JPS62216326A - ギヤツプ位置決め装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はギャップ位置決め装置に係り、特に対向して設
けられる２面間の間隙調整を高精度に行なうギャップ位
置決め装置に関する。

（従来の技術） 近年の高精度加工機、精密測定機、半導体製造装置等に
おいては、サブミクロン以下の微小な位置決めが必要と
されている。例えば、露光用マスクとウェハ素子とを近
接させて露光する露光装置においては、ウェハ素子にマ
スクパターンを描写する際に、ウェハ素子上面とマスク
面を一定のギャップに高精度に位置決めする必要があっ
た。

このような位置決め装置としては、例えば第５図に示す
ごとき装置が提案されている。（特開昭６０−１５４６
１７号公報等に記載）第５図においては、Ｘ−Ｙ−Ｚテ
ーブル２３上に装着されたウェハ素子２１の上方に露光
用マスク２５がマスクホルダー２６に固定され、露光用
マスク２５の外周に静電容量センサ２８が取付けられて
いる。これら静電容量センサ２８でウエノ・素子２１と
露光用マスク２５このギャップを測定した後に、微小駆
動機構２７によりウェハ素子２１と露光用マスク２５が
所定のギャップになるように制御される。

ところで、半導体の製造には多数の工程があり、ウェハ
素子２１の表面状態の変化、特に多種類の膜を形成する
ことにより工程毎にウェハ素子２１の表面の誘電率が変
化する。このため、静電容量センサ２８の特性（ウェハ
素子２１上面と静電容量センサ２８間距離と、静電容量
センサ２８出力この対応）から工程毎にキヤリプレーシ
璽ンを行なう必要があり、操作が繁雑となり、コストア
ップにもなる問題があった。

また、光の回折を用いて、ギャップを検出する装置もあ
るが、光の有する性質から、測定レンジが小さいという
欠点があり、ウェハ素子の厚さのバラつきによるギャッ
プの変化あるいは、露光用マスク交換の際にギャップを
大きくした時などにギャップ測定は不可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したごとく、静電容量型のセンサーでギャップ測定
を行なう場合には、製造工程毎にキヤリプレーシ冒ンを
行なわなければならず、また光の回折を用いるものにお
いては、測定レンジが小さく、ギャップが大きいと測定
不能と、なる問題が生じていた。

そこで本発明は、２面間のギャップの大きさに無関係で
、２面の表面状態の変化の影響を受けないギャップ位置
決め装置を提供する。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のギャップ位置決め装置においては、対向して設
けられる２面間のギャップを検出して位置決めを行なう
ギャップ位置決め装置において、２面間のギャップに所
定供給圧力の圧力流体を供給する静圧軸受機構と、この
静圧軸受機構による２面間の静圧力を検出する力検出手
段または、圧力流体の流量を測定する流量測定手段と、
力検出手段または流量測定手段によって得られる情報に
対応して２面間のギャップを調整するための駆動機構と
を具備する構成としている。

（作用） 本発明のギャップ位置決め装置において、ギを噴射し、
２面間のギャップを変化させる。その際に２面間のギャ
ップ変動に伴って変化する２面間の静圧力または噴出す
る圧力流体の流量を測定し、予め求めておいた所定ギャ
ップ時の静圧力または圧力流体の流量と比較して一致す
るまで２面間のギャップを調整する。この一致した２面
間のギャップに位置決めすることにより所定のギャップ
とすることができるものである。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する０ 第１図は、本発明のギャップ位置決め装置の第一の実施
例を示す概略構成図を示している。

第１図においては、ウェハ素子１はウェハ素子支持台２
に固定されており、このウェハ素子支持台２はＸＹ軸駆
動テーブル３（図中水平方向に移動可能）及びＺ軸駆動
テーブル４（図中上下方向に移動可能）により支持され
ており、これら駆動テーブル３，４は図示せぬ駆動モー
タにより移動させられる。

また露光用マスク５は、マスクホルダー６に固定されて
マスクホルダー６の外周面は露光用マスク５面と同一平
面上に保たれている。マスクホルダー６には、ウェハ素
子１に対向してノズル９から圧力流体を噴射する静圧軸
受機構１０が設けられている。そして、マスクホルダー
６は、例えば圧電素子等から構成される微小駆動機構７
と例えばロードセル等から成る力検出針８に支持されて
いる。

このような構成のギャップ位置決め装置におい°Ｃ、ウ
ェハ素子１と露光用マスク５を所定のギャツブに位置決
めするには次の手順で行なう。

まず、ノズル９から所定供給圧力の流体を噴射したとき
の所定ギャップ値に対する力検出計８の静圧力を予め求
めておき、所定入力設定を行なう。

そして、圧力室１４から実際にノズル９を経て常に所定
の供給圧カ一定の流体をウェハ素子１面へ噴射する。ウ
ェハ素子１をＺ軸駆動テーブル４によって上下移動し、
ウェハ素子１と露光用マスク５のギャップを変化させて
静圧力を変化させる。

その際にマスクホルダー６の静圧面とウェハ素子１この
間で生じる静圧力を力検出計８により検知し、所定入力
設定を行なった静圧力と完全に一致するように微小駆動
機構７を駆動してウエノ・素子１と露光用マスク５のギ
ャップを微調整する。

このようにすることによって、ウェハ素子１の表面状態
に影響されずにギャップ位置決めが精度良く行なえると
ともに測定レンジを広くすることもできる。

次に第２図を用いて本発明の第２の実施例を説明するが
、第１図と同一部分若しくは相当する部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。

第２の実施例においては、静圧力を測定する代りにノズ
ル９から噴射する流体の流量を測定するようにしたもの
である。つまり、ノズル９に連通している圧力室１４か
ら所定供給圧力の流体を案内する供給路１２の途中に例
えばオリフィス等の流量測定器１３を設けたものである
。

ここでノズル９から噴射する流体の流量は、ノズル９の
径に比べて所定ギャップが２０〜３０（μ専〕と小さい
ために、ノズル９の径によっては決定されず、ウェハ素
子１と露光用マスク５のギャップによって決定されるよ
うになる。

そこでまず、ノズル９から所定供給圧力の流体を噴射し
たときの所定ギャップ値に対する流量を流量測定器１３
によって予め求めておき、所定入力設定を行なう。そし
て、圧力室１４から供給路１２を経てノズル９から供給
圧カ一定の流体をウェハ素子１面へ噴射する。ウェハ素
子１をＺ軸駆動テーブル４によって上下移動し、ウェハ
素子１と露光用マスク５のギャップを変化させてノズル
９から噴射する流量を変化させる。

その際に供給路１２の途中に設けた流量測定器１３によ
って流量を測定し、予め求めて所定入力設定を行なった
流量と完全に一致するように微小駆動機構７を駆動して
ウェハ素子１と露光用マスク５のギャップを微調整する
ことによっ”Ｃギャップ位置決めが達成できる。

さらに、第１の実施例及び第２の実施例ともに、ノズル
９の先端に、ノズル９よりも広い開口面積を有するエア
ポケット１１を設けてもよく、このエアポケット１１を
設けることにより静圧軸受機構１０の剛性が高くカリ、
振動等の外乱の生じた場合でも位置決めの精度を良好に
保つことができる０ また、前述の静圧軸受機構１０．力検出計８若しくは流
量測定器１３、微小駆動機構７を各々３組以上設けるこ
とによってウェハ素子１と露光用マスク５の平行度を測
定でき、微小駆動機構７を各々駆動することによりウェ
ハ素子１と露光用マスク５を平行かつ精度よくギャップ
位置決めできる０ また、Ｘ線露光を行なう場合には、静圧軸受機構１０に
用いる作動流体としてＨｅガスを使用するとよい。

なお、本発明のギャップ位置決め装置は露光用マスクと
ウェハ素子のギャップ位置決めに限定して用いられるも
のではなく、２面間のギャップを測定して位置決めする
ものには発明の要旨を逸脱しない範囲で全てに適用でき
るものである。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように本発明によれば、対向する２面
間のギャップ位置決めを対向する２面の表面状態に影響
されずに精度良く行なうことができるとともに測定レン
ジも広げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のギャップ位置決め装置の第１の実施
例を示す概略構成図、第２図は、本発明の第２の実施例
を示す概略構成図、第３図は、従来のギャップ位置決め
装置を示す概略構成図である。 １・・・ウェハ素子　　５・・・露光用マスク７・・・
微小駆動機構　８・・・力検出針（力検出手段）９・・
・ノズル　　　　１０・・・静圧軸受機構１３・・・流
量測定器（流量測定手段）代理人　弁理士　則　近　憲
　佑 同　　　　竹　花　喜久男 ａη

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向して設けられる２面間のギャップを検出して
   位置決めを行なうギャップ位置決め装置において、 前記２面間のギャップに圧力流体を供給する静圧軸受機
   構と、この静圧軸受機構による前記２面間の静圧力を検
   出する力検出手段と、この力検出手段によって得られる
   情報に対応して前記２面間のギャップを調整するための
   駆動機構を具備したことを特徴とするギャップ位置決め
   装置。
2. （２）対向して設けられる２面間のギャップを検出して
   位置決めを行なうギャップ位置決め装置において、 前記２面間のギャップに圧力流体を供給する静圧軸受機
   構と、前記圧力流体の流量を測定する流量測定手段と、
   この流量測定手段によって得られる情報に対応して前記
   ２面間のギャップを調整するための駆動機構を具備した
   ことを特徴とするギャップ位置決め装置。