JPS6187330A - Manufacturing device for semiconductor devuce - Google Patents

Manufacturing device for semiconductor devuce

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Publication number
JPS6187330A
JPS6187330A JP59204071A JP20407184A JPS6187330A JP S6187330 A JPS6187330 A JP S6187330A JP 59204071 A JP59204071 A JP 59204071A JP 20407184 A JP20407184 A JP 20407184A JP S6187330 A JPS6187330 A JP S6187330A
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JP
Japan
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stage
wafer
stop position
accuracy
alignment
Prior art date
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Pending
Application number
JP59204071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ayada
綾田 直樹
Seita Tazawa
田澤 成太
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6187330A publication Critical patent/JPS6187330A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Abstract

PURPOSE:To contrive the improvement in a throughput by changing the accuracy in stage stop position for a step movement according to whether a wafer printing process is a first mask process or an alignment process so as to reduce the time necessary for the step movement of a stage during the alignment process. CONSTITUTION:A stage drive control means comprising a position control means for a fixed point stop in step movement; and a positioning means for effecting the positioning of a wafer 5 to a reticle 1 with moving the reticle minutely at every step movement; are arranged by combination. Then a permissible value of the accuracy in stop position of the position control means of a stage drive control system is changed for the larger or smaller according to whether the movement during the first mask process which requires high stop position accuracy, or the movement during the alignment process in which the stop position accuracy can be rough compared with in said first mask process. Consequently, the control with excessively high accuracy in stop position is reduced thereby enabling the improvement in a throughput of the device.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野1 本発明は、半導体製造装置に関し、さらに詳しくは′J
!′導体ウェハをXYステージ等によって移動させなが
ら工程を進める例えばステップアンドリピート方式の半
導体焼付装置などで代表される半導体製造装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention 1] The present invention relates to a semiconductor manufacturing device, and more specifically,
! 'The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus represented by, for example, a step-and-repeat type semiconductor printing apparatus, in which a conductor wafer is moved by an XY stage or the like to advance the process.

[従来の技術] 半導体製造装置、特にステップアンドリピート方式の半
導体焼付装置においてウェハを搭載して移動するXYス
テージの駆動制御は、一般に速度制御と位置制御の2つ
のサーボ方式を組合せて行なわれている。
[Prior Art] Drive control of an XY stage on which a wafer is mounted and moves in semiconductor manufacturing equipment, particularly step-and-repeat type semiconductor printing equipment, is generally performed by combining two servo systems: speed control and position control. There is.

すなわち、第4図はXYステージの速度変化パターンの
一例を示し、横軸は時間、縦軸はステージの移動速度で
ある。第4図において、t1時点でステージをスタート
させたとすると、時刻t1からt4までの区間SSは速
度制御サーボにより高速で比較的粗い停止位置精度の制
御が行なわれ、これに続いて時刻t4からt5までの区
間PSでは位置制御サーボにより低速で比較的高い停止
位置精度の制御が行なわれる。
That is, FIG. 4 shows an example of the speed change pattern of the XY stage, where the horizontal axis is time and the vertical axis is the moving speed of the stage. In FIG. 4, if the stage is started at time t1, in the section SS from time t1 to t4, the speed control servo performs high-speed control with relatively rough stopping position accuracy, and then from time t4 to t5. In the section PS up to, the position control servo performs control with relatively high stopping position accuracy at low speed.

速度制御サーボ区間SSではステージは、一定の加速度
で加速される加速区間ABと、一定速度V maxで運
動する定速区間BCと、一定の減速度で減速される減速
区間CDからなる速度変化パターンを画いて移動し、こ
のパターンの加減速の直線AS、BCおよびCDは時刻
t1でのステージの現在位置と停止目標位置との着、す
なゎら移動距離によって決定される。例えばマイクロコ
ンピュータによって移動距離に応じた加減速度およびF
i高速度をメモリデープル内から取り出して設定値とし
、これをXYステージ駆動用モータに連結したタコジェ
ネレータの出ツノと比較することによりモータの速度制
御サーボが行なわれる。
In the speed control servo section SS, the stage has a speed change pattern consisting of an acceleration section AB where it is accelerated at a constant acceleration, a constant speed section BC where it moves at a constant speed Vmax, and a deceleration section CD where it is decelerated at a constant deceleration. The straight lines AS, BC, and CD of acceleration and deceleration in this pattern are determined by the arrival of the stage's current position and the target stop position at time t1, that is, the moving distance. For example, a microcomputer can calculate the acceleration/deceleration and F according to the distance traveled.
Motor speed control servo is performed by extracting the i high speed from the memory table and using it as a set value, and comparing it with the output of the tacho generator connected to the XY stage drive motor.

またステージの位置座標は例えば光学スケールやレーザ
干渉副長器等の位置計測手段によって計測されている。
Further, the position coordinates of the stage are measured by a position measuring means such as an optical scale or a laser interference measuring device.

速度制御ザーボから位置制御サーボへの切換は、位置計
測手段によって計測したステージの位置が停止目標位置
の手前の予め定められた位置P1、例えば2μm以内に
達したときに行なわれる。
Switching from the speed control servo to the position control servo is performed when the position of the stage measured by the position measuring means reaches a predetermined position P1 before the target stop position, for example, within 2 μm.

位置制御サーボ区間PSに入ると、位置計測手段によっ
て計測されるステージ位置と停止目標位置との差(距離
)が所定値、例えば0.2μm以内に入るように制御が
行なわれ、この所定値をステージの停止位置精度の許容
値(トレランス)と呼んでいる。ステージ位置がトレラ
ンス内に入るまで低速で位置制御サーボがかけられ、ト
レランス内に入ったところで制御が完了しく第4図P2
点)ステージの移動が終了する。
When entering the position control servo section PS, control is performed so that the difference (distance) between the stage position measured by the position measuring means and the stop target position is within a predetermined value, for example, 0.2 μm, and this predetermined value is This is called the tolerance of the stage stop position accuracy. The position control servo is applied at low speed until the stage position is within the tolerance, and once the stage position is within the tolerance, the control is completed.
point) Stage movement ends.

このスーツの移動の終了までの制御に要する時間のうち
、位置制御サーボ区間Psの時間はトレランスを小さく
すればするほど長くなる。
Of the time required for control until the end of the movement of the suit, the time for the position control servo section Ps becomes longer as the tolerance is made smaller.

ところで、従来のステージの移動制御は、ウェハ焼付工
程が第1層目のパターンの焼付をする第1マスク工程(
ファーストマスクモード)なのが、あるいは第2層目以
降のパターンの重ね合せ焼付けをするアライメント工程
(アライメントモード)なのかにかかわらず、ステップ
移動の停止目標位置への定位置停止のためにいずれも同
一トレランス値での位置制御サーボをかけて行なってお
り、そのトレランス値としては、最も高い停止位置精度
を要求される第1マスク工程に対して設定された値を全
工程のステップ移動に適用しており、従ってそれほど高
い停止位置精度を要求されないアライメント工程に対し
ては必要以上の停止位置精度で制御1゛る結果となり、
半導体製造装Uのスルーブツトの向上に支障を与えてい
た。
By the way, in the conventional stage movement control, the wafer baking process is the first mask process (where the pattern of the first layer is baked).
Regardless of whether it is the first mask mode) or the alignment process (alignment mode) that overlays and prints the patterns of the second and subsequent layers, both are the same in order to stop the step movement at a fixed position at the target position. This is done by applying a position control servo with a tolerance value, and the tolerance value is the value set for the first mask process, which requires the highest stopping position accuracy, and is applied to the step movement of all processes. Therefore, for an alignment process that does not require very high stopping position accuracy, control is performed with more stopping position accuracy than necessary.
This has been a hindrance to improving the throughput of semiconductor manufacturing equipment U.

例えばTTLオートアライメント別能を持つステップア
ンドリピート方式の半導体焼付装置では、XYステージ
に高い停止位置精度が要求されるのはレチクルに対して
別のオファクシスアライメン系などで位置決めされたウ
ェハを位置制御サーボだけでステップ移動させる第1マ
スク工程での各露光ショット毎のステップ移動であり、
これには通常0.1μm程度の停止位置精度が必要とさ
れている。一方、ウェハ上の前工程での焼付はパターン
に対してそのアライメントマークを利用してレチクルパ
ターンとの重ね合せをTTLオートアライメントで行な
う第2層目以降の焼付けに対するアライメント工程では
、レチクルの微小移動による高%11JJのアライメン
トが行なわれるので、ステージのステップ移動の停止位
置精度はだがだが0.5へ・1.0μmで充分である。
For example, in step-and-repeat semiconductor printing equipment that has TTL auto-alignment capability, high stopping position accuracy is required for the XY stage. This is a step movement for each exposure shot in the first mask process in which the step movement is performed only by the control servo.
This usually requires a stop position accuracy of about 0.1 μm. On the other hand, in the printing process in the previous process on the wafer, alignment marks are used to align the pattern with the reticle pattern using TTL auto-alignment. Since alignment is performed at a high rate of 11JJ, the stop position accuracy of the step movement of the stage is, however, sufficient at 0.5 to 1.0 μm.

これらの移動の全てに0.1μmのトレランス値で位置
制御サーボをかけることは、アライメント工程に対して
はステージの停止に要する時間を不必要に長くしている
ことになり、ここにスルーブツト向上の余地がある。
Applying a position control servo to all of these movements with a tolerance value of 0.1 μm will unnecessarily lengthen the time required for the stage to stop for the alignment process, and this will result in an increase in throughput. There's room.

〔発明の目的と概要] 本発明は、前述の状況に鑑みて、ステップ移動の定点停
止のための位置制御手段を有するステージ駆動制御手段
と、レチクルに対するウェハの位置合せをステップ移動
の都度レチクルを微小移動させて行なう位置合せ手段と
を組合せたものにおいて、高い停止位置精度の要求され
る第1マスク工程での移動時と、停止位置精度がそれよ
りも粗くてよいアライメント工程での移動時とでステー
ジ駆動制御系の位置制御手段の停止位置精度の許容値(
トレランス値)を大小に変更するようにし、不必要に高
い停止位置精度での制御を少なくすることにより、結果
的に装置のスルーブツトの向上を果たすことができるよ
うにした半導体製造装置を提供しようとするものである
[Objective and Summary of the Invention] In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides a stage drive control means having a position control means for stopping the step movement at a fixed point, and a stage drive control means having a position control means for stopping the step movement at a fixed point, and a stage drive control means for positioning the wafer with respect to the reticle every time the step movement is performed. In a combination of positioning means that performs minute movements, there are two types: during movement in the first mask process, which requires high stopping position accuracy, and during movement in the alignment process, which requires coarser stopping position accuracy. The allowable value of the stop position accuracy of the position control means of the stage drive control system (
The present invention aims to provide a semiconductor manufacturing device that can improve the throughput of the device as a result by changing the tolerance value (tolerance value) to a small value and reducing control with unnecessarily high stopping position accuracy. It is something to do.

本発明の半導体製造装置は、このような課題を達成する
ために、ステージのステップ移動の停止位置を制御する
位置制御手段に設定される停止位置精度の許容値(トレ
ランス値)を、第1マスク工程か否かで変更する停止位
置精度変更手段を備えている。
In order to achieve such a problem, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention sets the tolerance value of the stop position accuracy set in the position control means for controlling the stop position of the step movement of the stage to the first mask. It is equipped with a stop position accuracy changing means that changes depending on whether it is a process or not.

本発明の半導体製造装置における前記位置合せ手段は、
例えばTTLオードアライメンh式のものであり、また
ひどつの例では、停止位置精度変更手段は第1マスク工
程で例えば0.1μmのごとき小さいトレランス値を選
ぶのに対しアライメント工程ではそれより大きい例えば
0.5〜1.0μm程度のトレランス値を選んで位置制
御手段を動作させる。
The alignment means in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes:
For example, in the TTL automatic alignment system, in a severe case, the stop position accuracy changing means selects a small tolerance value, such as 0.1 μm, in the first mask process, whereas in the alignment process, it selects a larger tolerance value, such as 0. A tolerance value of about .5 to 1.0 μm is selected and the position control means is operated.

また本発明において、ステージ駆動制御手段は例えば光
学スケールやレーザ測長器などのステージの位置を検出
する位置計測手段と、この位置計測手段の出力に基づい
てステージの停止位置を制御する前記位置制御手段とを
備えており、これらによって位置制御サーボ系を構成し
ている。
Further, in the present invention, the stage drive control means includes a position measuring means for detecting the position of the stage such as an optical scale or a laser length measuring device, and the position control means for controlling the stop position of the stage based on the output of the position measuring means. These components constitute a position control servo system.

本発明の実施例を示せば以下の通りである。Examples of the present invention are as follows.

[実施例の説明] 第1図は、本発明を適用したTTLオートアライメント
機能付きのステップアンドリピート方式半導体焼付装置
の構成図であり、焼付用照明装置4からの光で照明され
るレチクル1は、XY直角座標面内で移動可能で且つ垂
直軸θの周りに回動可能なレチクルステージ2に保持さ
れ、レチクルパターンaを投影レンズ3を介してウェハ
ステージ6上のウェハ5の表面上に例えば115に縮小
して投影するようになされている。ウェハステージ6は
X軸モータ7χとY@モータ7yとの駆動制御によって
ステップ移動され、これによりウェハ面上に縮小パター
ン像b+ 、b2.・・・を次々に焼付は転写してゆく
ものである。
[Description of Embodiments] FIG. 1 is a block diagram of a step-and-repeat type semiconductor printing apparatus with a TTL auto-alignment function to which the present invention is applied. , is held on a reticle stage 2 that is movable within the XY rectangular coordinate plane and rotatable around the vertical axis θ, and projects the reticle pattern a onto the surface of the wafer 5 on the wafer stage 6 through the projection lens 3, for example. 115 and is projected. The wafer stage 6 is moved in steps by drive control of the X-axis motor 7χ and the Y@motor 7y, thereby forming reduced pattern images b+, b2 . Printing is the process of transferring... one after another.

焼付けに先立ってウェハとレチクルは正確に位置合せさ
れていなければならず、第1図の装置ではこのためのT
TLオートアライメント光学系が組まれている。J“な
わちレーザチューブ13によって発振されたレーザビー
ムを、回転ポリゴンミラ=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3内に入れ、
ポリゴンミラー12の回転によってレチクルのアライメ
ントマークのウェハ上の像と前工程で焼付けられたつ]
−ハ上のアライメントマークとを走査し、それらの重ね
合せ像から生じる回折光を逆光路をたどってハーフミラ
−10から光電検出器(または[TV)11によって検
出するようにしである。
Prior to printing, the wafer and reticle must be accurately aligned, and the apparatus shown in FIG.
Equipped with TL auto alignment optical system. In other words, the laser beam oscillated by the laser tube 13 is input into the projection lens 3 via the rotating polygon mirror 12, the half mirror 10, the objective lens 9, and the mirror 8.
By rotating the polygon mirror 12, the image of the reticle alignment mark on the wafer and the image printed in the previous process]
- The alignment mark on the top of the mirror is scanned, and the diffracted light generated from the superimposed images is detected by a photoelectric detector (or TV) 11 from a half mirror 10 following a reverse optical path.

コントロールボックス14内には、前記光電検出器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
の重なり具合、すなわちウェハとレチクルとの相対位置
関係を知ってレチクルステージ2を微小移動させる駆O
ノ装置18χ、18yの制121I用のシステムが設(
プられている。このレチクルの微小移f)ノによるウェ
ハとレチクルの正6ICな位置合せは、パターン@b+
、t)2.・・・の各露光前にfii回行なわれる。
Inside the control box 14, the photoelectric detector 11
The driver knows the degree of overlap between the alignment marks on the wafer and the reticle, that is, the relative positional relationship between the wafer and the reticle, from the output signal of the controller and moves the reticle stage 2 minutely.
A system for controlling 121I of equipment 18χ and 18y has been established (
is being pulled. The positive 6IC alignment of the wafer and reticle due to this minute movement f) of the reticle is the pattern @b+
,t)2. . . is performed fii times before each exposure.

一方、ウェハステージ6のステップ移動に伴なう停止位
置制御は、レーザ測長器16χ、16yF7の位置計測
手段により検知されるステージ6の位置座標データに基
づいて行なわれる。
On the other hand, the stop position control accompanying the step movement of the wafer stage 6 is performed based on the position coordinate data of the stage 6 detected by the position measuring means of the laser length measuring devices 16χ and 16yF7.

第1図において、ウェハステージ6の移動方向のX、Y
成分につぎその位置座標を検出するレーザ測長器16χ
、16yはレーザチューブ17からのレーザビームをハ
ーフミラ−15を介してステージ6に導ぎ、ステージ6
のステップ移動に伴なって各レーデ測長器から距離信号
としての位置座標検出パルスが取り出され、このパルス
がコントロールボックス内の制0(1回路で積算カウン
トされてステージの移動量が求められ、ウェハステージ
6の現在位置の座標値が正確に求められる。
In FIG. 1, the X and Y directions of movement of the wafer stage 6 are
Laser length measuring device 16χ that detects the position coordinates of the components
, 16y guide the laser beam from the laser tube 17 to the stage 6 via the half mirror 15.
Along with the step movement of the stage, a position coordinate detection pulse is taken out as a distance signal from each radar length measuring device, and this pulse is integrated and counted by one circuit in the control box to determine the amount of movement of the stage. The coordinate values of the current position of the wafer stage 6 can be accurately determined.

レープ測長器16χ、16yのパルスの分解能およびリ
ニアリティは、要求される位置合せ精度に対して充分な
精度(例えば0.05μm/1パルス)を有しており、
ある露光域から別の露光域へ移動するときはその移動量
をレーザ測長器によって正確にカウントし、カウント値
が予め設定された正しい移#Jfitを示すまでウェハ
ステージ6を移#J−J−る。
The resolution and linearity of the pulses of the rape length measuring devices 16χ and 16y have sufficient accuracy (for example, 0.05 μm/1 pulse) for the required alignment accuracy,
When moving from one exposure area to another, the amount of movement is accurately counted by a laser length measuring device, and the wafer stage 6 is moved until the count value indicates a preset correct movement #Jfit. -ru.

ところで、ここまでの説明は第2層目以降の焼付けを行
なうアライメント工程、すなわち前工程で焼f」【プら
れたパターンとレチクルパターンとの位置合けを行なう
必要のある焼付は工程における話である。
By the way, the explanation so far refers to the alignment process for printing the second and subsequent layers, that is, the printing process in which it is necessary to align the pattern printed in the previous process with the reticle pattern. be.

アライメント工程では、ウェハステージをいかに高精度
で位置制御しても、そのままではウェハとレチクルの位
置合せは必ずしも充分とはならず、レチクルを微小移動
させて位置合せを補正する航速のTTLアライメン1−
が必要となる。
In the alignment process, no matter how precisely the position of the wafer stage is controlled, the alignment of the wafer and reticle is not always sufficient.
Is required.

このウェハステージだけでの位置合せが不充分な理由は
、ウェハが熱処理およびイオン注入等によって局所的な
歪をもつようになることと、前工程を一括焼付Cノの装
置で行なった場合にウェハ内の焼付パターンの歪が残っ
ていることなどにより発生する。
The reason why alignment using only the wafer stage is insufficient is that the wafer becomes locally distorted due to heat treatment, ion implantation, etc., and that the wafer This occurs due to remaining distortions in the printed pattern inside.

従ってこの場合、レチクル微小移動による位置合せを見
込んで、ウェハステージ6の停止位置精度は0.5〜1
.0μm程度でよい。ウェハステージ6の位置の補正は
、TTLアライメントによりレチクルステージの微小移
動で相対的に行なわれ、その精度は通常0,1μm程度
と高い。
Therefore, in this case, the accuracy of the stop position of the wafer stage 6 is 0.5 to 1, taking into account the alignment caused by minute movement of the reticle.
.. It may be about 0 μm. The position of the wafer stage 6 is relatively corrected by minute movement of the reticle stage through TTL alignment, and the accuracy thereof is usually as high as about 0.1 μm.

一方、第1マスク工程では、ウェハステージ6の停止位
置精度は厳しく、ウェハステージだけで0.1μm程度
の精度を出ず必要がある。
On the other hand, in the first mask process, the accuracy of the stopping position of the wafer stage 6 is strict, and the wafer stage alone needs to have an accuracy of about 0.1 μm.

第2図は、この実施例のウェハステージ6の駆動制御回
路の構成例を示すブロック図で、ステージ6に付設され
たXY座標位置検出用のレーザ測長器16χ、16yは
符号16で代表的に示され、またステージ6の駆動用モ
ータ7χ、7yも符号7で代表的に示されている。この
モータ7には、その速度検出用のタコジェネレータ30
が取り付けられている。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the drive control circuit for the wafer stage 6 of this embodiment. Laser length measuring devices 16χ and 16y attached to the stage 6 for XY coordinate position detection are denoted by the reference numeral 16. The driving motors 7χ and 7y for the stage 6 are also represented by the reference numeral 7. This motor 7 includes a tacho generator 30 for detecting its speed.
is installed.

モータ7は駆動回路22によって駆動され、その制御モ
ードはマイクロプロセッサ等からなる主制御回路26に
よって選択切換される。
The motor 7 is driven by a drive circuit 22, and its control mode is selectively switched by a main control circuit 26 consisting of a microprocessor or the like.

速度制御サーボ系は、タコジェネレータ30の出力を計
数する現在値カウンタ31と、主制御回路26から与え
られた目標値を出力する目標値設定器32と、これらカ
ウンタ31と設定器32との(1nを比較づる比較器3
3とを含む制御ループで構成されている。
The speed control servo system includes a current value counter 31 that counts the output of the tacho generator 30, a target value setter 32 that outputs the target value given from the main control circuit 26, and a ( Comparator 3 that compares 1n
It is composed of a control loop including 3.

位置制御サーボ系は、レーザ測長器16の出力信号をも
とにステージ6の位置を計測するステージ位置検出器2
4と、主制御回路26から与えられた移動先のステージ
停止目標位置を出力するステージ位置目標設定器25と
、これら位置検出器24と設定器25との出力同士を比
較してその差を出力する位置比較器21と、主制御回路
26から与えられるトレランス値を出力する精度設定器
28と、位置比較器27と精度設定器28との出力値を
比較してその大小判別を行なう判別器29とを含む制御
ループで構成されてd5す、判別器29によって位置比
較器27の出力値がトレランス1直の範囲内に入ったこ
とが検出されるまでモータ7を低速で駆動するように、
判別器29の出力を主制御回路26と駆動回路22とに
与えいてる。
The position control servo system includes a stage position detector 2 that measures the position of the stage 6 based on the output signal of the laser length measuring device 16.
4, a stage position target setter 25 that outputs the stage stop target position of the destination given from the main control circuit 26, and a stage position target setter 25 that compares the outputs of these position detector 24 and setter 25 and outputs the difference. a position comparator 21 that outputs the tolerance value given from the main control circuit 26, an accuracy setter 28 that outputs the tolerance value given from the main control circuit 26, and a discriminator 29 that compares the output values of the position comparator 27 and the accuracy setter 28 to determine their magnitude. The motor 7 is driven at low speed until the discriminator 29 detects that the output value of the position comparator 27 is within the range of tolerance 1 shift.
The output of the discriminator 29 is given to the main control circuit 26 and the drive circuit 22.

主制御回路26は、 ■ 位置比較器27の出力をもとに、駆動回路に対して
位置制御あるいは速瓜制御の指令を与える。
The main control circuit 26 (1) gives a position control or speed melon control command to the drive circuit based on the output of the position comparator 27;

■ 判別器29の出力信号から、ステージが停止目標位
置のトレランス内に入ったか否かを検知し、トレランス
内に入った場合にはステージの駆動を停止する。
(2) It is detected from the output signal of the discriminator 29 whether or not the stage is within the tolerance of the stop target position, and if the stage is within the tolerance, the drive of the stage is stopped.

■ 比較器33の出力から、カウンタ31の値が設定器
32の出力値に等しくなったか否かを検出し、等しくな
った場合にはステージの駆動を位置制御がかかつていな
い限りにおいて停止する。
(2) From the output of the comparator 33, it is detected whether the value of the counter 31 has become equal to the output value of the setter 32, and if they have become equal, the drive of the stage is stopped unless position control has been performed.

■ ステージ位置目標設定器25と速度目標値設定器3
2に対してそれぞれ目標値を設定する。
■ Stage position target setting device 25 and speed target value setting device 3
Set target values for each of 2.

■ さらに本発明の特徴である、ウェハ焼付は工程に応
じた必要精度に従って、精度設定器28に所望のトレラ
ンス値を選択的に設定する。
(2) Further, in wafer baking, which is a feature of the present invention, a desired tolerance value is selectively set in the accuracy setting device 28 according to the required accuracy depending on the process.

などの機能を有する。主制御回路26にはまたCRTデ
ィスプレイとキーボード等からなる入出力装置20が接
続され、オペレータがこの入出力装置20から、第1マ
スク工程かアライメント工程かなどの工程の種類、ステ
ージ6の停止精度のトレランス値などを手動入力できる
It has the following functions. An input/output device 20 consisting of a CRT display, a keyboard, etc. is also connected to the main control circuit 26, and from this input/output device 26, the operator can input information such as the type of process, such as the first mask process or the alignment process, and the stopping accuracy of the stage 6. You can manually input the tolerance value etc.

さて、焼付動作におけるステージ6の駆動制御を第2図
と共に説明すれば、ステップアンドリピート動作中では
主制御回路26は先ず次のショット位置としての停止目
標位置をステージ位置目標設定器25に設定し、駆動回
路22に対して先ずはじめに速度制御の指令を発する。
Now, to explain the drive control of the stage 6 in the printing operation with reference to FIG. 2, during the step-and-repeat operation, the main control circuit 26 first sets the stop target position as the next shot position in the stage position target setter 25. , first issues a speed control command to the drive circuit 22.

XYステージ6が移動を開始すると、主制御回路26内
の予め設定された加減速の速度テーブルから目標値設定
器32に例えば第4図の区間SSに示すような台形の速
度パターンの設定値が与えられ、タコジェネレータ3゜
の出力をカウンタ31で計数したものと比較しながら、
駆動回路22を介してモータ7を速度制御する。
When the XY stage 6 starts moving, a set value for a trapezoidal speed pattern as shown in section SS in FIG. given, and comparing the output of the tacho generator 3° with that counted by the counter 31,
The speed of the motor 7 is controlled via the drive circuit 22.

この場合、同時に位置比較器21の出力データが主制御
回路26によって監視され、その値が設定値、例えば2
0μmになったときに主制御回路26から駆動回路22
に対して速度制御から位置制御への切換指令信号が与え
られる。
In this case, the output data of the position comparator 21 is simultaneously monitored by the main control circuit 26, and its value is set to a set value, for example 2.
When it becomes 0 μm, the main control circuit 26 sends the signal to the drive circuit 22.
A command signal for switching from speed control to position control is given to.

位置制御モードになると、位置比較器27の出力とVI
度設定器28の出力とが判別器29で判別され、位置比
較器27の出力値が精度設定器28の出力値より大きい
場合には駆動回路22に引き続き位置制御を行わせ、位
置比較器27の出力値が精度設定器28の出力値より小
さくなれば、判別器29から主制御回路26に対して位
置決め終了信号が与えられ、これにより駆動回路22に
停止指令が与えられて制御が完了する。
When the position control mode is entered, the output of the position comparator 27 and VI
If the output value of the position comparator 27 is larger than the output value of the accuracy setter 28, the drive circuit 22 is caused to continue position control, and the output value of the position comparator 27 is determined by the discriminator 29. When the output value becomes smaller than the output value of the precision setting device 28, a positioning end signal is given from the discriminator 29 to the main control circuit 26, and a stop command is given to the drive circuit 22, thereby completing the control. .

この場合、主制御回路26は、第1マスク工程において
は精度設定器28に例えば0.1μmのように小さいト
レランス値を与え、アライメント工程であれば0.5〜
1.0μmのように比較的大きいトレランス工程であれ
ば0.5〜1.0μmのように比較的大きいトレランス
値を与える。
In this case, the main control circuit 26 gives a small tolerance value such as 0.1 μm to the accuracy setter 28 in the first mask process, and 0.5 to 0.5 μm in the alignment process.
A relatively large tolerance step such as 1.0 μm provides a relatively large tolerance value such as 0.5 to 1.0 μm.

第3図は主n、11御回路26による停止位置精度変更
動作のフローチャートであり、先ずステップ401でウ
ェハステージ6上にウェハ5が載せられると、ステップ
402で主制御回路16内のマイクロプロセットが入出
力装置20にセットされた焼付工程の種類、ずなわちア
ライメント工程であるか否かを調べる。もしアライメン
ト工程が指示されていればステップ403で主制御回路
26が制度設定器28にトレランス値として1μmの主
制御回路26が精度設定器28にトレランス値として1
μmを設定し、ま 。
FIG. 3 is a flowchart of the stop position accuracy changing operation by the main n, 11 control circuit 26. First, in step 401, the wafer 5 is placed on the wafer stage 6, and in step 402, the micro processor in the main control circuit 16 It is checked whether or not the type of printing process set in the input/output device 20 is an alignment process. If the alignment process is instructed, in step 403 the main control circuit 26 sends the precision setting device 28 a tolerance value of 1 μm.
Set μm.

たもしアライメント工程ではなしに第1マスク工程が指
示されていれば、代りに0.1μmのトレランス値をス
テップ404で設定する。次いでステップ405でウェ
ハステージ6によりウェハ5を第1ショット位置に移動
させ、ステップ406で前記の設定トレランス範囲内に
入るまで位置制御が行なわれ、トレランス内に入ればス
テージを停止させる。この移動の後、再びステップ40
7でアライメント工程が指定されているか否かを判別し
、アライメント工程であればステップ408でTTLオ
ートアライメントを実行する。このアライメントの実行
によりウェハ5とレチクル1との位置ずれが、入出力装
置20で指定された許容値、例えば0.1μm以内に入
ったか否かをステップ409で判別し、許容値外の場合
はステップ409と408のループの繰り返しを行なう
。許容値に入るとステップ410へ進み、そのショット
の所定の焼付露光が行なわれる。
If the first mask process is instructed instead of the alignment process, a tolerance value of 0.1 μm is set in step 404 instead. Next, in step 405, the wafer stage 6 moves the wafer 5 to the first shot position, and in step 406, position control is performed until the wafer 5 falls within the set tolerance range, and once within the tolerance, the stage is stopped. After this movement, step 40 again
In step 7, it is determined whether or not an alignment process is specified, and if it is an alignment process, TTL auto-alignment is executed in step 408. By executing this alignment, it is determined in step 409 whether or not the positional deviation between the wafer 5 and the reticle 1 is within a tolerance value specified by the input/output device 20, for example, 0.1 μm. The loop of steps 409 and 408 is repeated. When the permissible value is reached, the process proceeds to step 410, where a predetermined printing exposure for that shot is performed.

一方、ステップ407で第1マスク■稈と判別された場
合は直ちにステップ410で焼付露光を実行する。
On the other hand, if it is determined in step 407 that the first mask is the culm, printing exposure is immediately performed in step 410.

焼付露光の終了後、主制御回路26はウェハの全ショッ
トの焼付露光が終ったか否かをステップ411で判別し
、もし終了していなければステップ412で次のショッ
ト位置へステージを移動させ、再びステップ406から
繰り返し、ステージをいわゆるステップアンドリピート
動作させる。このときのステージ6のステップ精度は、
ステップ403または404で設定された値になり、第
1マスク工程では0.1μm1アライメント工程の場合
には1μmu内に位置決めされることになる。
After the printing exposure is completed, the main control circuit 26 determines in step 411 whether or not the printing exposure of all shots of the wafer has been completed. If not, in step 412 the main control circuit 26 moves the stage to the next shot position and repeats the process again. Step 406 is repeated to cause the stage to perform a so-called step-and-repeat operation. The step accuracy of stage 6 at this time is
This is the value set in step 403 or 404, and in the first mask process, in the case of 0.1 μm 1 alignment process, the positioning is performed within 1 μmu.

つまり、全工程につき一様に0.1μmの精度でステー
ジ6のステップ移動を制御していた従来に比べ、アライ
メント工程においてトレランスを1μmと緩くすること
により、ステージ6が停止するまでの時間は例えば移動
路に20mmで約0.3秒から0.2秒と0.1秒ずつ
短縮されることになり、1枚のウェハ中の全ショツト数
を約30〜6oシヨツトとすると、ウェハ1枚当り3〜
6秒程度のスループットの向上が達成でき、その効果は
多大である。
In other words, compared to the conventional method in which the step movement of the stage 6 is uniformly controlled with an accuracy of 0.1 μm in all processes, by setting a loose tolerance of 1 μm in the alignment process, the time it takes for the stage 6 to stop can be reduced, for example. If the travel path is 20 mm, the time will be shortened by 0.1 seconds from about 0.3 seconds to 0.2 seconds, and if the total number of shots on one wafer is about 30 to 6 shots, the time per wafer will be reduced by 0.1 seconds. 3~
An improvement in throughput of about 6 seconds can be achieved, and the effect is significant.

再び第3図に戻って、全ショット終了後はステップ41
3においてステージ6が所定のウェハ回収位置へ移動し
、図示しないハンド装置等によりウェハが回収されるこ
とになる。
Returning to Figure 3 again, after all shots are completed, step 41
At step 3, the stage 6 moves to a predetermined wafer recovery position, and the wafer is recovered by a hand device (not shown) or the like.

[発明の効果] 以上に述べたように、本発明によればウェハ焼付は工程
が第1マスク工程かアライメント工程かによってステッ
プ移動のステージ停止位匠精度を変更するので、前ショ
ツト数の大部分を占めるアライメント工程でのステージ
のステップ移動に要する時間を短縮でき、従ってスルー
ブツトの向上に多大の効果を得ることができるものであ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the wafer printing process changes the stage stop precision of step movement depending on whether the process is the first mask process or the alignment process, most of the number of previous shots is The time required for step movement of the stage in the alignment step, which takes up most of the time, can be shortened, and therefore a great effect can be obtained in improving throughput.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用したステップアンドリピート方式
の半導体焼付装置の外観を示す斜視図、第2図は前回の
半導体焼付装置におけるステップアンドリピート動作の
ステージ駆動制御回路の千M成の一例を示すブロック図
、第3図は主制御回路による制御方式選択動作のフロー
チャート図、第4図はステージの速度変化パターンの一
例を示す線図である。 1;レチクル、2:レヂクルステージ、3:投影レンズ
、4;焼付照明光源、5;ウェハ、6;ウェハステージ
、7χ、7y、7:ウェハステージ駆動モータ、9:対
物レンズ、11;光電検出器、12;回転ポリゴンミラ
ー、13;レーザチューブ、16χ、 iey、 16
:レーザ測長器、11:レーザチューブ、20;入出力
装置、22:駆動回路、24;ステージ位置検出器、2
5;ステージ停止位置目標設定器、26;主制御回路、
27:位置比較器、28;精度設定器、29;判別器、
30;タコジェネレータ、31;現在値カウンタ、32
:速度目標設定器、33;比較器。
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of a step-and-repeat type semiconductor printing apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an example of a 1,000M stage drive control circuit for step-and-repeat operation in the previous semiconductor printing apparatus. FIG. 3 is a flowchart of the control method selection operation by the main control circuit, and FIG. 4 is a diagram showing an example of a speed change pattern of the stage. 1: reticle, 2: reticule stage, 3: projection lens, 4: printing illumination light source, 5: wafer, 6: wafer stage, 7χ, 7y, 7: wafer stage drive motor, 9: objective lens, 11: photoelectric detector, 12; Rotating polygon mirror, 13; Laser tube, 16χ, iey, 16
: Laser length measuring device, 11: Laser tube, 20; Input/output device, 22: Drive circuit, 24; Stage position detector, 2
5; Stage stop position target setter, 26; Main control circuit,
27: Position comparator, 28; Accuracy setting device, 29; Discriminator,
30; Tacho generator, 31; Current value counter, 32
: Speed target setter, 33; Comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ウェハを搭載したステージをステップ移動させるた
めに、ステージを予め設定した停止位置精度内で停止目
標位置に停止させる位置制御手段を有するステージ駆動
制御手段と、レチクルに対するウェハの位置合せをステ
ップ移動の都度レチクルとウェハを相対的に微小移動さ
せて行なう位置合せ手段とを組合せた半導体製造装置に
おいて、ウェハに第1層目の焼付けを行なう第1マスク
工程と、2層目以降の焼付けを前記位置合せ手段による
位置合せ動作と共に行なうアライメント工程とで、前記
停止位置精度の許容値を変更する停止位置精度変更手段
を備えたことを特徴とする半導体製造装置。 2、位置合せ手段がTTLオートアライメント方式のも
のである特許請求の範囲第1項記載の半導体製造装置。 3、第1マスク工程において停止位置精度変更手段によ
って選択される許容値より、アライメント工程において
停止位置精度変更手段によつて選択される許容値のほう
が大きくなるようになされた特許請求の範囲第1項に記
載の半導体製造装置。 4、ステージ駆動制御手段が、ステージの位置を検出す
る位置計測手段と、この位置計測手段の出力に基づいて
ステージの停止位置を制御する位置制御手段とを備えて
なる特許請求の範囲第1項記載の半導体製造装置。 5、位置計測手段が、光学スケールである特許請求の範
囲第4項記載の半導体製造装置。 6、位置計測手段が、レーザ測長器である特許請求の範
囲第4項記載の半導体製造装置。
[Claims] 1. A stage drive control means having a position control means for stopping the stage at a target stop position within a preset stop position accuracy in order to step-move the stage on which the wafer is mounted, and a wafer relative to the reticle. In a semiconductor manufacturing apparatus that combines a positioning means that performs positioning by moving a reticle and a wafer minutely relative to each other each time a step movement is performed, a first mask process for printing a first layer on a wafer; A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a stop position accuracy changing means for changing the permissible value of the stop position accuracy in an alignment process in which printing after the second eye is performed together with a positioning operation by the positioning means. 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the alignment means is of a TTL auto-alignment type. 3. Claim 1, wherein the tolerance value selected by the stop position accuracy changing means in the alignment process is larger than the tolerance value selected by the stop position accuracy changing means in the first mask process. The semiconductor manufacturing equipment described in 2. 4. Claim 1, wherein the stage drive control means comprises a position measurement means for detecting the position of the stage, and a position control means for controlling the stop position of the stage based on the output of the position measurement means. The semiconductor manufacturing apparatus described. 5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the position measuring means is an optical scale. 6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the position measuring means is a laser length measuring device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6345819A (en) * 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd Stage error measurement system in projection aligner
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