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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Objekttischvorrichtung, welche
ein Interferometer zum Messen der Position eines zumindest in einer
axialen Richtung bewegbaren Objekttischs trägt, indem ein Laser-Interferometer
verwendet wird, und insbesondere eine Objekttischvorrichtung, welche
ein Interferometer zum Messen der Position eines Objekttischs, welcher
lange und kurze Hubachsen aufweist, trägt, indem ein Laser-Interferometer verwendet
wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Projektionsbelichtungsvorrichtung,
welche diesen Objekttisch als einen Retikel-Objekttisch und/oder
Wafer-Objekttisch aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen eines
Halbleiterbauelements oder dergleichen durch Verwendung der Projektionsbelichtungsvorrichtung.
EP-A-0 851 303 beschreibt
eine Lithographievorrichtung mit einer Objekttischeinrichtung, welche
stationäre
Interferometer-Spiegel zum Messen einer Position des Objekttischs
in der X- und Y-Richtung
aufweist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
herkömmlicher
Weise werden in dem technischen Gebiet, das eine hochgenaue Verarbeitung erfordert,
verschiedene Verarbeitungsoperationen durchgeführt, indem ein zu verarbeitendes
Objekt auf einen Objekttisch, welcher mit hoher Genauigkeit ausgerichtet
werden kann, gesetzt wird und der Objekttisch gesteuert wird. Der
vorbekannte Stand der Technik wird beschrieben, indem eine bei der
Herstellung eines Halbleiter bauelements oder dergleichen zu verwendende
Projektionsbelichtungsvorrichtung beispielhaft veranschaulicht wird.
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In
der Projektionsbelichtungsvorrichtung muß ein Retikel-Objekttisch, der
ein Retikel bzw. Reticle trägt
oder einen Wafer-Objekttisch, welcher einen Wafer trägt, parallel
zu Ebenen bewegt werden, welche senkrecht zueinander entlang der
X- und Y-Achse bei der Belichtung sind, wobei die Objekttischposition
genau gemessen und gesteuert werden muß. Zu diesem Zweck verwendet
die Projektionsbelichtungsvorrichtung ein Laser-Interferometer als
ein Mittel zum Messen der Positionen von X- und Y-Hub auf dem Retikel-
oder Wafer-Objekttisch
in μ-Größenordnung
oder weniger.
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Im
allgemeinen dreht sich der Retikel- oder Wafer-Objekttisch geringfügig innerhalb
der X- und Y-Achsenebenen (θ-Achsenrichtung) (Gierungsfehler).
Der in dem Retikel- oder Wafer-Objekttisch erzeugte Gierungsfehler
dreht ebenso geringfügig
ein auf den Objekttisch gesetztes Retikel oder einen Wafer entlang
der θ-Achse
und ein Fehler an der Peripherie kann nicht ignoriert werden. Demgemäß muß dieser
Gierungsfehler korrigiert werden. Beispielsweise erstellt ein Laser-Interferometer
die X-Richtungspositionen von zwei Punkten auf dem Retikel- oder
Wafer-Objekttisch und eine θ-Achsenverschiebung
wird aus der Differenz zwischen den Positionen der zwei Punkte und
der Strahlenbündelweite
des Laser-Interferometers
gemessen. Auf diese Weise werden auf dem Retikel- oder Wafer-Objekttisch
die X-Achsenposition von einem Punkt und die Y-Achsenpositionen
von zwei Punkten auf dem Tisch im wesentlichen gemessen, indem das
Laser-Interferometer
verwendet wird, um X-, Y- und θ-Achsenpositionen
zu messen.
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5 ist
eine Ansicht, welche ein Messprinzip unter Verwendung eines Laser-Interferometers zeigt.
Ein Stabspiegel auf einem X-Y-Objekttisch 12 wird mit einem
Laserstrahl aus der Y-Achsenrichtung bestrahlt und eine Messung
wird ausgeführt,
indem der reflektierte Strahl verwendet wird. Wenn der X- oder der
Y-Hub länger
ist, beispielsweise wenn der V-Achsenhub länger ist, wie in 5 dargestellt
ist, wird ein Stabspiegel zum Messen einer X-Achsenposition unvermeidlich
länger
entlang der Y-Achse. Ein langer Stabspiegel macht die Vorrichtung
sperrig. Zusätzlich
erzeugt eine Auslegerstruktur eine Ablenkung und Vibrationen des
Stabspiegels an sich.
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Um
dies zu verhindern, wird ein Stabspiegel aus einem X-Y-Objekttisch in der
in dem
japanischen Patent, Offenlegung
Nr. 5-217837 , offenbarten Erfindung eliminiert. Dieser
X-Y-Objekttisch
wird unter Bezugnahme auf
6 beschrieben
werden.
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In 6 weist
ein X-Y-Objekttisch 12 einen rechteckigen Y-Tisch 14 auf,
welcher in der Y-Achsenrichtung entlang eines Paares von sich parallel
zu der Y-Achse erstreckenden Schienen 13 bewegbar ist,
und einen rechteckigen X-Tisch 16, der in der X-Achsenrichtung
entlang eines Paares von parallel zu der X-Achse auf dem Y-Tisch 14 ausgelegten Schienen 15 bewegbar
ist. Ein Wafer W wird auf dem X-Tisch 16 gehalten.
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Ein
Laser-Interferometer wird im allgemeinen gebildet von einer optischen
Einheit, welche einen Laserstrahl aus einer Lichtquelle empfängt, ihn
in Referenz- und Messstrahlen aufteilt, den optischen Weg des Referenzstrahls
sicherstellt und bewirkt, dass die Referenz- und Messstrahlen miteinander
interferieren, einem Stabspiegel zum Reflektieren des Messstrahls,
einem Detektor zum Detektieren bzw. Erfassen des Interferenz-Strahls
und dergleichen.
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Ein
Laserkopf 8 zum Erzeugen eines Laserstrahls, Biegeeinrichtungen
zum Ablenken des optischen Wegs des Laserstrahls, Strahlteiler,
die zwischen den Biegeeinrichtungen angeordnet sind, um den Laserstrahl
aufzuteilen, optische Einheiten (Interferometer) 9a, 9b und 9c zum
jeweiligen Aufteilen des Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen
und zum Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls, und
Detektoren 10a, 10b und 10c zum jeweiligen
Detektieren der Referenz- und Messstrahlen sind außerhalb
des X-Y-Objekttischs 12 angeordnet. Stabspiegel 11a und 11b zum
Reflektieren der Messstrahlen von Laserstrahlen und um diese zu
den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b und 9c zurückzulenken,
sind an den Kanten von zwei Seiten fixiert, welche den optischen
Einheiten (Interferometer) 9a, 9b und 9c zugewandt
sind, und sind senkrecht zueinander, wobei somit ein Laser-Interferometer
gebildet wird.
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Dieses
Laser-Interferometer mißt
die Positionen der X- und Y-Tische 16 und 14 und
die Position des Wafers W. Ein von dem Laserkopf 8 emittierter Laserstrahl
wird von der Biegeeinrichtung abgelenkt und in zwei Laserstrahlen
von dem Strahlteiler aufgeteilt. Einer der aufgeteilten Laserstrahlen
wird zu der optischen Einheit (Interferometer) 9a geführt, wo
der Laserstrahl in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt wird. Der
Referenzstrahl wird wiederholt innerhalb des Interferometers 9a reflektiert
und zu dem Detektor 10a geführt. Der Messstrahl tritt aus
der optischen Einheit (Interferometer) 9a aus, erreicht
den von dem X-Tisch 16 gehaltenen Stabspiegel 11a und
wird reflektiert, um zu der optischen Einheit (Interferometer) 9a zurückzulaufen.
Der Messstrahl erreicht den Stabspiegel 11a erneut, wird
reflektiert und zu dem Detektor 10a über die optische Einheit (Interferometer) 9a geführt.
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Der
optische Weg ist, bis der Referenzstrahl auf die optische Einheit 9a einfällt, konstant
ungeachtet der Position des Y-Tischs 14.
Der optische Weg hängt,
bis der Messstrahl auf den Detektor 10a einfällt, von
der Y-Achsenposition des Stabspiegels 11a auf dem X-Tisch 16 ab,
welcher den Messstrahl reflektiert, und der Messstrahl beinhaltet
eine Positionsinformation des Y-Tischs 14. Diese optischen Wege
werden verglichen, um einen Abstand y zwischen der optischen Einheit
(Interferometer) 9a entlang der Y-Achse und dem Stabspiegel 11a an
einem Punkt A, wo der von dem X-Tisch 16 gehaltene Stabspiegel 11a den
Messstrahl reflektiert, und die Position des Y-Tischs 14 zu
messen. Der andere Laserstrahl, der von dem Strahlteiler aufgeteilt
wird, wird in zwei Laserstrahlen von einem anderen Strahlteiler aufgeteilt.
Einer der aufgeteilten Laserstrahlen wird unmittelbar zu einer der
optischen Einheiten (Interferometer) 9b und 9c geführt, während der
andere in einen optischen Weg durch eine andere Biegeeinrichtung
abgelenkt wird und zu der anderen optischen Einheit (Interferometer)
geführt
wird. Jeder der zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9b und 9c geführten Laserstrahlen
wird in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt. Die Messstrahlen
bewegen sich zweimal zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9b und 9c und
dem Stabspiegel 11b hin und her und die Referenzstrahlen
werden wiederholt innerhalb der jeweiligen optischen Einheiten (Interferometer) 9b und 9c reflektiert.
Dann werden die Referenz- und Messstrahlen zu den Detektoren 10b und 10c geführt. Abstände x1 und
x2 zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9b und 9c und
dem Stabspiegel 11b entlang der X-Achse an Punkten B und
C, wo der von dem X-Tisch 16 gehaltene Stabspiegel 11b die
Laserstrahlen reflektiert, und die Position des X-Tischs 16 einschließlich der
zwei Punkte können
aus den zu den Detektoren 10b und 10c geführten Referenz-
und Messstrahlen gemessen werden.
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Die
X-Achsenpositionen (Abstände)
x1 und x2 von zwei Punkten auf dem X-Tisch
16 und die Y-Achsenposition
(Abstand) y von einem Punkt können
die Position des X-Y-Objekttischs
12 und die X-, Y- und θ-Achsenpositionen
des Wafers W liefern. In dem
japanischen
Patent, Offenlegung Nr. 5-217837 , sind die Stabspiegel
auf den Seiten von jeweiligen Tischen in deren Bewegungsrichtungen
auf dem X-Y-Objekttisch angeordnet, um die Positionen der Tische
zu messen, indem das Laser-Interferometer und
die Stabspiegel verwendet werden, um einen Laserstrahl von dem Laser-Interferometer
zu reflektieren. Zu derselben Zeit werden die optischen Einheiten
(Interferometer) des Laser-Interferometers an Seitenkanten gehalten,
welche den Stabspiegeln des X-Tischs zugewandt sind.
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In
dem
japanischen Patent, Offenlegung
Nr. 5-217837 , kann der X-Y-Objekttisch verkleinert werden,
indem die Stabspiegel außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet werden. Jedoch sind
die Detektoren auf dem bewegbaren Objekttischabschnitt angeordnet,
so dass optische Fasern auf dem Objekttisch ausgelegt werden müssen, was
die Verdrahtung des sich bewegenden Objekttischs verkompliziert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die herkömmlichen Nachteile zu überwinden,
und hat als deren Ziel, eine bewegbare Objekttischvorrichtung zu
schaffen, welche als Ganzes verkleinert werden kann und eine hochgenaue
Messung mittels eines Laser-Interferometers verwirklicht.
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Der
vorliegende Erfinder hat umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um
herauszufinden, dass das obige Problem gelöst werden kann, indem die optische
Einheit von zumindest einem Laser-Interferometer auf einem bewegbaren
Objekttischabschnitt montiert wird.
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Noch
spezifischer ist eine Objekttischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in Anspruch 1 definiert.
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Eine
Belichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in Anspruch 14 definiert.
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Andere
Ziele und Vorteile neben jenen, die oben diskutiert wurden, sollen
für jene,
die in dem Stand der Technik erfahren sind, anhand der Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, welche nachfolgt, ersichtlich sein. In der Beschreibung
wird auf die beigefügten
Zeichnungen, welche einen Teil davon bilden und welche ein Beispiel
der Erfindung veranschaulichen, Bezug genommen. Ein derartiges Beispiel
ist jedoch nicht für
die verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung erschöpfend
und demgemäß wird auf
die Ansprüche, welche
der Beschreibung folgen, Bezug genommen, um den Umfang der Erfindung
festzulegen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht, welche eine Objekttischvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, welche eine Objekttischvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A und 3B sind
Ansichten, welche eine Objekttischvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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4 ist
eine Schnittansicht, welche eine Belichtungsvorrichtung, welche
eine Objekttischvorrichtung aufweist, gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Ansicht, welche das Messprinzip einer herkömmlichen Objekttischvorrichtung zeigt;
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6 ist
eine Ansicht, welche die herkömmliche
Objekttischvorrichtung zeigt;
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7 ist
eine Ansicht, welche das Konzept eines Halbleiterbauelement-Produktionssystem zeigt,
wenn es aus einem vorgegebenen Winkel betrachtet wird;
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8 ist
eine Ansicht, welche das Konzept des Halbleiterbauelement-Produktionssystems
zeigt, wenn es aus einem anderen vorgegebenen Winkel betrachtet
wird;
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9 ist
eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Benutzerschnittstelle zeigt;
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10 ist
ein Flußdiagramm,
welches einen Bauelementherstellungsprozess zeigt; und
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11 ist
ein Flußdiagramm
zur Erläuterung eines
Wafer-Prozesses.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
einer Objekttischvorrichtung, welche ein Interferometer trägt, gemäß der vorliegenden
Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben werden.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
eine Objekttischvorrichtung, welche ein dreiachsiger Objekttisch
ist, der X-, Y- und θ-Achsen
mit einem Freiheitsgrad in der Ebenenrichtung aufweist. In dieser
Objekttischvorrichtung ist der Hub lang entlang der Y-Achse und
kurz entlang der θ-Achse
und der senkrecht zu der Y-Achse verlaufenden X-Achse. Der Stabspiegel
eines Laser-Interferometers
zum Messen der langen Hubachse (Y-Achse) ist auf einem bewegbaren
Objekttischabschnitt montiert und dessen optische Einheit und Detektor
sind außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet. Die optische Einheit
eines Laser-Interferometers zum Messen der kurzen Hubachsen (X- und θ-Achse)
ist auf einem bewegbaren Objekttischabschnitt montiert und dessen
Stabspiegel und Detektor sind außerhalb des bewegbaren Objekttischabschnitts
angeordnet.
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In 1 wird
ein Retikel-Objekttisch 1 auf einer Führung 2 in einer berührungslosen
Weise durch ein hydrostatisches Lager (nicht dargestellt) getragen,
um entlang der drei X-, Y- und θ-Achsen
bewegbar zu sein. Der Retikel-Objekttisch 1 trägt ein Retikel bzw.
Reticle (nicht dargestellt) und wird von Linearmotoren 3 angetrieben,
die als ein Antriebsmechanismus mit einem langen Hub entlang der
Y-Achse und einem kurzen Hub entlang der X- und θ-Achsen dienen. Die Linearmotoren 3 sind
auf den zwei Seiten des Retikel-Objekttischs 1 angeordnet.
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Jeder
Linearmotor 3 weist bewegbare und stationäre Elemente 4 und 5 auf,
die in dem Retikel-Objekttisch 1 integriert sind. Das bewegbare
Element 4 weist einen Y-Magnet (nicht dargestellt) und einen
X-Magnet auf. Das stationäre
Element 5 weist eine Vielzahl von entlang der Y-Achse ausgerichteten Y-Spulen 6 und
eine X-Spule 7 als eine einphasige Spule auf. Der Y-Magnet
ist den Y-Spulen 6 zugewandt. Ein durch eine ausgewählte Y-Spule 6 fließender Strom
läßt es zu,
dass das bewegbare Element 4 eine Antriebskraft in der
Y-Richtung erhält.
Falls die zwei Linearmotoren eine Antriebskraft in einer entgegengesetzt
zu der Y-Richtung verlaufenden Richtung ausüben, kann der Retikel-Objekttisch 1 eine
Antriebskraft in der θ-Achsenrichtung
erhalten. Der X-Magnet ist der X-Spule 7 zugewandt. Ein
durch die X-Spule 7 fließender Strom läßt es zu,
dass das bewegbare Element eine Antriebskraft in der X-Richtung erhält.
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Ein
Laser-Interferometer wird im wesentlichen gebildet von einer optischen
Einheit, welche einen Laserstrahl von einer Lichtquelle empfängt, ihn
in Referenz- und Messstrahlen aufteilt, die optische Weglänge des
Referenzstrahls sicherstellt und bewirkt, dass die Referenz- und
Messstrahlen miteinander interferieren, einem Stabspiegel, um den
Messstrahl zu reflektieren, einem Detektor, um den Interferenz-Strahl
zu detektieren bzw. erfassen, und dergleichen.
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Laserköpfe 8a und 8b zum
jeweiligen Erzeugen eines Laserstrahls, optische Einheiten (Interferometer) 9a und 9b zum
jeweiligen Aufteilen des Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen
und zum Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls und
Detektoren 10a und 10b zum jeweiligen Detektieren
bzw. Erfassen der Referenz- und Messstrahlen sind außerhalb
des Retikel-Objekttischs 1 angeordnet. Stabspiegel 11a und 11b,
um die Messstrahlen von Laserstrahlen zu reflektieren und um sie
zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9a und 9b zurückzuführen, sind
an einer Seitenkante befestigt, welche den optischen Einheiten (Interferometer) 9a und 9b des
Retikel-Objekttischs 1 zugewandt ist, wobei somit ein Y-Achsen-Laser-Interferometer
gebildet wird. Anzumerken ist, dass die Elemente (11a und 11b)
zum Reflektieren der Messstrahlen nicht auf die Stabspiegel beschränkt sind
und Eckwürfel
sein können.
Die Stabspiegel 11a und 11b sind lang genug, dass
die Messstrahlen nicht außerhalb
von ihnen einfallen, auch wenn sich der Retikel-Objekttisch 1 mit einem
kurzen Hub entlang der X-Achse bewegt.
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Laserköpfe 8c und 8d zum
jeweiligen Erzeugen eines Laserstrahls und Detektoren 10c und 10d zum
jeweiligen Detektieren von Referenz- und Messstrahlen sind außerhalb
des Retikel-Objekttischs 1 angeordnet.
Optische Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zum
jeweiligen Aufteilen eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen
und zum Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls sind
auf dem Retikel-Objekttisch 1 montiert.
Der Retikel-Objekttisch 1 bewegt sich mit einem kurzen
Hub entlang der X-Achse. Auch wenn sich der Retikel-Objekttisch 1 entlang
der X-Achse bewegt, fallen Laserstrahlen von den Laserköpfen 8c und 8d nicht
außerhalb
der auf dem Retikel-Objekttisch 1 montierten optischen Einheiten
(Interferometer) ein.
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Ein
langer Stabspiegel 11c, der sich entlang der Y-Achse erstreckt,
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zugewandt
ist und den Messstrahl eines Laserstrahls reflektiert, um ihn zu den
optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zurückzulenken,
ist außerhalb
des Retikel-Objekttischs 1 befestigt, wobei ein X-Achsen-Laser-Interferometer
gebildet wird. Der Stabspiegel 11c wird in gewünschter
Weise an seinem Bessel-Punkt gehalten, da er entlang der Y-Achse
lang ist.
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Diese
Y-Achsen- und X-Achsen-Laser-Interferometer messen die Position
des Retikel-Objekttischs 1 und jene eines gesetzten Retikels
(nicht dargestellt). Noch spezifischer werden von den Laserköpfen 8a, 8b, 8c und 8d emittierte
Laserstrahlen zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d geführt, wo
jeder Laserstrahl in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt wird.
Die Referenzstrahlen werden wiederholt innerhalb der Interferometer 9a, 9b, 9c und 9d reflektiert
und zu den Detektoren 10a, 10b, 10c und 10d geführt. Die
Messstrahlen treten aus den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d aus,
erreichen die von dem Retikel-Objekttisch 1 gehaltenen
Stabspiegel 11a und 11b und den außerhalb
des Retikel-Objekttischs 1 angeordneten Stabspiegel 11c,
und werden reflektiert, um zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d zurückzulaufen.
Die Messstrahlen erreichen die Stabspiegel 11a, 11b und 11c erneut,
werden reflektiert und zu den Detektoren 10a, 10b, 10c und 10d über die
optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d geführt.
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Die
optischen Wege sind, bis die Referenzstrahlen auf die Detektoren 10a und 19b einfallen, konstant
ungeachtet der Position des Retikel-Objekttischs. Die optischen
Wege hängen,
bis die Messstrahlen auf die Detektoren 10a und 10b einfallen, von
den Y-Achsenpositionen der Stabspiegel 11a und 11b auf
dem Retikel-Objekttisch 1 ab, welcher die Messstrahlen
reflektiert, und die Messstrahlen enthalten eine Positionsinformation
des Retikel-Objekttischs 1. Diese optischen Wege werden
verglichen, um Abstände
y zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9a und 9b entlang
der Y-Achse und den Stabspiegeln 11a und 11b an
Punkten A und B, wo die von dem Retikel-Objekttisch 1 gehaltenen Stabspiegel 11a und 11b die
Messstrahlen reflektieren, und die Position des Retikel-Objekttischs 1 zu messen.
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Laserstrahlen
von den Laserköpfen 8c und 8d werden
jeweils zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d geführt.
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Jeder
der zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d geführten Laserstrahlen
wird in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt. Die Messstrahlen
gehen zweimal zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d und
dem Stabspiegel 11c hin und her und die Referenzstrahlen
werden wiederholt innerhalb der jeweiligen optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d reflektiert.
Danach werden die Referenz- und Messstrahlen zu den Detektoren 10c und 10d geführt. Abstände x1 und
x2 zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d und
dem Stabspiegel 11c entlang der X-Achse an Punkten C und
D, wo der Stabspiegel 11c die Laserstrahlen reflektiert,
und die Position des Retikel-Objekttischs 1 einschließlich der
zwei Punkte können
anhand der zu den Detektoren 10c und 10d geführten Referenz-
und Messstrahlen gemessen werden.
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In
der obigen Beschreibung sind die auf dem Retikel-Objekttisch 1 montierten optischen
Einheiten 9c und 9d Interferometer, wo Referenz-
und Messstrahlen miteinander interferieren, und die Interferenz-Strahlen
bestrahlen die Detektoren 10c und 10d. Jedoch
genügt
die erste Ausführungsform,
um einen Laserstrahl in Referenz- und Messstrahlen auf dem Retikel-Objekttisch 1 aufzuteilen,
und muß nicht immer
die Referenz- und Messstrahlen auf dem Retikel-Objekttisch 1 miteinander
interferieren lassen. Beispielsweise können die auf dem Retikel-Objekttisch 1 montierten
optischen Einheiten lediglich Referenz- und Messstrahlen multiplexen,
ohne sie miteinander interferieren zu lassen, und die außerhalb
des Retikel-Objekttischs 1 angeordneten
Detektoren 10c und 10d können die Referenz- und Messstrahlen
miteinander interferieren lassen.
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Die
X-Achsenpositionen (Abstände)
x1 und x2 von zwei Punkten auf dem Retikel-Objekttisch 1 und
die Y-Achsenpositionen (Abstände)
y1 und y2 von zwei Punkten können
die Position des Retikel-Objekttischs 1 und die X-, Y-
und θ-Achsenpositionen
des Retikels liefern.
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Die
X-Achsenposition des Retikel-Objekttischs 1 wird aus x1
und x2 erstellt, jedoch kann deren Mittelwert verwendet werden als
die X-Achsenposition des Retikel-Objekttischs 1. In ähnlicher
Weise wird die Y-Achsenposition des Retikel-Objekttischs 1 aus y1 und y2
erstellt, jedoch kann deren Mittelwert verwendet werden als die
Y-Achsenposition des Retikel-Objekttischs 1. Die θ-Achsenposition
des Retikel-Objekttischs 1 wird
erstellt aus den Positionen x1 und x2 und der Strahlweite, wird
jedoch ebenso aus den Positionen y1 und y2 und der Strahlweite erstellt.
Somit kann die durch die zwei Verfahren gemessene θ-Richtungspositionsinformation
gemittelt werden.
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In 1 werden
die X- und Y-Achsenrichtungen jeweils durch die zwei optischen Einheiten
(Interferometer) 9a und 9b und die zwei optischen
Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gemessen,
jedoch können
beide oder eine der X- und Y-Achsenrichtungen
ebenso durch eine optische Einheit gemessen werden. Falls das Interferometer,
welches eine der optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d verwendet,
aus der Anordnung von 1 entfernt wird, kann die Position
des Retikel-Objekttischs 1 entlang der drei Achsen (X-,
Y- und θ-Achsen) gemessen werden.
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Die θ-Richtungsposition
des Retikel-Objekttischs kann aus den Y-Achsenpositionen y1 und
y2 von zwei Punkten auf dem Retikel-Objekttisch 1 und deren
Weiten berechnet werden, und die Form des Stabspiegels 11c kann
basierend auf dem berechneten Wert und den Positionen x1 und x2
berechnet werden. Aus diesem Grund kann die Form des Stabspiegels 11c im
voraus gemes sen werden, um die Messergebnisse von x1 und x2 zu korrigieren,
welche als Stücke
einer X-Achsenpositionsinformation von zwei Punkten auf dem Retikel-Objekttisch 1 auf der
Basis des Messergebnisses dienen.
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Um
die X-Achsenposition des Retikel-Objekttischs durch Verwenden des
Stabspiegels 11c zu messen, brauchen die optischen Einheiten
(Interferometer) 9c und 9d zum jeweiligen Aufteilen
eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen und zum Sicherstellen
des optischen Wegs des Referenzstrahls nicht auf dem Retikel-Objekttisch 1 montiert werden,
sondern können
außerhalb
des Objekttischs angeordnet werden. In diesem Falle ist der Retikel-Objekttisch 1 mit
einem optischen Element ausgerüstet,
um den Stabspiegel 11c mit einem Messstrahl von der optischen
Einheit (Interferometer) zu bestrahlen, welcher von der Y-Achsenrichtung
einfällt,
und um einen Messstrahl aus der X-Achsenrichtung zurückzulenken,
welcher von dem Stabspiegel 11c zu der optischen Einheit
(Interferometer) reflektiert wird. In dieser Anordnung ist jedoch
der optische Weg des Messstrahls lang und eine Fluktuation in der Atmosphäre um den
optischen Weg, welche durch eine Temperaturänderung hervorrufen wird, erzeugt einen
großen
Messfehler. Das bedeutet, das Messergebnis wird leicht durch die
Fluktuation beeinflußt,
da der optische Weg, bis der Referenzstrahl auf den Detektor einfällt, konstant
ist, jedoch der Messstrahl, der von der außerhalb des Retikel-Objekttischs 1 angeordneten
optischen Einheit (Interferometer) aufgeteilt wird, das auf dem
Retikel-Objekttisch montierte optische Element über einen optischen Weg mit
langem Hub entlang der Y-Achse erreicht, von dem Stabspiegel 11c reflektiert
wird, um zu dem optischen Element erneut zurückzulaufen, und erreicht die
optische Einheit über
den optischen Weg mit banger Hub entlang der Y-Achse.
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Im
entgegengesetzten Sinne sind in der Ausführungsform von 1 die
optischen Einheiten (Interferometer) auf dem Objekttisch montiert.
Auch wenn die Atmosphäre
zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d fluktuiert,
wird das Messergebnis kaum beeinflußt. Dies ist darin begründet, dass
ein zu den Referenz- und Messstrahlen gemeinsamer optischer Weg
zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gebildet
wird (mit anderen Worten, der optische Weg des Interferenzstrahls
der Referenz- und Messstrahlen wird zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gebildet).
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Wenn
demgemäß die X-Achsenposition
des Retikel-Objekttischs 1 gemessen wird, indem der außerhalb
des Retikel-Objekttischs angeordnete Stabspiegel 11c verwendet
wird, ist die Messgenauigkeit höher
in der Anordnung, in welcher die optischen Einheiten (Interferometer)
auf dem Retikel-Objekttisch montiert sind, wie in 1 dargestellt
ist, als in der Anordnung, in welcher sie außerhalb des Retikel-Objekttischs
angeordnet sind.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
kann die Position des Retikel-Objekttischs mit hoher Genauigkeit
gemessen werden und der Objekttisch kann mit hoher Genauigkeit ausgerichtet
werden, indem basierend auf diesem Messergebnis die Linearmotoren
zum Antreiben des Objekttischs gesteuert werden.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
kann die Position des Retikel-Objekttischs zuverlässig gemessen
werden, ohne den Stabspiegel, welcher im Verhältnis zu dem Hub länger wird,
durch den Retikel-Objekttisch zu halten. Dies kann die Größe des Retikel-Objekttischs
ungeachtet der Größe des Stabspiegels
minimieren. Da die Detektoren außerhalb des Objekttischs an geordnet
sind, braucht kein optisches Kabel oder dergleichen auf den Objekttisch ausgelegt
zu werden, und der gesamte Retikel-Objekttisch kann hinsichtlich
Größe und Gewicht
reduziert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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2 zeigt
einen Interferometer-bestückten Objekttisch
gemäß der zweiten
Ausführungsform.
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In
der ersten Ausführungsform
weist der Objekttisch 1 eine Einplatten-Struktur auf, wird
auf der Führung 2 in
drei axialen Richtungen getragen und ist in den drei axialen Richtungen
bewegbar. In der zweiten Ausführungsform
weist ein Objekttisch eine gestapelte Struktur auf und ist auf einem
Y-Objekttisch montiert,
welcher sich mit einem langen Hub entlang der Y-Achse bewegt. Der
Objekttisch ist mit einem kurzen Hub in der X- und θ-Richtungen
auf dem Y-Objekttisch bewegbar. Das heißt, der Objekttisch ist in
den drei axialen Richtungen einschließlich der Y-Achsenbewegung
des Y-Objekttischs bewegbar.
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2 zeigt
einen Interferometer-bestückten Objekttisch,
welcher ein dreiachsiger Objekttisch ist, der X-, Y- und θ-Achsen mit einem
Freiheitsgrad in der Ebenenrichtung aufweist. In diesem Objekttisch ist
der Hub lang entlang der Y-Achse
und kurz entlang der θ-Achse
und der senkrecht zu der Y-Achse verlaufenden X-Achse. Der Stabspiegel
eines Laser-Interferometers
zum Messen der langen Hub-Achse (Y-Achse) ist auf einem bewegbaren
Objekttischabschnitt montiert und dessen optische Einheit und Detektor
sind außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet. Die optische Einheit
eines Laser-Interferometers zum Messen der kurzen Hub-Achsen (X- und θ-Achse)
ist auf einem bewegbaren Objekttischabschnitt montiert und dessen
Stabspiegel und Detektor sind außerhalb des bewegbaren Objekttischabschnitts
angeordnet.
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In 2 weist
ein X-Y-Objekttisch 12 einen rechteckigen Y-Tisch 14,
der in der Y-Achsenrichtung entlang eines Paares von Schienen 13,
die sich parallel zu der Y-Achse erstrecken, bewegbar ist, und einen
rechteckigen X-Tisch 16 auf, welcher in der X-Achsenrichtung
entlang eines Paares von Schienen 15, die parallel zu der
X-Achse auf dem Y-Tisch 14 ausgelegt sind, bewegbar ist.
Ein Substrat wird auf dem X-Tisch 16 gehalten.
-
Ein
Laser-Interferometer wird im wesentlichen gebildet von einer optischen
Einheit, welche einen Laserstrahl von einer Lichtquelle empfängt, ihn
in Referenz- und Messstrahlen aufteilt, den optischen Weg des Referenzstrahls
sicherstellt und bewirkt, dass die Referenz- und Messstrahlen miteinander
interferieren, einem Stabspiegel zum Reflektieren des Messstrahls,
einem Detektor zum Detektieren des Interferenzstrahls und dergleichen.
-
Laserköpfe 8a und 8b zum
jeweiligen Erzeugen eines Laserstrahls, optische Einheiten (Interferometer) 9a und 9b zum
jeweiligen Aufteilen des Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen
und zum Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls, und
Detektoren 10a und 10b zum jeweiligen Detektieren
der Referenz- und Messstrahlen sind außerhalb des X-Y-Objekttischs 12 angeordnet.
Stabspiegel 11a und 11b, um die Messstrahlen der
Laserstrahlen zu reflektieren und um diese zu den optischen Einheiten
(Interferometer) 9a und 9b zurückzulenken, sind an einer Seitenkante
befestigt, welche den optischen Einheiten (Interferometer) 9a und 9b des
X-Tischs 16, der sich entlang der Y-Achse auf dem Y-Tisch 14 bewegt,
zuge wandt ist, wobei somit ein Y-Achsen-Laser-Interferometer gebildet
wird. Anzumerken ist, dass die Bauelemente (11a und 11b) zum
Reflektieren der Messstrahlen nicht auf die Stabspiegel beschränkt sind
und Eckwürfel
sein können.
Die Stabspiegel 11a und 11b sind lang genug, damit
die Messstrahlen nicht außerhalb
von diesen einfallen, auch wenn sich der X-Tisch 16 mit einem kurzen Hub
entlang der X-Achse bewegt.
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Laserköpfe 8c und 8d zum
jeweiligen Erzeugen eines Laserstrahls und Detektoren 10c und 10d zum
jeweiligen Detektieren von Referenz- und Messstrahlen sind außerhalb
des X-Y-Objekttischs 12 angeordnet.
Optische Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zum
jeweiligen Aufteilen eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen
und zum Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls sind
auf dem X-Y-Objekttisch 12 montiert. Der X-Tisch 16 bewegt sich
mit einem kurzen Hub entlang der X-Achse. Auch wenn sich der X-Tisch 16 entlang
der X-Achse bewegt, fallen Laserstrahlen von den Laserköpfen 8c und 8d nicht
außerhalb
der auf dem X-Tisch 16 montierten optischen Einheiten (Interferometer)
ein.
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Ein
langer Stabspiegel 11c, der sich entlang der Y-Achse erstreckt,
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d auf
dem X-Tisch 16 zugewandt ist und den Messstrahl eines Laserstrahls
reflektiert, um ihn zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zurückzulenken,
ist außerhalb des
Y-Tischs 14 befestigt, wobei ein X-Achsen-Laser-Interferometer gebildet
wird. Der Stabspiegel 11c wird in gewünschter Weise an dessen Bessel-Punkt gehalten,
da er lang entlang der Y-Achse ist.
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Diese
Y-Achsen- und X-Achsen-Laser-Interferometer messen die Positionen
der X- und Y-Tische 16 und 14 und jene des Substrats.
Noch spezifischer werden Laserstrahlen, die von den Laserköpfen 8a, 8b, 8c und 8d emittiert
werden, zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d geführt, wo jeder
Laserstrahl in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt wird. Die Referenzstrahlen
werden wiederholt innerhalb der Interferometer 9a, 9b, 9c und 9d reflektiert
und zu den Detektoren 10a, 10b, 10c und 10d geführt. Die
Messstrahlen treten aus den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d aus,
erreichen die von dem X-Tisch 16 gehaltenen Stabspiegel 11a und 11b und
den außerhalb
des Y-Tischs 14 angeordneten Stabspiegel 11c und
werden reflektiert, um zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d zurückzulaufen.
Die Messstrahlen erreichen die Stabspiegel 11a, 11b und 11c erneut, werden
reflektiert und zu den Detektoren 10a, 10b, 10c und 10d über die
optischen Einheiten (Interferometer) 9a, 9b, 9c und 9d geführt.
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Die
optischen Wege sind, bis die Referenzstrahlen auf die Detektoren 10a und 10b einfallen, konstant
ungeachtet der Position des Y-Tischs 14. Die optischen
Wege, bis die Messstrahlen auf die Detektoren 10a und 10b einfallen,
hängen
von den Y-Achsenpositionen der Stabspiegel 11a und 11b auf dem
X-Tisch 16 ab,
welcher die Messstrahlen reflektiert, und die Messstrahlen enthalten
eine Positionsinformation des Y-Tischs 14. Diese optischen
Wege werden verglichen, um Abstände
y zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9a und 9b entlang der
Y-Achse und den Stabspiegeln 11a und 11b an Punkten
A und B, wo die von dem X-Tisch 16 gehaltenen Stabspiegel 11a und 11b die
Messstrahlen reflektieren, und die Position des Y-Tischs 14 zu
messen.
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Laserstrahlen
von den Laserköpfen 8c und 8d werden
jeweils zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d geführt. Jeder
der zu den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d geführten Laserstrahlen
wird in Referenz- und Messstrahlen aufgeteilt. Die Messstrahlen
gehen zweimal zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d und
dem Stabspiegel 11c hin und her, während die Referenzstrahlen
wiederholt innerhalb der jeweiligen optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d reflektiert
werden. Danach werden die Referenz- und Messstrahlen zu den Detektoren 10c und 10d geführt. Abstände x1 und
x2 zwischen den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d und
dem Stabspiegel 11c entlang der X-Achse an Punkten C und
D, wo der Stabspiegel 11c die Laserstrahlen reflektiert,
und die Position des X-Tischs 16 einschließlich der
zwei Punkte können
aus den zu den Detektoren 10c und 10d geführten Referenz-
und Messstrahlen gemessen werden.
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In
der obigen Beschreibung sind die auf dem X-Tisch 16 montierten
optischen Einheiten 9c und 9d Interferometer,
wo Referenz- und Messstrahlen miteinander interferieren, und die
Interferenzstrahlen bestrahlen die Detektoren 10c und 10d.
Jedoch genügt
die zweite Ausführungsform,
um einen Laserstrahl in Referenz- und Messstrahlen auf dem X-Tisch 16 aufzuteilen,
und braucht nicht immer die Referenz- und Messstrahlen miteinander
auf dem X-Tisch 16 interferieren zu lassen. Beispielsweise können die
auf dem X-Tisch 16 montierten optischen Einheiten lediglich
Referenz- und Messstrahlen multiplexen, ohne sie miteinander interferieren
zu lassen, und die außerhalb
des X-Tischs 16 angeordneten Detektoren 10c und 10d können die
Referenz- und Messstrahlen miteinander interferieren lassen.
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Die
X-Achsenpositionen (Abstände)
x1 und x2 von zwei Punkten auf dem X-Tisch 16 und die Y-Achsenpositionen
(Abstände)
y1 und y2 von zwei Punkten können
die Position des X-Y-Objekttischs 12 und
die X-, Y- und θ-Achsenpositionen
des Substrats liefern.
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Die
X-Achsenposition des X-Tischs 16 wird aus x1 und x2 erstellt,
jedoch kann deren Mittelwert verwendet werden als die X-Achsenposition
des X-Tischs 16. In ähnlicher
Weise wird die Y-Achsenposition des Y-Tischs 14 aus y1
und y2 erstellt, jedoch kann deren Mittelwert verwendet werden als
die Y-Achsenposition
des Y-Tischs 14. Die θ-Achsenposition
des X-Tischs 16 wird
aus den Positionen x1 und x2 und der Strahlweite erstellt, wird
jedoch ebenso aus den Positionen y1 und y2 und der Strahlweite erstellt.
Somit kann die durch die zwei Verfahren gemessene θ-Richtungspositionsinformation
gemittelt werden.
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In 2 werden
die X- und Y-Achsenrichtungen jeweils durch die zwei optischen Einheiten
(Interferometer) 9a und 9b und die zwei optischen
Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gemessen,
jedoch können
beide oder eine der X- und Y-Achsenrichtungen
ebenso durch eine optische Einheit gemessen werden. Falls das Interferometer,
welches eine der optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d verwendet,
aus der Anordnung von 2 entfernt wird, kann die Position
des X-Y-Objekttischs 12 entlang der
drei Achsen (X-, Y- und θ-Achsen)
gemessen werden.
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Die θ-Richtungsposition
des Y-Tischs 14 kann aus den Y-Achsenpositionen y1 und y2 von zwei
Punkten auf dem Y-Tisch 14 und deren Weiten berechnet werden,
und die Form des Stabspiegels 11c kann basierend auf dem
berechneten Wert und den Positionen x1 und x2 gemessen werden. Aus diesem
Grund kann die Form des Stabspiegels 11c im voraus gemessen
werden, um die Messergebnisse von x1 und x2 zu korrigieren, welche
als Stücke der
X-Achsenpositionsinformation von zwei Punkten auf dem X-Tisch 16 auf
der Basis des Messergebnisses dienen.
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Um
die X-Achsenposition des X-Tischs 16 zu messen, indem der
Stabspiegel 11c verwendet wird, brauchen die optischen
Einheiten (Interferometer) 9c und 9d zum jeweiligen
Aufteilen eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen und zum
Sicherstellen des optischen Wegs des Referenzstrahls nicht auf dem
X-Tisch 16 montiert werden, sondern können außerhalb des Objekttischs angeordnet
werden. In diesem Falle ist der X-Tisch 16 mit einem optischen Bauelement
ausgerüstet,
um den Stabspiegel 11c mit einem Messstrahl von der optischen
Einheit (Interferometer) zu bestrahlen, welcher von der Y-Achsenrichtung einfällt, und
um einen Messstrahl von der X-Achsenrichtung
zurückzulenken,
welcher von dem Stabspiegel 11c zu der optischen Einheit
(Interferometer) reflektiert wird. In dieser Anordnung ist jedoch der
optische Weg des Messstrahls lang und eine Fluktuation in der Atmosphäre um den
optischen Weg, die durch eine Temperaturänderung hervorgerufen wird,
erzeugt einen großen
Messfehler. Das heißt,
dass das Messergebnis leicht durch die Fluktuation beeinflußt wird,
da der optische Weg, bis der Referenzstrahl auf den Detektor einfällt, konstant
ist, jedoch erreicht der Messstrahl, der von der außerhalb
des X-Tischs 16 angeordneten optischen Einheit (Interferometer)
aufgeteilt wird, das auf dem X-Tisch 16 montierte optische
Element über
einen optischen Weg mit langem Hub entlang der Y-Achse, wird von dem
Stabspiegel 11c reflektiert, um zu dem optischen Element
erneut zurückzulaufen,
und erreicht die optische Einheit über den optischen Weg mit langem
Hub entlang der Y-Achse.
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In
dem gegenteiligen Sinn sind in der Ausführungsform von 2 die
optischen Einheiten (Interferometer) auf dem X-Tisch 16 montiert. Auch wenn
die Atmosphäre
zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d fluktuiert,
wird das Messergebnis kaum beeinflußt. Dies ist darin begründet, dass
ein zu den Refe renz- und Messstrahlen gemeinsamer optischer Weg
zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gebildet
wird (mit anderen Worten, der optische Weg des Interferenzstrahls
der Referenz- und Messstrahlen wird zwischen den Laserköpfen 8c und 8d und
den optischen Einheiten (Interferometer) 9c und 9d gebildet).
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Wenn
demgemäß die X-Achsenposition
des X-Tischs 16 gemessen wird, indem der außerhalb des
X-Tischs 16 angeordnete Stabspiegel 11c verwendet
wird, ist die Messgenauigkeit höher
in der Anordnung, in welcher die optischen Einheiten (Interferometer)
auf dem X-Tisch 16 montiert sind, wie in 2 dargestellt
ist, als in der Anordnung, in welcher sie außerhalb des X-Tischs 16 angeordnet
sind.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann die Position des X-Y-Objekttischs 12 mit
hoher Genauigkeit gemessen werden und der Objekttisch kann mit hoher
Genauigkeit ausgerichtet werden, indem auf der Basis dieses Messergebnisses
die Linearmotoren zum Antreiben des Objekttischs gesteuert werden.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
können
die Positionen der X- und Y-Tische zuverlässig gemessen werden, ohne
durch den X-Y-Objekttisch den Stabspiegel zu halten, welcher im
Verhältnis
zu dem Hub länger
wird. Dies kann die Größen der
X- und Y-Tische
ungeachtet der Größe des Stabspiegels
minimieren. Da Detektoren außerhalb
des Objekttischs angeordnet sind, braucht kein optisches Kabel oder
dergleichen auf den Objekttisch herausgelegt zu werden, und der
gesamte X-Y-Objekttisch kann
hinsichtlich Größe und Gewicht
reduziert werden. In der zweiten Ausführungsform ist der X-Tisch 16 mit
einem kurzen Hub in den X- und θ-Richtungen auf
dem Y-Tisch 14 bewegbar. Jedoch ist diese Ausführungsform
nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann der X-Tisch 16 mit einem kur zen Hub
lediglich in der X-Richtung auf dem Y-Tisch 14 bewegbar sein,
oder kann mit einem kurzen Hub in den X-, Y- und θ-Richtungen bewegbar
sein.
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(Dritte Ausführungsform)
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3A und 3B zeigen
einen Interferometer-bestückten
Objekttisch, der sechs Freiheitsgrade aufweist. In diesem Objekttisch
ist der Hub lang entlang der Y-Achse und kurz entlang der X- und der
Z-Achse. Der Stabspiegel eines Laser-Interferometers zum Messen der langen
Hubachse (Y-Achse) ist auf einem bewegbaren Objekttischabschnitt
montiert und dessen optische Einheit und Detektor sind außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet. Die optische Einheit
eines Laser-Interferometers zum Messen der kurzen Hubachsen (X- und
Z-Achse) ist auf einem bewegbaren Objekttischabschnitt montiert
und dessen Stabspiegel und Detektor sind außerhalb des bewegbaren Objekttischabschnitts
angeordnet.
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Wie
in 3A dargestellt ist, wird die lange Hubachse (Y-Achse) durch den
Stabspiegel, der auf dem bewegbaren Objekttischabschnitt montiert
ist, und die optische Einheit und den Detektor, welche außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet sind, gemessen.
Eine andere optische Einheit ist auf dem bewegbaren Objekttischabschnitt montiert
und die kurze Hubachse (X-Achse) wird durch den Stabspiegel und
den Detektor gemessen, die außerhalb
des bewegbaren Objekttischabschnitts angeordnet sind. Dies ist ähnlich wie
die erste Ausführungsform
und eine Beschreibung davon wird weggelassen werden.
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In
der dritten Ausführungsform
ist eine optische Einheit (Interferometer) 9e zum Aufteilen
eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen und zum Senden
des Messstrahls entlang der Z-Achse benachbart zu einer auf einem
Retikel-Objekttisch 1 montierten optischen Einheit (Interferometer) 9c angeordnet.
Ein Stabspiegel 11d ist außerhalb des bewegbaren Objekttischabschnitts
entlang der Z-Achse der optischen Einheit (Interferometer) 9e angeordnet. Wie
in 3B dargestellt ist, wird ein Abstand z1 zu einem
Punkt E durch Interferenz mit diesem Stabspiegel gemessen.
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In
der dritten Ausführungsform
ist eine optische Einheit (Interferometer) 9f zum Aufteilen
eines Laserstrahls in Referenz- und Messstrahlen und zum Senden
des Messstrahls entlang der X-Achse benachbart zu der auf dem Retikel-Objekttisch
montierten optischen Einheit (Interferometer) 9c angeordnet. Der
Messstrahl von der optischen Einheit, welcher einen Stabspiegel 11c bestrahlt,
wird bei einem vorbestimmten Intervall bzw. Abstand von dem Messstrahl von
der optischen Einheit (Interferometer) 9c in der Z-Richtung
gebildet. Eine X-Achsenpositionsinformation
des Retikel-Objekttischs 1 und ω y (Y-Achsenpositionsinformation)
des Retikel-Objekttischs 1 können auf der Basis der erstellten
Information PX1, der X-Achsenpositionsinformation
X1, die durch Verwenden der optischen Einheit (Interferometer) 9c erstellt wird,
und der Strahlweiten der zwei Messstrahlen in der Z-Richtung erstellt
werden. Anzumerken ist, dass die X-Achsenpositionsinformation des
Retikel-Objekttischs 1 erstellt werden kann, indem die
Stücke der
Positionsinformation PX1 und X1 gemittelt werden.
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In
der dritten Ausführungsform
ist eine optische Einheit (Interferometer) zum Aufteilen eines Laserstrahls
in Referenz- und
Messstrahlen und zum Senden des Messstrahls entlang der Y-Achse
benachbart zu einer außerhalb
des Retikel-Objekttischs angeordneten
optischen Einheit (Interferometer) 9a angeordnet. Der Messstrahl
von der optischen Einheit, welcher einen Stabspiegel 11a bestrahlt,
wird bei einem vorbe stimmten Intervall bzw. Abstand von dem Messstrahl
von der optischen Einheit (Interferometer) 9a in der Z-Richtung
gebildet. Eine Y-Achsenpositionsinformation des Retikel-Objekttischs 1 und ω x (X-Achsenpositionsinformation)
des Retikel-Objekttischs 1 können auf der Basis der erstellten
Information PY1, der Y-Achsenpositionsinformation Y1, die durch
Verwenden der optischen Einheit (Interferometer) 9a erstellt
wird, und der Strahlweiten der zwei Messstrahlen in der Z-Richtung
erstellt werden. Anzumerken ist, dass die Y-Achsenpositionsinformation des Retikel-Objekttischs 1 erstellt
werden kann, indem die Stücke
der Positionsinformation PY1 und Y1 gemittelt werden.
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Die
sechs Freiheitsgrade des Objekttischs werden durch Daten, die von
diesen Interferometern erstellt werden, gemessen.
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(Vierte Ausführungsform)
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Eine
Ausführungsform
einer Abtastbelichtungsvorrichtung, auf welcher die Interferometer-bestückte Objekttischvorrichtung
der ersten Ausführungsform
als ein Retikel-Objekttisch montiert ist, wird unter Bezugnahme
auf 4 erläutert
werden.
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Eine
Objektivtubus-Oberflächenplatte 17 wird
von einer Grundplatte oder Basis 18 über einen Dämpfer 19 gehalten.
Die Objektivtubus-Oberflächenplatte 17 trägt eine
Retikel-Objekttisch-Oberflächenplatte 20 und
ein optisches Projektionssystem 23, das zwischen einem
Retikel-Objekttisch 21 und einem Wafer-Objekttisch 22 positioniert
ist.
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Der
Wafer-Objekttisch 22 wird von einer Objekttisch-Oberflächenplatte 24 getragen,
welche von der Grundplatte oder Basis getragen wird, und trägt einen
Wafer und richtet ihn aus. Der Retikel-Objekttisch 21 wird
von der Retikel- Objekttisch-Oberflächenplatte 20 getragen,
die von der Objektivtubus-Oberflächenplatte 17 getragen
wird, und trägt bewegbar
ein Retikel, das eine Schaltungsstruktur trägt. Der Stabspiegel der ersten
Ausführungsform
ist in der Objektivtubus-Oberflächenplatte 17 integriert. Ein
optisches Beleuchtungssystem 25 erzeugt ein Belichtungslicht,
um den Wafer auf dem Wafer-Objekttisch 22 mit dem auf dem
Retikel-Objekttisch 21 gesetzten Retikel zu belichten.
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Der
Wafer-Objekttisch 22 wird synchron mit dem Retikel-Objekttisch 21 abgescannt
bzw. abgetastet. Während
des Scans bzw. der Abtastung des Retikels und der Wafer-Objekttische 21 und 22 werden
deren Positionen durch entsprechende Interferometer kontinuierlich
erfaßt
und zu den Antriebseinheiten des Retikels und der Wafer-Objekttische 21 und 22 zurückgeführt. Dies
ermöglicht
eine genaue Synchronisierung der Abtast-Startpositionen des Retikels und der
Wafer-Objekttische 21 und 22 und Steuerung der
Abtastgeschwindigkeit in einem Abtastbereich konstanter Geschwindigkeit
mit hoher Genauigkeit. Während
das Retikel und die Wafer-Objekttische 21 und 22 bezüglich des
optischen Projektionssystems 23 abgetastet werden, wird
der Wafer mit der Retikel-Struktur belichtet und die Schaltungsstruktur
wird übertragen.
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Die
vierte Ausführungsform übernimmt
die Interferometer-bestückte Objekttischvorrichtung
der ersten Ausführungsform
als einen Retikel-Objekttisch. Somit kann die Objekttischposition
gemessen werden, indem das optische Projektionssystem als eine Referenz
bzw. ein Bezug verwendet wird, und eine schnelle, hochpräzise Belichtung
kann verwirklicht werden.
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<Halbleiterproduktionssystem>
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Ein
Produktionssystem für
ein Halbleiterbauelement (Halbleiterchip wie ein IC oder LSI, Flüssigkristall-Tafel,
CCD, magnetischer Dünnschichtkopf, Mikromaschine
oder dergleichen) wird beispielhaft veranschaulicht werden. Eine
Störungsabhilfe
oder periodische Wartung einer in einer Halbleiterfertigungsfabrik
installierten Herstellungsvorrichtung oder ein Wartungsservice wie
eine Software-Distribution wird durchgeführt, indem z. B. ein Computernetzwerk
bzw. Rechnernetzwerk außerhalb
der Fertigungsfabrik verwendet wird.
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7 zeigt
das bei einem vorgegebenen Winkel ausgeschnittene Gesamtsystem.
In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein
Geschäftsbüro eines
Verkäufers
(Vorrichtungslieferungshersteller), der eine Halbleiterbauelement-Herstellungsvorrichtung
liefert. Angenommene Beispiele der Herstellungsvorrichtung sind
Halbleiterherstellungsvorrichtungen für verschiedene Prozesse, die
in einer Halbleiterfertigungsfabrik verwendet werden, wie Vorprozeßvorrichtungen
(Lithographievorrichtung einschließlich einer Belichtungsvorrichtung,
Resist-Verarbeitungsvorrichtung und Ätzvorrichtung, Ausheilungsvorrichtung,
Filmausbildungsvorrichtung, Planarisierungsvorrichtung und dergleichen)
und Nachprozeßvorrichtungen
(Zusammenbauvorrichtung, Prüfvorrichtung
und dergleichen). Das Geschäftsbüro 101 weist
ein Host-Managementsystem 108, um eine Wartungsdatenbasis
für die
Herstellungsvorrichtung bereitzustellen, eine Vielzahl von Bedienungsstationsrechnern 110 und
ein LAN (lokales Netzwerk) 109 auf, welches das Host-Managementsystem 108 und
die Rechner 110 verbindet, um ein Intranet zu bilden. Das
Host-Managementsystem 108 weist ein Gateway, um das LAN 109 mit
dem Internet 105 als ein externes Netzwerk des Geschäftsbüros zu verbinden,
und eine Sicherheitsfunktion zur Beschränkung externer Zugänge auf.
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Die
Bezugszeichen 102 bis 104 bezeichnen Fertigungsfabriken
des Halbleiterherstellers als Benutzer von Herstellungsvorrichtungen.
Die Fertigungsfabriken 102 bis 104 können zu
verschiedenen Herstellern oder zu denselben Herstellern gehören (Vorprozeß-Fabrik,
Nachprozeß-Fabrik
und dergleichen). Jede der Fabriken 102 bis 104 ist
ausgerüstet mit
einer Vielzahl von Herstellungsvorrichtungen 106, einem
LAN (Lokales Netzwerk) 111, das diese Vorrichtungen 106 verbindet,
um ein Intranet aufzubauen, und einem Host-Managementsystem 107,
das als eine Überwachungsvorrichtung
zur Überwachung des
Betriebszustands jeder Herstellungsvorrichtung 106 dient.
Das Host-Managementsystem 107 in jeder der Fabriken 102 bis 104 weist
ein Gateway auf, um das LAN 111 in der Fabrik mit dem Internet 105 als
einem externen Netzwerk der Fabrik zu verbinden. Jede Fabrik kann
zugreifen auf das Host-Managementsystem 108 des
Verkäufers 101 von
dem LAN 111 über
das Internet 105. Die Sicherheitsfunktion des Host-Managementsystems 108 autorisiert
den Zugriff auf lediglich einen beschränkten Nutzer. Noch spezifischer
meldet die Fabrik dem Verkäufer über das
Internet 105 die Statusinformation bzw. Zustandsinformation
(z. B. das Symptom einer Herstellungsvorrichtung in einer Störung), welche
den Betriebszustand jeder Herstellungsvorrichtung 106 darstellt, und
empfängt
eine Antwortinformation (z. B. eine Information, welche eine Abhilfe
gegenüber
der Störung
bezeichnet, oder eine Abhilfesoftware oder Daten), welche der Meldung
entspricht, oder eine Wartungsinformation wie die neueste Software
oder Hilfsinformation. Die Datenkommunikation zwischen den Fabriken 102 bis 104 und
dem Verkäufer 101 und
die Datenkommunikation über
das LAN 111 in jeder Fabrik übernehmen ein Kommunikationsprotokoll (TCP/IP),
das im allgemeinen in dem Internet verwendet wird. Anstatt das Internet
als ein externes Netzwerk der Fabrik zu benutzen, kann ein zugehöriges Netzwerk
(z. B. ISDN) mit hoher Sicherheit, das einen Zugriff einer dritten
Partei verhindert, übernommen
werden. Ebenso kann der Nutzer eine Datenbasis zusätzlich zu
derjenigen aufbauen, welche von dem Verkäufer bereitgestellt wird, und
die Datenbasis auf ein externes Netzwerk setzen, und das Host-Managementsystem
kann den Zugriff auf die Datenbasis aus einer Vielzahl von Nutzerfabriken
autorisieren.
-
8 ist
eine Ansicht, welche das Konzept des Gesamtsystems zeigt, welches
bei einem unterschiedlichen Winkel von 7 ausgeschnitten
ist. In dem obigen Beispiel sind eine Vielzahl von Nutzerfabriken,
die Herstellungsvorrichtungen aufweisen, und das Managementsystem
des Herstellungsvorrichtungsverkäufers über ein
externes Netzwerk verbunden, und das Produktionsmanagement von jeder
Fabrik oder eine Information von zumindest einer Herstellungsvorrichtung
wird über
das externe Netzwerk kommuniziert. In dem Beispiel von 8 sind
eine Fabrik, welche Herstellungsvorrichtungen von einer Vielzahl
von Verkäufern
aufweist, und die Managementsysteme der Verkäufer für diese Herstellungsvorrichtungen über das
externe Netzwerk der Fabrik verbunden und eine Wartungsinformation
von jeder Herstellungsvorrichtung wird kommuniziert. In 8 bezeichnet
das Bezugszeichen 201 eine Fertigungsfabrik eines Herstellungsvorrichtungsnutzers
(Halbleiterbauelementhersteller), wo Herstellungsvorrichtungen für verschiedene
Prozesse, z. B. eine Belichtungsvorrichtung 202, eine Resist-Verarbeitungsvorrichtung 203 und
eine Filmausbildungsvorrichtung 204 in der Fertigungsstrasse
der Fabrik installiert sind. 8 zeigt
lediglich eine einzelne Fertigungsfabrik 201, jedoch ist
in der Praxis eine Vielzahl von Fabriken vernetzt. Die jeweiligen
Vorrichtungen in der Fabrik sind mit einem LAN 2060 verbunden, um
ein Intranet zu bilden, und ein Host-Managementsystem 205 steuert
den Betrieb der Fertigungsstrasse. Die Geschäftsbüros der Verkäufer (Vorrichtungslieferungshersteller)
wie ein Belichtungsvorrichtungshersteller 210, ein Resist-Verarbeitungsvorrichtungshersteller 220 und
ein Filmausbildungsvorrichtungshersteller 230 weisen Host-Managementsysteme 211, 221 und 231 auf,
um eine Fernbedienung für
die gelieferten Vorrichtungen auszuführen. Jedes Host-Managementsystem
weist eine Wartungsdatenbasis und ein Gateway für ein externes Netzwerk auf,
wie oben beschrieben wurde. Das Host-Managementsystem 205 zum
Steuern der Vorrichtungen in der Fertigungsfabrik des Nutzers und
die Managementsysteme 211, 221 und 231 der
Verkäufer
für die
jeweiligen Vorrichtungen sind über
das Internet oder ein zugehöriges
Netzwerk verbunden, das als ein externes Netzwerk 200 dient.
Falls eine Störung
in irgendeinem aus einer Reihe von Herstellungsvorrichtungen entlang
der Fertigungsstrasse in diesem System auftritt, stoppt der Betrieb
der Fertigungsstrasse. Diese Störung
kann rasch durch Fernbedienung von dem Verkäufer der in Störung befindlichen
Vorrichtung über
das Internet 200 behoben werden. Dies kann den Stopp bzw.
Stillstand der Fertigungsstrasse auf ein Minimum zurückführen.
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Jede
Herstellungsvorrichtung in der Halbleiterfertigungsfabrik weist
ein Display, eine Netzwerkschnittstelle und einen Rechner bzw. Computer
zum Ausführen
einer Netzwerkzugangssoftware und einer Vorrichtungsbetriebssoftware
auf, welche in einer Speichereinrichtung gespeichert sind. Die Speichereinrichtung
ist ein eingebauter Speicher, eine Festplatte oder ein Netzwerk-Datei-Server.
Die Netzwerkzugangssoftware beinhaltet einen zugehörigen oder universellen
Webbrowser und stellt eine Nutzer-Schnittstelle bereit, welche ein
Fenster, wie in 9 dargestellt ist, auf dem Display
aufweist. Während
auf dieses Fenster Bezug genommen wird, gibt der Operator, der die
Herstellungsvorrichtungen in jeder Fabrik steuert, in Eingabefeldern
auf den Fenstern Stücke
bzw. Teile einer Information wie den Typ der Herstellungsvorrichtung
(401), die Seriennummer (402), den Gegenstand
der Störung (403),
das Ereignisdatum (404), den Dringlichkeitsgrad (405), das
Symptom (406), die Abhilfe (407) und den Fortschritt
(408) ein. Die Teile der Eingabeinformation werden an die
Wartungsdatenbasis über
das Internet übermittelt
und eine geeignete Wartungsinformation wird von der Wartungsdatenbasis
zurück
geschickt und auf dem Display angezeigt. Die Benutzer-Schnittstelle, die
von dem Webbrowser bereitgestellt wird, verwirklicht Hyperlink-Funktionen
(410 bis 412), wie in 9 dargestellt
ist. Dies erlaubt es dem Operator, auf eine detaillierte Information
von jedem Feld zuzugreifen, die für eine Herstellungsvorrichtung
zu verwendende Software neuester Version von einer Software-Bibliothek
zu empfangen, die von einem Verkäufer
bereitgestellt wird, und eine Betriebsanleitung (Hilfsinformation)
als eine Referenz für
den Operator in der Fabrik zu empfangen. Eine von der Wartungsdatenbasis
bereitgestellte Wartungsinformation umfaßt ferner eine Information,
welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung betrifft, die oben
beschrieben wurde. Die Software-Bibliothek stellt ferner die neueste
Software zum Implementieren der Merkmale der vorliegenden Erfindung
bereit.
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Ein
Halbleiterbauelement-Herstellungsprozeß, der das oben beschriebene
Produktionssystem verwendet, wird erläutert werden. 10 zeigt
den Ablauf des gesamten Herstellungsprozesses des Halbleiterbauelements.
In Schritt 1 (Schaltungsentwurf) wird eine Halbleiterbauelementschaltung
entworfen. In Schritt 2 (Maskenausbildung) wird eine Maske,
welche die entworfene Schaltungsstruktur aufweist, ausgebildet.
In Schritt 3 (Wafer-Herstellung) wird ein Wafer hergestellt,
indem ein Material wie Silizium verwendet wird. In Schritt 4 (Wafer-Prozeß), der
als ein Vorprozeß bezeichnet
wird, wird eine effektive Schaltung auf dem Wafer mittels Lithographie
ausgebildet, indem eine präparierte
Maske und der Wafer verwendet werden. Schritt 5 (Zusammenbau),
der als ein Nachpro zess bezeichnet wird, ist der Schritt zum Ausbilden
eines Halbleiterchips, indem der in Schritt 4 hergestellte
Wafer verwendet wird, und beinhaltet einen Zusammenbauprozeß (Stückelung
und Bonden bzw. Verbinden) und einen Gehäusungsprozeß (Chip-Verkapselung). In Schritt 6 (Überprüfung bzw.
Inspektion) werden Überprüfungen bzw.
Inspektionen wie der Betriebsbestätigungstest und der Haltbarkeitstest
des in Schritt 5 hergestellten Halbleiterbauelements ausgeführt. Nach
diesen Schritten wird das Halbleiterbauelement fertiggestellt und
versandt (Schritt 7). Beispielsweise werden der Vorprozeß und Nachprozeß in getrennten
zugehörigen
Fabriken durchgeführt
und die Wartung wird für
jede der Fabriken durch das oben beschriebene Fernbedienungssystem
ausgeführt.
Die Information für
die Produktionssteuerung und die Vorrichtungswartung wird zwischen
der Vorprozeß-Fabrik
und der Nachprozeß-Fabrik über das
Internet oder ein zugehöriges
Netzwerk kommuniziert.
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11 zeigt
den detaillierten Ablauf des Wafer-Prozesses. In Schritt 11 (Oxidation)
wird die Wafer-Oberfläche
oxidiert. In Schritt 12 (CVD) wird ein Isolationsfilm auf
der Wafer-Oberfläche ausgebildet. In
Schritt 13 (Elektrodenausbildung) wird eine Elektrode auf
dem Wafer mittels Dampfabscheidung ausgebildet. In Schritt 14 (Ionenimplantation)
werden Ionen in dem Wafer implantiert. In Schritt 15 (Resist-Verarbeitung)
wird ein photoempfindliches Mittel auf den Wafer aufgebracht. In
Schritt 16 (Belichtung) belichtet die oben erwähnte Belichtungsvorrichtung den
Wafer mit der Schaltungsstruktur einer Maske. In Schritt 17 (Entwicklung)
wird der belichtete Wafer entwickelt. In Schritt 18 (Ätzen) wird
das Resist bzw. der Schutzlack geätzt mit Ausnahme des entwickelten
Resist-Bilds. In
Schritt 19 (Resist-Entfernung) wird ein unnötiger Resist
nach dem Ätzen
entfernt. Diese Schritte werden wiederholt, um mehrere Schaltungsstrukturen
auf dem Wafer auszubilden. Eine in jedem Schritt verwendete Herstellungsvorrichtung erfährt eine
Wartung durch das Fernbedienungssystem, was eine Störung im
voraus verhindert. Auch wenn eine Störung auftritt, kann die Herstellungsvorrichtung
rasch wiederhergestellt werden. Die Produktivität des Halbleiterbauelements
kann im Vergleich zu dem vorbekannten Stand der Technik gesteigert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt.
Demgemäß werden,
um die Öffentlichkeit über den
Umfang der vorliegenden Erfindung zu unterrichten, die nachfolgenden
Ansprüche
aufgestellt.