JPH02114630A - ウエハ周辺露光ユニット - 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、ｒｃ、ＬＳＩ、その他のエレクトロニクス
素子における部品の加工における微細パターンの形成工
程において、シリコンウェハに代表される半導体基板、
あるいは誘電体、金属、絶縁体等の基板に塗布されたレ
ジストの内の該基板周辺部の不要レジストを現像工程で
除去するためのウェ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、シリコンウェ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。

通常、レジストの塗布はスピンコード法によって行われ
る。スピンコード法はウェハ表面の中心位置にレジスト
を注ぎなからウェハを回転させ、遠心力によってウェハ
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ェハ表面全域ではない
、すなわち、レジストの塗布されたウェハはいろいろな
処理工程及びいろいろな方式で搬送や保管されるので、
周辺部の全周もしくはその一部を保持に利用する。、し
たがって、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、ウェハ周辺部を機械的につかんで保持したり、ウェ
ハ周辺部がウニバカセント等の収納器の壁にこすれたり
して「ゴミ」の発生源と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ェハ周辺部の不
要レジストを除去するため、溶剤噴射法によって除去す
る技術が実用化されている。

これは、このウェハ周辺部の表面の不要レジストを除去
すべくウェハの上方から溶剤を噴射するようにしても、
溶剤の飛沫の問題が生ずるばかりでなく、ウェハ周辺部
の表面の不要レジストと後のエツチングやイオン注入等
の際のマスク層として必要なレジストであるパターン形
成部のレジストとの境界をシャープに、かつ制御性良く
不要レジストのみを除去することはできない。

そこで、最近ではパターン形成のための露光工程とは別
にウェハ周辺部の不要レジストを現像工程で除去するた
めに別途露光することが行われている。

第４図（ａ）、　　（ｂ）はこのような不要レジスト除
去のための従来のウェ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７１の上にウェハ
７０を設置し、回転ステージ７１を回転させ、センサ７
２によりウェハ７０のオリエンテーションフラット７３
を検出し、このオリエンテーションフラット７３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７４　ｂ　、　７４　
ｃ　、　７４　ｄによりセンタリングとオリエンテーシ
ョンフラット７３の位置出しを行う。

上記の位置出し後、ウェハ７０を回転させながらライト
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４図（ｅ）の如く露光されるため、オリエンテーショ
ンフラット７３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７３を所定の位置でとめ
、オリエンテーションフラット７３に平行して出射端７
５を動かしく矢印７６ｂ）、露光することが必要である
。

このウェハ周辺露光方法は、ウェハ周辺部の表面の不要
レジストと後のイオン注入等の際のマスク層として必要
なパターン形成部のレジストとの境界Ｐがシャープに、
制御性良く除去できるので、溶剤噴射法に比べ優れてい
る。

上述の如く、レジストパターン形成のための露光工程と
は別に、ウェハ周辺部の不要レジストを現像工程で除去
するためにウェハ周辺部を別途露光するウェハ周辺露光
方法による場合は、溶剤噴射法に比べ、不要なレジスト
と後のイオン注入等の際のマスク層として必要なレジス
トの境界がシャープに、制御性良く除去できる利点があ
る。しかし、このためには不要レジスト部分として予め
定めたウェハのエツジから一定距離の領域のみを精度良
く制御して露光する必要がある。ここで、従来のウェハ
周辺露光方法はウェハのオリエンテーションフラットの
検出、ウェハのセンタリング及びオリエンテーションフ
ラットの機械的位置合わせ、円周部とオリエンテーショ
ンフラットを別々に露光することが必要であり、処理時
間が長くかかる。また、機械的位置合わせであるため充
分な精度が得られにくい０例えば、０．２　ｍの誤差で
センタリングできたとしても、回転して露光した場合、
全体としてこの２倍、即ち０．４鰭の露光幅誤差となる
。さらに、ウェハ直径のバラツキが露光幅にそのまま反
映される。また、直径が異なるウェハや様々な形状の基
板を処理する場合、機械的制御は非常に煩雑なものとな
る。

さらに、倣いカム、倣いローラを併用した場合、露光精
度がカムの精度に依存して決まるのでカムの精度を上げ
る必要があり、その上、倣いの速度を早くしようとする
と、例えばウェハ円周部とオリエンテーションフラット
で曲率が異なるので、精度が悪くなるという問題がある
。

他方、ウェハの利用面積を考慮すると、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個所のみの保持で
、その他のウェハ部分の全域を利用したい等の希望もあ
る。

〔本発明の目的〕

本発明は以上の種々の事情を考慮し、最小必要限の区域
のみ、例えば保持用の爪の接触する区域を精度良く、か
つ高効率で露光することができる新規なウェハ周辺露光
ユニットを提供することを目的とする。

〔目的を達成するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては上記露光ユ
ニットを、第１のペンチと、これにｉ！置された第２の
ペンチとウェハのエッヂ検出手段と該第２のペンチを駆
動する第２の駆動手段と、第１のペンチを駆動する第１
の駆動手段と、第２のペンチに保持されたライトガイド
ファイバの出射端を保持するアームとを含み、ウェハの
寸法、形状、被露光区域等が予め入力されたシステムコ
ントローラの指令で該第１及び第２の駆動機構を動かし
、ウェハのエッヂから予め指定された幅の周辺部を露光
するよう構成する。

〔作　用〕

使用されるウェハの大きさ、形状、運搬や保管にあたっ
て保持されたり、他の物品と接触したりする位１は事前
に分っているので、それらファクターを考慮して計算し
た数値をシステムコントローラに記録させておき、予め
定められるウェハのエツジからの一定距離の領域のウェ
ハ周辺部の表面のレジストが精度良く露光され、かつス
テージ回転中心に対してウェハをセンタリングする機構
や、オリエンテーションフラット部の検出・位置合わせ
が不要となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明装置を利用する場合のウェハ周辺露光
方法のシステムの一例の概略構成を示す図である。

第１図において、１はその周辺部が露光工程を受けるウ
ェハ、２はこのウェハｌが載置される、昇降及び回転可
能なステージ、３は信号系を処理制御するシステムコン
トローラ、４はステージ２の昇降及び回転を駆動させる
ステージ駆動機構、５は例えばロークリエンコーダ等か
らなるステージ回転角度読取機構、６はオリエンテーシ
ョンフラット検出機構、７はウェハ搬送系、８は、相互
に一定の位置関係にあるライトガイドファイバ１１の出
射端１２とウェハのエツジ１ａを検出する１組の発光素
子１３と受光素子１７からなるユニントを駆動する第１
の駆動機構、９はライトガイドファイバ１１の他端近傍
に配置されるシャンク１０のための駆動機構、１４は平
面反射鏡、１５は楕円集光鏡、１６はショートアーク型
の水銀ランプを示し、シャッタ１０、平面反射鏡１４、
楕円集光鏡１５、水銀ランプ１６等から露光光源部が形
成され、この光源部からの放射光は、前記のライトガイ
ドファイバの他端ｔｉａに入射し、該ファイバ内を通っ
て出射端１２から出射され、ウェハに照射される。この
場合、ユニ７）では、ウェハのエツジ１ａを検出した時
照射区域がウェハの特定区域を照射するようあらかじめ
その構成物の位置関係は一定にしである。

第２図は、露光を受けるウェハ周辺部の領域とオリエン
テーションフラットの位置関係を示す図め定められた一
定幅の被露光帯域、Ｄは、後の工程でウェハ保持部材例
えば保持爪が接触する接触部あり、例えばオリエンテー
ションフラットＡＢの中心点Ｑもしくは任意の点を基準
にしてその点からの回転角度を検出して露光される区域
である。　前記の受光素子は、エッヂの検出点Ｏによっ
てさえぎられる発光素子からの光量に応じた信号をシス
テムコントローラに送り、他方、システムコントローラ
は、前記信号が特定の一定値になるようにユニット駆動
機構を動かすよう信号を送る。したがって、ウェハの回
動にともなって、前記光量が変化しても、システムコン
トローラを仲介して、この前記光量が一定になるにうに
ユニットが動く、つまり、前記のユニットは検出点Ｏを
見ながらうごく、保持爪は保持機能の関係から言えば、
Ｄはある程度の大きな幅が必要であるが、Ｃは出来るだ
け小さな幅かもしくは他の条件が許はいろいろある。

そこで本発明においては、ウェハ周辺露光ユニットとし
て次のものを開示する。第３図はウェハ周辺露光ユニッ
トの要部を平面的に溝いた説明図であって、動作は一応
平面内での動きを考える。

図において、１８は第１のペンチ、１９はこの第１のペ
ンチ１８に載置された第２のペンチ、更にこの第１のペ
ンチに、所定の位置関係にある一組の発光素子１３と受
光素子１７を取付け、そして第２のペンチにライトガイ
ドファイバの出射端１２を保持するアーム２０を取り付
ける。８は、その第１のペンチを駆動する第１の駆動機
構例えばサーボモータである。２２は第２のペンチを駆
動する第２の駆動機構例えばサーボモータであって、第
１のペンチに載置されている方が良い。したがって、シ
ステムコントローラ３の指令によって、第２のペンチに
乗ったライトガイドファイバの出射端と第１のペンチに
乗った発光素子と受光素子との位置関係を保ったまま可
動できるとともに、出射端のみを駆動できるようになっ
ている。

ウェハｌがウェハ搬送系７によってステージ２の上方に
搬送されると、ステージ２が上昇してウェハ】がステー
ジ２上に載置される。そしてステージ２に具備された真
空チャック機構が働いてウェハ１がステージ２上に固定
される。その後、第１ｍもしくは第２の駆動機構が動作
して退避位置にあったライトガイドファイバ１１の出射
端１２もしくはユニットがウェハ周辺部を露光する位置
に移動する。そして、ステージ２が回転を始めると共に
、システムコントローラ３がシャッタ駆動犠 ８１１軸９にシャッタ間信号を送り、シャッタ１０が開
くと本実施例のウェハ周辺露光が行われる。尚、水銀ラ
ンプ１６としては、本実施例ではシッートアーク型の超
高圧水銀灯を用いている。また、水銀ランプ１６のアー
ク位置が楕円集光第１５の第１焦点の位置に、ライトガ
イドファイバ１１の入射面１１ａが楕円集光鏡１５の第
２焦点の位置にそれぞれ設けられているので、水銀ラン
プ１Ｇの光りは効率良くライトガイドファイバ１１によ
って導かれ、ウェハ周辺部を露光する。

発光素子１３と受光素子１７はｉ３塔形フォトセンサを
構成し、光量変化を測定してウェハのエツジｌａを検出
することができる０発光素子１３、受光素子１７及びラ
イトガイドファイバ１１の出射＃Ａ１２が一体となった
ユニットは、第１の駆動ａ構８で駆動され、フォトセン
サが常にウェハのエツジ１ａを検出するように制御する
。ウェハのエツジ検出点０に対して、照射パターンＥの
ウェハの径方向の位置、即ち、出射端１２の位置を変え
ることにより区域Ｃの幅を容易に変更することができる
０例えば、区域りを作りたい場合はロークリエンコーダ
５からの回転角度情報に基づいて所定の角度θ、。

θよもしくはθ、をシステムコントローラが認識した時
、出射端１２がウェハの径の中央方向へ動くように第２
の駆動機構２２に対して指令を出せるようにしておけば
良い、これはシステムコントローラのプログラミングと
して設計できる。

尚、本実施例で照射される光の形状Ｅが矩形状となるの
は、ライトガイドファイバ１１が出射側で矩形に束ねら
れているからである。これは照射パターンＥの範囲内で
ウェハ円周方向の積算光量をほぼ同じにするのに都合が
良いからである。また、本実施例においては、ライトガ
イドファイバ１１の出射端１２からの光は不図示の結像
レンズでウェハ１上に結像されるので、露光される光の
パターンＥの輪郭がシャープとなり、現像後にシャープ
なレジスト除去ができる。

また、ウェハｌのエツジ１ａを検出するセンサとして発
光素子１３と受光１７からなる透過型のフォトセンサを
用いたが、これに限らず反射型のフォトセントや、さら
に静電型のセンサ等を使用することも可能である。

また、本発明はシリコンやガリウム砒素等の半導体ウェ
ハに限ることなく、リチウム酸タンタル、ニオブ酸クン
タル等の表面弾性波素子、バブルメモリ素子、液晶素子
、磁気記録素子その他のエレクトロニクス素子の製作に
適用できることは言うまでもない、また、ウェハ形状も
円形と限ることなく、多角形でも差支えない。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明のウェハ周辺露光ユニットは
、ウェハのエツジの位置をセンサで検知し、酸センサか
らの信号によってライトガイドファイバの出射端をウェ
ハのエツジに対して所定の位置で保持するよう制御しつ
つ露光するので、予め定められたウェハのエツジからの
所定の幅や形のウェハ周辺部を高い精度で露光すること
ができ、さらに従来のようにウェハセンタリング機構や
ウェハのオリエンテーションフラント部の検出・位置合
わせ機構が不要となるので、処理時間を大幅に短くでき
、極めて高効率のウェハ周辺露光方法が実行可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を利用する場合のウェハ周辺露光方
法のシステムの一例の説明図、第２図は、露光を受ける
ウェハ周辺部の区域の説明図、第３図は本発明ウェハ周
辺露光ユニットの一例の概略説明図、第４図（ａ）、　
　（ｂ）、　　（ｃ）は従来のウェハ周辺露光方法の概
略説明図である。 図中、 ８　：　第１の駆動機構 １８：　　第１のペンチ １９：　　第２のペンチ ２０：　　アーム ２２：　　第２の駆動機構 １２：　　出射端 １３：　　発光素子 １７：　　受光素子 ご 一〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のペンチと、これに載置された第２のペンチと３ウ
   ェハのエッヂ検出手段と該第２のペンチを駆動する第２
   の駆動手段と、第１のペンチを駆動する第１の駆動手段
   と、第２のペンチに保持されたライトガイドファイバの
   出射端を保持するアームとを含み、ウェハの寸法、形状
   、被露光区域等が予め入力されたシステムコントローラ
   の指令で該第１及び第２の駆動機構を動かし、ウェハの
   エッヂから予め指定された幅の周辺部を露光するよう構
   成されたことを特徴とするウェハ周辺露光ユニット。