JP2004134513A - ノッチ付ウエハの周辺露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノッチの部分は、ウエハエッジに沿って露光を行なわない周辺露光装置において、ウエハの偏心が大きい場合でも、ノッチが終わる位置において周辺露光の幅が急激に変化することを防ぐこと。
【解決手段】ウエハＷが処理ステージに置かれたとき、ウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９の出力に基づき、ウエハＷの回転中心に対するウエハＷの中心の偏心量を求めておく。露光光の照射領域ＳがノッチＮ部分にないときには、ウエハエッジＥに追従させてウエハエッジ検知手段４を移動させ、それに合わせて照射領域Ｓを移動させ、ウエハエッジＥから所定幅の領域を露光する。また露光光の照射領域がノッチＮの部分にかかると、上記偏心量から、ウエハＷをノッチＮが無い円と仮想した時の、ウエハ回転角度の対するウエハエッジＥの位置を演算し、該演算した位置を露光するように、照射領域の位置を制御する。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周部にＶ字形のノッチが形成された半導体ウエハの周辺部に塗布されたフォトレジストを除去するため、半導体ウエハの周辺部を露光するノッチ付ウエハの周辺露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図５（ａ）に示すように、ウエハＷのエッジＥに沿って露光光の照射理領域を移動させ、フォトレジストＲが塗布されたウエハＷの周辺部を所定の露光幅Ａで露光する周辺露光装置が知られている。
上記従来の周辺露光装置では、ウエハＷのエッジＥに沿ってウエハＷの周辺部を露光していくので、外周部にノッチＮが形成されたウエハＷを露光処理すると、露光光の照射領域Ｓも、ノッチＮ部分でＶ字状に移動し、図５（ｂ）に示すように、ウエハＷの内部の露光不要な領域ＵＥまで露光してしまうという問題が生ずる。
上述の問題を解決し、露光領域がノッチＮ等の形状に沿って基板中心側に突出しないようにした周辺部露光装置が従来から種々提案されている。
【０００３】
例えば、感光基板の周縁部の形状に関係する外形情報を獲得し、獲得した外形情報に基づき、感光基板の周縁部上での露光幅維持不要領域を特定し、露光幅維持不要領域においては、露光光束の照射領域と、感光基板との相対的位置情報に基づく相対駆動を中断して、露光する周縁露光装置が提案されている（特許文献１）。
また、ウエハ周辺位置を検出する一次元イメージセンサからの周辺位置データを各サンプリング点の変位角度に対応付け記憶手段に記憶し、記憶手段から周辺位置データを順次読み出して、当該サンプリング点がノッチ領域検出手段により検出されたノッチ領域内に入っていない場合には、ウエハ周辺部を所定幅で露光し、当該サンプリング点がノッチ領域内に入っている場合には、周辺位置データを無視して、当該サンリング点の近傍にあるサンプリング点の周辺位置データに基づいて光源変位手段を制御することにより、前記光源でノッチ領域を露光するノッチ付きウエハの周辺部露光装置が提案されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２７５４３０号公報
【特許文献２】
特許第２７８３３０３号公報
【０００５】
一方、本出願人は先に、ノッチ検知手段を設けて、ウエハ周辺部を露光しながらノッチ位置を検出し、ノッチの部分では、ウエハエッジに沿って露光を行なわない（以下では、これを「ノッチ飛ばし」という）　ようにした周辺露光装置を提案した（特願２００１−１５１０３７号、特願２００１−２８１２９２号参照）。
図６に、本発明の前提となる周辺露光装置の概略構成を示す。
図６において、光源部１には、紫外線を含む光を放射するランプ１１、例えば定格電力２５０Ｗの超高圧水銀ランプが配置され、該ランプ１１からの放射光は、集光鏡１２によって、ライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａに集光される。
ランプ１１とライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａとの間には、シャッタ駆動機構１５の駆動により開閉されるシャッタ１４が配置されている。
そして、制御部５０からシャッタ開く信号が送信されると、シャッタ駆動機構１５が駆動され、シャッタ１４が開く。
これにより、集光鏡１２によって集光された光が、ライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａに入射し、該ライトガイドファイバ１３の出射端面１３ｂに取り付けられた露光光照射部２から、所定の照射領域Ｓを有する露光光となって照射される。
【０００６】
露光光照射部２は、ウエハエッジ検知手段４と一体に設けられ、ウエハエッジ検知手段移動機構３によって、ウエハＷのエッジＥの接線に対して略直角方向、即ちウエハの略中心方向Ｏに向かって（図６内の両矢印Ｄ方向に）移動可能に支持されている。
したがって、露光光照射部２から照射される、所定の照射領域Ｓを有する露光光は、ウエハエッジ検知手段４と同じ方向に同じ量だけ移動する。
また、上記ウエハエッジ検知手段４と一体にノッチＮの検知のみを行なうノッチ検知手段９が設けられている。
【０００７】
一方、処理ステージ６上には、外周部にノッチＮが形成され、フォトレジストＲが塗布されたウエハＷが載置され、不図示の固定手段、例えば真空吸着により固定される。また、処理ステージ６は、処理ステージ回転機構６１により、回転可能に支持されている。
そして、制御部５０からステージ回転開始信号が送信されると、処理ステージ回転機構６１が駆動され、入力部７に入力された回転速度、回転角度または回転回数等のデータに基づき、処理ステージ６の回転を開始する。処理ステージ回転機構６１には、処理ステージ６を回転させるためのモータと処理ステージ６の回転角を検出するエンコーダが設けられ、該エンコーダの出力が制御部５０にフィードバックされ、制御部５０は、このフィードバック信号に基づき処理ステージ６の回転角度を制御する。
図７に上記ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の構成例を示す。
ウエハエッジ検知手段４は、センサ光を投光する投光部４１と、該センサ光を受光する受光部４２とから構成され、投光部４１から受光部４２に投光されるセンサ光の光量によって増減する信号を制御部５０に出力する。
そして、制御部５０は、受光部４２からの信号が、例えばフル出力の半分になる位置、即ち投光部４１からのセンサ光が半分遮光され、残りの半分が受光部４２に受光される位置に、ウエハエッジ検知手段４が位置するよう、ウエハエッジ検知手段移動機構３を駆動する。したがって、ウエハエッジ検知手段４は、常に上述した位置、すなわちウエハＷのエッジＥ位置に追従して移動する。
また、ノッチ検知手段９は、ウエハエッジ検知手段４と同様に、センサ光を投光する投光部９１と、該センサ光を受光する受光部９２とからなる。そして、ウエハＷ回転時、ウエハエッジ検知手段４より先にウエハＷのノッチＮを検知することができ、ウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９の間隔が、少なくともノッチＮの幅よりも広くなる位置、例えば、図７に示すように、ウエハエッジ検知手段４の上流側にノッチ検知手段９は設けられる。ここで、ノッチ検知手段９は、ウエハエッジ検知手段４と一体に設けられているので、ウエハエッジ近傍にセンサ光を投光することができる。
【０００８】
次に、上記周辺露光装置による、ウエハ周辺部の露光手順について説明する。
（１）　最初に、ウエハ搬送及び載置手段（図示しない）により、外周部にノッチＮが形成され、フォトレジストＲが塗布されたウエハＷが搬送され、ウエハＷの中心Ｏと処理ステージ６の回転中心が略一致した状態で、処理ステージ６上に載置される。
（２）　次に、制御部５０は、露光幅設定機構８を駆動して、露光光の照射領域Ｓを所望の位置（ウエハＷのエッジＥから幅Ａの領域を露光することができる位置）に移動する。
（３）　続いて、制御部５０からウエハエッジ検知開始信号が送信されると、ウエハエッジ検知手段移動機構３が駆動され、ウエハエッジ検知手段４をウエハＷに向かって移動させ、ウエハエッジ検知手段４によりウエハＷのエッジＥ位置の検知を開始する。
（４）　制御部５０は、ウエハエッジ検知手段４の受光部４２より、ウエハＷのエッジＥを捕らえていることを示す信号を受け取ると、前記したように、処理ステージを所定量回転させる。この回転量は、少なくともウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９との間隔Ｄ１より大きい量である。
上記のようにウエハエッジＥを検出してから、上記所定量処理ステージ６を回転させ、その間にノッチ検知手段９の出力が変化しない場合には、回転を終了させた後、露光処理を開始させる。
また、処理ステージ６を上記所定量回転させている間に、ノッチ検知手段９の出力が変化した場合には、その変化状態からウエハエッジ検知手段４に対するノッチＮの相対位置を演算し露光開始位置を決定し、露光処理を開始させる。
【０００９】
（５）　露光を開始するには、シャッタ駆動機構１５を駆動してシャッタ１４を開き、露光光照射部２を介して、所定の照射領域Ｓを有する露光光をウエハＷの周辺部に照射する。
また、制御部５０は、シャッタ１４を開くとほぼ同時に、処理ステージ回転機構６１を駆動し、入力部７に予め入力されていた回転速度、角度範囲でウエハＷを回転させながら、その周辺部を露光していく。
この時、制御部５０は、ウエハエッジ検知手段移動機構３を制御して、ウエハエッジ検知手段４が、常にウエハＷのエッジＥを捕らえていることを示す信号を制御部５０に出力する位置に、ウエハエッジ検知手段４を移動させている。また、前述したように、露光処理前に、露光光の照射領域Ｓは、ウエハエッジ検知手段４がウエハＷのエッジＥを捕らえたときに、ウエハＷのエッジＥから幅Ａの領域を露光することができる位置に移動され、且つ露光処理時には、該照射領域は、ウエハエッジ検知手段４と同期して、同じ方向に同じ量だけ移動するので、ウエハＷのエッジＥから一定の露光幅で、ウエハＷの周辺部を露光することができる。なお、このようにウエハエッジＥに沿って、ウエハエッジ検知手段４を移動させ、周辺露光を行う制御を以下では「ならい制御」という。
【００１０】
（６）　上記露光処理を行っている際、ノッチ検知手段９がウエハＷのノッチＮの始まりに達すると、ノッチＮ部分では、光を遮っていたウエハＷが切り欠かれて無くなっているため、ノッチ検知手段９の受光部９２で受光されるセンサ光の光量が、急激に増加する。
制御部５０は、ノッチ検知手段９の検知位置とウエハエッジ検知手段４の検知位置の間隔から露光光の照射領域Ｓが、ノッチＮの始まりに達するまでの時間Ｔ１を算出し、ノッチ検知手段９がノッチＮの始まりに達した後、時間Ｔ１を経過すると、ウエハエッジ検知手段移動機構３の動作を停止させる。
そして、ノッチＮの切り欠き寸法等から、露光光の照射領域Ｓが、ノッチＮの始まりＮｓ　から終わりＮｅ　に至るまでの時間Ｔ２を求め、ノッチＮの始まりに達した後、時間Ｔ２を経過すると、制御部５０は、ウエハエッジ検知手段移動機構３の動作を再開する信号を出力し、ウエハエッジ検知手段移動機構３は、露光光照射部２から照射される露光光の照射領域Ｓの移動を行ないつつ、周辺部の露光を行なう。
すなわち、ノッチＮ部分では、ウエハエッジ検知手段移動機構３の動作を停止させ、ウエハエッジＥに沿って露光を行なわないようにする。すなわち、「ノッチ飛ばし」を行う。
（７）　ウエハＷの周辺部の露光処理が完了すると、制御部５０は、シャッタ１４を閉じ、処理ステージ６の回転を終了し、更に露光光照射部２を初期の位置に戻す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
通常、周辺露光装置の処理ステージ６にウエハＷが載置される時、ステージ６の回転中心とウエハＷの中心とは一致していない。したがって、ステージ６を回転させて周辺露光処理を行なう時、ウエハＷは偏心して回転する。
そこで、上述したように、ウエハエッジ検知手段４の投光部から、センサ光を回転するウエハＷのエッジＥ近傍に投光し、エッジＥによって遮光されなかった光を受光部４２で受光し、受光部４２の受光量が一定になるように、ウエハエッジ検知手段移動機構３を制御して、照射領域Ｓが、ウエハエッジ検知手段４の移動方向及び移動量と同じ方向に同じ量だけ移動するように露光光出射部２を移動させる。
これにより、ウエハＷが偏心して回転していても、ウエハＷのエッジＥから所定の幅で露光できる。
【００１２】
しかし、ウエハの偏心量が大きい場合には、前述したように「ノッチ飛ばし」を行い、ウエハエッジ検知手段移動機構３をノッチ開始位置の状態で停止させてしまうと、ノッチ部分が終わる位置において、照射領域が、所望の領域を越えてウエハの内側に入りすぎたり、外側に出すぎたりすることがあり、不良の原因となる。
すなわち、図６の周辺露光装置では、ウエハエッジ検知手段移動機構３をウエハＷのエッジＥに追従させ、ウエハエッジＥから幅Ａの領域を露光できるようにならい制御を行っているので、ウエハ中心と回転中心のずれ（偏心）があると、図８（ａ）に示すように、ウエハ回転角に対して、ウエハエッジ検知手段移動機構３は径方向に移動することになる。
このため、ノッチ区間において、ウエハエッジ検知手段移動機構３をノッチ開始位置の状態で停止させ、単純にならい制御を停止すると、次第に、照射領域の軌跡（露光軌跡）と、ウエハＷを円と仮想した時のエッジとの間にずれが生じ、図８（ｂ）に示すように、露光軌跡に設定した露光領域よりウエハＷの内側に食い込む場合や、逆に離れる場合がある。
例えばφ３００ｍｍのウェハを周辺露光するにおいて、露光幅の誤差は±０．２ｍｍが要求される。しかし、処理ステージの中心に対してウエハの中心が５ｍｍずれると、図８に示す「食い込み」の量が、０．２ｍｍ以上になる。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ノッチの部分は、ウエハエッジに沿って露光を行なわない周辺露光装置において、ウエハの偏心が大きい場合でも、ノッチが終わる位置において周辺露光の幅が急激に変化することを防ぐことができる周辺露光装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を本発明においては、次のようにして解決する。
（１）ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段を備え、ウエハエッジ検知手段によりウエハエッジを検知して、露光光の照射領域をウエハエッジに沿って移動させ、ウエハの周辺部を所定の露光幅で露光するとともに、ノッチ検知手段によりノッチが検出されたとき、ノッチ部分ではウエハエッジに沿って露光を行なわないようにした周辺露光装置において、あらかじめ、処理ステージに置かれたウエハのエッジ位置を演算しておき、露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、上記演算結果に基づき、ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、求めた円周位置に基づいて、照射領域の位置を移動制御する。
（２）周辺露光開始にあたって、ウエハが処理ステージに置かれたとき、ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の出力に基づき、処理ステージの回転中心に対するウエハの中心の偏心量を求めておく。
そして、露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、求めた偏心量から、ウエハをノッチが無い円と仮想した時の、ウエハ回転角度の対するウエハエッジの位置を演算し、該演算したウエハエッジの位置を露光するように、照射領域の位置を制御する。
本発明においては、上記のように、露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、求めた円周位置に基づいて、照射領域の位置を移動制御しているので、ウエハの回転中心と、ウエハの中心位置のずれ、すなわち、偏心量が大きくても、ノッチが終わる位置において周辺露光の幅が急激に変化することを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、前記図６に示した周辺露光装置を前提として、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施例の周辺露光装置の制御部の構成を示す図である。図１は前記図６において、制御部５０、および、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９、ウエハエッジ検知手段移動機構３を示したものであり、図１に示した部分以外の構成は、前記図６と同様である。
なお、図１に示すウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９は、ウエハエッジ検知手段４の投光部４１、ノッチ検知手段９の投光部９１から投光されるセンサ光のウエハＷ面への投光位置、すなわち、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９の検知位置を示している。
ウエハエッジ検知手段４は、前記図７に示したように、センサ光を投光する投光部４１と、該センサ光を受光する受光部４２とから構成され、投光部４１から受光部４２に投光されるセンサ光の光量によって増減する信号を制御部５０に出力する。
ノッチ検知手段９は、図７に示したようにセンサ光を投光する投光部９１と、該センサ光を受光する受光部９２とからなり、ウエハエッジ検知手段４の上流側に設けられ、ウエハエッジ検知手段移動機構３によりウエハエッジ検知手段４と一体に移動する。
【００１６】
本実施例では、ウエハＷが処理ステージ６上に偏心して載置され、ウエハエッジＥが、前記図８に示したようにウエハ回転角に対して径方向に変動することを考慮して、ノッチ検知手段９は、ウエハエッジ検知手段４よりも、広い範囲で発光、受光するものを用いる。
すなわち、図１に示すように、ノッチ検知手段９のセンサ光の投光範囲、検知範囲は、ウエハＷの円周方向では短く、ウエハの径方向では、ウエハエッジＥの径方向の移動範囲より長くなるように設定されている。
なお、ウエハエッジ検知手段４およびノッチ検知手段９は、投光部からの光量の変化を検知できるフォトセンサを用いる。
フォトセンサを用いる場合には、ウエハエッジ検知手段４として、例えば、ビーム状のセンサ光を投光する投光部４１と、該ビーム状のセンサ光を受光する受光部４２を用いる。また、ノッチ検知手段９としては、例えばセンサ光をレンズにより、ウエハＷの半径方向を長手方向とする長方形状の光束、例えばウエハＷの半径方向１０ｍｍ、円周方向３ｍｍの光束に成形してウエハＷ面に投光する投光部９１と、この形状のセンサ光をレンズで集光して、受光素子に入射させる受光部を用いる。
なお、後述するように、ウエハエッジ検知手段４およびノッチ検知手段９としてＣＣＤを用いてもよい。
【００１７】
ウエハエッジ検知手段移動機構３は、上記ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９およびこれらと一体に設けられた露光光照射部２を、ウエハの略中心方向に移動させるモータ（図示せず）と、該モータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）を備えている。
そして、制御部５０は、前記したならい制御時には、ウエハエッジ検知手段３の出力に基づき、ウエハエッジ検知手段移動機構３により、ウエハエッジ検知手段４が、常にウエハＷのエッジＥに沿って移動するように、露光光の照射領域Ｓを移動させる。
また、露光光の照射領域Ｓがノッチの部分に存在するときには、ウエハＷをノッチが無い円と仮想した時の、ウエハ回転角度の対するウエハエッジＥの位置をウエハＷの偏心量から演算し、上記エンコーダの出力と処理ステージ６の回転角に基づき、露光光の照射領域が該演算したウエハエッジＥの位置に沿って移動するように、ウエハエッジ検知手段移動機構３により露光光の照射領域Ｓを移動させる（このような制御を以下ではトラッキング制御という）。
【００１８】
制御部５０には、ウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９の出力に基づき偏心量を求める偏心量算出手段５１と、求めた偏心量を記憶する偏心量Δｘ，Δｙ記憶部５３と、ノッチ検知手段９の出力により、露光光の照射領域がノッチ位置にあることを検出するノッチ位置算出手段５２が設けられている。
トラッキング目標位置算出手段５４は、露光光の照射領域Ｓがノッチ位置にあるとき、処理ステージ６の回転角に基づきトラッキング制御時の目標値位置を算出する。該目標値は減算器５５ａに出力され、減算器５５ａにおいて、ウエハエッジ検知手段移動機構３に設けられたエンコーダの出力との偏差が求められ、該偏差はトラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６に出力される。トラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６は、トラッキング偏差をならい制御偏差に変換し、このならい制御偏差は、切換手段５８に出力される。
一方、減算器５５ｂで、ならい制御時の目標値５７とウエハエッジ検知手段４の出力との偏差が求められ、切換手段５８に出力される。
切換手段５８は露光光の照射領域がノッチ部に存在するとき（トラッキング制御時）にはａ側に切り換えられ、上記トラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６の出力であるならい制御偏差が制御演算手段５９に出力される。
また、露光光の照射領域がノッチ部に存在しないとき（ならい制御時）には、切換手段５８はｂ側に切り換えられ、減算器５５ｂの出力が制御演算手段５９に出力される。
制御演算手段５９は、上記減算器５５ｂあるいはトラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６が出力する制御偏差にＰＩＤ演算等の制御演算を施し、この出力は、ウエハエッジ検知手段移動機構３に与えられ、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９、露光光出射部２が一体で移動制御される。
【００１９】
図２は上記制御部５０における処理を示すフローチャートであり、同図を参照しながら本実施例の露光処理について説明する。
（１）周辺露光開始にあたって、ウエハエッジ検知手段移動機構３により、ウエハエッジ検知手段４が、原点位置からノッチ検知手段９とともに処理ステージ６の回転中心に向かって移動する。この時の、ウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９とがウエハエッジＥを検知する位置に基づき、制御部５０の偏心算出手段５１は、偏心量を以下のように求める（図２のステップＳ１，Ｓ２）。
【００２０】
図３は偏心量の計算方法を説明する図である。
図３において、ＯはウエハＷの回転中心（処理ステージ６の回転中心）、ＰはウエハＷを円と見なしたときの中心であり、ここでは点ＯをＸＹ座標系の座標原点とする。また、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９、露光光出射部２は、周辺露光開始時、原点位置からＹ軸に沿ってウエハエッジＥ方向に移動するものとし、これらが原点位置にあるときのウエハエッジ検知手段４の位置をトラッキング変位原点Ｑ（あるいは、単に原点位置Ｑという）とする。
ここで、各変数を次のように定義する。以下では、予め値が分かっている変数を「既知」、実測される値を「実測値」と表記している。
・Δｘ，Δｙ：ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを検出した（エッジを捕えた）時に計算されるウエハＷの偏心量。すなわち、以下の計算で求められる回転中心Ｏを座標原点としたときのウエハ中心Ｐの位置座標。
・ｒ　　：ウエハ半径（既知）。
・ｘｓ　：ウエハエッジ検知手段４とノッチ検知手段９との距離（既知）。
・ｙｔｓ：原点位置Ｑからウエハの回転中心Ｏまでの距離（既知）。
・ｙｔｒ：ウエハエッジ検知手段４が、原点位置ＱからウエハエッジＥを検出するまでに移動する距離（実測値）。
・ｙｅｔ：ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを検出したときの、ウエハＷの回転中心Ｏとウエハエッジ検知手段４との間の距離。すなわち、ｙｅｔ＝ｙｔｓ−ｙｔｒである。
・ｙｎｔ：ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを検出したときの、ウエハエッジ検知手段４の位置を基準とした、ノッチ検知手段９により検出されるウエハエッジＥの位置（実測値）。
なお、ノッチ検知手段９の出力と、ウエハエッジＥの位置との関係は、予めキャリブレーションにより求めておく。前記図１に示したようにノッチ検知手段９のセンサ光の投光範囲、検知範囲を、ウエハＷの円周方向では短く、ウエハの径方向では、ウエハエッジＥの径方向の移動範囲より長くなるように設定しておけば、ノッチ検知手段９の受光部９２で受光される光量によりウエハエッジＥの位置を求めることができ、実測によれば、ウエハエッジ位置と、受光量はほぼ線型の関係にあることが確認されている。
・ａ：ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを検出したときのウエハエッジ検知手段４の位置をＡとし、ノッチ検知手段９がウエハエッジＥと交差している点をＢとしたときの、点Ａと点Ｂの距離。すなわち、点Ｐ−Ａ−Ｂで形成される二等辺三角形の底辺の長さである。
【００２１】
以下、偏心量の算出について説明する。
（ｉ）　ウエハエッジ検知手段４が移動し、受光部４２の受光量が変化することによりウエハエッジＥが検出され、受光量が設定された量になった時点で停止する。この時の、原点位置Ｑからの上記移動距離ｙｔｒ（原点位置Ｑ−点Ａ間の距離）を求める。
（ｉｉ）この時にノッチ検知手段９がウエハエッジＥと交差する点Ｂの位置を求め、点Ｂの点Ａからの距離ｙｎｔを求める。なお、前記したように、あらかじめ実験により、ノッチ検知手段９の受光量とウエハエッジＥの位置との関係を求めておく。
（ｉｉｉ）　上記ｙｎｔ、ｙｔｒと、既知である原点位置Ｑから処理ステージ６の回転中心Ｏ（ウエハ回転中心）　までの距離（ｙｔｓ）、ウエハエッジ検知手段からノッチ検知手段までの距離（ｘｓ）、ウエハの半径（ｒ）とに基づき、処理ステージ６上のウエハＷの偏心量（回転中心に対するウエハの中心の位置）　を以下のようにして演算する。
すなわち、図３より、以下の（１）〜（４）式が成り立ち、ウエハＷの偏心量Δｘ，Δｙは以下の（５）式により求めることができる。
【００２２】
【数１】

【００２３】
上記偏心量の算出は、ウエハＷを処理ステージ６に載置し、ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを捕えた時に行われ、このときに求めた偏心量は、制御部５０の偏心量Δｘ，Δｙ記憶部５１に記憶される。
このように予め偏心量Δｘ，Δｙを求めて記憶しておけば、後述するように、ノッチ部分を露光する際、ウエハＷを円と仮想した時の、ウエハＷの回転角度に対するエッジＥの位置が計算することが可能となる。
【００２４】
（２）上記のようにウエハエッジ検知手段５により、ウエハエッジＥの位置が検出されると、前記従来例で説明したように露光光の照射を開始し、処理ステージ６によるウエハＷの回転を開始する（図２のステップＳ３，Ｓ４）
すなわち、図６で説明したように、シャッタ駆動機構１５を駆動してシャッタ１４を開き、露光光照射部２を介して、所定の照射領域Ｓを有する露光光をウエハＷの周辺部に照射する。
また、制御部５０は、シャッタ１４を開くとほぼ同時に、処理ステージ回転機構６１（図６参照）を駆動し、予め設定されている回転速度、角度範囲でウエハＷを回転させる。
この時、制御部５０のノッチ位置検出手段５２は、ノッチ検知手段９の出力に基づき、ウエハエッジ検知手段４（露光領域Ｓ）がノッチ部分にかかっているかを判別する（図２のステップＳ５）。
【００２５】
（３）ウエハエッジ検知手段４（露光光の照射領域Ｓ）がノッチ部分にかかっていない場合には、前記図６で説明したのと同様、ウエハエッジ検知手段４のセンサ光がウエハエッジＥに沿って移動するように、ウエハエッジ検知手段移動機構３により、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９、露光光出射部２を移動させ、所定の露光幅でウエハＷの周辺部を露光する（図２のステップＳ６）。
すなわち、制御部５０の切換手段５８がｂ側に切り換えられ、ウエハエッジ検知手段４の受光部４２で受光される受光量と、ならい制御時目標値５７との偏差が制御演算手段５９に与えられる。そして、制御演算手段５９の出力により、ウエハエッジ検知手段移動部３に設けられたモータ（図示せず）が駆動され、ウエハエッジ検知手段４のセンサ光がウエハエッジＥを沿って移動するように制御される。
【００２６】
（４）ウエハエッジ検知手段４（露光光の照射領域Ｓ）がノッチ部分にかかると、前記したように、ウエハＷの偏心量に基づき、ウエハＷをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、該円周位置をウエハエッジ検知手段４のセンサ光が沿うようなトラッキング目標位置を、処理ステージ６の回転角に基づきリアルタイムで算出する。そして、計算したトラッキング目標位置に沿って照射領域が移動するように、ウエハエッジ検知手段移動機構３のモータを制御する（図２のステップＳ７，Ｓ８）。
すなわち、制御部５０のトラッキング目標位置算出手段５２は、処理ステージ６の回転角と、偏心量Δｘ，Δｙ記憶部５３に記憶された偏心量に基づき、トラッキング目標位置をリアルタイム（演算周期は例えば５００μｓ）で算出する（トラッキング目標位置の算出については後述する）。
また、ウエハエッジ検知手段移動機構３には前記したようにエンコーダが設けられ、このエンコーダにより検出されるウエハエッジ検知手段４の前記原点位置Ｑからの位置信号が制御部５０の減算器５５ａに与えられる。
減算器５５ａは上記トラッキング目標位置と、ウエハエッジ検知手段４の位置信号との偏差を求めトラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６に出力する。　トラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６は、上記減算器５５が出力するトラッキング偏差をならい制御偏差に変換する。
すなわち、上記減算器５５ａが出力する偏差は、前記原点位置Ｑを基準とした、ウエハエッジ検知手段４の位置とトラッキング目標位置との偏差であり、ならい制御時におけるウエハエッジ検知手段４の受光量と、ならい制御時目標値５７との偏差とは必ずしも一致しない。そこで、上記のようにトラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６により、トラッキング偏差を、ならい制御偏差に相当した値に変換する。
一方、露光領域Ｓがノッチ位置にあるとき、ノッチ位置検出手段５２により、制御部５０の切換手段５８がａ側に切り換えられている。このため、トラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段５６の出力は切換手段５８を介して制御演算手段５９に与えられ、制御演算手段５９の出力により、ウエハエッジ検知手段移動部３に設けられたモータ（図示せず）が駆動される。そして、露光光の照射領域が、ウエハＷをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置（トラッキング目標位置）に沿って移動するように制御される。
【００２７】
次に上記ウエハＷをノッチＮが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求める計算方法について説明する。
図４は上記計算方法を説明する図である。なお、図４はわかり易いように、ウエハＷに対して、ウエハエッジ検知手段４がエッジＥに沿って移動するように描かれており、図３と同様、ＯはウエハＷの回転中心（処理ステージ６の回転中心）、ＰはウエハＷを円と見なしたときの中心であり、ここでは点ＯをＸＹ座標系の座標原点としている。また、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９、露光光出射部２は、周辺露光開始時、原点位置からＹ軸に沿ってウエハエッジＥ方向に移動するものとし、これらが原点位置にあるときのウエハエッジ検知手段４の位置を原点位置Ｑとする。
【００２８】
ここで、各変数を次のように定義する。以下では、予め値が分かっている変数を「既知」、実測される値を「実測値」と表記している。
・Δｘ，Δｙ：ウエハＷの偏心量（ウエハＷを処理ステージ６に載置した際に計算済）。
・ｒ　　：ウエハ半径（既知）。
・θｒ　：ウエハエッジ検知手段４がウエハエッジＥを検出したときのウエハＷの回転角を０としたウエハＷの回転角度（処理ステージ６のエンコーダの出力により求めた実測値）。
・ｒａ　：ウエハがθｒ回転したときの、処理ステージ６の回転中心（ウエハＷの回転中心）から、ウエハエッジ検知手段４が検出するウエハエッジＥまでの距離（計算で求める）。
・ｙｔｓ：原点位置Ｑ（トラッキング変位原点Ｑ）から回転中心までの距離（既知）。
・ｙｔｒａ：原点位置Ｑからウエハエッジ検知手段４が検出するウエハエッジＥまでの距離（計算で求める）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・ｘ，ｙ：ウエハＷをノッチの無い円とみなしたときの回転角θｒにおけるウエハエッジＥの位置座標。
【００２９】
図４から、以下の（６）〜（７）式の関係が成り立つ。（６）（７）式からｘ，ｙを消去して、二次方程式の解を求めると、次の（８）式が得られる。
ここで、上記解のうち＋のみを適用すると、ｒａは以下の（９）式となる。
また、図４からｙｔｒａ＋ｒａ＝ｙｔｓであるから、原点位置Ｑからウエハエッジ検知手段４が検出するウエハエッジＥまでの距離ｙｔｒａは、以下の（１０）式で求めることができる。
【００３０】
【数２】

【００３１】
（５）露光光照射領域がノッチ位置を通過すると、再び通常の、ウエハエッジＥによるならい制御に切り換え、ウエハＷの回転角度が終了位置に到達したかを調べる（図２のステップＳ９）。ウエハＷの回転角度が終了位置に到達していなければステップＳ５に戻り、上記（３）（４）による露光処理を行う。
そして、ウエハＷの回転角度が終了位置に到達すると、ウエハＷの回転を停止させ、露光光の照射を停止する（ステップＳ１０）。
【００３２】
以上では、ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９としてフォトセンサを用いる場合について説明したが、高価になるがＣＣＤラインセンサを用いても良い。
ウエハエッジ検知手段４、ノッチ検知手段９としてＣＣＤセンサを用い、ＣＣＤセンサとして、ウエハＷの径方向に所定以上の長さのものを用いれば、上記実施例のように、ウエハＷを処理ステージ６に載置したとき、ウエハエッジ検知手段４を、ウエハエッジを検出できる位置まで移動させることなく、偏心量を求めることができる。
すなわち、センサとしてＣＣＤを用いれば、ウエハエッジ検知手段４と、ノッチ検知手段９によりウエハＷのエッジ位置を直ちに求めることができるので、処理ステージ６にウエハＷを載置すると同時に、エッジＥを検出し、前記図２で説明した計算を行って、ウエハＷの偏心量を求めることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、ウエハを処理ステージに載置したとき、ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の出力を用いて、ウエハの回転中心とウエハ中心のずれ（偏心量）を求めておき、露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、求めた円周位置に基づいて、照射領域の位置を移動制御しているので、ノッチが終わる位置における、露光の幅の変化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の周辺露光装置の制御部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例の制御部における処理を示すフローチャートである。
【図３】偏心量の計算方法を説明する図である。
【図４】ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求める計算方法を説明する図である。
【図５】従来の周辺露光装置によりウエハの周辺が露光される様子を示す図である。
【図６】本発明の前提となる周辺露光装置の概略構成を示す図である。
【図７】ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の構成例を示す図である。
【図８】ノッチ部分でならい制御を停止することにより生ずるノッチ部分における露光領域の食い込みを説明する図である。
【符号の説明】
１　　　　　光源部
１１　　　　ランプ
１２　　　　集光鏡
１３　　　　ライトガイドファイバ
１３ａ　　　ライトガイドファイバの入射端面
１３ｂ　　　ライトガイドファイバの出射端面
１４　　　　シャッタ
１５　　　　シャッタ駆動機構
２　　　　　露光光照射部
３　　　　　ウエハエッジ検知手段移動機構
４　　　　　ウエハエッジ検知手段
４１，９１　投光部
４２，９２　受光部
５０　　　　制御部
５１　　　　偏心量算出手段
５２　　　　ノッチ位置算出手段
５３　　　　偏心量Δｘ，Δｙ記憶部
５４　　　　トラッキング目標位置算出手段
５５ａ，５５ｂ　減算器
５６　　　　トラッキング偏差／ならい制御偏差変換手段
５７　　　　ならい制御時の目標値
５８　　　　切換手段
５９　　　　制御演算手段
６　　　　　処理ステージ
６１　　　　処理ステージ回転機構
７　　　　　入力部
８　　　　　露光幅設定機構
９　　　　　ノッチ検知手段
Ａ　　　　　露光幅
Ｅ　　　　　エッジ
Ｎ　　　　　ノッチ
Ｓ　　　　　照射領域
Ｗ　　　　　ウエハ

Claims (2)

1. 外周部にノッチが形成され、フォトレジストが塗布されたウエハを回転させつつ、該ウエハの周辺部のフォトレジストに、露光光を照射することにより、該フォトレジストを露光する周辺露光装置であって、
   ウエハを載置して回転する処理ステージと、センサ光を投光する投光部と、該センサ光を受光する受光部とから構成される、ウエハエッジ検出手段と、
   上記ウエハエッジ検知手段を、原点位置から上記処理ステージの回転中心方向に移動させ、またその移動距離を検出するウエハエッジ検知手段移動機構と、
   上記ウエハエッジ検知手段の上流側に設けられ、上記ウエハエッジ検知手段と一体に構成された、上記ノッチを検出するノッチ検知手段と、
   上記露光光の照射領域を移動させる、照射領域移動機構と、
   上記投光部からセンサ光を上記ウエハの周辺部に投光し、
   該周辺部に遮光されなかったセンサ光を上記受光部で受光し、
   該受光部の受光量が一定になるように、上記ウエハエッジ検知手段移動機構を制御するとともに、
   上記照射領域を、上記ウエハエッジ検知手段の移動方向及び移動量と同じ方向に同じ量だけ移動するように、上記照射領域移動機構を制御する制御部と、を有するノッチ付ウエハの周辺露光装置において、
   上記制御部は、
   ウエハエッジ検知手段がウエハエッジを検出した時の位置情報と、その時にノッチ検知手段がウエハエッジと交差する点の位置情報とを求め、
   露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、上記位置情報から、ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、求めた円周位置に基づいて、上記照射領域移動機構を制御する
   ことを特徴とするノッチ付ウエハの周辺露光装置。
2. 上記制御部は、ウエハが処理ステージに置かれたとき、ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の出力に基づき、処理ステージの回転中心に対するウエハの中心の偏心量を求める偏心量算出手段と、求めた偏心量を記憶する記憶手段と、
   露光光の照射領域がノッチ部分に存在しないとき、照射領域が、上記ウエハエッジ検知手段の移動方向及び移動量と同じ方向に同じ量だけ移動するように、上記照射領域移動機構を制御し、
   露光光の照射領域がノッチの部分に存在するとき、上記記憶手段に記憶された偏心量に基づき、ウエハをノッチが無い円と見なしたときの該円の円周位置を求め、求めた円周位置に沿って照射領域が移動するように、上記照射領域移動機構を制御する照射領域移動機構制御手段を備えた　　　　　　　　　　　　　　　ことを特徴とする請求項１のノッチ付ウエハの周辺露光装置。

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