JPH11111611A

JPH11111611A - 露光方法および装置

Info

Publication number: JPH11111611A
Application number: JP9287680A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirakawa; 伸一平川; Mitsuo Kobayashi; 光郎小林
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、塵等を発生させずにプリアライメン
トが行え、またレチクル搬送系の搬送速度を向上させた
露光方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】レチクルステージ１６上のレチクルＲのア
ライメントマークを検出するレチクルアライメント系４
４、４６を有し、レチクルＲに形成されたパターンの像
を感光基板Ｗ上に転写する露光装置において、レチクル
搬送機構６、２０の搬送経路上に配置され、レチクルア
ライメント系４４、４６のアライメント範囲より広い検
出範囲でレチクル搬送機構６、２０上のレチクルＲのア
ライメントマークの位置を非接触で検出する検出部５
０、５２、５４、５６を有し、検出部５０、５２、５
４、５６で検出されたアライメントマークの位置に基づ
いて、レチクルアライメント系４４、４６のアライメン
ト範囲内にアライメントマークが入るように、レチクル
Ｒを載置したレチクルステージ１６を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置あるい
は液晶表示装置の製造の際、フォトリソグラフィ工程で
用いられる露光方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置等の製造工程
におけるフォトリソグラフィ工程では、レチクルあるい
はマスク（以下、レチクルという）に形成された回路パ
ターンを投影光学系を介して半導体ウェハやガラスプレ
ート（以下、ウェハという）上に投影露光する投影露光
装置が用いられている。この投影露光装置としては種々
の方式のものがあるが、例えば半導体装置の製造の場
合、レチクルの回路パターン全体を内包し得るイメージ
フィールドを持つ投影光学系を介してウェハをステップ
・アンド・リピート方式で露光する投影露光装置と、レ
チクルを１次元に走査しつつ、ウェハをそれと同期した
速度で１次元に走査させる、いわゆるステップ・アンド
・スキャン方式の投影露光装置とがある。

【０００３】ところで、これらの投影露光装置による露
光工程では高い露光精度が要求されており、そのため、
ウェハ上に既に形成された回路パターンにレチクルのパ
ターンの像を正確に重ね合わせるための位置合わせ（ア
ライメント）が行われる。そしてこのアライメントに先
だって、レチクルをレチクルライブラリから取り出して
レチクルステージまで搬送するレチクル搬送系では、レ
チクルステージ上のレチクルに設けられたレチクルアラ
イメントマークがアライメント顕微鏡の観察視野内に入
るようにプリアライメントが行われる。従来の露光装置
におけるレチクル搬送系およびプリアライメントの動作
を図３を用いて説明する。図３は、従来のレチクル搬送
系を示す斜視図である。この図３において、不図示の第
１のベース上に投影露光装置の露光部１が設置されてい
る。図３においては、露光部１の構成部材のうち投影光
学系ＰＬの一部と、レチクルＲを載置して２次元的に移
動可能なレチクルステージ１６と、レチクルステージ１
６に載置されたレチクルＲの位置合わせに用いるレチク
ルアライメント顕微鏡４４、４６とを示している。

【０００４】レチクルＲには、パターン形成領域外であ
ってパターン形成領域を挟む例えばＸ軸方向の２点に、
レチクルアライメントマーク（図示せず）が形成されて
おり、レチクルアライメント顕微鏡４４、４６は、これ
ら２つのレチクルアライメントマークをそれぞれ観察視
野内に入れて、例えば図示しない基準マークからの位置
偏差を検出することによりレチクルＲのアライメントを
行うようになっている。なお、図３において、投影露光
装置の投影光学系ＰＬの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸
に垂直な平面上で直交するＸ軸およびＹ軸を取るものと
する。

【０００５】露光部１の第１のベースに隣接する第２の
べース２上には、レチクル搬送系の一部を構成するレチ
クルライブラリ４、および多軸ロボットハンド６が設置
されている。多軸ロボットハンド６は、第２のべース２
上に設置されてＺ方向に移動できるように装着された不
図示のＺ軸スライダと、このＺ軸スライダ上に回転自在
に設置された回転台８と、この回転台８上に回転軸から
半径方向に伸縮自在に設置された伸縮部１０と、この伸
縮部１０の先端に固定された２本のフォーク１２、１３
とを有している。フォーク１２、１３上には複数の真空
吸着部が配置され、レチクルＲを真空吸着して保持およ
び移動ができるようになっている。この多軸ロボットハ
ンド６は、Ｚ軸スライダでＺ方向の位置を調整し、伸縮
部１０を介してフォーク１２、１３をレチクルライブラ
リ４に差し込むことにより、レチクルライブラリ４中の
所望のレチクルケースとの間でレチクルＲの受渡しを行
うようになっている。

【０００６】また、第１のベース上に図示しない支持台
を介してレチクルＲを一時的に載置するほぼ正方形の平
面を有するレチクル載置板１５が設けられている。レチ
クル載置板１５表面の四隅上にレチクルを載置するため
の４本の基板支持ピン１８が設けられている。

【０００７】また、レチクル載置板１５表面の隣り合う
２辺部には、レチクルＲをＸ方向の基準位置に位置合わ
せするための基準ピン４２Ｘと、Ｙ方向の基準位置に位
置合わせするための基準ピン４２Ｙとが設けられ、それ
らに対向する辺部には、レチクルＲの端部を基準ピン４
２Ｘ、４２Ｙに押し当てるようにＸ方向に移動可能な移
動ピン４０Ｘ、およびＹ方向に移動可能な移動ピン４０
Ｙが設けられている。これら基準ピン４２Ｘ、４２Ｙ、
および移動ピン４０Ｘ、４０Ｙにより、レチクル載置板
１５の４個の基板支持ピン１８上に一時的に載置された
レチクルＲの大まかなアライメント（プリアライメン
ト）を行うことができるようになっている。

【０００８】また、レチクル載置板１５と露光部１との
間に回転アーム２０が取り付けられている。回転アーム
２０は、Ｚ方向に摺動自在に取り付けられたＺ軸スライ
ダ（図示せず）と、このＺ軸スライダの先端に回転自在
に取り付けられた回転部２２と、この回転部２２の先端
に固定されたアーム取り付け板２４と、このアーム取り
付け板２４の一端に取り付けられた１対のアーム２６、
２８および他端に取り付けられた１対のアーム３０、３
２とを有している。これらアーム２６、２８はアーム取
り付け板２４に開閉自在に取り付けられ、アーム３０、
３２もアーム取り付け板２４に開閉自在に取り付けられ
ている。アーム２６、３２の先端上には、それぞれ真空
吸着孔３４が形成され、アーム２８、３０上の先端部お
よびほぼ中間位置にもそれぞれ真空吸着孔３４が形成さ
れている。それらアーム２６、２８及び３０、３２上に
それぞれレチクルＲが吸着保持されるようになってい
る。

【０００９】以上のような構成のレチクル搬送系によ
り、レチクルライブラリ４からレチクルステージ１６へ
レチクルＲを載置する場合の動作を説明する。まず多軸
ロボットハンド６のフォーク１２、１３でレチクルライ
ブラリ４に収納された所定のレチクルケースからレチク
ルＲを取り出した後、Ｚ軸スライダを上昇させると共に
伸縮部１０を伸縮させながら回転させて、レチクル載置
板１５上の４本の基板支持ピン１８上にレチクルＲを載
置する。この基板支持ピン１８の上端は、レチクステー
ジ１６の上面とはほぼ同じ高さに設定されている。

【００１０】次に、移動ピン４０Ｘ、４０Ｙをそれぞれ
Ｘ、Ｙ方向に移動させてレチクルＲの２つの端部に押し
当て、レチクルＲの他の２端部が基準ピン４２Ｘ、４２
Ｙに接触するまで移動させるようにして、レチクルＲの
プリアライメントを行う。

【００１１】この時点で、回転アーム２０のレチクル載
置板１５側のアーム２６、２８は基板支持ピン１８上の
レチクルＲの下に位置しており、それらアームの先端を
閉じた後、Ｚ軸スライダを上昇させて、レチクルＲを基
板支持ピン１８から持ち上げる。その後、回転部２２を
駆動してアーム取り付け板２４を１８０°回転し、再び
Ｚ軸スライダを下降させる。

【００１２】基板支持ピン１８とレチクルステージ１６
のレチクル保持面とは同じ高さに位置しているため、こ
の時点でレチクルＲはレチクルステージ１６上に載置さ
れる。そして、アーム２６、２８の先端を開いた後、レ
チクルアライメント顕微鏡４４、４６を用いてレチクル
Ｒのアライメントが行われる。レチクルアライメント顕
微鏡４４、４６でレチクルステージ１６上のレチクルＲ
の位置を測定し、レチクルステージ１６の位置を補正し
た後、レチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介して
ウェハＷ上に露光する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の露光装置におけるレチクルＲのアライメントは、ま
ずレチクル搬送系で移動ピン４０Ｘ、４０Ｙと基準ピン
４２Ｘ、４２Ｙを用いた機械的な機構によりレチクルＲ
の外形を基準とするプリアライメントを行い、次に、レ
チクルアライメント顕微鏡４４、４６を用いて基準マー
クに対するレチクルステージ１６上のレチクルＲの位置
偏差を測定することにより行われている。

【００１４】ところが、このレチクルＲのプリアライメ
ントでは、レチクルＲの外周端部を移動ピン４０Ｘ、４
０Ｙが接触して移動し、基準ピン４２Ｘ、４２Ｙにレチ
クルＲを押しつけるという機械的な動作を伴うために、
これら移動ピン４０Ｘ、４０Ｙ、および基準ピン４２
Ｘ、４２ＹのレチクルＲの外周端部との接触部が摩耗し
て塵が発生するおそれが生じている。

【００１５】また、プリアライメントのための機械的動
作は、レチクルＲに損傷を与えないようにする観点から
高速化を図ることが困難であり、そのためレチクル搬送
系でのレチクルＲの搬送時間を短縮することが困難であ
るという問題も生じている。

【００１６】本発明の目的は、塵等を発生させずにプリ
アライメントが行える露光方法および装置を提供するこ
とにある。また、本発明の目的は、レチクル搬送系の搬
送速度を向上させた露光方法および装置を提供すること
にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施の形態を
表す図１に対応付けて説明すると上記目的は、レチクル
搬送機構（６、２０）を使ってアライメントマークが形
成されたレチクル（Ｒ）をレチクルステージ（１６）に
載置し、アライメント検出系（４４，４６）が有する所
定視野内でアライメントマークを検出した後、レチクル
（Ｒ）のパターンの像を感光基板（Ｗ）上に露光する露
光方法において、アライメント検出系（４４，４６）が
有する所定視野よりも大きな視野で、アライメントマー
クの位置を非接触で検出し、検出されたアライメントマ
ークの位置に基づいて、レチクルステージ（１６）とア
ライメント検出系（４４，４６）との相対距離を変化さ
せることを特徴とする露光方法によって達成される。ま
た、上記露光方法において、アライメント検出系（４
４，４６）は、所定視野と所定視野よりも大きな視野と
を有し、レチクルステージ（１６）とアライメント検出
系（４４，４６）との相対距離を変化させた後に、レチ
クル（Ｒ）をレチクルステージ（１６）に載置し、アラ
イメント検出系（４４，４６）は所定視野よりも大きな
視野から所定視野に切り替えて、アライメントマークの
位置を非接触で検出するようにしてもよい。

【００１８】また、上記目的は、アライメントマークが
形成されたレチクル（Ｒ）を搬送するレチクル搬送機構
（６、２０）と、搬送されたレチクル（Ｒ）を載置して
２次元平面を移動可能なレチクルステージ（１６）と、
レチクルステージ（１６）上のレチクル（Ｒ）のアライ
メントマークを検出するレチクルアライメント系（４
４、４６）とを有し、レチクル（Ｒ）に形成されたパタ
ーンの像を感光基板（Ｗ）上に転写する露光装置におい
て、レチクル搬送機構（６、２０）の搬送経路上に配置
され、レチクルアライメント系（４４、４６）のアライ
メント範囲より広い検出範囲でレチクル搬送機構（６、
２０）上のレチクル（Ｒ）のアライメントマークの位置
を非接触で検出する検出部（５０、５２、５４、５６）
を有し、検出部（５０、５２、５４、５６）で検出され
たアライメントマークの位置に基づいて、レチクルアラ
イメント系（４４、４６）のアライメント範囲内にアラ
イメントマークが入るように、レチクルステージ（１
６）とレチクル搬送機構（６、２０）との相対距離を変
化させることを特徴とする露光装置によって達成され
る。

【００１９】本発明によれば、レチクル搬送系で移動ピ
ンや基準ピンを用いた機械的な機構によりレチクル
（Ｒ）の外形を基準とするプリアライメントを行うので
はなく、直接レチクル（Ｒ）のアライメントマークの位
置を比較的広い範囲で非接触で検出するので、ピンをレ
チクル（Ｒ）に押しつけるという機械的な動作を伴う必
要がなく、従って、ピンとレチクル（Ｒ）の外周端部と
の接触による塵の発生を防止し、また、レチクル（Ｒ）
に損傷を与えずにレチクル搬送系の高速化を図ることが
できるようになる。

【００２０】また、レチクルアライメント系（４４、４
６）とは別位置に検出部（５０、５２、５４、５６）を
設けなくとも、レチクルアライメント系（４４、４６）
内に、アライメント範囲より広い検出範囲を有する光学
系をさらに備えるようにすれば、レチクル（Ｒ）がレチ
クルステージ（１６）上に載置された状態でレチクル
（Ｒ）のアライメントマークの位置をアライメント範囲
より広い検出範囲で検出することができるようになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
露光方法および装置を図１を用いて説明する。図１は本
実施の形態による投影露光装置の斜視図であり、図３を
用いて説明した従来の露光装置と同一の機能および動作
を為す構成部材には同一の符号を付している。この図１
においても、投影露光装置の投影光学系ＰＬの光軸に平
行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面上の直交座標系をＸ
軸及びＹ軸とする。この図１において、不図示の第１の
ベース上に投影露光装置の露光部１が設置されている。
露光部１は、レチクルＲを載置して２次元的に移動可能
なレチクルステージ１６を有し、図示しない露光照明系
からの照明光がレチクルＲをほぼ照度均一に照明するよ
うになっている。レチクルＲを透過した照明光は投影光
学系ＰＬに入射してウェハＷの所定のショット領域にレ
チクルＲのパターンの像を投影する。ウェハＷは、Ｘ−
Ｙ面内を２次元的に移動可能なウェハステージ１４上に
載置されている。

【００２２】ウェハステージ１４上には、ウェハＷ表面
とほぼ同一の高さを有する基準マーク板６０が設けられ
ている。図１では投影光学系ＰＬの下方に基準マーク板
６０が位置している状態を示している。基準マーク板６
０には、レチクルＲ上に設けられた２つのレチクルアラ
イメントマークに対応した２つのレチクル用基準マーク
と、ウェハＷ上のアライメントマークを観察するウェハ
アライメント顕微鏡７０の観察視野内の指標に対応した
指標用基準マークとが設けられている。ウェハアライメ
ント顕微鏡７０は、投影光学系ＰＬの光軸と平行な光軸
を有し、投影光学系ＰＬの側部に取り付けられたいわゆ
るオフアクシス方式のアライメント系である。ウェハア
ライメント顕微鏡７０は不図示の照明系からの照明光を
ミラー７４、７２を介して基準マーク板６０上の指標用
基準マークに照射してその反射光から指標用基準マーク
に対する指標の位置のずれを検出する。

【００２３】一方、基準マーク板６０の２つのレチクル
用基準マークは、基準マーク板６０下方から照明されて
それらの像が投影光学系ＰＬに入射し、レチクルＲのレ
チクルアライメントマークを照明してレチクルアライメ
ント光学系４４、４６にそれぞれ入射する。レチクルア
ライメント光学系４４、４６では、それぞれのレチクル
用基準マークに対するレチクルアライメントマークの位
置のずれを高精度で検出する。以上の動作から、基準マ
ーク板６０を基準としてレチクルＲのパターンの露光中
心とウェハアライメント顕微鏡７０の検出中心との間の
距離、いわゆるベースライン量を求めることができるよ
うになっている。このようにしてベースライン量が求ま
れば、ウェハアライメント顕微鏡７０により計測された
ウェハＷの各ショット領域毎のアライメントマークの位
置をベースライン量分だけウェハステージ１４を移動さ
せて補正することにより、ウェハＷの各ショット領域に
レチクルＲのパターンの像を正確に重ね合わせることが
できるようになる。

【００２４】さて、露光部１の第１のベースに隣接して
第２のべース２が設置され、第２のベース２上にレチク
ル搬送系の一部として、レチクルライブラリ４、および
多軸ロボットハンド６が設置されている。多軸ロボット
ハンド６は、Ｚ方向に移動自在に装着された不図示のＺ
軸スライダと、このＺ軸スライダ上に回転自在に設置さ
れた回転台８と、この回転台８上に回転軸から半径方向
に伸縮自在に設置された伸縮部１０と、この伸縮部１０
の先端に固定された２本のフォーク１２、１３とを有し
ている。フォーク１２、１３上には複数の真空吸着部が
配置され、レチクルＲを真空吸着して保持および移動が
できるようになっている。この多軸ロボットハンド６
は、Ｚ軸スライダでＺ方向の位置を調整し、伸縮部１０
を介してフォーク１２、１３をレチクルライブラリ４に
差し込むことにより、レチクルライブラリ４中の所望の
レチクルケースとの間でレチクルＲの受渡しが行われ
る。

【００２５】また、第１のベース上に図示しない支持台
を介してレチクルＲを一時的に載置するほぼ正方形の平
面を有するレチクル載置板１５が設けられている。レチ
クル載置板１５表面の四隅上にレチクルを載置するため
の４本の基板支持ピン１８が設けられている。

【００２６】レチクル載置板１５と露光部１との間には
回転アーム２０が取り付けられている。回転アーム２０
は、Ｚ方向に摺動自在に取り付けられたＺ軸スライダ
（図示せず）と、このＺ軸スライダの先端に回転自在に
取り付けられた回転部２２と、この回転部２２の先端に
固定されたアーム取り付け板２４と、このアーム取り付
け板２４の一端に取り付けられた１対のアーム２６、２
８および他端に取り付けられた１対のアーム３０、３２
とを有している。これらアーム２６、２８はアーム取り
付け板２４に開閉自在に取り付けられ、アーム３０、３
２もアーム取り付け板２４に開閉自在に取り付けられて
いる。アーム２６、３２の先端上には、それぞれ真空吸
着孔３４が形成され、アーム２８、３０上の先端部およ
びほぼ中間位置にもそれぞれ真空吸着孔３４が形成され
ている。それらアーム２６、２８及び３０、３２上にそ
れぞれレチクルＲが吸着保持されるようになっている。

【００２７】また、レチクル載置板１５上の４つの基板
支持ピン１８で規定されるレチクル保持面は、レチクル
ステージ１６のレチクル保持面に対し、回転アーム２０
が１８０°回転するための回転部２２を中心として点対
称の位置にある。

【００２８】レチクル載置板１５表面の例えばＹ軸に平
行な２辺部近傍には、Ｘ方向に並んだ２つのプリアライ
メント用照明系５４、５６が設けられている。２つのプ
リアライメント用照明系５４、５６は、ほぼＺ方向に照
明光を射出し、それら照明光の照射方向上にそれぞれプ
リアライメント用顕微鏡５０、５２が設けられている。
この２つのプリアライメント顕微鏡５０、５２の観察視
野の中心は、レチクルアライメント光学系４４、４６の
観察視野の中心に対して、回転アーム２０が１８０°回
転するための回転部２２を中心として点対称の位置に配
置されており、また、レチクルアライメント顕微鏡４
０、４２の観察視野（アライメント範囲）より広い観察
範囲でレチクル載置板１５上のレチクルＲのレチクルア
ライメントマークの位置を検出することができるように
なっている。プリアライメント顕微鏡５０、５２の観察
視野内には、当該観察視野の中心に一致する中心を有す
る指標が設けられている。またプリアライメント顕微鏡
５０、５２は、レチクルＲのＺ方向位置に応じて顕微鏡
内のレンズを調整してレチクルアライメントマークの焦
点合わせができるようになっている。レチクル載置板１
５上の４つの基板支持ピン１８に載置されたレチクルＲ
のレチクルアライメントマークの位置（Ｘ、Ｙ、θ）
は、当該指標を基準とした位置のずれとして求められ
る。

【００２９】このようなプリアライメント用顕微鏡５
０、５２で検出されたレチクルアライメントマークの位
置（Ｘ、Ｙ、θ）に基づいて、図示しない制御系によ
り、レチクルアライメント顕微鏡４０、４２の観察視野
内にレチクルアライメントマークが入るように、レチク
ルステージ１６を移動させ、レチクルＲをレチクルステ
ージ１６上に載置できるようになっている。

【００３０】次に、本実施の形態におけるレチクル搬送
系により、レチクルライブラリ４からレチクルステージ
１６ヘレチクルＲを載置する場合の動作を説明する。ま
ず多軸ロボットハンド６のフォーク１２、１３でレチク
ルライブラリ４に収納された所定のレチクルケースから
レチクルＲを取り出した後、Ｚ軸スライダを上昇させる
と共に伸縮部１０を伸縮させながら回転させて、レチク
ル載置板１５上の４本の基板支持ピン１８上にレチクル
Ｒを載置する。なお、基板支持ピン１８の上端とレチク
ステージ１６の上面とはほぼ同じ高さに設定されてい
る。

【００３１】次に、２つのプリアライメント用照明系５
４、５６から照明光をレチクルＲに出射して、それら照
明光による２つのレチクルアライメントマークの像をそ
れぞれプリアライメント用顕微鏡５０、５２で観察して
それらマークのレチクル載置板１５上での位置を検出す
る。

【００３２】次に、回転アーム２０のレチクル載置板１
５側のアーム２６、２８を基板支持ピン１８上のレチク
ルＲの下に位置させ、それらアーム２６、２８の先端を
閉じた後、Ｚ軸スライダを上昇させて、レチクルＲを基
板支持ピン１８から持ち上げる。その後、回転部２２を
駆動してアーム取り付け板２４を１８０°回転し、再び
Ｚ軸スライダを下降させてレチクルステージ１６の上方
でレチクルＲを保持する。

【００３３】基板支持ピン１８とレチクルステージ１６
のレチクル保持面とは、回転アーム２０が１８０°回転
するための回転部２２を中心とした点対称の位置にあ
る。そのため、レチクルステージ１６上のレチクルＲの
レチクルアライメントマークの位置は、プリアライメン
ト用顕微鏡５０、５２で得られたレチクル載置板１５上
でのマーク位置と回転部２２を中心とした点対称の位置
にあることになる。この配置関係から、図示しない制御
系では、レチクル載置板１５上でのマーク位置に基づい
てレチクルステージ１６上のレチクルＲのレチクルアラ
イメントマークの位置を求めることができる。求められ
たレチクルステージ１６上のレチクルアライメントマー
クの位置が、レチクルアライメント顕微鏡４４、４６の
観察視野からはずれてしまう場合には、算出されたＸ、
Ｙ、θ誤差に基づいてレチクルステージ１６をＸ、Ｙ、
θ方向に移動させてから、回転アーム２０のＺ軸スライ
ダを下降させてレチクルＲをレチクルステージ１６に載
置する。

【００３４】次に、図示しない制御系の指令により、算
出されたＸ、Ｙ、θ誤差に基づいて、レチクルアライメ
ント顕微鏡４６、４８の観察視野内にレチクルアライメ
ントマークが入るようにレチクルステージ１６を移動さ
せる。このようにして、レチクルアライメント顕微鏡４
４、４６の観察視野内でレチクルステージ１６上のレチ
クルＲのレチクルアライメントマークの像を観察するこ
とができるようになる。

【００３５】以上説明したように本実施の形態による露
光方法および装置によれば、レチクル搬送系で移動ピン
や基準ピンを用いた機械的な機構によりレチクルＲの外
形を基準とするプリアライメントを行うのではなく、直
接レチクルＲのレチクルアライメントマークの位置を比
較的広い範囲で非接触で検出するので、ピンをレチクル
Ｒに押しつけるという機械的な動作を伴う必要がなく、
従って、ピンとレチクルＲの外周端部との接触による塵
の発生を防止し、また、レチクルＲに損傷を与えずにレ
チクル搬送系の高速化を図ったプリアライメント作業を
することができるようになる。

【００３６】次に本発明の第２の実施の形態による露光
方法および装置を図３を用いて説明する。本実施の形態
による露光装置は、第１の実施の形態による露光装置に
おけるプリアライメント用顕微鏡５０、５２をレチクル
アライメント顕微鏡４４、４６と一体とした点に特徴を
有している。従って、本実施の形態による露光装置は、
第１の実施の形態を表す図１において、プリアライメン
ト用顕微鏡５０、５２が除去された点を除き図１と同様
の外観構成を有している。

【００３７】すなわち、第１の実施の形態による露光装
置では、レチクルアライメント顕微鏡４４、４６とは別
個にプリアライメント用顕微鏡５０、５２を用意し、そ
れらをレチクルステージ１６に対して、アーム２０の回
転中心に対して点対称な位置にあるレチクル載置板１５
上に配置したが、本実施の形態による露光装置では、レ
チクルアライメント顕微鏡４４、４６において、レチク
ルアライメントマーク検出の倍率を少なくとも２段階に
切り替え可能な光学系を用いることにより、高倍率で観
察視野が狭い光学系をアライメントに用い、低倍率で観
察視野が広い光学系をプリアライメントに用いるように
している。なお、レチクルアライメント顕微鏡４４、４
６におけるプリアライメント用の光学系の観察視野内に
は第１の実施の形態によるプリアライメント用顕微鏡５
０、５２と同様の指標が設けられている。このようにす
れば、別個にプリアライメント用顕微鏡５０、５２を用
意しなくてもレチクルステージ１６上方に位置するレチ
クルアライメント顕微鏡４４、４６だけでプリアライメ
ントまで行うことができるようになる。

【００３８】次に、図１を参照しつつ図３に示したフロ
ーチャートを用いて本実施の形態による露光方法を説明
する。まず前提として、レチクルＲがレチクル載置板１
５上の基板支持ピン１８上に載せられているものとす
る。図示しない制御系からレチクルＲをレチクルステー
ジ１６に載置する指令がレチクル搬送系に送出されると
（ステップＳ１）、この指令に基づいて回転アーム２０
は、Ｚ軸スライダを上昇させて、レチクルＲを基板支持
ピン１８から持ち上げ、回転部２２を駆動してアーム取
り付け板２４を１８０°回転させ、再びＺ軸スライダを
下降させてレチクルステージ１６の上方でレチクルＲを
保持する（ステップＳ２）。

【００３９】次に、レチクルアライメント顕微鏡４６、
４８を広い観察視野、およびレチクルＲのＺ方向位置に
応じた焦点合わせができるように、レチクルアライメン
ト顕微鏡４６、４８内のレンズを調整する（ステップＳ
３）。レンズの調整が終了したら、広い検出範囲でレチ
クルＲのレチクルアライメントマークを検出し、レチク
ルアライメント顕微鏡４６、４８内に設けられたプリア
ライメント用の指標を基準としたレチクルＲのＸ、Ｙ、
θ誤差を算出する（ステップＳ４）。

【００４０】次に、算出されたＸ、Ｙ、θ誤差に基づい
てレチクルステージ１６をＸ、Ｙ、θ方向に移動させて
から（ステップＳ５）、回転アーム２０のＺ軸スライダ
を下降させてレチクルＲをレチクルステージ１６に載置
する（ステップＳ６）。

【００４１】次に、算出されたＸ、Ｙ、θ誤差に基づい
て、レチクルアライメント顕微鏡４６、４８の狭い観察
視野内にレチクルアライメントマークが入るようにレチ
クルステージ１６を移動させるとともに、レチクルアラ
イメント顕微鏡４６、４８を狭い観察視野、およびレチ
クルＲのＺ方向位置に応じた焦点合わせができるよう
に、レチクルアライメント顕微鏡４６、４８内のレンズ
を調整する（ステップＳ７）。このようにして、レチク
ルアライメント顕微鏡４４、４６の狭い観察視野内でレ
チクルステージ１６上のレチクルＲのレチクルアライメ
ントマークの像を観察することができるようになる。

【００４２】その後、投影光学系ＰＬから射出した基準
マーク板６０の２つのレチクル用基準マークの像と、レ
チクルＲのレチクルアライメントマークとをレチクルア
ライメント光学系４４、４６で観察して、それぞれのレ
チクル用基準マークに対するレチクルアライメントマー
クの位置のずれを高精度で検出する（ステップＳ８）。

【００４３】このようにして、基準マーク板６０を基準
とするレチクルＲのパターンの露光中心が求められ、別
に計測したウェハアライメント顕微鏡７０の検出中心と
からベースライン量を求めることができる。求められた
ベースライン量に基づいて、ウェハアライメント顕微鏡
７０により計測されたウェハＷの各ショット領域毎のア
ライメントマークの位置をベースライン量分だけウェハ
ステージ１４を移動させて補正することにより、ウェハ
Ｗの各ショット領域にレチクルＲのパターンの像を正確
に重ね合わせることができるようになる。

【００４４】以上説明したように本実施の形態による露
光方法および装置においても、第１の実施の形態と同様
に、直接レチクルＲのレチクルアライメントマークの位
置を比較的広い範囲で非接触で検出することができるの
で、ピンをレチクルＲに押しつけるという機械的な動作
を伴う必要がなく、従って、ピンとレチクルＲの外周端
部との接触による塵の発生を防止し、また、レチクルＲ
に損傷を与えずにレチクル搬送系の高速化を図ったプリ
アライメント作業をすることができるようになる。

【００４５】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、プリ
アライメントで求めたレチクルアライメントマークの位
置ずれ量に基づいて、レチクルステージ１６を所定量移
動させてからレチクルＲをレチクルステージ１６上に載
置し、その後レチクルアライメント光学系４４、４６の
アライメント範囲内にレチクルアライメントマークが入
るようにレチクルステージ１６を移動させるようにした
が、本発明はこれに限られず、レチクルステージ１６を
移動させずにレチクルＲを載置して、その後プリアライ
メントで求めたレチクルアライメントマークの位置ずれ
量に基づいて、レチクルアライメント光学系４４、４６
のアライメント範囲内にレチクルアライメントマークが
入るようにレチクルステージ１６を移動させるようにし
てももちろんよい。

【００４６】また、上記第２の実施の形態では、広い視
野のアライメント用の顕微鏡でレチクルアライメントマ
ークを検出して基準位置からの誤差量を求め、その誤差
量に基づいてレチクルステージ１６をＸ、Ｙ、θ方向に
移動させるようにしたが、本発明はこれに限られず、例
えば回転アーム２０が回転および上下動するだけでな
く、Ｘ、Ｙ、θ方向の微調整も可能なハンド部を有して
いる場合には、レチクルステージ１６は固定のままで、
誤差量に基づいて回転アーム２０がＸ、Ｙ、θの微調整
を行うようにしてももちろんよい。さらに、回転アーム
２０がθ回転を受け持ち、レチクルステージ１６がＸ、
Ｙ方向を受け持つように、双方が誤差量をなくすように
相対的に移動するようにしてもよいことはいうまでもな
い。

【００４７】また、上記実施の形態においては、いわゆ
るステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置に本
発明を適用したが、本発明はこれに限られず、例えば、
ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に適用
することももちろん可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、塵等を発
生させずにプリアライメントが行える露光装置を実現で
きる。また、レチクル搬送系の搬送速度を向上させた露
光装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による露光装置を示
す斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による露光方法を説
明する図である。

【図３】従来の露光装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１露光部２第２のべース４レチクルライブラリ６多軸ロボットハンド８回転台１０伸縮部１２、１３フォーク１４ウェハステージ１５レチクル載置板１６レチクルステージ１８基板支持ピン２０回転アーム２２回転部２４アーム取り付け板２６、２８、３０、３２アーム４０Ｘ、４０Ｙ移動ピン４２Ｘ、４２Ｙ基準ピン４４、４６レチクルアライメント顕微鏡５０、５２プリアライメント用顕微鏡５４、５６プリアライメント用照明系６０基準マーク板７０ウェハアライメント顕微鏡ＲレチクルＰＬ投影光学系Ｗウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レチクル搬送機構を使ってアライメントマ
ークが形成されたレチクルをレチクルステージに載置
し、アライメント検出系が有する所定視野内で前記アラ
イメントマークを検出した後、前記レチクルのパターン
の像を感光基板上に露光する露光方法において、前記アライメント検出系が有する所定視野よりも大きな
視野で、前記アライメントマークの位置を非接触で検出
し、検出された前記アライメントマークの位置に基づいて、
前記レチクルステージと前記アライメント検出系との相
対距離を変化させることを特徴とする露光方法。
【請求項２】請求項１記載の露光方法において、前記アライメント検出系は、前記所定視野と前記所定視
野よりも大きな視野とを有し、前記レチクルステージと前記アライメント検出系との相
対距離を変化させた後に、前記レチクルを前記レチクル
ステージに載置し、前記アライメント検出系は前記所定
視野よりも大きな視野から前記所定視野に切り替えて、
前記アライメントマークの位置を非接触で検出すること
を特徴とする露光方法。
【請求項３】アライメントマークが形成されたレチクル
を搬送するレチクル搬送機構と、搬送された前記レチク
ルを載置して２次元平面を移動可能なレチクルステージ
と、前記レチクルステージ上の前記レチクルの前記アラ
イメントマークを検出するレチクルアライメント系とを
有し、前記レチクルに形成されたパターンの像を感光基
板上に転写する露光装置において、前記レチクル搬送機構の搬送経路上に配置され、前記レ
チクルアライメント系のアライメント範囲より広い検出
範囲で前記レチクル搬送機構上の前記レチクルの前記ア
ライメントマークの位置を非接触で検出する検出部を有
し、前記検出部で検出された前記アライメントマークの位置
に基づいて、前記レチクルアライメント系のアライメン
ト範囲内に前記アライメントマークが入るように、前記
レチクルステージと前記レチクル搬送機構との相対距離
を変化させることを特徴とする露光装置。
【請求項４】請求項３記載の露光装置において、前記検出部は、前記レチクルステージに載置された前記
レチクルの前記アライメントマークの位置を検出するこ
とを特徴とする露光装置。