JPH0878302A - Exposure system - Google Patents
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- JPH0878302A JPH0878302A JP6206437A JP20643794A JPH0878302A JP H0878302 A JPH0878302 A JP H0878302A JP 6206437 A JP6206437 A JP 6206437A JP 20643794 A JP20643794 A JP 20643794A JP H0878302 A JPH0878302 A JP H0878302A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
- G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、特に半
導体装置製造用の露光装置に備えられた半導体ウェハの
プリアライメント機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to a semiconductor wafer pre-alignment mechanism provided in the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、半導体
ウェハにホトリソグラフィ技術が繰り返し使用される。
このホトリソグラフィ技術には、半導体ウェハに塗布し
たレジスト膜のパターンを形成するために露光装置が必
要である。この種の露光装置には、半導体ウェハを露光
上の正確な位置に設定することが必要不可欠であり、こ
の位置合わせの精度は、半導体ウェハ内の回路の集積度
を決定する一因である。2. Description of the Related Art Photolithography technology is repeatedly used for semiconductor wafers in the process of manufacturing semiconductor devices.
This photolithography technique requires an exposure device for forming a pattern of a resist film applied on a semiconductor wafer. In this type of exposure apparatus, it is essential to set the semiconductor wafer at an accurate position on exposure, and the accuracy of this alignment is one of the factors that determine the degree of integration of the circuits in the semiconductor wafer.
【0003】半導体ウェハには、円周上の一部に直線状
の切り欠きが設けられており、これをオリエンテーショ
ンフラット(略してオリフラ)という。このオリフラの
部分を基準として、ウェハの回転角度を一定に合わせる
ことができる。A semiconductor wafer is provided with a linear notch on a part of its circumference, which is called an orientation flat (orientation flat for short). With the orientation flat portion as a reference, the rotation angle of the wafer can be adjusted to be constant.
【0004】次に、半導体ウェハが基準位置からどのく
らい偏位しているかは、ウェハの主表面に沿ったX軸及
びY軸と、ウェハの主表面に垂直なZ軸とで表現できる
が、主表面になんらかの目印例えばレジスト膜やこれに
よって残された薄膜等が形成されていれば、X軸,Y軸
の偏位を検出することは容易であるが、主表面にこのよ
うな目印がまだ形成されていない最初の工程の場合に
は、このウェハの円周上の一部を基準にしなければなら
ない。Z軸は、このウェハを載置するX−Y軸のなす平
面を有するステージの高さ位置によって定まるから、基
準位置からの偏位を検出することは容易である。Next, how much the semiconductor wafer deviates from the reference position can be expressed by an X axis and a Y axis along the main surface of the wafer and a Z axis perpendicular to the main surface of the wafer. If some kind of mark such as a resist film or a thin film left by this is formed on the surface, it is easy to detect the deviation of the X axis and the Y axis, but such a mark is still formed on the main surface. In the case of the first step, which has not been performed, a part on the circumference of this wafer must be used as a reference. Since the Z axis is determined by the height position of the stage having the plane formed by the X and Y axes on which this wafer is placed, it is easy to detect the deviation from the reference position.
【0005】以上の通り、半導体ウェハの位置を正確に
検出して、偏位の程度を知ることが、半導体ウェハを露
光する前に必要であり、次にこの偏位を基準に正確に移
動させる制御手段が必要となる。As described above, it is necessary to accurately detect the position of the semiconductor wafer and to know the extent of the deviation before exposing the semiconductor wafer. Then, the deviation is accurately moved on the basis of this deviation. Control means are required.
【0006】このような正確な位置合わせを行うため、
露光の直前に最終的に半導体ウェハの正確な位置合わせ
を行う微調整機構(ファインアライメント機構ともい
う)があり、この微調整の前にこの機構が半導体ウェハ
の位置ずれが検出できるように、所定の範囲内に入れて
おく必要がある。所定の範囲外に位置ずれした半導体ウ
ェハは、ダイナミックレンジを外し、もはや微調整機構
では検出できず、微調整は手動で行わなければならな
い。この前段階の粗調整機構を、プリアライメント機構
ともいう。In order to perform such accurate alignment,
There is a fine adjustment mechanism (also referred to as a fine alignment mechanism) for finally performing accurate alignment of the semiconductor wafer immediately before the exposure. Before this fine adjustment, a predetermined adjustment is made so that this mechanism can detect the displacement of the semiconductor wafer. Must be within the range. A semiconductor wafer that is misaligned outside the predetermined range is out of the dynamic range and can no longer be detected by the fine adjustment mechanism, and fine adjustment must be performed manually. This coarse adjustment mechanism at the previous stage is also called a pre-alignment mechanism.
【0007】このような微,粗調整機構を備えた露光装
置を示す図4の上面図を参照すると、この装置は、パル
スモータ12等によって駆動されるウェハ搬送部4と、
プリアライメントステージ5と、パルスモータ13等に
よって駆動されるウェハ搬送アーム8と、露光ステージ
9とを備えており、これらを固定している本体や制御手
段等を図示していない。Referring to the top view of FIG. 4 showing an exposure apparatus having such a fine and rough adjusting mechanism, this apparatus has a wafer transfer section 4 driven by a pulse motor 12 and the like,
A pre-alignment stage 5, a wafer transfer arm 8 driven by a pulse motor 13 and the like, and an exposure stage 9 are provided, and the main body and control means for fixing them are not shown.
【0008】半導体ウェハは、ウェハキャリア3内に、
所定の間隔をおいて上下方向に多数積み重ねられてお
り、キャリア3の側面から順次一枚ずつ取り出されるよ
うに、開口しており、このキャリア3は手動又は自動的
にこの露光装置の定位置に固定される。ウェハ搬送部4
は、キャリア3内に収納された半導体ウェハ1を順次吸
着もしくは挟持してY軸方向に取り出し、これを平面上
180°回転させて、プリアライメントステージ5上に
移送される。ここで、キャリア内の半導体ウェハ1のオ
リフラ2は、ランダムな位置にあり、ステージ5上のウ
ェハ1のオリフラ2もランダムな位置にある。移送され
たウェハ1は、ウェハ中心がウェハチャック7の中心に
合うよう設定され、このウェハチャック7に吸着固定さ
れる。この状態で、ウェハチャック7が回転し、ウェハ
1も回転する。そして、オリフラ2がオリフラ検知器6
を通過するときに得られる透過光を電気信号に変換し
て、この電気信号によりウェハ1の停止位置を決定し、
粗調整即ちプリアライメントが行われる。このプリアラ
イメントが終了すると、ウェハチャック7は、ウェハ1
の吸着をはずし、ウェハ1を静かに解放状態にする。そ
して、ウェハ搬送アーム8が、このウェハ1を吸着固定
する形で受け取り、ウェハ30の状態でY軸方向に沿っ
て露光ステージ9上に移送する。The semiconductor wafer is placed in the wafer carrier 3.
A large number of sheets are vertically stacked at a predetermined interval and have openings so that they can be sequentially taken out one by one from the side surface of the carrier 3. The carrier 3 is manually or automatically placed at a fixed position in the exposure apparatus. Fixed. Wafer transfer unit 4
The semiconductor wafers 1 housed in the carrier 3 are sequentially adsorbed or pinched, taken out in the Y-axis direction, rotated 180 ° on a plane, and transferred onto the pre-alignment stage 5. Here, the orientation flat 2 of the semiconductor wafer 1 in the carrier is at a random position, and the orientation flat 2 of the wafer 1 on the stage 5 is also at a random position. The transferred wafer 1 is set so that the center of the wafer is aligned with the center of the wafer chuck 7, and is fixed to the wafer chuck 7 by suction. In this state, the wafer chuck 7 rotates and the wafer 1 also rotates. The orientation flat 2 is the orientation flat detector 6
The transmitted light obtained when passing through is converted into an electric signal, and the stop position of the wafer 1 is determined by this electric signal,
Coarse adjustment or pre-alignment is performed. When this pre-alignment is completed, the wafer chuck 7 moves the wafer 1
Then, the wafer 1 is gently released. Then, the wafer transfer arm 8 receives the wafer 1 in a suction-fixed form, and transfers the wafer 30 onto the exposure stage 9 in the Y-axis direction along the Y-axis direction.
【0009】露光ステージ9上にセットされたウェハ4
0は、最初の露光なら、そのまま露光作業が行われる
が、第2回目以降の露光では、電気光学的手段でウェハ
40の主表面上のアライメントマークを検知し、自動的
にウェハ位置の微調整(ファインアライメント)をする
ようになっている(この部分は図示していない)。ここ
で、ステージ5上のプリアライメントによる位置調整が
悪い場合即ち微調整の範囲、例えば±50μm以内にウ
ェハ1の主表面上のアライメントマークが無い場合には
これを自動的に検出することができず、このため微調整
が不可能となり、手動で行う必要がある。Wafer 4 set on exposure stage 9
In the case of 0, the exposure operation is performed as it is in the first exposure, but in the second and subsequent exposures, the alignment mark on the main surface of the wafer 40 is detected by the electro-optical means, and the fine adjustment of the wafer position is automatically performed. (Fine alignment) (this part is not shown). Here, when the position adjustment by the pre-alignment on the stage 5 is bad, that is, when there is no alignment mark on the main surface of the wafer 1 within a fine adjustment range, for example, within ± 50 μm, this can be automatically detected. As a result, fine adjustment is not possible and must be done manually.
【0010】このように微調整不可となる原因として、
ステージ5上でのプリアライメントの精度があるが、こ
の他にウェハ搬送アーム8がウェハ20を吸着するとき
の機械的微振動に起因する位置ずれや、ウェハ30を移
送中のアーム8が微振動することに起因する位置ずれ、
アーム8が露光ステージ9上にウェハ40をセットした
際の機械的微振動による位置ずれ等があり、これらの原
因が加算されるようなベクトルの位置ずれが生じた場合
には微調整不可となり、互いに相殺されるようなベクト
ルの位置ずれが生じた場合には微調整可能な範囲とな
る。このような制御系を高速度で作動させると、特に微
調整不可という事故が多発し、しかもウェハ40の位置
ずれは、常に一定量の偏位ではなく、個々のウェハで各
々相違していることが判明した。As a cause for making fine adjustment impossible,
Although there is accuracy of pre-alignment on the stage 5, in addition to this, positional displacement due to mechanical micro-vibration when the wafer transfer arm 8 adsorbs the wafer 20 and micro-vibration of the arm 8 during transfer of the wafer 30 are performed. Displacement due to
When the arm 8 sets the wafer 40 on the exposure stage 9, there is a positional deviation due to mechanical micro-vibration, etc. If a vector positional deviation that adds these causes occurs, fine adjustment becomes impossible, If there is a positional deviation of the vectors that cancel each other out, the range will be finely adjustable. When such a control system is operated at a high speed, an accident that fine adjustment is not possible frequently occurs, and the positional deviation of the wafer 40 is not always a fixed amount of deviation, but is different for each individual wafer. There was found.
【0011】一方、微調整を行った際、このウェハの位
置ずれ量を計測し、その値をプリアライメントステージ
での補正量として、プリアライメント制御部へフィード
バックしている特開平1−20535号公報を参照する
と、ウェハの回転角度0を微調整段階で補正すると、そ
の補正量をそのまま粗調整段階で補正することにより、
微調整不可を解消しようとする技術が記載されている。On the other hand, when fine adjustment is performed, the amount of displacement of the wafer is measured, and the value is fed back to the pre-alignment controller as a correction amount at the pre-alignment stage. Referring to, when the wafer rotation angle 0 is corrected in the fine adjustment stage, the correction amount is directly corrected in the coarse adjustment stage,
The technique to eliminate the inability to make fine adjustments is described.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】前述した前者の露光装
置では、プリアライメント終了後、ウェハ20を露光ス
テージ9へ移送するウェハ搬送アーム8へ受け渡しを行
うが、その際に一担位置が決まったウェハ20を吸着解
除によりフリーの状態にして行われている。さらに、ウ
ェハの平坦度とウェハ搬送アーム8の表面状態により、
ウェハ吸着を解除した時ウエハ40の位置ズレが生じ、
特に第2回目の露光では、自動微調整範囲外となる場合
が生じ、作業者による手動調整が必要となるという問題
があった。特にプリアライメント時等に位置ずれが生じ
ると、アライメントマーク位置がその検出範囲即ち検索
可能エリアから外れてしまう。その場合、自動作業して
いた装置は、アライメントができない為エラーを発し、
作業者のアシスト待ちとなる。作業者がエラーを見つ
け、手動にて調整(アライメントマークを捜し、検出範
囲内に移動させること)をするまで作業停止状態とな
り、装置の生産性は著しく劣る。In the former exposure apparatus described above, the wafer 20 is transferred to the wafer transfer arm 8 for transferring the wafer 20 to the exposure stage 9 after the completion of the pre-alignment. The wafer 20 is held in a free state by releasing the suction. Furthermore, depending on the flatness of the wafer and the surface condition of the wafer transfer arm 8,
When the wafer suction is released, the wafer 40 is displaced,
In particular, in the second exposure, there is a case that it is out of the automatic fine adjustment range, and there is a problem that the operator needs to perform manual adjustment. In particular, if a positional deviation occurs during pre-alignment or the like, the alignment mark position deviates from the detection range, that is, the searchable area. In that case, the device that was working automatically generated an error because alignment could not be done,
Waiting for operator assistance. The operation is stopped until the operator finds an error and manually adjusts (searches for the alignment mark and moves it within the detection range), and the productivity of the apparatus is significantly deteriorated.
【0013】露光装置では、一製品をつくるのに複数枚
特に20枚前後の異なるパターンを重ねて転写するの
で、各パターンごとにウェハの位置合わせが必要で毎回
すべての工程(1st以外)で手動調整が必要になる可
能性がある。In the exposure apparatus, since a plurality of different patterns, especially about 20 different patterns, are transferred in superposition to make one product, it is necessary to align the wafers for each pattern, and it is necessary to manually perform every step (other than 1st). Adjustments may be needed.
【0014】また後者の露光装置では、微調整量をその
まま粗調整機構へフィードバックしているため、前述し
た微−粗調整機構間で発生し、ウェハ毎に補正量の相違
する位置ずれを補正することができないという欠点があ
る。即ち、ウェハ30が搬送アーム8上に移載したとき
に生ずる位置ずれが、常に一定量でかつ一定方向でな
い。これは、ウェハ30の反り具合や搬送アーム8とウ
ェハ30との接触面の状態によって違う。従って、フィ
ードバック制御での追い込みが困難であり、またプログ
ラム制御系も複雑になり、最適化するのに工数がかか
る。また、プリアライメント段階の自動補正量と前記フ
ィードバックした補正量とをいかに組み合わせるかにつ
いては記載されておらず、複雑なプログラム制御手段が
必要となる欠点がある。Further, in the latter exposure apparatus, since the fine adjustment amount is fed back to the coarse adjustment mechanism as it is, the positional deviation which occurs between the fine and coarse adjustment mechanisms described above and which has a different correction amount for each wafer is corrected. There is a drawback that you cannot do it. That is, the positional deviation that occurs when the wafer 30 is transferred onto the transfer arm 8 is not always a constant amount and a constant direction. This depends on the degree of warpage of the wafer 30 and the state of the contact surface between the transfer arm 8 and the wafer 30. Therefore, it is difficult to follow up with feedback control, the program control system becomes complicated, and man-hours are required for optimization. Further, there is no description about how to combine the automatic correction amount in the pre-alignment stage with the feedback correction amount, and there is a drawback that a complicated program control means is required.
【0015】以上の諸問題に鑑み、本発明では次の課題
を掲げる。(1)微調整段階で半導体ウェハがすべて微
調整可能範囲となるようにすること。(2)従来のプリ
アライメントステージ、ウェハ搬送部等の設計変更をと
もなう大幅な構造変更のないようにすること。(3)ウ
ェハの受け渡し中に位置ずれが生じないようにするこ
と。(4)手動操作を省き、生産性を向上させること。
(5)プリアライメント時間を短縮すること。(6)ス
テージ上での、ウェハ裏面とウェハチャックとのまさつ
による屑や汚れ等の発生を少なくし、もって位置合わせ
精度の低下を防止すること。In view of the above problems, the present invention has the following problems. (1) Make sure that all semiconductor wafers are within the fine adjustment range in the fine adjustment stage. (2) Make sure that there are no major structural changes that accompany changes in the design of the conventional pre-alignment stage, wafer transfer unit, etc. (3) To prevent misalignment during wafer transfer. (4) To improve productivity by eliminating manual operations.
(5) Shorten the pre-alignment time. (6) To reduce the occurrence of dust, dirt and the like on the stage due to the pressure between the back surface of the wafer and the wafer chuck, thereby preventing the alignment accuracy from deteriorating.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、半導体
ウェハの位置合わせを行うプリアライメントステージ
と、前記ステージにて位置合わせを行った前記ウェハを
露光ステージまで搬送するウェハ搬送手段とを備えた露
光装置において、前記ウェハ搬送手段が、前記ウェハの
位置合わせを行うアライメント機構を備えたことを特徴
とし、特に前記アライメント機構が、前記半導体ウェハ
のオリエンテーションフラットを含む3側面を挟み込ん
で位置合わせを行う機構であることを特徴とする。The structure of the present invention comprises a pre-alignment stage for aligning a semiconductor wafer, and a wafer transfer means for transferring the wafer aligned by the stage to an exposure stage. In the exposure apparatus described above, the wafer transfer means is provided with an alignment mechanism for aligning the wafer, and in particular, the alignment mechanism sandwiches three side faces including an orientation flat of the semiconductor wafer to perform the alignment. It is a mechanism for performing.
【0017】また、特に前記位置合わせを行う機構が前
記ウェハのオリエンテーションフラット部分の側面に当
接する平面を有する第1のピンと、前記フラットと略平
行な線上のうち前記ウェハの略中心を通過する線上にあ
る前記ウェハの側面に当接する第2のピンと、前記第
1,第2のピンに前記ウェハの側面が当接するように前
記ウェハを弾力的に圧迫する第3のピンとを有すること
を特徴とする。In addition, in particular, the first pin having a flat surface for abutting the side surface of the orientation flat portion of the wafer and the line substantially parallel to the flat line passing through the approximate center of the wafer. A second pin that abuts a side surface of the wafer, and a third pin that elastically presses the wafer so that the first and second pins abut the side surface of the wafer. To do.
【0018】さらに、特に前記ウェハ搬送手段が前記露
光ステージ上で前記ウェハが吸着されてから、前記アラ
イメント機構が挟み込んだ前記ウェハを解放する制御手
段を有することを特徴とする。Further, in particular, the wafer transfer means has a control means for releasing the wafer sandwiched by the alignment mechanism after the wafer is adsorbed on the exposure stage.
【0019】また、特に前記制御手段が、前記ウェハを
解放する際に、前記第3のピンを前記ウェハの側面から
離した後に前記第1,第2のピンを前記ウェハの側面か
ら離すように制御する手段を有することを特徴とする。Further, in particular, the control means separates the third pin from the side surface of the wafer and then separates the first and second pins from the side surface of the wafer when releasing the wafer. It is characterized by having means for controlling.
【0020】[0020]
【実施例】図1は本発明の一実施例の露光装置を示す上
面図である。図1において本実施例の露光装置は、ウェ
ハ搬送アーム8上にオリフラ2の位置を規定する位置決
めピン10aと、そのオリフラ2の側面に平行な直線の
うちウェハ20の中心を通過する線がウェハ20の外周
と交わる点を規定する位置決めピン10b、そしてこれ
ら位置決めピン10a,10bにウェハ20を押しあて
るための位置合わせ機構11とを備えている。1 is a top view showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the exposure apparatus of the present embodiment has a positioning pin 10a that defines the position of the orientation flat 2 on the wafer transfer arm 8 and a line that passes through the center of the wafer 20 among the straight lines parallel to the side surfaces of the orientation flat 2. A positioning pin 10b that defines a point that intersects with the outer circumference of 20 and a positioning mechanism 11 that presses the wafer 20 against these positioning pins 10a and 10b are provided.
【0021】このウェハ搬送アーム8とウェハの受け渡
し制御部分以外は、図1の従来例と共通するため、この
共通する部分の説明は省略する。The parts other than the wafer transfer arm 8 and the wafer transfer control part are common to those of the conventional example shown in FIG. 1, and the description of the common parts will be omitted.
【0022】ここで、ウェハ搬送アーム8は、図2
(a)の上面図、(b)の側面図に示すように、コの字
形状の本体50の主面に4個の貫通穴35が開口されて
いる。The wafer transfer arm 8 is shown in FIG.
As shown in the top view of (a) and the side view of (b), four through holes 35 are opened in the main surface of the U-shaped main body 50.
【0023】位置決めピン10aは、一対即ち2個の円
柱状のピンを備え、このピン10aが入る貫通穴35が
本体50にそれぞれ開口している。このピンは、ウェハ
30のオリフラの側面を当接させて位置合わせをするた
め、少なくとも2個必要である。載置されたウェハ30
の中心方向にこれらピン10aを移動させて、載置され
たウェハ30のオリフラに当接させるため、このウェハ
30の中心方向に移動させる必要があり、このためこの
移動距離だけ遊びを有する直径の貫通穴35がそれぞれ
形成されている。The positioning pin 10a is provided with a pair, that is, two cylindrical pins, and through holes 35 into which the pins 10a are inserted are opened in the main body 50, respectively. At least two pins are required to align the side faces of the orientation flat of the wafer 30 for contact. Placed wafer 30
In order to move these pins 10a toward the center of the wafer 30 to contact the orientation flat of the mounted wafer 30, it is necessary to move toward the center of the wafer 30. Each through hole 35 is formed.
【0024】ウェハ30の受け渡し時に、このウェハ3
0の中心方向とこの逆方向にピン10aを駆動させる駆
動手段10a′(例えばエアシリンダーやパルスモータ
等を備えた駆動装置)が、本体50の裏面に固定され
る。When the wafer 30 is delivered, the wafer 3
Driving means 10a '(for example, a driving device including an air cylinder, a pulse motor, etc.) for driving the pin 10a in the direction opposite to the center direction of 0 is fixed to the back surface of the main body 50.
【0025】ウェハ30の中心方向への最大移動位置
は、ここに用意されるウェハ30の直径と関係している
ため、適宜調整できるように、マイクロメータを有する
位置調整装置等の公知の設定位置可変手段がさらに追加
されてよい。Since the maximum movement position of the wafer 30 in the center direction is related to the diameter of the wafer 30 prepared here, a known setting position such as a position adjusting device having a micrometer can be appropriately adjusted. Variable means may be further added.
【0026】位置決めピン10bには、ウェハ30の直
径方向に移動できるように遊びのある貫通穴35が本体
50に開口する。このピン10bの固定位置は、オリフ
ラの当接する一対のピンの当接点を結ぶ直線に平行な線
のうちウェハ30の略中心を通過する線上にあり、ウェ
ハ30の一側面に当接させるために必要である。このピ
ン10bの駆動手段10b′は、本体50の裏面に固定
される。この他の部分の構造は、ピン10aの場合と共
通するため説明を省く。A through hole 35 having a play is opened in the main body 50 so that the positioning pin 10b can move in the diameter direction of the wafer 30. The fixed position of the pin 10b is on a line passing through substantially the center of the wafer 30 among the lines parallel to the straight line connecting the contact points of the pair of pins with which the orientation flat abuts. is necessary. The driving means 10b 'of the pin 10b is fixed to the back surface of the main body 50. The structure of the other parts is the same as the structure of the pin 10a, and the description thereof is omitted.
【0027】上記ピン10b,10aとで、ウェハ30
の位置が決定されるが、この際ウェハ30の側面をこれ
らピンに当接させる必要があり、このため、位置合わせ
機構11が設けられる。この機構11は、ピン10a,
10bと共通したピンを有しているが、本体50の裏面
に固定された駆動手段11′は、ウェハ30の側面押圧
力が一定以上大きくならないように、弾力的に押圧する
手段(例えばスプリングやゴムシート等)が用いられ
る。これは、ウェハ30の直径が常に一定ではなく、寸
法上のばらつきを吸収するためである。With the pins 10b and 10a, the wafer 30
Is determined, but at this time, it is necessary to bring the side surface of the wafer 30 into contact with these pins, and therefore, the alignment mechanism 11 is provided. This mechanism 11 includes pins 10a,
The driving means 11 ′, which has a common pin with 10 b, is fixed to the back surface of the main body 50 so as to elastically press the side surface pressing force of the wafer 30 so as not to become larger than a certain value (for example, a spring or a spring). A rubber sheet or the like) is used. This is because the diameter of the wafer 30 is not always constant and variations in dimensions are absorbed.
【0028】本体50の主表面に移送されたウェハ30
を受け取る場合には、これに先立ち、ピン10a,10
b,位置合わせ機構11を、各駆動手段10a′10
b′,11′により、ウェハ30の中心から離れる方向
即ち開く方向に駆動しておき、次にピン10a,10b
を所定の位置まで閉じる方向(ウェハの中心方向)に駆
動する。この次に、位置合わせ機構11を、閉じる方向
に駆動して、あらかじめ設定した所望の位置にウェハ3
0を固定する。この状態でウェハ搬送アーム8は、露光
ステージ9へ移動する。ウェハ30を解放する場合に
は、このウェハ30が吸着固定された直後に、まず位置
合わせ機構11が開く方向に駆動され、この次にピン1
0a,10bが開く方向に駆動される。Wafer 30 transferred to the main surface of main body 50
Prior to this, when receiving the pins 10a, 10
b, the alignment mechanism 11 is connected to each drive means 10a'10.
Driven in the direction away from the center of the wafer 30, that is, in the opening direction by b'and 11 ', and then the pins 10a and 10b.
Is driven to a predetermined position in the closing direction (toward the center of the wafer). Next, the alignment mechanism 11 is driven in the closing direction to move the wafer 3 to the preset desired position.
Fix 0. In this state, the wafer transfer arm 8 moves to the exposure stage 9. When releasing the wafer 30, immediately after the wafer 30 is sucked and fixed, the alignment mechanism 11 is first driven in the opening direction, and then the pin 1 is released.
0a and 10b are driven in the opening direction.
【0029】このようにして、位置合わせのずれの極め
て少ない状態で、露光ステージ9の吸着固定手段に引き
渡すことができ、ここでのファインアライメントは、検
索エリア内にウェハが入っているため、すべて自動調整
が可能となる。In this way, the alignment can be transferred to the suction-fixing means of the exposure stage 9 with a very small amount of misalignment, and all the fine alignment here is because the wafer is in the search area. Automatic adjustment is possible.
【0030】今、ウェハキャリア3から取り出されたウ
ェハ1は、ウェハ受け渡し部5にて、オリフラ2の位置
が確認される。その際、オリフラ検出器6で検知できな
い場合は、ウェハ20の上主表面を吸着したウェハチャ
ック7を回転させ、検出器6が検出した位置で回転を止
めることにより、回転角度が修正される。次に、ウェハ
チャック7はウェハ受け渡し位置まで移動して、ウェハ
搬送アーム8を待つ。ウェハ搬送アーム8は、ウェハ受
け渡し位置へ移動し、ウェハ20の下側に位置する。そ
してウェハチャック7が下降し、ウェハ搬送アーム8上
にウェハ20が移載される。位置決めピン10b,10
bには、ウェハ受け渡し時には、前述したように、プリ
アライメント位置より、ウェハの外側に退避する機構を
有している。For the wafer 1 taken out of the wafer carrier 3, the position of the orientation flat 2 is confirmed at the wafer transfer section 5. At this time, if the orientation flat detector 6 cannot detect the rotation, the rotation angle is corrected by rotating the wafer chuck 7 that adsorbs the upper main surface of the wafer 20 and stopping the rotation at the position detected by the detector 6. Next, the wafer chuck 7 moves to the wafer transfer position and waits for the wafer transfer arm 8. The wafer transfer arm 8 moves to the wafer transfer position and is located below the wafer 20. Then, the wafer chuck 7 is lowered and the wafer 20 is transferred onto the wafer transfer arm 8. Positioning pins 10b, 10
At the time of handing over the wafer, b has a mechanism for retracting from the pre-alignment position to the outside of the wafer as described above.
【0031】図3(a),(b),(c)を用いて、ウ
ェハ30がウェハ搬送アーム8上に移載され、プリアラ
イメントが行われる手順を説明する。図3(a)に示す
ように、ウェハチャック7よりウェハ20をウェハ搬送
アーム8に移載するときは、位置決めピン10a,10
b及び位置合わせ機構11は、プリアライメント位置よ
り退避される。次に、ウェハ30を受けとると位置決め
ピン10a,10bが(b)に示すようにプリアライメ
ント位置に動く。そして(c)に示すように、位置合わ
せ機構11により、ウェハ30を位置決めピン10a,
10bに押しあてる。これにより、プリアライメント動
作は完了し、その状態にてウェハ搬送アーム8は、露光
ステージ9に移動する。With reference to FIGS. 3A, 3B and 3C, a procedure for transferring the wafer 30 onto the wafer transfer arm 8 and performing pre-alignment will be described. As shown in FIG. 3A, when the wafer 20 is transferred from the wafer chuck 7 to the wafer transfer arm 8, the positioning pins 10 a and 10 are used.
b and the alignment mechanism 11 are retracted from the pre-alignment position. Next, when the wafer 30 is received, the positioning pins 10a and 10b move to the pre-alignment position as shown in (b). Then, as shown in (c), the alignment mechanism 11 moves the wafer 30 to the positioning pins 10a,
Push to 10b. As a result, the pre-alignment operation is completed, and in that state, the wafer transfer arm 8 moves to the exposure stage 9.
【0032】露光ステージ9では、今の逆の動作を行
い、ウェハ30は移載される。この際、ウェハ30がこ
こでチャックで吸着固定されるまで、退避操作は行われ
ない。このため、この時の受け渡しで位置ずれの生じる
心配がない。At the exposure stage 9, the reverse operation is performed and the wafer 30 is transferred. At this time, the retracting operation is not performed until the wafer 30 is attracted and fixed by the chuck here. For this reason, there is no risk of positional displacement occurring during delivery at this time.
【0033】以上の通り、本実施例では、プリアライメ
ントが2段階で行われる。第1の段階はオリフラ検出器
6で行われるプリアライメントで、第2の段階はウェハ
搬送アームで行われるプリアライメントである。このよ
うに2段階でアライメントを行うことにより、自動アラ
イメント・ミスが発生しなくなったばかりでなく、前記
第1の段階の調整時間が短縮できるという利点もある。
このプリアライメント時間は、1回の操作中1.5乃至
3.0秒短縮する。しかもアーム8の移送中に、第2の
段階のプリアライメントを行うことができるため、ロス
時間が少ないという利点もある。As described above, in this embodiment, pre-alignment is performed in two stages. The first stage is pre-alignment performed by the orientation flat detector 6, and the second stage is pre-alignment performed by the wafer transfer arm. By performing the alignment in two stages as described above, not only the automatic alignment error does not occur but also the adjustment time in the first stage can be shortened.
This pre-alignment time is shortened by 1.5 to 3.0 seconds during one operation. Moreover, since the second stage pre-alignment can be performed during the transfer of the arm 8, there is an advantage that the loss time is small.
【0034】また、ウェハ搬送アームは、ピン固定のた
め、吸着固定のように吸着面の汚れによる位置ずれが少
ないという利点がある。Further, since the wafer transfer arm is pin-fixed, there is an advantage that the displacement of the suction surface due to dirt on the suction surface is small as in the suction fixing.
【0035】本実施例では、ウェハ30のオリフラの側
面を当接させる2個のピンを示したが、この他にこの側
面に当接させる平面を有する平板であってもよい。ま
た、位置合わせ機構11には、円柱状のピンを設けた
が、円柱状でなく平面状の当接面を有する平板であって
もよい。In this embodiment, the two pins that contact the side surface of the orientation flat of the wafer 30 are shown, but a flat plate having a flat surface that contacts this side surface may be used. Further, although the cylindrical pin is provided in the alignment mechanism 11, it may be a flat plate having a flat contact surface instead of the cylindrical pin.
【0036】また、上記ピン10a,10bは、ウェハ
30の主面方向に移動させることにより、位置合わせを
行ったが、貫通穴35に沿って上下動させることにより
位置合わせを行ってもよい。この場合は、ピン10a,
10bは、円柱状ではなく、テーパを付けた円錐状のピ
ンが用いられる。Although the pins 10a and 10b are aligned by moving them in the direction of the main surface of the wafer 30, the pins 10a and 10b may be vertically moved along the through hole 35 to perform alignment. In this case, the pins 10a,
For 10b, a conical pin having a tapered shape is used instead of a cylindrical shape.
【0037】この実施例は、キャリア内にあるウェハを
露光ステージへ搬送する場合について述べたが、逆に露
光の終ったウェハをキャリア内に収納される場合に使用
されてもよい。This embodiment describes the case where the wafer in the carrier is transported to the exposure stage, but conversely, it may be used when the wafer which has been exposed is stored in the carrier.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ウェハ
搬送アーム上にプリアライメント機構を設け、ウェハ受
け渡し時に発生するウェハの位置ずれを低減することが
できるので、前記各課題が達成され、ウェハのプリアラ
イメントのバラツキが実質的に支障のない範囲内とな
り、作業者による手動調整時間が実質的に解消し、露光
作業の生産性を向上させる等効果がある。As described above, according to the present invention, since the pre-alignment mechanism is provided on the wafer transfer arm to reduce the positional deviation of the wafer that occurs when the wafer is handed over, each of the above objects can be achieved. The variation in the pre-alignment of the wafer is within a range where there is practically no problem, the manual adjustment time by the operator is substantially eliminated, and the productivity of the exposure work is improved.
【図1】本発明の一実施例の露光装置を示す上面図であ
る。FIG. 1 is a top view showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a),(b)は図1の露光装置のウェハ搬送
アームを示す上面図、側面図である。2A and 2B are a top view and a side view showing a wafer transfer arm of the exposure apparatus of FIG.
【図3】(a),(b),(c)は図1の露光装置のウ
ェハ搬送アームの動作状態を順に示す上面図である。3 (a), (b), and (c) are top views sequentially showing operation states of a wafer transfer arm of the exposure apparatus of FIG.
【図4】従来の露光装置を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing a conventional exposure apparatus.
1,20,30,40 半導体ウェハ 2 オリエンテーションフラット(オリフラ) 3 ウェハキャリア 4 ウェハ搬送部 5 ウェハ受け渡し部(プリアライメントステージ) 6 オリフラ検出器 7 ウェハチャック 8 ウェハ搬送アーム 9 露光ステージ 10a,10b 位置決めピン 11 位置合わせ機構 12,13 モータ 11′,10a′,10b′ 駆動手段 35 貫通穴 50 本体 1, 20, 30, 40 Semiconductor wafer 2 Orientation flat (orientation flat) 3 Wafer carrier 4 Wafer transfer part 5 Wafer transfer part (pre-alignment stage) 6 Orientation flat detector 7 Wafer chuck 8 Wafer transfer arm 9 Exposure stage 10a, 10b Positioning pin 11 Positioning Mechanism 12, 13 Motor 11 ', 10a', 10b 'Drive Means 35 Through Hole 50 Main Body
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 G A H01L 21/30 503 Z Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/68 GA H01L 21/30 503 Z
Claims (5)
ライメントステージと、前記ステージにて位置合わせを
行った前記ウェハを露光ステージまで搬送するウェハ搬
送手段とを備えた露光装置において、前記ウェハ搬送手
段が、前記ウェハの位置合わせを行うアライメント機構
を備えたことを特徴とする露光装置。1. An exposure apparatus comprising: a pre-alignment stage for aligning a semiconductor wafer; and a wafer transport means for transporting the wafer aligned by the stage to an exposure stage. An exposure apparatus comprising an alignment mechanism for aligning the wafer.
ェハのオリエンテーションフラットを含む3側面を挟み
込んで位置合わせを行う機構である請求項1記載の露光
装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the alignment mechanism is a mechanism for performing alignment by sandwiching three side surfaces including an orientation flat of the semiconductor wafer.
ハのオリエンテーションフラット部分の側面に当接する
平面を有する第1のピンと、前記ウェハの略中心を通過
する線上にあって前記ウェハの側面に当接する第2のピ
ンと、前記第1,第2のピンに前記ウェハの側面が当接
するように前記ウェハを弾力的に圧迫する第3のピンと
を有する請求項2記載の露光装置。3. A mechanism for performing the alignment includes a first pin having a flat surface that abuts a side surface of an orientation flat portion of the wafer, and a side surface of the wafer which is on a line passing through a substantially center of the wafer. 3. The exposure apparatus according to claim 2, further comprising: a second pin that comes into contact with the third pin; and a third pin that elastically presses the wafer so that the side surface of the wafer comes into contact with the first and second pins.
ジ上で前記ウェハが吸着されてから後に、前記アライメ
ント機構が挟み込んだ前記ウェハを解放するように制御
する手段を有する請求項1記載の露光装置。4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein said wafer transfer means has means for controlling so that said wafer held by said alignment mechanism is released after said wafer is adsorbed on said exposure stage. .
際に、前記第3のピンを前記ウェハの側面から離した後
に前記第1,第2のピンを前記ウェハの側面から離すよ
うに制御する手段を有する請求項3及び4記載の露光装
置。5. The control means controls, when releasing the wafer, the first pin and the second pin to be separated from the side surface of the wafer after the third pin is separated from the side surface of the wafer. The exposure apparatus according to claim 3, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6206437A JP2699883B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Exposure equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6206437A JP2699883B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Exposure equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0878302A true JPH0878302A (en) | 1996-03-22 |
JP2699883B2 JP2699883B2 (en) | 1998-01-19 |
Family
ID=16523368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6206437A Expired - Lifetime JP2699883B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Exposure equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2699883B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10321691A (en) * | 1997-05-15 | 1998-12-04 | Nikon Corp | Substrate-carrying method and aligner using the same |
JP2004247548A (en) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Nikon Corp | Exposure system and process for fabricating device |
JP2009231846A (en) * | 2004-12-30 | 2009-10-08 | Asml Netherlands Bv | Substrate handler |
JP2013042112A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-28 | Tokyo Electron Ltd | Substrate transfer apparatus, substrate processing system, substrate transfer method, and storage medium |
CN109690414A (en) * | 2016-08-29 | 2019-04-26 | 株式会社V技术 | Exposure device and exposure method |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206437A patent/JP2699883B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10321691A (en) * | 1997-05-15 | 1998-12-04 | Nikon Corp | Substrate-carrying method and aligner using the same |
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CN109690414A (en) * | 2016-08-29 | 2019-04-26 | 株式会社V技术 | Exposure device and exposure method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2699883B2 (en) | 1998-01-19 |
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