JPH09283403A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被露光基板のアライメント処理時間を短縮す
る。 【解決手段】 ステージ１に載置された液晶用プレート
３の外周縁の位置を位置センサ４で計測し、アライメン
トマーク６をＣＣＤ１６で撮像し、画像処理によりアラ
イメントマーク６の位置を検出する。位置センサ４の検
出結果に基づいて液晶用プレート３を適正な位置に移動
して粗アライメントを行ない、画像処理結果に基づいて
液晶用プレート３を適正な位置に移動して精アライメン
トを行なう。位置センサ４による検出動作と、ＣＣＤ１
６による画像撮影ならびに画像処理による検出動作を並
行して行ない、アライメント処理時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステージ上で位置
決めされたＩＣ用ウエハや液晶用プレートなどの被露光
基板にマスクパターンを転写する露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエハ露光装置やプレート露光装置は、
ローダで搬送されてステージ上に載置された被露光基板
（以下、単に基板と呼ぶ）を適正な精度で位置決めする
必要がある。図９は従来の位置決め処理手順を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ１で基板をステージに移
載し、ステップＳ２で基板の基準辺の位置を位置センサ
で計測する。ステップＳ３では、その位置検出結果に基
づいて、基板が粗アライメント規定精度で位置決めされ
たかを判定し、否定されるとステップＳ４でステージを
駆動してＸ、Ｙ、θ方向に位置を粗補正する。次いで、
ステップＳ５において、基板上のアライメントマークを
撮像し画像処理によりアライメントマークの位置を計測
し、ステップＳ６では、その位置検出結果に基づいて、
基板が精アライメント規定精度で位置決めされたかを判
定し、否定されるとステップＳ７でステージを駆動して
Ｘ、Ｙ、θ方向に位置を精補正してステップＳ５に戻
る。ステップＳ６が肯定されるとアライメント処理を終
了する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアライメント処理では、基準辺位置計測を行
い、粗アライメント規定精度内かを判定した後でアライ
メントマークを撮像して基板が精アライメント規定精度
内かを判定するようにしているから、基板が精度良くス
テージに移載されている場合、すなわち、ローダで移載
されたときにすでに粗アライメント規定精度を満足して
いる場合でも、かならず基準辺位置計測とそれに続く粗
アライメント規定精度内判定処理を行って精アライメン
ト処理に入るため、無駄時間が発生する。

【０００４】本発明の目的は、被露光基板の位置決め時
間を短縮するようにした露光装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】実施の形態の図および符
号により本発明を説明する。 （１）請求項１に記載の発明は、マスクのパターンを被
露光基板３に転写する露光装置において、被露光基板３
を載置するための載置台１と、載置台１に載置された被
露光基板３の外周縁の位置を検出する外周縁検出手段４
と、載置台１に載置された被露光基板３上の位置検出用
マーク６を検出するマーク検出手段１６と、載置台１上
に載置された被露光基板３を移動する移動手段１２、１
３、１４と、外周縁検出手段４とマーク検出手段１６と
を並行して動作させるとともに、外周縁検出手段４およ
びマーク検出手段１６の少なくとも一方の検出結果に基
づいて、載置台１に載置された被露光基板３が所定の位
置に位置決めされるように移動手段１２、１３、１４を
制御する制御手段１１とを具備することにより、上述の
目的を達成する。 （２）請求項２の露光装置は、外周縁検出手段４および
マーク検出手段１６による検出動作の後、マーク検出手
段１６により位置検出用マーク６が検出されない場合に
は、外周縁検出手段４の検出結果に基づいて移動手段１
２、１３、１４により被露光基板３を移動させるもので
ある。 （３）請求項３の露光装置は、外周縁検出手段４の検出
結果に基づいて移動手段１２、１３、１４により被露光
基板３を移動させた後、マーク検出手段１６によるマー
ク検出を再度行ない、この検出結果に基づいて被露光基
板３が所定の位置に位置決めされるように移動手段１
２、１３、１４を制御するものである。 （４）請求項４の露光装置は、被露光基板３を載置台１
に移載する移載手段２をさらに備え、移動手段１２、１
３、１４による被露光基板３の移動量に基づいて、移載
手段２から載置台１に被露光基板３を移載するときの載
置台１と移載手段２との位置関係を調整するものであ
る。

【０００６】請求項１の発明では、外周縁検出手段４に
よる位置検出動作とマーク検出手段１６による位置検出
動作を並行して行ない、両検出時間の差分の時間が短縮
できる。請求項４の発明では、被露光基板３を所定の位
置に位置決めするときの移動手段１の移動量に基づい
て、基板受取り位置での載置台１と移載手段２の位置関
係を調整する。

【０００７】以上の課題を解決するための手段の項では
各構成要素に実施の形態の符号を付して説明したが、こ
れにより本発明が実施の形態に限定されるものではな
い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜７を用いて本発明の
一実施の形態を説明する。図１は露光装置のステージの
斜視図である。ステージ１は２点鎖線で示す基板受取り
位置と実線で示すアライメント位置に移動可能であり、
受渡し位置ではローダ２により液晶プレート３が移載さ
れる。液晶用プレート３はステージ１上で図示しない真
空吸着装置などで保持される。ステージ１はＸ移動装
置、Ｙ移動装置により図示のＸ、Ｙ方向に移動し、真空
吸着装置はステージ１内のθ回転装置でθ回転する。ス
テージ１上に設けられた位置センサ４はプレート３の隣
接する２つの基準辺と直交する方向に移動して各辺と接
すると停止し、液晶用プレート３の隣接する２つの基準
辺の位置を検出する。顕微鏡５は液晶用プレート３上の
アライメントマーク６を拡大観察し、ＣＣＤなどの撮像
装置は拡大されたアライメントマーク６を撮像する。ア
ライメント終了後、光学レンズ７で液晶用プレート３に
パターンが転写露光される。

【０００９】図２は露光装置の制御系のブロック図であ
る。制御回路１１はＣＰＵ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄコンバータ
などの周辺素子からなり、制御回路１１はＸ移動装置１
２、Ｙ移動装置１３、θ回転装置１４、ローダ駆動装置
１５に駆動指令を出力する。制御回路１１には、顕微鏡
５を介してアライメントマーク６を撮像するＣＣＤ１６
と、位置センサ４とが接続されている。制御回路１１
は、ＣＣＤ１６や位置センサ４からの信号に基づいて各
アクチュエータ１２〜１５を駆動して基板受取処理、基
板アライメント処理などを実行する。

【００１０】図３はアライメント処理の一例を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ１１では、図１の２点鎖
線の受取り位置までステージ１を移動し、そこでローダ
２から液晶用プレート３を受取り、図１の実線のアライ
メント位置までステージ１を移動する。ステップＳ１２
では、ステージ１がアライメント位置で停止した後、位
置センサ４を液晶用プレート３に接するまで移動する基
準辺位置検出動作を行うとともに、これに並行してアラ
イメントマーク位置検出動作を行う。基準辺位置計測
は、位置センサ４が液晶用プレート３に接したときの検
出値を読み込んで基準辺のＸ、Ｙ座標位置とθ回転角度
を検出する。アライメントマーク位置計測は、顕微鏡５
を介してアライメントマーク６をＣＣＤ１６で撮像し、
その撮像信号を画像処理してアライメントマーク６の
Ｘ、Ｙ座標位置とθ回転角度を検出する。

【００１１】ステップＳ１３では、画像処理結果に基づ
いてアライメントマーク６がＣＣＤ６で撮像されたか、
換言すると顕微鏡５の視野内にアライメントマーク６が
存在するか判定し、視野内にアライメントマークがなけ
ればステップＳ１４に進み、位置センサ４で検出された
基準辺のＸ、Ｙ座標位置およびθ回転角度に基づいて液
晶用プレート３を粗位置補正する。すなわち、顕微鏡５
の視野内にアライメントマーク６が位置するようにＸ、
Ｙ移動装置１２、１３およびθ回転装置１４を駆動す
る。その後、ステップＳ１８に進み、粗位置補正された
液晶用プレート３のアライメントマーク６の像をＣＣＤ
１６で撮像してアライメントマーク６のＸ、Ｙ座標位置
とθ角度位置を検出する。

【００１２】ステップＳ１５では、ステップＳ１２また
は１８で検出したアライメントマーク６のＸ、Ｙ座標位
置とθ回転角度に基づいてアライメントマーク６の位置
精度が精アライメント規定精度内にあるか判定する。肯
定されるとアライメント処理を終了する。否定されると
ステップＳ１６において、アライメントマーク６のＸ、
Ｙ座標位置およびθ回転角度に基づいて液晶用プレート
３を精位置補正する。すなわち、アライメントマーク６
の中心と顕微鏡５の視野中心とのＸ、Ｙ座標位置偏差が
所定値以下になるようにＸ、Ｙ移動装置１２、１３を駆
動するとともに、液晶用プレート３のθ回転角度が所定
角度以下になるようにθ回転装置１４を駆動する。精位
置補正後、ステップＳ１７においてＣＣＤ１６でアライ
メントマーク６を撮像し、ＣＣＤ１６の撮像信号に基づ
いてアライメントマーク６の位置を検出してステップＳ
１５に戻る。

【００１３】このような処理による液晶用プレート３の
位置決め所要時間について図４〜図７により説明する。
図４は精度良く液晶用プレート３がステージ１に移載さ
れて粗位置補正も精位置補正も必要がない場合を比較し
たものである。なお、図４では、単位時間をｔで表す。
従来は、（ａ）に示すように、基準辺位置計測に時間２
ｔ、粗アライメント規定精度判定に時間ｔ、アライメン
トマーク位置計測に３ｔ、精アライメント規定精度判定
に時間ｔ、合計時間７ｔだけ要している。本実施の形態
では、（ｂ）に示すように、基準辺位置計測とアライメ
ントマーク位置計測に３ｔ、アライメントマーク検出判
定に時間ｔ、精アライメント規定精度判定に時間ｔ、合
計時間５ｔだけ要している。したがって、本実施の形態
の方式は従来方式に比べて時間２ｔ短縮されていること
が分かる。なお、図４には図３および図９のステップ番
号を付した。

【００１４】図５（ａ）、（ｂ）は精位置補正のみが必
要な場合の同様な比較図であり、この場合にはアライメ
ント処理時間が２ｔ時間だけ短縮される。図６（ａ）、
（ｂ）は粗位置補正のみが必要な場合、図７（ａ）、
（ｂ）は粗位置補正も精位置補正もともに必要な場合の
同様な比較図であり、いずれの場合にもアライメント処
理時間は従来方式よりも単位時間ｔだけ長くなる。

【００１５】したがって、図４および図５のように、液
晶用プレート３が精度良くステージ１に移載される場合
には本実施の形態の方式によりアライメント処理時間が
短縮される。粗位置補正が必要な場合には本実施の形態
ではかえって時間が長くなるが、移載時の位置決め精度
を向上させて粗位置補正の必要がない確率を高めること
により、従来よりもアライメント処理時間を短縮でき
る。

【００１６】図８は移載時の位置決め精度を向上するた
めの実施の形態を示す。この実施の形態では粗位置補正
量と精位置補正量を積分して記憶しておき、積分した補
正量に基づいて、次回の被露光基板を移載する際のステ
ージ１とローダ２との相対位置関係を決定するものであ
る。

【００１７】図８において図３と同様な箇所には同一の
符号を付して説明する。ステップＳ２１では、粗位置補
正量と精位置補正量の積分値ΔＸ、ΔＹ、Δθに基づい
てステージ１の受取り位置を演算して位置決めし、ロー
ダ２から液晶用プレート３を受取る。ステップＳ１２で
基板基準辺位置検出動作と基板上アライメントマーク位
置検出動作とを並行して行ない、ステップＳ１３でアラ
イメントマーク６が顕微鏡視野内に存在するかを判定す
る。否定されればステップＳ１４で粗位置補正を行な
い、ステップＳ１８で基板上アライメントマーク位置検
出動作を行なってステップＳ２２に進む。ステップＳ２
２ではＸ軸、Ｙ軸およびθ回転方向の基板位置補正量を
記憶する。ここでは、最新のＸ軸補正量ΔＸＣ、Ｙ軸補
正量ΔＹＣ、θ回転方向補正量ΔθＣを前回までに積分
された補正量ΔＸ、ΔＹ、Δθにそれぞれ加算する。そ
の後、ステップＳ１５でアライメントマーク６の位置が
精アライメント規定精度内にあるか判定し、肯定されれ
ばアライメント処理を終了し、否定されれば、ステップ
Ｓ１６で精位置補正を行ない、ステップＳ１７で基板上
アライメントマーク位置計測を行なってステップＳ２２
に戻る。

【００１８】以上の実施の形態によれば、粗位置補正量
と精位置補正量の積分値を用いてステージ１の基板受取
り位置を順次の基板ごとに修正するようにしたので、液
晶用プレート３がステージ１上に移載されたときの位置
決め精度が向上し、粗位置補正を行なう確率を少なくし
てアライメント時間を短縮することができる。

【００１９】なお、図８の実施の形態では、粗位置補正
量と精位置補正量とを積分した累積補正量に基づいてス
テージ１の基板受取り位置を修正するようにしたが、粗
位置補正量の積分値だけを使用してして同様な処理を行
なってもよい。また、積分せず各基板について粗位置補
正量と精位置補正量を記憶して、複数枚の基板の補正量
を平均して修正量を演算したり、重み付け処理により修
正量を演算するなど、各種の統計処理演算でステージ１
の基板受取り位置の修正量を演算することもできる。

【００２０】以上では、液晶用プレート３の外周縁の位
置を位置センサ４で検出して粗アライメントを行ない、
基板上のアライメントマークの位置をＣＣＤ１６の撮像
信号に基づいて検出して精アライメントを行なうものと
して説明したが、粗アライメントの位置計測と精アライ
メントの位置計測の方式は上述した実施の形態に限定さ
れず、各種の計測方式を採用することができる。また、
液晶用プレートに限らず、ＩＣ用ウエハなど種々の被露
光基板のアライメント処理に本発明を適用できる。

【００２１】このように構成した一実施の形態にあって
は、液晶用プレート３が被露光基板に、位置センサ４が
外周縁検出手段に、ＣＣＤ１６がマーク検出手段に、Ｘ
移動装置１２、Ｙ移動装置１３、θ回転装置１４が移動
手段に、制御回路１１が制御手段１１に、ローダ２が移
載手段に、それぞれ対応する。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、粗アライメントのための位置検出動作と精アライ
メントのための位置検出動作を並行して行なうようにし
たので、粗アライメントが不要な程度に予め位置決めさ
れて基板が移載される場合には、アライメント処理時間
を短縮できる。請求項４のように、アライメント時の基
板位置補正量に基づいて、基板受取り位置での載置台と
移載手段との相対位置関係を修正するようにすれば、粗
アライメントが不要になる確率が高くなり、本発明によ
るアライメント時間短縮をより効果的に行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の露光装置のステージ周辺の斜視
図

【図２】本実施の形態の制御系のブロック図

【図３】本実施の形態のアライメント処理を示すフロー
チャート

【図４】図３の処理方式によるアライメント処理時間を
従来方式と比較して示す図

【図５】図３の処理方式によるアライメント処理時間を
従来方式と比較して示す図

【図６】図３の処理方式によるアライメント処理時間を
従来方式と比較して示す図

【図７】図３の処理方式によるアライメント処理時間を
従来方式と比較して示す図

【図８】他の実施の形態のアライメント処理のフローチ
ャート

【図９】従来のアライメント処理のフローチャート

【符号の説明】

１ ステージ ２ ローダ ３ 液晶用プレート ４ 位置センサ ５ 顕微鏡 ６ アライメントマーク ７ 光学レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクのパターンを被露光基板に転写する
   露光装置において、 前記被露光基板を載置するための載置台と、 前記載置台に載置された被露光基板の外周縁の位置を検
   出する外周縁検出手段と、 前記載置台に載置された被露光基板上の位置検出用マー
   クを検出するマーク検出手段と、 前記載置台上に載置された被露光基板を移動する移動手
   段と、 前記外周縁検出手段と前記マーク検出手段とを並行して
   動作させるとともに、、前記外周縁検出手段および前記
   マーク検出手段の少なくとも一方の検出結果に基づい
   て、前記載置台に載置された被露光基板が所定の位置に
   位置決めされるように前記移動手段を制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の露光装置において、 前記制御手段は、前記外周縁検出手段および前記マーク
   検出手段による検出動作の後、前記マーク検出手段によ
   り前記位置検出用マークが検出されない場合には、前記
   外周縁検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段によ
   り前記被露光基板を移動させることを特徴とする露光装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の露光装置において、 前記制御手段は、前記外周縁検出手段の検出結果に基づ
   いて前記移動手段により前記被露光基板を移動させた
   後、前記マーク検出手段によるマーク検出を再度行な
   い、この検出結果に基づいて前記被露光基板が所定の位
   置に位置決めされるように前記移動手段を制御すること
   を特徴とする露光装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の露光装
   置において、 前記被露光基板を前記載置台に移載する移載手段をさら
   に備え、 前記制御手段は、前記移動手段による前記被露光基板の
   移動量に基づいて、前記移載手段から前記載置台に前記
   被露光基板を移載するときの前記載置台と前記移載手段
   との位置関係を調整することを特徴とする露光装置。