JPH0256924A - パターン露光装置および周縁露光方法 - 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］ 本発明は、集積回路製造用のウェハ等、円形状基板の周
縁部分を選択的に露光するための手段を備えた露光装置
に関するものである。

［従来の技術］ ウェハに微細パターンを形成するために塗布されるレジ
ストは、ウェハ周縁部分でヱｌれ易く、剥れたレジスト
がその後の集積回路製造工程において悪影響を及ぼすと
いうことが従来より問題となっている。

従来、ウニ八周縁部分におけるレジスト７す離を防止す
るためには、専用の露光装置でウェハの周縁部分のみを
選択的に露光するということが行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の技術においては、ウニ八周縁部分を露光するため
の光束を射出する発光部は固定式であったため、露光領
域を正確に制御することが不可能であった。

このため、ウェハの外径公差、ウェハを保持する位置の
ばらつき等により、第６図（ａ）に示されるように、特
にウェハ２のオリエンテーションフラット部２ａ（以下
ＯＦ部と略す）の切欠きの大きな場合に、ＯＦ部２ａの
中心部付近で露光領域２ｂが途切れてしまったり、ある
いは、周縁部分すべてを露光しようとすると、第２図（
ｂ）のように周縁部分の露光領域２ｂをかなり広くしな
ければならないといった問題点があった。

また、第７図（ａ）に示されるように従来のウニ八周縁
部分の露光光束６の断面形状は円形であったため、第７
図（ｂ）に示されるようにウニへ周縁部分での積算露光
量かウェハエツジからの半径方向の距１！ｉｌｌに対し
て一様でなくなり、必要最小限の露光量で均一に露光す
ることができないという問題点があった。

さらに、ウニ八周縁部分の露光を独立した専用の露光装
置、あるいはレジスト塗布装置やレジスト現像装置内に
備えられた露光装置で行う場合、マスクのパターンを露
光するために露光装置本体に蓄積された適正露光量に関
するデータを転用して用いることが困難であり、結果と
して、周縁部分露光のための露光量データを別個に管理
しなけれは適正な露光ができないという問題点も有して
いた。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ウ
ェハ等の円形基板の周縁部分の所定の領域を、適正な露
光量で効率良く露光することができる露光装置を提供す
ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明では、レジストをほぼ均一に塗布した円形の基
板にマスクのパターンを露光する露光装置において、前
記基板を保持して回転させる駆動手段と、前記基板のレ
ジストを感応させる特性を有し、前記基板の周縁部分で
所定形状に規定された露光光束を射出する発光部と、前
記基板の周縁部を挾んで前記発光部と対向するように配
置され、前記基板の外周縁を検出する受光部と、前記発
光部および受光部を一体に保持して前記基板の半径方向
に移動させる移動手段と、前記露光光束か前記基板の周
縁部分を半径方向に所定の範囲内で照射するように、前
記受光部からの信号に基づいて、前記移動手段をサーボ
制御するサーボ制御手段と、前記露光装置本体に予め記
憶された適正露光ユに関するデータに基づいて、前記露
光光束による露光条件と前記駆動手段による基板の回転
速度との少なくとも一方を決定する周縁露光制御手段と
を備えたことによって、上記の課題を達成している。

［作用］ 本発明では、円形基板（例えばウェハ）の周縁部を挾ん
で発光部と受光部を対向するように配置して、基板の外
周縁を検出しなから、この検出信号に基づいて、発光部
からの露光光束が基板の周縁部分を半径方向に所定の範
囲内で照射するように、前記発光部と受光部の移動手段
をサーボ制御しているので、基板に寸法のばらつぎがあ
ったり、ウェハのＯＦ部のように円形の一部に切り欠き
かあっても、周縁部分が常に一定の幅で露光される。

また、本発明においては、マスク（又はレチクル）のパ
ターンを露光するために露光装置（例えばステッパー）
本体に蓄積されているレジストの適正露光量に関するデ
ータを用いて、露光量を制御するので、周縁部分露光用
に別個のデータを管理しなくとも、適正な露光量で周縁
部分の露光がなされる。

この際、露光光束の断面形状は、特に限定されるもので
はないが、外周縁からの距離に対する積算光量を一定と
して、必要最小限の露光量でより均一に周縁部分の露光
を行うためには、断面形状を扇形とすることが望ましい
。

なお、本発明における周縁部分露光用の光源はパターン
形成のための光源（露光機本体の光源）とは別に設けら
れているのて、露光量を制御するにあたっては、露光光
束の断面積（絞り幅）や基板の回転速度とともに、露光
光束の強度自体も必要に応じて変えることができる。周
縁部分の露光は微細パターンを形成する場合のような露
光条件の精度を要しないので、高い強度の露光光束で、
短時間（回転速度大）で露光することが生産性の点から
望ましい。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明実施例の要部を示す模式図であって、ス
テッパー等のパターン露光装置のウェハ搬送部に組み込
まれているものとする。まず、不図示のウェハ搬送路に
沿ってウェハ概略位置決め部のターンテーブル１上に搬
送されてきたウェハ２は、その中心とターンテーブル１
の回転中心とが概略一致する位置で、ターンテーブル１
上に真空吸着される。ターンテーブル１はウェハ２を保
持したまま、モータ３によって所定の速度で回転される
。

ウェハ２の周縁部上に配置された発光部４には、露光光
束６を所定の形状に規定するための絞り５が備えられて
おり、本実施例における露光光束６の断面形状は、第２
図（ａ）に示されるように扇形となっている。このため
、ウェハ２周縁部分における積算光量は、第２図（ｂ）
に示されるようにウェハエツジからの距離によらず一定
の値となる。

なお、後述する受光部８でのウェハエツジの検出を正確
に行なうためには、発光部４とウェハ２の間にレンズ系
（図示せず）を配置して絞り５とウェハ２表面とを共役
な関係とするか、レンズ系を配置しない場合は、絞り５
とウェハ２を極接近させて配置すると良い。まだ、発光
部４内に露光光の強度分布均一化のための光学系を配置
すればより適正な条件で周縁部分の露光が行われる。

上記のような発光部４には、マスクのパターンを露光す
るだめの露光装置本体の光源とは別の光ａ、７が備えで
ある。この光源７は発光部の近傍に設面する必要はなく
、露光装置全体の中で比較的スペースに余裕がある部分
に配置し、光ファイバーで発光部に接続すれはよい。

次に、ポジションセン・サー、ＣＣＤリニアセンサー等
からなる受光部８はウェハ２の周縁部分を挾んで前記発
光部４と対向するように配置されており、ウェハ２で遮
断されない露光光を受光することによりウェハ２のエツ
ジを検出するようになっている。

また、上記発光部４（絞り５を含む）と受光部８は一体
として移動手段９に固定されており、移動手段９はウェ
ハ２の半径方向に移動可能な構造となっている。

クエへ周縁部分の露光を行う際にあたっては、第３図に
示されるように、露光装置本体に蓄積された使用レジス
トについての適正露光量に関するデータが、周縁部分の
露光動作全体を制御する周縁露光制御手段に人力され、
露光条件（露光光強度、絞り幅等）およびターンテーブ
ルｌの回転速度が決定される。

また、周縁露光制御手段には、必要露光領域（エツジか
らの距離）に関するデータと受光部８からのウェハエツ
ジ検出信号が人力され、これに隻ついて移動手段駆動信
号か出力される。

即ち、ターンテーブルｌが所定の速度で回転し、露光が
開始されると、移動手段９は８動手段駆動信号によって
、発光部４から出射される露光光束６か常にウェハエツ
ジから所定の距離までの領域を露光するようにサーボ制
御される。その結果、第４図に示されるように、ウェハ
２の周縁部分は、０１部２ａも含めて均一な幅（Ｈ光領
域２ｂ）で露光される。

次に、本実施例におけるウニへ周縁部分の露光制御につ
いて、第５図のブロック図によってさらに詳細に説明す
る。

図において、周縁露光制御手段１１には、露光装置本体
から、周縁部の必要露光領域に関するデータＤ＋、適正
露光量に関するデータＤ２＋光源７のＯＮ、ＯＦＦに関
するデータＤ３が人力される。

周縁露光制御手段１１は、適正露光量に関するデータＤ
２に基づいて、露光条件（露光光の強度、絞り幅等）と
ターンテーブルの回転速度を決定し、光源７．絞り制御
系１３１回転制御系１４に信号を送る。

ここで、本実施例における絞り５は、図に示されるよう
に扇形の開口部が形成された２枚の遮蔽板５ａ、５ｂか
うなっており、遮蔽板５ａ、５ｂを相対的に動かすこと
により、スリット幅を変えることができる構造となって
いる。即ち、露光光の強度を一定とした場合、ターンテ
ーブルの回転速度を上げるには、絞り５のスリット幅を
狭くし、逆に回転速度を下げるにはスリット幅を広くす
ればよい。

なお、露光条件を決定するに際しては、適宜、ウェハ２
を退けた状態で受光部８で露光光を受け、露光光束の強
度を実測するようにすれば、光源の劣化等により予想外
に露光量が低下してしまうということことを防ぐことが
できる。光源の劣化により、露光光束の強度が弱くなっ
た場合は、絞り幅を広げることにより、ターンテーブル
の回転速度を一定にしたまま所定の露光量を確保するこ
とができる。このことは、ウェハ処理のスループットを
一定に保つ点で有利である。

次に、周縁露光制御手段１１から所定の速度信号を受け
た回転制御系１４は、モータ３によってターンテーブル
を所定の速度で回転をさせる。

モータ３にはタコゼネレータ（ＴＧ）が連結されており
、回転速度を回転制御系１４にフィードバックして常に
一定の速度でターンデープルを回転できるようになって
いる。

発光部４と受光部８は、予め、データＤ１の必要露光領
域に見合う位置にウェハ２周縁部分を挾むように配置さ
れており、データＤ３の露光開始信号（光源ＯＮ）が周
縁露光制御手段１１から光源７に伝達されることにより
、発光部４から露光光束が射出される。

受光部８は、ウェハ２で遮断されない露光光束を受光す
ることによりウェハエツジを検出し、この検出信号はア
ンプｌＯで増幅されて周縁露光制御手段１１に人力され
る。周縁露光制御手段１１は、必要露光領域に関するデ
ータＤ１と受光部８の検出信号を比較して、位置信号を
サーボ制御手。

段１２に送る。

サーボ制御手段１２は周縁露光制御手段ＩＩからの位置
信号に基づいて、露光光束とウェハエツジの相対的な位
置関係が常に一定となるようにモータ（Ｍ）に信号を送
って、発光部４および受光部８の移動手段９をサーボ制
御する。これにより、ウェハエツジから半径方向に任意
の’２５　Ｋまでの領域が、一定の幅で均一に露光され
る。そして、所定の露光時間経過後、周縁露光制御手段
１１には光ぞ原ＯＦＦ信号が人力され、−枚のウェハの
周縁露光が終了する。

なお、本実施例では、特に図示はしていないが、特開昭
６０−２３９０２４号公報に開示されているように、ウ
ニ八周縁部分の露光を、パターン焼付を行うステージの
手前にあるウェハの概略位置決め部分（パターン焼付の
際の最終位置決めはステージ上で行われる）において、
概略位置決め動作に組み込んで行うようにしているので
、パターン焼付の待ち時間内に周縁部分の露光を終了さ
せることができ、全体としてのスルーブッ１〜の低下を
招くことかない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、円形基板の外周縁を検出
しながら、露光光束が円形基板の周縁部分を半径方向に
所定の範囲内で照射するようにサーボ制御しているのて
、円形基板に寸法のバラツキがあったり、一部分に切り
欠きかある場合でも、常に外周縁から半径方向の所定の
位置までの領域が正確に露光される。

また、露光量を制御するにあたって、露光装置本体に蓄
積された適正露光量に関するデータを用いるので、周縁
露光のために別個のデータを管理しなくとも適正な露光
量で効率良く露光することができる。

さらに、露光量の制御は、露光条件と円形基板の回転速
度の条件を組合せて行うことができるので、自由度の高
い制御か可能である。

かかる露光装置は、集積回路製造用の露光装置として特
に好適であり、周縁部分の露光をウェハの概略位置決め
動作に組み込んで行えば、全体としてのスルーブツトを
低下することなく、周縁部分でのレジスト剥渾１による
不良発生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ本発明実施例における露光光束の断面
形状を示す平面図、および積算露光量を示すグラフ、第
３図は本発明実施例の制御の一部を説明するブロック図
、第４図は本発明実施例における露光領域を説明する平
面図、第５図は本発明実施例の制御全体を説明するブロ
ック図、第６図（ａ）、（ｂ）は従来の露光領域を説明
する平面図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来の露光光束の
断面形状を示す平面図および積算露光量を示すグラフで
ある。 ［主要部分の符号の説明〕 １・・・ターンデープル ２…ウエハ ４・・・発光部 ５・・・絞り ６・・・露光光束 ７・・・光源 ８・・・受光部 ９・・・移動手段 １１・・・周縁露光制御手段 １２・・・サーボ制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジストをほぼ均一に塗布した円形の基板にマス
   クのパターンを露光する露光装置において、 前記基板を保持して回転させる駆動手段と、前記基板の
   レジストを感応させる特性を有 し、前記基板の周縁部分で所定形状に規定された露光光
   束を射出する発光部と、 前記基板の周縁部を挾んで前記発光部と対向するように
   配置され、前記基板の外周縁を検出する受光部と、 前記発光部および受光部を一体に保持して前記基板の半
   径方向に移動させる移動手段と、前記露光光束が前記基
   板の周縁部分を半径方向に所定の範囲内で照射するよう
   に、前記受光部からの信号に基づいて、前記移動手段を
   サーボ制御するサーボ制御手段と、 前記露光装置本体に予め記憶された適正露光量に関する
   データに基づいて、前記露光光束による露光条件と前記
   駆動手段による基板の回転速度との少なくとも一方を決
   定する周縁露光制御手段とを備えたことを特徴とする露
   光装置。
2. （２）前記露光光束による前記基板周縁部分の露光を、
   前記露光装置における基板の概略位置決め動作に組み込
   んで行うことを特徴とする請求項１記載の露光装置。