KR101810268B1 - Edge exposure apparatus, edge exposure method and storage medium - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원형 웨이퍼(W)의 주연 노광 처리를 행함에 있어서, 회전축(12)의 축 흔들림이나 웨이퍼(W)의 휘어짐에 관계없이, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서 예정되어 있는 영역에만 노광을 행하는 것을 목적으로 한다.
원형 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(11)에 유지하고, 웨이퍼(W)의 주연을 노광함에 있어서, 웨이퍼(W)의 면과 공간을 두고 대향하는 가이드면부(46)를 설치하고, 상기 공간에 가이드면부(46)를 따른 와기류를 형성하여 상기 가이드면부(46)와 웨이퍼(W) 사이에 진공 흡인력을 발생시키는 베르누이 효과를 이용하여, 기판의 주연부를 수평으로 유지하도록 하고 있다. 이 때문에, 회전 스테이지(11)의 회전축(12)의 축 흔들림이나 웨이퍼(W)의 휘어짐에 관계없이, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서 예정되어 있는 영역에만 노광을 행할 수 있어, 박막의 주연에서 볼록해지는 등의 문제점을 억제할 수 있다. The present invention is characterized in that exposure is performed only to a region scheduled in the periphery of the wafer W regardless of the shaking of the rotary shaft 12 or the warp of the wafer W in the peripheral exposure processing of the circular wafer W The purpose is to do.
The circular wafer W is held in the rotary stage 11 and a guide face portion 46 opposing the face of the wafer W with a space is provided in exposing the peripheral edge of the wafer W, A peripheral edge of the substrate is held horizontally by using a Bernoulli effect which forms a wick flow along the guide surface portion 46 to generate a vacuum suction force between the guide surface portion 46 and the wafer W. [ Therefore, exposure can be performed only to the region scheduled on the periphery of the wafer W regardless of the shaking of the rotary shaft 12 of the rotary stage 11 and the warp of the wafer W, It is possible to suppress problems such as bulging.
Description
본 발명은, 감광성의 박막이 형성된 원형 기판의 주연을 노광하는 기술분야에 관한 것이다.The present invention relates to a technical field for exposing a periphery of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed.
반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 함)에 레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피의 기술에 있어서는, 웨이퍼의 표면에 감광성의 박막인 레지스트막을 형성한 후, 웨이퍼 주연부의 레지스트막을 노광하고 있다. 이와 같이 주연 노광을 행하는 이유는, 레지스트를 웨이퍼 위에 스핀코팅을 했을 때에 웨이퍼의 주연부에서 레지스트액이 불룩하게 되어 막 두께가 두꺼워지고, 이러한 불균일한 막이 형성되면, 현상시에 주연부의 레지스트막이 완전히 제거되지 않고 잔존하여, 파티클 발생의 원인이 되기 때문이다. In the photolithography technique of forming a resist pattern on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), a resist film as a photosensitive thin film is formed on the surface of the wafer, and then the resist film on the periphery of the wafer is exposed. The reason why the peripheral exposure is performed as described above is that when the resist is spin-coated on the wafer, the resist solution becomes bulged at the periphery of the wafer and the film thickness becomes thick. When such a nonuniform film is formed, So that the particles remain, causing particle generation.
이러한 주연 노광 처리는, 웨이퍼를 회전대에 수평으로 유지하고, 웨이퍼의 주연부를 노광 장치에 의해 노광함으로써 행해진다. 주연 노광 처리의 조사광은, 마스크부를 통과함에 따라 직선적인 띠형의 광이 되도록 설정되어 있지만, 산란광도 포함하고 있기 때문에 조사구를 통하여 약간 퍼지도록 조사된다. 한편 웨이퍼를 회전시키면서 주연 노광 처리를 행한 경우에, 회전축의 흔들림에 의해, 예정되어 있는 광조사 영역보다 웨이퍼의 중심부 근처 영역까지 노광되고, 이 때문에 현상시에 레지스트막의 주연부가 볼록해지는 현상이 일어나 막 박리의 요인이 되며, 또한 요구되는 노광 폭의 사양으로부터 벗어나는 요인으로도 된다. Such peripheral exposure processing is performed by holding the wafer horizontally on a rotating table and exposing the periphery of the wafer with an exposure apparatus. The irradiation light of the main-light exposure process is set so as to become linear band-shaped light as it passes through the mask portion, but it is irradiated so as to spread slightly through the irradiation port because it also contains scattered light. On the other hand, when the peripheral exposure process is performed while rotating the wafer, the peripheral area of the wafer is exposed to a region closer to the central portion of the wafer than the predetermined light irradiation area due to wobbling of the rotation axis, It may become a factor of peeling, and may be a factor deviating from the specification of the required exposure width.
이러한 현상이 일어나는 이유로서는, 웨이퍼의 회전축이 흔들림에 따라 광조사 영역의 중심 위치에서 조사구와 웨이퍼의 표면 사이의 거리가 변화되고, 또한 광축과 웨이퍼의 표면의 직교성이 나빠지며, 이에 의해 조사구로부터의 산란광이 예정되지 않은 영역까지 도달하는 것에 기인하고 있다고 생각된다. 또한 이러한 문제는, 웨이퍼의 회전축의 흔들림에 더하여 웨이퍼에 휘어짐이 있는 경우에도 일어난다. 그리고 금후 웨이퍼의 직경이 예컨대 450 ㎜로 커지면, 웨이퍼 주연부의 상하의 변화량 및 기울기의 정도가 커지기 때문에, 이러한 문제가 현저하게 되는 것을 방지할 수 없고, 수율 저하의 요인의 하나가 될 우려가 있다. The reason for this phenomenon is that the distance between the irradiation aperture and the surface of the wafer changes at the central position of the irradiation area as the rotation axis of the wafer shakes and the orthogonality between the optical axis and the surface of the wafer deteriorates, And the scattered light of the light beam reaches the unscheduled region. This problem also occurs when the wafer is warped in addition to the shaking of the rotation axis of the wafer. If the diameter of the wafer is increased to, for example, 450 mm in the future, the amount of change in the vertical direction and the degree of inclination of the peripheral portion of the wafer become large.
특허문헌 1에는, 주연 노광 처리시에 단위 면적당의 노광량을 고르게 하는 기술이 기재되어 있지만, 본 발명의 과제와 같은 고저차에 의한 광조사 영역의 오차를 억제하는 기술은 제공하고 있지 않다.
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로서, 그 목적은, 원형 기판의 주연 노광 처리를 행함에 있어서, 회전축에 축 흔들림이 발생하여도, 기판의 주연부에 있어서 예정되어 있는 영역으로부터 벗어나 노광되는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a circular substrate which can suppress exposure of a periphery of a substrate, To provide the technology that is available.
본 발명의 주연 노광 장치는, 감광성의 박막이 형성된 원형 기판의 표면의 주연부에 대하여 노광 처리를 행하는 주연 노광 장치로서, A peripheral exposure apparatus of the present invention is a peripheral exposure apparatus that performs exposure processing on the periphery of the surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
상기 기판을 수평으로 유지하고 이 기판의 수직축을 중심으로 회전시키는 회전대와, A rotating table for holding the substrate horizontally and rotating the substrate about a vertical axis,
상기 회전대에 유지된 기판의 표면의 주연부를 향해 노광용의 광을 조사하는 노광부와, An exposure unit that irradiates light for exposure toward the periphery of the surface of the substrate held by the rotating table,
상기 회전대를 회전 구동하는 구동 기구와, A driving mechanism for rotationally driving the rotating table,
상기 회전대에 유지된 기판의 주연부를 수평으로 유지하기 위해 이 기판을 비접촉으로 흡인하는 비접촉 흡인 기구를 구비하고, And a non-contact suction mechanism for suctioning the substrate in a noncontact manner to horizontally maintain the peripheral edge of the substrate held by the rotating table,
상기 비접촉 흡인 기구는, 기판의 면과 공간을 두고 대향하는 가이드면부와, 상기 공간에 가이드면부를 따른 와기류를 형성하여 이 가이드면부와 기판 사이에 진공 흡인력을 발생시키기 위한 가스 토출부를 구비하며, The noncontact suction mechanism includes a guide surface portion facing the substrate with a surface and a space therebetween and a gas discharge portion for generating a vacuum suction force between the guide surface portion and the substrate by forming a worm flow along the guide surface portion in the space,
상기 노광부는, 상기 비접촉 흡인 기구에 의해 기판이 흡인된 상태로 노광을 행하는 것을 특징으로 한다. And the exposure unit performs exposure in a state in which the substrate is sucked by the non-contact suction mechanism.
본 발명의 주연 노광 방법은, 감광성의 박막이 형성된 원형 기판의 표면의 주연부에 대하여 노광 처리를 행하는 주연 노광 방법으로서,A principal edge exposure method of the present invention is a peripheral edge exposure method for performing exposure processing on the periphery of the surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
전술한 주연 노광 장치를 이용하여, Using the above-described peripheral exposure apparatus,
기판을 회전대에 수평으로 유지시키는 공정과, A step of horizontally holding the substrate on a rotating table,
이어서 상기 기판의 면과 가이드면부 사이의 공간에, 가이드면부를 따른 와기류를 형성하여 이 가이드면부와 기판 사이에 진공 흡인력을 발생시키고, 이에 의해 기판의 주연부를 수평으로 유지하는 공정과, Forming a wick flow along the guide surface portion in a space between the surface of the substrate and the guide surface portion to generate a vacuum suction force between the guide surface portion and the substrate thereby to hold the peripheral portion of the substrate horizontally,
상기 기판의 주연부를 수평으로 유지한 상태로, 노광부로부터 기판의 주연부에 광을 조사하여 노광하는 공정과, Irradiating the periphery of the substrate with light from the exposing section in a state in which the periphery of the substrate is held horizontally,
상기 회전대를 회전시켜 상기 기판의 주연부를 상기 광의 조사 영역으로 순차 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.And sequentially moving the peripheral portion of the substrate to the irradiation region of the light by rotating the rotation table.
본 발명의 기억 매체는, 감광성의 박막이 형성된 원형 기판의 표면의 주연부에 대하여 노광 처리를 행하는 주연 노광 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서, A storage medium according to the present invention is a storage medium storing a computer program used in a peripheral exposure apparatus that performs exposure processing on the periphery of the surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
상기 컴퓨터 프로그램은, 전술한 주연 노광 방법을 실행하도록 단계 군이 짜여 있는 것을 특징으로 한다. The computer program is characterized in that step groups are arranged to execute the above-described peripheral exposure method.
본 발명에 의하면, 원형의 기판을 회전대에 유지하고, 기판의 주연을 노광함에 있어서, 기판의 면과 공간을 두고 대향하는 가이드면부를 설치하고, 상기 공간에 가이드면부를 따른 와기류를 형성하여 상기 가이드면부와 기판 사이에 진공 흡인력을 발생시키는 베르누이 효과를 이용하여, 기판의 주연부(표면)와 노광 장치의 조사구의 위치 관계를 안정시키도록 하고 있다. 이 때문에, 회전대의 회전축의 축 흔들림이나 기판의 휘어짐이 있어도, 예정되어 있는 광조사 영역으로부터 벗어나 노광되는 것을 억제하여, 박막의 주연에서 볼록해지는 등의 문제점을 억제할 수 있다. According to the present invention, in the case of holding a circular substrate on a rotating table and exposing the periphery of the substrate, a guide surface portion facing the surface of the substrate with a space therebetween is provided, The positional relationship between the periphery (surface) of the substrate and the irradiation aperture of the exposure apparatus is stabilized by using the Bernoulli effect that generates a vacuum suction force between the guide surface portion and the substrate. Therefore, even when the rotation axis of the rotation axis of the rotation axis or the substrate is warped, it is possible to suppress the exposure from being deviated from the intended light irradiation area and to suppress the problems such as convexity at the periphery of the thin film.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 외관을 도시하는 사시도.
도 2는 상기 주연 노광 장치의 평면도.
도 3은 상기 주연 노광 장치의 종단 측면도.
도 4는 노광부에 의해 형성되는 광로를 도시하는 설명도.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 베르누이 척의 외관을 도시하는 사시도.
도 6은 상기 베르누이 척의 구성을 도시하는 단면도.
도 7은 상기 베르누이 척의 작용을 도시하는 단면도.
도 8은 상기 베르누이 척의 작용을 도시하는 평면도.
도 9는 상기 주연 노광 장치의 제어부를 도시하는 설명도.
도 10은 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 11은 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 12는 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 13은 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 14는 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 15는 베르누이 척에 의해 기판 주연부의 높이를 조정하는 공정을 도시하는 공정도.
도 16은 제2 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 베르누이 척의 구성을 도시하는 종단 측면도.
도 17은 제2 실시형태에 따른 주연 노광 장치에서, 기판이 처리 위치에 이동된 상태를 도시하는 사시도.
도 18은 제2 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 높이 조정 공정을 도시하는 공정도.
도 19는 제2 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 높이 조정 공정을 도시하는 공정도.
도 20은 제2 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 높이 조정 공정을 도시하는 공정도.
도 21은 제3 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 구성을 도시하는 설명도.
도 22는 실시예에 따른 주연 노광 장치의 특성을 도시하는 특성도. 1 is a perspective view showing an outer appearance of a peripheral exposure apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of the peripheral exposure apparatus.
3 is a longitudinal side view of the peripheral exposure apparatus.
4 is an explanatory view showing an optical path formed by the exposure section;
5 is a perspective view showing an appearance of a Bernoulli chuck according to an embodiment of the present invention;
6 is a sectional view showing the configuration of the Bernoulli chuck.
7 is a cross-sectional view showing the action of the Bernoulli chuck.
8 is a plan view showing the action of the Bernoulli chuck.
9 is an explanatory view showing a control section of the peripheral exposure apparatus;
10 is a process chart showing a step of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck;
11 is a process chart showing a process of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck.
12 is a process chart showing a step of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck;
13 is a process chart showing a step of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck.
14 is a process chart showing a process of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck;
15 is a process chart showing a process of adjusting the height of the periphery of the substrate by the Bernoulli chuck;
16 is a longitudinal side view showing a configuration of a Bernoulli chuck of a peripheral exposure apparatus according to a second embodiment;
17 is a perspective view showing a state in which a substrate is moved to a processing position in a peripheral exposure apparatus according to the second embodiment;
18 is a process chart showing the height adjustment process of the peripheral exposure apparatus according to the second embodiment;
19 is a process chart showing the height adjustment process of the peripheral exposure apparatus according to the second embodiment;
20 is a process chart showing the height adjustment process of the peripheral exposure apparatus according to the second embodiment;
21 is an explanatory view showing the configuration of a peripheral exposure apparatus according to the third embodiment;
22 is a characteristic diagram showing characteristics of the peripheral exposure apparatus according to the embodiment;
[제1 실시형태][First Embodiment]
본 발명의 실시형태에 따른 주연 노광 장치는, 도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이 직방체의 베이스(1)를 구비하고, 베이스(1)의 상면에는, 좌우의 가장자리를 따라 돌출벽이 형성되어 있으며, 좌우 방향의 중앙 부위에 베이스(1)의 길이 방향(X 방향)을 따라 연장되는 가이드 기구(15)가 설치되고, 이 가이드 기구(15)를 따라 이동하도록 스테이지 유닛(10)이 설치되어 있다. 이 스테이지 유닛(10)은, 가이드 기구(15)를 따라 이동하는 이동부(14)와, 이 이동부(14)에 설치된 모터를 포함하는 회전 기구(13)와, 이 회전 기구(13)에 의해 수직축을 중심으로 회전하는 회전축(12)(도 3 참조)과, 이 회전축(12)의 상부에 설치되고, 진공 척을 갖는 회전 스테이지(11)(회전대)를 구비한다. 1 to 3, the peripheral exposure apparatus according to the embodiment of the present invention is provided with a rectangular
상기 가이드 기구(15)는, 예컨대 볼나사 및, 이 볼나사를 따라 연장되는 가이드 레일로 구성되고, 이동부(14)는 볼나사에 나사 결합하는 나사 결합부 및 가이드 레일에 의해 가이드되는 피가이드부로서 구성된다. 이 경우, 볼나사를 회동하는 모터가 베이스(1)에 부착된다. 또한 볼나사를 이용하는 대신에, 볼나사가 배치되는 영역을 따라 타이밍 벨트를 걸고, 이 타이밍 벨트에 이동부(14)를 고정하는 기구여도 좋다. 이들 이동부(14) 및 가이드 기구(15)는, 회전 스테이지(11)를 X 방향으로 이동시키는 X 이동 기구에 상당한다. The
회전 스테이지(11)는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 기판 유지부에 상당하고, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 베이스(1)의 앞쪽 부위인 쇄선 위치에 상당하는 웨이퍼(W) 전달 위치와, 베이스(1)의 안쪽 부위인 점선 위치에 상당하는 처리 위치 사이에서 이동부(14) 및 가이드 기구(15)에 의해 이동하게 된다. 1 and 2, the
베이스(1)의 안쪽에서의 좌우 방향의 중앙부 위쪽에는, 노광부(2)의 광학계 부재(5)가 설치되고, 베이스(1)의 안쪽에서 앞쪽으로부터 봤을 때 우측에는, 웨이퍼(W)의 주연을 광학적으로 검출하는, 발광부 및 수광부를 포함하는 주연 검출부(3)가 배치되어 있다. 그리고 광학계 부재(5)의 광조사 영역(9)과 주연 검출부(3)의 광축은, 회전 스테이지(11)가 처리 위치에 놓였을 때에 이 회전 스테이지(11)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 주연부의 통과 영역을 상하로 가로지르도록 설정되어 있다. 수광부(31; 도 9 참조)는 예컨대 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 배열된 수광 소자군에 의해 구성되고, 수광 소자군으로부터의 신호에 의해 웨이퍼(W)의 주연의 위치를 알 수 있다.An
노광부(2)는 베이스(1)의 아래쪽에 배치되고, 광원이 되는 램프 하우스(18)와, 이 램프 하우스(18)로부터의 광을 안내하는 광로 부재(21)(예컨대 광파이버)와, 광로 부재(21)로부터 출광된 광을 웨이퍼(W)를 향해 조사하는 광학계 부재(5)로 구성된다. 도 4에 도시하는 바와 같이 램프 하우스(18)에는, 예컨대 크세논 램프나 수은 램프가 광원(20)으로서 설치되어 있고, 광원(20)으로부터 발한 광, 예컨대 자외선이, 광원(20)의 주위를 덮듯이 설치된 리플렉터(22)에 의해 반사되고 집광되어, 램프 하우스(18)에 접속된 광로 부재(21)의 기단에 입사한다. 광로 부재(21)는 베이스(1)의 안쪽으로 배치된 후, 라이트 가이드(16)에 의해 베이스(1)의 옆쪽에 고정되어, 움직임이 규제되도록 구성되어 있고, 또한 받침대부(17)의 위쪽으로 배치되어, 수평으로 연장되어 광학계 부재(5)에 접속되어 있다.The exposure section 2 is disposed below the
광학계 부재(5)는 받침대부(17)에 고정되어 있고, 받침대부(17)를 통해 하방향을 향해 개구부가 형성되어 있으며, 내부에 하향 45˚의 각도로 설치된 미러(54)에 의해, 수평 방향으로부터 입사된 광을 아래쪽으로 반사한다. 개구부에는 집광 렌즈(55)가 설치되어, 개구부를 통과하는 광이 집광된다. 집광 렌즈(55)의 아래쪽에는 마스크부(52)가 설치된다. 마스크부(52)는 역원뿔대 형상으로 구성되어 있고, 중앙에는 직사각형상의 슬릿(56)이 형성되어 있다. 집광 렌즈(55)에 의해 집광된 광은 슬릿(56) 위에 조사되도록 구성되어 있고, 마스크부(52)를 통과함으로써 직사각형으로 직선형으로 연장되는 광으로 되며, 노광 스폿이 직사각형으로 정렬되어, 광조사 영역(9)이 형성된다. The
상기 광학계 부재(5)의 광조사 영역(9)보다 회전 스테이지(11)측으로서, 웨이퍼(W)의 아래쪽에는, 웨이퍼(W)의 주연부를 수평으로 유지하기 위해 이 웨이퍼(W)를 비접촉으로 흡인하는 비접촉 흡인 기구를 이루는 베르누이 척(4)이 승강 기구(47)에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 베르누이 척(4)은, 이 예에서는 베이스(1)의 폭 방향(Y 방향)으로 3개가 직선형으로 배열되어 있지만, 1개여도 좋다. In order to keep the peripheral edge of the wafer W horizontally below the wafer W as a side of the
베르누이 척(4)은, 도 5에 도시하는 바와 같이 개관(槪觀)이 개략 편평한 원기둥형의 본체를 구비하고, 본체의 상면은 가이드면부(46)를 이루는 평탄면을 이루고 있으며 본체의 주연부는 이 베르누이 척(4)의 둘레 방향을 따라 환형으로 형성된 환형 볼록부(49)로서 구성되어 있다. 가이드면부(46)의 주연 부위에는, 둘레 방향을 따라 등간격으로 4개의 가스 토출구(41)가 형성되어 있고, 각 가스 토출구(41)는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 예컨대 반시계 방향으로 가스가 토출하도록, 반시계 방향을 향해 올라가는 경사면(33)을 구비하고, 경사면(33)을 향하는 환형 볼록부(49)의 내주면에 가스가 분출하는 개구부(61)가 형성되어 있다. As shown in Fig. 5, the
가이드면부(46)의 아래쪽에는 편평한 공동부가 형성되어 통기실(60)을 구성하고, 도 7에 도시하는 바와 같이 이 통기실(60)과 상기 개구부(61)는, 환형 볼록부(49)의 아래쪽에 형성된 가스 유로(64)를 통해 연통되어 있다. 본체의 바닥부 중앙에는, 통기실(60)에 개구하는 가스 공급로(42)가 관통되어 형성되고, 이 가스 공급로(42)는, 예컨대 외부의 가스 공급관(62)에 접속되며, 이 가스 공급관(62)의 상류측에는 가스 공급 기구(48)가 설치되어 있다. 따라서 가스 공급관(62)으로부터 가스 공급로(42) 및 통기실(60)에 보내진 가스를 개구부(61)를 통해 각 가스 토출구(41)로부터 토출하면, 가스는 경사면(33)에 가이드되어 반시계 방향으로 선회하려고 하고, 이에 의해 가이드면부(46) 상에 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 와기류가 형성된다. 이 와기류는, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 비접촉으로 흡인하는 역할을 하게 된다. A flat hollow portion is formed below the
도 9를 이용하여 제어계를 설명한다. 주연 노광 장치에는, 예컨대 컴퓨터를 포함하는 제어부(100)가 설치되어 있다. 제어부(100)는, 프로그램 저장부를 갖고, 프로그램 저장부에는, 웨이퍼(W)의 이동, 전달이나 회전, 더 나아가서는 베르누이 척(4)의 상승, 하강이나 가스의 토출 또는 주연 검출부(3)에 의한 검출 결과에 따른 웨이퍼(W)의 편심 보정이 실시되도록 명령이 짜인 프로그램이 저장된다. 그리고 이 프로그램이 제어부(100)에 독출됨으로써 후술의 동작이 실시된다. 프로그램은, 예컨대 플렉시블디스크, 콤팩트디스크, 하드디스크, MO(광자기디스크), 메모리카드 등의 기억 매체에 의해 저장되어 제어부(100)에 인스톨된다. The control system will be described with reference to Fig. The peripheral exposure apparatus is provided with a
계속해서 본 발명의 실시형태에 따른 주연 노광 장치의 작용에 대해서 설명한다. 우선 도시하지 않는 외부의 반송 장치에 의해, 예컨대 레지스트막이 도포된 웨이퍼(W)가, 전달 위치에서 회전 스테이지(11) 위에 전달되고, 수평이 되도록 흡착 유지된다. 이어서 이동부(14)가 가이드 기구(15)에 의해 가이드되면서 웨이퍼(W)를 처리 위치로 이동시킨다. 이후, 베르누이 척(4)에 의한 웨이퍼(W) 주연부의 자세 교정 및 웨이퍼(W) 주연부의 위치 검출이 행해지지만, 이 모습을, 주연부가 하향으로 기운 웨이퍼(W)를 예로 들어, 도 10∼도 12를 참조하면서 설명한다. 웨이퍼(W)가 이러한 자세를 취하는 경우의 요인으로서는, 웨이퍼(W)에 휘어짐이 있는 경우 또는 회전축(12)의 흔들림에 의해 이 회전축(12)의 정지 위치에서 웨이퍼(W)의 광조사 영역(9)의 주연부가 회전 스테이지(11)의 표면보다 낮아지는 경우를 생각할 수 있다. Next, the operation of the peripheral exposure apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. First, a wafer W coated with a resist film, for example, is transferred and held on the
우선, 웨이퍼(W)는 전달 위치에서 보았을 때, 처리 위치에 놓이기 바로 앞의 위치(도 10)에서 정지한다. 이때, 베르누이 척(4)은 하강 위치로 설정되어 있다. 하강 위치는 웨이퍼(W)의 휘어짐의 최대량을 예상하여 웨이퍼(W)와 충돌하지 않는 정도로 웨이퍼(W)의 이동 영역으로부터 아래쪽으로 떨어진 위치에 설정되어 있다. 그리고 베르누이 척(4)을 상승시키면서 이미 기술한 바와 같이 가이드면부(46)의 주위에 형성된 가스 토출구(41)를 통하여 가스를 토출시켜 이 가이드면부(46)에 와기류를 형성한다(도 7, 도 8 참조). 이때, 가이드면부(46)는 웨이퍼(W)의 주연부에 접근해 있기 때문에, 와기류는 웨이퍼(W)의 주연부와 가이드면부(46)에 끼인 상태가 되고, 이 때문에 와기류의 원심력에 의해 이 와기류의 내부가 부압이 된다. 이에 의해 웨이퍼(W)의 주연부는 가이드면부(46)측으로 끌어 당겨지고, 와기류의 존재에 의해 가이드면부(46)를 따른 자세로 흡인된 상태, 즉 비접촉 흡인 상태가 된다. 따라서 도 11에 도시하는 바와 같이, 베르누이 척(4)을 상승시킴으로써, 하향으로 휘어져 있는 웨이퍼(W)의 주연부가 밀어 올려져 하향의 자세가 교정되고, 수평성이 높은 자세가 된다. First, when viewed from the transfer position, the wafer W stops at a position immediately before being placed at the processing position (FIG. 10). At this time, the
계속해서, 도 12에 도시하는 처리 위치까지 이동부(14)를 통해 웨이퍼(W)를 이동시킨다. 도 12는 도면의 번잡화를 방지하기 위해 모식적으로 도시되어 있지만, 베르누이 척(4)과 광조사 영역(9) 사이의 수평 방향의 거리를 웨이퍼(W)의 기울기나 휘어짐의 최대량 등을 예상하여 적절히 설정하고, 베르누이 척(4)의 크기나 개수를 적절히 설정함으로써, 광조사 영역(9)에서의 웨이퍼(W) 주연부의 자세는 수평성이 높은 상태가 된다. 주연 노광 처리를 행하기 전에, 웨이퍼(W)를 1회전시켜 주연 검출부(3)에 의해 웨이퍼(W)의 주연 위치를 검출해 두고, 검출 결과에 따라, 주연 노광시에 편심 보정을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 주연 노광 처리시의 수평 방향의 위치 어긋남을 보정한다. 위치 어긋남의 보정 수단으로서는, 예컨대 검출 결과에 기초하여, 회전 기구(13)의 회전 및 이동부(14)에 의한 X 방향으로의 이동의 협동 작용을 제어부(100)에 의해 제어하여, 웨이퍼(W)의 주연부와 광조사 영역(9)의 평면 방향의 위치 어긋남을 보정한다. 웨이퍼(W)를 회전 또는 정지한 상태로 노광을 행하지만, 베르누이 척(4)에 의해 비접촉 흡착이 행해지기 때문에, 수평성이 높은 자세를 유지한 채로 웨이퍼(W) 주연부의 노광 처리가 행해진다. Subsequently, the wafer W is moved through the moving
한편, 주연부가 상향으로 기운 웨이퍼(W)를 예로 들어, 도 13∼도 15를 참조하면서 설명한다. 마찬가지로 웨이퍼(W)를 처리 위치에 놓이기 바로 앞의 위치(도 13)에서 정지시킨다. 이어서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 베르누이 척(4)을 상승시키면서 가이드면부(46)에 와기류를 형성한다. 이때, 가이드면부(46)가 웨이퍼(W)의 주연부에 접근해 감에 따라, 와기류의 내부에서 부압 부분이 서서히 형성되어 간다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부는 가이드면부(46)측으로 끌어당겨지고, 상향으로 휘어 있는 웨이퍼(W)의 주연부가 끌어당겨져 수평성이 높은 자세가 된다. On the other hand, a description will be given with reference to Figs. 13 to 15, for example, with the wafer W in which the peripheral edge portion is inclined upward. Similarly, the wafer W is stopped at a position immediately before the wafer W is placed in the processing position (Fig. 13). Then, as shown in Fig. 14, a worm flow is formed on the
계속해서, 도 15에 도시하는 처리 위치까지 이동부(14)를 통해 웨이퍼(W)를 이동시키고, 마찬가지로 주연 노광 처리를 행하기 전의 웨이퍼(W)의 주연 위치의 검출과, 검출값에 따른 웨이퍼(W)의 편심 보정을 행하면서, 주연부의 노광 처리가 행해진다. Subsequently, the wafer W is moved through the moving
또한 주연부의 수평성이 높은 웨이퍼(W)의 예에서는, 마찬가지로 웨이퍼(W)를 처리 위치에 놓이기 바로 앞의 위치에서 정지시키고, 베르누이 척(4)을 상승시키면서 가이드면부(46)에 와기류를 형성하여, 웨이퍼(W)의 주연부의 비접촉 흡착을 행한다. 그 후, 웨이퍼(W)를 처리 위치에 이동시키고, 웨이퍼(W)의 주연 위치의 검출과, 검출값에 따라 웨이퍼(W)를 편심 보정하면서, 주연부의 노광 처리가 행해지지만, 베르누이 척(4)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부가 비접촉 흡착되어 있기 때문에 웨이퍼(W)의 수평성이 높은 상태로 주연 노광 처리가 행해진다.The wafers W are stopped at a position immediately before the wafer W is placed in the processing position and the wafer W is guided to the
전술한 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(11)에 유지하고, 웨이퍼(W)의 주연을 노광함으로써, 웨이퍼(W)의 면과 공간을 두고 대향하는 가이드면부(46)를 설치하고, 상기 공간에 가이드면부(46)를 따른 와기류를 형성하여 이 가이드면부(46)와 웨이퍼(W) 사이에 진공 흡인력을 발생시키는 베르누이 효과를 이용하여, 웨이퍼(W)의 주연부(표면)와 노광 장치의 광조사부의 위치 관계를 안정시키도록 하고 있다. 이 때문에, 회전 스테이지(11)의 회전축(12)의 축 흔들림이나 웨이퍼(W)의 휘어짐이 있어도, 예정되어 있는 광조사 영역(9)으로부터 벗어나 노광되는 것을 억제하여, 박막의 주연에서 볼록해지는 등의 문제점을 억제할 수 있다. According to the above-described embodiment, the
[제2 실시형태][Second Embodiment]
제2 실시형태로서, 베르누이 척을 마스크부(52)에 조합하여, 처리 위치에 반송된 웨이퍼(W)의 주연부의 높이 또는 자세를 조정하도록 구성하여도 좋다. 도 16은, 이러한 실시형태를 도시하고 있고, 이 예에서는 편평한 역원뿔대 형상의 본체 중앙부에 상하로(두께 방향으로) 연장되도록, 광조사로(슬릿)를 형성하는 구멍부(44)를 형성하고, 본체의 하면측을 베르누이 척의 가이드면부(46)를 형성하도록 구성하고 있다. 즉 이 예는, 이미 기술한 도 5∼도 7에 기재된 베르누이 척(4)을 거꾸로 배치하여, 가스 공급로(42)를 마스크부(40)의 광조사로(슬릿)로서 겸용하고 있다. 그리고 광학계 부재(5)로부터의 광이 구멍부(44)를 투과할 수 있도록, 구멍부(44)의 상부에 투과성 부재, 예컨대 유리를 포함하는 상부측 투과창(63)을 기밀하게 감합(嵌合)하고, 통기실(60)과 가이드면부(46) 사이에서의, 가스 공급로(42)의 연장 부위에도 마찬가지로 하부측 투과창(43)을 설치한 구조로 하고 있다. 하부측 투과창(43)은, 광조사 영역(9)의 형상을 따른 직사각형으로 형성되어 있다. 가스 공급로(42)에서의 상부측 투과창(63)의 바로 아래쪽에 그 일단측이 개구하도록, 본체 안에 가스 유로(64)를 더 형성하고, 이 가스 유로(64)의 타단측에 가스 공급관(62)을 접속하도록 하고 있다. 또한 웨이퍼(W)의 비접촉 흡착을 행함에 있어서, 가이드면부(46)와 웨이퍼(W) 사이에 형성된 와기류가 웨이퍼(W)의 단부로부터 새는 것을 억제하기 위해, 도 17에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부의 형상을 따르도록 형성된 보조 부재(45)를 그 상면인 보조면부가, 웨이퍼(W)의 표면과 동등한 높이가 되도록 설치되어 있다.In the second embodiment, the Bernoulli chuck may be combined with the
제2 실시형태에서는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 처리 위치로 이동시키고, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 주연 검출부(3)에 의해 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 어긋남을 검출한다. 그 후, 도 19에 도시하는 바와 같이 가스 토출구(41)를 통하여 가스를 토출하고, 웨이퍼(W) 및 보조 부재(45)와 마스크부(40)의 가이드면부(46)의 간극에 와기류를 형성하여 베르누이 효과에 의한 흡인력을 발생시켜 웨이퍼(W) 주연부의 자세를 조정하고, 마스크부(40)의 광조사면에 대하여 높은 평행도가 되도록, 즉 평행성이 높아지도록 조정한다. 계속해서, 도 20에 도시하는 바와 같이 구멍부(44)를 슬릿으로서 이용하여 조사를 행하여 웨이퍼(W)의 주연 노광 처리를 행한다.In the second embodiment, as shown in Fig. 18, the wafer W is moved to the processing position, and the positional deviation of the wafer W in the horizontal direction is detected by the peripheral
이 예에서, 제1 실시형태에서의 베르누이 척(4)과 마찬가지로, 도시하지 않는 승강 기구에 의해 마스크부(40)를 승강할 수 있도록 구성하여도 좋다. 이 경우, 마스크부(40)는, 웨이퍼(W)가 처리 위치에 놓이기 전에는 대기 위치로 설정되고, 웨이퍼(W)가 처리 위치에 놓인 후에, 예컨대 가스 토출구(41)를 통하여 가스를 토출시켜 이 웨이퍼(W)를 비접촉으로 흡착하면서, 노광 위치까지 하강하도록 하여도 좋다. In this example, similarly to the
이와 같이 노광 장치에, 이 예에서는 마스크부(40)에 베르누이 척을 조합시킴으로써, 제1 실시형태와 마찬가지로 웨이퍼(W)의 주연부와 마스크부의 위치 관계가 안정되어, 양호한 주연 노광 처리를 행할 수 있다. By combining the Bernoulli chuck in the
[제3 실시형태][Third embodiment]
제3 실시형태는, 제2 실시형태에서 이용한 마스크부(40)가 웨이퍼(W)의 주연부의 높이에 추종하여, 그 높이 위치를 변경하도록 구성하고 있다. 예컨대 도 21에 도시하는 바와 같이, 마스크부(40)를 수직의 가이드 부재(71)에 의해 피가이드부(71a)를 통해 가이드하도록 구성한다. 그리고 마스크부(40)를 현수 부재인 와이어(72)의 일단에 현수하고 와이어(72)의 타단측에 도르래(73a, 73b)를 통해 카운터 웨이트(74)를 설치함으로써, 마스크부(40)를 작은 힘으로 이동 가능하게 구성한다. 이와 같이 구성한 경우에는, 처리 위치로 웨이퍼(W)를 이동시키고, 가스를 토출시켜 와기류를 형성하여, 비접촉 흡착을 행하면, 웨이퍼(W)의 주연부의 높이 위치에 따라 마스크부(40)가 추종하기 때문에, 종래보다는 웨이퍼(W)의 주연부와 마스크부(40)의 위치 관계가 안정된다. 이 때문에, 광조사 영역(9)으로부터 벗어나 노광되는 것을 억제할 수 있다. In the third embodiment, the
[다른 실시형태][Other Embodiments]
또한 다른 실시형태로서, 베르누이 척(4)을 이용하지 않고, 광학계 부재(5)의 높이를 조정할 수 있도록 구성하여, 주연부의 광조사 영역(9)의 오차를 억제하여도 좋다. 예컨대 주연 검출부(3)에 레이저 변위계를 설치하여, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 검출에 더하여, 웨이퍼(W)를 회전시켰을 때의 주연부의 높이를 측정하고, 제어부에 설치한 메모리에 기억한다. 광학계 부재(5)에 높이 조절 기구를 설치하여, 제어부의 CPU에 의해 프로그램을 독출하여, 메모리에 기억한 웨이퍼(W)의 주연부의 높이의 데이터에 맞춰, 광학계 부재(5)의 높이 위치를 변경하고, 광이 조사되는 높이를 변경하면서, 웨이퍼(W)를 회전시켜 주연 노광 처리를 행하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. As another embodiment, the height of the
또한 본 발명은, 설명의 용이함을 고려하여, 기판을 수평으로 유지하고 수직축을 중심으로 회전시키는 것으로 기재하고 있지만, 기술의 본질로 보면 기판을 어느 평면을 따라 유지하고, 이 평면과 직교하는 축을 중심으로 회전시키는 구조이면 적용할 수 있다. 이 때문에 기판을 일반 상식으로 말하는 「수평」에 대하여 기운 상태로 기판 유지부에 유지한 경우에는, 그 기운 면을 본원에서 말하는 「수평」에 상당하는 것으로 하고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 한다.Further, in the present invention, it is described that the substrate is held horizontally and rotated around the vertical axis in consideration of the ease of explanation. However, in the essence of the technology, the substrate is held along any plane, As shown in FIG. Therefore, when the substrate is held on the substrate holding portion in a tilted state with respect to "horizontal", which is commonly referred to as "common sense", the tilted surface corresponds to "horizontal" in the present invention and belongs to the technical scope of the present invention .
[실시예][Example]
본 발명을 평가하기 위해 다음과 같은 평가 시험을 행하였다. 베르누이 척(4)을 작동시킨 경우와 작동시키지 않는 경우의 각각에 대해서, 웨이퍼(W)를 4 rpm으로 회전시키고, 회전 시간마다의 웨이퍼(W)의 광조사 영역(9)의 상대적인 높이를 구하였다. In order to evaluate the present invention, the following evaluation test was conducted. The wafer W is rotated at 4 rpm and the relative height of the
도 22는 그 결과를 도시하고, 웨이퍼(W)의 회전 각도를 횡축에, 높이 위치를 종축에 도시한 특성도이다. 베르누이 척(4)을 작동시키지 않는 경우에는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 발생하는 주연 노광시의 웨이퍼(W)의 주연부의 고저차가 최대 66 ㎛로 되어 있지만, 베르누이 척(4)을 작동시킨 경우에는, 웨이퍼(W)의 주연부의 고저차는 18 ㎛로 되어 있으며, 베르누이 척(4)을 작동시키지 않는 경우와 비교하여 웨이퍼(W)의 주연부의 고저차는 70% 정도 억제되어 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 주연 노광 장치를 이용한 경우에는, 웨이퍼(W)를 주연부의 높이 레벨이 보다 일정한 상태로 주연 노광 처리를 행할 수 있기 때문에, 예정되어 있는 광조사 영역으로부터 벗어나 노광하는 것을 억제할 수 있다. Fig. 22 shows the result, showing the rotation angle of the wafer W on the horizontal axis and the height position on the vertical axis. In the case where the
1: 베이스, 2: 노광부, 3: 주연 검출부, 4: 베르누이 척, 5: 광학계 부재, 9: 광조사 영역, 11: 회전 스테이지, 13: 회전 기구, 14: 이동부, 40, 52: 마스크부, 41: 가스 토출구, 46: 가이드면부, W: 웨이퍼1: Base, 2: Exposure section, 3: Periphery detection section, 4: Bernoulli chuck, 5: Optical system element, 9: Light irradiation area, 11: Rotation stage, 13: Rotation mechanism, 14: 41: gas discharge port, 46: guide surface portion, W: wafer
Claims (7)
상기 기판의 주연부보다 중앙부측을 수평으로 유지하고 수직축 둘레로 회전시키는 회전대를 구비하는 회전부와,
상기 회전대에 유지된 기판의 표면의 주연부를 향해 노광용의 광을 조사하는 노광부와,
상기 회전대를 회전 구동하는 구동 기구와,
상기 회전대로부터 기판의 주연측으로 이격된 위치에서 상기 회전부와는 별개로 설치되고, 상기 회전대에 유지된 기판의 주연부를 수평으로 유지하기 위해 이 기판을 비접촉으로 흡인하는 비접촉 흡인 기구를 구비하고,
상기 비접촉 흡인 기구는, 기판의 면과 공간을 두고 대향하는 가이드면부와, 상기 공간에 가이드면부를 따른 와기류를 형성하여 상기 가이드면부와 기판 사이에 진공 흡인력을 발생시키기 위한 가스 토출부를 구비하며,
상기 노광부는, 상기 비접촉 흡인 기구에 의해 기판이 흡인된 상태로 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 주연 노광 장치. A peripheral exposure apparatus for performing exposure processing on a periphery of a surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
A rotating portion having a rotating base which holds the center portion side of the substrate in a horizontal direction and rotates around a vertical axis,
An exposure unit that irradiates light for exposure toward the periphery of the surface of the substrate held by the rotating table,
A driving mechanism for rotationally driving the rotating table,
And a noncontact suction mechanism provided separately from the rotating portion at a position spaced apart from the rotating table to the peripheral side of the substrate and for attracting the substrate in a noncontact manner to horizontally hold the peripheral portion of the substrate held by the rotating table,
The noncontact suction mechanism includes a guide surface portion facing the substrate and a space therebetween and a gas discharge portion for generating a vacuum suction force between the guide surface portion and the substrate by forming a worm flow along the guide surface portion in the space,
Wherein the exposure unit performs exposure in a state in which the substrate is sucked by the non-contact suction mechanism.
상기 회전대에 유지된 기판의 외측에 있어서 상기 가이드면부와 대향하는 위치에는, 그 내주면이 상기 기판의 주연에 근접하여 대향하고, 이 가이드면부와의 사이에 와기류의 일부가 형성되도록 보조면부를 설치한 것을 특징으로 하는 주연 노광 장치. 3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the non-contact suction mechanism is provided in combination with the exposure unit, the light of the exposure unit is configured to transmit through the guide surface,
An auxiliary surface portion is provided at a position opposite to the guide surface portion on the outer side of the substrate held by the rotating table so that the inner peripheral surface of the auxiliary surface portion faces the periphery of the substrate and a part of the wir- Wherein the peripheral exposure apparatus comprises:
제1항에 기재된 주연 노광 장치를 이용하여,
기판을 회전대에 수평으로 유지시키는 공정과,
이어서 상기 기판의 면과 가이드면부 사이의 공간에, 가이드면부를 따른 와기류를 형성하여 상기 가이드면부와 기판 사이에 진공 흡인력을 발생시키고, 이에 의해 기판의 주연부를 수평으로 유지하는 공정과,
상기 기판의 주연부를 수평으로 유지한 상태로, 노광부로부터 기판의 주연부에 광을 조사하여 노광하는 공정과,
상기 회전대를 회전시켜 상기 기판의 주연부를 상기 광의 조사 영역으로 순차 이동시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주연 노광 방법. 1. A peripheral exposure method for performing an exposure process on a periphery of a surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
A step of horizontally holding the substrate on a rotating table,
Forming a wiper flow along a guide surface portion in a space between the surface of the substrate and the guide surface portion to generate a vacuum suction force between the guide surface portion and the substrate to thereby hold the periphery of the substrate horizontally,
Irradiating the periphery of the substrate with light from the exposing section in a state in which the periphery of the substrate is held horizontally,
And rotating the rotating table to sequentially move the peripheral edge of the substrate to the irradiation area of the light.
상기 컴퓨터 프로그램은, 제5항 또는 제6항에 기재된 주연 노광 방법을 실행하도록 단계 군이 짜여 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체. A storage medium storing a computer program for use in a peripheral exposure apparatus that performs exposure processing on a periphery of a surface of a circular substrate on which a photosensitive thin film is formed,
Wherein the computer program is structured so as to carry out the peripheral exposure method according to claim 5 or 6.
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