KR20170084240A - 리소그래피 시스템에서 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템 및 방법 - Google Patents

리소그래피 시스템에서 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20170084240A
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subframe
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KR1020177016105A
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미켈 피터 단스베르그
쇼르드 헤스달
얀 피터 뢸로프 욘게
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마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이.
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Abstract

본 발명은 리소그래피 장치에서 진공 챔버 내로 그리고 진공 챔버로부터 기판을 이송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 로드 로크 시스템은 로드 로크 챔버 내에서 그리고 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위한 개구가 제공되는 로드 로크 챔버와, 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함한다. 아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 제1 및 제2 아암 부분은 그 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결된다. 제3 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 힌지식으로 연결된다. 아암 부분들은 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된다.

Description

리소그래피 시스템에서 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템 및 방법 {LOAD LOCK SYSTEM AND METHOD FOR TRANSFERRING SUBSTRATES IN A LITHOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 리소그래피 시스템에서 기판을 처리부 내로 그리고 처리부로부터 이송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
WO 2012/146789호는 로봇 아암을 포함하는 기판 핸들링 로봇을 갖는 로드 로크 챔버를 포함하는 공지된 시스템을 개시한다. 로봇 아암은,
기판을 클램핑하도록 배치된 기판 지지 구조를 유지하도록 배치된 핸들링 몸체와,
실질적으로 수직 방향으로 배향된 레일을 따라 이동 가능한 베이스와,
로봇 아암이 2차원 평면에서 기판 지지 구조 상에 클램핑된 기판을 병진 이동시키고 회전시키는 것을 가능하게 하는, 베이스 및 핸들링 몸체에 연결된 섹션을 포함한다.
기판 핸들링 로봇은 기판 지지 구조 상에 클램핑된 기판을 수용하고, 로드 로크 챔버에 인접하게 배치된 리소그래피 장치쪽으로 클램핑된 기판을 이송하도록 배치된다. 로봇 아암은 통로를 통해 로드 로크 챔버 외부로 도달하고, 처리될 클램핑된 기판을 리소그래피 장치쪽으로 이송하도록 배치된다. 유사하게, 로봇 아암은 리소그래피 장치로부터 처리된 클램핑된 기판을 수용하여, 이들을 다시 로드 로크 챔버 내로 이동시킨다.
공지된 시스템의 단점은 관절식으로 이루어진 로봇 아암이 기판을 이송하기 위한 안정되고 견고한 기계 장치를 제공하지 않는다는 것이다. 또한, 관절식으로 이루어진 로봇 아암은 아암의 개별 섹션을 제어하고 이에 따라 이송 중에 기판의 움직임을 제어하기 위한 복잡한 제어 시스템 및 수 개의 모터가 필요하다.
본 발명의 목적은 이러한 결점을 적어도 부분적으로 극복하는 로드 로크 시스템 및 리소그래피 시스템을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 태양에 따르면, 리소그래피 시스템 내로 그리고 리소그래피 시스템 외부로 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템이 제공되고, 상기 로드 로크 시스템은,
로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 로드 로크 챔버 내에 개구가 마련되는 로드 로크 챔버와,
로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고,
아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제1 및 제2 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결되고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제3 아암 부분은 각각 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 힌지식으로 연결되고,
적어도 3개의 힌지 아암 부분은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된다.
본 발명에 따르면, 아암은 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된 적어도 3개의 힌지 부분을 포함한다. 이러한 4-바 링크 기구는 4개의 강성 링크 기구로 이루어진다. 본 발명의 구성에서, 서브 프레임은 제1 및 제2 아암 부분을 서브 프레임에 연결하기 위해 배치되는 앵커 포인트(anchor points)로도 지칭되는 힌지 포인트를 포함한다. 힌지 포인트들 사이의 서브 프레임 부분은 4-바 링크 기구를 위한 그라운드(ground) 링크 기구를 제공한다. 제1 및 제2 아암 부분은 서브 프레임으로부터 제3 아암 부분쪽으로 연장되는 2개의 인접한 링크를 제공한다. 제3 아암 부분에는 제1 및 제2 아암 부분에 연결되도록 배치된 힌지 포인트가 제공된다. 힌지 포인트들 사이의 제3 아암의 부분은 4-바 링크 기구를 위한 추가의 링크를 제공한다.
이송 장치의 4-바 링크 기구는 로드 로크 챔버의 개구를 통해 기판을 이송하기 위한 아암의 낮은 편향으로 매우 안정되고 견고한 기계 장치를 제공한다. 더욱이, 이러한 편향은, 만약 있다면, 4-바 링크 기구의 증가된 강성으로 인해 낮은 히스테리시스를 나타낸다.
또한, 4-바 링크 기구는 아암의 말단부에서 기판 수용 유닛을 이동시키기 위해 하나의 아암 부분만이 구동될 필요가 있다. 아암 부분들 중 하나가 구동될 때 기판 수용 유닛이 이동하는 실제 경로는 특히 4-바 링크 기구의 개별 링크의 치수, 특히 길이에 좌우된다. 따라서, 실제 경로는 4-바 링크 기구의 설계 동안 미리 선택되고, 본 발명에 따른 이송 장치는 아암의 개별 섹션을 제어하기 위한 복잡한 제어 시스템 및 수 개의 모터를 필요로 하지 않는다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 구동하는 아암 이송 드라이브를 더 포함하고, 제1 아암 부분, 특히 그 기단부는 축, 바람직하게는 일반적으로 수직으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 아암 이송 드라이브는 상기 제1 아암 부분에 결합되거나 또는 상기 제1 아암 부분에 결합되도록 배치된다. 아암 이송 드라이브는 서브 프레임에 대해 제1 아암 부분의 회전을 작동시키도록 배치된다. 따라서, 아암 이송 드라이브는 로드 로크 챔버의 실질적으로 고정된 위치에 적절히 배치될 수 있다. 따라서, 제1 아암 부분은 아암을 구동시키고 개구를 통해 미리 결정된 이송 운동으로 기판 수용 유닛을 이동시키기 위해 아암 이송 드라이브에 의해 구동될 수 있다. 아암 이송 드라이브는 서브 프레임이 고정된 베이스를 제공하면서 아암의 4-바 링크 기구가 연장 및 수축되는 것을 허용하고, 다른 아암 부분들은 서브 프레임에 대해 회전한다.
바람직하게는, 4-바 링크 기구는 적어도 3개의 베어링을 포함한다. 베어링은 아암 부분들을 힌지 결합하는 적절한 방법을 제공하고, 히스테리시스를 감소시키며, 아암 부분의 원활한 회전을 가능하게 하고, 이는 또한 아암 부분들을 상호 연결하는 힌지에서 입자 생성을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 아암 이송 드라이브는 제1 아암 부품을 그 기단부에 또는 그 기단부 근방에 결합시키고 서브 프레임에 대한 제1 아암 부분의 회전 이동을 구동시킴으로써 서브 프레임에 대한 제1 아암 부분의 회전을 작동시키도록 배치된다. 이 실시예에서, 제2 아암 부분은 아암의 구동 중에 제1 아암 부분에 더 많은 토크가 가해지므로, 제1 아암 부분보다 상당히 더 낮은 강성을 가질 수 있다. 이는 제2 아암 부분이 제1 아암 부분과 다른 방식으로 구성될 수 있게 하는데, 예를 들어 수평면에서 제2 아암 부분의 강성은 수평면에서 제1 아암 부분의 강성의 절반보다 더 작을 수 있으며, 및/또는 제2 아암 부분의 중량은 제1 아암 부분의 무게보다 작을 수 있는데, 예를 들어 제1 아암 부분의 중량의 절반보다 더 작을 수 있다. 4-바 링크 기구의 상대적으로 낮은 중량이 바람직한데, 왜냐하면 이는 그 관성을 감소시키기 때문이다. 일 실시예에서, 기판 수용 유닛은 제3 아암 부분에 견고하게 연결된다.
대안적으로, 일 실시예에서, 기판 수용 유닛은 제1 및 제2 아암 부분, 특히 그 말단부를 연결하기 위해 배치된 힌지 포인트를 포함한다. 힌지 포인트들 사이의 기판 수용 유닛의 부분은 4-바 링크 기구를 위한 제3 아암 부분을 제공한다.
일 실시예에서, 제1 아암 부분은 제1 힌지 포인트에서 서브 프레임 및 제3 아암 부분에 연결되고, 제2 아암 부분은 상이한 제2 힌지 포인트에서 서브 프레임 및 제3 아암 부분에 연결되고, 제3 아암 부분은 제3 힌지 포인트에서 제1 및 제2 아암 부분에 연결되고, 여기서 제3 힌지 포인트들 사이의 거리는 제1 및/또는 제2 힌지 포인트들 사이의 거리의 절반보다 더 작다. 바람직하게는, 제3 힌지 포인트들 사이의 거리는 제3 아암 부분의 길이의 절반보다 작거나 또는 1/3보다 작다. 이에 따라 서브 프레임에 대한 제1 및 제2 아암 부분의 상대적으로 작은 이동은 서브 프레임에 대한 제3 아암 부분의 상대적으로 큰 이동을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 아암 부분 중 하나는 적어도 부분적으로 제1 및 제2 아암 부분 중 다른 하나의 아래에 배치된다. 이는 제1 및 제2 아암 부분 중 상기 하나가 제1 및 제2 아암 부분 중 다른 하나와 크로스오버되는 위치를 얻을 수 있게 한다. 제1 및 제2 아암 부분이 적어도 부분적으로 크로스오버되는 위치에서, 이송 장치는 적은 공간을 필요로 하는 컴팩트한 접힌 위치에 있다. 이러한 컴팩트한 접힌 위치는 비교적 작은 로드 로크 챔버를 사용하여 공간을 절약할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 제2 아암 부분은 적어도 부분적으로 제1 아암 부분 아래에 배치되어, 바람직하게는 제1 아암 부분이 제2 아암 부분에 크로스오버될 수 있다.
일 실시예에서, 이송 장치는 수축된 위치와 연장된 위치 사이에서 이동 가능하며, 이송 장치의 연장 위치에서, 기판 수용 유닛은 적어도 부분적으로 개구를 통과하도록 배치된다. 수축 위치에서, 바람직하게는 이송 장치는 바람직하게는 로드 로크 챔버의 주변 벽과 접촉하지 않고 로드 로크 챔버 내부에 완전히 배치된다.
일 실시예에서, 미리 결정된 이송 운동은 특히 개구부에서 또는 개구부 근방에서 기판 수용 유닛에 대해 실질적으로 직선 경로를 제공하도록 배치된다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 아암 부분은 수축된 위치에서 크로스오버 위치에 배치된다.
일 실시예에서, 이송 장치는 연장된 위치를 한정하는 제1 정지 유닛을 포함한다. 바람직하게는, 제1 정지 유닛은 4-바 링크 기구의 이동을 기계적으로 제한하는 단부 스톱을 포함한다. 제1 정지 유닛은 이송 장치의 4-바 링크 기구가 소정의 미리 결정된 위치를 넘어 기판 수용 유닛을 이동시키는 것을 방지한다.
일 실시예에서, 제1 정지 유닛은 제1 정지 유닛, 특히 그 단부 스톱의 위치를 조절하는 제1 정지 구성 시스템을 포함한다. 따라서, 단부 스톱 위치는 특히, 리소그래피 시스템에 대해 원하는 위치로 위치시키도록 연장된 위치를 조절하기 위해 조절 가능하다. 일 실시예에서, 구성 유닛은 아암이 연장된 위치에 있을 때, 4-바 링크 기구를 조절하기 위해 작업자가 접근할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 정지 유닛은 제1 아암 부분 상에 배치된 제1 부재와, 제2 아암 부분 상에 배치된 제2 부재를 포함하며, 제1 및 제2 부재는 단부 스톱을 형성하도록 연장된 위치에서 인접하도록 배치된다. 제1 정지 유닛은 이송 장치의 연장된 위치를 한정하고, 복잡한 제어 시스템을 필요로 하지 않고, 이송 장치, 특히 기판 수용 유닛의 이동의 오버슈트(overshoot)를 방지하기 위한 간단하고 신뢰성 있는 시스템을 제공한다.
일 실시예에서, 이송 장치는 수축된 위치를 한정하는 제2 정지 유닛을 포함한다. 바람직하게는, 제2 정지 유닛은 이송 장치가 수축된 위치에 배치되어 있는지 여부를 검출하는 검출기를 포함한다. 일 실시예에서, 검출기는 수축된 위치에서 아암 부분, 특히 제1 아암 부분의 존재를 검출하도록 배치된다. 일 실시예에서, 검출기는 서브 프레임 상에 배치되고 및/또는 서브 프레임에 부착된다.
일 실시예에서, 제2 정지 유닛은 제2 정지 유닛, 특히 그 검출기의 위치를 조절하기 위한 제2 정지 구성 시스템을 포함한다. 따라서, 특히 추가의 로봇이 기판 수용 유닛으로부터 기판을 제거할 수 있게 하기 위해 또는 기판 수용 유닛 내로 또는 기판 수용 유닛 상으로 기판을 배치시킬 수 있게 하기 위해, 특히 로드 로크 챔버에 대해 원하는 위치로 위치시키도록 수축된 위치를 조절하기 위해, 검출기 위치가 조절 가능하다.
일 실시예에서, 제2 정지 유닛의 검출기는 수축된 위치에서 제1 정지 유닛의 제1 또는 제2 부재의 존재를 검출하도록 배치된다.
전술한 실시예에서, 제1 정지 유닛은 기계적 단부 스톱을 포함하지만, 대안적인 실시예에서 제1 정지 유닛에는 제2 정지 유닛과 같이 아암 부분의 존재를 검출하기 위한 검출기가 제공될 수 있다.
마찬가지로, 전술한 실시예에서, 제2 정지 유닛은 이러한 검출기를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 정지 유닛은 제1 정지 유닛과 같이 단부 스톱을 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템 및 처리 챔버는 적어도 기판의 이송 중에 예를 들어 스크류 연결 또는 인터로킹(interlocking) 연결에 의해 상호 연결된다. 로드 로크 시스템과 처리 챔버의 상대적 위치가 기판의 이송 중에 실질적으로 일정하게 유지되도록 상호 연결은 바람직하게는 강성 연결이다.
일 실시예에서, 리소그래피 시스템의 로드 로크 챔버 및 진공 챔버 모두는 공통의 강성 베이스 플레이트에 의해 지지된다. 특히, 로드 로크 챔버와 처리 챔버가 서로 고정적으로 부착되지 않은 별개의 부품인 경우, 이는 적어도 기판의 이송 중에 상대 위치의 변화를 실질적으로 감소시키고 및/또는 방지한다. 예를 들어, 로드 로크 시스템은 특히 기판이 이송되지 않을 때 처리 챔버에 대해 이동되도록 배치될 수 있다. 예를 들어 바닥의 진동 또는 처짐(sagging)으로 인한 이러한 상대적 위치에서의 작은 변화도 일반적으로 0.2 ㎜ 이하의 정확도로 위치되어야 하는 처리 챔버 내에 기판이 위치될 수 있는 정확도에 부정적인 영향을 미친다. 본 실시예는 상대 위치의 안정성을 개선하여, 기판이 진공 챔버로부터 로드 로크 챔버로 그리고 그 반대로 이송되는 동안 보다 정확한 위치 설정을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 서브 프레임은 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버에 대해 이동 가능하다. 이 실시예에 따르면, 서브 프레임은 로드 로크 챔버에 대해 이동 가능하도록 배치되어, 로드 로크 챔버에서 적절한 높이에 이송 장치를 위치시켜 개구를 통한 기판의 이송을 허용한다. 바람직하게는, 수직축은 전술한 바와 같이 강성의 베이스 플레이트에 견고하게 연결된 수직 지지체, 예를 들어 수직 레일에 의해 제공되어, 수직축을 따른 적어도 서브 프레임의 이동 중에 지지체, 처리 챔버 및 로드 로크 챔버의 상대 위치가 실질적으로 고정되는데, 예를 들어 리소그래피 장치가 설치되는 바닥의 외부 진동 및/또는 처짐에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 일 실시예에서, 서브 프레임은 이동 가능한 캐리어 상에 배치되고, 로드 로크 시스템은 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 로드 로크 챔버에 대한 서브 프레임의 이동을 구동시키기 위해 상기 이동 가능한 캐리어에 결합된 서브 프레임 드라이브를 포함한다.
일 실시예에서, 개구는 작동 높이에 배치되고, 로드 로크 시스템은 아암의 이송 운동을 구동하기 위한 구동력을 제공하는 아암 이송 드라이브를 더 포함하며,
서브 프레임은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 기판 수용 유닛을 이동시키기 위해 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하며,
아암 이송 드라이브는 비 작동 높이로부터 작동 높이로 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 서브 프레임이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달하기 위해 아암에 결합되게 하도록 배치되고,
아암 이송 드라이브는 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 상기 서브 프레임이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리되게 하도록 배치된다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템은 이송 장치가 로드 로크 챔버에서 수축된 위치에 있지 않으면 서브 프레임이 수직 방향으로 이동되는 것을 방지하는 서브 프레임 로킹 시스템을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 서브 프레임 로킹 시스템은 적어도 수축된 위치로부터 멀어지는 이송 장치의 이동 중에 및/또는 이동 전에, 수직축을 따라 서브 프레임의 위치를 로킹시키도록 배치된다. 따라서, 서브 프레임 로킹 시스템은 이송 장치가 수축된 위치에 있지 않을 때 서브 프레임의 이동을 방지하고, 특히 이송 장치 및/또는 로드 로크 챔버에 대한 손상을 방지한다.
일 실시예에서, 이송 장치는 이송 장치를 로드 로크 챔버 내에서 수축된 위치에 유지하기 위한 이송 로킹 시스템을 포함한다. 로드 로크 시스템은 실질적으로 수직인 축을 따라 서브 프레임의 이동 이전에 및/또는 이동 동안에, 수축된 위치에서 4-바 링크 기구를 로킹하도록 배치된다. 이송 장치를 수축된 위치에 유지 또는 로킹시킴으로써, 아암은 로드 로크 챔버와 접촉하지 않고 실질적으로 수직인 축을 따라 이동될 수 있고, 이에 따라 손상을 방지한다.
바람직하게는, 이송 장치의 수축된 그리고 로킹된 상태에서, 기판 수용 유닛은 로드 로크 챔버의 외부로부터 로드 로크 챔버의 제2 개구를 통해 처리될 기판을 수용하고, 제2 개구를 통해 로드 로크 챔버로부터 처리된 기판을 제거하는 다른 기판 핸들링 디바이스에 처리된 기판을 전달하는 위치에 있다.
일 실시예에서, 각각의 아암 부분들 중 적어도 하나의 아암 부분은 상기 아암 부분들 중 적어도 하나의 길이를 조절하도록 배치된 구성 유닛을 포함한다. 이는 4-바 링크 기구의 조절을 가능하게 하고, 특히 연장된 위치와 수축된 위치 사이에서 이동하는 동안 기판 수용 유닛의 경로를 미세하게 조정할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 이송 장치는 제1 이송 장치이고, 로드 로크 시스템은 제2 이송 장치를 더 포함하고, 제2 이송 장치는 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되는 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하고,
아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 상기 3개의 힌지 아암 부분의 제1 및 제2 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결되고, 상기 3개의 힌지 아암 부분의 제3 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 각각 힌지식으로 연결되고,
적어도 3개의 힌지 아암 부분은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된다.
제2 이송 장치는 바람직하게는 제1 이송 장치와 동일한 방식으로 구현된다. 제1 및 제2 이송 장치 모두는 개구에 대해 적절한 위치에 위치되어 각각의 기판 수용 유닛을 개구를 통해 로드 로크 챔버 내로 그리고 로드 로크 챔버 외부로 이동시킬 수 있다. 2개의 이송 장치를 제공함으로써, 제1 이송 장치에 의해 개구를 통해 제1 기판을 이동시키면서, 동시에 제2 이송 유닛은 제2 기판을 수용 또는 전달할 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다. 이러한 방식으로 로드 로크 시스템에서 2개의 기판을 동시에 처리하는 것은 시스템의 스루풋을 증가시킨다.
일 실시예에서, 제2 이송 장치는 제1 이송 장치 아래에 실질적으로 수직으로 배치된다. 제1 및 제2 이송 장치를 실질적으로 상이한 수평 평면으로 배치함으로써, 제1 및 제2 이송 장치의 임의의 간섭이 적어도 실질적으로 방지된다. 또한, 제1 이송 장치를 제2 이송 장치 위에 배치하는 것은 매우 컴팩트한 조립체를 제공한다.
일 실시예에서, 제2 이송 장치의 서브 프레임은 이동 가능한 캐리어 상에 배치된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 이송 장치의 양 서브 프레임은 모두 이동 가능한 캐리어 상에, 즉 동일한 이동 가능한 캐리어 상에 배치된다. 이동 가능한 캐리어는 실질적으로 수직인 축을 따라 서브 프레임을 이동시킴으로써, 개구의 높이에 제1 및 제2 이송 장치를 교대로 위치시키는 것을 허용한다. 제1 이송 장치가 개구의 높이에 위치될 때, 제2 이송 장치는 개구의 높이 아래에 있고, 개구를 통해 기판을 이동시키기 위한 위치에 있지 않다. 이러한 상황에서, 제1 이송 장치는 처리된 기판을 리소그래피 시스템으로부터 로드 로크 챔버 내로 이송한다. 이어서, 제1 및 제2 이송 장치를 수직 방향으로 이동시킴으로써, 처리될 기판을 유지하는 제2 이송 장치를 개구의 높이에 위치시킨다. 이어서, 제2 이송 장치는 처리될 기판을 리소그래피 시스템으로 전달하고 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시킨다. 이제, 개구는 리소그래피 시스템에 의한 기판의 처리를 허용하도록 폐쇄될 수 있다. 리소그래피 시스템에 의한 처리 동안, 제2 이송 장치는 로드 로크 챔버의 제2 개구를 통해 로드 로크 챔버의 외부로부터 새로운 기판을 수용하는 반면, 제1 이송 장치로부터의 처리된 기판은 로드 로크 챔버로부터 추가의 처리를 위해 제거된다. 전술한 예시적인 동작에서, 제1 및 제2 이송 장치의 기능은 역전되거나 또는 교호식으로 될 수 있다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템은 제1 및 제2 이송 장치 사이의 평면에서 연장되는 입자 차폐부를 포함한다. 바람직하게는, 특히 제2 이송 장치가 수축된 위치에 있을 때, 입자 차폐부는 제2 이송 장치의 기판 수용 유닛 위에 적어도 부분적으로 연장되도록 배치된다. 입자 차폐부는 적어도 2개의 이송 장치의 하부 이송 장치 및 그 상부의 기판을 입자로부터 차폐하기 위해 적어도 2개의 이송 장치 사이의 평면에서 연장되도록 배치된다. 따라서 입자 차폐부는 상부 이송 장치의 베어링 및 표면에 의해 발생된 입자가 하부 이송 장치 및 하부 이송 장치의 기판 수용 유닛 상의 기판 상으로 떨어지는 것을 방지한다. 이는 적어도 하부의 제2 이송 장치 상에 배치된 기판의 오염을 방지하는 장점을 갖는다. 또한, 입자 차폐부는 하부 이송 장치가 로드 로크 챔버 외부의 임의의 오염물을 이송하는 것을 방지하며, 특히 로드 로크 시스템으로부터 리소그래피 시스템으로 오염물이 이송되는 것을 방지한다.
일 실시예에서, 입자 차폐부는 서브 프레임 및/또는 이동 가능한 캐리어에 의해 지지된다. 바람직하게는, 입자 차폐부는 제1 또는 제2 이송 장치의 서브 프레임 및/또는 이동 가능한 캐리어에 부착된다. 따라서, 입자 차폐부는 실질적으로 수직인 축을 따라 제1 및 제2 이송 장치와 함께 이동하도록 배치된다. 입자 차폐부의 이동은 이송 장치의 실질적으로 수직인 이동과 일치하여, 따라서 이송 장치 및 차폐부가 충돌하여 손상을 야기하는 것을 방지한다.
제2 태양에 따르면, 본 발명은 전술한 로드 로크 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템을 제공한다. 따라서, 본 발명은 처리를 위해 리소그래피 시스템 내로 그리고 리소그래피 시스템 외부로 기판을 로딩하기 위한 개선된 인터페이스를 제공한다.
일 실시예에서, 리소그래피 시스템은 상기 로드 로크 챔버의 외부에 및/또는 상기 로드 로크 챔버에 인접하게 배치된 진공 챔버를 포함하며, 여기서 개구는 리소그래피 시스템의 진공 챔버와 로드 로크 시스템 사이의 통로이다. 이러한 방식으로, 기판은 처리를 위해 로드 로크 시스템을 통해 진공 챔버로 로딩될 수 있다. 처리 후, 기판은 진공 챔버로부터 로드 로크 시스템을 통해 제거될 수 있다. 로드 로크 시스템에 결합될 수 있는 진공 챔버를 포함하는 리소그래피 시스템의 전형적인 예는, 예를 들어 도 2에 도시된 리소그래피 시스템과 같이, 타겟을 패터닝하기 위해 바람직하게는 다수의 전자 빔을 사용하는 하전 입자 리소그래피 시스템이다.
제3 태양에 따르면, 본 발명은 기판을 로드 로크 시스템으로부터 리소그래피 시스템 내로 로딩하는 방법을 제공하고, 로드 로크 시스템은 로드 로크 챔버와, 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 이동 가능하게 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고, 상기 방법은
로드 로크 챔버 내의 이송 장치의 기판 수용 유닛 상에 기판을 수용하는 단계;
로드 로크 챔버와 리소그래피 시스템 사이의 개구를 통해 기판과 함께 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이송하기 위해 이송 장치를 연장시키는 단계;
리소그래피 시스템에 기판을 배치시키는 단계;
이송 장치를 리소그래피 시스템으로부터 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시키는 단계; 및
개구를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
아암은 이송 장치를 연장 및 수축시킬 때 아암 및 기판 수용 유닛을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 포함한다.
상기 방법은 리소그래피 시스템으로부터 그리고 리소그래피 시스템 내로 기판을 로딩하는 방법을 제공한다. 기판은 미리 결정된 이송 운동으로 개구를 통해 이송 장치에 의해 이송된다. 이송 장치의 4-바 링크 기구는 로드 로크 챔버의 개구부를 통해 기판을 이송하기 위한 아암의 낮은 편향으로 매우 안정되고 견고한 기계 장치를 제공한다. 또한, 4-바 링크 기구는 미리 결정된 이송 운동을 따라 아암의 말단부에서 기판 수용 유닛을 이동시키기 위해 하나의 아암 부분만이 구동될 필요가 있다. 이송 운동의 실제 경로는 4-바 링크 기구의 설계 중에 미리 선택되며, 본 발명에 따른 이송 장치는 아암의 개별 섹션을 제어하기 위한 복잡한 제어 시스템 및 수 개의 모터를 필요로 하지 않는다.
일 실시예에서, 리소그래피 시스템은 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 방법은:
기판이 진공 챔버로 이송되기 전에 로드 로크 챔버 내의 압력을 감소시키고 진공 챔버에 대한 개구를 개방하는 단계를 더 포함한다.
개구가 개방되기 전에 로드 로크 챔버는 진공 챔버 내의 진공 압력과 실질적으로 동일한 진공 압력으로 된다. 이러한 방식으로, 기판은 리소그래피 시스템의 진공 챔버 내에 배치될 수 있다.
미리 결정된 이송 운동은 로드 로크 챔버의 부피를 감소시킬 수 있음을 주목한다. 유리하게는, 리소그래피 시스템이 진공 챔버를 포함하는 하전된 입자 시스템 또는 EUV 시스템인 경우, 로드 로크 챔버의 더 작은 부피는 로드 로크 챔버와 진공 챔버 사이의 개구가 개방되는 것을 가능하게 하고 적어도 실질적으로 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하는 것을 가능하게 하기 위해 요구되는, 로드 로크 챔버 내의 진공을 달성하는데 필요한 시간을 감소시킬 것이다.
상기 방법의 일 실시예에서, 로드 로크 시스템은 전술한 바와 같은, 또는 전술한 로드 로크 시스템의 실시예들 중 하나에 따른 로드 로크 시스템을 포함한다.
본 발명에 제4 태양에 따르면, 본 발명은 리소그래피 시스템을 위한 로드 로크 시스템을 제공하고, 리소그래피 시스템은 기판을 처리하도록 구성되고, 상기 로드 로크 시스템은
로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 작동 높이에 개구가 제공된 로드 로크 챔버와,
로드 로크 챔버에 적어도 부분적으로 배치되고, 기판을 수용하고 상기 기판을 개구를 통해 이송하기 위한 아암을 포함하는 로드 로크 이송 장치 - 아암은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버 내에서 이동 가능함 - 와,
개구를 통해 아암의 이송 이동을 구동하는 구동력을 제공하기 위한 아암 이송 드라이브를 포함하고,
아암은 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하고,
아암 이송 드라이브는 비 작동 높이로부터 작동 높이로 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달하기 위해 아암에 결합되게 하도록 배치되고,
아암 이송 드라이브는 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 상기 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리되게 하도록 배치된다.
따라서, 본 발명은 아암 이송 드라이브에 대해 수직축을 따라 아암을 이동시킴으로써 아암 이송 드라이브를 아암으로부터 결합 및 분리시키는 간단하고 컴팩트한 방법을 제공한다. 아암이 작동 높이에 있지 않고 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리되면, 아암 이송 드라이브로부터 아암으로 구동력이 전달되지 않는다. 이러한 방식으로, 아암이 작동 높이에 있지 않은 상태에서 아암 이송 드라이브가 활성화되는 경우에도, 아암은 구동력에 의해 구동되지 않아, 아암, 기판 및/또는 로드 로크 챔버에 대한 손상을 방지한다. 아암이 작동 높이에 있을 때 아암 이송 드라이브가 아암에 결합될 때, 아암 이송 드라이브는 구동력을 제공하도록 활성화되거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 본 발명에 따르면, 개구의 높이에 작동 높이가 제공되지만, 상기 시스템은 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달할 수 있는 다수의 작동 높이를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 수직축을 따라 볼 때, 아암 이송 드라이브는 로드 로크 챔버에 대해 고정된 위치에 장착된다. 따라서, 아암 이송 드라이브를 아암에 결합하거나 또는 아암으로부터 분리시키도록 로드 로크 챔버에 대해 아암 이송 드라이브를 수직으로 이동시킬 필요가 없다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템은 아암 이송 드라이브의 구동력을 아암에 전달하는 아암 이송 전달 유닛을 더 포함한다. 이러한 아암 이송 전달 유닛은 예를 들어 로드 로크 챔버 외부에 또는 작동 높이에서 아암 이송 드라이브의 배치를 보다 유연하게 할 수 있다. 따라서, 로드 로크 챔버가 진공에서 작동될 때 특히 중요한 보다 컴팩트한 로드 로크 챔버가 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 아암 이송 드라이브는 키를 갖는 샤프트를 포함하는 키 작동식 조인트를 포함하고, 아암은 아암 이송 드라이브를 아암에 결합하기 위한 각각의 키 시트를 포함한다. 일 실시예에서, 키는 작동 높이에 또는 작동 높이 근방에 배치된다. 아암 이송 전달 유닛은 키 작동식 조인트에서 구동력을 전달하기 위해 제공된다. 로드 로크 이송 장치는 여기서 아암을 작동 높이에 이동시킴으로써 아암에 대한 전달 유닛의 결합의 스위칭을 가능하게 한다. 키 작동식 조인트의 키는 작동 높이에 유지되고, 다른 아암은 작동 높이로 위치되고 그 키 시트는 키와 결합되어 키 작동식 조인트를 형성한다. 결합 및 분리는 작동 높이에서 제공된다. 본 발명에 사용되는 키 시트의 바람직한 예는 피니언 피팅이다. 대안적 실시예에서, 아암은 키를 포함하고 샤프트는 키 시트를 포함한다.
일 실시예에서, 아암의 이송 이동은 바람직하게는 실질적으로 수평인 평면에서 아암의 연장 및/또는 수축을 포함한다. 실질적으로 수평인 평면에서 아암을 연장시키거나 수축시키는 것은 기판을 로드 로크 챔버 내로 그리고 로드 로크 챔버 외부로 이송하는 방법을 제공한다. 수축된 상태에서 아암 및/또는 그 위의 기판은 로드 로크 챔버, 특히 로드 로크 챔버 벽과 접촉하지 않고 실질적으로 수직인 축을 따라 이동할 수 있다. 연장된 상태에서, 기판은 개구를 통과할 수 있다.
일 실시예에서, 로드 로크 시스템에는 아암이 수축되었는지를 감지하기 위한 센서가 제공된다. 적당한 센서가 아암의 위치를 검출하도록 위치된다. 아암이 수축된 경우, 실질적으로 수직인 축을 따라 아암이 이동될 수 있다. 바람직하게는, 센서는 아암으로부터 이격되는데, 예를 들어 아암이 수축되는지 여부를 결정하기 위해 로드 로크 챔버의 내부 상의 적절한 위치에 장착된다. 대안적으로, 센서는 예를 들어 아암에 고정된 기계적 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 아암은 제1 아암이고, 로드 로크 이송 장치는 실질적으로 수직인 축을 따라 제1 아암으로부터 이격된 제2 아암을 더 포함하고,
제2 아암은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버 내에서 이동 가능하고;
아암 이송 드라이브는 또한 개구를 통한 제2 아암의 이송 이동을 구동하기 위한 구동력을 제공하도록 배치되며;
제2 아암은 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하며, 아암 이송 드라이브는 비 작동 높이로부터 작동 높이로 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 제2 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달하기 위해 제2 아암에 결합되게 하도록 배치되고,
아암 이송 드라이브는 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 상기 제2 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 제2 아암으로부터 분리되게 하도록 배치된다.
제2 아암이 작동 높이에 있을 때, 제2 아암은 개구를 통해 기판을 이송하도록 구동될 수 있는 동시에, 비 작동 높이의 제1 아암은 비 작동 높이에 있는 로드 로크 챔버에서 제2 개구를 통해 기판을 수용할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 이렇게 하면 시스템의 스루풋이 증가한다.
일 실시예에서, 제2 아암은 제2 아암이 작동 높이에 있을 때, 제2 아암에 구동력을 전달하기 위해 아암 이송 전달 유닛의 키 작동식 조인트의 키를 결합하기 위한 키 시트를 포함한다. 아암 이송 전달 유닛은 키 작동식 조인트에서 구동력을 제공한다. 상기 장치는 제1 아암과 제2 아암 사이에서 전달 유닛의 결합을 스위칭하는 것을 허용한다. 키 작동식 조인트의 키는 작동 높이에 유지되고, 다른 아암은 작동 높이로 위치되고 그 키 시트는 키와 결합되어 키 작동식 조인트를 형성한다. 결합 및 분리는 작동 높이에서 제공되고, 이는 단일의 아암만이 피킹 또는 배치를 위해 연장될 수 있는 것을 보장한다. 제2 아암의 키 시트는 일반적으로 제1 아암의 키 시트와 동일한 형상 및 치수를 갖는다. 대안적 실시예에서, 제2 아암은 키를 포함하고 샤프트는 키 시트를 포함한다.
본 발명에 사용되는 키 시트의 바람직한 예는 피니언 피팅이다.
일 실시예에서, 아암 이송 드라이브는 제1 및 제2 아암의 이송 이동을 구동하기 위한 단일 모터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 아암 중 적어도 하나는 아암 이송 드라이브에 결합된다. 단일 모터를 사용하면 로드 로크 시스템의 복잡성과 크기가 감소된다.
일 실시예에서, 로드 로크 이송 장치는 서브 프레임을 포함하며, 제1 아암과 제2 아암 모두는 상기 서브 프레임에 의해 지탱되며, 서브 프레임은 실질적으로 수직인 축을 따라 이동 가능하여, 제1 아암 또는 제2 아암을 작동 높이에서 위치시킨다. 제1 및 제2 아암 모두는 서브 프레임 상에 장착되어, 서브 프레임의 수직 이동은 로크 로드 챔버에서 수직 방향으로 양 아암의 대응하는 수직 이동을 일으킨다. 따라서, 제1 아암과 제2 아암 사이의 구동력을 스위칭하기 위해, 아암은 예를 들어 단일 드라이브를 사용하여 수직 방향으로 함께 이동된다.
바람직하게는, 로드 로크 챔버는 수직축과 일치하는 수직 레일을 포함하고, 공통 서브 프레임은 레일 상에 장착되고 상기 레일을 따라 이동 가능하다.
일 실시예에서, 제1 아암 및 제2 아암은 실질적으로 수직인 축을 따라 서로에 대해 고정된 거리에 배치된다. 이러한 방식으로, 제1 아암 및 제2 아암은 양 아암의 수직 위치를 개별적으로 제어할 필요 없이 수직축을 따라 함께 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 서브 프레임은 적어도 아암들 중 하나가 연장될 때, 수직축을 따라 서브 프레임의 위치를 로킹하기 위한 서브 프레임 로킹 시스템을 구비한다. 로드 로크 시스템은 수직축을 따라 서브 프레임의 위치를 로킹하도록 배치된다. 따라서, 로킹은 아암들 중 하나가 개구를 통해 연장되거나 또는 수축될 때 서브 프레임의 이동을 방지한다. 따라서, 서브 프레임 로킹 시스템은 서브 프레임, 아암 및/또는 로드 로크 챔버의 손상을 방지하는데, 왜냐하면 아암들 중 하나가 기판을 취급하거나 또는 이동시키는데 사용될 때 서브 프레임의 어떠한 이동도 수직 방향으로 가능하지 않기 때문이다.
일 실시예에서, 아암 이송 드라이브는 적어도 부분적으로 로드 로크 챔버 외부에 배치되고, 아암 이송 드라이브는 바람직하게는 진공 시일을 포함한다. 아암 이송 드라이브를 적어도 부분적으로 로드 로크 챔버 외부에 배치함으로써, 보다 컴팩트한 로드 로크 챔버가 구성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 로드 로크 챔버는 로드 로크 시스템 또는 리소그래피 시스템의 일부일 수 있는 진공 펌프에 연결된다. 로드 로크 챔버에서 진공을 달성하는데 필요한 시간은 일반적으로 로드 로크 시스템의 부피가 작을수록 더 작아진다.
제5 태양에 따르면, 본 발명은 전술한 로드 로크 시스템 또는 그 실시예를 포함하는 리소그래피 시스템을 제공한다. 따라서, 본 발명은 처리를 위해 리소그래피 시스템 내로 그리고 리소그래피 시스템 외부로 기판을 로딩하기 위한 인터페이스를 제공한다.
일 실시예에서, 리소그래피 시스템은 상기 로드 로크 챔버의 외부에 배치된 진공 챔버를 더 포함하고, 개구는 리소그래피 시스템의 진공 챔버와 로드 로크 시스템 사이의 통로이다. 이러한 방식으로, 기판은 처리를 위해 로드 로크 시스템을 통해 진공 챔버 내로 로딩될 수 있다. 처리 후, 기판은 로드 로크 시스템을 통해 진공 챔버로부터 제거될 수 있다. 로드 로크 시스템에 결합될 수 있는 진공 챔버를 포함하는 리소그래피 시스템의 전형적인 예는 예를 들어 도 2에 도시된 리소그래피 시스템과 같이, 타겟을 패터닝하기 위해 바람직하게는 하나 이상의 전자 빔을 사용하는 하전 입자 리소그래피 시스템이다.
제6 태양에 따르면, 본 발명은 리소그래피 시스템을 위한 로드 로크를 사용하는 방법을 제공하며, 리소그래피 시스템은 기판을 처리하도록 구성되고, 로드 로크 시스템은
로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 작동 높이에 개구가 제공된 로드 로크 챔버와,
로드 로크 챔버에 적어도 부분적으로 배치되고, 기판을 수용하고 상기 기판을 개구를 통해 이송하기 위한 아암을 포함하는 로드 로크 이송 장치 - 아암은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버 내에서 이동 가능함 - 와,
개구를 통해 아암의 이송 이동을 구동하는 구동력을 제공하기 위한 아암 이송 드라이브를 포함하고, 상기 방법은
- 아암을 아암 이송 드라이브에 결합하기 위해 아암을 실질적으로 수직인 축을 따라 비 작동 높이로부터 작동 높이로 이동시키는 단계; 및
- 아암 이송 드라이브로부터 아암을 분리하기 위해 아암을 실질적으로 수직인 축을 따라 작동 높이로부터 비 작동 높이로 이동시키는 단계;
또는 그 반대의 단계를 포함한다.
아암이 작동 높이에 있지 않을 때, 아암 이송 드라이브는 이에 따라 아암으로부터 분리되어, 구동력이 아암 이송 드라이브로부터 아암으로 전달되지 않는다. 이러한 방식으로, 아암이 작동 높이에 있지 않은 상태에서 아암 이송 드라이브가 활성화되는 경우에도, 아암은 구동력에 의해 구동되지 않으므로 아암, 기판 및 로드 로크 챔버에 대한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 아암을 아암 이송 드라이브에 대해 수직축을 따라 이동시킴으로써 아암으로부터 아암 이송 드라이브를 결합하고 분리하는 간단한 방법을 제공한다.
일 실시예에서, 로드 로크 이송 장치의 아암은 제1 아암이고, 상기 로드 로크 이송 장치는 제2 아암이 작동 높이에 있을 때 아암 이송 드라이브에 상기 제2 아암을 결합하기 위해 그리고 제2 아암이 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이에 있을 때 아암 이송 드라이브로부터 제2 아암을 분리하기 위해 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능한 제2 아암을 더 포함하고, 상기 제1 아암을 작동 높이로부터 또는 작동 높이로 이동시키는 동안, 제1 아암 및 제2 아암은 제2 아암을 작동 높이로 또는 작동 높이로부터 각각 이동시키도록 함께 이동된다. 예컨대, 예를 들어 본 명세서에 설명된 바와 같은 아암 이송 전달 유닛을 통해 아암 이송 드라이브를 제1 아암에 결합하는 것은 양 아암의 수직 이동에 의해 제2 아암으로 스위칭될 수 있다. 먼저, 제1 아암이 작동 높이로 이동될 수 있고, 그 다음에 제2 아암이 뒤따르고 또는 그 반대가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
바람직하게는, 상기 방법은 아암 이송 드라이브와 아암 사이에 서브 프레임 및 키 작동식 조인트가 제공된 본 명세서에 설명된 로드 로크 시스템을 사용하여 수행된다. 제1 아암 또는 제2 아암이 작동 높이로부터 멀어지게 이동할 때, 키 작동식 조인트는 작동 높이에 유지되는 것이 바람직하고, 다른 아암은 작동 높이로 위치되어 키 작동식 조인트와 결합되게 된다.
바람직한 실시예에서, 수직축을 따른 제1 아암과 제2 아암 사이의 거리는 상기 아암의 상기 수직 이동 동안 일정하다.
바람직하게는, 본 명세서에 설명된 바와 같은 서브 프레임은 제1 아암 및 제2 아암을 함께 이동시키는데 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명되고 도시된 다양한 태양들 및 특징들은 가능한 한 개별적으로 적용될 수 있다. 이러한 개별적인 태양, 특히 첨부된 종속항들에 기술된 태양들 및 특징들은 분할된 특허 출원의 대상이 될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예에 기초하여 설명될 것이다.
도 1은 로드 로크 시스템을 갖는 리소그래피 장치의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 로크 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치의 부분의 단면도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치의 부분의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 6a는 클램핑된 기판을 기판 준비 유닛으로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 로크 시스템쪽으로 이송하는 것을 도시한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 로드 로크 시스템의 보다 상세한 도면을 도시한다.
본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 설명될 것이지만, 본 발명은 도시된 실시예들로 제한되지 않는다. 다양한 실시예가 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것이 명백할 것이다. 암시적으로 또는 명시적으로 여기에 설명되거나 도시된 임의의 특징들이 조합될 수 있다. 본 명세서에 암시적이거나 명시적으로 설명된 유리한 효과들 중 임의의 하나를 대상으로 특징들의 임의의 조합을 통해 특히 연속 또는 분할 출원이 제출될 수 있다.
이하는 도면을 참조하여 예로서만 제공되는 본 발명의 다양한 실시예에 대한 설명이다.
도 1은 공통의 강성의 베이스 플레이트(335) 상에 배치된 리소그래피 장치(301)를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 장치(301)는 기판을 상기 리소그래피 장치(301)의 처리 챔버(240) 내로 그리고 처리 챔버 외부로 이송하기 위한 로드 로크 시스템(310)을 포함한다. 도 1은 또한 리소그래피 장치의 적절한 동작을 보장하기 위해 필요한 전자 장치(420)가 선택적으로 리소그래피 장치(301)의 상단에 배치되는 것을 개략적으로 도시한다.
리소그래피 장치(301)가 하전 입자 또는 극 자외선(EUV) 리소그래피 시스템을 포함하는 경우, 처리 챔버(240)는 진공 챔버의 형태이다. 하전 입자 리소그래피 장치에서, 전자와 같은 하전 입자는 기판, 예를 들어 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는데 사용된다. 하전 입자 리소그래피 장치에서, 하전 입자 소스에 대한 손상, 또는 패턴의 노출에 부정적으로 영향을 주는 하전 입자 빔의 분산(dispersal)을 방지하기 위해 진공 환경이 요구된다. 기판 상에 패턴을 형성하기 위해 EUV 광을 이용하는 EUV 시스템과 같은 포토 리소그래피 시스템은 또한 노출에 부정적으로 영향을 미치는 EUV 광의 흡수를 방지하기 위해 진공 환경을 필요로 한다. 다른 리소그래피 시스템은 동작을 위해 반드시 진공 환경을 필요로 하지는 않지만, 기판의 오염을 방지하기 위해 기판을 처리하기 위해 제어된 환경이 전형적으로 여전히 요구된다.
진공 또는 제어된 환경에서 기판을 처리하기 위해서는 기판이 처리 전에 처리 챔버 내로 그리고 처리 후에 처리 챔버 외부로 이송되는 것이 필요하다.
처리 챔버가 진공 챔버인 경우, 진공 챔버 내로 기판을 이송하기 전에 시스템 또는 그 일부를 대기압으로 통기하고(vent), 기판이 진공 챔버 내로 전달된 후에 시스템 또는 그 일부를 진공으로 펌프 다운할 필요가 있다. 기판을 진공 챔버 외부로 이송하는 것은 동일한 단계를 요구한다.
진공 챔버(240)를 통기 및 펌프 다운하는 대신에, 로드 로크 시스템(310)은 바람직하게는 펌프 다운 및 통기 작용에 적합한 로드 로크 챔버를 포함한다. 펌프 다운 작용을 위해, 시스템(310)은 로드 로크 챔버 내의 압력을 감소된 압력, 예를 들어, 리소그래피 장치(301)로의 기판 및 기판 지지부의 이송에 적합한 진공으로 펌프 다운하기 위한 펌프를 포함한다. 통기 작용을 위해, 로드 로크 시스템(310)은 리소그래피 장치(301)에서 클램핑된 기판의 처리 후에 압력을 증가시키기 위해 로드 로크 챔버를 통기하기 위한 통기구를 포함한다.
따라서 로드 로크 시스템(310)은 진공 챔버(240) 내의 진공 환경에 대한 인터페이스를 형성한다. 로드 로크 시스템(310)은 전형적으로 펌프 다운 작용 및 전술한 통기 작용을 위해 사용된다. 이 목적을 위해, 로드 로크 시스템(310)은 압력이 조절되는 하나 이상의 로드 로크 챔버를 포함한다.
로드 로크 챔버에서 제어된 환경을 유지함으로써, 진공 챔버를 통기시키고 이어서 기판이 로딩될 때마다 진공 챔버를 적절한 진공으로 다시 펌프 다운할 필요가 없다. 대신에, 훨씬 더 작은 부피의 로드 로크 챔버만이 통기되고 이어서 적당한 진공으로 다시 될 필요가 있다. 이는 기판을 로딩하는데 필요한 시간을 상당히 감소시키고, 입자가 진공 챔버를 오염시킬 가능성을 감소시킨다.
처리 챔버(240)로 진입하기 전에, 처리 챔버(240)가 진공 챔버인 경우, 일반적으로 기판은 클램핑, 사전-정렬 및 펌프 다운의 작용들을 겪는다.
이러한 맥락에서, 클램핑은 하나의 유닛으로서 취급될 수 있는 단일의 구조를 형성하기 위해 기판 지지 구조 상에 기판을 제공하는 것으로 정의된다. 또한, "클램핑된 기판"이라는 용어는 기판 지지 구조에 클램핑되는 기판을 지칭하는데 사용된다. 또한, "기판"이라는 용어는 기판 지지 구조에 클램핑된 기판 또는 클램핑되지 않은 기판을 지칭하는데 사용된다. 리소그래피 적용에 있어서, 기판은 일반적으로 하전 입자 감응성 층 또는 레지스트 층이 제공된 웨이퍼를 포함한다.
클램핑 및/또는 언클램핑(unclamping)은 예를 들어 준비 시스템(320)에서 수행된다. 대안적으로, 예를 들어 기판 이송 시스템 내에서 기판을 준비 시스템(320)에 제공하기 전에 다른 위치에서 클램핑이 수행된다. 또 다른 대안예에서, 클램핑 및/또는 언클램핑이 로드 로크 시스템(310) 내에서 수행된다. 클램핑 및 언클램핑은 예를 들어 개별 유닛에서 수행되지만, 동일한 유닛에서 또한 실행될 수도 있다. 이하, "클램핑 유닛"이라는 표현은 클램핑 및/또는 언클램핑을 위한 유닛을 지칭한다.
도 1은 또한 다수의 기판 준비 유닛(360a-360d)을 포함하는 준비 시스템(320)을 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 클램핑된 기판은 준비 시스템(320)의 적절한 기판 준비 유닛(360a-360d)에서 형성되고, 그 후 로드 로크 챔버를 통해 진공 챔버(240) 내로 삽입된다. 리소그래피 장치에 의해 기판을 패터닝한 후, 언클램핑을 위해 로드 로크 챔버를 통해 준비 시스템(320) 내의 적절한 기판 준비 유닛(360a-d)으로 클램핑된 기판이 다시 이송된다.
로드 로크 시스템(310)은 로드 로크 챔버(310)를 리소그래피 장치의 처리 챔버(240)와 연결하는, 각각의 도어(312)를 갖는 적어도 하나의 개구(311)를 포함하는 적어도 하나의 로드 로크 챔버(310)를 포함한다. 로드 로크 챔버로부터 처리 챔버로 기판을 이송하는 동안 로드 로크 시스템(310)의 처리 챔버(240)에 대한 위치는 이들 양자 모두 강성 베이스 플레이트(335)에 의해 지지되기 때문에 실질적으로 고정된다. 이는 기판이 로드 로크 챔버로부터 거기로 이송될 때 기판이 처리 챔버 내에 정확하게 위치 설정되는 것을 허용한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로드 로크 시스템(310)과 처리 챔버(240) 사이의 이송은 일반적으로 수평적 이송이다. 기판 및/또는 클램핑된 기판을 운반하는 적절한 이송 장치가 이송을 제공하는데 사용된다.
사전-정렬은 패터닝이 소정의 배향으로 기판의 미리 결정된 부분 상에 수행되도록 기판 및/또는 클램핑된 기판을 정렬하는 것과 관련된다. 리소그래피 장치 내에서 정확한 노출을 위해 기판 지지 구조 상의 기판의 위치 및/또는 배향이 적절하고 그리고 재현 가능하도록 보장하기 위해 때때로 사전-정렬이 필요하다. 준비 시스템(320)은 선택적으로 로드 로크 시스템(310)을 통해 진공 챔버(240) 내로 진입하기 전에 기판을 사전-정렬하기 위한 사전-정렬 유닛(370)을 포함한다.
펌프 다운은 오염을 최소화하기 위해 그리고 리소그래피 장치(301) 내에 삽입될 때 진공 챔버 압력에 대한 기판의 영향을 감소시키기 위해 기판을 둘러싸는 압력을 감소시키는 단계와 관련된다. 바람직하게는, 로드 로크 시스템(310)의 로드 로크 챔버는 펌프 다운 작용을 수행하도록 배치된다.
리소그래피 장치(301)는 기판을 일시적으로 저장하기 위한 저장 유닛(410)을 선택적으로 포함한다. 저장된 기판은 예를 들어 여전히 리소그래피 장치에 의해 패터닝될 필요가 있는 기판이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기판 저장 유닛(410)은 기판 이송 시스템(350)을 통한 이송을 대기하는 패터닝된 기판을 저장하도록 배치된다. 리소그래피 장치(301)에 의해 수행된 패터닝 작용 후, 기판은 통상적으로 통기 작용, 및 언클램핑 작용, 즉 기판 지지 구조로부터 기판을 분리하는 작용에 노출된다. 통기 및 언클램핑 작용 사이에서, 기판이 이송된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치 그룹은 리소그래피 시스템을 형성하도록 클러스터링되며, 이는 또한 본 명세서에 참고로 병합되는 국제 특허 공보 WO 2012/146789호에 기재되어 있다. 리소그래피 시스템은 선택적으로 기판 공급 시스템을 포함한다. 기판 공급 시스템은 리소그래피 시스템에 의해 처리될 기판을 수용하도록 그리고 처리를 위해 리소그래피 시스템의 개별 리소그래피 장치에 이들 기판을 제공하도록 배치된다. 수평 방향으로 연장되는 적절한 컨베이어 시스템과 같은 기판 이송 시스템은 기판을 기판 공급 시스템으로부터 수용하고 및/또는 기판을 기판 공급 시스템으로 보내도록 배치된다. 리소그래피 장치가 단일 독립형 구성으로 사용될 때, 기판 공급 시스템은 선택적으로 여전히 사용된다.
도 1에 도시된 예에서, 리소그래피 시스템은 이하에서 설명되는 바와 같이 상이한 유닛들 사이에서 기판 및/또는 클램핑된 기판을 이송하도록 배치된, 로봇 공간(400) 내에서 동작하는 로봇을 포함한다. 로봇은 실질적으로 수직 방향으로 이동 가능한 캐리어(401)를 포함한다. 따라서, 상기 로봇은 이하에서 수직 이송 로봇(Vertical Transfer Robot)(VTR)으로 언급될 것이다. 캐리어(401)는 로드 로크 시스템(310), 기판 준비 유닛(360a-360d) 및 사전-정렬 유닛(370) 사이에서 기판 및/또는 클램핑된 기판을 적절히 이송하도록 배치된다. 선택적으로, 로봇(401)은 기판 이송 시스템(350)과의 기판 교환을 취급하도록 추가로 배치된다. 도 1에서, 캐리어(401)는 그 위에 기판(405)이 클램핑된 기판 지지 구조(403)를 포함하는 클램핑된 기판을 운반한다.
일 실시예에서, 수직 이송 로봇은 캐리어(401)를 갖는 아암을 포함한다. 아암은 실질적으로 수평면에서 연장 및 수축 가능하다. 아암을 추출하거나 또는 수축시킴으로써, 클램핑된 기판(403, 405) 및/또는 기판(405)은 기판 준비 유닛(360a-360d), 사전 정렬 유닛(370), 저장 유닛(410) 또는 로드 로크 시스템(310) 중 임의의 것으로 픽업 또는 위치 설정된다.
도 2는 본 발명에 따른 로드 로크 시스템(310)의 일례를 개략적으로 도시한다. 로드 로크 시스템은 도 2에 오직 2개의 측벽(330, 331)이 도시된 로드 로크 챔버를 포함한다. 제1 측벽(330)은 리소그래피 장치(도시되지 않음)쪽으로 통로를 제공하는 제1 개구(705)를 구비한다. 제2 측벽(331)에는 예를 들어 로드 로크 챔버 내부에 VTR용 통로를 제공하는 제2 개구(710)가 배치된다.
도 2에 도시된 예에서, 로드 로크 시스템(310)은 적어도 부분적으로 로드 로크 챔버 내부에 배치되는 2개의 이송 장치를 포함한다. 상기 이송 장치 각각은 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임(854, 855), 그 기단부가 서브 프레임(854, 855)에 연결된 아암(801, 802), 및 아암(801, 802)의 말단부에 연결된 기판 수용 유닛(701, 702)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 이송 장치(855, 802, 702)는 제1 이송 장치(854, 801, 701) 아래에 실질적으로 수직으로 배치된다. 제2 이송 장치(855, 802, 702)는 제1 이송 장치(854, 801, 701)와 동일한 방식으로 구현된다. 특히, 2개의 이송 장치는 적어도 실질적으로 동일한 설계이므로, 상기 이송 장치의 개별 구성 요소는 이하에서 제1 이송 장치(854, 801, 701)를 참조하여 설명한다.
도 2의 제1 이송 장치의 아암(801)은 4개의 바, 즉 4-바 링크 기구(linkage)를 포함하는 기계 장치를 포함한다. 특히, 여기서 아암(801)은 적어도 3개의 힌지형 아암 부분(871, 872, 873)을 포함한다. 상기 3개의 힌지형 아암 부분의 제1 아암 부분(871) 및 제2 아암 부분(872)은 서브 프레임(854)에 그 기단부에 의해 힌지식으로 연결된다. 상기 3개의 힌지형 아암 부분의 제3 아암 부분(873)은 제1 아암 부분(871) 및 제2 아암 부분(872)의 말단부에 각각 힌지식으로 연결되어 있다. 적어도 3개의 힌지형 아암 부분(871, 872, 873)은 개구(705)를 통해 기판 수용 유닛(701)의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암(801)을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 4-바 링크 기구는 4개의 힌지 포인트(874, 875, 876, 877)를 포함한다. 이들 힌지 포인트들(874) 중 하나는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 아암 이송 드라이브(910)에 연결 가능하고, 다른 힌지 포인트들(875, 876, 877)에는 각각 베어링이 제공된다. 도 2의 예에서는, 아암 이송 드라이브(910)(브러시리스 모터)가 제공되며, 바람직하게는 로드 로크 챔버의 외부에 위치된다. 아암 이송 전달 유닛(911)은 아암 이송 드라이브(910)의 구동력을 구동 샤프트(914)에 전달한다. 로드 로크 챔버가 진공 압력을 유지하도록 배치될 필요가 있는 경우, 로드 로크 챔버 내의 진공을 유지하도록 전달 유닛(911)을 밀봉하기 위해 적절한 (예를 들어 회전 가능한) 진공 시일(909)이 사용되며, 로드 로크 챔버 외부의 아암 이송 드라이브(910)와 로드 로크 챔버 내부의 구동 샤프트(914) 사이에 회전식 고정된 결합을 제공한다. 구동 샤프트(914)는 아암 이송 드라이브(910)의 구동력을, 축(912)을 중심으로 회전하는 제1 아암 부분(871) 상으로 전달한다. 아암 이송 전달 유닛(911)은 선택적으로 벨트 트랜스미션(913)을 포함한다. 도시된 예에서는 벨트(913)는 드라이브(910)에 의해 연장된 샤프트(914)의 수직 치수를 제한하도록 사용된다.
기판 수용 유닛(701)은 제3 아암 부분(873)에 견고하게 연결된다. 기판 수용 유닛(701)은 제1 아암 부분(871) 및 제2 아암 부분(872), 특히 그 말단부들을 연결하기 위해 배치된 2개의 힌지 포인트(876, 877)를 포함한다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 부분(871)은 제2 아암 부분(872) 위에 배치된다. 특히, 제1 아암 부분(871) 및 제2 아암 부분(872)은 제2 이송 장치(855, 802, 702)를 참조하여 도 2에 개략적으로 표시된 바와 같이, 제1 아암 부분(871)이 제2 아암(872)에 크로스오버할 수 있도록 배치된다.
또한, 제1 및 제2 이송 장치는 각각 수축 위치와 연장 위치 사이에서 이동 가능하다. 도 2에서, 제1 이송 장치(854, 801, 701)는 연장 위치로 도시되고, 기판 수용 유닛(701)은 개구(705)를 통과하도록 적어도 부분적으로 배치된다. 제2 이송 장치(855, 802, 702)는 수축 위치로 도시되고, 이송 장치는 로드 로크 챔버 내부에 완전히 배치된다. 아암(802)의 제1 및 제2 아암 부분은 수축 위치에서 크로스오버 위치에 배치된다.
이송 장치는 연장 위치를 한정하는 제1 정지 유닛(881)을 더 포함한다. 특히, 제1 정지 유닛(881)은 기계적으로 4-바 링크 기구의 움직임을 제한하는 단부 스톱(882, 883)을 포함한다. 특히, 제1 정지 유닛(881)은 제1 아암 부분(871) 상에 배치된 제1 부재(882)와, 제2 아암 부분(872) 상에 배치된 제2 부재(883)를 포함한다. 제1 부재(882) 및 제2 부재(883)는 단부 스톱을 형성하도록 연장 위치에서 인접하도록 배치된다.
이러한 상황에서, 아암 이송 드라이브의 구동력은 제1 부재(882) 및 제2 부재(883)를 서로에 대해 인접하는 상태로 유지시킨다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 아암에는 서브 프레임 상의 로킹 기구가 제공되어 연장 위치에서 아암을 로킹시키도록 사용된다. 로킹 기구는 실질적으로 수직인 축을 따라 서브 프레임과 함께 이동한다. 아암이 연장 위치에서 로킹되어 있을 때, 아암 이송 드라이브의 구동력은 아암을 연장 상태로 유지할 필요가 없고, 아암 이송 드라이브는 스위칭된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 로킹 기구 또는 추가의 제2 로킹 기구가 아암을 수축 위치에 유지하는데 사용된다. 아암이 수축된 위치에 로킹될 때, 아암 이송 드라이브의 구동력은 아암을 수축 상태로 유지할 필요가 없고, 아암 이송 드라이브는 스위칭된다. 아암을 제 위치에 로킹하고 동시에 아암 이송 드라이브를 스위칭 오프하는 것은 서브 프레임이 실질적으로 수직인 축을 따라 이동될 때 키 작동식(keyed) 시트(seat)와 키 작동식 조인트의 키 사이의 입자 발생을 감소시키는데, 왜냐하면 키 작동식 시트와 키 사이에 어떠한 구동력도 존재하지 않기 때문이다.
도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제2 부재(883)는 제2 아암 부재(872)와 함께 전체적으로 형성되는 실질적으로 수직인 연장 에지 또는 림(rim)을 포함한다. 제1 부재(882)는 제1 아암 부분(871)에 스크류 연결을 통해 고정되고, 이는 제1 아암 부분(871) 상의 제1 부재(882)의 위치를 조절할 수 있게 한다. 따라서, 스크류 연결은 제1 정지 유닛(881), 특히 단부 스톱의 제1 부재(882)의 위치를 조절하기 위한 제1 정지 구성 시스템의 간단한 실시예를 제공한다.
구성 가능한 정지 유닛(881)은 4-바 링크 기구가 소정의 미리 결정된 위치를 넘어서 이동하는 것을 방지하고, 스톱의 위치가 조절될 때 스톱의 구성을 허용한다. 정지 유닛(881)은 선택적으로, 아암(801)의 연장부에 있는 기판 수용 유닛(701)이 리소그래피 장치의 처리 챔버 내의 원하는 위치에 클램핑된 기판(403, 405)을 유지하는 미리 결정된 위치에서 정지되도록 구성된다. 미리 정해진 경로를 수행하도록 배치된 아암과 조합된 스톱을 사용하여, 아암(801), 및 기판(405) 또는 클램핑된 기판(403, 405)을 처리 챔버 내부에 배치 또는 픽업하기 위한 기판 수용 유닛(701)을 위치 설정하기 위한 신뢰 가능한 시스템을 제공한다. 정지 유닛(881)은 적절한 복합 센서를 사용하여 위치 확인과 결합된 로봇 아암의 임의의 복잡한 위치 설정을 대체한다.
이송 장치는 수축된 위치를 한정하는 제2 정지 유닛을 더 포함한다. 제2 정지 유닛은 이송 장치가 수축 위치에 배치되어 있는지 여부를 검출하는 검출기(707)를 포함한다. 특히, 검출기(707)는 수축 위치에서 아암 부분, 특히 제1 아암 부분(872)의 존재를 검출하도록 배치된다. 검출기(707, 708)는 예를 들어 아암이 수축되어 있는지를 감지하는 센서로서 포함된다. 아암이 수축된 위치에 있을 때, 서브 프레임은 이동하도록 허용된다. 검출기(707)는 서브 프레임(854)에, 특히 개구(705)로부터 멀어지는 쪽으로 향하는(facing away) 상기 서브 프레임(854)의 측면에 고정된다. 검출기(707)는 스크류 연결을 통해 서브 프레임(854)에 고정되며, 이는 서브 프레임(854)에 대한 검출기(707)의 위치를 조절하는 것을 가능케 한다. 따라서, 스크류 연결은 제2 정지 유닛, 특히 그 검출기(707)의 위치를 조절하기 위한 제2 정지 구성 시스템의 간단한 실시예를 제공한다.
도 2에 도시된 특정 예에서, 제2 정지 유닛의 검출기(707)는 수축된 위치에서 제1 정지 유닛의 제1 부재(882)의 존재를 검출하도록 배치된다.
또한, 도 2의 예에 도시된 바와 같이, 서브 프레임(854)은 실질적으로 수직인 방향(771)으로 로드 로크 챔버에 대해 이동 가능하다. 서브 프레임(854)은 레일(885)을 따라 이동 가능한 가동식 캐리어 상에 배치된다. 로드 로크 시스템은 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 로드 로크 챔버에 대한 서브 프레임(854)의 이동을 구동하기 위해 상기 이동 가능한 캐리어에 결합되는, 서브 프레임 드라이브 또는 서브 프레임 변위 드라이브(860)를 포함한다. 도 2의 예에서, 양쪽 서브 프레임(854, 855)은 이동 가능한 캐리어 상에 배치 및/또는 장착되고, 레일(885)을 따라 실질적으로 수직인 방향(771)으로 동시에 이동 가능하다. 대안적인 예에서, 양쪽 서브 프레임(854, 855)은 하나의 단일 서브 프레임 유닛에서 결합된다. 또 다른 예에서, 상기 캐리어는 하나의 단일 서브 프레임 유닛에 의해 제공된다.
서브 프레임 변위 드라이브(860)는 특히 벨트 트랜스미션(862) 및 축(863)을 통해 트랜스미션 유닛(861)을 통해 스크류 스핀들(864)에 전달되는 서브 프레임(854, 855)의 수직 운동을 구동하기 위한 구동력을 발생시키도록 배치된다. 스크류 스핀들(864)은 캐리어 또는 서브 프레임(854, 855)에 결합한다. 서브 프레임 변위 드라이브(860)를 구동하면 수직 방향(771)으로 구동력이 제공되어, 서브 프레임(854, 855) 및 양쪽 아암(801, 802)의 수직 변위가 이루어진다.
서브 프레임(854, 855)을 구동함으로써, 이송 장치들 중 하나를 작동 높이, 즉 개구(705)와 실질적으로 동일한 높이로 수평하게 배치하기 위해 아암(801, 802) 및 기판 수용 유닛(701, 702)이 이동 가능하다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 제1 이송 유닛과 같이 작동 높이에 이송 장치 중 하나가 배치되는 경우, 실질적으로 수평 평면에서 이동 가능한 아암(801) 및 기판 수용 유닛(701)은 기판 수용 유닛(701)을 적어도 부분적으로 개구(705)를 통해 이동시키도록 연장 및 수축될 수 있다. 바람직하게는, 드라이브(860) 및 트랜스미션 유닛(861)의 몇몇 부분은 로드 로크 챔버 외부에 위치된다. 로드 로크 챔버가 진공 압력을 유지하도록 배치될 필요가 있는 경우, 로드 로크 챔버 내의 진공을 유지하도록 트랜스미션 유닛(861)을 밀봉하기 위해 적절한 (예를 들어 회전하는) 진공 시일(865)이 사용되며, 상기 로드 로크 챔버 외부에 배치된 서브 프레임 변위 드라이브(860)를 사용하여 서브 프레임(854, 855)의 수직 변위를 구동한다.
이송 장치들 중 하나가 개구(705)와 실질적으로 동일한 높이에 배치되고 연장 위치에 배치되는 경우, 서브 프레임 변위 드라이브(860)는 이송 장치의 수직 이동을 제한하도록 한정된다. 아암(801)이 연장되고 기판 수용 유닛(701)이 리소그래피 시스템에 대해 미리 결정된 위치에 배치되면, 드라이브(860)는 서브 프레임(854)의 수직 방향으로의 제한된 이동을 제공하도록 활성화된다. 서브 프레임(854)을 상향으로 이동시킴으로써, 처리된 클램핑된 기판이 리소그래피 장치 내의 그 처리 위치로부터 픽업될 수 있다. 서브 프레임(854)을 하향으로 이동시킴으로써, 아암(801) 및 기판 수용 유닛(701)은 하강되어 클램핑된 기판을 리소그래피 장치 내의 처리 위치에 위치시킨다. 클램핑된 기판을 픽업한 후 또는 위치시킨 후에, 아암(801)은 로드 로크 챔버 내부에서 수축된다. 개구(705)의 높이에서 또는 그 높이 부근에서의 제한된 수직 이동은 리소그래피 장치에서 클램핑된 기판을 배치시키고 및/또는 픽업하는 것을 허용하도록 배치된 작동 높이 범위를 제공한다. 또한, 상기 범위는 아암(801) 또는 기판 수용 유닛(701)이 개구(705)를 둘러싸는 로드 로크 챔버의 벽(330)과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제한된다.
그러나, 이송 장치가 작동 높이 범위를 넘어 이동할 필요가 있을 때, 예를 들어 제2 이송 장치를 작동 높이에 위치시키기 위해, 양 이송 장치는 로드 로크 챔버 내부의 수축 위치에 배치된다. 이송 장치가 수축 위치에 배치되어 있는지 여부를 확립하는 하나의 방법은 각 이송 장치의 검출기(707, 708)를 사용하는 것이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 로드 로크 시스템은 양 이송 장치가 로드 로크 챔버에서 수축 위치에 있지 않으면 서브 프레임이 수직 방향으로 이동되는 것을 방지하기 위한 서브 프레임 로킹 시스템을 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 이송 장치는 이송 장치 중 하나 또는 양쪽 모두를 로드 로크 챔버의 수축 위치에 유지하기 위한 이송 로킹 시스템을 포함한다.
이미 상술한 바와 같이, 기판 수용 유닛(701)의 경로는 4-바 링크 기구의 설계에 의해 미리 결정된다. 도 2에 도시된 예에서, 힌지 포인트(877) 중 하나는 힌지 포인트(877)의 위치를 조절하는 것을 허용하는 스크류 연결에 의해 제3 아암 부분(873)에 부착된 베어링을 포함한다. 힌지 포인트(877)의 위치를 조절하는 것은 제2 아암 부분(872) 및/또는 제3 아암 부분(873)의 유효 길이를 조절하고, 이로써 수축 위치와 연장 위치 사이를 이동할 때 기판 수용 유닛(701)의 경로를 조절하는데 사용될 수 있다. 따라서, 스크류 연결은 상기 아암 부분들 중 적어도 하나의 길이의 조절을 위해 배치된 구성 유닛의 간단한 실시예를 제공한다. 따라서, 도 2에 도시된 예는 차례로 제2 및 제3 아암 부분의 길이를 조절하는, 아암 부분(872, 873)에 대한 힌지 포인트(877)의 변위를 허용하는 구성 유닛(879)을 포함한다. 이는 예를 들어 원하는 미리 결정된 운동 및/또는 수축 및 연장 위치의 위치에서의 편차를 조절하기 위해 4-바 링크 기구 및 그 기하학적 구조의 작은 보정/조절을 가능하게 한다. 도 2의 예에서, 구성 유닛(879)은 힌지 포인트(877)가 원하는 위치로 조절될 때 구성 유닛(879)의 설정 위치를 유지하기 위한 스크류와 같은 체결 수단을 포함한다. 바람직하게는, 구성 유닛(879) 및 스크류는 4-바 링크 기구를 조절하기 위해 아암이 연장 위치에 있을 때 개구(710)를 통해 작업자가 접근할 수 있다.
아암(801)의 베어링 및 표면에 의해 발생된 입자가 아암(802)의 기판 수용 유닛(702)의 기판(405) 상으로 떨어지는 것을 방지하기 위해, 제1 및 제2 이송 장치 사이에 입자 차폐부(706)가 배치된다. 입자 차폐부(706)는 제1 및 제2 이송 장치 사이에서 실질적으로 수평인 평면으로 연장된다. 도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 특히 제2 이송 장치가 수축 위치에 있을 때, 입자 차폐부(706)는 적어도 부분적으로 제2 이송 장치의 기판 수용 유닛(702) 위로 연장되도록 배치된다. 입자 차폐부(706)는 제1 및 제2 이송 장치, 특히 서브 프레임(854, 855)과 관련하여 이동을 허용하도록 서브 프레임(854, 855)에 의해 및/또는 이동 가능한 캐리어에 의해 지지된다. 이는 예를 들어, 제1 이송 장치로부터 기인하는 오염물로부터 기판 수용 유닛(702)의 기판(405)의 오염을 방지하는 장점을 갖는다.
이송 아암(801, 802)은 실질적으로 수평인 평면에서 이동함으로써 기판을 연장시키고 수축시키도록 배치된다. 작동 높이에서 수축 위치에 배치된 제1 또는 제2 이송 장치는 처리될 클램핑된 기판을 통로(710)를 통해 VTR(401)로부터 수용하고, 연장 위치에서 통로(705)를 통해 리소그래피 장치를 향해 클램핑된 기판을 이송한다. 유사하게, 작동 높이에서 연장 위치에 배치된 제1 또는 제2 이송 장치는 리소그래피 장치로부터 처리된 클램핑된 기판을 수용하고, 이들을 통로(705)를 통해 로드 로크 챔버 내로 그리고 수축 위치로 이동시킨다. 수축 위치에서, 처리된 클램핑된 기판은 통로(710)를 통해 진입하는 VTR(401)로 전달된다.
각각의 기판 수용 유닛에는 기판(405)이 클램핑되는 기판 지지 구조(403)를 지탱하기 위한 적어도 2개의 연장된 부분 또는 핑거(701a, 701b, 702a, 702b)가 제공된다. 바람직하게는, 핑거(701a, 701b, 702a, 702b)는 기판 지지 구조(403)를 지지하도록 설계된다. 핑거(701a, 701b, 702a, 702b)는 아치형 또는 초승달 형상을 가지며, 지지 구조(403)의 절반 이상으로 아래로 연장하기에 충분히 긴 길이를 갖는다. 바람직하게는 핑거(701a, 701b, 702a, 702b)는 240도 이상으로 연장된다.
도 3은 제1 아암 부분(872) 상의 전달 유닛(911)의 결합의 단면도를 도시한다. 샤프트(914)의 원격 단부 근처에 키(915)가 제공된다.
단면도는 또한 레일(885)에 이동 가능하게 연결된 서브 프레임(854)을 도시한다. 도 3의 예에서, 양 서브 프레임(854, 855)은 하나의 단일의 서브 프레임 유닛으로 결합되어, 공통 서브 프레임을 형성하고, 이하에서 서브 프레임(854)으로 지칭될 것이다. 따라서 로드 로크 이송 장치는 공통 서브 프레임을 포함하며, 여기서 제1 아암 및 제2 아암은 상기 공통 서브 프레임에 의해 지탱된다. 제1 아암과 제2 아암은 실질적으로 수직인 축을 따라 서로에 대해 고정된 거리에 배치된다. 서브 프레임은 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 이동 가능하여, 작동 높이에서 제1 아암 또는 제2 아암 중 어느 하나를 위치시킨다. 전술한 바와 같이, 서브 프레임(854)은 실질적으로 수직인 방향(771)으로 상기 레일(885)을 따라 이동 가능하다. 제1 및 제2 이송 장치의 양 아암(801, 802)은 실질적으로 수직인 축(912) 주위의 힌지 작용을 허용하는, 제1 아암 부분(871)과 서브 프레임(854) 사이에 힌지 연결을 제공하는 적절한 베어링에 의해 서브 프레임에 회전 가능하게 연결된다. 서브 프레임을 이동시킴으로써, 아암(801, 802)은 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 아암 이송 드라이브(910)에 대해 이동 가능하고, 아암 이송 드라이브(910)는 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 비 작동 높이로부터 작동 높이로 아암 이송 드라이브(910)에 대해 아암(801, 802)이 이동함으로써 아암 이송 드라이브(910)가 아암에 구동력을 전송하기 위해 아암(801, 802)에 결합하게 하도록 배치된다. 아암 이송 드라이브(910)는 상기 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 아암 이송 드라이브(910)에 대해 상기 아암(801, 802)이 이동함으로써 아암 이송 드라이브(910)가 아암(801, 802)으로부터 분리되게 하도록 배치된다. 아암(801, 802) 중 하나가 비 작동 높이에 위치될 때, 아암 이송 드라이브(910)는 그 아암으로부터 분리되고, 아암 이송 드라이브(910)로부터 비 작동 높이에 있는 아암으로 어떠한 구동력도 전달되지 않는다. 아암이 작동 높이에 있는 동안 아암 이송 드라이브가 아암에 결합될 때, 아암 이송 드라이브는 구동력을 제공하도록 활성화되거나 또는 그렇지 않다.
도 3의 실시예에서, 아암은 제1 아암(801)이고, 로드 로크 이송 장치는 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 제1 아암으로부터 이격된 제2 아암(802)을 더 포함한다. 제2 아암(802)은 로드 로크 챔버 내에서 작동 높이와, 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이의 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 서브 프레임(854)과 함께 이동 가능하다. 아암 이송 드라이브(910)는 제2 아암(802)이 작동 높이에 있을 때 개구를 통해 제2 아암의 이송 이동을 구동하기 위해 제2 아암에 구동력을 제공하도록 배치된다. 아암 이송 드라이브는 비 작동 높이로부터 작동 높이로 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 제2 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달하기 위해 제2 아암에 결합하게 하도록 배치된다. 아암 이송 드라이브는 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 상기 제2 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 제2 아암으로부터 분리하게 하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 아암 이송 드라이브의 구동력은 서브 프레임을 실질적으로 수직인 축을 따라 이동시킴으로써 아암들 사이에서 스위칭될 수 있다. 제1 및 제2 아암(801, 802)의 제1 아암 부분들(871) 모두에는 키 작동식 조인트를 형성하기 위해 샤프트(914)의 단부에서 키(915)와 결합하도록 배치된 키 시트(916, 917)가 제공된다. 도 3은 키 시트로서 피니언 피팅(916, 917)을 도시한다.
본 실시예에 따르면, 키(915)는 작동 높이에 위치된다. 서브 프레임(854)은 키(915)에 대해 이동 가능하다. 도 5에 도시된 서브 프레임(854)의 위치에서, 상부 아암(802)은 작동 높이에 있는 반면, 하부 아암(801)은 하부 위치에 있다. 키 작동식 조인트는 작동 높이에서 키(915)를 갖는 샤프트를 포함하는 것이 바람직하고, 아암은 아암 이송 전달 유닛을 아암에 결합하기 위한 각각의 키 시트(916)를 포함한다. 키(915)는 상부 아암(801)의 제1 아암 부분(871)에 직접 연결된 키 시트(916)와 결합한다. 하부 아암(802)에는 또한 아암 부분에 키 시트(917)가 제공된다. 하부 아암(802)은 제2 아암(802)이 작동 높이에 있을 때 제2 아암으로 구동력을 전달하기 위해 아암 이송 전달 유닛의 키 작동식 조인트의 키와 결합하기 위한 키 시트(917)를 포함한다. 그러나, 도 3의 위치에서, 제1 이송 장치의 아암(801) 아래에 배치된, 제2 이송 장치의 아암(802)의 수직 위치는 키(915)가 제2 이송 장치의 아암(802)의 키 시트(917)와 결합하는 것을 허용하지 않으므로, 아암 이송 드라이브(910)는 하부 아암(802)의 키 시트(917)와 결합하지 않는다. 아암 이송 드라이브(910)는 양 아암의 이송 이동을 구동하기 위한 단일의 모터를 포함한다. 서브 프레임의 수직 이동은 구동력을 아암에 결합 및 분리하는 것을 가능하게 하므로, 양 아암을 구동하기 위해 단일 모터만이 요구된다. 아암 이송 전달 유닛(911)은 아암 이송 드라이브(910)의 구동력을 아암에 전달한다. 따라서 아암 이송 드라이브(910)는 샤프트(914) 및 키(915)에 구동력을 제공한다. 작동 높이에 위치되는 키 작동식 시트(916)만이 키(915)와 결합할 것이고, 상기 키(915)는 키 시트(916)가 키(915)에 연결된 아암(801 또는 802)을 구동하도록 배치된다. 바람직하게는, 기판의 입자 오염을 더 방지하기 위해, 서브 프레임이 이동될 때 그리고 아암 이송 드라이브가 활성화될 때, 이들 부품들 사이의 마찰을 감소시키기 위해 그리스(grease)가 키 시트(916, 917) 및/또는 키(915)에 도포된다. 키와 키 시트 사이의 마찰을 감소시키면 입자 생성이 감소한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 키(915) 및 키 시트(916, 917)는 비교적 낮은 마찰 계수, 비교적 낮은 표면 거칠기 및 비교적 높은 표면 경도를 갖는 세라믹 재료와 같은 재료로 구성되어, 키와 키 시트 사이의 입자 생성을 더 감소시킨다. 대안적으로 또는 추가적으로, 키와 키 시트 사이에 롤링 인터페이스를 제공함으로써 스플라인들 사이의 마찰을 감소시키기 위해 키 및 키 시트의 슬라이딩 스플라인(sliding splines)은 베어링, 볼 또는 휠과 같은 롤링 부품으로서 포함된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 샤프트(914)는 서브 프레임과 관련하여 실질적으로 수직인 축을 따라 이동 가능하다.
대안적으로 또는 추가적으로, 샤프트(914)의 부분은 비틀림 강성이지만 축 방향으로 가요성인 섹션을 포함한다. 이러한 방식으로, 샤프트(914)를 따른 축 방향으로 발생하는 힘은 키 작동식 시트와 키(915) 사이에서 슬라이딩 힘을 발생시키지 않을 것이다. 이는 추가로 입자 생성을 감소시킨다.
따라서, 방법은 임의의 아암 상에 기판을 수용하는 단계 및 기판을 진공 챔버의 내로 또는 외부로 이송하기 위해 개구를 통해 아암을 구동하는 단계를 포함한다. 아암 이송 드라이브(910)는 바람직하게는 아암(801, 802)을 개별적으로 구동하기 위해 양 아암(801, 802)에 대해 구동력을 제공한다. 아암 이송 전달 유닛(911)은 키 작동식 조인트의 키(915)에서 구동력을 제공한다. 상기 장치는 특히 양 아암(801, 802)이 장착되는 서브 프레임(854)을 이동시킴으로써 하나의 아암으로부터 다른 아암으로의 전달 유닛(911)의 결합을 스위칭하는 것을 허용한다. 키 작동식 조인트의 키(915)는 작동 높이에 유지되고, 다른 아암(802)은 작동 높이로 되고, 다른 아암(802)의 키 시트(917)는 키(915)와 결합하도록 된다.
상기 방법 및 장치는 단일 아암 이송 드라이브(910)를 2개의 독립적인 이송 아암(801, 802)에 기계적으로 결합 및 분리시킨다. 결합 및 분리는 작동 높이에서 제공되는데, 이는 작동 높이에 배치된 단 하나의 아암만이 피킹 또는 배치를 위해 연장될 수 있는 것을 보장한다.
하부 이송 아암(801)이 연장될 때, 제1 상부 이송 아암(802)은 수축된다. 일 예에서, 이송 아암(801, 802)이 연장될 때 서브 프레임(854)의 이동을 로킹하는 로크가 제공된다. 이는 로드 로크 이송 장치(800)의 손상을 방지한다.
도 2에 도시된 예에서, 적절한 센서(707, 708)가 아암(801, 802)의 위치를 검출하도록 위치된다. 센서(707, 708)는 아암이 수축되었는지를 감지한다. 아암이 수축되면, 서브 프레임 이동이 허용된다.
바람직하게는, 시스템은 서브 프레임 변위 드라이브(860) 및 이송 드라이브(910)에 연결된 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 제어기는 아암을 수축시키기 위해 이송 드라이브(910)를 먼저 작동시키도록 배치된다. (예를 들어, 추가의 구동이 차단되기 때문에) 아암이 수축된 것을 감지하도록 적절한 센서, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 기계적 접촉 센서(707 또는 708) 또는 구동 피드백이 사용된다. 오직 이 때에만, 서브 프레임 이동이 허용된다.
모든 아암(801, 802)이 수축되면, 서브 프레임 변위 드라이브(860)가 작동되고 서브 프레임(854)은 수직 방향(771)으로 이동한다. 이제 다른 아암은 작동 높이에 위치된다. 서브 프레임에 연결되지 않은 키(915)는 작동 높이에서 그 위치를 유지한다. 작동 높이에서, 이송 아암 전달 유닛의 키(915)는 하부 이송 아암(801)의 키 시트(917)에 결합된다. 이제, 이송 드라이브(910)의 구동력이 하부 이송 아암(801) 상으로 전달되어, 그 연장 및 수축을 허용한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치의 일부의 단면도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b의 실시예에서, 이송 장치는 단일 아암(801)을 포함한다. 아암(801), 아암 이송 드라이브(910), 샤프트(914), 키(915) 및 키 작동식 시트(916)는 도 2 및 도 3에서 설명된 것과 동일한 방식으로 구현된다. 도 2의 실시예에서와 같이, 아암 이송 드라이브는 로드 로크 챔버의 개구를 통해 아암의 이송 이동을 구동하기 위해 구동력을 제공한다. 아암 이송 드라이브는 비 작동 높이로부터 작동 높이로 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암에 구동력을 전달하기 위해 아암에 결합되게 하도록 배치된다. 아암 이송 드라이브는 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 상기 아암이 이동함으로써 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리되게 하도록 배치된다. 아암(801)은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 다른 비 작동 높이 사이에서 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 이동 가능하다.
도 4a에서, 아암(801)은 작동 높이에 위치된다. 따라서, 키(915)와 키 시트(916)는 접촉하고, 이에 따라 아암 이송 드라이브는 아암(801)에 결합된다. 아암이 작동 높이에 있는 동안 아암 이송 드라이브가 아암(801)에 결합될 때, 아암 이송 드라이브는 구동력을 제공하기 위해 활성화되거나 또는 그렇지 않다.
도 4b는 도 4a에서의 위치에 대해 수직 방향(771)으로 비 작동 높이까지 하향으로 이동된 아암(801)을 개략적으로 도시한다. 아암(801)이 비 작동 높이에 위치될 때, 키 시트(916)는 키(915)와 접촉하지 않는다. 따라서, 아암 이송 드라이브(910)는 아암으로부터 분리되고, 아암 이송 드라이브로부터 아암으로 어떠한 구동력도 전달되지 않는다. 이러한 방식으로, 아암이 작동 높이에 있지 않은 동안 아암 이송 드라이브가 활성화되는 경우에도, 아암은 구동력에 의해 구동되지 않아, 아암, 기판 및/또는 로드 로크 챔버에 대한 손상을 방지한다. 따라서, 이송 장치는 작동 높이와 비 작동 높이 사이에서 실질적으로 수직인 축(912)을 따라 서브 프레임(854)을 이동시킴으로써 아암 이송 드라이브(910)를 아암(801)에 결합하고 그리고 아암으로부터 분리하는 신뢰성 있는 방법을 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 이송 장치의 아암의 다른 예를 개략적으로 도시한다. 아암은 함께 결합하는 적어도 4개의 아암 부분 또는 바를 포함하는 4-바 링크 기구를 포함하여, 상기 4-바 링크 기구를 형성한다. 4개의 아암 부분은 4개의 힌지 포인트 또는 조인트에서 함께 결합된다. 이 실시예에서 4-바 링크 기구는 서브 프레임(854)에 고정되거나 또는 그 일부인 그라운드 링크 기구 또는 그라운드 아암을 포함한다. 그라운드 아암 부분은 서브 프레임(854)에 대해 회전 가능하게 그리고 병진 이동 가능하게 고정된다. 제1 아암 부분(872) 및 제2 아암 부분(873)은 힌지 포인트(874, 875)에서 서브 프레임(854)에 힌지식으로 연결된다. 제1 아암 부분(872) 및 제2 아암 부분(873)은 동일한 길이를 가질 필요가 없다. 그라운드 아암은 힌지 포인트(874, 875) 사이에 거리(L4)를 생성한다. 제1 아암 부분(872) 및 제2 아암 부분(873)은 힌지 포인트(876, 877)를 통해 제3 아암 부분에 연결되고, 상기 제3 아암 부분은 기판 수용 유닛(702")에 의해 형성된다. 4개의 아암 부분은 사변형 4-바 링크 기구에 각각의 길이(L1, L2, L3, L4)를 제공하고, 상기 길이들은 수축 위치와 연장 위치 사이에서 원하는 미리 결정된 이송 이동을 얻도록 선택된다.
4-바 링크 기구는 기판 수용 유닛(702")의 핑거(702a", 702b") 상의 클램핑된 기판이 적어도 연장 위치에 접근할 때 실질적으로 직선 운동을 할 수 있도록 배치된다. 이는 로드 로크 챔버의 개구(705, 705')를 통해 및/또는 리소그래피 장치 내로 실질적으로 직선 운동으로 클램핑된 기판을 이동시키는 것을 허용한다. 이 예에서, 제1 및 제2 아암 부분(872, 873)은 적어도 실질적으로 동일한 수평 높이에 배치된다.
도 6a는 이송 장치(750)의 다른 예를 갖는 로드 로크 시스템(310')쪽으로 기판 준비 유닛(360')으로부터 클램핑된 기판(748)의 이송을 개략적으로 도시한다. 로드 로크 시스템(310')은 2개의 핸들링 몸체 또는 기판 수용 유닛(751a, 752a)을 서로의 위에 각각 갖는 2개의 로봇 아암(751, 752)을 포함하는 이송 장치(750)를 포함한다.
서브 프레임(754)은 양 아암(751, 752)을 지탱한다. 서브 프레임(754)은 수직 레일(761) 상에 장착된다. 레일(761)은 서브 프레임(754)을 구동하기 위한 수직 레일을 형성하여 실질적으로 수직인 방향(771)으로 이동한다.
대안적으로, 수직 레일(761)은 서브 프레임(754)의 일부이고 이에 고정된다. 수직 레일(761)을 포함하는 서브 프레임(754)은 로드 로크 챔버(310') 내에 이동 가능하게 장착된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 2개의 아암(751, 752)은 이동 가능하게 장착되는 서브 프레임(754) 상으로 장착되고, 특히 로크 로드 챔버(310')의 수직 방향(771)으로 이동 가능하다. 이는 단일의 드라이브를 사용하여 서브 프레임(754), 및 이어서 아암(751, 752)을 수직 방향으로 이동시키는 것을 허용한다. 클램핑된 기판이 개구(705')를 통해 접근 가능한 리소그래피 시스템 내로 또는 리소그래피 시스템으로부터 이송될 경우, 각각의 아암(751, 752)은 수직 방향(771)으로, 아암(751, 752)을 개구를 통해 연장시키는 것을 허용하는 위치로 이동된다. 아암(751, 752)은 개구(705')를 통해 실질적으로 수평 이송 이동을 수행하도록 배치된다. 각각의 아암(751, 752)은 개구(705')를 통해 연장되고, 클램핑된 기판의 이송이 수행되고, 각각의 아암(751, 752)은 수축된다.
클램핑된 기판을 개구(705')를 통해 이송하도록 아암이 작동되는 높이는 본 출원 전체에서 '작동 높이'로 표시될 것이다. 아암(751, 752) 중 하나가 작동 높이에 배치될 때, 아암(751, 752) 중 상기 하나는 개구(705')에서 이동될 수 있어:
- 빈 아암(751, 752)을 개구(705')를 통해 리소그래피 장치의 인접한 처리 챔버 내로 연장시키고;
- 클램핑된 기판(748)을 처리 챔버 내로 이송시키고;
- 처리 챔버 내에서 클램핑된 기판(748)을 해제 또는 결합 해제하고;
- 처리 챔버 내에서 클램핑된 기판(748)을 결합, 바람직하게는 상승시키고;
- 클램핑된 기판(748)을 처리 챔버로부터 로드 로크 챔버(310') 내로 이송시키고;
- 빈 아암을 처리 챔버로부터 개구(705')를 통해 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시키고;
또는 이들 동작들의 임의의 것들의 임의의 조합이 이루어진다. 리소그래피 시스템이 예를 들어 하전 입자 리소그래피 시스템인 경우, 처리 챔버는 진공 챔버이다.
도 6b는 클램핑된 기판(748)을 상부 핸들링 몸체 또는 기판 수용 유닛(751a)에 전달한 직후의 시간에서 로드 로크 시스템(310')의 보다 상세한 도면을 도시한다. 로봇 아암(751)은 레일(761)을 따라 이동 가능한 서브 프레임(754)에 부착되고, 레일(761)은 실질적으로 수직 방향으로 배향된다. 로봇 아암(751)은 명확성을 위해 하나의 섹션으로서 도 6a 및 도 6b에 제시된 4-바 링크 기구(721)를 더 포함한다. 4-바 링크 기구의 실제 실시예는 도 2 및 도 4에 보다 상세히 도시되어 있다. 4-바 링크 기구(721)는 서브 프레임(754)과 기판 수용 유닛(751a) 사이의 연결을 제공하고, 아암(751)이 클램핑된 기판(748)을 2차원 평면에서 병진 이동시키고 그리고 회전시키는 것을 허용한다. 클램핑된 기판(748)은 기판 수용 유닛(751a)의 핑거(702')에 의해 유지되고 있다.
도 6b에 도시된 예에서, 기판 지지 구조(403)는 기판 지지 구조(403)의 측면을 따라 위치되고 VTR 핑거들(685)과 결합하도록 배치된 립(362)을 구비한다. 기판 지지 구조(403)는 립(362)이 VTR 몸체(680)로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 측(도 6b의 좌측)에 배치되도록 VTR에 배치된다. 또한, 기판 지지 구조(403)의 다른 측 상에 위치된 추가적인 립(363)은 VTR 몸체(680)와 결합하도록 사용된다.
또한, 립(366)은 핸들링 로봇의 상부 몸체(751a)와 결합하도록 사용되고, 립(364)은 핸들링 로봇의 상부 몸체(751a)로부터 연장된 핑거(702')와 결합하여 기판 수용 유닛이 기판 지지 구조(403)를 독립적으로 지탱할 수 있도록 사용된다. 서로에 대한 2세트의 핑거(702' 및 685)의 상이한 배향(즉, 각도를 이룸)과 조합된 핑거(702')의 위치는 2세트의 핑거가 기판 지지 구조(403)를 서로 간섭하지 않고 동시에 유지하는 것을 허용한다. 결과적으로, 핑거 세트들 중 하나가 수축되면, 기판 지지 구조(403)는 다른 세트의 핑거에 의해 유지될 것이다. 각각의 핸들링 로봇, 즉 로드 로크 시스템(310')의 VTR 캐리어(401) 및 기판 이송 장치(751)의 설계는 기판(405) 및 기판 지지 구조(403)를 직접적으로 전달할 수 있게 한다. 이러한 전달은 기판 지지 구조 이송에 필요한 공간을 감소시켜, 로드 로크 챔버(310')의 크기를 감소시키는 것을 돕는다.
따라서, 기판이 리소그래피 시스템의 처리 및/또는 진공 챔버로부터 그리고 처리 및/또는 진공 챔버 내로 로딩되는 방법이 제공된다. 기판은 로드 로크 시스템에 의해 취급되며, 로드 로크 시스템은 특히 도면을 참조하여 설명된 실시예들 중 임의의 하나에 따른, 로드 로크 챔버 및 이송 장치를 포함한다. 이송 장치는 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임과, 그 기단부가 서브 프레임에 이동 가능하게 연결된 아암과, 아암의 말단부에 연결된 기판 수용 유닛을 포함한다. 상기 방법은
- 로드 로크 챔버 내의 이송 장치의 기판 수용 유닛 상에 기판을 수용하는 단계;
- 로드 로크 챔버와 리소그래피 시스템 사이의 개구를 통해 기판과 함께 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이송하기 위해 이송 장치를 연장시키는 단계;
- 기판을 리소그래피 시스템에 배치시키는 단계;
- 이송 장치를 리소그래피 시스템으로부터 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시키는 단계; 및
- 개구를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
아암은 이송 장치를 연장 및 수축시킬 때 아암 및 기판 수용 유닛을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 포함한다. 본 발명에 따르면, 하나의 아암 부분만이 상기 아암에 의해 지탱되는 기판 수용 유닛의 수축된 위치와 연장된 위치 사이에서 미리 결정된 이송 운동을 수행하도록 구동된다.
리소그래피 시스템이 진공 챔버를 더 포함하는 경우, 상기 방법은:
- 기판이 진공 챔버 내로 이송되기 전에 로드 로크 챔버 내의 압력을 감소시키고 진공 챔버에 대한 개구를 개방하는 단계를 더 포함한다.
기판은 개구를 통해 로드 로크 시스템의 로드 로크 챔버로부터 또는 로드 로크 챔버로 이송된다. 처리 챔버가 진공 챔버인 경우, 로드 로크 챔버는 개구(705)가 개방되기 전에 진공 압력이 된다.
특히, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상부 아암(751)의 기판 수용 유닛(751a)은 작동 높이로 배치되고, VTR의 캐리어(680)로부터 통로(710')를 통해 처리될 기판(405)을 수용한다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 처리된 기판(405')은 하부 아암(752)의 기판 수용 유닛(752a)에 의해 획득되고, 로드 로크 챔버(310') 내의 상기 기판 수용 유닛(752a)에 의해 유지된다. 처리될 기판(405)이 상부 수용 유닛(751a)에 전달되고 VTR이 VTR 공간(400)에서 적어도 부분적으로 수축된 후, 서브 프레임(754)은 수직으로 상향으로 이동되어 하부 아암(752) 및 기판 수용 유닛(752a)을 작동 높이에 위치시킨다. 이 위치에서, VTR의 캐리어(680)는 통로(710')를 통과하여 처리된 기판(405')을 픽업하고 처리된 기판(405')을 VTR 공간(400) 내로 이송한다.
이어서, 빈 하부 아암(752)은 리소그래피 장치로부터 처리된 기판을 픽업하기 위해 개구(705')를 통과하도록 연장된 위치로 이동된다. 처리된 기판은 아암(752)을 수축된 위치로 이동시킴으로써 개구(705')를 통해 이송된다. 이어서, 서브 프레임(754)을 수직으로 하향으로 이동시켜, 상부 아암(751) 및 기판 수용 유닛(751a)을 작동 높이로 위치시킨다. 다음에, 상부 아암(751)은 연장된 위치로 이동되어 개구(705')를 통해 피가공 기판을 이동시키고, 리소그래피 장치에 피가공 기판을 전달한다. 빈 상부 아암(751)은 수축된 위치로 다시 이동되고, 통로(710')를 통해 VTR의 캐리어(680)로부터 새로운 처리될 기판(405)을 수용할 준비가 된다.
리소그래피 시스템이 진공 조건 하에서 작동될 필요가 있는 경우, 리소그래피 장치의 처리 챔버는 진공 챔버이다. 여기서 로드 로크 시스템(310')은 로드 로크 챔버의 외측에 위치되는 진공 펌프를 포함하는 펌프 다운 시스템(890)을 구비하고, 상기 펌프 다운 시스템(890)은 로드 로크 챔버를 4분 내에 대기압으로부터 고진공으로 되게 한다. 펌프 다운 동안, 양 개구(705', 710')는 폐쇄된다.
로드 로크 챔버(310')를 리소그래피 시스템의 진공 챔버에 연결시키는 개구(705')가 개방되기 전에, 진공 펌프는 로드 로크 챔버의 압력을 고진공으로 감소시킨다. 고진공에 도달되면, 개구(705')가 개방되고, 리소그래피 시스템 내의 처리된 기판이 전술한 바와 같이 처리될 기판으로 대체된다. 이어서, 개구(705')가 폐쇄되고, 로드 로크 챔버는 압력을 대기압으로 되게 하기 위해 통기된다.
이어서, VTR 공간(400)에 대한 개구(710')가 개방되고, 전술한 바와 같이 로드 로크 챔버(310') 내의 처리된 기판은 VTR 로봇으로부터 처리될 기판으로 대체된다.
로드 로크 챔버(310') 내의 서브 프레임(754) 상에 2개의 아암(751, 752)을 장착함으로써, 2개의 아암(751, 752)으로 서브 프레임(754)을 이동시키면 개구(705', 710')의 전방에서 작동 높이에 아암들 중 하나를 위치시키는 것이 허용되어 그 개구를 통한 이송이 허용되고, 동시에 다른 아암을 작동 높이로부터 이동시킨다.
4-바 링크 기구는, 바가 폐쇄된 루프를 형성하고 힌지 포인트에서 상대적으로 큰 베어링이 장착되어 있기 때문에, 기판을 이송하기 위해 매우 안정적이고 견고한 기계 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 4-바 링크 기구를 사용하면, 기판이 리소그래피 장치 내에 배치되는 수평 평면에서의 정확도인 높은 X, Y-위치 설정 정확도가 얻어진다. 상기 정확도는 예를 들어 ± 0.20 ㎜의 범위에 있다. 또한, 연장된 아암의 낮은 편향이 존재한다. 또한, 그러한 편향이 있는 경우, 낮은 히스테리시스를 나타낼 것이다. 낮은 편향으로 인해, 본 발명에 따른 4-바 링크 기구는 개구(705)를 통한 아암의 전체 연장에 대해 매우 작은 Z-높이, 예를 들어 ± 1.33 ㎜를 갖는다. 이는 개구(705)에 요구되는 크기를 감소시킨다. 또한, 이는 로드 로크 챔버의 부피를 감소시키는 것을 허용하고, 이는 로드 로크 챔버에서 원하는 진공을 얻는데 필요한 시간을 줄이고, 이는 차례로 스루풋을 증가시킨다.
위의 설명은 바람직한 실시예의 동작을 설명하기 위해 포함되며 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해해야 한다. 상기 논의로부터, 본 발명의 범위에 포함되는 많은 변형이 당업자에게 명백할 것이다.
요약하면, 본 발명은 리소그래피 장치에서 진공 챔버와 같은 처리 챔버 내로 그리고 처리 챔버 외부로 기판을 이송하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 로드 로크 시스템은 기판을 로드 로크 챔버 내로 그리고 외부로 통과시키는 것을 허용하는 개구가 제공된 로드 로크 챔버와, 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함한다. 아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하며, 제1 및 제2 아암 부분은 그 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결된다. 제3 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 힌지식으로 연결된다. 아암 부분은 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치된다.

Claims (53)

  1. 리소그래피 시스템 내로 그리고 리소그래피 시스템 외부로 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템에 있어서, 상기 로드 로크 시스템은,
    로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 로드 로크 챔버 내에 개구가 마련되는 로드 로크 챔버와,
    로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고,
    아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고,
    상기 적어도 3개의 힌지 아암 부분은, 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치되며, 상기 4-바 링크 기구는 4개의 강성 링크 기구로 구성되고,
    상기 서브 프레임은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부를 서브 프레임에 연결하도록 배치되어 있는 힌지 포인트를 포함하며, 상기 서브 프레임에 있어서 상기 힌지 포인트들 사이에 있는 부분은 상기 4-바 링크 기구를 위한 그라운드 링크 기구를 제공하고,
    상기 제1 및 제2 아암 부분은 상기 서브 프레임으로부터 제3 아암 부분쪽으로 연장되는 2개의 인접한 링크를 제공하며,
    상기 제1 및 제2 아암 부분의 말단부를 상기 제3 아암 부분에 연결하기 위해 배치된 힌지 포인트가 상기 제3 아암에 마련되고, 상기 제3 아암에 있어서 상기 힌지 포인트들 사이에 있는 부분은 상기 4-바 링크 기구를 위한 추가의 링크 기구를 제공하는 것인 로드 로크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 로드 로크 시스템은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 구동하는 아암 이송 드라이브를 더 포함하고, 제1 아암 부분, 특히 그 기단부는 축, 바람직하게는 일반적으로 수직으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 아암 이송 드라이브는 상기 제1 아암 부분에 결합되거나 또는 상기 제1 아암 부분에 결합되도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  3. 리소그래피 시스템 내로 그리고 리소그래피 시스템 외부로 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템에 있어서, 상기 로드 로크 시스템은,
    로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 로드 로크 챔버 내에 개구가 마련되는 로드 로크 챔버와,
    로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고,
    아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제1 및 제2 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결되고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제3 아암 부분은 각각 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 힌지식으로 연결되고,
    적어도 3개의 힌지 아암 부분은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치되며,
    상기 이송 장치는 상기 제1 아암 부분만을 상기 서브 프레임에 대해 구동시키기 위한 아암 이송 드라이브를 포함하고, 상기 미리 결정된 이송 운동은 4-바 링크 기구의 4개의 개별 강성 링크의 치수에 의해 정해지는 것인 로드 로크 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 4-바 링크 기구는 적어도 3개의 베어링을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 수용 유닛은 제3 아암 부분에 견고하게 연결되는 것인 로드 로크 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 수용 유닛은 제1 및 제2 아암 부분, 특히 그 말단부들을 연결하기 위해 배치된 힌지 포인트들을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 아암 부분 중 하나는 제1 및 제2 아암 부분 중 다른 하나의 아래에 적어도 부분적으로 배치되어, 바람직하게는 제1 아암 부분 및 제2 아암 부분은 하나의 아암 부분이 다른 아암 부분과 교차하는 위치에 배치될 수 있는 것인 로드 로크 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 미리 결정된 이송 운동은, 특히 개구에서 또는 개구 근처에서 기판 수용 유닛에 대해 실질적으로 직선 경로를 제공하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 장치는 수축된 위치와 연장된 위치 사이에서 이동 가능하고, 이송 장치의 연장된 위치에서, 기판 수용 유닛은 적어도 부분적으로 개구를 통과하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 제7항을 인용할 때, 제1 및 제2 아암 부분은 수축된 위치에서 크로스오버 위치에 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 이송 장치는 연장된 위치를 한정하는 제1 정지 유닛을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 제1 정지 유닛은 4-바 링크 기구의 이동을 기계적으로 제한하는 단부 스톱을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 제1 정지 유닛은 제1 정지 유닛, 특히 그 단부 스톱의 위치를 조절하는 제1 정지 구성 시스템을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 정지 유닛은 제1 아암 부분 상에 배치된 제1 부재와, 제2 아암 부분 상에 배치된 제2 부재를 포함하고, 제1 및 제2 부재는 연장된 위치에서 인접하여(abut) 단부 스톱을 형성하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 장치는 수축된 위치를 한정하는 제2 정지 유닛을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 제2 정지 유닛은 이송 장치가 수축된 위치에 배치되어 있는지 여부를 검출하는 검출기를 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 검출기는 수축된 위치에서 아암 부분, 특히 제1 아암 부분의 존재를 검출하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 검출기는 서브 프레임 상에 배치되고 및/또는 서브 프레임에 부착되는 것인 로드 로크 시스템.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 정지 유닛은 제2 정지 유닛, 특히 그 검출기의 위치를 조절하는 제2 정지 구성 시스템을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항을 인용할 때, 제2 정지 유닛의 검출기는 수축된 위치에서 제1 정지 유닛의 제1 또는 제2 부재의 존재를 검출하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 서브 프레임은 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버에 대해 이동 가능한 것인 로드 로크 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 서브 프레임은 이동 가능한 캐리어 상에 배치되고, 로드 로크 시스템은 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 로드 로크 챔버에 대한 서브 프레임의 이동을 구동하기 위해 상기 이동 가능한 캐리어에 결합되는 서브 프레임 드라이브를 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 개구는 작동 높이에 배치되고, 로드 로크 시스템은 아암의 이송 운동을 구동하기 위한 구동력을 제공하는 아암 이송 드라이브를 더 포함하며,
    서브 프레임은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 기판 수용 유닛을 이동시키기 위해 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하며,
    아암 이송 드라이브는, 비 작동 높이로부터 작동 높이로 서브 프레임이 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 아암에 결합되어 아암에 구동력을 전달하게 되도록 배치되고,
    아암 이송 드라이브는, 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 서브 프레임이 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리하게 되도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 장치가 로드 로크 챔버에서 수축된 위치에 있지 않으면, 서브 프레임이 수직 방향으로 이동되는 것을 방지하는 서브 프레임 로킹 시스템을 포함하는 로드 로크 시스템.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 장치는 이송 장치를 로드 로크 챔버의 수축된 위치에 유지하기 위한 이송 로킹 시스템을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 아암 부분들 중 적어도 하나의 아암 부분은 상기 아암 부분들 중 적어도 하나의 길이를 조절하도록 배치된 구성 유닛을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 아암이 연장된 위치에 있을 때, 상기 구성 유닛은 4-바 링크 기구를 조절하기 위해 작업자가 접근 가능한 것인 로드 로크 시스템.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 장치는 제1 이송 장치이고, 로드 로크 시스템은 제2 이송 장치를 더 포함하며, 제2 이송 장치는 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되는 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하고,
    아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제1 및 제2 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결되며, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제3 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 각각 힌지식으로 연결되고,
    적어도 3개의 힌지 아암 부분은 개구를 통해 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이동시키기 위해 아암을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 제2 이송 장치는 제1 이송 장치 아래에 실질적으로 수직으로 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 제2 이송 장치의 서브 프레임은 이동 가능한 캐리어 상에 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  31. 제28항 또는 제29항에 있어서, 제22항을 인용할 때, 제1 및 제2 이송 장치의 양 서브 프레임은 모두 이동 가능한 캐리어 상에 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 이송 장치 사이의 평면에서 연장되는 입자 차폐부를 포함하는 로드 로크 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 입자 차폐부는 특히 제2 이송 장치가 수축된 위치에 있을 때, 제2 이송 장치의 기판 수용 유닛 위로 적어도 부분적으로 연장되도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서, 입자 차폐부는 서브 프레임 및/또는 이동 가능한 캐리어에 의해 지지되는 것인 로드 로크 시스템.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 로드 로크 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 리소그래피 시스템은 상기 로드 로크 챔버의 외부에 및/또는 상기 로드 로크 챔버에 인접하게 배치된 진공 챔버를 포함하고, 개구는 리소그래피 시스템의 진공 챔버와 로드 로크 시스템 사이의 통로인 것인 리소그래피 시스템.
  37. 기판을 로드 로크 시스템으로부터 리소그래피 시스템 내로 로딩하는 방법에 있어서,
    로드 로크 시스템은 로드 로크 챔버와, 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 이동 가능하게 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고, 상기 방법은,
    - 로드 로크 챔버 내의 이송 장치의 기판 수용 유닛 상에 기판을 수용하는 단계;
    - 로드 로크 챔버와 리소그래피 시스템 사이의 개구를 통해 기판과 함께 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이송하기 위해 이송 장치를 연장시키는 단계;
    - 리소그래피 시스템에 기판을 배치시키는 단계;
    - 이송 장치를 리소그래피 시스템으로부터 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시키는 단계; 및
    - 개구를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    아암은 이송 장치를 연장 및 수축시킬 때 아암 및 기판 수용 유닛을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 적어도 4-바 링크 기구를 포함하며, 상기 4-바 링크 기구는 4개의 강성 링크로 구성되고,
    상기 서브 프레임은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부를 서브 프레임에 연결하도록 배치되어 있는 힌지 포인트를 포함하며, 상기 서브 프레임에 있어서 상기 힌지 포인트들 사이에 있는 부분은 상기 4-바 링크 기구를 위한 그라운드 링크 기구를 제공하고,
    상기 제1 및 제2 아암 부분은 상기 서브 프레임으로부터 제3 아암 부분쪽으로 연장되는 2개의 인접한 링크를 제공하며,
    상기 제1 및 제2 아암 부분의 말단부를 상기 제3 아암 부분에 연결하기 위해 배치된 힌지 포인트가 상기 제3 아암에 마련되고, 상기 제3 아암에 있어서 상기 힌지 포인트들 사이에 있는 부분은 상기 4-바 링크 기구를 위한 추가의 링크 기구를 제공하는 것인 방법.
  38. 기판을 로드 로크 시스템으로부터 리소그래피 시스템 내로 로딩하는 방법에 있어서,
    로드 로크 시스템은 로드 로크 챔버와, 로드 로크 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 서브 프레임, 그 기단부가 서브 프레임에 이동 가능하게 연결되는 아암, 및 아암의 말단부에 연결되는 기판 수용 유닛을 포함하는 이송 장치를 포함하고, 상기 방법은,
    - 로드 로크 챔버 내의 이송 장치의 기판 수용 유닛 상에 기판을 수용하는 단계;
    - 로드 로크 챔버와 리소그래피 시스템 사이의 개구를 통해 기판과 함께 기판 수용 유닛의 적어도 일부를 이송하기 위해 이송 장치를 연장시키는 단계;
    - 리소그래피 시스템에 기판을 배치시키는 단계;
    - 이송 장치를 리소그래피 시스템으로부터 로드 로크 챔버 내로 다시 수축시키는 단계; 및
    - 개구를 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    아암은 적어도 3개의 힌지 아암 부분을 포함하고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제1 및 제2 아암 부분은 제1 및 제2 아암 부분의 기단부에 의해 서브 프레임에 힌지식으로 연결되고, 상기 3개의 힌지 아암 부분 중 제3 아암 부분은 각각 제1 및 제2 아암 부분의 말단부에 힌지식으로 연결되고,
    적어도 3개의 힌지 아암 부분은, 이송 장치를 연장 및 수축시킬 때 아암 및 기판 수용 유닛을 미리 결정된 이송 운동으로 안내하도록 배치된 4-바 링크 기구를 형성하도록 배치되며,
    상기 이송 장치는 상기 제1 아암 부분만을 상기 서브 프레임에 대해 구동시키기 위한 아암 이송 드라이브를 포함하고, 상기 미리 결정된 이송 운동은 4-바 링크 기구의 4개의 개별 강성 링크의 치수에 의해 정해지는 것인 방법.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 리소그래피 시스템은 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 방법은,
    - 기판이 진공 챔버 내로 이송되기 전에, 로드 로크 챔버 내의 압력을 감소시키고 진공 챔버에 대한 개구를 개방하는 단계를 더 포함하는 방법.
  40. 리소그래피 시스템을 위한 로드 로크 시스템에 있어서,
    리소그래피 시스템은 기판을 처리하도록 구성되고, 상기 로드 로크 시스템은
    로드 로크 챔버 내부로부터 로드 로크 챔버 외부로 기판을 통과시키는 것을 허용하기 위해 작동 높이에 개구가 마련된 로드 로크 챔버와,
    기판을 수용하고 상기 기판을 개구를 통해 이송하기 위한 아암을 포함하며, 로드 로크 챔버에 적어도 부분적으로 배치되는 로드 로크 이송 장치로서, 상기 아암은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버 내에서 이동 가능한 것인 로드 로크 이송 장치와,
    개구를 통한 아암의 이송 이동을 구동하는 구동력을 제공하기 위한 아암 이송 드라이브를 포함하고,
    아암은 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하고,
    아암 이송 드라이브는, 비 작동 높이로부터 작동 높이로 아암이 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 아암에 결합되어 아암에 구동력을 전달하게 되도록 배치되고,
    아암 이송 드라이브는, 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 아암이 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 아암으로부터 분리하게 되도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 아암 이송 드라이브의 구동력을 아암에 전달하는 아암 이송 전달 유닛을 더 포함하는 로드 로크 시스템.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서, 아암 이송 드라이브는 키를 갖는 샤프트를 포함하는 키 작동식(keyed) 조인트를 포함하고, 아암은 아암 이송 드라이브를 아암에 결합하기 위한 각각의 키 시트를 포함하며, 바람직하게는 키는 작동 높이에 또는 작동 높이 근처에 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  43. 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 아암은 제1 아암이고, 로드 로크 이송 장치는 실질적으로 수직인 축을 따라 제1 아암으로부터 이격된 제2 아암을 더 포함하며,
    제2 아암은 작동 높이와, 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이 사이에서 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 로드 로크 챔버 내에서 이동 가능하고;
    아암 이송 드라이브는 개구를 통한 제2 아암의 이송 이동을 구동하기 위한 구동력을 제공하도록 배치되며;
    제2 아암은 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능하며,
    아암 이송 드라이브는, 비 작동 높이로부터 작동 높이로 제2 아암이 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 제2 아암에 결합되어 아암에 구동력을 전달하게 되도록 배치되고,
    아암 이송 드라이브는, 작동 높이로부터 상기 비 작동 높이로 상기 제2 아암이 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 아암 이송 드라이브에 대해 이동함으로써, 아암 이송 드라이브가 제2 아암으로부터 분리하게 되도록 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 제2 아암은, 제2 아암이 작동 높이에 있을 때 제2 아암으로 구동력을 전달하기 위해 아암 이송 전달 유닛의 키 작동식 조인트의 키를 결합하기 위한 키 시트를 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서, 아암 이송 드라이브는 제1 및 제2 아암의 이송 이동을 구동하기 위한 단일의 모터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 아암 중의 적어도 하나가 아암 이송 드라이브에 결합되는 것인 로드 로크 시스템.
  46. 제43항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 로드 로크 이송 장치는 서브 프레임을 포함하고, 제1 아암 및 제2 아암 모두는 상기 서브 프레임에 의해 지탱되고, 서브 프레임은 제1 아암 또는 제2 아암을 작동 높이에 위치시키도록 실질적으로 수직인 축을 따라 이동할 수 있는 것인 로드 로크 시스템.
  47. 제46항에 있어서, 서브 프레임에는, 아암들 중 하나가 연장될 때 수직축을 따라 서브 프레임의 위치를 로킹하기 위한 서브 프레임 로킹 시스템이 마련되는 것인 로드 로크 시스템.
  48. 제43항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 아암 및 제2 아암은 실질적으로 수직인 축을 따라 서로에 대해 고정된 거리에 배치되는 것인 로드 로크 시스템.
  49. 제40항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 아암 이송 드라이브는 적어도 부분적으로 로드 로크 챔버의 외부에 배치되고, 아암 이송 드라이브는 바람직하게는 진공 시일을 포함하는 것인 로드 로크 시스템.
  50. 제40항 내지 제49항 중 어느 한 항에 따른 로드 로크 시스템을 포함하는 리소그래피 시스템.
  51. 제50항에 있어서, 상기 로드 로크 챔버의 외부에 배치된 진공 챔버를 포함하며, 개구는 리소그래피 시스템의 진공 챔버와 로드 로크 시스템 사이의 통로인 것인 리소그래피 시스템.
  52. 제40항 내지 제49항 중 어느 한 항에 따른 로드 로크 시스템을 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    - 아암을 아암 이송 드라이브에 결합하기 위해 아암을 실질적으로 수직인 축을 따라 비 작동 높이로부터 작동 높이로 이동시키는 단계; 및
    - 아암 이송 드라이브로부터 아암을 분리하기 위해 아암을 실질적으로 수직인 축을 따라 작동 높이로부터 비 작동 높이로 이동시키는 단계
    또는 그 반대의 단계를 포함하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 로드 로크 이송 장치의 아암은 제1 아암이고, 상기 로드 로크 이송 장치는, 제2 아암이 작동 높이에 있을 때 아암 이송 드라이브에 상기 제2 아암을 결합하기 위해, 그리고 제2 아암이 상기 작동 높이와 상이한 비 작동 높이에 있을 때 아암 이송 드라이브로부터 제2 아암을 분리하기 위해, 상기 실질적으로 수직인 축을 따라 상기 아암 이송 드라이브에 대해 이동 가능한 제2 아암을 더 포함하고,
    상기 제1 아암을 작동 높이로부터 또는 작동 높이로 이동시키는 동안, 제1 아암 및 제2 아암은 제2 아암을 작동 높이로 또는 작동 높이로부터 각각 이동시키도록 함께 이동되는 것인 방법.
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