SU911439A1 - Устройство дл совмещени масок и подложек микросхемы - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ МАСОК И ПОДЛОЖЕК

I

Изобретение относитс  к устройст;ву дл  совмещени  масок и подложек, в которой маска центрована относительно оптической оси проекционного устройства, имеющиес  на маске структуры при проектировании перенос тс  на участок поверхности полупроводниковой подложки, и подложка дл  грубого и точного позиционировани  укреплена на перемещаемой посредством механизма микроуправлени  в направл ющих X и У и поворачивающейс  в плоскости ХУ установке дл  приема подложки, котора , в свою очередь, расположена на грубо перемещаемом в направлени х X и У крестовом столике .

При фотолитографическом изготов лении полупроводниковых элементов имеющиес  на маске структуры перенос тс  на полупроводниковую подложку посредством проекционного или контактно ,го Копировани . Дл  изготовлени  подупроводникового устройства МИКРОСХЕМЫ

требуетс  большое количество масок с различными структурами, которые последовательно служат дл  экспонировани , одного и того же участка подложки. Дл  3toro перед каждым новым экспонированием необходимо посредством перемещени  и поворота маски и/или подложки произвести совмещение нанесенных меток или уже имеющихс , структур маски и подложки.Чтобы достичь это необходимо очень чувcтвиteльнoe перемещение маски или подложки. В большинстве случаев присоса .нна  к плоской поверхности подлож- . ка центрируетс  относительно маски, причем маска предварительно помещаетс  в оптической оси проекционного об объектива.

Если при экспонировании поверхность подложки использована полностью достаточна система перемещени  с от носительно малыми пут ми. Дл  этого пригодны те приводные механизмы, которые используют такие физические 59 Первое арретирующее приспособление выполнено в виде пневматически или электромагнитно управл емого клеммового закреплени , а механизм микроуправлени  расположен подвижно в направлении оптической оси Айв качестве второго аррётирующего при с;пособлени  имеет аакуумноОтсасывающёе устройство. Проекционный объектив и механизм микроуправлёни  мбгут быть установлены в одном общем мосту, возможно также непосредственно соедин ть механизм микроупраелени  с проекционным устройством Два воздействующие на установку дл  приема подложки управл ющих элемента расположёны, перпендикул рно друг другу в направлени х осей X и У, а третий управл ющий элемент расположен параллельно оси У и точки прило жeни  обоих к оси У параллельно лежащих управл ющих элементов лежат ;на оси, X. Каждый управл ющий элемен состоит из одного активного управл  щего элемента и одного пассивного ползуна дл  передачи изменени  длин управл ющего элемента на установку дл  приема подложек. На фиг. 1 представлено устройств дл  совмещени  маски с распоЛоженны ии в виде растра участками ntesepx«ости подложки , разрез; на фиг. 2 крестовый столик с установкой дл  приема подложки и механизмом микроу равлени , вид сбоку; на фиг. 3 установка дл  приема подложки, частично закрыта . На onojie 1 находитс  крестовый столик 2 с соответствующими система ми привода 2.1 дл  координаты X и 2.2 дл  кoopдинatы У. На крестЬвом сТрлйке 2 на трех шариковых опорах 4 расположена установка дл  п|5иема подложек 3. Шариковые опоры могут 6bttib заменены опорными пружинами. На установке дл  приема подложек 3 закреплейа экспонируема  подложка 5 Выше в мосту 6 Проекционного объектива 7 расположена уже установленна  относительно оптической оси А маска (не показана). В мосту 6 расположен также механизм 9 микроуправлени  , имеющий возможность вертикаль ного переме-1| ни  на небольшие значени  nocpepvTBOM пружинного шарнира 10. Вакуумно-.отсасывающее устройство представг.снное вакуум-присосом 11, посредством трех опорных пружин 12 .соединено с механизмом 9 микроуправ96 лени . Дл  перемещени  по ос м X и У и поворота установки дл  приема подложек 3 вокруг точки пересечени  осей X и У механизм микроуправлени  имеет три управл ющих элемента 91,. 9-2, 9-3 направление еоздействи  управл ющег-о элемента 9-1 дл  перемещени  в направлении X измен етс  с помощью пружинного шарнира 13 на 0 (фиг. 3) Точки приложе- i Ни  силы; управл ющих элементов дл  перемещени  в наттравлении 9.2 и поворота 9.3 лежат на оси X, ха к что Обеспечиваетс  гюворрт Подложек 5 вокруг определенной оси вращени ,котора  проходит через Имеющуюс  на Подложке 5 юстиррврчную метку 8.Управл ющие элементы состо т из одного активногр управл ющего элемента 9.1.1,9.2.1,9-3.1 и одного пассивного Ползуна 9-1-2, 9-2.2, 9.3-2 (фиг. 1). Активный Элемент может состо ть из электрОстрйктивного материала, изменение длинь) которого посредством пассивного ползуна переноситс  на установку дл  приема подложек 3На фиг. 2 изображено шариковое арретирующее приспособление 14 крестового столика 2 с установкой дл  приема подложек 3 Ойо состоит из шарика lA.li который прсредством плоской Пружины 14.2 закреплен на нижней стороне устройства дл  приёр1а подложек 3 и посредством стержневой пружинь Т4.3 соединен с поршнем 14.4. Поршень 14.4 скользит в цилиндре Т4. 5, имеющем ввод дл  отсоса воздуха. При отсасывании воздуха шарик 14.1 вт гиваетс  в конус 14.6 и вызывает тем самым соединение установки дл  приема подложек 3 с крестовым столиком 2. В этом положении крестовый столик 2 перемещает подложку 5 в первое заданное определенными значени ми координат X и У рабрчее прложенйе. После грубого позицирнироЬани  нзстировочные метки на маске еще не будут совмещены с метками на подложке. Это будет осуществлено шариковым арретирующим приспособлением 14, т.е. установка дл  приема подложек 3 может теперь перемещатьс  на небольшое значение относительно крестового столика 2. Одновременно установка дл  приема подложек 3 посредством вакуум-присоса 11 соедин етс  с механизмом 9 микроуправлехи . При приведении в действие управл ющих элементов 9-1. 9-2

3 . Я

эффекты, как электро- или магнитострикционные .

Если дл  полного экспонировани  поверхности подложки требуетс  несколько перекрывающих друг друга и последовательных или расположенных в растровом пор дке отдельных экспонирований , то дополнительно к чувствительной системе перемещени  с ма лыми пут ми должна иметьс  втора  система перемещени , котора  позвол ет большие перемещени  и пригодна дл  перемещени  подложки при ступен чато-шаговом способе.

Известно.устройство дл  изготовлени  масок из фотолака, содержащее чувствительно перемещаемый столик, несущий изготавливаемую маску, механически соединенный с крестовым столиком . С помощью крестового столика маска грубо позиционируетс . Точное позиционирование в направлени х координат X и У вызывает бесприводный- механизм точной установки, действующий между обоими столиками, работающий преимущественно на физическом эффекту (тепловое расширение, электроили магнитострикци ). Если дл  точного позиционировани  маска должна быть повернута в плоскости ХУ вокруг определенной точки, то необходим дополнительный поворотный столик,размещенный на чувствительно перемещаемом столике и приводимый в движение отдельно. ,

Недостатки такого устройства заключаютс  в том, что обща  система столиков вследствие дополнительной плоскости  вл етс  относительно неустойчивой и легко склонна к колебани м , кроме того, очень велика опас .ность нежелательного опрокидывани  вокруг осей X и У.

При использовании устройства не только.дл  Изготовлени  масок, но также и дл  экспонировани  подложек ступенчато-шаговым способом, по вл -ютс  и другие значительные недостатки . Так как это устройство, имеет только одну единственную, заданную осью поворотного столика, точку вращени , не могут быть выполнены основные требовани  дл  каждой юстировки, которые заключаютс  в том, что, вопервых , полна  юстировка должна сос то ть- из возможно меньшего количества отдельных шагов и, во-вторых,ни один шаг юстировки не должен вли ть на результат какого-нибудь преДыду 394

щего шага. После каждого поворота подложки уже установленные точки в направлении X и У должны быть оп ть отрегулированы, поскольку точка переJ сечени  координат X и У случайно не лежит на оси вращени  поворотного столика. В особенно неблагопри тных случа х юстировочные шаги должны быть повторены много раз, так что дл  точного совмещени  маски с подложкой необходимо не могущее быть оправданным длительное врем  юстировки.

Известно также устройство, в котором перемещение по X и У и поворот

5 столика, несущего подложку, достигаетс , с помощью трех исполнительных элементов, первый из которых, лежит в одном направлении координат, а два других расположены к нему под пр мыми

0 углами. Посредством раздельной настройки обоих параллельных исполнительных элементов достигаетс  поворот подложки.

Этим устройством может быть реализована не люба  точка вращени  на подложке, так что точна  установка подложки возможна только при длительном итерационном процессе. Кроме того, в устройстве при-автомати- ческом управлении посто нно измен ,етс  соотношение сигнал-путь.

Цель изобретени  - сокращение времени юстировки и установки, за счет чего уменьшаетс  врем  и затраты на производство полупроводниковых

5 элементов.

Поставленна .цель достигаетс  тем, что 3 устройстве подложка дл  грубого и точного позиционировани  закреплена на перемещаемой посредством

0 механизма микроуправлени  в направлени х X и У и поворачивающейс  в плоскости ХУ установке дл  приема подложки, котора  в свою очередь расположена на грубо перемещающемс  в

5 направлени х X и.У крестовом столике , крестовый- столик имеет взаимодействующее с установкой дл  приема подложки во врем  грубого позициони:ровани  арретирующее приспособление,

0 и механизм микроуправлени , имеющий . три известным образом расположенных управл ющих элемента, установлен неподвижно относительно оптической оси А проекционного устройства и соединен со вторым арретирующиМ приспособлением , взаимодействующим при точном позиционировании с установкой . дл  приема подложки.

79

и 9-3 осуществл етс  точное позиционирование подложки. После экспонировани  первого участка механизм 9 .микроуправлени  отсоедин етс  от установки дл  приема подложек 3 и последн   снова соедин етс  с крестовым столиком 2. Крестовый столик выводит подложку во второе рабочее положение , после чего рабочие шаги повтор ютс  до тех пор, пока подложка 5 не будет полностью проэкспонирована .

Предлагаемое устройство дл  совмещени  масок и подложек микросхемы по сравнению с известными имеет следующие преимущества.

Дл  определенного перемещени  столика с подложкой не требуетс  центрировани } установочное движение управл ющих элементов полностью преобразуетс  в требуемое направление перемещени . При автоматическом совмещении сигнал, полученный при отклонении от заданного положени , аналогично преобразуетс  в утсановочное движение; управл ющие элементы могут находитьс  далеко от подложек , так что уменьшаютс  внос щие ошибки воздействи  на подложку, например из-за тепла.

Механизм микроуправлени  мржет иметь относительно большие размеры. Хороша  возможность доступа обеспечивает также хорошее техническое обслуживание , а также быструю смену и юстировку без размонтировани  установки дл  приема подложек, на установку дл  приема подложек не действуют силы от проводов дл  подачи энергии управл ющим элементам.

Claims (7)

1. Устройство дл  совмещени  масок и подложек микросхемы, в котором маска установлена относительно оптической оси проекционного устройства, и наход щиес  на маске структуры проектируютс  на часть поверхности подложки , и подложка дл  грубого и точного позиционировани  укреплена на установке дл  приема подложки, перемещающейс  в направлении X и У и пово,- -рачивающейс  в плоскостиХ,У с

мощью механизма микроуправлени , и котора , в свою очередь, установлена на крестовом столике, грубо перемещающемс  в направлении X и У, о т5 личающеес  тем, что у крестового столика находитс  первое арретирующее приспособление, взаимодействующее с установкой дл  приема подложки при грубом перемещении,и

o механизм микроуправлени , имеющий три в определенном пор дке расположенных управл ющих элемента установлен неподвижно относительно оптической оси А проекционного устройства

5 и св зан со вторым арретирующим приспособлением , взаимодействующим с установкой дл  приема подложки при точном перемещении.

2. Устройство по п. 1, о т h и 0 ч а ю щ,е е. с   тем, что первое арретирующее приспособление выполнено в виде пневматически или электррмагнитно срабатывающего клеммового закреплени .

5

3. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что механизм микроуправлени  установлен подвижно по направлению оптической оси А и как второе арретирующее приспособление

0 обладает вакуумным, отсасывающим устройством .

4. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что проекционное устройство и механизм микроуправ- лени  помещены в общей перемычке.

5.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что, механизм микроуправлени  непосредственно св зан с проекционным устройством.

0

6. Устройство поп. 1, о т л иц а ю щ е е с.   тем, что два управл ющих элемента, соединенные с установкой дл  приема подложки, расположены перпендикул рно друг к другу

5 по оси X и -У, и третий управл ющий элемент расположен параллельно оси У и точки .приложени  обоих к оси У параллельно лежащих управл ющих элементов лежат на оси X.

7. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что управл ющие элеме.нты состо т из одного активного- управл ющего элемента и одного пассивного ползуна.

/ / / 9.2 / j fj.2 / / / /«(7 f.f

уг.г /.ff / /