JP2000114159A

JP2000114159A - 投影露光装置およびデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2000114159A
Application number: JP10299070A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Kubo; 博義久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の製造コストをさほど上昇させず、かつ
精度劣化等の問題を発生させることなく、生産性を高め
ることができるようにする。【解決手段】原板に形成されたパターンを感光基板上
に投影露光するための投影光学系９と、原板および感光
基板を保持して投影光学系に対してそれぞれ移動可能な
原板ステージ１２および基板ステージＳＡ、ＳＢとを備
えた投影露光装置において、原板ステージは少なくとも
２以上の原板ＲＡ１、ＲＢ２を同時に保持し、それによ
ってこれらの原板を交替で使用できるようにする。さら
に、基板ステージと、それに保持される感光基板の位置
を計測するための基板アライメント手段ＯＡＡ、ＯＢＢ
とを、原板ステージ上に保持される２以上の原板の各々
に対応させて用いることができるように、これら原板と
同数備え、かつ、前記投影光学系および露光用の光源を
含む露光光学系１５を各対応する原板および基板ステー
ジ間で共用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や液晶表
示素子等のデバイスを製造するために用いられる投影露
光装置およびデバイス製造方法に関し、特に、半導体ウ
ェハ等の基板を高速処理できるようにし、生産性を向上
させたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等を製造するために
は、例えば、シリコンインゴットから円筒の薄板である
ウェハを切り出し、露光、現像、エッチング、ドーピン
グ、蒸着等の工程を何回か繰り返して、この上に複数個
の半導体素子（チップ）を形成する。そして、ウェハを
切断してチップ単位に切り離し、各チップ毎にボンディ
ングし、モールディングして半導体素子を完成させてい
る。

【０００３】その中で、露光の工程で用いる装置を図１
４に示す。この装置は、ベース３００（床等のべースと
なるもの）上に感光基板であるウェハ３０２を所定の位
置に移動させるためのウェハステージ３０１を有し、そ
れは、ベース３００上の定盤３０４の上面３０５上を走
行する。また、ウェハステージ３０１を所定の位置に導
くために、反射ミラー３０３、干渉計３０６および図示
されていないレーザ光源からなるレーザ干渉系計測シス
テムを有している。この干渉計で、ウェハステージ３０
１のＸＹ位置ならびにピッチング、ヨーイングおよびロ
ーリングを計測している。同時に、ウェハ３０２表面の
凹凸を含めて、ウェハ３０２の高さや傾きを知るため
に、フォーカスレベリング計測システムを備えている。
これは、光源部３１５と、ウェハ３０２で反射した高さ
情報や傾き情報をもった光を受け取る受光部３１４を有
している。

【０００４】図１４の装置はまた、ウェハステージ３０
１にウェハ３０２を供給するための搬送系を備え、この
搬送系では、キャリア台３１０の上に外部から搬入され
たキャリア３０９が位置し、キャリア３０９の中にはウ
ェハがあり、ロボット３０８がウェハを取り出す。取り
出されたウェハが３０７である。露光が完了したウェハ
は、ロボット３０８によって排出され、再び、キャリア
３０９に戻る。なお、図１４では、ステージ３０１が右
端に移動しても、ウェハ３０７がステージ３０１に届か
ないように見えるが、実際は、図の紙面の垂直方向にあ
って、問題なく交換することができる。

【０００５】ベース３００上には投影光学系（投影レン
ズ）３１３を保持する定盤３１１が配置され、定盤３１
１は、先に説明したレベリング計測システム３１５およ
び３１４や干渉計３０６を支持している。また、ウェハ
３０２の位置と装置基準との相関を知るためのウェハア
ライメント計測系が３１６であり、これも、定盤３１１
に取り付けられている。

【０００６】定盤３１１の上部には原画（レチクル）３
１８を保持するステージ３１７、およびこれを保持する
レチクル定盤３１２が設けられている。このレチクルス
テージ３１７は基本的に、ウェハステージ３０１と同様
に、レチクル定盤３１２の上面３３２の上を走行する。
レチクルステージ３１７を所定の位置に導くために、反
射ミラー３１９、干渉計３２０、および図示されていな
いレーザ光源からなるレーザ干渉系計測システムが設け
られている。この干渉計で、レチクルステージ３１７の
位置を計測している。ウェハの場合と同様に、レチクル
３１８と装置基準との相関を知るために、レチクルアラ
イメント計測系３２１が設けられている。その上部に
は、図示されていない光源からの光をレチクル３１８に
照明するための照明光学系３２２があり、それは、照明
範囲を制限するためのマスキングブレード３２３を具備
している。

【０００７】図１４の装置はまた、レチクル３１８を交
換できるように、要素３３０を含むレチクルチェンジャ
を具備している。交換のために、レチクルステージ３１
７は右の点線で示される位置３２８に移動する。レチク
ル３１８が点線で示される位置３２９にある時、レチク
ル回転ハンド３２５が下がり、ハンド３２４によって、
レチクル３２９はピックアップされる。レチクル回転ハ
ンド３２５は図示の位置に上昇し、回転して、ハンド３
２４と３２６を交換する。ハンド３２６は次のレチクル
３２７を持っている。レチクル３２７はレチクルカセッ
ト３３１の中に保管されていたもので、必要に応じて取
り出されたものである。逆に使用済となったレチクル３
１８は、レチクルカセット３３１に戻される。さて、３
２４の位置に来たレチクル３２７は、先ほどと逆の手順
でレチクルステージ３１７に搭載され、先に述べたよう
にレチクルアライメント計測系３２１で位置計測され、
所定の位置に移動する。次に、露光動作の流れを説明す
る。レチクルが前述したようにセットされるとともに、
搬送系３０８によって供給されたウェハは、まず、ウェ
ハステージ３０１に搭載され、その状態で、そのウェハ
３０２の高さや傾きを計測するために、投影レンズ３１
３直下に移動され、フォーカス計測される。そして、ウ
ェハステージ３０１はウェハ３０２を所定のＺ方向に移
動させる。次に、ＸＹ方向の位置合せのために、ウェハ
アライメント計測系３１６で計測をする。これによっ
て、装置基準に対する相対位置が求められる。レチクル
についてもレチクルアライメント計測系３２１によっ
て、装置基準に対する位置が求められているので、ウェ
ハ３０２とレチクル３１８の位置関係が求められる。こ
の相対情報と、レチクル側とウェハ側のレーザ干渉系に
よって、レチクル上のパターンをウェハに投影レンズ３
１３を通して転写することが可能となる。露光は、レチ
クルにスリット状の光を当て、レチクルとウェハを投影
レンズの倍率比に比例した関係に基づいて、左右に相対
運動（スキャン）させることにより実行される。図１４
で説明すると、レチクルステージ３１７が左側に走り抜
けると、ウェハステージ３０１は投影レンズ比だけ遅い
速度で反対の右側へ走り抜ける。走り抜ける距離（露光
範囲）は投影レンズ３１３の倍率比分だけ、ウェハステ
ージ３０１の方が等しいか小さいのが一般的である。ウ
ェハステージ３０１の走り抜ける速度は、ウェハ３０２
の上面に塗布された感光剤の感度、ウェハ面での照明照
度、および上記スリットのスキャン方向の幅から決ま
る。ここで、マスキングブレード３２３は、ウェハ上の
１つ分の露光（スキャン）が完了すると、露光光を遮光
してレチクルに光を当てないようにし、ウェハ上の次の
露光部に光が洩れないようにする役目をしている。この
ようにして、１つの露光部分に対する露光が完了する。

【０００８】次の１つの露光部分に対する露光について
説明する。レチクル３１８は、先の説明のように左側に
向かって所定の露光に必要な速度で走行し、レチクル３
１８への露光光からちょうど外れた位置にある。この
後、次の露光のために、レチクル３１８を減速して停止
させ、逆方向（右側）に加速し、レチクル３１８に露光
光が当たる直前までに、減速を開始する前の所定の露光
に必要な速度に戻す。このとき、ウェハ側も同様に減
速、停止、加速を行ない、所定の速度になっている。た
だし、ウェハステージ３０１は図の紙面に垂直な方向に
１つの露光部分の分だけずらす。そうしないと同じ場所
を露光してしまうからである。そして、前と同じように
して、１つ分の露光を実行する。今度はレチクルの逆側
から光を順番に当てるが、スキャンが完了した時点で
は、前回とまったく同じ結果になっている。

【０００９】このようにして、図の紙面に垂直な方向に
ウェハステージ３０１をステップするように１露光部分
ずつずらしながら露光を行ない、ウェハの端まできた
ら、一行改行するようにして１露光部分の露光長だけず
らし、同様にして露光を行なって、ウェハ全面の露光を
完了する。

【００１０】このようにして１枚のウェハの必要とする
露光が完了すると、ウェハ３０２を搬送系のロボットハ
ンド３０８によって回収し、キャリア３０９に収納す
る。同時に新しいウェハをステージ３０１に供給し、先
ほどの回収されたウェハの場合と同様に、ウェハをウェ
ハアライメント計測系３１６によって必ずアライメント
し、レチクル３１８との相対関係を求め、再び、露光を
再開する。先ほどと同様にしてウェハ全面露光が終了す
ると、そのウェハをキャリア３０９に回収し、次のウェ
ハを供給する。キャリア３０９内のすべてのウェハの露
光が完了すると、キャリア３０９は図示されていない手
段や人力によって新しいものと交換される。新しいキャ
リアに収納されているウェハに必要とされる露光工程が
前回と同じならば、レチクルも同じものを用いて、前回
と同じ露光が実行される。通常は、同じ露光工程ではな
いので、ここで、レチクルの交換が実行される手順とな
っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のウ
ェハの処理工程の流れは図５の下部（従来のインデック
ス・タイム）に示したようになる。すなわち新しい仕事
が供給され（工程ＪＯＢ）、ウェハをキャリアから取り
出し（工程ＷＦ）、ステージにウェハ供給し（工程ＬＯ
ＡＤ）、ウェハをアライメントする（工程Ｗ／ＡＡ）。
この工程ＷＦからＷ／ＡＡまでの動作中に、レチクルを
レチクルライブラリにあるカセットから取り出し、レチ
クルステージに搭載し、レチクルアライメントし、所定
位置に移動する。この後、レチクルステージ３１７とウ
ェハステージ３０１とを相対移動させながらウェハ全面
で露光を行なう（工程ＥＸＰ）。露光工程ＥＸＰが完了
すると、ウェハをステージから回収し、新しいウェハを
供給し（工程ＷＦ）、ステージにウェハを供給し（工程
ＬＯＡＤ）、ウェハをアライメントする（工程Ｗ／Ａ
Ａ）。再び、レチクルステージとウェハステージとを相
対移動させて、ウェハ全面で露光ができる（工程ＥＸ
Ｐ）。

【００１２】このように、従来技術によれば、露光工程
ＥＸＰの動作に入る前に、ウェハの供給回収工程ＷＦ、
ステージへのウェハ供給工程ＬＯＡＤ、およびウェハア
ライメント工程Ｗ／ＡＡが毎回必要である。このため、
生産性を著しく低下させるという問題がある。また、例
えば、特開平５−１７５０９８号公報に示されるよう
な、ウェハステージ上に２つのウェハを搭載してアライ
メントすることができるステーションを露光する場所の
左右に２つ設け、露光中に事前に次のウェハのアライメ
ントを並行処理する方法も考えられるが、アライメント
光学系が独立しているために、各系で経時変化や同じウ
ェハに対するプロセスの敏感度は異なる。これは実際
上、無視できない量であり、アライメントの計測誤差と
なって不良の半導体素子を作る可能性を生じさせ、その
結果として、生産性を著しく低下させるという問題を生
じさせる。そこで、本発明は、装置の製造コストをさほ
ど上昇させず、かつ精度劣化等の問題を発生させること
なく、生産性を高めることができる投影露光装置および
デバイス製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、原板に形成されたパターンを感光基板上に
投影露光するための投影光学系と、前記原板および感光
基板を保持して前記投影光学系に対してそれぞれ移動可
能な原板ステージおよび基板ステージとを備えた投影露
光装置において、前記原板ステージは少なくとも２以上
の原板を同時に保持し、それによってこれらの原板を交
替で使用できるようにしたものであることを特徴とす
る。

【００１４】前記原板ステージとしては、所定の基準面
の上を走行するとともに、露光動作時には保持している
前記２以上の原板とともに一体的に移動するものが使用
できる。あるいは、前記２以上の原板と同数の、各原板
に対応した原板ステージであって、各原板ステージは、
対応する原板を保持し、露光動作時には独立して所定の
基準面上を移動するものであってもよい。いずれの場合
も、投影露光装置は、前記基板ステージと、それに保持
される感光基板の位置を計測するための基板アライメン
ト手段とを、前記原板ステージ上に保持される２以上の
原板の各々に対応させて用いることができるように、こ
れら原板と同数備え、かつ、前記投影光学系および露光
用の光源を含む露光光学系を各対応する原板および基板
ステージ間で共用するものであることを特徴とする。

【００１５】また、本発明のデバイス製造方法は、この
ような投影露光装置を使用して実施することができるも
のである。すなわち、第１および第２の原板を原板ステ
ージ上に同時に保持しながら、第１のロットの基板を第
１の基板ステージ上に保持して前記第１原板のパターン
を前記第１ロットの基板に投影光学系を介して露光し、
かつ第２のロットの基板を第２の基板ステージ上に保持
して前記第２原板のパターンを前記第２ロットの基板に
前記と同一の投影光学系を介して露光するとともに、そ
の際、前記第１ロットの基板と第２ロットの基板を交互
に１枚ずつ露光し、かつ、一方のロットの基板を露光し
ている間に次に露光すべき他方のロットの基板を対応す
る基板ステージ上に供給して位置合せを行なっておくこ
とを特徴とする。

【００１６】これによれば、一方のロットの基板を露光
している間に次に露光すべき他方のロットの基板を対応
する基板ステージ上に供給して位置合せを行なっておく
ことによって、処理効率が向上して生産性が高まるとと
もに、同一ロットの基板の露光については常に同一の基
板ステージおよび基板アライメント手段が用いられるた
め、同一ロット内で異なる基板ステージや基板アライメ
ント手段を用いることによるアライメント誤差等による
露光精度の劣化が防止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の投影露光装置の好ましい
実施形態においては、各基板ステージに保持された感光
基板のフォーカス計測を原板を通さないで行なう各基板
ステージに共通のフォーカス計測手段と、前記原板ステ
ージに保持された各原板の位置を計測するための各原板
に共通の原板位置計測手段とを備え、各原板ステージお
よび基板ステージはそれらに保持された原板と感光基板
との相対位置を測定するために用意された基準マークを
有する。また、経時変化や露光による変化を、装置自身
がチェックするための自己診断機能のために用意された
センサやマーク等を各ステージに具備してもよい。ま
た、感光基板を前記基板ステージに対して供給および回
収するための基板供給回収手段、前記原板ステージに保
持された各原板の位置を計測するための原板位置計測手
段、または、原板を前記原板ステージに対して供給およ
び回収するための原板供給回収手段を、前記原板ステー
ジに保持された各原板に対応するように、これら原板と
同数備える。

【００１８】このような特徴のある投影露光装置におい
て、原板と基板は、基板に原板のパターンを転写するた
めに、原板ステージと基板ステージはある関係を保ちな
がら相対運動し、露光動作が行なわれる。ここで、実際
に露光動作に入る前に、基板の供給や基板のアライメン
ト等の準備が必要である。そこで、原板ステージ上の１
つの原板のパターンを１つの基板ステージ上の感光基板
に露光している最中に、原板ステージ上の他の原板のパ
ターンを他の基板ステージ上で感光基板に露光するため
の準備として、感光基板を前記他の基板ステージに供給
して所定位置にアライメントする手段を有する。またこ
の手段は、前記他の基板ステージには前記他の原板に対
応する感光基板のみを供給する。つまり、前記１つの原
板Ａには必ずそれに対応するロットＡの基板が対応する
基板ステージＡに供給され、前記他の原板Ｂには必ずそ
れに対応するロットＢの基板が対応する基板ステージＢ
に供給される。あるロットの基板が分割されて、異なる
基板アライメント手段に対応する２つの基板ステージに
供給されることはない。もし、このような分割した供給
が行なわれる場合は、各分割部分は、相互に異なるロッ
トとして以降処理されることになる。

【００１９】一方、原板については、あるロットの処理
が終了して他の次のロットの処理へ移行する際に、次の
ロットの原板を準備する必要がある。そこで、原板ステ
ージ上の１つの原板を用いて感光基板に露光している最
中に、次にその原板の交替として原板ステージ上に供給
すべき原板を、原板がストックしてあるライブラリから
取り出し、原板ステージに搭載する直前の位置に供給す
る手段を有する。

【００２０】また、基板ステージに基板が搭載されてい
る段階でも、その基板ステージに次の基板を直ちに供給
できるようにしておくことが効率上望ましい。そこで、
１つの基板ステージ上の感光基板に露光している最中
に、次に前記１つの基板ステージ上に供給すべき感光基
板を、感光基板がストックしてあるキャリアから取り出
し、前記１つの基板ステージに搭載する直前の位置に供
給する手段を有する。さらに、基板ステージ上の感光基
板と、次にそこへ供給する感光基板との交換を直ちに行
なうために、基板ステージ上の感光基板の回収専用のハ
ンドを有するのが望ましい。また、原板ステージ上の１
つの原板のパターンを１つの基板ステージ上の感光基板
に露光している最中に、前記原板ステージ上の他の原板
のパターンを他の基板ステージ上で感光基板に露光する
ための準備として感光基板を前記他の基板ステージに供
給する時、すでに露光が完了した感光基板が前記他の基
板ステージ上にある場合、その露光済の感光基板を前記
他の基板ステージから回収した後かまたは回収と同時並
行で、供給すべき感光基板を、それがストックしてある
キャリアから取り出して前記他の基板ステージに搭載す
る直前の位置に供給する手段を有し、また、この手段
は、前記回収と同時並行で処理するためには少なくとも
供給と回収用に別個のハンド部を有する。

【００２１】また、各基板ステージを露光位置から感光
基板のアライメント位置に移動するときに各基板ステー
ジの位置を計測するためのレーザ光を少なくとも前記基
板ステージの数よりも１本以上多く用い、各基板ステー
ジが１本のレーザ光で位置を計測できる（非計測方向
（反射ミラーの長手方向）の）ストロークの端に来た時
点で、他のレーザ光でその基板ステージの位置を同時に
計測するとともにその時の前記１本のレーザ光による位
置計測値を前記他のレーザ光による位置計測のために伝
達することにより、その基板ステージを移動しながら位
置計測のためのレーザ光を切り替えて、さらに（反射ミ
ラーの長手方向の長さ以上に）その基板ステージが移動
できるようにその基板ステージの位置を計測する手段を
備える。

【００２２】また、前記２以上の原板と同数の原板ステ
ージが各原板に対応して存在する場合は、各原板ステー
ジを露光位置から原板のアライメント位置に移動すると
きに各原板ステージの位置を計測するためのレーザ光を
少なくとも原板ステージの数よりも１本以上多く用い、
各原板ステージが１本のレーザ光で位置を計測できるス
トロークの端に来た時点で、他のレーザ光でその原板ス
テージの位置を同時に計測するとともにその時の前記１
本のレーザ光による位置計測値を前記他のレーザ光によ
る位置計測のために伝達することにより、その原板ステ
ージを移動しながら位置計測のためのレーザ光を切り替
えて、さらにその原板ステージが移動できるようにその
原板ステージの位置を計測する手段を備える。

【００２３】また、照明光学系から投影されるスリット
状の照明範囲の短寸方向に前記原板ステージおよび基板
ステージを走査移動させて走査露光を行なうため、前記
２以上の原板は前記原板ステージ上に走査方向に並べて
保持され、前記走査移動の間は、基板ステージを移動し
ながらの位置計測のためのレーザ光の切替えを行なわな
い。そして、１つの原板が露光に使用されている時、そ
の原板上にスリット状の光が通過し、その後、他の原板
にスリット状の光が通過する際に、マスキングブレード
で露光光を遮光し、原板に光を当てないようにしてい
る。また、前記基板アライメント手段は、前記基板ステ
ージ上の感光基板のフォーカスおよびレベリング方向の
位置計測機能を兼ね備えている。また、本発明のデバイ
ス製造方法の好ましい実施形態においては、前記原板ス
テージが前記第１原板および第２原板を一体的に保持し
て移動する１つの原板ステージである場合において、前
記第１ロットの全基板の露光が終了し、次の第３のロッ
トの基板の露光を開始する際には、前記第１ロットの最
後の基板を露光している間に前記第３ロットの露光に使
用する第３の原板を前記原板ステージに直ちにロードで
きる位置にまで供給しておき、前記第１ロットの最後の
基板の露光が完了したら直ちに前記第１原板と第３原板
とを交換し、交換が完了したら直ちに前記第２ロットの
次の基板の露光を開始する。

【００２４】あるいは、前記原板ステージが前記第１原
板および第２原板をそれぞれ別個に保持して独立して移
動する第１および第２の原板ステージである場合におい
て、前記第１ロットの全基板の露光が終了し、次の第３
のロットの基板の露光を開始する際には、前記第１ロッ
トの最後の基板の露光が完了して前記第２ロットの次の
基板の露光を行なっている間に前記第３ロットの露光に
使用する第３の原板を前記第１原板ステージ上に供給し
て位置合せを行なっておく。

【００２５】本発明においては、高価な投影レンズやレ
ーザ光源を増やすことなく、最大限に装置の生産性を向
上させるために、１つの原板ステージに原板を少なくと
も２つ以上具備しあるいはこの１つの原板ステージの代
わりに原板と同数の原板ステージを備えるとともに、基
板ステージ、基板アライメント手段および原板供給回収
手段を前記原板の数と同じ数だけ具備し、投影光学系、
レーザ光源を含む露光光学系、フォーカス計測手段や自
己診断機能用のセンサやマーク等を共用するようにして
いる。すなわち、１つの原板Ａのパターンをあるロット
Ａの基板に露光している最中に、並行して、もう１つの
原板Ｂのパターンを露光するために、別のロットＢの基
板を搬送系から基板ステージに供給し、アライメントす
る等の準備動作ができる。したがって、従来は必ず直列
的に行なうことが必要とされた露光の準備動作として
の、基板の供給および回収、基板ステージヘの基板の供
給、基板のアライメント等、あるいはさらに原板の供給
および回収が並列して処理されるようになり、原板交換
時を除いて、あるいはこれをも含めて、常に露光動作の
みを実施させることが可能となる。つまり、準備時間を
見かけ上削除したことになり、従来は独立して必要とさ
れた準備時間においても半導体素子を製造するための露
光ができ、単位時間あたりの生産性は向上し、製造コス
トを低く押えることができる。

【００２６】また、高価な材料を使う投影レンズやレー
ザ光源を増やさずに、比較的安価なステージやアライメ
ント計測系等の高価な部品を必要としないユニットを増
やすことによって、装置を２台並べたときに比べて、低
コスト化を実現することができる。さらに、本発明で
は、処理する基板のロットに合わせて、基板ステージ、
基板アライメント手段、原板等を統一させているので、
これらが同一ロットの処理で混在するときに発生するお
それのあるアライメント光学系の経時変化や同じ基板に
対するプロセスの敏感度による計測誤差によって不良の
半導体素子を作る可能性はまったくない。これにより、
高い信頼性も保証され、より生産性を向上させることが
できる。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例に係る半導体製造
装置について、図１〜図４を用いて説明する。図１はこ
の装置の構成を示す概略図である。同図においては、感
光基板である２つのウェハＷＡ１とＷＢ１が示されてい
るが、ウェハＷＡ１の処理に関連する構成をＡ側とし、
ウェハＷＢ１に関係する方をＢ側として、区別して説明
する。図で用いる符号にも、区別が必要なものにはＡま
たはＢを付加してある。この装置は、図１に示すよう
に、ベース２５（床等のベースとなるもの）上に、２つ
のウェハＷＡ１とＷＢ１を所定の位置に移動させるため
に各々に対応してウェハステージＳＡとＳＢを備え、そ
れらは両者とも、ベース２５上の共通の定盤１の上面２
８上を走行できるようになっている。また、ウェハステ
ージＳＡとＳＢを所定の位置に導くために、Ａ側では、
反射ミラーＭＡ、干渉計４、および図示されていないレ
ーザ光源からなるレーザ干渉系計測システムを備え、同
様にＢ側では、反射ミラーＭＢ、干渉計３、および図示
されていないレーザ光源からなる別のレーザ干渉系計測
システムを備えている。ただし、図示されていないレー
ザ干渉系計測システムの光源（レーザヘッド）等はＡ側
とＢ側で共通でもよい。これは、レーザ干渉系計測シス
テムの制約により決まるものであり、本発明が制約する
ものではない。この干渉計は、ウェハステージのＸＹ位
置ならびにピッチング、ヨーイングおよびローリングを
計測することができる。ピッチング、ヨーイングまたは
ローリングの方向に関しては、ステージの構成に応じて
削除される場合もある。

【００２８】この装置はまた、干渉系の計測と同時に、
ウェハＷＡ１やＷＢ１の表面の凹凸を含めて、ウェハの
高さやウェハの傾きを知るために、Ａ側およびＢ側に共
通のフォーカスレベリング計測システムを有している。
これは、光源部２９とウェハで反射した高さ情報や傾き
情報をもった光を受け取る受光部３０を有している。フ
ォーカスレベリング計測システムは共通定盤２に保持さ
れている。なお、ウェハ表面を直接計測するのと等価に
なるように、ウェハステージＳＡおよびＳＢが走行する
基準面２８とステージの上下動や傾きを観察してもよ
い。ただし、この場合は、ウェハＷＡ１およびＷＢ１の
表面の凹凸は検出できないので、表面の凹凸を、事前
に、後で説明する搬送系ＷＦＡおよびＷＦＢで検出した
り、アライメント計測系ＯＡＡおよびＯＡＢを用いて事
前に検出させ、露光中に表面の凹凸を反映させてもよ
い。

【００２９】この装置はまた、ウェハステージＳＡにウ
ェハＷＡ１を供給するための搬送系を備え、この搬送系
においては、キャリア台８上に外部から搬入されたキャ
リア６が載せられ、キャリア６の中にはウェハがあり、
ロボットＷＦＡがこのウェハを取り出す。取り出された
ウェハが次に供給されるべきウェハＷＡ２である。露光
が完了したウェハは、ロボットＷＦＡによって排出さ
れ、再び、キャリア６に戻る。Ｂ側も構成はまったく同
じで、ウェハステージＳＢにウェハＷＢ１を供給するた
めの搬送系を有し、キャリア台７上に外部から搬入され
たキャリア５が載置されており、キャリア５の中にもウ
ェハがあり、ロボットＷＦＢがそのウェハを取り出す。
取り出されたウェハが次にＢ側に供給されるべきウェハ
ＷＢ２である。なお、露光が完了したウェハは、ロボッ
トＷＦＢによって排出され、再び、キャリア５に戻る。

【００３０】なお、Ａ側およびＢ側において、図１上で
は、ステージＳＡが左端に、ステージＳＢが右端に各々
移動しても、ウェハＷＡ２やＷＢ２が各々のステージＳ
ＡやＳＢに届かないように見えるが、実際には、図の紙
面の垂直方向に搬送系が存在するため、問題なく交換す
ることができる。また、５や６はウェハがストックされ
ているキャリアであると説明したが、このキャリアは、
処理が終わると図示されていないロボットによって露光
装置の外に搬出され、半導体工場の他の処理位置に移動
される。そして、新しい処理すべきウェハが入ったキャ
リアが持ち込まれる。また、露光装置にキャリアを持ち
込まずに、露光装置に供給するウェハの感光材の塗布や
露光済のウェハの現像処理をするコータデベロッパから
１枚ずつウェハを供給回収する場合であってもよいこと
は言うまでもない。その場合は、本露光装置に対して、
コータデベロッパをＡ側用とＢ側用に左右に２台並べる
のが良いが、露光装置に比べて、コータデベロッパの処
理能力が高い場合は、共通の１台のコータデベロッパか
ら、Ａ側およびＢ側に供給してもよい。ただし、この場
合は、共通のコータデベロッパ側でＡ側用およびＢ側用
のウェハの区別をしながら露光装置の搬送ロボットＷＦ
ＡやＷＦＢに送ることができることは言うまでもない。

【００３１】ベース２５上には投影光学系（投影レン
ズ）９を保持する共通定盤２が配置され、この定盤２
は、先に説明したレベリング計測システム２９、３０、
Ａ側の干渉計４、Ｂ側の干渉計３等を支持している。ま
た、ウェハＷＡ１の位置と装置基準との相関を知るため
のＡ側用のウェハアライメント計測系ＯＡＡ、およびウ
ェハＷＢ１の位置と装置基準との相関を知るためのＢ側
用のウェハアライメント計測系ＯＡＢが両者とも、共通
定盤２に取り付けられている。

【００３２】この定盤２の上部にはＡ側用のレチクルＲ
Ａ１とＢ側用のレチクルＲＢ１の両方を保持するレチク
ルステージ１２、およびこれを支持するレチクルステー
ジ定盤１１が設けられている。このレチクルステージ１
２は基本的に、ウェハステージＳＡやＳＢと同じで、レ
チクルステージ定盤１１の上面２７上を走行する。この
共通のレチクルステージ１２を所定の位置に導くため
に、反射ミラーＭＲ、干渉計２６、および図示されてい
ないレーザ光源からなるレーザ干渉系計測システムが設
けられている。この干渉計で、レチクルステージ１２の
位置を計測している。また、ウェハの場合と同様に、レ
チクルＲＡ１やＲＢ１と装置基準との相関を知るため
に、レチクルアライメント計測系１６が設けられてい
る。このレーザ干渉計システムは、先に述べたＡ側やＢ
側のウェハ系のレーザ干渉計システムと独立したもので
もよいし、共通システムを分割して使用してもよい。レ
チクルアライメント計測系１６の上部には、図示されて
いないレーザ光源からの光をレチクルに照明するための
照明光学系１５があり、これは、照明範囲を制限するた
めのマスキングブレード１４を具備している。

【００３３】この露光装置はさらに、レチクルＲＡ１や
ＲＢ１を交換できるように、Ａ側では要素ＲＣＡを含む
レチクルチェンジャを、Ｂ側では要素ＲＣＢを含むレチ
クルチェンジャを具備している。例えば、Ａ側のレチク
ルＲＡ１の交換のために、レチクルステージ１２は左の
点線で示されている位置１２’に移動する。レチクルＲ
Ａ１が点線で示される位置ＲＡ１’にある時、レチクル
回転ハンド２３が下がり、そのハンド２２によって、レ
チクルＲＡ１’はピックアップされる。レチクル回転ハ
ンド２３は図示の位置に上昇し、回転して、ハンド２２
と２４を交換する。ハンド２４は次のレチクルＲＡ２を
持っている。レチクルＲＡ２はレチクルカセット２１の
中に保管されていたもので、必要に応じて取り出され
る。逆に使用済となったレチクルＲＡ１’は、レチクル
カセット２１に戻される。

【００３４】Ｂ側でもまったく同じ構成になっていて、
Ｂ側のレチクルＲＢ１の交換のために、レチクルステー
ジ１２は右の点線で示されている位置１２”に移動す
る。レチクルＲＢ１が右の点線で示される位置ＲＢ１’
にある時、レチクル回転ハンド１８が下がり、そのハン
ド１７によって、レチクルＲＢ１’はピックアップされ
る。レチクル回転ハンド１８は図示の位置にまで上昇
し、ハンド１７と１９を交換する。ハンド１９は次のレ
チクルＲＢ２を持っている。レチクルＲＢ２はレチクル
カセット２０の中に保管されていたもので、必要に応じ
て取り出される。逆に使用済となったレチクルＲＢ１’
は、レチクルカセット２０に戻される。さて、Ａ側の位
置１２’やＢ側の位置１２”に来たレチクルＲＡ２やＲ
Ｂ２は先ほどと逆の手順でレチクルステージ１２に搭載
された後に、先に述べたようにレチクルアライメント計
測系１６で位置計測され、所定の位置に移動する。この
とき、レチクルＲＡ２やＲＢ２の位置が所定の位置に比
べて、ステージ１２の補正範囲を超えるような場合は、
図示しない機構によって補正範囲内となるように粗移動
する。

【００３５】上述した本実施例の露光装置の構成を用い
た場合の露光動作の流れの特徴を図５と図１を用いて説
明する。本実施例の露光装置が初めて動作しようとする
時点が１０１である。半導体工場の生産計画に基づい
て、優先度の高い処理すべきウェハ群（ロット）に関す
る情報が装置に送られるとＡ側が動作を開始し、初めに
送られてくるロットＡに関係する露光情報、すなわち作
業情報であるジョブを装置の制御部にロードさせる（工
程Ａ−ＪＯＢ）。これが１０２の時点で完了する。次
に、工程Ａ−ＷＦを進める。すなわち、ロットＡのウェ
ハが収納されているキャリア６から１枚目のウェハＷＡ
１を搬送系ロボットＷＦＡによって取り出し、Ａ側のス
テージＳＡに供給できる直前の位置に移動する。移動が
完了した時点が１０３である。これと同時に、次に処理
すべきウェハ群であるロットＢに関係する作業情報であ
るジョブを装置の制御部にロードさせる（工程Ｂ−ＪＯ
Ｂ）。これは１０４の時点で完了する。Ａ側の時と同様
に、次に、ロットＢのウェハが収納されているキャリア
５から１枚目のウェハＷＢ１を搬送系ロボットＷＦＢに
よって取り出し、Ｂ側のステージＳＢに供給できる位置
まで持ってくる（工程Ｂ−ＷＦ）。これは１０６の時点
で完了する。

【００３６】Ａ側に戻って、１０２の時点でＡ側のレチ
クルの処理を工程Ａ−ＷＦと同時に始める（工程Ａ−Ｒ
Ｃ）。すなわち先に述べたように、ロットＡに対応した
レチクルＲＡ１をレチクルチェンジャＲＣＡ内のライブ
ラリ２１から引き出し、収納カセットから取り出し、図
１に示すＲＡ２’の位置にセットし、回転ハンド２３を
下げ、先端のハンド２４でレチクルをピックアップし、
回転ハンド２３を上昇させ、そしてハンド２２と２４を
入れ替える。この工程の完了時点が１０５である。な
お、ロットＡで必要とされるレチクルがライブラリ２１
に存在しないときは、そのレチクルを、図示されていな
いロボットによって、半導体工場内のレチクル収納部よ
り搬送する。ロットＡ用のレチクルがＢ側にあるとき
は、当然Ａ側でなくＢ側にジョブをロードさせる手順と
なる。この判断は、装置の制御部が行ない、装置が保有
しているレチクルを管理することによって可能である。

【００３７】工程ＢＪＯＢの終了時点１０４より、Ｂ側
のレチクルの搬入動作である工程Ｂ−ＲＣを開始する。
すなわち、ロットＢに対応したレチクルをレチクルチェ
ンジャＲＣＢ内のライブラリ２０から引き出し、収納カ
セットから取り出し、ＲＢ２’の位置にセットし、回転
ハンド１８を下げ、先端のハンド１９でレチクルをピッ
クアップし、回転ハンド１８を上昇させ、そしてハンド
１７と１９を入れ替える。この工程Ｂ−ＲＣの完了時点
が１０７である。

【００３８】一方、工程Ａ−ＷＦを終了した時点１０３
で、キャリア６から取り出したウェハＷＡ１をＡ側のウ
ェハステージＳＡに搭載する工程（工程Ａ−ＳＴにおけ
る工程ＬＯＡＤ）を開始する。すなわち、Ａ側のウェハ
ステージＳＡをウェハの供給が受けられる位置、つまり
図１の点線で示されるウェハステージＳＡ’の位置に移
動する。そしてＷＡ’の位置にウェハＷＡ１を搭載す
る。これで、工程Ａ−ＳＴにおける工程ＬＯＡＤが完了
し、この時点が１０８である。

【００３９】工程Ａ−ＳＴにおける工程ＬＯＡＤが実行
されているころ、１０５の時点で、同時並行して行なわ
れていたＡ側のレチクルＲＡ１をレチクルステージ１２
に搭載する準備（工程Ａ−ＲＣ）が完了している。この
時点で、次の工程Ａ−ＲＳにおける工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／
ＡＡに入る。すなわち、図１の破線で示す位置１２’に
レチクルステージ１２を移動し、回転ハンド２３を下
げ、図１上では先端ハンド２２の位置にある先端のハン
ド２４でレチクルステージ１２’上にレチクルＲＡ１を
搭載し、回転ハンド２３を上昇させ、先端ハンド２４を
待避させる。次に、レチクルアライメント計測系１６を
用いて、露光装置の基準に対するレチクル位置を計測す
るために、レチクルステージ１２をレチクルアライメン
ト計測系１６の直下に移動する。そして、レチクルＲＡ
１の位置を記憶する。このとき、レチクルＲＡ１の位置
が装置の基準に対して著しくずれている場合は、図示し
ない機構によって粗移動する。ずれがステージ１２で補
正できる範囲に入れば、レチクルステージ１２の目標値
に先ほどのアライメント計測結果に基づいてオフセット
等を自動入力し、レチクルの位置を所定の位置に補正す
る。なお、粗移動した場合やオフセット量が大きいとき
は、もう一度確認のために、レチクルアライメント計測
系１６を用いて計測する。これで、レチクルのアライメ
ントが完了し、１０９の時点となる。

【００４０】レチクルＲＡ１のアライメントが完了した
時点１０９までには、図５に示すように、工程Ｂ−ＲＣ
により、Ｂ側のレチクルＲＢ１をレチクルステージ１２
に搭載する準備が完了している。工程Ｂ−ＲＣが完了し
た１０７の時点で、工程Ａ−ＲＳと同様にすぐに工程Ｌ
ＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡに入りたいが、レチクルステージ１２
はＡ側の処理をしていて、Ｂ側の処理ができない。そこ
で、Ａ側の処理が終わる時点１０９までＢ側のレチクル
系を待機させる。Ａ側の工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡが終了
した時点１０９で、Ｂ側の工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡに入
る。すなわち、図１の破線で示す位置１２”にレチクル
ステージ１２を移動し、回転ハンド１８を下げ、図１上
では先端ハンド１７の位置にある先端のハンド１９でレ
チクルステージ１２”上にレチクルＲＢ１を搭載し、再
び、回転ハンド１８を上昇させ、先端ハンドを待避させ
る。次に、Ａ側の場合と同様に、レチクルアライメント
計測系１６を用いて、露光装置の基準に対するレチクル
位置を計測するために、レチクルステージ１２をレチク
ルアライメント計測系１６の直下に移動する。これで、
レチクルＲＢ１の相対位置が装置に記憶される。装置の
基準に対して著しくずれている場合等を含めて、Ａ側の
場合と同様に処理し、レチクルが所定の位置に位置する
ように補正を施す。これで、Ｂ側のレチクルのアライメ
ントが完了し、１１１の時点に至る。

【００４１】一方、Ａ側のウェハについては、工程Ａ−
ＳＴにおける工程ＬＯＡＤが完了した時点１０８の後、
工程Ｗ／ＡＡに入る。すなわちまず、アライメントに入
る前にウェハＷＡ１の高さや傾きを補正する。そのため
に、ウェハアライメント計測系ＯＡＡは、フォーカスレ
ベリング計測系と同じ機能を具備している。これで、フ
ォーカスレベリング計測を行ない、その結果に基づき、
ウェハステージＳＡはウェハを所定のＺ方向に移動させ
る。この後、ＸＹ方向の位置合せのために、Ａ側のウェ
ハアライメント計測系ＯＡＡによって計測を開始する。
このアライメント計測系ＯＡＡの計測結果に基づいて、
Ａ側のウェハステージＳＡの目標値にオフセット等を自
動入力し、Ａ側のウェハの位置を所定の位置に補正す
る。これで、露光装置の基準に対するウェハ位置が求め
られた。この完了時点が１１２である。ここでは、フォ
ーカスレベリング補正した後、ウェハアライメントした
が、アライメント計測する各ショット位置において、ア
ライメント計測する直前にウェハアライメント計測系Ｏ
ＡＡに内蔵したフォーカスレベリング計測機能でレベリ
ング補正を実施しても良い。

【００４２】この工程Ｗ／ＡＡの完了時点１１２はＢ側
のレチクルのアライメントが完了する時点１１１よりも
後にある。時点１１１の方が後になると、Ａ側の工程Ｅ
ＸＰがスタートできないからである。つまり、Ｂ側のレ
チクルアライメントが完了するのを待つことになるから
である。本実施例では、そのようにレチクルセットが遅
くならないように、図１に示すように、レチクルチェン
ジャをＡ側用とＢ側用の２基用意している。なお、交換
時間を短縮できる時は、レチクルを供給回収するレチク
ルチェンジャをＡ側とＢ側で共用して、１基にしてもよ
い。

【００４３】１１２の時点に来た段階で、ウェハＷＡ１
とレチクルＲＡ１の位置関係は求められている。この相
対情報と、レチクル側とウェハ側のレーザ干渉系によ
り、レチクル上のパターンをウェハに投影レンズ９を通
して転写することが可能となっている。この時点から、
工程Ａ−ＳＴとＡ−ＲＳによる工程ＥＸＰを開始する。
図１は、ちょうどレチクルステージ１２およびウェハス
テージＳＡを動作させて、露光している最中の状態を示
している。露光は、レチクルＲＡ１にスリット状の光を
当て、レチクルＲＡ１とウェハＷＡ１を投影レンズ９の
倍率比に比例した関係に基づいて左右に相対運動（スキ
ャン）させることにより実行する。図１で説明すれば、
レチクルステージ１２が左側に走り抜けると、ウェハス
テージＳＡは投影レンズ９の縮小倍率比だけ遅い速度で
反対の右側へ走り抜ける。走り抜ける距離（露光範囲）
は、投影レンズ９の縮小倍率比分だけ、ウェハステージ
の方が小さい。ウェハステージの走り抜ける速度は、ウ
ェハＷＡ１の上面に塗布された感光剤の感度、ウェハ面
での照明照度、および上記スリットのスキャン方向の幅
から決まり、次に示す式で表現される。ウェハステージ
速度＝照明照度＊スリット幅／感光剤の感度レチクルス
テージ速度＝ウェハステージ速度／縮小倍率比さて、ウ
ェハＷＡ１上での１つ分の露光（スキャン）が完了する
と、図２に示すように、マスキングブレード１４に内蔵
されている内蔵ブレード３０が移動して、露光光を遮光
できる。これによって、レチクルステージ上に１１１の
時点で搭載された次のロットＢ用に準備されたＢ側のレ
チクルＲＢ１に照明光を当てないようにし、ウェハＷＡ
１上の未露光部に光が洩れないようにする役目をしてい
る。当然、Ｂ側のレチクルＲＢ１が照明範囲にある時
は、レーザの照射を照明用レーザ光源側で遮断してもよ
い。

【００４４】次のステップである未露光部分の露光につ
いて説明する。レチクルＲＡ１が、左側に向かって、所
定の露光に必要な速度で走り、レチクルＲＡ１の露光す
べき範囲を露光スリットが外れると、次の露光のため
に、レチクルステージ１２は、整定時間に相当する時間
分だけ露光速度で走り、その後、減速をする。次に、レ
チクルステージ１２は停止し、再び、逆方向（右側）に
加速する。そして、レチクルＲＡ１に露光すべき範囲に
露光スリットが入る直前までに、減速する前の所定の露
光速度になるように制御する。制御している時間が整定
時間である。当然、ウェハステージＳＡ側も同様に減
速、停止、逆方向の加速をし、所定の速度に到達してい
る。ただし、同じ場所を露光しないように、ウェハステ
ージＳＡは、減速／停止／加速中に図の紙面に垂直な方
向（非スキャン方向）に１つ分ずらす。あとは、前回と
同じように、１つ分の露光を実行すればよい。今度はレ
チクルの逆側から光を順番に当てるが、スキャンが完了
した時点では、前回とまったく同じ結果が得られる。

【００４５】このように、図の紙面に垂直な方向にウェ
ハステージＳＡをステップするように１つずつずらしな
がら露光を行なう。ウェハの端まできたら、１行改行す
るように露光部分をスキャン方向に露光長だけずらして
露光を進める。最終的にウェハＷＡ１の全面の露光が完
了する。この時点が図５の１１４の時点である。

【００４６】時点１１４でロットＡのウェハＷＡ１の処
理が終わったら、図５に示すように、連続して、ロット
ＢのウェハＷＢ１の処理を行ないたい。そこで、工程Ａ
−ＳＴにおける工程ＬＯＡＤ、Ｗ／ＡＡおよびＥＸＰを
処理している裏で、ウェハステージＳＢを動作させて、
ロットＢのウェハＷＢ１について工程ＬＯＡＤおよびＷ
／ＡＡの処理をさせる。そして、時点１１４がきたら、
工程Ｂ−ＳＴにおける工程ＥＸＰがすぐにスタートでき
るようになっている。Ｂ側において、１０６の時点で、
工程ＢＷＦを終了し、そして次の、キャリア５から取り
出したウェハＷＢ１をＢ側のウェハステージＳＢに搭載
する工程が工程Ｂ−ＳＴにおけるＬＯＡＤである。すな
わち、まずＢ側のウェハステージＳＢをウェハの供給が
受けられる位置に移動する。図１のＳＢで示されるウェ
ハステージ位置である。そして図示された位置にウェハ
ＷＢ１が搭載される。これで、工程ＬＯＡＤが完了し、
この時点が１１０である。

【００４７】Ｂ側のウェハについて、工程ＬＯＡＤが完
了した時点１１０の後、工程Ｂ−ＳＴにおける工程Ｗ／
ＡＡに入る。すなわちまず、アライメントに入る前に、
ウェハＷＢ１の高さや傾きを補正する。そのために、ウ
ェハアライメント計測系ＯＡＢにも、ウェハアライメン
ト計測系ＯＡＡと同様にフォーカスレベリング計測系と
同じ機能を具備している。これで、フォーカスレベリン
グ計測を行ない、ウェハステージＳＢによりウェハＷＢ
１を所定のＺ方向に移動させる。この後、ＸＹ方向の位
置合せのために、図１に示すように、Ｂ側のウェハアラ
イメント計測系ＯＡＢによって計測を開始する。このア
ライメント計測系ＯＡＢの計測結果に基づいて、Ｂ側の
ウェハステージＳＢの目標値にオフセット等を自動入力
し、Ｂ側のウェハＷＢ１の位置を所定の位置に補正す
る。これで、露光装置の基準に対するウェハ位置が求め
られた。この完了時点が１１３である。なお、ウェハア
ライメント計測系ＯＡＡと同様に、アライメントを計測
する各ショットで、アライメント計測する直前に、内蔵
されたフォーカスレベリング計測機能でフォーカスレベ
リング計測を実施しても良い。

【００４８】１１３の時点で、Ｂ側のウェハＷＢ１は、
待機状態になる。投影レンズの下にはステージＳＡがあ
り、入ることはできない。しかし、１１３の時点に来た
段階で、ウェハＷＢ１とレチクルＲＢ１の位置関係は求
められた。この相対情報と、レチクル側とウェハ側のレ
ーザ干渉系で、レチクル上のパターンをウェハに投影レ
ンズ９を通して転写することがいつでも可能である。

【００４９】時点１１４で、ウェハＷＡ１の露光が完了
したので、ここから、Ｂ側の工程Ｂ−ＳＴと工程Ｂ−Ｒ
Ｓによる工程ＥＸＰが始まる。露光動作の方法はＡ側と
同じであり、図３は、ちょうどレチクルステージ１２と
ウェハステージＳＢを動作させて、露光している最中の
状態を示す。露光中に、レチクルＲＢ１には、スリット
状の光が当たり、レチクルＲＢ１とウェハＷＢ１を投影
レンズ９の倍率比に比例した関係に基づいて、左右に相
対運動（スキャン）させ、露光行為が実行される。レチ
クルステージ１２が左側に走り抜けると、ウェハステー
ジＳＢは投影レンズ９の縮小倍率比だけ遅い速度で反対
の右側へ走り抜ける。

【００５０】さて、ウェハＷＢ１上に１つ分の露光（ス
キャン）が完了すると、Ａ側のときと同様にマスキング
ブレード１４に内蔵されている内蔵ブレード３０が移動
して、露光光を遮光できる。これによって、レチクルス
テージ上のＡ側のレチクルＲＡ１に照明光を当てないよ
うにし、ウェハＷＢ１上の未露光部に光が洩れないよう
な役目をしている。当然、Ａ側のレチクルＲＡ１が照明
範囲にある時は、レーザの照射を照明用レーザ光源側で
遮断してもよい。

【００５１】次のステップである未露光部分の露光以降
の工程については、Ａ側のときと同じである。そして、
最終的にウェハＷＢ１の全面の露光が完了する。この時
点が図５の１１８の時点である。

【００５２】１１４の時点と同様に、今度はロットＢの
ウェハＷＢ１の処理が終わったら、連続して、ロットＡ
の２枚目のウェハＷＡ２の処理を行ないたい。そこで、
工程Ｂ−ＳＴにおける工程ＥＸＰの処理をしている裏
で、ロットＡの２枚目のウェハＷＡ２の準備を行なう。

【００５３】すなわち、時点１１４において、ウェハス
テージＳＡは投影レンズ９下から待避し、図３に示すよ
うに左端に移動する。先に述べたようにステージＳＢは
投影レンズ９下に移動し、Ｂ側の露光を開始する。この
ときＡ側のウェハステージＳＡ上には露光を完了したウ
ェハＷＡ１がある。そして、工程Ａ−ＷＦがスタートす
る。まず、ウェハＷＡ１を搬送系のロボットハンドＷＦ
Ａによって回収し、キャリア６に収納する。同時に、２
枚目の未露光ウェハＷＡ２を搬送系ロボットＷＦＡによ
ってキャリア６から取り出し、Ａ側のステージＳＡに供
給できる直前の位置に移動する。移動が完了した時点が
１１５である。

【００５４】時点１１５で工程Ａ−ＷＦを終了し、工程
Ａ−ＳＴにおける工程ＬＯＡＤに移行する。この工程で
は、Ａ側のウェハステージＳＡをウェハの供給が受けら
れる位置に移動し、ウェハＷＡ２をＡ側のウェハステー
ジＳＡに搭載する。この工程ＬＯＡＤが完了した時点が
１１６である。

【００５５】次に工程Ａ−ＳＴにおける工程Ｗ／ＡＡに
入る。この工程では、アライメントに入る前に、ウェハ
アライメント計測系ＯＡＡでフォーカスレベリング計測
を行ない、ウェハＷＡ２を所定のＺ方向に移動させる。
次に、ウェハアライメント計測系ＯＡＡによってアライ
メント計測を行ない、ウェハＷＡ２の位置を所定の位置
に補正する。これで、露光装置の基準に対するウェハＷ
Ａ２の位置が求められた。この完了時点が１１７であ
る。

【００５６】これで、ロットＡの２枚目のウェハＷＡ２
の準備が完了する。１１７の時点に来た段階で、ウェハ
ＷＡ２とレチクルＲＡ１の位置関係は求められており、
いつでも投影レンズ９を通して転写することが可能であ
る。Ｂ側のウェハＷＢ１全面の露光が完了する時点１１
８まで、ウェハＷＡ２は、待機状態になる。

【００５７】時点１１８でウェハＷＢ１の露光が完了す
るので、この時点から、再び、Ａ側の工程Ａ−ＳＴとＡ
−ＲＳによる工程ＥＸＰが始まる。その裏ではロットＢ
の２枚目のウェハＷＢ２の準備が始まる。つまり、ウェ
ハステージＳＢは投影レンズ９下から待避し、ステージ
ＳＡは投影レンズ９下に移動する。そして、ステージＳ
Ｂ上にある露光済ウェハＷＢ１を回収し、キャリア５に
収納する。同時に、２枚目の未露光ウェハＷＢ２を取り
出し、ウェハステージＳＢに供給し、アライメントを行
ない、これで、ロットＢの２枚目のウェハＷＢ２の準備
が完了する。Ａ側のウェハＷＡ２全面の露光が完了する
時点１１９まで、ウェハＷＢ２は、待機状態になる。こ
こから先も、ロット内のウェハが終了するまで同様の処
理を繰り返す。

【００５８】ここで、ウェハの回収、供給およびアライ
メントの一連の裏での準備動作を前のウェハ露光動作前
に完了させるために、図１に示すように、ウェハ搬送系
としてＡ側用とＢ側用の２基を用意している。なお、交
換時間を短縮できる場合は、Ａ側とＢ側で共用して、１
基にしてもよいが、ウェハに初めて露光をする場合等
は、その後の工程に比べて１枚あたりの処理時間が短
い。そのような場合でも、露光完了時に、次のウェハの
アライメントは完了しておく必要がある。いろいろな処
理時間の差のあるウェハに対処するためには、搬送系の
製造コストは投影レンズに比べて高価でないので、２基
用意する方が得策である。

【００５９】さて、このように処理する工程において、
同時並行処理している部分を除いてウェハの処理の流れ
を示したのが、図５中の、「本発明によるインデックス
・タイム（ＩｎｄｅｘＴｉｍｅ）」である。「従来例
のインデックス・タイム（ＩｎｄｅｘＴｉｍｅ）」と
比較してみれば、Ａ側の作業情報であるジョブが渡され
（工程ＪＯＢ）、１枚目のウェハを供給し（工程Ｗ
Ｆ）、ステージにロードし（工程ＬＯＡＤ）、ウェハを
アライメントし（工程Ｗ／ＡＡ）、そして露光する（工
程Ａ−ＥＸＰ）までの処理は、従来例とまったく差はな
い。しかし、Ａ側の露光Ａ−ＥＸＰが終了した後から違
いが出てくる。従来例では、新しいウェハの供給・ロー
ド・アライメントの工程（工程ＷＦ、ＬＯＡＤ、Ｗ／Ａ
Ａ）が入るが、本発明では、すぐに、Ｂ側の露光（工程
Ｂ−ＥＸＰ）ができる。これが終わると、またすぐに、
Ａ側の露光（工程Ａ−ＥＸＰ）ができる。本実施例によ
れば、このように、見かけ上連続して露光動作のみが実
行される。これにより生産性は向上する。

【００６０】次に、あるロットのウェハの処理がすべて
終了し、新しいロットのウェハが供給される場合の例に
ついて説明する。この例はＢ側がロット交換される場合
の例である。Ａ側をロット交換する場合もまったく同じ
である。

【００６１】この例では、Ｂ側のロットＢの最後のウェ
ハの露光（工程Ｂ−ＳＴとＢ−ＲＳによる工程ＥＸＰ）
を実行している最中に、図６に示すように、並行して、
２０１の時点より、新しいロットＣの作業情報であるジ
ョブを制御部にロード（ＬＯＡＤ）させる（工程Ｂ−Ｊ
ＯＢ）。これが２０２の時点で完了する。

【００６２】このあと、ロットＣ用の新しいレチクルの
準備を始める。つまり、ロットＣに対応したレチクルＲ
Ｂ２をレチクルチェンジャＲＣＢ内にライブラリ２０か
ら引き出し、収納カセットから取り出し、図１に示すＲ
Ｂ２’の位置にセットし、回転ハンド１８を下げ、先端
のハンド１９でレチクルをピックアップし、そして待機
する。この完了時点が２０３である。

【００６３】このジョブのロード（工程Ｂ−ＪＯＢ）と
レチクルの供給準備（工程Ｂ−ＲＣ）をしている最中
に、Ａ側では、前と同じように、新しいウェハの回収供
給・アライメントを並行して行ない、２０４の時点でＢ
側の処理の終了を待機する。

【００６４】２０５の時点でロットＢの最後のウェハの
露光が終了すると、ロット交換がない場合は、ステージ
ＳＢとＳＡの入替えが入るが、今回は、それに加えて、
レチクルの交換を行なう。つまり、レチクルステージ１
２を右端の１２”で示される位置に移動する。そして、
回転ハンド１８を下げ、先端のハンド１７でロットＢ用
のレチクルＲＢ１をピックアップし、回転ハンドを上昇
させ、ハンド１７と１９を入れ替える。先に述べたよう
に先端ハンド１９には、次のロットＣのレチクルＲＢ２
を保持している。今、レチクルＲＢ２は図１の先端ハン
ド１７の位置にいる。ここで、回転ハンド１８を下げ、
ロットＣ用のレチクルＲＢ２をレチクルステージ１２に
セットする。そして、次に、レチクルアライメント計測
系１６を用いて、露光装置の基準に対するレチクル位置
を計測し、レチクルＲＢ２の位置を装置に記憶し、レチ
クルの位置を所定の位置に補正する。これで、レチクル
の交換とアライメントが完了し、２０６の時点になる。

【００６５】ここから先は、今までと同様に、Ａ側でロ
ットＡのウェハの露光が行なわれ、その裏で、ロットＢ
の最後のウェハをウェハステージＳＢより回収し、キャ
リア５に戻す。そして、新しいロットのウェハの搬入を
始める。ロットＣ用の新しいキャリアよりウェハを取り
出し、ウェハステージＳＢに１枚目のウェハＷＣ１をス
テージに供給し（工程ＬＯＡＤ）、ウェハのアライメン
トをする（工程Ｗ／ＡＡ）。これを、Ａ側のウェハの露
光が完了する２０８の時点より前の時点２０７までに完
了する。時点２０８以降は、ロットＡとロットＢの処理
であったのが、ロットＡとロットＣの処理に変わるだけ
で、基本的な動作は同様に繰り返される。

【００６６】以上の動作を、インデックス・タイム（Ｉ
ｎｄｅｘＴｉｍｅ）で表現すると、図６に示されるよ
うに、Ｂ側の露光（工程Ｂ−ＥＸＰ）とＡ側の露光（工
程Ａ−ＥＸＰ）が交互に繰り返されている。ロットＢの
ウェハすべての露光が完了した時点２０５で、レチクル
交換（工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡ）が行なわれる。それが
完了すると、工程Ｂ−ＥＸＰで露光されるウェハはロッ
トＣ用のウェハに変わっているが、また元のようにＡ側
の露光Ａ−ＥＸＰとＢ側の露光Ｂ−ＥＸＰが交互に繰り
返されて、ロット交換前と同じ状況になる。

【００６７】従来例と比較してみる。従来は、ロット内
のウェハの処理が終わると、次の新しいロットの露光動
作に入るまでに、ロット作業情報であるジョブを制御部
にロード（ＬＯＡＤ）し（工程ＪＯＢ）、レチクルを交
換しながら、前のウェハを回収し、新しいウェハを供給
し、アライメントしなければならない。これは、２１０
の時点までに行なうことが必要であるが、本実施例で
は、レチクルの交換とアライメントだけであるので、２
０６の時点で終了している。この差の分でも、さらに本
実施例の露光装置は効率的に露光動作でき、半導体素子
の生産性がさらに向上する。

【００６８】本実施例の露光装置は、図４に示すよう
に、各々の独立したステージやアライメント系と装置の
基準との変化を自動的に補正するために、ウェハステー
ジＳＡ、ＳＢやレチクルステージ１２に基準マークやセ
ンサを設けている。ウェハステージＳＡにはマーク３１
があって、レチクル上のマークとの相対位置の変化等を
計測できる。図示していないが、ステージＳＢにも同じ
機能をもったマーク等がある。レチクルステージ１２に
も、同じように、基準マークやセンサ１３を具備してい
る。これらのマークによって、複数のステージを有して
も、装置は安定した状態を確保できるようになってい
る。

【００６９】Ａ側の露光工程Ａ−ＥＸＰからＢ側の露光
工程Ｂ−ＥＸＰに変わる時のステージＳＡとステージＳ
Ｂの移動について追加説明する。図１のウェハステージ
を上から見た絵が図７の工程Ａである。図７の２５０、
２５１および２５３〜２５７が各干渉計である。図１の
Ａ側の干渉計４に対応しているのが、図７のＸ干渉計２
５０、図１のＢ側の干渉計３に対応しているのが、図７
のＸ干渉計２５１である。図１の紙面に垂直な方向の計
測をするのが、Ｙ干渉計２５３〜２５７である。これら
のＹ干渉計の間隔はすべてαである。ミラーの長さは、
図７上ではαに等しく見えるが、下記の式で示される関
係になっている。βの量は１０〜２０ｍｍ程度である。ミラー長さ＝干渉計のスパンα＋干渉計ビーム径＋面ダ
レ等β ここで示すように、各ステージはステージ上のミラーを
頼りに移動するが、縦方向を測定するＸ干渉計のミラー
は、横方向を測定しているＹ干渉系の計測範囲（＝移動
範囲）に比べて短い。もし、ストローク分もあるミラー
にすると、ステージＳＡのミラーとステージＳＢのミラ
ーが干渉してしまう。干渉しないように左右に張り出す
構造にする方法もあるが、ミラーが片持ち構造になるの
で、ステージ移動の加速度等の外乱に弱く、ミラーが振
動し、正しい計測ができない。そこで、本実施例では、
短いミラーを用い、途中で干渉計を切替えながら移動し
ている。

【００７０】移動の手順を説明する。工程Ａの状態は、
図１に示すステージの状態と同じであり、ステージＳＡ
はＹ干渉計２５５とＸ干渉計２５０で制御され、投影レ
ンズ９下にいる。ステージＳＢはＹ干渉計２５７とＸ干
渉計２５１で制御され、Ｂ側のアライメント計測系ＯＡ
Ｂの下にいる。残りの３つの干渉光は、干渉系へ出てい
ない。レーザヘッドと干渉計の間に設置されたシャッタ
によって遮光されている。使用する寸前に電源を入れる
のでは、レーザの発振が安定せず、正しい計測ができな
いからである。また、遮光しないと、外部にレーザ光が
洩れ、オペレータやメンテナンス作業者が被曝する可能
性があり、危険だからである。シャッタは、レーザヘッ
ドに内蔵しても良い。また、干渉計とミラーとの間の、
ステージが移動しても干渉しない位置で、被曝の可能性
がない位置に設けても良い。

【００７１】工程Ｂで、ステージＳＡをα／２だけ左に
移動させる。ここで、干渉計２５４の遮光シャッタを開
け、レーザ光をミラーに当てる。そして、干渉計２５４
で計測を開始する。次に、干渉計２５５でカウントして
いる位置と干渉計２５４の位置を同時に計測する。干渉
計２５５の計測値（干渉計２５５でカウントした移動距
離γ）を記憶し、干渉計２５４の値を新しい原点として
扱う。工程Ａからの総移動距離は、干渉計２５４の値
に、記憶した干渉計２５５の値γを加えたものである。
そして、干渉計２５５のレーザ光を遮光する。

【００７２】同様に、ステージＳＢもα／２だけ左に移
動させる。ここで、干渉計２５６の遮光シャッタを開
け、レーザ光をミラーに当てる。そして、計測を開始す
る。次に、干渉計２５７でカウントしている位置と干渉
計２５６の位置を同時に計測する。干渉計２５７の計測
値（干渉計２５７でカウントした移動距離δ）を記憶
し、干渉計２５６の値を新しい原点として扱う。工程Ａ
からの総移動距離は、干渉計２５６の値に、記憶した干
渉計２５７の値δを加えたものである。そして、干渉計
２５７のレーザ光を遮光する。

【００７３】工程Ｃで、さらに、ステージＳＡおよびＳ
Ｂをα／２だけ左に移動させる。すると、ステージの中
心と、干渉計のレーザ光の位置が一致する。

【００７４】工程Ｄで、工程Ｃの状態から、ステージＳ
Ａをα／２だけ左に移動させる。干渉計２５３の遮光シ
ャッタを開け、レーザ光をミラーに当てる。そして、計
測を開始する。次に、干渉計２５４でカウントしている
位置と干渉計２５３の位置を同時に計測する。干渉計２
５４の計測値（干渉計２５４でカウントした移動距離
ε）を記憶し、干渉計２５３の値を新しい原点として扱
う。工程Ａからの総移動距離は、干渉計２５３の値に、
記憶した干渉計２５５の値γと記憶した干渉計２５４の
値εを加えたものである。そして、干渉計２５４のレー
ザ光を遮光する。

【００７５】同様に、ステージＳＢもα／２だけ左に移
動させる。ここで、干渉計２５５の遮光シャッタを開
け、レーザ光をミラーに当てる。そして、計測を開始す
る。次に、干渉計２５６でカウントしている位置と干渉
計２５５の位置を同時に計測する。干渉計２５６の計測
値（干渉計２５６でカウントした移動距離ζ）を記憶
し、干渉計２５５の値を新しい原点として扱う。工程Ａ
からの総移動距離は、干渉計２５５の値に、記憶した干
渉計２５６の値ζと記憶した干渉計２５７の値δを加え
たものである。そして、干渉計２５７のレーザ光を遮光
する。

【００７６】工程Ｅで、さらに、ステージＳＡおよびＳ
Ｂをα／２だけ左に移動させる。これで、ステージＳＡ
およびＳＢが入れ替わったことになる。つまり図３に示
すステージの状態と同じ状態となり、ステージＳＡはＡ
側のアライメント計測系ＯＡＡの下にいる。ステージＳ
Ｂは投影レンズ９下にいる。このとき使用していない残
りの３つの干渉光は干渉系へ出ていない。工程ＡからＥ
までにおけるステージの移動では、各工程でステージを
停止させる必要はなく、走行させながら干渉計等の切替
え動作が可能であるという特徴がある。

【００７７】逆に、ステージＳＡを工程Ｅから工程Ａの
状態に戻す場合は、まず工程Ｄで、工程Ｅの状態から、
ステージＳＡをα／２だけ右に移動させる。干渉計２５
４の遮光シャッタを開け、レーザ光をミラーに当てる。
そして、計測を開始する。次に、干渉計２５３でカウン
トしている位置と干渉計２５４の位置を同時に計測す
る。そして干渉計２５３の計測値（干渉計２５３でカウ
ントした移動距離η）を記憶し、干渉計２５４の値を新
しい原点として扱う。初めの工程Ａからの総移動距離
は、総移動距離＝干渉計２５４の値＋（γ＋ε）＋η である。そして、干渉計２５４のレーザ光を遮光する。
ここで、γ、εおよびηは、おのおの記憶しておく必要
はなく、和の値として記憶すれば良い。工程Ｂでの切替
えでは、干渉計２５４でカウントした移動距離をκとす
ると、干渉計２５５での初めの工程Ａからの総移動距離
は、総移動距離＝干渉計２５５の値＋（γ＋ε＋η）＋κ となり、（γ＋ε＋η＋κ）を新たに記憶する。当然、
工程Ｄで記憶した（γ＋ε＋η）は、消去する。

【００７８】ステージＳＢも同様にして工程Ａの状態に
まで戻せることは言うまでもない。このような手段に従
い、干渉計の切替えを繰り返すことによって、ステージ
の交換は容易に実現できる。図示していない制御部が、
移動中にステージＳＡとＳＢが干渉しないように、互い
の間の距離を同時に監視する機能も有していることは言
うまでもない。

【００７９】最後に、本実施例では、特徴のある処理を
している。すなわち、Ａ側のレチクルＡに対しては必ず
ロットＡのウェハを対応するウェハステージＡに供給
し、レチクルＢに対しては必ずロットＢのウェハを対応
するウェハステージＢに供給する。そして、各ウェハス
テージに対応して、アライメント計測系をもっている。
つまり、あるロットのウェハを分割して、異なるアライ
メント計測系をもつ２つのウェハステージに供給される
ことはないような処理となっている。このように、アラ
イメント光学系が独立しているために、経時変化や同じ
ウェハに対するプロセスの敏感度等にユニット差等があ
っても、アライメントの計測誤差によるウェハ差はなく
なり、安定した半導体素子が製造できる。

【００８０】仮に、１つのロットをＡ側とＢ側に混在さ
せて処理した場合には、工場のホストコンピュータに対
して、そのロットについては２つのロットに分割された
情報を出す機能を有し、この時点以降、そのロットは相
互に分割された別のロットして処理するようになってい
る。回収されるウェハをストックするキャリアも別々に
なる。もし、２つに分けたロットのうちの一方のため
に、空のキャリアがないときは、オペレータやホストコ
ンピュータに対してそれを要求する機能も有している。

【００８１】なお、本実施例では、この露光装置が工場
内で孤立して動作しているような場合について説明した
が、当然、コータデベロッパや工場内のＡＧＶ等と接続
し、ウェハやレチクルが外部から供給される場合であっ
てもよく、また、作業情報であるジョブも、オンライン
で工場の生産計画に従って供給されてもよい。逆に新し
いウェハキャリアを人の手によって供給するのでも何ら
問題はない。

【００８２】図８は本発明の他の実施例に係る投影露光
装置の構成を示す概略図である。ここでは、上述実施例
と異なる点を主に説明する。この装置では、レチクルス
テージとしては、それが同時に保持するレチクルＲＡ１
およびＲＡ２と同数のレチクルステージＲＳＡおよびＲ
ＳＢが存在し、それぞれ各レチクルＲＡ１およびＲＡ２
に対応している。レチクルステージＲＳＡおよびＲＳＢ
は、対応するレチクルを保持し、露光動作時には独立し
て基準面２７上を移動する。また、レチクルステージＲ
ＳＡおよびＲＳＢに保持された各レチクルの位置（装置
を基準とする位置）を計測するためのレチクルアライメ
ント計測系１２および１６を、レチクルステージＲＳＡ
およびＲＳＢに保持された各レチクルＲＡ１およびＲＡ
２に対応するように、これらレチクルと同数備える。レ
チクルステージＲＳＡおよびＲＳＢには、それぞれ反射
ミラーＭＲＡおよびＭＲＢが設けられており、これら反
射ミラーＭＲＡおよびＭＲＢ、干渉系２６および３２、
ならびに図示していないレーザ光源により、それぞれレ
チクルステージＲＳＡおよびＲＳＢを所望の位置に導く
ためにそれらの位置を計測するレーザ干渉系システムを
構成している。レーザ光源は、各レーザ干渉系システム
で共通のものとしてもよい。各レーザ干渉系システムは
それぞれレチクルステージＲＳＡおよびＲＳＢのＸＹ位
置ならびにピッチング、ヨーイングおよびローリングを
計測することができる。ただし、ピッチング、ヨーイン
グおよびローリングについては、ステージの構成に応
じ、計測機能を有しなくてもよい。また、このレーザ干
渉系システムは、ウェハ側のレーザ干渉系システムと共
通または独立のいずれであってもよい。他の構成は、図
１の装置の場合とほぼ同様である。

【００８３】レチクルＲＡ１やＲＢ１の交換動作も図１
の装置の場合と同様であるが、レチクルステージ等の動
作はその構成に応じたものとなる。すなわち、Ａ側のレ
チクルＲＡ１の交換のためには、レチクルステージＲＳ
Ａが左側の点線で示されたＲＳＡ’の位置に移動する。
Ｂ側のレチクルＲＢ１の交換のためにはレチクルステー
ジＲＳＡが右側の実線で示されたＲＳＢの位置に移動す
る。それぞれの交換位置において、図１の場合と同様に
して新たなレチクルＲＡ２またはＲＢ２がレチクルステ
ージＲＳＡまたはＲＳＢに搭載されると、それぞれレチ
クルアライメント計測系１２または１６で計測され、各
ステージはそれぞれ所定の位置に移動する。このとき、
レチクルＲＡ２やＲＢ２の位置が所定の位置に比べて、
レチクルステージＲＳＡやＲＳＢによる補正範囲を超え
るような場合は、図示しない機構によって補正範囲内と
なるように粗移動する。

【００８４】露光動作の流れも図１の装置の場合と大体
において同じであるが、上述のように、Ａ側およびＢ側
のレチクル交換あるいは供給動作がそれぞれレチクルス
テージＲＳＡおよびＲＳＢに対して行なわれることのほ
か、さらに次のような点で図１の装置の場合と異なる。

【００８５】すなわち、図５に示すように、図１の装置
によれば、工程Ｂ−ＲＣが完了した時点１０７では、レ
チクルステージについては工程Ａ−ＲＳでの工程ＬＯＡ
Ｄ＆Ｒ／ＡＡを実行しているため、レチクルＲＢ１に対
する工程Ｂ−ＲＳでの工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／Ａを並行して
スタートさせることはできない。しかし本実施例の場合
はレチクルステージＲＳＡと独立に駆動できるレチクル
ステージＲＳＢを具備しているため、工程Ａ−ＲＳでの
工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡの完了を待つ必要なく、レチク
ルＲＢ１に対する工程Ｂ−ＲＳでの工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／
Ａを並行してスタートすることができる。

【００８６】また、本実施例ではレチクルステージおよ
びレチクルアライメント計測系がＡ側とＢ側とで独立し
ているため、Ａ側が露光中（工程Ａ−ＲＳおよびＡ−Ｓ
Ｔでの工程ＥＸＰ）にＢ側のレチクルステージＲＳＢで
レチクルアライメントするタイミングとなっても、何ら
問題はない。したがって、レチクルの交換時間に余裕が
できるため、レチクルチェンジャを１基としてＡ側とＢ
側で共用し、工程Ａ−ＲＣが終了してから工程Ｂ−ＲＣ
を行なうことができる。

【００８７】また、Ａ側の露光では、図８に示すよう
に、レチクルステージＲＳＡを移動させ、Ｂ側の露光で
は、図１０に示すように、レチクルステージＲＳＢを移
動させて露光を行なう。いずれの場合も、各ショットの
露光が完了する度に、図９示すように、ブレード３０を
移動させて露光光を遮光し、不用意にウェハ上の未露光
部分に光が漏れないようにしている。

【００８８】また、Ｂ側でのロットＢの処理を終了し、
処理対象をロットＢから、新たなロットＣに交換する場
合、新たなロットＣ用のレチクルの準備は、Ａ側の露光
を行なっている間（工程Ａ−ＲＳおよびＡ−ＳＴでの工
程ＥＸＰ）に行なう。つまり、図１３に示すように、２
０６の時点でロットＢの最後のウェハの露光が終了する
と、続けて、Ａ側のロットＡの露光がスタートするが、
この時、Ｂ側では、通常のウェハ交換（工程Ｂ−ＷＦお
よび工程Ｂ−ＳＴにおける工程ＬＯＡＤとＷ／ＡＡ）に
加えて、ロットＣ用のレチクルへの交換（工程Ｂ−ＲＣ
および工程Ｂ−ＲＳにおける工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡ）
を行なう。

【００８９】すなわち、まず、ロットＣに対応したレチ
クルＲＢ２をレチクルチェンジャＲＣＢ内のライブラリ
２０から引き出し、収納カセットから取り出し、図８に
示すＲＢ２’の位置にセットし、回転ハンド１８を下
げ、先端のハンド１９でレチクルＲＢ２をピックアップ
し、待機する（工程Ｂ−ＲＣ）。この完了時点が２０５
である。次に、レチクルステージＲＳＢを右端に移動す
る。そして、回転ハンド１８を下げ、先端のハンド１７
でロットＢ用のレチクルＲＢ１をピックアップし、回転
ハンド１８を上昇させ、ハンド１７と１９を入れ替え
る。先に述べたように先端ハンド１９には、次のロット
ＣのレチクルＲＢ２を保持している。今、レチクルＲＢ
２は図１の先端ハンド１７の位置にある。ここで、回転
ハンド１８を下げ、ロットＣ用のレチクルＲＢ２をレチ
クルステージＲＳＢにセットする。そして、レチクルア
ライメント計測系１６を用いて、露光装置の基準に対す
るレチクル位置を計測し、レチクルＲＢ２の位置を装置
に記憶し、レチクルＲＢ２の位置を所定の位置に補正す
る。これで、レチクルの交換とアライメントが完了し、
２０７の時点になる。

【００９０】また、同時に、時点２０６より、Ｂ側のウ
ェハ側で、次に示す作業が行なわれる。まず、ロットＢ
の最後のウェハをウェハステージＳＢより回収し、キャ
リア５に戻す。そして、新しいロットＣのウェハの搬入
を始める。すなわち、まず、ロットＣ用の新しいキャリ
アより１枚目のウェハを取り出す（工程Ｂ−ＷＦ）。こ
れが時点２０３で終了すると、ウェハステージＳＢに１
枚目のウェハＷＣ１を供給（ロード）し（工程Ｂ−ＳＴ
における工程ＬＯＡＤ）、ウェハのアライメントを行な
う（工程Ｂ−ＳＴにおける工程Ｗ／ＡＡ）。これを、Ａ
側のウェハの露光が完了する時点２０８より前の時点２
０７までに完了する。時点２０８以降は、今まではロッ
トＡとロットＢの処理であったのが、ロットＡとロット
Ｃの処理に変わるだけで、基本的な動作は同様に繰り返
される。

【００９１】なお、図１３では、ロットＣのジョブのロ
ード（ＬＯＡＤ）を時点２０１で行なっている（工程Ｊ
ＯＢ）が、これを２０６の時点で実行してもよい。ただ
し、時点２０７から２０８までの時間が、時点２０１か
ら２０２までの時間に比べて長いことが、過去のデータ
から明らかな場合に限る。この判断は、収集されている
装置処理時間を管理している制御部が自動で行なうこと
も可能である。

【００９２】本実施例の場合の動作を、インデックス・
タイム（ＩｎｄｅｘＴｉｍｅ）で表現すると、図１３
に示されるように、Ｂ側の露光工程Ｂ−ＥＸＰとＡ側の
露光工程Ａ−ＥＸＰが交互に繰り返されているのがわか
る。また、ロットＢのウェハすべての露光が完了し、Ａ
側のロットＡの露光工程Ａ−ＥＸＰが実行されるとき
は、その最中に並行して、ロットＢとロットＣの交換
（レチクル交換工程ＬＯＡＤ＆Ｒ／ＡＡ等）が実行され
るため、露光工程Ａ−ＥＸＰが終了し次第、すぐにロッ
トＣの露光工程Ｂ−ＥＸＰが始まっている。すなわち、
外部からみると、切れ目なく、露光動作のみが連続して
いるように見える。また、従来例のインデックス・タイ
ムと比較してみると、従来は時点２１０までに終了する
ことが必要であった工程ＪＯＢ、ＬＯＡＤおよびＷ／Ａ
Ａに要する時間が本実施例では必要でないため、半導体
素子の生産性がさらに向上する。

【００９３】なお、図１１に示すように、レチクルステ
ージＲＳＡおよびＲＳＢにも、図１の装置のレチクルス
テージ１２の場合と同様に、各々の独立したステージや
アライメント系と装置の基準との変化を自動的に補正す
るために、基準マークやセンサ１３および３３がそれぞ
れ設けられており、ウェハステージＳＡのマーク３１等
との相対位置の変化等が計測できるようになっている。

【００９４】また、レチクルステージＲＳＡおよびＲＳ
Ｂの位置を計測するレーザ干渉系計測システムも、図７
を用いて説明したような、レーザ光を切り替えてステー
ジ位置を計測する機能を有しており、それにより、レチ
クルステージの交換を容易にしている。

【００９５】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図１５は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウェハを製造す
る。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグラフィ技
術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。図１６は上記ウ
ェハプロセス（ステップ４）の詳細なフローを示す。ス
テップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸化させる。ス
テップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に絶縁膜を形成す
る。ステップ１３（電極形成）ではウェハ上に電極を蒸
着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）で
はウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト
処理）ではウェハにレジストを塗布する。ステップ１６
（露光）では上記説明した露光装置または露光方法によ
ってマスクの回路パターンをウェハの複数のショット領
域に並べて焼付露光する。ステップ１７（現像）では露
光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）
では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステッ
プ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要と
なったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返
し行なうことによって、ウェハ上に多重に回路パターン
が形成される。

【００９６】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００９７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、２以上の
原板を同時に保持し、これらの原板を交替で使用できる
ようにしたため、同一ロットの基板の露光については常
に同一の基板ステージおよび基板アライメント手段を用
いることができ、したがって同一ロット内で異なる基板
ステージや基板アライメント手段を用いることによるア
ライメント誤差等による露光精度の劣化を防止すること
ができる。したがって、装置の製造コストをさほど上昇
させず、かつ精度劣化等の問題を発生させることなく、
複数の基板ステージを交代で用いて基板の露光とアライ
メント等とを並行処理し、生産性を高めることができ
る。

【００９８】より具体的には、原版ステージに原版を少
なくとも２つ以上具備し、かつ各原板に対応させて、基
板ステージ、基板供給回収手段、基板アライメント手段
および原板供給回収手段を具備し、あるいはさらに原板
ステージも各原板に対応させて具備し、投影光学系とレ
ーザ光源を含む露光光学系、フォーカス計測手段、自己
診断機能用センサやマーク等を共用するようにしたた
め、高価な投影レンズやレーザ光源を増やすことなく、
かつ露光精度の劣化を招くこともなく、基板の並行処理
を行なうことが可能となり、最大限に装置の生産性を向
上させることができる。

【００９９】すなわち、１つの原板のパターンをあるロ
ットの基板に露光している最中に、並行して、他方の原
板のパターンを露光するための、別のロットの基板を搬
送系から基板ステージに供給してアライメントする等の
準備動作を行なうことができるため、従来は必ず必要と
された露光の準備動作としての基板ステージ直前までの
基板の供給および回収、基板ステージヘの基板の供給、
および基板のアライメントに要する時間を実質的に不要
とし、常に露光動作のみを実施させることが可能とな
る。すなわち、準備時間を見かけ上削除したことにな
り、従来必要とされた準備時間も半導体素子を製造する
ための露光動作に当てることができるので、単位時間あ
たりの生産性を向上させ、生産コストを低く抑えること
ができる。また同時に、高価な材料を使う部分の部品を
共通化し、安価な部品で済む部分を基板ごとに用意した
ので、装置の製造コストを低く抑えることができる。さ
らに、構造体などの大物は、共通部品であるため、装置
を単純に２台並べて処理する場合に比べて、設置面積は
小さくなり、工場の床面積に対する生産性は向上し、基
板１枚あたりのクリーンルーム等の運転費用を抑えるこ
とができるという効果もある。さらに、本発明では、処
理する基板のロットに合わせて、ステージやアライメン
ト計測系や基板を統一させているので、同一ロットにこ
れらが混在する場合に発生するおそれのあるアライメン
ト光学系の経時変化や同じ基板に対するプロセスの敏感
度による計測誤差によって不良の半導体素子を作る可能
性はまったくない。これにより、既存の工場生産管理シ
ステム、従来のプロセス手順や工程等にも対応でき、し
かも、高い信頼性も保証されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るレチクルステージ上
に２枚のレチクルをもった投影露光装置の構成を示す概
略図であって、１つのレチクルが露光中で、もう１つの
レチクルがアライメント中である場合の図である。

【図２】図１の構成において、１つのレチクルの露光
が完了したところを示す図である。

【図３】図１の構成において、１つのレチクルがアラ
イメント中で、もう１つのレチクルが露光中である場合
の様子を示す図である。

【図４】図１の構成において、装置の経時変化等を自
動補正している様子を示す図である。

【図５】図１の投影露光装置でのシーケンスチャート
であって、比較として従来例も並列して示すものであ
る。

【図６】図１の投影露光装置でのレチクル交換時を含
むシーケンスチャートであって、比較として従来例も並
列して示すものである。

【図７】図１の投影露光装置での２つのステージの移
動方法に関して説明するための図である。

【図８】本発明の他の実施例に係る２枚のレチクルを
もった投影露光装置の構成を示す概略図であって、１つ
のレチクルが露光中で、もう１つのレチクルがアライメ
ント中である場合の図である。

【図９】図８の構成において、１つのレチクルの露光
が完了したところを示す図である。

【図１０】図８の構成において、１つのレチクルがア
ライメント中で、もう１つのレチクルが露光中である場
合の様子を示す図である。

【図１１】図８の構成において、装置の経時変化等を
自動補正している様子を示す図である。

【図１２】図８の投影露光装置でのシーケンスチャー
トであって、比較として従来例も並列して示すものであ
る。

【図１３】図８の投影露光装置でのレチクル交換時を
含むシーケンスチャートであって、比較として従来例も
並列して示すものである。

【図１４】従来の投影露光装置を示す図である。

【図１５】本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。

【図１６】図１５中のウェハプロセスの詳細なフロー
チャートである。

【符号の説明】

１：定盤、２：共通定盤、３，４：干渉計、５，６：キ
ャリア、７，８：キャリア台、９：投影光学系（投影レ
ンズ）、１１：レチクルステージ定盤、１２，ＲＳＡ，
ＲＳＢ：レチクルステージ、１２’，１２”：レチクル
ステージの位置、１３：基準マークやセンサ、１４：マ
スキングブレード、１５：照明光学系、１６，１２：レ
チクルアライメント計測系、１７，１９，２２，２４：
ハンド、１７’：ハンドの位置、１８，２３：レチクル
回転ハンド、２０，２１：レチクルカセット、２５：ベ
ース、２６：干渉計、２７：上面、２８：基準面、２
９：光源部、３０：受光部、３１：マーク、ＭＡ，Ｍ
Ｂ，ＭＲ，ＭＲＡ，ＭＲＢ：反射ミラー、ＭＲＡ’：反
射ミラーの位置、ＯＡＡ，ＯＡＢ：ウェハアライメント
計測系、ＲＡ１，ＲＢ１，ＲＡ２，ＲＢ２：レチクル、
ＲＡ１’，ＲＢ１’，ＲＡ２’，ＲＢ２’：レチクルの
位置、ＲＣＡ，ＲＣＢ：レチクルチェンジャ、ＳＡ，Ｓ
Ｂ：ウェハステージ、ＳＡ’：ウェハステージの位
置、：ＷＦＡ，ＷＦＢ：搬送系（ロボット）、ＷＡ１，
ＷＢ１，ＷＡ２，ＷＢ２：ウェハ、ＷＡ’：ウェハの位
置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原板に形成されたパターンを感光基板上
に投影露光するための投影光学系と、前記原板および感
光基板を保持して前記投影光学系に対してそれぞれ移動
可能な原板ステージおよび基板ステージとを備えた投影
露光装置において、前記原板ステージは少なくとも２以
上の原板を同時に保持し、それによってこれらの原板を
交替で使用できるようにしたものであることを特徴とす
る投影露光装置。
【請求項２】前記原板ステージは、所定の基準面の上
を走行するとともに、露光動作時には保持している前記
２以上の原板とともに一体的に移動するものであり、前
記投影露光装置は、前記基板ステージと、それに保持さ
れる感光基の位置を計測するための基板アライメント手
段とを、前記原板ステージ上に保持される２以上の原板
の各々に対応させて用いることができるように、これら
原板と同数備え、かつ、前記投影光学系および露光用の
光源を含む露光光学系を各対応する原板および基板ステ
ージ間で共用するものであることを特徴とする請求項１
に記載の投影露光装置。
【請求項３】前記原板ステージは、前記２以上の原板
と同数のものが存在して各原板に対応しており、各原板
ステージは、対応する原板を保持し、露光動作時には独
立して所定の基準面上を移動するものであり、前記投影
露光装置は、前記基板ステージと、それに保持される感
光基板の位置を計測するための基板アライメント手段と
を、前記原板ステージ上に保持される２以上の原板の各
々に対応させて用いることができるように、これら原板
と同数備え、かつ、前記投影光学系および露光用の光源
を含む露光光学系を各対応する原板ステージおよび基板
ステージ間で共用するものであることを特徴とする請求
項１に記載の投影露光装置。
【請求項４】各基板ステージに保持された感光基板の
フォーカス計測を原板を通さないで行なう各基板ステー
ジに共通のフォーカス計測手段と、前記原板ステージに
保持された各原板の位置を計測するための各原板に共通
の原板位置計測手段とを備え、各原板ステージおよび基
板ステージはそれらに保持された原板と感光基板との相
対位置を測定するために用意された基準マークを有する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の投影露光装
置。
【請求項５】感光基板を前記基板ステージに対して供
給および回収するための基板供給回収手段、前記原板ス
テージに保持された各原板の位置を計測するための原板
位置計測手段、または、原板を前記原板ステージに対し
て供給および回収するための原板供給回収手段を、前記
原板ステージに保持された各原板に対応するように、こ
れら原板と同数備えることを特徴とする請求項２〜４の
いずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項６】前記原板ステージ上の１つの原板のパタ
ーンを１つの基板ステージ上の感光基板に露光している
最中に、前記原板ステージ上の他の原板のパターンを他
の基板ステージ上で感光基板に露光するための準備とし
て、感光基板を前記他の基板ステージに供給して所定位
置にアライメントし、かつその際、前記他の基板ステー
ジには前記他の原板に対応する感光基板のみを供給する
手段を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか
１項に記載の投影露光装置。
【請求項７】前記原板ステージ上の１つの原板を用い
て感光基板に露光している最中に、次にその原板の交替
として前記原板ステージ上に供給すべき原板を、原板が
ストックしてあるライブラリから取り出し、前記原板ス
テージに搭載する直前の位置に供給する手段を有するこ
とを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の投
影露光装置。
【請求項８】１つの基板ステージ上の感光基板に露光
している最中に、次に前記１つの基板ステージ上に供給
すべき感光基板を、感光基板がストックしてあるキャリ
アから取り出し、前記１つの基板ステージに搭載する直
前の位置に供給する手段を有することを特徴とする請求
項２〜７のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項９】前記原板ステージ上の１つの原板のパタ
ーンを１つの基板ステージ上の感光基板に露光している
最中に、前記原板ステージ上の他の原板のパターンを他
の基板ステージ上で感光基板に露光するための準備とし
て感光基板を前記他の基板ステージに供給する時、すで
に露光が完了した感光基板が前記他の基板ステージ上に
ある場合、その露光済の感光基板を前記他の基板ステー
ジから回収した後かまたは回収と同時並行で、供給すべ
き感光基板を、それがストックしてあるキャリアから取
り出して前記他の基板ステージに搭載する直前の位置に
供給する手段を有し、また、この手段は、前記回収と同
時並行で処理するためには少なくとも供給と回収用に別
個のハンド部を有することを特徴とする請求項２〜８の
いずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１０】各基板ステージを露光位置から感光基
板のアライメント位置に移動するときに各基板ステージ
の位置を計測するためのレーザ光を少なくとも前記基板
ステージの数よりも１本以上多く用い、各基板ステージ
が１本のレーザ光で位置を計測できるストロークの端に
来た時点で、他のレーザ光でその基板ステージの位置を
同時に計測するとともにその時の前記１本のレーザ光に
よる位置計測値を前記他のレーザ光による位置計測のた
めに伝達することにより、その基板ステージを移動しな
がら位置計測のためのレーザ光を切り替えて、さらにそ
の基板ステージが移動できるようにその基板ステージの
位置を計測する手段を備えることを特徴とする請求項２
〜９のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１１】各原板ステージを露光位置から原板の
アライメント位置に移動するときに各原板ステージの位
置を計測するためのレーザ光を少なくとも前記原板ステ
ージの数よりも１本以上多く用い、各原板ステージが１
本のレーザ光で位置を計測できるストロークの端に来た
時点で、他のレーザ光でその原板ステージの位置を同時
に計測するとともにその時の前記１本のレーザ光による
位置計測値を前記他のレーザ光による位置計測のために
伝達することにより、その原板ステージを移動しながら
位置計測のためのレーザ光を切り替えて、さらにその原
板ステージが移動できるようにその原板ステージの位置
を計測する手段を備えることを特徴とする請求項３に記
載の投影露光装置。
【請求項１２】照明光学系から投影されるスリット状
の照明範囲の短寸方向に前記原板ステージおよび基板ス
テージを走査移動させて走査露光を行なうとともに、前
記２以上の原板は前記原板ステージ上に走査方向に並べ
て保持されることを特徴とする請求項２〜１１のいずれ
か１項に記載の投影露光装置。
【請求項１３】前記走査移動の間は、請求項９のレー
ザ光の切替えを行なわないことを特徴とする請求項１２
に記載の投影露光装置。
【請求項１４】前記基板アライメント手段は、前記基
板ステージ上の感光基板のフォーカスおよびレベリング
方向の位置計測機能を兼ね備えていることを特徴とする
請求項２〜１３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項１５】第１および第２の原板を原板ステージ
上に同時に保持しながら、第１のロットの基板を第１の
基板ステージ上に保持して前記第１原板のパターンを前
記第１ロットの基板に投影光学系を介して露光し、かつ
第２のロットの基板を第２の基板ステージ上に保持して
前記第２原板のパターンを前記第２ロットの基板に前記
と同一の投影光学系を介して露光するとともに、その
際、前記第１ロットの基板と第２ロットの基板を交互に
１枚ずつ露光し、かつ、一方のロットの基板を露光して
いる間に次に露光すべき他方のロットの基板を対応する
基板ステージ上に供給して位置合せを行なっておくこと
を特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１６】前記原板ステージが前記第１原板およ
び第２原板を一体的に保持して移動する１つの原板ステ
ージである場合において、前記第１ロットの全基板の露
光が終了し、次の第３のロットの基板の露光を開始する
際には、前記第１ロットの最後の基板を露光している間
に前記第３ロットの露光に使用する第３の原板を前記原
板ステージに直ちにロードできる位置にまで供給してお
き、前記第１ロットの最後の基板の露光が完了したら直
ちに前記第１原板と第３原板とを交換し、交換が完了し
たら直ちに前記第２ロットの次の基板の露光を開始する
ことを特徴とする請求項１５に記載のデバイス製造方
法。
【請求項１７】前記原板ステージが前記第１原板およ
び第２原板をそれぞれ別個に保持して独立して移動する
第１および第２の原板ステージである場合において、前
記第１ロットの全基板の露光が終了し、次の第３のロッ
トの基板の露光を開始する際には、前記第１ロットの最
後の基板の露光が完了して前記第２ロットの次の基板の
露光を行なっている間に前記第３ロットの露光に使用す
る第３の原板を前記第１原板ステージ上に供給して位置
合せを行なっておくことを特徴とする請求項１５に記載
のデバイス製造方法。