JPH04291938A - ウエハ上の不要レジスト露光装置および露光方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ上の不要レジス
トを現像工程で除去するために必要とされるウエハ上の
不要レジスト露光装置および露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＩＣ、ＬＳＩ等の製造工程におい
ては、シリコンウエハ等の半導体ウエハの表面にレジス
トを塗布し、次いで回路パターンを露光し、これを現像
して、レジストパターンを形成することが行われている
。レジストの塗布は、通常、ウエハ表面の中心位置にレ
ジストを注ぎながらウエハを回転させ、遠心力によって
ウエハの全表面にレジストを塗布するスピンコート法が
用いられている。従って、ウエハの周辺部にもレジスト
が塗布されることになる。しかし、ウエハの周辺部はパ
ターン形成領域にあまり利用されることはない。これは
、ウエハが種々の処理工程に付される際に、その周辺部
を利用して搬送、保持されることが多く、また周辺部で
はパターンの歪みが生じやすく歩留りが悪いからである
。従って、レジストがポジ型レジストである場合には、
周辺部が露光されないため現像後も周辺部にレジストが
残留し、このレジストがウエハの搬送、保持の際に周辺
機器を汚染し、ひいてはウエハ表面の汚染となり、歩留
りの低下を招く原因となっていた。

【０００３】そこで、最近においては、ウエハ周辺部の
不要レジストを現像工程で除去するために、パターン形
成領域における回路パターンの露光工程とは別個に、ウ
エハ周辺部の不要レジストを露光する周辺露光が行われ
ている。この周辺露光は、レジストが塗布されたウエハ
を回転しながら、光ファイバにより導かれた光をウエハ
周辺部の不要レジストに照射して行われている。

【０００４】しかし、ウエハには、通常、結晶の方向性
を示すオリエンテーションフラット（以下単に「オリフ
ラ」と略称する。）と称される直線状の周縁が設けられ
ているため完全な円形ではない。またウエハもその中心
が回転台の中心と一致して載置しているわけではない。 このため光ファイバの出射端を固定してウエハを単に回
転させるのみではウエハ周辺部の不要レジストを適正に
露光することができない。このような問題点を解決する
ために、例えば特開平２−　７３６２１号公報に示すよ
うなウエハの周縁のエッヂを検出しながら、光ファイバ
の出射端を微動させる方法がある。

【０００５】また、最近においては、逐次移動型縮小投
影露光装置（以下「ステッパー」と称する。）によって
ウエハの表面が碁盤の目のように区画されて逐次露光さ
れることが多いが、この場合には、正しく１チップ分の
回路パターンを露光できない周辺部分の形状は、１チッ
プの大きさ等のウエハの利用設計の条件によって様々に
変化し、従って、パターン形成領域の形状も一様ではな
い。またこの場合、回路パターン外側の不要レジストも
階段状の形になり、この形も回路パターンの様々の変化
によって変わる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の周辺露
光技術は、ウエハ周辺部の不要レジストを一定の幅で環
状に露光するものにすぎないため、ウエハ周辺部の不要
レジストの形状が階段状である場合には、環状に含まれ
ない部分が露光されず、結局残ってしまう。

【０００７】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その目的は、ウエハの載置状態およ
びウエハ周辺部の不要レジストの形状にかかわらず、ウ
エハ周辺部の不要レジストをその形状に従って正確に露
光することができるウエハ上の不要レジスト露光装置お
よび露光方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明のウエハ上の不要レジスト露光装置は、周縁
に特異点を有し表面にレジストが塗布されたウエハが載
置される回転台を備えたウエハ回転手段と、回転するウ
エハの周縁を検出する周縁検出センサーと、周縁検出セ
ンサーをウエハの周縁に常に位置するようにウエハ回転
手段の回転の半径方向に移動させる周縁検出センサー駆
動手段と、周縁検出センサーの半径方向の移動によって
、ウエハの回転台での載置状態を検出する載置状態検出
手段と、載置状態検出手段の信号を受けて、ウエハを特
異点を基準にした所定の向きに位置設定する露光開始状
態設定手段と、ウエハ上のレジストの表面をスポット的
に露光する光照射手段と、レジストの露光すべき領域を
予め設定する露光領域設定手段と、ウエハの表面上にお
いて光照射手段を移動制御する移動手段とよりなること
を特徴とする。本発明のウエハ上の不要レジスト露光方
法は、ウエハ上のレジストにおける露光領域を設定し、
回転台に載置されたウエハを１回転させ、このときの周
縁検出センサーの半径方向の移動によってウエハの特異
点を検出してウエハの回転台に対する載置状態を検出し
、ウエハを特異点を基準にした所定の向きの露光開始状
態に位置設定し、ウエハの回転を停止させ、設定された
露光領域の情報と載置状態の情報から、光照射手段を移
動させてウエハ上の不要レジストの露光を開始すること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、回転台にどのような状態で
ウエハが載置されても、特異点を基準にした露光開始状
態にウエハの位置が設定され、また露光領域設定手段に
よりレジストの露光される領域が設定されるので、ウエ
ハ周辺部の不要レジストの形状にかかわらず高い精度で
不要レジストを露光することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明のウエハ上の不要レジスト露光装置の一実施例を
示す説明図である。

【００１１】１はウエハ回転手段であり、モータを内蔵
し、周縁ＷＡに特異点を有し表面にレジストが塗布され
たウエハＷが載置される回転台２を備えている。回転台
２にはウエハＷを保持するための真空吸着孔（図示省略
）が設けられている。

【００１２】３は周縁検出センサーであり、回転するウ
エハＷの周縁ＷＡを検出するものである。この周縁検出
センサー３は、例えば図２に示すように、発光器３１と
、受光器３２とを備えてなる。

【００１３】４は周縁検出センサー駆動手段であり、周
縁検出センサー３がウエハＷの周縁ＷＡに常に位置する
ようにウエハ回転手段１の回転の半径方向（図１におい
て矢印Ａで示す）に移動させるものである。この周縁検
出センサー駆動手段４は、例えば図２に示すように、増
幅器４１と、比較器４２と、サーボモータからなる駆動
源４３とを備えている。周縁検出センサー３の発光器３
１からの光を受けた受光器３２の光電流は、増幅器４１
で増幅され、比較器４２で比較される。比較器４２の基
準電圧４４は、発光器３１から受光器３２に至る光軸が
ウエハ周縁に接するように周縁検出センサー３を配置し
た際に発生する光電流の値として予め設定されている。 比較器４２の出力信号は駆動源４３に送られ、この駆動
源４３は、比較器４２からの信号により周縁検出センサ
ー３をウエハ回転手段１の回転の半径方向に直線移動さ
せて、周縁検出センサー３をウエハＷの周縁ＷＡに常に
位置するように制御する。

【００１４】５は載置状態検出手段であり、周縁検出セ
ンサー３の半径方向の移動によって、ウエハＷの回転台
２での載置状態を検出するものである。この載置状態検
出手段５は、例えば図２に示すように、位置検出手段５
１と、回転角度読取手段５２と、記憶手段５３と、演算
手段５４とを備えている。周縁検出センサー駆動手段４
により位置制御されている周縁検出センサー３の位置は
、位置検出手段５１によって検出される。この位置検出
手段５１としては、駆動源４３として用いられるサーボ
モータのパルスをカウントするパルスカウンタ等が用い
られる。サーボモータの１パルスに対する周縁検出セン
サー３の移動距離は予め分かっているので、ある回転角
度の時点で所定の基準位置から何パルスカウントしたか
が分かれば、周縁検出センサー３の位置が検出できる。 なお、サーボモータから負のパルスが出力される場合は
、回転軸から遠ざかる向きに周縁検出センサー３が移動
しているので、マイナスのカウントをすることになる。 位置検出手段５１により検出された周縁検出センサー３
の位置情報と、回転角度読取手段５２により検出された
ウエハＷの回転角度は、逐次、記憶手段５３に送られ記
憶される。すなわち、記憶手段５３には、ウエハがある
位置から何度回転したとき一定の位置を基準点として周
縁検出センサー３がどの位置にあったかのデータが格納
される。従って、ウエハを１回転させると各回転角度に
対応した位置データが記憶手段５３に蓄積されることに
なる。記憶手段５３としては、ＩＣメモリが用いられる
。

【００１５】ウエハＷの特異点としては、特に限定され
ないが、例えば図３に示すように、結晶構造の方向性を
示すオリフラＷＦを利用することができる。ただし、オ
リフラＷＦは長さＡＢを有するので、本実施例ではウエ
ハ回転手段１の回転中心ＯＴ　からオリフラＷＦに引い
た垂線とオリフラＷＦとの交点Ｏを選び、この交点Ｏを
特異点とする。なお、回転中心ＯＴ　はウエハＷの円周
の中心とは必ずしも一致せず、従って交点Ｏは線分ＡＢ
の中点にある必要はない。後述する露光領域設定手段に
より露光領域が予め設定されるので、回転中心ＯＴ　と
ウエハＷの円周の中心を一致させるセンタリング動作を
必要としないからである。また、このほか、周縁に小さ
な切り欠き等を設けてアライメント等に利用するような
ウエハも最近では使用されており、この場合には、この
切り欠きを特異点として利用してもよい。

【００１６】記憶手段５３に記憶された周縁検出センサ
ー３の位置情報と回転角度情報との関係を図４に示す。 図４において、横軸は回転角度であり、縦軸は位置検出
手段５１としてのパルスカウンタがカウントしたパルス
数ｎを回転角度θで微分したｄｎ／ｄθ、すなわち周縁
検出センサー３の変位量である。なお、回転角度θは回
転角度読取手段５２からのデータを使用せずに、回転台
２の回転角速度ωのデータを予め記憶手段５３に入力し
ておき、θ＝ωｔ、ｄθ＝ωｄｔの演算を演算手段５４
で行って求めるようにしてもよい。図４において、領域
Ｆ以外でｄｎ／ｄθ≠０であるのは、ウエハ回転手段１
の回転中心ＯＴ　とウエハＷの円周の中心とが一致して
いないためである。図４の点線で示すように、ｄｎ／ｄ
θが大きく＋側、−側に変化している領域Ｆは、周縁検
出センサー３がオリフラＷＦを検出している角度範囲で
ある。さらに、領域Ｆ内でｄｎ／ｄθ＝０となっている
点θ０　は、オリフラＷＦの検出時において周縁検出セ
ンサー３の変位量が０の点であるから、図３において、
周縁検出センサー３が最も回転中心側に寄っている状態
を示す。この状態は、周縁検出センサー３の光軸が特異
点でウエハＷの周縁ＷＡに接した状態であり、前記θ０
　を求めることにより特異点の位置を知ることが可能と
なる。 従って、演算手段５４では、領域Ｆ内でｄｎ／ｄθ＝０
となっている点θ０　を求める演算を行えばよいことに
なる。

【００１７】６は露光開始状態設定手段であり、載置状
態検出手段５の信号を受けて、ウエハ回転手段１を駆動
してウエハＷを特異点Ｏを基準にした所定の向きにする
ものである。従って、ウエハ周辺部の不要レジストの露
光を開始するときには常にウエハＷの特異点Ｏが定めら
れた所定の位置に置かれることとなる。なお、所定の向
きにするための回転方向は、正回転でも逆回転でもよい
。

【００１８】７は光照射手段であり、ウエハ周辺部の不
要レジストの表面をスポット的に露光するものである。 この光照射手段７は、図１に示すように、ランプ７１と
、このランプ７１の光を集光させて反射する楕円反射鏡
７２と、この楕円反射鏡７２からの光を水平方向に反射
する反射鏡７３と、反射鏡７３の出射光路に出入り可能
に配設されたシャッタ７４と、反射鏡７３の光を導く光
ファイバ７５とを備えてなる。

【００１９】８は露光領域設定手段であり、レジストの
露光すべき領域を予め設定するものであり、ＩＣメモリ
等が用いられる。例えば図５に示すように、パターン形
成領域Ｈが階段状である場合には、オリフラＷＦをＸ軸
、これに直交する軸をＹ軸とするＸＹ座標系を定め、パ
ターン形成領域Ｈの各角部（ａ，ｂ，ｃ，ｄ等）の位置
座標をデータとしてＩＣメモリに記憶させて設定するこ
とができる。この設定値は、ウエハのパターン形成領域
Ｈの形状に応じて、随時変更することもできる。また、
パターン形成領域Ｈの角部の数も限られない。従って、
パターン形成領域Ｈがいかなる形状であってもそのパタ
ーン形成領域Ｈの外側部分上のレジスト（図５において
斜線で付した部分）を確実に露光することができる。

【００２０】９は移動手段であり、ウエハＷの表面上に
おいて光照射手段７を移動制御するものである。この移
動手段９は、図１に示すように、光照射手段７の光ファ
イバー７５の出射端を保持する支持アーム９１と、Ｘテ
ーブル９２と、Ｙテーブル９３と、ＸテーブルをＸ方向
に沿って往復移動させるステッピングモータ９４と、Ｙ
テーブルをＹ方向に沿って往復移動させるステッピング
モータ９５とを備えている。Ｙテーブル９３に支持アー
ム９１が取付けられている。Ｙ方向は、出射端から回転
台２の回転中心に向かう方向であり、Ｘ方向はＹ方向に
対して直角な方向である。従って、光ファイバ７５の出
射端は、Ｘテーブル９２およびＹテーブル９３の移動に
よってウエハ周辺部を移動することになる。

【００２１】次に、本発明の不要レジスト露光方法の実
施例について説明する。本実施例においては、上記の不
要レジスト露光装置を用いて次のようにして不要レジス
トの露光を行う。

【００２２】露光領域設定手段８によりウエハＷ上の不
要レジストの露光領域を設定する。露光領域は、既述の
ようにウエハＷのパターン形成領域Ｈの形状に基づいて
定められる。回転台２に載置されたウエハＷを１回転さ
せ、載置状態検出手段５により、このときの周縁検出セ
ンサー３の半径方向の移動によってウエハＷの特異点Ｏ
を検出してウエハＷの回転台２に対する載置状態を検出
する。ウエハＷを、露光開始状態設定手段６により、特
異点Ｏを基準とした露光開始状態に位置設定する。これ
により、ウエハＷの特異点Ｏが、常に定められた所定の
位置に置かれることとなる。ウエハＷの回転を停止させ
、設定された露光領域の情報と載置状態の情報から、移
動手段９により光照射手段７の光ファイバ７５の出射端
を移動させてウエハＷ上の不要レジストの露光を開始す
る

【００２３】光ファイバ７５の出射端が、露光開始点で
ある例えば図５のａ点を露光する位置にセットされたと
きに、ウエハＷを停止させた状態で、シャッタ７４を開
いて、出射端から光照射するとともに、移動手段９によ
り光ファイバ７５の出射端をｂ点を露光する位置に向け
てＸ方向へ移動させて、ａ点からｂ点に沿った露光を行
う。次いで、ｂ点を露光する位置から、移動手段９によ
り光ファイバ７５の出射端をＹ方向へ移動させながら、
ｃ点を露光する位置まで、出射端から光を照射して露光
を行う。さらに、ｃ点を露光する位置から、移動手段９
により光ファイバ７５の出射端をＸ方向へ移動させなが
ら、ｄ点を露光する位置まで、出射端から光を照射して
露光を行う。

【００２４】このようにしてｄ点を露光する位置まで露
光が終了したら、パターン形成領域Ｈが誤って露光され
ることを防止するために一旦シャッタ７４を閉じた状態
で、ウエハ回転手段１により回転台２を９０°回転させ
て、ウエハＷを１／４回転させる。ウエハＷが１／４回
転したら、ウエハＷを停止させた状態で、ｄ点を露光す
る位置から上記と同様にして階段状に露光を行う。

【００２５】以上のようにしてウエハＷを１／４回転ご
とに階段状の露光を４回行うと、ちょうどウエハＷの周
辺部の全周の露光が終了することになる。この場合、光
照射手段７の光スポット径よりも不要レジストの幅が広
くて１回の階段状の露光で不要レジストの露光がまだ終
了しないときは、階段状の露光を必要回数繰返し行った
後、ウエハＷを１／４回転させる。

【００２６】本発明においては、以上の実施例に限定さ
れず、以下に述べるように種々の態様が可能である。 （１）周縁検出センサは、光ファイバの出射端と別個に
設けられているが、一体化されていてもよい。 （２）パターン形成領域にカブリを生じさせないために
、光ファイバの出射端に遮光手段を設けてもよい。 （３）光ファイバの出射端の支持アームの移動手段に、
Ｘ方向、Ｙ方向への進みすぎを防止するためのセンサを
設けてもよい。また、支持アームの振動を防止する手段
を設けてもよい。 （４）特開平２−１２５４２０号公報に記載されている
ように、照度モニタ手段を設けて、ウエハの回転速度を
制御することにより露光量を一定化するようにしてもよ
い。 （５）特開平２−１４８８３０号公報に記載されている
ように、ウエハを加熱および冷却する手段と、照度調節
手段を設けて、ウエハの温度、回転速度および照度を制
御するようにしてもよい。 （６）特開平１−１１２０４０号公報に記載されている
ように、光ファイバの出射端の端面を方形状にしてスポ
ット光の形状を方形状としてもよい。 （７）特開平１−１４６５２５号公報に記載されている
ように、光ファイバの出射端側にレンズを設けて、この
レンズに、レジストの感光波長の光を透過する反射防止
膜を設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハの載置状態およびウエハ周辺部の不要レジストの
形状にかかわらず、ウエハ周辺部の不要レジストをその
形状に従って正確に露光することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る不要レジスト露光装置の概略を示
す説明図である。

【図２】実施例に係る不要レジスト露光装置の周縁検出
センサーおよびその駆動手段と載置状態検出手段の概略
を示す説明図である。

【図３】実施例におけるウエハの特異点の説明図である
。

【図４】実施例におけるウエハの特異点の検出方法の説
明図である。

【図５】実施例におけるウエハのパターン形成領域の説
明図である。

【符号の説明】

１　　　　ウエハ回転手段 ２　　　　回転台 ３　　　　周縁検出センサー ３１　　発光器 ３２　　受光器 ４　　　　周縁検出センサー駆動手段 ４１　　増幅器 ４２　　比較器 ４３　　駆動源 ４４　　基準電圧 ５　　　　載置状態検出手段 ５１　　位置検出手段 ５２　　回転角度読取手段 ５３　　記憶手段 ５４　　演算手段 ６　　　　露光開始状態設定手段 ７　　　　光照射手段 ７１　　ランプ ７２　　楕円反射鏡 ７３　　反射鏡 ７４　　シャッタ ７５　　光ファイバ ８　　　　露光領域設定手段 ９　　　　移動手段 ９１　　支持アーム ９２　　Ｘテーブル ９３　　Ｙテーブル ９４　　ステッピングモータ ９５　　ステッピングモータ Ｗ　　　　ウエハ ＷＡ　　ウエハの周縁 ＷＦ　　オリフラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　周縁に特異点を有し表面にレジストが
   塗布されたウエハが載置される回転台を備えたウエハ回
   転手段と、回転するウエハの周縁を検出する周縁検出セ
   ンサーと、周縁検出センサーをウエハの周縁に常に位置
   するようにウエハ回転手段の回転の半径方向に移動させ
   る周縁検出センサー駆動手段と、周縁検出センサーの半
   径方向の移動によって、ウエハの回転台での載置状態を
   検出する載置状態検出手段と、載置状態検出手段の信号
   を受けて、ウエハを特異点を基準にした所定の向きに位
   置設定する露光開始状態設定手段と、ウエハ上のレジス
   トの表面をスポット的に露光する光照射手段と、レジス
   トの露光すべき領域を予め設定する露光領域設定手段と
   、ウエハの表面上において光照射手段を移動制御する移
   動手段とよりなることを特徴とするウエハ上の不要レジ
   スト露光装置。
2. 【請求項２】　　ウエハ上のレジストにおける露光領域
   を設定し、回転台に載置されたウエハを１回転させ、こ
   のときの周縁検出センサーの半径方向の移動によってウ
   エハの特異点を検出してウエハの回転台に対する載置状
   態を検出し、ウエハを特異点を基準にした所定の向きの
   露光開始状態に位置設定し、ウエハの回転を停止させ、
   設定された露光領域の情報と載置状態の情報から、光照
   射手段を移動させてウエハ上の不要レジストの露光を開
   始することを特徴とするウエハ上の不要レジスト露光方
   法。