TWI237309B - Exposure apparatus - Google Patents

Description

1237309 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用於半導體製造過程的曝光裝置 ’ S者如投射並轉移一光罩圖案至一砂晶圓上之投影曝光裝 置’尤其，係關於一種台裝置，該台裝置藉由一光罩台及 一晶圓台來移動一光罩及矽晶圓，當一光罩圖案投射/曝 光至一晶圓上時，該台裝置連續分別地相對於一投影曝光 系統而移動該光罩及晶圓' 【先前技術】 圖1 A及1 B係解說習知技術以及分別地顯示一晶圓 台上的X及Y管路總成及X管路總成的橫截面。 如圖1 A及1 B所示，一壓力空氣系統包含供應壓力 空氣之壓力空氣管120a至120e。一真空系統包含/真空管 12 Of及120g，其供應用於晶圓1〇9之夾頭真空空氣及用. 於晶圓夾頭1 〇 8的夾頭真空空氣。一冷卻劑系統包含供應 /回收一冷卻劑的冷卻劑管I 2 0 h及]2 。一電子系統包含 電纜120j及120k，其供應信號及驅動電流於微調台1〇7 上的照明感應器1〗2、台參考標記1 1 3內的感光器、及驅 動單元中。Y管路總成1 2 ]具有幾乎如一 X管路總成的相 同配置，且於Y向而瞄準在可移動連接管路。管路連接 線1 22以一幾乎皮帶狀方式而固結各別系統的管路總成以 連接壓力空氣及真空系統的管120a至]20e、冷卻劑的冷 卻劑管]20h及]20i及電子系統的電纜I20j及I20k。此 1237309 (2) 類型的管路總成及基於相同觀念之配置係揭示於日本專利 先行公開案第1 1 -03 0294號。 然而’於上述習知例中，該系統的管路係分開地連接 至一台可移動單元。當該系統的管路可能相互摩擦，可能 彎曲在一不明位置，或可彎曲在管路連接部。來自各管路 系統的連接部之干擾可能減小一台的控制準確度。 當一台裝置係使用於諸如除氮大氣的低濕度環境或真 空時’管路系統連接部的移動傾向產生靜電以充電各管路 構件的表面。靜電火花可能發生在管路間或台裝置的組件 間之不明位置而損傷管路、電纜及台上的組件。 本發明已考慮習知缺點而來製作，且提供一種曝光裝 置，其能夠最小化來自一管路系統連接部之干擾、灰塵及 管路構件的表面上之靜電形成。 【發明內容】 依據本發明，提供一種曝光裝置，其包含用來投射晝 在原片的表面上的圖案之投影機構、用來致使一台裝置移 動該原片的至少一基板及相關該投影機構的基板之移動機 構 '用來使該基板重複曝光至該原片的圖案之曝光機構， 其中數個連接至該台裝置的可移動單元之管且具有不同內 及外徑之管係相互接合在管的部份外表面，且構成一集成 管列。 當該裝置係使用於真空的低濕環境中時，其係於以下 方式而配置以防止各管路系統連接部的移動所產生的靜電 -5- 1237309 (3) 在管路構件的表面上。更特別地，一導電材料被添加至— 管路樹脂，或一導電膜係潑射在管的表面上。替代地，不 同類型的管子係使用於管的內及外表面，且，外表面被製 成導電，因此，形成一層結構。以此配置，充電在各管子 的表面上之任何電位係接地且放電在例如，底盤接地。 自以下說明連同附圖，本發明的其它特徵及優點將係 顯而易見，其中類似參考符號標示相同或相似部件在所有 圖式中。 【實施方式】 現將依據附圖而詳細地說明本發明的較佳實施例。 (第一實施例） 圖2及3係分別地顯示每一實施例共同的曝光裝置及 構成曝光裝置的一部份的晶圓台之示意圖。 於圖2中，參考號碼1代表一照明系統單元，其包含 一曝光源，且具有使發射自曝光源的曝光成形及以曝光照 射一光罩的功能。參考號碼2代表一光罩台，其具有供作 爲一曝光圖案原片在其上之光罩’且具有在對晶圓的預定 縮小曝光放大比而實施晶圓的光罩掃猫操作的功能。參考 號碼3代表一縮小投影透鏡，其縮小並投射一主圖案至晶 圓上（基板）。參考號碼4代表一晶圓台4 ’其具有在每 一曝光過程繼續地連續移動基板（晶圓）的功能。 參考號碼5代表一曝光裝置主體，其支撐光罩台2、 -6- 1237309 (4) 縮小投影透鏡3及晶圓台4。參考號碼6代表一校準瞄準 具，其量測在晶圓上的校準標記及台上的校準參考標記， 且實施晶圓內的校準量測及光罩與晶圓間的校準。 圖3係顯不圖2中的晶圓台4之目羊細圖。 於圖3中，參考號碼7代表一微調台’其微調台上的 晶圓於一縮小曝光系統的光軸的方向、一傾斜方向及一繞 著光軸的旋轉方向。參考號碼8代表一晶圓夾頭，其支撐 並固定晶圓至微調台7。參考號碼9代表一晶圓。於晶圓 9中，單晶矽基板的表面係以一光阻塗覆以經由縮小曝光 系統將畫在一光罩基板上的光罩圖案予以投射及轉移。 參考號碼1 〇代表一 X條形鏡，當一雷射干涉儀量測 微調台7的X向位置時，X條形鏡1 〇作爲一目標。參考 號碼1 1代表Y條形鏡，其在量測Y向位置時作爲一目標 ，如同X條形鏡。參考號碼1 2代表一照明感應器，其配 置在微調台7的上表面上。照明感應器1 2在曝光之前實 施用於曝光的照明而校準量測，且使用所獲得的照明來校 正曝光。參考號碼13代表一台參考標記，其配置在微調 台7的上表面上。用於台校準量測之目標係形成於其中。 參考號碼I 4代表一 X線性馬達，其移動且驅動微調 台7於X向。參考號碼1 5代表一 X導件，用於導引微調 台7的X軸移動。寥1考號碼1 6代表一 Y導件，用於移動 且導引X導件]5及微調台7於Y向。參考號碼〗7代表 一台表面板，其二維地導引微調台7。參考號碼1 8及I 9 代表Y線性馬達，用於移動且導引微調台7於Y向。 -7- 1237309 (5) 參考號碼2 0代表一 X管路總成。X管路總成2 0瞄準 數條可移動地連接於X向的管，其供應壓力乾空氣或真空 空氣至一空氣軸承系統（未顯示）或安裝在微調台7上的 晶圓夾頭8 ;管，其供應及回收用於冷卻微調台7內側的 驅動單元之液體冷卻媒體；及電纜，其傳輸信號及饋送電 流在感應器與安裝在微調台7上的驅動單元之間。 圖4A及4B係顯示依據第一實施例的管路總成之示 意圖。圖4 A係顯示晶圓台4與X管路總成2 0及Y管路 總成2 1間的配置關係。圖4B係顯示依據第一實施例的X 管路總成的橫截面之示意圖。 如圖4A及4B所示，一壓力空氣系統具有供應壓力 空氣之壓力空氣管20a至20e。 —真空系統具有真空管20f及2 0g，其引出晶圓9的 夾頭真空空氣及晶圓夾頭8的夾頭真空空氣。 一冷卻劑系統具有冷卻劑管20h及2 0i，其供應及回 收一冷卻劑。一電子系統經由延伸在電纜結合管2 Οηι內 側的電纜2 0j及2 0 k而供應信號及驅動電流在微調台7上 的照明感應器1 2與驅動單元之間。 Y管路總成2 1具有如X管路總成的幾乎相同配置， 且瞄準可移動連接管於Y向。Y管路總成2 ]的配置係相 似於X管路總成2 0的配置。 如圖4A及4B所示，作爲壓力空氣系統的壓力空氣 管2 0 a至2 0 e、作爲冷卻系統的冷卻劑管2 〇 h及2 0 i、及 電纜結合管2 0 m係在它們外表面而相互連接，且係一體 1237309 (6) 形成如一皮帶狀管列。聚氨酯管子或類似物係利用作爲〜 管路材料。 電纜結合管2 0 m具有幾乎如冷卻劑管2 0 h及2 0 i的相 同直徑。此防止管路總成在電纜結合管之隨時破裂。如同 習知技術所述的管列之直接集成可享受集成的優點。然而 ’習知技術所述的電纜係比其它管更薄很多，且因此容易 破裂。 電纜結合管2 0 m的直徑可被製成等於壓力空氣管的 直徑，或者，可設定在壓力空氣管與冷卻管之間。 如上述，依據第一實施例，壓力空氣系統、冷卻系統 及電纜結合管係一體形成如一皮帶狀管列。當各台移動單 元移動時，此配置防止各別系統的管的任何相互摩擦、管 在一不明位置的彎曲、及管在管連接部的任何彎曲。這使 其可能減少對台移動單元的千擾及來自管的灰麈，且增加 台控制準確度及校準精確度。 (第二實施例） 圖5係顯示依據第二實施例之一管路總成的配置之示 意圖。 依據第二實施例之管路總成的特徵在於，其係藉由接 合振動阻尼管23在依據第一實施例的管路總成的兩端而 形成的（具有大內部損失的凝膠及被密封在該管內側的液 體）。每一振動阻尼管23可以例如；具有大內部損失、液 體、聚合物材料及類似物之膠狀材料2 3 A予以充塡。 1237309 (7) 位在包含管的管路總成的兩端之振動阻尼管使其可能 減弱管本身的振動，該管隨著一台移動而移動。當每一台 可移動單元移動時，同樣具有第一實施例的配置之第二實 施例防止各別系統的管的任何相互摩擦、管在一不明位置 的彎曲、及管在一管連接部的任何彎曲。此使其可能減少 對台移動單兀的干擾及來自管的灰塵，且增加台控制準確 度及校準精確度。 (第三實施例） 圖6係顯示依據第三實施例之一管路總成的配置之示 意圖。 圖6係顯示的特徵在於，一振動阻尼管2 3 b (具有大 內部損失、液體、聚合物材料及係密封在該管內側之類似 物的膠狀材料23A )被提供用於依據第一實施例之管路總 成’以封閉該管的外表面。振動阻尼管23B係以例如，具 有大內部損失、液體、聚合物材料及類似物之膠狀材料 2 3 A予以充塡，如上述的第二實施例中。 如此配置來封閉管的外表面之振動阻尼管2 3 B使其可 能減弱管本身的振動，該管隨著一台移動而移動。 第三實施例具有第一實施例的配置，當每一台可移動 單元移動時，同樣具有第一實施例的配置之第二實施例防 止各別系統的管的任何相互摩擦、管在一不明位置的彎曲 、及管在一管連接部的任何彎曲。此使其可能減少對台栘 動單元的干擾及來自管的灰塵，且增加台控制準確度及校 -10- 1237309 (8) 準精確度。 (第四實施例） 圖7係顯示依據第四實施例之一管路總成的配置之示 意圖。 上述實施例使用一聚氨酯管子作爲一管路材料。第四 實施例係由使用具有較低吸水性的熱塑性螢光樹脂管子 24爲其特徵。 以此配置，具有一較小水損失的管路總成可於一真空 環境而實施於一台裝置，或於以氮、氨或類似物質而洗淨 空氣（氧）的環境實施於一台裝置。 (第五實施例） 圖8係顯示依據第五實施例之一管路總成的配置之示 意圖。 第四實施例使用一熱塑性螢光樹脂管子作爲一管路材 料。第五實施例係由使用具有較低吸水性的熱塑性螢光樹 脂管子2 5 a作爲各管子的內與外表面以及使用一聚氨酯管 子25b作爲該管子的中間層爲其特徵。 包括熱塑性螢光樹脂管子2 5 a及聚氛酯管子2 5 b的多 層聚氨酯/熱塑性螢光樹脂管子2 5的使用使其可能於一真 空環境實施具有較小的水損失的管路總成於一台裝置，或 於以氮、氦或類似物質而洗淨空氣（氧）的環境。 1237309 Ο) (第六實施例） 圖9A至9D係顯示第六實施例之示意圖。 第五實施例使用一聚氨酯或熱塑性螢光樹脂管子作爲 一管路材料。第六實施例考慮對抗管子的表面上的靜電累 積之手段。當使用於真空的低溼度環境下，此實施例特別 係有效。 如圖9A所示，此實施例係藉由使用導電聚氨酯或導 電熱塑性螢光樹脂管子26作爲管路管子爲其特徵。每一 該管子係藉由添加諸如碳粉至依據第一實施例之聚氨酯或 導電熱塑性螢光樹脂管子的基材之導電充塡劑而形成的。 使該管子導電及使它們表面接地至底盤接地使其可能防止 靜電累積。 替代地，如圖9B所示，此實施例係藉由使用其表面 爲導電的導電材料沉積管子27作爲管路管子爲其特徵。 每一導電材料沉積管子27可由濺射或類似方法形成一導 電材料沉積層27a在管路管子的表面上而製造。相似於圖 9A的實例，使該管子導電及使它們表面接地至底盤接地 使其可g纟防止靜電累積。 替代地，如圖9C所示，此實施例係藉由使用多層聚 氨酯/熱塑性螢光樹脂管子2 8作爲管路管子爲其特徵。該 多層聚氨酯/熱塑性螢光樹脂管子2 8具有較低吸水性的熱 塑性螢光樹脂管子2 8 a作爲管子的內與外表面以及一聚氣 酯管子2 8b作爲該管子的中間層爲其特徵。導電材料沉積 層2 8 c係藉由濺射或類似方法而形成在表面上。以此配置 -12- 1237309 (10) ，可防止靜電累積之具有較小水損失的管路總成可於真空 環境中實施於台裝置，或於以氮、氦或類似物之洗淨空氣 (氧）的環境而實施於台裝置。 替代地，如圖9D所示，此實施例係由配置導電撓性 片29鄰接至一體連接管路管子的上及下表面以及使導電 撓性片2 9接地至一台底盤爲其特徵。此使其可能移除自 管路管子的表面之電荷。 上述已解說考慮對抗管子的表面上的靜電形成的手段 之實施例。 (第七實施例） 圖1 0係顯示第七實施例之示意圖。 第七實施例係藉由設置管路軌道3 0 (導電材料）爲 其特徵，其中如圖1 0所示的底盤接地3 1係配置在第六實 施例所不的抗靜電管路管子2 6至2 9可撓性地移動之範圍 內。 管路軌道使其可能使導電管路管子的表面而接地至管 路軌道，亦即，直接至底盤接地。 於第一至第五實施例中所述不導電的管路管子20、 24及2 5，抗靜電功效可被預期。 (第八實施例） 圖I ]係顯示第八實施例，亦即，光罩台2中的Y管 路總成3 2。 -13- 1237309 (11) 第一至第七實施例的每一者已說明一晶圓台中的管路 總成。於第八實施例中，Y管路總成3 2依據光罩台2的 可移動單元而實施掃瞄移動，此可移動單元於光罩台2中 實施一晶圓的光罩掃瞄操作在一預定縮小曝光放大比，作 爲一曝光圖案原片的光罩係安裝至光罩台上。Y管路總成 3 2可具有如上述實施例之相同配置。 (第十一實施例） 圖12A至12C係顯示第九實施例。圖12A顯示光罩 台，而，圖12B及12C分別地顯示配置在光罩台上的Y 管路總成的橫截面。 於第一至第八實施例中，一集成管列係配置在一台裝 置的可移動單元的移動方向的一側上。第九實施例的特徵 在於管列係相對於台裝置的移動方向而對稱地配置。 如圖]2 A至1 2 C所示，Y管路總成3 3及Y管路總成 3 4 (管列）係相對於光罩台2的移動方向而幾乎對稱配置 。以此配置，當台移於移動方向時，來自集成管列的移動 阻抗係對稱施加。這係可能抑制台移動中的偏離的產生， 且實施穩定的移動控制。 於光罩台2的左側上之Y管路總成3 3中，振動阻尼 管2 3的一者（具有大內部損失的凝膠及液體係密封於該 管路的內側）及壓力空氣管20a至2 0e係以此順序而整體 配置，如圖1 2 B所示。 如圖]2A至12C所示，Y管路總成33及Y管路總成 1237309 (12) 3 4 (管列）係相對於光罩台2的移動方向而幾乎對稱配置 。以此配置，當台移於移動方向時，來自集成管列的移動 阻抗係對稱施加。這係可能抑制台移動中的偏離的產生， 且實施穩定的移動控制。 於光罩台2的右側上之Y管路總成3 4中，剩餘的振 動阻尼管23 (具有大內部損失的凝膠及液體係密封於該 管的內側）、冷卻劑管20h及20i、結合電纜20j及20k 之電纜結合管20m及真空管20f及2 0g係以此順序而整體 配置。 管列的對稱配置減少組裝干擾。同時，產生移動負載 於對稱可移動單元的管路，抑制移動中偏離的產生。此可 穩定台裝置的校準精確度。 如以上所述，依據本發明，自系統至一可移動單元之 分開連接係結合成一皮帶狀管列。當每一台可移動單元移 動時，此配置防止各別系統相靠的管間的任何摩擦、管在 不明位置的任何彎曲及管在管連接部的任何彎曲。這係可 能減少對台移動單元的干擾及來自管的灰塵，且增加台控 制準確度及校準精確度。 而且，本發明係配置使得，當一台裝置係使用於真空 的低濕環境，管路系統連接部的移動不會產生靜電在管路 構件的表面上。此配置防止一靜電火花產生在管間或台裝 置上的組件間之不明位置，而損壞管、電纜 '及台上的組 件。台裝置的可靠度增加。 注意到，上述實施例所示的各別元件的形狀及結構僅 -15- 1237309 (13) 係作爲本發明的實施例子，且，本發明的技術範圍未以此 些形狀及結構而限制地詮釋。亦即，本發明可以各種形式 實施而無需離開其精神及其主要特徵。 如本發明的許多明顯大不同的實施例可被製作無需離 開其精神及範圍’瞭解到，除了申請專利範圍中所界定之 外，本發明不限於其特定實施例。 【圖式簡單說明】 附圖結合並構成說明書的一部份，解說本發明的實施 例’且，與詳細說明部份一起用來解釋本發明的原理。 圖1 A及1 B係分別地顯示一習用台及一管路總成的 橫截面之示意圖； 圖2係顯示依據本發明的整體曝光裝置之示意圖； 圖3係依據本發明之台裝置的立體圖； 圖4A及4B係依據第一實施例分別地顯示一晶圓台4 及一台管路總成的橫截面之示意圖； 圖5係顯示依據第二實施例之台管路總成的橫截面之 不思圖， 圖6係顯示依據第三實施例之台管路總成的橫截面之 示意圖； ® 7係顯示依據第四實施例之台管路總成的橫截面之 示意圖； ® 8係顯示依據第五實施例之台管路總成的橫截面之 示意圖； -16- 1237309 (14) 圖9A至9D係顯示依據第六實施例之台管路總成的 橫截面之示意圖； 圖1 〇係顯示依據第七實施例的管路軌道3 0 (導電材 料）之示意圖，其中底盤接地3 1係配置在抗靜電管路管 子2 6至2 9可撓性地移動之範圍內； 圖1 1係顯示依據第八實施例之光罩台2中的Y管路 總成3 2之示意圖；及 圖1 2 A至1 2 C係分別地顯示依據第八實施例相對於 光罩台2幾乎對稱配置的Y管路總成的狀態及橫截面之 示意圖。 主要元件之符號說明 1 :照明系統單元 2 :光罩台 3 :縮小投影透鏡 4 :晶圓台 5 :曝光裝置主體 6 :校準瞄準具 7 :微調台 8 :晶圓夾頭 9 :晶圓 ]0 : X條形鏡 Π : Y條形鏡 1 2 :照明感應器 -17 - 1237309 (15) 1 3 ： 1 4 ： 1 5 ： ]6 : 1 7 : 18' 20 : 20a三 20f I 2〇h 2 2〇j i 2 0m: 2 1 ： 23 : 23 A : 23 B : 24 : 25a ： 25b ： 25 : 2 6至 26 : 27 : 27a ： 台參考標記 X線性馬達 X導件 Y導件 台表面板 1 9 : Y線性馬達 X管路總成 g 20e:壓力空氣管 之20g :真空管 泛20i :冷卻劑管 ^ 20k :電纜 :電纜結合管 Y管路總成 振動阻尼管 膠狀材料 振動阻尼管 熱塑性螢光樹脂管子 熱塑性螢光樹脂管子 聚氨酯管子 多層聚氨酯/熱塑性螢光樹脂管子 2 9 :抗靜電管路管子 導電熱塑性螢光樹脂管子 導電材料沉積管子 導電材料沉積層 -18 - 1237309 (16) 2 8 :多層聚氨酯/熱塑性螢光樹脂管子 2 8 a :熱塑性螢光樹脂管子 2 8 b :聚氨酯管子 2 8 c :導電材料沉積層 2 9 :導電撓性片 3 0 :管路軌道 3 1 :底盤接地

3 2 : Y管路總成 3 3 : Y管路總成 3 4 : Y管路總成 1 〇 7 :微調台 1 0 8 :晶圓夾頭 ]〇 9 :晶圓 1 1 2 :照明感應器 1 1 3 :台參考標記

120a至120e:壓力空氣管 120f及120g :真空管 1 2 0 h及1 2 0 i :冷卻劑管 ]20j及]20k :電纜 1 2 ] : Y管路總成 ]2 2 :管路連接線 -19-

Claims (1)

1. HolL之丨/叫 1237309 ；Ϋ . ^ (1) ' 拾、申請專利範圍 第93119194號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國94年4月26日修正 1. 一種曝光裝置，包含： 投影機構’用於投射畫在一原片表面上之圖案； 一台裝置’其移動該原片的至少一基板及相關該投影 機構的基板； 曝光機構’用來使該基板重複曝光至該原片的圖案， 其中數個連接至該台裝置的可移動單元之管係相互接 合在該管的部份外表面，且構成一集成管列。 2 ·如申§靑專利範圍第1項之曝光裝置，其中連接至該 可移動單元的電纜或信號線纜，通過作爲該集成管列的管 的其中幾管的中空部。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中以一 液體或阻尼構件充塡之振動阻尼管係配置在該管列的外表 面上。 4.如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中圍住 該集成管列之振動阻尼管被設置，且，該集成管列與該振 動阻尼管間的中空部係以一液體或阻尼構件予以充塡。 5 ·如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中熱塑性螢 光樹脂、或以聚氨酯樹脂及熱塑性螢光樹脂製成之多層構 件係使用作爲該集成管列之管路材料。 (2) 1237309 6. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中被添加一 導電材料之以一聚合材料製成之樹脂係使用作爲該集成管 列之管路材料。 7. 如申請專利範圍第丨項之曝光裝置，其中被添加一 導電材料之熱塑性螢光樹脂、聚氨酯樹脂及尼龍樹脂的一 者係使用作爲該集成管列的管路材料。 8 .如申請專利範圍第〗項之曝光裝置，其中一導電材 料係沉積在該集成管列的外表面上。 9·如申g靑專利範圍第1項之曝光裝置，其中以一導電 材料製成之片狀膜係配置鄰接至該集成管列的外表面。 10·如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中該 集成管列的外表面係接地至該台裝置的底盤接地。 11. 如申請專利範圍第1 〇項之曝光裝置，其中一導電 構件係使用作爲用於支撐如一撓性單元或導引該集成管列 的構件之材料。 12. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中該集成管 列係對稱配置於相對於該台裝置中的該可移動單元的移動 方向之水平或垂直方向。