JPH0311726A - ウエハの周辺部露光装置 - Google Patents

ウエハの周辺部露光装置

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JPH0311726A
JPH0311726A JP1147174A JP14717489A JPH0311726A JP H0311726 A JPH0311726 A JP H0311726A JP 1147174 A JP1147174 A JP 1147174A JP 14717489 A JP14717489 A JP 14717489A JP H0311726 A JPH0311726 A JP H0311726A
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体ウェハやセラミックスウェハなとのウ
ェハの表面に塗布されたフォトレジストのうちウェハ周
辺部のフォトレジストを除去するためにウェハ周辺部を
露光するウェハの周辺部露光装置に関する。
〈従来の技術〉 フォトレジストが塗布されたウェハを取り扱う際、ウェ
ハ周辺部のフォトレジストが取り扱い装置に付着して飛
散することにより、ウェハ表面や取り扱い装置を汚染す
るおそれがあることが知られている。そこで、フォトレ
ジスト、特にポジ型のフォトレジストが塗布されたウェ
ハ表面にパターンを形成する前、あるいは形成した後に
ウェハ周辺部を露光して、その部分のフォトレジストを
除去している。
ウェハの周辺部は円弧部分とオリエンテーションフラッ
トと呼ばれる直線部分とからなっており、前述したウェ
ハ周辺部の露光は、このような円弧部分とオリエンテー
ションフラット部分とからなる全周囲にわたって行われ
る。
このようなウェハの周辺部露光装置として、例えば、特
開昭60−80241号公報に開示されているような位
置決め装置を用いて、テーブルに吸着保持されて回転駆
動されるウェハのオリエンテーションフラットの両端を
光センサで検知し、そのときのテーブルの回転角度p、
、P、をそれぞれ求め、(P1+P2 )/2の位置を
基準としてウェハを位置決めし、さらに、ウェハと相値
形でウェハと同期回転する仮カムに沿って、露光用光源
を倣い運動させることによって、前記位置決めされたウ
ェハの円弧部分とオリエンテーションフラット部分とを
ほぼ同じ幅で露光させるような装置がある。
また、特開昭61−276229号公報に開示されてい
るような位置検出装置を用いて、テーブルに吸着保持さ
れたウェハの回転角度を検出し、この角度検出信号に同
期して1次元イメージセンサを走査することにより、ウ
ェハの外周の離散的な位置情報を得、さらに、この位置
情報に基づいて露光用光源を変位させることによって前
者の装置と同様にウェハ周辺を露光することも考えられ
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来装置には次のような問題点
がある。
前者の露光装置によれば、テーブルにウェハが偏心して
載置されたり、ウェハに2箇所以上のオリエンテーショ
ンフラットが形成されていたような場合に、ウェハを正
しく位置合わせすることができないために、ウェハ周辺
の露光幅が一定にならないという問題点がある。
一方、後者の露光装置によれば、ウェハの全周囲にわた
って位置情報を得られるから、上記のような問題点は解
決されると考えられるが、ウェハの回転角度を検出する
必要があるため、角度検出器としてロークリエンコーダ
やレゾルバなどを備える必要があり、装置が複雑化して
高価になるという別鐸の問題点が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、比較的に簡単な構成によってウェハ周辺の位置情報
を得て、ウェハ周辺を精度よく露光することができるウ
ェハの周辺部露光装置を提供することを目的としている
。
く課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
即ち、本発明は、フォトレジストが塗布されたウェハを
回転させつつ、露光ビームで前記ウェハの周辺を露光す
るウェハの周辺部露光装置でありで、 ウェハを回転駆動するウェハ回転駆動手段と、前記ウェ
ハ回転駆動手段を所定の角度でステップ送りする回転駆
動制御手段と、 露光ビームを照射するための光源と、 前記光源とウェハとの位置間係を相対的に変位させる光
源変位手段と、 前記ウェハの周辺位置を検出する一次元イメージ′セン
サと、 前記ステップ送りの停止時に前記一次元イメージセンサ
からの周辺位置データを取り込むタイミングを与えるデ
ータ取り込みタイミング制j11手段と、 前記取り込まれた周辺位置データを記憶する記憶手段と
、 前記ウェハ回転駆動手段の露光時のステップ送りごとに
、前記記憶手段に記憶されたウェハの周辺位置データに
基づき光源変位手段の変位量を制御する光源変位制御手
段と、 を備えたものである。
く作用〉 本発明の作用は次のとおりである。
ウェハの周辺位置データのサンプリング時において、回
転駆動制御手段からの指令により、ウェハ回転駆動手段
はウェハを所定の角度でステップ送りする。データ取り
込みタイミング制御手段は、一次元イメージセンサから
連続的に出力されている周辺位置データのうち、ステッ
プ送りが停止したときの周辺位置データを取り込むよう
にデータ取り込みタイミングを制御する。取り込まれた
周辺位置データは、各々のステップ角度に対応付けて記
憶手段に記憶される。
露光時において、光源変位制御手段は、回転駆動制御手
段による露光時のステップ送りごとに、記憶手段から各
ステップ角度に対応した周辺位置データを記憶手段から
読み出し、その周辺位置データに基づいて露光用光源の
変位量を算出して光源変位手段を制御する。これにより
、露光用光源がウェハの周辺形状に応じて変位すること
により、ウェハ周辺に沿って露光ビームが照射される。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を凹面に基づいて詳細に説明する
。
第1図は本発明の一寞施例に係るウェハの周辺部露光装
置の概略構成を示したブロック図、第2図はウニ八周辺
露光部の概略構成を示しており、同図(a)はテーブル
に!!置されたウェハの平面図、四回(b)は露光部の
側面図である。
第2図において、符号1はウェハWを吸着保持するテー
ブルであり、このテーブルlはウェハ回転駆動手段とし
てのパルスモータ2によって回転駆動される。3はウェ
ハの周辺を露光するための露光用光源である。光源3は
、螺軸4に螺合されており、この螺軸4に連結された光
源変位手段としてのパルスモータ5によって、光源3を
ウェハWの半径方向に変位可能に構成されている。テー
ブルlを挟んで光源3と対向する位置には、ウェハWの
周辺位置を検出する一次元イメージセンサとしてのCC
Dラインセンサ6が設けられており、CCDラインセン
サ6の上方には周辺位置検出用の光源7および光学系8
が設けられている。CCDラインセンサ6は、ウェハW
がテーブルlにそれぞれの中心が一致するように!!2
置さ九た時に、ウェハWの円弧部端縁がCCDラインセ
ンサ6の有効画素領域の中央になるように配置されてい
る。
第1図を参照する。CCDラインセンサ6はCCD駆動
回路9によって、パルスモータ2の回転とは無関係(非
同期)に連続的にウェハWの周辺位置を検出しており、
その検出信号は信号処理回路10に逐次与えられる。C
CDラインセンサ6からの検出信号に基づき、信号処理
回路10は光[7からの照射光を受光したCCDライン
センサ6の画素数に比例したアナログ信号を出力する。
このアナログ信号はA/D変換器11に与えられる。デ
ータ取り込みタイミング制御手段としての機能を備えた
C P U12は、A/D変換器11にデータ取り込み
タイミング信号を与え、このタイミング信号に基づいて
前記入力アナログ信号がデジタル信号に変換される。こ
のデジタル信号はウェハWの周辺位置データとしてCP
U12を介してRAM13に記憶される。
CPU12、パルス発生回路14およびカウンタ16は
、パルスモータ2のステップ送りを制御する回転駆動制
御手段に対応し、パルス発生回路14はCPLJ12か
ら与えられた回転数データに基づき、パルスモータ駆動
回路15に所要個数のパルス信号を出力する。カウンタ
16は、CPU12がら前記回転数データをプリセット
信号として与えられるプログラマブルカウンタで、パル
ス発生回路]4が回転数データに対応した個数のパルス
信号を出力したときに、カウントアツプ信号をCP U
12に出力する。
CPU12およびパルス発生回路17は、露光用光S3
の変位量を制御する光源変位制御手段に相当し、パルス
発生回路17はCPU12から与えられた露光時の回転
数データに基づき、パルスモータ駆動回路18を介して
パルスモータ5を駆動制御する。
次に、第3図に示したフローチャートを参照して、ウェ
ハWの周辺位置データのサンプリング処理手順を説明す
る。
テーブルlにウェハWがセットされると、CPtJ12
はA/D変換器11に対して、周辺位置データの取り込
みタイミング信号を出力する。これによリ、θアドレス
が0°のサンプリング点、即ち、CCDラインセンサ6
に最初に対向していた点の周辺位置データがCPU12
を介してRAM13に記憶される(ステップSl)。
最初の周辺位置データが取り込まれると、CPU12は
、データサンプリング用のステップ送り角度(例えば、
9°)に対応した回転数データをパルス発生回路14に
与えるとともに、この回転数データをカウンタ16にプ
リセットする。これによりパルス発生回路14から回転
数データに対応した個数のパルス信号が出力されてパル
スモータ2が駆動される結果、ウェハWが所定角度だけ
ステップ送りされる(ステップS2)。
設定された数のパルス信号が出力されると、カウンタ1
6はCP U12に対してカウントアツプ信号を出力す
る。CPU12は、このカウントアツプ信号に基づいて
、パルスモータ2が停止したかどうかを判断する(ステ
ップS3)。
パルスモータ2が停止すると、CPU12はA/D変換
器11にデータ取り込みタイミング信号を出力して、次
のサンプリング点の周辺位置データを取り込み、これを
RAM13に記憶する(ステップS4)。
周辺値1データが取り込まれると、CPU12はウェハ
の全周囲の周辺位置データの取り込みが完了したかどう
か、即ち、パルスモータ2が360゜回転駆動されたか
どうかを判断しくステップS5)、完了していなければ
、前記ステップS2ないしステップS4の動作を繰り返
す。
以上のようにして、ウェハWの全周囲にわたる離散的な
周辺位置データが採取される。第5図は採取された周辺
位置データを示している。ウェハWはテーブルlの中心
に対して多少偏心して載置されるのが普通であるから、
周辺位置データは基準位置(ウェハ中心とテーブル中心
とが一致しているときのウェハ円弧部の周辺位置データ
)を中心に滑らかに変化している。また、第5図中のへ
領域はオリエンテーションフラット部分の周辺位置デー
タを示している。
ウェハWの全周囲の周辺位置データの採取が完了すると
、本実施例では離散的な各周辺位置データ間の補間処理
を行っている(ステップS6)。
データサンプリング時のステップ送り角度を十分小さく
設定すれば、補間処理を特に行う必要はないが、データ
採取に要する時間を短縮するために、前記ステップ送り
角度を少し大きく設定した場合には、ウェハ周辺に沿っ
た露光ビームのトレースを滑らかに行うためにデータの
補間処理を行うのが好ましい。
補間処理の方法は特に限定されないが、本実施例ではウ
ェハWの円弧部の周辺位置データについては、第6図に
拡大して示すように、隣接するサンプリング点間を例え
ば10等分する補間点(図中、×印で示す)を設定し、
各補間点の周辺位置データを直線補間によって算出して
いる。
オリエンテーションフラットの端部近傍のサンプリング
点間も直線補間によって処理してもよいが、そうすると
オリエンテーションフラット端部の露光幅が他の部分に
比較して幅広になるため、本実施例では、これらのサン
プリング点間を次のように補間している。
第7図(a)は、第5図に示した周辺位置データをのう
ちオリエンテーションフラット部近傍の周辺位置データ
を拡大して示したものである6図中、破線は直線補間に
よって得られた周辺位置データのプロフィール、鎖線は
実際のウェハ周辺を示すプロフィールである。同図より
明らかなように、オリエンテーションフラット端部にお
いて、直線捕間のプロフィールと実際のウェハ周辺のプ
ロフィールとの誤差が相当大きくなっている。この誤差
のために、直線補間によるとオリエンテーションフラッ
ト端部の露光幅は、第7図(C)に示したB領域の分だ
け、他の部分の露光領域(斜線で示す)よりも太くなる
。
そこで、第7図(b)に拡大して示すように、オリエン
テーションフラットの端部をその間に挟んだ、例えばサ
ンプリング点P、とP、。1間の補間にあたっては、周
辺位置データP、からオリエンテーションフラット端部
F1に対応する補間点r1に至る各補間点のデータを、
サンプリング点P、の周辺位置データに等しく設定し、
補間点r1からサンプリング点P1..までは直線捕間
によって周辺位置データを算出している。他方のオリエ
ンテーションフラット端部F8についても同様の補間処
理を行っている。
このような処理において、補間点fl、fxを決定する
ために、オリエンテーションフラットの端部位置F+、
Fzは次のようにして算出される。
以下、第8図を参照して説明する。第8図はテーブルl
に載置されたウェハWのを示しており、図中、OHはウ
ェハ中心、0はテーブル中心、P。
〜P□、はオリエンテーションフラット部周辺のサンプ
リング点、θ、〜θ1や、は各サンプリング点の回転角
度に対応するθアドレスを示している。
本実施例では、テーブル中心Oからオリエンテーション
フラットに下した垂線σ頁を基準線とし、この基準線か
らの開き角r++  γ2によってオリエンテーション
フラットの端部F+、Fzの位1をそれぞれ表している
。そこで、まず前記基準線の位置が次のようにして算出
される。
〔1〕基準線の位置算出処理 ■ まず、採取した周辺位置データの中から、最大の周
辺位置データを持ったサンプリング点を探し出す0周辺
位置データは、CCDラインセンサ6が広範囲にわたっ
て受光するほど大きくなるので、最大の周辺位置データ
を持ったサンプリング点は、ウェハWが極端に偏心して
テーブル1に@置されていない限り、オリエンテーショ
ンフラット部に含まれる。ここではθアドレスがθ1.
4のサンプリング点P1..が検出されたとする。
■ 次に、前記サンプリングP1..を挟むサンプリン
グ点でオリエンテーションフラ・ノドの中にあるサンプ
リング点を適当に選択する。これは、最大周辺位置デー
タをもつサンプリング点のθアドレスに対し予め定めら
れたステップ角だけ離れたサンプリング点を選択するこ
とによって決定される。ここでは、P、。4から2ステ
ツプ角だけ離れたθ1.およびθ114&の各サンプリ
ング点P。・2およびP 116&が選ばれたとする。
■ 丁子、、2と「乙、、の開き角をαとすると、基準
線区の長さは次式で表される。
σて=?T”P、、、 Co58 =rL、&cos 
 (cx −8)・・・・・・(1) σ7a+t+ σ下、1は、テーブル中心からCCDラ
インセンサ6の中央位置までの距離り、から各サンプリ
ング点P、や2およびP、、、の周辺位置データD +
s+f +  D@hh、をそれぞれ差し引くことによ
って容易に求まり、αはθ1.h−〇、。8で与えられ
る。また、βは、サンプリングP□茸のθアドレス0.
1に対する基準線区の開き角を示している。
上式(1)より、基準線の位置βを算出するための次式
(2)が得られる。
・・・・・・(2) 〔2〕オリエンテーシツンフラツトの端部位置算出処理 上記[1]のようにして算出された基準線に対するオリ
エンテーションフラットの端部F、、Flの位置γ1.
γ2が次のようにして算出される。
■ 前記(1)■において選び出された最大周辺位置デ
ータを示すサンプリング点P1.4の近傍において、周
辺位置データの変化率が最も大きな値を示すサンプリン
グ点を選択する0周辺位置データの変化率が最も大きく
なるのは、オリエンチーシランフラット端部F+、Fg
を挟んだサンプリング点間であり、ここではθアドレス
がθ、のサンプリング点P、と、θアドレスがθ1..
のサンプリング点P0..が選択されたとする。
■  1.  !=tn、  、 ?lr、  ’in
、、、  と近(以することができるから、基準線Qに
対するσT1の開き角T1は次式(3)により、基準線
σてに対するrlの開き角γ2は次式(4)により、そ
れぞれ算出することができる。
以上のようにして求められたオリエンテーシジンフラッ
トの端部F、、F、の位置から、Fl。
F8に最も近い補間点f+’、fzが決定される。
次に、第4図に示したフローチャートを参照して、ウェ
ハWの周辺露光処理について説明する。
周辺位置データのサンプリングのために、ウェハWが1
回転することにより、ウェハWは最初のセツティングに
戻っている。サンプリング点のθアドレスの基準である
CCDラインセンサ6の設置位置に対向して光源3が設
置されているので、露光処理のためにθアドレスが18
0°のサンプリング点の周辺位置データが最初に読み出
される。
第2図(a)に示すように、露光用光fi3の基準位置
Cとテーブル1の中心0との距j!llt、、は予め設
定されているので、光源3を、基準位置Cから距離り、
−L、と、予め設定された露光幅だけ駆動する。そして
、θアドレスが180@のサンプリング点の周辺位置デ
ータに基づいて、露光位置を修正する。
CPU12は、上記のようにして求められた露光位置に
光源3を変位させるための回転数データをパルス発生回
路17に出力する(ステップN1)。
光′a3の最初の位置設定が終わると、CPU12は、
θアドレスが180 ”の露光開始点から、0.9″だ
けウェハWを回転させるための回転数データをパルス発
生回路14に出力するとともに、その回転数データをカ
ウンタ16にプリッセトする。これにより、パルス発生
回路14から回転数データに対応する個数のパルス信号
が出力されてウェハWが0.9°だけ回転変位される(
ステップN2)。
ウェハWが0.966回転て、カウンタ16がカウント
アツプすると、CPU12は、θアドレスが180 +
0.9°の捕間点の周辺位置データをRAM13から読
み出し、このデータに対応する回転数データをパルス発
生回路17に出力することにより、光源3の位置を新た
に設定する(ステップN3)。
そして、予め指定された領域の露光が完了したかどうか
を判断しくステップN4)、完了していなければ、前記
ステップN2〜N3の露光処理を繰り返し行う。
指定領域の周辺露光が完了すると光′a3をOFF状態
にして基準位置Cに戻す(ステップN5)。
以上の処理によってウェハWの周辺露光は完了するが、
本実施例では、上記の処理中にウェハ回転駆動用のパル
スモータ2が脱調したり、ウエノ1Wのセツティング位
置がずれなかったかどうかを判断するために、ステップ
N6〜N8の処理を行っている。
即ち、周辺露光の終わったウェハWを、周辺位置データ
のサンプリング開始点に設定し、その位置の周辺位置デ
ータを再びサンプリングする(ステップN6)、そして
、最初に一サンプリングした周辺位置データと今回の周
辺位置データとを比較し、その誤差が許容範囲内に入っ
ているかどうかを判断する(ステップN7)、許容範囲
に入っていなければ、ウェハWは正しく周辺露光されな
かったものと判断して、エラー表示を行ってオペレータ
に注意を促す(ステップN8)。
なお、上述の実施例では、光源3とウェハWとの位置関
係を相対的に変位させる光源変位手段として、光源3を
テーブル1の中心に向けて駆動させる機構を用いたが、
光源3を固定して、テーブル1を水平変位させるように
構成してもよい。
また、前記光源変位手段は、光B3を上述の実施例のよ
うに1軸方向にのみ変位させるものに限らず、直交2軸
に独立して水平変位させるように構成してもよい、この
ような光源変位手段によれば、ウェハ周辺の円弧部を露
光する場合には、実施・例で説明したように光/IR3
をテーブル1の中心に向けて変位させる駆動機構を使用
し、ウエノ1のオリエンテーションフラ・ット部を直線
状に露光する場合には、前記駆動機構に対して直交する
方向に光源を変位させるもう一つの駆動機構を使用する
ことによって、オリエンチーシロンフラットの端部を一
層精度よく露光することができる。
さらに、実施例ではウェハWの周辺を一定幅で露光する
場合を例に採って説明したが、例えば、ウェハ周辺の所
定個所の露光幅を他の部分に比較して幅広に露光するよ
うな場合にも適用することができる。
〈発明の効果〉 本発明によれば、一次元イメージセンサによってウェハ
の周辺位置データを採取し、この周辺位置データに基づ
いて露光用光源の変位量を決定しているから、ウェハが
テーブルに偏心してitされたり、ウェハに2箇所以上
のオリエンテーションフラットあっても、ウェハ周辺を
正確に露光することができる。
また、本発明に係ろウェハの周辺部露光装置は、一次元
イメージセンサを連続的に自走させ、ウェハのステップ
送りが停止したときに、前記一次元イメージセンサから
周辺位置データを採取するようにしてい6ので、ウェハ
の回転角度に同期して一次元イメージセンサを走査する
従来装置において必要とされたテーブルの回転角度を検
出するためのロータリエンコーダやレゾルバなどの角度
検出器が不要になり、装置を簡単かつ安価に構成するこ
とができる。
さらに、本発明によれば、ウェハが停止しているときに
一次元イメージセンサからの信号を取り込むようにして
いるから、例えば、MOSイメージセンサのように各画
素を走査することによって順に光検出を行うようなセン
サ、つまり全画素の光検出に相当の時間を要するような
センサを使用しても、ウェハの周辺位置データを正確に
読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第8図は本発明の一実施例の説明図であり
、第1図はウェハの周辺部露光装置の概略構成を示した
ブロック図、第2図は露光部の構成図、第3図は周辺位
置データのサンプリング処理の手順を示したフローチャ
ート、第4図は露光処理の手順を示したフローチャート
、第5図はサンプリングされた周辺位置データの説明図
、第6図は直線補間処理の説明図、第7図はオリエンテ
ーションフラット部の補間処理の説明図、第8図はオリ
エンテーションフラット端部の検出処理の説明図である
。 1・・・テーブル 2・・・ウェハ回転駆動用のパルスモータ3・・・光源 5・・・光源変位用のパルスモータ 6・・・CCDラインセンサ 9・・・CCD駆動回路 lO・・・信号処理回路 11・・・A/D変換器 12・・・CPU 13・・・RAM 14、17・・・パルス発生回路 15・・・パルスモータ駆動回路 16・・・カウンタ 18・・・パルスモータ駆動回路 W・・・ウェハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)フォトレジストが塗布されたウェハを回転させつ
    つ、露光ビームで前記ウェハの周辺を露光するウェハの
    周辺部露光装置であって、 ウェハを回転駆動するウェハ回転駆動手段と、前記ウェ
    ハ回転駆動手段を所定の角度でステップ送りする回転駆
    動制御手段と、 露光ビームを照射するための光源と、 前記光源とウェハとの位置関係を相対的に変位させる光
    源変位手段と、 前記ウェハの周辺位置を検出する一次元イメージセンサ
    と、 前記ステップ送りの停止時に前記一次元イメージセンサ
    からの周辺位置データを取り込むタイミングを与えるデ
    ータ取り込みタイミング制御手段と、 前記取り込まれた周辺位置データを記憶する記憶手段と
    、 前記ウェハ回転駆動手段の露光時のステップ送りにごと
    に、前記記憶手段に記憶されたウェハの周辺位置データ
    に基づき光源変位手段の変位量を制御する光源変位制御
    手段と、 を備えたことを特徴とするウェハの周辺部露光装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8878080B2 (en) 2011-05-13 2014-11-04 E.C. Ryan International, Inc. Portable electromagnetic interference shield
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