JPS61263123A - ステップアンドリピート露光方法 - Google Patents

ステップアンドリピート露光方法

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JPS61263123A
JPS61263123A JP60102727A JP10272785A JPS61263123A JP S61263123 A JPS61263123 A JP S61263123A JP 60102727 A JP60102727 A JP 60102727A JP 10272785 A JP10272785 A JP 10272785A JP S61263123 A JPS61263123 A JP S61263123A
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shot
semiconductor manufacturing
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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】 [発明の属する分野] 本発明は、ウェハ上の各チップの位置を高精度に検出し
て処理する半導体製造装置に対しウェハを供給するウェ
ハ供給装置に関する。この装置は、例えばレチクルのパ
ターン像を投影光学系を介してウェハ上に順次縮小投影
し露光する、いわゆるステップアンドリピート方式の投
影露光装置等の半導体製造装置に適用して好適なもので
ある。
[従来技術] ステップアンドリピート方式の投影露光装置(以下、ス
テッパという)におけるレチクル等の原板とウェハ等の
露光体との位置合せについては従来よりさまざまな方式
が提案されている。その中で代表的なものは、オファキ
シスゲローバルアライメント(以下、オフアキシスアラ
イメントという)とTTL (Through  Th
e  Lens )ダイバイダイアライメント(以下、
TTLアライメントという)である。
オフアキシスアライメントは、1枚のウェハ上の1つか
2つのアライメントマークの位置を投影光学系とは別の
光学系により検出し、そのマークを基準とし「所定の間
隔」ずつずらすことにより各チップを露光する。「所定
の間隔」とはウェハのアライメントマークを基準とした
ウェハ上の各チップの相対位置であり、焼付けるパター
ンにより予め定めておく。通常、ウェハのアライメント
マークに対する第1シヨツトの相対位置、第1ショット
位置に対する第2シヨツトの相対位置、第2ショット位
置に対する第3シヨツトの相対位置、・・・というよう
に順次ステップする相対位置間隔が定められており、そ
のステップする間隔が「所定の間隔」ということになる
。オフアキシスアライメントでは、1枚のウェハに対し
アライメントが1回または2回で済む為アライメント時
間が短く、ウェハの露光処理は高速である。しかしなが
ら、半導体製造のプロセス中はウェハに対し高温処理等
が行なわれる為、ウェハのアライメントマークと各チッ
プとの間隔や各チップ間の間隔がサブミクロンのオーダ
で変化してくることがある。この場合、オフアキシスア
ライメントではその誤差を補正することができないとい
う欠点があった。
一方、TTLアライメントは各ショット毎に投影光学系
を使用してレチクルとウェハのアライメントを行なう。
TTLアライメントによれば、前記オフアキシスアライ
メントの欠点を補うことができ、高精度なアライメント
が可能となる。しかしながら、TTLアライメントでは
各ショット毎にアライメントを行なう為アライメント時
間が多くかかり、露光装置としてのスルーブツトが悪化
するという欠点があった。
[発明の目的] 本発明は、上述の問題点に鑑み、ステッパ等の半導体製
造装置に適用してウェハの各チップ位置を高速にかつ高
精度に検出して位置合せを行なう為に、予め位置合せの
為の各チップの位置情報を得て、それらの情報と共にウ
ェハを半導体製造装置に供給するウェハ供給装置を提供
することを目的とする。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係るウェハ供給装置をス
テッパに適用した場合の概略構成を示すブロック図であ
る。同図において、1はオフアキシスなアライメント光
学系、2はウェハ、3はウェハを載せる保持治具として
のチャック、4はレーザ干渉計を有するウェハステージ
である。、5はレチクル6の像をウェハ2へ投影する投
影露光系、7はTTLアライメント光学系、8は照明光
学系である。9および15は中央処理装置(CPU)で
ある。11.12および13はそれぞれCPU9を介し
、ウェハ供給装置21および22とオンライン接続され
ているステッパである。これらのステッパには順次ウェ
ハが自動的に供給され、フルオートで露光処理が行なわ
れている。14はオフラインのステッパであり、CPU
9の下でオンライン接続されている機器とのデータのや
りとりは、フロッピーディスク装置10および16によ
りフロッピーディスクを介して行なわれる。、21およ
び22はステッパ11〜14にウェハを供給するウェハ
供給装置(以下、アライメントステーションという)で
ある。
第2図は、ウェハチャックにウェハを吸着したときの上
面図である。第1図と共通または対応する部分について
は同一の符号で表わす。31はウェハを支持するチャッ
クに予め配置されるマーク(以下、チャックマークとい
う)、32はチップのアライメントマークである。
第2図において、ウェハ2はバキュームあるいは静電方
式等によりチャック3に吸着される。これにより、チャ
ックにウェハを載せた状態で、すなわちチャックに対し
てウェハを動かすことなく、チャックを動かすことが可
能となる。バキュームによる支持の場合は空気を引いて
いるホースをつけたままで移動可能であるようにしてお
く。
次に、第1図および第2図を参照して、本実施例の動作
を説明する。ここでは、アライメントステーション21
からステッパ11にウェハ2を供給する場合を説明する
。アライメントステーション21は、まず、チャックマ
ーク31に対してウェハ2の各ショット位置(チップ位
置)をオフアキシスなアライメント光学系1を使用して
検出する。チャックマーク31は、露光の際ウェハをレ
チクルと位置合せするための基準マークとなるものであ
るから、従来のオフアキシスアライメントにおけるウェ
ハ上のアライメントマークと同様な機能を果たす。すな
わち、アライメントステーションにおける各ショット位
置の検出により、従来のオフアキシスアライメントによ
る露光の際予め定めておき使用していた「所定の間隔」
の値を実際に測定することとなる。この測定により、「
所定の間隔」からのずれ量、すなわちウェハを取巻く環
境の変化等による「所定の間隔」からの誤差量がわかる
その各゛ショット毎のずれ量はアライメントステー次に
、このウェハ2が載ったチャック3をアライメントステ
ーション21からステッパ11の露光ステージ4′へ移
動する。CPU9は前記のアライメントステーション2
1における測定により取得し記憶しておいた各ショット
の「所定の間隔」からのずれ量を取り出し、ステッパ1
1にそのデータを送る。ステッパ11では、TTL等の
ウェハやチップの位置を検出する手段によりレチクル6
とチャックマーク31とを合わせ、この合わせた位置か
ら、「所定の間隔」+「ずれ量」を各ショット毎に駆動
し露光を行なう。
以上のようにアライメントステーションを使用し予め多
数枚のチャックを用意しておき、各チャック上のウェハ
に対し各ショット位置を検出し記憶しておけば、露光ス
テージ上でアライメントする時間は、実質上、TTLで
チャックマークを検出する時間だけとなる。従って、露
光ステージ上においては高速でかつ高精度なアライメン
トが可能となる。
アライメントステーションにおいて各チップの位置を検
出し記憶する処理の時間は、ステッパで1つのチップを
露光する処理と比べると非常に小さい。従って、アライ
メントステーションからのウェハの搬入が遅れた為にス
ルーブツトを落とすことがなく、1台のアライメントス
テーションで多数のステッパに対しフルオートでウェハ
を供給することもできる。
第3図は、1台のアライメントステーションから複数台
のステッパに対しウェハを供給する場合の概略構成図を
示す。第1図および第2図と共通または対応する部分に
ついては同一の符号で表わす。同図において、アライメ
ントステーション21と各ステッパ11.12および1
3はオンライン接続されており、アライメントステーシ
ョン21で得た各ショットの位置情報はステッパ11〜
13に伝達される。ウェハ2は、アライメントステーシ
ョン21からステッパ11.12および13に供給され
フルオートで露光処理が行なわれていく。
また、人間が介在して、各ショットの位置をフロッピー
ディスク等に記憶しておき、ウェハと共にオンランンで
ないステッパにオフラインで供給して使うことも可能で
ある。第1図および第3図のステッパ14はオフライン
のステッパである。
さらに、本発明はステッパに限ることなく、ブローバ等
の各ショット毎に検査を行なう装置に対しても適用する
ことができる。
アライメントステーションにおいては、各チップの位置
を検出する時に使用するオフアキシスの顕微鏡に多数の
波長の光源を使うことにより、位置合せの為のマークの
検出率を向上させ、より高精度のアライメントをするこ
とができる。
また、アライメントする時に、位置検出の再現性を高く
する為にはより多く信号の取り込みをして平均化する必
要がある。しかし、信号取り込みの回数が多くなればな
るほど時間がかかる。本実施例においては、チャックマ
ークを基準としたウェハの各チップの位置をオフアキシ
スで計測する処理と、レチクルのパターンを転写する為
に露光を行なう処理とは同時に行なうことができる。従
って、露光を開始する前に予め多数のウェハについてオ
フアキシスで各チップ位置を測定しておいたり、1つの
露光系に対して多数のアライメントステーションを設け
ておくことにより、露光系ではチャックマークとレチク
ルとをTTLでアライメントした後、ただちに露光を行
なうことができる。すなわち、アライメントステーショ
ンにおける測定の為にウェハが搬入されるのが遅れ、そ
の為に露、光処理のスループットを下げてしまうという
ことがない。従って、精度を上げる為に多数回データ取
りをすることによるスルーブツトの低下を解消すること
ができる。これは、スルーブツトだけでなく検出率につ
いても同様であり、多数回データ取りをすることにより
、より高精度のアライメントをすることができる。
尚、オフアキシスでチャック上のチャックマークに対す
るウェハ上の各チップの位置の相対位置を測定する顕微
鏡(オフアキシス光学系)とレチクルとチャックマーク
とを合わせるTTL光学系については既に本出願人から
提案されている「半導体焼付装置」 (特開昭59−7
6425号)で示したものを使えば実現可能である。
[発明の効果] 以上、説明したように、本発明によれば、予めチャック
等の保持治具上のウェハに対し保持治具に付されたマー
クを基準とした各チップの相対位置を検出]ノ記憶して
おき、ウェハを保持治具で支持した状態で半導体製造装
置に供給すると共に、その記憶データを半導体製造装置
に与え、ウェハの搬入後はこのデータを元に保持治具の
マークの位置に対するチップの相対位置を算出して処理
するようにしている為、高速にかつ高精度に位置合せし
て処理することができる。従って、チップ当りの処理時
間が早くスルーブツトが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るウェハ供給装置をス
テッパに適用した場合の概略構成を示すブロック図、 第2図は、ウェハチャックにウェハを吸着したときの上
面図、1 第3図は、フルオートでウェハをステッパに供給する場
合の概略構成図である。 1:オフアキシスアライメント光学系、2:ウェハ、3
:チャック、4:ウェハステージ、5ニレチクル、7:
TTLアライメント光学系、9.15:CPtJ。 10、16:フロッピーディスク装置、11、12.1
3.14+ステツパ、 21、22.23.24.25ニアライメントスチージ
ヨン、31:チャックマーク、32:チップのアライメ
ントマーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、保持治具で支持したウェハをステップ送りしながら
    露光または検査等の処理を施す半導体製造装置に対しウ
    ェハを上記保持治具で支持した状態で供給する装置であ
    つて、上記保持治具にマークを付すとともに、該保持治
    具に支持された上記製造装置に搬入する前のウェハ上の
    各チップの位置を該マークを基準として検出する第1の
    位置検出手段と、上記製造装置に搬入されたウェハの位
    置合せ用マークまたは保持治具のマークの位置を検出す
    る第2の位置検出手段と、上記第1の位置検出手段によ
    る位置情報と該第2の位置検出手段による位置情報とを
    基に上記製造装置に搬入されたウェハ上の各チップの位
    置を算出して上記製造装置に与える手段とを具備するこ
    とを特徴とするウェハ供給装置。 2、前記半導体製造装置が、ステップアンドリピート方
    式の露光装置である特許請求の範囲第1項記載のウェハ
    供給装置。 3、前記半導体製造装置が、ウエハプローバである特許
    請求の範囲第1項記載のウェハ供給装置。 4、前記第2の位置検出手段が、前記半導体製造装置の
    ウェハまたはチップ位置検出手段を兼用するものである
    特許請求の範囲第1〜3項のいずれか1つに記載のウェ
    ハ供給装置。 5、前記第2の位置検出手段が、前記半導体製造装置の
    投影または観察用レンズを介して位置検出を行なうもの
    である特許請求の範囲第4項記載のウェハ供給装置。 6、前記保持治具が前記半導体製造装置に備え付けられ
    ているウェハチャックである特許請求の範囲第1〜5項
    のいずれか1つに記載のウェハ供給装置。 7、複数台の前記半導体製造装置に対して前記ウェハを
    供給する特許請求の範囲第1〜6項のいずれか1つに記
    載のウェハ供給装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386269A (en) * 1988-05-12 1995-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Alignment and exposure apparatus
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WO2022118468A1 (ja) * 2020-12-04 2022-06-09 日本電信電話株式会社 ウエハ搬送用基板

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