JPS60109226A - 平面位置合わせ装置 - Google Patents

平面位置合わせ装置

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JPS60109226A
JPS60109226A JP58215981A JP21598183A JPS60109226A JP S60109226 A JPS60109226 A JP S60109226A JP 58215981 A JP58215981 A JP 58215981A JP 21598183 A JP21598183 A JP 21598183A JP S60109226 A JPS60109226 A JP S60109226A
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piezo element
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、”IC,LSI、超LSIなどの半導体回路
素子パターンを観察する顕微鏡、マスク欠陥検査顕微鏡
、あるいは投影焼付装置において、その光学系の焦点平
面等のI!I暮定平定平面スクまたはウェハー等の対象
物体面を位置合わせする結像技術に関するものである。
〔従来技術〕( 従来例に係る自動焦点合わせ装置が特開昭57−122
9に開示されている。この装置は複数の位置検知器とそ
れぞれの位置検知器に対応して接続され勺複数の駆動源
とを有し、複数の駆動手段により対象物体面特にウェハ
ーを光軸方向に移動調整するものであるからウェハーの
平担化の効果があった。
しかし、前記側々の位置検知器の位置情報に基づき対応
する駆動源を制御する場合には、ム−いに干渉し合う。
すなわち、一つの位置検知器により対応する一つの駆動
源を作動して物体面の所定の場所を光軸方向に移動調整
しても他の場所も位置変動するのである。このため各々
組み合わされた位置検知器と駆動源で位置制御を行なっ
ても高速・高精度の位置決めは困難なばかりでなく、場
合によっては収束せず発振などの現象を引き起こす。
このような場合、各駆動源と各位置検知器との相互間の
相関を調べ、この相関を高速演算処理してマトリックス
として制御を行う必要がある。しかしこの処理は容易で
なく、複雑な制御装置を要求する事となる。また装置の
性格上位置検知量と駆動源が離れている場合、あるいは
水平方向の相対位置が斐わる場合など1位置制御の難度
は更に増してくる。かかる点から、駆動源が位置検知器
に対し水平方向に移動する機構をもつ装置は実現できな
かった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、複数の
第1の位置検知手段、複数の第2の位置検知手段および
複数の駆動源をそれぞれ対応付けて備え、第1の位置検
知手段により所定の設定駆動量を算出するとともに第2
の位置検知手段と駆動源により帰還ループを構成し、駆
動源による駆動量が設定駆動量に一致することを可能と
する平面位置合わせ装置の提供を目的とする。
〔実施例〕
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
まず本発明の実施例に係る縮小投影装置の外観を描いた
第1図で全体の構成を説明する。10は光えるマスクで
ある。2はマスクチャックで1のマスクを保持している
。6は縮小投影レンズ、4は感光層を具えるウェハー、
5はウェハーステージである。ウェハーステージ5はウ
ェハー4を縮小投影レンズ6の光軸に対して直角な平面
XY面を移動することが出来る。ウェハーステージ5に
はウェハー4を縮小投影レンズの光軸方向(2方向)に
移動させる不図示のウェハーZユニットが載っている。
第2図に縮小投影レンズ6とウェハーZユニットの配置
を示す断面図を示す。6は縮小投影レンズ、4は投影像
が、映されるウェハー、20はウェハーチャックでウェ
ハーを保持する。21はウェハーチャックベースであり
、このベースを通して等角度に配された23a・23b
・23cのピエゾ素子(実際は多数のピエゾ素子チップ
を積層したもの)の駆動によって2方向に20のウェハ
ーチャックを」―下に移動させる(26cは図示せず)
22a・22b・22cは渦電流形位置検知器でピエゾ
素子23a・23b・23cの各々に対応した位置に取
り付けられており、各ピエゾ素子の駆動軸のはり出しと
ウェハーチャックベース21との間の距離を測定して各
ピエゾ素子の駆動量を測定する(22cは図示せず)。
また縮小投影レンズ6の側部にエアマイクロセンサーの
ノズル25&・25b・25cが成句けられており、ノ
ズルから吹き出す空気の流隈または背圧の変化により各
ノズルからウェハー表面までの距離の測定が行なえる(
25Cは図示せず)。24a・24b・24cはウェハ
ーチャック20とウェハーチャックベース21とを結び
、ピエゾ素子23g・23b・23cの頭頂とウェハー
チャック24の凹みとを追従接触させるコイルスプリン
グである(24Cは図示せず)。こ・こで各ピエゾ素子
、各渦電流形位置検知器、各コイルスプリングはウエノ
1−チ・Vツクベースの中心に対し、互いに120°ず
つ離れた所に配置されている。また各ノズルは縮小投影
レンズ乙の中心に対し、互いに120°ずつ離れた所に
配置されており、各ピエゾ素子とは位置の対応がはから
れている。
第6図は本発明の実施例に係る甲面位置合わせ装置の駆
動制御機構の構成を示すブロック図である。以下図を参
照しながら実施例の構成および動作について説明する。
60はマイクロプロセッサ−(MPU)で各種判断処理
を行い、各々の場合に応じた指令を出す。31a・31
b・61cはレジスタであり一1MPU30からのピエ
ゾ素子23a・23b・23C各々への動作ONまたは
OFF信号とピエゾ素子の設定鳴動量伯号とを記憶し、
動作ON−CUFF信号の方を54&・34b・34c
のピエゾ素子駆動電圧発生回路(ドライバー)に、ピエ
ゾ素子の駆動量信号の方を32a・32b・32eのデ
ジタルアナログ変換器(DAC)に送る。初期にMPU
60はピエゾ素子の動作ON信号とピエゾ素子C最大駆
動量の2分の1に相当する指令を出す。DAC62a・
32b・32cはこれに従い、駆動11令電圧(指令電
圧)として5Vの電圧を差動増1層器33a・33b−
・33cに与える。ここでピエゾ素子23a・2+b・
23cは初期状態であるから放電状態にあり、駆動量は
零である。従って渦電流形位置検知器22a・22b・
22cを通して変位電圧変換回路65a・35b・35
cの出力(帰還電圧)はOvとなっている。帰還電圧は
ピエゾ素子の駆動量が最大のときIOVであり、その2
分の1のとき5vとなっている。そこで差動増幅器33
a ・33b・33cは帰還電圧が指令電圧となるまで
ドライバ 34a・34b・34cに出力を与え、ピエ
ゾ素子を駆動する。従ってピエゾ素子の駆動量が最大駆
動量の2分の1となったところで収束し安定スる。ここ
でMPU30はアナログデジタル変換器(ADC)36
a ・56b + 56cより帰還電圧を読み出し、各
ピエゾ素子の駆動量の確認を行う。
次i:MPU30はノズル25g−2sb 25cCD
各々から電圧変換回路(変換器)67a・37b・37
cおよびアナログデジタル変換器(ADC)38a ・
lb・38cな通し、各ノズルからウェハー表面までの
距離を測定する。、lお、ウェハーステージの位置(X
Y平面上)により各ノズルと各ピエゾ素子の相対的な位
置関係が予め判明しているので、MPU30は各4ズル
がらクエへ−表面までの測定距離を上記の関係を考慮し
た補正量により補正して、ウェハー表面が各ノズルと平
行となるような平面になるよう各ピエゾ素子の駆動量を
算出する。
MPU30はこの計算結果より各レジスタ61a・31
b・31cにピエゾ素子の駆動量を記憶させ、ピエゾ素
子の駆動を開始させる。ここで各ピエゾ素子は駆動量の
2分の1の位置に設定されているので、伸びあるいは縮
みのいずれの方向にも駆動可能である。各ピエゾ素子は
各レジスタに与えられた指令駆動量に応じて各D A 
C32a・32b・32cより発生する指令電圧に帰還
電圧が収束するまで実時間の、クローズループの駆動制
御が行なわれ、指令駆動量の駆動が行なわれる。このよ
うに各渦電センサーは各々に対応したピエゾ素子の駆動
量のみを検出し、他のピエゾ素子の駆動の影響を受けな
い。従って各ピエゾ素子の駆動制御は安定し、かつ簡単
な回路で早い収束時間の高精度の位置制御となる。
ピエゾ素子の制御が終了した後、MPUは再び各ノズル
からウェハー表面迄の距離を測定し、各ノズルが平行な
位置に来ているがどうが確認する。
もし各距離に誤差が一定以上あれば、MPUは角度測定
値より各ピエゾ素子の駆動量を計算し、各ピエゾ素子の
駆動を行なわせる様にする。MPUは誤差が一定範囲内
に入るまで繰り返しこれを行なわせる。しかし、実際に
はピエゾ素子の駆動を1〜2回行うことで一定誤差範囲
内(たとえば1ミクロン)に収束する。この理由として
は以下の事があげられる。
(1)エアマイクロセンサーの測定精度1分解能、直線
性の性能が良い事(測定範囲200 ミクロン)性が良
い事 (3)ピエゾ素子による駆動lニメカニカルリンク機構
がないため機械的な時間遅れ要素、不安定要素が存在し
ない事 (4)渦電流形位置検知器が特定のピエゾ素子の駆動量
のみを検出し、他のピエゾ素子の駆動の影響を受けない
事 以上である。
なお実施例ではステッパー(縮小投影焼付装Vt、)に
ついて述べているが、他の装置にもノ10川可能である
。特に反射型ミラー光学系を用いた全面一括露光の焼付
装置では本発明の効果は太きい。すなわち、露光すべき
範囲が広いのでウェハー表面の凹凸も大きいからである
。この場合には、フェノ・−チャックの中央部をも可動
な祠貿とし、ここに本発明の駆動量を検知する第2の検
知器をもった駆動機構で駆動し、ウェハーの平面矯正を
行なわせればよい。また第1の位置検知器としてエアー
マイクロセンサーを用いたが、超音波反射形変位用いれ
ば真空中でも検知可能のため、X線焼付装置およびEB
焼付装置にも適用可能である。更に、マスク欠陥検査機
あるいはマスク比較欠陥検査機などの様に顕微鏡とXY
ステージが組み合された装置においても本発明の実施は
容易であり、かつ有効である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば複数の駆動微設定
用の第1の位置検知器と、複数駆動源を帰還制御するた
めの各駆動源に対応づけられた第2の位置検知器を有し
ているので、複数駆動源の間の互いの干渉をなくするこ
とができるととも(−1各駆動源毎の実時間閉ループ制
御が可能となり、従って応答速度が速く、かつ精度の良
好な位置制御が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る縮小投影装置の外観を示
す斜視図、第2図は縮小投影レンズおよびウェハー2ユ
ニツトの配置を示す断面図、第6図は本発明の実施例に
係る平面位置合わせ装置の3・・・縮小レンズ 4゛° ウェハー 20・・・ ウェハーチャック 21 °゛° ウェハーチャックベース22a・22b
・22c・・・渦電流型位置検知器23a・23b・2
3C・・・ピエゾ素子25a・25b・25c・・・エ
アーマイクロセンサーのノズル 60°゛° マイクロプロセッサ−(MPU)61m・
31b・31c・・・レジスタ52a・32b・32c
・・・デジタルアナログ変換器(DAC) 33a・33b・33c・・・差動増幅器54a・34
b・34c・・・ピエゾ素子駆動電圧発生回路(ドライ
バー) 35a・35b・35c・・・変位電圧変換回路66a
・66b・36c・38a・68b・68c・・・アナ
ログデジタル変換器(ADC) 37a・37b・37c・・・電圧置換回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 平板状物体と所定の平面位置との間の距離を測定する複
    数の第1の位置検知手段と、 前記複数の第1の位置検知手段の各々C対応付けられ、
    かつそれぞれの位置情報を設定駆動量として前記平板状
    物体を前記平面へ向けて駆動する複数の駆動手段と、 前記複数の駆動源に対応付けられ、各駆動手段による駆
    動量を検知する複数の第2の位置検知手段と、 前記設定駆動量と前記駆動量とを比較し、前記駆動量が
    前記設定駆動量に一致するように前記駆動手段を帰還制
    御する制御手段とを備え、前記平板状物体を前記所定平
    面に合致させることを特徴とする平面位置合わせ装置。
JP58215981A 1983-11-14 1983-11-18 平面位置合わせ装置 Granted JPS60109226A (ja)

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JP58215981A JPS60109226A (ja) 1983-11-18 1983-11-18 平面位置合わせ装置
US06/667,993 US4600282A (en) 1983-11-14 1984-11-05 Alignment apparatus
GB08428609A GB2151045B (en) 1983-11-14 1984-11-13 Control of alignment
DE19843441621 DE3441621A1 (de) 1983-11-14 1984-11-14 Ausfluchtvorrichtung

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