JP3068843B2 - 露光装置の位置決め方法と位置決め機構 - Google Patents
露光装置の位置決め方法と位置決め機構Info
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- JP3068843B2 JP3068843B2 JP2240088A JP24008890A JP3068843B2 JP 3068843 B2 JP3068843 B2 JP 3068843B2 JP 2240088 A JP2240088 A JP 2240088A JP 24008890 A JP24008890 A JP 24008890A JP 3068843 B2 JP3068843 B2 JP 3068843B2
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- alignment unit
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は露光装置に関し、特にマスクとウエハとの位
置決めを高精度に行なうための露光装置の位置決め機構
に関するものである。
置決めを高精度に行なうための露光装置の位置決め機構
に関するものである。
従来、この種の位置決め機構には、本出願人による特
開平１−193689号公報に記載されたものがある。このも
のにおいては、位置合わせすべき部材（ウエハ、マスク
等）に対して移動する移動台の上に検出機構を設け、該
移動台を駆動する手段であるクロスローラガイドを直交
２軸の案内機構としていた。この案内機構を駆動する手
段は、位置検出手段であるリニアエンコーダとモータと
が組合わされるXYステージにより構成されている。
開平１−193689号公報に記載されたものがある。このも
のにおいては、位置合わせすべき部材（ウエハ、マスク
等）に対して移動する移動台の上に検出機構を設け、該
移動台を駆動する手段であるクロスローラガイドを直交
２軸の案内機構としていた。この案内機構を駆動する手
段は、位置検出手段であるリニアエンコーダとモータと
が組合わされるXYステージにより構成されている。
第７図（ａ）乃至第８図（ｃ）は従来より行なわれて
いる位置決め検出動作を説明するための図である。第７
図（ａ），（ｂ）中にそれぞれ示されているアライメン
ト信号検出センサ810は上述のような移動台上に搭載さ
れるアライメントユニットに内蔵されるもので、マスク
812およびウエハ814上にそれぞれ形成されたアライメン
トマーク813,816の位置関係が第７図（ｃ）に示す状態
の同心円状のものである場合にアライメントが完了した
ものと判断するものであり、これらの位置関係はアライ
メント信号検出センサ810側より投射されるアライメン
トビーム808により確認される。
いる位置決め検出動作を説明するための図である。第７
図（ａ），（ｂ）中にそれぞれ示されているアライメン
ト信号検出センサ810は上述のような移動台上に搭載さ
れるアライメントユニットに内蔵されるもので、マスク
812およびウエハ814上にそれぞれ形成されたアライメン
トマーク813,816の位置関係が第７図（ｃ）に示す状態
の同心円状のものである場合にアライメントが完了した
ものと判断するものであり、これらの位置関係はアライ
メント信号検出センサ810側より投射されるアライメン
トビーム808により確認される。
第７図（ａ），（ｂ）にはアライメントを行なうため
のアライメントビーム808がそれぞれ異なる方向に傾い
た例が示されている。第８図（ａ），（ｂ）のいずれの
状態においても、アライメント信号検出センサ810上に
は第７図（ｃ）に示すアライメント完了のパターンが形
成されるが、実際には第７図（ａ），（ｂ）にそれぞれ
示したものではマスク812とウエハ814との位置関係は異
なるものであるため、この状態で複数回の露光が行なわ
れると、既に露光されたパターンとあらたに露光される
パターンとの間にずれが生じてしまう。
のアライメントビーム808がそれぞれ異なる方向に傾い
た例が示されている。第８図（ａ），（ｂ）のいずれの
状態においても、アライメント信号検出センサ810上に
は第７図（ｃ）に示すアライメント完了のパターンが形
成されるが、実際には第７図（ａ），（ｂ）にそれぞれ
示したものではマスク812とウエハ814との位置関係は異
なるものであるため、この状態で複数回の露光が行なわ
れると、既に露光されたパターンとあらたに露光される
パターンとの間にずれが生じてしまう。
上記のようなアライメントビームの傾きは、アライメ
ントユニットを搭載する移動台の姿勢変化により生じる
ものである。
ントユニットを搭載する移動台の姿勢変化により生じる
ものである。
第８図（ａ），（ｂ）はアライメントビームの傾きを
説明するための図であり、第８図（ａ）にはアライメン
トビームが正常（垂直）に投光されている状態が示さ
れ、第８図（ｂ）にはアライメントビームが傾いて投光
されている状態が示されている。図においては、姿勢変
化のうちｘ軸まわりの回転量ωｘについて示している。
図中、901は移動台であるXYステージ、903はXYステージ
901を支持する基台、908はアライメントユニット911内
に埋設されたレーザダイオード909より出射されるアラ
イメントビーム、913,916はマスク912,ウエハ914にそれ
ぞれ設けられたアライメントマークである。アライメン
トユニット911内には、この他に第７図（ａ），（ｂ）
に示したようなアライメント信号検出センサ（不図示）
がアライメントビーム908の反射光を受光する位置に設
けられている。
説明するための図であり、第８図（ａ）にはアライメン
トビームが正常（垂直）に投光されている状態が示さ
れ、第８図（ｂ）にはアライメントビームが傾いて投光
されている状態が示されている。図においては、姿勢変
化のうちｘ軸まわりの回転量ωｘについて示している。
図中、901は移動台であるXYステージ、903はXYステージ
901を支持する基台、908はアライメントユニット911内
に埋設されたレーザダイオード909より出射されるアラ
イメントビーム、913,916はマスク912,ウエハ914にそれ
ぞれ設けられたアライメントマークである。アライメン
トユニット911内には、この他に第７図（ａ），（ｂ）
に示したようなアライメント信号検出センサ（不図示）
がアライメントビーム908の反射光を受光する位置に設
けられている。
以下の説明では、簡単化するためにアライメントビー
ム908が垂直に投光されるものとして説明する。
ム908が垂直に投光されるものとして説明する。
第８図（ａ）に示した状態からXYステージ901の移動
に伴なって第８図（ｂ）に示すようにアライメントユニ
ット911が角度θ傾くと、アライメントユニット911より
投光されるアライメントビーム908も角度θ傾くことと
なる。この場合、角度θを20″、レーザダイオード909
とアライメントマーク913との間隔Ｇを50mm、各アライ
メントマーク913,916の間隔ｇを50μｍとすると、アラ
イメントユニット911は所定の位置にあるにも関らず、
マスク912上におけるアライメントビーム908のビームス
ポットは図面左方向に５μｍずれることになり、マスク
912とウエハ914には0.005μｍの位置ずれが生じてしま
う。
に伴なって第８図（ｂ）に示すようにアライメントユニ
ット911が角度θ傾くと、アライメントユニット911より
投光されるアライメントビーム908も角度θ傾くことと
なる。この場合、角度θを20″、レーザダイオード909
とアライメントマーク913との間隔Ｇを50mm、各アライ
メントマーク913,916の間隔ｇを50μｍとすると、アラ
イメントユニット911は所定の位置にあるにも関らず、
マスク912上におけるアライメントビーム908のビームス
ポットは図面左方向に５μｍずれることになり、マスク
912とウエハ914には0.005μｍの位置ずれが生じてしま
う。
しかしながら従来、このようなアライメントユニット
の姿勢変化を検出する機構は特に設けられていなかっ
た。
の姿勢変化を検出する機構は特に設けられていなかっ
た。
上述した従来の露光装置の位置決め機構には、アライ
メントユニットの姿勢変化を検出する機構が設けられて
いないため、アライメントユニットが傾いた場合にはこ
れを検出することができず、傾いたアライメントビーム
によって位置決めが行なわれてしまう。このアライメン
トビームの傾く方向は一定のものではないために、多重
露光されるウエハ上のパターンにずれが生じてしまい、
該ウエハ上に焼付けられるパターン線幅の劣化や、該ウ
エハを用いて製造されるIC等の性能が低下してしまうと
いう問題点がある。
メントユニットの姿勢変化を検出する機構が設けられて
いないため、アライメントユニットが傾いた場合にはこ
れを検出することができず、傾いたアライメントビーム
によって位置決めが行なわれてしまう。このアライメン
トビームの傾く方向は一定のものではないために、多重
露光されるウエハ上のパターンにずれが生じてしまい、
該ウエハ上に焼付けられるパターン線幅の劣化や、該ウ
エハを用いて製造されるIC等の性能が低下してしまうと
いう問題点がある。
本発明は上記従来技術が有する問題点に鑑みてなされ
たものであって、アライメントユニットの姿勢変化を検
出することができ、また、姿勢変化が生じた場合にはこ
れを補正することのできる露光装置の位置決め機構を実
現することを目的とする。
たものであって、アライメントユニットの姿勢変化を検
出することができ、また、姿勢変化が生じた場合にはこ
れを補正することのできる露光装置の位置決め機構を実
現することを目的とする。
本発明の露光装置の位置決め方法は、 マスクとウエハとの位置決めをアライメントユニット
より投光されるアライメントビームを用いて行なう露光
装置の位置決め機構において、 前記アライメントユニットの露光装置に対する姿勢変
化量を直接計測するアライメントユニット計測手段を有
し、 前記アライメントユニット計測手段にて計測された姿
勢変化量に基づいて前記マスクとウエハとの位置決めを
行う。
より投光されるアライメントビームを用いて行なう露光
装置の位置決め機構において、 前記アライメントユニットの露光装置に対する姿勢変
化量を直接計測するアライメントユニット計測手段を有
し、 前記アライメントユニット計測手段にて計測された姿
勢変化量に基づいて前記マスクとウエハとの位置決めを
行う。
この場合、 アライメントユニットの姿勢を調節する姿勢調節手段
を設け、 アライメントユニット計測手段にて計測された姿勢変
化量により前記アライメントユニットの姿勢を前記姿勢
調節手段にて補正した後にマスクとウエハとの位置決め
を行なうものとしてもよい。
を設け、 アライメントユニット計測手段にて計測された姿勢変
化量により前記アライメントユニットの姿勢を前記姿勢
調節手段にて補正した後にマスクとウエハとの位置決め
を行なうものとしてもよい。
また、この方法による位置決め機構として、アライメ
ントユニット計測手段をオートコリメータやレーザ測距
装置にて構成し、姿勢調節手段として補正ステージをア
ライメントユニットの下部に設け、これらの動作を制御
する制御装置を設けてもよい。
ントユニット計測手段をオートコリメータやレーザ測距
装置にて構成し、姿勢調節手段として補正ステージをア
ライメントユニットの下部に設け、これらの動作を制御
する制御装置を設けてもよい。
アライメントユニットの姿勢変化量がアライメントユ
ニット計測手段により計測され、該姿勢変化量に基づい
てマスクとウエハとの位置決めが行なわれるので、複数
枚のマスクを使用する場合においても、その都度上記の
位置決めを繰返し行なうことにより、アライメントユニ
ットより投光されるアライメントビームとマスクおよび
ウエハとの位置関係を常に一定のものとすることができ
る。
ニット計測手段により計測され、該姿勢変化量に基づい
てマスクとウエハとの位置決めが行なわれるので、複数
枚のマスクを使用する場合においても、その都度上記の
位置決めを繰返し行なうことにより、アライメントユニ
ットより投光されるアライメントビームとマスクおよび
ウエハとの位置関係を常に一定のものとすることができ
る。
姿勢調節手段を設けた場合には、アライメントユニッ
ト計測手段にて計測された姿勢変化量によりアライメン
トユニットの姿勢が補正されるので、アライメントユニ
ットより投光されるアライメントビームの位置を常に一
定のものとすることができる。
ト計測手段にて計測された姿勢変化量によりアライメン
トユニットの姿勢が補正されるので、アライメントユニ
ットより投光されるアライメントビームの位置を常に一
定のものとすることができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例の要部構成を示す斜視
図である。
図である。
図中、101はＸ方向に移動自在な可動ガイド、102は基
台103上に固設された固定ガイドであり、可動ガイド101
と固定ガイド102によってＸ軸方向のクロスローラガイ
ドが構成されている。Ｙ軸方向のクロスローラガイド
は、可動ガイド105と固定ガイド106により構成されて可
動ガイド101上に設けられており、これらのＸ軸方向,Y
軸方向の各クロスローラガイドによりＸ−Ｙステージが
構成されている。なお、各可動ガイド101,105を駆動す
るためのモータおよび該モータによる移動量を検出する
ためのリニアエンコーダは図示省略されている。アライ
メントユニット111は可動ガイド105上に設けられてＸ−
Ｙ方向に移動するもので、その内部にはアライメントビ
ーム108を出射するレーザダイオード109、アライメント
ビーム108の反射光を受光するアライメント信号検出セ
ンサ110およびアライメントビーム108の投光、受光を行
なうためのアライメント光学系（不図示）が設けられて
いる。
台103上に固設された固定ガイドであり、可動ガイド101
と固定ガイド102によってＸ軸方向のクロスローラガイ
ドが構成されている。Ｙ軸方向のクロスローラガイド
は、可動ガイド105と固定ガイド106により構成されて可
動ガイド101上に設けられており、これらのＸ軸方向,Y
軸方向の各クロスローラガイドによりＸ−Ｙステージが
構成されている。なお、各可動ガイド101,105を駆動す
るためのモータおよび該モータによる移動量を検出する
ためのリニアエンコーダは図示省略されている。アライ
メントユニット111は可動ガイド105上に設けられてＸ−
Ｙ方向に移動するもので、その内部にはアライメントビ
ーム108を出射するレーザダイオード109、アライメント
ビーム108の反射光を受光するアライメント信号検出セ
ンサ110およびアライメントビーム108の投光、受光を行
なうためのアライメント光学系（不図示）が設けられて
いる。
本実施例においてアライメントがなされるマスク112
とウエハ114には、位置合わせを行なうためのアライメ
ントマーク113,116がそれぞれ設けられ、マスク112には
このほかにウエハ114に焼付けるマスクパターン115が設
けられている。このうちの下方に配置されるウエハ114
は、ウエハステージ118上に設けられたウエハチャック1
17に吸着され、ウエハステージ118の移動に伴なってＸ
−Ｙ方向に移動する。ウエハ114の上方に配置されるマ
スク112は、不図示のマスクホルダによってウエハ114と
の間隔が一定となるように保持されている。
とウエハ114には、位置合わせを行なうためのアライメ
ントマーク113,116がそれぞれ設けられ、マスク112には
このほかにウエハ114に焼付けるマスクパターン115が設
けられている。このうちの下方に配置されるウエハ114
は、ウエハステージ118上に設けられたウエハチャック1
17に吸着され、ウエハステージ118の移動に伴なってＸ
−Ｙ方向に移動する。ウエハ114の上方に配置されるマ
スク112は、不図示のマスクホルダによってウエハ114と
の間隔が一定となるように保持されている。
アライメントユニット111には、Ｘ軸に対して垂直な
面であるＸ方向反射部121とＹ軸に対して垂直な面であ
るＹ方向反射部122が設けられている。２個のオートコ
リメータ123,124のそれぞれは、Ｘ方向反射部121,Y方向
反射部122に対向して配置され、アライメントユニット1
11の姿勢変化を検出するもので、オートコリメータ123
においては、第１図中に示されるｙ軸まわりの回転量ω
ｙとｚ軸まわりの回転量ωｚとが検出され、オートコリ
メータ124においてはｘ軸まわりの回転量ωｘが検出さ
れる。上記の各オートコリメータ123,124はマスクホル
ダと一体化され、露光装置に固設された不図示のコリメ
ータベース上に設けられている。このため、各オートコ
リメータ123,124にて検出されるアライメントユニット1
111の姿勢変化（回転量）は露光装置に対するものとな
る。
面であるＸ方向反射部121とＹ軸に対して垂直な面であ
るＹ方向反射部122が設けられている。２個のオートコ
リメータ123,124のそれぞれは、Ｘ方向反射部121,Y方向
反射部122に対向して配置され、アライメントユニット1
11の姿勢変化を検出するもので、オートコリメータ123
においては、第１図中に示されるｙ軸まわりの回転量ω
ｙとｚ軸まわりの回転量ωｚとが検出され、オートコリ
メータ124においてはｘ軸まわりの回転量ωｘが検出さ
れる。上記の各オートコリメータ123,124はマスクホル
ダと一体化され、露光装置に固設された不図示のコリメ
ータベース上に設けられている。このため、各オートコ
リメータ123,124にて検出されるアライメントユニット1
111の姿勢変化（回転量）は露光装置に対するものとな
る。
上記のように、本実施例においては各オートコリメー
タ123,124およびＸ方向反射部121,Y方向反射部122によ
りアライメントユニット計測手段が構成されている。
タ123,124およびＸ方向反射部121,Y方向反射部122によ
りアライメントユニット計測手段が構成されている。
アライメントビームの傾きに起因するずれ量には、８
図に示す如くビームスポットがずれる「ビームスポット
ずれ」とマスクとウェハの位置がずれる「マスク／ウェ
ハずれ」がある。ビームスポットずれは、アライメント
ビームの傾きのみならずピックアップ移動量の誤差によ
っても発生する。本発明では特に「マスク／ウェハず
れ」に着目している。
図に示す如くビームスポットがずれる「ビームスポット
ずれ」とマスクとウェハの位置がずれる「マスク／ウェ
ハずれ」がある。ビームスポットずれは、アライメント
ビームの傾きのみならずピックアップ移動量の誤差によ
っても発生する。本発明では特に「マスク／ウェハず
れ」に着目している。
本実施例の説明においても簡単のために第８図に示し
た従来例と同様にアライメントビーム108は垂直に投光
されるものとして説明する。
た従来例と同様にアライメントビーム108は垂直に投光
されるものとして説明する。
アライメントユニット111が傾き、アライメントビー
ム108が傾いて投光されると回転量ωx,ωｙに起因する
ずれ量は第８図に示した従来例と同様のものとなり、回
転量ωｚに起因するビームスポットのずれ量は「姿勢変
化（ωｚ）の回転中心からレーザダイオード109までの
距離」×「回転量ωｚ」となる。アライメントビーム10
8が垂直に対して所定の角度φをもって投光されている
場合には、回転量ωｚによって「マスク112とウェハ114
との間隔ｇ×ωｚ×tanφ」のマスク／ウェハずれが生
じる。
ム108が傾いて投光されると回転量ωx,ωｙに起因する
ずれ量は第８図に示した従来例と同様のものとなり、回
転量ωｚに起因するビームスポットのずれ量は「姿勢変
化（ωｚ）の回転中心からレーザダイオード109までの
距離」×「回転量ωｚ」となる。アライメントビーム10
8が垂直に対して所定の角度φをもって投光されている
場合には、回転量ωｚによって「マスク112とウェハ114
との間隔ｇ×ωｚ×tanφ」のマスク／ウェハずれが生
じる。
本実施例における各ステージの駆動、アライメントユ
ニット111の姿勢変化の検出およびアライメント動作等
の各制御は不図示の制御装置により行なわれるものであ
る。
ニット111の姿勢変化の検出およびアライメント動作等
の各制御は不図示の制御装置により行なわれるものであ
る。
第２図は上記制御装置のアライメント時の制御動作を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
アライメント動作を行なう旨の指示入力がなされる
と、制御装置はアライメントユニット111を移動させる
（ステップS1）。次にアライメントユニット111がアラ
イメントを行なうマスク112,ウェハ114にそれぞれ設け
られたアライメントマーク113,116を検出する所定位置
まで移動したことを確認した後に（ステップS2）、各オ
ートコリメータ123,124の出力からアライメントユニッ
ト111の各回転量ωx,ωy,ωｚを検出し、姿勢変化を検
出する。このとき、各回転量ωx,ωy,ωｚの検出値から
マスク112とウエハ114とのずれ量D1を補正データとして
算出する（ステップS3）。次に、第７図に示した従来例
と同様のアライメント計測を行ない、アライメントデー
タD2を検出する（ステップS4）。続いて、補正データD1
とアライメントデータD2とを加算したウエハステージ11
8の移動量Ｌを算出し（ステップS5）、該移動量Ｌ分だ
けウエハステージ118を駆動する（ステップS6）。この
状態においてマスク112とウエハ114との位置関係が露光
を行なう際のトレランス内のものであるかをアライメン
ト信号検出センサ110の受光状態により判定し、トレラ
ンス内である場合には終了し、トレランス内でない場合
にはアライメントユニット111の姿勢計測以下の動作を
繰返す（ステップS7）。
と、制御装置はアライメントユニット111を移動させる
（ステップS1）。次にアライメントユニット111がアラ
イメントを行なうマスク112,ウェハ114にそれぞれ設け
られたアライメントマーク113,116を検出する所定位置
まで移動したことを確認した後に（ステップS2）、各オ
ートコリメータ123,124の出力からアライメントユニッ
ト111の各回転量ωx,ωy,ωｚを検出し、姿勢変化を検
出する。このとき、各回転量ωx,ωy,ωｚの検出値から
マスク112とウエハ114とのずれ量D1を補正データとして
算出する（ステップS3）。次に、第７図に示した従来例
と同様のアライメント計測を行ない、アライメントデー
タD2を検出する（ステップS4）。続いて、補正データD1
とアライメントデータD2とを加算したウエハステージ11
8の移動量Ｌを算出し（ステップS5）、該移動量Ｌ分だ
けウエハステージ118を駆動する（ステップS6）。この
状態においてマスク112とウエハ114との位置関係が露光
を行なう際のトレランス内のものであるかをアライメン
ト信号検出センサ110の受光状態により判定し、トレラ
ンス内である場合には終了し、トレランス内でない場合
にはアライメントユニット111の姿勢計測以下の動作を
繰返す（ステップS7）。
以上説明したように本実施例においては、アライメン
トユニット111の姿勢変化量に応じてウエハ114を移動さ
せるため、アライメントがなされるときのマスク112と
ウエハ114との位置関係は常に同様のものとなる。
トユニット111の姿勢変化量に応じてウエハ114を移動さ
せるため、アライメントがなされるときのマスク112と
ウエハ114との位置関係は常に同様のものとなる。
第３図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す斜視
図、第４図は本実施例の制御動作を示す図である。
図、第４図は本実施例の制御動作を示す図である。
本実施例は、アライメントユニット111に傾きが生じ
たときに、これを補正するための姿勢調節手段である補
正ステージ303を設けたものである。第３図中、Ｘ−Ｙ
ステージ301は、第１図中の各可動ガイド101,105および
各固定ガイド102,106により構成されるものを示してい
る。Ｘ−Ｙステージ301は３点支持により上下動を行な
う３個のチルトねじ302を介して補正ステージ303に支持
される。該補正ステージ303は、補正ステージベース305
上に設けられており、同様に補正ステージベース305上
に設けられた伸縮自在の２個のピエゾ素子304に押圧さ
れることにより、回転軸306を中心として回動可能とさ
れている。この他の構成（オートコリメータ、マスク、
ウエハステージ等）は第１図に示したものと同様である
ため、図示および説明は省略する。
たときに、これを補正するための姿勢調節手段である補
正ステージ303を設けたものである。第３図中、Ｘ−Ｙ
ステージ301は、第１図中の各可動ガイド101,105および
各固定ガイド102,106により構成されるものを示してい
る。Ｘ−Ｙステージ301は３点支持により上下動を行な
う３個のチルトねじ302を介して補正ステージ303に支持
される。該補正ステージ303は、補正ステージベース305
上に設けられており、同様に補正ステージベース305上
に設けられた伸縮自在の２個のピエゾ素子304に押圧さ
れることにより、回転軸306を中心として回動可能とさ
れている。この他の構成（オートコリメータ、マスク、
ウエハステージ等）は第１図に示したものと同様である
ため、図示および説明は省略する。
上記のような構成とすることにより、アライメントユ
ニット111に傾きが生じたときに、その回転量ωx,ωｙ
に関しては各チルトねじ302によって補正を行なうこと
ができ、回転量ωｚに関しては各ピエゾ素子304によっ
て補正を行なうことができる。
ニット111に傾きが生じたときに、その回転量ωx,ωｙ
に関しては各チルトねじ302によって補正を行なうこと
ができ、回転量ωｚに関しては各ピエゾ素子304によっ
て補正を行なうことができる。
次に、本実施例の動作について第４図を参照して説明
する。
する。
制御装置は、アライメント動作が開始となると、第１
の実施例と同様にアライメントユニット111を所定の位
置まで移動させ（ステップS8,S9）、この状態でアライ
メントユニット111の姿勢変化量D1′を補正データとし
て算出する（ステップS10）。続いて、各チルトねじ30
2、各ピエゾ素子304によって補正ステージ303を駆動
し、アライメントユニット111の傾きを補正する（ステ
ップS11）。このときの駆動手順としては、まず各ピエ
ゾ素子304によって回転量ωｚを補正し、次に、各チル
トねじ302によって回転量ωx,ωｙをそれぞれ補正す
る。該補正の終了後、アライメントユニット111の姿勢
判定を再度行ない、アライメントユニット111の姿勢が
トレランス内のものかを確認する（ステップS12）。こ
のとき、アライメントユニット111の姿勢がトレランス
外のものであれば補正データＤ′の算出およびこれによ
る補正ステージ303の駆動を繰返し行なう。上記の各手
順により、アライメントユニット111の姿勢が補正され
ると、続いてアライメント計測を行ない、アライメント
データD2を検出し（ステップS13）、該アライメントデ
ータD2によりウエハステージ118（第１図参照）を駆動
する（ステップS14）。次に、現在の位置関係が露光を
行なう際のトレランス内のものであるかを確認し（ステ
ップS15）、トレランス内であれば終了とし、トレラン
ス外であればアライメント計測およびこれによるウエハ
ステージ118の駆動を繰返し行なう。
の実施例と同様にアライメントユニット111を所定の位
置まで移動させ（ステップS8,S9）、この状態でアライ
メントユニット111の姿勢変化量D1′を補正データとし
て算出する（ステップS10）。続いて、各チルトねじ30
2、各ピエゾ素子304によって補正ステージ303を駆動
し、アライメントユニット111の傾きを補正する（ステ
ップS11）。このときの駆動手順としては、まず各ピエ
ゾ素子304によって回転量ωｚを補正し、次に、各チル
トねじ302によって回転量ωx,ωｙをそれぞれ補正す
る。該補正の終了後、アライメントユニット111の姿勢
判定を再度行ない、アライメントユニット111の姿勢が
トレランス内のものかを確認する（ステップS12）。こ
のとき、アライメントユニット111の姿勢がトレランス
外のものであれば補正データＤ′の算出およびこれによ
る補正ステージ303の駆動を繰返し行なう。上記の各手
順により、アライメントユニット111の姿勢が補正され
ると、続いてアライメント計測を行ない、アライメント
データD2を検出し（ステップS13）、該アライメントデ
ータD2によりウエハステージ118（第１図参照）を駆動
する（ステップS14）。次に、現在の位置関係が露光を
行なう際のトレランス内のものであるかを確認し（ステ
ップS15）、トレランス内であれば終了とし、トレラン
ス外であればアライメント計測およびこれによるウエハ
ステージ118の駆動を繰返し行なう。
本実施例においてはアライメントユニット111の傾き
が補正され、アライメトユニットより照射されるアライ
メントビーム108（第１図参照）が常に一定となるの
で、位置決め精度がさらに向上する。
が補正され、アライメトユニットより照射されるアライ
メントビーム108（第１図参照）が常に一定となるの
で、位置決め精度がさらに向上する。
第５図は本発明の第３の実施例の要部構成を示す斜視
図である。
図である。
第１図および第２の実施例においてはアライメントユ
ニット計測手段として２個のオートコリメータを用いて
アライメントユニット111の姿勢変化を検出していたの
に対し、本実施例においては１個のオートコリメータに
よりアライメントユニット111の姿勢変化を検出するも
のである。第５図にはアライメントユニット111の姿勢
変化検出に必要な部分のみが示され、この他の部分は省
略されている。
ニット計測手段として２個のオートコリメータを用いて
アライメントユニット111の姿勢変化を検出していたの
に対し、本実施例においては１個のオートコリメータに
よりアライメントユニット111の姿勢変化を検出するも
のである。第５図にはアライメントユニット111の姿勢
変化検出に必要な部分のみが示され、この他の部分は省
略されている。
図中、501はオートコリメータ、502はオートコリメー
タ501より出射される光束を２方向に分岐するためのハ
ーフミラー、503,504はハーフミラー502により分岐され
た各光束をＸ方向反射部121,Y方向反射部122にそれぞれ
反射させるためのミラー,506,507はハーフミラー502と
ミラー503およびハーフミラー502とミラー504の間の光
路上にそれぞれ設けられたシャッタである。これらのオ
ートコリメータ501、ハーフミラー502、各ミラー503,50
4および各シャッタ506,507は固定ガイド102と同様にコ
リメータベース505上に固設され、アライメントユニッ
ト111の姿勢計測を行なうための光束の光路は一定に保
たれる。
タ501より出射される光束を２方向に分岐するためのハ
ーフミラー、503,504はハーフミラー502により分岐され
た各光束をＸ方向反射部121,Y方向反射部122にそれぞれ
反射させるためのミラー,506,507はハーフミラー502と
ミラー503およびハーフミラー502とミラー504の間の光
路上にそれぞれ設けられたシャッタである。これらのオ
ートコリメータ501、ハーフミラー502、各ミラー503,50
4および各シャッタ506,507は固定ガイド102と同様にコ
リメータベース505上に固設され、アライメントユニッ
ト111の姿勢計測を行なうための光束の光路は一定に保
たれる。
本実施例におけるアライメント動作の制御は第１の実
施例と同様のものであるが、アライメトユニット111の
姿勢変化を検出する際、一方の反射部（例えばＸ方向反
射部121）による反射光を用いて回転量（ωy,ωｚ）を
検出する場合には他方の反射部（Ｙ方向反射部122）に
よる反射光が干渉しないように各シャッタ506,507の開
閉状態の制御を行なう。第５図はＹ方向反射部122によ
る反射光により回転量ωｘを検出する状態を示す図であ
り、シャッタ506が閉じられ、シャッタ507が開けられて
いる。
施例と同様のものであるが、アライメトユニット111の
姿勢変化を検出する際、一方の反射部（例えばＸ方向反
射部121）による反射光を用いて回転量（ωy,ωｚ）を
検出する場合には他方の反射部（Ｙ方向反射部122）に
よる反射光が干渉しないように各シャッタ506,507の開
閉状態の制御を行なう。第５図はＹ方向反射部122によ
る反射光により回転量ωｘを検出する状態を示す図であ
り、シャッタ506が閉じられ、シャッタ507が開けられて
いる。
第６図（ａ）は本発明の第４の実施例の要部構成を示
す斜視図であり、第６図（ｂ）は第４の実施例の動作原
理を説明するための図である。
す斜視図であり、第６図（ｂ）は第４の実施例の動作原
理を説明するための図である。
本実施例はアライメントユニット111の姿勢変化を検
出するアライメントユニット計測手段として５個のレー
ザ測距装置601〜605を用いて検出するもので、第６図に
は上記姿勢変化の検出に必要な部分のみが示されてい
る。
出するアライメントユニット計測手段として５個のレー
ザ測距装置601〜605を用いて検出するもので、第６図に
は上記姿勢変化の検出に必要な部分のみが示されてい
る。
レーザ測距装置601,602はアライメントユニット111の
Ｙ方向反射部122に対向して設けられ、レーザ測距装置6
03〜605はアライメントユニット111のＸ方向反射部121
に対向して設けられている。各レーザ測距装置601〜605
はマスクホルダ（不図示）とともにベース（不図示）上
に固設され、アライメントユニット111の各回転量ωx,
ωy,ωｚがいずれも０の場合には等しい距離を検出する
ように配置されている。本実施例においては各レーザ測
距装置601,602の各検出結果により回転量ωｘが、各レ
ーザ測距装置603,605の各検出結果により回転量ωｙが
検出され、各レーザ測距装置604,605の各検出結果によ
り回転量ωｚが検出される。
Ｙ方向反射部122に対向して設けられ、レーザ測距装置6
03〜605はアライメントユニット111のＸ方向反射部121
に対向して設けられている。各レーザ測距装置601〜605
はマスクホルダ（不図示）とともにベース（不図示）上
に固設され、アライメントユニット111の各回転量ωx,
ωy,ωｚがいずれも０の場合には等しい距離を検出する
ように配置されている。本実施例においては各レーザ測
距装置601,602の各検出結果により回転量ωｘが、各レ
ーザ測距装置603,605の各検出結果により回転量ωｙが
検出され、各レーザ測距装置604,605の各検出結果によ
り回転量ωｚが検出される。
本実施例の各回転量の検出原理について、第６図
（ｂ）を参照して説明する。
（ｂ）を参照して説明する。
第６図（ｂ）は、各レーザ測距装置601,602により回
転量ωｘを検出する状態を示す図である。レーザ測距装
置601により検出されたＹ方向反射部122までの距離l
2と、レーザ測距装置602により検出されたＹ方向反射部
122までの距離l1との差をΔｌとし、各レーザ測距装置6
01,602の配置間隔をａとするとアライメントユニット11
1の回転量ωｘはtan ωα＝Δl/aとなる。
転量ωｘを検出する状態を示す図である。レーザ測距装
置601により検出されたＹ方向反射部122までの距離l
2と、レーザ測距装置602により検出されたＹ方向反射部
122までの距離l1との差をΔｌとし、各レーザ測距装置6
01,602の配置間隔をａとするとアライメントユニット11
1の回転量ωｘはtan ωα＝Δl/aとなる。
本実施例においてはアライメントユニット111の各回
転量ωx,ωy,ωｚのみならず、アライメントユニット11
1の絶対位置が検出されるため、以下の利点がある。
転量ωx,ωy,ωｚのみならず、アライメントユニット11
1の絶対位置が検出されるため、以下の利点がある。
アライメントユニット111は各可動ガイド101,105（第
１図参照）により、Ｘ−Ｙ方向に駆動されるが、該駆動
量は内蔵するリニアエンコーダによって検出されるた
め、送りねじのピッチ等に誤差がある場合には、実際の
駆動量と所望する駆動量とに誤差が生じてしまい、アラ
イメントユニット111はアライメントを行なうべき所定
の位置とは異なる位置に送られてしまう。一方、アライ
メントを行うためのアライメントビーム108（第１図参
照）のビームスポットはマスクおよびウエハにそれぞれ
設けられるアライメントマークよりも大きなものであ
る。このため、アライメントユニット111の駆動量に誤
差がある場合にも、その誤差がアライメントビーム108
が各アライメントマークをはずれる程大きなものでない
限りアライメント動作が行なわれてしまい、不正確なア
ライメントとなってしまう。
１図参照）により、Ｘ−Ｙ方向に駆動されるが、該駆動
量は内蔵するリニアエンコーダによって検出されるた
め、送りねじのピッチ等に誤差がある場合には、実際の
駆動量と所望する駆動量とに誤差が生じてしまい、アラ
イメントユニット111はアライメントを行なうべき所定
の位置とは異なる位置に送られてしまう。一方、アライ
メントを行うためのアライメントビーム108（第１図参
照）のビームスポットはマスクおよびウエハにそれぞれ
設けられるアライメントマークよりも大きなものであ
る。このため、アライメントユニット111の駆動量に誤
差がある場合にも、その誤差がアライメントビーム108
が各アライメントマークをはずれる程大きなものでない
限りアライメント動作が行なわれてしまい、不正確なア
ライメントとなってしまう。
本実施例においてはアライメントユニット111の絶対
位置を検出できるので、上記のような問題が生じること
を防止することができる。
位置を検出できるので、上記のような問題が生じること
を防止することができる。
本発明は以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
下に記載するような効果を奏する。
請求項１に記載した方法においては、アライメントユ
ニットの露光装置に対する姿勢変化量を直接計測するア
ライメントユニット計測手段を有し、アライメントユニ
ット計測手段にて計測された姿勢変化量に基づいて前記
マスクとウエハとの位置決めを行うことで、アライメン
トユニットより投光されるアライメントビームとマスク
およびウエハとの位置関係が常に一定のものとなり、マ
スクとウエハとの位置決め精度を向上することができ、
製造されるIC等の性能を安定化することができる効果が
ある。
ニットの露光装置に対する姿勢変化量を直接計測するア
ライメントユニット計測手段を有し、アライメントユニ
ット計測手段にて計測された姿勢変化量に基づいて前記
マスクとウエハとの位置決めを行うことで、アライメン
トユニットより投光されるアライメントビームとマスク
およびウエハとの位置関係が常に一定のものとなり、マ
スクとウエハとの位置決め精度を向上することができ、
製造されるIC等の性能を安定化することができる効果が
ある。
請求項２に記載した方法においては、アライメントユ
ニットより投光されるアライメントビームの位置が常に
一定となるので、アライメントによる位置決め精度が向
上し、上記各効果がさらに向上したものとなる。
ニットより投光されるアライメントビームの位置が常に
一定となるので、アライメントによる位置決め精度が向
上し、上記各効果がさらに向上したものとなる。
請求項３乃至請求項５にそれぞれ記載したものにおい
ては上記各効果を備えた位置決め機構を実現することが
できる効果がある。
ては上記各効果を備えた位置決め機構を実現することが
できる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の要部構成を示す斜視
図、第２図は本発明の第１の実施例の制御動作を示すフ
ローチャート、第３図は本発明の第２の実施例の要部構
成を示す斜視図、第４図は本発明の第２の実施例の制御
動作を示すフローチャート、第５図は本発明の第３の実
施例の要部構成を示す斜視図、第６図（ａ）は本発明の
第４の実施例の要部構成を示す斜視図、第６図（ｂ）は
本発明の第４の実施例の動作原理を説明するための図、
第７図（ａ）乃至第７図（Ｃ）のそれぞれは従来例によ
るマスクとウエハとのアライメント状態を示す図、第８
図（ａ）、第８図（ｂ）のそれぞれは、従来例における
アライメントユニットの傾きを説明するための図であ
る。 101,105……可動ガイド、 102,106……固定ガイド、 103……基台、 108……アライメントビーム、 109……レーザダイオード、 110……アライメント信号検出センサ、 111……アライメントユニット、 112……マスク、 113,116……アライメントマーク、 114……ウエハ、 115……マスクパターン、 117……ウエハチャック、 118……ウエハステージ、 121……Ｘ方向反射部、 122……Ｙ方向反射部、 123,124,501……オートコリメータ、 301……Ｘ−Ｙステージ、 302……チルトねじ、 303……補正ステージ、 304……ピエゾ素子、 305……補正ステージベース、 306……回転軸、 502,702……ハーフミラー、 503,504……ミラー、 505……コリメータベース、 506,507……シャッタ、 601〜605……レーザ測距装置、 701……姿勢検出センサ、 703……反射光、 704……透過光、 705……マスクホルダ、 S1〜S15……ステップ。
図、第２図は本発明の第１の実施例の制御動作を示すフ
ローチャート、第３図は本発明の第２の実施例の要部構
成を示す斜視図、第４図は本発明の第２の実施例の制御
動作を示すフローチャート、第５図は本発明の第３の実
施例の要部構成を示す斜視図、第６図（ａ）は本発明の
第４の実施例の要部構成を示す斜視図、第６図（ｂ）は
本発明の第４の実施例の動作原理を説明するための図、
第７図（ａ）乃至第７図（Ｃ）のそれぞれは従来例によ
るマスクとウエハとのアライメント状態を示す図、第８
図（ａ）、第８図（ｂ）のそれぞれは、従来例における
アライメントユニットの傾きを説明するための図であ
る。 101,105……可動ガイド、 102,106……固定ガイド、 103……基台、 108……アライメントビーム、 109……レーザダイオード、 110……アライメント信号検出センサ、 111……アライメントユニット、 112……マスク、 113,116……アライメントマーク、 114……ウエハ、 115……マスクパターン、 117……ウエハチャック、 118……ウエハステージ、 121……Ｘ方向反射部、 122……Ｙ方向反射部、 123,124,501……オートコリメータ、 301……Ｘ−Ｙステージ、 302……チルトねじ、 303……補正ステージ、 304……ピエゾ素子、 305……補正ステージベース、 306……回転軸、 502,702……ハーフミラー、 503,504……ミラー、 505……コリメータベース、 506,507……シャッタ、 601〜605……レーザ測距装置、 701……姿勢検出センサ、 703……反射光、 704……透過光、 705……マスクホルダ、 S1〜S15……ステップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00
Claims (5)
- 【請求項１】マスクとウエハとの位置決めをアライメン
トユニットより投光されるアライメントビームを用いて
行う露光装置の位置決め方法において、 前記アライメントユニットの露光装置に対する姿勢変化
量を直接計測するアライメントユニット計測手段を有
し、 前記アライメントユニット計測手段にて計測された姿勢
変化量に基づいて前記マスクとウエハとの位置決めを行
うことを特徴とする露光装置の位置決め方法。 - 【請求項２】請求項１記載の露光装置の位置決め方法に
おいて、 アライメントユニットの姿勢を調節する姿勢調節手段を
有し、 アライメントユニット計測手段にて計測された姿勢変化
量により前記アライメントユニットの姿勢を前記姿勢調
節手段にて補正した後にマスクとウエハとの位置決めを
行う露光装置の位置決め方法。 - 【請求項３】マスクとウエハとの位置決めをアライメン
トユニットより投光されるアライメントビームを用いて
行う露光装置の位置決め機構において、 前記アライメントユニットの露光装置に対する姿勢変化
量を計測するアライメントユニット計測手段としてオー
トコリメータを備え、 前記オートコリメータにて計測された姿勢変化量に基づ
いて前記マスクとウエハとの位置決めを行う制御手段と
を備えたことを特徴とする露光装置の位置決め機構。 - 【請求項４】マスクとウエハとの位置決めをアライメン
トユニットより投光されるアライメントビームを用いて
行う露光装置の位置決め機構において、 前記アライメントユニットの露光装置に対する姿勢変化
量を計測するアライメントユニット計測手段としてレー
ザ測距装置を備え、 前記レーザ測距装置にて計測された姿勢変化量に基づい
て前記マスクとウエハとの位置決めを行う制御装置を備
えたことを特徴とする露光装置の位置決め機構。 - 【請求項５】請求項３または４いずれかに記載の露光装
置の位置決め機構において、 アライメトユニットの姿勢を調節する姿勢調節手段とし
てアライメントユニットの下部に設けられる補正ステー
ジを備え、 アライメントユニット計測手段にて計測された姿勢変化
量により前記アライメントユニットの姿勢を前記補正ス
テージを駆動して補正した後にマスクとウエハとの位置
決めを行う制御装置を備えた露光装置の位置決め機構。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240088A JP3068843B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 露光装置の位置決め方法と位置決め機構 |
| US07/757,310 US5225686A (en) | 1990-09-12 | 1991-09-10 | Positioning method and positioning mechanism for use in exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240088A JP3068843B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 露光装置の位置決め方法と位置決め機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120716A JPH04120716A (ja) | 1992-04-21 |
| JP3068843B2 true JP3068843B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=17054311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240088A Expired - Fee Related JP3068843B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 露光装置の位置決め方法と位置決め機構 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5225686A (ja) |
| JP (1) | JP3068843B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3261948B2 (ja) * | 1995-03-28 | 2002-03-04 | キヤノン株式会社 | Ｘ線露光用マスク及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
| US5945747A (en) * | 1997-02-26 | 1999-08-31 | Systems, Machines, Automation Components, Corporation | Apparatus for moving a tool |
| JP3450648B2 (ja) * | 1997-05-09 | 2003-09-29 | キヤノン株式会社 | 倍率補正装置および倍率補正装置を搭載したｘ線露光装置ならびにデバイス製造方法 |
| EP1398670A3 (en) * | 2002-09-13 | 2009-03-25 | ASML Netherlands B.V. | A method of aligning a substrate, a computer program and a device manufacturing method |
| TWI234189B (en) * | 2002-09-13 | 2005-06-11 | Asml Netherlands Bv | A method of aligning a substrate, a computer readable medium, a device manufacturing method and a device manufactured thereby |
| CN101300662B (zh) * | 2005-12-28 | 2012-05-09 | 株式会社尼康 | 图案形成方法及图案形成装置、以及元件制造方法 |
| CN101326617B (zh) * | 2005-12-28 | 2012-06-20 | 株式会社尼康 | 图案形成方法及图案形成装置、以及元件制造方法 |
| US8411271B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-04-02 | Nikon Corporation | Pattern forming method, pattern forming apparatus, and device manufacturing method |
| CN102193322B (zh) * | 2010-03-05 | 2013-01-23 | 上海微电子装备有限公司 | 光刻机物镜顶板的检测装置及调整方法 |
| CN113459644B (zh) * | 2021-06-25 | 2023-02-10 | 合肥维信诺科技有限公司 | 矫正装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2388249A1 (fr) * | 1977-04-20 | 1978-11-17 | Thomson Csf | Dispositif de positionnement d'un objet dans un systeme optique de projection et systeme optique de projection comportant un tel dispositif |
| US4902900A (en) * | 1987-12-21 | 1990-02-20 | Nikon Corporation | Device for detecting the levelling of the surface of an object |
| JP2631485B2 (ja) * | 1988-01-28 | 1997-07-16 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置 |
| JPH0228312A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Nikon Corp | 露光装置 |
| US5011282A (en) * | 1989-11-16 | 1991-04-30 | Amada Company, Limited | Laser beam path alignment apparatus for laser processing machines |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP2240088A patent/JP3068843B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-10 US US07/757,310 patent/US5225686A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5225686A (en) | 1993-07-06 |
| JPH04120716A (ja) | 1992-04-21 |
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