JPH09275060A - 位置決め方法および露光装置 - Google Patents
位置決め方法および露光装置Info
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- JPH09275060A JPH09275060A JP8102034A JP10203496A JPH09275060A JP H09275060 A JPH09275060 A JP H09275060A JP 8102034 A JP8102034 A JP 8102034A JP 10203496 A JP10203496 A JP 10203496A JP H09275060 A JPH09275060 A JP H09275060A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ウエハステージ装置１への高精度な位置決め
が可能で実装が容易な方式の提供。 【解決手段】 装置１は３軸方向に移動可能で、ｘｙ軸
への移動と位置決めを行うｘｙステージ１１、Ｚ軸周り
のθ方向の回転位置決めを行う微動ステージ１２、及び
干渉計の照面となるバーミラ１３から構成される。干渉
計２、３は夫々ｘ、ｙ方向の位置を測る。干渉計４はθ
方向の角度を測る。基準マーク１４はステージ１２上に
配置され、検出顕微鏡５、６により夫々第１、第２マー
クを検出し、これらの相対位置関係は（ｘ０、ｙ０）と
し、マーク１４が顕微鏡５、６の検出基準と夫々一致す
るようにステージ１２を移動させる。
が可能で実装が容易な方式の提供。 【解決手段】 装置１は３軸方向に移動可能で、ｘｙ軸
への移動と位置決めを行うｘｙステージ１１、Ｚ軸周り
のθ方向の回転位置決めを行う微動ステージ１２、及び
干渉計の照面となるバーミラ１３から構成される。干渉
計２、３は夫々ｘ、ｙ方向の位置を測る。干渉計４はθ
方向の角度を測る。基準マーク１４はステージ１２上に
配置され、検出顕微鏡５、６により夫々第１、第２マー
クを検出し、これらの相対位置関係は（ｘ０、ｙ０）と
し、マーク１４が顕微鏡５、６の検出基準と夫々一致す
るようにステージ１２を移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＸＹ平面内の移動
と位置決めを行うＸＹステージと、Ｚ軸周りの回転と位
置決めを行う微動ステージとからなるウエハステージの
位置決め方法ならびにそれを用いた半導体露光装置に関
するものである。
と位置決めを行うＸＹステージと、Ｚ軸周りの回転と位
置決めを行う微動ステージとからなるウエハステージの
位置決め方法ならびにそれを用いた半導体露光装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＸＹθの３軸について、高精度な位置決
めが必要なウエハステージでは、ＸＹ平面内の移動と位
置決めを行うＸＹステージと、Ｚ軸周りの回転位置決め
を行う微動ステージが構成され、また、位置決め対称を
保持する微動ステージには、Ｘ，Ｙ方向に干渉計参照面
が設けられ、Ｘ軸上に設けられたＸ干渉計によりＸ方向
の移動量、Ｙ軸上に設けられたＹ干渉計によりＹ方向の
移動量が計測される。また、Ｙ干渉計から一定距離Ｌず
らしてθ干渉計を設け（以下、θ干渉計は、Ｙ方向の計
測を行う場合について述べているが、Ｘ干渉計から一定
距離ずらして設け、Ｘ方向の計測を行ってもよい）、θ
方向の回転量Ｔn は、Ｙ干渉計の計測値Ｙn とθ干渉計
の計測値Ｔn 、そしてＹ干渉計とθ干渉計の距離Ｌによ
り
めが必要なウエハステージでは、ＸＹ平面内の移動と位
置決めを行うＸＹステージと、Ｚ軸周りの回転位置決め
を行う微動ステージが構成され、また、位置決め対称を
保持する微動ステージには、Ｘ，Ｙ方向に干渉計参照面
が設けられ、Ｘ軸上に設けられたＸ干渉計によりＸ方向
の移動量、Ｙ軸上に設けられたＹ干渉計によりＹ方向の
移動量が計測される。また、Ｙ干渉計から一定距離Ｌず
らしてθ干渉計を設け（以下、θ干渉計は、Ｙ方向の計
測を行う場合について述べているが、Ｘ干渉計から一定
距離ずらして設け、Ｘ方向の計測を行ってもよい）、θ
方向の回転量Ｔn は、Ｙ干渉計の計測値Ｙn とθ干渉計
の計測値Ｔn 、そしてＹ干渉計とθ干渉計の距離Ｌによ
り
【０００３】
【数１】 となる。
【０００４】Ｘ，Ｙ方向の移動では、Ｘ参照面に対する
Ｘ干渉計の計測、Ｙ参照面に対するＹ干渉計の計測によ
り、ウエハステージの位置決めが行われるが、θ方向の
回転がある場合には、微動ステージに設けられたＸ，Ｙ
両方向の参照面の回転により、Ｘ，Ｙ方向の移動量計測
に回転成分による補正を行う（図２参照）。θ方向の回
転量をθn としてＸ方向にＸn 、Ｙ方向にＹn 移動する
場合のＸ，Ｙ干渉計の計測値補正量ｄＸn 、ｄＹn は、
Ｘ干渉計の計測、Ｙ参照面に対するＹ干渉計の計測によ
り、ウエハステージの位置決めが行われるが、θ方向の
回転がある場合には、微動ステージに設けられたＸ，Ｙ
両方向の参照面の回転により、Ｘ，Ｙ方向の移動量計測
に回転成分による補正を行う（図２参照）。θ方向の回
転量をθn としてＸ方向にＸn 、Ｙ方向にＹn 移動する
場合のＸ，Ｙ干渉計の計測値補正量ｄＸn 、ｄＹn は、
【０００５】
【数２】 となる。
【０００６】しかし、θ方向の回転量を求めるために用
いた、Ｙ干渉計とθ干渉計の計測軸の間隔Ｌは、干渉計
の取付け精度に依ってしまい、誤差を含んでいる。よっ
て、ウエハステージのＸ，Ｙ，θ移動量には、誤差が含
まれることとなる。この誤差を補正する方法として、従
来は、特願平６−３１６０１９のように、ステージに所
定の相対位置関係（ｘ0 ，ｙ0 ）で配置された第１およ
び第２の基準マークと、その第１および第２の基準マー
クを光学的に検出できる、ウエハステージとは独立して
配置されたマーク検出顕微鏡を用いる、以下の方法が考
案されている。
いた、Ｙ干渉計とθ干渉計の計測軸の間隔Ｌは、干渉計
の取付け精度に依ってしまい、誤差を含んでいる。よっ
て、ウエハステージのＸ，Ｙ，θ移動量には、誤差が含
まれることとなる。この誤差を補正する方法として、従
来は、特願平６−３１６０１９のように、ステージに所
定の相対位置関係（ｘ0 ，ｙ0 ）で配置された第１およ
び第２の基準マークと、その第１および第２の基準マー
クを光学的に検出できる、ウエハステージとは独立して
配置されたマーク検出顕微鏡を用いる、以下の方法が考
案されている。
【０００７】図３を参照して説明すると、前記ウエハス
テージ１で、前記Ｙ干渉計３の計測値Ｙn とθ干渉計４
の計測値Ｔn との差Ｙn −Ｔn を一定に制御し、以降の
θ方向の回転量を一定にする。そして、微動ステージ１
２上の第１の基準マーク１４が前記マーク検出顕微鏡５
の検出基準と一致するように前記ウエハステージ１の移
動を行う。この時の前記Ｘ干渉計２およびＹ干渉計３に
よる計測値をそれぞれＸ1 およびＹ1 とする。次に前記
ウエハステージ１を、そのウエハステージ上の第２の基
準マーク１５が前記マーク検出顕微鏡５の検出基準と一
致するように移動させ、この時の前記Ｘ干渉計およびＹ
干渉計による計測値をそれぞれＸ2 およびＹ2 とする。
ここで、前記ウエハステージ上の第１の基準マークと第
２の基準マークの所定の相対位置関係をｘ0 ，ｙ0 とす
ると、前記（２），（３）式よりウエハステージθ方向
の回転量θr は
テージ１で、前記Ｙ干渉計３の計測値Ｙn とθ干渉計４
の計測値Ｔn との差Ｙn −Ｔn を一定に制御し、以降の
θ方向の回転量を一定にする。そして、微動ステージ１
２上の第１の基準マーク１４が前記マーク検出顕微鏡５
の検出基準と一致するように前記ウエハステージ１の移
動を行う。この時の前記Ｘ干渉計２およびＹ干渉計３に
よる計測値をそれぞれＸ1 およびＹ1 とする。次に前記
ウエハステージ１を、そのウエハステージ上の第２の基
準マーク１５が前記マーク検出顕微鏡５の検出基準と一
致するように移動させ、この時の前記Ｘ干渉計およびＹ
干渉計による計測値をそれぞれＸ2 およびＹ2 とする。
ここで、前記ウエハステージ上の第１の基準マークと第
２の基準マークの所定の相対位置関係をｘ0 ，ｙ0 とす
ると、前記（２），（３）式よりウエハステージθ方向
の回転量θr は
【０００８】
【数３】 と、表すことができる。この移動回転量θr と前記一定
に保持されたＹ干渉計の計測値とθ干渉計の計測値の差
Ｙ2 −Ｔ2 および（１）式よりＹ干渉計の光軸とθ干渉
計の光軸の実際の間隔Ｌr は、
に保持されたＹ干渉計の計測値とθ干渉計の計測値の差
Ｙ2 −Ｔ2 および（１）式よりＹ干渉計の光軸とθ干渉
計の光軸の実際の間隔Ｌr は、
【０００９】
【数４】 と求めることができる。そして、以降Ｙ干渉計３、θ干
渉計４の計測値と、求められた２つの計測軸の間隔Ｌr
によりθ方向の移動（回転）量を高精度に計測でき、そ
の高精度に計測されたθ方向の回転量によってＸ，Ｙ方
向の移動量の計測値を補正することによりＸ，Ｙ方向の
移動量も高精度に計測できる。
渉計４の計測値と、求められた２つの計測軸の間隔Ｌr
によりθ方向の移動（回転）量を高精度に計測でき、そ
の高精度に計測されたθ方向の回転量によってＸ，Ｙ方
向の移動量の計測値を補正することによりＸ，Ｙ方向の
移動量も高精度に計測できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ウエハス
テージのθ方向の回転量の測定分解能を上げるために前
記Ｙ干渉計の光軸とθ干渉計の光軸の間隔Ｌは、広く取
られていて、前記従来例において前記Ｙ干渉計の光軸と
θ干渉計の光軸の間隔Ｌの測定分解能を上げるために
は、前記ウエハステージ上の第１の基準マークと第２の
基準マークの相対位置間隔を前記Ｙ干渉計の光軸とθ干
渉計の光軸の間隔Ｌと同程度もしくはそれ以上に取る必
要があるが、実際のウエハステージ上には他の構成部品
もあり、広いスパンを持つ第１および第２のマークを配
置するのは難しい。本発明は、上述の従来例における問
題点に鑑みてなされたもので、ウエハステージ等の移動
ステージの高精度な位置決めが可能で移動ステージへの
実装が容易な位置決め方式を提供することを目的とす
る。
テージのθ方向の回転量の測定分解能を上げるために前
記Ｙ干渉計の光軸とθ干渉計の光軸の間隔Ｌは、広く取
られていて、前記従来例において前記Ｙ干渉計の光軸と
θ干渉計の光軸の間隔Ｌの測定分解能を上げるために
は、前記ウエハステージ上の第１の基準マークと第２の
基準マークの相対位置間隔を前記Ｙ干渉計の光軸とθ干
渉計の光軸の間隔Ｌと同程度もしくはそれ以上に取る必
要があるが、実際のウエハステージ上には他の構成部品
もあり、広いスパンを持つ第１および第２のマークを配
置するのは難しい。本発明は、上述の従来例における問
題点に鑑みてなされたもので、ウエハステージ等の移動
ステージの高精度な位置決めが可能で移動ステージへの
実装が容易な位置決め方式を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため本発明では、ウエハ等の平板状物体を保持し
てＺ軸回りの回転位置決めを行う微動ステージおよび該
微動ステージを搭載してＸＹ平面内を移動しかつ前記物
体の位置決めを行うＸＹステージからなる移動ステージ
と、前記ＸＹステージのＸ方向の移動量を計測するため
のＸ干渉計およびＹ方向の移動量を計測するためのＹ干
渉計と、前記微動ステージのθ方向の移動量を計測する
ための前記ＸまたはＹ干渉計の計測軸と平行な関係にあ
る計測軸を持つθ干渉計と、前記微動ステージ上に配置
された前記各干渉計の参照面となるバーミラーと、前記
微動ステージ上に配置されたステージ調整用の基準マー
クと、前記移動ステージとは独立して配置され、前記微
動ステージ上の前記基準マークをそれぞれ検出可能な第
１および第２のマーク検出顕微鏡とを備えた移動ステー
ジ装置において、前記微動ステージにθ方向の任意の回
転量を与え、その回転量を保持したまま前記ＸＹステー
ジを駆動して、前記第１のマーク検出顕微鏡および前記
第２のマーク検出顕微鏡により、前記基準マークと各マ
ーク検出顕微鏡の検出基準とをそれぞれ合致させ、次に
前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の検出基準とが合
致したときの前記Ｘ干渉計、Ｙ干渉計およびθ干渉計の
それぞれの計測値を検出し、これらの計測値および前記
第１のマーク検出顕微鏡と第２のマーク検出顕微鏡の相
対位置関係より前記微動ステージのθ方向の回転量を算
出し、この算出されたθ方向の回転量と、前記Ｘまたは
Ｙ干渉計とθ干渉計による計測値より前記ＸまたはＹ干
渉計と前記θ干渉計の平行な計測軸の間隔を算出し記憶
した後、Ｘ，Ｙ方向の移動量計測時には、その算出し記
憶した軸間隔と前記ＸまたはＹ干渉計と前記θ干渉計の
計測値とに基づいて前記移動ステージのθ方向の回転量
を高精度に計測し、その高精度に計測されたθ方向の回
転量をもとに、バーミラーの回転成分の補正を行うこと
を特徴とし、これにより前記移動ステージをＸ，Ｙ，θ
方向に高精度に位置決めする。
成するため本発明では、ウエハ等の平板状物体を保持し
てＺ軸回りの回転位置決めを行う微動ステージおよび該
微動ステージを搭載してＸＹ平面内を移動しかつ前記物
体の位置決めを行うＸＹステージからなる移動ステージ
と、前記ＸＹステージのＸ方向の移動量を計測するため
のＸ干渉計およびＹ方向の移動量を計測するためのＹ干
渉計と、前記微動ステージのθ方向の移動量を計測する
ための前記ＸまたはＹ干渉計の計測軸と平行な関係にあ
る計測軸を持つθ干渉計と、前記微動ステージ上に配置
された前記各干渉計の参照面となるバーミラーと、前記
微動ステージ上に配置されたステージ調整用の基準マー
クと、前記移動ステージとは独立して配置され、前記微
動ステージ上の前記基準マークをそれぞれ検出可能な第
１および第２のマーク検出顕微鏡とを備えた移動ステー
ジ装置において、前記微動ステージにθ方向の任意の回
転量を与え、その回転量を保持したまま前記ＸＹステー
ジを駆動して、前記第１のマーク検出顕微鏡および前記
第２のマーク検出顕微鏡により、前記基準マークと各マ
ーク検出顕微鏡の検出基準とをそれぞれ合致させ、次に
前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の検出基準とが合
致したときの前記Ｘ干渉計、Ｙ干渉計およびθ干渉計の
それぞれの計測値を検出し、これらの計測値および前記
第１のマーク検出顕微鏡と第２のマーク検出顕微鏡の相
対位置関係より前記微動ステージのθ方向の回転量を算
出し、この算出されたθ方向の回転量と、前記Ｘまたは
Ｙ干渉計とθ干渉計による計測値より前記ＸまたはＹ干
渉計と前記θ干渉計の平行な計測軸の間隔を算出し記憶
した後、Ｘ，Ｙ方向の移動量計測時には、その算出し記
憶した軸間隔と前記ＸまたはＹ干渉計と前記θ干渉計の
計測値とに基づいて前記移動ステージのθ方向の回転量
を高精度に計測し、その高精度に計測されたθ方向の回
転量をもとに、バーミラーの回転成分の補正を行うこと
を特徴とし、これにより前記移動ステージをＸ，Ｙ，θ
方向に高精度に位置決めする。
【００１２】なお、前記微動ステージにθ方向の任意の
回転量を与え、その回転量を保持したまま前記ＸＹステ
ージを駆動する際には、前記第１のマーク検出顕微鏡お
よび前記第２のマーク検出顕微鏡により、前記基準マー
クと各マーク検出顕微鏡の検出基準とをそれぞれ概略合
致させ、そのときの前記基準マークと各マーク検出顕微
鏡の検出基準とのずれ量を検出し、それらの計測値、ず
れ量および前記第１のマーク検出顕微鏡と第２のマーク
検出顕微鏡の相対位置関係より前記微動ステージのθ方
向の回転量を算出し記憶するようにしてもよい。
回転量を与え、その回転量を保持したまま前記ＸＹステ
ージを駆動する際には、前記第１のマーク検出顕微鏡お
よび前記第２のマーク検出顕微鏡により、前記基準マー
クと各マーク検出顕微鏡の検出基準とをそれぞれ概略合
致させ、そのときの前記基準マークと各マーク検出顕微
鏡の検出基準とのずれ量を検出し、それらの計測値、ず
れ量および前記第１のマーク検出顕微鏡と第２のマーク
検出顕微鏡の相対位置関係より前記微動ステージのθ方
向の回転量を算出し記憶するようにしてもよい。
【００１３】本発明の移動ステージ装置およびその位置
決め方法は、特に半導体露光装置に好適に適用される。
決め方法は、特に半導体露光装置に好適に適用される。
【００１４】
【発明の実施の形態】上記目的を達成するため本発明の
実施の一形態では、前記ウエハステージ上に１つの基準
マークを形成する。そして、前記ウエハステージとは独
立して任意の位置に配置され、前記基準マークを光学的
に検出する第１のマーク検出顕微鏡と、Ｙ干渉計とθ干
渉計の光軸の間隔と同程度もしくはそれ以上の第１のマ
ーク検出顕微鏡との相対距離をもって配置された第２の
マーク検出顕微鏡を設け、まず、ウエハステージがθ方
向の回転量を一定に保持するため、前記Ｙ干渉計の計測
値とθ干渉計の計測値との差が一定となるようにステー
ジの位置制御を行い、前記第１および第２のマーク検出
顕微鏡それぞれが前記基準マークを検出するようウエハ
ステージの移動を行う。この時の第１および第２のマー
ク検出顕微鏡がそれぞれ基準マークを検出した時のウエ
ハステージのＸ，Ｙ方向の移動量と第１のマーク検出顕
微鏡と第２のマーク検出顕微鏡の相対位置関係より、ウ
エハステージに与えられたθ方向の回転量（実測移動
量）を求める。そして、Ｙ干渉計とθ干渉計の計測値の
差と、求められたθ方向の実測移動量によりＹ干渉計の
光軸とθ干渉計の光軸の間隔が演算により求められる。
そして、以後はＹ干渉計とθ干渉計の計測値の差と求め
られたＹ干渉計とθ干渉計の光軸の間隔により、θ方向
の移動回転量を高精度に計測でき、その高精度に計測さ
れたθ方向の回転量によってＸ，Ｙ方向の移動量の計測
値を補正することによりＸ，Ｙ方向に移動量も高精度に
計測できる。そして、基準マークが一カ所で済むため、
ウエハステージへの実装が容易になる。
実施の一形態では、前記ウエハステージ上に１つの基準
マークを形成する。そして、前記ウエハステージとは独
立して任意の位置に配置され、前記基準マークを光学的
に検出する第１のマーク検出顕微鏡と、Ｙ干渉計とθ干
渉計の光軸の間隔と同程度もしくはそれ以上の第１のマ
ーク検出顕微鏡との相対距離をもって配置された第２の
マーク検出顕微鏡を設け、まず、ウエハステージがθ方
向の回転量を一定に保持するため、前記Ｙ干渉計の計測
値とθ干渉計の計測値との差が一定となるようにステー
ジの位置制御を行い、前記第１および第２のマーク検出
顕微鏡それぞれが前記基準マークを検出するようウエハ
ステージの移動を行う。この時の第１および第２のマー
ク検出顕微鏡がそれぞれ基準マークを検出した時のウエ
ハステージのＸ，Ｙ方向の移動量と第１のマーク検出顕
微鏡と第２のマーク検出顕微鏡の相対位置関係より、ウ
エハステージに与えられたθ方向の回転量（実測移動
量）を求める。そして、Ｙ干渉計とθ干渉計の計測値の
差と、求められたθ方向の実測移動量によりＹ干渉計の
光軸とθ干渉計の光軸の間隔が演算により求められる。
そして、以後はＹ干渉計とθ干渉計の計測値の差と求め
られたＹ干渉計とθ干渉計の光軸の間隔により、θ方向
の移動回転量を高精度に計測でき、その高精度に計測さ
れたθ方向の回転量によってＸ，Ｙ方向の移動量の計測
値を補正することによりＸ，Ｙ方向に移動量も高精度に
計測できる。そして、基準マークが一カ所で済むため、
ウエハステージへの実装が容易になる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例に係るウエハステージ装置
の構成を示す斜視図である。同図において、ウエハステ
ージ１はＸ，Ｙ，θ方向に移動可能で、ＸＹ方向の移動
と位置決めを行うＸＹステージ１１、Ｚ軸周りのθ方向
の回転位置決めを行う微動ステージ１２、および干渉計
の参照面となるバーミラー１３から構成される。Ｘ干渉
計２はウエハステージ１のＸ方向の位置を計測し、Ｙ干
渉計３はウエハステージ１のＹ方向の位置を計測する。
θ干渉計４はウエハステージ１のθ方向の位置をＹ干渉
計３と共に計測する。基準マーク１４は微動ステージ１
２上に配置される。５はウエハステージ１とは独立して
配置されウエハステージ１上のマーク１４を検出可能な
第１のマーク検出顕微鏡、６はウエハステージ１とは独
立して配置されウエハステージ１上のマーク１４を検出
可能な第２のマーク検出顕微鏡で、第１のマーク検出顕
微鏡５と第２のマーク検出顕微鏡６は相対位置関係（ｘ
0 ，ｙ0 ）で配置されている。
る。図１は本発明の一実施例に係るウエハステージ装置
の構成を示す斜視図である。同図において、ウエハステ
ージ１はＸ，Ｙ，θ方向に移動可能で、ＸＹ方向の移動
と位置決めを行うＸＹステージ１１、Ｚ軸周りのθ方向
の回転位置決めを行う微動ステージ１２、および干渉計
の参照面となるバーミラー１３から構成される。Ｘ干渉
計２はウエハステージ１のＸ方向の位置を計測し、Ｙ干
渉計３はウエハステージ１のＹ方向の位置を計測する。
θ干渉計４はウエハステージ１のθ方向の位置をＹ干渉
計３と共に計測する。基準マーク１４は微動ステージ１
２上に配置される。５はウエハステージ１とは独立して
配置されウエハステージ１上のマーク１４を検出可能な
第１のマーク検出顕微鏡、６はウエハステージ１とは独
立して配置されウエハステージ１上のマーク１４を検出
可能な第２のマーク検出顕微鏡で、第１のマーク検出顕
微鏡５と第２のマーク検出顕微鏡６は相対位置関係（ｘ
0 ，ｙ0 ）で配置されている。
【００１６】次に、上記構成において、Ｙ干渉計３とθ
干渉計４の光軸の間隔を高精度に計測し補正を行う方法
について図４を参照して説明する。まず、微動ステージ
１２に任意の回転量を与える。以降、微動ステージ１２
は回転量を保持する。
干渉計４の光軸の間隔を高精度に計測し補正を行う方法
について図４を参照して説明する。まず、微動ステージ
１２に任意の回転量を与える。以降、微動ステージ１２
は回転量を保持する。
【００１７】次に、基準マーク１４が第１のマーク検出
顕微鏡５の検出基準と一致するように、ＸＹステージ１
１により微動ステージ１２を移動させる。そして、一致
した時のＸ干渉計２の計測値をＸ1 、Ｙ干渉計３の計測
値をＹ1 、θ干渉計４の計測値をＴ1 とする。次に、基
準マーク１４が第２のマーク検出顕微鏡６の検出基準と
一致するように、ＸＹステージ１１により微動ステージ
１２を移動させる。そして、一致した時のＸ干渉計２の
計測値をＸ2 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ2 、θ干渉計４
の計測値をＴ2 とする。
顕微鏡５の検出基準と一致するように、ＸＹステージ１
１により微動ステージ１２を移動させる。そして、一致
した時のＸ干渉計２の計測値をＸ1 、Ｙ干渉計３の計測
値をＹ1 、θ干渉計４の計測値をＴ1 とする。次に、基
準マーク１４が第２のマーク検出顕微鏡６の検出基準と
一致するように、ＸＹステージ１１により微動ステージ
１２を移動させる。そして、一致した時のＸ干渉計２の
計測値をＸ2 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ2 、θ干渉計４
の計測値をＴ2 とする。
【００１８】前記のウエハステージ１の操作により、実
際の微動ステージ１２の回転量θrは、第１のマーク検
出顕微鏡５で基準マーク１４を検出した時から、第２の
マーク検出顕微鏡６で基準マーク１４を検出した時まで
の微動ステージ１２のＸ方向の移動量と第１のマーク検
出顕微鏡５と第２のマーク検出顕微鏡６の相対位置（ｘ
0 ，ｙ0 ）より、
際の微動ステージ１２の回転量θrは、第１のマーク検
出顕微鏡５で基準マーク１４を検出した時から、第２の
マーク検出顕微鏡６で基準マーク１４を検出した時まで
の微動ステージ１２のＸ方向の移動量と第１のマーク検
出顕微鏡５と第２のマーク検出顕微鏡６の相対位置（ｘ
0 ，ｙ0 ）より、
【００１９】
【数５】 となる。
【００２０】また、実際のＹ干渉計３とθ干渉計４の光
軸の間隔Ｌr は、Ｙ干渉計３とθ干渉計４の計測値差と
回転量θr より、
軸の間隔Ｌr は、Ｙ干渉計３とθ干渉計４の計測値差と
回転量θr より、
【００２１】
【数６】 と表せる。
【００２２】以降、実際の光軸間隔Ｌr と、Ｙ干渉計３
の計測値とθ干渉計４の計測値の差より、微動ステージ
１２のθ方向の回転量を
の計測値とθ干渉計４の計測値の差より、微動ステージ
１２のθ方向の回転量を
【００２３】
【数７】 として、求め、この回転量によりＸ方向の駆動量、Ｙ方
向の駆動量の回転成分の補正を行うことによりＸ，Ｙ，
θの位置決めを高精度に行うことができる。
向の駆動量の回転成分の補正を行うことによりＸ，Ｙ，
θの位置決めを高精度に行うことができる。
【００２４】なお、上述においては、微動ステージ１２
上の基準マーク１４をマーク検出顕微鏡５，６にて検出
する際にマーク検出顕微鏡５，６の検出基準と微動ステ
ージ１２上の基準マーク１４が一致するようにウエハス
テージ１を移動しているが、図５に示すように、マーク
検出顕微鏡５，６を観察視野内にある微動ステージ１２
上の基準マーク１４とマーク検出顕微鏡５，６自身の検
出基準とのオフセット量を計測可能とすることで、マー
ク検出顕微鏡５，６の観察視野内に入るようウエハステ
ージ１を移動させ、マーク観察顕微鏡５，６の検出基準
と微動ステージ１２上の基準マーク１４とのオフセット
量を計測することによっても、同様の補正動作を行うこ
とができる。
上の基準マーク１４をマーク検出顕微鏡５，６にて検出
する際にマーク検出顕微鏡５，６の検出基準と微動ステ
ージ１２上の基準マーク１４が一致するようにウエハス
テージ１を移動しているが、図５に示すように、マーク
検出顕微鏡５，６を観察視野内にある微動ステージ１２
上の基準マーク１４とマーク検出顕微鏡５，６自身の検
出基準とのオフセット量を計測可能とすることで、マー
ク検出顕微鏡５，６の観察視野内に入るようウエハステ
ージ１を移動させ、マーク観察顕微鏡５，６の検出基準
と微動ステージ１２上の基準マーク１４とのオフセット
量を計測することによっても、同様の補正動作を行うこ
とができる。
【００２５】すなわち、図５を参照して、オフセット計
測を行うために、基準マーク１４が第１のマーク検出顕
微鏡５の観察視野に入るように、ＸＹステージ１１によ
り微動ステージ１２を移動させる。そして、この時のＸ
干渉計２の計測値をＸ1 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ1 、
θ干渉計４の計測値をＴ1 とする。そして第１のマーク
検出顕微鏡５で計測される検出基準と基準マーク１４と
のオフセットを（ｄｘ1 ，ｄｙ1 ）とする。次に、基準
マーク１４が第２のマーク検出顕微鏡６の観察視野に入
るように、ＸＹステージ１１により微動ステージ１２を
移動させる。そして、この時のＸ干渉計２の計測値をＸ
2 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ2 、θ干渉計４の計測値を
Ｔ2 とする。そして、第２のマーク検出顕微鏡６で計測
される検出基準と基準マーク１４とのオフセットを（ｄ
ｘ2 ，ｄｙ2 ）とする。
測を行うために、基準マーク１４が第１のマーク検出顕
微鏡５の観察視野に入るように、ＸＹステージ１１によ
り微動ステージ１２を移動させる。そして、この時のＸ
干渉計２の計測値をＸ1 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ1 、
θ干渉計４の計測値をＴ1 とする。そして第１のマーク
検出顕微鏡５で計測される検出基準と基準マーク１４と
のオフセットを（ｄｘ1 ，ｄｙ1 ）とする。次に、基準
マーク１４が第２のマーク検出顕微鏡６の観察視野に入
るように、ＸＹステージ１１により微動ステージ１２を
移動させる。そして、この時のＸ干渉計２の計測値をＸ
2 、Ｙ干渉計３の計測値をＹ2 、θ干渉計４の計測値を
Ｔ2 とする。そして、第２のマーク検出顕微鏡６で計測
される検出基準と基準マーク１４とのオフセットを（ｄ
ｘ2 ，ｄｙ2 ）とする。
【００２６】前記のＸＹステージ１１の操作により、実
際の微動ステージ１２の回転量θrは、第１のマーク検
出顕微鏡５で、検出基準と基準マーク１４のオフセット
を計測した時から、第２のマーク検出顕微鏡６で、検出
基準と基準マーク１４のオフセットを計測した時のＸＹ
ステージ１１の移動量と第１のマーク検出顕微鏡５と第
２のマーク検出顕微鏡６の相対位置（ｘ0 ，ｙ0 ）よ
り、
際の微動ステージ１２の回転量θrは、第１のマーク検
出顕微鏡５で、検出基準と基準マーク１４のオフセット
を計測した時から、第２のマーク検出顕微鏡６で、検出
基準と基準マーク１４のオフセットを計測した時のＸＹ
ステージ１１の移動量と第１のマーク検出顕微鏡５と第
２のマーク検出顕微鏡６の相対位置（ｘ0 ，ｙ0 ）よ
り、
【００２７】
【数８】 となる。
【００２８】以下、この実際の微動ステージ１２の回転
量θr を用いて同様に補正動作を行える。
量θr を用いて同様に補正動作を行える。
【００２９】また、半導体露光装置上での第１および第
２のマーク検出顕微鏡は、基準マーク検出用に特別に設
ける必要はなく、ウエハアライメント用の顕微鏡を用い
ることができる。そして、第１および第２のマーク検出
顕微鏡は、相対距離をＹ干渉計とθ干渉計の光軸の間隔
と同程度もしくはそれ以上に取るために１／５倍の縮小
投影露光装置では、少なくとも一方は、投影光学系を介
さず観察するｎｏｎ−ＴＴＬ方式の顕微鏡である必要が
あるが、１／２．５倍から等倍の縮小・等倍露光装置で
は、両顕微鏡ともＴＴＬ方式の顕微鏡でも可能である。
２のマーク検出顕微鏡は、基準マーク検出用に特別に設
ける必要はなく、ウエハアライメント用の顕微鏡を用い
ることができる。そして、第１および第２のマーク検出
顕微鏡は、相対距離をＹ干渉計とθ干渉計の光軸の間隔
と同程度もしくはそれ以上に取るために１／５倍の縮小
投影露光装置では、少なくとも一方は、投影光学系を介
さず観察するｎｏｎ−ＴＴＬ方式の顕微鏡である必要が
あるが、１／２．５倍から等倍の縮小・等倍露光装置で
は、両顕微鏡ともＴＴＬ方式の顕微鏡でも可能である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によって、微動ステージ上に構成
される基準マークを従来の広いスパンを持つ２つのマー
クから単独の１つのマークにできるので、従来同様高精
度の位置決めが可能で、なおかつ微動ステージ上のマー
クの配置を容易にすることができる。
される基準マークを従来の広いスパンを持つ２つのマー
クから単独の１つのマークにできるので、従来同様高精
度の位置決めが可能で、なおかつ微動ステージ上のマー
クの配置を容易にすることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係るウエハステージ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】 ウエハステージの微動ステージ回転時のＸ，
Ｙ干渉計のθ回転成分補正方法を示す上面図である。
Ｙ干渉計のθ回転成分補正方法を示す上面図である。
【図３】 従来のＹ干渉計とθ干渉計の光軸の間隔の補
正方法を示す上面図である。
正方法を示す上面図である。
【図４】 図１のウエハステージ装置におけるＹ干渉計
とθ干渉計の光軸の間隔の補正方法を示す上面図であ
る。
とθ干渉計の光軸の間隔の補正方法を示す上面図であ
る。
【図５】 本発明の他の実施例に係る図４と同様の上面
図である。
図である。
１：ウエハステージ、２：Ｘ干渉計、３：Ｙ干渉計、
４：θ干渉計、５：第１のマーク検出顕微鏡、６：第２
のマーク検出顕微鏡、１１：ＸＹステージ、１２：微動
ステージ、１３：バーミラー、１４：基準マーク。
４：θ干渉計、５：第１のマーク検出顕微鏡、６：第２
のマーク検出顕微鏡、１１：ＸＹステージ、１２：微動
ステージ、１３：バーミラー、１４：基準マーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】 平板状物体を保持してＺ軸回りの回転位
置決めを行う微動ステージおよび該微動ステージを搭載
してＸＹ平面内を移動しかつ前記物体の位置決めを行う
ＸＹステージからなる移動ステージと、前記ＸＹステー
ジのＸ方向の移動量を計測するためのＸ干渉計およびＹ
方向の移動量を計測するためのＹ干渉計と、前記微動ス
テージのθ方向の移動量を計測するための前記Ｘまたは
Ｙ干渉計の計測軸と平行な関係にある計測軸を持つθ干
渉計と、前記微動ステージ上に配置された前記各干渉計
の参照面となるバーミラーと、前記微動ステージ上に配
置されたステージ調整用の基準マークと、前記移動ステ
ージとは独立して配置され、前記微動ステージ上の前記
基準マークをそれぞれ検出可能な第１および第２のマー
ク検出顕微鏡とを備えた移動ステージ装置において前記
移動ステージをＸ，Ｙ，θ方向に高精度に位置決めする
方法であって、 前記微動ステージにθ方向の任意の回転量を与え、その
回転量を保持したまま前記ＸＹステージを駆動して、前
記第１のマーク検出顕微鏡および前記第２のマーク検出
顕微鏡により、前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の
検出基準とをそれぞれ合致させるステップと、 前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の検出基準とが合
致したときの前記Ｘ干渉計、Ｙ干渉計およびθ干渉計の
それぞれの計測値を検出するステップと、 これらの計測値および前記第１のマーク検出顕微鏡と第
２のマーク検出顕微鏡の相対位置関係より前記微動ステ
ージのθ方向の回転量を算出するステップと、 この算出されたθ方向の回転量と、前記ＸまたはＹ干渉
計とθ干渉計による計測値より前記ＸまたはＹ干渉計と
前記θ干渉計の平行な計測軸の間隔を算出し記憶するス
テップとを具備し、 その算出した軸間隔を記憶した後は、その軸間隔と前記
ＸまたはＹ干渉計と前記θ干渉計の計測値とに基づいて
前記移動ステージのθ方向の回転量を高精度に計測し、
その高精度に計測されたθ方向の回転量をもとに、Ｘ，
Ｙ方向の移動量計測時にバーミラーの回転成分の補正を
行うことを特徴とする位置決め方法。 - 【請求項２】 平板状物体を保持してＺ軸回りの回転位
置決めを行う微動ステージおよび該微動ステージを搭載
してＸＹ平面内を移動しかつ前記物体の位置決めを行う
ＸＹステージからなる移動ステージと、前記ＸＹステー
ジのＸ方向の移動量を計測するためのＸ干渉計およびＹ
方向の移動量を計測するためのＹ干渉計と、前記微動ス
テージのθ方向の移動量を計測するための前記Ｘまたは
Ｙ干渉計の計測軸と平行な関係にある計測軸を持つθ干
渉計と、前記微動ステージ上に配置された前記各干渉計
の参照面となるバーミラーと、前記微動ステージ上に配
置されたステージ調整用の基準マークと、前記移動ステ
ージとは独立して配置され、前記微動ステージ上の前記
基準マークをそれぞれ検出可能な第１および第２のマー
ク検出顕微鏡とを備えた移動ステージ装置において前記
移動ステージをＸ，Ｙ，θ方向に高精度に位置決めする
方法であって、 前記微動ステージにθ方向の任意の回転量を与え、その
回転量を保持したまま前記ＸＹステージを駆動して、前
記第１のマーク検出顕微鏡および前記第２のマーク検出
顕微鏡により、前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の
検出基準とをそれぞれ概略合致させるステップと、 前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の検出基準とが概
略合致したときの前記Ｘ干渉計、Ｙ干渉計およびθ干渉
計のそれぞれの計測値、および前記基準マークと各マー
ク検出顕微鏡の検出基準とのずれ量を検出するステップ
と、 これらの計測値、ずれ量および前記第１のマーク検出顕
微鏡と第２のマーク検出顕微鏡の相対位置関係より前記
微動ステージのθ方向の回転量を算出するステップと、 この算出されたθ方向の回転量と、前記ＸまたはＹ干渉
計とθ干渉計による計測値より前記ＸまたはＹ干渉計と
前記θ干渉計の平行な計測軸の間隔を算出し記憶するス
テップとを具備し、 その算出した軸間隔を記憶した後は、その軸間隔と前記
ＸまたはＹ干渉計と前記θ干渉計の計測値とに基づいて
前記移動ステージのθ方向の回転量を高精度に計測し、
その高精度に計測されたθ方向の回転量をもとに、Ｘ，
Ｙ方向の移動量計測時にバーミラーの回転成分の補正を
行うことを特徴とする位置決め方法。 - 【請求項３】 レチクルのパターンをウエハ上に結像投
影するための投影光学系と、前記レチクルをその投影光
学系の光軸とほぼ垂直に保持するレチクルステージと、
ＸＹ平面内の移動と位置決めを行うＸＹステージおよび
前記ウエハを保持しＺ軸回りの回転位置決めを行う微動
ステージからなるウエハステージと、前記ＸＹステージ
のＸ方向の移動量を計測するためのＸ干渉計およびＹ方
向の移動量を計測するためのＹ干渉計と、前記微動ステ
ージのθ方向の移動量を計測するための前記Ｘ方向また
はＹ方向の干渉計の計測軸と平行な関係にある計測軸を
持つθ干渉計と、前記微動ステージ上に配置された前記
各干渉計の参照面となるバーミラーと、前記微動ステー
ジ上に配置されたステージ調整用の基準マークと、前記
ウエハステージとは独立して配置された顕微鏡で、前記
微動ステージ上の前記基準マークと顕微鏡自身が持つ検
出基準との合致を検出可能な第１のマーク検出顕微鏡
と、前記第１のマーク検出顕微鏡と所定の相対位置関係
で、前記ウエハステージとは独立して配置された顕微鏡
で、前記微動ステージ上の前記基準マークと顕微鏡自身
が持つ検出基準との合致を検出可能な第２のマーク検出
顕微鏡とを備えた半導体露光装置において、 前記微動ステージをθ方向に任意の回転量を与え、その
回転量を保持したまま、前記第１のマーク検出顕微鏡お
よび前記第２のマーク検出顕微鏡により、前記基準マー
クと各マーク検出顕微鏡の検出基準とをそれぞれ合致さ
せる手段と、 前記基準マークと各マーク検出顕微鏡の検出基準が合致
したときの前記Ｘ干渉計、Ｙ干渉計およびθ干渉計それ
ぞれの計測値とおよび前記第１および第２のマーク検出
顕微鏡の相対位置関係より前記微動ステージのθ方向の
回転量を算出する手段と、 この算出されたθ方向の回転量と、前記ＸまたはＹ干渉
計とθ干渉計による計測値より前記ＸまたはＹ干渉計と
前記θ干渉計の平行な計測軸の間隔を算出し記憶する手
段と、 その算出し記憶した軸間隔と前記ＸまたはＹ干渉計と前
記θ干渉計の計測値とに基づいて前記ウエハステージの
θ方向の回転量を高精度に計測し、その高精度に計測さ
れたθ方向の回転量をもとに、Ｘ，Ｙ方向の移動量計測
時にバーミラーの回転成分の補正を行う手段とを具備す
ることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8102034A JPH09275060A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 位置決め方法および露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8102034A JPH09275060A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 位置決め方法および露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275060A true JPH09275060A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=14316488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8102034A Pending JPH09275060A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 位置決め方法および露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09275060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054732A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nikon Corp | マーク検出方法及び装置、位置制御方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
-
1996
- 1996-04-02 JP JP8102034A patent/JPH09275060A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054732A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nikon Corp | マーク検出方法及び装置、位置制御方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
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