JPS6052025A - リソグラフイ−装置 - Google Patents
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- JPS6052025A JPS6052025A JP59048283A JP4828384A JPS6052025A JP S6052025 A JPS6052025 A JP S6052025A JP 59048283 A JP59048283 A JP 59048283A JP 4828384 A JP4828384 A JP 4828384A JP S6052025 A JPS6052025 A JP S6052025A
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- 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
-
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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-
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-
- G—PHYSICS
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- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコンウェハから集積回路を製造する場合又
は種々の基板の上に印刷を行なう場合に特に使用するこ
との可能なリソグラフィー装置に関するものである。本
発明は、製造プロセスの種々のレベル又は位置に於いて
基板上に回路又はその他の構成を画定する為に複数個の
マスクの精密なアライメント(整合)を確保する為の改
良した技術を包含している。
は種々の基板の上に印刷を行なう場合に特に使用するこ
との可能なリソグラフィー装置に関するものである。本
発明は、製造プロセスの種々のレベル又は位置に於いて
基板上に回路又はその他の構成を画定する為に複数個の
マスクの精密なアライメント(整合)を確保する為の改
良した技術を包含している。
集積回路電子デバイスを製造する場合には、一連のマス
ク又は一連のウェハを逐次的に互いに整合させることが
必要である。この様なデバイスの製造に於いて妥当な歩
留を得る為には、アライメント工程に於いて精密な公差
が必要とされる。極めて高解像度のデバイスにとっては
、サブミクロンの整合公差が通常必要である。
ク又は一連のウェハを逐次的に互いに整合させることが
必要である。この様なデバイスの製造に於いて妥当な歩
留を得る為には、アライメント工程に於いて精密な公差
が必要とされる。極めて高解像度のデバイスにとっては
、サブミクロンの整合公差が通常必要である。
本発明はリソグラフィー装置内に於いて整合パターンを
像形成する為のゾーンプレート技術を使用しており、こ
の様な整合パターンの整合状態を調節することの可能な
改良したウェハステージサブシステムを有している。
像形成する為のゾーンプレート技術を使用しており、こ
の様な整合パターンの整合状態を調節することの可能な
改良したウェハステージサブシステムを有している。
又、リソグラフィー装置は出来るだけ小型であって出来
るだけ小さな据付け面積を有するものであることが望ま
しく、そうすることによりクリーンルーム空間を節約し
、且つ高度に自動化することが可能となる。このことは
、改良したマスク搬送装置及びマスク整合装置を導入す
ると共に、高解像度を与える改良した小型の調節手段を
有しておりビーム列内に整合用対物レンズ又はその他の
画像検知手段を導入することによって達成され得る。
るだけ小さな据付け面積を有するものであることが望ま
しく、そうすることによりクリーンルーム空間を節約し
、且つ高度に自動化することが可能となる。このことは
、改良したマスク搬送装置及びマスク整合装置を導入す
ると共に、高解像度を与える改良した小型の調節手段を
有しておりビーム列内に整合用対物レンズ又はその他の
画像検知手段を導入することによって達成され得る。
従来、ソフトなX線を可視光線又は紫外光線で置換した
X線リソグラフィーが、処理能力がかなり高く比較的廉
価なサブミクロンリソグラフィー技術として使用されて
いる。この様なX線リソグラフィー装置に於いては、4
乃至50Åの波長のX線を使用して、金パターンのレプ
リカを印刷したり、又はシリコンウェハなどの様な半導
体基板上の感光性物質上に電子ビームで形成したマスク
を印刷する為に使用される。これらのX線リソグラフィ
ー装置に於いては、種々の照明手段が使用されていた。
X線リソグラフィーが、処理能力がかなり高く比較的廉
価なサブミクロンリソグラフィー技術として使用されて
いる。この様なX線リソグラフィー装置に於いては、4
乃至50Åの波長のX線を使用して、金パターンのレプ
リカを印刷したり、又はシリコンウェハなどの様な半導
体基板上の感光性物質上に電子ビームで形成したマスク
を印刷する為に使用される。これらのX線リソグラフィ
ー装置に於いては、種々の照明手段が使用されていた。
通常円形のフレスネルゾーンプレートを使用するゾーン
プレートパターンは米国特許第4,037,969号及
び米国特許第4,326,805号に開示されている。
プレートパターンは米国特許第4,037,969号及
び米国特許第4,326,805号に開示されている。
米国特許第4,037,969号は、ウェハとマスクの
両方の上に高及び低反射性のマーキングを有する一組の
同心円上のリング整合を有しており、そのパターンを顕
微鏡対物レンズの共通焦点面内に整合させることが可能
である。スポットが画像形成面内の所定の位置に現われ
るまでウェハをマスクと相対的に移動させる。この技術
は、光導電性制御ユニット及び微小位置決装置が自動的
にこれらのスポットを整合状態に位置決させる自動化し
たシステム内に於いて使用することが可能である。
両方の上に高及び低反射性のマーキングを有する一組の
同心円上のリング整合を有しており、そのパターンを顕
微鏡対物レンズの共通焦点面内に整合させることが可能
である。スポットが画像形成面内の所定の位置に現われ
るまでウェハをマスクと相対的に移動させる。この技術
は、光導電性制御ユニット及び微小位置決装置が自動的
にこれらのスポットを整合状態に位置決させる自動化し
たシステム内に於いて使用することが可能である。
米国特許第4,326,805号に於いては、軸を外れ
た入射ビームが与えられており、それはマスク部材上方
の画像面上の一対のマルチスポットパターンの各々によ
って反射されると共に合焦される。それは、X軸、Y軸
、又は■不整合(倍率エラー)及びマスクとウェハとの
間のギャップ間隔を補正する。
た入射ビームが与えられており、それはマスク部材上方
の画像面上の一対のマルチスポットパターンの各々によ
って反射されると共に合焦される。それは、X軸、Y軸
、又は■不整合(倍率エラー)及びマスクとウェハとの
間のギャップ間隔を補正する。
米国特許第4,185,202号は、マスクとウェハと
がX線源及び像形成室の外側に於いて光学的に整合され
ており、後に像形成室内に移動される構成を有するX線
リソグラフィー装置を開示している。
がX線源及び像形成室の外側に於いて光学的に整合され
ており、後に像形成室内に移動される構成を有するX線
リソグラフィー装置を開示している。
このことは、各整合動作を行なう際に室をパージするこ
とが必要であり、且つ各露光を行なう際にマスクとウェ
ハの組立体をX線源下側の位置に移動させる際に不整合
を発生させる危険性がある。
とが必要であり、且つ各露光を行なう際にマスクとウェ
ハの組立体をX線源下側の位置に移動させる際に不整合
を発生させる危険性がある。
X線伝搬室とは別の制御した環境内に於けるウェハとマ
スクとのあいだに別のヘリウムガスの流れが与えられて
いる。
スクとのあいだに別のヘリウムガスの流れが与えられて
いる。
本発明は、以上の点に鑑み成されたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消とすることを目的とする
。本発明は米国特許第4,307,969号及び米国特
許第4,326,805号に示されている整合装置の動
作原理を利用するものであるが、この様な整合装置の改
良を提供するものである。ゾーンプレート又はその他の
直線乃至はライン像を形成する為の手段を使用すること
も可能である。例えば、米国特許第4,326,805
号に示されているゾーンプレートは自由度が4のウェハ
の調節を与えるものであって、即ちX軸と、Y軸と、X
−Y面内に於けるウェハの回転運動である■と、マスク
とウェハとの間のZ軸ギヤツブ距離である。しかしなが
ら、ウェハと基準面(例えば、ウェハ取付けステージの
上部)との間に於いてウェハの左側及び右側に於けるギ
ャップが夫々−△及び+△だけ変化するとウェハ中心が
移動するので、著しいエラーが発生する可能性がある。
した如き従来技術の欠点を解消とすることを目的とする
。本発明は米国特許第4,307,969号及び米国特
許第4,326,805号に示されている整合装置の動
作原理を利用するものであるが、この様な整合装置の改
良を提供するものである。ゾーンプレート又はその他の
直線乃至はライン像を形成する為の手段を使用すること
も可能である。例えば、米国特許第4,326,805
号に示されているゾーンプレートは自由度が4のウェハ
の調節を与えるものであって、即ちX軸と、Y軸と、X
−Y面内に於けるウェハの回転運動である■と、マスク
とウェハとの間のZ軸ギヤツブ距離である。しかしなが
ら、ウェハと基準面(例えば、ウェハ取付けステージの
上部)との間に於いてウェハの左側及び右側に於けるギ
ャップが夫々−△及び+△だけ変化するとウェハ中心が
移動するので、著しいエラーが発生する可能性がある。
これら2つの残りの自由度は3番目の整合用対物レンズ
又はその他の像検知手段及び3番目の組の整合マスクタ
ーゲットを装置に付加することによって補償される。
又はその他の像検知手段及び3番目の組の整合マスクタ
ーゲットを装置に付加することによって補償される。
整合用スポットを像形成用カメラ上にディスプレーさせ
る為の改良した圧縮光学系も開示されている。
る為の改良した圧縮光学系も開示されている。
X線リソグラフィー適用例に於いては、X線がコリメー
ト(平行)されていないので、従来、X線源にたいして
顕微鏡対物レンズを著しく移動させることが必要であり
、そのことが整合エラーを発生させる原因ともなってい
た。本発明に於いては、マスクと基板(ウェハ)又はそ
の他のデバイスとを対物レンズを固定さゼたまま移動さ
せることが可能であり、従って整合エラーを最小とする
と共に装置の複雑性を減少させている。3個の対物レン
ズがX線源の下側に延在するヘリウム室内に設けられて
いる。これらの対物レンズはX線ビーム露光径路の内外
に移動されるが、常にヘリウム室内に存在する。光学系
の残部はヘリウム室の外側に存在しており、従ってヘリ
ウム室の体積を減少させ、且つヘリウムガス自体の量を
減少させる。
ト(平行)されていないので、従来、X線源にたいして
顕微鏡対物レンズを著しく移動させることが必要であり
、そのことが整合エラーを発生させる原因ともなってい
た。本発明に於いては、マスクと基板(ウェハ)又はそ
の他のデバイスとを対物レンズを固定さゼたまま移動さ
せることが可能であり、従って整合エラーを最小とする
と共に装置の複雑性を減少させている。3個の対物レン
ズがX線源の下側に延在するヘリウム室内に設けられて
いる。これらの対物レンズはX線ビーム露光径路の内外
に移動されるが、常にヘリウム室内に存在する。光学系
の残部はヘリウム室の外側に存在しており、従ってヘリ
ウム室の体積を減少させ、且つヘリウムガス自体の量を
減少させる。
整合マスクを整合させる為にこれらの対物レンズを独立
的に調節する為の手段であって、ピエゾ電気モータと2
個のレバーを有する可撓部材とを有する手段が設けられ
ている。更に、自動的にマスクを搬送すると共に一連の
ウェハをマスクとウェハの整合が行われるヘリウム室と
相対的な位置に位置決させる手段が設けられている。位
置決されると、ウェハの製造中、マスクはヘリウム室の
底部に対する積極的なシールとして機能し、従ってヘリ
ウムを保存すると共にヘリウム室からの一定のパージを
回避している。
的に調節する為の手段であって、ピエゾ電気モータと2
個のレバーを有する可撓部材とを有する手段が設けられ
ている。更に、自動的にマスクを搬送すると共に一連の
ウェハをマスクとウェハの整合が行われるヘリウム室と
相対的な位置に位置決させる手段が設けられている。位
置決されると、ウェハの製造中、マスクはヘリウム室の
底部に対する積極的なシールとして機能し、従ってヘリ
ウムを保存すると共にヘリウム室からの一定のパージを
回避している。
従来のピンチャツク(米国特許第4,213,968号
)上に取付けることの可能なウェハの調節は改良したピ
エゾ電気ステージサブシステムによって行なわれる。こ
のチャックは3個のピエゾ電気リニアモータによって3
点で支持されており、それは差動運動によってチャック
を2軸運動させるか、又は同等の運動でウェハをZ軸方
向に移動させて、種々の厚さのウェハを収容すると共に
マスクとウェハとの間のギャップを変化させる。これら
のモータは可撓部材によってウェハのチャックに取付け
られており、4番目のピエゾ電気モータによって回転可
能な■プレート上に取付けられている。
)上に取付けることの可能なウェハの調節は改良したピ
エゾ電気ステージサブシステムによって行なわれる。こ
のチャックは3個のピエゾ電気リニアモータによって3
点で支持されており、それは差動運動によってチャック
を2軸運動させるか、又は同等の運動でウェハをZ軸方
向に移動させて、種々の厚さのウェハを収容すると共に
マスクとウェハとの間のギャップを変化させる。これら
のモータは可撓部材によってウェハのチャックに取付け
られており、4番目のピエゾ電気モータによって回転可
能な■プレート上に取付けられている。
この組立体はX−Y面で移動するプレートに取付けられ
ており、そのプレートは空気軸受けによって支持される
と共に2個のピエゾ電気リニアモータによってX方向及
びY方向へ駆動される。その結果、事実上バックラッシ
なしでウェハを堅持することの可能なコンパクトなステ
ージが構成され、且つウェハを自由度6で移動させて高
解像度で全体的な整合を行なう。更に、ウェハとX線源
との間の距離及び/又はウェハとマスクとの間のギャッ
プを容易に調節することの可能な手段が設けられている
。全体的なリソグラフィー装置内には、改良したマスク
カセット・搬送装置及び改良したマスクホルダ・整合装
置が設けられている。
ており、そのプレートは空気軸受けによって支持される
と共に2個のピエゾ電気リニアモータによってX方向及
びY方向へ駆動される。その結果、事実上バックラッシ
なしでウェハを堅持することの可能なコンパクトなステ
ージが構成され、且つウェハを自由度6で移動させて高
解像度で全体的な整合を行なう。更に、ウェハとX線源
との間の距離及び/又はウェハとマスクとの間のギャッ
プを容易に調節することの可能な手段が設けられている
。全体的なリソグラフィー装置内には、改良したマスク
カセット・搬送装置及び改良したマスクホルダ・整合装
置が設けられている。
概略上述したコンポーネントが単一の一体的な構成体内
に収納されるか、又はその上に設けられており、その構
成体は、更に、ビーム源、冷却手段、真空手段、電源、
ブロワー、ビーム源用の熱交換器、マスクとウェハのカ
セット及び位置決装置、微小位置決制御器、CRTディ
スプレーを有すると共に、双眼観測器とキーボードと、
制御装置とその他の電子制御パッケージとで構成される
操作ステーションとを有している。従って、比較的コン
パクトであり、小さくパッケージされた全体的なリソグ
ラフィー装置が得られている。
に収納されるか、又はその上に設けられており、その構
成体は、更に、ビーム源、冷却手段、真空手段、電源、
ブロワー、ビーム源用の熱交換器、マスクとウェハのカ
セット及び位置決装置、微小位置決制御器、CRTディ
スプレーを有すると共に、双眼観測器とキーボードと、
制御装置とその他の電子制御パッケージとで構成される
操作ステーションとを有している。従って、比較的コン
パクトであり、小さくパッケージされた全体的なリソグ
ラフィー装置が得られている。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。本発明は、基板上にパターン
を印刷する為にマスクを使用する、X線、紫外線、イオ
ンビーム又は光学ビーム等のような種々のビーム露光型
リソグラフィ一工程に於いて有用なものである。本明細
書に於いて使用される“基板”という用語は、シリコン
ウェハ、その他の半導体物質からなるウェハ、磁気又は
光学ディスク、表面音響波装置等を包含するものである
。
に付いて詳細に説明する。本発明は、基板上にパターン
を印刷する為にマスクを使用する、X線、紫外線、イオ
ンビーム又は光学ビーム等のような種々のビーム露光型
リソグラフィ一工程に於いて有用なものである。本明細
書に於いて使用される“基板”という用語は、シリコン
ウェハ、その他の半導体物質からなるウェハ、磁気又は
光学ディスク、表面音響波装置等を包含するものである
。
以下の説明に於いては、本発明をX線リソグラフィーに
適用した場合について説明する。X線装置300は実質
的に中心位置に設けたヘリウム室301を有しており、
それはマスク上部表面上方にX線透過雰囲気を与えてい
る。原子番号及び重量が低いので、ヘリウムが選択され
ており、ヘリラムはX線ビームに著しい影響を与えるこ
とがない。室301内には真空又はその他の制御した環
境条件とすることが可能である。X線源302がヘリウ
ム室301の上方に移動自在に位置されており、X線源
302には高真空ポンプ303が設けられている。冷却
用の高圧力水供給装置304及び高電圧電源305が設
けられている。このX線源は液体冷却・静止ターゲット
型構成のものとすることが可能であり、その点に関して
は米国特許第4,238,682号及び米国特許第4,
258,262号及びジャーナル・オブ・バキューム・
サイエンス・テクノロジー(1979)、Vol.16
、No.6,1942ページ、J、R.Maldona
do等に記載されている。X線源に於いてパラジウムア
ノードが使用されており、電子がパラジウムアノードを
ボンバードすることによってX線が発生される。このア
ノード物質は、ウェハ上部上に包含される塩素化レジス
トと良く適合しており、従って一層長い波長の放射線と
比較して、有機塵埃粒子に対する免疫性が増加される。
適用した場合について説明する。X線装置300は実質
的に中心位置に設けたヘリウム室301を有しており、
それはマスク上部表面上方にX線透過雰囲気を与えてい
る。原子番号及び重量が低いので、ヘリウムが選択され
ており、ヘリラムはX線ビームに著しい影響を与えるこ
とがない。室301内には真空又はその他の制御した環
境条件とすることが可能である。X線源302がヘリウ
ム室301の上方に移動自在に位置されており、X線源
302には高真空ポンプ303が設けられている。冷却
用の高圧力水供給装置304及び高電圧電源305が設
けられている。このX線源は液体冷却・静止ターゲット
型構成のものとすることが可能であり、その点に関して
は米国特許第4,238,682号及び米国特許第4,
258,262号及びジャーナル・オブ・バキューム・
サイエンス・テクノロジー(1979)、Vol.16
、No.6,1942ページ、J、R.Maldona
do等に記載されている。X線源に於いてパラジウムア
ノードが使用されており、電子がパラジウムアノードを
ボンバードすることによってX線が発生される。このア
ノード物質は、ウェハ上部上に包含される塩素化レジス
トと良く適合しており、従って一層長い波長の放射線と
比較して、有機塵埃粒子に対する免疫性が増加される。
これらのレジストは、X線の吸収体としての比較的薄い
金層によって効果的にブロックされる。約50ミクロン
の厚さのベリリウム窓及び4ミクロンの窒化ボロンと6
ミクロンのポリイミドを具備するX線マスクが使用され
る。
金層によって効果的にブロックされる。約50ミクロン
の厚さのベリリウム窓及び4ミクロンの窒化ボロンと6
ミクロンのポリイミドを具備するX線マスクが使用され
る。
以下の表Iは本発明に使用可能なX線源のパラメータを
表わしている。
表わしている。
表I X線源明細
入力パワー 6KW
実効X線スポツト径 4.0mm
アノード物質 パラジウム
円錐半角 12.5゜
加速電圧 25kV
ベリリウム窓厚さ 50μm
X線放射フィールド半角 8゜
寿命(最小) 2.000時間
マスク290がヘリウム室301の下端部のシール位置
に設けられており、制御して流失させるヘリウム以外の
ものが流失されることを防止している。このマスクはマ
スク保持・整合機構291内に装着されている。半導体
ウェハ307がマスク290の下側に於いてそこから離
隔しピンチャック317の上に設けられている。整合光
学系308が、以下に説明する如く、マスクとウェハと
の間の整合を行なう為に設けられている。基本的に、対
物レンズ又はその他の像検知装置のみがヘリウム室30
1内に収納されており、光学系の残部はヘリウム室30
1の外部に存在している。従って、この構成はヘリウム
室301の体積を著しく小さなものとしている。整列光
学系は、マスクとウェハとをヘリウム室301の下側に
設ける際にそれらが整合するようにウェハとマークの各
々の上に設けられている像形成マーキングを整合する為
に使用される。この像検知手段は前述した光学対物レン
ズであるか、又は電荷結合素子〈CCD)とするか、シ
リコンセンサ又はマスク及び基板からのターゲット像を
直接センスすることの可能な均等物とすることが可能で
ある。マスク位置決器309がマスクをヘリウム室30
1の位置291に保持している。
に設けられており、制御して流失させるヘリウム以外の
ものが流失されることを防止している。このマスクはマ
スク保持・整合機構291内に装着されている。半導体
ウェハ307がマスク290の下側に於いてそこから離
隔しピンチャック317の上に設けられている。整合光
学系308が、以下に説明する如く、マスクとウェハと
の間の整合を行なう為に設けられている。基本的に、対
物レンズ又はその他の像検知装置のみがヘリウム室30
1内に収納されており、光学系の残部はヘリウム室30
1の外部に存在している。従って、この構成はヘリウム
室301の体積を著しく小さなものとしている。整列光
学系は、マスクとウェハとをヘリウム室301の下側に
設ける際にそれらが整合するようにウェハとマークの各
々の上に設けられている像形成マーキングを整合する為
に使用される。この像検知手段は前述した光学対物レン
ズであるか、又は電荷結合素子〈CCD)とするか、シ
リコンセンサ又はマスク及び基板からのターゲット像を
直接センスすることの可能な均等物とすることが可能で
ある。マスク位置決器309がマスクをヘリウム室30
1の位置291に保持している。
一連のマスクをマスクホルダ・位置決器309内へ移動
させるマスク装填器311が設けられている。マスクは
搬送手段312によってマスク位置決器及び整合器内へ
搬送される。同様に、ウェハ又はその他の基板を装填す
る機構313がウェハのスタックを保持しており、ウェ
ハをウェハ搬送手段314上に装填してチャック317
上の位置へ搬送すべく構成されている。ウェハチャック
317は6軸ウェハ調節ステージ318上に取付けられ
ており、ステージ318は公知の手段293によって固
定の支持体336から振動分離されている。
させるマスク装填器311が設けられている。マスクは
搬送手段312によってマスク位置決器及び整合器内へ
搬送される。同様に、ウェハ又はその他の基板を装填す
る機構313がウェハのスタックを保持しており、ウェ
ハをウェハ搬送手段314上に装填してチャック317
上の位置へ搬送すべく構成されている。ウェハチャック
317は6軸ウェハ調節ステージ318上に取付けられ
ており、ステージ318は公知の手段293によって固
定の支持体336から振動分離されている。
本発明はウェハ全体に亘って、即ちウェハの周端部に整
合マークを有するステージ(又はマスク)を移動させる
ものであり、一方多数のダイが1個のウェハから形成さ
れるので、ウェハ上の各々又は一群のダイ位置の回りに
マークを付すことが可能である。従って、本装置を、単
一のウェハ又はその他の基板上の異なった位置に於いて
所謂ステップ・アンド・リピート操作によって使用する
ことが可能である。この様なステップ・アンド・リピー
ト操作においては、十分な印画解像度を得る為にウェハ
の1整合のみを行なうことが可能であるかも知れないが
、所要の解像度を必要とするその他の場合に於いては、
1個のダイ又は1群又はアレイ状のダイの回りのマーク
に関して再整合が行なわれる。何れの場合に於いても、
後述する如く、ビームへの印画露光はマスクと基板とが
整合されるヘリウム又はその他のビーム室下側の同一の
場所で行なわれる。整合をした後に於いては、印画像の
所望の解像度に対して再整合することが必要である前述
したステップ・アンド・リピート操作に於ける一つの許
容された運動を除いては、マスクと基板又はマスクと基
板を一体化したものの相対的な運動はない。
合マークを有するステージ(又はマスク)を移動させる
ものであり、一方多数のダイが1個のウェハから形成さ
れるので、ウェハ上の各々又は一群のダイ位置の回りに
マークを付すことが可能である。従って、本装置を、単
一のウェハ又はその他の基板上の異なった位置に於いて
所謂ステップ・アンド・リピート操作によって使用する
ことが可能である。この様なステップ・アンド・リピー
ト操作においては、十分な印画解像度を得る為にウェハ
の1整合のみを行なうことが可能であるかも知れないが
、所要の解像度を必要とするその他の場合に於いては、
1個のダイ又は1群又はアレイ状のダイの回りのマーク
に関して再整合が行なわれる。何れの場合に於いても、
後述する如く、ビームへの印画露光はマスクと基板とが
整合されるヘリウム又はその他のビーム室下側の同一の
場所で行なわれる。整合をした後に於いては、印画像の
所望の解像度に対して再整合することが必要である前述
したステップ・アンド・リピート操作に於ける一つの許
容された運動を除いては、マスクと基板又はマスクと基
板を一体化したものの相対的な運動はない。
安全インターロックエレクトロニクス319、インター
フェースエレクトロニクス320及びCRTディスプレ
ー装置322へ接続されているマイクロプロセサシステ
ム321、キーボード333、制御パネル334及びト
ラック球335がマスク及びウェハの位置決を制御し、
且つ整合光学系308及びカメラ292を使用してマス
ク及びウェハの整合を行なう。
フェースエレクトロニクス320及びCRTディスプレ
ー装置322へ接続されているマイクロプロセサシステ
ム321、キーボード333、制御パネル334及びト
ラック球335がマスク及びウェハの位置決を制御し、
且つ整合光学系308及びカメラ292を使用してマス
ク及びウェハの整合を行なう。
本発明の整合技術は、Feldman等のジャーナル・
オブ・バキューム・ザイエンス・テクノロジー、198
1年11月/12月、Vol.19.No.4,122
4ページ及びSPIEサブミクロン・リソグラフィー・
プロシーディングズ1982.Vol.333.124
ページに記載されている通常のタイプの円形フレスネル
ゾーンプレートを使用することが可能である。
オブ・バキューム・ザイエンス・テクノロジー、198
1年11月/12月、Vol.19.No.4,122
4ページ及びSPIEサブミクロン・リソグラフィー・
プロシーディングズ1982.Vol.333.124
ページに記載されている通常のタイプの円形フレスネル
ゾーンプレートを使用することが可能である。
これらの文献は、種々の種類の表面及び酸化膜厚さ及び
厚手のレジストコーティングに対して極めて大きな信号
対雑音比を有するゾーンターゲットを開示している。こ
れらの技術を使用する場合には、合焦像が明確に描かれ
且つ円形であり、その寸法はゾーンプレートの開口数と
、顕微鏡光学系と、レーザ照明の空間的規準(コリメー
ション)とによって決定される。整合光学系がこの面内
に合焦される場合には、マスク上の回路要素は光の合焦
点と比較して低バックグラウンド信号を付加するのみで
あるから、低倍率に於ける粗整合は簡単に成される。別
の主要な利点としては、マスクとウェハとがかなりの距
離離隔されているにも拘わらず、複合焦光学系が必要で
はないと言うことである。この条件は、単に、ウェハ上
のゾーンターゲットの焦点距離を長くしてマスクとウェ
ハとのギャップを補償することによって取除かれる。
厚手のレジストコーティングに対して極めて大きな信号
対雑音比を有するゾーンターゲットを開示している。こ
れらの技術を使用する場合には、合焦像が明確に描かれ
且つ円形であり、その寸法はゾーンプレートの開口数と
、顕微鏡光学系と、レーザ照明の空間的規準(コリメー
ション)とによって決定される。整合光学系がこの面内
に合焦される場合には、マスク上の回路要素は光の合焦
点と比較して低バックグラウンド信号を付加するのみで
あるから、低倍率に於ける粗整合は簡単に成される。別
の主要な利点としては、マスクとウェハとがかなりの距
離離隔されているにも拘わらず、複合焦光学系が必要で
はないと言うことである。この条件は、単に、ウェハ上
のゾーンターゲットの焦点距離を長くしてマスクとウェ
ハとのギャップを補償することによって取除かれる。
別の利点としては、第2図に示した如く、入射照明光を
垂直方向からシフトさせてX線の非平行特性から発生す
るパターンの倍率に対して補償を行なうことが可能であ
ると言うことである。マスクと画像との間のギャップが
余り大き過ぎると、ウェハ信号はマスクの中心から小さ
な半径距離離れた位置に合焦され、マスクの位置に対す
るシフトとして現われる。左側及び右側のウェハゾーン
ターゲット中心が線OL及びORに沿っている場合には
、適切な整合が行なわれる。例えば処理中であるとか又
は熱的変化等のような何らかの理由に因りウェハパター
ンがマスクパターンに関して直線的に歪んでいる場合に
は、ギャップを自動的に増加させるか又は減少させて、
この様な歪を補償するのに必要な量だけ倍率を変化させ
る。
垂直方向からシフトさせてX線の非平行特性から発生す
るパターンの倍率に対して補償を行なうことが可能であ
ると言うことである。マスクと画像との間のギャップが
余り大き過ぎると、ウェハ信号はマスクの中心から小さ
な半径距離離れた位置に合焦され、マスクの位置に対す
るシフトとして現われる。左側及び右側のウェハゾーン
ターゲット中心が線OL及びORに沿っている場合には
、適切な整合が行なわれる。例えば処理中であるとか又
は熱的変化等のような何らかの理由に因りウェハパター
ンがマスクパターンに関して直線的に歪んでいる場合に
は、ギャップを自動的に増加させるか又は減少させて、
この様な歪を補償するのに必要な量だけ倍率を変化させ
る。
図示した如く2組のゾーンプレートを使用しても、尚且
つ、著しいエラーが発生する。第1に、考慮すべき3番
目の次元が存在している。第2に、第3図に示した如く
、ウェハの左側及び右側に於けるギャップが夫々−△及
び+△だけ変化すると、ウェハ中心がSだけシフトする
。本発明に於いては、3番目の整合用対物レンズと第3
組のターゲットとを付加することによってこれら2つの
残存する自由度を補償している。各対物系は見掛けのX
Y整合データを生じさせ、これら6個の独立的なデータ
を適切に操作することに因りウェハを6個の自由度で移
動させ、完全な整合及びギャップ制御を行なうことを可
能とする。重要なことであるが、適切なマスクとウェハ
とのギャップはスポットの完全な合焦からの小さな逸れ
に関係なく決定される。第5図は3番目の対物レンズの
他の2つに対する相対的な位置を示している。この構成
に於いては、これら3個の対物レンズが径の中心から3
2.5mmの半径距離に位置しており、図示した如く、
ターゲットを適宜のスクライブ線に位置さゼることを可
能としている。他の組の対物レンズ又は画像検知手段を
これらの組の2つの間の線から変位させて使用すること
も可能である。
つ、著しいエラーが発生する。第1に、考慮すべき3番
目の次元が存在している。第2に、第3図に示した如く
、ウェハの左側及び右側に於けるギャップが夫々−△及
び+△だけ変化すると、ウェハ中心がSだけシフトする
。本発明に於いては、3番目の整合用対物レンズと第3
組のターゲットとを付加することによってこれら2つの
残存する自由度を補償している。各対物系は見掛けのX
Y整合データを生じさせ、これら6個の独立的なデータ
を適切に操作することに因りウェハを6個の自由度で移
動させ、完全な整合及びギャップ制御を行なうことを可
能とする。重要なことであるが、適切なマスクとウェハ
とのギャップはスポットの完全な合焦からの小さな逸れ
に関係なく決定される。第5図は3番目の対物レンズの
他の2つに対する相対的な位置を示している。この構成
に於いては、これら3個の対物レンズが径の中心から3
2.5mmの半径距離に位置しており、図示した如く、
ターゲットを適宜のスクライブ線に位置さゼることを可
能としている。他の組の対物レンズ又は画像検知手段を
これらの組の2つの間の線から変位させて使用すること
も可能である。
X線が非平行な性質を有するので、X線源と相対的に顕
微鏡対物レンズを著しく変位させることは整合エラーを
増大させる。従って、本装置に於いては、マスクとウェ
ハが可動であり対物レンズを固定して設けてあり、そう
することに因り整合エラーを最小とすると共に装置の複
雑性を減少させている。
微鏡対物レンズを著しく変位させることは整合エラーを
増大させる。従って、本装置に於いては、マスクとウェ
ハが可動であり対物レンズを固定して設けてあり、そう
することに因り整合エラーを最小とすると共に装置の複
雑性を減少させている。
第5図に示した如く、各対物レンズの下側には3個のタ
ーゲットが存在している。このことは、マスクのターゲ
ットがウェハゾーンのターゲットの直上にある場合に発
生する好ましからざる干渉効果を取除くために必要であ
る。第4図はゾーンターゲットの詳細を例示している。
ーゲットが存在している。このことは、マスクのターゲ
ットがウェハゾーンのターゲットの直上にある場合に発
生する好ましからざる干渉効果を取除くために必要であ
る。第4図はゾーンターゲットの詳細を例示している。
マスク−ウェハは間隔が40ミクロンのものに対し、こ
のマスクは200ミクロンの焦点距離の2個のターゲッ
トを有しており、一方ウェハは240ミクロンの焦点距
離の1個のターゲットを有している。ウェハターゲット
の全体的な直径は95ミクロンであり、マスクターゲッ
ト間の中心間距離は190ミクロンである。これらのゾ
ーンは半径(Rn)2=fNλで形成され、fはゾーン
ターゲットの焦点距離であり、Nは整数であり、λは放
射線の波長である。図示した整合用ターゲットは反射中
心と7個の反射リングを形成する為にNの最大値として
15を有している。
のマスクは200ミクロンの焦点距離の2個のターゲッ
トを有しており、一方ウェハは240ミクロンの焦点距
離の1個のターゲットを有している。ウェハターゲット
の全体的な直径は95ミクロンであり、マスクターゲッ
ト間の中心間距離は190ミクロンである。これらのゾ
ーンは半径(Rn)2=fNλで形成され、fはゾーン
ターゲットの焦点距離であり、Nは整数であり、λは放
射線の波長である。図示した整合用ターゲットは反射中
心と7個の反射リングを形成する為にNの最大値として
15を有している。
本整合装置の光学的な構成を第6図に示してある。整合
動作中、拡大されコリメートされたレーザビ−ムが集光
レンズを介して通過され、集光レンズに因りビームが対
物レンズの後部焦点面上に合焦される。このビームは、
マスク乃至はウェハから反射した後に、倍率光学系を介
して検知器へ伝達される。対物レンズの位置に偏光ビー
ムスプリッタ及び1/4波長板を使用して信号レベルを
最大としている。最終的な整合を行なうために、第20
図に示した“圧縮光学系”構成を使用して、マスク像を
カメラの視野範囲内に位置させる。第20図の圧縮光学
系は、上掲したFeldman等のSPIEプロシーデ
ィングズに開示されている操作ミラーを廃止している。
動作中、拡大されコリメートされたレーザビ−ムが集光
レンズを介して通過され、集光レンズに因りビームが対
物レンズの後部焦点面上に合焦される。このビームは、
マスク乃至はウェハから反射した後に、倍率光学系を介
して検知器へ伝達される。対物レンズの位置に偏光ビー
ムスプリッタ及び1/4波長板を使用して信号レベルを
最大としている。最終的な整合を行なうために、第20
図に示した“圧縮光学系”構成を使用して、マスク像を
カメラの視野範囲内に位置させる。第20図の圧縮光学
系は、上掲したFeldman等のSPIEプロシーデ
ィングズに開示されている操作ミラーを廃止している。
圧縮光学系サブシステムがない場合には、焦点を拡大す
る為に使用される高倍率がこれらの光の点を検知器の表
面から遠ざけさせ、従ってマスクの位置に関する情報を
与えることがない。
る為に使用される高倍率がこれらの光の点を検知器の表
面から遠ざけさせ、従ってマスクの位置に関する情報を
与えることがない。
全体的な対物レンズ組立体(点線内に示してある)がヘ
リウム全肉に位置されており、製造工程をウェハに対し
て行なう際に、整合位置に移動すると共に露光ビームの
径路から外側へ移動する。
リウム全肉に位置されており、製造工程をウェハに対し
て行なう際に、整合位置に移動すると共に露光ビームの
径路から外側へ移動する。
対物レンズからの光はヘリウム全体の鉛を被せたガラス
窓を介してヘリウム室外側の光学系残部へ通過する。こ
の窓は、X線とヘリウムの両方が室から洩れることを防
止する。観測用に使用される対物レンズの選択は選択さ
れない他の2つの対物レンズからの光をブロックする多
位置ストップを介して行なわれる。
窓を介してヘリウム室外側の光学系残部へ通過する。こ
の窓は、X線とヘリウムの両方が室から洩れることを防
止する。観測用に使用される対物レンズの選択は選択さ
れない他の2つの対物レンズからの光をブロックする多
位置ストップを介して行なわれる。
マスク整合マークから焦点スポットを横切って検出シス
テムが使用されている。半幅は約2.4ミクロンである
。検出信号はインテル8086マイクロプロセサによっ
て電子的に処理され、図示したカメラの様な検出器上に
形成されるスポットの中心の座標を決定する。これらの
マスク及びウェハスポットの座標が与えられると、整合
は自明であり、以下に記載するピエゾ電気ステージ装置
によって行なわれる。
テムが使用されている。半幅は約2.4ミクロンである
。検出信号はインテル8086マイクロプロセサによっ
て電子的に処理され、図示したカメラの様な検出器上に
形成されるスポットの中心の座標を決定する。これらの
マスク及びウェハスポットの座標が与えられると、整合
は自明であり、以下に記載するピエゾ電気ステージ装置
によって行なわれる。
第7図はX線リソグラフィー装置の全体的な正面図を示
している。本装置の種々の部分は固定フレーム336に
よって支持されており、固定フレーム336の下部には
空気力学的パッケージ343、電源305、冷却・ブロ
ワー装置306及び電子パッケージ345が設けられて
いる。本装置の残部はフレーム336から延在する振動
分離装置293上に装着されている。X線源302はへ
リウム室301の上部に装着されている。異なった高さ
の適合性のあるスペーサ手段302aを選択することに
因り、X線源とウェハとの距離を調節することが可能で
ある。これは、異なった高さの一連のカラー又は管の形
状をしており、それは互いに交換可能であるか、又は伸
縮自在の室を使用して所望の間隔を与えることが可能で
ある。X線源は、フレーム334の側部に取付けた一体
的なクレーン340によって本装置から取除くことが可
能である。ハウジング内に正常な空気を供給する為に使
用される空気用のフィルタ及びヘリウムの供給源が34
1に取付けられている。
している。本装置の種々の部分は固定フレーム336に
よって支持されており、固定フレーム336の下部には
空気力学的パッケージ343、電源305、冷却・ブロ
ワー装置306及び電子パッケージ345が設けられて
いる。本装置の残部はフレーム336から延在する振動
分離装置293上に装着されている。X線源302はへ
リウム室301の上部に装着されている。異なった高さ
の適合性のあるスペーサ手段302aを選択することに
因り、X線源とウェハとの距離を調節することが可能で
ある。これは、異なった高さの一連のカラー又は管の形
状をしており、それは互いに交換可能であるか、又は伸
縮自在の室を使用して所望の間隔を与えることが可能で
ある。X線源は、フレーム334の側部に取付けた一体
的なクレーン340によって本装置から取除くことが可
能である。ハウジング内に正常な空気を供給する為に使
用される空気用のフィルタ及びヘリウムの供給源が34
1に取付けられている。
光学系パッケージ308の残部(第6図に点線で示した
ものの外側部分)がヘリウム室301の外側に取付けら
れており、1組の対物レンズ342がヘリウム室301
内に装着された状態で光学的径路内に存在している。こ
れらの対物レンズはX線径路のブロック位置から移動可
能であり、従ってX線は装着したマスク及びウェハへ遮
られることなく到達する。制御コンソールとキーボード
とを有するオペレータのワークステーションは、CRT
ディスプレー322と通信を行ない、整合用画像ターゲ
ットを目視観測することを可能とし、ウェハステージを
自動調整した後にターゲットへ像の整合状態を示す。
ものの外側部分)がヘリウム室301の外側に取付けら
れており、1組の対物レンズ342がヘリウム室301
内に装着された状態で光学的径路内に存在している。こ
れらの対物レンズはX線径路のブロック位置から移動可
能であり、従ってX線は装着したマスク及びウェハへ遮
られることなく到達する。制御コンソールとキーボード
とを有するオペレータのワークステーションは、CRT
ディスプレー322と通信を行ない、整合用画像ターゲ
ットを目視観測することを可能とし、ウェハステージを
自動調整した後にターゲットへ像の整合状態を示す。
マスクカセット346及びキャリブレーション組立体3
47が出入機構内に設けられており、該機構はマスク保
持・搬送装置346、347によってマスク又はキャリ
ブレーション装置内乃至はプレートをピックアップする
ことを可能とする。
47が出入機構内に設けられており、該機構はマスク保
持・搬送装置346、347によってマスク又はキャリ
ブレーション装置内乃至はプレートをピックアップする
ことを可能とする。
ウェハ保持用カセット・搬送装置(311−314)は
、ハウジング314a内に設けられているウェハ調節用
ステージヘウェハを1つずつ移動させる。カセットは露
出されていないウェハを有するプラットホーム314上
に取付けられ、313によって垂直方向にインデックス
される。同様な副組立体312、311が露出されたウ
ェハのカセットを支持する。
、ハウジング314a内に設けられているウェハ調節用
ステージヘウェハを1つずつ移動させる。カセットは露
出されていないウェハを有するプラットホーム314上
に取付けられ、313によって垂直方向にインデックス
される。同様な副組立体312、311が露出されたウ
ェハのカセットを支持する。
本X線装置の作業乃至は製造ステーションは、ヘリウム
室と、X線源を装着する為のアダプタ一手段と、ヘリウ
ム室を密封する為のマスクを装着する手段と、ヘリウム
室内の一連の顕微鏡対物レンズを取付は調節する為の手
段とを有している。
室と、X線源を装着する為のアダプタ一手段と、ヘリウ
ム室を密封する為のマスクを装着する手段と、ヘリウム
室内の一連の顕微鏡対物レンズを取付は調節する為の手
段とを有している。
第8図はヘリウム室及びX線源下側の位置にマスクとウ
ェハとを搬送するマスク・ウェハ搬送装置の部分概略平
面図である。ウェハの前整合器350はベース333上
に支持されており、ウェハを位置353から位置354
へ搬送する為の枢支されたアーム351を有している。
ェハとを搬送するマスク・ウェハ搬送装置の部分概略平
面図である。ウェハの前整合器350はベース333上
に支持されており、ウェハを位置353から位置354
へ搬送する為の枢支されたアーム351を有している。
搬送用のアーム351によって移動される前にウェハが
前整合器350上の垂直ローラヘウェハ上のフラットを
整列させることによって前整合器350内に整合される
。ウェハが搬送用アーム上に積載されそのフラットと適
切に配向された後にウェハをウェハ積載位置へ移動させ
る為の準備が成される。ヘリウム室下側のウェハ保持用
ステージが、先ず、ヘリウム室と整合した位置から約3
インチ“外側”位置へ並進運動する。そのウェハステー
ジが“外側”位置にある間に、転送アーム351がウェ
ハをウェハステージの上部へ移動させる。次いで、ステ
ージがウェハ製造操作の為のヘリウム室と共に軸方向位
置へ並進運動する。製造操作が終了すると、ステージは
“外側”位置へ移動し、仕上げられたウェハはステージ
から受納カセットへの空気軌道上へ噴き出される。次い
で、ステージが“外側”位置へ移動し、ウェハアーム3
51によって搬送される新たなウェハを受取る為の準備
が成される。
前整合器350上の垂直ローラヘウェハ上のフラットを
整列させることによって前整合器350内に整合される
。ウェハが搬送用アーム上に積載されそのフラットと適
切に配向された後にウェハをウェハ積載位置へ移動させ
る為の準備が成される。ヘリウム室下側のウェハ保持用
ステージが、先ず、ヘリウム室と整合した位置から約3
インチ“外側”位置へ並進運動する。そのウェハステー
ジが“外側”位置にある間に、転送アーム351がウェ
ハをウェハステージの上部へ移動させる。次いで、ステ
ージがウェハ製造操作の為のヘリウム室と共に軸方向位
置へ並進運動する。製造操作が終了すると、ステージは
“外側”位置へ移動し、仕上げられたウェハはステージ
から受納カセットへの空気軌道上へ噴き出される。次い
で、ステージが“外側”位置へ移動し、ウェハアーム3
51によって搬送される新たなウェハを受取る為の準備
が成される。
第8図は、更に、マスク積載装置355を示しており、
それは更に詳細に第18図及び第19図に示してある。
それは更に詳細に第18図及び第19図に示してある。
マスク356は弓形に移動するアーム357上の位置3
59に於いて積載され、アーム357はマスク356を
ヘリウム室と封止関係にあるヘリウム室の底部の中央位
置359へ移動させる。このマスクは第13図乃至第1
5図に示したマスク整合装置に取付けられる。
59に於いて積載され、アーム357はマスク356を
ヘリウム室と封止関係にあるヘリウム室の底部の中央位
置359へ移動させる。このマスクは第13図乃至第1
5図に示したマスク整合装置に取付けられる。
第9図乃至第11図は本発明リソグラフィー装置に於い
て使用される対物レンズ調整装置の好適形態を示してい
る。第12図は以下に記載するレバー装置の別の実施例
である。
て使用される対物レンズ調整装置の好適形態を示してい
る。第12図は以下に記載するレバー装置の別の実施例
である。
第9図は、対物レンズ50a、50b及び50c(第1
0図)の各々に対して1つ設けられている三重調整手段
の1つを詳細に示している。特定の技術的な適用例に応
じて、通常、1個、2個又は3個の対物レンズを使用す
る。本発明に応じて各々を個別的に調節することが可能
である。ピエゾ電気モータ52が設けられており、それ
は、電気信号に応答して後方に延在する下部第1レバー
55上のベクトル力点55aに対し小さな正確に決定さ
れた増分直線距離に渡ってピエゾ出力ラム54の運動を
開始させる。レバー55はC形状をした可撓部材の下側
脚部として形成されており、その上側脚部55bは固定
支持体53へ固着されている。C形状部材の中間部分は
横方向ボアによって幅狭にされており、従ってそれは脚
部又はレバー55が回転する一体的な柔軟リンク56を
形成している。レバー55はその上表面から延在する調
節可能なピン58を有する片持梁状の端部57を有して
いる。ピエゾラムが外側に移動すると(第2図に於いて
右側)、てこレバー55が屈曲枢支点56の回りを屈曲
し、てこ長に因りラムから直線方向の増分運動を増大さ
せ、上方向に移動してピン58を固定法59へ押圧させ
る。固定球59はレバー55から離隔され折り返された
2番目の前方向に延在する上部レバー60の下表面上に
設けられている。
0図)の各々に対して1つ設けられている三重調整手段
の1つを詳細に示している。特定の技術的な適用例に応
じて、通常、1個、2個又は3個の対物レンズを使用す
る。本発明に応じて各々を個別的に調節することが可能
である。ピエゾ電気モータ52が設けられており、それ
は、電気信号に応答して後方に延在する下部第1レバー
55上のベクトル力点55aに対し小さな正確に決定さ
れた増分直線距離に渡ってピエゾ出力ラム54の運動を
開始させる。レバー55はC形状をした可撓部材の下側
脚部として形成されており、その上側脚部55bは固定
支持体53へ固着されている。C形状部材の中間部分は
横方向ボアによって幅狭にされており、従ってそれは脚
部又はレバー55が回転する一体的な柔軟リンク56を
形成している。レバー55はその上表面から延在する調
節可能なピン58を有する片持梁状の端部57を有して
いる。ピエゾラムが外側に移動すると(第2図に於いて
右側)、てこレバー55が屈曲枢支点56の回りを屈曲
し、てこ長に因りラムから直線方向の増分運動を増大さ
せ、上方向に移動してピン58を固定法59へ押圧させ
る。固定球59はレバー55から離隔され折り返された
2番目の前方向に延在する上部レバー60の下表面上に
設けられている。
レバー60はレバーアーム60の側部から水平方向に延
在する軸支された屈曲ピボット61によって支持されて
おり、フレームアーム53を支持している。屈曲ピボッ
ト61はアーム53の端部に於ける穿孔内に圧入し且つ
2番目のレバー60内に圧入することが可能である。2
番目のレバーはL形状をしており、その短い方の下側脚
部60aは垂直下方向に延在している。脚部61aは軸
支されて、屈曲部材61の中央部分を受けている。
在する軸支された屈曲ピボット61によって支持されて
おり、フレームアーム53を支持している。屈曲ピボッ
ト61はアーム53の端部に於ける穿孔内に圧入し且つ
2番目のレバー60内に圧入することが可能である。2
番目のレバーはL形状をしており、その短い方の下側脚
部60aは垂直下方向に延在している。脚部61aは軸
支されて、屈曲部材61の中央部分を受けている。
このレバーの長い方の側部60bは、移動させるべき装
置乃至は対物レンズへ向かって前方向且つ水平方向に延
在している。
置乃至は対物レンズへ向かって前方向且つ水平方向に延
在している。
ピン58は球59に上方向の力を与えており、球59は
レバーアーム60を固定した屈曲ピボット61の回りを
上方向へ枢支しており、従って先端60bは、矢印64
で示した如く、上方向へ円弧状に動かされ、2番目のレ
バーアームのてこ長さにより、ラム54の増分運動を増
加させている。
レバーアーム60を固定した屈曲ピボット61の回りを
上方向へ枢支しており、従って先端60bは、矢印64
で示した如く、上方向へ円弧状に動かされ、2番目のレ
バーアームのてこ長さにより、ラム54の増分運動を増
加させている。
対物レンズ取付部71の側部62は垂直方向の舌部乃至
は溝を有しており、それは、矢印65で示した如く、本
装置の外側ハウジングに取付けられている支持アーム5
3に関して固着されているレール(不図示)上の溝又は
舌部に適合されている。
は溝を有しており、それは、矢印65で示した如く、本
装置の外側ハウジングに取付けられている支持アーム5
3に関して固着されているレール(不図示)上の溝又は
舌部に適合されている。
ピエゾラムの内側方向への移動は、夫々の屈曲体の復帰
力によってレバー及び対物レンズの運動を逆転させる。
力によってレバー及び対物レンズの運動を逆転させる。
屈曲体61はストリップ63及び取付部71を移動させ
る為の復帰力として作用する。
る為の復帰力として作用する。
平坦で可撓性のストリップ63はベリリウム銅から構成
されており、レバー60の端部60aに固着されそこか
ら対物レンズ取付部71へ向かって下方向に延在し、レ
バーアーム60の下方向の移動を伝達して取付部71に
垂直直線的な運動を与える。
されており、レバー60の端部60aに固着されそこか
ら対物レンズ取付部71へ向かって下方向に延在し、レ
バーアーム60の下方向の移動を伝達して取付部71に
垂直直線的な運動を与える。
固定支持アーム53に接続して光学ミラー51の調節手
段が設けられている。これは、調節スクリュー67を有
しており、このスクリューを下方向へ作動させることに
より、光学保持部材68が屈曲ピボット69の回りを下
方向へ移動する。このことは、対物レンズ50aから接
眼レンズ(不図示)へ至る角度の微小調整を与える上で
有用である。対物レンズの角度方向を調節する為に屈曲
体66(第10図)が使用されている。
段が設けられている。これは、調節スクリュー67を有
しており、このスクリューを下方向へ作動させることに
より、光学保持部材68が屈曲ピボット69の回りを下
方向へ移動する。このことは、対物レンズ50aから接
眼レンズ(不図示)へ至る角度の微小調整を与える上で
有用である。対物レンズの角度方向を調節する為に屈曲
体66(第10図)が使用されている。
ピエゾモータ52が支持フレーム53に固定して支持さ
れている。これらのモータはフィッシャーズのプーレー
製造会社(ニューヨーク)から入手することが可能であ
り、PZTプッシャーと言う商標で販売されている。こ
れらは、ステップ当たり1.0ミクロンの直線的な増分
ステップでもってピエゾラムで移動させることの可能な
一連のクランプを有している。クランプはセラミック要
素であって、その環状開口が印加された電圧によって変
化する。
れている。これらのモータはフィッシャーズのプーレー
製造会社(ニューヨーク)から入手することが可能であ
り、PZTプッシャーと言う商標で販売されている。こ
れらは、ステップ当たり1.0ミクロンの直線的な増分
ステップでもってピエゾラムで移動させることの可能な
一連のクランプを有している。クランプはセラミック要
素であって、その環状開口が印加された電圧によって変
化する。
第12図は本発明の3個のレバーを有する実施例を示し
ており、それを使用して対物レンズの各々を調節するこ
とか可能である。ピエゾ電気リニアモータ52がケーシ
ング75の底部壁に固定されており、モータラム54が
レバー空所75a内に延在している。第1屈曲体76が
その端部76aをケーシングの壁内に保持させている。
ており、それを使用して対物レンズの各々を調節するこ
とか可能である。ピエゾ電気リニアモータ52がケーシ
ング75の底部壁に固定されており、モータラム54が
レバー空所75a内に延在している。第1屈曲体76が
その端部76aをケーシングの壁内に保持させている。
幅狭とした曲げリンク部分79が固定端76aとピエゾ
ラム54に当接するベアリング77との間に位置されて
いる。この屈曲体の外側端部78はベアリング80を介
して一端を屈曲体82によって装着されている第1レバ
ー81と当接すべく位置されている。レバー81はその
他端部に於いて一端が屈曲体85によって装着されてお
り他端部にベアリングを有する第2折返しレバー83と
当接しており、レバー83のベアリングは屈曲体86上
に取付けられている第3折返し(レバー81と同一の方
向)レバー84に当接している。レバー84は、矢印8
7で示した如く、内側方向及び外側方向へ向かう運動を
行なう。その運動により、対物レンズをレール又はその
他の直線的な摺動装置に沿って移動させる。
ラム54に当接するベアリング77との間に位置されて
いる。この屈曲体の外側端部78はベアリング80を介
して一端を屈曲体82によって装着されている第1レバ
ー81と当接すべく位置されている。レバー81はその
他端部に於いて一端が屈曲体85によって装着されてお
り他端部にベアリングを有する第2折返しレバー83と
当接しており、レバー83のベアリングは屈曲体86上
に取付けられている第3折返し(レバー81と同一の方
向)レバー84に当接している。レバー84は、矢印8
7で示した如く、内側方向及び外側方向へ向かう運動を
行なう。その運動により、対物レンズをレール又はその
他の直線的な摺動装置に沿って移動させる。
ラム54の外側方向への運動(第12図に於いて上方向
)が端部78を上方向へ移動させると共にコンタクト8
0とアーム81、82及び83を下方向へ移動させ、矢
印87の方向を逆転させる。
)が端部78を上方向へ移動させると共にコンタクト8
0とアーム81、82及び83を下方向へ移動させ、矢
印87の方向を逆転させる。
屈曲体の各々はセットされており、従ってこれらの屈曲
体は下方向への復帰力を有しており、当接面は接触状態
を維持する。逆に、ラム54の内側方向への運動(第1
2図に於いて下方向)は、端部78を下方向へ移動ざゼ
ると共にコンタクト80とアーム81、82及び83を
矢印87の上方向へ移動させる。
体は下方向への復帰力を有しており、当接面は接触状態
を維持する。逆に、ラム54の内側方向への運動(第1
2図に於いて下方向)は、端部78を下方向へ移動ざゼ
ると共にコンタクト80とアーム81、82及び83を
矢印87の上方向へ移動させる。
上述した2及び3レバー折返し屈曲てこ構成を使用する
ことに因り、ピエゾモータラムの微小で正確な直線的水
平運動を第2レバーの先端部の大きな垂直方向のアーチ
状運動(及び、対物レンズの大ぎな垂直方向の直線的運
動)へ変換させる。
ことに因り、ピエゾモータラムの微小で正確な直線的水
平運動を第2レバーの先端部の大きな垂直方向のアーチ
状運動(及び、対物レンズの大ぎな垂直方向の直線的運
動)へ変換させる。
2レバ一実施例に於ける夫々のてこレバーアーム55及
び60の長さにより、半導体ウェハを製造する為のX線
リソグラフィー装置に於いて使用される対物レンズに対
する調節手段の特定の適用例に於いては、ピエゾラム運
動の23:1の倍率が与えられる。本装置は極めてコン
パクトであり、高精度及び高解像度であり、対物レンズ
を0.4ミクロンの精度で位置決することが可能である
。この動程拡大装置に於いては、ベアリングが全く設け
られておらず、運動を正確に拡大する為にレバーアーム
に接続された屈曲体に完全に依存するものであり、従っ
てベアリングの磨耗やクリアランスの問題が全く存在し
ない。
び60の長さにより、半導体ウェハを製造する為のX線
リソグラフィー装置に於いて使用される対物レンズに対
する調節手段の特定の適用例に於いては、ピエゾラム運
動の23:1の倍率が与えられる。本装置は極めてコン
パクトであり、高精度及び高解像度であり、対物レンズ
を0.4ミクロンの精度で位置決することが可能である
。この動程拡大装置に於いては、ベアリングが全く設け
られておらず、運動を正確に拡大する為にレバーアーム
に接続された屈曲体に完全に依存するものであり、従っ
てベアリングの磨耗やクリアランスの問題が全く存在し
ない。
第13図乃至第15図はX線源及びヘリウム室の軸に関
してマスクを粗及び微整合する為に使用されるマスク整
合装置を示している。
してマスクを粗及び微整合する為に使用されるマスク整
合装置を示している。
第13図の整合装置10は実質的に平坦なリングプレー
ト11を有しており、それは有限の回転円弧内に於いて
移動可能であると共に支持構成体(不図示)に固着され
ている固定支持フィンガー12a、12b及び12cに
関して×及びy軸座標に沿って移動可能である。X線リ
ソグラフィー装置の場合にはこの支持構成体はX線装置
の主支持フレームとすることが可能である。
ト11を有しており、それは有限の回転円弧内に於いて
移動可能であると共に支持構成体(不図示)に固着され
ている固定支持フィンガー12a、12b及び12cに
関して×及びy軸座標に沿って移動可能である。X線リ
ソグラフィー装置の場合にはこの支持構成体はX線装置
の主支持フレームとすることが可能である。
先ず、リングプレート11の穿孔13内に於いてマスク
20の粗整合を与える為の手段が設けられている。穿孔
13の周辺部に於いて半径方向から多少離れた方向に延
在して空気シリンダ14乃至17が設けられている。こ
れら空気シリンダの各々は直線的な可動シャフト18を
有すると共にシャフト18の内側対抗端に取付けた垂直
方向に延在するローラベアリング19を有している。こ
れらのローラベアリングはリングプレート11内のU字
形状をした凹所21内に位置されている。
20の粗整合を与える為の手段が設けられている。穿孔
13の周辺部に於いて半径方向から多少離れた方向に延
在して空気シリンダ14乃至17が設けられている。こ
れら空気シリンダの各々は直線的な可動シャフト18を
有すると共にシャフト18の内側対抗端に取付けた垂直
方向に延在するローラベアリング19を有している。こ
れらのローラベアリングはリングプレート11内のU字
形状をした凹所21内に位置されている。
シリンダーシャフト−ローラベアリングの組立体は、一
対のシリンダ14と15とがX軸に沿って且つそれから
離隔して配向され、一対のローラベアリングがX軸から
約10度の円弧位置離隔した点a及びbに於いてマスク
20と当接する様に設けることか望ましい。3番目のシ
リンダーシャフト−ローラベアリングの組立体が設けら
れており、そのシリンダ16はマスクの端部と点cに於
いて接触する様にシリンダ14から遠ざかるy軸の側か
ら約10度の円弧オフセラ1〜されている。シリンダ1
4、15及び16が付勢されると、ローラベアリングが
マスク20の周辺垂直外側端63とかなり近接した接触
状態とされる。ローラベアリング19は、通常、穿孔1
3の内側端から外側へ距離20に離隔されている。4番
目のシリンダーシャフト−ローラベアリング組立体が最
初の3個の組立体と半径方向反対側に位置されており、
それは最後に付勢されてそのローラベアリングをマスク
端部上の点dに当接させて中心軸30へ向かって移動さ
せ、点a、b及びcをマスク端部と密接した緊密な保持
接触状態とさせる。マスク20はリング11内にしっか
りと保持され、マスクの中心軸はリング11の中心軸と
整合される。位置29aは、整合パッド125(第17
図)がマスクの背面と当接する領域を表わしている。
対のシリンダ14と15とがX軸に沿って且つそれから
離隔して配向され、一対のローラベアリングがX軸から
約10度の円弧位置離隔した点a及びbに於いてマスク
20と当接する様に設けることか望ましい。3番目のシ
リンダーシャフト−ローラベアリングの組立体が設けら
れており、そのシリンダ16はマスクの端部と点cに於
いて接触する様にシリンダ14から遠ざかるy軸の側か
ら約10度の円弧オフセラ1〜されている。シリンダ1
4、15及び16が付勢されると、ローラベアリングが
マスク20の周辺垂直外側端63とかなり近接した接触
状態とされる。ローラベアリング19は、通常、穿孔1
3の内側端から外側へ距離20に離隔されている。4番
目のシリンダーシャフト−ローラベアリング組立体が最
初の3個の組立体と半径方向反対側に位置されており、
それは最後に付勢されてそのローラベアリングをマスク
端部上の点dに当接させて中心軸30へ向かって移動さ
せ、点a、b及びcをマスク端部と密接した緊密な保持
接触状態とさせる。マスク20はリング11内にしっか
りと保持され、マスクの中心軸はリング11の中心軸と
整合される。位置29aは、整合パッド125(第17
図)がマスクの背面と当接する領域を表わしている。
空気シリンダ14乃至17の各々は、液圧乃至は空気圧
導入ポート23と、シリンダケーシング内を移動自在な
ピストン24と、ピストンによって保持されると共にケ
ーシング内壁上を摺動自在なOリングシール25と、ピ
ストン24の頂部とシリンダ後部閉基体27との間に延
在する復帰スプリング26とを有している。シャフトO
リングシール29が設けられており、これはシャフト導
管31の内壁上を摺動する。ローラ乃至はその他のベア
リングはシャフト18の端部上に装着されているピン(
不図示)上を回転自在に装着されている。種々のシャフ
ト及びローラベアリングを内側方向及び外側方向へ移動
させてマスクの長手軸30を所望の方向へ粗調整する為
にナット66を調整することが可能である。開口内にマ
スクの中心位置が決められると、3個の真空カップ29
へ真空が付与されマスクを所定位置に保持する。次いで
、これらの空気シリンダを後退させると、マスクは屈曲
自在に取付けられた真空カップによってのみ支持される
状態となる。
導入ポート23と、シリンダケーシング内を移動自在な
ピストン24と、ピストンによって保持されると共にケ
ーシング内壁上を摺動自在なOリングシール25と、ピ
ストン24の頂部とシリンダ後部閉基体27との間に延
在する復帰スプリング26とを有している。シャフトO
リングシール29が設けられており、これはシャフト導
管31の内壁上を摺動する。ローラ乃至はその他のベア
リングはシャフト18の端部上に装着されているピン(
不図示)上を回転自在に装着されている。種々のシャフ
ト及びローラベアリングを内側方向及び外側方向へ移動
させてマスクの長手軸30を所望の方向へ粗調整する為
にナット66を調整することが可能である。開口内にマ
スクの中心位置が決められると、3個の真空カップ29
へ真空が付与されマスクを所定位置に保持する。次いで
、これらの空気シリンダを後退させると、マスクは屈曲
自在に取付けられた真空カップによってのみ支持される
状態となる。
このようにしてしっかりと保持されたマスクの微調整は
、リング11の上表面11a内の凹所49内に取付けた
一連の3個の小型で正確なりニアモータ40、41及び
42によって与えられる。
、リング11の上表面11a内の凹所49内に取付けた
一連の3個の小型で正確なりニアモータ40、41及び
42によって与えられる。
各モータは、直線的に移動するシャフト43を有してお
り、それはカップリング44によってプッシュロッドと
して機能すべく十分な剛性を有する可撓ワイヤ45の第
1端へ取付けられている。ワイヤ45の他方の第2端は
、支持フィンガー12a、12b及び12cの各々の上
の中心位置から直立する剛性ポスト46に固定して接続
されている。ポスト46はリングプレート11内の凹所
47を貫通して上方向へ延在している。可撓ワイヤの第
1端はシャフト43の外側端部に接合されているローラ
ベアリングスリーブ48内へクランプされている。リニ
アモータ42はブラケット50によって細長凹所49の
底部に装着されている。
り、それはカップリング44によってプッシュロッドと
して機能すべく十分な剛性を有する可撓ワイヤ45の第
1端へ取付けられている。ワイヤ45の他方の第2端は
、支持フィンガー12a、12b及び12cの各々の上
の中心位置から直立する剛性ポスト46に固定して接続
されている。ポスト46はリングプレート11内の凹所
47を貫通して上方向へ延在している。可撓ワイヤの第
1端はシャフト43の外側端部に接合されているローラ
ベアリングスリーブ48内へクランプされている。リニ
アモータ42はブラケット50によって細長凹所49の
底部に装着されている。
可撓ワイヤ45のポスト46への取付けはリング11の
垂直高さの中間位置である。
垂直高さの中間位置である。
モータ40乃至42はリング11の回りで粗位置決空気
圧シリンダ14乃至17の間に於いて互いに120度の
間隔で周辺方向に離隔されている。
圧シリンダ14乃至17の間に於いて互いに120度の
間隔で周辺方向に離隔されている。
シャフト43が、矢印32で示した如く、モータ42の
モータハウジング内に直線的に移動すると、固定ブラケ
ット550と固定支持フィンガー12b上の剛性ボスト
46との間のスパン距離が短縮され、従って、図示した
平面図に於いて、リングプレート11を固定フィンガー
12bに関して反時計方向へ回転される。従って、3個
のモータの全てが等しい内側方向へのシャフトの移動を
行なう場合には、リング22はポスト46へ向かって所
要の円弧角度回転される。その正味の結果は、リング1
1(固定マスク20)を軸30の回りに角度■回転さぜ
る。ワイヤ乃至はロッド45が可撓性であるので、リン
グ11はワイヤ45とポスト46との角度関係を多少変
化させる円弧に対することが可能であり、従ってリング
11(及びそれに固定されているマスク20)の回転方
向を調節することが可能である。リング11をボスト4
6へ向かって牽引する量はホール47とピン46との間
の間隔51によって制限される。
モータハウジング内に直線的に移動すると、固定ブラケ
ット550と固定支持フィンガー12b上の剛性ボスト
46との間のスパン距離が短縮され、従って、図示した
平面図に於いて、リングプレート11を固定フィンガー
12bに関して反時計方向へ回転される。従って、3個
のモータの全てが等しい内側方向へのシャフトの移動を
行なう場合には、リング22はポスト46へ向かって所
要の円弧角度回転される。その正味の結果は、リング1
1(固定マスク20)を軸30の回りに角度■回転さぜ
る。ワイヤ乃至はロッド45が可撓性であるので、リン
グ11はワイヤ45とポスト46との角度関係を多少変
化させる円弧に対することが可能であり、従ってリング
11(及びそれに固定されているマスク20)の回転方
向を調節することが可能である。リング11をボスト4
6へ向かって牽引する量はホール47とピン46との間
の間隔51によって制限される。
各モータのシャフト43がブラケット550から外側へ
直線的に突出する場合、ワイヤ乃至はロッド45はプッ
シュロッドとして機能しリング11を第13図の平面図
内に於いて時計方向へ移動させる。この外側への運動は
リング11を固定フィンガー12から遠ざかる時計方向
へリング11を押圧する。
直線的に突出する場合、ワイヤ乃至はロッド45はプッ
シュロッドとして機能しリング11を第13図の平面図
内に於いて時計方向へ移動させる。この外側への運動は
リング11を固定フィンガー12から遠ざかる時計方向
へリング11を押圧する。
リニアモータ40、41及び42が一方の直線方向へ別
々に動作されるか又は2個のグループが一方の直線方向
、例えば“内側”、へ動作され、且つ他方の反対側のモ
ータが反対の直線方向、即ち“外側”、へ動作される場
合は、リング11(ウェハ20)はx又はy軸方向又は
x座標とy座標の組合せで表わされる方向へ移動し、従
って中心軸30(又はマスク上のその他の特定的な点)
をx座標及びy座標上の位置に正確に位置決することが
可能である。これらのモータの“内側”及び“外側”運
動は、通常、マイクロプロセサ内の適宜のコンピュータ
手段によって自動的に制御される。
々に動作されるか又は2個のグループが一方の直線方向
、例えば“内側”、へ動作され、且つ他方の反対側のモ
ータが反対の直線方向、即ち“外側”、へ動作される場
合は、リング11(ウェハ20)はx又はy軸方向又は
x座標とy座標の組合せで表わされる方向へ移動し、従
って中心軸30(又はマスク上のその他の特定的な点)
をx座標及びy座標上の位置に正確に位置決することが
可能である。これらのモータの“内側”及び“外側”運
動は、通常、マイクロプロセサ内の適宜のコンピュータ
手段によって自動的に制御される。
第14図はマスク整合装置の下側底部を示している。リ
ングプレート11の穿孔13内に保持されているマスク
20の配向状態が示されている。
ングプレート11の穿孔13内に保持されているマスク
20の配向状態が示されている。
ローラベアリング19がマスクの周辺端部を整合さゼて
いる。リング11は固定支持フィンガー12a、12b
及び12cに関して回転及び直線方向に於いて移動自在
である。
いる。リング11は固定支持フィンガー12a、12b
及び12cに関して回転及び直線方向に於いて移動自在
である。
第15図はマスク整合装置の断面図である。注意すべき
ことであるが、全体的なマスク保持・マスク位置決手段
は、好適実施例に於いては1インチの厚ざを有する平坦
な全体的構成を有している。
ことであるが、全体的なマスク保持・マスク位置決手段
は、好適実施例に於いては1インチの厚ざを有する平坦
な全体的構成を有している。
横方向寸法は約13インチである。マスク保持内側リン
グ555は、上表面11aの下側に於いて延在している
内側に向いた平坦な突出部11b上に装着されている。
グ555は、上表面11aの下側に於いて延在している
内側に向いた平坦な突出部11b上に装着されている。
スクリュー559が内側リング555の周辺部を突出部
11b内の螺設孔560へ取付けている。屈曲体558
によって真空カップ556がリング555の下側に装着
されている。この真空カップは、歪を発生することなく
マスクを保持することを可能とし、且つX線位置に何ら
の変化を発生することなくギャップの設定及び平坦化を
行なう際にマスクに垂直方向の運動を与えることを可能
とする為に装着されている。この屈曲体は薄い平坦なベ
リリウム銅片であり、その一端はマスクを保持している
内側リング555へ取付けられている。その他端には真
空カップが取付けられている。真空インレット557が
設けられており、従ってカップ556内に真空を発生さ
せて、整合装置内に於いてマスク上部周辺端563を固
定的且つ可撓的に保持することを可能としている。マス
ク20の周辺外側端563は凹設されると共に突出部1
1bの内側極限点即ち内側リング555の下側とマスク
上部端562及び周辺端563との間の凹入凹所561
内に離隔されている。このマスクの動作部分は端部56
3を横切って伸長されている薄膜563a上に含まれて
いる。
11b内の螺設孔560へ取付けている。屈曲体558
によって真空カップ556がリング555の下側に装着
されている。この真空カップは、歪を発生することなく
マスクを保持することを可能とし、且つX線位置に何ら
の変化を発生することなくギャップの設定及び平坦化を
行なう際にマスクに垂直方向の運動を与えることを可能
とする為に装着されている。この屈曲体は薄い平坦なベ
リリウム銅片であり、その一端はマスクを保持している
内側リング555へ取付けられている。その他端には真
空カップが取付けられている。真空インレット557が
設けられており、従ってカップ556内に真空を発生さ
せて、整合装置内に於いてマスク上部周辺端563を固
定的且つ可撓的に保持することを可能としている。マス
ク20の周辺外側端563は凹設されると共に突出部1
1bの内側極限点即ち内側リング555の下側とマスク
上部端562及び周辺端563との間の凹入凹所561
内に離隔されている。このマスクの動作部分は端部56
3を横切って伸長されている薄膜563a上に含まれて
いる。
プレートリング11は支柱46が直立している凹所47
を取囲んでいる円形ベアリングパッド552の上に載置
されている。プラスチックのベアリングリテーナ554
内の一連のボールベアリング553はスラストベアリン
グとして機能し、固定フィンガー12に対してプレート
1を支持し、回転し、移動させる。
を取囲んでいる円形ベアリングパッド552の上に載置
されている。プラスチックのベアリングリテーナ554
内の一連のボールベアリング553はスラストベアリン
グとして機能し、固定フィンガー12に対してプレート
1を支持し、回転し、移動させる。
動作に付いて説明すると、適宜の搬送手段によってマス
クを穿孔13下側の位置に位置させる。
クを穿孔13下側の位置に位置させる。
次いで、マスク20を、3個の真空カップへ向けて上昇
させる。これらの真空カップは3つの等間隔位置でマス
クの横方向端563を保持する為に内側プレート555
の回りに等間隔で配置されている。カップ556へ真空
を与えることにより、マスクが水平方向位置に保持され
る。
させる。これらの真空カップは3つの等間隔位置でマス
クの横方向端563を保持する為に内側プレート555
の回りに等間隔で配置されている。カップ556へ真空
を与えることにより、マスクが水平方向位置に保持され
る。
整合器の下側に位置させたウェハからマスクを離隔させ
る為にウェハ保持ステージ上に直立したスペーサ部材を
有する手段が設けられている。これらのスペーサ部材は
ウェハとマスクとの間の設定間隔、例えば40ミクロン
、を確保することが可能である。整合器の小さな不整合
又は傾斜は、真空カップ556を取付けた屈曲体558
を上下運動させることに因り補償することが可能である
。
る為にウェハ保持ステージ上に直立したスペーサ部材を
有する手段が設けられている。これらのスペーサ部材は
ウェハとマスクとの間の設定間隔、例えば40ミクロン
、を確保することが可能である。整合器の小さな不整合
又は傾斜は、真空カップ556を取付けた屈曲体558
を上下運動させることに因り補償することが可能である
。
例えば真空等の駆動力が喪失することに因り、カップ5
56内の真空が減少するか又は喪失することを検知する
手段を設けることが可能であり、又、その結果として、
空気圧又は液圧シリンダ14乃至17のシャフトを内側
方向へ自動的に移動させてマスクの端部を確保しフェイ
ルセーフによってマスクが整合器のホルダーから落下す
ることを防止する為の手段を設けることが可能である。
56内の真空が減少するか又は喪失することを検知する
手段を設けることが可能であり、又、その結果として、
空気圧又は液圧シリンダ14乃至17のシャフトを内側
方向へ自動的に移動させてマスクの端部を確保しフェイ
ルセーフによってマスクが整合器のホルダーから落下す
ることを防止する為の手段を設けることが可能である。
この様なフェイルセーフ機構の詳細は当業者にとって自
明なものである。
明なものである。
リングプレート及び支持アームは安定した鋳鉄材で形成
されている。屈曲体はベリリウム銅〈Be Cu)物質
で形成されている。
されている。屈曲体はベリリウム銅〈Be Cu)物質
で形成されている。
第16図はウェハをマウントし且つそれを自由度6で調
節する為に使用されるウェハステージを例示している。
節する為に使用されるウェハステージを例示している。
ウェハは、米国特許第4,213,968号又はソリッ
ド・ステート・テクノロジー、Vol.25、No.5
,23ページ、1982年5月、T.E.Saunde
rs.等に記載されているようなピンチャック上に支持
されている。このチャックは種々の処理工程に於いてウ
ェハを繰返し再位置決することを可能とし、且つウェハ
とチャックとの間の粒子汚染によって発生されることの
ある上側歪を最小とする。このチャックはピエゾ電気モ
ータによって3点で支持されており、これらのモータは
チャックを2軸に於いて傾斜させるか又はウェハをZ方
向へ移動させて種々のウェハの厚さに対する調節を行な
うと共にマスクとウェハとの間のギャップを変化させる
。これらのモータは■プレートへ取付けられており、こ
のプレートは屈曲ベアリングによって支持されると共に
4番目のモータによって駆動回転される。この組立体は
、副プレートへ取付けられており、その副プレートは空
気ベアリングによって支持されると共にピエゾ電気モー
タによってX方向及びY方向へ駆動される。全てのリン
クは屈曲ピボットを使用している。その結果、ステージ
は事実上バックラッシュを発生することなしにウェハを
固持することが可能であると共に、自由度6でそれを移
動させて極限解像度で全体的な整合を行なうことを可能
とする。
ド・ステート・テクノロジー、Vol.25、No.5
,23ページ、1982年5月、T.E.Saunde
rs.等に記載されているようなピンチャック上に支持
されている。このチャックは種々の処理工程に於いてウ
ェハを繰返し再位置決することを可能とし、且つウェハ
とチャックとの間の粒子汚染によって発生されることの
ある上側歪を最小とする。このチャックはピエゾ電気モ
ータによって3点で支持されており、これらのモータは
チャックを2軸に於いて傾斜させるか又はウェハをZ方
向へ移動させて種々のウェハの厚さに対する調節を行な
うと共にマスクとウェハとの間のギャップを変化させる
。これらのモータは■プレートへ取付けられており、こ
のプレートは屈曲ベアリングによって支持されると共に
4番目のモータによって駆動回転される。この組立体は
、副プレートへ取付けられており、その副プレートは空
気ベアリングによって支持されると共にピエゾ電気モー
タによってX方向及びY方向へ駆動される。全てのリン
クは屈曲ピボットを使用している。その結果、ステージ
は事実上バックラッシュを発生することなしにウェハを
固持することが可能であると共に、自由度6でそれを移
動させて極限解像度で全体的な整合を行なうことを可能
とする。
第16図に示した整合装置100は、本例に於けるその
主要な適用例が、リソグラフィ一工程を使用して複数個
の半導体集積回路を製造する場合に1個又は一連のマス
クを使用する際に半導体ウェハを整合させる為のもので
あるから、ウェハステージと呼称する。本装置は矩形の
ステージハウジング101内に包含されており、ハウジ
ング101はハウジングを包含する全体的ステージを上
方向及び下方向へ約3インチ粗運動させてウェハ及びマ
スクのローディング及びアンローディングを行なうこと
が可能である。Z方向に於けるこの運動の頂部には、以
下に記載する微ステージが運動学的に位置されており、
即ちそれは本質的に完全な位置再現性を有している。
主要な適用例が、リソグラフィ一工程を使用して複数個
の半導体集積回路を製造する場合に1個又は一連のマス
クを使用する際に半導体ウェハを整合させる為のもので
あるから、ウェハステージと呼称する。本装置は矩形の
ステージハウジング101内に包含されており、ハウジ
ング101はハウジングを包含する全体的ステージを上
方向及び下方向へ約3インチ粗運動させてウェハ及びマ
スクのローディング及びアンローディングを行なうこと
が可能である。Z方向に於けるこの運動の頂部には、以
下に記載する微ステージが運動学的に位置されており、
即ちそれは本質的に完全な位置再現性を有している。
矩形状で基本的に正方形のx−y移動プレート102が
ハウジング101内に装着され一連の3個の空気ベアリ
ング122上に支持されている。
ハウジング101内に装着され一連の3個の空気ベアリ
ング122上に支持されている。
ハウジング及び支持された移動プレート102は粗Zモ
ータ149及びリードスクリュー146(第2図)によ
って粗Z方向上側へ移動され、ハウジングは固定支持パ
ッド105から垂直方向に延在する一対の案内ロッド1
03によって垂直方向に案内される。これらのロッドは
ハウジング101の反対端に設けられた一対の穿孔タブ
104を介して延在している。
ータ149及びリードスクリュー146(第2図)によ
って粗Z方向上側へ移動され、ハウジングは固定支持パ
ッド105から垂直方向に延在する一対の案内ロッド1
03によって垂直方向に案内される。これらのロッドは
ハウジング101の反対端に設けられた一対の穿孔タブ
104を介して延在している。
X駆動ピエゾ電気リニアモータ110がハウジング10
1の内側で垂直側壁109に取付けられており、側壁と
平行に延在している。このモータの直線的に移動するシ
ャフト111がベルクランクリンク112の一端に接続
されており、リンク112は屈曲可能に113に於いて
枢支されると共にその反対端が移動プレート102の端
部から垂直方向に延在するタブ114の反対端に接続さ
れている。シャフト111の直線増分運動によって、移
動プレートがX軸方向に於いて増分直線運動する。
1の内側で垂直側壁109に取付けられており、側壁と
平行に延在している。このモータの直線的に移動するシ
ャフト111がベルクランクリンク112の一端に接続
されており、リンク112は屈曲可能に113に於いて
枢支されると共にその反対端が移動プレート102の端
部から垂直方向に延在するタブ114の反対端に接続さ
れている。シャフト111の直線増分運動によって、移
動プレートがX軸方向に於いて増分直線運動する。
本発明に於いて使用されるピエゾ電気モータは60Aの
オーダの増分運動を出力する。このタイプのモータの市
販されているものとしては、ブーレーインストルメンツ
、フィッシャーズ、ニューヨークから入手することの可
能なブーレーインチウォーム(Burleigh In
chworm)として知られているモデルPZ−500
がある。このタイプのモータはオフ状態に於いて極めて
安定しており、従って調節を行なった後に、それはウェ
ハを信頼性をもって所定位置にロックする。
オーダの増分運動を出力する。このタイプのモータの市
販されているものとしては、ブーレーインストルメンツ
、フィッシャーズ、ニューヨークから入手することの可
能なブーレーインチウォーム(Burleigh In
chworm)として知られているモデルPZ−500
がある。このタイプのモータはオフ状態に於いて極めて
安定しており、従って調節を行なった後に、それはウェ
ハを信頼性をもって所定位置にロックする。
Y駆動ピエゾ電気モータ115がハウジング101を横
切って延在する棒体に装着されているが、ハウジング1
01の上表面に取付けられており、且つその直線的に移
動自在なシャフト116はU字形状をしたベルクランク
117へ接続されている。このクランクはその端部をピ
ボット117a及び117bへ接続させており、且つ中
央部を屈曲体108によって枢支したリンク118がそ
れらの外側端を屈曲体119及び121へ取付けている
。屈曲体119及び121が移動プレートの垂直端12
0内へ延在しており、X軸モータを動作して移動プレー
トをX軸方向へ移動させる場合に屈曲し、且つY軸モー
タが動作されて移動プレートをY軸方向へ移動させる場
合にはプシュプルロッドとして機能する為の十分な剛性
を有している。
切って延在する棒体に装着されているが、ハウジング1
01の上表面に取付けられており、且つその直線的に移
動自在なシャフト116はU字形状をしたベルクランク
117へ接続されている。このクランクはその端部をピ
ボット117a及び117bへ接続させており、且つ中
央部を屈曲体108によって枢支したリンク118がそ
れらの外側端を屈曲体119及び121へ取付けている
。屈曲体119及び121が移動プレートの垂直端12
0内へ延在しており、X軸モータを動作して移動プレー
トをX軸方向へ移動させる場合に屈曲し、且つY軸モー
タが動作されて移動プレートをY軸方向へ移動させる場
合にはプシュプルロッドとして機能する為の十分な剛性
を有している。
移動プレート102はその周辺部に3個の矩形形状をし
た等間隔の切欠部123を有しており、それを介して3
個の垂直なマスク整合ブロック124が延在しており、
その各ブロックはウェハの上方に位置したマスク組立体
(第4図)の下側と当接するマスク整合パッド125を
有している。
た等間隔の切欠部123を有しており、それを介して3
個の垂直なマスク整合ブロック124が延在しており、
その各ブロックはウェハの上方に位置したマスク組立体
(第4図)の下側と当接するマスク整合パッド125を
有している。
可動プレート102は、又、3個の等間隔に配置した円
形穿孔126を有しており、それを介して垂直方向に配
設されたZ駆動ピエゾ電気リニアモータ128、129
及び130を延在して設けてある。中央穿孔127は■
屈曲ピボット138の下端部を受納し、該ピボットの他
端は穿孔139内に挿入されている。
形穿孔126を有しており、それを介して垂直方向に配
設されたZ駆動ピエゾ電気リニアモータ128、129
及び130を延在して設けてある。中央穿孔127は■
屈曲ピボット138の下端部を受納し、該ピボットの他
端は穿孔139内に挿入されている。
モータ128乃至130は、三裂ローブ型回転■プレー
ト106のローブの下側に垂直垂下状態に固着されてい
る。直線的に移動自在なシャフト128a、129a及
び130aが■プレート106の上方を延在し、ウェハ
支持プレート乃至はチャック134の下側に於けるパッ
ド135を支持している。一体的に移動される場合に、
モータ128乃至130がウェハをZ方向に移動させて
、種々の厚さのウェハを収納し、ウェハとマスクとの間
のギャップを変化させる。1個又は2個のモータのみが
移動される場合には、プレートは2軸に於いて傾斜され
てウェハ又はマスクに於ける歪又はウェハとマスクとの
間の平行性に於ける歪を補正する。屈曲体が直線運動シ
ャフト128a、129a及び130aをチャック13
4内に保持されているゼロクリアランスベアリング14
7(第2図)へ接続させており、従って直線シャフト内
に大きな曲げ運動を発生させることなしにウェハチャッ
クの角度傾斜を可能としている。
ト106のローブの下側に垂直垂下状態に固着されてい
る。直線的に移動自在なシャフト128a、129a及
び130aが■プレート106の上方を延在し、ウェハ
支持プレート乃至はチャック134の下側に於けるパッ
ド135を支持している。一体的に移動される場合に、
モータ128乃至130がウェハをZ方向に移動させて
、種々の厚さのウェハを収納し、ウェハとマスクとの間
のギャップを変化させる。1個又は2個のモータのみが
移動される場合には、プレートは2軸に於いて傾斜され
てウェハ又はマスクに於ける歪又はウェハとマスクとの
間の平行性に於ける歪を補正する。屈曲体が直線運動シ
ャフト128a、129a及び130aをチャック13
4内に保持されているゼロクリアランスベアリング14
7(第2図)へ接続させており、従って直線シャフト内
に大きな曲げ運動を発生させることなしにウェハチャッ
クの角度傾斜を可能としている。
シャベッツエンジニアリング、ペンソーケン、ニュージ
ャージー、からモデルPAC−220−005として市
販されているリニア可変差動変換器158(LVDT)
がモータ128乃至130の各シャフトに隣接して設け
られており、それはチャック134の裏側と接触し、閉
止ループシステム(不図示)を介して、ピエゾモータの
軸方向行程を約0.2ミクロンの解像度で検知し且つ制
御する。
ャージー、からモデルPAC−220−005として市
販されているリニア可変差動変換器158(LVDT)
がモータ128乃至130の各シャフトに隣接して設け
られており、それはチャック134の裏側と接触し、閉
止ループシステム(不図示)を介して、ピエゾモータの
軸方向行程を約0.2ミクロンの解像度で検知し且つ制
御する。
■駆動ピエゾ電気リニアモータ137が、移動プレート
102の下側の共通水平面内に設けられているx及びy
駆動モータと平行に配設してハウジング101の壁を横
断して接続されている。モータ137の直線移動シャフ
ト131はベルクランク屈曲リンク132に接続されて
おり、リンク132は■プレートの端部を通過して■プ
レートの上部の固定ポスト133に取付けたアーム13
2aへ向かって上方向に延在している。シャフト131
の増分運動から発生するリンク132aの運動によって
、プレート106が屈曲ピボット138の回りを時計方
向又は半時針方向に回転■運動を行ない、それは更に支
持プレート134及び装着されたウェハを回転させる。
102の下側の共通水平面内に設けられているx及びy
駆動モータと平行に配設してハウジング101の壁を横
断して接続されている。モータ137の直線移動シャフ
ト131はベルクランク屈曲リンク132に接続されて
おり、リンク132は■プレートの端部を通過して■プ
レートの上部の固定ポスト133に取付けたアーム13
2aへ向かって上方向に延在している。シャフト131
の増分運動から発生するリンク132aの運動によって
、プレート106が屈曲ピボット138の回りを時計方
向又は半時針方向に回転■運動を行ない、それは更に支
持プレート134及び装着されたウェハを回転させる。
支持プレート内の穿孔136はリフトピンの運動を許容
し、チャックからのウェハのロード及びアンロードを容
易とする機能を有する。
し、チャックからのウェハのロード及びアンロードを容
易とする機能を有する。
マスク整合ブロック124がローブの各々の間に於いて
■プレートの端部上の垂直平坦部を通過して延在してお
り、■プレートの回転を許容する為に十分なクリアラン
スが与えられている。グループとしてのブロック及びマ
スク整合パッドが円形支持プレート134の直径よりも
大きな直径上にセットされており、従ってマスク整合パ
ッド125はプレート134から外側及び上方向へ延在
しマスクと当接及びマスクを離隔させることが可能であ
る。
■プレートの端部上の垂直平坦部を通過して延在してお
り、■プレートの回転を許容する為に十分なクリアラン
スが与えられている。グループとしてのブロック及びマ
スク整合パッドが円形支持プレート134の直径よりも
大きな直径上にセットされており、従ってマスク整合パ
ッド125はプレート134から外側及び上方向へ延在
しマスクと当接及びマスクを離隔させることが可能であ
る。
第21図は第16図の調節装置の詳細な構成を示した部
分断面図である。モータ110、115及び137が内
側ハウジング145の壁1O9を横切って延在する表面
上に装着されている。上部開放ハウジング145が外側
の上部開放固定箱体107に関して粗調整を行なう為に
移動される。
分断面図である。モータ110、115及び137が内
側ハウジング145の壁1O9を横切って延在する表面
上に装着されている。上部開放ハウジング145が外側
の上部開放固定箱体107に関して粗調整を行なう為に
移動される。
歯車148を介して従来の電気モータ149によって駆
動されるリードスクリュー146によって上下運動され
る。底部ストップ145aがハウジング145の下方向
行程を制限する。■モータ128乃至130に関して支
持プレートを傾斜させることが可能な■プレー1−13
4内に設けた球状ベアリング147を除いて、全てのベ
アリング乃至は回転運動体は屈曲ベアリングを使用して
いる。
動されるリードスクリュー146によって上下運動され
る。底部ストップ145aがハウジング145の下方向
行程を制限する。■モータ128乃至130に関して支
持プレートを傾斜させることが可能な■プレー1−13
4内に設けた球状ベアリング147を除いて、全てのベ
アリング乃至は回転運動体は屈曲ベアリングを使用して
いる。
シャフト130aに接続されている屈曲体144等は、
プシュプルロッドとして機能し支持プレートをZ方向に
移動させ、且つプレート134を傾斜させる為にモータ
128乃至130を差動的に動作させる際に可撓梁とし
て機能する。
プシュプルロッドとして機能し支持プレートをZ方向に
移動させ、且つプレート134を傾斜させる為にモータ
128乃至130を差動的に動作させる際に可撓梁とし
て機能する。
第22図は支持プレートの上部に装着したウェハ140
を示している。プレート及びウェハは整合フラット(平
坦部)141を有しており、それはウェハとマスクとの
間の適切な初期的整合を確保する。Y軸モータ115の
内側及び外側運動を矢印で示してあり、更にプシュプル
ロッド119、121を動作させるベルクランクリンク
117及び118によって示してある。案内ロッドのタ
ブ104も詳細に示されている。カバープレートにはマ
スク整合ブロック用のスロット143が設けられており
、該カバープレートは支持プレートの回りの環状部をカ
バーして塵埃粒子等が内側機構部内へ侵入することを防
止している。
を示している。プレート及びウェハは整合フラット(平
坦部)141を有しており、それはウェハとマスクとの
間の適切な初期的整合を確保する。Y軸モータ115の
内側及び外側運動を矢印で示してあり、更にプシュプル
ロッド119、121を動作させるベルクランクリンク
117及び118によって示してある。案内ロッドのタ
ブ104も詳細に示されている。カバープレートにはマ
スク整合ブロック用のスロット143が設けられており
、該カバープレートは支持プレートの回りの環状部をカ
バーして塵埃粒子等が内側機構部内へ侵入することを防
止している。
第17図はマスク及びウェハを介して取った断面の概略
図である。ウェハのローディングを行なう前に於いては
、マスクの上部に設けられている屈曲自在に支持されて
いる小型の真空カップがマスクをX、Y及び■位置に保
持する。このマスクの垂直方向位置は、マスクがウェハ
調節装置から延在する基準パッド上に載置する様にステ
ージを上昇させるまで明確には決定されない。ステージ
を上昇させる前に、ウェハの上方にギャップ制御副シス
テムを挿入し、新たにロードしたウェハ及びマスク基準
パッドの上表面を基準として使用する。ステージがウェ
ハを調節してギャップを40ミクロンにプリセットする
。
図である。ウェハのローディングを行なう前に於いては
、マスクの上部に設けられている屈曲自在に支持されて
いる小型の真空カップがマスクをX、Y及び■位置に保
持する。このマスクの垂直方向位置は、マスクがウェハ
調節装置から延在する基準パッド上に載置する様にステ
ージを上昇させるまで明確には決定されない。ステージ
を上昇させる前に、ウェハの上方にギャップ制御副シス
テムを挿入し、新たにロードしたウェハ及びマスク基準
パッドの上表面を基準として使用する。ステージがウェ
ハを調節してギャップを40ミクロンにプリセットする
。
通常の動作に於いては、マスクはヘリウム室の端部に緩
く当接してセットされ、名目的なシールを行なう。Oリ
ング又は柔軟なリップシールを、マスクが緩く当接して
いるヘリウム室に取付けることが可能である。ヘリウム
は空気よりも軽い気体であるから、ヘリウムは室内に於
いて上昇する。
く当接してセットされ、名目的なシールを行なう。Oリ
ング又は柔軟なリップシールを、マスクが緩く当接して
いるヘリウム室に取付けることが可能である。ヘリウム
は空気よりも軽い気体であるから、ヘリウムは室内に於
いて上昇する。
ヘリウム室とマスク上部との界面に於ける圧力が大気圧
又はマスク底部上のその他の圧力と平衡になるようにヘ
リウム圧力を制御することが可能である。ステージを外
側へ移動させてウェハを受取り、且つ内側へ移動させて
特定の製造操作に於ける同一の固定マスクと整合させる
ことにより次々とウェハを製造することが可能である。
又はマスク底部上のその他の圧力と平衡になるようにヘ
リウム圧力を制御することが可能である。ステージを外
側へ移動させてウェハを受取り、且つ内側へ移動させて
特定の製造操作に於ける同一の固定マスクと整合させる
ことにより次々とウェハを製造することが可能である。
ブリード穿孔157がマスク整合器内又はヘリウム室の
底部部分上に設けられており、それを介して過剰のヘリ
ウム圧力を逃がし、マスクの両側に於ける圧力を均衡さ
せてマスクが外側に膨出することを防止している。この
穿孔は、又、米国特許第4,185,202号に於ける
如く、マスクとウェハの界面のギャップの回りの別のヘ
リウム大気とすることが可能な一層高いマスクとウェハ
の界面に於ける圧力をバランスする為に機能することが
可能である。
底部部分上に設けられており、それを介して過剰のヘリ
ウム圧力を逃がし、マスクの両側に於ける圧力を均衡さ
せてマスクが外側に膨出することを防止している。この
穿孔は、又、米国特許第4,185,202号に於ける
如く、マスクとウェハの界面のギャップの回りの別のヘ
リウム大気とすることが可能な一層高いマスクとウェハ
の界面に於ける圧力をバランスする為に機能することが
可能である。
第17図は整合ブロック124の上部から延在するマス
ク整合パッド125の機能を例示している。パッド12
5はマスク150の外側フレーム152と当接し且つ離
隔する。ウェハ140の上方に離隔されているマスク整
合器153がマスク150を保持し且つx、y及び■に
於ける調整を行なう。このマスクのフレーム152はマ
スク整合器153に取付けてある屈曲体151上に装着
されている。ウェハ140は、上述した如く、微整合を
行なう際にステージ組立体155によって移動可能な支
持プレート134上に装着されている。整含器153上
の屈曲体151上に延在する小型の真空カップ156が
このマスクのフレームを所定位置に保持する。このマス
クの垂直位置は、ステージが上昇されマスクが基準パッ
ト上に載置されるまで明確には決定されない。微細ステ
ージ組立体を上昇する前に、音響学的方法を使用してミ
クロン及びサブミクロンの距離を測定する米国特許第4
,475,441号及び米国特許第4,285,053
号に記載されているようなギャップ制御手段を使用する
。この手段はウェハ上方に挿入されており、基準を設定
すると共にウェハ及びマスク基準パッドの上表面を設定
する為に使用される。
ク整合パッド125の機能を例示している。パッド12
5はマスク150の外側フレーム152と当接し且つ離
隔する。ウェハ140の上方に離隔されているマスク整
合器153がマスク150を保持し且つx、y及び■に
於ける調整を行なう。このマスクのフレーム152はマ
スク整合器153に取付けてある屈曲体151上に装着
されている。ウェハ140は、上述した如く、微整合を
行なう際にステージ組立体155によって移動可能な支
持プレート134上に装着されている。整含器153上
の屈曲体151上に延在する小型の真空カップ156が
このマスクのフレームを所定位置に保持する。このマス
クの垂直位置は、ステージが上昇されマスクが基準パッ
ト上に載置されるまで明確には決定されない。微細ステ
ージ組立体を上昇する前に、音響学的方法を使用してミ
クロン及びサブミクロンの距離を測定する米国特許第4
,475,441号及び米国特許第4,285,053
号に記載されているようなギャップ制御手段を使用する
。この手段はウェハ上方に挿入されており、基準を設定
すると共にウェハ及びマスク基準パッドの上表面を設定
する為に使用される。
ステージハウジング101内に設けられている機構を有
する微細ステージ155に関して百万回のテストを行な
い、事実上メインテナンスフリーであることが判明した
。
する微細ステージ155に関して百万回のテストを行な
い、事実上メインテナンスフリーであることが判明した
。
全ての回転ジヨイント部分に於いて屈曲ピボットを使用
することにより、全くクリアランスのないベアリング構
成とすることが可能であり、従って位置に関し極限的な
精度及び再現性を与えることが可能である。構成上の特
性及びピエゾ電気モータを使用することにより、ウェハ
自身の近傍に粒子を発生するものがないステージを構成
しており、このことは何れのリソグラフィーに於いて適
用する場合にも重要な特徴である。又、このステージを
組立てる際及び使用する際に臨界的な調整が必要とされ
ることはなく、ステージ構成部品の何れの部品に対する
製造技術も通常の製造機械工場に於ける能力を越えるよ
うなものではない。
することにより、全くクリアランスのないベアリング構
成とすることが可能であり、従って位置に関し極限的な
精度及び再現性を与えることが可能である。構成上の特
性及びピエゾ電気モータを使用することにより、ウェハ
自身の近傍に粒子を発生するものがないステージを構成
しており、このことは何れのリソグラフィーに於いて適
用する場合にも重要な特徴である。又、このステージを
組立てる際及び使用する際に臨界的な調整が必要とされ
ることはなく、ステージ構成部品の何れの部品に対する
製造技術も通常の製造機械工場に於ける能力を越えるよ
うなものではない。
第18図及び第19図はマスクカセットと、マスクをそ
のカセットからウェハ調節ステージ上方のマスク整合機
構内の位置へ移動させる為の機構を一層詳細に示してい
る。第19図はマスクカセットを詳細に示している。
のカセットからウェハ調節ステージ上方のマスク整合機
構内の位置へ移動させる為の機構を一層詳細に示してい
る。第19図はマスクカセットを詳細に示している。
第18図に於いて、ベースプレート210乃至はその他
の固定した構成体が設けられており、それはX線、紫外
線又はイオンビーム源206の下側で且つグラフィック
画像形成用のマスクの下側に取付けられているウェハ用
の整合機構の上方に於いてリソグラフィー装置内の一定
位置に設けられているマスクホルダー220に隣接する
位置から延在している。動作に付いて説明すると、X線
206がマスクを介してウェハ(不図示)上へ通過する
。ウェハそれ自身は、マスクホルダー220の下側に位
置させたウェハステージ上に装着されている。
の固定した構成体が設けられており、それはX線、紫外
線又はイオンビーム源206の下側で且つグラフィック
画像形成用のマスクの下側に取付けられているウェハ用
の整合機構の上方に於いてリソグラフィー装置内の一定
位置に設けられているマスクホルダー220に隣接する
位置から延在している。動作に付いて説明すると、X線
206がマスクを介してウェハ(不図示)上へ通過する
。ウェハそれ自身は、マスクホルダー220の下側に位
置させたウェハステージ上に装着されている。
取入れ取出しカセットホルダー212がベースプレート
210に固着されており、底部トレー202上にマスク
214を取付けたカセット200がカバー211によっ
て取入れ取出し機構212に装着されている。取入れ取
出しカセットホルダー212は、カセットトップ211
の底部端211aを支持する為の中央を穿設したプラッ
トホームを有しており、且つ第1図に於いて位置Bのよ
うな位置へレール上を横方向外側へカセットを移動させ
るように構成されている。リフトシリンダ218が位置
B(第1図)に於けるカセット200の下側に位置され
ている。リフトシリンダ218は流体動作される(液体
又は空気)ピストン209とピストンロッド217(上
方位置に於いては217a)を有しており、ピストンロ
ッド217は、真空カップ216を有するテーブルをト
レー202の下側213上の中央位置216aへ上昇さ
せる。次いで、トレー202はその上方位置に於いてカ
ップ216に真空吸着され、カバー211からアンロッ
クされると、真空カップ216と、ピストンロッド21
7は下方位置へ移動することが可能である。従って、マ
スク214は、何れの機構もマスクに触れることなしに
カセットカバー211から取出される。次いで、リフト
シリンダはアーム219又は適宜のレール構成体(不図
示)によって回転されるか又は移動されてベースプレー
ト210に沿って横方向に変位した位置へ動かされる。
210に固着されており、底部トレー202上にマスク
214を取付けたカセット200がカバー211によっ
て取入れ取出し機構212に装着されている。取入れ取
出しカセットホルダー212は、カセットトップ211
の底部端211aを支持する為の中央を穿設したプラッ
トホームを有しており、且つ第1図に於いて位置Bのよ
うな位置へレール上を横方向外側へカセットを移動させ
るように構成されている。リフトシリンダ218が位置
B(第1図)に於けるカセット200の下側に位置され
ている。リフトシリンダ218は流体動作される(液体
又は空気)ピストン209とピストンロッド217(上
方位置に於いては217a)を有しており、ピストンロ
ッド217は、真空カップ216を有するテーブルをト
レー202の下側213上の中央位置216aへ上昇さ
せる。次いで、トレー202はその上方位置に於いてカ
ップ216に真空吸着され、カバー211からアンロッ
クされると、真空カップ216と、ピストンロッド21
7は下方位置へ移動することが可能である。従って、マ
スク214は、何れの機構もマスクに触れることなしに
カセットカバー211から取出される。次いで、リフト
シリンダはアーム219又は適宜のレール構成体(不図
示)によって回転されるか又は移動されてベースプレー
ト210に沿って横方向に変位した位置へ動かされる。
この変位位置に於いて、リフトシリンダ及びその支持し
たマスクを有するトレーがマスクホルダー220の下側
に位置され、上昇されてマスク214の端部がマスクホ
ルダー220の底部周辺部上の離隔された吸着カップ2
21と当接し、真空吸引されてマスクをカップ221へ
付着させる。次いで、このマスクはX線206及びウェ
ハ保持用整合ステージに関して正確に整合される位置に
置かれる。
たマスクを有するトレーがマスクホルダー220の下側
に位置され、上昇されてマスク214の端部がマスクホ
ルダー220の底部周辺部上の離隔された吸着カップ2
21と当接し、真空吸引されてマスクをカップ221へ
付着させる。次いで、このマスクはX線206及びウェ
ハ保持用整合ステージに関して正確に整合される位置に
置かれる。
一方、リフトシリンダをトレー202の下側に位置させ
ロッキング手段をアンロックした後にカバー211を別
個に又はその支持構成体と共に上方向に移動させるよう
にすることも可能である。
ロッキング手段をアンロックした後にカバー211を別
個に又はその支持構成体と共に上方向に移動させるよう
にすることも可能である。
リフトシリンダ及び取付けたマスクを包含するトレーを
最初に下方向に移動させることなしにアーム219上を
横方向に移動させることが可能である。
最初に下方向に移動させることなしにアーム219上を
横方向に移動させることが可能である。
第19図はカセットの詳細を示している。カセットは、
円形、正方形又は八方形等のような任意の外形形状を有
する下部開放カバー211を有している。好適には、円
形底部トレー202がカバー211の開放底部を横切っ
て延在する。トレー202の端部及びカバーの内側端部
はティパー208が付けられており、密接した自己整合
型の嵌合を与え、塵埃又はその他の粒子がカセットの内
部へ侵入することを防止可能としている。通常中央薄膜
214aを有すると共にその上にマスク動作部分を有す
るマスク214がトレー表面215上の隆起部上に装着
されている。一方、以下に説明する如く、キャリブレー
ション組立体乃至は装置をトレー表面215上に設ける
ことが可能である。カセット上部は、通常、その上側に
透明窓230を有しており、カセットの中に何があるか
と言うことを見極める為の視覚観察を可能としている。
円形、正方形又は八方形等のような任意の外形形状を有
する下部開放カバー211を有している。好適には、円
形底部トレー202がカバー211の開放底部を横切っ
て延在する。トレー202の端部及びカバーの内側端部
はティパー208が付けられており、密接した自己整合
型の嵌合を与え、塵埃又はその他の粒子がカセットの内
部へ侵入することを防止可能としている。通常中央薄膜
214aを有すると共にその上にマスク動作部分を有す
るマスク214がトレー表面215上の隆起部上に装着
されている。一方、以下に説明する如く、キャリブレー
ション組立体乃至は装置をトレー表面215上に設ける
ことが可能である。カセット上部は、通常、その上側に
透明窓230を有しており、カセットの中に何があるか
と言うことを見極める為の視覚観察を可能としている。
このカセットは、通常、マスクを収納するカセット及び
クォーツキャリブレーションプレート又は組立体を収納
するカセットと区別する為に異なった色が付けられてい
る。このことも、更に、カセットの内容物を識別するこ
とを可能とし、人間によるエラーの発生を減少させてい
る。
クォーツキャリブレーションプレート又は組立体を収納
するカセットと区別する為に異なった色が付けられてい
る。このことも、更に、カセットの内容物を識別するこ
とを可能とし、人間によるエラーの発生を減少させてい
る。
回転阻止ピン222がカセットカバートップの一端に設
けられており、それはトレーが一ケ所に於いてのみ装着
されることを確保し、トレーの不整合及びカバー211
内での回転を防止している。
けられており、それはトレーが一ケ所に於いてのみ装着
されることを確保し、トレーの不整合及びカバー211
内での回転を防止している。
ピン222はトレー202の周辺上部表面に於ける穿孔
235と整合しその中に侵入する。このマスクはピン2
36と整合する為のフラットを有することが可能であり
、又ピン236とその周辺部に於いて係合するV切欠部
を有することが可能である。
235と整合しその中に侵入する。このマスクはピン2
36と整合する為のフラットを有することが可能であり
、又ピン236とその周辺部に於いて係合するV切欠部
を有することが可能である。
一連のロック部材223及び224(通常4個〉がカバ
ー211の垂直壁の周辺部回りの所定位置に設けられて
おり、従って内側方向への移動の際に、これらのロック
部材はトレー202を、例えば、当接面208aによる
か又はトレー202の端部に於ける穿孔内に侵入するこ
とによりカバー211の底部内にロックさせる。これら
のロックピンは、通常、ロック位置にスプリング負荷さ
れており、且つ空気力によってアンロックされることが
可能である。従って、装置によってのみ動作することの
可能なロック手段が設けられており、従ってオペレータ
がカセットを開放してマスクを乱したり汚染したりする
ことがない。
ー211の垂直壁の周辺部回りの所定位置に設けられて
おり、従って内側方向への移動の際に、これらのロック
部材はトレー202を、例えば、当接面208aによる
か又はトレー202の端部に於ける穿孔内に侵入するこ
とによりカバー211の底部内にロックさせる。これら
のロックピンは、通常、ロック位置にスプリング負荷さ
れており、且つ空気力によってアンロックされることが
可能である。従って、装置によってのみ動作することの
可能なロック手段が設けられており、従ってオペレータ
がカセットを開放してマスクを乱したり汚染したりする
ことがない。
マスクカバー211は、更に、外部底部位置に穿孔を有
しており、それは出入れローディング機構212上のピ
ン(不図示)と整合し、従ってマスクカセットは1方向
にのみ該機構内にロードさせることが可能であり、従っ
て、マスクをその回転配向状態に於いてマスクホルダー
上の最終的な位置へ固定させる。ピン237はカバー2
11を貫通して延在しており、且つマスク端部と当接す
る先端を有しており、これによりマスクの振動を防止し
ている。
しており、それは出入れローディング機構212上のピ
ン(不図示)と整合し、従ってマスクカセットは1方向
にのみ該機構内にロードさせることが可能であり、従っ
て、マスクをその回転配向状態に於いてマスクホルダー
上の最終的な位置へ固定させる。ピン237はカバー2
11を貫通して延在しており、且つマスク端部と当接す
る先端を有しており、これによりマスクの振動を防止し
ている。
第20図は第6図に示した従来の走査ミラーサブシステ
ムと置換される本発明に於いて使用される圧縮光学系を
示している。第20図に於いて、マスクからの像A及び
Cとウェハからの像Bが第20図に示した2次画像位置
400に合焦される。
ムと置換される本発明に於いて使用される圧縮光学系を
示している。第20図に於いて、マスクからの像A及び
Cとウェハからの像Bが第20図に示した2次画像位置
400に合焦される。
この位置に於いて、これらの像はA、B及びCを通る直
線に対して平行か又は直角の方向に直線的に偏光されて
いる。これらの像を処理する為にカメラ410上に画像
形成させる前に更に増倍させることが必要であり、この
ことはレンズ402によって行なわれる。レンズの直後
に於いて半波プレート403を使用し、偏光面を45度
回転させている。光が偏光用ビームスプリッタ404へ
入射され、その光の50%が透過され残りの50%が反
射される。これら2つの光ビームは1/4波長板405
を通過し、その際に光は円偏光した光に変化され、ミラ
ー406で反射され、再度1/4波長板405を通過し
、元の偏光面と直交する偏光面を有して現出する。従っ
て両方の偏光面がビームスプリッタ404を通過するか
又は所要により、ビームスプリッタで反射し、非回転ミ
ラー407へ到達し、更に、必要に応じ、所望のカメラ
に対し固定したミラー408を通過して進行し、更にカ
メラ410へ向かって進行する。
線に対して平行か又は直角の方向に直線的に偏光されて
いる。これらの像を処理する為にカメラ410上に画像
形成させる前に更に増倍させることが必要であり、この
ことはレンズ402によって行なわれる。レンズの直後
に於いて半波プレート403を使用し、偏光面を45度
回転させている。光が偏光用ビームスプリッタ404へ
入射され、その光の50%が透過され残りの50%が反
射される。これら2つの光ビームは1/4波長板405
を通過し、その際に光は円偏光した光に変化され、ミラ
ー406で反射され、再度1/4波長板405を通過し
、元の偏光面と直交する偏光面を有して現出する。従っ
て両方の偏光面がビームスプリッタ404を通過するか
又は所要により、ビームスプリッタで反射し、非回転ミ
ラー407へ到達し、更に、必要に応じ、所望のカメラ
に対し固定したミラー408を通過して進行し、更にカ
メラ410へ向かって進行する。
第20図に於いては、これらの像は最終像位置409に
示されている。この点に於いて、6個の光スポットがカ
メラ面内に形成されており、その内の2つA′及びC′
は使用されない。残りの4個は適切な整合を行なう為に
カメラ面内に形成される。像402から高度の倍率が必
要とされるので、中間のスポット対は余り拡がり過ぎて
カメラの面内に入らず、従ってこれらのスポットを互い
に近付ける為の手段を使用せねばならない。
示されている。この点に於いて、6個の光スポットがカ
メラ面内に形成されており、その内の2つA′及びC′
は使用されない。残りの4個は適切な整合を行なう為に
カメラ面内に形成される。像402から高度の倍率が必
要とされるので、中間のスポット対は余り拡がり過ぎて
カメラの面内に入らず、従ってこれらのスポットを互い
に近付ける為の手段を使用せねばならない。
第6図に示した従来技術に於いては、ミラー位置407
に於いて走査ミラーを使用している。従って、B′、A
′スポットは半分の時間でカメラの面内に結像され、C
′、B′スポットは残りの時間にカメラの面内に形成さ
れる。本発明に於いては、倍率が、十分に大きいので、
走査ミラーをミラー位置に於いて角度を付けて配設した
部分408a及び408bを有する分割固定ミラーで置
換えることが可能である。このミラーは、像B′、A′
を形成する光がこのミラーの左側に到達し且つ像C′、
B′を形成する光がこのミラーの右側部分に到達する様
な位置に配置されている。従って、各スポット対は独立
してカメラの面に向かって指向させることが可能である
。注意すべきことであるが、4個の全てのスポットは1
00%の時間カメラ面上に入射する。従来技術と比較し
この新しい構成の利点は以下の如くである。
に於いて走査ミラーを使用している。従って、B′、A
′スポットは半分の時間でカメラの面内に結像され、C
′、B′スポットは残りの時間にカメラの面内に形成さ
れる。本発明に於いては、倍率が、十分に大きいので、
走査ミラーをミラー位置に於いて角度を付けて配設した
部分408a及び408bを有する分割固定ミラーで置
換えることが可能である。このミラーは、像B′、A′
を形成する光がこのミラーの左側に到達し且つ像C′、
B′を形成する光がこのミラーの右側部分に到達する様
な位置に配置されている。従って、各スポット対は独立
してカメラの面に向かって指向させることが可能である
。注意すべきことであるが、4個の全てのスポットは1
00%の時間カメラ面上に入射する。従来技術と比較し
この新しい構成の利点は以下の如くである。
a)高価な部品(走査ミラー)を排除し、装置の全体的
な費用を減少させている。
な費用を減少させている。
b)主要な振動源である走査ミラーの排除。この振動は
装置の種々の部分を振動させ、画像特性又は整合精度を
低下させる。
装置の種々の部分を振動させ、画像特性又は整合精度を
低下させる。
c)光は50%の時間では無<100%の時間各スポッ
トからカメラ上に到達するので、信号が改善される。
トからカメラ上に到達するので、信号が改善される。
倍率が十分に高くない場合には、これらのスポットを形
成する光は位置408に於ける分割ミラーを使用するこ
とを許容する程十分に分離されない場合がある。一方、
倍率が極めて低いと、4個の全てのスポットがカメラ面
上に形成され、従って走査ミラーも分割ミラー技術も必
要とされない。
成する光は位置408に於ける分割ミラーを使用するこ
とを許容する程十分に分離されない場合がある。一方、
倍率が極めて低いと、4個の全てのスポットがカメラ面
上に形成され、従って走査ミラーも分割ミラー技術も必
要とされない。
何らかの理由により、中間倍率を使用せねばならない場
合には、走査ミラーを使用する場合が考えられる。走査
ミラーを排除するということの一般的な利点は、十分に
大きなものであるから、倍率は走査ミラーを使用せねば
ならない場合の値よりも大きくするか又は小さくして使
用される。
合には、走査ミラーを使用する場合が考えられる。走査
ミラーを排除するということの一般的な利点は、十分に
大きなものであるから、倍率は走査ミラーを使用せねば
ならない場合の値よりも大きくするか又は小さくして使
用される。
本明細書に開示したリソグラフィー装置に於いて使用さ
れている電子装置は分割した処理構成を採用しており、
ホストコンピュータが装置全体及び自動整合を行なう為
の専用プロセサ及びDCモータサーボ機構を制御する。
れている電子装置は分割した処理構成を採用しており、
ホストコンピュータが装置全体及び自動整合を行なう為
の専用プロセサ及びDCモータサーボ機構を制御する。
ユーザとのインターフェースはCRTを介して行なわれ
、CRTはシステム全体の状態又は任意のサブシステム
の詳細な状態をディスプレーすることが可能である。操
操を行なう場合には、通常、制御パネル及びキーボード
を介して行なわれる。本装置はカセットからカセットへ
のウェハ処理と、安全操作及びメインテナンスの為の2
個の冗長なセーフティーインターロックシステムと、一
定温度±0.2°Fを維持する為の環境システムと、粒
子の存在しない環境とを有している。ディスプレー及び
安全特性を有する電子パッケージは周知であり、スタン
ダードな一般的に行なわれている方法と同じである。
、CRTはシステム全体の状態又は任意のサブシステム
の詳細な状態をディスプレーすることが可能である。操
操を行なう場合には、通常、制御パネル及びキーボード
を介して行なわれる。本装置はカセットからカセットへ
のウェハ処理と、安全操作及びメインテナンスの為の2
個の冗長なセーフティーインターロックシステムと、一
定温度±0.2°Fを維持する為の環境システムと、粒
子の存在しない環境とを有している。ディスプレー及び
安全特性を有する電子パッケージは周知であり、スタン
ダードな一般的に行なわれている方法と同じである。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
第1図は全体的なX線リソグラフィー装置のブロック線
図、第2図はゾーンターゲットのターゲット像形成を示
した説明図、第3図はウェハの傾斜が整合精度に与える
影響を示した説明図、第4図はマスクとウェハのターゲ
ットを示した説明図、第5図はマスク及びウェハ上のタ
ーゲットのレイアウトを示した説明図、第6図は本リソ
グラフィー装置の光学系を示した概略図、第7図はX線
リソグラフィー装置の正面図、第8図はその装置の平面
図であり特にマスク及びウェハを中央部へ搬送する手段
を示した平面図、第9図は対物レンズ調整手段の側面図
、第10図はその背面図、第11図はその平面図、第1
2図は対物レンズを調整する為のマルチレバー方式の別
の実施例を示した説明図、第13図は本発明に於いて有
用なマスク整合装置の1部切欠平面断面図、第14図は
その底面図、第15図は第14図の15−15線に沿っ
て取った断面図、第16図は6軸ウェハステージとして
使用されるウェハ調節装置の分解斜視図、第17図は対
物レンズとマスク整合器・位置決器と6軸ステージと粗
Z軸ステージの基準を決める状態を示した断面図、第1
8図はマスクカセットから装置中心部に於けるマスク整
合器へマスクを搬送する装置を示した部分断面図、第1
9図はマスクカセットの断面図、第20図は改良した圧
縮光学系の概略図、第21図は第16図の左側正面から
取った調節装置の1部切欠断面図、第22図は調節装置
の平面図、である。 (符号の税明) 290:マスク 291:マスク保持・整合機構 300:X線装置 301:ヘリウム室 302:X線 307:半導体ウェハ 309:マスク位置決器 317:ピンチャック 特許出願人マイクロニクスパートナーズFig、2へ3 Fig、4Fig、6 Fig、7 40 Fig、16 Fig、/7 手続補正書 昭和59年9月18日 特許庁長官志賀学殿 1、事件の表示昭和59年特許願第48283号2、発
明の名称リソグラフィ−装置 3、補正をする者 事件との関係特許出願人 4、代理人 5、補正命令の日付自発 6、補正により増加する発明の数なし 7”<Vrb)’、””4t1sつ”’””g’”震え
”し)141−
図、第2図はゾーンターゲットのターゲット像形成を示
した説明図、第3図はウェハの傾斜が整合精度に与える
影響を示した説明図、第4図はマスクとウェハのターゲ
ットを示した説明図、第5図はマスク及びウェハ上のタ
ーゲットのレイアウトを示した説明図、第6図は本リソ
グラフィー装置の光学系を示した概略図、第7図はX線
リソグラフィー装置の正面図、第8図はその装置の平面
図であり特にマスク及びウェハを中央部へ搬送する手段
を示した平面図、第9図は対物レンズ調整手段の側面図
、第10図はその背面図、第11図はその平面図、第1
2図は対物レンズを調整する為のマルチレバー方式の別
の実施例を示した説明図、第13図は本発明に於いて有
用なマスク整合装置の1部切欠平面断面図、第14図は
その底面図、第15図は第14図の15−15線に沿っ
て取った断面図、第16図は6軸ウェハステージとして
使用されるウェハ調節装置の分解斜視図、第17図は対
物レンズとマスク整合器・位置決器と6軸ステージと粗
Z軸ステージの基準を決める状態を示した断面図、第1
8図はマスクカセットから装置中心部に於けるマスク整
合器へマスクを搬送する装置を示した部分断面図、第1
9図はマスクカセットの断面図、第20図は改良した圧
縮光学系の概略図、第21図は第16図の左側正面から
取った調節装置の1部切欠断面図、第22図は調節装置
の平面図、である。 (符号の税明) 290:マスク 291:マスク保持・整合機構 300:X線装置 301:ヘリウム室 302:X線 307:半導体ウェハ 309:マスク位置決器 317:ピンチャック 特許出願人マイクロニクスパートナーズFig、2へ3 Fig、4Fig、6 Fig、7 40 Fig、16 Fig、/7 手続補正書 昭和59年9月18日 特許庁長官志賀学殿 1、事件の表示昭和59年特許願第48283号2、発
明の名称リソグラフィ−装置 3、補正をする者 事件との関係特許出願人 4、代理人 5、補正命令の日付自発 6、補正により増加する発明の数なし 7”<Vrb)’、””4t1sつ”’””g’”震え
”し)141−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板に印字シーケンスを行なうリングラフィー装置
に於いて、 a)作業ステーションを有しており、前記作業ステーシ
ョンが、 I)ビーム室と、 II)前記ビーム室の一端にビーム源を取付ける為の手
段と、 III)前記ビーム室の反対端に隣接した位置にマスク
を取付ける為の手段と、 IV)前記ビーム室の内側に画像検知手段を取付ける為
の手段とを有しており、b)前記ビーム源の反対側の前
記マスクの側に於いて前記マスクと接触するか又は離隔
させて半導体基板を所定位置に取付ける手段を有してお
り、 c)前記所定位置内において前記基板を取付ける手段を
3を越えた自由度で調節する手段を有しており、 d)前記マスクを取付ける為の手段へマスクをロードす
る手段を有しており、 e)前記基板を取付ける手段へ基板をロードする手段を
有しており、 f)前記画像検知手段を具備すると共に前記基板と前記
マスクとを整合する手段を有するりソグラフィー装置。 2、特許請求の範囲第1項に於いて、前記整合手段の動
作中及び前記マスク及び基板を前記ビームへ露呈させる
際に前記マスクが所定位置に固定されていることを特徴
とするリソグラフィー装置。 3、特許請求の範囲第1項に於いて、前記整合手段の動
作中及び前記マスク及び基板を前記ビームへ露呈させる
際に前記基板が所定位置に固定されていることを特徴と
するリソグラフィー装置。 4、特許請求の範囲第1項に於いて、前記ビームがX線
ビーム、紫外線ビーム又はイオンビームであることを特
徴とするリソグラフィー装置。 5、特許請求の範囲第1項に於いて、前記ビームがX線
ビームであり且つ前記ビーム室がヘリウムを有すること
を特徴とするリソグラフィー装置。 6、特許請求の範囲第1項に於いて、前記ビームがX線
ビームであり且つ前記ビーム室が真空であることを特徴
とするリソグラフィー装置。 7、特許請求の範囲第1項に於いて、前記作業ステーシ
ョン及び前記b)乃至f〉の手段が単一構成体に一体形
成されていることを特徴とするリソグラフィー装置。 8、特許請求の範囲第1項に於いて、前記ビーム取付け
手段と前記基板取付は手段との間の距離を予め調節する
為のアダプタ一手段を有することを特徴とするリソグラ
フィー装置。 9、特許請求の範囲第1項に於いて、前記マスクをロー
ドする手段と基板をロードする手段が前記作業ステーシ
ョンから横方向に配設されており、且つマスクカセット
と基板カセットとマスク及び基盤を取付ける為の前記ス
テーションに於ける夫々の手段に対し前記カセットの各
々と通信を行なうピックアップ手段とを有することを特
徴とするリソグラフィー装置。 10、特許請求の範囲第1項に於いて、前記画像検知手
段がマスクと基板とを整合させる為に前記室内の第1位
置へ移動すると共に前記マスク及び前記基板へ指向され
る前記ビーム源からのビームと干渉をしない前記室内の
第2位置へ移動可能であることを特徴とするリソグラフ
ィー装置。 11、特許請求の範囲第1項に於いて、前記画像検知手
段が複数個の対物レンズであることを特徴とするリソグ
ラフィー装置。 12、基板と離隔してマスクを整合することにより基板
を製造するリソグラフィー装置に於いて、中央に位置し
た主長手軸が前記マスク及び基板に対して直交しており
、前記マスク及び基板の各々が互いに離隔した周辺部分
にパターンを有しており、それらのパターンは整合マス
ク情報を伝達する入射光線によって照射されると前記光
線を合焦させて夫々の整合マーク像を形成し、前記マス
ク上の各パターンは前記基板上のパターンと関連してお
り、関連したパターンの各対は前記主軸に対し平行な軸
に沿って観測された場合にオフセット関係に位置されて
おり、前記マスクと基板とを離隔した関係で調節可能に
支持する手段が設けられており、前記整合マークの合焦
された像のアレイを形成する為に前記パターンを軸を外
れた光線ビームで照射する為の手段が設けられており、
3組以上のパターンを形成し前記組の少なくとも1個が
前記組の2つの間に引かれた線から離隔される様に3組
以上のパターンを形成する手段が設けられており、前記
基板とマスクと互いに自由度6で位置調整する手段が設
けられていることを特徴とするリソグラフィー装置。 13、特許請求の範囲第12項に於いて、前記マスク及
び前記基板上に水平方向に離隔したスクライブ線と垂直
方向に離隔したスクライブ線とがあり、前記水平方向及
び垂直方向のスクライブ線の各々が前記主長手軸と交差
する中心を有しており、前記パターンの第1及び第2の
組は前記水平スクライブ線内に位置されると共に第3組
のパターンが前記垂直スクライブ線間に位置されること
を特徴とするリソグラフィー装置。 14、ビーム源と、前記ビーム源を取付ける室と、マス
クを取付ける手段と、前記ビーム源から前記マスクの反
対側に基板を取付ける手段と、前記基板を前記マスクと
平行且つ一致させて整合させる手段とを有するリソグラ
フィー装置に於いて、名目的なシールを形成する為に前
記マスクを前記室の端部に緩く当接させる位置決め手段
が設けられており、前記整合手段が前記室内の少なくと
も3個の離隔した整合ターゲットを検知する為の画像検
知手段を有しており、且つ前記取付けたマスクに乱れを
与えることなく一連の基板を一つずつ前記マスクと整合
させることが可能なリソグラフィー装置。 15、特許請求の範囲第14項に於いて、前記ビーム源
と前記基板を取付ける為の手段との間の距離を調節する
為に前記室に接続してアダプタ一手段を設けたことを特
徴とするリソグラフィー装置。 16、特許請求の範囲第14項に於いて、前記画像検知
手段が光学的対物系であり、且つ前記対物系から前記室
の外側に装着されている整合光学系へ光を通過させる為
に前記室内に窓手段が設けられており、前記室の体積を
最小としたことを特徴とするリソグラフィー装置。 17、特許請求の範囲第16項に於いて、露光中、前記
対物系が前記ビームが前記マスク及び基板を照射するこ
とを阻止しない様に前記室内の所定位置へ移動可能であ
ることを特徴とするリソグラフィー装置。 18、特許請求の範囲第14項に於いて、前記室内に気
体が充填されており、シール位置に於ける前記室に対抗
する前記マスクの側に於ける気体の圧力と前記基板に対
抗する前記マスクの反対側に於ける大気圧力とをバラン
スさせる手段が設けられていることを特徴とするリソグ
ラフィー装置。 19、特許請求の範囲第14項に於いて、前記マスク及
び基板が前記ビーム源からのビームへ露光される場合と
同一の位置に於いて整合されることを特徴とするリソグ
ラフィー装置。 20、特許請求の範囲第14項に於いて、前記基板と前
記マスクとの間の距離を調節する手段が設けられている
ことを特徴とするリソグラフィー装置。 21、特許請求の範囲第14項に於いて、前記取付けた
マスクに対し前記基板の配向状態を自由度6で調節する
手段が設けられていることを特徴とするリソグラフィー
装置。 22、特許請求の範囲第14項に於いて、前記基板取付
け手段から前記基板を排出させると共に前記基板取付は
手段へ新たな基板をロードさせ且つ前記マスクに乱れを
与えることなく前記新しい基板を整合させる手段が設け
られていることを特徴とするリソグラフィー装置。 23、特許請求の範囲第14項に於いて、前記整合手段
が、像形成用カメラと、前記マスク及び基板上のターゲ
ットパターンを画定する手段と、前記カメラに入射され
る前記パターンの画像のスパンを幅狭とさせる圧縮光学
系とを有しており、前記圧縮光学系が前記カメラの像形
成範囲内の幅狭とされた領域内に前記画像を反射させる
角度をつけて配設した部分を具備する分割ミラーを有す
ることを特徴とするリソグラフィー装置。 24、特許請求の範囲第14項に於いて、基板を前記基
板取付は手段へ搬送する搬送手段が設けられている事を
特徴とするリソグラフィー装置。 25、特許請求の範囲第24項に於いて、前記搬送手段
の各々が前記搬送手段を前記夫々の取付け手段へアーチ
状に移動させる手段を有することを特徴とするリソグラ
フィー装置。 26、特許請求の範囲第14項に於いて、前記ビームが
X線ビームであり、前記基板が半導体ウェハであること
を特徴とするリソグラフィー装置。 27、直線的に移動されるべき装置であって、前記装置
を所定の移動長さに渡って特定位置へ移動させる手段を
有する装置に於いて、前記移動させる手段が、それに対
して前記装置の直線的移動が望まれる固定支持体と、正
確な増分直線運動を回避するためのピエゾ電気モータを
具備する手段と、前記ピエゾモータに並置されておりこ
の様な増分運動を受取ると共に前記直線運動を増加させ
る第1屈曲支点手段と、前記増加された直線運動を受取
ると共に前記直線運動を更に増加させる第2屈曲支点手
段と、前記装置を前記第2支点手段の端部に取付けると
共に前記装置を前記固定支持体に関して直線的に移動さ
せる手段とを有することを特徴とする装置。 28、特許請求の範囲第27項に於いて、前記第1支点
手段が前記ピエゾ電気モータから第1方向へ延在し、前
記第2支点手段が前記第1支点手段から離隔して折返さ
れており且つ前記モータへ向かって延在することを特徴
とする装置。 29、特許請求の範囲第28項に於いて、前記モータが
直線軸上に位置されており、前記第1支点手段の一端が
第1支点手段及び前記モータの上方へ延在しており、前
記装置を取付ける為の手段が前記第1方向と反対方向に
於いて前記モータの端部から変位されて前記直線軸に対
し実質的に直交して位置されていることを特徴とする装
置。 30、特許請求の範囲第27項乃至第29項の内の何れ
か1項に於いて、前記装置が半導体ウェハ及びウェハマ
スクを整合する為のX線、紫外線又はイオンビームを使
用した半導体リソグラフィー装置内に位置された複数個
の光学的対物系の1つであることを特徴とする装置。 31、特許請求の範囲第27項に於いて、前記第1屈曲
支点手段がブロック状のC字形状部材を有しており、C
字形状部材の第1脚部は前記固定支持体に対して固着さ
れており、その第2脚部は片持梁状に支持した端部を有
し初期の増分運動を増加させ、且つその幅狭とした中央
部分は前記第1脚部と第2脚部との間の一体的な可撓リ
ンクを形成していることを特徴とする装置。 32、直線的に移動されるべき光学的対物系に於いて、
前記対物系を所定移動長ざに渡って特定位置へ移動させ
る手段を有しており、前記手段が、相対的に前記対物系
の直線運動が必要とされる固定支持体と、前記支持体に
動作可能に接続されたピエゾ電気モータ及び前記モータ
から延在しており直線増分的に移動可能なピエゾラムと
、第1面内に位置されると共に第′1端を前記ピエゾラ
ムと接触させている第1レバーと、前記ラムの直線運動
により前記レバーの屈曲を許容するために前記第1レバ
ーの第1端に接続されている第1屈曲手段と、前記第1
レバーの面から変位した第2面内に延在する第2レバー
と、前記第1レバーの第2端に隣接しており前記第2レ
バー上の点を前記第2レバーの第1端の内側と接触させ
る手段と、前記点の外側の前記第2レバーの前記第1端
へ接続されている第1部分と前記支持体に関して固定さ
れている第2部分とを具備した第2屈曲手段と、前記第
2レバーの第2端に於いて前記第2レバーの前記第2端
を前記対物系へ可撓的に接続する手段とを有することを
特徴とする光学的対物系。 33、特許請求の範囲第32項に於いて、前記第1レバ
ー及び第1屈曲手段がブロック状のC字形状部材を有し
ており、その第1上部脚部は前記固定支持体へ取付けら
れており、その幅狭の中央部分は一体的な可撓リンクを
形成しており、その第2底部脚部は前記リンクの反対側
で前記ラムの運動を増大させる片持梁状の端部を有する
ことを特徴とする光学的対物系。 34、特許請求の範囲第32項に於いて、前記第2レバ
ーが90°L字形状部材を有しており、その底部脚部は
下方向に延在すると共に前記第2屈曲手段の中央部分を
受ける為に軸支されており、その上部脚部は前記第1レ
バーと反対方向で実質的に水平方向に延在しており、前
記ラムの運動を更に増大させることを特徴とする光学的
対物系。 35、特許請求の範囲第32項に於いて、複数個の対物
系が設けられており、その各々が前記固定支持体に対し
て独立的に移動可能であり、且つその各々が別々の前記
移動手段へ取付けられていることを特徴とする光学的対
物系。 36、マスクを取付ける為の穿孔を具備した部材を有す
るマスク整合装置に於いて、固定支持体手段を有すると
共に、前記部材を前記支持体手段に関して整合させる整
合手段を有しており、前記整合手段が、直線的に移動す
るシャフトを具備したリニアモータ手段を有しており、
前記モータ手段は前記部材及び前記シャフトと前記固定
支持体手段との間の可撓リンクへ取付けられており、前
記シャフトの運動により前記部材を前記固定支持体手段
に関して移動させ前記マスクを空間的に位置付けること
を特徴とするマスク整合装置。 37、特許請求の範囲第36項に於いて、前記固定支持
体手段が離隔した支持体を有すると共に、それから延在
する直立した剛性ポストを有しており、前記可撓リンク
が前記シャフトから前記ポストへ延在する可撓ワイヤを
有することを特徴とするマスク整合装置。 38、特許請求の範囲第36項に於いて、前記装置内に
於いて前記マスクを保持すると共に粗整合させる手段を
有することを特徴とするマスク整合装置。 39、特許請求の範囲第38項に於いて、前記粗整合手
段が前記部材上に装着されると共にその端部に前記穿孔
内へ内側に延在するベアリング表面を具備した直線的に
動作可能なロッドシャフトを具有する第1シリンダ手段
と、前記部材上に装置されており且つその端部に於いて
前記穿孔内に内側に延在するベアリング表面を具備して
おり直線的に動作可能なシャフトを具有する第2シリン
ダ手段とを有しており、前記第2シリンダ手段及びヘア
リンク表面が前記第1シリンタ手段及びベアリング表面
と対抗して配設されており、前記第2ベアリンク表面を
内側方向へ動作させることにより取付けられているマス
クを前記第1ベアリング表面及び第2ベアリング表面に
対して当接させることを特徴とするマスク整合装置。 40、特許請求の範囲第39項に於いて、マスクを前記
部材に対して着脱自在に取付ける為の真空カップ手段と
前記ベアリング表面を前記マスクから後退させる手段と
を有することを特徴とするマスク整合装置。 41、特許請求の範囲第40項に於いて、前記カップ手
段内の真空が送出されることを検知すると共に前記第1
シリンダ手段及び第2シリンダ手段を付勢させ前記ベア
リング表面を前記ウェハと接触させて前記ウェハを保持
する手段を有することを特徴とするマスク整合装置。 42、特許請求の範囲第36項に於いて、前記リニアモ
ータ手段が前記リング部材の内側周辺部に対して実質的
に接線方向に位置されており、前記固定支持体手段が前
記部材の1部内へ延在しており、ベアリング部分が前記
リニアモータ手段の動作可能な移動シャフトと整合され
ると共に前記部材と前記固定支持手段との間に位置され
ており、前記固定支持体手段から直立する剛性ポストが
前記ベアリング部分を介して延在し且つ前記可撓リンク
へ接続されていることを特徴とするマスク整合装置。 43、特許請求の範囲第36項において、前記モータ手
段と前記固定支持体手段との間のスパンを長くする為に
前記モータ手段が前記固定支持体手段へ向かって前記シ
ャフトを外側へ移動させる際に前記可撓リンクがプッシ
ュロッドとして機能するのに十分な剛性を有することを
特徴とするマスク整合装置。 44、特許請求の範囲第36項に於いて、前記整合手段
が前記部材の内側へ位置されており、且つ前記リニアモ
ータ手段が前記固定支持体手段に関して前記部材を回転
方向に配向動作させることが可能であると共に前記部材
を前記固定支持体手段に関してx座標及びy座標に於い
て移動させることが可能であることを特徴とするマスク
整合装置。 45、整合すべき物体を支持する手段を具備した整合装
置に於いて、前記支持手段が、実質的に平坦な支持プレ
ートと、前記支持プレートと平行な面内に位置されると
共にそれに対して垂直に配向されており一連の離隔され
たピエゾ電気リニアモータであってその各々が前記支持
プレートをZ軸方向に移動させる為に前記支持プレート
の後側に当接すると共に支持すべく構成された可動シャ
フトを具備したリニアモータを設けた実質的に回転可能
なプレートと、前記回転可能なプレートを回転運動させ
る為の■駆動ピエゾ電気リニアモータと、前記回転可能
なプレートと平行な面内に位置されている実質的に平坦
なx−y移動プレートと、前記回転可能なプレートを前
記x−y移動プレートへ接続させる為の第1屈曲手段と
、前記移動プレートを前記移動プレートの面内に於いて
×座標及びy座標に沿って駆動する為に前記×−y移動
プレートに接続されている一対のピエゾ電気モータと、
前記移動プレートを支持する為の第2屈曲手段とを有し
ており、前記ピエゾ電気モータの全てはオン・オフ及び
出入れシーケンスに於いて様々に駆動ざれ前記支持プレ
ートを所要に応じx、y、z及び■方向に移動させて前
記物体を所望の空間位置に配向させる様に構成されてい
ることを特徴とする整合装置。 46、特許請求の範囲第45項に於いて、前記支持プレ
ートを前記回転可能なプレートに対して傾斜させる為に
前記一連のピエゾ電気モータを異なって動作させる手段
を有することを特徴とする整合装置。 47、特許請求の範囲第45項に於いて、前記物体が半
導体ウェハ、マスク又は基板であって、支持プレートと
回転可能なプレートと移動プレートとを囲繞する固定ス
テージハウジングが設けられており、マスクと当接し初
期的にウェハとマスクとのギャップ距離を設定する為に
前記支持プレート及び前記ウェハの上方に於いて前記ハ
ウジングから延在する固定スペーサ手段が設けられてい
ることを特徴とする整合装置。 48、特許請求の範囲第45項に於いて、前記支持体と
回転可能なプレートと移動プレートとを囲繞する固定ス
テージハウジングが設けられており、前記ハウジングと
前記支持プレートと前記回転可能なプレートと前記移動
プレートと前記第1及び第2屈曲手段と前記ピエゾ電気
モータの全てを粗Z空間位置へ移動させる手段が設けら
れていることを特徴とする整合装置。 49、特許請求の範囲第45項に於いて、前記x−y及
び■ピエゾ電気モータが前記移動プレートの下側に装着
されており、且つ前記移動プレート及び前記回転可能な
プレートに夫々接続されている前記モータによって動作
可能なリンク手段を有することを特徴とする整合装置。 50、特許請求の範囲第45項に於いて、前記支持プレ
ートが基本的に円形の半導体ウェハを受取るべく円形形
状であり、前記回転可能なプレートが三分裂ローブ形状
であり、前記一連のピエゾ電気モータの1つが前記ロー
ブの各々を貫通しており、前記移動プレートが基本的に
正方形であることを特徴とする整合装置。 51、特許請求の範囲第50項に於いて、前記支持プレ
ート及びウェハの上方で且つ基本的にそれと平行な離隔
した面内に延在するマスクに対して前記取付けたウェハ
を配向させる直立状の垂直に離隔したマスク整合手段が
設けられており、前記プレートは前記整合手段を受納す
べく穿孔が穿設されており、前記回転可能なプレートは
前記整合手段が前記ローブ間の前記回転可能なプレート
の端部区域を通過して自由に延在するように寸法構成さ
れており、前記支持プレートは前記整合手段の直径間隔
よりも小ざな直径を有することを特徴とする整合装置。 52、特許請求の範囲第45項に於いて、前記y駆動ピ
エゾ電気モータが外側方向又は内側方向へ駆動する際に
、前記第2屈曲手段がプシュプルロッドとして機能する
のに十分な剛性を有することを特徴とする整合装置。 53、マスク搬送装置に於いて、固定支持部材が設けら
れており、前記支持部材によって保持されるべく構成さ
れており底部開放カバーを具備したカセットが設けられ
ており、前記力カセットは前記カバーの開放底部を横切
って延在する底部トレーを有しており、前記トレーはト
レーの上部表面上にマスクを担持するように構成されて
おり、前記トレーを前記カバーに関してロック及びアン
ロックする手段が設けられており、前記トレーのアンロ
ックされた態様に於いて前記トレーの下部表面を支持す
べく動作可能なトレー支持手段が設けられており、前記
カバーとトレーとを分離する手段が設けられていること
を特徴とするマスク搬送装置。 54、特許請求の範囲第53項に於いて、前記マスクを
前記カセット頂部から変位した位置に取付ける手段と、
前記トレー及び担持されているマスクを前記カセットか
ら前記変位位置へ搬送する手段とを有することを特徴と
するマスク搬送装置。 55、特許請求の範囲第54項に於いて、前記変位位置
に於いて前記支持部材と固定した関係で前記担持したマ
スクを前記位置へ取付ける手段を有することを特徴とす
るマスク搬送装置。 56、特許請求の範囲第55項に於いて、前記担持した
マスクを前記位置に取付ける手段がマスク整合器である
ことを特徴とするマスク搬送装置。 57、特許請求の範囲第56項に於いて、前記マスク整
合器が前記搬送手段によって搬送されてくるマスクを保
持すべく構成されている真空カップ手段を有することを
特徴とするマスク搬送装置。 58、特許請求の範囲第54項に於いて、前記カセット
内のマスクに対してキャリプレーション組立体を置換し
、前記組立体が前記変位位置へ搬送されてその位置に於
いてマスク保持装置を較正することを特徴とするマスク
搬送装置。 59、マスクカセットに於いて、閉塞した頂部部分から
垂下する側壁を具備した下部開放カバーと、前記カバー
の開放底部を横切って着脱自在に延在しており且つマス
クを支持すべく較正されている底部トレーと、前記カバ
ーに関して前記トレーをロック及びアンロックする為の
機械操作される手段とを有しており、前記トレー及び支
持されているマスクがアンロック状態に於いて前記カバ
ーから下方向へ取り出すことが可能であることを特徴と
するマスクカセット。 60、特許請求の範囲第59項に於いて、前記カセット
及び支持されているマスクがX線又は紫外線半導体ホト
リソグラフィーに於いて使用されるか又はマスクの製造
、検査及び修復に於いて使用されることを特徴とするマ
スクカセット。 61、マスクを使用するリソグラフィ一方式に於いてマ
スクを固定位置へ搬送すると共にロードする方法に於い
て、上部カバーとそれにロックされた底部可動トレーど
を具備し前記トレーがその内側表面上にマスクを載置し
ているカセットをローディング機構内へ配置し、真空カ
ップ上部を具備するリフトシリンダを前記トレー下側の
所定位置へ移動させ、前記真空カップ上部を前記トレー
の外側底部表面と真空係合関係に位置付け、前記トレー
を前記カバーからアンロックし、前記リフトシリンダと
トレーと担持されているマスクを前記カバーから分離し
、アーム上の前記リフトシリンダを前記固定位置へ横方
向に搬送し、前記リフトシリンダとトレーと担持されて
いるマスクと前記固定位置に於いて真空保持手段を具備
するマスクホルダと当接する位置へ上昇させ、前記マス
クを前記トレーから前記真空保持手段へ転送させ前記リ
フトシリンダとカップとトレーとを下方向へ移動させる
と共に前記アームを前記固定位置から横方向へ移動させ
て前記マスクを阻止されずに使用することを可能とする
ことを特徴とする方法。
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