JPH11219999A - Delivery method for substrate and aligner using the same - Google Patents

Delivery method for substrate and aligner using the same

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JPH11219999A
JPH11219999A JP10018919A JP1891998A JPH11219999A JP H11219999 A JPH11219999 A JP H11219999A JP 10018919 A JP10018919 A JP 10018919A JP 1891998 A JP1891998 A JP 1891998A JP H11219999 A JPH11219999 A JP H11219999A
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JP
Japan
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wafer
substrate
stage
arm
alignment
Prior art date
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JP10018919A
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Japanese (ja)
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Takechika Nishi
健爾 西
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of the wafer stage of an exposure device and to improve precision when positioning a wafer on the stage. SOLUTION: A lighting system support part 45 is inserted into the bottom surface of a wafer W which is to be exposed while it is so held from above by a wafer load arm 28, the position of outer periphery of the wafer W is sequentially detected by imaging devices 26L-26U, and the detection result is processed to obtain a deviation amount of a center of the wafer W and rotational error. After rotation error are corrected through a rotation upper/lower part 25, a wafer stage 22 is so moved that the center of the rotation upper/lower part 25 (loading position) matches the center of a wafer holder 21, and the wafer load arm 28 is lowered to place the wafer W on the wafer holder 21. Then, the wafer load arm 28 is drawn out from the wafer W by moving the wafer stage 22 in the direction of its original position.

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、例えば半導体素
子、撮像素子(CCD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リソグラフィ工程中で、マ
スクのパターンを感光性の基板上に転写するか、又はマ
スクパターンをその基板上に描画するために使用される
露光装置の基板用ステージとの間でその基板を受け渡す
ための基板の受け渡し方法に関する。更に本発明は、そ
のような基板の受け渡し方法を使用する露光装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, an image pickup device (CCD, etc.), a liquid crystal display device, a thin film magnetic head, etc., in a lithography process. The present invention relates to a method of transferring a substrate to or from a substrate stage of an exposure apparatus used for transferring a mask pattern or drawing a mask pattern on the substrate. Further, the present invention relates to an exposure apparatus using such a method for transferring a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子等を製造する際に、マスクと
してのレチクルのパターンを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)の各ショット領域に
転写するための露光装置として、従来はステップ・アン
ド・リピート方式(一括露光型、又はステッパー型)の
投影露光装置が多用されていた。これに対して最近、投
影光学系に対する負担をあまり重くすることなく、高精
度に大面積の回路パターンを転写するという要請に応え
るために、ショット間ではステップ移動を行い、各ショ
ット領域への露光を行う際にはレチクルとウエハとを投
影光学系に対して同期移動するという、所謂ステップ・
アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装
置も注目されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device or the like, an exposure apparatus for transferring a pattern of a reticle as a mask to each shot area of a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist is conventionally a stepper. A projection exposure apparatus of an and repeat type (batch exposure type or stepper type) has been frequently used. On the other hand, recently, in order to respond to the demand for transferring a large-area circuit pattern with high accuracy without excessively increasing the burden on the projection optical system, a step movement is performed between shots to expose each shot area. When performing, the reticle and the wafer are synchronously moved with respect to the projection optical system, which is a so-called step
Attention has also been paid to a scanning exposure type projection exposure apparatus such as an AND scan method.

【0003】これらの投影露光装置において、スループ
ットを高めるためには、ウエハの位置決め、及び移動を
行うためのウエハステージ上の露光済みのウエハを搬出
(アンロード)すると共に、未露光のウエハをそのウエ
ハステージ上に搬入(ロード)するというウエハのロー
ディング動作を高速に行う必要がある。従来のウエハロ
ーダ系は、ウエハステージのウエハホルダ内に突没自在
に設けられたウエハ上下ピンと、このウエハ上下ピンに
ウエハを載置するウエハ搬入アームと、そのウエハ上下
ピンからウエハを取り除くウエハ搬出アームと、を備え
ていた。そして、例えば特開平9−36202号公報に
開示されているように、ウエハステージ上にウエハを載
置する際には、予めウエハの搬送ラインからウエハ搬入
アームにウエハを受け渡す段階で、ウエハの外形基準で
大まかな位置合わせ(プリアライメント)を行ってい
た。
In these projection exposure apparatuses, in order to increase the throughput, an exposed wafer on a wafer stage for positioning and moving the wafer is unloaded, and an unexposed wafer is unloaded. It is necessary to perform a wafer loading operation of loading (loading) the wafer on the wafer stage at a high speed. A conventional wafer loader system includes a wafer upper and lower pin provided to be able to protrude and retract into a wafer holder of a wafer stage, a wafer carrying arm for placing a wafer on the wafer upper and lower pins, and a wafer carrying arm for removing a wafer from the wafer upper and lower pins. , Was equipped. When a wafer is placed on a wafer stage, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-36202, the wafer is transferred from a wafer transfer line to a wafer loading arm in advance. Rough positioning (pre-alignment) was performed based on the outer shape.

【0004】そして、ウエハ交換を行うために、ウエハ
ステージをローディング位置に移動して、ウエハホルダ
の露光済みのウエハに対する吸着をオフにした後、その
ウエハ上下ピンと共にウエハを上昇させてから、そのウ
エハとウエハホルダとの間にウエハ搬出アームを挿入し
て、ウエハ上下ピンを降下させてそのウエハをウエハ搬
出アームに受け渡していた。
Then, in order to exchange the wafer, the wafer stage is moved to a loading position, the suction of the wafer holder on the exposed wafer is turned off, and the wafer is raised together with the upper and lower pins of the wafer. The wafer unloading arm is inserted between the wafer and the wafer holder, and the wafer upper and lower pins are lowered to transfer the wafer to the wafer unloading arm.

【0005】その後、ウエハ搬出アームをローディング
位置よりウエハの搬送ライン側に搬出すると同時に、未
露光のウエハを保持するウエハ搬入アームをローディン
グ位置に挿入し、ウエハ上下ピンを上昇させてウエハ上
下ピンにそのウエハを受け渡していた。そして、ウエハ
搬入アームを引き抜いてから、ウエハ上下ピンを降下さ
せてウエハをウエハホルダ上に載置した後、ウエハホル
ダによる吸着をオンにしていた。その後にウエハステー
ジは、そのウエハ上のサーチアライメントマークがアラ
イメントセンサの検出領域に収まる位置に順次移動し
て、サーチアライメントが行われていた。
Thereafter, the wafer unloading arm is unloaded from the loading position to the wafer transfer line side, and at the same time, the wafer loading arm holding the unexposed wafer is inserted into the loading position, and the upper and lower pins of the wafer are lifted to the upper and lower pins. The wafer had been delivered. Then, after the wafer loading arm is pulled out, the wafer upper and lower pins are lowered to place the wafer on the wafer holder, and then the suction by the wafer holder is turned on. Thereafter, the wafer stage is sequentially moved to a position where the search alignment mark on the wafer falls within the detection area of the alignment sensor, and the search alignment is performed.

【0006】また、サーチアライメントでは、例えばウ
エハ上の3個の1次元のサーチアライメントマークの位
置を検出することによって、ウエハ上のショット配列の
原点の位置ずれ量、及び回転角のずれ量が検出され、こ
の検出結果に基づいてウエハ上の各ショット領域の実際
の大まかな配列座標が求められていた。この後、この大
まかな配列座標に基づいてウエハ上の予め定められてい
る所定個数のショット領域(サンプルショット)に付設
されているファインアライメントマーク(ウエハマー
ク)の位置をアライメントセンサで検出することによっ
て、例えばEGA(エンハンスト・グローバル・アライ
メント)方式で最終的なアライメント(ファインアライ
メント)が実行されていた。そして、この結果に基づい
てウエハ上の各ショット領域にレチクルのパターン像が
高精度に重ね合わされて露光された後に、再び上記のウ
エハ交換が行われていた。
In search alignment, for example, by detecting the positions of three one-dimensional search alignment marks on a wafer, the amount of displacement of the origin of the shot arrangement on the wafer and the amount of displacement of the rotation angle are detected. The actual rough arrangement coordinates of each shot area on the wafer have been obtained based on the detection result. Thereafter, the position of the fine alignment mark (wafer mark) attached to a predetermined number of shot areas (sample shots) on the wafer based on the rough arrangement coordinates is detected by an alignment sensor. For example, a final alignment (fine alignment) is performed by, for example, an EGA (Enhanced Global Alignment) method. Then, based on the result, the pattern image of the reticle is superimposed on each shot area on the wafer with high accuracy and exposed, and then the above-described wafer exchange is performed again.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来の技術
においては、ウエハステージ上のウエハホルダ内にウエ
ハ上下ピンが突没自在に搭載されており、このウエハ上
下ピンを昇降させることによって、ウエハホルダとウエ
ハ搬入アーム、又はウエハ搬出アームとの間でウエハの
受け渡しが行われていた。
As described above, in the prior art, a wafer upper and lower pin is mounted in a wafer holder on a wafer stage so as to be able to protrude and retract, and the wafer upper and lower pins are moved up and down to make the wafer holder and Transfer of wafers has been performed between a wafer carrying arm and a wafer carrying arm.

【0008】ところが、このようにウエハホルダ内にウ
エハ上下ピンを設ける構成では、ウエハホルダを支持す
るウエハステージの機構が複雑化して、大型化するとい
う不都合がある。特に、スループットを高めるために
は、一括露光型であればステップ移動速度、走査露光型
であれば、ステップ移動速度及び走査速度を高める必要
があるが、駆動モータを大型化すると振動や発熱が増大
する恐れがある。そのため、ウエハステージを小型化で
きない状態では、発熱量等を抑えてその移動速度を高め
ることは困難であった。
However, such a configuration in which the wafer upper and lower pins are provided in the wafer holder has a disadvantage that the mechanism of the wafer stage for supporting the wafer holder is complicated and large. In particular, in order to increase the throughput, it is necessary to increase the step moving speed in the case of the batch exposure type and the step moving speed and the scanning speed in the case of the scanning exposure type. Might be. Therefore, in a state where the size of the wafer stage cannot be reduced, it is difficult to suppress the amount of heat generation and the like and increase the moving speed.

【0009】また、従来のウエハ1枚の処理時間は、ウ
エハ交換時間、サーチアライメント時間、ファインアラ
イメント時間、及びレチクルのパターン像を各ショット
領域に実際に転写する時間(狭義の露光時間)の和にて
決定されるものであるため、ウエハ交換時間、又はウエ
ハのアライメント時間を短縮しても、露光工程のスルー
プットを高めることができる。そのため、ウエハ交換時
間、又はウエハのアライメント時間をできるだけ短縮す
ることが望まれている。
The conventional processing time for one wafer is a sum of a wafer exchange time, a search alignment time, a fine alignment time, and a time for actually transferring a reticle pattern image to each shot area (narrowly defined exposure time). Therefore, even if the wafer exchange time or the wafer alignment time is shortened, the throughput of the exposure process can be increased. Therefore, it is desired to shorten the wafer exchange time or the wafer alignment time as much as possible.

【0010】更に、従来は、投影露光装置から離れた位
置でウエハのプリアライメントを行ってから、ウエハ搬
入アームによってウエハをウエハステージ上に搬送して
きたため、ウエハ搬入アームの位置決め精度等によって
そのプリアライメント精度が低下する恐れがあった。そ
のため、従来はウエハをウエハホルダ上に吸着保持して
から、ファインアライメントを実行する前に、ウエハ上
のショット配列を大まかに計測するためのサーチアライ
メントを実行する必要があり、アライメントに要する時
間が長くなっていた。このようなサーチアライメントを
省くためには、ウエハをウエハホルダ上に載置する段階
で、ウエハの位置決め精度を向上する必要がある。
Further, conventionally, since the wafer is pre-aligned at a position distant from the projection exposure apparatus, the wafer is transferred onto the wafer stage by the wafer transfer arm. There was a risk that the accuracy would decrease. Therefore, conventionally, it is necessary to perform search alignment for roughly measuring the shot arrangement on the wafer before performing fine alignment after suction-holding the wafer on the wafer holder, and the time required for alignment is long. Had become. In order to eliminate such search alignment, it is necessary to improve the positioning accuracy of the wafer when the wafer is placed on the wafer holder.

【0011】また、例えばウエハをウエハホルダに載置
するまでの間にウエハの外形の位置を検出するものとし
た場合、落射照明方式でウエハからの反射光を受光する
と、ウエハ表面の薄膜の材質やその表面の傾斜(段差)
の状態等によって反射光の状態が比較的大きく変化する
ため、位置検出精度が低下する恐れもある。本発明は斯
かる点に鑑み、露光装置のウエハ等の基板用のステージ
を小型化できると共に、そのステージ上に基板を載置す
る際の位置決め精度を向上できる基板の受け渡し方法を
提供することを第1の目的とする。
For example, in the case where the position of the outer shape of the wafer is detected before the wafer is mounted on the wafer holder, when the reflected light from the wafer is received by the epi-illumination method, the material of the thin film on the surface of the wafer or the like is detected. Slope of the surface (step)
However, the state of the reflected light changes relatively largely depending on the state, etc., and the position detection accuracy may be reduced. In view of the above, the present invention provides a method of transferring a substrate, which can reduce the size of a stage for a substrate such as a wafer of an exposure apparatus and improve the positioning accuracy when placing the substrate on the stage. This is the first purpose.

【0012】更に本発明は、露光装置の基板用のステー
ジとの間での基板の交換時間を短縮できると共に、その
ステージ上に基板を載置する際の位置決め精度を向上で
きる基板の受け渡し方法を提供することを第2の目的と
する。更に本発明は、そのような基板の受け渡し方法を
使用できる露光装置を提供することをも目的とする。
Further, the present invention provides a method of transferring a substrate, which can shorten the time required for exchanging a substrate with a stage for a substrate of an exposure apparatus and can improve the positioning accuracy when placing the substrate on the stage. The second purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can use such a method for transferring a substrate.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の基板
の受け渡し方法は、基板ステージ(22)によって位置
決め、又は移動される基板(W)上にマスク(R1)の
パターンを転写する露光装置のその基板ステージ(2
2)との間でその基板の受け渡しを行う基板の受け渡し
方法において、その基板(W)を保持してこの基板を昇
降させる搬入用アーム(25,28)を備え、この搬入
用アームにその基板を保持した状態で、この基板の位置
を外形基準で、又は所定の位置合わせ用マークを基準と
して検出し、この検出結果に基づいてその基板ステージ
をその基板を受ける位置まで移動した状態で、その搬入
用アームを降下させてその基板をその基板ステージ上に
載置した後に、その搬入用アームをその基板から外すも
のである。
According to a first method of transferring a substrate according to the present invention, an exposure apparatus for transferring a pattern of a mask (R1) onto a substrate (W) positioned or moved by a substrate stage (22). Of the substrate stage (2
In the method of transferring a substrate for transferring the substrate to and from 2), a loading arm (25, 28) for holding the substrate (W) and moving the substrate up and down is provided, and the loading arm is provided on the loading arm. While holding the substrate, the position of the substrate is detected on the basis of the outer shape or a predetermined alignment mark as a reference, and based on the detection result, the substrate stage is moved to a position for receiving the substrate, and After the loading arm is lowered to place the substrate on the substrate stage, the loading arm is removed from the substrate.

【0014】斯かる本発明によれば、その基板ステージ
が基板のローディング位置、即ちその搬入用アームの下
方に移動したときに、その搬入用アームを降下させるこ
とによって、その搬入用アームからその基板ステージに
その基板が渡される。この後、例えばその基板ステージ
を元の位置の方向に移動することで、その搬入用アーム
を引き抜くことができる。これによって、その基板ステ
ージ側には、その基板を昇降させるための部材を設ける
必要がなく、その基板ステージの構成が簡素化され、小
型化される。
According to the present invention, when the substrate stage moves to the loading position of the substrate, that is, below the carrying arm, the carrying arm is lowered, so that the substrate is moved from the carrying arm to the substrate arm. The substrate is passed to the stage. Thereafter, the carrying arm can be pulled out, for example, by moving the substrate stage in the direction of the original position. Thus, there is no need to provide a member for raising and lowering the substrate on the substrate stage side, and the configuration of the substrate stage is simplified and downsized.

【0015】また、その搬入用アームにその基板を保持
した状態で、その基板の位置(例えば所定の基準位置か
らの位置ずれ量、及び基準方向に対する回転誤差等)を
計測してから、その搬入用アームをその基板ステージ上
に降下させる際にその基板の位置は殆ど変化しないた
め、その基板ステージ上にその基板を載置する際の位置
決め精度が向上している。従って、サーチアライメント
を殆ど省略できる。更に、その搬入用アームに保持され
ている基板の位置計測(プリアライメント)は、その基
板ステージ上で別の基板の最終的なアライメント(ファ
インアライメント)、及び露光が行われている際に並行
して実行できるため、全体の処理時間が更に短縮されて
スループットが向上する。
In a state where the substrate is held by the carrying arm, the position of the substrate (for example, the amount of displacement from a predetermined reference position, the rotation error with respect to the reference direction, and the like) is measured. Since the position of the substrate hardly changes when the arm for use is lowered onto the substrate stage, the positioning accuracy when placing the substrate on the substrate stage is improved. Therefore, search alignment can be almost omitted. Further, the position measurement (pre-alignment) of the substrate held by the carrying arm is performed in parallel with the final alignment (fine alignment) of another substrate and the exposure performed on the substrate stage. , The overall processing time is further reduced and the throughput is improved.

【0016】この場合、その搬入用アーム(25,2
8)に保持されたその基板(W)の位置を検出する際
に、その基板の外周部に形成された切り欠き部(N1,
N2)を含む少なくとも3箇所の位置を検出し、この検
出された位置に基づいてその基板の回転角を算出し、こ
の算出結果に基づいてその搬入用アームを回転してその
基板の回転角を補正することが望ましい。これによっ
て、その基板をその基板ステージ上に載置する際に、回
転誤差が補正されているため、その基板ステージ側では
回転誤差を補正する動作を省略でき、処理時間が更に短
縮される。
In this case, the loading arm (25, 2)
When detecting the position of the substrate (W) held in 8), the notch (N1,
N2), at least three positions are detected, the rotation angle of the substrate is calculated based on the detected positions, and the loading arm is rotated based on the calculation result to determine the rotation angle of the substrate. It is desirable to correct. Accordingly, when the substrate is placed on the substrate stage, the rotation error is corrected, so that the operation of correcting the rotation error on the substrate stage side can be omitted, and the processing time is further reduced.

【0017】更に、その基板の中心の所定の検出中心か
らの位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)を求めた場合、この
位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)は例えばその基板の最終
的なアライメントを行う際のオフセットとして使用する
ことができる。それ以外に、その位置ずれ量(ΔWX,
ΔWY)に応じてその基板ステージのローディング位置
を補正してもよい。
Further, when the amount of displacement (.DELTA.WX, .DELTA.WY) of the center of the substrate from a predetermined detection center is obtained, the amount of displacement (.DELTA.WX, .DELTA.WY) is used, for example, when final alignment of the substrate is performed. Can be used as an offset. In addition, the amount of the displacement (ΔWX,
(WY), the loading position of the substrate stage may be corrected.

【0018】次に、本発明による第2の基板の受け渡し
方法は、基板ステージ(22)によって位置決め、又は
移動される基板(W)上にマスク(R1)のパターンを
転写する露光装置のその基板ステージ(22)との間で
その基板の受け渡しを行う基板の受け渡し方法におい
て、その基板を保持してこの基板を降下させる搬入用ア
ーム(25,28)と、その基板を保持してこの基板を
上昇させる搬出用アーム(38)と、を備え、その搬入
用アーム(25,28)にその基板を保持した状態でこ
の基板の位置を検出する第1ステップ(103,10
4)と、この検出結果に基づいてその基板ステージ(2
2)をその基板を受ける位置まで移動し、その搬入用ア
ームを降下させてその基板をその基板ステージ上に載置
してから、その搬入用アームをその基板から外す第2ス
テップ(111,113〜116)と、その基板上の所
定の位置合わせ用マーク(WM1〜WM3)の位置を検
出し、この検出結果に基づいてその基板上の複数の被露
光領域とそのマスクのパターンとの位置関係を求める第
3ステップ(117、図12)と、この求められた位置
関係に基づいて位置合わせを行いながらその基板上の複
数の被露光領域に順次そのマスクのパターンを転写する
第4ステップ(117、図14)と、その基板ステージ
をその基板を搬出する位置まで移動し、その搬出用アー
ムでその基板を上昇させてその露光装置から搬出する第
5ステップ(111,112)と、を有するものであ
る。
Next, a second method for transferring a substrate according to the present invention is a method for transferring a pattern of a mask (R1) onto a substrate (W) positioned or moved by a substrate stage (22). In a method of transferring a substrate for transferring the substrate to and from a stage (22), a loading arm (25, 28) for holding the substrate and lowering the substrate; A first arm (103, 10) for detecting the position of the substrate while holding the substrate on the carrying arm (25, 28).
4), and the substrate stage (2
2) to a position for receiving the substrate, lowering the loading arm to place the substrate on the substrate stage, and then removing the loading arm from the substrate (111, 113) To 116) and the positions of predetermined alignment marks (WM1 to WM3) on the substrate, and based on the detection result, the positional relationship between a plurality of exposure regions on the substrate and the pattern of the mask. (117, FIG. 12) and a fourth step (117) of sequentially transferring the pattern of the mask to a plurality of exposure regions on the substrate while performing alignment based on the obtained positional relationship. And FIG. 14), a fifth step (11) of moving the substrate stage to a position where the substrate is carried out, lifting the substrate with the carrying arm, and carrying the substrate out of the exposure apparatus. Those with a 112), the.

【0019】斯かる本発明によれば、その基板ステージ
をその基板の搬入を行う位置まで移動させる動作と、そ
の搬入用アーム(25,28)を降下させる動作との組
み合わせで基板の搬入が行われ、その基板ステージをそ
の基板の搬出を行う位置(その基板の搬入を行う位置と
同じことが望ましい)まで移動させる動作と、その搬出
用アーム(38)を上昇させる動作との組み合わせでそ
の基板の搬出が行われるため、基板の交換を高速に行う
ことができる。更に、その第1ステップでその搬入用ア
ームに保持されている基板の位置を検出しているため、
その基板ステージに対するその基板の位置決め精度が向
上する。また、その基板ステージに対する位置決め精度
が向上しているため、その第3ステップではサーチアラ
イメントではなく、実質的に直接ファインアライメント
を行うことができ、スループットが向上する。
According to the present invention, the substrate is loaded by a combination of the operation of moving the substrate stage to the position where the substrate is loaded and the operation of lowering the loading arms (25, 28). The operation of moving the substrate stage to a position where the substrate is unloaded (preferably the same as the position where the substrate is loaded) and the operation of raising the unloading arm (38) are combined with the operation of the substrate. Is carried out, so that the substrate can be exchanged at a high speed. Further, since the position of the substrate held by the loading arm is detected in the first step,
The positioning accuracy of the substrate with respect to the substrate stage is improved. Further, since the positioning accuracy with respect to the substrate stage is improved, fine alignment can be performed substantially directly instead of search alignment in the third step, and the throughput is improved.

【0020】次に、本発明による第1の露光装置は、基
板(W1)の位置決め、又は移動を行う基板ステージ
(22)と、この基板ステージ上のその基板に対してマ
スク(R1)のパターンを転写する露光部(10,1
3,17)と、を有する露光装置において、その基板を
保持してこの基板を昇降させる搬入用アーム(25,2
8)と、この搬入用アームに保持されているその基板の
位置を検出する画像処理系(26,45)と、この画像
処理系の検出結果に基づいてその基板ステージ、及びそ
の搬入用アームの動作を制御する制御系(15,5)
と、を備え、その制御系は、その画像処理系で検出され
るその基板の位置に基づいて、その基板ステージをその
基板を受ける位置まで移動させて、その搬入用アームを
降下させてその基板をその基板ステージ上に載置させる
ものである。斯かる本発明によって、本発明の第1の基
板の受け渡し方法が使用できる。
Next, a first exposure apparatus according to the present invention comprises a substrate stage (22) for positioning or moving a substrate (W1) and a pattern of a mask (R1) on the substrate on the substrate stage. (10, 1)
(3, 17), the loading arm (25, 2) for holding the substrate and moving the substrate up and down.
8), an image processing system (26, 45) for detecting the position of the substrate held by the loading arm, and the substrate stage and the loading arm based on the detection result of the image processing system. Control system for controlling operation (15, 5)
The control system moves the substrate stage to a position for receiving the substrate based on the position of the substrate detected by the image processing system, lowers the loading arm, and Is mounted on the substrate stage. According to the present invention, the first substrate transfer method of the present invention can be used.

【0021】この場合、その画像処理系は、その搬入用
アーム(25,28)の底面側に出し入れ自在でその基
板を底面側から照明する可動照明装置(45)と、この
可動照明装置で照明されたその基板の外形の像を撮像す
る撮像装置(26)と、を有することが望ましい。この
ようにその基板の像を透過照明で撮像することによっ
て、その基板のエッジ部の表面の反射率のむら等に影響
されずに高精度にその基板の位置を計測できる。また、
その搬入用アームをその基板ステージ上に降下させる際
には、その可動照明装置(45)を退避させることによ
って、その可動照明装置(45)は障害にならない。
In this case, the image processing system includes a movable illuminator (45) that can be freely inserted into and removed from the bottom of the loading arm (25, 28) and illuminates the substrate from the bottom, and an illumination by the movable illuminator. And an imaging device (26) for capturing an image of the outer shape of the substrate. By imaging the image of the substrate by the transmission illumination in this manner, the position of the substrate can be measured with high accuracy without being affected by unevenness in the reflectance of the surface of the edge portion of the substrate. Also,
When the carrying arm is lowered onto the substrate stage, the movable lighting device (45) is retracted so that the movable lighting device (45) does not become an obstacle.

【0022】また、その基板が大型(例えば直径12イ
ンチ(約300mm)のウエハ等)である場合に、その
可動照明装置(45)は、その基板の位置検出時にその
基板上の検出箇所(26L,26N1,26Rと26
U,26N2,26R)に追従して移動するようにして
もよい。これによって、その可動照明装置を小型化でき
るため、退避も容易になる。また、例えば直径が12イ
ンチのウエハの0°のノッチと90°のノッチとを、同
一の可動照明装置を回転することで順次検出できる。更
に、その可動照明装置は例えばウエハのノッチ検出、及
び別のウエハのオリエンテーションフラット部の検出の
両方に対応できるような広い照明フィールドを有する面
光源(蛍光ランプ、蛍光板等)のようなものを備えても
よい。
When the substrate is large (for example, a wafer having a diameter of 12 inches (approximately 300 mm)), the movable lighting device (45) detects the position (26L) on the substrate when detecting the position of the substrate. , 26N1, 26R and 26
U, 26N2, 26R). As a result, the movable lighting device can be reduced in size, so that the evacuation becomes easy. Further, for example, a notch of 0 ° and a notch of 90 ° of a wafer having a diameter of 12 inches can be sequentially detected by rotating the same movable illumination device. Further, the movable illumination device includes, for example, a surface light source (fluorescent lamp, fluorescent plate, or the like) having a wide illumination field that can support both notch detection of a wafer and detection of an orientation flat portion of another wafer. You may.

【0023】また、その搬入用アーム(25,28)
は、その基板を上面側から抱えて保持する保持部材(2
8)を備え、その基板ステージ(22)のその基板の載
置面(21)にその保持部材(28)の先端部(50
A,50B)を収納するための溝(37A,37B)が
形成されることが望ましい。これによって、その搬入用
アームをその基板ステージ上に降下させたときに、その
保持部材の先端部(50A,50B)がその基板ステー
ジ上の溝(37A,37B)に収まるため、容易にその
基板をその基板ステージに渡すことができる。この後、
その溝(37A,37B)に平行な方向にその基板ステ
ージを移動することで、その搬入用アームをその基板ス
テージから引き抜くことができる。
The carrying arm (25, 28)
Are holding members (2) for holding the substrate from above.
8), and the tip (50) of the holding member (28) is placed on the mounting surface (21) of the substrate of the substrate stage (22).
A, 50B) are desirably formed with grooves (37A, 37B). By this, when the loading arm is lowered onto the substrate stage, the tips (50A, 50B) of the holding member fit into the grooves (37A, 37B) on the substrate stage, so that the substrate is easily mounted. Can be passed to the substrate stage. After this,
By moving the substrate stage in a direction parallel to the grooves (37A, 37B), the loading arm can be pulled out of the substrate stage.

【0024】但し、その溝(37A,37B)の幅を広
くしておき、その基板をその基板ステージ上に載置した
後、その搬入用アームを広げて上昇させることによって
その基板ステージから引く抜くようにしてもよい。ま
た、その基板ステージ(22)上のその基板を搬出する
ための昇降自在の搬出用アームを更に備え、この搬出用
アームもその基板を上面側から抱えて保持する保持部材
(38)を備え、この保持部材の先端部(49A,49
B)もその基板ステージ上の溝(37A,37B)に収
納自在であることが望ましい。この場合、その基板を搬
出する際には、その溝にその搬出用アームの先端部が収
まるようにその基板ステージを移動してから、その搬出
用アームを上昇させることによって、容易にその基板を
搬出できる。
However, the width of the grooves (37A, 37B) is widened, and after the substrate is placed on the substrate stage, the carry-in arm is extended and raised to pull out from the substrate stage. You may do so. Further, the apparatus further includes a vertically movable carrying-out arm for carrying out the substrate on the substrate stage (22), and the carrying-out arm also includes a holding member (38) for holding the substrate by holding it from above. The tip of this holding member (49A, 49A)
B) is also desirably housed in the grooves (37A, 37B) on the substrate stage. In this case, when unloading the substrate, the substrate stage is moved so that the tip of the unloading arm fits in the groove, and then the unloading arm is lifted to easily remove the substrate. Can be carried out.

【0025】更に、その搬入用アーム(25,28)に
はその基板を回転、及び昇降させる機能を持たせてお
き、基板の搬送ラインからその搬入用アーム(25,2
8)に露光対象の基板を搬送するための搬送用アーム
(43)を別途設けることが望ましい。この場合、その
搬出用アーム(38)には、その基板を受け取ってから
その基板の搬送ラインまで移動できる機能を持たせ、こ
れらの搬送用アーム(43)、及び搬出用アーム(3
8)を支持するベース部材(42)とその搬入用アーム
(25,28)及びその画像処理系(26,45)を支
持するベース部材(48)とを互いに独立にすることが
望ましい。投影光学系(17)を有する場合、後者のベ
ース部材(48)にはその投影光学系(17)をも固定
することが望ましい。この場合、その搬送ラインとその
基板ステージとの間でその基板を搬送する際の振動の影
響が、その搬入用アーム上でその基板の位置検出を行う
際、及びその基板ステージ上にその基板を渡す際に及ば
ないため、その基板ステージに対するその基板の位置決
め精度が向上する。
Further, the loading arms (25, 28) are provided with a function of rotating and raising and lowering the substrate, and the loading arms (25, 2) are moved from the substrate transfer line.
8) It is desirable to separately provide a transfer arm (43) for transferring the substrate to be exposed. In this case, the unloading arm (38) has a function of receiving the substrate and moving to the transfer line of the substrate, and the transfer arm (43) and the unloading arm (3) are provided.
It is desirable that the base member (42) for supporting the image processing system (26) and the base member (48) for supporting the image processing system (26, 45) are independent of each other. When the projection optical system (17) is provided, it is desirable that the projection optical system (17) is also fixed to the latter base member (48). In this case, the influence of vibration when the substrate is transferred between the transfer line and the substrate stage is affected when the position of the substrate is detected on the loading arm and when the substrate is placed on the substrate stage. Since it does not reach the time of transfer, the positioning accuracy of the substrate with respect to the substrate stage is improved.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は、ステップ・ア
ンド・スキャン方式の投影露光装置のウエハローダ系に
本発明を適用したものである。図1は、本例の投影露光
装置を示す概略構成図であり、この図1において、露光
時には、水銀ランプ、又はエキシマレーザ光源等の露光
光源、この露光光源からの露光光の光量を制御するND
可変フィルタ等の減光器、その露光光の照度分布を均一
化するためのオプティカル・インテグレータ(フライア
イレンズ、又はロッドレンズ等)、照明領域を規定する
視野絞り、及びコンデンサレンズ系等からなる照明光学
系3より、レチクルR1上の矩形の照明領域に対して露
光光ILが照射される。露光光ILとしては、水銀ラン
プのi線(波長365nm)、KrF(波長248n
m)、ArF(波長193nm)、若しくはF2(波長1
57nm)等のエキシマレーザ光、又は軟X線等が使用
可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a wafer loader system of a step-and-scan type projection exposure apparatus. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, at the time of exposure, an exposure light source such as a mercury lamp or an excimer laser light source, and the amount of exposure light from this exposure light source are controlled. ND
A dimmer such as a variable filter, an optical integrator (such as a fly-eye lens or a rod lens) for equalizing the illuminance distribution of the exposure light, a field stop that defines an illumination area, and illumination including a condenser lens system. The exposure light IL is emitted from the optical system 3 to a rectangular illumination area on the reticle R1. As the exposure light IL, i-line (wavelength 365 nm) of a mercury lamp, KrF (wavelength 248 n)
m), ArF (wavelength 193 nm), or F 2 (wavelength 1
Excimer laser light such as 57 nm) or soft X-rays can be used.

【0027】そして、露光光ILのもとで、レチクルR
1に形成されているパターンの像が、投影光学系17を
介して投影倍率β(βは1/5,1/4等)で、ウエハ
W1上の露光対象のショット領域上の矩形の露光領域3
0(図2参照)に投影される。ウエハW1の表面にはレ
ジストが塗布されており、照明光学系3内にはレジスト
に対する露光量を間接的にモニタする計測系が備えられ
ている。この計測系の計測結果、及び装置全体の動作を
制御するコンピュータよりなる主制御系5の制御情報に
基づいて、照明制御系4が露光光源の出力、又は減光器
の減光率等を制御して露光光ILの照度、ひいてはレジ
ストに対する露光量を適正化する。なお、露光量はウエ
ハW1の走査速度、及び露光領域30の走査方向の幅に
も依存している。
Then, under the exposure light IL, the reticle R
An image of the pattern formed on the wafer W1 is projected through the projection optical system 17 at a projection magnification β (β is 1/5, 1/4, etc.) at a rectangular exposure area on a shot area to be exposed on the wafer W1. 3
0 (see FIG. 2). The surface of the wafer W1 is coated with a resist, and the illumination optical system 3 is provided with a measurement system for indirectly monitoring the amount of exposure to the resist. The illumination control system 4 controls the output of the exposure light source or the dimming rate of the dimmer based on the measurement result of this measurement system and the control information of the main control system 5 composed of a computer for controlling the operation of the entire apparatus. Then, the illuminance of the exposure light IL and the amount of exposure to the resist are optimized. The exposure amount also depends on the scanning speed of the wafer W1 and the width of the exposure area 30 in the scanning direction.

【0028】以下、投影光学系17の光軸AXに平行に
Z軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に垂直
(非走査方向)にX軸を取り、図1の紙面に平行(走査
方向)にY軸を取って説明する。このとき、レチクルR
1はレチクルステージ10上に真空吸着によって保持さ
れ、レチクルステージ10は、レチクルベース13上に
エアーベアリングを介して浮上するように支持されてお
り、リニアモータ等の駆動機構によりY方向に連続移動
すると共に、X方向、Y方向、回転方向に微動する。レ
チクルステージ10のX方向及びY方向の側面はそれぞ
れ移動鏡としての鏡面に加工され、これらの鏡面にレチ
クル用のレーザ干渉計12より例えば3軸のレーザビー
ムが照射され、レーザ干渉計12はレチクルステージ1
0のX座標、Y座標、及び回転角を計測し、この計測値
をステージ制御系16、及び主制御系5に供給する。ス
テージ制御系16は、その計測値、及び主制御系5から
の制御情報に基づいてレチクルステージ10の走査動
作、及び位置決め動作を制御する。
Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system 17, and the X axis is taken perpendicularly to the plane of FIG. 1 (non-scanning direction) in a plane perpendicular to the Z axis. The description will be made by taking the Y axis in parallel (scanning direction). At this time, reticle R
Numeral 1 is held on a reticle stage 10 by vacuum suction. The reticle stage 10 is supported on a reticle base 13 so as to float via an air bearing, and continuously moves in the Y direction by a driving mechanism such as a linear motor. At the same time, it slightly moves in the X, Y, and rotation directions. The side surfaces in the X and Y directions of the reticle stage 10 are each processed into a mirror surface as a movable mirror, and these mirror surfaces are irradiated with, for example, a three-axis laser beam from a reticle laser interferometer 12. Stage 1
The X coordinate, the Y coordinate, and the rotation angle of 0 are measured, and the measured values are supplied to the stage control system 16 and the main control system 5. The stage control system 16 controls the scanning operation and the positioning operation of the reticle stage 10 based on the measured values and the control information from the main control system 5.

【0029】一方、露光中のウエハW1は所定の厚さの
円板状のウエハホルダ21上に真空吸着によって保持さ
れており、このウエハホルダ21がウエハステージ22
上に固定され、ウエハステージ22は、定盤よりなるウ
エハベース23上にエアーベアリングを介して浮上する
ように支持されている。投影光学系17の側面には、図
2の点線で示すように、送光系32E、及び受光系32
Rからなり、ウエハW1上の露光領域30、及びこれに
対して走査方向の手前側の先読み領域内の複数の計測点
に検出光を照射して、各計測点で投影光学系17の光軸
方向の位置(フォーカス位置)を検出する多点の斜入射
方式のオートフォーカスセンサ(AFセンサ)が配置さ
れており、このAFセンサの検出結果が連続的にステー
ジ制御系16に供給されている。ステージ制御系16
は、そのAFセンサの検出結果に基づいて、露光領域3
0内でウエハW1の表面のフォーカス位置、及び傾斜角
が投影光学系17の像面に合致するようにオートフォー
カス方式、及びオートレベリング方式でウエハステージ
22内の3箇所のZ駆動部(不図示)の動作を制御す
る。
On the other hand, the wafer W1 being exposed is held on a disk-shaped wafer holder 21 having a predetermined thickness by vacuum suction.
The wafer stage 22 is fixed above and supported by a wafer base 23 formed of a surface plate via an air bearing. As shown by the dotted line in FIG. 2, a light transmitting system 32E and a light receiving system 32
R, a plurality of measurement points in the exposure area 30 on the wafer W1 and the pre-read area on the near side in the scanning direction are irradiated with detection light, and the optical axis of the projection optical system 17 is measured at each measurement point. A multipoint oblique incidence type autofocus sensor (AF sensor) for detecting a position in the direction (focus position) is arranged, and the detection result of the AF sensor is continuously supplied to the stage control system 16. Stage control system 16
Is the exposure area 3 based on the detection result of the AF sensor.
The three Z driving units (not shown) in the wafer stage 22 by the auto focus method and the auto leveling method so that the focus position and the tilt angle of the surface of the wafer W1 coincide with the image plane of the projection optical system 17 within 0. ) Control the operation.

【0030】また、図1において、ウエハステージ22
のX方向、Y方向の側面もそれぞれ移動鏡としての鏡面
に加工され、これらの鏡面にウエハ側のレーザ干渉計1
8より複数軸のレーザビームが照射されている。レーザ
干渉計18はウエハステージ22のX座標、Y座標、及
び回転角等を計測し、この計測値をステージ制御系1
6、及び主制御系5に供給する。ウエハ側のレーザ干渉
計18によって計測されるウエハステージ22(ウエハ
W)のX座標、及びY座標よりなる座標系(X,Y)
を、ウエハステージの座標系、又は静止座標系と呼ぶ。
ステージ制御系16は、その計測値、及び主制御系5か
らの制御情報に基づいてウエハステージ22のX方向、
Y方向への動作を制御する。ウエハステージ22は、例
えばリニアモータ方式で、レチクルベース23上をX方
向、Y方向にステップ移動、及び連続移動する。
In FIG. 1, the wafer stage 22
The side surfaces in the X and Y directions are also machined into mirror surfaces as movable mirrors, and these mirror surfaces are attached to the laser interferometer 1 on the wafer side.
8, laser beams with a plurality of axes are emitted. The laser interferometer 18 measures an X coordinate, a Y coordinate, a rotation angle, and the like of the wafer stage 22 and transmits the measured values to the stage control system 1.
6 and the main control system 5. Coordinate system (X, Y) composed of X coordinate and Y coordinate of wafer stage 22 (wafer W) measured by laser interferometer 18 on the wafer side
Is called a coordinate system of the wafer stage or a stationary coordinate system.
The stage control system 16 determines the X direction of the wafer stage 22 based on the measured value and the control information from the main control system 5.
The operation in the Y direction is controlled. The wafer stage 22 moves stepwise and continuously in the X and Y directions on the reticle base 23 by, for example, a linear motor system.

【0031】そして、ウエハW1に対する露光時には、
ウエハW1上の一つのショット領域への露光が終了した
後に、ウエハステージ22をステップ移動することによ
って、ウエハW1上の次のショット領域が投影光学系1
7による露光領域30の手前に移動される。その後、レ
チクルステージ10及びウエハステージ22を駆動し
て、レチクルR1とウエハW1とを、投影倍率βを速度
比として投影光学系17に対して同期走査して露光光I
Lを照射するという動作が、ステップ・アンド・スキャ
ン方式で繰り返されて、ウエハW1上の各ショット領域
への走査露光が行われる。
When exposing the wafer W1,
After the exposure of one shot area on the wafer W1 is completed, the next shot area on the wafer W1 is moved to the projection optical system 1 by moving the wafer stage 22 stepwise.
7 is moved before the exposure area 30. Thereafter, the reticle stage 10 and the wafer stage 22 are driven, and the reticle R1 and the wafer W1 are synchronously scanned with respect to the projection optical system 17 using the projection magnification β as a speed ratio to expose the exposure light I
The operation of irradiating L is repeated by a step-and-scan method, and scanning exposure is performed on each shot area on the wafer W1.

【0032】このような露光が重ね合わせ露光である場
合には、予めウエハW1上の各ショット領域とレチクル
R1のパターンの像とのアライメントを高精度に行って
おく必要がある。更に、投影光学系17の結像特性等も
高精度に計測して、可能であれば補正しておく必要があ
る。そのアライメントを行うために、レチクルR1の上
方にはレチクルアライメント顕微鏡(不図示)が配置さ
れ、投影光学系17の−Y方向の側面部にオフ・アクシ
ス方式で、画像処理方式のアライメントセンサ19が設
置されている。アライメントセンサ19は、ウエハW1
上の被検マークを照明する照明系、その被検マークの像
を形成する拡大結像系、及びその像を撮像するCCD型
等の2次元の撮像素子を備えている。その撮像素子から
の画像信号はアライメント信号処理系20に供給されて
おり、ウエハのアライメント時にアライメント信号処理
系20は、その画像信号を処理して所定の検出中心に対
する被検マークのX方向、Y方向への位置ずれ量を求
め、この位置ずれ量を主制御系5に供給する。主制御系
5にはウエハ側のレーザ干渉計18で計測されるウエハ
ステージ22の座標も供給されており、主制御系5は、
その座標にその被検マークの位置ずれ量を加算すること
によって、その被検マークのウエハステージの座標系
(X,Y)上での座標を算出する。
When such exposure is superposition exposure, it is necessary to previously align each shot area on the wafer W1 with the pattern image of the reticle R1 with high accuracy. Further, it is necessary to measure the imaging characteristics and the like of the projection optical system 17 with high accuracy and correct them if possible. In order to perform the alignment, a reticle alignment microscope (not shown) is disposed above the reticle R1, and an off-axis type image processing type alignment sensor 19 is provided on a side surface of the projection optical system 17 in the −Y direction. is set up. The alignment sensor 19 detects the wafer W1
An illumination system for illuminating the upper test mark, an enlarged imaging system for forming an image of the test mark, and a two-dimensional image sensor such as a CCD type for imaging the image are provided. An image signal from the image pickup device is supplied to an alignment signal processing system 20. During alignment of the wafer, the alignment signal processing system 20 processes the image signal and moves the mark in the X direction and Y direction with respect to a predetermined detection center. The amount of displacement in the direction is obtained, and the amount of displacement is supplied to the main control system 5. The main control system 5 is also supplied with the coordinates of the wafer stage 22 measured by the laser interferometer 18 on the wafer side.
By adding the positional deviation amount of the test mark to the coordinates, the coordinates of the test mark on the coordinate system (X, Y) of the wafer stage are calculated.

【0033】また、図5(a)は、図1の投影光学系1
7の支持機構等を示し、この図5(a)において、投影
光学系17は、極めて膨張率の小さい材料(インバール
等)からなる支持部材48に支持されている。即ち、投
影光学系17のウエハに最も近い部分のレンズエレメン
トを保持する先端部17aが、支持部材48の円筒状の
保持部48a内に収納されている。そして、投影光学系
17の先端部17a、及び支持部材48の保持部48a
がそれぞれ図2に点線で示されている。
FIG. 5A shows the projection optical system 1 shown in FIG.
In FIG. 5A, the projection optical system 17 is supported by a support member 48 made of a material having an extremely low expansion coefficient (such as Invar). That is, the distal end portion 17 a of the projection optical system 17 that holds the lens element closest to the wafer is housed in the cylindrical holding portion 48 a of the support member 48. Then, the distal end portion 17a of the projection optical system 17 and the holding portion 48a of the support member 48
Are indicated by dotted lines in FIG.

【0034】この図2は、ウエハステージ22の座標を
計測するレーザ干渉計18のレーザビームの配置等を示
し、この図2において、矩形の露光領域30の中心が投
影光学系17の光軸AXとなっている。また、アライメ
ントセンサ19の円形の検出視野19bの中心が検出中
心19aとなっている。検出中心19aは、例えばアラ
イメントセンサ19内の指標マークの中心がアライメン
ト用の撮像素子上に投影された位置であり、本例では検
出中心19aと光軸AXとはY軸に平行な同一直線上に
配置されている。そして、図1のウエハ側のレーザ干渉
計18からウエハステージ22のX方向の鏡面22xに
対して、第1のレーザビームLBX1〜第5のレーザビ
ームLBX5よりなる5軸のレーザビームがX軸に平行
に照射されており、ウエハステージ22のY方向の鏡面
22yに対して、第1のレーザビームLBY〜第3のレ
ーザビームLBY3よりなる3軸のレーザビームがY軸
に平行に照射されている。
FIG. 2 shows the arrangement of the laser beam of the laser interferometer 18 for measuring the coordinates of the wafer stage 22. In FIG. 2, the center of the rectangular exposure area 30 is the optical axis AX of the projection optical system 17. It has become. The center of the circular detection field 19b of the alignment sensor 19 is the detection center 19a. The detection center 19a is, for example, a position where the center of an index mark in the alignment sensor 19 is projected on an image sensor for alignment. Are located in Then, from the laser interferometer 18 on the wafer side in FIG. 1 to the mirror surface 22x of the wafer stage 22 in the X direction, the five-axis laser beam composed of the first The laser beams are irradiated in parallel, and a three-axis laser beam including the first to third laser beams LBY to LBY3 is irradiated on the mirror surface 22y of the wafer stage 22 in the Y direction in parallel with the Y axis. .

【0035】この場合、8軸のレーザビームLBX1〜
LBY3はそれぞれダブルパス方式となっており、それ
ぞれを例えば投影光学系17の側面に設けた参照鏡(不
図示)から反射されるレーザビームと干渉させることに
よって、対応する計測点での変位がシングルパス方式に
比べて1/2のより細かい分解能で計測される。そし
て、X軸の2軸のレーザビームLBX1,LBX2の光
軸31X、及び1軸のレーザビームLBX4の光軸31
AはそれぞれX軸に平行で投影光学系17の光軸AX、
及びアライメントセンサ19の検出中心19aを通る直
線上にあり、Y軸の2軸のレーザビームLBY1及びL
BY2の光軸31Yは、Y軸に平行でそれらの光軸AX
及び検出中心19aを通る直線上にある。
In this case, the eight-axis laser beams LBX1 to LBX1
Each of the LBYs 3 is of a double-pass type. Each of the LBYs 3 interferes with a laser beam reflected from, for example, a reference mirror (not shown) provided on the side surface of the projection optical system 17 so that the displacement at the corresponding measurement point is a single-pass. It is measured with a finer resolution of 1/2 compared to the method. Then, the optical axis 31X of the two-axis laser beams LBX1 and LBX2 and the optical axis 31 of the one-axis laser beam LBX4
A is parallel to the X axis and is the optical axis AX of the projection optical system 17;
And two laser beams LBY1 and LBY on a straight line passing through the detection center 19a of the alignment sensor 19,
The optical axis 31Y of BY2 is parallel to the Y axis, and their optical axes AX
And on a straight line passing through the detection center 19a.

【0036】従って、通常の露光時には、X軸のレーザ
ビームLBX1及びLBX2によって計測される変位の
平均値をウエハステージ22のX座標、Y軸のレーザビ
ームLBY1及びLBY2によって計測される変位の平
均値をウエハステージ22のY座標とすることによっ
て、投影光学系17の光軸AXを基準としたウエハステ
ージ22の変位を、ヨーイング量に起因するアッベ誤差
の無い状態で高精度に計測できる。また、レーザビーム
LBX1及びLBX2によって計測される変位の差分、
又はレーザビームLBY1及びLBY2によって計測さ
れる変位の差分より、ウエハステージ22のヨーイング
量を求めることができる。更に、本例では図1より分か
るように、レーザ干渉計18からのレーザビームの光路
は、Z方向に対してウエハW1の表面より下側に所定量
(HZ1とする)外れているため、ウエハステージ22
のX軸の周りの傾斜角(走査露光時のピッチング量)、
又はY軸の周りの傾斜角(走査露光時のローリング量)
が生じると、それぞれウエハステージ22のY座標、及
びX座標にアッベ誤差が混入する。
Therefore, during normal exposure, the average value of the displacement measured by the X-axis laser beams LBX1 and LBX2 is changed to the average value of the displacement measured by the X-coordinate of the wafer stage 22 and the Y-axis laser beams LBY1 and LBY2. Is the Y coordinate of the wafer stage 22, the displacement of the wafer stage 22 with respect to the optical axis AX of the projection optical system 17 can be measured with high accuracy without Abbe error caused by the yawing amount. Further, a difference between displacements measured by the laser beams LBX1 and LBX2,
Alternatively, the yawing amount of the wafer stage 22 can be obtained from the difference between the displacements measured by the laser beams LBY1 and LBY2. Further, in this example, as can be seen from FIG. 1, the optical path of the laser beam from the laser interferometer 18 deviates by a predetermined amount (referred to as HZ1) below the surface of the wafer W1 in the Z direction. Stage 22
Tilt angle around the X axis (pitching amount during scanning exposure),
Or the tilt angle around the Y axis (rolling amount during scanning exposure)
Occurs, Abbe errors are mixed in the Y coordinate and the X coordinate of the wafer stage 22, respectively.

【0037】そこで、このアッベ誤差を補正するため
に、図2において、レーザビームLBY1,LBY2に
対してZ方向に間隔HZ2だけずれた位置にレーザビー
ムLBY3が照射されており、このレーザビームLBY
3を介して検出されるY座標と、レーザビームLBY
1,LBY2を介して検出されるY座標との差分を間隔
HZ2で除算することによって、ウエハステージ22の
ピッチング量θXが求められる。このピッチング量θX
を用いて、図1のステージ制御系16は、上記のように
求められているウエハステージ22のY座標からθY・
HZ1を差し引くことによって、アッベ誤差を補正した
Y座標を求めている。同様にX軸においても、レーザビ
ームLBX1,LBX2に対してZ方向にずれた位置に
レーザビームLBX3が照射されており、この計測値を
用いることによってローリング量θYに起因するアッベ
誤差が補正されている。
In order to correct the Abbe error, a laser beam LBY3 is applied to a position shifted from the laser beams LBY1 and LBY2 by an interval HZ2 in the Z direction in FIG.
3 and the laser beam LBY
The pitching amount θX of the wafer stage 22 is obtained by dividing the difference from the Y coordinate detected via the LBY2 by the interval HZ2. This pitching amount θX
The stage control system 16 shown in FIG. 1 calculates θY ·
By subtracting HZ1, the Y coordinate obtained by correcting the Abbe error is obtained. Similarly, on the X axis, the laser beam LBX3 is irradiated at a position shifted in the Z direction with respect to the laser beams LBX1 and LBX2, and Abbe error caused by the rolling amount θY is corrected by using the measured value. I have.

【0038】一方、ウエハのアライメント時には、X軸
のレーザビームLBX4によって計測される変位をウエ
ハステージ22のX座標とすることによって、アライメ
ントセンサ19の検出中心19aを基準としたウエハス
テージ22の変位を、ヨーイング量に起因するアッベ誤
差の無い状態で高精度に計測できる。この際にも、ウエ
ハステージ22のローリング量に起因するアッベ誤差を
補正するために、レーザビームLBX4に対してZ方向
に間隔HZ2だけずれた位置にレーザビームLBX5が
照射されている。
On the other hand, when aligning the wafer, the displacement measured by the X-axis laser beam LBX4 is used as the X coordinate of the wafer stage 22, so that the displacement of the wafer stage 22 with respect to the detection center 19a of the alignment sensor 19 is used as a reference. , High-accuracy measurement without Abbe error caused by yawing amount. Also at this time, the laser beam LBX5 is applied to a position shifted from the laser beam LBX4 by the interval HZ2 in the Z direction in order to correct the Abbe error caused by the rolling amount of the wafer stage 22.

【0039】また、ウエハステージ22上でウエハホル
ダ21の周囲に、基準プレート34、空間像計測系3
5、及び照度むらセンサ36が配置されている。基準プ
レート34の表面には、アライメントセンサ19用の基
準マーク34a、及び図1のレチクルステージ10上の
レチクル用の基準マーク34b,34cが形成されてお
り、これらの基準マークを用いることによって、レチク
ルのパターン像の中心(本例では光軸AXに合致してい
るものとする)とアライメントセンサ19の検出中心1
9aとの間隔であるベースライン量が検出される。ま
た、空間像計測系35としては、例えばナイフエッジ3
5aを通過した光量を受光する光電センサ等が設けられ
ており、その光電センサの検出信号を処理することによ
って、投影光学系17による投影像のベストフォーカス
位置、像質(解像度等)、及びディストーション等の諸
収差が計測され、これらの計測結果は主制御系5に供給
される。更に、照度むらセンサ36によって、矩形の露
光領域30内での露光光の照度分布等が計測される。
A reference plate 34 and an aerial image measurement system 3 are mounted on the wafer stage 22 around the wafer holder 21.
5, and an illuminance unevenness sensor 36. A reference mark 34a for the alignment sensor 19 and reference marks 34b and 34c for the reticle on the reticle stage 10 in FIG. 1 are formed on the surface of the reference plate 34. By using these reference marks, the reticle is used. (In this example, it is assumed to match the optical axis AX) and the detection center 1 of the alignment sensor 19
A baseline amount, which is an interval with 9a, is detected. Further, as the aerial image measurement system 35, for example, the knife edge 3
A photoelectric sensor or the like that receives the amount of light passing through 5a is provided. By processing a detection signal of the photoelectric sensor, the best focus position, image quality (resolution and the like) of a projected image by the projection optical system 17, and distortion are obtained. Are measured, and the measurement results are supplied to the main control system 5. Further, the illuminance unevenness sensor 36 measures the illuminance distribution and the like of the exposure light in the rectangular exposure area 30.

【0040】さて、上記のようなアライメント、及び露
光を実行するために、ウエハ及びレチクルの交換を行う
必要がある。以下では、図1の投影露光装置のレチクル
ローダ系、及びウエハローダ系につき説明する。先ず、
レチクルローダ系に関して、レチクルベース13の近傍
にレチクルロードアーム6、及びレチクルアンロードア
ーム7が不図示の搬送機構に沿って移動自在に配置さ
れ、アーム6,7の先端部にはそれぞれ真空吸着を行う
吸着部9,8が取り付けられている。これらのアーム
6,7の動作は、コンピュータよりなるR/Wローダ系
制御系15によって制御されている。また、レチクルベ
ース13内でレチクルステージ10の移動ストローク内
に突没自在、かつ回転自在のスピンドルを有するレチク
ル回転上下部14が配置されており、この上方に撮像系
2が配置され、撮像系2の画像信号が画像処理装置1に
供給されている。レチクル回転上下部14の動作もR/
Wローダ系制御系15によって制御されている。
Now, in order to execute the above-described alignment and exposure, it is necessary to exchange a wafer and a reticle. Hereinafter, a reticle loader system and a wafer loader system of the projection exposure apparatus of FIG. 1 will be described. First,
Regarding the reticle loader system, a reticle load arm 6 and a reticle unload arm 7 are movably arranged near a reticle base 13 along a transfer mechanism (not shown). Suction units 9 and 8 are provided. The operation of these arms 6 and 7 is controlled by an R / W loader system control system 15 composed of a computer. Further, a reticle rotating upper and lower portion 14 having a spindle which can be protruded and retracted and is rotatable within the movement stroke of the reticle stage 10 within the reticle base 13 is disposed, and the imaging system 2 is disposed above the reticle rotating upper and lower portions 14. Are supplied to the image processing apparatus 1. The operation of the reticle rotating upper / lower part 14 is also R /
It is controlled by the W loader system control system 15.

【0041】レチクルの交換時には、使用済みのレチク
ルR1がレチクル回転上下部14の上昇したスピンドル
を介してレチクルアンロードアーム7の吸着部8に受け
渡された後、レチクルロードアーム6上のレチクルRが
一度レチクル回転上下部14の突出したスピンドルの上
端に載置されて、吸着保持される。この状態で、撮像素
子2の画像信号を画像処理装置1で処理することによっ
て、レチクルRの中心位置のずれ量、及び回転誤差が求
められ、この結果はR/Wローダ系制御系15に供給さ
れる。R/Wローダ系制御系15は、そのレチクルRの
中心位置のずれ量を補正するようにレチクルステージ1
0の位置を補正し、回転誤差を補正するようにレチクル
回転上下部14を介してスピンドルの回転角を補正した
後、そのスピンドルを降下させてレチクルRをレチクル
ステージ10上に載置させる。これによって、レチクル
Rはプリアライメントが行われた状態でレチクルステー
ジ10上にロードされる。
When the reticle is replaced, the used reticle R1 is transferred to the suction section 8 of the reticle unload arm 7 via the raised spindle of the reticle rotating upper / lower section 14, and then the reticle R on the reticle load arm 6 is transferred. Is once mounted on the upper end of the spindle on which the reticle rotating upper and lower portions 14 protrude, and is suction-held. In this state, the image signal of the image sensor 2 is processed by the image processing apparatus 1 to determine the shift amount of the center position of the reticle R and the rotation error, and the result is supplied to the R / W loader system control system 15. Is done. The R / W loader system control system 15 controls the reticle stage 1 so as to correct the shift amount of the center position of the reticle R.
After the position of 0 is corrected and the rotation angle of the spindle is corrected via the reticle rotation upper and lower portions 14 so as to correct the rotation error, the spindle is lowered and the reticle R is mounted on the reticle stage 10. Thus, reticle R is loaded on reticle stage 10 in a state where pre-alignment has been performed.

【0042】次に、ウエハステージ22上のウエハホル
ダ21に対するウエハの搬入、及びそのウエハホルダ2
1からのウエハの搬出を行うためのウエハローダ系につ
き説明する。図1において、投影光学系17の−Y方向
の側面近傍で、ウエハ側のレーザ干渉計18と機械的に
干渉しない位置にウエハローダ系が配置されている。即
ち、投影光学系17の側面にウエハプリアライメント駆
動部24が設置され、このウエハプリアライメント駆動
部24の底面に回転上下部25がZ軸に平行に配置さ
れ、回転上下部25の下端にウエハロードアーム(ウエ
ハ搬入アーム)28が固定されている。ウエハロードア
ーム28は、搬入対象のウエハWを上方から抱えて保持
するアームであり、ウエハロードアーム28は、回転上
下部25によって例えば直動スピンドル方式でZ方向に
比較的大きく変位できると共に、回転上下部25を全体
として回転することによって、その回転中心を軸として
ウエハロードアーム28を時計周り、及び反時計周りに
所定の角度範囲で回転できるように構成されている。
Next, the loading of the wafer into the wafer holder 21 on the wafer stage 22 and the wafer holder 2
A wafer loader system for unloading a wafer from No. 1 will be described. In FIG. 1, a wafer loader system is disposed near the side surface of the projection optical system 17 in the −Y direction at a position that does not mechanically interfere with the laser interferometer 18 on the wafer side. That is, a wafer pre-alignment drive unit 24 is installed on a side surface of the projection optical system 17, and a rotating upper and lower unit 25 is arranged on the bottom surface of the wafer pre-alignment driving unit 24 in parallel with the Z axis. A load arm (wafer carrying arm) 28 is fixed. The wafer load arm 28 is an arm that holds the wafer W to be carried in from above and holds the wafer W. The wafer load arm 28 can be relatively displaced in the Z direction by, for example, a direct-acting spindle system by the rotating upper and lower portions 25, and can rotate. By rotating the upper and lower parts 25 as a whole, the wafer load arm 28 can be rotated clockwise and counterclockwise in a predetermined angle range around the center of rotation.

【0043】また、ウエハプリアライメント駆動部24
には、ウエハロードアーム28に保持されたウエハWの
外形の輪郭の位置を検出するための撮像装置26が配置
されている。撮像装置26は、後述のようにウエハWの
外形の複数の検出位置に応じて異なる位置に配置された
複数の撮像装置から構成され、各撮像装置はそれぞれ拡
大結像系、及びCCD型等の2次元の撮像素子から構成
されている。また、本例ではウエハロードアーム28に
保持されたウエハWの底面に透過照明用の複数の照明系
を備えた照明系支持部が挿脱自在に配置されており、こ
の透過照明によって撮像装置26から出力される複数の
画像信号がウエハプリアライメント駆動部24を介して
R/Wローダ系制御系15に供給され、R/Wローダ系
制御系15ではそれらの画像信号を画像処理してウエハ
Wの外形基準による位置合わせ(以下、本例では「プリ
アライメント」と呼ぶ)を行う。その後、ウエハロード
アーム28からウエハステージ22上のウエハホルダ2
1上にウエハWが受け渡される。また、ウエハローダ系
としては、この外に、ウエハホルダ21上の露光済みの
ウエハW1を搬出するためのウエハアンロードアーム、
及びウエハの搬送ラインからウエハロードアーム28に
ウエハWを搬送するためのウエハ搬送アーム等も備えら
れている。
The wafer pre-alignment drive unit 24
Is provided with an image pickup device 26 for detecting the position of the contour of the outer shape of the wafer W held by the wafer load arm 28. The imaging device 26 includes a plurality of imaging devices arranged at different positions according to a plurality of detection positions of the outer shape of the wafer W as described later, and each imaging device includes an enlarged imaging system, a CCD type, and the like. It is composed of a two-dimensional image sensor. Further, in this example, an illumination system support portion having a plurality of illumination systems for transmitted illumination is removably arranged on the bottom surface of the wafer W held by the wafer load arm 28, and the imaging device 26 is provided by the transmitted illumination. Are supplied to the R / W loader system control system 15 via the wafer pre-alignment drive unit 24, and the R / W loader system control system 15 processes these image signals to perform image processing on the wafer W. (Hereinafter, referred to as “pre-alignment” in this example). Then, the wafer holder 2 on the wafer stage 22 is
The wafer W is transferred on the first wafer. The wafer loader system further includes a wafer unload arm for unloading the exposed wafer W1 on the wafer holder 21,
A wafer transfer arm for transferring the wafer W from the wafer transfer line to the wafer load arm 28 is also provided.

【0044】なお、ウエハロードアーム28、及び撮像
装置26は、それぞれ直径が12インチ(約300m
m)のウエハ(12インチウエハ)用の部材であり、例
えば直径が8インチ(約200mm)のウエハ(8イン
チウエハ)を露光する場合にはそれに合わせた別のウエ
ハロードアーム、及び撮像装置27が使用される。同様
に、ウエハホルダ21も12インチウエハ用であり、8
インチウエハの露光時には別の小型のウエハホルダが使
用される。なお、例えばウエハホルダ21を複数の大き
さのウエハに対して共通に使用できるようにしてもよ
い。
The wafer load arm 28 and the imaging device 26 each have a diameter of 12 inches (about 300 m).
m) is a member for a wafer (12-inch wafer), for example, when exposing a wafer (8-inch wafer) having a diameter of 8 inches (about 200 mm), another wafer load arm corresponding to the exposure, and the imaging device 27 Is used. Similarly, the wafer holder 21 is also for a 12-inch wafer,
When exposing an inch wafer, another small wafer holder is used. In addition, for example, the wafer holder 21 may be commonly used for wafers of a plurality of sizes.

【0045】次に、ウエハローダ系の支持機構、及びウ
エハアンロードアーム等について詳細に説明する。図5
(a)は、既に説明したように投影光学系17の支持機
構を示しているが、この図5(a)において、投影光学
系17を支持する低膨張率の材料からなる支持部材48
に、ウエハプリアライメント駆動部24が固定され、ウ
エハプリアライメント駆動部24の底面に回転上下部2
5を介してウエハロードアーム28がZ方向に移動自
在、かつ回転自在に保持されている。この場合、ウエハ
ロードアーム28に保持されたウエハWは、Z方向にお
いて投影光学系17を保持する保持部48aの底面から
ウエハホルダ21の上面までの間隔(g1+g2)の範
囲で昇降できるように構成され、一例として間隔(g1
+g2)は50mmである。
Next, the support mechanism of the wafer loader system and the wafer unload arm will be described in detail. FIG.
FIG. 5A shows the support mechanism of the projection optical system 17 as described above. In FIG. 5A, a support member 48 made of a material having a low expansion coefficient for supporting the projection optical system 17 is shown.
, A wafer pre-alignment drive unit 24 is fixed, and the rotating upper and lower
5, the wafer load arm 28 is movably and rotatably held in the Z direction. In this case, the wafer W held by the wafer load arm 28 is configured to be able to move up and down in a range of (g1 + g2) from the bottom surface of the holding portion 48a holding the projection optical system 17 to the upper surface of the wafer holder 21 in the Z direction. , As an example, the interval (g1
+ G2) is 50 mm.

【0046】また、ウエハプリアライメント駆動部24
の底面でウエハロードアーム28に保持されているウエ
ハWに接触しない位置に照明系回転軸46が回転自在に
設置され、この照明系回転軸46の下端に複数の照明を
備えた照明系支持部45が固定されている。ウエハWの
プリアライメント時には、回転上下部25の上昇によっ
てウエハWは保持部48aに近接した位置まで上昇して
おり、その保持部48aの底面から間隔g1の範囲内の
ウエハWの底面に、照明系回転軸46の回転によって照
明系支持部45が挿入されている。そして、ウエハプリ
アライメント駆動部24の背面側に、ウエハ搬送機構支
持部42が設置され、照明系支持部45の底面からウエ
ハホルダ21の上面までの間隔g2の範囲内でウエハ搬
送機構支持部42にウエハ搬送アーム43、及びウエハ
アンロードアーム(ウエハ搬出アーム)38が取り付け
られている。一例として、間隔(g1+g2)が50m
mのときに、間隔g2は30mm(間隔g1は20m
m)であり、ウエハアンロードアーム38はウエハロー
ドアーム28と同じ形状である。
The wafer pre-alignment drive unit 24
The illumination system rotation shaft 46 is rotatably installed at a position on the bottom surface of the illumination device that does not contact the wafer W held by the wafer load arm 28, and an illumination system support unit having a plurality of illuminations at the lower end of the illumination system rotation shaft 46. 45 is fixed. At the time of pre-alignment of the wafer W, the wafer W is raised to a position close to the holding portion 48a due to the rising of the rotating upper and lower portions 25, and the bottom surface of the wafer W within the range of the gap g1 from the bottom surface of the holding portion 48a is illuminated. The illumination system support 45 is inserted by the rotation of the system rotation shaft 46. On the back side of the wafer pre-alignment drive unit 24, a wafer transfer mechanism support unit 42 is installed, and the wafer transfer mechanism support unit 42 is disposed within the range g2 from the bottom surface of the illumination system support unit 45 to the upper surface of the wafer holder 21. A wafer transfer arm 43 and a wafer unload arm (wafer unloading arm) 38 are attached. As an example, the interval (g1 + g2) is 50 m
m, the interval g2 is 30 mm (the interval g1 is 20 m
m), and the wafer unload arm 38 has the same shape as the wafer load arm 28.

【0047】また、ウエハ搬送アーム43は、ウエハア
ンロードアーム38の上方でY軸に平行に形成されたス
リット状の開口42aに沿って、不図示の駆動部によっ
てY方向に移動できる。また、ウエハ搬送機構支持部4
2には開口42aの下側にこの開口42aに平行にスリ
ット状の開口42bが形成され、この開口42bに沿っ
て不図示の駆動部によってY方向に移動自在にウエハア
ンロードアーム38が支持されている。更に、ウエハア
ンロードアーム38は、開口42bの幅方向(Z方向)
に所定範囲で昇降できるように支持されている。そのウ
エハ搬送機構支持部42は、投影光学系17を支持する
支持部材48とは別の部材に取り付けられている。この
ように投影光学系17及びウエハプリアライメント駆動
部24用の支持部材48と、ウエハ搬送機構支持部42
とを互いに異なる部材に固定することによって、ウエハ
搬送アーム43、及びウエハアンロードアーム38で発
生する振動が、ウエハプリアライメント駆動部24、及
び投影光学系17に伝わることがなくなり、プリアライ
メント、及び露光時の位置合わせを高精度に行うことが
できる。
The wafer transfer arm 43 can be moved in the Y direction by a drive unit (not shown) along a slit-shaped opening 42a formed parallel to the Y axis above the wafer unload arm 38. Further, the wafer transport mechanism support section 4
2, a slit-shaped opening 42b is formed below the opening 42a in parallel with the opening 42a, and the wafer unload arm 38 is supported along the opening 42b by a driving unit (not shown) so as to be movable in the Y direction. ing. Further, the wafer unload arm 38 is positioned in the width direction (Z direction) of the opening 42b.
Is supported so that it can be moved up and down within a predetermined range. The wafer transfer mechanism support section 42 is attached to a member different from the support member 48 that supports the projection optical system 17. As described above, the support member 48 for the projection optical system 17 and the wafer pre-alignment drive unit 24 and the wafer transfer mechanism support unit 42
Are fixed to different members from each other, vibrations generated in the wafer transfer arm 43 and the wafer unload arm 38 are not transmitted to the wafer pre-alignment drive unit 24 and the projection optical system 17, so that the pre-alignment and the Positioning at the time of exposure can be performed with high accuracy.

【0048】また、ウエハ搬送機構支持部42の右側に
不図示であるが、露光前、及び露光済みのウエハをレジ
ストのコータデベロッパ等との間で搬送するためのウエ
ハ搬送ラインが設置されている。ウエハ搬送アーム43
は、そのウエハ搬送ラインの露光前のウエハを開口42
aに沿ってウエハロードアーム28まで搬送する役割を
果たし、ウエハアンロードアーム38は、ウエハホルダ
21から搬出された露光後のウエハを開口42bに沿っ
てそのウエハ搬送ラインまで搬送する役割を果たしてい
る。更に、そのウエハ搬送ラインからウエハ搬送アーム
43にウエハを受け渡す際には、一例として、そのウエ
ハはターンテーブル及び位置検出装置(不図示)を介し
て外形基準で大まかに位置、及び回転角の調整が行われ
ている。このターンテーブル等を用いた位置等の調整を
1回目の予備的な位置合わせとみなすと、上記のウエハ
ロードアーム28に保持されたウエハWのプリアライメ
ントは、2回目の予備的な位置合わせとみなすこともで
きる。
Although not shown, a wafer transfer line for transferring the unexposed and exposed wafers to a resist coater / developer or the like is provided on the right side of the wafer transfer mechanism support section 42. . Wafer transfer arm 43
Opens the wafer before exposure on the wafer transfer line through the opening 42
The wafer unload arm 38 plays a role of transporting the exposed wafer unloaded from the wafer holder 21 to the wafer transport line along the opening 42b along the line a. Further, when the wafer is transferred from the wafer transfer line to the wafer transfer arm 43, as an example, the position of the wafer and the rotation angle are roughly determined based on the outer shape via a turntable and a position detection device (not shown). Adjustments have been made. If the adjustment of the position and the like using the turntable or the like is regarded as the first preliminary alignment, the pre-alignment of the wafer W held on the wafer load arm 28 is performed in the same manner as the second preliminary alignment. Can also be considered.

【0049】上記のように、ウエハ搬送アーム43から
ウエハロードアーム28にウエハWを受け渡す際には、
図5(b)に示すように、照明系支持部45は照明系回
転軸46の回転によって退避している。そして、ウエハ
ロードアーム28を図5(a)の開口42aよりも僅か
に低い高さまで降下させた状態で、ウエハ搬送アーム4
3によってウエハWの中心を回転上下部25の中心まで
移動させた後、ウエハロードアーム28を上昇させるこ
とによって、ウエハWはウエハロードアーム28に受け
渡される。これらの回転上下部25、照明系回転軸4
6、ウエハ搬送アーム43、及びウエハアンロードアー
ム38の動作は図1のR/Wローダ系制御系15によっ
て制御されており、R/Wローダ系制御系15は主制御
系5との間でタイミング情報の授受等を行っている。
As described above, when the wafer W is transferred from the wafer transfer arm 43 to the wafer load arm 28,
As shown in FIG. 5B, the illumination system support 45 is retracted by the rotation of the illumination system rotation shaft 46. Then, with the wafer load arm 28 lowered to a slightly lower height than the opening 42a in FIG.
After the center of the wafer W is moved to the center of the rotating upper and lower portions 25 by 3, the wafer W is transferred to the wafer load arm 28 by raising the wafer load arm 28. These rotating upper and lower portions 25, the illumination system rotating shaft 4
The operations of the wafer transfer arm 43 and the wafer unload arm 38 are controlled by the R / W loader system control system 15 shown in FIG. It exchanges timing information.

【0050】図3は、本例の投影露光装置におけるウエ
ハステージ22とウエハローダ系との位置関係を示す平
面図であり、この図3は12インチウエハ用のシステム
を表している。このとき、ウエハロードアーム28は、
搬入対象のウエハWを上から抱える構造であり、そのウ
エハとの2箇所の接触部には真空吸着でウエハを保持す
るための吸着部50A及び50Bが形成されており、図
5に示すように、吸着部50A,50Bは、保持するウ
エハWの底面よりも更に下方に突き出ている。同様に、
図3のウエハアンロードアーム38にも、搬出対象のウ
エハ(ウエハW1とする)を底面側から真空吸着によっ
て保持するための吸着部49A,49Bが形成されてお
り、これらの吸着部49A,49BもウエハW1の底面
の下方に突き出ている。そこで、これらの吸着部50
A,50B,49A,49Bがウエハステージ22上の
ウエハホルダ21の表面に接触しないように、ウエハホ
ルダ21の上面からウエハステージ22の上面にかけて
平行に2本の溝部37A,37Bが形成されている。
FIG. 3 is a plan view showing the positional relationship between the wafer stage 22 and the wafer loader system in the projection exposure apparatus of this embodiment. FIG. 3 shows a system for a 12-inch wafer. At this time, the wafer load arm 28
It has a structure in which a wafer W to be carried in is held from above, and suction portions 50A and 50B for holding the wafer by vacuum suction are formed at two contact portions with the wafer, as shown in FIG. The suction portions 50A and 50B protrude further below the bottom surface of the wafer W to be held. Similarly,
The wafer unload arm 38 shown in FIG. 3 also has suction portions 49A and 49B for holding a wafer to be unloaded (referred to as a wafer W1) from the bottom side by vacuum suction, and these suction portions 49A and 49B. Also protrude below the bottom surface of the wafer W1. Therefore, these suction units 50
Two grooves 37A, 37B are formed in parallel from the upper surface of the wafer holder 21 to the upper surface of the wafer stage 22 so that A, 50B, 49A, 49B do not contact the surface of the wafer holder 21 on the wafer stage 22.

【0051】溝部37A,37Bの間隔は、ウエハロー
ドアーム28における吸着部50A,50Bの間隔、即
ちウエハアンロードアーム38における吸着部49A,
49Bの間隔と同一であり、溝部37A,37Bのそれ
ぞれの幅は、吸着部50A,50B及び49A,49B
のそれぞれの下端部の幅より広く形成され、溝部37
A,37Bのそれぞれの深さは、吸着部50A,50B
及び49A,49Bのそれぞれの厚さより深く形成され
ている。本例では、プリアライメントの結果によっては
回転上下部25を介してウエハロードアーム28を所定
角度だけ回転し、更に溝部37A,37Bに各吸着部が
差し込まれた状態でウエハステージ22の駆動を行うこ
とがあるため、その際の吸着部50A,50Bの間隔等
の変化の上限に応じるために、溝部37A,37Bの幅
は余裕を持って設定されている。
The distance between the grooves 37A and 37B is equal to the distance between the suction parts 50A and 50B in the wafer load arm 28, that is, the suction parts 49A and 49A in the wafer unload arm 38.
The width of each of the grooves 37A, 37B is the same as the spacing of the suction parts 50A, 50B and 49A, 49B.
Are formed wider than the width of the lower end of each
The depth of each of the suction portions 50A, 50B
And 49A, 49B. In this example, depending on the result of the pre-alignment, the wafer load arm 28 is rotated by a predetermined angle via the rotating upper and lower portions 25, and the wafer stage 22 is driven in a state where the suction portions are inserted into the grooves 37A and 37B. In some cases, the width of the grooves 37A and 37B is set with a margin in order to meet the upper limit of the change in the distance between the suction portions 50A and 50B.

【0052】この構成において、ウエハロードアーム2
8からウエハホルダ21上にウエハWを受け渡すには、
回転上下部25の中心にウエハホルダ21の中心が合致
するようにウエハステージ22を移動してから、ウエハ
ロードアーム28を降下させて溝部37A,37Bに吸
着部50A,50Bを差し込んだ後、ウエハステージ2
2を溝部37,37Bに平行に左上方に移動させればよ
い。逆に、ウエハホルダ21からウエハアンロードアー
ム38にウエハW1を受け渡す際には、予めウエハアン
ロードアーム38の中心を回転上下部25の中心に合致
させて、かつ吸着部49A,49Bの高さを溝部37
A,37Bに合わせた状態で、ウエハステージ22を溝
部37A,37Bに平行に移動して、ウエハホルダ21
の中心を回転上下部25の中心まで移動させた後、ウエ
ハアンロードアーム38を上昇させればよい。
In this configuration, the wafer load arm 2
In order to transfer the wafer W from 8 to the wafer holder 21,
After moving the wafer stage 22 so that the center of the wafer holder 21 coincides with the center of the rotating upper and lower portions 25, the wafer load arm 28 is lowered to insert the suction portions 50A and 50B into the grooves 37A and 37B. 2
2 may be moved to the upper left in parallel with the grooves 37 and 37B. Conversely, when transferring the wafer W1 from the wafer holder 21 to the wafer unload arm 38, the center of the wafer unload arm 38 is made to coincide with the center of the rotating upper and lower portion 25 in advance, and the heights of the suction portions 49A and 49B are adjusted. The groove 37
The wafer stage 22 is moved in parallel with the grooves 37A and 37B in a state where the wafer holder 21
May be moved to the center of the rotating upper and lower portions 25, and then the wafer unload arm 38 may be raised.

【0053】このように、従来はウエハホルダ内に突没
自在に設けられていたウエハ上下ピンの上下動の動作
を、ウエハロードアーム28、及びウエハアンロードア
ーム38の昇降動作で代替し、従来は例えばウエハロー
ドアーム、及びウエハアンロードアーム側で行っていた
退避動作をウエハステージ22の移動動作で代替するこ
とによって、ウエハホルダ21側にはウエハ上下ピンを
設ける必要がなくなっている。従って、ウエハステージ
22の構成を簡素化できると共に、ウエハステージ22
の小型化もできることになり、ウエハステージ22を駆
動するためのリニアモータ等の駆動モータの出力を大き
くすることなく、ひいては発熱量を増大させることな
く、ウエハステージ22のステップ移動速度、及び走査
速度を容易に向上できるため、露光工程のスループット
が向上する。
As described above, the vertical movement of the wafer upper and lower pins, which is conventionally provided in the wafer holder so as to be freely retractable, is replaced by the lifting operation of the wafer load arm 28 and the wafer unload arm 38. For example, by replacing the retreat operation performed on the wafer load arm and the wafer unload arm with the movement operation of the wafer stage 22, it is not necessary to provide wafer upper and lower pins on the wafer holder 21 side. Accordingly, the configuration of the wafer stage 22 can be simplified, and
The step moving speed and the scanning speed of the wafer stage 22 can be reduced without increasing the output of a driving motor such as a linear motor for driving the wafer stage 22 and thus increasing the amount of heat generated. Can be easily improved, so that the throughput of the exposure step is improved.

【0054】なお、ウエハホルダ21からウエハステー
ジ22の上面にかけて設けられている溝部37A,37
Bの長さは、要は吸着部50A,50B(又は49A,
49B)とウエハW(又はW1)とが重ならなくなる範
囲まで設けてあればよいが、ウエハロードアーム28を
引き上げるタイミング、又はウエハアンロードアーム3
8を降下させておくタイミングとウエハステージ22を
移動するタイミングとのばらつき等を考慮すると、或る
程度の余裕を持った長さにしておくことが望ましい。
The grooves 37A, 37 provided from the wafer holder 21 to the upper surface of the wafer stage 22 are provided.
The length of B is, in short, the suction parts 50A, 50B (or 49A,
49B) and the wafer W (or W1) as long as they do not overlap with each other.
Considering variations in the timing at which the wafer stage 8 is lowered and the timing at which the wafer stage 22 is moved, it is desirable to set the length to a certain margin.

【0055】但し、仮にウエハステージ22上のウエハ
ホルダ21の厚さが、吸着部50A,50B又は49
A,49Bの厚さよりも余裕を持って厚い場合には、溝
部37A,37Bはウエハホルダ21のみに設けておけ
ばよく、ウエハステージ22側には設けておく必要が無
い。この場合には、溝部37A,37Bの端部は開放状
態となるため、ウエハロードアーム28の上昇、及びウ
エハアンロードアーム38の降下のタイミングの自由度
が増すため、例えばウエハステージ22の移動速度を速
くできることになって、スループットが向上する。
However, if the thickness of the wafer holder 21 on the wafer stage 22 is not equal to the thickness of the suction portion 50A, 50B or 49
When the thickness is larger than the thickness of A and 49B, the grooves 37A and 37B may be provided only on the wafer holder 21 and need not be provided on the wafer stage 22 side. In this case, since the ends of the grooves 37A and 37B are in an open state, the degree of freedom in the timing of raising the wafer load arm 28 and lowering the wafer unload arm 38 is increased. And the throughput is improved.

【0056】一方、本例のように、ウエハホルダ21の
厚さが吸着部50A,50B又は49A,49Bの厚さ
と同程度か、又はそれより薄い場合に、ウエハステージ
22の上面が平坦である場合には、図3に実線で示すよ
うに、吸着部50A,50B又は49A,49Bとの接
触を防止するために、溝部37A,37Bを長く形成し
ておく必要がある。なお、これは、ウエハステージ22
でウエハホルダ21を兼用する場合、即ちウエハステー
ジ22の上面とウエハホルダ21の上面とが同一平面で
ある場合にも当てはまる。この場合には、溝部37A,
37Bの端部等と吸着部50A,50B又は49A,4
9Bとの接触を防止するために、ウエハ交換時に例えば
ウエハステージ22の移動速度を遅くすることが望まし
いため、スループットが低下する恐れがある。
On the other hand, when the thickness of the wafer holder 21 is substantially equal to or smaller than the thickness of the suction portions 50A, 50B or 49A, 49B as in this example, the upper surface of the wafer stage 22 is flat. In order to prevent contact with the suction portions 50A, 50B or 49A, 49B, the grooves 37A, 37B need to be formed long as shown by the solid line in FIG. This is because the wafer stage 22
This also applies to the case where the wafer holder 21 is also used, that is, the case where the upper surface of the wafer stage 22 and the upper surface of the wafer holder 21 are on the same plane. In this case, the groove 37A,
37B end part etc. and adsorption part 50A, 50B or 49A, 4
In order to prevent contact with the wafer 9B, for example, it is desirable to reduce the moving speed of the wafer stage 22 when replacing the wafer, so that the throughput may be reduced.

【0057】そこで、本例では、ウエハステージ22の
上面でウエハホルダ21の左下方の部分に所定の深さの
段差部39を形成しておく。この段差部39の深さとウ
エハホルダ21の厚さとの和は、吸着部50A,50B
又は49A,49Bの厚さに対して余裕を持って厚くな
るように設定されている。これによって、溝部37A,
37Bは、段差部39のエッジ部39aの内側には形成
する必要がなくなり、溝部37A,37Bを長く形成す
る場合に比べて、ウエハステージ22を高速移動できる
ようになって、スループットが向上する。
Therefore, in this embodiment, a step 39 having a predetermined depth is formed in a lower left portion of the wafer holder 21 on the upper surface of the wafer stage 22. The sum of the depth of the step portion 39 and the thickness of the wafer holder 21 is determined by the suction portions 50A and 50B.
Alternatively, the thickness is set so as to have a margin with respect to the thickness of 49A and 49B. Thereby, the groove portions 37A,
37B does not need to be formed inside the edge portion 39a of the step portion 39, so that the wafer stage 22 can be moved at a higher speed than in the case where the grooves 37A and 37B are formed longer, and the throughput is improved.

【0058】また、図3においては、ウエハロードアー
ム28に保持されたウエハWのプリアライメントが行わ
れ、ウエハ搬送アーム43にはウエハWの次に露光され
るウエハW2が保持されている。ウエハ搬送アーム43
の先端部にもウエハを真空吸着する吸着部44が形成さ
れている。この場合、ウエハロードアーム28に保持さ
れているウエハWの外周の5箇所の上方に撮像装置26
L,26N1,26R,26N2,26Uが配置され、
これら5個の撮像装置26L〜26Uの検出中心はそれ
ぞれ回転上下部25の回転軸(中心軸)を中心とする同
一の円周上に設定されている。ウエハWの底面側に、照
明系回転軸46を軸として回転自在に照明系支持部45
が配置され、図3では、撮像装置26L,26N1,2
6Rに対向するように照明系支持部45内の照明系が配
置されるように、照明系支持部45の回転角が設定され
ている。
In FIG. 3, the wafer W held on the wafer load arm 28 is pre-aligned, and the wafer W2 to be exposed next to the wafer W is held on the wafer transfer arm 43. Wafer transfer arm 43
A suction portion 44 for vacuum-sucking the wafer is also formed at the tip of the device. In this case, the imaging device 26 is positioned above five locations on the outer periphery of the wafer W held by the wafer load arm 28.
L, 26N1, 26R, 26N2, 26U are arranged,
The detection centers of these five imaging devices 26L to 26U are respectively set on the same circumference centered on the rotation axis (center axis) of the rotating upper and lower part 25. On the bottom surface side of the wafer W, an illumination system support portion 45 is rotatable around an illumination system rotation shaft 46.
Are arranged, and in FIG. 3, the imaging devices 26L, 26N1, 2
The rotation angle of the illumination system support unit 45 is set so that the illumination system in the illumination system support unit 45 is arranged to face 6R.

【0059】図6(a)〜(d)は、12インチのウエ
ハWに対してプリアライメントを行う場合の動作説明図
であり、図6(a)は照明系支持部45がウエハWの底
面から退避した状態を示している。照明系支持部45に
は、6個の照明系47L,47N2,47R1,47
U,47N1,47R2が固定され、これらの照明系は
それぞれ照明光を発生する光源、及びコンデンサレンズ
等を備えている。また、12インチのウエハWでは、例
えばSIA(Semiconductor Industry Association:米
国半導体工業会)の規格によって或る(以下、「0°方
向」と呼ぶ)ノッチN1、及びそれに対して90°回転
した位置にある90°方向のノッチN2が設けられてい
る。なお、ノッチの位置、及び個数は任意であり、かつ
ノッチの代わりにオリエンテーションフラット等を設け
てもよい。
FIGS. 6A to 6D are explanatory views of the operation when pre-alignment is performed on a 12-inch wafer W. FIG. This shows a state in which the evacuation is performed. The illumination system support section 45 includes six illumination systems 47L, 47N2, 47R1, 47
U, 47N1, 47R2 are fixed, and these illumination systems each include a light source for generating illumination light, a condenser lens, and the like. In the case of a 12-inch wafer W, for example, a notch N1 (hereinafter referred to as “0 ° direction”) according to the standard of the Semiconductor Industry Association (SIA) and a position rotated 90 ° with respect to the notch N1 are referred to. A certain 90 ° notch N2 is provided. The position and number of the notches are arbitrary, and an orientation flat or the like may be provided instead of the notches.

【0060】そのように2つのノッチN1,N2を有す
る場合、ノッチN1,N2を観察するように撮像装置2
6N1,26N2が設置され、ノッチN1の左右の外周
を観察するように撮像装置26L,26Rが設置され、
ノッチN2の左右の外周を観察するように撮像装置26
R,26Uが設置されている。そして、ノッチN1、及
びこの左右のウエハWの外周の位置を検出する際には、
図6(b)に示すように、図6(a)の状態から照明系
支持部45が90°回転して、照明系支持部45内の照
明系47L,47N1,47R1がそれぞれ撮像装置2
6L,26N1,26Rに対向する。そして、撮像装置
26L,26Rの画像信号を処理することによって、一
例としてウエハWの外周で検出中心に最も近い点の、そ
の検出中心からの2次元的な位置ずれ量が求められる。
また、ノッチN1については、撮像装置26N1の画像
信号を処理することによって、一例として図6(d)に
示すように、ノッチN1の左右のエッジの仮想的な交点
Q1を中心としてノッチN1を2等分する直線と、ウエ
ハWの外周を仮想的に延長した円弧との交点(以下、
「ノッチの中心」と呼ぶ)Q2の検出中心からの2次元
的な位置ずれ量が求められる。
When such two notches N1 and N2 are provided, the image pickup device 2 is configured to observe the notches N1 and N2.
6N1 and 26N2 are installed, and the imaging devices 26L and 26R are installed so as to observe the left and right outer peripheries of the notch N1.
The imaging device 26 is configured to observe the left and right outer peripheries of the notch N2.
R and 26U are installed. When detecting the notch N1 and the positions of the outer periphery of the left and right wafers W,
As shown in FIG. 6B, the illumination system support 45 is rotated by 90 ° from the state shown in FIG.
6L, 26N1, 26R. Then, by processing the image signals of the imaging devices 26L and 26R, for example, a two-dimensional displacement amount of a point closest to the detection center on the outer periphery of the wafer W from the detection center is obtained.
As for the notch N1, by processing the image signal of the imaging device 26N1, for example, as shown in FIG. Intersection of a straight line that divides equally and an arc that virtually extends the outer periphery of the wafer W (hereinafter, referred to as an intersection)
A two-dimensional displacement amount from the detection center of Q2 (referred to as “center of notch”) is obtained.

【0061】次に、ノッチN2、及びこの左右のウエハ
Wの外周の位置を検出する際には、図6(c)に示すよ
うに、図6(b)の状態から更に照明系支持部45が9
0°回転して、照明系支持部45内の照明系47R2,
47N2,47Uがそれぞれ撮像装置26R,26N
2,26Uに対向する。そして、撮像装置26R,26
Uの画像信号を処理することによって、一例としてウエ
ハWの外周で検出中心に最も近い点の2次元的な位置ず
れ量が求められ、撮像装置26N2の画像信号を処理す
ることによって、一例としてノッチN2の中心の位置ず
れ量が求められる。
Next, when detecting the notch N2 and the positions of the outer periphery of the left and right wafers W, as shown in FIG. 6C, the illumination system support 45 is further moved from the state of FIG. Is 9
The illumination system 47R2 in the illumination system support 45 is rotated by 0 °.
47N and 47U are imaging devices 26R and 26N, respectively.
2,26U. Then, the imaging devices 26R, 26R
By processing the U image signal, for example, a two-dimensional displacement amount of a point closest to the detection center on the outer periphery of the wafer W is obtained. The amount of displacement of the center of N2 is obtained.

【0062】その後、R/Wローダ系制御系15におい
て、これらのウエハWの外周、及びノッチN1,N2の
中心の位置ずれ量を最小自乗法等を用いて処理すること
によって、図3の回転上下部25の回転軸に対するウエ
ハWの中心のX方向、Y方向への位置ずれ量(ΔWX,
ΔWY)、及びノッチN1,N2を基準としたウエハW
の回転角の誤差(回転誤差)ΔθWを算出する。ノッチ
N1,N2を基準とした回転誤差ΔθWとは、一例とし
てノッチN1及びN2の中心とウエハWの中心とを結ぶ
各直線のY軸、及びX軸に対する傾斜角の平均値であ
る。この後、R/Wローダ系制御系15は、図3の回転
上下部25をその回転誤差ΔθWを相殺するように回転
して、ウエハWの回転角を補正すると共に、位置ずれ量
(ΔWX,ΔWY)を主制御系5に供給する。主制御系
5では、その位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)をウエハW
の最終的なアライメント(ファインアライメント)を行
う際のオフセットに加算する。
After that, the R / W loader system control system 15 processes the displacement of the outer periphery of the wafer W and the center of the notches N1 and N2 by using the least square method or the like, whereby the rotation shown in FIG. The amount of displacement of the center of the wafer W with respect to the rotation axis of the upper and lower portions 25 in the X and Y directions (ΔWX,
ΔWY) and the wafer W based on the notches N1 and N2.
Is calculated (rotational error) ΔθW. The rotation error ΔθW based on the notches N1 and N2 is, for example, an average value of the inclination angles of the straight lines connecting the centers of the notches N1 and N2 and the center of the wafer W with respect to the Y axis and the X axis. Thereafter, the R / W loader system control system 15 rotates the rotating upper / lower portion 25 of FIG. 3 so as to cancel the rotation error ΔθW, corrects the rotation angle of the wafer W, and shifts the position error (ΔWX, ΔWY) is supplied to the main control system 5. In the main control system 5, the position deviation amount (ΔWX, ΔWY) is
Is added to the offset when the final alignment (fine alignment) is performed.

【0063】このように本例では、照明系支持部45を
2段階に回転することによって、ウエハWの外周の2組
の計測点での位置を検出しているため、ウエハWが大型
の12インチウエハであっても照明系支持部45を小型
化でき、ウエハローダ系を小型化できる。なお、図3及
び図6は12インチウエハ用の機構を示しているが、露
光対象のウエハが8インチウエハの場合には、それぞれ
図4及び図7の機構が使用される。
As described above, in the present embodiment, the position of the wafer W at the two sets of measurement points is detected by rotating the illumination system support 45 in two steps. Even if the wafer is an inch wafer, the illumination system support portion 45 can be downsized, and the wafer loader system can be downsized. 3 and 6 show a mechanism for a 12-inch wafer, but when the exposure target wafer is an 8-inch wafer, the mechanisms shown in FIGS. 4 and 7 are used, respectively.

【0064】即ち、図4は、8インチウエハに露光を行
う場合のウエハローダ系を図3に対応させて示す平面図
であり、この図4において、ウエハステージ22の上面
に直径が8インチより僅かに大きい円板状のウエハホル
ダ21Sが固定され、ウエハホルダ21Sの両端に接す
るように平行に溝部37SA,37SBが形成されてい
る。この場合にも、ウエハホルダ21Sが厚いときに
は、溝部37SA,37SBはウエハステージ22上に
は形成する必要が無く、ウエハホルダ21Sが薄いか、
又はウエハステージ22と一体化されている場合でも、
段差部39を設けることによって、溝部37SA,37
SBは、段差部39のエッジ部39aの内側には形成す
る必要がなくなり、ウエハステージ22を高速移動でき
るようになって、スループットが向上する。なお、ウエ
ハステージ22を更に小型化してもよい。
FIG. 4 is a plan view corresponding to FIG. 3 showing a wafer loader system for performing exposure on an 8-inch wafer. In FIG. A large disk-shaped wafer holder 21S is fixed to the groove, and grooves 37SA and 37SB are formed in parallel so as to contact both ends of the wafer holder 21S. Also in this case, when the wafer holder 21S is thick, the grooves 37SA and 37SB do not need to be formed on the wafer stage 22.
Or, even when integrated with the wafer stage 22,
By providing the step portion 39, the groove portions 37SA, 37
The SB does not need to be formed inside the edge portion 39a of the step portion 39, so that the wafer stage 22 can be moved at a high speed, and the throughput is improved. Note that the wafer stage 22 may be further miniaturized.

【0065】また、プリアライメント中の8インチのウ
エハWSを保持するウエハロードアーム28Sも小型化
され、このウエハWSの外周の5箇所の位置を検出する
ために撮像装置27D,27N1,27N2,27R,
27Lが配置されている。また、ウエハロードアーム2
8SにもウエハWを底面から吸着保持する吸着部50
A,50Bが形成され、これらの吸着部50A,50B
が溝部37SA,37SBに収まるようになっている。
また、ウエハWSの底面側に照明系回転軸46を中心と
して回転することによって挿脱自在に照明系支持部45
Sが配置され、照明系支持部45S内に5個の照明系が
取り付けられている。また、ウエハアンロードアーム3
8Sも8インチのウエハWS1に合わせて小型化され、
ウエハ搬送アーム43にも8インチのウエハWS2が載
置されている。その他の構成は図3の例と同様である。
The size of the wafer load arm 28S for holding the 8-inch wafer WS during pre-alignment is also reduced. ,
27L are arranged. Also, the wafer load arm 2
Suction unit 50 that also holds wafer W from the bottom surface in 8S.
A, 50B are formed, and these suction portions 50A, 50B are formed.
Are set in the grooves 37SA and 37SB.
Further, the illumination system support portion 45 is removably inserted into and removed from the bottom surface of the wafer WS by rotating about the illumination system rotation shaft 46 as a center.
S are arranged, and five illumination systems are mounted in the illumination system support part 45S. In addition, the wafer unload arm 3
8S is also downsized to match the 8-inch wafer WS1,
An 8-inch wafer WS2 is also mounted on the wafer transfer arm 43. Other configurations are the same as those in the example of FIG.

【0066】図7(a),(b)は、8インチのウエハ
WSに対してプリアライメントを行う場合の動作説明図
であり、図7(a)は照明系支持部45SがウエハWS
の底面から退避した状態を示している。照明系支持部4
5Sには、5個の照明系48L,48D,48N1,4
8N2,48Rが固定されている。また、8インチのウ
エハWSでも、例えばSIAの規格によって0°方向の
ノッチN1’、及び/又はそれに対して90°回転した
位置にある90°方向のノッチが設けられている。この
例でも、ノッチの位置、及び個数は任意であり、かつノ
ッチの代わりにオリエンテーションフラット等を設けて
もよい。
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the operation when pre-alignment is performed on an 8-inch wafer WS. FIG. 7A shows that the illumination system support portion 45S is connected to the wafer WS.
3 shows a state in which it has been retracted from the bottom surface of FIG. Lighting system support 4
5S has five illumination systems 48L, 48D, 48N1, 4
8N2 and 48R are fixed. The 8-inch wafer WS is also provided with a notch N1 ′ in the 0 ° direction and / or a notch in the 90 ° direction at a position rotated by 90 ° with respect to, for example, the SIA standard. Also in this example, the position and the number of the notches are arbitrary, and an orientation flat or the like may be provided instead of the notches.

【0067】図7(a)の例では、0°のノッチN1’
及び90°のノッチ(不図示)を観察するように撮像装
置27N1,27N2が設置され、ノッチN1’から時
計周りにウエハWSの外周の位置を観察するように撮像
装置27D,27L,27Rが設置されている。そし
て、ウエハWSの外周の位置を検出する際には、図7
(b)に示すように、図7(a)の状態から照明系支持
部45Sが90°回転して、照明系支持部45S内の5
個の照明系48N1〜48N2がそれぞれ撮像装置27
N1〜27N2に対向する。そして、5個の撮像装置2
7N1〜27N2の画像信号を処理することによって、
図4の回転上下部25の回転軸に対するウエハWSの中
心のX方向、Y方向への位置ずれ量、及びノッチN1’
等を基準としたウエハWSの回転誤差が算出される。
In the example of FIG. 7A, the notch N1 'at 0 °
The imaging devices 27N1, 27N2 are installed so as to observe notches (not shown) at 90 ° and the imaging devices 27D, 27L, 27R are installed so as to observe the position of the outer periphery of the wafer WS clockwise from the notch N1 ′. Have been. When detecting the position of the outer periphery of the wafer WS, FIG.
As shown in FIG. 7B, the illumination system support 45S rotates 90 ° from the state shown in FIG.
The illumination systems 48N1 to 48N2 are provided in the imaging device 27, respectively.
N1 to 27N2. And five imaging devices 2
By processing the image signals of 7N1 to 27N2,
4, the amount of displacement of the center of the wafer WS with respect to the rotation axis of the rotating upper and lower portions 25 in the X direction and the Y direction, and the notch N1 '
The rotation error of the wafer WS based on the above is calculated.

【0068】このように8インチウエハの場合には、全
部の撮像装置27N1〜27N2の検出視野を同時に照
明する照明系を設けても照明系支持部45Sがそれ程大
型化しないため、ウエハWSを一度に照明することがで
きる。従って、プリアライメントを高速に行うことがで
きる。なお、ウエハの外周の複数の検出領域で検出され
る位置から、そのウエハの中心位置、及び回転角を検出
するためのより詳細な方法は、例えば特願平9−362
02号に開示されている。更に、8インチウエハではノ
ッチ以外にオリエンテーションフラットを有する場合も
ある。このオリエンテーションフラットの照明とノッチ
の照明とを兼用するために、照明系支持部45Sに照明
領域が広い蛍光ランプや蛍光板のようなものを設けても
よい。
As described above, in the case of an 8-inch wafer, even if an illumination system for simultaneously illuminating the detection visual fields of all the imaging devices 27N1 to 27N2 is provided, the illumination system support portion 45S does not become so large. Can be illuminated. Therefore, pre-alignment can be performed at high speed. A more detailed method for detecting the center position and the rotation angle of the wafer from the positions detected in the plurality of detection areas on the outer periphery of the wafer is described in, for example, Japanese Patent Application No. 9-362.
No. 02. Further, an 8-inch wafer may have an orientation flat other than the notch. In order to use both the illumination of the orientation flat and the illumination of the notch, an illumination system supporting portion 45S may be provided with a fluorescent lamp or a fluorescent plate having a large illumination area.

【0069】次に、図3に示したウエハWのプリアライ
メント時の一連の動作につき図8のフローチャート、及
び図9を参照して説明する。図9(a)〜(f)はそれ
ぞれ投影光学系17の下部、及びウエハローダ系の概略
を示している。先ず、図8のステップ101において、
図9(a)のウエハロードアーム28を、ウエハアンロ
ードアーム38と機械的に干渉しない高さのウエハ受け
取り位置に移動する。この際に、照明系支持部45は退
避しているものとする。そして、ウエハ搬送アーム43
(ウエハWを保持するものとする)をウエハ搬送機構支
持部42に沿って+Y方向にウエハ受け取り位置まで移
動する。その後、ステップ102において、ウエハ搬送
アーム43の真空吸着をオフにすると共に、ウエハロー
ドアーム28の吸着部50A,50B(図3参照)の真
空吸着をオンにして、ウエハロードアーム28をZ方向
にプリアライメント位置まで上昇させる。これによっ
て、ウエハロードアーム28の吸着部50A,50Bに
ウエハWが受け渡される。
Next, a series of operations at the time of pre-alignment of the wafer W shown in FIG. 3 will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 and FIG. 9A to 9F schematically show the lower part of the projection optical system 17 and the wafer loader system, respectively. First, in step 101 of FIG.
The wafer load arm 28 in FIG. 9A is moved to a wafer receiving position at a height that does not mechanically interfere with the wafer unload arm 38. At this time, it is assumed that the illumination system support unit 45 has been retracted. Then, the wafer transfer arm 43
(Assuming the wafer W) is moved along the wafer transfer mechanism support section 42 in the + Y direction to the wafer receiving position. Then, in step 102, the vacuum suction of the wafer transfer arm 43 is turned off, and the vacuum suction of the suction units 50A and 50B (see FIG. 3) of the wafer load arm 28 is turned on, so that the wafer load arm 28 is moved in the Z direction. Raise to the pre-alignment position. As a result, the wafer W is delivered to the suction portions 50A and 50B of the wafer load arm 28.

【0070】次のステップ103において、照明系回転
軸46を介して照明系支持部45をウエハWの底面の第
1の計測位置(図6(b)の状態)に移動して、照明光
を照射させる。この状態が図9(a)に示す状態であ
る。そして、図6(b)の撮像装置26L,26N1,
26Rの画像信号を図1のR/Wローダ系制御系15に
取り込ませる。次に、照明系回転軸46を介して照明系
支持部45を更にウエハWの底面の第2の計測位置(図
6(c)の状態)に移動して、図6(c)の撮像装置2
6R,26N2,26Uの画像信号を図1のR/Wロー
ダ系制御系15に取り込ませる。
In the next step 103, the illumination system support 45 is moved to the first measurement position (the state shown in FIG. 6B) on the bottom surface of the wafer W via the illumination system rotation shaft 46, and the illumination light is reduced. Irradiate. This state is the state shown in FIG. Then, the imaging devices 26L, 26N1,
The 26R image signal is taken into the R / W loader system control system 15 of FIG. Next, the illumination system support unit 45 is further moved to the second measurement position (the state shown in FIG. 6C) on the bottom surface of the wafer W via the illumination system rotation shaft 46, and the imaging apparatus shown in FIG. 2
The image signals of 6R, 26N2, and 26U are taken into the R / W loader system control system 15 of FIG.

【0071】それに続くステップ104において、R/
Wローダ系制御系15はそれらの画像信号を上記のよう
に処理して、回転上下部25の回転軸を基準として、ウ
エハWの中心の位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)、及びノ
ッチを基準とした回転誤差ΔθWを算出する。更にステ
ップ105において、R/Wローダ系制御系15は、回
転上下部25を介して−ΔθWだけウエハロードアーム
28を回転して待機させておき、ウエハWの位置ずれ量
(ΔWX,ΔWY)を主制御系5に供給する。本例では
その位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)はウエハWの最終的
なアライメントを行う際のオフセットとして考慮されて
いるが、その代わりに、例えば図3においてウエハステ
ージ22をローディング位置に移動する際に、その位置
ずれ量(ΔWX,ΔWY)分だけウエハステージ22の
位置をずらしてもよい。その後、ステップ106におい
て図9(b)に示すように、照明系回転軸46を回転し
て照明系支持部45を退避させることによって、プリア
ライメントが終了する。その後でウエハ交換が実行され
る。また、そのプリアライメントの実行中に、ウエハス
テージ22上ではウエハW1に対する露光が並行して実
行されている。
In the subsequent step 104, R /
The W loader system control system 15 processes these image signals as described above, and uses the amount of displacement (ΔWX, ΔWY) of the center of the wafer W with respect to the rotation axis of the rotating upper and lower portions 25 and the notch as a reference. The calculated rotation error ΔθW is calculated. Further, in step 105, the R / W loader system control system 15 rotates the wafer load arm 28 by −ΔθW via the rotating upper / lower part 25 and keeps the wafer load arm 28 on standby. It is supplied to the main control system 5. In the present example, the positional deviation amounts (ΔWX, ΔWY) are considered as offsets when the final alignment of the wafer W is performed. Instead, for example, when the wafer stage 22 is moved to the loading position in FIG. Alternatively, the position of wafer stage 22 may be shifted by the position shift amount (ΔWX, ΔWY). Thereafter, in step 106, as shown in FIG. 9 (b), the pre-alignment is completed by rotating the illumination system rotation shaft 46 to retract the illumination system support 45. Thereafter, the wafer exchange is performed. Further, during the execution of the pre-alignment, the exposure on the wafer W1 is being executed on the wafer stage 22 in parallel.

【0072】次に、ウエハ交換、ウエハの最終的なアラ
イメント、及びウエハの露光動作の一例につき図10の
フローチャートを参照して説明する。図10のステップ
111において、図9(b)に示すように、ウエハホル
ダ21の中心(これを「ウエハステージ22の中心」と
も呼ぶ)がウエハのローディング位置に合致するように
ウエハステージ22を移動する。本例の「ローディング
位置」とは、ウエハホルダ21の表面を含む平面とウエ
ハロードアーム28の回転上下部25の中心線(回転
軸)とが交差する点である。以下では、ウエハホルダ2
1の中心が所定の点まで移動するようにウエハステージ
22を駆動することを、単にウエハステージ22をその
所定の点まで移動すると言う。また、図9(b)に示す
ように、ウエハステージ22がローディング位置まで移
動する前に、予めウエハ搬送機構支持部42に沿ってウ
エハアンロードアーム38の中心がローディング位置の
上方に達し、かつウエハアンロードアーム38の吸着部
49A,49B(図3参照)のZ方向の位置は、ウエハ
ステージ22上の溝部37A,37Bの中に収まる位置
に設定されている。この位置を、「ウエハの引き渡し位
置」と呼ぶ。従って、ウエハW1への露光が終わってウ
エハステージ22をローディング位置まで移動すること
によって、ウエハW1の底面にウエハアンロードアーム
38の吸着部49A,49Bが挿入されている。このと
きに、ウエハアンロードアーム38の上方にウエハロー
ドアーム28が重なるように待機している。
Next, an example of the wafer exchange, the final alignment of the wafer, and the exposure operation of the wafer will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 111 of FIG. 10, the wafer stage 22 is moved so that the center of the wafer holder 21 (also referred to as the “center of the wafer stage 22”) matches the wafer loading position, as shown in FIG. 9B. . The “loading position” in this example is a point at which a plane including the surface of the wafer holder 21 intersects with the center line (rotation axis) of the rotation upper and lower portion 25 of the wafer load arm 28. In the following, the wafer holder 2
Driving wafer stage 22 so that the center of 1 moves to a predetermined point is simply referred to as moving wafer stage 22 to the predetermined point. Further, as shown in FIG. 9B, before the wafer stage 22 moves to the loading position, the center of the wafer unload arm 38 reaches above the loading position in advance along the wafer transfer mechanism support portion 42, and The positions of the suction portions 49A and 49B (see FIG. 3) of the wafer unload arm 38 in the Z direction are set to positions that fit in the grooves 37A and 37B on the wafer stage 22. This position is referred to as a “wafer delivery position”. Accordingly, the wafer stage 22 is moved to the loading position after the exposure of the wafer W1 is completed, so that the suction portions 49A and 49B of the wafer unload arm 38 are inserted into the bottom surface of the wafer W1. At this time, the wafer load arm 28 is on standby so as to overlap the wafer unload arm 38.

【0073】そこで、ステップ112において、ウエハ
ホルダ21の真空吸着をオフにし、ウエハアンロードア
ーム38の真空吸着をオンにすると共に、ウエハアンロ
ードアーム38をZ方向に所定量(ここでは、ウエハW
1やウエハアンロードアーム38の吸着部49A,49
Bがウエハステージ22、又はウエハホルダ21と機械
的に干渉しない位置まで)上昇させる。これによって、
ウエハホルダ21からウエハアンロードアーム38に露
光済みのウエハW1が受け渡される。その後、ステップ
113において、図9(c)に示すように、ウエハアン
ロードアーム38をウエハ搬送機構支持部42に沿って
−Y方向に退避させるのと並行に、ウエハロードアーム
28を−Z方向に、ウエハアンロードアーム38と機械
的に干渉しない位置まで降下させて待機させる。これ
は、ウエハアンロードアーム38の移動のタイミングが
ずれた場合の接触を避けると共に、ウエハアンロードア
ーム38が退避した後でのウエハロードアーム28から
ウエハステージ22までの距離が短くなり、処理時間が
短縮できるためである。
In step 112, the vacuum suction of the wafer holder 21 is turned off, the vacuum suction of the wafer unload arm 38 is turned on, and the wafer unload arm 38 is moved in the Z direction by a predetermined amount (here, the wafer W).
1 and suction portions 49A, 49 of wafer unload arm 38
B is raised to a position where it does not mechanically interfere with the wafer stage 22 or the wafer holder 21). by this,
The exposed wafer W1 is transferred from the wafer holder 21 to the wafer unload arm 38. Thereafter, in step 113, as shown in FIG. 9C, the wafer load arm 28 is moved in the -Z direction while the wafer unload arm 38 is retracted in the -Y direction along the wafer transfer mechanism support portion 42. Then, it is lowered to a position where it does not mechanically interfere with the wafer unload arm 38 and waits. This avoids contact when the movement timing of the wafer unload arm 38 is deviated, and reduces the distance from the wafer load arm 28 to the wafer stage 22 after the wafer unload arm 38 is retracted. This is because it can be shortened.

【0074】そして、ステップ114において、図9
(d)に示すように、ウエハロードアーム28をウエハ
の引き渡し位置まで降下させる。これによって、図3の
ウエハロードアーム28の吸着部50A,50Bがウエ
ハステージ22上の溝部37A,37Bに収納される。
このように、吸着部50A,50Bが溝部37A,37
Bに収納される直前からウエハロードアーム28の真空
吸着はオフにされる。次のステップ115において、ウ
エハホルダ21の真空吸着をオンにすることによって、
ウエハロードアーム28からウエハホルダ21に未露光
のウエハWが受け渡される。この動作と並行に、図9
(d)において、ウエハアンロードアーム38は更に−
Y方向に不図示のウエハ搬送ラインまで移動して、ウエ
ハW1をそのウエハ搬送ラインに渡して戻って来る。
Then, in step 114, FIG.
As shown in (d), the wafer load arm 28 is lowered to the wafer transfer position. Thus, the suction portions 50A and 50B of the wafer load arm 28 of FIG. 3 are stored in the grooves 37A and 37B on the wafer stage 22.
Thus, the suction portions 50A, 50B are formed by the grooves 37A, 37B.
Immediately before being stored in B, the vacuum suction of the wafer load arm 28 is turned off. In the next step 115, by turning on the vacuum suction of the wafer holder 21,
An unexposed wafer W is transferred from the wafer load arm 28 to the wafer holder 21. In parallel with this operation, FIG.
In (d), the wafer unload arm 38 is further
The wafer W1 is moved in the Y direction to a wafer transfer line (not shown), and returns after passing the wafer W1 to the wafer transfer line.

【0075】次のステップ116において、図9(e)
に示すように、ウエハステージ22を移動してウエハロ
ードアーム28をウエハWの底面から引き抜いてから、
ウエハロードアーム28を上昇させる。具体的に、図3
に示すように、ウエハステージ22を溝部37A,37
Bに平行に左上方に移動させて、ウエハロードアーム2
8の吸着部50A,50BがウエハWの裏面から外れた
ときに、回転上下部25を介してウエハロードアーム2
8を、ウエハ搬送アーム43が搬送して来るウエハを受
け取ることができる位置、即ちウエハの受け取り位置ま
で上昇させる。それに続くステップ117において、図
9(f)に示すように、ウエハステージ22を順次アラ
イメント位置、ベースライン量計測位置、及び露光位置
に移動して、ウエハWに対する最終的なアライメント
(ファインアライメント)、及び露光を行う。これと並
行して、次に露光されるウエハW2を載せたウエハ搬送
アーム43の中心が、ウエハロードアーム28の中心ま
で移動した後、ウエハロードアーム28を上昇させるこ
とで、ウエハロードアーム28にウエハW2が受け渡さ
れる。これは図8のステップ101,102の動作と同
じである。この際に、ウエハアンロードアーム38は図
9(a)に示すように、ウエハの引き渡し位置に待機す
る。その後、ステップ118で上記の動作を繰り返すこ
とによって次のウエハへの露光が行われる。
In the next step 116, FIG.
As shown in (2), after moving the wafer stage 22 and pulling out the wafer load arm 28 from the bottom surface of the wafer W,
The wafer load arm 28 is raised. Specifically, FIG.
As shown in FIG.
B to the upper left in parallel with the wafer load arm 2
When the suction portions 50A and 50B of the wafer 8 come off the back surface of the wafer W, the wafer load arm 2
8 is moved up to a position where the wafer transfer arm 43 can receive the transferred wafer, that is, a wafer receiving position. In a subsequent step 117, as shown in FIG. 9F, the wafer stage 22 is sequentially moved to the alignment position, the baseline amount measurement position, and the exposure position, and the final alignment (fine alignment) with respect to the wafer W is performed. And exposure. In parallel with this, after the center of the wafer transfer arm 43 on which the next wafer W2 to be exposed is mounted moves to the center of the wafer load arm 28, the wafer load arm 28 is raised, so that the wafer load arm 28 The wafer W2 is delivered. This is the same as the operation of steps 101 and 102 in FIG. At this time, the wafer unload arm 38 waits at the wafer transfer position as shown in FIG. Thereafter, in step 118, the above operation is repeated to expose the next wafer.

【0076】次に、図10のステップ117のウエハW
に対するアライメント、及び露光動作の一例につき図1
1〜図14を参照して説明する。先ず、図11は、ステ
ップ111のようにウエハステージ22をローディング
位置P1(星印が付されている。以下同様)に移動した
状態、即ちウエハホルダ21の中心を回転上下部25の
中心線上に移動した状態を示し、この図11において、
ウエハロードアーム28からウエハホルダ21上にウエ
ハWが受け渡されている。この状態でも、ウエハステー
ジ22の側面の端部に図1のレーザ干渉計18からのレ
ーザビームが照射されており、ウエハステージ22の位
置は高精度に計測されている。
Next, the wafer W in step 117 in FIG.
FIG. 1 shows an example of alignment and exposure operation for
This will be described with reference to FIGS. First, FIG. 11 shows a state in which the wafer stage 22 has been moved to the loading position P1 (indicated by an asterisk; the same applies hereinafter) as in step 111, that is, the center of the wafer holder 21 has been moved on the center line of the rotating upper and lower part 25. In this FIG. 11,
The wafer W is delivered from the wafer load arm 28 onto the wafer holder 21. Even in this state, the end of the side surface of the wafer stage 22 is irradiated with the laser beam from the laser interferometer 18 in FIG. 1, and the position of the wafer stage 22 is measured with high accuracy.

【0077】次に、図12は、ウエハWの最終的なアラ
イメント(ファインアライメント)を行う場合のウエハ
ステージ22の軌跡、即ちウエハホルダ21の中心の軌
跡40を示し、ウエハステージ22は、図11の状態か
ら溝部37A,37Bに沿って左上方に移動し、ウエハ
ロードアーム28の吸着部50A,50BがウエハWの
底面から外れた後、軌跡40で示すように順次3個のア
ライメント位置P2,P3,P4に移動する。本例で
は、ウエハW上の全部のショット領域にそれぞれ2次元
のファインアライメント用のウエハマークが付設されて
いるものとして、それらのショット領域から予め選択さ
れている同一直線上には存在しない3個のショット領域
(サンプルショット)のウエハマークWM1,WM2,
WM3の座標(X,Y)を図1のアライメントセンサ1
9を用いて計測し、この計測結果を処理してウエハW上
の全部のショット領域の配列座標を算出するものとす
る。これは、計測するサンプルショットの個数を最低の
3個としたEGA(エンハンスト・グローバル・アライ
メント)方式のアライメントとみなすことができる。こ
の方式は3点EGA方式とも呼ぶことができる。なお、
サンプルショットの個数を例えば3個以上(例えば8個
等)に設定してもよい。また、EGA方式のアライメン
ト方法については、例えば特開昭61−44429号公
報等に開示されているため、詳細な説明は省略する。
Next, FIG. 12 shows a trajectory of the wafer stage 22 when a final alignment (fine alignment) of the wafer W is performed, that is, a trajectory 40 of the center of the wafer holder 21. The wafer stage 22 shown in FIG. After moving from the state to the upper left along the grooves 37A and 37B, the suction portions 50A and 50B of the wafer load arm 28 are separated from the bottom surface of the wafer W, and then three alignment positions P2 and P3 are sequentially shown as indicated by a trace 40. , P4. In this example, it is assumed that two-dimensional fine alignment wafer marks are respectively attached to all the shot areas on the wafer W, and three shot marks that do not exist on the same straight line previously selected from the shot areas are assumed. Wafer marks WM1, WM2 in the shot area (sample shot)
The coordinates (X, Y) of WM3 are set to the alignment sensor 1 in FIG.
9 and processing this measurement result to calculate the array coordinates of all shot areas on the wafer W. This can be regarded as EGA (Enhanced Global Alignment) type alignment in which the number of sample shots to be measured is at least three. This method can also be called a three-point EGA method. In addition,
The number of sample shots may be set to, for example, three or more (for example, eight). Further, since the EGA type alignment method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429, a detailed description thereof will be omitted.

【0078】そして、第1のアライメント位置P2は、
ウエハWの設計上のショット配列を図8のプリアライメ
ント工程の結果で補正することによって決定される。即
ち、ウエハW上の各ショット領域の設計上の配列座標
(ここでは対応するウエハマークの配列座標と同じと仮
定する)に、図8のステップ105で求めたウエハWの
中心の位置ずれ量(ΔWX,ΔWY)をオフセットとし
て加算して得られる配列座標を、第1のオフセット補正
後の配列座標(SX1,SY1)とする。そして、この
第1のオフセット補正後のウエハマークWM1の配列座
標より、このウエハマークWM1をアライメントセンサ
19の検出視野19b内の検出中心19aに合致させる
ための、ウエハステージ22の位置を求めると、この位
置が第1のアライメント位置P2となる。これによっ
て、ウエハステージ22が第1のアライメント位置P2
に達すると、観察視野19a内にウエハW上のウエハマ
ークWM1が収まるようになる。このため本例では、ウ
エハW上の大まかなショット配列を求めるためのサーチ
アライメント工程が不要となっているが、これは本例の
プリアライメント精度が高いから可能になったことであ
る。
Then, the first alignment position P2 is
It is determined by correcting the designed shot arrangement of the wafer W with the result of the pre-alignment step of FIG. That is, the misalignment of the center of the wafer W obtained in step 105 of FIG. The array coordinates obtained by adding ΔWX, ΔWY) as an offset are referred to as array coordinates (SX1, SY1) after the first offset correction. Then, from the array coordinates of the wafer mark WM1 after the first offset correction, the position of the wafer stage 22 for matching the wafer mark WM1 with the detection center 19a in the detection field 19b of the alignment sensor 19 is obtained. This position is the first alignment position P2. As a result, the wafer stage 22 moves to the first alignment position P2.
Is reached, the wafer mark WM1 on the wafer W falls within the observation visual field 19a. For this reason, in the present embodiment, the search alignment step for obtaining a rough shot arrangement on the wafer W is not required. This is possible because the pre-alignment accuracy of the present embodiment is high.

【0079】そして、アライメントセンサ19を介して
ウエハマークWM1の座標(XM1,YM1)を計測す
る際に、ウエハマークWM1の検出中心19aに対する
X方向、Y方向への位置ずれ量(ΔEX1,ΔEY1)
を求め、上記の第1のオフセット補正後の配列座標(S
X1,SY1)を更にその位置ずれ量(ΔEX1,ΔE
Y1)分だけ補正して、第2のオフセット補正後の配列
座標(SX2,SX2)を求める。また、アライメント
位置P2〜P4でのウエハステージ22のX座標は、ア
ッベ誤差が生じないようにレーザビームLBX4,LB
X5を用いて計測される。そして、位置ずれ量(ΔEX
1,ΔEY1)を補正するようにウエハステージ22を
移動した後、再びアライメントセンサ19を介してウエ
ハマークWM1の座標(XM1’,YM1’)を計測す
る。これは、画像処理方式の観察視野19bの周辺部で
は、結像系の収差によって位置検出精度が低下する恐れ
があるため、できるだけ被検マークを検出中心19aに
近付けて検出精度を向上させるためである。従って、結
像系の収差が周辺部でも極めて小さい場合、又は特に厳
しい重ね合わせ精度が要求されない場合等には、ウエハ
マークWM1の位置の再計測を行う必要は無い。
When measuring the coordinates (XM1, YM1) of the wafer mark WM1 via the alignment sensor 19, the amount of displacement (ΔEX1, ΔEY1) in the X and Y directions with respect to the detection center 19a of the wafer mark WM1.
Is calculated, and the array coordinates after the first offset correction (S
X1, SY1) is further shifted by the positional deviation amount (ΔEX1, ΔE
Y1) is corrected and the array coordinates (SX2, SX2) after the second offset correction are obtained. The X coordinates of the wafer stage 22 at the alignment positions P2 to P4 are adjusted so that the laser beams LBX4 and LB
It is measured using X5. Then, the displacement amount (ΔEX
After moving the wafer stage 22 so as to correct (1, ΔEY1), the coordinates (XM1 ′, YM1 ′) of the wafer mark WM1 are measured again via the alignment sensor 19. This is because, in the peripheral portion of the observation field of view 19b of the image processing method, there is a possibility that the position detection accuracy may be reduced due to the aberration of the imaging system. is there. Accordingly, when the aberration of the imaging system is extremely small even in the peripheral portion, or when particularly strict overlay accuracy is not required, it is not necessary to re-measure the position of the wafer mark WM1.

【0080】次に、図12において、ウエハステージ2
2を第2のアライメント位置P3に移動して、アライメ
ントセンサ19を介してウエハマークWM2の座標(X
M2,YM2)を計測する。そのアライメント位置P3
は、上記の第2のオフセット補正後の配列座標(SX
2,SX2)上でのウエハマークWM2の配列座標に基
づいて、ウエハマークWM2をアライメントセンサ19
の検出中心19aに合致させるために決定したウエハス
テージ22の位置である。この場合、本例では、ウエハ
マークWM1の座標(XM1’,YM1’)とウエハマ
ークWM2の座標(XM2,YM2)とを結ぶ直線の、
設計上で両マークWM1,WM2を結ぶ直線に対する傾
斜角Θを求め、この傾斜角Θ分だけウエハマークWM1
を中心としてその第2のオフセット補正後の配列座標
(SX2,SX2)を回転して、第3のオフセット、及
び回転角補正後の配列座標(SX3,SX3)を求め
る。
Next, referring to FIG.
2 is moved to the second alignment position P3, and the coordinates (X
M2, YM2) are measured. Its alignment position P3
Are the array coordinates (SX) after the second offset correction described above.
2, SX2), the wafer mark WM2 is aligned with the alignment sensor 19 based on the array coordinates of the wafer mark WM2.
Is the position of the wafer stage 22 determined to match the detection center 19a. In this case, in this example, a straight line connecting the coordinates (XM1 ′, YM1 ′) of the wafer mark WM1 and the coordinates (XM2, YM2) of the wafer mark WM2 is
An inclination angle に 対 す る with respect to a straight line connecting both marks WM1 and WM2 is determined in the design, and the wafer mark WM1 is calculated by the inclination angle Θ.
Is rotated about the second coordinate array (SX2, SX2) after the second offset correction, and the third offset and array coordinates (SX3, SX3) after the rotation angle correction are obtained.

【0081】また、ここでもその傾斜角ΘだけウエハW
を回転した位置がアライメントセンサ19の検出中心1
9aとなるようにウエハステージ22の位置を微調整し
て、再び第2のウエハマークの座標(XM2’,YM
2’)を計測する。その後、その第3のオフセット、及
び回転角補正後の配列座標(SX3,SX3)に基づい
て、ウエハステージ22を第3のアライメント位置P4
に移動して、アライメントセンサ19を介してウエハマ
ークWM3の座標(XM3,YM3)を計測する。そし
て、3個のウエハマークWM1,WM2,WM3の座標
の計測値から、ウエハW上のショット配列のX方向、Y
方向のスケーリング、ローテーション、直交度誤差、及
びX方向、Y方向のオフセットよりなる6個の変換パラ
メータを決定し、これらの変換パラメータを用いてウエ
ハW上の設計上のショット配列を変換して、ウエハW上
の全部のショット領域の配列座標を算出する。これで、
ウエハWのファインアライメントが終了したことにな
る。
Also here, the wafer W is tilted by the angle Θ.
Is the detection center 1 of the alignment sensor 19
9a, the position of the wafer stage 22 is finely adjusted, and the coordinates (XM2 ′, YM2) of the second wafer mark are again adjusted.
2 ') is measured. Thereafter, based on the third offset and the array coordinates (SX3, SX3) after the rotation angle correction, the wafer stage 22 is moved to the third alignment position P4.
To measure the coordinates (XM3, YM3) of the wafer mark WM3 via the alignment sensor 19. Then, from the measured values of the coordinates of the three wafer marks WM1, WM2, and WM3, the X direction and the Y direction of the shot array on the wafer W are determined.
Determine six conversion parameters including directional scaling, rotation, orthogonality error, and offsets in the X and Y directions, and use these conversion parameters to convert a designed shot array on the wafer W, The array coordinates of all shot areas on the wafer W are calculated. with this,
This means that the fine alignment of the wafer W has been completed.

【0082】次に、図13に示すように、ウエハステー
ジ22をベースライン量計測位置P5に移動する。この
ベースライン量計測位置P5では、ウエハステージ22
上の基準プレート34が投影光学系17の光軸AX、及
びアライメントセンサ19の検出中心19aとほぼ重な
るようになる。この状態で、図1のレチクルR1上のア
ライメントマークと対応する基準マークとの位置ずれ量
を計測し、アライメントセンサ19の検出中心19aと
対応する基準マークとの位置ずれ量を計測し、これらの
位置ずれ量をそれらの基準マークの間隔に加算すること
によって、レチクルR1のパターン像の中心(ここでは
光軸AXと合致している)とアライメントセンサ19の
検出中心19aとの間隔であるベースライン量BLが高
精度に計測される。この後は、図12で求めたウエハW
上のショット領域の配列座標をそのベースライン量で補
正した座標に基づいてウエハステージ22を駆動するこ
とによって、各ショット領域とレチクルR1のパターン
像とを高精度に重ね合わせることができる。
Next, as shown in FIG. 13, the wafer stage 22 is moved to the baseline amount measurement position P5. At the baseline amount measurement position P5, the wafer stage 22
The upper reference plate 34 substantially overlaps the optical axis AX of the projection optical system 17 and the detection center 19a of the alignment sensor 19. In this state, the amount of misalignment between the alignment mark on the reticle R1 in FIG. 1 and the corresponding reference mark is measured, and the amount of misalignment between the detection center 19a of the alignment sensor 19 and the corresponding reference mark is measured. By adding the amount of displacement to the interval between the reference marks, a baseline, which is the interval between the center of the pattern image of the reticle R1 (here, coincident with the optical axis AX) and the detection center 19a of the alignment sensor 19, is obtained. The quantity BL is measured with high accuracy. Thereafter, the wafer W obtained in FIG.
By driving the wafer stage 22 based on the coordinates obtained by correcting the array coordinates of the upper shot area by the baseline amount, each shot area and the pattern image of the reticle R1 can be superimposed with high accuracy.

【0083】そこで、図14に示すように、ウエハステ
ージ22を露光開始位置P6に移動して、ウエハW上の
各ショット領域SAへの走査露光を開始する。即ち、投
影光学系17による露光領域30に対してアッベ誤差が
生じないように、ウエハステージ22のX座標をレーザ
ビームLBX1〜LBX3を用いて計測すると共に、各
ショット領域SAを露光領域30が軌跡41で示すよう
に蛇行して走査するようにウエハステージ22を駆動す
る。その後、全部のショット領域への露光が終了する
と、ウエハステージ22は露光終了位置P7に達する。
その後、軌跡40で示すように、ウエハステージ22が
ローディング位置P1の近傍では溝部37A,37Bに
平行に移動するように、ウエハステージ22をローディ
ング位置P1まで移動させる。この際に、予めローディ
ング位置P1にウエハアンロードアーム38が待機して
いるため、ウエハアンロードアーム38にそのままウエ
ハWを受け渡すことができる。
Then, as shown in FIG. 14, the wafer stage 22 is moved to the exposure start position P6 to start scanning exposure on each shot area SA on the wafer W. That is, the X coordinate of the wafer stage 22 is measured by using the laser beams LBX1 to LBX3 so that the Abbe error does not occur in the exposure area 30 by the projection optical system 17, and the shot area SA is traced by the exposure area 30. The wafer stage 22 is driven so as to meander and scan as indicated by 41. Thereafter, when exposure of all shot areas is completed, wafer stage 22 reaches exposure end position P7.
Thereafter, as shown by the trajectory 40, the wafer stage 22 is moved to the loading position P1 so that the wafer stage 22 moves parallel to the grooves 37A and 37B near the loading position P1. At this time, since the wafer unload arm 38 is waiting at the loading position P1 in advance, the wafer W can be transferred to the wafer unload arm 38 as it is.

【0084】上記の実施の形態によれば、図5に示すよ
うに、投影光学系17を支持する支持部材48に固定さ
れたウエハプリアライメント駆動部24に取り付けられ
た回転上下部25の下端のウエハロードアーム28にお
いて、露光対象のウエハのプリアライメントを実行し、
そのウエハの位置を保った状態でそのウエハをウエハス
テージ22上のウエハホルダ21に受け渡しているた
め、ウエハホルダ21に対してウエハを搬送したときの
位置決め精度が従来よりも向上している。そのため、サ
ーチアライメントを省略でき、全体のアライメントに要
する時間が短縮され、露光工程のスループットが向上し
ている。
According to the above embodiment, as shown in FIG. 5, the lower end of the rotating upper / lower section 25 attached to the wafer pre-alignment drive section 24 fixed to the support member 48 for supporting the projection optical system 17 is provided. In the wafer load arm 28, pre-alignment of the wafer to be exposed is performed,
Since the wafer is transferred to the wafer holder 21 on the wafer stage 22 while maintaining the position of the wafer, the positioning accuracy when the wafer is transferred to the wafer holder 21 is improved as compared with the related art. Therefore, the search alignment can be omitted, the time required for the entire alignment is reduced, and the throughput of the exposure process is improved.

【0085】また、プリアライメントを行うときのウエ
ハロードアーム28の高さとウエハアンロードアーム3
8の高さとをZ方向にずらしており、露光動作中にも並
行してプリアライメントができる構成としているため、
更にスループットが向上している。更に、本例では照明
系支持部45の退避を照明系回転軸46の回転により行
っているので、ウエハが通過する領域での異物の発生が
抑制されているという効果もある。
The height of the wafer load arm 28 and the wafer unload arm 3 when performing pre-alignment
8 is shifted in the Z direction so that pre-alignment can be performed in parallel during the exposure operation.
Further, the throughput is improved. Furthermore, in this example, since the illumination system support portion 45 is retracted by rotating the illumination system rotation shaft 46, there is also an effect that generation of foreign matter in a region through which the wafer passes is suppressed.

【0086】なお、上記の実施の形態の投影光学系17
は屈折系を前提としているが、例えばArF(波長19
3nm)エキシマレーザ光等を露光光として使用する場
合には、透過率の良好な硝材が少ないため、投影光学系
17としては反射屈折系(カタジオプトリック系)を使
用してもよく、この場合にも本発明が適用できる。ま
た、露光ビームとして、波長100nm程度以下の極端
紫外光(EUVL、又はXVL)、更には軟X線等を使
用する露光装置(例えば走査露光型)のウエハローダ
系、又はマスクを使用しない電子線描画装置のウエハロ
ーダ系等にも本発明は適用可能である。極端紫外光等は
光路を真空にすることが望ましいため、上記の実施の形
態における真空吸着によるレチクルやウエハ等の基板の
保持の代わりに、平行度を厳しく設定した3点支持方式
で基板を保持するか、又は静電吸着による保持方法等を
適用する必要がある。
The projection optical system 17 according to the above-described embodiment is used.
Is based on a refraction system. For example, ArF (wavelength 19
When excimer laser light or the like is used as exposure light, since there are few glass materials having good transmittance, a catadioptric system (catadioptric system) may be used as the projection optical system 17. The present invention can be applied to the case. Also, a wafer loader system of an exposure apparatus (for example, a scanning exposure type) using extreme ultraviolet light (EUVL or XVL) having a wavelength of about 100 nm or less as an exposure beam, and a soft X-ray or the like, or an electron beam drawing without using a mask The present invention is also applicable to a wafer loader system of the apparatus. Since it is desirable to make the optical path of extreme ultraviolet light or the like vacuum, instead of holding the substrate such as a reticle or a wafer by vacuum suction in the above-described embodiment, the substrate is held by a three-point support method in which the degree of parallelism is set strictly. Or it is necessary to apply a holding method by electrostatic attraction.

【0087】また、アライメントセンサ19としては、
画像処理方式の代わりに、レーザステップアライメント
(LSA)方式や2光束干渉方式(LIA方式)等を使
用してもよい。更に、上記の実施の形態はステップ・ア
ンド・スキャン方式(走査露光型)の投影露光装置につ
いて説明しているが、本発明はステッパーのような一括
露光型の投影露光装置、又は投影光学系を使用しないプ
ロキシミティ方式の露光装置等にも適用可能である。更
に、本発明は電子線露光装置のウエハステージ等にも適
用できる。このように、本発明は上述の実施の形態に限
定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成
を取り得る。
As the alignment sensor 19,
Instead of the image processing method, a laser step alignment (LSA) method, a two-beam interference method (LIA method), or the like may be used. Further, in the above embodiment, a step-and-scan type (scanning exposure type) projection exposure apparatus has been described, but the present invention relates to a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper, or a projection optical system. The present invention is also applicable to a proximity type exposure apparatus that is not used. Further, the present invention can be applied to a wafer stage or the like of an electron beam exposure apparatus. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明の第1の基板の受け渡し方法によ
れば、基板ステージ側には基板を昇降させる部材を設け
る必要が無いため、その基板ステージを小型化でき、そ
の基板ステージの移動速度や位置決め精度(制御性)を
向上できる。また、搬入用アーム上で基板の位置を計測
した後、そのままその基板を基板ステージ上に受け渡し
ているため、その基板ステージ上に基板を載置する際の
位置決め精度を向上できる利点がある。
According to the first method of transferring a substrate of the present invention, there is no need to provide a member for raising and lowering the substrate on the substrate stage side, so that the substrate stage can be downsized and the moving speed of the substrate stage can be reduced. And the positioning accuracy (controllability) can be improved. Further, after measuring the position of the substrate on the loading arm, the substrate is transferred to the substrate stage as it is, so that there is an advantage that the positioning accuracy when the substrate is placed on the substrate stage can be improved.

【0089】また、本発明の第2の基板の受け渡し方法
によれば、基板ステージの横方向への移動動作と、搬入
用アーム、及び搬出用アームの上下動との組み合わせで
基板の受け渡しを行うことができるため、基板ステージ
との間での基板の交換時間を短縮できる。また、搬入用
アーム上で基板の位置を計測した後、そのままその基板
を基板ステージ上に受け渡しているため、その基板ステ
ージ上に基板を載置する際の位置決め精度を向上でき
る。このため、第3ステップではサーチアライメントを
殆ど省略できるため、露光工程のスループットが向上で
きる。
According to the second method of transferring a substrate of the present invention, a substrate is transferred by a combination of a horizontal movement of a substrate stage and a vertical movement of a carry-in arm and a carry-out arm. Therefore, the time required to exchange the substrate with the substrate stage can be reduced. Further, after measuring the position of the substrate on the loading arm, the substrate is transferred to the substrate stage as it is, so that the positioning accuracy when placing the substrate on the substrate stage can be improved. Therefore, in the third step, search alignment can be almost omitted, so that the throughput of the exposure step can be improved.

【0090】また、本発明の第1の露光装置によれば、
その第1の基板の受け渡し方法を使用できる。そして、
搬出用アームを備えたときには、その第2の基板の受け
渡し方法を使用できる。
According to the first exposure apparatus of the present invention,
The method of transferring the first substrate can be used. And
When the carrying arm is provided, the method of transferring the second substrate can be used.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例で使用される投影露
光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた構成図であ
る。
FIG. 1 is a partially cut-away configuration diagram illustrating a schematic configuration of a projection exposure apparatus used in an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のレーザ干渉計18のレーザビームの配
列、及びウエハステージ22上の結像特性の計測系等を
示す一部を省略した平面図である。
FIG. 2 is a plan view partially illustrating a laser beam array of the laser interferometer 18 of FIG.

【図3】図1中のウエハステージ22、及び12インチ
ウエハ用のウエハローダ系を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a wafer stage 22 and a wafer loader system for a 12-inch wafer in FIG. 1;

【図4】図1中のウエハステージ22、及び8インチウ
エハ用のウエハローダ系を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a wafer stage 22 and a wafer loader system for an 8-inch wafer in FIG. 1;

【図5】(a)は図1の投影光学系17の支持機構、及
びウエハローダ系を示す一部を切り欠いた構成図、
(b)はウエハ搬送アーム43からウエハロードアーム
28にウエハを受け渡す場合を示す要部の図である。
FIG. 5A is a configuration diagram in which a support mechanism of the projection optical system 17 of FIG. 1 and a wafer loader system are partially cut away,
FIG. 4B is a main part diagram showing a case where the wafer is transferred from the wafer transfer arm 43 to the wafer load arm 28.

【図6】その実施の形態の一例において12インチウエ
ハのプリアライメントを行う場合の計測方法の説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a measurement method when performing pre-alignment of a 12-inch wafer in one example of the embodiment.

【図7】その実施の形態の一例において8インチウエハ
のプリアライメントを行う場合の計測方法の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a measurement method when pre-alignment of an 8-inch wafer is performed in an example of the embodiment.

【図8】その実施の形態の一例において、ウエハのプリ
アライメントを行う場合の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation when pre-alignment of a wafer is performed in an example of the embodiment.

【図9】ウエハのプリアライメント、及びウエハの交換
を行う場合の一連の動作の説明に供する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a series of operations when performing wafer pre-alignment and wafer replacement.

【図10】その実施の形態の一例において、ウエハ交
換、ウエハのアライメント、及びウエハへの露光を行う
場合の動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation in a case where wafer exchange, wafer alignment, and wafer exposure are performed in one example of the embodiment.

【図11】ウエハステージ22がローディング位置にあ
る状態を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a state where the wafer stage 22 is at a loading position.

【図12】ウエハステージ22がアライメント位置に移
動してアライメントが行われる状態を示す平面図であ
る。
FIG. 12 is a plan view showing a state where the wafer stage 22 is moved to an alignment position and alignment is performed.

【図13】ウエハステージ22がベースライン量計測位
置に移動してベースライン量の計測が行われる状態を示
す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a state where the wafer stage 22 is moved to a baseline amount measurement position and a baseline amount is measured.

【図14】ウエハに露光を行う場合のウエハステージ2
2の動作を示す平面図である。
FIG. 14 shows a wafer stage 2 when exposing a wafer.
2 is a plan view showing the operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 照明光学系 4 照明制御系 5 主制御系 R,R1 レチクル 10 レチクルステージ 12,18 レーザ干渉計 13 レチクルベース 15 R/Wローダ系制御系 16 ステージ制御系 17 投影光学系 W,W1 ウエハ 19 アライメントセンサ 21 ウエハホルダ 22 ウエハステージ 23 ウエハベース 24 ウエハプリアライメント駆動部 25 回転上下部 26,27 撮像装置 28 ウエハロードアーム 37A,37A 溝部 38 ウエハアンロードアーム 42 ウエハ搬送機構支持部 43 ウエハ搬送アーム 45 照明系支持部 46 照明系回転軸 47L〜47U 12インチウエハ用の照明系の発光部 48L〜48D 8インチウエハ用の照明系の発光部 49A,49B,50A,50B 吸着部 Reference Signs List 3 illumination optical system 4 illumination control system 5 main control system R, R1 reticle 10 reticle stage 12, 18 laser interferometer 13 reticle base 15 R / W loader system control system 16 stage control system 17 projection optical system W, W1 wafer 19 alignment Sensor 21 Wafer holder 22 Wafer stage 23 Wafer base 24 Wafer pre-alignment drive unit 25 Rotating vertical unit 26, 27 Imaging device 28 Wafer load arm 37A, 37A Groove 38 Wafer unload arm 42 Wafer transfer mechanism support 43 Wafer transfer arm 45 Illumination system Supporting part 46 Lighting system rotation axis 47L-47U Lighting part of lighting system for 12 inch wafer 48L-48D Lighting part of lighting system for 8 inch wafer 49A, 49B, 50A, 50B Suction part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板ステージによって位置決め、又は移
動される基板上にマスクのパターンを転写する露光装置
の前記基板ステージとの間で前記基板の受け渡しを行う
基板の受け渡し方法において、 前記基板を保持して該基板を昇降させる搬入用アームを
備え、 該搬入用アームに前記基板を保持した状態で、該基板の
位置を外形基準で、又は所定の位置合わせ用マークを基
準として検出し、 該検出結果に基づいて前記基板ステージを前記基板を受
ける位置まで移動した状態で、前記搬入用アームを降下
させて前記基板を前記基板ステージ上に載置した後に、 前記搬入用アームを前記基板から外すことを特徴とする
基板の受け渡し方法。
1. A method for transferring a substrate to and from the substrate stage of an exposure apparatus that transfers a pattern of a mask onto a substrate that is positioned or moved by the substrate stage. A loading arm for raising and lowering the substrate by detecting the position of the substrate on the basis of an outer shape or a predetermined alignment mark while holding the substrate on the loading arm; In a state where the substrate stage is moved to a position for receiving the substrate based on the above, after the loading arm is lowered and the substrate is placed on the substrate stage, the loading arm is removed from the substrate. Characteristic board transfer method.
【請求項2】 前記搬入用アームに保持された前記基板
の位置を検出する際に、前記基板の外周部に形成された
切り欠き部を含む少なくとも3箇所の位置を検出し、該
検出された位置に基づいて前記基板の回転角を算出し、 該算出結果に基づいて前記搬入用アームを回転して前記
基板の回転角を補正することを特徴とする請求項1記載
の基板の受け渡し方法。
2. When detecting the position of the substrate held by the carry-in arm, at least three positions including a notch formed in an outer peripheral portion of the substrate are detected. 2. The method according to claim 1, wherein a rotation angle of the substrate is calculated based on a position, and the rotation angle of the substrate is corrected by rotating the loading arm based on the calculation result.
【請求項3】 基板ステージによって位置決め、又は移
動される基板上にマスクのパターンを転写する露光装置
の前記基板ステージとの間で前記基板の受け渡しを行う
基板の受け渡し方法において、 前記基板を保持して該基板を降下させる搬入用アーム
と、前記基板を保持して該基板を上昇させる搬出用アー
ムと、を備え、 前記搬入用アームに前記基板を保持した状態で該基板の
位置を検出する第1ステップと、 該検出結果に基づいて前記基板ステージを前記基板を受
ける位置まで移動し、前記搬入用アームを降下させて前
記基板を前記基板ステージ上に載置してから、前記搬入
用アームを前記基板から外す第2ステップと、 前記基板上の所定の位置合わせ用マークの位置を検出
し、該検出結果に基づいて前記基板上の複数の被露光領
域と前記マスクのパターンとの位置関係を求める第3ス
テップと、 該求められた位置関係に基づいて位置合わせを行いなが
ら前記基板上の複数の被露光領域に順次前記マスクのパ
ターンを転写する第4ステップと、 前記基板ステージを前記基板を搬出する位置まで移動
し、前記搬出用アームで前記基板を上昇させて前記露光
装置から搬出する第5ステップと、を有することを特徴
とする基板の受け渡し方法。
3. A method for transferring a substrate to and from a substrate stage of an exposure apparatus that transfers a pattern of a mask onto a substrate that is positioned or moved by a substrate stage. A loading arm for lowering the substrate, and an unloading arm for holding the substrate and lifting the substrate, wherein a position of the substrate is detected while the substrate is held by the loading arm. Moving the substrate stage to a position for receiving the substrate based on the detection result, lowering the loading arm and placing the substrate on the substrate stage, and then moving the loading arm A second step of removing from the substrate, detecting a position of a predetermined alignment mark on the substrate, and a plurality of exposure regions on the substrate based on the detection result. A third step of obtaining a positional relationship with the pattern of the mask, and a fourth step of sequentially transferring the pattern of the mask to a plurality of exposure regions on the substrate while performing alignment based on the obtained positional relationship. And a fifth step of moving the substrate stage to a position at which the substrate is unloaded, lifting the substrate with the unloading arm, and unloading the substrate from the exposure apparatus.
【請求項4】 基板の位置決め、又は移動を行う基板ス
テージと、該基板ステージ上の前記基板に対してマスク
のパターンを転写する露光部と、を有する露光装置にお
いて、 前記基板を保持して該基板を昇降させる搬入用アーム
と、 該搬入用アームに保持されている前記基板の位置を検出
する画像処理系と、 該画像処理系の検出結果に基づいて前記基板ステージ、
及び前記搬入用アームの動作を制御する制御系と、を備
え、 前記制御系は、前記画像処理系で検出される前記基板の
位置に基づいて、前記基板ステージを前記基板を受ける
位置まで移動させて、前記搬入用アームを降下させて前
記基板を前記基板ステージ上に載置させることを特徴と
する露光装置。
4. An exposure apparatus, comprising: a substrate stage for positioning or moving a substrate; and an exposure unit for transferring a mask pattern onto the substrate on the substrate stage. A loading arm for raising and lowering the substrate, an image processing system for detecting a position of the substrate held by the loading arm, and the substrate stage based on a detection result of the image processing system.
And a control system for controlling the operation of the loading arm, wherein the control system moves the substrate stage to a position for receiving the substrate based on the position of the substrate detected by the image processing system. An exposure apparatus for lowering the loading arm and placing the substrate on the substrate stage.
【請求項5】 前記画像処理系は、 前記搬入用アームの底面側に出し入れ自在で前記基板を
底面側から照明する可動照明装置と、該可動照明装置で
照明された前記基板の外形の像を撮像する撮像装置と、
を有することを特徴とする請求項4記載の露光装置。
5. An image processing system, comprising: a movable illumination device that illuminates the substrate from the bottom side so as to be able to be taken in and out of the bottom surface of the loading arm; An imaging device for imaging;
The exposure apparatus according to claim 4, comprising:
【請求項6】 前記基板が大型である場合に、 前記可動照明装置は、前記基板の位置検出時に前記基板
上の検出箇所に追従して移動することを特徴とする請求
項5記載の露光装置。
6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein when the substrate is large, the movable illuminating device moves following a detection position on the substrate when detecting the position of the substrate. .
【請求項7】 前記搬入用アームは、前記基板を上面側
から抱えて保持する保持部材を備え、 前記基板ステージの前記基板の載置面に前記保持部材の
先端部を収納するための溝が形成されたことを特徴とす
る請求項4、5、又は6記載の露光装置。
7. The carrying arm includes a holding member that holds the substrate from above and holds the substrate, and a groove for accommodating a tip portion of the holding member on a mounting surface of the substrate stage on which the substrate is mounted. 7. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the exposure apparatus is formed.
【請求項8】 前記基板ステージ上の前記基板を搬出す
るための昇降自在の搬出用アームを更に備え、 該搬出用アームも前記基板を上面側から抱えて保持する
保持部材を備え、該保持部材の先端部も前記基板ステー
ジ上の溝に収納自在であることを特徴とする請求項7記
載の露光装置。
8. An unloading arm for unloading the substrate on the substrate stage, wherein the unloading arm further comprises a holding member for holding the substrate from above and holding the substrate. 8. The exposure apparatus according to claim 7, wherein a tip portion of the exposure device is also housed in a groove on the substrate stage.
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