JPH021114A - ウエハ周辺露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ＩＣやＬＳＩ等の製造工程において使用さ
れるウェハ等の電子材料における不要レジストを除去す
るためのウェハ周辺露光方法及び装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来この種の技術、例えば半導体ウェハの回路パターン
の形成技術にあっては、ウェハ上に感光性レジスト膜を
形成する場合、一般にスピンコード法と言われる回転塗
布法が用いられる。

第３図（ａ）は半導体ウェハの平面図、同図（ｂ）は半
導体ウェハに塗布された周辺部の不要レジストを除去す
るためにＵＶ（紫外線）光を照射する場合の斜視図であ
り、第４図（ａ）、（ｂ）は第３図の方法で露光するた
めの光照射を行う状態を示す図で、同図（ａ）は平面図
、同図（ｂ）はその側断面図である。

第３図、第４図において、ｌはウェハ、ｌａはパターン
形成部で、不図示のレチクルを用いて、これをレンズ（
不図示）により数分の１に縮小してウェハｌに露光し、
この露光を次々と繰返す縮小露光方式（ＳＴＥＰ　ＡＮ
Ｄ　ＲＥＰＥＡＴ方式）によってパターンを形成する。

ウェハｌにレジストを塗布するスピンコード法は、第４
図（ａ）に示すウェハｌを回転台上に載置し、このウェ
ハｌ上の中心付近にレジストを注いて回転させ、遠心力
をもってウェハｌ上の表面全体にレジストを塗布するも
のである。しかしこのスピンコード法によると、第４図
（ｂ）に示すようにレジストがウェハｌの周辺部１ｂを
はみ出し、裏側にも回りこんでしまうことかある。ウェ
ハｌの周辺部１ｂは、一般に第４図（ｂ）の如く断面か
丸みを帯びていることが多く、よって裏側への回りこみ
の可能性か大きい。かつ、回路パターンはウェハｌの表
面の周辺部ｔｂには形成せず、それ以外の部分（パター
ン形成部）ｌａに形成する（第３図（ａ）参照）ので、
ウェハ周辺部ｌｂにはパターン形成用レジストは特に塗
布する必要かない。しかしスピンコード法では、この部
分にもどうしてもレジストが塗布される。従来ウェハ周
囲のレジストのパリをなくすようにしたスピンコード法
の提案はあるが、その場合でもウェハ周辺部１ｂへのレ
ジストの塗布は残る。このような不要なレジスト、即ち
第４図（ｂ）に示す裏側にも回りこんだレジストはみ出
し部１ｃや、ウェハｌの周辺部１ｂに塗布された周辺レ
ジスト部分は、これが残ったままだと問題を起こすこと
がある。レジストは、一般に樹脂そのものか固くてもろ
いという特徴があるため、工程中にウェハを搬送のため
に掴んだり、こすったりするような機械的ショックか加
わると欠落し、ダストとなって悪影響を及ぼすことがあ
るからである。特に、ウェハ１の搬送中にウェハｌのレ
ジストはみ出し部ｌｃ（第４図（ｂ）参照）からレジス
ト片が欠落して、これがウェハｌ上に付着し、エツチン
グされないなどのことによりパターン欠陥をもたらした
り、イオン注入時のマスクとして働いて必要なイオン打
込みが阻害されたりして、歩留りを低下させることがあ
る。また、高エネルギー高濃度のイオン注入を行う場合
、イオン注入時のウェハ周辺から発生する熱ストレスに
より、レジストクラック（割れ）か発生することかある
。このレジストクラックは、ウェハ周辺部のレジストが
不規則な部分や、きすがついてる部分から発生し、中央
に向って走るものであることが確認されている。

このような不要部分のレジストを除去する方法として、
溶剤噴射法か用いられている。これは。

レジストが付着されたウェハｌの裏面から溶剤を噴射し
て、不要なレジストを溶かし去るものである。しかしこ
の方法では、第４図のレジストはみ出し部１ｃのレジス
トは除去できるか、ウェハ周辺部１ｂのレジストは除去
されない。このウェハ周辺部１ｂのレジストも除去すべ
く表面から溶剤を噴射することは、パターン形成をして
いるレジスト部分１ａに悪影響を及ぼすことかある。

前述したレジスト片遊離による不都合は、レジストはみ
出し部１ｃのレジストを除去するということにより改善
されるか、未だ充分てなく、ウェハ周辺部ｌｂのレジス
トも除去する必要がある。

従って、この部分の不要レジストをも、容易に、しかも
確実に除去する方法として、従来は第３図に示すような
ＵＶ光照射を行っていた。また、１ｂはウェハ周辺部、
ｌｃはレジストはみ出し部、３はウェハｌのオリエンテ
ーション・フラット部（以下、オリフラ部という）、８
′は不図示のＵｖ照射光源からＵＶ光を導く石英からな
るファイバ、４ａはこのファイバ８′からＵＶ光を照射
する照射部分であり、ウェハｌを回転させてウェハ周辺
部１ｂを光照射する。尚、このＵＶ光照射も、ウェハｌ
上でのＵＶ光の照射部分４ａの形状は通常円形である。

何故なら、通常の導光ファイバは円形に束ねられた光学
繊維束を使用しているからである。

また、第５図はウェハ周辺部１ｂに対するＵＶ光照射の
露光形状を説明するための図である。露光形状が円形で
あるので、第５図から明らかなように、ウェハ周辺部１
ｂの外周部１ｂ−１及び内周部１ｂ−３と、周辺中心部
１ｂ−２では積算露光量が相違する。その結果、ウェハ
ｌの周辺部では不均一な露光となり、現像後、均一なレ
ジスト除去ができない。

従来より、半導体ウェハにパターンを形成するためには
、まずレジストを塗布し、ベーキングして前述のステッ
プ露光をし、現像し、エツチングしてパターンか形成さ
れるのが一般の工程である。しかるに、最近、高密度の
半導体集積回路には、処理工程中にレジストの＃熱性、
耐プラズマ性を高めるためにＵｖ光照射によるハードニ
ングという工程か露光工程の前処理として行われている
。ところが、このハードニング処理を行うと。

不均一なレジスト膜がある場合、この不均一な膜によっ
て周辺部等に残ったレジストのくずれや破片が一層散乱
して、パターン形成に悪影響をもたらす。

以上述べたように、半導体ウェハにおけるパターン形成
の処理工程において、ウェハの周辺部に塗布された不要
なレジストを除去することが行われている。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のような従来のウェハ周辺露光方法は、ウェハ周辺
部に対して、ウェハを回転させて導光ファイバを静止さ
せたまま光照射するか、もしくはその逆にウェハを静止
させたまま導光ファイバを回転させるかして、その後、
現像することにより不要レジストの除去を行っていたが
、これらの方法ではウェハ外周部のオリフラ部に塗布さ
れたレジストを露光することは困難であるという問題あ
った。

この発明はかかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、ウニへ周辺部の円周部及びオリフラ部の不要
レジストに対して確実に露光することができ、その露光
後の現像によって完全に除去できるウェハ周辺露光方法
及び装置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］ 上記の目的を達成するためにこの発明は、レジストの塗
布されたウェハを搬送する搬送機構と、前記ウェハが載
置される昇降及び回転可能な処理テーブルと、ウェハ周
辺部にスポット光を照射するスポット光照射装置と、ウ
ェハのエツジ検知機構とを具備し、前記スポット光照射
機構は、水銀灯からの光を導光ファイバて導き照射する
ものであって、前記ウェハのエツジ検知機構からの検知
信号により、前記導光ファイバの出射端を所定位置に保
持する手段を有することにより、ウニへ周辺露光をする
ものである。

［作用］ 上記構成に係るウェハ周辺露光は、ウェハエラ・ジの位
置を検出して露光するので、ウニへのオリフラ部及び円
周部を確実に精度良く露光できる。

［実施例］ 第１図（ａ）はこの発明におけるウェハ周辺露光方法を
実施するための一実施例としての制御機構を示した図、
同図（ｂ）はその場合のウェハのエツジの位置検出と露
光位置との関係を説明する図で、第２図は第１図におけ
るウェハ周辺露光方法を実施するための装置の一実施例
の主要部の概略構成を示す斜視図である。

第１図、第２図において、２及び２′はカセッを示す斜
視図１０’はそれぞれローダ、アンローダ、１０ａ及び
１０’ａはそれぞれローダ１０゜アンローダ１０’を順
次下方に駆動するローダ駆動機構、アンローダ駆動機構
である。５はそれぞれ一体に駆動される搬送ベルトであ
り、６は不図示の真空吸着孔を有する昇降及び回転可能
な処理ステージ、７は回動によりウェハ搬送ライン上の
所定位置に配置及び退避するウェハ中心出しアーム、１
１はこの処理ステージ６を駆動し制御するステージコン
トローラ、また、Ｈはスポット光照射装置、８はスポッ
ト光照射装置ｉＨに取付けられる導光ファイバ、８ａは
該導光ファイバの出射端、９は装架台である。そして、
２０はＣＰＵ、２１．２２はウェハのエツジ検知機構を
構成する発光素子と受光素子、２３はこの受光素子２２
からの電気（アナログ）信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄコンバータ、２４はスポット光照射！Ｉｔ置Ｈ
内に設けられたシャッタ２５の駆動を制御するシャッタ
駆動機構である。

第１図の制御機構を第２図の装置を用いて説明すると、
ウェハ１を多数収納したカセット２をローダｌＯに載置
し固定する。次に、ローダ駆動機構１０ａがＣＰＵ２０
の指令により働いて、ローダｌＯが所定距離たけ下降し
、処理すべきウェハｌが搬送ベルト５上に載置される。

そして、搬送ベルト５が駆動し、ウェハｌを処理ステー
ジ６の上方に搬送する。その間にウェハ中心出しアーム
７が退避位置から回動して、中心出し側壁７ａがウェハ
搬送ライン上の所定位置に配置される。そして、ウェハ
ｌか搬送ベルト５により搬送されてきて、中心出し側壁
７ａにあたり、自動的にウェハｌの中心と処理ステージ
６の中心かほぼ一致するようになっている。この状態で
処理ステージ６が上昇し、ウェハ１を真空吸着した後、
ウェハ搬送ラインよりも若干上方に持ち上げる。

そして１発光素子２１及び受光素子２２からなるフォト
センサがウェハｌのエツジ検出機構によってウェハ１の
エツジ検出を開始する。このウェハｌのエツジ検出機構
について以下に詳細に説明する。

発光素子２１と受光素子２２を結ぶ直線ＰＱ上の点０に
ウェハのウェハ周辺部１ｂがくるようにスポット光照射
装２１Ｈからの導光ファイバ８の出射端８ａが配置され
て一体に形成されている。従って、ウェハｌが処理ステ
ージ６上に載置されると、ＣＰＵ２０からの指令に戻づ
き、出射端８ａを駆動し側御するサーボ機構か動作して
、一体に形成された発光素子２１．受光素子２２及び出
射端８ａからなる出射機構は、退避位置から上記の位置
まで移動する。また１発光素子２１からの光に対して、
受光素子２２が受光する光量が予め設定した値より多か
ったり、少なかったりした場合、サーボ機構はフォトセ
ンサをウェハ１の中心方向に近ずけたり遠ざけたりして
微調整をする。

そして、フォトセンサと出射端８ａが所定位置にきた時
、サーボ機構によって停止させられる。

それにより、導光ファイバ８の出射端８ａが所定位置に
くると、ＣＰＵ２０の指令により、シャッタ駆動機構２
４はスポット光照射装置Ｈ内のシャッタ２５を開き、出
射端８ａから光照射を開始する。それと同時にＣＰＵ２
０はステージコントローラ１１をして処理ステージ６を
回転せしめて露光を開始する。この露光処理中もフォト
センサによるサーボ機構は働いているので、常にウェハ
ｌのウェハ周辺部１ｂを出射端８ａは忠実にトレースし
ている。従って、処理ステージ６が回転してウェハ１の
オリフラ部３が回動してきても、発光素子２１と受光素
子２２からなるフォトセンサて正確にトレースしてサー
ボ機構をフィードバックコントローＪししているのて、
このフォトセンサと一体に形成された出射端８ａは正確
にウェハｌのウェハ周辺部１ｂを露光し続ける。当然の
ことながら、露光処理のスタート時にオリフラ部３が所
定位置にきても、サーボ機構は同様に動作して出射端８
ａが所定位置にくるようにコントロールする。そして、
ウェハ周辺部１ｂの所定の露光が終了すると、ＣＰＵ２
０の指令によりシャッタ駆動機構２４はシャッタ２５を
閉じ、出射端８ａは退避位置に退避し、処理ステージ６
は下降し、真空吸着は解除され、露光処理されたウェハ
は搬送ベルト５にａ置され、アンローダ１０’によって
搬送される。

尚、この実施例ては発光素子と受光素子と出射端を、組
合わせて一体とし、フォトカプラの信号発生位置と露光
位置を一致させるようにしたか、フォトカプラの検出位
置が露光位置とある程度の間隔をおく場合は、ＣＰＵに
そのように記憶させておくことも回部である。

さらに、この実施例においては、ウェハのエツジ検知機
構としてフォトセンサを用いてウェハ周辺部の位置を検
出しているが、フォトセンサに限らず、近接センサ、そ
の他ウェハに対して非接触の検知手段ならば、どのよう
な手段を用いることもできのは勿論である。

この実施例によれば、ウェハのエツジ検知機構とスポッ
ト光照射機構の出射端とか一体に形成されているので、
制御が容易で高精度の露光かできる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明においては、ウェハのエ
ツジの位置なセンサで検知して導光ファイバの出射端を
所定位置に保持しながら露光するのて、ウェハの形状の
バラツキ及びオリフラ部にバラツキがあっても、ウェハ
の周辺部を確実にトレースして露光するので、高精度の
露光ができる。即ち、オリフラ部を露光するのに出射端
を直線的に動かす方法もあるが、ウェハ形状のバラツキ
に左右されること、及びオリフラ部を検出し、該オリフ
ラ部を所定位置に配置させる機構か必要になる等の不利
があるが、本発明はこの点で有利である。

つまり、処理ステージ上にａＷｌされたウェハに対して
、ウェハの中心出しをあまり正確に行わなくてもウェハ
のエツジを正確に検知する検知機構を有するので、処理
ステージ上のウェハ載置位置、ウェハの形状のバラツキ
、オリフラ部の検出等に煩わされることなく、確実に、
かつ正確に周辺部を露光できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はウェハ周辺露光方法を実施するための一
実施例として・の制御機構を示した図、同図（ｂ）はそ
の場合のウェハのエツジの位置検出と露光位置との関係
を説明する図、第２図は第１図におけるウェハ周辺露光
方法を実施するための装置の一実施例の主要部の概略構
成を示す斜視図、第３図（ａ）は半導体ウェハの平面図
、同図（ｂ）は半導体ウェハに塗布されたレジストにＵ
Ｖ光を照射する場合の斜視図、第４図（ａ）。 （ｂ）は第３図の方法で露光するためのレジストを塗布
されたウェハの照射を示す図、第５図はウェハ周辺部に
対するＵＶ光照射の露光形状を説明するための図である
。 図中。 ｌ：ウェハ　　　　５：搬送ベルト ６：処理ステージ　８：導光ファイバ １０：ローダ　　　　１０′：アンローダ代理人　弁理
士　１）北　嵩　晴 第２図 （ｂ） 第１図 ＣＧ） 第 図 （ｂ） 第 図 手続補正書１．え、 昭和６３年４月４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジストの塗布されたウェハの周辺部を導光ファ
   イバで導光された光でウェハを回転させながら露光する
   に際し、前記ウェハのエッジの位置をセンサで検知し、
   該センサからの検知信号により前記導光ファイバの出射
   端を所定位置に保持しつつ、ウェハの周辺部を露光する
   ことを特徴とするウェハ周辺露光方法。
2. （２）レジストの塗布されたウェハを搬送する搬送機構
   と、前記ウェハが載置される昇降及び回転可能な処理テ
   ーブルと、ウェハ周辺部にスポット光を照射するスポッ
   ト光照射装置と、ウェハのエッジ検知機構とを具備し、
   前記スポット光照射機構は、水銀灯からの光を導光ファ
   イバで導き照射するものであって、前記ウェハのエッジ
   検知機構からの検知信号により、前記導光ファイバの出
   射端を所定位置に保持する手段を有したことを特徴とす
   るウェハ周辺露光装置。