JPH10163302A - 基板搬送装置及びこれを適用し得る半導体製造装置 - Google Patents
基板搬送装置及びこれを適用し得る半導体製造装置Info
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- JPH10163302A JPH10163302A JP33305996A JP33305996A JPH10163302A JP H10163302 A JPH10163302 A JP H10163302A JP 33305996 A JP33305996 A JP 33305996A JP 33305996 A JP33305996 A JP 33305996A JP H10163302 A JPH10163302 A JP H10163302A
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- G03F9/7007—Alignment other than original with workpiece
- G03F9/7011—Pre-exposure scan; original with original holder alignment; Prealignment, i.e. workpiece with workpiece holder
Abstract
検出する。特に、OFSステーションからハンドにウエ
ハを受け渡すときの受け渡しずれ量および、ハンドから
ウエハチャックにウエハを受け渡すときの受け渡しずれ
量を検知し、これらのずれ量分をファインアライメント
する前に補正することによって、問題なくファインアラ
イメントをすることを可能にする。 【解決手段】 第1の位置にある基板を受け取って保持
し、その基板を搬送して第2の位置へ受け渡す基板搬送
手段を備えた基板搬送装置であって、第1の位置から第
2の位置に基板を搬送する際に生じた基板の位置のずれ
を検出するずれ検出手段を有する基板搬送装置。基板は
露光装置において露光されるもの、第1の位置は、露光
装置のオリエンテーションフラット検知兼パターンプリ
アライメントステーション、第2の位置は、露光装置の
ファインアライメント兼露光ステージ、とすることがで
きる。基板搬送装置は、基板の位置ずれ量を考慮して、
ファインアライメントを行うための露光ステージを移動
することができる。
Description
これを適用し得る半導体製造装置に関し、詳しくは、パ
ターンプリアライメントを行った後の基板を搬送する際
に生じる基板位置のずれを検出して、基板の位置をファ
インアライメント計測が可能な位置にまで補正移動する
手段を有する基板搬送装置、及びこれを有する半導体製
造装置に関する。
レチクルに照射し、その照射されたレチクルのパターン
の像を基板(ウエハ)上のフォトレジストに投影して露
光する。
レチクルのパターンを基板上に露光することになる。し
たがって、同じ基板の同じ位置に別の種類のレチクルパ
ターンを露光することになるので、基板上のアライメン
トマークとレチクルのアライメントマークの位置決め
(アライメント)を行った後に露光が行われる。
にオリエンテーションフラット検知ステーション(以降
OFSステーションと呼ぶ)でオリエンテーションフラ
ット検知(以降オリ検と呼ぶ)され、そしてウエハチャ
ック上に搬送された後に行われていた。
まず、キャリヤ(不図示)に収納されたウエハ1をOF
Sステーション2に搬送し、ここでオリエンテーション
フラット3の位置合わせが行われる。この位置合わせ
は、ウエハ1をPAチャック4で保持した後、PAθス
テージ5によってウエハ1を回転させながらウエハ1の
エッジの位置をPA光学系6a〜6cによって検出し、
オリエンテーションフラット3の位置および、ウエハ1
の偏心量を演算し、PAXステージ9、PAYステージ
10、PAθステージ5によって所定位置に位置決めす
ることによって行われる。この動作をオリ検と呼ぶ。
ド11)で保持し、ガイド12に沿って不図示のモータ
によって、ウエハステージ(露光ステージ)上のウエハ
チャック13まで搬送する。この後、ウエハ1上の不図
示のプリアライメントマーク2つを、不図示のプリアラ
イメントスコープによって観察し、プリアライメントを
行う。プリアライメントではファインアライメントが可
能な精度まで追い込む。オリ検が終了したウエハ1上の
100mm程度離れた2つのプリアライメントマーク
は、プリアライメントスコープの視野内(X,Y方向共
に数百μmの範囲内)で検出可能となる。ここでプリア
ライメントを行うと、ショットの周囲のスクライブライ
ン上のアライメントマークの位置で数μm程度まで位置
合わせができる。このような、2つのマークをファイン
アライメントができる精度まで追い込む動作を、パター
ンプリと呼ぶことにする。
ウエハ1上のアライメントマークとレチクルのアライメ
ントマークの位置決め(ファインアライメント)を行う
ことにより、所望の重ね合わせ精度で各レイヤーを露光
することが可能となる。
に、搬送系がキャリヤからウエハを取り出してからオリ
検が終了するまでの時間の方が、ウエハステージ上でウ
エハを露光する時間よりも長くなる。つまり、ウエハサ
イズが8インチより大きくなると、搬送系の待ち時間が
増すことになる。そこで、近年スループットを向上する
ため、本来不図示のウエハステージ上で行っていたパタ
ーンプリを、搬送系の待ち時間にOFSステーションで
行うことが検討されている。この種の装置として関連す
るものには、例えば、特開平3−102847号公報の
ものが挙げられる。
合以下のような欠点があった。OFSステーション2で
オリ検およびパターンプリを行ったウエハ1を、ハンド
11でウエハチャック13上に搬送するまでには、以下
の搬送誤差が含まれる。
ハンド11に受け渡すときの受け渡しずれ 2.ハンド11によるOFSステーション2からウエハ
チャック13までの搬送誤差 3.ハンド11からウエハチャック13にウエハ1を受
け渡すときの受け渡しずれ OFSステーションでパターンプリを行う場合には、以
上の搬送誤差の総和がウエハステージ上でファインアラ
イメントができる精度以内とならなければならない。通
常ファインアライメントが可能な範囲は数μmであるた
め、上記誤差を含んだ状態でウエハチャック13にウエ
ハ1を受け渡したとき、ファインアライメントができな
い可能性がある。搬送系の位置決め精度を十分向上させ
ても、受け渡しだけで数μmずつ誤差が生じた結果ファ
インアライメントが実行できない場合、再びパターンプ
リを行うことになり、本来のスループット向上の目的が
達成できないことになる。
する際に生じる基板位置のずれを検出する手段を有する
基板搬送装置及びこれを有する半導体製造装置を提供す
ることにある。より詳しくは、OFSステーションから
ハンドにウエハを受け渡すときの受け渡しずれ量およ
び、ハンドからウエハチャックにウエハを受け渡すとき
の受け渡しずれ量を検知し、これらのずれ量分をファイ
ンアライメントする前に補正することによって、問題な
くファインアライメントをすることが可能な基板搬送装
置及びこれを有する半導体製造装置を提供することにあ
る。
め、本発明の基板搬送装置は、第1の位置にある基板を
受け取って保持し、その基板を搬送して第2の位置へ受
け渡す基板搬送手段を備えた基板搬送装置において、第
1の位置から第2の位置に基板を搬送する際に生じた基
板の位置のずれを検出するずれ検出手段を有することを
特徴とする。
出する2個以上のセンサを有することが好ましく、これ
らセンサは前記基板搬送手段上、あるいは前記第1およ
び第2の位置に設けることができる。
持する保持面を有する搬送ハンドを有することが好まし
い。
する。露光装置では、キャリヤ(不図示)に収納された
ウエハ1のオリエンテーションフラット3の位置決め
(オリ検)が、OFSステーション2で行われる(図
1)。このオリ検は既に従来例で述べたように、ウエハ
1をPAチャック4で保持した後、PAθステージ5に
よってウエハ1を回転させながらウエハのエッジの位置
をPA光学系6a〜6cによって検出し、オリエンテー
ションフラット3の位置および、ウエハ1の偏心量を不
図示の演算手段により演算し、PAXステージ9、PA
Yステージ10、PAθステージ5によって所定位置に
位置決めする。
不図示の2つのプリアライメント用マークの位置をプリ
アライメントスコープ14a、14bによって検出し、
その検出結果に基づいてX,Y,θをPAXステージ
9、PAYステージ10、PAθステージ5によって補
正駆動してパターンプリアライメントする。この時の補
正駆動は、この時点からウエハチャック13にウエハ1
を搬送し、ファインアライメントを行う位置まで移動し
たときの搬送誤差が0と仮定したときに、ファインアラ
イメントマークがファインアライメントスコープの丁度
中心になるようにする。ここで、OFSステーション2
の位置とステージ上の相対位置関係は予め計測してお
く。
ライメントを行うまでには、OFSステーション2から
ハンド11でウエハを取る際と、ハンド11からウエハ
チャック13にウエハを受け渡す際の計2回の受け渡し
ずれが生じる。この受け渡しずれ量は数μm程度あり、
2回の合計如何ではファインアライメントが出来なくな
る可能性がある。したがって本実施例では、ハンド11
に、ウエハ1のエッジを検出するための基板受け渡しず
れ検出手段を3組設ける。これは位置検出センサ16a
〜16cおよび発光部19a〜19cからなる。
の位置に2組のずれ検出手段を設けてY方向とθ方向を
検出し、もう一組のずれ検出手段をオリフラ3に対して
90°方向に配置し、X方向を検出する。これらずれ検
出手段をOFSステーション2方向から見た図が図2で
ある。発光部19a〜19cからLED光をウエハ1に
向けて照らし、この光を、位置検出センサ16a〜16
c(ここではCCDを用いる)上で検出する。この構成
により、ウエハの位置ずれが生じると位置検出センサ1
6a〜16cで検出できる。したがって、ウエハ1の受
け渡し前の位置および受け渡し後の位置を検出し、この
検出値の差分によって、ずれ量を求めることができる。
法について説明したが、以下にOFSステーションにウ
エハを供給してからファインアライメントを行うまでの
流れを図3のフローチャートによって説明する。
し(a)、次にパターンプリアライメントにより、この
操作以降からウエハチャック(WC)13までの搬送誤
差が0の場合にファインアライメントスコープの中心に
ファインアライメントマークが来るよう、ウエハ1の位
置決めをする(b)。次に、ハンド11をOFSステー
ション2の位置に移動し(c)、PAチャック(PA
C)4上のウエハ1の位置を、ハンド11上の位置検出
センサ16a〜16cによって計測する(d)。この計
測値をAとする。
ド11に受け渡し(e)、この受け渡し後のウエハ1の
位置を、ハンド11上の位置検出センサ16a〜16c
によって計測する(f)。この計測値をBとする。
位置へ移動し(g)、ハンド11からウエハチャック1
3にウエハ1を受け渡す(h)。この受け渡し後のウエ
ハ1の位置を、ハンド11上の位置検出センサ16a〜
16cによって計測する(i)。この計測値をCとす
る。
両方の値から、ウエハの受け渡しのずれ量Dを求め
(j)、ウエハステージ(露光ステージ)上のウエハチ
ャック13を、ファインアライメント(F.A.)計測
が可能な位置に補正量Dを考慮して駆動する(k)。そ
してファインアライメント計測を行う(l)。
題なく行うことができる。
4分割センサ等を用いてもよい。また、ハンド11の位
置決め精度はファインアライメントをする際に問題とな
らないスペックとする。
ラットを有するウエハについて説明したが、ノッチタイ
プのウエハでも、図4に示すように位置検出センサ22
a、22bによって同様に受け渡し前後のずれを検出す
ることができる。
ンサによって、ウエハの受け渡し前後のずれ量を計測す
れば、OFSステーションでプリアライメントまで終了
したウエハをウエハステージ上で問題なくファインアラ
イメントができる。したがって、ファインアライメント
のための再計測(パターンプリ)を行う必要がないた
め、スループットが向上する。
の基板搬送における精度向上が可能である。
実施例1では、ウエハ位置検出センサ16a〜16cお
よび発光部19a〜19cは共にハンド11上に設けて
いた。本実施例でも、ウエハ位置検出センサ16a〜1
6cはハンド11上に設けるが、発光部19a〜19c
はウエハチャック13上に設ける(図5)。また、OF
Sステーション2上にも同様に発光部を設ける(不図
示)。
〜19cの方向を90°変えて、ミラー24a〜24c
で光を反射させる場合を示す。図5、図6どちらの態様
を選択するかについては、実施する場合の装置のスペー
スを考慮して決定すればよい。
出センサを付けた例を説明したが、ハンドのスペースが
少ない場合には、OFSステーションおよび、ウエハチ
ャックまたはウエハステージ上にそれぞれ位置検出セン
サを設けることによって、基板の受け渡しずれを検出す
るのが有効である。
て、搬送ハンドに位置検出センサを持つ場合には、それ
ぞれの受け渡しステーションで受け渡し前後の値を検出
しなくても、最初の受け渡しステーションでの受け渡し
前の計測値と、最後の受け渡しステーションでの受け渡
し後の計測値の2つの値を検出するようにしても良い。
れば、基板を搬送する際に生じる基板位置のずれを検出
することができる。特に、ウエハの受け渡し前後のずれ
量を計測・補正できるため、OFSステーションにおい
てプリアライメントまで終了したウエハを、ウエハステ
ージ上で問題なくファインアライメントができる。した
がって、従来ウエハステージ上で行っていたプリアライ
メントを、OFSステーションの待ち時間に行うことが
できるので、スループットが向上する。
クまでのウエハの搬送の誤差を見積もることもできる。
け渡す時を、OFSステーション側から見た実施例1の
図。
ファインアライメントを行うまでの実施例1のフロー。
置の部分平面図。
け渡す時を、OFSステーション側から見た実施例2の
図。
ーションフラット、4:PAチャック、5:PAθステ
ージ、6a〜6c:PA光学系、9:PAXステージ、
10:PAYステージ、11:基板搬送ハンド、12:
ガイド、13:ウエハチャック、14a、14b:プリ
アライメントスコープ、16a〜16c:基板位置検出
センサ、19a〜19c:発光部、22a、22b:基
板位置検出センサ、24a〜24c:ミラー、27:ノ
ッチ、28:ハンド保持面、29a〜29c:ウエハチ
ャックのピン。
Claims (10)
- 【請求項1】 第1の位置にある基板を受け取って保持
し、その基板を搬送して第2の位置へ受け渡す基板搬送
手段を備えた基板搬送装置において、第1の位置から第
2の位置に基板を搬送する際に生じた基板の位置のずれ
を検出するずれ検出手段を有することを特徴とする基板
搬送装置。 - 【請求項2】 前記ずれ検出手段は、前記基板搬送手段
上に設けらた、基板の外形位置を検出する2個以上のセ
ンサを有することを特徴とする請求項1記載の基板搬送
装置。 - 【請求項3】 前記ずれ検出手段は、前記第1の位置か
ら前記基板搬送手段に基板を受け渡す際に生じる基板の
位置ずれと、前記基板搬送手段から前記第2の位置へ基
板を受け渡す際に生じる基板の位置ずれとを検出し、こ
れらの検出結果から前記第1の位置から第2の位置に基
板を搬送する際に生じた基板の位置のずれを検出するも
のであることを特徴とする請求項1または2記載の基板
搬送装置。 - 【請求項4】 前記ずれ検出手段は、前記第1の位置か
ら前記基板搬送手段に基板を受け渡す前の基板の位置
と、前記基板搬送手段から前記第2の位置へ基板を受け
渡した後の基板の位置とを検出し、これらの検出結果か
ら前記第1の位置から第2の位置に基板を搬送する際に
生じた基板の位置のずれを検出するものであることを特
徴とする請求項1または2記載の基板搬送装置。 - 【請求項5】 前記基板搬送手段は、基板の下部を保持
する保持面を有する搬送ハンドを有することを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の基板搬送装置。 - 【請求項6】 前記基板は露光装置において露光される
ものであり、前記第1の位置は、前記露光装置のオリエ
ンテーションフラット検知兼パターンプリアライメント
ステーションであり、前記第2の位置は、前記露光装置
のファインアライメント兼露光ステージであることを特
徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板搬送装
置。 - 【請求項7】 前記ずれ検出手段は、前記第1の位置お
よび前記第2の位置に設けられた、基板位置を検出する
手段を有することを特徴とする請求項1記載の基板搬送
装置。 - 【請求項8】 前記基板の位置ずれの検出結果から、前
記基板を搬送する際に生じた基板の位置のずれ量を演算
する手段を備えたことを特徴とする請求項1〜7いずれ
かに記載の基板搬送装置。 - 【請求項9】 請求項6の基板搬送装置を有することを
特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項10】 前記基板搬送装置のずれ検出手段によ
り検出された基板の位置ずれ量を考慮して、ファインア
ライメントを行うための露光ステージの移動を行うこと
を特徴とする請求項8記載の半導体製造装置。
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