JPH0828322B2 - ウェハ周辺露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、IC、LSIなどに微細パターンを形成するに
際し、シリコンウエハに塗布されたレジストの周辺部の
不要レジストを現像工程で除去するためのウエハ周辺露
光装置に関するものである。

［従来の技術］ ICやLSIなどの製造において微細パターンを形成する
場合、シリコンウエハなどの表面にレジストを塗布し、
これに対し露光、現像を行ってレジストパターンを形成
し、ついで作成したレジストパターンをマスクにしてイ
オン注入、エッチング、リフトオフなどの加工が順次行
われる。

通常、レジストの塗布は、スピンコート法により行わ
れる。スピンコート法はウエハ表面の中心位置にレジス
ト液を注ぎながらウエハを回転させ、遠心力によってウ
エハ全表面にレジストを塗布している。

しかし、加工に利用されるのはウエハの全表面ではな
い。特に周辺部はウエハ搬送時の保持のため、あるい
は、仮に回路パターンを露光させても歪んでしまうた
め、一般的には使用しない。

そして、この使用しない、ウエハ周辺部のレジストを
そのまま残すということは、いろいろな問題点を発生す
る。すなわちこのパターン周辺部を機械的に掴んで保持
したり、ウエハ周辺部がウエハカセットなどの収容器の
壁に擦れたりすると、ゴミの発生源となる。このよう
に、ウエハ周辺部に残留した不要レジストがゴミになっ
て歩留まりを低下させるという事情は、特に、集積回路
の高機能化、微細化が進みつつある現在、深刻な問題に
なっている。

そこで、このような現像後も残留するウエハ周辺部の
不要レジストを除去するため、パターン形成のための露
光工程とは別に、ウエハの不要レジストを現像工程で除
去するために別途露光するウエハ周辺露光が行われてい
る。

このウエハ周辺露光は、レジストが塗布された半導体
ウエハを回転させながら、光学系で導かれた光をその周
辺部に照射して露光するものである。この照射に関して
は、ある一定以上の露光量の露光が必要である。その場
合の露光量とは、照度と露光時間の積である。すなわ
ち、露光量を多くするためには、照度を強くするか、露
光時間を長くするかのいずれかである。ところが、生産
性を高める要請から、露光時間は極力短くすることが求
められており、露光時間を多くすることはできない。一
方、照度を強くして必要な露光量を得ようとすると、レ
ジストの発泡が生じるという問題を抱えている。

このため、従来においては、レジストに発泡が生じな
い程度の照度で露光しながらウエハを複数回回転させ、
所定の露光量が露光されるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記した従来技術にあっては、スピンコー
ト法を用いた場合、レジストがウエハの周辺部に一様に
塗布されているとは限らず、レジストの厚い部分と薄い
部分が生じ、特に、オリエンテーションフラットの部分
が他の部分に比べて厚くなりやすい。

従来、このようなレジストを除去するため、レジスト
の厚い部分が除去されるまで、ウエハを回転させる必要
があった。すなわち、レジストの厚い部分に対応する露
光量が処理時間を支配し、また、レジストの薄い部分
は、除去が完了しているにもかかわらず露光を続けるこ
とになり、結果として、処理時間が長くなるという問題
を生じていた。

本発明の目的は、上記従来技術の実情に鑑みてなされ
たものであり、処理時間を短くすることが可能なウエハ
周辺露光装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、光源と、この
光源からの光を導いてウエハの周辺を露光する光学系
と、前記ウエハを載置する処理台と、この処理台を一定
方向へ回転させる制御を行うコントローラとを有するウ
エハ周辺露光装置において、前記コントローラは、前記
ウエハの周辺部の内、指定された特定領域に対して前記
処理台を一定方向とは逆方向に回転させ、前記特定領域
のみを往復露光させる手段を具備するようにしている。

［作用］ 上記した手段によれば、半導体ウエハの周辺部の中で
不要レジストとして除去したい部分において、レジスト
の厚い部分のみを特定領域とし、この領域のみを往復露
光させ、他は最小回数の露光とする。これにより、全体
の露光時間を大幅に短縮させることができる。

［実施例］ 第１図は本発明によるウエハ周辺露光装置の一実施例
を示す構成図である。

第１図において、１はその周辺部が露光処理を受ける
ウエハ、２はウエハ１を載置して昇降及び回転を行うた
め処理台としてのステージ、３は信号系を処理して駆動
系を制御するコントローラ、４はステージ２を昇降及び
回転のために駆動するステージ駆動機構、５はロータリ
ーエンコーダなどを用いて構成されると共にステージ２
の回転角度を読み取るステージ回転角読取機構、６はウ
エハの周辺部の露光を行う露光ユニットである。この露
光ユニット６は、その内部にライトガイドファイバ11、
ウエハ１のエッジを検出する発光素子13、及び発光素子
13からの光を受光する受光素子17を備えて構成される。
そして、ライトガイドファイバ11は、その先端に出射端
12を有している。

７はウエハを搬送するウエハ搬送系、８は露光ユニッ
ト６を駆動するユニット駆動機構、９はシャッタ10を移
動のために駆動するシャッタ駆動機構、10はライトガイ
ドファイバ11の入射端を遮蔽または解放するシャッタ、
14はライトガイドファイバ11に光を導くための平面反射
鏡、15は光源からの光を平面反射鏡14へ導く楕円集光
鏡、16はショートアーク型の水銀ランプである。

次に、以上の構成による実施例の動作について説明す
る。

まず、ウエハ搬送系７によってウエハ１がステージ２
に載置されると、ステージ２がステージ駆動機構４によ
って上昇する。この状態から、まず、コントローラ３に
よりシャッタ駆動機構９を駆動してシャッタを開け、平
面反射鏡14からの光をライトガイドファイバ11に導入さ
せる。光源部からの光を露光させながらウエハ１をステ
ージ駆動機構４によって回転させる。この露光は、水銀
ランプ16の光を楕円集光鏡15及び平面反射鏡14を介して
ライトガイドファイバ11の入射端に導入、出射端12から
出射させることにより行われる。

このとき、発光素子13と受光素子17とによりウエハ１
のエッジを検出し、ステージ２に対するウエハ１の載置
状態を検出する。この載置状態とは、ウエハ１がステー
ジ２に搬送された時のステージ２の中心と、ウエハ１の
中心とのずれを示す。この載置状態の検出値はコントロ
ーラ３に送出され、附属するメモリに記憶される。例え
ば、周辺露光させるスタートの位置やオリエンテーショ
ンフラットの位置を記憶する。露光ユニット６は、ウエ
ハ１の半径方向に微動することが可能であり、ウエハ１
の載置状態に合わせて、その周辺部の露光を行う。この
機構により、ウエハ１がステージ２上にずれて載置され
た場合でも問題なく露光を行うことができる。このよう
にして、ウエハ１を回転させ、その周辺部を露光ユニッ
ト６が半径方向に微動しながら、露光させたい幅を露光
することができるとともに、オリエンテーションフラッ
トにおいても露光ユニットの微動によって良好に所定の
幅だけ処理できる。

次に、第２図及び第３図を参照し、本発明の往復露光
の一例を具体的に説明する。

第２図はウエハ１の拡大図であり、第３図はウエハ１
を露光するためのパラメータの設定図である。

第２図に示すように、ウエハ１は、その周辺の一部に
端点ＡとＢを有するオリエンテーションフラット20を備
えている。このウエハ１に対し、オリエンテーションフ
ラット20以外の部分の周辺部21に露光幅ｗが設定され
る。オリエンテーションフラット20は、ウエハ１の中心
から角度θの範囲内にある。

本実施例は、レジストが厚くなるオリエンテーション
フラット20の露光時間を多くし、他の部分の露光を最小
限にするものであるが、このために第３図に示したパラ
メータを用いる。このパラメータの指定は、不図示のキ
ーボードなどを用いてコントローラ３に操作開始前に入
力しておく。

第３図において、L/Hは照度の強弱（Low/High）を示
し、例えばレジストが発泡しない程度の数値としてＬは
1000mW/cm²、Ｈは3000mW/cm²である。更に、幅ｗはウエ
ハ１の周辺部の露光幅を示し、S.ANGはウエハ１を回転
させるスタート位置の角度、A.ANGは露光角度、RTNは往
復露光の有無（“1"は往復あり、“0"は一方向のみ）、
TURNは回転数、TIMEはウエハを１回転させるに必要な時
間（秒／回転）を各々示している。

ここで、ウエハの周辺露光について説明すると、ま
ず、ウエハ１をステージ２によって１回転（360°）だ
け回転させながら、発光素子13と受光素子17によって周
縁検出を行いながら、ウエハ１のオリエンテーションフ
ラット20のＡ〜Ｂ間の中点を求める（この中点の求め方
に関しては、例えば、本願出願人がすでに出願中の特願
平1-243492号に記載がある）。

次に、第２図におけるＡ点を開始点としてＢ点までの
オリエンテーションフラット20を特定領域として往復露
光を行う。そして、周辺部21のＢ点からＡ点までを通常
の一方向露光とする。

ここでは、第３図に示すように、特定領域の露光を
の露光方法に従い、また、周辺部21のＢ点からＡ点まで
の露光をの露光方法により行っている。すなわち、開
始点Ａを340°とし（最初の周辺検出によって求めたオ
リエンテーションフラット20を基準とした）、露光幅を
ｗ、回転角θを40°、往復露光有り（指定は“1"）、回
転数TURNは５回、露光速度を10秒/1回転）に各々を指定
している。これにより、Ａ点からウエハ１が方向22へ回
転し、露光が幅ｗにより開始される。なお、第３図に図
示の12′は出射端12からの照射領域を示している。

ウエハ１が回転角40°だけ回転したＢ点において、方
向23へウエハ１は逆回転する。そして、ウエハ１がＡ点
まで戻ると、再び方向22へ回転する。このような往復露
光をオリエンテーションフラット20について５回行った
後、ウエハ１をＢ点から方向22へ回転させ、Ａ点までの
周辺部21を幅ｗで露光する。

このとき、レジストの厚いオリエンテーションフラッ
ト20は照度Ｌで５回往復露光（すなわち、全部で10回の
露光）し、レジストの薄い周辺部21はの方法により、
照度をＨにして角度20°の位置から320°の範囲を１回
だけ露光する。

なお、以上の説明では、通常、周辺部21に比べてオリ
エンテーションフラット20のレジストが厚くなる（例え
ば、オリエンテーションフラット20のレジストが10μ
ｍ、他の部分が２μｍ）ことから、オリエンテーション
フラット20を往復露光するものとしたが、これに限ら
ず、オリエンテーションフラット20以外の部分を特定領
域として往復露光を行ってもよい。このようにウエハ１
の特定領域に対してステージ２を一方向、あるいは逆方
向に回転させて往復露光する手段を構成している。

さらに、特別な場合として、開始角360°、回転角360
°を指定すれば、一周露光することができる。

また、前記実施例では、ライトガイドファイバを用い
て光源の光を露光部へ導くものとしたが、これに限ら
ず、例えば、レンズなどの光学系を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上より明らかな如く、本発明によれば、光源と、こ
の光源からの光を導いてウエハの周辺を露光する光学系
と、前記ウエハを載置する処理台と、この処理台を一定
方向へ回転させる制御を行うコントローラとを有するウ
エハ周辺露光装置において、前記コントローラは、前記
ウエハの周辺部の内、指定された特定領域に対して前記
処理台を一定方向へ回転させ、前記特定領域のみを往復
露光させる手段を設けるようにしたので、全体の露光時
間を大幅に短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるウエハ周辺露光装置の一実施例を
示す構成図、第２図はウエハの拡大図、第３図はウエハ
を露光するためのパラメータの設定図である。 図中． 1:ウエハ、2:ステージ 3:コントローラ 4:ステージ駆動機構 5;ステージ回転角読取機構 6:露光ユニット 7:ウエハ搬送系 8:ユニット駆動機構 9:シャッタ駆動機構 11:ライトガイドファイバ 12:出射端、13:発光素子 16:水銀ランプ、17:受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、この光源からの光を導いてウエハ
   の周辺を露光する光学系と、前記ウエハを載置する処理
   台と、この処理台を一定方向へ回転させる制御を行うコ
   ントローラとを有するウエハ周辺露光装置において 前記コントローラは、前記ウエハの周辺部のうち、指定
   された特定領域に対して前記処理台を一定方向とは逆方
   向に回転させ、前記特定領域のみを往復露光させる手段
   を具備したことを特徴とするウエハ周辺露光装置。