DE68923576T2 - Bauteilträgervorrichtung. - Google Patents

Bauteilträgervorrichtung.

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Description

    Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die in einem Belichtungsgerät zum Belichten mit Strahlung eines mit einer strahlungsempfindlichen Materialbeschichtung versehenen Bauteils, beispielsweise eines Halbleiterwafers, mit einem auf einer Maske ausgebildeten Muster geeignet verwendbar ist, um ein derartiges Bauteil zu Trägern.
  • Ein Beispiel einer Bauteilträgervorrichtung, die in einem Belichtungsgerät eines bekannten Typs verwendet ist, ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur ist mit 1 ein Bauteil; mit 2 ein Bauteilträger; mit 3 eine Blattfeder; mit 4 eine Welle und mit 5 ein Objekttisch bezeichnet. Der Bauteilträger 2 zum Trägern des Bauteils 1 darauf ist an dem Objekttisch 5 mittels der Blattfeder 3 (die eine Lagerung sein kann) und der Welle 4 fixiert. Der Objekttisch 5 ist vibrationsfrei ausgebildet, indem beispielsweise ein Luftkissen verwendet wird.
  • Aufgrund der Tatsache, daß das Aufbringen eines so feinen Musters, wie es derzeit ausgeführt wird, nicht ausgeführt wurde, oder aus jedem anderen Grund, bedingt eine Schwingung des Bauteilträgers 2 herkömmlicherweise nur einen so geringen Verschiebungsbetrag des Bauteils 1, daß er vernachlässigt werden kann, wenn bei diesem Aufbau die Schwingung des Objekttisches 5 ausreichend verhindert wird.
  • Seit kurzem jedoch wird eine Hochleistungs-Strahlungsquelle zum Ausbilden außerordentlich feiner Muster auf einem Bauteil verwendet. Dies führt zu einem Nachteil, daß aufgrund der Wärme an dem Bauteil, die aufgrund von Absorption oder Streuung des Bestrahlungsstrahls einer derartigen Strahlungsquelle bedingt sein kann, oder aufgrund der Wärme des Objekttisches oder der Umgebung eine Wärmeausdehnung in dem Bauteil und / oder dem Bauteilträger auftritt, was in einer Verschiebung um einen Betrag resultiert, der nicht vernachlässigt werden kann. In Anbetracht dessen kann es in Betracht gezogen werden, ein System zum Kühlen des Bauteils und des Bauteilträgers zu verwenden. Wenn ein derartiges Kühlsystem verwendet wird, gibt es jedoch eine Möglichkeit, daß aufgrund der Rohrreibung und dem Pulsieren von Kühlwasser beim Durchfließen durch einen Durchfluß eine unerwünschte Kraft auf das Bauteil und den Bauteilträger einwirkt. Eine derartige Kraft bewirkt Schwingungen des Bauteils und des Bauteilträgers, die in einer Verschiebung um einen Betrag von N/1000 bis N/100 Mikrometer (N ist eine ganze Zahl) resultieren. Nachteilhafterweise wird es dadurch schwierig, eine hochpräzise Justierung zu erreichen, die zur Ausbildung von außergewöhnlich feinen Mustern erforderlich ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung:
  • Erfindungsgemäß ist ein Belichtungsgerät nach Patentanspruch 1 geschaffen. Die übrigen Patentansprüche beschreiben optionale Merkmale.
  • Das Gerät unterdrückt Schwingungen eines Wafers und des Waferträgers, wodurch eine Verschlechterung der Musterausbildungspräzision aufgrund von Schwingungen des Wafers während der Belichtung verhindert wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der Detektor beispielsweise einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren oder Beschleunigungssensoren. Das Stellglied bzw. der Aktuator kann beispielsweise eine oder mehrere piezoelektrische Einrichtungen zum Bewirken einer Verschiebung des Wafers umfassen, und kann an dem Waferträger oder einem Objekttisch, der den Waferträger hält, befestigt sein. Mit dieser Anordnung kann jede Schwingung des Wafers oder des Waferträgers von dem Detektor erfaßt werden und ein auf der erfaßten Schwingung beruhendes Ausgangssignal wird dem Aktuator zugeführt. Im Ansprechen darauf erzeugt der Aktuator eine Schwingungsbewegung, die die Schwingung des Wafers und des Waferträgers aufheben kann.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben sind, werden nun mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Hauptabschnitt einer in einem herkömmlichen Belichtungsgerät verwendeten Bauteilträgervorrichtung darstellt.
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die einen Hauptteil einer Bauteilträgervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bauteilträgervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels dreidimensional zeigt.
  • Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Bauteilträgervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wie sie in Richtung eines Pfeiles A in Fig. 3 zu sehen ist.
  • Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Bauteilträgervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels, ähnlich Fig. 3, die die Schwingung eines Bauteilträgers zeigt.
  • Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Frequenzcharakteristiken eines Ausgangs eines Beschleunigungssensors zeigt, der mittels eines Verstärkers verstärkt wurde.
  • Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Befestigungsabschnitt für eine piezoelektrische Einrichtung einer Bauteilträgervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7.
  • Fig. 9 ist eine schematische und blockschaltbildartige Ansicht, die einen allgemeinen Aufbau eines Belichtungsgeräts in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Belichtungssteuerung zeigt, wie sie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das ein anderes Beispiel der Belichtungssteuerung darstellt.
  • Fig. 12 ist eine schematische und blockschaltbildartige Ansicht, die einen allgemeinen Aufbau einer Bauteilträgervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele:
  • Mit Bezug auf Fig. 2 - 4 ist Fig. 2 eine schematische Ansicht, die einen Hauptabschnitt einer Bauteilträgervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bauteilträgervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels dreidimensional zeigt, und Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Bauteilträgervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels, wie sie in der Richtung eines Pfeiles A in Fig. 3 zu sehen ist. In Fig. 2 - 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauelemente.
  • In Fig. 2 - 4 ist mit 1 ein Bauteil, beispielsweise ein Halbleiterwafer; mit 2 ein Bauteilträger zum Halten des Bauteils 1 beispielsweise mittels eines Unterdruckspannens; mit 3 eine Blattfeder, mit der Bauteilträger 2 an einem Objekttisch fixiert ist; mit 4 eine Welle zum Fixieren des Bauteilträgers 2 an dem Objekttisch und zum Schaffen einer Drehverschiebung; mit 5 ist der Objekttisch zum Trägern des Bauteilträgers 2; mit 6 ist ein Beschleunigungssensor mit einer Empfindlichkeit für die Beschleunigung in Richtung der Y-Achse; mit 7 ist ein eine piezoelektrische Einrichtung auwfeisender Vibrator; beispielsweise zum Bewirken einer Verschiebung in der Y-Richtung; mit 8 ist ein Beschleunigungssensor mit einer Empfindlichkeit für die Beschleunigung in Richtung der Z-Achse; mit 9 ist ein eine piezoelektrische Einrichtung aufweisender Vibrator, beispielsweise zum Bewirken einer Verschiebung in die Z-Richtung; mit 10 ist ein Beschleunigungssensor mit einer Empfindlichkeit für die Beschleunigung in Richtung der X- Achse; mit 11 ist ein eine piezoelektrische Einrichtung aufweisender Vibrator, beispielsweise zum Bewirken einer Verschiebung in der X-Richtung; mit 12 eine Fixiervorrichtung zum Befestigen der Beschleunigungssensoren und der Vibratoren (piezoelektrische Einrichtungen beispielsweise) an dem Bauteilträger 2; und mit 13 sind Verstärker bezeichnet, von denen jeder vorgesehen ist, um einen Ausgang eines entsprechenen Beschleunigungssensors zu verstärken. Mit 26 ist eine Belichtungssteuerung-Zentralverarbeitungseinheit (CPU) bezeichnet, die betreibbar ist, um beispielsweise die Ausgänge der Beschleunigungssensoren zu überwachen.
  • Zur Erleichterung der Erklärung ist ein Koordinatensystem bestimmt, das die Achsen X, Y und Z wie in Fig. 2 und 4 dargestellt enthält. In Fig. 2 repräsentieren die Symbole "+" und "-", die Hauptleitungen der Beschleunigungssensoren 6, 8 und 10 zugeordnet sind, daß, wenn der Bauteilträger 2 schwingt, um eine Beschleunigung in einer Richtung von +x, +y oder +z zu erzeugen, ein entsprechender der Beschleunigungssensoren 6, 8 und 10 ein positives Potential erzeugt, und an eine mit "+" bezeichnete Hauptleitung anlegt, im Vergleich zu dem mit "-" bezeichneten. Ebenso repräsentieren die Symbole "+" und "-" die an den piezoelektrischen Einrichtungen 7, 9 und 11 angeschlossenen Hauptleitungen zugewiesen sind, jene Polaritäten, daß, wenn ein positives Potential an jeder durch "+" bezeichneten Hauptleitung der piezoelektrischen Einrichtung 7, 9 und 11 angelegt ist, im Vergleich zu dem mit "-" bezeichneten, die piezoelektrischen Einrichtungen 7, 9 und 11 jeweils positive Verschiebungen in den Richtung +x, +y und +z erzeugen.
  • Fig. 5 ist, wie Fig. 3, eine perspektivische Ansicht, die eine Bauteilträgervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß die Schwingung des Bauteilträgers 2 hauptsächlich in einer Drehrichtung (Richtung eines Pfeiles B)um die in Fig. 4 gezeigte Z-Achse als auch in einer Drehrichtung (Richtung eines Pfeiles C) um einen Mittelpunkt O und um die X- Achse erfolgt.
  • Mit Bezug auf Fig. 2 - 5, wird die Funktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels insbesondere mit Bezug auf das Unterdrücken von Schwingungen des Bauteilträgers 2 in einer Drehrichtung um die Z-Achse erklärt.
  • Als ein Beispiel ist nun angenommen, daß bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau dem Bauteilträger 2 ein Stoß zugeführt wird. Jede zu diesem Zeitpunkt in einer Richtung um die Z- Achse hervorgerufene Beschleunigung kann durch den Y-Richtungs-Beschleunigungssensor 6 erfaßt werden. Ein Ausgang dieses Beschleunigungssensors 6 hat eine Frequenzcharakteristik wie die in der Kennlinie von Fig. 6 gezeigte, nachdem er durch einen dazugehörigen Verstärker 13 verstärkt wurde. Es ist dieser Kennlinie zu entnehmen, daß Spitzenwerte, bzw. Peaks in der Nähe von 160 Hz, 210 Hz, 300 Hz, 330 Hz und 560 Hz vorhanden sind (der Peak nahe bei 20 Hz ist Rauschen). Jeder Peak stellt eine natürliche Schwingungsfrequenz des obigen Aufbaus in der Y-Richtung dar. Normalerweise wird von diesen natürlichen Schwingungsfrequenzen die als eine dominierende Schwingung in dem Aufbau angesehen, die eine niedrige Frequenz oder einen herausragenden Peak hat. Wenn daher die von einer derartigen natürlichen Schwingungsfrequenz hervorgerufene Verschiebung aufgehoben werden kann, kann die Schwingung dieses Aufbaus ausreichend gedämpft werden. Auf dieser Grundlage wird die Funktion der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nun ausführlicher beschrieben.
  • Aus Fig. 6 wird angenommen, daß die natürliche Schwingungsfrequenz, die die Schwingung des Aufbaus in der Y-Richtung dominiert, 160Hz beträgt. Zur Erleichterung der Erklärung ist hier lediglich die Korrektur der Schwingung in der Y-Richtung in Betracht gezogen. Unter der Annahme, daß die Schwingung um die Z-Achse erfolgt und eine Frequenz f mit einer Verschiebung x hat, kann die Beschleunigung a durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
  • a = (2πf)² x
  • Demzufolge erzeugt der Beschleunigungssensor 6 mit einer Empfindlichkeit in der Y-Richtung in Fig. 2 ein Ausgangssignal V = s (wobei s die Empfindlichkeit des Beschleunigungsensors ist). Bei dem den Bauteilträger 2, die Blattfeder 3, die Welle 4 und den Objekttisch 5 enthaltenen System aus Fig. 2 wird die Schwingung, die als ein Ergebnis einer Wasserkühlung oder anderweitig bedingt sein kann, hauptsächlich bei einer Frequenz von 160Hz liegen, wenn die natürliche Schwingungsfrequenz in der Y-Richtung 160 Hz beträgt. Als ein Beispiel ist nun angenommen, daß an der Position des Beschleunigungssensors 6 das Bauteil 1 und der Bauteilträger 2 mit einer Schwingungszahl bzw. Schwingungsfrequenz von 160 Hz bei einer Verschiebung von 0,01 Mikrometer in der Y-Richtung schwingen. Wenn in diesem Fall der Beschleunigungssensor 6 eine Empfindlichkeit von 1mV/(m/sec²)hat, erzeugt der Beschleunigungssensor ein Ausgangssignal von -100dBv.
  • Andererseits ist als ein Beispiel angenommen, daß wenn ein Signal einer Frequenz von 160hz und einer Amplitude von 0dBv an die piezoelektrische Einrichtung 7 angelegt ist, eine resultierende Schwingung in der Y-Richtung eine Verschiebung von 0,01 Mikrometern bewirkt. In diesem Fall kann, um die Verschiebung des Bauteils 1 und des Bauteilträgers 2 in der Position des Beschleunigungssensors 6 um 0,01 Mikrometer in der Y-Richtung zu unterdrücken, der Ausgang des Beschleunigungssensors 6 als ein Eingangssignal zu einem entsprechendem Verstärker 13 angelegt werden, in dem das Signal um 100dB verstärkt werden kann, und ein Ausgangssignal des Verstärkers 13 kann an die piezoelektrische Einrichtung 7 angelegt werden, wobei die Phase des Signals beibehalten wird, wie sie ist. Dadurch kann die Schwingung in der Y-Richtung (Schwingung in der Richtung eines Pfeiles B in Fig. 5) unterdrückt werden. Es wird aus dem Vorhergehenden verständlich, daß bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verstärkung jedes Verstärkers eingestellt werden kann, wenn die Ausgangscharakteristik eines Sensors und die Charakteristik eiries Vibrators (bei diesem Ausführungsbeispiel piezoelektrische Einrichtungen) berücksichtigt werden, so daß die Verschiebung, die bei der die Schwingung des Aufbaus dominierenden natürlichen Schwingungsfrequenz auftritt, durch den Vibrator aufgehoben werden kann.
  • Auf eine ähnliche Weise kann jede Schwingung in der X-Richtung oder der Z-Richtung unterdrückt werden, indem der Beschleunigungssensor 10 oder 8 und die piezoelektrische Einrichtung 11 oder 9 verwendet wird.
  • Da bei dem Aufbau des obigen Beispiels der Beschleunigungssensor 6 und die piezoelektrische Einrichtung 7 derart angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, wobei eine Mittellinie (in Richtung der Z-Achse) des Bauteilträgers 2 dazwischen eingeschlossen ist, wird an die piezoelektrische Einrichtung 7 ein Signal mit der gleichen Phase wie der Ausgang des Beschleunigungssensors 6 angelegt. Was andererseits die Schwingung in der X-Richtung betrifft, ist es aus der Positionsbeziehung zwischen dem Beschleunigungssensor 10 und der piezoelektrischen Einrichtung 11 notwendig, daß ein Signal entgegengesetzter Phase verglichen mit dem Ausgang des Beschleunigungssensors 10 an die piezoelektrische Einrichtung 11 angelegt wird.
  • Dies ist jedoch nur wegen der Positionsbeziehung zwischen dem Beschleunigungssensor und der piezoelektrischen Einrichtung, die bei diesem Beispiel verwendet ist. Wenn daher der Beschleunigungssensor und die piezoelektrische Einrichtung in einer unterschiedlichen Positionsbeziehung angeordnet sind, kann der Ausgang des Verschiebungssensors selbstverständlich mit einer geeigneten Verstärkung und Phase an den Vibrator angelegt werden, die sowohl unter Berücksichtigung der verwendeten Positionsbeziehung zwischen dem Sensor und dem Vibrator als auch der Ansprechcharakteristik auf die Schwingung an dem Bauteilträger bestimmt ist.
  • Obwohl die Beschreibung mit Bezug auf Schwingungen in der X-, Y-, und Z-Richtung in Fig. 2 erfolgte, ist das Beschriebene zudem im wesentlichen auf eine Schwingung in nur eine dieser Richtungen oder auf eine Schwingung in einer zusammengesetzten Richtung anwendbar. Die Erfindung ist nicht auf das Beschriebene beschränkt.
  • Bei dem wie vorstehend beschriebenen Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der Vibrator (beispielsweise eine piezoelektrische Einrichtung) vorzugsweise ein ausreichendes Gewicht haben, verglichen mit dem Bauteilträger, um ein besseres Ergebnis zu erhalten.
  • Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Befestigungsabschnitt für eine piezoelektrische Einrichtung bei einer Bauteilträgervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Art und Weise der Befestigung der piezoelektrischen Einrichtung verändert, verglichen mit der in dem Gerät gemäß Fig. 2. Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Zur Vereinfachung ist nur die rechte Hälfte des Bauteilträgers 2 dargestellt und ähnliche Bezugszeichen wie jene in Fig. 2 sind verwendet.
  • Verglichen mit dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind bei diesem Ausführungsbeispiel piezoelektrische Einrichtungen 7, 9 und 11 jeweils direkt an einem Objekttisch 5 fixiert. Als Konsequenz ist es durch Anlegen einer Gleichspannung an jede dieser piezoelektrischen Einrichtungen 7, 9 und 11 möglich, das Bauteil 1 und den Bauteilträger 2 in einem gewissen verschobenen Zustand relativ zu dem Objekttisch 5 zu halten. Demzufolge hat das vorliegende Ausführungsbeispiel einen zusätzlichen Effekt derart, daß die Justierung oder Fokussierung des Bauteils 1 unter Verwendung der piezoelektrischen Einrichtungen erzielt werden kann.
  • Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das einen in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung angeordneten allgemeinen Aufbau eines Belichtungsgeräts darstellt. In dieser Figur ist mit 21 eine Strahlungsquelle wie beispielsweise eine Synchrotron-Orbit-Strahlung (SOR); mit 22 eine Blende; mit 23 eine Maske; mit 24 ein Wafer; und mit 25 ein X-Y-Θ-Objekttisch zum Positionieren des Wafers bezeichnet. Mit 26 ist eine Steuerungs-CPU bezeichnet, und mit 27 ist ein Bauteilhalter zum Halten des Bauteils (Wafer) bezeichnet.
  • Beim Betrieb wird ein von der Strahlungsquelle ausgehender Strahl durch die Blende auf die Maske projiziert, und durch Projektion eines Musters der Maske auf den Wafer wird die Belichtungsprojektion des Wafers ausgeführt.
  • Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zum Erklären eines Beispiels eines Belichtungssteuerungsverfahrens, das verwendet wird, wo die Erfindung ausgeführt wird. Die Erklärung wird in Verbindung mit diesem Flußdiagramm erfolgen. Selbst wenn die Schwingung durch das im Vorstehenden beschriebene Verfahren positiv verringert ist, ist eine gewisse Zeit notwendig, um eine derartige Schwingung zu dämpfen, wenn die Amplitude groß ist. Wenn in einem derartigen Fall die Belichtung erfolgt, bevor die Schwingung ausreichend gedämpft ist, tritt beispielsweise ein Muster-Übertragungsfehler auf. Das Belichtungssteuerungsverfahrens des vorliegenden Beispiels kann ein derartiges Problem lösen.
  • Zur Vereinfachung der Erklärung ist nun angenommen, daß die Schwingung eine einzelne Mode um die Z-Achse hat; daß sie nur eine natürliche Schwingungsfrequenz von f&sub0; (Hz) hat, und daß die Toleranz für die Schwingung in der Richtung um die Z- Achse in der Position des Beschleunigungssensors X (Mikrometer) beträgt (in diesem Fall stellt die Toleranz einen kritischen Wert der Amplitude dar, mit dem kein nachteiliger Effekt bei der Belichtung auftritt und ein derartiger Wert kann durch Experimente bei der Vorbereitung erfaßt werden). Zuerst wird die Beschleunigung (Mikrometer/sec²) in der Richtung um die Z-Achse vor der Belichtung auf der Grundlage eines Ausgangs des Beschleunigungssensors berechnet, und durch Verwenden eines berechneten Werts wird die Amplitude der Schwingung a/(2πf&sub0;)² ...(1) in der Beschleunigungssensor-Position erfaßt. Daraufhin erfolgt eine Unterscheidung, ob eine Beziehung x ≥ a/(2πf&sub0;)² ...(2) erfüllt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis negativ ist, wird die Belichtung ausgesetzt, bis die Beziehung erfüllt ist. Dieses Steuerungsverfahren erzeugt einen vorteilhaften Effekt derart, daß eine Verschlechterung der Auflösung aufgrund der Schwingung verhindert werden kann. Die spezifischen Steuerungen erfolgen unter dem Einfluß der CPU 26 (Fig. 2 und 9).
  • Wenn zudem während der Belichtung eine Beziehung X ≤ a/(2πf&sub0;)² erfüllt ist, wird in dem folgenden Ablauf und den ihm folgenden Abläufen die Belichtung dieses Blickwinkels verhindert, mit einem Ergebnis eines Vorteils eines verbesserten Durchsatzes. Das Flußdiagramm einer derartigen Sequenz ist in Fig. 11 dargestellt. Kurz, in Übereinstimmung mit diesem Ablauf wird zuerst die Beschleunigung in jeder Richtung während der Belichtung auf der Grundlage eines Ausgangs eines entsprechenden Beschleunigungsensors berechnet. Durch Verwenden des Ergebnisses der Berechnung wird dann in Übereinstimmung mit Gleichung (1) die Amplitude der Schwingung in der Beschleunigungssensor-Position erfaßt. Wenn die erfaßte Amplitude der Bedingung aus Gleichung (2) genügt, wird mit der Belichtung fortgefahren. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, wird die Belichtung unmittelbar unterbrochen, bzw. gestoppt, oder alternativ ein derartiger Belichtungsbereich ausgelassen, indem die Belichtung des nächsten Belichtungsbereichs ausgeführt wird. Die Adresse dieses Blickwinkels mit Bezug auf den eine Schwingung aufgetreten ist, die größer als die Toleranz ist, wird von einer CPU gespeichert. Somit erfolgt für den nächsten Ablauf und die diesem folgenden Abläufe die Belichtungssteuerung derart, daß die gespeicherte Adresse in Übereinstimmung mit den gespeicherten Daten übersprungen wird. Die Überwachung kann während der Belichtung kontinuierlich erfolgen. Durch das beschriebene Verfahren kann der Durchsatz merklich verbessert werden. Dieses Verfahren ist insbesondere bei einem Belichtungsgerät des Step-and- Repeat-Typs wirksam, das als "Stepper" bezeichnet ist.
  • Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. Fig. 12 ist eine schematische und blockschaltbildartige Darstellung, die ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ähnliche Bezugszeichen sind jenen Elementen zugewiesen, die ähnliche oder entsprechende Funktionen haben. In dieser Figur sind mit 31, 32 und 33 Beschleunigungssensoren bezeichnet, die jeweils zum Erfassen einer Beschleunigung eines Objekttisches 5 dienen; mit 13a, 13b und 13c sind jeweils Verstärker zum Verstärken der Ausgänge der Beschleunigungssensoren 6, 8 und 10 bezeichnet; mit 14a, 14b und 14c sind Differenzverstärker bezeichnet, die jeweils zum Verstärken einer Differenz zwischen dem Ausgang eines entsprechenden der Beschleunigungssensoren 31, 32 und 33 und dem Ausgang eines entsprechenden der Beschleunigungssensoren 6, 8 und 10 vorgesehen sind; mit 15a, 15b und 15c sind Filter bezeichnet, von denen jeder angepaßt ist, um eine einzelne Signalkomponente des Ausgangssignals von einem entsprechenden der Differenzverstärker zu extrahieren; mit 16a, 16b und 16c sind Phasenschieber bezeichnet, von denen jeder betreibbar ist, um die Phase eines Signals von einem entsprechenden der Beschleunigungssensoren 6, 8 und 10 und eines Signals, das an einem entsprechenden von Vibratoren 7, 9 und 11, von denen jeder beispielsweise eine piezoelektrische Einrichtung aufweist, anzulegen ist, um eine Kraft an den Bauteilträger 2 anzulegen (um eine Verschiebung zu bewirken); mit 17a, 17b und 17c sind Ansteuerschaltungen zum Stellen bzw. Antreiben der Vibratoren 7, 9 bzw. 11 bezeichnet; und mit 18a, 18b und 18c sind jeweils Verstärker zum Verstärken der Ausgänge der jeweiligen Beschleunigungssensoren 31, 32 und 33 bezeichnet.
  • Die Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist derart aufgebaut, daß jede relative Schwingung des Objekttisches 5 und des Bauteilträgers 2 durch die Vibratoren 7, 9 und 11 aufgehoben wird.
  • Die Funktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit dem vorstehend beschriebenem Aufbau ist erklärt. Zur Vereinfachung der Erklärung wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Beschreibung für die Funktion erfolgen, die zum Unterdrücken der Schwingung in einer Drehrichtung um die Z-Achse auszuführen ist. Die Beschleunigugn des Objekttisches 5 und die Beschleunigung in einer Richtung um die Z-Achse, die als ein Ergebnis des Anlegens einer äußeren Kraft auf den Bauteilträger 2 bedingt ist, kann von den Beschleunigungssensoren 6 und 33 erfaßt werden, deren Signale von den jeweiligen Verstärkern 13a und 18a verstärkt werden. Diese verstärkten Signale werden dem Differenzverstärker 14a eingegeben, wodurch eine Differenz dazwischen verstärkt wird. Der Ausgang dieses Differenzverstärkers 14a ist proportional zu der relativen Beschleunigung zwischen dem Bauteilträger 2 und dem Objekttisch 5.
  • Unter der Annahme, daß die Verstärker 13a und 18a dieselbe Charakteristik bzw. Kennlinie haben und daß ihre Verstärkungen konstant sind, ist die Verstärkung des Differenzverstärkers dann wie folgt bestimmt: Wenn in einem Fall, in dem die Amplitude des Bauteilträgers 2 relativ zu dem Objekttisch 5 x (Mikrometer) beträgt, eine an die piezoelektrische Einrichtung 7 zum Auslenken des Bauteilträgers 2 um x (Mikrometer) relativ zu dem Objekttisch 5 anzulegende elektrische Spannung durch Vp bezeichnet ist, dann ist die Verstärkung so eingestellt, daß der Differenzverstärker 14a ein Ausgangssignal von Vp erzeugt.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beruht auf einer derartigen Erwägung, daß die Hauptschwingung von einer derartigen natürlichen Schwingungsfrequenz dominiert ist, die eine niedrige Frequenz oder einen hervorragenden Peak hat und andererseits, daß die andere Frequenz oder andere Frequenzen, verglichen mit letzterer, nur eine Schwingung eines niedrigen Pegels erzeugen. Somit ist die Verstärkung so einzustellen, um die Verschiebung bei einer derartigen natürlichen Schwingungsfrequenz aufzuheben, und der Ausgang eines Beschleunigungssensors wird bei jeder Frequenz verstärkt und dann der piezoelektrischen Einrichtung 7 zugeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist verglichen damit eine Filtereinrichtung verwendet, die dazu dient, die vorstehend erwähnte andere Frequenz oder andere Frequenzen abzuschneiden, um ein besseres Ergebnis zu erhalten. Genauer, durch Verwenden derartiger Filtereinrichtungen wird nur die Signalkomponente des Ausgangssignals des Differenzverstärkers extrahiert, die der natürlichen Schwingungsfrequenz entspricht, welche die Schwingung dominiert, und somit sind jene Signalkomponenten, die den anderen Frequenzen entsprechen, abgeschnitten. Dies ist wirksam, um zu verhindern, daß irgendeine äußere Kraft einer Frequenz von der piezoelektrischen Einrichtung an den Bauteilträger 2 angelegt wird, die von der zum Aufheben der Verschiebung bei der die Schwingung dominierenden natürlichen Schwingungsfrequenz verschieden ist.
  • Um eine weitere Verringerung der Schwingung sicherzustellen, erfolgt zudem eine Phasenanpassung des Ausgangssignals des Filters 15a durch Verwenden des Phasenschiebers 16a. Nämlich, abhängig von der Masse des Bauteilträgers 2 und der Steifigkeit der Blattfeder 3 und der Welle 4, die den Bauteilträgers 2 halten, gibt es ein Nacheilen in der Phase zwischen dem Anlegen einer Schwingung an den Bauteilträger 2 und dem Ansprechen darauf, und die vorstehende Anpassung erfolgt, um eine derartige Phasendifferenz zu korrigieren oder zu kompensieren.
  • Die Funktion der Belichtungssteuerungs-CPU ist im wesentlichen dieselbe wie die der im Vorstehenden beschriebenen, und die Beschreibung derselben ist hier ausgelassen. Was das Befestigen der piezoelektrischen Einrichtung, das heißt, des Vibrators betrifft, kann sie an dem Objekttisch 5 befestigt sein, so daß sie eine Verschiebung des Bauteilträgers 2 bewirken kann, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.
  • Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die aus der von dem Bauteilträger empfangenen Kraft resultierende Verschiebung unter Verwendung eines Beschleunigungssensors erfaßt wird und eine die erfaßte Verschiebung aufhebende Verschiebung von einer piezoelektrischen Einrichtung erzeugt wird, um dadurch die Schwingung zu verringern, sind im wesentlichen die gleichen vorteilhaften Effekte bei der folgenden Anordnung erzielbar:
  • Nämlich, durch Verwenden eines Beschleunigungssensors wird die auf den Bauteilträger einwirkende Beschleunigung erfaßt. Wo eine äquivalente Masse des Bauteilträgers durch M bezeichnet ist, kann dann die Kraft F, die auf diesen Bauteilträger einwirkt wird, durch F = Ma wiedergegeben werden. Somit kann durch Verwenden eines Vibrators oder dergleichen eine derartige Kraft an den Bauteilträger angelegt werden, die die einwirkende Kraft F aufheben kann, um dadurch die Schwingung zu verringern oder zu unterdrücken.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die hier offenbarten Anordnungen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die offenbarten Einzelheiten beschränkt, und Modifikationen und Veränderungen werden für Fachleute auf dem Gebiet deutlich sein.

Claims (10)

1. Belichtungsgerät zum Belichten eines Wafers (1) bei dem ein Trägerteil (2) zum Trägern eines Wafers mit einem Detektor (6) versehen ist, der angeordnet ist, um ein der Schwingung des Trägerteils entsprechendes Signal zu erzeugen, und ein Stellglied (7) ist angeordnet, um der Schwingung des Trägerteils entgegenzuwirken, um sie zu verringern, wobei das Stellglied in Übereinstimmung mit dem Signal von dem Detektor gesteuert ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, das ferner einen zweiten Detektor (8) und ein zweites Stellglied (9) aufweist, wobei die Detektoren und die Stellglieder paarweise vorgesehen sind, wobei jedes Paar aus einem Detektor und einem Stellglied gebildet ist, und das Stellglied in Übereinstimmung mit einem Signal von dem Detektor gesteuert ist, mit dem es gepaart ist.
3. Gerät nach Anspruch 2, bei dem jedes Paar eines Detektors und eines Stellglieds betrieben ist, um eine Schwingung in einer jeweiligen unterschiedlichen Richtung zu erfassen und ihr entgegenzuwirken.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Detektor (6) einen Beschleunigungssensor oder einen Geschwindigkeitssensor aufweist.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zudem ein Belichtungssystem zum Überträgern eines Musters auf einer Maske auf einen auf dem Trägerteil (2) getragenen Wafer (1) enthält.
6. Gerät nach Anspruch 5, bei dem das Belichtungssystem eine Blende (22) zum Regulieren der Menge der Belichtungsenergie aufweist, mit der der Wafer belichtet wird.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Belichtungssystem eine Strahlungsquelle (21) zum Erzeugen der Belichtungsenergie zum Belichten des Wafers aufweist.
8. Gerät nach Anspruch 1, mit:
einem Objekttisch (5) für das Trägerteil (2); und einem weiteren Detektor (31), der angeordnet ist, um ein der Schwingung des Objekttisches entsprechendes Signal zu erzeugen, wobei das Stellglied (7) in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen den Signalen von den Detektoren gesteuert wird, um der relativen Schwingung zwischen dem Objekttisch und dem Trägerteil entgegenzuwirken.
9 Gerät nach Anspruch 8, mit
einem Differenzverstärker (14a), der angeschlossen ist, um Signale von den Detektoren (6, 31) zu empfangen und ein Differenzsignal abzugeben.
10. Gerät nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, mit
einer Filtereinrichtung (15a) zum Extrahieren einer Komponente der Differenz zwischen den Signalen von den Detektoren (6, 31), die einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz entspricht, und einer Phasenschiebereinrichtung (16a) zum Verschieben der Phase der extrahierten Komponente, um ein Steuersignal zum Steuern des Stellglieds (7) zu erzeugen.
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