特許 6285957 特にマスクアライナーにおいて用いられるチャック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6285957

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】特にマスクアライナーにおいて用いられるチャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20180215BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 K

   G03F7/20 501

   G03F7/20 521

【請求項の数】16

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-551147(P2015-551147)

(86)(22)【出願日】2013年12月4日

(65)【公表番号】特表2016-503965(P2016-503965A)

(43)【公表日】2016年2月8日

(86)【国際出願番号】EP2013075513

(87)【国際公開番号】WO2014106557

(87)【国際公開日】20140710

【審査請求日】2016年8月23日

(31)【優先権主張番号】13150260.1

(32)【優先日】2013年1月4日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】312002635

【氏名又は名称】スス マイクロテク リソグラフィー，ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100088904

【弁理士】

【氏名又は名称】庄司 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100124453

【弁理士】

【氏名又は名称】資延 由利子

(74)【代理人】

【識別番号】100135208

【弁理士】

【氏名又は名称】大杉 卓也

(74)【代理人】

【識別番号】100152319

【弁理士】

【氏名又は名称】曽我 亜紀

(72)【発明者】

【氏名】ハンセン，スヴェン

(72)【発明者】

【氏名】ハルスマン，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】シンドラー，カトリン

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１２４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９４５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２５４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０３８０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３１０２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２７９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２９１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１０３１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１６４５５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−３１０９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第1の平面基板（200）を、第2の平面基板（300）に対して平行に位置合わせするチャック（100）であって、該チャック（100）は、
（a）前記第1の平面基板を配置する上面（101'）を有する上板（101）と、
（b）下板（102）と、
（c）前記上板（101）の前記上面（101'）と前記第2の平面基板（300）の表面（301）との間の距離を測定するように構成される少なくとも1つの距離測定センサー（103）であって、ここで該少なくとも1つの距離測定センサー（103）は、該チャックに取り付けられる、と、
（d）前記上板（101）及び前記下板（102）と接触する少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）と、
を備える、チャック。

【請求項2】

請求項１に記載のチャック（100）であって、前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）は該チャック（100）の周縁領域に設けられる、請求項１に記載のチャック。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のチャック（100）であって、少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）は、前記上板（101）を、該チャック（100）の前記下板（102）の上面に対して垂直な方向に動かすように構成され、及び／又は、前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）は、前記上板（101）を前記下板（102）に対して傾けるように構成される、請求項１又は２に記載のチャック。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか1項に記載のチャック（100）であって、前記上板（101）及び前記下板（102）に接続する少なくとも3つのばね受（105）を更に備える、請求項１〜３のいずれか1項に記載のチャック。

【請求項5】

請求項４に記載のチャック（100）であって、前記少なくとも3つのばね受（105）は、前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）に予圧をかけるように構成される、請求項４に記載のチャック。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のチャック（100）であって、前記少なくとも3つのばね受（105）は、前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）に隣接して、該チャック（100）の中央に向かって径方向に、又は径方向外方にオフセットされて配置される、請求項４又は５に記載のチャック。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか1項に記載のチャック（100）であって、前記少なくとも1つの距離測定センサー（103）は、静電容量センサー、光学センサー、例えばレーザーセンサー若しくは赤外線センサー、超音波センサー、磁気誘導センサー、又は空気圧式センサーによる群から選択される、請求項１〜６のいずれか1項に記載のチャック。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか1項に記載のチャック（100）であって、前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）は、圧電リニアアクチュエーター及び／又はボールねじ及び／又はローラーねじである、請求項１〜７のいずれか1項に記載のチャック。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか1項に記載のチャック（100）であって、該チャック（100）の中央又は該中央の近くに、少なくとも1つのロードピン（107）を更に備える、請求項１〜８のいずれか1項に記載のチャック。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか1項に記載のチャック（100）であって、前記第1の平面基板（200）の厚み、前記第1の平面基板（200）の歪み、前記第2の平面基板（300）の歪み、及び／又は前記上板（101）の歪みのうちの少なくとも1つを測定するように構成される少なくとも1つの厚みセンサーを更に備え、該少なくとも1つのセンサーは、空気圧式センサー、静電容量センサー、光学センサー、レーザーセンサー若しくは赤外線センサー、超音波センサー、又は磁気誘導センサーによる群から選択される、請求項１〜９のいずれか1項に記載のチャック。

【請求項11】

チャック（100）の上板（101）上の第1の平面基板（200）と、第2の平面基板（300）との間の隙間を、請求項１〜１０のいずれか1項に記載のチャックによって設定する方法であって、該方法は、
（a）前記第1の平面基板（200）の厚みを少なくとも1つの点において測定するステップと、
（b）前記第2の平面基板（300）の表面（301）と前記上板（101）の上面（101'）との間の距離を、前記チャック（100）の少なくとも1つの距離測定センサー（103）によって測定するステップと、
（c）前記第1の平面基板（200）の上面（201）又は前記チャック（100）と、前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の傾斜を、前記チャック（100）の少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）を前記チャック（100）の少なくとも3つのばね受（105）と組み合わせて用いることによって調整するステップと、
を含む、方法。

【請求項12】

更なるステップ、すなわち、
（d）前記第1の平面基板（200）の前記上面（201）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の距離を、前記チャック（100）の前記少なくとも3つのリニアアクチュエーター（104）によって所定値に調整するステップであって、特に、
（d1）前記傾斜を変更せずに前記隙間を調整することと、
（d2）前記隙間を変更せずに前記傾斜を調整することと、
（d3）前記隙間調整の前又は後に傾斜調整を行うことと、
（d4）傾斜調整と隙間調整とを同時に行うことと、
（d5）厚み測定を伴うか又は伴わずに手段（d1）〜（d4）を行うことと、
（d6）前記第2の基板（300）の前記第1の基板（200）に面する前記表面（301）と、前記第1の基板（200）の前記第2の基板（300）に面する前記表面（201）又は前記チャック（100）の前記上板（101）の前記上面（101'）のいずれかとの間の傾斜調整を行うことと、
（d7）前記傾斜の所定値を伴うか又は伴わずに手段（d1）〜（d6）を行うことと、
のうちの少なくとも1つ又は複数の手段としての、ステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

（e）ステップ（c）の前に、前記第1の平面基板（200）の前記上面（201）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の距離の変動を計算するステップを含み、
前記変動の前記計算は、前記第1の平面基板（200）の前記厚み測定に基づき、
ステップ（c）は、前記第1の平面基板（200）の前記上面（201）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の前記距離の前記変動に基づいて実行される、請求項１１又は１２に記載の方法。

【請求項14】

ステップ（a）は、
（a1）前記第1の平面基板（200）の前記上面（201）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の第1の距離を、少なくとも1つの点において測定することと、
（a2）前記上板（101）の前記上面（101'）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の第2の距離を、少なくとも1つの点において測定することと、
（a3）前記第1の距離を前記第2の距離から引くことと、
によって実行される、請求項１１〜１３のいずれか1項に記載の方法。

【請求項15】

（f）前記第1の平面基板（200）、前記第2の平面基板（300）、及び前記上面（101'）のうちの少なくとも1つの歪みを測定するステップを更に備え、
ステップ（c）は、前記第1の平面基板、前記第2の平面基板、及び前記上面（101'）のうちの少なくとも1つの歪みの変動に基づいて実行される、請求項１１〜１４のいずれか1項に記載の方法。

【請求項16】

（g）前記第1の平面基板（200）の前記上面（201）と前記第2の平面基板（300）の前記表面（301）との間の前記距離を、前記第1の基板（200）を前記第2の基板（300）に対して、前記第1の基板（200）の前記表面（201）に対して垂直な方向に動かす大まかな調整手段を用いて、所定値に調整するステップを更に含む、請求項１１〜１５のいずれか1項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハーをマスクに対して平行に位置合わせする、特にマスクアライナーにおいて用いられるチャック、及びウェハーチャックの上面にあるウェハーとマスクとの間の隙間を設定する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

以下、マスクに対するウェハーの位置合わせに関しての情報が頻繁に記載される。しかし、ウェハー及びマスクに対するこの言及は限定とみなされるべきではない。すなわち、請求されるチャック及び隙間を設定する方法は、一般に、第1の平面基板及び第2の平面基板の位置合わせに均等に適用可能である。

【0003】

超小型電子素子及び超小型電子デバイス、微小光学素子及び微小光学デバイス、又は微小機械素子及び微小機械デバイスの製造に関しては、フォトリソグラフィを用いて、マスクから基板、例えばシリコンウェハー上に構造を転写するプロセスが一般的である。フォトリソグラフィは、光を用いて、上記構造、例えば幾何学的パターンを、マスクから、予め基板上にコートされる感光性化学レジストに転写する。次に、基板に露光された構造を化学薬品でエッチングするか、又は、化学薬品により、基板上に転写されたパターンに他の材料を堆積させることを可能にする。工業生産には、50回にわたるこのプロセスの繰返しが必要とされる場合がある。

【0004】

マスクと基板とが平行でない場合、すなわち、マスクとウェハーとの間にウェッジ（wedge）が存在する場合、マスクの構造を基板上に均一に転写することができず、その結果、欠陥及び不適切な構造が生じ、通常、顧客にとってプロセスウィンドウの低減につながる。フォトリソグラフィプロセスの数多くの繰返しから鑑みて、このようなウェッジエラーは高い生産損失につながる可能性がある。したがって、ウェハー及びマスクの互いに対する適切な位置合わせが必要である。マスク及び基板が適切な距離で繰返し可能に位置決めされなければ、基板に構造が正確に転写されない。

【0005】

現今の製造プロセスがますます大きい基板を用いるようになるにつれ、上述の位置合わせはますます困難なものになっている。上記ウェッジエラーの補償は、ウェッジエラー補償（WEC：Wedge Error Compensation）ヘッドを用いて行われるのが一般的である。

【0006】

このようなWECヘッドは、ウェハー上面をマスク下面と位置合わせするのにパッシブ機械システムを用いる。WECヘッドは、固定された下部と、ばねによって下部に可動に支持及び相互連結されている上部とを有する。WECプロセス中、ウェハー及びマスクは（例えば高精度距離球体（distanceballs）によって）機械的に接触し、続いて、ブレーキにより、上部が下部に対してこの位置に固定される。結果として、ウェハー及びマスクは平行に位置合わせされる。

【0007】

しかし、大きい基板及びサブミクロン構造の場合、このような位置合わせは十分な精度ではない。特許文献1は、アクティブWECを行う装置に関し、ここでは、上述した既知のWECヘッドに圧電アクチュエーターを補って、機械センサー又はカリパスに基づくより微細な位置合わせを可能にする。しかし、この方法は、WECプロセス中の相対測定しか可能にせず、それぞれ別々のウェハーに対する機械的接触を必要とする。さらに、この方法は、比較的摩耗が大きいため、自動機にはあまり適さない。

【0008】

特許文献2は、2つの物体間の隙間を調整する、隙間調整装置及び隙間調整方法に関する。

【0009】

特許文献3は、ワークとマスクとの間の距離を調整するプロセス及び装置に関する。

【0010】

更なる背景技術としては、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】国際公開第2011/098604号

【特許文献2】米国特許出願公開第2002/063221号

【特許文献3】欧州特許出願公開第0722122号

【特許文献4】特開2004-233398号

【特許文献5】特開平11-194501号

【特許文献6】米国特許出願公開第2007/190638号

【特許文献7】欧州特許出願公開第2006899号

【特許文献8】特開平3-038024号

【特許文献9】特開2008-310249号

【特許文献10】特開昭58-103136号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、2つの平面、特にウェハー上面及びマスクを互いに平行に位置決めする装置及び方法を提供することである。特に、本発明の目的は、WECヘッドと組み合わせて使用するチャック、例えばウェハーチャック、又は、ウェハーをマスクに対して平行に位置合わせするマスクアライナーのWECヘッドに取って代わりさえするチャックを提供することである。さらに、本発明の目的は、ウェハーチャックの上面にあるウェハーとマスクとの間の隙間を設定する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

これらの目的は特許請求の範囲に記載の特徴によって達成される。

【0014】

本発明の基本構想によると、上板及び下板を備えるチャックが、上板の上面上に第1の基板を載置するように提供される。チャックの上板は第2の平面基板に面する。チャックの上板と下板との間に、リニアアクチュエーター、例えば3つのアクチュエーターが配置される。リニアアクチュエーターは、双方の板に、又はそれらの板のうちの一方のみに固定的に取り付けることができる。リニアアクチュエーターが全て同じ移動距離を動く場合、チャックの上板及び第1の平面基板は、第2の平面基板に向かって又は第2の平面基板から離れるように動き、したがって、第1の基板と第2の基板との間の距離を変更する。このとき、第1の基板と第2の基板との間にあり得る傾斜は変更されない。しかし、リニアアクチュエーターを異なる移動距離だけ動かすことにより、2つの基板間にあり得る傾斜は水平にすることができる。

【0015】

上記傾斜を特定するために、第1の基板の表面と第2の基板の表面との間の距離の変動を特定する必要がある。したがって、互いに面する双方の表面間の距離を少なくとも3つの異なる位置において測定する必要がある。少なくとも3つの異なる位置間の距離は、全範囲の傾斜を正確に特定するのに十分大きい必要がある。

【0016】

しかし、2つの基板間の限られたスペースに起因して、上記距離を直接測定するのは実際的ではない可能性がある。したがって、本発明の一態様に従って、代わりに、上板の上面と第2の基板の表面との間の距離を少なくとも3つの異なる位置で測定してもよい。第1の基板の厚みの変動についての情報とともに、第1の基板の表面と第2の基板の表面との間の距離の変動を計算することができる。第1の基板の厚みの変動のこの必要な情報は、第1の基板の厚みを基板の種々の位置において測定することによって得ることができる。第1の基板の表面と第2の基板の表面との間の距離の計算された変動に基づき、第1の平面基板と第2の平面基板との間の傾斜を特定し、その後、その傾斜を、リニアアクチュエーターの適切な制御によって水平にすることができる。

【0017】

リニアアクチュエーターはウェハーチャックの周縁領域に配置してもよい。例えば、リニアアクチュエーターは、ウェハーチャックの最外位置又は円形ウェハーチャックの半径の70 %〜100 %の位置に配置される。このような構成において、リニアアクチュエーター間の距離は比較的大きくなり、リニアアクチュエーターが集まっている構成に比べて、リニアアクチュエーターの比較的大きい高さのストロークによって小さい傾斜補償がもたらされるようになっている。結果として、傾斜補償の精度は比較的高い。代替的に、少なくとも3つのアクチュエーターをチャックの中央領域に配置し、結果として、傾斜補償能力をより大きくするとともに補償精度をより低くすることができる。

【0018】

さらに、リニアアクチュエーターは、ばね受、例えば、上板と下板との間に配置される3つのばね受によって支持してもよい。ばね受は、上板及び下板の双方に固定的に取り付けられるか、上板及び下板のうちの一方のみに固定的に取り付けられる。例えば、ばね受は、板ばね及び／又は巻きばねとすることができる。ばね受は、例えば、チャック若しくはチャックが搭載されるシステムに起こり得る振動、又はそのシステムが位置している建物の振動を最小限にする寸法及び構成にすることができる。ばね受は、少なくとも3つのリニアアクチュエーターに予圧をかけることができる。

【0019】

本発明の一実施形態によると、少なくとも3つのばね受は、少なくとも3つのリニアアクチュエーターに隣接して、ウェハーチャックの中央に向かって径方向に、又は径方向外方にオフセットされて位置する。

【0020】

上板の上面と第2の基板の表面との間の距離を測定するために、距離測定センサー、例えば3つ又は4つのセンサーをチャックの上板に配置することができる。例えば、距離測定センサーは、距離測定センサーの基準面が上板の上面と同一平面になるように、チャックの上板に配置することができる。代替的に、距離測定センサーの基準面と上板の上面との間の差を特定することができ、このオフセットを、上述の傾斜の特定の際に考慮に入れることができる。

【0021】

本発明の一実施形態によると、上板の上面と第2の基板の表面との間の距離の変動は、上板に、例えば円形ライン上に可動に配置される測定センサーによって測定することができる。したがって、少なくとも3つの異なる位置が順番に測定される。

【0022】

別の実施形態において、距離測定センサーは、ウェハーチャックの縁領域の外側に取り付けられるホルダーリングに取り付けることもできる。特に、距離測定センサーは、距離測定センサーの基準面が上板の上面と同一平面になるようにホルダーリングに取り付けることができる。ホルダーリングは上板に固定することもできる。ホルダーリングは、測定センサー（複数の場合もある）及び／又はリニアアクチュエーターからの、及び／又は測定センサー（複数の場合もある）及び／又はリニアアクチュエーターに対するステアリングケーブル及び支持ケーブルを備えることもできる。

【0023】

本発明の一実施形態によると、本チャックは、少なくとも1つの厚みセンサー、好ましくは厚みセンサーシステムを更に備える。厚みセンサーシステムは空気圧式センサーシステムとすることができる。空気圧式センサーシステムは、少なくとも1つの空気圧式センサーヘッド、例えば2つの空気圧式センサーヘッドを備えるセンサーレバーを備えることができる。2つ以上のセンサーヘッドの場合、センサーヘッドはセンサーレバーの互いに反対側に取り付けられる。代替的に、1つのみのセンサーヘッドがレバーに取り付けられ、センサーレバーの反対側には予圧エアベアリングが取り付けられる。さらに、空気圧式センサーシステムは、ウェハーチャックの上板に取り付けられる空気圧式センサーを更に備えることができる。この空気圧式センサーシステムによって、第1の平面基板の厚みを測定することができる。複数の点における厚みを測定することによって、空気圧式センサーシステムは、厚み分布、すなわち、第1の平面基板にあり得る歪みを測定することもできる。さらに、センサーシステムは、第1の平面基板の歪み及び第2の平面基板の歪み及び上板の歪みを測定することもできる。

【0024】

しかし、厚みセンサー及び厚みセンサーシステムはそれぞれ、空気圧式センサーに限定されないことが理解される。静電容量センサー、光学センサー、例えばレーザーセンサー若しくは赤外線センサー、超音波センサー、又は磁気誘導センサーも可能である。

【0025】

一実施形態によると、下板は、単一の剛性板とすることができるか又はいくつかの剛性部片を含むことができる。上板も、単一の剛性板とすることができるか又はいくつかの剛性部片を含むことができる。上板のいくつかの剛性部片は膜で覆うことができることが好ましい。

【0026】

本発明に係るチャックは、マスクアライナーにおいてマスク及びウェハーを調整するウェハーチャックとして用いることができる。このようなウェハーチャックは、マスクアライナーのウェッジエラー補償ヘッドの上に置くか、そのようなウェッジエラー補償ヘッドの一部として位置付けることができる。ウェハーチャックは、完全に既存のウェッジエラー補償ヘッドの代わりに、又はウェッジエラー補償ヘッドを冗長化するように、マスクアライナーに設置することもできる。この文脈でのマスクアライナーは、マスクをウェハーに対して調整する装置である。

【0027】

第1の基板がウェハーであり、第2の基板がマスクである場合、マスクのウェハーに面する表面は、クロム又は任意の他の好適な材料、例えば導電性材料でコートされ、距離測定静電容量センサーの使用を補助する。クロム又は他の好適な材料は、ウェハーに施されるパターンを有して構造化することができるか、特に距離測定手順において用いるように塗布することができる。同じ材料を、ウェハーのパターニング及び距離測定に用いることができることが有利である。

【0028】

マスクアライナーは、フォトリソグラフィを実行する手段を備えることができる。これらの手段とは、例えば光源、例えば紫外線光源、及び適切なランプシステムである。しかし、チャックは、ウェハー処理に通常用いる他の機器においても使用してもよい。この意味で、本発明は、マスクコーター、現像機、ボンダー、又はマスク洗浄機等の、基板を処理する他の手段にも適用可能である。したがって、マスクアライナーは、別個の機能として、又は、例えばいわゆるリソクラスターにおいて、レジストの現像及び／又はフォトマスクの洗浄等、基板を処理する他の手段も備えることができる。

【0029】

上述のチャックは、マスクアライナーにおいてマスク及びウェハーを調整するウェハーチャックとすることができるだけではないことが理解される。本発明の基本構想は、2つの平面基板を互いに平行に位置合わせすることが通常所望される種々の技術分野及び技術範囲に適用することもできる。

【0030】

本発明は、1つ又は複数のコンピューター可読媒体を備えるコンピュータープログラム製品にも関し、本コンピューター可読媒体は、ウェハーチャックの上板上のウェハーとマスクとの間の隙間及び傾斜を設定するための、上述及び／又は後述の方法のうちのいずれか1つのステップを実行するコンピューター実行可能命令を含む。

【0031】

本発明は図面を参照して更に開示される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1a】本発明の一実施形態に係るウェハーチャックの概略上面図である。

【図1b】本発明の一実施形態に係るウェハーチャックの概略断面斜視図である。

【図2a】本発明の一実施形態に係る、ウェハーとマスクとの間の隙間を設定する方法ステップを表す概略フロー図である。

【図2b】本発明の一実施形態に係る、更なる高さ調整を伴う、ウェハーとマスクとの間の隙間を設定する方法ステップを表す概略フロー図である。

【図3a】本発明の一実施形態に係る空気圧式厚みセンサーシステムの概略正面図である。

【図3b】本発明の別の実施形態に係る空気圧式厚みセンサーシステムの概略正面図である。

【図3c】本発明の更なる実施形態に係る空気圧式厚みセンサーシステムの2つの概略正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

同じ参照符号は種々の図を通して同じ要素に対して用いられる。

【0034】

図1aは、本発明の一実施形態に係るウェハーチャック100の上面図を概略的に示している。3つのリニアアクチュエーター104及び4つの距離測定センサー103に対する複数の制御用ケーブル及び検知用ケーブル109が、ホルダーリング106に配線されている。ウェハーチャック100は、マスクアライナーのウェッジエラー補償ヘッドの上に置くか、その一部として位置付けることができる。ウェハーチャックは、既存のウェッジエラー補償ヘッドの代わりに、又はウェッジエラー補償ヘッドを冗長化するように、マスクアライナーに設置することもできる。本発明の実施形態は図1bの観点から以下に更に説明される。

【0035】

図1bはウェハーチャック100の断面を概略的に示している。ウェハーチャック100は、上面101'を有する上板101を備える。配置されるウェハー200（図3a〜図3cを参照）は、上面101'に置かれる。ウェハー200は、例えば、真空溝（図示せず）につながっている溝108を介して真空をかけることにより、上面101'に固定される。ウェハーチャック100は4つの距離測定センサー103（2つが示されている）も備える。距離測定センサー103は静電容量センサーとすることができる。距離測定センサーは、距離測定センサーの基準面が上面101'と同一平面になるようにホルダーリング106に取り付けることができる。ホルダーリング106は上板101に固定される。

【0036】

マスク300の表面301（図3a〜図3cを参照）は、マスク300がマスクアライナーのマスクホルダー302に装着されると、ウェハーチャック100の上面101'に面する。マスク300の表面301は、概して、ウェハー200に施されるパターンを有して構造化されるクロムによってコートされる。したがって、静電容量センサー103は、ウェハーチャック100の上面101'とマスク300のコートされた表面301との間の距離を測定することが可能である。さらに、ウェハーチャック100は、概してウェッジエラー補償ヘッドに載置される下板102を備える。

【0037】

ウェハーチャック100は3つのリニアアクチュエーター104（1つが示されている）も備える。リニアアクチュエーター104は、この実施形態では圧電リニアアクチュエーターである。3つのリニアアクチュエーター104は上板101及び下板102と接触する。すなわち、3つのリニアアクチュエーター104は上板101と下板102とをつなぐ。この実施形態では、リニアアクチュエーター104の保持固定具が下板102に組み込まれ、したがって、下板102がリニアアクチュエーター104を備える。しかし、リニアアクチュエーター104の保持固定具は上板101に組み込むこともでき、すなわち、上板101がリニアアクチュエーター104を備えるということが理解される。図1bに概略的に示されている実施形態では、3つのリニアアクチュエーター104はウェハーチャック100の周縁領域に配置される。したがって、リニアアクチュエーター間の距離は比較的大きくなり、リニアアクチュエーターの比較的大きい高さのストロークによって小さい傾斜補償がもたらされるようになっている。したがって、リニアアクチュエーターがチャック100の中央に集まっている構成に比べて精度が高くなる。それにもかかわらず、リニアアクチュエーター104間の距離は、傾斜補償の十分な精度を確実にするのに十分大きい。

【0038】

3つのリニアアクチュエーター104が同じ移動距離を有する場合、上板101は、下板102に対して垂直な方向に、また、下板102に対して、下板102と上板101との間に傾斜がある場合にはその傾斜を変更せずに移動する。3つのリニアアクチュエーター104のうちの少なくとも1つが他の2つのアクチュエーターの移動距離とは異なる移動距離を有する場合、上板101と下板102との間の傾斜を調整することができる。これに関して、3つのリニアアクチュエーター104のうちの少なくとも1つの移動距離をゼロにすることができる。

【0039】

各リニアアクチュエーター104の隣では、対応するばね受105が上板101及び下板102と接触する。すなわち、3つのばね受105はまた、上板101と下板102とをつなぐ。この実施形態では、ばね受105は、ねじによって下板102及び上板101に固定的に取り付けられている。対応するばね受105は、リニアアクチュエーター104に対してウェハーチャック100の中央に向かって径方向にオフセットされている。ばね受105は、上板101のベアリングとして機能するだけではなく、また、隣接するリニアアクチュエーター104に予圧を与える。それにより、上板101は下板102に向かって付勢される。

【0040】

3つのロードピン107は、ウェハーチャック100の中央付近に配置される。ロードピン107は、基板又はウェハーを持ち上げ、例えばロボットハンドリングによって、ウェハーをマスクアライナーの他の部分に移送するのを助ける。

【0041】

図2aは、本発明の一実施形態に係る、ウェハー200とマスク300との間の隙間を設定する方法ステップを表すフロー図を概略的に示している。

【0042】

第1のステップS1において、ウェハー200の厚みを、ウェハー200の少なくとも1つの点、好ましくは3つの異なる点において測定する。ウェハー200の厚みを3つの異なる点において測定することにより、ウェハー200すなわち基板の厚みの不均質性、例えばウェハーウェッジが考慮される。ウェハー200が高度に均質な厚みを有するか、又はより高い処理速度のために厚みの変動を無視することができる場合、ウェハー200の厚みを1つの点のみにおいて測定することができる。より詳細な分析及び／又はより正確な位置決めにとって、ウェハー200のいくつかの点における厚み測定が有用である。しかし、この第1のステップS1は、必要に応じて、マスクアライナーの別個のステーション、例えばプリアライナーにおいて実行し、その後、ウェハー200をウェハーチャック100の上面101'に配置することができる。

【0043】

第2のステップS2において、マスク300の表面301と上板101の上面101'との間の距離を、ウェハーチャック100の距離測定センサー103によって測定する。

【0044】

第3のステップS3において、ウェハー200の表面201とマスク300の表面301との間の傾斜を、ウェハーチャック100のリニアアクチュエーター104を好ましくはウェハーチャック100の少なくとも3つのばね受105と組み合わせて用いることによって調整する。ばね受105はリニアアクチュエーター104に予圧をかける。上記傾斜は、ステップS1及びS2、並びに必要であれば、先行する較正において得られる情報を用いて計算される。この傾斜は、完全になくなるか、又は少なくとも無視できるほど小さくなるまで調整される。すなわち、ウェハー200の表面及びマスクの表面が互いに平行に位置合わせされ、隙間が調整される。

【0045】

代替的に、傾斜は、例えば、ユーザーによって予め決められた非ゼロ値に調整することができる。

【0046】

第1のステップS1の前に、マスクアライナーのセットアップ中、距離測定センサー103を、測定センサー103の上面と上面101'との間にあり得る高さの差が一様になるか又は精密に測定されるように較正することができる。その結果の較正値は、その後、更なる測定手順に使用される。この較正により、例えば構造上の理由から、距離測定センサー103の基準面を上面101'と同一平面にすることができない実施形態も可能になる。

【0047】

図2bは、本発明の別の実施形態に係る、ウェハー200とマスク300との間の隙間を設定する方法ステップを表すフロー図を概略的に示している。

【0048】

ステップS1〜S3及び先行する可能な較正は、図2bに示されている実施形態におけるものと同じであるが、第4のステップS4が追加されている。ステップS4において、ウェハー表面201とマスク表面301との間の距離を、ウェハーチャック100のリニアアクチュエーター104を好ましくはウェハーチャック100のばね受105と組み合わせて用いることによって所定値に調整する。この所定値は、第1のステップS1の前に、ユーザーがコントローラーユニットに入力することができる。リニアアクチュエーター104を用いる距離調整の最大値は、リニアアクチュエーター104の最大移動距離によって制限される。さらに、チャック100全体を動かすことによって距離を大まかに調整することもでき、微細な調整はリニアアクチュエーター104を用いることによって行われる。

【0049】

ステップS1〜S3及びステップS1〜S4は、傾斜及び高さが所望の所定値に達するまで数回繰り返すことができる。代替的に、上記ステップは、所望の値に達するかどうかとは無関係に、2回又は3回繰り返すことができる。ステップS3及びS4は、逆順で又は更には同時に実行することもできる。

【0050】

図3aは、空気圧式センサーシステム400を開示する、本発明の別の実施形態を示している。空気圧式センサーシステム400はセンサーレバー401を備え、2つの空気圧式センサーヘッド402がセンサーレバー401の互いに反対側に取り付けられている。さらに、空気圧式センサーシステム400は、ウェハーチャック100の上板101に一体的に取り付けられる空気圧式センサー403を更に備える。2つの空気圧式センサーヘッド402は、ウェハー200全体にわたって複数の点において、ウェハー200の上面201と、ウェハー200の上面201に面するマスク300の表面301との間の距離を測定する。これには、この図3aにおいて概略的に矢印で示されているように、センサーレバー401を、ウェハーを横切って動かす。空気圧式センサー403は、チャック100の上板101の上面101'とマスク300の表面301との間の距離を測定している。

【0051】

別の実施形態によると、上板101の上面101'と表面301との間の距離の測定は、センサーヘッド402によって同様に実行することもでき、そのため、空気圧式センサー403は完全に省略してもよい。

【0052】

上述の双方の距離測定は数回繰り返すことができる。ここでは3回の繰返しが好ましい。双方の距離測定（上面201と表面301との間の距離及び上板100の上面101'と表面301との間の距離）に基づいて、ウェハー200の厚みを計算し、上述のステップS1において用いることができる。複数の点において距離を測定することにより、ウェハー200の厚み分布を計算することができ、ウェハー200全体にわたってあり得る厚みの変動が明らかになる。

【0053】

さらに、空気圧式センサーシステム400は、ひいては、ウェハー200及びウェハー表面201、マスク300及びマスク表面301、又は上面101'にあり得る歪みを測定することができる。したがって、これらのパラメーターも、ウェハー200の表面とマスクの表面との間の傾斜を計算する際に考慮することができる。

【0054】

図3bは本発明の別の実施形態を示している。ここでは、空気圧式センサーシステム400は、（互いに反対側にある2つのセンサーヘッド402（図3a）の代わりに）レバー401のマスク300に面する側に取り付けられる予圧エアベアリング402'を備える。しかし、図3bの空気圧式センサーシステム400の機能性は、図3aと同じである。

【0055】

図3cは、空気圧式センサーシステム400の更なる一実施形態を示している。この空気圧式センサーシステム400は、レバー401のウェハーに面する側に取り付けられる１つのみのセンサーヘッド402を備える。したがって、センサーヘッド402は、センサーヘッド402とウェハー200の表面201との間の距離、及び（図3cの点線矢印の方向にレバー401を動かした後）同様にセンサーヘッド402と上面101'との間の距離を測定する。次に、空気圧式センサー403は上板101の上面101'と表面301との間の距離を測定する。こうして、ウェハー200の厚み、並びに、ウェハー200及びウェハー表面201、マスク300及びマスク表面301、又は上面101'にあり得る歪みを測定及び計算することができる。

【0056】

さらに、距離測定センサー103の結果及び厚みデータ、並びに、補償された傾斜及び調整された高さの値、ステップの繰返し数、精度、ヒステリシス、及びリニアアクチュエーター104の移動距離は、ログをとり、特にウェハーチャック100、また概してマスクアライナーの性能の監視に使用することができる。所定の水準又は新規の機械性能から特定のパターンで性能が低下する場合、メンテナンスを予定することができる。さらに、性能低下のタイプ／パターンは、特定の問題、例えば、1つ若しくはいくつかのリニアアクチュエーター104又は1つ若しくはいくつかの距離測定センサー103の故障を示すか、又は、例えば、傾斜を常に同じように補正する必要があることは、ウェハーチャック100が載置されているヘッドに関わる問題を示す場合がある。これは、予定された点検日の前に、点検技術者（service technician）に対して、点検行為のタイプ又は必要なスペア部品の種類についての重要な情報を提供する。したがって、メンテナンス又は予期せぬ機械故障に起因するダウンタイムを低減することができる。

【0057】

さらに、距離測定センサー103及びリニアアクチュエーター104は、オンラインフィードバックループにおいて動作することができる。すなわち、傾斜及び高さは、随時、例えば露光中に連続して調整される。非常に高速のフィードバックループにおいて、マスクアライナーの振動さえも補償することができる。これにより、高い隙間精度及び傾斜精度、並びに高い安定性要件及び再現性要件を伴う長時間の露光が可能になる。

【0058】

距離測定センサー103がマスクの表面と上記上面との間の距離の絶対値を測定するので、ウェハー処理中の参照手順はもはや必要なくなる。したがって、機械的なウェッジエラー補償手順及び必要な機械部品を設計及びプロセスから除くことができる。ひいては、さらに、機械部品（例えば、従来のウェッジエラー補償手順に用いられる高精度距離球体）と顧客のウェハーとの間の機械的接触はもはや必要とされない。

【0059】

本発明によると、隙間設定システム全体はウェハーチャック101に一体的に組み込まれ、それにより、マスクアライナーをほとんど変更せずに既存のマスクアライナーにおいて本チャックを用いるオプションが提供される。

【0060】

本発明を図面及び上述の説明において詳細に例示及び記載してきたが、このような例示及び説明は、説明的又は例示的であり、非限定的とみなされるべきである。したがって、本発明は、開示されている実施形態に限定されない。当業者は開示されている実施形態に対する変形を理解及び実現し、図面、本明細書の開示内容、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求される本発明を実施することができる。特許請求の範囲において、「備える、含む（comprising）」という用語は他の要素又はステップを除外せず、また、数量を特定していない語（the indefinite article "a" or "an"）は、複数であることを除外せず、「少なくとも1つ」を意味することができる。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】