JP2610481B2 - 露光装置及び処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、露光装置及び処理装置及び処理方法に関す
る。

（従来の技術） 半導体製造においてレジストプロセスとして、半導体
ウェハへのレジストの塗布、パターンの露光、現像等の
工程により、上記半導体ウェハの表面にレジスト膜をパ
ターニングして、エッチングやイオン注入用のマスクを
形成するプロセスがある。

しかし、上記半導体ウェハの周縁部に存在するレジス
ト膜は、例えば上記各工程において搬送中および処理中
に機械的に破壊されたりして脱落し、ゴミとなり飛散し
て半導体製造の歩留りを低下させる可能性があるので、
除去しておくのが好ましいことは当業者において周知で
あり長年に亘って多数の出願がある通りである。

上記レジストの除去手段として、例えば、 Ａ） 第４図（ａ）（ｂ）に示すように、スピンナー式
レジスト塗布工程において、半導体ウェハ（１）にレジ
スト（２）を塗布後、上記半導体ウェハ（１）の周縁部
（３）にレジストの溶剤（４）を吐出し、上記半導体ウ
ェハ（１）をモータ（５）等により回転して、周縁部の
レジストを除去する。

Ｂ） 露光工程において、露光装置内で半導体ウェハの
周縁部を露光する。

Ｃ） 例えば、特開昭58−159535、特開昭59−138335、
特開昭61−73330号公報にて開示されているように、半
導体ウェハの周辺のみを露光する光学的露光手段を設
け、上記半導体ウェハを回転して露光する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来例には、次のような問題がある。

先ず、Ａ）の場合、半導体ウェハ（１）に設けられた
オリエンテーションフラットと称される切欠き部（６）
以外の周縁部分は、半導体ウェハ（１）を回転すること
によりレジスト（２）を除去できるが、上記切欠き部
（６）に沿ったレジスト（７）の除去は、切欠き部
（６）検出機構を設ける必要がある。

また、第３図（ｂ）に示すように、半導体ウェハ
（１）上のレジスト（２）の除去された端面（８）は、
溶剤処理のためエッジ状に形成されやすく、このエッジ
が脱落したりして後工程において異物発生による欠陥の
一原因となる可能性がある。さらに、露光装置での焦点
合せにも不都合を生じる。すなわち、一般に露光装置で
は、半導体ウェハ（１）の周縁部Ａ（９）の位置に焦点
を合わせ、露光域Ｂ（10）の露光するように構成されて
おり、露光前に上記周縁部Ａ（９）のレジストが除去さ
れていると、露光したい部分Ｂ（10）との間にレジスト
膜（２）厚分の高低差を生じることとなり、焦点ずれが
発生する。

次に、Ｂ）の場合、露光装置のマスクあるいはレティ
クルを交換する必要があり、かつ本来の露光工程の他に
周辺露光という別工程が入るため、露光装置としての処
理所要時間が増大し、スループットの大巾低下を招いて
しまう。

さらに、Ｃ）の場合、半導体ウェハを回転して周縁部
を露光する構成のため、オリエンテーションフラットと
呼称される切欠き部を露光することはできない。

本発明は、上記従来事情に対処してなされたもので、
被処理体の周縁部全域に渡り露光可能な露光装置及び処
理装置及び処理方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） すなわち請求項１の発明では、露光用光源の光を被処
理体の周縁部に照射し、上記被処理体を回転して露光す
る露光装置において、上記被処理体の回転軸に係合し被
処理体の外形に相似した外形のカムと、このカムの外形
に従動して上記露光用光源を保持する保持材とを備えた
ことを特徴とする。

（作 用） 本発明露光装置では、露光用光源の光を被処理体の周
縁部に照射し、上記被処理体を回転して露光する露光装
置において、上記被処理体の回転軸に係合し被処理体の
外形に相似した外形のカムと、このカムの外形に従動し
て上記露光用光源を保持する保持材とを備えているの
で、上記被処理体の周縁部全域に渡り上記露光用光源を
簡単に所望する位置に設定することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

先ず、構成について説明する。第１図およ第２図に示
すように、基台（11）には、被処理体例えば半導体ウェ
ハ（12）を保持しベアリング（13）等の軸受け部材によ
り回転自在に設けられたウェハチャック（14）が貫通し
て取着されている。

このウェハチャック（14）は、例えば、内部に半導体
ウェハ（12）を真空吸着するための真空路（15）が設け
られている他、モータ（16）とベルト（17）掛けされて
回転可能に構成されている。そして、上記ウェハチャッ
ク（14）はモータ制御器（図示せず）、ウェハチャック
（14）の初期位置検出器（図示せず）等により、上記モ
ータ（16）を制御して回転および初期位置に復帰可能に
設けられている。

次に、基台（11）上には、モータ（18）によって回転
駆動されるＯリングのゴムベルト（19）をウェハチャッ
ク（14）の両側に張設し、エアーシリンダ（20）により
昇降可能に構成された搬送機構（21）が例えば左右方向
配置して設けられている。そして、上記エアーシリンダ
（20）により上昇した際には、ウェハチャック（14）の
載置面よりもゴムベルト（19）が上昇した位置にあり、
半導体ウェハ（12）を上記ウェハチャック（14）から持
ち上げた状態で搬送可能に構成されている。

次に、ウェハチャック（14）に吸着保持された半導体
ウェハ（12）の外側且つ搬送機構（21）のゴムベルト
（19）上方付近の位置には、エアーシリンダ（22）によ
り昇降可能な半導体ウェハ（12）の停止板（23）が下降
した際、搬送機構（21）で搬送されて来た半導体ウェハ
（12）が上記停止板（23）に当接することにより、上記
半導体ウェハ（12）の中心とウェハチャック（14）の中
心とが一致する如く構成されている。なお、上記停止板
（23）の上昇時には、下方を半導体ウェハ（12）が搬送
可能に設けられている。

次に、基台（11）上の例えば搬送機構（21）の一方側
で且つウェハチャック（14）に吸着保持された際の半導
体ウェハ（12）の外側付近には、上記半導体ウェハ（1
2）のオリエンテーションフラットと呼称される切欠け
部（24）を検知する検知機構（25）が設けられている。
この検知機構（25）には例えば２個の光学センサ（26）
（27）が備えられており、この２個の光学センサ（26）
（27）が上記切欠け部（24）を検知した時にウェハチャ
ック（14）の回転を停止させ、半導体ウェハ（12）の概
略の初期位置決めを行う如く構成されている。

さらに、ウェハチャック（14）に吸着保持された半導
体ウェハ（12）の両側、例えば搬送機構（21）を狭んで
一方側と他方側には、半導体ウェハ（12）の切欠き部
（24）を押圧する爪状に形成された押圧材Ａ（28）と、
半導体ウェハ（12）の円周部分を押圧する押圧材Ｂ（2
9）とが配置されている。そして、上記押圧材Ａ（28）
と押圧材Ｂ（29）との間隔を狭めることにより半導体ウ
ェハ（12）の周縁部を両側から押圧し位置決めすること
により、半導体ウェハ（12）の精密なる初期位置決めを
行う如く構成されている。なお、上記押圧材Ａ（28）Ｂ
（29）は、例えば、基台（11）上の一方側と他方側に配
置されたローラＡ（30）Ｂ（31）に張設されたワイヤー
（32）の、それぞれ右、左のワイヤー（32）に取着され
ている。そして、上記ローラＡ（30）Ｂ（31）を回転式
エアーシリンダ（33）等により、例えば右回転すること
により押圧材Ａ（28）Ｂ（29）の間隔が狭くなり、逆に
左回転することにより上記押圧材Ａ（28）Ｂ（29）の間
隔が広くなる、すなわち半導体ウェハ（12）を狭んだり
開放したりするように構成されている。

一方、基台（11）の下側には、ウェハチャック（14）
の回転軸（14a）の突出部先端付近に半導体ウェハ（1
2）の外形に相似した外形に形成されたカム（34）が係
合されており、このカム（34）とウェハチャック（14）
に吸着保持された半導体ウェハ（12）とは連動するよう
に設けられている。

次に、上記カム（34）の周囲付近には、基台（11）に
取着された取付台（35）が配置されている。そして、こ
の取付台（35）には、この取付台（35）に対して摺動可
能で先端部付近に回転ローラ（36）を備え且つ紫外線発
生器（37）から出た紫外線を導光し露光用光源となる光
ファイバー（38）の先端部分（39）を保持する保持材
（40）が設けられている。上記カム（34）と保持材（4
0）とから露光用光源の位置決め手段が構成されてい
る。

なお、上記保持材（40）は、取付台（35）に取着され
たエアーシリンダ（41）とバネ（42）を介して接続され
ており、上記エアーシリンダ（41）を動作させることに
より上記保持材（40）をカム（34）の中心に向って移動
させ、回転ローラ（36）が上記カム（34）の外周部に当
接押圧する如く構成されている。この際、回転ローラ
（36）はカム（34）の回転に併う外形の形状の変化にな
らいカム方式に従動し、保持材（40）および保持材（4
0）に保持された光ファイバー（38）の先端部分（39）
も上記カム（34）の回転に併う形状の変化に従動、すな
わち上記カム（34）の中心に対して前後に移動する。

そして、上記光ファイバー（38）の先端部分（39）の
位置は、半導体ウェハ（12）の周縁部の露光したい部分
に対応して所定の位置に配置され、また上記光ファイバ
ー（38）の先端部分（39）から出る光も、例えば露光幅
に対応して円形又は方形等のスポット状に設定されてい
る。

次に、動作作用について説明する。

先ず、搬送機構（21）のエアーシリンダ（20）を動作
させてベルト（19）を上昇させ、露光前の半導体ウェハ
（12）をウェハ搬送機構（図示せず）により、上記ベル
ト（19）に載置する。

次に、エアーシリンダ（22）を動作させて停止板（2
3）を下降させておき、上記搬送機構（21）のモータ（1
8）を動作させてゴムベルト（19）を駆動し、半導体ウ
ェハ（12）を右方向に搬送する。半導体ウェハ（12）は
ウェハチャック（14）上を通過して停止板（23）に当接
して停止する。

そして、モータ（18）の動作を停止してゴムベルト
（19）による搬送を停止する。

この時、半導体ウェハ（12）が停止板（23）に当接す
ることにより、半導体ウェハ（12）の中心とウェハチャ
ック（14）の中心が合わせられる。

その後、搬送機構（21）のエアーシリンダ（20）の動
作を停止してゴムベルト（19）を下降させ、半導体ウェ
ハ（12）をウェハチャック（14）に載置して真空吸着保
持する。停止板（23）は上昇させる。

次に、モータ（16）を動作させてウェハチャック（1
4）を回転する、すなわち吸着保持している半導体ウェ
ハ（12）を回転させ、そして検知機構（25）の２個のセ
ンサ（26）（27）によって半導体ウェハ（12）の切欠け
部（24）を検出し、上記センサ（26）（27）が共に上記
切欠け部（24）を検出したところでモータ（16）の動作
を停止し、半導体ウェハ（12）を静止し概略の初期位置
め粗調整を行う。通常、このようなセンサー方式による
位置決めは、センサーのアナログ出力レベルの微少検
知、モータの角度の微調制御およびオーバーラン、アン
ダーランの繰返しにより停止角度の精度を向上させるこ
とが可能であるが、位置決定までに時間がかかる。

しかし、この場合には、粗調整を目的としているので
迅速なる初期位置決めが出来る。

そして、上記粗調整が終了したら、再び搬送機構（2
1）のエアーシリンダ（20）を動作させてゴムベルト（1
9）を上昇させ、ウェハチャック（14）の吸着を止めて
半導体ウェハ（12）を上記ゴムベルト（19）上に載置す
る。

そして、回転式エアーシリンダ（33）を動作させてワ
イヤー（32）を移動させ、押圧材Ａ（28）押圧材Ｂ（2
9）を狭める方向に移動させる。これにより、押圧材Ａ
（28）で半導体ウェハ（12）の切欠け部（24）を押圧
し、同時に押圧材Ｂ（29）で半導体ウェハ（12）の円周
部を押圧することにより、上記半導体ウェハ（12）の中
心と切欠け部（24）の位置の精密な最終位置合せを行
う。

この時、ウェハチャック（14）は、例えば上記回転し
た角度と同角度に相等する分だけ逆回転させ、初期の位
置に復帰させる。そして、この位置において、最終位置
合せを行った後の半導体ウェハ（12）と、ウェハチャッ
ク（14）に取着されているカム（34）の切欠け部（24）
の位置とが、正確に同一角度上に位置するように設定し
ておく。

それから、押圧材Ａ（28）Ｂ（29）を開放させ再び搬
送機構（21）のエアシリンダ（20）の動作を停止してゴ
ムベルト（19）を下降し、ウェハチャック（14）で半導
体ウェハ（12）を吸着保持する。この時点では、半導体
ウェハ（12）の中心とウェハチャック（14）の中心は正
確に一致しており、且つ半導体ウェハ（12）とカム（3
4）の切欠け部（24）とは正確に同一角度に位置決めさ
れており、露光開始可能な状態となる。

次に、エアーシリンダ（41）を動作させて保持材（4
0）をカム（34）に向けて移動させ、バネ（42）の弾性
により回転ローラ（36）をカム（34）の周囲部に押圧し
て当接させる。

この時、光ファイバー（38）の先端部分（39）は、カ
ム（34）と回転ローラ（36）の当接によって決まる位
置、すなわち半導体ウェハ（12）の露光すべき周縁部に
位置している。

次に、紫外線発生器（37）を動作させて発生した紫外
線を光ファイバー（38）で導光し、先端部分（39）から
紫外線を半導体ウェハ（12）上に形成されたレジスト膜
（図示せず）に照射開始すると共に、ウェハチャック
（14）を回転するモータ（16）を動作させて半導体ウェ
ハ（12）を回転させて周縁部を露光開始する。

カム（34）は半導体ウェハ（12）の外形と相似した外
形に形成されているので、切欠け部（24）の位置におい
ても、保持材（40）はカム（34）に正確に従動するの
で、上記切欠け部（24）を含む上記半導体ウェハ（12）
の周縁部全周に渡り均一に露光することが可能となる。

上記半導体ウェハ（12）が１回転する周縁部の露光が
終了すると、モータ（16）を停止する。

そして、ウェハチャック（14）の吸着を止めて、搬送
機構（21）のエアーシリンダ（20）を動作させてゴムベ
ルト（19）を上昇させて半導体ウェハ（12）を載置し、
次に上記搬送機構（21）のモータ（18）を動作させてゴ
ムベルト（19）を駆動し、露光済みの半導体ウェハ（1
2）を搬出する。

上述のように、半導体ウェハの周縁部を切欠け部も含
めて全周に渡り均一に露光できるだけではなく、通常は
切欠け部の検知に長い時間を要するがメカ的な位合せ手
段を併用したことにより、位置合せに要する時間を短縮
でき、又、パーティクルの発生を少くすることができ
る。すなわち、半導体ウェハの位置合せは、初期での半
導体ウェハ停止時と切欠け部の位置合せ時の２回行うの
みであり、この際も上記半導体ウェハが微少動く程度の
軽微な接触に止どまる。したがって、半導体ウェハの操
作に伴うパーティクルの発生、付着をほぼ無くすことが
可能である。

又、カム（34）、保持材（40）等の当接、摺動機構を
半導体ウェハ面より下方位置に大きく離して設けること
ができるので、上記機構からの発塵の影響を半導体ウェ
ハが受ける可能性も大巾に減少する。

又、カム（34）を基台（11）の下方外部に配置取着し
ているので、半導体ウェハの切欠け部が変った場合で
も、上記カム（34）の交換は非常に容易であり、生産性
においても優れている。

さらに、上記実施例では、カム（34）の形状として、
その外周部を直角に形成したものについて説明したが、
上記カム（34）の形状は例えば第３図（ａ）（ｂ）に示
すように、切欠け部（43）を傾斜状に形成してもよい。
そして、回転ローラ（44）も外周部を傾斜状に形成し、
この回転ローラ（44）とカム（45）との当接位置を相対
的に変化設定させることにより、円周部（46）では一定
した露光位置、切欠け部（43）では半導体ウェハの切欠
け部の大きさに対応した露光位置が設定でき、カム（4
6）を交換することなく対応が可能である。

なお、上記実施例で説明した各部は、この実施例に限
定されるものではなく、例えば、半導体ウェハの搬送機
構としてゴムベルト使用の搬送の代りにメカニカルアー
ムを利用したものを使用してもよい。又、エアーシリン
ダによる昇降の代りにモータを利用した昇降機構を、紫
外線発生器の光を光ファイバーで導光する代りに保持材
に直接発光器を設けるなど、変更してもよい。

さらに、上記実施例では半導体ウェハの露光について
説明したが、被処理体の周変露光であれば何れでもよ
く、例えばプリント基板などに適用してもよい。

〔発明の効果〕

上述たように本発明によれば、切欠け部を有する半導
体ウェハの全周に渡り、周縁部を露光することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図のＸ−Ｙ−Ｚにおける縦断面を説明する構成図、第３
図は第１図の主要部の変形例図、第４図は従来例の図で
ある。 12……半導体ウェハ、14……ウェハチャック、21 ……搬送機構、23……停止板、 25……検知機構、28,29……押圧材、 34……カム、36……回転ローラ、 37……紫外線発生器、38……光ファイバー、 40……保持材。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光用光源の光を被処理体の周縁部に照射
   し、上記被処理体を回転して露光する露光装置におい
   て、上記被処理体の回転軸に係合し被処理体の外形に相
   似した外形のカムと、このカムの外形に従動して上記露
   光用光源を保持する保持材とを備えたことを特徴とする
   露光装置。
2. 【請求項２】露光用光源の光を被処理体の周縁部に照射
   し、上記被処理体を回転して露光処理する処理装置であ
   って、 上記被処理体の回転と連動可能に構成され、上記被処理
   体の周縁部とほぼ同形の部材と、 この被処理体の周縁部とほぼ同形の部材の周縁部の形状
   に基づいて上記露光用光源の光を所定の高さを維持した
   ままで、被処理体を載置する載置体に対して接近又は離
   間移動させ移動機構と、を備えたことを特徴とする処理
   装置。
3. 【請求項３】露光用光源の光を被処理体の周縁部に照射
   し、上記被処理体を回転して露光処理する処理装置であ
   って、 上記被処理体の周縁部とほぼ同形の部材を上記被処理体
   の回転と連動させる工程と、 上記被処理体の周縁部とほぼ同形の部材の周縁部の形状
   に基づいて上記露光用光源の光を所定の高さを維持した
   ままで、被処理体を載置する載置体に対して接近又は離
   間移動させ、上記被処理体を処理する工程とを備えたこ
   とを特徴とする処理方法。
4. 【請求項４】露光用光源の光を被処理体の周縁部に照射
   し、上記被処理体を回転して露光処理する装置の処理方
   法であって、 上記被処理体の回転と連動される上記被処理体の周縁部
   とほぼ同形の部材の形状位置に応じて上記被処理体を、
   被処理体を載置し回転させる載置体の所定の位置に位置
   合わせし、上記載置体上に上記被処理体を保持する工程
   と、 上記被処理体の周縁部とほぼ同形の部材を上記被処理体
   の回転と連動させる工程と、上記被処理体の周縁部とほ
   ぼ同形の部材の周縁部の形状に基づいて上記露光用光源
   の光を所定の高さを維持したままで、被処理体を載置す
   る載置体に対して接近又は離間移動させ、上記被処理体
   を処理する工程とを備えたことを特徴とする処理方法。