JPH0235709A - マイクロリソグラフ用アライメント装置 - Google Patents
マイクロリソグラフ用アライメント装置Info
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- JPH0235709A JPH0235709A JP1123023A JP12302389A JPH0235709A JP H0235709 A JPH0235709 A JP H0235709A JP 1123023 A JP1123023 A JP 1123023A JP 12302389 A JP12302389 A JP 12302389A JP H0235709 A JPH0235709 A JP H0235709A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
- H01L21/682—Mask-wafer alignment
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
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。
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］
本発明はマイクロリングラフ機器に、さらに特定化すれ
ば、他の可能な用途があるとしても、特にマイクロリン
グラフ装置におけるウェファアラインに用いられるのに
適当な、電磁アライメント装置に関するものである。
ば、他の可能な用途があるとしても、特にマイクロリン
グラフ装置におけるウェファアラインに用いられるのに
適当な、電磁アライメント装置に関するものである。
［従来の技術］
本発明の出願人自身の特許、第４，５０６．２０４号は
、互いに隔てられて設けられた少なくとも３つの磁石組
立体と、磁石組立体の高磁速部分を通るように設けられ
ｔ；少なくとも３つのコイル組立体と、コイル組立体を
固定された構造にす゛るための結合装置と、そしてその
構造を自由に３次方向に選択的に移動させることかでき
るようコイルへの電流供給を制御するための装置とを何
する電磁アライメント装置を示している。
、互いに隔てられて設けられた少なくとも３つの磁石組
立体と、磁石組立体の高磁速部分を通るように設けられ
ｔ；少なくとも３つのコイル組立体と、コイル組立体を
固定された構造にす゛るための結合装置と、そしてその
構造を自由に３次方向に選択的に移動させることかでき
るようコイルへの電流供給を制御するための装置とを何
する電磁アライメント装置を示している。
［発明の目的１
本発明は、そのような公知の装置を改善した新しいアラ
イメント装置を提供することを目的とする。
イメント装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］
概略的には、本発明は、モノリシックステージと、サブ
ステージと、絶縁された基準構造とモノリシックステー
ジをあるべき場所に支持し位置決めするためにモノリシ
ックステージとサブステージの間に挿入されたアクチュ
エーターと、モノリシックステージの位置を制御するた
めの制御装置と、モノリシックステージの位置を感知し
そして制御装置に信号、を出力するために、絶縁された
基準構造とモノリシックステージとの間Ｉこ設けられた
センサーとを有する電磁アライメント装置の提供を意図
している。制御装置はモノリシックステージの感知され
た位置を指示されたステージ位置に比較して、アクチュ
エーターに誤差信号を出力するように構成され配置され
る。この装置はさらに、モノリシックステージが概略位
置にあるよう、サブステージの位置を追従させて制御す
るための装置をも含んでいる。
ステージと、絶縁された基準構造とモノリシックステー
ジをあるべき場所に支持し位置決めするためにモノリシ
ックステージとサブステージの間に挿入されたアクチュ
エーターと、モノリシックステージの位置を制御するた
めの制御装置と、モノリシックステージの位置を感知し
そして制御装置に信号、を出力するために、絶縁された
基準構造とモノリシックステージとの間Ｉこ設けられた
センサーとを有する電磁アライメント装置の提供を意図
している。制御装置はモノリシックステージの感知され
た位置を指示されたステージ位置に比較して、アクチュ
エーターに誤差信号を出力するように構成され配置され
る。この装置はさらに、モノリシックステージが概略位
置にあるよう、サブステージの位置を追従させて制御す
るための装置をも含んでいる。
本発明のｌ゛つの形式においては、アクチュエーターは
サブステージ上に取り付けられたコイルコンポーネント
と、モノリシックステージ上に取り付けられた分離した
非接触磁気構造とを有している。
サブステージ上に取り付けられたコイルコンポーネント
と、モノリシックステージ上に取り付けられた分離した
非接触磁気構造とを有している。
本発明の１つの特徴点によれば、センサーは３次方向に
自由なレーザーゲージセンサーと、モノリシックステー
ジの３次の異なる自由度を持つ短レンジ非接触電気−光
学センサーとを有している。
自由なレーザーゲージセンサーと、モノリシックステー
ジの３次の異なる自由度を持つ短レンジ非接触電気−光
学センサーとを有している。
本発明の別の特徴点によれば、サブステージの位置を制
御するための装置は、少なくとも２つの分離形非接触セ
ンサーと、そして非接触センサーに応答して動作する２
つのリニアサーボモーターとを有している。
御するための装置は、少なくとも２つの分離形非接触セ
ンサーと、そして非接触センサーに応答して動作する２
つのリニアサーボモーターとを有している。
本発明のさらに別の特徴点によれば、制御装置は、強制
アクチュエーターへの変更された制御信号を出力するた
めに、感知された位置信号に結合される加速フィードフ
ォワード信号を提供するように構成され、配置されてい
る。この制御装置はまた、リニアサーボモーターに変更
された制御信号を出力するために、非接触センサーから
の信号と結合される加速フィードフォワード信号を提供
するようにも構成され、配置されている。
アクチュエーターへの変更された制御信号を出力するた
めに、感知された位置信号に結合される加速フィードフ
ォワード信号を提供するように構成され、配置されてい
る。この制御装置はまた、リニアサーボモーターに変更
された制御信号を出力するために、非接触センサーから
の信号と結合される加速フィードフォワード信号を提供
するようにも構成され、配置されている。
従来技術によって設計された現存ステージの特性を制約
する問題は、低い共振周波数、大きな磁気構造、および
限界構造における反作用負荷妨害を含んで回避される。
する問題は、低い共振周波数、大きな磁気構造、および
限界構造における反作用負荷妨害を含んで回避される。
本発明の長所は、高精度、モジュラ−設計、低コスト、
軽食、およびエアーベアリングの使用を要しないこと等
に含まれている。
軽食、およびエアーベアリングの使用を要しないこと等
に含まれている。
以下に述べる本発明の詳細な説明がより理解されるよう
に、そしてまた画業技術への本発明の貢献がより認識さ
れるように、本発明の重要な特色が概略説明された。当
然ながら、本発明の付加的特色はこの後に十分に説明さ
れる。画業技術者であれば、本開示の概念が、本発明の
いくつかの目的を実施するための別の装置の設計の基礎
として用いられることを容易に理解するであろう。その
ため、本開示は本発明の精神および範囲から離れること
のない同等装置を含んでいると認識することは重要であ
る。
に、そしてまた画業技術への本発明の貢献がより認識さ
れるように、本発明の重要な特色が概略説明された。当
然ながら、本発明の付加的特色はこの後に十分に説明さ
れる。画業技術者であれば、本開示の概念が、本発明の
いくつかの目的を実施するための別の装置の設計の基礎
として用いられることを容易に理解するであろう。その
ため、本開示は本発明の精神および範囲から離れること
のない同等装置を含んでいると認識することは重要であ
る。
本発明のいくつかの実施例が描写および説明のために選
択されて、明細書の１部を形成する添付図面中に示され
ている。
択されて、明細書の１部を形成する添付図面中に示され
ている。
［実施例１
第１図に示すように、図示されている本発明の実施例に
おいては、新しいそして改善された電磁アライメント装
置はモノリシックステージ１０、Ｘ−Ｙサブステージ１
２および絶縁された基準構造１４を有している。
おいては、新しいそして改善された電磁アライメント装
置はモノリシックステージ１０、Ｘ−Ｙサブステージ１
２および絶縁された基準構造１４を有している。
Ｘ−Ｙサブステージ１２は一般的なｘ−ｙ型の機械ガイ
ド式ザブステージであって、モノリシックステージの適
切な位置を得るためにサーボ駆動されるものである。こ
れは例えばポールベアリングまたはローラーベアリング
等のようなアンチ７リクシヨンベアリングを利用したも
のである。エアーベアリングも利用できるが、それらは
不必要なものである。結果として、もし望むならばこの
機器は真空中でも動作させることができる。実際に、必
要があればある設置条件下ではアライメント装置全体を
真空中で動作するよう配置できる。
ド式ザブステージであって、モノリシックステージの適
切な位置を得るためにサーボ駆動されるものである。こ
れは例えばポールベアリングまたはローラーベアリング
等のようなアンチ７リクシヨンベアリングを利用したも
のである。エアーベアリングも利用できるが、それらは
不必要なものである。結果として、もし望むならばこの
機器は真空中でも動作させることができる。実際に、必
要があればある設置条件下ではアライメント装置全体を
真空中で動作するよう配置できる。
第１図において理解できるように、サブステージ１２は
１８で表されている大地の上に設置されたベースブｌ、
−４１６と、可動フレーム２０とを有している。フレー
ム２０は、リニアサーボモーター２４によって矢印２２
で表されているように、Ｘ方向において後退および前進
するように動くことができる。
１８で表されている大地の上に設置されたベースブｌ、
−４１６と、可動フレーム２０とを有している。フレー
ム２０は、リニアサーボモーター２４によって矢印２２
で表されているように、Ｘ方向において後退および前進
するように動くことができる。
デツキ部２６は矢印２８によって表されているように、
Ｙ方向に関して後退および前進移動できるようフレーム
２０上に取付けられておりこの目的のにめにリニアサー
ボモーター３０が設けられている。
Ｙ方向に関して後退および前進移動できるようフレーム
２０上に取付けられておりこの目的のにめにリニアサー
ボモーター３０が設けられている。
別の適切な駆動メカニズム、例えばボールスクリュー
ロータリーモーターまたは同等品がリニアサーボモータ
ー２４および３０の代わりに利用できる。サブステージ
１２のためのベアリングおよび駆動装置は、極めて精密
である必要はない。納得できる程度の加速速度が得られ
ることの方が大切である。結果として、これらは例えば
プレーナーフォースモーターが利用される時に比べ、相
対的に安価で、さらにより小形となる。
ロータリーモーターまたは同等品がリニアサーボモータ
ー２４および３０の代わりに利用できる。サブステージ
１２のためのベアリングおよび駆動装置は、極めて精密
である必要はない。納得できる程度の加速速度が得られ
ることの方が大切である。結果として、これらは例えば
プレーナーフォースモーターが利用される時に比べ、相
対的に安価で、さらにより小形となる。
第１図に見られるように、モノリシックステージｌＯは
、ウェファ３５を支持するウェファチャック３４を載せ
ているブロック部３２を有している。この小形で、精密
なモノリシックステージは、短ストロークの非接触型電
磁力式アクチュエーターを用いた高性能サーボによって
６次の自由度で制御されたその位置において、空間に懸
架ないし浮き支持されている。３６で表されている４つ
の７ラツトコイルアクチユエーターは、４それぞれがＸ
−Ｙサブステージ上に設けられたフラットコイルコンポ
ーネント３８と、モノリシックステージ１０上に設けら
れた分離された非接触形強力永久磁石４０とを有してい
る。熱消散とモノリシックステージに取り付けられる線
の数を減少させるために、ｘ−ｙサブステージ１２上に
コイルコンポーネント３８を設け、そしてモノリシック
ステージ１０上に磁石４０を設けることが望ましいので
あるがそれら素子を逆にすることもできる。第１図では
４つのフラットコイルアクチュエーターが描かれている
が、最小値である３つのそのようなアクチュエーターを
用いて動作させることも可能である。それらのアクチュ
エーターはモノリシックステージ１０を３次の自由度を
もって移動させるために設けられている。すなわち、２
つのアクチュエーターは矢印４２で示されるようにＸ方
向に移動させるために設けられており、そして他の２つ
のアクチュエーターは矢印４４で示されるようにＹ方向
に移動させるために設けられている。モノリシックステ
ージは、すべてのアクチュエーターを同時に駆動させる
ことによって回転させることができる。
、ウェファ３５を支持するウェファチャック３４を載せ
ているブロック部３２を有している。この小形で、精密
なモノリシックステージは、短ストロークの非接触型電
磁力式アクチュエーターを用いた高性能サーボによって
６次の自由度で制御されたその位置において、空間に懸
架ないし浮き支持されている。３６で表されている４つ
の７ラツトコイルアクチユエーターは、４それぞれがＸ
−Ｙサブステージ上に設けられたフラットコイルコンポ
ーネント３８と、モノリシックステージ１０上に設けら
れた分離された非接触形強力永久磁石４０とを有してい
る。熱消散とモノリシックステージに取り付けられる線
の数を減少させるために、ｘ−ｙサブステージ１２上に
コイルコンポーネント３８を設け、そしてモノリシック
ステージ１０上に磁石４０を設けることが望ましいので
あるがそれら素子を逆にすることもできる。第１図では
４つのフラットコイルアクチュエーターが描かれている
が、最小値である３つのそのようなアクチュエーターを
用いて動作させることも可能である。それらのアクチュ
エーターはモノリシックステージ１０を３次の自由度を
もって移動させるために設けられている。すなわち、２
つのアクチュエーターは矢印４２で示されるようにＸ方
向に移動させるために設けられており、そして他の２つ
のアクチュエーターは矢印４４で示されるようにＹ方向
に移動させるために設けられている。モノリシックステ
ージは、すべてのアクチュエーターを同時に駆動させる
ことによって回転させることができる。
４６で表されている、４つのボイスコイル塑焦点アクチ
ュエーターは、その各々がＸ−Ｙサブステージ１２上に
設けられた円筒形コイルコンポーネントと、モノリシッ
クステージＩＯ上に設けられた分離された非接触形強力
永久磁石とを有している。フラットコイルアクチュエー
ターの場合と同じ＜、Ｘ−Ｙサブステージ１２上にコイ
ルコンポーネントを、そしてモノリシックステージｌＯ
上に磁石を設けるのが望ましいのであるが、しかしそれ
ら素子を逆にすることも可能である。最小値の３つの焦
点アクチュエーターを利用することも可能であるが、４
つが望ましい。これらの焦点アクチュエーター４６は、
矢印４７で描かれているように、モノリシックステージ
ＩＯに付加的な３次の自由度を与える。すなわち、特定
のアクチュエーターの対を選択的に作動させることによ
って、望む通りにモノリシックステージを傾けることが
できる。４つ総てのアクチュエーターが同時に作動され
れば、モノリシックステージはＸ−Ｙサブステージに対
して上昇または下降することができる。２つのステージ
の間のクリアランスは全体的に約１７３２インチの程度
に保たれている。これまで説明したような、フラットコ
イルおよびボイスコイル型アクチュエーターの使用は、
この構造が組立および分解に適しているという理由から
、望ましいものである。すなわち、モノリンツクステー
ジを「Ｚ」軸に沿ってサブステージから完全に引き上げ
ることが可能である。
ュエーターは、その各々がＸ−Ｙサブステージ１２上に
設けられた円筒形コイルコンポーネントと、モノリシッ
クステージＩＯ上に設けられた分離された非接触形強力
永久磁石とを有している。フラットコイルアクチュエー
ターの場合と同じ＜、Ｘ−Ｙサブステージ１２上にコイ
ルコンポーネントを、そしてモノリシックステージｌＯ
上に磁石を設けるのが望ましいのであるが、しかしそれ
ら素子を逆にすることも可能である。最小値の３つの焦
点アクチュエーターを利用することも可能であるが、４
つが望ましい。これらの焦点アクチュエーター４６は、
矢印４７で描かれているように、モノリシックステージ
ＩＯに付加的な３次の自由度を与える。すなわち、特定
のアクチュエーターの対を選択的に作動させることによ
って、望む通りにモノリシックステージを傾けることが
できる。４つ総てのアクチュエーターが同時に作動され
れば、モノリシックステージはＸ−Ｙサブステージに対
して上昇または下降することができる。２つのステージ
の間のクリアランスは全体的に約１７３２インチの程度
に保たれている。これまで説明したような、フラットコ
イルおよびボイスコイル型アクチュエーターの使用は、
この構造が組立および分解に適しているという理由から
、望ましいものである。すなわち、モノリンツクステー
ジを「Ｚ」軸に沿ってサブステージから完全に引き上げ
ることが可能である。
総てのボイスコイル構造もまた実際的マある。
モノリンツクステージ１０とサブステージ１２との間の
、どのようなミスアライメントも非接触形センサー組立
体によって測定されるが、２つのセンサー組立体はサブ
ステージの中央付近で４８として示されており、またそ
れらの相手部分はモノリシックステージの中央付近の下
側において４８′として示されている。２つの独立した
センサーまたは１つに結合したセンサーは、ＸおよびＹ
位置を測定するのに用いることができる。それらセンサ
ーの出力は電子的に増幅されてサーボモーター２４およ
び３０にフィードバックされ、サブステージとしてモノ
リシックステージの動きに近似的に追従させるためにそ
して後に十分に説明されるように強制アクチュエーター
のアライメントを維持するために用いられる。例えば、
固体エミッターおよび分割フォトダイオード検出器、キ
ャパシタンスゲージ、またはＬＶＤＴのような、あらゆ
る型式の非接触短レンジセンサーが用いられる。モノリ
シックステージに対するサブステージのＸ−Ｙ距離また
は位置が重要なのである。２つのステージ間の垂直距離
または角度関係は、これらセンサーによって感知される
必要はない。
、どのようなミスアライメントも非接触形センサー組立
体によって測定されるが、２つのセンサー組立体はサブ
ステージの中央付近で４８として示されており、またそ
れらの相手部分はモノリシックステージの中央付近の下
側において４８′として示されている。２つの独立した
センサーまたは１つに結合したセンサーは、ＸおよびＹ
位置を測定するのに用いることができる。それらセンサ
ーの出力は電子的に増幅されてサーボモーター２４およ
び３０にフィードバックされ、サブステージとしてモノ
リシックステージの動きに近似的に追従させるためにそ
して後に十分に説明されるように強制アクチュエーター
のアライメントを維持するために用いられる。例えば、
固体エミッターおよび分割フォトダイオード検出器、キ
ャパシタンスゲージ、またはＬＶＤＴのような、あらゆ
る型式の非接触短レンジセンサーが用いられる。モノリ
シックステージに対するサブステージのＸ−Ｙ距離また
は位置が重要なのである。２つのステージ間の垂直距離
または角度関係は、これらセンサーによって感知される
必要はない。
幾何学的には、動作時にはモノリシックステージはサブ
ステージ上に載せられているように見えるが、実際には
モノリシックステージはアクチュエーターの電磁力によ
ってその制御された位置にあるよう、サブステージ上の
空間に浮いているのである。Ｔクチユニーターコイルが
それらの結び付いている磁石構造の磁界中にあって、そ
れら構造に接触していない限り、モノリシックステージ
の位置はサブステージの位置によって影響されることは
ない。
ステージ上に載せられているように見えるが、実際には
モノリシックステージはアクチュエーターの電磁力によ
ってその制御された位置にあるよう、サブステージ上の
空間に浮いているのである。Ｔクチユニーターコイルが
それらの結び付いている磁石構造の磁界中にあって、そ
れら構造に接触していない限り、モノリシックステージ
の位置はサブステージの位置によって影響されることは
ない。
いくつかの設置条件においては、アクチュエーターのオ
ーバーヒートを防ぐために、モノリシックステージの重
荷（静荷重）に反力手段を備えることが望ましい。この
ことは、第１図の４９で示されているように、モノリシ
ックステージとサブステージの間に、引力または反発力
モードのいずれかによって、中央部に置かれた永久磁石
を用いて達成される。
ーバーヒートを防ぐために、モノリシックステージの重
荷（静荷重）に反力手段を備えることが望ましい。この
ことは、第１図の４９で示されているように、モノリシ
ックステージとサブステージの間に、引力または反発力
モードのいずれかによって、中央部に置かれた永久磁石
を用いて達成される。
この機器は垂直面において、広げられた動きで動作する
ことができる。サブステージの垂直軸上の反力装置の使
用は、いくつかの設置条件においては不可欠なものであ
る。
ことができる。サブステージの垂直軸上の反力装置の使
用は、いくつかの設置条件においては不可欠なものであ
る。
絶縁された基準構造１４は、支持部５０を有しており、
この支持部はアイソレーターまたはスプリング５２によ
り大地１８上に取り付けられている。支持部は、結像光
学装置５４とアウターループ焦点センサー５６とを載せ
ている。
この支持部はアイソレーターまたはスプリング５２によ
り大地１８上に取り付けられている。支持部は、結像光
学装置５４とアウターループ焦点センサー５６とを載せ
ている。
いくつかの異なる結像光学装置は、例えば露光ツール、
検査ツールまたは電子ビームなどに用いられる。この機
器が半導体製造においてウェファを露光するために用い
られる時には、センサー５６の分割された組が、ウェフ
ァ３５の表面のいくつかの点を直接的に観察できる、結
像光学装置５４の近くに設けられる。これらセンサーは
、必ずしも平坦ではないウェファ表面を追従観察するた
めに用いられる。これらセンサーは微細測定をするため
に設けられているが、しかしこれらは、後に詳しく説明
されるインナーループセンサーはどは早い必要がない。
検査ツールまたは電子ビームなどに用いられる。この機
器が半導体製造においてウェファを露光するために用い
られる時には、センサー５６の分割された組が、ウェフ
ァ３５の表面のいくつかの点を直接的に観察できる、結
像光学装置５４の近くに設けられる。これらセンサーは
、必ずしも平坦ではないウェファ表面を追従観察するた
めに用いられる。これらセンサーは微細測定をするため
に設けられているが、しかしこれらは、後に詳しく説明
されるインナーループセンサーはどは早い必要がない。
例えば、エアゲージ、キャップゲージ、または他の型の
光学センサー等の、あらゆる適当な型式の非接触センサ
ーが用いられる。
光学センサー等の、あらゆる適当な型式の非接触センサ
ーが用いられる。
この機器には、モノリシックステージＩＯの角に設けら
れた少なくとも３つのインナーループ電気−光学焦点セ
ンサー５８と、支持部５゜の下側に設けられた３つの相
応するフラット６０が備えられている。モノリシックス
テージの傾き位置は、これら３次の自由度を持つ短レン
ジ、非接触、電気−光学センサーによって感知される。
れた少なくとも３つのインナーループ電気−光学焦点セ
ンサー５８と、支持部５゜の下側に設けられた３つの相
応するフラット６０が備えられている。モノリシックス
テージの傾き位置は、これら３次の自由度を持つ短レン
ジ、非接触、電気−光学センサーによって感知される。
ある設計においては、ビームがフラット６０の鏡面で反
射され、そしてもし鏡が近づいたり、または遠ざかった
りすれば、モノリシックステージの角と３つのフラット
の間の小さな移動変化を感知する小さなセル上への信号
が変化する。例えばキャップゲージのような、他の適当
な型式のセンサーを用いることもできる少なくとも３つ
のレーザーゲージ平面鏡干渉計６２が、３次の自由、Ｘ
−Ｙおよびシータ、におけるモノリシックステージ１０
の位置を感知するのに用いられる。レーザーゲージ６２
は支持部５０からブロック部３２の側面６４の付近にま
で垂れ下がっている。側面６４は、反射用コーティング
またはそこに取り付けられた実際の鏡によって、鏡面を
形成している。すなわち、モノリシックステージのＸ−
Ｙおよびシータ移動を感知するために、干渉計はその側
面上にビームを発射する。シータは平面的な回転を意味
している。
射され、そしてもし鏡が近づいたり、または遠ざかった
りすれば、モノリシックステージの角と３つのフラット
の間の小さな移動変化を感知する小さなセル上への信号
が変化する。例えばキャップゲージのような、他の適当
な型式のセンサーを用いることもできる少なくとも３つ
のレーザーゲージ平面鏡干渉計６２が、３次の自由、Ｘ
−Ｙおよびシータ、におけるモノリシックステージ１０
の位置を感知するのに用いられる。レーザーゲージ６２
は支持部５０からブロック部３２の側面６４の付近にま
で垂れ下がっている。側面６４は、反射用コーティング
またはそこに取り付けられた実際の鏡によって、鏡面を
形成している。すなわち、モノリシックステージのＸ−
Ｙおよびシータ移動を感知するために、干渉計はその側
面上にビームを発射する。シータは平面的な回転を意味
している。
この機器の特性は、レーザーゲージ干渉計、短レンジセ
ンサー基準フラット、および共通的に絶縁された構造上
に取り付けられた結像用光学組立体に依存しており、そ
れら限界的なコンポーネントに対する妨害から生じるス
テージの反作用をどれほど防止できるかにかかっている
ことは、明らかであろう。
ンサー基準フラット、および共通的に絶縁された構造上
に取り付けられた結像用光学組立体に依存しており、そ
れら限界的なコンポーネントに対する妨害から生じるス
テージの反作用をどれほど防止できるかにかかっている
ことは、明らかであろう。
基本的には、モノリシックステージの位置はコンピュー
ターが指令したステージ位置と電子的に比較される。結
果としての誤差は増幅されそしてアクチュエーターにフ
ィードバックされる。
ターが指令したステージ位置と電子的に比較される。結
果としての誤差は増幅されそしてアクチュエーターにフ
ィードバックされる。
第２図はこれを詳細に示したものである。１つの、すな
わちＸ系の、６次の装置が理解のために示されている。
わちＸ系の、６次の装置が理解のために示されている。
コンピューターまたはプロフィールジェネレータ−６６
が用いられる。プロフィールジェネレーターまたはコマ
ンダーはモノリシックステージが支持されるべきＸ位置
を前もって知るようプログラムされている。
が用いられる。プロフィールジェネレーターまたはコマ
ンダーはモノリシックステージが支持されるべきＸ位置
を前もって知るようプログラムされている。
加算結合部６８はプロフィールジェネレーター６６から
の、さらに、干渉計センサー６２がらのＸ位置信号を受
ける。加算結合部６８がらの誤差出力はサーボ補正ブロ
ック７ｏを経て加算結合部７２に達する。サーボ補正ブ
ロックは電気的なネットワーク安定装置として働く。加
速およびフィードフォワード位置に相当する信号はプロ
フィールジェネレーター６６がら加算結合部７２に出力
されている。加算接合７２がらの出力は増幅器７４を経
てアクチュエーター３６を駆動する。
の、さらに、干渉計センサー６２がらのＸ位置信号を受
ける。加算結合部６８がらの誤差出力はサーボ補正ブロ
ック７ｏを経て加算結合部７２に達する。サーボ補正ブ
ロックは電気的なネットワーク安定装置として働く。加
速およびフィードフォワード位置に相当する信号はプロ
フィールジェネレーター６６がら加算結合部７２に出力
されている。加算接合７２がらの出力は増幅器７４を経
てアクチュエーター３６を駆動する。
なお第２図を見ると、センサー組立体４８がらの信号は
サーボ補正ブロック７６を経て加算接合７８に向かう。
サーボ補正ブロック７６を経て加算接合７８に向かう。
サーボ補正ブロック７６は、補正ブロック７０と同様に
、電気的不フトワーク安定装置として働く。プロフィー
ルジ二ネレータ−６６からの加速およびフィードフォワ
ード位置信号もまた、加算接合７８に加えられている。
、電気的不フトワーク安定装置として働く。プロフィー
ルジ二ネレータ−６６からの加速およびフィードフォワ
ード位置信号もまた、加算接合７８に加えられている。
この加算接合からの出力は増幅器８０を経てリニアサー
ボモーターアクチュエーター２４に達する。
ボモーターアクチュエーター２４に達する。
同様な方法で、総てのアクチュエーターは、サブステー
ジと同様にモノリシックステージを位置決めするために
、プロフィールジェネレーターからの信号を結合させて
、それぞれのセンサーによって制御される。
ジと同様にモノリシックステージを位置決めするために
、プロフィールジェネレーターからの信号を結合させて
、それぞれのセンサーによって制御される。
（発明の効果コ
本発明によって、モノリシックステージがサブステージ
にお（プる振動に影響されない、そのためサブステージ
が大地振動から絶縁されることなく取り付けられる低コ
スト設計となるような、新しい改善されたマイクリソグ
ラフ機器を実際に提供できることは、理解されるであろ
う。モノリンツクステージおよびサブステージ両方から
の総ての反作用負荷は直接的に大地に伝達され、こうし
てモノリシックステージの位置が電気−光学的に基準と
している絶縁された構造を妨害することはない。
にお（プる振動に影響されない、そのためサブステージ
が大地振動から絶縁されることなく取り付けられる低コ
スト設計となるような、新しい改善されたマイクリソグ
ラフ機器を実際に提供できることは、理解されるであろ
う。モノリンツクステージおよびサブステージ両方から
の総ての反作用負荷は直接的に大地に伝達され、こうし
てモノリシックステージの位置が電気−光学的に基準と
している絶縁された構造を妨害することはない。
ここでは本発明の特定の実施例が説明のために開示され
たが、この明細書を考察することによって、画業技術者
にとっては、本発明の別の変形も明らかになるのであろ
う。本発明の範囲を決定するため、特許請求の範囲が基
準とされるべきである。
たが、この明細書を考察することによって、画業技術者
にとっては、本発明の別の変形も明らかになるのであろ
う。本発明の範囲を決定するため、特許請求の範囲が基
準とされるべきである。
第１図は本発明の概念によって構成した′Ｉｌｔ磁アラ
イノント装置の分解的見取り図であり、第２図は第１図
に示した装置に関する制御装置のブロック図である。 １０・・・モノリンツクステージ、１２・・・サブステ
ージ、１６・・・ベースプレート、１８・・・大地、２
０・・・フレーム、２２・・・矢印、２４・・・サーボ
モーター ２６・・・デツキ、２８・・・矢印、３０・
・・サーボモーター ３２・・・ブロック、３４・・・
チャック３５・・・ウェファ、３６・・・コイルアクチ
ュエーター ３８・・・コイル、４０・・・永久磁石、
４２゜４４・・・矢印、４６・・・アクチュエーター
４７・・・矢印、４８・・・センサー ４９・・・永久
磁石、５０・・・支持部、５２・・・アイソレーター
５４・・・光学装置、５６・・・焦点センサー ５８・
・・電気−光センサ−６０・・・フラット、６２・・・
干渉計、６４・・・側面、６６・・・ブロフイールジＬ
ネレータ−６８・・・接合、７０・・・補正ブロック、
７２・・・接合７４・・・増幅器、７６・・・補正ブロ
ック、７８・・・接合、８０・・・増幅器 は傳
イノント装置の分解的見取り図であり、第２図は第１図
に示した装置に関する制御装置のブロック図である。 １０・・・モノリンツクステージ、１２・・・サブステ
ージ、１６・・・ベースプレート、１８・・・大地、２
０・・・フレーム、２２・・・矢印、２４・・・サーボ
モーター ２６・・・デツキ、２８・・・矢印、３０・
・・サーボモーター ３２・・・ブロック、３４・・・
チャック３５・・・ウェファ、３６・・・コイルアクチ
ュエーター ３８・・・コイル、４０・・・永久磁石、
４２゜４４・・・矢印、４６・・・アクチュエーター
４７・・・矢印、４８・・・センサー ４９・・・永久
磁石、５０・・・支持部、５２・・・アイソレーター
５４・・・光学装置、５６・・・焦点センサー ５８・
・・電気−光センサ−６０・・・フラット、６２・・・
干渉計、６４・・・側面、６６・・・ブロフイールジＬ
ネレータ−６８・・・接合、７０・・・補正ブロック、
７２・・・接合７４・・・増幅器、７６・・・補正ブロ
ック、７８・・・接合、８０・・・増幅器 は傳
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電磁アライメント装置において、 モノリシックステージと、 サブステージと、 絶縁された基準構造と、 前もって選択した位置において空間に前記モノリシック
ステージを懸架ないし浮き支持するために前記サブステ
ージ上に取り付けられた装置と、 前記モノリシックステージの位置を感知し、そして相応
する信号を、前記モノリシックステージを懸架ないし浮
き支持するための前記装置に出力するために、前記・絶
縁された基準構造上に取り付けられた装置と、そして 前記モノリシックステージの近似位置に追従するよう前
記サブステージの位置を制御するための装置とを有する
ことを特徴とする電磁アライメント装置。 ２、前記モノリシックステージを懸架ないし浮き支持す
るための前記装置が、６次の自由度において前記モノリ
シックステージの位置を制御するための装置を有するよ
うな、特許請求の範囲第１項記載の電磁アライメント装
置 ３、前記サブステージの位置を制御するための前記装置
が、３次の自由度において前記サブステージの位置を制
御するための装置を有するような、特許請求の範囲第２
項記載の電磁アライメント装置。 ４、前記モノリシックステージを浮き支持するための前
記装置は、電磁力式アクチュエーターを有するような、
特許請求の範囲第１項記載の電磁アライメント装置。 ５、前記電磁力式アクチュエーターの各々が、前記サブ
ステージ上に取り付けられたコイルコンポーネントと、
前記モノリシックステージ上に取り付けられた分離した
非接触磁石構造とを有するような、特許請求の範囲第４
項記載の電磁アライメント装置。 ６、前記モノリシックステージの位置を感知するための
前記装置が、３次の自由度のためのレーザーゲージセン
サーおよび３次の異なる自由度のための短レンジ非接触
形の電気−光学式センサーとを有しているような、特許
請求の範囲第２項記載の電磁アライメント装置 ７、前記サブステージの位置を制御するための前記装置
が、少なくとも２つの分離した非接触センサーと、そし
て前記非接触センサーに動作的に応答する２つのリニア
サーボモーターとを有するような、特許請求の範囲第３
項記載の電磁アライメント装置。 ８、前記モノリシックステージが、半導体ウェファをそ
の上に載せるための装置を有し、そして前記絶縁された
基準構造が、結像光学装置をその上に載せるための装置
を有し、さらにセンサーの組が、前記結像光学装置を調
節するため、ウェファの表面を観察するよう、前記結像
光学装置に接近して前記絶縁された基準構造上に取り付
けられているような、特許請求の範囲第７項記載の電磁
アライメント装置。 ９、電磁アライメント装置において、 モノリシックステージと、 サブステージと、 絶縁された基準構造と、 空間に前記モノリシックステージを浮き支持しそして位
置決めするために前記サブステージ上に取り付けられた
装置と、 前記モノリシックステージの位置を制御するための制御
装置と、 前記モノリシツクステージの位置を感知し、そして相応
する信号を前記制御装置に出力するために前記絶縁され
た基準構造上に取り付けられた装置とを結合した形で有
し、 前記制御装置は前記モノリシックステージの感知された
位置を指令されたステージ位置に比較して、前記モノリ
シックステージを位置決めするための前記装置に誤差信
号を出力するための装置を含んでおり、さらに このアライメント装置は、前記モノリシックステージが
近似位置にあるように前記サブステージの位置を追従さ
せて制御するための装置をも結合した形で有することを
特徴とする電磁アライメント装置。 １０、前記制御装置が、 プロフィールジェネレーターと、 前記モノリシックステージの位置を感知するための前記
装置からの、そして前記プロフィールジェネレーターか
らの位置信号を受け、そして信号を出力するための第１
加算結合部と、 第１加算結合部からの前記出力信号を受けるための、そ
して前記プロフィールジェネレーターからの加速フィー
ドフォワード信号を受けるための、さらに前記モノリシ
ックステージを位置決めするための前記装置に信号を出
力するための第２加算結合部とを有するような、特許請
求の範囲第９項記載の電磁アライメント装置。 １１、前記サブステージの位置を制御するための前記装
置が、少なくとも２つの分離した非接触センサーと、２
つのリニアサーボモーターを有し、 そして前記制御装置が前記非接触センサーからの出力を
受けるための、そして前記プロフィールジェネレーター
からの第２加速フィードフォワード信号を受けるための
、さらに前記サーボモーターに信号を出力するための加
算結合部を有するような、特許請求の範囲第１０項記載
の電磁アライメント装置。 １２、前記モノリシックステージを浮き支持するための
前記装置が、電磁力式アクチュエーターを有するような
、特許請求の範囲第１１項記載の電磁アライメント装置
。 １３、前記モノリシックステージが、その上に半導体ウ
ェファを載せるための装置を有し、そして前記絶縁され
た基準構造が、その上に結像光学装置を載せるための装
置を有し、さらにセンサーの組が、前記結像光学装置を
調節するためのウェファの表面を観察するよう前記結像
光学装置の付近で前記絶縁された基準構造上に取り付け
られているような、特許請求の範囲第９項記載の電磁ア
ライメント装置
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/198,545 US4952858A (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Microlithographic apparatus |
| US198545 | 1998-11-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235709A true JPH0235709A (ja) | 1990-02-06 |
| JP2871722B2 JP2871722B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=22733833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123023A Expired - Fee Related JP2871722B2 (ja) | 1988-05-18 | 1989-05-18 | マイクロリソグラフ用アライメント装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4952858A (ja) |
| EP (1) | EP0342639B2 (ja) |
| JP (1) | JP2871722B2 (ja) |
| CA (1) | CA1304173C (ja) |
| DE (1) | DE68925233T3 (ja) |
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