JP2829636B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JP2829636B2 JP2829636B2 JP1202775A JP20277589A JP2829636B2 JP 2829636 B2 JP2829636 B2 JP 2829636B2 JP 1202775 A JP1202775 A JP 1202775A JP 20277589 A JP20277589 A JP 20277589A JP 2829636 B2 JP2829636 B2 JP 2829636B2
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- Japan
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- mask
- wafer
- stage
- positioning
- exposure
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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］ 本発明は駆動軸を有するマスクチャックやウエハチャ
ックを精密に制御するようにした露光装置に関するもの
である。
ックを精密に制御するようにした露光装置に関するもの
である。
［従来の技術］ 従来、露光装置においては、マスク・ウエハ間のアラ
メントシーケンスとしてはダイバイダイアライメント方
式およびグローバルアライメント方式の２つの方式が主
に使われている。ダイバイダイアライメント方式とは、
ワンショット毎にマスクとウエハのアライメント整合を
とってから露光する方式である。グローバルアライメン
ト方式とは、一枚のウエハの中で代表する数ヶ所におい
てマスクとウエハのアライメント計測を行ない、これら
のデータをもとに他の露光ショットの最適位置を計算
し、その後はアライメント計測をせずに一挙にすべての
ショットの露光を行なう方式である。
メントシーケンスとしてはダイバイダイアライメント方
式およびグローバルアライメント方式の２つの方式が主
に使われている。ダイバイダイアライメント方式とは、
ワンショット毎にマスクとウエハのアライメント整合を
とってから露光する方式である。グローバルアライメン
ト方式とは、一枚のウエハの中で代表する数ヶ所におい
てマスクとウエハのアライメント計測を行ない、これら
のデータをもとに他の露光ショットの最適位置を計算
し、その後はアライメント計測をせずに一挙にすべての
ショットの露光を行なう方式である。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ダイバイダイアライメント方式では、
ショット毎の重ね合せ精度はよい反面、スループットが
落ち、チップローテーションが累積するという欠点があ
る。またグローバルアライメント方式では、スループッ
トはダイバイダイアライメント方式よりもよい反面、シ
ョット毎の重ね合せ精度がダイバイダイアライメント方
式より悪いという欠点がある。したがって、場合によっ
てこれらの方式を使い分けているのが現状である。
ショット毎の重ね合せ精度はよい反面、スループットが
落ち、チップローテーションが累積するという欠点があ
る。またグローバルアライメント方式では、スループッ
トはダイバイダイアライメント方式よりもよい反面、シ
ョット毎の重ね合せ精度がダイバイダイアライメント方
式より悪いという欠点がある。したがって、場合によっ
てこれらの方式を使い分けているのが現状である。
また、グローバルアライメント方式でウエハを露光す
る場合、第５図に示すようなシーケンスで行なわれ、同
シーケンス中のステップ504において、ウエハステージ
およびマスクステージをウエハ・マスク間のアライメン
ト状態を計測することなしに駆動する（以下、「盲送
り」と呼ぶ）が、この際マスクステージとウエハステー
ジが個々に有する座標軸が一致していない場合にマスク
とウエハ間の重ね合せ誤差が生じる。この誤差は、従来
は駆動量が僅かであるためにあまり問題とされず、これ
に対する対策が施されてなかった。しかし、回路パター
ンの微細化が要求されている昨今ではこういった誤差が
無視できなくなりつつある。
る場合、第５図に示すようなシーケンスで行なわれ、同
シーケンス中のステップ504において、ウエハステージ
およびマスクステージをウエハ・マスク間のアライメン
ト状態を計測することなしに駆動する（以下、「盲送
り」と呼ぶ）が、この際マスクステージとウエハステー
ジが個々に有する座標軸が一致していない場合にマスク
とウエハ間の重ね合せ誤差が生じる。この誤差は、従来
は駆動量が僅かであるためにあまり問題とされず、これ
に対する対策が施されてなかった。しかし、回路パター
ンの微細化が要求されている昨今ではこういった誤差が
無視できなくなりつつある。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑
み、露光装置において、マスクとウエハ間のアライメン
トに際しての重合せ精度およびスループットをともに向
上させることにある。
み、露光装置において、マスクとウエハ間のアライメン
トに際しての重合せ精度およびスループットをともに向
上させることにある。
［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、マスクを保持し
て少なくとも回転（θ）方向に位置決めするマスクステ
ージ、およびウエハを保持して少なくともXY方向に位置
決めするウエハステージを備え、マスクとウエハとを順
次位置決めしマスクに形成されているパターンをウエハ
上の複数露光位置に順次投影露光する露光装置におい
て、該マスクステージの回転方向の位置決め駆動の際に
発生する回転中心の移動に伴うウエハ側からみたXY方向
の位置決め誤差を予め計測したデータを用いて、マスク
とウエハ間の位置決めの際にウエハの位置決めを補正す
る手段を有する。
て少なくとも回転（θ）方向に位置決めするマスクステ
ージ、およびウエハを保持して少なくともXY方向に位置
決めするウエハステージを備え、マスクとウエハとを順
次位置決めしマスクに形成されているパターンをウエハ
上の複数露光位置に順次投影露光する露光装置におい
て、該マスクステージの回転方向の位置決め駆動の際に
発生する回転中心の移動に伴うウエハ側からみたXY方向
の位置決め誤差を予め計測したデータを用いて、マスク
とウエハ間の位置決めの際にウエハの位置決めを補正す
る手段を有する。
前記マスクステージはマスクを回転可能に保持する放
射状に配置された複数枚の板バネと、該板バネに変形を
与える方向にマスクを回転させるアクチュエータとを有
する。
射状に配置された複数枚の板バネと、該板バネに変形を
与える方向にマスクを回転させるアクチュエータとを有
する。
ウエハ側からみた位置決め誤差の測定は、例えばマス
クに対して位置が固定された発光素子から投光される光
を受ける、ウエハに固定された受光素子の出力を計測・
処理する事によりなされる。
クに対して位置が固定された発光素子から投光される光
を受ける、ウエハに固定された受光素子の出力を計測・
処理する事によりなされる。
［作用］ この構成において、露光に際しては、特に、ダイバイ
ダイアライメント方式によらずグローバルアライメント
によりマスクとウエハとの位置決めを行い、スループッ
トの向上を図っている。したがって、一部の露光位置に
ついて行った位置合せ結果に基づいて他の露光位置にお
ける位置決めすなわち盲送りが行われるが、その際には
通常、露光位置に応じてマスクを回転させる等の補正を
必要とする。そして、これにより、ウエハ側からみたマ
スクのX,Y位置も変化し誤差を生ずることになる。しか
し、予めその誤差を計測して得たデータテーブルを考慮
して露光位置に応じた送り量でウエハ位置決めを行うよ
うにしているため、その誤差は補正され、正確なアライ
メントが行われる。
ダイアライメント方式によらずグローバルアライメント
によりマスクとウエハとの位置決めを行い、スループッ
トの向上を図っている。したがって、一部の露光位置に
ついて行った位置合せ結果に基づいて他の露光位置にお
ける位置決めすなわち盲送りが行われるが、その際には
通常、露光位置に応じてマスクを回転させる等の補正を
必要とする。そして、これにより、ウエハ側からみたマ
スクのX,Y位置も変化し誤差を生ずることになる。しか
し、予めその誤差を計測して得たデータテーブルを考慮
して露光位置に応じた送り量でウエハ位置決めを行うよ
うにしているため、その誤差は補正され、正確なアライ
メントが行われる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る露光装置におけるマ
スクθステージ部分の構成を表わしており、同図におい
て、106はマスクθステージ４の基台となるマスクθス
テージベース、109はマスクθステージベース106に対
し、マスク２を面内回転方向（θ方向）にのみ柔に支持
し他の方向には剛に支持する放射状の板ばね、107はマ
スク２を着脱自在にするためのマスクチャック、103お
よび104はマスク２を機械的に位置決めする位置決めＶ
ブロックおよび位置決めピン、102はマスクθステージ
ベース106に対するマスク２の相対的回転角度を近似的
に円周方向の直線変位で測定するための変位センサ、11
2はマスクθステージ４の駆動変位源であるところのピ
エゾ素子、113はピエゾ素子112の変位を拡大するてこ拡
大機構、101はてこ拡大機構113により拡大された変位を
円周方向以外に極力伝えない様に伝達する弾性カップリ
ング、111はマスクθステージ４の振動を減衰させるダ
ンパである。
スクθステージ部分の構成を表わしており、同図におい
て、106はマスクθステージ４の基台となるマスクθス
テージベース、109はマスクθステージベース106に対
し、マスク２を面内回転方向（θ方向）にのみ柔に支持
し他の方向には剛に支持する放射状の板ばね、107はマ
スク２を着脱自在にするためのマスクチャック、103お
よび104はマスク２を機械的に位置決めする位置決めＶ
ブロックおよび位置決めピン、102はマスクθステージ
ベース106に対するマスク２の相対的回転角度を近似的
に円周方向の直線変位で測定するための変位センサ、11
2はマスクθステージ４の駆動変位源であるところのピ
エゾ素子、113はピエゾ素子112の変位を拡大するてこ拡
大機構、101はてこ拡大機構113により拡大された変位を
円周方向以外に極力伝えない様に伝達する弾性カップリ
ング、111はマスクθステージ４の振動を減衰させるダ
ンパである。
108はマスクθステージ４に固定されたレーザダイオ
ードであり、その光軸はマスク２面に対し垂直にウエハ
ステージ側に投下される。
ードであり、その光軸はマスク２面に対し垂直にウエハ
ステージ側に投下される。
第２図は本実施例における露光装置の全体構成を示
す。
す。
同図において、３はウエハでありウエハステージ24上
のウエハチャック（不図示）にチャッキングされる。５
は粗θステージでありθ方向（ｚ軸のまわり）に回転可
能でＺチルトステージ６上に保持されている。Ｚチルト
ステージ６はＺ方向に移動可能で微θステージ７の上に
保持されている。微θステージ７はθ方向に回転可能で
微Ｘステージ８の上に保持されている。微Ｘステージ８
はＸ軸方向に移動可能で微Ｙステージ９の上に保持され
ている。微Ｙステージ９はＹ軸方向に移動可能で粗Ｘス
テージ10の上に保持されている。粗Ｘステージ10はＸ方
向に移動可能で粗Ｙステージ11の上に保持されている。
粗Ｙステージ11はＹ方向に移動可能でフレーム15に保持
されている。
のウエハチャック（不図示）にチャッキングされる。５
は粗θステージでありθ方向（ｚ軸のまわり）に回転可
能でＺチルトステージ６上に保持されている。Ｚチルト
ステージ６はＺ方向に移動可能で微θステージ７の上に
保持されている。微θステージ７はθ方向に回転可能で
微Ｘステージ８の上に保持されている。微Ｘステージ８
はＸ軸方向に移動可能で微Ｙステージ９の上に保持され
ている。微Ｙステージ９はＹ軸方向に移動可能で粗Ｘス
テージ10の上に保持されている。粗Ｘステージ10はＸ方
向に移動可能で粗Ｙステージ11の上に保持されている。
粗Ｙステージ11はＹ方向に移動可能でフレーム15に保持
されている。
ステージ24の位置X,Yおよび姿勢θ，ωＸ、ωＹは装
置の固定位置から投光されるレーザ干渉計ビーム17をＺ
チルトステージ６上に固定されているミラー16で反射し
て干渉計で測長する。２はマスクであり、マスクθステ
ージ４上のマスクチャック（不図示）にチャッキングさ
れている。マスクθステージ４は露光光１を法線とする
平面内において回転可能であり、フレームに保持されて
いる。
置の固定位置から投光されるレーザ干渉計ビーム17をＺ
チルトステージ６上に固定されているミラー16で反射し
て干渉計で測長する。２はマスクであり、マスクθステ
ージ４上のマスクチャック（不図示）にチャッキングさ
れている。マスクθステージ４は露光光１を法線とする
平面内において回転可能であり、フレームに保持されて
いる。
12は複数の検出光学計（以下ピックアップと呼ぶ）で
あり、マスクとウエハ間のギャップ（間隔）計測および
マスクとウエハ間のアライメントずれの計測を行なう。
特に本実施例では４基のピックアップが装備されてい
る。各ピックアップ12はそれぞれX,Y方向に移動可能な
ピックアップステージ13の上に保持されている。
あり、マスクとウエハ間のギャップ（間隔）計測および
マスクとウエハ間のアライメントずれの計測を行なう。
特に本実施例では４基のピックアップが装備されてい
る。各ピックアップ12はそれぞれX,Y方向に移動可能な
ピックアップステージ13の上に保持されている。
23はピックアップ12からの投光ビームを示している。
投光ビームは斜めに投光されているので露光の際ピック
アップが露光光１を遮ることはない。したがって、露光
時にピックアップ12を退避させる必要がない。
投光ビームは斜めに投光されているので露光の際ピック
アップが露光光１を遮ることはない。したがって、露光
時にピックアップ12を退避させる必要がない。
露光光１によりマスク２上に形成された転写パターン
を、前レイヤーまでが転写されているウエハ上の転写済
パターンの上に焼き付ける。27はギャップセンサであ
り、Ｚチルトステージ６の上に設置されており、ウエハ
チャック（不図示）の下面を相対的に計測する。
を、前レイヤーまでが転写されているウエハ上の転写済
パターンの上に焼き付ける。27はギャップセンサであ
り、Ｚチルトステージ６の上に設置されており、ウエハ
チャック（不図示）の下面を相対的に計測する。
14はＺチルトステージ６上に設置された受光素子、26
はフレーム上に固定された投光素子であり、ウエハステ
ージ24と対向する位置にある。
はフレーム上に固定された投光素子であり、ウエハステ
ージ24と対向する位置にある。
受光素子14はピックアップ12から投下されるアライメ
ント検出用の投光ビーム23および投光素子26より投下さ
れる投光ビームを検出することができる。受光素子14で
受けた投光ビームについては、ビームの中心位置が算出
され、これにウエハステージ24の位置データを加味した
上で精度よくビーム中心の位置を計測することが可能で
ある。
ント検出用の投光ビーム23および投光素子26より投下さ
れる投光ビームを検出することができる。受光素子14で
受けた投光ビームについては、ビームの中心位置が算出
され、これにウエハステージ24の位置データを加味した
上で精度よくビーム中心の位置を計測することが可能で
ある。
第８図は受光素子14の構成を示す。受光素子14は同図
に示すように、平板状シリコン素子802に電極801a〜801
dを付けた形になっており、電極801a〜801dのリード803
a〜803dの一端を含めて１つのパッケージ805内に封入さ
れている。シリコン素子802上に投下されたビームスポ
ットの素子中点から見た座標値（Px,Py）は以下の関係
より求めることができる。
に示すように、平板状シリコン素子802に電極801a〜801
dを付けた形になっており、電極801a〜801dのリード803
a〜803dの一端を含めて１つのパッケージ805内に封入さ
れている。シリコン素子802上に投下されたビームスポ
ットの素子中点から見た座標値（Px,Py）は以下の関係
より求めることができる。
但しここで、X1,Y1,X2,Y2はそれぞれ受光素子の中心
電極804と各電極801a〜801d間に流れる光電流であり、
Ｌは中心電極804から各電極801a〜801dまでの距離を示
す。
電極804と各電極801a〜801d間に流れる光電流であり、
Ｌは中心電極804から各電極801a〜801dまでの距離を示
す。
ビームスポットのステージ座標系における位置は、受
光素子14から読み取った値（Px,Py）とステージ座標の
レーザ干渉計軸上における計測値、およびウエハステー
ジ上の受光素子14の配置（固定値）より求めることがで
きる。
光素子14から読み取った値（Px,Py）とステージ座標の
レーザ干渉計軸上における計測値、およびウエハステー
ジ上の受光素子14の配置（固定値）より求めることがで
きる。
第３図は露光装置の制御部を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施例に係る露光装置は最上位に
位置するメインプロセッサ301のもとにすべての機能を
管理されている。メインプロセッサ301は通信路302およ
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や、ス
テージ制御機能、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ある。このハ
ードウエアユニットの呼称をここでは本体制御ブロック
と呼ぶものとする。
同図に示すように、本実施例に係る露光装置は最上位に
位置するメインプロセッサ301のもとにすべての機能を
管理されている。メインプロセッサ301は通信路302およ
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や、ス
テージ制御機能、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ある。このハ
ードウエアユニットの呼称をここでは本体制御ブロック
と呼ぶものとする。
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12（第２図参照）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30
5、ウエハ３とマスク２の平面上の位置ずれおよび平行
出しを行なうためのファインAA.AF制御部309a〜309d、
ウエハX,Y粗動ステージ10,11（第２図参照）、およびウ
エハ微動ステージ６〜９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。
ピックアップ12（第２図参照）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30
5、ウエハ３とマスク２の平面上の位置ずれおよび平行
出しを行なうためのファインAA.AF制御部309a〜309d、
ウエハX,Y粗動ステージ10,11（第２図参照）、およびウ
エハ微動ステージ６〜９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
を行なうプログラムがストアされており、そのシーケン
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。また、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302、通信I/F303
を介して接続されており、データの授受を行なう。
を行なうプログラムがストアされており、そのシーケン
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。また、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302、通信I/F303
を介して接続されており、データの授受を行なう。
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およびステージ制御部313は各々通信I/F306,3
08,310,312を介して通信路307,311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なう。
09a〜309dおよびステージ制御部313は各々通信I/F306,3
08,310,312を介して通信路307,311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なう。
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、ハードウェアな信号処理はすべてこの中で完結さ
れている。そしてこの構成により各制御部を独立に動作
させかつ階層化させることを可能としている。
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、ハードウェアな信号処理はすべてこの中で完結さ
れている。そしてこの構成により各制御部を独立に動作
させかつ階層化させることを可能としている。
第４図は第３図中のステージ制御部313の詳細ブロッ
ク図である。このユニットは本体コントロールユニット
304とは通信I/F310,312および通信路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。また、このほかにウエハス
テージ上の受光センサ（PSD）14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。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にあたる軸（Ｚ軸）を除い
た５軸における位置計測を行なっている。403は微小変
位センサコントロールユニットであり、微小変位センサ
27のドライブおよび信号処理をすることによりウエハス
テージのＺ軸変位量を計測する。404はX,Y粗動コントロ
ーラであって、第２図におけるウエハX,Y粗動ステージ1
0,11の電動シリンダの制御を行なう。405はθ粗動コン
トローラである。θ粗動軸は第２図で示す様にステージ
８〜11のX,Y駆動軸、ステージ６のZ,ωX,ωＹ駆動軸お
よびステージ７のθ微動軸の上に搭載されており、ステ
ージ５のθ粗動軸を動かしたことによるウエハステージ
24の位置変化は干渉計からの光軸17の反射用のミラー16
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軸粗合せ後の位置変動をな
くしている。406は３本のピエゾアクチュエータによて
Z,ωX,ωＹを位置決めする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６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、ステージ8,9の微X,Y駆動軸の
微小変位アクチュエータの制御を行なう。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４の制御を行なう。
ク図である。このユニットは本体コントロールユニット
304とは通信I/F310,312および通信路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。また、このほかにウエハス
テージ上の受光センサ（PSD）14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。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にあたる軸（Ｚ軸）を除い
た５軸における位置計測を行なっている。403は微小変
位センサコントロールユニットであり、微小変位センサ
27のドライブおよび信号処理をすることによりウエハス
テージのＺ軸変位量を計測する。404はX,Y粗動コントロ
ーラであって、第２図におけるウエハX,Y粗動ステージ1
0,11の電動シリンダの制御を行なう。405はθ粗動コン
トローラである。θ粗動軸は第２図で示す様にステージ
８〜11のX,Y駆動軸、ステージ６のZ,ωX,ωＹ駆動軸お
よびステージ７のθ微動軸の上に搭載されており、ステ
ージ５のθ粗動軸を動かしたことによるウエハステージ
24の位置変化は干渉計からの光軸17の反射用のミラー16
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軸粗合せ後の位置変動をな
くしている。406は３本のピエゾアクチュエータによて
Z,ωX,ωＹを位置決めする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６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、ステージ8,9の微X,Y駆動軸の
微小変位アクチュエータの制御を行なう。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４の制御を行なう。
第５図はグローバルアライメント方式による露光シー
ケンスを示す。同図を用いて装置の動作を説明すれば、
ウエハチャックにロードされたウエハ３は、まずステッ
プ501において、ウエハ３上で代表する数ショット分の
露光エリアにおけるアライメント計測が行われる。アラ
イメント計測されるショットは例えば第６図において60
1a〜601eで示されるショットであり、アライメント計測
が行なわれなかった残りのショット602は周辺の計測を
行なったショット601a〜601cから得られたアライメント
計測データにより、補間され、予測される（ステップ50
2）。ステップ503では、露光を行なうウエハ３上のショ
ットをマスク２上に描画されたパターンに位置合せする
ためのウエハステージ24とマスクステージ４の各軸にお
ける駆動量を算出する。
ケンスを示す。同図を用いて装置の動作を説明すれば、
ウエハチャックにロードされたウエハ３は、まずステッ
プ501において、ウエハ３上で代表する数ショット分の
露光エリアにおけるアライメント計測が行われる。アラ
イメント計測されるショットは例えば第６図において60
1a〜601eで示されるショットであり、アライメント計測
が行なわれなかった残りのショット602は周辺の計測を
行なったショット601a〜601cから得られたアライメント
計測データにより、補間され、予測される（ステップ50
2）。ステップ503では、露光を行なうウエハ３上のショ
ットをマスク２上に描画されたパターンに位置合せする
ためのウエハステージ24とマスクステージ４の各軸にお
ける駆動量を算出する。
ここで例えば移動目標位置Ｐの座標を Ｐ（x,y,z,θ，ωX,ωＹ） の様な絶対位置座標を与えるとすれば、このときの各軸
の駆動目標位置（X,Y,Θ,Z1,Z2,Z3）は チルトステージをZ1,Z2,Z3へ向けて駆動する３本のピ
エゾアクチュエータに関して であり、 マスクステージのピエゾアクチュエータについては ΘＭ＝LMθ （４） であり、 X,Yステージの目標値X,Yは Ｘ＝ｘ−fT（Z1,Z2,Z3）−fM（ΘＭ） （５） Ｙ＝Ｙ−gT（Z1,Z2,Z3）−gM（ΘＭ） （６） で表わされる。ただし、ATは３本のピエゾアクチュエー
タの配置される位置関係より決定される変換行列、LMは
微少変位するマスクステージにおけるピエゾアクチュエ
ータ112のマスク中心から作用点までの距離を示す。関
数fTおよびgTはそれぞれX,Y軸に関して、チルトステー
ジを傾けたことによって生ずるチルトステージのアッベ
長による発生移動量であり、fM,gMは本発明によって新
たに補正項として加わったマスクθステージ４の駆動に
伴うマスクステージ回転中心のX,Y方向への発生移動量
である。この発生移動量は本来図るべくして発生したも
のではなく、マスクステージ４を複数枚にて支持してい
る板ばね109の剛性ばらつきや、ピエゾアクチュエータ1
12で発生する力がマスクステージ４周りの一点において
作用することによって生ずる、作用点にかかる力の方向
に配置された板ばねの伸縮によって生ずるものである。
関数fM,gMは本実施例における露光装置を起動した時に
作成されるが、その作成手順は後述する。
の駆動目標位置（X,Y,Θ,Z1,Z2,Z3）は チルトステージをZ1,Z2,Z3へ向けて駆動する３本のピ
エゾアクチュエータに関して であり、 マスクステージのピエゾアクチュエータについては ΘＭ＝LMθ （４） であり、 X,Yステージの目標値X,Yは Ｘ＝ｘ−fT（Z1,Z2,Z3）−fM（ΘＭ） （５） Ｙ＝Ｙ−gT（Z1,Z2,Z3）−gM（ΘＭ） （６） で表わされる。ただし、ATは３本のピエゾアクチュエー
タの配置される位置関係より決定される変換行列、LMは
微少変位するマスクステージにおけるピエゾアクチュエ
ータ112のマスク中心から作用点までの距離を示す。関
数fTおよびgTはそれぞれX,Y軸に関して、チルトステー
ジを傾けたことによって生ずるチルトステージのアッベ
長による発生移動量であり、fM,gMは本発明によって新
たに補正項として加わったマスクθステージ４の駆動に
伴うマスクステージ回転中心のX,Y方向への発生移動量
である。この発生移動量は本来図るべくして発生したも
のではなく、マスクステージ４を複数枚にて支持してい
る板ばね109の剛性ばらつきや、ピエゾアクチュエータ1
12で発生する力がマスクステージ４周りの一点において
作用することによって生ずる、作用点にかかる力の方向
に配置された板ばねの伸縮によって生ずるものである。
関数fM,gMは本実施例における露光装置を起動した時に
作成されるが、その作成手順は後述する。
次に、ステップ504ではマスクとウエハを位置合せす
べく各ステージの軸に駆動命令を与える。ステップ505
においては盲送りで位置合せされたウエハを露光する。
そして、ステップ506においてすべてのショットが露光
を終了したかどうかを判断し、終了していればそのウエ
ハに関する露光は終了とし、終了していなければ次のシ
ョットの処理に入る。
べく各ステージの軸に駆動命令を与える。ステップ505
においては盲送りで位置合せされたウエハを露光する。
そして、ステップ506においてすべてのショットが露光
を終了したかどうかを判断し、終了していればそのウエ
ハに関する露光は終了とし、終了していなければ次のシ
ョットの処理に入る。
第６図はグローバルアライメント方式によるウエハ３
上のアライメント計測ショット601a〜601eを示したもの
である。602はアライメント計測を行なわずに周囲のア
ライメント計測ショットより予測された位置に盲送りさ
れて露光されるショット（以下未計測ショットと呼ぶ）
である。
上のアライメント計測ショット601a〜601eを示したもの
である。602はアライメント計測を行なわずに周囲のア
ライメント計測ショットより予測された位置に盲送りさ
れて露光されるショット（以下未計測ショットと呼ぶ）
である。
第７図は第５図の説明の中で述べた関数fM,gMの作成
シーケンスのフローチャートである。同図に従って説明
すれば、露光装置を起動すると、まずウエハステージお
よびマスクステージのイニシャライズ（ステップ701,70
2）が並行して行なわれる。
シーケンスのフローチャートである。同図に従って説明
すれば、露光装置を起動すると、まずウエハステージお
よびマスクステージのイニシャライズ（ステップ701,70
2）が並行して行なわれる。
次に、ステップ703で、マスクステージ上のLD108が点
灯され、光束をマスク２に対して垂直な方向に落とす。
ステップ704では、ウエハステージ上の受光素子14によ
りLD108から投下されるレーザ光のスポットを探し、ス
テップ705で同スポットを捉えたときのウエハステージ2
4の位置をマスクステージの送り位置と対にしてウエハ
ステージコントロールユニット401内のメモリにストア
する。
灯され、光束をマスク２に対して垂直な方向に落とす。
ステップ704では、ウエハステージ上の受光素子14によ
りLD108から投下されるレーザ光のスポットを探し、ス
テップ705で同スポットを捉えたときのウエハステージ2
4の位置をマスクステージの送り位置と対にしてウエハ
ステージコントロールユニット401内のメモリにストア
する。
ステップ706ではサンプリングすべき計測点のすべて
を計測終了したか否かを判別し、計測点すべてがまだ計
測し終えていなければマスクθステージ４をステップ移
動して次の計測点での計測に入る（ステップ707）。計
測がすべて終了すると、ウエハステージコントロールユ
ニット401内にストアされたデータは、本体コントロー
ルユニット301内に転送され、マスクステージをステッ
プさせる毎に計測したサンプル点で補間したテーブルを
作成する処理が行なわれる。ステップ709ではステップ7
08で作成したテーブルをもとに関数（または変換テーブ
ルでもよい）fM,gMを生成し、ウエハステージコントロ
ールユニット401へ転送する。
を計測終了したか否かを判別し、計測点すべてがまだ計
測し終えていなければマスクθステージ４をステップ移
動して次の計測点での計測に入る（ステップ707）。計
測がすべて終了すると、ウエハステージコントロールユ
ニット401内にストアされたデータは、本体コントロー
ルユニット301内に転送され、マスクステージをステッ
プさせる毎に計測したサンプル点で補間したテーブルを
作成する処理が行なわれる。ステップ709ではステップ7
08で作成したテーブルをもとに関数（または変換テーブ
ルでもよい）fM,gMを生成し、ウエハステージコントロ
ールユニット401へ転送する。
［発明の効果］ 本発明を適用することによりグローバルアライメント
方式による露光の精度が向上する。
方式による露光の精度が向上する。
第１図は、本発明の一実施例に係るマスクチャックおお
よびマスクステージの構成図、 第２図は、第１図の装置が使用された露光装置の構成概
略図、 第３図は、第２図の露光装置をコントロールする電気的
ハードウエア構成ブロック図、 第４図は、第３図中におけるステージ制御部の電気的ハ
ードウエア構成ブロック図、 第５図は、本発明を適用したグローバルアライメントに
よるウエハ露光のフローチャート、 第６図は、ウエハ上におけるグローバルアライメント計
測ショットの配置図、 第７図は、マスクθステージ駆動に伴うマスクステージ
回転中心のX,Y方向への発生移動量fM,gMを求めるための
フローチャート、そして 第８図は、第２図中における受光素子の詳細図である。 2:マスク、3:ウエハ、4:マスクθステージ、14:受光素
子、24:ウエハステージ、108:レーザダイオード（L
D）、112:ピエゾアクチュエータ。
よびマスクステージの構成図、 第２図は、第１図の装置が使用された露光装置の構成概
略図、 第３図は、第２図の露光装置をコントロールする電気的
ハードウエア構成ブロック図、 第４図は、第３図中におけるステージ制御部の電気的ハ
ードウエア構成ブロック図、 第５図は、本発明を適用したグローバルアライメントに
よるウエハ露光のフローチャート、 第６図は、ウエハ上におけるグローバルアライメント計
測ショットの配置図、 第７図は、マスクθステージ駆動に伴うマスクステージ
回転中心のX,Y方向への発生移動量fM,gMを求めるための
フローチャート、そして 第８図は、第２図中における受光素子の詳細図である。 2:マスク、3:ウエハ、4:マスクθステージ、14:受光素
子、24:ウエハステージ、108:レーザダイオード（L
D）、112:ピエゾアクチュエータ。
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 ヤノン株式会社内 (72)発明者 須田 繁幸 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 野瀬 哲志 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 昭63−310116（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−44429（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】マスクを保持して少なくとも回転（θ）方
向に位置決めするマスクステージ、およびウエハを保持
して少なくともXY方向に位置決めするウエハステージを
備え、マスクとウエハとを順次位置決めしマスクに形成
されているパターンをウエハ上の複数露光位置に順次投
影露光する露光装置において、該マスクステージの回転
方向の位置決め駆動の際に発生する回転中心の移動に伴
うウエハ側からみたXY方向の位置決め誤差を予め計測し
たデータを用いて、マスクとウエハ間の位置決めの際に
ウエハの位置決めを補正する手段を有することを特徴と
する露光装置。 - 【請求項２】前記マスクステージはマスクを回転可能に
保持する放射状に配置された複数枚の板バネと、該板バ
ネに変形を与える方向にマスクを回転させるアクチュエ
ータとを有することを特徴とする請求項１記載の露光装
置。 - 【請求項３】マスクに対して位置が固定されている発光
素子と、ウエハに対して位置が固定され発光素子から投
光される光を受ける受光素子とを備え、ウエハ側からみ
た位置決め誤差の測定はこの受光素子の出力に基づいて
行う請求項１記載の露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202775A JP2829636B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 露光装置 |
| DE69023186T DE69023186T2 (de) | 1989-08-07 | 1990-08-06 | Belichtungsvorrichtung. |
| EP90308642A EP0412756B1 (en) | 1989-08-07 | 1990-08-06 | Exposure apparatus |
| US07/563,420 US5182615A (en) | 1989-08-07 | 1990-08-07 | Exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202775A JP2829636B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368127A JPH0368127A (ja) | 1991-03-25 |
| JP2829636B2 true JP2829636B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16462980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202775A Expired - Fee Related JP2829636B2 (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829636B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029601A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method and displacement measurement system |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP1202775A patent/JP2829636B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0368127A (ja) | 1991-03-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |