DE68927482T2

DE68927482T2 - Positionierungsmechanismus und -verfahren

Info

Publication number: DE68927482T2
Application number: DE68927482T
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Ebinuma; Nobutoshi Mizusawa; Yutaka Tanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2009-01-28
Also published as: EP0326425A3; JP2631485B2; US4999506A; JPH01193689A; EP0326425B1; EP0326425A2; DE68927482D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Positionierungsmechanismus und ein Verfahren für eine Ausrichtungseinheit, zum Beispiel zum Bewegen eines beweglichen Tischs, welcher mit Hilfe eines geradlinigen Führungsmechanismus gehalten ist, mittels einer geeigneten Antriebseinrichtung, um ein zu transportierendes, auf dem beweglichen Tisch angeordnetes Element zu positionieren.
Ein derartiger Mechanismus zum Bewegen und zur Positionierung eines zu transportierenden Elements wird zum Beispiel bei Halbleiter-Mikroschaltkreis-Herstellungsvorrichtungen benutzt. Ein repräsentatives Beispiel eines solchen Mechanismus kann eine Bauform haben, die durch eine Kombination einer Kreuzrollenführung, einer linearen Kodiereinrichtung und eines Motors geschaffen wird. Die Kreuzrollenführung ist ein Führungsmechanismus zur Bewegung einer optischen Komponente oder eines Aufzeichnungselements in eine Richtung. Der Motor ist eine Antriebsquelle zum Antreiben eines beweglichen Tischs der Kreuzrollenführung, wobei der Antrieb über einen Übertragungsmechanismus wie zum Beispiel eine Zahnradeinrichtung oder eine Kugelumlaufspindeleinrichtung übertragen wird. Die lineare Kodiereinrichtung dient als eine Einrichtung zur Erfassung der Position eines zu transportierenden Elements, wobei ein Ausgangssignal von dieser mittels eines Servoschaltkreises dem Motor zugeführt wird, um denselben zu steuern, um dadurch das transportierte Element zu positionieren.
Ein Beispiel für ein derartiges Positionierungssystem ist in Figur 1 gezeigt. Dieses Positionierungssystem weist eine Kombination aus einer Kreuzrollenführung, einer linearen Kodiereinrichtung und einem Motor auf, und bei diesem Beispiel wird das Positionierungssystem mit Hilfe einer Ausrichtungseinheit verwendet, welche zu betätigen ist, um ein Retikel und einen Wafer bei einem Prozeß zur Herstellung von Halbleiter-Mikroschaltkreisen auszurichten.
In Figur 1 ist eine bewegliche Führung mit 31 bezeichnet, welche in eine X-Richtung beweglich ist. Mit 32 ist eine stationäre Führung bezeichnet, welche an einem Rahmen 33 befestigt ist. Diese zwei Führungen bilden eine Kreuzrollenführung 34. Eine andere stationäre Führung 35 und eine andere bewegliche Führung 36 bilden eine Kreuzrollenführung 37 in Y-Richtung, welche an der beweglichen Führung 31 befestigt ist, so daß sie sich in eine Richtung senkrecht zu der Kreuzrollenführung 34 erstreckt. Diese zwei Kreuzrollenführungen 34 und 37 wirken zusammen, um einen X-Y-Tisch zu schaffen. Motoren zum Antreiben dieser beweglichen Führungen sowie dazugehörige lineare Kodiereinrichtungen (Positionserfassungseinrichtungen) sind vorgesehen, aber sie werden in Figur 1 nicht veranschaulicht.
Auf der beweglichen Führung 36 ist eine Ausrichtungseinheit befestigt, welche eine Laserröhre (Lichtquelle) 38, ein optisches Ausrichtungssystem 39 und einen Ausrichtungssignal- Erfassungssensor 40 aufweist. Das Retikel 41 hat ein auf einen Wafer 42 zu druckendes Muster, wobei das Muster mittels einer Elektronenstrahl-zeichnungsvorrichtung auf dem Retikel ausgebildet werden kann. Das Retikel 41 wird mit Hilfe eines Retikelhalters 43 gehalten, so daß zwischen ihm und dem Wafer 42 ein Abstand g definiert wird. Der Wafer 42 wird mittels einer Wafer-Einspannvorrichtung 44 durch Anziehung gehalten und kann mit Hilfe eines Wafertischs 45 in X- und Y-Richtung bewegt und positioniert werden.
Auf dem Wafer 42 ist eine Ausrichtungsmarkierung ausgebildet, wie sie in Fig. 2A mit 46 bezeichnet ist, während auf dem Retikel 41 eine Ausrichtungsmarkierung ausgebildet ist, wie sie in Fig. 2B mit 47 bezeichnet ist. Diese Markierungen können zum Beispiel unter Anwendung eines Laserstrahls mittels der Ausrichtungseinheit erfaßt werden. Der Wafertisch 45 ist derart angeordnet, daß diese Markierungen 46 und 47 bei Erfassung in eine Positionsbeziehung gebracht werden, wie sie in Fig. 2C veranschaulicht ist. Nach der Beendigung der Retikel-zu-Wafer-Ausrichtung wird die Belichtung des Wafers mit dem Muster des Retikels unter Anwendung einer Strahlungsenergie ausgeführt, die von einer nicht gezeigten geeigneten Quelle zugeführt wird.
Mittels der Kreuzrollenführung des X-Y-Tischs gemäß Vorbeschreibung kann die Ausrichtungseinheit in bezug auf das Retikel 41 bewegt und an einer gewünschten Stelle positioniert werden. Im Ergebnis ist die Retikel-zu-Wafer-Ausrichtung unter Anwendung der Ausrichtungseinheit unabhängig von der Position einer Ausrichtungsmarkierung erreichbar, welche mit der Größe eines Musters, eines auszuführenden Prozesses usw. veränderlich ist.
Ein solches Positionierungssystem weist jedoch einige Nachteile wie folgt auf:
Es wird auf Fig. 3A und 3B Bezug genommen, welche schematische Veranschaulichungen des Markierungserfassungsvorgangs unter Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Ausrichtungseinheit sind. Fig. 3A veranschaulicht einen Fall, in welchem die Achse 49 eines Ausrichtungsstrahls parallel zu der Achse 48 eines Belichtungsstrahls (zum Fotodrucken verwendetes Licht) ist. Fig. 3B veranschaulicht einen Fall, in welchem die Achse 49 des Ausrichtungsstrahls in bezug auf die Achse 48 des Belichtungsstrahls um θ geneigt ist.
In beiden Fällen des Beispiels gemäß Fig. 3A und des Beispiels gemäß Fig. 3B können Muster der Beendigung der Ausrichtung, wie in Fig. 2C veranschaulicht ist, mittels des Ausrichtungserfassungssensors 40 wahrgenommen werden. Da bei dem Beispiel gemäß Fig. 3A die Achse 48 des Belichtungsstrahls und die Achse 49 des Ausrichtungsstrahls parallel zueinander sind, kann ein Muster 50 des Retikels 41 durch Belichtung einem Muster 51, das auf dem Wafer 42 ausgebildet worden ist, ohne einen Uberlagerungsfehler überlagert werden. Da jedoch bei dem Beispiel gemäß Fig. 3B die Achse 49 des Ausrichtungsstrahls bezüglich der Achse 48 des Belichtungsstrahls um θ geneigt ist, verursacht die Vollendung der Retikel-zu-Wafer-Ausrichtung, wie sie mittels des Ausrichtungserfassungssensors 40 wahrgenommen wird, einen Überlagerungsfehler &epsi; zwischen den Mustern 50 und 51. Wenn die Belichtung in diesem Zustand ausgeführt wird, wird folglich zwischen dem Muster 51, das auf dem Wafer 42 ausgebildet worden ist, und einem Muster, das gerade durch die Belichtung auf den Wafer übertragen wurde, ein Überlagerungsfehler &epsi; erzeugt. Wenn der Spalt zwischen dem Wafer 42 und dem Retikel 41 durch g bezeichnet wird, ist der Fehler &epsi; gleich g tanθ).
Die Neigung der Achse 49 des Ausrichtungsstrahls kann aus einer Änderung der Lage des die Ausrichtungseinheit haltenden X-Y-Tischs, insbesondere aus dem Kippen und/oder Rollen des X-Y-Tischs resultieren. Das Problem eines solchen Fehlers θ, der aus der Änderung in der Lage des X-Y-Tischs gemäß Vorbeschreibung resultiert, ist insbesondere in Anbetracht des Erfordernisses einer Ausrichtung mit höchster Präzision im Trend der weiteren Miniaturisierung und der höheren Dichte von neusten hochintegrierten Mikroschaltkreisen von Nachteil.
Die Änderung in der Lage eines X-Y-Tischs, der eine Kreuzrollenführungseinrichtung aufweist, kann durch eine Welligkeit einer Rollfläche, entlang welcher sich Rollen bewegen, die Geradheit einer Führung, eine Unregelmäßigkeit in der Dicke einer Ölschicht, das Vorhandensein von Fremdpartikeln usw. verursacht werden. Insbesondere dann, wenn Fremdpartikel vorhanden sind, ist es schwierig, diese von den Grenzflächen zu entfernen, und deshalb ist es schwierig, eine gute Reproduzierbarkeit der Präzision zu sichern.
Aus der US-A-4669867 ist eine Ausrichtungs- und Belichtungsvorrichtung bekannt, bei welcher ein Wafer mittels Vakuumansaugung auf einem beweglichen Wafertisch gehalten wird, und ein Retikel mittels Vakuumansaugung auf einem beweglichen Retikeltisch gehalten wird. Der Retikeltisch wird relativ zu dem Wafertisch angetrieben, um das Retikel mit dem Wafer auszurichten. Ein Ausrichtungserfassungssystem, welches die Ausrichtungsmarkierungen auf dem Retikel und auf dem Wafer erfaßt, weist verschiedene optische Teile wie zum Beispiel Spiegel, Blenden und Linsen auf, und diese Teile sind beweglich, um zu ermöglichen, daß das Ausrichtungssystem die Ausrichtungsrnarkierungen in unterschiedlichen Positionen erfaßt.
Es ist außerdem aus der EP-A-0211292 ein Wafertransportsystern bekannt, bei welchem die Wafer zwischen Kassetten und einer drehbaren Haltescheibe und zwischen der drehbaren Haltescheibe und einem Substrathalter transportiert werden. Die Wafer werden einer Behandlung unterzogen, während sie sich auf dem Substrathalter befinden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Positionierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zum Drucken eines Musters auf einen Wafer gemäß Anspruch 8, eine Belichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 geschaffen. Die restlichen Ansprüche legen Alternativmerkmale dar.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht ein Positionierungssystem vor, das zum Beispiel für die Positionierung einer Ausrichtungseinheit einer Halbleiter- Mikroschaltkreisherstellungs-Belichtungsvorrichtung verwendbar ist, bei welchem ein zu transportierendes Element ohne eine Änderung in seiner Lage, welche durch die Wirkung einer das zu transportierende Element transportierenden Transporteinrichtung verursacht werden kann, bewegt und an einer gewünschten Stelle positioniert werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nach der Bewegung mittels einer Transporteinrichtung ein Element, das transportiert worden ist, in engen Kontakt mit einer festgelegten Bezugsfläche gebracht. Dies erlaubt, daß das Element, welches transportiert worden ist, mit Sicherheit und mit hoher Genauigkeit in einer gewünschten Lage gehalten wird, ohne durch die Genauigkeit eines Bewegungsmechanismus, eines Führungsmechanismus usw. der Transporteinrichtung beeinflußt zu werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die mittels eines nicht einschränkenden Beispiels angegeben werden, werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines bekannten Typs eines Retikel-zu-Wafer-Ausrichtungssystems.
Fig. 2A - 2C sind schematische Veranschaulichungen von Ausrichtungsmarkierungen und deren Zustand bei Beendigung der Ausrichtung.
Fig. 3A und 3B sind schematische Veranschaulichungen zur Erklärung von bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 auftretenden Nachteilen.
Fig. 4 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Retikel-zu-Wafer-Ausrichtungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht in Form eines Diagramms , die einen Hauptabschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 zeigt.
Fig. 6A und 6B sind Darstellungen zur Erklärung der Betätigung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4.
Fig. 7 ist ein Ablaufplan, der den bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ausgeführten aufeinanderfolgenden Ablauf zeigt.
Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene fragmentarische Seitenansicht, die einen Hauptabschnitt eines Retikel-zu- Wafer-Ausrichtungssysterns gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 9 - 11 und 12A und 12B sind schematische Ansichten, die jeweils modifizierte Formen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 13 ist eine teilweise geschnittene schematische Ansicht die ein Retikel-zu-Wafer-Ausrichtungssystern gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Positionierungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei das Ausführungsbeispiel bei einer Halbleiter-Mikroschaltkreisherstellungs-Belichtungsvorrichtung angewandt wird. Fig. 5 ist eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht in Form eines Diagramms , die einen Hauptabschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 zeigt.
In Fig. 4 ist eine Platte (ein Basiselement), auf welcher ein Wafertisch 45, eine Kreuzrollenführungseinrichtung usw. angeordnet sind, mit 61 bezeichnet. Mit 1 ist ein Ständer bezeichnet, welcher feststehend auf einer beweglichen Führung 36 einer Y-Richtungs-Kreuzrollenführung 37 befestigt ist. Zwei parallele Verbindungsplatten 2a und 2b sind mittels elastischer Gelenke 3 mit diesem Ständer 1 gekoppelt. Die anderen Endabschnitte der Verbindungsplatten 2a und 2b sind mit Hilfe von ähnlichen elastischen Gelenken 3 mit einer Ausrichtungseinheit 4 gekoppelt, um die Ausrichtungseinheit 4 auf elastische Weise zu lagern. An der Oberseite des Ständers 1 ist ein Rahmen 5 vorgesehen, welcher sich bis zu der Oberseite der Ausrichtungseinheit 4 erstreckt. Auf dem Rahmen 5 ist eine Betätigungseinrichtung 6 wie zum Beispiel ein Luftzylinder mit kurzem Hub gelagert, um die Ausrichtungseinheit 4 aufwärts und abwärts zu bewegen. Der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Luftzylinder 6 dient nicht nur zur Bewegung der Ausrichtungseinheit 4 nach oben und nach unten, sondern wirkt auch als eine Klemmeinrichtung, um die Ausrichtungseinheit 4 mit einem bestimmten Druck gegen einen Basistisch 7 zu drücken, der eine Oberfläche hat, deren Ebenheit mit hoher Präzision bearbeitet worden ist. Die Belichtungsvorrichtung, in welcher das beschriebene Positionierungssystem angewandt wird, enthält eine Strahlungsenergiequelle zur Belichtung eines Wafers 42 sowie andere Bauelemente, obgleich diese in den Zeichnungen nicht veranschaulicht sind.
Die Ausrichtungseinheit 4 weist eine Lichtquelle 8, welche ein Halbleiterlaser sein kann, einen Ausrichtungssignal- Erfassungssensor 40 und ein optisches Ausrichtungssystem (nicht gezeigt) auf. Ähnlich wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist die Ausrichtungseinheit 4 zu betätigen, um eine Ausrichtungsmarkierung, die auf einem Retikel 41 (so wie 47 in Fig. 2B) ausgebildet ist, sowie eine Ausrichtungsmarkierung, die auf einem Wafer 42 (so wie 46 in Fig. 2A) ausgebildet ist, zu erfassen. Der Wafertisch 45 wird in Übereinstimmung mit der Erfassung dieser Markierungen angeordnet, so daß ein Muster auf dem Retikel (wie zum Beispiel 50 in Fig. 3A) auf korrekte Weise mit einem Muster in Überlagerung gebracht werden kann, das auf dem Wafer ausgebildet worden ist (so wie 51 in Fig. 3A) .
Gemäß Fig. 5 enthält das Positionierungssystem zwei Betätigungseinheiten 9X und 9Y zum Antrieb des X-Y-Tischs in X- und Y-Richtung. Jede Betätigungseinheit weist einen Motor, der in Übereinstimmung mit einer von einer Steuereinrichtung (Zentraleinheit) 28 zugeführten Betriebsspannung drehbar ist, eine drehbare Kodiereinrichtung zur Erfassung des Betrags der Drehbewegung des Motors und einen Übertragungsmechanismus zur Umwandlung der Drehbewegung des Motors in eine geradlinige Bewegung und zur Übertragung derselben zu der beweglichen Führung 36 auf. Das Positionierungssystem weist ferner eine Hochdruck-Luftquelle 20 zur Zuführung von Luft mit hohem Druck in den Luftzylinder 6, ein Magnetventil 21 zur Einstellung der Menge der von der Quelle 20 in den Luftzylinder 6 zuzuführenden Hochdruck-Luft, einen Treiber 22 zur Betätigung des Magnetventils 21, einen LD- Treiber 23 zur Betätigung des Halbleiterlasers 8 (Ausrichtungslichtquelle), einen Verstärker 24 zur Verstärkung eines Signals, das durch den Ausrichtungssignalerfassungssensor 40 erfaßt wird, einen Analog-Digital-Wandler 25 zur Umwandlung eines analogen Ausgangssignals des Verstärkers 24 in ein digitales Signal, Antriebsquellen 26 und 27 zur Zuführung von Antrieben zu den Betätigungseinheiten 9X bzw. 9Y und eine Steuereinrichtung (Zentraleinheit) 28 auf, welche betriebsbereit ist, um zum Beispiel die Treiber 22, 23, 26 und 27 zu steuern sowie zum Beispiel ein Ausrichtungserfassungssignal von dem Sensor zu bearbeiten.
Die untere Fläche 10 der Ausrichtungseinheit 4 und die entgegengesetzt zu dieser liegende obere Fläche des Basistischs 7 sind jeweils mittels Super-Ebenheits-Bearbeitung endbearbeitet worden. Außerdem ist der Basistisch 7 feststehend an der Platte der Belichtungsvorrichtung befestigt.
Nun wird in Verbindung mit Fig. 5 und dem Ablaufplan gemäß Fig. 7 die Art und Weise erklärt, wie die Ausrichtungseinheit 4 an einer vorbestimmten Stelle angeordnet wird.
Vor der Verschiebung wird der Luftzylinder 6 in einen heraufgezogenen Zustand gebracht, so daß die Ausrichtungseinheit 4 mittels eines Stabs 12 angehoben wird, mit dem Ergebnis, daß die Ausrichtungseinheit 4 außer Anlage mit dem Basistisch 7 gebracht wird, wie in Fig. 6A (Schritt 1) veranschaulicht wird. Der Betrag des Abhebens wird jeweils durch die Form des elastischen Gelenks 3, die jeweilige Länge der Verbindungsplatte 2a oder 2b sowie den Materialien dieser Komponenten eingeschränkt.
In dem Zustand, in welchem die Ausrichtungseinheit 4 abgehoben ist, arbeitet der X-Y-Tisch in Antwort auf ein Befehlssignal von der Steuereinrichtung, um die Ausrichtungseinheit 4 zu der vorbestimmten Stelle zu verschieben (Schritte 2 - 5).
Nachfolgend wird der Luftzylinder 6 in einen ausgefahrenen Zustand gebracht, so daß die Ausrichtungseinheit 4 durch den Stab 12 nach unten gedrückt wird, wodurch die Ausrichtungseinheit 4 in engen Kontakt mit dem Basistisch 7 gebracht wird, wie in Fig. 6B gezeigt ist (Schritt 6). Zu diesem Zeitpunkt kann, da sowohl die untere Fläche 10 der Ausrichtungseinheit 4 als auch die obere Fläche 11 des Basistischs 7 durch eine Super-Ebenheits-Bearbeitung endbearbeitet worden ist, die Ausrichtungseinheit in eine sichere konstante Lage gebracht und in dieser gehalten werden und die Ausrichtung kann in dieser Lage der Ausrichtungseinheit ausgeführt werden. Bei einem X-Y-Tisch-Mechanismus unter Anwendung einer normalen Kreuzrollenführung beträgt die höchste Lagegenauigkeit wegen der Schwierigkeiten bei der Vermeidung der Schrägstellung oder des Rollens ungefähr 1,5 x 10&supmin;&sup4; rad. Verglichen damit kann die Lagegenauigkeit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch die Bearbeitungsgenauigkeit dieser zwei Flächen festgelegt werden, und es ist eine höchste Lagegenauigkeit von ungefähr 0,3 x 10&supmin;&sup4; rad erzielbar.
Der Basistisch 7 ist mit einer Öffnung ausgebildet, wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, um zu ermöglichen, daß das Licht aus der Ausrichtungslichtquelle 8 der Ausrichtungseinheit 4 sowie das von den Markierungen des Retikels und des Wafers reflektierte Licht diesen in Richtung auf den Sensor 40 passieren kann, wenn die Ausrichtungseinheit 4 in engen Kontakt mit dem Basistisch 7 gebracht ist. Das heißt, wenn die Ausrichtungseinheit 4 nach unten bewegt wird, gelangt die untere Fläche 10 der Ausrichtungseinheit 4 mit der oberen Fläche 11 des Basistischs 7 rund um die in diesem ausgebildete Öffnung in Anlage.
Der Basistisch 7 ist derart ausgebildet, daß er nicht mit einem Belichtungsbereich (dem Weg des Belichtungslichts) in Überlagerung tritt. Die Basistischplatte 7 kann zum Beispiel eine Öffnung haben, so daß das Belichtungslicht diese passieren kann.
Wie im vorhergehenden beschrieben ist, kann die Ausrichtungseinheit 4 in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit hoher Lagegenauigkeit positioniert werden. Im Ergebnis tritt keine Neigung der Achse des Ausrichtungsstrahls auf und somit ist eine Ausrichtung mit hoher Präzision erzielbar.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausrichtungseinheit selbst, welche ein mittels der Kreuzrollenführungseinrichtung zu transportierendes Element ist, mit der Bezugsfläche in Anlage, die zur Lagekorrektur an einem feststehenden Tisch ausgebildet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Form eingeschränkt. Wie zum Beispiel in Fig. 13 veranschaulicht ist, kann die Lagekorrektur einer Ausrichtungseinheit an einer gewünschten Stelle durch eine spezielle Anordnung eines anderen Abschnitts als der Ausrichtungseinheit ausgeführt werden. Dies wird im folgenden detaillierter beschrieben.
In Fig. 13, welche ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt, sind Bezugszeichen, welche den in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel benutzten gleichen, ähnlichen oder entsprechenden Bauelementen zugeordnet. Mit 62 ist ein Ausrichtungs-Aufnehmerkopf bezeichnet, welcher ein zu transportierendes Element ist. Mit 63 sind Ständer bezeichnet, die dazu angepaßt sind, die Klemmeinrichtung 6 zu halten. Mit 64 ist ein beweglicher Tisch bezeichnet, auf welchem der Aufnehmerkopf 62 angeordnet und gehalten ist. Ein X-Y- Tisch-Mechanismus, der bewegliche Tische 34 und 37 aufweist, ist betätigbar, um den beweglichen Tisch 64 zu verschieben, um den durch den beweglichen Tisch 64 gehaltenen Aufnehmerkopf 62 zu bewegen, um den Aufnehmerkopf 62 relativ zu einem Retikel 41 und einem Wafer 42 zu positionieren. Die Klemmeinrichtung 6 ist bedienbar, um wahlweise den beweglichen Tisch 64 anzudrücken, so daß eine Bezugsfläche 10 des beweglichen Tischs derart gegen eine Bezugsfläche 11 des Basistischs 7 gedrückt wird, daß der bewegliche Tisch 64 festgeklemmt wird. Nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, wird die Retikel-zu-Wafer-Ausrichtung mittels der korrekten Lage des Aufnehmerkopfs 62 ausgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Vorbeschreibung kann die Lagekorrektur der Ausrichtungseinheit oder des -kopfs mit Hilfe der Anlage des beweglichen Tischs 64 ausgeführt werden, welcher als ein anderes zu transportierendes Element betrachtet werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorgang des Anhebens der Ausrichtungseinheit oder des -kopfs durch eine parallele Verbindung unter Anwendung einer ähnlichen elastischen Gelenkeinrichtung 3 eingeschränkt. Im Ergebnis gibt es kein Spiel aufgrund eines Lagerzwischenraums, welches in einem Fall verursacht werden kann, wenn bei der Verbindung eine normale Gelenkeinrichtung benutzt wird. Außerdem gilt beim Anheben, daß die Ausrichtungseinheit mit einer geringfügigen Lageänderung und mit hoher Reproduzierbarkeit von einer gegenüberliegenden Fläche abheben und auf dieser aufsetzen kann. Zusätzlich gibt es keine Möglichkeit zur Erzeugung von Fremdpartikeln an dem Gelenkabschnitt.
Bei den vorhergehend genannten Ausführungsbeispielen kann die durch elastische Gelenke und Verbindungsplatten geschaffene parallele Verbindung durch eine parallele Blattfedereinrichtung ersetzt werden, die zwei oder mehr Blattfedern aufweist. Im wesentlichen ist der gleiche Effekt erzielbar.
Wenn eine sehr hohe Reproduzierbarkeit oder die Verhinderung der Stauberzeugung nicht erforderlich ist, kann von einer parallelen Verbindung Gebrauch gemacht werden, die durch eine Gelenkeinrichtung 13 und Verbindungsplatten 2a und 2b geschaffen ist, wie zum Beispiel in Fig. 8 gezeigt ist.
Überdies wird bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Ausrichtungseinheit 4, welche ein zu transportierendes Element ist, bewegt, während sie von einem Basistisch 7 abgehoben ist. Im Ergebnis gibt es im wesentlichen keine Möglichkeit zur Erzeugung von Staub an dem Abschnitt angrenzend der Ausrichtungseinheit. Dies ist sehr wünschenswert.
Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird ein Luftzylinder als eine Einrichtung zum Abheben der Ausrichtungseinheit 4 benutzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie zum Beispiel in Fig. 9 gezeigt ist, kann eine Hochdruck-Luft HA durch einen flexiblen Schlauch 15 einem zu transportierenden Element 14 zugeführt werden, so daß die Hochdruck-Luft HA durch eine in der Unterseite des Elements 14 geschaffene Öffnung 16 abgegeben werden kann, um das Element 14 anzuheben. In diesem Fall kann die Zufuhr der Hochdruck-Luft gestoppt werden, um das Element 14 mit einem Basistisch 7 in Anlage zu bringen, und zusätzlich kann eine Vakuum-Anziehungseinrichtung wie zum Beispiel eine Pumpe verwendet werden, um einen Unterdruck zu erzeugen, so daß das Element 14 auf den Basistisch 7 zu angezogen und in engen Kontakt mit diesem gebracht werden kann. In dem Fall, in welchem bei einigen vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Luftzylinder verwendet wird, um das zu transportierende Element gegen den Basistisch anzudrücken, gibt es die Möglichkeit, daß die Druckkraft eine Biegung des Basistischs verursacht. Bei dieser in Fig. 9 gezeigten Form der vorliegenden Erfindung wird keine äußere Kraft direkt auf den Basistisch aufgebracht, was das vorteilhafte Ergebnis hat, daß keine derartige Biegung erzeugt wird. Ferner kann ein Basistisch 7, wie in Fig. 10 veranschaulicht ist, aus einem magnetischen Material gefertigt sein, und ein Element 14, das transportiert worden ist, kann mit Hilfe eines Elektromagneten 17, welcher in der Umgebung der Unterseite des Elements 14 vorgesehen sein kann, in engen Kontakt mit dem Basistisch 7 gebracht werden. In diesem Fall ist im wesentlichen die gleiche vorteilhafte Wirkung erzielbar.
Die vorhergehende Beschreibung ist hinsichtlich von Beispielen ausgeführt worden, bei welchen ein zu transportierendes Element beim Transport von einem Basistisch abgehoben wird. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, und das System kann derart aufgebaut sein, daß das zu transportierende Element beim Transport nicht angehoben wird. Bei einem in Fig. 11 gezeigten Beispiel wird ein zu transportierendes Element 14 durch dessen Gewicht W in engen Kontakt mit einem Basistisch 7 gebracht und beim Transport wird das Element 14 verschoben, während es auf der Oberfläche des Basistischs 7 gleitet. Wenn eine Reproduzierbarkeit in Bezug auf den engen Kontakt des Elements 14 mit dem Basistisch 7 zum Zeitpunkt des Anhaltens erforderlich ist, kann das Andrücken mittels eines Luftzylinders, die Anziehung mittels einer Pumpeinrichtung, die Anziehung mittels eines Elektromagnets usw. wie bei dem vorhergehenden Beispielen angewandt werden.
Wenn bei dem Beispiel gemäß Fig. 11 der Reibungswiderstand oder die Erzeugung von Fremdpartikeln als ein Ergebnis der Gleitbewegung völlig unerwünscht ist, kann zur Lösung des Problems eine Rolleinrichtung wie zum Beispiel Rollen für die Verschiebung benutzt werden.
Bei einem in den Fig. 12A und 12B gezeigten Beispiel sind Stahlkugeln 19, die jeweils mittels einer Feder 18 vorgespannt sind, in die Unterseite eines zu transportierenden Elements 14 eingebettet. Bei der Bewegung rollen die Kugeln 19 auf der Oberfläche eines Basistischs 7 (Fig. 12A). Andererseits wird zum Zeitpunkt der Positionierung von einem Luftzylinder oder einer anderen Einrichtung eine geeignete Druckkraft P auf das Element 14 ausgeübt, so daß die Federn 18 zusammengedrückt werden und ein flacher Oberflächenabschnitt 10 der Unterseite des Elements 14 in engen Kontakt mit dem Basistisch 7 gebracht werden, wodurch eine gewünschte Lagegenauigkeit erzielbar ist (Fig. 12B).
Während die Erfindung mit Bezug auf die hierin offenbarten Bauformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die dargelegten Details beschränkt, und Modifikationen und Änderungen sind für Fachleute offensichtlich.

Claims

1. Positionierungsvorrichtung zur Positionierung einer Ausrichtungseinheit (4), zur Erfassung einer Ausrichtungsinformation, um sie bei der Ausrichtung einer Maske (41) und eines Wafers (42) anzuwenden,

wobei die Vorrichtung eine Bewegungseinrichtung (34, 37) zur Bewegung der Ausrichtungseinheit (4) aufweist,

gekennzeichnet durch,

eine Bezugsfläche (11), und

eine Einrückeinrichtung (5, 6) zur Bewegung der Ausrichtungseinheit (4) in Anlage mit der Bezugsfläche (11), um die Ausrichtungseinheit (4) gegen die Bezugsfläche (11) zu drücken und dadurch, der Bewegung der Ausrichtungseinheit (4) mittels der Bewegungseinrichtung (34, 37) nachfolgend, die Ausrichtungseinheit (4) in einer gewünschten Orientierung auszurichten.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Einrückeinrichtung (5, 6) die Ausrichtungseinheit (4) in Anlage mit der Bezugsfläche (11) hält, ohne die Ausrichtungseinheit (4) von der Bewegungseinrichtung (34, 37) zu lösen.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher die Ausrichtungseinheit (4) mittels einer flexiblen Verbindungseinrichtung (2a, 2b) mit der Bewegungseinrichtung (34, 37) verbunden ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei welcher die flexible Verbindungseinrichtung durch die Bewegung der Äusrichtungseinheit (4) in Kontakt mit der Bezugsfläche (11) verformbar ist.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Steuereinrichtung (28) aufweist, die vorgesehen ist, um die Bewegungseinrichtung (34, 37) und die Einrükkeinrichtung (1, 2, 3, 6) zu steuern, so daß die Ausrichtungseinheit (4) bewegt werden kann, während sie außer Kontakt mit der Bezugsfläche (11) gehalten ist, und daß, nachdem die Ausrichtungseinheit in eine gewünschte Lage bewegt worden ist, die Ausrichtungseinheit in einen sehr guten Kontakt mit der Bezugsfläche gebracht werden kann.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Bewegungseinrichtung einen Tischmechanismus aufweist.

7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Bezugsfläche (11) eine Fläche eines feststehenden Elements (7) ist.

8. Vorrichtung zum Drucken eines Musters einer Maske (41) auf einen Wafer (42), die eine Positionierungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Einrichtung zur Anwendung der Ausrichtungsinformation aufweist, um die Maske (41) und den Wafer (42) vor dem Drukken des Musters auszurichten.

9. Belichtungsvorrichtung zur Übertragung eines Musters einer Maske (41) auf einen Wafer (42), der auf einem Wafertisch (44, 45) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung aufweist,

eine Ausrichtungseinheit (4) zur Erfassung der Ausrichtungsinformation, die zur Ausrichtung der Maske (41) und des Wafers (42) zu verwenden ist, und

eine Positionierungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Positionierung der Ausrichtungseinheit.

10. Verfahren zur Ausrichtung einer Maske und eines Wafers und zum Drucken eines Maskenrnusters auf den Wafer, das aufweist

(a) die Positionierung eines ersten Elements (4), das eine Ausrichtungseinheit zur Erfassung der Ausrichtungsinformation über die Ausrichtung einer Maske und eines Wafers relativ zu einem zweiten Element aufweist, das eine Maske (41) und einen Wafer (42) aufweist, mittels eines Verfahrens, bei welchem das erste Element (4) mit Hilfe eines Bewegungsmechanismus (34, 35) relativ zu einem zweiten Element (41, 42) in eine gewünschte Position verschoben wird, und bei welchem es während der Verschiebung des ersten Elements (4) außer Kontakt mit einer Bezugsfläche (11) eines feststehenden Elements (7) gehalten wird, und bei welchem, nachdem das erste Element (4) in die gewünschte Position verschoben worden ist, es nachfolgend in Kontakt mit der Bezugsfläche (11) bewegt wird, um dadurch das erste Element in einer gewünschten Orientierung auszurichten,

(b) die Ausrichtung der Maske (41) mit dem Wafer (42) auf der Basis der Ausrichtungsinformation, und

(c) das Drucken eines Maskenrnusters von der Maske (41) auf den Wafer (42) mit Hilfe eines Belichtungsvorgangs.

11. Halbleiter-Mikroschaltungs-Herstellungsverfahren einschließlich eines Verfahrens zur Ausrichtung einer Maske und eines Wafers und zum Drucken eines Maskenmusters auf den Wafer gemäß Anspruch 10.