JPH0936202A

JPH0936202A - 位置決め方法

Info

Publication number: JPH0936202A
Application number: JP17863095A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ上のサーチマークの配置に制約を課す
ことなく、且つ高速にウエハのサーチアライメントを行
う。【解決手段】先頭のウエハに対して第１のアライメン
トセンサを用いて第１、及び第２サーチマーク４７Ａ，
４７Ｂの位置を検出し、検出結果よりサーチマークを基
準とした座標系を求めた後、第１のアライメントセンサ
で第１サーチマーク４７Ａを検出している状態で、第２
のアライメントセンサで検出されるストリートライン領
域７０の位置を記憶する。２枚目以降のウエハに対して
は、第１のアライメントセンサで第１サーチマーク４７
Ａを検出している状態で第２のアライメントセンサでス
トリートライン領域７０の位置を検出し、検出結果と記
憶してある位置とのずれ量に基づいてサーチマークを基
準とした座標系を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子、又は薄膜磁
気ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使
用される露光装置でマスク上のパターンを感光基板上に
露光する際の感光基板の位置決め方法に関し、特に露光
装置のステージ上で感光基板の回転方向の位置決めを行
う場合に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等の製造に
使用されるステッパー等の投影露光装置においては、マ
スクとしてのレチクル上に形成された回路パターンを感
光基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上のフ
ォトレジスト層に高い重ね合わせ精度で転写するため
に、レチクルとウエハとを高精度に位置合わせ（アライ
メント）することが求められている。

【０００３】このためのアライメントセンサとしては、
特開平５−２１３１４号公報に開示されているように、
レーザ光をウエハ上のドット列状のアライメントマーク
に照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用
いてそのマークの位置を検出するＬＳＡ（Laser Step A
lignment）方式、ハロゲンランプを光源とする波長帯域
幅の広い光で照明して撮像したアライメントマークの画
像データを画像処理して計測するＦＩＡ(Field Image A
lignment）方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアラ
イメントマークに、例えば周波数を僅かに変えたレーザ
光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉さ
せ、その位相からアライメントマークの位置を計測する
ＬＩＡ(Laser Interferometric Alignment）方式等のア
ライメントセンサがある。また、アライメント方式は、
投影光学系を介してウエハの位置を測定するＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式、投影光学系及びレチクルを介
してレチクルとウエハとの位置関係を測定するＴＴＲ
（スルー・ザ・レチクル）方式、及び投影光学系を介す
ることなく直接ウエハの位置を測定するオフ・アクシス
方式に大別される。

【０００４】これらのアライメントセンサによりウエハ
ステージ上に載置されたウエハの少なくとも２点の位置
検出を行うことにより、並進方向ばかりでなく回転方向
の位置（回転角）の検出も行われる。ウエハの回転角の
計測にも使用されるセンサとしては、ＴＴＬ方式でＬＩ
Ａ(Laser Interferometric Alignment）方式、ＴＴＬ方
式でＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式、又はオフ・
アクシス方式でＦＩＡ(Field Image Alignment）方式の
アライメントセンサ等がある。

【０００５】投影露光装置に対しては、これらのアライ
メントセンサの検出結果よりレチクルとウエハとを高精
度に位置合わせするのと同時に、このアライメントに要
する時間を短縮し、高いスループット（単位時間当たり
のウエハの処理枚数）を維持することも求められてい
る。従ってウエハをウエハステージへ搬送する段階から
最終露光に至る全ての段階で処理効率を高めることが必
要となる。ここで、従来の露光装置における最終的なア
ライメントに至る前のウエハの受け渡し工程における動
作について、図１４を参照して説明する。

【０００６】図１４は、従来の露光装置におけるウエハ
の受け渡し機構を説明するためのウエハステージ周辺の
構成を示し、この図１４においてウエハ搬送装置（不図
示）から、Ｘステージ１１上の伸縮機構２０を介して設
けられたセンターアップ１９上にウエハ６が受け渡され
た状態が示されている。センターアップ１９は、試料台
９、θ回転補正機構８、及びウエハホルダ７の開口に遊
嵌する３本のスピンドル部（図１４ではその内２本のス
ピンドル部１９ａ，１９ｂを示す）を有し、伸縮機構２
０の上下の移動により３本のスピンドル部がウエハ６の
受け渡しに対応してウエハ６を上下させるようになって
いる。また、センターアップ１９のウエハの裏面との３
箇所の接触部は外部の真空ポンプにより吸引（真空吸
引）されており、センターアップ１９を上下させるとき
にウエハ６がずれないようになっている。

【０００７】ウエハ６がウエハホルダ７上に真空吸着に
より静置された後、ＬＳＡ方式、又はＦＩＡ方式等のア
ライメントセンサによってウエハ６の表面の両端に形成
されているアライメントマーク（サーチマーク）の検出
信号を生成し、例えばその検出信号がピークとなるとき
の、試料台９の端部に固定された移動鏡１３と外部のレ
ーザ干渉計とにより計測される試料台９の座標を求める
ことにより、ウエハステージ系の座標系上でのウエハの
横ずれ誤差、及び回転誤差が算出される。その結果に基
づいて試料台９上のθ回転補正機構（θテーブル）８を
駆動してウエハ６の回転誤差を取り除き、レチクルとウ
エハ６との回転方向の位置合わせを行う構成となってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の如き従来の技術
においては、ウエハステージ系の座標系の基準となる移
動鏡１３を設置した試料台９とウエハ６との間にウエハ
を回転させるためのθ回転補正機構８が設けられている
ので、ウエハ６を吸着するウエハホルダ７の真空系の吸
着力が弱い場合にウエハ６の横ずれが発生したり、試料
台９上に複雑な機構が設けてあるのでステージ全体の剛
性が弱くなったり、ステージ全体の重量が増すことによ
りステージ制御性能が向上しないという不都合があっ
た。そこで、例えばθ回転補正機構を試料台９の下に配
置することも考えられるが、θ回転補正機構を駆動して
ウエハ６の回転角を調整するときに、試料台９上の移動
鏡１３に入射するレーザ干渉計からの光ビームの角度が
変化するので、θ回転補正機構８の回転角が制限され、
例えばウエハのプリアライメント精度が悪い場合、それ
を十分に修正できないという不都合があった。

【０００９】更に、従来の露光装置ではウエハホルダ７
上にウエハ６を吸着した後、上述のようにＬＳＡ方式、
又はＦＩＡ方式の１つのアライメントセンサによりウエ
ハ６上の２箇所のアライメントマーク（サーチマーク）
の位置を検出して、ウエハの横ずれ誤差及び回転誤差を
検出していた。しかしながら、そのように１つのアライ
メントセンサによって２箇所のアライメントマークを検
出する場合、各マークが順次そのアライメントセンサの
検出領域に入るようにウエハ６を移動する必要があり、
１ロット内の全部のウエハについてそのような動作を繰
り返すことは露光工程のスループットを低下させる要因
となっていた。また、これを回避するために、それら２
箇所のアライメントマークを同時に検出するように２つ
のアライメントセンサを配置するのは、露光装置に設け
られた２つのアライメントセンサの配置によって、ウエ
ハ上の２つのアライメントマークの配置が制約を受けて
しまうため、例えば大きさの異なるウエハ等への対応が
困難であるという不都合がある。

【００１０】これに関して、２つのアライメントセンサ
の間隔を可変にする機構も考えられるが、このような可
変機構は複雑であり、各種センサ等が配置されているウ
エハステージの周辺には配置しにくいと共に、製造コス
トが大幅に上昇するという不都合もある。本発明は斯か
る点に鑑み、ウエハステージの構成が簡略化でき、それ
によりウエハステージの剛性向上及び軽量化を図ること
ができ、結果として例えばウエハローダ系からウエハス
テージにウエハを載置する際のウエハの位置決めを高速
且つ高精度に行うことができる位置決め方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】更に本発明は、例えばウエハ上のアライメ
ントマークの位置に基づいてウエハステージを介してウ
エハの位置決めを行う際に、高速に、且つアライメント
マークの配置に制約を課すことなく位置決めを行うこと
ができる位置決め方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の位置
決め方法は、２次元的に移動自在な基板ステージ（１
１，１２）上に保持された実質的に円形で外周部の一部
（オリエンテーションフラット部、又はノッチ部等）が
切り欠かれた感光基板（６；６Ｎ）上にマスクパターン
を転写する際の前処理工程として、基板ステージ（１
１，１２，２９）上にその感光基板を位置決めするため
の位置決め方法において、感光基板（６；６Ｎ）を基板
ステージ（１１，１２，２９）の上方の所定の受け渡し
点に搬送し（ステップ１０１，１０２）、この受け渡し
点でその感光基板の外周部のその切り欠かかれた部分
（ＦＰ；ＮＰ）に設定された１箇所の計測点（５１
ａ）、及びその感光基板の外周部の他の１箇所以上の計
測点（５２ａ）の位置をそれぞれ非接触に計測し（ステ
ップ１０３）、この計測結果に基づいてその感光基板の
回転誤差を算出し（ステップ１０４）、このように算出
された回転誤差を相殺するようにその感光基板を回した
後、その感光基板をその基板ステージ上に載置する（ス
テップ１０６）ものである。

【００１３】この場合、図５（ｂ）に示すように、その
感光基板の外周部の切り欠かかれた部分がノッチ部（Ｎ
Ｐ）である場合には、そのノッチ部（ＮＰ）に設定され
た計測点（５１ａ）での位置計測は２次元の画像処理装
置（５１）で行うことが望ましい。この場合、そのノッ
チ部（ＮＰ）が形成された感光基板（６Ｎ）の外周の他
の１点（５２ａ）で１次元の位置計測を行うことによ
り、感光基板（６Ｎ）の２次元的な位置ずれ量、及び回
転誤差が検出される。

【００１４】一方、図５（ａ）に示すように、その感光
基板の外周部の切り欠かかれた部分がオリエンテーショ
ンフラット部（ＦＰ）である場合には、その感光基板
（６）の外周の何れの計測点でも画像処理装置（５０〜
５２）を使用して、１次元的な位置計測を行うのみでよ
い。但し、１次元的な位置計測を行う場合には、オリエ
ンテーションフラット部（ＦＰ）の他に２点以上、即ち
全部で３点以上の計測点（５０ａ，５１ａ，５２ａ）で
位置計測を行うことにより、感光基板（６）の２次元的
な位置ずれ量、及び回転誤差が検出される。これらの場
合に、感光基板（６；６Ｎ）の２次元的な位置ずれ量
は、その後の例えばサーチアライメントでの位置決め目
標位置にオフセットとして加算することにより補正され
る。本発明により、基板ステージ側に感光基板の回転補
正機構が不要となり精度が向上する。

【００１５】次に、本発明の第２の位置決め方法は、２
次元的に移動自在な基板ステージ（１０，１１，２９）
上に保持された感光基板（６）上にマスクパターンを転
写する際の前処理工程として、その基板ステージにより
その感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、感光基板（６）上にそれぞれ２次元的な位置を示す
第１及び第２のサーチ用マーク（４７Ａ，４７Ｂ）を形
成しておき、第１の感光基板（６）上の第１及び第２の
サーチ用マーク（４７Ａ，４７Ｂ）の２次元的な位置を
それぞれ検出する第１工程（ステップ１１５，１１７）
と、この第１工程で検出された位置に基づいて第１の感
光基板（６）の回転誤差を算出する第２工程（ステップ
１１８）と、第１のサーチ用マーク（４７Ａ）の２次元
的な位置を検出するのと並行して、第１の感光基板
（６）上で第１のサーチ用マーク（４７Ａ）に対して所
定間隔離れたパターン（７０）の少なくとも１次元的な
位置を検出して記憶する第３工程（ステップ１２０）
と、を有し、次に露光対象とする第２の感光基板を基板
ステージ（１０，１１，２９）上に保持した後、この第
２の感光基板上の第１のサーチ用マーク（４７Ａ）の２
次元的な位置を検出するのと並行して、その第１のサー
チ用マークに対して所定間隔離れたパターン（７０）の
その第３工程で記憶された位置からの位置ずれ量を検出
し、この位置ずれ量に基づいてこの第２の感光基板の位
置決め誤差（回転誤差等）を算出する（ステップ１２
４，１２５）ものである。

【００１６】斯かる第２の位置決め方法では、第２の感
光基板に対しては第１のサーチ用マーク（４７Ａ）を所
定の第１のアライメントセンサ（５Ａ）の検出領域に設
定した後に、その第１のアライメントセンサから所定間
隔離れた第２のアライメントセンサ（５Ｂ）の検出領域
内のパターン（ストリートライン等）の位置が、第１の
感光基板（６）に対して記憶されている位置と比較さ
れ、この比較結果から位置決め誤差が求められる。従っ
て、第２の感光基板では第２のサーチ用マークの位置検
出を行う必要がなく、第１のアライメントセンサ（５
Ａ）により第１のサーチ用マーク検出を行うと同時に、
第２のアライメントセンサ（５Ｂ）下のその検出領域内
のパターンの位置を検出するだけでよいため、計測時間
が短縮されている。

【００１７】この場合、その第１工程から第３工程まで
の動作を１ロット中の先頭の感光基板に対して実行し、
残りの感光基板に対しては先頭の感光基板で記憶された
パターンの位置に基づいて位置決め誤差を算出すること
が望ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による位置決め方法
の実施の形態の一例につき、図１〜図１１を参照して説
明する。本例は、レチクル上のパターンを投影光学系を
介してウエハ上の各ショット領域に縮小して投影露光す
るステッパー型の投影露光装置でウエハのロード、及び
アライメントを行う場合に本発明を適用したものであ
る。

【００１９】図３は、本例の投影露光装置の概略構成を
示し、この図３において、水銀灯等からなる光源、フラ
イアイレンズ、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学
系ＩＡからの照明光ＩＬのもとで、レチクル１上のパタ
ーンが投影光学系３を介して例えば１／４や１／５に縮
小されて、フォトレジストが塗布されたウエハ６の各シ
ョット領域に投影露光される。図３において、投影光学
系３の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面
内で図３の紙面に平行にＸ軸を、図３の紙面に垂直にＹ
軸を取る。

【００２０】レチクル１は、レチクル架台３１上に載置
されたレチクルステージ３２上に保持されている。レチ
クルステージ３２は不図示のレチクル駆動系によりＸＹ
平面での並進移動及びθ方向（回転方向）への回転がで
きるようになっている。レチクルステージ３２の上端部
にはＸ方向、Ｙ方向共に移動鏡３３が設置されており、
移動鏡３３とレチクル架台３１上に固定されたレーザ干
渉計３４とによってレチクルステージ３２のＸ方向、Ｙ
方向の位置が例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検
出され、同時にレチクルステージ３２の回転角も検出さ
れている。レーザ干渉計３４の測定値はステージ制御系
１６に送られ、ステージ制御系１６はその情報に基づい
てレチクル架台３１上のレチクル駆動系を制御する。ま
た、ステージ制御系１６から中央制御系１８にレーザ干
渉計３４の測定値の情報が供給されており、中央制御系
１８はその情報に基づいてステージ制御系１６を制御す
る構成となっている。

【００２１】一方、ウエハ６は、Ｘステージ１１上の試
料台２９に固定されたウエハホルダ３０上に真空吸着に
より保持されている。試料台２９はウエハ６の、投影光
学系３の光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）の位置及びチルト（傾
き）を補正するＺチルト駆動部（本例では３個のそれぞ
れＺ方向に移動される部材よりなる）１０に支持され、
Ｚチルト駆動部１０はＸステージ１１上に固定されてい
る。また、Ｘステージ１１はＹステージ１２上に載置さ
れ、Ｙステージ１２はウエハベース１４上に載置され、
それぞれ不図示のウエハステージ駆動系を介してＸ方向
及びＹ方向に移動できるように構成されている。また、
試料台２９の上端部にはＬ字型の移動鏡１３が固定さ
れ、この移動鏡１３と移動鏡１３に対向する方向に配置
されたレーザ干渉計１７とにより試料台２９のＸ方向、
Ｙ方向の座標及び回転角が検出される。レーザ干渉計１
７で計測される座標（Ｘ，Ｙ）により規定される座標系
をウエハステージの座標系（ステージ座標系）（Ｘ，
Ｙ）と呼ぶ。

【００２２】レーザ干渉計１７の測定値はステージ制御
系１６に送られ、ステージ制御系１６はその情報に基づ
いてウエハステージ駆動系を制御する。また、ステージ
制御系１６から中央制御系１８にレーザ干渉計１７の測
定値の情報が供給されており、中央制御系１８はその情
報に基づいてステージ制御系１６を制御する構成となっ
ている。また、ウエハステージの近傍にはウエハを受け
渡しするためのウエハ搬送装置３９（図４（ａ）参照）
が配置され、ウエハステージ内にはウエハの受け渡し機
構が備えられているが、これについては後で詳しく説明
する。

【００２３】更に、本例の投影露光装置にはレチクル１
とウエハ６との位置合わせを行うためのＴＴＬ方式のア
ライメントセンサ４、及びオフ・アクシス方式でＦＩＡ
（撮像方式）方式の２つのアライメントセンサ５Ａ及び
５Ｂが備えられている。本例のアライメントセンサ４の
中には、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式のアライ
メントセンサ４と、ＬＩＡ(Laser Interferometric Ali
gnment）方式のアライメントセンサとが並列に組み込ま
れており、必要なアライメント精度等に応じて何れかの
方式を使用する。アライメント時には、これらのアライ
メントセンサ４，５Ａ，５Ｂの何れかによりウエハ６上
に形成されたアライメントマークの位置、又は所定のパ
ターンの位置を検出し、その検出結果に基づき、常時ウ
エハ６の各ショット領域に前工程で形成されたパターン
とレチクル上のパターンとを正確に位置合わせする。こ
れらのアライメントセンサ４，５Ａ，５Ｂからの検出信
号はアライメント制御系１５によって処理され、アライ
メント制御系１５は中央制御系１８により制御されてい
る。また、試料台２９上に、ウエハ６の表面と同じ高さ
の表面を有する基準マーク部材４３が固定され、基準マ
ーク部材４３の表面にはアライメントの基準となるマー
クが形成されている。

【００２４】以上のように、ステージ制御系１６及びア
ライメント制御系１５は中央制御系１８により制御さ
れ、中央制御系１８が投影露光装置の全体を統轄的に制
御して、一定のシーケンスで露光動作が行われる構成と
なっている。次に、本例では投影光学系３のウエハ側の
端部付近に３個のオフ・アクシス方式の２次元の画像処
理装置５０，５１，５２が配置されている。これらの画
像処理装置５０〜５２はそれぞれ、ウエハが後述のよう
にウエハホルダ３０の上方のローディングポジション
（受け渡し位置）に搬送されたときに、ウエハの外周部
のエッジ部の像を撮像するものである。画像処理装置５
０〜５２からの撮像信号がアライメント制御系１５に供
給され、アライメント制御系１５では供給された撮像信
号からその受け渡し位置にあるウエハの横ずれ誤差、及
び回転誤差を算出する。画像処理装置５０〜５２の配置
及び構成については後述する。

【００２５】次に、ウエハ搬送系及びウエハステージ上
のウエハの受け渡し機構について図４を参照して説明す
る。なお、ウエハステージはウエハホルダ３０、試料台
２９、Ｚチルト駆動部１０、Ｘステージ１１、Ｙステー
ジ１２、及びウエハベース１４を総称するものである。
図４（ａ）は本例のウエハ搬送系及びウエハステージ周
辺の構成の平面図、図４（ｂ）はその側面図を示す。図
４（ａ）及び（ｂ）において、ウエハステージの−Ｘ方
向の上方には、ウエハを受け渡しするためのウエハ搬送
装置３９が配置されている。ウエハ搬送装置３９はＸ方
向に直列に並んだウエハアーム２１，２２、それらのウ
エハアーム２１，２２を所定の位置までスライドさせる
スライダー２３、及びウエハアーム２１，２２を駆動す
る不図示のアーム駆動系から構成されている。また、ス
ライダー２３は露光装置本体とは独立に設置されてお
り、スライダー２３の駆動時の振動が露光装置本体側に
伝わらないようになっている。更に、２つのウエハアー
ム２１，２２は共にＵ字状の平板部を有し、それらの上
表面にウエハが載置されるようになっている。これらの
２つのウエハアーム２１，２２により露光後のウエハを
アンロード（搬出）すると同時に、次のウエハをロード
できるようになっている。

【００２６】即ち、ウエハアーム２１，２２は、ローダ
制御装置２４からの指令に基づき、スライダー２３に沿
って、ウエハがウエハステージ系に受け渡されるローデ
ィングポジションまで移動し、ウエハアーム２２により
露光された前のウエハ６Ａを搬出する。その後、ウエハ
アーム２１により次に露光されるウエハ６をウエハステ
ージ上に移動し、センターアップ３８上に載置する。図
４（ｂ）は、スライダー２３上のウエハアーム２２に露
光済みのウエハ６Ａが載置され、ウエハアーム２１から
センターアップ３８の先端部にウエハ６が渡された状態
を示している。

【００２７】センターアップ３８は、Ｘステージ１１上
に設けられた伸縮機構３５に支持され、試料台２９、及
びウエハホルダ３０の開口に遊嵌する３本のスピンドル
部３８ａ〜３８ｃを有し、伸縮機構３５の上下方向（Ｚ
方向）への移動により３本のスピンドル部３８ａ〜３８
ｃがウエハを上下させてウエハの受け渡しが行われる。
３本のスピンドル部３８ａ〜３８ｃの先端にはそれぞれ
真空吸着用の吸着孔が形成され、それらの先端はウエハ
の受け渡し時にはウエハアーム２１，２２との間で受け
渡しのできる高さまで移動し、ウエハをウエハホルダ３
０上に載置する際には、ウエハホルダ３０の表面より低
い位置まで移動する。また、スピンドル部３８ａ〜３８
ｃの先端を真空吸引することにより、センターアップ３
８を上下させるときにウエハがずれないようになってい
る。

【００２８】また、その伸縮機構３５はその中心軸３５
Ｚを中心としてＸＹ平面上で回転自在に支持され、Ｘス
テージ１１上に設けられた回転駆動系３６により回転す
る駆動軸３７と係合して、回転駆動系３６を制御する中
央制御系１８からの指令により所望の角度まで回転でき
るようになっている。この回転駆動系３６、駆動軸３
７、及び伸縮機構３５からなる回転系は十分な角度設定
分解能を持っており、一例として２０μｒａｄの精度で
ウエハ６を回転させることができる。

【００２９】また、図４（ｃ）はウエハ搬送系のターン
テーブル６０を示し、この図４（ｃ）において、ターン
テーブル６０上のウエハ６が図４（ｂ）のウエハアーム
２１を介してセンターアップ３８に渡される。また、タ
ーンテーブル６０の近傍にスリット状の光ビームをウエ
ハ６の外周部に照射する投光部６１ａと、ウエハ６の外
周部を通過した光ビームを受光して光電変換する受光部
６１ｂとを含む偏心センサ６１が配置され、受光部６１
ｂからの検出信号Ｓ１が図４（ｂ）の中央制御系１８に
供給されている。なお、本例の受光部６１ｂは１個のフ
ォトダイオードよりなるが、それ以外に例えば１次元の
ラインセンサ等を使用して直接ウエハの外周部の位置を
検出してもよい。この場合、本例のウエハ６は、図４
（ａ）に示すように外形が円形で、外周部の一部が平坦
なオリエンテーションフラット部ＦＰに加工されている
ものである。

【００３０】そのため、図４（ｃ）において、ターンテ
ーブル６０によりウエハ６を吸着保持した状態で回転す
ると、ウエハ６の偏心及びオリエンテーションフラット
部の存在によって偏心センサ６１内を通過するウエハ６
の幅が変化する。そして、図４（ｄ）に示すように、タ
ーンテーブル６０の回転角φに対して受光部６１ｂから
出力される検出信号Ｓ１は、正弦波状で、且つオリエン
テーションフラット部に対応する部分６２で低レベルと
なるように変化する。中央制御系１８では、その検出信
号Ｓ１及びターンテーブル６０の回転角φより、偏心セ
ンサ６１の中心にそのオリエンテーションフラット部が
位置しているときの回転角φ_F、及びウエハ６の偏心量
を求め、そのオリエンテーションフラット部が所定の方
向になるようにしてターンテーブル６０を静止させる。
また、中央制御系１８は、その偏心量の情報に基づい
て、そのウエハ６をローディングポジションで受け取る
際のウエハ用の試料台２９の位置を調整する。

【００３１】更に、中央制御系１８では、図４（ｄ）に
示すように、上述の３個の画像処理装置５０〜５２によ
る計測点に対応する回転角φ_A，φ_B，φ_Cにおける検
出信号Ｓ１、及び所定の回転角φ_Dにおける検出信号Ｓ
１をデジタルデータとして記憶しておく。これに関し
て、例えば露光装置の仕様上で回転角φ_A，φ_B，φ_C
に対応する計測点でのウエハ６の位置を計測する必要が
あるときでも、露光装置のウエハステージの構造上で回
転角φ_Cに対応する位置には画像処理装置５２を配置す
ることが困難で、回転角φ_Dに対応する位置に画像処理
装置５２を配置せざるを得ないことがある。更には、画
像処理装置を３個ではなく２個しか配置できないような
場合もあり得る。先ず、前者の場合には、中央制御系１
８では、例えば回転角φ_A，φ_B，φ_C，φ_Dでの検出
信号Ｓ１の値、及び回転角φ_A，φ _B，φ_Dに対応する
計測点でのウエハ６の外周部の位置の計測値より、回転
角φ _Cに対応する計測点での計測値を推定し、この推定
値を用いてウエハ６の横ずれ量や回転誤差を算出する。
また、後者の場合には、中央制御系１８では、回転角φ
_A，φ_B，φ_C，φ_Dでの検出信号Ｓ１の値、及び例え
ば回転角φ_B，φ_Dに対応する計測点でのウエハ６の外
周部の位置の計測値より、回転角φ_A，φ_Cに対応する
計測点での計測値を推定し、これらの推定値を用いてウ
エハ６の横ずれ量や回転誤差を算出する。一般にこのよ
うな算出方法は、他の露光装置に位置決めピンを使用し
た機械的なプリアライメント機構が搭載されている場合
等で、回転角φ_A，φ_B，φ_C，φ_Dに対応する位置
が、機械的な基準位置となっているときのマッチング用
として使用される。

【００３２】次に、画像処理装置５０〜５２の配置及び
構成について詳細に説明する。先ず、図５（ａ）はロー
ディングポジションにあるウエハ６を示し、この図５
（ａ）において、ウエハ６の外周の３箇所のエッジ部に
図３の３個の画像処理装置５０，５１，５２のそれぞれ
の観察視野５０ａ，５１ａ，５２ａが設定されている。
なお、実際の画像処理の対象は矩形領域であるが、説明
の便宜上円形領域として表している。この場合、２個の
観察視野５０ａ及び５１ａがオリエンテーションフラッ
ト部ＦＰ上に設定され、残りの１個の観察視野５２ａが
円周上に設定されている。このようにウエハ６の外周の
３箇所のエッジ部の位置を検出することにより、ウエハ
６の受け渡し後に瞬時にウエハ６のＸ方向、Ｙ方向の位
置ずれ量（横ずれ量）、及び回転誤差の検出、即ちプリ
アライメント用の検出が行われる。

【００３３】そのように横ずれ量、及び回転誤差が検出
された場合、Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれの補正は、ウエ
ハ６がウエハホルダ３０上に載置された後に実行される
後述のサーチアライメント時の検出位置を調整すること
で行われる。一方、回転誤差の補正は、図４（ｂ）にお
いて、センターアップ３８が下降してウエハ６がウエハ
ホルダ３０に接触する前に、回転駆動系３６を介してセ
ンターアップ３８を回転することにより行われる。

【００３４】また、ウエハにはオリエンテーションフラ
ット部の代わりに、図５（ｂ）に示すように円形の外周
の一部にＶ字型のノッチ部ＮＰが形成されたウエハ６Ｎ
もある。このようなウエハ６Ｎに対しては、それら３個
の観察視野５０ａ〜５２ａは、１個の観察視野５１ａが
ノッチ部ＮＰを覆い、他の２個の観察視野５０ａ，５２
ａが円形の外周のエッジ部を覆うように設定される。こ
の配置により、ウエハ６の受け渡し後に瞬時に、ノッチ
部ＮＰを有するウエハ６Ｎの横ずれ量、及び回転誤差が
検出される。

【００３５】図６は、本例の画像処理装置５０の一例の
構成を示し、この図６において、ランプ、又は発光ダイ
オード等の光源５８からのフォトレジストに対する感光
性の弱い波長帯の照明光が、光ガイド５７の一端に集光
される。そして、光ガイド５７の他端から射出された照
明光が、コリメータレンズ５６、ハーフプリズム５４、
及び対物レンズ５３を介して、３本のスピンドル部３８
ａ〜３８ｃの先端上のローディングポジションにあるウ
エハ６の外周のエッジ部に照射されている。そのエッジ
部からの反射光が、対物レンズ５３、ハーフプリズム５
４、及び結像レンズ５５を経て２次元ＣＣＤ等からなる
撮像素子５９の撮像面にそのエッジ部の像を形成する。
撮像素子５０からの撮像信号がアライメント制御系１５
に供給され、アライメント制御系１５ではその撮像信号
よりウエハ６の検出対象のエッジの位置を求める構成と
なっている。

【００３６】また、図１２は本例の画像処理装置５０の
別の構成例を示す。この図１２において、ランプ又は発
光ダイオード等の不図示の光源からのフォトレジストに
対する感光性の弱い波長帯の照明光が、光ガイド７２の
一端に集光される。そして、光ガイド７２の他端から射
出された照明光が偏向ミラー７３により折り曲げられ
て、試料台２９Ａの上面の開口部７５を通して射出され
る。試料台２９Ａ上に配置されたウエハホルダ３０Ａに
は、その開口部７５を通過した照明光を通すための切り
欠き部７４が設けてあり、３本のスピンドル部３８ａ〜
３８ｃの先端上のローディングポジションにあるウエハ
６の外周のエッジ部に開口部７５、切り欠き部７４を通
過した照明光が照射されるように構成されている。そし
て、そのエッジ部の近傍を透過した照明光が対物レンズ
５３Ａ、結像レンズ５５Ａを経て、２次元ＣＣＤ等から
なる撮像素子５９の撮像面にそのエッジ部の像を形成す
る。撮像素子５０からの撮像信号がアライメント制御系
１５に供給され、アライメント制御系１５ではその撮像
信号よりウエハ６の検出対象のエッジの位置を求める構
成となっている。

【００３７】前記の何れの画像処理装置を使用しても、
ウエハ６はセンターアップ３８（スピンドル部３８ａ〜
３８ｃ）上に載置されているため、図６の２点鎖線で示
すようにウエハ６の外周のエッジ部は僅かに下方（−Ｚ
方向）に撓んでいる。また、ウエハ６の厚さのばらつき
によりその撓み量が異なるため、その対物レンズ５３及
び結像レンズ５５よりなる結像光学系は、テレセントリ
ック光学系で、且つ焦点深度が大きい開口数ＮＡを有す
る必要がある。照明光の波長をλとすると、焦点深度は
ほぼλ／ＮＡ²に比例するため、開口数ＮＡを小さくす
ることにより大きな焦点深度が得られ、その結果として
ウエハ６の中で最も大きく撓んでいる部分のエッジ部を
も正確に検出できるようになる。例えば、照明光の波長
λが０．６３３μｍの場合には、開口数ＮＡを０．０３
程度にすれば、０．５ｍｍ以上の焦点深度が得られ、２
０μｍ程度の分解能が得られる。一般に、分解能の１／
１０程度が検出能力となるので、検出能力は２μｍ程度
となり、高精度なアライメントが可能となる。

【００３８】なお、図５（ａ）に示すように、オリエン
テーションフラット部ＦＰや、ウエハの外周の通常のエ
ッジ部の位置検出を行うためには必ずしも２次元の画像
処理を行う必要はなく、それぞれ当該エッジ部の法線方
向を計測方向とするラインセンサのような１次元の撮像
素子、又はその法線方向を走査方向とする撮像管（ＩＴ
Ｖ）からの撮像信号を処理してもよい。これは、それら
の位置検出方向が１次元であり、例えば図５（ａ）の場
合には３箇所の１次元の位置検出結果より、ウエハ６の
Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれ量、及び回転誤差を求めるこ
とができるからである。

【００３９】但し、図５（ｂ）に示すように、ノッチ部
ＮＰを有するウエハ６Ｎのノッチ部ＮＰについては、Ｘ
方向及びＹ方向について位置検出を行う必要があるた
め、ノッチ部ＮＰは２次元の画像処理装置で位置検出を
行う必要がある。ここで、ノッチ部ＮＰの検出方法につ
き図７を参照して説明する。先ず、図７（ａ）はウエハ
６Ｎのノッチ部ＮＰの拡大図であり、この図７（ａ）に
おいて、従来はウエハホルダ上でウエハ６Ｎの位置決め
を行うためにノッチ部ＮＰに所定の直径ｄの円柱状の位
置決めピンを押し当てていた。従って、ノッチ部ＮＰの
形状の規格はその位置決めピンの形状に基づいて定めら
れていた。そこで、２次元の撮像素子の撮像面と共役な
ノッチ部ＮＰ上の領域を観察視野６３とすると、一例と
してその観察視野６３内の画像データよりノッチ部ＮＰ
の２つのエッジに接触する直径ｄの仮想位置決めピン６
４を想定し、この仮想位置決めピン６４の中心ＯのＸ座
標、Ｙ座標を検出する。

【００４０】また、別の例として、図７（ｂ）に示すよ
うに、観察視野６３内の画像データよりノッチ部ＮＰの
２つのエッジ６５Ａ，６５Ｂの交点Ｐの座標、及び一方
のエッジ６５Ｂとウエハの外周との交点６５Ｃの座標を
求める方法もある。この場合、エッジ６５Ａ上に交点６
５Ｃと対称な位置に交点６５Ｄを仮想的に設け、３つの
交点Ｐ，６５Ａ，６５Ｂを頂点とする三角形を仮定す
る。そして、底辺である交点６５Ｃ，６５Ｄの間隔に対
して比例配分によって、底辺の間隔がｄとなる三角形の
位置を求め、この三角形の底辺の中点を中心Ｏとして、
この中心ＯのＸ座標、Ｙ座標を求めるようにしてもよ
い。

【００４１】次に、ウエハの更に別の例、及びそれらに
合った検出系の例につき図１３（ａ）及び（ｂ）を参照
して説明する。先ず、ノッチ部の種類としては、図１３
（ａ）に示すように、６時方向のノッチ部ＮＰ１、又は
３時方向のノッチ部ＮＰ２の何れかを有するウエハ６Ｍ
があり、これらを両方共正確に検出する必要がある。そ
のため、図１３（ａ）において、ウエハ６Ｍの底面のウ
エハホルダ３０Ｂには、ノッチ部ＮＰ１，ＮＰ２を照射
するための切り欠き部３０Ｂａ，３０Ｂｂと、機械的プ
リアライメントとして一般的に利用される基準ピンの位
置を照射するための切り欠き部３０Ｂｃ〜３０Ｂｅが形
成され、これらの切り欠き部３０Ｂａ〜３０Ｂｅがそれ
ぞれ図１２の画像処理装置によって底面側から照明され
るようになっている。ウエハ６Ｍに６時方向のノッチ部
ＮＰ１がある場合の位置及び回転角の検出は、円形の観
察視野５１ａ２を有する２次元画像処理系と、それぞれ
直線状の観察視野５０ａ２及び５２ａ１を有する第１及
び第２のラインセンサとを用いて行われる。一方、ウエ
ハ６Ｍに３時方向のノッチ部ＮＰ２がある場合の位置及
び回転角の検出は、観察視野５１ａ１を有する２次元画
像処理系と、それぞれ直線状の観察視野５２ａ１及び５
０ａ１を有する第２及び第３のラインセンサとを用いて
行われる。即ち、２個の２次元画像処理系と３個のライ
ンセンサとよりなる５個のセンサで両タイプのウエハに
対しプリアライメントが兼用できるような構成とされて
いる。

【００４２】次に、オリエンテーションフラット部の種
類としても、図１３（ｂ）に示すように、６時方向のオ
リエンテーションフラット部ＦＰ１、又は３時方向のオ
リエンテーションフラット部ＦＰ２の何れかを有するウ
エハ６Ａがあり、これらを両方共正確に検出する必要が
ある。そのため、図１３（ｂ）において、ウエハ６Ａの
底面のウエハホルダ３０Ｃには、一方のオリエンテーシ
ョンフラット部ＦＰ１の位置に対応した３つの切り欠き
部３０Ｃａ〜３０Ｃｃと、他のオリエンテーションフラ
ット部ＦＰ２の位置に対応した３つの切り欠き部３０Ｃ
ｄ〜３０Ｃｆとが形成され、それらの切り欠き部３０Ｃ
ａ〜３０Ｃｆが底面から図１２に示す画像処理装置によ
って照明されるようになっている。そして、ウエハ６Ａ
に３時方向のオリエンテーションフラット部ＦＰ２があ
る場合の位置及び回転角の検出は、それぞれ観察視野５
２ａ２，５１ａ２，５０ａ２を有するラインセンサによ
って行われ、ウエハ６Ａに６時方向のオリエンテーショ
ンフラット部ＦＰ１がある場合の位置及び回転角の検出
は、それぞれ観察視野５２ａ１，５１ａ１，５０ａ１を
有するラインセンサによって行われるような構成となっ
ている。これらはウエハステージ上で機械的なプリアラ
イメント系の基準ピン位置上に光学的検出系が配置でき
る場合を示している。しかしながら、これが困難な場合
は、前述のように図４（ｃ）に示すターンテーブル６０
上の計測結果を用いてウエハの外形を求めることで、基
準ピンを用いた位置計測結果に置き換えても構わない。

【００４３】次に、本例の投影露光装置における位置決
めの動作の一例につき図１、及び図２のフローチャート
を参照して説明する。先ず、図１のステップ１０１にお
いて、図４（ｂ）のスライダー２３に沿ってウエハアー
ム２１によりウエハ６が搬入され、ローディングポジシ
ョンにてウエハアーム２１の真空吸着が解除されると同
時に、センターアップ３８が伸縮機構３５によって上昇
し、センターアップ３８上にウエハ６が受け渡される。
このとき、同時にセンターアップ３８の各スピンドル部
３８ａ〜３８ｃの真空吸着がオンにされる（ステップ１
０２）。なお、この段階までに、ウエハ６は図４（ｃ）
のターンテーブル６０を含む機構を介して外形基準によ
るＸ方向、Ｙ方向、及び回転方向（θ方向）へのラフな
プリアライメントが終了しており、ウエハ６の位置は、
Ｘ方向、Ｙ方向に約１〜２ｍｍ、回転方向に約５°程度
の誤差を持つのみとなっている。

【００４４】この際に、回転誤差はターンテーブル６０
の回転により補正されており、Ｘ方向、Ｙ方向への誤差
は、ウエハアーム２１からウエハ６をセンターアップ３
８に受け渡すときのローディングポジションの位置をＸ
方向、Ｙ方向に調整することで補正されている。このよ
うなラフなプリアライメント実行後でも比較的大きさ位
置ずれ量、及び回転誤差が残存しているのは、相互に振
動を伝えないように、露光装置本体と、ターンテーブル
６０を含む機構と、スライダー２３を含む機構とが独立
に設置されているためである。この場合、例えば露光装
置本体部とスライダー２３を含む機構との間で揺れ条件
が異なること等に起因して、スライダー２３からセンタ
ーアップ３８にウエハを受け渡す際に位置ずれ（搬送誤
差）が生ずるからである。

【００４５】次に、ステップ１０３において、図３の３
個の２次元の画像処理装置５０〜５２を用いてウエハ６
の外形のエッジ位置計測を行う。この場合、図５（ａ）
を参照して説明したように、ウエハ６のオリエンテーシ
ョンフラット部ＦＰに沿った２箇所の観察視野５０ａ，
５１ａ、及び円形の外周の１箇所の観察視野５２ａにお
いてそれぞれエッジ位置の計測が行われる。これに関し
て、従来はウエハ６のプリアライメントを行うために、
ウエハホルダ３０上で３個の位置決めピンに対してウエ
ハ６を押し当てていた。即ち、従来のプリアライメント
は接触方式で行われていた。これに対して本例のプリア
ライメントは、非接触方式と呼ぶことができる。

【００４６】そして、本例の３個の観察視野５０ａ〜５
２ａは、それぞれ従来の接触方式で使用されていた３個
の位置決めピンの位置と同じ位置に設定されている。こ
れによって、仮に図５（ａ）のウエハ６の直前のレイヤ
が、接触方式で位置決めを行う露光装置で露光されてい
たとしても、プリアライメント後のマッチングが取れて
いる、即ち位置ずれ量が少ないという利点がある。な
お、仮に投影光学系３の周囲の各種センサ等の配置等に
よって観察視野５０ａ〜５２ａを位置決めピンの位置に
設定できない場合でも、既に説明したように図４（ｃ）
のターンテーブル６０、及び偏心センサ６１を用いたウ
エハの外形計測の結果を用いて、実測値から位置決めピ
ンの位置でのウエハのエッジ位置を正確に推定すること
もできる。

【００４７】同様に、ウエハが図５（ｂ）に示すように
ノッチ部ＮＰを有するウエハ６Ｎの場合であっても、図
７（ａ），（ｂ）を参照して説明したように、画像処理
により仮想的な位置決めピンの中心Ｏの位置を求めるこ
とにより、接触方式とのマッチングを取ることができ
る。なお、ノッチ部ＮＰを有するウエハ６Ｎに対して、
接触方式でプリアライメントを行う露光装置とのマッチ
ングを取る必要がない場合は、例えば図７（ｂ）におい
て、ノッチ部ＮＰの２つのエッジ６５Ａ，６５Ｂの全範
囲で位置データを求め、これらの位置データより最小二
乗近似計算によって仮想ノッチ形状（２本の近似直線に
よって規定されるＶ字形状）を求め、その２本の近似直
線の交点をノッチ検出位置としてもよい。これによっ
て、ノッチ部ＮＰの形状誤差に依存することなく、高精
度にウエハの位置検出を行うことができる。

【００４８】その後、ステップ１０４において、ステッ
プ１０３での計測結果に基づいて、ウエハ６のＸ方向へ
の位置ずれ量ΔＸ、Ｙ方向への位置ずれ量ΔＹ、及び回
転誤差Δθを算出する。ここでは、回転誤差Δθも広義
の位置ずれ量とみなす。この際に、本例では図５（ａ）
に示すように、オリエンテーションフラット部ＦＰに沿
った観察視野５０ａ，５１ａでの検出結果よりＹ方向へ
の位置ずれ量ΔＹ、及び回転誤差Δθが求められ、円周
に沿った観察視野５２ａでの検出結果よりＸ方向への位
置ずれ量ΔＸが求められる。

【００４９】一方、図５（ｂ）に示すように、位置決め
対象がノッチ部ＮＰを有するウエハ６Ｎである場合に
は、ノッチ部ＮＰ上の観察視野５１ａでの検出結果より
Ｘ方向及びＹ方向への位置ずれ量ΔＸ，ΔＹが求められ
る。従って、その他の２つの観察視野５０ａ又は５２ａ
の何れか一方での検出結果より回転誤差θを求めるだけ
で、３つの位置ずれ量が求められる。但し、観察視野５
１ａ内のノッチ部ＮＰの計測精度が低い場合には、３箇
所の観察視野の検出結果を用いることにより、位置ずれ
量の測定精度の向上が期待できる。

【００５０】それに続くステップ１０５において、算出
された回転誤差Δθがセンターアップ３８の回転で補正
できる許容範囲かどうか、及び位置ずれ量ΔＸ，ΔＹが
ウエハホルダ３０で真空吸着可能な許容範囲かどうかを
調べ、仮に何れかが許容範囲外であればステップ１０９
に移行する。そして、位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθの何
れかが許容範囲外となったのが１回目である場合には、
再度上述のラフなプリアライメントを行うためにステッ
プ１１０に移行して、センターアップ３８からスライダ
ー２３（ウエハアーム２１）にウエハ６を受け渡し、更
に図４（ｃ）のターンテーブル６０上にウエハ６を戻
し、ラフなプリアライメントを実行する。その後、ステ
ップ１０１に戻ってステップ１０５までの動作を繰り返
す。

【００５１】但し、ステップ１０５において、再び位置
ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθの何れかが許容範囲外となった
場合には、単なる位置ずれ以外の何らかの障害が発生し
たと認識して、ステップ１０９を経てステップ１１１に
移行して、エラー情報を出して、オペレータからの指示
待ち状態となる。一方、ステップ１０５において、位置
ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθの全てが許容範囲内であれば、
センターアップ３８を下げると同時にウエハの回転誤差
Δθを補正し（ステップ１０６）、ウエハホルダ３０に
ウエハ６が接触したとほぼ同時にスピンドル部３８ａ〜
３８ｃの真空吸着をオフにし、ウエハホルダ３０上の真
空吸着をオンにすることで、ウエハホルダ３０上にウエ
ハ６を載置する（ステップ１０７）。その後、ウエハの
位置ずれ量ΔＸ，ΔＹをオフセットとして後述のサーチ
アライメント位置に加算して、ウエハステージを駆動し
てウエハを移動することで（ステップ１０８）、一連の
プリアライメントシーケンスが終了する。そして、図２
のアライメント（サーチアライメント、及びファインア
ライメント）のシーケンスに移行する。

【００５２】上述の本例のプリアライメント動作と、図
１４を参照して説明した従来のプリアライメント動作と
を比較すると、図１４の従来の方法では、例えば接触方
式でウエハ６の回転誤差を計測した後、試料台９上のウ
エハのθ回転補正機構８によってウエハの回転を補正し
ていた。これに要する時間は１〜２秒であるのに対し、
本例の機構ではセンターアップ３８を下げるのと同時に
許容誤差内になるように予め回転補正を行うので、その
ような時間が発生しない。但し、ロットの先頭付近では
数枚のウエハをウエハホルダ上で再載置するために時間
を要するが、誤差量を平均して補正していく学習効果で
ロット内のウエハ枚数が多いほど再載置する回数及び時
間が減少し、本発明の効果が高くなる。

【００５３】また、図１４に示す従来の投影露光装置に
は、移動鏡１３が載置された試料台９とウエハ６との間
に駆動系としてのウエハのθ回転補正機構８が存在する
が、本例では移動鏡１３とウエハ６との間に駆動システ
ムがないためステッピング精度の安定性が高まる。次
に、図２のアライメントのシーケンスにおいて、先ずサ
ーチアライメントが実行される。但し、使用するアライ
メントセンサの検出可能な範囲（キャプチャーレンジ）
が広い場合で、且つプリアライメント精度が良好である
場合にはサーチアライメントを省略してファインアライ
メントに入ることができる。例えばＬＳＡ方式、及びＦ
ＩＡ方式のアライメントセンサでは検出可能な範囲が広
く、例えば±２．５μｍ程度まで対応可能である。それ
に対して、ＬＩＡ方式のアライメントセンサの検出可能
な範囲は±１〜２μｍ程度しかない。そのため、プリア
ライメント精度が±２５μｍ以下ならば、ＬＳＡ方式、
又はＦＩＡ方式のアライメントセンサを使用する場合に
は、サーチアライメントなしにファインアライメントに
移行することができる。

【００５４】そこで、図２のステップ１１２において、
使用するアライメントセンサの種類を判別し、ＬＩＡ方
式のアライメントセンサを使用するときにはステップ１
０３以下のサーチアライメントシーケンスに移行し、Ｌ
ＳＡ方式又はＦＩＡ方式のアライメントセンサを使用す
るときには、ステップ１２１に移行してプリアライメン
ト精度が使用するアライメントセンサの検出可能な範囲
外かどうか、即ちサーチアライメントを行うかどうかを
判定する。そして、サーチアライメントを行うときには
ステップ１１３に移行し、サーチアライメントを行わな
いときにはステップ１２６に移行する。

【００５５】次に、サーチアライメントについて説明す
るが、ウエハ上にはサーチアライメント用のマークが形
成されている。本例のウエハ６上にも、図４（ａ）に示
すように、Ｘ方向に所定ピッチで形成されたライン・ア
ンド・スペースパターンよりなるＸ軸のサーチマーク４
５Ｘと、Ｙ方向に所定ピッチで形成されたライン・アン
ド・スペースパターンよりなるＹ軸のサーチマーク４５
Ｙとを組み合わせたＦＩＡ方式用の第１サーチマーク４
７Ａが形成されている。更に、第１サーチマーク４７Ａ
からほぼＹ方向に所定間隔離れた位置に、Ｘ軸のサーチ
マーク４４Ｘと、Ｙ軸のサーチマーク４４Ｙとを組み合
わせたＦＩＡ方式用の第２サーチマーク４７Ｂが形成さ
れている。本例では２つのサーチマーク４７Ａ，４７Ｂ
の位置検出を行うために図３のＦＩＡ方式のアライメン
トセンサ５Ａが使用され、後述のようにウエハ６の回転
角を検出するためにＦＩＡ方式のアライメントセンサ５
Ｂが検出される。そこで、２つのアライメントセンサを
区別するために、以下ではアライメントセンサ５Ａを
「ＦＩＡ顕微鏡５Ａ」と呼び、アライメントセンサ５Ｂ
を「θ顕微鏡５Ｂ」と呼ぶ。

【００５６】また、ウエハ６上の全部のショット領域に
はそれぞれファインアライメント用のウエハマーク（以
下、「ファインマーク」という）も形成されている。具
体的に、図４（ａ）において、ウエハ６上の全ショット
領域を代表して表すショット領域ＳＡには、Ｙ方向に伸
びた点列状のＸ軸のファインマーク４６Ｘ、及びＸ方向
に伸びたＹ軸のファインマーク４６Ｙも形成されてい
る。これらのファインマーク４６Ｘ，４６Ｙは、図３の
ＴＴＬ方式のアライメントセンサ４中のＬＳＡ方式のア
ライメントセンサで検出されるマークである。なお、実
際に使用されるファインマークとしては、プロセスに応
じてＬＩＡ方式用のマークや、ＦＩＡ方式用のマークも
ある。

【００５７】また、図８（ａ）及び（ｂ）はウエハ６上
のマーク配置を示し、これら図８（ａ）及び（ｂ）にお
いて、第１サーチマーク４７Ａは、４個のショット領域
４８Ａ〜４８Ｄに囲まれたストリートライン領域にあ
り、第２サーチマーク４７Ｂも別の４個のショット領域
４９Ａ〜４９Ｄに囲まれたストリートライン領域にあ
る。また、円形の観察視野５Ａａは図３のＦＩＡ顕微鏡
５Ａの有効観察視野であり、それからＸ方向に離れた位
置にある観察視野５Ｂａは図３のθ顕微鏡５Ｂの有効観
察視野である。

【００５８】次に、サーチアライメントを行うために、
ステップ１１３において、ウエハステージを駆動して、
図８（ａ）に示すようにＦＩＡ顕微鏡５Ａの観察視野５
Ａａ内に第１サーチマーク４７Ａを移動する。この状態
では、θ顕微鏡５Ｂの観察視野５Ｂａ内には第２サーチ
マーク４７Ｂはなく、ショット領域４９Ａ，４９Ｂの端
部、及びストリートライン領域７０がある。その後、こ
れから露光するウエハ６がこのロット中の先頭のウエハ
かどうかを判定し（ステップ１１４）、先頭のウエハで
ある場合にはステップ１１５に移行して、ＦＩＡ顕微鏡
５Ａで第１サーチマーク４７ＡのＸ方向、Ｙ方向の座標
（Ｆ_X1，Ｆ_Y2）を検出する。

【００５９】ここで、ステップ１１５における検出方法
の一例につき図９を参照して説明する。図９（ａ）は、
ＦＩＡ顕微鏡５Ａの観察視野内で実際に撮像素子により
撮像される検出範囲６８を示し、この図９（ａ）におい
て、検出範囲６８内にＸ方向に対応する２個の独立の指
標マーク６６Ｘ１，６６Ｘ２、及びＹ方向に対応する２
個の独立の指標マーク６６Ｙ１，６６Ｙ２が表示されて
いる。これらの指標マーク６６Ｘ１，６６Ｘ２，６６Ｙ
１，６６Ｙ２は、図３のＦＩＡ顕微鏡５Ａ内でウエハの
表面との共役面に配置され、且つウエハ上のマークを検
出するための照明光とは独立の照明光で照明されてい
る。また、ＦＩＡ顕微鏡５Ａ内にはＸ方向に対応する方
向に走査を行うＸ軸用の撮像素子と、Ｙ方向に対応する
方向に走査を行うＹ軸用の撮像素子とが並列に設けら
れ、Ｘ軸用の撮像素子は指標マーク６６Ｘ１，６６Ｘ２
を横切る方向に走査を行って、図７（ｃ）に示す撮像信
号ＳＸ１を出力する。図７（ｃ）内の信号部６７ＸがＸ
軸のサーチマーク４５Ｘに対応し、その撮像信号ＳＸ１
をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変化して画像処理する
ことにより、指標マーク６６Ｘ１，６６Ｘ２を基準とし
た第１サーチマーク４７ＡのＸ座標が検出される。

【００６０】同様に、Ｙ軸用の撮像素子は指標マーク６
６Ｙ１，６６Ｙ２を横切る方向に走査を行って、図７
（ｂ）に示す撮像信号ＳＹ１を出力する。図７（ｂ）内
の信号部６７ＹがＹ軸のサーチマーク４５Ｙに対応し、
その撮像信号ＳＹ１を画像処理することにより、指標マ
ーク６６Ｙ１，６６Ｙ２を基準とした第１サーチマーク
４７ＡのＹ座標が検出される。但し、指標マークの代わ
りに、例えばＦＩＡ顕微鏡５Ａ内の撮像素子の所定の画
素、又は撮像管を使用する際には走査開始点等を基準と
して位置検出を行ってもよい。

【００６１】その後、ウエハステージを駆動して、図８
（ｂ）に示すようにＦＩＡ顕微鏡５Ａの観察視野５Ａａ
内に第２サーチマーク４７Ｂを移動して（ステップ１１
６）、ＦＩＡ顕微鏡５Ａで第２サーチマーク４７ＢのＸ
方向、Ｙ方向の座標（Ｆ_X2，Ｆ_Y2）を検出する（ステッ
プ１１７）。次に、ステップ１０８において、２つのサ
ーチマーク４７Ａ，４７Ｂの位置を基準として、ウエハ
ステージの座標系（Ｘ，Ｙ）に回転角θ、及びオフセッ
ト（（Ｆ_X1＋Ｆ_X2）／２，（Ｆ_Y1＋Ｆ_Y2）／２）を与え
た新たな座標系（以下、「ＸＹθ変換座標」と呼ぶ）
（Ｘ_P，Ｙ_P)を導入する。この場合の回転角θは、２つ
のサーチマーク４７Ａ，４７Ｂの間隔をＬとして次式で
表される。

【００６２】

【数１】θ＝arctan｛（Ｆ_Y2−Ｆ_Y1）／Ｌ｝そして、新たなＸＹθ変換座標（Ｘ_P，Ｙ_P)は、ウエハ
ステージの座標系（Ｘ，Ｙ）に対して次式で表される。

【００６３】

【数２】

【００６４】次に、ステップ１１９において、ＸＹθ変
換座標（Ｘ_P，Ｙ_P)に従ってウエハステージを駆動し
て、図８（ａ）に示すようにＦＩＡ顕微鏡５Ａの観察視
野５Ａａ内に第１サーチマーク４７Ａを再び移動する。
それに続くステップ１２０において、ステップ１１９が
終了した状態でθ顕微鏡５Ｂの観察視野５Ｂａ内に存在
するパターン（ストリートライン等）を撮像し、撮像さ
れた画像を記憶するか形状の特徴を記憶する。この動作
につき図１０を参照して説明する。

【００６５】図１０（ａ）はステップ１１９が終了した
状態でのＦＩＡ顕微鏡５Ａの検出領域６８の画像を示
し、この図１０（ａ）の画像をＹ軸の撮像素子でＹ方向
に走査して得られる撮像信号ＳＹ１を図１１（ａ）に示
す。このようにＸＹθ変換座標に従って移動すると、第
１サーチマーク４７Ａの中心はＦＩＡ顕微鏡５Ａの検出
領域６８の中心に設定される。また、第１サーチマーク
４７ＡのＹ軸用のサーチマーク４５Ｙに対応して、図１
１（ａ）の撮像信号ＳＹ１は位置Ｙ₁，Ｙ₂，Ｙ ₃で下
側にピークとなっている。そこで、（Ｙ₁＋Ｙ₂＋Ｙ₃)
／３で求められるＹ座標ＹＡが第１サーチマーク４７Ａ
のＹ方向の位置として検出される。

【００６６】これに対し、図１０（ｂ）はステップ１１
９が終了した状態でのθ顕微鏡５Ｂの検出領域６９内の
画像を示し、この図１０（ｂ）において、Ｘ方向に伸び
る２つのエッジ部７０ａ，７０ｂに挟まれたストリート
ライン領域７０の上下にそれぞれ、ショット領域４９Ａ
内のパターン７１Ａ、及びショット領域４９Ｂ内のパタ
ーン７１Ｂがある。そして、本例のＸＹθ変換座標（Ｘ
_P，Ｙ_P)の決定方法から、ストリートライン領域７０中
に、ＸＹθ変換座標におけるＸ_P軸、即ち座標Ｙ_Pの値
が０となる直線が存在するため、その直線を一点鎖線の
仮想直線７０ｃとする。本例では、図１０（ｂ）の画像
をＹ方向（ほぼＹ_P方向とみなしている）に対応する方
向に走査することにより、図１１（ｂ）に示す撮像信号
ＳＹ２を得る。この図１１（ｂ）において、下方向への
２つのピークの位置ＳＲ１及びＳＲ２がそれぞれ、図１
０（ｂ）のエッジ部７０ａ，７０ｂのＹ座標に対応す
る。そこで、図１０（ｂ）の仮想直線７０ｃに対応する
図１１（ｂ）上での位置ＹＢ（即ち、Ｙ_P＝０となる位
置）を求める。

【００６７】そして、本例では位置ＹＢと両隣の位置Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２とのそれぞれの間隔ΔＳＲ１，ΔＳＲ２を
検出することにより、図１０（ｂ）における仮想直線７
０ｃとストリートライン領域７０の２つのエッジ部７０
ａ，７０ｂとのＹ方向への間隔を求め、これを図３の中
央制御系１８内に記憶する。更に、エッジ部７０ａ，７
０ｂとその他のパターン（パターン７１Ａ，７１Ｂ等）
とを正確に識別できるように、図１１（ｂ）の撮像信号
ＳＹ２中の位置ＳＲ１，ＳＲ２での信号強度、その他の
パターンに対応する部分での信号強度、及び位置ＳＲ
１，ＳＲ２とその他のパターンとの間隔等の特徴を求め
て中央制御系１８内に記憶する。１ロット内のウエハで
は２つのサーチマーク４７Ａ，４７Ｂとストリートライ
ン領域７０との位置関係は同じであるとみなして、２枚
目以降のウエハに対しては、図１１（ｂ）の撮像信号Ｓ
Ｙ２から位置ＳＲ１，ＳＲ２を識別し、位置ＳＲ１，Ｓ
Ｒ２に基づいて座標Ｙ_Pが０となる位置ＹＢを検出する
ようにする。

【００６８】なお、上述の例では図１１（ｂ）の撮像信
号ＳＹ２から２つのエッジのピークの位置ＳＲ１，ＳＲ
２を識別しているが、その撮像信号ＳＹ２の波形をＡ／
Ｄ変換して記憶し、次のウエハで得られた撮像信号の波
形との相関をとることで座標Ｙ_Pが０となる位置ＹＢを
検出する方法も考えられる。また、上述の例では図１０
（ａ）に示すように、第１サーチマーク４７Ａの中心を
ＦＩＡ顕微鏡５Ａの検出領域６８の中心に設定している
が、図１０（ｂ）に示すように、座標ＹＰが０となる
仮想直線７０ｃがθ顕微鏡５Ｂの検出領域６９の中心に
なるような新しい座標系を設定してもよい。

【００６９】次に、ステップ１２２に移行して、ウエハ
６上の所定のショット領域に付設されたファインマーク
４６Ｘ，４６Ｙの位置検出を行うことによりファインア
ライメントを行う。ここでは、例えば特開昭６１−４４
４２９号公報で開示されているようなエンハンスト・グ
ローバル・アライメント（以下、「ＥＧＡ」という）方
式でファインアライメントを行う。即ち、ＸＹθ変換座
標に基づいてウエハステージを駆動することにより、ア
ライメントセンサ４を用いて、ウエハ６上から選択され
た所定個数のショット領域（サンプルショット）に付設
されたＸ軸、及びＹ軸のファインマークの座標を検出
し、この検出結果を統計処理してウエハ６上の全部のシ
ョット領域のＸＹθ変換座標での配列座標を算出する。

【００７０】その後、ステップ１２３において、そのフ
ァインアライメントで算出された各ショット領域の配列
座標に基づいて順次ウエハステージを駆動して、ウエハ
６上の各ショット領域を露光位置に位置決めしてそれぞ
れレチクル１のパターン像を投影露光する。この際に、
最終的な位置調整ではウエハステージを静止した状態
で、レチクル１側のステージを駆動してレチクルとウエ
ハとの相対的な位置ずれ量を補正してもよい。これによ
ってウエハ６への露光が終了し、ウエハ６が搬出された
後に、このロット内で次に露光するウエハについて図１
のステップ１０１〜１０８が実行されてプリアライメン
トが行われる。その後、そのウエハについて図２のステ
ップ１１２及び１１３が実行されてステップ１１４に移
行する。

【００７１】今度のウエハはこのロット内の２枚目以降
であるため、動作はステップ１１４からステップ１２４
に移行して、図８（ａ）と同様の状態でＦＩＡ顕微鏡５
Ａにより第１サーチマーク４７ＡのＸ座標、及びＹ座標
（Ｆ_X1，Ｆ_Y1）を検出するのと同時に、θ顕微鏡５Ｂに
よってストリートライン領域７０の両側のエッジ部のＹ
座標ＳＲ１，ＳＲ２を検出する。この際にステップ１２
０で記憶した画像データより、ストリートライン領域７
０の両側のエッジ部とそれ以外のパターンとの識別を行
う。また、それらのＹ座標ＳＲ１，ＳＲ２より新たな座
標系のＹ_P軸の値が０となるときのＹ座標ＹＢを求め
る。

【００７２】そして、ステップ１２５において、ウエハ
ステージの座標系（Ｘ，Ｙ）に回転角θ、及びオフセッ
ト（Ｏｘ，Ｏｙ）を与えた新たなＸＹθ変換座標
（Ｘ_P，Ｙ _P)を導入する。この場合の回転角θは、ＦＩ
Ａ顕微鏡５Ａの検出中心とθ顕微鏡５Ｂの検出中心との
間隔Ｌ’と、上述の計測値とを用いて次式で表される。

【００７３】

【数３】θ＝arctan｛（ＹＢ−Ｆ_Y1）／Ｌ’｝また、２つのサーチマーク４７Ａ，４７Ｂの間隔Ｌを用
いると、１次近似で第２サーチマーク４７Ｂの座標（Ｆ
_X2，Ｆ_Y2）はほぼ（Ｆ_X1＋Ｌ，Ｆ_Y2＋θ・Ｌ）で与えら
れる。そこで、オフセット（Ｏｘ，Ｏｙ）をそれら２つ
のサーチマーク４７Ａ，４７Ｂの中点の座標として、新
たなＸＹθ変換座標（Ｘ_P，Ｙ_P)は、ウエハステージの
座標系（Ｘ，Ｙ）に対して上述の（数２）で表される。
その後はステップ１２２，１２３でそのウエハに対する
アライメント及び露光が行われる。この際に、２枚目以
降のウエハに対してはサーチアライメント時に、ＦＩＡ
顕微鏡５Ａ及びθ顕微鏡５Ｂで同時計測を行い、Ｘ，Ｙ
方向の位置及び回転角を一度に求めるため、計測時間が
短縮されスループットが向上している。

【００７４】次に、使用するアライメントセンサがＬＳ
Ａ方式、又はＦＩＡ方式で、且つサーチアライメントを
行わない場合の説明を行う。この場合の動作はステップ
１２１からステップ１２６に移行して、先ずモード選択
が行われる。本例ではラフモードと、ファインモードと
の２つのモードがある。本例では図１に示すプリアライ
メントの精度は例えば標準偏差の３倍（３σ）で２０μ
ｍ程度であるため、ファインアライメント開始時の精度
としては十分である場合（ラフモード）と、不十分であ
る場合（ファインモード）とに分かれる。そこで、ラフ
モードのときにはステップ１２２に移行して、そのプリ
アライメントの精度のままで、例えば所定個数のサンプ
ルショットの位置計測を行うことによりＥＧＡ方式のフ
ァインアライメントを行う。

【００７５】一方、ファインモードのときには、指定さ
れたアライメントセンサを用いて、ウエハ上の離れた２
箇所のショット領域に付設されたＸ軸、及びＹ軸のファ
インマークの座標を計測し（ステップ１２７）、その結
果からステップ１１８と同様にＸＹθ変換座標を求める
（ステップ１２８）。その後、ＸＹθ変換座標に従って
ウエハステージを駆動することにより、３番目のサンプ
ルショット以降、又は最初のショット領域も含めてそれ
ぞれ、ファインマークの中心をアライメントセンサの検
出領域のほぼ中心に設定して計測を行い（ステップ１２
９）、計測終了後にステップ１２３で露光を行う。

【００７６】一般的には、ＬＳＡ方式やＦＩＡ方式では
検出可能な範囲が広いため、スループットの点で有利な
ラフモードが選択されるが、例えばＦＩＡ方式の画像処
理系の画面内ディストーションや倍率誤差等の影響を排
除して高精度で測定を行うことが要求される場合は、画
面ディストーション等を予め計測して補正するか、又は
ファインモードが望ましい。また、モード選択は予めプ
ロセスに応じて選択するようにしてもよいが、プリアラ
イメント精度の良否によって自動的にモード選択を行っ
てもよい。なお、図２のステップ１２４において、θ顕
微鏡５Ｂの検出範囲内にパターンが存在しない場合は、
検出対象パターン無しと判定して、先頭ウエハに対して
行ったステップ１１５〜１１８を実行した後、ステップ
１２２に移るシーケンスを自動的に選択する。

【００７７】なお、上述の実施の形態では、プリアライ
メント終了後にサーチアライメント又はファインアライ
メントに移行できることを前提とした。しかし、例えば
他の露光装置でウエハ上の１層目への露光が行われてお
り、その２層目に図３の投影露光装置で露光を行う場合
で、且つそれら２つの露光装置間でアライメントセンサ
の設置位置等のマッチングが取れていないような場合に
は、ウエハが外形基準で正確に位置合わせされても、サ
ーチマーク４７Ａ，４７Ｂがアライメントセンサの観察
視野に存在しない程、サーチマーク４７Ａ，４７Ｂの位
置がＸ方向、Ｙ方向、回転方向にずれていることがあ
る。このようなときには、ロットの第１ウエハにおい
て、図１のプリアライメント終了後にオペレータの指示
待ちとし、オペレータによってサーチマーク４７Ａ，４
７Ｂの位置のマニュアル計測を実施してもよい。そし
て、その結果をもとに、センターアップ回転機構用の回
転角のオフセット、及びサーチアライメント位置のＸ方
向、Ｙ方向へのオフセットを算出して補正してやれば、
そのロットの第２ウエハ以降は図１のプリアライメント
後に、図２のサーチアライメント又はファインアライメ
ントに自動的に移行することが可能となる。

【００７８】なお、本発明はステップ・アンド・リピー
ト型の露光装置のみでなく、ステップ・アンド・スキャ
ン方式の露光装置等の露光装置にも適用できる。このよ
うに本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

【００７９】

【発明の効果】本発明の第１の位置決め方法によれば、
感光基板（ウエハ）の受け渡しが行われた直後に、例え
ば照明系が備えられた２次元画像処理装置を用いて非接
触で感光基板の外周部のエッジ計測を行うので、感光基
板を基板ステージ上に降下させるのと並行して、感光基
板の回転誤差の補正（プリアライメント）を行うことが
できる。従って、プリアライメントに要する時間を短縮
できる。また、基板ステージ側に回転機構を設ける必要
がないため、基板ステージ（ウエハステージ）の構成が
簡略化でき、それにより基板ステージの剛性向上及び軽
量化を図ることができ、結果として例えば基板のローダ
系から基板ステージに感光基板を載置する際の感光基板
の位置決めを高速且つ高精度に行うことができる利点が
ある。

【００８０】また、本発明の第２の位置決め方法によれ
ば、第１の感光基板において第１のサーチ用マークから
所定間隔離れた例えばストリートライン領域等のパター
ン形状を記憶し、第２の感光基板に対してはその記憶し
たデータを用いて回転誤差の算出等（サーチアライメン
ト）を実行している。従って、第２の感光基板では基板
ステージを移動することなく１回の計測で、２次元的な
位置ずれ量、及び回転誤差を求めることができるので、
高速にアライメントを行うことができる。また、感光基
板上のパターンを検出する方式であるため、２つのサー
チ用マークの配置に制約を課すことなく位置決めを行う
ことができる利点もある。

【００８１】また、第１工程から第３工程までを１ロッ
ト中の先頭の感光基板に対して実行し、残りの感光基板
に対しては先頭の感光基板で記憶されたパターンに基づ
いて回転誤差を求めるときには、先頭の感光基板以外の
計測時間が短縮されるため、全体としての位置決めに要
する時間が大幅に短縮される。更に、２枚目以降の感光
基板に対しては、必ずしも２つのサーチ用マークを形成
する必要がないため、マーク形成工程が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置合わせ方法の実施の形態の一
例のプリアライメント工程を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明による位置合わせ方法の実施の形態の一
例のサーチアライメント、及び

【図３】図１及び図２の位置合わせ方法を実施するため
の投影露光装置の一例を示す概略構成図である。

【図４】図３の投影露光装置で用いられるウエハ搬送装
置、ウエハの受け渡し機構、及びターンテーブル機構を
示す図である。

【図５】（ａ）はオリエンテーションフラット部を有す
るウエハを示す平面図、（ｂ）はノッチ部を有するウエ
ハを示す平面図である。

【図６】ウエハのエッジ部を検出するための２次元の画
像処理装置５０の構成を示す一部を切り欠いた構成図で
ある。

【図７】ウエハのノッチ部の検出方法の説明に供する図
である。

【図８】（ａ）は第１ファインマーク４７ＡがＦＩＡ顕
微鏡５Ａの観察視野内にある場合を示す平面図、（ｂ）
は第２ファインマーク４７ＢがＦＩＡ顕微鏡５Ａの観察
視野内にある場合を示す平面図である。

【図９】（ａ）はその実施の形態の一例において、１番
目のウエハの第１サーチマーク４７Ａの観察画像を示す
図、（ｂ）は図９（ａ）をＹ方向に走査して得られる撮
像信号を示す波形図、（ｃ）は図９（ａ）をＸ方向に走
査して得られる撮像信号を示す波形図である。

【図１０】（ａ）は２番目以降のウエハの第１サーチマ
ーク４７Ａの観察画像を示す図、（ｂ）はその際にθ顕
微鏡５Ｂで観察される画像を示す図である。

【図１１】（ａ）は図１０（ａ）の画像に対応する撮像
信号を示す波形図、（ｂ）は図１０（ｂ）の画像に対応
する撮像信号を示す波形図である。

【図１２】画像処理装置５０の別の例を示す一部を切り
欠いた構成図である。

【図１３】ウエハの種々のノッチ部及びオリエンテーシ
ョンフラット部の説明図である。

【図１４】従来の投影露光装置に用いられるウエハの受
け渡し機構を示す構成図である。

【符号の説明】

１レチクル３投影光学系４ＬＩＡ方式、及びＬＳＡ方式のアライメントセンサ５ＡＦＩＡ方式のアライメントセンサ（ＦＩＡ顕微
鏡）５ＢＦＩＡ方式のアライメントセンサ（θ顕微鏡）６ウエハ１０Ｚチルト駆動部１１Ｘステージ１２Ｙステージ１５アライメント制御系１６ステージ制御系１８中央制御系２１，２２ウエハアーム２３スライダー２９試料台３８センターアップ５０，５１，５２２次元の画像処理装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】本発明による位置合わせ方法の実施の形態の一
例のサーチアライメント、及びファインアライメント工
程を示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ５２０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元的に移動自在な基板ステージ上に
保持された実質的に円形で外周部の一部が切り欠かれた
感光基板上にマスクパターンを転写する際の前処理工程
として、前記基板ステージ上に前記感光基板を位置決め
するための位置決め方法において、前記感光基板を前記基板ステージの上方の所定の受け渡
し点に搬送し、該受け渡し点で前記感光基板の外周部の前記切り欠かか
れた部分に設定された１箇所の計測点、及び前記感光基
板の外周部の他の１箇所以上の計測点の位置をそれぞれ
非接触に計測し、該計測結果に基づいて前記感光基板の回転誤差を算出
し、該算出された回転誤差を相殺するように前記感光基板を
回した後、前記感光基板を前記基板ステージ上に載置す
ることを特徴とする位置決め方法。
【請求項２】２次元的に移動自在な基板ステージ上に
保持された感光基板上にマスクパターンを転写する際の
前処理工程として、前記基板ステージにより前記感光基
板を位置決めするための位置決め方法において、感光基板上にそれぞれ２次元的な位置を示す第１及び第
２のサーチ用マークを形成しておき、第１の感光基板上の前記第１及び第２のサーチ用マーク
の２次元的な位置をそれぞれ検出する第１工程と、該第１工程で検出された位置に基づいて前記第１の感光
基板の回転誤差を算出する第２工程と、前記第１のサーチ用マークの２次元的な位置を検出する
のと並行して、前記第１の感光基板上で前記第１のサー
チ用マークに対して所定間隔離れたパターンの少なくと
も１次元的な位置を検出して記憶する第３工程と、を有
し、次に露光対象とする第２の感光基板を前記基板ステージ
上に保持した後、該第２の感光基板上の前記第１のサー
チ用マークの２次元的な位置を検出するのと並行して、
前記第１のサーチ用マークに対して所定間隔離れたパタ
ーンの前記第３工程で記憶された位置からの位置ずれ量
を検出し、該位置ずれ量に基づいて該第２の感光基板の
位置決め誤差を算出することを特徴とする位置決め方
法。
【請求項３】請求項２記載の位置決め方法であって、前記第１工程から第３工程までの動作を１ロット中の先
頭の感光基板に対して実行することを特徴とする位置決
め方法。