JPS60150645A - 集束電磁エネルギビームの位置決め方法及び装置 - Google Patents

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】 本発明は、一般に、集束されたエネルギビームを正確に
位置決めもしくは位置付けるための方法および装置に係
り、特に、集束されたレーザビームを複雑な集積回路表
面上で非常に正確に且つ高速度で位置決めするための方
法および装置に関する。

従来技術 集積回路を製作する場合には、回路の多くが欠陥を有し
ている場合が多々あり、最近まで矯正不可能として取り
扱われてきた。しばしば製造プロセスの収率と称される
製造された回路の総数に対する良好な回路の割合は、半
導体製造業の収益性にとって非常ＶＣ重要である。この
収率が高ければ高い程収益性は増大する。回路が増々複
雑もしくは精緻なものＫなりそれに対応して半導体回路
を形成する素子数が増大するにつれ、回路の欠陥確率も
増大する。したがって収率は減少し収益性も減少し、そ
して（または）一層精緻となった半導体集積回路の価格
は増大する。

大概の場合、集積回路内の数拾または数百或いは数千の
回路素子、例えばダイオード、トランジスタ等のうちの
極く小数のものに欠陥もしくは故障が存在すれば、それ
Ｋより回路全体を放棄せざるを得なかった。しかしなが
ら最近、メモリのような非常に規則的な集積回路と関連
し、集積回路業者は半導体チップ上にスペア回路素子を
設けておき、集積回路をパッケージ前に試駆する時に、
欠陥素子を、その接続を切断してその代りにスペア素子
を接続することにより置換できるようにしている。メモ
リ修繕と称するこの過程により、蝮雑な半導体回路の収
率は劇的に、例えば２倍或いは３倍にも改善されるに到
っている。

上記のように集積回路内の接続を切断するための好まし
い方法は気化である。即ち、問題の素子を回路の残りの
部分に接続する細い導体を、集束されたレーザビームを
用いて恭発するのである。

このような導体は通常数ミクロン幅であって、金属また
は多結晶シリコンから形成されている。レーザビームは
非常に高い精度で半導体表向に照準しなければならない
。また、集束されたスポット（光点）は、隣接の導体が
州傷されないように１気化する導体幅程度に非常に小さ
くなければならない。

現在、集積回路業者によって要求されている位置決め精
度およびスポットの大きさは、市販品として入手可能な
設備の能力を越える場合がある。

集積回路の特徴パターン寸法が小さくなればなる程、現
在用いられている設備に課せられる要件も相応に厳しく
なる。さらに、集積回路の全寸法も増加する傾向にあり
、そのため、後述するように現在市販されている設備の
能力にさらに高い要件が課せられる。

収率を大きくするために集積回路の「修繕」に用いるこ
とができる市販品として入手可能な設備は、大きく分け
て２つの範時に分類される。１つの範１１Ｈｃ属するＩ
’Ｘ−Ｙビーム位置決め装置」においては、ｌ／ンズが
、集積回路の表面上でＸ−Ｙ座標系で運動するようにな
っている。気化除去もしくは切断プロセス中には、レン
ズは切断しようとする導体の真上に位置伺汁なければな
らない。

また１対のミラーが設けられており、一方のミラーは１
つの方向（例えばＸ方向）だけに運動し、他方のミラー
はレンズに対して固定されており２つの方向（Ｘおよび
Ｙ）で運動する。これらミラーは協働して、固定のレー
ザからのコリメートされたビームを可動レンズに指向す
る。この装置によれば高い精度と小さい寸法のスポット
が得られるが、可動部分の振動を最小限度に抑圧するた
めに高い慣性重量が要求され、そのために比較的に速度
が遅く、また型部を低減した構造にすれば、該構造から
生ずる振動で、スポットの大きさに制限が課せられ、（
後述するように）将来の集積回路の修繕用途に対して不
十分なものとなる。

「検流計型ビーム位置決め装置゛」と称される第２の範
ル［属する市販されている設備は、固定のレンズと、固
定のレーザからのコリメートされた入射光の方向を変え
る１対の回転ミラーとから構成されている。レーザビー
ム源は、ミラーにより、固定レンズを介して、該ミラー
の角度位置により制御される指定の可変角度で半導体表
面に向い指向される。レンズは、それに入射する光の変
化する方向を、集積回路表面上の集束されたビームの変
化する位置に変換する。この市販されている設備におい
ては、ミラーは、しばしば］−ガルボ（ｇａｌＶｏｓ）
Ｊと称される検流計型モータにより、レンズの制限され
た視野で定められる角度に渡り回転され位置決めされて
いる。このガルボ型もしくは検流計型ビーム位置決め装
置は、慣性が非常に小さく且つ振動が生じないので、Ｘ
−Ｙビーム位置決め装置よりも相当に高速であるが、比
較的大きな表面粕を有するＭＲな回路構成で要求される
のに必要な精度、スポットの大きさ或いは視野を有して
いない。このようなネガテブな要因は、第１に、角度位
置変換器もしくはトランスジューサの慣性モーメント、
したがってまたその直径が小さい場合に該トランスジュ
ーサが正確でないこと、そして第２Ｋ、スポットの大き
さに対する視野の大赦さの高い比、例えば１０００ない
し１００００或いはそれ以上の比を有するレンズのため
のレンス設計オヨびレンズ作製が要求されるためである
。

したがって、ガルボもしくは検流計型ビーム位置決め装
置においては、小さいスポット寸法という要件は、現在
大きくなる傾向にある集積回路全体を包摂するのに要求
される大きな視野という要件と競合する。（このような
競合は、レンズの焦点距離を減少すれば角度位置誤差を
減少できるが、しかしながら焦点距離を減少することは
大きな視野を得るという要件と拮抗することから存在す
るものである）。

他方、Ｘ−Ｙ位置決め装置は、その視野が十分に太き（
、然もスポットが全視野に渡り充分に均質であるという
点で、メモリの修理に関する要件を満す。さらに、上手
（設計をし、そして装置を低速で動作させて位置決め誤
差を無くすようＫすればその精度も十分である。しかし
ながらこの位置決め装置は、検流計型ビーム位置決め装
置よりもかなり慣性が大きく、したがってその動作は非
常に低速である。したがって実際には、Ｘ−Ｙ位置決め
装動のスループット（時間当りの修理率）は、潜在的に
、検流計型ビーム位置決め装置よりも相当に小さい。こ
のような欠点を軽減するために、Ｘ−Ｙ位置決め装置は
しばしば軽量となるように設計されている。しかしなが
ら、このように軽量に設計すると、位置決め装置の堅牢
性が減少し、その振動が増加する。即ち、Ｘ−Ｙ位置決
め装置は成る誤差範囲（例えば０．２５ｆｉの誤差範囲
）内ではその設定を高速で行うことができるが、それよ
りも小さい限界（例えば０．００１ｍ内）での設定は、
振動が生ずるために低速で行われることになる。このよ
うに、小さい限界内では、振動の問題で実効的な位置決
め精度が制限されてしまう。

さらにまた、これまで、対称で動的に平衡化されている
Ｘ−Ｙビーム位置決め装置が製作されていないので、振
動が大きな制限因子となる。他方、ミラーを検流計要素
に取り付けて、検流計型ビーム位置決め装置を動的に平
衡化することは比較的に容易である。

Ｘ−Ｙビーム位置決め装置には、また、レンズの光軸に
平行な方向（即ち集積回路の表面に対して垂直な方向）
に振動およびその他の反復的誤差が生ずる。このために
、集積回路表面上のレーザの焦点は悪影響を受ける。即
ち、半導体表面上のスポットの大きさが小さくなればな
る程、所与の光の波長に対して、視野の深度が減少し、
光軸の方向における振動でスポットの大きさに＆動が生
じて、そのために実際上焦点が変化してしまう。

このように、市販のＸ−Ｙビーム位ぼ決め装置で現在達
成可能なスポットの大きさには制限が課せられる。とい
うのは現在市販され用いられる装置は、商品として（且
つ速度に関し）検流計装置と両立し得るように軽量でな
ければならないからである。さらＫまた、市販のＸ−Ｙ
位置決め装置のスポットの大きさの制限は、現在の検流
計型ビーム位置決め装置に課せられる制限に極く近似し
ている。しかしながら、検流計型装置では、その原因は
Ｘ−Ｙ位置決め装置と完全に異なってはいるものの、４
ｊＩ、野に渡りスポットの大きさに変動が生ずる。

発明の目的 したがって、本発明の主たる目的は、Ｘ−Ｙビーム位置
決め装置ならびに検流計型ビーム位置決め装置双方の利
点を保留しつつ両者の欠点を除去することにある。

本発明の他の目的は、集積回路の問題となる表面全体に
渡り均質で小さい大きさのスポットで、極めて高い精度
で集積回路上に集束レーザビームを位置決めし、現在市
販されている検流計型ビーム位置決め装置で達成可能な
ものよりも大きい集積回路を取り扱うことができ、然も
高い速度、最小の振動および高い信頼性を保証する集束
レーザビームの位置決め方法および装置を提供すること
Ｋある。

発明の構成 本発明は、半導体集積回路表面上に集束エネルギを正確
に位置決めするための装置および方法に関する。装置は
、典型的にはレーザ源のような電磁エネルギビーム源と
、可動の架台アッセンブリ（組立体）と、該架台アッセ
ンブリを運動平面に平行な第１および第２の方向に運動
する駆動要素を有する。該運動平面は、半導体表面にほ
ぼ平行である。典型的には、第１および第２の方向はＸ
−Ｙ座標糸に対応するが、しかしながら、完全に全視野
を包摂もしくはカバーする任意の座標系を用いる゛こと
が可能である。

本発明によればさらに、ビーム源からの入射工ネルギを
、光学系を通して半導体表面上に集束する方向に偏向す
るだめの回転可能なミラーアッセンブリが上記架台アッ
センブリによって支持される。光学系も架台アッセンブ
リによって支持される。制御プロセッサで架台アッセン
ブリおよびミラーアッセンブリが制御され且つ正確に位
置出しされて、ビーム源は集束されたエネルギのセルの
形態で半導体表面の選択された領域に指向される。

ミラーアッセンブリは架台アッセンブリにより支持され
且つ制御プロセッサにより制御される第１および第２の
回転可能なミラーサブンステムを有するようにするのが
好ましい。

本発明の好ましい実施例においては、架台アッセンブリ
は第１および第２の可動架台部利から構成される。第２
の架台部材は第１の架台部材上で運ＢｄＪ可能なよ５に
該第１の架台部材によって支持され、そして第１および
第２の運動方向にそれぞれの架台部材を連動するために
別個の駆動要素が設けられる。光学系およびミラーアッ
センブリは共に、第２の架台部材によって担持されて第
１の架台部材に対し相対的に運動せしめられる。

本発明の他の様相によれば、上に述べた第１の回転可能
なミラーは、運動平面に対して実質的に垂直である単一
の回転軸線を有する。第２の回転可能なミラーは、運動
平面に平行な軸線を中心に回転することができる。

制御プロセッサは、その構成要素として、位置決めデー
タ処理プロセッサを備え、そして第１の架台部材運動手
段は上記データプロセッサからの第１の架台位置制御信
号に応答して第１の架台部拐を特定の位置に正確に運動
する。同様に、第２の架台部材駆動手段は、データプロ
セッサに応答して第２の架台部材を特定の位置に運動す
る。類似の仕方で、第１および第２のミラー駆動回路も
、データプロセッサからの制御信号に応答して各ミラー
の角度位置を正確に制御する。

本発明の好ましい実施例においては、第１および第２の
架台部材駆動手段を同定の位置で取り付けるための機械
的取付要素が設けられる。これら駆動手段の出力は第１
および第２の架台部材に有利な仕方で結合される。

本発明によれば、さらに、第１および第２の架台部材の
固定基準に対する位置と正確に決定もしくは測定するた
めの回路が提供される。この目的で、干渉計型測定装置
を用いるのが好ましい。

本発明の実施に当っては、市欺品として入手可能なレン
ズを用いることができる。レンズ要素は２ｊ０Ｉより小
さい視野と２ＤＭより小さい焦点距離を有することがで
きる。このように市販品として入手可能なレンズの使用
で、非常忙高い品質で比較的廉価なレンズを採用するこ
とができる。

本発明の他の特徴によれば、視野に渡りビーム源を偏向
するのに用いられるミラーアッセンブリを校正するため
の方法が提案される。この方法は、半導体表面の平面内
によく画定された特徴パターンを有する基準表面（これ
は半導体表面であってよい）を正確に位置決めし、回転
可能なミラーアッセンブリを光学系に対し固定の位置に
維持しつつ架台アッセンブリを動かすことｋより基準表
面の少なくと本１つの表面特徴パターンもしくは要素を
測定し、上記架台アッセンブリを静止位置に維持し且つ
回転ミラーアッセンブリを動かして基準表面上の同じ特
徴要素を測定する段階を含む。

架台アッセンブリから得られる測定量を、回転可能なミ
ラーアッセンブリから得られる測定量と比較して、回転
可能なミラーアッセンブリを校正する。この方法は正確
で且つ効果的である。というのは、架台アッセンブリの
位置を、例えばＸおよびＹ方向において、干渉計技術を
用い正確に測定することができるからである。

本発明の好ましい実施態様によれば、本発明の方法には
、さらに、表面特徴要素を架台アッセンブリの運動軸と
整列して、架台アッセンブリを１つの運動軸線１ｃ沿っ
て動かすことにより該運動軸線Ｋ　＋’６い実質的に単
独で存在する特徴要素を測定し、然る後に、ミラーアッ
センブリの運動により同上の運動軸線ＩＣ渋い実質的に
単独で存在する同上の特ｇＬ要素を測定して、それによ
り上記の単一の運動方向もしくは軸線１ｃ？ａ？うミラ
ーアッセンブリの校正を行５段階が含まれる。

以下、図面を参照し本発明の好ましい特定の実施例と関
連して詳細に説明する。

好ましい特定の実施例の説明 第１図および第２図を参照するに、集束されたエネルギ
ビームを半導体表面上で正確に位置出しもしくは位置決
めするだめの装置１０は、プラットフォーム組立体もし
くは架台アッセンブリ１４に向けて指向される典型的に
はレーザ源のような電磁エネルギのビーム源１２を有し
ている。上記架台アッセンブリ１４は、第１のＦ！Ｐ：
ｍ方向に運動する第１の架台ステージ１６と、第２の座
標方向に運動する第２の架台ステージ１８を備えている
。

図示の実施例においては、第１の運動方向は直線標系の
Ｙ軸に対応し、そして第２の運動方向は直線座標系のＸ
軸に対応する。しかしながら本発明の他の実施例におい
て、座標軸は互いに直交する必要はなく、例えば極座標
系のような他の座標系を用いることも可能である。

第２の架台ステージ１８は第１の架台ステージ１６上に
支持され後者に対して運動する。第２の架台ステージ上
には、入射レーザビーム２２を、架台アッセンブリの運
動平面に対して実質的に平行な方向から、該運動平面に
対して垂直な方向に半導体表面に向けて偏向するミラー
組立体もしくはアッセンブリ２０が支持されている。半
導体の表面に向けて指向されるエネルギビームの路に設
けられている光学系２４は、ビームエネルギを半導体表
面上に集束する。

架台アッセンブリは駆動アッセンブリ２６に応答して運
動１゛る。図示の実施例においては、該駆動アッセンブ
リは［ＸＪ駆動部月２８およびｒＹＪ駆動部材６０を備
えている。これら駆動部材はそれぞれ参照数字３２およ
び３４で示すよ５に、各ステージ１８および１６に機械
的に連結されている。ｒＸＪおよびｒＹＪ駆動部材２８
および３０は制御プロセッサ６６０制御下で動作する。

この制御プロセッサとしては、第１および第２のステー
ジの位置を正確に制御するように動作するマイクロプロ
セッサを基礎とする装置とするのが好ましい。各１１４
１１ｉ　Ｋ　Ｇ　５架台アッセンブリの位置を決定する
ためＫ、第１および第２の位置帰Ｍ信号発生要素（それ
ぞれ３８および３９で示す）が設けられている。典型的
には干渉針を基礎とする位置測定装置であるこれらの要
素は、制御プロセッサ５６に正確な位置情報を与える。

続けて第１図および第２図を参照するに、レーザ１２か
ら発生されるレーザビーム２２は、好ましくは第１の架
台ステージ１６の運動方向に対して実質的に平行に指向
されて、架台１６上に取り付けられた４５°−ミラー３
９ａにより、第２の架台ステージ１８の運動方向に対し
実質的に平行な方向５９ｂに反射される。

図示の実施例においては、ミラーアッセンブリ２０は、
２つのミラー４０および４２を有しており、方向５９ｂ
ＶｃＧつて入射するレーザビームを最初に光学系２４に
向う方向に偏向しくこれはミラー４０１Ｃよって行われ
る）、次いでビームを半導体表面上に集束するために光
学系の瞳孔内に下向きに偏向する（これはミラー４２に
よって行われる）。ミラー４０および４２は、それぞれ
回転軸線４４および４６を中心に回転可能にするのが好
ましい（第５図参照）。軸線４４は半導体の表面に対し
て垂直であり、そして軸線４６は半導体の表面に対しほ
ぼ平行に延びる。しかしながら、本発明の他の実施例に
おいて、他のミラー組立体もしくはアッセンブリを用い
ることもできる。例えば、ジャイロスコープ取付組立体
に類似のジンバル組立体に支持された単一のミラーを用
いることができよう。

図示のミラー４０および４２は、検流計型駆動要素４８
および５０（第２図）Ｉｃよりそれぞれの軸線を中心に
回転せしめられる。検流計型駆動要素は、ｒＸＪおよび
ｒＹＪ駆動要素２８および３０が制御されるのと類似の
仕方で、制御プロセッサ３６からの制御信号に応答して
動作する。

次に第３図を参照するに、当該技術分野で知られている
数多の仕方で駆動することができる第１のステージ１６
は、この実施例においては、ねじ位置決め駆動アッセン
ブリ６０を用いて位置決めされる。このねじ位置決め駆
動アッセンブリ６０は、線路６４を介して制御プロセッ
サ６６に電気的に接続された駆動要素もしくは部材６２
を有する。駆動部材６２は、装置全体１ｏを支持するベ
ッドもしくは台６６に取り付けられて支持されている。

したがって、駆動部材６２は第１の（またはｒＹＪの）
架台ステージを駆動するための安定で固定の基準を与え
る。駆動部側６２の機械的出力で、軸６８が回転される
。この軸６８は、継手部材７０を介して、螺着されたね
じ要素７２に結合されている。ねじ要素７２は第１のス
テージ１６と一体の内ネジを有するブロック部側７４と
ａ合する。したがって、制御プロセツサ３６がら線路６
４を介して供給される信号に応答し１駆動部月６２’Ｉ
ＩＣより軸６８が回転駆動されると、第１のステージ１
６は、図示の実施例の場合、エネルギビームが集束され
る半導体チップ７５（第２図）の表面に対して平行な運
動平面内にある第１の運動方向に運動する。

第１のステージの位置は、数ある技術のうちの任意のも
のを用いて固定の基準位置に対し決定することかできる
。このための１つの好ましい図示の方法においては、レ
ーザ７６が用いられ、該レーザのビームは、半透明のミ
ラー７７を介して、第１のステージに取り付けられてい
る扁平ミラー７８に向けられる。このミラー７８は、反
射ビームの方向がほぼ入射ビームの方向と反対となるよ
うな調節を可能にするように調節可能な精密マクン）７
９に取り付けるのが好ましい。扁平ミラー７８から反射
されたビームは、元のレーザ信号と「ビート」する信号
を発生し、この信号は当該技術分野で周知のよ５に干渉
縞検出器８ｏによって検出することができる。干渉縞検
出器８ｏの出力は線路８２を介して制御プロセッサに供
給される。

このようにして、第１のステージの正確な位置決めもし
くは位置付けは、位置決め駆動アッセンブリ６０ならび
に干渉縞検出器８ｏによって実現される実効帰還ループ
もしくはフィードバックループを介して制御することが
できる。

同様にして、第２の（または「Ｘ」の）台もしくはステ
ージ１８の位置も制御され監視される。

即ち、第２のステージのねじ位置決め駆動アッセンブリ
８４は、駆動部材８６、出力軸８８．軸９４によって連
結されたたわみ性の継手９０および９２および螺着され
たねじ要素９６を有しており、該ねじ要素９６はステー
ジ１８と一体の内ねじな有するブロック部材９８１ＣＤ
合されている。

この実施例のように、たわみ性の軸継手を設けることに
より、第２のステージのｒＹＪ位置が半導体表面の視野
上で変動しても、第２の（または「Ｘ」の）ステージの
正確な位置決めが可能となる。

ｒＸＪステージ１Ｂの位置は数多の仕方で決定すること
ができる。しかしながら、ｒＸＪ位置を正確に決定する
ためには干渉縞もしくは干渉パターン検出器１００を用
いるのが好ましい。この場合、ステージ１６と関連して
用いられるものに類ｆｕの干渉測定系を用いることもで
きるが、ここでは、本実施例で実現される融通性を例証
すると共Ｋ、装置が運転される物理的環境に依存して必
要とされるような別の構造を例示するために、ステージ
１６のものとは異なった測定系が示されている。即ち、
この図示の実施例においては、単一周波数のレーザ１０
２が設けられて、その出力ビーム１０４は第１のプリズ
ム１０６および第１のペンタプリズム１０８に向けられ
る。このビームは、ペンタプリズム１０８により第２の
ステージ上に取り付けられた逆反射器１ｉ０に向けて偏
向される。逆反射器１１０からの帰りビーム１１２はビ
ーム分割素子１１４に向けられる。このビーム分割素子
は、プリズム１０６ＶＣよってペンタプリズム１１６に
与えられる固定の基準信号と上記第２のステージからの
帰りビーム１１２を結合する。

その結果生じる干渉縞は、検出器１００に対する入力と
なる。検出器１００の線路１１８を介して取り出される
電気出力は、制御プロセッサ３６に供給される。したが
って、制御プロセッサはそれぞれ、ｒＹＪおよびｒＸＪ
軸に沿う第１および第２のステージの正確な位置情報を
得ることができ、それにより、第１および第２のステー
ジ位置決めアッセンブリを用いてこれらステージを所要
のように位置決めすることができる。

本発明の別の実施例として、第６図に示した実施例と関
連して」二に述べたたわみ性の軸継手を用いる代りに、
第４図に示１ように、ボイスコイル型のリニヤ子−夕１
２０を、ｒＸＪまたはｒＹＪステージの位置を機械的に
制御するのに用いることができる。即ち、第４図Ｖｃｌ
ｖｉｊｎＪ図で示すボイスコイル型のりニヤモータ１２
０は、ローラ部イ１１２４．１２６Ｊ？よび１２８によ
り第２のステージの運動に対し平行な方向に動くように
強制されているブロック部材１２２を直線的に１−駆動
する。

ブロック部月１２２は、さらに一体のローラ部側１３０
および１３２を備えており、これらロー　ラ部利は、ｒ
ＸＪステージと一体でｒＹＪ方向に平イ１に延びる棒１
５４に係合する。したがって、第１（または「Ｙ」）の
ステージが「Ｙ方向Ｊに運動すると、ｆ＊袷部材である
俸１３４は該ステージと共Ｋ　Ｙ方向に自由に運動する
。しかしながら、Ｘ方向における運動はボ・イスコイル
型リニヤモータ１２０によって完全に制御される。この
構成によれば、ローラ１５０．１５２および棒１３４１
Ｃより１−Ｙ」方向運動が可能となる。

第４図に横断面で示すように、ボイスコイル型リニヤモ
ータ１２０は、中実の軸１４０と一体の中空の４１１１
１３８に巻装されたワイヤコイル１３６を励起すること
によりｒＸＪステージ１８の運動を行う。中空の軸１５
８は、永久磁石１４２０１つの磁極上に嵌着されており
、コイル１５６を流れＺ）電流を変えろことにより、永
久磁石の位置に対するコイルの位置したがってまた軸１
４０の位置を正確に制御することができる。

次に第５図を参照するに、ミラーアッセンブリ２０は、
軸１５６およびミラー取付シュー１５８を介して検流計
型駆動部材４８１Ｃよって支持されている第１のミラー
４０を有している。この第１の検流計型駆動部材４８の
回転ｌ１１１線は第１および第２のステージの運動平面
に対ｔ、て垂直に延びており、したかつて半導体７７０
表面に対し垂直である。検流計型駆動部材４８は、取付
はプラタン）　１６０に取り付けられており、一方、該
ブラケット１６０は、第２のステージ１８に固定的に取
り付けられて支持されている。駆動部材４Ｂは、４つの
取付ねじ１６２によりプラタン）１６０１Ｃ固定されて
おり、そして４１１＋１５６は、検流計型駆動部材４日
内の玉軸受１６４内に配置されている。

同様にして、第２のミラー４２は、第２の検流計型駆動
部材５０により支持され回転せしめられる。このミラー
４２は、検流計型駆動部材５０の玉軸受１７０により正
確に位置決めされた軸１６８にミラー取付シュー１７２
によって固定されている。検流計型駆動部材５０は、部
材４８のブラケットへの取付けと同じ仕方で４つのねじ
によりブラケット１６０に取り付けられている。検流計
型駆動部材’　ｓ　ＯＫよって画定される回転軸線４６
は架台ステージ１６および１８の運動平面に対して実質
的に平行であり、図示の実施例においてはｒＸＪステー
ジの運動方向に平行に延びる。

ミラー４０および４２は、これらミ９−に入射するレー
ザビーム２２が、第１および第２のステージの運動平面
に対して実質的に平行な方向から、半導体の表面に対し
て実質的に垂直な方向に偏向されるような動作相互関係
を有している。図示の実施例においては、これらミラー
は、半導体の表面に対しく約±３°の円弧の中実の円垂
内で）実質的次垂直に指向されている偏向されたレーザ
ビームが、このようにコリメートされた入射エネルギビ
ームを半導体ウェーハ７５の表面上に集束エネルギのセ
ルとして集束するように適応されている光学系２４を通
るように取り付けられている。

光学系２４は、ブラケット１６０に対し正確に取り付け
られるように構成されており、したがって第２のステー
ジ１８により効果的に支持され、該ステージ１８と共に
運動可能である。典型的には、この光学系は、市販品と
して入手可能で然も合理的な価格であり高品質を有して
いる１　０　Ｘ　ＭｅｌｌｅｓＧｒｉｏｔ　０４　０Ａ
Ｐ　ｏｏｇ顕微鏡用レンズのような顕微鏡の対物系とす
ることができる。

半導体表面から上に見上げた図であって図示を明瞭にす
るためにブラケットや検流計型駆動要素が省略されてい
る第６図を参照するに、（例えば第１のステージＫｌり
付けられた反射ミラー要素３９ａにより偏向される）入
射レーザビーム２２は、最初に１第１のミラー４０に向
けられ、このミラーから第２のミラー４２に向ゆられる
。ミラー４２は、エネルギビームを１下方」に偏向して
光学系２４の顕微鏡対物レンズを通し半導体表面へと偏
向する。第１のミラー４０または第２のミラー４２の位
置を変えることにより、半導体表面上に集束されるエネ
ルギセルの位置を制御された仕方で動かすことができる
。この目的で、各検流計駆動部材４８および５０は、そ
れぞれ線路１８２および線路１８４を介して制御プロセ
ッサ３６と電気的に結合されている。このよ５Ｋして、
集束されたエネルギセルの非常に小さい運動を、第１お
よび第２の検流計型駆動部側を用いて実現することがで
きる。これら第１および第２の検流計駆動部材もしくは
装置は、慣性が小さく、高い精度を鳴し、半導体表面上
の（光学系２４により画定される）制限された視野に渡
りレーザビームの高速運動を可能にする。

検流計型駆動部材は、第１および第２のステージサーボ
駆動部材とは異なった仕方で動作する。

これは、部分的に、各ミラーの角度位置の追跡方法が異
なる結果である。第１および第２の架台ステージでは、
ステージの位置に関する明確で一義的な帰還もしくはフ
ィードバックデータな得るのに干渉針ヘリ検出器が用い
られている。しかしながら、検流計型部材の回転、した
がってまた角度位置に関しては、同じ干渉計原理に基づ
く測定は採用することはできない。利用できるのは、′
ＡＯないし１／４の精度で内部基準に対しく各ミラーの
）角度位置情報を与える一体の角度位置変換用トランス
ジューサ（変換器）要素である。しかしながら、エネル
ギセルの正確な位置は、角度位置トランスジューサの感
度、角度位置トランスジューサの非直線性等々により影
響を受けるために請求められない。したがって、ｒＸＪ
および「Ｙ」ミラーの角運動の関数として半導体表面上
における集束エネルギセルの運動の大きさを知るために
検流計型駆動アッセンブリを校正できるようＫすること
力鼾要である。

典型的な例として、検流側型ビーム位置決め装置の運動
を校正するための方法においては、集束されるスポット
の平面内に配置された寸法が既知で心合せもしくはアラ
インメントされた基準表面を「走査」し、それによりミ
ラーの角運動と半導体表面ＶＣ沿う集束ビームの並進運
動との間の変換係数をめるという方法が採用されている
。しかしながらこの方法を実施するための前提糸外とし
て、基準表面の寸法が予め正確に既知であることが要求
される。本発明によれば、検流計型位置決め装置は、第
１および第２のステージと組合せられた位Ｕ測定装置を
用いることＫより、予め基準表面を測定１′ることなく
正確に校正できる。即ち、本発明の校正方法によれば、
基準表面は半導体表面と通常関連する平面内に位置付け
られる（この基準表面は半導体表面とすることができる
）。この表面は、良く画定された特徴パターンを有する
必要があり、好ましい実施例においては、この特徴パタ
ーンが運動方向、即ちＸおよびＹ方向と実質的に整列（
アラインメント）される（この特徴パターンは表面の単
一の一体領域であってもよいし或いはまた、例えば視野
のａｏＸまたはそれ以上に離間された表面の２つまたは
３つ以上の認識可能な領域とすることができる）。ミラ
一部材４０および４２を定置に固定して、ＸおよびＹス
テージ１８および１６を運動させ、特徴パターンを１走
査」して、関心のある特徴パターンの寸法をめる。この
目的で、追って述べる特徴パターン認識方法および装置
と共に干渉検出器が用いられる。特徴パターンの寸法を
めた後に、第１および第２の架台ステージを特徴パター
ン上に位置出しして当該位置に固定し、そして特徴パタ
ーン測定を検流計原理で制御されるミラーを用いて行う
。然る彼ｋ、プロセス制御装置もしくはプロセスコント
ローラの演算機能を用いて２つの測定結果を比較し、検
流計原理に基づく位置決め装置の校正を正確に行う。

第７図を参照するに、レーザ１２からのエネルギビーム
２２は、（第１図に示すように）基準表面１ｃＩｏｌけ
られ該基準表面上に集束される。し力）しながらこの場
合、レーザ出力もしくはビーム１゛よ、ビーム分割ミラ
ー（ビームスプリッタ）１８６を通され、この分割ミラ
ーに入射する分割エネルギの一部分（図示の例では５０
％）が該ミラー１８６を透過して「走査コすべき表面上
に向けられる。

一方、ミラー１８６に入射したエネルギのうちの反射さ
れるエネルギ部分が、吸収要素１８８によって吸収され
る。Ｓ８＃回路自体のような基準表面によって反射され
たエネルギはビーム分割ミラー１ｓ＋ｓＫ戻ｊれて２つ
のビーム部分に分割される。

一方のビーム部分は、ミラー１８６を通って第２の吸収
要素１８９により吸収される。他方σ）ビーム部分はミ
ラー１８６によって反射されて、し／ズ１９０を介し例
えばフォトダイオード１９２のような光電デバイスに向
けられる。フォトダイオード１９２の出力は工賃＃ＴＩ
器１９４によって増幅され、この増幅器１９４の電気出
力は線路１９６を介して制御プロセッサもしくはプロセ
スコントローラ乙６に供給される。「特徴ノくターン」
の境ｙＩ−に関する必要な情報を与えるのは基準表面か
らの反射エネルギを表すこの出力信号である。さらに、
この出力信号を利用し、最初ＶＣ（検流計型ミラーアッ
センブリを固定位ＲＦＣ保持して）「Ｘ」およびｒＹＪ
架台ステージを運動させ、次いでミラーブツセ／プリを
運動させて、（架台ステージ１６および１８を固定位置
に保持した状態で）特徴ノ（ターンの境界を測定し該特
徴パターンの幅をめることができる。

動作において、制御プロセッサ３６０制御下で成る特徴
パターンについてχ−Ｙ千行移行移動測定う。半導体表
面から反射されるエネルギに基づき特徴パターンの境界
もしくは緑を確定するために上記の位置測定装置および
信号振幅測定回路を用いて、特徴パターンの正確な寸法
測定を実現することができる。重要なのは、さらに加え
て、特徴パターンの正確な位置をもめることができる点
である。然る後に、並進Ｘ−Ｙビーム位置決め装置を直
接特徴パターン上の位置に動かして、検流ｎ１装置を用
い該特徴パターンを測定する。ここで、ｌ１ｌｌｌ定デ
ータが検流計ミラーの角度変化の形態で得られる。重要
なのは、測定しつつある特徴パターンが、Ｘ−Ｙ並進位
置決め装置圧より測定されたものと同じ特徴パターンで
あることである。

このようにして、ミラーの角度運動を、集積回路の表面
上のエネルギセルの実際の運動に校正するための変換デ
ータが得られる。

次ＶＣ第８図を参照するに、制御プロセッサ３６は、例
エバディジタルコンピュータ２００とすることができる
データ処理装置を備えている。コンピュータ２００はデ
ータ母ｍ２０２を介して、第１および＊２のステージ駆
動部材２８および６０ならびに検流計型駆動部材４８お
よび５０を制御し且つこれら部材を駆動するだめの帰還
もしくはフィードバック情報を与える電子系と交信する
。

第１および第２のステージ駆動部材のための電子系は機
能が同じであるので、ここでは第２の駆動部材、即ちＸ
軸駆動部材２８のための電子回路２０４Ｖｃ関してだけ
説明する。この電子糸もしくは電子回路２０４は、コン
ピュータ母線から受け取ったデータプロセッサ位置決め
制御信号をディジタル形態からアナログ制御信号形態に
変換するためのディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ　）変換
器２０６を有している。このディジタル／アナログ変換
器（ＤＡＣ）の出力は線路２０８を介して、加算器２１
０に接続されている。この加算器の第２の入力には、駆
動部材２８の一部を成す回転速度泪２１２からの帰還信
号が印加される。駆動部材２８はまた、直流サーボモー
タ２１４を備えている。コンピュータから供給されたデ
ータとｒＸＪステージの運動速度との間の差を表す加算
器２１０の出力は、出力増幅器２１６により増幅される
。

該増幅器２１６の出力は線路２１８を介してサーボモー
タ２１４に供給される。換算用乗算器Ｋ。

で表される換算係数乗算器２２０で安定性が保証され且
つ上記の帰還もしくはフィードバックループ形態での制
御を保証する。

Ｄ／Ａ変俟器２０６にコンピュータから供給されるデー
タは、ｒＸＪステージの目標最終位置ではなく、該目標
位置と干渉検出器８０によって測定されるステ・−ジの
現在位置との間の差を表すものである。したがって、コ
ンビュータ２００はこの動作モードにおいては、Ｉ）／
Ａ変換器２０６に対する入力を常に更新しなければなら
ない。

コンピュータから母線２０２を介して位置制御信号を連
続的に受ける代りに、線路８２を介して干渉計型検出器
制御系からの信号を用いて、第１の架台ステージを既知
の目標位置に維持し、たり、あるいは該ステージを小さ
いｌｉ′ｌｊ離だけ運動することができ′７．）。この
動作モードにおいては行先（目標位置）アドレスがコン
ピュータから母線２０２を介して発生されてディジタル
イー］光レジスタ２２４に格納される。（ここで、Ｉ）
　／　Ａ変換器２０６ＶＣ供給される信号はステージの
現在位ｗおよび目標位１６間の差を表わ−すものである
点を想起されたい）。

第２の架台の実際位置は、レーザ干渉ｉ１Ｍ検出器８１
Ｃよってめられ、該検出器８０の出力信号は線路８２を
介して、ブロック２２６で全体的に示した同期論理回路
およびアゲ／ダウン計数器回路に供給される。この回路
２２６の出力は、現在位Ｉｆ　モジュロ−２ｎ　（但し
ｎは典型的には１２）を表わし、そして（レジスタ２２
９を経て）線路２２８を介しコンピュータのデータ母線
ならびに加算器２Ｔ）０に供給される。第２の架台ステ
ージの現在位置と目標位置との間の差を表わす加算器２
′５０のディジタル出力は、線路２６２を介し、て１〕
／Ａ変換器２０６に供給される。

したがって多重化スイッチ２４０が第８図に示す位置に
ある場合には、コンピュータ２００が、第２の架台ステ
ージ１８に関し回路およびモータの全体的制御を行なう
。このコンピュータ制御は、回路２２６に含まれるアブ
／ダウン劃数器（可逆削数器）によって行なわれる範囲
より大きい位置決め運動にとってＭ１要である。コンピ
ュータは、回路２２６に含まれるアブ／ダウン計数器に
溢れもしくはオーバフローが生ずる都度少なくとも一度
は介入する必要がある。この溢れで、計数器の１−和囲
」が画定される。スイッチ２４０が他方の位置（下側の
位置ンにある時には、コンピュータの介入は必枝ではな
い。この動作モー　ドは、固定の座標位置を保持したり
、あるいは回路２２６に含まれるアブ／ダウン劃数器の
溢れが生じない小さい距離だけ動かすのに適している。

次ＶＣ第９図を参照するに、同期論理／アブ　ダウン言
１数器回路２２６は、線路２４０および２４２を介して
干渉計型検出器の正弦および余弦出力信号を受ける。線
路２４０は比較ｙ４２ａ４からの干渉検出器の１正弦」
出力を第１のフリップフロップ２４６に結合する。比較
器２４８の余弦出力はプリップフロップ２５０に印加さ
れる。この場合のフリップフロップ２４６および２５０
０Å力は、ｒＤＪ入力端である。フリップフロップ２４
６および２５０のｒＱＪ出力端は、々１９図に示すよう
に、それぞれフリップフロップ２５２および２５４に接
続されると共にアブ／ダウン計数詣論坤回路２５６に接
続されている。フリップフロップ２５２および２５４に
対するこの接続は、それぞれｒＤＪ入力端で行なわれる
。

第１０図を参照するに、アゲ／ダウン計数器論理回路２
５６は、複数個のＮＡＮＤ　（ナンド）ゲ−）２６０ａ
、２６０ｂ、−−−１２６０ｈを有しており、これらＮ
ＡＮＤゲートは８つの反転入力を有するＯＲ（オア）ゲ
ート２６２と組合せられて線路２６３を介し計数信号を
同期アブ／ダウン川数器２６４（第９図）に供給する。

計数の方向は、線路２６８を介し４つの反転入力を有す
るＯＲゲート２６６の出力信号レベルにより制御される
。同期アブ／ダウン計数器の出力は、ラッチレジスタ２
７０に「ランチ」され、そしてレジスタ２７０の出力は
線路２２８を介して加算器２５０に供給されると共Ｋ、
ラッチレジスタ２２９を介しコンピュータデータ母＠２
０２に与えられる。

レジスタ２７ａは、Ｄフリップフロップ２８２を介して
（線路２８０から得られる）コンピュータの読出し信号
１１　Ｅ　Ａ　Ｄ　Ｋ従がい「クロック」される。回路
全体の同期動作は線路２８６を介してクロック信号によ
り制御される。

第１１図を参照するに、同期論理／アゲダウン計数器回
路２２６は、その前提条件として先駆的Ｋ、行Ａ　（Ｃ
ＯＵＮ’ｌ’　ＵＰで示す）に表わした４つの条件のう
ちの任意の条件が生じた時にアブカウント即ち数え上げ
組数が行なわれ、行ｌ３（ＣＯＵＮＴＤＯＷＮ）Ｋ示し
た４つの条件のうちの任意、のものが生じた時に数え下
げ計数（ダウンカウント）が行なわれ目つフリラフ“フ
ロップ２４６．２５０．２５２．２５４の出力の仙の総
ての組合せ（行Ｃに示す）ではアブ／ダウン計数器にな
んら変化が牛じないことを前提としている。その結果は
、フリップフロップ２４６．２５０．２５２および２５
４の出力の絹合せに関し行りにｆ！！概した形態で表に
轟められている。

動作において、線路２８６を介して与えられる同期クロ
ック信号で、フリップフロップ２４６．２５０．２５２
．２５４は、各クロックサイクル（クロック時間）毎に
同時に新しいデータを人力スル。１７サイクル後の時点
で、アブ／ダウン計数器２６４がクロックされる。計数
線路２６６に高レベル信号が現われた場合には、アブ／
ダウン計数器は、線２６８上の信号レベルに依存して増
分または減分引数を行なう。

「クロック時間」後の半クロツクサイクル後に、同期ア
ゲ／ダウン計数器の出力は、レジスタ２７０にラッチさ
れる。レジスタ２７０へのロードにおける遅延は、イン
バータ２８７を用いて実現される。即ち、インバータ２
８７は線路２８６上のクロック信号を反転して、半クロ
ツク周期分の遅延を発生する。

線路２２８へのラッチレジスタ２７０の出力は、ラッチ
レジスタ２７２を通り、線路２８７ａ上の信号レベルが
高レベルに留っている限り、該レジスタ２７２の出力に
現われる。線路２８０上のＩｔ　Ｅ　Ａ　Ｄ信号が低レ
ベルになって、コンピュータの読取りが行なわれる旨の
表示がなされると、線路２　ａ　７　ａ　」二の信号レ
ベルも低レベルになる。線路２８７ａ上の信号は、線路
２８６上の次の低レベルから高レベルへのクロック遷移
で低レベルになる。そこで、線路２８７ａ上の低レベル
信号で、レジスタ２７０内のその時の計数がレジスタ２
７２にラッチされ、この計数は、データ母線２０２を介
してコンピュータ２０ＯＫ対し利用可能になる。

ラッチレジスタ２７２は、ＲＥＡＤレベルカ「高レベル
」状態に戻った後に解放される。

同期論理／アブダウン計数器回路２２６を適切に実現す
るためには、線路２８６を介して供給される同期クロッ
ク信号の周波数は、線路８２を介して供給される正弦ま
たは余弦信号の最大周波数０２倍よりも大きくなければ
ならｌ、（い。この最大周波数は、ステージが運動する
最大速度を、レーザ干渉計で用いられる光の波長の１−
ｉ−で除した商に等しい。

梗概、するに、同期論理／アブダウン組数器回路２２６
は、（フリップフロップ２４６，２５０．２５２および
２５４によって測定される）正弦および余弦信号が同相
であるかまたは１８ｏ０の位相外れ（第１１図の行Ｃ参
照）場合には［Ｎ０ＣＯＵＮＴ　（計数せず）」出力を
発生し、それ以外の位相外れに在る時には、計数信号を
発生し、その場合の計数方向は余弦信号に対する正弦信
号の位相関係に依存する。

再び第８図を滲照するに、ＸおよびＹ検流計型駆動部材
のための電子回路は同じ構成であるので、ここでは１−
Ｘ」軸横流計型駆動部材４８のための電子回路２８８に
ついてだけ詳細に説明する。電子回路２８８は、上に述
べた第１の架台ステージを制御するための電子回路と同
様に、線路２９０を介してコンピュータ母線２０２から
位置データを受ける。線路２９０上のデータは、駆動部
材の所望目標角度位置を表す。Ｄ／Ａ変換器２９２はデ
ィジタルデータをアナログ出力信号に変換し、該アナロ
グ出力信号は線路２９４を介して加算器２９６に印加さ
れる。該加算器に対する他の入力は、追って説明するよ
うに、線路３００上における一体の角度位置トランスジ
ューサ２９８の出力により指示される検流計型駆動部材
の角度位置に関するものである。角度位置トランスジュ
ーサ２９８は、モータ３０２と共に検流計型駆動部材４
８を構成する。線路３０３上の加算器のアナログ出力信
号はブロック３０４で示す積分器によって積分され、該
積分器３０４の出力は電力増幅器３０６に供給されて増
幅される。該電力増幅器の出力は、直接検流計モータ５
０２に印加される。

第８図に示すように、線路３０θ上の位＋７１　）ラン
スジューサ（位置変換器）２９８の位ｆｌ出力＋１下記
の微分方程式に従って加算器２９６に供給される。

」二記載分方程式は、回路素子３０７．３０８および５
０９によって実現される。スケーラ増幅器６０７および
性分回路３０８．５０９は周知のものであつ【、市販品
として入手可能な素子である。

この回路構成によれば、検流計式取付ミラーの正確な位
置決めのための安定な帰還制御ループが実現される。位
置変換器もｌ、　＜はトランスジコーーサの出力はまた
、第２の加算器３１０にも印加される。該加算器３１０
の他の入力は、Ｄ／Ａ変換器２９２の出力である。位ｖ
ｆＡ差を表わすこれら２つの信号の和（または差）は、
Ａ　／　Ｉ）変換器６１２に印加される。Ａ／Ｄ変換器
り１２のディジタル出力は、線路６１４を介Ｌ２てコン
ピュータ母線２０２に供給される。このよ５にして、コ
ンピュータは検流計モータ、したがってまたミラーアッ
センブリの位置に関し直接的で連続した制御を行う。

第１２図および第１３図を参照するに、本発明の仙の実
施例によれば、架台ステージ１６．１８をそれぞれ、１
対の研磨され硬化されてラップ仕上げされた真すぐでＰ
１１１性の棒６う０に取り付けて支持することができる
。第１−１：たはｒＹＪの架台ステージのための棒３３
０は、装置の基台６６に固定され、そして第２もしくは
ｒＸＪ架台ステージのための俸２６０は、第１の架台ス
テージにより同定支持される。円形の横断面を有する棒
６５０は、玉軸受またはロール軸受アッセンブリ６５２
、′５６４．３ろ６．３３８および５４０を用いてそれ
ぞれのステージを支持する。各玉軸受戒いはコロ軸受ア
ッセンブリは、ロールもしくはころ対と棒との間に制御
された従１１な圧力接触を維持するためＫ、「弾力性の
ある」ブラケット型の支持部３４２．３４４．５４６．
３４８および５５０を有している。このようにして、各
転がり軸受対は、架台ステージと一体の１つのコロもし
くはロール。

例えば３３４ａ？：たは５５０ａ（第１３図）を有し、
一方、対をなす片方のコロもしくはロール、例えばロー
ル５３４ｂまたは３５０ｂは、弾力性のあるブラケット
支持体に連結されている。このような弾力性のある支持
は、３３４Ｃまたｉ”ｊ：３５０Ｃで示すようなブラケ
ットの比較的薄肉の従順性のある部分によって実現する
ことができる。ステージの位置および整列もしくはアラ
インメントに対し正確な制御を確保するために１　ロー
ルアッセンブリ３３６．３３８および３４０は、ロール
アッセンブリ５３２，３３４に対して９００で配位され
ている。この構成によれば、ロールアッセンブリに対し
、各ステージの位置を正確に制御するのに十分な垂直お
よび横方向の支持が与えられる。

発明の効果 上に述べた装置においては、検流計型位置決め装置がＸ
−Ｙビーム位置決め系と有利な仕方で組合されて、検流
針位置決め装置およびビーム位置決め装置の双方の利点
を有し両者の欠点を有しない装置が実現される。さらに
、上に述べた装置は、それぞれ独立に動作する検流計型
位置決め装置或いはＸ−Ｙビーム位置決め系それぞれに
よっては得られない利点を有する。即ち、低速のχ−Ｙ
ビーム位置決め系は必要に応じ１つの視野から他の視野
に移動することができ、そして低慣性で高速の検流計型
位置決め系は各「視野」において所要の高速崩を保証す
る。これに相応して、Ｘ−Ｙビーム位置決め系は大きな
重量（シたがって低速度）に製作１７、装置のこの部分
からの振動を減少して位置精度ならびに半導体表面にお
けるスポットの大きさに制限を加えないようにすること
ができる。

また、Ｘ−Ｙビーム位置決め装置は、修理が望まれる位
置に動かしたり（そこに滞在させる）必要はない。必要
なのは、所望の位置にできるだけ近接するようにし且つ
その実際の位置を（例えば干渉計を用いる等して）正確
に知ることだけである。

さらに、重要な利点として、レンズの直径したがってそ
の焦点距離を、検流計システム自体に典型的に必要とさ
れるものよりも相当に減少することができる。この結果
、レンズは合理的な値段で高い品質のものを「既製品」
として購入することができる。典型例としてレンズは２
　ＰＪよりも小さい、例えば１鵡の視野と、２０口より
も小さい、例えばｊ６Ｋｌｌ＋の短い焦点距離を有する
ことができる。

ここに述べた装置の他の些素も同様に比較的容易に製造
可能である。例えば、検流計ミラーは直径０、　ツイフ
チで厚さ０１５インチとし、波長の１ＡＯまで扁平研磨
することができる。また検流側型駆動部材１５４および
１５６は、例えば、ＧｅｎｅｒａｌＳｃａｎｎｉｎｇ　
（汎用走査）型のＧ−３００ＰＤＴ型。

の検流計とすることができる。

なお、第１および第２のステージを直交直線座標糸で動
かすことは必ずしも必要でないことは理解されるべきで
ある。即ち、架台位置決め装置に利用可能である視野が
「修理中」の集積回路を包摂する限り、極座標系、非直
交座標系等々を用いることができる。したがって、第１
および第２のステージが半導体回路全体に渡って検流計
装置を位置決めすることができる（その場合検流計装置
は視膏内で位置決め運動を行う）限りｋおいて、実り４
的に任意の変換座標系を用いることができる。

さらに、別個のＸおよびＹ駆動装置を用いることも不必
要である。したがって、平行四辺形部動機構を採用する
ことができる。例えば、第１４図に略示するような４つ
の棒からなるリンク機構２００を用いることができる。

以上本発明の好ましい特定の実施例について説明したが
、この実施例に対する付加、削除その他の変形や変更は
、当該技術分野の専門家には明らかでｔ・す、本発明の
範囲内に包摂されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい実施側圧よる機械的および電
気的要素を略示するブロックダイアグラム、第２図は本
発明の好ましい実施例による機械的組立体の簡略斜視図
、第３図は本発明の特定の実施例による装置の駆動機構
および位置測定機構の頂面図、第４図は本発明の第２の
特定実施例によるｒＸＪステージを駆動するための別の
装置の平面図、妊５図は本発明によるミラー検流計アッ
センブリおよび光学系を示す立面図、第６図は第５図の
紳ｖｒ　−ｖｒに沿う光学系および検流計ミラーアッセ
ンブリの底面図、第７図は特徴パターン測定装置の概略
図、第８図は本発明の〃１ましい実施例の簡略電、気ブ
ロックダイアグラム、第９図は本発明の好ましい実施例
による勃起論理／アブダウン計数器回路のブロックダイ
アグラム、第１０図１は第９図のアブ／ダウン計数論理
回路の回路略図、第１１図は第１０図の回路においてア
ブ（数え上げ）またはダウン（数先下げ）計数を発生す
るための信号レベルを図解する図、第１２図は架台ステ
ージのための別の取付構造を示す図、第１３図は第１２
図の線ＸＴＩＴ　−Ｘｒｌｌにおける横断面図、そして
第１４図は本発明による架台アッセンブリを動かすだめ
の別の駆動機構を示す図である。 １２：ビーム源 １４：架台アッセンブリ １６．１８：架台ステージ ２０：ミラーアッセンブリ ２２：レーザビーム ２４：光学系 ２６：駆動アッセンブリ ２８：　「ＸＪ駆駆動月 利ｏ：ｌ’−ＹＪＪ動部材 ３２．５４：、駆動部材 ３６二制御プロセツサ ３８．３９＝位置帰還信号発生要素 ４０．４２：ミラー ４４．４６：回転軸線 ４８．５０：検流計駆動要素 ６０：ねじ位置決め駆動アッセンブリ ６４：＃ｌ！路 ６６：台 ６８：軸 ７０：継手部材 ７２：ねじ要素 ７４ニブロック部材 ７５：半導体チップ ７６：レーザ ７７：半透明のミラー ７８：扁平ミラー ７９：精密マウント ８Ｄ：干渉検出器 ８２：線路 ８４：ねじ位置決めアッセンブリ ８６：駆動部材 ８８：出力軸 ９０．９２：たわみ性の継手 ９４：軸 ９６：ねじ要素 ９８ニブロック部拐 １００：干渉縞検出器 １０２：レーザ １０４：出力ビーム １０６：プリズム １０８．１１６：ペンタプリズム １１０：逆反射器（レトロリフレクタ）１１４：ビーム
スプリッタ １１８二線路 １２０：リニヤモータ １２２ニブロツク部材 １６６：ワイヤコイル １５８：中空の軸 １４０：中実の軸 １４２：永久磁石 １５６：軸 １５８：ミラー取付シュー １６０：取付ブラケット １６２：取付ねじ １６４．１７０：玉軸受 １６８：軸 １８２．１８４：線路 １８６；ビーム分割ミラー（ビームスプリッタ）１８８
．１８９：吸収要素 １９０：レンズ １９２：ホトダイオード １９４：増幅器 ２０Ｄ：コンピュータ ２０２：データ母線 ２０４　：　’７７Ｘ子回路 ２０６：ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ　”）変換４２
０８二線路 ２１０：加算器 ２１２：回転速度計 ２１４：直流ザーボモータ ２１６：出力増幅器 ２１８二線路 ２２０：換算係数乗算器 ２２４：行先レジスタ ２２９．２７０．２７２：ラッチレジスタ２５〇二加算
器 ２４０：多重化スイッチ ２４４：比較器 ２４６．２５０．２５２．２５４：フリップ７０ツブ２
６０：ナンドゲート ２６２．２６６：オアゲート ２５６：アブ／ダウン計数器論理回路 ２８２：Ｄフリップフロップ ２８７：インバータ ２２６：同期論理／アブダウン計数器回路器　２８６：
線路 ２８８：電子回路 ２９０．３００．６０３：線路 ２９２：Ｄ／Ａ変換器 ２９６：加算器 ２９８二角度位置トランスジューサ ３０２：モータ ３０４ニブロツク ３０６：電力増幅器 ３０７：スケーラ増幅器 ３０８．５０９＝微分回路 ３１０：加算器 ５１２：Ａ／Ｄ変換器 ６１４：線路 ３６０：棒 ６３２．６６４．６３６．５３Ｂ、３４０：ロール軸受
アツセンブリ６４２．３４４．３４６．６４Ｂ、６５０
：支持部口１′１のｉＴｉ忠（内室に変更なし）ＦＩＧ
、２ 、ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、θ ／ ＦＩＧ、／θ ’−ＣＯＩＩｒＶｒｌ）Ｐ　２ｙＬＡＪ！！Ｌａｔ　６
７　％　ａｔ　１２４　％Ｏｃ　％　ａｔ　Ｄａ　Ｏｅ
　Ｏａ　。’ｅ（’。 ＦＩＧ、１４ 手続補正書（方式） 昭和６０年２Ｊ］１９０ 特許庁長官　志　賀　学　殿 事件の表示　昭和５９年　特願第１７８５５３　７？１
１１正をする省 事件との関係　特許出願人 名称　エクスアールエル・インコーポレイテッド代理人 同 住所　同　−１− 補正の対象 願書の出願人の榴 委任状及びその訳文　各　１　通 図面　１通 補正の内容　別紙の通り 図面の浄Ｉｔ（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半導体表面上に集束された電磁エネルギを正確に位
   置決めするための装置にお（・て、電磁エネルギビーム
   源と、運動可能な架台アッセンブリと、前記架台アッセ
   ンブリを運動平面に平行な第１および第２の方向に運動
   するための手段と、前記架台アツセンブＩＪＩｃより支
   持された回転可能なミラ一手段と、前記架台アッセンブ
   リにより支持されて入射エネルギビームを前記半導体表
   面上に集束するための光学系と、前記電磁エネルギビー
   ム源を前記ミラ一手段に差し向けるための手段とを備え
   、前記ミラ一手段は、入射エネルギビーム源を偏向し、
   偏向されたビームを前記光学系を通して前記半導体表面
   上に集束し、さらに、前記架台アッセンブリおよび前記
   ミラ一手段の位置を制御して前記ビーム源を集束された
   エネルギのセルとして前記半導体表面上に正確に位置付
   けるための制御手段とを備えた集束電磁エネルギビーム
   の位置決め装置。 ２、　半導体表面上に集束された電磁エネルギを正確に
   位置決めするための装置において、電磁エネルギビーム
   源と、運動可能な第１の架台部材と、前記第１の架台部
   材を運動平面に対して平行な第１の方向に運動するため
   の手段と、前記第１の架台部材によって支持され且つ該
   第１の架台部材上で運動可能である運動可能な第２の架
   台部材と、前記運動平面に対して平行な第２の方向に前
   記第２の架台部材を運動するための手段と、前記第２の
   架台部材によって支持された回転可能なミラーアッセン
   ブリと、前記第２の架台部材によって支持されて入射エ
   ネルギビームを前記半導体表面上に集束するだめの光学
   系と、前記電磁エネルギビーム源を前記回転可能なミラ
   ーアッセンブリ上に差し向ゆるためのビーム指向アッセ
   ンブリとを備え、前記回転可能なミラーアッセンブリは
   、入射エネルギビームを前記運動平面に対し実質的に平
   行な方向から、ビームを前記半導体表面上に集束するた
   めの前記光学系を通る方向に偏向し、さらに、前記第１
   および第２の架台部材ならびに回転可能なミラーアッセ
   ンブリの位置を制御して、ビーム源を集束されたエネル
   ギのセルとして前記半導体表面上に正確に位置付ける制
   御処理手段を備えている集束電磁エネルギビームの位置
   決め装置。 ６、　半導体表面上に集束されたエネルギを正確に位置
   決めするための装ＲＦＣおいて、電磁エネルギビーム源
   と、運動可能な第１の架台部材と、前記第１の架台部材
   を運動平面に平行な第１の方向に動かすための手段と、
   前記第１の架台部材により支持され且つ該架台部材上で
   運動可能な第２の架台部祠と、前記第２の架台部材を前
   記運動平面に対し平行な第２の方向において運動するた
   めの手段と、前記第２の架台部材により支持された第１
   および第２の回転可能なミラ一手段と、前記第２の架台
   部材によって支持されて、入射エネルギビームを前記半
   導体表面上に集束するための光学系と、前記電磁エネル
   ギビーム源を前記第１のミラ一手段に差し向けるための
   指向手段とを備え、前記第１および第２のミラ一手段は
   、前記入射エネルギビームを前記運動平面に対し実質的
   忙平行な方向から、ビームを前記半導体表面上に集束す
   るための前記光学系を通る方向に偏向するように動作上
   相互関係を有しており、さらに、前記第１および第２の
   架台部材ならびに前記第１および第２のミラ一手段の位
   置を制御して前記ビーム源を集束されたエネルギのセル
   として前記半導体表面上に正確に位置付けるための制御
   手段を備えている集束電磁エネルギビームの位置決め装
   置。 ４、　指向手段が、第１の架台部材によって支持されて
   、エネルギビーム源を第２の架台部材の運動方向で第１
   の回転可能なミラーへと偏向する第１の固定ミラ一手段
   を備えている特許請求の範囲第３項記載の集束電磁エネ
   ルギビームの位置決め装置。 ５　第１の回転可能なミ２−が単一の回転軸線を有し、
   該単−の回転軸線は実質的に運動平面に対して垂直であ
   り、そして第２の回転可能なミラーは前記運動平面に平
   行な軸線を中心に回転することが可能である特許請求の
   範囲第４項記載の集束電磁エネルギビームの位置決め装
   置。 ６、　制御手段が位置決めデータ処理プロセッサを含み
   、第１の架台部材運動手段は、位置決めデータ処理プロ
   セッサからの第１架台位置制御信号に応答して前記第１
   の架台部材を運動し、第２の架台部材運動手段は、前記
   位置決めデータ処理プロセッサからの第２架台位置制御
   信号に応答して第２の架台部材を運動し、さらＫ、前記
   位置決めデータ処理プロセッサからの第１のミラー位置
   制御信号に応答して第１の回転可能なミラーの角度位置
   を正確に制御するための第１のミラー駆動手段と、前記
   位置決めデータ処理プロセッサからの第２のミラー位置
   制御信号に応答して第２の回転可能なミラーの角度位置
   を正確に制御するための第２のミラー駆動手段とを備え
   ている特許請求の範囲第３項記載の集束電磁エネルギビ
   ームの位置決め装置。 ｌ　第１および第２のミラー駆動手段を、第２の架台部
   材上に該第２の架台部材と共に運動するように固定位置
   に取り付けるための手段と、第１および第２の架台部材
   運動手段をそれぞれの固定位置に取り付けるための手段
   と、前記第２架台部材運動手段の機械的位置出力を前記
   第２の架台部材に結合して該第２の架台部材を運動させ
   る手段とをさらに備えている特許請求の範囲第６項記載
   の集束電磁エネルギビームの位置決め装置。 ８、　制御手段が、運動平面に平行な少なくとも第１の
   軸線および第２の軸線に治って固定基準位置に対する架
   台アッセンブリの位置を正確に決定するための位置決定
   手段を備えている特許請求の範囲第１項記載の集束電磁
   エネルギビームの位置決め装置。 ２　位置決定手段が、前記軸線それぞれに沿５架台アッ
   センブリの位置を決定するための第１および第２の干渉
   計型測定手段を備えている特許請求の範囲第８項記載の
   集束電磁エネルギビームの位置決め装置。 １０．光学系が、２目より小さい視野と、２０調より小
   さい焦点距離を有するレンズ要素と、該レンズ要素をそ
   の光軸が半導体表面に垂直になるように取り付けるため
   の手段を備えている特許請求の範囲第１項記載の集束電
   磁エネルギビームの位置決め装置。 １ｔ　ミラ一手段が、入射エネルギビーム源を、６度の
   円弧角よりも小さい対角および半導体表面に垂直な軸線
   を有する中実の円錐内の方向に偏向するための手段を備
   えている特許請求の範囲第１項記載の集束電磁エネルギ
   ビームの位置決め装置。 １２、集束されたエネルギビームを半導体表面上に正確
   に位置決めするための装置であって、電磁エネルギビー
   ム源と、運動平面に平行な第１および第２の方向に活っ
   て運動可能である架台アッセンブリと、該架台アッセン
   ブリにより支持された回転可能なミラーアッセンブリと
   、前記架台アッセンブリによって支持されて、入射エネ
   ルギビームを前記半導体表面上に集束するための光学系
   と、前記電磁エネルギビーム源を前記ミラ一手段に差し
   向けるための手段とを備え、前記回転可能なミラーアッ
   センブリは、前記指向されたビーム源を、該ミラーアッ
   センブリにより偏向されたビームが前記光学系を通って
   前記半導体表面上に集束される方向に偏向し、さらに、
   前記架台アッセンブリおよび前記ミラーアッセンブリの
   位置を制御して、前記ビーム源を前記半導体表面上に集
   束されたセルとして正確に位置付けるための制御手段と
   を備えた装置において、前記光学系の焦平面に画定され
   た特徴パターンを有する測定表面を位置付げ、前記回転
   可能なミラ一手段を前記光学系に対し固定の位置に維持
   しつつ前記架台アッセンブリを運動することにより前記
   測定面の少なくとも１つの特徴要素を測定し、前記架台
   アッセンブリを静止状態に維持しつつ前記回転可能なミ
   ラーアッセンブリを運動することにより前記測定表面の
   少なくとも１つのｔ￥ｊ徴要素を測定し、そして前記架
   台アツセンプＩＪ　Ｋ起因する測定結果を、前記回転可
   能なミラーアッセンブリに起因する測定結果と比較して
   、前記回転可能なミラーアッセンブリの校正量をめる段
   階を含む前記回転可能なミラーアッセンブリを正確に校
   正する方法。 １５、少なくとも１つの特徴要素を架台アッセンブリの
   １つの運動軸線と整列し、前記架台アッセンブリを運動
   するととＫより、前記１つの運動軸線上に存在する実質
   的に１つの％徴要素を測定し、そして回転可能なミラー
   アッセンブリを動かして集束されたセルだけを前記運動
   軸線の方向に走査することＫより前記１つの運Φｌ＋軸
   脚におレテる実質的に単独の前記特徴要素を測定する段
   階を含む特許請求の範囲第１２項記載の方法。