JPH10177942A

JPH10177942A - 露光装置および露光装置における感光基板の受け渡し方法

Info

Publication number: JPH10177942A
Application number: JP8337250A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Kida; 佳己木田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハのウエハステージへの受け渡しをスム
ーズに行わせることにより、ウエハをウエハステージ上
に載置する前工程でなされた感光基板の位置決めを有効
とする投影露光装置および投影露光装置における感光基
板の受け渡し方法を提供する。【解決手段】センターアップ３８に保持された状態で
ウエハ６の回転方向のプリアライメントを行うととも
に、ウエハ６をウエハステージのウエハホルダ３０に受
け渡すときには、制御変数記憶手段１０２にあらかじめ
記憶されているデータに基づいて、センターアップ３８
上に保持されたウエハ６と同一の傾斜角度を持つよう
に、ウエハホルダ３０の傾斜角度を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体回路等のパ
ターンを投影露光するフォトリソグラフィ工程で使用さ
れる露光装置およびこの露光装置における感光基板の受
け渡し方法に関し、特に感光基板の位置決めを感光基板
を基板ステージ上に載置する前に行う場合に適用して好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体回路等の製造に使用される投影露
光装置（例えばステッパー）においては、マスク（以
下、レチクルと言う）上に形成された回路パターンを感
光基板（例えばウエハまたはガラスプレート）上のフォ
トレジスト層に高い重ね合わせ精度で転写するために、
レチクルとウエハステージ上に載置されたウエハとを高
精度に位置合わせ（アライメント）することが求められ
る。

【０００３】このようなアライメントは、ウエハの大ま
かな位置合わせをするプリアライメント（ラフアライメ
ント）と、サーチアライメントまたはＥＧＡ（Ｅｎｈａ
ｎｃｅｄＧｌｏｂａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）等の手
法によりウエハの精密な位置合わせをするファインアラ
イメントとに大別され、従来、これらプリアライメント
およびファインアライメントは、いずれもウエハをウエ
ハステージ上に載置した状態で行われるものであった。

【０００４】一方、このような投影露光装置では、高い
スループットを維持することも要求されるため、このよ
うな高精度のアライメントを、短いアライメント時間で
実現する必要性がある。

【０００５】そこで、本出願人による特願平７−１７８
６３０号では、ウエハをウエハステージ（実際にはウエ
ハステージの一部を構成するウエハホルダ）上に載置す
る前に、あらかじめ回転方向のプリアライメントを行う
投影露光装置における位置決め方法が提案されている。
以下、この位置決め方法について説明する。

【０００６】図２（ｂ）に示すように、ウエハアーム２
１により搬送されて来たウエハ６は、まずセンターアッ
プ３８に受け渡され、そのスピンドル部３８ａ〜３８ｃ
上に吸着保持される。次いで、伸縮機構３５によりセン
ターアップ３８を降下すると、ウエハ６がウエハホルダ
３０上に載置される。そして、この位置決め方法では、
ウエハ６がセンターアップ３８上に吸着保持されている
間に、ＣＣＤカメラ等の画像処理装置５０〜５２でウエ
ハ６を撮像し、これをアライメント制御系１５において
解析することにより、ウエハ６の２次元の位置および回
転誤差を算出する。さらに、このように算出された回転
誤差を相殺するようにセンタアップ３８を回転させ、回
転誤差についてのみは、ウエハ６がウエハホルダ３０に
受け渡される前に、あらかじめラフアライメントを行っ
ておく。これにより、ウエハのアライメントを、高精度
を維持しつつ高速化することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにウエハ６がウエハホルダ３０に載置される前にあら
かじめ回転誤差についてのプリアライメントを行ったと
しても、センターアップ３８上に保持されたウエハ６の
傾きとウエハホルダ３０の載置面の傾きとが異なってい
る場合には、ウエハ６のセンターアップ３８からウエハ
ホルダ３０への受け渡しがスムーズに行われず、ウエハ
６の位置がプリアライメントされた位置から大きくずれ
てしまう結果、プリアライメントが無駄になってしまう
ことがあった。

【０００８】このような問題点に対応するために、従来
は、センターアップ３８上のウエハ６の傾きとウエハホ
ルダ３０の傾きの差が小さくするように、センターアッ
プ３８を支持するスペーサを削ってセンターアップ３８
の傾きを調整していたが、このためには、センターアッ
プ３８をウエハステージから一旦取り外す煩雑な作業が
必要となっていた。

【０００９】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたものであり、感光基板のウエハステージへの受け渡
しをスムーズに行わせることにより、感光基板をウエハ
ステージ上に載置する前工程でなされた感光基板の位置
決めを有効とする投影露光装置および投影露光装置にお
ける感光基板の受け渡し方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図６を参照して説明すると、請求項１に記載の発明
は、感光基板６が載置される基板載置面３０とこの基板
載置面３０を２次元的に移動させる移動手段１１、１２
とを備えた基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２
９、３０）と、搬送機構２１、２２、２３により搬送さ
れて来た感光基板６を受け取って一時的に保持するとと
もにこの感光基板６を基板ステージ（１０、１１、１
２、１４、２９、３０）へと受け渡す受け渡し手段３８
とを備え、基板載置面３０の２次元的な移動により基板
ステージ（１０、１１、１２、１４、２９、３０）上に
載置された感光基板６をマスクパターン１に対して位置
決めして、感光基板６上にマスクパターン１を転写する
露光装置１００に適用される。そして、受け渡し手段３
８に保持された感光基板６の傾斜角度に関するデータを
記憶する記憶手段１０２を備えることにより、上記目的
を達成する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、感光基板６の傾
斜角度に関するデータにしたがって、受け渡し手段３８
から基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２９、３
０）へ感光基板６を受け渡す前に、基板載置面３０の傾
斜角度を、受け渡し手段３８に保持された感光基板６の
傾斜角度に一致させる傾斜角度調整手段１０を備えるも
のである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、受け渡し手段３
８に保持された感光基板６の位置を非接触に計測する計
測手段５０、５１、５２と、この計測結果に基づいて感
光基板６の回転誤差を算出する演算手段１５と、感光基
板６を基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２９、
３０）へ受け渡す前に、算出された回転誤差を相殺する
ように感光基板６を回転させる回転駆動手段３６とを備
えている。

【００１３】請求項４に記載の発明では、受け渡し手段
３８は、基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２
９、３０）に形成した開口に昇降自在に遊嵌する複数の
ピン状部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃからなり、感光基板
６をこれらのピン３８ａ、３８ｂ、３８ｃの先端に保持
するとともに、これらのピン３８ａ、３８ｂ、３８ｃを
一体に基板載置面３０の下方まで下降させて感光基板６
を基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２９、３
０）へ受け渡す。

【００１４】請求項５に記載の発明は、搬送機構２１、
２２、２３により搬送されて来た感光基板６を受け渡し
手段３８により受け取って一時的に保持し（ステップＳ
１、ステップＳ２）、この感光基板６を基板ステージ
（１０、１１、１２、１４、２９、３０）の２次元的に
移動自在な基板載置面３０に載置するように受け渡す露
光装置１００における感光基板６の受け渡し方法に適用
される。そして、受け渡し手段３８に保持された感光基
板６の傾斜角度に関するデータをあらかじめ計測して記
憶手段１０２内に記憶しておくとともに、この感光基板
６の傾斜角度に関するデータにしたがって、受け渡し手
段３８から基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２
９、３０）への感光基板６の受け渡し前に、基板載置面
３０の傾斜角度を受け渡し手段３８に保持された感光基
板６の傾斜角度に一致させるように変更し（ステップＳ
４）、この傾斜角度が変更された基板載置面３０に感光
基板６を受け渡す（ステップＳ６）ことにより、上述の
目的を達成する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、受け渡し手段３
８に保持された感光基板６の位置を非接触に計測し、こ
の計測結果に基づいて感光基板６の回転誤差を算出し
（ステップＳ３）、算出された回転誤差を相殺するよう
に感光基板６を回転させ（ステップＳ５）、その後、感
光基板６を基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２
９、３０）へ受け渡す（ステップＳ６）ものである。

【００１６】請求項７に記載の発明は、受け渡し手段３
８から基板ステージ（１０、１１、１２、１４、２９、
３０）へ感光基板６を受け渡した（ステップＳ６）後
に、基板載置面３０の傾斜角度を水平に戻し（ステップ
Ｓ７）、その後、この基板載置面３０を２次元的に移動
させることにより基板ステージ（１０、１１、１２、１
４、２９、３０）上に載置された感光基板６をマスクパ
ターン１に対して位置決めする（ステップＳ８）もので
ある。

【００１７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態の一例について説明する。なお、本例
は、レチクル上のパターンを投影光学系を介してウエハ
上の各ショット領域に縮小して投影露光するステッパー
型の投影露光装置でウエハのロード、およびアライメン
トを行う場合に本発明を適用したものである。

【００１９】図１には、本例の投影露光装置１００の概
略構成を示す。図示されるように、水銀灯等からなる光
源、フライアイレンズ、およびコンデンサレンズ等を含
む照明光学系ＩＡからの照明光ＩＬのもとで、レチクル
１上のパターンが投影光学系３を介して介して例えば１
／４や１／５に縮小されて、フォトレジストが塗布され
たウエハ６の各ショット領域に投影露光される。なお、
図１において、投影光学系３の光軸ＡＸに平行にＺ軸を
取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸
を、図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。

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

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

【００２２】レ−ザ干渉計１７の測定値はステージ制御
系１６に送られ、ステージ制御系１６はその情報に基づ
いてウエハステージ駆動系を制御する。また、ステージ
制御系１６から中央制御系１８にレ−ザ干渉計１７の測
定値の情報が供給されており、中央制御系１８はその情
報に基づいてステージ制御系１６を制御する構成となっ
ている。また、ウエハステージの近傍にはウエハを受け
渡しするためのウエハ搬送装置３９（図２（ａ）参照）
が配置され、ウエハステージ内にはウエハの受け渡し機
構が備えられているが、これについては後で詳しく説明
する。

【００２３】さらに、投影露光装置１００には、レチク
ル１とウエハ６との位置合わせを行うためのＴＴＬ方式
のアライメントセンサ４、およびオフ・アクシス方式で
ＦＩＡ方式（撮像方式）の２つのアライメントセンサ５
Ａおよび５Ｂが備えられている。このアライメントセン
サ４の中には、例えばＬＳＡ（ＬａｓｅｒＳｔｅｐＡ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式のアライメントセンサ４と、Ｌ
ＩＡ（ＬａｓｅｒＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＡ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式のアライメントセンサとが並列
に組み込まれており、必要なアライメント精度等に応じ
て何れかの方式を使用する。アライメント時には、これ
らのアライメントセンサ４、５Ａ、５Ｂの何れかにより
ウエハ６上に形成されたアライメントマークの位置、ま
たは所定のパターンの位置を検出し、その検出結果に基
づき、常時ウエハ６の各ショット領域に前工程で形成さ
れたパターンとレチクル１上のパターンとを正確に位置
合わせする。これらのアライメントセンサ４、５Ａ、５
Ｂからの検出信号はアライメント制御系１５によって処
理され、アライメント制御系１５は中央制御系１８によ
り制御されている。また、試料台２９上に、ウエハ６の
表面と同じ高さの表面を有する基準マーク部材４３が固
定され、基準マーク部材４３の表面にはアライメントの
基準となるマークが形成されている。

【００２４】以上のように、ステージ制御系１６および
アライメント制御系１５は中央制御系１８により制御さ
れ、中央制御系１８が投影露光装置１００の全体を統轄
的に制御して、一定のシーケンスで露光動作が行われる
構成となっている。

【００２５】一方、投影光学系３のウエハ側の端部付近
には、３個のオフ・アクシス方式の２次元の画像処理装
置５０、５１、５２が配置されている。これらの画像処
理装置５０〜５２はそれぞれ、ウエハが後述のようにウ
エハホルダ３０の上方のローディングポジション（受け
渡し位置）に搬送されたときに、ウエハの外周部のエッ
ジ部の像を撮像するものである。画像処理装置５０〜５
２からの撮像信号がアライメント制御系１５に供給さ
れ、アライメント制御系１５では供給された撮像信号か
らその受け渡し位置にあるウエハの横ずれ誤差、および
回転誤差を算出する。

【００２６】次に、ウエハ搬送系およびウエハステージ
上のウエハの受け渡し機構について図２を参照しながら
説明する。なお、ウエハステージとは、ウエハホルダ３
０、試料台２９、Ｚチルト駆動部１０、Ｘステージ１
１、Ｙステージ１２、およびウエハベース１４を総称す
るものである。

【００２７】図２（ａ）は本例のウエハ搬送系およびウ
エハステージ周辺の構成の平面図、図２（ｂ）はその側
面図を示す。図２（ａ）および（ｂ）において、ウエハ
ステージの−Ｘ方向の上方には、ウエハを受け渡しする
ためのウエハ搬送装置３９が配置されている。ウエハ搬
送装置３９はＸ方向に直列に並んだウエハアーム２１、
２２、これらのウエハアーム２１、２２を所定の位置ま
でスライドさせるスライダー２３、およびウエハアーム
２１、２２を駆動する不図示のアーム駆動系から構成さ
れている。また、スライダー２３は露光装置本体とは独
立に設置されており、スライダー２３の駆動時の振動が
露光装置本体側に伝わらないようになっている。さら
に、２つのウエハアーム２１、２２は共にＵ字状の平板
部を有し、それらの上表面にウエハが載置されるように
なっている。そして、これらの２つのウエハアーム２
１、２２により露光後のウエハをアンロード（搬出）す
ると同時に、つぎのウエハをロードできるようになって
いる。

【００２８】すなわち、ウエハアーム２１、２２は、ロ
ーダ制御装置２４からの指令に基づき、スライダー２３
に沿って、ウエハがウエハステージ系に受け渡されるロ
ーディングポジションまで移動し、ウエハアーム２２に
より前回に露光されたウエハ６Ａを搬出する。その後、
ウエハアーム２１により次回に露光されるウエハ６をウ
エハステージ上に移動し、そのセンターアップ３８上に
載置する。図２（ｂ）は、スライダー２３上のウエハア
ーム２２に露光済みのウエハ６Ａが載置され、ウエハア
ーム２１からセンターアップ３８の先端部にウエハ６が
渡された状態を示している。

【００２９】センターアップ３８は、Ｘステージ１１上
に設けられた伸縮機構３５に支持され、試料台２９、お
よびウエハホルダ３０の開口に遊嵌する３本のスピンド
ル部３８ａ〜３８ｃを有し、伸縮機構３５の上下方向
（Ｚ方向）への移動により３本のスピンドル部３８ａ〜
３８ｃがウエハを上下させてウエハの受け渡しが行われ
る。３本のスピンドル部３８ａ〜３８ｃの先端にはそれ
ぞれ真空吸着用の吸着口が形成され、それらの先端はウ
エハの受け渡し時にはウエハアーム２１、２２との間で
受け渡しのできる高さまで移動し、ウエハをウエハホル
ダ３０上に載置する際には、ウエハホルダ３０の表面よ
り低い位置まで移動する。また、スピンドル部３８ａ〜
３８ｃの先端で真空吸引することにより、センターアッ
プ３８を上下させるときにウエハがずれないようになっ
ている。

【００３０】また、この伸縮機構３５はその中心軸３５
Ｚを中心としてＸＹ平面上で回転自在に支持され、Ｘス
テージ１１上に設けられた回転駆動系３６により回転す
る駆動軸３７と係合して、回転駆動系３６を制御する中
央制御系１８からの指令により所望の角度まで回転でき
るようになっている。この回転駆動系３６、駆動軸３
７、および伸縮機構３５からなる回転系は十分な角度設
定分解能を持っており、一例として２０μｒａｄの精度
でウエハ６を回転させることができる。

【００３１】一方、図３（ａ）にはローディングポジシ
ョンにあるウエハ６を示す。図示されるように、ウエハ
６の外周の３カ所のエッジ部には、図１の３個の画像処
理装置５０、５１、５２のそれぞれの観察視野５０ａ、
５１ａ、５２ａが設定されている。なお、実際の画像処
理の対象は矩形領域であるが、説明の便宜上円形領域と
して表している。この場合、２個の観察視野５０ａおよ
び５１ａがオリエンテーションフラット部ＦＰ上に設定
され、残りの一個の観察視野５２ａが円周上に設定され
ている。このようにウエハ６の外周の３カ所のエッジ部
の位置を検出することにより、ウエハ６のウエハアーム
２１からセンターアップ３８への受け渡し後に瞬時にウ
エハ６のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量（横ずれ量）、お
よび回転誤差の検出、すなわちプリアライメント用の移
動量の検出が行われる。

【００３２】このように横ずれ量、および回転誤差が検
出された場合、Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれの補正は、ウ
エハ６がウエハホルダ３０上に載置された後に実行され
るファインアライメント（サーチアライメント）時の検
出値にオフセットデータとして加算することで行われ
る。一方、回転誤差の補正は、図２（ｂ）において、セ
ンターアップ３８が下降してウエハ６がウエハホルダ３
０に接触する前に、回転駆動系３６を介してセンターア
ップ３８を回転することにより行われる。

【００３３】図４に示すように、投影露光装置１００
は、特徴となる構成として、上述のステージ制御系１６
や中央制御系１８等から構成される制御装置１０１内
に、制御定数記憶部１０２を備えている。この制御定数
記憶部１０２には、ウエハホルダ３０にセンターアップ
３８上のウエハ６と同じ傾きを与えるために必要な、Ｚ
チルト駆動部１０の各アクチュエータの移動量データが
記憶されている。これにより、ウエハ６がセンターアッ
プ３８からウエハホルダ３０に受け渡される前に、この
制御定数記憶部１０２内に記憶されている移動量データ
にしたがってＺチルト駆動部１０の各アクチュエータを
駆動すれば、センターアップ３８上のウエハ６は、同じ
ように傾斜したウエハホルダ３０上にスムーズに受け渡
され、受け渡し作業中にウエハ６の位置がずれてしまっ
て既に行われた回転方向のプリアライメントが無駄にな
ってしまうことはない。

【００３４】次に、このように制御定数記憶部１０２に
記憶しておく移動量データの計測方法を、図５を参照し
ながら説明する。

【００３５】図示するように、ダミーウエハ６Ｄはセン
ターアップ３８の各スピンドル部３８ａ〜３８ｃに吸着
支持され、このダミーウエハ６Ｄの上には鏡面をＸ方向
に向けたミラー（またはプリズム）１０３が設置され
る。このミラー１０３をＸ軸方向から観測するようにコ
リメータ１０４を設置し、ミラー１０３からの反射光が
コリメータ１０３の観測目盛りの中心に観測されるよう
に、すなわちコリメータ１０４の光軸（コリメータ１０
４から照射された光の方向）がミラー１０３と直交する
ように、コリメータ１０４の観測角度を調節する。

【００３６】この状態で伸縮機構３５の上下移動により
センターアップ３８を下降させて、図に想像線で示すよ
うに、ダミーウエハ６Ｄをウエハホルダ３０上に受け渡
す。この場合、ウエハホルダ３０の上面（ウエハの載置
面）の傾きが、センターアップ３８上に支持されていた
ダミーウエハ６Ｄの傾きと異なっていると、この傾きの
差の分だけ、ウエハホルダ３０に載置されたダミーウエ
ハ６Ｄ上のミラー１０３も傾き、ミラー１０３からの反
射光はコリメータ１０４の観測目盛りの中心からずれて
観測される。なお、ミラー１０３は、このようにダミー
ウエハ６Ｄをウエハホルダ３０上に載置したときでも、
コリメータ１０４による観測範囲に入るように十分な大
きさ（高さ）を持ったものとする。

【００３７】この状態から、Ｚチルト駆動部１０の駆動
により、ウエハホルダ３０のＸ軸方向（Ｘ軸に対する傾
き）を、再びミラー１０３からの反射光がコリメータ１
０４の中心に観測されるように、すなわちミラー１０３
の傾きがダミーウエハ６Ｄがセンターアップ３８上に支
持されていたときと一致するように調整する。

【００３８】続いて、以上のＸ軸方向についての計測手
順を、Ｙ軸方向について全く同様に行うことで、センタ
ーアップ３８上に支持されたウエハのＹ軸方向の傾きと
同一の傾きをウエハホルダ３０に与える。

【００３９】このようにＸ軸方向の傾斜を調整した状態
から、以上のＸ軸方向についての計測手順と全く同様の
手順をＹ軸方向について行うことで、センターアップ３
８上に支持されたウエハのＹ軸方向の傾きと同一の傾き
をウエハホルダ３０に与えるように調整する。

【００４０】このようにしてＹ方向についての調整が終
了したら、再びＸ方向についての傾斜角度の調整を繰り
返し行い、その後さらにＹ方向についての傾斜角度の調
整を行う。このように、Ｘ方向とＹ方向についての傾斜
角度の調整を繰り返し行うことにより、ウエハホルダ３
０の全体としての傾斜角度（ＸおよびＹ両方向について
の傾斜角度）がセンターアップ３８上のウエハと同一の
傾斜角度に収束して行くようにする。

【００４１】以上の手順によって、ウエハホルダ３０上
のダミーウエハ６Ｄに、センターアップ３８上のダミー
ウエハ６Ｄと同一の傾斜を持たせたならば、このときの
Ｚチルト駆動部１０の各アクチュエータの移動量を計測
し、これを移動量データとして制御装置１０１内の制御
定数記憶部１０２に保存する。

【００４２】なお、以上の計測に使用されるミラー１０
３は、ダミーウエハ６Ｄがセンターアップ３８上または
ウエハホルダ３０のいずれの上にあるときでも、コリメ
ータ１０４の観測範囲に入るような十分な大きさ（高
さ）を持ったものとする。

【００４３】次に、本発明の制御装置１０１によるウエ
ハ６の受け渡し作業の手順を、図６のフローチャートに
したがって説明する。

【００４４】まず、ステップＳ１において、スライダー
２３に沿って移動するウエハアーム２１または２２によ
り、ウエハ６がウエハステージ上のローディングポジシ
ョンに搬入される。

【００４５】ステップＳ２においては、ウエハアーム２
１または２２の真空吸着が解除されると同時に、センタ
ーアップ３８が伸縮機構３５によって上昇し、センター
アップ３８上にウエハ６が受け渡される。このとき、セ
ンターアップ３８の各スピンドル部３８ａ〜３８ｃの真
空吸着がオンされる。

【００４６】ステップＳ３においては、図１の３個の２
次元の画像処理装置５０〜５２を用いてウエハ６の位置
計測を行い、この計測結果に基づいて、アライメント制
御系１５が、ウエハ６のＸ方向への位置ずれ量ΔＸ、Ｙ
方向への位置ずれ量ΔＹ、および回転誤差Δθを算出す
る。

【００４７】ステップＳ４においては、制御装置１０１
内の制御定数記憶部１０２にあらかじめ記憶されている
移動量データにしたがって、Ｚチルト駆動部１０の各ア
クチュエータを駆動して、ウエハホルダ３０をセンター
アップ３８上のウエハと同一の傾斜を持つように傾け
る。

【００４８】ステップＳ５においては、伸縮機構３５に
よりセンタアップ３８を降下させると同時に、回転駆動
系３６の駆動でセンタアップ３８（駆動軸３７）を回転
させてウエハ６の回転誤差Δθの補正（プリアライメン
ト）を行う。

【００４９】続いて、ステップＳ６において、ウエハ６
がウエハホルダ３０に接触すると略同時に、スピンドル
部３８ａ〜３８ｃの真空吸着をオフに、ウエハホルダ３
０上の真空吸着をオンにして、ウエハ６をセンタアップ
３８からウエハホルダ３０に受け渡して、ウエハホルダ
３０上に載置する。この場合、ウエハホルダ３０の傾き
は、ステップ４においてセンタアップ３８上のウエハ６
の傾きと同一に調整されているので、ウエハ６の受け渡
しはスムーズに行われ、ウエハ６の位置が大きくずれて
しまうことはないので、ステップ５において行われた回
転誤差Δθの補正を無駄にしてしまうことはない。

【００５０】このようにしてウエハ６が受け渡されたウ
エハホルダ３０は、ステップＳ７においてその傾きが水
平に戻される。そして、ステップＳ８においてファイン
アラインメントを行った後、ステップＳ９において露光
を行う。なお、ステップＳ３において算出されたＸ方向
への位置ずれ量ΔＸ、Ｙ方向への位置ずれ量ΔＹは、ス
テップＳ７におけるファインアラインメントにおいてオ
フセット値として用いられる。

【００５１】なお、上記実施の形態では、オリエンテー
ションフラット部ＦＰを備えたウエハ６を用いている
が、ウエハとしては、オリエンテーションフラット部の
代わりに、図３（ｂ）に示すように、円形の外周の一部
にＶ字型のノッチ部ＮＰが形成されたウエハ６Ｎを用い
ることもできる。このようなウエハ６Ｎに対しては、そ
れら３個の観察視野５０ａ〜５２ａは、一個の観察視野
５１ａ外周のノッチ部ＮＰを覆い、他の２個の観察視野
５０ａ、５２ａが円形の外周のエッジ部を覆うように設
定される。この配置によりウエハ６の受け渡し後に瞬時
に、ノッチ部ＮＰを有するウエハ６Ｎの横ずれ量、およ
び回転誤差が検出される。

【００５２】また、上記実施の形態における制御定数記
憶部１０２に記憶しておく移動量データの計測方法（図
５参照）では、コリメータによる計測のための方向とし
て、直交するＸおよびＹ方向を選択したが、このコリメ
ータによる計測方向は必ずしも直交する２方向を選ぶこ
とはなく、少なくとも平行ではない任意の２方向を選択
して計測すれば前述と同様の結果が得られる。

【００５３】また、上記実施の形態における制御定数記
憶部１０２に記憶しておく移動量データの計測方法（図
５参照）では、異なる２方向（ＸおよびＹ方向）からの
計測を繰り返し行うことによりウエハホルダ３０の傾斜
角度をセンターアップ３８上のダミーウエハ６Ｄの傾斜
角度に収束させ、このときのＺチルト駆動部１０の各ア
クチュエータの移動量を記憶するようにしたが、センタ
ーアップ３８上のダミーウエハ６Ｄの異なる２方向につ
いて計測した傾斜角度をウエハホルダ３０に与えるよう
なＺチルト駆動部１０の各アクチュエータの移動量を制
御部１０１において演算で求め、これを記憶しておくよ
うにしてもよい。

【００５４】以上の実施の形態は請求項との関係におい
て、感光基板はウエハ６に、基板載置面はウエハホルダ
３０に、基板載置面の移動手段はＸステージ１１および
Ｙステージ１２に、基板ステージはウエハステージに、
搬送機構はウエハアーム２１、２２およびスライダー２
３に、受け渡し手段はセンターアップ３８に、マスクは
レチクル１に、記憶手段は制御定数記憶部１０２に、傾
斜角度調節手段はＺチルト駆動部１０に、計測手段は画
像処理装置５０、５１、５２に、演算手段はアライメン
ト制御系１５に、回転駆動手段は回転駆動系３６に、ピ
ン状部材はスピンドル部３８ａ〜３８ｃに、それぞれ対
応する。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、感光基板を受け渡し手
段から基板ステージの基板載置部に受け渡すに際して、
基板ステージの傾斜角度が、受け渡し手段に保持された
感光基板の傾斜角度と一致するように、傾斜角度調整手
段によって設定されるので、感光基板の受け渡しはスム
ーズになされ、受け渡し時に感光基板の位置（特に回転
方向の位置）が大きくずれてしまうことがなく、受け渡
し作業の高精度化が図れる。

【００５６】また、感光基板を受け渡し手段に保持した
状態で、計測手段による計測結果に基づいて算出された
感光基板の回転誤差を相殺するように回転させて、回転
方向の位置合わせを行ったとしても、これが受け渡し時
の感光基板の位置のずれによって無駄になってしまうこ
とはない。したがって、位置合わせ作業を全体として効
率化することができ、位置合わせ作業の高速化が達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される投影露光装置の一実施形態
の一例を示す概略断面図である。

【図２】同じく図１の投影露光装置で用いられるウエハ
搬送装置、ウエハの受け渡し機構、およびターンテーブ
ル機構の一実施形態の一例を示す図である。

【図３】（ａ）はオリエンテーションフラット部を有す
るウエハを示す平面図、（ｂ）はノッチ部を有するウエ
ハを示す平面図である。

【図４】本発明の投影露光装置およびその制御装置の一
実施形態の一例を示す構成図である。

【図５】同じく制御定数記憶部に記憶される移動量デー
タの計測手順を示す説明図である。

【図６】同じくウエハの受け渡し手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１レチクル６ウエハ１０Ｚチルト駆動部１１Ｘステージ１２Ｙステージ１５Ｚチルト駆動部２１ウエハアーム２２ウエハアーム２３スライダー３０ウエハホルダ３８センタアップ３８ａスピンドル部３８ｂスピンドル部３８ｃスピンドル部５０２次元の画像処理装置５１２次元の画像処理装置５２２次元の画像処理装置１００投影露光装置１０１制御装置１０２制御定数記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光基板が載置される基板載置面とこの基
板載置面を２次元的に移動させる移動手段とを備えた基
板ステージと、搬送機構により搬送されて来た感光基板を受け取って一
時的に保持するとともにこの感光基板を前記基板ステー
ジへと受け渡す受け渡し手段とを備え、前記基板載置面
の２次元的な移動により前記基板ステージ上に載置され
た感光基板をマスクパターンに対して位置決めして、感
光基板上にマスクパターンを転写する露光装置におい
て、前記受け渡し手段に保持された感光基板の傾斜角度に関
するデータを記憶する記憶手段を備えたことを特徴とす
る露光装置。
【請求項２】前記感光基板の傾斜角度に関するデータに
したがって、前記受け渡し手段から前記基板ステージへ
感光基板を受け渡す前に、前記基板載置面の傾斜角度
を、前記受け渡し手段に保持された感光基板の傾斜角度
に一致させる傾斜角度調整手段を備えたことを特徴とす
る請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記受け渡し手段に保持された感光基板の
位置を非接触に計測する計測手段と、この計測結果に基
づいて感光基板の回転誤差を算出する演算手段と、感光
基板を前記基板ステージへ受け渡す前に、算出された回
転誤差を相殺するように感光基板を回転させる回転駆動
手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の露光
装置。
【請求項４】前記受け渡し手段は、前記基板ステージに
形成した開口に昇降自在に遊嵌する複数のピン状部材か
らなり、感光基板をこれらのピンの先端に保持するとと
もに、これらのピンを一体に前記基板載置面の下方まで
下降させて感光基板を前記基板ステージへ受け渡すこと
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかひとつに
記載の露光装置。
【請求項５】搬送機構により搬送されて来た感光基板を
受け渡し手段により受け取って一時的に保持し、この感光基板を基板ステージの２次元的に移動自在な基
板載置面に載置するように受け渡す露光装置における感
光基板の受け渡し方法において、前記受け渡し手段に保持された感光基板の傾斜角度に関
するデータをあらかじめ計測して記憶手段内に記憶して
おくとともに、この感光基板の傾斜角度に関するデータにしたがって、
前記受け渡し手段から前記基板ステージへの感光基板の
受け渡し前に、前記基板載置面の傾斜角度を前記受け渡
し手段に保持された感光基板の傾斜角度に一致させるよ
うに変更し、この傾斜角度が変更された前記基板載置面に感光基板を
受け渡すことを特徴とする露光装置における感光基板の
受け渡し方法。
【請求項６】前記受け渡し手段に保持された感光基板の
位置を非接触に計測し、この計測結果に基づいて感光基
板の回転誤差を算出し、算出された回転誤差を相殺する
ように感光基板を回転させ、その後、感光基板を前記基
板ステージへ受け渡すことを特徴とする請求項５に記載
の露光装置における感光基板の受け渡し方法。
【請求項７】前記受け渡し手段から前記基板ステージへ
感光基板を受け渡した後に、前記基板載置面の傾斜角度
を水平に戻し、その後、この基板載置面を２次元的に移
動させることにより前記基板ステージ上に載置された感
光基板をマスクパターンに対して位置決めすることを特
徴とする請求項６に記載の露光装置における感光基板の
受け渡し方法。