JP2013070063A - 複数の設備の相対位置を監視するデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】共通基準システム（４）上に振動隔離機構（２、３、５）を介して搭載され、該共通基準システムに対して変動する位置をとる、リソグラフィ・デバイス（１）及びワークステーション・デバイス（６）を含む装置において、両デバイス間の相対位置の変動を監視して該装置が誤動作しないように調整する。
【解決手段】前記共通基準システムに対する前記リソグラフィ・デバイス及び前記ワークステーション・デバイスの個々の位置を測定する手段と、測定された両デバイスの個々の位置から算出される両デバイス間の相対位置（ｄ、７ｂ）が所定の公差範囲内（７ａ−７ｃ）にあるかどうかを評価する手段を含む装置。
【選択図】図１ｂ

Description

本発明は、振動隔離されたデバイスの相対位置を監視する処置、および特にいくつかのデバイスの相対位置を監視するデバイスならびに方法に関する。

以下で第１のサブ・システムとも呼ばれる第１の振動隔離されたデバイス、および類似する振動隔離された設定を有することができる第２のサブ・システムを有する、以下でシステムまたは装置とも呼ばれる設備が知られている。第１のサブ・システムは、リソグラフィ・デバイスを含むことができ、一方、第２のサブ・システムは、例えば、リソグラフィ・デバイスへウェハを装填するロボット・システムを有する。

サブ・システムは、直接互いに機械的に接続されないが、代わりに相互の交換にあずかる。この交換は、例えば、材料交換、材料移送、または同様にサブ・システム、あるいはロボット・アームなどのサブ・システムの構成部品の他のサブ・システム内への挿入であり得る。リソグラフィ・デバイスへのウェハの装填は、また、材料交換として考えられる。

少なくとも１つのサブ・システムは、本明細書では振動隔離された設定を有する。例えば、第１のサブ・システムは、それを構造伝搬振動に対して隔離するために、柔軟なばね緩衝器要素を介して基準システムに接続される。第２のサブ・システムは、例えば、増大された剛性を有するばね緩衝器要素を介して同一の基準システムに取り付けられ、振動隔離されることもできる。１つのサブ・システムで振動隔離されるサブ・システムに作用する内／外力および／または質量変位は、相対位置に顕著な変化を導くことがある。

設置の誤差がなくまたは通常の動作を保証することを可能にするために、十分な精度で規定された方法で互いに対して両方のサブ・システムの位置を維持する必要がある。したがって、例えばリソグラフィ・デバイスによるその処理の間に、サブ・システムおよびそれらの構成部品について、ならびにまた交換される材料についての両方の危険は妨げられなければならない。

誤差がない動作を可能にするサブ・システムの必要な相対位置を維持することは、能動的な、すなわち調整され振動隔離されたサブ・システムを用いて達成されることができる。この目的のために、相対位置は、動作の間に監視され、かつ所定の公差範囲内に維持される。この処置は、複雑であり、したがって高価な制御機構および保守作業を必要とするので、この方法は価格が高い。

代替または補足的な方法に従って、相対位置は、設備の作動前に１回調べられ、所定の所望値に設定される。動作の間、サブ・システムの監視および位置の制御は行われない。代わりに、受動的な振動隔離されたサブ・システムの相対位置が、もはや著しく変化しないとの事実に信頼が置かれる。サブ・システムは、その位置が調整されないとき、受動的に振動隔離される。

そのような設備において、振動隔離されたサブ・システムの相対移動は、例えば絶対移動余裕を画定する端部停止部によって、または時間制限する結合および／または固定機構によって機械的に制限されることができる。

しかしながら、移動制限の作用は、振動隔離に反してサブ・システムに影響を与えることができ、必ずしも設備の通常の動作を提供しない。

これらの設備において、同時の最適化された振動隔離のための動作の間にサブ・システムの相対位置の検査はない。すなわち、２つのサブ・システムの所望位置が互いに対して維持されているかどうか、したがって誤差がないまたはほぼ誤差がない動作が行われるかどうかは決定されることができない。例えば、一方のサブ・システムから他方のサブ・システムへのウェハの移送、およびリソグラフィ・デバイスによるウェハの処理などの動作の前および動作中の誤差機能は、除外されまたは妨げられることができない。

本発明は、したがって、知られているシステムの欠点を避ける問題に基づく。特に、簡単でかつ経済的な構成部品を用いて間違った動作を妨げることができる、いくつかのデバイスの相対位置を監視するための装置および方法が、示される。

中核となる概念は、以下において基準変位制御（ＲＤＣ）として示される少なくとも２つのサブ・システムを含む、システムにおける相対位置を監視するための、および／または相対位置を測定しかつ評価するための装置またはデバイスを示すことに見られるべきである。ＲＤＣは、好ましくは連続して少なくとも２つのデバイスまたはサブ・システムの相対位置を決定しかつ評価するために、ならびに異なるインタフェースを介して評価された情報を転送するために、適切な測定原理を利用する。

サブ・システムは、例えば、異なる剛性値を有する振動隔離デバイスによって共通の基準システム上に搭載されることができる。これらサブ・システム内およびこれらサブ・システムの外側から作用する初期力を通して、サブ・システムは、互いに対するサブ・システムの必要な位置が、分散されまたは分散されることができるように偏向されることができる。

位置センサが使用され、位置センサの信号は、アナログまたはデジタル測定および／または評価ユニットによって処理される。個別センサの測定結果、およびまた全ての位置センサの組合せが決定され、個別センサまたは全てのセンサの値が、例えば、垂直または水平方向の公差範囲などのパラメータ化可能な窓内に位置するかどうかの情報が、これら信号から導出される。この情報は、デジタルＩ／Ｏインタフェースを介しておよびまた視覚表示器を介してＲＤＣに提供される。

サブ・システムの位置における変化またはサブ・システムが、設定によって導出される自由度で測定されることができるように、センサが取り付けられる。

他のインタフェースは、測定された状態およびまた評価された状態の両方を含むことができる全ての情報を送信する。評価された状態は、評価デバイスによる検査後に提供される情報に対応する。ＲＤＣは、単純な端子および／またはソフトウエアを用いてこのインタフェースを介して読み出されかつ制御されることができる。

システムは、このように、相対位置または互いに対するサブ・システムとも呼ばれる両方のデバイスの相対位置が、材料の交換または他方へのある構成部品の挿入が、材料または構成部品を危険にさらすことなく行われることができる窓内でまたは公差間隔内にあるかどうかを知らされる。

例えば、ＲＤＣ自体が誤差関数を有するので、システムの監視がもはや保証されない状況が、ハート・ビート関数によって妨げられる。この関数は、センサと評価ユニットとの間の連続するデータ・トラフィックを示し、かつインタフェースおよび／または視覚表示器を介して使用されることもできる。ハート・ビート関数およびまた評価信号の両方は、適切な対抗処置、例えば、システムのオフへの切り替えおよび／または再調整、すなわちサブ・システムの新たな位置決めのためのトリガ信号として使用されることができる。

ＲＤＣを使用して、個別の固定または可動デバイスの位置、あるいはデバイスの相対位置が決定されることができる。これは、特に、隔離システムまたは振動隔離デバイスの位置安定性の監視を可能にする。

広範に自由にプログラムされることができる、測定側の位置センサおよび評価側のファームウエアなどの独立の構成部品の設定は、位置決定および位置監視の分野における他の応用に関する多くの目的に適合可能でありかつ使用可能なＲＤＣを作る。

上述のタスクは、第１にいくつかのデバイスの相対位置を監視するための装置によって達成される。装置は、少なくとも１つのデバイスが受動振動隔離デバイスを有するサブ・システムとも呼ばれるいくつかのデバイスを有する。本明細書で、受動とは、振動隔離デバイスが制御されないことを意味する。装置は、デバイスの相対位置を決定する少なくとも１つのデバイスと、デバイスの測定された相対位置が、公差間隔内にあるかどうかを検査するための評価デバイスとをさらに含む。

相対位置を監視する装置はまた、以下でシステムとして特定される。その相対位置が監視されるデバイスは、以下でサブ・システムとしても特定される。

いくつかのデバイスそれぞれは、振動隔離デバイスを有するなら、これらは、異なる剛性値を有することができる。したがって、デバイスは、異なる振動応答を生じることができる。これは、デバイスの相対位置が、公差間隔の外側に入ることができる結果の可能な原因である。装置は、特にこの状態を認識すべきである。

デバイスの相対位置は、互いに対する個別のデバイスの位置を記載する。本明細書で、相対位置を決定する位置決定デバイスは、直接、デバイスの相対位置を決定または測定することを必ずしも必要としない。代わりに、デバイスの個別の位置は、基準点に対して決定されまたは測定され、かつデバイスの相対位置が、以降の処理ステップだけで決定されることも可能である。

以降の処理ステップは、例えば、評価デバイスによって実行されることができる。基準点は、デバイスが配置されるベース・プレートであり得る。

特に、デバイスの垂直および／または水平方向相対位置が決定される。

相対位置を決定するデバイスは、例えば少なくとも１つの位置を決定するためのセンサを有することができる。以下で位置センサとも呼ばれるこのセンサは、要件に従って、例えば機械的、光学的、誘導的、容量的、および／または圧電性センサであることができる。個別の位置センサの性能特徴に応じて、全ての６個の自由度の全体またはそれらの変化が、位置センサによってまたはいくつかの位置センサによって、および／またはデバイス上の位置のそれらの配置によって検出されることができる。

公差間隔または公差範囲は、その間で相対位置の値が変わることができる上限値および下限値によって好ましくは固定される。

監視された相対位置の値が、公差間隔の外側にあるなら、これは、デバイスに対する損傷および間違った動作を導くことがある。この状態を妨げるために、相対位置は、この公差間隔内の値だけを有することができる。

評価デバイスは、位置決定デバイスによって提供される信号に応答して、デバイスの相対位置が公差間隔内にあるかどうかを検査する、対応するハードウエアおよび／またはソフトウエア構成要素を含む。

受動振動隔離デバイスは、知られているばねおよび／または緩衝要素、ならびに発振または振動の隔離のために使用される重い質量を含むことができる。例えば振動隔離デバイスの剛性などのパラメータが、作動前に設定される。受動振動隔離デバイスのパラメータは、手動でまたは電子的に設定されることができ、または環境状態の変化に従って再調整されることができる。

デバイスは、ワークステーションを有することができ、ワークステーションは、次に、ロボット・システムまたはウェハ処理のためのリソグラフィ・デバイスを含むことができる。

１つの好ましい例示的な実施形態において、少なくとも１つのデバイスは、ワークステーションとして形成され、評価デバイスの結果の応答としてワークステーションの動作状態を決定する制御デバイスが設けられる。

ワークステーションは、他のデバイスまたは複数の他のデバイスと相互作用する作業を実行する。例えば、ワークステーションは、サンプル・テーブルを有することができる他のデバイスおよびリソグラフィ・デバイスにウェハを配置する、または他のデバイスからウェハを受けるロボット・システムを含むことができる。

評価デバイスは、デバイスの相対位置を検査する。相対位置が公差間隔内にあるなら、ロボット・システムは、ウェハを他のデバイスに配置することができる。対照的に、デバイスの相対位置が、それら相対位置が公差間隔の外側にあるように、対応する混乱のために、特に衝撃または振動のために変化するなら、ウェハは、間違った位置で把持するロボット・システムによって引っ掻かれるまたは破壊されることがある。

制御デバイスは、情報、例えば評価デバイスが送信する緊急オフ信号に応答してワークステーションの動作状態を決定するハードウエアおよび／またはソフトウエア構成要素を含む。動作状態は、デバイスをオフに切り替えるおよびデバイスを始動することを含むことができる。特に、制御デバイスは、安全動作状態、オフに切り替える状態にワークステーションを移すまたは保持することができる。

１つまたは複数のデバイスが、安全動作状態に配置された後、振動隔離デバイスのパラメータおよび／または互いに対するデバイスの位置はリセットされることができる。次に、動作は開始または再開されることができる。

この目的のために、制御デバイスは、評価デバイスの結果に応答してデバイスの再配置を制御することができる。

さらに、本発明の範囲内で、いくつかのデバイスの相対位置を監視する方法もあり、少なくとも１つのデバイスは、受動振動隔離デバイスを有する。方法は、好ましくは少なくとも１つの位置決定のためのデバイスによって、デバイスの相対位置を決定するステップと、デバイスの測定された相対位置が、公差間隔内にあるかどうかを検査するステップとを含む。

この目的のために、好ましくは少なくとも１つの公差範囲が画定される。

しかしながら、１つの有利な実施形態によれば、サブ・システムとも呼ばれる各デバイスに関して、別個の公差範囲は、共通基準システムに対するその位置に関して画定されることができる。この場合、共通基準システムに対する各デバイスの相対位置が決定されることができる。さらに、各決定された相対位置に関して、次に、各相対位置、すなわち対応するデバイスが、関連付けられた公差範囲内にあるかどうかが検査される。

代わりに、デバイスの位置は、互いに対して決定されることができ、次に、決定された相対位置が、関連付けられた公差範囲内にあるかどうかが検査される。

各画定された公差範囲は、デバイスの許容可能な水平および垂直方向位置を固定する２次元公差窓を呈することができる。

信頼可能な位置監視を許容することができるために、共通基準システムに対するデバイスの位置および／または互いに対するデバイスの位置は、規則的な間隔でおよび／または連続して決定されかつ評価される。

好ましくは、本発明は、対応する振動隔離デバイスを必要とする、デバイスの使用および／または設備または装置における方法にも関する。本発明は、図面に関連して実施形態を参照して以下により詳細に説明される。

その相対位置が監視される２つのデバイスの例示的な実施形態である。 水平方向の所望位置と、垂直方向の所望位置と、最大および最小位置によって画定される垂直方向公差範囲とを有して拡大された、図１ａによる実施形態である。 評価デバイスおよび相対位置を監視する接続された位置センサのブロック回路図である。 評価デバイスの簡略化された機能回路図である。

図１ａは、互いに対するそれらの位置が、図２ａで詳細に示される回路構成で監視される２つのデバイス２０および３０を有する例示的な実施を示す。デバイス２０および３０は、相対位置を決定するための基準システムとして使用されるベース・プレート４上に配置される。

デバイス２０は、例えば、４つの振動隔離器３およびこれらの隔離器に搭載された質量２を有する少なくとも１つの振動隔離デバイスを含む。振動隔離器３は、ばね緩衝器要素であることができる。１つのデバイス１が、振動隔離された方法で質量２上に配置される。振動隔離されたデバイス１は、例えば、ウェハ・ホルダおよび／またはリソグラフィ・デバイスを含むことができる。

デバイス３０は、ワークステーションであり、ワークステーションは、機能デバイス６を好ましくは有し、かつ振動隔離器５上に搭載される。デバイス２０の振動隔離器３の剛性は、デバイス３０の振動隔離器５の剛性より低いことができる。

示されていない実施形態において、ワークステーション３０または機能デバイス６は、ベース・プレート４上に直接、すなわち振動隔離器５なしで配置されることができる。機能デバイス６は、例えばウェハを移送するためのロボット・システムであることができ、このシステムは、サンプル・ホルダ上にウェハを置き、またはそれをホルダから受けることができる。

図１ｂは、次に図１ａによる設備を示す。図１ｂは、さらに、水平方向の所望位置ｄと、垂直方向の所望位置７ｂと、デバイス２０、３０の相対位置の垂直方向公差範囲とを示す。垂直方向公差範囲は、ベース・プレート４から測定された、垂直方向最大位置７ｃと垂直方向最小位置７ａによって固定される。さらに、水平方向の所望位置ｄが示される。これは、示されていない最大水平方向位置および最小水平方向位置内の値±Δｄだけ変化することができる。より詳細に以下に記載されるように、設備は、設備が作動する前に固定されたデバイス２０および３０の相対位置が、水平方向および垂直方向公差範囲内にある限り、通常に動作されることができる。

図２ａは、例えば、評価デバイス４０と、評価デバイス４０に測定値を供給する位置センサ９を含むブロック回路図を示す。デバイス２０、３０の位置を測定する位置センサ９として、好ましくは近接センサが、使用されることができる。位置センサ９は、１つのデバイス上に、２つのデバイス上に、および／またはベース・プレート４上に配置されることができる。

例えば、本明細書ではアナログ信号の形態の位置センサ９の情報が、評価デバイス４０に供給される。評価デバイス４０は、アナログ／デジタル変換器１０、例えばＣＰＵとして形成される制御デバイス１１、好ましくは開放コレクタ回路として実現されるデジタル入力および／または出力１３、例えばＲＳ２３２インタフェースなどのシリアル・インタフェース１４、および／または視覚ＬＥＤ表示器１５を有することができる。ＬＥＤ表示器は、設備の動作状態を示すためにいくつかのＬＥＤ要素を有することができる。例えば、１つのＬＥＤ要素は、設備の通常の動作を示すことができ、一方、他のＬＥＤ要素は、設備のオフに切り替えられたまたは欠陥状態を知らせることができる。ＬＥＤ表示器１５は、ＣＰＵ１１によって駆動され、ＣＰＵ１１は、デバイスの相対位置が、画定された公差範囲内にあるかまたは範囲外にあるかを、位置センサ９によって供給される測定値から決定する。制御デバイス１１は、デバイス２０および３０の相対位置が、動作の間に公差範囲の外に出るときに、設備、特にデバイス３０のロボット・システム６を、自動的にオフに切り替えされることも可能にする。

示される実施形態において、アナログ／デジタル変換器１０は、評価デバイス４０に割り当てられる。他の示されていない実施形態において、アナログ／デジタル変換器１０は、独立した構成部品または位置センサ９に割り当てられる。位置センサ９のアナログ信号は、ＡＤ変換器１０によってデジタル化され、制御デバイス１１に供給される。

評価デバイス４０の関連付けられる機能回路図が、図２ｂに示される。制御デバイス１１は、各位置信号が、パラメータ化可能な時間にわたって最小位置と最大位置との間に既に配置されているかどうかを検査する。少なくとも１つの測定された位置値が、これらの制限の外側にあるなら、すなわち、それが、最小値より小さいまたは最大値より大きいなら、あるいはそれが、少なくとも画定された時間期間の間に制限値内にないなら、誤差の場合が存在する。この誤差の場合は、状態値として外界、例えばオペレータに利用可能にされることができ、状態値は、ＲＳ２３２インタフェース１４を介して評価デバイス４０によって質問されることができ、および／または視覚情報として表示デバイス１５で利用可能にされることができる。さらに、位置情報は、またＲＳ２３２インタフェース１４を介して、連続してまたは所定の時点で質問されることができ、したがって追加の監視および／または診断の可能性を許容する。

評価デバイス４０またはＲＤＣは、ＲＳ２３２インタフェース１４を介して、簡単な端末プログラムの使用により構成されることもできる。端末プログラムにおいて、例えば、以下の特徴が構成されることができる。すなわち、誤差状態の定義、センサの線形化および較正、ケーブル破損またはプロセッサの停止などの安全が保証された動作の状態、標準の設定および開始状態、および／または測定精度および測定頻度である。

上述された実施形態は、実施例として理解されるべきであることは、当業者には明らかである。本発明は、それらに制限されず、代わりに本発明の精神から離れることなく多数の方法で変更されることができる。個別に示される特徴は、互いに組み合わされることもできる。

１ 振動隔離されたデバイス
２ 支持された質量
３ 振動または発振隔離器
４ ベース・プレート
５ 振動または発振隔離器
６ 機能デバイス
７ａ 垂直方向最小位置
７ｂ 垂直方向の所望位置
７ｃ 垂直方向最大位置
９ 相対位置を決定するためのデバイス
１０ アナログ／デジタル変換器
１１ ＣＰＵ
１２ デジタル入力および／または出力
１４ ＲＳ２３２ラインのためのインタフェース
１５ 視覚ＬＥＤ表示器
２０ デバイス
３０ ワークステーション
４０ 評価デバイス
ｄ 水平方向の所望位置

Claims (11)

1. それぞれ受動振動隔離デバイス（２、３、５）を介して共通基準システム（４）上に搭載され、互いに相対位置をとる少なくとも第１及び第２のデバイス、すなわちリソグラフィ・デバイス（２０）及びワークステーション・デバイス（３０）を含み、該相対位置が所定の公差範囲内にあるかどうかを監視する装置であって、
   前記少なくとも第１及び第２のデバイス（２０、３０）は、それぞれ前記共通基準システム（４）に対して変動しうる位置にあり、更に、
   前記共通基準システム（４）に対する前記少なくとも第１及び第２のデバイス（２０、３０）の個々の位置を測定する手段（９）、及び
   前記少なくとも第１及び第２のデバイス（２０、３０）の間の相対位置が前記所定の公差範囲内にあるかどうかを評価する手段（４０）を含む、装置。
2. 更に、前記評価手段（４０）による評価の結果に応答して前記ワークステーション・デバイス（３０）の動作状態を決定する制御デバイス（１１）を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記制御デバイス（１１）は、前記ワークステーション・デバイス（３０）を安全動作状態に移すことができ、かつ／または、前記測定手段（９）の測定結果に応答して前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）を調整することができる、請求項２に記載の装置。
4. 前記少なくとも第１及び第２のデバイス（２０、３０）は、それぞれ互いに異なる剛性値を有する受動振動隔離デバイスを有する、請求項１に記載の装置。
5. 前記受動振動隔離デバイス（２、３、５）は、それぞれ少なくとも１つのばね緩衝器要素を含む、請求項４に記載の装置。
6. 前記測定手段（９）は、前記基準システム（４）に対する前記少なくとも第１及び第２のデバイス（２０、３０）のそれぞれの位置を測定する少なくとも１つの位置センサを有する、請求項１に記載の装置。
7. 前記位置センサは、機械的、光学的、誘導的、容量的、または圧電性センサである、請求項６に記載の装置。
8. 共通基準システム（４）上に搭載される少なくとも第１及び第２のデバイス、すなわちリソグラフィ・デバイス（２０）及びワークステーション・デバイス（３０）の互いに対する相対位置を監視する方法であって、該第１及び第２のデバイス（２０、３０）は、それぞれ受動振動隔離デバイス（２、３、５）を有しており、前記方法が、
   前記基準システム（４）に対する前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）の個々の位置を測定するステップと、
   前記相対位置について少なくとも１つの公差範囲を設定するステップと、
   前記基準システム（４）に対する前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）の個々の位置に基づいて、前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）の互いに対する相対位置が前記少なくとも１つの公差範囲内にあるかどうかを評価するステップとを含む、方法。
9. 前記基準システム（４）に対する前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）の位置を測定するステップは規則的な間隔で実行される、請求項８に記載の方法。
10. 前記基準システム（４）に対する前記第１及び第２のデバイス（２０、３０）の位置を測定するステップは連続して実行される、請求項８に記載の方法。
11. 前記公差範囲は２次元公差窓として設定される、請求項９または１０に記載の方法。

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