JP2936885B2 - アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置 - Google Patents
アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造分野で
用いられるアライメント方法及びそれを用いた投影露光
装置に関し、特にウエハ等の被露光基板をウエハカセッ
トから取り出して所定の位置にプリアライメントを行
い、次いで基板ステージに載置してアライメントを行っ
た後、レチクル等の原板に形成したパターンを投影レン
ズを介して該被露光基板に投影露光して半導体素子を製
造する装置に好適なものである。
用いられるアライメント方法及びそれを用いた投影露光
装置に関し、特にウエハ等の被露光基板をウエハカセッ
トから取り出して所定の位置にプリアライメントを行
い、次いで基板ステージに載置してアライメントを行っ
た後、レチクル等の原板に形成したパターンを投影レン
ズを介して該被露光基板に投影露光して半導体素子を製
造する装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体素子の製造装置として投
影露光装置（ステッパー）が多く用いられている。この
投影露光装置では被露光基板であるウエハを投影レンズ
の光軸下でＸＹステージによりステップ移動させながら
原板であるレチクルに形成したパターンを投影レンズで
１枚のウエハ上の複数箇所の順次、縮小投影し、露光し
ている。このときの投影露光装置では投影解像力と共に
レチクルとウエハとの重ね合わせ（アライメント）精度
が重要な要素となっている。
影露光装置（ステッパー）が多く用いられている。この
投影露光装置では被露光基板であるウエハを投影レンズ
の光軸下でＸＹステージによりステップ移動させながら
原板であるレチクルに形成したパターンを投影レンズで
１枚のウエハ上の複数箇所の順次、縮小投影し、露光し
ている。このときの投影露光装置では投影解像力と共に
レチクルとウエハとの重ね合わせ（アライメント）精度
が重要な要素となっている。
【０００３】レチクルとウエハとの位置合わせを高精度
に行う為にプリアライメントを利用した投影露光装置が
例えば特開平２−３０９６２４号公報で提案されてい
る。同公報の投影露光装置ではウエハ搬送部にプリアラ
イメントと呼ばれているウエハの予備計測部分があり、
発塵の問題上ウエハに対して非接触センサーを用い、ウ
エハの外形測定を行うことによりプリアライメントを行
っている。
に行う為にプリアライメントを利用した投影露光装置が
例えば特開平２−３０９６２４号公報で提案されてい
る。同公報の投影露光装置ではウエハ搬送部にプリアラ
イメントと呼ばれているウエハの予備計測部分があり、
発塵の問題上ウエハに対して非接触センサーを用い、ウ
エハの外形測定を行うことによりプリアライメントを行
っている。
【０００４】上記非接触センサーには一般的には光学セ
ンサーが用いられている。該光学センサーは照明部と受
光部に別れており、照明部のＬＥＤ等から発光された光
が所定の光路を通り受光部の受光素子に入光する。そし
て上記光路中の一部をウエハが遮った場合の受光素子に
入光する光量の減少を検出することによりウエハの位置
を測定している。このようなプリアライメントの具体的
な構成が、例えば特公平５５−３９９０１号公報や特開
昭６４−５７６３９号公報や特開平３−５４８４３号公
報等で提案されている。
ンサーが用いられている。該光学センサーは照明部と受
光部に別れており、照明部のＬＥＤ等から発光された光
が所定の光路を通り受光部の受光素子に入光する。そし
て上記光路中の一部をウエハが遮った場合の受光素子に
入光する光量の減少を検出することによりウエハの位置
を測定している。このようなプリアライメントの具体的
な構成が、例えば特公平５５−３９９０１号公報や特開
昭６４−５７６３９号公報や特開平３−５４８４３号公
報等で提案されている。
【０００５】従来より、このようなプリアライメントを
利用した投影露光装置において、上記受光素子や上記受
光素子からの信号増幅部や信号処理部等が経時変化を起
こした場合にはサービスマンもしくはメンテナンスマン
がプリアライメント部の計測部の位置調整を行ったり、
又は信号増幅部のゲイン調整等を行っていた。
利用した投影露光装置において、上記受光素子や上記受
光素子からの信号増幅部や信号処理部等が経時変化を起
こした場合にはサービスマンもしくはメンテナンスマン
がプリアライメント部の計測部の位置調整を行ったり、
又は信号増幅部のゲイン調整等を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に半導体素子の製
造装置は２４時間稼動で、しかも一年を通じてもほとん
ど装置を止めるものでない。この為プリアライメントや
アライメント用の受光素子、信号増幅部や信号処理部等
の経時変化を完全に防ぐことは技術的に非常に困難であ
り、従来より人間による調整を余儀なくされていた。更
には半導体素子の生産ラインは非常にゴミを嫌い人間が
装置を調整するということは発塵を余儀なくされ生産ラ
インの歩留低下にもつながるという問題点があった。
造装置は２４時間稼動で、しかも一年を通じてもほとん
ど装置を止めるものでない。この為プリアライメントや
アライメント用の受光素子、信号増幅部や信号処理部等
の経時変化を完全に防ぐことは技術的に非常に困難であ
り、従来より人間による調整を余儀なくされていた。更
には半導体素子の生産ラインは非常にゴミを嫌い人間が
装置を調整するということは発塵を余儀なくされ生産ラ
インの歩留低下にもつながるという問題点があった。
【０００７】本発明は半導体素子の製造装置内に基準ウ
エハを装備し、上記基準ウエハを利用することにより装
置を構成する各要素の経時変化を測定し装置自身でフィ
ードバックを行うことにより各要素の経時変化に対して
オフセット設定、即ち自動補正を行ない、レチクルとウ
エハの位置合わせ（アライメント）を高精度に行い、レ
チクル面上のパターンを投影レンズを介してウエハに高
精度に投影露光することができるアライメント方法及び
それを用いた投影露光装置の提供を目的とする。
エハを装備し、上記基準ウエハを利用することにより装
置を構成する各要素の経時変化を測定し装置自身でフィ
ードバックを行うことにより各要素の経時変化に対して
オフセット設定、即ち自動補正を行ない、レチクルとウ
エハの位置合わせ（アライメント）を高精度に行い、レ
チクル面上のパターンを投影レンズを介してウエハに高
精度に投影露光することができるアライメント方法及び
それを用いた投影露光装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のアライメント方
法は、被露光基板をプリアライメントステーションで所
定位置にプリアライメントし、次いで該被露光基板を基
板ステージに載置して第２のアライメント手段でアライ
メントをした後、原板に形成されているパターンを投影
レンズにより該被露光基板に投影露光する際、基準基板
を該プリアライメントステーションでプリアライメント
をし、次いで該基板ステージに載置して該第２のアライ
メント手段でアライメントを行い、該アライメントの結
果を該プリアライメントステーションにフィードバック
をして該プリアライメントの際のオフセットを自動的に
設定するようにしていることを特徴としている。
法は、被露光基板をプリアライメントステーションで所
定位置にプリアライメントし、次いで該被露光基板を基
板ステージに載置して第２のアライメント手段でアライ
メントをした後、原板に形成されているパターンを投影
レンズにより該被露光基板に投影露光する際、基準基板
を該プリアライメントステーションでプリアライメント
をし、次いで該基板ステージに載置して該第２のアライ
メント手段でアライメントを行い、該アライメントの結
果を該プリアライメントステーションにフィードバック
をして該プリアライメントの際のオフセットを自動的に
設定するようにしていることを特徴としている。
【０００９】本発明の投影露光装置は、原板に形成され
ているパターンを投影レンズにより基板ステージに載置
した被露光基板に投影露光する投影露光装置において、
該被露光基板を所定位置にプリアライメントするプリア
ライメントステーションと該被露光基板を該基板ステー
ジに載置してアライメントする第２のアライメント手段
と基準基板を該プリアライメントステーションでプリア
ライメントをし、次いで該基板ステージに載置して該第
２のアライメント手段でアライメントを行い、このとき
のアライメント結果を該プリアライメントステーション
にフィードバックして該プリアライメントを行うときの
オフセットを自動的に設定する補正手段とを設けたこと
を特徴としている。
ているパターンを投影レンズにより基板ステージに載置
した被露光基板に投影露光する投影露光装置において、
該被露光基板を所定位置にプリアライメントするプリア
ライメントステーションと該被露光基板を該基板ステー
ジに載置してアライメントする第２のアライメント手段
と基準基板を該プリアライメントステーションでプリア
ライメントをし、次いで該基板ステージに載置して該第
２のアライメント手段でアライメントを行い、このとき
のアライメント結果を該プリアライメントステーション
にフィードバックして該プリアライメントを行うときの
オフセットを自動的に設定する補正手段とを設けたこと
を特徴としている。
【００１０】特に、前記プリアライメントステーション
は前記被露光基板又は基準基板側に投光する光源部と該
光源部からの光束を該被露光基板又は基準基板を介して
受光する光電変換手段と該光電変換手段からの信号を処
理する処理部とを有し、前記補正手段は該処理部からの
信号に基づいてプリアライメントを行うときのオフセッ
トを自動的に設定していることを特徴としている。
は前記被露光基板又は基準基板側に投光する光源部と該
光源部からの光束を該被露光基板又は基準基板を介して
受光する光電変換手段と該光電変換手段からの信号を処
理する処理部とを有し、前記補正手段は該処理部からの
信号に基づいてプリアライメントを行うときのオフセッ
トを自動的に設定していることを特徴としている。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の投影露光装置の要部側面図、
図２は図１のウエハの搬送経路を示す要部概略図であ
る。
図２は図１のウエハの搬送経路を示す要部概略図であ
る。
【００１２】図中、１は照明部であり、原板となるレチ
クル２の電子回路等のパターンを照明している。３は投
影レンズであり、レチクル２のパターンを被露光基板と
してのウエハ１４上に投影している。４はウエハ１４を
載置するトップステージ（基板ステージ）、５はトップ
ステージ４を載置するＸＹステージ、６はベース定盤で
あり、ＸＹステージ５をはじめとする装置全体を載置し
ている。７はエアマウントであり、ベース定盤６を支持
し、装置全体の姿勢を良好に保つと共に、振動を抑制し
ている。
クル２の電子回路等のパターンを照明している。３は投
影レンズであり、レチクル２のパターンを被露光基板と
してのウエハ１４上に投影している。４はウエハ１４を
載置するトップステージ（基板ステージ）、５はトップ
ステージ４を載置するＸＹステージ、６はベース定盤で
あり、ＸＹステージ５をはじめとする装置全体を載置し
ている。７はエアマウントであり、ベース定盤６を支持
し、装置全体の姿勢を良好に保つと共に、振動を抑制し
ている。
【００１３】８はロボットハンドであり、ウエハ１４を
移動させてトップステージ４に載置している。９はプリ
アライメントステージであり、トップステージ４にウエ
ハ１４を載置する前に、ウエハ１４の外形測定により、
ウエハのオリフラや中心位置等を所定位置に合わせてい
る。プリアライメントステージ９はプリアライメントス
テーションの一部を構成している。
移動させてトップステージ４に載置している。９はプリ
アライメントステージであり、トップステージ４にウエ
ハ１４を載置する前に、ウエハ１４の外形測定により、
ウエハのオリフラや中心位置等を所定位置に合わせてい
る。プリアライメントステージ９はプリアライメントス
テーションの一部を構成している。
【００１４】１０はロボットハンドであり、露光処理を
終了したウエハ１４をトップステージ４から回収する為
のものである。１１は処理前のウエハをいれておくウエ
ハカセット、１２は処理後のウエハをいれておくウエハ
カセット、１３は支持部であり、ロボットハンド８，１
０やプリアライメントステージ９等をはじめとするウエ
ハ搬送部を支持している。この支持部１３はベース定盤
６に取り付けてある。
終了したウエハ１４をトップステージ４から回収する為
のものである。１１は処理前のウエハをいれておくウエ
ハカセット、１２は処理後のウエハをいれておくウエハ
カセット、１３は支持部であり、ロボットハンド８，１
０やプリアライメントステージ９等をはじめとするウエ
ハ搬送部を支持している。この支持部１３はベース定盤
６に取り付けてある。
【００１５】次にウエハ搬送の流れを述べる。ウエハカ
セット１１に収納されているウエハは、不図示のロボッ
トハンドによりプリアライメントステージ９に載置され
る。プリアライメントステージ９では、ウエハのオリフ
ラ及び外周を検知して、ウエハがトップステージ４に載
置されたときに、オリフラ及び外周の位置が精度良く所
定の位置にくるようにプリアライメントを行う。このア
ライメントは後で述べるトップステージ４上でのアライ
メントとは異なり、およそ２０μｍ〜６０μｍ程度のア
ライメント精度でウエハをトップステージ４に載置する
ためのものである。特にファーストマスク（初めてパタ
ーンを焼付ける工程）においては、ウエハにアライメン
トマークがないため、このアライメントのみで露光を行
う。
セット１１に収納されているウエハは、不図示のロボッ
トハンドによりプリアライメントステージ９に載置され
る。プリアライメントステージ９では、ウエハのオリフ
ラ及び外周を検知して、ウエハがトップステージ４に載
置されたときに、オリフラ及び外周の位置が精度良く所
定の位置にくるようにプリアライメントを行う。このア
ライメントは後で述べるトップステージ４上でのアライ
メントとは異なり、およそ２０μｍ〜６０μｍ程度のア
ライメント精度でウエハをトップステージ４に載置する
ためのものである。特にファーストマスク（初めてパタ
ーンを焼付ける工程）においては、ウエハにアライメン
トマークがないため、このアライメントのみで露光を行
う。
【００１６】この為、本実施例では載置上の精度を良好
に保ち、これにより次工程以降のレチクルとウエハの重
ね合わせのためのアライメント時間の短縮化を図り、ス
ループットの低下を防止している。
に保ち、これにより次工程以降のレチクルとウエハの重
ね合わせのためのアライメント時間の短縮化を図り、ス
ループットの低下を防止している。
【００１７】次にプリアライメントが終了したウエハ
は、予め所定の位置に来ているトップステージ４にロボ
ットハンド８によって載置される。ここでトップステー
ジ４に載置されたウエハは最終的なアライメントを行
う。このときのアライメントでは１／１００μｍ程度の
アライメント精度で行われる。その為、ＸＹステージ５
及びトップステージ４には、高精度の位置合わせが要求
されている。
は、予め所定の位置に来ているトップステージ４にロボ
ットハンド８によって載置される。ここでトップステー
ジ４に載置されたウエハは最終的なアライメントを行
う。このときのアライメントでは１／１００μｍ程度の
アライメント精度で行われる。その為、ＸＹステージ５
及びトップステージ４には、高精度の位置合わせが要求
されている。
【００１８】次にウエハはＸＹステージ５により移動さ
れ、所定の露光処理を行った後、ロボットハンド１０に
よりトップステージ４より回収され、不図示のロボット
ハンドによりウエハカセット１２内に収納される。
れ、所定の露光処理を行った後、ロボットハンド１０に
よりトップステージ４より回収され、不図示のロボット
ハンドによりウエハカセット１２内に収納される。
【００１９】ここで上記露光処理中には次のウエハがウ
エハカセット１１より取り出されプリアライメントを行
い、いつでも供給可能な状態まで進められ待機してい
る。そしてトップステージ４上にあるウエハは露光処理
終了後、直ちに回収され、上記次のウエハが直ちにトッ
プステージ４に供給されるという動作が繰り返される。
本実施例では以上の工程により半導体素子を製造してい
る。
エハカセット１１より取り出されプリアライメントを行
い、いつでも供給可能な状態まで進められ待機してい
る。そしてトップステージ４上にあるウエハは露光処理
終了後、直ちに回収され、上記次のウエハが直ちにトッ
プステージ４に供給されるという動作が繰り返される。
本実施例では以上の工程により半導体素子を製造してい
る。
【００２０】次に装置内の一部に設けた基準基板として
の基準ウエハを用い、該基準ウエハをプリアライメント
後、トップステージ４上でアライメントを行い、トップ
ステージ４上でのアライメント結果をプリアライメント
部（プリアライメントステーション）にフィードバック
し、オフセットを自動補正する補正手段を用いることに
より、プリアライメント部のセンサーやアンプの経時的
変化を効果的に補正することができるようにした本発明
の特徴について説明する。
の基準ウエハを用い、該基準ウエハをプリアライメント
後、トップステージ４上でアライメントを行い、トップ
ステージ４上でのアライメント結果をプリアライメント
部（プリアライメントステーション）にフィードバック
し、オフセットを自動補正する補正手段を用いることに
より、プリアライメント部のセンサーやアンプの経時的
変化を効果的に補正することができるようにした本発明
の特徴について説明する。
【００２１】図３は本発明のアライメント方法の実施例
１のフローチャート、図４は本発明に係る補正手段の一
要素を構成する制御システムのブロック図、図５は本発
明に係る基準基板としての基準ウエハの要部平面図であ
る。図６は本発明に係るプリアライメントの説明図であ
る。
１のフローチャート、図４は本発明に係る補正手段の一
要素を構成する制御システムのブロック図、図５は本発
明に係る基準基板としての基準ウエハの要部平面図であ
る。図６は本発明に係るプリアライメントの説明図であ
る。
【００２２】まず図６において１４はウエハ、１５は光
源でウエハ１４のエッジ部を照明している。１６は光電
変換素子であり、光源１５からの光束による光量を測定
している。光電変換素子１６はウエハ１４により遮光さ
れている量、即ちウエハ１４の位置を測定するために設
けられている。１７はアンプであり、光電変換素子１６
からの信号を増幅している。
源でウエハ１４のエッジ部を照明している。１６は光電
変換素子であり、光源１５からの光束による光量を測定
している。光電変換素子１６はウエハ１４により遮光さ
れている量、即ちウエハ１４の位置を測定するために設
けられている。１７はアンプであり、光電変換素子１６
からの信号を増幅している。
【００２３】次に図４において２１は露光装置全体の制
御を行う中央制御部、２２は中央制御部２１と通信によ
る情報交換が可能でウエハ搬送部を制御するウエハ搬送
制御部、２３は中央制御２１と通信による情報交換が可
能でトップステージ４やＸＹステージ５を制御するステ
ージ制御部、２４は中央制御部２１と通信による情報交
換が可能でトップステージ４上のウエハを画像処理によ
りアライメントするアライメント制御部である。これら
の各要素２１，２２，２３，２４は補正手段の一要素を
構成している。
御を行う中央制御部、２２は中央制御部２１と通信によ
る情報交換が可能でウエハ搬送部を制御するウエハ搬送
制御部、２３は中央制御２１と通信による情報交換が可
能でトップステージ４やＸＹステージ５を制御するステ
ージ制御部、２４は中央制御部２１と通信による情報交
換が可能でトップステージ４上のウエハを画像処理によ
りアライメントするアライメント制御部である。これら
の各要素２１，２２，２３，２４は補正手段の一要素を
構成している。
【００２４】次に図５において３１は基準ウエハ、３２
はオリフラであり、基準ウエハ３１に設けられていてウ
エハの回転方向を決めている。３３ａ，３３ｂは各々ア
ライメントマークであり、基準ウエハ３１の所定の位置
にそれぞれ設けられている。
はオリフラであり、基準ウエハ３１に設けられていてウ
エハの回転方向を決めている。３３ａ，３３ｂは各々ア
ライメントマークであり、基準ウエハ３１の所定の位置
にそれぞれ設けられている。
【００２５】次に本実施例においてプリアライメントの
オフセットを自動補正する方法について図３を参照して
説明する。
オフセットを自動補正する方法について図３を参照して
説明する。
【００２６】まず本発明において構成上の各要素が経時
的変化をし、予め設定した限界値を越えて中央制御部３
１がプリアライメントの補正を行う必要があると判断し
たときにはステップ１０１の補正指令が発令され、ウエ
ハ搬送制御部３２に指令を与えることにより、ステップ
１０２の基準ウエハ３１の取り出しを行う。
的変化をし、予め設定した限界値を越えて中央制御部３
１がプリアライメントの補正を行う必要があると判断し
たときにはステップ１０１の補正指令が発令され、ウエ
ハ搬送制御部３２に指令を与えることにより、ステップ
１０２の基準ウエハ３１の取り出しを行う。
【００２７】ここで基準ウエハ３１は例えば特開平３−
５４８４３号公報に記載されているようにカセット台の
ウエハカセット載置面の下部に設けられたウエハ収納可
能なスロットに収納されており、ウエハ搬送部によって
取り出しを行う。
５４８４３号公報に記載されているようにカセット台の
ウエハカセット載置面の下部に設けられたウエハ収納可
能なスロットに収納されており、ウエハ搬送部によって
取り出しを行う。
【００２８】次にウエハ搬送制御部２２は中央制御部２
１からの指令によりステップ１０３の基準ウエハ３１の
送り込みを行う。これは基準ウエハ３１をプリアライメ
ントステージ９へウエハを送り込むことである。送り込
まれた基準ウエハ３１はステップ１０４のウエハ搬送部
のプリアライメントを行う。
１からの指令によりステップ１０３の基準ウエハ３１の
送り込みを行う。これは基準ウエハ３１をプリアライメ
ントステージ９へウエハを送り込むことである。送り込
まれた基準ウエハ３１はステップ１０４のウエハ搬送部
のプリアライメントを行う。
【００２９】次に上記プリアライメントの終了を待って
ステップ１０５のトップステージ４への搬送、即ちウエ
ハ搬送制御部２２はプリアライメントステージ９からト
ップステージ４への搬送を行う。このときトップステー
ジ４、ＸＹステージ５は中央制御部２１よりステージ制
御部２３に対しての指示により基準ウエハ３１の受け取
りの準備が完了しているのは当然である。
ステップ１０５のトップステージ４への搬送、即ちウエ
ハ搬送制御部２２はプリアライメントステージ９からト
ップステージ４への搬送を行う。このときトップステー
ジ４、ＸＹステージ５は中央制御部２１よりステージ制
御部２３に対しての指示により基準ウエハ３１の受け取
りの準備が完了しているのは当然である。
【００３０】次に基準ウエハを受け取ったトップステー
ジ４は中央制御部２１からステージ制御部２３、アライ
メント制御部２４に対してステップ１０６の最終のアラ
イメントを行う支持を与える。ステップ１０６のアライ
メントによりトップステージ４の位置に対する基準ウエ
ハ３１のアライメントマーク３３ａ，３３ｂのそれぞれ
の位置を求める。そしてステップ１０６によるアライメ
ント計測の後、ステップ１０７によりアライメントマー
ク３３ａ，３３ｂの基準位置に対するズレ量を求める。
このときのズレ量の値からステップ１０８により位置決
め目標値を決定し、装置内の所定のメモリーに保存し、
次回のプリアライメント時に反映する。
ジ４は中央制御部２１からステージ制御部２３、アライ
メント制御部２４に対してステップ１０６の最終のアラ
イメントを行う支持を与える。ステップ１０６のアライ
メントによりトップステージ４の位置に対する基準ウエ
ハ３１のアライメントマーク３３ａ，３３ｂのそれぞれ
の位置を求める。そしてステップ１０６によるアライメ
ント計測の後、ステップ１０７によりアライメントマー
ク３３ａ，３３ｂの基準位置に対するズレ量を求める。
このときのズレ量の値からステップ１０８により位置決
め目標値を決定し、装置内の所定のメモリーに保存し、
次回のプリアライメント時に反映する。
【００３１】次にステップ１０９の基準ウエハ３１の回
収を行う。これはロボットハンド１０により回収され、
基準ウエハ３１が保管されていたスロットに戻される。
収を行う。これはロボットハンド１０により回収され、
基準ウエハ３１が保管されていたスロットに戻される。
【００３２】ここでステップ１０８でのプリアライメン
トにおける位置決め目標値の決定について説明する。
トにおける位置決め目標値の決定について説明する。
【００３３】図６において光源１５により照射された光
束を光電変換素子１６で受光するから、光電変換素子１
６からの出力はウエハ１４がない状態で最大出力であ
り、又完全に遮光された状態が最低出力（出力０）であ
る。ここでは光源１５等へはウエハ１４との間に不図示
の光学系が組み込まれており、照明による照度ムラはな
く、又光電変換素子１６側にも光学系と均一の幅を持つ
スリット（ウエハ１４の中心と光電変換素子１６を結ぶ
方向に垂直方向の幅が一定のスリット）を持ち、ウエハ
１４による遮光量と光電変換素子１６の出力が直線的に
変化する構成とする。
束を光電変換素子１６で受光するから、光電変換素子１
６からの出力はウエハ１４がない状態で最大出力であ
り、又完全に遮光された状態が最低出力（出力０）であ
る。ここでは光源１５等へはウエハ１４との間に不図示
の光学系が組み込まれており、照明による照度ムラはな
く、又光電変換素子１６側にも光学系と均一の幅を持つ
スリット（ウエハ１４の中心と光電変換素子１６を結ぶ
方向に垂直方向の幅が一定のスリット）を持ち、ウエハ
１４による遮光量と光電変換素子１６の出力が直線的に
変化する構成とする。
【００３４】図７はこのときの遮光量と光電変換素子１
６からの出力の関係をグラフにしたものである。
６からの出力の関係をグラフにしたものである。
【００３５】図７において５１は装置初期設定時の関係
を示す線であり、横軸の右側ほど遮光量が増加し、光電
変換素子１６からの出力信号が減少することを示してい
る。Ｃ点は出力信号が０となるポイントである。Ａ点は
初期設定時のウエハ位置を決定するためのポイントであ
り、出力信号がａ2 になるとき、即ちウエハエッジが点
ａ1 にある場合がプリアライメントの基準位置である。
この状態にウエハの位置決めを行うことによりトップス
テージ４にウエハが搬送された場合、トップステージ４
とウエハとの位置決めが最適な位置となる。
を示す線であり、横軸の右側ほど遮光量が増加し、光電
変換素子１６からの出力信号が減少することを示してい
る。Ｃ点は出力信号が０となるポイントである。Ａ点は
初期設定時のウエハ位置を決定するためのポイントであ
り、出力信号がａ2 になるとき、即ちウエハエッジが点
ａ1 にある場合がプリアライメントの基準位置である。
この状態にウエハの位置決めを行うことによりトップス
テージ４にウエハが搬送された場合、トップステージ４
とウエハとの位置決めが最適な位置となる。
【００３６】ここでステップ１０１の補正指令によって
出力信号がａ2 となるように合わせ、即ちステップ１０
４のプリアライメントを行ってステップ１０７で算出し
た位置をｂ1 （基準ウエハ３１のズレ量ａ1 −ｂ1 ）と
すると、ｂ1 とａ2 によるＢ点にプリアライメントした
時には基準ウエハ３１のエッジがあったと考えられ、更
には出力信号と遮光量の関係はＢ点とＣ点をつないた直
線、即ち線５２がステップ１０４のプリアライメント時
の特性であるといえる。
出力信号がａ2 となるように合わせ、即ちステップ１０
４のプリアライメントを行ってステップ１０７で算出し
た位置をｂ1 （基準ウエハ３１のズレ量ａ1 −ｂ1 ）と
すると、ｂ1 とａ2 によるＢ点にプリアライメントした
時には基準ウエハ３１のエッジがあったと考えられ、更
には出力信号と遮光量の関係はＢ点とＣ点をつないた直
線、即ち線５２がステップ１０４のプリアライメント時
の特性であるといえる。
【００３７】このことにより線５２上で遮光量ａ1 のポ
イントであるＤ点にウエハエッジを合わせるようにし、
これより出力信号がｂ2 の時が新しい基準位置（位置決
め目標位置）としている。
イントであるＤ点にウエハエッジを合わせるようにし、
これより出力信号がｂ2 の時が新しい基準位置（位置決
め目標位置）としている。
【００３８】図８は本発明のアライメント方法の実施例
２のフローチャートである。本実施例では実施例１と同
様にステップ１０１の補正指令によりステップ１０７の
ズレ量の算出を行う（図８のステップ１０７までは図３
の実施例１と同様であり、説明は省く）。
２のフローチャートである。本実施例では実施例１と同
様にステップ１０１の補正指令によりステップ１０７の
ズレ量の算出を行う（図８のステップ１０７までは図３
の実施例１と同様であり、説明は省く）。
【００３９】次にステップ２０８の受け渡し地点への移
動、即ちプリアライメント終了後の基準ウエハ３１をロ
ボットハンド８によりトップステージ４が載置された時
点付近までＸＹステージ５により移動される。このとき
上記の基準ウエハ３１を受け渡された位置と同様の位置
でなく、上記位置に対してステップ１０７で算出された
ズレ量を補正した位置に移動する。例えばステップ１０
７で算出されたズレ量が基準位置に対してＸＹ座標で
（ａ，ｂ）、回転方向でθズレているとしたら上記移動
では受け渡された位置に対してＸＹ座標で（−ａ，−
ｂ）、回転方向で−θだけズレた位置に移動し停止す
る。
動、即ちプリアライメント終了後の基準ウエハ３１をロ
ボットハンド８によりトップステージ４が載置された時
点付近までＸＹステージ５により移動される。このとき
上記の基準ウエハ３１を受け渡された位置と同様の位置
でなく、上記位置に対してステップ１０７で算出された
ズレ量を補正した位置に移動する。例えばステップ１０
７で算出されたズレ量が基準位置に対してＸＹ座標で
（ａ，ｂ）、回転方向でθズレているとしたら上記移動
では受け渡された位置に対してＸＹ座標で（−ａ，−
ｂ）、回転方向で−θだけズレた位置に移動し停止す
る。
【００４０】即ち、このときのトップステージ４に載置
されている基準ウエハ３１の位置が、ロボットハンド８
によりトップステージ４に載置されるときの基準位置で
ある。
されている基準ウエハ３１の位置が、ロボットハンド８
によりトップステージ４に載置されるときの基準位置で
ある。
【００４１】次にステップ２０９のプリアライメントス
テージ９への搬送、即ちロボットハンド８によりトップ
ステージ４上の基準ウエハ３１をプリアライメントステ
ージ９に搬送し載置する。上記の載置された基準ウエハ
３１の位置がプリアライメントでの理想位置（基準位
置）である。
テージ９への搬送、即ちロボットハンド８によりトップ
ステージ４上の基準ウエハ３１をプリアライメントステ
ージ９に搬送し載置する。上記の載置された基準ウエハ
３１の位置がプリアライメントでの理想位置（基準位
置）である。
【００４２】次にステップ２１０のプリアライメント計
測、即ち図６に示した光電変換素子１６により基準ウエ
ハ３１の位置を計測する。上記計測結果、即ち光電変換
素子１６の出力信号が正確なウエハのエッジ位置であ
る。
測、即ち図６に示した光電変換素子１６により基準ウエ
ハ３１の位置を計測する。上記計測結果、即ち光電変換
素子１６の出力信号が正確なウエハのエッジ位置であ
る。
【００４３】次にステップ２１１の位置決め目標値設定
により装置内の所定のメモリーに次回のウエハをプリア
ライメントするときに反映する値を保存する。
により装置内の所定のメモリーに次回のウエハをプリア
ライメントするときに反映する値を保存する。
【００４４】次にステップ２１２の基準ウエハ３１の回
収を行う。これは不図示のロボットハンドにより回収さ
れ、基準ウエハが保管されていたスロットに戻される。
収を行う。これは不図示のロボットハンドにより回収さ
れ、基準ウエハが保管されていたスロットに戻される。
【００４５】以上、実施例２を述べたが、実施例１と同
様に、基準ウエハによる補正の流れを述べたものである
が、上記２例ともに定期点検のみならず、中央制御部２
１で装置のウエハ処理枚数あるいは一定時間毎に自動的
に補正処理を行うことも可能である。
様に、基準ウエハによる補正の流れを述べたものである
が、上記２例ともに定期点検のみならず、中央制御部２
１で装置のウエハ処理枚数あるいは一定時間毎に自動的
に補正処理を行うことも可能である。
【００４６】又、ここではアライメントの為のアライメ
ントマーク３３ａ，３３ｂを持った基準ウエハ３１を使
用して補正について述べたが、トップステージ４上での
アライメント機能として、画像処理によりウエハエッジ
を直接測定する方法によっても可能である。この場合、
補正に使用するウエハは基準マスク３１である必要はな
く、外形寸法が正確に分かっているウエハであれば何ん
でも良い。
ントマーク３３ａ，３３ｂを持った基準ウエハ３１を使
用して補正について述べたが、トップステージ４上での
アライメント機能として、画像処理によりウエハエッジ
を直接測定する方法によっても可能である。この場合、
補正に使用するウエハは基準マスク３１である必要はな
く、外形寸法が正確に分かっているウエハであれば何ん
でも良い。
【００４７】更にはウエハの外形が不正確であっても真
円度さえ保たれていればウエハ中心のズレは測定可能で
あるし、オリフラの向きもオリフラ部の直線性さえ保た
れていれば回転方向を合わせることも可能である。
円度さえ保たれていればウエハ中心のズレは測定可能で
あるし、オリフラの向きもオリフラ部の直線性さえ保た
れていれば回転方向を合わせることも可能である。
【００４８】又、上記では光源側による照度ムラがな
く、更には光電変換素子及び光電変換素子の信号を増幅
するアンプ１７の直線性は高いものとして考えたが、照
度ムラが完全に取りきれている照明系は困難であるし、
光電変換素子やアンプの直線性についても完璧なものは
困難である。その場合、新しい基準位置を使用して再度
基準ウエハ３１のプリアライメントを行い確認、又は更
なる追い込みをすることにより高精度で合わせることが
可能になる。
く、更には光電変換素子及び光電変換素子の信号を増幅
するアンプ１７の直線性は高いものとして考えたが、照
度ムラが完全に取りきれている照明系は困難であるし、
光電変換素子やアンプの直線性についても完璧なものは
困難である。その場合、新しい基準位置を使用して再度
基準ウエハ３１のプリアライメントを行い確認、又は更
なる追い込みをすることにより高精度で合わせることが
可能になる。
【００４９】又、上記では初期設定が行われた後の変化
に対する補正として述べたが、装置組立調整時の自動化
に適応することも可能である。即ち、光電変換素子の特
性バラツキ等を考えずに、標準値で補正プログラムをス
タートさせアンプのゲインや信号のオフセットを自動的
に補正することにより装置組立調整時の調整が不要とな
る。
に対する補正として述べたが、装置組立調整時の自動化
に適応することも可能である。即ち、光電変換素子の特
性バラツキ等を考えずに、標準値で補正プログラムをス
タートさせアンプのゲインや信号のオフセットを自動的
に補正することにより装置組立調整時の調整が不要とな
る。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば基準
基板（基準ウエハ）をプリアライメント後、基板ステー
ジ上でアライメントを行い、基板ステージ上でのアライ
メント結果をプリアライメント部にフィードバックし、
オフセットを自動補正する補正手段を設けることによ
り、プリアライメント部のセンサーやアンプの経時的変
化に対し、自動補正が可能となり、装置のメンテナンス
の手間が減少し装置の稼動率アップと定期的に自動補正
を行うことにより、装置の信頼性向上を図ったアライメ
ント方法及びそれを用いた投影露光装置を達成すること
ができる。
基板（基準ウエハ）をプリアライメント後、基板ステー
ジ上でアライメントを行い、基板ステージ上でのアライ
メント結果をプリアライメント部にフィードバックし、
オフセットを自動補正する補正手段を設けることによ
り、プリアライメント部のセンサーやアンプの経時的変
化に対し、自動補正が可能となり、装置のメンテナンス
の手間が減少し装置の稼動率アップと定期的に自動補正
を行うことにより、装置の信頼性向上を図ったアライメ
ント方法及びそれを用いた投影露光装置を達成すること
ができる。
【図１】 本発明の投影露光装置の要部側面図
【図２】 図１のウエハの搬送経路を示す要部概略図
【図３】 本発明のアライメント方法の実施例１のフロ
ーチャート
ーチャート
【図４】 本発明に係る制御システムのブロック図
【図５】 本発明に係る基準ウエハの説明図
【図６】 本発明に係るプリアライメントの説明図
【図７】 本発明に係る光電変換素子からの出力信号の
説明図
説明図
【図８】 本発明のアライメント方法の実施例２のフロ
ーチャート
ーチャート
１ 照明部 ２ レチクル ３ 投影レンズ ４ トップステージ（基板ステージ） ５ ＸＹステージ ９ プリアライメントステージ １４ ウエハ １５ 光源部 １６ 光電変換素子 ３１ 基準ウエハ（基準基板） ３２ オリフラ ３３ａ，３３ｂ アライメントマーク
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 被露光基板をプリアライメントステーシ
ョンで所定位置にプリアライメントし、次いで該被露光
基板を基板ステージに載置して第２のアライメント手段
でアライメントをした後、原板に形成されているパター
ンを投影レンズにより該被露光基板に投影露光する際、
基準基板を該プリアライメントステーションでプリアラ
イメントをし、次いで該基板ステージに載置して該第２
のアライメント手段でアライメントを行い、該アライメ
ントの結果を該プリアライメントステーションにフィー
ドバックをして該プリアライメントの際のオフセットを
自動的に設定するようにしていることを特徴とするアラ
イメント方法。 - 【請求項２】 原板に形成されているパターンを投影レ
ンズにより基板ステージに載置した被露光基板に投影露
光する投影露光装置において、該被露光基板を所定位置
にプリアライメントするプリアライメントステーション
と該被露光基板を該基板ステージに載置してアライメン
トする第２のアライメント手段と基準基板を該プリアラ
イメントステーションでプリアライメントをし、次いで
該基板ステージに載置して該第２のアライメント手段で
アライメントを行い、このときのアライメント結果を該
プリアライメントステーションにフィードバックして該
プリアライメントを行うときのオフセットを自動的に設
定する補正手段とを設けたことを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項３】 前記プリアライメントステーションは前
記被露光基板又は基準基板側に投光する光源部と該光源
部からの光束を該被露光基板又は基準基板を介して受光
する光電変換手段と該光電変換手段からの信号を処理す
る処理部とを有し、前記補正手段は該処理部からの信号
に基づいてプリアライメントを行うときのオフセットを
自動的に設定していることを特徴とする請求項２の投影
露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108631A JP2936885B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108631A JP2936885B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283315A JPH05283315A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2936885B2 true JP2936885B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=14489698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108631A Expired - Fee Related JP2936885B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アライメント方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936885B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10043697B2 (en) | 2016-05-09 | 2018-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate processing apparatus and article manufacturing method |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3491106B2 (ja) * | 1994-12-14 | 2004-01-26 | 株式会社ニコン | 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 |
| JP4589998B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2010-12-01 | 株式会社目白プレシジョン | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| JP5401065B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2014-01-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置における試料の載置位置測定方法及び載置位置補正方法 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4108631A patent/JP2936885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10043697B2 (en) | 2016-05-09 | 2018-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate processing apparatus and article manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05283315A (ja) | 1993-10-29 |
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