JP3345160B2 - Semiconductor wafer alignment method - Google Patents

Semiconductor wafer alignment method

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JP3345160B2
JP3345160B2 JP8900794A JP8900794A JP3345160B2 JP 3345160 B2 JP3345160 B2 JP 3345160B2 JP 8900794 A JP8900794 A JP 8900794A JP 8900794 A JP8900794 A JP 8900794A JP 3345160 B2 JP3345160 B2 JP 3345160B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの露光装
置における半導体ウエハ位置合わせ方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning a semiconductor wafer in a semiconductor wafer exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハは、ガラス基板等の角型形
状と異なり、円形をなしたものがSiや化合物半導体を
通じて最も多い。これは引き上げ法(チョクラルスキ
法)で結晶が作られる場合が多いためで、結晶の均一性
を向上させるために、結晶を回転させるので、円形のイ
ンゴットとなることによる。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer, unlike a square shape such as a glass substrate, has a circular shape most often through Si or a compound semiconductor. This is because a crystal is often formed by a pulling method (Czochralski method), and the crystal is rotated in order to improve the uniformity of the crystal, which results in a circular ingot.

【0003】また、半導体ウエハは結晶であるため、電
気的、光学的、機械的、化学的特性には異方性がある。
[0003] Since a semiconductor wafer is a crystal, its electrical, optical, mechanical, and chemical properties have anisotropy.

【0004】したがって、引き上げられたインゴット
は、X線回折等の方法で、面方位を±0.1〜0.5°
位の精度で測定され、スライスされる。
[0004] Therefore, the pulled ingot has a plane orientation of ± 0.1 to 0.5 ° by a method such as X-ray diffraction.
It is measured with a precision of the order and sliced.

【0005】また、スライスに先立ち、半導体ウエハ面
内での結晶方位を示すために、オリエンテーションフラ
ット(通称、オリフラ)を、円筒状に加工されたインゴ
ットに刻む。例えば、図4に示すように、(100)面
の3インチ径GaAsウエハ1を例に取ると、直径2R
=75mm、オリフラ3の長さLOF=22mmで、半導
体ウエハ1裏面から表面に向かう方向が(001)方向
で、オリフラ3と平方なX方向が(110)方向、オリ
フラ3と垂直なY方向が〔1,−1(バー付き),0〕
方向となる。
Prior to slicing, an orientation flat (commonly referred to as an orientation flat) is cut into a cylindrical ingot in order to indicate the crystal orientation in the semiconductor wafer plane. For example, as shown in FIG. 4, a 3 inch diameter GaAs wafer 1 having a (100) plane has a diameter of 2R.
= 75 mm, length L OF = 22 mm of the orientation flat 3, the direction from the back surface to the front surface of the semiconductor wafer 1 is the (001) direction, the X direction square to the orientation flat 3 is the (110) direction, and the Y direction perpendicular to the orientation flat 3. Is [1, -1 (with bar), 0]
Direction.

【0006】この半導体ウエハ1にホトリソ技術を用い
た加工を行い、半導体デバイスがその上に形成されてい
くわけであるが、従来は、面内の結晶方位を示している
オリフラ3の直線に厳密に合わせて、素子パターン形成
やICチップのレイアウトを行っていなかった。
The semiconductor wafer 1 is processed using the photolithography technique, and semiconductor devices are formed thereon. Conventionally, the semiconductor device is strictly aligned with the straight line of the orientation flat 3 indicating the in-plane crystal orientation. Accordingly, the formation of element patterns and the layout of IC chips have not been performed.

【0007】例えば、ステッパと称される縮小投影露光
機や、コンタクトマスクアライナと称されるマスクと半
導体ウエハを密着させる方式の露光機では、半導体ウエ
ハを露光のためのウエハチャックに乗せる前に、別の場
所で半導体ウエハを半導体ウエハ中心に対して回転さ
せ、外周部のオリフラの位置を透過または反射型の光セ
ンサで検出し、半導体ウエハの回転を停止させて、半導
体ウエハの回転方向の位置決め(角度決め)を行い、そ
の後ウエハチャック上へ再移動していた。
For example, in a reduction projection exposure machine called a stepper or an exposure machine of a system in which a semiconductor wafer is brought into close contact with a mask called a contact mask aligner, a semiconductor wafer is placed on a wafer chuck for exposure. At another location, the semiconductor wafer is rotated with respect to the center of the semiconductor wafer, the position of the orientation flat on the outer periphery is detected by a transmission or reflection type optical sensor, the rotation of the semiconductor wafer is stopped, and the rotation direction of the semiconductor wafer is positioned. (Angle determination), and then moved again onto the wafer chuck.

【0008】この再移動は機械的に行われているが、そ
れによる半導体ウエハの回転角に、定常誤差や変動誤差
を生じることが多かった。ウエハチャック上で半導体ウ
エハの回転角が厳密に0°になっているかどうかは、実
際に露光現像をしてみなければ分からず、またずれが生
じたとしても、回転角を測定するには分度器を当てて測
るなどの精度の低い方法しかなかった。
Although this re-movement is performed mechanically, a steady error or a fluctuation error often occurs in the rotation angle of the semiconductor wafer due to the re-movement. Whether or not the rotation angle of the semiconductor wafer is exactly 0 ° on the wafer chuck cannot be known unless the exposure and development are actually performed, and even if a deviation occurs, a protractor is required to measure the rotation angle. There was only a low-precision method, such as measuring by applying a force.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、以上述べ
た従来の露光機では、半導体ウエハのオリフラに対して
厳密に平行にマスクパターンを合わせることができなか
った。例えば、図5に示すように、半導体ウエハ1上の
ICチップ4の配列はθ−90°だけ回転する。このよ
うな形で半導体デバイスが完成すると、最終工程で各チ
ップを分離する際(ダイシングと称される)に、結晶自
身が持つ劈開性とダイシング方向がずれていることによ
るチップ外周形の乱れが生じるなどの問題があった。
As described above, in the conventional exposure apparatus described above, the mask pattern cannot be aligned exactly parallel to the orientation flat of the semiconductor wafer. For example, as shown in FIG. 5, the arrangement of the IC chips 4 on the semiconductor wafer 1 rotates by [theta] -90 [deg.]. When a semiconductor device is completed in such a manner, when each chip is separated in a final step (referred to as dicing), disorder of the outer shape of the chip due to deviation of the cleavage property of the crystal itself and the dicing direction is caused. There were problems such as occurrence.

【0010】また、量子細線を使った能動素子では、数
10〜数100Åの幅の細線チャネルを、(110)方
向に形成する必要があるが、従来の方法ではチャネル方
向と、(110)方向のずれを±0.1°以下にはでき
ず、過剰な電子の散乱が発生して、所望の特性が得られ
なかったり、設計値通りの素子パターン形成が行えなか
った。
In an active device using a quantum wire, a thin wire channel having a width of several tens to several hundreds of degrees is required to be formed in the (110) direction. The deviation could not be less than ± 0.1 °, excessive electron scattering occurred, and desired characteristics could not be obtained, or an element pattern could not be formed as designed.

【0011】本発明は、以上述べた問題点を除去するた
めに、露光を行うウエハチャック上で、半導体ウエハの
オリフラの回転角を検出し、それを厳密に0になるよう
に合わせることができる優れた露光装置における半導体
ウエハ位置合わせ方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, in order to eliminate the above-mentioned problems, the rotation angle of the orientation flat of a semiconductor wafer can be detected on a wafer chuck for performing exposure, and adjusted so as to be exactly zero. and to provide an excellent way method combined semiconductor wafer position in the exposure apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、〔1〕オリエンテーションフラットを有する半導体ウエ
ハと、この半導体ウエハ上に素子パターンを転写するた
めのマスクとの間で位置合わせを行う 半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記素子パターンと、前記マスク
における前記素子パターンが形成された領域外に形成さ
れたオリエンテーションフラット位置合わせ用スリット
を有するマスクを準備し、前記オリエンテーションフ
ラット位置合わせ用スリットをして、前記オリエンテ
ーションフラットに光を照射し、前記半導体ウエハを移
動させながら、前記オリエンテーションフラット位置合
わせ用スリットを介して、前記半導体ウエハの前記オリ
エンテーションフラットにて反射される前記光の形状又
は強度を電気信号に変換して検出し、検出される前記電
気信号の変化量が略一定になった時に前記半導体ウエハ
の移動を終了させることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor wafer having an orientation flat.
(C) to transfer an element pattern onto the semiconductor wafer.
A method for aligning a semiconductor wafer with a mask, the device pattern comprising:
Formed outside the region where the element pattern is formed.
Orientation flat alignment slit
Prepare the luma risk of having a bets, the orientation off
And through the slit rats alignment, the Oriente
The semiconductor wafer is moved by irradiating the semiconductor flat with light.
While moving, align the orientation flat
The orientation of the semiconductor wafer through the alignment slit.
The shape or shape of the light reflected on the entrance flat
Converts the intensity into an electric signal and detects the electric signal.
When the amount of change in the air signal becomes substantially constant,
Is terminated.

【0013】〔2〕上記〔1〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記半導体ウエハ上にはレジスト
膜が形成されており、前記光は前記レジスト膜の感光波
長外の波長を有することを特徴とする。
[2] The semiconductor wafer position according to the above [1]
In the aligning method, a resist is formed on the semiconductor wafer.
A film is formed, and the light is applied to a photosensitive wave of the resist film.
It is characterized by having a long wavelength.

【0014】〔3〕上記〔2〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記光は、前 記レジスト膜が露光
されるのに用いられる光の波長よりも長い波長を有する
ことを特徴とする。
[3] The semiconductor wafer position according to the above [2]
In combined method, the light is pre-Symbol resist film exposed
Has a longer wavelength than the wavelength of the light used to be
It is characterized by the following.

【0015】〔4〕上記〔1〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記半導体ウエハは、縮小率が1
/1の露光装置にセットされることを特徴とする。
[4] The semiconductor wafer position according to the above [1]
In the aligning method, the semiconductor wafer has a reduction ratio of 1
/ 1 is set in the exposure apparatus.

【0016】〔5〕上記〔1〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記半導体ウエハは、投影露光方
式の露光装置にセットされることを特徴とする。
[5] The semiconductor wafer position according to the above [1]
In the aligning method, the semiconductor wafer is formed by a projection exposure method.
It is set in an exposure apparatus of the formula.

【0017】〔6〕上記〔1〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、前記半導体ウエハを搭載するウエ
ハステージの光の反射又は散乱を防止した露光装置を用
いることを特徴とする。
[6] The semiconductor wafer position according to the above [1]
In the aligning method, a wafer on which the semiconductor wafer is mounted is mounted.
Use an exposure device that prevents the reflection or scattering of light from hastage.
It is characterized by being.

【0018】〔7〕上記〔1〕記載の半導体ウエハ位置
合わせ方法において、オリフラ部分にテーパ面を形成し
た半導体ウエハを用いることを特徴とする。
[7] The semiconductor wafer position according to the above [1]
In the alignment method, form a tapered surface on the orientation flat
Characterized in that a semiconductor wafer is used.

【0019】[0019]

【作用】本発明によれば、上記したように、半導体ウエ
ハの露光装置において、オリフラの長さより短くかつ幅
が極めて狭い矩形のスリットのオリフラ方向合わせ用パ
ターンを有するガラスマスクを設け、そのスリットを通
った光が、半導体ウエハのオリフラで遮光または反射さ
れた光の強度変化を用いて、半導体ウエハの回転角を検
出し、その検出値の変化量に応じて、半導体ウエハ位置
合わせを行うようにしたものである。
According to the present invention, as described above, in a semiconductor wafer exposure apparatus, a glass mask having an orientation flat orientation pattern of rectangular slits shorter than the length of the orientation flat and extremely narrow is provided, and the slit is formed. As the transmitted light detects the rotation angle of the semiconductor wafer by using the intensity change of the light blocked or reflected by the orientation flat of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is aligned according to the amount of change in the detected value. It was done.

【0020】したがって、マスクパターンと半導体ウエ
ハのオリフラ方向を高精度で合わせることができ、信頼
性の高い半導体ウエハの位置合わせを行うことができ
る。
Therefore, the orientation of the mask pattern and the orientation flat of the semiconductor wafer can be adjusted with high precision, and highly reliable alignment of the semiconductor wafer can be performed.

【0021】また、その位置合わせを行った後、半導体
ウエハを移載することなく、同じ露光装置内で半導体ウ
エハの露光を行うことができ、その半導体ウエハの処理
の精度を向上させることができる。
After the alignment, the semiconductor wafer can be exposed in the same exposure apparatus without transferring the semiconductor wafer, and the processing accuracy of the semiconductor wafer can be improved. .

【0022】また、本発明のガラスマスクを用いること
により、 (1)既存のコンタクトアライナでも投影露光方式で
も、ガラスマスクのオリフラ合わせ用パターンを用い
て、そのパターンと半導体ウエハのオリフラ方向を合わ
せることができる。
In addition, by using the glass mask of the present invention, (1) using a pattern for aligning the orientation of the glass mask with the existing contact aligner or the projection exposure method, aligning the pattern with the orientation flat direction of the semiconductor wafer. Can be.

【0023】(2)ガラスマスク上の余分な領域の一部
をスリット形成領域として用いることにより、ガラスマ
スクの余分な領域が最小限になり、ガラスマスクを全体
的に有効利用することができるとともに、マスク設計も
容易になる。
(2) By using a part of the extra area on the glass mask as the slit forming area, the extra area of the glass mask can be minimized, and the entire glass mask can be effectively used. Also, the mask design becomes easy.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明の第1の実施例を示す半導体
ウエハの露光に用いるガラスマスクの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a glass mask used for exposing a semiconductor wafer according to a first embodiment of the present invention.

【0026】この図に示すように、ガラスマスク11上
にデバイス作製用マスクパターン12が形成されてお
り、半導体ウエハ(図示なし)との相対的な位置関係が
示されている。これは、密着露光(コンタクト露光とも
言われる)を行う時のガラスマスクを示しており、一連
の半導体プロセスの最初で使われるマスク(第1マスク
と称する)が、半導体ウエハとどのような位置関係で露
光されるかによって、半導体ウエハ上のデバイスの位置
は決ってしまう。
As shown in FIG. 1, a mask pattern 12 for device fabrication is formed on a glass mask 11, and a relative positional relationship with a semiconductor wafer (not shown) is shown. This shows a glass mask at the time of performing contact exposure (also called contact exposure), and the mask used at the beginning of a series of semiconductor processes (referred to as a first mask) has any positional relationship with a semiconductor wafer. The position of the device on the semiconductor wafer is determined depending on whether or not the exposure is performed.

【0027】第1マスクで半導体ウエハの表面の一部を
エッチングして、第2マスク以降のマスクと半導体ウエ
ハの合わせのための合わせマークを刻み込む工程が良く
行われるが、この場合、ポジレジストを用いるとすれ
ば、デバイス用マスクパターンは、ほとんどがクロム膜
やエマルジョン膜で遮われたものとなっている。マスク
のオリフラ13の下には、実際には半導体ウエハ上には
露光されないが、半導体ウエハのオリフラ方向を合わせ
る時だけ用いるオリフラ方向合わせ用パターン14が形
成されている。
The step of etching a part of the surface of the semiconductor wafer with the first mask and engraving alignment marks for aligning the second and subsequent masks with the semiconductor wafer is often performed. In this case, a positive resist is used. If used, most of the device mask patterns are shielded by a chromium film or an emulsion film. Below the orientation flat 13 of the mask, an orientation flat alignment pattern 14 that is not actually exposed on the semiconductor wafer but is used only when the orientation of the semiconductor wafer is aligned is formed.

【0028】このオリフラ方向合わせ用パターン14を
拡大したものが図2であり、光を遮光または透過するス
トライプ14a〜14dで構成されている。これらのス
トライプの長さL1 は、半導体ウエハのオリフラの長さ
と同程度、またはそれより小さく、ストライプの幅W1
と間隔W2 は、角度検出の感度や光強度信号の形を決め
ている。なお、幅W3 はオリフラ方向合わせ用パターン
14の全幅である。図3は実際にオリフラ方向合わせ用
パターンを用いて半導体ウエハのオリフラの回転角を検
出する方法の説明図である。
FIG. 2 is an enlarged view of the orientation flat alignment pattern 14, which is composed of stripes 14a to 14d for shielding or transmitting light. The length L 1 of these stripes is the same as or smaller than the length of the orientation flat of the semiconductor wafer, and the width W 1 of the stripes
And the interval W 2 determine the sensitivity of angle detection and the shape of the light intensity signal. The width W 3 being a full width of the orientation flat direction alignment pattern 14. FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of actually detecting the rotation angle of the orientation flat of the semiconductor wafer using the orientation flat alignment pattern.

【0029】図3に示すように、ガラスマスクのデバイ
ス用マスクパターンと、半導体ウエハ21の位置を合わ
せて露光するが、その前に半導体ウエハ21はウエハチ
ャックの移動によって、オリフラ方向合わせ用パターン
14中に、半導体ウエハ21のオリフラ22が入るよう
に移動される。そして、ガラスマスク上の遮光材に形成
されたスリット19からなる格子群中に、半導体ウエハ
21のオリフラ22が入ると、オリフラ22が回転(ス
リット19に対してオリフラ22が傾斜)していれば、
半導体ウエハ21をY方向に移動した時、オリフラ22
はスリット19を斜めに横切るようになる。
As shown in FIG. 3, exposure is performed by aligning the device mask pattern of the glass mask with the position of the semiconductor wafer 21. Before the exposure, the semiconductor wafer 21 is moved by the movement of the wafer chuck. The wafer is moved so that the orientation flat 22 of the semiconductor wafer 21 enters therein. Then, when the orientation flat 22 of the semiconductor wafer 21 enters into a lattice group formed by the slits 19 formed in the light shielding material on the glass mask, if the orientation flat 22 rotates (the orientation flat 22 is inclined with respect to the slit 19). ,
When the semiconductor wafer 21 is moved in the Y direction, the orientation flat 22
Crosses the slit 19 obliquely.

【0030】この格子が肉眼でも識別可能なように作っ
ておけば、半導体ウエハ21を−Y方向に移動した時、
スリット19から見える半導体ウエハ21のオリフラ2
2の反射光は、左から右へ移動する形に見える。その
時、半導体ウエハ21は、図3に示すように、反時計方
向に回転しているので、半導体ウエハ21を時計方向に
回転して修正すれば良い。
If this lattice is formed so that it can be identified by the naked eye, when the semiconductor wafer 21 is moved in the -Y direction,
Orientation flat 2 of semiconductor wafer 21 seen from slit 19
The reflected light of 2 appears to move from left to right. At this time, since the semiconductor wafer 21 is rotating counterclockwise as shown in FIG. 3, the semiconductor wafer 21 may be corrected by rotating the semiconductor wafer 21 clockwise.

【0031】その後、再度上述の動作で回転を検出し、
修正を繰り返した後、スリット19から見える半導体ウ
エハ21のオリフラ22の反射光の左右の移動がなくな
れば、回転の修正は終了する。
Thereafter, the rotation is detected again by the above operation,
After the correction is repeated, if the reflected light of the orientation flat 22 of the semiconductor wafer 21 seen from the slit 19 does not move left and right, the rotation correction ends.

【0032】本実施例のように、縮小率×1の密着露光
または非接触のプロキシ露光の場合は、ガラスマスクの
デバイス用マスクパターン12の下側に、オリフラ方向
合わせ用パターン14を形成する。このオリフラ方向合
わせ用パターン14は、図2に示すような透過部と遮光
部(ポジマスクとネガマスクでは図示したパターンは逆
になる)の幅が、それぞれW1 ,W2 のストライプで形
成されるが、肉眼でみる場合は、10μm〜1mmにす
れば良く、実際に試行した100μmの場合に、十分に
半導体ウエハの回転を検出し、±0.1°以下まで補正
できた。この時、ストライプ長L1 は20mmであった
が、多少感度は下るが、10〜5mmでも可能である。
半導体ウエハの回転を肉眼でなく、装置で検出し修正す
ることもできた。
In the case of contact exposure or non-contact proxy exposure with a reduction ratio of 1 as in this embodiment, the orientation flat pattern 14 is formed below the device mask pattern 12 of a glass mask. The orientation flat pattern 14 is formed by stripes of W 1 and W 2 having a width of a transmitting portion and a light shielding portion (the pattern shown is opposite for a positive mask and a negative mask) as shown in FIG. When viewed with the naked eye, the thickness may be set to 10 μm to 1 mm. In the case of 100 μm, which was actually tried, the rotation of the semiconductor wafer was sufficiently detected and corrected to ± 0.1 ° or less. At this time, the stripe length L1 was 20 mm, but the sensitivity is slightly lowered, but a stripe length L1 of 10 to 5 mm is possible.
The rotation of the semiconductor wafer could be detected and corrected not by the naked eye but by an apparatus.

【0033】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0034】第1の実施例と同様に、縮小率×1の密着
露光又は非接触のプロキシ露光装置において、図1に示
すようなガラスマスク11のオリフラ13に、図2に示
すようなオリフラ方向合わせ用パターン14を設ける。
As in the first embodiment, in the contact exposure or non-contact proxy exposure apparatus with a reduction rate of 1.times., The orientation flat 13 of the glass mask 11 as shown in FIG. An alignment pattern 14 is provided.

【0035】図6は本発明の第2の実施例を示す露光装
置の模式断面図であり、露光光源は通常の装置と同様の
ものである。すなわち、30は露光光源ランプ、31は
放物面鏡、32はランプハウス、33はシャッタ、34
は第1のミラー、35はフライアイレンズ、36は第2
のミラー、37はコンデンサレンズからなり、矢印で露
光光の光路が示されている。ガラスマスク38は、図1
のY方向を、図6の左方向としてセットされ、オリフラ
は右側となる。なお、39はマスクプレートである。
FIG. 6 is a schematic sectional view of an exposure apparatus showing a second embodiment of the present invention. The exposure light source is the same as that of a normal apparatus. That is, 30 is an exposure light source lamp, 31 is a parabolic mirror, 32 is a lamp house, 33 is a shutter, 34
Is the first mirror, 35 is the fly-eye lens, 36 is the second mirror
The mirror 37 has a condenser lens, and the optical path of the exposure light is indicated by an arrow. The glass mask 38 is shown in FIG.
Is set as the left direction in FIG. 6, and the orientation flat is on the right side. Reference numeral 39 denotes a mask plate.

【0036】半導体ウエハ40はウエハステージ41上
に置かれ、ウエハステージ駆動機構42によって、X,
Y,Zの3軸方向の直線運動と、Z軸を中心とした回転
運動が任意に行える。反射型光センサであるオリフラセ
ンサ43は、図7(b)に示すように、発光部43aと
受光部43bからなり、レジストの感光波長外の例えば
赤色のAlGaAsのLEDの光(波長650nm)を
用いている。発光部43aの投光範囲及び受光部43b
の受光範囲は、図1のガラスマスクのオリフラ方向合わ
せ用パターン14を包含する領域としてあるが、これは
検出感度を最大にするためであり、オリフラ方向合わせ
用パターン14より小さくても感度が下がるだけで、十
分使用可能である。
The semiconductor wafer 40 is placed on a wafer stage 41, and X,
Linear motion in three directions of Y and Z and rotational motion about the Z axis can be arbitrarily performed. As shown in FIG. 7B, the orientation flat sensor 43, which is a reflection type optical sensor, includes a light emitting unit 43a and a light receiving unit 43b, and emits light (wavelength: 650 nm) of, for example, a red AlGaAs LED outside the photosensitive wavelength of the resist. Used. Light emitting range of light emitting section 43a and light receiving section 43b
The light receiving range is a region including the orientation flat alignment pattern 14 of the glass mask of FIG. 1. This is for maximizing the detection sensitivity, and the sensitivity is reduced even if it is smaller than the orientation flat alignment pattern 14. Just enough is available.

【0037】そこで、図7(a)に示すように、露光
時、または待機時にはオリフラセンサ43は露光光を遮
らない位置にあり、半導体ウエハが露光のために搬送系
(図示せず)によってウエハチャック上にセットされ、
マスク合わせのためにマスクと半導体ウエハの間隔が3
0〜100μmになるよう、ウエハステージ駆動機構に
よって上昇される。この動作で、半導体ウエハとマスク
の位置関係は元位置となる。
Therefore, as shown in FIG. 7A, the orientation flat sensor 43 is at a position where the exposure light is not blocked at the time of exposure or standby, and the semiconductor wafer is moved by a transfer system (not shown) for exposure. Set on the chuck,
The distance between the mask and the semiconductor wafer is 3 for mask alignment.
It is raised by the wafer stage drive mechanism so as to be 0 to 100 μm. With this operation, the positional relationship between the semiconductor wafer and the mask becomes the original position.

【0038】半導体ウエハ上にすでにマスク合わせマー
クが刻んである場合には、それとガラスマスク上の合わ
せマークとの相対関係で、半導体ウエハのX,Yと回転
角θを合わせるが、半導体ウエハが工程中の第1回目の
ホトリソ工程に来た場合には、半導体ウエハ上には合わ
せマークが刻まれていないので、次に述べるような本発
明の方法で回転角θ合わせをまず行う。
If a mask alignment mark has already been cut on the semiconductor wafer, the X and Y of the semiconductor wafer and the rotation angle θ are matched by the relative relationship between the mask alignment mark and the alignment mark on the glass mask. In the first photolithography step, since no alignment mark is formed on the semiconductor wafer, the rotation angle θ is first adjusted by the method of the present invention as described below.

【0039】図7(b)に示すように、オリフラセンサ
43は駆動機構44により、ガラスマスク38上のオリ
フラ方向合わせ用パターン45の上部にセットされる。
As shown in FIG. 7B, the orientation flat sensor 43 is set above the orientation flat alignment pattern 45 on the glass mask 38 by the driving mechanism 44.

【0040】次に、半導体ウエハは−Y方向に移動し、
半導体ウエハ40のオリフラ46が、ガラスマスク38
のオリフラ方向合わせ用パターン45の領域を通過す
る。
Next, the semiconductor wafer moves in the -Y direction,
The orientation flat 46 of the semiconductor wafer 40 is
Pass through the area of the orientation flat alignment pattern 45.

【0041】そこで、半導体ウエハ40の回転角θが大
きくずれている場合、つまり、θ>tan-1(W3 /L
1 )は、図8に示すように、半導体ウエハ40のオリフ
ラ46がストライプ(スリット)45a、45b、45
cを同時に過ぎる時があるため、ネガマスクで周辺に遮
光材料があり、ストライプが光を透過する窓になってい
る場合は、その窓からレジストを塗布された半導体ウエ
ハが光を反射し、受光部43b(受光素子)の出力電圧
波形は、図10に示すようになる。
Therefore, when the rotation angle θ of the semiconductor wafer 40 is largely shifted, that is, θ> tan −1 (W 3 / L
1 ) As shown in FIG. 8, the orientation flat 46 of the semiconductor wafer 40 has stripes (slits) 45a, 45b, 45
c may pass at the same time, so if there is a light shielding material around the negative mask and the stripe is a window that transmits light, the semiconductor wafer coated with the resist reflects light from the window and the light receiving part The output voltage waveform of 43b (light receiving element) is as shown in FIG.

【0042】すなわち、ストライプ(スリット)45
a、45b、45cの反射光成分による出力電圧成分
は、それぞれ図9(a)〜図9(c)のようになり、そ
れらが合計された受光部43bの出力電圧波形は、図1
0に示すように、半導体ウエハ40の移動前の基底値か
ら徐々に増加し一定値になる。
That is, the stripe (slit) 45
The output voltage components due to the reflected light components of a, 45b, and 45c are as shown in FIGS. 9A to 9C, respectively. The output voltage waveform of the light receiving unit 43b obtained by summing them is shown in FIG.
As shown by 0, the base value gradually increases from the base value before the movement of the semiconductor wafer 40 and becomes a constant value.

【0043】また、この出力電圧の微分信号は、図11
に示すように、0からステップ的に増加し、極大で安定
した後、ステップ的に減少し、0になる。
The differential signal of the output voltage is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the value increases stepwise from 0, and then stabilizes at a maximum, then decreases stepwise and becomes zero.

【0044】半導体ウエハ40の回転角θがあまりにも
大きい時は、全てのストライプ(スリット)45a、4
5b、45cを半導体ウエハ40が過ぎるので、回転角
θを変えても、微分信号のプラトー部(極大値)の振幅
Vsは変わらず、プラトー部の継続時間t1 が変わる。
When the rotation angle θ of the semiconductor wafer 40 is too large, all the stripes (slits) 45a,
5b, because 45c semiconductor wafer 40 passes, and also by changing the rotation angle θ, the amplitude Vs of the plateau portion of the differential signal (maximum value) does not change, changes the duration t 1 of the plateau.

【0045】従って、半導体ウエハ40を元位置に戻
し、回転角θを+か−へ微小量変化させ、再び、−Y方
向に移動して微分信号のプラトー部の継続時間t1 が、
大きくなったか小さくなったかを見る。
Accordingly, the semiconductor wafer 40 is returned to the original position, the rotation angle θ is changed by a small amount to + or-, and the semiconductor wafer 40 is moved in the -Y direction again, so that the duration t 1 of the plateau portion of the differential signal becomes
See if it gets bigger or smaller.

【0046】これで、回転角θを動かす方向が分かった
ので、微分信号のプラトー部の継続時間t1 が小さくな
る方向に回転角θを微小量動かしながら、元位置から−
Y方向への直線運動を続ける。
Now, since the direction in which the rotation angle θ is moved is known, the rotation angle θ is moved by a small amount in the direction in which the duration t 1 of the plateau portion of the differential signal is reduced, and −
Continue the linear motion in the Y direction.

【0047】プラトー部の継続時間t1 が小さくなれ
ば、次に、微分信号のプラトー部の振幅Vsが小さくな
るように回転角θを動かしながら、半導体ウエハ40の
直線運動を続ける。
If the duration t 1 of the plateau decreases, then the linear movement of the semiconductor wafer 40 continues while moving the rotation angle θ so that the amplitude Vs of the plateau of the differential signal decreases.

【0048】半導体ウエハ40の回転角θのずれが小さ
くなると、つまり、θ<tan-1〔(W1 +W2 )/L
1 〕の場合は、図12に示すように、半導体ウエハ40
のオリフラ46は、ストライプ(スリット)45a,4
5b,45cを1本ずつっていくようになるので、そ
の各スリットの出力電圧は、図13のように示される。
また、全体の出力電圧は、図14に示すように、出力電
圧は小刻みに平坦部が現れ、図15に示すように、微分
信号は連続波形でなく、パルス波列となる。この時は、
パルス時間t2 が短くなるように、半導体ウエハ40の
回転角θを動かしながら半導体ウエハ40の直線運動を
続け、半導体ウエハ40の−Y方向の移動速度、ストラ
イプ形状、オリフラ形状電極で決まる所望の回転角θ0
に対応したtsA 以下になった時に、直線運動を停止
し、半導体ウエハ40を、元位置に戻し、半導体ウエハ
40の回転角θ合わせを終了し、XYの合わせを開始す
る。
When the deviation of the rotation angle θ of the semiconductor wafer 40 becomes small, that is, θ <tan −1 [(W 1 + W 2 ) / L
1 ], as shown in FIG.
Ori-fla 46 has stripes (slits) 45a, 4
5b, since as will Tsu through one by one the 45 c, the output voltage of each slit is as shown in FIG. 13.
In addition, as shown in FIG. 14, the output voltage has a flat portion in small increments as shown in FIG. 14, and the differential signal is not a continuous waveform but a pulse wave train as shown in FIG. At this time,
The linear motion of the semiconductor wafer 40 is continued while moving the rotation angle θ of the semiconductor wafer 40 so that the pulse time t 2 is shortened, and a desired speed determined by the moving speed of the semiconductor wafer 40 in the −Y direction, the stripe shape, and the orientation flat shape electrode. Rotation angle θ 0
When tsA or less is reached, the linear motion is stopped, the semiconductor wafer 40 is returned to the original position, the rotation angle θ adjustment of the semiconductor wafer 40 is completed, and the XY adjustment is started.

【0049】ここで、パルス時間t2 は無限小になるわ
けではなく、図2に示すストライプの幅W1 と間隔W2
によって定まる値t2 ′に無限に近づく。
Here, the pulse time t 2 does not become infinitely small, but the width W 1 and the interval W 2 of the stripe shown in FIG.
Approaches infinity to the value t 2 ′ determined by

【0050】 t2 ′=t3 ×W1 /(W1 +W2 ) ここで、t3 は微分信号の周期であり、次式で表され
る。
T 2 ′ = t 3 × W 1 / (W 1 + W 2 ) where t 3 is the period of the differential signal, and is represented by the following equation.

【0051】 t3 =(W1 +W2 )/vy ここで、vy は半導体ウエハ40の−Y方向の移動速度
である。
T 3 = (W 1 + W 2 ) / v y where v y is the moving speed of the semiconductor wafer 40 in the −Y direction.

【0052】半導体ウエハ40の回転角θのずれが極め
て小さくなると、つまり、θ<tan-1(W1 /L1
の場合は、図16に示すように、ストライプ(スリッ
ト)51からオリフラの一部が見えはじめる時、オリフ
ラの全部が見えている時、オリフラの一部が隠れはじめ
る時があるため、受光部43bの出力電圧は、図17に
示すように、その微分信号は、図18に示すような3段
階のパルスになる。なお、図16において、52はウエ
ハステージ駆動機構である。
When the deviation of the rotation angle θ of the semiconductor wafer 40 becomes extremely small, that is, θ <tan −1 (W 1 / L 1 )
In the case of, as shown in FIG. 16, when a part of the orientation flat starts to be seen from the stripe (slit) 51, when the whole orientation flat is seen, and when a part of the orientation flat starts to be hidden, the light receiving unit 43 b As shown in FIG. 17, the differential signal becomes a three-step pulse as shown in FIG. In FIG. 16, reference numeral 52 denotes a wafer stage driving mechanism.

【0053】実際に、L1 =20mm、W1 =W2 =1
00μm、vy =5mm/secの場合、θ=0.1°
にした時のパルス形状は、t4 =7msec、t5 =1
3msec、t2 =27msec、t3 =40msec
であった。
Actually, L 1 = 20 mm, W 1 = W 2 = 1
In the case of 00 μm and v y = 5 mm / sec, θ = 0.1 °
Pulse shape when the, t 4 = 7msec, t 5 = 1
3 msec, t 2 = 27 msec, t 3 = 40 msec
Met.

【0054】t2 /t3 =67.5%であり、十分に制
御可能であったが、θ=0.01°に制御するには、t
4 =0.7msec、t5 =19.3msec、t2
20.7msecとなり、t2 /t3 =51.8%であ
るため、検出感度としては低くなる。その場合は、微分
信号をもう一度微分して、図19に示すように、2回微
分信号を作り、正または負の連続パルスの間隔t4 を直
接求め、これを0に近づけるように制御すると効果的で
あった。
Although t 2 / t 3 = 67.5%, which was sufficiently controllable, to control θ = 0.01 °, t
4 = 0.7 msec, t 5 = 19.3 msec, t 2 =
Since 20.7 msec and t 2 / t 3 = 51.8%, the detection sensitivity is low. In this case, it is effective to differentiate the differentiated signal again to generate a twice differentiated signal as shown in FIG. 19, directly obtain the interval t 4 between positive or negative continuous pulses, and control the interval t 4 to approach zero. It was a target.

【0055】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0056】第2の実施例と同様な縮小率×1の密着露
光または非接触のプロキシ露光装置で、かつオリフラセ
ンサを有する装置において、図1と同様な、ガラスマス
ク61のオリフラ63に、図20のような、長さL1
幅W1 のストライプ64を1本だけ設ける。この場合、
デバイス用マスクパターン62のオリフラ63側の端部
を、図21に示すように、ストライプ64の片辺として
用いても良い。なお、65はストライプを形成するため
の補助パターン領域(遮光領域)である。
In a contact exposure or non-contact proxy exposure apparatus having the same reduction rate × 1 as in the second embodiment, and an apparatus having an orientation flat sensor, the orientation flat 63 of the glass mask 61 shown in FIG. Length L 1 , such as 20,
Providing a stripe 64 of width W 1 only one. in this case,
The end on the orientation flat 63 side of the device mask pattern 62 may be used as one side of the stripe 64 as shown in FIG. Reference numeral 65 denotes an auxiliary pattern area (light-shielding area) for forming a stripe.

【0057】この場合は、ストライプ64が1本である
ので、半導体ウエハの回転角θの大小による出力電圧波
形の連続波形からパルス波形への変化はなく、図17の
出力電圧、図18の微分信号、図19の二重微分信号の
2 時間内の波形が1回だけ現れる。
In this case, since the number of stripes 64 is one, there is no change from the continuous waveform of the output voltage waveform to the pulse waveform due to the magnitude of the rotation angle θ of the semiconductor wafer, and the output voltage of FIG. The signal, the waveform within the time t 2 of the double differential signal in FIG. 19 appears only once.

【0058】(1)半導体ウエハ70の回転角θのずれ
の大きい場合、すなわち、θ≧tan-1(W1 /L1
の場合は、図22に示すように、t4 =W1 /vy で一
定 t5 =(L1 tanθ−W1 )/vy 2 =t4 ×2+t5 =W1 /vy + L1 tanθ/vy 、 (2)半導体ウエハ70の回転角θのずれの小さい場
合、つまり、〔θ≦tan-1(W1 /L1 )〕は、図1
6に示すように、 t4 =L1 tanθ/vy5 =(W1 −L1 tanθ)/vy2 =(W1 /vy )+(L1 tanθ/vy ) となるので、半導体ウエハ70の回転角θの制御方式と
しては、オリフラセンサ43の出力電圧波形の2回微分
信号からt4 とt5 を直接求め、 (i)t4 がW1 とvy から求まる定数(W1 /vy
に等しければ、t5 またはt2 (=t4 ×2+t5 )が
小さくなる方向に半導体ウエハ70を回転し、 (ii)t4 がW1 /vy より小さければ、t4 又はt
2 が小さくなる方向に半導体ウエハを回転すればよい。
(1) When the deviation of the rotation angle θ of the semiconductor wafer 70 is large, that is, θ ≧ tan −1 (W 1 / L 1 )
In the case of, as shown in FIG. 22, t 4 = W 1 / v y and constant t 5 = (L 1 tan θ−W 1 ) / v y t 2 = t 4 × 2 + t 5 = W 1 / v y + L 1 tan θ / v y , (2) When the deviation of the rotation angle θ of the semiconductor wafer 70 is small, that is, [θ ≦ tan -1 (W 1 / L 1 )]
As shown in FIG. 6, t 4 = L 1 tan θ / v y t 5 = (W 1 −L 1 tan θ) / v y t 2 = (W 1 / v y ) + (L 1 tan θ / v y ) Therefore, as a control method of the rotation angle θ of the semiconductor wafer 70, t 4 and t 5 are directly obtained from the second derivative signal of the output voltage waveform of the orientation flat sensor 43, and (i) t 4 is obtained from W 1 and v y. Constant (W 1 / v y )
Equal to, rotating the t 5 or t 2 (= t 4 × 2 + t 5) semiconductor wafer 70 in the direction of smaller, smaller than (ii) t 4 is W 1 / v y, t 4 or t
What is necessary is just to rotate the semiconductor wafer in the direction in which 2 becomes smaller.

【0059】又は、オリフラ71を検出するオリフラセ
ンサ43の出力電圧波形の1回微分信号からt2 を求
め、t2 が小さくなる方向に半導体ウエハ70を回転
し、t2がW1 /vy に近づいてきて半導体ウエハ70
の回転角θに対するt2 の感度が小さくなってから、t
4 が小さくなる方向に半導体ウエハ70を回転させるよ
うに切り換える方式でも良い。
Alternatively, t 2 is obtained from a one-time differential signal of the output voltage waveform of the orientation flat sensor 43 for detecting the orientation flat 71, and the semiconductor wafer 70 is rotated in a direction in which t 2 is reduced, and t 2 becomes W 1 / v y. Approaching the semiconductor wafer 70
After the sensitivity of t 2 to the rotation angle θ of
A method of switching the semiconductor wafer 70 so as to rotate the semiconductor wafer 70 in a direction in which 4 becomes smaller may be used.

【0060】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0061】第1〜3の実施例とは異なる縮小率が1
以上の縮小投影露光装置(ステッパと称する)におい
て、本発明を実施した例について述べる。
Unlike the first to third embodiments , the reduction ratio is 1
An example in which the present invention is implemented in the above reduced projection exposure apparatus (referred to as a stepper) will be described.

【0062】縮小率×1の密着露光またはプロキシ露光
では、半導体ウエハ上に転写されるパターンと同一の倍
率のパターンが、ガラスマスク上にて形成されており、
マスク上にICなどのパターンが繰り返し形成されてい
る。
In the contact exposure or the proxy exposure at a reduction rate of 1, a pattern having the same magnification as the pattern transferred onto the semiconductor wafer is formed on a glass mask.
A pattern such as an IC is repeatedly formed on the mask.

【0063】一方、ステッパでは、マスクには、ICな
どのパターン群が形成され、図23(a)に示すよう
に、半導体ウエハ80上に繰り返し露光される。この繰
り返しの単位をレチクル81と称する。ステッパの概略
図を図24に示すが、半導体ウエハ80上のレチクル8
1の配列形状を決める要因は、密着露光のように半導体
ウエハ80とマスクの相対位置のみではなく、 (i)ウエハステージ駆動機構100のX,Y方向が基
準となり、 (ii)ウエハステージ駆動機構100のX(又はY)方
向と半導体ウエハ80の回転角φ1 (iii )ウエハステージ駆動機構100のX(または
Y)方向とレチクル81の回転角φ2である。
On the other hand, in the stepper, a pattern group such as an IC is formed on the mask, and is repeatedly exposed on the semiconductor wafer 80 as shown in FIG. This repetition unit is referred to as a reticle 81. FIG. 24 shows a schematic view of the stepper.
Factors that determine the array shape of 1 are not only the relative positions of the semiconductor wafer 80 and the mask as in the case of close contact exposure, but also (i) the X and Y directions of the wafer stage drive mechanism 100, and (ii) the wafer stage drive mechanism. The X (or Y) direction of 100 and the rotation angle φ 1 of the semiconductor wafer 80 (iii) The X (or Y) direction of the wafer stage drive mechanism 100 and the rotation angle φ 2 of the reticle 81.

【0064】レチクル81の回転のない場合(レチクル
81の回転角φ2 =0)、レチクル81の配列は、図2
3(b)に示すように、正しく配列されるが、レチクル
81が回転していると、(レチクル81の回転角φ2
0)、図23(c)に示すように、ψだけ回転したレチ
クル81がX,Y方向に配列される。ψは、半導体ウエ
ハ80全面にテスト露光を行えば、光学顕微鏡等で観察
できるので、容易に検出でき、ψ=0にすることができ
るが、φを0にするのは、ウエハサイズが大きいため、
φを高精度に測定できないために困難であった。
When the reticle 81 is not rotating (rotation angle φ 2 = 0 of the reticle 81), the arrangement of the reticle 81 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 3B, the arrangement is correct, but if the reticle 81 is rotating, (the rotation angle φ 2 ≠ of the reticle 81)
0), as shown in FIG. 23C, the reticles 81 rotated by ψ are arranged in the X and Y directions. ψ can be easily detected and can be set to ψ = 0 when test exposure is performed on the entire surface of the semiconductor wafer 80 by an optical microscope or the like, but φ is set to 0 because the wafer size is large. ,
It was difficult to measure φ with high accuracy.

【0065】図25は本発明の第4の実施例を示すガラ
スマスクの平面図である。
FIG. 25 is a plan view of a glass mask showing a fourth embodiment of the present invention.

【0066】中央部にデバイス用パターンが形成された
領域121があり、その外側のデバイスパターン外領域
124は、クロム膜等の遮光材で覆われている。デバイ
ス用パターンが形成された領域121のすぐ外側の5〜
10mmの領域122は、図24に示したステッパのブ
レード(移動機構を有する遮光板)111の先端部が位
置する領域で、ブレードの位置制御精度が低いことと、
ブレードはレチクル面の上または下に置かれるので、光
学系の焦点面にはないため、ブレード先端の影の像がぼ
けることのため、マスク上の遮光材にはパターン及び欠
陥がないように作られる。
There is a region 121 in which a device pattern is formed at the center, and a region 124 outside the device pattern outside the region 121 is covered with a light shielding material such as a chrome film. 5-5 just outside the region 121 where the device pattern is formed
The region 122 of 10 mm is a region where the tip of the blade (light shield plate having a moving mechanism) 111 of the stepper shown in FIG. 24 is located, and the position control accuracy of the blade is low.
Since the blade is placed above or below the reticle surface, it is not in the focal plane of the optical system, and the shadow image on the blade tip is blurred. Can be

【0067】このデバイスパターン外領域124、かつ
ブレード用無パターン領域122外の外周部125に、
第1の実施例の複数本のストライプから構成されるオリ
フラ方向合わせ用パターン14、又は第3の実施例の単
数のストライプからなるオリフラ方向合わせ用パターン
123を設ける。
In the outer region 125 outside the device pattern area 124 and the non-pattern non-pattern area 122,
The orientation flat pattern 14 composed of a plurality of stripes of the first embodiment or the orientation flat pattern 123 composed of a single stripe of the third embodiment is provided.

【0068】露光する場合は、まず、このガラスマスク
120を、図24のステッパのレチクルステージにセッ
トし、レジストをコートしたモニタウエハ上にテスト露
光と現像を行い、隣接チップの回転ずれを光学顕微鏡で
観察し、レチクルパターンのX方向と、ウエハステージ
駆動機構100のX方向との回転角φを0にするよう調
整する。
In the case of exposure, first, the glass mask 120 is set on the reticle stage of the stepper shown in FIG. 24, test exposure and development are performed on the resist-coated monitor wafer, and the rotational deviation of the adjacent chips is measured by an optical microscope. And adjust the rotation angle φ between the X direction of the reticle pattern and the X direction of the wafer stage driving mechanism 100 to be zero.

【0069】次に、ICを作製するための半導体ウエハ
80を、ステッパの搬送系とオリフラの予備合わせ機構
を用いて、オリフラを粗く合わせた後、ウエハステージ
91の上にセットする。ステッパのブレード111は、
図25に示したレチクルの上下左右方向の4枚のブレー
ドから成るが、オリフラ方向合わせ用パターン123の
あるレチクル上方向のブレードを引き戻し、オリフラ方
向合わせ用パターン123に露光光が照射されるように
する。
Next, the semiconductor wafer 80 for manufacturing an IC is roughly set with the orientation flat using a transport system of a stepper and a preliminary alignment mechanism of the orientation flat, and then set on a wafer stage 91. The stepper blade 111
The reticle shown in FIG. 25 includes four blades in the up, down, left, and right directions. The reticle upward blade having the orientation flat alignment pattern 123 is pulled back so that the exposure light is irradiated onto the orientation flat alignment pattern 123. I do.

【0070】次に、図24に示す半導体ウエハ80をY
方向に移動して、半導体ウエハ80のオリフラ82に、
図25に示すオリフラ方向合わせ用パターン123の像
を結像させる。このとき、図24のオリフラセンサ13
1(待機位置を実線で示した)を点線で示すように、露
光光の光路中に移動する。
Next, the semiconductor wafer 80 shown in FIG.
To the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80,
An image of the orientation flat pattern 123 shown in FIG. 25 is formed. At this time, the orientation flat sensor 13 shown in FIG.
As indicated by a dotted line, 1 (the standby position is indicated by a solid line) moves in the optical path of the exposure light.

【0071】オリフラセンサ131は、図26に示すよ
うに、露光光を透過し、半導体ウエハ80からの反射光
を、右方向に反射するためのハーラミラー141、レン
ズ142、受光素子143からなり、オリフラ82に結
像されたオリフラ方向合わせ用パターン123の像の反
射光を、電気的に検出できるようになっている。
As shown in FIG. 26, the orientation flat sensor 131 is composed of a Harla mirror 141, a lens 142, and a light receiving element 143 for transmitting exposure light and reflecting reflected light from the semiconductor wafer 80 to the right. The reflected light of the image of the orientation flat alignment pattern 123 formed at 82 can be electrically detected.

【0072】ここで、ウエハステージ91をYと直交す
るX方向に、オリフラ82の長さ分だけ移動し、オリフ
ラ82の反射光の変動を見てφを調節する。反射光が小
さくなるなら、φを−方向へ、反射光が大きくなるなら
φを+方向に、ウエハステージ91を回転して、調整動
作を繰り返す。ウエハステージ91を回転することによ
って、半導体ウエハ80のオリフラ82に、オリフラ方
向合わせ用パターン123の像が丁度当たらなくなれ
ば、ウエハステージ91をY方向に動かして、適当な半
導体ウエハ80のオリフラ82からの反射光による信号
が現れるよう調整する。
Here, the wafer stage 91 is moved in the X direction orthogonal to Y by the length of the orientation flat 82, and φ is adjusted by observing the fluctuation of the reflected light from the orientation flat 82. If the reflected light is small, φ is set in the negative direction, and if the reflected light is large, φ is set in the positive direction. The wafer stage 91 is rotated, and the adjustment operation is repeated. When the image of the orientation flat pattern 123 does not exactly hit the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80 by rotating the wafer stage 91, the wafer stage 91 is moved in the Y direction to move the orientation flat 82 from the orientation flat 82 of the appropriate semiconductor wafer 80. Is adjusted so that a signal due to the reflected light of the above appears.

【0073】実際に、半導体ウエハ80上の投影像が幅
100μm、長さ8mmのオリフラ方向合わせ用パター
ン123でかつ、3インチ直径の半導体ウエハでオリフ
ラ82の長さ22mmの場合、半導体ウエハ80のX方
向の移動距離が16mmになる。幅100μmのオリフ
ラ方向合わせ用パターン123の投影像の反射光が、1
6mmの半導体ウエハ80のX方向の移動によっても、
必ず検出できるようにφを調整するとφ<tan
-1(0.1/16)=0.4°になるが、アンプの感度
を10倍に上げれば、φ<0.04°にでき、さらに小
さくすることも可能である。
Actually, when the projected image on the semiconductor wafer 80 is the orientation flat alignment pattern 123 having a width of 100 μm and a length of 8 mm, and the orientation flat 82 has a length of 22 mm in the case of a 3-inch diameter semiconductor wafer, The moving distance in the X direction becomes 16 mm. The reflected light of the projected image of the orientation flat pattern 123 having a width of 100 μm is 1
The 6 mm movement of the semiconductor wafer 80 in the X direction also
If φ is adjusted so that it can always be detected, φ <tan
−1 (0.1 / 16) = 0.4 °, but if the sensitivity of the amplifier is increased by a factor of 10, φ <0.04 ° can be achieved, and it can be further reduced.

【0074】ステッパの光学系において、オリフラセン
サ131を入れる位置は、図24に示した縮小投影レン
ズ112と半導体ウエハ80との間以外に、ガラスマス
ク120と縮小投影レンズ112の間でも、ガラスマス
ク120と露光光源110との間であっても、半導体ウ
エハ80のオリフラ82の反射光が通過する位置ならど
こでも良い。
In the optical system of the stepper, the position where the orientation flat sensor 131 is inserted is not only between the reduction projection lens 112 and the semiconductor wafer 80 shown in FIG. 24 but also between the glass mask 120 and the reduction projection lens 112. Even between the light source 120 and the exposure light source 110, any position may be used as long as the reflected light from the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80 passes therethrough.

【0075】このように構成することにより、 (1)ステッパの露光光を利用して、かつレチクルを交
換することなく、迅速に半導体ウエハのオリフラ合わせ
をすることができる。
With this configuration, (1) the orientation flat of the semiconductor wafer can be quickly performed using the exposure light of the stepper and without changing the reticle.

【0076】(2)上記したように、ステッパの場合に
は半導体ウエハの移動方向、合わせの考え方がコンタク
トアライナの場合と変わる。これによって、ステッパで
オリフラ方向と半導体ウエハ上に形成されるパターン配
列方向を、任意の微小角度に制御することができる。
(2) As described above, in the case of the stepper, the moving direction and alignment of the semiconductor wafer are different from those of the contact aligner. Thus, the direction of the orientation flat and the pattern arrangement direction formed on the semiconductor wafer by the stepper can be controlled to an arbitrary minute angle.

【0077】(3)レチクルを透過した露光光を、半導
体ウエハのオリフラ検出光として用いることができる。
(3) The exposure light transmitted through the reticle can be used as the orientation flat detection light of the semiconductor wafer.

【0078】(4)オリフラ方向とパターン配列方向を
高精度で合わせることができる。
(4) The orientation flat direction and the pattern arrangement direction can be matched with high accuracy.

【0079】次に、本発明の第5の実施例について説明
する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0080】第4の実施例で説明したように、ステッパ
においては、ウエハステージ91の駆動機構100が
X,Y方向を決めるので、このX方向に対して半導体ウ
エハのオリフラ方向が合っていれば、半導体ウエハ上の
レチクル配列のX方向はオリフラ方向と合う。つまり、
レチクルのあるパターンを透過した光を使う必要は必ず
しもないので、第2の実施例の図6及び図7で示した発
光部と受光部を有するオリフラセンサ43を、図24に
示す縮小投影レンズ112と半導体ウエハ80との間に
挿入する方式でも可能である。なお、図24において、
130はオリフラセンサ駆動機構である。
As described in the fourth embodiment, in the stepper, since the drive mechanism 100 of the wafer stage 91 determines the X and Y directions, if the orientation flat direction of the semiconductor wafer matches the X direction. The X direction of the reticle array on the semiconductor wafer matches the orientation flat direction. That is,
Since it is not always necessary to use light transmitted through a certain pattern of the reticle, the orientation flat sensor 43 having the light emitting unit and the light receiving unit shown in FIGS. 6 and 7 of the second embodiment can be replaced with the reduction projection lens 112 shown in FIG. It is also possible to use a method of inserting between the semiconductor wafer 80 and the semiconductor wafer 80. In FIG. 24,
130 is an orientation flat sensor drive mechanism.

【0081】図28は本発明の第5の実施例を示すステ
ッパ用の発光部を有するオリフラセンサを示す図であ
る。
FIG. 28 is a view showing an orientation flat sensor having a light emitting section for a stepper according to a fifth embodiment of the present invention.

【0082】この図に示すように、発光素子151はレ
ジストを感光させない波長のLEDまたは半導体レーザ
から成り、その光は集光レンズ152を通り、スリット
153又はガラスマスク上パターン(図示せず)を通っ
て、任意の形状(例えば100μmφの同形とか10×
100μm□の矩形など)になり、集光レンズ152で
半導体ウエハ80のオリフラ82に結像される。ここ
で、光はミラー154により下方に曲げられている。
As shown in this figure, the light emitting element 151 is composed of an LED or a semiconductor laser having a wavelength that does not expose the resist, and the light passes through the condenser lens 152 and passes through a slit 153 or a pattern (not shown) on a glass mask. Pass through any shape (for example, the same shape of 100 μmφ or 10 ×
(A 100 μm square or the like) and is imaged on the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80 by the condenser lens 152. Here, the light is bent downward by the mirror 154.

【0083】次に、半導体ウエハ80のオリフラ82で
反射された光は、ミラー154により横方向に曲げら
れ、更に、レンズ155により受光素子156上に集光
される。なお、図28において、91はウエハステー
ジ、157はオリフラセンサ駆動機構である。
Next, the light reflected by the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80 is bent laterally by the mirror 154, and is further condensed on the light receiving element 156 by the lens 155. In FIG. 28, reference numeral 91 denotes a wafer stage, and 157 denotes an orientation flat sensor driving mechanism.

【0084】受光素子156の電気信号を見ながら、図
27に示すように、半導体ウエハ80をX方向に移動す
れば、半導体ウエハ80のオリフラ82が、ステージの
X移動方向と正しく合っていなければ、信号電圧が変化
するので、その様子を見ながら半導体ウエハ80の回転
角φを変えれば良い。スリット123(オリフラ方向合
わせ用パターン)の形状は、回転角φの検出感度や、半
導体ウエハ80をX方向に移動した時のオリフラ部の捕
束性(オリフラに相当する信号を見失わない性能)に関
係するが、所望の性能に応じて任意に変えることができ
る。
When the semiconductor wafer 80 is moved in the X direction as shown in FIG. 27 while observing the electric signal of the light receiving element 156, if the orientation flat 82 of the semiconductor wafer 80 does not properly match the X movement direction of the stage. Since the signal voltage changes, the rotation angle φ of the semiconductor wafer 80 may be changed while observing the state. The shape of the slit 123 (pattern for aligning the orientation flat) is used to improve the detection sensitivity of the rotation angle φ and the trapping property of the orientation flat when the semiconductor wafer 80 is moved in the X direction (the ability to lose a signal corresponding to the orientation flat). Although related, it can be arbitrarily changed according to the desired performance.

【0085】このように構成することにより、半導体ウ
エハのX方向への移動により、半導体ウエハのオリフラ
と、ガラスマスクのオリフラ合わせ用パターンとの位置
関係を検出し、半導体ウエハの位置合わせを行うことが
できる。
With this configuration, the positional relationship between the orientation flat of the semiconductor wafer and the orientation pattern of the glass mask is detected by the movement of the semiconductor wafer in the X direction, and the alignment of the semiconductor wafer is performed. Can be.

【0086】次に、本発明の第6の実施例について説明
する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

【0087】第1〜5の実施例においては、半導体ウエ
ハのオリフラ部分に光を照射するので、ウエハステージ
からの反射光または散乱光があると、半導体ウエハのオ
リフラ部分から反射光の変化に対して雑音信号となるの
で、無反射コートや塗装をすることが好適である。
In the first to fifth embodiments, light is applied to the orientation flat portion of the semiconductor wafer. Therefore, if there is reflected light or scattered light from the wafer stage, the change in the reflected light from the orientation flat portion of the semiconductor wafer can be prevented. Therefore, it is preferable to apply a non-reflective coat or a paint, since the signal becomes a noise signal.

【0088】また、半導体ウエハのオリフラ部分からの
反射光が、半導体ウエハまたはウエハステージの移動と
ともに、明確に変化することが望ましく、図29及び図
30に示すように、半導体ウエハ160のオリフラ16
1に、テーパ面161a(面取り形状:ベベリングとも
言う)を形成すると、表面と接して交わる平面が形成さ
れるので、好適である。
It is desirable that the reflected light from the orientation flat portion of the semiconductor wafer changes clearly with the movement of the semiconductor wafer or the wafer stage. As shown in FIGS.
1 is preferably formed with a tapered surface 161a (a chamfered shape: also referred to as beveling) because a flat surface intersecting with the surface is formed.

【0089】このように構成することにより、 (1)ステッパまたはコンタクトアライナのウエハステ
ージからの光の反射や散乱がないので、肉眼または電気
的にオリフラ方向の回転を検出する際の感度の向上を図
ることができる。
With this configuration, (1) since there is no reflection or scattering of light from the wafer stage of the stepper or the contact aligner, the sensitivity for visually or electrically detecting rotation in the orientation flat direction can be improved. Can be planned.

【0090】(2)半導体ウエハのオリフラにテーパ面
が形成されているので、オリフラ端部を明確に検出する
ことができ、肉眼または電気的にオリフラ方向の回転を
検出する際の感度の向上を図ることができる。
(2) Since the taper surface is formed on the orientation flat of the semiconductor wafer, the end of the orientation flat can be clearly detected, and the sensitivity when the rotation in the orientation flat direction is detected visually or electrically can be improved. Can be planned.

【0091】更に、前記したガラスマスクのスリットを
通して、半導体ウエハのオリフラで反射される光の形状
または強度が半導体ウエハを移動した時の変化量を求め
るには、オリフラセンサの出力信号を微分回路(出力電
圧が入力電圧の変化率に比例する回路)に接続し、微分
信号を得ることができる。更に、2次微分信号を必要と
する場合には、その微分信号を更に、微分回路を通して
出力することにより、容易に得ることができる。
Further, in order to determine the amount of change in shape or intensity of light reflected by the orientation flat of the semiconductor wafer through the slit of the glass mask when the semiconductor wafer is moved, the output signal of the orientation flat sensor is differentiated by a differentiation circuit ( The output voltage is connected to a circuit in which the output voltage is proportional to the change rate of the input voltage, and a differentiated signal can be obtained. Further, when a secondary differential signal is required, it can be easily obtained by further outputting the differential signal through a differentiating circuit.

【0092】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、構成した
ので、本発明によれば、 (A)マスクパターンと半導体ウエハのオリフラ方向を
高精度で合わせることができ、信頼性の高い半導体ウエ
ハの位置合わせを行うことができる。
According to the present invention, as described in detail above, according to the present invention, (A) the orientation of the mask pattern and the orientation flat of the semiconductor wafer can be matched with high accuracy, and a highly reliable semiconductor wafer can be obtained. Can be aligned.

【0094】また、その位置合わせを行った後、半導体
ウエハを移載することなく、同じ露光装置内で半導体ウ
エハの露光を行うことができ、その半導体ウエハの処理
の精度を向上させることができる。
After the alignment, the semiconductor wafer can be exposed in the same exposure apparatus without transferring the semiconductor wafer, and the processing accuracy of the semiconductor wafer can be improved. .

【0095】したがって、ダイシングによる半導体ウエ
ハのチッピングの防止、量子効果素子を作るときの電子
の走行方向の高精度な制御、異方性エッチングを利用し
たデバイス作製の高精度制御等が可能となる。
Accordingly, it is possible to prevent chipping of a semiconductor wafer by dicing, to control the traveling direction of electrons when forming a quantum effect element with high accuracy, and to control the device manufacturing using anisotropic etching with high accuracy.

【0096】(B)本発明のガラスマスクを用いること
により、 (1)既存のコンタクトアライナでも投影露光方式で
も、ガラスマスクのオリフラ合わせ用パターンを用い
て、そのパターンと半導体ウエハのオリフラ方向を合わ
せることができる。
(B) By using the glass mask of the present invention, (1) the orientation of the semiconductor wafer is aligned with the orientation flat pattern of the semiconductor wafer using the alignment pattern of the glass mask in both the existing contact aligner and the projection exposure method. be able to.

【0097】(2)ガラスマスク上の余分な領域の一部
をスリット形成領域として用いることにより、ガラスマ
スクの余分な領域が最小限になり、ガラスマスクを全体
的に有効利用することができるとともに、マスク設計も
容易になる。
(2) By using a part of the extra area on the glass mask as the slit forming area, the extra area of the glass mask can be minimized, and the entire glass mask can be effectively used. Also, the mask design becomes easy.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体ウエハの露
光に用いるガラスマスクの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a glass mask used for exposing a semiconductor wafer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を示すガラスマスクのオ
リフラ方向合わせ用マークの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of an orientation flat alignment mark of a glass mask showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例を示すオリフラ方向合わ
せ用パターンを用いて半導体ウエハのオリフラの回転角
を検出する方法の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for detecting a rotation angle of an orientation flat of a semiconductor wafer by using an orientation flat alignment pattern according to a first embodiment of the present invention;

【図4】従来の半導体ウエハの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a conventional semiconductor wafer.

【図5】従来の方式による半導体ウエハの処理状態を示
す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a processing state of a semiconductor wafer according to a conventional method.

【図6】本発明の第2の実施例を示す露光装置の模式断
面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of an exposure apparatus showing a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例を示す露光装置における
半導体ウエハのオリフラの検出の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for detecting an orientation flat of a semiconductor wafer in an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例を示す半導体ウエハ回転
角検出方法(回転角度大)の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a semiconductor wafer rotation angle detection method (large rotation angle) showing a second embodiment of the present invention.

【図9】図8に示すガラスマスクの各スリットに対応し
たオリフラセンサからの出力電圧を示す図である。
9 is a diagram showing output voltages from an orientation flat sensor corresponding to each slit of the glass mask shown in FIG.

【図10】図8の場合のオリフラセンサからの総合的な
出力電圧を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a total output voltage from the orientation flat sensor in the case of FIG. 8;

【図11】図8の場合のオリフラセンサからの微分信号
を示す図である。
11 is a diagram showing a differential signal from the orientation flat sensor in the case of FIG. 8;

【図12】本発明の第2の実施例を示す半導体ウエハ回
転角検出方法(回転角度中位)の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a semiconductor wafer rotation angle detection method (middle rotation angle) showing a second embodiment of the present invention.

【図13】図12の場合のガラスマスクの各スリットに
対応したオリフラセンサからの出力電圧を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing an output voltage from an orientation flat sensor corresponding to each slit of the glass mask in the case of FIG. 12;

【図14】図12の場合のオリフラセンサからの総合的
な出力電圧を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a total output voltage from the orientation flat sensor in the case of FIG. 12;

【図15】図12の場合のオリフラセンサからの微分信
号を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a differential signal from the orientation flat sensor in the case of FIG.

【図16】本発明の第2の実施例を示す半導体ウエハ回
転角検出方法(回転角度小)の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a semiconductor wafer rotation angle detection method (small rotation angle) showing a second embodiment of the present invention.

【図17】図16の場合のガラスマスクのスリットに対
応したオリフラセンサからの出力電圧を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an output voltage from the orientation flat sensor corresponding to the slit of the glass mask in the case of FIG. 16;

【図18】図16の場合のオリフラセンサからの微分信
号を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a differential signal from the orientation flat sensor in the case of FIG. 16;

【図19】図16の場合のオリフラセンサからの2次微
分信号を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a secondary differential signal from the orientation flat sensor in the case of FIG. 16;

【図20】本発明の第3の実施例を示すガラスマスクの
単一のスリットの平面図である。
FIG. 20 is a plan view of a single slit of a glass mask showing a third embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第3の実施例を示すガラスマスクの
スリットの平面図である。
FIG. 21 is a plan view of a slit of a glass mask showing a third embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第3の実施例を示す半導体ウエハ回
転角検出方法の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of a semiconductor wafer rotation angle detecting method according to a third embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第4の実施例を示す投影露光方式の
半導体ウエハ露光装置の半導体ウエハを示す図である。
FIG. 23 is a view showing a semiconductor wafer of a projection exposure type semiconductor wafer exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第4の実施例を示す投影露光方式の
半導体ウエハ露光装置の全体構成図である。
FIG. 24 is an overall configuration diagram of a projection exposure type semiconductor wafer exposure apparatus showing a fourth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第4の実施例を示す投影露光方式の
半導体ウエハ露光装置を用いるガラスマスクの平面図で
ある。
FIG. 25 is a plan view of a glass mask using a projection exposure type semiconductor wafer exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第4の実施例を示す投影露光方式の
半導体ウエハ露光装置の半導体ウエハのオリフラセンサ
の構成図である。
FIG. 26 is a configuration diagram of a semiconductor wafer orientation flat sensor of a projection exposure type semiconductor wafer exposure apparatus showing a fourth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第5の実施例を示す半導体ウエハ回
転角検出方法の説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram of a semiconductor wafer rotation angle detection method according to a fifth embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第5の実施例を示すステッパ用の発
光部を有するオリフラセンサを示す図である。
FIG. 28 is a view showing an orientation flat sensor having a light emitting portion for a stepper according to a fifth embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第6の実施例を示す半導体ウエハの
オリフラを示す平面図である。
FIG. 29 is a plan view showing an orientation flat of a semiconductor wafer according to a sixth embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第6の実施例を示す半導体ウエハの
オリフラを示す断面図である。
FIG. 30 is a sectional view showing an orientation flat of a semiconductor wafer according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,38,61,120 ガラスマスク 12,62 デバイス作製用マスクパターン 13 マスクのオリフラ 14,45,123 オリフラ方向合わせ用パターン 14a〜14d ストライプ 19,153 スリット 21,40,70,80,160 半導体ウエハ 22,46,63,82,161 オリフラ 30 露光光源ランプ 31 放物面鏡 32 ランプハウス 33 シャッタ 34 第1のミラー 35 フライアイレンズ 36 第2のミラー 37 コンデンサレンズ 39 マスクプレート 41,91 ウエハステージ 42,52,100 ウエハステージ駆動機構 43,131 オリフラセンサ 43a 発光部 43b 受光部 44 駆動機構 45a、45b、45c,51,64,153 スト
ライプ(スリット) 65 補助パターン領域(遮光領域) 81 レチクル 110 露光光源 111 ステッパのブレード 112 縮小投影レンズ 121 デバイス用パターンが形成された領域 122 ブレード用無パターン領域 124 デバイスパターン外領域 130,157 オリフラセンサ駆動機構 141 ハーラミラー 142,155 レンズ 143,156 受光素子 151 発光素子 152 集光レンズ 154 ミラー 161a オリフラのテーパ面
11, 38, 61, 120 Glass mask 12, 62 Device manufacturing mask pattern 13 Mask orientation flat 14, 45, 123 Orientation orientation alignment pattern 14a to 14d Stripe 19, 153 Slit 21, 40, 70, 80, 160 Semiconductor wafer 22, 46, 63, 82, 161 Orientation flat 30 Exposure light source lamp 31 Parabolic mirror 32 Lamp house 33 Shutter 34 First mirror 35 Fly-eye lens 36 Second mirror 37 Condenser lens 39 Mask plate 41, 91 Wafer stage 42 , 52, 100 Wafer stage driving mechanism 43, 131 Ori-fla sensor 43a Light emitting unit 43b Light receiving unit 44 Driving mechanism 45a, 45b, 45c, 51, 64, 153 Stripe (slit) 65 Auxiliary pattern area (light shielding area) Reference Signs List 81 reticle 110 exposure light source 111 stepper blade 112 reduction projection lens 121 area in which device pattern is formed 122 non-pattern area for blade 124 area outside device pattern 130, 157 orientation flat sensor drive mechanism 141 mirror mirror 142, 155 lens 143, 156 light reception Element 151 Light-emitting element 152 Condensing lens 154 Mirror 161a Tapered surface of orientation flat

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 1/08 G03F 9/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 1/08 G03F 9/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 オリエンテーションフラットを有する半
導体ウエハと、該半導体ウエハ上に素子パターンを転写
するためのマスクとの間で位置合わせを行う半導体ウエ
ハ位置合わせ方法において、 (a)前記素子パターンと、前記マスクにおける前記素
子パターンが形成された領域外に形成されたオリエンテ
ーションフラット位置合わせ用スリットとを有するマ
クを準備し、 (b)前記オリエンテーションフラット位置合わせ用
リットをして、前記オリエンテーションフラットに光
を照射し、 (c)前記半導体ウエハを移動させながら、前記オリエ
ンテーションフラット位置合わせ用スリットを介して、
前記半導体ウエハの前記オリエンテーションフラットに
て反射される前記光の形状又は強度を電気信号に変換し
て検出し、 (d)検出される前記電気信号の変化量が略一定になっ
た時に前記半導体ウエハの移動を終了させることを特徴
とする半導体ウエハ位置合わせ方法。
1. A half having an orientation flat
Conductive wafer and device pattern transferred onto the semiconductor wafer
Semiconductor wafer for positioning with a mask for
In the positioning method, (a) the element pattern and the element in the mask
Oriente formed outside the area where the child pattern was formed
Prepare the luma scan <br/> click to have a a slit for Activation flat alignment, and through the (b) scan <br/> slits for the orientation flat alignment light to the orientation flat
And (c) moving the semiconductor wafer while moving the semiconductor wafer.
Through the slit for alignment
In the orientation flat of the semiconductor wafer
Converts the shape or intensity of the reflected light into an electrical signal
Detecting Te, becomes substantially constant amount of change the electric signal detected (d)
Terminating the movement of the semiconductor wafer when
Semiconductor wafer alignment method.
【請求項2】 請求項1記載の半導体ウエハ位置合わせ2. The semiconductor wafer alignment according to claim 1,
方法において、前記半導体ウエハ上にはレジスト膜が形In the method, a resist film is formed on the semiconductor wafer.
成されており、前記光は前記レジスト膜の感光波長外のWherein the light is outside the photosensitive wavelength of the resist film.
波長を有することを特徴とする半導体ウエハ位置合わせSemiconductor wafer alignment characterized by having a wavelength
方法。Method.
【請求項3】 請求項2記載の半導体ウエハ位置合わせ3. The semiconductor wafer alignment according to claim 2, wherein
方法において、前記光は、前記レジスト膜が露光されるIn the method, the light exposes the resist film
のに用いられる光の波長よりも長い波長を有することをHaving a wavelength longer than the wavelength of light used for
特徴とする半導体ウエハ位置合わせ方法。A semiconductor wafer positioning method characterized by the following.
【請求項4】 請求項1記載の半導体ウエハ位置合わせ
方法において、前記半導体ウエハは、縮小率1/1
光装置にセットされることを特徴とする半導体ウエハ
位置合わせ方法。
4. The semiconductor wafer alignment according to claim 1, wherein:
In the method, the semiconductor wafer has a reduction ratio of 1/1 .
Semiconductor wafer alignment method characterized in that it is set to the exposure light device.
【請求項5】 請求項1記載の半導体ウエハ位置合わせ
方法において、前記半導体ウエハは、投影露光方式の露
光装置にセットされることを特徴とする半導体ウエハ位
置合わせ方法。
5. The semiconductor wafer alignment according to claim 1, wherein:
In the method, the semiconductor wafer, the semiconductor wafer alignment method characterized in that it is set to the exposure <br/> optical device of the projection exposure system.
【請求項6】 請求項1記載の半導体ウエハ位置合わせ
方法において、前記 半導体ウエハを搭載するウエハステ
ージの光の反射又は散乱を防止した露光装置を用いる
とを特徴とする半導体ウエハ位置合わせ方法。
6. The semiconductor wafer alignment according to claim 1, wherein:
In the method, this using the exposure apparatus to prevent reflection or scattering of light of the wafer stage carrying the semiconductor wafer
And a semiconductor wafer positioning method.
【請求項7】 請求項1記載の半導体ウエハ位置合わせ
方法において、オリフラ部分にテーパ面を形成した半導
体ウエハを用いることを特徴とする半導体ウエハ位置合
わせ方法。
7. The semiconductor wafer alignment according to claim 1, wherein:
In the method, the semiconductor wafer alignment method characterized by there use a semiconductor wafer formed with a tapered surface to the orientation flat portion.
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