JP2544665B2 - ウエハ周辺露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、IC,LSI,その他のエレクトロニクス素子
に用いられる半導体ウエハにおいて、そのウエハ周辺部
の所定箇所を選択的に露光するウエハ周辺露光方法に関
するものである。

［従来の技術］ ICやLSI等の製造工程においては、微細パターンを形
成するにあたって、シリコンウエハ等の表面にレジスト
を塗布し、さらに露光，現像を行いレジストパターンを
形成することが行われる。次に、このレジストパターン
をマスクにしてイオン注入，エッチング，リフトオフ等
の加工が行われる。

通常、レジストの塗布はスピンコート法によって行わ
れる。スピンコート法はウエハ表面の中心位置にレジス
トを注ぎながらウエハを回転させ、遠心力によってウエ
ハの全表面にレジストを塗布するものである。

しかし、加工に利用されるのはウエハ表面全域ではな
い。即ち、レジストの塗布されたウエハはいろいろな処
理工程及びいろいろな方式で搬送や保管され、周辺部の
全周もしくはその一部を保持に利用するので、あまり周
辺部までは利用できない。また一般に周辺部では、回路
パターンが歪んで描かれたり、歩留りが悪かったりす
る。ところで、レジストがポジ型レジストの場合、パタ
ーン形成のための露光工程を経ても、このパターン形成
に利用しない周辺部のレジストは残留し、ウエハ周辺部
を機械的につかんで保持したり、ウエハ周辺部がウエハ
カセット等の収納器の壁にこすれたりして「ゴミ」の発
生源となる。このようにポジ型レジストの場合ウエハ周
辺部に残留した不要レジストが「ゴミ」となって歩留ま
りを低下させることは、特に集積回路の高機能化，微細
化が進みつつある現在、深刻な問題となっている。

そこで、このような現像後も残留したウエハ周辺部の
不要レジストを除去するため、パターン形成のための露
光工程とは別にウエハ周辺部の不要レジストを現像工程
で除去するための別途露光することが行われている。

第９図（イ），（ロ），（ハ）は、このような不要レ
ジスト除去のための従来のウエハ周辺露光方法の概略説
明図である。

搬送系（不図示）により回転ステージ２の上にウエハ
１を設置し、回転ステージ２を回転させ、センサ72によ
りウエハ１のオリエンテーションフラット1fを検出し、
このオリエンテーションフラット1fが概略所定の位置に
きた時、回転をとめ、次にオリエンテーションフラット
あて板74a及びピン74b,74c,74dによりセンタリングとオ
リエンテーションフラット1fの位置出しを行う。

上記の位置出し後、ウエハ１を回転させながらライド
ガイドファイバの出射端75より光照射し、円周部を露光
する。この回転運動（矢印76a）による露光では、第９
図（ハ）の如く露光されるため、オリエンテーションフ
ラット1fに沿った部分は完全に露光されず、さらにオリ
エンテーションフラット1fを所定の位置でとめ、オリエ
ンテーションフラット1fに平行して出射端75を動かし
（矢印76b）、露光することが必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来のウエハ周辺露光方法は、ウエハのエッジ
から一定幅を周状に露光していくものである。しかし、
ウエハの利用効率を考慮すると、歩留り低下を招かない
範囲で、できるだけ周辺部ぎりぎりまで利用したい、も
しくは保持用の爪が接触する数箇所のみの保持で、その
他のウエハ部分の全域を利用したい等の要請もある。

従って、ウエハ周辺部のうち、保持用の爪が接触する
箇所のみを選択的に露光する技術が必要になってくる。

ここで、上記ウエハ保持用の爪が接触する箇所として
指定されるウエハ周辺部の所定箇所を選択するのは、技
術的にはかなり困難である。

即ち、上記のウエハ周辺部の所定箇所の露光をウエハ
を回転させながら行う場合、ウエハが一定の角度の回転
をした時に、ライトガイドファイバの出射端を照射位置
に持ってくるとか、シャッタを開閉制御する等の方法が
考えられる。この方法における「一定の角度」とは、何
らかの特異点を基準にして、ウエハの利用設計上、予め
定められる角度によって決めることになる。この場合、
ウエハの回転中心と円周の中心とが一致していることが
前提になるので、回転中心と円周の中心とを一致させる
動作が必要になる。

従って、このウエハ周辺部の所定箇所の選択的な露光
は、ウエハのセンタリング動作が必要なため、かなり煩
雑な動作，機構を含み、処理時間が長くなってしまうと
いう問題がある。また、機械的なセンタリング動作では
精度上限界があり、露光位置の精度を上げることができ
ない。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたも
ので、ウエハのセンタリング動作，機構が不要で、露光
位置の精度の高いウエハ周辺部の所定箇所の選択的露光
方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明のウエハ周辺
露光方法は、ウエハの円周部分の半径〔ｒ〕と、ウエハ
の中心〔O_C〕からウエハのオリエンテーションフラット
部に降ろした第１の垂線〔O_CM〕を基準にして、該第１
の垂線〔O_CM〕とウエハ周辺部の全周でない特定区域の
露光開始位置〔D₁〕とウエハの中心〔O_C〕とを結ぶ第１
の線分〔O_CD₁〕とのなす角度〔∠MO_CD₁〕を指定角度φ
として予め記憶手段に記憶させておき、上記ウエハを回
転ステージに載置し、該回転ステージによりウエハを回
転させながら、回転ステージの回転中心〔O_T〕から上記
ウエハのオリエンテーションフラット部に降ろした第２
の垂線の足であるウエハの周縁の特異点〔O_F〕と上記回
転中心〔O_T〕とを結ぶ第２の線分〔O_TO_F〕を基準とした
回転ステージの回転角を検出し、露光光を照射する出射
端のウエハの径方向の位置を制御するとともに、上記回
転角がウエハを載置した際に発生するウエハの中心
〔O_C〕と回転ステージの回転中心〔O_T〕とのズレ量〔O_C
O_T〕を考慮して上記指定角度φを補正した角度であって
上記第２の線分〔O_TO_F〕と上記露光開始位置〔D₁〕と上
記回転中心〔O_T〕とを結ぶ第３の線分〔O_TD₁〕とのなす
角度〔∠O_FO_TD₁〕である露光角θ_Ｅになった時に、露光
光源部等に配置されるシャッタを開いて露光を開始し、
該シャッタの開閉を制御して、ウエハ周辺部の全周でな
い特定区域のみを部分的に露光するウエハ周辺露光方法
であって、上記露光を行う前に、ウエハを１回転（360
度）させながら回転するウエハの周縁を周縁検出用セン
サが常に検出するように該周縁検出用センサを上記回転
中心〔O_T〕に向けて直線移動させて位置を検出し、この
周縁検出用センサの位置の情報により、上記ウエハの周
縁の特異点〔O_F〕を検出し、上記回転中心〔O_T〕を通
り、いずれもオリエンテーションフラット部を通過せ
ず、互いに直交する第１の仮想直線と第２の仮想直線を
設定し、上記回転中心〔O_T〕を通り、上記第２の垂線と
直角である第３の仮想直線を設定し、上記周縁検出用セ
ンサの位置の情報により、上記ズレ量〔O_CO_T〕の上記第
１の仮想直線および第２の仮想直線に対する投影量であ
る第１の投影量〔ａ〕および第２の投影量〔ｂ〕を求
め、上記周縁検出用センサの位置の情報により、上記ズ
レ量〔O_CO_T〕の上記第３の仮想直線に対する投影量であ
る第３の投影量〔ｃ〕を求め、上記露光開始位置〔D₁〕
と上記ウエハの中心〔O_C〕とを通過する直線に上記回転
中心〔O_T〕から降ろした第３の垂線の足〔Ｓ〕と上記回
転中心〔O_T〕と上記露光開始位置〔D₁〕とが作る三角形
〔三角形O_TD₁S〕であって、上記第３の垂線の足〔Ｓ〕
と上記露光開始位置〔D₁〕と上記回転中心〔O_T〕とが作
る第１の角度〔∠SD₁O_T〕が、上記第２の線分〔O_TO_F〕
に対して上記指定角度φ〔∠MO_CD₁〕と等しい角度をな
す直線とウエハの外周部との交点である仮想露光開始位
置〔D₂〕と上記露光開始位置〔D₁〕との回転中心〔O_T〕
に対する中心角〔∠D₁O_TD₂〕である補正角αと等しい関
係にある三角形〔三角形O_TD₁S〕において、上記第１の
投影量〔ａ〕および第２の投影量〔ｂ〕とに基づき、上
記ズレ量〔O_CO_T〕を求め、該ズレ量〔O_CO_T〕と上記第３
の投影量〔ｃ〕とに基づき、第１の垂線と上記ズレ量
〔O_CO_T〕とのなす第２の角度（β）を求め、上記ズレ量
〔O_CO_T〕と上記第２の角度（β）と上記指定角度φ〔∠
MO_CD₁〕とに基づき、上記第３の垂線の足〔Ｓ〕と上記
回転中心〔O_T〕とを結ぶ第４の線分〔SO_T〕を求め、上
記ズレ量〔O_CO_T〕と上記第２の角度（β）と上記指定角
度φ〔∠MO_CD₁〕とに基づき、上記第３の垂線の足
〔Ｓ〕と上記ウエハの中心〔O_C〕とを結ぶ第５の線分
（SO_C〕を求め、上記第５の線分（SO_C〕と記憶しておい
た半径〔ｒ〕とに基づき、上記第３の垂線の足〔Ｓ〕と
上記露光開始位置〔D₁〕とを結ぶ第６の線分〔SD₁〕を
求め、上記第４の線分〔SO_T〕と上記第６の線分〔SD₁〕
とに基づき、第１の角度〔∠SD₁O_T〕を求めることによ
り上記補正角α〔∠D₁O_TD₂〕を求め、該補正角α〔∠D₁
O_TD₂〕と上記指定角度φ〔∠MO_CD₁〕をもとに上記露光
角θ_Ｅ〔∠O_FO_TD₁〕を決定するものである。

［作用］ 上記の方法を行うことにより、ウエハの中心と回転中
心とがズレていても、ウエハ周辺部の所定箇所の露光を
正確に行うことができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を説明する。

以下に、本発明の実施例のウエハ周辺露光方法の各ス
テップを概略的に説明する。

ステップＩ……ウエハを一回転（360度）回転させなが
ら、周縁検出用センサをウエハの周縁に追従して位置制
御させて、周縁を検出する。

ステップII……位置制御が行われている周縁検出用セン
サの位置の情報から、ウエハの周縁の特異点を算出す
る。

ステップIII……特異点を基準として回転中心と円周の
中心のズレ量を算出し、算出された回転中心と円周の中
心のズレ量から補正角αを算出し、補正角αと予め入力
された指定角φとによって露光角θ_Ｅを決定する。

ステップIV……再度ウエハを回転させて、決定された露
光角θ_Ｅに従いシャッタを制御し、ウエハ周辺部の所定
箇所の選択的露光を行う。

第１図は、本発明の実施例のウエハ周辺露光方法を実
施するための装置の概略説明図である。第１図中、１は
ウエハ、1pはウエハ周辺部、1eはウエハの周縁、２は回
転ステージ、３はメインコントローラ、４はステージ駆
動機構、５は回転角読み取り機構、６は周縁検出用セン
サとしての透過型のフォトセンサ、７は位置制御機構、
８は位置制御機構駆動回路、９は周縁検出用センサの位
置検出手段、10はサブコントローラ、11は記憶手段、12
は演算手段、13はシャッタ駆動機構、14はライトガイド
ファイバ、15は出射部、Ｅは露光光源部を示す。

まず、ステップＩについて説明する。

第２図は、第１図の装置におけるフォトセンサ６の位
置制御の説明図である。第１図において、フォトセンサ
６は常に回転するウエハの周縁1eを検出するように制御
される。即ち、第２図に示すように、発光器61からの光
を受けた受光器62の光電流は増幅器81で増幅され、比較
器82で比較される。比較器82の基準電圧は、第１図に示
す光軸Ｈが周縁1eに接するようフォトセンサ６を配置し
た際発生する光電流の値として予め設定される。比較器
82の出力信号は位置制御機構７に送られ、位置制御機構
７は、この比較器82からの信号により、発光器61及び受
光器62を一体に保持するフォトセンサ６を回転中心O_Tに
向けて直線移動させ、常にウエハの周縁1eを検出するよ
うに制御する。この位置制御機構７としては、具体的に
はサーボモータが用いられる。

位置制御機構７による位置制御を行っているときのフ
ォトセンサ６の位置の情報は、位置検出手段９によって
検出される。この位置検出手段９としては、例えば上記
位置制御機構７として用いられたサーボモータのパルス
をカウントするパルスカウンタなどが用いられる。例え
ば、サーボモータの１パルスのフォトセンサ６の移動距
離は予めわかるので、位置制御開始前の所定の退避位置
を基準点として、ある回転角度の時にパルスカウンタが
何パルスカウントしたかによって、フォトセンサ６の位
置を検出することができる。

位置検出手段９により検出されたフォトセンサ６の位
置の情報及び回転角読み取り機構５により読取られたウ
エハ１の回転角は、逐次記憶手段11に送られ記憶され
る。このようにして、ウエハ１を一回転（360度）回転
させ、各々の回転角でフォトセンサ６がどの位置にあっ
たかのデータが記憶手段11に蓄積される。記憶手段11と
しては、ICメモリが用いられる。

次に、ステップIIについて説明する。

第３図中、１はウエハ、O_Cはウエハの円周の中心、1f
はオリエンテーションフラット、O_Fは特異点の一例とし
てのオリエンテーションフラットの原点を示す。

特異点は、指定角の指定や露光角の決定等に必要な基
準点である。従来より、ウエハ１には結晶構造の方向性
を示すオリエンテーションフラット1fが設けられてお
り、本実施例ではこのオリエンテーションフラット1fを
検出して基準点とする。但し、オリエンテーションフラ
ット1fは長さF₁,F₂を有するので、特異点としては、回
転中心O_Tとオリエンテーションフラット1fに引いた垂線
とオリエンテーションフラット1fとの交点O_Fを選び、点
O_Fをオリエンテーションフラットの原点即ち特異点とす
る。この他、周縁に小さな切欠き等を設けてアライメン
ト等に利用するようなウエハも最近では使用されてお
り、この場合にこの切欠きを特異点としても良い。要は
何らかの基準となる点が判れば良い。

第４図は、位置検出手段に記憶されたフォトセンサの
位置と回転角との関係の説明図であり、そのうち同図
（イ）が実測値，同図（ロ）が微分値で示したものであ
る。

位置検出手段から送られたフォトセンサの位置の情報
は、位置制御機構７として用いられたサーボモータのパ
ルス数である。このパルス数ｎがフォトセンサの位置の
情報の実測値であり、これを第４図（イ）の縦軸とす
る。また、パルス数ｎを回転角度θで微分したdn/dθは
フォトセンサの変位量に相当し、この変位量dn/dθを第
４図（ロ）の縦軸とする。また、第４図の横軸は回転角
θである。尚、回転角θは第１図の回転角読み取り機構
５からのデータを使用せずに、回転ステージ２の回転の
角速度（ω）のデータを予め記憶手段11に入力してお
き、θ＝ωt,dθ＝ωdtの演算を演算手段12により行っ
て求めるようにしても良い。

ウエハの回転が始まり、周縁の位置変化に追従してフ
ォトセンサが移動すると、第４図（ロ）に点線で示すよ
うに、dn/dθの値が変化する。ここで、dn/dθが大きく
＋側，−側に変化している領域Ｆは、フォトセンサがオ
リエンテーションフラットの部分を検出している角度範
囲であると考えられる。さらに、該領域Ｆ内でdn/dθ＝
０となっているθ_０は、オリエンテーションフラットの
検出時にフォトセンサの変位量が０であるから、フォト
センサ６が最も回転中心O_T側に寄っている状態を示す。
この状態は、第３図に示すように、フォトセンサ６の光
軸Ｈが原点O_Fでウエハの周縁に接した状態であり、前記
θ_０を求めることにより、原点O_Fの位置を知ることが可
能となる。従って、第１図の演算手段12では、領域Ｆ内
でdn/dθ＝０となっている回転角θ_０を求める演算を行
う。

次に、ステップIIIについて説明する。

第５図は、指定角φと露光角θ_Ｅとの関係を説明する
図である。露光領域であるウエハ周辺部の所定箇所1pD
は、後の処理工程でのウエハ保持具が保持されるウエハ
周辺部の箇所の位置に従い指定される。

この所定箇所1pDは、ウエハの中心O_Cからオリフラ部
に降ろした垂線を基準とした指定角度φにより定めら
れ、第１図に示すように、予めメインコントローラ３に
入力される。第５図においては、角MO_CM₁が指定角度φ
となる。

一方、第１図に示す回転角読み取り機構５が読み取り
可能な角度は、回転ステージ２の回転角、すなわち、回
転中心O_Tと特異点O_Fとを結ぶ線分O_TO_Fを基準とした角度
である。

よって、指定角度φだけ回転ステージ２を回転させて
も、φ＝角O_FO_TD₂となるので所定箇所1pDが指定されな
いことになる。

第５図から明らかなように、ステップIVにおいて所定
箇所1pDを露光するには、角O_FO_TD₁だけ回転ステージ２
を回転させる必要がある。

ここで、 角MO_CM₁＝φ ＝角O_FO_TD₂ であるので、 角O_FO_TD₁＝角O_FO_TD₂＋角D₂O_TD₁ ＝φ＋角D₂O_TD₁ となる。

すなわち、予めメインコントローラ３で記憶しておい
た指定角度φを角D₂O_TD₁の分だけ補正すれば、所定箇所
1pDを指定することが可能となる。

ここで、角O_FO_TD₁を露光角θ_E,角D₂O_TD₁を補正角αで
表すと、 θ_Ｅ＝φ＋α となる。

補正角αは以下のように求められる。

第５図から明らかなように、線分O_CD₁と線分O_TD₂とは
平行であるので、補正角αは、 補正角α＝角D₂O_TD₁ ＝角O_TD₁O_C の関係にある。

よって、三角形O_TD₁O_Cに着目して、補正角αを求め
る。

第６図は、三角形O_TD₁O_Cを拡大して示したものであ
る。

ここで、線分O_TD₁の長さをx,線分O_CD₁の長さをr,線分
O_CO_Tの長さをd,角O_TO_CM＝角βとする。

また、O_TよりD₁とO_Cを通る直線に降ろした垂線の足を
Ｓとし、線分O_TSの長さをw,線分O_CSの長さをｚとする。

直角三角形SO_TD₁において、 ｘ cosα＝ｒ＋ｚ ・・・（１） ｘ sinα＝ｗ ・・・（２） の関係式が成立する。

直角三角形SO_TO_Cにおいて、 ｚ＝ｄ cos（角SO_CO_T） ＝ｄ cos｛180゜−（β＋φ）｝ ＝−ｄ cos（β＋φ） となるので、（１）式は、 ｘ cosα＝ｒ−ｄ cos（β＋φ） ｘ cosα＋ｄ cos（β＋φ）＝ｒ ・・・（３） となる。

一方、 ｗ＝ｄ sin（角SO_CO_T） ＝ｄ sin｛180゜−（β＋φ）｝ ＝ｄ sin（β＋φ） となるので、（２）式は、 ｘ sinα＝ｄ sin（β＋φ） ｘ＝ｄ sin（β＋φ）/sinα ・・・（４） となる。

ここで、（４）式を（３）式に代入すると、 ｛ｄ sin（β＋φ）/sinα｝・cosα＋ｄ cos（β＋
φ） ＝ｒ ｛ｄ sin（β＋φ）/tanα｝＋ｄ cos（β＋φ）＝ｒ tanα＝ｄ sin（β＋φ）／｛ｒ−ｄ cos（β＋
φ）｝ ＝sin（β＋φ）／｛（r/d）−cos（β＋φ）｝ となる。

よって、補正角αは、 α＝tan^-1［sin（β＋φ）／｛（r/d）−cos（β＋
φ）｝］ ・・・（５） として求められる。

すなわち、ウエハの半径であるr,指定角度φは既知で
あるので、（５）式における未知数β,dを求めることに
より、補正角αが求められる。

第６図において、O_Tから線分O_CMに降ろした垂線の足
をT,線分O_CO_Tを斜辺として、かつ、三角形O_CO_TD₁の外側
に作る任意の直角三角形の頂点をＵとする。

また、線分O_CUの長さをa,線分O_TUの長さをb,線分O_TT
の長さをc,線分O_CTの長さをｙとする。

すると、直角三角形O_TO_CUにおいて、 ｄ＝（a²＋b²）^1/2 ・・・（６） となる。

また、直角三角形O_CO_TTにおいて、 β＝tan^-1（c/y） となる。

ここで、 ｙ＝（d²−c²）^1/2 ＝（a²＋b²−c²）^1/2 であるので、 β＝tan^-1｛c/（a²＋b²−c²）^1/2｝ ・・・（７） となる。

すなわち、（６），（７）式より、a,b,cが求まれ
ば、補正角αが求められることになる。

第7,8図は、a,b,cを求める演算を説明するための図で
ある。

第７図から明らかなように、第６図におけるa,b,c
は、回転中心O_Tを通る仮想線分AA′,BB′,CC′への線分
O_TO_Cの投影像の長さである。

すなわち、ウエハの中心O_Cと回転中心O_Tとのズレ量で
ある線分O_TO_Cを、回転中心O_Tを通る仮想線分AA′,BB′,
CC′へ投影したズレ量である線分O_TP,O_TQ,O_TRの長さ
が、それぞれ、a,b,cとなる。

第６図から明らかなように、線分O_TTと実際に既知で
ある回転中心O_Tと特異点O_Fの作る線分O_TO_Fとは互いに直
交するので、仮想線分CC′は線分O_TO_Fに対し、90゜の角
度で交わるように定める必要がある。

一方、仮想線分AA′と仮想線分BB′の定め方は任意で
あるが、第６図から明らかなように、長さがａである線
分O_CUと長さがｂである線分O_TUとは互いに直交するの
で、仮想線分AA′と仮想線分BB′とは互いに直交関係を
有する必要がある。

第７図に示すように、点A,A′,B,B′,C,C′がすべて
ウエハの円周部上にあるように仮想線分AA′,BB′,CC′
を定めておけば、仮想線分AA′,BB′,CC′はウエハ円周
の弦となる。よって、点P,Q,Rは仮想線分AA′,BB′,C
C′の中点となる。

従って、仮想線分AA′,BB′,CC′の中点P,Q,Rと回転
中心O_Tとの距離が、それぞれ′a,b,cとなる。

以下、第１図に示すフォトセンサ６の情報から、仮想
線分AA′,BB′,CC′の中点P,Q,Rと回転中心O_Tとの距離
の求め方について、第７図および第８図を用いて説明す
る。ここで、第８図は、フォトセンサの位置情報のデー
タから上記仮想線分の中点と回転中心との距離を求める
演算の説明図である。

第７図に示すように、回転中心O_Tとオリエンテーショ
ンフラットの原点、すなわち特異点O_Fを結ぶ線分O_TO_Fを
基準に、θ₁,θ₂,θ₃,θ₄,θ₅,θ_６の角度回転したとき
のウエハ円周上の点をそれぞれA,C,B,A′,C′,B′とす
る。上記各点のうち、ＡとＡ′,BとＢ′,CとＣ′とを結
ぶ線分を仮想線分AA′,BB′,CC′とする。

よって、 θ_４＝θ_１＋180゜ θ_５＝θ_２＋180゜ θ_６＝θ_３＋180゜ の関係が成立する。

一方、先に述べたように、仮想線分CC′は線分O_TO_F対
し90゜の角度で交わり、仮想線分AA′と仮想線分BB′と
は互いに直交関係を有するように定める必要があるの
で、点O_Fでの角度をθ_０とすると、 θ_２＝θ_０＋90゜ θ_３＝θ_１＋90゜ の関係が必要となる。

また、点A,B′がオリエンテーションフラット上にな
らないように、θ_１を設定する必要がある。

第７図においては、 θ_１……45゜ θ_２……90゜ θ_３……135゜ θ_４……225゜ θ_５……275゜ θ_６……315゜ とした。

先に述べたように、第１図に示すフォトセンサ６の位
置情報は、例えば位置制御機構７に用いられるサーボモ
ータのパルス数で与えられる。

よって、第８図において、上記フォトセンサ６が点Ａ
の地点を検出したときのフォトセンサ６の位置情報をｎ
（θ_１），点Ａ′の地点を検出したときのフォトセンサ
６の位置情報をｎ（θ_４）とすると、 AO_T−Ａ′O_Tはｎ（θ_４）−ｎ（θ_１）として表され
る。

点Ｐは仮想線分AA′の中点だから、 AP＝Ａ′Ｐ＝ｌ とすると、中点Ｐと回転中心O_Tとの距離O_TP、すなわ
ち、ウエハの中心O_Cと回転中心O_Tとのズレ量である線分
O_TO_Cを仮想成分AA′投影したズレ量である線分O_TPの長
さａは、 ａ（＝O_TP）＝AO_T−ｌ ａ（＝O_TP）＝ｌ−Ａ′O_T となる。ゆえに、 ａ＝1/2・AO_T−Ａ′O_T となり、 ａは1/2・｛ｎ（θ_４）−ｎ（θ_１）｝として表され
る。

従って、点A,A′でのフォトセンサ６の位置情報ｎ
（θ_１）,n（θ_４）を知ることによって、距離O_TP、す
なわち、長さａを求めることができる。また、ｎ
（θ_４）−ｎ（θ_１）の符号を調べることにより、線分
O_TPの向きも知ることができる。

ｎ（θ_１）,n（θ_４）の値は、第４図（イ）に図示し
たように第１図の記憶手段11に記憶されたデータ中にあ
るから、上記θ₁,θ_４を指定してサンプリングし、上記
演算を演算手段12により行えばよい。

同様にして、第７図に示す線分O_TQの向きおよび長さ
ｂは、ｎ（θ_２）,n（θ_５）のデータより、線分O_TRの
向きおよび長さｃは、ｎ（θ_３）,n（θ_６）のデータよ
り求められる。

以上、ステップIIIをまとめると以下のようになる。

（イ）上記、θ₁,θ₂,θ₃,θ₄,θ₅,θ_６を指定して、記
憶手段11に記憶されているデータから、ｎ（θ_１）,n
（θ_２）,n（θ_３）,n（θ_４）,n（θ_５）,n（θ_６）を
サンプリングする。

（ロ）上記サンプリングデータを用いて、演算手段12に
より、ウエハ中心O_Cと回転中心O_Tとのズレ量である線分
O_TO_Cを回転中心O_Tを通る仮想線分AA′,BB′,CC′，へ投
影したズレ量である線分O_TP,O_TQ,O_TRの長さa,b,cを求め
る。

これらの長さa,b,cは、先に述べたように、第６図に
おける長さa,b,cとなる。

（ハ）記憶手段11、演算手段12からなるサブコントロー
ラ10から送出される上記長さa,b,cの情報をもとに、第
１図のメインコントローラ３に内蔵された演算手段によ
り、式（６），（７）の演算を行って、第６図に示すｄ
およびβを求める。

（ニ）求めたd,βならびに、既知であるウエハの半径で
あるr,指定角度であるφをもとに式（５）における演算
を行って補正角αを求める。

（ホ）求められた補正角αならびに指定角度φを用い
て、θ_Ｅ＝φ＋αを計算して、露光角θ_Ｅを得る。

次に、ステップIVについて説明する。

第１図において、露光光源部Ｅは、ショートアーク型
の水銀ランプ等の光源ランプE1、光源ランプE1からの光
をライドガイドファイバ14に集光，入射せしめる楕円集
光鏡E2及び平面鏡E3、シャッタE4等からなる。露光光源
部Ｅからの光はライトガイドファイバ14により導かれ、
内部に投影レンズを有する出射部15によりウエハ周辺部
の所定箇所に投影露光される。出射部15は後述の露光角
θ_Ｅを有する周縁1e上の点を含む所定の部分を露光する
よう（すなわち、周縁1eから所定の露光幅で露光するよ
う）フォトセンサ６に取り付けられている。

先に述べたように発光器61及び受光器62を一体に保持
するフォトセンサ６は、位置制御機構７により常にウエ
ハの周縁1eを検出するように制御される。

すなわち、出射部15はフォトセンサ６に取り付けられ
ているので、常にウエハの周縁1eをある一定の幅で露光
するように位置する。

第１図において、回転ステージ２が再度回転を始める
と、位置制御機構７はフォトセンサ６からの信号に基づ
いてフォトセンサ６に取り付けられている出射端15を常
にウエハの周縁1eをある一定の幅で露光するように位置
させるとともに、回転角読み取り機構５は回転角を読み
取り、回転角のモニタ信号をメインコントローラ３に送
出する。メインコントローラ３に送られる。メインコン
トローラ３が、回転角が露光角θ_Ｅになったとの信号を
受け取ると、シャッタ駆動機構13にシャッタ駆動信号を
送り、所定時間シャッタE4が開いて、ウエハ周辺部の所
定箇所の露光が行われる。尚、回転初期に出射部15のあ
る位置が基準点であるオリエンテーションフラットの原
点O_Fを露光する位置にあるとは限らない。そこで、ステ
ップＩでの１回転（360度）の終了時に、原点O_Fがどの
位置にあったかは、ステップIIにおける特異点の算出に
より判るので、具体的には露光角θ_Ｅに前記θ_０を加
え、回転角がθ_０＋θ_Ｅになった時に、シャッタE4を駆
動するようにする。

また、シャッタ開時間は、露光すべきウエハ周辺部の
所定箇所の周方向の長さに従い、予め決定され、メイン
コントローラ３に入力される。

また、本実施例では、周縁検出用センサとして透過型
のフォトセンサ６を用いたが、これに限られず、反射型
のフォトセンサや磁気センサ等の各種のセンサの使用が
可能である。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明によれば、ウエハの円
周部分の半径〔ｒ〕と、ウエハの中心〔O_C〕からウエハ
のオリエンテーションフラット部に降ろした第１の垂線
〔O_CM〕を基準にして、該第１の垂線〔O_CM〕とウエハ周
辺部の全周でない特定区域の露光開始位置〔D₁〕とウエ
ハの中心〔O_C〕とを結ぶ第１の線分〔O_CD₁〕とのなす角
度〔∠MO_CD₁〕を指定角度φとして予め記憶手段に記憶
させておき、上記ウエハを回転ステージに載置し、該回
転ステージによりウエハを回転させながら、回転ステー
ジの回転中心〔O_T〕から上記ウエハのオリエンテーショ
ンフラット部に降ろした第２の垂線の足であるウエハの
周縁の特異点〔O_F〕と上記回転中心〔O_T〕とを結ぶ第２
の線分〔O_TO_F〕を基準とした回転ステージの回転角を検
出し、上記回転角がウエハを載置した際に発生するウエ
ハの中心〔O_C〕と回転ステージの回転中心〔O_T〕とのズ
レ量〔O_CO_T〕を考慮して上記指定角度φを補正した角度
であって上記第２の線分〔O_TO_F〕と上記露光開始位置
〔D₁〕と上記回転中心〔O_T〕とを結ぶ第３の線分〔O
_TD₁〕とのなす角度〔∠O_FO_TD₁〕である露光角θ_Ｅにな
った時に、ライトガイドファイバの出射端がウエハ周縁
から常に所定の位置にあるように位置制御しつつ露光光
源部等に配置されるシャッタの開閉を制御しながら露光
するので、ウエハのセンタリングの機構、動作が不要で
かつ露光位置の精度の高いウエハ周辺部の全周でない特
定区域を露光するウエハ周辺露光方法となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のウエハ周辺露光方法を実施
するための装置の概略説明図である。 第２図は、第１図の装置におけるフォトセンサの位置制
御の説明図である。 第３図は、本発明の実施例における特異点を説明するた
めの図である。 第４図は、位置検出手段に記憶されたフォトセンサの位
置情報と回転角との関係の説明図であり、そのうち同図
（イ）が実測値，同図（ロ）が微分値で示したものであ
る。 第５図は、指定角度φと露光角θ_Ｅとの関係を説明する
図である。 第６図は、三角形O_TD₁O_Cを拡大して示した図である。 第７図および第８図は、フォトセンサの位置情報のデー
タから仮想線分AA′,BB′,CC′の中点P,Q,RとＰ回転中
心O_Tとの距離の求め方について説明する図である。 第９図（イ），（ロ），（ハ）は、従来のウエハ周辺露
光方法の概略説明図である。 図中、 1:半導体ウエハ 2:回転ステージ 3:メインコントローラ 5:回転角読み取り機構 6:周縁検出用センサとしてのフォトセンサ 7:位置制御機構 9:位置検出手段 10:サブコントローラ E:露光光源部 E4:シャッタ 1pD:ウエハ周辺部の所定箇所 1e:周縁 O_C:円周の中心 O_F:特異点としてのオリエンテーションフラットの原点 O_T:回転中心

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハの円周部分の半径〔ｒ〕と、ウエハ
   の中心〔O_C〕からウエハのオリエンテーションフラット
   部に降ろした第１の垂線〔O_CM〕を基準にして、該第１
   の垂線〔O_CM〕とウエハ周辺部の全周でない特定区域の
   露光開始位置〔D₁〕とウエハの中心〔O_C〕とを結ぶ第１
   の線分〔O_CD₁〕とのなす角度〔∠MO_CD₁〕を指定角度φ
   として予め記憶手段に記憶させておき、上記ウエハを回
   転ステージに載置し、該回転ステージによりウエハを回
   転させながら、回転ステージの回転中心〔O_T〕から上記
   ウエハのオリエンテーションフラット部に降ろした第２
   の垂線の足であるウエハの周縁の特異点〔O_F〕と上記回
   転中心〔O_T〕とを結ぶ第２の線分〔O_TO_F〕を基準とした
   回転ステージの回転角を検出し、露光光を照射する出射
   端のウエハの径方向の位置を制御するとともに、上記回
   転角がウエハを載置した際に発生するウエハの中心
   〔O_C〕と回転ステージの回転中心〔O_T〕とのズレ量〔O_C
   O_T〕を考慮して上記指定角度φを補正した角度であって
   上記第２の線分〔O_TO_F〕と上記露光開始位置〔D₁〕と上
   記回転中心〔O_T〕とを結ぶ第３の線分〔O_TD₁〕とのなす
   角度〔∠O_FO_TD₁〕である露光角θ_Ｅになった時に、露光
   光源部等に配置されるシャッタを開いて露光を開始し、
   該シャッタの開閉を制御して、ウエハ周辺部の全周でな
   い特定区域のみを部分的に露光するウエハ周辺露光方法
   であって、 上記露光を行う前に、ウエハを１回転（360度）させな
   がら回転するウエハの周縁を周縁検出用センサが常に検
   出するように該周縁検出用センサを上記回転中心〔O_T〕
   に向けて直線移動させて位置を検出し、 この周縁検出用センサの位置の情報により、上記ウエハ
   の周縁の特異点〔O_F〕を検出し、 上記回転中心〔O_T〕を通り、いずれもオリエンテーショ
   ンフラット部を通過せず、互いに直交する第１の仮想直
   線と第２の仮想直線を設定し、 上記回転中心〔O_T〕を通り、上記第２の垂線と直角であ
   る第３の仮想直線を設定し、 上記周縁検出用センサの位置の情報により、上記ズレ量
   〔O_CO_T〕の上記第１の仮想直線および第２の仮想直線に
   対する投影量である第１の投影量〔ａ〕および第２の投
   影量〔ｂ〕を求め、 上記周縁検出用センサの位置の情報により、上記ズレ量
   〔O_CO_T〕の上記第３の仮想直線に対する投影量である第
   ３の投影量〔ｃ〕を求め、 上記露光開始位置〔D₁〕と上記ウエハの中心〔O_C〕とを
   通過する直線に上記回転中心〔O_T〕から降ろした第３の
   垂線の足〔Ｓ〕と上記回転中心〔O_T〕と上記露光開始位
   置〔D₁〕とが作る三角形〔三角形O_TD₁S〕であって、上
   記第３の垂線の足〔Ｓ〕と上記露光開始位置〔D₁〕と上
   記回転中心〔O_T〕とが作る第１の角度〔∠SD₁O_T〕が、
   上記第２の線分〔O_TO_F〕に対して上記指定角度φ〔∠MO
   _CD₁〕と等しい角度をなす直線とウエハの外周部との交
   点である仮想露光開始位置〔D₂〕と上記露光開始位置
   〔D₁〕との回転中心〔O_T〕に対する中心角〔∠D₁O_TD₂〕
   である補正角αと等しい関係にある三角形〔三角形O_TD₁
   S〕において、 上記第１の投影量〔ａ〕および第２の投影量〔ｂ〕とに
   基づき、上記ズレ量〔O_CO_T〕を求め、 該ズレ量〔O_CO_T〕と上記第３の投影量〔ｃ〕とに基づ
   き、第１の垂線と上記ズレ量〔O_CO_T〕とのなす第２の角
   度（β）を求め、 上記ズレ量〔O_CO_T〕と上記第２の角度（β）と上記指定
   角度φ〔∠MO_CD₁〕とに基づき、上記第３の垂線の足
   〔Ｓ〕と上記回転中心〔O_T〕とを結ぶ第４の線分〔S
   O_T〕を求め、 上記ズレ量〔O_CO_T〕と上記第２の角度（β）と上記指定
   角度φ〔∠MO_CD₁〕とに基づき、上記第３の垂線の足
   〔Ｓ〕と上記ウエハの中心〔O_C〕とを結ぶ第５の線分
   （SO_C〕を求め、 上記第５の線分（SO_C〕と記憶しておいた半径〔ｒ〕と
   に基づき、上記第３の垂線の足〔Ｓ〕と上記露光開始位
   置〔D₁〕とを結ぶ第６の線分〔SD₁〕を求め、 上記第４の線分〔SO_T〕と上記第６の線分〔SD₁〕とに基
   づき、第１の角度〔∠SD₁O_T〕を求めることにより上記
   補正角α〔∠D₁O_TD₂〕を求め、 該補正角α〔∠D₁O_TD₂〕と上記指定角度φ〔∠MO_CD₁〕
   をもとに上記露光角θ_Ｅ〔∠O_FO_TD₁〕を決定することを
   特徴とするウエハ周辺露光方法。