JPS629219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、浮上形アライメントステージの移動
台を固定するための装置に関する。

近年、半導体装置の製造装置においてマスクの
パターンをウエハに露光転写するための露光用ア
ライメントステージにおいては、ウエハよりも面
積の大きなマスクによつて多数の同一のパターン
を一括して露光転写する方法が採用されている。
しかしながら、転写すべきパターンの微細化等に
より製造工程中にウエハが変形され、これによつ
て転写パターンに局所的な位置ずれが生ずること
が問題となつてきている。

これに対処すべく、所謂ステツプアンドレピー
ト方式による露光転写が研究されているが、かゝ
る方式のアライメントステージにおいては、ウエ
ハを移動させるためのＸステージ及びＹステージ
は高速でしかも高精度に移動される必要がある。
この要求を充足するためには、ステージとその案
内部との間の摩擦抵抗及びステージの駆動部その
ものの摩擦抵抗を極力小さく抑えるようにすれば
良い。

ステージとその案内部との間の摩擦抵抗を小さ
くするためには、要は両者が直接接触しないよう
にすれば良いのであり、そのために静圧気体や磁
気の作用によつてステージを浮上させることが行
なわれている。一方、駆動部の摩擦抵抗を小さく
すべく機械的な接触をもたないリニアモータが使
用されている（例えば特開昭56―17341（以下
「先行例」参照）。

このように、案内部のみならず駆動部の摩擦抵
抗をも小さくすることによつてステージは高速度
で移動されかつ高精度で位置決めされることゝな
るが、位置決め後、ステージをその位置に固定し
ておくことに関してなお問題が残る。つまり、案
内部及び駆動部には殆んど摩擦がないため、ステ
ージは外部から加わる振動、ステージ自体の傾き
による分力又は場合によつてはステージ上の微動
調整機構の駆動に伴なう反力等の外力により、例
えこれらの力が微小であつても、容易に移動して
しまい、せつかくの位置決めが無駄になるのであ
る。

また、駆動部にリニヤモータを使用した場合に
は、フイードバツクをかけて移動台の停止位置を
制御しているが、制御系自体の安定性やリニヤモ
ータの発熱に対して十分な注意を払わないと、位
置決め後の固定に関して十分な安定性が得られな
い。

本発明はかゝる背景に基づき、上記不具合を解
消すること、すなわち移動台を高速かつ高精度に
移動及び位置決めすることができ、その後、複雑
な制御を必要とすることなく移動台を安定性良く
固定できる移動台の固定装置を提供することを目
的とする。

上記目的を達成するために、本発明において
は、定盤と、この定盤の上面に浮上する移動台
と、この移動台を定盤上の任意の位置に移動せし
める移動手段と、移動台を定盤上の任意の位置に
固定する固定手段とを備える浮上形アライメント
ステージに於いて、前記固定手段は移動台に設け
られる吸着部材を備え、この吸着部材は、板厚方
向に対して高い弾性を有し、板面方向に対して高
い剛性を有し、その板厚方向を上下方向に一致す
る様配置した板ばねにより上下動可能に移動台に
懸吊保持する如くなし、移動台を固定する場合
は、吸着部材のみが板ばねの弾性力に抗して下方
へ移動して定盤上面に吸着して、移動台が定盤上
面に浮上した状態のままその位置を定盤に固定可
能としたのである。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づき更に
詳述する。第１図において定盤１両側部の上面に
はそれぞれ案内ブロツク２が固定され、定盤１の
上面１ａ及び案内ブロツク２の側面２ａがそれぞ
れ案内面となつている。この定盤１及び案内ブロ
ツク２によつて画定される空所にはウエハが載置
される移動台３が移動可能（第１図の紙面と直角
な方向に）に収容されている。

すなわち、移動台３両側部の下面側にはそれぞ
れ静圧気体軸受パツド４が固定され、その下面４
ａ及び側面４ｂは上記案内面１ａ及び２ａに対向
している。移動台３からパツド４にかけて給気孔
５が形成され、気体吹出孔５ａ，５ｂがそれぞれ
パツドの下面４ａ及び側面４ｂにおいて開口して
いる。給気孔５の開口には給気管６が接続されて
いる。

移動台３とパツド４とによつて形成された空所
内には断面コ字形の固定装置ベース部材７が移動
台３に固定して配設されており、排気管８が両者
の中心部を貫通して延びている。排気管８の下端
には吸気孔１０ａを備えた吸着部材１０が取り付
けられ、その下面１０ｂが定盤１の上面１ａに対
向している。ベース部材７と吸着部材１０との間
に掛け渡された板ばね１１の内外両端は、それぞ
れ押え部材１２又は１３によつてベース部材７又
は吸着部材１０に取り付けられている。

なお、この移動台３を移動させるための駆動部
としては、前記リニヤモータが好適に使用される
が、これは公知のものであるため、ここでは詳述
しない。

また、移動台３の上方にはマスクを保持するマ
スクホルダが配設され、その中にはＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向及びθ方向の微動機構が組み込まれて
いるが、これも公知のものであるので、説明を省
略する。

次に本実施例の作動について説明する。

移動台３の移動にあたり、給気管６から圧縮空
気を供給すると、この空気は吹出孔５ａ，５ｂか
ら定盤１及び案内ブロツク２とパツド４との間の
間隙に供給され、両者間に静圧気体軸受が形成さ
れる。その結果、パツド４すなわち移動台３は定
盤１から僅かに浮上し、図示しない駆動部の作用
により第１図の紙面と直角な方向に移動される。
この時板ばね１１の作用で吸着部材１０も移動台
３と一体的に浮上するので、吸着部材１０が移動
台３の移動を妨げることはない。

移動台３が所定位置まで移動した後、排気管８
から真空を給気すると、板ばね１１の弾性力に抗
して吸着部材１０が下降され、その下面１０ｂが
定盤１の上面１ａに吸着される。なお、板ばね１
１はこのようにその板厚方向には弾性変形可能
（剛性が小さい）であるが、板厚と直角な方向に
は剛性が大きいので、この板ばね１１によつて吸
着部材１０と結合された移動台３もこの時移動す
ることはない。移動台３は一旦位置決めされた後
は、少々外力が加わつた程度では移動することは
なく、その位置に固定されるのである。この時移
動台３は定盤１から浮上したまゝである。

しかる後図示しないマスク側の微動調整を行な
い、マスクとウエハとが正確に位置合せされた状
態で露光転写を行なう。

次に移動台３をステツプ移動させるためには、
排気管８への真空給気を停止すれば良い。これに
より吸着力がなくなるので、吸着部材１０は板ば
ね１１の弾性力によつて定盤１から離れ、移動台
３は移動可能となるのである。この時、吸着部材
１０の浮上量は、板ばね１１に接触された規制部
材１４によつて規制される。

次に、本発明の別の実施例について第２図及び
第３図をもとに説明するが、簡略化のために上記
例と対応する部分には同一の番号を付して説明を
省略し、異なる部分についてのみ詳述する。

第２図に示す実施例においては、前記板ばね１
１の他にも、吸着部材１０とベース部材７の中心
部との間に引張りコイルばね１６が掛け渡されて
いる点に特徴がある。板ばね１１は主に吸着部材
１０が横方向に移動することを防止するために設
けられており、吸着部材１０を定盤１から分離さ
せる力をばね１６の弾性力によつて得るのであ
る。このようにすれば、吸着部材１０の横方向の
拘束力と吸着力の調整とが別々に行なえるので、
組立調整作業がより容易なものとなる。

また第３図に示す実施例においては鉄芯１７に
コイル１８を巻きつけて吸着部材１０を構成し、
吸着部材１０すなわち移動台３を移動させる場合
にはコイルに流す電流を遮断するが、固定する場
合には電流を流すようにする。そして定盤１も磁
性体によつてつくる。このようにすると、コイル
１８へ電流を流した時には、磁気作用によつて吸
着部材１０が定盤１に吸着され、移動台３を位置
決め固定することゝなる。

更に第４図に示す実施例においては、導電体１
９に絶縁体２０を組み合わせて吸着部材１０を構
成し、定盤１を導電体によつてつくる。直流電源
２３は吸着部材１０と定盤１の間に電位差を与え
るために使用し、スイツチ２１，２２は電気回路
の開閉スイツチである。

スイツチ２１を開く一方スイツチ２２を閉じて
吸着部材１０と定盤１の間に電位差を与えると、
静電吸着力により吸着部材１０が定盤１に吸着固
定される。吸着固定を解除するには、スイツチ２
２は開くが、スイツチ２１を閉じて吸着部材１０
と定盤の間の電位差をなくせば良い。なお、吸着
固定部材１０と定盤１の間はベース部材７を絶縁
体で構成するなどの方法で電気的に絶縁しておく
ことが必要である。

なお、本発明は以上述べてきた各実施例に限定
して解釈されるべきではなく、その細部について
は必要に応じて種々の変更、改良が可能である。

例えば、上記各例においては吸着部材１０の下
面１０ｂは平面とされ、定盤１の下面１ａもこれ
に対応して平面とされているが、何れか一方に突
部を他方に凹所を形成しても良い。このようにす
れば、吸着時における吸着部材１０の横ずれを防
止する上で有効である。

また、移動台３が比較的長い形状の場合等に
は、吸着部材１０を唯一個設けたのみでは移動台
にヨーイング（長手方向における揺動）が生ずる
ことが考えられるので、このような場合には吸着
部材を複数個設けることが望ましい。移動台を浮
上させるためには静圧気体軸受の代わりに磁気作
用を利用することもできる。

また、移動台３は上記各例のように一方向にの
み移動されるものではなく、二方向（Ｘ方向及び
Ｙ方向）に移動されるようになつているものでも
良い（前記先行例参照）。

駆動部として送りねじ等の接触駆動を使用した
場合には、前述のリニアモーターの如き非接触駆
動を使用した場合に比べ、固定に於ける安全性と
いう面では優れているが、バツクラツシユやねじ
の加工精度、摩耗等によるがた等の不安定要素を
完全に取り除くことはできない。しかし本発明に
よれば前記不安定要素を取り除くことができる。
従つて本発明は駆動部として接触駆動を使用した
浮上形アライメントステージに適用しても十分効
果を奏することができる。

板ばね１１については例えば短冊形の板ばね２
枚を一直線状に配置したり、４枚を十文字に配置
したり、さらには、中空円板状のスナツプ動作を
するもの等種々の形状、構造が考えられる。

さらに本発明は露光装置のアライメントステー
ジのみならず、ウエハのパターン線幅測定機や、
ウエハ検査用のプロバやレチクル、マスクの欠陥
検査装置等にも広く応用することができる。

以上述べたきたように、本発明によれば、移動
台を高速かつ高精度で移動及び位置決めすること
ができ、位置決め後は、その位置に固定できる。
しかもこのことが複雑な制御系を必要とすること
なく達成されるという秀れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が露光装置に応用された場合の
実施例を示す要部断面図、第２図、第３図及び第
４図はそれぞれ本発明の別々の実施例を示す要部
断面図である。 主要部分の符号の説明、１……定盤、３……移
動台、７……ベース部材、１０……吸着部材、１
１……板ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定盤と、該定盤の上面に浮上する移動台と、
   該移動台を該定盤上の任意の位置に移動せしめる
   移動手段と、該移動台を該定盤上の任意の位置に
   固定する固定手段とを備える浮上形アライメント
   ステージに於いて、 前記固定手段は移動台に設けられる吸着部材を
   備え、 該吸着部材は、板厚方向に対して高い弾性を有
   し、板面方向に対して高い剛性を有し、その板厚
   方向を上下方向に一致する様配置した板ばねによ
   り上下動可能に移動台に懸吊保持する如くなし、 該移動台を固定する場合は、該吸着部材のみが
   前記板ばねの弾性力に抗して下方へ移動して前記
   定盤上面に吸着して、前記移動台が定盤上面に浮
   上した状態のままその位置を前記定盤に固定可能
   とする事を特徴とする浮上形アライメントステー
   ジの移動台の固定装置。