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JP2632416B2 - Exposure equipment - Google Patents
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JP2632416B2 - Exposure equipment - Google Patents

Exposure equipment

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JP2632416B2
JP2632416B2 JP1223293A JP22329389A JP2632416B2 JP 2632416 B2 JP2632416 B2 JP 2632416B2 JP 1223293 A JP1223293 A JP 1223293A JP 22329389 A JP22329389 A JP 22329389A JP 2632416 B2 JP2632416 B2 JP 2632416B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はウエハステージの位置決め機構を改良してマ
スクやウエハの交換を容易にした露光装置に関するもの
である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus in which the positioning mechanism of a wafer stage is improved to facilitate replacement of a mask or a wafer.

[従来の技術] 従来の露光装置は例えば特開昭62−108523号に記載さ
れているように、マスク上の回路パターンを縮小光学系
を通してウエハ上に投影するステップアンドリピート方
式の露光装置が主流であった。この様な露光装置におい
てはマスクとウエハの位置間隔設定に関する自由度が高
いので、交換用のマスクやウエハのローディング時に必
要とされる空間的なクリアランス、特にマスクおよびウ
エハ面に対して垂直方向のクリアランスを設けることは
技術的に克服された課題であった。
2. Description of the Related Art As a conventional exposure apparatus, as described in, for example, JP-A-62-108523, a step-and-repeat type exposure apparatus that projects a circuit pattern on a mask onto a wafer through a reduction optical system is mainly used. Met. Since such an exposure apparatus has a high degree of freedom in setting the position interval between the mask and the wafer, the spatial clearance required when loading the replacement mask or the wafer, particularly in the direction perpendicular to the mask and the wafer surface. Providing clearance was a technically overcome task.

しかし、回路パターンの微細化が進められている近年
において、露光光として従来より用いられている紫外線
領域光は、波長の面から見た解像度の限界から、さらに
短波長の領域への変遷を余儀なくされている状況であ
る。そこで最近、回路パターン転写の新たなる光源の1
つとしてシンクロトロンによる軟X線光が挙げられてい
るが、現在この帯域の光線でミラーやレンズ等の光学系
を用いて任意の光束を得る技術は未だ実用化に遠い段階
である。従って、マスクとウエハを僅差に近付けて等倍
率の露光パターンを得るプロキシミティ露光方式が現在
主流になっている。
However, in recent years, as circuit patterns have been miniaturized, the ultraviolet region light conventionally used as exposure light has been forced to transition to a shorter wavelength region from the limit of resolution viewed from the wavelength side. This is the situation. Therefore, recently, one of the new light sources for circuit pattern transfer
One example is soft X-ray light from a synchrotron, but the technology for obtaining an arbitrary light beam using light in this band using an optical system such as a mirror or a lens is still far from practical use. Therefore, a proximity exposure method in which a mask and a wafer are brought close to each other to obtain an exposure pattern of the same magnification has become mainstream at present.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この方式においては、露光開始前及び
露光後のウエハの脱着並びにマスク交換時のマスクの脱
着に問題がある。すなわち、マスクとウエハ間のクリア
ランスが乏しいため、実際に露光を行なう事のできるポ
ジションにおいてこれらの作業を行なう事が困難なので
ある。そこで、これを克服するための一方法として本発
明者らは、ウエハステージを露光に供するポジションか
らウエハ面に対し平行な方向に、マスクとウエハが対峙
しなくなる迄逃がした位置でマスクとウエハの脱着を行
う方法を検討している。しかし、この方法において、ウ
エハステージの全ストロークをレーザ干渉計で位置計測
しようとする場合、ウエハステージ上に搭載するレーザ
光軸反射用のミラーとして大きなものが必要となるた
め、ミラーの加工が困難になるという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in this method, there is a problem in attaching / detaching a wafer before and after exposure and in attaching / detaching a mask when exchanging a mask. That is, since the clearance between the mask and the wafer is poor, it is difficult to perform these operations at a position where exposure can be actually performed. Therefore, as a method for overcoming this, the present inventors have proposed a method in which the mask and the wafer are released from the position where the wafer stage is exposed for exposure in a direction parallel to the wafer surface until the mask and the wafer no longer face each other. We are studying a method for desorption. However, in this method, when the position of the entire stroke of the wafer stage is to be measured by a laser interferometer, a large mirror for reflecting the laser optical axis mounted on the wafer stage is required, so that it is difficult to process the mirror. Problem.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明では、ウエハを保持す
るウエハステージと、レーザ干渉計を用いてウエハステ
ージの位置計測を行うステージ位置計測手段と、ステー
ジ位置計測手段の出力に基づきウエハステージを駆動制
御するステージ駆動制御手段と、マスクとウエハ間の位
置ずれを光学的に検出するアライメント計測手段とを備
え、アライメント計測手段の出力に基づきステージ位置
計測手段およびステージ駆動制御手段によってウエハを
マスクに対してアライメントしてからマスクのパターン
をウエハに露光転写する露光装置において、ウエハステ
ージの移動に対応して相互の位置関係が変動する光源お
よびこの光源が発する光の光軸位置を検知することがで
きる受光手段と、ステージ位置計測手段による計測開始
および計測復帰時にこの光源および受光手段によってウ
エハステージの位置検出を行なう手段とを具備するよう
にしている。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, according to the present invention, a wafer stage for holding a wafer, a stage position measuring means for measuring the position of the wafer stage using a laser interferometer, and a stage position measuring means Stage drive control means for controlling the drive of the wafer stage based on the output of the mask, and alignment measuring means for optically detecting the positional shift between the mask and the wafer. In an exposure apparatus for aligning a wafer with respect to a mask by control means and exposing and transferring the pattern of the mask onto the wafer, a light source whose relative positional relationship changes in response to movement of the wafer stage, and light emitted by the light source The light receiving means capable of detecting the axis position and the stage position measuring means Means for detecting the position of the wafer stage by the light source and the light receiving means when the measurement is started and when the measurement is returned.

前記光源は装置の筐体と同一剛体上に固定され、受光
手段はウエハステージ上に設けられたレーザ干渉計のレ
ーザ光を反射するための反射鏡と同一剛体上に固定され
た受光素子を有する。
The light source is fixed on the same rigid body as the housing of the apparatus, and the light receiving means has a light receiving element fixed on the same rigid body as a reflecting mirror for reflecting laser light of a laser interferometer provided on the wafer stage. .

また、受光手段は、アライメント計測手段にも含まれ
ており、アライメント計測手段において発せられる光を
も受光するものである。
The light receiving means is also included in the alignment measuring means, and also receives light emitted by the alignment measuring means.

[作用] この構成において、ステージ位置計測手段におけるレ
ーザ干渉計からの光を反射するためにウエハステージ上
に固定されたミラーの大きさは、通常、ウエハ露光に供
するストロークのみを有するため、ウエハやマスクの脱
着のためにウエハステージをマスクと向かい合う位置
(マスク位置)から退避させた場合、レーザ干渉計によ
るステージ位置計測が途切れるが、ウエハまたはマスク
の脱着を終えてからマスク位置にステージを戻した後
に、筐体上に固定した発光装置(以下、LD(Laser Diod
e)という)等の光源から投下される光軸を、受光素子
(以下、PSD(Photo Sensitive Device)という)等に
よって受ける事によりウエハステージの位置的な前状態
再現に供するデータを取り、位置的な前状態再現が行な
われる。したがって、ウエハやマスクの脱着終了後も脱
着終了前のウエハステージ位置を保持し、あるいは保持
しているのと等価なウエハステージの駆動制御のもと
に、露光が行なわれる。
[Operation] In this configuration, the size of the mirror fixed on the wafer stage for reflecting light from the laser interferometer in the stage position measuring means usually has only a stroke used for wafer exposure, When the wafer stage is retracted from the position facing the mask (mask position) for the attachment / detachment of the mask, the stage position measurement by the laser interferometer is interrupted, but the stage is returned to the mask position after the attachment / detachment of the wafer or the mask is completed. Later, a light-emitting device (hereinafter, referred to as LD (Laser Diod
e)) by receiving light beams emitted from a light source such as a PSD (Photo Sensitive Device) to obtain data to be used to reproduce the previous state of the wafer stage. The reproduction of the previous state is performed. Therefore, even after the wafer or mask has been detached, exposure is performed under the same wafer stage position control as before or after holding the wafer stage position before the detachment.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る露光装置の部分図で
ある。同図において、1と2は平行に10〜50μmの間隙
を介して保持されているマスクとウエハ、3はウエハス
テージ、5はウエハステージ3に固定されたミラー、10
8はミラー5上に搭載されたウエハチャック、6はミラ
ー5上に搭載されたPSDである。ウエハステージ3はウ
エハチャック108の位置を6軸(X,Y,Z,ωxy
方向に制御する機能を有している。106および107はそれ
ぞれ粗動Y軸および粗動X軸用電動シリンダ(不図示)
のガイドである。第2図を用いて後述するように、これ
によってガイドされる粗動X,Y軸ステージ上にピエゾア
クチュエータによる微動ステージが搭載されている。4
はレーザ干渉計(不図示)で位置計測する際の計測光軸
である。ミラー5はレーザ干渉計の計測光軸を反射する
のであるが、そのミラー面5aはX軸及びω軸計測用の
ミラーに相当する。他方、Y軸に平行な計測光軸4を反
射するミラー面5bはY軸及びω軸とω軸を計測する
用途をもつ。7はLDであり、マスク平面に対し垂直な方
向に投光ビームを放つ。ウエハステージ3については干
渉計による位置計測を開始する前にこのLD7の対向位置
にPSD6を位置させて原点出し補正を行なう。105はマス
クチャック兼マスクω方向回転ステージである。101
はプリアライメント計測ユニットであり、ウエハ2のロ
ーディング時には、ウエハステージ3はウエハチャック
108をプリアライメント計測ユニット101の対向位置に位
置させる。102aおよび102bはファインアライメント計測
用光学系(ピックアップ)であり、それぞれピックアッ
プステージ104aおよび104b上に搭載され、アクチュエー
タ103aおよび103bによりXY平面内を任意に移動すること
ができる。又、この計測光学系102aと102bから投下され
る光軸はPSD6によって位置検出可能であり、この位置を
もとにピックアップステージの制御位置のステージ3か
ら見た補正値を得る事ができる。8は露光装置の筐体に
相対し、Y軸粗動ステージ案内106,LD7,マスクチャック
105,ピックアップステージ104a,104bおよびプリアライ
メントユニット101はすべてこの筐体上に設置されてい
る。9はリニアスケールであり、レーザ干渉計によるX
軸方向測定ができない位置、例えばプリアライメントの
位置(図中のプリAA位置)にステージ3がある場合、ウ
エハステージ3がマスク1に対向する位置(マスク位
置)までもどってレーザ干渉計による位置計測が復帰す
るまで粗位置計測を行なう。10は基準マークであり、ウ
エハステージ3のミラー5上に固定されており、マスク
アライメントを行う時に用いられる。
FIG. 1 is a partial view of an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numerals 1 and 2 denote a mask and a wafer held in parallel with a gap of 10 to 50 μm, 3 denotes a wafer stage, 5 denotes a mirror fixed to the wafer stage 3, 10
8 is a wafer chuck mounted on the mirror 5, and 6 is a PSD mounted on the mirror 5. The wafer stage 3 moves the position of the wafer chuck 108 along six axes (X, Y, Z, ω x , ω y , ω z ).
It has the function of controlling in the direction. 106 and 107 are electric cylinders for coarse Y-axis and coarse X-axis, respectively (not shown)
Is a guide. As will be described later with reference to FIG. 2, a fine movement stage by a piezo actuator is mounted on the coarse movement X, Y axis stage guided by this. 4
Reference numeral denotes a measurement optical axis at the time of position measurement by a laser interferometer (not shown). The mirror 5 reflects the measurement optical axis of the laser interferometer, and its mirror surface 5a corresponds to a mirror for measuring the X axis and the ω y axis. On the other hand, the mirror surface 5b that reflects the parallel measuring optical axis 4 in the Y-axis has a purpose to measure the Y-axis and omega x-axis and omega z-axis. Reference numeral 7 denotes an LD which emits a light beam in a direction perpendicular to the mask plane. For the wafer stage 3, before starting the position measurement by the interferometer, the PSD 6 is positioned at the position facing the LD 7 to perform the origin search correction. 105 is a mask chuck and mask omega z direction rotation stage. 101
Is a pre-alignment measurement unit, and when loading the wafer 2, the wafer stage 3 holds the wafer chuck.
108 is positioned at a position facing the pre-alignment measurement unit 101. 102a and 102b are fine alignment measuring optical systems (pickups) mounted on the pickup stages 104a and 104b, respectively, and can be arbitrarily moved in the XY plane by the actuators 103a and 103b. The position of the optical axis dropped from the measurement optical systems 102a and 102b can be detected by the PSD 6, and a correction value of the control position of the pickup stage viewed from the stage 3 can be obtained based on this position. Reference numeral 8 denotes a Y-axis coarse movement stage guide 106, LD7, mask chuck
105, the pickup stages 104a and 104b, and the pre-alignment unit 101 are all installed on this housing. Reference numeral 9 denotes a linear scale, and X
When the stage 3 is located at a position where measurement in the axial direction cannot be performed, for example, at the pre-alignment position (pre-AA position in the figure), the wafer stage 3 returns to the position facing the mask 1 (mask position) and measures the position by the laser interferometer. The coarse position is measured until is returned. Reference numeral 10 denotes a reference mark fixed on the mirror 5 of the wafer stage 3 and used when performing mask alignment.

以上の様な構成により、ウエハステージ3の座標とピ
ックアップステージ104a,104bの座標はPSD6を媒体に筐
体8上のLD7を不動点にもつ一座標系のもとに管理する
事が可能である。
With the configuration described above, the coordinates of the wafer stage 3 and the coordinates of the pickup stages 104a and 104b can be managed under a single coordinate system having the PSD 6 as a medium and the LD 7 on the housing 8 as a fixed point. .

第2図はウエハステージ3の概念図である。同図にお
いて、201はω粗動ステージであり、インチワームピ
エゾアクチュエータで駆動されてプリアライメント時に
ウエハのω方向回転に使われ、それ以外の時はインチ
ワームの両端のピエゾがガイドにクランプし動く事はな
い。202はチルトステージであり、3本のピエゾで支え
られた構造になっており、Z,ωx方向の微少変位分
を移動する。203〜205はそれぞれωz,XおよびY方向の
ピエゾアクチュエータによる微少変位ステージである。
206および207は前述の電動シリンダによって駆動される
X方向およびY方向粗動ステージである。
FIG. 2 is a conceptual diagram of the wafer stage 3. In the figure, reference numeral 201 denotes a ω z coarse movement stage, which is driven by an inch worm piezo actuator and used to rotate the wafer in the ω z direction during pre-alignment, and in other cases, the piezos at both ends of the inch worm are clamped to the guide. It does not move. Reference numeral 202 denotes a tilt stage, which has a structure supported by three piezos, and moves a minute displacement in the Z, ω x , and ω y directions. Numerals 203 to 205 denote minute displacement stages using piezo actuators in the ω z , X and Y directions, respectively.
206 and 207 are X-direction and Y-direction coarse movement stages driven by the above-described electric cylinder.

次に、この装置の動作を制御するための電気的ハード
ウエア構成を以下に説明する。
Next, an electrical hardware configuration for controlling the operation of this device will be described below.

本実施例の露光装置は第3図に示すように、最上位に
位置するメインプロセッサユニット301のもとにすべて
の機能が管理されている。メインプロセッサユニット30
1は通信路302及び通信I/F303を介して各ハードウエアユ
ニットに接続されており、第3図ではその中でアライメ
ント機能、ステージ制御機能およびピックアップステー
ジ制御機能を含んだハードウエアユニットを抽出して示
している。これらハードウエアユニットをここでは本体
制御ブロックと呼ぶものとする。
As shown in FIG. 3, all functions of the exposure apparatus of this embodiment are managed under the main processor unit 301 located at the top. Main processor unit 30
1 is connected to each hardware unit via a communication path 302 and a communication I / F 303. In FIG. 3, hardware units including an alignment function, a stage control function, and a pickup stage control function are extracted therefrom. Is shown. Here, these hardware units are referred to as main body control blocks.

本体制御ブロックはアライメント系に関して、4つの
ピックアップ102a,102b等を2軸方向(α軸、β軸)に
位置決め制御するピックアップステージ制御部305、ウ
エハ2とマスク1の平面上の位置ずれおよび平行出しを
行うためのファインAA.AF制御部309a〜309d、ウエハX,Y
粗動ステージ206,207およびウエハ微動ステージ203〜20
5を位置決め制御するためのステージ制御部313が接続さ
れている。本体コントロールユニット304は、所定のシ
ーケンスを行うプログラムがストアされており、このシ
ーケンスに従って上記各制御部を動作させるコントロー
ル部分である。上述のように、本体コントロールユニッ
ト304は上位のメインプロセッサユニット301と通信路30
2、通信I/F303を介して接続されており、これらとの間
でデータの授受を行う。
The main body control block includes a pickup stage control unit 305 that controls the positioning of the four pickups 102a, 102b, etc. in two axial directions (α axis, β axis) with respect to the alignment system, and displaces and parallelizes the wafer 2 and the mask 1 on a plane. AA.AF control units 309a to 309d for performing wafer X and Y
Coarse movement stages 206 and 207 and wafer fine movement stages 203 to 20
A stage control unit 313 for performing positioning control of 5 is connected. The main body control unit 304 is a control section that stores a program for performing a predetermined sequence, and operates each of the control units according to the sequence. As described above, the main body control unit 304 communicates with the upper main processor unit 301 and the communication path 30.
2. It is connected via the communication I / F 303 and exchanges data with them.

さらに前述の各制御部のうち、ファインAA.AF制御部3
09a〜309d及びステージ制御部313は各々通信I/F306,308
および310,312を介して通信路307および311を通じ、本
体コントロールユニット304とデータの授受を行う。
Furthermore, among the above control units, the fine AA.AF control unit 3
09a to 309d and the stage control unit 313 are communication I / Fs 306 and 308, respectively.
And exchanges data with the main unit control unit 304 through the communication paths 307 and 311 via the communication paths 310 and 312.

これら通信路を以って本体コントロールユニット304
と接続されている各制御部は内部にCPUが搭載されてお
り、ハードウエア的な信号処理はすべてこの中で完結さ
れている。この構成によれば、各制御部を独立に動作さ
せかつ階層化させる事が可能である。
The main unit control unit 304
Each control unit connected to is equipped with a CPU inside, and all signal processing in hardware is completed in this. According to this configuration, each control unit can be operated independently and hierarchized.

第4図は第3図に示したステージ制御部313の詳細ブ
ロック図である。このユニットは上述のように本体コン
トロールユニット304とは通信I/F310,312及び通信路311
を介して情報のやりとりを行なう。ウエハステージコン
トロールユニット401は、内部にCPU(不図示)を有し、
本体コントロールユニット304から送られてくるステー
ジの目標位置に対し、ウエハステージ内部に搭載されて
いる各アクチュエータの駆動量を計算する。又このほか
に、ウエハステージ上の受光センサ(PSD)6より出力
される信号を受けるPSD測長系コントロールユニット409
から送られるデータをもとに然るべき位置データに変換
する処理機能も有している。第4図中、402はレーザ干
渉計測長ユニットであり、ウエハ面に対し法線方向の軸
すなわちZ軸を除いた5軸における位置計測を行ったい
る。403は微少変位センサコントロールユニットであ
り、粗動ステージ上に乗っているチルトステージの微少
変位センサのドライブ及び信号処理をする事により、ウ
エハステージのZ軸変位量を計測する。
FIG. 4 is a detailed block diagram of the stage control unit 313 shown in FIG. This unit is, as described above, a communication I / F 310, 312 and a communication path 311 with the main body control unit 304.
Exchange of information via. The wafer stage control unit 401 has a CPU (not shown) inside,
The drive amount of each actuator mounted inside the wafer stage is calculated with respect to the target position of the stage sent from the main body control unit 304. In addition, a PSD length measurement system control unit 409 that receives a signal output from the light receiving sensor (PSD) 6 on the wafer stage.
It also has a processing function to convert the data sent from the E-mail into appropriate position data. In FIG. 4, reference numeral 402 denotes a laser interference measurement length unit, which performs position measurement on five axes excluding the axis in the normal direction to the wafer surface, that is, the Z axis. Reference numeral 403 denotes a micro-displacement sensor control unit which measures the Z-axis displacement of the wafer stage by driving a micro-displacement sensor of the tilt stage mounted on the coarse movement stage and performing signal processing.

404はX,Y粗動コントローラであって、X粗動(Xc)Y
粗動(Yc)の電動シリンダの制御を行なう。405はθ粗
動コントローラであり、θ粗動軸(ω粗動ステージ)
はX,Y駆動軸(ステージ204〜207)、Z,ωx駆動軸
(ステージ202)およびθ微動軸(ステージ203)の上に
搭載されており、θ粗動軸を動かした事によるウエハス
テージ3の位置変化は、干渉計からの光軸4の反射用の
ミラー5の動きには反映されない。従って本実施例にお
いてはθ粗動軸のアクチュエータとしてインチワームア
クチュエータを用いることにより、θ軸粗合わせ後の位
置変動をなくしている。406はチルトステージコントロ
ーラであり、X,Y駆動軸およびθ微動軸上に搭載されて
いるチルトステージ202の位置をウエハステージコント
ロールユニット401からの指令により制御する。407は微
動ステージコントローラであり、X,Y駆動軸の微少変位
アクチュエータの制御を行う。408はマスクθコントロ
ーラであり、マスクステージに搭載されたマスクθ微動
ステージ(マスクω方向回転ステージ)105の制御を
行なう。
Reference numeral 404 denotes an X, Y coarse movement controller, which is X coarse movement (X c ) Y
The electric cylinder for coarse movement (Y c ) is controlled. 405 is a θ coarse controller, θ Sodojiku (ω z coarse stage)
Is mounted on the X, Y drive axes (stages 204 to 207), the Z, ω x , ω y drive axes (stage 202) and the θ fine movement axis (stage 203), and moves the θ coarse movement axis. Is not reflected in the movement of the mirror 5 for reflecting the optical axis 4 from the interferometer. Therefore, in the present embodiment, the use of the inchworm actuator as the actuator for the θ coarse movement axis eliminates position fluctuation after the θ axis coarse adjustment. Reference numeral 406 denotes a tilt stage controller that controls the position of the tilt stage 202 mounted on the X and Y drive axes and the θ fine movement axis in accordance with a command from the wafer stage control unit 401. Reference numeral 407 denotes a fine movement stage controller that controls a small displacement actuator for the X and Y drive axes. Reference numeral 408 denotes a mask θ controller, which controls a mask θ fine movement stage (mask ω z- direction rotation stage) 105 mounted on the mask stage.

第5図は本実施例におけるウエハ交換時の動作シーケ
ンスを示す。同図に従って説明すれば、ウエハ交換動作
を開始するとまず、ステップ501において粗動X,Y軸上に
搭載された微動ステージ204,205の動きを担うピエゾア
クチュエータの電極に印加する電圧をある定められた一
定値に固定し微動ステージ204,205の動きを固定する。
次に、ステップ502でウエハステージ3をプリAA位置
(第1図参照)まで下ろす。この位置においてレーザ干
渉計によって計測できるのはY,ωおよびω軸方向の
位置であり、X軸方向の位置は粗位置計測器であるリニ
アスケール9によって行われる。Zおよびω軸に関し
ては関係するピエゾアクチュエータが固定されているの
で同一値が保持される。次に、ステップ503で露光済み
ウエハを回収し、ステップ504で未露光ウエハをウエハ
チャック108上に吸着する。ステップ505では、吸着した
ウエハのプリアライメントをプリアライメント計測光学
系101を用い、粗動X,Y,θ軸を駆動して行なう。そし
て、ステップ506でウエハステージ3をマスク1に対向
する位置迄で上昇させ、ステップ507でLD7の投光スポッ
トにウエハステージ3上のPSD6を位置させる。このと
き、ウエハステージ3のレーザ干渉計のX軸側の位置計
測は未だ復帰していないので粗動X軸の送りはリニアス
ケール9を用いて行なう。ステップ508ではLD7の投光ビ
ームスポットが丁度X軸及びω軸の原点となるよう
に、ここまで保持していた座標値を補正し、この時点よ
りレーザ干渉計によるX軸、ω軸の位置計測を復帰す
る。ステップ509では微動ステージのピエゾアクチュエ
ータの駆動を可能にし、そして露光プロセスに入る。
FIG. 5 shows an operation sequence at the time of wafer replacement in this embodiment. Referring to FIG. 5, when the wafer exchange operation is started, first, in step 501, coarse movement X, the voltage applied to the electrodes of the piezo actuators responsible for the movement of the fine movement stages 204, 205 mounted on the Y axis is a predetermined constant. The movement of the fine movement stages 204 and 205 is fixed at a fixed value.
Next, in step 502, the wafer stage 3 is lowered to the pre-AA position (see FIG. 1). The Y can be measured by a laser interferometer in this position, the position of the omega x and omega z-axis direction, the position of the X-axis direction is performed by the linear scale 9 is a rough position measuring device. Regarding the Z and ω y axes, the same value is maintained because the associated piezo actuator is fixed. Next, in step 503, the exposed wafer is collected, and in step 504, the unexposed wafer is sucked onto the wafer chuck. In step 505, the pre-alignment of the attracted wafer is performed by using the pre-alignment measurement optical system 101 and driving the coarse movement X, Y, and θ axes. Then, in step 506, the wafer stage 3 is raised to a position facing the mask 1, and in step 507, the PSD 6 on the wafer stage 3 is positioned at the light projection spot of the LD7. At this time, since the position measurement on the X-axis side of the laser interferometer of the wafer stage 3 has not yet returned, the coarse X-axis feed is performed using the linear scale 9. In step 508, the coordinate values held so far are corrected so that the projected beam spot of the LD 7 becomes exactly the origin of the X axis and the ω y axis. From this point, the X axis and the ω y axis of the laser interferometer are corrected. Return position measurement. In step 509, the piezo actuator of the fine movement stage is driven, and the exposure process is started.

第6図はマスク交換時の動作のシーケンスを示す。同
図に示すように、マスク交換動作を開始するとまず、ス
テップ601でウエハステージ3の微動ステージのピエゾ
アクチュエータを一定値に固定する。次に、ステップ60
2でウエハステージ3をプリAA位置まで退避させる。ス
テップ603では、旧マスクを回収し、ステップ604で新マ
スクをマスクチャック105にセットする。そして、ステ
ップ605でウエハステージ3をマスク位置までもどし、
ステップ606でPSD6がLD7の投光スポット下に位置するよ
うにウエハテージ3を送り、ステップ607で原点補正を
行なう。さらに、ステップ608において、微動ステージ
のピエゾアクチュエータ固定を解除し、ステップ608に
おいてマスク上のアライメントマークとステージ上の基
準マーク10を合わせることによりマスクアライメントを
行い、さらにマスク上の描画パターンの方向をレーザ干
渉計の光軸4の方向に合わせ、そして露光プロセスに入
る。
FIG. 6 shows an operation sequence at the time of mask replacement. As shown in the figure, when the mask exchanging operation is started, first, in step 601, the piezo actuator of the fine movement stage of the wafer stage 3 is fixed at a constant value. Next, step 60
In step 2, the wafer stage 3 is retracted to the pre-AA position. In step 603, the old mask is collected, and in step 604, the new mask is set on the mask chuck 105. Then, in step 605, the wafer stage 3 is returned to the mask position,
In step 606, the wafer stage 3 is sent so that the PSD 6 is located below the light projection spot of the LD 7, and the origin is corrected in step 607. Further, in step 608, the piezo actuator of the fine movement stage is unlocked, and in step 608, the mask is aligned by aligning the alignment mark on the mask with the reference mark 10 on the stage. Align with the optical axis 4 of the interferometer and enter the exposure process.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、レーザ干渉計に
よるウエハステージ位置の計測開始および計測復帰時に
ウエハステージの絶対的位置を検出できるようにしたた
め、プロキシミティ露光方式の露光装置においてもウエ
ハステージを露光位置から退避させた位置におけるウエ
ハやマスクの交換手順を確立し、ウエハやマスクの交換
を容易に行なうことができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the absolute position of the wafer stage can be detected at the start of measurement of the wafer stage position by the laser interferometer and at the time of measurement return. In this case, the procedure for exchanging the wafer and the mask at the position where the wafer stage is retracted from the exposure position can be established, and the exchange of the wafer and the mask can be easily performed.

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

第1図は、本発明の一実施例に係る露光装置の部分図、 第2図は、第1図の装置に用いられるウエハステージの
概念図、 第3図は、第1図の装置を制御する電気的ハードウエア
のブロック図、 第4図は、第3図中におけるウエハステージ制御部の詳
細ブロック図、 第5図は、第1図の装置におけるウエハ交換シーケンス
を示すフローチャート、そして 第6図は、第1図の装置におけるマスク交換シーケンス
を示すフローチャートである。 1:マスク、 2:ウエハ、 3:ウエハステージ、 4:レーザー干渉計の計測光軸、 5:レーザー干渉計の計測光軸反射用ミラー、 6:PSD、 7:LD、 8:筐体、 9:リニアスケール。
FIG. 1 is a partial view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual view of a wafer stage used in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 controls the apparatus of FIG. FIG. 4 is a detailed block diagram of a wafer stage control unit in FIG. 3, FIG. 5 is a flowchart showing a wafer exchange sequence in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart showing a mask exchange sequence in the apparatus shown in FIG. 1: Mask, 2: Wafer, 3: Wafer stage, 4: Laser interferometer measurement optical axis, 5: Laser interferometer measurement optical axis reflection mirror, 6: PSD, 7: LD, 8: Housing, 9 : Linear scale.

フロントページの続き (72)発明者 鵜澤 俊一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 水澤 伸俊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ャノン株式会社内 (72)発明者 刈谷 卓夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−166522(JP,A) 特開 昭58−28748(JP,A) 特開 昭62−108523(JP,A) 特開 昭63−90702(JP,A)Continued on the front page (72) Inventor Shunichi Uzawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Nobutoshi Mizusawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Takuo Kariya 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) References JP-A-1-166522 (JP, A) JP-A-58-28748 (JP, A) JP-A-62-108523 (JP, A) JP-A-63-90702 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ウエハを保持するウエハステージと、レー
ザ干渉計を用いてウエハステージの位置計測を行うステ
ージ位置計測手段と、ステージ位置計測手段の出力に基
づきウエハステージを駆動制御するステージ駆動制御手
段と、マスクとウエハ間の位置ずれを光学的に検出する
アライメント計測手段とを備え、アライメント計測手段
の出力に基づきステージ位置計測手段およびステージ駆
動制御手段によってウエハをマスクに対してアライメン
トしてからマスクのパターンをウエハに露光転写する露
光装置において、ウエハステージの移動に対応して相互
の位置関係が変動する光源およびこの光源が発する光の
光軸位置を検知することができる受光手段と、ステージ
位置計測手段による計測開始および計測復帰時にこの光
源および受光手段によってウエハステージの位置検出を
行なう手段とを具備することを特徴とする露光装置。
1. A wafer stage for holding a wafer, a stage position measuring means for measuring the position of the wafer stage using a laser interferometer, and a stage drive control means for driving and controlling the wafer stage based on an output of the stage position measuring means. And an alignment measuring means for optically detecting a positional shift between the mask and the wafer, wherein the mask is aligned with the mask by the stage position measuring means and the stage drive control means based on the output of the alignment measuring means. An exposure apparatus for exposing and transferring the pattern onto a wafer, a light source whose relative positional relationship changes in accordance with the movement of the wafer stage, a light receiving means capable of detecting an optical axis position of light emitted by the light source, and a stage position The light source and the light receiving means at the time of measurement start and measurement return by the measuring means Therefore the exposure apparatus characterized by comprising a means for detecting the position of the wafer stage.
【請求項2】前記光源は装置の筐体と同一剛体上に固定
され、受光手段はウエハステージ上に設けられたレーザ
干渉計のレーザ光を反射するための反射鏡と同一剛体上
に固定された受光素子を有する請求項1記載の露光装
置。
2. The light source is fixed on the same rigid body as the housing of the apparatus, and the light receiving means is fixed on the same rigid body as a reflecting mirror for reflecting laser light of a laser interferometer provided on the wafer stage. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a light receiving element.
【請求項3】前記受光手段は、アライメント計測手段に
も含まれており、アライメント計測手段において発せら
れる光をも受光するものである請求項1記載の露光装
置。
3. An exposure apparatus according to claim 1, wherein said light receiving means is also included in the alignment measuring means, and also receives light emitted from the alignment measuring means.
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