JPH06260394A - Exposure method and system for semiconductor substrate - Google Patents

Exposure method and system for semiconductor substrate

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JPH06260394A
JPH06260394A JP5075286A JP7528693A JPH06260394A JP H06260394 A JPH06260394 A JP H06260394A JP 5075286 A JP5075286 A JP 5075286A JP 7528693 A JP7528693 A JP 7528693A JP H06260394 A JPH06260394 A JP H06260394A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
wafer
foreign matter
holding member
detected
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Withdrawn
Application number
JP5075286A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kawashima
英顯 川島
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable the prevention of the occurrence of portions having poor resolution due to the existence of foreign objects on the rear of a wafer and on the surface of a wafer chuck immediately before mounting the wafer on the chuck for wafer exposure. CONSTITUTION:Immediately before mounting a wafer 6 on a wafer chuck 7 by a wafer handling mechanism 9, the existence of foreign objects on the rear of the wafer 6 and on the surface of the wafer chuck 7 is detected by a foreign object detection means 10. A CPU 12 compares the value of the degree of flatness of the wafer 6 expected from the detected value stored in a memory means 11 with the preset value of the depth of focus of an optical system to determine which is larger or smaller. If no foreign object is detected, and if the degree of flatness is within the depth of focus, the wafer 6 is mounted on the wafer chuck 7 to start the exposure. If the expected degree of flatness is larger than the depth of focus, the wafer 6 is not mounted on the wafer chuck 7.

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、半導体デバイスの製造
工程においてウエハ等の半導体基板にパターンを露光す
るための半導体基板の露光方法及び露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate exposure method and exposure apparatus for exposing a pattern on a semiconductor substrate such as a wafer in a semiconductor device manufacturing process.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、この種の露光、例えばウエハ
の投影露光においては、光源の光によって露光用マスク
を照明し、その照明されたマスクのパターン像を投影レ
ンズ等の光学系によってウエハ（或いはウエハ上に既に
形成されている各種の薄膜）上のフォトレジストに投影
して露光するようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of exposure, for example, projection exposure of a wafer, an exposure mask is illuminated by light from a light source, and a pattern image of the illuminated mask is irradiated by an optical system such as a projection lens. Alternatively, the film is exposed by projecting it onto a photoresist on various thin films already formed on the wafer.

【０００３】この露光の際には、微細パターンを高精度
に解像するために、露光装置の光学系の焦点をウエハ上
（フォトレジスト膜内の最適高さ）に正確に位置合わせ
し、露光対象面が光学系の焦点深度内に確実に収まるよ
うにする必要がある。At the time of this exposure, in order to resolve a fine pattern with high accuracy, the focus of the optical system of the exposure apparatus is accurately aligned on the wafer (the optimum height in the photoresist film), and the exposure is performed. It is necessary to ensure that the target surface is within the depth of focus of the optical system.

【０００４】ところで、光学系の焦点深度はその光学系
の特性により予め決まっているが、従来の露光において
は、露光前にウエハの平坦度を管理しておらず、ウエハ
の平坦度が光学系の焦点深度以内に収まっているものと
見なして、そのまま露光していた。By the way, the depth of focus of an optical system is predetermined depending on the characteristics of the optical system. However, in conventional exposure, the flatness of the wafer is not controlled before the exposure, and the flatness of the wafer is determined by the optical system. It was exposed as it was, assuming it was within the depth of focus of.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように、露光装置のウエハ保持部材であるウエハチ
ャック７上にウエハ６が保持された際、ウエハ６の裏面
またはウエハチャック７の表面に例えば異物１９が付着
していると、ウエハ６の該当部分が凸状になって局部的
に平坦度が悪くなり、変形量Δｔが光学系の焦点深度よ
りも大きくなることがある。なお、図では誇張して示さ
れているが、この平坦度はμオーダーで問題となる。However, as shown in FIG. 6, when the wafer 6 is held on the wafer chuck 7 which is a wafer holding member of the exposure apparatus, the wafer 6 is held on the back surface of the wafer 6 or the front surface of the wafer chuck 7. For example, when the foreign matter 19 is attached, the corresponding portion of the wafer 6 becomes convex and the flatness is locally deteriorated, and the deformation amount Δt may be larger than the depth of focus of the optical system. It should be noted that although shown in an exaggerated manner in the figure, this flatness becomes a problem on the order of μ.

【０００６】この場合、上述したように従来の露光にお
いては、露光前にウエハ６の平坦度を管理していないた
め、そのまま露光することによって、ウエハ６上で局部
的にデフォーカスとなって解像不良部分が発生する。こ
れによって、品質上の信頼性が大幅に低下すると共に歩
留りが著しく悪化するという問題があった。In this case, as described above, in the conventional exposure, since the flatness of the wafer 6 is not controlled before the exposure, the exposure is performed as it is, so that the wafer 6 is locally defocused and unclear. Image defects occur. As a result, there is a problem in that the reliability in quality is significantly reduced and the yield is significantly deteriorated.

【０００７】そこで本発明は、半導体基板を保持部材上
に装着する直前の状態において、半導体基板の裏面及び
保持部材の表面における異物の有無に起因する解像不良
部分の発生を予め未然に防止することができる半導体基
板の露光方法及び露光装置を提供することを目的とす
る。Therefore, according to the present invention, in the state immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member, occurrence of a defective resolution portion due to the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the surface of the holding member is prevented in advance. An object of the present invention is to provide a semiconductor substrate exposure method and an exposure apparatus that can perform the exposure.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板を保持部材上に保持して光学
系により前記半導体基板を露光するようにした半導体基
板の露光方法において、前記半導体基板を前記保持部材
上に装着する直前に、前記半導体基板の裏面と前記保持
部材の表面とにおける異物の有無を検出し、異物が検出
されない場合にのみ前記半導体基板を前記保持部材上に
装着し、前記半導体基板を露光するものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for exposing a semiconductor substrate, wherein the semiconductor substrate is held on a holding member and the semiconductor substrate is exposed by an optical system. Immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member, the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the surface of the holding member is detected, and only when the foreign matter is not detected, the semiconductor substrate is placed on the holding member. It is mounted and the semiconductor substrate is exposed.

【０００９】また、本発明は、半導体基板を保持部材上
に保持して光学系により前記半導体基板を露光するよう
にした半導体基板の露光方法において、前記半導体基板
を前記保持部材上に装着する直前に、前記半導体基板の
裏面と前記保持部材の表面とにおける異物の有無を検出
し、異物が検出された場合にその検出値から予想される
前記半導体基板の平坦度と予め設定した前記光学系の焦
点深度とを比較してその大小を判定し、異物が検出され
ない場合及び前記平坦度が前記焦点深度以内の場合に前
記半導体基板を前記保持部材上に装着し、前記半導体基
板を露光するものである。Further, the present invention provides a semiconductor substrate exposure method in which a semiconductor substrate is held on a holding member and the semiconductor substrate is exposed by an optical system, immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member. In, the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the surface of the holding member is detected, and when the foreign matter is detected, the flatness of the semiconductor substrate expected from the detected value and the preset optical system Determining the size by comparing with the depth of focus, when the foreign matter is not detected and when the flatness is within the depth of focus, the semiconductor substrate is mounted on the holding member, and the semiconductor substrate is exposed. is there.

【００１０】さらに、本発明は、半導体基板を保持部材
上に保持して光学系により前記半導体基板を露光するよ
うにした半導体基板の露光装置において、前記半導体基
板を基板着脱手段により前記保持部材上に装着する直前
に、前記半導体基板の裏面と前記保持部材の表面とにお
ける異物の有無を検出する異物検出手段を備えたもので
ある。Further, according to the present invention, in a semiconductor substrate exposure apparatus in which a semiconductor substrate is held on a holding member and the optical system exposes the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is placed on the holding member by means of a substrate attaching / detaching means. Immediately before mounting on the semiconductor substrate, foreign matter detection means for detecting the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the front surface of the holding member is provided.

【００１１】また、本発明は、半導体基板を保持部材上
に保持して光学系により前記半導体基板を露光するよう
にした半導体基板の露光装置において、前記半導体基板
を基板着脱手段により前記保持部材上に装着する直前
に、前記半導体基板の裏面と前記保持部材の表面とにお
ける異物の有無を検出する異物検出手段と、前記異物検
出手段により異物が検出された場合にその検出値から予
想される前記半導体基板の平坦度と予め設定された前記
光学系の焦点深度とを比較してその大小を判定する比較
判定手段とを備えたものである。Further, according to the present invention, in a semiconductor substrate exposure apparatus in which a semiconductor substrate is held on a holding member and the optical system exposes the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is placed on the holding member by a substrate attaching / detaching means. Immediately before mounting on the back surface of the semiconductor substrate and the front surface of the holding member, a foreign matter detecting means for detecting the presence or absence of the foreign matter, and when the foreign matter is detected by the foreign matter detecting means, it is expected from the detection value thereof. It is provided with a comparison / determination means for comparing the flatness of the semiconductor substrate with a preset depth of focus of the optical system to determine the magnitude thereof.

【００１２】[0012]

【作用】上記のように構成された本発明によれば、半導
体基板を保持部材上に装着するのは、半導体基板の裏面
と保持部材の表面とにおいて異物が検出されない場合の
みであるから、その半導体基板を露光する際には、半導
体基板上の局部的なデフォーカスに起因する解像不良部
分の発生が未然に防止され、常に良好な露光が行われ
る。According to the present invention configured as described above, the semiconductor substrate is mounted on the holding member only when no foreign matter is detected on the back surface of the semiconductor substrate and the front surface of the holding member. When exposing a semiconductor substrate, the occurrence of a defective resolution due to local defocus on the semiconductor substrate is prevented in advance, and good exposure is always performed.

【００１３】また、異物が検出された場合にその検出値
から予想される半導体基板の平坦度と光学系の焦点深度
とを比較してその大小を判定すると、焦点深度に対する
平坦度の良否が予め正確に把握されるので、異物が検出
された場合でも異物の大小等により影響がない範囲での
露光が可能になる。When a foreign substance is detected, the flatness of the semiconductor substrate expected from the detected value is compared with the depth of focus of the optical system to determine whether the foreign substance is large or small. Since it is accurately grasped, even if a foreign substance is detected, it is possible to perform exposure in a range in which there is no influence due to the size of the foreign substance or the like.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、図１〜図５に基づき、本発明をウエハ
の縮小投影露光方法及び縮小投影露光装置に適用した実
施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a reduction projection exposure method for a wafer and a reduction projection exposure apparatus will be described below with reference to FIGS.

【００１５】図１は装置の概略構成図、図２は装置の異
物検出手段を示す要部の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the apparatus, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part showing a foreign matter detecting means of the apparatus.

【００１６】まず、図１に示すように、この縮小投影露
光装置は、装置本体として、光源１と、照明レンズ群２
と、レチクル（拡大マスク）３を保持するレチクルマウ
ント４と、縮小投影レンズ群５と、ウエハ６を保持する
ウエハチャック７と、ウエハチャック７を支持するＸＹ
ステージ８とを備えている。また、この装置は、ウエハ
チャック７及びＸＹステージ８が実線で示す露光位置と
仮想線で示す検査位置との間で往復動自在に構成されて
おり、ウエハチャック７に対してウエハ６を装着（ロー
ド）及び脱着（アンロード）するウエハハンドリング機
構９を備えている。First, as shown in FIG. 1, this reduction projection exposure apparatus comprises a light source 1 and an illumination lens group 2 as an apparatus main body.
A reticle mount 4 holding a reticle (enlarged mask) 3, a reduction projection lens group 5, a wafer chuck 7 holding a wafer 6, and an XY supporting the wafer chuck 7.
And stage 8. Further, in this apparatus, the wafer chuck 7 and the XY stage 8 are reciprocally movable between an exposure position shown by a solid line and an inspection position shown by a virtual line, and the wafer 6 is mounted on the wafer chuck 7 ( A wafer handling mechanism 9 for loading and unloading is provided.

【００１７】さらに、この装置は、ウエハ６の裏面とウ
エハチャック７の表面とにおける異物の有無を検出する
異物検出手段１０と、この異物検出手段１０による検出
結果を記憶する記憶部１１と、この記憶された検出結果
から予想されるウエハ６の平坦度の値と光学系の焦点深
度の値とを比較してその大小を判定する比較判定部とを
備えている。この比較判定部は例えばＣＰＵ１２によっ
て構成することができる。なお、ウエハ６の平坦度の値
は試験によって異物の大小等に基づいて予め求められて
記憶部１１に記憶されており、光学系の焦点深度の値は
縮小投影レンズ群５等の特性に基づいて予め設定されて
いる。また、警告音の発生や警告灯の表示等からなるア
ラーム１３が設けられており、このアラーム１３はＣＰ
Ｕ１２により作動制御される。Further, this apparatus has a foreign matter detecting means 10 for detecting the presence or absence of foreign matter on the back surface of the wafer 6 and the front surface of the wafer chuck 7, and a storage section 11 for storing the detection result by the foreign matter detecting means 10. A comparison determination unit that compares the value of the flatness of the wafer 6 expected from the stored detection result with the value of the depth of focus of the optical system to determine the magnitude thereof is provided. This comparison / determination unit can be configured by the CPU 12, for example. The value of the flatness of the wafer 6 is preliminarily obtained by a test based on the size of foreign matter and stored in the storage unit 11, and the value of the depth of focus of the optical system is based on the characteristics of the reduction projection lens group 5 and the like. Is set in advance. In addition, an alarm 13 including a warning sound and a warning lamp display is provided, and the alarm 13 is a CP.
The operation is controlled by U12.

【００１８】なお、装置としては他に、装置本体の光源
１やＸＹステージ８等を作動させる露光制御部、ウエハ
ハンドリング機構９を作動させるハンドリング制御部等
を備えているが、これらは個別に構成しても上記ＣＰＵ
１２によって構成してもよい。この実施例ではＣＰＵ１
２が上記各制御部の機能を有するものとして説明する。Incidentally, the apparatus is additionally provided with an exposure control section for activating the light source 1 of the apparatus body, the XY stage 8 and the like, a handling control section for activating the wafer handling mechanism 9, etc., but these are individually configured. Even above CPU
You may comprise by 12. In this embodiment, CPU1
2 will be described as having the functions of the above control units.

【００１９】前記異物検出手段１０は、図２に示すよう
に、異物検査するためのレーザ光を発生するレーザ光源
１４と、ビームスプリッター１５と、回転軸１８により
回転自在な反射ミラー１６と、異物１９により反射した
散乱光を検出する光電変換素子１７とによって構成され
ている。As shown in FIG. 2, the foreign matter detecting means 10 includes a laser light source 14 for generating a laser beam for inspecting a foreign matter, a beam splitter 15, a reflecting mirror 16 rotatable by a rotary shaft 18, and a foreign matter. The photoelectric conversion element 17 detects the scattered light reflected by 19.

【００２０】そして、この異物検出手段１０において
は、まず、ウエハ６をウエハハンドリング機構９によっ
てウエハチャック７上にロードする直前に、レーザ光源
１４から発振されたレーザ光をビームスプリッター１５
及び反射ミラー１６を経て、検査位置にあるウエハ６の
裏面に対して水平に照射する。この照射では、反射ミラ
ー１６を回転軸１８により回転させるか、またはウエハ
ハンドリング機構９によりウエハ６を水平に移動させる
ことによって、レーザ光をウエハ６の裏面全体にわたっ
て走査させる。同様に、検査位置にあるウエハチャック
７の表面についても、上記の照射を反射ミラー１６を回
転またはＸＹステージ８を移動させながら行う。In the foreign matter detecting means 10, first, immediately before the wafer 6 is loaded onto the wafer chuck 7 by the wafer handling mechanism 9, the laser light oscillated from the laser light source 14 is beam splitter 15.
Then, the back surface of the wafer 6 at the inspection position is irradiated horizontally through the reflection mirror 16. In this irradiation, the reflection mirror 16 is rotated by the rotating shaft 18 or the wafer 6 is horizontally moved by the wafer handling mechanism 9 to scan the entire back surface of the wafer 6 with laser light. Similarly, for the surface of the wafer chuck 7 at the inspection position, the above irradiation is performed while rotating the reflection mirror 16 or moving the XY stage 8.

【００２１】これにより、もし、ウエハ６の裏面または
ウエハチャック７の表面或いは両方に異物１９が付着し
ている場合には、この異物１９によってレーザ光が散乱
する。この散乱光を反射ミラー１６及びビームスプリッ
ター１５を経て光電変換素子１７で検出することによっ
て、異物１９を検出する。そして、図１において、検出
した信号強度の値を記憶部１１に記憶する。記憶部１１
には予め求められたウエハ６の平坦度が記憶されている
ので、ＣＰＵ１２は、記憶部１１に記憶された検出信号
強度の値から予想されるウエハ６の平坦度の値と予め設
定された焦点深度の値とを比較し、焦点深度に対する平
坦度の大小を判定する。そしてＣＰＵ１２は、この比較
判定結果に基づいて、ウエハハンドリング機構９による
ウエハ６のロード、装置本体の光源１の発光やＸＹステ
ージ８の移動等による露光動作、アラーム１３の作動等
を制御する。As a result, if the foreign matter 19 adheres to the back surface of the wafer 6 or the front surface of the wafer chuck 7 or both, the foreign matter 19 scatters the laser light. The foreign material 19 is detected by detecting the scattered light through the reflection mirror 16 and the beam splitter 15 by the photoelectric conversion element 17. Then, in FIG. 1, the value of the detected signal strength is stored in the storage unit 11. Storage unit 11
Since the flatness of the wafer 6 obtained in advance is stored in the CPU, the CPU 12 causes the flatness value of the wafer 6 expected from the value of the detection signal intensity stored in the storage unit 11 and the preset focus. The depth value is compared to determine the flatness with respect to the depth of focus. Then, the CPU 12 controls the loading of the wafer 6 by the wafer handling mechanism 9, the light emission of the light source 1 of the apparatus main body, the exposure operation by the movement of the XY stage 8, the operation of the alarm 13 and the like based on the comparison and determination result.

【００２２】次に、図３は装置の異物検出手段の別の例
を示す要部の概略構成図である。この異物検出手段１０
においては、異物１９で反射した散乱光を再度反射する
凹面状の反射ミラー２１を用い、反射ミラー２１で反射
した散乱光を光電変換素子１７により検出している。な
お、この反射ミラー２１は、検査位置におけるウエハ６
の裏面とウエハチャック７の表面とにそれぞれ対向する
位置に設けられており、ウエハ６の裏面やウエハチャッ
ク７の表面のどの位置に異物１９が付着していても、こ
の異物１９による散乱光が凹面に入射し、かつその凹面
による反射光が光電変換素子１７に入射するように形成
されている。この例によれば、異物１９による散乱光を
より一層確実に検出することができる。Next, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a main part showing another example of the foreign matter detecting means of the apparatus. This foreign matter detecting means 10
In the above, the concave reflection mirror 21 that reflects the scattered light reflected by the foreign matter 19 again is used, and the scattered light reflected by the reflective mirror 21 is detected by the photoelectric conversion element 17. The reflection mirror 21 is used for the wafer 6 at the inspection position.
Are provided at positions facing the back surface of the wafer chuck 7 and the front surface of the wafer chuck 7, and even if the foreign material 19 adheres to any position on the back surface of the wafer 6 or the front surface of the wafer chuck 7, the scattered light by the foreign material 19 is generated. It is formed so that it is incident on the concave surface and the light reflected by the concave surface is incident on the photoelectric conversion element 17. According to this example, the scattered light due to the foreign matter 19 can be detected more reliably.

【００２３】なお、図２及び図３の異物検出手段１０に
おいては、ウエハ６及びウエハチャック７の直列方向か
らレーザ光を照射するので、ウエハ６及びウエハチャッ
ク７を同時に検査することになる。この場合、ウエハハ
ンドリング機構９によりウエハ６を少し上昇させてウエ
ハチャック７の表面にレーザ光を照射し、この後、ウエ
ハ６を下降させてウエハ６の裏面にレーザ光を照射する
と、ウエハチャック７の表面とウエハ６の裏面とにおけ
る異物１９の有無をそれぞれ個別に検出することができ
る。また、ウエハ６及びウエハチャック７の並列方向か
らレーザ光を照射すれば、そのレーザ光の走査方向に応
じて、ウエハチャック７の表面とウエハ６の裏面とをそ
れぞれ個別に検査することができる。In the foreign matter detecting means 10 shown in FIGS. 2 and 3, since the laser light is irradiated from the direction in which the wafer 6 and the wafer chuck 7 are connected in series, the wafer 6 and the wafer chuck 7 are inspected at the same time. In this case, the wafer handling mechanism 9 raises the wafer 6 slightly to irradiate the surface of the wafer chuck 7 with laser light, and then lowers the wafer 6 to irradiate the back surface of the wafer 6 with laser light. The presence or absence of foreign matter 19 on the front surface of the wafer and the back surface of the wafer 6 can be individually detected. Further, by irradiating the laser light from the parallel direction of the wafer 6 and the wafer chuck 7, the front surface of the wafer chuck 7 and the back surface of the wafer 6 can be individually inspected according to the scanning direction of the laser light.

【００２４】図４及び図５は装置の一連の動作を説明す
るためのフローチャートである。上述のように構成され
た装置の一連の動作を図１〜図３と共に図４及び図５に
従って説明する。4 and 5 are flow charts for explaining a series of operations of the apparatus. A series of operations of the apparatus configured as described above will be described according to FIGS. 4 and 5 together with FIGS.

【００２５】まず、ステップＳ１において、ウエハハン
ドリング機構９によりウエハ６を検査位置まで移送す
る。このとき、ウエハチャック７も検査位置まで移動さ
れている。First, in step S1, the wafer handling mechanism 9 transfers the wafer 6 to the inspection position. At this time, the wafer chuck 7 is also moved to the inspection position.

【００２６】次に、ステップＳ２において、異物検出手
段１０によりウエハ６の裏面及びウエハチャック７の表
面の全面にわたって異物１９の有無を検査する。Next, in step S2, the presence or absence of the foreign matter 19 is inspected by the foreign matter detecting means 10 over the entire back surface of the wafer 6 and the front surface of the wafer chuck 7.

【００２７】次に、ステップＳ３において、異物１９が
検出されなかった場合、ステップＳ４に進んで、ウエハ
ハンドリング機構９によりウエハ６をウエハチャック７
上にロードし、このウエハチャック７を露光位置まで移
動させる。Next, when the foreign matter 19 is not detected in step S3, the process proceeds to step S4 and the wafer handling mechanism 9 holds the wafer 6 by the wafer chuck 7.
The wafer chuck 7 is loaded on the upper side and moved to the exposure position.

【００２８】そして、ステップＳ５に進んで装置本体に
おいてレチクル３とウエハ６とのアライメントを行い、
ステップＳ６において露光を開始する。Then, in step S5, the reticle 3 and the wafer 6 are aligned in the apparatus main body,
Exposure is started in step S6.

【００２９】即ち、光源１からの光によって照明レンズ
群２を介してレチクル３が一様に照明され、レチクル３
のパターン像が縮小投影レンズ群５によってウエハ６
（或いはウエハ６上に既に形成されている各種の薄膜）
上のフォトレジストに縮小投影される。ＸＹステージ８
によってウエハ６がＸ、Ｙ方向へ順次移動されながら縮
小投影が繰り返され、このステップアンドリピートによ
ってウエハ６の全面を露光していく。That is, the reticle 3 is uniformly illuminated by the light from the light source 1 through the illumination lens group 2, and the reticle 3 is illuminated.
Pattern image of the wafer 6 by the reduction projection lens group 5.
(Or various thin films already formed on the wafer 6)
The image is reduced and projected on the photoresist above. XY stage 8
The wafer 6 is successively moved in the X and Y directions by means of repeated reduction projection, and the entire surface of the wafer 6 is exposed by this step and repeat.

【００３０】そして、ステップＳ７において、ウエハ６
の全面の露光が終了したか否かを判別し、終了していな
ければ上記のアライメント、露光を繰り返し、終了して
いればステップＳ８においてそのウエハ６をウエハハン
ドリング機構９によりウエハチャック７上からアンロー
ドする。Then, in step S7, the wafer 6
It is determined whether or not the exposure of the entire surface of the wafer has been completed. If it is not completed, the above alignment and exposure are repeated. If completed, the wafer 6 is unloaded from the wafer chuck 7 by the wafer handling mechanism 9 in step S8. To load.

【００３１】そして、同種のウエハ６のロット処理が完
了したか否かをステップＳ９において判別し、完了して
いれば一連の動作を終了し、完了していなければウエハ
チャック７を検査位置に移動させると共にステップＳ１
に戻って、ウエハハンドリング機構９により次のウエハ
６を検査位置まで移送し、上記の異物検査を開始する。Then, in step S9, it is determined whether or not the lot processing of the same type of wafer 6 is completed. If completed, a series of operations is ended, and if not completed, the wafer chuck 7 is moved to the inspection position. And step S1
Then, the wafer handling mechanism 9 transfers the next wafer 6 to the inspection position, and the above-mentioned foreign matter inspection is started.

【００３２】一方、前記ステップＳ３において、異物１
９が検出された場合、ステップＳ１０において、ＣＰＵ
１２は、記憶部１１に記憶された検出信号強度の値に基
づくウエハ６の平坦度の値と焦点深度の値とを比較し、
焦点深度に対する平坦度の大小を判定する。On the other hand, in step S3, the foreign matter 1
When 9 is detected, in step S10, the CPU
12 compares the value of the flatness of the wafer 6 based on the value of the detected signal intensity stored in the storage unit 11 with the value of the depth of focus;
The degree of flatness with respect to the depth of focus is determined.

【００３３】この比較判定の結果、予想されるウエハ６
の平坦度が焦点深度以内（平坦度≦焦点深度）と判定さ
れた場合、ステップＳ４に進んで上述したウエハチャッ
ク７上へのウエハ６のロードを行う。As a result of this comparison and determination, the wafer 6 expected
If it is determined that the flatness is within the depth of focus (flatness ≦ depth of focus), the process proceeds to step S4, and the wafer 6 is loaded on the wafer chuck 7 described above.

【００３４】これに対して、ステップＳ１０における比
較判定の結果、予想されるウエハ６の平坦度が焦点深度
よりも大きい（平坦度＞焦点深度）と判定された場合、
ウエハチャック７上へのウエハ６のロードは行わず、ス
テップＳ１１においてアラーム１３を作動させる。On the other hand, when it is determined that the expected flatness of the wafer 6 is larger than the depth of focus (flatness> depth of focus) as a result of the comparison determination in step S10,
The wafer 6 is not loaded onto the wafer chuck 7, and the alarm 13 is activated in step S11.

【００３５】そして、前述した異物１９の検出状態に応
じて、ウエハ６の裏面だけから異物１９が検出された場
合には、図５（ａ）のステップＳ１２に進んでウエハ６
を検査位置から排出し、図４のステップＳ１に戻って次
のウエハ６を検査位置まで移送する。また、ウエハ６の
裏面及びウエハチャック７の表面から異物１９が検出さ
れた場合には、図５（ｂ）のステップＳ１２に進んでウ
エハ６を検査位置から排出すると共に、ステップＳ１３
に進んでウエハチャック７の表面の異物１９を除去した
後、図４のステップＳ１に戻って次のウエハ６を検査位
置まで移送する。さらに、ウエハチャック７の表面だけ
から異物１９が検出された場合には、図５（ｃ）のステ
ップＳ１３に進んでウエハチャック７の表面の異物を除
去した後、図４のステップＳ２に戻って異物１９の検査
を開始する。If the foreign matter 19 is detected only from the back surface of the wafer 6 according to the detection state of the foreign matter 19 described above, the process proceeds to step S12 of FIG.
Is discharged from the inspection position, the process returns to step S1 of FIG. 4, and the next wafer 6 is transferred to the inspection position. Further, when the foreign matter 19 is detected from the back surface of the wafer 6 and the front surface of the wafer chuck 7, the process proceeds to step S12 of FIG. 5B to eject the wafer 6 from the inspection position and step S13.
After removing the foreign matter 19 on the surface of the wafer chuck 7, the process returns to step S1 in FIG. 4 to transfer the next wafer 6 to the inspection position. Further, when the foreign matter 19 is detected only from the surface of the wafer chuck 7, the process proceeds to step S13 in FIG. 5C to remove the foreign matter on the surface of the wafer chuck 7, and then returns to step S2 in FIG. Inspection of the foreign material 19 is started.

【００３６】以上の一連の動作をロット処理が完了する
まで繰り返す。The above series of operations is repeated until the lot processing is completed.

【００３７】このように、ウエハ６をウエハチャック７
上にロードするのは、ウエハ６の裏面とウエハチャック
７の表面とにおいて異物１９が検出されない場合、及
び、検出された異物１９から予想されるウエハ６の平坦
度が光学系の焦点深度以内の場合であるから、そのウエ
ハ６を露光する際には、ウエハ６上の局部的なデフォー
カスに起因する解像不良部分の発生を未然に防止するこ
とができ、常に良好な露光を行うことができる。In this way, the wafer 6 is attached to the wafer chuck 7
The upper loading is performed when the foreign matter 19 is not detected on the back surface of the wafer 6 and the front surface of the wafer chuck 7, and when the flatness of the wafer 6 expected from the detected foreign matter 19 is within the focal depth of the optical system. In this case, when the wafer 6 is exposed, it is possible to prevent occurrence of a defective resolution portion due to local defocus on the wafer 6, and always perform good exposure. it can.

【００３８】また、予想される平坦度が焦点深度よりも
大きい場合にはウエハ６を検査位置から排出して次のウ
エハ６を検査位置に移送するので、異物の検出及び平坦
度の比較判定に続く一連の動作を自動的に行うことがで
きる。If the expected flatness is larger than the depth of focus, the wafer 6 is ejected from the inspection position and the next wafer 6 is transferred to the inspection position. The subsequent series of operations can be automatically performed.

【００３９】さらに、予想される平坦度が焦点深度より
も大きい場合にアラーム１３を作動させることによっ
て、平坦度の異常が直ちに警告されるので、これに基づ
いて、検査位置から排出されたウエハ６、検査位置にお
けるウエハチャック７の検査や洗浄等を行えばよい。Further, by activating the alarm 13 when the expected flatness is larger than the depth of focus, an abnormal flatness is immediately warned, and based on this, the wafer 6 ejected from the inspection position is detected. The wafer chuck 7 at the inspection position may be inspected or washed.

【００４０】なお、本実施例において、異物検出手段１
０のレーザ光によりウエハ６及びウエハチャック７の異
物検出を行う際、ウエハハンドリング機構９及びＸＹス
テージ８の移動を利用すると、レーザ光の走査機構が不
要で構造を簡単にすることができる。さらに、ウエハ６
及びウエハチャック７に対して垂直な方向からレーザ光
を照射し、検出信号強度の値を記憶部１１に記憶させる
際、ウエハ６及びウエハチャック７上の照射位置と検出
信号強度の値とを対応させるようにすると、異物の付着
箇所を簡単に判別することができる。In this embodiment, the foreign matter detecting means 1
When the movement of the wafer handling mechanism 9 and the XY stage 8 is used when detecting the foreign matter on the wafer 6 and the wafer chuck 7 with the laser light of 0, the laser light scanning mechanism is unnecessary and the structure can be simplified. Further, the wafer 6
When the laser beam is irradiated from the direction perpendicular to the wafer chuck 7 and the value of the detection signal intensity is stored in the storage unit 11, the irradiation position on the wafer 6 and the wafer chuck 7 and the value of the detection signal intensity are associated with each other. By doing so, it is possible to easily determine the location where the foreign matter is attached.

【００４１】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。例えば、実施例では、半導体基板及び保持部材
上で検出された異物から予想される半導体基板の平坦度
と光学系の焦点深度とを比較してその大小を判定するよ
うにしたが、本発明では、半導体基板及び保持部材上の
異物の有無を検出するのみで上記の比較判定を行わない
ようにしてもよい。また、実施例では保持部材を露光位
置と検査位置との間で移動自在にしたが、その保持部材
の検査は露光位置で行ってもよい。なお、実施例ではウ
エハの縮小投影露光方法及び装置について述べたが、本
発明は各種の半導体基板に各種のパターンを露光する、
例えばＥＢ描画やＸ線露光等の各種の露光方法及び装置
に適用可能である。The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various effective modifications and applications are possible based on the technical idea of the present invention. For example, in the embodiment, the flatness of the semiconductor substrate expected from the foreign matter detected on the semiconductor substrate and the holding member and the depth of focus of the optical system are compared to determine the size thereof. The comparison determination may be made only by detecting the presence / absence of foreign matter on the semiconductor substrate and the holding member. Further, although the holding member is movable between the exposure position and the inspection position in the embodiment, the holding member may be inspected at the exposure position. Although the embodiment described the reduction projection exposure method and apparatus for a wafer, the present invention exposes various patterns to various semiconductor substrates.
For example, it can be applied to various exposure methods and apparatuses such as EB drawing and X-ray exposure.

【００４２】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板を保持部材上に装着する直前に、半導体基板
の裏面及び保持部材の表面における異物の有無を検出す
ることによって、半導体基板上の局部的なデフォーカス
に起因する解像不良部分の発生を予め未然に防止するこ
とができる。従って、品質上の信頼性の大幅な向上並び
に歩留りの著しい向上を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member, the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the surface of the holding member is detected to prevent the occurrence of a defective resolution portion due to local defocus on the semiconductor substrate. It can be prevented in advance. Therefore, it is possible to significantly improve the reliability in terms of quality and the yield.

【００４３】そして、特に本発明によれば、解像不良部
分が発生する無駄な露光の恐れがある場合には、その前
段階である保持部材上への半導体基板の装着自体を行わ
ないので、結果的に、再生率低減による露光装置の処理
能力の大幅な向上及び作業時間の著しい短縮化を図るこ
とができる。In particular, according to the present invention, when there is a risk of useless exposure that causes a defective resolution portion, the mounting of the semiconductor substrate on the holding member, which is the preceding step, is not performed. As a result, the processing rate of the exposure apparatus can be significantly improved and the working time can be significantly shortened by reducing the reproduction rate.

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

【図１】本発明をウエハの縮小投影露光方法及び装置に
適用した実施例における装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus in an embodiment in which the present invention is applied to a wafer reduced projection exposure method and apparatus.

【図２】上記実施例装置の異物検出手段を示す要部の概
略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part showing a foreign matter detection unit of the apparatus of the above-described embodiment.

【図３】上記実施例装置の異物検出手段の別の例を示す
要部の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a main part showing another example of the foreign matter detecting means of the apparatus of the above-described embodiment.

【図４】上記実施例における一連の動作を説明するため
のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining a series of operations in the above embodiment.

【図５】上記実施例における一連の動作を説明するため
のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining a series of operations in the above embodiment.

【図６】従来例においてウエハの裏面またはウエハチャ
ックの表面に異物が付着した際のウエハの変形を示す要
部の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a main part showing deformation of a wafer when a foreign substance adheres to the back surface of the wafer or the surface of the wafer chuck in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光源 ２ 照明レンズ群 ３ レチクル ４ レチクルマウント ５ 縮小投影レンズ群 ６ ウエハ ７ ウエハチャック ８ ＸＹステージ ９ ウエハハンドリング機構 １０ 異物検出手段 １１ 記憶部 １２ ＣＰＵ １３ アラーム １４ レーザ光源 １５ ビームスプリッター １６ 反射ミラー １７ 光電変換素子 １９ 異物 ２１ 凹面状の反射ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 light source 2 illumination lens group 3 reticle 4 reticle mount 5 reduction projection lens group 6 wafer 7 wafer chuck 8 XY stage 9 wafer handling mechanism 10 foreign matter detection means 11 storage unit 12 CPU 13 alarm 14 laser light source 15 beam splitter 16 reflection mirror 17 photoelectric Conversion element 19 Foreign matter 21 Concave reflection mirror

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体基板を保持部材上に保持して光学
系により前記半導体基板を露光するようにした半導体基
板の露光方法において、 前記半導体基板を前記保持部材上に装着する直前に、前
記半導体基板の裏面と前記保持部材の表面とにおける異
物の有無を検出し、異物が検出されない場合にのみ前記
半導体基板を前記保持部材上に装着し、前記半導体基板
を露光することを特徴とする半導体基板の露光方法。1. A method of exposing a semiconductor substrate, wherein a semiconductor substrate is held on a holding member and the semiconductor substrate is exposed by an optical system, wherein the semiconductor substrate is mounted on the holding member immediately before the semiconductor substrate is mounted on the holding member. A semiconductor substrate characterized by detecting the presence or absence of foreign matter on the back surface of the substrate and the front surface of the holding member, mounting the semiconductor substrate on the holding member only when no foreign matter is detected, and exposing the semiconductor substrate. Exposure method. 【請求項２】 半導体基板を保持部材上に保持して光学
系により前記半導体基板を露光するようにした半導体基
板の露光方法において、 前記半導体基板を前記保持部材上に装着する直前に、前
記半導体基板の裏面と前記保持部材の表面とにおける異
物の有無を検出し、異物が検出された場合にその検出値
から予想される前記半導体基板の平坦度と予め設定した
前記光学系の焦点深度とを比較してその大小を判定し、
異物が検出されない場合及び前記平坦度が前記焦点深度
以内の場合に前記半導体基板を前記保持部材上に装着
し、前記半導体基板を露光することを特徴とする半導体
基板の露光方法。2. A semiconductor substrate exposure method in which a semiconductor substrate is held on a holding member and the semiconductor substrate is exposed by an optical system, wherein the semiconductor substrate is mounted on the holding member immediately before the mounting of the semiconductor substrate. The presence or absence of foreign matter on the back surface of the substrate and the front surface of the holding member is detected, and when the foreign matter is detected, the flatness of the semiconductor substrate expected from the detected value and the depth of focus of the optical system set in advance are set. Compare and judge the size,
An exposure method for a semiconductor substrate, comprising mounting the semiconductor substrate on the holding member and exposing the semiconductor substrate when no foreign matter is detected and when the flatness is within the depth of focus. 【請求項３】 半導体基板を保持部材上に保持して光学
系により前記半導体基板を露光するようにした半導体基
板の露光装置において、 前記半導体基板を基板着脱手段により前記保持部材上に
装着する直前に、前記半導体基板の裏面と前記保持部材
の表面とにおける異物の有無を検出する異物検出手段を
備えたことを特徴とする半導体基板の露光装置。3. An exposure apparatus for a semiconductor substrate, which holds a semiconductor substrate on a holding member and exposes the semiconductor substrate by an optical system, immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member by a substrate attaching / detaching means. An exposure apparatus for a semiconductor substrate, further comprising foreign matter detection means for detecting the presence or absence of a foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the front surface of the holding member. 【請求項４】 前記異物検出手段により異物が検出され
ない場合にのみ前記基板着脱手段により前記半導体基板
を前記保持部材上に装着し、装置本体の露光手段を作動
させて前記半導体基板を露光するように構成したことを
特徴とする請求項３記載の半導体基板の露光装置。4. The semiconductor substrate is mounted on the holding member by the substrate attaching / detaching means only when the foreign matter is not detected by the foreign matter detecting means, and the exposing means of the apparatus main body is operated to expose the semiconductor substrate. 4. The exposure apparatus for a semiconductor substrate according to claim 3, wherein the exposure apparatus is a semiconductor substrate exposure apparatus. 【請求項５】 半導体基板を保持部材上に保持して光学
系により前記半導体基板を露光するようにした半導体基
板の露光装置において、 前記半導体基板を基板着脱手段により前記保持部材上に
装着する直前に、前記半導体基板の裏面と前記保持部材
の表面とにおける異物の有無を検出する異物検出手段
と、前記異物検出手段により異物が検出された場合にそ
の検出値から予想される前記半導体基板の平坦度と予め
設定された前記光学系の焦点深度とを比較してその大小
を判定する比較判定手段とを備えたことを特徴とする半
導体基板の露光装置。5. A semiconductor substrate exposure apparatus in which a semiconductor substrate is held on a holding member and the semiconductor substrate is exposed by an optical system, immediately before mounting the semiconductor substrate on the holding member by a substrate attaching / detaching means. In addition, foreign matter detection means for detecting the presence or absence of foreign matter on the back surface of the semiconductor substrate and the front surface of the holding member, and when the foreign matter is detected by the foreign matter detection means, the flatness of the semiconductor substrate expected from the detected value An exposure apparatus for a semiconductor substrate, comprising: a comparison determination unit that compares the degree of focus with a preset depth of focus of the optical system to determine the magnitude thereof. 【請求項６】 前記異物検出手段により異物が検出され
ない場合及び前記比較判定手段により前記平坦度が前記
焦点深度以内と判定された場合に前記基板着脱手段によ
り前記半導体基板を前記保持部材上に装着し、装置本体
の露光手段を作動させて前記半導体基板を露光するよう
に構成したことを特徴とする請求項５記載の半導体基板
の露光装置。6. The semiconductor substrate is mounted on the holding member by the substrate attaching / detaching means when no foreign matter is detected by the foreign matter detecting means and when the flatness is determined to be within the depth of focus by the comparing / determining means. The semiconductor substrate exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure means of the apparatus main body is operated to expose the semiconductor substrate.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006090575A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-31 Fujifilm Corporation Exposing method and aligner
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JP2014175614A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Disco Abrasive Syst Ltd Detection device

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