JPH05343294A - 縮小投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハの周辺露光とプリアライメントの動作
を同時に行い、処理能力の低下を防ぐ。 【構成】 照射部６は光ファイバー１０からの光１２を
ウェハ１の周辺部に照射する。照射部６に対向した位置
にＣＣＤセンサ１１を持ち、光の遮られる量に応じた出
力が得られる。照射部６はリニアスケール９により位置
の検出ができる。ウェハ１は真空チャック２により保
持，回転される。真空チャック２と照射部６とを相対的
に変位させるとともに、ＸＹステージ４，５により真空
チャック２を移動させることにより、プリアライメント
動作と、周辺露光動作を同時に行い、処理能力の低下を
防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は縮小投影露光装置に関
し、特に半導体基板（以下、ウェハという）のオリエン
テーションフラット（以下、ＯＦという）を検出して半
導体基板の位置合せを行う縮小投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、縮小投影露光装置は、露光前にウ
ェハのプリアライメントを行っている。ウェハがＯＦ位
置合せ部に搬入されるとウェハを回転させ、例えば赤色
ＬＥＤ光源を用いてＯＦを検出して所定位置になるよう
合わせる。その後、位置決めピンにウェハを押し付け、
正確に位置合せして露光ステージに搬送していた。

【０００３】ところが、ここで新たな問題が出てきた。
レジストを塗布した半導体基板の周辺部やエッジにレジ
ストがあると、プロセスを行う装置内での位置決め時や
スパッタ時のツメでつかむ時にレジストがはがれ、装置
内を汚染してしまう。これを解決するための方法とし
て、特開昭６２−２８６２４６号がある。

【０００４】この従来の縮小投影露光装置は図３，図４
に示すように、ウェハ１６がベルト２０で搬送されてＯ
Ｆ位置合せ部に搬入されると、ウェハ１６がウェハ位置
出し用ローラ１９及びＯＦ位置決めローラ１８に当接し
て位置が決まったとき、真空チャック２１にてウェハ１
６を吸着し、搬送ベルト２０と接触しない程度に持上げ
て回転させる。

【０００５】縮小投影露光装置の光源２４から光ファイ
バー２５にて露光波長の光を発光部１７まで導き、発光
部１７からウェハ１６の周辺部及びエッジに向けて照射
する。

【０００６】発光部１７から照射される光は露光波長の
光であり、発光部１７からウェハ１６に光を照射させつ
つウェハ１６を回転させれば、ウェハ１６の周辺及びエ
ッジは露光される。

【０００７】このとき、ウェハ１６の下方に受光部２２
が設置してあるから、ウェハ１６のＯＦ１６ａが発光部
１７と対向する位置にきた場合と、受光部２２がウェハ
１６のＯＦ１６ａ以外の周辺で覆われている場合とで発
光部１７から受光部２２に達する光量が違うから、その
違いからＯＦ１６ａの回転方向位置を検出できる。

【０００８】このようにして何回か回転させ、周辺及び
エッジを露光しながらＯＦ１６ａの回転方向位置を検出
したあと、ウェハ１６を搬送ベルト２０上にＯＦ位置が
ほぼＯＦ位置決めローラ１８同士を結ぶ線と平行になる
ような方向に合わせて降ろし、真空チャック２１による
吸着を止め、ウェハ位置決め用ピン２３を押してウェハ
１６のＯＦ１６ａを位置決めローラ１８に押しあてて位
置決めを行ってから露光用ステージに搬送する。

【０００９】このように、ウェハ周辺部を露光してしま
うので、現像後ウェハ周辺部にレジストが残らず、した
がって、次に行うプロセスで使用する装置内部を汚染し
ないというメリットがあった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ウェハ周辺部のレジス
トを露光すれば、その部分のレジストを除去することが
できるが、ある規定量の露光エネルギーを与えてやらね
ばならず、公知例のような周辺露光部においては装置的
な制約などにより、周辺露光部における照度にも制限が
ある。

【００１１】したがって、周辺露光時間つまりウェハ回
転時間を増やして規定量の露光エネルギーを稼いでい
た。このため、周辺露光しないステッパーでは、ＯＦの
回転位置検出時間のみウェハを回転させれば良かったの
であるが、公知例のようなステッパーでは周辺露光時間
が余分にかかるので、結果としてステッパーのスループ
ットを低下させる場合があった。

【００１２】また、少しでもプリアライメント終了まで
の時間を短縮する必要があるが、公知例ではウェハの周
辺露光が終了すると、真空吸着を外してから新ためてウ
ェハ位置決めピンの押しつけによるプリアライメントの
動作を行わねばならなかったので、余分に時間が掛かっ
ていた。

【００１３】本発明の目的は、ウェハの周辺露光とプリ
アライメントの動作を並行して行い、処理能力の低下を
防ぐ縮小投影露光装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る縮小投影露光装置は、ウェハ回転部
と、２軸移動機構と、ウェハ回転位置検出機構と、照射
部及び受光部と、一軸移動機構と、受光部検出機構と、
演算ユニットとを有する縮小投影露光装置であって、ウ
ェハ回転部は、半導体基板を吸着し回転させるものであ
り、２軸移動機構は、ウェハ回転部を、半導体基板と平
行な平面内に直交する２軸方向に移動させるものであ
り、ウェハ回転位置検出機構は、ウェハ回転部の回転角
度を検出するものであり、照射部及び受光部は、ウェハ
回転部上の半導体基板より外側に設けられ、半導体基板
の径方向に対して移動可能であり、照射部は、パターン
転写用と別光源であり、半導体基板周辺部及び端面のフ
ォトレジストに照射して露光するものであり、受光部
は、照射部に対して半導体基板周辺部を挾んで対向して
設けられ、照射部からの光が半導体基板で遮られた量に
応じた光量を受光するものであり、一軸移動機構は、照
射部及び受光部をウェハ回転部上の半導体基板に対し径
方向に移動させるものであり、受光部検出機構は、受光
部の位置データを検出するものであり、演算ユニット
は、半導体基板の回転に伴ない受光部が受光した光量の
増減に応じて該光量が規定値になる位置に照射部及び受
光部を一軸移動機構により移動させて照射部による露光
を実行させる機能と、受光部検出機構及びウェハ回転位
置検出機構の位置データに基いて半導体基板のウェハ回
転部上での偏心度合及び半導体基板のオリエンテーショ
ンフラットの回転位置を求め、ウェハ回転部を２軸移動
機構により２軸方向に移動させて半導体基板の偏心度合
を補正するとともに、ウェハ回転部により半導体基板を
角回転させオリエンテーションフラットの位置を補正す
る基板のプリアライメントを実行する機能とを並行して
行うものである。

【００１５】

【作用】プリアライメント動作と、周辺露光動作とを並
行して行うことにより、処理能力の低下を防止する。

【００１６】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す断面図、図２は、
同平面図である。

【００１７】図１において、本ユニットは、図示しない
ウェハ搬送ユニットからウェハを受け取り、ウェハの周
辺露光と、ウェハのセンタリング、ウェハのＯＦ位置決
めを行い、図示しないウェハ搬送ユニットを介して露光
ステージ上へウェハを供給することを目的とする。

【００１８】図１において、本実施例は、ウェハ回転部
としての真空チャック２と、２軸移動機構としてのＸス
テージ４及びＹステージ５と、ウェハ回転位置検出機構
３と、照射部６及び受光部としてのＣＣＤセンサ１１
と、一軸移動機構としてのモータ８及び送りネジ７と、
受光部検出機構としてのリニアスケール９と、演算ユニ
ット１３とを有する縮小投影露光装置である。

【００１９】ウェハ回転部としての真空チャック２は、
モータを有し、ウェハ１を吸着し回転させるものであ
る。

【００２０】２軸移動機構としてのＸＹステージ４，５
は、真空チャック２を、ウェハ１と平行な平面内に直交
する２軸方向に移動させるものである。

【００２１】ウェハ回転位置検出機構３は、エンコーダ
から構成され、真空チャック２の回転角度を検出するも
のである。

【００２２】照射部６及び受光部１１は、真空チャック
２上のウェハ１より外側に設けられ、ウェハ１の径方向
に対して移動可能である。

【００２３】照射部６は、ウェハ１の表面上のフォトレ
ジストを露光マスクを介して露光する露光波長帯域の光
を供給するパターン転写用の光源と異なる光源からな
り、半導体基板周辺部及び端面のフォトレジストに光フ
ァイバー１０からの光１２を照射して露光するものであ
る。

【００２４】受光部としてのＣＣＤセンサ１１は、照射
部６に対して半導体基板周辺部を挾んで対向して設けら
れ、照射部６からの光が半導体基板で遮られた量に応じ
た光量を受光するものである。

【００２５】一軸移動機構７，８は、照射部６及び受光
部１１をウェハ回転部としての真空チャック２上のウェ
ハ１に対し径方向に移動させるものである。

【００２６】受光部検出機構としてのリニアスケール９
は、受光部１１の位置データを検出するものである。

【００２７】演算ユニット１３は、半導体基板の回転に
伴ない受光部１１が受光した光量の増減に応じて該光量
が規定値になる位置に照射部６及び受光部１１を一軸移
動機構７，８により移動させて照射部６による露光を実
行させる機能と、受光部検出機構としてのリニアスケー
ル９及びウェハ回転位置検出機構３の位置データに基い
てウェハ１のウェハ回転部としての真空チャック２上で
の偏心度合及び半導体基板のＯＦ１５の回転位置を求
め、真空チャック２を２軸移動機構としてのＸＹステー
ジ４，５により２軸方向に移動させて半導体基板の偏心
度合を補正するとともに、真空チャック２によりウェハ
１を角回転させＯＦ１５の位置を補正する基板のプリア
ライメントを実行する機能とを並行して行うものであ
る。

【００２８】次に一連の動作の説明を行う。ウェハ１が
図示しないウェハ搬送ユニットから真空チャック２に供
給される。

【００２９】この場合、真空チャック２の回転中心とウ
ェハ１の中心との位置合せは行われないため、通常数ｍ
ｍオーダの偏心が存在する。

【００３０】本発明は、この状態で基板周辺部及び端面
の露光を開始する。

【００３１】すなわち、演算ユニット１３からの指令に
基いてモータ８及び送りネジ７により、照射部６はウェ
ハ１の周辺部及び端面を露光領域に移動される。一方、
真空チャック２は、ウェハ１を一定の回転にて回転させ
る。

【００３２】この場合、真空チャック２の回転中心と、
ウェハ１の中心とが偏心している関係上、ＣＣＤセンサ
１１が受光する光量がウェハ１の回転に伴ない増減す
る。

【００３３】そこで、演算ユニット１３は、ＣＣＤセン
サ１１の出力に基いてＣＣＤセンサ１１での光量が規定
値になる位置、すなわち、照射部６による照射範囲が図
２の露光領域１４に合致する位置になるように照射部６
をモータ８及び送りネジ７により移動させて照射部６に
よる露光を実行させる。

【００３４】同時に演算ユニット１３は、エンコーダ３
の出力と同期してリニアスケール９の出力を記憶し、そ
の結果を演算することにより、ウェハ１の偏心量と、Ｏ
Ｆ１５の位置を検出する。

【００３５】そして、演算ユニット１３は、ＸＹステー
ジ４，５により真空チャック２上のウェハ１の中心の偏
心を補正するとともに、真空チャック２によりウェハ１
を角回転させてＯＦ１５の位置を修正する。ここにウェ
ハ１のプリアライメントが完了する。

【００３６】ここではじめて真空チャック２からウェハ
１を外し、次に図示しないウェハ搬送ユニットにより露
光ステージ上へウェハ１を供給する。

【００３７】以上の動作により周辺露光領域１４が露光
される。また、ＯＦ１５の位置検出と偏心量の算出は、
ウェハの回転中つまりは周辺露光中に行うことができ、
ウェハの吸着を一度外す必要もなく、周辺露光終了と同
時にプリアライメントを完了することができる。

【００３８】上述の実施例では、ウェハの偏心量に対し
て周辺露光ユニットを動かし、ウェハ周辺の適正な位置
に周辺露光を行うが、Ｘステージ４およびＹステージ５
を動かしながら周辺露光することもできる。

【００３９】この場合、周辺露光ユニット側にサーボモ
ータを設ける必要がないので、装置の構造や動かし方が
簡単になるとともに、周辺露光ユニットの振動がなく安
定した周辺露光ができる効果がある。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、周辺露光
後のウェハの押しつけによるプリアライメント動作をな
くしたので、プリアライメント終了までの時間を短縮し
てステッパーの処理能力を向上できる。

【００４１】しかも、ウェハ周辺のレジストを除去でき
るので、装置内部をレジストで汚染することがないとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】従来例を示す平面図である。

【図４】同側面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板（ウェハ） ２ 真空チャック ３ エンコーダ ４ Ｘステージ ５ Ｙステージ ６ 照射部 ７ 送りネジ ８ モータ ９ リニアスケール １０ 光ファイバー １１ ＣＣＤセンサ １２ 光 １３ 演算ユニット １４ 周辺露光領域 １５ オリエンテーションフラット（ＯＦ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハ回転部と、２軸移動機構と、ウェ
   ハ回転位置検出機構と、照射部及び受光部と、一軸移動
   機構と、受光部検出機構と、演算ユニットとを有する縮
   小投影露光装置であって、 ウェハ回転部は、半導体基板を吸着し回転させるもので
   あり、 ２軸移動機構は、ウェハ回転部を、半導体基板と平行な
   平面内に直交する２軸方向に移動させるものであり、 ウェハ回転位置検出機構は、ウェハ回転部の回転角度を
   検出するものであり、 照射部及び受光部は、ウェハ回転部上の半導体基板より
   外側に設けられ、半導体基板の径方向に対して移動可能
   であり、 照射部は、パターン転写用と別光源であり、半導体基板
   周辺部及び端面のフォトレジストに照射して露光するも
   のであり、 受光部は、照射部に対して半導体基板周辺部を挾んで対
   向して設けられ、照射部からの光が半導体基板で遮られ
   た量に応じた光量を受光するものであり、 一軸移動機構は、照射部及び受光部をウェハ回転部上の
   半導体基板に対し径方向に移動させるものであり、 受光部検出機構は、受光部の位置データを検出するもの
   であり、 演算ユニットは、半導体基板の回転に伴ない受光部が受
   光した光量の増減に応じて該光量が規定値になる位置に
   照射部及び受光部を一軸移動機構により移動させて照射
   部による露光を実行させる機能と、受光部検出機構及び
   ウェハ回転位置検出機構の位置データに基いて半導体基
   板のウェハ回転部上での偏心度合及び半導体基板のオリ
   エンテーションフラットの回転位置を求め、ウェハ回転
   部を２軸移動機構により２軸方向に移動させて半導体基
   板の偏心度合を補正するとともに、ウェハ回転部により
   半導体基板を角回転させオリエンテーションフラットの
   位置を補正する基板のプリアライメントを実行する機能
   とを並行して行うものであることを特徴とする縮小投影
   露光装置。