KR100574074B1 - 노광 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100574074B1
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

얼라인먼트 마크가 웨이퍼 주변부에 형성되어 있는 경우라도, 얼라인먼트 마크의 검출이 어려운 문제를 해결하는 것으로서, 표면에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 외주부에 특이점을 가지며, 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(6)에 싣고, 특이점 및 에지위치 검지수단(4)에 의해 웨이퍼(W)의 에지위치 및 노치 등의 특이점을 검출한다. 제어부(50)는 웨이퍼(W)에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보와, 특이점 및 에지위치에서 회전 스테이지(6)상에 실린 웨이퍼(W)의 얼라인먼트 마크의 위치를 연산한다. 그리고, 상기 연산결과에 의거하여, 노광광의 조사영역과 웨이퍼(W)상의 얼라인먼트 마크의 위치를 일치시키고, 얼라인먼트 마크상에 도포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행한다. 이 노광 처리를 기판상에 패턴을 형성할 때 마다 행하여, 얼라인먼트 마크상에 형성되는 막을 제거한다.
노광 방법, 노광 장치, 노광광 조사부

Description

노광 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE OF EXPOSURE}
도 1은 본 발명의 실시예의 패턴 형성 프로세스를 설명하는 첫 번째 도면,
도 2는 본 발명의 실시예의 패턴 형성 프로세스를 설명하는 두 번째 도면,
도 3은 본 발명의 실시예의 패턴 형성 프로세스를 설명하는 세 번째 도면,
도 4는 패턴 형성의 프로세스 흐름을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 6은 조리개판과 조리개판 이동기구의 구성과 그 동작을 설명하는 도면,
도 7은 얼라인먼트 마크의 배치를 설명하는 도면,
도 8은 얼라인먼트 마크부의 노광 처리 순서를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 10은 웨이퍼 에지 검지수단과 노치 검지수단의 구성을 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 12는 얼라인먼트 마크가 웨이퍼에 형성하는 패턴 영역의 주변부에 형성된 경우를 도시하는 도면,
도 13은 종래의 프로세스에 의한 패턴의 생성을 설명하는 첫 번째 도면,
도 14는 종래의 프로세스에 의한 패턴의 생성을 설명하는 두 번째 도면,
도 15는 종래의 프로세스에 의한 패턴의 생성을 설명하는 세 번째 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원부 2 : 노광광 조사부
3 : 웨이퍼 에지 검지수단 이동기구 4 : 웨이퍼 에지 검지수단
6 : 회전 스테이지 7 : 입력부
8 : 노광폭 설정기구 9 : 노치 검지수단
11 : 램프 12 : 집광경
13 : 라이트 가이드 화이버 14 : 셔터
15 : 셔터 구동기구 16 : 조리개판
17 : 조리개판 이동기구 20 : 조사영역 이동기구
21 : X 테이블 22 : Y 테이블
21a, 22a : 모터 50, 51 : 제어부
61 : 회전 스테이지 회전기구 W : 웨이퍼
AM : 얼라인먼트 마크
본 발명은 패턴 형성 영역외에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 포토 레지스트가 도포된 기판상에 자외광을 조사하여, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트를 노광하는 노광 방법 및 노광 장치에 관한 것이다.
마스크에 형성된 회로 등의 마스크 패턴을 기판(이하 웨이퍼라고 한다)에 노 광할 때, 마스크 패턴을 웨이퍼의 소정 위치에 노광하기 위해, 마스크와 웨이퍼의 위치 맞춤을 행한다. 이 위치 맞춤을 위해, 마스크에는 마스크·얼라인먼트 마크가, 웨이퍼에는 워크·얼라인먼트 마크가 형성된다.
양 얼라인먼트 마크의 위치관계가 소정 위치관계로 되도록(예컨대, 일치한다), 마스크와 웨이퍼를 이동하여, 위치 맞춤을 행하며, 마스크 패턴을 웨이퍼에 분광하여 웨이퍼상에 패턴을 형성한다.
워크·얼라인먼트 마크(이하, 단순히 얼라인먼트 마크라고 한다)는 상기한 바와 같이, 마스크와 워크의 위치 맞춤에 이용하는 것으로, 통상 얼라인먼트 마크는 회로 등의 패턴이 형성되는 영역외에 형성된다.
사용하는 노광 장치에 따라서는 상기 얼라인먼트 마크가 예컨대, 도 12에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼에 형성하는 패턴 영역의 주변부에 형성되는 경우가 있다. 이러한 경우, 종래의 프로세스에 의해, 패턴을 형성하면 이하에 설명하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크(AM) 상에 막이 다층으로 적층되어 형성되어, 프로세스가 진행될수록 얼라인먼트 마크의 시인성(눈으로 확인함)이 나쁘게 되어 검출하기 어렵게 된다.
이하, 웨이퍼 주변부에 얼라인먼트 마크가 형성되어 있는 경우에, 종래의 프로세스에 의한 패턴의 생성에 대해 도 13∼도 15에 의해 간단하게 설명한다.
(1) 우선, 웨이퍼상에 얼라인먼트 마크와, 소자 패턴을 형성한다. 또한, 웨이퍼상에 얼라인먼트 마크, 소자 패턴을 형성하기 위해서는 노광, 현상 공정 등이 있지만, 여기서는 이들 공정의 설명은 생략한다.
상기 공정에 의해, 도 13(a)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주변부에 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된다. 또한, 동 도면(a)은 웨이퍼(W)를 그 면에 수직 평면으로 자른 단면도를 도시하고, 웨이퍼(W)의 상면에는 후술하는 도 15(n)에 도시하는 바와 같이, 예컨대 십자형의 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된다(도 13(a)는 도 15(n)의 A-A 단면을 나타내고 있다).
(2) 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크(AM)와 소자 패턴이 형성된 웨이퍼상에 산화막(SiO2)이나 질화막(SiN) 등의 막을 형성한다.
(3) 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 도포한다.
(4) 도 13(d)에 도시하는 바와 같이, 마스크 패턴(소자 패턴)을 노광한다. 이 때, 웨이퍼(W)상의 얼라인먼트 마크(AM)와 마스크에 형성된 마스크 얼라인먼트 마크에 의해, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다. 또한, 동 도면에서 소자 패턴의 상세 구조는 생략되어 있다.
(5) 도 13(e)에 도시하는 바와 같이 주변부를 노광한다.
(6) 레지스터를 현상한다. 포지티브형 레지스트이면, 도 14(f)에 도시하는 바와 같이 노광된 부분이 현상액에 용해된다.
(7) 도 14(g)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 마스크로 하여 막 에칭을 행한다. 레지스트가 없는 부분의 막이 제거된다.
(8) 도 14(h)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 박리한다. 이로서 제 2층째의 패턴이 형성된다.
(9) 이하, 도 14(i)∼도 15(k)에 도시하는 바와 같이, 성막(도 14(i)에서는 폴리실리콘(폴리 si))하고, 레지스트를 도포하여, 노광한다. 또한, 도 15(1)∼도 15(n)에 도시하는 바와 같이 현상, 에칭, 박리를 하여, 3층째 패턴을 형성한다.
이에 따라, 웨이퍼의 주변부에 형성된 얼라인먼트 마크(AM) 상에는 도 15(n)에 도시하는 바와 같이 2층째, 3층째 막이 형성된다.
상기 프로세스에서, 상술한 바와 같이 프로세스가 진행됨에 따라, 얼라인먼트 마크상에 막이 다층으로 적층 형성되므로, 각 층에 의한 광의 흡수나 계면에서의 굴절에 의해, 마스크와 워크의 위치 맞춤시에, 얼라인먼트 마크의 시인성이 나쁘게 되어 검출이 점차 어렵게 된다.
상기 문제를 막기 위해, 종래의 스텝 및 리프트 방식의 노광 장치(스테퍼)에서는 각 소자 패턴의 주위(패턴 영역내의 각 소자 패턴의 간격)에 얼라인먼트 마크를 배치하고, 패턴을 노광할 때마다, 새로운 얼라인먼트 마크가 적층된 최상층에 각 소자 패턴 주위(간극)에 노광했다.
그러나, 도 12에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크가 웨이퍼의 주변부에 형성되는 경우에는 상기 방법은 채용할 수 없고, 도 15(n)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크상에 다층 막이 적층 형성되고, 프로세스가 진행되어, 적층수가 증가함에 따라 시인성이 나쁘게 되어, 얼라인먼트 마크의 검출이 곤란해진다.
또한, 종래의 워크에 형성하는 미세한 회로 등의 패턴의 마스크와는 별도로 얼라인먼트 마크 노광용 패턴이 형성된 마스크를 이용하며, 도 12에 도시한 바와 같이 웨이퍼 주변부에 형성된 얼라인먼트 마크를 노광하면, 상술한 문제를 해결할 수 있지만, 스테퍼를 얼라인먼트 마크 부분만의 노광에 이용하면, 그만큼 본래의 목적인 미세한 회로 패턴을 노광하기 위한 가동률이 낮아진다.
본 발명은 상술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 얼라인먼트 마크가 웨이퍼 주변부에 형성되어 있는 경우라도 얼라인먼트 마크의 검출이 어려운 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 스테퍼 등의 미세 패턴을 형성하는 노광 장치를 이용하지 않고, 주변 노광 장치를 이용하여 얼라인먼트 마크위와 그 주위의 레지스트를 노광할 수 있도록 하고, 스테퍼의 가동률을 올리는 것이다.
상기 과제를 본 발명에서 다음과 같이 해결한다.
(1) 패턴 형성 영역외에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 포토 레지스트가 도포된 기판상에 마스크를 통해 자외광을 조사하고, 기판상에 마스크 패턴을 노광하는 노광 방법에 있어서, 마스크 패턴을 기판상에 노광하는 처리를 행할 때 마다, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역에 노광광을 조사하고, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상의 포토 레지스트를 노광하는 처리를 반복한다.
상기한 바와 같이, 마스크 패턴을 기판상에 노광하는 처리를 행할 때 마다, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역에 노광광을 조사하고, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상의 포토 레지스트를 노광함으로써, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 형성되는 막을 제거할 수 있고, 프로세스가 진행되어도 마스크와 워크의 위치 맞춤 시에 얼라인먼트 마크를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.
(2) 표면에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 외주부에 특이점을 가지며, 포토 레지스트가 도포된 기판을 회전 스테이지에 싣고, 상기 회전 스테이지와 노광광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜, 상기 기판의 주변부의 포토 레지스트를 노광하는 노광 장치에, 상기 기판의 특이점 및 에지의 위치를 검지하는 특이점 및 에지위치 검지수단과, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보를 기억하고, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단에서 얻어진 에지 위치 정보와 특이점 정보와, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보에 의거하여, 상기 회전 스테이지상에 실린 기판상의 얼라인먼트 마크의 위치를 연산하는 기능을 구비한 제어부를 형성한다.
그리고, 상기 제어부에서의 연산 결과에 따라, 상기 노광광의 조사 영역과, 상기 회전 스테이지의 얼라인먼트 마크의 위치를 일치시키고, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행한다.
즉, 상기 제어부는 상기 웨이퍼를 회전시키고, 웨이퍼 에지 검지수단에 의해, 웨이퍼 에지의 위치를 검지하고, 회전 스테이지의 회전 중심 위치와, 웨이퍼의 중심위치의 어긋나는 양과 어긋나는 방향을 구하고, 또한, 특이점의 위치를 산출한다. 그리고, 이 어긋나는 양 및 방향과 특이점의 위치에 따라, 회전 스테이지 및 노광광 출사부를 상대적으로 이동시키고, 미리 입력되어 있는 웨이퍼상의 얼라인먼트 마크 위치에 노광광이 조사되도록 노광광의 조사 영역을 이동시킨다.
이어서, 노광광 출사부로부터 노광광을 조사하고, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트를 노광한다. 노광해야할 얼라인먼트 마크가 다수개 있는 경우, 상기와 마찬가지로 각 얼라인먼트 마크가 형성된 영역을 노광한다.
(3) 표면에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 외주부에 특이점을 가지며, 포토 레지스트가 도포된 기판을 회전 스테이지에 싣고, 상기 회전 스테이지의 회전에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 에지로부터 소정 폭의 영역에 노광광의 조사 영역을 상대적으로 이동시키고, 상기 기판의 주변부 포토 레지스트를 노광하는 노광 장치에 있어서, 센서광을 투광하는 투광부와, 상기 센서광을 수광하는 수광부로 구성되고, 상기 기판의 특이점과 에지 위치를 검지하는 특이점 및 에지위치 검지수단과, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단을 상기 기판의 대략 중심방향으로 이동시키는 특이점 및 에지위치 검지수단 이동기구와, 상기 노광광의 조사 영역을 이동시키는 조사영역 이동기구와, 상기 투광부로부터 센서광을 상기 기판의 주변부에 투광하고, 상기 기판의 에지 부분에 조사한 센서광을 상기 수광부에서 수광하고, 상기 수광부의 수광량이 대략 일정하게 되도록, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단의 이동방향 및 이동량과 같은 방향으로 같은 양만큼, 상기 조사영역을 이동하도록 상기 조사영역 이동기구를 제어하는 제어부를 형성한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보를 기억하고, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단에서 얻어진 에지 위치 정보와 특이점 위치정보와, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보에 의거하여, 상기 회 전 스테이지상에 실린 기판상의 얼라인먼트 마크의 위치를 연산하고, 상기 제어부에서의 연산 결과에 따라, 상기 노광광의 조사 영역과, 상기 회전 스테이지에서의 얼라인먼트 마크의 위치를 일치시켜, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 기판상에 도포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행한다.
즉, 상기 제어부는 상기 웨이퍼를 회전시키고, 웨이퍼 에지 검지수단에 의해, 웨이퍼 에지 위치를 검지하고, 회전 스테이지의 회전 중심 위치와, 웨이퍼 중심위치의 어긋나는 양과 어긋나는 방향을 구하고, 또한, 특이점 및 에지위치 검지수단의 출력의 변화량에서 특이점의 위치를 산출한다.
그리고, 이 어긋나는 양 및 방향과 특이점의 위치에 의거하여, 미리 입력된 얼라인먼트 마크의 위치 좌표를 상기 회전 스테이지의 좌표계로 변환하고, 회전 스테이지의 좌표계의 얼라인먼트 마크의 위치를 구한다. 또한, 회전 스테이지 및 노광광 출사부를 상대적으로 이동시키고, 미리 입력되어 있는 웨이퍼상의 얼라인먼트 마크의 위치에 노광광이 조사되도록, 노광광의 조사 영역을 이동시킨다.
이어서, 노광광 출사부(2)로부터 노광광을 조사하고, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포된 포토 레지스트를 노광한다. 노광해야 할 얼라인먼트 마크가 다수개 있는 경우, 상기와 마찬가지로 각 얼라인먼트 마크를 노광한다.
상기 (2)(3)과 같이 주변 노광장치를 이용하여 얼라인먼트 마크를 노광함으로써, 스테퍼에 의한 웨이퍼상의 얼라인먼트 마크의 노광을 행할 필요가 없고, 스테퍼의 가동률을 올릴 수 있다.
또한, 주변 노광 장치에 얼라인먼트 마크 노광 기능을 가지게 함으로써, 이 미 주변 노광을 행하는 공정으로 도입할 수 있고, 새롭게 얼라인먼트 마크를 노광하는 장치를 구입할 필요가 없다.
또한, 주변 노광 장치와 얼라인먼트 마크 노광 장치를 겸용할 수 있고, 또한, 주변 노광장치에 약간의 기능을 추가하는 것만으로, 얼라인먼트 마크부를 노광할 수 있으므로, 비용 상승도 적다.
(4) 상기 (2)(3)에서, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 크기에 따른 개구를 가지는 조리개판과, 상기 조리개판을 상기 노광광의 조사 영역에 삽입 퇴피시키는 조리개판 구동기구를 형성한다. 그리고, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트를 노광할 때, 상기 조리개판 구동기구에 의해, 상기 조리개판을 상기 노광광의 조사영역으로 이동시키고, 상기 조리개판의 개구를 통해, 상기 얼라인먼트 마크를 형성한 영역상에 도포 되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행한다.
상기 (4)와 같이 구성함으로써, 노광광 출사부에 형성된 렌즈에 의한 가상(假像)을 방지할 수 있어, 대비가 좋은 스폿광을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
우선, 본 발명의 실시예의 패턴 형성 프로세스에 대해 도 1∼도 3, 및 도 4의 프로세스 흐름에 의해 설명한다. 또한, 이하의 실시예에서는 노치를 가지는 웨이퍼에 대해 설명하는데, 오리엔테이션 플랫을 가지는 웨이퍼나, 각형의 기판에도 본 발명을 적용할 수 있다.
(1) 도 1(a)에 도시하는 Si 기판(웨이퍼)상에, 열 산화, CVD 등에 의해 도 1(b)에 도시하는 바와 같이 산화막(SiO2)이나 질화막(SiN) 등의 막을 형성한다(도 4의 단계 S1). 또한, 이 예에서 산화막(SiO2)을 형성하고 있다.
(2) 도 1(c)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 도포하고(도 4의 단계 S2), 스테퍼 등에 의해 도 1(d)에 도시하는 바와 같이, 소자 패턴과 얼라인먼트 마크(AM)를 노광한다(도 4의 단계 S3). 또한, 동 도면에서 소자 패턴의 상세 구조는 생략한다.
(3) 도 1(e)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 주변부의 불필요한 레지스트를 제거하기 위해 주변 노광을 행한다(도 4의 단계 S4). 또한, 주변 노광은 후술하는 주변 노광장치에 의해 행해진다.
(4) 레지스트를 현상한다(도 4의 단계 S5). 포지티브형 레지스트이면, 도 1(f)에 도시하는 바와 같이 노광된 부분이 현상액에 용해된다.
(5) 도 1(g)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 마스크로 하여 막의 에칭을 행한다. 레지스트가 없는 부분의 막이 제거된다(도 4의 단계 S6).
(6) 박리제, 산소 플라즈마 등으로 레지스트를 박리한다(도 4의 단계 S7). 이에 따라, 도 2(h)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼상에 1층째의 소자 패턴과 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된다. 또한, 동 도면 (h)은 웨이퍼를 그 면에 수직인 평면으로 자른 단면도를 도시하고, 웨이퍼의 상면에는 상기한 도 15(n)에 도시하는 바와 같이 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된다.
(7) 도 2(i)에 도시하는 바와 같이 산화막(SiO2)이나 질화막(SiN) 등의 막을 형성한다(이 예에서는 질화막 SiN을 형성하고 있다). 얼라인먼트 마크(AM) 상에도 SiN막이 형성된다(도 4의 단계 S8).
(8) 도 2(j)에 도시하는 바와 같이 레지스트를 도포한다(도 4의 단계 S9). 그리고, 상기한 바와 같이 웨이퍼상에 형성된 얼라인먼트 마크(AM)를 이용하여 마스크와 웨이퍼의 위치 맞춤을 행하고, 도 2(k)에 도시하는 바와 같이 2층째 소자 패턴을 노광한다(도 4의 단계 S10). 또한, 레지스트막은 통상 투명하고, 얼라인먼트 마크(AM)는 SiN막과 레지스트막을 통해 얼라인먼트 현미경으로 관찰할 수 있다. 또한, 도 2(l)에 도시하는 바와 같이 주변 노광을 행한다(도 4의 단계 S11).
(9) 도 3(m)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역 및 그 주변(이하 얼라인먼트 마크부라고 한다)의 레지스트를 제거하기 위해, 얼라인먼트 마크부상의 레지스트를 스폿 형상으로 노광한다(도 4의 단계 Sl2).
이 노광을 후술하듯이 상기 주변 노광장치에 의해 행하면, 각별한 장치를 사용하지 않고 노광할 수 있어, 스테퍼 등의 노광 장치의 가동률을 저하시키지 않는다.
(10) 레지스트를 현상한다(도 4의 단계 S13). 포지티브형 레지스트이면, 도 3(n)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 주변부 및 얼라인먼트 마크상에 도포된 레지스트가 용해되어 제거된다.
(11) 도 3(o)에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 마스크로 하여 막의 에칭을 행한다(도 4의 단계 S14). 레지스트가 없는 부분의 막이 제거된다. 이 처리에 의해, 웨이퍼의 주변부, 얼라인먼트 마크(AM)상에 도포된 SiN막이 제거되어, 산화막 에 형성된 얼라인먼트 마크가 벗겨진다.
(l2) 레지스트를 박리한다(도 4의 단계 S15). 이에 따라, 도 3(p)에 도시하는 바와 같이, 제 2층째 패턴이 형성된다.
이하 동일하게, 3, 4, …의 소자 패턴을 노광할 때마다 얼라인먼트 마크부를 노광하여, 얼라인먼트 마크부상의 레지스트를 제거하고, 상기와 같이 에칭을 행한다.
상기와 같이, 2회째 이후의 노광 에칭 공정에서, 에칭 전에 얼라인먼트 마크부상의 레지스트를 스폿 노광·현상하여 제거함으로써, 얼라인먼트 마크는 벗겨진 상태로 복귀하고, 화상 인식성을 확보할 수 있다.
다음에, 상기 얼라인먼트 마크부 및 그 주변부를 노광하기 위한 노광장치에 대해 설명한다.
상기 노광은 먼저 본 출원인이 제안한 특원 2001-151037호 등에 기재되는 주변 노광 장치와 동일한 구성을 가진 주변 노광장치에 의해 실현할 수 있고, 이하, 주변 노광장치를 이용하여 상기 노광을 행하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 웨이퍼 주변 노광장치 이외의 노광장치를 이용하여, 얼라인먼트 마크를 노광하도록 해도 된다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5에서, 광원부(1)에는 자외선을 포함하는 광을 방사하는 램프(11), 예를 들면 정격 전력 250W의 초고압 수은 램프가 배치되고, 상기 램프(11)로부터의 방사광은 집광 미러(12)에 의해 라이트 가이드 화이버(light guide fiber)(13)의 입사 단면(13a)에 집광된다.
램프(11)와 라이트 가이드 화이버(13)의 입사 단면(13a) 사이에는 셔터 구동기구(15)의 구동에 의해 개폐되는 셔터(14)가 배치되어 있다.
그리고, 제어부(50)내의 연산 처리부(CPU)에서 셔터 열림 신호가 송신되면, 셔터 구동기구(15)는 셔터(14)를 연다. 이에 따라, 집광 미러(12)에 의해 집광된 광이 라이트 가이드 화이버(13)의 입사 단면(13a)에 입사되고, 상기 라이트 가이드 화이버(13)의 출사 단면(13b)에 부착된 노광광 출사부(2)에서 소정의 조사 영역(S)을 가지는 노광광으로 되어 조사된다.
노광광 출사부(2)는 투광부(41)와 수광부(42)를 가지는 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 일체로 형성되고, 웨이퍼 에지 검지수단 이동기구(3)에 의해 웨이퍼(W)의 에지(E)의 접선에 대해 대략 직각방향, 즉 웨이퍼의 대략 중심방향(O)을 향해(도 5내의 양 화살표 D방향으로) 이동 가능하게 지지되어 있다.
따라서, 노광광 출사부(2)로부터 조사되는 소정의 조사 영역(S)을 가지는 노광광은 웨이퍼 검지수단(4)과 동일한 방향으로 동일한 량만큼 이동한다.
한편, 회전 스테이지(6)상에는 외주부에 노치(N)(이하에서는 노치인 경우에 대해 설명하지만, 오리엔테이션 플랫이어도 된다)가 형성되고, 포토 레지스트(R)가 도포된 웨이퍼(W)가 실리고, 도시하지 않은 고정 수단, 예컨대 진공 흡착에 의해 고정된다. 또한, 회전 스테이지(6)는 회전 스테이지 회전기구(61)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다.
그리고, 제어부(50)내의 연산 처리부(CPU)에서 스테이지 회전 개시 신호가 송신되면, 회전 스테이지 회전기구(61)는 입력부(7)에 입력된 회전 속도, 회전 각도 또는 회전 회수 등의 데이터에 따라, 회전 스테이지(6)의 회전을 개시한다.
상기 장치에 의한 웨이퍼 주변부의 노광의 개략은 상기 특원 2001-151037호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 이하와 같이 행해진다.
(l) 웨이퍼 반송 및 재치 수단(도시하지 않음)에 의해, 상기 도 12에 도시한 바와 같이 외주부에 노치(N)가 형성되고, 포토 레지스트(R)가 도포되며, 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된 웨이퍼(W)가 반송되어, 웨이퍼(W)의 중심(O)과 회전 스테이지(6)의 회전 중심이 대략 일치한 상태에서, 회전 스테이지(6)상에 실린다.
(2) 제어부(50)는 입력부(7)에 미리 입력되어 있던 노광폭(A)(노광을 행하는, 웨이퍼(W)의 에지(E)로부터의 폭) 데이터에 따라, 노광폭 설정기구(8)를 구동하고, 노광광의 조사 영역(S)을 원하는 위치로 이동한다.
(3) 제어부(50)는 웨이퍼 에지 검지수단 이동기구(3)를 구동하고, 웨이퍼 에지 검지수단(4)을 웨이퍼(W)로 향해 이동시키며, 웨이퍼 에지 검지수단(4)에 의해 웨이퍼(W)의 에지(E) 위치의 검지를 개시한다.
(4) 웨이퍼 에지가 검지되면, 제어부(50)는 셔터 구동기구(15)를 구동하여 셔터(14)를 열고, 노광광 출사부(2)를 통해 소정의 조사 영역(S)을 가지는 노광광을 웨이퍼(W)의 주변부에 조사한다.
또한, 제어부(50)는 셔터(14)를 여는 것과 거의 동시에, 회전 스테이지 회전기구(61)를 구동하고, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 그 주변부를 노광한다.
이 때, 제어부(50)는 웨이퍼 에지 검지수단 이동기구(3)를 제어하고, 웨이퍼 에지 검지수단(4)이 항상 웨이퍼(W)의 에지(E)를 잡고 있는 것을 표시하는 신호를 출력하는 위치에 웨이퍼 에지 검지수단(4)을 이동시키고 있다. 또한, 상술한 바와 같이 노광 처리 전에, 노광광 조사 영역(S)은 웨이퍼 에지 검지수단(4)이 웨이퍼(W)의 에지(E)를 잡았을 때, 웨이퍼(W)의 에지(E)로부터 폭(A)의 영역을 노광할 수 있는 위치로 이동되고, 또한 노광 처리시에는 상기 조사 영역(S)은 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 동기하여, 같은 방향으로 같은 양만큼 이동하므로, 웨이퍼(W)의 에지(E)에서 일정한 노광폭(A)으로 웨이퍼(W)의 주변부를 노광할 수 있다.
(5) 웨이퍼(W) 주변부의 노광 처리가 완료하면, 제어부(50)는 셔터(14)를 닫고, 회전 스테이지(6)의 회전을 종료하고, 또한 노광광 출사부(2)를 초기 위치로 되돌린다.
또한, 상기 주변 노광에서, 상기 특원 2001-151037호 등에 기재한 바와 같이, 상기 웨이퍼 에지 검지수단(4)의 출력 변화량으로부터, 노치(N)의 위치를 검지하고, 노치(N)의 시작을 나타내는 신호를 받았을 때, 상기 노광광 출사부(2)의 웨이퍼 직경 방향의 이동을 정지시키고, 노치의 종료를 표시하는 신호를 받았을 때, 상기 노광광 조사부(2)의 웨이퍼 직경 방향의 이동을 재개시키도록 해도 된다. 이에 따라, 웨이퍼 노치 부분에서 조사 영역이 V자 형상으로 이동하고, 웨이퍼 내부의 노광이 불필요한 영역까지 노광되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 웨이퍼 주변부의 노광이 종료된 후, 웨이퍼(W)상의 얼라인먼트 마크(AM) 위치에 노광광이 조사되도록, 웨이퍼(W)를 회전시킴과 동시에 노광광 출사부(2)를 이동시켜, 상기 도 3(m)에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 마크부의 노광 을 행한다.
이 노광을 행하기 위해, 본 실시예의 노광 장치에 있어서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크의 크기에 따른 개구부(16a)를 가지는 조리개판(16)과, 조리개판(16)을 삽입/퇴피시키기 위한 조리개판 이동기구(17)를 형성한다. 그리고, 주변부 노광시에는 도 6(a)에 도시하는 바와 같이 조리개판(16)을 퇴피시키고, 얼라인먼트 마크부를 노광할 시에는, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 조리개판(16)을 노광광 출사부(2)와 웨이퍼 사이에 삽입한다.
상기 조리개판(16)과 조리개판 이동기구(17)를 설치하는 이유는 이하와 같다.
도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크(AM)는 회로 등의 패턴 근방에 형성된다. 노광광 출사부(2)로부터 출사되는 광의 형상은 실공평 5-30349호 공보에 도시하는 바와 같이, 예컨대 5 × 7㎜나 5 × 5㎜ 정도의 직사각형 형상이고, 웨이퍼상에 투영되는 조사 영역(S)의 형상도 동일한 직사각형 형상으로 된다. 이 직사각형 형상의 광으로 얼라인먼트 마크 부근을 노광하면, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 마크 근방의 패턴에 노광광이 조사되어, 상기 패턴을 사용할 수 없게 된다.
그래서, 노광광을 스폿광으로 정형하여 조사한다. 이 때문에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 직경이 2㎜ 정도인 개구부(16a)를 가지는 조리개판(16)과, 조리개판 이동기구(17)를 형성한다. 주변 노광시에는 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 조리개판(16)은 조리개판 이동기구(17)에 의해, 노광광 출사부(2)로부터의 노광광 조 사영역 외로 퇴피하고, 직사각형 형상의 광에 의해 노광한다. 또한, 얼라인먼트 마크부의 노광시에는 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 조리개판(16)을 조리개판 이동기구(17)에 의해, 노광광 조사 영역내에 삽입하고, 조리개판(16)의 개구부(16a)를 통해 웨이퍼(W)를 노광 한다. 노광광은 작은 스폿광으로 정형되므로, 얼라인먼트 마크상 및 그 주변부의 레지스트만이 노광된다. 또한, 노광광 출사부(2)와, 웨이퍼(W) 사이에 조리개판(16)을 삽입하는 것은 실공평 6-9487호 공보에 기재되어 있듯이, 노광광 출사부(2)에 형성된 렌즈에 의한 가상을 방지하기 위함이다. 렌즈의 광 입사측에 구경을 형성하고, 광의 형상을 정형해도 렌즈의 가상에 의해 대비가 좋은 스폿광을 얻을 수 없다.
도 8에 얼라인먼트 마크부의 노광 처리 순서를 도시한다.
이하, 도 8을 참조하면서 얼라인먼트 마크부의 노광 처리에 대해 설명한다.
(1) 미리, 입력부(7)로부터 노광하는 얼라인먼트 마크의 위치를 입력하고, 제어부(50)에 기억시켜 둔다. 예컨대, 웨이퍼 중심과 특이점(노치 또는 오리엔테이션 플랫의 중점)을 기준으로 한 XY 좌표계의 각 얼라인먼트 마크의 위치 좌표(x1, y1), (x2, y2), …, (xn, yn)를 제어부(50)에 기억시켜 둔다.
(2) 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(6)에 놓는다(도 8의 단계 S1). 또한, 이전 주변 노광에 계속해서, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 경우에는 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(6)에 실은 채로도 된다.
(3) 회전 스테이지(6)를 회전시켜 웨이퍼(W)를 회전시키고, 웨이퍼 에지 검 지수단(4)에 의해, 웨이퍼 에지(E)의 위치를 검지하고, 에지 위치 신호를 주변 노광장치의 제어부(50)에 이송한다.
즉, 웨이퍼(W)를 1회전시키고, 그 동안, 웨이퍼 에지 검지수단(4)에서 얻어지는 웨이퍼 에지 위치신호와 노치 위치 정보와 회전 스테이지(6)의 각도정보를 제어부(50)의 기억수단에 집어넣는다.
이에 따라, 회전 스테이지(6)의 회전각도 좌표에 대한 웨이퍼 에지 검지수단(4)에 의해 검출된 위치 좌표(웨이퍼 직경 방향의 좌표)가 웨이퍼 에지 위치 데이터로서 제어부(50)에 기억된다(도 8의 단계 S2).
또한, 이전 주변 노광에 계속해서, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행하는 경우라도, 상기한 주변 노광에 있어서, 회전 스테이지(6)의 회전각도 정보에 대한 웨이퍼 에지 위치 데이터가 요구되는 경우에는 이 공정은 반드시 필요하지는 않다.
(4) 제어부(50)는 웨이퍼 에지 검지수단(4)에서의 에지 위치 신호에 의거하여, 웨이퍼 에지(E)의 위치를 연산한다.
또한, 상기 에지 위치 신호의 변화량에서 웨이퍼(W)의 노치 혹은 오리엔테이션 플랫의 위치를 구하고, 그 중점(이 점을 특이점이라고 부른다)을 연산한다.
그리고, 상기에서 연산된 웨이퍼 에지의 위치정보와 특이점의 위치정보로부터 제어부(50)는 회전 스테이지(6)의 회전 중심위치와, 회전 스테이지(6)상의 웨이퍼(W)의 중심 위치(O)의 어긋나는 양 및 어긋나는 방향을 구하고, 또한, 특이점의 각도 좌표상의 위치를 산출한다(도 8의 단계 S3).
(5) 상기 (1)에서 입력된 얼라인먼트 마크의 위치좌표(x1, y1), (x2, y 2), …, (xn, yn)를 상기 회전 스테이지의 좌표계(각도와 직경 방향: θr 좌표계)로 변환하고, 상기 (4)에서 구한 웨이퍼의 위치좌표와 조합한다. 그리고, 회전 스테이지(6)에 실린 웨이퍼상의 얼라인먼트 마크(AM)의 위치를 산출한다(도 8의 단계 S4). 즉, 회전 스테이지(6)의 좌표계(θr 좌표계)에 있어서의 얼라인먼트 마크(AM)의 위치(θ1, r1), (θ2, r2), …, (θn, rn)를 구한다. 또한, 직경 방향의 거리 r1, r2, …는 웨이퍼 중심부터의 거리로 규정할 수도 있고, 또한 웨이퍼 에지(E)로부터의 거리로 규정하는 것도 가능하다.
(6) 회전 스테이지(6)를 회전시킴과 동시에 노광광 출사부(2)를 이동시키고, 노광광 출사부(2)의 조사영역을 제 1 얼라인먼트 마크의 노광 위치(θ1, r1)로 이동시켜 위치 결정한다.
이 때, 상기한 조리개판(16)을 노광광 출사부(2)와 웨이퍼(W) 사이에 삽입한다(도 8의 단계 5). 또한, 얼라인먼트 마크(AM)와 패턴이 떨어져 있고, 조리개판(16)에 삽입하지 않아도, 얼라인먼트 마크 근방의 패턴에 노광광이 조사되지 않는 경우에는, 상기 조리개판을 삽입할 필요가 없다.
(7) 셔터(14)를 열고, 소정 시간, 얼라인먼트 마크(AM) 및 그 주변부를 스폿적으로 노광한다(도 8의 단계 S6).
(8) 노광해야 할 얼라인먼트 마크(AM)가 다수개 있는 경우, 상기와 마찬가지 로 (θ2, r2), …, (θn, rn)에 대해 상기 (6)(7)의 처리를 반복하고, 각 얼라인먼트 마크 및 그 주변부를 노광한다(도 8의 단계 S7).
(9) 노광이 끝나면, 웨이퍼(W)를 반출한다.
이상과 같이, 얼라인먼트 마크부를 노광함으로써, 상기한 바와 같이 얼라인먼트 마크부의 레지스트를 제거할 수 있으므로, 얼라인먼트 마크부상에 다층으로 막이 형성되지 않고, 마스크와 워크의 위치 맞춤 시에, 얼라인먼트 마크를 시인성을 좋게하여 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 바와 같이 주변 노광장치를 사용하여, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행함으로써, 얼라인먼트 마크부를 노광하기 위한 각별한 장치를 설치하거나, 스테퍼에 의해 얼라인먼트 마크부의 노광을 할 필요가 없다.
또한, 주변 노광 장치가 원래 가지고 있는 기능을 이용하여, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 수 있고, 또한, 주변 노광 장치에는 도 8에 도시한 처리를 행하는 기능을 부가함과 동시에, 필요에 따라 상기한 조리개판(16)과 조리개판 이동기구(17)를 부가하면 되므로, 주변 노광 장치의 비용 상승도 적다.
또한, 주변 노광을 행한 후, 웨이퍼를 주변 노광장치의 회전 스테이지에 실은 상태에서 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 수 있으므로, 웨이퍼를 반송하여 별도의 장치에 세트할 필요가 없어, 단시간에 노광 처리를 행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
본 실시예의 구성은 상기 제 1 실시예에 나타낸 노광 장치의 구성와 동일하 고, 본 실시예의 노광 장치는 상기 특원 2001-151037호에 기재한 바와 같이, 웨이퍼 에지 검지수단과는 별도로, 상기한 노치(혹은 오리엔테이션 플랫)의 위치를 구하는 수단을 설치한 것이다.
도 9에서, 상기한 바와 같이, 노광광 출사부(2)는 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 일체로 형성되고, 노광광 출사부(2)로부터 조사되는 소정의 조사 영역(S)을 가지는 노광광은 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 동일한 방향으로 동일한 양만큼 이동한다.
또한, 상기 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 일체로 노치(N)의 검지만을 행하는 노치 검지수단(9)이 형성되어 있다.
도 10에 상기 웨이퍼 에지 검지수단과 노치 검지수단의 구성을 도시한다.
웨이퍼 에지 검지수단(4)은 센서광을 투광하는 투광부(41)와, 상기 센서광을 수광하는 수광부(42)로 구성되고, 투광부(41)로부터 수광부(42)로 투광되는 센서광의 광량에 의해 증감하는 아날로그 신호를 제어부(50)에 출력한다.
그리고, 제어부(50)는 상기한 바와 같이, 웨이퍼 에지 검지수단(4)의 출력에 의거하여, 웨이퍼 에지 검지수단 이동기구(3)를 제어하고, 웨이퍼 에지 검지수단(4)이 항상 웨이퍼(W)의 에지(E)를 잡고 있는 것을 나타내는 신호를 출력하는 위치에, 웨이퍼 에지 검지수단(4)을 이동시킨다.
또한, 노치 검지수단(9)은 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 같이, 센서광을 투광하는 투광부(91)와, 상기 센서광을 수광하는 수광부(92)로 이루어지고, 웨이퍼 에지 검지수단(4)과 일체로 형성되어 있다. 그리고, 웨이퍼 에지(E) 근방에 센서광 을 투광한다.
제어부(50)는 상기 노치 검지수단(9)의 수광부(92)로부터의 신호를 처리하고, 입력된 신호값에 따라 노치(N)의 개시와 종료를 검출한다. 즉, 입력된 신호값이 미리 설정된 값보다 커진 것에 의해 노치(N)의 개시를 검출하고, 미리 설정된 값보다 작아진 것에 의해 노치(N)의 종료를 검출한다. 그리고, 상기 노치의 개시위치와 종료위치의 중점을 연산하여 특이점을 구한다.
본 실시예에 있어서의 주변 노광 처리 및 얼라인먼트 마크부의 노광처리는 상기 노치 검지수단(9)에 의해 노치 위치를 검출하여 웨이퍼(W)의 특이점을 구하는 점을 제외하고, 상기 제 1 실시예의 장치에 의한 노광 장치와 동일하고, 제 1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 도 6에 도시한 바와 같이, 조리개판(16)과 조리개판 이동기구(17)를 설치하고, 주변부 노광시에는 도 6a에 도시하는 바와 같이 조리개판(16)을 퇴피시키고, 얼라인먼트 마크부를 노광할 때는 도 6b에 도시하는 바와 같이, 조리개판(16)을 노광광 검출부(2)와 웨이퍼(W) 사이에 삽입하도록 해도 된다.
도 11에 본 발명의 제 3 실시예의 노광 장치 구성을 도시한다.
본 실시예의 노광 장치는 노광광 출사부(2)를 XY 방향으로 이동시킴으로써, 웨이퍼의 주변부를 계단상으로 노광하는 노광 장치에 본 발명을 적용한 것이다.
도 11에서, 광원부(1)에는 자외선을 포함하는 광을 방사하는 초고압 수은 램프 등의 램프(11)가 배치되고, 상기 램프(11)로부터의 방사광은 집광 미러(12)에 의해 라이트 가이드 화이버(13)의 입사단면에 집광된다.
램프(11)와 라이트 가이드 화이버(13)의 입사 단면의 사이에는 상기한 바와 같이 셔터(14)가 배치되고, 제어부(51)로부터 셔터 열림 신호가 송신되면, 셔터(14)를 연다. 이에 따라, 상기한 바와 같이 노광광 조사부(2)로부터 소정의 조사 영역(S)을 가지는 노광광으로 되어 조사된다.
노광광 출사부(2)는 노광광 출사부(2)를 XY 방향으로 이동 제어하는 조사영역 이동기구(20)에 부착되어 있다. 조사영역 이동기구(20)는 X 테이블(21), Y 테이블(22)과, 이들을 구동하는 모터(21a, 22a)로 구성되고, 모터(21a)에 의해 X 테이블(21)을 구동함으로써, 노광광 조사부(2)는 동 도면의 X방향으로 이동하고, 모터(22a)에 의해 Y 테이블을 구동함으로써, 노광광 조사부(2)는 동 도면의 Y방향으로 이동한다.
한편, 회전 스테이지(6)상에는 외주부에 노치(N)(노치인 경우에 대해 설명하는데, 오리엔테이션 플랫이어도 된다)가 형성되고, 포토 레지스트(R)가 도포되며, 얼라인먼트 마크(AM)가 형성된 웨이퍼(W)가 실리고, 도시하지 않은 고정수단, 예컨대 진공 흡착에 의해 고정된다. 또한, 회전 스테이지(6)는 회전 스테이지 회전기구(61)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다.
23은 CCD 어레이 센서 등으로 구성되는 웨이퍼 에지 검지수단으로, 회전 스테이지(6)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키고, 상기 웨이퍼 에지 검지수단(23)에 의해 웨이퍼 에지(E)의 위치를 검지함으로써, 상기한 바와 같이 웨이퍼의 에지 및 웨이퍼(W)에 형성된 특이점의 위치를 구한다.
상기 장치에 의한 웨이퍼 주변부의 노광의 개략은 이하와 같다.
(1) 웨이퍼 반송 및 재치수단(미도시)에 의해, 외주부에 노치(N)가 형성되고, 포토 레지스트(R)가 도포된 웨이퍼(W)를 반송하여, 웨이퍼(W)의 중심(O)과 회전 스테이지(6)의 회전중심이 대략 일치한 상태에서, 회전 스테이지(6)상에 실린다.
(2) 회전 스테이지 구동기구(61)에 의해, 회전 스테이지(6)를 회전시키고, 웨이퍼(W)를 1회전시킨다. 웨이퍼(W)의 회전중, 웨이퍼(W)의 에지 위치를 웨이퍼 에지 검지수단(23)에 의해 검출하여, 상기한 바와 같이 웨이퍼(W)의 에지위치 정보로부터 웨이퍼(W)의 중심과 회전 스테이지(6)의 회전 중심의 어긋나는 량을 구함과 동시에, 웨이퍼(W)의 특이점의 위치를 구하여 기억한다.
(3) 상기 산출 데이터를 기초로, 특이점과 웨이퍼 중심을 연결하는 선이 도 11에 도시하는 XY 좌표계의 Y축과 평행하게 될 때까지, 회전 스테이지(6)를 회전시킨다.
(4) 제어부(51)는 상기 (2)에서 구한 회전 스테이지(6)의 회전중심의 어긋남 량과 웨이퍼(W)의 특이점의 위치에 의거하여, 노광광 출사부(2)의 이동량을 산출하고, 노광광 출사부(2)로부터의 출사광이 웨이퍼(W)의 노광 개시 위치를 조사하도록, 조사영역 이동기구(20)에 의해 노광광 출사부(2)를 이동시킨다.
(5) 셔터(14)를 열고, 노광광 출사부(2)로부터 노광광을 웨이퍼(W)의 주변부에 조사하고, 웨이퍼 주변부를 계단상으로 노광한다.
상기 웨이퍼 주변부를 계단상으로 노광하는 주변 노광 처리는 예컨대 특개평 4-291914호 공보, 특개평 9-275073호 공보에 개시되어 있고, 도 11의 노광 장치에 있어서도 동일하게 행할 수 있다.
도 11에 도시한 노광 장치에 의한 얼라인먼트 마크부의 노광도 상기 도 1에 도시한 노광 장치와 동일하게 행할 수 있고, 이하, 간단하게 본 실시예의 장치에 의한 얼라인먼트 마크부의 노광 처리에 대해 설명한다.
(1) 상기한 바와 같이, 노광하는 얼라인먼트 마크(AM)의 위치를 입력부(7)로부터 입력하고, 제어부(51)에 기억시켜 둔다. 즉, 상기한 바와 같이, 웨이퍼 중심과 특이점을 기준으로 한 XY 좌표계의 각 얼라인먼트 마크의 위치 좌표를 제어부(51)에 기억시켜 둔다.
(2) 웨이퍼를 회전 스테이지(6)에 둔다. 또한, 상기 주변 노광에 계속해, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행하는 경우에는 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(6)에 올린채로도 된다.
(3) 회전 스테이지(6)를 회전시켜 웨이퍼(W)를 회전시키고, 웨이퍼 에지 검지수단(23)에 의해, 웨이퍼 에지(E)의 위치를 검지하고, 에지 위치신호를 주변 노광장치의 제어부(51)에 이송한다.
즉, 웨이퍼(W)를 1회전시키고, 그 동안에, 웨이퍼 에지 검지수단(23)으로부터 얻어지는 웨이퍼 에지 위치신호와 노치 위치정보와 회전 스테이지(6)의 각도 정보를 제어부(51)의 기억 수단에 저장한다.
이에 따라, 회전 스테이지(6)의 회전각도 좌표에 대한 웨이퍼 에지 위치 데이터로서 제어부(S1)에 기억된다.
(4) 제어부(51)는 웨이퍼 에지 검지수단(23)에서의 에지 위치 신호에 의거하여, 웨이퍼 에지(E)의 위치를 연산한다. 또한, 에지 위치 신호의 변화량으로부터 웨이퍼의 노치(N) 혹은 오리엔테이션 플랫의 위치를 구하고, 그 중점(이하에서는 이 점을 특이점이라고 부른다)을 연산한다.
그리고, 상기에서 연산된 웨이퍼 에지(E)의 위치정보와 특이점의 위치 정보로부터 제어부(51)는 회전 스테이지(6)의 회전중심위치와, 회전 스테이지(6)상의 웨이퍼(W)의 중심위치와의 어긋남 양을 구하고, 또한, 특이점의 각도 좌표상의 위치를 산출한다.
(5) 상기 산출 데이터에 의거하여, 특이점과 웨이퍼 중심을 연결하는 선이 도 11에 표시하는 XY 좌표계의 Y축과 평행하게 될 때까지, 회전 스테이지(6)를 회전시킨다.
또한, 상기 주변 노광에 계속해서, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행하는 경우로서, 상기한 주변 노광에서, 회전 스테이지(6)의 회전각도정보에 대한 웨이퍼 에지 위치 데이터가 구해지고, 특이점이 도 11에 표시하는 XY 좌표계의 Y축과 평행하게 되는 상태로 되어 있는 경우에는 상기 (3)∼(4)의 공정은 반드시 필요하지는 않다.
(6) 상기 특이점의 위치를 기준으로서, 노광광 출사부(2)의 조사영역이 상기 (1)에서 입력된 얼라인먼트 마크의 위치좌표에 일치하도록 노광광 출사부(2)를 이동시켜 위치 결정한다.
이 때, 필요에 따라, 상기한 조리개판(16)을 노광광 출사부(2)와 웨이퍼 사 이에 삽입한다.
(7) 셔터(14)를 열고, 소정시간, 얼라인먼트 마크(AM) 및 그 주변부를 스폿적으로 노광한다.
(8) 노광해야 할 얼라인먼트 마크(AM)가 다수개 있는 경우, 상기와 마찬가지로 각 얼라인먼트 마크 및 그 주변부를 노광한다.
(9) 노광이 종료되면, 웨이퍼(W)를 반출한다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 상기 제 l의 실시예와 같이 얼라인먼트 마크부를 노광함으로써, 상기한 바와 같이, 얼라인먼트 마크부의 레지스트를 제거할 수 있으므로, 얼라인먼트 마크부상에 다층으로 막이 형성되지 않고, 마스크와 워크의 위치 맞춤시에 얼라인먼트 마크를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 바와 같이 주변 노광 장치를 사용하여, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행함으로써, 얼라인먼트 마크부를 노광하기 위한 각별한 장치를 설치하거나, 스테퍼에 의해 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 필요가 없다.
또한, 주변 노광 장치가 본래 가지고 있는 기능을 이용하여, 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 수 있고, 또한, 주변 노광 장치에 약간의 기능을 추가함과 동시에, 필요에 따라 상기한 조리개판과 조리개판 이동기구를 부가하면 되므로, 주변 노광 장치의 비용 상승도 적다.
또한, 주변 노광을 행한 후, 웨이퍼를 주변 노광 장치의 회전 스테이지에 실은 상태에서 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 수 있으므로, 웨이퍼를 반송하여 별도의 장치에 셋트할 필요가 없고, 단시간에 노광 처리를 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 마스크 패턴을 기판상에 노광하는 처리를 행할 때마다, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역에 노광광을 조사하고, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상의 포토 레지스트를 노광하도록 하였으므로, 얼라인먼트 마크부의 레지스트를 제거할 수 있고, 프로세스가 진행되어도 얼라인먼트 마크상에 다층의 막이 적층되지 않고, 마스크와 워크의 위치 맞춤시에, 얼라인먼트 마크를 시인성을 좋게하여 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.
(2) 주변 노광 장치에 의해 얼라인먼트 마크부를 노광함으로써, 스테퍼에 의해 얼라인먼트 마크부의 노광을 행할 필요가 없어, 스터퍼의 가동률을 올릴 수 있다.
(3) 주변 노광장치에 얼라인먼트 마크부 노광 기능을 가지게 하였으므로, 이미 주변 노광을 행하는 공정에 도입하는 것이면, 새롭게 얼라인먼트 마크를 노광하는 장치를 구입할 필요가 없다.
(4) 주변 노광 장치와 얼라인먼트 마크부 노광 장치를 겸용할 수 있다. 또한, 주변 노광 장치에 약간의 기능을 추가하는 것만으로, 얼라인먼트 마크부를 노광할 수 있으므로, 비용 상승도 적다.
(5) 얼라인먼트 마크부 노광시에, 웨이퍼와의 사이에 조리개판을 삽입함으로써, 상기한 바와 같이, 노광광 출사부에 형성된 렌즈에 의한 가상을 방지할 수 있어, 대비가 좋은 스폿광을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 패턴 형성 영역외에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 포토 레지스트가 도포된 기판상에 마스크를 통해 자외광을 조사하여, 상기 기판상에 마스크 패턴을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 마스크 패턴을 기판상에 노광하는 처리를 할 때마다, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역에 노광광을 조사하여, 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상의 포토 레지스트를 노광하는 처리를 반복하고,
    상기 기판상에 다층의 패턴이 형성된 상태에서 상기 얼라인먼트 마크를 시인할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  2. 표면에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 외주부에 특이점을 가지며, 포토 레지스트가 도포된 기판을 회전 스테이지에 싣고, 상기 회전 스테이지와 노광광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜, 상기 기판 주변부의 포토 레지스트를 노광하는 노광 장치로서,
    상기 기판의 특이점과 에지의 위치를 검지하는 특이점 및 에지위치 검지수단; 및
    상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 기억하고, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단에서 얻어진 에지위치 정보 및 특이점 위치정보와, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여, 상기 회전 스테이지상에 실린 기판상의 얼라인먼트 마크의 위치를 연산하는 제어부를 설치하고,
    상기 제어부의 연산 결과에 따라, 상기 노광광의 조사 영역과, 상기 회전 스테이지의 얼라인먼트 마크의 위치를 일치시켜, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 표면에 얼라인먼트 마크가 형성되고, 외주부에 특이점을 가지며, 포토 레지스트가 도포된 기판을 회전 스테이지에 싣고, 상기 회전 스테이지의 회전에 의해, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 에지로부터 소정 폭의 영역에 노광광의 조사 영역을 상대적으로 이동시켜, 상기 기판의 주변부의 포토 레지스트를 노광하는 노광장치로서,
    센서광을 투광하는 투광부와, 상기 센서광을 수광하는 수광부로 구성되고, 상기 기판의 특이점과 에지 위치를 검지하는 특이점 및 에지위치 검지수단;
    상기 특이점 및 에지위치 검지수단을 상기 기판의 대략 중심방향으로 이동시키는 특이점 및 에지위치 검지수단 이동기구;
    상기 노광광의 조사 영역을 이동시키는 조사영역 이동기구; 및
    상기 투광부로부터 센서광을 상기 기판의 주변부에 투광하고, 상기 기판의 에지 부분에 조사한 센서광을 상기 수광부에서 수광하여, 상기 수광부의 수광량이 대략 일정하게 되도록 상기 특이점 및 에지위치 검지수단 이동기구를 제어함과 동시에, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단의 이동방향 및 이동량과 같은 방향으로 같은 양만큼, 상기 조사영역을 이동하도록, 상기 조사영역 이동기구를 제어하는 제어부를 가지고,
    상기 제어부는, 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보를 기억하고, 상기 특이점 및 에지위치 검지수단으로 얻어진 에지위치 정보 및 특이점 정보와 상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치정보에 의거하여, 상기 회전 스테이지상에 실린 기판상의 얼라인먼트 마크의 위치를 연산하고,
    상기 제어부의 연산 결과에 따라, 상기 노광광의 조사 영역과, 상기 회전 스테이지의 얼라인먼트 마크의 위치를 일치시켜, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 얼라인먼트 마크의 크기에 따른 개구를 가지는 조리개판; 및
    상기 조리개판을 상기 노광광의 조사 영역에 삽입 퇴피시키는 조리개판 구동 기구를 구비하고,
    상기 얼라인먼트 마크상에 도포되어 있는 포토레지스트를 노광할 때, 상기 조리개판 구동 기구에 의해, 상기 조리개판을 상기 노광광의 조사 영역으로 이동시키고,
    상기 조리개판의 개구를 통해, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 영역상에 도 포되어 있는 포토 레지스트의 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
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