DE3938156C2 - Probenbewegungsvorrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probenbewegungsvorrichtung,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, wie sie z. B. aus der US 3 744 902 bekannt ist.
Bei dem Massenproduktionsverfahren von LSI-Chips wird oft ein Belichtungsverfahren
eingesetzt, das auf der sogenannten Schritt-Wiederhol-Technik
basiert, bei der ein Schaltungsmuster auf einem Wafer
sequentiell durch aufeinanderfolgendes Belichten belichtet wird, indem
wiederholt der Wafer bewegt und positioniert wird. Dieser Typ von Belichtungssystem
benötigt eine Probenbewegungsvorrichtung zum Bewegen und
Positionieren der Wafer mit hoher Genauigkeit.
Ein XY-Objekttisch wird allgemein in solch einer Probenbewegungsvorrichtung
eingesetzt. Eine Verbesserung in der Anordnungsgenauigkeit
und der Stapelgenauigkeit des
Musters, das auf die Wafer übertragen werden soll, erfordert,
daß die Bewegungsgenauigkeit und die Positioniergenauigkeit des XY-Objekttisches
verbessert werden. In einigen Fällen jedoch ist eine ausreichende
Genauigkeit nicht immer gegeben, und zwar aufgrund von Beschränkungen
in der Fertigungsgenauigkeit des XY-Objekttisches
und in der Ausführung der Positioniersteuereinrichtung. In
diesen Fällen wird allgemein eine Feineinstellstufe
auf dem XY-Objekttisch angeordnet, und zwar übereinander, um den sogenannten
übereinander angeordneten Vorrichtungstyp für
Grob- und Feineinstellung zu bilden, und zwar so, daß der Fehler des XY-Objekttisches
durch Verwenden der Feineinstellstufe
kompensiert wird.
Zur Zeit besteht eine Tendenz, die XY-Objekttische mit der Erhöhung der Wafergröße zu vergrößern,
was es
schwieriger macht, eine hohe Genauigkeit der XY-Objekttische sicherzustellen.
Die JP-A-62-252 135 gibt als
eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ein Verfahren an, bei dem ein
Waferträger bzw. eine Waferhalteeinrichtung
mit den dem Belichtungsblitz angepaßten Abmessungen
und eine Waferbewegungsvorrichtung vorgesehen sind, wobei ein Wafer in
Sequenz belichtet wird, während er von dem Waferträger für jeden Belichtungsblitz
wieder neu fixiert
wird.
Bei den bekannten Einrichtungen ist jedoch die Positioniergenauigkeit der
Wafer beschränkt, und zwar aufgrund folgender Fehlerfaktoren,
die einen Grund für die Verzögerung der Entwicklung von LSI-Chips
von noch höherer Dichte darstellen:
- (a) Im Stapeltyp von Fein- und Grobeinstellung multiplizieren sich gegenseitig der Positionsdetektionsfehler des XY-Objekttisches und der Positionierfehler der Feineinstellstufe und dieses Ergebnis bestimmt den Endpositionierfehler der Wafer; und
- (b) Die Anordnungsgenauigkeit des Musters wird aufgrund der akkumulierten Verschiebungen beim Positionieren erniedrigt, wobei diese Verschiebung beim Wiederladen des Wafers auftritt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Probenbewegungsvorrichtung,
zu schaffen
mit welcher eine
hochpräzise Positionierung einer Probe erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Probenbewegungsvorrichtung
gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Probenbewegungsvorrichtung
sind in den Unteransprüchen 2 bis 5
vorteilhafte Verwendungen in den Ansprüchen 6 und 7 angeführt.
Weitere Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer Probenbewegungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die ein praktisches Beispiel einer
Grobeinstellstufe zeigt;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, ein ein anderes praktisches Beispiel
einer Grobeinstellstufe zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines
Stellglieds zum Antreiben einer Feineinstellstufe zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die ein praktisches Beispiel eines Stellglieds
zum Antreiben der Feineinstellstufe zeigt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die ein praktisches Beispiel für
eine Spalteinstellvorrichtung zeigt;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die ein praktisches Beispiel für eine
elektromagnetische Halteeinrichtung zeigt, die auf der
Objekttischoberfläche ausgebildet ist;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die ein praktisches Beispiel für die elektromagnetische
Halteeinrichtung zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die ein anderes praktisches Beispiel für
eine elektromagnetische Halteeinrichtung zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm zum Erläutern eines Beispiels für ein spulenerregendes
Verfahren in der elektromagnetischen Halteeinrichtung;
Fig. 11 ein Schaltbild zur Erklärung des spulenerregenden
Verfahrens gemäß Fig. 10;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen zur Positionierung verwendeten Wagen
zeigt;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel für einen
Wagen zeigt;
Fig. 14 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen
Vorrichtung zur Fein- und Grobeinstellung vom Stapeltyp mit
Probenwagen;
Fig. 15 eine schematische Ansicht, die eine Probenbewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in der
die Probenbewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in
einem SOR-Ausrichter als einem Typ von halbleiterherstellender
Vorrichtung angewendet wird, wobei SOR
Synchrotronorbitalstrahlung bedeutet;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht, die ein praktisches Beispiel der geometrischen Beziehungen
zwischen der Probenbewegungsvorrichtung und
einem SOR-Ring zeigt;
Fig. 18 eine Querschnittansicht, die ein zweites praktisches Beispiel für die geometrischen
Beziehungen zwischen der Probenbewegungsvorrichtung
und dem SOR-Ring zeigt;
Fig. 19 ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform eines
Steuerverfahrens für die Probenbewegungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerung eines Probenbewegungssystems
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 21 bis 23 Flußdiagramme, die ein Beispiel für ein Verfahren zum Betreiben der
Ausführungsform gemäß Fig. 20 zeigen;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht, die ein erstes Beispiel für eine Anfangseinstellvorrichtung
für den Wagen zeigt;
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel für die Anfangseinstellvorrichtung
für den Wagen zeigt;
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht, die ein praktisches Beispiel
einer Hilfseinrichtung für größere Wagenbewegungen zeigt;
Fig. 27 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Eigengewichts-Kompensationseinrichtung
zeigt; und
Fig. 28 eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der
Probenbewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Im nachstehenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in
der eine Probenbewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in einer
Belichtungsvorrichtung als ein Beispiel für eine Halbleiterherstellungsvorrichtung
eingesetzt wird. Auf einer Grundplatte bzw. Basis 1, die einen Haupttisch 101 und
einen Rahmen 102 aufweist, der an dem Haupttisch 101 fixiert ist, sind eine
Grobeinstelleinrichtung bzw. -stufe 2 und eine Feineinstelleinrichtung bzw.
-stufe 3 gelagert. Ein Wagen 4 ist wiederum auf der Grobeinstellstufe 2 und
der Feineinstellstufe 3 gelagert. Die Grobeinstellstufe 2 und die Feineinstellstufe
3 sind mit jeweiligen Halteeinrichtungen zum Anziehen des Wagens 4
versehen, während eine Probe (ein Wafer in dieser Ausführungsform) 5 zum
Wagen 4 hin angezogen ist. Wenn der Wafer 5 in der x- und y-Richtung
schrittweise oder mit großer Auslenkung bewegt wird, wird der Wagen 4 zu
der Grobeinstellstufe hin angezogen und wenn der Wafer 5 in der x-, y-, z-,
α, β, und R-Richtung fein oder mit geringer Auslenkung bewegt wird, wird
der Wagen 4 zur Feineinstellstufe 3 hin angezogen. Der Haupttisch 101 ist
an einer Oberflächenplatte 7 über eine Spalteinstellvorrichtung 6 angebracht.
Die Position des Wagens 4 wird durch drei Positionsmeßgeräte 801, 802 und 803
gemessen.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein praktisches Beispiel für die
Grobeinstellstufe 2 zeigt, die in dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird. Ein Y-Tisch 201 ist auf der Grundplatte 1 gelagert
und ist in der Y-Richtung mittels einer Y-Führeinrichtung 202 beweglich und
ein X-Tisch 203 ist auf dem Y-Tisch 201 gelagert, der in der X-Richtung
durch eine X-Führeinrichtung 204 beweglich ist. Der Y-Tisch 201 wird über
einen Y-Stab 206 durch eine Y-Antriebseinrichtung 205
angetrieben, die auf der Grundplatte 1 gelagert ist. Der X-Tisch 203 wird
durch eine X-Antriebseinrichtung 207, die auf der Grundplatte 1 gelagert ist,
über sowohl einen X-Stab 210, der mit einer Buchse 209 versehen ist, in der
ein Führungsstab 208 untergebracht ist, um in der Y-Richtung gleitbar zu
sein, als auch über ein X-Antriebsteil 211 zum Halten des Führungsstabs 208
angetrieben. In dieser Ausführungsform können die Y-Antriebseinrichtung 205
und die X-Antriebseinrichtung 207 Schwingspulenmotoren oder Stellglieder
vom direkt wirkenden Typ sein, die eine Kombination aus Rotationsmotoren
und Vorschubspindeleinrichtungen verwenden. Die Y-Führeinrichtung 202 und
die X-Führeinrichtung 204 können rollende Führungen, gleitende Führungen
oder statische Führungen vom direkt wirkenden Typ sein. Ähnlich
können der Führungsstab 208 und die Buchse 209 Rollenführungen, Gleitführungen
oder statische Führungen vom direkt wirkenden Typ sein.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes praktisches Beispiel
der Grobeinstellstufe 2 zeigt, in welcher gleiche Teile wie in Fig. 2 auch mit
den gleichen Bezugszeichen angegeben sind. Ein Y-Tisch 201 ist auf der
Grundplatte 1 gelagert, um in der Y-Richtung durch eine Y-Führeinrichtung
202 beweglich zu sein, und ein X-Tisch 203 ist auf dem X-Tisch 201 gelagert,
um in der X-Richtung durch eine X-Führeinrichtung 204 beweglich zu sein.
Ein X-Motor 213 mit einem Rotationskodierer 212, der darin eingebaut ist,
und eine X-Vorschubspindel 214, die von dem X-Motor 213 angetrieben wird,
sind auf dem Y-Tisch 201 vorgesehen, wobei eine X-Schraubenmutter 215 vorhanden ist,
die in Eingriff mit der X-Vorschubspindel 214 ist. Die X-Schraubenmutter 215 ist in der
X-Richtung durch einen X-Schraubenmutterführungsmechanismus 216 in der X-Richtung
geführt, der auf dem X-Tisch 203 vorgesehen ist. Der X-Tisch 203 wird
durch die X-Schraubenmutter 215 über einen X-Stab 210 angetrieben. Analog ist der Y-Tisch
201 durch einen Y-Motor 217 mit einem Rotationskodierer 212, der
darin eingebaut ist, eine Y-Vorschubspindel 118, eine Y-Schraubenmutter (nicht gezeigt),
eine Y-Schraubenmutterführungseinrichtung (nicht gezeigt) und einen Y-Stift (nicht gezeigt)
angetrieben. Die X-Antriebsspindel 214 und die Y-Antriebsspindel 218 können
z. B. Kegelumlaufspindeln, Gleitspindeln oder statische Spindeln sein. Des
weiteren können die Y-Führungseinrichtungen 202 und die X-Führungseinrichtungen
204 z. B. Rollenführungen, Gleitführungen oder statische Führungen
vom direktwirkenden Typ sein. In Fig. 2 und 3 wird der X-Tisch 203 in
der X- und Y-Richtung bewegt und wirkt als Grobeinstellstufe 2. Die Grobeinstellstufe
2 ist aber nicht auf diese zwei Typen, wie sie oben erwähnt
werden, beschränkt. Im wesentlichen wird die Grobeinstellstufe 2 nur benötigt,
um den Wagen 4 in der X-Richtung und der
Y-Richtung bewegen zu können. In diesem Zusammenhang können
Bewegungsbeträge der Grobeinstellstufe 2 in X-Richtung und Y-Richtung
bestimmt werden, indem z. B. der Rotationskodierer 212 gemäß Fig. 3
oder die Positionsmeßgeräte 801, 802 und 803 eingesetzt werden und zwar in
dem Fall, in dem der Wagen 4 zu der Grobeinstellstufe 2, wie in Fig. 1 gezeigt
wird, hin angezogen wird. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß der Y-Stab
206, der X-Stab 210 und das X-Antriebsteil 211, die in den Fig. 2 und
3 gezeigt werden, nicht nur dazu dienen, Schübe der Antriebseinrichtungen
weiterzugeben, sondern ebenfalls dazu dienen, zu verhindern, daß ein Fehler
in den Geradeausbewegungen der Antriebseinrichtungen die Bewegungen des
Y-Tisches 201 und des X-Tisches 203 beeinflußt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Anordnungsbeispiel für
Stellglieder und Sensoren zum Antreiben der Feineinstellstufe 3 zeigt, in der
gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in Fig. 1 auch mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Die Feineinstellstufe 3 wird durch sechs
Stellglieder 301, 302, 303, 304, 305 und 306 angetrieben, die als Feinantriebseinrichtungen
auf der Grundplatte 1 (nicht gezeigt in Fig. 4, siehe Fig. 1)
angeordnet sind. Verschiebungen der Feineinstellstufe 3 während eines
Antriebsvorganges werden durch neun Sensoren 307, 308, 309, 310, 311, 312,
313, 314 und 315 gemessen, die auf der Grundplatte 1 angeordnet sind.
Das Stellglied 301 wird eingesetzt, wenn die Feineinstellstufe
3 in Y-Richtung angetrieben bzw. bewegt wird und
Verschiebungen werden in diesem Falle mit dem Sensor 307 gemessen,
der auf der gleichen Achse wie das Stellglied 301 angeordnet ist. Die Stellglieder
302 und 303 sind rechtwinklig zum Stellglied 301 angeordnet und
werden eingesetzt, wenn die Feineinstellstufe 3 in X-Richtung bewegt
werden soll und in der R-Richtung gedreht werden soll, und Verschiebungen
werden in diesen Fällen durch den Sensor 308, der auf der
gleichen Achse wie das Stellglied 302 vorgesehen ist, und durch den Sensor
309, der auf derselben Achse wie das Stellglied 303 vorgesehen ist, gemessen.
Die Stellglieder 304, 305 und 306 sind rechtwinklig zu den Stellgliedern 301,
302 und 303 angeordnet und werden eingesetzt, wenn die Feineinstellstufe 3
in der Z-Richtung bewegt werden soll und in den α- und β-Richtungen
gedreht werden soll, wobei Verschiebungen in diesen Fällen durch die
Sensoren 310, 311; 312, 313; 314 und 315, die jeweils parallel zu den Stellgliedern
304, 305 und 306 angeordnet sind, gemessen werden. Zentralachsen
des Stellgliedes 304 und der Sensoren 310, 311 sind in der gleichen Ebene
positioniert, so daß die Zentralachse des Stellglieds 304 zwischen den Zentralachsen
der Sensoren 310 und 311 angeordnet ist. Die Stellglieder 305,
306 und die Sensoren 312, 313; 314 und 315 sind in gleicher Art und Weise
angeordnet.
Mit der oben angegebenen Anordnung kann die Verschiebung,
die erzeugt wird, wenn das Stellglied 301 angetrieben wird, durch den Sensor
307 bestimmt werden, und die Verschiebung, die erzeugt wird, wenn das
Stellglied 302 angetrieben wird, kann durch den Sensor 308 bestimmt werden.
Die Verschiebung, die erzeugt wird, wenn das Stellglied 303 angetrieben wird,
kann durch den Sensor 309 bestimmt werden und die Verschiebung, die
erzeugt wird, wenn das Stellglied 304 angetrieben wird, kann durch einen
Mittelwert von Ergebnissen bzw. Meßwerten, detektiert von den Sensoren 310
und 311, bestimmt werden. Die Verschiebung, die erzeugt wird, wenn das
Stellglied 305 angetrieben wird, kann aus einem Mittelwert aus Ergebnissen,
die von den Sensoren 312 und 313 detektiert werden, bestimmt werden und
schließlich kann die Verschiebung, die erzeugt wird, wenn das Stellglied 306
angetrieben wird aus einem Mittelwert von Ergebnissen, die von den Sensoren
314 bzw. 315 detektiert werden, bestimmt werden. Des weiteren können, wie in
Fig. 1 gezeigt wird, wenn der Wagen 4 zu der Feineinstellstufe 3 hin angezogen
wird, Verschiebungen in X-Richtung und Y-Richtung
der Feineinstellstufe 3 und der Betrag der Winkelverschiebung in
der R-Richtung bestimmt werden, wenn die Positionsmeßgeräte 801,
802 und 803 eingesetzt werden. Die Sensoren 307, 308, 309, 310, 311, 312,
313, 314 und 315 können Sensoren vom Kapazitätstyp, Sensoren vom Wirbelstromtyp
oder z. B. Differenzübertrager sein. Die Positionsmeßeinheiten 801, 802
und 803 können z. B. Längenmeßgeräte vom Lasertyp sein.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die ein praktisches Beispiel für die Stellglieder
301, 302, 303, 304, 305 und 306 zum Antreiben der Feineinstellstufe 3 zeigt,
die in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eingesetzt wird. Ein Piezoelektrisches
Element 318, das axial mit einer Bohrung versehen ist, um eine
Hohlform zu erhalten, ist fixiert durch ein Paar von Lagerteilen
317 gehalten, die auf die gegenüberliegenden Enden eines Bolzens 316
geschraubt sind, der durch das piezoelektrische Element 318 hindurch geführt
ist. Die Lagerteile 317 sind jeweils entweder an der Grundplatte 1
oder an der Feineinstellstufe 3 angebracht. Durch Anlegen einer Spannung
wird das piezoelektrische Element 318 dazu
veranlaßt, sich in seiner Axialrichtung auszudehnen oder
zusammenzuziehen, wodurch der Bolzen 316 elastisch deformiert wird,
um die Lagerteile 317 in der Vertikalrichtung von Fig. 5 zu verschieben.
Hierbei ist zu bemerken, daß das Verfahren zum Antreiben der Feineinstellstufe
3 und der Stellglieder, die zum Durchführen des Verfahrens eingesetzt
werden, nicht auf die oben erwähnten Verfahren mit Bezug auf die
Fig. 4 und 5 beschränkt ist. Im wesentlichen ist es nur notwendig, daß die
sich ergebende Struktur dazu fähig ist, die Feineinstellstufe 3 zumindest in
der X-Richtung und der Y-Richtung zu bewegen.
Fig. 6 ist eine partielle Querschnittanischt, die ein praktisches Beispiel für die Spalt
einstellvorrichtung 6 in der Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt. Gleiche Teile
wie in Fig. 1 sind auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine
Gleiteinheit (bzw. ein Schieber) 601, die eine Schräge aufweist, ist zwischen
der Grundplatte 1 und der Oberflächenplatte 7 eingefügt, die jeweils miteinander
durch eine Verbindung 602 verbunden sind, die an ihren gegenüberliegenden
Enden mit elastischen Gelenkverbindungseinrichtungen versehen ist.
Die Gleiteinheit 601 wird in der X-Richtung durch eine Gleiteinheit-Antriebseinrichtung
604 angetrieben, die einen Z-Motor 603 und eine Vorschubspindeleinrichtung
aufweist. Diese Anordnung erlaubt, daß sich die Grundplatte
1 parallel zur Z-Richtung bewegt. Der Z-Motor 603 kann z. B. ein
Gleichstrommotor mit einem darin untergebrachten Rotationskodierer oder ein
Schrittmotor sein. Es ist anzumerken, daß die Struktur der Spalteinstellvorrichtung
6 nicht auf die soeben erwähnte Struktur beschränkt ist, sondern
in irgendeiner anderen geeigneten Weise modifiziert werden kann, so lange
sie dazu fähig ist, die Grundplatte 1 parallel zur Z-Richtung zu bewegen.
Fig. 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Halteeinrichtung zum
Halten des Wagens 4 auf der Grobeinstellstufe 2 (oder der
Feineinstellstufe 3) in der Probenbewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in Fig. 1 sind
wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Spule 219 ist in einer Rille
untergebracht, die auf der Oberfläche der Grobeinstellstufe 2 ausgebildet ist.
Durch Erregen der Spule 219 wird der Wagen 4 elektromagnetisch zur
Grobeinstellstufe 2 hin angezogen. Mit einer ähnlichen Anordnung kann der
Wagen 4 auch elektromagnetisch zu der Feineinstellstufe 3 hin angezogen
werden (nicht gezeigt in Fig. 7, siehe Fig. 1). Es ist anzumerken, daß der
Mechanismus zum Anziehen des Wagens 4 zu der Grobeinstellstufe 2 hin oder
zu der Feineinstellstufe 3 hin nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist
und z. B. durch Einsatz einer Vakuumanziehung oder einer elektrostatischen
Anziehung praktisch ausgeführt werden kann. Darüber hinaus braucht die
Halteeinrichtung nicht auf diesen Typ des Haltens beschränkt sein, nämlich
auf das Halten des Wagens durch Anziehung.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die ein praktisches Beispiel für das Verfahren
zum Fixieren der Spule 219 zeigt, und zwar für den Fall, in dem der Wagen 4
elektromagnetisch zu der Grobeinstellstufe 2 hin oder zu der Feineinstellstufe
3 hin angezogen wird. Gleiche Teile wie in Fig. 7 sind wiederum mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Die Spule 219 ist auf einen Spulenträger
220 gewickelt und in einer Rille bzw. Vertiefung untergebracht, die auf der
Oberfläche der Grobeinstellstufe 2 maschinell ausgebildet ist. Durch Erregen
der Spule 219 wird der Wagen 4 elektromagnetisch zu der Grobeinstellstufe 2
hin angezogen. Mit einer ähnlichen Anordnung kann stattdessen auch der Wagen
4 elektromagnetisch zu der Feineinstellstufe 3 hin (nicht gezeigt in Fig. 7,
siehe Fig. 1) angezogen werden.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die ein zweites Beispiel für das Verfahren zum
Fixieren der Spule 219 in dem Falle zeigt, in dem der Wagen 4 elektromagnetisch
zu der Grobeinstellstufe 2 oder der Feineinstellstufe 3 hin angezogen wird.
Gleiche Teile wie in Fig. 7 sind ebenfalls wiederum mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Spule 219 ist in einer Rille untergebracht, die auf der
Oberfläche der Grobeinstellstufe 2 ausgebildet ist. Durch Erregen der Spule
219 wird der Wagen 4 elektromagnetisch zur Grobeinstellstufe 2 hin angezogen.
Zwischenräume zwischen den Rillenwänden und der Spule 219 sind mit
einem Füllmaterial 221 ausgefüllt, wohingegen die Oberfläche der Grobeinstellstufe
2 mit einer dünnen Beschichtung 222 abgedeckt ist. Diese Ausführungsform
ist vorteilhaft darin, daß ein leichtes Reinigen der Oberfläche
der Grobeinstellstufe 2 ausgeführt werden kann. Das Füllmaterial 221 kann
ein hochpolymeres Material sein, wie z. B. Epoxidharz und die Beschichtung 222
kann z. B. eine nichtelektrolytische Nickel galvanisierte Schicht sein.
Materialien, die brauchbar für das Füllmaterial 221 und der Beschichtung 222
sind, sind selbstverständlich nicht auf die soeben erwähnten Materialien
beschränkt. Mit einer ähnlichen Anordnung kann stattdessen auch der Wagen
4 elektromagnetisch zu der Feineinstellstufe 3 (nicht gezeigt in Fig. 7, siehe
Fig. 1) hin angezogen werden.
Fig. 10 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Beispiels für das Spulenerregungsverfahren
im Falle, in dem der Wagen 4 elektromagnetisch zu der Grobeinstellstufe
2 oder zu der Feineinstellstufe 3 hin in der Ausführungsform nach
Fig. 1 angezogen wird. Die Kurve zeigt die Beziehung zwischen dem Strom i,
der durch die Spule 219 fließt, und der magnetischen Flußdichte B, die durch
den Strom i erzeugt wird. Es wird nun angenommen, daß die Materialien
(magnetische Materialien wie z. B. Eisen) der Grobeinstellstufe 2, der Feineinstellstufe 3
und des Wagens 4 geeigneterweise so ausgewählt sind, daß
magnetische Hysterese erzeugt wird. Unter dieser Bedingung,
wird
die magnetische Flußdichte B sogar wenn der Strom i wieder reduziert wird (Bereich b), nachdem er
bis zu einem vorgegebenen Maximalwert (Punkt a) erhöht worden ist, nicht so weit abgesenkt, daß der Wagen 4 nicht
weiterhin zu der Grobeinstellstufe 2 hin oder zu der Feineinstellstufe 3 hin
auf wirksame Art und Weise angezogen werden kann. Auch wenn der Strom i
abgeschaltet wird (Punkt c) ist der Restmagnetfluß noch ausreichend, um den
Wagen 4 zur Grobeinstellstufe 2 oder zur Feineinstellstufe 3 hin anzuziehen.
Zum Stoppen der Anziehung ist es nur notwendig, einen Strom (Punkt d)
umgekehrt der Richtung anzulegen. Bei dieser Ausführungsform kann der Wagen 4 zur
Grobeinstellstufe 2 oder zur Feineinstellstufe 3 hin durch einen kleinen
Strom angezogen werden, der geeignet ist, Energie zu sparen. Es ist
ebenfalls möglich, ein zu starkes Erwärmen der Anziehungseinrichtung zu
verhindern und deshalb einen Positionierfehler wie z. B. eine Wärmedeformation
aufgrund von Aufheizen zu reduzieren. Des weiteren
kann verhindert werden, daß der Wagen 4 im Falle eines Stromausfalles
wegläuft.
Fig. 11 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für eine Versorgungsschaltung zum
Durchführen des Spulenerregungsverfahrens, wie oben beschrieben, zeigt,
d. h. zum Erregen der Spule 219 in dem Fall, in dem der Wagen 4 elektromagnetisch
zu der Grobeinstellstufe 2 oder der Feineinstellstufe 3 hin angezogen
wird. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in Fig. 7 sind wiederum mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Wenn der Umschalter 901 auf den Kontakt
902 geschaltet ist und ein Umschalter 903 auf einen Kontakt 904 geschaltet
ist, fließt ein vorgegebener Maximalstrom von einer Stromversorgung 1001 über einen Widerstand 1101
zur Spule 219. Des weiteren fließt der Strom, wenn der Umschalter
901 auf den Kontakt 902 umgelegt wird und der Umschalter 903 bzw.
Wechselschalter 903 auf einen Kontakt 905 geschaltet wird,
von der Stromversorgung 1001 über die Widerstände 1101 und
1102 so zur Spule 219, daß der Stromwert reduziert wird. Wenn dann der Umschalter 901
auf den Kontakt 906 gelegt wird, fließt der Strom in umgekehrter Richtung
von der Stromversorgung 1002 über die Widerstände 1101 und
1103 zur Spule 219. Mit dieser Schaltungsanordnung kann die Erregung der Spule 219, wie
in Fig. 10 illustriert ausgeführt werden. Es ist anzumerken, daß das
Verfahren zur Erregung der Spule 219 nicht auf die soeben geschilderte
Ausführungsform beschränkt ist.
Fig. 12 ist eine Ansicht für eine Ausführungsform
des Wagens 4, der in der Ausführungsform nach Fig. 1 eingesetzt
wird. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in Fig. 1 sind wiederum mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Die Oberfläche eines Basismateriales 401 ist
mit einer galvanisierten Schicht 402 bedeckt, wobei ein
Teil von dieser mit Hilfe eines Präzionsverfahrens in einer Spiegelfläche 403
ausgebildet ist. Die Spiegelfläche 403 wird eingesetzt, um die Position
des Wagens 4 durch die Positionsmeßgeräte 801, 802 und 803 (nicht gezeigt in
Fig. 12, siehe Fig. 1) zu messen. Der Wafer 5 ist zum Wagen 4 hin angezogen
oder am Wagen 4 gehalten, was z. B. durch den Einsatz einer Vakuumanziehung
oder einer elektrostatischen Anziehung realisiert werden kann.
Des weiteren kann der Wafer 5 anstatt durch Anziehung mechanisch gegriffen sein,
um auf dem Wagen 4 gehalten zu werden. Im
wesentlichen ist es nur notwendig, daß der Wafer unbeweglich auf dem
Wagen 4 gehalten wird. Das Basismaterial 401 kann aus einem magnetischen
Material, wie z. B. Eisen, bestehen, das einer Wärmebehandlung ausgesetzt
worden ist, und die galvanisierte Schicht kann z. B. aus einer nicht-elektrolytischen
Nickelgalvanisierten Schicht bestehen. Selbstverständlich sind
brauchbare Materialien nicht auf die soeben erwähnten beschränkt. Im Falle,
der Wagen 4 unter Verwendung von Vakuum zu der Grobeinstellstufe 2 oder der Feineinstellstufe 3 hin
angezogen wird, kann das Basismaterial
401 aus einem weichen Metall, wie z. B. Aluminium, bestehen und die
Spiegeloberfläche 403 kann durch direktes hochpräzises Bearbeiten der
Materialoberfläche gebildet werden.
Fig. 13 ist eine Ansicht, die eine zweite praktische Ausführungsform für den
Wagen 4 zeigt. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in Fig. 1 sind
wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein drehbarer Träger bzw.
eine drehbare Halteeinrichtung 405, die von einer Halteeinrichtungs-Führeinrichtung
404 geführt wird, ist rotierbar in dem Wagen 4 vorgesehen.
Die rotierbare Halteeinrichtung 405, zu welcher der Wafer 5 angezogen
wird, wird durch einen Motor angetrieben, der einen Stator 406, der auf dem
Wagen 4 untergebracht ist, und einen Rotor 407 aufweist, der auf der
drehbaren Halteeinrichtung 405 vorgesehen ist. Es ist anzumerken, daß das
Verfahren zum Antreiben der drehbaren Halteeinrichtung 405 nicht auf diese
Ausführungsform beschränkt ist. Alternativ kann die drehbare Halteeinrichtung
405 durch einen Motor über einen Geschwindigkeitsreduzierer
oder mit Hilfe eines piezoelektrischen Elements
angetrieben werden. In jedem Fall ist es leicht den Wafer 5 auf dem Wagen
4 zu positionieren, da der Wafer 5 auf dem Wagen 4 gedreht werden kann.
Als nächstes wird die Betriebsweise einer Probenbewegungsvorrichtung
gemäß Fig. 1 beschrieben.
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht, die eine herkömmliche Probenbewegungsvorrichtung
mit Grob- und Feineinstellung vom Stapeltyp zeigt. Gleiche
Teile wie in Fig. 1 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Eine
Grobeinstellstufe 2, die von einem Antriebsstellglied 223 für die Grobeinstellstufe
angetrieben wird, ist auf einer Basisplatte 1
gelagert und die Position der Grobeinstellstufe 2 wird mittels eines Längenmeßgerätes
8 gemessen. Eine Feineinstellstufe 3, die von einem Antriebsstellglied
319 angetrieben wird, ist auf der Grobeinstellstufe
2 gelagert und die Position der Feineinstellstufe 3 wird von dem
Sensor 320 gemessen. Ein Wagen 4, zu dem ein Wafer 5 angezogen bzw.
festgehalten wird, ist auf der Feineinstellstufe 3 gelagert. Bei der Probenbewegungsvorrichtung,
die so aufgebaut ist, werden der Fehler beim
Detektieren der Position der Grobeinstellstufe 2 und der Fehler beim
Positionieren der Feineinstellstufe 3 miteinander multipliziert und das
Multiplikationsergebnis bestimmt den Fehler bei der Positionierung des Wafers
5. Des weiteren wird von der Grobeinstellstufe 2 verlangt, eine Verschiebung auszuführen,
die in etwa gleich dem Durchmesser des Wafers 5 ist.
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die eine Probenbewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Gleiche Teile wie in den Fig. 1 und
14 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Grobeinstellstufe
2, die von dem Antriebsstellglied 223 für die Grobeinstellstufe 2 angetrieben
wird, und die Feineinstellstufe 3, die von dem Antriebsstellglied 319 für die
Feineinstellstufe 3 angetrieben wird, sind auf der Basisplatte 1
so gelagert, daß beide Stufen 2, 3 unabhängig voneinander
angetrieben werden können. Die Position des Wagens 4, auf dem der Wafer 5
festgehalten bzw. angezogen ist, wird direkt durch das Längenmeßgerät 8
gemessen. Wenn der Wagen 4 über einen großen Weg
bewegt wird, wird dieser so bewegt, daß er
abwechselnd von der Grobeinstellstufe
und der Feineinstellstufe angezogen und freigegeben wird.
Während der Schrittbewegung wird der Wagen 4
bewegt, während er zu der Grobeinstellstufe 2 hin angezogen ist und
während der Feinbewegung zum Positionieren wird der Wagen bewegt,
während er zu der Feineinstellstufe 3 hin angezogen ist. Bei der Probenbewegungsvorrichtung,
die so aufgebaut ist, können die Grobeinstellstufe 2
und die Feineinstellstufe 3 unabhängig voneinander bewegt werden, ohne daß eine Störung
zwischen beiden verursacht wird. Des weiteren, da der Wafer
fixiert auf dem Wagen untergebracht ist und die Position des Wagens direkt
detektiert wird, wird außerdem ein Fehler in der Positionierung des Wafers nur durch
den Fehler beeinflußt, der in der Positionierungssteuerung der Feineinstellstufe
3 verursacht wird. Oder anders ausgedrückt, ein Fehler beim Positionieren
der Grobeinstellstufe 2 beeinflußt nicht oder bewirkt nicht einen Fehler beim
Positionieren des Wafers. Das erlaubt, den Wafer oder die Probe mit hoher
Genauigkeit zu positionieren. Da eine große Bewegung der Probe
durch Wiederaktivieren der Feineinstellstufe
und der Grobeinstellstufe abwechselnd für mehrere Male
durchgeführt wird, wird die Grobeinstellstufe 2 nur dazu benötigt, um
Verschiebungsbewegungen entlang der X-Achse und der Y-Achse im wesentlichen gleich
dem Belichtungsbereich des Wafers 5 zu erzeugen. Deshalb kann die Vorrichtung
wesentlich in Größe und Gewicht reduziert werden.
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher die Probenbewegungsvorrichtung in
einem SOR-Ausrichter untergebracht ist, der eine Synchrotron-Strahlung als
Lichtquelle zur Belichtung einsetzt. Gleiche Teile wie in Fig. 1 werden
wiederum mit gleichen Bezugszeichen angegeben. Die Oberflächenplatte 7 der
Probenbewegungsvorrichtung ist an einem Körper 13 durch vier Säulenstücke
12 angebracht und die Position des Wagens 4, zu dem der Wafer 5 hin
angezogen ist, wird durch drei Positionsmeßgeräte 801, 802 und 803 gemessen,
die auf dem Körper 13 befestigt sind. Der Körper 13 enthält
eine Maske 15, die an einem Maskenfeineinstellblock 14 angebracht ist;
ein Muster, das auf der Maske 15 aufgezeichnet ist, wird auf dem Wafer 5
durch Einsatz von Synchrotronstrahlung übertragen. Um die Übertragung von
der Bodenoberfläche auf die Probenbewegungsvorrichtung zu verhindern, ruht der Körper
13 auf einer vibrationsisolierenden Plattform 16.
Fig. 17 ist eine Ansicht, die die geometrische Beziehung
des Probenwagens bezüglich eines SOR-Rings zeigt, wenn die
Probenbewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in dem SOR-Ausrichter
untergebracht ist. Gleiche Einrichtungen bzw. Teile wie in Fig. 16 sind
wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dem SOR-Ausrichter wird
zuerst ein Strahl durch einen Vibrationsspiegel 1501 aufgespreizt, der eine
flache oder eine sehr leicht gebogene Oberfläche hat, und dann
auf den Wafer 5 geworfen, und zwar in vielen Fällen durch die Maske 15.
Deshalb kann eine Belichtung mit hoher Genauigkeit durch
Einstellen des Probenwagens durchgeführt werden, so daß die abgetastete
Oberfläche des Wagens 4 (d. h., die Ebene, die die X-Achse und die Y-Achse
in Fig. 1 oder Fig. 16 enthält) einen Winkel in einem Bereich von 86° bis
89° bezüglich der Ebene bildet, auf der der SOR-Ring 1502 installiert ist.
Wenn der Winkel, der von der Abtastoberfläche des Wagens 4 und der Ebene,
auf der der SOR-Ring 1502 installiert ist, gebildet wird, so eingestellt wird,
daß er kleiner als 86° ist, würde es erforderlich sein, daß der Auftreffwinkel
des Strahles auf den Vibrationsspiegel 1501 kleiner gemacht wird, was ein
reduziertes Reflexionsvermögen des Vibrationsspiegels 1501 ergibt. Wenn der
Winkel, der durch die abgetastete Oberfläche des Wagens 4 und die Ebene
gebildet ist, auf der der SOR-Ring 1502 installiert ist, größer als 89° eingestellt
wird, würde es erforderlich sein, daß der Vibrationsspiegel 1501 eine
sehr große Gesamtlänge aufweist. Somit ist jeder Fall, der außerhalb des
Bereichs liegt, unbefriedigend.
Fig. 18 ist eine Ansicht, die ein anderes praktisches Beispiel einer
Position des Probenwagens bezüglich des SOR-Rings zeigt, wenn
die Probenbewegungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung in
dem SOR-Ausrichter untergebracht ist. Gleiche Teile und Einrichtungen wie
in Fig. 17 sind wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch in
dieser Ausführungsform ist der Winkel, der durch die abgetastete Oberfläche
des Wagens 4 und der Ebene gebildet wird, auf der der SOR-Ring 1502
installiert ist, so eingestellt, daß er in einem Winkelbereich von 86° bis 89°
fällt. Während die Belichtungsoberfläche des Wafers 5 direkt leicht nach
unten in Fig. 17 gerichtet ist, da die reflektierende Oberfläche des Vibrationsspiegels
1501 auf der Oberseite liegt, ist die Belichtungsoberfläche des
Wafers 5 in Fig. 18 leicht nach oben gerichtet, da die reflektive Oberfläche
des Vibrationsspiegels 1501 auf der Unterseite liegt. Das führt zum Vorteil,
daß die Maske 15 weniger leicht beschädigt wird, sogar dann, wenn der
Wafer 5 oder der Wagen 4 herunterfallen oder wenn der Strom bzw. die
Energie ausfällt.
Fig. 19 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des
Steuerverfahrens für die Probenbewegungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung, die in dem SOR-Ausrichter, wie in Fig. 16
gezeigt wird, untergebracht ist. In diesem Diagramm stellt die Abszisse für alle Teildiagramme die
Zeitbasis dar, wohingegen die Ordinate von oben nach
unten (a) die X-Richtungsverschiebung der Grobeinstellstufe 2, (b) die Z-Richtungsverschiebung
der Spalteinstellvorrichtung 6, (c) die X-Richtungsverschiebung
der Feineinstellstufe 3, (d) die Z-Richtungsverschiebung der
Feineinstellstufe 3, (e) den Strom, der durch die Spule 219 (siehe Fig. 7)
fließt, die in der Grobeinstellstufe 2 zur elektromagnetischen Anziehung
vorgesehen ist, (f) den Strom, der durch die Spule 219 fließt, die in der
Feineinstellstufe 3 vorgesehen ist, und (g) die X-Richtungsverschiebung des
Wagens 4 angibt. Während einer Schrittbewegung (Periode von t₀-t₁)
bewegt sich der Wagen 4 schrittweise in der X-Richtung, während er elektromagnetisch
zur Grobeinstellstufe 2 (siehe (a)) hin angezogen wird.
Während dieser Periode ist die Feineinstellstufe 3 in die negative Z-Richtung
(siehe (d)) zurückgezogen, wobei der Wagen 4 und die Feineinstellstufe 3 so
gesteuert sind, daß Störungen zwischen ihnen abgehalten werden. Die Spalteinstellvorrichtung
6 wird ebenfalls in die negative Z-Richtung (siehe (b))
während dieser Periode zurückgezogen, um den Spalt zwischen dem Wafer 5
und der Maske 15 zu vergrößern, wodurch die Maske 15 davor geschützt wird,
aufgrund einer Berührung zwischen Wafer 5 und Maske 15 beschädigt zu
werden.
Zum Zeitpunkt t₁, an dem die Schrittbewegung in X-Richtung der Grobeinstellstufe 2
beendet worden ist, beginnt die Feineinstellstufe 3 sich in
die X-Richtung entsprechend einer Positionsabweichung des Wagens 4 (siehe
(c)) zu bewegen. Gleichzeitig bewegt sich die Feineinstellstufe 3 genauso in
der Z-Richtung (siehe (d)) und zum Zeitpunkt t₂ berühren die Grobeinstellstufe
2 und die Feineinstellstufe 3 den Wagen 4. Während der Periode von t₁
bis t₂ wird ebenfalls die Spalteinstellvorrichtung 6 in Z-Richtung (siehe
(b)) bewegt, um den Spalt zwischen dem Wafer 5 und der Maske 15 kleiner
zu machen.
Dann wird der Strom zum elektromagnetischen Anziehen des Wagens 4 an die
Spule 219 in der Feineinstellstufe 3 (siehe (f)) angelegt und der Strom zum
Unterbrechen der elektromagnetischen Anziehung auf den Wagen 4 wird der
Spule 219 in der Grobeinstellstufe 2 (siehe (e)) zugeführt. Das führt dazu,
daß der Wagen 4 von da an unabhängig von der Grobeinstellstufe 2 der
Bewegung der Feineinstellstufe 3 folgt.
Während der nächsten Periode von t₃ - t₄ wird die Feineinstellstufe 3 in
die X-Richtung und die Z-Richtung gefahren, um ein Ausrichten des Wafers 5
(siehe (c), (d)) durchzuführen. Dann wird die Belichtung in der Periode von
t₄ bis t₅ durchgeführt. Während der Wafer 5 der Belichtung ausgesetzt ist,
fährt die Grobeinstellstufe 2 zurück in ihre Ursprungsposition (siehe (a)), um
für die nächste Schrittbewegung vorbereitet zu sein. Zu diesem
Zeitpunkt, an dem die Feineinstellstufe 3 in einer ausgelenkten Position in der Z-Richtung
(siehe (d)) ist, um den Wagen 4 dort zu halten, ist die Grobeinstellstufe
2 nicht mit dem Wagen 4 in Berührung.
Zum Zeitpunkt t₅, an dem die Belichtung des Wafers 5 abgeschlossen worden
ist, wird die Feineinstellstufe 3 in der Z-Richtung (siehe (d)) gefahren, so
daß die Grobeinstellstufe 2 in
Berührung mit dem Wagen 4 kommt. Gleichzeitig wird ebenfalls die Spalteinstellvorrichtung
6 in Z-Richtung (siehe (b)) gefahren, um den Spalt
zwischen dem Wafer 5 und der Maske 15 zu vergrößern. Dabei wird der Strom
zur elektromagnetischen Anziehung des Wagens 4 an die Spule 219 in der
Grobeinstellstufe 2 (siehe (e)) angelegt und der Strom zum Unterbrechen der
elektromagnetischen Anziehung für den Wagen 4 wird der Spule 219 in der
Feineinstellstufe 3 (siehe (f)) zugeführt. Zum Zeitpunkt t₇ wird das Wiederpositionieren
des Wagens 4 von der Feineinstellstufe 3 zur Grobeinstellstufe 2
abgeschlossen.
Durch das oben angegebene Verfahren wird der Wagen 4 einer Serie von
Operationen mit Schrittbewegung, Ausrichtung und Belichtung unterzogen,
wobei ein Belichtungsvorgang abgeschlossen
wird. Es wird angemerkt, daß die Verschiebung in Y-Richtung der Grobeinstellstufe
2, die Verschiebung in Y-Richtung und die Drehung in R-Richtung
der Feineinstellstufe 3 und die Drehungen der Feineinstellstufe 3 in der α-
und β-Richtung in ähnlicher Weise wie oben durchgeführt werden können und
diese deshalb hier nicht weiter erläutert werden.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Systems zum
Durchführen des Verfahrens der Steuerung der Probenbewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 19 gezeigt wird, zeigt. In Fig. 20
werden Einrichtungen bzw. Teile wie diejenigen in Fig. 2 und 4 wiederum
mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Y-Antriebseinrichtung 205 wird
mit einer Grob-Y-Steuereinheit 1701 angetrieben. Der Betrag der Y-Bewegung
des Probenwagens 4 (siehe Fig. 1) zu diesem Zeitpunkt wird durch das Positionsmeßgerät
801 gemessen und die sich ergebende Information wird der Grob-Y-Steuereinheit
1701 eingegeben. Analog wird die X-Antriebseinrichtung 207
durch eine Grob-X-Steuereinheit 1702 angetrieben. Der Betrag der Bewegung
des Wagens 4 zu diesem Zeitpunkt wird von dem Positionsmeßgerät 802
gemessen und die sich ergebende Information wird der Grob-X-Steuereinheit
1702 eingegeben.
Das Y-Stellglied 301 wird von einer Fein-Y-Steuereinheit 1703 angetrieben. Der
Betrag der Bewegung des Wagens 4 zu diesem Zeitpunkt wird
von dem Positionsmeßgerät 801 gemessen und die sich ergebende Information
wird der Fein-Y-Steuereinheit 1703 zugeführt. Die Stellglieder 302 und 303
werden von einer Fein-X-R-Steuereinheit 1704 angetrieben. Die Beträge der
Bewegung des Wagens 4 werden diesmal von den Positionsmeßgeräten 802, 803
gemessen und die sich ergebende Information wird der Fein-X-R-Steuereinheit
1704 zugeführt. In diesem Fall erlauben die Positionsmeßgeräte 802 und 803,
die Verschiebung der X-Richtungsbewegung und den Betrag der R-Richtungsdrehung
des Wagens 4 zu detektieren.
Das Stellglied 304 wird von einer Fein-Z1-Steuereinheit 1705 angetrieben und
der Betrag der Bewegung der Feineinstellstufe 3 (siehe Fig. 1) wird dieses
Mal von den Sensoren 310 und 311 bestimmt. Ein Mittelwert der gemessenen
Ergebnisse bzw. Werte wird von einem Mittelwertberechner 1706 berechnet
und dann der Fein-Z1-Steuereinheit 1705 eingegeben. Das Stellglied 305 wird
von einer Fein-Z2-Steuereinheit 1707 angetrieben und der Betrag der Bewegung
der Feineinstellstufe 3 wird von den Sensoren 312 und 313 gemessen.
Ein Mittelwert der gemessenen Ergebnisse wird von einem Mittelwertberechner
1706 berechnet und dann der Fein-Z2-Steuereinheit 1707 eingegeben.
Das Stellglied 306 wird von einer Fein-Z3-Steuereinheit 1708 angetrieben
und der Bewegungsbetrag der Feineinstellstufe 3 wird diesmal von den
Sensoren 314 und 315 gemessen. Ein Mittelwert der gemessenen Ergebnisse
wird von einem Mittelwertberechner 1706 berechnet und dann der Fein-Z3-Steuereinheit
1708 eingegeben. Ein Z-Motor 603 wird von einer Grob-Z-Steuereinheit
1709 angesteuert. Die Spule 219 (siehe Fig. 7),
die in der Grobeinstellstufe 2 (siehe Fig. 1) zur elektromagnetischen Anziehung
vorgesehen ist, wird durch die Steuereinheit A 1710 für die Anzugsspule
erregt, wohingegen die Spule 219 (siehe Fig. 7), die in der Feineinstellstufe
3 (siehe Fig. 1) zur elektromagnetischen Anziehung vorgesehen ist,
durch eine Steuereinheit B 1711 für die Anzugsspule erregt wird.
Die Grob-Y-Steuereinheit 1701, die Grob-X-Steuereinheit 1702, die Fein-Y-Steuereinheit
1703, die Fein-X-R-Steuereinheit 1704, die Fein-Z1-Steuereinheit
1705, die Fein-Z2-Steuereinheit 1707, die Fein-Z3-Steuereinheit 1708, die
Grob-Z-Steuereinheit 1709, die Steuereinheit A 1710 für die Anzugsspule und
die Steuereinheit B 1711 für die Anzugsspule werden getrennt durch eine
Wagensteuereinheit 17 gesteuert, die selbst von einer Systemsteuereinheit
1712 gesteuert bzw. kontrolliert wird.
Die Fig. 21, 22 und 23 sind Flußdiagramme, die ein Steuerverfahren bzw. ein
Kontrollverfahren für die Wagensteuereinheit 17 (siehe Fig. 20) zeigen.
Fig. 22 ist die Fortsetzung des Flußdiagramm von Fig. 21 und Fig. 23 die Fortsetzung
des Flußdiagramms von Fig. 22. Wenn ein Befehl für den Betriebsstart
von der Systemsteuereinheit 1712 zu der Wagensteuereinheit 17 geschickt
wird, wie in Fig. 20 gezeigt wird, beginnt die Wagensteuereinheit 17
eine Serie von Arbeitsvorgängen auszuführen, wie sie in Fig. 21 und den
nachfolgenden Figuren gezeigt werden.
Zuerst wird ein Verfahrensabschnitt F10 ausgeführt. Genauer, wenn die Wagensteuereinheit
17 jeweilige Zielwerte an die Grob-Y-Steuereinheit 1701 und die Grob-X-Steuereinheit
1702 ausgibt, werden die Grob-Y-Steuereinheit 1701 und die
Grob-X-Steuereinheit 1702 betrieben, um die jeweiligen Abweichungen der Ist- von den Zielwerten zurück zu
der Wagensteuereinheit 17 zu geben. Die Wagensteuereinheit 17 bestätigt, daß
diese Abweichungen nicht größer sind als ein vorgegebener Wert. Wenn diese
Abweichungen größer werden als der vorgegebene Wert, sogar nachdem
Bestätigungen zu vorgegebenen Zeitpunkten gemacht worden sind, wird dies
als anomaler Zustand beurteilt und die Wagensteuereinheit fährt fort mit
einer Fehlerverarbeitungsroutine.
Nach Beendigung dieser Arbeitsvorgänge der Grob-Y-Steuereinheit 1701
und der Grob-X-Steuereinheit 1702 fährt die Wagensteuereinheit fort mit dem
nächsten Verfahrensabschnitt F20.
Im Verfahrensabschnitt F20 gibt die Wagensteuereinheit 17 einen Zielwert an die Grob-Z-Steuereinheit
1709 aus und dann empfängt sie die jeweiligen Abweichungen
von der Fein-Y-Steuereinheit 1703 und der Fein-X-R-Steuereinheit 1704. Um
die Feineinstellstufe 3 (siehe Fig. 1) für Beträge entsprechend diesen Abweichungen
im voraus zu bewegen, berechnet die Wagensteuereinheit 17
zugeordnete Zielwerte für die Fein-Y-Steuereinheit 1703 und die Fein-X-R-Steuereinheit
1704 und gibt die berechneten Werte an diese aus. Um
die Oberflächen sowohl der Grobeinstellstufe 2 als auch der Feineinstellstufe
3 (siehe Fig. 1) auf die gleiche Höhe zu bringen, gibt die Wagensteuereinheit 17 dann
jeweilige Zielwerte an die Fein-Z1-Steuereinheit 1705, die Fein-Z2-Steuereinheit
1707 und die Fein-Z3-Steuereinheit 1708 aus und danach gibt sie einen
Zielwert (einen vorgegebenen Maximalstrom, siehe Fig. 10) aus, und zwar an
die Steuereinheit B1711 für die Anzugsspule. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die
Wagensteuereinheit 17 jeweilige Abweichungen von der Fein-Z1-Steuereinheit
1705, der Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und der Fein-Z3-Steuereinheit 1708
entgegen, um zu überprüfen, ob diese Abweichungen nicht größer sind als
ein vorgegebener Wert. Wenn diese Abweichungen größer werden als der
vorgegebene Wert, selbst nachdem Bestätigungen in einer vorgegebenen
Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als ein anomaler Zustand bewertet und die Wagensteuereinheit
fährt fort mit einer Fehlerverarbeitungsroutine.
Nach Vervollständigung dieser Arbeitsvorgänge der Fein-Z1-Steuereinheit 1705,
der Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und der Fein-Z3-Steuereinheit 1708
geht die Wagensteuereinheit zum Verfahrensabschnitt F30 über.
Im Verfahrensabschnitt F30 gibt die Wagensteuereinheit 17 einen Zielwert (einen vorgegebenen
Umkehrstrom, siehe Fig. 10) an die Steuereinheit A1710 für die
Anzugsspule, einen Zielwert (einen vorgegebenen Konstantstrom, siehe Fig. 10)
an die Steuereinheit B1711 für die Anzugsspule aus und einen Zielwert
(Strom abschalten) an die Steuereinheit A1710 für die Anzugsspule, und zwar
nacheinander. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Wagensteuereinheit 17 eine Abweichung
von der Grob-Z-Steuereinheit 1709 entgegen, um zu überprüfen, ob
die Abweichung nicht größer ist als ein vorgegebener Wert. Wenn die Abweichung
größer wird als ein vorgegebener Wert, selbst nachdem Bestätigungen
in einer vorgegebenen Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als anomaler
Zustand bewertet und die Wagensteuereinheit fährt mit der Fehlerverarbeitungsroutine
fort.
Nach Bestätigen der Beendigung eines solchen Arbeitsgangs der Grob-Z-Steuereinheit
1709 fährt die Wagensteuereinheit mit dem
Verfahrensabschnitt F40 fort.
Im Verfahrensabschnitt F40 gibt die Wagensteuereinheit 17 jeweilige Zielwerte an die
Fein-Y-Steuereinheit 1703, die Fein-X-R-Steuereinheit 1704, die Fein-Z1-Steuereinheit
1705, die Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und die Fein-Z3-Steuereinheit
1708 aus. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Wagensteuereinheit 17
jeweilige Abweichungen von der Fein-Y-Steuereinheit 1703, der Fein-X-R-Steuereinheit
1704, der Fein-Z1-Steuereinheit 1705, der Fein-Z2-Steuereinheit
1707 und der Fein-Z3-Steuereinheit 1708 entgegen, um zu überprüfen, ob
diese Abweichungen nicht größer sind als ein vorgegebener Wert. Wenn diese
Abweichungen größer sind als der vorgegebene Wert, selbst nachdem
Bestätigungen in einer vorgegebenen Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als
anomaler Zustand bewertet und die Wagensteuereinheit fährt mit der Fehlerverarbeitungsroutine
fort.
Nach Vervollständigung der oben erwähnten Arbeitsvorgängen,
geht die Wagensteuereinheit zu einem Verfahrensabschnitt F50 über. In diesem
Verfahrensabschnitt F50 benachrichtigt die Wagensteuereinheit 17 die Systemsteuereinheit
1712 von der Tatsache, daß die Fein-Positionierung des Wagens 4 abgeschlossen
worden ist, und dann gibt sie jeweilige Zielwerte an die Grob-Y-Steuereinheit
1701 und die Grob-X-Steuereinheit 1702 aus. Diese Zielwerte dienen dazu, um
die Grobeinstellstufe 2 (siehe Fig. 1) im voraus zu bewegen, damit sie für die
nächste Bewegung fertig ist. In diesem Zusammenhang kann die vorteilhafte
Wirkung zum Verbessern der Genauigkeit der Vorrichtung erhalten werden,
indem die Grobeinstellstufe 2 so angetrieben wird, daß restliche Vibrationen
des Körpers (siehe Fig. 16), der auf der vibrationsisolierenden Plattform 16
vorgesehen ist, ausgelöscht werden.
Zum Zeitpunkt, an dem ein Signal zum Anzeigen des Belichtungsendes von der
Systemsteuereinheit 1712 angelegt wird, nimmt die Wagensteuereinheit 17
jeweilige Abweichungen von der Grob-Y-Steuereinheit 1701 und der Grob-X-Steuereinheit
1702 entgegen, um zu überprüfen, ob diese Abweichungen nicht
größer sind, als ein vorgegebener Wert. Aufgrund dieser Bestätigung bestimmt
sie, daß die Bewegung der Grobeinstellstufe 2 beendet worden ist, und
geht zu einem nächsten Verfahrensabschnitt F60 über. Wenn die Abweichungen größer
werden als der vorgegebene Wert, selbst nachdem Bestätigungen in einer vorgegebenen
Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als anomaler Zustand
bewertet und die Wagensteuereinheit fährt fort mit der Fehlerverarbeitungsroutine.
In dem Verfahrensabschnitt F60 gibt die Wagensteuereinheit 17 einen Zielwert an die
Grob-Z-Steuereinheit 1709 aus, und zwar zum Vergrößern des Spaltes zwischen
dem Wafer 5 und der Maske 15 (siehe Fig. 16). Um die Oberflächen
der Grobeinstellstufe 2 und der Feineinstellstufe 3 (siehe Fig. 1) auf die gleiche
Höhe zu bringen, gibt die Wagensteuereinheit 17 dann jeweilige Zielwerte an die
Fein-Z1-Steuereinheit 1705, die Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und die Fein-Z3-Steuereinheit
1708 aus und danach gibt sie einen Zielwert (vorgegebener
Maximalstrom, siehe Fig. 10), an die Steuereinheit A1710 für die Anzugsspule
(siehe Fig. 23 für die folgenden Schritte) aus. Zu diesem Zeitpunkt
nimmt die Wagensteuereinheit 17 jeweilige Abweichungen von der Fein-Z1-Steuereinheit
1705, der Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und der Fein-Z3-Steuereinheit
1708 entgegen, um zu überprüfen, ob diese Abweichungen nicht
größer sind als ein vorgegebener Wert. Wenn diese Abweichungen größer
werden als der vorgegebene Wert, selbst nachdem Bestätigungen in vorgegebener
Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als anomaler Zustand bewertet und
die Wagensteuereinheit fährt fort mit der Fehlerverarbeitungsroutine.
Nach Beendigung dieser Arbeitsschritte der Fein-Z1-Steuereinheit 1705, der
Fein-Z2-Steuereinheit 1707 und der Fein-Z3-Steuereinheit 1708 fährt die
Wagensteuereinheit mit dem nächsten Verfahrensabschnitt F70 fort.
In dem Verfahrensabschnitt F70 gibt die Wagensteuereinheit 17 einen Zielwert (einen
vorgegebenen Strom umgekehrter Richtung, siehe Fig. 10) zu der Steuereinheit B1711 für die
Anzugspule, einen Zielwert (vorgegebener Konstantstrom, siehe Fig. 10) an
die Steuereinheit A1710 für die Anzugspule und einen Zielwert (Stromabschaltung)
an die Steuereinheit B1711 der Anzugspule aus, und zwar hintereinanderfolgend.
Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Wagensteuereinheit 17 eine
Abweichung von der Grob-Z-Steuereinheit 1709 entgegen, um zu überprüfen,
ob die Abweichung nicht größer ist als ein vorgegebener Wert, wodurch alle
Arbeitsvorgänge bzw. Verfahrensabschnitte zu einem Ende gebracht werden. Wenn die
Abweichung größer wird als der vorgegebene Wert, selbst nachdem Bestätigungen
in vorgegebener Anzahl durchgeführt worden sind, wird dies als
anomaler Zustand bewertet und die Wagensteuereinheit fährt fort mit der
Fehlerverarbeitungsroutine.
Wie oben beschrieben, kann das Steuerverfahren für die Probenbewegungsvorrichtung
gemäß Fig. 19 durchgeführt werden, indem die Steuereinheiten,
die in Fig. 20 gezeigt werden, nach den Verfahrensabschnitten, die in den Fig. 21, 22
und 23 gezeigt werden, betrieben werden. Es ist anzumerken, daß das Verfahren
zum Betreiben der Probenbewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht auf die oben angegebene Ausführungsform beschränkt
ist und daß ein ähnlicher vorteilhafter Effekt auch erhalten werden kann in
jenen Fällen, in denen die Probenbewegungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in anderen Belichtungsvorrichtungen verwendet wird, die
z. B. eine Quecksilberlampe, einen Excimer-Laser oder eine punktförmige
Röntgen-Strahlenquelle einsetzen.
Im Falle, daß der Betrieb mit der Fehlerverarbeitungsroutine während der
Verfahrensabschnitte nach Fig. 21, 22 und 23 fortfährt, führt die Wagensteuereinheit 17
sofort solche Schritte aus, wie die aktiven
Operationen zu beenden und den Wagen zurück zu einer vorgegebenen
Position zu bewegen, während sie die Systemsteuereinheit 1712 von dem
Auftreten eines anomalen Zustands benachrichtigt.
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ausgangspunkt-
Einstelleinrichtung zum Einsatz in der Probenbewegungsvorrichtung
zeigt. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen wie in den Fig. 1 und
16 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Drei Positionierstifte
18 sind auf der Grundplatte 1 oder der Oberflächenplatte 7 oder dem Körper
13 (nicht gezeigt in Fig. 24, siehe Fig. 1 und 16) vorgesehen. Der Wagen 4
kann anfänglich eingestellt werden durch Zurücksetzen der Positionsmeßgeräte
801, 802 und 803 (nicht gezeigt in Fig. 24, siehe Fig. 1 und 16),
in der Weise, daß die Positionierstifte 18 direkt angrenzend an den Wagen 4
gehalten sind.
Fig. 25 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel der Ausgangspunkt-
Einstelleinrichtung für den Wagen 4 zeigt. Gleiche Teile bzw. Einrichtungen
wie in Fig. 1 und 16 sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Drei Ursprungssensoren 1801 sind auf der Basis 1 oder der Oberflächenplatte
7 oder dem Körper 13 (nicht gezeigt in Fig. 25, siehe Fig. 1 und 16) vorgesehen.
Der Wagen 4 wird anfänglich eingestellt, indem die Positionsmeßgeräte
801, 802 und 803 (nicht gezeigt in Fig. 25, siehe Fig. 1 und 16) zurückgesetzt
werden, nachdem der Wagen 4 in so eine Position bewegt worden ist,
daß die drei Ursprungssensoren 1801 die vorgegebenen Werte ausgeben
können. Bei dieser Gelegenheit, kann der Wagen 4 bewegt werden, indem die
Grobeinstellstufe 2 und Feineinstellstufe 3 eingesetzt werden.
Es ist anzumerken, daß in den Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, daß
der Wagen 4 am Anfang mit hoher Genauigkeit eingestellt wird, die obenstehende
Ausgangspunkteinstelleinrichtung nicht gebraucht wird.
Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Hilfsstufe
für große Wagenbewegungen zeigt, die einzusetzen ist, wenn die Probenbewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung in der Belichtungsvorrichtung
angewendet wird. Gleiche Einrichtungen wie in Fig. 1 und 16 sind
wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Probenbewegungsvorrichtung
gemäß Fig. 1 ist an dem Körper 13 angebracht, wobei die Oberflächenplatte
7 von den Säulenstücken 12 getragen wird;
zusätzlich ist eine Hilfsstufe 19 vorgesehen, die andere Säulenstücke in
ähnlicher Weise verwendet. Die Hilfsstufe 19 ist beweglich in der Richtung
des Pfeiles in der Figur und hat eine Halteeinrichtung
1901, die geeignet ist, den Wagen 4 anzuziehen. Wenn die
Anzugskopplung zwischen der Grobeinstellstufe 2 als auch der Feineinstellstufe
3 (nicht gezeigt, siehe Fig. 1) und dem Wagen 4 unterbrochen wird,
während der Wagen 4 von der Halteeinrichtung 1901 angezogen wird, kann
der Wagen 4 über eine große Strecke bewegt werden. Das erleichtert bzw.
ermöglicht Arbeitsvorgänge, wie z. B. das Aufbringen des Wafers 5 auf den
Wagen 4 und das Befestigen der Maske 15 auf dem Maskenfeineinstellblock 14
(nicht gezeigt in Fig. 26, siehe Fig. 16). Es wird angemerkt, daß die Bewegungsrichtung
der Hilfsstufe 19 nicht auf diejenige der oben angegebenen
Ausführungsform beschränkt ist, und daß eine ähnlich vorteilhafte Wirkung
auch dann erhalten werden kann, wenn sich die Hilfsstufe 19 in
irgendeine andere Richtung bewegt.
Fig. 27 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Eigengewichtskompensationseinrichtung
zeigt, die einzusetzen ist, wenn die Probenbewegungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung in einem SOR-Ausrichter
untergebracht ist. Gleiche Einrichtungen wie in Fig. 1 und 16
sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Walze bzw. Rolle 27
ist auf der Bodenseite des Wagens 4 vorgesehen, um über einen Trägerstab
20 zu rollen. Der Trägerstab 20 ist in eine Richtung gemäß dem Pfeil in der
Figur über ein Paar von Hubstäben 22 bewegbar, die jeweils von einer
Hubstabführungseinrichtung 21 geführt werden, die an dem Körper 13 (nicht
gezeigt in Fig. 27, siehe Fig. 16) vorgesehen sind. Metallgurte bzw. -bänder
(z. B. Stahlbänder) 23 sind jeweils mit einem ihrer Enden an den unteren
Enden der Hubstäbe 22 angebracht. Die Stahlbänder 23 erstrecken sich so,
daß sie über Rollen 24 laufen, die am Körper 13 vorgesehen sind (nicht
gezeigt in Fig. 27, siehe Fig. 16) und ein Balancegewicht 25 hängt an den
anderen Enden der Stahlgurte 23. Mit solch einer Anordnung wird es ermöglicht,
Verschlechterungen in der Positioniergenauigkeit des Wagens 4 aufgrund
seines Eigengewichts durch das Balancegewicht 25 zu verhindern.
Es wird angemerkt, daß eine ähnlich vorteilhafte Wirkung in jenen
Fällen erhalten werden kann, in denen andere Strukturen einer Eigengewichtskompensationseinrichtung
als dieser Ausführungsform verwendet werden. Wo es
nicht notwendig ist, die Eigengewichtskompensationseinrichtung zu verwenden,
kann auf sie verzichtet werden. Als Alternative kann die Hilfsstufe
19 (siehe Fig. 24) so ausgelegt sein, daß sie auch als Eigengewichtskompensationseinrichtung
dient.
Fig. 28 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der
Probenbewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Gleiche
Einrichtungen bzw. Teile wie in Fig. 1 und 2 sind wiederum mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Eine Feineinstellstufe 3 ist auf einer Basis 1 gelagert
bzw. befestigt, während ein Y-Tisch 201, der in Y-Richtung geführt
ist, und ein X-Tisch 203, der in X-Richtung geführt ist, auf der Feineinstellstufe
3 angebracht sind. Der Y-Tisch 201 wird von einer Y-Antriebseinrichtung
205 über einen Y-Stab 206 angetrieben und der X-Tisch 203 wird von
einer X-Antriebseinrichtung 207 über einen X-Stab 210 angetrieben. Wenn ein
Wagen 4 (nicht gezeigt, siehe Fig. 1) schrittweise in der X-Richtung bewegt
wird, wird er zu dem X-Tisch 203 hingezogen und zusammen mit
dem X-Tisch bewegt. Wenn der Wagen 4 schrittweise in der Y-Richtung
bewegt wird, wird er zu dem Y-Tisch 201 hin angezogen und
zusammen mit dem Y-Tisch bewegt. Wenn der Wagen 4 fein in der X-, Y-,
Z-, α-, β- und R-Richtung bewegt wird, wird der Wagen 4 zu der Feineinstellstufe
3 hin angezogen, so daß der Wagen zusammen mit der Feineinstellstufe
3 durch Antreiben der zugeordneten Stellglieder
bewegt wird. In dieser Ausführungsform gibt es selbststeuernde bzw.
kontrollierende Begrenzer 26 in dem Y-Tisch 201, dem X-Tisch
203 und der Feineinstellstufe 3. Wenn der Y-Tisch 201, der X-Tisch
203 oder die Feineinstellstufe 3 oder mehrere dieser Elemente den Wagen 4
nicht anziehen, wird Luft durch diese Begrenzer auf diese Tische bzw.
diesen Tisch und/oder die Stufe geleitet, um zwischen ihnen und dem Wagen
4 eine aerostatische Schmierung zu erzeugen.
Wenn z. B. der Wagen 4 zu dem X-Tisch 203 hin angezogen ist und schrittweise in
X-Richtung bewegt wird, können die automatisch gesteuerten
Begrenzer 26, die auf dem Y-Tisch 201 und der Feineinstellstufe 3 vorgesehen
sind, dazu dienen, zwischen dem Y-Tisch 201 aber auch zwischen der
Feineinstellstufe 3 und dem Wagen 4 eine aerostatische Schmierung zu bewirken. Es
wird angemerkt, daß der Y-Tisch 201, der X-Tisch 203 und die Feineinstellstufe
3 direkt relativ zum Wagen 4 gleiten können, wenn auf die automatisch
gesteuerten Begrenzer 26 verzichtet wird. Eine Führung des Y-Tisches 201,
des X-Tisches 203 aber auch eine Anziehung der Y-Antriebseinrichtung 205,
der X-Antriebseinrichtung 207, der Feineinstellstufe 3 und des Wagens 4 kann
in ähnlicher Weise durchgeführt werden, wie oben in Verbindung mit den Fig. 2,
4 und 7 erläutert wurde, und deshalb wird dies hier nicht weiter erläutert.
Kurz gesagt, beeinflußt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fehler in der
Positionierung der Grobeinstellstufe 3 und ein Fehler in der Detektion der
Position derselben nicht länger die Positioniergenauigkeit der Probe. Da die
Position des Wagens, auf dem der Wafer angezogen bzw. fixiert ist, direkt
durch Positionsmeßgeräte gemessen wird, kann die Probe mit hoher Genauigkeit
positioniert werden. Wenn die vorliegende Erfindung z. B. in
einer Belichtungsvorrichtung angewendet wird, wird es deshalb möglich,
die Anordnungsgenauigkeit und die Überlagerungsgenauigkeit von Mustern, die auf
die Probe übertragen werden sollen, wesentlich zu verbessern.
Claims (8)
1. Probenbewegungsvorrichtung, die
- - eine Basis (1),
- - einen Wagen (4) zum Halten einer Probe (5),
- - eine Grobeinstellstufe (2), die auf der Basis gelagert ist und in zwei orthogonale Richtungen einer XY-Ebene bewegbar ist,
- - eine Grobantriebseinrichtung (205, 207) zum Antreiben der Grobeinstellstufe,
- - eine Feineinstellstufe (3), die auf der Basis gelagert ist und zumindestens in den zwei orthogonalen Richtungen der XY-Ebene bewegbar ist,
- - eine Feinantriebseinrichtung (301, 302, 303) zum Antreiben der Feineinstellstufe,
- - eine Meßeinrichtung (801, 802, 803) zum Messen der Ist-Position des Wagens in der XY-Ebene und
- - eine Positionssteuereinrichtung (1703, 1704) zur Steuerung der Feinantriebseinrichtung aufgrund der Abweichung zwischen der Soll- und Ist-Position des Wagens
enthält,
gekennzeichnet durch
eine Halteeinrichtung (219, 401) zum Halten des Wagens auf jeweiligen
objekttragenden Flächen der Feineinstellstufe (3) und der Grobeinstellstufe
(2), so daß eine von der Bewegung der Grobeinstellstufe unabhängige Bewegung
der Feineinstellstufe möglich ist.
2. Probenbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Basisantriebseinrichtung (604) zum vertikalen Bewegen der Basis.
3. Probenbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung das Objekt durch Vakuumanziehung hält.
4. Probenbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung (219, 401) das Objekt durch magnetische Anziehung
hält.
5. Probenbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteeinrichtung das Objekt durch elektrostatische Anziehung hält.
6. Verwendung der Probenbewegungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5 zur Herstellung eines Halbleiters, wobei ein Wafer von dem Wagen (4)
angezogen und mit einer Synchrotronstrahlung beaufschlagt wird.
7. Verwendung der Probenbewegungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der
Winkel, welcher zwischen einer Ebene, in der ein Synchrotronorbitalstrahlungsring
zum Erzeugen einer Synchrotronstrahlung installiert ist, und einer Ebene,
in der der den Wafer anziehende Wagen abgetastet wird, in einem Bereich
von 86° bis 89° liegt.
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