JPH09252043A - 位置決め方法 - Google Patents
位置決め方法Info
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- JPH09252043A JPH09252043A JP5789396A JP5789396A JPH09252043A JP H09252043 A JPH09252043 A JP H09252043A JP 5789396 A JP5789396 A JP 5789396A JP 5789396 A JP5789396 A JP 5789396A JP H09252043 A JPH09252043 A JP H09252043A
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- wafer
- photosensitive substrate
- alignment
- stage
- virtual
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- G—PHYSICS
- 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
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
-
- G—PHYSICS
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7007—Alignment other than original with workpiece
- G03F9/7011—Pre-exposure scan; original with original holder alignment; Prealignment, i.e. workpiece with workpiece holder
-
- G—PHYSICS
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非接触で行うことができ、かつ従来のピンを
用いたプリアライメント方法と互換性を有する新規なプ
リアライメント方法を提供する。 【解決手段】 ウエハW1がウエハステージのセンター
アップ上に載置されている状態で、観察視野50a,5
1a,52aによってウエハの外周部を撮像して画像計
測し、その結果からセンターアップ上に載置されている
ウエハの位置及び姿勢を求める。その後、ウエハW1の
位置及び姿勢が従来のピンP1,P2,P3を押し当てて
行うプリアライメント方法によるプリアライメント結果
と同じになるように、センターアップを駆動しウエハを
回転させてプリアライメントを行う。その後にセンター
アップを下降させて、ウエハを基板ホルダに載置し、真
空吸着して固定する。
用いたプリアライメント方法と互換性を有する新規なプ
リアライメント方法を提供する。 【解決手段】 ウエハW1がウエハステージのセンター
アップ上に載置されている状態で、観察視野50a,5
1a,52aによってウエハの外周部を撮像して画像計
測し、その結果からセンターアップ上に載置されている
ウエハの位置及び姿勢を求める。その後、ウエハW1の
位置及び姿勢が従来のピンP1,P2,P3を押し当てて
行うプリアライメント方法によるプリアライメント結果
と同じになるように、センターアップを駆動しウエハを
回転させてプリアライメントを行う。その後にセンター
アップを下降させて、ウエハを基板ホルダに載置し、真
空吸着して固定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやガ
ラスプレート等の感光基板を基板ステージ上に位置決め
する方法に関する。
ラスプレート等の感光基板を基板ステージ上に位置決め
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子を製造するた
めにステッパー等の投影露光装置が用いられている。投
影露光装置においては、レジスト等の感光剤が塗布され
たレチクル又はフォトマスク(以下、レチクルという)
上に形成されたパターンをウエハ又はガラスプレート等
の感光基板(以下、ウエハという)の所定の領域に高い
精度で転写するために、レチクルとウエハを高精度に位
置合わせ(アライメント)する必要がある。
めにステッパー等の投影露光装置が用いられている。投
影露光装置においては、レジスト等の感光剤が塗布され
たレチクル又はフォトマスク(以下、レチクルという)
上に形成されたパターンをウエハ又はガラスプレート等
の感光基板(以下、ウエハという)の所定の領域に高い
精度で転写するために、レチクルとウエハを高精度に位
置合わせ(アライメント)する必要がある。
【0003】そのため、この種の投影露光装置には、ウ
エハ上に形成されたアライメントマークを光電的に検出
してレチクルとウエハとの位置合わせを行う、ファイン
アライメント光学系が組み込まれている。このファイン
アライメントの方式としては、レーザ光をウエハ上のド
ット列状のアライメントマークに照射し、そのマークに
より回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出す
るLSA(Laser StepAligmnent)方式、ハロゲンラン
プ等を光源とする波長帯域幅の広い光で照明して撮像し
たアライメントマークの画像データを画像処理して計測
するFIA(Field Image Alignment)方式、あるいは
ウエハ上の回折格子状のアライメントマークに周波数を
僅かに変えたレーザ光を2方向から照射し、発生した2
つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマー
クの位置を計測するLIA(Laser Interferometric Al
ingnment)方式等がある。また、アライメント方式は、
投影光学系を介してウエハの位置を計測するTTL(Th
rough the Lens)方式、投影光学系及びレチクルを介し
てレチクルとウエハとの位置関係を計測するTTR(Th
rough The Leticle)方式及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式に
大別される。
エハ上に形成されたアライメントマークを光電的に検出
してレチクルとウエハとの位置合わせを行う、ファイン
アライメント光学系が組み込まれている。このファイン
アライメントの方式としては、レーザ光をウエハ上のド
ット列状のアライメントマークに照射し、そのマークに
より回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出す
るLSA(Laser StepAligmnent)方式、ハロゲンラン
プ等を光源とする波長帯域幅の広い光で照明して撮像し
たアライメントマークの画像データを画像処理して計測
するFIA(Field Image Alignment)方式、あるいは
ウエハ上の回折格子状のアライメントマークに周波数を
僅かに変えたレーザ光を2方向から照射し、発生した2
つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマー
クの位置を計測するLIA(Laser Interferometric Al
ingnment)方式等がある。また、アライメント方式は、
投影光学系を介してウエハの位置を計測するTTL(Th
rough the Lens)方式、投影光学系及びレチクルを介し
てレチクルとウエハとの位置関係を計測するTTR(Th
rough The Leticle)方式及び投影光学系を介すること
なく直接ウエハの位置を計測するオフ・アクシス方式に
大別される。
【0004】ファインアライメント光学系によると、ウ
エハステージ上に載置されたウエハの少なくとも2点の
位置検出を行うことにより、並進方向及び回転方向の位
置を極めて高精度に検出することができる。しかし、こ
のファインアライメント光学系は、アライメントマーク
を照射するスポット光の投射範囲が狭いため、そのスポ
ット光の投射光軸近傍にアライメントマークがないとき
は、ウエハを大きく移動して広い領域をサーチしなけれ
ばならず、アライメントマークのサーチに多くの時間を
要する。このサーチ時間を短縮するためには、ウエハが
ウエハステージ上に載置されたときにウエハのアライメ
ントマークがファインアライメント光学系の視野内にな
ければならない。そのため、ウエハの搬送路中に回転テ
ーブルを備えるプリアライメント装置を設け、このプリ
アライメント装置によってウエハ搬送装置に対して回転
方向を含むウエハの位置規制を行い、ウエハステージ上
にピンを備えるプリアライメント機構を設け、ウエハを
ウエハステージ上に載置したときにピンにウエハを接触
させてプリアライメントを行っている。
エハステージ上に載置されたウエハの少なくとも2点の
位置検出を行うことにより、並進方向及び回転方向の位
置を極めて高精度に検出することができる。しかし、こ
のファインアライメント光学系は、アライメントマーク
を照射するスポット光の投射範囲が狭いため、そのスポ
ット光の投射光軸近傍にアライメントマークがないとき
は、ウエハを大きく移動して広い領域をサーチしなけれ
ばならず、アライメントマークのサーチに多くの時間を
要する。このサーチ時間を短縮するためには、ウエハが
ウエハステージ上に載置されたときにウエハのアライメ
ントマークがファインアライメント光学系の視野内にな
ければならない。そのため、ウエハの搬送路中に回転テ
ーブルを備えるプリアライメント装置を設け、このプリ
アライメント装置によってウエハ搬送装置に対して回転
方向を含むウエハの位置規制を行い、ウエハステージ上
にピンを備えるプリアライメント機構を設け、ウエハを
ウエハステージ上に載置したときにピンにウエハを接触
させてプリアライメントを行っている。
【0005】図15は、外周の一部に直線状の切り欠き
部すなわちオリエンテーションフラット部が設けられた
ウエハに対する従来のプリアライメント機構の説明図で
ある。ウエハステージST上には所定の位置関係で3本
の固定ピン91,92,93と1本の移動ピン94が設
けられている。移動ピン94は、矢印で示す1次元方向
に移動可能になっている。
部すなわちオリエンテーションフラット部が設けられた
ウエハに対する従来のプリアライメント機構の説明図で
ある。ウエハステージST上には所定の位置関係で3本
の固定ピン91,92,93と1本の移動ピン94が設
けられている。移動ピン94は、矢印で示す1次元方向
に移動可能になっている。
【0006】オリエンテーションフラット部FPを有す
るウエハW1は、そのFP部分が2本の固定ピン91,
92の近傍に位置し、円周部分が残りの1本の固定ピン
93の近傍に位置するようにして、図示しないウエハ搬
送機構によりウエハステージSTのウエハホルダWH上
に載置される。続いて、移動ピン94によって斜め方向
からウエハW1を3本の固定ピン91,92,93に押
し付けることで、ウエハW1はウエハステージST上に
一義的に位置づけられ、プリアライメントされる。プリ
アライメント後、ウエハW1はウエハホルダWHに真空
吸着されて固定される。
るウエハW1は、そのFP部分が2本の固定ピン91,
92の近傍に位置し、円周部分が残りの1本の固定ピン
93の近傍に位置するようにして、図示しないウエハ搬
送機構によりウエハステージSTのウエハホルダWH上
に載置される。続いて、移動ピン94によって斜め方向
からウエハW1を3本の固定ピン91,92,93に押
し付けることで、ウエハW1はウエハステージST上に
一義的に位置づけられ、プリアライメントされる。プリ
アライメント後、ウエハW1はウエハホルダWHに真空
吸着されて固定される。
【0007】図16は、外周の一部にV字形の切り欠き
部すなわちノッチ部が設けられたノッチウエハに対する
従来のプリアライメント機構の説明図である。ウエハス
テージST上には所定の位置関係で2本の固定ピン9
6,97と、固定ピン96,97に対して矢印で示すよ
うに1次元方向に移動可能な1本の移動ピン98が設け
られている。
部すなわちノッチ部が設けられたノッチウエハに対する
従来のプリアライメント機構の説明図である。ウエハス
テージST上には所定の位置関係で2本の固定ピン9
6,97と、固定ピン96,97に対して矢印で示すよ
うに1次元方向に移動可能な1本の移動ピン98が設け
られている。
【0008】ノッチウエハW2は、そのノッチ部NPが
移動ピン98の近傍に位置し、NP部分の反対側の円周
部分が固定ピン96,97の近傍に位置するように、図
示しないウエハ搬送機構によりウエハステージST上に
載置される。続いて、移動ピン98をウエハW2のNP
部分に噛み合わせ、他の2本の固定ピン96,97の方
に押し付けることで、ウエハW2はウエハステージST
上に一義的に位置づけられて、プリアライメントされ
る。プリアライメント後、ウエハW2はウエハホルダW
Hに真空吸着されて固定される。
移動ピン98の近傍に位置し、NP部分の反対側の円周
部分が固定ピン96,97の近傍に位置するように、図
示しないウエハ搬送機構によりウエハステージST上に
載置される。続いて、移動ピン98をウエハW2のNP
部分に噛み合わせ、他の2本の固定ピン96,97の方
に押し付けることで、ウエハW2はウエハステージST
上に一義的に位置づけられて、プリアライメントされ
る。プリアライメント後、ウエハW2はウエハホルダW
Hに真空吸着されて固定される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のプリアライメン
ト機構は、上述のようにウエハをウエハステージのウエ
ハホルダに載置した状態で、その外周部分をステージ上
に設けた固定ピン及び移動ピンに機械的に接触させてプ
リアライメントを行っていた。しかし、ウエハとピンが
機械的に接触することで、ウエハ上に塗布されているレ
ジストの一部が剥離して微細な粒子となって飛散する。
飛散した微細な粒子はウエハ表面やレチクルに付着し、
ウエハ上へのパターン形成の妨げとなってデバイス製造
の歩留まりを低下させる原因となっていた。したがっ
て、プリアライメント操作によってウエハから微細な粒
子を飛散させないためにはプリアライメントを非接触で
行うことが望ましい。
ト機構は、上述のようにウエハをウエハステージのウエ
ハホルダに載置した状態で、その外周部分をステージ上
に設けた固定ピン及び移動ピンに機械的に接触させてプ
リアライメントを行っていた。しかし、ウエハとピンが
機械的に接触することで、ウエハ上に塗布されているレ
ジストの一部が剥離して微細な粒子となって飛散する。
飛散した微細な粒子はウエハ表面やレチクルに付着し、
ウエハ上へのパターン形成の妨げとなってデバイス製造
の歩留まりを低下させる原因となっていた。したがっ
て、プリアライメント操作によってウエハから微細な粒
子を飛散させないためにはプリアライメントを非接触で
行うことが望ましい。
【0010】ところで、ウエハの半径には±0.1mm
程度の製造誤差がある。従来の接触ピンを用いるプリア
ライメント機構によると、このような形状に個体差があ
るウエハであってもウエハステージ上に各ウエハ毎に一
義的に位置決めして、プリアライメントされる。
程度の製造誤差がある。従来の接触ピンを用いるプリア
ライメント機構によると、このような形状に個体差があ
るウエハであってもウエハステージ上に各ウエハ毎に一
義的に位置決めして、プリアライメントされる。
【0011】新しい非接触式のプリアライメント機構を
開発する場合、その新しい機構を搭載した投影露光装置
は従来の接触ピンによるプリアライメント機構を搭載し
た投影露光装置と混在して用いられる可能性が多分にあ
ることを考慮すると、非接触の新方式のプリアライメン
ト機構は接触ピンを用いる従来のプリアライメント機構
と互換性を有し、両者によって同等のプリアライメント
結果が得られることが望ましい。
開発する場合、その新しい機構を搭載した投影露光装置
は従来の接触ピンによるプリアライメント機構を搭載し
た投影露光装置と混在して用いられる可能性が多分にあ
ることを考慮すると、非接触の新方式のプリアライメン
ト機構は接触ピンを用いる従来のプリアライメント機構
と互換性を有し、両者によって同等のプリアライメント
結果が得られることが望ましい。
【0012】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、非接触で行うことができ、かつ従来のピン
を用いたプリアライメント方法と互換性を有する新規な
プリアライメント方法を提供することを目的とするもの
である。
れたもので、非接触で行うことができ、かつ従来のピン
を用いたプリアライメント方法と互換性を有する新規な
プリアライメント方法を提供することを目的とするもの
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ウエハやガラスプレート等の感光基板
が基板ステージ(ウエハステージ)のセンターアップ上
に載置されている状態で、感光基板の外周部を撮像して
画像計測し、画像計測の結果から、センターアップ上に
載置されている感光基板の位置及び姿勢を求める。その
後、感光基板の位置及び姿勢が従来のピンを押し当てて
行うプリアライメント方法によるプリアライメント結果
と同じになるように、センターアップを駆動して感光基
板を動かしプリアライメントを行う。その後にセンター
アップを下降させて、感光基板を基板ホルダに載置し、
真空吸着して固定する。
に、本発明では、ウエハやガラスプレート等の感光基板
が基板ステージ(ウエハステージ)のセンターアップ上
に載置されている状態で、感光基板の外周部を撮像して
画像計測し、画像計測の結果から、センターアップ上に
載置されている感光基板の位置及び姿勢を求める。その
後、感光基板の位置及び姿勢が従来のピンを押し当てて
行うプリアライメント方法によるプリアライメント結果
と同じになるように、センターアップを駆動して感光基
板を動かしプリアライメントを行う。その後にセンター
アップを下降させて、感光基板を基板ホルダに載置し、
真空吸着して固定する。
【0014】すなわち、本発明は、2次元方向に移動可
能な基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部に直線
状切り欠き部(オリエンテーションフラット部)を有す
る感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、感光基板を基板ステージの上方の所定の受け渡し点
(センターアップ)に搬送し、受け渡し点において感光
基板の外周部を撮像し、所定の相対位置関係にある3本
の仮想ピンのうち2本の仮想ピンがオリエンテーション
フラット部に接触し残りの1本の仮想ピンが円形部分に
接触して感光基板の外周部に同時に接触するとしたとき
の3本の仮想ピンの第1の位置を求める工程と、第1の
位置を基板ステージ上に設定された3本の仮想ピンの第
2の位置に一致させるために必要な回転角及び並進位置
ずれ量を求める工程と、求められた回転角だけ感光基板
を回転させる工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
能な基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部に直線
状切り欠き部(オリエンテーションフラット部)を有す
る感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、感光基板を基板ステージの上方の所定の受け渡し点
(センターアップ)に搬送し、受け渡し点において感光
基板の外周部を撮像し、所定の相対位置関係にある3本
の仮想ピンのうち2本の仮想ピンがオリエンテーション
フラット部に接触し残りの1本の仮想ピンが円形部分に
接触して感光基板の外周部に同時に接触するとしたとき
の3本の仮想ピンの第1の位置を求める工程と、第1の
位置を基板ステージ上に設定された3本の仮想ピンの第
2の位置に一致させるために必要な回転角及び並進位置
ずれ量を求める工程と、求められた回転角だけ感光基板
を回転させる工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
【0015】この第1の方法における3本の仮想ピン
は、従来のプリアライメント機構における3本の固定ピ
ンに相当し、3本の仮想ピンの相対位置関係は、従来の
プリアライメント機構で用いられている3本の固定ピン
の相対位置関係と同一である。また、基板ステージ上に
設定された3本の仮想ピンの第2の位置は、従来のプリ
アライメント機構における基板ステージ上の3本の固定
ピンの位置と同一である。換言すると、この第1の方法
は、センターアップ上に載置された感光基板に対して3
本の固定ピンがその相対位置関係を保ったまま感光基板
の定められた部分に密着できる位置(第1の位置)を画
像計測で求め、その第1の位置と本来の固定ピンの位置
である第2の位置との間の位置関係から、プリアライメ
ントに必要な感光基板の回転角と並進量を求めるもので
ある。この第1の方法による感光基板のプリアライメン
トが、従来のピンを用いるプリアライメントと同等の結
果をもたらすことは明らかである。
は、従来のプリアライメント機構における3本の固定ピ
ンに相当し、3本の仮想ピンの相対位置関係は、従来の
プリアライメント機構で用いられている3本の固定ピン
の相対位置関係と同一である。また、基板ステージ上に
設定された3本の仮想ピンの第2の位置は、従来のプリ
アライメント機構における基板ステージ上の3本の固定
ピンの位置と同一である。換言すると、この第1の方法
は、センターアップ上に載置された感光基板に対して3
本の固定ピンがその相対位置関係を保ったまま感光基板
の定められた部分に密着できる位置(第1の位置)を画
像計測で求め、その第1の位置と本来の固定ピンの位置
である第2の位置との間の位置関係から、プリアライメ
ントに必要な感光基板の回転角と並進量を求めるもので
ある。この第1の方法による感光基板のプリアライメン
トが、従来のピンを用いるプリアライメントと同等の結
果をもたらすことは明らかである。
【0016】また、本発明は、2次元方向に移動可能な
基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部に直線状切
り欠き部(オリエンテーションフラット部)を有する感
光基板を位置決めするための位置決め方法において、感
光基板を基板ステージの上方の所定の受け渡し点(セン
ターアップ)に搬送し、受け渡し点において感光基板の
外周部を撮像し、オリエンテーションフラット部の方向
に基づいて感光基板の回転角を求める工程と、オリエン
テーションフラット部に平行でオリエンテーションフラ
ット部から所定距離だけ離れた直線と感光基板の外周と
の2つの交点のうちの一方の交点の位置を求め、その交
点の位置及びオリエンテーションフラット部の方向に基
づいて感光基板の並進位置ずれ量を求める工程と、求め
られた回転角だけ感光基板を回転させる工程とを含むこ
とを特徴とするものである。
基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部に直線状切
り欠き部(オリエンテーションフラット部)を有する感
光基板を位置決めするための位置決め方法において、感
光基板を基板ステージの上方の所定の受け渡し点(セン
ターアップ)に搬送し、受け渡し点において感光基板の
外周部を撮像し、オリエンテーションフラット部の方向
に基づいて感光基板の回転角を求める工程と、オリエン
テーションフラット部に平行でオリエンテーションフラ
ット部から所定距離だけ離れた直線と感光基板の外周と
の2つの交点のうちの一方の交点の位置を求め、その交
点の位置及びオリエンテーションフラット部の方向に基
づいて感光基板の並進位置ずれ量を求める工程と、求め
られた回転角だけ感光基板を回転させる工程とを含むこ
とを特徴とするものである。
【0017】この第2の方法では、まず画像計測でオリ
エンテーションフラット部の方向を求める。続いて、従
来のプリアライメント機構における3本の固定ピンと同
じ相対位置関係にある上述の3本の仮想ピンが、その相
対位置関係を保ったままセンターアッップ上に載置され
ている感光基板の定められた部分に密着したとして、円
周部分に接する仮想ピンの座標を求める。そして、オリ
エンテーションフラット部の方向からプリアライメント
に必要な感光基板の回転角を求め、また感光基板の回転
角と円周部分に接する仮想ピンの座標からプリアライメ
ントに必要な感光基板の並進移動量を求める。この第2
の方法による感光基板のプリアライメントが、従来のピ
ンを用いるプリアライメントと同等の結果をもたらすこ
とは明らかである。
エンテーションフラット部の方向を求める。続いて、従
来のプリアライメント機構における3本の固定ピンと同
じ相対位置関係にある上述の3本の仮想ピンが、その相
対位置関係を保ったままセンターアッップ上に載置され
ている感光基板の定められた部分に密着したとして、円
周部分に接する仮想ピンの座標を求める。そして、オリ
エンテーションフラット部の方向からプリアライメント
に必要な感光基板の回転角を求め、また感光基板の回転
角と円周部分に接する仮想ピンの座標からプリアライメ
ントに必要な感光基板の並進移動量を求める。この第2
の方法による感光基板のプリアライメントが、従来のピ
ンを用いるプリアライメントと同等の結果をもたらすこ
とは明らかである。
【0018】また、本発明は、2次元方向に移動可能な
基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部にV字形の
切り欠き部(ノッチ部)を有する感光基板を位置決めす
るための位置決め方法において、感光基板を基板ステー
ジの上方の所定の受け渡し点(センターアップ)に搬送
し、受け渡し点において感光基板の外周部を撮像し、ノ
ッチ部の位置を求める工程と、所定間隔の2本の仮想ピ
ンとその2本の仮想ピンに対して定められた1次元方向
に移動可能な1本の仮想可動ピンが、仮想可動ピンをノ
ッチ部に位置させ残りの2本の仮想ピンを円形部分に接
触させて感光基板の外周部に同時に接触するとしたとき
の3本の仮想ピンの位置を求める工程と、前記3本の仮
想ピンの位置から感光基板の回転角及び並進位置ずれ量
を求める工程と、求められた回転角だけ感光基板を回転
させる工程とを含むことを特徴とするものである。
基板ステージ上に実質的に円形で外周の一部にV字形の
切り欠き部(ノッチ部)を有する感光基板を位置決めす
るための位置決め方法において、感光基板を基板ステー
ジの上方の所定の受け渡し点(センターアップ)に搬送
し、受け渡し点において感光基板の外周部を撮像し、ノ
ッチ部の位置を求める工程と、所定間隔の2本の仮想ピ
ンとその2本の仮想ピンに対して定められた1次元方向
に移動可能な1本の仮想可動ピンが、仮想可動ピンをノ
ッチ部に位置させ残りの2本の仮想ピンを円形部分に接
触させて感光基板の外周部に同時に接触するとしたとき
の3本の仮想ピンの位置を求める工程と、前記3本の仮
想ピンの位置から感光基板の回転角及び並進位置ずれ量
を求める工程と、求められた回転角だけ感光基板を回転
させる工程とを含むことを特徴とするものである。
【0019】この第3の方法は、ノッチ部を有する感光
基板のプリアライメント方法に関する。所定間隔の2本
の仮想ピンと1本の仮想可動ピンは、従来のプリアライ
メント機構における2本の固定ピンと1本の移動ピンに
それぞれ相当する。2本の仮想ピンの間隔は、従来のプ
リアライメント機構で用いられている2本の固定ピンの
間の間隔と同一であり、2本の仮想ピンに対する1本の
仮想可動ピンの関係は従来のプリアライメント機構にお
ける2本の固定ピンに対する移動ピンの関係と同一であ
る。つまり、この第3の方法は、センターアップ上に載
置された感光基板に対して2本の固定ピンと1本の移動
ピンが、従来のプリアライメント機構におけるピン同士
の関係を保ちながら感光基板の定められた部分に密着で
きる位置を画像計測で求め、その位置情報に基づいてプ
リアライメントに必要な感光基板の回転角と並進量を求
めるものである。この第3の方法による感光基板のプリ
アライメントが、従来のピンを用いるプリアライメント
と同等の結果をもたらすことは明らかである。
基板のプリアライメント方法に関する。所定間隔の2本
の仮想ピンと1本の仮想可動ピンは、従来のプリアライ
メント機構における2本の固定ピンと1本の移動ピンに
それぞれ相当する。2本の仮想ピンの間隔は、従来のプ
リアライメント機構で用いられている2本の固定ピンの
間の間隔と同一であり、2本の仮想ピンに対する1本の
仮想可動ピンの関係は従来のプリアライメント機構にお
ける2本の固定ピンに対する移動ピンの関係と同一であ
る。つまり、この第3の方法は、センターアップ上に載
置された感光基板に対して2本の固定ピンと1本の移動
ピンが、従来のプリアライメント機構におけるピン同士
の関係を保ちながら感光基板の定められた部分に密着で
きる位置を画像計測で求め、その位置情報に基づいてプ
リアライメントに必要な感光基板の回転角と並進量を求
めるものである。この第3の方法による感光基板のプリ
アライメントが、従来のピンを用いるプリアライメント
と同等の結果をもたらすことは明らかである。
【0020】前記第1、第2、第3のいずれの方法にお
いても、プリアライメントに必要な感光基板の回転は、
センターアップを回転駆動することで行うことができ
る。また、並進位置ずれ量は基板ステージの2次元方向
移動のオフセットとすることでプリアライメントを行う
ことができる。
いても、プリアライメントに必要な感光基板の回転は、
センターアップを回転駆動することで行うことができ
る。また、並進位置ずれ量は基板ステージの2次元方向
移動のオフセットとすることでプリアライメントを行う
ことができる。
【0021】本発明によると、感光基板を基板ステージ
の基板ホルダに精度良く載せるプリアライメントを非接
触に行うことができる。そのため、従来問題となってい
たような、感光基板のレジスト等がピンに接触して剥離
することによる微細な粒子の発生を防ぐことができる。
また、従来のピンを用いるプリアライメント機構との互
換性を保つことができる。
の基板ホルダに精度良く載せるプリアライメントを非接
触に行うことができる。そのため、従来問題となってい
たような、感光基板のレジスト等がピンに接触して剥離
することによる微細な粒子の発生を防ぐことができる。
また、従来のピンを用いるプリアライメント機構との互
換性を保つことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明による投影露光装
置の一例の概略構成を示す図である。水銀灯やエキシマ
レーザ等からなる光源、フライアイレンズ、コンデンサ
レンズ等を含む照明系IAからの照明光ILのもとで、
レチクル1上のパターンが投影光学系3を介して例えば
1/4もしくは1/5に縮小されて、フォトレジストが
塗布されたウエハ6の各ショット領域に投影露光され
る。図1において、投影光学系3の光軸AXに平行にZ
軸をとり、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にX
軸を、図1の紙面に垂直にY軸をとる。
施の形態を説明する。図1は、本発明による投影露光装
置の一例の概略構成を示す図である。水銀灯やエキシマ
レーザ等からなる光源、フライアイレンズ、コンデンサ
レンズ等を含む照明系IAからの照明光ILのもとで、
レチクル1上のパターンが投影光学系3を介して例えば
1/4もしくは1/5に縮小されて、フォトレジストが
塗布されたウエハ6の各ショット領域に投影露光され
る。図1において、投影光学系3の光軸AXに平行にZ
軸をとり、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にX
軸を、図1の紙面に垂直にY軸をとる。
【0023】レチクル1は、レチクル架台31上に載置
されたレチクルステージ32上に保持されている。レチ
クルステージ32は、図示しないレチクル駆動系により
XY平面内での並進移動及びθ方向(回転方向)への回
転ができるように構成されている。レチクルステージ3
2の上端部にはX方向、Y方向ともに移動鏡33が設置
されており、移動鏡33とレチクル架台31上に固定さ
れたレーザ干渉計34とによってレチクルステージ32
のX方向及びY方向の位置が例えば0.01μm程度の
分解能で常時検出され、同時にレチクルステージ32の
回転角も検出されている。レーザ干渉計34の測定値は
ステージ制御系16に送られ、ステージ制御系16はそ
の情報に基づいてレチクル架台31上のレチクル駆動系
を制御する。また、ステージ制御系16から中央制御系
18にレーザ干渉計34の測定値の情報が供給されてお
り、中央制御系18はその情報に基づいてステージ制御
系16を制御する構成となっている。
されたレチクルステージ32上に保持されている。レチ
クルステージ32は、図示しないレチクル駆動系により
XY平面内での並進移動及びθ方向(回転方向)への回
転ができるように構成されている。レチクルステージ3
2の上端部にはX方向、Y方向ともに移動鏡33が設置
されており、移動鏡33とレチクル架台31上に固定さ
れたレーザ干渉計34とによってレチクルステージ32
のX方向及びY方向の位置が例えば0.01μm程度の
分解能で常時検出され、同時にレチクルステージ32の
回転角も検出されている。レーザ干渉計34の測定値は
ステージ制御系16に送られ、ステージ制御系16はそ
の情報に基づいてレチクル架台31上のレチクル駆動系
を制御する。また、ステージ制御系16から中央制御系
18にレーザ干渉計34の測定値の情報が供給されてお
り、中央制御系18はその情報に基づいてステージ制御
系16を制御する構成となっている。
【0024】一方、ウエハ6は、Xステージ11上の試
料台29に固定されたウエハホルダ30上に真空吸着さ
れて保持されている。試料台29はウエハ6の、投影光
学系3の光軸AX方向(Z方向)の位置及びチルト(傾
き)を補正するZチルト駆動部(本例では3個のそれぞ
れZ方向に移動される部材よりなる)10に支持され、
Zチルト駆動部10はXステージ11上に固定されてい
る。また、Xステージ11はYステージ12上に載置さ
れ、Yステージ12はウエハベース14上に載置され、
それぞれ図示しないウエハステージ駆動系を介してX方
向及びY方向に移動できるようになっている。また、試
料台29の上端部にはL字型の移動鏡13が固定され、
この移動鏡13と移動鏡13に対向して配置されたレー
ザ干渉計17とにより試料台29のX方向及びY方向の
座標及び回転角が検出される。
料台29に固定されたウエハホルダ30上に真空吸着さ
れて保持されている。試料台29はウエハ6の、投影光
学系3の光軸AX方向(Z方向)の位置及びチルト(傾
き)を補正するZチルト駆動部(本例では3個のそれぞ
れZ方向に移動される部材よりなる)10に支持され、
Zチルト駆動部10はXステージ11上に固定されてい
る。また、Xステージ11はYステージ12上に載置さ
れ、Yステージ12はウエハベース14上に載置され、
それぞれ図示しないウエハステージ駆動系を介してX方
向及びY方向に移動できるようになっている。また、試
料台29の上端部にはL字型の移動鏡13が固定され、
この移動鏡13と移動鏡13に対向して配置されたレー
ザ干渉計17とにより試料台29のX方向及びY方向の
座標及び回転角が検出される。
【0025】レーザ干渉計17の測定値はステージ制御
系16に送られ、ステージ制御系16はその情報に基づ
いてウエハステージ駆動系を制御する。また、ステージ
制御系16から中央制御系18にレーザ干渉計17の測
定値の情報が供給されており、中央制御系18はその情
報に基づいてステージ制御系16を制御する構成となっ
ている。ウエハステージの近傍にはウエハ6を受け渡し
するためのウエハ搬送装置39(図2参照)が配置さ
れ、後述するようにウエハステージ内にはウエハの受け
渡し機構が備えられている。
系16に送られ、ステージ制御系16はその情報に基づ
いてウエハステージ駆動系を制御する。また、ステージ
制御系16から中央制御系18にレーザ干渉計17の測
定値の情報が供給されており、中央制御系18はその情
報に基づいてステージ制御系16を制御する構成となっ
ている。ウエハステージの近傍にはウエハ6を受け渡し
するためのウエハ搬送装置39(図2参照)が配置さ
れ、後述するようにウエハステージ内にはウエハの受け
渡し機構が備えられている。
【0026】この投影露光装置には、レチクル1とウエ
ハ6との位置合わせを行うための例えばTTL方式のア
ライメントセンサ4及びオフアクシス方式の2つのアラ
イメントセンサ5a,5bが備えられている。アライメ
ント時には、これらのアライメントセンサ4,5a,5
bの何れかによりウエハ6上に形成されたアライメント
マークの位置又は所定のパターンの位置を検出し、その
検出結果に基づいて、常時ウエハ6の各ショット領域に
前工程で形成されたパターンとレチクル上のパターンと
を正確に位置合わせする。これらのアライメントセンサ
4,5a,5bからの検出信号はアライメント制御系1
5によって処理され、アライメント制御系15は中央制
御系18により制御されている。また、試料台29上
に、ウエハ6の表面と同じ高さの表面を有する基準マー
ク部材43が固定され、基準マーク部材43の表面には
アライメントの基準となるマークが形成されている。
ハ6との位置合わせを行うための例えばTTL方式のア
ライメントセンサ4及びオフアクシス方式の2つのアラ
イメントセンサ5a,5bが備えられている。アライメ
ント時には、これらのアライメントセンサ4,5a,5
bの何れかによりウエハ6上に形成されたアライメント
マークの位置又は所定のパターンの位置を検出し、その
検出結果に基づいて、常時ウエハ6の各ショット領域に
前工程で形成されたパターンとレチクル上のパターンと
を正確に位置合わせする。これらのアライメントセンサ
4,5a,5bからの検出信号はアライメント制御系1
5によって処理され、アライメント制御系15は中央制
御系18により制御されている。また、試料台29上
に、ウエハ6の表面と同じ高さの表面を有する基準マー
ク部材43が固定され、基準マーク部材43の表面には
アライメントの基準となるマークが形成されている。
【0027】以上のように、ステージ制御系16及びア
ライメント制御系15は中央制御系18により制御さ
れ、中央制御系18が投影露光装置の全体を統括的に制
御して、一定のシーケンスで露光動作が行われる構成と
なっている。
ライメント制御系15は中央制御系18により制御さ
れ、中央制御系18が投影露光装置の全体を統括的に制
御して、一定のシーケンスで露光動作が行われる構成と
なっている。
【0028】投影光学系3のウエハ側の端部付近には、
3個のオフ・アクシス方式の2次元の画像処理装置5
0,51,52が配置されている。これらの画像処理装
置50,51,52は、それぞれウエハが後述のように
ウエハホルダ30の上方のローディングポジション(受
け渡し位置)に搬送されたときに、ウエハの外周部分の
エッジ部の像を撮像するものである。画像処理装置5
0,51,52からの撮像信号はアライメント制御系1
5に供給される。アライメント制御系15では、供給さ
れた撮像信号から、その受け渡し位置にあるウエハの横
ずれ誤差及び回転誤差を算出する。画像処理装置50,
51,52の配置及び誤差の算出方法については後述す
る。
3個のオフ・アクシス方式の2次元の画像処理装置5
0,51,52が配置されている。これらの画像処理装
置50,51,52は、それぞれウエハが後述のように
ウエハホルダ30の上方のローディングポジション(受
け渡し位置)に搬送されたときに、ウエハの外周部分の
エッジ部の像を撮像するものである。画像処理装置5
0,51,52からの撮像信号はアライメント制御系1
5に供給される。アライメント制御系15では、供給さ
れた撮像信号から、その受け渡し位置にあるウエハの横
ずれ誤差及び回転誤差を算出する。画像処理装置50,
51,52の配置及び誤差の算出方法については後述す
る。
【0029】次に、ウエハ搬送系及びウエハステージ上
のウエハ受け渡し機構について図2を参照して説明す
る。なお、ウエハステージとは、ウエハホルダ30、試
料台29、Zチルト駆動部10、Xステージ11、Yス
テージ12及びウエハベース14を総称するものであ
る。
のウエハ受け渡し機構について図2を参照して説明す
る。なお、ウエハステージとは、ウエハホルダ30、試
料台29、Zチルト駆動部10、Xステージ11、Yス
テージ12及びウエハベース14を総称するものであ
る。
【0030】図2(a)はウエハ搬送系及びウエハステ
ージ周辺の構成の平面図、図2(b)はその側面図であ
る。図2(a)及び図2(b)において、ウエハステー
ジの−X方向の上方には、ウエハを受け渡しするための
ウエハ搬送装置39が配置されている。ウエハ搬送装置
39は、X方向に直列に並んだウエハアーム21,2
2、それらのウエハアーム21,22を所定の位置まで
スライドさせるスライダー23、及びウエハアーム2
1,22を駆動する図示しないアーム駆動系から構成さ
れている。また、スライダー23は露光装置本体とは独
立に設置されており、スライダー23の駆動時の振動が
露光装置本体側に伝わらないようになっている。2つの
ウエハアーム21,22はともにU字型の平板部を有
し、それらの上表面にウエハが載置されるようになって
いる。これらの2つのウエハアーム21,22により露
光後のウエハをアンロード(搬出)すると同時に、次の
ウエハをロードできるようになっている。
ージ周辺の構成の平面図、図2(b)はその側面図であ
る。図2(a)及び図2(b)において、ウエハステー
ジの−X方向の上方には、ウエハを受け渡しするための
ウエハ搬送装置39が配置されている。ウエハ搬送装置
39は、X方向に直列に並んだウエハアーム21,2
2、それらのウエハアーム21,22を所定の位置まで
スライドさせるスライダー23、及びウエハアーム2
1,22を駆動する図示しないアーム駆動系から構成さ
れている。また、スライダー23は露光装置本体とは独
立に設置されており、スライダー23の駆動時の振動が
露光装置本体側に伝わらないようになっている。2つの
ウエハアーム21,22はともにU字型の平板部を有
し、それらの上表面にウエハが載置されるようになって
いる。これらの2つのウエハアーム21,22により露
光後のウエハをアンロード(搬出)すると同時に、次の
ウエハをロードできるようになっている。
【0031】すなわち、ウエハアーム21,22は、ロ
ーダ制御装置24からの指令に基づき、スライダ23に
沿って、ウエハがウエハステージ系に受け渡されるロー
ディングポジションまで移動し、ウエハアーム22によ
り露光済みのウエハ6aを搬出する。その後、ウエハア
ーム21により次に露光されるウエハ6をウエハステー
ジ上に移動し、センターアップ38上に載置する。図2
(b)は、スライダー23上のウエハアーム22に露光
済みのウエハ6aが載置され、ウエハアーム21からセ
ンターアップ38の先端部にウエハ6が渡された状態を
示している。
ーダ制御装置24からの指令に基づき、スライダ23に
沿って、ウエハがウエハステージ系に受け渡されるロー
ディングポジションまで移動し、ウエハアーム22によ
り露光済みのウエハ6aを搬出する。その後、ウエハア
ーム21により次に露光されるウエハ6をウエハステー
ジ上に移動し、センターアップ38上に載置する。図2
(b)は、スライダー23上のウエハアーム22に露光
済みのウエハ6aが載置され、ウエハアーム21からセ
ンターアップ38の先端部にウエハ6が渡された状態を
示している。
【0032】センターアップ38は、Xステージ11上
に設けられた伸縮機構35に支持され、試料台29及び
ウエハホルダ30の開口に遊嵌する3本のスピンドル部
38a〜38cを有し、伸縮機構35の上下方向(Z方
向)への移動により3本のスピンドル部38a〜38c
がウエハを上下させてウエハの受け渡しが行われる。3
本のスピンドル部38a〜38cの先端にはそれぞれ真
空吸着用の吸着孔が設けられており、それらの先端はウ
エハ受け渡し時にはウエハアーム21,22との間で受
け渡しのできる高さまで移動し、ウエハをウエハホルダ
30上に載置する際にはウエハホルダ30の表面より低
い位置まで移動する。また、スピンドル部38a〜38
cの先端を真空吸引することにより、センターアップ3
8を上下させるときにウエハがずれないようになってい
る。
に設けられた伸縮機構35に支持され、試料台29及び
ウエハホルダ30の開口に遊嵌する3本のスピンドル部
38a〜38cを有し、伸縮機構35の上下方向(Z方
向)への移動により3本のスピンドル部38a〜38c
がウエハを上下させてウエハの受け渡しが行われる。3
本のスピンドル部38a〜38cの先端にはそれぞれ真
空吸着用の吸着孔が設けられており、それらの先端はウ
エハ受け渡し時にはウエハアーム21,22との間で受
け渡しのできる高さまで移動し、ウエハをウエハホルダ
30上に載置する際にはウエハホルダ30の表面より低
い位置まで移動する。また、スピンドル部38a〜38
cの先端を真空吸引することにより、センターアップ3
8を上下させるときにウエハがずれないようになってい
る。
【0033】伸縮機構35は、その中心軸35zを中心
としてXY平面上で回転自在に支持され、Xステージ1
1上に設けられた回転駆動系36により回転する駆動軸
37と係合して、回転駆動系36を制御する中央制御系
18からの指令により所望の角度まで回転できるように
なっている。この回転制御系36、駆動軸37及び伸縮
機構35からなる回転系は十分な角度設定分解能を持っ
ており、例えば20μradの精度でウエハ6を回転さ
せることができる。
としてXY平面上で回転自在に支持され、Xステージ1
1上に設けられた回転駆動系36により回転する駆動軸
37と係合して、回転駆動系36を制御する中央制御系
18からの指令により所望の角度まで回転できるように
なっている。この回転制御系36、駆動軸37及び伸縮
機構35からなる回転系は十分な角度設定分解能を持っ
ており、例えば20μradの精度でウエハ6を回転さ
せることができる。
【0034】図3を用いて、ウエハ搬送系におけるウエ
ハの姿勢制御について説明する。図3(a)は、ウエハ
搬送系中に設けられたターンテーブル60を示す。図2
に示したウエハアーム21は、このターンテーブル60
上のウエハ6をウエハステージのセンターアップ38に
渡す。ターンテーブル60の近傍には、スリット状の光
ビーム63をウエハ6の外周部に照射する投光部61a
と、ウエハ6の外周部を通過した光ビームを受光して光
電変換する受光部61bとを含む偏心センサ61が配置
され、受光部61bからの検出信号S1は中央制御系1
8に供給されている。ターンテーブル60がウエハ6を
吸着保持した状態で回転すると、ウエハ6の偏心及び切
り欠き部(オリエンテーションフラット部又はノッチ
部)の存在によって偏心センサ61内を通過するウエハ
6の幅が変化し、受光部61bで受光される光ビーム6
3の光量が変化する。
ハの姿勢制御について説明する。図3(a)は、ウエハ
搬送系中に設けられたターンテーブル60を示す。図2
に示したウエハアーム21は、このターンテーブル60
上のウエハ6をウエハステージのセンターアップ38に
渡す。ターンテーブル60の近傍には、スリット状の光
ビーム63をウエハ6の外周部に照射する投光部61a
と、ウエハ6の外周部を通過した光ビームを受光して光
電変換する受光部61bとを含む偏心センサ61が配置
され、受光部61bからの検出信号S1は中央制御系1
8に供給されている。ターンテーブル60がウエハ6を
吸着保持した状態で回転すると、ウエハ6の偏心及び切
り欠き部(オリエンテーションフラット部又はノッチ
部)の存在によって偏心センサ61内を通過するウエハ
6の幅が変化し、受光部61bで受光される光ビーム6
3の光量が変化する。
【0035】図3(b)は、受光部61bから出力され
る検出信号S1を示す。検出信号S1は、ターンテーブ
ル60の回転角φに対して、正弦波状で、切り欠き部に
対応する部分62で高レベルとなるように変化する。中
央制御系18では、この検出信号S1及びターンテーブ
ル60の回転角φより、偏心センサ61の中心に切り欠
き部が位置しているときの回転角φ0、及びウエハ6の
偏心量を求め、切り欠き部が所定の方向になるようにし
てターンテーブル60を静止させる。また、中央制御系
18は、その偏心量の情報に基づいて、ウエハ6をロー
ディングポジションで受け取るときのウエハ用の試料台
29の位置を調整する。
る検出信号S1を示す。検出信号S1は、ターンテーブ
ル60の回転角φに対して、正弦波状で、切り欠き部に
対応する部分62で高レベルとなるように変化する。中
央制御系18では、この検出信号S1及びターンテーブ
ル60の回転角φより、偏心センサ61の中心に切り欠
き部が位置しているときの回転角φ0、及びウエハ6の
偏心量を求め、切り欠き部が所定の方向になるようにし
てターンテーブル60を静止させる。また、中央制御系
18は、その偏心量の情報に基づいて、ウエハ6をロー
ディングポジションで受け取るときのウエハ用の試料台
29の位置を調整する。
【0036】次に、図4により画像処理装置50につい
て説明する。図4において、ランプ又は発光ダイオード
等の光源58から、ウエハ6に塗布されているフォトレ
ジストに対する感光性の弱い波長帯の照明光が、光ガイ
ド57の一端に集光される。そして、光ガイド57の他
端から射出された照明光が、コリメータレンズ56、ハ
ーフプリズム54及び対物レンズ53を介して、3本の
スピンドル部38a〜38cの先端上のローディングポ
ジションにあるウエハ6の外周のエッジ部に照射されて
いる。そのエッジ部からの反射光は、対物レンズ53、
ハーフプリズム54及び結像レンズ55を経て2次元C
CD等からなる撮像素子59に入射し、撮像素子59の
撮像面にウエハ6のエッジ部の像が形成される。
て説明する。図4において、ランプ又は発光ダイオード
等の光源58から、ウエハ6に塗布されているフォトレ
ジストに対する感光性の弱い波長帯の照明光が、光ガイ
ド57の一端に集光される。そして、光ガイド57の他
端から射出された照明光が、コリメータレンズ56、ハ
ーフプリズム54及び対物レンズ53を介して、3本の
スピンドル部38a〜38cの先端上のローディングポ
ジションにあるウエハ6の外周のエッジ部に照射されて
いる。そのエッジ部からの反射光は、対物レンズ53、
ハーフプリズム54及び結像レンズ55を経て2次元C
CD等からなる撮像素子59に入射し、撮像素子59の
撮像面にウエハ6のエッジ部の像が形成される。
【0037】ここでは、画像処理装置50についてのみ
説明したが、他の画像処理装置51,52も同様の構成
を有する。各撮像装置50,51,52からの撮像信号
はアライメント制御系15に供給され、アライメント制
御系15では、その撮像信号よりウエハ6の検出対象の
エッジ位置を求め、後述する演算処理を行ってプリアラ
イメントに必要なウエハの回転角及び並進移動量を計算
する。
説明したが、他の画像処理装置51,52も同様の構成
を有する。各撮像装置50,51,52からの撮像信号
はアライメント制御系15に供給され、アライメント制
御系15では、その撮像信号よりウエハ6の検出対象の
エッジ位置を求め、後述する演算処理を行ってプリアラ
イメントに必要なウエハの回転角及び並進移動量を計算
する。
【0038】図5は、画像処理装置の他の構成例を示す
図である。図5において、図示しないランプ又は発光ダ
イオード等の光源から発せられた、フォトレジストに対
する感光性の弱い波長帯の照明光が光ガイド72の一端
に集光される。光ガイド72の他端から射出された照明
光は、偏向ミラー73により折り曲げられ、試料台29
aの上面の開口部75を通して射出される。試料台29
a上に配置されたウエハホルダ30aには、その開口部
75を通過した照明光を通すための切り欠き部74が設
けてある。3本のスピンドル部38a〜38cの先端上
のローディングポジションにあるウエハ6の外周のエッ
ジ部には、開口部75及び切り欠き部74を通過した照
明光が照射される。そして、そのエッジ部の近傍を通過
した照明光は、対物レンズ53a、結像レンズ55aを
経て、2次元CCD等からなる撮像素子59の撮像面に
そのエッジ部の像を形成する。光源からの照明光を光ガ
イド72によって試料台29aの開口部75に導く代わ
りに、試料台29aの開口部75の位置に発光ダイオー
ド等の光源を直接配置してもよい。
図である。図5において、図示しないランプ又は発光ダ
イオード等の光源から発せられた、フォトレジストに対
する感光性の弱い波長帯の照明光が光ガイド72の一端
に集光される。光ガイド72の他端から射出された照明
光は、偏向ミラー73により折り曲げられ、試料台29
aの上面の開口部75を通して射出される。試料台29
a上に配置されたウエハホルダ30aには、その開口部
75を通過した照明光を通すための切り欠き部74が設
けてある。3本のスピンドル部38a〜38cの先端上
のローディングポジションにあるウエハ6の外周のエッ
ジ部には、開口部75及び切り欠き部74を通過した照
明光が照射される。そして、そのエッジ部の近傍を通過
した照明光は、対物レンズ53a、結像レンズ55aを
経て、2次元CCD等からなる撮像素子59の撮像面に
そのエッジ部の像を形成する。光源からの照明光を光ガ
イド72によって試料台29aの開口部75に導く代わ
りに、試料台29aの開口部75の位置に発光ダイオー
ド等の光源を直接配置してもよい。
【0039】続いて、オリエンテーションフラット部を
有するウエハとノッチ部を有するウエハの各々につい
て、画像処理装置50,51,52による計測結果から
ウエハの回転角と並進位置ずれを求め、プリアライメン
トを行う処理手順について詳述する。
有するウエハとノッチ部を有するウエハの各々につい
て、画像処理装置50,51,52による計測結果から
ウエハの回転角と並進位置ずれを求め、プリアライメン
トを行う処理手順について詳述する。
【0040】〔処理手順1〕最初に、図6及び図7に示
したウエハの配置図と図8のフローチャートを用いて、
オリエンテーションフラット部(FP)を有するウエハ
W1をプリアライメントするための処理手順について説
明する。
したウエハの配置図と図8のフローチャートを用いて、
オリエンテーションフラット部(FP)を有するウエハ
W1をプリアライメントするための処理手順について説
明する。
【0041】図6は、図15に示した従来のプリアライ
メント機構の3本の固定ピン91,92,93の位置関
係を説明する図である。図示するように、ピン91及び
ピン92はウエハW1のオリエンテーションフラット部
FPに接点91a及び接点92aで接触し、ピン93は
ウエハW1の円周部分に接点93aで接触している。直
線SLは、点93aを通り、点91aと点92aを結ぶ
直線に平行な直線である。また、点CPは、点92aか
ら直線SLに向けて引いた垂線が直線SLと交わる点で
ある。このとき、点92aと点CPとの間の距離はa、
点93aと点CPの間の距離はb、点91aと点92a
の間の距離はcであるとする。これらの値a,b,c
は、ピン91,92,93の配置によって定まる設計値
である。
メント機構の3本の固定ピン91,92,93の位置関
係を説明する図である。図示するように、ピン91及び
ピン92はウエハW1のオリエンテーションフラット部
FPに接点91a及び接点92aで接触し、ピン93は
ウエハW1の円周部分に接点93aで接触している。直
線SLは、点93aを通り、点91aと点92aを結ぶ
直線に平行な直線である。また、点CPは、点92aか
ら直線SLに向けて引いた垂線が直線SLと交わる点で
ある。このとき、点92aと点CPとの間の距離はa、
点93aと点CPの間の距離はb、点91aと点92a
の間の距離はcであるとする。これらの値a,b,c
は、ピン91,92,93の配置によって定まる設計値
である。
【0042】図7は、図1に示した投影露光装置が備え
る3つの画像処理装置50,51,52によるウエハス
テージ上の観察視野50a,51a,52aとセンター
アップ38上に保持されたウエハW1の位置関係を示し
ている。図7に示すように、ウエハW1のFP部分の上
に画像処理装置50,51による2つの観察視野50
a,51aが設定され、ウエハW1の円周上に画像処理
装置52による残りの1個の観察視野52aが設定され
ている。観察視野50a,51a,52aの位置は予め
装置定数として定められている。
る3つの画像処理装置50,51,52によるウエハス
テージ上の観察視野50a,51a,52aとセンター
アップ38上に保持されたウエハW1の位置関係を示し
ている。図7に示すように、ウエハW1のFP部分の上
に画像処理装置50,51による2つの観察視野50
a,51aが設定され、ウエハW1の円周上に画像処理
装置52による残りの1個の観察視野52aが設定され
ている。観察視野50a,51a,52aの位置は予め
装置定数として定められている。
【0043】図7において、P1,P2,P3は仮想ピン
を表す。これらの仮想ピンP1,P2,P3は、図6及び
図15に示した従来のプリアライメント機構の固定ピン
91,92,93と同一の位置関係を有するが、実際に
ウエハステージ上に存在するわけではない。
を表す。これらの仮想ピンP1,P2,P3は、図6及び
図15に示した従来のプリアライメント機構の固定ピン
91,92,93と同一の位置関係を有するが、実際に
ウエハステージ上に存在するわけではない。
【0044】まず、ウエハW1のFP部分に観察視野を
有する画像処理装置によって、ウエハW1のFP部分を
表す直線の式を求める(S801)。これは、観察視野
50aを有する画像処理装置50による計測結果から求
めた下記〔数1〕の直線式と観察視野51aを有する画
像処理装置51による計測結果から求めた下記〔数2〕
の直線式を平均することで〔数3〕のように求められ
る。もちろん、〔数3〕の代わりに〔数1〕又は〔数
2〕を用いることもできる。
有する画像処理装置によって、ウエハW1のFP部分を
表す直線の式を求める(S801)。これは、観察視野
50aを有する画像処理装置50による計測結果から求
めた下記〔数1〕の直線式と観察視野51aを有する画
像処理装置51による計測結果から求めた下記〔数2〕
の直線式を平均することで〔数3〕のように求められ
る。もちろん、〔数3〕の代わりに〔数1〕又は〔数
2〕を用いることもできる。
【0045】
【数1】Y=A1X+B1
【0046】
【数2】Y=A2X+B2
【0047】
【数3】Y=AX+B A=(A1+A2)/2、B=(B1+B2)/2 次に、ウエハW1の円周部分に観察視野52aを有する
画像処理装置52による計測結果から、ウエハW1の円
周部分を表す円の式を次の〔数4〕のように求める(S
802)。
画像処理装置52による計測結果から、ウエハW1の円
周部分を表す円の式を次の〔数4〕のように求める(S
802)。
【0048】
【数4】(X−X0)2+(Y−Y0)2=R0 2 続いて、〔数3〕で表される直線に平行でウエハW1の
中心に向かって距離aだけ離れた直線L3を〔数5〕の
ように求める(S803)。
中心に向かって距離aだけ離れた直線L3を〔数5〕の
ように求める(S803)。
【0049】
【数5】Y=AX+B+a(1+A2)1/2 次に、前記〔数4〕によって表されるウエハの円周部分
と前記〔数5〕によって表される直線L3との交点P
3(X3,Y3)を次式〔数6〕のように求める(S80
4)。
と前記〔数5〕によって表される直線L3との交点P
3(X3,Y3)を次式〔数6〕のように求める(S80
4)。
【0050】
【数6】X3=[X0−AC+[(X0−AC)2−(1+A2)
(X0 2+C2−R0 2)]1/2]/(1+A2) Y3=AX3+B+a(1+A2)1/2 ただし、C=B+a(1+A2)1/2−Y0 次に、交点P3からの距離がbで直線L3上の点P4(X4,
Y4)と、点P4からの距離がcで直線L3上の点P5(X5,
Y5)を次式〔数7〕のように求める(S805)。
(X0 2+C2−R0 2)]1/2]/(1+A2) Y3=AX3+B+a(1+A2)1/2 ただし、C=B+a(1+A2)1/2−Y0 次に、交点P3からの距離がbで直線L3上の点P4(X4,
Y4)と、点P4からの距離がcで直線L3上の点P5(X5,
Y5)を次式〔数7〕のように求める(S805)。
【0051】
【数7】X4=X3−b/(1+A) Y4=AX3−Ab/(1+A)+B+a(1+A2)1/2 X5=X3−(b+c)/(1+A) Y5=AX3−A(b+c)/(1+A)+B+a(1+A2)
1/2 次に、P4を通り直線L3に垂直な直線L2とFP部分と
の交点P2(X2,Y2)と、P5を通り直線L3に垂直な直線
L1とFP部分との交点P1(X1,Y1)を次式〔数8〕の
ように求める(S806)。
1/2 次に、P4を通り直線L3に垂直な直線L2とFP部分と
の交点P2(X2,Y2)と、P5を通り直線L3に垂直な直線
L1とFP部分との交点P1(X1,Y1)を次式〔数8〕の
ように求める(S806)。
【0052】
【数8】X2=X4+aA/(1+A2)1/2 Y2=AX4+aA2/(1+A2)1/2+B X1=X5+aA/(1+A2)1/2 Y1=AX5+aA2/(1+A2)1/2+B こうして求められた座標P1(X1,Y1),P2(X2,Y2),
P3(X3,Y3)は、従来のプリアライメント機構のピン9
1,92,93がウエハW1に接触する点の座標であ
る。続いて、ウエハホルダに対して点P1(X1,Y1),P
2(X2,Y2),P3(X3,Y3)の位置の回転角θと、ウエハ
の仮想中心の座標PC(XC,YC)を求める(S807)。
計測された仮想ピンの座標P1(X1,Y1),P2(X2,
Y2),P3(X3,Y3)と固定ピンの位置の座標P1'(x1,
y1),P2'(x2,y2),P3'(x3,y3)の間には、次の
〔数9〕関係がある。
P3(X3,Y3)は、従来のプリアライメント機構のピン9
1,92,93がウエハW1に接触する点の座標であ
る。続いて、ウエハホルダに対して点P1(X1,Y1),P
2(X2,Y2),P3(X3,Y3)の位置の回転角θと、ウエハ
の仮想中心の座標PC(XC,YC)を求める(S807)。
計測された仮想ピンの座標P1(X1,Y1),P2(X2,
Y2),P3(X3,Y3)と固定ピンの位置の座標P1'(x1,
y1),P2'(x2,y2),P3'(x3,y3)の間には、次の
〔数9〕関係がある。
【0053】
【数9】xj=Xjcosθ−Yjsinθ+XC yj=Xjsinθ+Yjcosθ+YC (j=1,2,3) 前記式〔数9〕で求めた回転角θ及びウエハW1の仮想
中心の座標位置PC(XC,YC)に基づいてウエハW1のプ
リアライメント、すなわちウエハW1の回転と位置補正
を行う。ウエハW1の回転方向のプリアライメントは、
回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構35からなる
回転系によってウエハステージのセンターアップ38を
−θだけ回転駆動して行う(S808)。
中心の座標位置PC(XC,YC)に基づいてウエハW1のプ
リアライメント、すなわちウエハW1の回転と位置補正
を行う。ウエハW1の回転方向のプリアライメントは、
回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構35からなる
回転系によってウエハステージのセンターアップ38を
−θだけ回転駆動して行う(S808)。
【0054】また、並進方向のプリアライメントは、
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て、次の〔数10〕のようになるため、この(XC',
YC')の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S
809)。
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て、次の〔数10〕のようになるため、この(XC',
YC')の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S
809)。
【0055】
【数10】 XC'=(XC−X0)cosθ+(YC−Y0)sinθ+X0 YC'=−(XC−X0)sinθ+(YC−Y0)cosθ+Y0
【0056】〔処理手順2〕次に、図9に示したウエハ
の配置図及び図10のフローチャートを用いて、オリエ
ンテーションフラット(FP)部を有するウエハW1を
プリアライメントするための処理手順の他の例について
説明する。
の配置図及び図10のフローチャートを用いて、オリエ
ンテーションフラット(FP)部を有するウエハW1を
プリアライメントするための処理手順の他の例について
説明する。
【0057】図9において、実線で描かれたウエハW1
はウエハステージのセンターアップ上に保持されている
プリアライメント前のウエハを表し、仮想線で描かれて
いるウエハは従来のピンを用いたプリアライメント機構
でプリアライメントされた状態のウエハを表す。固定ピ
ン91,92,93及び仮想ピンP1,P2,P3の位置
関係は、図6及び図7で説明したのと同様である。この
例では、ウエハW1はプリアライメント状態から角度θ
だけ回転し、ウエハの仮想中心がX方向にXCだけ位置
ずれし、Y方向にYCだけ位置ずれした座標PC(XC,
YC)に位置してセンターアップ上に保持されている。
はウエハステージのセンターアップ上に保持されている
プリアライメント前のウエハを表し、仮想線で描かれて
いるウエハは従来のピンを用いたプリアライメント機構
でプリアライメントされた状態のウエハを表す。固定ピ
ン91,92,93及び仮想ピンP1,P2,P3の位置
関係は、図6及び図7で説明したのと同様である。この
例では、ウエハW1はプリアライメント状態から角度θ
だけ回転し、ウエハの仮想中心がX方向にXCだけ位置
ずれし、Y方向にYCだけ位置ずれした座標PC(XC,
YC)に位置してセンターアップ上に保持されている。
【0058】まず、初期値としてウエハの回転角θ=
0、ウエハの仮想中心の位置としてXC=0、YC=0を
設定し、カウンタをn=1に設定する(S1001)。
次に、カウンタnに1を加算した後(S1002)、仮
想ピンP1,P2がオリエンテーションフラット部FPと
接触する点P1(X1,Y1),P2(X2,Y2)を次式〔数1
1〕から求める(S1003)。ただし、〔数11〕に
おいて、2d0=c、h=aとした。
0、ウエハの仮想中心の位置としてXC=0、YC=0を
設定し、カウンタをn=1に設定する(S1001)。
次に、カウンタnに1を加算した後(S1002)、仮
想ピンP1,P2がオリエンテーションフラット部FPと
接触する点P1(X1,Y1),P2(X2,Y2)を次式〔数1
1〕から求める(S1003)。ただし、〔数11〕に
おいて、2d0=c、h=aとした。
【0059】
【数11】X1=−d0cosθ+hsinθ+XC Y1=−d0sinθ−hcosθ+YC X2=d0cosθ+hsinθ+XC Y2=d0sinθ−hcosθ+YC 次に、点P1を通りY軸からθ傾いた直線L1と、点P2
を通りY軸からθ傾いた直線L2を次式〔数12〕から
求める(S1004)。
を通りY軸からθ傾いた直線L2を次式〔数12〕から
求める(S1004)。
【0060】
【数12】直線L1:(X−X1)=−tanθ(Y−Y1) 直線L2:(X−X2)=−tanθ(Y−Y2) 次に、観察視野50a及び51aにより、直線L1とF
P部分との交点P1(X1,Y1)及び直線L2とFP部分と
の交点P2(X2,Y2)を画像処理で求め(S1005)、
画像処理で求めた交点P1及びP2の座標に基づいてθ値
を次式〔数13〕で修正する(S1006)。
P部分との交点P1(X1,Y1)及び直線L2とFP部分と
の交点P2(X2,Y2)を画像処理で求め(S1005)、
画像処理で求めた交点P1及びP2の座標に基づいてθ値
を次式〔数13〕で修正する(S1006)。
【0061】
【数13】θ=tan-1[(Y2−Y1)/(X2−X1)] 次に、直線P1P2に平行で距離hだけウエハ中心よりの
直線L3を求める(S1007)。この直線L3は、次の
〔数14〕で表される。
直線L3を求める(S1007)。この直線L3は、次の
〔数14〕で表される。
【0062】
【数14】直線L3:(Y2−Y1)X−(X2−X1)Y−X1
Y2+X2Y1+h[(Y2−Y1)2−(X2−X1)2]1/2=0 次に、直線L3とウエハ円周の交点P3(X3,Y3)を画像
処理で求め(S1008)、ウエハの仮想中心の座標P
C(XC,YC)を次式〔数15〕によって求める(S100
9)。
Y2+X2Y1+h[(Y2−Y1)2−(X2−X1)2]1/2=0 次に、直線L3とウエハ円周の交点P3(X3,Y3)を画像
処理で求め(S1008)、ウエハの仮想中心の座標P
C(XC,YC)を次式〔数15〕によって求める(S100
9)。
【0063】
【数15】XC=X3−R0cosθ YC=Y3−R0sinθ 再度ステップ1002から1009を繰り返し(S10
10)、ウエハW1の回転角θ及び仮想中心の座標P
C(XC,YC)を求める。こうして求めた回転角θ及び仮想
中心の座標PC(XC,YC)に基づいてウエハW1のプリア
ライメントを行う。ウエハW1の回転方向のプリアライ
メントは、回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構3
5からなる回転系によってセンターアップ38を−θだ
け回転駆動して行う(S1011)。
10)、ウエハW1の回転角θ及び仮想中心の座標P
C(XC,YC)を求める。こうして求めた回転角θ及び仮想
中心の座標PC(XC,YC)に基づいてウエハW1のプリア
ライメントを行う。ウエハW1の回転方向のプリアライ
メントは、回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構3
5からなる回転系によってセンターアップ38を−θだ
け回転駆動して行う(S1011)。
【0064】また、並進方向のプリアライメントは、
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て次の〔数16〕のようになるため、この(XC',YC')
の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S101
2)。
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て次の〔数16〕のようになるため、この(XC',YC')
の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S101
2)。
【0065】
【数16】 XC'=(XC−X0)cosθ+(YC−Y0)sinθ+X0 YC'=−(XC−X0)sinθ+(YC−Y0)cosθ+Y0
【0066】〔処理手順3〕次に、図11及び図12に
示したウエハの配置図、図13のフローチャート及び図
14に示すノッチ位置の説明図を用いて、ノッチ部を有
するウエハW2のプリアライメントのための処理手順に
ついて説明する。
示したウエハの配置図、図13のフローチャート及び図
14に示すノッチ位置の説明図を用いて、ノッチ部を有
するウエハW2のプリアライメントのための処理手順に
ついて説明する。
【0067】図11は、図1に示した投影露光装置に備
えられている3つの画像処理装置50,51,52によ
るウエハステージ上の観察視野50a,51a,52a
とセンターアップ38上に保持されたウエハW2の位置
関係を示している。図11に示すように、ノッチ部NP
の上に画像処理装置50の観察視野50aが設定され、
NP部分と反対側のウエハW2の円周上に画像処理装置
51及び52による観察視野51a,52aが設定され
ている。観察視野50a,51a,52aの位置は予め
装置定数として定められている。
えられている3つの画像処理装置50,51,52によ
るウエハステージ上の観察視野50a,51a,52a
とセンターアップ38上に保持されたウエハW2の位置
関係を示している。図11に示すように、ノッチ部NP
の上に画像処理装置50の観察視野50aが設定され、
NP部分と反対側のウエハW2の円周上に画像処理装置
51及び52による観察視野51a,52aが設定され
ている。観察視野50a,51a,52aの位置は予め
装置定数として定められている。
【0068】図11において、P1,P2は仮想固定ピン
を表し、PNは仮想移動ピンを表す。これらの仮想ピン
P1,P2,PNは、図16に示した従来のプリアライメ
ント機構の固定ピン96,97及び移動ピン98と同一
の位置関係を有するが、実際にウエハステージ上に存在
するわけではない。仮想ピンP1とP2の間隔は2d0=
21/2R0である。
を表し、PNは仮想移動ピンを表す。これらの仮想ピン
P1,P2,PNは、図16に示した従来のプリアライメ
ント機構の固定ピン96,97及び移動ピン98と同一
の位置関係を有するが、実際にウエハステージ上に存在
するわけではない。仮想ピンP1とP2の間隔は2d0=
21/2R0である。
【0069】図12は、プリアライメント座標系に対し
て角度θだけ回転してセンターアップ上に保持されたウ
エハW2に、仮想ピンP1,P2,PNが接触した状態を
図示する説明図である。仮想ピンP1とP2を結ぶ線分を
斜辺とする直角二等辺三角形の直角を挟む頂点をウエハ
W2の仮想中心PCとし、この仮想中心PCとノッチ部分
NPの位置PN(ノッチ部NPの2つのエッジに接触す
る仮想位置決めピン中心Oの位置)の間の距離をRとす
る。
て角度θだけ回転してセンターアップ上に保持されたウ
エハW2に、仮想ピンP1,P2,PNが接触した状態を
図示する説明図である。仮想ピンP1とP2を結ぶ線分を
斜辺とする直角二等辺三角形の直角を挟む頂点をウエハ
W2の仮想中心PCとし、この仮想中心PCとノッチ部分
NPの位置PN(ノッチ部NPの2つのエッジに接触す
る仮想位置決めピン中心Oの位置)の間の距離をRとす
る。
【0070】まず、初期値としてウエハの回転角θに対
してθ=0を、ウエハの半径Rに対してR=R0を設定
し、カウンタnをn=1に設定する(S1301)。次
に、画像処理装置50の計測結果からノッチ部NPの位
置PN(XN,YN)を求める(S1302)。
してθ=0を、ウエハの半径Rに対してR=R0を設定
し、カウンタnをn=1に設定する(S1301)。次
に、画像処理装置50の計測結果からノッチ部NPの位
置PN(XN,YN)を求める(S1302)。
【0071】ノッチ部NPの位置PN(XN,YN)の検出方
法について、図14を参照して説明する。図14(a)
は、ウエハW2のノッチ部NPの拡大図である。従来の
プリアライメント機構は、ウエハホルダ上でウエハW2
の位置決めを行うために、ノッチ部NPに所定の直径d
の円柱状の位置決めピンを押し当てていた。したがっ
て、ノッチ部NPの形状の規格はその位置決めピンの形
状に基づいて定められていた。そこで、ノッチ部NPを
観察視野50a内に含む画像処理装置50からの画像デ
ータより、ノッチ部NPの2つのエッジに接触する直径
dの仮想位置決めピン64を想定し、この仮想位置決め
ピン64の中心OのX座標及びY座標を検出する。この
仮想位置決めピン64の中心Oの位置をノッチ部NPの
位置PN(XN,YN)とする。
法について、図14を参照して説明する。図14(a)
は、ウエハW2のノッチ部NPの拡大図である。従来の
プリアライメント機構は、ウエハホルダ上でウエハW2
の位置決めを行うために、ノッチ部NPに所定の直径d
の円柱状の位置決めピンを押し当てていた。したがっ
て、ノッチ部NPの形状の規格はその位置決めピンの形
状に基づいて定められていた。そこで、ノッチ部NPを
観察視野50a内に含む画像処理装置50からの画像デ
ータより、ノッチ部NPの2つのエッジに接触する直径
dの仮想位置決めピン64を想定し、この仮想位置決め
ピン64の中心OのX座標及びY座標を検出する。この
仮想位置決めピン64の中心Oの位置をノッチ部NPの
位置PN(XN,YN)とする。
【0072】また、別の方法として、図14(b)に示
すように、観察視野50a内の画像データよりノッチ部
NPの2つのエッジ65a,65bの交点Pの座標、及
び一方のエッジ65bとウエハの外周との交点65cの
座標を求める方法もある。この場合、エッジ65a上に
交点65cと対象な位置に交点65dを仮想的に設け、
3つの交点P,65c,65dを頂点とする三角形を仮
定する。そして、底辺である交点65c,65dの間隔
に対して比例配分によって、底辺の間隔がdとなる三角
形の位置を求め、この三角形の底辺の中心を中心Oとし
て、この中心OのX座標及びY座標を求め、それをノッ
チ部NPの位置PN(XN,YN)としてもよい。処理ステッ
プに戻り、次に、カウンタnに1を加算し(S130
3)、次の〔数17〕からPMの座標PM(XM,YM)を求
める(S1304)。
すように、観察視野50a内の画像データよりノッチ部
NPの2つのエッジ65a,65bの交点Pの座標、及
び一方のエッジ65bとウエハの外周との交点65cの
座標を求める方法もある。この場合、エッジ65a上に
交点65cと対象な位置に交点65dを仮想的に設け、
3つの交点P,65c,65dを頂点とする三角形を仮
定する。そして、底辺である交点65c,65dの間隔
に対して比例配分によって、底辺の間隔がdとなる三角
形の位置を求め、この三角形の底辺の中心を中心Oとし
て、この中心OのX座標及びY座標を求め、それをノッ
チ部NPの位置PN(XN,YN)としてもよい。処理ステッ
プに戻り、次に、カウンタnに1を加算し(S130
3)、次の〔数17〕からPMの座標PM(XM,YM)を求
める(S1304)。
【0073】
【数17】XM=XN−(R+d0)sinθ YM=YN+(R+d0)cosθ 次に、下記の〔数18〕によって表される、PMを通り
PMPNに垂直な直線Lと画像処理装置51,52による
計測によって得られるウエハ円周との交点P1(X1,
Y1),P2(X2,Y2)を求める(S1305)。
PMPNに垂直な直線Lと画像処理装置51,52による
計測によって得られるウエハ円周との交点P1(X1,
Y1),P2(X2,Y2)を求める(S1305)。
【0074】
【数18】直線L:(Y−YM)=A(X−XM) A=−(XM−XN)/(YM−YN) 次に、下記の〔数19〕により、交点P1とP2の中点P
M'(XM',YM')を求める(S1306)。
M'(XM',YM')を求める(S1306)。
【0075】
【数19】XM'=(X1+X2)/2 YM'=(Y1+Y2)/2 続いて、点PMと点PM'の座標値を用いて、次の〔数2
0〕に従って回転角θの値を変更する(S1307)。
0〕に従って回転角θの値を変更する(S1307)。
【0076】
【数20】θ→θ+(XM−XM')/[R0(1+A2)1/2] 次に、点P1と点P2の距離Dを求め、下記の〔数21〕
に従って設計値D0=2d0の値からRの値を変更する
(S1308)。
に従って設計値D0=2d0の値からRの値を変更する
(S1308)。
【0077】
【数21】R→R+(D−D0)/2 次に、下記の〔数22〕に基づいてウエハW2の仮想中
心の座標PC(XC,YC)を求める(S1309)。
心の座標PC(XC,YC)を求める(S1309)。
【0078】
【数22】XC=XN−Rsinθ YC=YN+Rcosθ 再度ステップ1303からステップ1309を繰り返し
(S1310)、回転角θ及び仮想中心の座標PC(XC,
YC)を求める。この値に基づいてウエハW2のプリアラ
イメントを行う。ウエハW2の回転方向のプリアライメ
ントは、回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構35
からなる回転系によってセンターアップ38を−θだけ
回転駆動して行う(S1311)。
(S1310)、回転角θ及び仮想中心の座標PC(XC,
YC)を求める。この値に基づいてウエハW2のプリアラ
イメントを行う。ウエハW2の回転方向のプリアライメ
ントは、回転制御系36、駆動軸37及び伸縮機構35
からなる回転系によってセンターアップ38を−θだけ
回転駆動して行う(S1311)。
【0079】また、並進方向のプリアライメントは、
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て次の〔数23〕のようになるため、この(XC',YC')
の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S131
2)。
X,Yステージの位置にずれの分だけオフセットをのせ
ることによって行う。すなわち、ウエハの回転後の仮想
中心の位置PC'(XC',YC')は、プリアライメント座標
系でのセンターアップ回転中心の座標を(X0,Y0)とし
て次の〔数23〕のようになるため、この(XC',YC')
の値をX,Y方向のオフセットとして用いる(S131
2)。
【0080】
【数23】 XC'=(XC−X0)cosθ+(YC−Y0)sinθ+X0 YC'=−(XC−X0)sinθ+(YC−Y0)cosθ+Y0
【0081】
【発明の効果】本発明によると、感光基板に非接触でプ
リアライメントを行うことができるため、感光基板にピ
ンが接触することによるゴミの発生を防ぐことができ
る。また、従来のプリアライメント方法との互換性を保
つことができる。
リアライメントを行うことができるため、感光基板にピ
ンが接触することによるゴミの発生を防ぐことができ
る。また、従来のプリアライメント方法との互換性を保
つことができる。
【図1】本発明による投影露光装置の一例の概略構成を
示す図。
示す図。
【図2】ウエハ搬送系及びウエハステージ上のウエハ受
け渡し機構についての説明図であり、(a)はウエハ搬
送系及びウエハステージ周辺の構成の平面図、(b)は
その側面図。
け渡し機構についての説明図であり、(a)はウエハ搬
送系及びウエハステージ周辺の構成の平面図、(b)は
その側面図。
【図3】ウエハ搬送系におけるウエハの姿勢制御につい
て説明図であり、(a)はターンテーブルの概略図、
(b)は検出信号を示す図。
て説明図であり、(a)はターンテーブルの概略図、
(b)は検出信号を示す図。
【図4】画像処理装置の一例の説明図。
【図5】画像処理装置の他の例の説明図。
【図6】従来のプリアライメント機構の3本の固定ピン
の位置関係を説明する図。
の位置関係を説明する図。
【図7】ウエハに対する画像処理装置の観察視野の位置
関係を示す図。
関係を示す図。
【図8】ウエハをプリアライメントするための処理手順
の一例を示すフローチャート。
の一例を示すフローチャート。
【図9】処理手順を説明するためのウエハの配置図。
【図10】ウエハをプリアライメントするための処理手
順の他の例を示すフローチャート。
順の他の例を示すフローチャート。
【図11】ウエハに対する画像処理装置の観察視野の位
置関係を示す図。
置関係を示す図。
【図12】処理手順を説明するためのウエハの配置図。
【図13】ウエハをプリアライメントするための処理手
順の他の例を示すフローチャート。
順の他の例を示すフローチャート。
【図14】ノッチウエハのノッチ部の位置を検出する方
法を説明する図。
法を説明する図。
【図15】オリエンテーションフラット部が設けられた
ウエハに対する従来のプリアライメント機構の説明図で
ある。
ウエハに対する従来のプリアライメント機構の説明図で
ある。
【図16】ノッチ部が設けられたウエハに対する従来の
プリアライメント機構の説明図。
プリアライメント機構の説明図。
1…レチクル、3…投影光学系、6…ウエハ、10…Z
チルト駆動部、11…Xステージ、12…Yステージ、
14…ウエハベース、15…アライメント制御系、16
…ステージ制御系、18…中央制御系、21,22…ウ
エハアーム、23…スライダー、29…試料台、30…
ウエハホルダ、35…伸縮機構、36…回転制御系、3
7…駆動軸、38…センターアップ、38a〜38c…
スピンドル部、39…ウエハ搬送装置、50,51,5
2…画像処理装置、50a,51a,52a…観察視
野、59…撮像素子、60…ターンテーブル、61…偏
心センサ、91,92,93…固定ピン、94…移動ピ
ン、96,97…固定ピン、98…移動ピン、FP…オ
リエンテーションフラット部、NP…ノッチ部、P1,
P2,P3,PN…仮想ピン、W1,W2…ウエハ
チルト駆動部、11…Xステージ、12…Yステージ、
14…ウエハベース、15…アライメント制御系、16
…ステージ制御系、18…中央制御系、21,22…ウ
エハアーム、23…スライダー、29…試料台、30…
ウエハホルダ、35…伸縮機構、36…回転制御系、3
7…駆動軸、38…センターアップ、38a〜38c…
スピンドル部、39…ウエハ搬送装置、50,51,5
2…画像処理装置、50a,51a,52a…観察視
野、59…撮像素子、60…ターンテーブル、61…偏
心センサ、91,92,93…固定ピン、94…移動ピ
ン、96,97…固定ピン、98…移動ピン、FP…オ
リエンテーションフラット部、NP…ノッチ部、P1,
P2,P3,PN…仮想ピン、W1,W2…ウエハ
Claims (4)
- 【請求項1】 2次元方向に移動可能な基板ステージ上
に実質的に円形で外周の一部に直線状切り欠き部を有す
る感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、 前記感光基板を前記基板ステージの上方の所定の受け渡
し点に搬送し、前記受け渡し点において前記感光基板の
外周部を撮像し、所定の相対位置関係にある3本の仮想
ピンのうち2本の仮想ピンが前記直線状切り欠き部に接
触し残りの1本の仮想ピンが前記円形部分に接触して前
記感光基板の外周部に同時に接触するとしたときの前記
3本の仮想ピンの第1の位置を求める工程と、 前記第1の位置を前記基板ステージ上に設定された前記
3本の仮想ピンの第2の位置に一致させるために必要な
回転角及び並進位置ずれ量を求める工程と、 前記求められた回転角だけ前記感光基板を回転させる工
程とを含むことを特徴とする位置決め方法。 - 【請求項2】 2次元方向に移動可能な基板ステージ上
に実質的に円形で外周の一部に直線状切り欠き部を有す
る感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、 前記感光基板を前記基板ステージの上方の所定の受け渡
し点に搬送し、前記受け渡し点において前記感光基板の
外周部を撮像し、前記感光基板の前記直線状切り欠き部
の方向に基づいて前記感光基板の回転角を求める工程
と、 前記直線状切り欠き部に平行で前記直線状切り欠き部か
ら所定距離だけ離れた直線と前記感光基板の外周との2
つの交点のうちの一方の交点の位置を求め、前記交点の
位置及び前記直線状切り欠き部の方向に基づいて前記感
光基板の並進位置ずれ量を求める工程と、 前記求められた回転角だけ前記感光基板を回転させる工
程とを含むことを特徴とする位置決め方法。 - 【請求項3】 2次元方向に移動可能な基板ステージ上
に実質的に円形で外周の一部にV字形の切り欠き部を有
する感光基板を位置決めするための位置決め方法におい
て、 前記感光基板を前記基板ステージの上方の所定の受け渡
し点に搬送し、前記受け渡し点において前記感光基板の
外周部を撮像し、前記V字形の切り欠き部の位置を求め
る工程と、 所定間隔の2本の仮想ピンと前記2本の仮想ピンに対し
て定められた1次元方向に移動可能な1本の仮想可動ピ
ンが、前記仮想可動ピンを前記V字形切り欠き部に位置
させ残りの2本の仮想ピンを前記円形部分に接触させて
前記感光基板の外周部に同時に接触するとしたときの前
記3本の仮想ピンの位置を求める工程と、 前記3本の
仮想ピンの位置から前記感光基板の回転角及び並進位置
ずれ量を求める工程と、 前記求められた回転角だけ前記感光基板を回転させる工
程とを含むことを特徴とする位置決め方法。 - 【請求項4】 前記並進位置ずれ量を前記基板ステージ
の2次元方向移動のオフセットとすることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1項記載の位置決め方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5789396A JPH09252043A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 位置決め方法 |
KR1019970005537A KR970067573A (ko) | 1996-03-14 | 1997-02-24 | 위치결정 방법 |
US09/500,244 US6225012B1 (en) | 1994-02-22 | 2000-02-08 | Method for positioning substrate |
US09/801,792 US6400445B2 (en) | 1994-02-22 | 2001-03-09 | Method and apparatus for positioning substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5789396A JPH09252043A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 位置決め方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09252043A true JPH09252043A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13068669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5789396A Pending JPH09252043A (ja) | 1994-02-22 | 1996-03-14 | 位置決め方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09252043A (ja) |
KR (1) | KR970067573A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001060753A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Nikon Corporation | Verre optique et aligneur de projection utilisant ce verre |
JP2002177861A (ja) * | 2000-12-18 | 2002-06-25 | Toray Ind Inc | 塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイ用部材の製造装置および方法 |
KR100441100B1 (ko) * | 2002-07-11 | 2004-07-19 | 엘지전자 주식회사 | 노광공정의 위치측정장치 및 위치측정방법 |
JP2010062228A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
JP2010092619A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置 |
DE19817714C5 (de) * | 1998-04-21 | 2011-06-30 | Vistec Semiconductor Systems GmbH, 35781 | Verfahren zur Messung der Lage von Strukturen auf einer Maskenoberfläche |
JP2012114117A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査方法及び検査装置 |
CN103050427A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 上海交通大学 | 一种晶圆预对准方法 |
CN103246166A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 上海微电子装备有限公司 | 一种硅片预对准测量装置 |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP5789396A patent/JPH09252043A/ja active Pending
-
1997
- 1997-02-24 KR KR1019970005537A patent/KR970067573A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19817714C5 (de) * | 1998-04-21 | 2011-06-30 | Vistec Semiconductor Systems GmbH, 35781 | Verfahren zur Messung der Lage von Strukturen auf einer Maskenoberfläche |
JP4839563B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2011-12-21 | 株式会社ニコン | 光学ガラス及びそれを用いた投影露光装置 |
US6816235B2 (en) | 2000-02-18 | 2004-11-09 | Nikon Corporation | Optical glass and projection exposure apparatus using the same |
KR100713598B1 (ko) * | 2000-02-18 | 2007-05-02 | 가부시키가이샤 니콘 | 광학유리 및 그것을 이용한 투영노광장치 |
WO2001060753A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Nikon Corporation | Verre optique et aligneur de projection utilisant ce verre |
JP2002177861A (ja) * | 2000-12-18 | 2002-06-25 | Toray Ind Inc | 塗液の塗布装置および方法並びにプラズマディスプレイ用部材の製造装置および方法 |
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JP2010062228A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
JP2010092619A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置 |
JP2012114117A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査方法及び検査装置 |
CN103246166A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 上海微电子装备有限公司 | 一种硅片预对准测量装置 |
CN103246166B (zh) * | 2012-02-02 | 2015-03-25 | 上海微电子装备有限公司 | 一种硅片预对准测量装置 |
CN103050427A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 上海交通大学 | 一种晶圆预对准方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970067573A (ko) | 1997-10-13 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |