TW522465B - Method and apparatus for processing workpiece by using X-Y stage capable of improving position accuracy - Google Patents

Description

522465 五、發明說明（1 ) 本申請案是依據於2001年6月1日提出的日本專利_ 申請案2001-167209並且聲明對其之優先權，其整個内容 在此納入為參考。 本發明是關於一種使用X-Y檯處理工作件的方法與 裝置’並且尤其是關於一種能夠提高被置於χ·γ檯上並 固定於其之工作件的位置精確度而處理工作件的方法與裝 置。

半導體積體電路元件之晶圓製版技術處理程序所用分 劃板和光罩的精細樣型是藉由電子束、雷射束等而被寫 入。在分劃板或光罩之基體的平面上定義了多數個單元區 域（場）。例如，藉由以電子束掃瞄，能把所需的圖型寫入 一組單位區域中。所需的樣型能夠藉著固定基體於χ·γ 檯以及在Χ-Υ平面移動基體而被寫入所有的單位區域中。

通常，多數個皁元區域是被配置於所需的樣型將被寫 入於其上之基體平面中的矩陣内。基體是固定至χ_γ檯 使得單元區域沿其而被配置的列與行方向是成為平行於 Χ-Υ檯的X-及Υ-軸。被配置沿著χ_軸方向的多數個行以 及被配置沿著Υ-軸方向的多數個列是分別地被給予從i 開始的順序數目，並且在行數目i和列數目j的單元區域 是被以U(i，j)表示。 圖型首先被寫入單元區域u(l，l)中，並且接下來χ_γ 檯被沿著Υ-軸方向移動然後被寫入圖型於單元區域U(i，2) 中。重複這操作順序去寫入樣型於第一行所有的單位區域 中。在樣型被寫入第一行所有的單位區域内之後， 4 522465

五、發明說明（2) 被沿著和γ·軸方向相反的方向移動，而它同時也被沿著 M)。相似於寫 ’樣型被寫入第 X-軸方向移動而後寫入圖型於單元區域（21) 入樣型於第一行諸單元區域内的操作順序，樣 二行的單元區域内。相似地，樣型在此後被寫入於第三到 以下諸行的單元區域中。 評估以上所述操作順序移動之χ_γ檯的位置精確度。 評估點（樣型）是被配置在Χ-Υ檯平面中122 5公釐χΐ225 公釐的一正方形區域内於X-及γ_軸方向成間隙8 75公釐 的15x15矩陣内。在被配置於矩陣樣型内的評估點中，沿 著行方向配置的評估點是從最左邊一行開始給予順序的數 目，並且沿著列方向配置的評估點是從最低的列開始給予 順序的數目。在i-行與』_列的評估點是以p(i，j)表示。這 評估模型相當於單元區域是被配置於15列χ15行矩陣圖 型内的情況。 第5圖是展示評估點之位移圖型的圖。第5圖内水平 方向對應於X-軸並且垂直方向對應於γ·軸方向。軸的 正方向在第5圖中是往右，並且γ-軸的正方向是往上。 在最左下方的評估點P(u)被移動到一參考點以便檢測在 評估點P(l，l)和參考點之間的位移量。接著，在將被定位 到參考點的評估點沿著正γ-軸方向被順序地移動的同 時，檢測在各評估點的位移量（同時χ-γ檯是沿著負1軸 方向移動）。 在位於最上方列的評估點P(i，15)到達參考點之後， 目標量測位置沿著正X-軸方向移動一行並且沿著負Υ-軸 522465 五、發明說明（3) 方向移動（X-Y檯沿著負X-軸方向以及沿著正γ•軸方向移 動）直至位於最低列的評估點到達參考點為止。 而後，從位於最低列的評估點PG+LU到位於最上方列的 評估點P(i+l，15)順序地檢測各評估點的位移量。重複這 操作順序直至檢測所有評估點的位移量為止。

在第5圖所示範例中，圖型定位精確度在χ·軸方向 是53奈米（3σ)並且在Υ-軸方向是44奈米（3σ)。尤其， 能夠看到在位於最低列的評估點P(i，1)(i γ_轴方向的開 始點）其位移量變大了。這可歸因於χ_γ檯的移動方式在 開始點P(i，1)和其他的評估點之間是不同的。換言之，評 估點（開始點）在檯傾斜地往左上方移動同時到達參考點， 而其他（開始點以外）的評估點在χ _ γ檯直直往下移動同時 到達參考點。

為了減低在開始點的位移量，已經提出了 χ_γ檯運 轉趨近方法，藉此方法χ·γ檯從沿著正軸方向離開始 點Ρ(ι，1)所在處一些距離的位置朝向參考點移動。用這方 法，評估點（開始點）在Χ-Υ檯直直往下移動的同時也到達 參考點。 第0圖是當展示χ_γ檯運轉趨近方法時展示評估點 安置精確度的圖。運轉趨近距離是被設定為8 75公釐， 與評估點的間隙相同。運轉趨近距離是從χ-γ檯沿著γ· 軸方向的移動方向被反轉之處到開始點的距離。可知當使 用運轉趨近方法時在開始點的位移量是比未使用時減低得 更多。圖型定位精確度在X-軸方向是27奈米（3 σ)並且在 6 522465 五、發明說明（〇 Υ·軸方向是35奈米（3 σ)，尤其，這比第5圖中所示改進-更多。 在分劃板生產中，所有的單位區域不是永遠被配置於 正確的矩陣樣型内，所有開始點的γ_座標值也不是一致 的。 第7圖是展示當單元區域不是被配置於正確的矩陣樣 型内時位移例子的圖。評估點p(i，j)是被配置於13χ13矩 陣樣型内’並且評估點的間隙在Χ-及γ-軸方向都是8 75 公釐。為了擾亂Χ-Υ檯之移動的規律性，第7圖中配置 了 12個標示為黑色圓圈的穿越點Q(m n)(m=12,3 4， n=l，2,3)°穿越點Q(m n)是被配置在評估點ρ(4ιη·3 4η-2) 沿著負X-轴方向偏移半個間隙的位置。 首先，移動Χ·Υ檯使得穿越點q(11)、q(12)&q(13) 是被順序地定位在參考點。在穿越點Q(i，3)到達參考點之 後’使用X-Y狀態運轉趨近方法去移動評估點PQ i)到 參考點。X-Y檯在未被配置穿越點的諸行之間的移動是相 似於用第6圖所說明的方法。 接下來，將會說明在配置穿越點的諸行之間從一行到 另一行的移動，例如從4n行到（4n+l)行的移動。在評估 點P(4n，13)移動到參考點之後，順序地移動穿越點 Q(n+l，l)、Q(n+1，2)及 Q(n+l，3)到參考點。而後，使用 X-Y檯運轉趨近方法去移動評估點Ρ(4η+ι，ι)到參考點。 如第7圖中所示。可知評估點的位移量變得比第6圖 中所示更大。圖型定位精確度在χ—軸方向是35奈米（3 σ) 7 522465 五、發明說明（5) 並且在Y-轴方向疋90奈米（3 σ)，這尤其展示了比第6圖 中所不更壞的位置對齊。這起因於χ_γ棱之移動的規律 性受到干擾。 本發明之目的是提供_種使用又_¥檯去處理工作件 的方法，即使Χ-Υ檯之移動的規律性受到干擾仍能夠抑 制被降低的檯定位精確度。

依據本發明一論點，提供一種處理方法，包含··固定 待處理工作件於能夠沿著彼此正交的X-轴方向和 Υ-轴方 向平移移動的Χ-Υ檯上之步驟；移動χ-γ檯到第一位置 之步驟；在X-轴方向以及在負1軸方向使χ-γ檯運轉趨 近並且停止Χ-Υ檯於第二位置之步驟；在χ·γ檯停止於 第一位置時處理工作件之步驟；以及重複地執行在負γ· 軸方向移動χ-γ檯一些距離並且在χ_γ檯停止時處理工 作件之程序的步驟。 依據本發明另一論點，提供一種具有執行處理方法用 的控制器之Χ-Υ檯系統。

即使Χ-Υ檯之移動的規律性被干擾，有可能抑制被 降低的檯位置精確度。 第1圖是本發明一實施例所使用的檯系統之透視圖。 第2圖是展示移動Χ-Υ檯之方法的圖，該方法是由 本發明之實施例處理方法採用。 第3圖是展示使用本發明之實施例方法時Χ-Υ檯定 位精確度（位移量）的圖。 第4Α及4Β圖是展示當實施例之檯系統的χ-γ檯在 8 522465 五、發明說明（6) y軸方向移動時前傾精確度與晃動精確度的圖形。 第5圖是展示當以傳統方法移動χ-γ檯時定位精確 度的圖。 第6圖是展示當以傳統的運轉趨近方法移動χ_γ檯 時定位精確度的圖。 第7圖是展示當以傳統的運轉趨近方法移動檯 時在Χ-Υ檯之移動的規律性受干擾的情況之下定位精確 度的圖。 第1圖是依據本發明一實施例之處理方法所使用檯系 統的透視圖。Υ-檯2是經由線性導軌裝設在基座1上， 此一方式使它能夠執行沿著軸方向的平移移動。伺服 馬達4使Υ-檯2在Υ-軸方向移動。χ—檯3是經由線性導 執裝設在這Υ-檯2上，此一方式使它能夠執行沿著軸 方向的平移移動。伺服馬達5使χ—檯3在χ-軸方向移動。 傾斜檯6裝設在這Χ_轴檯3上並且θζ檯7是裝設 在傾斜檯6上。傾斜檯6調整ΘΖ檯7相對於χ-γ平面之 傾斜角度。待處理基體1〇是被置於@2檯7的平面上並 且固定於其。ΘΖ檯7繞著正交於χ-γ平面的乙軸轉動 基體10。藉由驅動伺服馬達4和5，ΘΖ檯7能夠執行在 X-和Υ-軸方向的平移移動。在本專利申請書中，能夠在 X-和Υ-轴方向平移移動的ΘΖ檯7會被稱為χ_γ檯。 X-和Υ-軸雷射干涉鏡8是裝設在傾斜檯6上。雷射 干涉儀9能夠測量傾斜檯6在X-和Υ-軸方向的位置。由 雷射干涉儀9對傾斜檯6之位置的量測結果被輸入到控制 9 522465 五、發明說明（7) 词服馬達4和5的控制器15。 處理系統20處理被置於ΘΖ檯7平面上並固定於其 之基體10。例如，基體10可以是分劃板基體、遮罩基體、 半導體基體等，並且處理系統20可以是電子束寫入系統。 電子束寫入系統直接地曝光塗佈於基體表面上的光阻。或 者’基體10可以是半導體基體並且處理系統20可以是縮 影投射對齊機。

接著將會參考第2圖說明實施例處理方法所採用的驅 動檯系統的方法。多數個待處理單元區域（場）被形成於被 置於第1圖中所示ΘΖ檯7平面上並固定於其之基體表面 上。處理系統20能夠在基體1〇之位置被固定的條件之 下處理各單位區域。例如，藉著以電子束掃瞄，所需的圖 型能被寫入各單位區域内。當基體1〇被固定至某一位置 而處理系統20能處理基體1〇各單位區域時的位置是稱為 可處理位置。 第2圖展示基體1〇的平面中可處理位置之移動。第 2圖中’各單位區域是以單元區域内所畫白色圓圈a表 示。各單位區域的表示點A被簡單地稱為單元區域。多 數個單元區域A被置成平行Y-軸而構成一行。多數列的 單元區域A以任意的間隔被置於在Χ·軸方向。各行中單 元區域A的配置不是一定固定，，但它可以是各行不同的。 驅動伺服馬達4和5去移動ΘΖ檯7使得可處理位置 被傾斜地往右上方移動（運轉趨近）到位在最左方行（具有 最小X-座標值的行）以及在最低單元區域（具有最小γ—座 10 522465 五、發明說明（Ο 標值的單位區域）的單元區域A(l，l)。定位在可處理位置 的單元區域A(l，l)會被處理。 然後，依較小的Y-座標值之順序而順序地移動可處 理位置到單元區域A(l，l)内相同行中的諸單元區域。在最 上方單元區域A(1，MAX1)(具有最大Y-座標值之單位區 域）的處理程序完成之後，移動ΘΖ檯7使得可處理位置 是位在下一右方行内最低位單元區域A(2，l)傾斜地更左下 方。ΘΖ檯7從這位置做運轉趨近使得單元區域A(2j)是 位在可處理位置。此後，相似於第一行地，處理與單元區 域A(2,1)在同一行内的諸單元區域。 第3圖是展示當使用參考第2圖說明之驅動方法時評 估點定位精確度的圖。評估點和穿越點是與第7圖中所示 者相同。各單位區域是位在各個評估點和穿越點。當各個 穿越點行以及評估點行内最低位置的各單位區域被移動到 可處理位置時，ΘΖ檯7依照可處理位置在基體平面内從 最左下方傾斜地移動到右上方的此一方式做如第2圖中所 不的運轉趨近。 從第3及7圖之間的比較可以看出在各評估點的定位 精確度被可觀地改進了。依據第3圖中所示評估結果，圖 型疋位精確度在X-轴方向是18奈米（3σ)並且在γ-軸方 向特別是27奈米（3σΡ 接下來，將會說明位置精確度被斜向的檯運轉趨近改 進的理由。 第4Α及4Β圖展示當只有第1圖中所示檯2被驅 11 522465 五、發明說明（9) 動時ΘΖ檯7的位移特性（檯特性）。第4a及4B圖的橫座 標代表在Y-軸方向移動距離的累積值，第4A圖的縱座標 代表在高度方向（Z-軸方向）的位移量（前傾量），並且第4B 圖的縱座標代表在χ—軸方向的位移量（晃動量）。 在第4A圖内箭頭cj與c_2指示的位置，高度方向 的位移量在Y-檯2的移動方向被反轉之後即時地突然改 變。但是’這改變量最多是0.4微米。 在第4B圖内箭頭c一3與C-5指示的位置，於X-軸 方白的位移量在Υ-檯2的移動方向從往上方向被反轉到 往下方向之後（在基體平面内可處理位置的移動方向從往 下方向被反轉到往上方向之後）即時地突然改變。此後， 位移量通常是直接傳送。在箭頭C_4指示的位置，γ—檯2 的移動方向是從往上方向被反轉到往下方向。在這情況 下，位移量的改變是大約〇25微米，這小於在位置C_3 與C一5之位移量的改變。 第4B圖中所示圖形指出了當γ-檯2的移動方向從往 上方向被反轉到往下方向時，θζ檯7沿著正的χ_軸方 向移動大約1微米。從量測結果的詳細分析，已經發現㊀ Ζ檯7沿著Χ_軸方向偏移了大約i微米，同時γ·檯2移 動大約5公釐。如果γ—檯2的移動是規律的，能夠藉著 使Y-檯2沿著γ-軸方向做運轉趨近一些距離而更正沿著 X-軸方向之位移。 但是’如第7圖中所示，如果檯移動的規律性受到干 擾，則無法僅僅藉由沿著Y_轴方向運轉趨近而更正在X- 12 522465

五、發明說明（10 ) 軸方向的位移。如第2圖中所示，藉著使ΘΖ檯7沿著X-- 和Y·轴方向運轉趨近，即使如果θζ檯7的移動的規律 性受到干擾，位移仍能夠被更正如第3圖内所示檯位置精 確度中所示。 換吕之，能夠藉由使ΘΖ檯7在ΘΖ檯7的移動方向 被反轉之後即時地沿著與ΘΖ檯7沿著1和γ-轴方向的 移動方向相同的方向做運轉趨近而改進02：檯7的位置精 確度。 因為當檯在Υ_軸方向大約5公釐的移動同時導致在 X-軸方向1微米的位移並且在此後位移量通常是直接傳 送，最好設定在Υ_軸方向的趨近距離為5公釐或更長。 如果Χ_檯的檯特性是相似於1檯，最好同時也設定在χ_ 轴方向的趨近距離為5公釐或更長。較佳的趨近距離是隨 各裝置不同。在Υ-軸方向的移動方向被反轉之後量測在 Υ-軸方向的移動距離直至轴方向之位移量的突然改變 收斂為止，並且趨近距離是被設定為比量測得之移動距離 更長。 已經配合較佳的實施例說明本發明。本發明不僅限定 於以上諸實施例。很明顯地，熟習此技術者能夠完成各種 修改、改進、組合等。 13 522465 五、發明說明（11) 元件標號對照 1......基座 2•…··Y-檯 3......X-檯 4,5......伺服馬達 6……傾斜檯 7……ΘΖ檯 8......雷射干涉鏡 9……雷射干涉儀 10......待處理基體 15……控制器 20……處理系統 14

Claims (1)

1. A、申請專利範圍 L 一種處理方法，包含： 固定待處理工作件於能夠沿 和輛方向平移移動…楼上之::正…-轴方向 移動X-Y檯到第一位置之步驟； 在X-軸方向以及在負γ•軸方向使該χ_ 停止該X-Y檯於第二位置之步驟； 近並且 及在P檯停止於第二位置時處理工作件之步驟；以 重=執行在負γ_軸方向移動χ_γ檯一些距離並且 在X-Yfc停止時處理工作件之處理程序的步驟。 如申請專利範圍第i項之處理方法，其中在移動χ_γ檯 到第-位置的該步驟中，該χ_γ接於χ_γ檯到達該第一 位置之前瞬間在γ_軸方向之移動方向是正Y-軸方向。 如申請專利範圍第2項之處理方法，其中在停止χ_γ接 於第二位置的該步驟中，Χ-Υ檯在與當Χ-Υ檯的移動方 向疋從正Υ-軸方向反轉到負γ-軸方向時χ· γ檯之誤差的 方向相同的X-轴方向做運轉趨近。 一種處理方法，包含： 固定待處理工作件於能夠使Χ-Υ檯沿著彼此正交的 X-軸方向和Υ·軸方向平移移動之檯系統的χ-γ檯上之步 驟；以及 522465 六、申請專利範圍 順序地依這順序而重複第一處理程序、第二處理程序 以及第三處理程序之步驟，該第一處理程序重複χ·γ檯 在正Υ-軸方向的移動和停止並且於Χ-Υ檯停止時處理該 工作件，該第二處理程序於負Υ-轴方向移動Χ-Υ檯，並 且該第三處理程序相對於X-轴方向和Υ-軸方向斜向地以 及在正Υ-軸方向運轉趨近該Χ-Υ檯。 5· —種Χ-Υ檯，包含： 棱驅動系統’給予待處理工作件被置於其上之χ·γ 楼在X-及γ·轴方向的平移移動； 處理系統’處理被置於該Χ-Υ檯上之工作件各部份 的表面區域；以及 控制器，控制該檯驅動系統和處理系統， 其中該控制器以此一使得以下諸步驟被順序地執行之 方式控制該檯驅動系統和處理系統：

   移動Χ-Υ檯到第一位置之步驟； 在X-轴方向以及在負γ_軸方向運轉趨近該χ·γ棱並 且停止該Χ-Υ檯於第二位置之步驟； 在Χ-Υ檯停止於第二位置時處理工作件之步驟；以 及 重複地執行在負Υ-軸方向移動 π勒χ·γ檯一距離以及在 Χ-Υ檯停止時處理工作件之處理程序的步驟。 16