JPH05160245A - Circular board positioning apparatus - Google Patents
Circular board positioning apparatusInfo
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- JPH05160245A JPH05160245A JP32322991A JP32322991A JPH05160245A JP H05160245 A JPH05160245 A JP H05160245A JP 32322991 A JP32322991 A JP 32322991A JP 32322991 A JP32322991 A JP 32322991A JP H05160245 A JPH05160245 A JP H05160245A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子製造
工程で使用される製造装置や検査装置に好適な切欠き
(オリエンテーション・フラット、ノッチ)を備えた円
形基板(半導体ウエハ)の位置決め装置に関し、特に位
置決め精度が要求される露光装置(ステッパー、アライ
ナー等)に好適な位置決め装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning device for a circular substrate (semiconductor wafer) having notches (orientation flats, notches) suitable for a manufacturing device or an inspection device used in a semiconductor element manufacturing process, for example. In particular, the present invention relates to a positioning apparatus suitable for an exposure apparatus (stepper, aligner, etc.) that requires positioning accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より半導体素子製造工程、特にリソ
グラフィー工程で使用される露光装置や検査装置では、
オリエンテーション・フラット(以下OFと呼ぶ)やノ
ッチを使って装置に対してウエハの位置決めを行ってい
る。特に露光装置では、半導体素子の高集積化や微細化
に応じてアライメント精度を高くしなければならず、こ
れに伴って精度良くウエハを位置決めして装置に装着す
る要求が高まっている。この種の位置決め装置は露光装
置内部のウエハ搬送路中に配置され、例えば円周部と切
欠きとに当接し得る基準部材にウエハを押圧する方式、
もしくは周縁部分に光ビームを照射して光学的に切欠き
を検出する方式が採用される。ここで、前者の方式は基
準部材にウエハを直接接触させるので、ウエハの欠けや
レジストの剥離等が生じ易く、しかもこれらが異物とし
てウエハ表面に付着して歩留りを低下させるため、現在
では後者の方式が主流となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus and an inspection apparatus used in a semiconductor element manufacturing process, particularly a lithography process,
The wafer is positioned with respect to the apparatus by using an orientation flat (hereinafter referred to as OF) and a notch. Particularly in the exposure apparatus, the alignment accuracy must be increased in accordance with the higher integration and miniaturization of semiconductor elements, and accordingly, the demand for accurately positioning the wafer and mounting it on the apparatus is increasing. This type of positioning device is arranged in the wafer transfer path inside the exposure apparatus, and presses the wafer against a reference member that can abut the circumferential portion and the notch, for example.
Alternatively, a method of irradiating a light beam to the peripheral portion and optically detecting the notch is adopted. Here, in the former method, since the wafer is brought into direct contact with the reference member, chipping of the wafer, peeling of the resist, and the like are likely to occur, and moreover, they adhere to the surface of the wafer as foreign matter and reduce the yield. The method is the mainstream.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来技術においては、ウエハの周縁部分に欠陥があ
る、例えば凹凸(欠け等)が生じていたり、あるいはレ
ジスト層が部分的にウエハからはみ出して形成されてい
る場合、これらの凹凸部を誤検出して位置決め精度が低
下し得るという問題点があった。これは後工程、特に露
光工程において重ね合わせ(アライメント)精度、すな
わち歩留り等を低下させる要因となり得る。さらに、レ
ジストが部分的にはみ出したウエハをそのまま露光装置
に搬入すると、当該レジストが異物としてウエハ表面に
付着して歩留りが低下し得るという問題もある。However, in the prior art as described above, there is a defect in the peripheral portion of the wafer, for example, irregularities (chips or the like) are generated, or the resist layer partially protrudes from the wafer. If formed, there is a problem in that these irregularities may be erroneously detected and the positioning accuracy may be reduced. This can be a factor that lowers the alignment accuracy, that is, the yield and the like in the post-process, particularly the exposure process. Further, if a wafer in which the resist partially protrudes is carried into the exposure apparatus as it is, the resist adheres to the surface of the wafer as a foreign matter, and the yield may decrease.
【0004】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
ので、高精度、高速に円形基板の位置決めを行うことが
できるとともに、円形基板の周縁部分の欠陥を検出する
ことで、後工程(特に露光工程)での円形基板の凹凸や
レジストの剥離等に起因した歩留りの低下等を防止でき
る位置決め装置を得ることを目的としている。The present invention has been made in consideration of the above points, and the circular substrate can be positioned with high accuracy and high speed, and the defect in the peripheral portion of the circular substrate can be detected to perform the post-process. It is an object of the present invention to obtain a positioning device capable of preventing a decrease in yield and the like due to unevenness of a circular substrate or peeling of a resist in (especially, exposure step).
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ため本発明においては、所定の直交座標系XYに対し
て、所定形状の切欠き〔OF、ノッチ〕を備えた円形基
板〔ウエハW〕を位置決めする装置において、直交座標
系XYの座標原点Oをほぼ中心として微小回転可能な第
1回転ステージ〔Δθステージ1〕と;第1回転ステー
ジ上に設けられ、直交座標系XY内で2次元移動可能な
直動ステージ〔X、Yステージ10、15〕と;直動ス
テージ上に設けられ、円形基板を保持して少なくとも1
回転以上回転可能な第2回転ステージ〔ターンテーブル
18〕と;第2回転ステージの回転中に、円形基板の周
縁部分の回転中心Tcからの変位量の変化を表す情報を
非接触で検出する非接触型の第1の検出器〔アナログセ
ンサ20〕と;この検出された情報に基づいて、円形基
板の切欠きを直交座標系XY上の所定の方向〔例えばX
方向〕に設定するように、第2回転ステージの回転の停
止を制御する第1の位置決め制御手段〔第1信号処理系
32、ステージコントローラ35、及び主制御系36〕
と;円形基板の周縁部分の少なくとも3ヵ所の位置を非
接触で検出し得るように、直交座標系XY内の予め決め
られた少なくとも3ヵ所に検出点を有する非接触型の第
2の検出器〔スポットセンサ24、27、28〕と;第
1の位置決め制御手段によって円形基板の切欠きが所定
の方向に設定された後、第2の検出器の少なくとも3ヵ
所の検出点での検出情報に基づいて、直動ステージと第
1回転ステージとを制御する第2の位置決め制御手段
〔第2信号処理系33、ステージコントローラ35、及
び主制御系36〕とを設け、円形基板の中心を座標原点
Oに対して常にほぼ一定の関係に位置決めし、かつ直交
座標系XYに対する円形基板の残留回転誤差(Δα)を
ほぼ零にするとともに、第1の検出器によって検出され
た情報に基づいて、円形基板の周縁部分の欠陥を検出す
る検出手段〔欠陥判定部37〕を設けることとした。In order to solve such a problem, in the present invention, a circular substrate [wafer W] having notches [OF, notches] of a predetermined shape with respect to a predetermined rectangular coordinate system XY. A first rotary stage [Δθ stage 1] capable of minute rotation about a coordinate origin O of the Cartesian coordinate system XY; and a two-dimensional unit provided on the first rotary stage in the Cartesian coordinate system XY. Movable linear motion stage [X, Y stage 10, 15]; provided on the linear motion stage and holding at least one circular substrate.
A second rotary stage [turntable 18] which can rotate more than a rotation; non-contact detection of information indicating a change in displacement amount from the rotation center Tc of the peripheral portion of the circular substrate during rotation of the second rotary stage. A contact-type first detector [analog sensor 20]; based on the detected information, the notch of the circular substrate is cut in a predetermined direction on the orthogonal coordinate system XY [eg X
[Direction], the first positioning control means for controlling the stop of rotation of the second rotary stage [first signal processing system 32, stage controller 35, and main control system 36].
And a second non-contact type detector having detection points at at least three predetermined positions in the Cartesian coordinate system XY so that at least three positions on the peripheral portion of the circular substrate can be detected without contact. [Spot sensors 24, 27, 28] and; after the notch of the circular substrate is set in a predetermined direction by the first positioning control means, the detection information is obtained at at least three detection points of the second detector. Based on this, second positioning control means [second signal processing system 33, stage controller 35, and main control system 36] for controlling the linear movement stage and the first rotation stage is provided, and the center of the circular substrate is the origin of coordinates. The circular plate is always positioned in a substantially constant relationship with respect to O, the residual rotation error (Δα) of the circular substrate with respect to the Cartesian coordinate system XY is made substantially zero, and the circle is detected based on the information detected by the first detector. A detection means [defect determination section 37] for detecting a defect in the peripheral portion of the shaped substrate is provided.
【0006】[0006]
【作用】本発明においては、円形基板の位置決めを行う
に際して、第2回転ステージの回転中に、円形基板の周
縁部分の回転中心からの変位量の変化を表す情報を非接
触で検出する非接触型の第1の検出器からの出力情報を
用いて、円形基板の周縁部分の欠陥(欠け等)を検出す
ることとした。従って、上記欠陥に起因して歩留りの低
下等が生じ得る円形基板については、例えばブザー、ま
たはエラー表示によってオペレータに知らせる、あるい
は自動化することによって、予め位置決めを行うことな
く装置(すなわち基板処理のための搬送ライン)から不
良品として排除することができる。このため、不良な円
形基板が後工程に送られることがなく、後工程、特に露
光工程でのスループットや歩留り等の低下を防止するこ
とが可能となる。In the present invention, when the circular substrate is positioned, the non-contact information for detecting the change in the displacement amount from the rotation center of the peripheral portion of the circular substrate is detected during the rotation of the second rotary stage. By using the output information from the first detector of the mold, it is decided to detect a defect (a chip or the like) in the peripheral portion of the circular substrate. Therefore, for circular substrates that may cause a decrease in yield due to the above defects, for example, by notifying the operator by a buzzer or an error display, or by automating the apparatus (that is, for substrate processing Can be rejected as a defective product. Therefore, a defective circular substrate is not sent to a subsequent process, and it is possible to prevent a decrease in throughput, yield, etc. in the subsequent process, particularly in the exposure process.
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明の第1の実施例による位置決め
装置の概略的な構成を示す平面図、図2は図1のA−A
矢視断面図であって、本実施例ではOF(直線的な切欠
き)を備えたウエハに好適な位置決め装置について説明
する。尚、本実施例の位置決め装置はステッパーの内
部、特にウエハ搬送部に組み込まれているものとする。
また、ここでは説明を簡単にするため、図1において直
交座標系XYを規定し、最終的にはウエハセンタが直交
座標系XYの原点Oと一致し、かつ直交座標系XYに対
するウエハの回転誤差が零となる、すなわちOFの向き
(エッジ方向)が所定のOF整合方向(例えばX方向)
と平行になるように、ウエハの位置決めを行うものとす
る。1 is a plan view showing the schematic construction of a positioning apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a line A--A of FIG.
It is a cross-sectional view taken in the direction of the arrow, and in the present embodiment, a positioning device suitable for a wafer provided with OF (linear notch) will be described. The positioning device of this embodiment is incorporated in the stepper, particularly in the wafer transfer section.
Further, here, in order to simplify the description, a Cartesian coordinate system XY is defined in FIG. 1, and finally, the wafer center coincides with the origin O of the Cartesian coordinate system XY, and a rotation error of the wafer with respect to the Cartesian coordinate system XY is caused. It becomes zero, that is, the orientation of the OF (edge direction) is a predetermined OF matching direction (for example, the X direction).
The wafer is positioned so that it is parallel to.
【0008】図1、図2において、Δθステージ1はベ
ース3及びガイドベアリング4を介して基盤2上に支持
されると共に、その回転中心が直交座標系XYの原点O
とほぼ一致するように設置されている。さらに、Δθモ
ータ5と送りねじ6とでΔθステージ1に固着されるレ
バー7を駆動することによって直線運動が回転運動に変
換され、例えば±2°の範囲で原点Oを中心として微小
回転可能に構成される。Δθステージ1の回転量は、レ
バー7を挟んでΔθモータ5及び送りねじ6と対向して
配置され、レバー7の側面に当接したデジタルマイクロ
メータ8によって、例えば0.5μm程度の分解能で送
りねじ6の送り量を測定することにより検出される。In FIGS. 1 and 2, the Δθ stage 1 is supported on a base 2 via a base 3 and a guide bearing 4, and the center of rotation is the origin O of the orthogonal coordinate system XY.
It is installed so that it almost coincides with. Further, by driving the lever 7 fixed to the Δθ stage 1 by the Δθ motor 5 and the feed screw 6, the linear motion is converted into a rotational motion, and for example, it is possible to make a minute rotation about the origin O within a range of ± 2 °. Composed. The rotation amount of the Δθ stage 1 is fed with a resolution of about 0.5 μm, for example, by a digital micrometer 8 which is arranged so as to face the Δθ motor 5 and the feed screw 6 with the lever 7 in between and which is in contact with the side surface of the lever 7. It is detected by measuring the feed amount of the screw 6.
【0009】また、Δθステージ1上にはX方向に伸び
たガイド部材9に沿って移動するXステージ10が配置
され、さらにXステージ10上にはY方向に伸びたガイ
ド部材13に沿って移動するYステージ15が配置され
る。X、Yステージ10、15は、ステッピングモータ
(Xモータ)11、(Yモータ)14により駆動され、
その位置はデジタルマイクロメータ12、16によっ
て、例えば0.5μm程度の分解能で検出される。Yス
テージ15上にはウエハWを保持して無限に回転可能な
θステージ(ターンテーブル)18が設けられ、ターン
テーブル18はXステージ10の下部に、モータホルダ
55を介して固着されたθモータ17により所定の速度
で回転される。Further, an X stage 10 which moves along a guide member 9 extending in the X direction is arranged on the Δθ stage 1, and further moves along a guide member 13 extending in the Y direction on the X stage 10. The Y stage 15 is arranged. The X and Y stages 10 and 15 are driven by stepping motors (X motors) 11 and (Y motors) 14,
The position is detected by the digital micrometers 12 and 16 with a resolution of about 0.5 μm, for example. A θ stage (turntable) 18 that holds the wafer W and can rotate infinitely is provided on the Y stage 15, and the turntable 18 is a θ motor fixed below the X stage 10 via a motor holder 55. It is rotated by 17 at a predetermined speed.
【0010】図示していないが、θモータ17はターン
テーブル18の回転量を検出するための手段(後述のエ
ンコーダ31)も備えている。ターンテーブル18の表
面には、中心から放射方向に伸びた凹部、及び環状凹部
(真空吸着溝)18aが形成され、これら溝18aの底
面に設けられた吸気孔(不図示)と連通したスリーブ状
の孔19を真空源につなげて減圧することにより、ウエ
ハWの裏面と溝18aとで囲まれた空間が負圧になっ
て、ウエハWがターンテーブル18に吸着される。Although not shown, the θ motor 17 also includes means (encoder 31 described later) for detecting the amount of rotation of the turntable 18. On the surface of the turntable 18, a concave portion extending in the radial direction from the center and an annular concave portion (vacuum suction groove) 18a are formed, and a sleeve shape communicating with an intake hole (not shown) provided on the bottom surface of these grooves 18a. By connecting the hole 19 to a vacuum source and reducing the pressure, the space surrounded by the back surface of the wafer W and the groove 18a becomes negative pressure, and the wafer W is attracted to the turntable 18.
【0011】また、搬送アーム(フォーク)30は先端
部に形成された真空吸着面29によりウエハWを裏面か
ら吸着して保持するとともに、不図示のガイド機構によ
って紙面左右方向(X方向)へ移動可能に構成されてい
る。従って、ローダカセット(ウエハキャリア)に収納
されたウエハWはフォーク30により搬出され、フォー
ク30上に載置されてターンテーブル18の上方まで移
動した後、フォーク30とターンテーブル18とがZ方
向に相対移動(搬送アーム30が下降、もしくはターン
テーブル18が上昇)し、ウエハWはターンテーブル1
8に受け渡され吸着される。Further, the transfer arm (fork) 30 sucks and holds the wafer W from the back surface by the vacuum suction surface 29 formed at the tip portion, and moves in the left-right direction (X direction) on the paper surface by a guide mechanism (not shown). It is configured to be possible. Therefore, the wafer W stored in the loader cassette (wafer carrier) is unloaded by the fork 30, placed on the fork 30 and moved above the turntable 18, and then the fork 30 and the turntable 18 are moved in the Z direction. The relative movement (the transfer arm 30 descends or the turntable 18 rises), and the wafer W is turned on the turntable 1.
It is delivered to 8 and adsorbed.
【0012】この際、Δθステージ1の回転中心(原点
O)に対するウエハセンタのずれ量が、例えば±5mm
以内に抑えられてターンテーブル18に受け渡されるも
のとする。また、ターンテーブル18の回転中心(後述
のTc)がΔθステージ1の回転中心(原点O)に対し
てずれていると、上記ずれ量が±5mmより大きくなり
得る。この状態のまま位置決めを開始しても構わない
が、そのためには上記ずれ量の最大値を見込んでX、Y
ステージ10、15の移動ストロークを長くしなければ
ならない。そこで、本実施例ではX、Yステージ10、
15を所定のニュートラル位置、例えば移動ストローク
の中心にある時、Δθステージ1の回転中心(原点O)
とターンテーブル18の回転中心とがほぼ一致するよう
に構成し、上記ニュートラル位置にてウエハWの受け渡
しを行うものとする。At this time, the deviation amount of the wafer center from the rotation center (origin O) of the Δθ stage 1 is, for example, ± 5 mm.
It shall be held within and delivered to the turntable 18. Further, when the rotation center of the turntable 18 (Tc described later) is displaced from the rotation center of the Δθ stage 1 (origin O), the displacement amount may be larger than ± 5 mm. Positioning may be started in this state, but in order to do so, X, Y
The movement stroke of the stages 10 and 15 must be lengthened. Therefore, in this embodiment, the X, Y stage 10,
When 15 is at a predetermined neutral position, for example, the center of the moving stroke, the center of rotation of the Δθ stage 1 (origin O)
And the rotation center of the turntable 18 are substantially coincident with each other, and the wafer W is transferred at the neutral position.
【0013】尚、上記ニュートラル位置でのX、Yステ
ージ10、15のX、Y座標値を共に零とし、この時の
デジタルマイクロメータ12、16の検出値を読み込ん
で記憶しておく。さて、アナログセンサ20はウエハの
回転に伴うウエハエッジのターンテーブル18の回転中
心Tcからの位置変化を定点検出するものであって、後
述する概略OF合わせや欠陥検出に使用される。図1に
おいて、アナログセンサ20はX軸上で、スリット状の
受光面(不図示)が原点Oに向けて(ウエハの半径方向
に延びて)配置されているが、原点O(Δθステージ1
の回転中心)を中心とするウエハサイズに対応した円周
上のどこに配置しても構わない。図2に示すようにアナ
ログセンサ20は、レジスト層を感光させない波長の照
明光ILを発生する光源21と、照明光ILを平行光束
にするレンズ22と、ウエハ周縁部分を挟んで光源21
と対向するように配置される光電検出器23(ポジショ
ンセンサ、CCDリニアセンサ等)とで構成される。Both the X and Y coordinate values of the X and Y stages 10 and 15 at the neutral position are set to zero, and the detection values of the digital micrometers 12 and 16 at this time are read and stored. The analog sensor 20 detects a change in position of the wafer edge from the rotation center Tc of the turntable 18 with the rotation of the wafer at a fixed point, and is used for a general OF alignment and a defect detection described later. In FIG. 1, the analog sensor 20 has a slit-shaped light receiving surface (not shown) arranged on the X axis toward the origin O (extending in the radial direction of the wafer), but the origin O (Δθ stage 1
It may be arranged anywhere on the circumference corresponding to the wafer size with the center of rotation as the center. As shown in FIG. 2, the analog sensor 20 includes a light source 21 that generates illumination light IL having a wavelength that does not expose the resist layer, a lens 22 that makes the illumination light IL a parallel light flux, and a light source 21 that sandwiches the wafer peripheral portion.
And a photoelectric detector 23 (position sensor, CCD linear sensor, etc.) which is arranged so as to face with.
【0014】図3に示すように、アナログセンサ20
(光電検出器23)は受光した照明光ILの強度に応じ
た光電信号を第1信号処理系32に出力し、ここでエン
コーダ31からの回転角情報も入力され、ターンテーブ
ル18の単位回転角(例えば、0.5°)毎にウエハエ
ッジの位置変化が検出されることになる。このため、第
1信号処理系32の内部には、エンコーダ31からのア
ップダウンパルスに応答してアナログセンサ20からの
信号波形をデジタルサンプリングするA/Dコンバータ
やメモリが設けられる。As shown in FIG. 3, the analog sensor 20
The (photoelectric detector 23) outputs a photoelectric signal corresponding to the intensity of the received illumination light IL to the first signal processing system 32, where the rotation angle information from the encoder 31 is also input, and the unit rotation angle of the turntable 18 is input. The position change of the wafer edge is detected every (for example, 0.5 °). Therefore, inside the first signal processing system 32, an A / D converter and a memory for digitally sampling the signal waveform from the analog sensor 20 in response to the up / down pulse from the encoder 31 are provided.
【0015】また、スポットセンサ24、27、28は
X、Yステージ10、15を移動させてウエハエッジの
位置を検出するためのものであって、後述する位置決め
誤差(ΔX、ΔY、Δα)の検出に使用される。図1に
おいて、スポットセンサ24は原点Oに関してアナログ
センサ20とほぼ対称にX軸上に配置され、スポットセ
ンサ27、28は互いにY軸に関してほぼ対称に、かつ
X方向に並んで配置されている。当然ながら、これらは
位置決めすべきウエハのサイズ規格に合わせて配置され
ている。図2に示すように、スポットセンサ24はウエ
ハ表面で微小スポット(例えば直径で50μm程度)と
なる平行光束SP(非露光波長)を発生する投光器25
と、ウエハ周縁部分を挟んで投光器25と対向して配置
される光電検出器26とによって構成される。Further, the spot sensors 24, 27, 28 are for detecting the position of the wafer edge by moving the X, Y stages 10, 15, and detect a positioning error (ΔX, ΔY, Δα) described later. Used for. In FIG. 1, the spot sensor 24 is arranged on the X axis substantially symmetrically with respect to the origin O with respect to the analog sensor 20, and the spot sensors 27 and 28 are arranged substantially symmetrically with respect to each other with respect to the Y axis and arranged side by side in the X direction. Of course, these are arranged according to the size standard of the wafer to be positioned. As shown in FIG. 2, the spot sensor 24 is a projector 25 that generates a parallel light beam SP (non-exposure wavelength) that forms a minute spot (for example, about 50 μm in diameter) on the wafer surface.
And a photoelectric detector 26 arranged so as to face the light projector 25 with the peripheral portion of the wafer interposed therebetween.
【0016】図3において、第2信号処理系33はA/
Dコンバータやメモリ等を有し、スポットセンサ24
(光電検出器26)からの光電信号とデジタルマイクロ
メータ(デジマイ)12からの位置情報とを入力し、ウ
エハエッジが微小スポット光SPを横切った時の位置を
検出する。ここで、第2信号処理系33はスポットセン
サ24からの光電信号の有無に基づいてエッジ位置を検
出しても構わないが、正確には微小スポット光のビーム
径を無視できないので、Xステージ10の単位移動量
(例えば、0.5μm)毎に光電信号をサンプリングし
てデジタル値に変換した後、所定の演算処理によりエッ
ジ位置を検出する。スポットセンサ27、28も全く同
じ構成、機能であるので、ここでは説明を省略する。In FIG. 3, the second signal processing system 33 is A /
A spot sensor 24 having a D converter, a memory, etc.
The photoelectric signal from the (photoelectric detector 26) and the position information from the digital micrometer (digitizer) 12 are input to detect the position when the wafer edge crosses the minute spot light SP. Here, the second signal processing system 33 may detect the edge position based on the presence or absence of the photoelectric signal from the spot sensor 24, but since the beam diameter of the minute spot light cannot be ignored accurately, the X stage 10 After the photoelectric signal is sampled for each unit movement amount (for example, 0.5 μm) and converted into a digital value, the edge position is detected by a predetermined calculation process. Since the spot sensors 27 and 28 have exactly the same configuration and function, the description thereof will be omitted here.
【0017】ここで、スポットセンサ24は円周部(但
し、スポットセンサ27、28の垂直二等分線との交点
を除く)であればどこに配置しても良い。一方、スポッ
トセンサ27、28はその間隔lがOFの長さより短く
なるようにOF整合方向に沿って配置されていれば良
い。さらに、スポットセンサ27、28はOF整合方向
に対して、例えばΔθステージ1の可動範囲(回転量)
に応じた微小角度だけ傾いていても構わない。この場合
には、スポットセンサ27、28へOFを追い込んだ
後、上記傾き角だけΔθステージ1を回転させれば、同
様に精密OF合わせ(詳細後述)を実行できる。Here, the spot sensor 24 may be arranged anywhere as long as it is a circumferential portion (excluding the intersection of the spot sensors 27 and 28 with the vertical bisector). On the other hand, the spot sensors 27 and 28 may be arranged along the OF matching direction so that the distance l between them is shorter than the OF length. Further, the spot sensors 27, 28 are movable with respect to the OF matching direction, for example, the movable range (rotation amount) of the Δθ stage 1.
It may be tilted by a minute angle according to. In this case, if the OF is driven into the spot sensors 27 and 28 and then the Δθ stage 1 is rotated by the tilt angle, the precise OF adjustment (described later in detail) can be similarly executed.
【0018】図3において、詳しくは後で述べるが、第
1信号処理系32は所定の演算処理によって、メモリ内
に格納された波形データからその波形上の特徴を求め、
この情報を主制御系36と欠陥判定部37とに出力す
る。欠陥判定部37は第1信号処理系32からの入力デ
ータと、予めメモリ(不図示)内に格納されている欠陥
検出すべきウエハの外形形状に関する情報(例えば外
径、OF長さ、及びこれらの許容誤差量等)とを比較
し、ウエハの周縁部分の欠陥(ウエハの凹凸やレジスト
の凸部等)を検出する。本実施例では、欠陥判定部37
での検出結果が表示装置(ブラウン管等)38にて表示
されるように構成されており、例えば画面上でウエハ周
縁部のどの位置に、どの程度の大きさの欠陥があるかが
表示される。尚、大きさに関しては幾つかにランク分け
して表示するようにしても良い。In FIG. 3, as will be described later in detail, the first signal processing system 32 obtains the characteristic on the waveform from the waveform data stored in the memory by a predetermined arithmetic processing,
This information is output to the main control system 36 and the defect determination section 37. The defect determination unit 37 receives the input data from the first signal processing system 32 and the information on the outer shape of the wafer to be detected as defects stored in advance in a memory (not shown) (for example, outer diameter, OF length, and these). (Permissible error amount, etc.) of the wafer) to detect defects (irregularities on the wafer, convex portions on the resist, etc.) in the peripheral portion of the wafer. In this embodiment, the defect determining section 37
Is configured to be displayed on a display device (a cathode ray tube or the like) 38. For example, the position and the size of the defect on the peripheral portion of the wafer on the screen are displayed. .. The size may be divided into several ranks and displayed.
【0019】欠陥判定部37のメモリ内には、この位置
決め装置(すなわち露光装置)で扱うべき複数種類のウ
エハの名称(ウエハ毎、または複数枚(25枚程度)の
ウエハを収納可能なロット毎に付されている)と、各名
称に対応した外形形状に関する情報とが予め登録されて
いる。そして、ウエハまたはロットに形成されている識
別コード(バーコード等)を、不図示のバーコードリー
ダ等で読み取ることにより、欠陥判定部37はその名称
に対応した外形情報をメモリから読み出して欠陥検出を
行うことになる。尚、識別コードには名称でなく、外形
情報そのものを書き込んでおいても構わない。また、オ
ペレータが入力装置(キーボード等)によって外形情報
を、主制御系36、すわなち欠陥判定部37へ直接入力
するようにしても良い。In the memory of the defect determining section 37, the names of a plurality of types of wafers to be handled by the positioning device (ie, the exposure device) (for each wafer, or for each lot capable of storing a plurality of (about 25) wafers) are stored. ) And information regarding the outer shape corresponding to each name are registered in advance. Then, by reading the identification code (bar code or the like) formed on the wafer or the lot with a bar code reader or the like (not shown), the defect determining section 37 reads out the outer shape information corresponding to the name from the memory and detects the defect. Will be done. The outer shape information itself may be written in the identification code instead of the name. Further, the operator may directly input the outer shape information to the main control system 36, that is, the defect determination section 37 by using an input device (keyboard or the like).
【0020】また、欠陥判定部37での検出結果は主制
御系36にも出力され、主制御系36は当該ウエハの良
否を判定して位置決めを行うか否か、換言すれば当該ウ
エハを後工程(露光工程)へ送るか否かを判断し、良好
と判断すると、直ちに後述の概略OF合わせを実行す
る。一方、不良と判断すると、主制御系36はブザー、
またはその旨を表示装置38の画面上にエラー表示する
ことによってオペレータに知らせる。尚、ウエハの良否
をオペレータが表示装置38の画面上に表示された欠陥
検出結果を見て判定するようにしても良い。また、不良
と判断されたウエハはオペレータによって装置(ウエハ
処理のための搬送ライン)から取り除かれることになる
が、主制御系36が不良と判断されたウエハを直ちに装
置から搬出するように自動化しても構わない。The detection result of the defect determining section 37 is also output to the main control system 36, and the main control system 36 determines whether the wafer is good or bad and performs positioning, in other words, the wafer is transferred to the rear side. It is determined whether or not the process is to be sent to the process (exposure process), and if it is determined to be good, the general OF adjustment described later is immediately executed. On the other hand, if the main control system 36 determines that it is defective,
Alternatively, the operator is notified by displaying an error on the screen of the display device 38 to that effect. The quality of the wafer may be judged by the operator by looking at the defect detection result displayed on the screen of the display device 38. Further, a wafer determined to be defective will be removed from the apparatus (transfer line for wafer processing) by the operator, but the main control system 36 automates to automatically remove the wafer determined to be defective from the apparatus. It doesn't matter.
【0021】さらに主制御系36は、第2信号処理系3
3の検出信号に基づいてウエハWの位置決め誤差(Δ
X、ΔY、Δα)を算出した後、ステージコントローラ
34に所定の制御指令を与え、ステージコントローラ3
4はX、Yモータ11、14及びΔθモータ5を駆動し
てウエハの位置決めを実行する。その他、第1信号処理
系32の検出信号に基づいて、概略OF合わせ時のθモ
ータ17の駆動量に対応した指令をステージコントロー
ラ35に出力する。Further, the main control system 36 comprises the second signal processing system 3
Positioning error of the wafer W (Δ
X, ΔY, Δα), a predetermined control command is given to the stage controller 34, and the stage controller 3
4 drives the X, Y motors 11 and 14 and the Δθ motor 5 to perform wafer positioning. In addition, based on the detection signal of the first signal processing system 32, a command corresponding to the drive amount of the θ motor 17 at the time of rough OF adjustment is output to the stage controller 35.
【0022】次に、図4を併用して上記構成の装置での
位置決め動作を説明する。図4はOF付ウエハの位置決
めシーケンスを表した図である。まず、ウエハWはΔθ
ステージ1の回転中心(原点O)に対するウエハセンタ
Wcのずれ量が±5mm以内に抑えられてターンテーブ
ル18に受け渡される(図4(a))。そして、主制御
系36はターンテーブル18を回転させながら、アナロ
グセンサ20においてウエハWで遮光されない照明光I
Lを光電検出する。このとき、本実施例では後述の如く
ウエハの周縁部分の全域で欠陥検出を行うので、ターン
テーブル18を少なくとも1回転させる必要がある。Next, the positioning operation of the apparatus having the above construction will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a positioning sequence of the wafer with OF. First, the wafer W is Δθ
The amount of deviation of the wafer center Wc with respect to the rotation center (origin O) of the stage 1 is suppressed to within ± 5 mm and transferred to the turntable 18 (FIG. 4A). Then, the main control system 36 rotates the turntable 18, and the illumination light I not blocked by the wafer W in the analog sensor 20.
Photoelectrically detect L. At this time, in the present embodiment, since the defect detection is performed in the entire peripheral portion of the wafer as described later, it is necessary to rotate the turntable 18 at least once.
【0023】第1信号処理系32は、エンコーダ31か
らのアップダウンパルスに応答してアナログセンサ20
からの光電信号をサンプリングし、各サンプリング値を
デジタル値に変換してメモリ(不図示)に番地順に記憶
させる。この結果、図5(a)に示すようなウエハエッ
ジのプロフィールに対応した信号波形データが、第1信
号処理系32のメモリ内に得られる。図5(a)は光電
信号のレベル(電圧)Vと回転角θとの関係、すなわち
回転に伴うウエハエッジの回転中心Tcからの位置変化
を表すものである。The first signal processing system 32 responds to the up / down pulse from the encoder 31 by the analog sensor 20.
The photoelectric signal from is sampled, each sampled value is converted into a digital value, and stored in a memory (not shown) in the order of addresses. As a result, signal waveform data corresponding to the wafer edge profile as shown in FIG. 5A is obtained in the memory of the first signal processing system 32. FIG. 5A shows the relationship between the level (voltage) V of the photoelectric signal and the rotation angle θ, that is, the position change of the wafer edge from the rotation center Tc due to the rotation.
【0024】さらに、第1信号処理系32はソフトウエ
ア的な微分演算処理(ハードウエアで行っても良い)に
より、図5(a)の波形データを図5(b)に示すよう
な波形データに変換する。図5(b)において零クロス
点θ1(微分値)がOF中心に対応した回転角である。そ
こで、第1信号処理系32はメモリ内に格納された波形
データから、その波形上の最大値(ピーク値)と最小値
(ボトム値)との間にある零クロス点の回転角度値θ1
を求める。Further, the first signal processing system 32 uses software-based differential calculation processing (may be performed by hardware) to convert the waveform data of FIG. 5A into waveform data as shown in FIG. 5B. Convert to. In FIG. 5B, the zero cross point θ 1 (differential value) is the rotation angle corresponding to the OF center. Therefore, the first signal processing system 32 uses the waveform data stored in the memory to determine the rotation angle value θ 1 of the zero cross point between the maximum value (peak value) and the minimum value (bottom value) on the waveform.
Ask for.
【0025】ところで、周縁部分に凹凸部(欠け等)の
欠陥のないウエハでは、OF部においてのみ図5(b)
中に示したように微分波形上に最大値、最小値及び零ク
ロス点θ1 が得られることになる。しかしながら、周縁
部分に欠陥が存在するウエハではOF部とともに、当該
欠陥の各々においても、OF部と同様に最大値、最小値
及び零クロス点θ1 に相当する波形データが得られるは
ずである。ここで、図5(a)の波形データは、ウエハ
の周縁部分にOF部とともに欠陥としての凹部(欠け)
も存在している場合を示している。図5(a)の波形デ
ータから明らかなように、一般に欠け等の欠陥において
はOF部と比較してその信号変化が急峻となっている。
このため、図5(b)に示したような波形データ上で、
その微分値(最大値及び最小値)はOF部での最大値及
び最小値と比較して大きくなっている。尚、図5(b)
において波形データ上での最大値と最小値との幅Δ
θ1 、Δθ2 の各々は、図6に示すようにOF長さ、欠
陥の大きさ(幅)を表す角度α 1 、α2 に相当してい
る。By the way, the peripheral portion has an uneven portion (such as a chip).
For a defect-free wafer, only the OF portion is shown in FIG.
As shown in the figure, the maximum value, minimum value and zero
Loss point θ1Will be obtained. However, the perimeter
In the case of a wafer in which a defect exists, the
In each defect, the maximum and minimum values are the same as in the OF part.
And zero crossing point θ1Waveform data equivalent to
It is. Here, the waveform data of FIG.
Defects (chips) as defects along with the OF part on the peripheral edge of the
Also exists. The waveform data of FIG.
As is clear from the data,
Has a sharper signal change than the OF section.
Therefore, on the waveform data as shown in FIG.
The differential value (maximum value and minimum value) is the maximum value in the OF section.
And is larger than the minimum value. Incidentally, FIG. 5 (b)
Width of maximum value and minimum value on waveform data at
θ1, Δθ2Each of the
Angle α representing the size (width) of the pit 1, Α2Is equivalent to
It
【0026】以上のことから、欠陥検出すべきウエハの
外形形状に関する情報を用いて、図5(b)の微分波形
データ上でOF部に相当する部分(最大値、最小値及び
零クロス点θ1)を特定する。つまり、OF部を表す設計
上の角度α1(図6)から一義的に定められる波形データ
上での最大値と最小値との幅Δθに最も近い値(ここで
はΔθ1)を波形データから選び出し、この値が得られた
部分をOF部として決定すれば良い。これによって、こ
の特定されたOF部以外で最大値と最小値とが現れてい
る部分(幅Δθ2)が欠陥として検出されることになる。
このように検出された欠陥のウエハ周縁部上での位置
は、先に特定されたOF部(すなわち回転角度値θ1)を
基準として当該欠陥の零クロス点(回転角度値θ2)を検
出することにより決定される。さらに上記欠陥の程度
(大きさ)は、図5(a)中での欠陥相当部の光電信号
のレベル(電圧値)や図5(b)中での欠陥相当部の最
大値と最小値との幅(Δθ2)等から求められる。尚、図
6に示したウエハWにおいて、前者は上記欠陥の半径方
向の長さ(深さ)を表し、後者は上記欠陥の円周方向の
長さを表していることになる。From the above, by using the information on the outer shape of the wafer for which a defect is to be detected, the portion corresponding to the OF portion (maximum value, minimum value and zero crossing point θ on the differential waveform data of FIG. 5B). 1 ) Identify. In other words, a value (here, Δθ 1 ) that is closest to the width Δθ between the maximum value and the minimum value on the waveform data that is uniquely determined from the design angle α 1 (FIG. 6) representing the OF portion is calculated from the waveform data. It suffices to select it and determine the portion where this value is obtained as the OF portion. As a result, a portion (width Δθ 2 ) where the maximum value and the minimum value appear outside the specified OF portion is detected as a defect.
The position of the defect thus detected on the peripheral edge of the wafer is detected at the zero cross point (rotation angle value θ 2 ) of the defect with reference to the OF portion (that is, rotation angle value θ 1 ) specified previously. It is determined by Further, the degree (size) of the defect is the level (voltage value) of the photoelectric signal of the defect-corresponding portion in FIG. 5A or the maximum value and the minimum value of the defect-corresponding portion in FIG. 5B. Is obtained from the width (Δθ 2 ) and so on. In the wafer W shown in FIG. 6, the former represents the length (depth) of the defect in the radial direction, and the latter represents the length of the defect in the circumferential direction.
【0027】そこで、本実施例では第1信号処理系32
で図5(b)に示した波形データを算出した後、欠陥判
定部37は当該波形データ(すなわち最大値、最小値、
及び零クロス点θ1 、θ2)とウエハの外形形状に関する
情報(OF長さ等)とを用いて、波形データ上でOF部
を特定するとともに、周縁部分の欠陥(その位置や大き
さ等)を検出する。この検出結果は表示装置38の画面
上に表示されるとともに、主制御系36へ送られる。主
制御系36は、この検出結果に基づいてウエハの良否を
判定する。つまり、欠陥判定部37にて検出された欠
陥、特にその大きさ(ここでは幅Δθ2 に相当)が所定
の許容値を越えているか否か(またはその大きさに関係
なく欠陥があるか否か)を判定し、良好(または欠陥が
ない)と判定すると、直ちに後述の概略OF合わせを実
行する。一方、不良(または欠陥がある)と判定する
と、主制御系36はブザー、またはその旨を表示装置3
8の画面上に表示することによってオペレータに知らせ
る。この結果、不良と判定されたウエハ、換言すれば後
工程(露光工程等)で歩留り等を低下させ得ると予想さ
れるウエハについては、オペレータによって、または自
動的に位置決め装置(ウエハ処理のための搬送ライン)
から取り除かれ、露光装置へ搬入されることがなくな
る。ここでは、装置上のウエハが良好と判定されたもの
として、以下説明を続ける。尚、ウエハの良否は欠陥の
大きさ(またはその有無)とともに、ウエハの製造誤差
までも考慮して判定するようにして構わない。つまり、
ウエハの外径やOF長さ等がSEMI、またはJEID
Aといった規格を基に設定された許容範囲内に入ってい
るか否かまでも判定し、両方の条件を満足するウエハに
ついてのみ位置決め動作を続行するようにしても良い。Therefore, in this embodiment, the first signal processing system 32 is used.
After calculating the waveform data shown in FIG. 5B, the defect determining unit 37 determines that the waveform data (that is, the maximum value, the minimum value,
And the zero cross points θ 1 and θ 2 ) and the information on the outer shape of the wafer (OF length, etc.) are used to identify the OF portion on the waveform data, and the defect (the position, size, etc.) of the peripheral portion is also specified. ) Is detected. The detection result is displayed on the screen of the display device 38 and sent to the main control system 36. The main control system 36 determines the quality of the wafer based on this detection result. That is, whether or not the defect detected by the defect determination unit 37, in particular, its size (corresponding to the width Δθ 2 here) exceeds a predetermined allowable value (or whether or not there is a defect regardless of its size). Is determined, and if it is determined to be good (or there is no defect), a rough OF adjustment described later is immediately executed. On the other hand, when the main control system 36 determines that there is a defect (or a defect), the main control system 36 informs the buzzer or that effect.
Notify the operator by displaying on the screen of FIG. As a result, with respect to a wafer determined to be defective, in other words, a wafer that is expected to reduce the yield and the like in a post-process (exposure process, etc.), an operator or an automatic positioning device (for wafer processing) (Transfer line)
Therefore, it is not carried into the exposure apparatus. Here, the description will be continued below assuming that the wafer on the apparatus is determined to be good. It should be noted that the quality of the wafer may be determined by considering not only the size of the defect (or the presence or absence thereof) but also the manufacturing error of the wafer. That is,
Wafer outer diameter and OF length are SEMI or JEID
It is also possible to determine whether or not it is within the allowable range set based on the standard such as A, and continue the positioning operation only for the wafers that satisfy both conditions.
【0028】さて、欠陥検出が終了した後、主制御系3
6はエンコーダ31の出力をモニタしながら、上記回転
角度値θ1 が得られるようにターンテーブル18を紙面
内で反時計回りに回転させ、スポットセンサ27、28
に対してOFを追い込む。この結果、スポットセンサ2
7、28を結ぶ線分(X方向)に対するOFの回転ずれ
(傾き)が所定の許容範囲(例えば、±1°程度)以内
に抑えられ、スポットセンサ27、28に対するOFの
合わせ込み(概略OF合わせ)が完了する(図4
(b))。Now, after the defect detection is completed, the main control system 3
6 monitors the output of the encoder 31 and rotates the turntable 18 counterclockwise in the plane of the drawing so as to obtain the rotation angle value θ 1 , and the spot sensors 27, 28
To drive the OF. As a result, the spot sensor 2
The rotational deviation (tilt) of OF with respect to the line segment (X direction) connecting 7 and 28 is suppressed within a predetermined allowable range (for example, about ± 1 °), and the OF is aligned with the spot sensors 27 and 28 (generally OF). Matching) is completed (Fig. 4
(B)).
【0029】尚、本実施例ではターンテーブル18を概
略OF合わせのみに用いるので、高精度なθモータやエ
ンコーダを必要とせず、Yステージ15より上の部分を
軽量化できる。例えば、エンコーダ31の分解能とθモ
ータ17の停止精度とを0.5°、±1°に設定し、こ
の条件を満足する軽量のエンコーダやモータを使用すれ
ば良い。また、ステッピングモータをθモータ17とし
て使用する場合は、ステッピングモータへの駆動パルス
を計数するカウンタと、このカウンタの計数値をアドレ
ス値として入力するメモリとを設け、アナログセンサ2
0の光電信号をA/Dコンバータを介してデジタルサン
プリングすれば、図5(a)と同じ波形データが得られ
る。この場合はエンコーダも不要となり、さらに軽量化
ができる。In this embodiment, since the turntable 18 is used only for the general OF adjustment, a high-precision θ motor or encoder is not required, and the portion above the Y stage 15 can be lightened. For example, the resolution of the encoder 31 and the stop accuracy of the θ motor 17 may be set to 0.5 ° and ± 1 °, and a lightweight encoder or motor that satisfies this condition may be used. When the stepping motor is used as the θ motor 17, a counter for counting the drive pulses to the stepping motor and a memory for inputting the count value of this counter as an address value are provided.
If the photoelectric signal of 0 is digitally sampled through the A / D converter, the same waveform data as in FIG. 5A can be obtained. In this case, an encoder is not needed and the weight can be further reduced.
【0030】さて、先に述べた概略OF合わせが終了し
た後、主制御系36はXステージ10を微動し、スポッ
トセンサ24によりウエハエッジのX方向の位置検出を
行う。ここでXステージ10を微動すると、スポットセ
ンサ24からは図7(a)に示すような光電信号が出力
される。図7(a)は信号レベル(電圧)VとX方向の
走査位置との関係を表しており、第2信号処理系33は
この光電信号を所定のスライスレベルSL1 により波形
処理し、ウエハエッジの位置(座標値X1 )を算出す
る。そして、主制御系36はXデジマイ12を用いてウ
エハWを上記座標値X1 に設定する、すなわちスポット
センサ24にウエハエッジを追い込む。この結果、ウエ
ハWのX方向の位置決めが完了する(図4(c))。After the above-described general OF adjustment is completed, the main control system 36 finely moves the X stage 10, and the spot sensor 24 detects the position of the wafer edge in the X direction. When the X stage 10 is slightly moved here, the spot sensor 24 outputs a photoelectric signal as shown in FIG. FIG. 7A shows the relationship between the signal level (voltage) V and the scanning position in the X direction, and the second signal processing system 33 waveform-processes this photoelectric signal at a predetermined slice level SL 1 to detect the wafer edge. The position (coordinate value X 1 ) is calculated. Then, the main control system 36 sets the wafer W to the coordinate value X 1 by using the X-digitizer 12, that is, drives the wafer edge into the spot sensor 24. As a result, the positioning of the wafer W in the X direction is completed (FIG. 4C).
【0031】次に、主制御系36は上述したX方向の位
置決めと同様の動作で、スポットセンサ27、28を用
いてウエハエッジのY方向の位置検出を行う。図7
(b)、(c)はスポットセンサ27、28からの光電
信号を表しており、第2信号処理系33はこれら光電信
号をスライスレベルSL2 、SL3 により波形処理し、
OFのエッジ位置(座標値Y1 、Y2 )を検出する。そ
して、主制御系36はYデジマイ16を用いてスポット
センサ27、28にOFを追い込む、すなわちYデジマ
イ16が座標値(Y1 +Y2 )/2を検出した時点でY
モータ14を停止させる。この結果、ウエハWのY方向
の位置決めが完了する(図4(d))。尚、ここまでの
処理によって、Δθステージ1の回転中心(原点O)と
ウエハセンタWcとがほぼ一致することになる。Next, the main control system 36 detects the position of the wafer edge in the Y direction by using the spot sensors 27 and 28 in the same operation as the positioning in the X direction described above. Figure 7
(B) and (c) represent the photoelectric signals from the spot sensors 27 and 28, and the second signal processing system 33 performs waveform processing on these photoelectric signals with the slice levels SL 2 and SL 3 ,
The OF edge position (coordinate values Y 1 , Y 2 ) is detected. Then, the main control system 36 drives the OF into the spot sensors 27 and 28 by using the Y-digitizer 16, that is, when the Y-digitizer 16 detects the coordinate value (Y 1 + Y 2 ) / 2, Y
The motor 14 is stopped. As a result, the positioning of the wafer W in the Y direction is completed (FIG. 4 (d)). By the processing up to this point, the rotation center (origin O) of the Δθ stage 1 and the wafer center Wc substantially coincide with each other.
【0032】さて、次に主制御系36は精密OF合わせ
を行うべく、座標値Y1 、Y2 からスポットセンサ2
7、28に対するOFの傾き、すなわち直交座標系XY
に対するウエハWの残留回転誤差Δαを算出し、デジマ
イ8の計測値をモニターしつつΔθステージ1を揺動し
て残留回転誤差Δαをほぼ零に補正する。ここで、スポ
ットセンサ27、28の間隔lは既知寸法(設計値)な
ので、残留回転誤差ΔαはΔα=(Y1 −Y2 )/lの
演算で求められる。この結果、ウエハWの精密OF合わ
せが終了し(図4(e))、上記位置ずれ量ΔX、ΔY
及び残留回転誤差Δαがともにほぼ零となって、ウエハ
Wの位置決めが完了する。尚、精密OF合わせ(すなわ
ち残留回転誤差Δαの算出)に際しては、上記座標値Y
1 、Y2 を用いずとも、Yステージ15を微動して再度
OFのエッジ位置を検出するようにしても構わない。Next, the main control system 36 uses the coordinate values Y 1 and Y 2 to adjust the spot sensor 2 in order to perform precise OF adjustment.
Inclination of OF with respect to 7, 28, that is, Cartesian coordinate system XY
The residual rotation error Δα of the wafer W is calculated, and the Δθ stage 1 is swung while monitoring the measurement value of the digital camera 8 to correct the residual rotation error Δα to almost zero. Here, since the distance l between the spot sensors 27 and 28 is a known dimension (design value), the residual rotation error Δα is obtained by the calculation of Δα = (Y 1 −Y 2 ) / l. As a result, the precision OF alignment of the wafer W is completed (FIG. 4E), and the positional deviation amounts ΔX and ΔY are obtained.
And the residual rotation error Δα becomes almost zero, and the positioning of the wafer W is completed. When performing precise OF matching (that is, calculation of the residual rotation error Δα), the coordinate value Y
Instead of using 1 and Y 2 , the Y stage 15 may be slightly moved to detect the OF edge position again.
【0033】以上のように本実施例では、高精度にウエ
ハの位置決めを行うことができるとともに、精密OF合
わせに先立ってΔθステージ1の回転中心とウエハセン
タWcとをほぼ一致させているため、精密OF合わせ
(残留回転誤差Δαの回転)に伴ってX、Y方向へウエ
ハWが位置ずれすることはない。さらに位置決め動作に
先立ってウエハ周縁部の欠陥検出を行っているため、露
光装置のスループットや歩留り等を低下させ得るウエハ
について位置決め動作を行うことなく、予め当該ウエハ
を(位置決め装置または搬送ラインから)取り除くこと
が可能となる。また、位置決め動作(概略OF合わせ)
に先立って欠陥検出を行っているので、概略OF合わせ
と欠陥検出との両方で必要なアナログセンサ20による
ウエハの周縁検出が1回で済むといった利点がある。As described above, according to the present embodiment, the wafer can be positioned with high accuracy, and the rotation center of the Δθ stage 1 and the wafer center Wc are substantially aligned with each other prior to the precision OF alignment. The wafer W is not displaced in the X and Y directions due to the OF adjustment (rotation of the residual rotation error Δα). Further, since the peripheral edge of the wafer is detected for defects prior to the positioning operation, the wafer can be previously detected (from the positioning device or the transfer line) without performing the positioning operation for the wafer that may reduce the throughput or yield of the exposure apparatus. It can be removed. Also, positioning operation (general OF adjustment)
Since the defect detection is performed prior to the above, there is an advantage that the peripheral edge detection of the wafer by the analog sensor 20, which is necessary for both the rough OF alignment and the defect detection, can be performed only once.
【0034】ところで、本実施例では周縁部分に凹部
(欠け)がある場合について述べたが、当然ながら凸部
についても全く同様に検出できる。また、上記実施例に
おいてOF部に欠陥があったとしても、図5(b)の波
形データの処理条件を最適化することによって、その欠
陥の位置や大きさを検出することができる。さらに、概
略OF合わせにアナログセンサ20を用いていたが、光
電検出器23としてCCDを用いる系を採用しても、上
記実施例と全く同様に欠陥検出を行うことができる。By the way, in the present embodiment, the case where the peripheral portion has a concave portion (chipped) has been described, but naturally the convex portion can be detected in the same manner. Further, even if there is a defect in the OF portion in the above-mentioned embodiment, the position and size of the defect can be detected by optimizing the processing condition of the waveform data of FIG. Further, although the analog sensor 20 is used for roughly OF matching, even if a system using a CCD as the photoelectric detector 23 is adopted, defect detection can be performed in exactly the same manner as in the above embodiment.
【0035】また、上記実施例では位置決め動作(概略
OF合わせ)に先立って欠陥検出を行っていたが、欠陥
検出を実施するタイミングは任意で良く、例えば位置決
め動作終了後に、ターンテーブル18を1回転以上させ
てアナログセンサ20にてウエハ周縁部を検出するよう
にしても構わない。さらに主制御系36は、欠陥判定部
37での検出結果に基づいてウエハの良否を判定してい
たが、例えば位置決め装置では欠陥判定部37により欠
陥検出のみを行うようにしても良く、この場合には露光
装置本体または搬送装置(ウエハローダ)側の主制御系
へ上記検出結果を送り、ここでウエハの良否を判定し
て、そのままウエハを露光装置へ送るか、あるいはカセ
ット(ロット)へウエハを戻すかを決定することが望ま
しい。In the above embodiment, the defect detection is performed prior to the positioning operation (general OF adjustment), but the defect detection may be performed at any timing. For example, after the positioning operation is completed, the turntable 18 is rotated once. As described above, the peripheral portion of the wafer may be detected by the analog sensor 20. Further, the main control system 36 determines the quality of the wafer based on the detection result of the defect determining section 37. However, for example, in the positioning apparatus, the defect determining section 37 may perform only defect detection. Is sent to the main body of the exposure apparatus or to the main control system on the side of the transfer apparatus (wafer loader), the quality of the wafer is judged here, and the wafer is sent to the exposure apparatus as it is, or the wafer is transferred to the cassette (lot). It is desirable to decide whether to return.
【0036】さらに、上記実施例ではOFを備えたウエ
ハに好適な位置決め装置を例に挙げて説明したが、図8
に示すようなノッチ50を備えたウエハに好適な位置決
め装置に対しても本発明を適用して同様の効果を得るこ
とができる。図8では図1に示した装置と同じ機能、作
用の部材には同一の符号を付してある。図8から明らか
なように、図1との差異はスポットセンサ24、27、
28の配置だけなので、ここでは構成の説明は省略する
が、スポットセンサ24はY軸上に配置され、スポット
センサ27、28はY軸に関してほぼ対称に、かつY軸
から所定角度(図では45°)だけ傾いて配置されてい
る。尚、上記実施例では位置決め装置に欠陥検出機能を
持たせた例を説明したが、位置決め装置から分離して単
独の欠陥検査装置として利用することもできる。Further, in the above-mentioned embodiment, the positioning device suitable for the wafer having the OF has been described as an example.
The same effect can be obtained by applying the present invention to a positioning device suitable for a wafer having a notch 50 as shown in FIG. In FIG. 8, members having the same functions and functions as those of the apparatus shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As is apparent from FIG. 8, the difference from FIG. 1 is that the spot sensors 24, 27,
Since only the arrangement of 28 is described, the description of the configuration is omitted here, but the spot sensor 24 is arranged on the Y axis, the spot sensors 27 and 28 are substantially symmetrical with respect to the Y axis, and a predetermined angle from the Y axis (45 in the figure). It is only tilted. In the above embodiment, the positioning device is provided with the defect detection function, but it may be separated from the positioning device and used as a single defect inspection device.
【0037】また、ウエハの周縁部分を所定幅(1〜7
mm程度)だけ露光する装置、いわゆる周縁露光装置に
対しても、上記実施例と同様に欠陥検出機能を持たせる
ことができる。この種の装置では露光幅を正確に管理す
るため、レジスト層を感光させる露光光束のうち周縁部
で遮光されずに光電検出器に到達した光束の光強度に応
じて、露光光束とウエハとをその半径方向に相対移動さ
せながら周縁部全域を露光している。従って、先の光電
検出器からの光電信号(図5(a)の波形データに相
当)を用いることによって、周縁露光と同時に欠陥検出
を行うことが可能となる。このとき、上記装置では周縁
露光と同時に欠陥検出を行っているので、この検出結果
から不良と判定され得るウエハに対しても周縁露光が行
われることになる。そこで、ウエハを少なくとも1回転
させながら、その周縁部分に露光光束と異なる波長域
(非露光波長)の照明光束を照射し、周縁部で遮光され
ずに光電検出器に到達した光束の光強度の変化(すなわ
ちウエハの外径情報を表す図5(a)の波形データに相
当する)を検出する。このとき、光電検出器からの検出
信号に基づいて、照明光束とウエハとをその半径方向に
相対移動させながらウエハを回転させるようにしても構
わない。しかる後、先の検出結果(ウエハの外径情報、
または単位角度毎の照明光束とウエハとの半径方向の相
対位置関係)を用いて、露光光束とウエハとをその半径
方向に相対移動しながら周縁部全域を露光するように構
成する。尚、当然ながら露光光束と照明光束とは、予め
定められた位置関係に固定されている。以上のように周
縁露光動作に先立ち、非露光波長の照明光束を用いてウ
エハの周縁検出を行うような装置では、その検出結果か
ら上記実施例と同様にウエハ周縁部の欠陥を検出するこ
とが可能となる。従って、欠陥検出結果から不良と判定
されたウエハについては周縁露光を行わずに済み、装置
のスループットを向上させることができる。また、上記
の如き周縁露光機構(露光光束の照射部とその受光部
(光電検出器)のみで構わない)を、図1に示した位置
決め装置に組み込んでも良く、この場合にはアナログセ
ンサ20を、周縁露光動作に先立ち非露光波長の照明光
束を用いてウエハの周縁検出を行う系として利用するこ
とができる。In addition, the peripheral portion of the wafer has a predetermined width (1 to 7).
An apparatus that exposes only about (mm), that is, a so-called edge exposure apparatus can be provided with the defect detection function as in the above embodiment. In this type of device, in order to accurately control the exposure width, the exposure light flux and the wafer are separated according to the light intensity of the light flux that reaches the photoelectric detector without being shielded by the peripheral portion of the exposure light flux that exposes the resist layer. The entire area of the peripheral edge is exposed while relatively moving in the radial direction. Therefore, by using the photoelectric signal (corresponding to the waveform data of FIG. 5A) from the previous photoelectric detector, it becomes possible to detect the defect simultaneously with the edge exposure. At this time, in the above-mentioned apparatus, since the defect detection is performed at the same time as the edge exposure, the edge exposure is also performed on the wafer that can be determined to be defective from the detection result. Therefore, while rotating the wafer at least once, the peripheral portion of the wafer is irradiated with an illumination luminous flux having a wavelength range (non-exposure wavelength) different from that of the exposure luminous flux, and the light intensity of the luminous flux reaching the photoelectric detector without being shielded at the peripheral portion. A change (that is, corresponding to the waveform data of FIG. 5A representing the outer diameter information of the wafer) is detected. At this time, the wafer may be rotated while the illumination light flux and the wafer are relatively moved in the radial direction based on the detection signal from the photoelectric detector. After that, the previous detection result (wafer outer diameter information,
Alternatively, by using the relative position relationship between the illumination light flux and the wafer in the radial direction for each unit angle), the exposure light flux and the wafer are relatively moved in the radial direction to expose the entire peripheral edge portion. Of course, the exposure light flux and the illumination light flux are fixed in a predetermined positional relationship. As described above, in an apparatus in which an edge of a wafer is detected using an illumination light flux of a non-exposure wavelength prior to the edge exposure operation, it is possible to detect a defect in the edge of the wafer from the detection result as in the above embodiment. It will be possible. Therefore, it is not necessary to perform the edge exposure on the wafer determined to be defective from the defect detection result, and the throughput of the apparatus can be improved. Further, the edge exposure mechanism as described above (only the irradiation part of the exposure light flux and its light receiving part (photoelectric detector) may be incorporated) into the positioning device shown in FIG. 1, and in this case, the analog sensor 20 is used. It can be used as a system for detecting the edge of a wafer by using an illumination light flux having a non-exposure wavelength prior to the edge exposure operation.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、円形基板
の位置決め装置に基板周縁部の欠陥検出機能を持たせた
ので、後工程(露光工程等)で歩留り等を低下させ得る
円形基板については位置決め動作を行わずに済むといっ
た利点がある。これによって、半導体製造ライン全体で
のスループットや歩留り等を向上させることが可能とな
る。As described above, according to the present invention, the circular substrate positioning device is provided with the defect detecting function of the peripheral portion of the substrate, so that the yield of the circular substrate can be lowered in the subsequent steps (exposure step, etc.). There is an advantage that the positioning operation need not be performed. This makes it possible to improve throughput, yield, etc. in the entire semiconductor manufacturing line.
【図1】本発明の一実施例による円形基板の位置決め装
置の概略的な構成を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a circular substrate positioning device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】本発明の一実施例の制御系のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a control system according to an embodiment of the present invention.
【図4】OF付ウエハの位置決めシーケンス図。FIG. 4 is a positioning sequence diagram of a wafer with OF.
【図5】概略OF合わせの動作の説明に供する図。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the schematic OF adjustment.
【図6】本発明の一実施例における欠陥検出動作の説明
に供する図。FIG. 6 is a diagram for explaining a defect detection operation in one embodiment of the present invention.
【図7】スポットセンサから得られる光電信号の波形を
表す図。FIG. 7 is a diagram showing a waveform of a photoelectric signal obtained from a spot sensor.
【図8】ノッチを備えたウエハの位置決め装置の概略的
な構成を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a wafer positioning device having a notch.
1 Δθステージ 10 Xステージ 15 Yステージ 18 ターンテーブル 20 アナログセンサ 24、27、28 スポットセンサ 30 搬送アーム(フォーク) 32 第1信号処理系 33 第2信号処理系 34 メモリ 36 主制御系 37 欠陥判定部 38 表示装置 W ウエハ 1 Δθ stage 10 X stage 15 Y stage 18 turntable 20 analog sensor 24, 27, 28 spot sensor 30 transfer arm (fork) 32 first signal processing system 33 second signal processing system 34 memory 36 main control system 37 defect determination unit 38 Display Device W Wafer
Claims (1)
切欠きを備えた円形基板を位置決めする装置において、 前記直交座標系の座標原点をほぼ中心として微小回転可
能な第1回転ステージと;該第1回転ステージ上に設け
られ、前記直交座標系内で2次元移動可能な直動ステー
ジと;該直動ステージ上に設けられ、前記円形基板を保
持して少なくとも1回転以上回転可能な第2回転ステー
ジと;該第2回転ステージの回転中に、前記円形基板の
周縁部分の回転中心からの変位量の変化を表す情報を非
接触で検出する非接触型の第1の検出器と;該検出され
た情報に基づいて、前記円形基板の切欠きを前記直交座
標系上の所定の方向に設定するように、前記第2回転ス
テージの回転の停止を制御する第1の位置決め制御手段
と;前記円形基板の周縁部分の少なくとも3ヵ所の位置
を非接触で検出し得るように、前記直交座標系内の予め
決められた少なくとも3ヵ所に検出点を有する非接触型
の第2の検出器と;前記第1の位置決め制御手段によっ
て前記切欠きが所定の方向に設定された後、前記第2の
検出器の少なくとも3ヵ所の検出点での検出情報に基づ
いて前記直動ステージと第1回転ステージとを制御する
第2の位置決め制御手段とを有し、前記円形基板の中心
を前記座標原点に対して常にほぼ一定の関係に位置決め
し、かつ前記直交座標系に対する前記円形基板の残留回
転誤差をほぼ零にするとともに、 前記第1の検出器によって検出された情報に基づいて、
前記円形基板の周縁部分の欠陥を検出する検出手段を備
えたことを特徴とする円形基板の位置決め装置。1. An apparatus for positioning a circular substrate having a notch of a predetermined shape with respect to a predetermined rectangular coordinate system, comprising: a first rotary stage capable of minute rotation about a coordinate origin of the rectangular coordinate system. A linear motion stage provided on the first rotary stage and capable of two-dimensional movement within the orthogonal coordinate system; and a linear motion stage provided on the linear motion stage and capable of holding at least one rotation while holding the circular substrate. A second rotary stage; and a non-contact type first detector that non-contactly detects information indicating a change in displacement amount from a rotation center of a peripheral portion of the circular substrate during rotation of the second rotary stage. First positioning control means for controlling stop of rotation of the second rotary stage so as to set a notch of the circular substrate in a predetermined direction on the orthogonal coordinate system based on the detected information And the circular substrate A non-contact type second detector having detection points at at least three predetermined positions in the Cartesian coordinate system so that at least three positions of the peripheral portion can be detected without contact; After the notch is set in a predetermined direction by the positioning control means, the linear motion stage and the first rotary stage are controlled based on the detection information at at least three detection points of the second detector. Second positioning control means for positioning the center of the circular substrate in a substantially constant relationship with respect to the coordinate origin, and making the residual rotation error of the circular substrate relative to the Cartesian coordinate system substantially zero. And based on the information detected by the first detector,
A circular substrate positioning device comprising a detection means for detecting a defect in a peripheral portion of the circular substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32322991A JPH05160245A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Circular board positioning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32322991A JPH05160245A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Circular board positioning apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05160245A true JPH05160245A (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=18152455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32322991A Pending JPH05160245A (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Circular board positioning apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05160245A (en) |
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- 1991-12-06 JP JP32322991A patent/JPH05160245A/en active Pending
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