JP2006313862A - 周縁露光装置、塗布、現像装置及び周縁露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化を抑えながら高い基板の処理能力を有する周縁露光装置及び周縁露光方法を提供すること
【解決手段】光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが分割されるように、各々の基端側が当該光ビームの通路内に配置された第１及び第２の光路形成部材と、基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、基板の周縁部が前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置する第１の載置台と、基板の周縁部が前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置する第２の載置台と、第１及び第２の光路形成部材からの各々の光の照射を遮断する遮光手段とを備えるように周縁露光装置を構成する。共通の光源を用いて第１及び第２の載置台上の基板に対して例えば同時に周縁露光を行うことができるため高い処理能力を有しかつ装置の大型化を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レジスト等の感光材料が塗布された基板の周縁部に光を照射して露光を行う周縁露光装置、この周縁露光装置を用いた塗布現像装置及び周縁露光方法に関する。

半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板にレジストパターンを形成する装置として、例えばウエハに対してフォトレジスト（以下レジストという）を塗布し、また露光装置にて露光された後のウエハを現像する塗布、現像装置が用いられている。この塗布、現像装置においてレジストの塗布は具体的には例えば回転されたウエハ上にレジストを供給して、遠心力によって前記レジストがウエハの表面を拡がるように行われているため、レジストはウエハの表面全体に塗布されている。しかしウエハの周縁部（エッジ部）はパターン形成領域としてあまり利用されることはないため露光装置において当該周縁部が露光されないことがある。そのような場合前記レジストとしてポジ型レジストを用いると現像後も周縁部にレジストが残留するため、このレジストが例えばウエハの搬送の際に剥離してパーティクルとしてウエハ表面を汚染し、歩留り低下を招く原因となるおそれがある。

このような不具合を防ぐために塗布、現像装置においてはウエハの周縁部を露光する周縁露光装置が設けられている。この周縁露光装置は例えば前記塗布、現像装置とレジストパターンを形成するための露光処理を行う露光装置とを接続する役割を果たしているインターフェイス部に設けられ、例えば前記露光装置で露光処理を受ける前のウエハに対して当該周縁露光装置により周縁露光処理が行われ、その後の現像処理が行われることでウエハの周縁部の不要なレジストが除去されるようになっている。

しかし近年塗布、現像装置に要求されるウエハのスループットは上昇し、現在では例えば１時間あたり１８０枚から２００枚というスループットを達成することが求められている。スループットを向上させるために例えば前記インターフェイス部内において周縁露光装置を増設することが考えられているが、しかしそのようにするとインターフェイス部が大型化するか、あるいはインターフェイス部内に当該周縁露光装置のメンテナンスやランプ（光源）の交換を行うためのスペースが充分に確保されなくなるおそれがある。また周縁露光装置が増設されると各周縁露光装置に備えられた各光源からの放熱量の総和が大きくなり、この放熱によってインターフェイス部内の他のモジュールへ与える影響が大きくなることが懸念される。

なお特許文献１には小型化を図った周縁露光装置が示されているがこの装置はウエハの位置合わせ機構を簡略化することを課題としており、上述のようなスループットに関する課題の解決手段については示唆されていない。特許文献２にはスループットの向上を図った周縁露光装置が示されているが、複数の光源を備えることを前提とした装置構成であり、上述のような課題の解決手段は示唆されていない。
特開平１１−２１９８９４ 特開２００３−３４７１８７

本発明は、このような事情の下になされたものでありその目的は、装置の大型化を抑えながら高い基板の処理能力を有する周縁露光装置及び周縁露光方法を提供することである。また本発明の他の目的は前記周縁露光装置を用いることによりスループットの向上を図ることのできる塗布、現像装置を提供することである。

本発明の周縁露光装置は感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光装置において、前記光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが分割されるように、各々の基端側が当該光ビームの通路内に配置された第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材と、基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第１の載置台と、基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第２の載置台と、第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材からの各々の光の照射を遮断するための遮光手段と、を備えたことを特徴とする。

遮光手段は、例えば第１の光路形成部材により形成される光路を遮るための第１のシャッタ及び第２の光路形成部材により形成される光路を遮るための第２のシャッタを備えており、その場合は、例えば第１の光路部及び第２の光路部は、各々導光ロッドと導光ロッドからの光を集光するレンズとを含み、 第１のシャッタ及び第２のシャッタは、導光ロッドとレンズとの間に設けられている。また遮光手段は、第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材の各基端側の一方が光源からの光ビーム内に位置しかつ他方が前記光ビーム内に位置しない状態と、第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材の各基端側の両方が前記光ビーム内に位置する状態との間で、第１の光路形成部材及び第２の光路形成と前記光源とを相対的に移動させるための手段を含んでいてもよい。

本発明の他の周縁露光装置としては感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光装置において、前記光源からの光ビームが各々の基端側から入射される第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材と、前記光ビームが第１の光路形成部材の基端側及び第２の光路形成部材の基端側を交互に通過するように、前記光源と第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材とを相対的に移動させる手段と、基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第１の載置台と、基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第２の載置台と、を備えたことを特徴とする。

既述の周縁露光装置においては例えば前記第１の載置台及び第２の載置台が上下に配置されており、また前記第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材は、各々角型の導光ロッドを含み、光路形成部材の基端側は導光ロッドの基端側であってもよく、さらに前記光路形成部材は、石英ロッドの側周面に反射膜を成膜してなる導光ロッドを含んでいてもよい。

本発明の塗布、現像装置としては複数のウエハを収納したウエハキャリアが搬入されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出されたウエハの表面にレジスト液を塗布する塗布ユニット及び露光された後のウエハに現像液を供給して現像する現像ユニットが設けられた処理ブロックと、ウエハの表面に露光を行う露光装置に対して接続されるインターフェイス部と、を備えた塗布、現像装置において、レジスト膜が形成されたウエハに対して周縁露光を行うために、既述のの周縁露光装置を備えたことを特徴とする。

本発明の周縁露光方法としては感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光方法において、前記光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材に分割される工程と、基板を第１の載置台に載置して鉛直軸まわりに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、第１の載置台上の基板の周縁に対して露光が行われているときに、第２の光路形成部材からの光の照射を遮断する工程と、基板を第１の載置台に載置して鉛直軸まわりに回転させると共に第２の光路形成部材からの光の照射の遮断を解除しすることにより当該基板の周縁部を前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の周縁露光方法としては感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光方法において、前記光源からの光ビームが第１の光路形成部材の基端側を通過する位置となるように、前記光源と第１の光路形成部材とを相対的に移動させ、載置台に載置された基板を鉛直軸回りに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、前記光源からの光ビームが第１の光路形成部材の基端側から外れかつ第２の光路形成部材を通過する位置となるように、前記光源と第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材とを相対的に移動させ、載置台に載置された基板を鉛直軸回りに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、を含むことを特徴とする。

前記第１の載置台及び第２の載置台が上下に配置されていてもよく、また前記第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材は、各々角型の導光ロッドを含み、光路形成部材の基端側は導光ロッドの基端側であってもよい。

本発明によれば、光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材に分割されるように構成しているため、共通の光源を用いて第１の載置台上の基板及び第２の載置台上の基板に対して例えば同時に周縁露光を行うことができる。このため高い処理能力を有しかつ装置の大型化を抑えることができる。そして基板の周縁を効率よく露光するためには、光路形成部材である導光ロッドを角型にすることが有効であるが、その場合光源の円形のビームスポットの中に角型の第１の導光ロッド及び第２の導光ロッドを収めることにより、ビームの無駄な領域を少なくすることができ、結果としてエネルギーの節約につながる。更にまた第１の載置台及び第２の載置台を上下に配置することができ、そうすることで設置スペースを小さくできる。
また他の発明によれば、光源からの光ビームが第１の光路形成部材の基端側及び第２の光路形成部材の基端側を交互に通過するようにして、第１の載置台上の基板及び第２の載置台上の基板に対して順番に周縁露光を行うようにしているので、１台の載置台を用いる場合に比べて高い処理能力を有し、また光源が共通化しているため、周縁露光装置の大型化を抑えることができる。更にまた第１の載置台及び第２の載置台を上下に配置することができ、そうすることで周縁露光装置の設置スペースを小さくできる。
そしてまた本発明の周縁露光装置をレジストパターンを形成するための塗布、現像装置に組み込むことにより、塗布、現像装置の大型化を抑えながらスループットの向上を図ることができる。

以下に本発明に係る周縁露光方法を実施する周縁露光装置の実施の形態の一例として、感光材料の塗布液であるレジスト液が表面に塗布されることによりレジスト膜が形成された基板である半導体ウエハＷの周縁部を露光する周縁露光装置２について図１〜図３を参照しながら説明する。なおここで用いるウエハＷは例えば図３に示すように周縁部に当該ウエハＷの結晶方向の位置を示す切り欠き部であるノッチＮが設けられている。

周縁露光装置２は光源部２１、第１及び第２の露光部３Ａ，３Ｂ、第１及び第２の光路形成部４Ａ，４Ｂ、アライメント部６を備えている。光源部２１は例えば筺体２２を備え、筺体２２の内部には例えば超高圧水銀やキセノンフラッシュなどからなる放射状に光を発する光源２３が設けられている。光源２３の周囲には当該光源２３を覆うようにリフレクタ２４が設けられており、リフレクタ２４は光源２３から放射された光の一部を反射することで、第１及び第２の光路形成部４Ａ、４Ｂの第１の導光ロッド４２及び第２の導光ロッド８２の入射面に光をビームとして照射するように構成されるが詳しくは後述する。

光源部２１の下方には第１の露光部３Ａ及び第２の露光部３Ｂが下方に向けてこの順に積層されるように設けられている。第１の露光部３Ａは筺体３０を備え、例えばウエハＷの搬送領域に向かう筺体３０の側面にはウエハＷを筺体３０内に搬送するための搬送口３１が設けられている。搬送口３１が設けられた側を手前側とすると、筺体３０内の下部において手前側から奥側に向かってガイドレール３２が伸長しており、このガイドレール３２には基台３２ａがガイドされるように設けられている。基台３２ａの上部には回転機構３３が設けられ、また回転機構３３の上部にはウエハＷが載置される例えば円形状の第１の載置台であるステージ３４が設けられている。第１のステージ３４は前記回転機構３３を介して鉛直軸回りに回転自在に構成されるとともに、例えばウエハＷの裏面中央部を真空吸着することでウエハＷを水平に保持することができるバキュームチャックとして構成されている。また筐体３０内には例えばボールネジを用いた機構やプーリとベルトとを用いた機構からなる不図示の駆動部が設けられ、この駆動部を介して基台３２ａが回転機構３３及び第１のステージ３４を伴ってガイドレール３２に沿って移動できるように構成されている。このように構成されることで第１のステージ３４は後述する搬送機構５から手前側の所定位置（受け渡し位置とする）にてウエハＷを受け取り、当該ウエハＷを周縁露光が行われる奥側の所定位置（露光位置とする）へ搬送する。

第２の露光部３Ｂは第１のステージ３４に代えて第２の載置台であるステージ３５を備えており、この第２のステージ３５は第１のステージ３４と例えば同様に構成されている。その他の第２の露光部３Ｂにおける各部の構成は第１の露光部３Ａにおける各部の構成と同様である。

搬送機構５は例えば図２及び図３に示すようなウエハＷの裏面を支持する搬送アーム５１と搬送アーム５１を支持する搬送基体５２とを備え、搬送基体５２は例えば不図示の駆動部に接続されている。搬送アーム５１は前記搬送基体５２を介して例えば進退自在、昇降自在かつ鉛直軸周りに回転自在に構成されており、ウエハＷを支持した状態で搬送口３１を介して第１の露光部３Ａ及び第２の露光部３Ｂの筺体３０内に進入し、前記受け渡し位置に移動した第１及び第２のステージ３４，３５上にウエハＷを載置するようになっている。

続いてアライメント部６について説明すると、アライメント部６は第１及び第２の露光部３Ａ，３Ｂの夫々の筺体３０内において、例えばガイドレール３２の側方に設けられており、アライメント用光源６１、スリット６２ａが設けられた遮光板６２及びセンサ６３により構成されている。ウエハＷがステージ３４を介して露光位置に搬送されるとアライメント用光源６１から発せられてスリット６２ａを透過した光の一部はウエハＷの周縁部に遮られる。図４に鎖線でこの光束を示したがウエハＷに遮られずウエハＷの側方を通過した光はセンサ６３に照射される。ウエハＷがステージ３４，３５を介して回転した際のセンサ６３が感知する照射領域の変化に基づいて後述する制御部がウエハＷの中心位置とウエハＷの中心とステージ３４，３５の中心とのずれ量、及びノッチＮの向きを検出し、例えばノッチＮを所定方向に向けるようにステージ３４，３５が回転した後、前記中心位置に基づきステージ３４，３５がガイドレール３２に沿って移動しながら回転しつつ、後述するようにウエハＷの照射領域４０に露光ビームが照射されることで例えばウエハＷの周縁を均一な幅で露光できるようになっている。

続いて図５〜図７を用いて第１及び第２の光路形成部４Ａ，４Ｂについて説明する。第１の光路形成部４Ａは例えば内側、外側に２度カギ型に屈曲された構造を持つ外装管４１を備えており、外装管４１の基端側は光源部２１の筐体２２内に向けて伸長し、前記光源２３に向けて開口している。また外装管４１の先端側は第１の露光部３Ａの筺体３０内の奥側において例えば鉛直方向に向けて伸長している。外装管４１内には当該外装管４１の伸長方向に沿うように光路形成部材である例えば角型の第１の導光ロッド４２が設けられ、この例では光路を屈曲させるために垂直部分、水平部分、垂直部分の３つに分割されている。この第１の導光ロッド４２は例えば光の入射面（入射領域）と出射面（出射領域）とを除いた側周面が反射膜で成膜されており、この例ではクロムでメッキされている。前記入射面に光ビームが入射されると、その光ビームは図７に矢印で示すように前記側周面に衝突するごとに反射しながら第１の導光ロッド４２内を出射面へと進行することで側周面からの光の放散が抑えられ、出射面からは当該面内で均一な強度を有する光が出射されるようになっている。また外装管４１内の屈曲部には前記第１の導光ロッド４２から出射した光を先端側の第１の導光ロッド４２の入射面に向けて屈折させるためのミラー４３が設けられている。

外装管４１の下方には外装管４１と間隔をおいて筒体４５が、その開口部４５ａが前記外装管４１の開口部４１ａに向かうように設けられている。筒体４５の内部において上部から下部へ向けて光路形成部材である集光レンズ４６と例えば板状の遮光マスク４７とがこの順に設けられており、遮光マスク４７には例えば矩形状のスリット４８が開口し、露光スポットの形状を整えている。また光路形成部４Ａは遮光部材からなる第１のシャッタに相当するシャッタ４９ａを備えており、この第１のシャッタ４９ａは駆動部４９を介して前記外装管４１と筒体４５と間に例えば夫々の開口部４１ａ及び４５ａを覆うように進入できるように構成されている。

このように第１の光路形成部４Ａが構成されることで第１の露光部３ＡにおいてウエハＷに周縁露光が行われる際には、図５に模式的に示すように光源２３から発せられた光ビームが基端側の第１の導光ロッド４２に入射して各第１の導光ロッド４２間を伝わり、先端側の第１の導光ロッド４２の出射面から集光レンズ４６上に照射される。なお図５においては図が煩雑になるのを避けるために第１の導光ロッド４２は一本に省略している。集光レンズ４６は前記光ビームをスリット４８の周囲に向けて集光させ、スリット４８を透過した光ビームは第１の露光部３Ａにおいて露光位置に搬送されたウエハＷの周縁部の照射領域４０に照射されることで周縁露光が行われるようになっているが、このとき例えばスリット４８を透過した光ビームの一部はウエハＷの側方を通過するように周縁露光が行われる。
なお周縁露光が行われない場合には第１のシャッタ４９ａが筒体４５と外装管４１との間に進入することで第１の導光ロッド４２から集光レンズ４６への光ビームの照射が遮断されて、ウエハＷへの光ビームの照射を断つことができるようになっている。

続いて第２の光路形成部４Ｂについて説明するが、この第２の光路形成部４Ｂは前記光路形成部４Ａと略同様の構成を有しているので差異のある部分を中心に説明する。第２の光路形成部４Ｂは例えば鉛直方向に伸長した外装管８１を備えており、当該外装管８１は例えば第１の露光部３Ａの筺体３０を貫くように設けられ、その基端は光源部２１の筐体２２内に向けて伸長し、先端は露光部３Ｂの筺体３０内の奥側に向けて鉛直方向に伸長している。外装管８１の内部には例えば一本の光路形成部材である角型の第２の導光ロッド８２が外装管８１に沿うように設けられているが、この第２の導光ロッド８２は前記第１の導光ロッド４２と同様に構成されている。また第２の光路形成部４Ｂは第２の露光部３Ｂの筺体３０内において光路形成部４Ａと同様に集光レンズ４６と遮光マスク４７とが配設された筒体４５を備えており、筒体４５は外装管８１と間隔をおいて、また外装管８１の開口部８１ａと当該筒体４５の開口部４５ａとが互いに向かい合うように設けられている。以上説明した差異を除き第２の光路形成部４Ｂは第１の光路形成部４Ａと同様に構成されており、外装管８１の第２の導光ロッド８２から出射した光ビームは筒体４５の集光レンズ４６上に照射され、集光レンズ４６はスリット４８の周囲に向けて光を集光させる。そしてスリット４８を透過した光ビームは第２の露光部３Ｂにおいて第２のステージ３５を介して露光位置に搬送されたウエハＷの周縁部の照射領域４０に照射されるようになっているが、第１の光路形成部４Ａと同様に第２のシャッタであるシャッタ４９ｂが駆動部４９を介して筒体４５と外装管８１との間に進入することで外装管８１から筒体４５への光ビームの出射を遮断して、露光位置におけるウエハＷの周縁部への光ビームの照射を断つことができるようになっている。

ところで外装管８１の基端部は例えば前記外装管４１の基端部に隣接するように設けられており、図６（ａ）に示すように第１の導光ロッド４２の基端側の光の入射面と第２の導光ロッド８２の基端側の光の入射面とが、図中で示す光ビームの照射領域（ビームスポット）２５に含まれるように、つまり光ビームの横断面で見たときに両入射面が光ビーム内に収まるように設けられている。なおこの図６（ａ）は照射領域２５と第１の前記導光ロッド４２、８２の夫々の入射面との位置関係を模式的に示したものであるため外装管４１、８１は省略している。
このように導光ロッド４２、８２として角型のものを使う理由は、ウエハＷの外縁から例えば２ｍｍ内側に寄った幅狭のリング状領域を順次露光していくためには、円形状の露光スポットよりも角型の露光スポットの方が照射効率がよいからであり、このため導光ロッド４２、８２を角型としている。導光ロッド４２、８２の横断面の寸法は例えば１０ｍｍ×１５ｍｍであり光源２３の光ビームの断面形状は例えば直径３０ｍｍの円形状である。

ところで周縁露光装置には図示しない制御部が備えられている。この制御部は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には後述するような周縁露光装置２の作用、つまりウエハＷの処理、ウエハＷの受け渡しの制御などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納される。そして当該プログラムが制御部に読み出されることにより制御部は後述する周縁露光装置２の作用を制御する。なおこのプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記録媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

次に周縁露光装置２の作用について図８、図９を参照しながら説明する。図８（ａ）に示すように今、第１の露光部３ＡにおいてウエハＷ１の周縁露光処理が行われており、このとき搬送機構５により次のウエハＷ２が第２の露光部３Ｂの搬送口３１から第２の露光部３Ｂ内に進入しようとしているとする。第２の露光部３Ｂの第２のステージ３５は受け渡し位置に移動しておりこの第２のステージ３５上に搬送機構５からウエハＷ２が受け渡されて載置される（図８（ｂ））。そして第２のステージ３５はウエハＷ２を保持しつつ露光位置に搬送し、露光位置において既述のように回転することによりアライメント部６を介してノッチＮとウエハＷの中心位置とが検出される。その後シャッタ４９ｂが外装管４１と筒体４５との間から退避する（図８（ｃ））。既述のように光源部２１からの光ビームは第１の導光ロッド４２と第２の導光ロッド８２とに左右に分割され外装管８１の下端まで光ビームが導かれているため、シャッタ４９ｂを開くことによりこの光ビームがその下方の筒体４５内の集光レンズ４６により集光されてウエハＷ２の周縁部に照射される。より詳しくは光ビームが断続的にウエハＷ２の周縁部に照射される一方、光ビームのオン、オフに対応してウエハＷ２が断続的に回転する。ここで概略的な説明をすると、例えばウエハＷ２の全周に１パルス（光パルス）分のリング幅の露光を行う場合、ウエハＷ２の中心と回転中心とが一致していれば、ウエハＷ２を回転させるだけでよいが、両者にずれがある場合にはそのずれが修正されるようにして第２のステージ３５が図８中左右に移動する。即ち光ビームの照射領域におけるウエハＷ２の外線と回転中心とがウエハＷ２の半径よりも大きければその大きい分（回転中心とウエハＷ２の中心とが一致している状態におけるウエハＷ２の輪郭よりも飛び出ている分）だけ修正をするように第２のステージ３５が図８中右側に移動し、こうして各回転位置毎に先のアライメントデータに基づき第２のステージ３５が直線移動して中心のずれ分を修正しつつウエハＷ２が回転し、ウエハＷ２の全周に亘って光パルスが打ち込まれていく。なお周縁露光としては、ウエハＷの全周に亘ってリング状に露光する場合や、ウエハＷ上のＩＣチップ群の形成領域に対応して内側が階段状になるように露光する場合、あるいはウエハＷの全周に亘って露光せず、周の一部のみを露光する場合などが挙げられる。またウエハＷの周縁露光に加えて第１及び第２のステージ３４，３５を直線移動させて直線状に露光する工程を含むようにしてもよい。この直線露光は、ウエハＷ表面に形成した例えば識別コードを露出させるために行われる。

一方第２の露光部３Ｂにて周縁露光処理が続けられている間に第１の露光部３Ａにおいて所定の周縁露光処理が終了すると例えばウエハＷ１の周縁全体が露光されると、図９（ａ）に示すようにシャッタ４９ａが外装管４１と筒体４５との間に進入して、前記ウエハＷ１への露光ビームの供給が断たれ周縁露光処理が終了する。このように周縁露光処理が終わると第１の露光部３Ａのステージ３４が当該ウエハＷ１を受け渡し位置へと搬送するとともに搬送機構５が筺体３０に進入して搬送アーム５１がステージ３４から前記ウエハＷ１をすくい上げ、前記ウエハＷ１の裏面を保持して第１の露光部３Ａの筺体３０外へ退避する（図９（ｂ））。その後、搬送機構５は第１の露光部３Ａに次のウエハＷを搬送し当該ウエハＷは先のウエハＷ１と同様に露光位置に搬送され、ノッチＮとウエハＷの中心位置とが検出されて周縁露光が行われる。

この周縁露光装置２によれば、光源２３からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが第１の導光ロッド４２及び第２の導光ロッド８２に分割されるように構成されているため、光源２３を用いて第１の露光部３Ａの第１のステージ３４上に載置されたウエハＷ及び第２の露光部３Ｂの第２のステージ３５上に載置されたウエハＷに対して例えば同時に周縁露光を行うことができる。このため周縁露光装置２は高い処理能力を有しつつ大型化を抑えることができる。そしてウエハＷの周縁を効率よく露光するために、周縁露光装置２は夫々角型の第１及び第２の導光ロッド４１，８２を光路形成部材として備えているが、第１の導光ロッド４２の基端側の光の入射面と第２の導光ロッド８２の基端側の光の入射面とが、光源２３から照射される光ビームの照射領域２５に含まれるように、つまり光ビームの横断面で見たときに第１の導光ロッド４２の入射面と第２の導光ロッド８２の入射面とが前記光ビーム内に収まるように設けられていることにより、光ビームの無駄な領域を少なくすることができ、結果としてエネルギーの節約につながる。更にまた第１及び第２の露光部３Ａ，３Ｂが上下に積層されて設けられているため、当該周縁露光装置２の設置スペースを小さくできる。

なお既述の実施形態において第１の光路形成部４Ａの構成としては既述のものに限らず、例えば図１０（ａ）に示すような構成としてもよい。この例においては外装管４１内に当該外装管４１の伸長方向に沿うように基端側から先端側へ向けて導光ロッド４ａ、４ｂ、４ｃが設けられており、導光ロッド４ａ、４ｃは夫々既述の導光ロッド４２と同様に形成され、垂直方向に伸長している。導光ロッド４ｂは導光ロッド４２と略同様に構成されているが、その導光ロッド４ｂの基端側は導光ロッド４ａの光ビームの出射面の下方へと伸長し、導光ロッド４ｂの先端側は導光ロッド４ｃの光ビームの入射面の上方へと伸長している。この導光ロッド４ｂの表面は導光ロッド４ａの光ビームの出射面と導光ロッド４ｃの光ビームの入射面とに向かう部分を除いてクロムでメッキされるとともに、導光ロッド４ｂの基端面と側端面とが当該導光ロッド４ｂの側周面に対し夫々斜めに形成されることで図１０（ａ）に矢印で示すように導光ロッド４ａから導光ロッド４ｂに入射した光ビームが導光ロッド４ｂの基端面で反射されて導光ロッド４ｂ内を先端側へ向かい、その後前記光ビームが導光ロッド４ｂの先端面で反射されて導光ロッド４ｃに入射するようになっている。なおこの例では導光ロッド４ｂの基端面と導光ロッド４ｂの側周面とのなす角度θ１、導光ロッド４ｂの先端面と導光ロッド４ｃの側周面とのなす角度θ２は夫々４５°である。
さらに第１の光路形成部材４Ａの他の構成としては例えば最初に説明した実施形態の外装管４１内においてミラー４３の先端側にレンズ４３ａを設けて、図１０（ｂ）に点線で示すように基端側の導光ロッド４２から出射された光ビームがミラー４３により屈折されてレンズ４３ａに照射されると、集光レンズ４３ａが先端側の導光ロッド４２の入射面に向けて前記光ビームを照射するようにしてもよい。
なお光源２３から放射された光を集光レンズ４６に供給するための導光部材としては既述の導光ロッド４２，８２に限らず、例えば光ファイバーを用いてもよい。

本発明の構成は既述のような周縁露光装置２で示す構成に限られず、例えば露光部及び光路形成部の組を夫々３個以上設け、各露光部のウエハＷの照射領域４０に対して独立して光ビームが供給されるようにしてもよい。
また例えば図１１で示すように第１及び第２の露光部３Ａ，３Ｂを横方向に配列した構成であってもよい。この図で示す周縁露光装置の構成は既述した周縁露光装置２の各部の構成と略同一であるが、第１の光路形成部、第２の光路形成部を構成する各外装管はともに光源２１から放射される光ビームを集光レンズ４６に供給できるように屈曲され、その内部には例えば既述の周縁露光装置２の光路形成部４Ａの外装管４１と同様に導光部材である既述の第１の導光ロッド４２とミラー４３とが配設された構造となっている。

ところで周縁露光装置２においては光源２３から放射される光ビームが第１の露光部３Ａ及び第２の露光部３ＢにおけるウエハＷの照射領域に対して遮光手段により独立して給断されればよく、既述のような第１及び第２のシャッタ４９ａ，４９ｂにより露光ビームの光路を遮る構成に限られない。具体的には例えば既述の周縁露光装置２において第１及び第２のシャッタ４９ａ，４９ｂを設ける代わりに光源２３からの光ビーム（照射領域）２５と導光ロッド４２，８２とを光ビームに交差する方向例えば直交する方向に相対的に移動させる機構を設け、第１の露光部３Ａ及び第２の露光部３Ｂにおいて周縁露光が行われる場合には図１２（ａ）で示すように照射領域２５中に導光ロッド４２，８２の入射面が含まれ、第１の露光部３Ａにおいてのみ周縁露光を行われる場合には図１２（ｂ）で示すように照射領域２５中に第１の導光ロッド４２の入射面のみが含まれ、第２の露光部３Ｂにおいてのみ周縁露光を行われる場合には図１２（ｃ）で示すように照射領域２５中に第１の導光ロッド４２の入射面のみが含まれるようにされた構成であってもよい。
また前記光ビームが導光ロッド４２、８２の入射面の一方に照射されるように光源２３からの光ビームと導光ロッド４２，８２とを光ビームに交差する方向、例えば直交する方向に相対的に移動させる機構を設けてもよい。つまり図１３で示すように導光ロッド４２の入射面と導光ロッド８２の入射面とは同時に照射領域２５に含まれることがなく、いずれか一方が照射領域２５に含まれる。このような構成とすると第１の露光部３Ａ及び第２の露光部３Ｂにおいて同時にウエハＷに周縁露光を行うことはできないが、一方の露光部で周縁露光が行われている間に他方の露光部に対してウエハＷを搬入または搬出することができるためウエハＷの入れ替え時間が短縮される結果として、ウエハＷの処理能力の向上を図ることができる。

また既述の搬送機構５に代えて、例えば搬送基体を介して昇降自在かつ鉛直軸周りに回転自在に構成されるとともに夫々独立して進退自在な２枚の搬送アームが設けられた搬送機構５５により第１の露光部３Ａまたは第２の露光部３ＢにウエハＷを搬送する場合は、例えば図１４に示したようにウエハＷの搬送が行われてもよい。具体的に説明すると例えば一方の搬送アームにウエハＷ２が保持された状態で搬送機構５５が露光部３Ｂに近づき、ウエハを保持していない搬送アームが露光部３Ｂ内に進入して（図１４（ａ））、受け渡し位置に移動した露光部３Ｂのステージ３５から既に周縁露光が行われたウエハＷ１を受け取る（図１４（ｂ））。それに続いてウエハＷ２を保持した搬送アームが露光部ステージ３５に進入してウエハＷ２が受け渡される（図１４（ｃ））。

続いて既述した周縁露光装置２を塗布、現像装置に適用した場合の一実施の形態について説明する。図１５は前記塗布・現像装置を露光装置に接続してなるレジストパターン形成装置を示す平面図であり、図１６は同斜視図である。図中Ｂ１はウエハＷが、例えば１３枚密閉収納されたキャリア１を搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリア１を複数個並べて載置可能な載置部１０ａを備えたキャリアステーション１０と、このキャリアステーション１０から見て前方の壁面に設けられる開閉部１１と、開閉部１１を介してキャリア１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体１２にて周囲を囲まれる処理部（処理ブロック）Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した３個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２，Ａ３はキャリア載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されていて、ウエハＷは処理ブロックＢ２内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後一列に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁１３により囲まれる空間内に置かれている。また、図中１４は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。

前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱(ベーク)する加熱ユニット(ＰＡＢ)(図示せず)、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。また液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１６に示すように、レジストや現像液などの薬液収納部の上に反射防止膜形成ユニット(ＢＡＲＣ)１６、レジスト塗布ユニット(ＣＯＴ)１７、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット(ＤＥＶ)１８等を複数段例えば５段に積層して構成されている。

処理部Ｂ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部（インターフェイスブロック）Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。このインターフェイス部Ｂ３は、処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間に前後に設けられ、夫々例えば筐体で囲まれた搬送室９Ａ及び搬送室９Ｂにより構成されている。図１７を参照しながら説明すると搬送室９Ａの中央部には、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在かつ進退自在な搬送アーム９１Ａを備えた搬送機構９１が設けられ、この搬送機構９１は後述する受け渡しユニット（ＴＲＳ）９３，高精度温調ユニット９４，周縁露光ユニット９５及びバッファカセット９６及び前記処理ブロックＢ２に備えられた棚ユニットＵ３にアクセスし、これらの各ユニットとウエハＷの受け渡しを行うことができるように構成されている。

搬送機構９１を挟んでキャリア載置部Ｂ１側から見た右側に、受け渡しユニット（ＴＲＳ）９３及び例えば冷却プレートを有する２つの高精度温調ユニット９４が例えば上下に積層されて設けられている。また例えば前記ＴＲＳ９３の上方には周縁露光ユニット９５が設けられており、この周縁露光ユニット９５が既述の周縁露光装置２に相当する。一方、搬送機構９１を挟んでキャリア露光部Ｂ１側から見た左側には複数例えば１３枚のウエハＷを一時的に収容する２つのバッファカセット９６が、例えば２基上下に連続して設けられている。

搬送室９Ｂには昇降自在、鉛直軸回りに回転自在かつ進退自在な搬送アーム３２Ａを備えた搬送機構９２が設けられている。搬送室９Ａに面する搬送室９Ｂの筐体の側壁には例えば図示しない搬送口が設けられ、この搬送口を介して搬送機構９１と９２との間でウエハＷの受け渡しができるようになっている。また前記搬送室９Ｂの筐体の露光装置Ｂ４に面する側壁には搬送口９７、搬送口９８が設けられている。露光装置Ｂ４にはインターフェイス部Ｂ３からのウエハＷを受け取るステージ４０Ａとインターフェイス部Ｂ３に対して露光後のウエハＷを受け渡すステージ４０Ｂとが設けられ、搬送口９７を介してステージ４０Ａと搬送機構９２との間でウエハＷの受け渡しが、また搬送口９８を介してステージ４０Ｂと搬送機構９２との間でウエハＷの受け渡しが夫々行われるようになっている。

次に上述の実施形態の作用について説明する。先ず外部からウエハＷが収納されたカセットＣが載置部１０ａに載置されると、開閉部１１と共に密閉型カセットＣの蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。次いでウエハＷは第１の棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（ＴＲＳ１）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成ユニット１６にて、ウエハ表面に露光時の光の反射を防止するための膜である反射防止膜の形成が行われる。次にウエハＷは、塗布ユニット１７にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形成される。

レジストの液膜が形成されたウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニット（ＰＡＢ）にて例えば１００℃前後の温度で所定の第１の加熱処理が行われ、この後ウエハＷは、冷却ユニット（ＣＰＬ２）で所定の温度に冷却される。冷却されたウエハＷは搬送機構９１により搬送室９Ａ内に搬送され、周縁露光ユニット９５に搬入されて既述のように周縁露光処理を受ける。周縁露光処理を受けたウエハＷは搬送機構９１により高精度温調ユニット９４に搬送され、この高精度温調ユニット９４内においてウエハＷ表面の温度は露光装置Ｂ４内の温度に対応した設定温度に高精度に温調される。搬送機構９１はこの温調されたウエハＷを搬送機構９２に受け渡し、ウエハＷは搬送室９Ｂに搬送される。搬送機構９２は、搬送口９７を介してウエハＷを露光装置Ｂ４のステージ４０Ａに受け渡す。

露光装置Ｂ４にて露光処理を終えたウエハＷはステージ４０Ｂに載置された後、搬送機構９２を介して搬送室９Ｂ内に搬送される。続いて搬送機構９２と、搬送機構９１との間でウエハＷの受け渡しが行われ、搬送機構９１は受け取ったウエハＷを処理部Ｂ２の棚ユニットＵ３に含まれる第２の加熱ユニット（ＰＥＢ）に搬送する。

処理部Ｂ２におけるウエハＷの搬送について説明すると、ＰＥＢにおいて所定の加熱処理が行われ、この後ウエハＷは、冷却ユニット（ＣＰＬ２）で所定の温度に冷却される。なお加熱ユニット（ＰＡＢ）が水平移動する冷却プレートを備えている場合にはその冷却プレートで冷却される。次にウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送されて所定の現像処理が行われ、続いてウエハＷは主搬送手段Ａ３により取り出される。この後ウエハＷはメイン搬送機構Ａ２、Ａ３により加熱ユニット（ＰＯＳＴ）に搬送されて所定の加熱処理が行われ、次いで冷却ユニット（ＣＰＬ３）にて所定の温度に調整される。この後ウエハＷは、第１の棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＴＲＳ１を介してキャリア露光部Ｂ１における例えば元のキャリアＣに戻される。

このように本発明の周縁露光装置を塗布、現像装置に設けられる周縁露光ユニットとして適用することで、周線露光装置が設置されるインターフェイス部Ｂ３の大型化を抑えながら処理ブロックＢ２にて表面にレジストの膜が形成されたウエハＷに対して、既述したように２枚のウエハＷに対して例えば同時に周縁露光を行うことができるため、スループットを向上させることができる。

本発明における周縁露光装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。 前記周縁露光装置の縦断側面図である。 前記周縁露光装置の横断側面図である。 前記周縁露光装置を構成するアライメント部の説明図である。 前記周縁露光装置において形成される光路を示した説明図である。 前記周縁露光装置に備えられた光路形成部の構成を示した説明図である。 前記光路形成部に備えられた導光ロッドにおける光の進行を示した説明図である。 前記周縁露光装置を用いて周縁露光が行われる手順の一例を示した工程図である。 前記周縁露光装置を用いて周縁露光が行われる手順の一例を示した工程図である。 前記光路形成部の他の構成の一例を示した縦断側面図である。 本発明の他の周縁露光装置の実施の形態を示した断面図である。 本発明の他の周縁露光装置の実施の形態における照射領域と導光ロッドの入射面との位置関係を示した説明図である。 本発明の他の周縁露光装置の実施の形態における照射領域と導光ロッドの入射面との位置関係を示した説明図である。 本発明の周縁露光装置に対するウエハの搬送の一例を示した工程図である。 第１の実施形態における加熱装置が適用された塗布、現像装置の平面図である。 前記塗布、現像装置を示す斜視図である。 前記塗布、現像装置を構成するインターフェイス部の斜視図である。

符号の説明

２１ 光源部
２３ 光源
３４ 第１のステージ
３５ 第２のステージ
３Ａ 第１の露光部
３Ｂ 第２の露光部
４Ａ 第１の光路形成部
４Ｂ 第２の光路形成部
４２ 第１の導光ロッド
６ アライメント部
８２ 第２の導光ロッド
９５ 周縁露光ユニット

Claims (13)

1. 感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光装置において、
   前記光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが分割されるように、各々の基端側が当該光ビームの通路内に配置された第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材と、
   基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第１の載置台と、
   基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第２の載置台と、
   第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材からの各々の光の照射を遮断するための遮光手段と、
   を備えたことを特徴とする周縁露光装置。
2. 遮光手段は、第１の光路形成部材により形成される光路を遮るための第１のシャッタ及び第２の光路形成部材により形成される光路を遮るための第２のシャッタを備えたことを特徴とする請求項１記載の周縁露光装置。
3. 第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材は、各々導光ロッドと導光ロッドからの光を集光するレンズとを含み、
   第１のシャッタ及び第２のシャッタは、導光ロッドとレンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項２記載の周縁露光装置。
4. 遮光手段は、第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材の各基端側の一方が光源からの光ビーム内に位置しかつ他方が前記光ビーム内に位置しない状態と、第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材の各基端側の両方が前記光ビーム内に位置する状態との間で、第１の光路形成部材及び第２の光路形成と前記光源とを相対的に移動させるための手段を含むことを特徴とする請求項１記載の周縁露光装置。
5. 感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光装置において、
   前記光源からの光ビームが各々の基端側から入射される第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材と、
   前記光ビームが第１の光路形成部材の基端側及び第２の光路形成部材の基端側を交互に通過するように、前記光源と第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材とを相対的に移動させる手段と、
   基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第１の載置台と、
   基板を載置して鉛直軸まわりに回転自在に構成され、当該基板の周縁部が前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームの照射領域に位置するように設けられた第２の載置台と、を備えたことを特徴とする周縁露光装置。
6. 前記第１の載置台及び第２の載置台が上下に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の周縁露光装置。
7. 前記第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材は、各々角型の導光ロッドを含み、光路形成部材の基端側は導光ロッドの基端側であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の周縁露光装置。
8. 前記光路形成部材は、石英ロッドの側周面に反射膜を成膜してなる導光ロッドを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の周縁露光装置。
9. 複数のウエハを収納したウエハキャリアが搬入されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出されたウエハの表面にレジスト液を塗布する塗布ユニット及び露光された後のウエハに現像液を供給して現像する現像ユニットが設けられた処理ブロックと、ウエハの表面に露光を行う露光装置に対して接続されるインターフェイス部と、を備えた塗布、現像装置において、
   レジスト膜が形成されたウエハに対して周縁露光を行うために、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の周縁露光装置を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
10. 感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光方法において、
    前記光源からの光ビームの横断面で見たときに当該光ビームが第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材に分割される工程と、
    基板を第１の載置台に載置して鉛直軸まわりに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、
    第１の載置台上の基板の周縁に対して露光が行われているときに、第２の光路形成部材からの光の照射を遮断する工程と、
    基板を第１の載置台に載置して鉛直軸まわりに回転させると共に第２の光路形成部材からの光の照射の遮断を解除しすることにより当該基板の周縁部を前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、を含むことを特徴とする周縁露光方法。
11. 感光性の薄膜が形成された基板の周縁部を露光用の光源により露光する周縁露光方法において、
    前記光源からの光ビームが第１の光路形成部材の基端側を通過する位置となるように、前記光源と第１の光路形成部材とを相対的に移動させ、載置台に載置された基板を鉛直軸回りに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第１の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、
    前記光源からの光ビームが第１の光路形成部材の基端側から外れかつ第２の光路形成部材を通過する位置となるように、前記光源と第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材とを相対的に移動させ、載置台に載置された基板を鉛直軸回りに回転させると共に当該基板の周縁部を前記第２の光路形成部材の先端側からの光ビームにより露光する工程と、を含むことを特徴とする周縁露光方法。
12. 前記第１の載置台及び第２の載置台が上下に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１のいずれか一つに記載の周縁露光方法。
13. 前記第１の光路形成部材及び第２の光路形成部材は、各々角型の導光ロッドを含み、光路形成部材の基端側は導光ロッドの基端側であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一つに記載の周縁露光方法。
    

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