JP2003065745A - 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 - Google Patents
位置合わせ装置及び位置合わせ方法Info
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの対象物の位置合わせ時に、観測装置自
体の位置のぶれに起因する精度の低下を防止することが
可能な位置合わせ装置を提供する。 【解決手段】 並進移動可能な可動部に取り付けられた
第１保持手段が、第1対象物を保持する。可動部に取り
付けられた第１検出手段が、第１観測座標系における観
測対象物の位置座標を検出する。第２保持手段が、第1
保持手段に保持された第1対象物から微少間隙を隔て
て、対向面同士を相互に対向させるように第２対象物を
保持する。第２保持手段に対する相対位置が拘束された
第２検出手段が、第２観測座標系における観測対象物の
位置座標を検出する。第２検出手段は、可動部を移動さ
せることによって第1対象物を観測することができる。
座標関連づけ手段が、第１観測座標系と第２観測座標系
とを関連づける。可動部をＸ軸方向に移動させることに
よって、第1検出手段が、第２対象物を観測することが
できる。
体の位置のぶれに起因する精度の低下を防止することが
可能な位置合わせ装置を提供する。 【解決手段】 並進移動可能な可動部に取り付けられた
第１保持手段が、第1対象物を保持する。可動部に取り
付けられた第１検出手段が、第１観測座標系における観
測対象物の位置座標を検出する。第２保持手段が、第1
保持手段に保持された第1対象物から微少間隙を隔て
て、対向面同士を相互に対向させるように第２対象物を
保持する。第２保持手段に対する相対位置が拘束された
第２検出手段が、第２観測座標系における観測対象物の
位置座標を検出する。第２検出手段は、可動部を移動さ
せることによって第1対象物を観測することができる。
座標関連づけ手段が、第１観測座標系と第２観測座標系
とを関連づける。可動部をＸ軸方向に移動させることに
よって、第1検出手段が、第２対象物を観測することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置合わせ装置及
び位置合わせ方法に関し、特に微小間隙（プロキシミテ
ィギャップ）を隔てて対向面同士を対向させた２つの対
象物の対向面に平行な方向に関して、両者の位置合わせ
を行う装置及び方法に関する。
び位置合わせ方法に関し、特に微小間隙（プロキシミテ
ィギャップ）を隔てて対向面同士を対向させた２つの対
象物の対向面に平行な方向に関して、両者の位置合わせ
を行う装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造に用いられる近接露光
装置において、マスクとウエハとの高精度な位置合わせ
を行う前に、粗い位置合わせが行われる。図３を参照し
て、この粗い位置合わせ手順について説明する。
装置において、マスクとウエハとの高精度な位置合わせ
を行う前に、粗い位置合わせが行われる。図３を参照し
て、この粗い位置合わせ手順について説明する。
【０００３】図３は、従来の近接露光装置の概略断面図
を示す。ＸＹ面に平行な上面を画定する基台１００の上
に配置された直動機構１０１が、回転駆動機構１０２を
Ｘ軸方向に並進移動させる。回転駆動機構１０２は、θ
Zテーブル１０３をＺ軸に平行な軸を中心として回転移
動させる。ＸＹ駆動テーブル１０４が、３個のリニアア
クチュエータ１０５を介してθZテーブル１０３に取り
付けられている。リニアアクチュエータ１０５とＸＹ駆
動テーブル１０４とは、弾性ヒンジを介して接続されて
いる。
を示す。ＸＹ面に平行な上面を画定する基台１００の上
に配置された直動機構１０１が、回転駆動機構１０２を
Ｘ軸方向に並進移動させる。回転駆動機構１０２は、θ
Zテーブル１０３をＺ軸に平行な軸を中心として回転移
動させる。ＸＹ駆動テーブル１０４が、３個のリニアア
クチュエータ１０５を介してθZテーブル１０３に取り
付けられている。リニアアクチュエータ１０５とＸＹ駆
動テーブル１０４とは、弾性ヒンジを介して接続されて
いる。
【０００４】ＸＹ駆動テーブル１０４は、ウエハチャッ
ク１０６をＸＹ面内方向に並進移動させる。ウエハチャ
ック１０６は、その上面にウエハ１０７を吸着し、固定
する。リニアアクチュエータ１０５を駆動することによ
り、ウエハ１０７をＺ軸方向に並進移動させるととも
に、ウエハ１０７の傾き角を調節することができる。
ク１０６をＸＹ面内方向に並進移動させる。ウエハチャ
ック１０６は、その上面にウエハ１０７を吸着し、固定
する。リニアアクチュエータ１０５を駆動することによ
り、ウエハ１０７をＺ軸方向に並進移動させるととも
に、ウエハ１０７の傾き角を調節することができる。
【０００５】マスクチャック１１０が、その下面にマス
ク１１１を吸着し、固定する。マスク１１１とウエハ１
０７とは、微少間隙を隔てて対向する。リニアガイド１
２０が、カメラ１２１をマスクチャック１１０の上方
に、Ｘ軸方向に移動可能に保持する。カメラ１２１は、
Ｘ軸方向に移動することにより、マスク１１１に設けら
れたマスクマークを観測することができる。さらに、ウ
エハ１０７に設けられたウエハマークを、マスク１１１
の支持枠に設けられた窓を通して観測することができ
る。
ク１１１を吸着し、固定する。マスク１１１とウエハ１
０７とは、微少間隙を隔てて対向する。リニアガイド１
２０が、カメラ１２１をマスクチャック１１０の上方
に、Ｘ軸方向に移動可能に保持する。カメラ１２１は、
Ｘ軸方向に移動することにより、マスク１１１に設けら
れたマスクマークを観測することができる。さらに、ウ
エハ１０７に設けられたウエハマークを、マスク１１１
の支持枠に設けられた窓を通して観測することができ
る。
【０００６】エネルギビーム源１２５から放射されたエ
ネルギビームが、マスク１１１を通してウエハ１０７の
表面を露光する。エネルギビームとして、例えば可視
光、紫外光、Ｘ線、及び電子ビーム等が使用される。
ネルギビームが、マスク１１１を通してウエハ１０７の
表面を露光する。エネルギビームとして、例えば可視
光、紫外光、Ｘ線、及び電子ビーム等が使用される。
【０００７】露光前の高精度な位置合わせに先立ち、マ
スク１１１とウエハ１０７との粗い位置合わせを行う必
要がある。以下、粗い位置合わせ方法について説明す
る。
スク１１１とウエハ１０７との粗い位置合わせを行う必
要がある。以下、粗い位置合わせ方法について説明す
る。
【０００８】カメラ１２１をＸ軸方向に移動させながら
マスク１１１に形成されている２つのマスクマークを観
測する。２つのマスクマークを通過する仮想直線がＸ軸
に平行になるように、マスク１１１を回転移動させる。
カメラ１２１に観測座標系が関連づけられており、マス
ク１１１の位置が、カメラ１２１の観測座標系における
位置座標で表される。
マスク１１１に形成されている２つのマスクマークを観
測する。２つのマスクマークを通過する仮想直線がＸ軸
に平行になるように、マスク１１１を回転移動させる。
カメラ１２１に観測座標系が関連づけられており、マス
ク１１１の位置が、カメラ１２１の観測座標系における
位置座標で表される。
【０００９】次に、カメラ１２１を固定し、マスク１１
１の支持枠に設けられた窓を通してウエハ１０７を観測
しながらウエハ１０７をＸ軸方向に移動させる。ウエハ
１０７の表面上に形成された２つのウエハマークを結ぶ
直線がＸ軸に平行になるように、ウエハ１０７を回転移
動させる。これにより、ウエハ１０７の位置が、カメラ
１２１の観測座標系における位置座標で表される。マス
ク１１１及びウエハ１０７の位置が、ともにカメラ１２
１の観測座標系で表されるため、両者の位置合わせを行
うことができる。
１の支持枠に設けられた窓を通してウエハ１０７を観測
しながらウエハ１０７をＸ軸方向に移動させる。ウエハ
１０７の表面上に形成された２つのウエハマークを結ぶ
直線がＸ軸に平行になるように、ウエハ１０７を回転移
動させる。これにより、ウエハ１０７の位置が、カメラ
１２１の観測座標系における位置座標で表される。マス
ク１１１及びウエハ１０７の位置が、ともにカメラ１２
１の観測座標系で表されるため、両者の位置合わせを行
うことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来例で
は、エネルギビームの通路内に、カメラ１２１を移動さ
せるための空間が必要とされる。このため、エネルギビ
ーム源１２５をマスク１１１からある程度離す必要が生
じる。エネルギビーム源１２５をマスク１１１から離す
と、ウエハ１０７の露光面上におけるエネルギ密度が低
下してしまう。
は、エネルギビームの通路内に、カメラ１２１を移動さ
せるための空間が必要とされる。このため、エネルギビ
ーム源１２５をマスク１１１からある程度離す必要が生
じる。エネルギビーム源１２５をマスク１１１から離す
と、ウエハ１０７の露光面上におけるエネルギ密度が低
下してしまう。
【００１１】また、マスクマークを観測した後、ウエハ
マークを観測するためにカメラ１２１をリニアガイド１
２０に沿って移動させなければならない。このため、リ
ニアガイド１２０の精度が低いと、マスクマーク及びウ
エハマークの位置の相対的な位置検出精度が低下してし
まう。
マークを観測するためにカメラ１２１をリニアガイド１
２０に沿って移動させなければならない。このため、リ
ニアガイド１２０の精度が低いと、マスクマーク及びウ
エハマークの位置の相対的な位置検出精度が低下してし
まう。
【００１２】また、一般的にマスクマークは、マスク１
１１の対向面側に形成されている。このため、マスクマ
ークは、マスクのメンブレンを通して観測される。メン
ブレン透過時の屈折等により、マスクマークの検出位置
に誤差が生ずる場合がある。
１１の対向面側に形成されている。このため、マスクマ
ークは、マスクのメンブレンを通して観測される。メン
ブレン透過時の屈折等により、マスクマークの検出位置
に誤差が生ずる場合がある。
【００１３】本発明の目的は、２つの対象物の位置合わ
せ時に、観測装置自体の位置のぶれに起因する精度の低
下を防止することが可能な位置合わせ装置、及びそれを
用いた位置合わせ方法を提供することである。
せ時に、観測装置自体の位置のぶれに起因する精度の低
下を防止することが可能な位置合わせ装置、及びそれを
用いた位置合わせ方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、ＸＹＺ直交座標系を考えたとき、可動部をＸ軸方向
に並進移動可能に保持する直動機構と、前記直動機構の
可動部に取り付けられ、第1の対象物を保持する第1の保
持手段と、前記直動機構の可動部に取り付けられ、ＸＹ
面に平行な第１の観測座標系における観測対象物の位置
座標を検出する第1の位置検出手段と、前記第1の保持手
段に保持された第1の対象物からＺ軸方向に微少間隙を
隔てて、対向面同士を相互に対向させるように第２の対
象物を保持する第２の保持手段と、前記第２の保持手段
に対する相対位置が拘束され、ＸＹ面に平行な第２の観
測座標系における観測対象物の位置座標を検出する第２
の位置検出手段であって、前記直動機構の可動部をＸ軸
方向に移動させることによって前記第1の保持手段に保
持された第1の対象物を観測可能な前記第２の位置検出
手段と、前記第１の観測座標系と第２の観測座標系とを
関連づける座標関連づけ手段とを有し、前記直動機構の
可動部をＸ軸方向に移動させることによって、前記第1
の位置検出手段が、前記第２の保持手段に保持された第
２の対象物を観測することができる位置合わせ装置が提
供される。
と、ＸＹＺ直交座標系を考えたとき、可動部をＸ軸方向
に並進移動可能に保持する直動機構と、前記直動機構の
可動部に取り付けられ、第1の対象物を保持する第1の保
持手段と、前記直動機構の可動部に取り付けられ、ＸＹ
面に平行な第１の観測座標系における観測対象物の位置
座標を検出する第1の位置検出手段と、前記第1の保持手
段に保持された第1の対象物からＺ軸方向に微少間隙を
隔てて、対向面同士を相互に対向させるように第２の対
象物を保持する第２の保持手段と、前記第２の保持手段
に対する相対位置が拘束され、ＸＹ面に平行な第２の観
測座標系における観測対象物の位置座標を検出する第２
の位置検出手段であって、前記直動機構の可動部をＸ軸
方向に移動させることによって前記第1の保持手段に保
持された第1の対象物を観測可能な前記第２の位置検出
手段と、前記第１の観測座標系と第２の観測座標系とを
関連づける座標関連づけ手段とを有し、前記直動機構の
可動部をＸ軸方向に移動させることによって、前記第1
の位置検出手段が、前記第２の保持手段に保持された第
２の対象物を観測することができる位置合わせ装置が提
供される。
【００１５】第１の位置検出手段が第２の対象物を観測
することにより、第１の観測座標系における第２の対象
物の位置座標を得ることができる。第２の位置検出手段
が第１の対象物を観測することにより、第２の観測座標
系における第１の対象物の位置座標を得ることができ
る。第１の観測座標系と第２の観測座標系とを関連づけ
ることにより、第１の対象物と第２の対象物との位置関
係を知ることができる。これにより、両者の位置合わせ
を行うことが可能になる。
することにより、第１の観測座標系における第２の対象
物の位置座標を得ることができる。第２の位置検出手段
が第１の対象物を観測することにより、第２の観測座標
系における第１の対象物の位置座標を得ることができ
る。第１の観測座標系と第２の観測座標系とを関連づけ
ることにより、第１の対象物と第２の対象物との位置関
係を知ることができる。これにより、両者の位置合わせ
を行うことが可能になる。
【００１６】本発明の他の観点によると、第１の対象物
を第１の保持手段で保持し、第２の対象物を、該第１の
対象物からある間隙を隔てて第２の保持手段で保持する
工程と、第１の位置検出手段が前記第２の対象物を観測
し、第１の観測座標系における該第２の対象物の位置座
標を得る工程と、前記第１の観測座標系と関連づけられ
た第２の観測座標系における観測対象物の位置座標を検
出することができる第２の位置検出手段が、前記第１の
対象物を観測し、第２の観測座標系における該第１の対
象物の位置座標を得る工程と、前記第１の観測座標系に
おける前記第２の対象物の位置座標と、前記第２の観測
座標系における前記第１の対象物の位置座標とを、共通
の基準座標系における位置座標に変換する工程と、前記
基準座標系における前記第１の対象物の位置座標と前記
第２の対象物の位置座標とに基づいて、前記第１の対象
物及び第２の対象物の少なくとも一方を移動させて位置
合わせを行う工程とを有する位置合わせ方法が提供され
る。
を第１の保持手段で保持し、第２の対象物を、該第１の
対象物からある間隙を隔てて第２の保持手段で保持する
工程と、第１の位置検出手段が前記第２の対象物を観測
し、第１の観測座標系における該第２の対象物の位置座
標を得る工程と、前記第１の観測座標系と関連づけられ
た第２の観測座標系における観測対象物の位置座標を検
出することができる第２の位置検出手段が、前記第１の
対象物を観測し、第２の観測座標系における該第１の対
象物の位置座標を得る工程と、前記第１の観測座標系に
おける前記第２の対象物の位置座標と、前記第２の観測
座標系における前記第１の対象物の位置座標とを、共通
の基準座標系における位置座標に変換する工程と、前記
基準座標系における前記第１の対象物の位置座標と前記
第２の対象物の位置座標とに基づいて、前記第１の対象
物及び第２の対象物の少なくとも一方を移動させて位置
合わせを行う工程とを有する位置合わせ方法が提供され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例による位
置合わせ装置の概略断面図を示す。基台１が、ＸＹ面に
平行な上面を画定する。ＸＹ面に垂直な方向をＺ軸と定
義する。基台１の上面に、直動機構２が取り付けられて
いる。直動機構２は、移動テーブル３をＸ軸に平行な方
向に移動させる。移動テーブル３に、回転駆動機構４及
びマスク用カメラ５が取り付けられている。回転駆動機
構４は、θZテーブル９を支持するとともに、Ｚ軸に平
行な軸を中心として回転させる。直動機構２及び回転駆
動機構４は、制御装置７により制御される。
置合わせ装置の概略断面図を示す。基台１が、ＸＹ面に
平行な上面を画定する。ＸＹ面に垂直な方向をＺ軸と定
義する。基台１の上面に、直動機構２が取り付けられて
いる。直動機構２は、移動テーブル３をＸ軸に平行な方
向に移動させる。移動テーブル３に、回転駆動機構４及
びマスク用カメラ５が取り付けられている。回転駆動機
構４は、θZテーブル９を支持するとともに、Ｚ軸に平
行な軸を中心として回転させる。直動機構２及び回転駆
動機構４は、制御装置７により制御される。
【００１８】θZテーブル９に、３個のリニアアクチュ
エータ１１が取り付けられている。各リニアアクチュエ
ータ１１は、その作用点をＺ軸方向に変位させる。ＸＹ
駆動機構１３が、弾性ヒンジ１２を介して各リニアアク
チュエータ１１に取り付けられている。ＸＹ駆動機構１
３が、ウエハチャック１５をＸＹ面に平行な方向に移動
させる。ウエハチャック１５が、その上面に露光すべき
ウエハ１６を吸着し固定する。リニアアクチュエータ１
１及びＸＹ駆動機構１３は、制御装置７により制御され
る。
エータ１１が取り付けられている。各リニアアクチュエ
ータ１１は、その作用点をＺ軸方向に変位させる。ＸＹ
駆動機構１３が、弾性ヒンジ１２を介して各リニアアク
チュエータ１１に取り付けられている。ＸＹ駆動機構１
３が、ウエハチャック１５をＸＹ面に平行な方向に移動
させる。ウエハチャック１５が、その上面に露光すべき
ウエハ１６を吸着し固定する。リニアアクチュエータ１
１及びＸＹ駆動機構１３は、制御装置７により制御され
る。
【００１９】３個のリニアアクチュエータ１１の作用点
を同一方向に同じ量だけ変位させることにより、ウエハ
１６をＺ軸方向に平行移動させることができる。３個の
リニアアクチュエータ１１の各々の作用点の変位量を調
節することにより、ウエハ１６をＸ軸に平行な軸、及び
Ｙ軸に平行な軸を中心として微少角度回転させ、傾き角
を調節することができる。
を同一方向に同じ量だけ変位させることにより、ウエハ
１６をＺ軸方向に平行移動させることができる。３個の
リニアアクチュエータ１１の各々の作用点の変位量を調
節することにより、ウエハ１６をＸ軸に平行な軸、及び
Ｙ軸に平行な軸を中心として微少角度回転させ、傾き角
を調節することができる。
【００２０】ＸＹ駆動機構１３に取り付けられた昇降機
構２１が、ターゲット板２０をＺ軸方向に移動可能に保
持する。昇降機構２１は、制御装置７により制御され
る。ターゲット板２０は、Ｚ軸にほぼ垂直に支持されて
おり、貫通孔２０Ａがターゲット板２０をＺ軸方向に貫
通する。貫通孔２０Ａは、マスク用カメラ５で観測可能
な位置に配置される。ターゲット板２０として、ターゲ
ットマークの形成された透明板を用いてもよい。その外
に、ターゲットとして、発光ダイオード等の発光体を用
いてもよい。
構２１が、ターゲット板２０をＺ軸方向に移動可能に保
持する。昇降機構２１は、制御装置７により制御され
る。ターゲット板２０は、Ｚ軸にほぼ垂直に支持されて
おり、貫通孔２０Ａがターゲット板２０をＺ軸方向に貫
通する。貫通孔２０Ａは、マスク用カメラ５で観測可能
な位置に配置される。ターゲット板２０として、ターゲ
ットマークの形成された透明板を用いてもよい。その外
に、ターゲットとして、発光ダイオード等の発光体を用
いてもよい。
【００２１】マスクチャック３０が、その下面にマスク
３１を吸着し、固定する。マスク３１の下面と、ウエハ
１６の露光面とが、微少な間隙（プロキシミティギャッ
プ）を隔てて対向配置される。
３１を吸着し、固定する。マスク３１の下面と、ウエハ
１６の露光面とが、微少な間隙（プロキシミティギャッ
プ）を隔てて対向配置される。
【００２２】エネルギビーム源４０が、マスク３１を通
してウエハ１６の露光面にエネルギビームを照射する。
エネルギビームの通過する経路の脇に、ウエハ用カメラ
３６が取り付けられている。後に説明するウエハ１６と
マスク３１との位置合わせを行う期間、ウエハ用カメラ
３６の位置は、マスクチャック３０に対して相対的に固
定される。
してウエハ１６の露光面にエネルギビームを照射する。
エネルギビームの通過する経路の脇に、ウエハ用カメラ
３６が取り付けられている。後に説明するウエハ１６と
マスク３１との位置合わせを行う期間、ウエハ用カメラ
３６の位置は、マスクチャック３０に対して相対的に固
定される。
【００２３】マスク用カメラ５に、マスク観測座標系が
関連づけられている。マスク用カメラ５をＸ軸上の基準
位置まで移動させて対象物を観測することにより、マス
ク観測座標系における対象物の位置座標を特定すること
ができる。マスク用カメラ５が基準位置にあるときに、
対象物が観測可能範囲内に収まらない場合には、マスク
用カメラ５をＸ軸方向に移動させて観測を行うことがで
きる。マスク用カメラ５を移動させて観測した時の観測
結果、及びマスク用カメラ５の基準位置からの移動距離
に基づいて、マスク観測座標系における対象物の位置座
標を特定することができる。マスク用カメラ５の焦点距
離は、マスクチャック３０に固定されたマスク３１の下
面に形成されたマスクマークを観測できるように調節さ
れている。
関連づけられている。マスク用カメラ５をＸ軸上の基準
位置まで移動させて対象物を観測することにより、マス
ク観測座標系における対象物の位置座標を特定すること
ができる。マスク用カメラ５が基準位置にあるときに、
対象物が観測可能範囲内に収まらない場合には、マスク
用カメラ５をＸ軸方向に移動させて観測を行うことがで
きる。マスク用カメラ５を移動させて観測した時の観測
結果、及びマスク用カメラ５の基準位置からの移動距離
に基づいて、マスク観測座標系における対象物の位置座
標を特定することができる。マスク用カメラ５の焦点距
離は、マスクチャック３０に固定されたマスク３１の下
面に形成されたマスクマークを観測できるように調節さ
れている。
【００２４】ウエハ用カメラ３６に、ウエハ観測座標系
が関連づけられている。ウエハ用カメラ３６で対象物を
観測することにより、ウエハ観測座標系における対象物
の位置座標を特定することができる。ウエハ用カメラ３
６の焦点距離は、ウエハチャック１５に固定されたウエ
ハ１６の露光面上に形成されたウエハマークを観測でき
るように調節されている。
が関連づけられている。ウエハ用カメラ３６で対象物を
観測することにより、ウエハ観測座標系における対象物
の位置座標を特定することができる。ウエハ用カメラ３
６の焦点距離は、ウエハチャック１５に固定されたウエ
ハ１６の露光面上に形成されたウエハマークを観測でき
るように調節されている。
【００２５】なお、マスク観測座標系のＸ軸及びウエハ
観測座標系のＸ軸とは、ともに直動機構２の駆動方向に
平行になるように、予め設定されている。
観測座標系のＸ軸とは、ともに直動機構２の駆動方向に
平行になるように、予め設定されている。
【００２６】次に、図２を参照して、図１に示した位置
合わせ装置を用いた位置合わせ方法について説明する。
合わせ装置を用いた位置合わせ方法について説明する。
【００２７】ウエハ１６をウエハチャック１５に固定
し、マスク３１をマスクチャック３０に固定する。ステ
ップＳＴ１に進み、ターゲット板２０のＺ軸方向の位置
（高さ）が、ウエハ１６の露光面とマスク３１の下面と
の間になるように、昇降機構２１を駆動する。
し、マスク３１をマスクチャック３０に固定する。ステ
ップＳＴ１に進み、ターゲット板２０のＺ軸方向の位置
（高さ）が、ウエハ１６の露光面とマスク３１の下面と
の間になるように、昇降機構２１を駆動する。
【００２８】ステップＳＴ２に進み、直動機構２を駆動
し、ウエハ用カメラ３６でターゲット板２０の貫通孔２
０Ａを観測する。同時に、マスク用カメラ５でも貫通孔
２０Ａを観測する。マスク用カメラ５の焦点（ピント）
はマスク３１の下面に合い、ウエハ用カメラ３６の焦点
はウエハ１６の露光面に合っているが、両者の焦点深度
の重なった領域内にターゲット板２０を配置することに
より、マスク用カメラ５とウエハ用カメラ３６で、同時
に貫通孔２０Ａを観測することができる。
し、ウエハ用カメラ３６でターゲット板２０の貫通孔２
０Ａを観測する。同時に、マスク用カメラ５でも貫通孔
２０Ａを観測する。マスク用カメラ５の焦点（ピント）
はマスク３１の下面に合い、ウエハ用カメラ３６の焦点
はウエハ１６の露光面に合っているが、両者の焦点深度
の重なった領域内にターゲット板２０を配置することに
より、マスク用カメラ５とウエハ用カメラ３６で、同時
に貫通孔２０Ａを観測することができる。
【００２９】マスク観測座標系における貫通孔２０Ａの
位置座標、ウエハ観測座標系における貫通孔２０Ａの位
置座標、及び基準位置からＸ軸方向へのマスク用カメラ
５の移動量に基づいて、マスク観測座標系とウエハ観測
座標系とを、相互に座標変換可能に関連づけることがで
きる。この２つの座標系の関連づけは、制御装置７で行
われる。これにより、一方の座標系で表された位置座標
を、他方の座標系の位置座標に変換することが可能にな
る。
位置座標、ウエハ観測座標系における貫通孔２０Ａの位
置座標、及び基準位置からＸ軸方向へのマスク用カメラ
５の移動量に基づいて、マスク観測座標系とウエハ観測
座標系とを、相互に座標変換可能に関連づけることがで
きる。この２つの座標系の関連づけは、制御装置７で行
われる。これにより、一方の座標系で表された位置座標
を、他方の座標系の位置座標に変換することが可能にな
る。
【００３０】ステップＳＴ３に進み、ターゲット板２０
を下降させる（マスク用カメラ５に近づける）。
を下降させる（マスク用カメラ５に近づける）。
【００３１】ステップＳＴ４に進み、直動機構２を駆動
して、マスク用カメラ５をマスク３１の下方まで移動さ
せ、マスクマークを観測する。このとき、ターゲット板
２０がマスク用カメラ５に近づいているため、マスク用
カメラ５は貫通孔２０Ａを通してマスクマークを観測す
ることができる。マスクマークの観測された位置、及び
基準位置からのマスク用カメラ５の移動量に基づいて、
マスク観測座標系におけるマスクマークの位置座標が得
られる。
して、マスク用カメラ５をマスク３１の下方まで移動さ
せ、マスクマークを観測する。このとき、ターゲット板
２０がマスク用カメラ５に近づいているため、マスク用
カメラ５は貫通孔２０Ａを通してマスクマークを観測す
ることができる。マスクマークの観測された位置、及び
基準位置からのマスク用カメラ５の移動量に基づいて、
マスク観測座標系におけるマスクマークの位置座標が得
られる。
【００３２】ステップＳＴ５に進み、直動機構２を駆動
して、ウエハ１６をウエハ用カメラ３６の下方まで移動
させ、ウエハマークを観測する。ウエハマークの観測さ
れた位置、及び基準位置からＸ軸方向への移動テーブル
３の移動量に基づいて、移動テーブル３が基準位置にあ
るときの、ウエハ観測座標系におけるウエハマークの位
置座標が得られる。
して、ウエハ１６をウエハ用カメラ３６の下方まで移動
させ、ウエハマークを観測する。ウエハマークの観測さ
れた位置、及び基準位置からＸ軸方向への移動テーブル
３の移動量に基づいて、移動テーブル３が基準位置にあ
るときの、ウエハ観測座標系におけるウエハマークの位
置座標が得られる。
【００３３】ステップＳＴ６に進み、マスク観測座標系
で表されたマスクマークの位置座標を、ウエハ観測座標
系における位置座標に変換する。マスクマークとウエハ
マークとの位置が、ウエハ観測座標系で表されるため、
両者の相対的な位置関係が確定される。ステップＳＴ７
に進み、両者の位置関係に基づいて、直動機構２、回転
駆動機構４、及びＸＹ駆動機構１３を駆動することによ
り、ウエハ１６とマスク３１との粗い位置合わせを行
う。なお、マスクマークとウエハマークとの位置を、マ
スク観測座標系で表してもよいし、いずれかの座標系と
の対応関係が既知の基準座標系で表してもよい。
で表されたマスクマークの位置座標を、ウエハ観測座標
系における位置座標に変換する。マスクマークとウエハ
マークとの位置が、ウエハ観測座標系で表されるため、
両者の相対的な位置関係が確定される。ステップＳＴ７
に進み、両者の位置関係に基づいて、直動機構２、回転
駆動機構４、及びＸＹ駆動機構１３を駆動することによ
り、ウエハ１６とマスク３１との粗い位置合わせを行
う。なお、マスクマークとウエハマークとの位置を、マ
スク観測座標系で表してもよいし、いずれかの座標系と
の対応関係が既知の基準座標系で表してもよい。
【００３４】上述のマスク観測座標系とウエハ観測座標
系との対応関係、及びマスクマークやウエハマークの位
置座標は、制御装置７に記憶され、座標変換は、制御装
置７で行われる。
系との対応関係、及びマスクマークやウエハマークの位
置座標は、制御装置７に記憶され、座標変換は、制御装
置７で行われる。
【００３５】粗い位置合わせが終了すると、例えば特願
平７−２２５１６５号公報に開示された位置検出方法を
用いてウエハ１６とマスク３１との高精度の打ち合わせ
を行う。その後、マスク３１を介してウエハ１６の露光
を行う。
平７−２２５１６５号公報に開示された位置検出方法を
用いてウエハ１６とマスク３１との高精度の打ち合わせ
を行う。その後、マスク３１を介してウエハ１６の露光
を行う。
【００３６】上記実施例では、ウエハ用カメラ３６が固
定され、マスク用カメラ５は、ウエハチャック１５を移
動させるための直動機構２により、ウエハチャック１５
とともに移動する。図３に示したカメラ用のリニアガイ
ド１２０を設ける必要がないため、カメラの移動装置に
起因する位置測定誤差の発生を防止することができる。
定され、マスク用カメラ５は、ウエハチャック１５を移
動させるための直動機構２により、ウエハチャック１５
とともに移動する。図３に示したカメラ用のリニアガイ
ド１２０を設ける必要がないため、カメラの移動装置に
起因する位置測定誤差の発生を防止することができる。
【００３７】また、上記実施例では、マスク３１のマス
クマークを、マスク３１の下面（ウエハ側の面）に配置
されたマスク用カメラ５で観測する。Ｘ線露光用のマス
クにおいては、ＳｉＣやダイヤモンドからなるメンブレ
ンの表面に転写すべきパターンが形成されている。一般
的に、マスクマークはマスク３１のメンブレンの下面に
形成されている。このため、メンブレンを介することな
く、直接マスクマークを観測することができる。これに
より、観測光がメンブレンを透過することに起因する観
測誤差の発生を防止することができる。
クマークを、マスク３１の下面（ウエハ側の面）に配置
されたマスク用カメラ５で観測する。Ｘ線露光用のマス
クにおいては、ＳｉＣやダイヤモンドからなるメンブレ
ンの表面に転写すべきパターンが形成されている。一般
的に、マスクマークはマスク３１のメンブレンの下面に
形成されている。このため、メンブレンを介することな
く、直接マスクマークを観測することができる。これに
より、観測光がメンブレンを透過することに起因する観
測誤差の発生を防止することができる。
【００３８】さらに、上記実施例では、ウエハ用カメラ
３６がエネルギビームの通過する経路の脇に配置され
る。このため、エネルギビームの経路内に、ウエハ用カ
メラ３６が移動するための空間を確保する必要がない。
これにより、図３に示した従来例の場合に比べて、エネ
ルギビーム源４０をマスクチャック３０に近づけること
ができる。
３６がエネルギビームの通過する経路の脇に配置され
る。このため、エネルギビームの経路内に、ウエハ用カ
メラ３６が移動するための空間を確保する必要がない。
これにより、図３に示した従来例の場合に比べて、エネ
ルギビーム源４０をマスクチャック３０に近づけること
ができる。
【００３９】図４に、本発明の他の実施例による位置合
わせ装置の概略断面図を示す。図１に示した実施例で
は、ターゲット板２０がマスク用カメラ５側に取り付け
られ、マスク用カメラ５とともにＸ軸方向に移動した
が、図４に示した実施例では、ターゲット板２５が昇降
機構２６を介してウエハ用カメラ３６側に取り付けられ
ている。その他の構成は、図１に示した実施例の構成と
同様である。ターゲット板２５には、貫通孔２５Ａが形
成されている。
わせ装置の概略断面図を示す。図１に示した実施例で
は、ターゲット板２０がマスク用カメラ５側に取り付け
られ、マスク用カメラ５とともにＸ軸方向に移動した
が、図４に示した実施例では、ターゲット板２５が昇降
機構２６を介してウエハ用カメラ３６側に取り付けられ
ている。その他の構成は、図１に示した実施例の構成と
同様である。ターゲット板２５には、貫通孔２５Ａが形
成されている。
【００４０】貫通孔２５Ａは、ウエハ用カメラ３６によ
り観測可能であり、かつ移動テーブル３を移動させるこ
とにより、マスク用カメラ５によっても観測される。こ
のように、ターゲット板２５をマスク用カメラ３６側に
取り付けても、図１に示した実施例の場合と同様の方法
により、マスク観測座標系とウエハ観測座標系との相対
位置関係を特定することができる。従って、図４に示し
た実施例も、図１に示した実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
り観測可能であり、かつ移動テーブル３を移動させるこ
とにより、マスク用カメラ５によっても観測される。こ
のように、ターゲット板２５をマスク用カメラ３６側に
取り付けても、図１に示した実施例の場合と同様の方法
により、マスク観測座標系とウエハ観測座標系との相対
位置関係を特定することができる。従って、図４に示し
た実施例も、図１に示した実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
【００４１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
観測装置自体を移動させることによる位置精度の低下を
防止し、２つの対象物の位置合わせを行うことができ
る。
観測装置自体を移動させることによる位置精度の低下を
防止し、２つの対象物の位置合わせを行うことができ
る。
【図１】 本発明の実施例による位置合わせ装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明の実施例による位置合わせ方法を示し
たフローチャートである。
たフローチャートである。
【図３】 従来の位置合わせ装置の概略断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例による位置合わせ装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
１ 基台
２ 直動機構
３ 移動テーブル
４ 回転駆動機構
５ マスク用カメラ
７ 制御装置
９ θZテーブル
１１ リニアアクチュエータ
１２ 弾性ヒンジ
１３ ＸＹ駆動機構
１５ ウエハチャック
１６ ウエハ
２０、２５ ターゲット板
２１、２６ 昇降機構
３０ マスクチャック
３１ マスク
３６ ウエハ用カメラ
４０ エネルギビーム源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ
// Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｊ
５１０
Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 BB01 BB02 BB27
CC20 FF04 PP12 PP13
2F069 AA03 BB15 DD12 EE04 EE26
GG04 GG07 GG45 HH30 MM03
MM24 MM34 PP02
5F031 CA02 CA07 HA13 HA53 HA57
HA58 JA04 JA13 JA14 JA22
JA32 JA38 JA51 KA06 KA07
KA08 KA11 KA12 MA27
5F046 BA02 FA09 FB19 FC05
Claims (10)
- 【請求項１】 ＸＹＺ直交座標系を考えたとき、可動部
をＸ軸方向に並進移動可能に保持する直動機構と、 前記直動機構の可動部に取り付けられ、第1の対象物を
保持する第1の保持手段と、 前記直動機構の可動部に取り付けられ、ＸＹ面に平行な
第１の観測座標系における観測対象物の位置座標を検出
する第1の位置検出手段と、 前記第1の保持手段に保持された第1の対象物からＺ軸方
向に微少間隙を隔てて、対向面同士を相互に対向させる
ように第２の対象物を保持する第２の保持手段と、 前記第２の保持手段に対する相対位置が拘束され、ＸＹ
面に平行な第２の観測座標系における観測対象物の位置
座標を検出する第２の位置検出手段であって、前記直動
機構の可動部をＸ軸方向に移動させることによって前記
第1の保持手段に保持された第1の対象物を観測可能な前
記第２の位置検出手段と、 前記第１の観測座標系と第２の観測座標系とを関連づけ
る座標関連づけ手段とを有し、 前記直動機構の可動部をＸ軸方向に移動させることによ
って、前記第1の位置検出手段が、前記第２の保持手段
に保持された第２の対象物を観測することができる位置
合わせ装置。 - 【請求項２】 前記座標関連づけ手段が、 前記第１の位置検出手段及び前記第２の位置検出手段の
双方により、観測可能な位置に配置されたターゲット
と、 前記第１の観測座標系における前記ターゲットの位置座
標と、前記第２の観測座標系における前記ターゲットの
位置座標とから、前記第１の観測座標系と第２の観測座
標系との相対位置関係を特定する制御手段とを含む請求
項１に記載の位置合わせ装置。 - 【請求項３】 前記第１の位置検出手段が前記第２の対
象物の対向面に対向するように配置され、前記第２の位
置検出手段が前記第１の対象物の対向面に対向するよう
に配置され、前記ターゲットがＺ軸方向のある位置にあ
るとき、前記第１の位置検出手段が該ターゲット及び該
第２の対象物の対向面上のマークを検出することがで
き、かつ前記第２の位置検出手段が前記ターゲット及び
前記第１の対象物の対向面上のマークを検出することが
できる請求項２に記載の位置合わせ装置。 - 【請求項４】 前記ターゲットが、板状部材に形成され
た貫通孔または透明部材に形成されたマークを含む請求
項３に記載の位置合わせ装置。 - 【請求項５】 さらに、前記ターゲットをＺ軸に平行な
方向に移動させる昇降機構を有する請求項２〜４のいず
れかに記載の位置合わせ装置。 - 【請求項６】 さらに、前記第１の保持手段をＸ軸、Ｙ
軸、及びＺ軸方向に並進移動させ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ
軸に平行な軸を中心として回転移動させる微少移動機構
を有する請求項１〜５のいずれかに記載の位置合わせ装
置。 - 【請求項７】 さらに、前記第１の対象物を通して、前
記第２の対象物の対向面にエネルギビームを照射するビ
ーム源を有する請求項１〜６のいずれかに記載の位置合
わせ装置。 - 【請求項８】 第１の対象物を第１の保持手段で保持
し、第２の対象物を、該第１の対象物からある間隙を隔
てて第２の保持手段で保持する工程と、 第１の位置検出手段が前記第２の対象物を観測し、第１
の観測座標系における該第２の対象物の位置座標を得る
工程と、 前記第１の観測座標系と関連づけられた第２の観測座標
系における観測対象物の位置座標を検出することができ
る第２の位置検出手段が、前記第１の対象物を観測し、
第２の観測座標系における該第１の対象物の位置座標を
得る工程と、 前記第１の観測座標系における前記第２の対象物の位置
座標と、前記第２の観測座標系における前記第１の対象
物の位置座標とを、共通の基準座標系における位置座標
に変換する工程と、 前記基準座標系における前記第１の対象物の位置座標と
前記第２の対象物の位置座標とに基づいて、前記第１の
対象物及び第２の対象物の少なくとも一方を移動させて
位置合わせを行う工程とを有する位置合わせ方法。 - 【請求項９】 さらに、前記第１の位置検出手段及び第
２の位置検出手段が、１つのターゲットを観測し、前記
第１の観測座標系における該ターゲットの位置座標と、
前記第２の観測座標系における該ターゲットの位置座標
とを得る工程と、 得られたターゲットの位置座標から、前記第１の観測座
標系と第２の観測座標系とを関連づける工程とを有する
請求項８に記載の位置合わせ方法。 - 【請求項１０】 前記基準座標系が、前記第１の観測座
標系及び第２の観測座標系の一方である請求項８または
９に記載の位置合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259463A JP3719965B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259463A JP3719965B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2001259463A Expired - Fee Related JP3719965B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 |
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|---|---|
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005116966A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 |
| WO2006051896A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Nikon Corporation | 基板搬送装置、基板搬送方法および露光装置 |
| JP2007512694A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-05-17 | ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | マスク位置調節装置における直接的アライメント |
| JP2007129214A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Fei Co | ステージ組立体、そのようなステージ組立体を含む粒子光学装置、及び、そのような装置において試料を処理する方法 |
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| US7884326B2 (en) | 2007-01-22 | 2011-02-08 | Fei Company | Manipulator for rotating and translating a sample holder |
| JP2013229367A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウェーハ製造装置およびそれを用いたエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP2014030025A (ja) * | 2007-08-10 | 2014-02-13 | Nikon Corp | 基板貼り合わせ装置 |
| CN110718495A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 东京毅力科创株式会社 | 接合装置和接合方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259463A patent/JP3719965B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JPWO2006051896A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2008-05-29 | 株式会社ニコン | 基板搬送装置、基板搬送方法および露光装置 |
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| CN110718495A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 东京毅力科创株式会社 | 接合装置和接合方法 |
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