JP2004247548A - Exposure system and process for fabricating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance throughput while sustaining exposure precision. <P>SOLUTION: When a carrying-in arm 50 holds a wafer, a prealignment system 45 detects information concerning the relative positional relation of two marks put on the carrying-in arm 50 and the wafer. In the vicinity of a load position for delivering the wafer from the carrying-in arm 50 to a wafer stage WST, an imaging unit 42 simply detects the positional information of these marks. Since a detection system such as a large scale prealignment system 45 for detecting the positional information of the wafer from the outline thereof is not required at the loading position, the loading position can be brought closer to a projection optical system PL. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
このような露光装置においては、ウエハ上の所望の位置に精度良くパターンを転写するため、すなわちウエハ上に既存するパターンと、次に転写するパターンとの相対位置を最適化するため、いわゆるアライメントを行っている。
【０００４】
また、露光装置では、そのスループットを向上すべく、ウエハが露光されている間に、次の露光対象である他のウエハのアライメントマークがアライメント系の捕捉範囲内に入るように、そのウエハの位置及び向きを調整するいわゆるプリアライメントを、アライメントに先立って行っている。
【０００５】
このプリアライメントでは、光源から発せられる照明光によってウエハを裏面（ショット領域が形成されていない面）から照明し、ＣＣＤカメラ等の検出光学系によりウエハの外形を少なくとも３箇所（そのうち１箇所は、ノッチ又はオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」と略述する）が含まれるようにする必要がある）検出し、検出されたデータからウエハの位置及び向きに関する情報を算出するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
プリアライメントが完了したウエハは、ウエハの受け渡し位置としてのローディングポジションに移動してきたステージ上に、プリアライメントにおいて算出された位置情報に基づいて、その位置及び向きが、ある程度調整されたうえで載置される。そして、そのステージがアライメント系によるウエハのアライメントマークの検出が行われる計測位置（アライメント位置）に移動して前述のアライメントが行われ、さらにステージが投影光学系を介した転写位置（即ち、ウエハの露光位置）に移動した後、パターン転写が実行される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２８８２７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
露光装置のスループットの向上に対する要求は留まることを知らない。スループットを向上させるためには、実際に露光が行われる露光時間や、アライメントやウエハ搬送に要する時間、すなわち非露光時間を短縮することが必要となるが、露光時間については、その露光精度が制約となり、その時間を短縮するのが困難であるため、非露光時間を短縮する技術の必要性が増している。
【０００９】
例えば、上述したステージのローディングポジションと転写位置やアライメント位置との間を短くすることができれば、非露光時間たるウエハロード後のステージの移動時間を短縮して、スループットを向上させることができる。しかし、ステージへのウエハの受け渡し精度を考慮し、プリアライメント時のウエハの姿勢を維持したままウエハを受け渡すには、プリアライメントを行う位置とローディングポジションとは、接近していることが望ましい。また、プリアライメントを行うためには複数の光源と、複数の検出光学系とが必要となる。したがって、投影光学系とプリアライメントを行う装置とを干渉させることなく配置するためには、ローディングポジションと転写位置との間隔をある程度広げざるを得なくなっていた。
【００１０】
また、スループットを向上させるべく、ローディングポジション（すなわちプリアライメントを実行する位置の近傍）と転写位置とを接近させると、プリアライメントに用いる光源等から発生する熱が、投影光学系の光学特性に影響を与え、露光精度が低下してしまう可能性も否定できない。また、プリアライメント系としては、光源から発せられた照明光をウエハの裏面に照射すべくその照明光を反射させるプリズムを備えているものもあるが、プリズムやその駆動装置（ウエハの受け渡しの際にプリズムを退避させるために必要）が、露光装置内の雰囲気ガスの適切な流れの障害となるおそれもある。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができる露光装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上することができるデバイス製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、パターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｗ１等）上に転写する露光装置（１００）であって、前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体（ＷＳＴ）と；前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、少なくとも１つのマーク（５０ａ，５０ｂ）が形成された搬送部材（５０）と；前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内における前記搬送部材に保持された前記物体と前記マークとの相対位置に関する情報を検出する第１検出系（４５）と；前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第２検出系（４２）と；前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を調整する調整装置（２０）と；を備える露光装置（１００）である。
【００１４】
これによれば、搬送部材が物体を保持したときに、第１検出系によって、搬送部材上に形成された物体とマークとの相対位置に関する情報を検出しておき、搬送部材から移動体に物体を受け渡す受け渡し位置近傍では、マークの位置情報のみを検出する。すなわち、予め、物体とマークとの相対位置に関する情報（第１検出系の検出結果）を検出しておけば、物体の受け渡し位置近傍で、例えば物体の外縁などを計測して物体の位置情報を直接検出せずとも、受け渡し位置近傍に位置したときのそのマークの位置情報（第２検出系の検出結果）を検出するだけで、物体の位置情報を認識することができる。このようにすれば、物体の外形等からその物体の位置情報を検出する大掛かりな検出系を受け渡し位置近傍に備える必要がなくなるので、受け渡し位置と転写位置（アライメント位置）との間隔を短くすることができるようになり、移動体の移動距離を短くし、その移動時間を短くすることができるため、スループットを向上させることができる。
【００１５】
また、物体の外形を検出するための複数の光源、その光源から発せられた照明光を反射するプリズム（及びその駆動装置）、並びに検出系などを受け渡し位置近傍に備える必要がないので、光源から発生する熱が投影光学系の光学特性に影響を与えることがなくなるうえ、プリズム等により露光時の雰囲気ガスの流れの障害となるものがなくなるため、露光精度の低下を防止することができる。
【００１６】
この場合、請求項２に記載の露光装置のごとく、前記マークは、前記搬送部材における前記物体の保持位置よりも、前記投影光学系から離れた位置に形成されていることとすることができる。かかる場合には、受け渡し位置近傍に物体が位置するときにも、マークが投影光学系から離れた位置にあるので、第２検出系を投影光学系から離れた位置に配設することができる。このようにすれば、受け渡し位置を、転写位置にさらに近づけることができるようになる。
【００１７】
上記請求項１又は２に記載の露光装置において、請求項３に記載の露光装置のごとく、前記マークと、前記搬送部材に保持された前記物体の面とは、前記２次元平面内に平行な略同一平面内に配設されていることとすることができる。かかる場合には、第１検出系によって、物体とマークの相対位置に関する情報を同一フォーカスで検出することができるため、その情報を精度良く検出することができる。
【００１８】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項４に記載の露光装置のごとく、形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マークが前記搬送部材上の異なる位置にそれぞれ設けられていることとすることができる。かかる場合には、搬送部材の位置制御性に対して第２検出系の検出視野が比較的狭いものであっても、第２検出系がマークを検出する確率が向上するので、そのマークの検出結果から搬送部材の位置を正確に割り出すことができ、結果的に、マークの位置情報を精度良く検出することが可能になる。
【００１９】
上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項５に記載の露光装置のごとく、前記移動体は、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内で移動可能であり、前記調整装置は、前記物体の受け渡し時における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を、前記移動体の移動によって調整することとすることができる。
【００２０】
この場合、請求項６に記載の露光装置のごとく、前記パターンが形成されたマスクを搭載し、前記２次元平面内における向きを調整可能なマスク保持装置をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、移動体の移動可能範囲（特に、前記２次元平面内での回転範囲）に制限がある場合にも、マスク保持装置の向きを変更して、第１検出系及び第２検出系の検出結果に基づいて、物体とマスクとの相対的位置関係をずれなく調整することができるようになる。
【００２１】
上記請求項５又は６に記載の露光装置において、前記移動体の向きを変更可能としても良いが、請求項７に記載の露光装置のごとく、前記移動体は、前記搬送部材に対する前記物体の受け渡しを行うために突出／退避可能で、かつ前記２次元平面内における前記物体の向きを変更可能な仮保持部をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、第１検出系及び第２検出系の検出結果に基づいて、仮保持部を回転させて、移動体に保持される物体の向きを調整することができるので、物体を移動体上に精度良く保持することができる。
【００２２】
上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項８に記載の露光装置のごとく、前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報に基づいて、前記物体が所定の許容範囲内の位置で前記搬送部材に保持されるように前記物体の位置を略調整する調整機構をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、搬送部材に保持される前の物体の位置が所定の許容範囲内となるため、搬送部材に保持される物体の位置の再現性が向上する。
【００２３】
この場合、請求項９に記載の露光装置のごとく、前記第１検出系は、前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報も検出可能な位置に配設されていることとすることができる。かかる場合には、搬送部材に保持される前の物体の位置を検出する検出系と、搬送部材に保持された後の物体の位置を検出する検出系とを第１検出系として共通化することができるため、装置構成を簡略化することができる。
【００２４】
上記請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項１０に記載の露光装置のごとく、前記物体は、その外周の少なくとも一部に、切り欠きが設けられた円板状の物体であり、前記第１検出系は、前記切り欠きを含む前記物体の外周の少なくとも１箇所を検出可能な検出光学系を有することとすることができる。かかる場合には、物体が、例えば円板状のウエハである場合にも対応することができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置（１００）を用いるデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置によって露光が行われるため、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１（Ａ）〜図４（Ｂ）に基づいて説明する。
【００２７】
図１（Ａ）には、本発明の一実施形態に係る露光装置１００の縦断面図が示され、図１（Ｂ）には、露光装置１００の横断面図が示されている。両図とも、ウエハの搬送系を中心として概略的に示されている。この露光装置１００は、クリーンルーム内に設置された本体チャンバ１４と、該本体チャンバ１４の−Ｙ側（図１（Ａ），図１（Ｂ）における紙面左側）に隣接して設置された搬送系チャンバ１５とを備えている。本体チャンバ１４及び搬送系チャンバ１５は、互いの開口部１４Ａ，１５Ａを介して連結されている。
【００２８】
本体チャンバ１４内には、露光装置本体の大部分が収納されている。露光装置本体は、不図示の照明系の少なくとも一部、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハが搭載される移動体としてのウエハステージＷＳＴ等を備えている。この露光装置本体においては、ステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われる。
【００２９】
不図示の照明系は、露光光ＩＬにより、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のスリット状の照明領域をほぼ均一な照度で照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。露光光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３０】
レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面（Ｚ軸回りの回転を含む）内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００３１】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、本体チャンバ１４、搬送系チャンバ１５の外部に設置された主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００３２】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１（Ａ）における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を有する屈折光学系が使用されている。このため、露光光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）がウエハＷ上のその照明領域と共役な露光領域に形成される。
【００３３】
ウエハステージＷＳＴは、図１（Ａ）における投影光学系ＰＬの下方に配置され、リニアモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等から成る不図示のウエハステージ駆動部により、ウエハベース１７上をＸＹ平面内方向及びＺ軸方向に移動可能であり、ＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））にも微小駆動可能となっている。すなわち、ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ軸方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域をそれぞれ露光領域に対して相対移動して走査露光を行うことができるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ軸方向）にも移動可能に構成されており、これにより、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次ショットの露光のための加速開始位置まで移動（ステップ）する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能となる。
【００３４】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と略述する）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計１８は、測長軸を複数有する多軸干渉計を複数含み、これらの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴの回転（θｚ回転（ヨーイング）、Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転（ピッチング）、及びＸ軸回りの回転であるθｘ回転（ローリング））が計測可能となっている。
【００３５】
ウエハ干渉計１８によって検出されたウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づいて、不図示のウエハステージ駆動部を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。この制御により、ウエハステージＷＳＴは、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、実線で示される投影光学系ＰＬ直下の露光位置（投影光学系ＰＬを介したパターンの転写位置）から、２点鎖線（仮想線）で示されるウエハの受け渡し位置、すなわちローディングポジションへ移動可能となっている。なお、図１（Ａ），図１（Ｂ）では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷ１が保持されている状態が示されている。
【００３６】
図１（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴの中央部近傍には、円柱形状の３つの上下動ピン（以下、「センタアップ」と称する）ＣＰが設置されている。センタアップＣＰは、不図示の上下動機構を介して、上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ、昇降（上下動）可能となっている。ウエハロード、ウエハアンロード時には、センタアップＣＰが前述の上下動機構により駆動されることで、センタアップＣＰによってウエハを下方から支持し、あるいは保持した状態で上下動することが可能となっている。なお、センタアップＣＰは、先端部に不図示の真空吸着あるいは静電吸着による吸着部によってウエハを吸着保持するものとする。
【００３７】
搬入アーム５０は、図１（Ｂ）に示されるように、搬送系チャンバ１５の開口１５Ａ及び本体チャンバ１４の開口１４Ａを介して搬送系チャンバ１５側から本体チャンバ１４側までＹ軸方向に延びるＹ駆動機構６０に接続されたＺ駆動機構６２に接続されている。搬入アーム５０は、Ｙ駆動機構６０の駆動により、搬送系チャンバ１５から本体チャンバ１４までＹ軸方向に移動可能となっており、Ｚ駆動機構６２の駆動により、Ｚ軸方向に移動可能となっている。なお、図１では、搬入アーム５０が、本体チャンバ１４内のウエハの受け渡し近傍の位置、すなわち、ウエハステージＷＳＴへのウエハの受け渡し位置上方にウエハＷ２を保持して位置している状態が示されている。また、本実施形態では搬入アーム５０やＹ駆動機構６０などにより露光装置１００のウエハ搬送系（ウエハローダ系）が構成され、このウエハ搬送系が後述のプリアライメント系４５（第１検出系）とともに搬送系チャンバ１５内に設置されている。
【００３８】
なお、図２（Ａ）に示されるように、搬入アーム５０の＋Ｚ側の表面上（ウエハＷ２を保持するためにウエハＷ２と接するフィンガ（指）部５０１，５０２（搬入アーム５０の形状によってはウエハで覆われるその一部をも含む）を除く）には、２つの矩形状のマーク５０ａ，５０ｂがＸ軸方向に所定の間隔をおいて形成されている。この２つのマーク５０ａ，５０ｂは、後述するウエハのプリアライメントに用いられるものである。なお、搬入アーム５０の２つのフィンガ部５０１，５０２は、１２インチのウエハだけでなく、８インチのウエハも保持できるように、先端方向に進むにつれて互いに接近するように（保持するウエハの略中心部に延びるように）形成されており、その先端部には、それぞれウエハを吸着するための吸着部５０１ａ，５０２ａが形成されている。この吸着部５０１ａ，５０２ａによる吸着方法としては、真空吸着や静電吸着などを適用することができる。
【００３９】
また、図２（Ｂ）には、搬入アーム５０の図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図が示されている。図２（Ｂ）に示されるように、搬入アーム５０のフィンガ部５０１，５０２は、ウエハＷ２の上面とマーク５０ａ，５０ｂとのＺ軸方向に関する位置（高さ）がほぼ同一となる（即ち、Ｚ軸方向に関する後述の撮像装置４２の検出範囲内に設定される）ように、マークの高さよりウエハＷ２の厚み分だけ低い位置に形成されている。
【００４０】
本体チャンバ１４内には、搬入アーム５０が、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示される位置にあるときに、搬入アーム５０の２つのマーク５０ａ，５０ｂが形成されている部分を撮像可能な撮像装置４２が設置されている。この撮像装置４２による撮像は、主制御装置２０の制御により行われ、その撮像によって得られた撮像データは、主制御装置２０に送られる。なお、この撮像装置４２は、投影光学系ＰＬ等の露光装置本体を支持する不図示の構造体に固定されており、投影光学系ＰＬ等との位置関係は完全に固定されているものとする。
【００４１】
搬送系チャンバ１５内には、前述のＹ駆動機構６０の他、第１検出系としてのプリアライメント系４５が設置されている。プリアライメント系４５は、ウエハを保持して回転可能で、Ｚ軸方向に駆動可能なターンテーブル５１と、そのターンテーブル５１をＸ軸方向に駆動可能なＸ駆動機構５２と、ターンテーブル５１に保持されたウエハを−Ｚ側から照明する照明装置８１とを備えている。ターンテーブル５１の回転位置、Ｘ軸方向に関する位置、及びテーブルの高さ（保持するウエハの高さ）は、不図示の位置検出センサによって検出され、その情報は主制御装置２０に送られている。主制御装置２０は、その情報に基づいて、ターンテーブル５１の位置（回転位置、Ｘ軸方向に関する位置、高さ）を制御する。なお、ターンテーブル５１も、真空吸着あるいは静電吸着により、ウエハを吸着保持する。図１（Ａ），図１（Ｂ）においては、ターンテーブル５１が、ウエハＷ３を保持している状態が示されている。
【００４２】
搬入アーム５０は、後述するように、ウエハＷ２をウエハステージＷＳＴに受け渡した後、Ｙ駆動機構６０の駆動により、本体チャンバ１４から搬送系チャンバ１５に移動し、ターンテーブル５１に保持されたウエハＷ３よりも−Ｙ側に移動して、ターンテーブル５１に保持されたウエハＷ３を受け取って保持するようになるが、プリアライメント系４５は、その搬入アーム５０に保持されたときのウエハＷ３についてプリアライメントを行う。このプリアライメント系４５は、ターンテーブル５１等の上方に、プリアライメント系本体４１と、このプリアライメント系本体４１の下方に吊り下げ支持された６つの撮像装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆをさらに備えている。搬入アーム５０に保持されたウエハＷ３の中心に対する６時方向を−Ｙ方向とし、＋Ｘ方向を３時方向とすると、撮像装置４０ａ〜４０ｆはそれぞれ、６時、４時半、７時半、３時、１時半、１０時半の方向のウエハＷ３の外縁部を撮像可能に設置されている。なお、撮像装置４０ａ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅは、ウエハＷ３のような１２インチウエハだけでなく、８インチウエハの外縁部も撮像可能となるように、ウエハの半径方向に延びていて、１２インチウエハと８インチウエハとに対応してその２つの外縁付近をそれぞれ撮像する２つのカメラ（例えばＣＣＤカメラ）を内蔵している。４時半方向に配設された撮像装置４０ｂは、１２インチウエハ計測専用の撮像装置であり、１０時半方向に配設された撮像装置４０ｆは、８インチウエハ計測専用の撮像装置である。
【００４３】
図３（Ａ）には、撮像装置４０ａ〜４０ｆによって撮像される領域が、それぞれ領域ＶＡ（ＶＡ’），ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦとして示されている。なお、実際には、これらすべての撮像装置４０ａ〜４０ｆがいっせいにウエハの外形を検出するのではなく、ウエハの外形の撮像に用いられる撮像装置は、搬入アーム５０に保持されたウエハの向きによって決定される。例えば、図３（Ａ）に示されるように、１２インチのウエハＷ３のノッチ方向が６時方向（−Ｙ方向）となるように保持されているときには、撮像装置４０ａ〜４０ｃによって、撮像領域ＶＡ〜ＶＣがそれぞれ撮像され、１２インチのウエハＷ３が、そのノッチ方向が３時方向（＋Ｘ方向）となるように保持されているときは、撮像装置４０ｂ，４０ｄ，４０ｅによって領域ＶＢ，ＶＤ，ＶＥが撮像される。また、８インチのウエハが、そのノッチ方向が６時方向となるように保持されているときには、撮像装置４０ａ，４０ｅ，４０ｆによって領域ＶＡ’，ＶＥ’，ＶＦ’がそれぞれ撮像され、そのノッチ方向が３時方向となるように保持されているときには、撮像装置４０ｄ，４０ｃ，４０ｆによって領域ＶＤ’，ＶＣ’，ＶＦ’がそれぞれ撮像される。いずれの場合にも、撮像により、３つの撮像データが得られ、それらの撮像データからウエハの外形が検出され、その検出された外形からウエハの位置情報を検出することができる。
【００４４】
また、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、プリアライメント系４５は、ターンテーブル５１又は搬入アーム５０により保持されたウエハを−Ｚ側から照明する照明装置８１をさらに備えている。この照明装置８１は、図３（Ａ）に示される各領域ＶＡ（ＶＡ’）、ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦをそれぞれ照明可能な照明系を備えており、撮像装置４０ａ〜４０ｆによって撮像が行われるときにはウエハを下（−Ｚ側）から照明する。図３（Ｂ）には、１２インチのウエハが６時方向に保持されているときの、撮像装置４０ａによって撮像される領域ＶＡが拡大して示されている。図３（Ｂ）に示されるように、ウエハは下から照明されているため、ウエハに相当する部分は暗部（斜線で示される部分）として、ウエハでない部分は明部として、コントラストを際立たせた状態でウエハの外形を精度良く認識することができるようになっている。
【００４５】
なお、必ずしも、照明装置８１を設ける必要はなく、撮像装置４０ａ〜４０ｆ内に−Ｚ方向を照明する光源を設け、その光源から発せられた照明光をウエハの裏面に照射すべくその照明光を反射させるプリズムをウエハの下側に配設して、そのプリズムによる反射光によってウエハを下から照明するようにしても良い。
【００４６】
また、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、プリアライメント系４５は、搬入アーム５０にウエハＷ３が保持された状態で、搬入アーム５０上に形成されたマーク５０ａ，５０ｂを検出する撮像装置４６をさらに備えている。図３には、その撮像領域としての領域４６Ｖが点線で示されている。この撮像装置４６と、前述の撮像装置４０ａ〜４０ｆとの位置関係は固定されており、撮像装置４６によって撮像された撮像データにおけるマーク５０ａ，５０ｂの位置情報を検出し、前述の撮像装置４０ａ〜４０ｆによる撮像により検出されたウエハの位置情報とから、マーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係を認識することが可能となる。なお、撮像装置４６は、光源をさらに備えており、落射照明方式で、マーク５０ａ，５０ｂを検出する。
【００４７】
撮像装置４０ａ〜４０ｆ，４６による撮像は、主制御装置２０の指示の下、プリアライメント系本体４１によって制御され、撮像装置４０ａ〜４０ｆ，４６によって撮像された撮像結果は、プリアライメント系本体４１を介して主制御装置２０に送られる。
【００４８】
ここで、露光装置１００における１２インチのウエハのローディングの動作について簡単に説明する。本実施形態では、露光装置１００とインライン接続される不図示のレジストを塗布するレジスト塗布装置、すなわちコータ（Ｃｏａｔｅｒ）等から、例えば不図示の搬送アーム（前述のウエハ搬送系の一部）により、例えば−Ｙ方向からターンテーブル５１に向かって搬送されてきたウエハは、その搬送アームによってターンテーブル５１上に載置され、ターンテーブル５１に吸着保持される。この場合、ウエハは、ターンテーブル５１上に載置される前に、その姿勢が検出され、あるいは機械的にある程度調整されたうえで、ターンテーブル５１の中心とウエハの中心とがほぼ一致するように、ターンテーブル５１上に載置されるものとする。この載置の方法は、例えば特開平７−２４０３６６号公報に開示されているので、その具体的方法については、説明を省略する。
【００４９】
ウエハがターンテーブル５１に保持され（図１に示されるウエハＷ３の状態）、搬送アームの退避を確認すると、主制御装置２０は、ターンテーブル５１及び保持されたウエハを所定の角速度で回転させる。このウエハの回転中に、主制御装置２０は、不図示のスリットセンサを用いて、ウエハのノッチを検出させ、その検出結果に基づいて、ウエハの方向（ノッチの方向）と、ウエハの中心のターンテーブル５１中心に対するＸＹ２次元方向の偏心量とを検出する。なお、このウエハＷの方向とウエハ中心の偏心量の求め方の具体的方法は、例えば特開平１０−１２７０９号公報に開示されている。なお、このスリットセンサとして、１２インチのウエハの場合には、撮像装置４０ａ〜４０ｅの少なくとも１つを用いても良いし、８インチウエハの場合には、撮像装置４０ａ，４０ｃ〜４０ｆの少なくとも１つを用いてもよい。このようにすれば、搬送系チャンバ１５内のカメラ等のセンサの数を削減することができる。
【００５０】
次いで、上で求めたノッチの方向が、所定の方向、例えば、６時方向（−Ｙ方向）と一致するようにターンテーブル５１の回転角度が主制御装置２０により、制御される。また、そのとき計測されたウエハ中心の偏心量のＸ軸方向成分に応じて、Ｘ駆動機構５２の駆動によってターンテーブル５１のＸ軸方向の位置が決定され、その位置にターンテーブル５１が位置決めされる。このようにしてウエハの回転とＸ軸方向の位置ずれが補正される。これらの位置ずれの補正等は、プリアライメント系４５における後述するプリアライメントを行う際に、ウエハの外形が、撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像視野、すなわち図３（Ａ）に示される領域ＶＡ（ＶＡ’）、ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦに入るようにウエハの位置を調整するために行われるものである。
【００５１】
上記のウエハの概略的な位置合わせが終了すると、ターンテーブル５１から搬入アーム５０に対するウエハの受け渡しが行われる。このウエハの受け渡しは、例えば搬入アーム５０の上昇（あるいはターンテーブル５１の下降）によって行われ、搬入アーム５０は、吸着部５０１ａ，５０２ａによってウエハを吸着保持する。なお、ウエハの受け渡し時には、ターンテーブル５１と搬入アーム５０とのＹ軸方向に関する相対的な位置関係は、搬入アーム５０の停止位置を微調整することにより、上で求めたウエハ中心の偏心量のＹ軸方向成分がキャンセルされるような位置に調整されるものとする。また、後述のプリアライメントが終了するまで、搬入アーム５０は、ターンテーブル５１上方に位置させたままとする。なお、ターンテーブル５１をＹ軸方向に駆動する駆動機構を設け、上記受け渡し時にこの駆動機構のみ、あるいは搬入アーム５０と組み合わせて用いてＹ軸方向に関するウエハと搬入アーム５０との相対的な位置関係を調整しても良い。
【００５２】
上記のウエハの搬入アーム５０への受け渡し完了後、主制御装置２０は、プリアライメント実行を、プリアライメント系本体４１に指示する。このとき、主制御装置２０は、そのときウエハに関する情報（サイズが１２インチか８インチか、ノッチの方向が６時方向か３時方向かなどの情報）をプリアライメント系本体４１に送信する。プリアライメント系本体４１は、その情報に基づいて、撮像装置４０ａ〜４０ｆの中から、ウエハの撮像に用いる撮像装置を少なくとも３つ選択し、選択された撮像装置にウエハを撮像させる。例えば、１２インチウエハであって、６時方向にノッチが位置する場合には、プリアライメント系本体４１は、撮像装置４０ａ〜４０ｃを選択し、撮像装置４０ａ〜４０ｃがウエハの外縁の領域（図３に示されるＶＡ，ＶＢ，ＶＣ）を撮像する。それらの撮像データは、プリアライメント系本体４１を介して、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、プリアライメント系本体４１から送られた撮像結果に基づいて、ウエハの中心に関するＸＹ平面内での所望の位置（基準位置）と実際の位置との位置ずれ量（これを（ΔＸ，ΔＹ）とする）及び回転ずれ量（これをΔθとする）を算出する。
【００５３】
また、プリアライメント系本体４１は、撮像装置４６にも撮像を指示する。このとき、図３（Ａ）に示されるように、撮像装置４６の撮像領域４６Ｖには、搬入アーム５０上に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂが含まれており、それらのマーク５０ａ，５０ｂが含まれる領域の撮像データが得られるようになる。この撮像データも、プリアライメント系本体４１を介して、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、この撮像結果（即ち、ＸＹ平面内での搬入アーム５０の位置情報（回転情報を含む））と前述の位置ずれ量（ΔＸ、ΔＹ）及び回転ずれ量Δθとから、搬入アーム５０に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報を算出し、この情報を不図示の記憶装置に記憶させておく。
【００５４】
上記のプリアライメント終了後、搬入アーム５０は、主制御装置２０による制御の下、Ｙ駆動機構６０の駆動により、図１の実線で示されるローディングポジション上方にまで移動する。これにより、ウエハが図１に示されるウエハＷ２と同じ位置まで搬送される。そして、主制御装置２０は、撮像装置４２に撮像を指示する。このとき、撮像装置４２の撮像領域は、搬入アーム５０の２つのマーク５０ａ，５０ｂを含む領域となっている。撮像により得られた撮像データは、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その撮像データに基づいて、搬入アーム５０上の２つのマーク５０ａ，５０ｂの位置情報を算出し、この位置情報と、先ほど不図示の記憶装置に記憶した、２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報とに基づいて、この状態でのウエハの位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’を算出して、記憶装置に記憶する。
【００５５】
なお、ここまで述べたウエハの搬送動作は、主に、ウエハステージＷＳＴ上に保持された他のウエハ（図１ではウエハＷ１）が、露光中であるときに実行される。したがって、上述した搬送動作に要する時間は、スループットには影響しない。また、本実施形態ではウエハ搬送系が搬送チャンバ１５内に設置されているので、他のウエハの露光処理と並行して前述の搬送動作を行っても他のウエハでの露光精度には影響しない。搬入アーム５０は、他のウエハの露光が終了し、そのウエハのアンロードが完了するまで、このローディングポジション上方でそのまま待機する。
【００５６】
ウエハの露光が完了し、ウエハステージＷＳＴがアンローディングポジションに移動して、そのウエハのアンロードがセンタアップＣＰ及び不図示の搬出アームの協調動作によって行われる。アンロードが完了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、アンローディングポジションから図１に示されるローディングポジションまで移動させ、搬入アーム５０及びセンタアップＣＰを協調動作させ、搬入アーム５０に保持されたウエハをセンタアップＣＰに受け渡させる。このとき、主制御装置２０は、プリアライメントの結果得られたウエハの位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’に基づいて、ウエハステージＷＳＴを、本来のローディングポジションから、例えば、（−ΔＸ’，−ΔＹ’）だけずれた位置に位置決めすることにより、すなわち、搬入アーム５０とウエハステージＷＳＴとの相対的な位置関係を補正して位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）をキャンセルした状態にしたうえで、ウエハの受け渡しを行う。なお、ウエハステージＷＳＴの位置を調整する代わりに、あるいはこれと組み合わせて、搬入アーム５０の停止位置を調整して前述の位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）をキャンセルするようにしても良い。
【００５７】
さらに、センタアップＣＰにウエハが完全に受け渡された後、主制御装置２０は、センタアップＣＰを回転させ、ウエハの回転ずれ量Δθ’をキャンセルする。ただし、センタアップＣＰの回転角度には限界があるので、センタアップＣＰは、許容範囲内でウエハの回転を行う。もし、センタアップＣＰの回転のみで、ウエハの回転ずれ量Δθ’を、完全にはキャンセルすることができなかった場合には、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内における向き（すなわちθｚ）を調整しても良いし、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内における向きを調整するようにしても良い。
【００５８】
上記処理後、センタアップＣＰが下降して、最終的にウエハがウエハステージＷＳＴに載置され、真空吸着により保持される。ウエハが完全に吸着されると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを投影光学系ＰＬ側、具体的には、最初のアライメントマークの検出位置に移動させ、保持したウエハに対して不図示のアライメント系によりアライメント（アライメントマークの検出）を行う。このアライメントが終了した後、ウエハの最初のショット領域を走査露光するために、ウエハステージＷＳＴをそのアライメント位置からパターンの転写位置（正確には、走査露光開始位置）に移動する。そして、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを、Ｙ軸方向に沿って互いに逆方向に走査させることによって、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光を行い、ウエハＷの各ショット領域にレチクルＲの回路パターンを、投影光学系ＰＬを介して縮小転写する。そして、すべてのショット領域の露光終了後に、前述の他のウエハと同様にアンロードが実行される。
【００５９】
なお、前述のように、このウエハが露光されている間にも、ローディングポジション上方に、前述のプリアライメント（上記ずれ量ΔＸ’，ΔＹ’、Δθ’の検出）が終了した、次に露光すべきウエハを保持した搬入アーム５０を待機させておくことができる。また、ウエハの露光中で、かつローディングポジション上方に対する搬入アーム５０の待機中にも、ターンテーブル５１上にさらに次のウエハを保持して待機させておくことができる。このようにすれば、ウエハのロードに要する時間を、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴへのウエハの受け渡しに要する時間と、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションから投影光学系ＰＬを介した転写位置（アライメント位置）までの移動に要する時間だけにすることができるので、非露光時間（露光動作以外の動作に要する時間）を短縮して、スループットを向上させることができる。なお、図１（Ａ），図１（Ｂ）においては、露光中のウエハをウエハＷ１として示し、ローディングポジション上で待機するウエハをウエハＷ２として示し、ターンテーブル５１上に待機するウエハをウエハＷ３として示している。また、本実施形態ではウエハをその位置によって区別する必要がないときなどは単にウエハＷとも呼ぶものとする。
【００６０】
以上詳細に述べたように、搬入アーム５０がウエハを保持したときに、プリアライメント系４５によって、搬入アーム５０上に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対位置に関する情報を検出しておき、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴにウエハを受け渡すローディングポジション近傍では、マーク５０ａ，５０ｂの位置情報を検出するだけとする。すなわち、予め、マーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対位置に関する情報（プリアライメント系４５の検出結果）を検出しておけば、ローディングポジションでウエハの位置情報を直接検出せずとも、ローディングポジションに位置したときのマーク５０ａ，５０ｂの位置情報（撮像装置４２の検出結果）を検出するだけで、主制御装置２０は、そのローディングポジション近傍におけるウエハの位置情報を認識することができる。このようにすれば、ウエハの外形等からウエハの位置情報を検出する大掛かりなプリアライメント系４５のような検出系をローディングポジションに備える必要がなくなるので、ローディングポジションをより投影光学系ＰＬに近づけることができるようになり、ロードのためのウエハステージＷＳＴの移動距離を短くして、その移動時間を短くすることができるため、スループットの向上を図ることができる。
【００６１】
図４（Ａ），図４（Ｂ）には、本実施形態の露光装置１００に対する比較例としての露光装置１００’の概略的な構成が示されている。図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同じ機能、作用の部材には同一の符号を付して、ここではその説明を省略する。図４（Ａ），図４（Ｂ）に示されるように、この露光装置１００’は、本実施形態の露光装置１００と同様に、プリアライメント系本体４１と撮像装置４０ａ〜４０ｆとを備えているが、プリアライメント後から速やかにウエハステージＷＳＴにウエハを受け渡すために、プリアライメントを行う位置は、ローディングポジションの上方となるので、プリアライメント系本体４１等は、投影光学系ＰＬの近傍に置かれている。このような場合、図４（Ｂ）に示されるように、特に、１０時半方向に置かれた撮像装置４０ｆは、投影光学系ＰＬと最も近い位置に配設されるようになるが、この撮像装置４０ｆの位置、これらのウエハの外形の検出位置は、規格によって厳密に規定されたものであり、変更することはできない。したがって、このプリアライメント系のために、ローディングポジションとパターンの転写位置との間隔をある程度あけざるをえず、図４（Ａ）に示されるように、その間隔は、Ｌ’となっている。
【００６２】
これに対し、図１（Ａ）等に示される本実施形態の露光装置１００では、搬入アーム５０上にマーク５０ａ，５０ｂを設けることにより、投影光学系ＰＬから遠い位置でマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報の検出を行い、ローディングポジション近傍では、マーク５０ａ，５０ｂの位置情報だけを検出すればよいので、投影光学系ＰＬ近傍に設置する撮像装置を１台だけとすることができ、ローディングポジションを投影光学系ＰＬに近づけることができるのである（図１（Ａ）における間隔Ｌ、Ｌ＜Ｌ’）。なお、露光装置１００では、間隔Ｌを極力短くするように、先端が円錐状となった投影光学系ＰＬの先端近傍まで、ウエハＷ２が入り込むような状態となるまで、間隔Ｌを短くしている。
【００６３】
上述したように、間隔Ｌが短くなれば、ウエハベース１７のサイズを小さくすることができるので、装置のフットプリントを小さくすることが可能となるという側面もある。
【００６４】
また、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示されるように、従来の露光装置１００’では、前述のように、プリアライメント系が投影光学系ＰＬの近傍に配置されているので、そこから発生する熱が投影光学系ＰＬの光学特性に悪影響を与え、これらに付随して設けられる照明光反射用のプリズム等が、露光中の雰囲気ガスの流れの障害となる可能性があるが、図１（Ａ）等に示されるように、本実施形態の露光装置１００では、ウエハの外形を検出するための複数の光源（照明装置８１）、それらの光源から発せられた照明光を反射するプリズム（及びその駆動装置）、並びに撮像装置などをローディングポジション近傍（投影光学系ＰＬ近傍）に備える必要がないので、光源から発生する熱が投影光学系ＰＬなどに伝達することがないうえ、プリズム等により露光時の雰囲気ガスの流れの障害となるものがなくなるため、露光精度の低下も防止することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、マーク５０ａ，５０ｂは、搬入アーム５０におけるウエハの保持位置よりも、投影光学系ＰＬから離れた位置に形成されるようにする。この場合、ローディングポジション近傍に搬入アーム５０が位置するときにも、マーク５０ａ，５０ｂは投影光学系ＰＬから離れた位置にあるので、撮像装置４２を、できる限り投影光学系ＰＬから離れた位置に配設することができる。したがって、図１（Ａ）に示されるように、間隔Ｌを短くすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、図２（Ｂ）に示されるように、マーク５０ａ，５０ｂと、搬入アーム５０に保持されたウエハの面とは、ＸＹ平面内に平行な略同一平面内に配設されるようにするのが望ましい。この場合には、プリアライメント系４５によって、ウエハとマーク５０ａ，５０ｂの相対位置に関する情報を同一フォーカスで精度良く検出することができるようになる。なお、ウエハ面とマーク５０ａ，５０ｂとを必ずしも一致させる必要はなく、例えば撮像装置４０ａ〜４０ｆ、４６による撮像が可能な範囲内で両者をＺ方向に離して配置しても良い。また、ウエハ面とマーク５０ａ，５０ｂとでその高さ（Ｚ軸方向の位置）が異なるときは、その偏差に応じて撮像装置４０ａ〜４０ｆと撮像装置４６とでその焦点面（検出面）の位置を異ならせても良い。
【００６７】
また、本実施形態では、搬入アーム５０によって保持される前のウエハの位置情報が不図示のスリットセンサで検出され、ウエハが所定の許容範囲内の位置で搬入アーム５０に保持されるようにウエハの位置を略調整するターンテーブル５１及びＸ駆動機構５２等の調整機構をさらに備える。この場合には、搬入アーム５０に保持された後のウエハの位置が所定の許容範囲内となり、搬入アーム５０に保持されるウエハの位置の再現性が向上する。このウエハの位置の再現性が向上すれば、ウエハの外形がプリアライメント系の撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像視野に必ず収まるようになるので、例えば、ウエハの再配置等の無駄な工程が不要となり、スループットの低下を防止することができるようになる。
【００６８】
また、本実施形態では、プリアライメント系４５を、ウエハの位置の略調整を行う位置、すなわち搬入アーム５０によって保持される前のウエハの位置情報も検出可能な位置に配設し、ウエハの概略位置を検出する検出系として、不図示のスリットセンサでなく、プリアライメント系４５の撮像装置４０ａ〜４０ｆを用いても良いものとした。この場合には、搬入アーム５０に保持される前のウエハの位置を検出する検出系と、搬入アーム５０に保持された後のウエハの位置を検出する検出系とをプリアライメント系４５として共通化することができるため、装置構成を簡略化することができる。この装置構成の簡略化は、装置のコストダウンだけでなく、装置の小型化による省スペース化、熱源たるカメラの数の削減による熱の影響による露光精度の低下の防止など、様々な効果を有する。
【００６９】
なお、上記実施形態では、搬入アーム５０上に形成されたマークを図２（Ａ）に示されるような矩形状の２つのマーク５０ａ，５０ｂとしたが、本発明では、これらマークの形状は限定されず、十字マークや、井桁マーク、田の字マーク、ライン・アンド・スペースパターンその他あらゆる形状のマークを適用することができる。
【００７０】
また、マークは１つだけでも良く、３つ以上あっても良い。例えば、図５に示されるように、形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数のマークが搬入アーム５０上の異なる位置にそれぞれ設けられていることとしても良い。この場合には、搬入アーム５０の搬送精度の再現性の幅に対して撮像装置４２，４６の検出視野が比較的狭いものであっても、撮像装置４２，４６が搬入アーム５０上のマークを検出する確率が向上するので、そのマークの検出結果から搬入アーム５０の位置情報を精度良く検出することができる。図５に示されるマークでは、例えば、撮像視野に入ったマークの縦横のアスペクト比を算出すれば、検出されたのがどのマークであるかを認識することができる。また、図５に示される例に留まらず、前述の十字マーク、井桁マーク、田の字マークを適宜異なる位置に形成するようにしても良い。また、複数のマークをマトリクス状に配置するようにしても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴ上にウエハを受け渡す際に、ウエハステージＷＳＴの位置、そのセンタアップＣＰの回転により、プリアライメント系本体４１によって検出されたウエハの位置ずれ（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθ（即ち、撮像装置４２、４６によるマーク５０ａ、５０ｂの検出結果から得られるその位置情報も用いて決定されるローディングポジションでのウエハの上記ずれ量ΔＸ’，ΔＹ’，Δθ’）をキャンセルしたが、本発明はこれには限定されない。例えば、センタアップＣＰがθｚ方向に回転できないときには、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダを含むその少なくとも一部）のθｚの回転により回転ずれ量Δθ’がキャンセルされるようにしても良い。ただし、ウエハステージＷＳＴのθｚの回転の範囲が狭い場合には、この代わりに、あるいはこれと組み合わせて、前述と同様にレチクルステージＲＳＴのθｚの回転により、回転ずれ量Δθ’をキャンセルするようにしても良い。なお、センタアップＣＰ、ウエハステージＷＳＴ、及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させる代わりに、あるいはこれと組み合わせて、搬入アーム５０を微小回転させても良い。
【００７２】
また、上記実施形態では、センタアップＣＰの上下動によってウエハのロード及びアンロードを行うものとしたが、例えばセンタアップＣＰは固定としてウエハステージＷＳＴの一部（ウエハホルダなど）を上下動させても良い。さらに、上記実施形態では、センタアップＣＰが３本のピンを有するものとしたが、例えば特開２０００−１００８９５号公報及び対応する米国特許第６，１８４，９７２号に開示されているように１本のピンのみを有するものとしても良い。また、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴにセンタアップＣＰを設けるものとしたが、必ずしもセンタアップＣＰを設けなくても良く、センタアップＣＰを用いないでウエハのロード及びアンロードを行う露光装置にも本発明を適用することができる。例えば特開平１１−２８４０５２号公報などに開示されているように、ウエハホルダの２箇所を切り欠いて搬入アームが進入する空隙を設け、この空隙内で搬入アームを上下動させてウエハのロード及びアンロードを行う方式を採用しても構わない。この露光装置では、搬入アーム５０、ウエハステージＷＳＴ、及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させることで前述の回転ずれ量Δθ’をキャンセルすれば良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、搬入アーム５０をＹ軸方向及びＺ軸方向のみに可動としたが、搬入アーム５０は、Ｘ軸方向及びθｚ方向の向きを調整可能となっていても良い。この場合には、ウエハステージＷＳＴの位置調整及びセンタアップＣＰ等の回転等を行わなくても、ウエハの受け渡しに先立って搬入アーム５０をその基準位置からＸ軸及びＹ軸方向とθｚ方向にそれぞれ微動することで、前述のウエハの位置ずれ量（ΔＸ’、ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’をキャンセルするようにしても良い。搬入アーム５０で調整するかウエハステージＷＳＴ等で調整するかは、それらの位置決め精度の優劣を考慮して選択すれば良い。
【００７４】
また、上記実施形態は、搬入アーム５０のマーク５０ａ，５０ｂを検出する撮像装置や、ウエハの外形を検出する撮像装置をそれぞれ別々としたが、撮像視野が広い、搬入アーム５０上のマークとウエハの外形を同時に撮像することができる撮像装置を備えるようにしても良い。このようにすれば、同じ撮像データに基づいてマークとウエハとの相対的位置関係を検出することができるので、その位置関係の検出精度の向上が見込まれる。また、撮像装置の数を低減することができるので、装置のコストダウンだけでなく、装置の小型化による省スペース化、熱源たるカメラの数の削減による熱の影響による露光精度の低下の防止など、様々な効果を得ることができる。なお、この場合には、搬入アーム５０のマークとウエハとが、その撮像装置の光軸方向に関して同じ位置（高さ）にあるのが特に望ましいことは言うまでもない。
【００７５】
また、上記実施形態で説明したように、マークは落射照明系で検出し、ウエハの外形は、ウエハの裏面から照明を当てることによって検出するのが望ましい。したがって、マークとウエハの外形とを同時に同じ撮像視野で撮像する場合には、ウエハの外形の撮像範囲に対応するウエハの裏面の部分に挿入するプリズムとその駆動装置を設け、同一の照明系でマークおよびウエハの外形部近傍を照明し、プリズムによる反射光でウエハをその裏面から照明すれば良い。
【００７６】
また、上記実施形態における搬入アーム５０は、図３（Ａ）に示されるように、撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像領域を避けるような形状となっている必要があるが、画像処理精度が高く、ウエハの外形も落射照明によって精度良く検出可能であるときには、搬入アームは、その撮像領域を避ける形状となっていてなくても良い。また、搬入アームの光に対する反射特性を、ウエハの反射特性と著しく異なるようにすれば、逆に、搬入アームのフィンガ部が、プリアライメントの撮像装置の撮像範囲に収まるような形状となっていても良い。要は、搬入アーム５０の形状が上記実施形態に限定されるものでなく任意で構わない。また、この場合には、前述のマーク５０ａ，５０ｂ等のマークを、プリアライメントの撮像装置の撮像範囲に収まるような位置に設けるようにして、同一の装置でそのマークとウエハの外形の位置を同時に撮像するようにしても良い。この場合には、前述のように、複数のマークをフィンガ部の全面に形成しておけば、ウエハの外形を、それらのマークとのコントラストによってより検出しやすくなるうえ、それらのマークの形状又は大きさを互いに異なるようにしておけば、ウエハの位置ずれを検出しやすくなる。
【００７７】
また、搬送部材としては、上記実施形態の搬送アーム５０には限定されず、例えば図６に示されるような搬送部材も考えられうる。図６に示される搬入アーム５０’は、Ｘ軸方向に延びる棒状のアーム部の両端に配設された３つの爪部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ（この先端にも吸着部５０１ａ，５０２ａと同様の吸着機構が設けられている）により、アーム部とそれら爪部７０ａ〜７０ｃとの間に形成される空間内にウエハを保持する形態のものである。この搬入アーム５０’では、このアーム部に前述のマーク５０ａ，５０ｂに相当するマークを設けるようにしても良い。例えば、位置ずれなく保持されたウエハの中心に相当するアーム部上の位置にマーク５０ａ’を形成しておけば、そのマークの位置が、ウエハの理想的な中心位置を示すようになり、ウエハとマークとの相対的な位置関係は、そのままウエハの位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθとなり、相対的な位置関係を算出するのを省略することができ、その計算時間が短縮されるようになる。
【００７８】
また、上記実施形態では、ノッチ付のウエハを処理する場合について説明したが、ＯＦ付のウエハを処理する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。
【００７９】
また、上記実施形態では、ウエハのプリアライメントを行う際に、ウエハの外形を３箇所検出するとしたが、ウエハの位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθが精度良く算出できるのであれば、ウエハの外形をある程度広い撮像範囲（ノッチ等を必ず含む範囲）で１箇所だけ検出するだけでも良い。
【００８０】
また、上記実施形態では、ウエハのアンロード動作については、特に何も規定していない。アンローディングポジションについては、ローディングポジションと同じ位置であっても良いし、別の位置であっても良い。いずれにしても、アンロード時は、プリアライメントを行う必要がないので、搬出アームやウエハが投影光学系ＰＬに干渉しない限り、アンローディングポジションを転写位置に近づけることができる。また、上記実施形態ではプリアライメント系４５が撮像装置４０ａ〜４０ｆ、４６を備えるものとしたが、ウエハの外形や搬入アーム５０のマーク５０ａ、５０ｂの検出に用いるセンサは撮像装置に限られるものではなく、例えば光量センサなどを用いても良い。このことは撮像装置４２についても同様である。さらに、上記実施形態では、ターンテーブル５１から搬入アーム５０にウエハを受け渡す前にその位置を略調整する調整機構を設けるものとしたが、例えばウエハの中心とターンテーブル５１の回転中心とのずれ量を比較的小さくしてウエハをターンテーブル５１に載置できるときは、その調整機構を設けなくても良い。
【００８１】
また、上記実施形態では、露光装置１００が１つのウエハステージを備えるものとしたが、例えば国際公開ＷＯ９８／２４１１５号やＷＯ９８／４０７９１号などに開示されているように、２つのウエハステージを備える露光装置にも本発明を適用することができる。なお、ウエハがローディングされたウエハステージはローディングポジションから、前述の転写位置に先立ってアライメント位置に移動されることが多いので、アライメント系の配置をも考慮してローディングポジションを決定することが好ましい。
【００８２】
また、露光光ＩＬを発する不図示の照明系の光源として、Ａｒ２レーザ光源（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ、分布帰還）半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、ＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線及びイオンビームなどの荷電粒子線を露光ビームとして用いる露光装置に本発明を適用しても良い。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。
【００８３】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置またはプロキシミティ方式などの露光装置、あるいはミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータなどにも本発明は好適に適用できる。
【００８４】
また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【００８５】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８６】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
【００８７】
さらに、上記実施形態では、本発明が露光装置に適用された場合について説明したが、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、本発明は好適に適用することができる。
【００８８】
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【００８９】
図７には、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）の製造例のフローチャートが示されている。図７に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００９０】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【００９１】
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【００９２】
図８には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図８において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００９３】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【００９４】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９５】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置１００が用いられるので、スループットを向上させることができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の露光装置によれば、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させるという効果がある。
【００９７】
また、本発明のデバイス製造方法によれば、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る露光装置の縦断面図であり、図１（Ｂ）は、その露光装置の横断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、搬入アームの構成を示す上面図であり、図２（Ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、プリアライメント時における撮像領域を示す図であり、図３（Ｂ）は、その撮像領域の拡大図である。
【図４】図４（Ａ）は、従来の露光装置の概略構成を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）は、その露光装置の横断面図である。
【図５】搬入アームに形成されたマークの他の例を示す図である。
【図６】搬入アームの他の例を示す図である。
【図７】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップ２０４の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…主制御装置、４０ａ〜４０ｆ…撮像装置、４１…プリアライメント系本体、４２…撮像装置（第２検出系）、４５…プリアライメント系（第１検出系）４６…撮像装置、５０，５０’…搬入アーム（搬送部材）、５０ａ，５０ｂ，５０ａ’…マーク、５１…ターンテーブル、５２…Ｘ駆動機構、６０…Ｙ駆動機構、６２…Ｚ駆動機構、８１…照明装置、１００…露光装置、ＣＰ…センタアップ（仮保持部）、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスク保持装置）、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…ウエハ（物体）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method, and more particularly to an exposure apparatus that transfers a pattern onto an object via a projection optical system, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a lithography process for manufacturing semiconductor elements, liquid crystal display elements, etc., a wafer or glass in which a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) is coated with a resist or the like via a projection optical system An exposure apparatus that transfers onto a substrate such as a plate (hereinafter collectively referred to as a “wafer”), such as a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), or a step-and- A sequential movement type projection exposure apparatus such as a scanning type projection exposure apparatus (so-called scanning stepper) is mainly used.
[0003]
In such an exposure apparatus, in order to accurately transfer a pattern to a desired position on the wafer, that is, to optimize the relative position between the existing pattern on the wafer and the pattern to be transferred next, so-called alignment is performed. Is going.
[0004]
Also, in order to improve the throughput of the exposure apparatus, the position of the wafer is adjusted so that the alignment mark of another wafer to be exposed next falls within the capture range of the alignment system while the wafer is being exposed. And so-called pre-alignment for adjusting the orientation is performed prior to the alignment.
[0005]
In this pre-alignment, the wafer is illuminated from the back surface (the surface on which the shot area is not formed) by illumination light emitted from a light source, and the outer shape of the wafer is detected by at least three locations (of which one location is: It is common to detect notches or orientation flats (hereinafter referred to as “OF”), and calculate information on the position and orientation of the wafer from the detected data ( For example, see Patent Document 1).
[0006]
The wafer that has been pre-aligned is placed on the stage that has moved to the loading position as the wafer delivery position, with its position and orientation adjusted to some extent based on the positional information calculated in the pre-alignment. Is done. Then, the stage is moved to a measurement position (alignment position) where the alignment mark of the wafer is detected by the alignment system, the above-mentioned alignment is performed, and the stage is further transferred to the transfer position (ie, the wafer position via the projection optical system). After moving to (exposure position), pattern transfer is executed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-288276
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
We do not know that the demand for improving the throughput of the exposure apparatus remains. In order to improve the throughput, it is necessary to reduce the exposure time for actual exposure and the time required for alignment and wafer transfer, that is, the non-exposure time. However, the exposure accuracy is limited for the exposure time. Therefore, since it is difficult to shorten the time, the need for a technique for shortening the non-exposure time is increasing.
[0009]
For example, if the interval between the stage loading position and the transfer position or alignment position described above can be shortened, the stage moving time after wafer loading, which is the non-exposure time, can be shortened, and the throughput can be improved. However, in consideration of the accuracy of wafer delivery to the stage, it is desirable that the pre-alignment position and the loading position are close to each other in order to deliver the wafer while maintaining the posture of the wafer during pre-alignment. Further, in order to perform pre-alignment, a plurality of light sources and a plurality of detection optical systems are required. Therefore, in order to arrange the projection optical system and the pre-alignment apparatus without interfering with each other, the interval between the loading position and the transfer position has to be increased to some extent.
[0010]
Also, if the loading position (that is, the vicinity of the position where pre-alignment is performed) and the transfer position are brought close to each other in order to improve throughput, the heat generated from the light source used for pre-alignment affects the optical characteristics of the projection optical system. Therefore, the possibility that the exposure accuracy is lowered cannot be denied. Some pre-alignment systems include a prism that reflects the illumination light emitted from the light source to irradiate the back surface of the wafer. However, the prism and its driving device (when transferring the wafer) May be an obstacle to the proper flow of the atmospheric gas in the exposure apparatus.
[0011]
The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an exposure apparatus capable of improving throughput while maintaining exposure accuracy.
[0012]
A second object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of a highly integrated device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is an exposure apparatus (100) for transferring a pattern onto an object (W1 or the like) via a projection optical system (PL), and is capable of holding the object and delivering the object. A movable body (WST) movable between a position and a transfer position of the pattern via the projection optical system; at least one mark (50a, 50b) capable of holding the object and transporting it in the vicinity of the delivery position ) Formed on the two-dimensional plane orthogonal to the optical axis direction of the projection optical system before the object is conveyed to the vicinity of the delivery position by the conveying member. A first detection system (45) for detecting information on a relative position between the held object and the mark; position information of the mark in the two-dimensional plane before the object is delivered to the moving body; A second detection system (42) for detecting the object; and based on the detection results of the first detection system and the second detection system, the moving body and the transport member in the two-dimensional plane when the object is delivered An exposure apparatus (100) comprising: an adjustment device (20) for adjusting the relative position of
[0014]
According to this, when the transport member holds the object, the first detection system detects information on the relative position between the object formed on the transport member and the mark, and the object from the transport member to the moving body is detected. Only the mark position information is detected in the vicinity of the transfer position. That is, if information on the relative position between the object and the mark (detection result of the first detection system) is detected in advance, for example, the outer edge of the object is measured in the vicinity of the object delivery position to obtain the position information of the object. The position information of the object can be recognized only by detecting the position information of the mark (the detection result of the second detection system) when the mark is positioned in the vicinity of the delivery position without being directly detected. In this way, it is not necessary to provide a large detection system in the vicinity of the transfer position for detecting the position information of the object from the outer shape of the object, so that the interval between the transfer position and the transfer position (alignment position) is shortened. Since the moving distance of the moving body can be shortened and the moving time thereof can be shortened, the throughput can be improved.
[0015]
In addition, it is not necessary to provide a plurality of light sources for detecting the outer shape of the object, a prism (and its driving device) for reflecting illumination light emitted from the light source, and a detection system in the vicinity of the delivery position. The generated heat does not affect the optical characteristics of the projection optical system, and the prism does not obstruct the flow of the atmospheric gas during exposure, so that it is possible to prevent a reduction in exposure accuracy.
[0016]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 2, the mark can be formed at a position farther from the projection optical system than a holding position of the object on the transport member. In such a case, even when the object is located in the vicinity of the delivery position, since the mark is located away from the projection optical system, the second detection system can be disposed away from the projection optical system. In this way, the delivery position can be made closer to the transfer position.
[0017]
3. In the exposure apparatus according to claim 1 or 2, as in the exposure apparatus according to claim 3, the mark and the surface of the object held by the transport member are parallel to the two-dimensional plane. It can be arranged in substantially the same plane. In such a case, information relating to the relative position of the object and the mark can be detected with the same focus by the first detection system, so that the information can be detected with high accuracy.
[0018]
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein, as in the exposure apparatus according to claim 4, a plurality of the marks whose shape and size are different from each other are different on the transport member. It can be assumed that each is provided at a position. In such a case, even if the detection field of view of the second detection system is relatively narrow with respect to the position controllability of the conveying member, the probability that the second detection system detects the mark is improved, so that detection of the mark The position of the conveying member can be accurately determined from the result, and as a result, the position information of the mark can be detected with high accuracy.
[0019]
5. The exposure apparatus according to claim 1, wherein, as in the exposure apparatus according to claim 5, the moving body is in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis direction of the projection optical system. It is movable, and the adjusting device can adjust a relative position between the moving body and the transport member when the object is delivered by moving the moving body.
[0020]
In this case, as in the exposure apparatus according to the sixth aspect, the mask on which the pattern is formed is mounted, and a mask holding device capable of adjusting the orientation in the two-dimensional plane can be further provided. In such a case, even when the movable range of the movable body (particularly the rotational range in the two-dimensional plane) is limited, the direction of the mask holding device is changed to change the first detection system and the second detection system. Based on the detection result of the system, the relative positional relationship between the object and the mask can be adjusted without deviation.
[0021]
In the exposure apparatus according to claim 5 or 6, the direction of the moving body may be changeable. However, as in the exposure apparatus according to claim 7, the moving body delivers the object to the transport member. In order to perform the above, it is possible to further include a temporary holding portion that can be protruded / retracted and can change the direction of the object in the two-dimensional plane. In such a case, the orientation of the object held by the moving body can be adjusted by rotating the temporary holding unit based on the detection results of the first detection system and the second detection system. It can be held on top with high accuracy.
[0022]
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7, as in the exposure apparatus according to claim 8, the object is based on position information of the object before being held by the transport member. An adjustment mechanism that substantially adjusts the position of the object so as to be held by the transport member at a position within a predetermined allowable range may be further provided. In such a case, since the position of the object before being held by the conveying member is within a predetermined allowable range, the reproducibility of the position of the object held by the conveying member is improved.
[0023]
In this case, as in the exposure apparatus according to claim 9, the first detection system is disposed at a position where the position information of the object before being held by the transport member can also be detected. Can do. In such a case, the detection system for detecting the position of the object before being held by the transport member and the detection system for detecting the position of the object after being held by the transport member are made common as the first detection system. Therefore, the device configuration can be simplified.
[0024]
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9, as in the exposure apparatus according to claim 10, the object has a disk shape in which a notch is provided in at least a part of an outer periphery thereof. The first detection system may include a detection optical system capable of detecting at least one position on the outer periphery of the object including the notch. In such a case, it is possible to cope with the case where the object is, for example, a disk-shaped wafer.
[0025]
The invention according to claim 11 is a device manufacturing method including a lithography process, and the device manufacturing method using the exposure apparatus (100) according to any one of claims 1 to 10 in the lithography process. . In such a case, since exposure is performed by the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, it is possible to improve throughput while maintaining exposure accuracy. Can be improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 4 (B).
[0027]
FIG. 1A shows a longitudinal sectional view of an exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a transverse sectional view of the exposure apparatus 100. Both figures are schematically shown with the wafer transfer system as the center. The exposure apparatus 100 includes a main body chamber 14 installed in a clean room, and a transport system installed adjacent to the main chamber 14 on the -Y side (the left side in FIG. 1A and FIG. 1B). And a chamber 15. The main body chamber 14 and the transfer system chamber 15 are connected to each other through the openings 14A and 15A.
[0028]
The main body chamber 14 accommodates most of the exposure apparatus main body. The exposure apparatus main body includes at least a part of an illumination system (not shown), a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, a projection optical system PL, a wafer stage WST as a moving body on which a wafer as an object is mounted, and the like. ing. In the exposure apparatus main body, exposure is performed by a step-and-scan method.
[0029]
An illumination system (not shown) illuminates the slit-shaped illumination area on the reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn with a substantially uniform illuminance by the exposure light IL. As the exposure light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), or F 2 Vacuum ultraviolet light such as laser light (wavelength 157 nm) is used. As the exposure light IL, it is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.
[0030]
The reticle R is fixed on the reticle stage RST, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST is rotated by an XY plane (rotation about the Z axis) perpendicular to the optical axis of the illumination system (coincidence with optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle stage drive unit (not shown) including a linear motor, for example. Can be driven at a scanning speed specified in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction).
[0031]
The position of the reticle stage RST in the XY plane is always detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. Position information of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to main controller 20 installed outside main body chamber 14 and transfer system chamber 15. Main controller 20 drives and controls reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on position information of reticle stage RST.
[0032]
Projection optical system PL is arranged below reticle stage RST in FIG. 1A, and the direction of optical axis AX is the Z-axis direction. As the projection optical system PL, for example, a birefringent optical system having a predetermined reduction magnification (for example, 1/4 or 1/5) is used. For this reason, when the illumination area of the reticle R is illuminated by the exposure light IL, the reduced image of the circuit pattern of the reticle R in the illumination area (through the projection optical system PL) by the exposure light IL that has passed through the reticle R ( (Partial inverted image) is formed on the exposure area conjugate to the illumination area on the wafer W.
[0033]
Wafer stage WST is arranged below projection optical system PL in FIG. 1A, and is mounted on wafer base 17 in the XY plane by a wafer stage drive unit (not shown) composed of a linear motor, a voice coil motor (VCM) and the like. It can move in the direction and the Z-axis direction, and can also be finely driven in the tilt directions with respect to the XY plane (the rotation direction around the X axis (θx direction) and the rotation direction around the Y axis (θy direction)). That is, wafer stage WST performs scanning exposure so that not only movement in the scanning direction (Y-axis direction) but also a plurality of shot areas on wafer W can be moved relative to each exposure area to perform scanning exposure. It is configured to be movable also in a non-scanning direction (X-axis direction) orthogonal to the direction, whereby an operation for scanning (scanning) exposure of each shot area on the wafer W and acceleration for exposure of the next shot A step-and-scan operation that repeats the operation of moving (stepping) to the start position is possible.
[0034]
The position of wafer stage WST in the XY plane (including rotation about the Z axis (θz rotation)) is, for example, 0.5 to 1 nm by a wafer laser interferometer (hereinafter abbreviated as “wafer interferometer”) 18. It is always detected with a resolution of the order. Wafer interferometer 18 includes a plurality of multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes. By these interferometers, rotation of wafer stage WST (θz rotation (yawing), θy rotation (pitching) that is rotation about the Y axis) is performed. , And θx rotation (rolling) that is rotation around the X axis can be measured.
[0035]
Position information (or velocity information) of wafer stage WST detected by wafer interferometer 18 is supplied to main controller 20. Main controller 20 controls the position of wafer stage WST via a wafer stage driving unit (not shown) based on the position information (or speed information) of wafer stage WST. With this control, wafer stage WST causes exposure position (pattern transfer position via projection optical system PL) immediately below projection optical system PL indicated by a solid line, as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). ) To a wafer transfer position indicated by a two-dot chain line (virtual line), that is, a loading position. 1A and 1B show a state where wafer W1 is held on wafer stage WST.
[0036]
As shown in FIG. 1B, three cylindrical vertical movement pins (hereinafter referred to as “center-up”) CP are installed in the vicinity of the center of wafer stage WST. The center-up CP can be moved up and down (up and down) by the same amount simultaneously in the up and down direction (Z-axis direction) via a vertical movement mechanism (not shown). When the wafer is loaded or unloaded, the center-up CP is driven by the above-described vertical movement mechanism, so that the wafer can be moved up and down while being supported or held by the center-up CP. . In the center-up CP, the wafer is sucked and held at the tip portion by a suction portion (not shown) by vacuum suction or electrostatic suction.
[0037]
As shown in FIG. 1B, the carry-in arm 50 extends in the Y-axis direction from the transfer system chamber 15 side to the main body chamber 14 side via the opening 15A of the transfer system chamber 15 and the opening 14A of the main body chamber 14. The Z drive mechanism 62 connected to the drive mechanism 60 is connected. The carry-in arm 50 can be moved in the Y-axis direction from the transfer system chamber 15 to the main body chamber 14 by driving the Y drive mechanism 60, and can be moved in the Z-axis direction by driving the Z drive mechanism 62. Yes. FIG. 1 shows a state in which the carry-in arm 50 holds the wafer W2 in a position in the vicinity of the wafer delivery in the main body chamber 14, that is, above the wafer delivery position to the wafer stage WST. ing. In the present embodiment, a wafer transfer system (wafer loader system) of the exposure apparatus 100 is constituted by the carry-in arm 50, the Y drive mechanism 60, and the like, and this wafer transfer system is transferred together with a pre-alignment system 45 (first detection system) described later. It is installed in the system chamber 15.
[0038]
As shown in FIG. 2A, on the + Z side surface of the loading arm 50 (finger (finger) portions 501 and 502 in contact with the wafer W2 to hold the wafer W2, depending on the shape of the loading arm 50 (Including a part thereof covered with the wafer)), two rectangular marks 50a and 50b are formed at a predetermined interval in the X-axis direction. These two marks 50a and 50b are used for wafer pre-alignment, which will be described later. Note that the two finger portions 501 and 502 of the carry-in arm 50 approach each other as they proceed in the front end direction (approximately the center of the wafer to be held) so that not only a 12-inch wafer but also an 8-inch wafer can be held. The suction portions 501a and 502a for sucking the wafer are formed at the front end portions thereof, respectively. As an adsorption method using the adsorption units 501a and 502a, vacuum adsorption, electrostatic adsorption, or the like can be applied.
[0039]
FIG. 2B shows a cross-sectional view of the carry-in arm 50 taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 2B, the finger portions 501 and 502 of the loading arm 50 have substantially the same position (height) in the Z-axis direction between the upper surface of the wafer W2 and the marks 50a and 50b (that is, It is formed at a position lower than the mark height by the thickness of the wafer W2, as set within a detection range of the imaging device 42 described later in the Z-axis direction).
[0040]
When the carry-in arm 50 is in the position shown in FIG. 1A and FIG. 1B in the main body chamber 14, an image of a portion where the two marks 50 a and 50 b of the carry-in arm 50 are formed. A possible imaging device 42 is installed. Imaging by the imaging device 42 is performed under the control of the main controller 20, and imaging data obtained by the imaging is sent to the main controller 20. The imaging device 42 is fixed to a structure (not shown) that supports the exposure apparatus main body such as the projection optical system PL, and the positional relationship with the projection optical system PL and the like is completely fixed. .
[0041]
In the transfer system chamber 15, a pre-alignment system 45 as a first detection system is installed in addition to the Y drive mechanism 60 described above. The pre-alignment system 45 holds the wafer on a turntable 51 that can be rotated and driven in the Z-axis direction, an X drive mechanism 52 that can drive the turntable 51 in the X-axis direction, and the turntable 51. And an illumination device 81 that illuminates the wafer from the −Z side. The rotational position of the turntable 51, the position in the X-axis direction, and the height of the table (the height of the wafer to be held) are detected by a position detection sensor (not shown), and the information is sent to the main controller 20. . Main controller 20 controls the position (rotation position, position in the X-axis direction, height) of turntable 51 based on the information. The turntable 51 also holds the wafer by vacuum suction or electrostatic suction. 1A and 1B show a state in which the turntable 51 holds the wafer W3.
[0042]
As will be described later, the transfer arm 50 transfers the wafer W2 to the wafer stage WST, and then moves to the transfer system chamber 15 from the main body chamber 14 by the drive of the Y drive mechanism 60, and the wafer W3 held on the turntable 51. However, the pre-alignment system 45 pre-aligns the wafer W3 held by the loading arm 50 with the wafer W3 held on the turntable 51 being received. I do. The pre-alignment system 45 includes a pre-alignment system main body 41 and six imaging devices 40 a, 40 b, 40 c, 40 d, 40 e, and suspended below the turn table 51 and the like. 40f is further provided. Assuming that the 6 o'clock direction with respect to the center of the wafer W3 held by the loading arm 50 is the -Y direction and the + X direction is the 3 o'clock direction, the imaging devices 40a to 40f are 6 o'clock, 4:30, 7:30, The outer edge of the wafer W3 in the direction of 1:30, 1:30, and 10:30 is installed so as to be able to image. Note that the imaging devices 40a, 40c, 40d, and 40e extend in the radial direction of the wafer so that not only a 12-inch wafer such as the wafer W3 but also an outer edge portion of the 8-inch wafer can be imaged, and the inch is 12 inches. Two cameras (for example, CCD cameras) that capture images of the vicinity of the two outer edges corresponding to the wafer and the 8-inch wafer are incorporated. The imaging device 40b disposed in the 4:30 direction is an imaging device dedicated to 12-inch wafer measurement, and the imaging device 40f disposed in the 10:30 direction is an imaging device dedicated to 8-inch wafer measurement.
[0043]
In FIG. 3A, areas imaged by the imaging devices 40a to 40f are areas VA (VA ′), VB, VC (VC ′), VD (VD ′), VE (VE ′), and VF, respectively. It is shown. Actually, not all of these imaging devices 40 a to 40 f detect the outer shape of the wafer at the same time, but the imaging device used for imaging the outer shape of the wafer is determined by the orientation of the wafer held by the carry-in arm 50. Is done. For example, as shown in FIG. 3A, when the notch direction of the 12-inch wafer W3 is held in the 6 o'clock direction (−Y direction), the imaging region VA is captured by the imaging devices 40a to 40c. When VC is imaged and the 12-inch wafer W3 is held so that the notch direction is 3 o'clock (+ X direction), the image pickup devices 40b, 40d, and 40e use the regions VB, VD, and VE. Is imaged. When an 8-inch wafer is held so that its notch direction is 6 o'clock, the areas VA ′, VE ′, and VF ′ are imaged by the imaging devices 40a, 40e, and 40f, respectively, and the notch direction Is held so as to be in the 3 o'clock direction, the regions VD ′, VC ′, and VF ′ are respectively imaged by the imaging devices 40d, 40c, and 40f. In any case, three imaging data are obtained by imaging, the outer shape of the wafer is detected from the imaging data, and the position information of the wafer can be detected from the detected outer shape.
[0044]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the pre-alignment system 45 further includes an illumination device 81 that illuminates the wafer held by the turntable 51 or the loading arm 50 from the −Z side. ing. This illumination device 81 is an illumination system capable of illuminating each region VA (VA ′), VB, VC (VC ′), VD (VD ′), VE (VE ′), and VF shown in FIG. And the wafer is illuminated from below (−Z side) when imaging is performed by the imaging devices 40a to 40f. FIG. 3B shows an enlarged area VA imaged by the imaging device 40a when a 12-inch wafer is held in the 6 o'clock direction. As shown in FIG. 3B, since the wafer is illuminated from below, the portion corresponding to the wafer is set as a dark portion (shown by hatching), and the portion other than the wafer is set as a bright portion. In this state, the outer shape of the wafer can be accurately recognized.
[0045]
The illumination device 81 is not necessarily provided. A light source that illuminates the −Z direction is provided in the imaging devices 40a to 40f, and the illumination light is emitted to irradiate the back surface of the wafer with illumination light emitted from the light source. A prism to be reflected may be provided on the lower side of the wafer, and the wafer may be illuminated from below by the light reflected by the prism.
[0046]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the pre-alignment system 45 includes marks 50a and 50b formed on the loading arm 50 in a state where the wafer W3 is held by the loading arm 50. Is further provided. In FIG. 3, a region 46V as the imaging region is indicated by a dotted line. The positional relationship between the imaging device 46 and the above-described imaging devices 40a to 40f is fixed. The positional information of the marks 50a and 50b in the imaging data captured by the imaging device 46 is detected, and the above-described imaging devices 40a to 40f are detected. It is possible to recognize the relative positional relationship between the marks 50a and 50b and the wafer from the position information of the wafer detected by the imaging by 40f. The imaging device 46 further includes a light source, and detects the marks 50a and 50b by an epi-illumination method.
[0047]
Imaging by the imaging devices 40 a to 40 f and 46 is controlled by the pre-alignment system main body 41 under the instruction of the main control device 20, and the imaging results captured by the imaging devices 40 a to 40 f and 46 are stored in the pre-alignment system main body 41. To the main control device 20.
[0048]
Here, the operation of loading a 12-inch wafer in the exposure apparatus 100 will be briefly described. In the present embodiment, a resist coating apparatus that coats a resist (not shown) connected in-line with the exposure apparatus 100, that is, a coater, for example, by a transport arm (not shown) (a part of the wafer transport system described above), For example, a wafer transferred from the −Y direction toward the turntable 51 is placed on the turntable 51 by the transfer arm, and is sucked and held on the turntable 51. In this case, the position of the wafer is detected before being mounted on the turntable 51, or the center of the turntable 51 and the center of the wafer are substantially coincided with each other after mechanically adjusting to some extent. In addition, it is assumed to be placed on the turntable 51. Since this mounting method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-240366, description of the specific method is omitted.
[0049]
When the wafer is held on the turntable 51 (the state of the wafer W3 shown in FIG. 1) and the retracting of the transfer arm is confirmed, the main controller 20 rotates the turntable 51 and the held wafer at a predetermined angular velocity. During the rotation of the wafer, the main controller 20 uses a slit sensor (not shown) to detect the notch of the wafer, and based on the detection result, the direction of the wafer (the direction of the notch) and the center of the wafer are detected. An eccentric amount in the XY two-dimensional direction with respect to the center of the turntable 51 is detected. A specific method for obtaining the amount of eccentricity between the direction of the wafer W and the center of the wafer is disclosed, for example, in JP-A-10-12709. As the slit sensor, at least one of the imaging devices 40a to 40e may be used in the case of a 12-inch wafer, and at least one of the imaging devices 40a and 40c to 40f in the case of an 8-inch wafer. One may be used. In this way, the number of sensors such as cameras in the transfer system chamber 15 can be reduced.
[0050]
Next, the rotation angle of the turntable 51 is controlled by the main controller 20 so that the notch direction obtained above coincides with a predetermined direction, for example, the 6 o'clock direction (−Y direction). Further, the position of the turntable 51 in the X-axis direction is determined by driving the X drive mechanism 52 according to the X-axis direction component of the eccentricity at the wafer center measured at that time, and the turntable 51 is positioned at that position. The In this way, the rotation of the wafer and the positional deviation in the X-axis direction are corrected. The correction of these misregistrations and the like is performed when the pre-alignment system 45 performs pre-alignment to be described later. '), VB, VC (VC'), VD (VD '), VE (VE'), and VF are performed in order to adjust the position of the wafer so as to enter.
[0051]
When the rough alignment of the wafer is completed, the wafer is transferred from the turntable 51 to the loading arm 50. The delivery of the wafer is performed, for example, by raising the carry-in arm 50 (or lowering the turntable 51), and the carry-in arm 50 sucks and holds the wafer by the suction portions 501a and 502a. When the wafer is delivered, the relative positional relationship between the turntable 51 and the loading arm 50 in the Y-axis direction is determined by finely adjusting the stop position of the loading arm 50 to obtain the eccentric amount of the wafer center obtained above. It is assumed that the position is adjusted such that the Y-axis direction component is canceled. Further, the carry-in arm 50 remains positioned above the turntable 51 until pre-alignment described later is completed. Note that a drive mechanism for driving the turntable 51 in the Y-axis direction is provided, and the relative positional relationship between the wafer and the carry-in arm 50 in the Y-axis direction using only this drive mechanism or in combination with the carry-in arm 50 at the time of delivery. May be adjusted.
[0052]
After completing the delivery of the wafer to the carry-in arm 50, the main controller 20 instructs the pre-alignment system main body 41 to execute pre-alignment. At this time, main controller 20 transmits information related to the wafer (information such as whether the size is 12 inches or 8 inches, and the direction of the notch is 6 o'clock or 3 o'clock) to pre-alignment system body 41. Based on the information, the pre-alignment system main body 41 selects at least three imaging devices used for imaging the wafer from the imaging devices 40a to 40f, and causes the selected imaging device to image the wafer. For example, when the wafer is a 12-inch wafer and the notch is positioned in the 6 o'clock direction, the pre-alignment system main body 41 selects the imaging devices 40a to 40c, and the imaging devices 40a to 40c are the regions on the outer edge of the wafer (see FIG. 3) (VA, VB, VC) shown in FIG. Those image data are sent to the main controller 20 via the pre-alignment system main body 41. Based on the imaging result sent from the pre-alignment system main body 41, the main controller 20 determines the amount of positional deviation between the desired position (reference position) and the actual position in the XY plane with respect to the center of the wafer (this ( ΔX, ΔY)) and rotation deviation amount (this is assumed to be Δθ).
[0053]
Further, the pre-alignment system main body 41 instructs the imaging device 46 to perform imaging. At this time, as shown in FIG. 3A, the imaging region 46V of the imaging device 46 includes two marks 50a and 50b formed on the carry-in arm 50, and these marks 50a and 50b. The imaging data of the area including is obtained. This imaging data is also sent to the main controller 20 via the pre-alignment system main body 41. The main controller 20 carries in from the imaging result (that is, position information (including rotation information) of the carry-in arm 50 in the XY plane), the above-described positional deviation amounts (ΔX, ΔY), and rotational deviation amount Δθ. Information on the relative positional relationship between the two marks 50a and 50b formed on the arm 50 and the wafer is calculated, and this information is stored in a storage device (not shown).
[0054]
After the completion of the pre-alignment, the carry-in arm 50 moves up to the loading position indicated by the solid line in FIG. 1 by driving the Y drive mechanism 60 under the control of the main controller 20. Thus, the wafer is transferred to the same position as the wafer W2 shown in FIG. Then, main controller 20 instructs imaging device 42 to perform imaging. At this time, the imaging area of the imaging device 42 is an area including the two marks 50 a and 50 b of the carry-in arm 50. Imaging data obtained by imaging is sent to the main controller 20. The main controller 20 calculates position information of the two marks 50a and 50b on the carry-in arm 50 based on the imaging data, and the position information and the two marks 50a stored in the storage device (not shown). , 50b and the information on the relative positional relationship between the wafer and the wafer positional deviation amount (ΔX ′, ΔY ′) and rotational deviation amount Δθ ′ in this state are calculated and stored in the storage device. .
[0055]
The wafer transfer operation described so far is mainly performed when another wafer (wafer W1 in FIG. 1) held on wafer stage WST is being exposed. Therefore, the time required for the above-described transport operation does not affect the throughput. Further, in this embodiment, since the wafer transfer system is installed in the transfer chamber 15, even if the transfer operation described above is performed in parallel with the exposure process of other wafers, the exposure accuracy on the other wafers is not affected. . The loading arm 50 stands by above the loading position until the exposure of the other wafer is completed and the unloading of the wafer is completed.
[0056]
Wafer exposure is completed, wafer stage WST is moved to the unloading position, and the wafer is unloaded by the coordinated operation of center-up CP and unillustrated unloading arm. When unloading is completed, main controller 20 moves wafer stage WST from the unloading position to the loading position shown in FIG. 1, causes loading arm 50 and center-up CP to operate cooperatively, and is held by loading arm 50. The wafer is transferred to the center-up CP. At this time, main controller 20 moves wafer stage WST from the original loading position based on the wafer positional deviation amounts (ΔX ′, ΔY ′) and rotational deviation amount Δθ ′ obtained as a result of the pre-alignment, for example. , (−ΔX ′, −ΔY ′), that is, the relative positional relationship between the carry-in arm 50 and the wafer stage WST is corrected to correct the positional deviation amount (ΔX ′, ΔY ′). The wafer is transferred after the state is canceled. Instead of adjusting the position of wafer stage WST, or in combination with this, the stop position of carry-in arm 50 may be adjusted to cancel the above-described positional deviation amounts (ΔX ′, ΔY ′).
[0057]
Further, after the wafer is completely delivered to the center-up CP, the main controller 20 rotates the center-up CP to cancel the wafer rotation deviation amount Δθ ′. However, since there is a limit to the rotation angle of the center-up CP, the center-up CP rotates the wafer within an allowable range. If the rotation deviation amount Δθ ′ of the wafer cannot be completely canceled only by the rotation of the center-up CP, the orientation of the wafer stage WST in the XY plane (ie, θz) is adjusted. Alternatively, the orientation of reticle stage RST in the XY plane may be adjusted.
[0058]
After the above processing, the center-up CP is lowered, and finally the wafer is placed on wafer stage WST and held by vacuum suction. When the wafer is completely sucked, main controller 20 moves wafer stage WST to projection optical system PL side, specifically, to the detection position of the first alignment mark, and is not shown for the held wafer. Alignment (detection of alignment marks) is performed by an alignment system. After this alignment is completed, the wafer stage WST is moved from the alignment position to the pattern transfer position (more precisely, the scanning exposure start position) in order to scan and expose the first shot area of the wafer. Then, by scanning the wafer stage WST and the reticle stage RST in the opposite directions along the Y-axis direction, step-and-scan scanning exposure is performed, and the circuit pattern of the reticle R is applied to each shot area of the wafer W. Is reduced and transferred via the projection optical system PL. Then, after the exposure of all shot areas is completed, unloading is executed in the same manner as the other wafers described above.
[0059]
As described above, while the wafer is being exposed, the above pre-alignment (detection of the shift amounts ΔX ′, ΔY ′, Δθ ′) is completed above the loading position, and then the exposure is performed. The loading arm 50 holding the wafer to be processed can be kept on standby. Further, the next wafer can be held on the turntable 51 and kept on standby while the wafer is being exposed and the loading arm 50 is waiting above the loading position. In this way, the time required for loading the wafer, the time required for transferring the wafer from the carry-in arm 50 to the wafer stage WST, and the transfer position (alignment position) from the loading position of the wafer stage WST to the projection optical system PL. ), The non-exposure time (time required for operations other than the exposure operation) can be shortened, and the throughput can be improved. In FIGS. 1A and 1B, the wafer being exposed is indicated as wafer W1, the wafer waiting on the loading position is indicated as wafer W2, and the wafer waiting on the turntable 51 is indicated as wafer W3. As shown. In the present embodiment, when it is not necessary to distinguish the wafers according to their positions, they are simply referred to as wafers W.
[0060]
As described in detail above, when the loading arm 50 holds the wafer, the pre-alignment system 45 detects information on the relative position between the two marks 50a and 50b formed on the loading arm 50 and the wafer. In the vicinity of the loading position where the wafer is transferred from the loading arm 50 to the wafer stage WST, only the position information of the marks 50a and 50b is detected. That is, if information on the relative positions of the marks 50a and 50b and the wafer (detection result of the pre-alignment system 45) is detected in advance, the position information on the wafer is not detected directly at the loading position. The main controller 20 can recognize the position information of the wafer in the vicinity of the loading position only by detecting the position information of the marks 50a and 50b (the detection result of the imaging device 42). This eliminates the need for providing a loading position with a detection system such as a large pre-alignment system 45 for detecting wafer position information from the outer shape of the wafer, so that the loading position is made closer to the projection optical system PL. Since the moving distance of wafer stage WST for loading can be shortened and the moving time can be shortened, the throughput can be improved.
[0061]
4A and 4B show a schematic configuration of an exposure apparatus 100 ′ as a comparative example with respect to the exposure apparatus 100 of the present embodiment. 4 (A) and 4 (B), members having the same functions and functions as those in FIGS. 1 (A) and 1 (B) are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here. As shown in FIGS. 4A and 4B, the exposure apparatus 100 ′ includes a pre-alignment system main body 41 and imaging devices 40a to 40f, similarly to the exposure apparatus 100 of the present embodiment. However, in order to deliver the wafer to the wafer stage WST immediately after pre-alignment, the pre-alignment position is above the loading position, so the pre-alignment system main body 41 and the like are close to the projection optical system PL. It has been placed. In such a case, as shown in FIG. 4B, in particular, the imaging device 40f placed in the 10:30 direction is arranged at a position closest to the projection optical system PL. The position of the imaging device 40f and the detection position of the outer shape of these wafers are strictly defined by the standard and cannot be changed. Therefore, for this pre-alignment system, there is no choice but to leave a certain distance between the loading position and the pattern transfer position. As shown in FIG. 4A, the distance is L ′.
[0062]
On the other hand, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1A and the like, the marks 50a and 50b are provided on the carry-in arm 50, so that the marks 50a and 50b and the wafer are distant from the projection optical system PL. Since only the position information of the marks 50a and 50b needs to be detected in the vicinity of the loading position, only one image pickup device is provided in the vicinity of the projection optical system PL. Thus, the loading position can be brought close to the projection optical system PL (interval L, L <L ′ in FIG. 1A). In the exposure apparatus 100, the interval L is shortened so that the wafer W2 enters the vicinity of the tip of the projection optical system PL having a conical tip so that the interval L is as short as possible. .
[0063]
As described above, if the distance L is shortened, the size of the wafer base 17 can be reduced, so that the footprint of the apparatus can be reduced.
[0064]
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the conventional exposure apparatus 100 ′, as described above, the pre-alignment system is disposed in the vicinity of the projection optical system PL. Although the heat generated from the above has an adverse effect on the optical characteristics of the projection optical system PL, the illumination light reflecting prism or the like provided therewith may be an obstacle to the flow of the atmospheric gas during exposure, As shown in FIG. 1A and the like, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, a plurality of light sources (illumination devices 81) for detecting the outer shape of the wafer and the illumination light emitted from these light sources are reflected. Since it is not necessary to provide a prism (and its driving device) and an imaging device near the loading position (near the projection optical system PL), heat generated from the light source is not transmitted to the projection optical system PL, etc. As a result, there is no obstacle to the flow of atmospheric gas during exposure, so that it is possible to prevent a reduction in exposure accuracy.
[0065]
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the marks 50a and 50b are located farther from the projection optical system PL than the wafer holding position in the loading arm 50. To be formed. In this case, even when the carry-in arm 50 is positioned in the vicinity of the loading position, the marks 50a and 50b are located away from the projection optical system PL, so that the imaging device 42 is located as far as possible from the projection optical system PL. It can be arranged. Therefore, as shown in FIG. 1A, the interval L can be shortened.
[0066]
In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the marks 50a and 50b and the surface of the wafer held by the carry-in arm 50 are arranged in substantially the same plane parallel to the XY plane. It is desirable to do so. In this case, the pre-alignment system 45 can accurately detect information on the relative positions of the wafer and the marks 50a and 50b with the same focus. The wafer surface and the marks 50a and 50b do not necessarily coincide with each other. For example, they may be arranged apart from each other in the Z direction within a range in which imaging by the imaging devices 40a to 40f and 46 is possible. Further, when the wafer surface and the marks 50a and 50b have different heights (positions in the Z-axis direction), the imaging planes 40a to 40f and the imaging apparatus 46 have their focal planes (detection planes) depending on the deviation. The positions may be different.
[0067]
In the present embodiment, the wafer position information before being held by the loading arm 50 is detected by a slit sensor (not shown), and the wafer is held by the loading arm 50 at a position within a predetermined allowable range. Are further provided with adjustment mechanisms such as a turntable 51 and an X drive mechanism 52 that substantially adjust the position of the X-axis. In this case, the position of the wafer after being held by the loading arm 50 falls within a predetermined allowable range, and the reproducibility of the position of the wafer held by the loading arm 50 is improved. If the reproducibility of the position of the wafer is improved, the outer shape of the wafer will surely fall within the imaging field of view of the imaging devices 40a to 40f of the pre-alignment system, and therefore, for example, useless processes such as rearrangement of the wafer become unnecessary. As a result, a decrease in throughput can be prevented.
[0068]
In this embodiment, the pre-alignment system 45 is disposed at a position where the wafer position is substantially adjusted, that is, at a position where the position information of the wafer before being held by the loading arm 50 can also be detected. As the detection system for detecting the position, the imaging devices 40a to 40f of the pre-alignment system 45 may be used instead of the slit sensor (not shown). In this case, the detection system for detecting the position of the wafer before being held by the carry-in arm 50 and the detection system for detecting the position of the wafer after being held by the carry-in arm 50 are shared as the pre-alignment system 45. Therefore, the device configuration can be simplified. This simplification of the apparatus configuration has various effects such as not only reducing the cost of the apparatus, but also saving space by reducing the size of the apparatus, and reducing the exposure accuracy due to the influence of heat by reducing the number of cameras as heat sources. .
[0069]
In the above embodiment, the marks formed on the carry-in arm 50 are two rectangular marks 50a and 50b as shown in FIG. 2A. However, in the present invention, the shape of these marks is limited. Instead, a cross mark, a cross-beam mark, a rice field mark, a line and space pattern, or any other shape mark can be applied.
[0070]
Further, there may be only one mark or three or more marks. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of marks having at least one of shape and size different from each other may be provided at different positions on the loading arm 50. In this case, even if the detection field of view of the imaging devices 42 and 46 is relatively narrow with respect to the range of reproducibility of the conveyance accuracy of the loading arm 50, the imaging devices 42 and 46 mark the mark on the loading arm 50. Since the detection probability is improved, the position information of the carry-in arm 50 can be accurately detected from the detection result of the mark. In the mark shown in FIG. 5, for example, if the aspect ratio of the vertical and horizontal directions of the mark that enters the imaging field is calculated, it is possible to recognize which mark is detected. In addition to the example shown in FIG. 5, the above-described cross mark, cross beam mark, and rice field mark may be formed at different positions as appropriate. A plurality of marks may be arranged in a matrix.
[0071]
Further, in the above embodiment, when the wafer is transferred from the loading arm 50 onto the wafer stage WST, the wafer misalignment detected by the pre-alignment system main body 41 due to the position of the wafer stage WST and the rotation of its center-up CP. (ΔX, ΔY) and rotational deviation amount Δθ (that is, the deviation amount ΔX ′ of the wafer at the loading position determined using the position information obtained from the detection results of the marks 50a, 50b by the imaging devices 42, 46). (ΔY ′, Δθ ′) is canceled, but the present invention is not limited to this. For example, when the center-up CP cannot rotate in the θz direction, the rotational deviation amount Δθ ′ may be canceled by the rotation of θz of wafer stage WST (at least a part thereof including the wafer holder). However, when the rotation range of θz of wafer stage WST is narrow, instead of this or in combination with this, rotation deviation amount Δθ ′ is canceled by rotation of θz of reticle stage RST as described above. May be. Note that instead of rotating at least one of the center-up CP, wafer stage WST, and reticle stage RST, or in combination with this, the loading arm 50 may be rotated slightly.
[0072]
In the above embodiment, the wafer is loaded and unloaded by the vertical movement of the center-up CP. However, for example, the center-up CP is fixed and even if a part of the wafer stage WST (wafer holder or the like) is moved up and down. good. Further, in the above embodiment, the center-up CP has three pins. However, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-100955 and the corresponding US Pat. No. 6,184,972, 1 It is good also as having only a book pin. In the above embodiment, the center-up CP is provided on the wafer stage WST. However, the center-up CP is not necessarily provided, and the exposure apparatus that loads and unloads the wafer without using the center-up CP is also provided. The present invention can be applied. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-284052 and the like, a gap is formed by notching two portions of the wafer holder so that the carry-in arm enters, and the carry-in arm is moved up and down in this gap to load and unload the wafer. You may adopt the method of loading. In this exposure apparatus, the aforementioned rotational deviation amount Δθ ′ may be canceled by rotating at least one of the carry-in arm 50, wafer stage WST, and reticle stage RST.
[0073]
In the above embodiment, the carry-in arm 50 is movable only in the Y-axis direction and the Z-axis direction. However, the carry-in arm 50 may be capable of adjusting the directions in the X-axis direction and the θz direction. In this case, without adjusting the position of wafer stage WST and rotating the center-up CP or the like, the loading arm 50 is moved from its reference position in the X-axis, Y-axis direction, and θz direction, respectively, prior to wafer transfer. By fine movement, the above-described wafer positional deviation amounts (ΔX ′, ΔY ′) and rotational deviation amount Δθ ′ may be canceled. Whether to adjust with the loading arm 50 or with the wafer stage WST or the like may be selected in consideration of the superiority or inferiority of the positioning accuracy.
[0074]
In the above embodiment, the imaging device for detecting the marks 50a and 50b of the loading arm 50 and the imaging device for detecting the outer shape of the wafer are separated from each other. However, the mark on the loading arm 50 and the wafer having a wide imaging field of view are provided. You may make it provide the imaging device which can image the external shape of this simultaneously. In this way, since the relative positional relationship between the mark and the wafer can be detected based on the same imaging data, the detection accuracy of the positional relationship can be improved. In addition, since the number of imaging devices can be reduced, not only the cost of the device can be reduced, but also space saving by reducing the size of the device, prevention of exposure accuracy deterioration due to the influence of heat by reducing the number of cameras as heat sources Various effects can be obtained. In this case, it goes without saying that it is particularly desirable that the mark of the carry-in arm 50 and the wafer are at the same position (height) with respect to the optical axis direction of the imaging device.
[0075]
Further, as described in the above embodiment, it is desirable that the mark is detected by an epi-illumination system, and the outer shape of the wafer is detected by applying illumination from the back surface of the wafer. Therefore, when imaging the mark and the outer shape of the wafer simultaneously in the same imaging field of view, a prism to be inserted into the back surface portion of the wafer corresponding to the imaging range of the outer shape of the wafer and its driving device are provided, and the same illumination system is used. What is necessary is just to illuminate the mark and the vicinity of the outer shape of the wafer, and illuminate the wafer from the back surface with the light reflected by the prism.
[0076]
Further, as shown in FIG. 3A, the carry-in arm 50 in the above embodiment needs to have a shape that avoids the imaging regions of the imaging devices 40a to 40f, but the image processing accuracy is high, When the outer shape of the wafer can also be accurately detected by epi-illumination, the carry-in arm may not have a shape that avoids the imaging region. On the other hand, if the reflection characteristic of the carry-in arm with respect to the light is significantly different from the reflection characteristic of the wafer, the shape of the finger portion of the carry-in arm is confined within the imaging range of the pre-alignment imaging apparatus. Also good. In short, the shape of the carry-in arm 50 is not limited to the above embodiment, and may be arbitrary. In this case, the marks such as the marks 50a and 50b described above are provided at positions that fall within the imaging range of the pre-alignment imaging apparatus, and the positions of the marks and the outer shape of the wafer are set by the same apparatus. You may make it image simultaneously. In this case, as described above, if a plurality of marks are formed on the entire surface of the finger portion, it becomes easier to detect the outer shape of the wafer by the contrast with those marks, and the shape of the marks or If the sizes are different from each other, it becomes easy to detect the positional deviation of the wafer.
[0077]
Moreover, as a conveyance member, it is not limited to the conveyance arm 50 of the said embodiment, For example, a conveyance member as shown in FIG. 6 can also be considered. The carry-in arm 50 'shown in FIG. 6 has three claw portions 70a, 70b, 70c disposed at both ends of a rod-like arm portion extending in the X-axis direction (this tip also has the same suction as the suction portions 501a, 502a). A mechanism is provided), and the wafer is held in a space formed between the arm portion and the claw portions 70a to 70c. In this carry-in arm 50 ′, marks corresponding to the aforementioned marks 50a and 50b may be provided on this arm portion. For example, if the mark 50a ′ is formed at a position on the arm portion corresponding to the center of the wafer held without displacement, the position of the mark indicates the ideal center position of the wafer. The relative positional relationship between the mark and the mark is directly the wafer positional deviation amount (ΔX, ΔY) and the rotational deviation amount Δθ, and the calculation of the relative positional relationship can be omitted, and the calculation time is shortened. Will come to be.
[0078]
In the above-described embodiment, the case where a wafer with a notch is processed has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where a wafer with an OF is processed.
[0079]
In the above-described embodiment, when the wafer pre-alignment is performed, the outer shape of the wafer is detected at three locations. However, as long as the wafer positional deviation amount (ΔX, ΔY) and the rotational deviation amount Δθ can be accurately calculated. The outer shape of the wafer may be detected only at one location within a somewhat wide imaging range (a range that always includes a notch or the like).
[0080]
Further, in the above-described embodiment, nothing is specified for the wafer unloading operation. The unloading position may be the same position as the loading position or a different position. In any case, since there is no need to perform pre-alignment during unloading, the unloading position can be brought close to the transfer position as long as the carry-out arm and wafer do not interfere with the projection optical system PL. In the above embodiment, the pre-alignment system 45 includes the imaging devices 40a to 40f and 46. However, the sensor used for detecting the outer shape of the wafer and the marks 50a and 50b of the loading arm 50 is not limited to the imaging device. For example, a light amount sensor may be used. The same applies to the imaging device 42. Further, in the above-described embodiment, the adjustment mechanism for substantially adjusting the position of the wafer before delivering the wafer from the turntable 51 to the carry-in arm 50 is provided. For example, a deviation between the center of the wafer and the rotation center of the turntable 51 is provided. If the wafer can be placed on the turntable 51 with a relatively small amount, the adjusting mechanism need not be provided.
[0081]
In the above embodiment, the exposure apparatus 100 includes one wafer stage. However, as disclosed in, for example, International Publications WO98 / 24115 and WO98 / 40791, the exposure apparatus includes two wafer stages. The present invention can also be applied to an apparatus. Since the wafer stage on which the wafer is loaded is often moved from the loading position to the alignment position prior to the transfer position described above, it is preferable to determine the loading position in consideration of the arrangement of the alignment system.
[0082]
As a light source for an illumination system (not shown) that emits the exposure light IL, Ar 2 You may use other vacuum ultraviolet light sources, such as a laser light source (output wavelength 126nm). Further, for example, not only laser light output from each of the above light sources as vacuum ultraviolet light, but also a single wavelength laser light in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB (Distributed Feedback) semiconductor laser or fiber laser. May be amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)), and a harmonic wave converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. In addition, the present invention may be applied to an exposure apparatus that uses EUV light, X-rays, or charged particle beams such as electron beams and ion beams as exposure beams. Furthermore, the present invention may be applied to an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication WO99 / 49504 and the like, in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer.
[0083]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described, but it is needless to say that the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can also be suitably applied to exposure apparatuses such as a step-and-repeat type, step-and-stitch type reduction projection exposure apparatus or proximity system, a mirror projection aligner, and a photo repeater.
[0084]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the exposure apparatus for semiconductor manufacture, it is not restricted to this, For example, the exposure for liquid crystals which transfers a liquid crystal display element pattern to a square-shaped glass plate The present invention can be widely applied to an apparatus, an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head, an image sensor, a micromachine, an organic EL, a DNA chip, and the like.
[0085]
An illumination optical system and projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated into the exposure apparatus body for optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage made up of a number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus body to provide wiring and piping. , And further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.), the exposure apparatus of the above embodiment can be manufactured. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0086]
Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, meteorite, Magnesium fluoride or quartz is used.
[0087]
Furthermore, although the case where the present invention is applied to an exposure apparatus has been described in the above embodiment, the present invention can be suitably applied to apparatuses such as inspection apparatuses and processing apparatuses other than the exposure apparatus.
[0088]
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 100 described above in a lithography process will be described.
[0089]
FIG. 7 shows a flowchart of a manufacturing example of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). As shown in FIG. 7, first, in step 201 (design step), device function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 202 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 203 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0090]
Next, in step 204 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps 201 to 203, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like as will be described later. Next, in step 205 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 204. Step 205 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.
[0091]
Finally, in step 206 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and an endurance test of the device created in step 205 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0092]
FIG. 8 shows a detailed flow example of step 204 in the semiconductor device. In FIG. 8, in step 211 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step 212 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 213 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 214 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above-described steps 211 to 214 constitutes a pre-processing process at each stage of wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
[0093]
At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step 215 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 216 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer using the exposure apparatus 100 of the above embodiment. Next, in step 217 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 218 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step 219 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed.
[0094]
By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0095]
If the device manufacturing method of this embodiment described above is used, the exposure apparatus 100 of the above embodiment is used in the exposure step (step 216), so that the throughput can be improved. As a result, it becomes possible to improve the productivity (including yield) of highly integrated devices.
[0096]
【The invention's effect】
According to the exposure apparatus of the present invention, there is an effect of improving the throughput while maintaining the exposure accuracy.
[0097]
Moreover, according to the device manufacturing method of the present invention, there is an effect that the productivity of a highly integrated device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a transverse sectional view of the exposure apparatus.
FIG. 2 (A) is a top view showing the configuration of the carry-in arm, and FIG. 2 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA.
FIG. 3A is a diagram showing an imaging region at the time of pre-alignment, and FIG. 3B is an enlarged view of the imaging region.
FIG. 4A is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a conventional exposure apparatus, and FIG. 4B is a transverse sectional view of the exposure apparatus.
FIG. 5 is a view showing another example of marks formed on the carry-in arm.
FIG. 6 is a view showing another example of a carry-in arm.
FIG. 7 is a flowchart for explaining an embodiment of a device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing details of step 204 in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Main control apparatus, 40a-40f ... Imaging device, 41 ... Pre-alignment system main body, 42 ... Imaging device (2nd detection system), 45 ... Pre-alignment system (1st detection system) 46 ... Imaging device, 50, 50 '... carry-in arm (conveyance member), 50a, 50b, 50a' ... mark, 51 ... turntable, 52 ... X drive mechanism, 60 ... Y drive mechanism, 62 ... Z drive mechanism, 81 ... illumination device, 100 ... exposure device , CP ... center up (temporary holding unit), PL ... projection optical system, RST ... reticle stage (mask holding device), W1, W2, W3 ... wafer (object).

Claims (11)

パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体と；
前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、少なくとも１つのマークが形成された搬送部材と；
前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内における前記搬送部材に保持された前記物体と前記マークとの相対位置に関する情報を検出する第１検出系と；
前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第２検出系と；
前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を調整する調整装置と；を備える露光装置。An exposure apparatus for transferring a pattern onto an object via a projection optical system,
A movable body capable of holding the object and movable between a transfer position of the object and a transfer position of the pattern via the projection optical system;
A transport member that holds the object and can be transported to the vicinity of the delivery position and has at least one mark formed thereon;
The relative position between the object and the mark held by the transport member in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis direction of the projection optical system before the object is transported to the vicinity of the delivery position by the transport member A first detection system for detecting information about;
A second detection system for detecting position information of the mark in the two-dimensional plane before the object is transferred to the moving body;
An adjustment device that adjusts a relative position between the movable body and the transport member in the two-dimensional plane when the object is delivered based on detection results of the first detection system and the second detection system. Exposure device. 前記マークは、前記搬送部材における前記物体の保持位置よりも、前記投影光学系から離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1, wherein the mark is formed at a position farther from the projection optical system than a holding position of the object on the transport member. 前記マークと、前記搬送部材に保持された前記物体の面とは、前記２次元平面に平行な略同一平面内に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the mark and the surface of the object held by the transport member are disposed in substantially the same plane parallel to the two-dimensional plane. . 形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マークが前記搬送部材上の異なる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1, wherein the plurality of marks having at least one of a shape and a size different from each other are provided at different positions on the transport member. 前記移動体は、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内で移動可能であり、
前記調整装置は、前記物体の受け渡し時における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を、前記移動体の移動によって調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。The movable body is movable in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis direction of the projection optical system;
The said adjustment apparatus adjusts the relative position of the said mobile body and the said conveyance member at the time of delivery of the said object by the movement of the said mobile body, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Exposure device. 前記パターンが形成されたマスクを搭載し、前記２次元平面内における向きを調整可能なマスク保持装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 5, further comprising a mask holding device that mounts a mask on which the pattern is formed and is capable of adjusting a direction in the two-dimensional plane. 前記移動体は、
前記搬送部材に対する前記物体の受け渡しを行うために突出／退避可能で、かつ前記２次元平面内における前記物体の向きを変更可能な仮保持部をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。The moving body is
The temporary holding part which can project / retract to deliver the object to the transport member and can change the orientation of the object in the two-dimensional plane is further provided. The exposure apparatus described. 前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報に基づいて、前記物体が所定の許容範囲内の位置で前記搬送部材に保持されるように前記物体の位置を略調整する調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。An adjustment mechanism that substantially adjusts the position of the object so that the object is held by the conveyance member at a position within a predetermined allowable range based on position information of the object before being held by the conveyance member; An exposure apparatus according to claim 1, comprising: an exposure apparatus. 前記第１検出系は、
前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報も検出可能な位置に配設されていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。The first detection system includes
9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the position information of the object before being held by the conveying member is disposed at a position where it can also be detected. 前記物体は、その外周の少なくとも一部に、切り欠きが設けられた円板状の物体であり、
前記第１検出系は、前記切り欠きを含む前記物体の外周の少なくとも１箇所を検出可能な検出光学系を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。The object is a disk-shaped object provided with a notch on at least a part of the outer periphery thereof,
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the first detection system includes a detection optical system capable of detecting at least one position on the outer periphery of the object including the notch. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。A device manufacturing method including a lithography process,
In the said lithography process, the device manufacturing method using the exposure apparatus as described in any one of Claims 1-10.
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