JPS6043267B2 - 精密位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対象物体を目標位置に位置決めする為の精
密位置決め装置に関するものである。

本発明の目的は、高精度、高信頼性、及び簡単 な機
構からなる精密位置決め装置を提供するにある。即ち本
発明は、上記の目的を達成するために、基台と、対象物
を載置した台と、該台を基台に対して横方向に移動させ
る横移動機構と、該横移動機構を駆動する駆動手段と、
上記対象物上のパターンを検出する検出光学装置と、上
記台と検出光学装置とを相対的に上下方向に移動させる
上下移動機構と、該上下移動機構を駆動する第２の駆動
手段と、該第２の駆動手段を駆動して上下移動機構を作
動させてそのとき生じる横方向のすれ量を検知する検知
手段と、該検知手段によつて検知される横方向のずれ量
を帰還させて上記第１の駆動手段を駆動して上記横移動
機構を制御する制御手段とを備え、上記上下移動機構を
作動させたとき、この上下移動機構の振れやガタ等によ
つて生じる上記検出光学装置と対象物との横方向のすれ
をなくして位置合せすることができるようにしたことを
特徴とする精密位置決め装置である。 特に本発明は、
上記精密位置決め装置においｊて、上記上下移動機構を
、同一長さで並設され、且金属と同程度を有する複数個
の弾性体て形成し、これらの弾性体の変形によつて生じ
る横方向の振れ（位置ずれ）を上記検知手段で検知し、
この検知された位置ずれだけ上記制御手段により上記第
１の駆動手段を駆動して横移動機構を作動させて検出光
学装置と対象物との上記横方向の振れ（位置ずれ）をな
くすように制御するように構成したことを特徴とする精
密位置決め装置である。以下本発明を図に示す実施例に
もとづいて具体的に説明する。第１図は本発明の精密位
置決め装置の実施例である密着露光方式のマスクアライ
ナーを示した概略構成図である。

即ち１はマスクにして、基台２の上端の窓部２ａに固定
されている。３はＦ字形状をした上下移動台にして、同
一長さを有し、且金属材料で形成された平行板バネ９の
一端を側面に固定し、支点１１を中心に揺動されるレバ
ー１０の一端と係合するよう構成されている。

４はウェハにして、上記上下移動台３の上端に載置され
ている。

５は検出光学装置にして、第２図に示す如く上記マスク
１とウェハ４とが密着状態でマスク１の検出用パターン
７とウェハ４の検出用パターン８との位置ずれ（位置合
せ誤差）Ｅを信号にて検出するものである。

６はＬ字形状をした横移動台にして、側面に平行板バネ
９の他端を固定し、下端に同じ長さを有し、且金属材料
で形成された平行板バネ１３の上端を固定しているもの
である。

この平行板バネ１３の下端は基台２の下端に固定されて
いる。１２は電磁石にして、鋼で形成された横移動台６
の端面を電磁吸着して、横移動台６を横方向に微移動さ
せるものである。

１３は上下移動台３の横方向の移動量を検知する電気マ
イクロメータにして、アクチュエータを上下移動台３の
側面に取付けられた平滑面（ガラス板）１６に係合させ
、本体を基台２の上端下面に取付けられている。

１４は制御装置にして、検出系５によつて求められた位
置ずれ量を入力して、ウェハ４をマスク１から離間させ
たとき第３図に示すＥだけ横移動台６を電磁一石１２を
作動させて移動させるように電磁石駆動回路１５に信号
を印加すると共に上下移動台３が下方に位置したときと
上方に位置したときとの横方向のずれ量ち及びＴ２（第
３図に示す）を電気マイクロメータ１３で検知してその
ずれ量ち及びＴ２−だけ横移動台６を電磁石１２を作動
させて移動させるように電磁石駆動回路１５に信号を印
加する回路である。

而して上記構成により、マスク１とウェハ４とのマスク
アライメントは先ず密着状態で検出光学装置５により第
２図に示す位置合せ誤差Ｅを検出する。

次に上下移動台３、平行板バネ９及びレバー１０から成
る上下移動機構で、ウェハ４をマスク２より離間し、電
気マイクロメータ１３で横方向のずれ量ｔ１（第３図に
示す）を検出しながら、位置合せ誤差Ｅ分だけ、横移動
台６、電磁石１２、及び平行板バネ１３から成る横移動
機構を動かす。その後、再び上記上下移動機構で、ウェ
ハ１４をマスク２に密着させるのだがこの時上下移動台
３の横方向のずれ対象物Ｔ２（第３図に示す）は常に電
気マイクロメータ１３で検出されており、振れ、ガタ等
で、上記所期の値ｔ１からずれた場合は、直ちに制御回
路１４を通じて電磁石駆動回路１５を働かして補正する
。結局密着状態になつた時は、位置合わせ誤差Ｅを検出
した時と同じ高さで位置合わせ誤差分Ｅだけウェハ４は
マスク２に対し移動した事になる。

この方式によれば、位置合わせ精度は、ストロ゛−ク５
μ、離れた時ウェハ４とマスク１との間の離間距離７０
μであるとき、０．０２ｐになる。これに対し、上下移
動時に電気マイクロメータ１５からなる横方向移動検知
手段の制御回路のフィードバックを切り、上下移動時の
ガタ振れ等の誤差を許容すると、位置合わせ精度は０．
１μとなり、本方式に比較して５倍程度悪化する。更に
この装置よりも、上下移動機構の精度、剛性等が悪い場
合、フィードバックがないときの位置合わせ精度は０．
１μより悪くなると考えられるが、本方式を採用すれば
、合わせ精度は０．０２μとさして相違ない値となろう
。なお、上記実施例では一軸方向の位置わせについて言
及したが、当然、２軸方向及び回転方向についても上記
実施例と同様に位置合わせできるものであり、上記実施
例に限定されるものではない。

以上説明したように本発明によれば、位置合せ誤差に含
まれていた移動機構の振れ、ガタ等を除去して位置合せ
することができ、その結果検出系の誤差内に、対象物の
位置合せ誤差を押えることができる効果を奏する。

従つて移動機構の精度及び剛性の条件を緩和して装置の
価格低減、及び装置の信頼性向上を達成することができ
る。また本発明は、基台に対して対象物を載置した台を
弾性体を用いて上下方向及び横方向に微移動させるよう
に構成した精密位置決め装置であるから、バックラッシ
ュ等のガタをなくすことができて位置合せ精度を向上さ
せることができると共に位置合せ装置を簡単な機構で形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の精密位置合せ装置の一実施例である一
軸位置決めの密着露光方式のマスクアライナーを示す概
略構成図、第２図は第１図に示す検出糸により重畳され
て見えるウェハの検出用パターン及びマスクの検出用パ
ターンを示した図、第３図は第１図に示すマスクとウェ
ハとの相対移動状態を示す拡大図である。 符号の説明、１・・・・・・マスク、２・・・・・・基
台、３・・・・・・上下移動台、４・・・・・・ウェハ
、５・・・・・・検出光学装置、６・・・・・・横移動
台、９，１３・・・・・・平行板バネ、１０・・・・・
ルバー、１２・・・・・・電磁石、１３・・・・・・電
気マイクロメータ、１４・・・・・・制御回路、１５・
・・・・・電磁石駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台と、対象物を載置した台と、該台を基台に対し
   て横方向に移動させる横移動機構と、該横移動機構を駆
   動する第１の駆動手段と、上記対象物上のパターンを検
   出する検出光学装置と、上記台を検出光学装置とを相対
   的に上下方向に移動させる上下移動機構と、該上下移動
   機構を駆動する第２の駆動手段と、該第２の駆動手段を
   駆動して上下移動機構を作動させてそのとき生じる横方
   向のずれ量を検知する検知手段と、該検知手段によつて
   検知される横方向のずれ量を帰還させて上記第１の駆動
   手段を駆動して上記横移動機構を制御する制御手段とを
   備え、上記上下移動機構を作動させたとき生じる上記検
   出光学装置と対象物との横方向のずれをなくして位置合
   せすることを特徴とする精密位置決め装置。 ２ 上記上下移動機構は、同一長さで並設され、且金属
   と同程度の剛性を有する複数個の弾性体を備えたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の精密位置決め装
   置。