JP2003254739A - 位置決め装置及びその制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法により制御される露光装置により半導体デバイスを製造する製造方法 - Google Patents
位置決め装置及びその制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法により制御される露光装置により半導体デバイスを製造する製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/70725—Stages control
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステージ駆動中に計測装置が切り替わること
によって生じる誤差を抑えた位置決め装置及びその制御
方法、並びに露光装置、並びにその制御方法により制御
される露光装置により半導体デバイスを製造する製造方
法を提供すること。 【解決手段】 １方向におけるウエハステージ７の現在
位置を同時に計測する機能を有するＸ軸干渉計３、４が
現在位置を同時に計測しているとともに、ウエハステー
ジ７の駆動中に、Ｘ軸干渉計３、４の一方の現在位置を
他方の初期値に設定して、Ｘ軸干渉計３、４を切り替え
ることによって、ステージ駆動中に生じる誤差を抑えて
Ｘ軸干渉計３、４を切り替えることができる。
によって生じる誤差を抑えた位置決め装置及びその制御
方法、並びに露光装置、並びにその制御方法により制御
される露光装置により半導体デバイスを製造する製造方
法を提供すること。 【解決手段】 １方向におけるウエハステージ７の現在
位置を同時に計測する機能を有するＸ軸干渉計３、４が
現在位置を同時に計測しているとともに、ウエハステー
ジ７の駆動中に、Ｘ軸干渉計３、４の一方の現在位置を
他方の初期値に設定して、Ｘ軸干渉計３、４を切り替え
ることによって、ステージ駆動中に生じる誤差を抑えて
Ｘ軸干渉計３、４を切り替えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め装置及び
その制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法に
より制御される露光装置により半導体デバイスを製造す
る製造方法に関する。
その制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法に
より制御される露光装置により半導体デバイスを製造す
る製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報化社会の発展に伴い、デバイ
スや回路等の高集積化が急速に進められている。これら
は微細加工技術の発展によって実現された。例えば、特
開平１０−２８９９４３号公報では、レーザー干渉計を
用いてステージを制御するシステムが開示されている。
このシステムは、一般的に、可動軸１自由度に関して１
軸の割合で、ステージの位置を計測する干渉計の計測軸
が設けられている。
スや回路等の高集積化が急速に進められている。これら
は微細加工技術の発展によって実現された。例えば、特
開平１０−２８９９４３号公報では、レーザー干渉計を
用いてステージを制御するシステムが開示されている。
このシステムは、一般的に、可動軸１自由度に関して１
軸の割合で、ステージの位置を計測する干渉計の計測軸
が設けられている。
【０００３】しかし、このシステムにおいてステージの
可動ストロークを長く取るには、ステージに取り付ける
干渉計のミラーを大きくする必要があり、これによって
ステージの制御系の動特性が低下した。また、例えば、
露光装置にフォーカス方向の計測を行うための干渉計を
設定する場合、投影レンズの配置関係からステージの可
動域全体を１本の干渉計の光軸で計測できるようにする
光軸の配置が幾何学的に困難であるという問題点があっ
た。
可動ストロークを長く取るには、ステージに取り付ける
干渉計のミラーを大きくする必要があり、これによって
ステージの制御系の動特性が低下した。また、例えば、
露光装置にフォーカス方向の計測を行うための干渉計を
設定する場合、投影レンズの配置関係からステージの可
動域全体を１本の干渉計の光軸で計測できるようにする
光軸の配置が幾何学的に困難であるという問題点があっ
た。
【０００４】そこで、特開平２０００−１８７３３８号
公報では、露光装置のステージにある駆動ストロークの
１軸に複数のレーザー干渉計を設け、オフアクシスアラ
イメント計測時と露光時に干渉計を切り替えることで、
干渉計のミラーの軽量化を試みた。２本の干渉計を切り
替えてステージの位置を計測するためには、一般的に、
２本の干渉計が同時に位置計測できるストロークを設
け、そのストローク内でステージ位置を計測する干渉計
の位置計測値を、これから切り替えようとする干渉計の
位置計測値にプリセットする。これは干渉計の切り替え
が２本以上ある場合も同様である。
公報では、露光装置のステージにある駆動ストロークの
１軸に複数のレーザー干渉計を設け、オフアクシスアラ
イメント計測時と露光時に干渉計を切り替えることで、
干渉計のミラーの軽量化を試みた。２本の干渉計を切り
替えてステージの位置を計測するためには、一般的に、
２本の干渉計が同時に位置計測できるストロークを設
け、そのストローク内でステージ位置を計測する干渉計
の位置計測値を、これから切り替えようとする干渉計の
位置計測値にプリセットする。これは干渉計の切り替え
が２本以上ある場合も同様である。
【０００５】ステージ駆動中に複数の干渉計を切り替え
る場合、一方の位置計測値を読み取って他方の干渉計の
位置計測値としてプリセットするまでの時間だけ、移動
速度に比例した一定量の誤差が生じる。上記時間にばら
つきがあると、これらの誤差は不特定量の誤差となり、
保持している現在位置の誤差量は累積される。この問題
を回避するために、露光装置で１枚のウエハを処理する
ときの干渉計の切り替え回数を極力少なくしたり、ベー
スライン計測中にウエハステージが停止している間に干
渉計を切り替えたりしていた。
る場合、一方の位置計測値を読み取って他方の干渉計の
位置計測値としてプリセットするまでの時間だけ、移動
速度に比例した一定量の誤差が生じる。上記時間にばら
つきがあると、これらの誤差は不特定量の誤差となり、
保持している現在位置の誤差量は累積される。この問題
を回避するために、露光装置で１枚のウエハを処理する
ときの干渉計の切り替え回数を極力少なくしたり、ベー
スライン計測中にウエハステージが停止している間に干
渉計を切り替えたりしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、干渉計
の切り替え位置は、システム上で制限されたベースライ
ン計測位置等の特定の位置に設ける必要があった。その
結果、システム上の制約となり、例えば、ステージ駆動
中に干渉計を切り替えることができないという問題点が
あった。また、停止位置によっては、ステージの暗振動
によって生じる不特定多数の切り替わり(チャタリング)
が生じるという問題点があった。
の切り替え位置は、システム上で制限されたベースライ
ン計測位置等の特定の位置に設ける必要があった。その
結果、システム上の制約となり、例えば、ステージ駆動
中に干渉計を切り替えることができないという問題点が
あった。また、停止位置によっては、ステージの暗振動
によって生じる不特定多数の切り替わり(チャタリング)
が生じるという問題点があった。
【０００７】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、例えば、ステージ駆動中に計測装置が切り替
わることによって生じる誤差を抑えた位置決め装置及び
その制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法に
より制御される露光装置により半導体デバイスを製造す
る製造方法を提供することを目的とする。
のであり、例えば、ステージ駆動中に計測装置が切り替
わることによって生じる誤差を抑えた位置決め装置及び
その制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法に
より制御される露光装置により半導体デバイスを製造す
る製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の側面
は、少なくとも２次元方向に移動可能なステージを目標
位置まで駆動する位置決め装置に係り、１方向における
前記ステージの位置を異なる位置から同時に計測する機
能を有する複数の位置計測装置と、前記ステージの位置
情報及び速度情報の少なくとも１つに応じて、前記ステ
ージの位置を同時に計測する前記複数の位置計測装置の
うちのいずれか１つに前記位置計測装置を切り替える切
替装置と、前記切替装置が前記位置計測装置を切り替え
るときに、切り替え前の第１の位置計測装置で計測した
前記ステージの位置に基づいて、切り替え後の第２の位
置計測装置の初期値を設定する設定装置とを備え、前記
切替装置は、前記ステージの駆動中に前記位置計測装置
を切り替えることを特徴とする。
は、少なくとも２次元方向に移動可能なステージを目標
位置まで駆動する位置決め装置に係り、１方向における
前記ステージの位置を異なる位置から同時に計測する機
能を有する複数の位置計測装置と、前記ステージの位置
情報及び速度情報の少なくとも１つに応じて、前記ステ
ージの位置を同時に計測する前記複数の位置計測装置の
うちのいずれか１つに前記位置計測装置を切り替える切
替装置と、前記切替装置が前記位置計測装置を切り替え
るときに、切り替え前の第１の位置計測装置で計測した
前記ステージの位置に基づいて、切り替え後の第２の位
置計測装置の初期値を設定する設定装置とを備え、前記
切替装置は、前記ステージの駆動中に前記位置計測装置
を切り替えることを特徴とする。
【０００９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
位置計測装置の計測結果に基づいて前記ステージの移動
速度を演算する第１の演算装置と、切り替え前の前記第
１の位置計測装置により前記ステージの位置を計測して
から、切り替え後の前記第２の位置計測装置の前記初期
値を設定するまでの実行時間を計測する時間計測装置
と、前記第１の演算装置で演算した前記移動速度と、前
記時間計測装置で計測した前記実行時間との積を演算す
る第２の演算装置とを更に備え、前記設定装置は、前記
切替装置が前記位置計測装置を切り替えるときに、切り
替え前の前記第１の位置計測装置が計測した前記ステー
ジの位置に前記積を加えた値を、切り替え後の前記第２
の位置計測装置の初期値に設定する。
位置計測装置の計測結果に基づいて前記ステージの移動
速度を演算する第１の演算装置と、切り替え前の前記第
１の位置計測装置により前記ステージの位置を計測して
から、切り替え後の前記第２の位置計測装置の前記初期
値を設定するまでの実行時間を計測する時間計測装置
と、前記第１の演算装置で演算した前記移動速度と、前
記時間計測装置で計測した前記実行時間との積を演算す
る第２の演算装置とを更に備え、前記設定装置は、前記
切替装置が前記位置計測装置を切り替えるときに、切り
替え前の前記第１の位置計測装置が計測した前記ステー
ジの位置に前記積を加えた値を、切り替え後の前記第２
の位置計測装置の初期値に設定する。
【００１０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
切替装置は、前記ステージが等速で移動しているときに
前記位置計測装置を切り替える。
切替装置は、前記ステージが等速で移動しているときに
前記位置計測装置を切り替える。
【００１１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
目標位置に応じて前記ステージが等速で移動する位置が
変化するとき、前記等速で移動する位置で前記位置計測
装置が切り替わるように、前記位置計測装置の切り替え
位置を変更する。
目標位置に応じて前記ステージが等速で移動する位置が
変化するとき、前記等速で移動する位置で前記位置計測
装置が切り替わるように、前記位置計測装置の切り替え
位置を変更する。
【００１２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
等速で移動する位置で前記位置計測装置が切り替わるよ
うに、前記ステージの駆動加速度及び駆動速度の少なく
とも１つを調整して前記ステージが駆動するときの軌道
及び目標位置を変更する。
等速で移動する位置で前記位置計測装置が切り替わるよ
うに、前記ステージの駆動加速度及び駆動速度の少なく
とも１つを調整して前記ステージが駆動するときの軌道
及び目標位置を変更する。
【００１３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
等速で移動する位置で前記位置計測装置が切り替わるよ
うに、前記ステージの前記目標位置を変更する。
等速で移動する位置で前記位置計測装置が切り替わるよ
うに、前記ステージの前記目標位置を変更する。
【００１４】本発明の好適な実施の形態によれば、変更
前の前記目標位置へ駆動する機能を有する。
前の前記目標位置へ駆動する機能を有する。
【００１５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
切替装置は、前記ステージが前記方向において停止して
いるときに、前記方向における前記ステージの位置を計
測する前記位置計測装置を切り替える。
切替装置は、前記ステージが前記方向において停止して
いるときに、前記方向における前記ステージの位置を計
測する前記位置計測装置を切り替える。
【００１６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
位置計測装置は、３次元方向に移動可能な前記ステージ
に対して、３次元方向の前記位置を計測する機能を有す
る。
位置計測装置は、３次元方向に移動可能な前記ステージ
に対して、３次元方向の前記位置を計測する機能を有す
る。
【００１７】本発明の第２の側面は、少なくとも２次元
方向に移動可能なステージを目標位置まで駆動する位置
決め装置の制御方法に係り、１方向における前記ステー
ジの位置を複数の位置計測装置を利用して異なる位置か
ら同時に計測する計測工程と、前記計測工程で計測され
た前記ステージの位置情報及び速度情報の少なくとも１
つに応じて、前記複数の位置計測装置のうちのいずれか
１つに前記位置計測装置を切り替える切替工程と、前記
切替工程で前記位置計測装置を切り替えるときに、切り
替え前の第１の位置計測装置で計測した前記位置に基づ
いて、切り替え後の第２の位置計測装置の初期値を設定
する設定工程とを含み、前記切替工程は、前記ステージ
の駆動中に前記位置計測装置を切り替えることを特徴と
する。
方向に移動可能なステージを目標位置まで駆動する位置
決め装置の制御方法に係り、１方向における前記ステー
ジの位置を複数の位置計測装置を利用して異なる位置か
ら同時に計測する計測工程と、前記計測工程で計測され
た前記ステージの位置情報及び速度情報の少なくとも１
つに応じて、前記複数の位置計測装置のうちのいずれか
１つに前記位置計測装置を切り替える切替工程と、前記
切替工程で前記位置計測装置を切り替えるときに、切り
替え前の第１の位置計測装置で計測した前記位置に基づ
いて、切り替え後の第２の位置計測装置の初期値を設定
する設定工程とを含み、前記切替工程は、前記ステージ
の駆動中に前記位置計測装置を切り替えることを特徴と
する。
【００１８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
切替工程は、前記ステージが等速で移動しているときに
前記位置計測装置を切り替える。
切替工程は、前記ステージが等速で移動しているときに
前記位置計測装置を切り替える。
【００１９】本発明の第３の側面は、請求項１０または
請求項１１に記載の制御方法により制御される位置決め
装置を利用してパターンを転写することを特徴とする。
請求項１１に記載の制御方法により制御される位置決め
装置を利用してパターンを転写することを特徴とする。
【００２０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
切替工程は、露光すべき領域を通過した直後から所定の
遅延時間または遅延時間相当の距離を通過した後に、前
記位置計測装置を切り替える。
切替工程は、露光すべき領域を通過した直後から所定の
遅延時間または遅延時間相当の距離を通過した後に、前
記位置計測装置を切り替える。
【００２１】本発明の第４の側面は、半導体デバイスの
製造方法に係り、基板に感光材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に請求
項１２または請求項１３に記載の露光装置を利用してパ
ターンを転写する露光工程と、前記露光工程で前記パタ
ーンが転写された前記基板の前記感光材を現像する現像
工程とを有することを特徴とする。
製造方法に係り、基板に感光材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に請求
項１２または請求項１３に記載の露光装置を利用してパ
ターンを転写する露光工程と、前記露光工程で前記パタ
ーンが転写された前記基板の前記感光材を現像する現像
工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態について説明する。
発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２３】（第１実施形態）図１は、本発明の好適な
実施の形態に係る位置決め装置の一例を示す図であり、
特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステ
ージに適用した場合の一例を示す図である。ウエハステ
ージ７は、Ｙミラー５、Ｘミラー６、及び不図示のウエ
ハチャックを搭載している。ウエハステージ７は、説明
の便宜上ＸＹθ軸に駆動可能のものを示したが、６軸駆
動するものであってもよい。Ｘミラー６は、Ｘ軸干渉計
３またはＸ軸干渉計４からの計測光を反射し、ウエハス
テージ７のＸ軸方向の位置座標を計測するために用いら
れる。Ｙミラー５は、Ｙ軸干渉計１及びＹａｗｉｎｇ干
渉計２からの計測光を反射し、ウエハステージ７のＹ軸
方向の位置座標を計測するために用いられる。リニアモ
ータＸＬＭ１０は、ウエハステージ７をＸ方向に駆動
し、Ｘ軸側Ｙａｗガイド９により案内される。リニアモ
ータＹＬＭ（固定子）１１は、ＹＬＭ（可動子）１２を
Ｙ方向に駆動し、Ｙ軸側Ｙａｗガイド８により案内され
る。ウエハステージ７は、平面ガイド１３によって案内
され、駆動されたＹ座標値に応じて、Ｘ軸方向の座標を
計測しているＸ軸干渉計３、４が切り替わる。すなわ
ち、ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位
置する場合は、Ｘ軸干渉計４の光軸上にＸミラー６が到
達していないので、Ｘ軸干渉計３がＸ軸の位置を計測す
る。ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の遠くに位
置する場合は、同様な理由でＸ軸干渉計４がＸ軸の位置
を計測する。
実施の形態に係る位置決め装置の一例を示す図であり、
特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステ
ージに適用した場合の一例を示す図である。ウエハステ
ージ７は、Ｙミラー５、Ｘミラー６、及び不図示のウエ
ハチャックを搭載している。ウエハステージ７は、説明
の便宜上ＸＹθ軸に駆動可能のものを示したが、６軸駆
動するものであってもよい。Ｘミラー６は、Ｘ軸干渉計
３またはＸ軸干渉計４からの計測光を反射し、ウエハス
テージ７のＸ軸方向の位置座標を計測するために用いら
れる。Ｙミラー５は、Ｙ軸干渉計１及びＹａｗｉｎｇ干
渉計２からの計測光を反射し、ウエハステージ７のＹ軸
方向の位置座標を計測するために用いられる。リニアモ
ータＸＬＭ１０は、ウエハステージ７をＸ方向に駆動
し、Ｘ軸側Ｙａｗガイド９により案内される。リニアモ
ータＹＬＭ（固定子）１１は、ＹＬＭ（可動子）１２を
Ｙ方向に駆動し、Ｙ軸側Ｙａｗガイド８により案内され
る。ウエハステージ７は、平面ガイド１３によって案内
され、駆動されたＹ座標値に応じて、Ｘ軸方向の座標を
計測しているＸ軸干渉計３、４が切り替わる。すなわ
ち、ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位
置する場合は、Ｘ軸干渉計４の光軸上にＸミラー６が到
達していないので、Ｘ軸干渉計３がＸ軸の位置を計測す
る。ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の遠くに位
置する場合は、同様な理由でＸ軸干渉計４がＸ軸の位置
を計測する。
【００２４】本発明の主目的は、例えば、このように配
置されたウエハステージ７の１自由度に対して、レーザ
ー干渉計が２軸以上配置されたときのレーザ干渉計の切
り替え、及び、現在位置の計測値の引き継ぎに関して、
安定かつ高精度な手段を提供することである。
置されたウエハステージ７の１自由度に対して、レーザ
ー干渉計が２軸以上配置されたときのレーザ干渉計の切
り替え、及び、現在位置の計測値の引き継ぎに関して、
安定かつ高精度な手段を提供することである。
【００２５】図２は、図１に示す位置決め装置を横から
見た図である。ウエハステージ７は、鏡筒定盤２０５に
固定された干渉計２０４によって位置計測されている。
この図における干渉計２０４は、図１において説明した
Ｙ軸干渉計１、Ｙａｗｉｎｇ干渉計２、Ｘ軸干渉計３、
Ｘ軸干渉計４のいずれか１つを横から見たものを示す。
鏡筒定盤２０５は、ダンパー２０６により除振台（ペデ
スタル）２０３から浮上保持され、床からの高周波振動
を干渉計２０４及び不図示の露光装置投影光学系に与え
ないように配慮されている。干渉計２０４は、計測する
軸の方向及びＹ方向の位置により基鏡筒定盤２０５に複
数配置されている。ステージ定盤２０２も鏡筒定盤２０
５と同様に、床からの高周波振動がウエハステージ７に
伝達されないように配慮されている。鏡筒定盤２０５に
は投影レンズ２０７が搭載されており、同じく鏡筒定盤
２０５上に載置されたレチクル２０８からのパターン像
をウエハステージ７上にロードしたウエハ（不図示）上
に投影する。
見た図である。ウエハステージ７は、鏡筒定盤２０５に
固定された干渉計２０４によって位置計測されている。
この図における干渉計２０４は、図１において説明した
Ｙ軸干渉計１、Ｙａｗｉｎｇ干渉計２、Ｘ軸干渉計３、
Ｘ軸干渉計４のいずれか１つを横から見たものを示す。
鏡筒定盤２０５は、ダンパー２０６により除振台（ペデ
スタル）２０３から浮上保持され、床からの高周波振動
を干渉計２０４及び不図示の露光装置投影光学系に与え
ないように配慮されている。干渉計２０４は、計測する
軸の方向及びＹ方向の位置により基鏡筒定盤２０５に複
数配置されている。ステージ定盤２０２も鏡筒定盤２０
５と同様に、床からの高周波振動がウエハステージ７に
伝達されないように配慮されている。鏡筒定盤２０５に
は投影レンズ２０７が搭載されており、同じく鏡筒定盤
２０５上に載置されたレチクル２０８からのパターン像
をウエハステージ７上にロードしたウエハ（不図示）上
に投影する。
【００２６】図３は、本発明の好適な実施の形態に係る
位置決め装置において、計測値の有効な干渉計の計測軸
とウエハステージのＹ座標との関係を示す図である。ウ
エハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位置する
場合は、Ｘ軸干渉計４の計測光軸はＸミラー６に当たら
ず、ウエハステージ７の現在位置を計測するのはＸ軸干
渉計３のみである（区間Ａ）。
位置決め装置において、計測値の有効な干渉計の計測軸
とウエハステージのＹ座標との関係を示す図である。ウ
エハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位置する
場合は、Ｘ軸干渉計４の計測光軸はＸミラー６に当たら
ず、ウエハステージ７の現在位置を計測するのはＸ軸干
渉計３のみである（区間Ａ）。
【００２７】ウエハステージ７が駆動ストロークの中心
付近に移動した場合は、Ｘ軸干渉計３、４とも計測光が
Ｘミラー６に当たるため、Ｘ軸干渉計３、４ともに位置
計測が可能である（区間Ｂ）。このように、ウエハステ
ージ７が区間Ａから区間Ｂに移動した場合は、Ｘ軸干渉
計４で計数する現在位置の情報は不定状態からの累積値
となり、ウエハステージ７の現在位置を表す計測値とし
ては意味を持たない。そこで、区間Ａから区間Ｂに移る
ときに、Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉計４へ計測値を引き
継ぐ。例えば、Ｘ軸干渉計３で保持している現在位置の
情報をＸ軸干渉計４に強制的にセット（プリセット）
し、その直後から、ウエハステージ７が移動した相対量
を継続して計数することによって、ウエハステージのＹ
ストローク全面において、Ｘ軸干渉計３、４を用いて正
しい位置計測値が得られる。Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉
計４へ現在位置の計測値を引き継ぐ位置は、少なくとも
引き継ぐＸ軸干渉計３と引き継がれるＸ軸干渉計４の双
方の位置計測ビームが同時にＸミラー６に当たっている
座標を選択する必要がある。Ｘ軸干渉計４からＸ軸干渉
計３へ引き継ぐ場合も同様である。
付近に移動した場合は、Ｘ軸干渉計３、４とも計測光が
Ｘミラー６に当たるため、Ｘ軸干渉計３、４ともに位置
計測が可能である（区間Ｂ）。このように、ウエハステ
ージ７が区間Ａから区間Ｂに移動した場合は、Ｘ軸干渉
計４で計数する現在位置の情報は不定状態からの累積値
となり、ウエハステージ７の現在位置を表す計測値とし
ては意味を持たない。そこで、区間Ａから区間Ｂに移る
ときに、Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉計４へ計測値を引き
継ぐ。例えば、Ｘ軸干渉計３で保持している現在位置の
情報をＸ軸干渉計４に強制的にセット（プリセット）
し、その直後から、ウエハステージ７が移動した相対量
を継続して計数することによって、ウエハステージのＹ
ストローク全面において、Ｘ軸干渉計３、４を用いて正
しい位置計測値が得られる。Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉
計４へ現在位置の計測値を引き継ぐ位置は、少なくとも
引き継ぐＸ軸干渉計３と引き継がれるＸ軸干渉計４の双
方の位置計測ビームが同時にＸミラー６に当たっている
座標を選択する必要がある。Ｘ軸干渉計４からＸ軸干渉
計３へ引き継ぐ場合も同様である。
【００２８】ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の
遠くに位置する場合は、Ｘ軸干渉計３の計測光軸はＸミ
ラー６に当たらず、ウエハステージ７の現在位置を計測
するのはＸ軸干渉計４のみである（区間Ｃ）。区間Ｃか
ら区間Ｂへ移るときも同様にして、Ｘ軸干渉計４からＸ
軸干渉計３に計測値が引き継がれる。
遠くに位置する場合は、Ｘ軸干渉計３の計測光軸はＸミ
ラー６に当たらず、ウエハステージ７の現在位置を計測
するのはＸ軸干渉計４のみである（区間Ｃ）。区間Ｃか
ら区間Ｂへ移るときも同様にして、Ｘ軸干渉計４からＸ
軸干渉計３に計測値が引き継がれる。
【００２９】Ｙ１、Ｙ２は、それぞれＸ軸干渉計３から
Ｘ軸干渉計４に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ１）と、Ｘ軸
干渉計４からＸ軸干渉計３に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ
２）の切り替え位置である。Ｙ１、Ｙ２は、異なった場
所であるのが好ましい。これによって、ウエハステージ
７の目標位置が切り替え位置近傍に指定されたときに起
こり得るチャタリング（計測値を保持している干渉計が
不必要に何度も切り替わってしまうこと）を防止するこ
とができる。また、本発明の好適な実施の形態に係る位
置決め装置が走査露光装置に用いられる場合は、干渉計
の切り替え位置がＹ軸方向の走査露光中に発生しないよ
うに、Ｘ方向のステップサイズに合わせて切り替え位置
Ｙ１、Ｙ２を変更してもよい。
Ｘ軸干渉計４に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ１）と、Ｘ軸
干渉計４からＸ軸干渉計３に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ
２）の切り替え位置である。Ｙ１、Ｙ２は、異なった場
所であるのが好ましい。これによって、ウエハステージ
７の目標位置が切り替え位置近傍に指定されたときに起
こり得るチャタリング（計測値を保持している干渉計が
不必要に何度も切り替わってしまうこと）を防止するこ
とができる。また、本発明の好適な実施の形態に係る位
置決め装置が走査露光装置に用いられる場合は、干渉計
の切り替え位置がＹ軸方向の走査露光中に発生しないよ
うに、Ｘ方向のステップサイズに合わせて切り替え位置
Ｙ１、Ｙ２を変更してもよい。
【００３０】図４は、干渉計の切り替え時に現在位置の
計測値を引き継ぐ方法を示す図である。ステージ座標Ｓ
０〜Ｓ４は、ウエハステージ７の中心が図１に示す点Ａ
から点Ｂに移動するときの干渉計のサンプル時間ごとの
座標の一例を示す。ウエハステージ７は、例えば、図３
に示す切り替え位置Ｙ１を等速で横切るように目標位置
が設定されている。ステージ座標Ｓ０、Ｓ１において等
速でＹ１に近付いてきたウエハステージ７は、ステージ
座標Ｓ２で切り替え位置Ｙ１にさしかかる。次のステー
ジ座標Ｓ３は、Ｓ２−Ｓ１、もしくは、それ以前のサン
プル値を用いて計算したステージ移動速度(Ｖｓ)とサン
プル時間間隔(Ｔｓ)から求められる。
計測値を引き継ぐ方法を示す図である。ステージ座標Ｓ
０〜Ｓ４は、ウエハステージ７の中心が図１に示す点Ａ
から点Ｂに移動するときの干渉計のサンプル時間ごとの
座標の一例を示す。ウエハステージ７は、例えば、図３
に示す切り替え位置Ｙ１を等速で横切るように目標位置
が設定されている。ステージ座標Ｓ０、Ｓ１において等
速でＹ１に近付いてきたウエハステージ７は、ステージ
座標Ｓ２で切り替え位置Ｙ１にさしかかる。次のステー
ジ座標Ｓ３は、Ｓ２−Ｓ１、もしくは、それ以前のサン
プル値を用いて計算したステージ移動速度(Ｖｓ)とサン
プル時間間隔(Ｔｓ)から求められる。
【００３１】
Ｓ３ ＝ Ｓ２ ＋ （Ｓ２ − Ｓ１） （１）
または、
Ｓ３ ＝ Ｓ２ ＋ Ｖｓ × Ｔｓ （２）
干渉計１（例えばＸ軸干渉計３）は、Ｓ２で計測値を取
得した後、次のサンプルタイミングにおいて、式（１）
または式（２）で求めたＳ３の値を干渉計２（（例えば
Ｘ軸干渉計４）にプリセットする。これにより、干渉計
１によるウエハステージ現在位置が干渉計２に引き継が
れる。
得した後、次のサンプルタイミングにおいて、式（１）
または式（２）で求めたＳ３の値を干渉計２（（例えば
Ｘ軸干渉計４）にプリセットする。これにより、干渉計
１によるウエハステージ現在位置が干渉計２に引き継が
れる。
【００３２】図５は、本発明の好適な実施の形態に係る
位置決め装置に係るウエハステージ７の軌跡と干渉計の
切り替え座標を示す図である。５０３ａ〜ｃは、ウエハ
上に配置された露光ショットのレイアウトであり、露光
スリット５０５によってレチクルパターンがウエハ上に
転写・露光される。露光スリット５０５は、露光ショッ
トの露光中はスキャン軸（Ｘ）に対して平行にすすみ
（５０４ａ）、露光ショットを通り過ぎると（５０４
ｂ）、直ちにＹ方向にステップして、次のショットの露
光開始位置に到達する（５０４ｃ）。このときに、干渉
計を切り替えるＹ座標が、図中の点線５０１の座標にあ
った場合、Ｙ軸方向への加速中に干渉計の切り替えが行
われるために、式（１）または式（２）を用いて、図４
で説明した方法で切り替え対象の干渉計のプリセット位
置を計算すると、誤差が大きくなる。
位置決め装置に係るウエハステージ７の軌跡と干渉計の
切り替え座標を示す図である。５０３ａ〜ｃは、ウエハ
上に配置された露光ショットのレイアウトであり、露光
スリット５０５によってレチクルパターンがウエハ上に
転写・露光される。露光スリット５０５は、露光ショッ
トの露光中はスキャン軸（Ｘ）に対して平行にすすみ
（５０４ａ）、露光ショットを通り過ぎると（５０４
ｂ）、直ちにＹ方向にステップして、次のショットの露
光開始位置に到達する（５０４ｃ）。このときに、干渉
計を切り替えるＹ座標が、図中の点線５０１の座標にあ
った場合、Ｙ軸方向への加速中に干渉計の切り替えが行
われるために、式（１）または式（２）を用いて、図４
で説明した方法で切り替え対象の干渉計のプリセット位
置を計算すると、誤差が大きくなる。
【００３３】そこで、このような場合は、実線５０２に
示す座標に干渉計を切り替えるＹ座標を変更することに
よって、Ｘステージが等速で駆動しているときに干渉計
を切り替えることができる。同様な効果を得るために、
干渉計の切り替え位置においてウエハステージ７が等速
度になるように最高速度を変更したり、露光ショットの
処理順序を変更してＹステップ距離を長くとったりする
方法を用いてもよい。また、ウエハステージ７が等速度
で移動する区間に切り替えポイントが位置するように、
干渉計切り替えを行うためのステップを行ってから、本
来到達すべき目標位置にステップし直してもよい。しか
しながら、これらの方法は、露光処理シーケンスの自由
度やスループットを低下させる問題点がある。このた
め、少なくとも２つのＹ軸干渉計が共に有効な区間（図
３のＢ）において、干渉計切り替えポイントの移動量に
相当する量が確保できない場合の対策として設けておく
のが好ましい。
示す座標に干渉計を切り替えるＹ座標を変更することに
よって、Ｘステージが等速で駆動しているときに干渉計
を切り替えることができる。同様な効果を得るために、
干渉計の切り替え位置においてウエハステージ７が等速
度になるように最高速度を変更したり、露光ショットの
処理順序を変更してＹステップ距離を長くとったりする
方法を用いてもよい。また、ウエハステージ７が等速度
で移動する区間に切り替えポイントが位置するように、
干渉計切り替えを行うためのステップを行ってから、本
来到達すべき目標位置にステップし直してもよい。しか
しながら、これらの方法は、露光処理シーケンスの自由
度やスループットを低下させる問題点がある。このた
め、少なくとも２つのＹ軸干渉計が共に有効な区間（図
３のＢ）において、干渉計切り替えポイントの移動量に
相当する量が確保できない場合の対策として設けておく
のが好ましい。
【００３４】図６は、本発明の好適な実施の形態に係る
位置決め装置に係るステージ駆動速度のタイムチャート
を示す図である。６０１ａ、６０１ｂは図５に示す露光
ショット５０３ａ及び露光ショット５０３ｂを露光した
時のＸ軸駆動プロファイル、６０１ｃは、露光ショット
５０３ａから露光ショット５０３ｂにＹステップしたと
きのＹ軸駆動プロファイルである。干渉計切り替えポイ
ント５０１は、Ｘ軸の駆動プロファイルにおける加速フ
ェーズに位置しているため、切り替えポイントを等速フ
ェーズに位置する干渉計切り替えポイント５０２に移動
した。ここで、干渉計の切り替えポイント５０１を移動
させずに、プロファイル６０１ｂを遅延させ、Ｙ軸の移
動が終わってから６０１ｂを開始させてもよい。また、
６０１ｄのように、干渉計の切り替えを行う際のＹステ
ップの最高速度を落とすことにより、ＸＹ各軸の等速度
移動の時間をより長く取ってもよい。すなわち、スキャ
ン露光区間を示す６０１ａのハッチング部分が終わり次
第、次の露光のためのＹ軸のステップが開始される。Ｙ
軸の最高速度を落として加速に要する時間を短くするこ
とにより、スキャン軸であるＸ軸の減速が開始する前に
Ｙ軸の等速度移動に入る時間をより長く確保できる。ま
た、干渉計切り替えの発生する場合のＸ軸スキャンを行
うセトリング時間（６０１ａのハッチング領域以外の等
速度区間）を延ばしても同じ効果が得られる。
位置決め装置に係るステージ駆動速度のタイムチャート
を示す図である。６０１ａ、６０１ｂは図５に示す露光
ショット５０３ａ及び露光ショット５０３ｂを露光した
時のＸ軸駆動プロファイル、６０１ｃは、露光ショット
５０３ａから露光ショット５０３ｂにＹステップしたと
きのＹ軸駆動プロファイルである。干渉計切り替えポイ
ント５０１は、Ｘ軸の駆動プロファイルにおける加速フ
ェーズに位置しているため、切り替えポイントを等速フ
ェーズに位置する干渉計切り替えポイント５０２に移動
した。ここで、干渉計の切り替えポイント５０１を移動
させずに、プロファイル６０１ｂを遅延させ、Ｙ軸の移
動が終わってから６０１ｂを開始させてもよい。また、
６０１ｄのように、干渉計の切り替えを行う際のＹステ
ップの最高速度を落とすことにより、ＸＹ各軸の等速度
移動の時間をより長く取ってもよい。すなわち、スキャ
ン露光区間を示す６０１ａのハッチング部分が終わり次
第、次の露光のためのＹ軸のステップが開始される。Ｙ
軸の最高速度を落として加速に要する時間を短くするこ
とにより、スキャン軸であるＸ軸の減速が開始する前に
Ｙ軸の等速度移動に入る時間をより長く確保できる。ま
た、干渉計切り替えの発生する場合のＸ軸スキャンを行
うセトリング時間（６０１ａのハッチング領域以外の等
速度区間）を延ばしても同じ効果が得られる。
【００３５】図７は、本発明の好適な実施の形態に係る
位置決め装置に係る制御ユニットの構成を表す図であ
る。Ｙ軸レーザー干渉計カウンタ７０１、Ｙａｗｉｎｇ
軸レーザー干渉計カウンタ７０２、Ｘ軸レーザー干渉計
カウンタ７０３、Ｘ軸レーザー干渉計カウンタ７０４
は、それぞれステージの計測位置をカウントする。現在
位置計算ユニット７０５は、干渉計切り替え時に切り替
えを行うＸ軸レーザー干渉計カウンタ７０３、７０４に
対して、プリセット値７０６、７０７及び不図示のプリ
セットトリガー信号を送信する。主制御部７２０は、ス
テージ目標位置の計算や干渉計切り替えポイントの指示
等を行う。プロファイラ７１２は、例えば、図８に示す
ように、ウエハステージ７が目標位置７１９に向かって
Ｓ字形状の軌跡を描いて到達するようなプロファイルを
生成する。図８において、ｔａは加速開始ポイント、ｔ
ｃは加速が終了した後に一定速度駆動に入るポイント、
ｔｄは減速開始ポイント、ｔｅは減速が終了した後に停
止するポイントを示す。プロファイラ７１２によって生
成された目標値出力７１４は、差分演算器７１３によっ
て、ウエハステージ７の現在位置７１５と差分が演算さ
れる。差分演算器７１３によって得られた偏差７１６
は、制御補償器７１７によってアクチュエータの操作量
に変換されて、リニアモータドライバ７１８に加えられ
る。
位置決め装置に係る制御ユニットの構成を表す図であ
る。Ｙ軸レーザー干渉計カウンタ７０１、Ｙａｗｉｎｇ
軸レーザー干渉計カウンタ７０２、Ｘ軸レーザー干渉計
カウンタ７０３、Ｘ軸レーザー干渉計カウンタ７０４
は、それぞれステージの計測位置をカウントする。現在
位置計算ユニット７０５は、干渉計切り替え時に切り替
えを行うＸ軸レーザー干渉計カウンタ７０３、７０４に
対して、プリセット値７０６、７０７及び不図示のプリ
セットトリガー信号を送信する。主制御部７２０は、ス
テージ目標位置の計算や干渉計切り替えポイントの指示
等を行う。プロファイラ７１２は、例えば、図８に示す
ように、ウエハステージ７が目標位置７１９に向かって
Ｓ字形状の軌跡を描いて到達するようなプロファイルを
生成する。図８において、ｔａは加速開始ポイント、ｔ
ｃは加速が終了した後に一定速度駆動に入るポイント、
ｔｄは減速開始ポイント、ｔｅは減速が終了した後に停
止するポイントを示す。プロファイラ７１２によって生
成された目標値出力７１４は、差分演算器７１３によっ
て、ウエハステージ７の現在位置７１５と差分が演算さ
れる。差分演算器７１３によって得られた偏差７１６
は、制御補償器７１７によってアクチュエータの操作量
に変換されて、リニアモータドライバ７１８に加えられ
る。
【００３６】（第２実施形態）図９は、本発明の好適な
実施の形態に係る位置決め装置の一例を示す図であり、
特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステ
ージに適用した場合の一例を示す図である。第１実施形
態と同様の機能を有する部品は同じ番号を付してある。
図１の位置決め装置との相違点は、図１はＸ軸に対して
複数の干渉計軸が配置されていたが、図９ではＺ軸に対
して複数の干渉計軸が配置されている点である。図１に
おけるＹミラー５は、図９においてはＹＺ１ミラー９０
１に対応し、図９のＺ軸方向にある第１のＺ軸レーザー
干渉計の計測光を反射するバーミラーとしても兼用され
る。さらに、ＹＺ１ミラー９０１の反対側にＺ２ミラー
９０２を配置し、第２のＺ軸レーザー干渉計の計測光を
反射する構成となっている。Ｚ軸レーザ干渉計の計測光
は、不図示の光ファイバーによってオプティカルピック
アップ９０３ａ、９０３ｂに導入される。オプティカル
ピックアップ９０３ａ、９０３ｂから出射した計測光
は、キューブミラー９０４ａ及びキューブミラー９０４
ｂによってＺ軸方向に反射される。Ｚ軸光学系マウント
９０５は、ＸＬＭ上に固定されているため、ウエハステ
ージ７のＹ軸を駆動すると、Ｚ軸光学系マウント９０５
も同時にＹ方向に動く構成となっている。
実施の形態に係る位置決め装置の一例を示す図であり、
特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステ
ージに適用した場合の一例を示す図である。第１実施形
態と同様の機能を有する部品は同じ番号を付してある。
図１の位置決め装置との相違点は、図１はＸ軸に対して
複数の干渉計軸が配置されていたが、図９ではＺ軸に対
して複数の干渉計軸が配置されている点である。図１に
おけるＹミラー５は、図９においてはＹＺ１ミラー９０
１に対応し、図９のＺ軸方向にある第１のＺ軸レーザー
干渉計の計測光を反射するバーミラーとしても兼用され
る。さらに、ＹＺ１ミラー９０１の反対側にＺ２ミラー
９０２を配置し、第２のＺ軸レーザー干渉計の計測光を
反射する構成となっている。Ｚ軸レーザ干渉計の計測光
は、不図示の光ファイバーによってオプティカルピック
アップ９０３ａ、９０３ｂに導入される。オプティカル
ピックアップ９０３ａ、９０３ｂから出射した計測光
は、キューブミラー９０４ａ及びキューブミラー９０４
ｂによってＺ軸方向に反射される。Ｚ軸光学系マウント
９０５は、ＸＬＭ上に固定されているため、ウエハステ
ージ７のＹ軸を駆動すると、Ｚ軸光学系マウント９０５
も同時にＹ方向に動く構成となっている。
【００３７】図１０は、図９に示す位置決め装置を横か
ら見た図である。キューブミラー９０４ａ、９０４ｂに
よってＺ軸方向に反射されたＺ軸干渉系の計測光は、三
角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９０２ｂによって直角
方向に曲げられ、ＹＺ１ミラー９０１及びＺ１ミラー９
０２に到達する。三角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９
０６ｂは、投影レンズ２０７に対して固定した位置に配
置されており、ウエハステージ７のＹ方向駆動によって
Ｙ軸方向に計測光の当たるスポット位置が移動する構成
になっている。また、三角ミラー９０６ｂは、投影レン
ズ２０７の紙面背後にも対称に配置されており、ＹＺ１
ミラー計測用の干渉計計測光を折り曲げている。本実施
形態においては、このように投影レンズ２０７をステー
ジ駆動ストロークの中心付近に配置する必要があり、Ｚ
軸の計測をレーザー干渉計で行なおうすると投影レンズ
２０７によってＺ軸計測を行うレーザー干渉計の計測光
軸が投影レンズ２０７によって遮られるため、ウエハス
テージ７の駆動ストロークの中で干渉計の切り替えを行
なう必要が生じる。また、干渉計の切り替えをウエハス
テージ７を静止した状態で行なおうとする方式が提案さ
れているが、露光やアライメントシーケンス中に何度も
ウエハステージ７を停止させることになるため、装置の
スループットを低下させてしまうという問題点があっ
た。本実施形態によれば、ウエハステージ７の駆動中に
Ｚ軸干渉計の計測軸の切り替えをすることができるの
で、上記干渉計計測軸の静止切り替えによって生じるス
ループットの低下という問題を回避することができる。
ら見た図である。キューブミラー９０４ａ、９０４ｂに
よってＺ軸方向に反射されたＺ軸干渉系の計測光は、三
角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９０２ｂによって直角
方向に曲げられ、ＹＺ１ミラー９０１及びＺ１ミラー９
０２に到達する。三角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９
０６ｂは、投影レンズ２０７に対して固定した位置に配
置されており、ウエハステージ７のＹ方向駆動によって
Ｙ軸方向に計測光の当たるスポット位置が移動する構成
になっている。また、三角ミラー９０６ｂは、投影レン
ズ２０７の紙面背後にも対称に配置されており、ＹＺ１
ミラー計測用の干渉計計測光を折り曲げている。本実施
形態においては、このように投影レンズ２０７をステー
ジ駆動ストロークの中心付近に配置する必要があり、Ｚ
軸の計測をレーザー干渉計で行なおうすると投影レンズ
２０７によってＺ軸計測を行うレーザー干渉計の計測光
軸が投影レンズ２０７によって遮られるため、ウエハス
テージ７の駆動ストロークの中で干渉計の切り替えを行
なう必要が生じる。また、干渉計の切り替えをウエハス
テージ７を静止した状態で行なおうとする方式が提案さ
れているが、露光やアライメントシーケンス中に何度も
ウエハステージ７を停止させることになるため、装置の
スループットを低下させてしまうという問題点があっ
た。本実施形態によれば、ウエハステージ７の駆動中に
Ｚ軸干渉計の計測軸の切り替えをすることができるの
で、上記干渉計計測軸の静止切り替えによって生じるス
ループットの低下という問題を回避することができる。
【００３８】図１１は、図９に示す位置決め装置のステ
ージ駆動速度のタイムチャートを示す図である。露光ス
リットがＸ方向のスキャン６０１ａ中にハッチング部分
の露光区間を通過すると、直ちにＹ方向のステップとＺ
方向のステップが開始される。Ｙｓｔｅｐ（６０１ｃ）
がデフォルトの干渉計切り替え位置１１０１にまたがっ
ているとする。この場合、干渉計切り替え位置１１０１
の左側がＺ２の干渉計からＺ軸の計測値を得る領域、干
渉計切り替え位置１１０１の右側がＺ１の干渉計からＺ
軸の計測値を得る領域である。しかし、この図１１に示
した駆動チャートにおいては、干渉計の切り替え位置が
Ｚ軸の減速中に行われるようになっており、図４で説明
した干渉計による測定値の切り替え方法では、計測値引
継時の誤差が大きくなる。そこで、このような配置の場
合、干渉計の切り替え位置を１１０２の位置に変更して
Ｚ軸の駆動を停止するとともに、Ｙ軸駆動が等速駆動さ
れているタイミングにおいて干渉計計測軸をＺ２からＺ
１への切り替える。干渉計の切り替え位置は処理を行お
うとするウエハのショットレイアウトによってＹｓｔｅ
ｐ（６０１ｃ）の起こる位置及びストロークが異なる。
よって、最適な干渉計切り替え位置は、ステップ方向や
ステップ目標値及びＺ軸のステップのタイミングに応じ
て、上記観点を考慮した値に変更することが望ましい。
通常、露光装置におけるＺ軸の駆動距離は短いので、短
時間にＺ軸のステップは終了する。したがって、次のシ
ョットにＹステップする際（６０１ｃ）にＺ干渉計計測
軸を切り替える必要がある場合は、６０１ａにおける露
光区間の終了から所定時間のディレイ（遅延）を入れた
場所で、干渉計の切り替えを行うようにすればよい。
ージ駆動速度のタイムチャートを示す図である。露光ス
リットがＸ方向のスキャン６０１ａ中にハッチング部分
の露光区間を通過すると、直ちにＹ方向のステップとＺ
方向のステップが開始される。Ｙｓｔｅｐ（６０１ｃ）
がデフォルトの干渉計切り替え位置１１０１にまたがっ
ているとする。この場合、干渉計切り替え位置１１０１
の左側がＺ２の干渉計からＺ軸の計測値を得る領域、干
渉計切り替え位置１１０１の右側がＺ１の干渉計からＺ
軸の計測値を得る領域である。しかし、この図１１に示
した駆動チャートにおいては、干渉計の切り替え位置が
Ｚ軸の減速中に行われるようになっており、図４で説明
した干渉計による測定値の切り替え方法では、計測値引
継時の誤差が大きくなる。そこで、このような配置の場
合、干渉計の切り替え位置を１１０２の位置に変更して
Ｚ軸の駆動を停止するとともに、Ｙ軸駆動が等速駆動さ
れているタイミングにおいて干渉計計測軸をＺ２からＺ
１への切り替える。干渉計の切り替え位置は処理を行お
うとするウエハのショットレイアウトによってＹｓｔｅ
ｐ（６０１ｃ）の起こる位置及びストロークが異なる。
よって、最適な干渉計切り替え位置は、ステップ方向や
ステップ目標値及びＺ軸のステップのタイミングに応じ
て、上記観点を考慮した値に変更することが望ましい。
通常、露光装置におけるＺ軸の駆動距離は短いので、短
時間にＺ軸のステップは終了する。したがって、次のシ
ョットにＹステップする際（６０１ｃ）にＺ干渉計計測
軸を切り替える必要がある場合は、６０１ａにおける露
光区間の終了から所定時間のディレイ（遅延）を入れた
場所で、干渉計の切り替えを行うようにすればよい。
【００３９】以上説明したように、本発明によれば、１
軸に複数の干渉計がある場合に、第１の干渉計で保持し
ている現在位置を第２の干渉計に強制的にプリセットす
るまでのステージの動作量を補正することにより、ステ
ージ駆動中に計測装置を切り替える時の誤差を抑えるこ
とができる。さらに、上記切り替え動作を行う場所もし
くはタイミングをステージの駆動パターンに応じて変化
させ、ステージの駆動中（例えばステージが等速で駆動
しているとき）に干渉計の切り替えを行うことにより、
干渉計切り替えによるオーバーヘッド時間が解消され、
切り替え精度が保証される。これにより、露光装置など
のアプリケーションにおいて、干渉計の切り替えに要す
る時間を解消し、切り替えによって発生する誤差を抑え
ることができる。
軸に複数の干渉計がある場合に、第１の干渉計で保持し
ている現在位置を第２の干渉計に強制的にプリセットす
るまでのステージの動作量を補正することにより、ステ
ージ駆動中に計測装置を切り替える時の誤差を抑えるこ
とができる。さらに、上記切り替え動作を行う場所もし
くはタイミングをステージの駆動パターンに応じて変化
させ、ステージの駆動中（例えばステージが等速で駆動
しているとき）に干渉計の切り替えを行うことにより、
干渉計切り替えによるオーバーヘッド時間が解消され、
切り替え精度が保証される。これにより、露光装置など
のアプリケーションにおいて、干渉計の切り替えに要す
る時間を解消し、切り替えによって発生する誤差を抑え
ることができる。
【００４０】また、目標位置が切り替え位置近傍に指定
されたときに起こり得るチャタリングを防止することが
できる。これによって、干渉計切り替えの回数を必要最
低限に抑えるが可能でなり、切り替えの誤差累積を大幅
に抑えることができる。また、これらの累積誤差を解消
させるためのキャリブレーションの回数も減少させるこ
とができる。
されたときに起こり得るチャタリングを防止することが
できる。これによって、干渉計切り替えの回数を必要最
低限に抑えるが可能でなり、切り替えの誤差累積を大幅
に抑えることができる。また、これらの累積誤差を解消
させるためのキャリブレーションの回数も減少させるこ
とができる。
【００４１】（他の実施形態）次に、本発明の位置決め
装置を半導体デバイスの製造プロセスで用いられる露光
装置に適用した場合の実施の形態について説明する。
装置を半導体デバイスの製造プロセスで用いられる露光
装置に適用した場合の実施の形態について説明する。
【００４２】図１２は、本発明の位置決め装置を半導体
デバイスの製造プロセスに適用した場合に用いられる露
光装置の概念図を示したものである。
デバイスの製造プロセスに適用した場合に用いられる露
光装置の概念図を示したものである。
【００４３】本発明の好適な実施形態における露光装置
１２００は、照明光学系１２０１、レティクル１２０
２、投影光学系１２０３、基板１２０４、位置決め装置
１２０５で構成される。照明光学系１２０１は、例え
ば、エキシマレーザ、フッ素エキシマレーザなどを光源
とした紫外光を露光光として用いることができる。照明
光学系１２０１からの光は、レティクル１２０２に照射
される。レティクル１２０２を通った光は、投影光学系
１２０３を通して、基板１２０４上に焦点を結び、基板
１２０４表面に塗布された感光材を露光する。基板１２
０４は、本発明の位置決め装置１２０５を用いて所定の
位置へ移動する。
１２００は、照明光学系１２０１、レティクル１２０
２、投影光学系１２０３、基板１２０４、位置決め装置
１２０５で構成される。照明光学系１２０１は、例え
ば、エキシマレーザ、フッ素エキシマレーザなどを光源
とした紫外光を露光光として用いることができる。照明
光学系１２０１からの光は、レティクル１２０２に照射
される。レティクル１２０２を通った光は、投影光学系
１２０３を通して、基板１２０４上に焦点を結び、基板
１２０４表面に塗布された感光材を露光する。基板１２
０４は、本発明の位置決め装置１２０５を用いて所定の
位置へ移動する。
【００４４】図１３は、上記の露光装置を用いた半導体
デバイスの全体的な製造プロセスのフローである。ステ
ップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行
なう。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パタ
ーンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によ
って作製されたウエ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）等の組立て工
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、これを出荷（ステップ７）する。
デバイスの全体的な製造プロセスのフローである。ステ
ップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行
なう。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パタ
ーンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によ
って作製されたウエ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）等の組立て工
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、これを出荷（ステップ７）する。
【００４５】図１４は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエ
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）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では上記の露光装置を用いてウエ
ハを精密に移動させ、回路パターンをウエハに転写す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
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、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
ローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエ
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）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では上記の露光装置を用いてウエ
ハを精密に移動させ、回路パターンをウエハに転写す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
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、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００４６】上記のプロセスを用いることにより、露光
工程においてウエハを精密に移動させ、回路パターンを
ウエハに転写することができる。
工程においてウエハを精密に移動させ、回路パターンを
ウエハに転写することができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、例えば、ステージ駆動
中に計測装置が切り替わることによって生じる誤差を抑
えた位置決め装置及びその制御方法、並びに露光装置、
並びにその制御方法により制御される露光装置により半
導体デバイスを製造する製造方法を提供することができ
る。
中に計測装置が切り替わることによって生じる誤差を抑
えた位置決め装置及びその制御方法、並びに露光装置、
並びにその制御方法により制御される露光装置により半
導体デバイスを製造する製造方法を提供することができ
る。
【図１】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置の一例を示す図である。
置の一例を示す図である。
【図２】 図１に示す位置決め装置を横から見た図であ
る。
る。
【図３】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置において計測値の有効な干渉計とＹ座標の関係を示す
図である。
置において計測値の有効な干渉計とＹ座標の関係を示す
図である。
【図４】 干渉計の切り替え時に現在位置の計測値を引
き継ぐ方法を示す図である。
き継ぐ方法を示す図である。
【図５】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置に係るウエハステージの軌跡と干渉計の切り替え座標
を示す図である。
置に係るウエハステージの軌跡と干渉計の切り替え座標
を示す図である。
【図６】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置に係るステージ駆動速度のタイムチャートを示す図で
ある。
置に係るステージ駆動速度のタイムチャートを示す図で
ある。
【図７】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置に係る制御ユニットの構成を表す図である。
置に係る制御ユニットの構成を表す図である。
【図８】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置に係るステージのステップ駆動波形を示す図である。
置に係るステージのステップ駆動波形を示す図である。
【図９】 本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装
置の一例を示す図である。
置の一例を示す図である。
【図１０】 図９に示す位置決め装置を横から見た図で
ある。
ある。
【図１１】 図９に示す位置決め装置のステージ駆動速
度のタイムチャートを示す図である。
度のタイムチャートを示す図である。
【図１２】 本発明の位置決め装置を半導体デバイスの
製造プロセスに適用した場合に用いられる露光装置の概
念図である。
製造プロセスに適用した場合に用いられる露光装置の概
念図である。
【図１３】 半導体デバイスの全体的な製造プロセスの
フローを示す図である。
フローを示す図である。
【図１４】 ウエハプロセスの詳細なフローを示す図で
ある。
ある。
１：Ｙ軸干渉計
２：Ｙａｗｉｎｇ干渉計
３：Ｘ軸干渉計
４：Ｘ軸干渉計（Ｘ軸干渉計３と切り替えながら使用さ
れる） ５：Ｙミラー（Ｙ軸干渉計１とＹａｗｉｎｇ干渉計２の
計測光を反射する） ６：Ｘミラー（Ｘ軸干渉計３、４の計測光を反射する） ７：ウエハステージ（説明の便宜上ＸＹθ軸に駆動可能
だが６軸駆動でもよい） ８：Ｙ軸側Ｙａｗガイド ９：Ｘ軸側Ｙａｗガイド １０：Ｘ軸駆動用リニアモータ固定子（ＸＬＭ） １１：Ｙ軸駆動用のリニアモータ固定子（ＹＬＭ） １２：Ｙ軸駆動用リニアモータ可動子（ＹＬＭ） １３：平面ガイド ２０７：投影レンズ
れる） ５：Ｙミラー（Ｙ軸干渉計１とＹａｗｉｎｇ干渉計２の
計測光を反射する） ６：Ｘミラー（Ｘ軸干渉計３、４の計測光を反射する） ７：ウエハステージ（説明の便宜上ＸＹθ軸に駆動可能
だが６軸駆動でもよい） ８：Ｙ軸側Ｙａｗガイド ９：Ｘ軸側Ｙａｗガイド １０：Ｘ軸駆動用リニアモータ固定子（ＸＬＭ） １１：Ｙ軸駆動用のリニアモータ固定子（ＹＬＭ） １２：Ｙ軸駆動用リニアモータ可動子（ＹＬＭ） １３：平面ガイド ２０７：投影レンズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ａ
Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA04 AA06 CC00 FF32
FF33 FF51 GG04 LL12 LL14
NN20 QQ01 QQ25 QQ51
2F069 AA03 AA04 AA06 BB40 EE20
GG04 GG07 GG13 GG65 HH09
MM34
2H097 CA13 GB00 LA10
5F031 CA02 HA53 JA06 JA17 JA28
JA32 KA06 LA08 MA27
5F046 CC03 CC16 DA07 DB05 DB10
Claims (14)
- 【請求項１】 少なくとも２次元方向に移動可能なステ
ージを目標位置まで駆動する位置決め装置であって、 １方向における前記ステージの位置を異なる位置から同
時に計測する機能を有する複数の位置計測装置と、 前記ステージの位置情報及び速度情報の少なくとも１つ
に応じて、前記ステージの位置を同時に計測する前記複
数の位置計測装置のうちのいずれか１つに前記位置計測
装置を切り替える切替装置と、 前記切替装置が前記位置計測装置を切り替えるときに、
切り替え前の第１の位置計測装置で計測した前記ステー
ジの位置に基づいて、切り替え後の第２の位置計測装置
の初期値を設定する設定装置とを備え、 前記切替装置は、前記ステージの駆動中に前記位置計測
装置を切り替えることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項２】 前記位置計測装置の計測結果に基づいて
前記ステージの移動速度を演算する第１の演算装置と、 切り替え前の前記第１の位置計測装置により前記ステー
ジの位置を計測してから、切り替え後の前記第２の位置
計測装置の前記初期値を設定するまでの実行時間を計測
する時間計測装置と、 前記第１の演算装置で演算した前記移動速度と、前記時
間計測装置で計測した前記実行時間との積を演算する第
２の演算装置とを更に備え、 前記設定装置は、前記切替装置が前記位置計測装置を切
り替えるときに、切り替え前の前記第１の位置計測装置
が計測した前記ステージの位置に前記積を加えた値を、
切り替え後の前記第２の位置計測装置の初期値に設定す
ることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。 - 【請求項３】 前記切替装置は、前記ステージが等速で
移動しているときに前記位置計測装置を切り替えること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置決め
装置。 - 【請求項４】 前記目標位置に応じて前記ステージが等
速で移動する位置が変化するとき、前記等速で移動する
位置で前記位置計測装置が切り替わるように、前記位置
計測装置の切り替え位置を変更することを特徴とする請
求項３に記載の位置決め装置。 - 【請求項５】 前記等速で移動する位置で前記位置計測
装置が切り替わるように、前記ステージの駆動加速度及
び駆動速度の少なくとも１つを調整して前記ステージが
駆動するときの軌道及び目標位置を変更することを特徴
とする請求項３に記載の位置決め装置。 - 【請求項６】 前記等速で移動する位置で前記位置計測
装置が切り替わるように、前記ステージの前記目標位置
を変更することを特徴とする請求項３に記載の位置決め
装置。 - 【請求項７】 変更前の前記目標位置へ駆動する機能を
有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載
の位置決め装置。 - 【請求項８】 前記切替装置は、前記ステージが前記方
向において停止しているときに、前記方向における前記
ステージの位置を計測する前記位置計測装置を切り替え
ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１
項に記載の位置決め装置。 - 【請求項９】 前記位置計測装置は、３次元方向に移動
可能な前記ステージに対して、３次元方向の前記位置を
計測する機能を有することを特徴とする請求項１乃至請
求項８のいずれか１項に記載の位置決め装置。 - 【請求項１０】 少なくとも２次元方向に移動可能なス
テージを目標位置まで駆動する位置決め装置の制御方法
であって、 １方向における前記ステージの位置を複数の位置計測装
置を利用して異なる位置から同時に計測する計測工程
と、 前記計測工程で計測された前記ステージの位置情報及び
速度情報の少なくとも１つに応じて、前記複数の位置計
測装置のうちのいずれか１つに前記位置計測装置を切り
替える切替工程と、 前記切替工程で前記位置計測装置を切り替えるときに、
切り替え前の第１の位置計測装置で計測した前記位置に
基づいて、切り替え後の第２の位置計測装置の初期値を
設定する設定工程とを含み、 前記切替工程は、前記ステージの駆動中に前記位置計測
装置を切り替えることを特徴とする位置決め装置の制御
方法。 - 【請求項１１】 前記切替工程は、前記ステージが等速
で移動しているときに前記位置計測装置を切り替えるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の位置決め装置の制御
方法。 - 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１に記載の
制御方法により制御される位置決め装置を利用してパタ
ーンを転写することを特徴とする露光装置。 - 【請求項１３】 前記切替工程は、露光すべき領域を通
過した直後から所定の遅延時間または遅延時間相当の距
離を通過した後に、前記位置計測装置を切り替えること
を特徴とする請求項１２に記載の露光装置。 - 【請求項１４】 半導体デバイスの製造方法であって、 基板に感光材を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に請求
項１２または請求項１３に記載の露光装置を利用してパ
ターンを転写する露光工程と、 前記露光工程で前記パターンが転写された前記基板の前
記感光材を現像する現像工程と、 を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002056419A JP3907497B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 位置決め装置及びその制御方法、並びに露光装置、並びにその制御方法により制御される露光装置により半導体デバイスを製造する製造方法 |
| US10/374,141 US7411678B2 (en) | 2002-03-01 | 2003-02-27 | Alignment apparatus, control method thereof, exposure apparatus and method of manufacturing semiconductor device by exposure apparatus controlled by the same control method |
| US12/179,734 US7542141B2 (en) | 2002-03-01 | 2008-07-25 | Stage controller and exposure method in which position of the stage is controlled based on position measurements of first and second laser interferometers |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254739A true JP2003254739A (ja) | 2003-09-10 |
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