DE69311154T2

DE69311154T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen während der Herstellung von Halbleitern

Info

Publication number: DE69311154T2
Application number: DE69311154T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Inoue; Kazuo Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2013-02-11
Also published as: JPH05234842A; DE69311154D1; US5579084A; EP0557010A1; JP2646414B2; EP0557010B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gerät für die Herstellung von Halbleitern, die Jahr für Jahr immer empfindlicher werden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen vibrationsgeschützten Mechanismus einer Reduktionsprojektionsausrichtungseinrichtung (Schrittvorrichtung) mit einer darin eingebauten Bühne für einen "schrittweisen Kopier-" oder "schrittweisen Abtastvorgang".
Bisher wird bei einem Gerät der vorstehenden Art ein Vibrationsisolationssystem verwendet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, um den Einfluß von Bodenschwingungen am Einbauort des Geräts zu reduzieren. Bei diesem System werden Vibrationen entlang der Z-Achse mittels einer Luftfeder 2 als eine Verhinderungseinrichtung der Übertragung von Bodenvibrationen verhindert, die durch ein Aufhängungselement 4 vertikal aufgehängt ist, so daß horizontale Vibrationen auf der Grundlage des Prinzips eines Pendels verhindert werden. Das Innere eines äußeren Aufhängungsgehäuses 6 ist mit einer viskosen Flüssigkeit 5 gefüllt, um die horizontalen Dämpfungseigenschaften zu verbessern. Die Dämpfung unter Verwendung des Viskositätswiderstands wird durch die Bodenfläche eines Hängers, der äquivalent zu einem Pendel ist, und die Fläche eines Behälters ausgeführt. Die Steifigkeit der Luftfeder entlang der Z-Achse kann bei diesem System reduziert werden, und eine niedrige Steifigkeit des Aufhängungselements kann auch horizontal angenommen werden. Desweiteren kann auch die Eigenfrequenz der Horizontalvibration durch Verwenden eines langen Aufhängungselements auf ein ganz niedriges Niveau gedämpft werden. Deshalb wird dieses Verfahren in Geräten in eine praktische Anwendung als ein sehr wirksames Verfahren zum Dämpfen von Bodenvibrationen umgesetzt.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist kürzlich ein System entwickelt worden, wobei ein Sensor 22 zum Erfassen von Vibrationen des Geräts und ein Aktiv-Regelgerät 21 zum Regulieren der Amplitude der Vibrationen in einem herkömmlichen Vibrationsisolationssystem eingeschlossen ist. Es bleiben jedoch Probleme, die zu lösen sind, beispielsweise ist das Gerät groß und die Kosten sind ganz hoch.
Systeme der vorstehenden Art sind im allgemeinen angesichts der Hemmung der Übertragung von Bodenvibrationen auf das Gerät konstruiert. Gewöhnlich sind derartige Systeme zum Regeln von durch das Gerät erzeugte Vibrationen nicht wirksam. D.h., daß die Übertragungsfunktion eines Vibrationsübertragungsverhältnisses (kleiner als 1) zum Verhindern der Übertragung auf das Gerät eine umgekehrte Beziehung zu der bei dem Vibrationsübertragungsverhältnis (kleiner als 1) zum Regeln von durch das Gerät in Frequenzbereichen erzeugten Vibrationen hat. Deshalb kann als Grund betrachtet werden, daß derartige Systeme nicht wirksam sind, weil entgegenstehende Eigenschaften bei einer herkömmlichen "Schrittvorrichtung" unter Verwendung des Vibrationsisolationssystems der vorstehenden Art notwendig sind. Vibrationsisolationseigenschaften bezüglich Bodenvibrationen wurden bis zu einem gewissen Ausmaß aufgegeben, und eine Vibrationsregelwirkung zum Regeln der durch das Gerät erzeugten Vibrationen ist hinzugefügt. Weil die Halbleitervorrichtungen in den letzten Jahren jedoch empfindlicher wurden, haben diese sehr kleinen Restvibrationen ein inakzeptables Maß erreicht.
Da Ausrichtung und Belichtung ausgeführt werden nachdem Restvibrationen natürlich gedämpft sind, nimmt deshalb die Produktivität des Geräts beträchtlich ab, was äußerst ungeeignet ist. Ein Halbleiterbelichtungsgerät ist auf einem zweiten oder höheren Boden anstatt auf einem ersten Boden bei einigen neuen Halbleiterherstellfabriken angeordnet, weil es schwierig ist, die Lagen zu gewährleisten. Bei einigen Fällen ist das Maß der Bodenvibration hoch. Unter diesen Umständen ist es erforderlich, ein Vibrationsisolationssystem zu entwickeln, das in der Lage ist, wirksam und schnell Bodenvibrationen zu isolieren und durch das Gerät erzeugte Vibrationen zu dämpfen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Geräts zum Herstellen von Halbleitern, das in der Lage ist, die Übertragung von Bodenvibrationen auf das Gerät zu verhindern und durch das Gerät erzeugte Vibrationen wirksam zu dämpfen.
Bei der vorliegenden Erfindung, die darauf abzielt, die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird bei einem Halbleiterbelichtungsgerät mit einer darin eingebauten Bühne für einen "schrittweisen Kopier-" oder "schrittweisen Abtastvorgang" eine aufeinanderfolgende Beziehung zwischen dem "schrittweisen Kopier-" oder "schrittweisen Abtastvorgang" und einem Ausrichtungs- oder Belichtungsvorgang berücksichtigt.
Erfindungsgemäß wird ein Gerät zum Herstellen von Halbleitern geschaffen, das die in Anspruch 1 angeführten Merkmale hat.
Ein derartiges Isolationssystem, das in der Lage ist, Bodenvibrationen wirksam zu isolieren und durch das Gerät erzeugte Vibrationen in einer kurzen Zeit zu dämpfen, kann gemäß einer zeitlichen Abfolge geschaltet werden, so daß der Vorteil der Erfindung mit einer maximalen Wirkung verwendet werden kann.
Damit das System als ein Herkömmliches arbeitet, das in der Lage ist, Bodenvibrationen während einem Ausrichtungs- oder Belichtungszustand wirksam zu isolieren, wobei kein schrittweiser Vorgang auf der Bühne ausgeführt wird, ist die viskose Dämpfung des Dämpfers abgeschwächt, so daß das Vibrationsübertragungsverhältnis von dem Boden zu dem Gerät viel kleiner als 1 wird, um den Einfluß der Bodenvibrationen so stark wie möglich zu reduzieren. Wenn im Gegensatz dazu die Bühne in Schritten betrieben wird, ist ein Dämpfer derart geklemmt, daß er nicht arbeitet, um die Amplitude der Vibrationen (Schütteln) des Geräts zu unterdrücken, die durch den schrittweisen Vorgang verursacht werden; oder die Viskosität der in dem Dämpfer verwendeten viskosen Flüssigkeit wird erhöht, um die viskose Dämpfung des Dämpfers zu erhöhen.
Da ein Mechanismus zum Andern der Dämpfungseigenschaften herkömmlichen Vibrationsisolationsgeräten hinzugefügt ist, so daß die Dämpfungseigenschaften in Übereinstimmung mit dem aufeinanderfolgenden Betriebszustand des Geräts bei der vorliegenden Erfindung geändert werden können, besteht ein Vorteil darin, daß eine Verschlechterung der Leistung des Geräts aufgrund von Störungen wie Bodenvibrationen beseitigt wird, und daß eine Abnahme der Produktivität aufgrund von Vibrationen verhindert werden kann, die durch verschiedene Teile des Geräts erzeugt werden. Da außerdem Sensoren, Stellglieder oder dergleichen zum Messen und/oder Regulieren des Vibrationszustands des Geräts nicht notwendig sind und der Vibrationsverhinderungsmechanismus bei der vorliegenden Erfindung einfach ist, können Kosten reduziert werden und es werden sehr praktische Anwendungen dieser erreicht.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Geräts zum Herstellen von Halbleitern, das zumindest eine Vibrationsisolationseinheit aufweist, weist die folgenden Schritte auf:
Auswählen eines Geräts zum Herstellen von Halbleitern mit einer beweglichen Bühne; Stützen der beweglichen Bühne auf einem Vibrationsisolationsfundament mit einem Dämpfer mit beweglichen Abschnitten zum Isolieren von Bodenvibrationen; Anordnen eines Substrats auf der beweglichen Bühne; Bewegen des Substrats während eines schrittweisen Vorgangs des Geräts mittels der beweglichen Bühne; Andern der Dämpfungseigenschaften des Dämpfers durch Verwenden einer viskosen Flüssigkeit; Anheben der Dämpfungseigenschaften des Dämpfers während dem schrittweisen Vorgang höher als während einem schrittfreien Vorgang; und wiederholtes Ausführen des schrittweisen Vorgangs immer, wenn verschiedene Teile des Substrats verarbeitet werden.
Die vorstehende und weitere Aufgaben und neue Merkmale der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung offensichtlich erscheinen, wenn dieselbe in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen nur zum Zweck der Darstellung sind und nicht für eine Definition der Beschränkungen der Erfindung beabsichtigt sind.
Bei den beigefügten Zeichnungen:
stellt Fig. 1 den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar;
stellt Fig. 2 den Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar;
zeigt Fig. 3 eine Vorderansicht eines Halbleiterherstellgeräts der vorliegenden Erfindung;
zeigt Fig. 4 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Vibrationsregelgeräts; und
stellt Fig. 5 den Aufbau eines anderen herkömmlichen Vibrationsregelgeräts dar.
Fig. 1 stellt das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, die auf eine Projektionsausrichtungseinrichtung der "schrittweisen Kopier-" oder "schrittweisen Abtastart" für die Verwendung bei Prozessen zum Herstellen von Halbleitern angewendet ist. Eine Vielzahl Montageeinheiten sind bei einem tatsächlichen Gerät verwendet. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Montageeinheit. Das Gerät bei diesem Ausführungsbeispiel weist folgende Bauteile auf: eine Luftfeder 2 zum elastischen Stützen eines Geräts 1 entlang der Z-Achse (vertikal), um Bodenvibrationen am Einbauort zu verhindern; eine Kammer 3 zum Zuführen von Luft zu der Luftfeder 2; ein Aufhängungselement 4 zum Aufhängen des vibrationsisolierenden Mechanismusses entlang der Z-Achse; ein äußeres Gehäuse 6, das das Aufhängungselement 4 fixiert und das mit einer hochviskosen Flüssigkeit 5 für eine horizontale Dämpfung gefüllt ist; und Dämpfer 7, die Seite an Seite angeordnet sind und die gewöhnlich Dämpfungseigenschaften der Luftfeder 2 entlang der Z-Achse verbessern. Der Dämpfer 7 weist folgende Bauteile auf: einen Dämpferausleger 9, der an einem unteren Abschnitt des Geräts fixiert ist und zu einem Dämpferbehälter 8 reicht; eine Dämpferplatte 10, die an dem unteren Ende des Dämpferauslegers 9 montiert ist; hochviskose Flüssigkeit 11 zum Dämpfen entlang der Z-Achse; einen Klemmechanismus 12 zum Fixieren des Dämpferauslegers 9; und ein Regelgerät 13 zum Regeln des Klemmechanismusses.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist der Klemmechanismus 12 zum Fixieren des Dämpferauslegers 9 offen, um wirksam Vibrationen von Böden zu isolieren, und der Dämpfer 7 ist in einem Betriebszustand. Dieses erfolgt, wenn eine Projektionsausrichtungseinrichtung zum Herstellen von Halbleitern während eines Vorgangs zum Ausrichten einer Maske auf einem Halbleitersubstrat verwendet wird oder während eines Belichtungsvorgangs, wobei ein Muster für eine Halbleitervorrichtung auf einer Maske auf ein Halbleitersubstrat reduktions-projiziert wird und das Halbleitersubstrat durch Beleuchten der Maske mit einem vorgegebenen Beleuchtungslicht belichtet wird, währenddessen keine Vibrationen innerhalb des Geräts verursacht werden. Wenn die gewöhnliche Ausrichtung, Belichtung oder ein anderer Vorgang vervollständigt sind, wird das Regelgerät 13 betätigt direkt bevor die Bühne, die sich schrittweise bewegt, zu arbeiten beginnt, um das Klemmen des Dämpferauslegers 9 zu veranlassen, wodurch der Dämpfer 7 außer Betrieb gesetzt wird. Obwohl die Luftfeder 2 bei diesem Zustand nicht arbeitet, hat sie eine stoßabsorbierende Funktion während dem schrittweisen Vorgang, weil der Klemmausleger elastisch ist. Somit können Vibrationen unterdrückt werden, die störende Einflüsse auf das Gerät haben. Außerdem können horizontale Vibrationen unterdrückt werden, da der Klemmechanismus 12 auch in der Lage ist, horizontal zu Klemmen (entlang der X und Y-Achse).
Projektionsausrichtungseinrichtung angewendet ist, kann die vorliegende Erfindung auf ein Gerät angewendet werden, wobei eine Abfolge, die die Isolierung der Bodenvibrationen erfordert, wenn eine Reihe bei einem Ausrichtungs- oder Belichtungsvorgang mit der Unterdrückung der Anfangsvibrationen wie bei einem schrittweisen Vorgang wird, wenn sich ein nachfolgender Vorgang anschließt. Obwohl sogar der Klemmechanismus als ein Mechanismus der vollständig fixierenden Art beschrieben ist, ist er nicht notwendigerweise in fixierender Art. Er kann in einem halbfixierenden Zustand hergestellt sein, so daß seine Dämpfungswirkung verwendet werden kann.
Fig. 2 stellt das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Ein Vielzahl Montageeinheiten werden bei einem tatsächlichen Gerät verwendet. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Montageeinheit. Fig. 3 stellt ein Beispiel seiner tatsächlichen Anordnung dar. Das Gerät bei diesem Ausführungsbeispiel weist folgende Bauteile auf: eine Luftfeder 2 zum elastischen Stützen eines Geräts 1 entlang der Z-Achse (vertikal), um Bodenvibrationen am Einbauort zu verhindern; eine Kammer 3 zum Zuführen von Luft zu der Luftfeder 2; ein Aufhängungselement 4 zum Aufhängen des Vibrationsverhinderungsmechanismusses entlang der Z-Achse; ein äußeres Gehäuse 6, das das Aufhängungselement 4 fixiert und das mit einer viskosen Flüssigkeit 5 mit einer hohen Viskosität für eine horizontale Dämpfung gefüllt ist; und Dämpfer 7, die Seite an Seite angeordnet sind und die gewöhnlich Dämpfungseigenschaften der Luftfeder 2 entlang der Z-Achse verbessern. Der Dämpfer 7 weist folgende Bauteile auf: einen Dämpferausleger 9, der an einem unteren Abschnitt des Geräts fixiert ist und zu einem Dämpferbehälter 8 reicht; eine Dämpferpiatte 10, die an dem unteren Ende des Dämpferauslegers 9 montiert ist; hochviskose Flüssigkeit 11 zum Dämpfen entlang der Z-Achse; einen Klemmechanismus 12 zum Fixieren des Dämpferauslegers 9; und ein Regelgerät 13 zum Regeln des Klemmechanismusses. Der Dämpfer 7 weist folgende Bauteile auf: einen Dämpferausleger 16, der an einem unteren Abschnitt des Geräts fixiert ist und zu einem Dämpferbehälter 15 reicht, der eine Elektrode 14 zum Erzeugen eines elektrischen Feldes hat; eine Dämpferplatte 10, die an dem unteren Ende des Dämpferauslegers 16 montiert ist und eine Elektrode 17 zum Erzeugen eines elektrischen Feldes hat; ein magnetisches Fluid 19 zum Dämpfen entlang der Z-Achse; eine Energiequelle zum Anlegen einer Spannung an die Elektroden und zum Erzeugen eines elektrischen Feldes; und ein Regelgerät 20.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau keine Vibrationen im Inneren der Projektionsausrichtungseinrichtung verursacht werden, wie bei einem gewöhnlichen Ausrichtungsvorgang, einem Belichtungsvorgang oder dergleichen, wird den Elektroden 14 und 17 kein elektrischer Strom zugeführt, die jeweils auf dem Dämpferbehälter 15 und der Dämpferplatte 18 montiert sind. Das Regelgerät wird direkt vor den Vorgängen betätigt, entweder auf der Bühne oder auf dem Abschnitt des Inneren des Geräts, von dem Vibrationen erzeugt werden, und verursacht, daß eine vorgegebene an die Elektroden 14 und 17 anzulegende Spannung, und ein elektrisches Feld erzeugt werden. Somit werden durch das Gerät erzeugte Vibrationen unterdrückt, indem der auftretende Viskositätskoeffizient des magnetischen Fluids größer gemacht wird. Außerdem ist es bei diesem Verfahren möglich, eine an den Elektroden angelegte Spannung zu ändern, um Vibrationen gemäß der Amplitude der Vibrationen von dem Abschnitt des Inneren des Geräts wirksam zu unterdrücken, von dem Vibrationen erzeugt werden. Es kann auch eine Blende vorgesehen sein, um den scheinbaren Viskositätskoeffizienten des magnetischen Fluids zu ändern.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Drahtkontaktiereinrichtung, ein Chipprüfgerät oder dergleichen zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Projektionsausrichtungseinrichtung angewendet werden, wenn das Gerät eine darin eingebaute Bühne der "schrittweisen Kopier-" oder "schrittweisen Abtastart" hat und seine Vorgänge aufeinanderfolgend fortschreiten.

Claims

1. Gerät zum Herstellen von Halbleitern, das folgende Bauteile aufweist: einen Stützmechanismus zum flexiblen Stützen des Geräts, um das Gerät von Vibrationen zu isolieren, die von dem Boden ausgehen, auf dem das Gerät angeordnet ist; und einen Dämpfungsmechanismus (7) zum Dämpfen von Vibrationen des Geräts gegenüber dem Boden, wobei der Dämpfungsmechanismus einen an dem Gerät fixierten Dämpferausleger (9, 16) und einen Behälter (8, 15) aufweist, in dem sich der Dämpferausleger bewegt, der am Boden fixiert ist und der ein viskoses Fluid aufnimmt, das den Dämpferausleger dämpft; gekennzeichnet durch einen Klemmechanismus (12; 14, 17, 19) zum Klemmen des Dämpferauslegers, um den Dämpferausleger im wesentlichen gegenüber dem Behälter zu fixieren; und eine Regeleinrichtung (13) zum Regeln des Klemmvorgangs des Klemmechanismusses in Übereinstimmung mit einer Abfolge der Vorgänge des Geräts.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung den Klemmechanismus regelt, um den Dämpferausleger zu klemmen, wenn eine schrittweise Bewegung einer Halbleitersubstratbühne in dem Gerät ausgeführt wird.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung den Klemmechanismus regelt, um das Klemmen des Dämpferauslegers abzubrechen, wenn ein Ausrichtungsvorgang des Halbleitersubstrats in dem Gerät ausgeführt wird.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung den Klemmechanismus regelt, um das Klemmen des Dämpferauslegers abzubrechen, wenn ein Belichtungsvorgang des Halbleitersubstrats in dem Gerät ausgeführt wird.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmechanismus den Dämpferausleger mechanisch klemmt.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmechanismus durch das viskose Fluid in der Form eines magnetischen Fluids gebildet ist, wobei die Viskosität durch einen Einfluß eines aufgebrachten elektrischen Feldes veränderlich ist, und wobei die Regeleinrichtung angepaßt ist, ein elektrisches Feld auf das magnetische Fluid aufzubringen, wodurch das Letztgenannte hochviskos gemacht wird, um eine weitgehende Fixierung des Dämpferauslegers gegenüber dem Behälter zu veranlassen.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpferausleger und der Behälter, in dem sich der Dämpferausleger bewegt, jeweils mit Elektroden (17, 14) versehen sind.

8. Verwendung eines Geräts zum Herstellen von Halbleitern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die folgende Schritte aufweist:

Stützen einer beweglichen Bühne auf dem Gerät; Anordnen eines Substrats auf der beweglichen Bühne;

Bewegen des Substrats während eines Schrittvorgangs des Geräts mittels der beweglichen Bühne;

Klemmen des Dämpferauslegers während eines schrittfreien Vorgangs; und

wiederholtes Ausführen des Schrittvorgangs, immer wenn verschiedene Bereiche des Substrats verarbeitet werden.