JPS6134939A

JPS6134939A - 半導体焼付装置

Info

Publication number: JPS6134939A
Application number: JP15395884A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kuroki; 黒木　洋一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］本発明は、半導体の焼付装置、特にレチクル上の回路パ
ターンを移動ステージ上に配置したウェハの上に投影レ
ンズによって縮小投影して焼付ける装置に関するもので
ある。

［従来技術の説明］従来、この種の装置として、第１図に示す様な方式の装
置と第３図に示す様な方式の装置とが提案されている。

第１図の装置において、１は移動ステージ、２は投影レ
ンズ、３はレチクル、４は焼付用照明装置、１４は制御
回路の入ったコントロールボックスである。レチクル３
上の回路パターンａは、投影レンズ２によってウェハ５
上に縮小して、たとえば第２図のｂｌの様に焼付られる
。次に、モータ７及び６を駆動してウェハ５を移動しな
がら、第２図のｂ２、さらにはｂ３．・・・と焼いてゆ
くわけである。この時、ｂ（ｂｌ、ｂ２．ｂ３．・・・
）には　レチクル３上の回路パターンａのたとえば１１
５に縮小された寸法の回路パターンが転写される。

しかし、このような焼付装置においては、各焼付に先立
ってウェハとレチクルとが正確に位置合せされている必
要がある。このため第１図の装置においては、レーザチ
ューブ１３によってレーザビームを発振させ、゛このビ
ームをポリゴンミラー１２、ハーフミラ−１０、対物レ
ンズ９、ミラー８を介して投影レンズ２内に入れ、これ
によってレチクル３及びウェハ５上のアライメントマー
ク（不図示）をスキャンしている。

レチクル３及びウェハ５に設けられたアライメントマー
クからの散乱光は、ミラー８、対物レンズ９及びハーフ
ミラ−１０を通っで光電検出器１１によって検出される
。コントロールボックス１４内の制御回路（不図示）は
、この光電検出器１１の出力信号からウェハとレチクル
のアライメントマークの位置、すなわちウェハ５とレチ
クル３の相対位置関係を知り、モータ６．７を駆動して
ウェハとレチクルを正しく位置合せする。この位置合せ
は、ｂｌ　、　ｂ２　、・・・の各露光前に毎回性なわ
れる。このため、この方式の装置は、ウェハの反りや歪
み等の影響によるずれを最小限に押えられ、また、焼付
光と同じ光軸上でウェハとレチクルとを観察するため原
理的に最も正確な位置合せが期待できる。しかし、その
反面、各露光毎に位置合せを行なうため、装置のスルー
プットが低下するという弱点があった。

第３図の方式の装置は、移動ステージ１の移動方向（Ｘ
、Ｙ方向）別にその座標を検出するレーザ干渉計１６．
１７を配置しである。移動ステージの移動に伴い、Ｙ方
向のレーザ干渉計１６及びＹ方向の干渉計１７からそれ
ぞれパルスが出力される。このパルスをコントロールボ
ックス１４内の制御回路（不図示）により積算カウント
して移動ステージ１の移動量を求め、現在の移動ステー
ジ１の座標を正確に認識する。前記レーザ干渉計１６．
１７のパルスの分解能及びリニアリティは、要求される
位置合せ精度に対し、十分な精度たとえば（０，０５μ
／１パレス）を有しており、ある露光域たとえば第２図
ｂｎから次の露光域ｂｎ　＋１へ移動する時は、その移
動ｍ（ウェハ上のｂｎとｂｎ　＋１との間の距離）を前
記レーザ干渉計によって正確にカウントし、カウント値
が正しい移動量を示すまで移動ステージを駆動する。

１８は、投影レンズ２の光軸外に設けられたウェハ上の
マーク（たとえば第４図のＣおよびｄ）を検出するため
の顕微鏡である。コントロールボックス１４内の制御回
路は、ｂｌの露光に先立って、たとえばマークＣが前記
顕微鏡１８の下（視野内）にくるべく移動ステージ１を
移動する。そして顕微鏡１８を介してマークＣの視野内
における座標を読み取る。次に移動ステージ１をマーク
ｄが前記顕微鏡１８の視野内にくるべく移動し、同様に
マークｄの座標を読み取る。

この読み取り手段は、テレビカメラを用いてビデオ信号
からマークを認識する方法、レーザご一ムでマークをス
キャンしその散乱光からマークを検出する方法等が提案
されている。

第３図の方式の場合、ウェハが図示していないウェハ搬
送装置によって移動ステージ１の上に搬入されると、コ
ントロールボックス１４内の制御回路（不図示）は、ま
ず、マークＣ及σｄを検出すべく移動ステージ１を駆動
する。そして、マークＣ及びｄが移動ステージ１の移動
方向の座標上のどこにあるかを検出し、予め入出力ター
ミナル２１を介して制御回路中のメモリ内に入力されて
いるマークｃ、ｄと最初の露光位置ｂ１との相対位置関
係をもとに、ｂｌの位置までの正しい駆動量及び方向を
判別する。そして、レーザ干渉訓からのパルス信号をカ
ウントしながら、ｂｌの位置まで移動ステージ１を正確
に駆動する。

以後、ｂｎの露光が終るたびに、予め入力されているｂ
ｎの位置から次の露光位ＩＷｂｎ＋１までの距離分だけ
をレーザ干渉計１６．１７からのパルス信号をカウント
しながら駆動する（ステップアンドリピートする）。こ
の様な方式の装置は露光毎に位置合せという動作を行な
わないため、第１図の方式の装置Ｊ：りも高速で焼付け
を行なうことができる。すなわち、スルーブッ１〜が良
（なるという利点がある。しかし、ウェハが熱処理など
により歪んでいた場合や、前工程を一括焼付けの装置で
行なっており、ウェハ内の焼付パターンの歪（ディスト
ーション）が大きい場合などは、前回の工程の焼付けが
第５図に点線１９でポリ様に行なわれている場合がある
。この様な時、第３図の方式の焼付装置で次の工程を焼
付けると第５図の実線２０で示す様になり、前回の工程
での焼付はパターンと現在のパターンとをウェハ全面で
正しく位置合せを行なう事は非常に困難となる。

［発明の目的］本発明は、前述の様な従来の２つの方式の焼付装置の問
題点を補い、高スループツトで、且つウェハに歪がある
場合や前回焼付パターンにディストーションがある場合
でも、高精度で焼付けを行なうことができる装置を提供
する事にある。

［実施例の説明］第６図は本発明を実施するための装置の構成の一例であ
り、第１図の方式の装置に、更に移動ステージ１の座標
を計測するためのレーザ干渉計１６゜１７を配置したも
のである。

上記構成において、コントロールボックス、１４内の制
御回路（不図示）は、まず、ウェハ５が不図示のウェハ
搬送装置によって移動ステージ１上に搬入された後、予
め入出力ターミナル２１より入力されている各焼付は位
置ｂｎの座標をもとに最初の焼付位１ｂｉが投影レンズ
２の下へ来るべく移動ステージ１を移動する。そして、
第１図の装置と同じ様にレーザビームにより、焼付位置
ｂ１の近傍に設けられたアライメントマーク（不図示）
とレチクル３上のアライメントマーク（不図示）をスキ
ャンし、その相対位置関係を測定する。そして、そのず
れ聞が、入出力ターミナル２１を介して制御回路の中の
メモリ（不図示）へ予め入力されている位置合せ精度（
以後トレランスと称する）以内に入っているか否かを調
べる。

そして、もし入っていなければ、移動ステージ１（又は
レチクル３）を駆動して位置合せを行なう。その後、露
光を行ない、次の焼付位置ｂ２へ移動する。この移動は
レーザ干渉計１６．１７からのパルスを計測しながら行
なう。レーザ干渉計１６゜１７の分解能はトレランスに
対して充分な精度を有しており、もしウェハ５に歪やデ
ィストーション等がなければ、移動ステージ１の移動後
はレチクル上のアライメントマーク（不図示）はウェハ
上のｂ２の位置の近傍に設けたアライメントマーク（不
図示）に対して充分に整合しているはずである。

かかる状態で、再び、レチクル３及びウェハ５上のアラ
イメントマークをレーザビームでスキャンし、レチクル
とウェハのずれ量を調べる。そして、トレランス以内で
あれば、そのまま露光を行ない、もし、ずれ量がトレラ
ンスを越えていれば前述の様に移動ステージ１、又はレ
チクルを駆動して位置合せを行なった後、露光を行なう
。以後ｂ３　、　ｂ４　、・・・と、各焼付位置へ移動
するたびに焼付前に上述と同様の処理を行なう。レーザ
ビームスキャンによる計測だけに要する時間は位置合せ
動作（計測したずれ量に従ってステージを駆動し、再び
レーザビームスキャンを行ない確認をとる）に要する時
間よりもはるかに少なく、各焼付毎にずれ量の計測を行
っても、装置のスループットはさほど落さなくても済む
。

従って、ウェハの歪やディストーション等が少ないもの
については高速焼付を行なうことが出来、一方、第５図
の様なウェハの場合は、ディス１−一ションの少ない部
分、たとえばウェハの中心付近の焼付位置については、
トレランス内に入っておれば位置合せ動作に入らないた
め、第１図の装置に比ベスルーブッ１〜を上げる事が出
来、がっ、第３図の方式の装置では得られない、ウェハ
全域にわたっての高精度位置合せを実現する事が出来る
。

［変形例］前記実施例では、各焼付毎のずれ量計測にレーザビーム
でスキャンする方式を用いたが、投影レンズ２を介して
ずれ量を測定する手段は、これに限るものではなく、た
とえば高精度のテレビカメラを用い、そのビデオ信号か
らアライメントマークを読み取る様な方式でもかまわな
い。

また、上記実施例の装置に第３図の投影レンズ２外に設
けた顕微鏡１８と同じものをのせる等、最初の焼付位置
までの駆動量を正確に測定する手段をつけ加えれば、最
初の焼付位置で位置合せ動作に入る確率が減り、スルー
プットは更に向上する。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明によれば、レーザ干渉計によ
って移動ステージの移動量を計測しながら、ステップア
ンドリピートによって、レチクル上の回路パターンをウ
ェハ上に焼付ける際、先ず、各ステップ毎に投影レンズ
を介してレチクル及びウェハ上のアライメントマークの
観察だけを行い、前記アライメントマークのずれ量が予
め設定されたトレランスを越えている時だけ位置合せ動
作を行なうという手段を講じているため、ウェハ面内に
おける焼付は歪の少ないウェハについても、ウェハ周辺
部で歪が大きくなっているウェハについても高速かつ高
精度の焼付を行う事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体焼付装置の一例を示す図、第２図
は第１図の装置におけるウェハ上への焼付力を示す図、第３図は従来の半導体焼付装置の一例を示す図、第４図
は第３図の装置で用いられるウェハ上に形成されたマー
クの例を示す図、第５図は第３図の装置におけるウェハの焼付状態を示す
図、第６図は本発明の一実施例に係る半導体焼付装置の一例
を示す概略構成図である。図中、１は移動ス′テージ、２は投影レンズ、３はレチ
クル、４は焼付用照明装置、５はウェハ、６．７はモー
タ、８はミラー、９は対物レンズ、ｉｏ、ｉｓはハーフ
ミラ−１１１は光電検出器、１２はポリゴンミラー、１
３はレーザ、１４はコントロールボックス、１６．１７
はレーザ干渉計、１８は顕微鏡、２１は入出力ターミナ
ルである。

Claims

【特許請求の範囲】

　移動ステージ上に載置されたウェハに投影レンズを介
してレチクル上の回路パターンをステップアンドリピー
トによって焼付ける半導体焼付装置であって、前記移動
ステージの位置を計測するためのレーザ干渉計と、前記
投影レンズを介して前記レチクルとウェハの位置合せ状
態を検出する手段と、位置合せのトレランスを入力する
手段と、前記検出手段の出力をもとにレチクルとウェハ
を正しく整合させる整合手段とを有し、前記移動ステー
ジのステップ移動を前記レーザ干渉計の計測位置をもと
に行なうとともに、この各ステップ移動ごとに前記位置
合せ状態の検出手段によりレチクルとウェハの位置合せ
状態を観測し、これが前記トレランスを越えた時だけ前
記整合手段を駆動することを特徴とする半導体焼付装置
。