JPH10163300A - Stage device - Google Patents

Stage device

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JPH10163300A
JPH10163300A JP33638296A JP33638296A JPH10163300A JP H10163300 A JPH10163300 A JP H10163300A JP 33638296 A JP33638296 A JP 33638296A JP 33638296 A JP33638296 A JP 33638296A JP H10163300 A JPH10163300 A JP H10163300A
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JP
Japan
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wafer
substrate
stage
center
moving
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Pending
Application number
JP33638296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Taniguchi
哲夫 谷口
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH10163300A publication Critical patent/JPH10163300A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a substrate stage without deteriorating the substrate exchanging ability of the stage. SOLUTION: At the time of exchanging a treated substrate W with an untreated substrate W, a center-up 12 moves the treated substrate W to a delivering position (at the position of the virtual line in the figure) on the outside of a holder 9 from the center position of the holder 9 while, for example, the treated substrate W stops at a treating position and delivers the treated substrate W to a transfer arm 50 and, at the same time, receives the untreated substrate W from the arm 50 at the same position. After receiving the untreated substrate W, the center-up 12 moves the received untreated substrate W to the center of the holder 9. Since the substrate exchange can be performed regardless of the movement of a stage, the stage is not required to move for exchanging substrates except the movement within the extent required to perform its original treatment. Therefore, the size and the weight of the stage can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステージ装置に係
り、更に詳しくは、例えば半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に露光用に用
いられる投影露光装置、あるいは半導体素子、半導体素
子製造用マスク等の製造のため、レーザ光、電子線その
他の荷電粒子線等で基板上にパターンを直接描画する描
画装置における被露光基板の搭載用ステージとして好適
なステージ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage apparatus, and more particularly, to a projection exposure apparatus used for exposure when a semiconductor device or a liquid crystal display device is manufactured by a photolithography process, or a semiconductor device. The present invention relates to a stage device suitable as a stage for mounting a substrate to be exposed in a drawing apparatus for directly drawing a pattern on a substrate with a laser beam, an electron beam, or another charged particle beam for manufacturing a mask or the like for manufacturing a semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来の技術】投影露光装置、描画装置は、マイクロデ
バイス等の大量生産に用いられるため、処理能力(スル
ープット)が高いことは、装置の性能として要求される
最重要なものの一つとなる。また、装置自体が高価であ
るため、投資効率の面からも生産性ないしスループット
が高いことは重要となる。
2. Description of the Related Art Since a projection exposure apparatus and a drawing apparatus are used for mass production of microdevices and the like, high processing capability (throughput) is one of the most important requirements for the performance of the apparatus. In addition, since the apparatus itself is expensive, it is important that the productivity or throughput is high also from the viewpoint of investment efficiency.

【0003】例えば、半導体ウエハ等の被露光基板を交
換する工程に要する時間も、装置のスループットを決定
する重要な要素となる。このため、この基板の交換時間
の短縮のため、従来より種々の方法が採られてきた。
For example, the time required for exchanging a substrate to be exposed such as a semiconductor wafer is also an important factor in determining the throughput of the apparatus. For this reason, various methods have conventionally been adopted to shorten the time required for replacing the substrate.

【0004】ここで、図11を用いて従来の半導体露光
装置における被露光基板としてのウエハの一般的な交換
方法について簡単に説明する。この11の例は、アンロ
ード専用スライダアーム(以下、「アンロードアーム」
という)203とロード専用スライダアーム(以下、
「ロードアーム」という)202とをそれぞれ有し、当
該両アームによる並行処理によりウエハ交換時間を短縮
するものである。
Here, a general method of replacing a wafer as a substrate to be exposed in a conventional semiconductor exposure apparatus will be briefly described with reference to FIG. The eleventh example is a slider arm dedicated to unloading (hereinafter, “unload arm”).
203 and a load-only slider arm (hereinafter referred to as
202), and the wafer exchange time is shortened by the parallel processing by both arms.

【0005】まず、ウエハステージWSTが所定の位置
(図11中に実線で示される位置)にくると同時に、不
図示のウエハアップ機構により既に露光が終わったウエ
ハW2 がウエハホルダ201から上方に所定量持ち上げ
られる。この後、新ウエハW1 を保持したロードアーム
202と何も載せていないアンロードアーム203がホ
ルダ上に、同時に挿入される。すなわち、アンロードア
ーム203はホルダ102とウエハW2 の間に差し込ま
れ、そのウエハW2 の上方に新ウエハW1 を保持したロ
ードアーム202が差し込まれる。
First, at the same time when wafer stage WST comes to a predetermined position (the position shown by a solid line in FIG. 11), wafer W 2 already exposed by a wafer-up mechanism (not shown) is placed above wafer holder 201. Fixed amount is lifted. Thereafter, the unload arm 203 there is nothing on the load arm 202 which holds the new wafer W 1 is on the holder, is inserted at the same time. That is, the unload arms 203 is inserted between the holder 102 and the wafer W 2, the load arm 202 which holds the new wafer W 1 to the above the wafer W 2 is inserted.

【0006】この後、ウエハアップ機構がウエハW2
アンロードアーム203に渡し、ウエハW2 を受け取っ
たアンロードアーム203は待避する。このアンロード
アーム203の待避後、ロードアーム202がウエハア
ップ機構にウエハW1 を渡し、その後ロードアーム20
2も待避する。その後ウエハアップ機構が降下し、ウエ
ハW1 がウエハホルダ201上に載置される。これによ
りウエハ交換が終了する。
[0006] After this, the wafer-up mechanism passes the wafer W 2 to unload arm 203, unload arm 203 which has received the wafer W 2 is retracted. After the retreat of the unload arm 203, load arm 202 passes the wafer W 1 to the wafer-up mechanism, then the load arm 20
Save 2 as well. Then the wafer up mechanism is lowered, the wafer W 1 is mounted on the wafer holder 201. Thereby, the wafer exchange is completed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した図11の例で
は、投影光学系PLから相当離れた位置で、ウエハ交換
を行う方法が採られている。これは次のような理由によ
る。
In the example of FIG. 11 described above, a method of exchanging wafers at a position considerably distant from the projection optical system PL is employed. This is for the following reasons.

【0008】すなわち、投影露光装置ではウエハW上に
既に形成されているパターンとレチクルのパターンとを
重ね合わせて露光を行うことが重要であり、この重ね合
わせを高精度に行なうために、図11に示されるよう
に、ウエハ上に形成された位置合せ用マーク(アライメ
ントマーク)を読み取るための顕微鏡204が備えられ
ている。この顕微鏡204は、投影光学系PLの側方に
配置され、しかも投影光学系PLと顕微鏡204とは、
通常ウエハWに対して光軸AX方向に近接して配置され
ているため、これらの投影光学系PL、顕微鏡204等
がウエハWを交換する場合の障害となるからである。さ
らに、ウエハWの光軸AX方向の位置を検出するための
センサ(図示省略)等が投影光学系PLの下部の周りに
配置されており、これらも同様にウエハ交換時の障害と
なる。また、ウエハステージの位置を計測するためのレ
ーザ干渉計のミラー(移動鏡)もウエハ交換時の障害と
なる。
That is, in the projection exposure apparatus, it is important to perform exposure by superposing a pattern already formed on the wafer W and a reticle pattern. In order to perform this superposition with high accuracy, FIG. As shown in FIG. 1, a microscope 204 for reading alignment marks (alignment marks) formed on a wafer is provided. This microscope 204 is arranged on the side of the projection optical system PL, and the projection optical system PL and the microscope 204
This is because the projection optical system PL, the microscope 204, and the like, which are usually arranged close to the wafer W in the optical axis AX direction, become obstacles when replacing the wafer W. Further, sensors (not shown) and the like for detecting the position of the wafer W in the direction of the optical axis AX are arranged around the lower part of the projection optical system PL, and these also become obstacles when replacing the wafer. Further, a mirror (moving mirror) of the laser interferometer for measuring the position of the wafer stage also becomes an obstacle when replacing the wafer.

【0009】これに加え、ウエハ交換時間短縮のため、
ウエハW1 、W2 が図11のように上下に並ぶスペース
が必要となり、この観点からも投影光学系PL、顕微鏡
204を避けた位置でウエハ交換を行なわなければなら
なかった。
In addition to this, in order to reduce the time required for wafer replacement,
A space where the wafers W 1 and W 2 are lined up and down as shown in FIG. 11 is required. From this viewpoint, the wafer must be replaced at a position avoiding the projection optical system PL and the microscope 204.

【0010】従って、ウエハステージは、本当に必要な
作業領域以外に、ウエハ(基板)の受け渡しのみの目的
で、必要以上に光軸に垂直な平面内を移動することが必
要となる。このことは、装置の床面積(フットプリン
ト)を必要以上に大きくし、装置のユーザの工場面積、
特に建設、維持費の高いクリーンルームの面積を増大さ
せる要因となるばかりでなく、次のような理由により、
ウエハステージそのものの大型化を招くという不都合も
あった。
Therefore, the wafer stage needs to be moved more than necessary in a plane perpendicular to the optical axis for the purpose of only transferring the wafer (substrate), in addition to the work area which is really necessary. This increases the floor space (footprint) of the device more than necessary,
In particular, it not only increases the area of the clean room where construction and maintenance costs are high, but also for the following reasons:
There is also a disadvantage that the size of the wafer stage itself is increased.

【0011】すなわち、ウエハステージの位置は通常レ
ーザ干渉計で測定されるが、干渉計による測定は絶対位
置の測定でなく、基準点(固定鏡位置)に対するウエハ
ステージに取り付けられた移動鏡の相対距離をウエハス
テージの位置として測定するものである。このため、移
動鏡反射面に対して干渉計ビームが入射されなくなる
と、測定が中断され、このようにして一旦測定が中断さ
れると、その後のウエハステージの位置制御が不能とな
るので、このような不都合が起こらないようにする必要
があり、格別の精度を必要としないウエハ受け渡しの位
置に移動した場合でもビームはミラー(移動鏡)から外
れてはならない。通常、ウエハステージの位置は、X,
Y座標で測定されるため、レーザ光反射用のミラー(移
動鏡)は、ウエハステージ側面の内2面に固定されてお
り、ウエハステージが移動しても干渉計のビームがミラ
ーから外れて測定が中断しないように、それぞれの方向
のレーザ光反射用のミラー(移動鏡)の長さがウエハス
テージの移動距離分必要で、それを保持するため、ウエ
ハステージが大きくなる。
That is, the position of the wafer stage is usually measured by a laser interferometer, but the measurement by the interferometer is not a measurement of an absolute position but a relative position of a movable mirror attached to the wafer stage with respect to a reference point (fixed mirror position). The distance is measured as the position of the wafer stage. Therefore, when the interferometer beam is no longer incident on the reflecting surface of the movable mirror, the measurement is interrupted, and once the measurement is interrupted in this manner, the subsequent position control of the wafer stage becomes impossible. It is necessary to prevent such inconveniences from occurring, and the beam must not deviate from the mirror (moving mirror) even when it is moved to a wafer transfer position that does not require exceptional accuracy. Usually, the position of the wafer stage is X,
Since the measurement is performed at the Y coordinate, the mirror (moving mirror) for reflecting the laser beam is fixed to two of the side surfaces of the wafer stage, so that the beam of the interferometer deviates from the mirror even when the wafer stage moves. In order to avoid interruption, the length of the mirror (moving mirror) for reflecting the laser beam in each direction is necessary for the moving distance of the wafer stage, and the wafer stage becomes large to hold it.

【0012】また、移動鏡はウエハステージに対して厳
密に(正確な位置関係で)固定されていないと、ウエハ
(ウエハステージ)の位置を正確に測定できないため、
移動鏡をしっかりとステージに保持させる必要があり、
このため、移動鏡が長くなると、保持機構もそれに応じ
て大きくなり、ステージ全体が大きくなる傾向がある。
If the movable mirror is not fixed strictly (in a precise positional relationship) with respect to the wafer stage, the position of the wafer (wafer stage) cannot be measured accurately.
It is necessary to hold the moving mirror firmly on the stage,
For this reason, when the movable mirror becomes long, the holding mechanism also becomes large accordingly, and the entire stage tends to become large.

【0013】しかしながら、露光装置、描画装置にとっ
て、基板ステージの位置決め精度は、露光の重ね合わせ
精度、描画の位置精度の重要な要因の一つであるため、
基板ステージはできるだけコンパクトで軽量であること
が望ましい。また、基板ステージを駆動するモータから
の発熱が、基板ステージ位置計測用の干渉計の光路の空
気を乱して(いわゆる空気揺らぎ)測定に悪影響を与え
たり、露光装置の位置合わせ顕微鏡の位置安定性(ベー
スラインの安定性)、あるいは基板ステージ自身の熱歪
みをもたらし、精度を悪化させるおそれがあることから
も、基板ステージは軽量、コンパクトであることが望ま
しい。
However, the positioning accuracy of the substrate stage is one of the important factors of the exposure overlay accuracy and the writing position accuracy for the exposure apparatus and the writing apparatus.
It is desirable that the substrate stage be as compact and lightweight as possible. In addition, heat generated by the motor driving the substrate stage disturbs air in the optical path of the interferometer for measuring the position of the substrate stage (so-called air fluctuation), adversely affects the measurement, and stabilizes the position of the alignment microscope of the exposure apparatus. It is desirable that the substrate stage be lightweight and compact, because it may cause a problem (stability of the baseline) or thermal distortion of the substrate stage itself, thereby deteriorating the accuracy.

【0014】さらに、近年では、投影光学系の寸法を拡
大することなく露光面積を拡大できる等の理由から、マ
スクをスリット状に照明し、マスクと被露光基板とを投
影光学系に対してお互いに逆方向(あるいは同一方向)
に相対スキャンすることで露光を行う走査型投影露光装
置が注目を浴びている。この走査型投影露光装置では、
マスクと被露光基板とを高精度に同期させてスキャンす
る必要があるため、ますますステージの制御精度が要求
されるようになる。また、この走査型投影露光装置のス
ループットは、ステージの最大加速度、最大速度に依存
する部分が大であり、さらに、重量が大となるとステー
ジを駆動するときの反作用で、装置が振動し、ステージ
制御精度が悪化する。高加速度を実現し、しかも制御精
度、発熱を押さえるには、やはり軽量、コンパクト化が
必須となる。
Further, in recent years, the mask is illuminated in a slit shape, and the mask and the substrate to be exposed are mutually moved with respect to the projection optical system, because the exposure area can be increased without increasing the dimensions of the projection optical system. Opposite direction (or same direction)
Attention has been focused on a scanning projection exposure apparatus that performs exposure by performing relative scanning on a substrate. In this scanning projection exposure apparatus,
Since it is necessary to scan the mask and the substrate to be exposed in synchronization with high accuracy, the control accuracy of the stage is increasingly required. In addition, the throughput of this scanning projection exposure apparatus largely depends on the maximum acceleration and the maximum speed of the stage. Further, when the weight becomes large, the apparatus vibrates due to a reaction when the stage is driven, and the stage is vibrated. Control accuracy deteriorates. In order to achieve high acceleration, control accuracy, and suppress heat generation, it is necessary to reduce the size and weight.

【0015】本発明は、かかる事情の下になされたもの
であり、請求項1ないし6に記載の発明の目的は、基板
交換能力を損なうことなく、基板ステージの小型化を実
現することができるステージ装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the size of the substrate stage without impairing the substrate exchange ability. It is to provide a stage device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、所定の平面内で移動可能なステージ(WST)と;
前記ステージ(WST)上に搭載され、前記ステージ
(WST)の移動とは無関係に基板(W)を前記基板
(W)の処理位置と受け渡し位置との間で移動させる移
動手段(12、26、28、32A、32B、34A〜
34D)と;前記基板(W)の受け渡し位置で外部の基
板搬送機構との間で基板の受け渡しを行なう受け渡し手
段(12、30)とを有する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a stage (WST) movable in a predetermined plane;
Moving means mounted on the stage (WST) for moving the substrate (W) between a processing position and a transfer position of the substrate (W) independently of the movement of the stage (WST); 28, 32A, 32B, 34A-
34D); and a transfer means (12, 30) for transferring a substrate to and from an external substrate transport mechanism at the transfer position of the substrate (W).

【0017】これによれば、基板の交換に際し、移動手
段ではステージの移動とは無関係に、例えばステージが
基板の処理位置に停止している間に、基板(処理済みの
基板)を基板の処理位置から受け渡し位置まで移動さ
せ、受け渡し手段ではその基板の受け渡し位置で外部の
基板搬送機構に渡すとともに外部の搬送機構から基板
(未処理基板)を受け取る。この基板の受け取り後、移
動手段ではこの基板を受け渡し位置から処理位置まで移
動させる。
According to this, when exchanging the substrate, the moving means may process the substrate (processed substrate) while the stage is stopped at the substrate processing position regardless of the movement of the stage. The substrate is moved from the position to the transfer position, and the transfer means transfers the substrate to the external substrate transfer mechanism at the transfer position of the substrate and receives the substrate (unprocessed substrate) from the external transfer mechanism. After receiving the substrate, the moving means moves the substrate from the delivery position to the processing position.

【0018】このため、ステージの移動とは、無関係に
基板の交換が可能となるので、ステージは本来的な処理
に必要は範囲内だけ移動できれば良く、本来的な処理と
関係のない基板の交換のみを目的とする移動が不要とな
り、その分ステージの小型・軽量化を図ることが可能と
なる。これにより、装置設置のための床面積(フットプ
リント)の縮小によるコスト低減が可能になるとともに
ステージの制御性向上、ステージ駆動部の発熱の低減等
が可能になる。
For this reason, the substrate can be exchanged irrespective of the movement of the stage. Therefore, the stage need only be moved within the range necessary for the original processing, and the exchange of the substrate unrelated to the original processing is performed. The movement only for the purpose is unnecessary, and the size and weight of the stage can be reduced accordingly. This makes it possible to reduce the cost by reducing the floor area (footprint) for installing the apparatus, to improve the controllability of the stage, to reduce the heat generated by the stage driving unit, and the like.

【0019】この場合において、移動手段としては基板
を該基板の処理位置と受け渡し位置との間で移動させる
ものであれば良く、例えば請求項2に記載の発明の如
く、前記移動手段は、前記基板(W)を保持して前記平
面内で直線移動する移動部材(12)と、この移動部材
の駆動手段(32A、32B、34A〜34D)とを有
していても良く、あるいは請求項3に記載の発明の如
く、前記移動手段は、基板(W)を保持して所定の回転
軸(54)を中心として前記平面内で回転移動する移動
部材(56)と、この移動部材の駆動手段(58)とを
有していても良い。特に、後者の回転移動する移動部材
を有する場合には、基板の移動距離は回転軸からの腕の
長さで定まり、移動距離の大小にかかわらず基板を同一
の移動時間で移動させることができるので、移動距離に
応じて移動時間が左右される前者の場合に比べて移動距
離を容易に伸ばすことができるという利点がある。
In this case, the moving means only needs to move the substrate between the processing position and the transfer position of the substrate. For example, as in the invention according to claim 2, the moving means includes: 4. A moving member (12) for holding a substrate (W) and linearly moving in the plane and driving means (32A, 32B, 34A to 34D) for the moving member. The moving means comprises a moving member (56) that holds the substrate (W) and rotates and moves about the predetermined rotation axis (54) in the plane, and a driving means for the moving member. (58). In particular, when the latter has a moving member that rotates, the moving distance of the substrate is determined by the length of the arm from the rotation axis, and the substrate can be moved in the same moving time regardless of the magnitude of the moving distance. Therefore, there is an advantage that the moving distance can be easily extended as compared with the former case in which the moving time depends on the moving distance.

【0020】これらの場合において、移動手段と受け渡
し手段とは、別々に設けても良いが、請求項4に記載の
発明の如く、前記受け渡し手段が、前記基板を保持して
上下動する上下動部材(12又は56)を有し、この上
下動部材が前記移動手段をも構成していても良い。この
ようにした場合には、上下動部材によって、例えば外部
の搬送機構から受け取った基板をそのまま処理位置まで
移動させることができるとともに、処理位置から受け渡
し位置まで移動させた基板を外部の搬送機構に渡すこと
ができ、基板をその処理位置で移動手段に受け渡すため
の機構等が不要になり、その分部品点数の削減と基板受
け渡しの回数の削減による交換時間の短縮が可能であ
る。
In these cases, the moving means and the transfer means may be provided separately, but as in the invention according to claim 4, the transfer means holds the substrate and moves up and down. It may have a member (12 or 56), and this vertically moving member may also constitute the moving means. In such a case, the substrate received from, for example, the external transfer mechanism can be moved to the processing position as it is by the vertical movement member, and the substrate moved from the processing position to the transfer position can be transferred to the external transfer mechanism. Since the transfer can be performed, a mechanism or the like for transferring the substrate to the moving unit at the processing position is not required, and the replacement time can be shortened by reducing the number of components and the number of times of transferring the substrate.

【0021】さらに、これらの場合において、移動手段
及び受け渡し手段は、基板を外部の基板搬送機構に渡す
際及び基板を基板搬送機構から受け取る際の両方の場合
に用いられるものが設けられていれば足りるが、請求項
5に記載の発明の如く、前記移動手段及び受け渡し手段
(72A、72B)が、前記基板の受け取り専用、前記
基板の渡し専用のものがそれぞれ設けられても良い。か
かる場合には、基板の受け取り専用の移動手段及び受け
渡し手段の組によって、外部の基板搬送機構から基板を
受け取る動作と、基板の渡し専用の移動手段及び受け渡
し手段の組によって、外部の基板搬送機構に基板を渡す
動作とを、並行して行なうことにより、基板交換時間の
短縮が可能となり、スループットの向上を図ることがで
きる。
Further, in these cases, if the moving means and the transfer means are provided for use both in transferring the substrate to an external substrate transport mechanism and in receiving the substrate from the substrate transport mechanism, It is sufficient that the moving means and the transfer means (72A, 72B) are provided only for receiving the substrate and only for transferring the substrate, respectively. In such a case, the operation of receiving the substrate from the external substrate transfer mechanism by the set of the transfer means and the transfer means dedicated to receiving the substrate, and the operation of the external substrate transfer mechanism by the set of the transfer means and the transfer means dedicated to the transfer of the substrate By performing the operation of transferring the substrate to the substrate in parallel, the substrate exchange time can be reduced, and the throughput can be improved.

【0022】また、請求項2又は3に記載のステージ装
置において、移動部材は基板を保持する基板保持部材と
別に設けてもよいが、請求項6に記載の発明の如く、前
記移動部材は、前記ステージ(WST)上で前記基板
(W)を吸着保持する基板保持部材(9)であってもよ
い。この場合には、基板保持部材内に移動部材を組み込
む必要がなくなるので、保持部材そのものの構造が複雑
化するおそれがないとともに例えば直線状移動部材を組
み込んだ場合のように、その移動部材の移動路部分で基
板を吸着できなくなる等の不都合が生じない。
Further, in the stage apparatus according to the second or third aspect, the moving member may be provided separately from the substrate holding member for holding the substrate. A substrate holding member (9) for sucking and holding the substrate (W) on the stage (WST) may be used. In this case, there is no need to incorporate the moving member in the substrate holding member, so that the structure of the holding member itself is not likely to be complicated, and the moving member is moved, for example, when a linear moving member is incorporated. There is no inconvenience such as the substrate not being able to be sucked at the road portion.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

《第1の実施形態》以下、本発明の第1の実施形態を図
1ないし図5に基づいて説明する。
<< First Embodiment >> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】図1には、本発明に係るステージ装置が適
用された第1の実施形態の走査型露光装置100の概略
的な構成が示されている。この走査型露光装置100
は、いわゆるステップ・アンド・スキャン露光方式の投
影露光装置である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning exposure apparatus 100 of a first embodiment to which a stage apparatus according to the present invention is applied. This scanning exposure apparatus 100
Is a so-called step-and-scan exposure type projection exposure apparatus.

【0025】この走査型露光装置100は、光源1及び
照明光学系(2、3、5〜7)を含む照明系、マスクと
してのレチクルRを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージRST、投影光学系PL、基板としての
ウエハWを保持するステージとしてのウエハステージW
STを有するステージ装置10、及びこれらの制御系等
を備えている。
The scanning exposure apparatus 100 includes an illumination system including a light source 1 and illumination optical systems (2, 3, 5 to 7), a reticle stage RST as a mask stage for holding a reticle R as a mask, and a projection optical system. PL, wafer stage W as stage for holding wafer W as substrate
A stage device 10 having an ST, a control system for these components, and the like are provided.

【0026】前記照明系は、光源1、コリメータレン
ズ、フライアイレンズ等(いずれも図示せず)からなる
照度均一化光学系2、リレーレンズ3、可変NDフィル
タ4、レチクルブラインド5、リレーレンズ6及びダイ
クロイックミラー7(この内、照度均一化光学系2、リ
レーレンズ3、レチクルブラインド5、リレーレンズ6
及びダイクロイックミラー7によって照明光学系が構成
される)等を含んで構成されている。
The illumination system includes a light source 1, an illuminance uniforming optical system 2 including a collimator lens, a fly-eye lens and the like (all not shown), a relay lens 3, a variable ND filter 4, a reticle blind 5, a relay lens 6. And dichroic mirror 7 (including illuminance uniforming optical system 2, relay lens 3, reticle blind 5, relay lens 6)
And the dichroic mirror 7 constitutes an illumination optical system).

【0027】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明すると、光源1で発生した照明光I
Lは不図示のシャッターを通過した後、照度均一化光学
系2により照度分布がほぼ均一な光束に変換される。照
明光ILとしては、例えばKrFエキシマレーザ光やA
rFエキシマレーザ光等のエキシマレーザ光、銅蒸気レ
ーザやYAGレーザの高調波、あるいは超高圧水銀ラン
プからの紫外域の輝線(g線、i線等)等が用いられ
る。
Here, each component of the illumination system will be described together with its operation. Illumination light I generated by the light source 1 will be described.
After passing through a shutter (not shown), the light L is converted by the illuminance uniforming optical system 2 into a light beam having a substantially uniform illuminance distribution. As the illumination light IL, for example, KrF excimer laser light or A
An excimer laser beam such as an rF excimer laser beam, a harmonic of a copper vapor laser or a YAG laser, or an ultraviolet bright line (g line, i line, or the like) from an ultrahigh pressure mercury lamp is used.

【0028】照度均一化光学系2から水平に射出された
光束は、リレーレンズ3を介して、レチクルブラインド
5に達する。このレチクルブラインド5は、レチクルR
のパターン形成面及びウエハWの露光面と光学的に共役
な面に配置され、このレチクルブラインド5のリレーレ
ンズ3側に密着するように、前記可変NDフィルタ4が
設置されている。
The light beam emitted horizontally from the illumination uniforming optical system 2 reaches the reticle blind 5 via the relay lens 3. The reticle blind 5 is a reticle R
The variable ND filter 4 is disposed so as to be in close contact with the reticle blind 5 side of the reticle blind 5 on the side of the relay lens 3.

【0029】前記レチクルブラインド5としては、複数
枚の可動遮光板(例えば2枚のL字型の可動遮光板)を
例えばモータにより開閉することにより開口部の大きさ
(スリット幅等)を調整する。その開口部の大きさを調
整することにより、レチクルRを照明するスリット状の
照明領域IAR(図2参照)を任意の形状及び大きさに
設定できるようになっている。
As the reticle blind 5, a plurality of movable light shielding plates (for example, two L-shaped movable light shielding plates) are opened and closed by, for example, a motor to adjust the size of the opening (slit width and the like). . By adjusting the size of the opening, the slit-shaped illumination area IAR (see FIG. 2) for illuminating the reticle R can be set to an arbitrary shape and size.

【0030】また、可変NDフィルタ4は透過率分布を
所望の状態に設定するもので、例えば二重すだれ構造、
液晶表示パネル、エレクトロクロミックデバイス、又は
所望の形状のNDフィルタより構成されている。本実施
形態ではこの可変NDフィルタ4は、可変NDフィルタ
制御部22によって出し入れ(あるいはその回転角度)
等の制御がなされており、これによりレチクルR上の照
明領域IAR内の照度分布が意図的に不均一にされ、結
果的に走査中のウエハW上の露光量を一定に保つことが
できるようになっている。通常は、可変NDフィルタ4
の全体が100%透過になっており、レチクルR上の照
明領域IAR内の照度分布は均一である。
The variable ND filter 4 sets the transmittance distribution to a desired state, for example, a double blind structure,
It is composed of a liquid crystal display panel, an electrochromic device, or an ND filter having a desired shape. In the present embodiment, the variable ND filter 4 is moved in and out (or its rotation angle) by the variable ND filter control unit 22.
And the like, whereby the illuminance distribution in the illumination area IAR on the reticle R is intentionally made non-uniform, and as a result, the exposure amount on the wafer W during scanning can be kept constant. It has become. Normally, the variable ND filter 4
Are 100% transparent, and the illuminance distribution in the illumination area IAR on the reticle R is uniform.

【0031】可変NDフィルタ4及びレチクルブライン
ド5を通過した光束は、リレーレンズ6を通過してダイ
クロイックミラー7に至り、ここで鉛直下方に折り曲げ
られて回路パターン等が描かれたレチクルRの照明領域
IAR部分を照明する。
The light beam that has passed through the variable ND filter 4 and the reticle blind 5 passes through a relay lens 6 and reaches a dichroic mirror 7, where it is bent vertically downward to illuminate a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn. Illuminate the IAR part.

【0032】前記レチクルステージRST上にはレチク
ルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージRSTは、レチクルRの位置決めのため、照
明光学系の光軸IX(後述する投影光学系PLの光軸A
Xに一致)に垂直な平面内で2次元的に(X軸方向及び
これに直交するY軸方向及びXY平面に直交するZ軸回
りの回転方向に)微少駆動可能に構成されている。
A reticle R is fixed on the reticle stage RST by, for example, vacuum suction. The reticle stage RST is used to position an optical axis IX of an illumination optical system (optical axis A of a projection optical system PL described later) for positioning the reticle R.
It is configured to be capable of minutely driving two-dimensionally (in the X-axis direction, in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and in the rotation direction around the Z-axis orthogonal to the XY plane) in a plane perpendicular to the X-axis.

【0033】また、このレチクルステージRSTは、リ
ニアモータ等で構成されたレチクル駆動部(図示省略)
により、所定の方向(走査方向)に指定された走査速度
で移動可能となっている。このレチクルステージRST
は、レチクルRの全面が少なくとも照明光学系の光軸I
Xを横切ることができるだけの移動ストロークを有して
いる。
The reticle stage RST is a reticle driving section (not shown) composed of a linear motor or the like.
Thereby, it is possible to move at a specified scanning speed in a predetermined direction (scanning direction). This reticle stage RST
Means that the entire surface of the reticle R has at least the optical axis I of the illumination optical system.
It has a travel stroke that can cross X.

【0034】レチクルステージRSTの端部にはレチク
ルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)1
6からのレーザビームを反射する移動鏡15が固定され
ており、レチクルステージRSTのステージ移動面内の
位置はレチクル干渉計16によって、例えば0.01μ
m程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、
レチクルステージRST上には走査方向に直交する反射
面を有する移動鏡と非走査方向に直交する反射面を有す
る移動鏡とが設けられ、これに対応してレチクル干渉計
も走査方向位置計測用の干渉計と非走査方向位置計測用
の干渉計とが設けられているが、図1ではこれらが代表
的に移動鏡15、レチクル干渉計16として示されてい
る。
A reticle laser interferometer (hereinafter, referred to as “reticle interferometer”) 1 is provided at an end of reticle stage RST.
A movable mirror 15 for reflecting the laser beam from the reticle stage 6 is fixed, and the position of the reticle stage RST in the stage movement plane is set to 0.01 μm by a reticle interferometer 16.
It is always detected with a resolution of about m. Where, in practice,
On the reticle stage RST, a moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the scanning direction and a moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the non-scanning direction are provided. In correspondence with this, a reticle interferometer is also provided for measuring the position in the scanning direction. Although an interferometer and an interferometer for measuring the position in the non-scanning direction are provided, these are typically shown as a movable mirror 15 and a reticle interferometer 16 in FIG.

【0035】レチクル干渉計16からのレチクルステー
ジRSTの位置情報はステージ制御系19に送られ、ス
テージ制御系19はレチクルステージRSTの位置情報
に基づいてレチクル駆動部(図示省略)を介してレチク
ルステージRSTを駆動する。
The position information of the reticle stage RST from the reticle interferometer 16 is sent to the stage control system 19, and the stage control system 19 sends a reticle stage via a reticle drive unit (not shown) based on the position information of the reticle stage RST. Drive RST.

【0036】なお、不図示のレチクルアライメント系に
より所定の基準位置にレチクルRが精度良く位置決めさ
れるように、レチクルステージRSTの初期位置が決定
されるため、移動鏡15の位置をレチクル干渉計16で
測定するだけでレチクルRの位置を十分高精度に測定し
たことになる。
Since the initial position of the reticle stage RST is determined so that the reticle R is accurately positioned at a predetermined reference position by a reticle alignment system (not shown), the position of the movable mirror 15 is changed to the reticle interferometer 16. This means that the position of the reticle R has been measured with sufficiently high accuracy.

【0037】前記投影光学系PLは、レチクルステージ
RSTの図1における下方に配置され、その光軸AX
(照明光学系の光軸IXに一致)の方向がZ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックで所定の縮小倍率
(例えば1/5、又は1/4)を有する屈折光学系が使
用されている。このため、照明光学系からの照明光IL
によってレチクルRの照明領域IARが照明されると、
このレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学
系PLを介してレチクルRの回路パターンの縮小像が表
面にフォトレジスト(感光材)が塗布されたウエハW上
に形成される。
The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST in FIG. 1, and its optical axis AX
The direction of (corresponding to the optical axis IX of the illumination optical system) is the Z-axis direction. Here, a refracting optical system having a predetermined reduction magnification (for example, 1/5 or 1/4) that is telecentric on both sides is used. . For this reason, the illumination light IL from the illumination optical system
When the illumination area IAR of the reticle R is illuminated by
With the illumination light IL passing through the reticle R, a reduced image of the circuit pattern of the reticle R is formed on the wafer W having a surface coated with a photoresist (photosensitive material) via the projection optical system PL.

【0038】前記ステージ装置10は、投影光学系PL
の図1における下方に配置され、不図示のベース上をX
Y2次元方向に移動するほぼ正方形のウエハステージW
STと、このウエハステージWST上に搭載されたウエ
ハホルダ9と、このウエハホルダ9の内部に組み込まれ
た上下動部材兼移動部材としてのセンターアップ12と
を備えている。
The stage device 10 includes a projection optical system PL
1 is arranged below in FIG.
Substantially square wafer stage W moving in Y2-dimensional direction
ST, a wafer holder 9 mounted on the wafer stage WST, and a center-up 12 as a vertically moving member and a moving member incorporated inside the wafer holder 9.

【0039】ウエハホルダ9上にはウエハWが真空吸着
されている。ウエハホルダ9は不図示の駆動部により、
投影光学系PLの最良結像面に対し、任意方向に傾斜可
能で、かつ投影光学系PLの光軸AX方向(Z方向)に
微動が可能に構成されている。また、このウエハホルダ
9は光軸AX回りの回転動作も可能になっている。
The wafer W is vacuum-sucked on the wafer holder 9. The wafer holder 9 is driven by a driving unit (not shown).
The projection optical system PL can be tilted in any direction with respect to the best image forming plane, and can be finely moved in the optical axis AX direction (Z direction) of the projection optical system PL. Further, the wafer holder 9 can also rotate around the optical axis AX.

【0040】ウエハステージWSTは走査方向(X方
向)の移動のみならず、ウエハW上の複数のショット領
域を前記照明領域IARと共役な露光領域に位置させる
ことができるように、走査方向に垂直な方向(Y方向)
にも移動可能に構成されており、ウエハW上の各ショッ
ト領域を走査(スキャン)露光する動作と、次のショッ
トの露光開始位置まで移動する動作とを繰り返すステッ
プ・アンド・スキャン動作を行う。このウエハステージ
WSTはモータ等のウエハステージ駆動部(図示省略)
によりXY2次元方向に駆動される。
The wafer stage WST moves not only in the scanning direction (X direction) but also in a direction perpendicular to the scanning direction so that a plurality of shot areas on the wafer W can be positioned in an exposure area conjugate with the illumination area IAR. Direction (Y direction)
It performs a step-and-scan operation in which the operation of scanning (scanning) each shot area on the wafer W and the operation of moving to the exposure start position of the next shot are repeated. The wafer stage WST is a wafer stage driving unit such as a motor (not shown).
Is driven in the XY two-dimensional directions.

【0041】ウエハステージWSTの端部には位置計測
手段としてのウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉
計」という)18からのレーザビームを反射する移動鏡
17が固定され、ウエハステージWSTのXY平面内で
の位置はウエハ干渉計18によって、例えば0.01μ
m程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際に
は、ウエハステージWST上には図4に示されるよう
に、走査方向に直交する反射面を有するX移動鏡17X
と非走査方向に直交する反射面を有するY移動鏡17Y
とが設けられ、これに対応してウエハ干渉計もX軸方向
位置計測用のX干渉計18XとY軸方向位置計測用のY
干渉計18Yとが設けられているが、図1ではこれらが
代表的に移動鏡17、ウエハ干渉計18として示されて
いる。ウエハステージWSTの位置情報(又は速度情
報)はステージ制御系19に送られ、ステージ制御系1
9はこの位置情報(又は速度情報)に基づいてウエハス
テージWSTを制御する。
A movable mirror 17 for reflecting a laser beam from a wafer laser interferometer (hereinafter, referred to as "wafer interferometer") 18 as a position measuring means is fixed to an end of wafer stage WST, and an XY plane of wafer stage WST. The position within is determined by the wafer interferometer 18, for example, 0.01 μm.
It is always detected with a resolution of about m. Here, actually, as shown in FIG. 4, on the wafer stage WST, an X moving mirror 17X having a reflecting surface orthogonal to the scanning direction is provided.
Moving mirror 17Y having a reflecting surface perpendicular to the non-scanning direction
Corresponding to this, the wafer interferometer also has an X interferometer 18X for measuring the position in the X-axis direction and a Y interferometer for measuring the position in the Y-axis direction.
An interferometer 18Y is provided, and these are typically shown as a moving mirror 17 and a wafer interferometer 18 in FIG. The position information (or speed information) of wafer stage WST is sent to stage control system 19, and
9 controls the wafer stage WST based on this position information (or speed information).

【0042】前記ウエハホルダ9としては、ここでは円
形のものが使用され、この上面にはウエハWを真空吸着
するための同心円状の吸着用溝24a,24bが設けら
れ、これらの吸着用溝24a,24bの内部を不図示の
真空ポンプ(バキュームポンプ)の真空吸引力により真
空に引くことでウエハWが吸着されるようになってい
る。投影光学系PLの焦点深度を有効に使うため、ウエ
ハWは平面度よく保持される必要があり、塵等を間に挟
む可能性があるため、できるだけ接触面積を小さくし
て、かつ撓まないように保持するように工夫されてい
る。なお、吸着用溝は同心円状のものの他、点状のもの
が分布するタイプ、直線上のもの等が考案されており、
いずれのタイプの吸着用溝を設けても良いことは勿論で
ある。
Here, a circular holder is used as the wafer holder 9, and concentric suction grooves 24a and 24b for vacuum suction of the wafer W are provided on the upper surface of the wafer holder 9, and these suction grooves 24a and 24b are provided. The inside of 24b is evacuated by a vacuum suction force of a vacuum pump (vacuum pump) (not shown) so that the wafer W is sucked. In order to effectively use the depth of focus of the projection optical system PL, the wafer W needs to be held with good flatness, and there is a possibility that dust or the like may be interposed. It is devised to hold it. In addition, in addition to the concentric circular shape, the type in which the point-like shape is distributed, a linear shape, and the like are devised.
It goes without saying that any type of suction groove may be provided.

【0043】また、ウエハホルダ9には、図4の平面図
に示されるように、その中心部からX軸、Y軸に対して
約45度を成す方向に延びる半径方向のガイド溝26が
形成され、このガイド溝26の内底面の中央部には、当
該ガイド溝26と平行に延びるガイド孔28が形成され
ている。ガイド孔28は、図5の断面図に示されるよう
に、ウエハホルダ9を貫通してその下側のウエハステー
ジWSTの上部にまで達しており、従ってこのガイド孔
28はウエハホルダ9の外周縁より更に外側の部分にま
で延びてウエハステージWST部分にも形成されてい
る。
As shown in the plan view of FIG. 4, the wafer holder 9 is formed with a radial guide groove 26 extending from the center thereof in a direction forming about 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis. A guide hole 28 extending parallel to the guide groove 26 is formed at the center of the inner bottom surface of the guide groove 26. As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the guide hole 28 penetrates the wafer holder 9 and reaches the upper portion of the wafer stage WST below the guide hole 28. Therefore, the guide hole 28 is further extended than the outer peripheral edge of the wafer holder 9. It extends to the outer portion and is also formed at the wafer stage WST portion.

【0044】前記センターアップ12は、図5の断面図
に示されるように、最上面に設けられた吸着部12aと
軸部12bとを有し、ユニット30内の不図示のセンタ
ーアップ駆動機構により上下動されるようになってい
る。吸着部12aの中心部には不図示の吸引孔が形成さ
れ、この吸引孔は軸部12bの中心を軸方向に貫通して
ユニット30の底部近傍で不図示の真空ポンプに接続さ
れた吸引チューブに接続されている。これにより、不図
示の真空ポンプの真空吸引力によりウエハWを吸着部1
2a上面に吸着できるようになっている。
As shown in the sectional view of FIG. 5, the center-up 12 has a suction portion 12a and a shaft portion 12b provided on the uppermost surface, and is driven by a center-up driving mechanism (not shown) in the unit 30. It can be moved up and down. A suction hole (not shown) is formed in the center of the suction portion 12a. The suction hole penetrates the center of the shaft portion 12b in the axial direction and is connected to a vacuum pump (not shown) near the bottom of the unit 30 near the bottom of the unit 30. It is connected to the. As a result, the wafer W is sucked by the vacuum suction force of a vacuum pump (not shown) into the suction unit
The upper surface 2a can be adsorbed.

【0045】また、ユニット30の図5における両側面
には、一対のコイル部32A,32Bが突設されてお
り、これらのコイル部32A,32Bを上下からそれぞ
れ挟むような状態で永久磁石から成るリニアガイド34
A,34B及び34C,34Dが図5の紙面直交方向
(すなわち図4のガイド溝26及びガイド孔28と平行
方向)に延設されている。コイル部32Aとリニアガイ
ド34A,34B、コイル部32Bとリニアガイド34
C,34Dによって、ユニット30と一体的にセンター
アップ12をウエハホルダ9の中心位置(処理位置)と
ウエハ受け渡し位置との間で往復駆動する駆動手段とし
てのムービングコイル型のリニアモータ36A、36B
がそれぞれ構成されている。これらのリニアモータ36
A、36Bはステージ制御系19を介して主制御装置3
0によって制御される。
Further, a pair of coil portions 32A, 32B protrude from both side surfaces of the unit 30 in FIG. 5, and are made of permanent magnets so as to sandwich the coil portions 32A, 32B from above and below, respectively. Linear guide 34
A, 34B and 34C, 34D extend in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5 (that is, a direction parallel to the guide groove 26 and the guide hole 28 in FIG. 4). Coil portion 32A and linear guides 34A and 34B, coil portion 32B and linear guide 34
C, 34D, moving coil type linear motors 36A, 36B as driving means for reciprocating the center-up 12 between the center position (processing position) of the wafer holder 9 and the wafer transfer position integrally with the unit 30.
Are respectively constituted. These linear motors 36
A and 36B are connected to the main controller 3 via the stage control system 19.
Controlled by 0.

【0046】リニアモータ36A、36Bによってユニ
ット30がウエハホルダ9の中心位置とウエハ受け渡し
位置との間で移動できるように、ウエハステージWST
には、図5に示されるように空間部40が形成されてい
るが、この空間部40の内底面には、リニアガイド34
A〜34Dと平行に延びる一対の永久磁石42A,42
Bが埋設されている。これらの永久磁石42A,42B
に対向してユニット30の底面には、永久磁石42A,
42Bに対向する面が同極性の永久磁石(図示省略)が
取り付けられている。そして、ユニット30は、これら
の永久磁石同士の反発力により空間部40の内底面から
上方に所定の空隙を隔てて浮上支持されている。従っ
て、永久磁石に代えて、ユニット30の底面に気体静圧
軸受等を設け、これによりユニット30を浮上支持する
ようにしても良い。
The wafer stage WST is moved so that the unit 30 can be moved between the center position of the wafer holder 9 and the wafer transfer position by the linear motors 36A and 36B.
In FIG. 5, a space 40 is formed as shown in FIG.
A pair of permanent magnets 42A, 42 extending parallel to A-34D
B is buried. These permanent magnets 42A, 42B
, A permanent magnet 42A,
A permanent magnet (not shown) having the same polarity on the surface facing 42B is attached. The unit 30 is levitated and supported above the inner bottom surface of the space 40 by a predetermined gap due to the repulsive force of these permanent magnets. Therefore, instead of the permanent magnets, a gas static pressure bearing or the like may be provided on the bottom surface of the unit 30, and the unit 30 may be floated and supported.

【0047】また、ユニット30の底面には、移動時の
ユニット30の移動直交方向の位置ずれを防止するた
め、突起部44が設けられ、この突起部44に対応して
空間部40の内底面には、当該突起部44が係合可能で
ガイド孔28と平行に延びる摺動ガイド溝46が形成さ
れている。なお、ユニット30の両側面に気体静圧軸受
等を設ける場合には、突起部44、摺動ガイド溝46等
は不要である。
A projection 44 is provided on the bottom surface of the unit 30 in order to prevent the unit 30 from being displaced in the direction perpendicular to the movement of the unit 30 during movement. Is formed with a sliding guide groove 46 with which the projection 44 can be engaged and extends in parallel with the guide hole 28. When the gas static pressure bearings or the like are provided on both side surfaces of the unit 30, the projections 44, the sliding guide grooves 46, and the like are not required.

【0048】本実施形態の投影露光装置100において
は、図2に示されるように、レチクルRの走査方向(X
方向)に対して垂直な方向に長手方向を有する長方形
(スリット状)の照明領域IARでレチクルRが照明さ
れ、レチクルRは露光時に−X方向に速度VR で走査
(スキャン)される。照明領域IAR(中心は光軸AX
とほぼ一致)は投影光学系PLを介してウエハW上に投
影され、スリット状の露光領域IAが形成される。ウエ
ハWはレチクルRとは倒立結像関係にあるため、ウエハ
Wは速度VR の方向とは反対方向(+X方向)にレチク
ルRに同期して速度VW で走査され、ウエハW上のショ
ット領域SAの全面が露光可能となっている。走査速度
の比VW /VR は正確に投影光学系PLの縮小倍率に応
じたものになっており、レチクルRのパターン領域PA
のパターンがウエハW上のショット領域SA上に正確に
縮小転写される。照明領域IARの長手方向の幅は、レ
チクルR上のパターン領域PAよりも広く、遮光領域S
Tの最大幅よりも狭くなるように設定され、走査(スキ
ャン)することによりパターン領域PA全面が照明され
るようになっている。
In the projection exposure apparatus 100 of the present embodiment, as shown in FIG.
Direction) reticle R is illuminated with illumination area IAR rectangular (slit shape) having a longitudinal direction perpendicular to the reticle R is scanned at a speed V R in the -X direction during exposure (scanning). Illumination area IAR (center is optical axis AX
Is substantially projected onto the wafer W via the projection optical system PL to form a slit-shaped exposure area IA. Since the wafer W is to the reticle R in inverted imaging relationship, the wafer W is the direction of the velocity V R is scanned at a speed V W in synchronization with the reticle R in the opposite direction (+ X direction), the shot on the wafer W The entire surface of the area SA can be exposed. The scanning speed ratio V W / V R accurately corresponds to the reduction magnification of the projection optical system PL, and the pattern area PA of the reticle R
Is accurately reduced and transferred onto the shot area SA on the wafer W. The width of the illumination area IAR in the longitudinal direction is wider than the pattern area PA on the reticle R, and
T is set to be smaller than the maximum width of T, and scanning (scanning) illuminates the entire pattern area PA.

【0049】図1に戻り、投影光学系PLの側面には、
ウエハW上の各ショット領域に付設されたアライメント
マーク(ウエハマーク)の位置を検出するためのオフ・
アクシス方式のアライメント顕微鏡8(これについて
は、後述する)が設けられ、そのアライメント顕微鏡8
の計測結果が、装置全体の動作を制御する主制御装置2
0に供給され、主制御装置20では、ウエハマークの計
測された位置よりウエハW上のショット領域の配列座標
を例えば特開昭61−44429号公報に開示されるよ
うな最小自乗法を用いた統計演算の手法により算出す
る。
Returning to FIG. 1, on the side of the projection optical system PL,
An off-line for detecting the position of an alignment mark (wafer mark) attached to each shot area on the wafer W
Axis type alignment microscope 8 (this will be described later) is provided.
The main control device 2 that controls the operation of the entire device
0, the main controller 20 calculates the array coordinates of the shot area on the wafer W from the measured position of the wafer mark using, for example, the least squares method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429. It is calculated by a statistical calculation method.

【0050】前記アライメント顕微鏡8は、投影光学系
PLの一側面に固定されており、本実施形態では高倍率
の画像処理方式のものが用いられている。このアライメ
ント顕微鏡8は、ハロゲンランプ等のブロードバンドな
照明光を発する光源、対物レンズ、指標板、CCD等の
撮像素子及び信号処理回路、演算回路等(いずれも図示
省略)を含んで構成されている。このアライメント顕微
鏡8を構成する光源から発せられた照明光がアライメン
ト顕微鏡8内部の対物レンズを通過した後ウエハW上に
照射され、そのウエハW表面の不図示のウエハマーク領
域からの反射光がアライメント顕微鏡8内部に戻り、対
物レンズ、指標板を順次透過してCCD等の撮像面上に
ウエハマークの像、及び指標板上の指標の像が結像され
る。これらの像の光電変換信号が信号処理回路により処
理され、演算回路によってウエハマークと指標との相対
位置が算出される。この算出結果が、主制御装置20に
供給される。なお、ウエハWのアライメント方法は種々
提案されているが、他の方法でも同様に使用できる。
The alignment microscope 8 is fixed to one side surface of the projection optical system PL. In this embodiment, a high-magnification image processing system is used. The alignment microscope 8 includes a light source that emits broadband illumination light such as a halogen lamp, an objective lens, an index plate, an image sensor such as a CCD, a signal processing circuit, and an arithmetic circuit (all not shown). . Illumination light emitted from a light source constituting the alignment microscope 8 is irradiated onto the wafer W after passing through an objective lens inside the alignment microscope 8, and reflected light from a wafer mark area (not shown) on the surface of the wafer W is aligned. After returning to the inside of the microscope 8, the image of the wafer mark and the image of the index on the index plate are formed on an imaging surface such as a CCD through the objective lens and the index plate sequentially. The photoelectric conversion signals of these images are processed by the signal processing circuit, and the arithmetic circuit calculates the relative position between the wafer mark and the index. The calculation result is supplied to main controller 20. Although various methods of aligning the wafer W have been proposed, other methods can be similarly used.

【0051】また、図1の装置には、投影光学系PLの
最良結像面に向けてピンホール、あるいはスリット像を
形成するための結像光束を光軸AX方向に対して斜め方
向より供給する照射光学系13と、その結像光束のウエ
ハWの表面での反射光束をスリットを介して受光する受
光光学系14とから成る斜入射方式のウエハ位置検出系
(焦点検出系)が、投影光学系PLを支える支持部(図
示省略)に固定されている。このウエハ位置検出系の構
成等については、例えば特開昭60−168112号公
報に開示されており、ウエハ表面の結像面に対する上下
方向(Z方向)の位置偏差を検出し、ウエハWと投影光
学系PLとが所定の間隔を保つようにウエハホルダ9を
Z方向に駆動するために用いられる。ウエハ位置検出系
からのウエハ位置情報は、主制御装置20を介してステ
ージ制御系19に送られる。ステージ制御系19はこの
ウエハ位置情報に基づいてウエハホルダ9をZ方向に駆
動する。ここで、ウエハホルダ上面と投影光学系PL及
びアライメント顕微鏡8との間の空間(ワーキングディ
スタンス)は、実際には図1に示されるよりもっとも狭
いのであるが、図1ではウエハ位置検出系からの光束と
アライメント顕微鏡8とが重なり合う等の図面の錯綜を
避けるため幾分広めに図示されている。
In the apparatus shown in FIG. 1, an image forming light beam for forming a pinhole or a slit image is supplied from an oblique direction to the optical axis AX toward the best image forming plane of the projection optical system PL. An oblique incidence type wafer position detection system (focus detection system), which includes an irradiation optical system 13 for receiving light and a light receiving optical system 14 for receiving, via a slit, a light beam reflected by the surface of the wafer W of the image forming light beam, is projected. It is fixed to a support (not shown) that supports the optical system PL. The configuration and the like of this wafer position detection system are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-168112. The position deviation in the vertical direction (Z direction) of the wafer surface with respect to the imaging plane is detected, and the wafer W It is used to drive the wafer holder 9 in the Z direction so as to keep a predetermined distance from the optical system PL. The wafer position information from the wafer position detection system is sent to the stage control system 19 via the main controller 20. The stage control system 19 drives the wafer holder 9 in the Z direction based on the wafer position information. Here, the space (working distance) between the upper surface of the wafer holder and the projection optical system PL and the alignment microscope 8 is actually narrowest than that shown in FIG. 1, but in FIG. 1, the light beam from the wafer position detection system is shown. The drawing is somewhat wider in order to avoid complicated drawings such as overlapping of the alignment microscope 8 with the alignment microscope 8.

【0052】なお、本実施形態では結像面が零点基準と
なるように、予め受光光学系14の内部に設けられた不
図示の平行平板ガラス(プレーンパラレル)の角度が調
整され、ウエハ位置検出系のキャリブレーションが行わ
れるものとする。また、例えば特開昭58−11370
6号公報に開示されているような水平位置検出系を用い
たり、あるいは投影光学系PLのイメージフィールド内
の任意の複数の位置での焦点位置を検出できるようにウ
エハ位置検出系を構成する(例えば複数のスリット像を
イメージフィールド内に形成する)ことによって、ウエ
ハW上の所定領域の結像面に対する傾きを検出可能に構
成してもよい。
In the present embodiment, the angle of a parallel flat glass (not shown) provided beforehand in the light receiving optical system 14 is adjusted so that the image plane becomes the zero point reference, and the wafer position is detected. System calibration shall be performed. Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-11370
The wafer position detection system is configured to use a horizontal position detection system as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6 (1996) or to detect a focus position at a plurality of arbitrary positions in an image field of the projection optical system PL ( For example, by forming a plurality of slit images in the image field), the inclination of the predetermined area on the wafer W with respect to the image plane may be detected.

【0053】次に、上述のようにして構成された本第1
の実施形態に係る投影露光装置100におけるウエハ交
換シーケンスについて、図3及び図4を用いて説明す
る。以下の説明では、露光処理が終了した処理済みのウ
エハをウエハW2 、露光前のウエハを新ウエハW1 ある
いはウエハW1 として、適宜区別して説明する(以下の
実施形態においても同様)。
Next, the first book constructed as described above is used.
A wafer exchange sequence in the projection exposure apparatus 100 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the processed wafer that has been subjected to the exposure processing is referred to as a wafer W 2 , and the wafer before exposure is referred to as a new wafer W 1 or a wafer W 1 .

【0054】露光終了後、ステージ制御系19を介して
主制御装置20によりウエハホルダ9によるウエハWの
吸着が解除され、露光中ウエハホルダ9の中心位置で待
機しているセンターアップ12が不図示のセンターアッ
プ駆動機構により上昇駆動され、その際ウエハW裏面に
吸着部12aの上面が当接した時点で不図示の真空ポン
プの吸引が開始され、吸着部20aの上面にウエハWが
吸着される。この場合、センターアップ12が後述する
ように移動する際にウエハWがセンターアップ12上で
ずれないように、十分な強度で吸着される。
After the exposure is completed, the main controller 20 releases the wafer W from the wafer holder 9 via the stage control system 19, and the center-up 12 which is waiting at the center position of the wafer holder 9 during exposure is not shown. The suction drive of the vacuum pump (not shown) is started when the upper surface of the suction unit 12a comes into contact with the back surface of the wafer W at that time, and the wafer W is sucked on the upper surface of the suction unit 20a. In this case, the wafer W is sucked with sufficient strength so that the wafer W does not shift on the center-up 12 when the center-up 12 moves as described later.

【0055】そして、さらにセンターアップ12が所定
量上方に駆動され、図3に仮想線で示される位置までウ
エハWがセンターアップ12により持ち上げられ、この
位置でセンターアップ12の上昇は停止する。その後、
主制御装置20の指令に応じてステージ制御系19によ
り、前述した駆動手段としてのムービングコイル型のリ
ニアモータ36A、36Bが駆動され、これによりウエ
ハWを保持したセンターアップ12が図3及び図4に実
線で示される位置(ウエハ交換位置)まで移動される。
この場合、最終的にウエハホルダ9上の所定の位置に正
確にウエハWを載置する必要があることから、センター
アップ12は予め定められたウエハ交換位置に正確に停
止する必要があり、このため、例えば不図示のリミット
スイッチ、位置センサ等により停止位置が監視されるよ
うになっている。
Then, the center-up 12 is further driven upward by a predetermined amount, and the wafer W is lifted by the center-up 12 to a position indicated by the imaginary line in FIG. 3, at which position the center-up 12 stops rising. afterwards,
The moving coil type linear motors 36A and 36B as the above-described driving means are driven by the stage control system 19 in response to a command from the main control device 20, and the center-up 12 holding the wafer W is thereby moved to the center-up position shown in FIGS. Is moved to the position shown by the solid line (wafer replacement position).
In this case, since it is necessary to finally place the wafer W at a predetermined position on the wafer holder 9 accurately, the center-up 12 must be accurately stopped at a predetermined wafer exchange position. For example, the stop position is monitored by a limit switch, a position sensor, or the like (not shown).

【0056】このようにして、センターアップ12がウ
エハ交換位置まで移動した時点では、基板搬送機構を構
成する搬送アーム50が、ウエハ交換位置(図3に実線
で示される位置)に待機しており、センターアップ12
がセンターアップ駆動機構により所定量下降駆動される
途中で、露光済みのウエハW2 が搬送アーム50上に載
せられる。そして、センターアップ12によるウエハW
2 の吸引が解除されると同時に搬送アーム50によるウ
エハW2 の吸引が開始され、更にセンターアップ12が
下降した時点で、ウエハW2 のセンターアップ12から
搬送アーム50への渡しが完了する。図3には、この渡
しが完了する直前の状態が示されている。
As described above, when the center-up 12 moves to the wafer exchange position, the transfer arm 50 constituting the substrate transfer mechanism is waiting at the wafer exchange position (the position indicated by the solid line in FIG. 3). , Center up 12
There in the course of being driven a predetermined amount downward by the center-up driving mechanism, exposed wafer W 2 is placed on the conveying arm 50. Then, the wafer W by the center up 12
A second suction of the wafer W 2 by the transfer arm 50 at the same time is released aspiration starts, further at the time when the center-up 12 was lowered, passing from the center up 12 of the wafer W 2 to the transfer arm 50 is completed. FIG. 3 shows a state immediately before the completion of the delivery.

【0057】図3の状態からセンターアップ12がさら
に下降してウエハW2 が搬送アーム50に渡された後、
搬送アーム50が図4矢印A方向に移動して退避し、こ
の退避位置で露光済みウエハW2 を基板搬送機構を構成
する不図示の搬送部に渡した後、新ウエハW1 を搬送部
から受け取る。この場合、新ウエハW1 は不図示のプリ
アライメント装置上で概略的にX,Y,θ方向の位置決
めがなされた状態で搬送アーム50に渡される。
After the center up 12 is further lowered from the state of FIG. 3 and the wafer W 2 is transferred to the transfer arm 50,
Transfer arm 50 is retracted by moving in Figure 4 the direction of arrow A, after passing the exposed wafer W 2 to the transport unit (not shown) constituting the substrate transfer mechanism in this retracted position, the new wafer W 1 from the transport unit receive. In this case, the new wafer W 1 is transferred to the transfer arm 50 in a state in which schematically on pre-alignment unit (not shown) X, Y, is θ direction positioning has been made.

【0058】そして、この新ウエハW1 を保持した搬送
アームが矢印A’方向に沿って交換位置で待機している
センターアップ12の上方まで移動し、その位置で停止
する。この搬送アーム50の停止位置も不図示のリミッ
トスイッチ、位置センサ等により監視されている。
[0058] Then, the transfer arm holding the new wafer W 1 is moved to above the center-up 12 waiting in the exchange position along the direction of arrow A ', stops at that position. The stop position of the transfer arm 50 is also monitored by a limit switch (not shown), a position sensor, and the like.

【0059】次いで、交換位置で待機しているセンター
アップ12が不図示のセンターアップ駆動機構により上
昇駆動され、その際ウエハW1 裏面に吸着部20aの上
面が当接した時点で不図示の真空ポンプの吸引が開始さ
れ、吸着部20aの上面にウエハW1 が吸着される。こ
れと同時(あるいはその直前)に搬送アーム50による
ウエハW1 の真空吸着は解除され、さらにセンターアッ
プ12が上昇駆動された時点で、センターアップ12に
よる搬送アーム50からのウエハW1 の受け取りが完了
し、さらにセンターアップ12が所定位置まで上昇して
停止する。この状態で搬送アームが矢印A方向に移動し
て退避を開始すると同時に、ステージ制御系19により
リニアモータ36A、36Bが駆動され、これにより新
ウエハW1 を保持したセンターアップ12が図1及び図
2に仮想線で示されるウエハホルダ9の中心位置まで水
平に移動して停止する。このセンターアップ12の停止
位置も不図示のリミットスイッチ、位置センサ等により
監視されている。
[0059] Then, center-up 12 waiting in the exchange position is driven upward by the center-up drive mechanism (not shown), a vacuum (not shown) when the top is in contact with the case wafer W 1 backside adsorption section 20a suction of the pump is started, the wafer W 1 is adsorbed onto the adsorbing portion 20a. Is released the vacuum suction of the wafer W 1 by the transfer arm 50 simultaneously therewith (or immediately before), at the time the addition is center-up 12 is driven upward, it receives the wafer W 1 from the transfer arm 50 by the center-up 12 Upon completion, the center-up 12 further rises to a predetermined position and stops. At the same time the transport arm in this state starts to retreat and move in the direction of the arrow A, the linear motor 36A by the stage control system 19, 36B are driven, thereby the center-up 12 in FIG. 1 and FIG holding the new wafer W 1 The wafer 2 moves horizontally to the center position of the wafer holder 9 indicated by a virtual line in FIG. The stop position of the center-up 12 is also monitored by a limit switch, a position sensor, and the like (not shown).

【0060】そして、センターアップ12がセンターア
ップ駆動機構により下降駆動されると、新ウエハW1
ウエハホルダ9上に載置され、センターアップ12によ
るウエハW1 の吸引が解除されると同時にウエハホルダ
9によるウエハW1 の吸引が開始され、これにより一連
のウエハ交換シーケンスが終了する。
When the center-up 12 is driven downward by the center-up driving mechanism, the new wafer W 1 is placed on the wafer holder 9, and the suction of the wafer W 1 by the center-up 12 is released, and at the same time, the wafer holder 9 is released. suction of the wafer W 1 is started, thereby a series of the wafer exchange sequence is terminated by.

【0061】これまでの説明から明らかなように、本第
1の実施形態では移動部材兼上下動部材としてのセンタ
ーアップ12、ガイド溝26、ガイド孔28、コイル部
32A,32Bとリニアガイド34A〜34Dとによっ
て構成されるリニアモータ36A、36Bによって移動
手段が構成され、また、センターアップ12とユニット
30内のセンターアップ駆動機構とによって受け渡し手
段が構成されている。
As is apparent from the above description, in the first embodiment, the center-up 12, the guide groove 26, the guide hole 28, the coil portions 32A and 32B, and the linear guides 34A to 34B are used as a moving member and a vertically moving member. The moving means is constituted by the linear motors 36A and 36B constituted by 34D, and the transfer means is constituted by the center-up 12 and the center-up drive mechanism in the unit 30.

【0062】以上説明したように、本実施形態の投影露
光装置100によると、ウエハ交換時には、センターア
ップ12が露光済みのウエハW2 をウエハ交換位置まで
搬送して搬送アーム50に露光済みのウエハW2 を渡
し、その交換位置で待機して搬送アーム50から新ウエ
ハW1 を受け取り、ウエハホルダ9の中心位置(処理位
置)まで新ウエハW1 を搬送してウエハホルダ9に載置
するようになっていることから、ウエハステージWST
は、露光終了位置に停止したままウエハ交換を行なうこ
とができる。すなわち、ウエハステージWSTはウエハ
交換のためのみの目的で移動する必要がなく、その分、
ウエハステージWSTの移動範囲を小さく設定すること
ができ、結果的に、ウエハステージWST上の移動鏡1
7Yの長さを短くすることができ、これにより移動鏡1
7Yを保持するウエハステージWSTをその一辺がウエ
ハ直径よりわずかに大きい程度の大きさにまで小型化す
ることが可能となる。従って、ウエハステージWSTの
小型・軽量化により該ウエハステージWSTの制御精度
を向上させ、ウエハステージ駆動機構の発熱、駆動反力
等を低減させることができ、走査露光時のレチクルステ
ージRSTとウエハステージWSTの同期制御が容易に
なるとともに、ウエハステージWST移動時の露光装置
本体の振動が露光精度に与える悪影響を低減させること
ができ、結果的に露光時のレチクルパターンとウエハ上
のショット領域に形成されたパターンとの重ね合わせ精
度の向上を図ることができるという効果がある。
As described above, according to the projection exposure apparatus 100 of the present embodiment, when exchanging a wafer, the center up 12 conveys the exposed wafer W 2 to the wafer exchanging position and transfers the exposed wafer W 2 to the transfer arm 50. pass W 2, receives new wafer W 1 from the transfer arm 50 on standby at the replacement position, so as to place the wafer holder 9 conveys the new wafer W 1 to the center position of the wafer holder 9 (processing position) The wafer stage WST
Can exchange wafers while stopped at the exposure end position. That is, the wafer stage WST does not need to be moved only for the purpose of wafer exchange, and
The moving range of wafer stage WST can be set small, and consequently moving mirror 1 on wafer stage WST
7Y can be shortened, which allows the movable mirror 1
Wafer stage WST holding 7Y can be reduced in size to one side of which is slightly larger than the wafer diameter. Therefore, the control accuracy of the wafer stage WST can be improved by reducing the size and weight of the wafer stage WST, and the heat generation and the driving reaction force of the wafer stage driving mechanism can be reduced. In addition to facilitating the WST synchronization control, it is possible to reduce the adverse effect on the exposure accuracy caused by the vibration of the exposure apparatus main body when the wafer stage WST is moved. As a result, the reticle pattern during exposure and the shot area on the wafer are formed. There is an effect that it is possible to improve the accuracy of superimposition with the set pattern.

【0063】ここで、センターアップ12の移動距離
は、ウエハステージWSTのウエハ受け渡し以外の露光
処理等本来の目的のための移動範囲内から、投影光学系
PL等を避けたウエハの受け渡しに十分な位置まで移動
できるように設定することが望ましいが、あまり移動距
離が長すぎると、そのためにウエハステージWSTを大
きくしなければならなくなり、本発明の効果が半減する
ので、実施にあたってはウエハステージWSTが動く距
離と、センターアップ12が動く距離のバランスを適度
に設定することが望ましい。
Here, the moving distance of the center-up 12 is sufficient to transfer a wafer avoiding the projection optical system PL and the like from within a moving range for an original purpose such as an exposure process other than the wafer transfer of the wafer stage WST. It is desirable to set so that the wafer stage WST can move to the position. However, if the moving distance is too long, the wafer stage WST must be enlarged, and the effect of the present invention is reduced by half. It is desirable to appropriately set the balance between the moving distance and the distance that the center-up 12 moves.

【0064】また、本実施形態の投影露光装置100で
は、図3及び図4から明らかなように、ウエハステージ
WST上のウエハホルダ9外部に設定された交換位置
で、ウエハ交換が行なわれ、搬送アーム50をウエハホ
ルダ9上にまで移動する必要がないので、ウエハホルダ
9と投影光学系PLあるいはアライメント顕微鏡8との
間のワーキングディスタンスが狭く、例えばウエハの厚
みより僅かに大きな寸法であっても、特に支障なくウエ
ハ交換が可能である。
In the projection exposure apparatus 100 of this embodiment, as is apparent from FIGS. 3 and 4, the wafer is exchanged at an exchange position set outside the wafer holder 9 on the wafer stage WST, and the transfer arm is set. Since there is no need to move the wafer 50 onto the wafer holder 9, the working distance between the wafer holder 9 and the projection optical system PL or the alignment microscope 8 is narrow. For example, even if the working distance is slightly larger than the thickness of the wafer, there is no particular problem. The wafer can be replaced without the need.

【0065】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態を図4ないし図7に基づいて説明する。ここ
で、前述した第1の実施形態と同一若しくは同等の構成
部分については、同一の符号を用いるとともにその説明
を省略するものとする。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0066】図4には第2の実施形態に係るステージ装
置60の概略平面図が示されている。このステージ装置
60は、本来的なウエハアップ機構であるセンターアッ
プ52とは別に、軸54を中心に矢印D,D’方向に回
動して、図6中に実線で示される第1位置から仮想線で
示される第2位置まで、あるいは第2位置から第1位置
まで高速に回転移動する移動部材としての回転アーム5
6が設けられている点に特徴を有する。
FIG. 4 is a schematic plan view of a stage device 60 according to the second embodiment. This stage device 60 is rotated about a shaft 54 in the directions of arrows D and D 'separately from the center up 52 which is an original wafer up mechanism, and moves from a first position shown by a solid line in FIG. A rotary arm 5 as a moving member that rotates at a high speed from a second position to a second position indicated by a virtual line or from the second position to the first position.
6 is provided.

【0067】この回転アーム56は、図7の断面図中に
矢印B,B’で示されるように上下動も可能になってお
り(すなわち、この回転アーム56は上下動部材を兼ね
ていいる)、この回転アーム56はウエハステージWS
Tの内部に収容された駆動手段としての上下・回転機構
58によって矢印D,D’及び矢印B,B’方向に駆動
される。また、この回転アーム56には、不図示の真空
ポンプに接続された吸着部がその先端部上面に設けられ
ており、図7に示されるようにウエハWを吸着保持する
ことができるようになっている。
The rotary arm 56 can also move up and down as indicated by arrows B and B 'in the sectional view of FIG. 7 (that is, the rotary arm 56 also serves as a vertical moving member). The rotary arm 56 is mounted on the wafer stage WS.
It is driven in the directions of arrows D and D 'and arrows B and B' by an up-down and rotation mechanism 58 as a driving means housed inside T. Further, a suction part connected to a vacuum pump (not shown) is provided on the upper surface of the tip of the rotary arm 56 so that the wafer W can be suction-held as shown in FIG. ing.

【0068】この場合、センターアップ52としては、
通常の投影露光装置と同様の上下動のみするタイプのも
のが使用されている。すなわち、このセンターアップ5
2は、ウエハ交換時に、ウエハホルダ9にウエハWが直
接載った状態では回転アーム56がアクセスができない
ため、一旦持ち上げて、回転アーム56がウエハWの下
に挿入可能なようにするためのものである。また、ウエ
ハホルダ9としてもガイド溝等が形成されていない通常
のウエハホルダが使用されている。その他の部分の構成
等は、前述した第1の実施形態の投影露光装置100と
同一になっている。
In this case, as the center up 52,
A type that only moves up and down as in a normal projection exposure apparatus is used. That is, this center up 5
Reference numeral 2 denotes a rotary arm 56 that cannot be accessed when the wafer W is directly placed on the wafer holder 9 when the wafer is replaced, so that the rotary arm 56 is once lifted up so that the rotary arm 56 can be inserted under the wafer W. is there. As the wafer holder 9, a normal wafer holder having no guide groove or the like is used. The configuration of the other parts is the same as that of the projection exposure apparatus 100 according to the first embodiment described above.

【0069】次に、本第2の実施形態のステージ装置6
0におけるウエハ交換時の動作について説明する。
Next, the stage device 6 of the second embodiment will be described.
The operation at the time of wafer replacement at 0 will be described.

【0070】露光中回転アーム56は図7に仮想線56
-1で示される第2位置で待機しており、露光が終了し、
ウエハ交換を行なう場合、センターアップ52により露
光済みのウエハW2 が所定量持ち上げられると、上下・
回転機構58により回転アーム56が矢印D方向に回転
駆動され、ウエハW2 下方の仮想線56-2で示される第
1位置まで移動する。この状態で、回転アーム56が矢
印B方向に所定量上昇駆動される(センターアップ52
を所定量下降させても良い)と、ウエハW2 裏面が回転
アーム56上面に当接し、この状態で回転アーム56の
吸着部の吸引が開始されると、ウエハW2 が回転アーム
56上面の吸着部に吸着され、センターアップ52が下
降することにより、ウエハW2 がセンターアップ52か
ら回転アーム56に渡される。図6及び図7には、この
ウエハW2 をセンターアップ52から受け取った状態の
回転アーム56が実線で示されている。
During the exposure, the rotating arm 56 is shown in FIG.
Waiting at the second position indicated by -1 , the exposure is completed,
When performing the wafer exchange, the wafer W 2 exposed by the center-up 52 is lifted a predetermined amount, vertical and
Rotating arm 56 by a rotating mechanism 58 is rotated in the direction of arrow D, moves to the first position indicated by the wafer W 2 below the imaginary line 56 -2. In this state, the rotary arm 56 is driven to rise by a predetermined amount in the direction of arrow B (center-up 52
The and also good) by a predetermined amount downward, the wafer W 2 backside contacts the rotating arm 56 upper surface, when the suction of the suction portion of the rotary arm 56 in this state is started, the wafer W 2 is rotating arm 56 the upper surface The wafer W 2 is transferred from the center-up 52 to the rotating arm 56 by the suction by the suction unit and the lowering of the center-up 52. 6 and 7, the rotating arm 56 in a state of receiving the wafer W 2 from the center up 52 is shown by a solid line.

【0071】このようにしてウエハW2 を受け取った回
転アーム56は、上下・回転機構58により矢印D’の
方向に駆動され、ウエハW2 を吸着保持したまま仮想線
56-3で示される位置まで移動し、この状態で不図示の
基板搬送機構を構成する不図示の搬送アームがウエハ下
方に来ると、回転アーム56が矢印B’方向に所定量下
降駆動され、ウエハW2 が搬送アームに渡される。
The rotary arm 56 that has received the wafer W 2 in this manner is driven in the direction of the arrow D ′ by the up / down / rotation mechanism 58, and holds the wafer W 2 by suction and holds the position indicated by the imaginary line 56-3. When the transfer arm (not shown) constituting the substrate transfer mechanism (not shown) comes below the wafer in this state, the rotary arm 56 is driven down by a predetermined amount in the direction of arrow B ′, and the wafer W 2 is moved to the transfer arm. Passed.

【0072】この後、搬送アームがこのウエハW2 を搬
送して退避し、この退避位置で露光済みウエハWを基板
搬送機構を構成する搬送部に渡した後、新ウエハW1
搬送部から受け取る。この場合、新ウエハW1 は不図示
のプリアライメント装置上で概略的にX,Y,θ方向の
位置決めがなされた状態で搬送アームに渡される。
Thereafter, the transfer arm transfers and retreats the wafer W 2, and transfers the exposed wafer W to the transfer section constituting the substrate transfer mechanism at this retreat position, and then transfers the new wafer W 1 from the transfer section. receive. In this case, the new wafer W 1 is passed to a transfer arm in a state in which schematically on pre-alignment unit (not shown) X, Y, is θ direction positioning has been made.

【0073】そして、この新ウエハW1 を保持した搬送
アームが交換位置で待機している回転アーム56上方ま
で移動し、その位置で停止する。
Then, the transfer arm holding the new wafer W 1 moves above the rotating arm 56 waiting at the exchange position, and stops at that position.

【0074】次いで、交換位置で待機している回転アー
ム56が上下・回転駆動機構58により上昇駆動され、
その際ウエハW1 裏面に回転アーム56上面の吸着部が
当接した時点で不図示の真空ポンプの吸引が開始され、
吸着部にウエハW1 が吸着される。これと同時(あるい
はその直前)に搬送アームによるウエハW1 の真空吸着
は解除され、さらに回転アーム56が上昇駆動された時
点で、回転アーム56による搬送アームからのウエハW
1 の受け取りが完了し、さらに回転アーム56が所定位
置まで上昇して停止する。この状態で、搬送アームが退
避すると、ウエハW1 を保持した回転アーム56が矢印
D方向に回転し、図7に実線で示される位置でウエハW
1 を保持したまま停止する。この場合も、後述するよう
に、ウエハW1 をウエハホルダ9上に載置する際に、該
ウエハW1 がウエハホルダ9上の所定位置に正確に載置
されるように、ロータリエンコーダ等を用いて回転アー
ム56の停止位置を厳密に管理(制御)することが望ま
しい。
Next, the rotary arm 56 waiting at the exchange position is driven upward by the vertical / rotational drive mechanism 58,
At that time the suction of a vacuum pump (not shown) is started when the adsorbing portion of the rotating arm 56 the upper surface of the wafer W 1 backside is in contact,
Wafer W 1 is sucked by the suction unit. At the same time (or immediately before), the vacuum suction of the wafer W 1 by the transfer arm is released, and when the rotating arm 56 is further driven up, the wafer W 1 from the transfer arm by the rotating arm 56 is moved.
When the reception of 1 is completed, the rotating arm 56 further rises to a predetermined position and stops. In this state, when the transfer arm retracts, the rotation arm 56 holding the wafer W 1 is rotated in the direction of arrow D, the wafer W at a position indicated by the solid line in FIG. 7
Stop while holding 1 . Also in this case, as described later, when the wafer W 1 is placed on the wafer holder 9, a rotary encoder or the like is used so that the wafer W 1 is accurately placed at a predetermined position on the wafer holder 9. It is desirable to strictly manage (control) the stop position of the rotary arm 56.

【0075】そして、センターアップ52がセンターア
ップ駆動機構により上昇駆動されると同時に回転アーム
56が下降し、ウエハW1 がセンターアップ52に渡さ
れた時点で、センターアップ52によるウエハW1 の吸
引が開始されるとともに回転アームによるウエハW1
吸着が解除される。そして、更に回転アーム56が図7
の仮想線56-2の位置まで下降した後、矢印D’方向に
回転して退避し、仮想線56-1の位置で待機する。この
回転アーム56の退避後、あるいはその直前にセンター
アップ52は下降駆動され、新ウエハW1 がウエハホル
ダ9上に載置され、センターアップ52の吸引が解除さ
れると同時にウエハホルダ9の吸引が開始されることに
より、一連のウエハ交換シーケンスが終了する。
[0075] Then, the center-up 52 descends the rotational arm 56 and at the same time is driven upward by the center-up driving mechanism, when the wafer W 1 is passed to the center-up 52, the suction by the center-up 52 of the wafer W 1 There adsorption of the wafer W 1 is released by the rotary arm together with the start. Further, the rotating arm 56 is moved to the position shown in FIG.
After descending to the position of the imaginary line 56 -2, retracted and rotated in the arrow D 'direction, it stands at the position of the imaginary line 56 -1. After this evacuation of the rotating arm 56, or the center-up 52 immediately before being driven downward, new wafer W 1 is placed on the wafer holder 9, at the same time suction starts the holder 9 when the suction of the center-up 52 is released Thus, a series of wafer exchange sequences is completed.

【0076】以上説明した本第2の実施形態によっても
前述した第1の実施形態と同等の作用効果を得られる
他、図4と図6とを比較すると明らかなように、本第2
の実施形態ではウエハステージWSTの移動範囲を拡大
させることなく、ウエハWの移動距離を一層延ばすこと
ができ、これにより搬送アームの移動距離をより短くす
ることができ、しかも回転アーム56の回転によりこの
ウエハの移動を行なうことから移動時間を短縮すること
も可能である。この場合、第1の実施形態と比べると、
受け渡し回数が増えるという不利な面があるが、上記の
搬送アームの移動距離の短縮とウエハ移動速度の高速化
により、第1の実施形態と同等あるいはそれ以上のスル
ープットを確保することは可能である。
According to the second embodiment described above, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. In addition, as apparent from a comparison between FIG. 4 and FIG.
In the embodiment, the moving distance of the wafer W can be further extended without expanding the moving range of the wafer stage WST, whereby the moving distance of the transfer arm can be further shortened. Since the wafer is moved, the moving time can be reduced. In this case, compared to the first embodiment,
Although there is a disadvantage that the number of transfer times increases, it is possible to secure a throughput equal to or higher than that of the first embodiment by shortening the moving distance of the transfer arm and increasing the moving speed of the wafer. .

【0077】なお、上記第2の実施形態では、ウエハホ
ルダ9上から回転アーム56へのウエハの受け渡しの際
に、センターアップ52が上昇する場合について説明し
たが、ウエハホルダ9上から回転アーム56へのウエハ
の受け渡しの際には、ウエハホルダ9とウエハWの高さ
が相対的に変わればよく、ウエハホルダ9がセンターア
ップ52に対し相対的に下降しても良いし、あるいはウ
エハホルダ9とセンターアップ52とがともに上下動可
能な構成であっても良い。後者の場合、ウエハホルダ9
とセンターアップ52とがともに一旦下降し、その後に
センターアップ52が上下動するようにすれば、投影光
学系PLとの干渉を効果的に防止することができるので
望ましい。
In the second embodiment, the case where the center-up 52 rises when a wafer is transferred from the wafer holder 9 to the rotating arm 56 has been described. When transferring the wafer, the height of the wafer holder 9 and the height of the wafer W may be relatively changed, and the wafer holder 9 may be lowered relative to the center up 52, or the wafer holder 9 and the center up 52 May be configured to be able to move up and down. In the latter case, the wafer holder 9
It is desirable that the center-up 52 and the center-up 52 both descend once, and then the center-up 52 moves up and down, because interference with the projection optical system PL can be effectively prevented.

【0078】上記第1、第2の実施形態では、いずれも
ウエハを移動するための移動手段を構成する移動部材は
1つだけ設けられていたが、ウエハを外部の搬送アーム
に渡す移動機構と、ウエハを搬送アームから受け取る移
動機構を別々に設け、それぞれの動作を一部並行して行
なう場合には、一層ウエハ交換時間を短縮することが可
能と考えられる。このような観点からなされたのが、次
の第3の実施形態である。
In each of the first and second embodiments, only one moving member constituting the moving means for moving the wafer is provided, but a moving mechanism for transferring the wafer to an external transfer arm is provided. In the case where separate moving mechanisms for receiving wafers from the transfer arm are provided and the respective operations are partially performed in parallel, it is considered that the wafer replacement time can be further reduced. The following third embodiment has been made from such a viewpoint.

【0079】《第3の実施形態》次に、本発明の第3の
実施形態を図8に基づいて説明する。ここで、前述した
第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分について
は、同一の符号を用いるとともにその説明を省略するも
のとする。
<< Third Embodiment >> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0080】図8には、第3の実施形態に係るステージ
装置70の平面図が概略的に示されている。このステー
ジ装置70は、前述した第1の実施形態中で説明したウ
エハステージWSTの移動とは無関係にウエハホルダ9
上の処理位置とウエハ交換位置との間でウエハを直線移
動させるセンターアップ、センターアップ駆動機構、ガ
イド溝、ガイド孔及びリニアモータ等を有する移動手段
兼受け渡し手段が、2組み設けられている点に特徴を有
する。その他の部分の構成等は前述した第1の実施形態
と基本的に同一である。
FIG. 8 is a schematic plan view of a stage device 70 according to the third embodiment. The stage device 70 is used to move the wafer holder 9 regardless of the movement of the wafer stage WST described in the first embodiment.
Two sets of moving means and transfer means having a center-up, a center-up driving mechanism, a guide groove, a guide hole, a linear motor, and the like for linearly moving a wafer between the above processing position and the wafer exchange position are provided. It has features. The configuration of the other parts is basically the same as that of the above-described first embodiment.

【0081】ここでは、上記一方の移動手段兼受け渡し
手段を第1の基板移動機構72Aと呼び、他方の移動手
段兼受け渡し手段を第2の基板移動機構72Bと呼ぶも
のとし、以下の説明においては、必要に応じ第1の基板
移動機構72Aを構成するセンターアップ12をセンタ
ーアップ121 、第2の基板移動機構72Bを構成する
センターアップ12をセンターアップ122 として区別
して表すものとする。
Here, the one moving means and transfer means is referred to as a first substrate moving mechanism 72A, and the other transfer means and transfer means is referred to as a second substrate moving mechanism 72B. It intended to represent and distinguish center-up 12 constituting the first substrate moving mechanism 72A as required center-up 121, the center-up 12 of the second substrate moving mechanism 72B as the center-up 12 2.

【0082】次に、本第3の実施形態に係るステージ装
置70によるウエハ交換時の動作を簡単に説明する。
Next, the operation at the time of wafer exchange by the stage device 70 according to the third embodiment will be briefly described.

【0083】ウエハホルダ9上に載置されたウエハW2
の露光が終了すると、該露光済み(処理済み)のウエハ
2 は直ちに基板移動機構72Bを構成するセンターア
ップ122 により図8に示される位置まで移動され、そ
の位置の近傍で待機している不図示のアンロードアーム
に渡される。
The wafer W 2 placed on the wafer holder 9
When the exposure is finished, the wafer W 2 of the exposure already (treated) is immediately moved by the center-up 12 2 constituting the substrate moving mechanism 72B to the position shown in FIG. 8, waiting in the vicinity of that position It is delivered to an unload arm (not shown).

【0084】一方、基板移動機構72Aを構成するセン
ターアップ121 は、図8に実線で示されるウエハ受け
取り位置に待機しており、この位置の近傍に新ウエハW
1 を保持して待機している不図示のロードアームから、
上記のセンターアップ122のウエハホルダ9外側への
移動開始後、ウエハW2 がウエハホルダ9中心から十分
離れた時点で、新ウエハW1 を受け取り、その後直ぐに
センターアップ121はウエハホルダ9中心にウエハW
1 を移動させてウエハホルダ9に渡す。
[0084] On the other hand, center-up 12 1 constituting the substrate moving mechanism 72A stands by the wafer receiving position shown in solid lines in FIG. 8, the new wafer W in the vicinity of the position
From the load arm (not shown) holding 1 and waiting,
After the movement of the center up 12 2 to the outside of the wafer holder 9, the new wafer W 1 is received when the wafer W 2 is sufficiently separated from the center of the wafer holder 9, and immediately thereafter, the center up 12 1 is moved to the center of the wafer holder 9.
1 is transferred to the wafer holder 9.

【0085】その後、基板移動機構72Aを構成するセ
ンターアップ121 はウエハホルダ9にウエハW1 を渡
した後、ウエハホルダ9の上面より下方に下がって図8
に実線で示される待機位置(ウエハ受け取り位置)まで
移動する。また、同様に基板移動機構72Bを構成する
センターアップ122 の方は、ウエハホルダ9の上面よ
り下方に下がってウエハホルダ9の中心方向に移動して
次の受け渡しに備える。これらのセンターアップ1
1 、122 の移動は、振動等を発生しなければ露光作
業中に可能である。
[0085] Then, after the center-up 121 constituting the substrate moving mechanism 72A is passed the wafer W 1 to the wafer holder 9, it drops below the upper surface of the wafer holder 9 8
To the standby position (wafer receiving position) indicated by the solid line. Similarly, toward the center-up 12 2 constituting the substrate moving mechanism 72B is provided on the next delivery to move down below the upper surface of the wafer holder 9 in the direction of the center of the wafer holder 9. These Center Up 1
2 1, 12 2 move is possible during exposure operation unless generate vibration.

【0086】このように本第3の実施形態によると、処
理済みのウエハW2 のアンロード動作の一部と新ウエハ
1 のウエハホルダ9上へのロード動作の一部とを同時
並行処理することができるので、上記第1、第2の実施
形態例に比べてウエハ交換時間を短縮することができ
る。
[0086] Thus, according to the present third embodiment, the simultaneous parallel processing and a part of the load operation to the treated part of the unloading operation wafer W 2 and the new wafer W 1 of the wafer holder 9 above Therefore, the wafer replacement time can be reduced as compared with the first and second embodiments.

【0087】この場合において、ウエハW2 、W1 の移
動の際のそれぞれのセンターアップ122 、121 によ
る保持高さを異ならせておけば、ウエハW2 がウエハホ
ルダ9中心から十分離れる前の時点でも基板移動機構7
2Aを構成するセンターアップ121 は、ロードアーム
からウエハW1 を受け取ることができ、一層交換時間を
短縮することができる。
In this case, if the holding heights of the respective center-ups 12 2 and 12 1 when the wafers W 2 and W 1 are moved are made different, the wafer W 2 before the wafer W 2 is sufficiently separated from the center of the wafer holder 9 can be obtained. The substrate moving mechanism 7 at the time
Center-up 121 constituting the 2A can receive the wafer W 1 from the load arm can be shortened further exchange time.

【0088】また、ウエハ交換後のセンターアップ12
2 、121 の移動が前記の如く露光中に行なえるように
したことから、かかる点でもウエハ交換の作業時間が短
縮されている。
Further, the center up after wafer replacement 12
Since the 2, 12 1 of the movement is for performed during exposure as described above, working time is also the wafer exchange in this respect is shortened.

【0089】本第3の実施形態では、図8に示されるよ
うに、基板移動機構72Aと基板移動機構72Bとが設
けられ、両者の配置の関係から、前述した第1の実施形
態の場合のように、センターアップ121 、122 では
ウエハの中心位置でウエハを吸着することができないよ
うになっている。このため、実施に当たっては、吸着
力、吸着面積を考慮してウエハを正確に保持するような
配慮が必要である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, a substrate moving mechanism 72A and a substrate moving mechanism 72B are provided. As described above, in the center-up operations 12 1 and 12 2 , the wafer cannot be suctioned at the center position of the wafer. For this reason, in implementation, it is necessary to take care to hold the wafer accurately in consideration of the suction force and the suction area.

【0090】以上説明した本第3の実施形態によると、
前述した第1、第2の実施形態と同様に、ウエハステー
ジの小型・軽量化による種々の効果を得られる他、上記
の如くウエハ交換時間を短縮することができ、これによ
りスループットの向上を図ることができるという利点も
ある。
According to the third embodiment described above,
As in the first and second embodiments described above, various effects can be obtained by reducing the size and weight of the wafer stage, and the wafer exchange time can be reduced as described above, thereby improving the throughput. There is also the advantage that it can be done.

【0091】なお、基板移動機構72A、72Bの配置
方法として、正確な位置決めが必要なロード専用の基板
移動機構72Aを図4と同様にセンターアップ121
動範囲のウエハホルダ9中心側の端部がウエハホルダ9
中心位置と一致するような配置にして、ウエハの中心部
をセンターアップ121 で保持するようにし、精度を要
求されないアンロード専用の基板移動機構72Bのセン
ターアップ122 移動範囲のウエハホルダ9中心側の端
部を中心からずらして配置し、ウエハWの中心から外れ
た位置をセンターアップ122 により保持するようにし
ても良い。あるいは、基板移動機構72A、72Bを構
成するセンターアップの形状を工夫し、一方のセンター
アップが他方のセンターアップ内部に挿入可能な入れ子
構造にして、両センターアップによりウエハ中心近傍を
それぞれ保持するような構成にすることも可能である。
[0091] The substrate moving mechanism 72A, as an arrangement method of 72B, the end portion of the wafer holder 9 the center side of the likewise center-up 12 1 moving range and 4 the substrate moving mechanism 72A of the load only requiring accurate positioning Wafer holder 9
In the arrangement to coincide with the center position, so as to hold the central portion of the wafer in the center-up 121, the wafer holder 9 the center side of the center-up 12 2 movement range of the substrate moving mechanism 72B of unloading only not required precision end disposed off-center and may be held a position off the center of the wafer W by the center-up 12 2. Alternatively, the shape of the center-up constituting the substrate moving mechanisms 72A and 72B is devised so that one center-up has a nested structure that can be inserted into the other center-up, and the center-up is held by both center-ups. It is also possible to adopt a different configuration.

【0092】以上説明した第1ないし第3の実施形態で
は、センターアップあるいは回転アーム等のウエハを処
理位置から受け渡し位置まで移動させる移動部材が、上
下動可能な上下動部材を兼ねるとともに受け渡し手段の
一部を構成している場合、すなわち、ウエハを該ウエハ
の処理位置と受け渡し位置との間で移動させる移動手段
の一部構成要素が、ウエハの受け渡し位置で外部の基板
搬送機構との間でウエハの受け渡しを行なう受け渡し手
段の一部構成要素を兼ねている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、移動手段
と受け渡し手段とは全く別々の構成要素により構成して
もよい。
In the first to third embodiments described above, the moving member for moving the wafer from the processing position to the transfer position, such as a center-up or a rotating arm, also functions as a vertically movable member capable of moving up and down, and the transfer means In the case where a part is configured, that is, some components of the moving means for moving the wafer between the processing position and the transfer position of the wafer are moved between the wafer transfer position and an external substrate transfer mechanism. A case has been described in which the transfer unit that transfers the wafer also serves as a part of the component. However, the present invention is not limited to this, and the transfer unit and the transfer unit are configured by completely separate components. Is also good.

【0093】このような観点からなされたのが、次の第
4の実施形態である。
The following fourth embodiment has been made from such a viewpoint.

【0094】《第4の実施形態》次に、本発明の第4の
実施形態を図9に基づいて説明する。図9には、第4の
実施形態に係るステージ装置80の概略平面図が示され
ている。ここで、前述した第1、第2の実施形態と同一
若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用い
るとともにその説明を省略するものとする。
<< Fourth Embodiment >> Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic plan view of a stage device 80 according to the fourth embodiment. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those of the above-described first and second embodiments, and description thereof is omitted.

【0095】このステージ装置80は、ウエハを吸着保
持するウエハホルダ9そのものがウエハを該ウエハの処
理位置と受け渡し位置との間で移動させる移動手段を構
成する移動部材として機能し、通常のウエハアップ機構
であるセンターアップ52がウエハの受け渡し位置で外
部の基板搬送機構との間でウエハの受け渡しを行なう受
け渡し手段として機能するものである。
In the stage device 80, the wafer holder 9 itself, which holds the wafer by suction, functions as a moving member constituting a moving means for moving the wafer between the processing position and the transfer position of the wafer. The center-up 52 functions as a transfer means for transferring a wafer to and from an external substrate transfer mechanism at a wafer transfer position.

【0096】すなわち、このステージ装置80では、ウ
エハホルダ9が回転軸82を中心にして不図示のモータ
等により回動され、実線で示される処理位置と仮想線で
示されるウエハ交換位置との間で回転移動し、ウエハ交
換位置ではセンターアップ52が上下動して外部の基板
搬送機構を構成する不図示の搬送アームとの間でウエハ
の受け渡し、受け取りを行なうようになっている。
That is, in the stage device 80, the wafer holder 9 is rotated about the rotation shaft 82 by a motor (not shown) or the like, and moves between the processing position indicated by the solid line and the wafer exchange position indicated by the imaginary line. The center up 52 moves up and down at the wafer exchange position, and transfers and receives the wafer to and from a transfer arm (not shown) constituting an external substrate transfer mechanism.

【0097】この場合、前述した第1、第2の実施形態
と同様に、ウエハステージの小型・軽量化による種々の
効果を得られる他、ウエハホルダ9そのものが移動部材
を構成するので移動部材の重量が大きくなるが、ウエハ
ホルダ9の内部に移動部材がないので、移動部材の移動
ガイド等のある場所でウエハを吸着できなくなるといっ
た不都合が生じるおそれがないとともに、ウエハホルダ
の平面度低下等が生じないという利点がある。
In this case, similarly to the above-described first and second embodiments, various effects can be obtained by reducing the size and weight of the wafer stage, and the weight of the moving member can be obtained because the wafer holder 9 itself constitutes the moving member. However, since there is no moving member inside the wafer holder 9, there is no danger that the wafer cannot be suctioned at a place where a moving guide of the moving member is located, and the flatness of the wafer holder is not reduced. There are advantages.

【0098】なお、この第4の実施形態の変形例とし
て、図10に示されるようなウエハホルダ9が一対のス
ライド案内機構92A、92Bに沿って平行移動するも
のも考えられる。
As a modification of the fourth embodiment, it is conceivable that the wafer holder 9 shown in FIG. 10 moves in parallel along a pair of slide guide mechanisms 92A and 92B.

【0099】なお、上記実施形態では、本発明がステッ
プ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用され
た場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに
限定されるものではなく、ステップ・アンド・リピート
方式の縮小投影型露光装置等にも本発明は同様に適用で
き、かかる場合には上記実施形態と同様にウエハステー
ジの小型・軽量化により該ウエハステージの制御精度
(位置決め精度)の向上、ウエハステージ駆動機構の発
熱、駆動反力等の低減により結果的に露光時のレチクル
パターンとウエハ上のショット領域に形成されたパター
ンとの重ね合わせ精度の向上を図ることが可能である。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a step-and-scan type scanning exposure apparatus has been described. However, the scope of the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to an AND-repeat type reduction projection type exposure apparatus and the like. In such a case, the control accuracy (positioning accuracy) of the wafer stage is reduced by reducing the size and weight of the wafer stage as in the above embodiment. As a result, it is possible to improve the overlay accuracy of the reticle pattern at the time of exposure and the pattern formed in the shot area on the wafer by reducing the heat generation of the wafer stage driving mechanism, the driving reaction force, and the like. .

【0100】また、本発明に係るステージ装置は、基板
の上方に投影光学系、アライメント顕微鏡、焦点検出系
等が配置され、このため基板交換が困難でかつ高度なス
テージ制御性能が要求される投影露光装置に適用する場
合に特に有効であるが、これに限らず、半導体素子、半
導体素子製造用マスク等の製造のため、レーザ光、電子
線その他の荷電粒子線等で基板上にパターンを直接描画
する描画装置等にも好適に適用できる。これらの装置に
適用した場合にもステージの小型化、ステージの移動範
囲の縮小によるメリット、具体的にはステージの制御性
の向上、装置設置のためのフットプリントの縮小による
コスト低減等の効果が得られる。
In the stage apparatus according to the present invention, a projection optical system, an alignment microscope, a focus detection system, and the like are arranged above the substrate. It is particularly effective when applied to an exposure apparatus, but is not limited to this. For manufacturing a semiconductor element, a mask for manufacturing a semiconductor element, etc., a pattern is directly formed on a substrate with a laser beam, an electron beam, or another charged particle beam. The present invention can be suitably applied to a drawing apparatus for drawing. Even when applied to these devices, the advantages of downsizing the stage, reducing the moving range of the stage, specifically, improving the controllability of the stage and reducing costs by reducing the footprint for installing the device, etc., are also obtained. can get.

【0101】また、上記各実施形態の他にも、ウエハを
移動する方法は種々考えられる。例えば、ウエハホルダ
にローラ(通常は下方に待避)を付けてウエハを送る方
法、吸着の代わりにエアーブローで浮かしておいて押す
方法、ウエハホルダを傾けて滑らせる方法等が考えら
れ、かかる場合にも上記各実施形態と同様にステージ小
型・軽量化に伴う効果が得られる。但し、移動精度、塵
の発生・吸着等を考えると、前記の各実施形態の方がよ
り現実的な選択であると言える。
In addition to the above embodiments, various methods for moving the wafer are conceivable. For example, a method of attaching a roller (usually retracted downward) to the wafer holder to send the wafer, a method of floating and pushing with an air blow instead of suction, a method of tilting and sliding the wafer holder, and the like can be considered. As with the above embodiments, the effect of reducing the stage size and weight can be obtained. However, in consideration of movement accuracy, dust generation / adsorption, and the like, it can be said that the above embodiments are more realistic choices.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし6
に記載の発明によれば、基板交換能力を損なうことな
く、基板ステージの小型・軽量化を実現することがで
き、その結果としてステージの制御性能の向上、装置性
能の向上、さらに装置面積の縮小化が可能であるという
従来にない優れた効果がある。
As described above, claims 1 to 6
According to the invention described in (1), the size and weight of the substrate stage can be reduced without impairing the substrate exchange capability, and as a result, the control performance of the stage, the performance of the device, and the device area can be reduced. There is an unprecedented excellent effect that the conversion can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係る投影露光装置の概略構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to a first embodiment.

【図2】図1の装置の走査露光の原理を示す図である。FIG. 2 is a view showing the principle of scanning exposure of the apparatus of FIG.

【図3】第1の実施形態に係るステージ装置の概略正面
図である。
FIG. 3 is a schematic front view of the stage device according to the first embodiment.

【図4】図3のステージ装置の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the stage device of FIG.

【図5】図4中に仮想線12’で示される位置にセンタ
ーアップがあるときのB−B線概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view taken along the line BB when the center is up at a position indicated by a virtual line 12 ′ in FIG. 4;

【図6】第2の実施形態に係るステージ装置の概略平面
図である。
FIG. 6 is a schematic plan view of a stage device according to a second embodiment.

【図7】図6のE−E線概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view taken along line EE of FIG. 6;

【図8】第3の実施形態に係るステージ装置の概略平面
図である。
FIG. 8 is a schematic plan view of a stage device according to a third embodiment.

【図9】第4の実施形態に係るステージ装置の概略平面
図である。
FIG. 9 is a schematic plan view of a stage device according to a fourth embodiment.

【図10】第4の実施形態の変形例に係るステージ装置
の概略平面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view of a stage device according to a modification of the fourth embodiment.

【図11】従来例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 ウエハホルダ(移動部材、基板保持部材) 10 ステージ装置 12 センターアップ(移動部材、上下動部材、移動手
段の一部、受け渡し手段の一部) 26 ガイド溝(移動手段の一部) 28 ガイド孔(移動手段の一部) 30 ユニット(受け渡し手段の一部) 36A、36B リニアモータ(移動手段の一部、駆動
手段) 52 センターアップ(受け渡し手段) 56 回転アーム(移動手段の一部、移動部材) 58 上下・回転機構(移動手段の一部、駆動手段) 60 ステージ装置 70 ステージ装置 72A、72B 基板移動機構(移動手段、受け渡し手
段) 80 ステージ装置 WST ウエハステージ(ステージ)
Reference Signs List 9 Wafer holder (moving member, substrate holding member) 10 Stage device 12 Center up (moving member, vertical moving member, part of moving means, part of transfer means) 26 Guide groove (part of moving means) 28 Guide hole ( 30 unit (part of transfer means) 36A, 36B Linear motor (part of transfer means, drive means) 52 Center up (transfer means) 56 Rotating arm (part of transfer means, move member) 58 Up / down / rotation mechanism (part of moving means, driving means) 60 Stage device 70 Stage device 72A, 72B Substrate moving mechanism (moving means, transfer means) 80 Stage device WST Wafer stage (stage)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の平面内で移動可能なステージと;
前記ステージ上に搭載され、前記ステージの移動とは無
関係に基板を前記基板の処理位置と受け渡し位置との間
で移動させる移動手段と;前記基板の受け渡し位置で外
部の基板搬送機構との間で基板の受け渡しを行なう受け
渡し手段とを有するステージ装置。
A stage movable in a predetermined plane;
Moving means mounted on the stage, for moving the substrate between a processing position and a transfer position of the substrate irrespective of the movement of the stage; and an external substrate transfer mechanism at the transfer position of the substrate. A stage device having a transfer unit for transferring a substrate.
【請求項2】 前記移動手段は、前記基板を保持して前
記平面内で直線移動する移動部材と、この移動部材の駆
動手段とを有することを特徴とする請求項1に記載のス
テージ装置。
2. The stage apparatus according to claim 1, wherein the moving unit includes a moving member that holds the substrate and moves linearly in the plane, and a driving unit for driving the moving member.
【請求項3】 前記移動手段は、基板を保持して所定の
回転軸を中心として前記平面内で回転移動する移動部材
と、この移動部材の駆動手段とを有することを特徴とす
る請求項1に記載のステージ装置。
3. The moving device according to claim 1, wherein the moving unit includes a moving member that holds the substrate and rotates around the predetermined rotation axis in the plane and a driving unit for the moving member. A stage device according to item 1.
【請求項4】 前記受け渡し手段が、前記基板を保持し
て上下動する上下動部材を有し、この上下動部材が前記
移動手段をも構成していることを特徴とする請求項1に
記載のステージ装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said transfer means has a vertically moving member which vertically moves while holding said substrate, and said vertically moving member also constitutes said moving means. Stage equipment.
【請求項5】 前記移動手段及び受け渡し手段は、前記
基板の受け取り専用、前記基板の渡し専用のものがそれ
ぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
ステージ装置。
5. The stage apparatus according to claim 1, wherein the moving unit and the transfer unit are provided only for receiving the substrate and for transferring the substrate.
【請求項6】 前記移動部材は、前記ステージ上で前記
基板を吸着保持する基板保持部材であることを特徴とす
る請求項2又は3に記載のステージ装置。
6. The stage apparatus according to claim 2, wherein the moving member is a substrate holding member that sucks and holds the substrate on the stage.
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