脂接触的操作。
[0039] UV光产生单元(UV光源)6经由原版5用UV光6a照射树脂,以使树脂固化。UV光产生单元6例如包括:产生i射线或g射线的卤素灯这样的光源、以及使由光源产生的光集中并成形的光学系统。分配器7以小液滴的形式分配树脂,从而用预定量的树脂涂覆基板1的表面。储罐8储存未固化的树脂,并经由管9将其供给至分配器7。
[0040] 如图2所示,运动机构10使分配器7在分配位置和退回位置(维护位置)之间运动。在正常分配操作中,分配器7位于分配位置。当进行维护时,分配器7运动至退回位置(维护位置),以清洁或更换分配器。对准用显微镜11是在分配器7将树脂供应(分配或施加)到基板1上后对准原版5和基板1上的图形位置的显微镜。对准用显微镜11测量提供在原版5上的对准标记与基板1上的对准标记之间的重叠,从而使原版5和基板1相互对准。基部12支承和固定分配器7、UV光产生单元6等。压印装置的单元由控制单元C控制。
[0041] 下面参照图3和图4,对压印处理的顺序进行说明。在步骤3a中,基板1放置于基板台2上。在步骤3b中,基板台2开始使基板1运动到分配树脂的分配器7下方的地点。在步骤3c中,分配器7用预定量的树脂涂覆基板1的表面。在步骤3d中,原版台5a使原版5向下运动。在原版5与基板1上的树脂接触的状态中,对准用显微镜11使原版侧的对准标记和基板侧的对准标记重叠,从而调整原版和基板的相对位置。
[0042] 在图4所示的步骤e中,原版台5a使原版5向下朝基板1运动,并使原版5压靠基板1上的树脂,从而转印图形。在步骤f中,UV光产生单元6从上方发射UV光6a,并经由原版5用UV光6a照射树脂。未固化的树脂在此时固化。在步骤g中,当原版5向上移除和退回时,形成有图形的树脂层形成于基板1上,压印处理结束。进行上述步骤3a至4g,从而对如图5所示的以目标编号1、2、3……的顺序形成于基板1上的多个目标区域重复压印处理。
[0043] 下面将参照图6至图24,对根据本实施例的包括多个压印单元的集群压印装置的细节进行说明。集群压印装置是这样的系统:多个压印单元相邻地布置以保证生产率并节约空间,且压印单元同时制造例如器件的物品。在根据本实施例的集群压印装置中,如图6所示,使用四个压印单元100a至100d,对一组的多个基板1同时进行压印处理。
[0044] 在本实施例中,例如压印单元100a的压印单元100中的每一个包括用于使基板1运动的两个基板台2和用于沿竖直方向驱动原版5的两个原版台5a。每个压印单元100还包括两个分配器7和用于这两个分配器的两个运动机构10。在本实施例中,从节约空间的观点来看,每个压印单元100被构造为包括两个基板台2和两个原版台5a。然而,每个压印单元100可以被构造为包括一个基板台2和一个原版台5a。传送手18如图7A所示从原版台5a取下原版5,并如图7B所示将原版传递到另一传送手22。如图7C所示,传送手22将原版5传送到位于固定工作台24中的原版盒19中。
[0045] 如图8A所示,可拆卸的盖19a被提供在原版盒19的下部部分处。盖19a可以通过定机构19b从原版盒主体自由地拆卸。盖19a在通过提供在固定工作台24中的升降机构24a沿图8A所示的箭头方向运动的状态中等待。然后,如图8B所示,传送手22将原版5附接到布置在升降机构24a上的盖19a。然后,如图8C所示,附接到盖19a的原版5通过升降机构24a运动到原版盒19的主体侧。盖19a由锁定机构19b锁定,因此完成原版5向原版盒19的传送。
[0046] 下面将参照图9A至图9C,对用于将储存在原版盒19中的原版5传送到提供在压印单元100的外部的原版传送路线21的布置进行说明。如图9A和图9B所示,原版盒19由传送机构23拾取,并传递到可运动工作台20,该工作台提供在原版传送路线21上并且可以在保持原版盒19的同时运动。如图9C所示,原版盒19通过传送机构23放置于可运动工作台20上。传送手18和22、原版盒19、传送机构23和可运动工作台构成原版传送单元25,该原版传送单元将原版5从原版堆垛器(原版储存装置)26传送到原版台5a。
[0047] 如图6所示,放置于可运动工作台20上的原版盒19经由多个压印单元100共用的原版传送路线21被传送。原版盒19和原版5储存在生产工厂内的原版堆垛器26中。原版盒19和原版5也可以在多个压印单元100a至100d之间交换和传送。另外,使用特定原版5的压印处理可以通过特定压印单元100进行。
[0048] 如图6所示的在每个压印单元中提供两个原版5、两个原版台5a、两个UV光产生单元6、两个分配器7、两个运动机构10和两个对准用显微镜11共同由图6所示的基部12支承和固定。通过上述布置,在用于压印单元100a至100d中的压印处理的抗蚀剂涂覆前,通过旋涂对基板1的抗蚀剂涂覆侧的整个表面施加粘着材料,以提高抗蚀剂与基板1之间的粘着性以及在基板1的上表面上的抗蚀剂铺展性。粘着材料包含光反应性单分子膜或反应性官能团,并且通过涂覆设备101中的涂覆机构通过旋涂施加到基板1的整个上表面。当进行旋涂时,粘着材料一次施加到一组基板1。从粘着材料旋涂到抗蚀剂分配的时间需要设置为预定时间。为此,在多个基板1已一次经过粘着材料的旋涂后,如图10所示,带有粘着材料涂层的一组基板1储存在基板堆垛器13中。
[0049] 图11至图23示出了用于经由基板传送路线将储存在基板堆垛器13中的基板1传送到包括在集群压印装置中的多个压印单元100a至100d的详细布置。如图11、图12A和图12B所示,基板传送单元14设置有传送基板1的手部件14c。每个手部件14c将基板1传送到压印单元100a至100d。如图12A所示,基板传送单元14包括手部件14c、引导部件14a和可运动部分(可运动元件)14b。可运动部分14b经由引导部件14a使保持基板1的手部件14c运动到每个压印单元100。如图12B所示,基板传送单元14包括八个手部件14c,以将基板1同时传送到压印单元100a至100d。
[0050] 如图13A所示,所有手部件14c沿箭头方向运动,并保持基板堆垛器13中的基板1。然后,手部件14c沿图13B所示的箭头方向运动,并从基板堆垛器13取出所保持的基板1。图
14A至图20B示出了用于实施手部件14c的传送方法的详细布置。图14A和图14B示出了四个手部件14c的传送操作。四个手部件14c将基板1传送到位于基板传送单元14的一侧的压印单元100a和100b。提供有驱动机构,该驱动机构通过基板传送单元14沿图14A中的箭头方向运动,并且在将基板1装入压印单元100a和100b时可以沿图14A中的箭头方向垂直转动。基板1两个两个地传送到压印单元100a和100b中的每一个。
[0051] 图15A和图15B示出了其余四个手部件14c的传送操作。四个手部件14c将基板1传送到基板传送单元14的与图14A和14B相反的另一侧上的压印单元100c和100d。提供有驱动机构,该驱动机构通过基板传送单元14沿图15A中的箭头方向运动,并且在将基板1装入压印单元100c和100d时可以沿图15A中的箭头方向垂直转动。基板1两个两个地传送到压印单元100c和100d中的每一个。
[0052] 图16A至图16D示出了基板传送单元14的详细结构。如图16A和图16B所示,提供引导部件14a和可运动部分14b,并且在每个引导部件14a上沿运动方向布置永磁体(定子)14d。通常,在可运动部分14b中形成线圈。可运动部分14b通常由线圈形成,并且通过线圈中的励磁电流与通过由永磁体14d形成的磁路产生的磁通量之间的相互作用(例如洛伦兹)产生沿图16C所示的箭头方向的驱动力,因此沿图16C中的箭头方向运动。可运动部分(可运动元件)14b和永磁体(定子)14d构成用于驱动手部件14c的驱动机构。图16C是图16A中的一部分的放大图,图16D是图16B中的一部分的放大图。
[0053] 图17A至图20B示出了基板1通过具有上述结构的实际基板传送单元14向每个压印单元100的装载/从每个压印单元的卸载。图17A和图17B示出了用于实施两个基板向一个压印单元100a的传送的布置。参照图17A至图20B,当将基板1传送到压印单元100a时,如图17A和图17B所示,提供在基板传送单元14中的手部件14c将基板1暂时传送到提供在压印单元100a中的基板传递单元(基板传递部分)16。
[0054] 然后,如图17A至图18B所示,基板传送单元14将基板1传递到沿装置的高度方向的传送高度对应于压印单元100a的多个压印位置可变地设置的位置。为此,基板传递单元16和17中的每一个的高度根据手部件14c的高度设置。如图18A至图19B所示,暂时放置于基板传递单元16上的基板1重新由另一基板传递单元17来保持,并开始向细调运动台2a的传送。如图20A和图20B所示,基板传递单元17将基板1传递到细调运动台2a,并且压印操作开始。
对于除压印单元100a外的压印单元100b至100d,类似地实施上述传送操作(未示出)。
[0055] 如图21所示,手部件14c经由图21中的箭头所示的运动路线将两个基板1几乎同时传送到提供在压印单元100a至100d中的每一个中的多个压印位置。在对传送到压印单元100a至100d的基板1的压印处理结束后,如图22所示,基板1从压印单元100a至100d中的每一个两个两个地卸载。这里,如图23所示,手部件14c保持基板1,并经由图23中的箭头所示的运动路线从压印单元100a至100d中的每一个几乎同时卸载两个基板1。
[0056] 图24示出了压印装置中的原版传送路线21的实例。如图24所示,原版5储存在原版盒19中,并且在原版盒19在被保持在可运动工作台20上的同时运动通过原版传送路线21时从原版堆垛器26传送到每个压印单元100。图7A至图9C示出了原版5在原版传送路线21与原版台5a之间传送的状态。在图24所示的压印装置中,四个压印单元100a至100d作为一个单元来处理,压印单元100沿X方向两个一组布置成两列。在两列压印单元100之间沿X方向提供用于传送基板1的基板传送路线27。即,基板传送路线27沿X方向延伸。粘着材料提高了基板1与抗蚀剂之间的粘着性。另一方面,原版传送路线21包括在两列压印单元100的两侧沿X方向延伸的两个部分(第一区段)21a,以及在两个部分21a的端部处的、连接两个部分21a的连接部分(第二区段和第三区段)21b和21c。两个第一区段21a、第二区段21b和第三区段21c形成循环路线。两个第一区段21a布置成使得四个压印单元100a至100d布置在它们之间。两个第一区段21a的传送方向彼此相对。因此,原版传送路线21对属于两个单元的八个压印单元100a至100h来说是共用的。
[0057] 在第一实施例中,因为四个压印单元100a至100d布置成两列,因此相较于压印单元布置成一列的情况,从粘着材料涂覆结束到压印处理开始的时间可以大大缩短。因此,基板1与树脂之间的粘着性降低的很少,能够令人满意地实施压印处理。
[0058] 如果存在多个单元且在每个单元中四个压印单元100沿X方向两个一组布置成两列,如图24所示,原版传送路线21还包括连接彼此相邻的两个单元的原版传送路线的第四区段21d。在第一实施例中,由于原版传送路线21被提供为对于八个压印单元100a至100h来说是共用的,因此原版5可以在较小的布置面积中有效地传送。
[0059] 在第一实施例中,基板传送路线27和原版传送路线21布置在一列压印单元100的两侧。因此,例如,如果基板传送单元14发生故障并因此进行维修,原版传送单元25并不阻碍该维修。对于一个压印单元100的基板1的传送方向和原版5的传送方向彼此相对。另外,原版传送路线21布置在高于基板传送路线27的位置处。
[0060] [第二实施例]
[0061] 图25示出了第二实施例。如图25所示,在第二实施例中,压印装置包括两个单元,两个单元中的每一个包括八个压印单元100。在位于图25的上侧的单元中,八个压印单元100a至100h沿Y方向以一定间隔布置成两列。如图25所示,压印单元100a、100b、100e和100f布置成一列,压印单元100c、100d、100g和100h布置成另一列。在两列压印单元100之间提供基板传送路线27。在第二实施例中,属于一个单元的压印单元100的数目是八个,即,是第一实施例中的数目的两倍。从粘着材料涂覆结束到压印处理开始的时间几乎与第一实施例中的时间相同。因此,在第二实施例中,一个单元的基板传送路线27被分成两个区段,每个区段设置有用粘着材料涂覆基板的涂覆设备101以及基板堆垛器13。同样在第二实施例中,两个单元沿Y方向布置,两个单元的原版传送路线21通过第四区段21d连接。因此,原版传送路线21对于属于两个单元的十六个压印单元100a至100s来说是共用的。
[0062] [第三实施例]
[0063] 图26示出了第三实施例。在图24中,两个单元以沿Y方向(与基板传送路线27延伸的方向垂直的方向)延伸的方式布置。如在图26所示,在第三实施例中,四个单元以沿X方向和Y方向延伸的方式布置。在图26中,共享第四区段21d以使位于右侧的两个单元的原版传送路线21相互连接并使位于左侧的两个单元的原版传送路线21相互连接。原版传送路线的布置面积通过共享第四区段21d而进一步减小。
[0064] [第四实施例]
[0065] 在上述实施例中,已经对通过使原版5与基板1接触在基板上形成图形的压印装置进行说明。然而,根据本发明的原版传送路线21和基板传送路线27也可应用于其它光刻装置,例如经由投影光学系统将原版图形投影到基板上、并在该基板上形成图形的曝光装置。
[0066] [物品制造方法]
[0067] 根据本发明的一个方面的物品制造方法适合于制造物品,该物品例如是半导体器件这样的微器件或具有微结构的元件。根据本实施例的物品制造方法包括:使用曝光装置或压印装置在涂覆基板的抗蚀剂上形成图形的步骤,以及处理在先前步骤中在其上形成图形的基板的步骤。制造方法还可以包括其它已知步骤(化、沉积、蒸汽沉积、浸渍、平坦化、蚀刻、抗蚀剂移除、切割、粘结和包装)。根据本实施例的物品制造方法在性能、质量、生产率和物品的生产成本中的至少一个方面优于普通方法。
[0068] 尽管参照示例性实施例对本发明进行了描述,应该理解的是,本发明不局限于所公开的示例性实施例。后续权利要求的范围应该以包含所有这些变型和等同结构及功能的方式得到最广泛的理解。
QQ群二维码
意见反馈