JPH10247681A - Method and device for detecting positional deviation, positioning device, and aligner - Google Patents

Method and device for detecting positional deviation, positioning device, and aligner

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JPH10247681A
JPH10247681A JP9065315A JP6531597A JPH10247681A JP H10247681 A JPH10247681 A JP H10247681A JP 9065315 A JP9065315 A JP 9065315A JP 6531597 A JP6531597 A JP 6531597A JP H10247681 A JPH10247681 A JP H10247681A
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substrate
outer edge
wafer
detecting
alignment
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JP9065315A
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Japanese (ja)
Inventor
Naomasa Shiraishi
直正 白石
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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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

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the positional deviation of a wafer which occurs when the wafer is transported by only detecting the positions of the two outer edges of the wafer containing notches on a wafer stage. SOLUTION: On a wafer positioning device 14, the position (including rotation) of a wafer W is accurately detected even when a manufacturing error, etc., is contained in the circularity of the wafer W by detecting the positions of the three outer edges containing notches of the wafer W before transportation by means of sensors 32a-32c. Of the three outer edges of the wafer W detected on the positioning device 14 after the wafer W is carried onto a substrate stage WS, the position of the two outer edges of the wafer W containing the notches are detected by means of sensors 40a, and 40b. Then the positional deviation of the wafer W before and after the wafer W is transported is accurately calculated based on the detected results of the positions of the two outer edges and the detected results on the positioning device 14.

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、位置ずれ検出方法
及び装置、位置決め装置並びに露光装置に係り、更に詳
しくはウエハローダ等の搬送系によって基板位置決め装
置、例えばウエハプリアライメント装置から1又は2以
上の基板ステージ上に搬送されるウエハ等の基板の搬送
前後の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法及びその装
置、該基板を基板ステージ上の所望の位置に位置決めす
る位置決め装置、並びにこれらの装置が適用される露光
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a displacement, a positioning apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a substrate positioning apparatus such as a wafer pre-alignment apparatus by a transfer system such as a wafer loader. Position shift detecting method and apparatus for detecting a position shift before and after transfer of a substrate such as a wafer transferred on a substrate stage, a positioning device for positioning the substrate at a desired position on the substrate stage, and applications of these devices. Related to an exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子、撮像素子(CC
D等)、液晶表示素子又は薄膜磁気ヘッド等を製造する
ためのフォトリソグラフィ工程(マスクパターンのレジ
スト像を基板上に形成する工程)では、マスクとしての
レチクルのパターンを投影光学系を介して、フォトレジ
ストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に
露光する投影露光装置(ステッパー等)、あるいはマス
クのパターンを直接ウエハ上に転写するプロキシミティ
方式の露光装置等の露光装置が使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device, an image pickup device (CC)
D), in a photolithography step (a step of forming a resist image of a mask pattern on a substrate) for manufacturing a liquid crystal display element or a thin film magnetic head, etc., a reticle pattern as a mask is projected via a projection optical system. An exposure apparatus such as a projection exposure apparatus (stepper or the like) for exposing a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist or a proximity type exposure apparatus for directly transferring a mask pattern onto a wafer is used. I have.

【0003】例えば、半導体素子はウエハ上に多数層の
回路パターンを所定の位置関係で積み重ねて形成される
ので、そのような露光装置で2層目以降の回路パターン
をウエハ上に露光する際には、露光時にレチクルとウエ
ハの各ショット領域内の回路パターンとの位置合わせ
(アライメント)を高精度に行う必要がある。
For example, since a semiconductor element is formed by stacking a large number of layers of circuit patterns on a wafer in a predetermined positional relationship, when exposing a circuit pattern of the second layer and thereafter on the wafer by such an exposure apparatus, It is necessary to perform high-accuracy alignment (alignment) between a reticle and a circuit pattern in each shot area of a wafer during exposure.

【0004】この場合、レチクルとウエハ上の回路パタ
ーンとの最終的な位置合わせ(ファインアライメント)
は、ウエハ上に形成された位置検出マークを露光装置に
装備されたアライメントセンサによって位置検出するこ
とによって行なうが、その前段階として、ウエハ外縁に
基づいてウエハの2次元面内の位置ズレ及び回転ズレを
ある程度の許容値以内に追い込んでおくプリアライメン
トが必要となる。
In this case, the final alignment between the reticle and the circuit pattern on the wafer (fine alignment)
Is performed by detecting the position of a position detection mark formed on the wafer by an alignment sensor provided in the exposure apparatus. Before that, the position shift and rotation in the two-dimensional plane of the wafer are performed based on the outer edge of the wafer. Prealignment is required to keep the deviation within a certain allowable value.

【0005】一般に露光装置では、ウエハホルダとよば
れる保持機構を介してウエハが基板ステージ上に例えば
真空吸着等により保持されており、このステージを移動
させながらウエハ上の各ショット領域に露光が行われ
る。この場合、被露光基板であるウエハは、ウエハロー
ダと呼ばれる搬送系によってウエハホルダ上に搬入さ
れ、露光終了後に搬出される。従来の露光装置における
ウエハのプリアライメント方法は、次の3つの方法に大
別される。すなわち、 ウエハプリアライメント装置上でウエハを所定の位置
にプリアライメントした後、ウエハローダにてウエハホ
ルダ上に搬送(搬入)する。すなわち、この場合は、搬
送後にはプリアライメントは行なわない。
Generally, in an exposure apparatus, a wafer is held on a substrate stage by, for example, vacuum suction via a holding mechanism called a wafer holder, and each shot area on the wafer is exposed while moving this stage. . In this case, the wafer as the substrate to be exposed is loaded onto the wafer holder by a transfer system called a wafer loader, and is unloaded after the exposure. The wafer pre-alignment method in the conventional exposure apparatus is roughly classified into the following three methods. That is, after the wafer is pre-aligned to a predetermined position on the wafer pre-alignment apparatus, the wafer is transferred (loaded) onto the wafer holder by the wafer loader. That is, in this case, the pre-alignment is not performed after the conveyance.

【0006】ウエハプリアライメント装置上でウエハ
を所定の位置にプリアライメントした後、ウエハローダ
にてウエハホルダ上に搬送(搬入)する。続いて、ウエ
ハホルダ上でウエハ位置を再計測し、その結果をウエハ
ステージ位置及び回転量にフィードバックする。
After pre-aligning the wafer at a predetermined position on the wafer pre-alignment apparatus, the wafer is transferred (loaded) onto a wafer holder by a wafer loader. Subsequently, the wafer position is re-measured on the wafer holder, and the result is fed back to the wafer stage position and the rotation amount.

【0007】ウエハプリアライメント装置上でウエハ
をラフにプリアライメントした後、ウエハローダにてウ
エハホルダ上に搬送(搬入)する。続いて、ウエハホル
ダ上で再度正確にプリアライメントし直す。
After roughly pre-aligning the wafer on the wafer pre-alignment apparatus, the wafer is transferred (loaded) onto a wafer holder by a wafer loader. Subsequently, the pre-alignment is again performed correctly on the wafer holder.

【0008】上記3つの方法の内、の方法は、精度的
に問題があり、将来の高精度化要求には対応できないと
いう不都合がある。また、の方法は、プリアライメン
トに時間が掛かりスループット面で問題があり、また、
ウエハホルダ(又はウエハステージ)上に高精度な位置
決め機構等が必要になるので、ウエハステージ、ひいて
は装置全体の大型化を招き、この結果フットプリント
(装置設置面積)が増大するので好ましくない。従っ
て、将来的には上記の方法が最も現実的な方法である
と言える。
[0008] Of the above three methods, the method has a problem in accuracy, and has a disadvantage that it cannot meet future demands for higher accuracy. In addition, the method of (1) takes a long time for pre-alignment and has a problem in terms of throughput.
Since a high-precision positioning mechanism or the like is required on the wafer holder (or wafer stage), the size of the wafer stage and, consequently, the entire apparatus is increased, and as a result the footprint (apparatus installation area) is undesirably increased. Therefore, it can be said that the above method is the most realistic method in the future.

【0009】ウエハは、一般に円形で、かつその面内回
転位置の基準とするためのノッチ又はオリエンテーショ
ンフラット(以下、「OF」と略称する)等の切り欠き
が外周部に形成されている。但し、OFを形成すると1
枚のウエハの面積がノッチの場合より狭くなり、ウエハ
1枚当たりのデバイス生産量の低下等につながるので、
将来的には回転位置の基準はノッチ(V字状の切り欠
き)に統一されていくようである。
A wafer is generally circular and has a notch or an orientation flat (hereinafter abbreviated as “OF”) or the like formed on an outer peripheral portion thereof as a reference for an in-plane rotational position. However, if OF is formed, 1
Since the area of a single wafer becomes smaller than that of the notch, which leads to a decrease in device production per wafer, etc.,
In the future, the reference for the rotational position seems to be unified to a notch (a V-shaped notch).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ノッチ付き
のウエハの場合、ウエハ自体の真円度ないしウエハ中心
に対する円周方向の半径に製造バラツキが無ければ、原
理的にはノッチ位置とノッチ以外のウエハ外周部の1箇
所の外縁2箇所を検出すれば、ウエハの位置(より正確
にはウエハ中心の位置)及び回転は求まる筈である。し
かし、実際のウエハには製造バラツキがあり、この影響
を押さえるために、さらにもう1箇所を追加し、ウエハ
外縁3箇所の位置検出を行なうことにより、ウエハの位
置検出を行なっている。
In the case of a notched wafer, if there is no manufacturing variation in the roundness of the wafer itself or in the radius in the circumferential direction with respect to the center of the wafer, the notch position and the position other than the notch are in principle. If two outer edges are detected at one location on the outer peripheral portion of the wafer, the position of the wafer (more precisely, the position of the center of the wafer) and rotation should be determined. However, actual wafers have manufacturing variations, and in order to suppress this effect, another position is added, and the position of the wafer outer edge is detected at three positions to detect the position of the wafer.

【0011】図4には、前述したのプリアライメント
方法を採用する従来の露光装置におけるプリアライメン
ト装置114と、ウエハステージWS近傍の概略平面図
が示されている。この図4の装置では、プリアライメン
ト装置114上の不図示のプリアライメント機構に保持
されたウエハWのノッチを含む3箇所をプリアライメン
トセンサ132a、132b、132cで位置検出して
ウエハWを所定位置にプリアライメントした後、該ウエ
ハW搬送アーム138によりウエハステージWS上の不
図示のウエハホルダ上に搬送した後、ウエハホルダ上に
受け渡すのであるが、この受け渡しの際に、装置全体の
振動の影響等でウエハWをウエハホルダ上の所望の位置
へ載置できない場合がある。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a pre-alignment apparatus 114 in a conventional exposure apparatus employing the above-described pre-alignment method, and a vicinity of the wafer stage WS. In the apparatus shown in FIG. 4, three positions including notches of the wafer W held by a not-shown pre-alignment mechanism on the pre-alignment device 114 are detected by the pre-alignment sensors 132a, 132b, and 132c to position the wafer W at a predetermined position. After the wafer W is transferred to a wafer holder (not shown) on the wafer stage WS by the wafer W transfer arm 138, the wafer W is transferred to the wafer holder. In some cases, the wafer W cannot be placed at a desired position on the wafer holder.

【0012】このため、ウエハホルダに載置後、ウエハ
Wの位置を検出し直すために、図4に示されるローディ
ングポジションにあるウエハステージWSの上方にもウ
エハWのノッチを含む3箇所を検出するプリアライメン
トセンサ140a、140b、140cが設けれてお
り、これらのプリアライメントセンサ140a〜140
cの検出結果からウエハWの所望の位置からの位置ずれ
を再度求め、この位置ずれ量を、例えばウエハステージ
WSの位置を管理する不図示の干渉計のオフセットとし
てその後のウエハステージWSの位置制御がなされてい
た。
Therefore, after the wafer W is mounted on the wafer holder, three positions including the notch of the wafer W are also detected above the wafer stage WS at the loading position shown in FIG. 4 in order to detect the position of the wafer W again. Prealignment sensors 140a, 140b and 140c are provided, and these prealignment sensors 140a to 140c are provided.
The position deviation from the desired position of the wafer W is obtained again from the detection result of c, and the amount of this position deviation is used as an offset of an interferometer (not shown) for managing the position of the wafer stage WS, for example. Had been done.

【0013】しかしながら、最近では半導体素子の高集
積化に対応すべく、ウエハサイズは大口径化し、露光装
置においては、大NA化及び大フィールド化に伴い投影
光学系PLはますます大口径化する傾向にあり(図4中
に実線で示されるPL及び仮想線で示されるPL参
照)、もはや露光装置内に、従来の如くウエハホルダに
載置されたウエハの外縁位置3箇所を検出可能な3つの
センサを全て配置することは、スペース的に困難となっ
てきた。図4の場合には、センサ140cが配置できな
くなった状態が示されている。
However, recently, in order to cope with high integration of semiconductor elements, the wafer size is increased in diameter, and in an exposure apparatus, the projection optical system PL is further increased in diameter as the NA and the field are increased. (See PL shown by a solid line and PL shown by an imaginary line in FIG. 4), and three exposure positions that can detect three outer edge positions of a wafer placed on a wafer holder in a conventional exposure apparatus Arranging all the sensors has been difficult in terms of space. FIG. 4 illustrates a state where the sensor 140c cannot be arranged.

【0014】かかる不都合を回避するための第1の方策
として、ウエハホルダへウエハWを受け渡すウエハステ
ージWSの位置(ローディングポジション)を、図4に
示される位置より同図中の右側又は上側に設定すれば、
図4に示される位置にセンサ140cを設置することは
可能にはなるが、そのためには、ウエハステージWSの
移動距離(ストローク)をより長くする必要があり、ウ
エハステージWSを始め露光装置全体が大型化するとい
う不都合があった。
As a first measure for avoiding such inconvenience, the position (loading position) of the wafer stage WS for transferring the wafer W to the wafer holder is set to the right side or the upper side in FIG. 4 from the position shown in FIG. if,
Although it is possible to install the sensor 140c at the position shown in FIG. 4, it is necessary to make the moving distance (stroke) of the wafer stage WS longer, and the entire exposure apparatus including the wafer stage WS is required. There was an inconvenience of increasing the size.

【0015】また、第2の方法として、図4中のセンサ
140a、140bの如き、2つのセンサのみを用い
て、ウエハWの外形に基づいてその位置を検出すること
が原理的には考えられるが、この2つのセンサ140
a、140bのみを用いた位置合わせシーケンスとして
は、ノッチ部を検出するセンサ140aの出力に基づい
てノッチ部のX,Y方向を合わせ、残りのセンサ140
bでウエハWの半径方向(r方向)の位置を合わせる特
殊なシーケンスしか採用できない。しかしながら、実際
の露光工程、あるいはその他の半導体製造工程では新旧
を含めて様々な装置が混用されており、これらの装置で
は、後述するような種々のシーケンスが採用されてお
り、しかもこれらは全て、上述したウエハの製造バラツ
キを考慮した3つのセンサ出力に基づくシーケンスであ
ることから、上記の特殊な位置合わせシーケンスを採用
すると、これらの装置との間でプリアライメントシーケ
ンスの互換性が保てず、プリアライメント装置の共用が
不可能になってしまうという不都合を有している。
As a second method, it is possible in principle to detect the position of the wafer W based on the outer shape of the wafer W using only two sensors such as the sensors 140a and 140b in FIG. However, these two sensors 140
In the alignment sequence using only the a and 140b, the X and Y directions of the notch are adjusted based on the output of the sensor 140a for detecting the notch, and the remaining sensors 140a and 140b are aligned.
Only a special sequence for adjusting the position of the wafer W in the radial direction (r direction) in b can be adopted. However, in the actual exposure process or other semiconductor manufacturing processes, various devices including new and old are mixed, and in these devices, various sequences as described later are employed, and all of them are Since the sequence is based on the three sensor outputs in consideration of the above-described wafer manufacturing variations, if the above-described special alignment sequence is adopted, the compatibility of the pre-alignment sequence with these devices cannot be maintained, There is a disadvantage that sharing of the pre-alignment device becomes impossible.

【0016】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、請求項1に記載の発明の目的は、基板ステージ上で
は基板の切り欠き部を含む2箇所の外縁位置を検出する
だけで基板の搬送に伴う位置ずれを正確に検出すること
ができるとともに、複数の基板ステージがそれぞれ別の
装置に設けられたものであっても、特に支障なく、基板
位置決め装置を共用できるようになる位置ずれ検出方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of detecting a position of a substrate by detecting two outer edge positions including a cutout portion of the substrate on a substrate stage. Position can be accurately detected, and even if a plurality of substrate stages are provided in different devices, there is no particular problem. It is to provide a detection method.

【0017】また、請求項2及び3に記載の発明の目的
は、基板ステージ上に基板の切り欠き部を含む2箇所の
外縁位置を検出する第2の外縁位置検出系を配置するだ
けで基板の搬送前後の位置ずれを正確に算出することが
できる位置ずれ検出装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a substrate by simply arranging a second outer edge position detecting system for detecting two outer edge positions including a cutout portion of a substrate on a substrate stage. It is an object of the present invention to provide a position shift detecting device capable of accurately calculating the position shift before and after the transfer.

【0018】また、請求項4に記載の発明の目的は、基
板ステージ上に基板の切り欠き部を含む2箇所の外縁位
置を検出する第2の外縁位置検出系を配置するだけで基
板を基板ステージ上の所望の位置へ位置決めすることが
できる位置決め装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to dispose a substrate by simply disposing a second outer edge position detection system for detecting two outer edge positions including a cutout portion on the substrate stage. An object of the present invention is to provide a positioning device that can be positioned at a desired position on a stage.

【0019】また、請求項5に記載の発明の目的は、感
応基板として大口径ウエハを使用しても、基板ステージ
の移動範囲(ストローク)の増大がなく、装置の大型化
を防止することができる露光装置を提供することにあ
る。
It is another object of the present invention to prevent an increase in the moving range (stroke) of a substrate stage even when a large-diameter wafer is used as a sensitive substrate, thereby preventing the apparatus from being enlarged. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of performing the above-described steps.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、搬送系(16)によって基板位置決め装置(14)
から1又は2以上の基板ステージ(WS)上に搬送され
る基板(W)の搬送前後の位置ずれを検出する位置ずれ
検出方法であって、前記基板位置決め装置(14)上で
搬送前の前記基板(W)の所定の切り欠き部(N)を含
む少なくとも3箇所の外縁位置を検出する第1工程と;
前記いずれかの基板ステージ(WS)上で、前記第1工
程で検出された前記基板の前記少なくとも3箇所の外縁
位置の内、前記切り欠き部(N)を含む少なくとも2箇
所の外縁位置を検出する第2工程と;前記第1及び第2
工程の検出結果に基づいて前記基板(W)の搬送前後で
の位置ずれを算出する第3工程とを含む。
According to the first aspect of the present invention, a substrate positioning device (14) is provided by a transport system (16).
A position shift before and after the transfer of the substrate (W) conveyed to one or more substrate stages (WS) from above, wherein the position shift before and after the transfer on the substrate positioning device (14) is performed. A first step of detecting at least three outer edge positions including a predetermined notch (N) of the substrate (W);
On any one of the substrate stages (WS), of the at least three outer edge positions of the substrate detected in the first step, at least two outer edge positions including the cutout (N) are detected. The first and second steps;
Calculating a positional shift before and after the transfer of the substrate (W) based on the detection result of the step.

【0021】これによれば、第1工程において、基板位
置決め装置上で搬送前の基板の所定の切り欠き部を含む
少なくとも3箇所の外縁位置が検出される。次いで、そ
の基板が搬送系によって基板位置決め装置から所定の基
板ステージ上に搬送されると、第2工程において、その
基板ステージ上で、第1工程で検出された基板の少なく
とも3箇所の外縁位置の内、切り欠き部を含む少なくと
も2箇所の外縁位置が検出される。そして、第3工程に
おいて、第1及び第2工程の検出結果に基づいて基板の
搬送前後での位置ずれが算出される。このように、本発
明によれば、基板位置決め装置上では搬送前の基板の切
り欠き部を含む3箇所の外縁位置を検出することによ
り、基板の真円度に製造誤差等があっても該基板の位置
(回転を含む)を正確に検出することができ、基板ステ
ージ上に搬送後に基板位置決め装置上で検出された基板
の3箇所の外縁位置の内、切り欠き部を含む2箇所の外
縁位置を検出するのみでも、当該2箇所の検出結果と基
板位置決め装置上で検出された外縁位置の検出結果とに
基づいて基板の搬送前後での位置ずれを正確に算出する
ことができる。従って、基板ステージ上では基板の切り
欠き部を含む2箇所の外縁位置を検出するだけで基板の
搬送に伴う位置ずれを正確に検出することができる。ま
た、この場合、基板位置決め装置上では基板の3箇所の
外縁位置に基づき基板の位置を正確に検出するので、複
数の基板ステージがそれぞれ別の装置、例えば新旧いろ
いろなタイプの露光装置に設けられたものであっても特
に支障なく、基板位置決め装置を共用することができる
ようになる。
According to this, in the first step, at least three outer edge positions including the predetermined cutout portion of the substrate before the transfer are detected on the substrate positioning device. Next, when the substrate is transferred from the substrate positioning device to a predetermined substrate stage by the transfer system, in the second step, at least three outer edge positions of the substrate detected in the first step are detected on the substrate stage. At least two outer edge positions including the inner and notch portions are detected. Then, in the third step, the positional deviation before and after the transfer of the substrate is calculated based on the detection results of the first and second steps. As described above, according to the present invention, even if there is a manufacturing error or the like in the roundness of the substrate, by detecting the three outer edge positions including the cutout portion of the substrate before transport on the substrate positioning device, The position (including rotation) of the substrate can be accurately detected, and two of the three outer edges including the cutout portion among the three outer edge positions of the substrate detected on the substrate positioning device after being transported onto the substrate stage. Only by detecting the position, it is possible to accurately calculate the positional deviation before and after the transfer of the substrate based on the detection results of the two locations and the detection result of the outer edge position detected on the substrate positioning device. Therefore, on the substrate stage, it is possible to accurately detect a positional shift due to the transport of the substrate only by detecting two outer edge positions including the cutout portion of the substrate. In this case, since the position of the substrate is accurately detected on the substrate positioning device based on the three outer edge positions of the substrate, a plurality of substrate stages are respectively provided in different devices, for example, various types of exposure devices of old and new types. Even if the substrate positioning device is used, the substrate positioning device can be shared.

【0022】請求項2に記載の発明は、搬送系(16)
によって基板位置決め装置(14)から基板ステージ
(WS)上に搬送される基板(W)の搬送前後の位置ず
れを検出する位置ずれ検出装置であって、前記基板位置
決め装置(14)上で搬送前の前記基板(W)の所定の
切り欠き部(N)を含む少なくとも3箇所の外縁位置を
検出する第1の外縁検出系(32a,32b,32c)
と;前記基板ステージ(WS)上で前記第1の外縁検出
系で検出された前記基板(W)の前記少なくとも3箇所
の外縁位置の内、前記切り欠き部(N)を含む少なくと
も2箇所の外縁位置を検出する第2の外縁検出系(40
a,40b)と;前記第1及び第2の外縁検出系の検出
結果に基づいて前記基板(W)の搬送前後での位置ずれ
を算出する算出手段(50)とを有する。
According to a second aspect of the present invention, a transport system (16) is provided.
A position shift detector for detecting a position shift before and after the transfer of the substrate (W) transferred from the substrate positioning device (14) to the substrate stage (WS) by the substrate positioning device (14). A first outer edge detection system (32a, 32b, 32c) for detecting at least three outer edge positions including a predetermined notch (N) of the substrate (W)
And at least two of the at least three outer edge positions of the substrate (W) detected by the first outer edge detection system on the substrate stage (WS), including the cutout portion (N). A second outer edge detection system (40) for detecting the outer edge position
a, 40b); and calculating means (50) for calculating a displacement between before and after the transfer of the substrate (W) based on the detection results of the first and second outer edge detection systems.

【0023】これによれば、第1の外縁検出系により、
基板位置決め装置上で搬送前の基板の所定の切り欠き部
を含む少なくとも3箇所の外縁位置が検出される。次い
で、その基板が搬送系によって基板位置決め装置から基
板ステージ上に搬送されると、第2の外縁検出系により
基板ステージ上で第1の外縁検出系で検出された基板の
前記少なくとも3箇所の外縁位置の内、切り欠き部を含
む少なくとも2箇所の外縁位置が検出される。そして、
算出手段により、第1及び第2の外縁検出系の検出結果
に基づいて基板の搬送前後での位置ずれが算出される。
このように、本発明によれば、第1の外縁位置検出系に
より基板位置決め装置上で搬送前の基板の切り欠き部を
含む3箇所の外縁位置が検出されるので、基板の真円度
に製造誤差等があっても該基板の位置(回転を含む)を
正確に検出することができ、基板ステージ上に搬送後に
第2の外縁位置位置検出系により第1の外縁位置検出系
で検出された基板の3箇所の外縁位置の内、切り欠き部
を含む2箇所の外縁位置を検出するのみでも、当該2箇
所の検出結果と第1の外縁位置検出系の検出結果とに基
づいて、算出手段では基板の搬送前後での位置ずれを正
確に算出することができる。従って、基板ステージ上
(ここでいう基板ステージ上とは、ステージ自体の上と
いう意味のみではなく、ステージの上方、又はステージ
上及びステージ上方の両者のいずれの意味をも含む:以
下の請求項4、5においても同じ)には基板の切り欠き
部を含む2箇所の外縁位置を検出する第2の外縁位置検
出系を配置すれば足りる。
According to this, by the first outer edge detection system,
At least three outer edge positions including a predetermined cutout portion of the substrate before transport are detected on the substrate positioning device. Next, when the substrate is transferred from the substrate positioning device to the substrate stage by the transfer system, the second outer edge detection system detects the at least three outer edges of the substrate detected by the first outer edge detection system on the substrate stage. Out of the positions, at least two outer edge positions including the notch are detected. And
The calculating unit calculates the positional deviation before and after the transfer of the substrate based on the detection results of the first and second outer edge detection systems.
As described above, according to the present invention, the first outer edge position detection system detects three outer edge positions including the cutout portion of the substrate before transport on the substrate positioning device, so that the roundness of the substrate is improved. Even if there is a manufacturing error or the like, the position (including rotation) of the substrate can be accurately detected, and after being transferred onto the substrate stage, the position is detected by the second outer edge position detection system by the first outer edge position detection system. Even when only the two outer edge positions including the notch portion are detected among the three outer edge positions of the substrate, the calculation is performed based on the detection results of the two locations and the detection result of the first outer edge position detection system. The means can accurately calculate the positional deviation before and after the transfer of the substrate. Therefore, on the substrate stage (the term “on the substrate stage” as used herein includes not only the meaning on the stage itself, but also the meaning above the stage, or both on the stage and above the stage: And 5), it is sufficient to dispose a second outer edge position detection system for detecting two outer edge positions including the cutout portion of the substrate.

【0024】この場合において、第1の外縁検出系の検
出値と第2の外縁検出系の検出値とが正確に対応付けら
れていることが、位置ずれを正確に検出する前提となる
が、例えば、請求項3に記載の発明の如く、前記第1の
外縁検出系(32a,32b,32c)の検出値と前記
第2の外縁検出系(40a,40b)の検出値との対応
付けは、予め前記基板(W)を前記搬送系(16)によ
り前記基板位置決め装置(14)上から前記基板ステー
ジ(WS)上に搬送した際に、前記第1、第2の外縁検
出系でそれぞれ検出された同一の基準位置と外縁位置と
の差を用いて行なっても良い。この場合、複数枚の基板
を予め前記搬送系により基板位置決め装置上から基板ス
テージ上に搬送し、各基板について、第1、第2の外縁
検出系でそれぞれ同一の基準位置と外縁位置との差を検
出し、それらの平均値を用いて、第1の外縁検出系の検
出値と第2の外縁検出系の検出値との対応付けを行なう
ようにしても良い。
In this case, it is premised that the positional deviation is accurately detected if the detected values of the first outer edge detecting system and the detected values of the second outer edge detecting system are accurately associated with each other. For example, as in the invention according to claim 3, the correspondence between the detection value of the first outer edge detection system (32a, 32b, 32c) and the detection value of the second outer edge detection system (40a, 40b) is as follows. When the substrate (W) is transported in advance from the substrate positioning device (14) to the substrate stage (WS) by the transport system (16), the first and second outer edge detection systems respectively detect the substrate (W). This may be performed using the difference between the same reference position and the outer edge position. In this case, the plurality of substrates are transported in advance from the substrate positioning device to the substrate stage by the transport system, and the difference between the same reference position and the outer edge position in each of the substrates is detected by the first and second outer edge detection systems. May be detected, and the detected value of the first outer edge detection system and the detected value of the second outer edge detection system may be associated with each other using the average value of the detected values.

【0025】請求項4に記載の発明は、搬送系(16)
によって基板位置決め装置(14)から搬送される基板
(W)を基板ステージ(WS)上の所定の位置に位置決
めする位置決め装置であって、前記基板位置決め装置
(14)上で搬送前の前記基板(W)の所定の切り欠き
部(N)を含む少なくとも3箇所の外縁位置を検出する
第1の外縁検出系(32a,32b,32c)と;前記
基板ステージ(WS)上で前記第1の外縁検出系で検出
された前記基板(W)の前記少なくとも3箇所の外縁位
置の内、前記切り欠き部(N)を含む少なくとも2箇所
の外縁位置を検出する第2の外縁検出系(40a,40
b)と;前記基板ステージ(WS)に対し前記基板
(W)を2次元平面内で相対移動させる移動手段(2
4)と;前記第1及び第2の外縁検出系の検出結果に基
づいて前記基板が前記基板ステージ上の所望の位置に位
置決めされるように前記移動手段を制御する制御手段
(50)とを有する。
According to a fourth aspect of the present invention, a transport system (16) is provided.
A substrate (W) conveyed from the substrate positioning device (14) by the positioning device (14) at a predetermined position on the substrate stage (WS). W) a first outer edge detection system (32a, 32b, 32c) for detecting at least three outer edge positions including the predetermined notch (N); and the first outer edge on the substrate stage (WS). A second outer edge detection system (40a, 40a) that detects at least two outer edge positions including the notch (N) among the at least three outer edge positions of the substrate (W) detected by the detection system.
b) moving means for moving the substrate (W) relative to the substrate stage (WS) in a two-dimensional plane;
4) and; control means (50) for controlling the moving means such that the substrate is positioned at a desired position on the substrate stage based on the detection results of the first and second outer edge detection systems. Have.

【0026】これによれば、第1の外縁検出系により、
基板位置決め装置上で搬送前の基板の所定の切り欠き部
を含む少なくとも3箇所の外縁位置が検出される。次い
で、その基板が搬送系によって基板位置決め装置から基
板ステージ上に搬送されると、第2の外縁検出系により
基板ステージ上で第1の外縁検出系で検出された基板の
前記少なくとも3箇所の外縁位置の内、切り欠き部を含
む少なくとも2箇所の外縁位置が検出される。そして、
制御手段により、第1及び第2の外縁検出系の検出結果
に基づいて基板が基板ステージ上の所望の位置に位置決
めされるように移動手段が制御される。ここで、制御手
段による移動手段の制御は、第1の外縁検出系と第2外
縁検出系との検出結果に基づく位置ずれ量を算出して、
これを零とするような制御方法であっても良いが、第1
外縁検出系の検出結果に第2の外縁検出系の検出結果が
一致するようなサーボ制御によるものであっても良い。
According to this, by the first outer edge detection system,
At least three outer edge positions including a predetermined cutout portion of the substrate before transport are detected on the substrate positioning device. Next, when the substrate is transferred from the substrate positioning device to the substrate stage by the transfer system, the second outer edge detection system detects the at least three outer edges of the substrate detected by the first outer edge detection system on the substrate stage. Out of the positions, at least two outer edge positions including the notch are detected. And
The control means controls the moving means such that the substrate is positioned at a desired position on the substrate stage based on the detection results of the first and second outer edge detection systems. Here, the control of the moving means by the control means calculates a position shift amount based on a detection result of the first outer edge detection system and the second outer edge detection system,
A control method that makes this zero may be used.
The servo control may be such that the detection result of the second outer edge detection system matches the detection result of the outer edge detection system.

【0027】このように、本発明によれば、第1の外縁
位置検出系により基板位置決め装置上で搬送前の基板の
切り欠き部を含む3箇所の外縁位置が検出されるので、
基板の真円度に製造誤差等があっても該基板の位置(回
転を含む)を正確に検出することができ、基板ステージ
上に搬送後に第2の外縁位置位置検出系により第1の外
縁位置検出系で検出された基板の3箇所の外縁位置の
内、切り欠き部を含む2箇所の外縁位置を検出するのみ
でも、当該2箇所の検出結果と第1の外縁位置検出系の
検出結果とに基づいて、制御手段により基板が基板ステ
ージ上の所望の位置に位置決めされる。従って、基板ス
テージ上には基板の切り欠き部を含む2箇所の外縁位置
を検出する第2の外縁位置検出系を配置すれば足り、し
かも基板を基板ステージ上の所望の位置へ位置決めでき
る。
As described above, according to the present invention, the first outer edge position detection system detects three outer edge positions including the cutout portion of the substrate before transport on the substrate positioning device.
Even if there is a manufacturing error or the like in the roundness of the substrate, the position (including rotation) of the substrate can be accurately detected, and after the substrate is conveyed onto the substrate stage, the second outer edge position detection system detects the first outer edge. Of the three outer edge positions of the substrate detected by the position detection system, only the detection of the two outer edge positions including the notch portion results in the detection results of the two positions and the detection result of the first outer edge position detection system. Based on the above, the substrate is positioned at a desired position on the substrate stage by the control means. Therefore, it is sufficient to dispose a second outer edge position detection system for detecting two outer edge positions including a cutout portion of the substrate on the substrate stage, and the substrate can be positioned at a desired position on the substrate stage.

【0028】請求項5に記載の発明は、マスク(R)の
パターンを基板ステージ(WS)上の感応基板(W)に
露光する露光装置であって、前記感応基板の基板座標系
上の所望の位置に対する位置決め用として請求項2ない
し4のいずれか一項に記載の装置を具備することを特徴
とする。これによれば、前述の如く、基板の切り欠き部
を含む2箇所の外縁位置を検出する第2の外縁位置検出
系を基板ステージ上に配置すれば良いので、感応基板と
して大口径ウエハを使用しても、基板ステージの移動範
囲(ストローク)を増大させる必要がなく、装置の大型
化を防止することができ、特に大口径投影光学系を使用
する投影露光装置の場合にその効果が大きい。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing a pattern of a mask (R) to a sensitive substrate (W) on a substrate stage (WS), wherein the sensitive substrate (W) is provided on a substrate coordinate system. The apparatus according to any one of claims 2 to 4 is provided for positioning with respect to the position (1). According to this, as described above, the second outer edge position detection system for detecting the two outer edge positions including the cutout portion of the substrate may be arranged on the substrate stage, so that a large-diameter wafer is used as the sensitive substrate. However, it is not necessary to increase the moving range (stroke) of the substrate stage, and it is possible to prevent an increase in the size of the apparatus. Particularly, in the case of a projection exposure apparatus using a large-diameter projection optical system, the effect is large.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
ないし図3に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
A description will be given based on FIG.

【0030】図1には本発明に係る位置決め装置が適用
された一実施形態の露光装置10の概略構成が示されて
いる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to an embodiment to which a positioning apparatus according to the present invention is applied.

【0031】この露光装置10は、露光装置本体12、
基板位置決め装置としてのプリアライメント装置14、
及び搬送系としてウエハローダの一部を構成するウエハ
搬送機構16等を備えている。
The exposure apparatus 10 includes an exposure apparatus body 12,
A pre-alignment device 14 as a substrate positioning device,
And a wafer transfer mechanism 16 that constitutes a part of the wafer loader as a transfer system.

【0032】この内、露光装置本体12は、マスクとし
てのレチクルRを上方から均一に照明する照明光学系I
OP、レチクルRを保持するレチクルホルダRS、レチ
クルRに形成された回路パターンの像を表面にフォトレ
ジストが塗布された基板(及び感応基板)としてのウエ
ハW上に縮小投影する投影光学系PL、ウエハWを保持
してベースBS上をX軸方向(図1における紙面左右方
向)及びこれに直交するY軸方向(図1における紙面直
交方向)に2次元移動する基板ステージとしてのウエハ
ステージWS等を備えている。
The exposure apparatus body 12 includes an illumination optical system I for uniformly illuminating a reticle R as a mask from above.
OP, a reticle holder RS for holding the reticle R, a projection optical system PL for reducing and projecting an image of a circuit pattern formed on the reticle R onto a wafer W as a substrate (and a sensitive substrate) having a surface coated with a photoresist, A wafer stage WS or the like as a substrate stage that holds the wafer W and moves two-dimensionally on the base BS in the X-axis direction (the horizontal direction in the paper of FIG. 1) and the Y-axis direction (the orthogonal direction in the paper of FIG. 1). It has.

【0033】ウエハステージWS上面の端部にはL字ミ
ラーから成る移動鏡20が設けられており、この移動鏡
20に向けて外部に配置されたレーザ干渉計22から測
長ビームが照射され、当該レーザ干渉計22によってウ
エハステージWSのXY座標が計測されるようになって
いる。このレーザ干渉計22の計測値は、主制御装置5
0に供給され、主制御装置50では、このレーザ干渉計
22の計測値をモニタしつつ、ウエハステージWSの位
置制御を行なう。ここで、実際には、図2に示されるよ
うに、移動鏡20にX軸方向の測長ビームを投射するX
レーザ干渉計22Xと、移動鏡20にY軸方向の測長ビ
ームを投射するYレーザ干渉計22Yとが設けられてい
るが、図1ではこれらが代表的にレーザ干渉計22とし
て図示されている。
A movable mirror 20 composed of an L-shaped mirror is provided at an end of the upper surface of the wafer stage WS, and a length measuring beam is irradiated toward the movable mirror 20 from a laser interferometer 22 disposed outside. The XY coordinates of the wafer stage WS are measured by the laser interferometer 22. The measurement value of the laser interferometer 22 is transmitted to the main controller 5
The main controller 50 controls the position of the wafer stage WS while monitoring the measurement value of the laser interferometer 22. Here, in actuality, as shown in FIG. 2, X
A laser interferometer 22X and a Y laser interferometer 22Y for projecting a length measurement beam in the Y-axis direction to the movable mirror 20 are provided, but these are typically illustrated as the laser interferometer 22 in FIG. .

【0034】また、ウエハステージWSの上面には、ウ
エハホルダ18が載置されており、このウエハホルダ1
8上にウエハWが真空吸着され、この状態でレチクルR
上のパターンのウエハW上への露光が、主制御装置50
によって、例えばステッピングアンドリピート方式で行
われる。この露光に先だって、主制御装置50では、後
述するようにして、ウエハWをウエハホルダ18上の所
定の位置にプリアライメントした後、ウエハW上に形成
されたアライメントマークの位置を、ファインアライメ
ントセンサ23を用いて検出し、ウエハW上の既存の回
路パターンの位置をより正確に位置検出し、その結果に
基づいてウエハWを重ね合わせ露光位置に正確に位置決
めする。従って、本実施形態の露光装置10では高精度
な重ねあわせ露光が行われる。
A wafer holder 18 is mounted on the upper surface of wafer stage WS.
8, the wafer W is vacuum-sucked, and in this state, the reticle R
The exposure of the upper pattern onto the wafer W is performed by the main controller 50.
Is performed by, for example, a stepping and repeat method. Prior to this exposure, the main controller 50 pre-aligns the wafer W to a predetermined position on the wafer holder 18 as described later, and then determines the position of the alignment mark formed on the wafer W by the fine alignment sensor 23. To detect the position of the existing circuit pattern on the wafer W more accurately, and based on the result, accurately position the wafer W at the overlay exposure position. Therefore, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, high-accuracy overlay exposure is performed.

【0035】さらに、前記ウエハステージWS上には、
XY方向に微小移動及びXY面に直交するZ軸回りの微
小回転が可能でかつZ軸方向に上下動可能な移動手段と
してのセンターアップ24がウエハホルダ18を貫通し
た状態で装備されている。このセンターアップ24の動
作も不図示のセンターアップ駆動機構を介して主制御装
置50によって制御される。なお、このセンターアップ
24を用いたウエハWの位置決め動作については、後に
詳述する。
Further, on the wafer stage WS,
A center-up 24 as a moving means capable of minute movement in the XY direction and minute rotation about the Z axis orthogonal to the XY plane and capable of moving up and down in the Z axis direction is provided in a state penetrating the wafer holder 18. The operation of the center-up 24 is also controlled by the main controller 50 via a center-up drive mechanism (not shown). The positioning operation of the wafer W using the center up 24 will be described later in detail.

【0036】前記プリアライメント装置14は、複数の
ウエハWを上下方向に所定間隔で収納するウエハカセッ
ト26が搭載された搬送台28と、この搬送台28上に
設けられたプリアライメント機構30と、このプリアラ
イメント機構30に吸着保持されたウエハWの外縁部3
箇所の位置を検出する3つのプリアライメントセンサ3
2a、32b、32c(図1においては、プリアライメ
ントセンサ32bと32cとが重なった状態が示されて
いる:図2参照)から成る第1の外縁検出系とを備えて
いる。プリアライメント機構30は、前述したセンター
アップ24と同様に、XY方向に微小移動及びXY面に
直交するZ軸回りの微小回転が可能でかつZ軸方向に上
下動可能な駆動軸から構成されており、この駆動軸の上
端面に真空吸着部が設けられている。このプリアライメ
ント機構30の動作も不図示の駆動系を介して主制御装
置50によって制御される。
The pre-alignment apparatus 14 includes a transfer table 28 on which a wafer cassette 26 for storing a plurality of wafers W at predetermined intervals in a vertical direction, a pre-alignment mechanism 30 provided on the transfer table 28, Outer edge portion 3 of wafer W sucked and held by this pre-alignment mechanism 30
Three pre-alignment sensors 3 for detecting the position of a place
2a, 32b and 32c (FIG. 1 shows a state in which the pre-alignment sensors 32b and 32c are overlapped: see FIG. 2) and a first outer edge detection system. The pre-alignment mechanism 30 is constituted by a drive shaft capable of minute movement in the XY directions and minute rotation about the Z axis orthogonal to the XY plane, and capable of moving up and down in the Z axis direction, similarly to the center up 24 described above. In addition, a vacuum suction unit is provided on the upper end surface of the drive shaft. The operation of the pre-alignment mechanism 30 is also controlled by the main controller 50 via a drive system (not shown).

【0037】前記第1の外縁検出系を構成する3つのプ
リアライメントセンサは、所定半径(ウエハWの半径と
ほぼ同一)の円周上の中心角120度間隔の位置にそれ
ぞれ配置され、その内の1つ、ここではプリアライメン
トセンサ32aがプリアライメント機構30上に保持さ
れたウエハWのノッチN(V字状の切り欠き)を検出可
能な位置に配置されている。これらのプリアライメント
センサとしては、撮像素子と画像処理回路とから成る画
像処理方式のセンサが用いられている。
The three pre-alignment sensors constituting the first outer edge detection system are arranged at positions at a center angle of 120 degrees on the circumference of a predetermined radius (substantially the same as the radius of the wafer W). In this case, the pre-alignment sensor 32a is arranged at a position where the notch N (V-shaped notch) of the wafer W held on the pre-alignment mechanism 30 can be detected. As these pre-alignment sensors, image processing type sensors including an imaging element and an image processing circuit are used.

【0038】ここで、このプリアライメント装置14に
よるウエハWのプリアライメント方法について説明す
る。不図示のウエハローダを構成する不図示の搬送アー
ムによりウエハカセット16から取り出された未処理
(露光前)のウエハWは、プリアライメント機構30上
に載置され真空吸着される。この真空吸着されたウエハ
Wが、図1、図2には仮想線W1で示されている。この
状態で、プリアライメント機構30では、主制御装置5
0の指示に応じてそのウエハWのノッチNの位置が第1
の外縁検出系を構成するプリアライメントセンサ32a
の真下に来るように、ウエハWの回転及び位置を大まか
に合わせる。プリアライメントセンサ32aは、図3
(A)に示されるように、ウエハWの外周上のノッチN
の位置を、図中のX方向及びY方向について検出可能な
構成となっている。
Here, a method of pre-alignment of the wafer W by the pre-alignment apparatus 14 will be described. An unprocessed (pre-exposure) wafer W taken out of the wafer cassette 16 by a transfer arm (not shown) constituting a wafer loader (not shown) is placed on the pre-alignment mechanism 30 and vacuum-adsorbed. The vacuum-adsorbed wafer W is indicated by a virtual line W1 in FIGS. In this state, the main controller 5
0, the position of the notch N of the wafer W is changed to the first position.
Pre-alignment sensor 32a constituting an outer edge detection system
, The rotation and position of the wafer W are roughly adjusted. The pre-alignment sensor 32a is shown in FIG.
As shown in (A), a notch N on the outer periphery of the wafer W
Is detectable in the X direction and the Y direction in the figure.

【0039】他方、第1の外縁検出系を構成するプリア
ライメントセンサ32b,32cが検出すべき対象は、
ノッチ部のような2次元パターンではなく、ウエハ外縁
の1次元的な位置で良い。従って、プリアライメントセ
ンサ32b,32cは、図3(B)に示されるウエハW
の半径方向(r方向)の1次元位置が検出可能であれば
良い。また、プリアライメントセンサ32b,32c
は、プリアライメントセンサ32aが検出するノッチN
の位置から、それぞれ中心角120度ずつ離れた場所で
のウエハWの外縁を検出する。
On the other hand, the targets to be detected by the pre-alignment sensors 32b and 32c constituting the first outer edge detection system are as follows:
Instead of a two-dimensional pattern such as a notch, a one-dimensional position on the outer edge of the wafer may be used. Therefore, the pre-alignment sensors 32b and 32c are connected to the wafer W shown in FIG.
It is sufficient that the one-dimensional position in the radial direction (r direction) can be detected. Also, the pre-alignment sensors 32b and 32c
Is a notch N detected by the pre-alignment sensor 32a.
, The outer edge of the wafer W at a position separated by a central angle of 120 degrees is detected.

【0040】続いて、主制御装置50では、それぞれの
プリアライメントセンサ32a,32b,32cの検出
値をモニターしつつプリアライメント機構30を駆動す
る。この場合、ウエハWの半径や真円度はその製造誤差
によりばらつくので、所定の位置において各センサの検
出値が常に一定となるわけではない。従って、主制御装
置50では、この製造誤差を踏まえた上でウエハWを正
確に所定の位置に合わせる。
Subsequently, the main controller 50 drives the pre-alignment mechanism 30 while monitoring the detection values of the respective pre-alignment sensors 32a, 32b, 32c. In this case, since the radius and roundness of the wafer W vary due to manufacturing errors, the detection values of the sensors at predetermined positions are not always constant. Therefore, main controller 50 accurately adjusts wafer W to a predetermined position in consideration of the manufacturing error.

【0041】この位置合わせのための具体的なシーケン
スとしては、次のような3つのシーケンスが採用可能で
ある。
As a specific sequence for this alignment, the following three sequences can be adopted.

【0042】a.プリアライメントセンサ32b,32
cの検出値とプリアライメントセンサ32aのY方向の
検出値が所定値となるように追い込む方法。すなわち、
ノッチ位置から120度ずつ離れた2点を並進位置の基
準として位置合わせを行なう。
A. Pre-alignment sensors 32b, 32
A method in which the detection value of c and the detection value of the pre-alignment sensor 32a in the Y direction are set to predetermined values. That is,
Positioning is performed using two points separated by 120 degrees from the notch position as a reference for the translation position.

【0043】b.プリアライメントセンサ32aのX,
Y両方向の検出値が所定値となり、かつプリアライメン
トセンサ32b,32cの検出値とそれぞれの所定の値
との各差が等しくなる様に追い込む方法。すなわちノッ
チを並進位置の基準として位置合わせを行なう。
B. X of the pre-alignment sensor 32a,
A method in which the detection values in both Y directions become predetermined values and the differences between the detection values of the pre-alignment sensors 32b and 32c and the respective predetermined values become equal. That is, alignment is performed using the notch as a reference for the translation position.

【0044】c.プリアライメントセンサ32aのY検
出値を所定値とし、かつプリアライメントセンサ32a
のX検出値とプリアライメントセンサ32b,32cの
検出値と、それぞれの所定の値との各差が等しくなるよ
うに追い込む方法。すなわちウエハ中心を並進位置の基
準として位置合わせを行なう。
C. The Y detection value of the pre-alignment sensor 32a is set to a predetermined value, and the pre-alignment sensor 32a
And the difference between the X detection value of the pre-alignment sensor and the detection values of the pre-alignment sensors 32b and 32c, and the respective predetermined values. That is, the alignment is performed using the center of the wafer as a reference for the translation position.

【0045】上記3つの何れのシーケンスを採用する場
合にも、主制御装置50では、位置合わせ完了後に、各
プリアライメントセンサ32a,32b,32cの検出
値をメモリに記憶する。
In any of the above three sequences, the main controller 50 stores the detected values of the pre-alignment sensors 32a, 32b, 32c in the memory after the completion of the alignment.

【0046】前記ウエハ搬送機構16は、ベースBSの
図1における紙面奥側の面とほぼ同一位置の上方に、X
軸方向に延設されたXガイド34と、このXガイド34
に沿って往復移動する(図1、図2の矢印A、A’参
照)スライダ36に一体的に取り付けられた二股の搬送
アーム38とを備えている。この搬送アーム38の動作
も不図示の駆動系を介して主制御装置50によって制御
されるようになっている。
The wafer transfer mechanism 16 is positioned above the base BS in FIG.
An X guide 34 extending in the axial direction;
(See arrows A and A ′ in FIG. 1 and FIG. 2). The operation of the transfer arm 38 is also controlled by the main controller 50 via a drive system (not shown).

【0047】ここで、この搬送アーム38によるウエハ
Wの搬送動作、及びこの搬送アーム38とプリアライメ
ント機構30、ウエハホルダ18との間のウエハWの受
け渡し動作について簡単に説明する。
Here, the transfer operation of the wafer W by the transfer arm 38 and the transfer operation of the wafer W between the transfer arm 38, the pre-alignment mechanism 30, and the wafer holder 18 will be briefly described.

【0048】上記の如くして、プリアライメント機構3
0によりウエハWの位置及び回転の調整を行なった後、
主制御装置50ではウエハWを保持したプリアライメン
ト機構30を上昇駆動して、ウエハWを搬送アーム38
の移動面の上方まで持ち上げる。次いで、主制御装置5
0では搬送アーム38を不図示の駆動系を介してスライ
ダ36と一体的に矢印A方向に駆動してウエハWの下方
に位置させる。この状態で主制御装置50ではプリアラ
イメント機構30を下降駆動するとともにウエハWが搬
送アーム38に当接した位置でプリアライメント機構3
0によるウエハWの吸引を解除する。このとき同時に、
主制御装置50では搬送アーム38の吸引を開始する。
これによりウエハWが搬送アーム38により吸着保持さ
れる。次に、主制御装置50ではウエハWを保持した搬
送アームを矢印A’方向に駆動して、ウエハWをウエハ
ホルダ18の上方まで搬送する。この搬送途中のウエハ
Wが図1では仮想線W2で示されている。
As described above, the pre-alignment mechanism 3
After adjusting the position and rotation of the wafer W according to 0,
The main controller 50 drives the pre-alignment mechanism 30 holding the wafer W upward to move the wafer W to the transfer arm 38.
Lift above the moving surface of the. Next, the main controller 5
At 0, the transfer arm 38 is driven in the direction of arrow A integrally with the slider 36 via a drive system (not shown) to be positioned below the wafer W. In this state, the main controller 50 drives the pre-alignment mechanism 30 downward, and moves the pre-alignment mechanism 3 at the position where the wafer W abuts the transfer arm 38.
0 is released from the suction of the wafer W. At the same time,
The main controller 50 starts suction of the transfer arm 38.
Thus, the wafer W is suction-held by the transfer arm 38. Next, main controller 50 drives the transfer arm holding wafer W in the direction of arrow A ′, and transfers wafer W to a position above wafer holder 18. The wafer W being transferred is indicated by a virtual line W2 in FIG.

【0049】ウエハWが、搬送アーム38によってウエ
ハホルダ上方の所定の位置まで搬送されると、主制御装
置50ではセンターアップ24を不図示のセンターアッ
プ駆動機構を介して所定量上昇駆動する。これにより、
ウエハWにセンターアップ24の上面が当接する。次い
で、主制御装置50ではセンターアップ24の吸引を開
始すると同時に搬送アーム38によるウエハWの吸引を
解除する。その後、主制御装置50では、センターアッ
プ24を更に所定量上昇駆動し、搬送アーム38を矢印
A方向に駆動してウエハホルダ18上から退避させる。
このようにして、ウエハWが搬送アーム38からセンタ
ーアップ24に渡される。図2には、このセンターアッ
プ24に保持されたウエハWが実線で示されている。
When the wafer W is transferred to a predetermined position above the wafer holder by the transfer arm 38, the main controller 50 drives the center-up 24 upward by a predetermined amount via a center-up driving mechanism (not shown). This allows
The upper surface of the center-up 24 contacts the wafer W. Next, the main controller 50 starts the suction of the center-up 24 and simultaneously releases the suction of the wafer W by the transfer arm 38. After that, the main controller 50 drives the center-up 24 further upward by a predetermined amount, drives the transfer arm 38 in the direction of arrow A, and retreats from the wafer holder 18.
Thus, the wafer W is transferred from the transfer arm 38 to the center-up 24. In FIG. 2, the wafer W held by the center up 24 is shown by a solid line.

【0050】上記の搬送アーム38からセンターアップ
24へのウエハWの受け渡し動作の際の装置全体の振動
の影響等により、上述のようにして搬送アーム38から
ウエハを受け取ったセンターアップ24をそのまま下降
させただけではウエハWをウエハホルダ18上の所望の
位置へ載置できない場合がある。
Due to the influence of the vibration of the whole apparatus at the time of transferring the wafer W from the transfer arm 38 to the center up 24, the center up 24 receiving the wafer from the transfer arm 38 as described above is directly lowered. There is a case where the wafer W cannot be placed at a desired position on the wafer holder 18 only by performing the operation.

【0051】かかる点を考慮して、本実施形態では、セ
ンターアップ24に渡されたウエハWの位置を再度検出
(計測)するために、露光装置本体12側に、例えば投
影光学系PLに付設して、第2の外縁検出系が設けられ
ている。この第2の外縁検出系は、図1、図2に示され
るように、ウエハホルダ18上方に、XY面内で所定距
離を隔てて配置された2つのプリアライメントセンサ4
0a、40bとから構成されている。これらのプリアラ
イメントセンサ40a、40bとしては、第1の外縁検
出系と同様に撮像素子と画像処理回路とから成る画像処
理方式のセンサが用いられている。ここで、これらのプ
リアライメントセンサ40a、40bの配置について更
に詳述すると、一方のプリアライメントセンサ40a
は、搬送アーム38からセンターアップ24上に渡され
たウエハWのノッチを撮像可能な位置に配置され、他方
のプリアライメントセンサ40bは、ウエハWとほぼ同
一半径の円周上でプリアライメントセンサ40bの配置
位置から反時計周りに120度の中心角をなす位置に配
置されている。すなわち、本実施形態の場合、第2の外
縁検出系を構成するプリアライメントセンサ40a、4
0bの位置関係は、前述した第1の外縁検出系を構成す
るプリアライメントセンサ32a、32bと同じ位置関
係になっており、しかもプリアライメントセンサ32
a、32bをX軸方向に所定距離平行移動すると、それ
ぞれプリアライメントセンサ40a、40bにほぼ重な
るような位置関係となっている。このため、本実施形態
では第1の外縁検出系で検出されたウエハWの3箇所の
外縁位置の内、ノッチNを含む2箇所の外縁位置を第2
の外縁検出系により検出できるようになっている。
In consideration of this point, in the present embodiment, in order to detect (measure) the position of the wafer W transferred to the center-up 24 again, it is attached to the exposure apparatus main body 12 side, for example, to the projection optical system PL. Thus, a second outer edge detection system is provided. As shown in FIGS. 1 and 2, the second outer edge detection system includes two pre-alignment sensors 4 arranged above the wafer holder 18 at a predetermined distance in the XY plane.
0a and 40b. As these pre-alignment sensors 40a and 40b, similarly to the first outer edge detection system, an image processing type sensor including an image sensor and an image processing circuit is used. Here, the arrangement of these pre-alignment sensors 40a and 40b will be described in more detail.
Is arranged at a position where the notch of the wafer W transferred from the transfer arm 38 onto the center-up 24 can be imaged, and the other pre-alignment sensor 40b is positioned on the circumference having substantially the same radius as the wafer W. Is arranged at a position forming a central angle of 120 degrees counterclockwise from the arrangement position. That is, in the case of the present embodiment, the pre-alignment sensors 40a, 40a,
0b is the same as that of the pre-alignment sensors 32a and 32b constituting the first outer edge detection system described above.
When a and 32b are moved in parallel in the X-axis direction by a predetermined distance, the positional relationship is such that they substantially overlap the pre-alignment sensors 40a and 40b, respectively. For this reason, in the present embodiment, of the three outer edge positions of the wafer W detected by the first outer edge detection system, two outer edge positions including the notch N are changed to the second outer edge positions.
Can be detected by the outer edge detection system.

【0052】そして、この第2の外縁検出系を構成する
プリアライメントセンサ40a,40bを用いてウエハ
ホルダ18上方でのウエハWの位置を検出することで、
搬送アーム38からウエハホルダ18へのウエハWの受
け渡し誤差を補正することができる。この詳細について
は後述する。
Then, the position of the wafer W above the wafer holder 18 is detected by using the pre-alignment sensors 40a and 40b constituting the second outer edge detection system.
The transfer error of the wafer W from the transfer arm 38 to the wafer holder 18 can be corrected. The details will be described later.

【0053】次に、搬送アーム38によりプリアライメ
ント装置14からウエハホルダ18上まで搬送されるウ
エハWの搬送前後の位置ずれの補正、主として上述した
搬送アーム38からウエハホルダ18へのウエハWの受
け渡し誤差の補正方法について詳述する。
Next, correction of the positional deviation before and after the transfer of the wafer W transferred from the pre-alignment device 14 to the position above the wafer holder 18 by the transfer arm 38, and mainly the error in the transfer of the wafer W from the transfer arm 38 to the wafer holder 18 described above. The correction method will be described in detail.

【0054】前述した如くして、ウエハWがプリアライ
メント機構30から搬送アーム38に渡され、搬送アー
ム38によってウエハホルダ18上方まで搬送され、ウ
エハステージWS上のセンターアップ24に渡される。
このとき、ウエハWは、受け渡し時の装置の振動の影響
等により、所望の位置より僅かにずれたウエハホルダ1
8上の位置にある場合が殆どである。
As described above, the wafer W is transferred from the pre-alignment mechanism 30 to the transfer arm 38, transferred to a position above the wafer holder 18 by the transfer arm 38, and transferred to the center up 24 on the wafer stage WS.
At this time, the wafer W is slightly shifted from a desired position due to the influence of the vibration of the apparatus at the time of transfer.
In most cases, it is located at a position above the position 8.

【0055】そこで、主制御装置50では、このウエハ
Wの位置を第2の外縁検出系を構成するプリアライメン
トセンサ40a、40bにより検出する。この検出の
際、主制御装置50ではプリアライメントセンサ40a
のX、Y両方向の位置検出値と、プリアライメントセン
サ40bのr方向の位置検出値が、内部のメモリに記憶
されているプリアライメント装置14上でのプリアライ
メント時の、各プリアライメントセンサ32a,32b
の検出値と同じ値になるように、センターアップ24を
XY2次元駆動してウエハWのウエハホルダ18、ひい
てはウエハステージWSに対する相対位置合わせを行な
う。この場合、主制御装置50では、プリアライメント
センサ40aとプリアライメントセンサ32aとの検出
値との差、プリアライメントセンサ40bとプリアライ
メントセンサ32bとの検出値との差に基づいてウエハ
Wの搬送アーム38による搬送前後の位置ずれを算出
し、この位置ずれが零となるようにセンターアップ24
を駆動しても良いが、プリアライメントセンサ40a、
40bの検出値が、メモリに記憶されているプリアライ
メントセンサ32a,32bの検出値に一致するように
センターアップ24をサーボ制御により駆動しても良
い。これにより、上述した搬送アーム38からウエハホ
ルダ18へのウエハWの受け渡し誤差が補正され、ウエ
ハホルダ18上の所望の位置へのウエハWの位置決めが
完了する。
Therefore, main controller 50 detects the position of wafer W by pre-alignment sensors 40a and 40b constituting a second outer edge detection system. At the time of this detection, main controller 50 controls pre-alignment sensor 40a.
The position detection values in both the X and Y directions and the position detection value in the r direction of the pre-alignment sensor 40b are stored in the internal memory at the time of pre-alignment on the pre-alignment device 14, and are performed by the pre-alignment sensors 32a and 32a. 32b
The center-up 24 is driven two-dimensionally in XY so that the same value as the detected value is obtained, and the relative position of the wafer W with respect to the wafer holder 18 and the wafer stage WS is adjusted. In this case, main controller 50 sets transfer arm of wafer W based on the difference between the detected values of pre-alignment sensor 40a and pre-alignment sensor 32a, and the difference between the detected values of pre-alignment sensor 40b and pre-alignment sensor 32b. 38, and the center up 24 is adjusted so that the position shift becomes zero.
May be driven, but the pre-alignment sensor 40a,
The center-up 24 may be driven by servo control so that the detection value of 40b matches the detection value of the pre-alignment sensors 32a and 32b stored in the memory. As a result, the above-described transfer error of the wafer W from the transfer arm 38 to the wafer holder 18 is corrected, and the positioning of the wafer W to a desired position on the wafer holder 18 is completed.

【0056】この状態で主制御装置50ではセンターア
ップ24を下降駆動してセンターアップ24の上面がウ
エハホルダ18の上面と同一高さになった時点でセンタ
ーアップ24によるウエハWの吸引を解除し、ウエハホ
ルダ18によるウエハWの吸引を開始し、これによりウ
エハWの受け渡しが完了する。
In this state, the main controller 50 drives the center up 24 downward to release the suction of the wafer W by the center up 24 when the upper surface of the center up 24 is flush with the upper surface of the wafer holder 18. The suction of the wafer W by the wafer holder 18 is started, whereby the delivery of the wafer W is completed.

【0057】ここで、上述した一連の手順により、ウエ
ハWをウエハホルダ18上の所望の位置に正確に位置決
めするためには、プリアライメント装置40側に設けら
れた第1の外縁検出系を構成するプリアライメントセン
サ32a、32bの検出値と、露光装置本体12側のウ
エハステージWS上方に設けられた第2の外縁検出系を
構成するプリアライメントセンサ40a、40bの検出
値と、「所望の位置」との間に、正確な対応付けを行な
うことが前提となるが、これは例えば装置の初期調整時
に実際に数枚のウエハについて、上述したようなプリア
ライメント機構30上でのプリアライメント→搬送アー
ム38による搬送→ウエハホルダ18上での外縁位置の
再計測という流れに沿った動作を行ない、各ウエハにつ
いて、例えばファインアライメントセンサ23を用いて
計測した「所望の位置」と、各プリアライメントセンサ
32a、32b、40a、40bが検出した「外縁位
置」との差を、各プリアライメントセンサの検出値にフ
ィードバックすることで調整が可能である。この場合、
複数枚のウエハを予め搬送アーム38によりプリアライ
メント装置14上からウエハステージWS上に搬送し、
各ウエハについて、第1、第2の外縁検出系でそれぞれ
同一の基準位置、例えばファインアライメントセンサ2
3を用いて計測した「所望の位置」と外縁位置との差を
検出し、それらの平均値を用いて、第1の外縁検出系の
検出値と第2の外縁検出系の検出値との対応付けを行な
うようにしても良い。勿論、使用中の装置に対しても、
このような調整を一定の期間毎に行ない、プリアライメ
ント精度の確認を行なうことも可能である。
Here, in order to accurately position the wafer W at a desired position on the wafer holder 18 by the above-described series of procedures, a first outer edge detection system provided on the pre-alignment apparatus 40 side is configured. The detection values of the pre-alignment sensors 32a and 32b, the detection values of the pre-alignment sensors 40a and 40b constituting the second outer edge detection system provided above the wafer stage WS on the exposure apparatus body 12, and the "desired position" It is premised that an accurate correspondence is made between the pre-alignment and the transfer arm on the pre-alignment mechanism 30 as described above, for example, for several wafers actually during the initial adjustment of the apparatus. The operation is carried out in accordance with the flow of transfer by 38 → re-measurement of the outer edge position on the wafer holder 18, and for each wafer, for example, The difference between the "desired position" measured using the alignment sensor 23 and the "outer edge position" detected by each of the pre-alignment sensors 32a, 32b, 40a, 40b is fed back to the detection value of each pre-alignment sensor. Can be adjusted. in this case,
A plurality of wafers are transported in advance from the pre-alignment device 14 onto the wafer stage WS by the transport arm 38,
For each wafer, the first and second outer edge detection systems have the same reference position, for example, the fine alignment sensor 2
3 and the difference between the “desired position” and the outer edge position, and using the average value thereof, the difference between the detected value of the first outer edge detection system and the detected value of the second outer edge detection system. You may make it correspond. Of course, for the device in use,
Such adjustment can be performed at regular intervals to check the pre-alignment accuracy.

【0058】以上説明したように、本実施形態の露光装
置10によると、プリアライメント装置14上でウエハ
WのノッチNを含む外縁3点の位置を第1の外縁検出系
を構成するプリアライメントセンサ32a,32b,3
2cで検出するとともにこれらの検出値に基づいてウエ
ハWの製造バラツキを考慮した所望の位置に対する位置
決めを行ない、その位置決め状態でのプリアライメント
センサ32a,32b,32cの位置検出値をメモリに
記憶し、ウエハホルダ18上に搬送後に、上記のメモリ
内に記憶しているプリアライメントセンサ32a,32
bの位置検出値と、当該センサ32a,32bと同一の
外縁位置をウエハホルダ18上で検出する第2の外縁検
出系を構成するプリアライメントセンサ40a,40b
の位置検出値とに基づいてウエハWの所望の位置への位
置決めが行なわれる。このため、ウエハホルダ18上で
はウエハWの外縁2箇所のみを検出しても、ウエハWの
製造バラツキの影響を受けることがなく、ウエハWをウ
エハホルダ(ウエハステージ)上の所望の位置に正確に
位置決めすることが可能になる。また、この場合、ウエ
ハが大口径化し、投影光学系PLが大型化しても、外縁
検出系と投影光学系PLとが干渉する恐れがないので、
ウエハステージの移動範囲を拡大する必要もない。
As described above, according to the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the position of the three outer edges including the notch N of the wafer W on the pre-alignment device 14 is determined by the pre-alignment sensor constituting the first outer edge detection system. 32a, 32b, 3
In step 2c, based on these detected values, positioning is performed at a desired position in consideration of manufacturing variations of the wafer W, and the position detected values of the pre-alignment sensors 32a, 32b, and 32c in the positioning state are stored in a memory. After being transferred onto the wafer holder 18, the pre-alignment sensors 32a, 32
b and the pre-alignment sensors 40a and 40b constituting a second outer edge detection system for detecting the same outer edge position on the wafer holder 18 as the sensors 32a and 32b.
Based on the position detection values, the wafer W is positioned at a desired position. Therefore, even if only two outer edges of the wafer W are detected on the wafer holder 18, the wafer W is accurately positioned at a desired position on the wafer holder (wafer stage) without being affected by manufacturing variations of the wafer W. It becomes possible to do. Further, in this case, even if the diameter of the wafer increases and the projection optical system PL increases in size, there is no possibility that the outer edge detection system and the projection optical system PL will interfere with each other.
There is no need to extend the movement range of the wafer stage.

【0059】また、プリアライメント装置14上ではウ
エハWのノッチNを含む外縁3点の位置をプリアライメ
ントセンサ32a,32b,32cで検出するので、前
述したa.〜c.のいずれのシーケンスをも採用するこ
とが可能であり、上記a.〜c.の何れを採用しても、
ウエハホルダ18上で上記の如き位置検出を行なうこと
で、上記a.〜c.の各シーケンスと等価なプリアライ
メントを行なうことが可能である。従って、プリアライ
メント装置14を従来からある他の露光装置、あるいは
その他の半導体製造装置と共用しても何等の不都合を生
じることのない、異機種間互換性の高いプリアライメン
トを実現することが可能となる。
Since the positions of the three outer edges including the notch N of the wafer W are detected by the pre-alignment sensors 32a, 32b, and 32c on the pre-alignment device 14, the above-described a. ~ C. Can be adopted, and the above a. ~ C. Whichever is adopted,
By performing the position detection on the wafer holder 18 as described above, the a. ~ C. It is possible to perform a pre-alignment equivalent to each of the above sequences. Therefore, even if the pre-alignment apparatus 14 is shared with another conventional exposure apparatus or another semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to realize pre-alignment with high compatibility between different models without causing any inconvenience. Becomes

【0060】なお、上記実施形態ではウエハステージW
S上にXY面内での移動が可能なセンターアップ24を
設け、第1及び第2の外縁検出系の検出結果に基づいて
センターアップ24を移動させることにより、所定のロ
ーディングポジションに停止しているウエハステージW
S上の所望の位置にウエハWを位置決めする場合につい
て説明したが、これに限らず、例えば、上記とほぼ同様
の手順でウエハホルダ18上にウエハWを載置した後、
主制御装置50が第1及び第2の外縁検出系の検出結果
に基づいてウエハWの搬送前後の位置ずれを算出し、こ
の位置ずれが零となるようにウエハステージWSを駆動
し、ウエハホルダ18,ひいてはウエハWを所望の位置
に位置合わせすし、このときのウエハステージWSの位
置をレーザ干渉計22X,22Yで計測するようにして
も良い。このようにしても、主制御装置50ではウエハ
Wのウエハ座標系上の正確な位置を検出することができ
る。
In the above embodiment, the wafer stage W
A center-up 24 that can move in the XY plane is provided on S, and the center-up 24 is moved based on the detection results of the first and second outer edge detection systems, thereby stopping at a predetermined loading position. Wafer stage W
The case where the wafer W is positioned at a desired position on S has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, after placing the wafer W on the wafer holder 18 in substantially the same procedure as described above,
Main controller 50 calculates the positional deviation before and after the transfer of wafer W based on the detection results of the first and second outer edge detection systems, drives wafer stage WS so that this positional deviation becomes zero, and adjusts wafer holder 18. Then, the wafer W may be positioned at a desired position, and the position of the wafer stage WS at this time may be measured by the laser interferometers 22X and 22Y. Even in this case, main controller 50 can detect an accurate position of wafer W on the wafer coordinate system.

【0061】あるいは、また、上記とほぼ同様の手順で
ウエハホルダ18上にウエハWを載置した後、主制御装
置50が第1及び第2の外縁検出系の検出結果に基づい
てウエハWの搬送前後の位置ずれを算出し、この位置ず
れをレーザ干渉計22X、22Yの計測値に対するオフ
セットとして加え、以後このオフセットを用いたウエハ
ステージWSの位置制御するようにしても、上記と同様
の高精度のプリアライメントが可能となり、これに続く
アライメントマークを用いたファインアライメントを支
障なく行なうことが可能である。
Alternatively, after mounting wafer W on wafer holder 18 in substantially the same procedure as above, main controller 50 transfers wafer W based on the detection results of the first and second outer edge detection systems. Even if the positional deviation before and after is calculated, and this positional deviation is added as an offset to the measurement values of the laser interferometers 22X and 22Y, and thereafter the position of the wafer stage WS is controlled using this offset, the same high accuracy as described above can be obtained. Can be pre-aligned, and the subsequent fine alignment using the alignment mark can be performed without any trouble.

【0062】これまでの説明から明らかなように、上記
実施形態では、主制御装置50によって算出手段及び制
御手段が構成され、プリアライメントセンサ32a、3
2b、32cと、プリアライメントセンサ40a、40
bと、主制御装置50とによって本発明に係る位置ずれ
検出装置が構成され、また、プリアライメントセンサ3
2a、32b、32cと、プリアライメントセンサ40
a、40bと、センターアップ24と主制御装置50に
よって本発明に係る位置決め装置が構成されている。
As is clear from the above description, in the above-described embodiment, the main controller 50 constitutes the calculating means and the controlling means, and the pre-alignment sensors 32a, 32a
2b, 32c and pre-alignment sensors 40a, 40
b and the main controller 50 constitute a misalignment detecting device according to the present invention.
2a, 32b, 32c and pre-alignment sensor 40
a, 40b, the center-up 24 and the main controller 50 constitute a positioning device according to the present invention.

【0063】なお、上記実施形態では、第1、第2の外
縁検出系を構成するプリアライメントセンサとしてウエ
ハの外縁形状を撮像しその画像信号から検出する画像処
理方式のセンサを用いる場合を説明したが、本発明がこ
れに限定されることはなく、例えばウエハの外縁近傍に
シート状のレーザビームを照射しその透過率(又は反射
率)からウエハ外縁位置を検出するレーザ検出方式のセ
ンサ等、他の方式のセンサを用いても良いことは言うま
でもない。
In the above-described embodiment, a case has been described in which an image processing type sensor for imaging the outer edge shape of a wafer and detecting the image from the image signal is used as the pre-alignment sensor constituting the first and second outer edge detection systems. However, the present invention is not limited to this. For example, a laser detection type sensor that irradiates a sheet-like laser beam near the outer edge of the wafer and detects the outer edge position of the wafer from its transmittance (or reflectance), and the like. It goes without saying that other types of sensors may be used.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、基板ステージ上では基板の切り欠き部を
含む2箇所の外縁位置を検出するだけで基板の搬送に伴
う位置ずれを正確に検出することができるとともに、複
数の基板ステージがそれぞれ別の装置に設けられたもの
であっても、特に支障なく、基板位置決め装置を共用で
きるようになるという従来にない優れた位置ずれ検出方
法が提供される。
As described above, according to the first aspect of the present invention, on the substrate stage, only the two outer edge positions including the cutout portion of the substrate are detected, and the positional deviation accompanying the transport of the substrate is obtained. Is excellent, and even if a plurality of substrate stages are provided in different devices, the substrate positioning device can be shared without any trouble. A detection method is provided.

【0065】また、請求項2及び3に記載の発明によれ
ば、基板ステージ上に基板の切り欠き部を含む2箇所の
外縁位置を検出する第2の外縁位置検出系を配置するだ
けで基板の搬送前後の位置ずれを正確に算出することが
できるという優れた位置ずれ検出装置を提供することが
できる。
According to the second and third aspects of the present invention, the substrate can be formed simply by disposing the second outer edge position detection system for detecting two outer edge positions including the cutout portion of the substrate on the substrate stage. It is possible to provide an excellent position shift detecting device capable of accurately calculating the position shift before and after the transfer.

【0066】また、請求項4に記載の発明によれば、基
板ステージ上に基板の切り欠き部を含む2箇所の外縁位
置を検出する第2の外縁位置検出系を配置するだけで基
板を基板ステージ上の所望の位置へ位置決めすることが
できるという優れた位置決め装置を提供することができ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the substrate can be mounted on the substrate stage simply by disposing the second outer edge position detection system for detecting two outer edge positions including the cutout portion of the substrate. An excellent positioning device that can be positioned at a desired position on the stage can be provided.

【0067】また、請求項5に記載の発明によれば、感
応基板として大口径ウエハを使用しても、基板ステージ
の移動範囲(ストローク)の増大がなく、装置の大型化
を防止することができるという優れた露光装置を提供す
ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, even when a large-diameter wafer is used as the sensitive substrate, the range of movement (stroke) of the substrate stage does not increase, and the apparatus can be prevented from being enlarged. It is possible to provide an excellent exposure apparatus that can perform the exposure.

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

【図1】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示
す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to one embodiment.

【図2】図1の装置の動作を説明するための図であっ
て、主要な構成部分を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1 and showing main components.

【図3】第1の外縁検出系を構成する各プリアライメン
トセンサの検出対象を示す図であって、(A)はウエハ
のノッチ部を示す図、(B)はウエハのノッチ以外の外
縁部を示す図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a detection target of each pre-alignment sensor constituting a first outer edge detection system, wherein FIG. 3A is a diagram showing a notch portion of a wafer, and FIG. FIG.

【図4】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a problem to be solved by the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 露光装置 14 プリアライメント装置(基板位置決め装置) 16 ウエハ搬送機構(搬送系) 24 センターアップ(移動手段) 32a,32b,32c プリアライメントセンサ(第
1の外縁検出系) 40a,40b プリアライメントセンサ(第2の外縁
検出系) 50 主制御装置(算出手段、制御手段) WS ウエハステージ(基板ステージ) W ウエハ(基板、感応基板) N ノッチ(切り欠き部) R レチクル(マスク)
Reference Signs List 10 Exposure device 14 Pre-alignment device (substrate positioning device) 16 Wafer transfer mechanism (transfer system) 24 Center up (moving means) 32a, 32b, 32c Pre-alignment sensor (first outer edge detection system) 40a, 40b Pre-alignment sensor ( Second outer edge detection system) 50 Main controller (calculation means, control means) WS Wafer stage (substrate stage) W Wafer (substrate, sensitive substrate) N Notch (notch) R Reticle (mask)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 搬送系によって基板位置決め装置から1
又は2以上の基板ステージ上に搬送される基板の搬送前
後の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、 前記基板位置決め装置上で搬送前の前記基板の所定の切
り欠き部を含む少なくとも3箇所の外縁位置を検出する
第1工程と;前記いずれかの基板ステージ上で、前記第
1工程で検出された前記基板の前記少なくとも3箇所の
外縁位置の内、前記切り欠き部を含む少なくとも2箇所
の外縁位置を検出する第2工程と;前記第1及び第2工
程の検出結果に基づいて前記基板の搬送前後での位置ず
れを算出する第3工程とを含む位置ずれ検出方法。
1. A transfer system comprising:
Or a displacement detection method for detecting a displacement of a substrate conveyed on two or more substrate stages before and after the conveyance, wherein at least three of the substrates including a predetermined cutout portion of the substrate before the conveyance on the substrate positioning device are included. A first step of detecting an outer edge position of a portion; at least two of the at least three outer edge positions of the substrate detected in the first step, including the cutout portion, on any one of the substrate stages; A displacement detection method comprising: a second step of detecting an outer edge position of a location; and a third step of calculating a displacement between before and after the transfer of the substrate based on the detection results of the first and second steps.
【請求項2】 搬送系によって基板位置決め装置から基
板ステージ上に搬送される基板の搬送前後の位置ずれを
検出する位置ずれ検出装置であって、 前記基板位置決め装置上で搬送前の前記基板の所定の切
り欠き部を含む少なくとも3箇所の外縁位置を検出する
第1の外縁検出系と;前記基板ステージ上で前記第1の
外縁検出系で検出された前記基板の前記少なくとも3箇
所の外縁位置の内、前記切り欠き部を含む少なくとも2
箇所の外縁位置を検出する第2の外縁検出系と;前記第
1及び第2の外縁検出系の検出結果に基づいて前記基板
の搬送前後での位置ずれを算出する算出手段とを有する
位置ずれ検出装置。
2. A displacement detection device for detecting a displacement of a substrate conveyed from a substrate positioning device onto a substrate stage by a transport system before and after the substrate is transported. A first outer edge detection system for detecting at least three outer edge positions including the notch portion; a first outer edge detection system for detecting at least three outer edge positions of the substrate detected by the first outer edge detection system on the substrate stage At least two of which include the notch
A second outer edge detection system for detecting an outer edge position of a location; and a calculating means for calculating a positional shift before and after the transfer of the substrate based on the detection results of the first and second outer edge detection systems. Detection device.
【請求項3】 前記第1の外縁検出系の検出値と前記第
2の外縁検出系の検出値との対応付けは、予め前記基板
を前記搬送系により前記基板位置決め装置上から前記基
板ステージ上に搬送した際に、前記第1、第2の外縁検
出系でそれぞれ検出された同一の基準位置と外縁位置と
の差を用いて行われていることを特徴とする請求項2に
記載の位置ずれ検出装置。
3. The correspondence between the detection value of the first outer edge detection system and the detection value of the second outer edge detection system is as follows. 3. The position according to claim 2, wherein the difference between the same reference position and the same outer edge position detected by the first and second outer edge detection systems is used when the sheet is conveyed to the position. Deviation detection device.
【請求項4】 搬送系によって基板位置決め装置から搬
送される基板を基板ステージ上の所定の位置に位置決め
する位置決め装置であって、 前記基板位置決め装置上で搬送前の前記基板の所定の切
り欠き部を含む少なくとも3箇所の外縁位置を検出する
第1の外縁検出系と;前記基板ステージ上で前記第1の
外縁検出系で検出された前記基板の前記少なくとも3箇
所の外縁位置の内、前記切り欠き部を含む少なくとも2
箇所の外縁位置を検出する第2の外縁検出系と;前記基
板ステージに対し前記基板を2次元平面内で相対移動さ
せる移動手段と;前記第1及び第2の外縁検出系の検出
結果に基づいて前記基板が前記基板ステージ上の所望の
位置に位置決めされるように前記移動手段を制御する制
御手段とを有する位置決め装置。
4. A positioning device for positioning a substrate conveyed from a substrate positioning device by a conveyance system at a predetermined position on a substrate stage, wherein the predetermined notch portion of the substrate before being conveyed on the substrate positioning device. A first outer edge detection system for detecting at least three outer edge positions including: a cutout of the at least three outer edge positions of the substrate detected by the first outer edge detection system on the substrate stage At least 2 including notch
A second outer edge detection system for detecting an outer edge position of a location; moving means for relatively moving the substrate in a two-dimensional plane with respect to the substrate stage; based on detection results of the first and second outer edge detection systems Control means for controlling the moving means so that the substrate is positioned at a desired position on the substrate stage.
【請求項5】 マスクのパターンを基板ステージ上の感
応基板に露光する露光装置であって、 前記感応基板の基板座標系上の所望の位置に対する位置
決め用として請求項2ないし4のいずれか一項に記載の
装置を具備することを特徴とする露光装置。
5. An exposure apparatus for exposing a pattern on a mask to a sensitive substrate on a substrate stage, the exposure apparatus being used for positioning the sensitive substrate at a desired position on a substrate coordinate system. An exposure apparatus comprising the apparatus according to claim 1.
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