JP3003863B2 - Planar positioning device and method - Google Patents
Planar positioning device and methodInfo
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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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,半導体露光装置,半導体検査装置,超精密
加工装置などに組込むのに好適な平面位置決め装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a plane positioning apparatus suitable for being incorporated in a semiconductor exposure apparatus, a semiconductor inspection apparatus, an ultra-precision processing apparatus, and the like.
(従来の技術) 周知のように,光ステッパを用いて半導体装置を製造
するときには,露光するウェハ面を投影レンズの光軸に
対して直角に,かつ結像位置に正確に位置決めする必要
がある。(Prior Art) As is well known, when manufacturing a semiconductor device using an optical stepper, it is necessary to accurately position a wafer surface to be exposed at right angles to an optical axis of a projection lens and at an image forming position. .
ところで,上記のようにウェハ面を投影レンズの光軸
に対して直角に位置決めするための,いわゆる平面位置
決め装置としては,従来,次のようなものが考えられて
いる。すなわち、代表的なものとして、特開昭59−1296
36号公報に示されている装置を挙げることができる。こ
の公報に示されている装置では、X方向に設けた1組の
送り機構と、Y方向に設けた2組の送り機構と、Z方向
に設けた3組の送り機構とを有し、これら6組の送り機
構とステージとの間に、各送り機構の送り方向の力のみ
を伝達して送り方向以外の動きを許容する伝動部材を介
装し、6組の送り機構がそれぞれ独立してステージを直
接的に駆動できるように構成している。そして、実際に
ウェハ面を投影光学系の焦点面に合わせるには、静電容
量型近接センサを使ってウェハ面上に設定された9箇所
の位置を測定し、これら9箇所の位置と焦点位置との間
のずれ量を求め、これからウェハ全体の近似平面と投影
光学系の焦点面との間のずれ量および傾き量を求める。
このようにして得られたずれ量および傾き量に基づいて
前述したZ方向の3組の送り機構を制御してウェハ全体
の近似平面を投影光学系の焦点面に合わせるようにして
いる。By the way, as a so-called plane positioning device for positioning the wafer surface at right angles to the optical axis of the projection lens as described above, the following is conventionally considered. That is, as a representative example,
An apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 36 can be mentioned. The apparatus disclosed in this publication has one set of feed mechanisms provided in the X direction, two sets of feed mechanisms provided in the Y direction, and three sets of feed mechanisms provided in the Z direction. A transmission member that transmits only the force in the feed direction of each feed mechanism and allows movement in a direction other than the feed direction is interposed between the six feed mechanisms and the stage, and the six feed mechanisms are independently provided. The stage can be directly driven. In order to actually align the wafer surface with the focal plane of the projection optical system, nine positions set on the wafer surface are measured using a capacitance type proximity sensor, and these nine positions and the focal position are measured. Is obtained, and from this, the shift amount and the tilt amount between the approximate plane of the entire wafer and the focal plane of the projection optical system are obtained.
Based on the shift amount and the tilt amount obtained in this way, the above-mentioned three sets of feed mechanisms in the Z direction are controlled so that the approximate plane of the entire wafer is adjusted to the focal plane of the projection optical system.
しかしながら、このように構成された装置にあっても
次のような問題があった。すなわち、スループットを向
上させるためには、1枚のウェハから複数個のチップが
得られるように大口径のウェハを用いる必要がある。こ
のように口径の大きいウェハでは、一般に表面の平坦度
を上げることが困難で、僅かではあるが反り等の発生し
ている場合が多い。一方、微細なパターンをウェハ上に
転写するには、投影光学系の光源として波長の短いもの
を用いるか、あるいは投影光学系における投影レンズの
開口数を大きくする必要がある。しかし、これらの方法
は、投影レンズの焦点深度の低下を招く。However, the apparatus configured as above has the following problems. That is, in order to improve the throughput, it is necessary to use a large-diameter wafer so that a plurality of chips can be obtained from one wafer. In general, it is difficult to increase the flatness of the surface of a wafer having such a large diameter, and in many cases, the wafer is slightly warped. On the other hand, in order to transfer a fine pattern onto a wafer, it is necessary to use a light source having a short wavelength as the light source of the projection optical system or to increase the numerical aperture of the projection lens in the projection optical system. However, these methods cause a decrease in the depth of focus of the projection lens.
上述した説明から判るように、スループットを向上さ
せるには反りなどが存在している大口径のウェハを用い
る必要がある。また、ウェハ上に微細なパターンを転写
するには投影光学系の光源として波長の短いものを用い
るか、あるいは投影レンズの開口数を大きくする必要が
あり、それに伴って投影レンズの焦点深度の低下を招
く。このように焦点深度の浅い状態でパターンを転写し
た場合には、ウェハの表面位置が僅かに変化した場合で
も転写精度が悪化する。As can be seen from the above description, it is necessary to use a large-diameter wafer having a warp or the like in order to improve the throughput. To transfer a fine pattern onto a wafer, it is necessary to use a light source with a short wavelength as the light source of the projection optical system or to increase the numerical aperture of the projection lens. Invite. When the pattern is transferred in such a state where the depth of focus is shallow, the transfer accuracy deteriorates even when the surface position of the wafer slightly changes.
したがって、前述した従来装置のように、当初、ウェ
ハ全体の近似平面を投影光学系の焦点面に合わせ、この
状態のまま各部への転写を行う方式では、反りなどが存
在する大口径のウェハを用いた場合には精度の高い転写
を行えないという問題があった。Therefore, as in the above-described conventional apparatus, the method of initially aligning the approximate plane of the entire wafer with the focal plane of the projection optical system and performing transfer to each part in this state does not allow a large-diameter wafer having warpage or the like to exist. When used, there is a problem that high-accuracy transfer cannot be performed.
(発明が解決しようとする課題) 上述の如く、従来の平面位置決め装置にあっては、た
とえば光ステッパに適用しようとすると、特に焦点深度
が浅く、しかもウェハの口径が大きい場合には、精度の
高い転写が本質的にできないという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional planar positioning device, if it is to be applied to, for example, an optical stepper, particularly when the depth of focus is small and the diameter of the wafer is large, the accuracy is low. There was a problem that high transfer could not be performed essentially.
そこで本発明は、上述した不具合を解消でき、たとえ
ば焦点深度が浅く、しかも口径の大きいウェハを対象に
した光ステッパに適用した場合には精度の高い転写実現
に寄与できる平面位置決め装置を提供することを目的と
している。Therefore, the present invention is to provide a planar positioning device which can solve the above-mentioned disadvantages and can contribute to high-accuracy transfer realization when applied to, for example, an optical stepper for a wafer having a small depth of focus and a large aperture. It is an object.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の平面位置決め装
置は、第1のテーブルと、この第1のテーブルに載置さ
れ、複数の区画領域面が設定された平面位置決め対象物
を載置するための第2のテーブルと、X軸、Y軸、Z軸
から成る直角座標を基準とし、前記第1のテーブルを少
なくともX軸方向あるいはY軸方向へ駆動するための第
1の駆動手段と、前記第2のテーブルをZ軸方向、X軸
回り回転方向、Y軸回り回転方向にそれぞれ駆動するた
めの第2の駆動手段と、前記平面位置決め対象物の位置
決め対象とする前記区画領域面上の少なくとも3個所の
Z軸方向位置を同時に測定するための測定手段と、この
測定手段の出力信号に基づいて基準平面に対する前記Z
軸方向位置誤差量、X軸回り方向回転誤差量、Y軸回り
方向回転誤差量をそれぞれ算出するための算出手段と、
この算出手段によって得られた前記それぞれの誤差量を
零にすべく前記第2の駆動手段に制御信号を与えるため
の第1の制御手段と、この第1の制御手段によって前記
位置決め対象とする区画領域面の平面位置決めが完了し
た後に、次に位置決め対象となる区画領域面を前記測定
手段で測定可能な位置に移動すべく前記第1の駆動手段
に制御信号を与える第2の制御手段とを備えをことを特
徴としている。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a planar positioning device of the present invention is provided with a first table and a plurality of partitioned areas mounted on the first table. Based on a second table for placing a plane positioning object on which a surface is set, and a rectangular coordinate system composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis, the first table is at least in the X axis direction or the Y axis. Driving means for driving the second table in a Z-axis direction, a rotation direction about an X-axis, and a rotation direction about a Y-axis; and the planar positioning. Measuring means for simultaneously measuring at least three positions in the Z-axis direction on the sectioned area surface on which the object is to be positioned, and Z based on a reference plane based on an output signal of the measuring means.
Calculating means for calculating the axial position error amount, the X-axis direction rotation error amount, and the Y-axis direction rotation error amount;
First control means for providing a control signal to the second drive means so as to reduce the respective error amounts obtained by the calculation means to zero, and a section to be positioned by the first control means A second control unit for providing a control signal to the first drive unit to move a sectioned region surface to be positioned next to a position measurable by the measurement unit after the plane positioning of the region surface is completed. It is characterized by its provision.
また、本発明の平面位置決め方法は、第1のテーブル
と、この第1のテーブルに載置され、複数の区画領域面
が設定された平面位置決め対象物を載置するための第2
のテーブルと、X軸、Y軸、Z軸から成る直角座標を基
準とし、前記第1のテーブルを少なくともX軸方向ある
いはY軸方向へ駆動するための第1の駆動手段と、前記
第2のテーブルをZ軸方向、X軸回り回転方向、Y軸回
り回転方向にそれぞれ駆動するための第2の駆動手段
と、前記平面位置決め対象物の位置決め対象とする前記
区画領域面上の少なくとも3個所の位置を同時に測定す
るための測定手段と、この測定手段の出力信号に基づい
て基準平面に対する前記区画領域面上の前記Z軸方向位
置誤差量、X軸回り方向回転誤差量、Y軸回り方向回転
誤差量をそれぞれ算出するための算出手段とを備えた平
面位置決め装置を用いて平面位置決め対象物の位置決め
を行う平面位置決め方法において、前記複数の区画領域
面のうち位置決め対象とする区画領域面を前記測定手段
で測定可能な位置まで、前記第1の駆動手段によって前
記第1のテーブルを移動させて移動する工程と、前記位
置決め対象とする区画領域面上の少なくとも3個所の位
置を前記測定手段よって同時に測定する工程と、この測
定結果に基づいて基準平面に対する前記Z軸方向位置誤
差量、X軸回り方向回転誤差量、Y軸回り方向回転誤差
量をそれぞれ算出する工程と、この算出結果によって得
られた前記それぞれの誤差量を零にすべく前記第2の駆
動手段に制御信号を与えて前記位置決め対象とする区画
領域面を位置決めする工程と、この位置決めされた前記
区画領域面に所定の処理を施す工程と、この所定の処理
が完了した後に、前記複数の区画領域面の中の次の位置
決め対象とする区画領域面が前記測定手段で測定可能な
位置まで、前記第1の駆動手段によって前記第1のテー
ブルを移動させるようにして順次上記工程を繰返す工程
とを備えていることを特徴としている。Further, the planar positioning method of the present invention includes a first table and a second table for placing a planar positioning target placed on the first table and having a plurality of partitioned area surfaces set thereon.
And first driving means for driving the first table at least in the X-axis direction or the Y-axis direction with reference to rectangular coordinates consisting of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. Second driving means for driving the table in the Z-axis direction, the X-axis rotation direction, and the Y-axis rotation direction, respectively, and at least three positions on the partitioned area surface on which the planar positioning target is to be positioned; Measuring means for simultaneously measuring a position; and a position error amount in the Z-axis direction, a rotation error amount in the X-axis direction, and a rotation in the Y-axis direction on the section plane with respect to the reference plane based on the output signal of the measuring means. In a planar positioning method for positioning a planar positioning target using a planar positioning device including a calculation unit for calculating an error amount, a positioning pair of the plurality of partitioned area surfaces Moving the first table by the first drive means to a position where the section area surface to be measured can be measured by the measuring means; and at least three positions on the section area surface to be positioned. Simultaneously measuring the position of the reference plane with the measuring means, and calculating the Z-axis position error, the X-axis rotation error, and the Y-axis rotation error with respect to a reference plane based on the measurement result. And a step of giving a control signal to the second drive means to set the respective error amounts obtained by the calculation results to zero, thereby positioning the partitioned area surface to be positioned, and Performing a predetermined process on the partitioned area surface, and after completing the predetermined process, the next partitioned area surface to be positioned among the plurality of partitioned area surfaces is subjected to the measurement. A measurable position in stages, is characterized by comprising the step of repeating the sequence above step so as to move the first table by the first driving means.
(作用) 平面位置決め対象物の位置決め対象面上に区画設定さ
れた複数の区画領域面毎に、この区画領域面の3箇所位
置を同時に測定して基準平面に対する上記区画領域面の
Z軸方向位置誤差量,X軸回り回転誤差量およびY軸回り
回転誤差量を算出する手段を設けているので,上記各誤
差量を算出するために平面位置決め対象物をXY軸方向に
移動させる必要はない。したがって,Z軸方向位置誤差
量,X軸回り回転誤差量およびY軸回り回転誤差量をほと
んど瞬時に算出できる。また,上述した誤差量算出手段
を設けているので,第1の制御手段に対してもフィード
バック制御が可能となる。したがって,外乱の補償も確
実に行うことができる。また、対象物の位置決め対象面
上に区画設定された複数の区画領域面毎に、この区画領
域面を基準平面に合わせるように制御系を構成している
ので、たとえば焦点深度が浅く、しかも反りなどが存在
している口径の大きいウェハを対象にした光ステッパに
適用した場合においては精度の高い転写実現に寄与でき
る。(Operation) For each of a plurality of partitioned area planes defined on the positioning target plane of the planar positioning target, three positions of the partitioned area plane are simultaneously measured, and the Z-axis direction position of the partitioned area plane relative to the reference plane is measured. Since the means for calculating the error amount, the X-axis rotation error amount, and the Y-axis rotation error amount are provided, it is not necessary to move the planar positioning object in the XY-axis direction to calculate the above error amounts. Therefore, the Z-axis direction position error amount, the X-axis rotation error amount, and the Y-axis rotation error amount can be calculated almost instantaneously. Further, since the above-described error amount calculating means is provided, feedback control can be performed on the first control means. Therefore, it is possible to reliably compensate for disturbance. In addition, since the control system is configured so that each of the plurality of partitioned area planes defined on the positioning target plane of the target object is aligned with the reference plane, for example, the depth of focus is shallow, and the warpage is low. In the case where the present invention is applied to an optical stepper for a large-diameter wafer having such a large diameter, it can contribute to realization of highly accurate transfer.
(実施例) 以下,図面を参照しながら実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example is described with reference to drawings.
第1図には半導体露光システムに適用した一実施例に
係る平面位置決め装置の概略斜視図が示されている。FIG. 1 is a schematic perspective view of a flat positioning device according to an embodiment applied to a semiconductor exposure system.
この装置の機械的可動部分は,第1図に示すようにX
軸,Y軸,Z軸からなる直角座標を基準としたとき,図示し
ないXYテーブル上にZ軸方向に移動可能に配置されたテ
ーブル1と,このテーブル1をZ軸方向に選択的に移動
させる第1の駆動機構2と,テーブル1上でY軸上に配
置された第1の支持機構3と,テーブル1上でY軸を境
にして対称的な位置にZ軸方向へ移動可能に配置された
第2および第3の支持機構4,5と,第2の支持機構4お
よび第3の支持機構5を選択的にZ軸方向に移動させる
第2の駆動機構6および第3の駆動機構7とで構成され
ている。各駆動機構2,6,7としては,それぞれモータと
ボールネジを含む減速ギアとを組合わせた機構のもの,
あるいは圧電素子を組合せたものが使用されている。そ
して,これら各駆動機構2,6,7は,それぞれ第1,第2,第
3のサーボ機構8,9,10によって制御される。The mechanically movable part of this device is an X
With reference to a rectangular coordinate system consisting of an axis, a Y-axis, and a Z-axis, a table 1 movably arranged in the Z-axis direction on an XY table (not shown), and the table 1 is selectively moved in the Z-axis direction. A first drive mechanism 2, a first support mechanism 3 arranged on the Y axis on the table 1, and a movably arranged in the Z axis direction at a symmetrical position on the table 1 with respect to the Y axis. Second and third support mechanisms 4, 5 and a second drive mechanism 6 and a third drive mechanism for selectively moving the second support mechanism 4 and the third support mechanism 5 in the Z-axis direction. 7. Each of the drive mechanisms 2, 6, and 7 is a mechanism that combines a motor and a reduction gear including a ball screw.
Alternatively, a combination of piezoelectric elements is used. These drive mechanisms 2, 6, 7 are controlled by first, second, and third servo mechanisms 8, 9, 10, respectively.
一方,支持機構3,4,5の上面には,これらによって3
点支持される,ウェハテーブル11が載置されており,こ
のウェハテーブル11の上面には平面位置合せ対象物とし
てのウェハ12が支持されている。ウェハテーブル11の上
方あるいは斜め上方位置には,ウェハ12の上面で丁度,
露光位置に存在するウェハチップ13の3箇所P1,P2,P3の
Z軸方向位置を同時に測定し,ウェハチップ13のZ軸方
向位置Zl,X軸回り回転角Xθ,Y軸回り回転角Yθを検出
して,Z軸方向位置信号Zl1,X軸回り回転角信号Xθ1,Y軸
回り回転角信号Yθ1を出力する変位計14が設けられて
いる。そして,変位計14から出力されたZ軸方向位置信
号Zl1はサーボ機構8に,X軸回り回転角信号Xθ1はサ
ーボ機構9に,また,Y軸回り回転角信号Yθ1はサーボ
機構10に入力される。On the other hand, on the upper surfaces of the support mechanisms 3, 4, 5
A wafer table 11 that is point-supported is placed, and on the upper surface of the wafer table 11, a wafer 12 as a planar alignment target is supported. Above or obliquely above the wafer table 11, just above the upper surface of the wafer 12,
Simultaneously measure the three positions P 1 , P 2 , and P 3 of the wafer chip 13 at the exposure position in the Z-axis direction, and position the wafer chip 13 in the Z-axis direction Zl, X-axis rotation angle Xθ, and Y-axis rotation. detects the angular Y.theta, Z-axis direction position signal Zl 1, X-axis rotational angle signal X.theta 1, Y-axis rotational angle signal Y.theta 1 displacement meter 14 that outputs are provided. Then, the Z-axis direction position signal Zl 1 servo mechanism 8 which is output from the displacement meter 14, X-axis rotational angle signal X.theta 1 to the servo mechanism 9, also, Y-axis rotational angle signal Y.theta 1 is servomechanism 10 Is input to
サーボ機構8,9,10は,具体的には第2図に示すように
構成されている。すなわち,サーボ機構8は,減算器21
でZ軸方向基準位置信号ZlSとZ軸方向位置信号Zl1との
偏差をとり,この誤差信号Zl′をドライバ回路22の入力
信号として与えている。ドライバ回路22は,誤差信号Z
l′に対応させて駆動機構2のアクチュエータを駆動す
る。サーボ機構9は,減算器23でX軸回り基準回転角信
号XθSとX軸回り回転角信号Xθ1との偏差をとり,
この誤差信号Xθ′を干渉補償要素24を介して加算器25
の一方の入力端に導入し,この加算器25の出力をドライ
バ回路26の入力信号として与えている。ドライバ回路26
は,入力信号に対応させて駆動機構6のアクチュエータ
を駆動する。また,サーボ機構10は,減算器27でY軸回
り基準回転角信号YθSとY軸回り回転角信号Yθ1と
の偏差をとり,この誤差信号Yθ′をゲイン補償要素28
を介して一方においては前記加算器25の他方の入力端に
導入し,他方においてはインバータ29を介して加算器30
の一方の入力端に導入している。この加算器30の他方の
入力端には前記干渉補償要素24を通った誤差信号Xθ′
が与えられている。そして,加算器30の出力をドライバ
回路31の入力信号として与えている。ドライバ回路31
は,入力信号に対応させて駆動機構7のアクチュエータ
を駆動する。上記信号の流れから判かるように,サーボ
機構9のドライバ回路26には,X軸回り回転誤差信号を零
にすべく駆動機構6,7に与えるべき信号とY軸回り回転
誤差信号を零にすべく駆動機構6,7に与えるべき信号の
うち駆動機構6に与えられる信号分を加算した信号が入
力として与えられる。また,ドライバ回路31には,X軸回
り回転誤差信号を零にすべく駆動機構6,7に与えるべき
信号とY軸回り回転誤差信号を零にすべく駆動機構6,7
に与えるべき信号のうちの駆動機構7に与えられる信号
分を加算した信号が入力として与えられる。The servo mechanisms 8, 9, 10 are specifically configured as shown in FIG. That is, the servo mechanism 8 includes the subtractor 21
Derives a deviation between the Z-axis direction reference position signal Zl S and the Z-axis direction position signal Zl 1, and supplies this error signal Zl ′ as an input signal to the driver circuit 22. The driver circuit 22 generates the error signal Z
The actuator of the drive mechanism 2 is driven corresponding to l '. The servo mechanism 9, the subtractor 23 takes the difference between the X-axis reference rotational angle signal X.theta S and X-axis rotational angle signal X.theta 1,
The error signal Xθ ′ is added to the adder 25 through the interference compensating element 24.
And the output of the adder 25 is given as an input signal of the driver circuit 26. Driver circuit 26
Drives the actuator of the drive mechanism 6 in accordance with the input signal. The servo mechanism 10 includes a subtractor 27 takes the difference between the Y-axis reference rotational angle signal Y.theta S and Y-axis rotation angle signal Y.theta 1, gain compensation element 28 the error signal Y.theta '
On the one hand to the other input of said adder 25 and on the other hand through an inverter 29 to an adder 30
To one input end. The other input terminal of the adder 30 has an error signal Xθ ′ passing through the interference compensating element 24.
Is given. Then, the output of the adder 30 is given as an input signal of the driver circuit 31. Driver circuit 31
Drives the actuator of the drive mechanism 7 in accordance with the input signal. As can be seen from the above signal flow, the driver circuit 26 of the servo mechanism 9 sets the signal to be given to the drive mechanisms 6 and 7 and the Y-axis rotation error signal to zero to make the X-axis rotation error signal zero. As an input, a signal obtained by adding signals to be supplied to the driving mechanism 6 among signals to be supplied to the driving mechanisms 6 and 7 is provided as an input. Further, the driver circuit 31 includes signals to be given to the driving mechanisms 6 and 7 to make the rotation error signal around the X axis zero, and driving mechanisms 6 and 7 to make the rotation error signal around the Y axis zero.
Of the signals to be supplied to the driving mechanism 7 are provided as inputs.
このような構成であると,XYテーブルの移動によって
対象とするウェハチップ13が,順次露光位置まで送られ
てきた時点で,変位計14が瞬時にZ軸方向位置信号Zl1,
X軸回り回転角信号Xθ1,Y軸回り回転角信号Yθ1を出
力する。そして,この出力によってサーボ機構8,9,10に
サーボがかけられる。したがって,極めて短時間に対象
とするウェハチップ13、つまり対象物の位置決め対象面
上に区画設定された各区画領域面の表面全体を正確に位
置合せすることができる。また,駆動機構2,6,7をそれ
ぞれサーボ機構8,9,10を使って制御しているので,位置
決め後に外乱が入ってもこれを速やかに補償することが
できる。With such a configuration, when the target wafer chip 13 is sequentially sent to the exposure position by moving the XY table, the displacement meter 14 instantaneously outputs the Z-axis direction position signal Zl 1 ,
An X-axis rotation angle signal Xθ 1 and a Y-axis rotation angle signal Yθ 1 are output. Then, servo is applied to the servo mechanisms 8, 9, and 10 by this output. Therefore, it is possible to accurately align the entire surface of the target wafer chip 13, that is, the entire surface of each partitioned area surface set on the positioning target surface of the target object, in a very short time. In addition, since the driving mechanisms 2, 6, 7 are controlled using the servo mechanisms 8, 9, 10, respectively, even if disturbance is introduced after positioning, this can be quickly compensated.
第3図には本発明の別の実施例に係る平面位置決め装
置におけるサーボ機構8a,9a,10aが示されている。この
実施例では,干渉補償要素41,42と加算器43とを用いて
互いの間での干渉を防止している。このように構成する
と,前記実施例と同様な効果が期待できることは勿論の
こと,平面位置決め制御を一層円滑に,かつ応答性良く
行なわせることができる。FIG. 3 shows servo mechanisms 8a, 9a and 10a in a plane positioning device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, interference between each other is prevented by using the interference compensation elements 41 and 42 and the adder 43. With this configuration, it is possible to expect not only the same effects as in the above-described embodiment, but also to perform the planar positioning control more smoothly and with higher responsiveness.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、対象物の位置
決め対象面上に区画設定された複数の区画領域面毎に、
この区画領域面を基準平面に合わせるように制御系を構
成しているので、たとえば焦点深度が浅く、しかも反り
などが存在している口径の大きいウェハを対象にした光
ステッパに適用した場合には精度の高い転写実現に寄与
できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, for each of a plurality of partitioned area surfaces partitioned on the positioning target surface of the object,
Since the control system is configured so that this sectioned area plane is aligned with the reference plane, for example, when applied to an optical stepper for a large-diameter wafer having a small depth of focus and having a warp or the like, This can contribute to high-accuracy transfer.
第1図は半導体露光システムに適用した一実施例に係る
平面位置決め装置の概略斜視図,第2図は同装置におけ
るサーボ機構の構成図,第3図は別の実施例に係る平面
位置決め装置におけるサーボ機構の構成図である。 1……テーブル,2……第1の駆動機構,3……第1の支持
機構,4……第2の支持機構,5……第3の支持機構,6……
第2の駆動機構,7……第3の駆動機構,8……第1のサー
ボ機構,9……第2のサーボ機構,10……第3のサーボ機
構,11……ウェハテーブル,13……ウェハチップ,14……
変位計。1 is a schematic perspective view of a flat positioning device according to one embodiment applied to a semiconductor exposure system, FIG. 2 is a configuration diagram of a servo mechanism in the same device, and FIG. 3 is a drawing of a flat positioning device according to another embodiment. It is a block diagram of a servo mechanism. 1 ... table, 2 ... first drive mechanism, 3 ... first support mechanism, 4 ... second support mechanism, 5 ... third support mechanism, 6 ...
Second driving mechanism 7, 7 Third driving mechanism 8, First servo mechanism 9, Second servo mechanism 10, Third servo mechanism 11, Wafer table 13, … Wafer chips, 14 ……
Displacement gauge.
Claims (4)
定された平面位置決め対象物を載置するための第2のテ
ーブルと、 X軸、Y軸、Z軸から成る直角座標を基準とし、前記第
1のテーブルを少なくともX軸方向あるいはY軸方向へ
駆動するための第1の駆動手段と、 前記第2のテーブルをZ軸方向、X軸回り回転方向、Y
軸回り回転方向にそれぞれ駆動するための第2の駆動手
段と、 前記平面位置決め対象物の位置決め対象とする前記区画
領域面上の少なくとも3個所のZ軸方向位置を同時に測
定するための測定手段と、 この測定手段の出力信号に基づいて基準平面に対する前
記区画領域面上の前記Z軸方向位置誤差量、X軸回り方
向回転誤差量、Y軸回り方向回転誤差量をそれぞれ算出
するための算出手段と、 この算出手段によって得られた前記それぞれの誤差量を
零にすべく前記第2の駆動手段に制御信号を与えるため
の第1の制御手段と、 この第1の制御手段によって前記位置決め対象とする区
画領域面の平面位置決めが完了した後に、次に位置決め
対象となる区画領域面を前記測定手段で測定可能な位置
に移動すべく前記第1の駆動手段に制御信号を与える第
2の制御手段と を備えたことを特徴とする平面位置決め装置。1. A first table, a second table placed on the first table for placing a planar positioning object on which a plurality of partitioned area surfaces are set, and an X-axis and a Y-axis. First driving means for driving the first table at least in the X-axis direction or the Y-axis direction with reference to the rectangular coordinates consisting of the axis and the Z-axis; and the second table in the Z-axis direction and the X-axis. Rotation direction, Y
Second driving means for driving each in the rotational direction around the axis; and measuring means for simultaneously measuring at least three Z-axis positions on the partitioned area surface as the positioning target of the planar positioning target. Calculating means for calculating the Z-axis direction error, the X-axis rotation error, and the Y-axis rotation error on the defined area plane with respect to the reference plane based on the output signal of the measuring means, And first control means for providing a control signal to the second drive means so as to reduce the respective error amounts obtained by the calculation means to zero; After the planar positioning of the partitioning area surface to be positioned is completed, a control signal is sent to the first driving means to move the partitioning area surface to be positioned next to a position measurable by the measuring means. And a second control means for providing the same.
第1の駆動機構と、 前記第1のテーブル上で前記Y軸上に配置される第1の
支持機構と、 前記第1のテーブル上で前記Y軸を境にして対称な位置
に前記Z軸方向へ移動可能に配置された第2および第3
の支持機構と、 前記第2および第3の支持機構を選択的に前記Z軸方向
へ移動させるための第2および第3の駆動機構と から成ることを特徴とする請求項1記載の平面位置決め
装置。2. The second driving means includes: a first driving mechanism for moving the entire second table in a Z-axis direction; and a second driving means disposed on the Y-axis on the first table. A first support mechanism; and a second and a third movably arranged in the Z-axis direction at symmetrical positions on the first table with respect to the Y-axis.
2. The planar positioning device according to claim 1, further comprising: a support mechanism configured to selectively move the second and third support mechanisms in the Z-axis direction. 3. apparatus.
差量との基準信号との偏差をそれぞれ求め、前記第2お
よび第3の駆動機構へ当該駆動機構同士の相互の干渉を
補償する干渉補償手段を介して信号を出力するように構
成されていることを特徴とする請求項2記載の平面位置
決め装置。3. The first and second driving mechanisms determine a deviation between a reference signal of the X-axis rotation error and a reference signal of the Y-axis rotation error, respectively. 3. The flat positioning device according to claim 2, wherein a signal is output via interference compensation means for compensating mutual interference between the driving mechanisms.
載置され、複数の区画領域面が設定された平面位置決め
対象物を載置するための第2のテーブルと、X軸、Y
軸、Z軸から成る直角座標を基準とし、前記第1のテー
ブルを少なくともX軸方向あるいはY軸方向へ駆動する
ための第1の駆動手段と、前記第2のテーブルをZ軸方
向、X軸回り回転方向、Y軸回り回転方向にそれぞれ駆
動するための第2の駆動手段と、前記平面位置決め対象
物の位置決め対象とする前記区画領域面上の少なくとも
3個所の位置を同時に測定するための測定手段と、この
測定手段の出力信号に基づいて基準平面に対する前記Z
軸方向位置誤差量、X軸回り方向回転誤差量、Y軸回り
方向回転誤差量をそれぞれ算出するための算出手段とを
備えた平面位置決め装置を用いて平面位置決め対象物の
位置決めを行う平面位置決め方法において、 前記複数の区画領域面のうち位置決め対象とする区画領
域面を前記測定手段で測定可能な位置まで、前記第1の
駆動手段によって前記第1のテーブルを移動させて移動
する工程と、 前記位置決め対象とする区画領域面上の少なくとも3個
所の位置を前記測定手段よって同時に測定する工程と、 この測定結果に基づいて基準平面に対する前記Z軸方向
位置誤差量、X軸回り方向回転誤差量、Y軸回り方向回
転誤差量をそれぞれ算出する工程と、 この算出結果によって得られた前記それぞれの誤差量を
零にすべく前記第2の駆動手段に制御信号を与えて前記
位置決め対象とする区画領域面を位置決めする工程と、 この位置決めされた前記区画領域面に所定の処理を施す
工程と、 この所定の処理が完了した後に、前記複数の区画領域面
の中の次の位置決め対象とする区画領域面が前記測定手
段で測定可能な位置まで、前記第1の駆動手段によって
前記第1のテーブルを移動させるようにして順次上記工
程を繰返す工程と を備えていることを特徴とする平面位置決め方法。4. A first table, a second table for mounting a planar positioning object mounted on the first table and having a plurality of partitioned area surfaces set thereon, an X-axis and a Y-axis.
First driving means for driving the first table at least in the X-axis direction or the Y-axis direction with reference to rectangular coordinates consisting of an axis and a Z-axis; and driving the second table in the Z-axis direction and the X-axis direction. Second driving means for driving in the rotation direction and the rotation direction in the Y-axis direction, respectively, and measurement for simultaneously measuring at least three positions on the partitioned area surface to be positioned of the planar positioning object. Means and said Z with respect to a reference plane based on the output signal of said measuring means.
A plane positioning method for positioning a planar positioning object using a plane positioning apparatus including a calculating unit for calculating an axial position error amount, an X-axis rotation error amount, and a Y-axis rotation error amount, respectively. In the method, the first drive unit moves the first table to a position at which a partition area surface to be positioned among the plurality of partition area surfaces can be measured by the measurement unit, Simultaneously measuring at least three positions on the divisional area surface to be positioned by the measuring means, based on the measurement result, the Z-axis position error with respect to a reference plane, the X-axis rotation error, Calculating a rotation error amount about the Y-axis; and the second driving means for reducing the respective error amounts obtained from the calculation result to zero. Providing a control signal to the positioning area surface to be positioned, performing a predetermined process on the positioned partitioned area surface, and, after completing the predetermined process, the plurality of partitions. Repeating the above steps in such a manner that the first table is moved by the first driving means until the next sectioned area to be positioned in the area plane can be measured by the measuring means; A planar positioning method characterized by comprising:
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|---|---|---|---|
| JP63078986A JP3003863B2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Planar positioning device and method |
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| JP63078986A JP3003863B2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Planar positioning device and method |
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-
1988
- 1988-03-31 JP JP63078986A patent/JP3003863B2/en not_active Expired - Fee Related
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