JPH1083950A - Aligner - Google Patents

Aligner

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Publication number
JPH1083950A
JPH1083950A JP8257364A JP25736496A JPH1083950A JP H1083950 A JPH1083950 A JP H1083950A JP 8257364 A JP8257364 A JP 8257364A JP 25736496 A JP25736496 A JP 25736496A JP H1083950 A JPH1083950 A JP H1083950A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
original
reticle
stage
exposure apparatus
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8257364A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensho Murata
憲昭 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP8257364A priority Critical patent/JPH1083950A/en
Publication of JPH1083950A publication Critical patent/JPH1083950A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to improve throughput and exposing accuracy, by correcting the position deviation of an original plate with respect to an original-plate stage, by lifting the original plate from the upper part of the original-plate stage by a lifting and micromotion means, by minutely moving the plate in correspondence with the position deviation and by returning the plate to the upper part of the original-plate stage. SOLUTION: A reticle 34 is mounted on a reticle stage 32 by a reticle changer 32. Then, a reticle handler 36 is lifted, and the reticle 34 is lifted by the degree so that the reticle 34 is not deviated from the depth of the focus of a reticle alignment scope 33 from the reticle stage 1 by a push-up pin 36a. Under this state, the position deviation is detected by the reticle alignment scope 33. The position of the reticle 34 on the push-up pin 36a is determined based on the detected value. Furthermore, the reticle handler 36 is lowered, and the reticle 34 is returned to the reticle stage 1. Then, the amount of the position deviation is measured again.

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、IC,LSI等の
半導体デバイス、液晶デバイス、CCD等の撮像デバイ
ス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いる露光
装置に関し、特に、原版を保持する原版ステージの軽量
化を図り、もってスループットの向上を図った露光装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, liquid crystal devices, imaging devices such as CCDs, and devices such as magnetic heads. The present invention relates to an exposure apparatus that reduces the weight of a stage and thereby improves throughput.

【0002】[0002]

【従来の技術】一括露光方式の露光装置(ステッパ)で
は、投影光学系がレンズによって構成されている場合、
結像領域は円形状となる。しかしながら、半導体集積回
路は一般的に矩形形状であるため、一括露光の場合の転
写領域は、投影光学系の有する円の結像領域に内接する
矩形の領域となる。従って、最も大きな転写領域でも円
の直径の1/√2の辺の正方形である。これに対して、
投影光学系の有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法
を有するスリット形状の露光領域を用いて、レチクルと
ウエハとを同期させながら走査移動させることによっ
て、転写領域を拡大させる走査露光方式(ステップアン
ドスキャン方式)が提案されている。この方式では、同
一の大きさの結像領域を有する投影光学系を用いた場
合、投影レンズを用いて各転写領域ごとに一括露光を行
なうステップアンドリピート方式に比べてより大きな転
写領域を確保することができる。すなわち、走査方向に
対しては光学系による制限がなくなるので走査ステージ
のストローク分だけ確保することができ、走査方向に対
して直角な方向には概ね√2倍の転写領域を確保するこ
とができる。
2. Description of the Related Art In a batch exposure type exposure apparatus (stepper), when a projection optical system is constituted by a lens,
The imaging region has a circular shape. However, since the semiconductor integrated circuit generally has a rectangular shape, the transfer area in the case of batch exposure is a rectangular area inscribed in a circular imaging area of the projection optical system. Therefore, even the largest transfer area is a square of 1 / √2 of the diameter of the circle. On the contrary,
A scanning exposure method in which a transfer area is enlarged by moving a reticle and a wafer synchronously using a slit-shaped exposure area having a diameter substantially equal to the diameter of a circular imaging area of the projection optical system ( Step-and-scan method) has been proposed. In this method, when a projection optical system having an imaging area of the same size is used, a larger transfer area is secured as compared with the step-and-repeat method in which collective exposure is performed for each transfer area using a projection lens. be able to. That is, since there is no restriction by the optical system in the scanning direction, it is possible to secure only the stroke of the scanning stage, and it is possible to secure approximately √2 times the transfer area in the direction perpendicular to the scanning direction. .

【0003】半導体集積回路を製造するための露光装置
は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写
領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい
投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コ
スト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の
露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されてい
る。
An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit is required to have an enlarged transfer area and an improved resolution in order to cope with the manufacture of a chip having a high degree of integration. The fact that a smaller projection optical system can be employed is advantageous from the viewpoint of optical performance and cost, and the exposure method of the step-and-scan method is attracting attention as a mainstream of future exposure apparatuses.

【0004】このようなステップアンドスキャン方式の
露光装置においては、レチクルとウエハを高精度に位置
合わせする必要があり、例えば、レチクル交換等でレチ
クルステージ上に載置されたレチクルはレチクルアライ
メントスコープによりレチクルステージの基準マークに
対する位置を高精度に計測される。このレチクルスコー
プは、精度が高ければ高いほど、計測範囲が狭くなり、
本発明者らが目指している256M対応の露光装置にお
けるレチクルアライメントスコープの計測範囲は2μm
程度である。
In such a step-and-scan type exposure apparatus, it is necessary to align a reticle and a wafer with high accuracy. For example, a reticle placed on a reticle stage by reticle exchange or the like is controlled by a reticle alignment scope. The position of the reticle stage with respect to the reference mark is measured with high accuracy. In this reticle scope, the higher the accuracy, the narrower the measurement range,
The measurement range of the reticle alignment scope in the 256M-compatible exposure apparatus aimed at by the present inventors is 2 μm
It is about.

【0005】従来のレチクルハンドでは、レチクルを2
μm程度の誤差でレチクルステージに載置することはま
ず不可能である。そこで、レチクルステージ上にXYθ
微動機構を設け、レチクルアライメントスコープを低倍
率に切り換えてレチクルの位置ずれを2μm以内に追い
込むことが考えられる。しかし、レチクルステージ上に
XYθ微動機構を設けると、レチクルステージが重くな
り、特にレチクルをスキャンさせる走査型の露光装置で
はステージの移動速度が遅くなってスループットが低下
したり、レチクルステージの重量によりステージ定盤が
撓んで露光精度が低下する等の問題が生じる。
In a conventional reticle hand, a reticle is
It is firstly impossible to mount on a reticle stage with an error of about μm. Therefore, XYθ is placed on the reticle stage.
It is conceivable to provide a fine movement mechanism and switch the reticle alignment scope to a low magnification to drive the reticle displacement to within 2 μm. However, when the XYθ fine movement mechanism is provided on the reticle stage, the reticle stage becomes heavy, and in particular, in a scanning type exposure apparatus that scans the reticle, the moving speed of the stage becomes slow and the throughput decreases. Problems such as a decrease in exposure accuracy due to bending of the surface plate occur.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
例における問題点に鑑みてなされたもので、露光装置に
おいて、原版ステージの軽量化を図り、スループットや
露光精度を向上させることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to reduce the weight of an original stage in an exposure apparatus and improve throughput and exposure accuracy. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板に投影し、該投影光学系に対し相対的に前記
原版と基板を共に走査することにより前記原版のパター
ンを前記基板に露光する露光装置において、原版を保持
する原版ステージと、該原版ステージ上の原版を露光領
域外の所定の原版交換位置で交換する原版交換手段と、
前記原版ステージ上の原版の該原版ステージに対する位
置ずれを前記原版交換位置で検出する手段と、該原版交
換位置で前記原版を該原版ステージに対し昇降する手段
と、該昇降手段により持ち上げられた原版を該原版のパ
ターン描画平面内と該平面に垂直な軸回りとに微動させ
る手段と、これらの昇降および微動手段により前記原版
を前記原版ステージ上から持ち上げ、前記位置ずれに応
じて微動し、かつ前記原版ステージ上に戻すことにより
該原版の該原版ステージに対する位置ずれを補正する制
御手段とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a part of an original pattern is projected onto a substrate via a projection optical system, and the original is relatively moved with respect to the projection optical system. And an exposure apparatus for exposing the pattern of the original onto the substrate by scanning the substrate together with an original stage for holding the original and exchanging the original on the original stage at a predetermined original exchange position outside the exposure area. Exchange means;
Means for detecting a displacement of the original on the original stage relative to the original stage at the original exchange position, means for elevating the original relative to the original stage at the original exchange position, and an original lifted by the elevating means Means for finely moving the original in a pattern drawing plane of the original and about an axis perpendicular to the plane, and lifting and lowering the original from the original stage by these elevating and fine moving means, and finely moving according to the positional shift, and Control means for correcting a positional shift of the original with respect to the original stage by returning the original to the original stage.

【0008】本発明の好ましい実施の形態において、前
記微動手段は前記原版のパターン描画平面内と該平面に
垂直な軸回りに移動可能な微動ステージからなり、前記
原版ステージとその支持および駆動系の所定箇所には垂
直方向の貫通穴が設けられており、前記昇降手段は前記
貫通穴を通過する複数の突き上げピンを有し前記微動ス
テージ上に固定されて該突き上げピンを昇降する原版ハ
ンドラからなることを特徴とする。また、前記突き上げ
ピンの先端には前記原版を吸着保持する真空吸着手段が
設けられており、この突き上げピンにより前記原版の四
隅を支持して該原版を昇降させることを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the fine movement means comprises a fine movement stage movable in a pattern drawing plane of the original and about an axis perpendicular to the plane. A vertical through-hole is provided at a predetermined location, and the elevating means includes a plurality of push-up pins passing through the through-hole, and includes an original handler fixed on the fine movement stage and moving up and down the push-up pins. It is characterized by the following. Further, a vacuum suction means for suction-holding the original is provided at the tip of the push-up pin, and the push-up pins support four corners of the original and lift the original.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、原版位置合わせのための微動
機構を原版ステージ上に載せない、すなわち別置きにし
て原版ステージを軽量化したため、スループットの向上
(スキャン速度アップ)および露光精度の向上を図るこ
とが可能になる。
According to the present invention, the fine movement mechanism for aligning the original is not mounted on the original stage, that is, the original stage is reduced in weight, so that the throughput (scan speed) and the exposure accuracy are improved. Can be achieved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図であり、図2は、その露光装
置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すよう
に、この露光装置は、レチクルステージ1上の原版のパ
ターンの一部を投影光学系2を介してウエハステージ3
上のウエハに投影し、投影光学系2に対し相対的にレチ
クルとウエハをY方向に同期走査することによりレチク
ルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露
光を、ウエハ上の複数の転写領域(ショット)に対し
て、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させなが
ら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a state of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention as viewed from the side, and FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the exposure apparatus. As shown in these drawings, this exposure apparatus uses a projection optical system 2 to project a part of an original pattern on a reticle stage 1 through a wafer stage 3.
The reticle and the wafer are synchronously scanned in the Y direction relative to the projection optical system 2 to expose the reticle pattern to the wafer, and this scanning exposure is performed on a plurality of transfer areas on the wafer. (Shot) is a step-and-scan type exposure apparatus which performs step movement for repeated execution.

【0011】レチクルステージ1はリニアモータ4によ
ってY方向へ駆動し、ウエハステージ3のXステージ3
aはリニアモータ5によってX方向に駆動し、Yステー
ジ3bはリニアモータ6によってY方向へ駆動するよう
になっている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レ
チクルステージ1およびYステージ3bをY方向へ一定
の速度比率(例えば4:−1、なお、「−」は向きが逆
であることを示す)で駆動させることにより行なう。ま
た、X方向へのステップ移動はXステージ3aにより行
なう。Xステージ3aには不図示のZ−チルトステージ
が搭載され、その上にはウエハを保持する不図示のウエ
ハチャックが取り付けられている。
The reticle stage 1 is driven by a linear motor 4 in the Y direction,
a is driven in the X direction by the linear motor 5, and the Y stage 3 b is driven in the Y direction by the linear motor 6. The synchronous scanning of the reticle and the wafer is performed by driving the reticle stage 1 and the Y stage 3b at a constant speed ratio in the Y direction (for example, 4: -1, where "-" indicates that the directions are opposite). Do. The step movement in the X direction is performed by the X stage 3a. A Z-tilt stage (not shown) is mounted on the X stage 3a, and a wafer chuck (not shown) for holding a wafer is mounted thereon.

【0012】ウエハステージ3は、ステージ定盤7上に
設けられ、ステージ定盤7は3つのダンパ8を介して3
点で床等の上に支持されている。レチクルステージ1お
よび投影光学系2は鏡筒定盤9上に設けられ、鏡筒定盤
9は床等に載置されたベースフレーム10上に3つのダ
ンパ11および支柱12を介して支持されている。ダン
パ8は6軸方向にアクティブに制振もしくは除振するア
クティブダンパであるが、パッシブダンパを用いてもよ
く、あるいはダンパを介せずに支持してもよい。
The wafer stage 3 is provided on a stage base 7, and the stage base 7 is connected via three dampers 8.
It is supported on a floor at a point. The reticle stage 1 and the projection optical system 2 are provided on a barrel base 9, and the barrel base 9 is supported on a base frame 10 mounted on a floor or the like via three dampers 11 and columns 12. I have. The damper 8 is an active damper for actively damping or removing vibrations in six axial directions. However, a passive damper may be used, or the damper 8 may be supported without a damper.

【0013】また、この露光装置は、鏡筒定盤9とステ
ージ定盤7との間の距離を3点において測定するレーザ
干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段13を備
えている。
The exposure apparatus further includes a distance measuring means 13 such as a laser interferometer or a micro encoder for measuring the distance between the lens barrel base 9 and the stage base 7 at three points.

【0014】投光手段21と受光手段22は、ウエハス
テージ3上のウエハが投影光学系2のフォーカス面に位
置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを
構成している。すなわち、鏡筒定盤9に固定された投光
手段21によりウエハに対して斜め方向から光を照射
し、その反射光の位置を受光手段22によって検出する
ことにより投影光学系2の光軸方向のウエハ表面の位置
が検出される。
The light projecting means 21 and the light receiving means 22 constitute a focus sensor for detecting whether or not the wafer on the wafer stage 3 is located on the focus surface of the projection optical system 2. That is, the wafer is irradiated with light from an oblique direction by the light projecting means 21 fixed to the lens barrel base 9, and the position of the reflected light is detected by the light receiving means 22, whereby the direction of the optical axis of the projection optical system 2 is adjusted. Of the wafer surface is detected.

【0015】図1の装置においては、図示しないレーザ
干渉計光源から発せられた光がレチクルステージ用Y方
向レーザ干渉計24に導入される。そして、Y方向レー
ザ干渉計24に導入された光は、レーザ干渉計24内の
ビームスプリッタ(不図示)によってレーザ干渉計24
内の固定鏡(不図示)に向かう光とY方向移動鏡26に
向かう光とに分けられる。Y方向移動鏡26に向かう光
は、Y方向測長光路25を通ってレチクルステージ4に
固設されたY方向移動鏡26に入射する。ここで反射さ
れた光は再びY方向測長光路25を通ってレーザ干渉計
24内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された
光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出
することによりY方向の移動距離を測定する。このよう
にして計測された移動距離情報は、図示しない走査制御
装置にフィードバックされ、レチクルステージ4の走査
位置の位置決め制御がなされる。Yステージ3bも、同
様に、ウエハステージ用Y方向レーザ干渉計23による
測長結果に基づいて走査位置の位置決め制御がなされ
る。
In the apparatus shown in FIG. 1, light emitted from a laser interferometer light source (not shown) is introduced into a reticle stage Y-direction laser interferometer 24. The light introduced into the Y-direction laser interferometer 24 is transmitted to the laser interferometer 24 by a beam splitter (not shown) in the laser interferometer 24.
The light is divided into light directed toward a fixed mirror (not shown) and light directed toward the Y-direction movable mirror 26. The light traveling to the Y-direction moving mirror 26 passes through the Y-direction length measuring optical path 25 and enters the Y-direction moving mirror 26 fixed to the reticle stage 4. The light reflected here returns to the beam splitter in the laser interferometer 24 through the Y-direction length measuring optical path 25 again, and is superimposed on the light reflected by the fixed mirror. The movement distance in the Y direction is measured by detecting a change in light interference at this time. The movement distance information measured in this way is fed back to a scanning controller (not shown), and positioning control of the scanning position of the reticle stage 4 is performed. Similarly, the Y stage 3b controls the scanning position based on the length measurement result by the wafer stage Y direction laser interferometer 23.

【0016】この構成において、不図示の搬送手段によ
り、装置前部の2つの支柱12間の搬送経路を経てウエ
ハステージ3上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の露光領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ1およびYステージ3bをY方向
(走査方向)へ、所定の速度比で移動させて、スリット
状の露光光でレチクル上のパターンを走査するととも
に、その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ
上の所定の露光領域に対してレチクル上のパターンを露
光する。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカ
スセンサで計測され、その計測値に基づきウエハステー
ジ3の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォー
カス補正が行なわれる。1つの露光領域に対する走査露
光が終了したら、Xステージ3aをX方向へ駆動してウ
エハをステップ移動させることにより、他の露光領域を
走査露光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行
なう。なお、このX方向へのステップ移動と、Y方向へ
の走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の
複数の露光領域に対して、順次効率良く露光が行なえる
ように、各露光領域の配置、Yの正または負のいずれか
への走査方向、各露光領域への露光順等が設定されてい
る。
In this configuration, when the wafer is loaded onto the wafer stage 3 via the transport path between the two columns 12 at the front of the apparatus by the transport means (not shown) and the predetermined alignment is completed, the exposure apparatus While repeating the scanning exposure and the step movement, the reticle pattern is exposed and transferred to a plurality of exposure regions on the wafer. At the time of scanning exposure, the reticle stage 1 and the Y stage 3b are moved at a predetermined speed ratio in the Y direction (scanning direction) to scan a pattern on the reticle with slit-like exposure light, and to project a wafer with the projected image. To expose a pattern on the reticle to a predetermined exposure area on the wafer. During the scanning exposure, the height of the wafer surface is measured by the focus sensor, and the height and tilt of the wafer stage 3 are controlled in real time based on the measured values, and focus correction is performed. When the scanning exposure for one exposure region is completed, the X stage 3a is driven in the X direction to move the wafer stepwise, thereby positioning the other exposure region with respect to the start position of the scanning exposure and performing the scanning exposure. The combination of the step movement in the X direction and the movement for scanning exposure in the Y direction allows each of the exposure areas to be sequentially and efficiently exposed to a plurality of exposure areas on the wafer. , The scanning direction of either positive or negative Y, the order of exposure to each exposure area, and the like are set.

【0017】レチクルアライメント時、レチクルステー
ジ1は露光領域外のレチクルアライメント位置に移動し
て不図示のレチクルチェンジャからレチクルを受け取
る。レチクルステージおよびそれを案内するレチクルス
テージガイドには、不図示のレチクルハンドラを通すた
めの貫通孔が設けてある。レチクルハンドラが上昇して
レチクルを掴み、不図示のレチクルアライメントステー
ジを駆動してレチクルをレチクルステージ1上の基準マ
ークに対して位置合わせを行なう。位置合わせ時はレチ
クルハンドラ先端で真空吸着してずれを防止する。
During reticle alignment, the reticle stage 1 moves to a reticle alignment position outside the exposure area and receives a reticle from a reticle changer (not shown). The reticle stage and a reticle stage guide for guiding the reticle are provided with through holes for passing a reticle handler (not shown). The reticle handler rises, grasps the reticle, drives a reticle alignment stage (not shown), and aligns the reticle with respect to a reference mark on the reticle stage 1. At the time of alignment, vacuum is sucked at the tip of the reticle handler to prevent misalignment.

【0018】図3は、図1の装置におけるレチクルアラ
イメント機構の構成を示す。この装置はレチクルアライ
メント機構をレチクルスキャンステージ上に載せない
で、別置きにすることにより、レチクルステージの軽量
化を行ない、スキャン速度アップを図り、スループット
の向上を図ったものである。レチクルアライメントはレ
チクル交換位置で行なわれる。同図において、1はレチ
クルステージであり、実線はレチクルアライメント位置
(すなわちレチクル交換位置)に来た状態を示し、2点
鎖線は露光領域に来たときの状態を示す。2は投影光学
系(投影レンズ)、3はウエハステージ、31は照明光
学系、32はレチクルチェンジャ、33は基板位置検出
顕微鏡(レチクルアライメントスコープ)、34はレチ
クル、35はレチクルステージ1に設けられている基準
マーク、36はレチクルハンドラ、36aはレチクルハ
ンドラ36の一部をなす突き上げピン、37はレチクル
アライメントステージ、38はレチクルステージガイ
ド、1aおよび38aはレチクルハンドラ36の上昇時
に突き上げピン36aが通過できるように設けられた貫
通穴、39はウエハステージガイド、40はウエハであ
る。
FIG. 3 shows the configuration of the reticle alignment mechanism in the apparatus shown in FIG. In this apparatus, the reticle alignment mechanism is not mounted on the reticle scan stage, but is separately provided, thereby reducing the weight of the reticle stage, increasing the scanning speed, and improving the throughput. Reticle alignment is performed at the reticle exchange position. In the figure, reference numeral 1 denotes a reticle stage, a solid line indicates a state at a reticle alignment position (that is, a reticle replacement position), and a two-dot chain line indicates a state at a exposure area. Reference numeral 2 denotes a projection optical system (projection lens), 3 denotes a wafer stage, 31 denotes an illumination optical system, 32 denotes a reticle changer, 33 denotes a substrate position detection microscope (reticle alignment scope), 34 denotes a reticle, and 35 denotes a reticle stage. Reference mark, 36 is a reticle handler, 36a is a push-up pin forming a part of the reticle handler 36, 37 is a reticle alignment stage, 38 is a reticle stage guide, and 1a and 38a are push-up pins 36a passing when the reticle handler 36 is raised. A through hole provided so as to be able to be provided, 39 is a wafer stage guide, and 40 is a wafer.

【0019】図4は、レチクル交換時の各部の動作を示
す。すなわち、レチクル交換時、新たなレチクル34は
不図示の搬送手段により不図示のレチクルライブラリ等
から搬送されてレチクルチェンジャ32に引き渡され、
レチクルチェンジャ32によってレチクルステージ1上
に載置される(図4(a))。次にレチクルハンドラ3
6が上昇して突き上げピン36aによりレチクル34を
レチクルステージ1から、レチクル34がレチクルアラ
イメントスコープ33の焦点深度(例えば10μm)を
外れない範囲の、例えば2〜数μm程度持ち上げる。こ
の状態で、レチクルアライメントスコープ33により基
準マーク35とレチクル34上に形成されている不図示
の位置合わせマークとの位置ずれを検出し、その検出値
に基づいてレチクルアライメントステージ37を駆動し
レチクル34の位置合わせマークがアライメントスコー
プ33の計測中心に来るように突き上げピン36a上の
レチクル34を位置決めする(図4(b))。さらに、
レチクルハンドラ36を下げてレチクル34をレチクル
ステージ1に戻し(図4(c))、レチクルアライメン
トスコープ33によりレチクル34上の位置合わせマー
クとレチクルステージ1の基準マーク35との位置ずれ
量を再度計測し、その計測値に応じてウエハステージ3
上のウエハのXYθを設定して走査露光を行なう。
FIG. 4 shows the operation of each unit when the reticle is replaced. That is, at the time of reticle replacement, a new reticle 34 is transferred from a reticle library or the like (not shown) by a transfer means (not shown) and delivered to the reticle changer 32.
The reticle is placed on the reticle stage 1 by the reticle changer 32 (FIG. 4A). Next, reticle handler 3
The reticle 34 is lifted up from the reticle stage 1 by the push-up pins 36a, so that the reticle 34 does not deviate from the depth of focus (for example, 10 μm) of the reticle alignment scope 33, for example, about 2 to several μm. In this state, the reticle alignment scope 33 detects a positional shift between the reference mark 35 and an alignment mark (not shown) formed on the reticle 34, and drives the reticle alignment stage 37 based on the detected value to drive the reticle 34. The reticle 34 on the push-up pin 36a is positioned so that the position alignment mark is located at the measurement center of the alignment scope 33 (FIG. 4B). further,
The reticle handler 36 is lowered to return the reticle 34 to the reticle stage 1 (FIG. 4C), and the reticle alignment scope 33 measures the amount of displacement between the alignment mark on the reticle 34 and the reference mark 35 of the reticle stage 1 again. The wafer stage 3 according to the measured value.
Scan exposure is performed by setting XYθ of the upper wafer.

【0020】なお、上記の位置ずれ検出に際しては、レ
チクルハンドラ36を上昇する前に、先ず、レチクル3
4の表面をレチクルアライメントスコープ33で観察
し、レチクル34の位置合わせマークがレチクルアライ
メントスコープ33の計測範囲内にあった場合は、上記
位置決め処理をすることなく上記の位置ずれ量計測およ
び走査露光を行なうようにすることもできる。この場
合、レチクル34の位置合わせマークがレチクルアライ
メントスコープ33の計測範囲内にはないが該レチクル
アライメントスコープ33の視野内にあった場合は、レ
チクルアライメントスコープ33の倍率を切り換えるこ
となく、前記レチクル34の位置ずれ検出を行ない、レ
チクル34の位置合わせマークがレチクルアライメント
スコープ33の視野内にない場合は、レチクルアライメ
ントスコープ33の倍率を低倍率に切り換えて、視野を
拡大した状態で、前記位置合わせマークの位置ずれ検出
を行なうようにする。この倍率切り換えはレチクルハン
ドラ36の上昇と並行して行なう。また、倍率を切り換
えた場合はレチクルハンドラ36の下降と並行して倍率
をもとに戻す。
When detecting the above-mentioned positional deviation, first, before moving up the reticle handler 36, the reticle 3
4 is observed with a reticle alignment scope 33, and if the alignment mark of the reticle 34 is within the measurement range of the reticle alignment scope 33, the above-described position shift amount measurement and scanning exposure are performed without performing the above-described positioning processing. You can also do it. In this case, when the alignment mark of the reticle 34 is not within the measurement range of the reticle alignment scope 33 but is within the field of view of the reticle alignment scope 33, the reticle 34 is not changed without changing the magnification of the reticle alignment scope 33. Is detected, and if the alignment mark of the reticle 34 is not within the field of view of the reticle alignment scope 33, the magnification of the reticle alignment scope 33 is switched to a low magnification, and the alignment mark is Is detected. This magnification switching is performed in parallel with the elevation of the reticle handler 36. When the magnification is changed, the magnification is restored in parallel with the lowering of the reticle handler 36.

【0021】図1の装置において、前記のレチクルアラ
イメントはレチクル交換時以外にも適宜行なうことがで
きる。図5は、レチクルアライメントの詳細を示す。レ
チクルアライメントは、レチクル交換のいかんにかかわ
らず、先ず、レチクルステージ1をレチクルアライメン
ト位置(すなわちレチクル交換位置)に移動して(図5
(a))行なう。レチクルアライメント位置において
は、レチクルハンドラ36を、レチクルステージ1のレ
チクル34がレチクルステージ1から僅かに持ち上がる
程度に上昇させる(図5(b))。レチクルハンドラ3
6の突き上げピン36aの先端には図5(c)に示すよ
うに、レチクル34を真空吸着できる吸着部51が設け
られている。また、レチクルステージにもレチクル34
を真空吸着するレチクルチャック52が設けられてい
る。レチクル34を持ち上げたときはレチクル34を吸
着部51で突き上げピン36aの先端に真空吸着して、
レチクル34の突き上げピン36aに対するずれを防止
する。このとき、レチクルチャック52の真空吸着はオ
ン/オフいずれも可能である。
In the apparatus shown in FIG. 1, the above-mentioned reticle alignment can be appropriately performed other than when the reticle is replaced. FIG. 5 shows details of the reticle alignment. Regarding the reticle alignment, regardless of the reticle exchange, first, the reticle stage 1 is moved to the reticle alignment position (that is, the reticle exchange position) (FIG. 5).
(A)) Perform. At the reticle alignment position, the reticle handler 36 is raised to such an extent that the reticle 34 of the reticle stage 1 is slightly lifted from the reticle stage 1 (FIG. 5B). Reticle handler 3
As shown in FIG. 5C, an adsorbing portion 51 capable of adsorbing the reticle 34 in vacuum is provided at the tip of the push-up pin 36a. The reticle stage is also mounted on the reticle stage.
Reticle chuck 52 for vacuum-sucking is provided. When the reticle 34 is lifted, the reticle 34 is lifted up by the suction portion 51 and vacuum-adsorbed to the tip of the pin 36a.
The displacement of the reticle 34 from the push-up pin 36a is prevented. At this time, the vacuum suction of the reticle chuck 52 can be turned on / off.

【0022】レチクル34をレチクルステージ1から僅
かに持ち上げると、次は、上述のように、レチクルアラ
イメントスコープ33により基準マーク35とレチクル
34上の位置合わせマークとの位置ずれを検出し、この
位置ずれを補正するようにレチクルアライメントステー
ジ37を駆動する(レチクルアライメント)。さらに、
レチクルハンドラ36を下げ、レチクルチャック52の
真空吸着をオフしている場合はそれをオンし、レチクル
突き上げピン36aの真空吸着をオフして、位置合わせ
したレチクル34をレチクルステージ1に引き渡す。
When the reticle 34 is slightly lifted from the reticle stage 1, the reticle alignment scope 33 detects the positional deviation between the reference mark 35 and the alignment mark on the reticle 34 as described above. Reticle alignment stage 37 is driven to correct (reticle alignment). further,
The reticle handler 36 is lowered, and if the vacuum suction of the reticle chuck 52 is turned off, it is turned on, the vacuum suction of the reticle push-up pin 36a is turned off, and the aligned reticle 34 is delivered to the reticle stage 1.

【0023】レチクルアライメントを終了すると、上述
のように、レチクルアライメントスコープ33によりレ
チクル34上の位置合わせマークとレチクルステージ1
の基準マーク35との位置ずれ量を計測し、その計測値
とウエハのアライメント残留誤差とに基づいてウエハス
テージ3上のウエハのXYθを設定して走査露光を行な
う。
When the reticle alignment is completed, the alignment marks on the reticle 34 and the reticle stage 1 are moved by the reticle alignment scope 33 as described above.
XYθ of the wafer on the wafer stage 3 is set based on the measured value and the residual alignment error of the wafer, and scanning exposure is performed.

【0024】[微小デバイスの製造の実施例]図6は微
小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネ
ル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製
造のフローを示す。ステップ1(回路設計)では半導体
デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク製
作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作
する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハ
プロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後
工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程
(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)で
はステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ
7)する。
FIG. 6 shows a flow chart for manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin film magnetic heads, micro machines, etc.). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0025】図7は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン
打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ
18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。
FIG. 7 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0026】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been conventionally difficult to manufacture, at low cost.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
版のアライメント機構を原版ステージ上には載せない
で、別置きにしたため、原版ステージを軽量化し、原版
ステージの走査速度を上げてスループットを向上させる
ことができる。また、原版ステージの重量によるステー
ジ定盤等の撓みを少なくすることができ、露光精度を向
上させることができる。
As described above, according to the present invention, the original plate alignment mechanism is not mounted on the original plate stage, but is separately provided. Therefore, the original plate stage is reduced in weight, the scanning speed of the original plate stage is increased, and the throughput is improved. Can be improved. In addition, the deflection of the stage base and the like due to the weight of the original stage can be reduced, and the exposure accuracy can be improved.

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

【図1】 本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a state of an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention when viewed from a side.

【図2】 図1の露光装置の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the exposure apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置におけるレチクルアライメント機
構の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reticle alignment mechanism in the apparatus of FIG.

【図4】 前記レチクルアライメント機構の動作説明図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the reticle alignment mechanism.

【図5】 レチクルアライメント処理の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a reticle alignment process.

【図6】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a flow of manufacturing a micro device.

【図7】 図6におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レチクルステージ、1a:貫通穴、2:投影光学
系、3:ウエハステージ、3a:Xステージ、3b:Y
ステージ、4,5,6:リニアモータ、7:ステージ定
盤、8:ダンパ、9:鏡筒定盤、10:ベースフレー
ム、11:ダンパ、12:支柱、13:距離測定手段、
21:投光手段、22:受光手段、23,24:レーザ
干渉計、25:レーザ測長光路、26,27:移動鏡、
31:照明光学系、32:レチクルチェンジャ、33:
レチクルアライメントスコープ、34:レチクル、3
5:基準マーク、36:レチクルハンドラ、36a:レ
チクル突き上げピン、37:レチクルアライメントステ
ージ、38:レチクルステージガイド、38a:貫通
穴、39:ウエハステージガイド、40:ウエハ、5
1:吸着部、52:レチクルチャック。
1: reticle stage, 1a: through hole, 2: projection optical system, 3: wafer stage, 3a: X stage, 3b: Y
Stage, 4, 5, 6: linear motor, 7: stage base, 8: damper, 9: lens barrel base, 10: base frame, 11: damper, 12: support, 13: distance measuring means,
21: light emitting means, 22: light receiving means, 23, 24: laser interferometer, 25: laser measuring optical path, 26, 27: moving mirror,
31: illumination optical system, 32: reticle changer, 33:
Reticle alignment scope, 34: reticle, 3
5: reference mark, 36: reticle handler, 36a: reticle push-up pin, 37: reticle alignment stage, 38: reticle stage guide, 38a: through hole, 39: wafer stage guide, 40: wafer, 5
1: suction part, 52: reticle chuck.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、該投影光学系に対し相対的に前記原
版と基板を共に走査することにより前記原版のパターン
を前記基板に露光する露光装置において、 原版を保持する原版ステージと、 該原版ステージ上の原版を露光領域外の所定の原版交換
位置で交換する原版交換手段と、 前記原版ステージ上の原版の該原版ステージに対する位
置ずれを前記原版交換位置で検出する手段と、 該原版交換位置で前記原版を該原版ステージに対し昇降
する手段と、 該昇降手段により持ち上げられた原版を該原版のパター
ン描画平面内と該平面に垂直な軸回りとに微動させる手
段と、 これらの昇降および微動手段により前記原版を前記原版
ステージから持ち上げ、前記位置ずれに応じて微動し、
かつ該原版ステージ上に戻すことにより該原版の該原版
ステージに対する位置ずれを補正する制御手段とを具備
することを特徴とする露光装置。
1. A pattern of an original is projected onto a substrate by projecting a part of the pattern of the original onto a substrate via a projection optical system and scanning the original and the substrate together with respect to the projection optical system. In an exposure apparatus for exposing, an original stage for holding an original, original exchange means for exchanging an original on the original stage at a predetermined original exchange position outside an exposure area, and a position of the original on the original stage with respect to the original stage. Means for detecting a displacement at the original exchange position, means for elevating the original relative to the original stage at the original exchange position, and applying the original lifted by the elevating means to a plane within the pattern drawing plane of the original and to the plane. Means for finely moving around the vertical axis, and lifting and lowering of the original from the original stage by these elevating and fine moving means, and finely moving according to the displacement,
An exposure apparatus comprising: control means for correcting a positional shift of the original with respect to the original stage by returning the original to the original stage.
【請求項2】 前記微動手段は前記原版のパターン描画
平面内と該平面に垂直な軸回りに移動可能な微動ステー
ジからなり、前記原版ステージとその支持および駆動系
の所定箇所には垂直方向の貫通穴が設けられており、前
記昇降手段は前記貫通穴を通過する複数の突き上げピン
を有し前記微動ステージ上に固定されて該突き上げピン
を昇降する原版ハンドラからなることを特徴とする請求
項1記載の露光装置。
2. The fine movement means comprises a fine movement stage which is movable in a pattern drawing plane of the original and about an axis perpendicular to the plane, and a predetermined position of the original stage and its supporting and driving system is provided in a vertical direction. A through-hole is provided, and said elevating means comprises a master handler having a plurality of push-up pins passing through said through-hole and fixed on said fine movement stage to raise and lower said push-up pins. 2. The exposure apparatus according to 1.
【請求項3】 前記突き上げピンの先端に前記原版を吸
着保持する真空吸着手段が設けられていることを特徴と
する請求項2記載の露光装置。
3. An exposure apparatus according to claim 2, wherein a vacuum suction means for sucking and holding said master is provided at a tip of said push-up pin.
【請求項4】 前記昇降手段は、前記原版の四隅を支持
して該原版を昇降することを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein said lifting means lifts and lowers the original while supporting four corners of the original.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の型露光
装置を用いて製造されたことを特徴とする半導体デバイ
ス。
5. A semiconductor device manufactured by using the mold exposure apparatus according to claim 1. Description:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068620A (en) * 2001-08-28 2003-03-07 Sendai Nikon:Kk Aligner

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