(57)【要約】【課題】レチクル交換の工程時間短縮を可能とする投影露光方法を提供する。【解決手段】第１のレチクルをウェハステージに対して高い位置のアライメントエリアにある第１のレチクルステージに置く工程Ｓ１１と、第１のレチクルを第１のレチクルステージに位置合わせを行う工程Ｓ１２と、第２のレチクルステージが露光エリアにない場合に、第１のレチクルステージを露光エリアに移動し、第１のレチクルステージの高さを調整し、ウェハステージに位置合わせを行う工程Ｓ１３と、第１のレチクルに露光して、ウェハステージ上の基板にパターン転写する工程Ｓ１４と、第１のレチクルステージをアライメントエリアに移動する工程Ｓ１５と、アライメントエリアにある第１のレチクルを定位置から取り出す工程Ｓ１５とを備え、ウェハステージに対して低い位置の第２のレチクルについても、第１のレチクルと同様な工程Ｓ３１〜Ｓ３５を備える。【選択図】図５
2008098208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレチクルを、露光される基板を載置するウェハステージに対して高い位置にある事前位置合わせのための第１のアライメントエリアにある第１のレチクルステージに置く工程と、
前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、
第２のレチクルステージが露光のための露光エリアにない場合に、前記第１のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第１のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、
前記第１のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の前記基板にパターン転写する工程と、
前記第１のレチクルステージを前記第１のアライメントエリアに移動する工程と、
前記第１のアライメントエリアにある前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージから取り出す工程と、
第２のレチクルを、前記ウェハステージに対して低い位置にある事前位置合わせのための第２のアライメントエリアにある前記第２のレチクルステージに置く工程と、
前記第２のレチクルを前記第２のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、
前記第１のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第２のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第２のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、
前記第２のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の基板にパターン転写する工程と、
前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、
前記第２のアライメントエリアにある第２のレチクルを前記第２のレチクルステージから取り出す工程と、
を備えていることを特徴とする投影露光方法。
【請求項２】
前記第１のレチクルステージを前記第１のアライメントエリアに移動する工程と、
前記第１のアライメントエリアにある前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージから取り出す工程と、
は記載順に連続した工程とし、
前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、
前記第２のアライメントエリアにある前記第２のレチクルを前記第２のレチクルステージから取り出す工程と、
は記載順に連続した工程とすることを特徴とする請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項３】
前記第１のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第２のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第２のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、
前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、
は記載順に連続した工程とすることを特徴とする請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項４】
前記第２のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第１のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第１のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、
前記第１のレチクルステージを前記第１のアライメントエリアに移動する工程と、
は記載順に連続した工程とし、
前記第１のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第２のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第２のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、
前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、
は記載順に連続した工程とすることを特徴とする請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項５】
露光のための光源と、
前記光源からの照明光を通す照明光学系と、
前記照明光を通すパターンを有する少なくとも２つの原板がそれぞれ固定される固定台が、前記光源に近い上側と遠い下側に配置され、それぞれの前記固定台が一定間隔で上下移動可能に構成され、且つ、前記原板が前記照明光を受ける位置と前記照明光の不要な位置にそれぞれ移動できるように構成されているレチクル交換系と、
前記パターンの回折光を通す投影光学系と、
前記回折光に露光される基板が載置されるウェハステージと、
を有することを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等の製造工程における投影露光方法及び投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合、フォトマスクあるいはレチクル（以下、レチクルという）上のパターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光材が塗布されたウェハあるいはガラスプレート等の基板（以下、ウェハという）の上に転写する投影露光装置が使用されることが多い。そして、ウェハをステップさせて、レチクルのパターンをウェハの各ショット領域に、順次転写する露光動作を繰り返す縮小投影露光装置（ステッパ）が一般的に用いられる。
【０００３】
ウェハに露光されるパターンは、複数となることが多く、それぞれのパターンのウェハ上の位置が設計通りになるように、露光の前に、レチクルは、ウェハに対して精密な位置合わせが行われる。例えば、レチクルは、レチクルを塔載するレチクルステージに対して位置合わせが行われ、レチクルステージは、ウェハまたはウェハを塔載するウェハステージに対して位置合わせを行い、最終的に、レチクルが、ウェハに対して位置合わせされる。
【０００４】
レチクルが交換される毎に、レチクルはウェハに対して精密に位置合わせがなされるが、その間、ウェハに対するパターンの露光動作は止まることになる。これに対して、少なくとも２枚のレチクルを保持できる１つのレチクルステージ、２つのウェハステージを有する投影露光装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この投影露光装置によれば、１つのレチクルのパターンをウェハに転写しているときに、並行して、他方のレチクルをレチクルステージに対してアライメントすることが可能である。
【０００５】
しかしながら、１つのレチクルステージ上の２枚のレチクルは、互いに位置を変えることにより、それぞれ露光することができるが、一方が露光中に、他方のレチクルを別のレチクルに交換することが難しい。つまり、第１のレチクルによる露光工程から第２のレチクルによる露光工程への移行、あるいは、第２のレチクルによる露光工程から第１のレチクルによる露光工程への移行は、工程時間短縮が可能となるが、第３のレチクルによる露光工程に移行する時には、レチクル交換の工程時間が短縮されることにはならないという問題を有している。
【特許文献１】特開２０００−１１４１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、レチクル交換の工程時間短縮を可能とする投影露光方法及び投影露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の投影露光方法は、第１のレチクルを、露光される基板を載置するウェハステージに対して高い位置にある事前位置合わせのための第１のアライメントエリアにある第１のレチクルステージに置く工程と、前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、第２のレチクルステージが露光のための露光エリアにない場合に、前記第１のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第１のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、前記第１のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の前記基板にパターン転写する工程と、前記第１のレチクルステージを前記第１のアライメントエリアに移動する工程と、前記第１のアライメントエリアにある前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージから取り出す工程と、第２のレチクルを、前記ウェハステージに対して低い位置にある事前位置合わせのための第２のアライメントエリアにある前記第２のレチクルステージに置く工程と、前記第２のレチクルを前記第２のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、前記第１のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第２のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第２のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、前記第２のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の基板にパターン転写する工程と、前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、前記第２のアライメントエリアにある第２のレチクルを前記第２のレチクルステージから取り出す工程とを備えている。
【０００８】
また、本発明の別の態様の投影露光装置は、露光のための光源と、前記光源からの照明光を通す照明光学系と、前記照明光を通すパターンを有する少なくとも２つの原板がそれぞれ固定されたる固定台が、前記光源に近い上側と遠い下側に配置され、それぞれの前記固定台が一定間隔で上下移動可能に構成され、且つ、前記原板が前記照明光を受ける位置と前記照明光の不要な位置にそれぞれ移動できるように構成されているレチクル交換系と、前記パターンの回折光を通す投影光学系と、前記回折光に露光される基板が載置されるウェハステージとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レチクル交換の工程時間短縮を可能とする投影露光方法及び投影露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付している。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１に係る投影露光方法及び投影露光装置について、図１乃至図６を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は投影露光装置の構成を模式的に示すブロック図である。図２はレチクル交換系の構成を模式的に示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）及び（ｃ）は正面図である。図３はレチクル及びレチクルステージの位置関係を示す図で、図３（ａ）及び図３（ｂ）は正面方向から見た撮像装置７７を加えた断面図、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は平面図である。図４はレチクルステージ及びウェハステージの位置関係を示すブロック図である。図５は投影露光の手順を概略的に示すフローチャートである。図６は、図５に示すフローチャートを時間軸を対比させて説明する模式図で、図６（ａ）は本実施例のシークエンスチャート、図６（ｂ）は比較のためのシークエンスチャートである。
【００１３】
図１に示すように、投影露光装置１は、露光のための光源４０、光源４０からの照明光が通過する鉛直上方から順に、照明光学系３０、レチクル交換系６０、投影光学系２０、及びウェハステージ１０を有する。集光レンズ（図示略）等を有する照明光学系３０と、投影光学系２０との間に、集光された光を受ける原板であるレチクル６１が配置され、レチクル６１に形成されたデバイスパターン（図示略）が、回折光として、ウェハステージ１０上のウェハ１３に転写される。レチクル６１は、レチクル交換系６０にあり、レチクルステージ６３に固定され、ステージ可動枠６７に配設されている。ステージ可動枠６７は、上下方向に移動可能、レチクルステージ６３は、水平方向に露光エリア７１と事前レチクルアライメントエリア（以下、アライメントエリア７３という）との間を移動可能である。
【００１４】
また、投影露光装置１は、主制御系５０を有し、主制御系５０の下に、ウェハステージ駆動系５１、レチクルステージ駆動系５３等を有している。主制御系５０は、光源４０を制御し、図示されてないが、照明光学系３０、投影光学系２０等を制御し、その他の入出力系及び記憶装置等に接続されている。
【００１５】
投影露光装置１は、例えば、走査型エキシマレーサ縮小投影露光装置で、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザを使用し、縮小率は１／４としている。なお、光源や縮小率等は、他種あるいは他の任意の値等であってもよいし、投影露光装置１は、逐次移動露光装置（ステッパ）であってもよい。
【００１６】
ウェハステージ１０は、載置されるウェハ１３の表面位置を定位置に固定するために、図示しない水平（Ｘ、Ｙ）方向の移動、回転（θ）、吸着機構等の他に、表面の傾斜を含む移動機構等を有して、ウェハステージ駆動系５１により制御される。ウェハ１３は、図示しないウェハ供給装置から自動搬送機構等により供給されることが可能である。
【００１７】
図２に示すように、レチクル交換系６０は、レチクルステージ６３を固定した２系統の固定台６５が、上下方向に２段に配置され、直方体枠形状のステージ可動枠６７に沿って水平方向に移動可能に取り付けられた構成である。ステージ可動枠６７は、上下方向に移動可能である。従って、２系統のレチクルステージ６３は、上下方向及び水平方向に移動が可能である。上下に配置された固定台６５は、ステージ可動枠６７に設置された仕切り板６９により上下仕切られている。仕切り板６９は、透明なガラスあるいはプラスチック等からなり、露光のための光及びアライメントのための光を遮らないように露光エリア７１に開口７０を有している。
【００１８】
図２に示すように、レチクル６１及びレチクルステージ６３を載置した固定台６５は、例えば、図面左側の露光エリア７１及び右側のアライメントエリア７３に、それぞれ、分離して配置される。固定台６５は、例えば、レチクルステージ６３を水平（Ｘ、Ｙ）方向移動、回転（θ）が可能なように、固定できる。レチクルステージ６３は、例えば、レチクル６１を水平（Ｘ、Ｙ）方向移動、回転（θ）が可能なように、固定できる。これらの固定には、吸着法を使用することが可能である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、上下方向に一定間隔で配置された２つの固定台６５は、平面的には、分離して配置可能である。また、２つの固定台６５は図面の左右方向に移動するとほぼ重なる関係になる。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、ステージ可動枠６７の上側の固定台６５に固定されたレチクル６１（上下を区別するとき６１ａ）が露光エリア７１にあって、露光されている場合、上下間隔９８だけ下側の固定台６５は、アライメントエリア７３にある。
【００２１】
図２（ｃ）に示すように、ステージ可動枠６７の下側の固定台６５に固定されたレチクル６１（上下を区別するとき６１ｂ）が露光エリア７１にあって、露光されている場合、上側の固定台６５は、アライメントエリア７３にある。露光されるレチクル６１の位置（露光位置）は、投影露光装置１の一定位置であるので、下側の固定台６５に固定されたレチクル６１ｂが露光される場合は、上側の固定台６５は、上下移動枠６８によって、固定台６５の上下間隔９８だけ、上側に移動されている。
【００２２】
従って、露光エリア７１及びアライメントエリア７３の高さは、上側のレチクル６１ａが露光時のレチクル６１を載置した下側の固定台６５の下側の位置から、下側のレチクル６１ｂが露光時のレチクル６１及びレチクルステージ６３を載置した上側の固定台６５の上側の位置までとなる。露光エリア７１は、上下のレチクル６１にとって共通のエリアと見ることができる一方、アライメントエリア７３は、例えば、上側と下側を区別することが可能である。なお、図示してないが、固定台６５は、レチクル６１を交換する時の振動等を、他のレチクル６１及びレチクルステージ６３に与えないように、緩衝機構を有している。
【００２３】
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、レチクル６１をレチクルステージ６３に位置合わせするために、撮像装置７７がアライメントエリア７３のレチクル６１の上方に設置されている。撮像装置７７は、上下の固定台６５のレチクル６１からの距離が一定となるように、ステージ可動枠６７の上下に連動して、上下移動する。なお、透明な仕切り板６９は、下側のレチクル６１ｂ等を撮影するときに、撮像装置７７とレチクル６１と間に介在するが、レチクル６１ｂとレチクルステージ６３との相対的な位置合わせを行う時には問題とならない。
【００２４】
図２（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂにおける断面は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すような構成となる。レチクル６１は、レチクルステージ６３に、例えば、吸着法で固定される。レチクルステージ６３は、固定台６５に固定される。レチクルステージ６３は、図示が省略されているが、水平（Ｘ、Ｙ）方向移動、回転（θ）が可能な機構を有しているので、レチクル６１は、レチクルステージ６３上で、レチクル６１上に形成されたアライメントマーク９１、９２及びレチクルステージ６３上に形成されたアライメントマーク９３、９４を使い、撮像装置７７で撮影した画像を用いて、位置合わせが可能である。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、例えば、レチクル６１とレチクルステージ６３の幾分ずれた関係を、撮像装置７７により撮影したとする。アライメントマーク９１とアライメントマーク９３との距離、アライメントマーク９２とアライメントマーク９４との距離、あるいは、アライメントマーク９１とアライメントマーク９２とを結ぶ直線とアライメントマーク９３とアライメントマーク９４とを結ぶ直線との角度等を算出して、定量的な位置補正を行うことによって、レチクル６１は、レチクルステージ６３に対して、適する位置に位置合わせされる。これらの撮像、解析、及び位置補正はレチクルステージ駆動系５３により行われる。
【００２６】
その結果、図３（ｄ）に示すように、例えば、レチクル６１は、レチクルステージ６３に対して、適する位置に位置合わせされる。
【００２７】
図４に示すように、レチクルステージアライメント系１００は、レチクルステージ６３をウェハステージ１０に対して位置合わせを行う系である。レチクルステージ６３には、透過型アライメントマーク９５が形成されている（図３参照）。ウェハステージ１０には、基準となるアライメントマーク１５が形成されている。アライメント光源４３が、露光する光に相当する位置に配置され、アライメント光源４３とレチクルステージ６３との間に、アライメント光源４３からの光を透過し、且つ、ウェハステージ１０からの反射光を反射するハーフミラー４７が配置され、ウェハステージ１０からの反射光は、撮像系４５に導かれて、画像が形成される。このアライメント系において、レチクルステージ６３の透過型アライメントマーク９５と、ウェハステージ１０のアライメントマーク１５とが、画像上、一定の関係になるように、例えば、レチクルステージ６３を固定している固定台６５を移動させて、適する位置で固定する。これらの撮像、解析、及び位置補正は、主駆動系５０の下で、図示してないレチクルステージアライメント駆動系により行われる。
【００２８】
その結果、レチクル６１は、レチクルステージ６３、固定台６５、更に、ステージ可動枠６７を介して、投影露光装置１の露光系に対して位置合わせされる。なお、ステージ可動枠６７に沿って移動するレチクル６１の位置変動は、数回の移動においても、露光可能な範囲内にある。
【００２９】
次に、上述の投影露光装置１を使用して、投影露光を行う手順を説明する。どのエリアで行われる工程か分かるように、露光エリア７１、第１のアライメントエリアであるアライメントエリア７３における上側レチクルステージ６３、及び、第２のアライメントエリアであるアライメントエリア７３における下側レチクルステージ６３に分けて示してある。露光エリア７１及びアライメントエリア７３を交互に移動可能な、例えば、上側の固定台６５に固定された第１のレチクルであるレチクル６１ａ、露光エリア７１及びアライメントエリア７３を交互に移動可能な、例えば、下側の固定台６５に固定された第２のレチクルであるレチクル６１ｂを有する。本実施例では、ウェハステージ１０に位置合わせがなされたレチクル６１の露光エリア７１からの移動は、必要なウェハ（例えば、１ロット）の露光が全て終了した後に行われるというシークエンスをとる場合である。
【００３０】
図５に示すように、レチクル６１ａをアライメントエリア７３にある上側のレチクルステージ６３の定位置に置く（ステップＳ１１）。投影露光を開始するときは、レチクルステージ６３の定位置は空いているので、レチクル６１ａを搬入することになる。一方、投影露光装置１が稼働中のときは、使用済みのレチクル６１ａを搬出して、次に、空いた定位置にレチクル６１ａを搬入する、つまり、交換することになる。
【００３１】
レチクル６１ａが載置されている上側のレチクルステージ６３に対して、撮像装置７７で撮影されたアライメントマーク９１〜９４の画像の関係位置から移動すべき量を算出し、位置合わせを行う（ステップＳ１２）。
【００３２】
下側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にない場合、上側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ａの高さを露光位置に調整し、透過型のアライメントマーク９５を使用して、ウェハステージ１０に位置合わせを行う（ステップＳ１３）。
【００３３】
レチクル６１ａに露光して、ウェハステージ１０上のウェハ１３にパターン転写する（ステップＳ１４）。
【００３４】
露光終了後、上側のレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に戻し、レチクル６１ａを上側のレチクルステージ６３の定位置から搬出する（ステップＳ１５）。
【００３５】
一方、上側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にある間（ステップＳ１３〜Ｓ１４）に、レチクル６１ｂを前記アライメントエリア７３にある下側のレチクルステージ６３の定位置に置く（ステップＳ３１）。
【００３６】
上側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にある間に、レチクル６１ｂを下側のレチクルステージ６３に位置合わせを行う（ステップＳ３２）。
【００３７】
上側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にない場合、下側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ｂの高さを露光位置に調整し、下側のレチクルステージ６３に位置合わせを行う（ステップＳ３３）。
【００３８】
レチクル６１ｂに露光して、ウェハステージ１０上のウェハ１３にパターン転写する（ステップＳ３４）。
【００３９】
露光終了後、下側のレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に戻し、レチクル６１ｂを下側のレチクルステージ６３の定位置から搬出する（ステップＳ３５）。
【００４０】
以下、ステップＳ１５の次に、露光工程を継続すべきかどうか、すなわち、レチクルの搬入が必要かどうか判断される（ステップＳ１６）。継続なら、ステップＳ１１に戻り、露光工程が繰り返される。同様に、ステップＳ３５の次に、露光工程を継続すべきかどうか、すなわち、レチクルの搬入が必要かどうか判断される（ステップＳ３６）。継続なら、ステップＳ３１に戻り、露光工程が繰り返される。
【００４１】
露光エリア７１が１つに対して、アライメントエリア７３が２つあるので、上下に載置されたレチクル６１ａ、６１ｂは、露光エリア７１に、交互に、待ち時間なしに移動できるように、アライメントが済んだ状態で待機される。すなわち、露光終了後、アライメントエリア７３に戻されたレチクルステージ６３は、載置されたレチクル６１ａ、６１ｂの交換が行われ、引き続き、レチクル６１ａ、６１ｂのレチクルステージ６３への位置合わせが行われる。
【００４２】
上述の投影露光装置１を使用して、投影露光を行う手順と、アライメントエリアを１つ有する投影露光を行う手順とを比較しながら説明する。
【００４３】
本実施例１の投影露光装置１を使用する場合、図６（ａ）に示すように、横軸を時間軸として、縦軸には、２つのアライメントエリア７３における上側または下側のレチクルの交換またはアライメント、１つの露光エリア７１における露光またはアライメント、及びウェハステージ１０におけるウェハ露光の状況を示す。ハイレベル（実線）のとき、該当エリアに対象物が存在している状態（工程が進行中、または、工程が終了して次の工程待ち）等を示しており、ローレベル（破線）のとき、対象物が存在しない状態等を示す。エリア間の矢印は、エリア間を移動中であることを示している。
【００４４】
本実施例１の投影露光の工程は、ハイレベルの部分をつないで行くことであり、これは、図５に示したフローチャートを、時間軸に沿って並べ替えたものである。つまり、上側のレチクルステージ６３で、レチクル６１ａが搬入（または、交換）され、位置合わせされた後、レチクル６１ａは露光エリア７１に移動されて、レチクルステージ６３が位置合わせされた後、ウェハステージ１０にウェハ１３が搬入されるのを待って、露光される。下側のレチクルステージ６３で、レチクル６１ｂが搬入され、位置合わせされた後、レチクル６１ｂは露光エリア７１に移動されて、レチクルステージ６３が位置合わせされた後、レチクル６１ａの露光が終るのを待つ。ウェハステージ１０では、例えば、レチクル６１ａは、３枚のウェハ１３に露光して、次に、レチクル６１ｂに交換される。露光エリア７１に移動されたレチクル６１ｂは、レチクル６１ａと同様な工程を進む。
【００４５】
比較のための投影露光装置を使用する場合、図６（ｂ）に示すように、縦軸には、１つのアライメントエリアにおけるレチクルの交換またはアライメント、１つの露光エリアにおける露光またはアライメント、及びウェハステージにおけるウェハ露光の状況を示す。
【００４６】
投影露光の工程は、レチクルステージで、レチクルが搬入（または、交換）され、位置合わせされた後、レチクルは露光エリアに移動されて、レチクルステージが位置合わせされた後、ウェハステージにウェハが搬入されるのを待って、露光される。例えば、レチクルは、３枚のウェハに露光して、次に、別のレチクルに交換される。以下、同様な工程の繰り返しである。
【００４７】
本実施例１の投影露光装置１と比較のための投影露光装置による工程を対比すると、比較のための投影露光装置では、次のレチクルのレチクルステージへのアライメントは、予め行うことができず、一方、本実施例の投影露光装置１では、次のレチクル６１ｂのレチクルステージへのアライメントが、レチクル６１ａの露光中に予め行われた分だけ、工程の短縮が可能となる。図６に示すように、繰り返されるまでの工程の長さを、模式的に、繰り返し単位とすると、投影露光装置１の工程は、相対的に短くなる。
【００４８】
また、本実施例１の投影露光装置１では、別々のレチクル６１を有する別々のレチクルステージ６３が、それぞれ、アライメントエリア７３と露光エリア７１の間を移動できるので、レチクル６１の交換、アライメント、及び露光を、１枚ずつ、連続的に行うことが可能となる。従って、公知例との比較においても、１つだけのレチクルステージ上に２枚のレチクルを載置する場合に、３枚目のレチクルの交換時に生じる工程の一時的な滞留がないので、レチクル交換の工程時間を短縮することが可能となる。
【００４９】
また、本実施例１の投影露光装置１では、上下２段の固定台６５は、ステージ可動枠６７に設置された仕切り板６９により上下仕切られているので、上段からのゴミが下段のレチクル６１等に落ちるのを抑制することが可能である。
【実施例２】
【００５０】
本発明の実施例２に係る投影露光方法及び投影露光装置について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は投影露光の手順を概略的に示すフローチャートである。図８は、図７に示すフローチャートを時間軸を対比させて説明する模式図で、図８（ａ）は本実施例のシークエンスチャート、図８（ｂ）は比較のためのシークエンスチャートである。本実施例は、投影露光装置は変更せず、ウェハステージ上のウェハ交換の間を縫って、次のレチクルをウェハステージに対して位置合わせを行う点が上記実施例１と異なる。以下では、上記実施例１と同一構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００５１】
上記実施例１の投影露光装置１を使用して、投影露光を行う手順を説明する。本実施例２は、例えば、１ロットの途中で、ウェハステージ上のウェハ交換の間の時間を利用して、次のレチクル６１のウェハステージ１０への位置合わせを行って、位置合わせがなされた状態で待機するというシークエンスをとる場合である。露光エリアに最初に設置されるレチクル６１は、ウェハ交換の間の時間を利用して位置合わせがなされることはないので、２番目以降に設置されるレチクル６１において、このシークエンスは適用される。
【００５２】
図７に示すように、実施例１のシークエンスとの違いを示すために、実施例１の図５に示す工程と同じ工程には、同様なステップ記号を付してある。すなわち、上側のレチクルステージ６３では、実施例１のステップＳ１１からステップＳ１６に、新たにステップＳ２１からステップＳ２２が付け加えられている。下側のレチクルステージ６３では、実施例１のステップＳ３１からステップＳ３６に、新たにステップＳ４１からステップＳ４２が付け加えられている。なお、２番目以降に設置されるレチクル６１において、ウェハ交換の間の時間を利用して位置合わせがなされるので、上側のレチクルステージ６３及び関連の露光エリアにおけるシークエンスは２番目まで記載してある。一方、下側のレチクルステージ６３及び関連の露光エリアにおけるシークエンスは、露光エリアの工程に抜けが出ないように、繰り返して記載した部分がある。
【００５３】
アライメントエリア７３にある上側のレチクルステージ６３において、ステップＳ１１及びステップＳ１２を経て、露光エリアにおいて、ステップＳ１３及びステップＳ１４を経た後、レチクル６１ａを使用した露光のウェハ１３交換時に、レチクル６１ａを載置したレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に移動する（ステップＳ２１）。
【００５４】
アライメントエリア７３にある下側のレチクルステージ６３において、ステップＳ３１及びステップＳ３２を経て、上側のレチクルステージ６３が露光エリア７１になく、新たなウェハ１３が搬入されるまでの間に、下側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、下側のレチクルステージ６３をウェハステージ１０に位置合わせを行った（ステップＳ３３）後、レチクル６１ｂを載置したレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に移動する（ステップＳ４１）。レチクル６１ｂを使用したウェハ１３への露光は、この場合は行わないが、ステップＳ３３及びこれに相当するステップを経たレチクル６１は、必要に応じて、露光エリア７１に移動させれば、直ぐに、露光が可能となる。
【００５５】
下側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にない場合、上側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ａの高さを露光位置に調整する（ステップＳ２２）。
【００５６】
レチクル６１ａに露光して、ウェハステージ１０上のウェハ１３にパターン転写する（ステップＳ１４）。
【００５７】
所望の全てのウェハ１０の露光終了後、上側のレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に移動し、レチクル６１ａを上側のレチクルステージ６３の定位置から搬出する（ステップＳ１５）。次に、２枚目のレチクル６１ａを搬入する（ステップＳ１１）。そして、レチクル６１ａを上側のレチクルステージ６３に位置合わせを行う（ステップＳ１２）。
【００５８】
ステップＳ１５、ステップＳ１１、及びステップＳ１２の工程にあって、上側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にない場合、下側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ｂの高さを露光位置に調整する（ステップＳ４２）。
【００５９】
レチクル６１ｂに露光して、ウェハステージ１０上のウェハ１３にパターン転写する（ステップＳ３４）。なお、上記ステップＳ３３で、レチクル６１ｂはウェハステージ１０に対して位置合わせ済みである。
【００６０】
レチクル６１ｂを使用した露光のウェハ１３交換時に、レチクル６１ｂを載置したレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に移動する（ステップＳ４１）。
【００６１】
下側のレチクルステージ６３が露光エリア７１になく、新たなウェハ１３が搬入されるまでの間に、上側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ａの高さを露光位置に調整し、上側のレチクルステージ６３をウェハステージ１０に位置合わせを行う（ステップＳ１３）。
【００６２】
レチクル６１ａを載置したレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に移動する（ステップＳ２１）。
【００６３】
上側のレチクルステージ６３が移動されて、露光エリア７１にない場合、下側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ｂの高さを露光位置に調整する（ステップＳ４２）。
【００６４】
レチクル６１ｂに露光して、ウェハステージ１０上のウェハ１３にパターン転写する（ステップＳ３４）。
【００６５】
所望の全てのウェハ１０の露光終了後、下側のレチクルステージ６３をアライメントエリア７３に戻し、レチクル６１ａを下側のレチクルステージ６３の定位置から搬出する（ステップＳ３５）。そして、露光工程を継続すべきかどうか、すなわち、レチクルの搬入が必要かどうか判断される（ステップＳ３６）。露光工程の継続が必要なら、次のレチクル６１ｂを搬入する（ステップＳ３１）。その後は、ステップＳ３２から、上述の工程の繰り返しとなる。一方、露光工程の継続が不要なら、下側のレチクルステージ６３は停止、すなわち終了となる。
【００６６】
下側のレチクルステージ６３が露光エリア７１にない場合、上側のレチクルステージ６３を露光エリア７１に移動し、レチクルステージ６３、すなわち、レチクル６１ａの高さを露光位置に調整する（ステップＳ２２）。この後は、上記ステップＳ１４、ステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ１４、ステップＳ１５と続き、露光工程を継続すべきかどうか、すなわち、レチクルの搬入が必要かどうか判断される（ステップＳ１６）。露光工程の継続が必要なら、次のレチクル６１ａを搬入する（ステップＳ１１）。その後は、ステップＳ１２から、上述の工程の繰り返しとなる。一方、露光工程の継続が不要なら、上側のレチクルステージ６３は停止、すなわち終了となる。
【００６７】
実施例１の投影露光装置１を使用して、本実施例の投影露光を行う手順と、アライメントエリアを１つ有する投影露光装置で投影露光を行う手順とを比較しながら説明する。
【００６８】
本実施例の投影露光を行う手順は、図６（ａ）及び図６（ｂ）と同様に、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示される。図８（ａ）に示される投影露光の工程は、図７に示したフローチャートを、時間軸に沿って並べ替えたものである。図８（ｂ）に示される工程は、図６（ｂ）と同様である。
【００６９】
本実施例の投影露光の工程は、本実施例１で示したように、次のレチクル６１ｂのレチクルステージへのアライメントが、レチクル６１ａの露光中に予め行われる分だけ、アライメントエリアを１つ有する投影露光装置に比較して、工程の短縮が可能となる他に、更に、ウェハ交換によるウェハステージ１０上が空いた時間を有効に使って、レチクルステージ６３をウェハステージ１０に位置合わせするので、露光直前に露光エリア７１内で行っていた同工程に要する時間を短縮可能となる。
【００７０】
また、本実施例の投影露光の工程は、本実施例１と同様に、レチクル６１の交換を連続して行うことが可能となり、公知例との比較においても、１つだけのレチクルステージ上に２枚のレチクルを載置する場合に、３枚目のレチクルの交換時に生じる工程の一時的な滞留がないので、レチクル交換の工程時間を短縮することが可能となる。その他、本実施例１と同様な効果を有している。
【００７１】
以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００７２】
例えば、実施例２では、連続したウェハロットの途中で、ウェハステージ上のウェハ交換の間の時間を利用して、次のレチクルのウェハステージへの位置合わせを行って、位置合わせがなされた状態で待機するというシークエンスをとる例について、つまり、２つのレチクルステージに固定された２つのレチクルは、いつでも露光が可能な状態に置かれている例を示した。この実施例２の一部を変更して、ウェハが搬入される前の段階に、２つのレチクルステージに固定された２つのレチクルが、それぞれ、ウェハステージに位置合わせされて、露光可能な状態に置かれることによって、ウェハロットの最初から、２つのレチクルを交互に露光エリアに移動して、異なるパターンを１枚のウェハに、連続して、転写することが可能となる。例えば、微小なずれを有する２つのパターンを１枚のウェハに転写する（２重露光）ことにより、それぞれのレチクルで形成できる最小パターンより小さな露光パターンを形成可能となる。
【００７３】
また、本実施例及び変形例では、投影露光装置は、上下２段の固定台が、ステージ可動枠に設置される例を示したが、上下３段以上の固定台が、ステージ可動枠に設置される投影露光装置とすることは可能である。
【００７４】
また、本実施例及び変形例では、投影露光装置の照明光学系及び投影光学系は動かさずに、レチクルが固定された固定台を上下に２段階動かすことにより、レチクルを光学系の一定位置に合わせる例を示したが、上下２段階の位置にあるレチクルの回折像が、それぞれ同程度にウェハ上に転写できるように、照明光学系及び投影光学系の少なくとも一方を動かしても差し支えない。
【００７５】
本発明は、以下の付記に記載されるような構成が考えられる。  
（付記１）  第１のレチクルを、露光される基板を載置するウェハステージに対して高い位置にある事前位置合わせのための第１のアライメントエリアにある第１のレチクルステージに置く工程と、前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、第２のレチクルステージが露光のための露光エリアにない場合に、前記第１のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第１のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、前記第１のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の前記基板にパターン転写する工程と、前記第１のレチクルステージを前記第１のアライメントエリアに移動する工程と、前記第１のアライメントエリアにある前記第１のレチクルを前記第１のレチクルステージから取り出す工程と、第２のレチクルを、前記ウェハステージに対して低い位置にある事前位置合わせのための第２のアライメントエリアにある前記第２のレチクルステージに置く工程と、前記第２のレチクルを前記第２のレチクルステージに位置合わせを行う工程と、前記第１のレチクルステージが前記露光エリアにない場合に、前記第２のレチクルステージを前記露光エリアに移動し、前記第２のレチクルステージの高さを調整し、前記ウェハステージに位置合わせを行う工程と、前記第２のレチクルに露光して、前記ウェハステージ上の基板にパターン転写する工程と、前記第２のレチクルステージを前記第２のアライメントエリアに移動する工程と、前記第２のアライメントエリアにある第２のレチクルを前記第２のレチクルステージから取り出す工程とを備えている投影露光方法。
【００７６】
（付記２）  前記第１及び第２のレチクルを、それぞれ、前記第１及び第２のレチクルステージに位置合わせを行う工程では、前記第１及び第２のレチクルのアライメントマーク、及び、前記第１及び第２のレチクルステージのアライメントマークを使用する付記１に記載の投影露光方法。
【００７７】
（付記３）  前記第１及び第２のレチクルステージを前記ウェハステージに位置合わせを行う工程では、前記第１及び第２のレチクルステージに形成された透過型アライメントマークを使用する付記１に記載の投影露光方法。
【００７８】
（付記４）  露光のための光源と、前記光源からの照明光を通す照明光学系と、前記照明光を通すパターンを有する少なくとも２つの原板がそれぞれ固定されたる固定台が、前記光源に近い上側と遠い下側に配置され、それぞれの前記固定台が一定間隔で上下移動可能に構成され、且つ、前記原板が前記照明光を受ける位置と前記照明光の不要な位置にそれぞれ移動できるように構成されているレチクル交換系と、前記パターンの回折光を通す投影光学系と、前記回折光に露光される基板が載置されるウェハステージとを有する投影露光装置
（付記５）  前記レチクル交換系は、２つの前記固定台を配置したステージ可動枠が上下方向に移動可能、且つ、レチクルステージを介して前記原板を固定する前記固定台が、前記照明光を受ける露光エリアと前記照明光の不要な事前レチクルアライメントエリアの間を水平方向に移動可能である構成をなしている付記４に記載の投影露光装置。
【００７９】
（付記６）  前記原板はアライメントマーク、前記レチクルステージはアライメントマーク及び透過型アライメントマークを有する付記５に記載の投影露光装置。
【００８０】
（付記７）  前記複数の固定台の間には、前記固定台の水平方向の移動を妨げない仕切り板が形成されている付記４に記載の投影露光装置。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１に係る投影露光装置の構成を模式的に示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る投影露光装置のレチクル交換系の構成を模式的に示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）及び（ｃ）は正面図。
【図３】本発明の実施例１に係る投影露光装置のレチクル及びレチクルステージの位置関係を示す図で、図３（ａ）及び図３（ｂ）は正面方向から見た撮像装置７７を加えた断面図、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は平面図。
【図４】本発明の実施例１に係る投影露光装置のレチクルステージ及びウェハステージの位置関係を示すブロック図。
【図５】本発明の実施例１に係る投影露光の手順を概略的に示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例１に係る投影露光の手順を時間軸を対比させて説明する模式図で、図６（ａ）は本実施例のシークエンスチャート、図６（ｂ）は比較のためのシークエンスチャート。
【図７】本発明の実施例２に係る投影露光の手順を概略的に示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例２に係る投影露光の手順を時間軸を対比させて説明する模式図で、図８（ａ）は本実施例のシークエンスチャート、図８（ｂ）は比較のためのシークエンスチャート。
【符号の説明】
【００８２】
１  投影露光装置
１０  ウェハステージ
１３  ウェハ
１５、９１、９２、９３、９４  アライメントマーク
２０  投影光学系
３０  照明光学系
４０  露光光源
４３  アライメント光源
４５、７７  撮像系
４７  ハーフミラー
５０  主駆動系
５１  ウェハステージ駆動系
５３  レチクルステージ駆動系
６０  レチクル交換系
６１、６１ａ、６１ｂ  レチクル
６３  レチクルステージ
６５  固定台
６７  ステージ可動枠
６８  上下移動枠
５９  仕切り板
７０  開口
７１  露光エリア
７３  アライメントエリア
９５  透過型アライメントマーク
９８  上下間隔
１００  レチクルステージアライメント系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008098208.tif 000008
【図７】
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【図８】
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