RU2059984C1 - Device for matching and exposition - Google Patents

Device for matching and exposition Download PDF

Info

Publication number
RU2059984C1
RU2059984C1 SU4834388A RU2059984C1 RU 2059984 C1 RU2059984 C1 RU 2059984C1 SU 4834388 A SU4834388 A SU 4834388A RU 2059984 C1 RU2059984 C1 RU 2059984C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
mask
platform
working surface
carriages
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Генцелев
С.Л. Мельников
Original Assignee
Научно-исследовательский институт "Восток"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт "Восток" filed Critical Научно-исследовательский институт "Восток"
Priority to SU4834388 priority Critical patent/RU2059984C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2059984C1 publication Critical patent/RU2059984C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing of integral microcircuits and semiconductor instruments. SUBSTANCE: weighing platform of one of carriages in forward motion mechanism is designed using elastic metal rods, which are located in one plane, which is parallel to processing surface of substrate. Device may be used in units which match pattern at mask with pattern at substrate and exposes substrate. EFFECT: increased number of degrees of freedom for object to be processed. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, а именно к технологии рентгенолитографии, и может быть использовано в устройствах для совмещения рисунка на маске с рисунком интегральной схемы на подложке и экспонирования. The invention relates to the production of integrated circuits and semiconductor devices, in particular to X-ray lithography technology, and can be used in devices for combining a mask pattern with an integrated circuit pattern on a substrate and exposure.

Операция совмещения рисунка на маске с рисунком на подложке является одной из самых трудоемких и ответственных операций при производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем методом планарной технологии. От достигаемой точности совмещения зависит качество приборов, а также возможность изготовления приборов и схем с минимальными размерами элементов. The operation of combining the pattern on the mask with the pattern on the substrate is one of the most time-consuming and critical operations in the manufacture of semiconductor devices and integrated circuits using the planar technology method. The quality of devices, as well as the possibility of manufacturing devices and circuits with minimum element sizes, depend on the achieved alignment accuracy.

Совмещение рисунка на маске с рисунком подложки осуществляется путем относительных перемещений маски и подложки и может быть условно разбито на два этапа. На первом этапе рабочая поверхность подложки путем перемещения по трем координатам перпендикулярным ей (рабочей поверхности подложки) устанавливается параллельно рабочей поверхности маски, которая изначально установлена перпендикулярно ходу экспонирующего излучения, с некоторым зазором между ними (рабочими поверхностями). The combination of the pattern on the mask with the pattern of the substrate is carried out by relative movements of the mask and the substrate and can be arbitrarily divided into two stages. At the first stage, the working surface of the substrate by moving in three coordinates perpendicular to it (the working surface of the substrate) is set parallel to the working surface of the mask, which was initially set perpendicular to the course of the exposure radiation, with a certain gap between them (working surfaces).

На втором этапе, осуществляя взаимные перемещения маски и подложки по трем координатам в плоскостях из рабочих поверхностей, совмещают топологические рисунки на маске и подложке. At the second stage, carrying out mutual movements of the mask and the substrate along three coordinates in the planes from the working surfaces, topological drawings on the mask and the substrate are combined.

Известны устройства для совмещения и экспонирования (в которых рабочие поверхности маски и подложки расположены в горизонтальной плоскости), содержащие механизм создания плотного контакта между подложкой и маской, механизм поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, механизм поворота вокруг вертикальной оси, механизм выравнивания рабочей поверхности подложки относительно рабочей поверхности маски, механизм вертикального перемещения и поджима, механизм образования зазора. Known devices for alignment and exposure (in which the working surfaces of the mask and the substrate are located in a horizontal plane), containing a mechanism for creating tight contact between the substrate and the mask, a translational movement mechanism in the horizontal plane, a rotation mechanism around a vertical axis, a mechanism for aligning the working surface of the substrate relative to the working the surface of the mask, the mechanism of vertical movement and pressing, the mechanism of the formation of a gap.

Поскольку подложки полупроводниковые пластины обладают клиновидностью и имеют довольно большой разброс по толщине, то для проведения операции совмещения топологических рисунков необходимо, чтобы устройство совмещения обеспечивало установление определенного зазора между рабочими поверхностями маски и подложки независимо от величины клина и толщины подложки. Since the semiconductor wafer substrates are wedge-shaped and have a rather large variation in thickness, for the operation of combining topological patterns it is necessary that the combining device ensures the establishment of a certain gap between the working surfaces of the mask and the substrate, regardless of the size of the wedge and the thickness of the substrate.

С этой целью в устройствах-аналогах механизм выравнивания рабочей поверхности подложки относительно рабочей поверхности маски содержит гнездо, установленный в гнезде шаровой сегмент с выводными каналами, на котором крепится с помощью вакуумного присоса подложка. To this end, in analog devices, the mechanism for aligning the working surface of the substrate with respect to the working surface of the mask contains a socket mounted in the socket with a spherical segment with output channels on which the substrate is attached using a vacuum suction cup.

Для установления рабочих поверхностей подложки и маски параллельно друг другу и создания зазора используют операции контактного наложения подложки и маски, при которой происходит поворот шарового сегмента в гнезде на некоторый угол, фиксацию сегмента в гнезде и последующую раздвижку рабочих поверхностей на величину рабочего зазора. To establish the working surfaces of the substrate and the mask parallel to each other and to create a gap, the operations of contacting the substrate and the mask are used, at which the spherical segment in the socket rotates by a certain angle, the segment is fixed in the socket and the working surfaces are further extended by the size of the working gap.

Поскольку поворот шарового сегмента происходит при воздействии на рабочую поверхность подложки "внешней механической силы" в точке соприкосновения маски и подложки, то данная операция приводит к быстром износу маски-фотошаблона (т. е. количество дефектов резко увеличивается с увеличением числа пропечаток) и повреждению слоя фоторезиста на подложке. Это приводит к снижению процента выхода годных приборов и снижению их надежности. Since the rotation of the spherical segment occurs when an external mechanical force is applied to the working surface of the substrate at the point of contact between the mask and the substrate, this operation leads to rapid wear of the mask mask (that is, the number of defects increases sharply with an increase in the number of prints) and damage to the layer photoresist on a substrate. This leads to a decrease in the percentage of suitable devices and a decrease in their reliability.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для совмещения и экспонирования, содержащее маску и подложку, зафиксированные на маскодержателе и подложкодержателе, которые установлены на соответствующих установочных столах, механизм поступательного перемещения подложки в плоскости ее рабочей поверхности и механизм взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки. The closest technical solution, selected as a prototype, is a registration and exposure device containing a mask and a substrate fixed on a mask holder and a substrate holder that are mounted on the respective installation tables, a translational movement mechanism of the substrate in the plane of its working surface, and a mechanism for relative orientation of the working surfaces masks and substrates.

Механизм поступательного перемещения подложки в плоскости ее рабочей поверхности представляет собой двухкареточный двухкоординатный ортогональный стол. На основании закреплены привод и направляющие, которые служат для перемещения каретки (Х-каретки) по координате Х. На Х-каретке закреплены направляющие и привод, перемещающий каретку (У-каретку) по координате Y. The mechanism of translational movement of the substrate in the plane of its working surface is a two-gang two-coordinate orthogonal table. The drive and the guides that are used to move the carriage (X-carriage) along the X coordinate are fixed on the base. The guides and the drive that moves the carriage (U-carriage) along the Y coordinate are fixed on the X-carriage.

Для перемещения кареток по координатам Х и Y использованы шаговые двигатели. Передача движения от двигателя к каретке осуществляется через цилиндрическую беззазорную передачу и безлюфтовую винт-гайку качения. To move the carriages along the X and Y coordinates, stepper motors are used. The movement is transmitted from the engine to the carriage through a cylindrical backlash-free transmission and a backlash-free rolling screw-nut.

Механизм взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки содержит (Z-каретку) с прижимом и упорами для установки подложкодержателя, закрепленную на пластинчато-пружинном параллелограмме на У-каретке. Платформа перемещается шаговым двигателем, который через червячный редуктор вращает кулачок-эксцентрик, толкающий платформу через шариковый подшипник. Механизм снабжен конечным фотоэлектрическим датчиком, который останавливает двигатель в "базовом" положении наибольшего давления подложки от маски, в случае любых перемещений кареток, с целью предотвращения возможных при этом контактов маски и подложки, могущих повлечь за собой полное разрушение маски. The mechanism of mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate contains (Z-carriage) with a clip and stops for mounting the substrate holder, mounted on a plate-spring parallelogram on the U-carriage. The platform is moved by a stepper motor, which rotates a cam-eccentric through a worm gear, pushing the platform through a ball bearing. The mechanism is equipped with a final photoelectric sensor, which stops the engine in the "basic" position of the highest pressure of the substrate from the mask, in case of any movement of the carriages, in order to prevent possible contacts of the mask and substrate, which could entail complete destruction of the mask.

Устройство совмещения и экспонирования, выбранное в качестве прототипа, имеет существенный недостаток, обусловленный отсутствием в устройстве механизма установления рабочей поверхности подложки параллельно рабочей поверхности маски. Главным образом изначальная клиновидность обрабатываемой подложки приводит к клину между рабочими поверхностями маски и подложки, т. е. возникает разброс величины рабочего микрозазора, что влечет за собой нежелательные деформации топологического рисунка в резистивном слое подложки в процессе литографии и в конечном счете снижает выход годных полупроводниковых и их надежность. The combination and exposure device, selected as a prototype, has a significant drawback due to the absence in the device of a mechanism for establishing the working surface of the substrate parallel to the working surface of the mask. Mainly, the initial wedge-shaped substrate to be processed leads to a wedge between the working surfaces of the mask and the substrate, i.e., there is a spread in the magnitude of the working micro-gap, which entails undesirable deformation of the topological pattern in the resistive layer of the substrate during lithography and ultimately reduces the yield of semiconductor and their reliability.

Цель изобретения повышение точности совмещения рисунков топологических слоев на подложке за счет более точного установления рабочего микрозазора исключающего его клиновидность. The purpose of the invention is to increase the accuracy of combining patterns of topological layers on a substrate due to a more accurate establishment of a working micro-gap that eliminates its wedge shape.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для совмещения и экспонирования, содержащем механизм поступательного перемещения подложки в плоскости ее рабочей поверхности, механизм взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки, включающий платформу с посадочным местом под подложкодержатель, платформа жестко взвешивается в одной из кареток механизма поступательного перемещения на упругих элементах, выполненных в виде металлических стержней, в количестве не менее трех штук, расположенных в одной плоскости, параллельной рабочей поверхности подложки, и на той же каретке частично или полностью монтируются четыре привода, обеспечивающие вращательное перемещение подложки в плоскости ее рабочей поверхности и вращательные и поступательное перемещения, перпендикулярные рабочей поверхности подложки. This goal is achieved in that in a device for combining and exhibiting, containing a mechanism for translational movement of the substrate in the plane of its working surface, a mechanism for the mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate, including a platform with a seat for the substrate holder, the platform is rigidly weighed in one of the carriages of the translational mechanism displacements on elastic elements made in the form of metal rods in an amount of at least three pieces located in one plane, parallel hydrochloric working surface of the substrate, and on the same carriage partially or fully mounted four drive providing rotational movement of the substrate in the plane of the working surface and its rotational and translational movement perpendicular to the working surface of the substrate.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство совмещения и экспонирования отличается конструкцией упругих элементов и способом крепления на них платформы и количеством независимых приводов, приводящих в движение платформу. Таким образом предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the proposed device for combining and exposure differs in the design of the elastic elements and the method of attaching the platform to them and the number of independent drives that drive the platform. Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в предлагаемом устройстве. Хотя сами по себе в отдельности отличительные признаки известны, однако их использование в совокупности с известными признаками позволило выполнить установочный стол подложки устройства совмещения и экспонирования с количеством кареток, равным прототипу, но при этом позволяющим обрабатываемому объекту (подложке) перемещаться в любом направлении и поворачиваться на любой угол. Analysis of the known technical solutions in the studied area allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the essential distinguishing features in the proposed device. Although the distinctive features are individually known, their use in combination with the known features allowed the installation table of the substrate of the alignment and exposure device with the number of carriages equal to the prototype, but allowing the processed object (substrate) to move in any direction and rotate on any angle.

Так в отличии от прототипа, имеющего три каретки обеспечивающие обрабатываемой подложке при помощи трех приводов перемещение по трем степеням свободы, предлагаемое устройство также имея три каретки обеспечивает обрабатываемой подложке при помощи шести приводов перемещение по шести степеням свободы (т. е. обрабатываемый объект может осуществлять в пространстве всевозможные перемещения). So, in contrast to the prototype, which has three carriages providing the processed substrate with three drives moving in three degrees of freedom, the proposed device also having three carriages provides the processed substrate with six drives moving in six degrees of freedom (i.e., the processed object can carry out space all kinds of movements).

Следует отметить, что увеличение числа степеней свободы обрабатываемого объекта достигнуто не только за счет увеличения количества приводов, но и за счет нового способа взвешивания платформы. Сочетание совокупности нового способа взвешивания платформы с увеличением количества приводов проявляет новое свойство появляются новые степени свободы перемещения обрабатываемого объекта, что снижает разброс величины рабочего микрозазора, вызванного клиновидностью. It should be noted that the increase in the number of degrees of freedom of the processed object was achieved not only by increasing the number of drives, but also due to the new method of weighing the platform. The combination of the new platform weighing method with an increase in the number of drives exhibits a new property, new degrees of freedom of movement of the workpiece appear, which reduces the spread of the working micro-gap caused by the wedge shape.

Взвешивание платформы посредством закрепления на пластинчато-пружинном параллелограмме в одной из кареток, как это имеет место в прототипе, не позволяет увеличить количество степеней свободы путем увеличения количества приводов. Weighing the platform by mounting on a plate-spring parallelogram in one of the carriages, as is the case in the prototype, does not allow to increase the number of degrees of freedom by increasing the number of drives.

Упругие элементы совместно с приводами выполняют функции направляющих движения, что позволяет уменьшить число звеньев механизма взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки, что повышает жесткость манипулирования кареткой, также создает силовое замыкание для выборки зазоров в кинематических парах. Поэтому, такая конструкция позволяет увеличить число степеней свободы обрабатываемого объекта практически при этом же весе и габаритах установочного стола подложки. The elastic elements together with the drives perform the functions of motion guides, which allows to reduce the number of links of the mechanism of mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate, which increases the rigidity of manipulation of the carriage, also creates a force circuit for sampling the gaps in the kinematic pairs. Therefore, this design allows you to increase the number of degrees of freedom of the processed object with almost the same weight and dimensions of the installation table of the substrate.

Таким образом, данная конструкция механизма взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки предлагаемого устройства совмещения и экспонирования позволяет устанавливать рабочую поверхность подложки с любой изначальной клиновидностью параллельно рабочей поверхности маски, что дает необходимые технические предпосылки для более точного перенесения посредством рентгенолитографии топологического рисунка маски в резистивный слой подложки, повышая тем самым точность совмещения топологических слоев на подложке, что позволяет увеличить выход годных полупроводниковых приборов и их надежность. Thus, this design of the mechanism for the mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate of the proposed device for combining and exposure allows you to set the working surface of the substrate with any initial wedge parallel to the working surface of the mask, which provides the necessary technical prerequisites for more accurate transfer by X-ray lithography of the topological pattern of the mask into the resistive layer of the substrate thereby increasing the accuracy of combining topological layers on the substrate, which allows t increase the yield of semiconductor devices and their reliability.

Подобной конструкции механизма взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки в патентной и технической литературе не обнаружено при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, указанные отличительные признаки обеспечивают предлагаемому решению соответствие критерию "существенные отличия". A similar design of the mechanism of mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate was not found in the patent and technical literature in the study of this and related fields of technology and, therefore, these distinguishing features provide the proposed solution with the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для совмещения и экспонирования; на фиг. 2 механизм взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 2 механизма взаимной ориентации рабочих поверхностей маски и подложки. In FIG. 1 schematically shows the proposed device for combining and exposure; in FIG. 2 mechanism of mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate; in FIG. 3 is a view along arrow A in FIG. 2 mechanisms of mutual orientation of the working surfaces of the mask and the substrate.

Устройство для совмещения и экспонирования содержит маску 1 и подложку 2, зафиксированные на маскодержателе 3 и подложкодержателе 4, которые установлены в посадочных местах установочного стола 5 маски и установочного стола подложки соответственно. Посадочное место установочного стола подложки под подложкодержатель 4 расположено на платформе 6, которая жестко взвешена на двенадцати упругих металлических стержнях 7, в каретке 8 установочного стола подложки, перемещающейся по координате Y. Направляющие и привод каретки 8 расположены на каретке 9, перемещающейся по координате Х. Каретка 8 приводится в движение двигателем 10, а каретка 9 двигателем 11. Четыре двигателя 12, 13, 14, 15 жестко крепятся к каретке 8 и приводят в движение платформу 6. Маскодержатель 3 размещается в посадочном месте на каретке 16 микроперемещений установочного стола 5 маски. Каретка 16 приводится в движение тремя двигателями 17. Устройство контроля за совмещением представляет двухфокусный микроскоп, микрообъективы 18 которого жестко закреплены в корпусе установочного стола 5 маски, пристыкованного к каналу 19 вывода синхротронного излучения (CИ) из накопительного кольца. Канал оборудован рентгенонепрозрачной дистанционноуправляемой заслонкой 20, приводимой в движение двигателем 21. Управляющие сигналы на двигатели 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 21 подаются при помощи блока 22 управления, содержащего аналого-цифровой преобразователь (АЦП), для преобразования сигналов от различных датчиков, содержащихся в устройстве совмещения и экспонирования и миниЭВМ. электроника-60". The device for combining and exhibiting contains a mask 1 and a substrate 2 fixed on the mask holder 3 and the substrate holder 4, which are installed in the seats of the installation table 5 of the mask and the installation table of the substrate, respectively. The seat of the substrate installation table under the substrate holder 4 is located on the platform 6, which is rigidly weighed on twelve elastic metal rods 7, in the carriage 8 of the substrate installation table, moving along the Y coordinate. The guides and the carriage 8 drive are located on the carriage 9, moving along the X coordinate. The carriage 8 is driven by the engine 10, and the carriage 9 by the engine 11. Four engines 12, 13, 14, 15 are rigidly attached to the carriage 8 and drive the platform 6. The mask holder 3 is located in the seat on the rack 16 micro-movements of the installation table 5 masks. The carriage 16 is set in motion by three engines 17. The alignment control device is a two-focus microscope, micro-lenses 18 of which are rigidly fixed in the housing of the installation table 5 of the mask, docked to the channel 19 for outputting the synchrotron radiation (CI) from the storage ring. The channel is equipped with an opaque, remote-controlled damper 20, driven by the engine 21. The control signals to the engines 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 21 are supplied using the control unit 22 containing an analog-to-digital converter (ADC) for conversion signals from various sensors contained in the combining and exposure device and minicomputer. electronics-60 ".

Питание на двигатели и на платы блока 22 управления подается с блока питания 23. Привода, расположенные (смонтированные) на каретке и обеспечивающие вращательные и поступательное перемещения платформы перпендикулярные рабочей плоскости подложки 2, идентичны между собой и содержат шаговые двигатели 12, 13, 14 каждый из которых через червячный редуктор вращает соответствующий кулачок-эксцентрик 24, приводящий в движение упругий стержень 25, жестко связанный с большим плечом рычага 26. Каждый из рычагов 26 имеет по два упругих элемента, одним из которых они жестко крепятся к каретке 8 другими к платформе 6. Power to the motors and to the boards of the control unit 22 is supplied from the power supply 23. The drives located (mounted) on the carriage and providing rotational and translational movements of the platform perpendicular to the working plane of the substrate 2 are identical to each other and contain stepper motors 12, 13, 14 each which through the worm gear rotates the corresponding cam-eccentric 24, which drives the elastic rod 25, rigidly connected with the large arm of the lever 26. Each of the levers 26 has two elastic elements, one of which They are rigidly attached to the carriage 8 by others to the platform 6.

Платформа 6 содержит (имеет) два выступа 27, жестко связанные со средними точками сильфонных пар 28, являющихся ведомыми элементами гидравлической передачи. Ведущими элементами гидравлической передачи являются сильфоны, подвижные донья которых приводятся в движение вследствие вращения двигателем 15 через червячный редуктор кулачка-эксцентрика (не показан). The platform 6 contains (has) two protrusions 27, rigidly connected with the midpoints of the bellows pairs 28, which are driven elements of the hydraulic transmission. The driving elements of the hydraulic transmission are bellows, the movable bottoms of which are driven by rotation of the motor 15 through a cam-worm gear reducer (not shown).

Устройство для совмещения и экспонирования работает следующим образом. Очередная обрабатываемая подложка 1 фиксируется посредством электростатического прижима на подложкодержателе 4, который крепится на платформе 6. Каретки 8 и 9 передвигают подложку 2 в положение первого экспонируемого чипа, находящегося в центре рабочей поверхности подложки, при помощи двигателей 10 и 11. Установление рабочего микрозазора между рабочими поверхностями маски 1 и подложки 2, равного 30 мкм, производится при помощи трех двигателей 12, 13, 14, которые приводят в движение платформу 6 через систему независимых приводов. Затем оператор производит грубое совмещение топологических рисунков на маске 1 и подложке 2 посредством перемещения подложки 2 при помощи двигателей 10, 11 и 16, наблюдая этот процесс в двухфокусный микроскоп. Точного совмещения добиваются вследствие перемещения маски 1 тремя двигателями 17, которые и поддерживают совмещенное положение в течение всего времени экспонирования, отрабатывая команды блока 22 управления. По окончании процесса совмещения оператор с помощью вакуумной системы создает требуемую для экспонирования атмосферу внутри рабочей камеры и подает с помощью пульта управления сигнал на начало экспонирования, по которому двигатель 21 убирает вакуумплотную рентгенонепрозрачную заслонку 20 с пути экспонирующего синхротронного излучения, распространяющегося по каналу 19 вывода СИ из накопительного кольца. СИ экспонирует рентгенорезист, нанесенный на подложку 2. По окончании набора требуемой дозы данным участком рентгенорезиста, заслонка 20 перекрывает канал 19, и обрабатываемая подложка 2 переезжает при помощи двигателей 10 и 11 в положение следующего экспонируемого чипа. Топологический рисунок очередного чипа также точно совмещается с топологическим рисунком на маске 1 и производится экспонирование рентгенорезиста на этом участке подложки 2. A device for combining and exposure works as follows. The next processed substrate 1 is fixed by means of an electrostatic clamp on the substrate holder 4, which is mounted on the platform 6. The carriages 8 and 9 move the substrate 2 to the position of the first exposed chip located in the center of the working surface of the substrate, using motors 10 and 11. Setting a working micro-gap between the workers the surfaces of the mask 1 and the substrate 2, equal to 30 μm, are made using three motors 12, 13, 14, which drive the platform 6 through a system of independent drives. Then the operator makes a rough combination of topological patterns on the mask 1 and the substrate 2 by moving the substrate 2 using the engines 10, 11 and 16, observing this process in a two-focus microscope. Accurate alignment is achieved due to the movement of the mask 1 by three engines 17, which maintain a combined position throughout the exposure time, fulfilling the commands of the control unit 22. At the end of the alignment process, the operator using the vacuum system creates the atmosphere required for exposure inside the working chamber and sends a signal to the beginning of exposure using the control panel, by which the engine 21 removes the vacuum-tight X-ray opaque shutter 20 from the path of the exposure synchrotron radiation propagating through the SI output channel 19 from cumulative ring. The SI exposes the X-ray resist deposited on the substrate 2. At the end of the set of the required dose for this portion of the X-ray resist, the shutter 20 closes the channel 19, and the processed substrate 2 moves using the engines 10 and 11 to the position of the next exposed chip. The topological pattern of the next chip is also precisely aligned with the topological pattern on the mask 1 and the X-ray resist is exposed on this section of the substrate 2.

В тех устройствах совмещения и экспонирования, в которых и совмещение и экспонирование производится на воздухе при давлении 1 атмосфера, платформа 6 может содержать набор вакуумных канавок (т.е. оборудована вакуумным присосом) подключенных к управляемой вакуумной системе, что позволяет фиксировать подложку 2 непосредственно на платформе 6 без посредника подложкодержателя 4. Это упрощает процесс фиксации и создает необходимые предпосылки для его автоматизации. In those alignment and exposure devices in which both alignment and exposure are performed in air at a pressure of 1 atmosphere, platform 6 may contain a set of vacuum grooves (i.e. equipped with a vacuum suction cup) connected to a controlled vacuum system, which allows the substrate 2 to be fixed directly to platform 6 without an intermediary of the substrate holder 4. This simplifies the fixing process and creates the necessary prerequisites for its automation.

Непосредственная фиксация подложки 2 на платформе 6 позволяет уменьшить изначальную клиновидность рабочего микрозазора (зазоры между рабочими поверхностями маски и подложки) поскольку исключает вклад, вносимый неплоскостностью подложкодержателя 4. Direct fixation of the substrate 2 on the platform 6 allows to reduce the initial wedge-shaped working micro-gap (the gaps between the working surfaces of the mask and the substrate) because it eliminates the contribution made by the non-flatness of the substrate holder 4.

Таким образом, жесткое взвешивание платформы в одной из кареток механизма поступательного перемещения на упругих металлических стержнях, расположенных в одной плоскости, параллельной рабочей поверхности подложки, позволяет при помощи соответствующих приводов обеспечить установление рабочей поверхности подложки параллельно рабочей поверхности маски на требуемом микрозазоре между ними, что приводит к повышению точности совмещения рисунков топологических слоев на обрабатываемой подложке. Thus, rigid weighing of the platform in one of the carriages of the translational movement mechanism on elastic metal rods located in one plane parallel to the working surface of the substrate, allows using the appropriate drives to ensure that the working surface of the substrate is parallel to the working surface of the mask at the required micro-gap between them, which leads to increase the accuracy of combining patterns of topological layers on the processed substrate.

Ожидаемый экономический эффект в данный момент оценить практически невозможно, так как рентгенолитография, где предполагается применение предлагаемого решения, находится на стадии лабораторных испытаний и еще не нашла своего применения в серийном производстве. It is practically impossible to evaluate the expected economic effect at the moment, since X-ray lithography, where the proposed solution is supposed to be applied, is at the stage of laboratory tests and has not yet found its application in mass production.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ И ЭКСПОНИРОВАНИЯ, содержащее держатели маски и подложки, механизм возвратно-поступательного перемещения подложки в плоскости ее рабочей поверхности в виде кареток и механизм взаимной ориентации поверхностей маски и подложки с установлением между ними микрозазора с платформой, установленной на одной из кареток механизма возвратно-поступательного перемещения подложки с зазорами относительно ее стенок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности совмещения, средство для образования зазора между стенками каретки и платформы выполнено в виде упругих металлических стержней, расположенных в одной плоскости, параллельной рабочей поверхности подложки. 1. DEVICE FOR COMBINATION AND EXPOSURE, containing holders of the mask and substrate, a mechanism for reciprocating movement of the substrate in the plane of its working surface in the form of carriages and a mechanism for the mutual orientation of the surfaces of the mask and substrate with the establishment of a micro-gap between them with a platform mounted on one of the carriages of the mechanism reciprocating movement of the substrate with gaps relative to its walls, characterized in that, in order to improve the accuracy of alignment, means for forming a gap between the wall The carriages and platforms are made in the form of elastic metal rods located in one plane parallel to the working surface of the substrate. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод механизма взаимной ориентации поверхностей маски и подложки с установлением между ними микрозазора выполнен с тремя двуплечими рычагами с двумя упругими элементами каждый, причем одни из упругих элементов жестко закреплены на платформе, а другие жестко закреплены на каретке на которой размещена платформа. 2. The device according to claim 1, characterized in that the drive mechanism for the mutual orientation of the surfaces of the mask and the substrate with the establishment of a micro-gap between them is made with three two-arm levers with two elastic elements each, and one of the elastic elements is rigidly fixed to the platform, and others are rigidly fixed on the carriage on which the platform is located.
SU4834388 1990-06-04 1990-06-04 Device for matching and exposition RU2059984C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4834388 RU2059984C1 (en) 1990-06-04 1990-06-04 Device for matching and exposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4834388 RU2059984C1 (en) 1990-06-04 1990-06-04 Device for matching and exposition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2059984C1 true RU2059984C1 (en) 1996-05-10

Family

ID=21518245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4834388 RU2059984C1 (en) 1990-06-04 1990-06-04 Device for matching and exposition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059984C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567013C1 (en) * 2014-05-19 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Apparatus for direct laser exposure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Технический отчет по НИР "Создание экспериментального участка для рентгенолитографии с использованием синхротропного излучения на базе накопительного кольца "Пламя-1", 1985, с. 45-83, государственный регистрационный N Ф-19729, отраслевой - регистр N 3000652. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567013C1 (en) * 2014-05-19 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Apparatus for direct laser exposure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4514858A (en) Lithography system
JP3626504B2 (en) Positioning device having two article holders
US5969441A (en) Two-dimensionally balanced positioning device with two object holders, and lithographic device provided with such a positioning device
US6072183A (en) Stage device for an exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method which uses said stage device
US6028376A (en) Positioning apparatus and exposure apparatus using the same
US4525852A (en) Alignment apparatus
EP1014199B1 (en) Stage control apparatus, exposure apparatus and method of manufacturing a semiconductor device
KR101698249B1 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
TWI718502B (en) Mobile device, exposure apparatus, measuring apparatus and device manufacturing method
JPS62229853A (en) Warped mount for planar microlithography reticle
US11126094B2 (en) Exposure apparatus, manufacturing method of flat-panel display, device manufacturing method, and exposure method
JP2002015985A (en) Balanced positioning system for use in lithographic projection apparatus
TWI536111B (en) Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
TWI293182B (en) Method, system, and apparatus for management of reaction loads in a lithography system
JP2018046285A (en) Linear stage for reflective electron beam lithography
JP7111149B2 (en) Exposure apparatus and exposure method, and flat panel display manufacturing method
US5897986A (en) Projection patterning of large substrates using limited-travel x-y stage
US20200057391A1 (en) Exposure apparatus, manufacturing method of flat-panel display, device manufacturing method, and exposure method
JPH0685033A (en) Positioning device provided with two parallel actuating manipulators and optical lithographic apparatus provided with above positioning device
JP3963410B2 (en) Positioning apparatus and exposure apparatus using the same
TWI502284B (en) Movable body apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
CN108139678B (en) Exposure apparatus, method for manufacturing flat panel display, and method for manufacturing device
RU2059984C1 (en) Device for matching and exposition
US4746800A (en) Positioning device comprising a z-manipulator and a θ-manipulator
EP2132600B1 (en) Split axes stage design for semiconductor applications