JPH01193689A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPH01193689A
JPH01193689A JP63015859A JP1585988A JPH01193689A JP H01193689 A JPH01193689 A JP H01193689A JP 63015859 A JP63015859 A JP 63015859A JP 1585988 A JP1585988 A JP 1585988A JP H01193689 A JPH01193689 A JP H01193689A
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裕 田中
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、直線案内機構あるいは回転機構に支持された
移動台を、駆動手段により移動し移動台上の搬送物の位
置決めを行なう位置決め機構に関するものである。
［発明の背景コ 画像処理装置、画像記録装置、光学観察機器、半導体製
造装置、高精度部品組立装置等の広い分野において、搬
送体を移動し、位置決めを行なう機構が採用されている
。これらの機構の中で最も一般的な構成の一つとしてク
ロスローラガイドとリニアエンコーダとモータを組み合
せた機構があげられる。クロスローラガイドは光学部品
や記録体を一方向に移動させる案内機構であり、モータ
はこのクロスローラガイドの移動台を駆動する動力源で
あり、ギヤやボールネジ等の伝達機構を介して動力を伝
達する。またリニアエンコーダは、搬送物の位置を検出
する手段として機能し、その出力信号は、サーボ回路を
介して前述のモータを制御し搬送物の位置決めが行なわ
れる。
［従来の技術］ 従来の位置決め装置を第９図に示す。この位置決め装置
はクロスローラガイドとリニアエンコーダとモータとを
組合せたものであり、レチクルとウェハの位置合せを行
なうアライメントユニットに適用した例である。
第９図において、３１はＸ方向に移動する可動ガイド、
３２はフレーム３３に固定された固定ガイドであり、こ
の２部品でクロスローラガイド３４を構成している。固
定ガイド３５と可動ガイド３６により構成されるＹ方向
のクロスローラガイド３７は、クロスローラガイド３４
と直交する方向に、可動ガイド３１上に取りつけられ両
クロスローラガイド３４．３７によりＸＹステージを構
成している。可動ガイドを駆動するモータおよび位置検
出手段であるリニアエンコーダは図示省略しである。
可動ガイド３６上には、光源であるレーザチューブ３８
、アライメント光学系３９、アライメント信号検出セン
サ４０からなるアライメントユニットが搭載されている
。４１はレチクルでウェハ４２に焼きつけるべきパター
ンがＥＢ描画装置により描画されている。レチクル４１
はレチクルホルダ４３によってウェハ４２との間がギャ
ップｇになるように支持されている。ウェハ４２はウェ
ハチャック４４に吸着固定されておりウェハステージ４
５によってＸ、Ｙ方向に移動、位置決めされる。
ウェハ４２には第１０図（ａ）　に示すウェハアライメ
ントマーク４６が形成され、レチクル４１には同図（ｂ
）に示すレチクルアライメントマーク４７が形成されて
いる。両マーク４６．４７がアライメント信号検出セン
サ４０上で同図（Ｃ）のように整合するようにウェハス
テージ４５を勅かし、露光を行なう。
上記構成により、アライメントユニットをＸＹステージ
によりレチクル４１に対して任意の位置の位置に位置決
めすることが可能となり、パターンサイズ、行程等によ
って移動するアライメントマークの位置にかかわらずア
ライメントを行なうことができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 第１１図は、第９図に示したアライメントユニットによ
りアライメントを行なフている状態を模式的に示したも
のである。
第１１図において（ａ）は露光光軸４８とアライメント
ビーム光軸４９が平行な状態を示し、（ｂ）は露光光軸
４８に対してアライメントビーム光釉４９がθ傾いてい
る状態を示している。
・（ａ）　、　　（ｂ）　　ともにアライメント検出セ
ンサ４０上には、第１０図（Ｃ）のようにアライメント
完了のパターンが形成されている。（ａ）では、露光光
軸４８とアライメントビーム光軸４９とが平行なので、
レチクル４１上のパターン５０とウェハ４２上のパター
ン５１とは、ズレることなく重なって露光されるが、（
ｂ）では、露光光軸４８とアライメントビーム光軸４９
とがθ傾いているため、アライメント検出センサ４０上
では、アライメント完了のパターンが形成されているに
もかかわらず、パターン５０とパターン５１はεだけズ
レを生じており、このまま露光が行なわれれば、ウェハ
上のパターン５１と露光によってウェハ４２上に形成さ
れる新たなパターンとはεだけずれてしまう。ズレ量ε
はウェハ４２とレチクル４１のギャップをｇとするとｇ
　−ｔａｎθである。
アライメントビーム光軸４９の倒れは、アライメントユ
ニットを支持しているＸＹステージの姿勢変化とくにピ
ッチング、ローリングによるものである。上述したＸＹ
ステージの姿勢変化によるズレ量６は、近年のＬＳＩの
高密度化、微細化に伴なう高精度なアライメントの要請
により顕著な問題となっている。
クロスローラガイドによって構成されるＸＹステージの
姿勢変化の原因としては、ローラが転勤する転勤面のう
ねり、真直度、油膜の厚さムラ、ゴミの介在等があげら
れるが、とくにゴミの介在した場合には、その除去が構
造上難しく、当初の精度を再現することがむずかしかっ
た。
［発明の目的］ 本発明は前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、各移動位置における姿勢変化（傾きの変化）を防止
し露光装置等に適用した場合、常に一定の照射角度が得
られ、高精度で信頼性の大ぎい位置決め装置の提供を目
的とする。
［実施例］ 第１図は本発明に係る位置決め装置をアライメントユニ
ットに通用した場合の斜視図であり、第２図はその要部
側面図である。
図において、１はＹ方向のクロスローラガイド３７の可
動ガイド３６上に固定されている支柱である。この支柱
１には平行な２枚のリンク板２ａ、２ｂが弾性ヒンジ３
を介して備わる。リンク板２ａ、２ｂの他方の端部は同
様の弾性ヒンジ３を介してアライメントユニット４に接
続され、これを支持している。支柱１の上部にはフレー
ム５が備わり、このフレーム５はアライメントユニット
４上部まで伸びており、アライメントユニット４を上下
に昇降させるアクチュエータ、例えば、シ３−トストロ
ークのエアシリンダ６を支持している。このエアシリン
ダ６は単にアライメントユニット４を上下に昇降させる
だけではなく、アライメントユニット４を高精度に平面
加工が施されたステージ基台７に一定圧で押しつけるク
ランプ機能を有している。
アライメントユニット４は光源としての半導体レーザ８
とアライメント信号検出センサ４０とアライメント光学
系（図示せず）より構成されており、従来例と同様にレ
チクル４１上に描かれたレチクルアライメントマーク４
７とウェハ４２上に描かれたウェハアライメントマーク
４６とを第１Ｏ図（Ｃ）の状態になるように、ウェハス
テージ４５を移動し、ウェハ上のパターン５１　（第１
１図）とレチクル上のパターン５０を重ね合せる機能を
有している。
第２図の９はＸＹステージを駆動するアクチュエータユ
ニットであり、図示しないコントローラの指令電圧に応
じて回転するモータと、このモータの回転量を検出する
ロータリエンコーダと、モータの回転を直線運動に変換
し可動ガイド３６に伝達する伝達機構とにより構成され
ている。同様にＸ方向可動ガイドを駆動するアクチュエ
ータユニットが備わるが図示省略しである。
また、アライメントユニット４の底面１０とこれに対向
するステージ基台７の上面１１は超平面カロエが方伍こ
されている。
上記構成において、アライメントユニット４を所定の位
置に移動する場合について説明する。
アライメントユニット４は、移動に先き立ってエアシリ
ンダ６が縮み状態となってロッド１２によって引き上げ
られ、第３図（ａ）に示すようにステージ基台７から遊
離される。浮上量は、弾性ヒンジ３の形状、リンク板２
ａ、２ｂの長さ、および材質によって制限される。
アライメントユニット４が浮上した状態で、コントロー
ラからの指令によりＸＹステージが作動し、アライメン
トユニット４を所定の位置に移動する。
次にエアシリンダ６が伸び状態となってロッド１２を介
してアライメントユニット４を押し下げ、ステージ基台
７に密着させる（第３図（ｂ））。このときアライメン
トユニット４の底面１０と、ステージ基台７の上面１１
は、超平面加工が施こされているため、アライメントユ
ニット４は常に同じ姿勢でアライメントを行なうことが
可能となる。一般のクロスローラガイドを利用したＸＹ
ステージでは、ピッチング、ローリングに関して１．５
　Ｘ　１０−’ｒａｄ程度が限界であるが、本発明によ
れば、上記２面の加工精度によって姿勢精度が決定され
、０．３　ｘ　１０−’ｒａｄ程度の高精度な姿勢精度
を出すことが可能である。
以上説明したように、木発明では、位置合せすべき部材
（レチクル４１．ウェハ４２）に対して移動する移動台
（アライメントユニット４）と、該移動台を駆動する駆
動手段（ＸＹステージ）と、前記部材（レチクル４１．
ウェハ４２）に対して位置が固定（レチクル、ウェハを
所定位置にセットした後）された固定台（ステージ基台
７）と、該固定台の基準面（上面１１）に対し、前記移
動台の底面（１０）を密着及び離隔可能に支持する移動
台支持手段（支柱１、平行リンク板２ａ、２ｂ、弾性ヒ
ンジ３）と、該移動台を前記基準面に密着保持するため
の密着手段（エアシリンダ６、ロッド１２）とを具備し
ている。移動台底面（１０）を固定台の基準面（上面１
０）に密着させた状態では移動台（アライメントユニッ
ト４）は常に一定の姿勢を保つように移動台底面および
基準面は所望の高精度に均一に形成されている。
本実施例においては、以上説明したように高い姿勢精度
でアライメントユニット４を位置決め可能としたので、
アライメント光軸の倒れが発生せず、高精度なアライメ
ントを行なうことができる。
また、本実施例では、アライメントユニット４の浮上動
作を弾性ヒンジ３を利用した平行リンクで規制している
ので、一般のヒンジを利用したリンクのような軸受すき
まによるガタがなく、かつ浮上時にも姿勢変化の少ない
極めて再現性の高い、浮上、着地を行なうことが可能で
ある。さらにヒンジ部からの発塵の無いことも本実施例
の特徴である。
上記実施例において弾性ヒンジとリンク板によって構成
される平行リンクを２枚の板バネによって構成される平
行板バネに置換しても同様の効果が得られる。
また、特に発塵や高い再現性を必要としない場合には、
第４図に示すように、ヒンジ１３とリンク板２ａ、２ｂ
により平行リンクを構成してもよい。
以上の実施例においては、搬送体であるアライメントユ
ニット４をステージ基台７から浮上させて移動するよう
に構成したので、アライメントユニット４近傍での発塵
がほとんど無いという効果も得られる。
また実施例において搬送体であるアライメントユニット
４を浮上させる手段としてエアシリンダを使用したが木
発明はこれに限るものではなく、例えば第５図に示すよ
うに、搬送体１４にフレキシブルなチューブ１５を通し
て高圧空気ＨＡを送りこみ、この高圧空気ＨＡを搬送体
１４の底部に設けたオリフィス１６から噴出し浮上させ
てもよい。ステージ基台７に密着する際は、高圧空気の
送りこみを停止し、逆にポンプ等の真空吸引手段で負圧
を発生せしめ搬送体１４をステージ基台７に吸引密着さ
せる。前記実施例のように、エアシリンダで搬送体をス
テージ基台に押しつける場合には、この押しつけ力によ
ってステージ基台にたわみが発生するが、本実施例によ
れば、ステージ基台に外力が直接加わらないため、たわ
みの発生がないという効果も得られる。また第６図に示
すようにステージ基台７を磁性体で構成し、搬送体１４
の底部近傍に設けた電磁石１７により搬送体１４をステ
ージ基台７に密着させるように構成しても同様の効果が
得られる。
以上の実施例においては、移動時に搬送体がステージ基
台から浮上する構成について述べたが、本発明はこれに
限るものではなく、移動時に搬送体が浮上しない構成を
とることもできる。第７図においては搬送体１４はその
自重Ｗによってステージ基台７に密着しており、移動時
は搬送体１４はステージ基台７上を摺動しながら！ｊ勤
する。停止時における搬送体１４のステージ基台７への
密着再現性が要求される場合には、前述の実施例のよう
にエアシリンダによる押しつけ、ポンプによる吸引、電
磁石による吸着等を併用すればよい。
また前記実施例において摺動による摩擦抵抗や発塵が問
題となる場合には、移動にローラ等のころがり手段を利
用することによって解決できる。
第８図では、搬送体１４の底部近傍にバネ１８でバック
アップされた鋼球１９がうめ込まれており、移動時には
この鋼球１９がステージ基台上を回転して移動する（（
ａ）図）。一方位置法めをする際は、エアシリンダ等の
押しつけ力Ｐによってバネ１８がたわみ、搬送体１４の
底部の平面部１０がステージ基台７上に密着し、所定の
姿勢精度を得ることができる（（ｂ）図）。
〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、搬送体を固定
台の基準面に対して接触可能に構成するとともに搬送体
の位置合せ後に、この搬送体を基準面に圧接させ密着さ
せるように構成している。
従って、搬送体の移動機構、案内機構等の精度に影響さ
れず、常に一定の高精度の姿勢が保たれ、位置決めの精
度および信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１区の実
施例の要部側面図、第３図（ａ）　、（ｂ）は第１図の
実施例の動作説明図、第４図は本発明の別の実施例の要
部側面図、第５図から第７図までおよび第８図（ａ）　
、（ｂ）は各々本発明のさらに別の実施例の説明図、第
９図は従来例の構成図、第１０図は（ａ）〜（Ｃ）はア
ライメントマークによる位置決めの説明図、第１１図は
従来例の説明図である。 １：支柱、 ２ａ、２ｂ−平行リンク板、 ３：弾性ヒンジ、 ４：アライメントユニット、 ６：エアシリンダ、 ３４．３７：クロスローラガイド、 ７；ステージ基台、 ４１ニレチクル、 ４２：ウェハ。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 第３ 図 第８図 法

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）位置合せすべき部材に対し移動する移動台と、該
    移動台を駆動する駆動手段と、前記部材に対し位置が固
    定された固定台と、該固定台の基準面に対し前記移動台
    を密着および離隔可能に支持する移動台支持手段と、該
    移動台を前記基準面に密着保持するための密着手段とを
    具備したことを特徴とする位置決め装置。
  2. （２）前記移動台は前記基準面から離隔した状態で移動
    し、所定の位置に位置合せ後に基準面に密着させるよう
    に前記駆動手段および密着手段を制御可能に構成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置決め装
    置。
  3. （３）前記移動台が基準面に密着した状態では移動台は
    一定の姿勢を保つように前記基準面および移動台の密着
    面を所定の均一精度で形成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項または第２項記載の位置決め装置。
  4. （４）前記移動台は前記支持手段を介してＸＹステージ
    に搭載されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第３項までのいずれか１項記載の位置決め装置。
  5. （５）前記移動台の前記基準面に対する密着位置および
    離隔位置間の変位方向は該基準面に対し常に一定である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項まで
    のいずれか１項記載の位置決め装置。
  6. （６）前記変位方向は基準面に対し直角方向であること
    を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の位置決め装置
    。
  7. （７）前記支持手段は２本の平行リンクからなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
    れか１項記載の位置決め装置。
  8. （８）前記平行リンクの支点部が弾性ヒンジより構成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
    位置決め装置。
  9. （９）前記支持手段は２枚の平行板バネからなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
    れか１項記載の位置決め装置。
  10. （１０）前記密着手段はエアシリンダ装置からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項までのい
    ずれか１項記載の位置決め装置。
  11. （１１）前記密着手段は電磁マグネット装置からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項までの
    いずれか１項記載の位置決め装置。
  12. （１２）前記密着手段は真空吸着装置からなることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれ
    か１項記載の位置決め装置。
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