JPH04302130A - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
ける露光方法及び露光装置に関する。半導体装置の製造
では、ウエーハ上に種々のパターンの積層が行われ、そ
のパターンの形成にはホトリソグラフィ技術を用い、そ
の技術には露光の工程がある。

【０００２】本発明による露光方法及び露光装置は、こ
の露光に適用するものである。

【０００３】

【従来の技術】露光装置は、露光ステージに載置したウ
エーハに露光光学系から光照射してパターンを露光する
ものであり、露光ステージが露光面に沿った移動が可能
となっており、また、露光ステージにウエーハを載置す
る際の位置を露光光学系に対応する基準位置に合わせる
ために、露光ステージの外側でウエーハの位置合わせを
するプリアライメント機構と、プリアライメント機構か
ら露光ステージにウエーハを移載する搬送機構とを備え
ている。プリアライメント機構によるウエーハの位置合
わせは、ウエーハ周縁を案内にしてオリエンテーション
フラットの向きとウエーハ位置を揃えるものである。

【０００４】そして、従来の露光は次のように行う。先
ず、ウエーハに対する１層目のパターン形成の露光にお
いては、ウエーハを上記搬送機構で露光ステージに載置
し、その状態から露光作業に入る。このパターンには位
置合わせマークを設けておく。

【０００５】この後の２層目のパターン形成の露光にお
いては、１層目のパターンを形成したウエーハを上記搬
送機構で露光ステージに載置し、露光ステージの移動ま
たは露光光学系の制御により１層目のパターンの位置合
わせマークを指標にしたパターン相互間の位置合わせを
してから露光作業に入る。２層目のパターンにより１層
目のパターンの位置合わせマークが隠れる場合には、２
層目のパターンにも位置合わせマークを設けておく。

【０００６】以下、３層目以降のパターン形成の露光は
、２層目のパターン形成の露光と同様にする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記搬送機
構がプリアライメント機構から露光ステージにウエーハ
を移載する際に、搬送機構とウエーハとの間に滑りが生
じたりしてウエーハが上記基準位置から外れて露光ステ
ージに載置される場合がある。

【０００８】そのようになった場合には、２層目以降の
パターン形成の露光においては上記パターン相互間の位
置合わせにより補正されるが、１層目のパターン形成の
露光においてはパターンがウエーハに対して位置ずれを
起こすことになる。

【０００９】周知のように、ウエーハに形成するパター
ンは、ウエーハからできるだけ多数の半導体チップが採
れるようにレイアウトされている。このため、１層目の
パターン形成の露光において大きな上記位置ずれが起こ
ると、パターンの周辺部に配置された一部の半導体チッ
プが不良に形成されるようになり、半導体チップの製造
歩留りが低下する。

【００１０】そこで本発明は、上述した露光に関し、ウ
エーハが露光光学系に対応する基準位置から外れて露光
ステージに載置されても、露光するパターンのウエーハ
に対する位置ずれを起こさせないようにする補正が可能
な露光方法及び露光装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による露光方法は、露光面に沿った移動が可
能な露光ステージにウエーハを載置し、該ウエーハに露
光光学系からの光照射による露光を行うに際して、載置
したウエーハの該露光光学系に対応する基準位置からの
位置ずれを検出する検出手段を設け、ウエーハを載置し
た時点において該検出手段が該位置ずれを検出した際に
、該検出手段でモニターしながら該露光ステージを移動
させて該ウエーハの位置を補正し、その後に露光を行う
ことを特徴としている。

【００１２】また、本発明による露光装置は、露光面に
沿った移動が可能でウエーハを載置する露光ステージと
、該露光ステージ上のウエーハに露光の光照射を行う露
光光学系と、該露光ステージ上のウエーハの該露光光学
系に対応する基準位置からの位置ずれを検出する検出手
段とを有することを特徴としている。そして、前記検出
手段は、前記基準位置におけるウエーハ周縁のオリエン
テーションフラット部及び円弧部の複数箇所に上下方向
の光束を通し、該光束の遮光分布により前記位置ずれを
検出する光センサーであることを特徴としている。

【００１３】

【作用】従来は、ウエーハに対する１層目のパターン形
成の露光において、露光ステージに載置したウエーハの
上記基準位置からの位置ずれを示す指標が存在せぬため
に、その位置ずれに対する補正ができなかった。これに
対して本発明による露光方法及び露光装置では、上記検
出手段がその指標を提供するので所望の補正が可能であ
る。

【００１４】そして、その検出手段を上述の光センサー
にすれば、その光束の遮光分布が上記位置ずれの有無及
びその位置ずれの方向を示すことは自明である。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例について露光装置の要部
を示す図１の平面図（ａ）　と側面図（ｂ）　を用いて
説明する。

【００１６】図１において、この露光装置実施例は、先
に述べた従来の露光装置に前記検出手段となる光センサ
ーを設けたものであり、１は露光ステージ、２は露光ス
テージ１のウエーハ支え、３は露光光学系、４は前記検
出手段である光センサー、５及び６は光センサー４の発
光部及び受光部、７ａ〜７ｄは発光部５から受光部６に
向かう光束、を示し、プリアライメント機構及び搬送機
構は図示を省略してある。図中のＷは搬送機構で露光ス
テージ１に載置したウエーハであり、そのウエーハＷは
ウエーハ支えによって露光ステージ１に固定される。

【００１７】光センサー４の発光部５及び受光部６は、
露光光学系３に対応させた前述の基準位置にウエーハＷ
が位置しているとした際の、図１（ａ）　におけるウエ
ーハＷ周縁のオリエンテーションフラット部及び円弧部
のそれぞれ２箇所宛の４箇所（発光部５で示す）で、図
１（ｂ）　のように光束７ａ〜７ｄが上下方向に通るよ
うに配置してある。その配置により、ウエーハＷが基準
位置に位置する際には、光束７ａ〜７ｄがウエーハＷの
周縁により部分的に均等に遮光される。そしてその結果
は光センサー４の４個の受光部６の出力に現れる。

【００１８】従って、光センサー４は、光束７ａ〜７ｄ
の遮光が揃わなくなる遮光分布により、ウエーハＷの基
準位置からの位置ずれを検出することができる。ウエー
ハＷの基準位置からの位置ずれ方向とその位置ずれによ
る遮光の変化の関係は、例えば次のとおりである。但し
、位置ずれ方向は、図１（ａ）で見た方向を示す。

【００１９】 　　　　位置ずれ方向　　光束７ａ遮光　　光束７ｂ遮
光　　光束７ｃ遮光　　光束７ｄ遮光　　　　　　上方
向　　　　　　　　減少　　　　　　　　減少　　　　
　　　　増加　　　　　　　　増加　　　　　　　　　
　右方向　　　　　　　　不変　　　　　　　　不変　
　　　　　　　減少　　　　　　　　増加　　　　　　
　　　　時計方向　　　　　　減少　　　　　　　　増
加　　　　　　　　不変　　　　　　　　不変　　　　
なお、露光ステージ１の上方に配置した受光部６は、露
光ステージ１迄の距離を大きく取ってあるので、ウエー
ハＷを載置する際の邪魔になることはない。いうまでも
なく、発光部５と受光部６の上下関係は逆であっても良
い。

【００２０】そして、露光の実施例は次のように行う。 先ず、ウエーハＷに対する１層目のパターン形成の露光
においては、ウエーハＷを上記搬送機構で露光ステージ
１に載置し、光センサー４でウエーハＷの上記位置ずれ
の有無を検出する。微小の例えば２０μｍ　程度以下の
位置ずれは、ウエーハＷに対するパターン位置の必要精
度から位置ずれ無しと見なして良い。そして、位置ずれ
無しと判定された場合には、その状態から露光作業に入
る。 位置ずれ有りと判定された場合には、光センサー４でモ
ニターしながら露光ステージ１を移動してウエーハＷを
位置ずれ無しの位置に移動する補正を行い、その後に露
光作業に入る。この補正における露光ステージ１の移動
方向は、光束７ａ〜７ｄの遮光分布から判断できる。い
うまでもなく、このパターンには位置合わせマークを設
けておく。

【００２１】このようにすることにより、パターンはウ
エーハＷに対して位置ずれを起こすことがなくなり、パ
ターンの周辺部に配置された一部の半導体チップが不良
に形成されるという半導体チップの製造歩留り低下が防
止される。

【００２２】この後の２層目以降のパターン形成の露光
においては、従来の場合と同様にする。ウエーハＷを上
記搬送機構で露光ステージ１に載置した時点の位置ずれ
が、パターン相互間の位置合わせを行うのに必要な先行
パターンの位置合わせマークを見出せない程に大きくな
った際には、露光ステージ１を移動してウエーハＷを基
準位置に近づける操作が必要である。従来はその操作を
目見当で行っていたが、実施例では光センサー４でモニ
ターしながらその操作を行うことができる。

【００２３】なお、光センサー４の７ａ〜７ｄで示され
る複数の光束は、ウエーハＷの位置ずれを検出する要と
して上述のように遮光させるものであり、位置ずれ検出
の機能を果たすように配置されるならば、数が実施例の
４に限定されるものではない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、露
光面に沿った移動が可能な露光ステージにウエーハを載
置し、そのウエーハに露光光学系からの光照射による露
光を行う露光方法及び露光装置に関し、ウエーハが露光
光学系に対応する基準位置から外れて露光ステージに載
置されても、露光するパターンのウエーハに対する位置
ずれを起こさせないようにする補正が可能な露光方法及
び露光装置が提供されて、パターンの周辺部に配置され
た一部の半導体チップが不良に形成されるという半導体
チップの製造歩留り低下を防止可能にさせる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例を説明するための露光装置の要部を
示す平面図と側面図

【符号の説明】

１　　露光ステージ ２　　露光ステージのウエーハ支え ３　　露光光学系 ４　　光センサー（検出手段） ５　　光センサーの発光部 ６　　光センサーの受光部 ７ａ〜７ｄ　　発光部から受光部に向かう光束Ｗ　　ウ
エーハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　露光面に沿った移動が可能な露光ステ
   ージにウエーハを載置し、該ウエーハに露光光学系から
   の光照射による露光を行うに際して、載置したウエーハ
   （Ｗ）　の該露光光学系（３）　に対応する基準位置か
   らの位置ずれを検出する検出手段（４）　を設け、ウエ
   ーハ（Ｗ）　を載置した時点において該検出手段（４）
   　が該位置ずれを検出した際に、該検出手段（４）　で
   モニターしながら該露光ステージ（１）を移動させて該
   ウエーハ（Ｗ）　の位置を補正し、その後に露光を行う
   ことを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】　　露光面に沿った移動が可能でウエーハ
   （Ｗ）　を載置する露光ステージ（１）　と、該露光ス
   テージ（１）　上のウエーハ（Ｗ）に露光の光照射を行
   う露光光学系（３）　と、該露光ステージ（１）　上の
   ウエーハ（Ｗ）　の該露光光学系（３）　に対応する基
   準位置からの位置ずれを検出する検出手段（４）　とを
   有することを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】　　前記検出手段は、前記基準位置におけ
   るウエーハ周縁のオリエンテーションフラット部及び円
   弧部の複数箇所に上下方向の光束　（７ａ〜７ｄ）　を
   通し、該光束　（７ａ〜７ｄ）　の遮光分布により前記
   位置ずれを検出する光センサー（４）　であることを特
   徴とする請求項２記載の露光装置。