JPS6387725A - ステ−ジ移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体生産用露光装置に係シ、特に。

半導体ウェハー等の試料が載置されたステージを高精度
に位置決め移動するためのステージ移動装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の微細化により、高精度の露光装
置が要求されている。この露光装置に不可欠のものが高
精度の移動２位置決め装置である。

ここで、第５図を参照して、従来のＸ線露光装置の一例
について概説する。

露光装置ハウジング１２には可動状態にステージ１３が
配設され、このステージ１３にはウェハー１４が載置さ
れて、−アー・・り手段Ｓ嶌ｆによ゛りてロックされる
。ウェハー１４と露光用マスク１５との位置決めを行う
際、マスク１５とウェハー１４に設けられたアライメン
トマークを用いてマスク１５とウェハー１４とのアライ
メント（位置決め）が行われる。まず、マイクロスコー
プ１６が破線で示す位置から実線で示す位置に移動する
。

ここで、光源１７からの光によってマスク１５とウェハ
ー１４とのアライメントマークの像がマイクロスコープ
１６を介してモニター８に映し出される。さらにこのア
ライメントマーク信号はアライメントマーク検出装置１
９に入力され、アライメント誤差が検出される。そして
、この誤差に基づいてスキャナー２０によりステージ１
ｚが移動される。上記のアライメント誤差が許容値以内
となると、マイクロスコープ１６が実線で示す位置から
破線で示す位置に移動し、　ＳＯＲ光２１によってウェ
ハー１４が露光される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の露光装置の場合、マスクとウェハーと
のアライメントの際、その都度マイクロスコープ、即ち
位置決め検出装置をＳＯＲ光通路を塞ぐように移動して
、アライメントを行い、アライメントが終了すると１位
置決め検出装置を移動してＳＯＲ光通路を実質的にあけ
、その後ＳＯＲ光によって露光を行っている。このよう
にアライメントの都度１位置決め検出装置を移動させな
ければならないから、スループット（単位時間当シの生
産量）が低くなるという問題点がある。

さらに１位置決め検出装置の移動による誤差によって、
マスクとウェハーとのアライメント検出が影響されると
いう問題点がある。

本発明の目的はスループットが高く、シかも位置決め精
度のよいステージ移動機構を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、直線軸案内に移動可能に支持されると
ともにこの直線軸案内に直角な方向に移　□動可能に支
持され、それぞれ露光用マスクが配置される第１及び第
２の枠体と、この第１及び第２の枠体内で、それぞれ上
記の直線軸案内方向及び上記の直角方向に移動可能に支
持され、ウェノ・−が載置される第１及び第２のステー
ジと、予め定められた第１及び第２の待機位置でそれぞ
れ第１及び第２のステージに対応して設けられ、ウェハ
ーと露光用マスクとの位置決めを行う第１及び第２のア
ライメント手段と、第１の枠体と第１のステージとを一
体として、第２の枠体と第２のステージとを一体として
露光位置へ移動する移動手段とを有し、第１及び第２の
待機位置における位置決めと露光位置へ・の移動を交互
に行うようにしたことを特徴とするステージ移動装置が
得られる。

（作用） 本発明のステージ移動装置では第１の待機位置において
、第１のステージに載置されたウェハーと第１の枠体に
配置されたマスクとが第１のアライメント手段によって
位置決めされている際、第２のステージに載置されたウ
ェハーと第２の枠体のマスク ゝ２］ｒ誦２のアライメント手段によって位置決めさ□
エバーとマスクとの位置決めと露光位置への移動とを交
互に行っている。

（実施例） 以下本発明について実施例によシ説明する。

まず、第１図を参照して、長方形状の支持枠体１には長
手方向にスライダー１ｂを介して直線案内ロッド１ａが
所定の間隔をおいて複数本（第１図では４本）取り付け
られている。一方、支持枠計の）端近傍において直線案
内ロッド１ａに直交１：して複数のガイドロッドＩＣが
所定の間隔をおいてスライダー１ｄｉ介して支持枠体１
に取り付けられている。上述の直線案内ロッド１ａには
後述するように露光用マスクが配置される第１の枠体２
が長手方向（以下Ｘ軸方向という）に移動可能に支持さ
れている。また、枠体２はガイドロッド１　ｃ　Ｋ　ｆ
５って、即ち、第１図に示すＹ軸に渚って移動可能であ
る。

枠体２内にはＸ軸方向に複数のガイドロッド２ａが所定
の間隔をおいてスライダー２ｂを介して取シ付けられて
おシ、さらにガイドロッド２ａに直交して複数のがイド
ロッド２Ｃが所定の間隔をおいてスライダー２ｄを介し
て枠体２に取り付けられている。ガイドロッド２ａには
後述するように半導体用ウェハーが載置される第１のス
テージ３がＸ軸方向に移動可能に支持されている。また
。

この第１のステージ３はガイドロッド２ｃ　ＶＣ清っ体
４が直線案内コンド１ａＫＸ軸方向に移動可能に支持さ
れておシ、この第２の枠体４はガイドロッド１　ｅ　ｉ
ｃ　ｆ５ってＹ軸方向へ移動可能である。なお、ガイド
ロッド１ｅはスライダー１ｆ’ｉ介して支持枠体１に取
シ付けられている。スライダー４ｂを介して枠体４に取
付けられたガイドロッド４ａには第２のステージ５がＸ
軸方向に移動可能に支持され、この第２のステージ５は
ガイドロッド４Ｃニ沿ってＹ軸方向に移動可能である。

なおガイドロッド４ｂはスライダー４ｄｉ介して第２の
枠体４に取り付けられている。そして、第１の枠体２と
第２の枠体４との高さは異っておシ、Ｘ軸方向の駆動が
干渉しないようにしている。

第２図も参照して（なお、第２図では、第１図において
、左側の第１の枠体２及び第１のステージ３のみを示し
ている。）、第１のステージ３上にはピエゾ素子６ａを
介してウェハチャック機構６が備えられておシ、このウ
ェハチャック機構６は第１のステージ３上で回転可能で
ある。そして。

ウェハー７がチャック機構６に保持される。一方。

枠体２Ｖｃはマスクステージ８が連結されておυマスク
９が配置支持されている。

ところで、第１図に示すように第１の枠体２及び第１の
ステージ３が支持枠体１の左端近傍にあを状態（以下第
１の待機位置という）で第１のステージ３に対応して第
１のアライメント機構が備えられている。また第２の枠
体４及び第２のステージ５が枠体１の右端近傍にある状
態（以下第２の待機位置という）で第２のステージ５に
対応して第２のアライメント機構が備えられている（な
お、第１図には第１及び第２のアライメント機構を示さ
ず）。

アライメント機構はレベリング機構と位置決め機構とを
備えている。第２図に示すようにレベリング機構はレー
ザ発振器１０ａ、レンズ系１０ｂ。

ビームスプリッタ−１０ｃ、ミラー１０ｄ〜１０ｇ。

及び光検出器１０ｈを備えておシ、ミラー１０ｄ〜Ｌｏ
ｇはマスクステージ８に支持されている。

レーザ発振器１０ａからのレーザ光はレンズ系１０ｂ、
ビームスプリッタ１０ｃ、レティクル（図示せず）及び
ミラー１０ｄ、１０ｅを経てウェハー７で焦点を形成し
、さらにウェハー７で反射された光はミラーＬｏｇで反
射され、再びウェハー７で焦点を形成して、ビームスプ
リンター１０ｃを経て光検出器１０ｈに入力される。上
述のレティクルはミラー１０ｅを支持する支持材に形成
されているから、レティクルとウェハー７との距離が所
定の位置（フォーカスの位置）から離れると、即ち、マ
スク９とウェハー７との距離が所定の位置から離れると
、光検出器１０ｈからの出力が弱くなる。従って、光検
出器１０ｈからの出力が最大となるようにピエゾ素子６
ａによってチャック機構６を調整し、ウェハー７とマス
ク９との平行度及び距離を所定の位置とする。

一方、第３図に示すように１位置決め機構はレーザ発振
器１１ａ、ｆ−θレンズ１１ｂ、プリズム１１Ｃ，ビー
ムスプリッタｌｉｄ、ｌｉｅ、ミラー１１ｆ〜１１１．
レンズｌｌｊ　、ｌｌｋ、及び光検出器１１ｔ、ｌ１ｍ
等を備えている。

レーザ発振器１１ａからのレーザ光はｆ−θレンズｌｌ
ｂを経て、プリズムｌｌｃで２経路に分かれる。一方の
光はビームスプリッタｌｉｄ、ミラー１１ｆ　、ｌ１ｇ
を経て、マスク９に形成され几しティク／Ｉ／（図示せ
ず）を通過し、ウェハー上のマーク（回折格子）に当る
。ウェハーマークによシ生じた回折光は上述の場合と逆
の経路をたどってビームスプリッタｌｉｄを経て光検出
器１　］、　ｔに入力されろ。

同様に他の光はビームスプリッタ１１ｅ、ミラーｌｌｈ
、ｌｌｉを経てレティクル全通過し、ウェハーマークに
当る。ウェハーマークにより生じた回折光は逆の経路を
たどってビームスプリッタｌｉｅを経て光検出器１１ｍ
に入力される。

光検出器１１ｔ、ｌ１ｍでの検出光量によって。

ることかできる。従って、光検出器１１ｔ、ｌ１ｍでの
検出光量が最大となるようにステージ５をＸ軸方向ある
いはＹ軸方向に微調整する。

なお、前述のように枠体４上のマスクとステージ５上の
ウェハーも第２のアライメント機構により位置決めされ
る。

第４因も参照して、第２の枠体４及び第２のステージ５
は図示しない移動手段によって一体として第２の待機位
置から露光位置に移動して、　ＳＯＲ光によってウェハ
ーが露光される。第２のステージ５において露光が行わ
れている際、前記のように第１の枠体２（マスク９）及
び第一１のステージ３におけるアライメントが実施され
、第１の枠体２及び第１のステージ３はアライメント終
了の状態で待機している。第２のステージ５における露
光が終了すると、第２の枠体４及び第２のステージ５が
第２の待機位置に戻るとともに、第１の枠λ　　　　　
１．３ 体ｉ及び第１のステージｌが第１の待機位置から露光位
置に移動し、露光が開始される。この際第２の枠体１及
び第ンのステージｆにおけるアライメントが行われる。

このようにして、第１及び第２のステージにおけるアラ
イメントと露光位置への移動、露光が交互に行われる。

（発明の効果） 以上説明し友ように２本発明では、マスクが配置される
第１の枠体と、この第１の枠体に対応して、ウェハーが
載置される第１のステージを備えるとともに、別にマス
クが配置される第２の枠体と、この枠体に対応して、ウ
ェハーが載置される第２のステージを備えており、しか
も第１及び第２のステージに対応してそれぞれウェハー
とマスクとのアライメントを行う第１及び第２のアライ
メント機構を備えており、第１及び第２のステージでの
アライメントと露光位置での露光とを交互に行うように
したから、アライメント機構の位置決め精度に起因する
ウェハーとマスクとのアライメント誤差が生ずることが
なく、また、第１のステージにおいて露光が行われてい
る際、第２のステージでアライメントが行われているの
でスループットが向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるステージ移動機構の要部を
示す斜視図、第２図は本発明に用いられるアライメント
機構のレベリング機構の動作を説明するための図、第３
図は本発明に用いられるアライメント機構の位置決め機
構の動作を説明する１・・・支持枠体、ゝ２・・・第１
の枠体、３・・・第１°のステージ、４・・・第２の枠
体、５・・・第２のス、テージ。 ６・・・ウェハチャック機構、７・・・ウェハー、８・
・・マスクステージ、９・・・マスク。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直線軸案内に移動可能に支持されるとともに該直線
   軸案内に直角な方向に移動可能に支持され、それぞれ露
   光用マスクが配置される第１及び第２の枠体と、該第１
   及び第２の枠体内で、それぞれ前記直線軸案内方向及び
   前記直角方向に移動可能に支持され、ウェハーが載置さ
   れる第１及び第２のステージと、予め定められた第１及
   び第２の待機位置でそれぞれ前記第１及び第２のステー
   ジに対応して設けられ、前記ウェハーと露光用マスクと
   の位置決めを行う第１及び第２のアライメント手段と、
   前記第１の枠体と前記第１のステージとを一体として、
   前記第２の枠体と前記第２のステージとを一体として露
   光位置へ移動する移動手段とを有し、前記第１及び第２
   の待機位置における前記位置決めと前記露光位置への移
   動を交互に行うようにしたことを特徴とするステージ移
   動装置。