1.NSR的概要

1.NSR的概要1-11.NSR的概要1.1NSR的動作原理NSR是縮小投影Reticle上的図形、以StepandRepeat方式、在Wafer上曝光的装置。基本構成如図1-1所示。被超高圧水銀灯照明的Retice図形、通過縮小投影鏡頭、180°回轉後、縮小投影到Waferstage上的Wafer之上。(図1-2)Wafer由真空固定在Waferstage上、辺進行XY方向移動、辺進行曝光。Waferstage的位置由激光干渉儀高精度地進行管理、可以将Wafer正確地移動到曝光位置。Stage的座標原点在正対NSR右前面的位置、以離開此処的距離決定座標位置。Stage上有被称為Fiducialmark的基準Mark。使用此Mark和激光干渉儀、可以測定Reticle或WaferAlignment傳感器的座標位置。Reticle縮小投影鏡頭FiducialmarkXYstageWaferstage座標軸Reticle縮小投影鏡頭Wafer1.NSR的概要1-21.2装置構成1.2.1NSR的名称NSR的産品名按如下形式取名。NSR–2005i9C①②③④⑤⑥①NSR為「NikonStepandRepeatexposuresystems」的略称。②表示最大曝光範囲。200為正方形□20.0mm的曝光範囲。③表示投影鏡頭的投影倍率。5是表示将Reticle上的図形以1/5倍投影到Wafer上。④表示曝光光波長。i是表示使用由超高圧水銀灯発出的光中的i線。⑤表示NSR本体的型式名。此数字越大意味着是越新模型的NSR。⑥表示投影鏡頭的型式。同様的□20mm1/5倍、使用i線的鏡頭中、以A或B進行区別。1.NSR的概要1-31.2.2NSR的構成NSR由本体部、環境腔体、控制櫃構成。本体部是将Reticle上的図形投影曝光到Wafer上的装置、処在環境腔体内。環境腔体是調整本体部的環境(温度、清潔度)的空調機。控制櫃内装有各控制Unit、進行本体的控制。環境腔体本体部控制櫃1.NSR的概要1-41.2.3本体部図1-5為本体部的右側図。(根据NSR的型式、各Alignment傳感器的位置請参照2-2)(1)照明系統有作為光源的超高圧水銀灯、控制曝光時間的快門、限制曝光範囲的Blind等。(図1-6)照明部Reticleloader部Waferloader部Reticlealignment部LSA、LIA縮小投影鏡頭(鏡頭控制単元)Waferstage部聚光鏡Reticle縮小投影鏡頭WaferReticleblind蝿眼鏡快門1.NSR的概要1-5(2)Reticlealignment部使用対准Reticle位置被称為Reticle顕微鏡的傳感器。(図1-7)i9型有RX1Y,RX2θ二個Reticle顕微鏡。G8/i8型及G7/i7型有RX,RY,Rθ三個Reticle顕微鏡。(3)Reticleloader部将収納在Reticle盒内的Reticle自動地搬送到本体、並且、進行Reticle上的異物検査。(図1-8)Reticlestage(曝光位置)条形碼讀出器(選項)預対准部Reticle盒Reticle庫保護膜異物検査部(選項)増設庫(選項)異物検査部(選項)ReticlemarkReticlemark1.NSR的概要1-6(4)Waferloader部将装在装片盒内的Wafer自動地搬送到Waferstage上。装片台有二個、右側称為Right装片台、左側称為Left装片台。而且、還附加有Extra装片台。(選項、聯線方式中不帯。)因為装片盒為搬入、搬出共用、所以搬送到本体、等曝光結束後、再回到同一位置。(図1-9)(5)Waferstage部有左右方向移動的X-YStage、上下方向移動的ZStage、只回轉某個角度的θStage、補正Shot内平坦度的LevelingStage。取出挿入Wafer臂1取出挿入Wafer臂2等待臂Left装片台Right装片台Extra装片台預対准機構部搬入臂、搬出臂WaferFiducialmark干渉儀移動鏡Y軸電機Wafer照度均一性測定傳感器X軸電機1.NSR的概要1-7(6)LSA[LaserStepAlignment]通過掃描処在激光光束下Wafer之上的Mark、検査出Mark、計算Wafer中心位置(X,Y座標)、Shot中心位置。(図1-11)LSAmark的形状為回折格子形式、通過激光光束照射到Mark上、産生回折光。根据回折光的強度波形、計算Mark位置。Mark可以使用１根到7根、根数越多Alignment出錯就会越少、還可以提高位置測量精度。ReticleHe-Ne激光遮光板傳感器掃描Mark位置投影鏡頭WaferMark的形状Mark激光掃描Mark位置Wafer座標回折光的出法1.NSR的概要1-8(7)LIA[LaserInterferometricAlignment](選項)和LSA同様、使用激光検査出Wafer上的Mark、計算Shot中心位置。从和LSA時的±1次回折光相同方向、向LIAmark照射頻率不同的激光光束(f1,f2)。从Mark産生由f1和f2的激光光束的＋1次回折光和－1次回折光、以干渉的状態進入到傳感器内。由f1和f2産生的回折干渉光、形成25kHz的波形。通過検査此波形和基準信号波形的相位差、可以計算出Mark的位置。ReticleHe-Ne激光傳感器傳感器(基準信号)LIAMark投影鏡頭WaferMark的形状Mark中心相位差基準信号Wafermark信号LIAmark激光光束的形状1.NSR的概要1-9(8)FIA[FieldImageAlignment](選項)使用攝像頭図像処理Wafer上的Mark、計算Shot的中心位置。(図1-15)在ITV顕示器的指標中心附近顕出FIAmark。通過ITV顕示器的掃描線横向掃描指標和FIAmark、取得図像的黒白差(対比)信号。由預先知道座標的指標中心位置和所測量的Mark中心位置的差、可以計算出Mark的座標。投影鏡頭指標MarkMarkWafer鹵灯ITV顕示器Mark形状Mark中心ITV顕示器掃描線白水準対比黒水準求出差Mark中心手動補助用指標1.NSR的概要1-10(9)WGA[WaferGlobalAlignment]使用二個観察系統(顕微鏡)同時検査Wafer上以63.5mm間隔作成的Mark、実行位置補正、計算Wafer中心位置(Y座標)。顕微鏡有“WGAY”和“WGAθ”、為了検査Mark、被設置成63.5mm的間隔。但是、根据機器型式其構成有差異。i9型中、WGA顕微鏡為選項。而且、WGAY顕微鏡和FIAY顕微鏡共用。G8/i8型中、総有WGAY和FIAY顕微鏡、処在投影鏡頭的後側位置。G7/i7型中、WGA顕微鏡的位置和G8/i8型相同、可以使用激光検査Wafer上的Mark。投影鏡頭Mark投影鏡頭Waferstage傳感器振動反射鏡He-Ne激光MarkWafer投影鏡頭1.NSR的概要1-11(10)鏡頭控制器控制投影鏡頭的倍率和焦点。焦点由自動対焦部控制。自動対焦部的構成如図1-19所示。投影鏡頭的焦点位置的変化通過回轉平行平板玻璃、由Waferstage(Zstage)移動Wafer進行高度方向調整。倍率通過改変投影鏡頭内的空気圧力、進行控制。投影鏡頭被分成二大室。例如、如図1-20所示、将上側称為A室、下側称為B室。A室和外面的大気圧相同而開放、B室被連接到圧力調節部上、這様可以改変B室内的圧力。投影鏡頭的倍率変化是通過変化B室内的圧力(改変空気的折射率)、進行跟踪。A室和B室的圧力可以由顕示面板確認。平行平板玻璃鏡頭的焦点Reticle鹵灯傳感器狭縫投影鏡頭投影鏡頭ReticleWafer1.NSR的概要1-12(11)SLTCUnit此Unit是為了使XYstage保持恒温、配置在NSR装置的外部。而且、温調冷媒使用冷却液(建利昂)。(12)LLTCUnit此Unit是為了使縮小投影鏡頭保持恒温、配置在NSR装置的外部。而且、温調冷媒使用冷却液(建利昂)。(13)防振台由防振弾簧吸収外来的振動。操作面板電源開関操作面板電源開関1.NSR的概要1-131.2.4控制部NSR本体由控制櫃内的各控制Unit、進行控制。通常使用控制櫃内的鍵盤和CRT、可以操作NSR。而且、装有可以手動操作的ITV、操作面板、顕示面板。CRT和ITV切換使用。控制Unit如図1-24所示構成。通過由一台主電脳将動作中必要的命令和数据、傳送到各Unit、動作NSR本体的各部。主電脳具有245MB(G8/i8,G7/i7型為71MB)容量的硬盤、其中装有作為NSR控制核心的主軟件。而且、各控制Unit也装有電脳、使用写在各控制Unit的ROM内的程序、可以具備Unit単独動作功能。NSR辺進行主電脳和各Unit的電脳之間的通信連絡、辺実行動作。操作台控制顕示面板、操作面板、各空気圧。(OPD)Waferalignment処理Waferalignment信号。控制単元(WA)(WGA,LSA,FIA,LIA)Stage控制単元控制Waferstage(X,Y,θ,Z,Leveling)、(STG)自動対焦、曝光時間、Blind。主控電脳Reticlealignment処理Reticlealignment信号、控制控制単元(RA)Reticletable。Reticleloader控制Reticleloader部。控制単元(RL)(Reticle搬送、異物検査)Waferloader控制Waferloader部控制単元(WL)鏡頭控制単元控制投影鏡頭的倍率和焦点。(LC)図1-24顕示面板操作面板主電脳鍵盤各控制Unit1.NSR的概要1-141.3NSR的軟件1.3.1概要NSR由被称為NSR/MCSⅡ(NSR/MasterControlSystemⅡ)的軟件、進行控制。NSR的主電脳使用DECMicroPDP-11。其OS(操作系統)為Micro/RSX。NSR/MCSⅡ是非常大的軟件。若原封不動地使用、則很不方便、因此将MCSⅡ分割成NSR毎個作業単元的小軟件、来使用。将此小軟件称為“Command(指令)”。実際上NSR的作業実行指示是从顕示在控制櫃内CRT的“NSRcommandmenu(指令菜単)”中、選択必要的指令進行。指令1.NSR的概要1-151.3.2指令菜単指令菜単有二種。一種是通常顕示在CRT内“NSRcommandmenu”的前指令菜単。総外一種是通過按下NSR実行Wafer曝光処理中操作面板上的REQ(要求)按鈕、顕示出“NSRbackgroundcommandmenu”的後指令菜単。(曝光中可以実行曝光数据的作成或Reticle的異物検査。)从所顕示的指令菜単中、選択必要的指令。前指令菜単後指令菜単1.NSR的概要1-161.3.3指令的選択方法指令的選択有三種方法。以下所示是選択EXECUTEprocess.的例子。①将光標移動到指令名処、按下Return鍵。使用鍵盤上的箭頭鍵移動光標。②鍵入指令的号碼、按下Return鍵。可以鍵入没有顕示的指令菜単号碼。③鍵入指令名、按下Return鍵。指令名鍵入到能識別的字母為止。可以鍵入没有顕示的指令菜単的指令名。光標指令号碼指令名1.NSR的概要1-171.3.4指令的功能(1)前指令的功能(1)ENTER:設定曝光数据(工藝程序)…………………………………………(参照数据編集篇9章)(2)READY:実行有関Reticle的処理(Reticle交換、Alignment等)………………………(参照4.5)(3)EXECUTE:実行有関Reticle的処理和Wafer曝光処理………………………………………(参照4.6)(4)CONTINUE:実行和(3)EXECUTE相同条件的Wafer処理……………………………………(参照4.7)(5)RESERVE:実行(1)ENTER所指定的Ret