JPH06267819A - 位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高い位置合わせ制度を維持することができる
位置合わせ方法。 【構成】 第１のテーブル２のＸ、Ｙ軸方向の位置をレ
ーザ干渉計９ａ，９ｂで計測して、駆動部８を駆動し、
第１のテーブル２を所望の位置まで移動、静止させる。
位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからレーザ光を
レチクル４の各位置決めマーク７を通してウエハ１の各
位置決めマーク６に照射し、その干渉光を受光して、第
１のテーブル２と第２のテーブル５との相対的な位置ず
れを計測し、駆動部１３を駆動して第２のテーブル５を
移動させ、位置合わせマーク６、７の位置ずれを補正す
る。第２のテーブル５のθ_z 軸方向の駆動系を拘束し、
位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの計測情報
に基づき駆動部１３を駆動して第２のテーブル５をＸ、
Ｙ方向にのみ移動させ、第１のテーブル２とのＸ、Ｙ軸
方向の相対位置ずれを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置等に使
用されるテーブルの位置合わせ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置は、一般に紫外光等の露
光光線を用いてレクチルに刻まれた原画パターンを、光
学系を介してウエハ（基板）上に縮小投影して露光され
る。このため、ウエハとレクチルが載置される各テーブ
ルは、高精度な位置決め精度が要求される。

【０００３】図４及び図５は、それぞれ従来の半導体製
造装置を示す概略図である。

【０００４】図４に示した半導体製造装置では、第１の
位置合わせマーク１００が設けられたウエハ１０１を保
持する少なくともＸ，Ｙ軸方向の２自由度を有する第１
のテーブル１０２と、第２の位置合わせマーク１０３が
設けられたレクチル１０４を保持する少なくとも２自由
度を有する第２のテーブル１０５とが、間に光学系１０
６を介して対向して配設されている。第１のテーブル１
０２側には、第１のテーブル１０２に設けた反射板１０
７にレーザ光を入射し、その反射光を受光して第１のテ
ーブル１０２のＸ，Ｙ軸方向の位置を計測するレーザ干
渉計１０８ａ，１０８ｂが設置され、第２のテーブル１
０５側には、ウエハ１０１に設けた第１の位置合わせマ
ーク１００とレクチル１０４に設けた第２の位置合わせ
マーク１０３との相対的な位置ずれを計測する光学的手
法を用いた位置ズレ検出器１０９ａ，１０９ｂ，１０９
ｃが設置されている。

【０００５】そして、第１のテーブル１０２と第２テー
ブル１０５とを位置合わせする場合、先ず、第２のテー
ブル１０５を固定したままで、第１のテーブル１０２の
Ｘ，Ｙ軸方向の位置をレーザ干渉計１０８ａ，１０８ｂ
で計測し、この計測情報に基づいて出力される制御部
（図示省略）からの駆動信号により第一のテーブル１０
２の駆動部（図示省略）を駆動して第１のテーブル１０
２を、ウエハ１０１の第１の位置合わせマーク１００と
レクチル１０４の第２の位置合わせマーク１０３との位
置が大体合うような所望の位置に移動させる。

【０００６】その後、第１のテーブル１０２の位置を計
測するレーザ干渉計１０８ａ，１０８ｂから第２のテー
ブル１０５の位置を計測する光学的手法を用いた位置ズ
レ検出器１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃに測定系を切換
えて、第１の位置合わせマーク１００と第２の位置合わ
せマーク１０３との相対的な位置ずれを計測し、この計
測情報に基づいて出力される制御部（図示省略）からの
駆動信号により第１のテーブル１０２の駆動部（図示省
略）を駆動して第１のテーブル１０２をＸ，Ｙ軸方向お
よびＸ−Ｙ平面に直交する軸回り（θ_z ）方向に移動す
ることにより、ウエハ１０１とレクチル１０４のＸ，Ｙ
軸に直交する軸回りの回転誤差およびＸ，Ｙ軸方向の微
小な位置ずれを補正することが可能となる。

【０００７】ところが、上記したような従来の位置合わ
せ方法では、ウエハ１０１とレクチル１０４とを高精度
に位置合わせする際および位置合わせした後に、第１の
テーブル１０２の位置を計測しているレーザ干渉計１０
８ａ，１０８ｂの計測情報が、信号のドリフトや大気の
ゆらぎ等の外乱によってふらつくと、このふらつきによ
って第１のテーブル１０２が微動する。

【０００８】この時、第１のテーブル１０２が前記ふら
つきに追従しようとして微動した際に、第１と第２の位
置合わせマーク１００，１０３（図６参照）から得られ
る第２のテーブル１０５の位置を計測している光学的手
法を用いた位置ズレ検出器１０９ａ，１０９ｂ，１０９
ｃの計測情報には、第１のテーブル１０２のＸ，Ｙ，θ
_z の位置情報が含まれているために、第１のテーブル１
０２のＸ，Ｙ軸方向の偏差とθ_z 軸回りの変位とが干渉
し合う（尚、図に示した第１と第２の位置合わせマーク
１００，１０３とを位置合わせするための補正値は、Δ
Ｘ＝Δｘ＋Ｌ_y・Δθ_z 、Δθ_z ＝（Δｙ₁ −Δｙ₂ ）
／Ｌ_x 、ΔＹ＝（Δｙ₁ ＋Δｙ₂ ）／２である）。ま
た、第１のテーブル１０２は、（第２のテーブル１０５
に比べて）重いため共振周波数が低く、静止するまでに
時間がかかる。

【０００９】このため、第２のテーブル１０５の位置を
計測している光学的手法を用いた位置ズレ検出器１０９
ａ，１０９ｂ，１０９ｃの計測情報から与えられる偏差
分（変位）を収束しようとして、第１のテーブル１０２
が大きくふらつく恐れがある。このように、第１のテー
ブル１０２が大きくふらつくと、ウエハ１０１とレクチ
ル１０４との相対的な位置合わせ精度を維持することが
できなくなる。

【００１０】また、図５に示した半導体製造装置では、
第１の位置合わせマーク１２０が設けられたウエハ１２
１を保持する６自由度の駆動部１２５（Ｘ，Ｙ軸方向の
駆動部１２２、Ｚ軸方向の駆動部１２３、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸
の各軸回りの駆動部１２４）を有する第１のテーブル１
２６と、第２の位置合わせマーク１２７が設けられたレ
クチル１２８を保持する第２のテーブル１２９とが、間
に光学系１３０を介して対向して配設されている。

【００１１】第１のテーブル１２６側には、第１のテー
ブル１２６のＸ，Ｙ軸方向の位置と、θ_z 軸方向の位置
を計測するレーザ干渉計１３１ａと、Ｘ，Ｙ軸の回転方
向（θ_x ，θ_y ）の位置を計測する試料面高さ位置検出
装置１３２ａ，１３２ｂが少なくとも２組設置され、第
２のテーブル１２９側には、ウエハ１２１に設けた第１
の位置合わせマーク１２０とレクチル１２８に設けた第
２の位置合わせマーク１２７との相対的な位置ずれを計
測する光学的手法を用いた位置ズレ検出器１３３ａ，１
３３ｂが設置されている。

【００１２】そして、第１のテーブル１２６と第２のテ
ーブル１２９とを位置合わせする場合、先ず、第２のテ
ーブル１２９を固定したままで第１のテーブル１２６の
Ｘ，Ｙ軸方向と、θ_z 軸方向をレーザ干渉計１３１ａで
計測し、Ｘ，Ｙ軸の回転方向（θ_x ，θ_y ）の位置を試
料面高さ位置検出装置１３２ａ，１３２ｂで計測し、こ
の計測情報に基づいて出力される制御部（図示省略）か
らの駆動信号により各駆動部１２２，１２３，１２４を
駆動して、ウエハ１２１の第１の位置合わせマーク１２
０とレクチル１２８の第２の位置合わせマーク１２７と
の位置が大体合うような所望の位置に第１のテーブル１
２６を移動させる。

【００１３】その後、第１のテーブル１２６の位置を計
測するレーザ干渉計１３１ａと試料面高さ位置検出装置
１３２ａ，１３２ｂから第１のテーブルと第２のテーブ
ル１２９の相対位置を計測する光学的手法を用いた位置
ズレ検出器１３３ａ，１３３ｂに測定系を切換えて、第
１の位置合わせマーク１２０と第２の位置合わせマーク
１２７との相対的な位置ずれを計測し、この計測情報に
基づいて出力される制御部（図示省略）からの駆動信号
により第１のテーブル１２５の各駆動部１２２，１２
３，１２４を駆動して、第１のテーブル１２６をＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向およびＸ，Ｙ軸の回転（θ_x ，θ_y ）方向
に移動することにより、ウエハ１２１とレクチル１２８
のＸ，Ｙ，Ｚ軸に直交する軸回りの回転誤差およびＸ，
Ｙ軸方向の微小な位置ずれを補正することが可能とな
る。

【００１４】ところで、最近のＬＳＩにおいては、高集
積化に伴って回路パターンの微細化が進み、図５に示し
た半導体製造装置の第２のテーブル１２９に設けたレク
チル１２８に描かれた原画パターンを、ウエハ１２１上
に高解像度で露光するために、光源（図示省略）から放
射される露光光線の短波長化や縮小投影用の光学系１３
０の高ＮＡ化が行われている。

【００１５】ところが、上記した光源（図示省略）から
放射される露光光線の短波長化や光学系１３０の高ＮＡ
にともない、ウエハ１２１上の結像点での焦点深度が一
般に非常に浅くなることが知られている。

【００１６】このため、ウエハ１２１表面の露光領域全
域にわたって均一で十分な解像度を得るためには、ウエ
ハ１２１表面の粗さを考慮しかつ焦点深度の許容範囲内
に収まるように露光領域の平行出しを行わなければなら
ず、第１のテーブル１２６に関しては上下方向（Ｚ軸方
向）のみならず傾き方向にも高い精度が要求される。

【００１７】ところで、図５に示した従来の半導体製造
装置において、第１のテーブル１２６のθ_x ，θ_y 方向
の回転中心が第１のテーブル１２６のかなり下方にある
場合、図７に示すように第１のテーブル１２６のθ_x ，
θ_y 方向とＸ，Ｙ軸方向との干渉が大きくなり、露光中
において露光領域の第１のテーブル１２６のθ_x ，θ_y
方向への振動，ふらつきによってウエハ１２１とレクチ
ル１２８との相対的な位置合わせ誤差が生じることによ
り、露光に必要なパターン解像度が得られない恐れがあ
る。

【００１８】また、工作不良等によって第１のテーブル
１２６のＺ軸方向に傾きがある場合、図８示すように、
Ｚ軸方向とＸ，Ｙ軸方向との駆動系の干渉によって、第
１のテーブル１２６に保持されたウエハ１２１の露光領
域でのＺ軸方向への振動、ふらつきによって、ウエハ１
２１とレクチル１２８との相対的な誤差が生じることに
より、露光に必要なパターン解像度が得られない恐れが
ある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記したように図４に
示した従来の半導体製造装置では、外乱（信号のドリフ
トや大気のゆらぎ等）による第１のテーブル１０２の位
置を計測するレーザ干渉計１０８ａ，１０８ｂの計測情
報のふらつきによって、高精度な位置合わせができなか
った。

【００２０】また、図５に示した従来の半導体製造装置
では外乱によるレーザ干渉計１０８ａ，１０８ｂの計測
情報のふらつきに加え、第１のテーブル１２６のθ_x ，
θ_y方向の回転中心が第１のテーブル１２６のかなり下
方にある場合や、第１のテーブル１２６のＺ軸方向に傾
きがある場合に、第１のテーブル１２６のθ_x ，θ_y方
向とＸ，Ｙ軸方向との干渉や、Ｚ軸方向とＸ，Ｙ方向と
の干渉によるθ_x ，θ_y 方向、Ｚ軸方向への振動やふら
つきによって高精度な位置合わせができなかった。

【００２１】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、第１と第２のテーブルにそれぞれ保持される第１
と第２の対象物（例えばウエハとレクチル、あるいはウ
エハとマスク）とを、高精度に位置合わせすることがで
きる位置合わせ方法を提供しようとするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために請求項１記載の発明は、一平面内に少なくとも
Ｘ，Ｙ軸方向の２自由度を有する少なくとも１組の位置
合わせマークが設けられたウエハを保持する第１のテー
ブルと、該第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向の
位置を計測する第１の計測手段と、前記第１のテーブル
を少なくともＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動，停止さ
せる第１の駆動手段と、前記第１のテーブルに対向して
設置され、前記第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸に
平行な２自由度を有する少なくとも１組の位置合わせマ
ークが設けられたレクチルまたはマスクを保持する第２
のテーブルと、前記ウエハとレクチルまたはマスクにそ
れぞれ設けた前記各位置合わせマークにより前記第１と
第２のテーブルとの相対的な位置ずれを計測する第２の
計測手段と、前記第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平
面の任意の位置に移動，停止させる第２の駆動手段と、
前記第１と第２の計測手段からそれぞれ入力される計測
情報に基づいて前記第１と第２の駆動手段に駆動信号を
出力する制御手段とを具備し、前記第１と第２の計測手
段からの各計測情報に基づいて出力される前記制御手段
からの駆動信号により、前記第１と第２の駆動手段をそ
れぞれ駆動して前記第１と第２のテーブルをそれぞれ移
動させて、前記第１と第２のテーブルにそれぞれ保持さ
れた前記ウエハ上の任意の部分とレクチルまたはマスク
とを少なくとも１回以上位置合わせする位置合わせ方法
において、前記第１の計測手段からの計測情報に基づい
て出力される前記制御手段からの駆動信号により前記第
１の駆動手段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位
置まで移動し静止させた後、前記第２の計測手段からの
計測情報に基づいて出力される前記制御手段からの駆動
信号により前記第２の駆動手段を駆動して前記第２のテ
ーブル移動させて、前記第１のテーブルとの相対位置ず
れを補正することを特徴としている。

【００２３】請求項２記載の発明は、一平面内に少なく
ともＸ，Ｙ軸方向の２自由度を有する少なくとも１組の
位置合わせマークが設けられた第１の対象物を保持する
第１のテーブルと、該第１のテーブルの少なくともＸ，
Ｙ軸方向の位置を計測する第１の計測手段と、前記第１
のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移
動，停止させる第１の駆動手段と、前記第１のテーブル
に対向して設置され、前記第１のテーブルの少なくとも
Ｘ，Ｙ軸方向およびＸ−Ｙ平面に直交する軸回りの３自
由度を有する少なくとも１組の位置合わせマークが設け
られた第２の対象物を保持する第２のテーブルと、前記
第１と第２の対象物にそれぞれ設けた前記各位置合わせ
マークにより前記第１と第２のテーブルとの相対的な位
置ずれを計測する第２の計測手段と、前記第２のテーブ
ルを少なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動，停止さ
せる第２の駆動手段と、前記第１と第２の計測手段から
それぞれ入力される計測情報に基づいて前記第１と第２
の駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを具備し、
前記第１と第２の計測手段からの各計測情報に基づいて
出力される前記制御手段からの駆動信号により、前記第
１と第２の駆動手段をそれぞれ駆動して前記第１と第２
のテーブルをそれぞれ移動させて、前記第１と第２のテ
ーブルにそれぞれ保持された前記第１の対象物上の任意
の部分と第２の対象物を少なくとも１回以上位置合わせ
する位置合わせ方法において、前記第１の計測手段から
の計測情報に基づいて出力される前記制御手段からの駆
動信号により前記第１の駆動手段を駆動して前記第１の
テーブルを所望の位置まで移動し静止させた後、前記第
２の計測手段からの計測情報に基づいて出力される前記
制御手段からの駆動信号により前記第２の駆動手段を駆
動して前記第２のテーブルを移動させ、前記第１のテー
ブルとの少なくともＸ，Ｙ軸方向およびＸ−Ｙ平面に直
交する軸回り方向の位置ずれ分を補正してから、前記第
２の駆動手段のＸ−Ｙ平面に直交する軸回りの駆動系を
拘束して、前記第２の計測手段からの計測情報に基づい
て出力される前記制御手段からの駆動信号により、前記
第２の駆動手段を駆動して前記第２のテーブルをＸ，Ｙ
軸方向にのみ移動させて、前記第１のテーブルとのＸ，
Ｙ軸方向の相対位置ずれを補正することを特徴としてい
る。

【００２４】請求項３記載の発明は、一平面内に少なく
ともＸ，Ｙ軸方向の２自由度を有する少なくとも１組の
位置合わせマークが設けられた第１の対象物を保持する
第１のテーブルと、該第１のテーブルの少なくともＸ，
Ｙ軸方向の位置を計測する第１の計測手段と、前記第１
のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移
動，停止させる第１の駆動手段と、前記第１のテーブル
に対向して設置され、前記第１のテーブルの少なくとも
Ｘ，Ｙ軸方向およびＸ−Ｙ平面に直交する軸回りの３自
由度を有する少なくとも１組の位置合わせマークが設け
られた第２の対象物を保持する第２のテーブルと、前記
第１と第２の対象物にそれぞれ設けた前記各位置合わせ
マークにより前記第１と第２のテーブルとの相対的な位
置ずれを計測する第２の計測手段と、前記第２のテーブ
ルを少なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動，停止さ
せる第２の駆動手段と、前記第１と第２の計測手段から
それぞれ入力される計測情報に基づいて前記第１と第２
の駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを具備し、
前記第１と第２の計測手段からの各計測情報に基づいて
出力される前記制御手段からの駆動信号により、前記第
１と第２の駆動手段をそれぞれ駆動して前記第１と第２
のテーブルをそれぞれ移動させて、前記第１と第２のテ
ーブルにそれぞれ保持された前記第１の対象物上の任意
の部分と第２の対象物とを少なくとも１回以上位置合わ
せする位置合わせ方法において、前記第１の計測手段か
らの計測情報に基づいて出力される前記制御手段からの
駆動信号により前記第１の駆動手段を駆動して前記第１
のテーブルを所望の位置まで移動し静止させた後、前記
第２の計測手段からの計測情報に基づいて出力される前
記制御手段からの駆動信号により前記第２の駆動手段を
駆動して前記第２のテーブルを移動させて、前記第１の
テーブルとの少なくともＸ，Ｙ軸方向およびＸ−Ｙ平面
に直交する軸回り方向の位置ずれ分を補正してから、前
記第１の駆動手段のＸ，Ｙ軸方向の駆動系を拘束し、前
記第２の計測手段からの計測情報に基づいて出力される
前記制御手段からの駆動信号により、前記第２の駆動手
段を駆動して前記第２のテーブルを、Ｘ，Ｙ軸方向およ
びＸ−Ｙ平面に直交する軸回りに移動して、前記第１の
テーブルとのＸ，Ｙ軸方向の相対位置ずれを補正するこ
とを特徴としている。

【００２５】請求項４記載の発明は、６自由度を有する
少なくとも１組の位置合わせマークが設けられた第１の
対象物を保持する第１のテーブルと、該第１のテーブル
の少なくともＸ，Ｙ軸方向の位置を計測する第１の計測
手段と、前記第１のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内
の任意の位置に移動，停止させる第１の駆動手段と、前
記第１のテーブルに対向して設置され、少なくとも１組
の位置合わせマークが設けられた第２の対象物を保持す
る第２のテーブルと、前記第１と第２の対象物にそれぞ
れ設けた前記各位置合わせマークにより前記第１と第２
のテーブルとの相対的な位置ずれを計測する第２の計測
手段と、前記第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面の
任意の位置に移動，停止させる第２の駆動手段と、前記
第１と第２の計測手段からそれぞれ入力される計測情報
に基づいて前記第１と第２の駆動手段に駆動信号を出力
する制御手段とを具備し、前記第１と第２の計測手段か
らの各計測情報に基づいて出力される前記制御手段から
の駆動信号により、前記第１と第２の駆動手段をそれぞ
れ駆動して前記第１と第２のテーブルをそれぞれ移動さ
せて、前記第１と第２のテーブルにそれぞれ保持された
前記第１の対象物上の任意の部分と第２の対象物とを少
なくとも１回以上位置合わせする位置合わせ方法におい
て、前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力
される前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆
動手段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで
移動し静止させてから、前記第２の計測手段からの計測
情報に基づいて前記第２のテーブルを、前記第２の駆動
手段により移動して前記第１のテーブルとの相対的な位
置ずれ分を補正して静止させた後、前記第１の駆動手段
のＸ，Ｙ軸回りの回転方向の駆動系を拘束して、前記第
１のテーブルのＸ，Ｙ軸回りの回転方向の位置を保持す
ることを特徴としている。

【００２６】請求項５記載の発明は、６自由度を有する
少なくとも１組の位置合わせマークが設けられた第１の
対象物を保持する第１のテーブルと、該第１のテーブル
の少なくともＸ，Ｙ軸方向の位置を計測する第１の計測
手段と、前記第１のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内
の任意の位置に移動，停止させる第１の駆動手段と、前
記第１のテーブルに対向して設置され、少なくとも１組
の位置合わせマークが設けられた第２の対象物を保持す
る第２のテーブルと、前記第１と第２の対象物にそれぞ
れ設けた前記各マークにより前記第１と第２のテーブル
との相対的な位置ずれを計測する第２の計測手段と、前
記第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置
に移動，停止させる第２の駆動手段と、前記第１と第２
の計測手段からそれぞれ入力される計測情報に基づいて
前記第１と第２の駆動手段に駆動信号を出力する制御手
段とを具備し、前記第１と第２の計測手段からの各計測
情報に基づいて出力される前記制御手段からの駆動信号
により、前記第１と第２の駆動手段をそれぞれ駆動して
前記第１と第２のテーブルをそれぞれ移動させて、前記
第１と第２のテーブルにそれぞれ保持された前記第１の
対象物上の任意の部分と第２の対象物とを少なくとも１
回以上位置合わせする位置合わせ方法において、前記第
１の計測手段からの計測情報に基づいて出力される前記
制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手段を駆
動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動し静止
させてから、前記第２の計測手段からの計測情報に基づ
いて前記第２のテーブルを、前記第２の駆動手段により
移動して前記第１のテーブルとの相対的な位置ずれ分を
補正して静止させた後、前記第１の駆動手段のＺ軸方向
およびＸ，Ｙ軸回りの回転方向の駆動系を拘束して、前
記第１のテーブルのＺ軸方向およびＸ，Ｙ軸回りの回転
方向の位置を保持することを特徴としている。

【００２７】

【作用】請求項１，２，３記載の発明によれば、信号の
ドリフトや大気のゆらぎ等の外乱によって、第１の対象
物（ウエハ）が保持される第１のテーブルの位置を計測
する第１の計測手段からの計測情報がふらついても、第
１のテーブルが微動することを防止することができるの
で、高精度な位置合わせを行うことができる。

【００２８】また、請求項４，５記載の発明によれば、
信号のドリフトや大気のゆらぎ等の外乱によって、第１
の対象物（ウエハ）が保持される第１のテーブルの位置
を計測する第１の計測手段からの計測情報がふらついて
も、第１のテーブルが微動することを防止することがで
き、第１の対象物（ウエハ）が保持される第１のテーブ
ルのθ_x ，θ_y 方向の回転中心が第１のテーブルのかな
り下方にある場合も、第１のテーブルのθ_x ，θ_y 方向
とＸ，Ｙ軸方向との干渉を防止し、また、第１のテーブ
ルのＺ軸方向に傾きがある場合でも、第１のテーブルの
Ｚ軸方向とＸ，Ｙ軸方向との干渉を防止して、高精度な
位置合わせを行うことができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００３０】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１実施
例に係る位置合わせ方法を適用した半導体製造装置を示
す概略構成図である。

【００３１】この図に示すようにウエハ１が保持された
第１のテーブル２の上方には、縮小投影用のレンズ光学
系３を介して原画パターンが描かれているレクチル４が
保持された第２のテーブル５が設置されている。ウエハ
１とレクチル４には、それぞれ位置決めマーク６，７が
複数形成されている。

【００３２】第１のテーブル２は、互いに直交しかつ同
一平面内にある２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）及びこれらの軸に垂
直な軸回りの回転軸（θ_z 軸）の３軸を有しており、第
１のテーブル２側には第１のテーブル２をＺ，Ｙ，θ_z
軸方向にそれぞれ独立に駆動する駆動部８と、Ｘ，Ｙ軸
の各軸方向の変位をそれぞれ計測するためのレーザ干渉
計９ａ，９ｂと、レーザ干渉計９ａ，９ｂからの計測情
報を入力して第１のテーブル２のＸ，Ｙ軸方向の位置を
計測する計測部１０と、レーザ干渉計９ａ，９ｂから照
射されるレーザ光を反射するための反射板１１と、真空
吸着等によってウエハ１を保持するチャックを備えたス
テージ１２が具備されている。

【００３３】第２のテーブル５は、互いに直交しかつ同
一平面内にある２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）及びこれらの軸に垂
直な軸回りの回転軸（θ_z 軸）の３軸を有しており、第
２のテーブル５側には、第２のテーブル５をＸ，Ｙ，θ
_z 軸方向にそれぞれ独立に駆動する駆動部１３と、真空
吸着等によってレクチル４を保持するチャックを備えた
ステージ１４と、第２のテーブル５の上方からウエハ１
とレクチル４の各位置決めマーク６，７にレーザ光を照
射し、それらの干渉光を受光して第１のテーブル２と第
２のテーブル５との相対的な位置ずれを計測するための
光学的手法を用いた位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１
５ｃと、位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの
計測情報を入力して第１のテーブル２と第２のテーブル
５との相対的な位置ずれを計測する計測部１６が設置さ
れている。

【００３４】位置ずれ検出に用いられる光学的手法とし
ては、例えば位相の異なる光を測定面にそれぞれ照射
し、その反射光を干渉させて、それらの測定面の間の相
対的な位置ずれを高精度に測定する光ヘテロダイン干渉
法などが挙げられる。

【００３５】駆動部８，１３、計測部１０，１６には制
御部１７が接続されており、制御部１７は、計測部１
０，１６からそれぞれ入力される計測情報に基づいて駆
動部８，１３に駆動信号を出力して、第１と第２のテー
ブル２，５にそれぞれ保持されたウエハ１とレクチル４
との位置合わせを実行する（詳細は後述する）。

【００３６】次に、上記した半導体製造装置の第１と第
２のテーブル２，５の位置合わせ方法について説明す
る。

【００３７】先ず、ウエハ１が保持された第１のテーブ
ル２を、レクチル４が保持された第２のテーブル５の下
方に移動する。その際、レーザ干渉計９ａ，９ｂからそ
れぞれ照射されたレーザ光は第１のテーブル２の反射板
１１にて折り返し、その反射光をレーザ干渉計９ａ，９
ｂの受光部で受光する。計測部１０はこの受光信号を入
力して第１のテーブル２の位置を常に計測し、この計測
情報を制御部１７に出力する。そして、計測部１０から
入力される計測情報に基づいて出力される制御部１７か
らの駆動信号により駆動部８を駆動して、第１のテーブ
ル２を所望の位置まで移動して静止させる。

【００３８】第２のテーブル５は、互いに直交しかつ同
一平面内にある２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）及びこれらの軸に垂
直な軸回りの回転軸（θ_z 軸）の３軸を有しており、第
２のテーブル５側には、第２のテーブル５をＸ，Ｙ，θ
_z 軸方向にそれぞれ独立に駆動する駆動部１３と、真空
吸着等によってレクチル４を保持するチャックを備えた
ステージ１４と、第２のテーブル５の上方からウエハ１
とレクチル４の各位置決めマーク６，７にレーザ光を照
射し、それらの干渉光を受光して第１のテーブル２と第
２のテーブル５との相対的な位置ずれを計測するための
位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、位置ズレ検
出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからの計測情報を入力して
第１のテーブル２と第２のテーブル５との相対的な位置
ずれを計測する計測部１６が設置されている。

【００３９】駆動部８，１３、計測部１０，１６には制
御部１７が接続されており、制御部１７は、計測部１
０，１６からそれぞれ入力される計測情報に基づいて駆
動部８，１３に駆動信号を出力して、第１と第２のテー
ブル２，５にそれぞれ保持されたウエハ１とレクチル４
との位置合わせを実行する（詳細は後述する）。

【００４０】次に、上記した半導体製造装置の第１と第
２のテーブル２，５の位置合わせ方法について説明す
る。

【００４１】先ず、ウエハ１が保持された第１のテーブ
ル２に、レクチル４が保持された第２のテーブル５の下
方に移動する。その際、レーザ干渉計９ａ，９ｂからそ
れぞれ照射されたレーザ光を第１のテーブル２の反射板
１１にて折り返し、その反射光をレーザ干渉計９ａ，９
ｂの受光部で受光する。計測部１０はこの受光信号を入
力して第１のテーブル２の位置を常に計測し、この計測
情報を制御部１７に出力する。そして、計測部１０から
入力される計測情報に基づいて出力される制御部１７か
らの駆動信号により駆動部８を駆動して、第１のテーブ
ル２を所望の位置まで移動して静止させる。

【００４２】その後、位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，
１５ｃからレーザ光をレクチル４の各位置決めマーク７
を通してウエハ１の各位置決めマーク６にそれぞれ照射
しそれらの干渉光を位置ズレ検出器１５ａ，１５ｂ，１
５ｃの受光部で受光する。計測部１６はこの受光信号を
入力して第１のテーブル２と第２のテーブル５との相対
的な位置ずれを計測し、この計測情報を制御部１７に出
力する。そして、計測部１６から入力される計測情報に
基づいて出力される制御部１７からの駆動信号により駆
動部１３を駆動して第２のテーブル５を移動させて、レ
クチル４に設けた位置合わせマーク７に対してウエハ１
に設けた位置合わせマーク６が設定された位置にくるよ
うに位置合わせマーク６，７の位置ずれを補正する。

【００４３】＜第２実施例＞本実施例においても、図１
に示した半導体製造装置に適用した位置合わせ方法につ
いて説明する。

【００４４】本実施例では先ず、ウエハ１が保持された
第１のテーブル２を、レクチル４が保持された第２のテ
ーブル５の下方に移動する。その際、レーザ干渉計９
ａ，９ｂから第１のテーブル２にレーザ光を照射し、そ
の反射光をレーザ干渉計９ａ，９ｂの受光部で受光す
る。計測部１０はこの受光信号を入力して第１のテーブ
ル２の位置を計測し、この計測情報を制御部１７に出力
する。そして、計測部１０から入力される計測情報に基
づいて出力される制御部１７からの駆動信号により駆動
部８を駆動して第１のテーブル２を移動させて、レクチ
ル４に設けた位置合わせマーク７とウエハ１に設けた位
置合わせマーク６とが合うように大まかな位置合わせを
する。大まかな位置合わせが終了すると、第１のテーブ
ル２を静止させる。

【００４５】そして、この状態からさらに高精度な位置
合わせを行うために、今度は、位置ズレ検出器１５ａ，
１５ｂ，１５ｃからレーザ光をレクチル４の各位置決め
マーク７を通してウエハ１の各位置決めマーク６にそれ
ぞれ照射し、それらの干渉光を位置ズレ検出器１５ａ，
１５ｂ，１５ｃの受光部で受光する。計測部１６はこの
受光信号を入力して第１のテーブル２と第２のテーブル
５との相対的な位置ずれを計測し、この計測情報を制御
部１７に出力する。そして、計測部１６から入力される
計測情報に基づいて出力される制御部１７からの駆動信
号により駆動部１３を駆動して、第２のテーブル５を移
動させて、レクチル４に設けた位置合わせマーク７をウ
エハ１に設けた位置合わせマーク６に対して設定された
位置にくるように、位置合わせマーク６，７の位置ずれ
を補正する。

【００４６】このようにして、上記した位置合わせ操作
が終了した後、第２のテーブル５のθ_z 軸方向の移動量
が零となるように、第２のテーブル５をθ_z 軸方向に関
して拘束する。これは、例えば、真空吸着や電磁石を用
いたチャックにより第２のテーブル５を固定する方法
や、θ_z 軸の駆動系のサーボゲインを落とす方法などが
挙げられる。

【００４７】そして、その後制御部１７から駆動部１３
に制御信号を出力して第２のテーブル５をＸ，Ｙ軸方向
にのみに移動させて、位置合わせマーク６，７の位置ず
れを補正することにより、第１のテーブル２と第２のテ
ーブル５のウエハ１とレクチル４とを短時間で精度よく
位置合わせすることができる。

【００４８】＜第３実施例＞本実施例においても、図１
に示した半導体製造装置に適用した位置合わせ方法につ
いて説明する。

【００４９】本実施例では先ず、ウエハ１が保持された
第１のテーブル２を、レクチル４が保持された第２のテ
ーブル５の下方に移動する。その際、レーザ干渉計９
ａ，９ｂから第１のテーブル２にレーザ光を照射しその
反射光をレーザ干渉計９ａ，９ｂの受光部で受光する。
計測部１０はこの受光信号を入力して第１のテーブル２
の位置を計測し、この計測情報を制御部１７に出力す
る。そして、計測部１０から入力される計測情報に基づ
いて出力される制御部１７からの駆動信号により駆動部
８を駆動して、第１のテーブル２を所望の位置まで移動
して静止させる。

【００５０】このようにして、第１テーブル２を所望の
位置まで移動した後、第１のテーブル２のθ_z 軸方向の
移動量が零となるように第１テーブル２をθ_z 軸方向に
関して拘束する。これは、例えば、真空吸着や電磁石を
用いたチャックにより第１のテーブル２を固定する方法
や、θ_z 軸の駆動系のサーボゲインを落とす方法などが
挙げられる。

【００５１】そして、この状態から今度は、位置ズレ検
出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃからレーザ光をレクチル４
の各位置決めマーク７を通してウエハ１の各位置決めマ
ーク６にそれぞれ照射しそれらの干渉光を位置ズレ検出
器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの受光部で受光する。計測部
１６はこの受光信号を入力して第１のテーブル２と第２
のテーブル５との相対的な位置ずれを計測し、この計測
情報を制御部１７に出力する。そして、計測部１６から
入力される計測情報に基づいて出力される制御部１７か
らの駆動信号により駆動部１３を駆動して第２のテーブ
ル５を移動させて、レクチル４に設けた位置合わせマー
ク６をウエハ１に設けた位置合わせマーク６に対して設
定された位置にくるように、位置合わせマーク６，７の
位置ずれを補正する。

【００５２】＜第４実施例＞図２は、本発明の第４実施
例に係る位置合わせ方法を適用した半導体製造装置を示
す概略構成図である。

【００５３】本実施例では、ＳＯＲ（Synchrotron Orbi
tal Radiation)によって水平方向から入射される露光光
線（軟Ｘ線）に対してほぼ垂直に第１と第２のテーブル
２，５を設けるタイプの半導体製造装置である。この半
導体製造装置では、第１のテーブル２と第２のテーブル
５の間に縮小投影用のレンズ光学系は不要で、第２のテ
ーブル５には第１実施例で示したレクチル４の代わりに
マスク２０を使用して、位置ズレ検出器１５からマスク
２０とウエハ１に設けた各位置決めマーク７，６にレー
ザ光を照射してそれらの干渉光を受光する。他の構成は
前記した第１実施例と同様である。本実施例においても
第１，第２，第３実施例で示した位置合わせ方法によっ
て、第１のテーブル２と第２のテーブル５のウエハ１と
マスク２０とを短時間で精度よく位置合わせすることが
できる。

【００５４】このように、上記した第１乃至第４実施例
に係る位置合わせ方法により、第１のテーブル２の位置
を計測する第１のレーザ干渉計９ａ，９ｂからの計測情
報（計測信号）が、レーザ光（信号）のドリフトや大気
の揺らぎ等の外乱によってふらついた場合でも、第１の
テーブル２のＸ，Ｙ軸方向の偏差とθ_z 軸回りの変位と
が干渉し合うことを防止し、第１のテーブル２が微動す
るのを防いで高精度な位置合わせを行うことができる。

【００５５】＜第５実施例＞図３は、本発明の第５実施
例に係る位置合わせ方法を適用した半導体製造装置を示
す概略構成図である。

【００５６】この図に示すように、ウエハ３０が保持さ
れた第１のテーブル３１の上方には、縮小投影用のレン
ズ光学系３２を介して原画パターンが描かれているレク
チル３３が保持された第２のテーブル３４が設置されて
いる。ウエハ３０とレクチル３３には、それぞれ位置決
め用のマーク３５，３６が複数形成されている。

【００５７】第１のテーブル３１は、互いに直交しかつ
同一平面内にある２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）及びこれらの軸に
垂直な軸回りの回転軸（θ_z 軸）の３軸を有しており、
第１のテーブル３１の下部には、駆動部３７（Ｘ，Ｙ軸
方向の駆動部（以下、Ｘ，Ｙ軸駆動部という）３８、Ｚ
軸方向の駆動部（以下、Ｚ軸駆動部という）３９、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ，θ_z ）の駆動部（以
下、θ_x ，θ_y ，θ_z駆動部という）４０）が設置され
ている。

【００５８】また、第１のテーブル３１側には、第１の
テーブル３１のＸ，Ｙ，θ_z 軸の各軸方向の変位を計測
するためのレーザ干渉計４１およびＸ，Ｙ軸の各軸回り
方向（Ｚθ_x ，θ_y ）の変位を計測するためのレーザ発
信部４２ａとレーザ受光部４２ｂとで構成される試料面
高さ位置検出器４２と、レーザ干渉計４１から照射され
るレーザ光を反射するための反射板４３と、レーザ干渉
計４１および試料面高さ位置検出器４２からの計測情報
を入力して第１のテーブル３１のＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方
向およびＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸回り方向（θ_x ，θ_y ，θ
_z ）の位置を計測する計測部４４と、計測部４４から入
力される計測情報に基づいて駆動部３７を駆動制御する
第１のテーブル制御部４５が設置されている。

【００５９】第２のテーブル３４は、互いに直交しかつ
同一平面内にある２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）及びこれらの軸に
垂直な軸回りの回転軸（θ_z 軸）の３軸を有しており、
第２のテーブル３４側には、第２のテーブル３４をＸ，
Ｙ，θ_z 軸方向にそれぞれ駆動する駆動部４６と、第２
のテーブル３４の上方からウエハ３０とレクチル３３の
各位置決めマーク３５，３６にレーザ光を照射し、それ
らの反射光を受光して第１のテーブル３１と第２のテー
ブル３４との相対的な位置ずれを計測するための位置ズ
レ検出器４７ａ，４７ｂと、位置ズレ検出器４７ａ，４
７ｂからの計測情報を入力して第１と第２のテーブル３
１，３４との相対的な位置ずれを計測する計測部４８が
設置されている。

【００６０】第１のテーブル制御部４５、駆動部４６、
計測部４４，４８には制御部４９が接続されており、制
御部４９は、計測部４４，４８からそれぞれ入力される
計測情報に基づいて第１のテーブル制御部４５と駆動部
４６にそれぞれ駆動信号を出力して、第１のテーブル３
１と第２のテーブル３４にそれぞれ保持されたウエハ３
０とレクチル３３との位置合わせを実行する（詳細は後
述する）。

【００６１】次に、上記した半導体製造装置の第１と第
２のテーブル３１，３４の位置合わせ方法について説明
する。

【００６２】先ず、ウエハ３０が保持された第１のテー
ブル３１を、レクチル３３が保持された第２のテーブル
３４の下方に移動する。そして、レーザ干渉計４１から
第１のテーブル３１の反射板４３にて折り返しその反射
光をそれぞれレーザ干渉計４１の受光部で受光する。ま
た試料面高さ位置検出器のレーザ発信部４２ａから、ウ
エハ３０の表面にて折り返した反射光をレーザ光受光部
４２ｂで受光する。計測部４４はこれらの受光信号を入
力して第１のテーブル３１の位置を計測し、この計測情
報を第１のテーブル制御部４５に出力する。そして、計
測部４４から入力される計測情報に基づいて出力される
第１のテーブル制御部４５からの駆動信号により駆動部
３７（Ｘ，Ｙ軸駆動部３８、Ｚ軸駆動部３９、θ_x ，θ
_y ，θ_z軸駆動部４０）を駆動して、第１のテーブル３
１を所望の位置まで移動して静止させる。第１のテーブ
ル制御部４５から駆動部３７へ出力される駆動信号は、
駆動部４９からの制御信号によって出力される。

【００６３】その後、位置ズレ検出器４７ａ，４７ｂか
らレーザ光をレクチル３３の各位置決めマーク３６を通
してウエハ３０の各位置決めマーク３５にそれぞれ照射
しその干渉光をレーザ干渉計４７ａ，４７ｂの受光部で
受光する。計測部４８はこの受光信号を入力して第１の
テーブル３１と第２のテーブル３４との相対的な位置ず
れを計測して、この計測情報を制御部４９に出力する。
そして、計測部４８から入力される計測情報に基づいて
出力される制御部４９からの駆動信号により駆動部４６
を駆動して第２のテーブル３４を移動させて、レクチル
３３に設けた位置合わせマーク３６をウエハ３０に設け
た位置合わせマーク３５に対して設定された位置にくる
ように位置あわせマーク３５，３６の位置ずれを補正す
る。

【００６４】そして、上記した位置合わせ手順によって
第１と第２のテーブル３１，３４の位置合わせが終了し
た後、レクチル３３に形成されている原画パターンをウ
エハ３０に転写する直前に、制御部４９から出力される
制御信号に基づいて第１のテーブル制御部４５は、第１
のテーブル３１のＸ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ）方
向に関するサーボをオフにするようにθ_x ，θ_y ，θ_z
軸駆動部４０にサーボ解除信号を出力してθ_x ，θ_y ，
θ_z 軸駆動部４０のＸ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x，θ_y ）
方向のサーボを切る。この状態でレクチル３３に形成さ
れている原画パターンをウエハ３０に露光する。パター
ン露光後は、再びＸ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ）方
向に関するサーボを復帰する。

【００６５】このように、本実施例では、レクチル３３
に形成されている原画パターンをウエハ３０に露光する
直前に、第１のテーブル３１を駆動するθ_x ，θ_y ，θ
_z 軸駆動部４０のＸ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ）方
向のサーボをオフにすることにより、第１テーブル３１
のθ_x ，θ_y 軸方向のふらつきと、Ｘ，Ｙ軸方向のサー
ボとの干渉によって起こるウエハ３０上の露光領域の振
動、ふらつきによる解像度の低下を防ぐことができる。

【００６６】＜第６実施例＞本実施例においても、前記
図３に示した半導体製造装置に適用した位置合わせ方法
について説明する。

【００６７】本実施例では、先ず、前記第５実施例と同
様に制御部４９の制御により第１と第２のテーブル３
１，３４の位置合わせを終了した後、レクチル３３に形
成されている原画パターンをウエハ３０に露光する直前
に、制御部４９から出力される制御信号に基づいて第１
のテーブル制御部４５は、第１のテーブル３１のＺ軸方
向とＸ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ）方向に関するサ
ーボをオフにするようにＺ軸駆動部３９とθ_x ，θ_y ，
θ_z 軸駆動部４０にサーボ解除信号を出力して、Ｚ軸駆
動部３９とθ_x ，θ_y ，θ_z 軸駆動部４０のＺ軸方向と
Ｘ，Ｙ軸の各軸回り（θ_x ，θ_y ）方向のサーボを切
る。

【００６８】このように本実施例では、レクチル３３に
形成されている原画パターンをウエハ３０に露光する直
前に、第１のテーブル３１を駆動するＺ軸駆動部３９と
θ_x，θ_y ，θ_z 軸駆動部４０のＺ軸方向とＸ，Ｙ軸の
各軸回り（θ_x ，θ_y ）方向のサーボをオフにすること
により、第１のテーブル３１のθ_x ，θ_y 軸方向とＸ，
Ｙ軸方向とのサーボの干渉、および工作精度不良等によ
る第１のテーブル３１のＺ軸の傾きによって起こる、Ｚ
軸方向とＸ，Ｙ軸方向とのサーボの干渉によるウエハ３
０上でのＺ軸方向への振動，ふらつきによる解像度の低
下を防ぐことができる。

【００６９】また、第５，第６実施例で説明した位置合
わせ方法は、図２に示したようなＳＯＲ（Synchrotron
Orbital Radiation)のように、水平方向から入射される
露光光線（軟Ｘ線）に対してほぼ垂直に第１と第２のテ
ーブルを設けるタイプの半導体製造装置においても適用
可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、請求項１，２，３記載の本発明によれば、外
乱（信号のドリフトや大気のゆらぎ等）によって第１の
テーブルの位置を計測する第１の計測手段からの計測情
報がふらついても、第１のテーブルが微動することを防
止して高い位置合わせ精度を維持することができる。

【００７１】また、請求項４，５記載の本発明によれば
信号のドリフトや大気のゆらぎ等の外乱によって、第１
の対象物（ウエハ）が保持される第１のテーブルの位置
を計測する第１の計測手段からの計測情報がふらついて
も、第１のテーブルが微動することを防止することがで
き、第１のテーブルのθ_x ，θ_y 方向の回転中心が第１
のテーブルのかなり下方にある場合や、第１のテーブル
のＺ軸方向に傾きがある場合でも、第１のテーブルの振
動やふらつきの発生を防止して高い位置合わせ精度を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１，第２及び第３実施例に係る位置
合わせ方法を適用した半導体製造装置を示す概略構成図
である。

【図２】本発明の第４実施例に係る位置合わせ方法を適
用した半導体製造装置を示す概略構成図である。

【図３】本発明の第５及び第６実施例に係る位置合わせ
方法を適用した半導体製造装置を示す概略構成図であ
る。

【図４】従来の位置合わせ方法を用いた半導体製造装置
を示す概略構成図である。

【図５】従来の位置合わせ方法を用いた半導体製造装置
を示す概略構成図である。

【図６】ウエハとレチクルに設けた各位置合わせマーク
がずれた状態を示す説明図である。

【図７】従来の位置合わせ方法を用いた半導体製造装置
における第１のテーブルのθ_x，θ_y 方向とＸ，Ｙ軸方
向との干渉を示す説明図である。

【図８】従来の位置合わせ方法を用いた半導体製造装置
における第１のテーブルのＺ軸方向の傾きによるＺ軸方
向とＸ，Ｙ軸方向との干渉を示す説明図である。

【符号の説明】

１，３０ ウエハ（第１の対象物） ２，３１ 第１のテーブル ４，３３ レクチル（第２の対象物） ５，３４ 第２のテーブル ６，７，３５，３６ 位置決めマーク ８，１３，３７，４６ 駆動部 ９ａ，９ｂ，１５，４１，４２ レーザ干渉計（第１，
第２の計測手段） １０，１６，４４，４８ 計測部 １５ａ，５ｂ，１５ｃ 光学的手法を用いた位置ずれ検
出器 １７，４９ 制御部 ２０ マスク（第２の対象物） ３８ Ｘ，Ｙ軸駆動部 ３９ Ｚ軸駆動部 ４０ θ_x ，θ_y ，θ_z 軸駆動部 ４２ａ，４２ｂ 試料面高さ位置検出器 ４５ 第１のテーブル制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一平面内に少なくともＸ，Ｙ軸方向の２
   自由度を有する少なくとも１組の位置合わせマークが設
   けられたウエハを保持する第１のテーブルと、該第１の
   テーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向の位置を計測する第
   １の計測手段と、前記第１のテーブルを少なくともＸ−
   Ｙ平面内の任意の位置に移動，停止させる第１の駆動手
   段と、前記第１のテーブルに対向して設置され、前記第
   １のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸に平行な２自由度を
   有する少なくとも１組の位置合わせマークが設けられた
   レクチルまたはマスクを保持する第２のテーブルと、前
   記ウエハとレクチルまたはマスクにそれぞれ設けた前記
   各位置合わせマークにより前記第１と第２のテーブルと
   の相対的な位置ずれを計測する第２の計測手段と、前記
   第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置に
   移動，停止させる第２の駆動手段と、前記第１と第２の
   計測手段からそれぞれ入力される計測情報に基づいて前
   記第１と第２の駆動手段に駆動信号を出力する制御手段
   とを具備し、前記第１と第２の計測手段からの各計測情
   報に基づいて出力される前記制御手段からの駆動信号に
   より、前記第１と第２の駆動手段をそれぞれ駆動して前
   記第１と第２のテーブルをそれぞれ移動させて、前記第
   １と第２のテーブルにそれぞれ保持された前記ウエハ上
   の任意の部分とレクチルまたはマスクとを少なくとも１
   回以上位置合わせする位置合わせ方法において、 前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力され
   る前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手
   段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動
   し静止させた後、前記第２の計測手段からの計情報に基
   づいて出力される前記制御手段からの駆動信号により前
   記第２の駆動手段を駆動して前記第２のテーブルを移動
   させて、前記第１のテーブルとの相対位置ずれを補正す
   ることを特徴とする位置合わせ方法。
2. 【請求項２】 一平面内に少なくともＸ，Ｙ軸方向の２
   自由度を有する少なくとも１組の位置合わせマークが設
   けられた第１の対象物を保持する第１のテーブルと、該
   第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向の位置を計測
   する第１の計測手段と、前記第１のテーブルを少なくと
   もＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動，停止させる第１の
   駆動手段と、前記第１のテーブルに対向して設置され、
   前記第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向およびＸ
   −Ｙ平面に直交する軸回りの３自由度を有する少なくと
   も１組の位置合わせマークが設けられた第２の対象物を
   保持する第２のテーブルと、前記第１と第２の対象物に
   それぞれ設けた前記各位置合わせマークにより前記第１
   と第２のテーブルとの相対的な位置ずれを計測する第２
   の計測手段と、前記第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ
   平面の任意の位置に移動，停止させる第２の駆動手段
   と、前記第１と第２の計測手段からそれぞれ入力される
   計測情報に基づいて前記第１と第２の駆動手段に駆動信
   号を出力する制御手段とを具備し、前記第１と第２の計
   測手段からの各計測情報に基づいて出力される前記制御
   手段からの駆動信号により、前記第１と第２の駆動手段
   をそれぞれ駆動して前記第１と第２のテーブルをそれぞ
   れ移動させて、前記第１と第２のテーブルにそれぞれ保
   持された前記第１の対象物上の任意の部分と第２の対象
   物とを少なくとも１回以上位置合わせする位置合わせ方
   法において、 前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力され
   る前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手
   段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動
   し静止させた後、前記第２の計測手段からの計測情報に
   基づいて出力される前記制御手段からの駆動信号により
   前記第２の駆動手段を駆動して前記第２のテーブルを移
   動させ、前記第１のテーブルとの少なくともＸ，Ｙ軸方
   向およびＸ−Ｙ平面に直交する軸回り方向の位置ずれ分
   を補正してから、前記第２の駆動手段のＸ−Ｙ平面に直
   交する軸回りの駆動系を拘束して、前記第２の計測手段
   からの計測情報に基づいて出力される前記制御手段から
   の駆動信号により、前記第２の駆動手段を駆動して前記
   第２のテーブルをＸ，Ｙ軸方向にのみ移動させて、前記
   第１のテーブルとのＸ，Ｙ軸方向の相対位置ずれを補正
   することを特徴とする位置合わせ方法。
3. 【請求項３】 一平面内に少なくともＸ，Ｙ軸方向の２
   自由度を有する少なくとも１組の位置合わせマークが設
   けられた第１の対象物を保持する第１のテーブルと、該
   第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向の位置を計測
   する第１の計測手段と、前記第１のテーブルを少なくと
   もＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動，停止させる第１の
   駆動手段と、前記第１のテーブルに対向して設置され、
   前記第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸方向およびＸ
   −Ｙ平面に直交する軸回りの３自由度を有する少なくと
   も１組の位置合わせマークが設けられた第２の対象物を
   保持する第２のテーブルと、前記第１と第２の対象物に
   それぞれ設けた前記各位置合わせマークにより前記第１
   と第２のテーブルとの相対的な位置ずれを計測する第２
   の計測手段と、前記第２のテーブルを少なくともＸ−Ｙ
   平面の任意の位置に移動，停止させる第２の駆動手段
   と、前記第１と第２の計測手段からそれぞれ入力される
   計測情報に基づいて前記第１と第２の駆動手段に駆動信
   号を出力する制御手段とを具備し、前記第１と第２の計
   測手段からの各計測情報に基づいて出力される前記制御
   手段からの駆動信号により、前記第１と第２の駆動手段
   をそれぞれ駆動して前記第１と第２のテーブルをそれぞ
   れ移動させて、前記第１と第２のテーブルにそれぞれ保
   持された前記第１の対象物上の任意の部分と第２の対象
   物とを少なくとも１回以上位置合わせする位置合わせ方
   法において、 前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力され
   る前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手
   段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動
   し静止させた後、前記第２の計測手段からの計測情報に
   基づいて出力される前記制御手段からの駆動信号により
   前記第２の駆動手段を駆動して前記第２のテーブルを移
   動させて、前記第１のテーブルとの少なくともＸ，Ｙ軸
   方向およびＸ−Ｙ平面に直交する軸回り方向の位置ずれ
   分を補正してから、前記第１の駆動手段のＸ，Ｙ軸方向
   の駆動系を拘束し、前記第２の計測手段からの計測情報
   に基づいて出力される前記制御手段からの駆動信号によ
   り、前記第２の駆動手段を駆動して前記第２のテーブル
   を、Ｘ，Ｙ軸方向およびＸ−Ｙ平面に直交する軸回りに
   移動して、前記第１のテーブルとのＸ，Ｙ軸方向の相対
   位置ずれを補正することを特徴とする位置合わせ方法。
4. 【請求項４】 ６自由度を有する少なくとも１組の位置
   合わせマークが設けられた第１の対象物を保持する第１
   のテーブルと、該第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸
   方向の位置を計測する第１の計測手段と、前記第１のテ
   ーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動，
   停止させる第１の駆動手段と、前記第１のテーブルに対
   向して設置され、少なくとも１組の位置合わせマークが
   設けられた第２の対象物を保持する第２のテーブルと、
   前記第１と第２の対象物にそれぞれ設けた前記各位置合
   わせマークにより前記第１と第２のテーブルとの相対的
   な位置ずれを計測する第２の計測手段と、前記第２のテ
   ーブルを少なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動，停
   止させる第２の駆動手段と、前記第１と第２の計測手段
   からそれぞれ入力される計測情報に基づいて前記第１と
   第２の駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とを具備
   し、前記第１と第２の計測手段からの各計測情報に基づ
   いて出力される前記制御手段からの駆動信号により、前
   記第１と第２の駆動手段をそれぞれ駆動して前記第１と
   第２のテーブルをそれぞれ移動させて、前記第１と第２
   のテーブルにそれぞれ保持された前記第１の対象物上の
   任意の部分と第２の対象物とを少なくとも１回以上位置
   合わせする位置合わせ方法において、 前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力され
   る前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手
   段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動
   し静止させてから、前記第２の計測手段からの計測情報
   に基づいて前記第２のテーブルを、前記第２の駆動手段
   により移動して前記第１のテーブルとの相対的な位置ず
   れ分を補正して静止させた後、前記第１の駆動手段の
   Ｘ，Ｙ軸回りの回転方向の駆動系を拘束して、前記第１
   のテーブルのＸ，Ｙ軸回りの回転方向の位置を保持する
   ことを特徴とする位置合わせ方法。
5. 【請求項５】 ６自由度を有する少なくとも１組の位置
   合わせマークが設けられた第１の対象物を保持する第１
   のテーブルと、該第１のテーブルの少なくともＸ，Ｙ軸
   方向の位置を計測する第１の計測手段と、前記第１のテ
   ーブルを少なくともＸ−Ｙ平面内の任意の位置に移動，
   停止させる第１の駆動手段と、前記第１のテーブルに対
   向して設置され、少なくとも１組の位置合わせマークが
   設けられた第２の対象物を保持する第２のテーブルと、
   前記第１と第２の対象物にそれぞれ設けた前記各マーク
   により前記第１と第２のテーブルとの相対的な位置ずれ
   を計測する第２の計測手段と、前記第２のテーブルを少
   なくともＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動，停止させる第
   ２の駆動手段と、前記第１と第２の計測手段からそれぞ
   れ入力される計測情報に基づいて前記第１と第２の駆動
   手段に駆動信号を出力する制御手段とを具備し、前記第
   １と第２の計測手段からの各計測情報に基づいて出力さ
   れる前記制御手段からの駆動信号により、前記第１と第
   ２の駆動手段をそれぞれ駆動して前記第１と第２のテー
   ブルをそれぞれ移動させて、前記第１と第２のテーブル
   にそれぞれ保持された前記第１の対象物上の任意の部分
   と第２の対象物とを少なくとも１回以上位置合わせする
   位置合わせ方法において、 前記第１の計測手段からの計測情報に基づいて出力され
   る前記制御手段からの駆動信号により前記第１の駆動手
   段を駆動して前記第１のテーブルを所望の位置まで移動
   し静止させてから、前記第２の計測手段からの計測情報
   に基づいて前記第２のテーブルを、前記第２の駆動手段
   により移動して前記第１のテーブルとの相対的な位置ず
   れ分を補正して静止させた後、前記第１の駆動手段のＺ
   軸方向およびＸ，Ｙ軸回りの回転方向の駆動系を拘束し
   て、前記第１のテーブルのＺ軸方向およびＸ，Ｙ軸回り
   の回転方向の位置を保持することを特徴とする位置合わ
   せ方法。