JP2008198754A - Exposure system - Google Patents

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JP2008198754A
JP2008198754A JP2007031516A JP2007031516A JP2008198754A JP 2008198754 A JP2008198754 A JP 2008198754A JP 2007031516 A JP2007031516 A JP 2007031516A JP 2007031516 A JP2007031516 A JP 2007031516A JP 2008198754 A JP2008198754 A JP 2008198754A
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JP2007031516A
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Tetsushi Kazaana
哲史 風穴
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To convey a wafer automatically without manual help as much as possible in a case when a wafer is brought into a state where the same can not be retained on a wafer stage during conveyance by a wafer supporting unit and the subsequent conveyance can not be guaranteed. <P>SOLUTION: Measurement of existence of the wafer is effected through an absolute coordinate in the device utilizing the existing sensors 5, 6, 7 to determine the posture (amount, direction and inclination of deviation) of the wafer based on the information. The information is compared with a preset allowable amount to judge the possibility of the conveyance and when it is possible, the conveyance is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板を露光する露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate such as a semiconductor wafer.

近年、半導体露光装置の性能向上に伴い、装置のフットプリントが拡大している。その理由は、機能改善を目的としてユニット自体のサイズが拡大している他、機能追加を目的として新ユニットが増設されているからである。
しかし、上記の性能向上や機能改善や機能追加等のメリットに対して、このようなサイズの拡大は搬送距離の長大による搬送時間の増加と、装置メンテナンス性の低下による作業時間の増加といった問題を引き起こしている。このとき、前者の搬送時間に関しては処理時間の短縮による対策がとられている。また、後者メンテナンス性に関してはサイズ自体の改善が厳しい状況であり、ハードウェアのモジュール化構造による作業時間の短縮や、人手を介さない自動処理機能により作業の簡便化が図られている。
In recent years, the footprint of the apparatus has been expanded with the improvement of the performance of the semiconductor exposure apparatus. The reason for this is that the size of the unit itself has been increased for the purpose of improving the functions, and new units have been added for the purpose of adding functions.
However, in contrast to the above-mentioned benefits such as performance improvement, function improvement, and function addition, such an increase in size causes problems such as an increase in transport time due to a long transport distance and an increase in work time due to a decrease in equipment maintainability. Is causing. At this time, with respect to the former transport time, measures are taken by shortening the processing time. In addition, regarding the latter maintainability, the size itself is severely improved, and the work time is shortened by a modular structure of hardware, and the work is simplified by an automatic processing function without human intervention.

本発明も、後者のメンテナンス性に関連する技術であり、特に装置の自動化による該作業性の向上を目的としている。
同目的の機能の一例を挙げると、ウエハステージ上におけるウエハの吸着支持部品(以下、チャックと呼ぶ)を交換するために、メンテナンス用の扉を開けて専用のステージにチャックを載せると自動的にチャックを交換する機能がある(特許文献1)。これは、最初に述べた装置サイズの拡大に伴って、露光ステージがアクセスしにくい位置、つまり、装置外周から離れた中心に近い位置に構成されるようになったからであり、人手による作業が困難な状況を改善する目的で実現された。そして、これにより作業時間が軽減されるだけでなく、様々なユニットが隣接した状況において、干渉のリスクの高い作業を省略することが可能となった。
特開平08−181057号公報
The present invention is also a technique related to the latter maintainability, and particularly aims at improving the workability by automating the apparatus.
An example of a function for the same purpose is to automatically open a maintenance door and place the chuck on a dedicated stage in order to replace the wafer suction support part (hereinafter referred to as a chuck) on the wafer stage. There is a function to replace the chuck (Patent Document 1). This is because with the increase in the size of the device described at the beginning, the exposure stage becomes difficult to access, that is, at a position close to the center away from the outer periphery of the device, which makes it difficult to work manually. To improve the situation. This not only reduces the work time, but also makes it possible to omit work with a high risk of interference in situations where various units are adjacent.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-181057

本発明は、ウエハステージ上で該搬送に何らかのアクシデントが起こった場合の対処に関する技術である。具体的には、搬送中にウエハがウエハ支持部で保持できない状況(以下、ウエハロストと呼ぶ)となり、以降の搬送が保証できない場合に、ウエハの搬送可否判断を行い、可能であれば自動搬送を行うための技術である。
なお、上記のようなウエハロストは、通常、ウエハの受け渡しを行うタイミングで起こる。なぜなら搬送中は、ウエハは常に吸着状態にあり、ずれが起こって搬送停止になることは稀だからである。一方で受け渡しの最中はバキュームによる吸着が行われないタイミングがあり、その時点で振動などにより若干ずれて姿勢が変わってしまう可能性がある。
The present invention relates to a technique for dealing with a case where an accident occurs in the transfer on a wafer stage. Specifically, when the wafer cannot be held by the wafer support unit during transfer (hereinafter referred to as wafer lost), and subsequent transfer cannot be guaranteed, the wafer transfer is determined. If possible, automatic transfer is performed. Technology to do.
The wafer lost as described above usually occurs at the timing when the wafer is transferred. This is because the wafer is always in the attracted state during the transfer, and it is rare that the transfer is stopped due to the deviation. On the other hand, there is a timing at which suction by vacuum is not performed during delivery, and there is a possibility that the posture may change slightly due to vibration or the like at that time.

従来は、このようなケースでは装置の制御を止めて、人手によりウエハを回収していた。なぜなら、ウエハの支持に異常が起こっている状態で装置を稼動させることはウエハの落下等の危険を伴うからであり、人が目視で確認しながら手作業で回収を行う方がリスクが小さいと考えられたからである。
しかし、装置の大型化に伴い、装置の側面パネルを開けて、装置の内奥にあるウエハを取得することは距離的に困難である他、先述したように様々なユニットの隙間を縫って、ウエハにアクセスすることは他ユニットとの干渉のリスクが大きい。
Conventionally, in such a case, the control of the apparatus is stopped and the wafer is manually collected. This is because operating the device in a state where the wafer support is abnormal involves a risk of dropping the wafer, etc., and it is less risky to perform manual recovery while visually checking by a person. Because it was thought.
However, along with the increase in size of the device, opening the side panel of the device and acquiring the wafer inside the device is difficult in terms of distance, as well as sewing various unit gaps as described above, Accessing the wafer has a high risk of interference with other units.

これに対して、ウエハの存在する位置や吸着状態によっては、装置で自動的に搬送可能と思われる状況も少なからずあった。
したがって、ウエハが動かせない状況であるか、もしくはウエハを動かすと何らかのハードウェアと干渉の危険性がある場合を除いて、極力ウエハを自動で搬出する処理、又はウエハの位置を修正する処理が行われることが望ましい。
本発明は、そのような望ましい処理を行う露光装置の提供を例示的目的とする。
On the other hand, depending on the position where the wafer exists and the suction state, there are not a few situations where the apparatus can be automatically transferred.
Therefore, the process of automatically unloading the wafer as much as possible or the process of correcting the position of the wafer is performed unless the wafer cannot be moved or there is a risk of interference with any hardware when the wafer is moved. It is desirable that
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that performs such desirable processing.

上記の目的を達成するため本発明の露光装置は、基板を吸着保持し且つ移動するステージと、前記ステージとの間で該基板の受け渡しを行い且つ該基板を搬送する搬送部と、前記ステージに保持された該基板の表面における対象領域の位置を計測する計測器とを有し、該計測された位置に基づき前記ステージを移動させて該基板を露光する露光装置であって、前記ステージによる該基板の吸着状態の正否を判別し、該吸着状態が異常である場合に、前記計測器を用いて該基板の位置ずれ量を計測し、該計測された位置ずれ量に応じて前記ステージと前記搬送部との間で該基板の受け渡しを行う、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention includes a stage that holds and moves a substrate, a transfer unit that transfers the substrate between the stage and conveys the substrate, and a stage. An exposure apparatus that exposes the substrate by moving the stage based on the measured position, and measuring the position of the target region on the surface of the held substrate. Whether the suction state of the substrate is correct or not is determined, and when the suction state is abnormal, the amount of positional deviation of the substrate is measured using the measuring device, and the stage and the stage according to the measured positional deviation amount The substrate is transferred to and from the transport unit.

本発明によれば、例えば、上述のような望ましい処理を行う露光装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide an exposure apparatus that performs a desirable process as described above.

本発明の好ましい実施の形態に係る露光装置は、ウエハ(基板)を吸着保持し且つ移動するウエハステージと、該ステージとの間で該ウエハの受け渡しを行い且つ該ウエハを搬送する搬送部とを有する。更に、前記ステージに保持された該ウエハの表面における対象領域の位置を計測する計測器を有し、該計測された位置に基づき前記ステージを移動させて該ウエハを露光する。そして、前記ステージによる該ウエハの吸着状態の正否を判別し、該吸着状態が異常である場合に、前記計測器を用いて該ウエハの位置ずれ量を計測し、該計測された位置ずれ量に応じて前記ステージと前記搬送部との間で該ウエハの受け渡しを行う。   An exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a wafer stage that holds and moves a wafer (substrate), and a transfer unit that transfers the wafer to and transfers the wafer to and from the stage. Have. Furthermore, a measuring device for measuring the position of a target area on the surface of the wafer held on the stage is provided, and the stage is moved based on the measured position to expose the wafer. Then, it is determined whether the wafer is attracted by the stage, and when the attracted state is abnormal, the wafer misalignment amount is measured using the measuring instrument, and the measured misalignment amount is calculated. In response, the wafer is transferred between the stage and the transfer unit.

ここで、前記計測器としては、ウエハの表面における対象領域(計測ショット)の高さを計測するフォーカスセンサや、ウエハ上(基板上)のアライメントマークの位置を計測するアライメントスコープ等を用いることができる。
ウエハステージ上のウエハの位置ずれ量は、前記計測器を用いて前記ウエハステージ上の予め決められた複数の箇所のそれぞれにおけるウエハの表面の有無を判別し、該判別された有無に基づいて計測する。あるいは、前記計測器を用いて前記ウエハの少なくとも3つの端部の位置を検出し、該検出された少なくとも3つの端部の位置に基づいて該位置ずれ量を計測する。これらの位置ずれ量は、予め定められた座標平面における位置ずれ量、又はウエハの傾き量であってもよい。
Here, as the measuring instrument, a focus sensor that measures the height of the target region (measurement shot) on the surface of the wafer, an alignment scope that measures the position of the alignment mark on the wafer (on the substrate), or the like is used. it can.
The amount of positional deviation of the wafer on the wafer stage is measured based on the determined presence / absence of the wafer surface at each of a plurality of predetermined locations on the wafer stage. To do. Alternatively, the position of at least three end portions of the wafer is detected using the measuring instrument, and the amount of displacement is measured based on the detected positions of the at least three end portions. These misregistration amounts may be misregistration amounts on a predetermined coordinate plane or wafer tilt amounts.

本実施形態に係る露光装置は、前記位置ずれ量が予め決められた許容範囲にあるか否かを判別し、該位置ずれ量が該許容範囲にあると判別された場合に、前記ステージと前記搬送部との間でウエハの受け渡しを行う。一方、該位置ずれ量が該許容範囲にないと判別された場合には、該判別結果に係る情報を報知する。
前記ステージは、ウエハを吸着するチャックと、前記チャックを貫通でき且つウエハを吸着する受け渡しピンとを含む。そして、前記チャック及び前記受け渡しピンの少なくとも一方で該ウエハを正常に吸着できない場合に該吸着状態が異常であると判別する。また、前記ステージは、ウエハを真空により吸着し、該吸着状態の正否は、該真空の圧力に基づき判別することができる。
The exposure apparatus according to the present embodiment determines whether or not the positional deviation amount is within a predetermined allowable range, and when it is determined that the positional deviation amount is within the allowable range, the stage and the stage Wafers are transferred to and from the transfer unit. On the other hand, when it is determined that the positional deviation amount is not within the allowable range, information related to the determination result is notified.
The stage includes a chuck for adsorbing a wafer and delivery pins that can penetrate the chuck and adsorb the wafer. When at least one of the chuck and the delivery pin cannot normally suck the wafer, it is determined that the suction state is abnormal. The stage sucks the wafer by vacuum, and whether the suction state is correct or not can be determined based on the pressure of the vacuum.

本実施形態に係る露光装置は、ウエハステージ上で、搬送中にウエハがウエハ支持部で保持できない状況となり、以降の搬送が保証できない場合には、既存のセンサ(計測器)で基板の姿勢を計測する。そして、予め設定された許容値と比較して、干渉の危険性が無ければ装置外に搬出する。また、ウエハの受け渡しの際に、ずらして受け取ることにより、ウエハの位置を修正して再処理を行う。
これにより、従来の手作業と比較して2次災害の危険性の低い対応が可能となる。また、姿勢の修正により再処理が可能となった場合には、従来リワーク等が行われていたウエハを処理できる可能性があるので、生産性の向上が期待できる。更に、新たにセンサを追加せずに既存のセンサを利用しているので、装置のコストアップを行わずにシステムの自動化が可能となる。
In the exposure apparatus according to the present embodiment, the wafer cannot be held by the wafer support part during transfer on the wafer stage, and when subsequent transfer cannot be guaranteed, the existing sensor (measuring instrument) is used to change the posture of the substrate. measure. Then, if there is no risk of interference as compared with a preset allowable value, it is carried out of the apparatus. In addition, when the wafer is delivered, the wafer position is shifted to correct the position of the wafer and perform reprocessing.
Accordingly, it is possible to cope with a low risk of secondary disaster as compared with the conventional manual work. In addition, when reprocessing is possible due to the correction of the posture, it is possible to process a wafer that has been subjected to rework or the like in the past, so that an improvement in productivity can be expected. Furthermore, since an existing sensor is used without adding a new sensor, the system can be automated without increasing the cost of the apparatus.

なお、センサを含む計測手段が移動して、ウエハの任意のポジションを計測できる場合は問題ないが、一般的にはセンサの位置が固定で、計測のためにはウエハの搬送が必要な場合が多く、この場合、そもそも搬送して良いかという問題がある。
この場合の搬送可否判断は、ウエハの吸着状態により行うものとする。
There is no problem if the measurement means including the sensor moves and can measure any position of the wafer, but in general, the position of the sensor is fixed, and the wafer may be required for measurement. In many cases, in this case, there is a problem whether it can be transported in the first place.
In this case, whether the transfer is possible or not is determined based on the state of wafer adsorption.

例えば、図3にあるようなウエハ外周部を支持するチャックでは、以下のようにして搬送可否判断を行う。すなわち、ウエハをバキューム吸着(以下、吸着)できず、ウエハを受け渡す際に使用されるウエハ中心に近い場所を支持する交換支持部(以下、受け渡しピン)ではウエハを吸着できる場合は、ウエハのずれが小さいものとする。そして、このとき受け渡しピンによりウエハを吸引した状態で駆動しながらセンサで計測することは可能である。   For example, in a chuck that supports the outer periphery of the wafer as shown in FIG. In other words, if the wafer cannot be vacuum adsorbed (hereinafter referred to as “adsorption”) and the wafer can be adsorbed by an exchange support portion (hereinafter referred to as “delivery pin”) that supports a location near the center of the wafer used when delivering the wafer, It is assumed that the deviation is small. At this time, it is possible to measure with a sensor while driving in a state where the wafer is sucked by the delivery pin.

なお、上記の前提としては、ウエハ支持に異常が起こるケースとして、ウエハの変形のためにチャックで吸着できない場合を考えている。このとき、ウエハの変形は主に熱処理のプロセスが原因で起こることが知られており、その形状はウエハ外周部で、より曲率が大きいお椀型である場合が多い。したがって、チャックで吸着できない場合でも、交換支持部での吸着ができる可能性が高いと考えられる。   As a premise described above, a case where an abnormality occurs in the wafer support is considered that the chuck cannot be sucked due to deformation of the wafer. At this time, it is known that the deformation of the wafer is mainly caused by the heat treatment process, and the shape of the wafer is often a bowl shape having a larger curvature at the outer periphery of the wafer. Therefore, it is considered that there is a high possibility that suction can be performed at the replacement support portion even when the chuck cannot perform suction.

そして、このような状況では、ウエハがずれている可能性があるとはいえ、完全な吸着が行えていないだけでウエハのずれは小さいと推測される。したがって、先述したリスクを冒して作業するよりも、ウエハの状態を調べて可能であれば自動で搬送を行った方が安全な処理が行える。また、仮に自動搬送できなかったとしても、手作業の回収のための有益な情報となる。   In such a situation, although there is a possibility that the wafer is misaligned, it is presumed that the misalignment of the wafer is small only by complete adsorption. Therefore, it is possible to perform safer processing by automatically carrying the wafer if possible by examining the state of the wafer, rather than taking the above-described risk. Moreover, even if automatic conveyance is not possible, it is useful information for manual collection.

なお、チャックでも交換支持部でも吸着が確認されない場合は、ウエハが支持部上に無いか、もしくは、コンタミ等の汚れにより吸着に異常をきたしている等の原因が考えられる。また、交換支持部に吸着機構が無い場合もウエハの駆動の保証が判断できない。この場合は、カメラの撮像により姿勢を確認する等の、別手段によりウエハの駆動を保証することにより、本発明を適用することが可能である。   If the chuck or the replacement support unit does not confirm the suction, it is possible that the wafer is not on the support unit or that the suction is abnormal due to contamination such as contamination. Further, even when the replacement support portion does not have a suction mechanism, the guarantee of wafer driving cannot be determined. In this case, the present invention can be applied by assuring the driving of the wafer by another means such as confirming the posture by imaging with a camera.

上記のような前提で計測が可能であると判断した場合は、装置に備え付けられたセンサを用いてウエハ表面の計測を行う。このとき、使用するセンサは、本来フォーカスの計測やアライメントの計測に使用されるものであるが、本実施形態では単純にウエハ表面の計測可否、つまりウエハの有無を確認することに使用する。   When it is determined that measurement is possible based on the above assumption, the wafer surface is measured using a sensor provided in the apparatus. At this time, the sensor to be used is originally used for focus measurement and alignment measurement, but in this embodiment, it is simply used to confirm whether or not the wafer surface can be measured, that is, whether or not a wafer is present.

姿勢算出の手段を簡単に説明すると、センサを使用して装置ステージにおける絶対座標でウエハ有無の計測を行い、その情報を基にウエハの位置ずれ量を算出する。例えば、ウエハ外周を数点計測し、連続した特定の数点が計測できない場合は、その部分からウエハ中心に結んだベクトルの方向にずれが発生しているものと考えられる。更に、使用したセンサがフォーカスセンサであれば同時にウエハ表面の傾きを算出できる。   Briefly describing the means for calculating the attitude, a sensor is used to measure the presence / absence of a wafer using absolute coordinates on the apparatus stage, and the amount of wafer position deviation is calculated based on that information. For example, when several points on the wafer periphery are measured and a specific number of consecutive points cannot be measured, it is considered that a deviation has occurred in the direction of the vector connected from that portion to the wafer center. Furthermore, if the sensor used is a focus sensor, the tilt of the wafer surface can be calculated simultaneously.

本実施の形態によれば、上記の手段を用いてウエハの姿勢の計測を行い、予め設定された許容値と比較して、干渉の危険性が無ければ装置外に搬出することが可能である。また、ウエハの受け渡しの際に、ずらして受け取ることにより、ウエハの位置を修正して再処理を行うことも可能である。
これにより、従来の手作業と比較して2次災害の危険性の低い対応が可能となる。また、姿勢の修正により再処理が可能となった場合には、従来リワーク等が行われていたウエハを処理できる可能性があるので生産性の向上が期待できる。更に、新たにセンサを追加せずに既存のセンサを利用しているので、装置のコストアップを行わずにシステムの自動化が可能となる。
According to the present embodiment, the posture of the wafer is measured using the above-described means, and compared with a preset allowable value, it can be carried out of the apparatus if there is no risk of interference. . In addition, when the wafer is delivered, it is possible to re-process the wafer by correcting the position of the wafer by shifting the wafer.
Accordingly, it is possible to cope with a low risk of secondary disaster as compared with the conventional manual work. Further, when reprocessing is possible by correcting the posture, it is possible to process a wafer that has been subjected to rework or the like in the past, so that improvement in productivity can be expected. Furthermore, since an existing sensor is used without adding a new sensor, the system can be automated without increasing the cost of the apparatus.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
[実施例1]
図1は本発明が適用される半導体露光装置の一例を示している。各ユニットの名称および役割に関して説明する。1はレチクルである。2はレチクル1を走査するためのレチクルステージである。レチクルステージ2はレチクルステージガイド3上を移動する。4は投影系(投影光学系)である。5はパターンの位置計測用のアライメントスコープである。6、7はウエハ上面の位置計測を行うためのフォーカス計測系のフォーカス検出系(投光部)とフォーカス検出系(受光部)である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 shows an example of a semiconductor exposure apparatus to which the present invention is applied. The name and role of each unit will be described. Reference numeral 1 denotes a reticle. Reference numeral 2 denotes a reticle stage for scanning the reticle 1. The reticle stage 2 moves on the reticle stage guide 3. Reference numeral 4 denotes a projection system (projection optical system). Reference numeral 5 denotes an alignment scope for pattern position measurement. Reference numerals 6 and 7 denote a focus detection system (light projecting unit) and a focus detection system (light receiving unit) of a focus measurement system for measuring the position of the upper surface of the wafer.

8はウエハであり、チャック9はウエハ8を保持する。微動ステージ10は、チャックをX、Y、Z、θ(XY平面に平行な方向の回転)およびチルト(XY平面に対する傾き)の各方向に微小な駆動が可能である。粗動ステージ11は微動ステージ10をXY方向に駆動することが可能である。粗動ステージ11はウエハステージ定盤12上を駆動する。   Reference numeral 8 denotes a wafer, and the chuck 9 holds the wafer 8. The fine movement stage 10 can finely drive the chuck in each direction of X, Y, Z, θ (rotation in a direction parallel to the XY plane) and tilt (tilt with respect to the XY plane). The coarse movement stage 11 can drive the fine movement stage 10 in the XY directions. The coarse movement stage 11 drives on the wafer stage surface plate 12.

露光処理は、投影系4にベースライン長と呼ばれる距離を介し隣接して配置されたアライメントスコープ5によりウエハ8上のパターンの位置を計測した後、このウエハ8を粗動ステージ11により投影系4の下に送り込む。そして、レチクル1上のパターンが所定の位置に転写されるように、レチクル1とウエハ8とを投影系4の倍率比の速度で、投影系4に対して相対的にスキャン動作させて、レチクル1上のパターンをウエハ8上の所定の位置に転写する。また、上記転写中には、フォーカス計測系によりウエハ上面の位置を逐次計測し、ウエハ上面の位置が投影系4の像面位置に一致するように微動ステージ10によりウエハ8の移動を行いながら露光動作を行っている。   In the exposure process, the position of the pattern on the wafer 8 is measured by the alignment scope 5 arranged adjacent to the projection system 4 via a distance called a baseline length, and then the wafer 8 is projected by the coarse movement stage 11 on the projection system 4. To feed under. Then, the reticle 1 and the wafer 8 are scanned relative to the projection system 4 at a magnification ratio of the projection system 4 so that the pattern on the reticle 1 is transferred to a predetermined position. The pattern on 1 is transferred to a predetermined position on the wafer 8. During the transfer, the position of the upper surface of the wafer is sequentially measured by the focus measurement system, and exposure is performed while the wafer 8 is moved by the fine movement stage 10 so that the position of the upper surface of the wafer coincides with the image plane position of the projection system 4. It is operating.

図2は図1の装置における搬送システムの一例を示している。各ユニットの名称および役割に関して説明する。インラインユニット24はコータデベロッパとのウエハの受け渡しに使用されるステーションである。また別の形態として複数のウエハをオープンカセットに入れてオープンカセットエレベータ20にセットして装置に受け渡す場合もある。ウエハ搬入ハンド(以下、SCH)25は、ウエハ搬入時にはインラインユニット24、またはオープンカセットエレベータ20に置かれたオープンカセット中のウエハを、プリアライメントユニット(以下、PA)26へ搬送する。またSCH25は、後述するウエハ回収ステーション(以下、RCV)21から搬入元のインラインユニット24もしくはオープンカセットエレベータ20に置かれたオープンカセットにウエハを搬送する。PA26では粗く位置決めが行われる。ウエハ送り込みハンド(以下、SH)23は、PA26から供給位置にあるウエハチャックまでウエハを搬送する。ウエハステージで一連の処理が行われた後にウエハ(チャック)が回収位置に移動する。ウエハ回収ハンド(以下、RH)22は回収位置のウエハをRCV21に移動する。   FIG. 2 shows an example of a transport system in the apparatus of FIG. The name and role of each unit will be described. The inline unit 24 is a station used for delivering a wafer to the coater developer. As another form, a plurality of wafers may be placed in an open cassette and set in the open cassette elevator 20 and delivered to the apparatus. A wafer carry-in hand (hereinafter referred to as SCH) 25 conveys a wafer in an open cassette placed in the inline unit 24 or the open cassette elevator 20 to a pre-alignment unit (hereinafter referred to as PA) 26 at the time of carrying in the wafer. Further, the SCH 25 transports a wafer from a wafer collection station (hereinafter referred to as RCV) 21 to be described later to an in-line unit 24 that is a carry-in source or an open cassette placed in the open cassette elevator 20. In PA26, positioning is performed roughly. A wafer feeding hand (hereinafter referred to as SH) 23 conveys the wafer from the PA 26 to the wafer chuck at the supply position. After a series of processing is performed on the wafer stage, the wafer (chuck) moves to the collection position. A wafer collection hand (hereinafter referred to as RH) 22 moves the wafer at the collection position to the RCV 21.

図3は上記搬送システムにおけるウエハ搬送シーケンスを示している。コータデベロッパ30からインラインユニット31へ置かれたウエハ、もしくは、オープンカセットエレベータ40に置かれたオープンカセットに在るウエハをSCH32によりPA33に搬送する。続いて、PA33に在るウエハをSH34により供給位置に待機した受け渡しピン37へと搬送する。この後、チャック36で吸着されて露光ステージ上でより精度の高い位置決めが行われ、同ステージ上でフォーカス等の幾つかのキャリブレーション計測や修正が行われた後に露光処理が行われる。   FIG. 3 shows a wafer transfer sequence in the transfer system. A wafer placed on the inline unit 31 from the coater / developer 30 or an open cassette placed on the open cassette elevator 40 is transferred to the PA 33 by the SCH 32. Subsequently, the wafer in the PA 33 is transferred to the delivery pins 37 waiting at the supply position by the SH 34. After that, the chuck 36 sucks and performs positioning with higher accuracy on the exposure stage, and exposure processing is performed after some calibration measurement and correction such as focus are performed on the stage.

露光終了後に回収位置に待機したチャック36に在るウエハが受け渡しピン37に受け渡され、RH38によりRCV39へとウエハを搬送する。続いてRCV39に在るウエハをSCH32により、搬入元であるインラインユニット31、もしくは、オープンカセットエレベータ40にあるオープンカセットへと搬送し、露光装置内部での通常の搬送シーケンスが完了する。   After completion of the exposure, the wafer in the chuck 36 waiting at the collection position is transferred to the transfer pin 37, and is transferred to the RCV 39 by the RH 38. Subsequently, the wafer in the RCV 39 is transferred by the SCH 32 to the inline unit 31 which is the carry-in source or the open cassette in the open cassette elevator 40, and the normal transfer sequence inside the exposure apparatus is completed.

上記のような構成において露光装置にトラブルが起こり、装置のリセット処理と共にウエハステージ上に存在するウエハを搬出する場合に関して、提案する機能の実施例を説明する。
ウエハの回収にあたり、搬出の可否を判断するために先ずはウエハの吸着状態を確認する。このとき、ウエハステージ35上の受け渡しピン37にはエア吸着機能が存在するものとする。
An example of the proposed function will be described with respect to the case where trouble occurs in the exposure apparatus in the above-described configuration and the wafer existing on the wafer stage is unloaded together with the reset process of the apparatus.
In collecting the wafer, first, in order to determine whether or not the wafer can be unloaded, the suction state of the wafer is confirmed. At this time, the delivery pin 37 on the wafer stage 35 has an air suction function.

吸着状態の確認手順としては、まず、受け渡しピン37で吸着状態の確認を行う。具体的には、バキュームのエア圧力が定められた圧力以下になることを計測により確認する。続いて、チャック36を用いて同様に吸着状態の確認を行う。このとき、受け渡しピン37とチャック36を用いての確認に問題なければ、ウエハの姿勢が正常であると判断して、そのまま搬送する。一方、双方の吸着状態に問題がある場合はそのままで搬送することは困難であるので、カメラ等を用いて姿勢を確認する等、別手段を用いて搬送を保証した上で、後述する手段で計測/修正を行うものとする。   As a procedure for confirming the suction state, first, the suction state is confirmed by the delivery pin 37. Specifically, it is confirmed by measurement that the vacuum air pressure is equal to or lower than a predetermined pressure. Subsequently, the chucking state is similarly used to confirm the suction state. At this time, if there is no problem in the confirmation using the delivery pins 37 and the chuck 36, it is determined that the posture of the wafer is normal and the wafer is transferred as it is. On the other hand, if there is a problem in both suction states, it is difficult to carry it as it is, so confirm the posture using a camera etc. Measurement / correction shall be performed.

本実施例ではウエハのずれが起こっている場合は、受け渡しピン37による吸着は可能でチャック36による吸着ができない状態を想定している。その理由は、通常、ウエハは様々なプロセスを経るうちに熱によりお椀型に変形が起こるからである。この場合、ウエハの外周に近いほど曲率が大きくなるため、受け渡しピン37による中心部分での吸着よりもチャック36による外周部分での吸着が困難になる。
このとき、受け渡しピン37で吸着できているということは、ウエハが受け渡しピン37上にあり、吸引した状態で落下のリスクの少ないウエハの搬送が可能であるということである。したがって、受け渡しピン37による吸着が可能で、チャック36による吸着ができない場合は、搬送可能と判断して後述する計測処理を行う。
In this embodiment, when the wafer is displaced, it is assumed that the suction by the transfer pin 37 is possible but the chuck 36 cannot. The reason is that the wafer is usually deformed into a bowl shape due to heat during various processes. In this case, since the curvature becomes larger as it is closer to the outer periphery of the wafer, the chucking at the outer peripheral portion by the chuck 36 is more difficult than the chucking at the central portion by the transfer pins 37.
At this time, the fact that the wafer is attracted by the delivery pins 37 means that the wafer is on the delivery pins 37 and the wafer can be transported with a low risk of dropping in the sucked state. Therefore, when the suction by the delivery pin 37 is possible and the suction by the chuck 36 is not possible, it is determined that the transport is possible and the measurement process described later is performed.

また、ウエハの変形状態(外周部分が平坦で中心部分に凹凸がある場合)によっては、その逆の結果も考えられる。この場合もチャック36で吸着ができているということは、ウエハがチャック36上にあり、吸引した状態で落下のリスクの無いウエハの搬送が可能であるということである。したがって、チャック36による吸着が可能で、受け渡しピン37による吸着ができない場合も、搬送可能と判断して後述する計測処理を行う。   Depending on the deformation state of the wafer (when the outer peripheral portion is flat and the central portion has irregularities), the opposite result can be considered. In this case as well, the chuck 36 can adsorb the wafer on the chuck 36 and can carry the wafer with no risk of dropping in the sucked state. Therefore, even when the chuck 36 can be sucked and the transfer pin 37 cannot be sucked, it is determined that the chuck can be transported, and a measurement process described later is performed.

図4は、本実施例で用いるフォーカス計測システムの概要図である。計測光(LED光)はLEDボックス41から各チャンネルに用意された光ファイバ42経由で投光部43に導入される。投光部43から射光された計測光がウエハ44の計測ショット45の表面で反射し、受光部46で計測される。このとき、同時に投光部43から照射された基準光が受光部46で計測され、それらの位相差(位置差)によりフォーカス量(高さ情報)が算出される。   FIG. 4 is a schematic diagram of the focus measurement system used in this embodiment. Measurement light (LED light) is introduced from the LED box 41 to the light projecting unit 43 via the optical fiber 42 prepared for each channel. The measurement light emitted from the light projecting unit 43 is reflected by the surface of the measurement shot 45 of the wafer 44 and measured by the light receiving unit 46. At this time, the reference light simultaneously emitted from the light projecting unit 43 is measured by the light receiving unit 46, and the focus amount (height information) is calculated from the phase difference (positional difference) between them.

本実施例では、該センサを用いて図5に示すようにウエハ外周を等間隔で数点計測を行い、ウエハの位置を算出する。例えば、O1が計測できない場合は、O1からウエハの中心方向に結んだベクトルの方向にウエハがずれていることが分かる。更に、このときO2およびO8が計測できる場合は、以下で述べる方法によりウエハのずれ量(範囲)が算出できる。   In this embodiment, the sensor is used to measure several points on the outer periphery of the wafer at equal intervals as shown in FIG. 5 to calculate the wafer position. For example, if O1 cannot be measured, it can be seen that the wafer is displaced in the direction of the vector connected from O1 toward the center of the wafer. Further, when O2 and O8 can be measured at this time, the wafer shift amount (range) can be calculated by the method described below.

ずれ量の算出方法に関して説明する。計測点上の軸を左上からそれぞれOX(1,2,…,n)およびOY(1,2,…,m)と決める。すると、図5および6上における垂直方向のずれに対する観測区間はOY(M)〜OY(M+1)で定義され、軸上の観測点とウエハ外周とのx,yの自由度(δMx,δMy)が不定量となる。このとき、該量がウエハの姿勢推定の精度(分解能)となる。
なお、観測点数は、後述するように点数が多いほど計測分解能が上がるので要求精度とのトレードオフにより決定する。また、観測点の配置の仕方は、図では等間隔に配置しているが、ずれの計測に指向性がある場合は、局所的に計測点数を増やした計測を行うことも可能である。
A method of calculating the deviation amount will be described. The axes on the measurement points are determined as OX (1, 2,..., N) and OY (1, 2,..., M) from the upper left. Then, the observation interval for the vertical shift on FIGS. 5 and 6 is defined by OY (M) to OY (M + 1), and the degrees of freedom of x and y (δMx, δMy) between the observation point on the axis and the wafer periphery. Is indefinite. At this time, the amount is the accuracy (resolution) of wafer posture estimation.
As will be described later, the number of observation points is determined by a trade-off with the required accuracy because the measurement resolution increases as the number of points increases. Further, although the observation points are arranged at equal intervals in the figure, if there is directivity in measuring the deviation, it is also possible to perform measurement with a locally increased number of measurement points.

観測点数がp個の時の観測点座標は以下のように表すことができる。このとき、iは0(12)時の位置の点を1番目とし、時計回りの順に番号付ける。   The observation point coordinates when the number of observation points is p can be expressed as follows. At this time, i is numbered in the clockwise order, with the point at the position of 0 (12) being the first.

Figure 2008198754
ここで、dpはウエハ外周からのオフセット距離であり、該距離を設ける場合はウエハエッジからOY(1)までが観測区間となる。例えば、O1が計測できない場合は少なくとも距離dp分だけずれていることが分かる。
この観測点を通るようなxy方向の軸OX、OYは次式で表される。
(イ)奇数個の観測点が計測できない場合(図5の垂直方向)
Figure 2008198754
Here, dp is an offset distance from the outer periphery of the wafer, and when the distance is provided, the observation section is from the wafer edge to OY (1). For example, when O1 cannot be measured, it can be seen that the distance is shifted by at least the distance dp.
The axes OX and OY in the xy direction passing through this observation point are expressed by the following equations.
(B) When an odd number of observation points cannot be measured (vertical direction in Fig. 5)

Figure 2008198754
(ロ)偶数個の観測点が計測できない場合(図6の垂直方向)
この場合は、図5の絶対座標を反時計回りにπ/p度回転させて考える。すなわち
Figure 2008198754
(B) Even number of observation points cannot be measured (vertical direction in Fig. 6)
In this case, the absolute coordinates in FIG. 5 are considered counterclockwise by rotating π / p degrees. Ie

Figure 2008198754
Figure 2008198754

次に、観測区間毎の不定領域を定義する。(イ)、(ロ)のどちらの場合でも1方向で考えることにより、他の方向はそれが回転した状態であると考えることができる。観測区間Mは、Y軸OY(M)〜OY(M+1)で定義され、区間の個数は(イ)M=1,2,・・・,(p/2+1)、(ロ)M=1,2,・・・,(p/2)となる。そして不定量とは、観測区間MではOY(M)上の観測点Oでウエハが検知できなくなってから、OY(M+1)上で観測できる場合に起こり得るウエハの位置ずれ量である。   Next, an indefinite area for each observation section is defined. In either case (b) or (b), considering in one direction, it can be considered that the other direction is in a rotated state. The observation section M is defined by the Y axes OY (M) to OY (M + 1), and the number of sections is (A) M = 1, 2,..., (P / 2 + 1), (B) M = 1, 2, ..., (p / 2). The indefinite amount is the amount of wafer misalignment that can occur when the wafer can no longer be detected at the observation point O on OY (M) in the observation section M and can be observed on OY (M + 1).

これらの量の算出を説明する。まず、計測区間Mの各軸OY(M)、OY(M+1)と通る半径rの円を求める。rはウエハ半径(12インチウエハは150[mm]、8インチウエハは100[mm])であり、このとき求めた2円の中心をそれぞれCM、CM+1とする。すると、不定量(δMx,δMy)は以下の式で表される。
δMx=Min(距離A,距離B)
ここで、距離Aは「半径がrで中心が(0,δMy)の円とOY(M)との交点」と「同軸上の同象限(近傍にある)観測点」との距離である。また、距離Bは「半径がrで中心が(0,δMy)の円とOY(M+1)との交点」と「同軸上の同象限(近傍にある)観測点」との距離である。
このとき、δMyは、CM<δMy<CM+1であり、距離Aと距離Bは次の式で表せる。
The calculation of these quantities will be described. First, a circle having a radius r passing through the axes OY (M) and OY (M + 1) of the measurement section M is obtained. r is a wafer radius (150 [mm] for a 12-inch wafer and 100 [mm] for an 8-inch wafer), and the centers of the two circles obtained at this time are CM and CM + 1, respectively. Then, the indefinite amount (δMx, δMy) is expressed by the following formula.
δMx = Min (distance A, distance B)
Here, the distance A is a distance between “an intersection of a circle having a radius r and a center (0, δMy) and OY (M)” and “an observation point in the same quadrant (nearby) on the same axis”. The distance B is a distance between “an intersection of a circle having a radius of r and a center of (0, δMy) and OY (M + 1)” and an “observation point on the same quadrant (nearby) on the same axis”.
At this time, δMy is CM <δMy <CM + 1, and the distance A and the distance B can be expressed by the following equations.

Figure 2008198754
なお、実際には、これらの不定量は特定することができないため、該値の最大量(ΔMx,ΔMy)が修正可否判断の対象量となる。該最大量は以下の式で表せる。
Figure 2008198754
Actually, since these indefinite amounts cannot be specified, the maximum amount (ΔMx, ΔMy) of the values is a target amount for determining whether correction is possible. The maximum amount can be expressed by the following formula.

Figure 2008198754
この方程式はマクローリン展開を用いて近似的に解くか、あるいは、Yを一定量ずつ変化させ、A−B>0となった時点でのYを解とする数値計算的な解法を用いて解くことができる。
求まった不定最大量(ΔMx,ΔMy)はずれの範囲を表し、先述したように算出するズレ量の精度となる。したがって、該範囲よりも小さい精度で姿勢を修正する場合は、過修正してしまう可能性があるため、確認・再駆動という追い込み処理が必要となる。
ウエハのずれ量は、各区間で不定最大量(ΔMx,ΔMy)を対象となる区間で総計した量となる。
Figure 2008198754
This equation can be solved approximately using the macrolin expansion, or it can be solved using a numerical calculation method in which Y is changed by a certain amount and Y is the solution when AB> 0. Can do.
The obtained indefinite maximum amount (ΔMx, ΔMy) represents the range of deviation and becomes the accuracy of the amount of deviation calculated as described above. Accordingly, when the posture is corrected with an accuracy smaller than the range, there is a possibility that the posture is overcorrected.
The wafer shift amount is the sum of the indefinite maximum amount (ΔMx, ΔMy) in each section in each section.

Figure 2008198754
また、ずれの方向は、計測できなかったポイント(以下、計測不可点)の位置とウエハの中心の関係から算出する。このとき、通常計測できないポイントは円周上に連続して存在するはずであり、もし、不連続な計測不可点が計測された場合には、計測エラーとして処理を中止するか、再計測を行う。
Figure 2008198754
Further, the direction of deviation is calculated from the relationship between the position of a point that could not be measured (hereinafter, a point that cannot be measured) and the center of the wafer. At this time, the points that cannot be measured normally should exist continuously on the circumference. If a discontinuous measurement impossible point is measured, the process is canceled as a measurement error or remeasurement is performed. .

ずれの方向の算出手順は、円周上において連続する計測不可点の中心位値Pを求めて、該位置Pからウエハ中心Oにベクトルを結ぶ。このとき、該ベクトルの示す方向がずれの方向を表す。但し、このとき求まる方向は、計測点数に依存した分解能における方向の推定値であり、前述した不定なずれ量を含んだ上での平均的なずれの方向を意味している。   In the procedure for calculating the direction of deviation, the center position value P of consecutive unmeasurable points on the circumference is obtained and a vector is connected from the position P to the wafer center O. At this time, the direction indicated by the vector represents the direction of deviation. However, the direction obtained at this time is an estimated value of the direction at the resolution depending on the number of measurement points, and means an average direction of deviation including the above-described indefinite amount of deviation.

なお、不観測点が奇数個の場合は、Pは連続する不観測点の中心の点となる。不観測点が偶数個の場合は、Pは連続する不観測点を結ぶ最短の円弧の中心位置となる。例えば、図5においてウエハの中心をO0とすると、O1が計測できない場合はO1から中心O0を結ぶベクトルが推定方向になり、O1、O2、O3が計測できない場合はO2からO0を結ぶベクトルが推定方向となる。また、O1、O2が計測できない場合はO1とO2を結ぶ円弧のうち距離が短い方の中心位置をO1.5としてO1.5からO0を結ぶベクトルが推定方向になる。
更に、計測可能なポイントに関してはフォーカス情報が得られるので、それらの高さ情報を基に最小二乗法等を用いてウエハ面の傾き量の近似値を算出することが可能である。
Note that when the number of unobserved points is an odd number, P is the center point of consecutive unobserved points. When there are an even number of unobserved points, P is the center position of the shortest arc connecting consecutive unobserved points. For example, assuming that the center of the wafer is O0 in FIG. 5, if O1 cannot be measured, a vector connecting O1 and the center O0 is an estimated direction, and if O1, O2, and O3 cannot be measured, a vector connecting O2 and O0 is estimated. Direction. Further, when O1 and O2 cannot be measured, a vector connecting O1.5 and O0 is an estimated direction with O1.5 being the center position of the shorter arc of the arcs connecting O1 and O2.
Furthermore, since focus information is obtained for the measurable points, it is possible to calculate an approximate value of the tilt amount of the wafer surface using the least square method or the like based on the height information.

上記で求めたウエハのずれ量とずれの方向および傾き量を、予め装置に入力された許容量と比較し、閾値(許容量)以下であれば搬送可能であると判断してウエハの搬出を行う。本実施例では、搬送可能な状態と判断した場合は、ウエハステージ35上のウエハをRH38によりRCV39へ搬送し、SCH32により搬送元のインラインユニット31もしくはオープンカセットエレベータ40上のオープンカセットに搬送する。
なお、計測区間に対応するウエハずれの推定量Dx、Dyは予め計算しておくことが可能であり、計測時には計測不可点を求めて対応する該量を記憶装置から参照することが可能である。
The wafer displacement amount, the displacement direction, and the inclination amount obtained above are compared with an allowable amount previously input to the apparatus, and if it is less than a threshold value (allowable amount), it is determined that the wafer can be transferred. Do. In this embodiment, when it is determined that the wafer can be transported, the wafer on the wafer stage 35 is transported to the RCV 39 by the RH 38 and transported to the in-line unit 31 that is the transport source or the open cassette on the open cassette elevator 40 by the SCH 32.
Note that the wafer displacement estimated amounts Dx and Dy corresponding to the measurement section can be calculated in advance, and at the time of measurement, the measurement impossible points can be obtained and the corresponding amounts can be referred from the storage device. .

前記の閾値は、ずれ量、ずれの方向および傾きであり、露光装置の操作画面から値を設定し保存するか、もしくはオンライン通信を介してホストサーバから値を設定し保存する。
例えば、本実施例では、インラインステーションに置く場合の許容量が搬送経路上で最も小さいとし、それらの水平方向(x,y)のマージンを許容ずれ量に入力し保存する。許容傾き量に関しては、ステージ上での傾きの平均値mおよび標準偏差σを測定し、m±3σを入力し保存する。そして、上記で計算した推定ずれ量と推定方向を基にウエハ中心のx、y方向のずれ量を算出して、傾きを含めた3つの量を比較する。このとき、該量が全て許容範囲以内であれば自動で搬出を行い、そうでなければ搬送不可能と判断して、装置の画面、もしくはオンライン通信により状況を通知する。
The threshold values are a shift amount, a shift direction, and a tilt, and values are set and stored from the operation screen of the exposure apparatus, or values are set and stored from the host server via online communication.
For example, in this embodiment, it is assumed that the allowable amount when placed in an in-line station is the smallest on the transport path, and the horizontal (x, y) margins are input and stored as the allowable deviation amount. For the allowable tilt amount, the average value m of the tilt on the stage and the standard deviation σ are measured, and m ± 3σ is input and stored. Then, based on the estimated deviation amount and the estimated direction calculated above, the deviation amount in the x and y directions of the wafer center is calculated, and the three amounts including the inclination are compared. At this time, if all of the amounts are within the allowable range, unloading is automatically performed. Otherwise, it is determined that the conveyance is impossible, and the status is notified through the screen of the apparatus or online communication.

このとき、仮に閾値以上の状態であっても、受け渡し部分で先ほど算出した姿勢に対して、ウエハの中心と点対称な位置にずらして置くことが可能であれば、ずれを修正した形でウエハを搬送することが可能となる。したがって、許容量を超えた場合でも、ずれを修正した形で搬送を行うことが可能である。   At this time, even if the state is equal to or greater than the threshold value, the wafer can be corrected with a deviation if it can be shifted to a position symmetrical with respect to the center of the wafer with respect to the posture calculated in the transfer portion. Can be transported. Therefore, even when the allowable amount is exceeded, it is possible to carry in a form in which the deviation is corrected.

[実施例2]
実施例2において、本発明を適用する半導体露光装置、搬送システムおよびフォーカスシステムは実施例1で述べたものと同一とし、上述した吸着確認により、ウエハずれの可能性がある状況とする。また、以降で述べる方法によりウエハの位置を求めた後の、位置修正および搬送に関しては実施例1と同一である。
本実施例では図4に示すセンサを用いて、図7に示すようにウエハ外周付近の3つの計測ラインを定めて、予め定めた範囲で一定間隔のフォーカス計測を行う。このとき、フォーカスの計測可否でウエハのエッジ位置が判別できるので、3つのウエハエッジの座標情報を基にウエハの位置情報を算出する。また、計測できたポイントで得られたフォーカス情報を基にしてウエハ表面の傾き情報を算出する。
[Example 2]
In the second embodiment, the semiconductor exposure apparatus, the transfer system, and the focus system to which the present invention is applied are the same as those described in the first embodiment. Further, the position correction and transfer after obtaining the wafer position by the method described below are the same as those in the first embodiment.
In the present embodiment, using the sensor shown in FIG. 4, three measurement lines near the wafer outer periphery are determined as shown in FIG. 7, and focus measurement is performed at a constant interval within a predetermined range. At this time, since the wafer edge position can be determined depending on whether focus measurement is possible, the wafer position information is calculated based on the coordinate information of the three wafer edges. Further, the tilt information of the wafer surface is calculated based on the focus information obtained at the measured points.

位置情報の算出方法に関して説明する。まずチャック中心(正常な姿勢でのウエハの中心)から円周に3つの垂線を仮定して、正常な姿勢の場合のウエハのエッジから一定の計測範囲を定める。このとき該範囲は、ウエハステージの駆動限界、搬送経路上のクリアランスにより定めるものとする。
上記の3つの計測ライン上において予め定めた計測ポイントでフォーカス計測を行う。このとき、該間隔が求める位置情報の精度に相当するので、要求精度と計測時間のトレードオフを鑑みて決定するものとする。また、図では一定間隔で計測を行っているが、ウエハのずれ量に傾向(分布)がみられる場合は間隔を変化させながら計測してもよい。
A method for calculating position information will be described. First, assuming three vertical lines from the chuck center (the center of the wafer in a normal posture) to the circumference, a certain measurement range is determined from the edge of the wafer in the normal posture. At this time, the range is determined by the driving limit of the wafer stage and the clearance on the transfer path.
Focus measurement is performed at predetermined measurement points on the above three measurement lines. At this time, since the interval corresponds to the accuracy of the position information to be obtained, it is determined in view of the trade-off between the required accuracy and the measurement time. In the figure, the measurement is performed at a constant interval. However, when a tendency (distribution) is observed in the amount of wafer displacement, the measurement may be performed while changing the interval.

ライン上の計測では図のように計測ポイントを順番に計測し、最初にフォーカスが計測できたウエハエッジ位置(x,y)を求める。本例では3つの計測ラインで該位置(x,y)、(x,y)、(x,y)を計測する。なお、ウエハエッジが求まったら、以降の計測ポイントを必ずしも計測する必要はない。但し、ウエハの傾きの算出精度を高めるためにウエハ内部の計測ポイントを全て計測してもよい。 In the measurement on the line, the measurement points are sequentially measured as shown in the figure, and the wafer edge position (x, y) at which the focus can be measured first is obtained. In this example, the positions (x A , y A ), (x B , y B ), and (x C , y C ) are measured with three measurement lines. When the wafer edge is obtained, it is not always necessary to measure the subsequent measurement points. However, all the measurement points inside the wafer may be measured in order to improve the calculation accuracy of the wafer tilt.

円の方程式は以下で表されるので、上記の3点(x,y)、(x,y)、(x,y)を代入し、係数の位置(a,b)および半径rを求めることにより、ウエハ位置を推定することが可能である。
(x−a)+(y−b)=r
このとき、rはウエハ半径(12インチウエハは150[mm]、8インチウエハは100[mm])である。
また、上記で計測したウエハ上のフォーカス情報を元にして最小2情報によりウエハの傾き量を算出する。
なお、計測の間隔をΔとすると、ウエハ中心からウエハエッジまでの距離
Since the equation of the circle is expressed as follows, the above three points (x A , y A ), (x B , y B ), (x C , y C ) are substituted, and the coefficient position (a, b) Further, by obtaining the radius r, it is possible to estimate the wafer position.
(X−a) 2 + (y−b) 2 = r 2
At this time, r is a wafer radius (150 [mm] for a 12-inch wafer and 100 [mm] for an 8-inch wafer).
Further, based on the focus information on the wafer measured as described above, the amount of tilt of the wafer is calculated based on the minimum two pieces of information.
If the measurement interval is Δ, the distance from the wafer center to the wafer edge

Figure 2008198754
に対してΔの誤差が生じる。つまり計測により算出されるウエハの位置は(a+Δ,b+Δ)となるため、要求精度に応じてΔを設定するものとする。
また、本例では3つの計測ライン(ウエハエッジ)を計測しているが、Δを図4のセンサの計測精度以下に設定した場合は、更に多くのラインを計測して最小2乗法を用いて位置情報の算出精度を高めることも可能である。
Figure 2008198754
Δ error occurs. That is, since the wafer position calculated by measurement is (a + Δ, b + Δ), Δ is set according to the required accuracy.
In this example, three measurement lines (wafer edges) are measured. However, when Δ is set to be equal to or lower than the measurement accuracy of the sensor shown in FIG. 4, more lines are measured and the position using the least square method is measured. It is also possible to improve the calculation accuracy of information.

なお、上述した実施例1および2では、フォーカスセンサの一つの計測値(チャンネル)を利用しているが、多チャンネルで計測可能な場合はそれらの計測値を計算に含めることも可能である。
また、別の実施例として、フォーカスセンサではなくアライメント計測を行うためのアライメントスコープ5およびイメージセンサを利用することも可能である。但し、この場合はフォーカス情報が得られないので、ウエハのずれおよびずれの方向を算出することになる。
In the first and second embodiments described above, one measurement value (channel) of the focus sensor is used. However, when measurement is possible with multiple channels, these measurement values can be included in the calculation.
As another embodiment, it is also possible to use an alignment scope 5 and an image sensor for performing alignment measurement instead of the focus sensor. However, in this case, since focus information cannot be obtained, the wafer shift and the shift direction are calculated.

[実施例3]
次に、上述の露光装置を利用した微小デバイス(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)の製造プロセスを説明する。
図8は半導体デバイスの製造のフローを示す。
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)では設計したパターンを形成したマスク(原版またはレチクルともいう)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(基板ともいう)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を設置した露光装置とウエハを用いて、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(組立)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る。後工程は、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、ステップ7でこれを出荷する。
[Example 3]
Next, a manufacturing process of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.) using the above-described exposure apparatus will be described.
FIG. 8 shows a flow of manufacturing a semiconductor device.
In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask (also referred to as an original plate or a reticle) on which the designed pattern is formed is produced.
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer (also referred to as a substrate) 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 lithography using the wafer and the exposure apparatus provided with the prepared mask.
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4. The post-process includes assembly processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). 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 is shipped in Step 7.

上記ステップ4のウエハプロセスは、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップステップを有する。また、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置を用いて、回路パターンを有するマスクを介し、レジスト処理ステップ後のウエハを露光する露光ステップを有する。さらに、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップを有する。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。   The wafer process in step 4 includes an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, and an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition. Also, an ion implantation step for implanting ions into the wafer, a resist processing step for applying a photosensitive agent to the wafer, and an exposure step for exposing the wafer after the resist processing step through a mask having a circuit pattern using the exposure apparatus described above. Have. Further, there are a development step for developing the wafer exposed in the exposure step, an etching step for removing portions other than the resist image developed in the development step, and a resist stripping step for removing the resist that has become unnecessary after the etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure apparatus which concerns on one Example of this invention. 図1の装置におけるウエハ搬送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wafer conveyance system in the apparatus of FIG. 図1の装置におけるウエハの搬送シーケンスの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the conveyance sequence of the wafer in the apparatus of FIG. 図1の装置におけるフォーカス計測システムの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the focus measurement system in the apparatus of FIG. 図1の装置における計測例(計測点方向のズレ)を説明する図である。It is a figure explaining the example of a measurement (deviation in the direction of a measuring point) in the device of FIG. 図1の装置における計測例(計測点の中間方向のズレ)を説明する図である。It is a figure explaining the example of a measurement (deviation in the middle direction of a measurement point) in the device of FIG. 図1の装置における他の計測例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of a measurement in the apparatus of FIG. デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the manufacturing process of a device.

符号の説明Explanation of symbols

5 アライメントスコープ
6、43 フォーカス検出系(投光部)
7、46 フォーカス検出系(受光部)
8 ウエハ
9、36 チャック
20、40 オープンカセットエレベータ
21、39 ウエハ回収ステーション(RCV)
22、38 ウエハ回収ハンド(RH)
23、34 ウエハ送り込みハンド(SH)
24、31 インラインユニット
25、32 ウエハ搬入ハンド(SCH)
26、33 プリアライメントユニット(PA)
30 コータデベロッパ
35 ウエハステージ
37 受け渡しピン
5 Alignment scope 6, 43 Focus detection system (light emitting part)
7, 46 Focus detection system (light receiving unit)
8 Wafer 9, 36 Chuck 20, 40 Open cassette elevator 21, 39 Wafer collection station (RCV)
22, 38 Wafer collection hand (RH)
23, 34 Wafer feeding hand (SH)
24, 31 Inline unit 25, 32 Wafer carry-in hand (SCH)
26, 33 Pre-alignment unit (PA)
30 Coater / developer 35 Wafer stage 37 Transfer pin

Claims (12)

基板を吸着保持し且つ移動するステージと、前記ステージとの間で該基板の受け渡しを行い且つ該基板を搬送する搬送部と、前記ステージに保持された該基板の表面における対象領域の位置を計測する計測器とを有し、該計測された位置に基づき前記ステージを移動させて該基板を露光する露光装置であって、
前記ステージによる該基板の吸着状態の正否を判別し、該吸着状態が異常である場合に、前記計測器を用いて該基板の位置ずれ量を計測し、該計測された位置ずれ量に応じて前記ステージと前記搬送部との間で該基板の受け渡しを行う、ことを特徴とする露光装置。
Measuring the position of the target area on the surface of the substrate held on the stage, and a stage for sucking and holding the substrate, transferring the substrate between the stage and transferring the substrate, and transporting the substrate An exposure apparatus that exposes the substrate by moving the stage based on the measured position,
Whether the suction state of the substrate by the stage is correct or not is determined, and when the suction state is abnormal, the amount of positional deviation of the substrate is measured using the measuring instrument, and according to the measured positional deviation amount An exposure apparatus, wherein the substrate is transferred between the stage and the transport unit.
前記計測器は、該基板の表面における対象領域の高さを計測する計測器である、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the measuring instrument is a measuring instrument that measures the height of a target region on the surface of the substrate. 前記計測器は、該基板上のアライメントマークの位置を計測する計測器である、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the measuring instrument is a measuring instrument that measures a position of an alignment mark on the substrate. 前記計測器を用いて前記ステージ上の予め決められた複数の箇所のそれぞれにおける該基板の表面の有無を判別し、該判別された有無に基づいて該位置ずれ量を計測する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の露光装置。   Determining the presence or absence of the surface of the substrate at each of a plurality of predetermined locations on the stage using the measuring instrument, and measuring the amount of displacement based on the determined presence or absence. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記計測器を用いて該基板の少なくとも3つの端部の位置を検出し、該検出された少なくとも3つの端部の位置に基づいて該位置ずれ量を計測する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の露光装置。   The position shift amount is measured based on the detected positions of at least three end portions of the substrate using the measuring device and detecting the positions of the at least three end portions of the substrate. The exposure apparatus according to any one of 1 to 4. 該位置ずれ量は、予め定められた座標平面における位置ずれ量を含む、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the positional deviation amount includes a positional deviation amount in a predetermined coordinate plane. 該位置ずれ量は、該基板の傾き量を含む、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the displacement amount includes an inclination amount of the substrate. 該位置ずれ量が予め決められた許容範囲にあるか否かを判別し、該位置ずれ量が該許容範囲にあると判別された場合に、前記ステージと前記搬送部との間で該基板の受け渡しを行う、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の露光装置。   It is determined whether or not the amount of positional deviation is within a predetermined allowable range, and when it is determined that the amount of positional deviation is within the allowable range, the substrate is moved between the stage and the transport unit. 8. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure is performed. 該位置ずれ量が予め決められた許容範囲にあるか否かを判別し、該位置ずれ量が該許容範囲にないと判別された場合に、該判別結果に係る情報を報知する、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の露光装置。   It is determined whether the positional deviation amount is within a predetermined allowable range, and when it is determined that the positional deviation amount is not within the allowable range, information related to the determination result is notified. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8. 前記ステージは、該基板を吸着するチャックと、前記チャックを貫通でき且つ該基板を吸着する受け渡しピンとを含み、
前記チャック及び前記受け渡しピンの少なくとも一方で該基板を正常に吸着できない場合に該吸着状態が異常であると判別する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の露光装置。
The stage includes a chuck that sucks the substrate, and a delivery pin that can penetrate the chuck and suck the substrate,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein when the substrate cannot be normally sucked by at least one of the chuck and the delivery pin, the suction state is determined to be abnormal.
前記ステージは、該基板を真空により吸着し、該吸着状態の正否は、該真空の圧力に基づき判別する、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the stage sucks the substrate by a vacuum, and whether the suction state is correct is determined based on the pressure of the vacuum. 請求項1乃至11のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
該露光された基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the exposed substrate. A device manufacturing method comprising:
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US8472007B2 (en) 2009-04-06 2013-06-25 Canon Kabushiki Kaisha Substrate holding device, lithography apparatus using same, and device manufacturing method

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