JP2015207645A - 検出方法及び装置、並びに露光方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の裏面のマーク及び基板のエッジ部のような種類の異なる複数の被検部を効率的に検出する。
【解決手段】ウエハWの裏面に形成されたマーク46及びウエハWのエッジ部を検出する検出装置8であって、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を照明する第1照明系52IL及び第2照明系83と、ウエハWを回転可能に載置する温調テーブル86と、温調テーブル86によって回転するウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を撮像する撮像素子82と、撮像素子82からの撮像信号を用いてウエハWの中心位置及び回転角の情報を求める演算部55と、を備える。
【選択図】図5
【解決手段】ウエハWの裏面に形成されたマーク46及びウエハWのエッジ部を検出する検出装置8であって、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を照明する第1照明系52IL及び第2照明系83と、ウエハWを回転可能に載置する温調テーブル86と、温調テーブル86によって回転するウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を撮像する撮像素子82と、撮像素子82からの撮像信号を用いてウエハWの中心位置及び回転角の情報を求める演算部55と、を備える。
【選択図】図5
Description
本発明は、基板の外形及び/又は基板に設けられたマークを検出する検出技術、その検出技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
半導体素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を生産するためのフォトリソグラフィ工程で使用される、いわゆるステッパー又はスキャニングステッパーなどの露光装置による露光対象の基板として、円板状の半導体ウエハ(以下、単にウエハという。)がある。電子デバイスを製造する際のスループット(生産性)を高めるために、そのウエハの直径のSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)規格(SEMI standards)は、数年ごとに125mm、150mm、200mm、300mmとほぼ1.25〜1.5倍の割合で大きくなってきている。
また、従来のウエハのエッジ部には、外形基準で回転角を検出するための切り欠き部としてのノッチ又はオリエンテーションフラットが形成されていた。そして、ウエハを露光装置にロードする際には、予めプリアライメント系によってウエハの切り欠き部の位置を検出しておき、この結果に基づいてウエハの回転角等の大まかな調整を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
最近、電子デバイスを製造する際のスループットをより高めるために、SEMI規格では、直径450mmのウエハの規格化が行われている。このように大型化したウエハでは、回転角を検出するための切り欠き部をエッジ部に設けると、直径300mmのウエハでも生じたように、ウエハに歪み等が生じる恐れがある。そこで、大型化したウエハでは、回転角を検出するために、裏面に例えば凹部よりなる小さいマークを設けることも検討されている。
これに関して、ウエハは、従来、裏面が支持された状態で露光装置に搬送されており、プリアライメント系は、ウエハの表面(デバイスパターンが形成される面)側からウエハの切り欠き部を検出していたため、従来の技術ではウエハの裏面に設けられたマークの検出を行うことは困難である。さらに、プリアライメント系において、例えばウエハの中心位置を検出するためには、ウエハの外形(エッジ部)も検出することが好ましい。
本発明の態様は、このような事情に鑑み、基板の裏面のマーク及び基板の外形のような種類の異なる複数の被検部を効率的に検出できるようにすることを目的とする。
第1の態様によれば、基板の裏面に形成されたマークを含む第1被検部、及びその基板のエッジ部の少なくとも一部を含む第2被検部を照明する照明部と、その基板を回転可能に載置する載置部と、その載置部上で回転するその基板のその第1被検部及びその第2被検部を撮像する撮像部と、その撮像部からの撮像情報を用いてその基板の中心位置及び回転角の少なくとも一方を含む位置情報を求める演算部と、を備える検出装置が提供される。
第2の態様によれば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、第1の態様の検出装置と、その基板を保持してその投影光学系下を移動可能なステージと、そのステージにその基板を搬送する基板搬送部と、その検出装置によって検出されるその基板の位置情報に基づいて、その基板をその基板搬送部に受け渡す際に、その基板とその基板搬送部との相対位置を補正する制御部と、を備える露光装置が提供される。
第3の態様によれば、基板の裏面に形成されたマークを含む第1被検部、及びその基板のエッジ部の少なくとも一部を含む第2被検部を照明することと、その基板を回転させることと、回転するその基板の第1被検部及びその第2被検部を撮像することと、その撮像により得られる撮像情報を用いてその基板の中心位置及び回転角の少なくとも一方を含む位置情報を求めることと、を含む検出方法が提供される。
第4の態様によれば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、第3の態様の検出方法を用いて、その基板の位置情報を求めるここと、その検出方法によって検出されるその基板の位置情報に基づいて、その基板をその基板搬送部に受け渡す際に、その基板とその基板搬送部との相対位置を補正することと、その基板搬送部から、その基板を保持してその投影光学系下を移動可能なステージにその基板を受け渡すことと、を含む露光方法が提供される。
第5の様態によれば、本発明の態様の露光装置又は露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
本発明の態様によれば、回転可能な基板の第1被検部及び第2被検部を撮像するため、その種類の異なる2つの被検部を効率的に検出できる。
本発明の実施形態の一例につき図1〜図9(C)を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る露光装置EXの主に露光部(転写用のパターン及び投影光学系を介して基板を露光する部分)の概略構成を示す。露光装置EXは、スキャニングステッパー(スキャナー)よりなる走査露光型の投影露光装置である。露光装置EXは、投影光学系PL(投影ユニットPU)を備えている。以下、投影光学系PLの光軸AXと平行にZ軸を取り、これに直交する面内でレチクルRとウエハ(半導体ウエハ)Wとが相対走査される方向にY軸を、Z軸及びY軸に直交する方向にX軸を取って説明する。また、X軸、Y軸、及びZ軸に平行な軸の回りの回転方向をθx、θy、及びθz方向とも呼ぶ。本実施形態では、Z軸に直交する平面(XY平面)はほぼ水平面に平行である。
露光装置EXは、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示される照明系ILSと、照明系ILSからの露光用の照明光(露光光)IL(例えば波長193nmのArFエキシマレーザ光、又は固体レーザ(半導体レーザなど)の高調波など)により照明されるレチクルR(マスク)を保持して移動するレチクルステージRSTとを備えている。さらに、露光装置EXは、レチクルRから射出された照明光ILでウエハW(基板)を露光する投影光学系PLを含む投影ユニットPUと、ウエハWを保持して移動するウエハステージWSTと、ウエハWのマーク(又はノッチ部)及びウエハWの外形(エッジ部)を検出する第1のプリアライメント系52を含む検出装置8(図5(A)参照)と、装置全体の動作を制御するコンピュータよりなる主制御装置20(図3参照)等とを備えている。また、レチクルステージRST及びウエハステージWSTの位置は、上記のX軸、Y軸、及びZ軸よりなる座標系(X,Y,Z)で規定されるため、この座標系(X,Y,Z)をステージ座標系とも称する。
レチクルRはレチクルステージRSTの上面に真空吸着等により保持され、レチクルRのパターン面(下面)には、回路パターンなどが形成されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含む図3のレチクルステージ駆動系25によって、不図示のレチクルベース上のXY平面内で微少駆動可能であると共に、走査方向(Y方向)に指定された走査速度で駆動可能である。
レチクルステージRSTの移動面内の位置情報(X方向、Y方向の位置、及びθz方向の回転角を含む)は、レーザ干渉計よりなるレチクル干渉計24によって、移動鏡22(又は鏡面加工されたステージ端面)を介して例えば0.5〜0.1nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計24の計測値は、図3の主制御装置20に送られる。主制御装置20は、その計測値に基づいてレチクルステージ駆動系25を制御することで、レチクルステージRSTの位置及び速度を制御する。
図1において、レチクルステージRSTの下方に配置された投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系PLとを含む。不図示のフレーム機構に対して複数の防振装置(不図示)を介して平板状のフレーム(以下、計測フレームという)16が支持されており、投影ユニットPUは、計測フレーム16に形成された開口内にフランジ部FLを介して設置されている。投影光学系PLは、例えば両側(又はウエハ側に片側)テレセントリックで所定の投影倍率β(例えば1/4倍、1/5倍などの縮小倍率)を有する。
照明系ILSからの照明光ILによってレチクルRの照明領域IARが照明されると、レチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介して照明領域IAR内の回路パターンの像が、ウエハWの一つのショット領域の露光領域IA(照明領域IARと光学的に共役な領域)に形成される。ウエハWは、一例としてシリコン等の半導体よりなる直径が450mmの大型の円板状の基材SUにフォトレジストPR(感光材料)を数10〜200nm程度の厚さで塗布したものである(図4(C)参照)。すなわち、一例としてウエハWは450mmウエハである。直径450mmの基材の厚さは、現在では例えば900〜1100μm程度(例えば925μm程度)と想定されている。
ウエハWが450mmウエハである場合、図4(A)に示すように、ウエハWの円形のエッジ部に切り欠き部を設けない形態のウエハも検討されている。ただし、将来的に、例えばウエハWに与える歪みを少なくしてウエハWに切り欠き部を設ける技術が開発されたような場合には、450mmウエハのエッジ部に切り欠き部(例えばノッチ部)が設けられる可能性もある。
ウエハWの表面Wa(基材SUのフォトレジストPRが塗布された面)は、縦横に規則的に多数のショット領域SAに区画され、各ショット領域SAにそれぞれデバイスパターンDPが形成される。ショット領域SAが例えば幅26mm程度で長さ33mm程度の大きさであれば、ウエハWの表面Waには例えば180個程度のショット領域SAが形成される。なお、ウエハWの1回目の露光に際しては、ウエハWの表面Waはショット領域SAには区画されていない。
また、ウエハWの表面Waに対向する面、又はウエハWの基材SUのフォトレジストPRが塗布されていない面をウエハWの裏面Wbと称する。図4(B)は、ウエハWの裏面Wbの一部を示し、図4(C)は図4(B)の断面図である。図4(B)、図4(C)に示すように、ウエハWが450mmウエハである場合、SEMI規格では、ウエハWの裏面Wbのエッジ部Wfから例えば1mm程度から数mm程度までの周縁領域47内に、ウエハWの半径方向に沿って一列の複数の小さい凹部46aよりなるマーク46を形成することが提案されている。一例として、凹部46aは直径が100μm程度の円形で深さが20〜70μm程度である。図4(C)では、凹部46aは円柱状であるが、凹部46aは半球面状でもよい。一例として、マーク46の方向(複数の凹部46aの中心を通る直線に沿った方向)は、ウエハWの基材SUの一つの結晶軸の方向に対して所定の角度に、例えば平行に設定してもよい。また、マーク46の方向とウエハWの表面のショット領域SAの長手方向(又は短手方向)とが平行になるように、ショット領域SAを形成してもよい。
一例として、マーク46は、微小なドリルによる切削、又は加工用レーザ光の照射によって形成できる。さらに、マーク46は、ウエハWの裏面Wbに対する部分的なフォトレジストの塗布、マーク用パターンの露光、現像、エッチング、及びレジスト剥離を含むリソグラフィ工程で形成することも可能である。なお、マーク46において、複数の凹部46aを半径方向に複数列形成してもよい。さらに、マーク46は、複数の凹部46aをウエハWのエッジ部に平行な円周方向に一列に又は複数列に形成したものでもよい。また、マーク46の代わりに、図4(D)に示すように、複数の凹部46AaをウエハWの半径方向に並べた複数列(一列でもよい)の部分マーク46A1,46A2と、複数の凹部46AaをウエハWの円周方向に並べた一列(又は複数列)のマーク部46A3とを含むマーク46Aを使用してもよい。さらに、マーク46の代わりに、図4(E)に示すように、ウエハWの半径方向(又は円周方向)に沿って並べた1本又は複数本の細長い凹部よりなるマーク46Bを使用してもよい。さらに、マーク46の代わりに、図4(D)のうち複数の凹部46AaをウエハWの円周方向に並べた一列(又は複数列)のマーク部46A3をマーク46Aとして使用してもよい。
図1の露光装置EXにおいて、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子である先端レンズTLEを保持する鏡筒40の下端部の周囲を取り囲むように、局所液浸装置38の一部を構成するノズルユニット32が設けられている。ノズルユニット32は、露光用の液体Lq(例えば純水)を供給するための供給管31A及び回収管31Bを介して、液体供給装置34A及び液体回収装置34B(図3参照)に接続されている。なお、液浸タイプの露光装置としない場合には、上記の局所液浸装置38は設けなくともよい。
また、露光装置EXは、レチクルRのアライメントを行うためにレチクルRのアライメントマーク(レチクルマーク)の投影光学系PLによる像の位置を計測する空間像計測系(不図示)と、ウエハWのアライメントを行うために使用される例えば画像処理方式(FIA系)のアライメント系ALと、照射系36a及び受光系36bよりなりウエハWの表面の複数箇所のZ位置を計測する斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ(以下、多点AF系という)36(図3参照)と、ウエハステージWSTの位置情報を計測するためのエンコーダ6(図3参照)と、を備えている。空間像計測系は例えばウエハステージWST内に設けられている。アライメント系ALは、ウエハWの2層目以降のレイヤに露光する際に、ウエハWの表面Waの各ショット領域SAに付設されたアライメントマーク(ウエハマーク)のうちから選択された所定のウエハマークの位置を検出するために使用される。
アライメント系ALは、図2に示すように、一例として投影光学系PLに対して−Y方向に離れて配置されたウエハWの直径程度の長さの領域に、X方向(非走査方向)にほぼ等間隔で配列された5眼のアライメント系ALc,ALb,ALa,ALd,ALeから構成され、5眼のアライメント系ALa〜ALeで同時にウエハWの異なる位置のウエハマークを検出できるように構成されている。また、アライメント系ALa〜ALeに対して−Y方向に離れた位置で、かつある程度−X方向及び+X方向にシフトした位置に、それぞれウエハWをロードするときのウエハステージWSTの中心位置であるローディング位置LP、及びウエハWをアンロードするときのウエハステージWSTの中心位置であるアンローディング位置UPが設定されている。ローディング位置LPの上方(+Z方向)に、図1に示すように、ローディング装置66が配置されている。
ローディング装置66の本体部67は、一例として計測フレーム16とは独立に支持されたフレーム部材FR1に、Z方向に移動可能に支持されている。また、ローディング位置LPの近くに、コータ・デベロッパ(不図示)側から露光装置EXにウエハWを搬入するウエハ搬送ロボットWLDが設置されている。ウエハ搬送ロボットWLDは、一例として、床面に設置された本体部64と、本体部64に対して順次回転可能に設けられた第1及び第2の中間アーム63,62と、第2の中間アーム62の先端部に回転可能に設けられるとともに、ウエハWを真空吸着で保持して搬送するフォーク型の搬送アーム61(図8(A)参照)とを有する。
ウエハ搬送ロボットWLDの搬送アーム61は、−Y方向側に設置されて温度制御されて、かつ回転可能な温調テーブル86(図5(A)参照)に載置されたウエハWをローディング装置66の下方まで搬送する。ローディング装置66及びウエハ搬送ロボットWLDの動作は搬送制御系50(図3参照)によって制御される。
また、図5(A)において、温調テーブル86は、本実施形態の露光装置EXと、ウエハWに対するフォトレジストの塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ(不図示)との間に設置されている。そのコータ・デベロッパでフォトレジストを塗布されたウエハWが、コータ・デベロッパ側の搬送系(不図示)によって温調テーブル86の上面に載置されて真空吸着され、ウエハWの冷却及び温度の均一化が行われる。温調テーブル86、及び温調テーブル86の温度制御等を行う機構を含めた装置が温調装置85である。温調装置85の動作は搬送制御系50によって制御されている。
また、図5(A)において、温調テーブル86は、本実施形態の露光装置EXと、ウエハWに対するフォトレジストの塗布及び現像を行うコータ・デベロッパ(不図示)との間に設置されている。そのコータ・デベロッパでフォトレジストを塗布されたウエハWが、コータ・デベロッパ側の搬送系(不図示)によって温調テーブル86の上面に載置されて真空吸着され、ウエハWの冷却及び温度の均一化が行われる。温調テーブル86、及び温調テーブル86の温度制御等を行う機構を含めた装置が温調装置85である。温調装置85の動作は搬送制御系50によって制御されている。
また、温調テーブル86に近接して、温調テーブル86に載置されたウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の位置情報を検出する第1のプリアライメント系52が設置されている。プリアライメント系52は、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を同一の視野内で撮像可能なCCD型又はCMOS型の2次元の撮像素子82を備え、撮像素子82の撮像信号が演算部55(図3参照)に供給される。演算部55では、その撮像信号を処理して温調テーブル86に載置されているウエハWの中心位置及び回転角を含む位置情報求め、求めた結果を搬送制御系50に供給する。搬送制御系50では、演算部55から供給される位置情報を用いて、温調テーブル86から搬送アーム61にウエハWを受け渡すときに、ウエハWと搬送アーム61との相対位置(相対回転角を含む)を補正する。
第1のプリアライメント系52、温調装置85、演算部55、及び搬送制御系50を含んで、ウエハWの裏面のマーク(第1被検部)及びウエハWのエッジ部(第2被検部)の位置情報(回転角を含む)を検出する検出装置8が構成されている。なお、検出装置8の詳細な構成については後述する。
また、図1において、ローディング装置66の本体部67の周囲に、ウエハWの裏面に形成されたマーク46(図4(B)参照)及びこの近傍のエッジ部の位置情報を検出するマーク検出部53A、並びにウエハWの互いに異なる2箇所のエッジ部の位置情報を検出する2つのエッジ検出部53B,53Cが配置されている。マーク検出部53A、及びエッジ検出部53B,53Cより第2のプリアライメント系53が構成されている。
また、図1において、ローディング装置66の本体部67の周囲に、ウエハWの裏面に形成されたマーク46(図4(B)参照)及びこの近傍のエッジ部の位置情報を検出するマーク検出部53A、並びにウエハWの互いに異なる2箇所のエッジ部の位置情報を検出する2つのエッジ検出部53B,53Cが配置されている。マーク検出部53A、及びエッジ検出部53B,53Cより第2のプリアライメント系53が構成されている。
一例として、マーク検出部53Aは、図4(A)及び(B)に示すウエハWの裏面の被検領域でマーク46の像を撮像すると同時に、マーク46の近傍のウエハWのエッジ部の像を撮像する。図4(A)のマーク検出部53Aによる被検領域FVBは、実質的にウエハWの裏面のマーク46を含む第1の被検領域、及びそのマーク46の近傍のエッジ部を含む第2の被検領域を合わせた領域である。エッジ検出部53B,53Cは、被検領域FVBとともにウエハWのエッジ部をほぼ等角度間隔で分割した位置にある2つの被検領域FVA2,FVA1でウエハWのエッジ部の像を撮像する。マーク検出部53A及びエッジ検出部53B,53Cの撮像信号は演算部55(図3参照)に供給される。演算部55は、それらの検出信号を処理してウエハWの中心のX方向、Y方向の位置、及びウエハWの回転角(例えばウエハWのマーク46に平行な方向と、ステージ座標系(X,Y,Z)のY軸に平行な軸とがなす角度)を算出し、算出結果を主制御装置20に供給する。
主制御装置20は、演算部55から供給されるウエハWの中心位置及び回転角を用いて、ローディング装置66からウエハステージWSTにウエハWを受け渡すときにウエハWとウエハステージWSTとの相対位置の補正等を行うことができる。なお、搬送制御系50及び演算部55は、主制御装置20を構成するコンピュータのソフトウェア上の互いに異なる機能であってもよい。
さらに、図2のアンローディング位置UPの上方には、ウエハWの搬出時に使用される別のローディング装置(不図示)が配置され、アンローディング位置UPの近くには、搬出(アンロード)されたウエハWをコータ・デベロッパ側に搬出する別のウエハ搬送ロボット(不図示)が配置されている。なお、ローディング装置66によってその搬出用のウエハ受け渡し装置を兼用することも可能である。
また、図2において、多点AF系36の照射系36a及び受光系36bは、一例としてアライメント系ALa〜ALeと投影光学系PLとの間の領域に沿って配置されている。この構成によって、ローディング位置LPでウエハWをウエハステージWSTにロードした後、ウエハステージWSTを駆動して、ウエハWをから投影光学系PLの下方の露光開始位置までほぼY方向に移動することによって、多点AF系36によるウエハ表面のZ位置の分布の計測、及びアライメント系ALa〜ALeによるウエハ表面の複数のウエハマークの位置計測を効率的に行うことができる。多点AF系36及びアライメント系ALの計測結果は主制御装置20に供給される。
図1において、ウエハステージWSTは、不図示の複数の例えば真空予圧型空気静圧軸受(エアパッド)を介して、ベース盤WBのXY面に平行な上面WBaに非接触で支持されている。ウエハステージWSTは、例えば平面モータ、又は直交する2組のリニアモータを含むステージ駆動系18(図3参照)によってX方向及びY方向に駆動可能である。ウエハステージWSTは、X方向、Y方向に駆動されるステージ本体30と、ステージ本体30上に搭載されたZステージ部としてのウエハテーブルWTBと、ステージ本体30内に設けられて、ステージ本体30に対するウエハテーブルWTBのZ位置、及びθx方向、θy方向のチルト角を相対的に微小駆動するZステージ駆動部とを備えている。ウエハテーブルWTBの中央の開口の内側には、ウエハWを真空吸着等によってほぼXY平面に平行な載置面上に保持するウエハホルダ44が設けられている。
本実施形態では、ウエハステージWSTのウエハテーブルWTB及びウエハホルダ54を含む部分(Zステージ部)は、ステージ本体30に対してθz方向に指定された角度だけ回転可能に構成されている。主制御装置20がステージ駆動系18を介してそのZステージ部のθz方向の回転角を制御する。なお、Zステージ部のみを回転するのではなく、ステージ本体30及びZステージ部を全体としてθz方向に回転するようにしてもよい。
また、ウエハテーブルWTBの上面には、ウエハWの表面とほぼ同一面となる、液体Lqに対して撥液化処理された表面を有し、かつ外形(輪郭)が矩形でその中央部にウエハWの載置領域よりも一回り大きな円形の開口が形成された高平面度の平板状のプレート体28が設けられている。
なお、上述の局所液浸装置38を設けたいわゆる液浸型の露光装置の構成にあっては、プレート体28は、さらに図2に示されるように、その円形の開口28aを囲む、外形(輪郭)が矩形で、表面に撥液化処理が施されたプレート部(撥液板)28b、及びプレート部28bを囲む周辺部28eを有する。周辺部28eの上面に、プレート部28bをY方向に挟むようにX方向に細長い1対の2次元の回折格子12A,12Bが固定され、プレート部28bをX方向に挟むようにY方向に細長い1対の2次元の回折格子12C,12Dが固定されている。回折格子12A〜12Dは、それぞれX方向、Y方向を周期方向とする周期が1μm程度の2次元の格子パターンが形成された反射型の回折格子である。
なお、上述の局所液浸装置38を設けたいわゆる液浸型の露光装置の構成にあっては、プレート体28は、さらに図2に示されるように、その円形の開口28aを囲む、外形(輪郭)が矩形で、表面に撥液化処理が施されたプレート部(撥液板)28b、及びプレート部28bを囲む周辺部28eを有する。周辺部28eの上面に、プレート部28bをY方向に挟むようにX方向に細長い1対の2次元の回折格子12A,12Bが固定され、プレート部28bをX方向に挟むようにY方向に細長い1対の2次元の回折格子12C,12Dが固定されている。回折格子12A〜12Dは、それぞれX方向、Y方向を周期方向とする周期が1μm程度の2次元の格子パターンが形成された反射型の回折格子である。
図1において、計測フレーム16の底面に、投影光学系PLをX方向に挟むように、回折格子12C,12Dに計測用のレーザ光(計測光)を照射して、回折格子に対するX方向、Y方向、Z方向の3次元の相対位置を計測するための複数の3軸の検出ヘッド14(図2参照)が固定されている。さらに、計測フレーム16の底面に、投影光学系PLをY方向に挟むように、回折格子12A,12Bに計測用のレーザ光を照射して、回折格子に対する3次元の相対位置を計測するための複数の3軸の検出ヘッド14が固定されている(図2参照)。さらに、複数の検出ヘッド14にレーザ光(計測光及び参照光)を供給するための一つ又は複数のレーザ光源(不図示)も備えられている。
図2において、投影光学系PLを介してウエハWを露光している期間では、Y方向の一列A1内のいずれか2つの検出ヘッド14は、回折格子12A又は12Bに計測光を照射し、回折格子12A,12Bから発生する回折光と参照光との干渉光の検出信号を対応する計測演算部42(図3参照)に供給する。これと並列に、X方向の一行A2内のいずれか2つの検出ヘッド14は、回折格子12C又は12Dに計測光を照射し、回折格子12C,12Dから発生する回折光と参照光との干渉光の検出信号を対応する計測演算部42(図3参照)に供給する。これらの一列A1及び一行A2の検出ヘッド14用の計測演算部42では、ウエハステージWST(ウエハW)と計測フレーム16(投影光学系PL)とのX方向、Y方向、Z方向の相対位置(相対移動量)を例えば0.5〜0.1nmの分解能で求め、それぞれ求めた計測値を切り替え部42T及び42Uに供給する。計測値の切り替え部42T,42Uでは、回折格子12A〜12Dに対向している検出ヘッド14に対応する計測演算部42から供給される相対位置の情報を主制御装置20に供給する。
一列A1及び一行A2内の複数の検出ヘッド14、レーザ光源(不図示)、複数の計測演算部42、切り替え部92A,92B、及び回折格子12A〜12Dから3軸のエンコーダ6が構成されている。このようなエンコーダ及び上述の5眼のアライメント系の詳細な構成については、例えば米国特許出願公開第2008/094593号明細書に開示されている。主制御装置20は、エンコーダ6から供給される相対位置の情報に基づいて、計測フレーム16(投影光学系PL)に対するウエハステージWST(ウエハW)のX方向、Y方向、Z方向の位置、及びθz方向の回転角等の情報を求め、この情報に基づいてステージ駆動系18を介してウエハステージWSTを駆動する。
なお、エンコーダ6と並列に、又はエンコーダ6の代わりに、ウエハステージWSTの3次元的な位置を計測するレーザ干渉計を設け、このレーザ干渉計の計測値を用いて、ウエハステージWSTを駆動してもよい。
そして、露光装置EXの露光時には、基本的な動作として先ずレチクルR及びウエハWのアライメントが行われる。その後、レチクルRへの照明光ILの照射を開始して、投影光学系PLを介してレチクルRのパターンの一部の像をウエハWの表面の一つのショット領域に投影しつつ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとを投影光学系PLの投影倍率βを速度比としてY方向に同期して移動(同期走査)する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルRのパターン像が転写される。その後、ウエハステージWSTを介してウエハWをX方向、Y方向に移動する動作(ステップ移動)と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、例えば液浸法でかつステップ・アンド・スキャン方式でウエハWの全部のショット領域にレチクルRのパターン像が転写される。
そして、露光装置EXの露光時には、基本的な動作として先ずレチクルR及びウエハWのアライメントが行われる。その後、レチクルRへの照明光ILの照射を開始して、投影光学系PLを介してレチクルRのパターンの一部の像をウエハWの表面の一つのショット領域に投影しつつ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとを投影光学系PLの投影倍率βを速度比としてY方向に同期して移動(同期走査)する走査露光動作によって、そのショット領域にレチクルRのパターン像が転写される。その後、ウエハステージWSTを介してウエハWをX方向、Y方向に移動する動作(ステップ移動)と、上記の走査露光動作とを繰り返すことによって、例えば液浸法でかつステップ・アンド・スキャン方式でウエハWの全部のショット領域にレチクルRのパターン像が転写される。
この際に、エンコーダ6の検出ヘッド14においては、計測光及び回折光の光路長はレーザ干渉計に比べて短いため、レーザ干渉計と比べて、計測値に対する空気揺らぎの影響が非常に小さい。このため、レチクルRのパターン像をウエハWに高精度に転写できる。なお、本実施形態では、計測フレーム16側に検出ヘッド14を配置し、ウエハステージWST側に回折格子12A〜12Dを配置している。この他の構成として、計測フレーム16側に回折格子12A〜12Dを配置し、ウエハステージWST側に検出ヘッド14を配置してもよい。また、ウエハステージWSTの下部に中空部を設け、この中空部に設けた回折格子と、この中空部に外部から差し込まれるロッド状部材の先端に設けられた検出部とからなるエンコーダ(不図示)を追加して、このエンコーダの計測値をも用いるようにしてもよい。
次に、図5(A)〜図5(D)を参照して、検出装置8の詳細な構成等につき説明する。図5(A)において、検出装置8は、第1のプリアライメント系52と、温調テーブル86を有する温調装置85とを備えている。温調テーブル86は、XY平面に平行でウエハWが載置される上面を持ち、ウエハWの外形よりも小さい円板状の冷却部86aと、冷却部86aの底面に連結された円柱状の被駆動部86eと、を有する。被駆動部86eの−Z方向の先端部が回転軸受け87を介してθz方向に回転可能に平板状の支持板88に連結され、支持板88は、それぞれ支持板88のZ方向の位置を制御可能な3箇所の駆動部92を介して床面に設置されている。駆動部92としては、例えば支持板88に係合したネジを回転させる回転モータ及びこの回転角を検出するロータリエンコーダの組み合わせが使用できる。搬送制御系50が3箇所の駆動部92の駆動量を互いに同じ量にして、その駆動量を制御することで、支持板88及び温調テーブル86をZ方向に昇降できる。
また、支持板88上に固定された回転モータ90の回転軸が、歯車機構87を介して被駆動部86eに連結され、回転モータ90によって、被駆動部86e(温調テーブル86)を例えば±200度程度の角度範囲(360度を超える角度範囲)内でθz方向に回転できるように構成されている。歯車機構87及び回転モータ90はカバー部材91によって覆われている。回転モータ90にはロータリエンコーダが組み込まれており、搬送制御系50はそのロータリエンコーダの検出結果から温調テーブル86の回転角をモニタし、このモニタ結果から、温調テーブル86の回転角が連続的に若しくは間欠的に次第に変化するように、又は温調テーブル86が所定の回転角で静止するように回転モータ90を駆動する。温調テーブル86の回転角の情報は搬送制御系50を介して演算部55にも供給される。
また、温調テーブル86の冷却部86a内には、図5(B)に示すように、蛇行するように液体の流路86bが設けられ、外部の液体供給部93から流路86bに、可撓性を持ち長さに余裕のある配管94Aを介して、所定の一定の温度(例えばウエハステージWSTに載置されるウエハWの目標温度よりもある程度低い温度)に制御(冷却)された液体Co(例えば純水若しくはフッ素系液体、又は冷媒等)が供給されている。流路86bを流れた液体Coは、可撓性を持ち長さに余裕のある配管94Bを介して液体供給部93に戻されて、温度制御された後、配管94Aを介して流路86bを循環する。一例として、コータ・デベロッパ(不図示)から搬送されて来るウエハWの平均温度がその目標温度よりも高く、かつ温度分布が不均一の場合、冷却部86a内に供給される液体Coの温度は、ウエハWが冷却部86aに載置されている時間内に、ウエハWの平均温度がその目標温度まで低下し、かつウエハWの温度分布の不均一性が許容範囲内に収まるように設定されている。
また、冷却部86aの上面には、流路86bと機械的に干渉しない配置で、多数の真空吸着用の吸着穴86c(吸引穴)が形成され、これらの多数の吸着穴86cは冷却部86a内の排気溝86d、及び可撓性を持ち長さに余裕のある排気管96を介して真空ポンプ95に連通している。排気管96には、真空吸着を開始するためのバルブV1、及び真空吸着を解除する際に吸着穴86cを大気に開放するためのバルブV2が設けられている。搬送制御系50は、バルブV1及びV2を制御することによって、温調テーブル86に対するウエハWの真空吸着の開始、及びその真空吸着の解除を制御する。
図5(A)において、温調テーブル86に近接して第1のプリアライメント系52が配置されている。プリアライメント系52は、温調テーブル86の冷却部86aに載置されているウエハWの裏面側に配置されて、ウエハWの裏面のマーク46が形成された領域を検出用の光(検出光)DL1で照明可能な第1照明系52ILと、ウエハWの表面側に配置されて、ウエハWのエッジ部の一部を含む領域を検出光DL2で照明する導光板式の第2照明系83と、第2照明系83に近接して配置されて、検出光DL2の照明範囲を制御するための開口84a(図5(B)参照)が形成された遮光板84と、を有する。さらに、プリアライメント系52は、第1照明系52ILからの検出光DL1によるウエハWの裏面のマーク46の像、及び第2照明系83からの検出光DL2によるウエハWのエッジ部Wfの像を形成する結像系81と、そのマーク46の像及びエッジ部Wfの像を同一の視野内で撮像する2次元の撮像素子82(撮像部)と、を有する。
撮像素子82の視野82fP(ウエハWの裏面を含む面において、撮像面と光学的に共役な領域)は、図5(B)に示すように、温調テーブル86の回転中心とウエハWの中心とが合致している状態で、ウエハWの+Y方向のエッジ部から所定の距離Yoff だけウエハWの内側に設定されている。視野82fPの中心と温調テーブル86の回転中心とのX方向、Y方向の位置ずれ量は予め求められて、演算部55内の記憶部に記憶されている。視野82fPのX方向の長さは15mm程度、Y方向の幅は10mm程度であり、その距離Yoff は、ウエハWの裏面のマーク46の中心とエッジ部との距離の規格上の値よりもわずかに小さく設定されている。また、検出光DL2用の遮光板84の開口84aは視野82fPを覆うことができる大きさである。さらに、不図示のコータ・デベロッパから搬送系(不図示)を介して温調テーブル86上に搬送されるときのウエハWの中心位置と、温調テーブル86の回転中心位置とのずれ量の最大値は、その搬送系の機械的な位置決め精度程度よりもわずかに大きい程度(例えば±2mm程度)である。このため、仮にウエハWの中心と温調テーブル86の回転中心とがずれていても、温調テーブル86を回転することによって、視野82fP内にウエハWのマーク46及びエッジ部の両方を確実に収めることができる。
プリアライメント系52において、例えば発光ダイオード(LED)等の光源73から射出された検出光DL1は、コンデンサレンズ74及び拡散板75を介して、照明領域(照明視野)を規定する絞り(以下、照野絞りという)76を照明する。照野絞り76の開口を通過した検出光DL1は、コリメータレンズ77、照明系の開口絞り(以下、照明σ絞りという)79A、光路を+Z方向に折り曲げるミラー78、ビームスプリッター80、及び第1対物レンズ81Aを介してウエハWの裏面のマーク46が通過する領域を含む照明領域を照明する。光源73から第1対物レンズ81Aまでの部材を含んで第1照明系52ILが構成されている。
また、第2照明系83は、一例として、平板状のアクリル板等の導光板83bと、導光板83bの側面から検出光DL2を供給するLED等の光源83aと、導光板83bの背面に設けられた反射シート83cと、導光板83bの表面(ウエハWに対向する面)に設けられた拡散シート83dと、を有する。このように、第2照明系83はエッジライト方式の導光板83bを使用しているため、Z方向の幅の狭い空間内に容易に設置することができる。検出光DL1,DL2の波長域は、ウエハWに塗布されたフォトレジストに対する感光性の低い波長域(例えば可視域)である。
また、第1照明系52ILから射出されてウエハWの裏面のマーク46を含む領域で反射した検出光DL1、及び第2照明系83から射出されてウエハWのエッジ部Wfの外側を通過した検出光DL2は、第1対物レンズ81A、ビームスプリッター80、開口絞り79B、及び第2対物レンズ81Bを介して、撮像素子82の撮像面にマーク46及びエッジ部Wfの像を形成する。第1対物レンズ81A、ビームスプリッター80、及び第2対物レンズ81Bを含んで結像系81が構成されている。
この場合、結像系81に関して、ウエハWの裏面に接する面と撮像素子82の多数の画素が配列された領域である撮像面82f(図5(C)参照)に接する面とは光学的に共役であり、結像系81の色収差は検出光DL1,DL2の波長域で補正されている。また、第2対物レンズ81Bの光軸方向の位置を調整して、ウエハWの裏面と撮像面とを共役にするためのオートフォーカス機構(不図示)が設けられている。このため、仮にウエハWのエッジ部にわずかな撓み等が生じていても、撮像素子82の共通の撮像面82fにウエハWのマーク46の像46P(図5(C)参照)及びエッジ部の像WfPが鮮明に形成される。
次に、ローディング装置66及び第2のプリアライメント系53の構成等につき詳細に説明する。
図6(A)は図1中のローディング装置66及びプリアライメント系53を示す平面図、図6(B)は図6(A)のBB線に沿う断面図である。なお、図6(A)は、図6(B)のAA線に沿う断面図でもある。図6(B)において、ローディング装置66は、円板状の本体部67と、本体部67の上面に固定されるとともに、フレーム部材FR1に形成された開口内にZ方向に移動可能に配置された円柱状のスライド部材69と、スライド部材69の上端に固定されたフランジ部69Fと、フレーム部材FR1に対してフランジ部69FのZ方向の位置を制御する複数のアクチュエータ70と、を有する。アクチュエータ70としては、例えば直動型のねじ機構、又はエアーシリンダ等が使用可能であり、フランジ部69FのZ位置を計測するセンサ(不図示)も装着されている。図3の搬送制御系50がそのセンサの計測値に基づいてアクチュエータ70を駆動することで、フランジ部69Fにスライド部材69を介して連結された本体部67のZ位置を制御できる。
図6(A)は図1中のローディング装置66及びプリアライメント系53を示す平面図、図6(B)は図6(A)のBB線に沿う断面図である。なお、図6(A)は、図6(B)のAA線に沿う断面図でもある。図6(B)において、ローディング装置66は、円板状の本体部67と、本体部67の上面に固定されるとともに、フレーム部材FR1に形成された開口内にZ方向に移動可能に配置された円柱状のスライド部材69と、スライド部材69の上端に固定されたフランジ部69Fと、フレーム部材FR1に対してフランジ部69FのZ方向の位置を制御する複数のアクチュエータ70と、を有する。アクチュエータ70としては、例えば直動型のねじ機構、又はエアーシリンダ等が使用可能であり、フランジ部69FのZ位置を計測するセンサ(不図示)も装着されている。図3の搬送制御系50がそのセンサの計測値に基づいてアクチュエータ70を駆動することで、フランジ部69Fにスライド部材69を介して連結された本体部67のZ位置を制御できる。
また、本体部67はウエハWよりもわずかに大きい円形である。そして、ローディング装置66は、本体部67の底面に固定された複数の短い円柱状の吸引用の部材(以下、サクションカップという)68と、本体部67の上端にほぼ等角度間隔(ここでは120度間隔)で固定されたマーク検出部53A及びエッジ検出部53B,53Cに固定された連結部材71A,71B,71C(図6(A)参照)と、連結部材71A,71B,71Cに対して回転用のモータ71Am,71Bm等によって回転可能に取り付けられたL字形の吸着部72A,72B,72Cとを備えている。なお、サクションカップ68は、ベルヌーイカップ(ベルヌーイチャック)とも呼ぶことができる。
吸着部72A〜72Cの先端部は、代表的に点線の位置B5で示すように、それぞれ対応するモータ71Am等によって本体部67の側面方向に退避可能である。さらに、吸着部72A〜72Cの先端部は、それぞれ対応するモータ71Am等によって本体部67の底面と平行になるまで回転可能であり、この状態で吸着部72A〜72Cの先端部にウエハWを支持可能である。吸着部72A〜72Cの先端部には真空吸着用の穴(不図示)が設けられ、この穴から可撓性を持つ配管(不図示)を介して真空ポンプ(不図示)で気体を吸引することで、ウエハWを吸着保持できる。
図6(B)は、本体部67の底面の複数のサクションカップ68に所定間隔を隔てて対向するように、吸着部72A〜72Cの先端部でウエハWを保持している状態を示す。図6(A)に示すように、複数のサクションカップ68は、一例としてウエハWの表面の中心及び複数の同心円状に配置された位置に対向するように配置されている。なお、図6(A)において、本体部67は2点鎖線で表されている。
サクションカップ68は、矢印B1で示すように、それぞれほぼウエハWに対向する面に沿って放射状に可変の流量で清浄な気体を噴き出しており、その面とウエハWとの距離が大きくなると、ベルヌーイ効果による負圧が発生してウエハWがサクションカップ68側に吸引され、その面とウエハWとの距離が小さくなると、圧力エアクッション効果によってウエハWをサクションカップ68から離す力が作用する。この結果、サクションカップ68とウエハWとの距離を、非接触でその気体の流量に応じた値に維持できる。そして、搬送制御系50が、複数のサクションカップ68とウエハWとの距離を互いに独立に制御することで、実質的に非接触に保持しているウエハWの形状を例えばウエハステージWST側に凸となる形状(以下、下凸形状という)を含む任意の形状に設定できる。例えば複数のサクションカップ68によってウエハWを下凸形状にして非接触に保持し、ウエハWの下方にウエハステージWSTのウエハホルダ44を移動し、吸着部72A〜72Cの先端部を本体部67の側面方向に退避させて、アクチュエータ70を駆動して本体部67をウエハホルダ44側に降下させることで、大型のウエハWを変形させることなくウエハホルダ44の上面に載置することができる。
なお、ローディング装置66からウエハホルダ44にウエハWを受け渡す際に、よりウエハWを安定に支持するために、ウエハホルダ44内の円周上にほぼ等角度間隔で設定された3箇所に、それぞれZ方向に昇降可能で、かつ先端部でウエハWを真空吸着可能な3本の棒状の部材(以下、センターピンという)CP1,CP2,CP3が設けられている。ウエハWがウエハホルダ44上に載置された状態では、センターピンCP1〜CP3の先端部はウエハホルダ44の上面よりも下方に退避している。なお、センターピンCP1〜CP3の本数及び配置は任意であるとともに、必ずしもセンターピンCP1〜CP3を設ける必要はない。また、センターピンCP1〜CP3を設ける場合には、ローディング装置66を省略できる場合もある。
さらに、マーク検出部53Aに連結された吸着部72Aには、マーク検出部53AからウエハWのエッジ部近傍に照射される検出光DL1を+Z方向に反射するミラー面、及び検出光DL1の−Y方向側に照射される検出光DL2を折り曲げてウエハWの裏面のマーク46に照射するための直交する2つの反射面を有するプリズム部材54Cが備えられている。マーク検出部53Aは、プリズム部材54Cで反射される検出光DL1によるウエハWの被検領域FVB内のエッジ部の像、及びプリズム部材54Cを介して戻される検出光DL2によるマーク46の像を撮像できる。この撮像信号を演算部55で処理することによって、マーク46の位置及び回転角、並びにそのエッジ部の位置を求めることができる。
同様に、エッジ検出部53B,53Cに対応する吸着部72B,72Cには、それぞれエッジ検出部53B,53CからウエハWのエッジ部の近傍に照射される検出光を反射する平面ミラー(不図示)が組み込まれている。エッジ検出部53B,53Cは、対応する吸着部72B,72Cで反射される検出光による被検領域FVA2,FVA1内のウエハWのエッジ部の像を撮像できる。これらの撮像信号を演算部55で処理することによって、それらのエッジ部の位置を求めることができる。なお、マーク検出部53A及びエッジ検出部53B,53Cにおいて、ウエハWのエッジ部の像の撮像は、ウエハWの表面(エッジ部を含む領域)からの反射光を用いて行うことも可能である。
次に、本実施形態の露光装置EXにおいて、検出装置8を用いてウエハWの位置情報(回転角を含む)を検出する検出方法、及びこの検出方法を用いる露光方法の一例につき図7のフローチャートを参照して説明する。この方法の動作は主制御装置20及び搬送制御系50によって制御される。まず、図7のステップ102において、図1のレチクルステージRSTにレチクルRがロードされ、レチクルRのアライメントが行われる。その後、不図示のコータ・デベロッパから搬送系(不図示)を介して図5(A)の温調テーブル86の冷却部86aの上面に、フォトレジストが塗布されたウエハWが載置される。この際に、冷却部86a内の流路86bには温度制御(冷却)された液体Coが循環しているため、ウエハWを冷却部86aの上面に載置したときから、ウエハWの温度制御(平均温度を目標温度に近づけ、温度分布を均一化すること)が開始される。
その後、マーク検出部52の第1照明系52IL及び第2照明系83からそれぞれウエハWのエッジ部を含む領域に対して検出光DL1,DL2の照射を開始する。
そして、ステップ106において、マーク検出部52を用いてウエハWの裏面のマーク46及びエッジ部のラフ計測を行う。このために、搬送制御系50で温調テーブル86(ウエハW)を例えば−180度から+180度までほぼ連続的に回転させるとともに、この回転の間に、所定の角度間隔で、マーク検出部52の撮像素子82によってウエハWの裏面のマーク46及びエッジ部の像を複数回(例えば100〜200回)撮像する。得られた複数の撮像信号は演算部55に供給され、演算部55では、それらの複数の撮像信号を各撮像信号が得られたときの温調テーブル86(ウエハW)の回転角φi(i=1,2,…,I:iは100〜200の整数)とともに記憶する。
そして、ステップ106において、マーク検出部52を用いてウエハWの裏面のマーク46及びエッジ部のラフ計測を行う。このために、搬送制御系50で温調テーブル86(ウエハW)を例えば−180度から+180度までほぼ連続的に回転させるとともに、この回転の間に、所定の角度間隔で、マーク検出部52の撮像素子82によってウエハWの裏面のマーク46及びエッジ部の像を複数回(例えば100〜200回)撮像する。得られた複数の撮像信号は演算部55に供給され、演算部55では、それらの複数の撮像信号を各撮像信号が得られたときの温調テーブル86(ウエハW)の回転角φi(i=1,2,…,I:iは100〜200の整数)とともに記憶する。
そして、ステップ108において、演算部55では、一例として、i番目(回転角φi)の撮像信号に対応する画像から図5(C)のウエハWのエッジ部の像WfPのX方向の中央部のY方向の位置Yiを求める。そして、図9(A)に示すように、得られた位置Yi(i=1〜I)から例えば最小自乗法によって、ウエハWの中心位置と、温調テーブル86の回転中心とのX方向、Y方向の位置ずれ量(ΔX1,ΔY1)を求める。さらに、演算部55では、一例として、i番目の撮像信号から得られる画像(輝度分布)と(i+1)番目の撮像信号から得られる画像(輝度分布)との差分δSi(図9(B)参照)を求める。そして、この差分δSiが例えば最小になるときの回転角φj(第1の回転角)を、ウエハWの裏面のマーク46が図5(C)の撮像面82f内に収まっているときの温調テーブル86の回転角として求める。位置ずれ量(ΔX1,ΔY1)及び回転角φjは搬送制御系50に供給される。その後、算出した回転角φjなどに基づき、ウエハWの裏面のマーク46がファイン計測(後述)で用いる撮像素子82の撮像視野内に収まるように温調テーブル86を回転させる。
なお、本実施形態におけるラフ計測では、ウエハWを回転させながら複数の撮像信号を取得している。よって、マーク46Aがマーク部46A3を含むマークである場合には、このマーク部46A3は円周方向に長い横線の画像となって現れることになる。したがって、マーク46がマーク部46A3又は円周方向に周期的に配列されたマーク部を含むマークである場合には、この横線の画像も計測してもよい。このとき、例えば図10(A)に示すとおり、ウエハWの裏面の複数(図10(A)では3箇所)の領域Wb1,Wb2,Wb3に形状が類似したマーク46C,46D,46Eがある場合には、ウエハWのエッジから円周方向に周期的に配列されたマーク部(マーク部46A3に対応する部分)の中心までの距離に基づいて各マーク46C,46D,46Eを判別してもよい。
図10(A)の例では、一例として、ウエハ裏面のマークが形成された領域Wb1,Wb2,Wb3のうち、ウエハWの中心に対する2つの領域Wb1,Wb2の中心の開き角φA1は110度、2つの領域Wb2,Wb3の中心の開き角φA2は130度、2つの領域Wb3,Wb1の中心の開き角φA3は120度である。なお、ウエハWに点線で示すようにノッチ部NTが形成される場合には、例えば領域Wb1がノッチ部NTに対して所定角度(例えば10度程度)ずれた位置に設けられる。
また、ウエハWの裏面Wbの領域Wb1,Wb2及びWb3にはそれぞれ図10(B)、(C)及び(D)に示すマーク46C,46D,46Eが形成される。マーク46C,46Eは、それぞれウエハWの円周方向に所定間隔で配列された複数(この例では3個)の部分マーク46C2,46C3,46C4を有し、両端の部分マーク46C2,46C4はそれぞれウエハWの半径方向にほぼ平行に1列の複数の小さい凹部46aを配列したものであり、中央の部分マーク46C3はウエハWの半径方向にほぼ平行に配列された複数列(この例では3列)の複数の小さい凹部46aを有する。また、マーク46Dは、ウエハWの円周方向に所定間隔で配列された複数(この例では3個)の部分マーク46D2,46C3,46D3を有し、両端の部分マーク46D2,46D3はそれぞれウエハWの半径方向にほぼ平行に配列された複数列(この例では2列)の複数の小さい凹部46aを有する。部分マーク46C2〜46C4,46D2,46D3の端部の凹部46aの中心とウエハWのエッジ部Wfとの距離a1は例えば1mm程度である。
また、マーク46C,46D,46Eは、それぞれウエハWの円周方向に一列に周期的に配列された複数の小さい凹部46aよりなるマーク部46C1,46D1,46E1を有し、マーク部46C1,46D1,46E1の中心からエッジ部Wfまでの距離b1,b2,b3が互いに異なっている。一例として、b1>b2>b3に設定され、距離b3は距離a1と同じである。マーク46C,46D,46Eを図5(A)のプリアライメント系52の撮像素子82で撮像し、撮像素子82からの撮像信号をウエハWの円周方向に積算して得られる信号ISiは、図11(A)、(B)、(C)(横軸がウエハWの半径方向の位置yを示す。)のようになる。信号ISiが小さくなる部分がマーク部46C1,46D1,46E1に対応しているため、信号ISiが小さくなる部分(マーク部の中心)とエッジ部Wfの位置yeとの距離b1〜b3を求めることができる。
次に、ステップ110において、マーク検出部52を用いてウエハWの裏面のマーク46のファイン計測を行う。上述したとおり、ラフ計測の後でウエハWの裏面のマーク46は撮像素子82の撮像視野内に収まるように配置されているので、ファイン計測では撮像視野内のどの位置にマーク46があるのか検出される。具体的には、マーク検出部52の撮像素子82によってウエハWの裏面のマーク46の像を撮像する。得られた撮像信号は演算部55に供給される。この後、検出光DL1,DL2の照射は停止される。そして、ステップ112において、演算部55では、その撮像信号をパターンマッチング等で処理して、マーク46の像46Pのステージ座標系のY軸に対する回転角ΔφA(第2の回転角)を算出する。回転角ΔφAは搬送制御系50に供給される。
なお、本実施形態では、温調テーブルが回転せずに静止した状態でファイン計測がなされるが、温調テーブルを適宜回転させつつファイン計測を行ってもよい。
なお、本実施形態では、温調テーブルが回転せずに静止した状態でファイン計測がなされるが、温調テーブルを適宜回転させつつファイン計測を行ってもよい。
その後、搬送制御系50は、その回転角ΔφAを相殺するように温調テーブル86を回転させる(ステップ114)。これによって、マーク検出部53AでウエハWの裏面のマーク46が検出可能となるようにウエハWの裏面のマーク46の位置が調整される。本実施形態では、温調テーブル86に載置されたウエハWの裏面のマーク46の方向は、例えばステージ座標系のY軸にほぼ平行になり、ウエハWの回転角が補正されたことになる。さらに、ステップ116において、図8(A)に示すように、温調テーブル86の冷却部86aに載置されているウエハWの裏面側にウエハ搬送ロボットWLDの搬送アーム61を差し込む。この際に、搬送アーム61のアーム部をY軸に平行にしておくとともに、ステップ108で求められた位置ずれ量(ΔX1,ΔY1)を用いて、ウエハWの中心と、搬送アーム61でウエハWを保持する際のウエハWの中心位置の目標位置とが合致するように、搬送アーム61のX方向、Y方向の位置を補正する。
その後、図8(B)に示すように、温調テーブル86を−Z方向に降下させることで、ウエハWが搬送アーム61に受け渡される。なお、ウエハWが温調テーブル86から搬送アーム61に受け渡される際に、搬送アーム61を+Z方向に上昇させてもよい。このとき、ウエハWの中心は、搬送アーム61上の目標位置に設定され、ウエハWの回転角(マーク46の方向)はY軸に平行な目標とする方向に設定されている。このとき、図8(A)に示すように、ウエハステージWSTはローディング位置LPに位置している。なお、図8(A)ではローディング装置66の図示を省略し、第2のプリアライメント系53のみを図示している。
そして、ウエハ搬送ロボットWLDを駆動して、ウエハWを温調テーブル86上の位置B1から、ローディング位置LPの上方の位置B2に搬送し、搬送アーム61から図6(A)のローディング装置66に受け渡す(ステップ118)。この状態で、ウエハWはローディング装置66の複数のサクションカップ68によって非接触状態で保持されつつ、吸着部72A〜72CがウエハWの裏面に接触して吸着保持される。この際に、第1のプリアライメント系52の検出結果に基づいて、ウエハWと搬送アーム61との位置関係がほぼ目標とする位置関係になっているため、ウエハWは、ローディング装置66によるウエハWの目標とする保持位置で、安全にローディング装置66によって保持される。さらに、ウエハWの回転角がほぼ目標とする角度になっており、ウエハWの裏面のマーク46が第2のプリアライメント系53のマーク検出部53Aによって確実に検出される位置にあるため、マーク46の検出を効率的に行うことができる。
なお、本実施形態では、検出装置8を用いた検出が行われている間、温調テーブル86によるウエハWの温度制御が行われているが、温調テーブル86によるウエハWの温度制御が完了した後に検出装置8を用いた検出が行われてもよい。
なお、本実施形態では、検出装置8を用いた検出が行われている間、温調テーブル86によるウエハWの温度制御が行われているが、温調テーブル86によるウエハWの温度制御が完了した後に検出装置8を用いた検出が行われてもよい。
その後、第2のプリアライメント系53のマーク検出部53Aによって、ウエハWの裏面のマーク46及びエッジ部の像を撮像し、エッジ検出部53B,53CによってウエハWの他の2箇所のエッジ部の像を撮像する(ステップ120)。撮像信号は演算部55に供給される。演算部55ではそれらの撮像信号を処理して、一例として、ウエハWの3箇所のエッジ部の像からウエハWの中心位置と、ウエハステージWSTのウエハホルダ44の中心位置(目標位置)とのX方向、Y方向の位置ずれ量(ΔX2,ΔY2)を求め、ウエハWのマーク46の像からウエハWのマーク46のステージ座標系のY軸に対する回転角ΔφB(第3の回転角)を算出する(ステップ122)。位置ずれ量(ΔX2,ΔY2)及び回転角ΔφBは搬送制御系50及び主制御装置20に供給されて、主制御装置20内の記憶部に記憶される。
そして、図6(B)の状態からローディング装置66の複数のサクションカップ68でウエハWを例えば下凸形状(ウエハWの中央部が−Z方向に撓んだ形)となるように非接触で保持した状態で、ローディング装置66の本体部67を−Z方向に降下させながら、吸着部72A〜72Cを外側に退避させる。なお、ウエハWが平らになるようにサクションカップ68で非接触支持してもよい。また、上記した本体部67の−Z方向への降下と、吸着部72A〜72Cの外側への退避は、同時でなくともよい。例えば吸着部72A〜72Cを先に外側へ退避させた後に、本体部67を−Z方向へ降下させてもよい。その後、次第に降下するセンターピンCP1〜CP3でもウエハWを支持した状態で、本体部67とともにウエハWを降下させて、ウエハWの中央部がウエハステージWSTのウエハホルダ44の表面に接触したときに、ウエハホルダ44側の真空吸着を開始し、複数のサクションカップ68の保持を解除することで、ウエハWの裏面の全面がウエハホルダ44に載置され、吸着される(ステップ124)。その後、ローディング装置66の本体部67は上昇する。また、ウエハWがウエハホルダ44に載置される前に、主制御装置20はステージ駆動系18を介して、ウエハステージWSTの位置をその位置ずれ量(ΔX2,ΔY2)を相殺するように補正しておく。これによって、ウエハWの中心がウエハホルダ44の中心に合致する状態で、ウエハWはウエハホルダ44に載置される。
その後、主制御装置20は、一例として、ステージ駆動系18を介して、ステップ122で求められた回転角ΔφBが既知の目標値になるようにウエハステージWST(又はウエハホルダ44が固定された部分)の回転角を補正する(ステップ126)。これによって、ウエハWの2回目のプリアライメントが完了したことになる。2回目のプリアライメントを行うことによって、ウエハWの1層目のレイヤに露光する場合には、ウエハWの多数のショット領域SAの配列方向が、例えばウエハWのマーク46で規定される方向に応じて設定される。さらに、ウエハWの2層目以降のレイヤに露光する場合には、プリアライメントが行われているため、ウエハWの表面の検出対象のショット領域SAに付設されたウエハマークを迅速にアライメント系ALの被検領域(視野)内に追い込むことができ、ウエハWの最終的なアライメント(ファイン・アライメント)を効率的に行うことができる。
その後、ウエハステージWSTを駆動してウエハWを投影光学系PLの下方(露光位置)に移動する過程で、アライメント系ALを用いてウエハWのアライメントが行われ(ステップ128)、このアライメントの結果を用いてウエハWを駆動することで、ウエハWの各ショット領域にレチクルRのパターンの像が走査露光される(ステップ130)。その後、ウエハステージWSTをアンローディング位置UPに移動し、例えば別のウエハ受け渡し装置を降下させ、ウエハホルダ44からそのウエハ受け渡し装置にウエハWを受け渡すことで、ウエハWがアンロードされる(ステップ132)。アンロードされたウエハWはコータ・デベロッパ(不図示)に搬送されて現像される。そして、次のウエハに露光する場合には(ステップ134)、ステップ104〜132の動作が繰り返される。
この露光方法によれば、ウエハWの外形に切り欠き部がなく、ウエハWの裏面にマーク46が形成されている場合に、検出装置8によってマーク46及びウエハWのエッジ部の位置情報を検出し、この検出結果からウエハWの中心位置及びマーク46(ウエハW)の回転角を求めることで、ウエハWをウエハ搬送ロボットWLDの搬送アーム61に対してほぼ目標とする位置関係で受け渡すことができる。このため、ウエハ搬送ロボットWLDからローディング装置66(又はセンターピンCP1〜CP3)に対して、ほぼ目標とする位置関係でウエハWを受け渡すことでき、その後の第2のプリアライメント系53によるマーク46及びエッジ部の検出を効率的に行うことができる。そして、この検出結果を用いることで、ウエハWの2層目以降に露光する場合には、ウエハWの最終的なアライメントを効率的に行うことができ、レチクルRのパターンの像を高い重ね合わせ精度でウエハWの各ショット領域に露光できる。
なお、図4(F)に示すように、直径が300mm等であって、切り欠き部としてノッチ部NTが設けられている従来のウエハW1を使用する場合、例えば2つの被検領域(視野)FVA1,FVA2でウエハW1のエッジ部の位置が検出され、被検領域FVA3でノッチ部NTの位置及び方向が検出され、これらの検出結果からウエハW1の中心及び回転角が求められていた。一方、図4(G)に示すように、直径が300mm等であって、切り欠き部としてオリエンテーションフラット部OFが設けられているウエハW2を使用する場合、例えば2つの被検領域FVA2,FVA3でオリエンテーションフラット部OFの位置及び角度が検出され、被検領域FVA1でウエハW2のエッジ部の位置が検出され、これらの検出結果からウエハW2の中心及び回転角が求められていた。そして、このようにして求められたウエハW1,W2の中心及び回転角に基づいてウエハW1,W2のプリアライメントが行われていた。
これに対して、本実施形態のように外形に切り欠き部がなく、裏面にマーク46が形成されたウエハWを使用する場合には、検出装置8(第1のプリアライメント系52)及びプリアライメント系53を用いてそのウエハ裏面のマーク46の位置情報を検出することによって、ウエハWのプリアライメントを行うことができる。
また、本実施形態の露光装置によれば、ローディング装置66を用いてウエハWを実質的に非接触状態で下凸形状にして、ウエハWをウエハステージWSTのウエハホルダ44に載置している。このため、ウエハWが450mmウエハのように大型であっても、ウエハWの平面度を高く維持した状態でウエハWをウエハホルダ44に保持できる。従って、大型のウエハWを用いて高いスループットを得るとともに、ウエハWの全面で露光精度(解像度等)を高く維持して、レチクルRのパターンの像を高精度に露光できる。
また、本実施形態の露光装置によれば、ローディング装置66を用いてウエハWを実質的に非接触状態で下凸形状にして、ウエハWをウエハステージWSTのウエハホルダ44に載置している。このため、ウエハWが450mmウエハのように大型であっても、ウエハWの平面度を高く維持した状態でウエハWをウエハホルダ44に保持できる。従って、大型のウエハWを用いて高いスループットを得るとともに、ウエハWの全面で露光精度(解像度等)を高く維持して、レチクルRのパターンの像を高精度に露光できる。
上述のように本実施形態の露光装置EXは、ウエハWのウエハW(基板)の裏面に形成されたマーク46(第1被検部)、及びウエハWのエッジ部の一部(第2被検部)を検出する検出装置8を備えている。そして、検出装置8は、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を照明する第1照明系52IL及び第2照明系83(照明部)と、ウエハWを回転可能に載置する温調テーブル86(載置部)と、温調テーブル86によって回転するウエハWのマーク46及びエッジ部の一部を撮像する撮像素子82(撮像部)と、撮像素子82からの撮像信号(撮像情報)を用いてウエハWの中心位置及び回転角の情報(位置情報)を求める演算部55と、を備えている。
また、検出装置8を用いる検出方法は、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部を照明するステップ104と、ウエハWを回転させるステップ106と、回転するウエハWのマーク46及びエッジ部の一部を撮像するステップ106と、その撮像で得られた撮像信号(撮像情報)を用いてウエハWの中心位置及び回転角の情報(位置情報)を求めるステップ108と、を有する。
本実施形態によれば、回転可能に支持されているウエハWの裏面のマーク46(第1の被検部)及びウエハWのエッジ部(第2の被検部)を撮像素子82で撮像する際に、ウエハWの回転によってそれらの被検部を容易に撮像素子82の視野内に移動できるため、その種類の異なる2つの被検部を効率的に検出できる。
なお、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部は、撮像素子82の同一の視野内で撮像できることが好ましい。これによって、その種類の異なる2つの被検部をより効率的に検出できる。
なお、ウエハWの裏面のマーク46及びウエハWのエッジ部の一部は、撮像素子82の同一の視野内で撮像できることが好ましい。これによって、その種類の異なる2つの被検部をより効率的に検出できる。
また、本実施形態の露光装置EXは、露光用の照明光ILでレチクルRのパターンを照明し、照明光ILでそのパターンを介してウエハWを露光する露光装置であって、検出装置8と、ウエハWを保持して投影光学系PLの下を移動可能なウエハステージWSTと、ウエハステージWSTにウエハWを搬送するウエハ搬送ロボットWLD(基板搬送部)と、検出装置8によって検出されるウエハWの位置情報に基づいて、ウエハWをウエハ搬送ロボットWLDに受け渡す際に、ウエハWとウエハ搬送ロボットWLDとの相対位置を補正する(ステップ114,116)搬送制御系50と、を備えている。
本実施形態の露光装置EX又は露光装置EXを用いる露光方法によれば、大型のウエハWを使用することによって高いスループットを得ることができる。さらに、ウエハWの裏面にマーク46が形成されていても、そのマーク46及びエッジ部の位置情報を効率的に検出でき、この検出結果を用いてウエハWの位置及び回転角を補正することで1回目のプリアライメントが行われるため、その後のウエハWのウエハステージWSTへの載置等を効率的に行うことができ、より高いスループットを得ることができる。
なお、上記の実施形態では以下のような変形が可能である。
まず、上記の実施形態では、ステップ114及び116でウエハWの中心位置及び回転角を補正しているが、その位置及び回転角の少なくとも一方を補正するだけでもよい。
また、上記の実施形態では、図5(A)において、ウエハWのエッジ部を照明するためにZ方向の幅を小さくできる導光板方式の第2照明系83が使用されている。この導光板方式の第2照明系83の代わりに、第1照明系52ILから照射されてウエハWのエッジ部の外側を通過した検出光DL1をウエハW側に反射する反射部材を使用してもよい。
まず、上記の実施形態では、ステップ114及び116でウエハWの中心位置及び回転角を補正しているが、その位置及び回転角の少なくとも一方を補正するだけでもよい。
また、上記の実施形態では、図5(A)において、ウエハWのエッジ部を照明するためにZ方向の幅を小さくできる導光板方式の第2照明系83が使用されている。この導光板方式の第2照明系83の代わりに、第1照明系52ILから照射されてウエハWのエッジ部の外側を通過した検出光DL1をウエハW側に反射する反射部材を使用してもよい。
また、この導光板方式の第2照明系83の代わりに、光源83aと、光源83aから+Y方向に射出される検出光DL2をウエハW側(−Z方向)に反射するミラーと、拡散板とを含む照明系を使用してもよい。
また、上記の実施形態では、ウエハWの裏面のマーク46を検出対象としている。この他に、例えばウエハWに歪みをほとんど与えることなく、450mmウエハ等の大型のウエハWのエッジ部にノッチ部NTを形成する技術が開発されたような場合には、図5(D)に示すように、撮像素子82の撮像面82fでノッチ部NTの像NTP及びエッジ部の像を撮像してもよい。この場合には、第1のプリアライメント系52の照明系としては、第1照明系52ILを省略して、第2照明系83のみを設けてもよい。そして、ノッチ部NTの像NTP及びエッジ部の像の撮像信号からウエハWの中心位置及びノッチ部NTを基準とした回転角を求めることができる。この場合には、ステップ108に対応するステップにおいて、一例として、ノッチ部の像の隣り合う1画面分の撮像信号の差分ΣδSi(図9(C)参照)を求めることで、この差分ΣδSiのピークからノッチ部の位置(ウエハWの回転角)を検出できる。
また、上記の実施形態では、ウエハWの裏面のマーク46を検出対象としている。この他に、例えばウエハWに歪みをほとんど与えることなく、450mmウエハ等の大型のウエハWのエッジ部にノッチ部NTを形成する技術が開発されたような場合には、図5(D)に示すように、撮像素子82の撮像面82fでノッチ部NTの像NTP及びエッジ部の像を撮像してもよい。この場合には、第1のプリアライメント系52の照明系としては、第1照明系52ILを省略して、第2照明系83のみを設けてもよい。そして、ノッチ部NTの像NTP及びエッジ部の像の撮像信号からウエハWの中心位置及びノッチ部NTを基準とした回転角を求めることができる。この場合には、ステップ108に対応するステップにおいて、一例として、ノッチ部の像の隣り合う1画面分の撮像信号の差分ΣδSi(図9(C)参照)を求めることで、この差分ΣδSiのピークからノッチ部の位置(ウエハWの回転角)を検出できる。
さらに、ウエハWの裏面のマーク46及びノッチ部NTの両方が設けられた場合にも、第1のプリアライメント系52によって、マーク46及びノッチ部NT(第1被検部)及びウエハWのエッジ部(第2被検部)を効率的に検出できる。
また、直径が300mmのウエハの裏面にマークが形成された場合にも、上記の実施形態のプリアライメント系52によってそのマーク及びエッジ部を効率的に検出できる。
また、直径が300mmのウエハの裏面にマークが形成された場合にも、上記の実施形態のプリアライメント系52によってそのマーク及びエッジ部を効率的に検出できる。
また、上記の各実施形態では、第1のプリアライメント系52は、温調テーブル86の近傍に配置されているため、温調テーブル86によるウエハWの温度調整(冷却)とウエハWの1回目のプリアライメントとを同時に行うことができる。
なお、温調機能のない回転テーブルに載置されたウエハWのプリアライメントを行う場合に、第1のプリアライメント系52を使用してもよい。
なお、温調機能のない回転テーブルに載置されたウエハWのプリアライメントを行う場合に、第1のプリアライメント系52を使用してもよい。
また、上記の各実施形態の露光装置EX又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス(又はマイクロデバイス)を製造する場合、電子デバイスは、図12に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、この設計ステップに基づいたレチクル(マスク)を製作するステップ222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造してレジストを塗布するステップ223、前述した実施形態の露光装置(露光方法)によりレチクルのパターンを基板(感光基板)に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置EX又は露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理(現像等)することと、を含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置EX又は露光方法によれば、基板が大型で裏面にマークが形成されていても、その基板のマーク等を効率的に検出し、基板のプリアライメントを効率的に行うことができるため、極めて大きいスループット(生産性)で電子デバイスを高精度に製造できる。
なお、本発明は、上述の走査露光型の投影露光装置(スキャナ)の他に、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ等)にも適用できる。さらに、本発明は、液浸型露光装置以外のドライ露光型の露光装置にも同様に適用することができる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光装置にも適用することができる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、露光装置にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
EX…露光装置、R…レチクル、W…ウエハ、WST…ウエハステージ、WLD…ウエハ搬送ロボット、8…検出装置、44…ウエハホルダ、46…ウエハ裏面のマーク、52…第1のプリアライメント系、52IL…第1照明系、53…第2のプリアライメント系、53A…マーク検出部、53B,53C…エッジ検出部、55…演算部、66…ローディング装置、68…サクションカップ、82…撮像素子、83…第2照明系、86…温調テーブル
Claims (24)
- 基板の裏面に形成されたマークを含む第1被検部、及び前記基板のエッジ部の少なくとも一部を含む第2被検部を照明する照明部と、
前記基板を回転可能に載置する載置部と、
前記載置部上で回転する前記基板の前記第1被検部及び前記第2被検部を撮像する撮像部と、
前記撮像部からの撮像情報を用いて前記基板の中心位置及び回転角の少なくとも一方を含む位置情報を求める演算部と、
を備える検出装置。 - 前記演算部は、前記撮像情報のうち前記第2被検部の情報を用いて前記基板の中心位置を求め、前記撮像情報のうち前記第1被検部の情報を用いて前記基板の回転角を求める請求項1に記載の検出装置。
- 前記照明部は、照明用の光を発生する第1光源部と、前記第1光源からの光を拡散又は反射する導光部材と、を有し、
前記導光部材からの光によって少なくとも前記第2被検部を照明する請求項1又は2に記載の検出装置。 - 前記照明部は、照明用の光を発生する第2光源部と、前記第2光源部からの光を前記マークを含む領域に集光する集光光学系と、を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記基板の裏面に形成された前記マークは、前記裏面において直線に沿って配置された複数の凹部を有する請求項4に記載の検出装置。
- 前記載置部を有するとともに、前記基板の温度制御が行われる温調テーブルと、
前記温調テーブルの回転角を制御する駆動部と、を備え、
前記温調テーブルに載置された前記基板の温度が調整されつつ、前記撮像部により前記第1被検部及び前記第2被検部が撮像される請求項1〜5のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記撮像部は、前記駆動部によって連続的又は間欠的に回転される前記温調テーブルに載置された前記基板の前記第1及び第2被検部を複数回撮像し、
前記演算部は、撮像された前記複数の第1及び第2被検部の撮像情報を用いて前記基板の中心位置及び第1の回転角を求める請求項6に記載の検出装置。 - 前記駆動部は、前記演算部によって求められた前記基板の前記第1の回転角に基づいて、前記第1被検部が前記撮像部の視野内に収まるように前記温調テーブルの回転角を制御し、
前記撮像部は、静止中の前記温調テーブルに載置された前記基板の前記第1被検部を撮像し、
前記演算部は、前記撮像部により得られる前記第1被検部の撮像情報を用いて前記基板の第2の回転角を求める請求項7に記載の検出装置。 - 前記基板は、直径が300〜450mmの円板状である請求項1〜8のいずれか一項に記載の検出装置。
- 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の検出装置と、
前記基板を保持して前記投影光学系下を移動可能なステージと、
前記ステージに前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記検出装置によって検出される前記基板の位置情報に基づいて、前記基板を前記基板搬送部に受け渡す際に、前記基板と前記基板搬送部との相対位置を補正する制御部と、
を備える露光装置。 - 前記基板搬送部に保持されている前記基板の位置情報を検出する位置合わせ部を備え、
前記制御部は、前記位置合わせ部によって検出される前記基板の位置情報に基づいて、前記基板を前記基板搬送部から前記ステージに受け渡す際に、前記基板と前記ステージとの相対位置を補正する請求項10に記載の露光装置。 - 基板の裏面に形成されたマークを含む第1被検部、及び前記基板のエッジ部の少なくとも一部を含む第2被検部を照明することと、
前記基板を回転させることと、
回転する前記基板の前記第1被検部及び前記第2被検部を撮像することと、
前記撮像により得られる撮像情報を用いて前記基板の中心位置及び回転角の少なくとも一方を含む位置情報を求めることと、
を含む検出方法。 - 前記基板の位置情報を求めることは、前記撮像情報のうち前記第2被検部の情報を用いて前記基板の中心位置を求め、前記撮像情報のうち前記第1被検部の情報を用いて前記基板の回転角を求めることを含む請求項12に記載の検出方法。
- 前記第2被検部を照明することは、光源部からの光を拡散又は反射して前記第2被検部を照明することを含む請求項12又は13に記載の検出方法。
- 前記第1被検部を照明することは、光源部からの光を前記マークを含む領域に集光することを含む請求項12〜14のいずれか一項に記載の検出方法。
- 前記基板の裏面に形成された前記マークは、前記裏面において直線に沿って配置された複数の凹部を有する請求項15に記載の検出方法。
- 前記基板の前記第1及び第2被検部が照明されている状態で、前記基板を温度制御が行われる温調テーブルに載置して、前記基板の温度を制御することを含む請求項12〜16のいずれか一項に記載の検出方法。
- 連続的又は間欠的に回転される前記温調テーブルに載置された前記基板の前記第1及び第2被検部を複数回撮像することと、
撮像された複数の前記第1及び第2被検部の撮像情報を用いて前記基板の中心位置及び第1の回転角を求めることと、を含む請求項17に記載の検出方法。 - 前記基板の前記第1の回転角に基づいて、前記第1被検部が前記撮像部の視野内に収まるように前記温調テーブルの回転角を制御することと、
静止中の前記温調テーブルに載置された前記基板の前記第1被検部を撮像することと、
該撮像により得られる前記第1被検部の撮像情報を用いて前記基板の第2の回転角を求めることと、を含む請求項18に記載の検出方法。 - 前記基板は、直径が300〜450mmの円板状である請求項12〜19のいずれか一項に記載の検出方法。
- 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
請求項12〜20のいずれか一項に記載の検出方法を用いて、前記基板の位置情報を求めるここと、
前記検出方法によって検出される前記基板の位置情報に基づいて、前記基板を前記基板搬送部に受け渡す際に、前記基板と前記基板搬送部との相対位置を補正することと、
前記基板搬送部から、前記基板を保持して前記投影光学系下を移動可能なステージに前記基板を受け渡すことと、
を含む露光方法。 - 前記基板搬送部に保持されている前記基板の位置情報を検出することと、
該検出される位置情報に基づいて、前記基板を前記基板搬送部から前記ステージに受け渡す際に、前記基板と前記ステージとの相対位置を補正することと、
を含む請求項21に記載の露光方法。 - 請求項10又は11に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。 - 請求項21又は22に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
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CN107785299A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种硅片拾取装置 |
CN115020290A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-06 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备及其工艺腔室和托盘的检测方法 |
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WO2023232049A1 (zh) * | 2022-06-01 | 2023-12-07 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备及其工艺腔室和托盘的检测方法 |
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