JP2756865B2 - Exposure equipment - Google Patents

Exposure equipment

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JP2756865B2
JP2756865B2 JP2248816A JP24881690A JP2756865B2 JP 2756865 B2 JP2756865 B2 JP 2756865B2 JP 2248816 A JP2248816 A JP 2248816A JP 24881690 A JP24881690 A JP 24881690A JP 2756865 B2 JP2756865 B2 JP 2756865B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はIC.LSI等の半導体素子製造用露光装置に関
し、特にウエハステージの制御特性を改良して位置決め
精度の向上と位置設定時間の短縮を図り、レチクル上に
形成された電子回路等のパターンをレンズ等の光学手段
を介して、ウエハ面上に露光転写する際、レチクルとウ
エハの位置合せ(アライメント)を高精度に行なう露光
装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, and more particularly to improving control characteristics of a wafer stage to improve positioning accuracy and shorten a position setting time. And an exposure apparatus for performing high-accuracy alignment (alignment) between a reticle and a wafer when exposing and transferring a pattern of an electronic circuit or the like formed on the reticle onto a wafer surface through optical means such as a lens. Things.

[従来の技術] IC.LSI等の半導体素子製造用の露光装置には解像性
能、重ね合せ性能という2つの基本的な性能が要求され
ている。前者は半導体基板(以下「ウエハ」と称す)面
上に塗布されたフォトレジスト面上にいかに微細なパタ
ーンを形成するかという能力であり、後者は前工程でウ
エハ面上に形成されたパターンに対し、フォトマスク上
のパターンをいかに正確に位置合せして転写できるかと
いう能力である。
[Prior Art] An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element such as an IC.LSI is required to have two basic performances, that is, a resolution performance and a superposition performance. The former is the ability to form a fine pattern on the photoresist surface applied on the semiconductor substrate (hereinafter referred to as “wafer”) surface, and the latter is the ability to form the pattern formed on the wafer surface in the previous process. On the other hand, it is the ability to accurately align and transfer the pattern on the photomask.

露光装置はその露光方法により、例えばコンタクト、
プロキシミティ、ミラー1:1投影、ステッパー、X線ア
ライナー等に大分類され、その中で各々最適な重ね合せ
方式が考案され実施されている。
The exposure apparatus is, for example, a contact,
Proximity, mirror 1: 1 projection, stepper, X-ray aligner, etc. are roughly classified, and among them, the most suitable superposition method has been devised and implemented.

一般に半導体素子製造用としては解像性能と重ね合せ
性能の双方のバランスがとれた露光方法が好ましく、こ
の為、現在縮少投影型の露光装置、所謂ステッパーが多
用されている。
In general, an exposure method that balances both resolution performance and overlay performance is preferable for semiconductor device manufacturing. For this reason, a reduced-projection type exposure apparatus, a so-called stepper, is frequently used at present.

これからの露光装置として要求される解像性能は0.5
μm近傍であり、この性能を達成可能な露光方式として
は例えばエキシマレーザーを光源としたステッパー、X
線を露光源としたプロキシミティタイプのアライナー、
そしてEBの直接描画方式の3方式がある。このうち生産
性の点からすれば前者2つの方式が好ましい。
The resolution required for future exposure equipment is 0.5
Exposure method that can achieve this performance is, for example, a stepper using an excimer laser as a light source, X
Proximity type aligner using line as exposure source,
There are three methods of direct EB drawing. From the viewpoint of productivity, the former two methods are preferable.

一方、重ね合せ精度は一般的に焼付最小線幅の1/3〜1
/5の値が必要とされており、この精度を達成することは
一般に解像性能の達成と同等か、それ以上の困難さを伴
っている。
On the other hand, overlay accuracy is generally 1/3 to 1
A value of / 5 is required, and achieving this accuracy is generally as difficult or even more difficult as achieving resolution.

露光装置に於けるアライメントとは、レチクル面上の
パターンとウエハ面上のパターンとの相対位置合せおよ
び第1層露光時の各ステップ配列の位置合わせをいう。
The alignment in the exposure apparatus refers to the relative alignment between the pattern on the reticle surface and the pattern on the wafer surface, and the alignment of each step arrangement during the first layer exposure.

従来この種の露光装置は、ウエハ受渡し時に、ウエハ
ステージに内蔵されたウエハ受渡し手段(具体的には3
点ピン又はセンターアップ)がウエハを受け取りウエハ
チャックにこのウエハを受け渡しウエハをチャックに真
空吸着後に粗アライメント(プリアライメント)を行な
っていた。
Conventionally, this type of exposure apparatus uses a wafer transfer means (specifically, 3
(Point pin or center-up) receives the wafer, transfers the wafer to the wafer chuck, and performs vacuum alignment (pre-alignment) after vacuum chucking the wafer to the chuck.

一方、プリアライメントを行なうためには、上下方向
(Z方向)及び回転方向(θ方向)に関し、ストローク
はZ方向に1.5mm程度、θ方向に±3゜程度必要とし、
分解能はZ方向に0.1mm、θ方向に25″程度必要であ
る。従来、プリアライメント時にはウエハを真空吸着し
た状態でウエハチャックのみ駆動し、微動ステージに固
定されたレーザ、干渉計を用いて参照用ミラーにより基
準位置からの距離を計測してプリアライメントを行なっ
ていた。このため、微動ステージ内部に、ウエハチャッ
ク駆動用の機構及びプリアライメント完了後の状態を維
持するためのロック機構が必要となる。従って、従来は
第4図に示すようにZ粗動ステージおよびθ粗動ステー
ジが共にθ微動ステージおよびZ微動ステージの上に積
み重ねられた構成をしていた。
On the other hand, in order to perform pre-alignment, the stroke requires about 1.5 mm in the Z direction and about ± 3 ° in the θ direction in the vertical direction (Z direction) and the rotation direction (θ direction).
The resolution must be about 0.1 mm in the Z direction and about 25 ″ in the θ direction. Conventionally, during pre-alignment, only the wafer chuck is driven while the wafer is vacuum-sucked, and reference is made using a laser and interferometer fixed to the fine movement stage Therefore, a pre-alignment is performed by measuring a distance from a reference position by a mirror for the wafer, and therefore, a mechanism for driving the wafer chuck and a lock mechanism for maintaining a state after the completion of the pre-alignment are required inside the fine movement stage. Therefore, conventionally, the Z coarse movement stage and the θ coarse movement stage are both stacked on the θ fine movement stage and the Z fine movement stage as shown in FIG.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例では、ウエハステージに内
蔵されたウエハ受け渡し手段がウエハを受け取りウエハ
チャックにこのウエハを受け渡し、ウエハをチャックに
真空吸着後にウエハ吸着状態でウエハチャックを駆動す
ることにより、粗アライメントを行なっていたため、粗
アライメント終了後、ウエハチャックを上下方向、回転
方向にロックするロック機構が必要となる。また、ウエ
ハチャック自体をθ移動後、θロックするため確実なロ
ックのためには手間を要しこのためステージ位置決め時
間が増大しスループットの低下を来していた。さらに、
ステップ・アンド・リピートによりロックずれを生じア
ライメント精度を劣化させていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional example, the wafer transfer means built in the wafer stage receives the wafer, transfers the wafer to the wafer chuck, vacuum-sucks the wafer to the chuck, and then holds the wafer chuck in a wafer-sucked state. , Rough alignment is performed, and after the completion of the rough alignment, a lock mechanism for locking the wafer chuck in the vertical and rotational directions is required. Further, after the wafer chuck itself is moved by θ, it is time-consuming to secure the θ lock, so that the stage positioning time increases and the throughput decreases. further,
The step-and-repeat causes a lock deviation and deteriorates the alignment accuracy.

また、前述のように第4図に示す従来の構造において
は、微動ステージ全高が高くなりステージ重心位置が上
方に移動し、このため平面方向(X,Y方向)の移動時に
位置決め精度を悪化させ、位置決め時間が増加して装置
全体のスループットを低下させるとともにアライメント
精度と劣化させていた。またウエハの大口径化焼付パタ
ーンの微細化に伴い、ウエハチャックの大口径化及び、
平面度の向上が必要となり、ウエハチャック重量が増大
する。一方ステッパーは、ステップ・アンド・リピート
を行ないながらウエハ全域を露光するために、各ステッ
プごとにウエハチャックを駆動する。従って、前記理由
によるウエハチャックの重量増大により微動ステージお
よびウエハチャックのロック力を増大させなければなら
ない。ロック力が弱ければ、露光ごとにウエハチャック
が移動ずれし、アライメント精度の劣化となる。またこ
れを防止しようとすればXYステージの移動加速度を小さ
くしなければならずスループットを低下させる。
Further, as described above, in the conventional structure shown in FIG. 4, the overall height of the fine movement stage is increased, and the position of the center of gravity of the stage is moved upward, thereby deteriorating the positioning accuracy when moving in the plane direction (X, Y directions). However, the positioning time has been increased to reduce the throughput of the entire apparatus, and the alignment accuracy has been deteriorated. In addition, as the baking pattern becomes larger and larger, the wafer chuck becomes larger and the wafer chuck becomes larger.
The flatness needs to be improved, and the weight of the wafer chuck increases. On the other hand, the stepper drives the wafer chuck for each step in order to expose the entire wafer while performing step-and-repeat. Therefore, the locking force of the fine movement stage and the wafer chuck must be increased by increasing the weight of the wafer chuck for the above-described reason. If the locking force is weak, the wafer chuck is displaced for each exposure, and the alignment accuracy is deteriorated. In order to prevent this, the moving acceleration of the XY stage must be reduced, which lowers the throughput.

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、ロック剛性を高め、位置決め精度の向上および位
置決め時間の短縮を図った露光装置の提供を目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described drawbacks of the related art, and has as its object to provide an exposure apparatus that increases locking rigidity, improves positioning accuracy, and shortens positioning time.

[課題を解決するための手段及び作用] 前記目的を達成するため、本発明によれば、ウエハス
テージに内蔵された、受渡し手段でウエハを受け取った
状態で粗アライメント(プリアライメント)を実行し、
θ補正したのちウエハチャックに吸着することにより、
ウエハステージの剛性を高め、位置決め精度の向上と位
置決め時間の短縮を可能としたものである。
[Means and Actions for Solving the Problems] In order to achieve the above object, according to the present invention, coarse alignment (pre-alignment) is performed in a state in which a wafer is received by a transfer means built in a wafer stage,
After the θ correction, it is adsorbed on the wafer chuck,
This increases the rigidity of the wafer stage, thereby improving the positioning accuracy and shortening the positioning time.

[実施例] 第1図,第2図は、本発明の実施例を示し、第1図は
装置全体図、第2図は、微動ステージ部分の詳細図であ
る。第1図に於いて1−1は投影レンズであり、レチク
ル1−2のパターンをウエハ1−4に投影する。1−2
は半導体、回路等のパターンが描かれている原板(レチ
クル)である。1−3はレチクルステージであり、レチ
クル1−2を吸着し、不図示の基準マークに対し位置合
せする。レチクルステージ1−3は鏡筒定盤1−9に支
持されている。1−4は、レチクル1−2のパターンを
投影レンズ1−1を介して記録するウエハ、1−5はウ
エハ1−4を真空吸着するウエハチャックであり、微動
ステージ1−6,Xステージ1−7、Yステージ1−8お
よびステージ定盤1−16からなるXYステージ上に固定さ
れる。微動ステージ1−6は、Xステージ1−7に固定
され、ウエハ1−4の受け渡し手段を内蔵する。この微
動ステージ1−6はウエハ1−4を投影レンズ1−1お
よびオフアクシス1−10の焦点位置に合せる機能と、投
影レンズ1−1の光軸回りの方向(θ方向)に回転・駆
動する機能と、紙面に対し垂直なXY平面内のX,Y軸廻り
(α,β方向)に回転する機能とを有する。Xステージ
1−7は、Yステージ1−8の上方に設けられ、X方向
に移動可能である。Yステージ1−8はステージ定盤1
−16上に設けられY方向に移動可能である。1−9は、
投影レンズ1−1、レチクルステージ1−3、オフアク
シス1−10を支持する鏡筒定盤である。オフアクシス1
−10は投影レンズ1−1の光軸から所定距離の鏡筒定盤
下面に固定されウエハのアライメントマークを観察して
プリアライメントを行う。1−11は、基礎定盤1−15に
固定され、レチクル1−2を照明し投影レンズ1−1を
介してウエハ1−4を露光するための照明系である。オ
フアクシスアライメントスコープ1−10によりウエハ1
−4上のアライメント用マークおよび粗アライメントマ
ークを観察しアライメント誤差を計測するためにCCDカ
メラ1−10a、CCU1−10bおよびイメージプロセッサー1
−10cが備わる。微動ステージ1−6上にはXYステージ
の位置計測の基準となるY方向干渉計用参照ミラー1−
12Yが固定される。1−13は、基礎定盤1−15に固定さ
れたレーザ測長用レーザヘッドである。1−14は、装置
全体を支持し床振動等と絶縁するためのマウント、1−
15は装置全体の基礎となる基礎定盤、1−16はYステー
ジ1−8を支持し基礎定盤に固定されたステージ定盤で
ある。1−20はイメージプロセッサ(IP)1−10cによ
り、求めたアライメント誤差に基づいて微動ステージ1
−6、Xステージ1−7およびYステージ1−8を駆動
する制御装置である。
[Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall view of the apparatus, and FIG. 2 is a detailed view of a fine movement stage. In FIG. 1, reference numeral 1-1 denotes a projection lens which projects a pattern of a reticle 1-2 onto a wafer 1-4. 1-2
Is an original plate (reticle) on which patterns of semiconductors, circuits and the like are drawn. A reticle stage 1-3 sucks the reticle 1-2 and aligns it with a reference mark (not shown). The reticle stage 1-3 is supported by a lens barrel base 1-9. 1-4, a wafer for recording the pattern of the reticle 1-2 via the projection lens 1-1, 1-5, a wafer chuck for vacuum-sucking the wafer 1-4, and a fine movement stage 1-6, an X stage 1 -7, fixed on an XY stage composed of a Y stage 1-8 and a stage base 1-16. Fine movement stage 1-6 is fixed to X stage 1-7, and has a built-in transfer means for wafer 1-4. The fine movement stage 1-6 has a function of aligning the wafer 1-4 with the focal position of the projection lens 1-1 and the off-axis 1-10, and rotates and drives the projection lens 1-1 in a direction around the optical axis (θ direction). And a function of rotating about the X and Y axes (α and β directions) in the XY plane perpendicular to the paper surface. The X stage 1-7 is provided above the Y stage 1-8 and is movable in the X direction. Y stage 1-8 is stage table 1
-16 and is movable in the Y direction. 1-9 is
A lens barrel base that supports the projection lens 1-1, the reticle stage 1-3, and the off-axis 1-10. Off Axis 1
Numeral -10 is fixed to the lower surface of the lens barrel base at a predetermined distance from the optical axis of the projection lens 1-1 and observes alignment marks on the wafer to perform pre-alignment. Reference numeral 1-11 denotes an illumination system fixed to the base plate 1-15 for illuminating the reticle 1-2 and exposing the wafer 1-4 via the projection lens 1-1. Wafer 1 with off-axis alignment scope 1-10
CCD camera 1-10a, CCU1-10b and image processor 1 to observe alignment marks and coarse alignment marks on -4 to measure alignment errors
-10c is provided. On the fine movement stage 1-6, a reference mirror 1 for the Y-direction interferometer, which is a reference for measuring the position of the XY stage,
12Y is fixed. Reference numeral 1-13 denotes a laser head for laser measurement fixed to the base plate 1-15. 1-14 is a mount for supporting the entire apparatus and isolating it from floor vibration and the like.
Reference numeral 15 denotes a base platen serving as a base of the entire apparatus, and 1-16 denotes a stage base plate which supports the Y stage 1-8 and is fixed to the base platen. 1-20 is a fine movement stage 1 based on an alignment error obtained by an image processor (IP) 1-10c.
-6, a control device for driving the X stage 1-7 and the Y stage 1-8.

第2図は、微動ステージ1−6の詳細図である。2−
1はウエハ、2−2はウエハ2−1を真空吸着し平面矯
正するためのウエハチャック、2−3はウエハチェック
2−2を支持し、ウエハ受け渡し時に下方に移動しプリ
アライメント終了後に上方に移動可能なチェック保持
板、2−4は、ウエハ2−1を吸着する機能を有しZ方
向及びθ方向に移動可能でウエハ2−1の真空吸着時に
ウエハ表面をオフアクシスアライメントスコープ1−10
の焦点位置と合致させるウエハ受け渡し用ピンである。
2−5はボールブッシュであり、ウエハ受け渡しピン2
−4がθ及びZ方向に移動するときおよびチャック支持
板2−3がZ方向に移動するときのガイドとなる。2−
6はZ駆動用ピエゾ素子であり、ウエハ受け渡しピン2
−4に吸着されたウエハ2−1をオフアクシスアライメ
ントスコープ10の焦点位置に合致するように駆動する。
2−7はIP1−10cにより計測されたプリアライメント誤
差信号によりウエハ受け渡し用ピンをθ方向に駆動する
ための粗θ駆動用モータ、2−8は、粗θ駆動用モータ
2−7の駆動力をウエハ受け渡しピンに伝達するための
ギヤトレイン、2−9は、ウエハ受け渡し用ピン2−4
からウエハ2−1をウエハチャック2−2に受け渡すた
めにチャック支持板2−3をZ方向に駆動する粗Z駆動
用モータである。2−10は、粗Z駆動モータ2−7の駆
動力をカム2−11に伝達するためのウォームギヤであ
り、カム2−11は、ウエハ支持板2−3をZ方向に駆動
する。2−12は微Z基板に支持され、微θ基板2−16を
θ方向に回転させるために紙面に垂直方向に、伸縮し、
鋼球を介し点接触で微θ基板2−16を押圧する微θ駆動
用ピエゾ素子である。2−13は、微θ駆動用板バネであ
り、微θ基板2−16と微Z基板2−17間を結合する。こ
の板バネ2−13は紙面に垂直な方向に剛性が小さくZ方
向に大きな剛性を有するため微θ駆動時θ方向のガイド
の働きをする。2−14はXステージ1−7上の3ヵ所以
上に設けられた微Z駆動用ピエゾ素子であり、微Z基板
2−17をZ方向に駆動してウエハ2−1をZ方向及び
α,β方向に移動させる。2−15は、Xステージ1−7
と微Z基板2−17を連結する微Z駆動用ガイド板バネで
あり、紙面に垂直な方向に剛性を有し上下方向(Z方
向)に剛性が小さい。2−18は、チャック支持板2−3
がZ移動するとき、θ方向の回転を規制し、Z移動後、
微θ駆動時にチャック支持板2−3と微θ基板2−16を
一体として駆動するための回転規制部である。この回転
規制部2−18の詳細を第3図に示す。2−21は微θ基板
2−16とチャック支持板2−3を一定力でつきあてるた
めに一端はチャック支持板にもう一端は微θ基板に取り
つけられた片よせバネである。2−19は回転規制時およ
び微θ駆動時にチャック支持板に力を伝達するためのベ
アリングである。2−20は参照ミラーである。
FIG. 2 is a detailed view of the fine movement stage 1-6. 2-
1 is a wafer, 2-2 is a wafer chuck for vacuum-adhering and flattening the wafer 2-1, 2-3 is supporting a wafer check 2-2, and is moved downward at the time of wafer transfer, and is moved upward after completion of pre-alignment. The movable check holding plate 2-4 has a function of sucking the wafer 2-1 and is movable in the Z direction and the θ direction so that the wafer surface is off-axis alignment scope 1-10 during vacuum suction of the wafer 2-1.
Are the wafer transfer pins to be matched with the focal position.
2-5 is a ball bush, which is a wafer transfer pin 2
-4 serves as a guide when moving in the θ and Z directions and when the chuck support plate 2-3 moves in the Z direction. 2-
Reference numeral 6 denotes a piezo element for Z drive, which is a wafer transfer pin 2
Then, the wafer 2-1 sucked at -4 is driven so as to match the focal position of the off-axis alignment scope 10.
2-7 is a coarse θ drive motor for driving the wafer transfer pins in the θ direction based on the pre-alignment error signal measured by IP1-10c, and 2-8 is a driving force of the coarse θ drive motor 2-7. Is transmitted to the wafer transfer pin, and 2-9 is a gear transfer pin for transferring the wafer.
Is a coarse Z drive motor for driving the chuck support plate 2-3 in the Z direction in order to transfer the wafer 2-1 from the wafer chuck 2-2 to the wafer chuck 2-2. Reference numeral 2-10 denotes a worm gear for transmitting the driving force of the coarse Z drive motor 2-7 to the cam 2-11. The cam 2-11 drives the wafer support plate 2-3 in the Z direction. 2-12 is supported on the fine Z substrate, and expands and contracts in the direction perpendicular to the paper to rotate the fine θ substrate 2-16 in the θ direction.
This is a fine θ driving piezo element that presses the fine θ substrate 2-16 at a point contact via a steel ball. Reference numeral 2-13 denotes a fine θ driving leaf spring which couples between the fine θ substrate 2-16 and the fine Z substrate 2-17. The leaf spring 2-13 has a small rigidity in a direction perpendicular to the plane of the paper and has a large rigidity in the Z direction. Reference numeral 2-14 denotes a piezo element for fine Z driving provided at three or more positions on the X stage 1-7, and drives the fine Z substrate 2-17 in the Z direction to move the wafer 2-1 in the Z direction and α, Move in the β direction. 2-15 is X stage 1-7
And a fine Z driving guide leaf spring for connecting the micro Z board 2-17 to the micro Z board 2-17. 2-18 is a chuck support plate 2-3
Regulates rotation in the θ direction when the Z moves, and after the Z movement,
This is a rotation restricting unit for driving the chuck support plate 2-3 and the fine θ substrate 2-16 as a unit during the fine θ drive. FIG. 3 shows details of the rotation restricting portion 2-18. Reference numeral 2-21 denotes a one-sided spring attached to the chuck support plate at one end and the other end attached to the fine .theta. Substrate in order to contact the fine .theta. Reference numeral 2-19 denotes a bearing for transmitting a force to the chuck support plate at the time of rotation regulation and at the time of fine θ drive. 2-20 is a reference mirror.

次に上記構成の露光装置の動作について説明する。 Next, the operation of the exposure apparatus having the above configuration will be described.

まず図示しないレチクル搬送系によりレチクル1−2
がレチクルステージ1−3に搬送され、レチクルステー
ジ1−3により所定位置に位置合せされる。次にメヤニ
アルプリアライメントされたウエハ1−4が不図示のウ
エハ供給ハンドによりウエハ受け渡し位置に位置決めさ
れたXYステージに内蔵されたウエハ受け渡しピン2−4
に受け渡される。なおこの時、ウエハチャック1−5
(2−2)及びチャック支持板2−3は下方に位置して
いる。ウエハ1−4(2−1)がウエハ受け渡しピン2
−4へ受け渡されると、これを制御装置1−20が確認
し、次にXYステージに対し、プリアライメント位置へ移
動指令を出す。XYステージは不図示のレーザ測長器によ
り制御され、プリアライメント位置へ移動する。
First, a reticle 1-2 is moved by a reticle transport system (not shown).
Is transported to the reticle stage 1-3 and is aligned at a predetermined position by the reticle stage 1-3. Next, wafer pre-aligned wafer 1-4 is transferred to a wafer transfer position by a wafer supply hand (not shown).
Passed to. At this time, the wafer chuck 1-5
(2-2) and the chuck support plate 2-3 are located below. The wafer 1-4 (2-1) is the wafer transfer pin 2
-4, the control device 1-20 confirms this, and then issues a movement command to the XY stage to the pre-alignment position. The XY stage is controlled by a laser length measuring device (not shown) and moves to a pre-alignment position.

次に、プリアライメント位置でウエハ受け渡し用ピン
2−4は、オフアクシスアライメントスコープ1−10の
焦点位置にウエハ1−4上面が合致するように制御装置
の指令により微動ステージ1−6内のZ駆動用ピエゾを
駆動する。駆動量は、オフアクシスアライメントスコー
プ1−10のオートフォーカス機能により計測され、制御
系に通信される。フォーカス後、オフアクシスアライメ
ントスコープ1−10によりウエハ1−4(2−1)上の
プリアライメントマークを計測し、誤差をIP1−10cによ
り算出し、制御装置1−20に通信する。制御装置1−20
が微動ステージ1−6内の粗θ駆動モータに駆動指令を
出すとウエハ受け渡し用ピン2−4はウエハ1−4(2
−1)を真空吸着した状態でθ方向に回転しプリアライ
メントが完了する。
Next, at the pre-alignment position, the wafer transfer pin 2-4 is moved to the Z position in the fine movement stage 1-6 by a command from the control device so that the upper surface of the wafer 1-4 coincides with the focal position of the off-axis alignment scope 1-10. Drive the driving piezo. The drive amount is measured by the auto-focus function of the off-axis alignment scope 1-10 and is communicated to the control system. After focusing, the pre-alignment mark on the wafer 1-4 (2-1) is measured by the off-axis alignment scope 1-10, the error is calculated by IP1-10c, and the error is communicated to the controller 1-20. Control device 1-20
Issues a drive command to the coarse θ drive motor in the fine movement stage 1-6, the wafer transfer pins 2-4 move the wafers 1-4 (2
The pre-alignment is completed by rotating in the θ direction while -1) is vacuum-sucked.

次に、プリアライメント完了信号を受けとった制御装
置1−20より微動ステージ1−6に対しウエハ1−4
(2−1)をウエハチャック2−2へ受け渡す指令が出
され、ウエハチャック2−2は、粗Z駆動用モータ2−
9、ウォームギヤ2−10、カム2−11によりZ方向に駆
動されウエハ受け渡し用ピン2−4よりウエハ1−4
(2−1)を受け取る。ウエハはこのウエハチャック2
−2に真空吸着される。このとき、ウエハチャックは回
転規制部2−18によりθ方向に回転することはなく、ま
たチャックの支持板2−3と微θ基板2−16内にあるZ
駆動モータをロックすることにより、チャック支持板2
−3はその位置でロックされる。
Next, the controller 1-4 receives the pre-alignment completion signal and sends the wafer 1-4 to the fine movement stage 1-6.
A command to deliver (2-1) to the wafer chuck 2-2 is issued, and the wafer chuck 2-2 is driven by the coarse Z drive motor 2-
9, driven in the Z direction by the worm gear 2-10 and the cam 2-11, the wafer 1-4 is transferred from the wafer transfer pin 2-4 to the wafer 1-4.
(2-1) is received. The wafer is the wafer chuck 2
-2. At this time, the wafer chuck is not rotated in the θ direction by the rotation restricting portion 2-18, and the Z plate in the chuck support plate 2-3 and the fine θ substrate 2-16 is not rotated.
By locking the drive motor, the chuck support plate 2
-3 is locked in that position.

ウエハ1−4(2−1)のウエハチャック2−2への
吸着及びチャック支持板のロックが制御装置1−20で確
認されるとこの制御装置1−20よりXYステージに対し、
アライメント位置への移動指令が出る。その後通常の露
光装置の動作と同様に動作が行なわれる。ただしプリア
ライメント完了後、以降は、θ微動、Z微動のみ駆動で
通常の露光装置の動作が可能である。
When the suction of the wafer 1-4 (2-1) to the wafer chuck 2-2 and the lock of the chuck support plate are confirmed by the controller 1-20, the controller 1-20 controls the XY stage.
A command to move to the alignment position is issued. Thereafter, the operation is performed in the same manner as the operation of a normal exposure apparatus. However, after the completion of the pre-alignment, a normal exposure apparatus can be operated by driving only the θ fine movement and the Z fine movement.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明では、ステージに内蔵さ
れた、ウエハ受け渡し手段がウエハを受け取った状態で
プリアライメントを実行しウエハ受け渡し手段をθ補正
したのちウエハをウエハチャックに吸着することによ
り、ウエハステージの剛性を高めステージ位置決め精度
の向上と位置決め時間の短縮が図られるため露光装置の
高精度、高スループット化が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the wafer is adsorbed to the wafer chuck after the wafer transfer means incorporated in the stage performs pre-alignment while the wafer is being received and corrects the wafer transfer means by θ. By doing so, the rigidity of the wafer stage is increased, the stage positioning accuracy is improved, and the positioning time is shortened, so that the exposure apparatus can have high accuracy and high throughput.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の実施例に係る露光装置の主体構成
図、 第2図は、第1図の露光装置の微動ステージ部分の詳細
図、 第3図は、第2図の微動ステージの回転規制部の拡大
図、 第4図は、従来の微動ステージの構成説明図である。 1−1:投影レンズ、1−2:レチクル、 1−4:ウエハ、1−6:微動ステージ、 1−7:Xステージ、1−8:Yステージ、 1−10:オフアクシスアライメントスコープ 2−1:ウエハ、2−2:ウエハチャック、 2−3:チャック保持板、 2−4:ウエハ受け渡し用ピン、 2−6:Z駆動用ピエゾ素子。
FIG. 1 is a main configuration diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a fine movement stage portion of the exposure apparatus of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a rotation restricting portion, and FIG. 4 is an explanatory view of a configuration of a conventional fine movement stage. 1-1: Projection lens, 1-2: Reticle, 1-4: Wafer, 1-6: Fine movement stage, 1-7: X stage, 1-8: Y stage, 1-10: Off-axis alignment scope 2- 1: wafer, 2-2: wafer chuck, 2-3: chuck holding plate, 2-4: wafer transfer pin, 2-6: piezo element for Z drive.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】転写すべきパターンが形成された第1物体
と、前記パターンを焼付ける第2物体と、前記第1物体
を支持する第1ステージと、前記第2物体を搭載する第
2ステージと、前記第1および第2物体間に設けた投影
光学系と、前記第1物体および投影光学系を介して前記
第2物体を露光する照明系と、前記第2ステージに装着
された前記第2物体の受け渡し手段と、前記第2物体を
前記第2ステージ上に固定するための吸着手段と、前記
第1および第2物体を相互に位置合わせするために前記
第2ステージを駆動制御する制御装置とを具備し、前記
第2ステージはX,YおよびZ方向に移動可能でかつX,Yお
よびZ軸廻りに回転可能であり、前記制御装置は前記受
け渡し手段が第2物体を受け取った状態でプリアライメ
ントおよびZ軸廻りの回転位置決めを行ない、その後に
該第2物体を前記吸着手段により固定するように構成し
たことを特徴とする露光装置。
1. A first object having a pattern to be transferred formed thereon, a second object for printing the pattern, a first stage for supporting the first object, and a second stage for mounting the second object. A projection optical system provided between the first and second objects; an illumination system for exposing the second object via the first object and the projection optical system; and a second optical system mounted on the second stage. Transfer means for two objects, suction means for fixing the second object on the second stage, and control for driving and controlling the second stage for aligning the first and second objects with each other The second stage is movable in X, Y and Z directions and is rotatable around X, Y and Z axes, and the control device is in a state where the transfer means receives the second object. Pre-alignment and around Z axis Performs rotational positioning, then the second object is characterized by being configured so as to fix by the suction means to the exposure apparatus.
【請求項2】前記第2ステージはXステージとYステー
ジと微動ステージとからなり、該微動ステージは3か所
以上に設けたZ方向の駆動手段とZ軸廻りの回転駆動手
段とを具備し、前記受け渡し手段は該微動ステージ上面
に突出可能であり、前記吸着手段は該受け渡し手段に対
しZ方向に移動可能に構成されたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の露光装置。
2. The second stage comprises an X stage, a Y stage, and a fine movement stage, and the fine movement stage has three or more driving means in the Z direction and rotation driving means around the Z axis. 2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein said transfer means is capable of protruding above the fine movement stage, and said suction means is configured to be movable in the Z direction with respect to said transfer means.
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