(57)【要約】【課題】露光精度を維持しつつ、スループットを向上させる。【解決手段】搬入アーム５０がウエハを保持したときに、プリアライメント系４５によって、搬入アーム５０上に形成された２つのマークとウエハとの相対位置関係に関する情報を検出しておき、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴにウエハを受け渡すロードポジション近傍では、撮像装置４２によって、それらのマークの位置情報を検出するだけとする。このようにすれば、ウエハの外形等からウエハの位置情報を検出する大掛かりなプリアライメント系４５のような検出系をローディングポジションに備える必要がなくなるので、ローディングポジションをより投影光学系ＰＬに近づけることができるようになる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体と；
前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、少なくとも１つのマークが形成された搬送部材と；
前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内における前記搬送部材に保持された前記物体と前記マークとの相対位置に関する情報を検出する第１検出系と；
前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第２検出系と；
前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を調整する調整装置と；を備える露光装置。
【請求項２】
前記マークは、前記搬送部材における前記物体の保持位置よりも、前記投影光学系から離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記マークと、前記搬送部材に保持された前記物体の面とは、前記２次元平面に平行な略同一平面内に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マークが前記搬送部材上の異なる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記移動体は、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内で移動可能であり、
前記調整装置は、前記物体の受け渡し時における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を、前記移動体の移動によって調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記パターンが形成されたマスクを搭載し、前記２次元平面内における向きを調整可能なマスク保持装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記移動体は、
前記搬送部材に対する前記物体の受け渡しを行うために突出／退避可能で、かつ前記２次元平面内における前記物体の向きを変更可能な仮保持部をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報に基づいて、前記物体が所定の許容範囲内の位置で前記搬送部材に保持されるように前記物体の位置を略調整する調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１検出系は、
前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報も検出可能な位置に配設されていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記物体は、その外周の少なくとも一部に、切り欠きが設けられた円板状の物体であり、
前記第１検出系は、前記切り欠きを含む前記物体の外周の少なくとも１箇所を検出可能な検出光学系を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
このような露光装置においては、ウエハ上の所望の位置に精度良くパターンを転写するため、すなわちウエハ上に既存するパターンと、次に転写するパターンとの相対位置を最適化するため、いわゆるアライメントを行っている。
【０００４】
また、露光装置では、そのスループットを向上すべく、ウエハが露光されている間に、次の露光対象である他のウエハのアライメントマークがアライメント系の捕捉範囲内に入るように、そのウエハの位置及び向きを調整するいわゆるプリアライメントを、アライメントに先立って行っている。
【０００５】
このプリアライメントでは、光源から発せられる照明光によってウエハを裏面（ショット領域が形成されていない面）から照明し、ＣＣＤカメラ等の検出光学系によりウエハの外形を少なくとも３箇所（そのうち１箇所は、ノッチ又はオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」と略述する）が含まれるようにする必要がある）検出し、検出されたデータからウエハの位置及び向きに関する情報を算出するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
プリアライメントが完了したウエハは、ウエハの受け渡し位置としてのローディングポジションに移動してきたステージ上に、プリアライメントにおいて算出された位置情報に基づいて、その位置及び向きが、ある程度調整されたうえで載置される。そして、そのステージがアライメント系によるウエハのアライメントマークの検出が行われる計測位置（アライメント位置）に移動して前述のアライメントが行われ、さらにステージが投影光学系を介した転写位置（即ち、ウエハの露光位置）に移動した後、パターン転写が実行される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２８８２７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
露光装置のスループットの向上に対する要求は留まることを知らない。スループットを向上させるためには、実際に露光が行われる露光時間や、アライメントやウエハ搬送に要する時間、すなわち非露光時間を短縮することが必要となるが、露光時間については、その露光精度が制約となり、その時間を短縮するのが困難であるため、非露光時間を短縮する技術の必要性が増している。
【０００９】
例えば、上述したステージのローディングポジションと転写位置やアライメント位置との間を短くすることができれば、非露光時間たるウエハロード後のステージの移動時間を短縮して、スループットを向上させることができる。しかし、ステージへのウエハの受け渡し精度を考慮し、プリアライメント時のウエハの姿勢を維持したままウエハを受け渡すには、プリアライメントを行う位置とローディングポジションとは、接近していることが望ましい。また、プリアライメントを行うためには複数の光源と、複数の検出光学系とが必要となる。したがって、投影光学系とプリアライメントを行う装置とを干渉させることなく配置するためには、ローディングポジションと転写位置との間隔をある程度広げざるを得なくなっていた。
【００１０】
また、スループットを向上させるべく、ローディングポジション（すなわちプリアライメントを実行する位置の近傍）と転写位置とを接近させると、プリアライメントに用いる光源等から発生する熱が、投影光学系の光学特性に影響を与え、露光精度が低下してしまう可能性も否定できない。また、プリアライメント系としては、光源から発せられた照明光をウエハの裏面に照射すべくその照明光を反射させるプリズムを備えているものもあるが、プリズムやその駆動装置（ウエハの受け渡しの際にプリズムを退避させるために必要）が、露光装置内の雰囲気ガスの適切な流れの障害となるおそれもある。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができる露光装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上することができるデバイス製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、パターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｗ１等）上に転写する露光装置（１００）であって、前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体（ＷＳＴ）と；前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、少なくとも１つのマーク（５０ａ，５０ｂ）が形成された搬送部材（５０）と；前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内における前記搬送部材に保持された前記物体と前記マークとの相対位置に関する情報を検出する第１検出系（４５）と；前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第２検出系（４２）と；前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を調整する調整装置（２０）と；を備える露光装置（１００）である。
【００１４】
これによれば、搬送部材が物体を保持したときに、第１検出系によって、搬送部材上に形成された物体とマークとの相対位置に関する情報を検出しておき、搬送部材から移動体に物体を受け渡す受け渡し位置近傍では、マークの位置情報のみを検出する。すなわち、予め、物体とマークとの相対位置に関する情報（第１検出系の検出結果）を検出しておけば、物体の受け渡し位置近傍で、例えば物体の外縁などを計測して物体の位置情報を直接検出せずとも、受け渡し位置近傍に位置したときのそのマークの位置情報（第２検出系の検出結果）を検出するだけで、物体の位置情報を認識することができる。このようにすれば、物体の外形等からその物体の位置情報を検出する大掛かりな検出系を受け渡し位置近傍に備える必要がなくなるので、受け渡し位置と転写位置（アライメント位置）との間隔を短くすることができるようになり、移動体の移動距離を短くし、その移動時間を短くすることができるため、スループットを向上させることができる。
【００１５】
また、物体の外形を検出するための複数の光源、その光源から発せられた照明光を反射するプリズム（及びその駆動装置）、並びに検出系などを受け渡し位置近傍に備える必要がないので、光源から発生する熱が投影光学系の光学特性に影響を与えることがなくなるうえ、プリズム等により露光時の雰囲気ガスの流れの障害となるものがなくなるため、露光精度の低下を防止することができる。
【００１６】
この場合、請求項２に記載の露光装置のごとく、前記マークは、前記搬送部材における前記物体の保持位置よりも、前記投影光学系から離れた位置に形成されていることとすることができる。かかる場合には、受け渡し位置近傍に物体が位置するときにも、マークが投影光学系から離れた位置にあるので、第２検出系を投影光学系から離れた位置に配設することができる。このようにすれば、受け渡し位置を、転写位置にさらに近づけることができるようになる。
【００１７】
上記請求項１又は２に記載の露光装置において、請求項３に記載の露光装置のごとく、前記マークと、前記搬送部材に保持された前記物体の面とは、前記２次元平面内に平行な略同一平面内に配設されていることとすることができる。かかる場合には、第１検出系によって、物体とマークの相対位置に関する情報を同一フォーカスで検出することができるため、その情報を精度良く検出することができる。
【００１８】
上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項４に記載の露光装置のごとく、形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マークが前記搬送部材上の異なる位置にそれぞれ設けられていることとすることができる。かかる場合には、搬送部材の位置制御性に対して第２検出系の検出視野が比較的狭いものであっても、第２検出系がマークを検出する確率が向上するので、そのマークの検出結果から搬送部材の位置を正確に割り出すことができ、結果的に、マークの位置情報を精度良く検出することが可能になる。
【００１９】
上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項５に記載の露光装置のごとく、前記移動体は、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面内で移動可能であり、前記調整装置は、前記物体の受け渡し時における前記移動体と前記搬送部材との相対位置を、前記移動体の移動によって調整することとすることができる。
【００２０】
この場合、請求項６に記載の露光装置のごとく、前記パターンが形成されたマスクを搭載し、前記２次元平面内における向きを調整可能なマスク保持装置をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、移動体の移動可能範囲（特に、前記２次元平面内での回転範囲）に制限がある場合にも、マスク保持装置の向きを変更して、第１検出系及び第２検出系の検出結果に基づいて、物体とマスクとの相対的位置関係をずれなく調整することができるようになる。
【００２１】
上記請求項５又は６に記載の露光装置において、前記移動体の向きを変更可能としても良いが、請求項７に記載の露光装置のごとく、前記移動体は、前記搬送部材に対する前記物体の受け渡しを行うために突出／退避可能で、かつ前記２次元平面内における前記物体の向きを変更可能な仮保持部をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、第１検出系及び第２検出系の検出結果に基づいて、仮保持部を回転させて、移動体に保持される物体の向きを調整することができるので、物体を移動体上に精度良く保持することができる。
【００２２】
上記請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項８に記載の露光装置のごとく、前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報に基づいて、前記物体が所定の許容範囲内の位置で前記搬送部材に保持されるように前記物体の位置を略調整する調整機構をさらに備えることとすることができる。かかる場合には、搬送部材に保持される前の物体の位置が所定の許容範囲内となるため、搬送部材に保持される物体の位置の再現性が向上する。
【００２３】
この場合、請求項９に記載の露光装置のごとく、前記第１検出系は、前記搬送部材によって保持される前の前記物体の位置情報も検出可能な位置に配設されていることとすることができる。かかる場合には、搬送部材に保持される前の物体の位置を検出する検出系と、搬送部材に保持された後の物体の位置を検出する検出系とを第１検出系として共通化することができるため、装置構成を簡略化することができる。
【００２４】
上記請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、請求項１０に記載の露光装置のごとく、前記物体は、その外周の少なくとも一部に、切り欠きが設けられた円板状の物体であり、前記第１検出系は、前記切り欠きを含む前記物体の外周の少なくとも１箇所を検出可能な検出光学系を有することとすることができる。かかる場合には、物体が、例えば円板状のウエハである場合にも対応することができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置（１００）を用いるデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置によって露光が行われるため、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１（Ａ）〜図４（Ｂ）に基づいて説明する。
【００２７】
図１（Ａ）には、本発明の一実施形態に係る露光装置１００の縦断面図が示され、図１（Ｂ）には、露光装置１００の横断面図が示されている。両図とも、ウエハの搬送系を中心として概略的に示されている。この露光装置１００は、クリーンルーム内に設置された本体チャンバ１４と、該本体チャンバ１４の−Ｙ側（図１（Ａ），図１（Ｂ）における紙面左側）に隣接して設置された搬送系チャンバ１５とを備えている。本体チャンバ１４及び搬送系チャンバ１５は、互いの開口部１４Ａ，１５Ａを介して連結されている。
【００２８】
本体チャンバ１４内には、露光装置本体の大部分が収納されている。露光装置本体は、不図示の照明系の少なくとも一部、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハが搭載される移動体としてのウエハステージＷＳＴ等を備えている。この露光装置本体においては、ステップ・アンド・スキャン方式で露光が行われる。
【００２９】
不図示の照明系は、露光光ＩＬにより、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のスリット状の照明領域をほぼ均一な照度で照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。露光光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３０】
レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面（Ｚ軸回りの回転を含む）内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００３１】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は、本体チャンバ１４、搬送系チャンバ１５の外部に設置された主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００３２】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１（Ａ）における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を有する屈折光学系が使用されている。このため、露光光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）がウエハＷ上のその照明領域と共役な露光領域に形成される。
【００３３】
ウエハステージＷＳＴは、図１（Ａ）における投影光学系ＰＬの下方に配置され、リニアモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等から成る不図示のウエハステージ駆動部により、ウエハベース１７上をＸＹ平面内方向及びＺ軸方向に移動可能であり、ＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））にも微小駆動可能となっている。すなわち、ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ軸方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域をそれぞれ露光領域に対して相対移動して走査露光を行うことができるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ軸方向）にも移動可能に構成されており、これにより、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次ショットの露光のための加速開始位置まで移動（ステップ）する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能となる。
【００３４】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と略述する）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計１８は、測長軸を複数有する多軸干渉計を複数含み、これらの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴの回転（θｚ回転（ヨーイング）、Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転（ピッチング）、及びＸ軸回りの回転であるθｘ回転（ローリング））が計測可能となっている。
【００３５】
ウエハ干渉計１８によって検出されたウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づいて、不図示のウエハステージ駆動部を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。この制御により、ウエハステージＷＳＴは、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、実線で示される投影光学系ＰＬ直下の露光位置（投影光学系ＰＬを介したパターンの転写位置）から、２点鎖線（仮想線）で示されるウエハの受け渡し位置、すなわちローディングポジションへ移動可能となっている。なお、図１（Ａ），図１（Ｂ）では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷ１が保持されている状態が示されている。
【００３６】
図１（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴの中央部近傍には、円柱形状の３つの上下動ピン（以下、「センタアップ」と称する）ＣＰが設置されている。センタアップＣＰは、不図示の上下動機構を介して、上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ、昇降（上下動）可能となっている。ウエハロード、ウエハアンロード時には、センタアップＣＰが前述の上下動機構により駆動されることで、センタアップＣＰによってウエハを下方から支持し、あるいは保持した状態で上下動することが可能となっている。なお、センタアップＣＰは、先端部に不図示の真空吸着あるいは静電吸着による吸着部によってウエハを吸着保持するものとする。
【００３７】
搬入アーム５０は、図１（Ｂ）に示されるように、搬送系チャンバ１５の開口１５Ａ及び本体チャンバ１４の開口１４Ａを介して搬送系チャンバ１５側から本体チャンバ１４側までＹ軸方向に延びるＹ駆動機構６０に接続されたＺ駆動機構６２に接続されている。搬入アーム５０は、Ｙ駆動機構６０の駆動により、搬送系チャンバ１５から本体チャンバ１４までＹ軸方向に移動可能となっており、Ｚ駆動機構６２の駆動により、Ｚ軸方向に移動可能となっている。なお、図１では、搬入アーム５０が、本体チャンバ１４内のウエハの受け渡し近傍の位置、すなわち、ウエハステージＷＳＴへのウエハの受け渡し位置上方にウエハＷ２を保持して位置している状態が示されている。また、本実施形態では搬入アーム５０やＹ駆動機構６０などにより露光装置１００のウエハ搬送系（ウエハローダ系）が構成され、このウエハ搬送系が後述のプリアライメント系４５（第１検出系）とともに搬送系チャンバ１５内に設置されている。
【００３８】
なお、図２（Ａ）に示されるように、搬入アーム５０の＋Ｚ側の表面上（ウエハＷ２を保持するためにウエハＷ２と接するフィンガ（指）部５０１，５０２（搬入アーム５０の形状によってはウエハで覆われるその一部をも含む）を除く）には、２つの矩形状のマーク５０ａ，５０ｂがＸ軸方向に所定の間隔をおいて形成されている。この２つのマーク５０ａ，５０ｂは、後述するウエハのプリアライメントに用いられるものである。なお、搬入アーム５０の２つのフィンガ部５０１，５０２は、１２インチのウエハだけでなく、８インチのウエハも保持できるように、先端方向に進むにつれて互いに接近するように（保持するウエハの略中心部に延びるように）形成されており、その先端部には、それぞれウエハを吸着するための吸着部５０１ａ，５０２ａが形成されている。この吸着部５０１ａ，５０２ａによる吸着方法としては、真空吸着や静電吸着などを適用することができる。
【００３９】
また、図２（Ｂ）には、搬入アーム５０の図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図が示されている。図２（Ｂ）に示されるように、搬入アーム５０のフィンガ部５０１，５０２は、ウエハＷ２の上面とマーク５０ａ，５０ｂとのＺ軸方向に関する位置（高さ）がほぼ同一となる（即ち、Ｚ軸方向に関する後述の撮像装置４２の検出範囲内に設定される）ように、マークの高さよりウエハＷ２の厚み分だけ低い位置に形成されている。
【００４０】
本体チャンバ１４内には、搬入アーム５０が、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示される位置にあるときに、搬入アーム５０の２つのマーク５０ａ，５０ｂが形成されている部分を撮像可能な撮像装置４２が設置されている。この撮像装置４２による撮像は、主制御装置２０の制御により行われ、その撮像によって得られた撮像データは、主制御装置２０に送られる。なお、この撮像装置４２は、投影光学系ＰＬ等の露光装置本体を支持する不図示の構造体に固定されており、投影光学系ＰＬ等との位置関係は完全に固定されているものとする。
【００４１】
搬送系チャンバ１５内には、前述のＹ駆動機構６０の他、第１検出系としてのプリアライメント系４５が設置されている。プリアライメント系４５は、ウエハを保持して回転可能で、Ｚ軸方向に駆動可能なターンテーブル５１と、そのターンテーブル５１をＸ軸方向に駆動可能なＸ駆動機構５２と、ターンテーブル５１に保持されたウエハを−Ｚ側から照明する照明装置８１とを備えている。ターンテーブル５１の回転位置、Ｘ軸方向に関する位置、及びテーブルの高さ（保持するウエハの高さ）は、不図示の位置検出センサによって検出され、その情報は主制御装置２０に送られている。主制御装置２０は、その情報に基づいて、ターンテーブル５１の位置（回転位置、Ｘ軸方向に関する位置、高さ）を制御する。なお、ターンテーブル５１も、真空吸着あるいは静電吸着により、ウエハを吸着保持する。図１（Ａ），図１（Ｂ）においては、ターンテーブル５１が、ウエハＷ３を保持している状態が示されている。
【００４２】
搬入アーム５０は、後述するように、ウエハＷ２をウエハステージＷＳＴに受け渡した後、Ｙ駆動機構６０の駆動により、本体チャンバ１４から搬送系チャンバ１５に移動し、ターンテーブル５１に保持されたウエハＷ３よりも−Ｙ側に移動して、ターンテーブル５１に保持されたウエハＷ３を受け取って保持するようになるが、プリアライメント系４５は、その搬入アーム５０に保持されたときのウエハＷ３についてプリアライメントを行う。このプリアライメント系４５は、ターンテーブル５１等の上方に、プリアライメント系本体４１と、このプリアライメント系本体４１の下方に吊り下げ支持された６つの撮像装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆをさらに備えている。搬入アーム５０に保持されたウエハＷ３の中心に対する６時方向を−Ｙ方向とし、＋Ｘ方向を３時方向とすると、撮像装置４０ａ〜４０ｆはそれぞれ、６時、４時半、７時半、３時、１時半、１０時半の方向のウエハＷ３の外縁部を撮像可能に設置されている。なお、撮像装置４０ａ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅは、ウエハＷ３のような１２インチウエハだけでなく、８インチウエハの外縁部も撮像可能となるように、ウエハの半径方向に延びていて、１２インチウエハと８インチウエハとに対応してその２つの外縁付近をそれぞれ撮像する２つのカメラ（例えばＣＣＤカメラ）を内蔵している。４時半方向に配設された撮像装置４０ｂは、１２インチウエハ計測専用の撮像装置であり、１０時半方向に配設された撮像装置４０ｆは、８インチウエハ計測専用の撮像装置である。
【００４３】
図３（Ａ）には、撮像装置４０ａ〜４０ｆによって撮像される領域が、それぞれ領域ＶＡ（ＶＡ’），ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦとして示されている。なお、実際には、これらすべての撮像装置４０ａ〜４０ｆがいっせいにウエハの外形を検出するのではなく、ウエハの外形の撮像に用いられる撮像装置は、搬入アーム５０に保持されたウエハの向きによって決定される。例えば、図３（Ａ）に示されるように、１２インチのウエハＷ３のノッチ方向が６時方向（−Ｙ方向）となるように保持されているときには、撮像装置４０ａ〜４０ｃによって、撮像領域ＶＡ〜ＶＣがそれぞれ撮像され、１２インチのウエハＷ３が、そのノッチ方向が３時方向（＋Ｘ方向）となるように保持されているときは、撮像装置４０ｂ，４０ｄ，４０ｅによって領域ＶＢ，ＶＤ，ＶＥが撮像される。また、８インチのウエハが、そのノッチ方向が６時方向となるように保持されているときには、撮像装置４０ａ，４０ｅ，４０ｆによって領域ＶＡ’，ＶＥ’，ＶＦ’がそれぞれ撮像され、そのノッチ方向が３時方向となるように保持されているときには、撮像装置４０ｄ，４０ｃ，４０ｆによって領域ＶＤ’，ＶＣ’，ＶＦ’がそれぞれ撮像される。いずれの場合にも、撮像により、３つの撮像データが得られ、それらの撮像データからウエハの外形が検出され、その検出された外形からウエハの位置情報を検出することができる。
【００４４】
また、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、プリアライメント系４５は、ターンテーブル５１又は搬入アーム５０により保持されたウエハを−Ｚ側から照明する照明装置８１をさらに備えている。この照明装置８１は、図３（Ａ）に示される各領域ＶＡ（ＶＡ’）、ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦをそれぞれ照明可能な照明系を備えており、撮像装置４０ａ〜４０ｆによって撮像が行われるときにはウエハを下（−Ｚ側）から照明する。図３（Ｂ）には、１２インチのウエハが６時方向に保持されているときの、撮像装置４０ａによって撮像される領域ＶＡが拡大して示されている。図３（Ｂ）に示されるように、ウエハは下から照明されているため、ウエハに相当する部分は暗部（斜線で示される部分）として、ウエハでない部分は明部として、コントラストを際立たせた状態でウエハの外形を精度良く認識することができるようになっている。
【００４５】
なお、必ずしも、照明装置８１を設ける必要はなく、撮像装置４０ａ〜４０ｆ内に−Ｚ方向を照明する光源を設け、その光源から発せられた照明光をウエハの裏面に照射すべくその照明光を反射させるプリズムをウエハの下側に配設して、そのプリズムによる反射光によってウエハを下から照明するようにしても良い。
【００４６】
また、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、プリアライメント系４５は、搬入アーム５０にウエハＷ３が保持された状態で、搬入アーム５０上に形成されたマーク５０ａ，５０ｂを検出する撮像装置４６をさらに備えている。図３には、その撮像領域としての領域４６Ｖが点線で示されている。この撮像装置４６と、前述の撮像装置４０ａ〜４０ｆとの位置関係は固定されており、撮像装置４６によって撮像された撮像データにおけるマーク５０ａ，５０ｂの位置情報を検出し、前述の撮像装置４０ａ〜４０ｆによる撮像により検出されたウエハの位置情報とから、マーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係を認識することが可能となる。なお、撮像装置４６は、光源をさらに備えており、落射照明方式で、マーク５０ａ，５０ｂを検出する。
【００４７】
撮像装置４０ａ〜４０ｆ，４６による撮像は、主制御装置２０の指示の下、プリアライメント系本体４１によって制御され、撮像装置４０ａ〜４０ｆ，４６によって撮像された撮像結果は、プリアライメント系本体４１を介して主制御装置２０に送られる。
【００４８】
ここで、露光装置１００における１２インチのウエハのローディングの動作について簡単に説明する。本実施形態では、露光装置１００とインライン接続される不図示のレジストを塗布するレジスト塗布装置、すなわちコータ（Ｃｏａｔｅｒ）等から、例えば不図示の搬送アーム（前述のウエハ搬送系の一部）により、例えば−Ｙ方向からターンテーブル５１に向かって搬送されてきたウエハは、その搬送アームによってターンテーブル５１上に載置され、ターンテーブル５１に吸着保持される。この場合、ウエハは、ターンテーブル５１上に載置される前に、その姿勢が検出され、あるいは機械的にある程度調整されたうえで、ターンテーブル５１の中心とウエハの中心とがほぼ一致するように、ターンテーブル５１上に載置されるものとする。この載置の方法は、例えば特開平７−２４０３６６号公報に開示されているので、その具体的方法については、説明を省略する。
【００４９】
ウエハがターンテーブル５１に保持され（図１に示されるウエハＷ３の状態）、搬送アームの退避を確認すると、主制御装置２０は、ターンテーブル５１及び保持されたウエハを所定の角速度で回転させる。このウエハの回転中に、主制御装置２０は、不図示のスリットセンサを用いて、ウエハのノッチを検出させ、その検出結果に基づいて、ウエハの方向（ノッチの方向）と、ウエハの中心のターンテーブル５１中心に対するＸＹ２次元方向の偏心量とを検出する。なお、このウエハＷの方向とウエハ中心の偏心量の求め方の具体的方法は、例えば特開平１０−１２７０９号公報に開示されている。なお、このスリットセンサとして、１２インチのウエハの場合には、撮像装置４０ａ〜４０ｅの少なくとも１つを用いても良いし、８インチウエハの場合には、撮像装置４０ａ，４０ｃ〜４０ｆの少なくとも１つを用いてもよい。このようにすれば、搬送系チャンバ１５内のカメラ等のセンサの数を削減することができる。
【００５０】
次いで、上で求めたノッチの方向が、所定の方向、例えば、６時方向（−Ｙ方向）と一致するようにターンテーブル５１の回転角度が主制御装置２０により、制御される。また、そのとき計測されたウエハ中心の偏心量のＸ軸方向成分に応じて、Ｘ駆動機構５２の駆動によってターンテーブル５１のＸ軸方向の位置が決定され、その位置にターンテーブル５１が位置決めされる。このようにしてウエハの回転とＸ軸方向の位置ずれが補正される。これらの位置ずれの補正等は、プリアライメント系４５における後述するプリアライメントを行う際に、ウエハの外形が、撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像視野、すなわち図３（Ａ）に示される領域ＶＡ（ＶＡ’）、ＶＢ，ＶＣ（ＶＣ’），ＶＤ（ＶＤ’），ＶＥ（ＶＥ’），ＶＦに入るようにウエハの位置を調整するために行われるものである。
【００５１】
上記のウエハの概略的な位置合わせが終了すると、ターンテーブル５１から搬入アーム５０に対するウエハの受け渡しが行われる。このウエハの受け渡しは、例えば搬入アーム５０の上昇（あるいはターンテーブル５１の下降）によって行われ、搬入アーム５０は、吸着部５０１ａ，５０２ａによってウエハを吸着保持する。なお、ウエハの受け渡し時には、ターンテーブル５１と搬入アーム５０とのＹ軸方向に関する相対的な位置関係は、搬入アーム５０の停止位置を微調整することにより、上で求めたウエハ中心の偏心量のＹ軸方向成分がキャンセルされるような位置に調整されるものとする。また、後述のプリアライメントが終了するまで、搬入アーム５０は、ターンテーブル５１上方に位置させたままとする。なお、ターンテーブル５１をＹ軸方向に駆動する駆動機構を設け、上記受け渡し時にこの駆動機構のみ、あるいは搬入アーム５０と組み合わせて用いてＹ軸方向に関するウエハと搬入アーム５０との相対的な位置関係を調整しても良い。
【００５２】
上記のウエハの搬入アーム５０への受け渡し完了後、主制御装置２０は、プリアライメント実行を、プリアライメント系本体４１に指示する。このとき、主制御装置２０は、そのときウエハに関する情報（サイズが１２インチか８インチか、ノッチの方向が６時方向か３時方向かなどの情報）をプリアライメント系本体４１に送信する。プリアライメント系本体４１は、その情報に基づいて、撮像装置４０ａ〜４０ｆの中から、ウエハの撮像に用いる撮像装置を少なくとも３つ選択し、選択された撮像装置にウエハを撮像させる。例えば、１２インチウエハであって、６時方向にノッチが位置する場合には、プリアライメント系本体４１は、撮像装置４０ａ〜４０ｃを選択し、撮像装置４０ａ〜４０ｃがウエハの外縁の領域（図３に示されるＶＡ，ＶＢ，ＶＣ）を撮像する。それらの撮像データは、プリアライメント系本体４１を介して、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、プリアライメント系本体４１から送られた撮像結果に基づいて、ウエハの中心に関するＸＹ平面内での所望の位置（基準位置）と実際の位置との位置ずれ量（これを（ΔＸ，ΔＹ）とする）及び回転ずれ量（これをΔθとする）を算出する。
【００５３】
また、プリアライメント系本体４１は、撮像装置４６にも撮像を指示する。このとき、図３（Ａ）に示されるように、撮像装置４６の撮像領域４６Ｖには、搬入アーム５０上に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂが含まれており、それらのマーク５０ａ，５０ｂが含まれる領域の撮像データが得られるようになる。この撮像データも、プリアライメント系本体４１を介して、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、この撮像結果（即ち、ＸＹ平面内での搬入アーム５０の位置情報（回転情報を含む））と前述の位置ずれ量（ΔＸ、ΔＹ）及び回転ずれ量Δθとから、搬入アーム５０に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報を算出し、この情報を不図示の記憶装置に記憶させておく。
【００５４】
上記のプリアライメント終了後、搬入アーム５０は、主制御装置２０による制御の下、Ｙ駆動機構６０の駆動により、図１の実線で示されるローディングポジション上方にまで移動する。これにより、ウエハが図１に示されるウエハＷ２と同じ位置まで搬送される。そして、主制御装置２０は、撮像装置４２に撮像を指示する。このとき、撮像装置４２の撮像領域は、搬入アーム５０の２つのマーク５０ａ，５０ｂを含む領域となっている。撮像により得られた撮像データは、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その撮像データに基づいて、搬入アーム５０上の２つのマーク５０ａ，５０ｂの位置情報を算出し、この位置情報と、先ほど不図示の記憶装置に記憶した、２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報とに基づいて、この状態でのウエハの位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’を算出して、記憶装置に記憶する。
【００５５】
なお、ここまで述べたウエハの搬送動作は、主に、ウエハステージＷＳＴ上に保持された他のウエハ（図１ではウエハＷ１）が、露光中であるときに実行される。したがって、上述した搬送動作に要する時間は、スループットには影響しない。また、本実施形態ではウエハ搬送系が搬送チャンバ１５内に設置されているので、他のウエハの露光処理と並行して前述の搬送動作を行っても他のウエハでの露光精度には影響しない。搬入アーム５０は、他のウエハの露光が終了し、そのウエハのアンロードが完了するまで、このローディングポジション上方でそのまま待機する。
【００５６】
ウエハの露光が完了し、ウエハステージＷＳＴがアンローディングポジションに移動して、そのウエハのアンロードがセンタアップＣＰ及び不図示の搬出アームの協調動作によって行われる。アンロードが完了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、アンローディングポジションから図１に示されるローディングポジションまで移動させ、搬入アーム５０及びセンタアップＣＰを協調動作させ、搬入アーム５０に保持されたウエハをセンタアップＣＰに受け渡させる。このとき、主制御装置２０は、プリアライメントの結果得られたウエハの位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’に基づいて、ウエハステージＷＳＴを、本来のローディングポジションから、例えば、（−ΔＸ’，−ΔＹ’）だけずれた位置に位置決めすることにより、すなわち、搬入アーム５０とウエハステージＷＳＴとの相対的な位置関係を補正して位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）をキャンセルした状態にしたうえで、ウエハの受け渡しを行う。なお、ウエハステージＷＳＴの位置を調整する代わりに、あるいはこれと組み合わせて、搬入アーム５０の停止位置を調整して前述の位置ずれ量（ΔＸ’，ΔＹ’）をキャンセルするようにしても良い。
【００５７】
さらに、センタアップＣＰにウエハが完全に受け渡された後、主制御装置２０は、センタアップＣＰを回転させ、ウエハの回転ずれ量Δθ’をキャンセルする。ただし、センタアップＣＰの回転角度には限界があるので、センタアップＣＰは、許容範囲内でウエハの回転を行う。もし、センタアップＣＰの回転のみで、ウエハの回転ずれ量Δθ’を、完全にはキャンセルすることができなかった場合には、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内における向き（すなわちθｚ）を調整しても良いし、レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内における向きを調整するようにしても良い。
【００５８】
上記処理後、センタアップＣＰが下降して、最終的にウエハがウエハステージＷＳＴに載置され、真空吸着により保持される。ウエハが完全に吸着されると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを投影光学系ＰＬ側、具体的には、最初のアライメントマークの検出位置に移動させ、保持したウエハに対して不図示のアライメント系によりアライメント（アライメントマークの検出）を行う。このアライメントが終了した後、ウエハの最初のショット領域を走査露光するために、ウエハステージＷＳＴをそのアライメント位置からパターンの転写位置（正確には、走査露光開始位置）に移動する。そして、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを、Ｙ軸方向に沿って互いに逆方向に走査させることによって、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光を行い、ウエハＷの各ショット領域にレチクルＲの回路パターンを、投影光学系ＰＬを介して縮小転写する。そして、すべてのショット領域の露光終了後に、前述の他のウエハと同様にアンロードが実行される。
【００５９】
なお、前述のように、このウエハが露光されている間にも、ローディングポジション上方に、前述のプリアライメント（上記ずれ量ΔＸ’，ΔＹ’、Δθ’の検出）が終了した、次に露光すべきウエハを保持した搬入アーム５０を待機させておくことができる。また、ウエハの露光中で、かつローディングポジション上方に対する搬入アーム５０の待機中にも、ターンテーブル５１上にさらに次のウエハを保持して待機させておくことができる。このようにすれば、ウエハのロードに要する時間を、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴへのウエハの受け渡しに要する時間と、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションから投影光学系ＰＬを介した転写位置（アライメント位置）までの移動に要する時間だけにすることができるので、非露光時間（露光動作以外の動作に要する時間）を短縮して、スループットを向上させることができる。なお、図１（Ａ），図１（Ｂ）においては、露光中のウエハをウエハＷ１として示し、ローディングポジション上で待機するウエハをウエハＷ２として示し、ターンテーブル５１上に待機するウエハをウエハＷ３として示している。また、本実施形態ではウエハをその位置によって区別する必要がないときなどは単にウエハＷとも呼ぶものとする。
【００６０】
以上詳細に述べたように、搬入アーム５０がウエハを保持したときに、プリアライメント系４５によって、搬入アーム５０上に形成された２つのマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対位置に関する情報を検出しておき、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴにウエハを受け渡すローディングポジション近傍では、マーク５０ａ，５０ｂの位置情報を検出するだけとする。すなわち、予め、マーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対位置に関する情報（プリアライメント系４５の検出結果）を検出しておけば、ローディングポジションでウエハの位置情報を直接検出せずとも、ローディングポジションに位置したときのマーク５０ａ，５０ｂの位置情報（撮像装置４２の検出結果）を検出するだけで、主制御装置２０は、そのローディングポジション近傍におけるウエハの位置情報を認識することができる。このようにすれば、ウエハの外形等からウエハの位置情報を検出する大掛かりなプリアライメント系４５のような検出系をローディングポジションに備える必要がなくなるので、ローディングポジションをより投影光学系ＰＬに近づけることができるようになり、ロードのためのウエハステージＷＳＴの移動距離を短くして、その移動時間を短くすることができるため、スループットの向上を図ることができる。
【００６１】
図４（Ａ），図４（Ｂ）には、本実施形態の露光装置１００に対する比較例としての露光装置１００’の概略的な構成が示されている。図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同じ機能、作用の部材には同一の符号を付して、ここではその説明を省略する。図４（Ａ），図４（Ｂ）に示されるように、この露光装置１００’は、本実施形態の露光装置１００と同様に、プリアライメント系本体４１と撮像装置４０ａ〜４０ｆとを備えているが、プリアライメント後から速やかにウエハステージＷＳＴにウエハを受け渡すために、プリアライメントを行う位置は、ローディングポジションの上方となるので、プリアライメント系本体４１等は、投影光学系ＰＬの近傍に置かれている。このような場合、図４（Ｂ）に示されるように、特に、１０時半方向に置かれた撮像装置４０ｆは、投影光学系ＰＬと最も近い位置に配設されるようになるが、この撮像装置４０ｆの位置、これらのウエハの外形の検出位置は、規格によって厳密に規定されたものであり、変更することはできない。したがって、このプリアライメント系のために、ローディングポジションとパターンの転写位置との間隔をある程度あけざるをえず、図４（Ａ）に示されるように、その間隔は、Ｌ’となっている。
【００６２】
これに対し、図１（Ａ）等に示される本実施形態の露光装置１００では、搬入アーム５０上にマーク５０ａ，５０ｂを設けることにより、投影光学系ＰＬから遠い位置でマーク５０ａ，５０ｂとウエハとの相対的な位置関係に関する情報の検出を行い、ローディングポジション近傍では、マーク５０ａ，５０ｂの位置情報だけを検出すればよいので、投影光学系ＰＬ近傍に設置する撮像装置を１台だけとすることができ、ローディングポジションを投影光学系ＰＬに近づけることができるのである（図１（Ａ）における間隔Ｌ、Ｌ＜Ｌ’）。なお、露光装置１００では、間隔Ｌを極力短くするように、先端が円錐状となった投影光学系ＰＬの先端近傍まで、ウエハＷ２が入り込むような状態となるまで、間隔Ｌを短くしている。
【００６３】
上述したように、間隔Ｌが短くなれば、ウエハベース１７のサイズを小さくすることができるので、装置のフットプリントを小さくすることが可能となるという側面もある。
【００６４】
また、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示されるように、従来の露光装置１００’では、前述のように、プリアライメント系が投影光学系ＰＬの近傍に配置されているので、そこから発生する熱が投影光学系ＰＬの光学特性に悪影響を与え、これらに付随して設けられる照明光反射用のプリズム等が、露光中の雰囲気ガスの流れの障害となる可能性があるが、図１（Ａ）等に示されるように、本実施形態の露光装置１００では、ウエハの外形を検出するための複数の光源（照明装置８１）、それらの光源から発せられた照明光を反射するプリズム（及びその駆動装置）、並びに撮像装置などをローディングポジション近傍（投影光学系ＰＬ近傍）に備える必要がないので、光源から発生する熱が投影光学系ＰＬなどに伝達することがないうえ、プリズム等により露光時の雰囲気ガスの流れの障害となるものがなくなるため、露光精度の低下も防止することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、マーク５０ａ，５０ｂは、搬入アーム５０におけるウエハの保持位置よりも、投影光学系ＰＬから離れた位置に形成されるようにする。この場合、ローディングポジション近傍に搬入アーム５０が位置するときにも、マーク５０ａ，５０ｂは投影光学系ＰＬから離れた位置にあるので、撮像装置４２を、できる限り投影光学系ＰＬから離れた位置に配設することができる。したがって、図１（Ａ）に示されるように、間隔Ｌを短くすることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、図２（Ｂ）に示されるように、マーク５０ａ，５０ｂと、搬入アーム５０に保持されたウエハの面とは、ＸＹ平面内に平行な略同一平面内に配設されるようにするのが望ましい。この場合には、プリアライメント系４５によって、ウエハとマーク５０ａ，５０ｂの相対位置に関する情報を同一フォーカスで精度良く検出することができるようになる。なお、ウエハ面とマーク５０ａ，５０ｂとを必ずしも一致させる必要はなく、例えば撮像装置４０ａ〜４０ｆ、４６による撮像が可能な範囲内で両者をＺ方向に離して配置しても良い。また、ウエハ面とマーク５０ａ，５０ｂとでその高さ（Ｚ軸方向の位置）が異なるときは、その偏差に応じて撮像装置４０ａ〜４０ｆと撮像装置４６とでその焦点面（検出面）の位置を異ならせても良い。
【００６７】
また、本実施形態では、搬入アーム５０によって保持される前のウエハの位置情報が不図示のスリットセンサで検出され、ウエハが所定の許容範囲内の位置で搬入アーム５０に保持されるようにウエハの位置を略調整するターンテーブル５１及びＸ駆動機構５２等の調整機構をさらに備える。この場合には、搬入アーム５０に保持された後のウエハの位置が所定の許容範囲内となり、搬入アーム５０に保持されるウエハの位置の再現性が向上する。このウエハの位置の再現性が向上すれば、ウエハの外形がプリアライメント系の撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像視野に必ず収まるようになるので、例えば、ウエハの再配置等の無駄な工程が不要となり、スループットの低下を防止することができるようになる。
【００６８】
また、本実施形態では、プリアライメント系４５を、ウエハの位置の略調整を行う位置、すなわち搬入アーム５０によって保持される前のウエハの位置情報も検出可能な位置に配設し、ウエハの概略位置を検出する検出系として、不図示のスリットセンサでなく、プリアライメント系４５の撮像装置４０ａ〜４０ｆを用いても良いものとした。この場合には、搬入アーム５０に保持される前のウエハの位置を検出する検出系と、搬入アーム５０に保持された後のウエハの位置を検出する検出系とをプリアライメント系４５として共通化することができるため、装置構成を簡略化することができる。この装置構成の簡略化は、装置のコストダウンだけでなく、装置の小型化による省スペース化、熱源たるカメラの数の削減による熱の影響による露光精度の低下の防止など、様々な効果を有する。
【００６９】
なお、上記実施形態では、搬入アーム５０上に形成されたマークを図２（Ａ）に示されるような矩形状の２つのマーク５０ａ，５０ｂとしたが、本発明では、これらマークの形状は限定されず、十字マークや、井桁マーク、田の字マーク、ライン・アンド・スペースパターンその他あらゆる形状のマークを適用することができる。
【００７０】
また、マークは１つだけでも良く、３つ以上あっても良い。例えば、図５に示されるように、形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数のマークが搬入アーム５０上の異なる位置にそれぞれ設けられていることとしても良い。この場合には、搬入アーム５０の搬送精度の再現性の幅に対して撮像装置４２，４６の検出視野が比較的狭いものであっても、撮像装置４２，４６が搬入アーム５０上のマークを検出する確率が向上するので、そのマークの検出結果から搬入アーム５０の位置情報を精度良く検出することができる。図５に示されるマークでは、例えば、撮像視野に入ったマークの縦横のアスペクト比を算出すれば、検出されたのがどのマークであるかを認識することができる。また、図５に示される例に留まらず、前述の十字マーク、井桁マーク、田の字マークを適宜異なる位置に形成するようにしても良い。また、複数のマークをマトリクス状に配置するようにしても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、搬入アーム５０からウエハステージＷＳＴ上にウエハを受け渡す際に、ウエハステージＷＳＴの位置、そのセンタアップＣＰの回転により、プリアライメント系本体４１によって検出されたウエハの位置ずれ（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθ（即ち、撮像装置４２、４６によるマーク５０ａ、５０ｂの検出結果から得られるその位置情報も用いて決定されるローディングポジションでのウエハの上記ずれ量ΔＸ’，ΔＹ’，Δθ’）をキャンセルしたが、本発明はこれには限定されない。例えば、センタアップＣＰがθｚ方向に回転できないときには、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダを含むその少なくとも一部）のθｚの回転により回転ずれ量Δθ’がキャンセルされるようにしても良い。ただし、ウエハステージＷＳＴのθｚの回転の範囲が狭い場合には、この代わりに、あるいはこれと組み合わせて、前述と同様にレチクルステージＲＳＴのθｚの回転により、回転ずれ量Δθ’をキャンセルするようにしても良い。なお、センタアップＣＰ、ウエハステージＷＳＴ、及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させる代わりに、あるいはこれと組み合わせて、搬入アーム５０を微小回転させても良い。
【００７２】
また、上記実施形態では、センタアップＣＰの上下動によってウエハのロード及びアンロードを行うものとしたが、例えばセンタアップＣＰは固定としてウエハステージＷＳＴの一部（ウエハホルダなど）を上下動させても良い。さらに、上記実施形態では、センタアップＣＰが３本のピンを有するものとしたが、例えば特開２０００−１００８９５号公報及び対応する米国特許第６，１８４，９７２号に開示されているように１本のピンのみを有するものとしても良い。また、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴにセンタアップＣＰを設けるものとしたが、必ずしもセンタアップＣＰを設けなくても良く、センタアップＣＰを用いないでウエハのロード及びアンロードを行う露光装置にも本発明を適用することができる。例えば特開平１１−２８４０５２号公報などに開示されているように、ウエハホルダの２箇所を切り欠いて搬入アームが進入する空隙を設け、この空隙内で搬入アームを上下動させてウエハのロード及びアンロードを行う方式を採用しても構わない。この露光装置では、搬入アーム５０、ウエハステージＷＳＴ、及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させることで前述の回転ずれ量Δθ’をキャンセルすれば良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、搬入アーム５０をＹ軸方向及びＺ軸方向のみに可動としたが、搬入アーム５０は、Ｘ軸方向及びθｚ方向の向きを調整可能となっていても良い。この場合には、ウエハステージＷＳＴの位置調整及びセンタアップＣＰ等の回転等を行わなくても、ウエハの受け渡しに先立って搬入アーム５０をその基準位置からＸ軸及びＹ軸方向とθｚ方向にそれぞれ微動することで、前述のウエハの位置ずれ量（ΔＸ’、ΔＹ’）及び回転ずれ量Δθ’をキャンセルするようにしても良い。搬入アーム５０で調整するかウエハステージＷＳＴ等で調整するかは、それらの位置決め精度の優劣を考慮して選択すれば良い。
【００７４】
また、上記実施形態は、搬入アーム５０のマーク５０ａ，５０ｂを検出する撮像装置や、ウエハの外形を検出する撮像装置をそれぞれ別々としたが、撮像視野が広い、搬入アーム５０上のマークとウエハの外形を同時に撮像することができる撮像装置を備えるようにしても良い。このようにすれば、同じ撮像データに基づいてマークとウエハとの相対的位置関係を検出することができるので、その位置関係の検出精度の向上が見込まれる。また、撮像装置の数を低減することができるので、装置のコストダウンだけでなく、装置の小型化による省スペース化、熱源たるカメラの数の削減による熱の影響による露光精度の低下の防止など、様々な効果を得ることができる。なお、この場合には、搬入アーム５０のマークとウエハとが、その撮像装置の光軸方向に関して同じ位置（高さ）にあるのが特に望ましいことは言うまでもない。
【００７５】
また、上記実施形態で説明したように、マークは落射照明系で検出し、ウエハの外形は、ウエハの裏面から照明を当てることによって検出するのが望ましい。したがって、マークとウエハの外形とを同時に同じ撮像視野で撮像する場合には、ウエハの外形の撮像範囲に対応するウエハの裏面の部分に挿入するプリズムとその駆動装置を設け、同一の照明系でマークおよびウエハの外形部近傍を照明し、プリズムによる反射光でウエハをその裏面から照明すれば良い。
【００７６】
また、上記実施形態における搬入アーム５０は、図３（Ａ）に示されるように、撮像装置４０ａ〜４０ｆの撮像領域を避けるような形状となっている必要があるが、画像処理精度が高く、ウエハの外形も落射照明によって精度良く検出可能であるときには、搬入アームは、その撮像領域を避ける形状となっていてなくても良い。また、搬入アームの光に対する反射特性を、ウエハの反射特性と著しく異なるようにすれば、逆に、搬入アームのフィンガ部が、プリアライメントの撮像装置の撮像範囲に収まるような形状となっていても良い。要は、搬入アーム５０の形状が上記実施形態に限定されるものでなく任意で構わない。また、この場合には、前述のマーク５０ａ，５０ｂ等のマークを、プリアライメントの撮像装置の撮像範囲に収まるような位置に設けるようにして、同一の装置でそのマークとウエハの外形の位置を同時に撮像するようにしても良い。この場合には、前述のように、複数のマークをフィンガ部の全面に形成しておけば、ウエハの外形を、それらのマークとのコントラストによってより検出しやすくなるうえ、それらのマークの形状又は大きさを互いに異なるようにしておけば、ウエハの位置ずれを検出しやすくなる。
【００７７】
また、搬送部材としては、上記実施形態の搬送アーム５０には限定されず、例えば図６に示されるような搬送部材も考えられうる。図６に示される搬入アーム５０’は、Ｘ軸方向に延びる棒状のアーム部の両端に配設された３つの爪部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ（この先端にも吸着部５０１ａ，５０２ａと同様の吸着機構が設けられている）により、アーム部とそれら爪部７０ａ〜７０ｃとの間に形成される空間内にウエハを保持する形態のものである。この搬入アーム５０’では、このアーム部に前述のマーク５０ａ，５０ｂに相当するマークを設けるようにしても良い。例えば、位置ずれなく保持されたウエハの中心に相当するアーム部上の位置にマーク５０ａ’を形成しておけば、そのマークの位置が、ウエハの理想的な中心位置を示すようになり、ウエハとマークとの相対的な位置関係は、そのままウエハの位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθとなり、相対的な位置関係を算出するのを省略することができ、その計算時間が短縮されるようになる。
【００７８】
また、上記実施形態では、ノッチ付のウエハを処理する場合について説明したが、ＯＦ付のウエハを処理する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。
【００７９】
また、上記実施形態では、ウエハのプリアライメントを行う際に、ウエハの外形を３箇所検出するとしたが、ウエハの位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）及び回転ずれ量Δθが精度良く算出できるのであれば、ウエハの外形をある程度広い撮像範囲（ノッチ等を必ず含む範囲）で１箇所だけ検出するだけでも良い。
【００８０】
また、上記実施形態では、ウエハのアンロード動作については、特に何も規定していない。アンローディングポジションについては、ローディングポジションと同じ位置であっても良いし、別の位置であっても良い。いずれにしても、アンロード時は、プリアライメントを行う必要がないので、搬出アームやウエハが投影光学系ＰＬに干渉しない限り、アンローディングポジションを転写位置に近づけることができる。また、上記実施形態ではプリアライメント系４５が撮像装置４０ａ〜４０ｆ、４６を備えるものとしたが、ウエハの外形や搬入アーム５０のマーク５０ａ、５０ｂの検出に用いるセンサは撮像装置に限られるものではなく、例えば光量センサなどを用いても良い。このことは撮像装置４２についても同様である。さらに、上記実施形態では、ターンテーブル５１から搬入アーム５０にウエハを受け渡す前にその位置を略調整する調整機構を設けるものとしたが、例えばウエハの中心とターンテーブル５１の回転中心とのずれ量を比較的小さくしてウエハをターンテーブル５１に載置できるときは、その調整機構を設けなくても良い。
【００８１】
また、上記実施形態では、露光装置１００が１つのウエハステージを備えるものとしたが、例えば国際公開ＷＯ９８／２４１１５号やＷＯ９８／４０７９１号などに開示されているように、２つのウエハステージを備える露光装置にも本発明を適用することができる。なお、ウエハがローディングされたウエハステージはローディングポジションから、前述の転写位置に先立ってアライメント位置に移動されることが多いので、アライメント系の配置をも考慮してローディングポジションを決定することが好ましい。
【００８２】
また、露光光ＩＬを発する不図示の照明系の光源として、Ａｒ２レーザ光源（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ、分布帰還）半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、ＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線及びイオンビームなどの荷電粒子線を露光ビームとして用いる露光装置に本発明を適用しても良い。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。
【００８３】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置またはプロキシミティ方式などの露光装置、あるいはミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータなどにも本発明は好適に適用できる。
【００８４】
また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【００８５】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８６】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
【００８７】
さらに、上記実施形態では、本発明が露光装置に適用された場合について説明したが、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、本発明は好適に適用することができる。
【００８８】
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【００８９】
図７には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図７に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００９０】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【００９１】
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【００９２】
図８には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図８において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００９３】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【００９４】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９５】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置１００が用いられるので、スループットを向上させることができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の露光装置によれば、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させるという効果がある。
【００９７】
また、本発明のデバイス製造方法によれば、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る露光装置の縦断面図であり、図１（Ｂ）は、その露光装置の横断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、搬入アームの構成を示す上面図であり、図２（Ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、プリアライメント時における撮像領域を示す図であり、図３（Ｂ）は、その撮像領域の拡大図である。
【図４】図４（Ａ）は、従来の露光装置の概略構成を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）は、その露光装置の横断面図である。
【図５】搬入アームに形成されたマークの他の例を示す図である。
【図６】搬入アームの他の例を示す図である。
【図７】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップ２０４の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…主制御装置、４０ａ〜４０ｆ…撮像装置、４１…プリアライメント系本体、４２…撮像装置（第２検出系）、４５…プリアライメント系（第１検出系）４６…撮像装置、５０，５０’…搬入アーム（搬送部材）、５０ａ，５０ｂ，５０ａ’…マーク、５１…ターンテーブル、５２…Ｘ駆動機構、６０…Ｙ駆動機構、６２…Ｚ駆動機構、８１…照明装置、１００…露光装置、ＣＰ…センタアップ（仮保持部）、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスク保持装置）、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…ウエハ（物体）。
【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】
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【図７】
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【図８】
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