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JP3372633B2 - Positioning method and positioning apparatus using the same - Google Patents

Positioning method and positioning apparatus using the same

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Publication number
JP3372633B2
JP3372633B2 JP03281494A JP3281494A JP3372633B2 JP 3372633 B2 JP3372633 B2 JP 3372633B2 JP 03281494 A JP03281494 A JP 03281494A JP 3281494 A JP3281494 A JP 3281494A JP 3372633 B2 JP3372633 B2 JP 3372633B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
wafer
alignment
correction value
aligned
Prior art date
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Application number
JP03281494A
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Japanese (ja)
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JPH07221010A (en
Inventor
重夫 小林
弘樹 鈴川
文栄 浜崎
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP03281494A priority Critical patent/JP3372633B2/en
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Publication of JP3372633B2 publication Critical patent/JP3372633B2/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7007Alignment other than original with workpiece
    • G03F9/7011Pre-exposure scan; original with original holder alignment; Prealignment, i.e. workpiece with workpiece holder

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は位置合わせ方法及びそれ
を用いた位置合わせ装置に関し、特に半導体素子製造用
の露光装置においてマスクやレチクル(以下「マスク」
という。)面上に形成されている電子回路パターンをウ
エハ面上に転写する際に、ウエハをXYステージ上の所
定位置に精度良く、位置合わせする際に好適なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning method and a positioning apparatus using the same, and more particularly to a mask or reticle (hereinafter referred to as "mask") in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element.
Say. ) Is suitable for accurately aligning the wafer to a predetermined position on the XY stage when the electronic circuit pattern formed on the surface is transferred onto the wafer surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より半導体素子製造用のステッパー
等の露光装置においてマスクとウエハとの相対的な位置
合わせは高集積度の半導体素子を製造する為の重要な要
素となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus such as a stepper for manufacturing semiconductor devices, relative alignment between a mask and a wafer has been an important factor for manufacturing highly integrated semiconductor devices.

【0003】このときのマスクとウエハとの位置合わせ
においては、まずウエハをPA(プリアライメント)ス
テージ上の所定の位置に精度良く位置合わせをするプリ
アライメントを行っている。
In aligning the mask and the wafer at this time, first, pre-alignment is performed to precisely align the wafer with a predetermined position on a PA (pre-alignment) stage.

【0004】図5は半導体素子製造用の露光装置におい
てウエハのプリアライメントを行う従来のウエハアライ
メント機構の要部概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a main part of a conventional wafer alignment mechanism for pre-aligning a wafer in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device.

【0005】半導体素子の製造における半導体ウエハ
(以下単に「ウエハ」と称す。)の処理工程においては
ウエハに電子回路パターンを露光して焼き付けている。
この露光工程を行う為にウエハを顕微鏡下のXYステー
ジ6に自動搬送し、該ウエハに設けたターゲットを利用
して、ウエハとマスクの位置合わせを行っている。
In the process of processing a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "wafer") in the manufacture of semiconductor devices, an electronic circuit pattern is exposed and baked on the wafer.
In order to perform this exposure process, the wafer is automatically transferred to the XY stage 6 under the microscope, and the target provided on the wafer is used to align the wafer and the mask.

【0006】一般にはこのときの位置合わせに先立って
図5に示すようにウエハ1をキャリア2から搬送ハンド
3によって一旦PAステージ4に移送し、このPA(プ
リアライメント)ステージ4でウエハ1を回転させて所
定位置に位置合わせを行う、所謂プリアライメントを行
っている。
Generally, prior to the alignment at this time, as shown in FIG. 5, the wafer 1 is once transferred from the carrier 2 to the PA stage 4 by the transfer hand 3, and the wafer 1 is rotated by the PA (pre-alignment) stage 4. The so-called pre-alignment is performed in which the position is adjusted to a predetermined position.

【0007】そしてウエハ1のプリアライメント後に再
び送り込みハンド5によって顕微鏡下のXYステージ6
の所定位置に搬送する2段機構を採用している。このと
きのプリアライメントはウエハ1の一部に予め設けられ
ている直線状に切り欠いたオリエンテーションフラット
(識別面)10を用いて行っている。即ち非接触式回転
ユニット8によりウエハ1を回転させ、センサ7で識別
面10を認識し、回転方向の位置合わせを行ない押し当
て機構9によってプリアライメント動作を行っている。
After the pre-alignment of the wafer 1, the feeding hand 5 is used again to move the XY stage 6 under the microscope.
It adopts a two-stage mechanism that conveys to a predetermined position. The pre-alignment at this time is performed using a linearly cut orientation flat (identification surface) 10 provided in advance on a part of the wafer 1. That is, the wafer 1 is rotated by the non-contact rotation unit 8, the identification surface 10 is recognized by the sensor 7, the position in the rotation direction is aligned, and the pressing mechanism 9 performs the pre-alignment operation.

【0008】そしてプリアライメント動作が終了したら
ウエハ1を送り込みハンド5によりXYステージ6上に
搬送し、XYステージ6上のウエハチャック(不図示)
で真空吸着して平面矯正して以降のウエハの工程処理を
行っている。
When the pre-alignment operation is completed, the wafer 1 is transferred onto the XY stage 6 by the feeding hand 5, and the wafer chuck (not shown) on the XY stage 6 is carried out.
After that, vacuum suction is performed to correct the surface, and the subsequent wafer process is performed.

【0009】一般にプリアライメントの位置再現性は高
く、同一の装置で該ウエハ処理用の全工程を処理する場
合は比較的問題はない。
Generally, the position reproducibility of pre-alignment is high, and there is no problem when all the steps for wafer processing are processed by the same apparatus.

【0010】ところが、プリアライメントの基準となる
センサ7や押し当て機構9の取り付け位置が各装置間で
差異がある為に各装置間でウエハチャックに対するウエ
ハの位置合わせにバラツキが生じてくる。
However, since the mounting positions of the sensor 7 and the pressing mechanism 9 which are the reference of the pre-alignment are different between the respective devices, the alignment of the wafer with respect to the wafer chuck varies among the respective devices.

【0011】一方、複数の装置を用いて種々な半導体製
造工程を介して半導体素子を製造する場合、前工程を処
理した装置と次の工程を処理する装置とが同一になる可
能性は低い。
On the other hand, when a semiconductor element is manufactured through various semiconductor manufacturing processes using a plurality of devices, it is unlikely that the device that processed the previous process and the device that processes the next process are the same.

【0012】その結果、プリアライメント終了後に前記
ウエハチャック上のウエハとマスクとを精密に位置合わ
せする際、ウエハ面上に設けた位置検出ターゲットがタ
ーゲット検出用の顕微鏡の視野範囲に入らない場合があ
る。
As a result, when the wafer on the wafer chuck and the mask are precisely aligned after the completion of pre-alignment, the position detection target provided on the wafer surface may not fall within the visual field range of the microscope for target detection. is there.

【0013】図6(A),(B)は露光装置でウエハ面
上に焼き付けた位置検出用のターゲットの説明図であ
る。
FIGS. 6A and 6B are explanatory views of a target for position detection printed on the wafer surface by the exposure apparatus.

【0014】図6(A)は従来の露光装置Aでウエハ2
1面上に焼き付けた位置検出用のターゲット18と位置
検出用の顕微鏡の視野17を示している。
FIG. 6A shows a wafer 2 in the conventional exposure apparatus A.
The target 18 for position detection and the visual field 17 of the microscope for position detection printed on one surface are shown.

【0015】図6(B)は従来の露光装置Aとは異なる
露光装置Bでウエハ22面上に焼き付けた位置検出用の
ターゲット18と位置検出用の顕微鏡の視野17を示し
ている。
FIG. 6B shows a position detection target 18 and a position detection microscope field 17 printed on the surface of the wafer 22 by an exposure apparatus B different from the conventional exposure apparatus A.

【0016】図6(B)に示すように露光装置Aと露光
装置Bでは位置検出ターゲット18の焼き付け位置が大
きくずれており、露光装置Bで焼いたウエハ22を露光
装置Aで位置合わせしようとすると位置検出ターゲット
18が顕微鏡の視野17に入らない場合がある。このと
きには位置検出ターゲットを模索する工程が加わってく
る。
As shown in FIG. 6B, the exposure position of the position detection target 18 is largely deviated between the exposure apparatus A and the exposure apparatus B, and the wafer 22 baked by the exposure apparatus B is aligned by the exposure apparatus A. Then, the position detection target 18 may not enter the visual field 17 of the microscope. At this time, a step of searching for a position detection target is added.

【0017】一般にこのような工程を加えることはアラ
イメント時間を遅延させ、ウエハの処理効率を悪くして
生産計画算定上問題がある。このため従来は全ての装置
についてセンサ7や押し当て機構9の取り付け位置の微
細な調整を行う必要があった。又前記調整で吸収できな
いバラツキについては、ウエハチャック上に搬送された
ウエハについて数回のアライメント模索工程の位置合わ
せデータに基づいて補正量を算出し、以後のウエハチャ
ック上に搬送されたウエハについてはXYステージの送
り量に補正値を加味して送り込むようにしてアライメン
トを行っていた。
In general, adding such a step delays the alignment time, deteriorates the wafer processing efficiency, and causes a problem in calculating the production plan. Therefore, conventionally, it has been necessary to finely adjust the mounting positions of the sensor 7 and the pressing mechanism 9 for all the devices. For the variations that cannot be absorbed by the above adjustment, the correction amount is calculated based on the alignment data of the several alignment seeking steps for the wafer transferred onto the wafer chuck, and for the wafer transferred onto the subsequent wafer chuck, The alignment was performed by feeding the XY stage with a correction value added to the feed amount.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】従来の位置合わせ方法
ではプリアライメント機構の取り付け位置の微調整に多
大な労力を要するとともに、アライメント模索や送り量
の補正の為のXYステージの動作が増える為、スループ
ットが低下してくる傾向があった。
In the conventional alignment method, a great amount of labor is required for fine adjustment of the mounting position of the pre-alignment mechanism, and the movement of the XY stage for searching for alignment and correcting the feed amount is increased. Throughput tended to decrease.

【0019】又従来のXYステージの送り量の補正方法
は、最初にウエハに焼き付けられた位置検出ターゲット
に対して補正するものであり、ウエハチャックに対する
ウエハの位置の装置間のバラツキに対しては考慮されて
いなかった。
Further, the conventional method of correcting the feed amount of the XY stage is to correct the position detection target that is first printed on the wafer, and to correct the variation of the position of the wafer with respect to the wafer chuck between the devices. Was not considered.

【0020】一方、半導体素子製造用の露光装置では、
露光工程が進むにつれてウエハ自身の変形が進む為ウエ
ハチャックによる真空吸着によりウエハを平面矯正して
いる。
On the other hand, in the exposure apparatus for manufacturing semiconductor elements,
Since the deformation of the wafer itself progresses as the exposure process progresses, the wafer is flattened by vacuum suction by the wafer chuck.

【0021】しかしながら従来のアライメント方法では
ウエハチャックに対するウエハの位置が装置毎に異なる
為、ウエハの矯正状態が装置毎に異なり、ウエハ上のチ
ップ位置及び形状に大きく影響してくる。
However, in the conventional alignment method, since the position of the wafer with respect to the wafer chuck differs from device to device, the correction state of the wafer differs from device to device, greatly affecting the chip position and shape on the wafer.

【0022】この結果アライメント時のベースライン補
正時間やアライメント模索等の時間的なロスが発生して
くるという問題点があった。
As a result, there is a problem in that a baseline correction time at the time of alignment, a time loss such as an alignment search, and the like occur.

【0023】本発明は、複数の露光工程を経た結果、変
形したウエハであってもウエハチャック上の所定位置に
再現性良く送り込み、高精度に位置合わせを行うことが
でき、高いスループットが容易に得られる位置合わせ方
法及びそれを用いた位置合わせ装置の提供を目的とす
る。
According to the present invention, as a result of undergoing a plurality of exposure steps, even a deformed wafer can be sent to a predetermined position on the wafer chuck with good reproducibility, and alignment can be performed with high accuracy, and high throughput can be easily achieved. An object of the present invention is to provide an obtained alignment method and an alignment device using the same.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】(1−1)本発明の位置
合わせ方法は、基準試料を第1ステージ上に搬送し、該
第1ステージ上でプリアライメント基準に対してプリア
ライメントを行った後に第2ステージ上に搬送して該第
2ステージ上で該基準試料に設けたターゲットの所定位
置からのずれ量を検出し、その検出結果に基づいて、位
置合わせする装置毎に異なる該プリアライメント基準の
取り付け位置に関する補正値を算出し、その算出結果に
基づいて該第1ステージ又は/及び第2ステージ上での
位置合わせされる試料の位置を合わせることを特徴とし
ている。
(1-1) In the alignment method of the present invention, a reference sample is conveyed onto a first stage, and pre-alignment is performed with respect to a pre-alignment reference on the first stage. After that, the amount of deviation of the target provided on the reference sample from the predetermined position on the second stage is detected by detecting the deviation amount from the predetermined position, and based on the detection result, the pre-alignment different for each alignment device It is characterized in that a correction value relating to the reference mounting position is calculated, and the position of the sample to be aligned on the first stage and / or the second stage is aligned based on the calculation result.

【0025】(1−2)本発明の位置合わせ装置は搬送
された基準試料をプリアライメント基準に対してプリア
ライメントを行う第1ステージ、該第1ステージから搬
送された該基準試料を固定し、一定範囲内で移動可能な
第2ステージ、該基準試料に設けたターゲットの所定位
置からのずれ量を検出する検出手段、該検出手段による
検出結果に基づいて、位置合わせする装置毎に異なる該
プリアライメント基準の取り付け位置に関する補正値を
算出する算出手段とを有し、該算出手段による算出結果
に基づいて該第1ステージ又は/及び第2ステージ上で
の位置合わせされる試料の位置を合わせることを特徴と
している。
(1-2) The alignment device of the present invention fixes the transported reference sample on the first stage for pre-alignment with respect to the pre-alignment reference, and fixes the reference sample transported from the first stage. A second stage movable within a certain range, a detection unit that detects a deviation amount of a target provided on the reference sample from a predetermined position, and a pre-position that differs for each alignment device based on a detection result by the detection unit. A calculation means for calculating a correction value relating to the attachment position of the alignment reference, and adjusting the position of the sample to be aligned on the first stage and / or the second stage based on the calculation result by the calculation means. Is characterized by.

【0026】(1−3)本発明の半導体素子の製造方法
は、マスク面上のパターンをウエハ面上に露光転写した
後、該ウエハを現像処理工程を介して半導体素子を製造
する際、基準ウエハを第1ステージ上に搬送し、該第1
ステージ上でプリアライメント基準に対してプリアライ
メントを行った後に第2ステージ上に搬送して該第2ス
テージ上で該基準ウエハに設けたターゲットの所定位置
からのずれ量を検出し、その検出結果に基づいて、位置
合わせする装置毎に異なる該プリアライメント基準の取
り付け位置に関する補正値を算出し、その算出結果に基
づいて該第1ステージ又は/及び第2ステージ上での位
置合わせされるウエハの位置を合わせることを特徴とし
ている。
(1-3) In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the pattern on the mask surface is exposed and transferred onto the wafer surface, and then, when the semiconductor device is manufactured through a developing process, the standard is used. The wafer is transferred onto the first stage and the first
After performing pre-alignment with respect to the pre-alignment reference on the stage, the pre-alignment is carried to the second stage and the deviation amount of the target provided on the reference wafer from the predetermined position is detected on the second stage, and the detection result is obtained. Of the wafer to be aligned on the first stage and / or the second stage based on the calculation result of the correction value relating to the mounting position of the pre-alignment reference which is different for each alignment device. It is characterized by matching the positions.

【0027】(1−4)本発明の露光装置は、レチクル
面上のパターンをウエハ面上に露光転写する露光装置に
おいて、搬送されたウエハをプリアライメント基準に対
してプリアライメントを行う第1ステージ、該第1ステ
ージから搬送された該ウエハを固定し、一定範囲内で移
動可能な第2ステージ、該ウエハに設けたターゲットの
所定位置からのずれ量を検出する検出手段、該検出手段
による検出結果に基づいて、位置合わせする装置毎に異
なる該プリアライメント基準の取り付け位置に関する補
正値を算出する算出手段とを有し、該算出手段の算出結
果に基づいて該第1ステージ又は/及び第2ステージ上
での位置合わせされるウエハの位置を合わせることを特
徴としている。特に (1−4−1)該第1ステージの該プリアライメント基
準は、センサ及び押し当て機構であること。 (1−4−2)該補正値には、X成分、Y成分及びθ成
分があり、該補正値の該X成分及びY成分は該第2ステ
ージに加味され、該補正値の該θ成分は該第1ステージ
に加味されること。を特徴としている。
(1-4) The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus for exposing and transferring a pattern on a reticle surface onto a wafer surface, and a first stage for pre-aligning a conveyed wafer with respect to a pre-alignment reference. A second stage that fixes the wafer transferred from the first stage and is movable within a certain range; a detection unit that detects a deviation amount of a target provided on the wafer from a predetermined position; and a detection unit that detects the detection amount. Calculating means for calculating a correction value for the mounting position of the pre-alignment reference, which is different for each alignment device, based on the result, and the first stage and / or the second stage based on the calculation result of the calculating means. The feature is that the position of the wafer to be aligned on the stage is aligned. Especially (1-4-1) the pre-alignment reference of the first stage is a sensor and a pressing mechanism. (1-4-2) The correction value has an X component, a Y component, and a θ component, and the X component and the Y component of the correction value are added to the second stage to obtain the θ component of the correction value. Is to be added to the first stage. Is characterized by.

【0028】[0028]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図、図
2,図3は本発明の実施例1の位置合わせ方法における
補正値計測動作と露光動作のフローチャートである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are flow charts of a correction value measuring operation and an exposure operation in a positioning method of the first embodiment of the present invention.

【0029】本実施例ではウエハを所定位置にアライメ
ントし、マスク面上のパターンを露光転写する半導体素
子製造用の露光装置に適用した場合を示している。
In this embodiment, the case where the wafer is aligned at a predetermined position and applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element for exposing and transferring the pattern on the mask surface is shown.

【0030】本実施例ではキャリア2に収容されたウエ
ハ1を搬送ハンド3によってPAステージ4に1枚ずつ
搬送している。このPAステージ4ではウエハ1をその
周辺部に設けた直線状のオリエンテーションフラット1
0のセンサ7による検知と直角に折り曲げた押し当て機
構9により位置決め(プリアライメント)している。
In this embodiment, the wafers 1 accommodated in the carrier 2 are transferred to the PA stage 4 one by one by the transfer hand 3. In this PA stage 4, a linear orientation flat 1 in which the wafer 1 is provided on the periphery thereof is provided.
Positioning (pre-alignment) is performed by the pressing mechanism 9 bent at a right angle to the detection by the sensor 7 of 0.

【0031】即ち非接触式回転ユニット8によりウエハ
1を回転させて、センサ7で識別面10を認識し、回転
方向の位置合わせを行い、押し当て機構9によりプリア
ライメントを行っている。
That is, the wafer 1 is rotated by the non-contact rotation unit 8, the identification surface 10 is recognized by the sensor 7, the position in the rotation direction is aligned, and the pressing mechanism 9 performs pre-alignment.

【0032】本実施例では各要素4,7,8,9は第1
ステージの一部を構成している。
In this embodiment, each element 4, 7, 8, 9 is the first
It forms part of the stage.

【0033】次にプリアライメントしたウエハ1を送り
込みハンド5によりXYステージ6へ搬送している。こ
の際XYステージ6はウエハ1の受け取り位置へ駆動し
ている。そしてXYステージ6上に搬送したウエハ1を
ターゲット検出用の検出手段としての顕微鏡13によっ
てウエハ1上のターゲットを検出し、X駆動用モータ1
1とY駆動用モータ12を利用して精密な位置合わせを
行っている。
Next, the pre-aligned wafer 1 is transferred to the XY stage 6 by the feeding hand 5. At this time, the XY stage 6 is driven to the wafer 1 receiving position. Then, the wafer 1 transferred onto the XY stage 6 is detected by the microscope 13 as a detection unit for detecting the target, and the target on the wafer 1 is detected.
1 and the Y drive motor 12 are used for precise alignment.

【0034】本実施例では各要素6,11,12は第2
ステージの一部を構成している。
In this embodiment, each element 6, 11, 12 is the second
It forms part of the stage.

【0035】次に本実施例の位置合わせ方法における補
正値計測動作を図2のフローチャートを参照しながら説
明する。
Next, the correction value measuring operation in the alignment method of this embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG.

【0036】ここでは位置合わせ用のターゲットの入っ
た1枚のウエハ(これを基準ウエハとする)についての
補正値計測動作を説明する。
Here, a correction value measuring operation for one wafer containing a target for alignment (this wafer will be referred to as a reference wafer) will be described.

【0037】まずステップS1でオペレータが操作端末
15により計測回数を指定して計測動作を起動する。計
測が起動されると、まず基準ウエハは搬送ハンド3によ
りキャリア2からPAステージ4へと搬送される。
First, in step S1, the operator specifies the number of times of measurement with the operation terminal 15 and activates the measurement operation. When the measurement is started, first, the reference wafer is transferred from the carrier 2 to the PA stage 4 by the transfer hand 3.

【0038】次にステップS2において基準ウエハをP
Aステージ4に載せる。PAステージ4に載った基準ウ
エハはステップS3でプリアライメントされる。プリア
ライメント終了後、基準ウエハは送り込みハンド5によ
りPAステージ4からXYステージ6へと搬送される。
そしてステップS4においてXYステージ6に載せられ
る。XYステージ6に載せられた基準ウエハはステップ
S5においてターゲット検出用の顕微鏡13で基準ウエ
ハに設けたターゲットの所定位置からの位置ずれ量を計
測する。計測したデータは制御演算手段14に記憶して
おく。
Next, in step S2, the reference wafer is set to P
Place on A stage 4. The reference wafer placed on the PA stage 4 is pre-aligned in step S3. After the pre-alignment is completed, the reference wafer is transferred from the PA stage 4 to the XY stage 6 by the feeding hand 5.
Then, in step S4, it is placed on the XY stage 6. In step S5, the reference wafer mounted on the XY stage 6 is measured by the target detecting microscope 13 for the amount of displacement of the target provided on the reference wafer from a predetermined position. The measured data is stored in the control calculation means 14.

【0039】次にステップS6で指定回数計測したかど
うかのチェックを行い、終了していないときはステップ
S2からステップS5までの動作を繰り返す。ステップ
S6で指定回数終了していたらステップS7に進み、基
準ウエハをXYステージ6から回収してキャリア2へ戻
す。
Next, it is checked in step S6 whether or not the designated number of times has been measured, and if not completed, the operations from step S2 to step S5 are repeated. If the designated number of times is completed in step S6, the process proceeds to step S7, and the reference wafer is collected from the XY stage 6 and returned to the carrier 2.

【0040】そして最後にステップS8で計測した位置
ずれ量のデータより制御演算手段14により統計・演算
処理し、X方向(x),Y方向(y)そして回転方向
(θ)の補正量(x,y,θ)を算出し、この補正値を
操作端末15に表示して補正値計測動作を終了してい
る。
Finally, the control calculation means 14 performs statistical / calculation processing on the data of the positional deviation amount measured in step S8, and the correction amount (x) in the X direction (x), the Y direction (y) and the rotation direction (θ). , Y, θ) is calculated, the correction value is displayed on the operation terminal 15, and the correction value measurement operation is completed.

【0041】次に図3により図2のフローチャートに基
づく補正値計測動作により求めた補正値(x,y,θ)
を用いてマスク面上の電子回路パターンをウエハ面上に
露光転写するときの露光動作のフローチャートの露光動
作について説明する。
Next, referring to FIG. 3, the correction values (x, y, θ) obtained by the correction value measuring operation based on the flowchart of FIG.
The exposure operation of the flowchart of the exposure operation when the electronic circuit pattern on the mask surface is exposed and transferred onto the wafer surface using will be described.

【0042】まずキャリア2からPAステージ4に搬送
されたウエハ1はステップSS1でPAステージ4に載
せられる。そしてステップSS2でプリアライメント動
作を行なう。このプリアライメント動作時に前記補正値
のθ成分をプリアライメント終了位置に反映させてい
る。
First, the wafer 1 transferred from the carrier 2 to the PA stage 4 is placed on the PA stage 4 in step SS1. Then, in step SS2, a pre-alignment operation is performed. During the pre-alignment operation, the θ component of the correction value is reflected in the pre-alignment end position.

【0043】次にステップSS3でXYステージ6をウ
エハ受け取り位置に駆動する際に前記補正値のx成分と
y成分を反映させる。その後、ステップSS4でウエハ
1をXYステージ6に載せる。
Next, in step SS3, when the XY stage 6 is driven to the wafer receiving position, the x and y components of the correction value are reflected. Then, in step SS4, the wafer 1 is placed on the XY stage 6.

【0044】次にステップSS5においてターゲット検
出用の顕微鏡13でウエハ1上のターゲットの位置を検
出し、精密位置合わせをする。ただし、ターゲットが焼
き付けられていないウエハでは前記ステップSS5は行
わない。そしてステップSS6で露光処理を行い、ステ
ップSS7でウエハ1をXYステージ6から回収し、キ
ャリア2へと戻して全露光動作を終了している。
Next, in step SS5, the position of the target on the wafer 1 is detected by the target detecting microscope 13 and fine alignment is performed. However, the step SS5 is not performed for the wafer on which the target is not baked. Then, the exposure process is performed in step SS6, the wafer 1 is recovered from the XY stage 6 in step SS7, and the wafer 1 is returned to the carrier 2 to complete the entire exposure operation.

【0045】本発明では例えば図1に示すシステムを有
する半導体素子製造用の露光装置Aと露光装置Bを用い
て基準ウエハ16に対して図2のフローチャートに示す
計測動作で補正値(x,y,θ)を算出している。そし
て図3のフローチャートに示す露光動作を行なうことに
より、ウエハをウエハチャックに対して(つまりXYス
テージに対して)同一の位置に送り込んでいる。
In the present invention, the correction values (x, y) are applied to the reference wafer 16 by the measurement operation shown in the flowchart of FIG. 2 using the exposure apparatus A and the exposure apparatus B for manufacturing a semiconductor device having the system shown in FIG. , Θ) is calculated. By performing the exposure operation shown in the flowchart of FIG. 3, the wafer is sent to the same position with respect to the wafer chuck (that is, with respect to the XY stage).

【0046】これにより露光装置Aと露光装置Bを用い
た場合であっても、ともにウエハ面上の基準ウエハ16
に設けたターゲットに相当する位置にターゲットを焼き
付けることができるようにしている。
As a result, even when the exposure apparatus A and the exposure apparatus B are used, both the reference wafer 16 on the wafer surface is exposed.
The target can be burned at a position corresponding to the target provided in.

【0047】図4は本発明に係る露光装置でウエハ面上
に焼き付けた位置検出用のターゲットの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a target for position detection printed on the wafer surface by the exposure apparatus according to the present invention.

【0048】図4(A)は基準ウエハ16面上に設けた
位置検出用ターゲット18と位置検出用の顕微鏡の視野
17の説明図である。
FIG. 4A is an explanatory diagram of the position detecting target 18 provided on the surface of the reference wafer 16 and the field of view 17 of the position detecting microscope.

【0049】図4(B)は露光装置Aでウエハ19面上
に設けた位置検出用のターゲット18と位置検出用の顕
微鏡の視野17の説明図である。
FIG. 4B is an explanatory view of the target 18 for position detection provided on the surface of the wafer 19 in the exposure apparatus A and the visual field 17 of the microscope for position detection.

【0050】図4(C)は露光装置Bでウエハ20面上
に設けた位置検出用のターゲット18と位置検出用の顕
微鏡の視野17の説明図である。
FIG. 4C is an explanatory view of the target 18 for position detection provided on the surface of the wafer 20 in the exposure apparatus B and the visual field 17 of the microscope for position detection.

【0051】このように本発明ではどのような露光装置
を用いてもウエハチャックに対するウエハの位置が一致
し、基準ウエハと同じ位置にパターンを焼き付けること
ができるようにしており、これによりウエハの位置合わ
せを高精度に行っている。
As described above, according to the present invention, the position of the wafer with respect to the wafer chuck is the same regardless of which exposure apparatus is used, and the pattern can be printed at the same position as the reference wafer. The alignment is performed with high precision.

【0052】そしてウエハを第2ステージの所定位置に
位置合わせを行った後にマスク面上のパターンを投影光
学系を介して又はプロキシミティ法により露光転写して
いる。そして露光転写したウエハを公知の現像処理工程
を介してこれにより半導体素子を製造している。
After the wafer is aligned with the predetermined position of the second stage, the pattern on the mask surface is exposed and transferred through the projection optical system or by the proximity method. Then, the exposed and transferred wafer is subjected to a known developing process to manufacture a semiconductor device.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、複数の露光工程を経た結果、変形し
たウエハであってもウエハチャック上の所定位置に再現
性良く送り込み、高精度に位置合わせを行うことがで
き、高いスループットが容易に得られる位置合わせ方法
及びそれを用いた位置合わせ装置を達成することができ
る。
According to the present invention, by setting each element as described above, even a deformed wafer as a result of undergoing a plurality of exposure steps can be reproducibly sent to a predetermined position on the wafer chuck, and a high level can be obtained. It is possible to achieve a positioning method and a positioning device using the same, which can perform accurate positioning and easily obtain high throughput.

【0054】特に本発明によれば各露光装置毎のプリア
ライメント機構の取り付け位置の微調整をする必要がな
くなり、又ウエハチャックに対するウエハの位置が一定
になる為、各露光装置によるウエハに対するチップの焼
き付け位置のバラツキがなくなり、位置合わせの為の模
索や補正動作が簡略化できるとともにウエハの変形によ
るマーク位置の変動の影響を受けることもなく、位置合
わせの効率が向上するという効果が得られる。
In particular, according to the present invention, it is not necessary to finely adjust the mounting position of the pre-alignment mechanism for each exposure apparatus, and since the position of the wafer with respect to the wafer chuck becomes constant, the chip of the exposure apparatus with respect to the wafer is fixed. There is no variation in the printing position, simplification of the search for position adjustment and correction operation, and the effect of improving the alignment efficiency without being affected by the fluctuation of the mark position due to the deformation of the wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の補正値計測動作を示すフローチャー
FIG. 2 is a flowchart showing a correction value measuring operation of the present invention.

【図3】 本発明による露光装置の露光動作を示すフロ
ーチャート
FIG. 3 is a flowchart showing an exposure operation of the exposure apparatus according to the present invention.

【図4】 本発明を用いた露光装置で焼き付けたウエハ
を示す説明図
FIG. 4 is an explanatory view showing a wafer baked by an exposure apparatus using the present invention.

【図5】 従来の露光装置におけるウエハアライメント
機構の概略を示す説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of a wafer alignment mechanism in a conventional exposure apparatus.

【図6】 従来の露光装置で焼き付けたウエハを示す説
明図
FIG. 6 is an explanatory view showing a wafer baked by a conventional exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 2 ウエハキャリア 3 搬送ハンド 4 PA(プリアライメント)ステージ 5 送り込みハンド 6 XYステージ 7 センサ 8 非接触式回転ユニット 9 押し当て機構 10 オリエンテーションフラット 11 X駆動用モータ 12 Y駆動用モータ 13 ターゲット検出顕微鏡 14 制御演算手段 15 操作端末 16 基準ウエハ 17 装置Aの位置検出顕微鏡の視野 18 位置検出ターゲット 19 装置Aで焼き付けたウエハ 20 装置Bで焼き付けたウエハ 21 従来の方法による半導体露光装置Aで焼き付け
たウエハ 22 従来の方法による半導体露光装置Bで焼き付け
たウエハ
1 Wafer 2 Wafer Carrier 3 Transfer Hand 4 PA (Pre-Alignment) Stage 5 Feeding Hand 6 XY Stage 7 Sensor 8 Non-contact Rotating Unit 9 Pushing Mechanism 10 Orientation Flat 11 X Drive Motor 12 Y Drive Motor 13 Target Detection Microscope 14 Control Calculation Means 15 Operation Terminal 16 Reference Wafer 17 Position Detection Microscope Field of View of Device A 18 Position Detection Target 19 Wafer Burned by Device A 20 Wafer Burned by Device B 21 Wafer Burned by Semiconductor Exposure Device A by Conventional Method 22 Wafer baked by semiconductor exposure apparatus B according to conventional method

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−283315(JP,A) 特開 昭60−242621(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 9/00 G05D 3/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-283315 (JP, A) JP-A-60-242621 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 9/00 G05D 3/12

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基準試料を第1ステージ上に搬送し、該
第1ステージ上でプリアライメント基準に対してプリア
ライメントを行った後に第2ステージ上に搬送して該第
2ステージ上で該基準試料に設けたターゲットの所定位
置からのずれ量を検出し、その検出結果に基づいて、位
置合わせする装置毎に異なる該プリアライメント基準の
取り付け位置に関する補正値を算出しその算出結果に
基づいて該第1ステージ又は/及び第2ステージ上での
位置合わせされる試料の位置を合わせることを特徴とす
る位置合わせ方法。
1. A reference sample is conveyed onto a first stage, prealigned with respect to a prealignment reference on the first stage, and then conveyed onto a second stage, and the reference is conveyed onto the second stage. Predetermined position of the target provided on the sample
The amount of deviation from the position is detected, and the position is detected based on the detection result.
The pre-alignment reference that is different for each device
Calculate the correction value for the mounting position and use it as the calculation result.
Based on the first stage and / or on the second stage
An alignment method, which comprises aligning the position of a sample to be aligned.
【請求項2】 搬送された基準試料をプリアライメント
基準に対してプリアライメントを行う第1ステージ、該
第1ステージから搬送された該基準試料を固定し、一定
範囲内で移動可能な第2ステージ、該基準試料に設けた
ターゲットの所定位置からのずれ量を検出する検出手
段、該検出手段による検出結果に基づいて、位置合わせ
する装置毎に異なる該プリアライメント基準の取り付け
位置に関する補正値を算出する算出手段とを有し、該算
出手段による算出結果に基づいて該第1ステージ又は/
及び第2ステージ上での位置合わせされる試料の位置を
合わせることを特徴とする位置合わせ装置。
2. Pre-alignment of the transported reference sample
A first stage that performs pre-alignment with respect to a reference, a second stage that fixes the reference sample conveyed from the first stage and is movable within a certain range, and a target provided on the reference sample from a predetermined position. Detecting means for detecting the amount of deviation , alignment based on the detection result by the detecting means
Attaching the pre-alignment reference that is different for each device
And a calculating means for calculating a correction value regarding the position, the calculated
Based on the calculation result by the output means, the first stage or /
And the position of the sample to be aligned on the second stage
Alignment and wherein the keying.
【請求項3】 マスク面上のパターンをウエハ面上に露
光転写した後、該ウエハを現像処理工程を介して半導体
素子を製造する際、基準ウエハを第1ステージ上に搬送
し、該第1ステージ上でプリアライメント基準に対して
プリアライメントを行った後に第2ステージ上に搬送し
て該第2ステージ上で該基準ウエハに設けたターゲット
の所定位置からのずれ量を検出し、その検出結果に基づ
いて、位置合わせする装置毎に異なる該プリアライメン
ト基準の取り付け位置に関する補正値を算出しその算
出結果に基づいて該第1ステージ又は/及び第2ステー
上での位置合わせされるウエハの位置を合わせること
を特徴とする半導体素子の製造方法。
3. When a pattern on a mask surface is exposed and transferred onto a wafer surface and then a semiconductor wafer is manufactured through the developing process, a reference wafer is transferred onto a first stage and the first wafer is transferred to the first stage. A target provided on the reference wafer on the second stage by carrying out pre-alignment with respect to the pre-alignment reference on the stage and then carrying it onto the second stage.
Detecting the amount of deviation from a predetermined position of, based on the detection result
And the pre-alignment that is different for each device to be aligned.
Calculating a correction value regarding the mounting position of the bets reference, the calculation
A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the position of a wafer to be aligned on the first stage and / or the second stage is aligned based on the result .
【請求項4】 レチクル面上のパターンをウエハ面上に
露光転写する露光装置において、搬送されたウエハをプ
リアライメント基準に対してプリアライメントを行う
1ステージ、該第1ステージから搬送された該ウエハを
固定し、一定範囲内で移動可能な第2ステージ、該ウエ
ハに設けたターゲットの所定位置から のずれ量を検出す
る検出手段、該検出手段による検出結果に基づいて、位
置合わせする装置毎に異なる該プリアライメント基準の
取り付け位置に関する補正値を算出する算出手段とを有
し、該算出手段の算出結果に基づいて該第1ステージ又
は/及び第2ステージ上での位置合わせされるウエハの
位置を合わせることを特徴とする露光装置。
4. A exposure apparatus for exposing and transferring a pattern on the reticle plane to the wafer surface, the conveyed wafer flop
A first stage that performs pre-alignment with respect to a realignment reference, a second stage that fixes the wafer transferred from the first stage and is movable within a certain range, and a target provided on the wafer from a predetermined position . A detection unit that detects the amount of deviation , and a position based on the detection result of the detection unit.
The pre-alignment reference that is different for each device
A calculation means for calculating a correction value relating to the mounting position, and a wafer to be aligned on the first stage and / or the second stage based on the calculation result of the calculation means .
An exposure apparatus characterized by aligning positions .
【請求項5】 該第1ステージの該プリアライメント基5. The pre-alignment group of the first stage
準は、センサ及び押し当て機構であることを特徴とするQuasi is a sensor and a pressing mechanism
請求項4に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 4.
【請求項6】 該補正値には、X成分、Y成分及びθ成6. The correction value includes an X component, a Y component and a θ component.
分があり、該補正値の該X成分及びY成分は該第2ステAnd the X and Y components of the correction value are
ージに加味され、該補正値の該θ成分は該第1ステージAnd the θ component of the correction value is added to the first stage
に加味されることを特徴とする請求項4又は5に記載の6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that
露光装置。Exposure equipment.
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