JP2003133224A - Method and device for setting surface position and aligner - Google Patents

Method and device for setting surface position and aligner

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JP2003133224A
JP2003133224A JP2001332669A JP2001332669A JP2003133224A JP 2003133224 A JP2003133224 A JP 2003133224A JP 2001332669 A JP2001332669 A JP 2001332669A JP 2001332669 A JP2001332669 A JP 2001332669A JP 2003133224 A JP2003133224 A JP 2003133224A
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surface position
wafer
substrate
manufacturing
exposure apparatus
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Takehiko Iwanaga
武彦 岩永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set the surface position of a substrate highly accurately at a high speed during scanning. SOLUTION: The surface position is continuously detected in a surface position detection system 26 while scanning the surface position of a wafer 4, i.e., a substrate, sucked and fixed onto a stage 5 moving in X and Y directions and the height direction relatively. The surface position detection system 26 utilizes a light receiving lens 16 or a photoelectric conversion means group 19 for photoelectrically converts reflection light from a light source 10 on the projecting part side projecting surface position detection light to the surface of the wafer 4 or a slit member 12 or the like and the wafer 4 by means of a photoelectric conversion element, on the light receiving part side and finding a substrate surface position, uses a plurality of one-dimensional imaging elements inputting a shift pulse giving a drive pulse of each pixel and a reset pulse determining an accumulation section of the imaging element as the photoelectric conversion element, and gives reset pulses of different phases for at least one imaging element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高さと面位置を検
出し設定する表面位置設定方法、表面位置設定装置及び
露光装置等に関し、特に、スリットスキャン方式の露光
装置において、投影光学系の光軸方向に関する、ウエハ
表面の位置や傾きを連続的に検出し設定する表面位置設
定方法及び表面位置設定装置に適している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface position setting method, a surface position setting device, an exposure device and the like for detecting and setting the height and surface position, and more particularly, in a slit scan type exposure device, the light of a projection optical system is used. It is suitable for a surface position setting method and a surface position setting device for continuously detecting and setting the position and inclination of the wafer surface in the axial direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のメモリチップの大きさは、露光装
置の解像線幅のトレンド及びセルサイズのトレンドに対
するメモリ容量の拡大トレンドの差から徐々に拡大傾向
を示しており、例えば、256Mビットの第1世代で
は、14×25mm程度と報告されている。
2. Description of the Related Art Recently, the size of a memory chip shows a gradual expansion tendency from the difference between the trend of the resolution line width of an exposure apparatus and the trend of the expansion of the memory capacity with respect to the trend of the cell size. In the first generation of, it is reported to be about 14 × 25 mm.

【0003】このチップサイズでは現在クリティカルレ
イヤ用の露光装置として使用されている縮小投影露光装
置(ステッパ)の直径31mmの露光域では、1回の露
光当たり1チップしか露光できず、スループットが上が
らないために、より大きな露光面積を可能とする露光装
置が必要とされている。大画面の露光装置としては従来
より高スループットが要求されるラフレイヤ用の半導体
素子露光装置、或いはモニタ等の大画面液晶表示素子の
露光装置として、反射投影露光装置が広く使用されてい
る。これは、円弧スリット状の照明光でマスクを直線走
査し、これを同心反射ミラー光学系でウエハ上に一括露
光するいわゆるマスク・ウエハ相対走査によるスリット
・スキャン型の露光装置である。
With this chip size, a reduction projection exposure apparatus (stepper) currently used as an exposure apparatus for a critical layer has an exposure area of 31 mm in diameter, and only one chip can be exposed per exposure, and throughput cannot be increased. Therefore, there is a need for an exposure apparatus that enables a larger exposure area. As a large screen exposure apparatus, a reflection projection exposure apparatus has been widely used as a semiconductor device exposure apparatus for a rough layer, which is required to have a high throughput, or an exposure apparatus for a large screen liquid crystal display device such as a monitor. This is a so-called mask-wafer relative scanning slit-scan type exposure apparatus that linearly scans a mask with illumination light in the shape of an arc slit and exposes the mask collectively on a wafer by a concentric reflection mirror optical system.

【0004】これらの装置におけるマスク像の焦点合わ
せは、感光基板(フォトレジスト等が塗布されたウエハ
或いはガラスプレート)の露光面を投影光学系の最良結
像面に逐次合わせ込むために、高さ計測とオートフォー
カス・オートレベリングの補正駆動をスキャン露光中連
続的に行っている。
Focusing of the mask image in these devices is performed by adjusting the height of the exposure surface of the photosensitive substrate (wafer or glass plate coated with photoresist or the like) to the best image plane of the projection optical system. Measurement and correction drive of auto focus and auto leveling are continuously performed during scan exposure.

【0005】これらの装置における高さ及び面位置検出
機構は、例えばウエハ表面に光束を斜め上方より入射す
るいわゆる斜入射光学系を用いて感光基板からの反射光
をCCDやPSDセンサ上の位置ずれとして検知する方
法などがあり、スキャン中の複数の高さ測定値から測定
位置が露光スリット領域を通過するときの高さ及び傾き
の補正駆動量を算出し、補正するというものである。
The height and surface position detection mechanism in these devices uses, for example, a so-called oblique incidence optical system in which a light beam is obliquely incident on the wafer surface, so that the reflected light from the photosensitive substrate is displaced on the CCD or PSD sensor. There is a method for detecting the height and inclination when the measurement position passes through the exposure slit area from a plurality of height measurement values during scanning, and the correction drive amount is calculated and corrected.

【0006】従来のスリット・スキャン方式の投影露光
装置を、図1を利用して具体的に説明する。図1におい
て、1は縮小投影レンズであり、その光軸は図中AXで
示され、またその像面は図中Z方向と垂直な関係にあ
る。レチクル2はレチクルステージ3上に保持され、レ
チクル2のパターンは縮小投影レンズの倍率で1/4な
いし1/2に縮小投影され、その像面に像を形成する。
4は表面にレジストが塗布されたウエハであり、先の露
光工程で形成された多数個の被露光領域(ショット)が
配列されている。5はウエハ4を載置するステージであ
って、ウエハ4をウエハステージ5に吸着・固定するチ
ャックと、X軸方向とY軸方向に各々水平移動可能なX
Yステージと、投影レンズ1の光軸方向であるZ軸方向
への移動や、X軸及びY軸方向に沿った水平な軸の回り
に回転可能なレベリングステージと、前記Z軸に水平な
軸の回りに回転可能な回転ステージとにより構成されて
おり、レチクルパターン像をウエハ4上の被露光領域に
合致させるための6軸補正系を構成している。
A conventional slit scan type projection exposure apparatus will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reduction projection lens, the optical axis of which is indicated by AX in the drawing, and its image plane is in a relationship perpendicular to the Z direction in the drawing. The reticle 2 is held on the reticle stage 3, and the pattern of the reticle 2 is reduced and projected to 1/4 to 1/2 at the magnification of the reduction projection lens to form an image on its image plane.
Reference numeral 4 denotes a wafer having a surface coated with a resist, in which a large number of exposed regions (shots) formed in the previous exposure process are arranged. Reference numeral 5 denotes a stage on which the wafer 4 is placed, a chuck for adsorbing and fixing the wafer 4 on the wafer stage 5, and an X movable horizontally in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
A Y stage, a leveling stage that is movable in the Z axis direction, which is the optical axis direction of the projection lens 1, and rotatable about a horizontal axis along the X axis and Y axis directions, and an axis that is horizontal to the Z axis. And a rotary stage rotatable around the axis of the reticle, and constitutes a 6-axis correction system for matching the reticle pattern image with the exposed region on the wafer 4.

【0007】図1における符号10から19は、ウエハ
4の表面位置及び傾きを検出するために設けた検出光学
系の各要素を示している。図1では2光束のみ図示して
いるが、各光束は紙面垂直方向に各々3光束もってい
る。このとき、レンズ系13に対してピンホールの形成
されている平面とウエハ4の表面を含む平面とは、シャ
インプルーフの条件を満足するように設定している。
Reference numerals 10 to 19 in FIG. 1 denote respective elements of a detection optical system provided for detecting the surface position and the inclination of the wafer 4. Although only two light fluxes are shown in FIG. 1, each light flux has three light fluxes in the direction perpendicular to the paper surface. At this time, the plane in which the pinhole is formed with respect to the lens system 13 and the plane including the surface of the wafer 4 are set so as to satisfy the Scheimpflug condition.

【0008】図1における符号15から19は、次にウ
エハ4からの反射光束を検出する検出光学系を示してい
る。また、この受光する側(16から18)は、ウエハ
4の面上の各測定点と光電変換手段群19の検出面とが
互いに共役となるように倒れ補正を行っているために、
各測定点の局所的な傾きにより検出面でのピンホール像
の位置が変化することはなく、各測定点の光軸AX方向
での高さ変化に応答して、検出面上でピンホール像が変
化するように構成されている。
Reference numerals 15 to 19 in FIG. 1 denote detection optical systems for detecting the reflected light beam from the wafer 4 next. Further, on the light receiving side (16 to 18), tilt correction is performed so that each measurement point on the surface of the wafer 4 and the detection surface of the photoelectric conversion means group 19 are conjugated with each other.
The position of the pinhole image on the detection surface does not change due to the local inclination of each measurement point, and the pinhole image on the detection surface responds to the height change of each measurement point in the optical axis AX direction. Are configured to change.

【0009】光電変換手段群19は、6個の1次元CC
Dラインセンサによって構成している。図2は、CCD
ラインセンサの駆動クロックとステージ制御系の制御サ
イクルの関係を示した図である。ステージ位置1の部分
でオートフォーカス計測系に測定指令が出る。これを受
けたオートフォーカス計測系は次のCCD蓄積区間30
から画像蓄積を開始する。画像蓄積が終了すると、区間
33において、リセットパルスによりCCDのシフトレ
ジスタに電荷が転送され、位置画素毎に蓄積電荷量が電
圧に変換されて出力される。区間34では、フォーカス
計測系は、このデータを基にZ方向位置計算及びウエハ
面の計算を行ってステージ制御系へ返答する。この場合
のステージ制御系へ返されたウエハ位置は、区間30で
蓄積したステージ位置4〜7の平均値である。次にステ
ージ制御系はステージ位置17の時にオートフォーカス
計測系に測定指令を出す。これを受けてオートフォーカ
ス計測系は、区間32で蓄積したステージ位置20〜2
3の間の平均値をステージ制御系へ返す。これにより、
ウエハ位置に応じた正確な面位置測定が可能となるが、
最近の半導体露光装置の高スループット化に伴いウエハ
ステージが高速化している為、面測定もより短時間での
計測が求められている。
The photoelectric conversion means group 19 includes six one-dimensional CCs.
It is composed of a D line sensor. Figure 2 is a CCD
It is a figure showing the relation between the drive clock of a line sensor and the control cycle of a stage control system. A measurement command is issued to the autofocus measurement system at the stage position 1. Upon receiving this, the auto-focus measurement system is the next CCD accumulation section 30.
Image accumulation starts from. When the image storage is completed, in the section 33, the charge is transferred to the shift register of the CCD by the reset pulse, and the stored charge amount is converted into a voltage for each position pixel and output. In the section 34, the focus measurement system calculates the Z-direction position and the wafer surface based on this data and returns the result to the stage control system. The wafer position returned to the stage control system in this case is an average value of the stage positions 4 to 7 accumulated in the section 30. Next, the stage control system issues a measurement command to the autofocus measurement system when the stage position is 17. In response to this, the auto-focus measurement system detects the stage positions 20 to 2 accumulated in the section 32.
The average value during 3 is returned to the stage control system. This allows
Accurate surface position measurement is possible according to the wafer position,
Since the wafer stage has become faster with the recent increase in throughput of semiconductor exposure apparatuses, surface measurement is required to be performed in a shorter time.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、現状では画素
蓄積時間及び画素読み込み時間に拘束されて、計測間隔
を上げることができない。画素蓄積時間はウエハ面に照
射される光量で規定され、かつ計測光路中の空気揺らぎ
の影響を低減する為にむやみに短くすることはできな
い。また、画素読み込みクロックは撮像素子のピクセル
クロックで決まるため、一意に上げることができない。
However, under the present circumstances, the measurement interval cannot be increased because of being restricted by the pixel accumulation time and the pixel reading time. The pixel accumulation time is defined by the amount of light applied to the wafer surface, and cannot be shortened unnecessarily in order to reduce the influence of air fluctuations in the measurement optical path. Further, the pixel read clock cannot be uniquely raised because it is determined by the pixel clock of the image sensor.

【0011】本発明の目的は、走査中の基板の表面位置
設定を高精度かつ高速にて行うことができる表面位置設
定方法、表面位置設定装置及び露光装置を提供すること
である。
It is an object of the present invention to provide a surface position setting method, a surface position setting device and an exposure device which can set the surface position of a substrate during scanning with high accuracy and high speed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、少なくともX,Y方向及び高さ方向に移
動するステージ上に吸着固定された基板の面位置を相対
走査しながら面位置検出系で連続的に検出し駆動する表
面位置設定方法において、前記面位置検出系は、前記基
板表面へ面位置検出光を投光する投光部と該基板からの
反射光を光電変換素子にて光電変換し該基板表面位置を
求める受光部とを利用し、前記光電変換素子として各画
素の駆動パルスを与えるシフトパルスと撮像素子の蓄積
区間を決めるリセットパルスの少なくとも2つのパルス
列を入力する1次元及び2次元のどちらかの複数の撮像
素子を用い、少なくとも1つの前記撮像素子に対して互
いに位相の異なるリセットパルスを与えることを特徴と
する。これにより、本発明は、高速かつ高精度な表面位
置設定を可能としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for performing relative scanning of the surface position of a substrate suction-fixed on a stage that moves at least in the X, Y and height directions. In a surface position setting method in which a position detection system continuously detects and drives, the surface position detection system includes a light projecting unit that projects surface position detection light onto the substrate surface and a photoelectric conversion element that reflects light from the substrate. At least two pulse trains of a shift pulse for giving a drive pulse of each pixel as the photoelectric conversion element and a reset pulse for determining an accumulation section of the image pickup element are input by using a light receiving section for photoelectrically converting the substrate surface position. It is characterized in that a plurality of one-dimensional or two-dimensional image pickup devices are used and reset pulses having different phases are applied to at least one of the image pickup devices. As a result, the present invention enables high-speed and highly accurate surface position setting.

【0013】また、本発明は、少なくともX,Y方向及
び高さ方向に移動するステージ上に吸着固定された基板
の面位置を相対走査しながら面位置検出系で連続的に検
出し駆動する表面位置設定方法において、前記面位置検
出系は、前記基板表面へ面位置検出光を投光する投光部
と該基板からの反射光を光電変換素子にて光電変換し該
基板表面位置を求める受光部とを利用し、前記光電変換
素子として各画素の駆動パルスを与えるシフトパルスと
撮像素子の蓄積区間を決めるリセットパルスの少なくと
も2つのパルス列を入力する1次元及び2次元のどちら
かの複数の撮像素子を用い、該撮像素子の画素スキャン
方向が互いに異なる向きに配置した前記複数の撮像素子
からのデータにより該基板の高さ検出をすることを特徴
とするものであってもよい。これによっても、本発明
は、高速かつ高精度な表面位置設定を可能とするもので
ある。
Further, according to the present invention, the surface which is continuously detected and driven by the surface position detecting system while relatively scanning the surface position of the substrate suction-fixed on the stage which moves in at least the X and Y directions and the height direction. In the position setting method, the surface position detection system includes a light projecting unit that projects surface position detection light onto the substrate surface and a light receiving unit that photoelectrically converts reflected light from the substrate by a photoelectric conversion element to obtain the substrate surface position. And a plurality of one-dimensional and two-dimensional imaging for inputting at least two pulse trains of a shift pulse for applying a drive pulse of each pixel as the photoelectric conversion element and a reset pulse for determining an accumulation section of the image sensor The device is characterized in that the height of the substrate is detected by data from the plurality of image pickup devices arranged in different pixel scan directions of the image pickup device. It may be. Also by this, the present invention enables high-speed and highly accurate surface position setting.

【0014】また、本発明は、上記いずれかの表面位置
設定方法を用いる表面位置設定装置により、または原版
と基板を相対走査しながら原版のパターンの一部を投影
光学系を介して該基板に投影し露光する走査型露光装置
であって、前記表面位置設定装置を備えることを特徴と
することによっても、高速かつ高精度の基板高さ設定を
可能とするものである。
In the present invention, a surface position setting device using any one of the surface position setting methods described above is used, or a part of the pattern of the original plate is projected onto the substrate through a projection optical system while relatively scanning the original plate and the substrate. A scanning type exposure apparatus for projecting and exposing, which is characterized by including the surface position setting apparatus, enables high-speed and highly-accurate substrate height setting.

【0015】また、本発明は、前記露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工
程と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半
導体デバイスを製造する工程とを有する半導体デバイス
製造方法にも適用される。前記製造装置群をローカルエ
リアネットワークで接続する工程と、前記ローカルエリ
アネットワークと前記半導体製造工場外の外部ネットワ
ークとの間で、前記製造装置群の少なくとも1台に関す
る情報をデータ通信する工程とをさらに有することが望
ましく、前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供す
るデータベースに前記外部ネットワークを介してアクセ
スしてデータ通信によって前記製造装置の保守情報を得
る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導体製造工
場との間で前記外部ネットワークを介してデータ通信し
て生産管理を行うことが好ましい。
Further, the present invention includes the steps of installing a manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus in a semiconductor manufacturing factory, and a step of manufacturing a semiconductor device by a plurality of processes using the manufacturing apparatus group. The present invention is also applied to a semiconductor device manufacturing method having the same. The method further includes the steps of connecting the manufacturing apparatus group with a local area network, and performing data communication between the local area network and an external network outside the semiconductor manufacturing factory for information regarding at least one of the manufacturing apparatus group. It is desirable to have a database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus via the external network to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication, or a semiconductor manufacturing factory different from the semiconductor manufacturing factory. It is preferable that data is communicated with the product via the external network for production management.

【0016】また、本発明は、前記露光装置を含む各種
プロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロ
ーカルエリアネットワークと、該ローカルエリアネット
ワークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能に
するゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも
1台に関する情報をデータ通信することを可能にした半
導体製造工場にも適用される。
Further, according to the present invention, manufacturing apparatus groups for various processes including the exposure apparatus, a local area network connecting the manufacturing apparatus groups, and an external network outside the factory can be accessed from the local area network. The present invention is also applied to a semiconductor manufacturing factory having a gateway and capable of performing data communication of information regarding at least one of the manufacturing apparatus group.

【0017】また、本発明は、半導体製造工場に設置さ
れた前記露光装置の保守方法であって、前記露光装置の
ベンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネット
ワークに接続された保守データベースを提供する工程
と、前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを
介して前記保守データベースへのアクセスを許可する工
程と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前
記外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信す
る工程とを有することを特徴としてもよい。
The present invention also provides a maintenance method of the exposure apparatus installed in a semiconductor manufacturing factory, wherein a vendor or a user of the exposure apparatus provides a maintenance database connected to an external network of the semiconductor manufacturing factory. A step of permitting access to the maintenance database from the semiconductor manufacturing factory via the external network, and transmitting maintenance information accumulated in the maintenance database to the semiconductor manufacturing factory side via the external network. It may be characterized by having a process.

【0018】また、本発明は、前記露光装置において、
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、ネッ
トワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさ
らに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワ
ークを介してデータ通信することを可能にしたことを特
徴としてもよい。前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることが好ましい。
The present invention also provides the above-mentioned exposure apparatus,
It may be characterized in that it further includes a display, a network interface, and a computer that executes software for the network, and allows maintenance information of the exposure apparatus to be data-communicated via a computer network. The network software is
A user interface for accessing a maintenance database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus, which is connected to an external network of a factory in which the exposure apparatus is installed, is provided on the display, and from the database via the external network. It is preferable to be able to obtain information.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(表面位置設定方法、表面位置設
定装置及び露光装置の実施形態)図1は本発明の実施形
態に係る面位置検出装置を備えるスリット・スキャン方
式の投影露光装置の要部を示す概略図である。図1にお
いて、1は縮小投影レンズであり、その光軸は図中AX
で示され、またその像面は図中Z方向と垂直な関係にあ
る。原版としてのレチクル2はレチクルステージ3上に
保持され、レチクル2のパターンは縮小投影レンズの倍
率で1/4ないし1/2に縮小投影され、その像面に像
を形成する。4は表面にレジストが塗布された基板とし
てのウエハであり、先の露光工程で形成された多数個の
被露光領域(ショット)が配列されている。5はウエハ
4を載置するウエハステージであり、ウエハ4をウエハ
ステージ5に吸着・固定するチャック、X軸方向とY軸
方向に各々水平移動可能なXYステージ、投影レンズ1
の光軸方向であるZ軸方向への移動やX軸方向とY軸方
向に沿った水平な軸の回りに回転可能なレベリングステ
ージ、及び前記Z軸に水平な軸の回りに回転可能な回転
ステージにより構成されており、レチクルパターン像を
ウエハ4上の被露光領域に合致させるための6軸補正系
を構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment of Surface Position Setting Method, Surface Position Setting Device and Exposure Device) FIG. 1 shows the essentials of a slit scan type projection exposure apparatus equipped with a surface position detection device according to an embodiment of the present invention. It is the schematic which shows a part. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reduction projection lens whose optical axis is AX in the figure.
, And its image plane is perpendicular to the Z direction in the figure. The reticle 2 as an original plate is held on the reticle stage 3, and the pattern of the reticle 2 is reduced and projected to 1/4 to 1/2 by the magnification of the reduction projection lens to form an image on its image plane. Reference numeral 4 denotes a wafer as a substrate whose surface is coated with a resist, in which a large number of exposed regions (shots) formed in the previous exposure step are arranged. Reference numeral 5 denotes a wafer stage on which the wafer 4 is placed, a chuck for adsorbing and fixing the wafer 4 on the wafer stage 5, an XY stage horizontally movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a projection lens 1.
In the Z-axis direction, which is the optical axis direction, and a leveling stage rotatable about a horizontal axis along the X-axis direction and the Y-axis direction, and a rotation rotatable about an axis horizontal to the Z-axis. The stage comprises a 6-axis correction system for matching the reticle pattern image with the exposed region on the wafer 4.

【0020】図1における符号10から19はウエハ4
の表面位置及び傾きを検出するために設けた検出光学系
の各要素を示している。10は光源であり、白色ラン
プ、または相異なる複数のピーク波長を持つ高輝度発光
ダイオードの光を照射するように構成された照明ユニッ
トよりなっている。11はコリメータレンズであり光源
10からの光束を断面の強度分布がほぼ均一の平行光束
として射出している。12はプリズム形状のスリット部
材であり一対のプリズムを互いの斜面が相対する様に貼
り合わせており、この貼り合わせ面に複数の開口(例え
ば6つのピンホール)を、クロム等の遮光膜を利用して
設けている。13はレンズ系であって、このレンズ系1
3は、両テレセントリック系よりなり、スリット部材1
2の複数のピンホールを通過した独立の6つの光束を折
り曲げミラー14を介してウエハ4の面上の6つの測定
点に導光している。図1では、2光束のみを図示してい
るが、各光束は紙面垂直方向に各々3光束をもってい
る。このときレンズ系13に対してピンホールの形成さ
れている平面とウエハ4の表面を含む平面とはシャイン
プルーフの条件を満足するように設定している。
Reference numeral 10 to 19 in FIG. 1 designates the wafer 4.
It shows each element of the detection optical system provided for detecting the surface position and inclination of the. Reference numeral 10 denotes a light source, which includes a white lamp or an illumination unit configured to emit light from a high-intensity light emitting diode having a plurality of different peak wavelengths. Reference numeral 11 denotes a collimator lens, which emits the light flux from the light source 10 as a parallel light flux whose cross-sectional intensity distribution is substantially uniform. Reference numeral 12 is a prism-shaped slit member, and a pair of prisms are attached to each other so that their slopes face each other. A plurality of openings (for example, 6 pinholes) are formed in the attachment surface, and a light-shielding film such as chrome is used. Is provided. 13 is a lens system, and this lens system 1
3 is a double telecentric system and has a slit member 1
Six independent light fluxes that have passed through the plurality of two pinholes are guided to six measurement points on the surface of the wafer 4 via the bending mirror 14. In FIG. 1, only two light fluxes are shown, but each light flux has three light fluxes in the direction perpendicular to the paper surface. At this time, the plane on which the pinhole is formed and the plane including the surface of the wafer 4 are set so as to satisfy the Scheimpflug condition with respect to the lens system 13.

【0021】本実施形態において、光照射手段からの各
光束のウエハ4の面上への入射角Φ(ウエハ面に立てた
垂線即ち光軸AXとなす角)はΦ=70゜以上である。
ウエハ4の面上には、図15に示す様に、複数個のパタ
ーン領域(露光領域ショット)が配列されている。レン
ズ系13を通過した6つの光束は、図14に示す様に、
パターン領域の互いに独立した各測定点に入射・結像し
ている。また、6つの測定点がウエハ4の面内で互いに
独立して観察されるように、X方向(スキャン方向)か
らXY平面内でΘ゜(例えば22.5゜)回転させた方
向より入射させている。
In the present embodiment, the incident angle Φ of each light beam from the light irradiation means on the surface of the wafer 4 (perpendicular to the wafer surface, that is, the angle with the optical axis AX) is Φ = 70 ° or more.
On the surface of the wafer 4, as shown in FIG. 15, a plurality of pattern regions (exposure region shots) are arranged. The six light fluxes that have passed through the lens system 13 are as shown in FIG.
The light is incident and imaged on each measurement point independent of each other in the pattern area. Further, in order that the six measurement points are observed independently of each other in the plane of the wafer 4, the light is made incident from the direction rotated by Θ ° (for example, 22.5 °) in the XY plane from the X direction (scan direction). ing.

【0022】これにより、特願平3−157822号
(特開平4−354320号)に係る発明にある様に、
各要素の空間的配置を適切にし面位置情報の高精度な検
出を容易にしている。
As a result, according to the invention of Japanese Patent Application No. 3-157822 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-354320),
The spatial arrangement of each element is optimized to facilitate highly accurate detection of surface position information.

【0023】次にウエハ4からの反射光束を検出する
側、即ち符号15から19に係る要素について説明す
る。16は受光レンズであって、両テレセントリック系
よりなっており、ウエハ4の面からの6つの反射光束を
折り曲げミラー15を介して受光している。受光レンズ
16内に設けたストッパ絞り17は6つの各測定点に対
して共通に設けられており、ウエハ4上に存在する回路
パターンによって生ずる高次の回折光(ノイズ光)をカ
ットしている。両テレセントリック系で構成された受光
レンズ16を通過した光束は、その光軸が互いに平行と
なっており、補正光学系群18の6個の個別の補正レン
ズにより光電変換手段群19の検出面に互いに同一の大
きさのスポット光となる様に再結像させている。また、
この受光する側(16から18)は、ウエハ4の面上の
各測定点と光電変換手段群19の検出面とが互いに共役
となるように倒れ補正を行っているために、各測定点の
局所的な傾きにより検出面でのピンホール像の位置が変
化することはなく、各測定点の光軸AX方向での高さ変
化に応答して検出面上でピンホール像が変化するように
構成されている。
Next, the side that detects the reflected light beam from the wafer 4, that is, the elements associated with reference numerals 15 to 19 will be described. Reference numeral 16 denotes a light receiving lens, which is composed of both telecentric systems and receives the six reflected light beams from the surface of the wafer 4 via the bending mirror 15. The stopper diaphragm 17 provided in the light-receiving lens 16 is commonly provided for each of the six measurement points, and cuts off higher-order diffracted light (noise light) generated by the circuit pattern existing on the wafer 4. . The light beams passing through the light receiving lens 16 composed of both telecentric systems have their optical axes parallel to each other, and are incident on the detection surface of the photoelectric conversion means group 19 by the six individual correction lenses of the correction optical system group 18. The images are re-imaged so that the spot lights have the same size. Also,
On the light receiving side (16 to 18), tilt correction is performed so that each measurement point on the surface of the wafer 4 and the detection surface of the photoelectric conversion means group 19 are conjugate with each other, and therefore The position of the pinhole image on the detection surface does not change due to the local inclination, and the pinhole image changes on the detection surface in response to the height change of each measurement point in the optical axis AX direction. It is configured.

【0024】ここで、光電変換手段群19は6個の1次
元CCDラインセンサにより構成している。これは次の
点で従来の2次元センサの構成よりも有利である。ま
ず、補正光学系群18を構成する上で光電変換手段を分
離することにより、各光学部材や機械的なホルダの配置
の自由度が大きくなる。また、検出の分解能を向上させ
るには、折り曲げミラー15から補正光学系群18まで
の光学倍率を大きくする必要があるが、この点でも光路
を分割して個別のセンサに入射させる構成とした方が、
部材をコンパクトにまとめることが可能である。さらに
スリット・スキャン方式では、露光中のフォーカス連続
計測が不可欠となり、計測時間の短縮が絶対課題となる
が、従来の2次元CCDセンサでは、必要以上のデータ
を読み出しているのもその一因であり、1次元CCDセ
ンサの10倍以上の読み出し時間を必要とする。
The photoelectric conversion means group 19 is composed of six one-dimensional CCD line sensors. This is advantageous over the configuration of the conventional two-dimensional sensor in the following points. First, by separating the photoelectric conversion means in forming the correction optical system group 18, the degree of freedom in arranging each optical member and mechanical holder is increased. Further, in order to improve the resolution of the detection, it is necessary to increase the optical magnification from the bending mirror 15 to the correction optical system group 18, but also in this point, the optical path is divided and made incident on individual sensors. But,
It is possible to compact the members. Furthermore, in the slit scan method, continuous focus measurement during exposure is indispensable, and shortening the measurement time is an absolute issue. One reason is that conventional 2D CCD sensors read more data than necessary. Yes, the read time is 10 times or more that of the one-dimensional CCD sensor.

【0025】次に、スリット・スキャン方式の露光シス
テムについて説明する。図1に示す様に、レチクル2
は、レチクルステージ3に吸着・固定された後、投影レ
ンズ1の光軸AXと垂直な面内で図1に示すRX方向
(X軸方向)に一定速度でスキャンするとともに、RY
方向(Y軸方向:紙面に垂直)には、常に目標座標位置
をスキャンする様に補正駆動される。このレチクルステ
ージ3のX方向及びY方向の位置情報は、図1のレチク
ルステージ3に固定されたXYバーミラー20へ、外部
からレチクルステージ干渉計(XY)21によって複数
のレーザビームが照射されることにより、常時計測し得
られている。同様に、ウエハステージ5のX方向及びY
方向の位置情報は、ウエハステージ5に固定されたXY
バーミラー23へ、ウエハステージ干渉計(XY)24
によって複数のレーザビームが照射されることにより、
常時得られる。
Next, a slit scan type exposure system will be described. As shown in FIG. 1, the reticle 2
Is sucked and fixed on the reticle stage 3, then scanned at a constant speed in the RX direction (X-axis direction) shown in FIG. 1 in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection lens 1, and
In the direction (Y-axis direction: vertical to the paper surface), correction driving is performed so that the target coordinate position is always scanned. The position information of the reticle stage 3 in the X and Y directions is obtained by irradiating the XY bar mirror 20 fixed to the reticle stage 3 in FIG. 1 with a plurality of laser beams from the outside by a reticle stage interferometer (XY) 21. It is always measured by Similarly, the X-direction and Y-direction of the wafer stage 5
The positional information of the directions is XY fixed on the wafer stage 5.
Wafer stage interferometer (XY) 24 to bar mirror 23
By irradiating multiple laser beams by
Always available.

【0026】露光照明光学系6はエキシマレーザ等のパ
ルス光を発生する光源を使用し不図示のビーム整形光学
系、オプティカル・インテグレータ、コリメータ、及び
ミラー等の部材で構成され、遠紫外領域のパルス光を効
率的に透過或いは反射する材料で形成されている。ビー
ム整形光学系は入射ビームの断面形状(寸法含む)を所
望の形に整形するためのものであり、オプティカル・イ
ンテグレータは光束の配光特性を均一にして、レチクル
2を均一照度で照明するためのものである。露光照明光
学系6内の不図示のマスキングブレードにより、チップ
サイズに対応して矩形の照明領域が設定され、その照明
領域で部分照明されたレチクル2上のパターンが投影レ
ンズ1を介してレジストが塗布されたウエハ4上に投影
される。
The exposure illumination optical system 6 uses a light source for generating pulsed light such as an excimer laser, and is composed of members such as a beam shaping optical system (not shown), an optical integrator, a collimator, and a mirror. It is made of a material that efficiently transmits or reflects light. The beam shaping optical system is for shaping the cross-sectional shape (including dimensions) of the incident beam into a desired shape, and the optical integrator makes the light distribution characteristics of the light flux uniform and illuminates the reticle 2 with uniform illuminance. belongs to. A rectangular illumination area corresponding to the chip size is set by a masking blade (not shown) in the exposure illumination optical system 6, and the pattern on the reticle 2 partially illuminated by the illumination area is transferred via the projection lens 1 to the resist. It is projected onto the coated wafer 4.

【0027】図1に示すメイン制御部27は、レチクル
2のスリット像をウエハ4の所定領域に、XY面内の位
置(X,Yの位置、及びZ軸に平行な軸の回りの回転
Θ)とZ方向の位置(X,Y各軸に平行な軸の回りの回
転α,β及びZ軸上の高さZ)を調整しながらスキャン
露光を行う様に全系をコントロールしている。即ち、レ
チクルパターンのXY面内での位置合わせは、レチクル
ステージ干渉計21と、ウエハステージ干渉計24の位
置データと、不図示のアライメント顕微鏡から得られる
ウエハ4の位置データから制御データを算出し、レチク
ル位置制御系22及びウエハ位置制御系25をコントロ
ールすることにより実現している。
The main controller 27 shown in FIG. 1 rotates the slit image of the reticle 2 on a predetermined area of the wafer 4 at a position in the XY plane (X, Y positions, and rotation about an axis parallel to the Z axis). ) And the position in the Z direction (rotations α, β around the axes parallel to the X and Y axes, and the height Z on the Z axis) are controlled so that the scan exposure is performed. That is, for the alignment of the reticle pattern in the XY plane, control data is calculated from the position data of the reticle stage interferometer 21, the wafer stage interferometer 24, and the position data of the wafer 4 obtained from an alignment microscope (not shown). , Reticle position control system 22 and wafer position control system 25.

【0028】レチクルステージ3を図1矢印3aの方向
にスキャンする場合、ウエハステージ5は、図1の矢印
5aの方向に投影レンズの縮小倍率分だけ補正されたス
ピードでスキャンされる。レチクルステージ3のスキャ
ンスピードは、露光照明光学系6内の不図示のマスキン
グブレードのスキャン方向の幅と、ウエハ4の表面に塗
布されたレジストの感度からスループットが有利となる
ように決定される。
When the reticle stage 3 is scanned in the direction of arrow 3a in FIG. 1, the wafer stage 5 is scanned in the direction of arrow 5a in FIG. 1 at a speed corrected by the reduction magnification of the projection lens. The scan speed of the reticle stage 3 is determined so that the throughput is advantageous based on the width of the masking blade (not shown) in the scanning direction in the exposure illumination optical system 6 and the sensitivity of the resist coated on the surface of the wafer 4.

【0029】レチクルパターンのZ軸方向の位置合わ
せ、即ち像面への位置合わせは、ウエハ4の高さデータ
を検出する面位置検出系26の演算結果を基に、ウエハ
位置制御系25を介してウエハステージ5内のレベリン
グステージへの制御をして行っている。即ち、露光位置
での最適像面位置への補正は、スキャン方向に対してス
リット近傍に配置されたウエハ高さ測定用スポット光3
点の高さデータから、スキャン方向と垂直方向の傾き及
び光軸AX方向の高さを計算し、補正量を求めて行って
いる。
The alignment of the reticle pattern in the Z-axis direction, that is, alignment with the image plane is performed via the wafer position control system 25 based on the calculation result of the surface position detection system 26 which detects the height data of the wafer 4. Control is performed on the leveling stage in the wafer stage 5. That is, the correction to the optimum image plane position at the exposure position is performed by the wafer height measuring spot light 3 arranged near the slit in the scanning direction.
The inclination in the scan direction and the vertical direction and the height in the optical axis AX direction are calculated from the height data of the points, and the correction amount is obtained.

【0030】以下、本発明の面位置検出方法によりウエ
ハ4の被露光領域の高さ位置を検出する方法について述
べる。図3はウエハ露光時のウエハ高さ測定位置と露光
領域の位置の関係を示したものであり、移動するウエハ
面41上にレチクルのパターンが露光され、ウエハ面4
1が←の方向に速度vにて移動しているものとする。図
3ではウエハの進行方向に露光領域から手前に距離dだ
け離れた位置に高さ計測手段40Bを設けておき、ウエ
ハ上のA点が高さ計測手段40Bの下にある時、A点の
ウエハ面の高さを測定しておき、A点が露光領域Cの中
心に来る時に、ウエハ高さを露光面に駆動している。こ
の場合のウエハ高さ測定サンプリング間隔tは距離dだ
けウエハが移動する時間より短い時間であれば良いの
で、次の式により表される。t≦d/v
A method of detecting the height position of the exposed region of the wafer 4 by the surface position detecting method of the present invention will be described below. FIG. 3 shows the relationship between the wafer height measurement position and the position of the exposure area during wafer exposure. The reticle pattern is exposed on the moving wafer surface 41, and the wafer surface 4 is exposed.
It is assumed that 1 is moving in the direction of ← at a speed v. In FIG. 3, the height measuring means 40B is provided at a position away from the exposure region by a distance d in the traveling direction of the wafer, and when the point A on the wafer is below the height measuring means 40B, The height of the wafer surface is measured, and when the point A comes to the center of the exposure area C, the wafer height is driven to the exposure surface. In this case, the wafer height measurement sampling interval t need only be shorter than the time required for the wafer to move by the distance d, and is represented by the following equation. t ≦ d / v

【0031】露光時にウエハ面の高さを変える場合は、
次の3つが考えられる。まず、チップ内の高さ変化に対
する変動に対して、次にチップの継目(スクライブライ
ン)における変動に対して、最後に露光領域がウエハ外
からウエハ内に入って来た場合の変動に対してである。
チップ内の変動は、セル部分と周辺回路部分については
化学的機械的平坦化CMP(Chemical Mechanical Plai
n )などにより平坦化が進められているので、1〜2μ
m程度の段差であり、またチップとスクライブとの段差
についてはチップ内の段差より大きいが、それでも数μ
m程度であるのに対し、ウエハ外周部露光時にはまず適
当な高さにウエハ面を固定しておき、高さ計測手段がウ
エハ上の高さ計測可能な位置に入ってから高さを計測
し、露光領域がウエハ上に移動するまでの間に高さ駆動
を行う。このため、場合によっては露光領域中心からウ
エハ高さ計測センサ間の距離をウエハが移動する時間内
に、ウエハ高さを10μm程度変えなければならない。
When changing the height of the wafer surface during exposure,
The following three can be considered. First, for changes in height inside the chip, then for changes in the seam (scribe line) of the chip, and finally for changes when the exposure area enters the wafer from outside the wafer. Is.
Fluctuations within the chip are caused by chemical mechanical planarization CMP (Chemical Mechanical Plai) for the cell part and the peripheral circuit part.
n)), etc.
Although the step is about m, and the step between the chip and the scribe is larger than the step in the chip, it is still several μ
While the height is about m, the wafer surface is first fixed at an appropriate height when the wafer outer peripheral portion is exposed, and the height is measured after the height measuring means enters the position where the height can be measured on the wafer. The height drive is performed until the exposure area moves onto the wafer. For this reason, in some cases, the wafer height must be changed by about 10 μm within the time required for the wafer to move the distance between the exposure area center and the wafer height measuring sensor.

【0032】従って、ウエハ内の段差のみを考慮してウ
エハ高さ制御系の応答速度を決定するのではなく、露光
時のウエハの外からウエハ内に駆動する時のウエハ高さ
制御系の応答速度を決定する必要がある。このため、ウ
エハ高さ制御系の応答速度は、ウエハが露光領域中心か
らウエハ高さ計測センサ間距離分移動する間にチップ内
での高さ変動分を駆動するには十分な速さを持ってい
る。
Therefore, the response speed of the wafer height control system is not determined by considering only the step in the wafer, but the response of the wafer height control system when the wafer is driven from outside the wafer during exposure. Need to determine speed. Therefore, the response speed of the wafer height control system is fast enough to drive the height variation in the chip while the wafer moves from the center of the exposure area by the distance between the wafer height measuring sensors. ing.

【0033】図4は、図1におけるウエハ位置制御系2
5の制御サイクルと面位置検出系26の検出系撮像素子
の蓄積時間、画素転送時間、及び演算時間の関係を示し
た図である。
FIG. 4 shows the wafer position control system 2 in FIG.
5 is a diagram showing a relationship among the control cycle of No. 5, the accumulation time of the detection system image sensor of the surface position detection system 26, the pixel transfer time, and the calculation time.

【0034】ステージ位置1の部分でウエハ位置制御系
25から面位置検出系26に測定指令が出る。これを受
けた面位置検出系26は、次のCCD蓄積区間40から
画像蓄積を開始する。画像蓄積が終了すると、区間41
において、リセットパルスによりCCDのシフトレジス
タに電荷が転送され、位置画素毎に蓄積電荷量が電圧に
変換されて出力される。面位置検出系26は、このデー
タを基に区間42において、Z方向位置計算及びウエハ
面の計算を行ってウエハ位置制御系25へ返答する。こ
の場合のウエハ位置制御系25へ返されたウエハ位置
は、ステージ位置4〜7の平均値である。次に、ウエハ
位置制御系25はステージ位置17の時に面位置検出系
26に測定指令を出す。これにより、面位置検出系26
はステージ位置19〜22の間の平均値をウエハ位置制
御系25へ返す。以上の手段によれば、ウエハ位置に応
じた正確な面位置測定が可能となるが、最近の半導体露
光装置の高スループット化に伴いウエハステージが高速
化している為、面計測もより短時間での計測が求められ
ている。
At the stage position 1 portion, a measurement command is issued from the wafer position control system 25 to the surface position detection system 26. Upon receiving this, the surface position detection system 26 starts image storage from the next CCD storage section 40. When the image accumulation is completed, section 41
At the reset pulse, the charge is transferred to the shift register of the CCD, and the accumulated charge amount is converted into a voltage for each position pixel and output. The surface position detection system 26 calculates the position in the Z direction and the wafer surface in the section 42 based on this data, and sends it back to the wafer position control system 25. The wafer position returned to the wafer position control system 25 in this case is an average value of the stage positions 4 to 7. Next, the wafer position control system 25 issues a measurement command to the surface position detection system 26 at the stage position 17. As a result, the surface position detection system 26
Returns the average value between the stage positions 19 to 22 to the wafer position control system 25. According to the above means, it is possible to accurately measure the surface position according to the position of the wafer. However, since the wafer stage speeds up with the recent increase in throughput of the semiconductor exposure apparatus, the surface measurement can be performed in a shorter time. Is required to be measured.

【0035】本発明では、この為に複数の撮像素子を使
用した面位置計測系を構成する。以下にこれを説明す
る。
For this purpose, the present invention constitutes a surface position measuring system using a plurality of image pickup devices. This will be explained below.

【0036】図7(a)は面位置計測系の反射光検出系
の一部である。60a,60bは撮像素子であり、各撮
像素子はウエハ高さの変化に応じて撮像素子上に結像さ
れたピンホールの像の位置が変化するように構成されて
いる。受光光62はビームスプリッタ61で2つに分け
られ、撮像素子60a,60bに入射される。撮像素子
60aと60bは位相をずらしたリセットパルスを入れ
て駆動される。図5は図7(a)におけるウエハ位置制
御系と面位置検出系におけるタイミングチャートであ
る。ウエハ位置1の時に面位置測定指令が面位置検出系
26に対して出される。これに対して撮像素子60aで
蓄積された画素データにより、ステージ位置3〜6間の
平均の面位置が計算される。次にウエハ位置9の時に面
位置測定指令が出され、これに対しては、撮像素子60
bで蓄積された画素データにより、ステージ位置11〜
14の平均の面位置が計算される。以下、これを繰り返
すことによって、図4の場合の1/2の間隔で面位置測
定を行うことができる。撮像素子間の検出結果に位置オ
フセットずれや倍率ずれがある場合は、予めこれを測定
しておき、計測時に反映する。本実施形態では、2つの
撮像素子は制御系基準クロックからこのリセットパルス
及び撮像素子駆動パルスを作り出しており、従ってウエ
ハ位置制御系制御サイクルとリセットパルスの位相関係
は常に一定であり、ウエハ位置制御系が出力する測定指
令と、面位置計測系の撮像素子の撮像タイミングが一定
であるために、計測再現性のよい、良好な面位置測定が
可能となる。
FIG. 7A shows a part of the reflected light detecting system of the surface position measuring system. Reference numerals 60a and 60b denote image pickup devices, and each image pickup device is configured such that the position of the image of the pinhole formed on the image pickup device changes in accordance with the change in wafer height. The received light 62 is split into two by the beam splitter 61 and is incident on the image pickup devices 60a and 60b. The image pickup devices 60a and 60b are driven by inputting reset pulses whose phases are shifted. FIG. 5 is a timing chart of the wafer position control system and the surface position detection system in FIG. When the wafer position is 1, the surface position measurement command is issued to the surface position detection system 26. On the other hand, the average surface position between the stage positions 3 to 6 is calculated from the pixel data accumulated in the image sensor 60a. Next, when the wafer position 9 is reached, a surface position measurement command is issued.
According to the pixel data accumulated in b, the stage positions 11 to 11
An average surface position of 14 is calculated. After that, by repeating this, the surface position can be measured at an interval of 1/2 of that in the case of FIG. If there is a positional offset deviation or magnification deviation in the detection results between the image pickup elements, this is measured in advance and reflected at the time of measurement. In the present embodiment, the two image pickup devices generate the reset pulse and the image pickup device drive pulse from the control system reference clock. Therefore, the phase relationship between the wafer position control system control cycle and the reset pulse is always constant, and the wafer position control is performed. Since the measurement command output by the system and the imaging timing of the image sensor of the surface position measurement system are constant, it is possible to perform good surface position measurement with good measurement reproducibility.

【0037】図7(b)は図7(a)と同様な構成だ
が、撮像素子60bが図7(a)とは上下反対向きに取
り付けられており、このため、画素の出力方向が撮像素
子60aと撮像素子60bとでは異なる。これを図8を
用いて説明する。図8(a)は撮像素子60a,60b
上に結像されたピンホール像である。この例では、6つ
のピンホールが構成されている。撮像素子60aで撮像
された画像は、図8(b)の通り左のピンホール像から
順番に画素出力を行う。これに対して、撮像素子60b
で撮像された画像は、図8(c)の通り右側のピンホー
ル像から画素出力を行う。図6は図7(b)におけるウ
エハ位置制御系と面位置検出系の動作タイミングチャー
トである。ウエハ位置1の時に面位置測定指令が面位置
検出系に対して出される。これに対して、撮像素子60
aで撮像された画像データにより、図8の左半分のピン
ホール位置が検出され、撮像素子60bで撮像された画
像データにより図8の右半分のピンホール位置が検出さ
れる。両方のピンホール位置の検出が終わったら、他方
のデータをもう一方に送り、全体の面位置計算を行い、
その結果をウエハ位置制御系へ返信する。これにより、
撮像素子60bで蓄積された画素データにより、ステー
ジ位置3〜6間の平均の面位置が計算される。撮像素子
60a,60b間の検出結果に位置オフセットずれや倍
率ずれがある場合は、予めこれを測定しておき、計測時
に反映する。以下これを繰り返すことにより、図4の場
合の1/2の間隔で面位置測定を行うことができる。
FIG. 7B has the same configuration as that of FIG. 7A, but the image pickup device 60b is mounted upside down from that of FIG. 7A, so that the output direction of the pixel is the image pickup device. 60a and the image sensor 60b are different. This will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows the image pickup devices 60a and 60b.
It is a pinhole image imaged on the top. In this example, six pinholes are formed. The image picked up by the image pickup device 60a outputs pixels in order from the left pinhole image as shown in FIG. 8B. On the other hand, the image sensor 60b
The image picked up in step (1) is output from the pinhole image on the right side as shown in FIG. FIG. 6 is an operation timing chart of the wafer position control system and the surface position detection system in FIG. 7B. When the wafer position is 1, a surface position measurement command is issued to the surface position detection system. On the other hand, the image sensor 60
The left half pinhole position in FIG. 8 is detected by the image data captured in a, and the right half pinhole position in FIG. 8 is detected by the image data captured by the image sensor 60b. After detecting both pinhole positions, send the other data to the other, calculate the overall surface position,
The result is returned to the wafer position control system. This allows
The average surface position between the stage positions 3 to 6 is calculated from the pixel data accumulated by the image sensor 60b. If the detection result between the image pickup devices 60a and 60b has a positional offset deviation or a magnification deviation, this is measured in advance and reflected at the time of measurement. By repeating this process, the surface position can be measured at an interval ½ that in the case of FIG.

【0038】(半導体生産システムの実施形態)次に、
本発明に係る装置を用いた半導体デバイス(ICやLS
I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)の生産システムの例を説明す
る。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラ
ブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提
供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネ
ットワークを利用して行うものである。
(Embodiment of Semiconductor Production System) Next,
Semiconductor devices (ICs and LSs) using the apparatus according to the present invention
An example of a production system of a semiconductor chip such as I, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc. will be described. This is to perform maintenance services such as troubleshooting of a manufacturing apparatus installed in a semiconductor manufacturing factory, periodic maintenance, or software provision using a computer network outside the manufacturing factory.

【0039】図9は全体システムをある角度から切り出
して表現したものである。図中、101は半導体デバイ
スの製造装置を提供するベンダ(装置供給メーカ)の事
業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場
で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、
前工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッチン
グ装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、
平坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査装置
等)を想定している。事業所101内には、製造装置の
保守データベースを提供するホスト管理システム10
8、複数の操作端末コンピュータ110、これらを結ん
でイントラネット等を構築するローカルエリアネットワ
ーク(LAN)109を備える。ホスト管理システム1
08は、LAN109を事業所の外部ネットワークであ
るインターネット105に接続するためのゲートウェイ
と、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を
備える。
FIG. 9 shows the whole system cut out from a certain angle. In the figure, 101 is a business office of a vendor (apparatus supplier) that provides a semiconductor device manufacturing apparatus. As an example of the manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing apparatus for various processes used in a semiconductor manufacturing factory, for example,
Pre-process equipment (lithography equipment such as exposure equipment, resist processing equipment, etching equipment, heat treatment equipment, film forming equipment,
Flattening equipment, etc.) and post-process equipment (assembling equipment, inspection equipment, etc.) are assumed. In the business office 101, a host management system 10 that provides a maintenance database for manufacturing equipment is provided.
8, a plurality of operation terminal computers 110, and a local area network (LAN) 109 that connects these to construct an intranet or the like. Host management system 1
08 is provided with a gateway for connecting the LAN 109 to the Internet 105, which is an external network of the office, and a security function for restricting access from the outside.

【0040】一方、102〜104は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場102〜104は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場(例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっても良
い。各工場102〜104内には、夫々、複数の製造装
置106と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク(LAN)111と、各
製造装置106の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム107とが設けられている。各工場1
02〜104に設けられたホスト管理システム107
は、各工場内のLAN111を工場の外部ネットワーク
であるインターネット105に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のLAN111からイ
ンターネット105を介してベンダの事業所101側の
ホスト管理システム108にアクセスが可能となり、ホ
スト管理システム108のセキュリティ機能によって限
られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体
的には、インターネット105を介して、各製造装置1
06の稼動状況を示すステータス情報(例えば、トラブ
ルが発生した製造装置の症状)を工場側からベンダ側に
通知する他、その通知に対応する応答情報(例えば、ト
ラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフ
トウェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情
報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができ
る。各工場102〜104とベンダの事業所101との
間のデータ通信および各工場内のLAN111でのデー
タ通信には、インターネットで一般的に使用されている
通信プロトコル(TCP/IP)が使用される。なお、
工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用
する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュ
リティの高い専用線ネットワーク(ISDNなど)を利
用することもできる。また、ホスト管理システムはベン
ダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築
して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場か
ら該データベースへのアクセスを許可するようにしても
よい。
On the other hand, 102 to 104 are manufacturing factories of semiconductor manufacturers as users of manufacturing apparatuses. The manufacturing factories 102 to 104 may be factories belonging to different manufacturers or may be factories belonging to the same manufacturer (for example, a factory for pre-process, a factory for post-process, etc.). In each of the factories 102 to 104, a plurality of manufacturing apparatuses 106, a local area network (LAN) 111 that connects them to construct an intranet, and a host as a monitoring apparatus that monitors the operating status of each manufacturing apparatus 106 are provided. A management system 107 is provided. Each factory 1
02-104 host management system 107
Is provided with a gateway for connecting the LAN 111 in each factory to the Internet 105 which is an external network of the factory. As a result, it becomes possible to access the host management system 108 on the side of the business office 101 of the vendor from the LAN 111 of each factory via the Internet 105, and the security function of the host management system 108 allows access to only a limited number of users. . Specifically, each manufacturing apparatus 1 is connected via the Internet 105.
In addition to notifying status information indicating the operating status of 06 (for example, a symptom of a manufacturing apparatus in which a trouble has occurred) from the factory side to the vendor side, response information corresponding to the notification (for example, information instructing a troubleshooting method, You can receive maintenance information such as software (data and data for handling), the latest software, and help information from the vendor side. A communication protocol (TCP / IP) generally used on the Internet is used for data communication between each of the factories 102 to 104 and the vendor's office 101 and data communication via the LAN 111 in each factory. . In addition,
Instead of using the Internet as an external network outside the factory, it is possible to use a leased line network (ISDN or the like) having high security without being accessed by a third party. Further, the host management system is not limited to one provided by a vendor, and a user may construct a database and place it on an external network to permit access from a plurality of factories of the user to the database.

【0041】さて、図10は本実施形態の全体システム
を図9とは別の角度から切り出して表現した概念図であ
る。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユー
ザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部
ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して
各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報を
データ通信するものであった。これに対し本例は、複数
のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置
のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネ
ットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ
通信するものである。図中、201は製造装置ユーザ
(半導体デバイス製造メーカ)の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置202、レジスト処理装置203、
成膜処理装置204が導入されている。なお図10では
製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はLAN206で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理
がされている。
Now, FIG. 10 is a conceptual diagram showing the entire system of this embodiment cut out from an angle different from that shown in FIG. In the above example, a plurality of user factories each equipped with a manufacturing apparatus and a management system of a vendor of the manufacturing apparatus are connected by an external network, and production management of each factory or at least one unit is performed via the external network. The information of the manufacturing apparatus was data-communicated. On the other hand, in this example, a factory equipped with manufacturing equipment of a plurality of vendors and a management system of each vendor of the plurality of manufacturing equipments are connected by an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing equipment is displayed. It is for data communication. In the figure, reference numeral 201 denotes a manufacturing plant of a manufacturing apparatus user (semiconductor device manufacturing maker), and a manufacturing apparatus for performing various processes is installed on a manufacturing line of the factory, here, as an example, an exposure apparatus 202, a resist processing apparatus 203,
The film forming processing device 204 is introduced. Although only one manufacturing factory 201 is shown in FIG. 10, a plurality of factories are actually networked in the same manner. The respective devices in the factory are connected by a LAN 206 to form an intranet, and the host management system 205 manages the operation of the manufacturing line.

【0042】一方、露光装置メーカ210、レジスト処
理装置メーカ220、成膜装置メーカ230などベンダ
(装置供給メーカ)の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム21
1,221,231を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム205と、各装置のベンダの管理システム2
11,221,231とは、外部ネットワーク200で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット200を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ライ
ンの休止を最小限に抑えることができる。
On the other hand, the host management system 21 for remote maintenance of the supplied equipment is provided at each business office of the vendor (apparatus supply manufacturer) such as the exposure equipment manufacturer 210, the resist processing equipment manufacturer 220, and the film deposition equipment manufacturer 230.
1, 221, 231, which are provided with the maintenance database and the gateway of the external network as described above. A host management system 205 that manages each device in the user's manufacturing plant, and a vendor management system 2 for each device
11, 221, and 231 are connected to each other via the external network 200 such as the Internet or a dedicated line network. In this system, when trouble occurs in any of the series of production equipment on the production line,
Although the operation of the manufacturing line is suspended, it is possible to quickly respond by receiving remote maintenance via the Internet 200 from the vendor of the device in which the trouble has occurred, and the suspension of the manufacturing line can be minimized. .

【0043】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図11に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種401、シリアルナンバー402、トラブルの件名4
03、発生日404、緊急度405、症状406、対処
法407、経過408等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報はインターネットを介して保守
データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が
保守データベースから返信されディスプレイ上に提示さ
れる。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能410〜
412を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド(ヘルプ情報)を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。
Each manufacturing apparatus installed in the semiconductor manufacturing factory is provided with a display, a network interface, and a computer for executing the network access software and the apparatus operating software stored in the storage device. The storage device is a built-in memory, a hard disk, or a network file server. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides, for example, a user interface with a screen as shown in FIG. 11 on the display. The operator who manages the manufacturing device in each factory refers to the screen and refers to the model 401 of the manufacturing device, the serial number 402, and the subject 4 of the trouble.
03, date of occurrence 404, urgency 405, symptom 406, coping method 407, progress 408, etc. are input to the input items on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and the appropriate maintenance information as a result is returned from the maintenance database and presented on the display. In addition, the user interface provided by the web browser further includes hyperlink functions 410 to 410 as illustrated.
412 is implemented, the operator can access more detailed information on each item, extract the latest version of software used for the manufacturing equipment from the software library provided by the vendor, and use the operation guide (help Information) can be withdrawn. Here, the maintenance information provided by the maintenance database includes the information about the present invention described above, and the software library also provides the latest software for implementing the present invention.

【0044】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図12は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3
(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ
4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンデ
ィング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組立
て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テス
ト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これを出荷(ステップ7)する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。
Next, a semiconductor device manufacturing process using the above-described production system will be described. FIG. 12 shows the flow of the whole manufacturing process of the semiconductor device.
In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 2 (mask manufacturing), a mask having the designed circuit pattern is manufactured. On the other hand, step 3
In (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique using the mask and the wafer prepared above. The next step 5 (assembly) is called a post-process, which is a process of forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4, and includes an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. Including steps. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes and shipped (step 7). The front-end process and the back-end process are performed in separate dedicated factories, and maintenance is performed for each of these factories by the remote maintenance system described above. Information for production management and device maintenance is also data-communicated between the front-end factory and the back-end factory via the Internet or the leased line network.

【0045】図13は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステッ
プ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステッ
プ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップ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を形成する。各工程で使用する製造
機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がな
されているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしト
ラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。
FIG. 13 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the exposure apparatus described above. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, troubles can be prevented in advance, and even if troubles occur, quick recovery is possible, and semiconductor devices can be compared to conventional devices. Productivity can be improved.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、本発明では、面位置検出系は、基
板表面へ面位置検出光を投光する投光部と基板からの反
射光を光電変換素子にて光電変換して基板表面位置を求
める受光部とを利用し、光電変換素子として各画素の駆
動パルスを与えるシフトパルスと撮像素子の蓄積区間を
決めるリセットパルスの少なくとも2つのパルス列を入
力する1次元及び2次元のどちらかの複数の撮像素子を
用い、少なくとも1つの撮像素子に対して互いに位相の
異なるリセットパルスを与えることにより、高速かつ高
精度な表面位置設定が可能となる。
As described above, according to the present invention, the surface position detecting system photoelectrically converts the reflected light from the light projecting portion for projecting the surface position detecting light to the substrate surface and the photoelectric conversion element to the substrate surface position. And a light receiving unit for determining the value of at least two pulse trains of a shift pulse for applying a drive pulse of each pixel as a photoelectric conversion element and a reset pulse for determining an accumulation section of the image pickup element are input. By applying the reset pulses having different phases to at least one of the image pickup devices, the surface position can be set at high speed and with high accuracy.

【0047】また、本発明では、前記面位置検出系は、
基板表面へ面位置検出光を投光する投光部と基板からの
反射光を光電変換素子にて光電変換して基板表面位置を
求める受光部とを利用し、前記光電変換素子として各画
素の駆動パルスを与えるシフトパルスと撮像素子の蓄積
区間を決めるリセットパルスの少なくとも2つのパルス
列を入力する1次元及び2次元のどちらかの複数の撮像
素子を用い、該撮像素子の画素スキャン方向が互いに異
なる向きに配置した前記複数の撮像素子からのデータに
より該基板の高さ検出をすることによっても、高速かつ
高精度な表面位置設定が可能となる。
In the present invention, the surface position detection system is
Utilizing a light projecting unit for projecting surface position detection light to the substrate surface and a light receiving unit for photoelectrically converting the reflected light from the substrate by a photoelectric conversion element to obtain the substrate surface position, each pixel serving as the photoelectric conversion element. A plurality of one-dimensional or two-dimensional image pickup elements for inputting at least two pulse trains of a shift pulse for giving a drive pulse and a reset pulse for determining an accumulation section of the image pickup element are used, and the pixel scan directions of the image pickup elements are different from each other. The surface position can be set at high speed and with high accuracy also by detecting the height of the substrate based on the data from the plurality of image pickup elements arranged in the facing direction.

【0048】また、本発明では、原版と基板を相対走査
しながら原版のパターンの一部を投影光学系を介して該
基板に投影し露光する走査型露光装置において、前記い
ずれかの表面位置設定方法を用いる表面位置設定装置を
備えることにより、高速かつ高精度の基板高さ設定が可
能となる。
Further, in the present invention, in the scanning type exposure apparatus which projects a part of the pattern of the original onto the substrate through the projection optical system while exposing the original and the substrate relative to each other, the surface position setting according to any one of the above By providing the surface position setting device using the method, it is possible to set the substrate height at high speed and with high accuracy.

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

【図1】 本発明の実施形態に係る表面位置検出装置を
備えるスリットスキャン方式の投影露光装置の要部を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a slit scan type projection exposure apparatus including a surface position detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 従来の面位置設定方法を用いるウエハ制御系
と面位置検出系の動作タイミング説明用図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining operation timings of a wafer control system and a surface position detection system using a conventional surface position setting method.

【図3】 ウエハ露光時のウエハ高さ測定位置と露光領
域の位置との関係を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a wafer height measurement position and an exposure region position during wafer exposure.

【図4】 従来の面位置設定方法を用いるウエハ位置制
御系と面位置検出系の動作タイミング説明用図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining operation timings of a wafer position control system and a surface position detection system using a conventional surface position setting method.

【図5】 本発明の実施形態に係る複数の撮像素子を用
いた面位置検出系とウエハ制御系の動作タイミング説明
用図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining operation timings of a surface position detection system and a wafer control system using a plurality of image pickup devices according to the embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態に係る互いに向きを変えた
複数の撮像素子を用いた面位置検出系とウエハ位置制御
系の動作タイミング説明用図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of operation timings of a surface position detection system and a wafer position control system using a plurality of image pickup elements whose directions are opposite to each other according to the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態に係る複数の撮像素子を用
いた面位置検出系の撮像素子配置例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of image pickup devices of a surface position detection system using a plurality of image pickup devices according to an embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態に係る複数の撮像素子を用
いた面位置検出系の撮像信号例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an image pickup signal of a surface position detection system using a plurality of image pickup devices according to an embodiment of the present invention.

【図9】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの
生産システムをある角度から見た概念図である。
FIG. 9 is a conceptual view of a semiconductor device production system using the apparatus according to the present invention viewed from an angle.

【図10】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイス
の生産システムを別の角度から見た概念図である。
FIG. 10 is a conceptual view of a semiconductor device production system using the apparatus according to the present invention viewed from another angle.

【図11】 ユーザインタフェースの具体例である。FIG. 11 is a specific example of a user interface.

【図12】 デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a flow of a device manufacturing process.

【図13】 ウエハプロセスを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a wafer process.

【図14】 本発明の実施形態においてレンズ系を通過
した光束がパターン領域の互いに独立した各測定点に入
射・結像している状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which a light flux that has passed through a lens system is incident on and imaged at measurement points independent of each other in a pattern region in the embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施形態においてウエハ面上に配
列されている複数個のパターン領域を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a plurality of pattern regions arranged on a wafer surface in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:縮小投影レンズ、2:レチクル、3:レチクルステ
ージ、4:ウエハ、5:ウエハステージ、6:露光照明
光学系、10:光源、11:コリメータレンズ、12:
プリズム形状のスリット部材、13:レンズ系、14,
15:折り曲げミラー、16:受光レンズ、17:スト
ッパ絞り、18:補正光学系群、19:光電変換手段
群、20:XYバーミラー、21:レチクルステージ干
渉計、22:レチクル位置制御系、23:XYバーミラ
ー、24:ウエハステージ干渉計、25:ウエハ位置制
御系、26:面位置検出系、27:メイン制御部、60
a,60b:撮像素子、61:ビームスプリッタ、6
2:受光光。
1: reduction projection lens, 2: reticle, 3: reticle stage, 4: wafer, 5: wafer stage, 6: exposure illumination optical system, 10: light source, 11: collimator lens, 12:
Prism-shaped slit member, 13: lens system, 14,
15: Bending mirror, 16: Light receiving lens, 17: Stopper diaphragm, 18: Correction optical system group, 19: Photoelectric conversion means group, 20: XY bar mirror, 21: Reticle stage interferometer, 22: Reticle position control system, 23: XY bar mirror, 24: Wafer stage interferometer, 25: Wafer position control system, 26: Surface position detection system, 27: Main control unit, 60
a, 60b: image sensor, 61: beam splitter, 6
2: Received light.

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02B 7/11 M Fターム(参考) 2F065 AA03 AA24 BB02 BB15 CC20 DD06 FF04 FF51 GG02 GG04 GG06 GG07 HH12 HH14 JJ02 JJ25 LL28 LL30 LL59 MM02 MM04 PP12 QQ24 QQ31 2H051 AA10 BA72 CC04 5F046 BA05 CC15 DA13 DB05 DB11─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 7/11 MF term (reference) 2F065 AA03 AA24 BB02 BB15 CC20 DD06 FF04 FF51 GG02 GG04 GG06 GG07 HH12 HH14 JJ02 JJ25 LL28 LL30 LL59 MM02 MM04 PP12 QQ24 QQ31 2H051 AA10 BA72 CC04 5F046 BA05 CC15 DA13 DB05 DB11

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともX,Y方向及び高さ方向に移
動するステージ上に吸着固定された基板の面位置を相対
走査しながら面位置検出系で連続的に検出し駆動する表
面位置設定方法において、前記面位置検出系は、前記基
板表面へ面位置検出光を投光する投光部と該基板からの
反射光を光電変換素子にて光電変換し該基板表面位置を
求める受光部とを利用し、前記光電変換素子として各画
素の駆動パルスを与えるシフトパルスと撮像素子の蓄積
区間を決めるリセットパルスの少なくとも2つのパルス
列を入力する1次元及び2次元のどちらかの複数の撮像
素子を用い、少なくとも1つの前記撮像素子に対して互
いに位相の異なるリセットパルスを与えることを特徴と
する表面位置設定方法。
1. A surface position setting method in which a surface position detection system continuously detects and drives the surface position of a substrate suction-fixed on a stage that moves at least in the X, Y and height directions, while relatively scanning. The surface position detection system uses a light projecting unit that projects surface position detection light onto the substrate surface, and a light receiving unit that photoelectrically converts reflected light from the substrate by a photoelectric conversion element to obtain the substrate surface position. Then, as the photoelectric conversion element, a plurality of one-dimensional or two-dimensional image pickup elements for inputting at least two pulse trains of a shift pulse for giving a drive pulse of each pixel and a reset pulse for determining an accumulation section of the image pickup element are used, A surface position setting method, wherein reset pulses having different phases are applied to at least one of the image pickup devices.
【請求項2】 少なくともX,Y方向及び高さ方向に移
動するステージ上に吸着固定された基板の面位置を相対
走査しながら面位置検出系で連続的に検出し駆動する表
面位置設定方法において、前記面位置検出系は、前記基
板表面へ面位置検出光を投光する投光部と該基板からの
反射光を光電変換素子にて光電変換し該基板表面位置を
求める受光部とを利用し、前記光電変換素子として各画
素の駆動パルスを与えるシフトパルスと撮像素子の蓄積
区間を決めるリセットパルスの少なくとも2つのパルス
列を入力する1次元及び2次元のどちらかの複数の撮像
素子を用い、画素スキャン方向が互いに異なる向きに配
置した前記複数の撮像素子からのデータにより該基板の
高さ検出をすることを特徴とする表面位置設定方法。
2. A surface position setting method in which a surface position detection system continuously detects and drives the surface position of a substrate suction-fixed on a stage that moves in at least the X, Y and height directions while relatively scanning the surface position. The surface position detection system uses a light projecting unit that projects surface position detection light onto the substrate surface, and a light receiving unit that photoelectrically converts reflected light from the substrate by a photoelectric conversion element to obtain the substrate surface position. Then, as the photoelectric conversion element, a plurality of one-dimensional or two-dimensional image pickup elements for inputting at least two pulse trains of a shift pulse for giving a drive pulse of each pixel and a reset pulse for determining an accumulation section of the image pickup element are used, A surface position setting method characterized in that the height of the substrate is detected based on data from the plurality of image pickup elements arranged in different pixel scan directions.
【請求項3】 請求項1または2に記載の表面位置設定
方法を用いることを特徴とする表面位置設定装置。
3. A surface position setting device using the surface position setting method according to claim 1.
【請求項4】 原版と基板を相対走査しながら原版のパ
ターンの一部を投影光学系を介して該基板に投影し露光
する走査型露光装置であって、請求項3に記載の表面位
置設定装置を備えることを特徴とする露光装置。
4. A scanning type exposure apparatus according to claim 3, which is a scanning type exposure apparatus which projects a part of a pattern of an original onto the substrate through a projection optical system while relatively scanning the original and the substrate, and exposing the substrate. An exposure apparatus comprising an apparatus.
【請求項5】 請求項4に記載の露光装置を含む各種プ
ロセス用の製造装置群を半導体製造工場に設置する工程
と、該製造装置群を用いて複数のプロセスによって半導
体デバイスを製造する工程とを有することを特徴とする
半導体デバイス製造方法。
5. A step of installing a manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus according to claim 4 in a semiconductor manufacturing factory, and a step of manufacturing a semiconductor device by a plurality of processes using the manufacturing apparatus group. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 前記製造装置群をローカルエリアネット
ワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネットワ
ークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの間
で、前記製造装置群の少なくとも1台に関する情報をデ
ータ通信する工程とをさらに有することを特徴とする請
求項5に記載の半導体デバイス製造方法。
6. Data communication of information relating to at least one of the manufacturing apparatus group between the step of connecting the manufacturing apparatus group with a local area network and between the local area network and an external network outside the semiconductor manufacturing factory. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising:
【請求項7】 前記露光装置のベンダもしくはユーザが
提供するデータベースに前記外部ネットワークを介して
アクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保守情
報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半導体
製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデータ
通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項6に記
載の半導体デバイス製造方法。
7. A semiconductor manufacturing factory, which is different from the semiconductor manufacturing factory, accessing the database provided by the vendor or the user of the exposure apparatus via the external network to obtain maintenance information of the manufacturing apparatus by data communication. 7. The semiconductor device manufacturing method according to claim 6, wherein production control is performed by performing data communication with the device via the external network.
【請求項8】 請求項4に記載の露光装置を含む各種プ
ロセス用の製造装置群と、該製造装置群を接続するロー
カルエリアネットワークと、該ローカルエリアネットワ
ークから工場外の外部ネットワークにアクセス可能にす
るゲートウェイを有し、前記製造装置群の少なくとも1
台に関する情報をデータ通信することを可能にしたこと
を特徴とする半導体製造工場。
8. A manufacturing apparatus group for various processes including the exposure apparatus according to claim 4, a local area network connecting the manufacturing apparatus group, and an external network outside the factory accessible from the local area network. At least one of the manufacturing device group
A semiconductor manufacturing plant characterized by enabling data communication of information about a table.
【請求項9】 半導体製造工場に設置された請求項4に
記載の露光装置の保守方法であって、前記露光装置のベ
ンダもしくはユーザが、半導体製造工場の外部ネットワ
ークに接続された保守データベースを提供する工程と、
前記半導体製造工場内から前記外部ネットワークを介し
て前記保守データベースへのアクセスを許可する工程
と、前記保守データベースに蓄積される保守情報を前記
外部ネットワークを介して半導体製造工場側に送信する
工程とを有することを特徴とする露光装置の保守方法。
9. The exposure apparatus maintenance method according to claim 4, wherein the vendor of the exposure apparatus or a user provides a maintenance database connected to an external network of the semiconductor manufacturing factory. And the process of
A step of permitting access to the maintenance database from the semiconductor manufacturing factory via the external network; and a step of transmitting the maintenance information accumulated in the maintenance database to the semiconductor manufacturing factory side via the external network. A method for maintaining an exposure apparatus, comprising:
【請求項10】 請求項4に記載の露光装置において、
ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、ネッ
トワーク用ソフトウェアを実行するコンピュータとをさ
らに有し、露光装置の保守情報をコンピュータネットワ
ークを介してデータ通信することを可能にしたことを特
徴とする露光装置。
10. The exposure apparatus according to claim 4,
An exposure apparatus further comprising a display, a network interface, and a computer that executes network software, and enables maintenance apparatus information to be data-communicated via a computer network.
【請求項11】 前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記露光装置が設置された工場の外部ネットワークに接
続され前記露光装置のベンダもしくはユーザが提供する
保守データベースにアクセスするためのユーザインタフ
ェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外部ネット
ワークを介して該データベースから情報を得ることを可
能にすることを特徴とする請求項10に記載の露光装
置。
11. The network software comprises:
A user interface for accessing a maintenance database provided by a vendor or a user of the exposure apparatus, which is connected to an external network of a factory in which the exposure apparatus is installed, is provided on the display, and from the database via the external network. The exposure apparatus according to claim 10, which enables information to be obtained.
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