JP3525976B2

JP3525976B2 - 基板の周辺部露光装置

Info

Publication number: JP3525976B2
Application number: JP16864896A
Authority: JP
Inventors: 聡山本; 謙治亀井
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JPH09326359A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやセ
ラミックウエハなどの基板に塗布されたレジストのう
ち、基板のレジスト塗布面の周辺部分の所定の周辺部露
光領域を露光する基板の周辺部露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板（例えば、半導体ウエハ）にポジ型
のレジストを塗布し、縮小投影露光機（ステッパ）など
で所要のパターンを焼き付けて現像することで基板に所
要のパターンを得る場合、ステッパによるパターン露光
の前または後に、パターン露光とは別に基板の周辺部を
露光するようにしている。

【０００３】例えば、半導体ウエハのような略円形の基
板に対する周辺部露光は、従来、基板をスピンチャック
に保持し、レジストを露光する光照射機構からのスポッ
ト光を基板の周辺部に照射させた状態で、スピンチャッ
クを鉛直軸周りに回転させ、基板の周辺部を所定の露光
幅でリング状に露光するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成で周辺部の露光を行う従来例の場合には、次の
ような問題がある。例えば、ステッパで半導体ウエハ
（基板）に焼き付けるパターン形状は矩形であるのに対
して基板は略円形である。そのため、ステッパでは、図
２２に示すように、この矩形のパターンＰを略円形の基
板Ｗ内により多く焼き付けるために、パターンＰを焼き
付けるパターン領域ＰＡの輪郭が、階段状に複雑なライ
ンとなっている。

【０００５】しかしながら、従来例の構成で周辺部の露
光を行うと、基板Ｗの円弧状の部分で、図２２に示すよ
うに、パターン領域ＰＡの輪郭の外側に扇形状の未露光
部分が残ることになる。なお、図２２の斜線の領域が従
来例の周辺部露光で露光される領域である。

【０００６】ポジ型のレジストは露光された部分が現像
で溶解されるので、未露光部分のレジストは現像後に基
板Ｗに残存することになる。従って、従来例の周辺部露
光では、パターンＰの近傍に不要なレジストが残存する
ことになる。このような不要なレジストは、後工程で基
板Ｗから剥がれてパーティクルとなり、基板Ｗを汚染す
る原因になり、また、その剥がれたレジストがパターン
領域ＰＡに付着するとパターン不良を招くことにもな
る。特に、パターンの高密度化が著しい昨今の基板製造
においては、基板Ｗから剥がれた不要なレジストによる
悪影響は、製品の品質や歩留りにも大きな影響を与え
る。また、不要レジストが多いと現像液の液盛りの均一
性が失われ、線幅均一性が悪くなる。そのため、不要な
レジストが基板Ｗに残存しないようにしたいという要望
はこれまで以上に強いものとなっている。

【０００７】従来例に係る周辺部露光装置は、その構成
上、パターンＰの近傍に扇形状の未露光部分が残るのが
避けられない。そこで、ユーザーは、図２３に示すよう
に、ステッパで前記パターン領域ＰＡの周囲をダミーシ
ョットし、周辺部露光装置で未露光となる扇形状の部分
に二点鎖線で示すダミーパターンＤＰを露光し、前記扇
形状の未露光部分をステッパで露光するように運用して
いる。

【０００８】しかしながら、実際の製品に用いられない
ダミーパターンＤＰをパターン領域ＰＡの周囲に露光す
るダミーショットを特別に行っていれば、ステッパでの
処理時間が遅延し、レジスト塗布、周辺部露光、パター
ン露光、現像の一連の処理のスループットが低下すると
いう問題があった。

【０００９】また、ダミーショットではあっても、レチ
クルはパターン領域ＰＡ内のパターンＰを露光するとき
と同じものであるので、ダミーショットした部分にもパ
ターンが焼き付けられることになる。従って、上記扇形
状の未露光部分に、描画されるパターンに応じた未露光
部分が残ることになり、その結果、周辺部の不要なレジ
ストを精度良く除去しきれないのが実情である。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、上記従来技術の種々の問題点を解決し
て、基板の周辺部の不要なレジストを精度良く露光する
ことができる基板の周辺部露光装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、基板に塗布されたレジス
トのうち、基板のレジスト塗布面の周辺部分の所定の周
辺部露光領域を露光する基板の周辺部露光装置におい
て、前記周辺部露光領域の輪郭には、互いに直交する２
ライン成分を含み、かつ、基板に塗布されたレジストを
露光するスポット光を、基板のレジスト塗布面に照射す
る光照射手段と、前記光照射手段からのスポット光を、
前記基板のレジスト塗布面に対して互いに直交する２軸
方向に相対変位させる２軸方向変位手段と、前記周辺部
露光領域の輪郭の２ライン成分に関するラインデータを
取り込むラインデータ取り込み手段と、前記取り込んだ
ラインデータに基づき、前記周辺部露光領域の輪郭の２
ライン成分に沿って、前記光照射手段からのスポット光
が移動するように前記２軸方向変位手段を制御する制御
手段と、を備え、前記光照射手段からのスポット光を、
前記基板のレジスト塗布面に対して基板の円弧状の周辺
部に沿って相対回転させる回転手段をさらに備え、前記
制御手段は、前記周辺部露光領域の輪郭の２ライン成分
に沿った露光の前または後に、基板の円弧状の周辺部に
沿って、前記光照射手段からのスポット光が移動するよ
うに前記回転手段を制御するように構成することで、前
記周辺部露光領域のうちで前記２ライン成分による露光
部分の外郭と基板外縁との間の領域である回転露光領域
を回転露光し、前記回転露光領域の回転露光は、前記取
り込んだラインデータに基づくスポット光の移動経路と
基板のサイズやエッジデータとから計算で求めた露光幅
で行うことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の基板の周辺部露光装置において、前記周辺
部露光領域を複数の領域に分割し、前記周辺部露光領域
の輪郭の２ライン成分に沿った露光を、分割した周辺部
露光領域ごとに行うように構成したことを特徴とするも
のである。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の基板の周辺部露光装置において、前記
回転露光領域の各部分の大きさや形状に応じて、回転角
度ごとに回転露光時のスポット光の露光幅を変更するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。請求項１に
記載の発明によれば、制御手段は、ラインデータ取り込
み手段から取り込んだラインデータに基づき、周辺部露
光領域の輪郭の２ライン成分に沿って、光照射手段から
のスポット光が移動するように２軸方向変位手段を制御
して、スポット光と基板のレジスト塗布面とを相対変位
させる。これにより、周辺部露光領域の輪郭の２ライン
成分に沿った露光が行える。従って、例えば、互いに直
交する２ライン成分から構成されるパターン領域の周囲
の階段状のラインに沿って精度良く露光することができ
る。

【００２０】さらに、制御手段は、周辺部露光領域の輪
郭の２ライン成分に沿った露光の前または後に、基板の
円弧状の周辺部に沿って、光照射手段からのスポット光
が移動するように回転手段を制御するように構成するこ
とで、前記周辺部露光領域のうちで前記２ライン成分に
よる露光部分の外郭と基板外縁との間の領域である回転
露光領域を回転露光し、回転露光領域の回転露光は、取
り込んだラインデータに基づくスポット光の移動経路と
基板のサイズやエッジデータとから計算で求めた露光幅
で行う。すなわち、周辺部露光領域の輪郭の２ライン成
分に沿った露光と、基板の円弧状の周辺部に沿った露光
との２段階の露光により周辺部露光領域に未露光部分を
残すことなく周辺部の露光を行う。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、前記周辺
部露光領域を複数の領域に分割し、上記請求項１に記載
の発明の制御手段により行われる周辺部露光領域の輪郭
の２ライン成分に沿った露光を、分割した周辺部露光領
域ごとに行う。

【００２２】なお、「前記周辺部露光領域の輪郭の２ラ
イン成分に沿った露光を分割した周辺部露光領域ごとに
行うように構成した」とは、例えば、１台の光照射手段
が分割した周辺部露光領域の輪郭の２ライン成分に沿っ
た露光を順次行うように構成する場合と、複数台の光照
射手段により分割した周辺部露光領域の輪郭の２ライン
成分に沿った露光を同時に行うように構成する場合とを
含む。

【００２３】前者の構成によれば、分割された比較的狭
い周辺部露光領域内でスポット光が２軸方向に移動でき
ればよいので、２軸方向変位手段の２軸方向への変位可
能範囲を小さくでき、２軸方向変位手段をコンパクトに
構成でき、装置のコンパクト化を図ることができる。一
方、後者の構成によれば、周辺部露光のスループットを
向上させることができる。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、回転露光
領域の各部分の大きさや形状に応じて、回転角度ごとに
回転露光時のスポット光の露光幅が変更される。したが
って、回転露光時のスポット光の大きさを不必要に大き
くするようなことがなく、適切な露光幅で露光できる。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施例に係る
基板の周辺部露光装置の機械的・光学的な構成を示す斜
視図である。

【００３１】図１において、基板Ｗはスピンチャック１
に水平姿勢で吸着保持される。このスピンチャック１は
モーター２に連結され、回転軸ＣＪ（図のＸ軸およびＹ
軸に直交する軸）周りに回転されるようになっている。
このスピンチャック１とモーター２は、請求項３に記載
の発明における回転手段に相当する。

【００３２】スピンチャック１に保持された基板Ｗに
は、光ファイバ３を介して光照射装置４と光学的に連結
されたスポット光照射ユニット５から光スポットが照射
されるようになっている。光照射装置４は、基板Ｗに塗
布されたレジストを露光する波長帯域の光（例えば、紫
外光）を出力するために、例えば、水銀キセノンランプ
などの光源６、楕円鏡７、紫外線透過フィルタ８、シャ
ッター９などを備えて構成されている。フィルタ８を透
過した紫外光が光ファイバ３を介してスポット光照射ユ
ニット５に導かれる。シャッター９は、その開閉によっ
て光照射装置４からスポット光照射ユニット５への紫外
光の出力／停止を切り替えるためのものである。スポッ
ト光照射ユニット５は、後述する図２の形状に絞ったス
ポット光を基板Ｗに照射するためのスリットや、光学レ
ンズ系（いずれも図示せず）などを備えている。この光
ファイバ３、光照射装置４、スポット光照射ユニット５
は、請求項１に記載の発明における光照射手段に相当す
る。

【００３３】スポット光ＳＬの形状は、図２（ａ）に示
すように、矩形（長方形でも正方形でもよい）、前記矩
形の角部に丸みが付けられた形状（図２（ｂ））、円形
（図２（ｃ））などの形状であってもよいが、後述する
直角部を精度良く露光するためには、角部を有する矩形
であることが好ましい。

【００３４】スポット光照射ユニット５を支持する支持
アーム１０は、２軸方向変位手段に相当する２軸方向変
位機構１１に取り付けられている。２軸方向変位機構１
１は、支持アーム１０を図のＸ軸方向に変位させるＸ軸
方向変位機構１２と、Ｘ軸方向変位機構１２を介して支
持アーム１０を図のＹ軸方向に変位させるＹ軸方向変位
機構１３とを備えている。なお、Ｘ軸、Ｙ軸は互いに直
交する軸である。この２軸方向変位機構１１により、ス
ピンチャック１に保持された基板Ｗのレジスト塗布面
（図の基板Ｗの上面）に対して、スポット光照射ユニッ
ト５からのスポット光を互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ
軸）方向に変位させるようにしている。

【００３５】なお、スポット光照射ユニット５からのス
ポット光を互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向に変
位させるためには、図１の構成に限らず、例えば、図１
のＸ軸方向変位機構１２、Ｙ軸方向変位機構１３の上下
関係を逆にしてもよいし、スピンチャック１の方をＸ軸
方向変位機構１２または／およびＹ軸方向変位機構１３
に取り付け、スポット光照射ユニット５からのスポット
光に対して基板Ｗ側をＸ軸方向または／およびＹ軸方向
に変位させるように構成してもよい。

【００３６】なお、Ｘ軸方向変位機構１２、Ｙ軸方向変
位機構１３の駆動モーター１４、１５や、上記スピンチ
ャック１に連結されたモーター２は、ステッピングモー
ターで構成される。

【００３７】また、スピンチャック１に吸着保持されて
水平回転される基板Ｗの周辺部の回転軌跡に対応する位
置には、ラインセンサ１６が配置されている。

【００３８】図３は、本実施例装置の制御系の構成を示
すブロック図である。本発明の制御手段に相当する制御
部１７には、ラインセンサ１６、モーター２、１４、１
５を駆動するモーター駆動回路２ａ、１４ａ、１５ａ、
光源６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ１８、シャ
ッター９の開閉を駆動する開閉駆動回路１９、周辺部露
光データ取り込み部２０、モーター２の制御信号の出力
に基づいてスピンチャック１の回転時の時々刻々変化す
るスピンチャック１の角度情報を求める角度情報演算部
２１などが接続され、入力される各種のデータに基づ
き、各部を制御して後述する動作を実現する。この制御
部１７は、例えば、マイクロコンピューターなどで構成
される。

【００３９】なお、周辺部露光データ取り込み部２０か
ら制御部１７に取り込まれる周辺部露光データは、周辺
部露光領域を指定するデータであり、例えば、周辺部露
光領域の輪郭を指定するためのデータ（従来例では露光
幅で指定されていた）である。制御部１７は、指定され
た輪郭の外側（基板Ｗの周辺部側）の周辺部露光領域を
露光するように各部を制御する。本実施例では、互いに
直交する２ライン成分を輪郭に含む周辺部露光領域の露
光を行う。この２ライン成分に関するラインデータ、例
えば、各ラインの長さや、ラインの折り返し位置などに
関するデータは、周辺部露光データの一部として、周辺
部露光データ取り込み部２０から制御部１７に取り込ま
れるように構成している。なお、前記周辺部露光データ
と前記ラインデータが別系統で制御部１７に取り込まれ
る場合には、周辺部露光データ取り込み部２０とは別に
ラインデータ取り込み部（図示せず）が制御部１７に接
続されるが、本実施例では、周辺部露光データ取り込み
部２０が請求項１に記載の発明におけるラインデータ取
り込み手段を構成する。

【００４０】また、周辺部露光データ取り込み部２０
（ラインデータ取り込み部）は、設定盤などから作業者
が周辺部露光データ（ラインデータ）を設定するように
構成してもよいし、通信媒体を介してホストコンピュー
ターや他の装置（例えば、ステッパなど）から周辺部露
光データ（ラインデータ）を伝送するように構成しても
よい。

【００４１】次に、上記実施例装置の動作を、ステッパ
でパターン露光するパターン領域の周囲の階段状のライ
ンに沿って周辺部の露光を行う場合を例に採り説明す
る。

【００４２】図４に、周辺部露光領域を斜線で示す。周
辺部露光領域は、パターン領域ＰＡの周囲の階段状のラ
インに沿った輪郭の外側になる。基板（半導体ウエハ）
Ｗには、位置決めなどの基準となるオリエンテーション
フラット（以下、「オリフラ」と略す）ＯＦや、オリフ
ラＦに代えてノッチ（図示せず）などが設けられてい
る。パターン領域ＰＡは、一般的に、前記オリフラＯＦ
やノッチを基準に決められる。なお、以下では、オリフ
ラＯＦが形成された基板Ｗを例に採り説明し、必要に応
じてノッチが形成された基板に言及する。

【００４３】基板Ｗは、図示しない搬送機構によってス
ピンチャック１に載置され、スピンチャック１に吸着保
持される。スピンチャック１と２軸方向変位機構１１と
の位置関係は固定であるが、搬送機構による基板Ｗのス
ピンチャック１への載置の仕方によっては、２軸方向変
位機構１１に対するスピンチャック１に保持された基板
ＷのオリフラＯＦなどとの位置関係上、図５に示すよう
に、周辺部露光領域の２ライン成分（パターン領域ＰＡ
の周囲のライン）の方向（図中のＵ軸、Ｖ軸）と、２軸
方向変位機構１１による変位方向（Ｘ軸、Ｙ軸）が一致
しない場合がある。このような場合、前記Ｕ軸、Ｖ軸
と、Ｘ軸、Ｙ軸の軸合わせが必要になる。従って、周辺
部の露光に先立ち、以下のように軸合わせを行う。な
お、前記Ｕ軸、Ｖ軸と、Ｘ軸、Ｙ軸が一致するように、
搬送機構が基板Ｗをスピンチャック１に精度良く載置す
る場合には、以下の軸合わせは不要である。

【００４４】以下、軸合わせについて説明する。先にも
述べたように、パターン領域ＰＡは、一般的に、前記オ
リフラＯＦなどを基準に決められる。従って、オリフラ
ＯＦなどを検出し、スピンチャック１を回転させて、オ
リフラＯＦなどを適宜の位置に位置させれば、軸合わせ
が行える。

【００４５】例えば、図４に示すように、パターン領域
ＰＡの周囲のライン（Ｕ軸またはＶ軸の一方の軸に平行
なライン）が、オリフラＯＦのラインに平行になるよう
にパターン領域ＰＡが採られる場合、２軸方向変位機構
１１とスピンチャック１との位置関係が既知であるか
ら、スピンチャック１に保持された基板Ｗの中心Ｗｃと
オリフラＯＦの中央ＯＦｃとを結ぶ線分Ｌｎ１が、２軸
方向変位機構１１の変位方向（Ｘ軸またはＹ軸）に平行
になる（または直交する）ようにオリフラＯＦを位置さ
せればよい。例えば、２軸方向変位機構１１の変位原点
Ｏ（２軸方向変位機構１１によるＸ軸、Ｙ軸方向への変
位可能範囲内の適宜の位置に設定される）とスピンチャ
ック１の回転軸ＣＪとの位置関係が図６（ａ）に示すよ
うな場合、変位原点Ｏと回転軸ＣＪを結ぶ線分Ｌｎ２と
前記線分Ｌｎ１が一致（または直交）するようにオリフ
ラＯＦを位置させればよい。なお、図６（ａ）では、基
板Ｗの中心Ｗｃがスピンチャック１の回転軸ＣＪに一致
するように基板Ｗがスピンチャック１に保持されている
が、基板Ｗの中心Ｗｃがスピンチャック１の回転軸ＣＪ
とずれている場合には、前記線分Ｌｎ２と前記線分Ｌｎ
１が平行（または直交）するようにオリフラＯＦを位置
させればよい。また、変位原点Ｏと回転軸ＣＪとの位置
関係が図６（ｂ）に示すような場合には、図中の角度θ
１は既知であるので、前記線分Ｌｎ２を回転軸ＣＪを中
心として反時計周りにθ１（または、時計周りに「９０
°−θ１」）回転させた線分Ｌｎ３と前記線分Ｌｎ１と
が一致（基板Ｗの中心Ｗｃと回転軸ＣＪとが一致する場
合）あるいは平行（基板Ｗの中心Ｗｃと回転軸ＣＪとが
ずれている場合）になる（または直交する）ようにオリ
フラＯＦを位置させればよい。

【００４６】また、ノッチが形成された基板Ｗについて
もオリフラＯＦが形成された基板Ｗと同様の方法で軸合
わせすることが可能である。

【００４７】オリフラＯＦの中央ＯＦｃの検出は、ライ
ンセンサ１６や角度情報演算部２１などを用いて以下の
ように行える。

【００４８】モーター２を駆動してスピンチャック１を
回転軸ＣＪ周りに回転させ、その際にラインセンサ１６
から出力されるセルの「ＯＮ」数の変移をモニターす
る。ラインセンサ１６は、その一部が基板Ｗの内側にか
かって配置されている。例えば、上記回転軸ＣＪと基板
Ｗの中心とが一致していれば、基板Ｗの回転中、ライン
センサ１６が基板Ｗの円弧部分の周辺部を横切っている
間は、上記セルの「ＯＮ」数は一定である。そして、ラ
インセンサ１６がオリフラＯＦの一方の端部ＯＦｅ（図
７参照）を通過した瞬間から上記セルの「ＯＮ」数は一
定状態から増加状態に転じる。この「ＯＮ」数の一定状
態から増加状態への変化によってオリフラＯＦの一方の
端部ＯＦｅを検出できる。さらにスピンチャック１を回
転させると、ラインセンサ１６がオリフラＯＦの中央Ｏ
Ｆｃを通過する瞬間まで「ＯＮ」数は増加を続け、オリ
フラＯＦの中央ＯＦｃを通過すると、「ＯＮ」は減少に
転じ、ラインセンサ１６がオリフラＯＦの他方の端部Ｏ
Ｆｅを通過すると、「ＯＮ」数は減少状態から一定状態
に転じる。この「ＯＮ」数の減少状態から一定状態への
変化によってオリフラＯＦの他方の端部ＯＦｅを検出で
きる。

【００４９】例えば、スピンチャック１の回転開始時の
角度情報演算部２１からの角度情報を０°とすると、オ
リフラＯＦの双方の端部ＯＦｅを検出したときの角度情
報演算部２１からの角度情報により、オリフラＯＦの双
方の端部ＯＦｅが回転開始時から何度回転されたときに
ラインセンサ１６で検出されたかが特定できる。図７に
示すように、この検出角度をθ２、θ３とすると、回転
開始時から何度回転されたときにラインセンサ１６がオ
リフラＯＦの中央ＯＦｃを通過するかの角度θ４が、θ
４＝｛（θ３−θ２）／２｝＋θ２により求められる。
ラインセンサ１６、スピンチャック１の回転軸ＣＪ、２
軸方向変位機構１１の変位原点Ｏの位置関係は既知であ
るから、ラインセンサ１６と回転軸ＣＪとを結ぶ線分Ｌ
ｎ４と前記線分Ｌｎ２との間の角度θ５が既知であり、
このθ５と前記で求められたθ４とにより、図６に示す
ようなオリフラＯＦの位置合わせが行え、Ｕ軸、Ｖ軸
と、Ｘ軸、Ｙ軸との軸合わせが行える。

【００５０】なお、基板Ｗの中心Ｗｃと回転軸ＣＪがず
れていた場合には、スピンチャック１の回転時のライン
センサ１６の「ＯＮ」セル数は、円弧部分の周辺部がラ
インセンサ１６を通過しているときには、サインカーブ
を描き、オリフラＯＦがラインセンサ１６を通過する
間、前記サインカーブが欠けるように「ＯＮ」セル数が
変位するので、その欠けた部分の角度情報からオリフラ
ＯＦの中央ＯＦｃの回転角度θ４を求められる。

【００５１】また、ノッチの場合も、上記オリフラＯＦ
と同様に、スピンチャック１の回転時のラインセンサ１
６の「ＯＮ」セル数は、ノッチがラインセンサ１６を通
過する間変化するので、その変化からノッチの中央を求
める。

【００５２】軸合わせされた状態で、以下の周辺露光を
行う。ここでは、図８に示すように、周辺部露光領域を
スピンチャック１の回転軸ＣＪを中心として９０°ごと
に４つの領域（以下、この領域を分割露光領域とも言
い、ＲＡ１〜ＲＡ４で示す）に分割し、分割露光領域ご
とに露光する場合について説明する。なお、２軸方向変
位機構１１の２軸方向の変位可能範囲は、図８の点線で
示すように、１つの分割露光領域内をスポット光が変位
し得る範囲に設定され、１つの分割露光領域の露光が終
了するごとにスピンチャック１を９０°回転させて、次
の分割露光領域を２軸方向変位機構１１の２軸方向の変
位可能範囲内に位置させてその分割露光領域の露光を行
う動作を繰り返し、全ての周辺部露光領域の露光を行
う。

【００５３】取り込まれるラインデータは、例えば、図
９に示すようなデータとして取り込まれる。また、２軸
方向変位機構１１の変位原点Ｏは図９に示す位置に設定
されている。この変位原点Ｏは、図９に示すように、ス
ポット光照射ユニット５からのスポット光ＳＬの基板Ｗ
側のエッジＥＬの中央点が前記変位原点Ｏとなるような
スポット光照射ユニット５の位置に決められている。な
お、以下では便宜上、Ｘ軸の（＋）（−）方向、Ｙ軸の
（＋）（−）方向を図の方向として説明する。

【００５４】まず、光源６をＯＮし、シャッター９を閉
じた状態で、スポット光照射ユニット５を変位原点Ｏか
らＸ軸（＋）方向に（ＸＥ＋Ｘ１４＋Ｘ１３＋Ｘ１２＋
Ｘ１１）だけ移動させ、次に、Ｙ軸（−）方向に（Ｙ１
４＋Ｙ１３＋Ｙ１２＋Ｙ１１＋Ｙ１０）だけ移動させ
る。そして、シャッター９を開き、スポット光ＳＬを照
射させ、その状態で、スポット光照射ユニット５（スポ
ット光ＳＬ）をＹ軸（−）方向に（Ｙ１０＋Ｙ１１−
（ＳＹ／２））だけ移動させ、それに続いて、スポット
光ＳＬをＸ軸（−）方向に（Ｘ１１）だけ移動させる。
このとき、スポット光ＳＬの形状が矩形のように角部が
あると、直角部分ＵＶＰを精度良く露光できる。なお、
上記（ＳＹ／２）分の調整は、スポット光ＳＬの基板Ｗ
側のエッジＥＬの中央点を変位原点Ｏにしているために
行っている。従って、ラインデータで、その（ＳＹ／
２）分の調整がなされてＹ軸方向のラインデータが決め
られていれば、上記（ＳＹ／２）分の調整は不要であ
る。また、例えば、図１０に示すように、スポット光Ｓ
Ｌの中心点を変位原点Ｏにした場合には、Ｘ軸方向の変
位においても（ＳＸ／２）分の調整を行えばよい。な
お、ＳＸ、ＳＹは、スポット光ＳＬのＹ軸方向、Ｘ軸方
向のサイズであり既知である。以後同様に、ラインデー
タに基づき、図９の矢印で示すようにスポット光ＳＬを
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に順次移動させて直線状に露光す
る。そして、シャッター９を一旦閉じる。

【００５５】次に、スピンチャック１を図８の時計周り
に９０°回転させ、２番目の分割露光領域ＲＡ２を、図
８の点線で示す範囲（２軸方向変位機構１１による２軸
方向への変位可能範囲）内に位置させ、その分割露光領
域の直線露光を、上述と同様に行う。各分割露光領域Ｒ
Ａ１〜ＲＡ４には、１番目の分割露光領域ＲＡ１（図
９）と同様のラインデータが設定されている。以後同様
に３番目の分割露光領域ＲＡ３、４番目の分割露光領域
ＲＡ４をその順で直線露光する。なお、スピンチャック
１を図８の反時計周りに９０°回転させ、ＲＡ１、ＲＡ
４、ＲＡ３、ＲＡ２の順で分割露光してもよい。シャッ
ター９は、各分割露光領域ＲＡ１〜ＲＡ４の直線露光が
終了するごとに一旦閉じ、基板Ｗの回転時に無駄な露光
を行わないようにする。なお、１番目の分割露光領域Ｒ
Ａ１の直線露光は、Ｙ軸方向の（−）側から（＋）側へ
と移動（図９の基板Ｗの左側から右側に移動）して行っ
たので、１番目の領域ＲＡ１の直線露光が終了すると、
スポット光ＳＬはＹ軸（＋）側（基板Ｗの右側）に位置
している。従って、２番目の分割露光領域ＲＡ２の直線
露光の際、スポット光ＳＬを一旦Ｙ軸（−）側に戻して
Ｙ軸方向の（−）側から（＋）側へと移動して直線露光
するとスループットが悪くなる。従って、２番目の分割
露光領域ＲＡ２の直線露光は、Ｙ軸方向の（＋）側から
（−）側へと移動して直線露光してスループットの向上
を図っている。また、同様に、３番目の分割露光領域Ｒ
Ａ３の直線露光は、Ｙ軸方向の（−）側から（＋）側へ
と移動し、４番目の分割露光領域ＲＡ４の直線露光は、
Ｙ軸方向の（＋）側から（−）側へと移動して行う。

【００５６】これにより、パターン領域ＰＡの周囲の階
段状のラインに沿った直線露光が行える。

【００５７】なお、図９中のＸＥは、基板Ｗのサイズ
（半径：ＸＥ’とする）と、ＸＯＦ（オリフラＯＦの中
央ＯＦｃ部分の最大幅）がわかれば決まる値である。同
じ形状の基板Ｗの周辺露光を行うのであれば、その基板
Ｗの形状に応じた上記ＸＥ、ＸＥ’、ＸＯＦを予め記憶
しておけばよい。また、上記ＸＥ、ＸＥ’、ＸＯＦを制
御部１７に別途取り込むように構成してもよい。さら
に、基板Ｗの周辺部（１周分）の位置データ（エッジデ
ータ）を、スピンチャック１を３６０°回転させ、ライ
ンセンサ１６で収集し、角度情報とともに記憶してお
き、そのエッジデータから上記ＸＥ、ＸＥ’、ＸＯＦを
特定してもよい。変位原点Ｏとラインセンサ１６の位置
関係は既知であるから、図１１に示すように、エッジデ
ータから上記ＸＥ、ＸＥ’、ＸＯＦが特定できる。上記
軸合わせを行う場合には、エッジデータの収集を上記軸
合わせのオリフラＯＦの中央ＯＦｃの検出時に並行して
行ってもよい。

【００５８】また、図中のＹ１０は直線露光の開始時の
スポット光ＳＬの位置を基板Ｗの外側に設定するための
適宜の距離であり、Ｙ１００は、直線露光の終了時のス
ポット光ＳＬの位置を基板Ｗの外側に設定するための適
宜の距離である。

【００５９】なお、スピンチャック１に保持された基板
Ｗの中心Ｗｃが、スピンチャック１の回転軸ＣＪからず
れていれば、そのずれ量に応じて、上記Ｘ軸、Ｙ軸方向
の移動を調整してやる必要がある。このずれ量は、例え
ば、図１２（ａ）に示すように、９０°間隔ごとに設定
した周辺位置ＥＰ１〜ＥＰ４のエッジデータを収集し、
このエッジデータから、ＥＰ１とＥＰ３とを結ぶ線分Ｌ
ｎ１１、および、ＥＰ２とＥＰ４とを結ぶ線分Ｌｎ１２
方向のずれ状態を調べる。そして、図１２（ｂ）に示す
ように、上記線分Ｌｎ１１、Ｌｎ１２方向のずれＱ１、
Ｑ２から、三角関数などを使ってＸ軸方向、Ｙ軸方向の
ずれを計算で求める。このＸ軸、Ｙ軸方向のずれ量Δ
Ｘ、ΔＹを上記Ｘ軸、Ｙ軸方向のスポット光ＳＬの移動
時に加算または減算して調整すればよい。なお、図中の
Ｘ’軸、Ｙ’軸は、Ｘ軸、Ｙ軸と並行な軸である。

【００６０】また、図１３に示すように、パターン領域
ＰＡの周囲に所定幅の縁取りを形成するように直線露光
する場合には、Ｘ軸、Ｙ軸方向の縁取り幅ＦＸ、ＦＹを
加味して、上記Ｘ軸、Ｙ軸方向の移動を行えばよい。な
お、ラインデータに縁取りが加味されてあれば、そのラ
インデータに基づいて直線露光を行えばよい。

【００６１】また、ラインデータは、例えば、図１４お
よび以下のような形態で取り込まれ、そのデータを制御
部１７が解析して上記のようにスポット光照射ユニット
５（スポット光ＳＬ）を移動させるようにしてもよい。

【００６２】

【００６３】なお、上記形態は、分割露光領域ＲＡ１に
ついて示しているが、分割露光領域ＲＡ２〜ＲＡ４につ
いても同様の形態で設定される。上記形態では、直線露
光範囲、直線未露光範囲が、Ｙ軸方向の移動情報で、露
光幅がＸ軸方向の移動情報であり、各露光幅ごとのＹ軸
方向の直線露光を行う範囲と行わない範囲を示してい
る。露光幅は、分割露光領域ＲＡ１（図１４）の場合
は、オリフラＯＦの中央ＯＦｃからの露光幅であり、分
割露光領域ＲＡ２〜ＲＡ４の場合は、変位原点ＯからＸ
軸（＋）方向の直線と円弧部分の周辺部とが交差する点
からの露光幅である。また、分割露光領域ＲＡ１〜ＲＡ
４において、Ｙ軸方向の「０」は、変位原点ＯからＸ軸
（＋）方向の直線Ｌｎ３１上に採っている。

【００６４】さて、上記直線露光が終了した状態では、
図１５に示すように、直線露光の外側に未露光領域が残
存している。この未露光領域は、スポット光ＳＬを基板
Ｗの周辺部に所定の露光幅で照射させた状態で、スピン
チャック１を回転させて、図１５のハッチングで示すよ
うに、基板Ｗの周辺部をリング状に露光することで露光
する。露光幅に応じてスポット光ＳＬを基板Ｗの周辺部
に照射させるには、スポット光照射ユニット５を基板Ｗ
の半径方向に移動できるように、Ｙ軸方向の位置を調整
し、Ｘ軸方向に移動させればよい。例えば、変位原点Ｏ
からＸ軸方向に（ＸＥまたはＸＥ’＋露光幅）だけＸ軸
（＋）方向に移動させればよい。このとき、各部分の未
露光領域の大きさや形状によって、適宜の回転角度ごと
に露光幅を変えるようにしてもよい。なお、直線露光の
結果、未露光となる領域は、基板Ｗのサイズやオリフラ
ＯＦの最大幅（あるいは、エッジデータ）と、ラインデ
ータに基づくスポット光ＳＬの移動経路から計算で求め
ることができる。また、基板Ｗの回転露光に関する露光
幅データ（回転角度ごとの露光幅データでもよい）を別
途制御部１７に取り組むように構成してもよい。

【００６５】この基板Ｗの円弧状の周辺部に沿って、ス
ポット光ＳＬを移動させて行う露光は、上記直線露光の
前に行ってもよい。

【００６６】なお、ラインデータに基づく直線露光の結
果、未露光となる領域についても、図１６に示すよう
に、別途直線状に露光するようにしてもよい。すなわ
ち、図１６の矢印に示すようにスポット光ＳＬを直線状
に移動させて露光する。なお、図中の斜線で示す部分が
上記ラインデータに基づいた直線露光で露光された部分
である。

【００６７】また、上記図９などでは、スポット光ＳＬ
のサイズを比較的小さくしているので、ラインデータに
基づく直線露光の後、未露光領域が残存するが、図１７
に示すように、スポット光ＳＬのサイズ（斜線で示す）
が比較的大きければ、ラインデータに基づく直線露光の
後、未露光領域が残存しないので、上記図１５や図１６
のような露光処理は不要である。

【００６８】なお、上記実施例では、光照射手段と２軸
方向変位手段を１組備え、基板Ｗを回転させながら第１
〜第４の領域ＲＡ１〜ＲＡ４の露光を順次行うように構
成したが、光照射手段と２軸方向変位手段を分割露光領
域の数（上記の場合では４組）備え、第１〜第４の分割
露光領域ＲＡ１〜ＲＡ４をそれぞれの光照射手段と２軸
方向変位手段で同時に露光するようにすればスループッ
トの向上が図れる。

【００６９】また、上記実施例において、分割露光領域
Ｒ１〜Ｒ４とスポット光との位置合わせや、図１５の所
定の露光幅でのリング状の露光では、スポット光に対し
て基板Ｗ側を回転させたが、スポット光照射ユニット５
を基板Ｗの周辺に沿って回転変位するように構成し、基
板Ｗ側を固定し、スポット光側を回転変位させるように
してよい。

【００７０】さらに、複数組の光照射手段と２軸方向変
位手段を備える場合で、図１５のように所定の露光幅で
のリング状の露光を各光照射手段で行う場合には、上記
と同様に、基板Ｗ側を固定し、個々の光照射手段側を回
転変位させるようにしてもよい。ただし、この場合は、
各光照射手段側の回転変位量は、４個の光照射手段の場
合で９０°でよい。

【００７１】また、周辺部露光領域の分割数は４個に限
らず、２個であってもよいし、周辺部露光領域の輪郭の
２ライン成分の形態に応じて、それ以外の個数に分割し
てもよい。

【００７２】もちろん、スポット光の２軸方向の変位
が、図１８（ａ）の点線で示すように基板Ｗ全面、ある
いは、図１８（ｂ）の点線で示すように、基板Ｗの中央
部分を除く、基板Ｗの周辺部分全体の範囲内で行えるよ
うに、２軸方向変位手段を構成すれば、上記実施例のよ
うに分割露光を行わなくても良い。ただし、このように
２軸方向変位手段を構成すれば、２軸方向変位手段が大
がかりとなり、構成が複雑で、装置の大型化を招くが、
上記実施例のように分割露光すると、２軸方向変位手段
がコンパクトで、構成が簡略化でき、装置の小型化に寄
与するので、上記実施例のように分割露光する構成の方
が好ましい。

【００７３】なお、上記動作説明では、パターン領域Ｐ
Ａの周囲の階段状のラインに沿った直線露光を行う場合
について説明したが、図１９に示すように、搬送爪Ｋが
基板Ｗをつかむチャック領域を上記直線露光で行うこと
により、矩形状の搬送爪Ｋの外形に沿った露光を行うこ
ともできる。

【００７４】また、周辺部露光領域の輪郭に含まれる２
ライン成分は、１つの直交座標系Ｕ軸、Ｖ軸方向の２ラ
イン成分だけが含まれる場合に限らず、例えば、図２０
に示すように、２つの直交座標系Ｕ軸、Ｖ軸方向、Ｕ’
軸、Ｖ’軸方向の２ライン成分が含まれる場合であって
もよい。この場合、基板Ｗと２軸方向変位機構１１の変
位原点Ｏの位置関係を、図２０（ａ）のようにして直交
座標系Ｕ軸、Ｖ軸方向の２ライン成分に沿った直線露光
を行い、次に、基板Ｗと変位原点Ｏ（スポット光）とを
相対回転させて、図２０（ｂ）のようにして直交座標系
Ｕ’軸、Ｖ’軸方向の２ライン成分に沿った直線露光を
行う。

【００７５】また、オリフラＯＦなどの基準位置とは無
関係に、基板Ｗ上に適宜の形状（例えば、矩形等）に沿
った輪郭を持つ周辺部露光領域の露光を行うような場合
には、搬送機構によりスピンチャック１への搬送のやり
方などに無関係に、軸合わせを行わずに、所定の形状の
輪郭に沿った直線露光を行えばよい。

【００７６】さらに、上記実施例や変形例では、Ｘ軸方
向の移動に基板Ｗの半径方向の移動を含んでいるが、周
辺部露光領域に含まれる２ライン成分の位置などによっ
ては、図２１に示すように、２軸方向変位手段によるス
ポット光の変位可能範囲（点線で示す）に半径方向の移
動を含まないように構成してもよい。

【００７７】さらに、上記実施例や変形例では、ライン
センサにより説明したが、ＣＣＤ等の２次元イメージセ
ンサを使用して画像処理により、ウエハ形状を測定して
オリフラやノッチの位置を求めてもよい。また、ＣＣＤ
等の２次元イメージセンサを使用して、パターン上の長
い直線、直線交差、９０°角等の特徴的なパターンに着
目して、実際にパターニングされたウエハ上のパターン
を検出して、露光されたパターンに対して露光位置の精
度を高めることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、スポット光を照射する光照射
手段と、２軸方向変位手段と、ラインデータ取り込み手
段と、取り込んだラインデータに基づいて、周辺部露光
領域の輪郭の２ライン成分に沿って、光照射手段からの
スポット光が移動するように２軸方向変位手段を制御す
る制御手段を備えたので、周辺部露光領域の輪郭に含ま
れる互いに直交する２ライン成分で構成されるパターン
領域の周囲の階段状のラインなどに沿った露光が可能と
なり、従来装置において未露光部分となっていた部分を
周辺部露光装置で精度良く露光することができるように
なり、不要なレジストを精度良く除去できるようになっ
た。また、本発明によれば、従来のようにステッパでの
ダミーショットが不要になったので、ステッパでの処理
のスループットが低下する不都合を無くすことができ
る。さらに、周辺部露光領域の輪郭の２ライン成分に沿
った露光と、基板の円弧状の周辺部に沿った露光との２
段階の露光により周辺部露光領域を露光するように構成
したので、例えば、周辺部露光領域の輪郭の２ライン成
分に沿った露光で周辺部露光領域内で未露光となる部分
があっても、基板の円弧状の周辺部に沿った露光でその
未露光部分を露光することができ、周辺部露光領域全体
を未露光領域を残すことなく精度良く露光することがで
きる。

【００７９】請求項２に記載の発明によれば、周辺部露
光領域を複数の領域に分割し、周辺部露光領域の輪郭の
２ライン成分に沿った露光を、分割した周辺部露光領域
ごとに行うように構成したことので、装置のコンパクト
化、あるいは、周辺部露光のスループットの向上を図る
ことができる。

【００８０】請求項３に記載の発明によれば、回転露光
領域の各部分の大きさや形状に応じて、回転角度ごとに
回転露光時のスポット光の露光幅を変更するので、回転
露光時のスポット光の大きさを不必要に大きくするよう
なことがなく、適切な露光幅で露光できる。

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る基板の周辺部露光装置
の機械的・光学的な構成を示す斜視図である。

【図２】スポット光の形状の一例を示す図である。

【図３】実施例装置の制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】実施例装置で周辺露光する周辺部露光領域を示
す図である。

【図５】２軸方向変位機構の変位方向と、周辺部露光領
域の輪郭に含まれる２ライン成分の方向のずれている状
態を示す図である。

【図６】軸合わせの方法を説明するための図である。

【図７】軸合わせのためのオリフラの中央を検出する方
法を説明するための図である。

【図８】分割露光する分割露光領域を示す図である。

【図９】ラインデータに基づき、スポット光を２軸方向
に変位させて露光する状態を示す図である。

【図１０】変位原点の採り方等を説明するための図であ
る。

【図１１】変位原点から基板のエッジまでの距離を求め
る方法を説明するための図である。

【図１２】回転軸と基板の中心とがずれている場合の調
整方法を説明するための図である。

【図１３】パターン領域の周囲に縁取りを形成して周辺
部露光する場合の方法を説明するための図である。

【図１４】ラインデータの他の設定方式を説明するため
の図である。

【図１５】ラインデータに基づく直線露光で残存する未
露光領域を露光する状態を示す図である。

【図１６】ラインデータに基づく直線露光で残存する未
露光領域を別の方法で露光する状態を示す図である。

【図１７】ラインデータに基づく直線露光で未露光領域
を残存させない方法を説明するための図である。

【図１８】分割露光しない場合の２軸方向変位機構の変
位可能範囲を示す図である。

【図１９】搬送爪のチャック領域を本実施例で露光した
結果を示す図である。

【図２０】周辺部露光領域の輪郭に、２つの直交座標系
に沿った２ライン成分を含む場合のラインデータに基づ
く直線露光を行う方法を示す図である。

【図２１】２軸方向変位機構の別の変位可能範囲を示す
図である。

【図２２】従来例の問題点を説明するための図である。

【図２３】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１：スピンチャック２、１４、１５：モーター３：光ファイバ４：光照射装置５：スポット光照射ユニット１１：２軸方向変位機構１２：Ｘ軸方向変位機構１３：Ｙ軸方向変位機構１７：制御部２０：周辺部露光データ取り込み部（ラインデータ取り
込み部）ＳＬ：スポット光Ｗ：基板Ｘ、Ｙ：２軸方向変位機構の変位方向ＲＡ１〜ＲＡ４：分割された周辺部露光領域

フロントページの続き (56)参考文献特開平８−102439（ＪＰ，Ａ) 特開平５−3153（ＪＰ，Ａ) 特開平３−242922（ＪＰ，Ａ) 特開平２−288326（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に塗布されたレジストのうち、基板
のレジスト塗布面の周辺部分の所定の周辺部露光領域を
露光する基板の周辺部露光装置において、前記周辺部露光領域の輪郭には、互いに直交する２ライ
ン成分を含み、かつ、基板に塗布されたレジストを露光するスポット光を、基
板のレジスト塗布面に照射する光照射手段と、前記光照射手段からのスポット光を、前記基板のレジス
ト塗布面に対して互いに直交する２軸方向に相対変位さ
せる２軸方向変位手段と、前記周辺部露光領域の輪郭の２ライン成分に関するライ
ンデータを取り込むラインデータ取り込み手段と、前記取り込んだラインデータに基づき、前記周辺部露光
領域の輪郭の２ライン成分に沿って、前記光照射手段か
らのスポット光が移動するように前記２軸方向変位手段
を制御する制御手段と、を備え、前記光照射手段からのスポット光を、前記基板のレジス
ト塗布面に対して基板の円弧状の周辺部に沿って相対回
転させる回転手段をさらに備え、前記制御手段は、前記周辺部露光領域の輪郭の２ライン
成分に沿った露光の前または後に、基板の円弧状の周辺
部に沿って、前記光照射手段からのスポット光が移動す
るように前記回転手段を制御するように構成すること
で、前記周辺部露光領域のうちで前記２ライン成分によ
る露光部分の外郭と基板外縁との間の領域である回転露
光領域を回転露光し、前記回転露光領域の回転露光は、
前記取り込んだラインデータに基づくスポット光の移動
経路と基板のサイズやエッジデータとから計算で求めた
露光幅で行うことを特徴とする基板の周辺部露光装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板の周辺部露光装置
において、前記周辺部露光領域を複数の領域に分割し、前記周辺部
露光領域の輪郭の２ライン成分に沿った露光を、分割し
た周辺部露光領域ごとに行うように構成したことを特徴
とする基板の周辺部露光装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の基板の周辺部
露光装置において、前記回転露光領域の各部分の大きさや形状に応じて、回
転角度ごとに回転露光時のスポット光の露光幅を変更す
ることを特徴とする基板の周辺部露光装置。