JP2648209B2 - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は露光装置及び露光方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラ
フィ工程は、主として表面処理、レジスト塗布、露光、
現像、エッチングの５つの工程に分けられる。これらの
工程で用いられる投影型露光装置やエッチング等の真空
装置は、半導体ウェハの搬送や処理台への固定方法とし
て、ウェハの周辺をクランプするメカニカル方式を採用
している。しかし、前工程のレジスト塗布工程において
後処理が不十分であると、半導体ウェハの外周端部にレ
ジスト等が残留している場合がある。このような場合、
半導体ウェハの搬送を行なう際に、レジスト剥れが起き
て異物が発生し易い。

このようなレジスト剥れによる異物の発生を防止する
ため、半導体ウェハの外周部にレジスト層を円環状に除
去する露光装置（特開昭58−159535号公報、特開昭59−
158520号公報、特願昭62−216009号）がある。

この露光装置は、第７図に示すように載置台20に位置
決め、吸着された半導体ウェハ21を回転させると共に、
位置制御可能な光照射部22によるUV光を照射し、周辺部
をオリフラ部を選択的に露光するものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の露光装置の光照射部は、
光ファイバ23によって送られた光を選択された領域に収
束して照射するために、レンズユニット24及びレンズカ
バー25が設けられており、光照射部とウェハとの距離は
所定の範囲内に設定されている。しかし、第８図に示す
ようなレンズカバー25を用いた場合、カバー底面25aが
ウェハ21表面と平行であるため、ウェハ表面からの反射
光がカバー底面25aで乱反射し、非露光領域のレジスト2
6をも露光され、現像時、この部分が膜減り領域となっ
てICの歩留り低下を招く、更に、従来の光照射部によっ
て照射されるスポット領域の照射強度は、第９図に示す
ように、中央に極大があり周辺で弱くなるような分布に
なるため、非露光領域に近い部分では照射強度が弱くレ
ジストは完全に除去できないおそれがある。このため照
射光の高照射強度領域だけを使用しようとすると、いき
おい照射領域（スポット）が狭くなり、露光可能な領域
が狭くなるという問題点があった。

［発明の目的］ 本発明は、このような従来の問題点を解決し、照射光
の乱反射がなく、所定の露光領域のみを高照射強度領域
照射光により効果的に露光することができる露光装置及
び露光方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明の露光装置は、被処
理体の周縁部を選択的に露光する装置において、光照射
部に光照射部から照射された光が被処理体で反射する反
射光を被処理体方向外に反射させる反射部材が設けられ
たのであり、反射部材は少なくとも被処理体に対して内
方向側に設けられたものである。

また、本発明の露光装置は、被処理体の周縁部を選択
的に露光する露光装置において、光照射部に少なくとも
前記被処理体に対して内方向側に前記被処理体の水平面
に対し40゜以上の傾斜角を有する外壁面が形成された反
射部材が備えられたものであってもよい。

更に、本発明の露光装置は、被処理対周縁部に光を照
射し露光する露光装置において、被処理体の周縁部に光
を照射する光照射部と、被処理体の周縁部を検出する手
段と、この検出に基づいて光照射部と被処理体の周縁部
との位置関係を所定の関係に維持する手段と、被処理体
を回転させる手段と、光照射部から照射された光が被処
理体で反射する反射光を被処理体方向外に反射させる手
段とを具備したものである。

また、本発明の露光方法は、被処理体の周縁部分に光
を照射し露光する露光方法において、被処理体の周縁部
を検出する工程と、この検出に基づいて光照射部と被処
理体の周縁部との位置関係を所定の関係に維持し、且つ
被処理体からの反射光を被処理体外に反射させつつ回転
する被処理体の周縁部に光を照射する工程とを具備した
ものである。

［実施例］ 以下、本発明の露光装置及び露光方法を半導体製造工
程における周辺露光装置に適用した実施例を図面を参照
して説明する。

第１図に示す露光装置は、被処理体であるレジスト塗
布後のウェハ１を吸着、保持する載置台２、載置台２を
回転駆動する被処理体を回転する手段である回転機構
３、ウェハ１の外周端面を検出する被処理体の周縁部を
検出する手段である端面検出手段４、ウェハ１の周縁部
1aを露光するための光照射部５及び端面検出手段４から
の信号によって回転機構３等を駆動制御する制御部６を
備え、端面検出手段４は光源７及びレンズ８を介して光
源７からの光を検出する光センサ９から成る。光照射部
５は光照射部とウェハ１の周縁部との位置関係を所定の
関係に維持する手段である図示しない駆動機構を備え、
光センサ９からの信号によってこの駆動機構が光照射部
５を移動させることにより、ウェハ１のオリフラ部1bも
含めて光照射部５とウェハ１の周縁部を所定の位置関係
を維持し、即ち一定距離間隔を保持するようにして、そ
の周縁部1aに沿って一定の光量が照射され露光すること
ができるように構成されている。

また、光照射部５は図示しない光源から露光用光、例
えばUV光を導くための光ファイバ、液体ファイバ等の光
導管10、光導管10によって導かれた光をウェハ１表面に
収束させるためのレンズが配設されたレンズユニット11
及び所定形状のスポット光を形成するためのカバーであ
るレンズカバー12から成る。レンズカバー12は第２図に
示すように、ウェハ面に対し傾斜した光照射部５から照
射された光がウェハ１面で反射する反射光をウェハ方向
外に反射する手段である外壁面12aを有する。傾斜した
外壁面12aの中央はスポット光を形成するための所定形
状の開口12bとなっている。外壁面12aはウェハ１ 開口12bの形状は円形、楕円形、長方形等とすること
ができ、実用上、ウェハの外周端面がそのスポットの中
央部を通るような位置に設定することが望ましい。

外壁面12aのウェハ面に対する角度θ゜はスポット径
及びウェハ１との距離によっても異なるが、照射光の外
壁面12aからの反射光がウェハ面に当らないようにする
ために、通常、ウェハ１と水平な面に対し40゜以上が望
ましく、レンズユニット11とウエハ面との距離とを考慮
するばなら45゜が最も好適である。

尚、このようなレンズカバー12はレンズユニット11に
直接嵌合するか、またはネジ止めすることにより固定さ
れる。

また、レンズカバーを別個に設けずにレンズユニット
自体の下部先端を上述の外壁面を備えた形状を有するも
のとすることもできる。但し、ウェハサイズ等の条件に
応じて露光領域を変化させるためには、取外し可能なレ
ンズカバーが望ましい。

以上のような構成における第１図の露光装置は、回転
機構３によってウェハ１を回転させると共に、端面検出
手段４によってウェハ端面を検出しながら、光照射部５
とウェハ周縁部の距離間隔をオリフラ部1bも含めて一定
に保持するように光照射部５の位置を制御してウェハ周
縁部に沿ってウェハ上のレジスト膜Ｒに光を照射してゆ
くものであるが、この際、レンズカバー12の外壁面12a
がウェハ表面及びレジスト膜表面で反射し、外壁面12a
に当ってもその反射光は第３図に示すようにウェハ方向
外に反射され再びウェハ側に反射することがない。従っ
て、露光後、ウェハを現像した場合、露光領域であるウ
ェハ周縁部のレジスト膜のみが除去され、これに隣接す
る非露光領域では反射光による膜減りが防止される。

更に、本発明の露光装置は、レンズカバー12がレンズ
ユニット11下部全体に装着されるものに限らず、レンズ
ユニット11の下端の半分だけにテーパ状の先端を有する
レンズカバーを設けたものであってもよい。

レンズユニット11の片側だけにレンズカバーを設けた
本発明の他の実施例を第４図及び第６図に示す。

第４図に示すレンズカバー12′は第２図に示すレンズ
カバー12を略半分に切断したような形状を有し、ネジ止
めによってレンズユニット11のウェハ１の内方向側に固
定される。

レンズカバー12′の外壁面12′ａ先端はレンズユニッ
ト11の中心線の近傍に位置する。従ってレンズカバー1
2′は、第５図に示すように照射される光のうち高照射
強度領域で非露光領域の光を遮断し露光領域に高照射強
度領域の光が使用できるので、レジスト膜の露光領域と
非露光領域の境界がシャープとなり、現像した場合露光
領域のレジストが完全に除去される。この際、外壁面1
2′ａによって乱反射が防止され非露光領域の膜減りが
防止できるのは第２図の実施例と同様である。

第６図は片側だけのレンズカバー12′の固定方法の他
の実施例を示すもので、レンズカバー12′はスライド板
13を介してレンズユニット11に固定され、スライド板13
をスライドすることによりレンズユニット11の軸と垂直
方向に位置調整することができる。これにより、一々レ
ンズカバー12′を交換しなくても、レンズカバー12′の
位置を露光するウェハサイズに対応して変えることがで
きる。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の露光装置
によれば、光照射部の形状を特定の形状としたり、ある
いは光照射部に特定形状のカバーを取着することによ
り、露光領域と非露光領域の境界がシャープな露光を行
なうことができ、乱反射による非露光領域のレジスト膜
の膜減りを防止できる。

従って本発明の露光装置を半導体製造工程における周
辺露光装置に応用した場合、ウェハ外周に残留するレジ
ストによるパーティクルの発生を防止すると共に、膜減
りによるIC製造の歩留りの低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露光装置が適用される周辺露光装置の
一実施例を示す図、第２図は同露光装置の要部を示す
図、第３図は同露光装置の照射光の状態を示す図、第４
図は本発明の露光装置の他の実施例を示す図、第５図は
照射光の照射強度の分布を示す図、第６図は本発明の露
光装置の他の実施例を示す図、第７図及び第８図はそれ
ぞれ従来の露光装置及び光照射部を示す図、第９図は従
来の露光装置における照射光の照射強度の分布を示す図
である。 １……ウェハ（被処理体） ３……回転機構（被処理体を回転する手段） ４……端面検出手段（被処理体の周縁部を検出する手
段） ５……光照射部 12、12′……レンズカバー（カバー） 12a、12′ａ……外壁面（被処理体方向外に反射する手
段）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理体の周縁部を選択的に露光する装置
   において、光照射部に前記光照射部から照射された光が
   前記被処理体で反射する反射光を前記被処理体方向外に
   反射させる反射部材が設けられたことを特徴とする露光
   装置。
2. 【請求項２】前記反射部材は少なくとも前記被処理体に
   対して内方向側に設けられたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の露光装置。
3. 【請求項３】被処理体の周縁部を選択的に露光する露光
   装置において、光照射部に少なくとも前記被処理体に対
   して内方向側に前記被処理体の水平面に対し40゜以上の
   傾斜角を有する外壁面が形成された反射部材が備えられ
   たことを特徴とする露光装置。
4. 【請求項４】被処理体周縁部に光を照射し露光する露光
   装置において、前記被処理体の周縁部に光を照射する光
   照射部と、前記被処理体の周縁部を検出する手段と、こ
   の検出に基づいて前記光照射部と前記被処理体の周縁部
   との位置関係を所定の関係に維持する手段と、前記被処
   理体を回転させる手段と、前記光照射部から照射された
   光が前記被処理体で反射する反射光を前記被処理体方向
   外に反射させる反射部材とを具備したことを特徴とする
   露光装置。
5. 【請求項５】被処理体の周縁部分に光を照射し露光する
   露光方法において、前記被処理体の周縁部を検出する工
   程と、この検出に基づいて前記光照射部と前記被処理体
   の周縁部との位置関係を所定の関係に維持し、且つ前記
   被処理体からの反射光を前記被処理体外に反射させつつ
   回転する前記被処理体の周縁部に光を照射する工程とを
   具備したことを特徴とする露光方法。