KR20160051632A - 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 얼라인먼트 마크를 검지 가능한 범위가 넓은 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법을 제공한다.
(해결 수단) 얼라인먼트 장치는, 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대와, 상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖고, 상기 워크의 상기 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출기와, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 이동시켜 상기 재치대의 관통 구멍을 상기 검출기의 시야와 대향시키는 이동기를 구비한다.

Description

얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법{ALIGNMENT APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS AND ALIGNMENT METHOD}

본 발명은, 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법에 관한 것이며, 특히 리소그래피에 응용되는 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.

노광 장치 등에 의해서 처리되는 워크의 얼라인먼트에 있어서는, 종래부터 워크의 표면에 형성된 얼라인먼트 마크를 기준으로 하여 얼라인먼트가 행해지고 있었다. 그러나, 근년에는 고집적화를 위해서 3차원 적층 실장이 유망시되어 오고 있으므로, 워크 표면의 얼라인먼트 마크가 매몰되어 버리는 경우가 있다. 또, 적층된 재료가 예를 들면 구리 등이면 가시광이나 적외선을 반사해버려, 표면 관찰만으로는 얼라인먼트 마크를 검출하는 것이 곤란해지고 있다. 이 때문에, 워크의 이면측에 얼라인먼트 마크를 형성하여 이것을 검출하는 이면 얼라인먼트 수법의 개발이 이루어지고 있다.

예를 들면 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에는, 그 이면 얼라인먼트를 행하는 장치 및 방법이 개시되어 있다.

특허 문헌 1에서는, 워크(W)는 이면에 마크(26)가 형성되어 있고, 미러(21, 22), 렌즈 등의 광학 요소(23, 24), 및 프리즘(25)으로 이루어지는 표면-이면 얼라인먼트 광학 부품(20)이 워크 스테이지에 매설되어 있다. 그리고, 그 표면-이면 얼라인먼트 광학 부품(20)에 의해서 마크(26)의 상이 투영된 평행 이동 레플리카상(27)을 얼라인먼트계(28)에서 검출한다.

특허 문헌 2에서는, 워크 스테이지의 가동 척(50)(워크 스테이지에 상당)에 광학계(80)가 고정되어 있어, 기판의 이면측의 얼라인먼트 마크(66B)에서 반사된 광이 광학계(80)에 의해서 촬상 광학계(20)로 인도된다.

일본국 특허 제4373376호 공보 일본국 특허 제4493272호 공보

워크에 대한 실장 위치의 설계 자유도를 확보하기 위해서는 얼라인먼트 마크의 형성 개소에도 자유도가 요구된다. 또, 얼라인먼트 마크의 형성시에 위치 어긋남을 일으키는 경우나, 워크의 탑재시에 위치 어긋남을 일으키는 경우도 있다. 따라서 얼라인먼트 장치는, 얼라인먼트 마크의 배치 위치(설계 위치, 형성 위치, 및 탑재 위치)의 자유도가 높은 것이 요망되고 있다.

그러나, 특히, 이면 얼라인먼트에 있어서는, 워크 스테이지에 개구를 설치하고, 이 개구를 통해 촬상 광학계에서 워크 이면의 얼라인먼트 마크를 검출하기 때문에, 미리 설치된 개구로부터 얼라인먼트 마크가 바라보는 위치에, 얼라인먼트 마크를 워크 이면 상에 형성해야 하며, 얼라인먼트 마크의 형성 개소에 있어서의 자유도가 저하되어 있었다. 특히, 다양한 종류의 워크나 얼라인먼트 마크에 대응하기 위해서는, 어느 정도의 크기의 개구와, 이 개구 내의 범위 전체를 검출 가능한 촬상 광학계가 필요하게 된다.

또, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 기재된 장치와 같이, 촬상 광학계의 일부 또는 전부가 워크 스테이지에 매설된 구성에서는, 촬상 광학계가 갖는 좁은 시야가 워크 스테이지에 고정되어 버리기 때문에, 그 좁은 시야에 들어가도록 얼라인먼트 마크의 형성 개소를 설계하여 형성함과 더불어, 그 시야 내에 얼라인먼트 마크가 확실하게 들어오도록 워크를 정확하게 올려놓는 것이 필요했다.

그래서, 본 발명은, 워크 상의 얼라인먼트 마크의 배치의 자유도 향상을 가능하게 하는 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 얼라인먼트 장치의 일 양태는, 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치(載置)면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대와, 상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖고, 상기 워크의 상기 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출기와, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 이동시켜 상기 재치대의 관통 구멍을 상기 검출기의 시야와 대향시키는 이동기를 구비한다.

이와 같은 얼라인먼트 장치에 의하면, 이동기로 관통 구멍의 위치를 검지기의 시야에 맞추므로, 얼라인먼트 마크를 검지 가능한 범위가 넓다. 그 결과, 관통 구멍의 위치의 설계 자유도가 높고, 나아가서는 얼라인먼트 마크의 배치 위치의 자유도도 높다.

또, 상기 얼라인먼트 장치에 있어서, 상기 이동기는 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 회전시키는 회전 기능을 갖는 것이며, 상기 재치대는 상기 회전 기능의 회전축을 중심으로 한 원주에 따라서 상기 관통 구멍이 복수 설치된 것임이 바람직하다.

이와 같은 바람직한 구조의 얼라인먼트 장치에 의하면, 회전 기능에 의해서 복수의 관통 구멍을 효율적으로 검출기의 시야로 보낼 수 있다.

또, 상기 얼라인먼트 장치에 있어서, 상기 검출기를 상기 관통 구멍의 수보다도 적은 수 구비하고 있는 것도 바람직하다. 이에 의해 검출기의 수를 억제해 장치 전체의 소형화나 저비용화를 도모할 수 있다.

또, 상기 얼라인먼트 장치에 있어서, 상기 재치대는, 상기 관통 구멍으로서, 상기 검출기의 시야보다도 넓은 크기의 관통 구멍이 설치된 것인 것도 바람직하다. 상기 이동기에 의해서 관통 구멍 내에서 얼라인먼트 마크를 탐색할 수 있으므로, 이와 같이 넓은 관통 구멍을 설치하면 얼라인먼트 마크의 형성 개소의 자유도가 한층 높다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 노광 장치의 일 양태는, 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 재치되는 재치면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대와, 상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖고, 상기 워크의 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출기와, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 이동시켜 상기 재치대의 관통 구멍을 상기 검출기의 시야와 대향시키는 이동기를 구비한 얼라인먼트부;및, 상기 재치대에 올려놓아진 워크를 노광하는 노광부;를 구비한다.

이러한 노광 장치에 의하면, 상기 얼라인먼트 장치와 마찬가지로, 이동기로 관통 구멍의 위치를 검지기의 시야에 맞추므로, 얼라인먼트 마크를 검지 가능한 범위가 넓다. 그 결과, 관통 구멍의 위치의 설계 자유도가 높고, 나아가서는 얼라인먼트 마크의 형성 개소의 자유도도 높다.

또, 상기 노광 장치에 있어서, 상기 얼라인먼트부의 이동기가, 상기 노광기에 의한 노광 개소를 상기 워크 상에서 변경하면서 복수 개소를 노광하기 위한 노광 개소 변경기를 겸하고 있는 것이 바람직하다.

이 바람직한 구조의 노광 장치에 의하면, 소위 스텝＆리피트 방식의 노광에 필요한 노광 개소 변경기를 상기 이동기와 겸용하므로 장치의 복잡화가 회피되어, 장치의 소형화에 기여한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 얼라인먼트 방법의 일 양태는, 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대를, 상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖는 검출기의 시야에 상기 관통 구멍이 대향하도록 이동시키는 이동 과정과, 상기 검출기에 의해서 상기 워크의 상기 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출 과정을 거친다.

이러한 얼라인먼트 방법에 의하면, 이동 과정에서 관통 구멍의 위치를 검지기의 시야에 맞추므로, 얼라인먼트 마크를 검지 가능한 범위가 넓다. 그 결과, 관통 구멍의 위치의 설계 자유도가 높고, 나아가서는 얼라인먼트 마크의 형성 개소의 자유도도 높다.

또, 상기 얼라인먼트 방법에 있어서, 상기 이동 과정이, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 회전시킴으로써 복수의 관통 구멍을 상기 시야에 순차적으로 대향시키는 회전 과정을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 얼라인먼트 방법에 의하면, 회전 과정에 의해서 복수의 관통 구멍을 효율적으로 검출기의 시야로 보낼 수 있다.

또, 상기 얼라인먼트 방법에 있어서, 상기 검출 과정이, 상기 시야 내에서 상기 마크가 검출되지 않는 경우에, 상기 시야에 대향하고 있는 관통 구멍의 위치를, 상기 시야가 상기 관통 구멍과 대향하는 범위 내에서 변경하여 상기 마크를 탐색하는 탐색 과정을 포함하는 것도 바람직하다. 이러한 바람직한 얼라인먼트 방법에 의하면, 얼라인먼트 마크의 형성 개소의 자유도가 한층 높다.

본 발명의 얼라인먼트 장치, 노광 장치, 및 얼라인먼트 방법에 의하면, 워크상의 얼라인먼트 마크의 배치의 자유도 향상을 실현할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 노광 장치의 얼라인먼트부를 나타내는 측면도이다.
도 3은 노광 장치의 얼라인먼트부를 나타내는 상면도이다
도 4는 얼라인먼트 마크 검출시의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 얼라인먼트 마크의 검출예를 나타내는 도면이다.
도 6은 얼라인먼트 및 노광의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 워크 수취 위치로 이동한 워크 유지 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 얼라인먼트 현미경의 위치로 이동한 워크 유지 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 관통 구멍과 입광구(入光口)가 대향한 워크 유지 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 워크의 위치가 수정된 워크 유지 장치의 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태에서는 노광 장치의 일례로서 스테퍼로의 응용예가 나타나 있다.

(본 실시형태의 노광 장치의 전체 구성)

노광 장치(100)는, 워크(W)를 노광하는 노광 장치이다. 여기서, 워크(W)는 예를 들면 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판이다.

노광 장치(100)는 노광부(110)와 얼라인먼트부(120)와 제어부(105)로 크게 나뉘며, 노광부(110)에는 조명계(130)와 마스크계(140)와 투영 렌즈(150)가 구비되어 있다. 노광부(110)는, 본 발명에서 말하는 노광부의 일례에 상당하고, 얼라인먼트부(120)는, 본 발명에서 말하는 얼라인먼트부의 일례에 상당한다. 제어부(105)는 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 임베디드 컴퓨터 등으로 구성되고, 노광부(110)나 얼라인먼트부(120)의 동작을 제어하는 것이다.

조명계(130)는, 광원(131)으로서 예를 들면 자외선을 포함하는 광을 방사하는 고압 수은 램프 등을 구비하고, 이 광원(131)으로부터의 광을 반사하여 집광하는 집광경(132)이나, 집광경(132)에서 반사된 광을 마스크계(140)로 인도하는 각종의 광학 부품(133)을 구비하고 있다. 또한, 광원(131)과 집광경(132)은 도시를 생략한 램프 하우스 내에 수용되어 있다.

마스크계(140)에는, 워크(W)에 노광(전사)되는 마스크 패턴이 형성된 마스크(141)가 구비되어 있고, 마스크(141)는 마스크 스테이지(142)에 의해서 유지됨으로써 수평 상태가 유지되어 있다.

투영 렌즈(150)는, 마스크(141)에 형성된 마스크 패턴을 워크(W) 상에 투영 하는 렌즈이다.

(얼라인먼트계의 구성)

다음에, 얼라인먼트부(120)의 상세한 사항에 대해서 설명한다.

도 2, 도 3은, 노광 장치의 얼라인먼트부를 나타내는 도면이다. 도 2에는 얼라인먼트부의 측면도가 나타나 있고, 도 3에는 얼라인먼트부의 상면도가 나타나 있다. 또한, 설명의 편의를 위해서, 도 2에서는 워크가 올려놓아진 상태가 나타나 있고, 도 3에서는 워크가 떼내어진 상태가 나타나 있다.

이 얼라인먼트부(120)가, 본 발명의 얼라인먼트 장치의 일 실시형태에 상당한다.

얼라인먼트부(120)에는, 얼라인먼트 현미경(160)과 워크 유지 장치(170)가 구비되어 있다. 이들 얼라인먼트 현미경(160)과 워크 유지 장치(170)는, 도시가 생략된 프레임에 각각 고정되어 있다.

워크 유지 장치(170)는 워크(W)를 유지하여 이동시키는 것이며, 워크(W)를 예를 들면 수평의 상면(176)에 흡착하여 유지하는 흡착판(171)과, 흡착판(171)을 회전시키는 회전 유닛(172)을 구비하고 있다. 회전 유닛(172)에 의한 흡착판(171)의 회전은 일주(一周) 이상의 광범위에서 가능하게 되어 있다. 또, 워크 유지 장치(170)는, 예를 들면 수평한 토대로 되어 있는 슬라이더 베이스(174)와, 슬라이더 베이스(174) 상에서의 평행 이동이 가능한 워크 슬라이더(173)를 구비하고 있고, 회전 유닛(172)은 워크 슬라이더(173) 상에 고정되어 있다. 또한, 슬라이더 베이스(174)는, 수평 상태를 유지한 채로 연직 방향(Z축 방향)으로 이동함으로써 조명계(130)에 의한 노광의 포커스를 조정할 수 있다. 또, 회전 유닛(172)과 같은 큰 각도는 아니지만, 워크 슬라이더(173)도, 워크(W)의 얼라인먼트에 충분한 각도 범위에서의 회전 기능을 가져도 된다.

흡착판(171)에는 관통 구멍(175)이 설치되어 있어, 이 관통 구멍(175)을 통해 흡착판(171)의 하면으로부터 워크(W)의 얼라인먼트 마크(M)를 볼 수 있다. 여기에서는 일례로서 4개의 관통 구멍(175)이 설치되어 있고, 이 4개의 관통 구멍(175)은, 일례로서, 회전 유닛(172)의 회전축을 중심으로 한 1개의 원주 상에 나열되어 설치되어 있다. 또, 얼라인먼트 마크(M)와 관통 구멍(175)의 수는 동일할 필요는 없지만, 여기에서는 일례로서 4개의 얼라인먼트 마크(M)가 형성되어 있는 것으로 한다.

흡착판(171)은, 본 발명에서 말하는 재치대의 일례에 상당하고, 상면(176)은 본 발명에서 말하는 재치면의 일례에 상당하며, 관통 구멍(175)은 본 발명에서 말하는 관통 구멍의 일례에 상당한다. 또, 회전 유닛(172)과 워크 슬라이더(173)를 합친 것이, 본 발명에서 말하는 이동기의 일례에 상당한다.

슬라이더 베이스(174) 상에서 워크 슬라이더(173)가 평행 이동하는 면을, 설명의 편의상, 이하에서는 XY 평면이라고 칭하는 경우가 있다. 또, 이 XY 평면에 수직인 방향을 Z방향이라고 칭하고, XY 평면에 평행한 회전을 θ회전이라고 칭하는 경우가 있다.

회전 유닛(172)은, 흡착판(171)마다 워크(W)를 θ회전시키게 되고, θ회전축은 Z축에 평행이다. 또, 워크 슬라이더(173)는, 회전 유닛(172) 및 흡착판(171)마다 워크(W)를 XY 평면과 평행하게 이동시키게 된다. 또, 슬라이더 베이스(174)는, 연직 방향(Z축 방향)으로도 이동 가능하게 구성되어도 된다.

얼라인먼트 현미경(160)은, 워크(W)의 예를 들면 이면에 형성된 얼라인먼트 마크(M)를 검출하는 것이며, 촬상 소자(161)로서 예를 들면 CCD를 구비하고 있다. 이 얼라인먼트 현미경(160)이, 본 발명에서 말하는 검출기의 일례에 상당한다. 또, 얼라인먼트 현미경(160)에는, 슬라이더 베이스(174)의 밖에서 워크(W)측으로, 예를 들면 XY 평면과 병행하여 팔형상으로 돌출한 경통(162)이 구비되고, 그 경통(162)의 예를 들면 선단 부분에 입광구(165)가 설치되어 있다. 이 경통(162)이 본 발명에서 말하는 완부의 일례에 상당하고, 얼라인먼트 현미경(160)의 시야는 입광구(165)의 예를 들면 중앙에 위치한다. 또한, 얼라인먼트 현미경(160)에는, 촬상 소자(161)의 포커스 조정을 위해서 촬상 소자(161)와 경통(162)을 일체로 예를 들면 Z방향으로 이동시키는 승강 유닛(163)도 구비되어 있다. 얼라인먼트 현미경(160)에 의한 얼라인먼트 마크(M)의 검출시에는, 워크 유지 장치(170)의 회전 유닛(172) 및 워크 슬라이더(173)에 의해서 흡착판(171)(및 워크(W))이, 얼라인먼트 현미경(160)의 입광구(165)와 관통 구멍(175)이 대향하는 위치까지 이동된다. 이와 같이, 슬라이더 베이스(174)의 밖에 고정된 얼라인먼트 현미경(160)에 대해 흡착판(171)(및 워크(W))이 이동되는 구조에 의해, 워크 슬라이더(173)의 이동 스페이스가 넓게 유지되고 있다. 특히 노광 장치(100)가 대형의 워크(W)에 대응하는 것인 경우에는, 얼라인먼트 현미경이 이동하는 삽입/퇴피형을 채용하면 삽입/퇴피의 스트로크가 커져 버리므로, 얼라인먼트 현미경(160)을 고정해, 워크 스테이지측을 이동시키는 구성을 채용한 본 실시형태의 이점이 크다.

또, 워크 스테이지 자체를 이동시켜 스텝＆리피트 방식으로 순차적으로 노광을 행하는 스테퍼형의 노광 장치의 경우에는, 이동체인 워크 스테이지에 촬상 광학계를 설치하면 장치가 손상되기 쉬워질 우려가 발생해, 제어도 복잡화되어 버리지만, 본 실시형태에서는, 워크 스테이지 밖에 얼라인먼트 현미경(160)이 설치되어 있으므로 그와 같은 문제가 회피된다.

(본 실시형태에 있어서의 얼라인먼트의 개요와 순서)

도 4는, 얼라인먼트 마크 검출시의 위치 관계를 나타내는 도면이다.

얼라인먼트 마크 검출시에는, 얼라인먼트 현미경(160)의 경통(162)이 흡착판(171)의 이면측으로 들어간 상태가 되고, 입광구(165)와 관통 구멍(175)이 대향한다. 이와 같은 위치 관계는, 관통 구멍(175)의 형성 위치가 여기서 예시된 위치와는 상이한 경우라도, 회전 유닛(172) 및 워크 슬라이더(173)에 의해서 용이하게 실현된다. 따라서, 관통 구멍(175)의 위치의 설계 자유도는 높고, 나아가서는 얼라인먼트 마크(M)의 형성 개소의 자유도도 높다.

경통(162) 내의 일단에는, 촬상 소자(161)의 수광부(164)가 위치하고 있고, 도시는 생략되어 있지만, 얼라인먼트 현미경(160)에는, 얼라인먼트 마크(M)를 비추는 광원도 구비되어 있다.

광원의 광에 비추어진 얼라인먼트 마크(M)의 반사광은 입광구(165)로부터 경통(162) 내에 입사한다. 그리고, 그 반사광이 세움 미러(166) 및 릴레이 렌즈(167)를 거쳐 경통(162) 내로 인도됨으로써 얼라인먼트 마크(M)의 상이 수광부(164)에 결상한다. 즉, 얼라인먼트 현미경(160)의 시야는, 경통(162)으로부터 예를 들면 Z방향을 향한 시야로 되어 있다.

도 5는, 얼라인먼트 마크의 검출예를 나타내는 도면이다.

도 5에는, 수광면(164)의 범위가 나타나 있고, 이 범위가 얼라인먼트 현미경(160)의 시야 범위로 되어 있다. 이 시야 범위에 대응한 워크(W) 상에서의 범위는 예를 들면 가로 세로 1mm 정도의 범위이다. 그리고, 이 시야 범위 내에 얼라인먼트 마크(M)가 들어가 있으면, 그 얼라인먼트 마크(M)의 상이 촬상되게 된다. 여기에서는 일례로서 십자 형상의 얼라인먼트 마크(M)가 나타나 있다. 촬상으로 얻어진 화상 데이터는, 도 1에 나타내는 제어부(105)로 보내져 워크(W)의 노광 위치의 얼라인먼트에 이용된다.

도 5에는, 시야 범위(수광면(164)의 범위)에 겹쳐, 흡착판(171)의 관통 구멍(175)의 범위도 예시되어 있다. 관통 구멍(175)의 범위는 얼라인먼트 현미경(160)의 시야 범위보다도 넓기 때문에, 얼라인먼트 마크(M)가 시야 범위의 밖에 위치하고 있어도, 관통 구멍(175)의 범위에는 들어가 있는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 워크 유지 장치(170)의 회전 유닛(172) 및 워크 슬라이더(173)에 의해서 흡착판(171)(및 워크(W))의 위치가 어긋나게 됨으로써, 얼라인먼트 마크(M)를 시야 범위 내로 움직일 수 있으므로, 얼라인먼트 마크(M)의 형성 개소의 자유도가 높고, 형성의 위치 어긋남이나 설계 변경 등에도 대응 가능하게 되어 있다.

이상 설명한 노광 장치(100)에 있어서의 얼라인먼트 및 노광의 순서에 대해서 이하 설명한다.

도 6은, 얼라인먼트 및 노광의 순서를 나타내는 플로차트이며, 도 7~도 10은, 이 순서 중에서의 워크 유지 장치(170)의 상태를 나타내는 도면이다. 도 7에는, 워크 수취 위치로 이동한 상태가 나타나 있고, 도 8에는, 얼라인먼트 현미경의 위치로 이동한 상태가 나타나 있고, 도 9에는, 관통 구멍과 입광구가 대향한 상태가 나타나 있고, 도 10에는, 워크의 위치가 수정된 상태가 나타나 있다. 또, 도 6에 나타내는 순서는, 도 1에 나타내는 제어부(105)가 노광 장치(100)의 각 부를 제어함으로써 실행된다.

도 6에 나타내는 순서가 개시되면, 제어부(105)가 워크 슬라이더(173)를 제어하여 워크 수취 위치까지 이동시킨다(단계 S01). 이 워크 수취 위치에서는, 도 시가 생략된 반송 로봇 등에 의해서 워크가 흡착판(171) 상에 탑재되고(단계 S02), 워크는 흡착판(171)에 의해서 흡착 유지된다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 워크 수취 위치의 워크 슬라이더(173)는, 슬라이더 베이스(174)의 끝에 치우쳐져 있고, 얼라인먼트 현미경(160)으로부터도 떨어져 있다. 또, 흡착판(171) 상에 워크를 탑재하는 반송 로봇 등의 탑재 정밀도는, 얼라인먼트 마크가 흡착판(171)의 관통 구멍(175)과 겹쳐지는 정도의 정밀도이며, 얼라인먼트 마크가 관통 구멍(175)의 중심으로부터 어긋나 있는 경우도 많다. 도 7에 나타나 있는 원문자 숫자는, 워크(W)의 이면에 형성되어 있는 예를 들면 4개의 얼라인먼트 마크를 개념적으로 나타낸 것이다. 또, 도 7(및 이 후 설명하는 도 8~도 10)에서는, 실제로는 워크(W)에 의해서 가려지는 관통 구멍(175)이 설명의 편의를 위해 도시되어 있다.

이와 같이 단계 S102에서 워크가 탑재되면, 제어부(105)는 워크 슬라이더(173)를 제어하여 얼라인먼트 현미경(160)의 위치까지 이동시킨다(단계 S03). 도 8에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트 현미경(160)의 경통(162)의 선단 부분은 흡착판(171)의 이면측으로 들어간 상태가 된다.

이와 같이, 얼라인먼트 현미경(광학계)으로의 워크 슬라이더(173)의 삽입을 용이하게 하기 위해서, 회전 유닛(172)의 직경을 워크의 흡착판(171) 길이보다 작게 구성하는 것이 적절하다.

다음에 제어부(105)는 회전 유닛(172)(도 2 참조)을 제어하여 흡착판(171)을 회전시켜, 도 9에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(175)을 입광구(165)에 대면시킨다. 그리고, 제어부(105)는 워크 슬라이더(173)와 얼라인먼트 현미경(160)을 제어하여, 그 관통 구멍(175) 내에 존재할 얼라인먼트 마크(예를 들면 원문자 숫자 「1」이 나타내는 얼라인먼트 마크)를 탐색(서치)한다(단계 S04). 즉, 관통 구멍(175)이 입광구(165)에 대면한 위치에서 촬상 소자(161)에 의한 촬상이 행해지고, 시야 내에서 얼라인먼트 마크가 검출되지 않는 경우에는, 입광구(165)에 대한 관통 구멍(175)의 위치가 조금 변경되어 다시 촬상 소자(161)에 의한 촬상이 행해져, 얼라인먼트 마크가 검출될 때까지 관통 구멍(175) 내의 전역이 순차적으로 촬상된다.

단계 S03과 단계 S04의 전단에서 관통 구멍(175)이 입광구(165)에 대면할 때까지의 과정이, 본 발명에서 말하는 이동 과정의 일례에 상당하고, 그 중, 단계 S04의 전단은, 본 발명에서 말하는 회전 과정의 일례에 상당한다. 또, 단계 S04의 후단은, 본 발명에서 말하는 검출 과정에 상당하고, 그 중, 관통 구멍(175)의 위치가 변경되어 다시 촬상되는 과정은, 본 발명에서 말하는 탐색 과정의 일례에 상당한다.

하나의 얼라인먼트 마크가 검출되면, 다음에 제어부(105)는 회전 유닛(172)(도 2 참조)을 제어하여 흡착판(171)을 회전시켜, 다음의 관통 구멍(175)을 입광구(165)에 대면시킨다. 회전 기능을 이와 같이 이용함으로써 입광구(165)에 대해 복수의 관통 구멍(175)을 효율적으로 대면시킬 수 있다. 그 후, 제어부(105)는 워크 슬라이더(173)와 얼라인먼트 현미경(160)을 제어하여, 그 관통 구멍(175) 내에 존재할 얼라인먼트 마크(예를 들면 원문자 숫자 「2」가 나타내는 얼라인먼트 마크)를 탐색(서치)한다(단계 S05).

그 후, 동일하게 흡착판(171)의 회전에 의해 다른 관통 구멍(175)이 순차적으로 입광구(165)에 대면되고, 각 관통 구멍(175) 내의 얼라인먼트 마크(예를 들면 원문자 숫자 「3」, 「4」가 나타내는 얼라인먼트 마크)가 탐색(서치)된다(단계 S06, 단계 S07). 이와 같이, 관통 구멍보다도 적은 수의 얼라인먼트 현미경(160)에 의해서 각 관통 구멍 내의 얼라인먼트 마크가 검출되므로, 얼라인먼트 현미경(160)의 설치 수가 억제되어, 얼라인먼트부(120)나 노광 장치(100)의 소형화에 기여한다. 얼라인먼트 현미경(160)의 수가 적으면, 공간 절약화, 저비용화의 관점에서 적절하며, 관통 구멍(175)의 수보다도 적은 것이 적절하다.

워크(W)에 형성되어 있는, 예를 들면 4개의 얼라인먼트 마크가 이와 같이 검출되면, 그들이 검출된 각 위치의 정보(수광부(164) 상의 위치의 정보 및 워크 슬라이더(173)의 이동 위치의 정보)와, 각 얼라인먼트 마크의 설계 위치에 의거해, XY 평면 내에서 실제로 각 얼라인먼트 마크가 존재하고 있는 위치가 제어부(105)에서 산출된다(단계 S08). 그 결과, XY 평면 내에 있어서의 워크(W)의 위치와 각도가 판별되고, 제어부(105)는 워크 슬라이더(173)를 제어하여 워크(W)의 위치를 올바른 노광 위치로 수정한다(단계 S09).

도 10에 나타내는 바와 같이, 올바른 노광 위치로 워크(W)가 이동하면, 관통 구멍(175)은 입광구(165)와의 대향 위치로부터 어긋나는 경우도 있다. 제어부(105)는, 워크 슬라이더(173) 및 도 1에 나타내는 조사부(110)를 제어하여, 이와 같이 수정된 위치를 기준으로한 소위 스텝＆리피트에 의해서 워크(W) 상의 각 개소에 마스크(141)의 패턴을 반복해서 노광한다(단계 S10). 즉, 워크 슬라이더(173)는, 본 발명에서 말하는 노광 개소 변경기를 겸하고 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 노광 장치로서 스테퍼가 예시되어 있지만, 본 발명의 노광 장치는, 1회의 노광으로 워크의 전체면을 노광하는, 소위 싱글 쇼트형의 노광 장치여도 된다.

또, 상술한 실시형태의 얼라인먼트는, 노광 장치 이외의 각종 장치에 적용할 수도 있고, 예를 들면 부착 장치(본더 장치)에 있어서의 얼라인먼트에 적용할 수 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 바람직한 예로서 얼라인먼트 현미경을 1개 구비한 장치가 나타나 있는데, 본 발명의 노광 장치나 얼라인먼트 장치는, 복수의 검출기를 구비한 것이어도 된다. 또, 상술한 실시형태에서는, 바람직한 예로서, 관통 구멍의 수보다도 적은 수의 얼라인먼트 현미경을 구비한 장치가 나타나 있는데, 본 발명의 노광 장치나 얼라인먼트 장치는, 관통 구멍의 수 이상의 검출기를 구비한 것이어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 흡착판에 4개의 관통 구멍이 설치된 예가 나타나 있는데, 본 발명에서 말하는 재치대에는, 2개의 관통 구멍이나 6개 이상의 관통 구멍이 설치되어도 되고, 혹은 홀수개의 관통 구멍이 설치되어도 된다. 또, 상술한 실시형태에서는, 흡착판의 4개의 관통 구멍이 동일한 원주 상에 나열되어 있는 예가 나타나 있는데, 본 발명에서 말하는 재치대에 설치되는 복수의 관통 구멍은, 직경이 상이하며 중심이 공통된 복수의 원주 상에 각각 나열되어 설치되어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 워크 및 흡착판을 평행 이동시키는 워크 슬라이더와, 워크 및 흡착판을 회전시키는 회전 유닛을 구비한 예가 나타나 있는데, 본 발명에서 말하는 이동기에 대해서는, 재치대를 회전시키는 회전 기능을 구비하는 것이 요망되는 필수는 아니다.

또, 상술한 실시형태에서는, 얼라인먼트 마크가 워크의 이면에 설치된 예가 나타나 있는데, 본 발명에서 말하는 검출기는, 워크의 표면에 형성된 얼라인먼트 마크를 예를 들면 적외선 등으로 워크의 이면으로부터 검출하는 것이어도 된다.

100:노광 장치
W:워크
M:얼라인먼트 마크
110:노광부
120:얼라인먼트부
160:얼라인먼트 현미경
170:워크 유지 장치
171:흡착판
172:회전 유닛
173:워크 슬라이더
174:슬라이더 베이스
175 :관통 구멍
176:상면
162:경통
165:입광구

Claims (9)

1. 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치(載置)면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대와,
   상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부(腕部)로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖고, 상기 워크의 상기 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출기와,
   상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 이동시켜 상기 재치대의 관통 구멍을 상기 검출기의 시야와 대향시키는 이동기를 구비한 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동기는, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 회전시키는 회전 기능을 갖는 것이며,
   상기 재치대는, 상기 회전 기능의 회전축을 중심으로 한 원주를 따라서 상기 관통 구멍이 복수 설치된 것임을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 검출기를 상기 관통 구멍의 수보다도 적은 수 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 재치대는, 상기 관통 구멍으로서, 상기 검출기의 시야보다도 넓은 크기의 관통 구멍이 설치된 것임을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.
5. 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대와,
   상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖고, 상기 워크의 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출기와,
   상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 이동시켜 상기 재치대의 관통 구멍을 상기 검출기의 시야와 대향시키는 이동기를 구비한 얼라인먼트부;및
   상기 재치대에 올려놓아진 워크를 노광하는 노광부;
   를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 얼라인먼트부의 이동기가, 상기 노광기에 의한 노광 개소를 상기 워크 상에서 변경하면서 복수 개소를 노광하기 위한 노광 개소 변경기를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
7. 얼라인먼트용 마크가 부여된 워크가 올려놓아지는 재치면을 갖고, 상기 재치면을 관통하여 상기 워크를 볼 수 있는 관통 구멍이 복수 설치되어 있는 재치대를, 상기 재치면에 병행하여 돌출한 완부로부터 상기 완부와 교차하는 방향을 바라보는 시야를 갖는 검출기의 시야에 상기 관통 구멍이 대향하도록 이동시키는 이동 과정과,
   상기 검출기에 의해서 상기 워크의 상기 마크를 상기 시야 경유로 검출하는 검출 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 이동 과정이, 상기 재치대를 상기 재치면을 따른 면 내에서 회전시킴 으로써 복수의 관통 구멍을 상기 시야에 순차적으로 대향시키는 회전 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
   상기 검출 과정이, 상기 시야 내에서 상기 마크가 검출되지 않는 경우에, 상기 시야에 대향하고 있는 관통 구멍의 위치를, 상기 시야가 상기 관통 구멍과 대향하는 범위 내에서 변경하여 상기 마크를 탐색하는 탐색 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.

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