JPH0472614A - 周縁露光装置及び周縁露光方法 - Google Patents

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、半導体素子製造用の半導体ウェハ等の円形基
板の周縁部を選択的に露光する周縁露光装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

所定形状の切欠き（オリエンテーション・フラット、ノ
ツチ等）を備えたウェハ等の円形基板に微細な回路パタ
ーンを形成するために塗布されるレジストは、ウェハの
周縁部で剥かれ易く、剥がれたレジストか異物としてウ
ェハ表面に付着し、その後の半導体素子製造のりソゲラ
フイエ程において悪影響を及ぼすということが問題とな
っている。そこで、ウェハの周縁部におけるレジストの
剥離を防止するため、従来から専用の露光装置において
露光光を周縁部に照射しながらウェハを回転させること
で、所定の露光幅（１〜７ｆｆＩＩ１１程度）で周縁部
を選択的に露光している。具体的には、例えば特開平２
−５６９２４号公報に開示されているように、周縁部に
極近接して配置され、レジストに対して感応性が高い露
光光を射出する発光部（例えば、光ファイバー）と、ウ
ェハの周縁部を挟んで発光部と対向して配置される受光
部とを一体に、ウェハの半径方向に相対移動可能に構成
する。そして、周縁露光を行うにあたっては、発光部か
ら射出される露光光束のうち、所定の露光幅（ウェハの
半径方向の長さ）に対応する光束はウェハによって遮ら
れ、ウェハで遮光されない残りの光束を受光部で受光し
、この受光部で得られる信号をウェハの露光幅を一定に
保つためのサーボ動作に用いる。つまり、受光部からの
信号レベルの変化に応じて発光部及び受光部とウェハと
を回転の半径方向に相対移動させ、常に周縁部が一定の
露光幅で露光されるように制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如き従来技術においては、受光部
で得られる信号をサーボ動作に用いるので、例えば光源
が劣化して露光光の強度が予想以上に低下したり、光源
を交換したりすることによって、同一の露光幅に対する
受光部での受光光量が所期のものに比べて大きく変化し
得る。このため、サーボ動作用の目標値との対応付けが
曖昧になって、周縁露光時の露光幅が安定しないという
問題点があった。また、露光光束の半径方向に関する強
度分布が均一でない場合、設定露光幅に対する受光部で
の信号の大きさの関係が線形にならず、ウェハ周縁部の
露光時に得られる受光信号のみで露光幅を制御すること
か困難であった。さらに、円周部と比較してオリエンテ
ーション・フラット（以下、ＯＦと呼ぶ）でのサーボ条
件は厳しく、その露光幅か大きくばらつくという問題点
もあった。

これらの問題点の解決策としては、（１）露光用照明系
内に露光光束の強度分布均一化のための光学系を設ける
、（２）設定露光幅に対応した受光信号値を逐一メモリ
・テーブルとして持たせること等が考えられる。ところ
か（１）の場合、十分に均一化するためには非常に大き
な光学系が必要となる。また（２）の場合、周縁部の露
光幅の設定可能なステップを十分細かく取りたい時には
膨大なメモリ量のテーブルが必要となり、しかも露光光
束の強度分布が変化するたびにそのテーブルを作り直さ
ねばならない。或いは近似式により信号値を求めるよう
にしても、近似式の誤差が露光幅の精度に悪影響を及ぼ
す等の問題点があった。

本発明は、上記の様な問題点に鑑みてなされたものであ
り、露光光束の強度変化や強度分布の不均一性に影響さ
れずに、常に切欠きを含めて周縁部をほぼ均一な幅で露
光できる基板の周縁露光装置を得ることを目的としてい
る。

〔課題を解決する為の手段〕

かかる問題点を解決する為本発明においては、レジスト
がほぼ均一に塗布されたウェハｌのほぼ中央を中心とし
てウェハｌを回転手段〔ターンテーブル２、モータ３〕
によって回転させながらウェハ１の周縁部を露光する装
置において、レジストに対して感応性が高い第１の光束
〔露光光束〕と、レジストに対して感応性が低い第２の
光束〔非露光光束〕とを同一の光学素子〔波長選択フィ
ルターｌＯ等〕を介してウェハｌの周縁部へ選択的に照
射する照射手段〔光源６から符号順に絞り１５まで〕と
； ウェハｌの周縁部を挟むように照射手段の光束射出部〔
照射部１４）と対向して配電された受光手段〔受光部１
７）と： 照射手段からの光束１６とウェハｌとを回転の半径方向
に相対移動させる移動手段〔移動ブロック２３から符号
順にモータ２７までによって構成される駆動機構５１〕
と： ウェハｌが回転している時、照射手段から第２の光束を
射出させ、ウェハｌの周縁部が第２の光束によって所定
幅して照射されるように、受光手段の出力信号に基づい
て移動手段を駆動制御する第１制御手段〔演算部３０、
サーボ制御部３２〕と： 第！制御手段の動作中で少なくともウェハ１か一回転す
る間、移動手段の相対移動位置の変化に関する情報を検
出すると共に、ウェハｌの回転角度位置と対応させて記
憶する記憶手段〔エンコーダ４、エンコーダ３８、及び
メモリ３１〕と：ウエハ１が回転している時、照射手段
から第１の光束を射出させ、記憶手段に記憶された上記
情報に基づいて移動手段を駆動制御する第２制御手段〔
演算部３０．サーボｆｌ１１１ａ部３２〕とを設ける。

〔作　泪〕

本発明では、周縁露光動作に先立って照射手段からレジ
ストに対して感応性が低い第２の光束を射出させ、基板
を回転させながら周縁部が第２の光束によって所定幅で
照射されるように、照射手段からの光束を受光する手段
の出力信号に基づいて、照射手段からの光束と基板とを
回転の半径方向に相対移動させる移動手段を駆動制御す
る（以下、上記動作を簡単にダミートラッキング動作と
呼ぶ）。そして、ダミートラッキング動作を行っている
時、少なくとも基板が一回転する間の移動手段の相対移
動位置の変化に関する情報と基板の回転角度位置とを対
応付けて記憶した後、照射手段からレジストに対して感
応性が高い第１の光束を射出させ、先に記憶した情報に
基づいて移動手段を駆動制御しながら基板の周縁部の露
光を行う構成とした。さらに、ダミートラッキング動作
に先立ち、遮光部材を用いてキャリブレーション動作を
行つてサーボ制御用基準信号（目標値）を求め、この基
準信号を眉いてダミートラッキング動作を行うこととし
た。このため、露光用光源の劣化・交換、露光光束の光
強度分布が不均一であっても、ウェハ周縁部への露光光
束の照射直前での強度及び強度分布を加味した正確なダ
ミートラッキング動作を行うことかでき、切欠き（ＯＦ
）を含む周縁部全域、さらには後述する爪部までもその
露光幅を正確に制御することが可能となる。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の実施例による周縁露光装置の概略的な
構成を示す図である。第１図において、ベース５には無
限に回転可能なターンテーブル２が設けられ、不図示の
ウェハ搬送路に沿ってターンテーブル２の上方まで搬送
されてきたウェハ１は、その中心とターンテーブル２の
回転中心とかほぼ一致する位置（ここでは、必ずしも一
致している必要はなく、ある範囲内で偏心していても構
わない）にてターンテーブル２に受は渡され吸着保持さ
れる。ターンテーブル２は、ベース５の下部に固着され
たモータ３により所定の速度で回転される。また、モー
タ３にはターンテーブル２の回転量を検出するためのエ
ンコーダ４も設けられている。

さて、光源６（超高圧水銀灯等）は所定のスペクトル分
布（分光特性）をもった照明光を発生し、この照明光は
楕円鏡７、ミラー８、シャッター９（例えば、４枚羽根
のロータリーシャッター）、及び波長選択フィルターｌ
Ｏを介して、レンズ１１により光ファイバー１２の入射
側端面に集光され、光ファイバー１２によってウェハｌ
の周縁部上方に配置された照射部１４まで導かれる。尚
、シャッター９は照明光路の閉鎖、開放を行うものであ
り、光源としてレーザ装置を用いる場合にはシャッター
９を設けずに、光源のＯＮ、ＯＦＦを行っても構わない
。

波長選択フィルターｌＯは所定の波長域の照明光のみを
カットするものであって、駆動部１３により照明光路中
に進退可能に構成されている。本実施例ではフィルター
１０が光路中にある時、光源６からの照明光のうち、ウ
ェハ！の表面に形成、されるレジストに対して感応性が
高い波長域（短ものとする。従って、露光光を除く残り
の照明光、即ちレジストに対して感応性が低い波長域（
長波長域）の照明光（本発明における第２の光束であっ
て、以下単に非露光光と呼ぶ）は、フィルター１０の有
無にかかわらず常時照射部１４から射出されていること
になる。以上のことから、本実施例ではフィルター１０
を光路中へ出し入れすることにより、フィルターｌＯか
ある時には非露光光のみを、フィルター１０がない時に
は光源６からの全ての照明光（露光光を含む）を、照明
光束１６として選択的にウェハ１の周縁部に照射するこ
とが可能となっている。尚、光源６から符号順にレンズ
１１までは、照射部１４の近傍でなくともスペースに余
裕のある位置に配置すれば良い。

照射部１４には光ファイバー１２により光源６から伝送
された照明光束１６を所定の形状に規定するための絞り
１５が備えられている。さらに、ポジションセンサ、シ
リコン・フォトダイオード等から成る受光部１７は、ウ
ェハｌの周縁部を挾んで照射部１４とほぼ対向するよう
に配置されており、ウェハ１の外周エツジ、若しくは後
述の遮光板２０が照明光束１６の一部を遮った時、残り
の光束を受光する。また、受光部１７からの光電信号に
基づいて、ウェハｌ、若しくは遮光板２゜のエツジ（基
準縁部２０ａ）が検出される。照射部１４と受光部１７
とは一体に金物１８に固定され、さらに金物１８はスラ
イダ２２を介して移動ブロック２３に固着されている。

照射部１４、受光部１７及び金物１８（以下、まとめて
露光ユニット５０と呼ぶ）は、移動ブロック２３、モー
タ２７等から成る駆動機構５１（詳細後述）によって、
リニアガイド２１に沿って紙面左右方向、即ちウェハ１
の半径方向（ターンテーブル２の回転中心から放射方向
）に移動可能になっている。図示していないが、モータ
２７は露光ユニット５゜の移動量を検出するための手段
（後述のエンコーダ３８）も備えている。

さて、後述のキヤリプレーシタン動作で用いられる遮光
板（ダミーウェハ）２０は、露光ユニット５０がウェハ
１の周縁部より離れた位置に移動した際、照射部１４か
らの照明光束１６の一部を遮光するようにウェハ１と概
略同じ高さで露光ユニット５０の可動範囲内に固設され
ている。さらに、遮光板２０には照明光束Ｉ６を一部遮
光する基準縁部２０ａか形成されており、その基準縁部
２０ａはウェハｌの周縁部とほぼ平行に配置されている
。また、露光ユニット５ｏの移動位置を検出するために
、エンコーダ、ポジションスケール、干渉計等から成る
位置検出器１９かベース５上に配置されている。位置検
出器１９は露光ユニット５０の移動ストローク全域をカ
バーする測長範囲を持っているものでも、遮光板２０を
照明光束■６が照射する位置近傍のみに制限された測長
範囲を持つものであっても良く、本実施例では後者のも
のを用いるものとする。

ここで、第２図を参照して受光部１７の構成、及び照明
光束１６と遮光板２ｏとの位置関係について説明する。

受光部１７は、露光ユニット５゜の移動方向に細長く伸
びた２本のスリット状の受光面を有する受光素子１７ａ
と、ピンホール状のエツジセンサ１７ｂと、遮光板２ｏ
から最も離れた位置に配置された受光素子１７ｃとで構
成される。受光素子１７ａは、遮光板２０若しくはウェ
ハｌで遮光されずに受光部１７に達した照明光束１６の
光強度（光量）に応じた光電信号（ここでは、２本のス
リットセンサの各々から出力される２つの光電信号を不
図示のアンプにより加算した信号）Ｓｅを出力し、受光
素子１７ｃは常に照明光束１６の光強度に応じたレベル
の光電信号Ｃを出力する。一方、エツジセンサ１７ｂは
遮光板２０の基準縁部２０ａ、若しくはウェハｌのエツ
ジを定点検出するもので、エツジ２０ａが照明光束１６
の先端側（ウェハ側）からｌの範囲内の時は大きなレベ
ルになり、１以上の時はほぼ零となる光電信号Ｂを出力
する。

また、受光部１７には照明光束１６が図示のように照射
され、受光部１７と照明光束１６との相対位置は変化し
ない。即ち、照明光束■６の先端とエツジセンサ１７ｂ
との距離！は予め設定されており、遮光板２０若しくは
ウェハｌが照明光束中に進入してきてエツジセンサ１７
ｂで受光される光束を遮光した位置で、遮光板２０若し
くはウェハ！上での露光幅がｌどなるようになっている
。

ここで、露光幅を任意の値りに設定する場合には、エツ
ジセンサ１７ｂの位ｉｔ（距離Ｉりを基準として（Ｌ−
ｆ）の値に対応した量だけ位置検出器１９で位置検出し
ながら露光ユニット５０を移動する。この結果、照明光
束１６が遮光板２０上での露光幅が任意の値りとなるよ
うに照射され、この時受光部１７にて得られた信号Ｓｅ
をサーボ用基準信号としてメモリ３！（詳細後述）に記
憶する。

これは後で述べるキャリプレーシコン動作で必要とされ
る構成である。

次に、第３図を併用して露光ユニット５０の駆動機構に
ついて説明する。ｊＩｌ！１図に示すように、ローラ２
５とローラ２６は回転アーム２４の両端に固定され、回
転アーム２４はローラ２５とローラ２６の回転軸間のほ
ぼ中点を回転軸としてモータ２７により往復回転する。

移動ブロック２３の移動方向の両端には、垂直に懸架さ
れた少な（とも２つの当接子２３ａ、２３ｂが形成され
、移動ブロック２３（即ちスライダ２２）は不図示のバ
ネ（例えば引張バネ）によりローラ２５、或いはローラ
２６に押し付けられなからリニアガイド２１に沿って直
進する。尚、ローラ２５とローラ２６との間隔（回転軸
中心間の距離）と、当接子２３ａ、２３ｂの間隔（当接
面間の距離）とはほぼ等しくなっている。移動ブロック
２３から符号順にモータ２７までによって本発明の移動
手段が構成され、以下簡単に駆動機構５１と呼ぶ。

さて、上記構成の装置では、第３図（ａｌの状態でモー
タ２７が駆動されてアーム２４が時計方向に回転すると
、移動ブロック２３はバネ力によって当接子２３ａがロ
ーラ２５に押し付けられながら徐々に図中右方向に直進
移動し、第３図（ｂｌのような状態になる。そして、第
３図（ｂ）の状態からアーム２４が時計方向に約９０１
１回転すると、第３図（Ｃ）のようにローラ２６が当接
子２３ｂに当たり始め、それと同時にローラ２５は当接
子２３ａから離れる。さらに回転アーム２４が回転する
と、第３図（ｄ）、　（ｅ）のように移動ブロック２３
はバネ力によって当接子２３ｂがローラ２６に押し付け
られなから、右方へ直進移動し続ける。以上のようなカ
ム機構を用いれば、比較的小さなスペースで移動量の大
きな駆動装置を得ることができる。

第４図は、本発明の実施例による周縁露光装置の制御系
の全体構成を示すブロック図である。第４図において、
第１信号処理部２８はエツジセンサ１７ｂで検出された
光電信号Ｂを入力し、遮光板２０の基準縁部２０ａ（又
はウェハエツジ）がエツジセンサ１７ｂの上を横切る時
に論理値が反転する２値化されたエツジ検出信号Ｅを、
位置検出器１９のカウンタ３４と、露光ユニット５０の
駆動機構５１（モータ２７）に設けられたエンコーダ３
８のカウンタ３９とに出力する。カウンタ３４は位置検
出器１９からの位置信号（パルス）を計数し、第１信号
処理部２８からのエツジ検出信号Ｅの論理値が反転する
時点で計数値を基準露光幅！に対応する値にプリセット
する。さらに、カウンタ３４から出力される実際の露光
幅に関する計数値ＣＩ＋は、任意の設定露光幅（周縁部
の必要露光幅）に関する情報りと共に減算器３５に入力
し、ここで２つの情報り、Ｃｆ、の差Ｆを演算して比較
器３６に出力する。比較器３６はＦが零か否かを判断し
、その差Ｆが零になった時にはメモリ３１に対して、受
光部１７からの検出信号Ｓｅを周縁露光時のサーボ制御
用基準信号として記憶させるための記憶制御信号Ｍを出
力する。

方、上記差Ｆが零になっていない時には差Ｆが小さくな
るような回転信号ＧをスイッチＳＷｂを介してサーボ制
御部３２へ出力する。

上述した如く受光部１７において、受光素子１７ａは照
射部１４から射出される照明光束１６のうち、遮光板２
０、若しくはウェハ１によって遮光されずに透過した光
束を受光し、その光量に応じたレベルの検出信号Ｓｅを
アナログ除算器２９に出力する。さらに、除算器２９に
は受光素子１７ｃからの光電信号Ｃも入力され、ここで
検出信号Ｓｅが光電信号Ｃで除算される。除算器２９か
らの信号Ｓ　ｅ　／　Ｃは、後述のキャリブレーション
動作時においてはメモリ３１へ、ウェハエツジのダミー
トラッキング動作（詳細後述）時においては演算部３０
へ、ウェハ１のＯＦ検出動作時においては第２信号処理
部４２へ、スイッチＳＷａにより適宜切り替えられて出
力される。第２信号処理部４２はウェハｌのＯＦ検出を
行うものであり、エンコーダ４からの回転角情報（後述
のカウンタ４０の計数値Ｃ１ｚ　）も入力し、ターンテ
ーブル２の単位回転角（例えば、０．５°）毎にウェハ
エツジの位置変化を検出するものである。このため、第
２信号処理部４２の内部には、エンコーダ４からのアッ
プダウンパルスに応答して除算器２９からの信号波形を
デジタルサンプリングするＡ／Ｄコンバータやメモリが
設けられる。

さて、キャリブレーション動作において、メモリ３１は
除算器２９からの信号Ｓ　ｅ　／　Ｃを入力し、先に述
べた比較器３６からの記憶制御信号Ｍを入力した時点で
信号Ｓ　ｅ　／　Ｃを記憶する。さらに、ダミートラッ
キング動作において、メモリ３１は上記信号Ｓｅ／Ｃを
サーボ基準信号として演算部３０に出力する。そして、
演算部３０は受光部１７からアナログ除算器２９．スイ
ッチＳＷａを介して得られる信号Ｓ　ｅ　／　Ｃを入力
して、その２つの信号の偏差信号Ｓｄを演算し、スイッ
チＳＷｂを介してサーボ制御部３２に出力する。サーボ
制御部３２は、基準信号として記憶した目標信号Ｓｅ　
／　Ｃのレベル（電圧値）と、受光部１７からの実際の
信号Ｓ　ｅ　／　Ｃのレベルとの偏差信号Ｓｄを、スイ
ッチＳＷｂを介して演算部３０から入力し、モータ２７
にサーボドライブ信号を出力する。モータ２７は、ダミ
ートラッキング動作においてはサーボドライブ信号を、
またキャリブレーション動作においては比較器３６から
の制御信号ＧをスイッチＳＷｂを介して入力し、露光ユ
ニット５０を移動する。タコジェネレータ３７はモータ
２７の回転速度に応じた信号をサーボ制御部３２にフィ
ードバックし、常に制御された速度で露光ユニット５０
を移動できるようになっている。この時、露光ユニット
５０の位置はエンコーダ３８とカウンタ３９とによって
モータ２７の回転量を測定することにより検出され、そ
の位置に対応した計数値Ｃｒｔは演算部３０とメモリ３
１との各々に出力される。ここで、カウンタ３９はエン
コーダ３８からの位置信号（パルス）を計数するもので
、先に述べたカウンタ３４と同様に、第１信号処理部２
８からのエツジ検出信号Ｅの論理値が反転する時点で計
数値を基準露光幅ｌに対応する値にプリセットする。

また、演算部３０はメモリ３１に蓄積された使用レジス
トについての適正露光量に関するデータを入力し、照明
光束１６（露光光束）の照射によるレジストの発泡が生
じないように露光条件（露光光強度等）やターンテーブ
ル２の回転速度を決定する。ウェハｌを回転させる回転
制御部３３は、演算部３０から回転速度に関する信号Ｓ
ｔを入力し、モータ３を回転させてターンテーブルｌを
所定速度で回転する。タコジェネレータ４１はモータ３
の回転速度に応じた信号を回転制御部３３にフィードバ
ックし、常に制御された速度でターンテーブル２を回転
できるようになっている。ターンテーブル２の回転角度
位置（回転量）は、エンコーダ４とカウンタ４０とによ
って、例えば０．５０程度の分解能で常時検出され、そ
の回転角度位置に対応した計数値Ｃｆ　ｓは演算部３０
と第２信号処理部４２とに出力される。ここで、カウン
タ４０はエンコーダ４からの位置信号（パルス）を計数
し、本実施例では第２信号処理部４２にてＯＦが検出さ
れた時点で計数値をＯＦ位置に対応する値にプリセット
する。

さらに、照明光束１６によりウェハｌの周縁部が任意の
設定露光幅して照射されるように、演算部３０からの偏
差信号Ｓｄに応じてサーボ制御部３２が露光ユニット５
０を移動している、即ちダミートラッキング動作を行っ
ている際、メモリ３１はカウンタ３９，４０からの計数
値Ｃ１＊、ＣＡｓ　　（但し、Ｃｐｓは演算部３０を介
して）を入力し、ターンテーブル２の単位回転量（例え
ば０゜５°）毎にカウンタ３９の計数値Ｃ１，を番地順
（ウェハｌの回転角度位置毎）に記憶する。そして、周
縁露光動作において演算部３０は、カウンタ３９の計数
値Ｃ１，と共にメモリ３１からの上記情報を入力し、こ
の２つの情報の偏差に対応した信号Ｓｆをサーボ制御部
３２に与える。サーボ制御部３２は上記信号Ｓｆがほぼ
零となるように、モータ２７により露光ユニット５０を
移動させ、ウェハｌの周縁部での照明光束！６による露
光幅を設定値しに制御する。また、演算部３０はシャッ
ター駆動部（不図示）とフィルター駆動部１３の各々に
所定の駆動指令を伝達し、シャッター９による照明光路
の閉鎖、開放、及びフィルター１０の挿入、退避を制御
する。尚、第４図中の２つのスイッチＳＷａ、ＳＷｂは
いずれもキャリプレーン３ン動作時の状態を示し、ダミ
ートラッキングや周縁露光動作時には両方とも切り替え
られる。

次に、本実施例による周縁露光装置の動作について第５
図を参照して説明する。ここで、不図示のウェハ搬送路
（ガイド）に沿って移動可能な搬送アームとターンテー
ブルとの間でウェハの受は渡しを行う際には、露光ユニ
ット５０が所定の退避位置まで移動されるので、本実施
例ではこの退避位置にてキャリブレーション動作を行う
こととする。このため、ウェハの搬出入の間に適宜キャ
リブレーション動作を行うことか可能であり、しかもキ
ャリブレーション動作によるスルーブツトの低下を防止
できるようになっている。尚、ここでは１枚目のウェハ
をターンテーブル２に保持するため、既に露光ユニット
５０は退避位置まで移動しているものとする。また、例
えばパターン露光後の工程で使用される処理装置（エツ
チング−置等）、さらに露光装置によっては、ウェハを
ウェハホルダに押さえつけるための複数の保持用の爪が
設けられており、この爪が接触する領域のレジストは露
光が行われないので、上記爪が接触する領域（以下、単
に爪部と呼ぶ）までも含めて周縁露光を行う必要がある
。この時、爪部の幅（ウェハの半径方向の長さ）に対応
した露光幅（第６図中に点線で示す）でウェハの周縁部
を露光すると、ウェハ上での露光領域の面積が小さぐな
って歩留りが低下し得るので、その爪部のみを周縁部と
合わせて露光することが望ましい。そこで、本実施例で
は上記爪部までも含めた周縁露光動作、例えば第６図に
斜線にて示す領域（設定露光幅りの周縁部と爪部４５ａ
〜４５ｃ）の周縁露光動作について述べる。尚、第６図
に示すように爪部４５ａ〜４５ｃの位置は、ＯＦの中心
点、若しくは任意の点（ここではＯＦの中心点Ｑとする
）を基準とした回転角度α、〜α３　（装置上の固定値
）にて定められる。

さて、ウェハｌの周縁部の露光を開始する前に、露光ユ
ニット５０の退避位置にてダミートラッキング動作にお
けるサーボ用基準信号を得るためのキャリブレーション
動作を行う。そこで、まず演算部３０は所定の露光条件
（照明光強度、設定露光幅等）のもとてのキャリブレー
ションが終了しているか否かを判断しくステップ１００
）、キャリブレーションが既に終了している時はステッ
プ１１０に進む。；こで、キャリブレーション動作は上
述した如くウェハ毎に行うことも可能であるが、上記条
件、即ち設定露光幅に変更がない限りは、例えば露光す
べきウェハの連続する同一処理のロフト（収納ウェハ２
５枚程度）毎、若しくは光源６の発光点のゆらぎをモニ
ターするセンサが変化を検知した時点等に行われる。一
方、キャリプレーシコンが終了していない時は次のステ
ップ１０１に進み、シャッター９を開いて照射部１４か
ら照明光束１６を射出させると共に、照明光路中から波
長選択フィルターｌＯを退避させる。これより、光源６
から発生する全ての波長域の照明光（露光光を含む）が
照射部１４を介して遮光板２０で遮られることなく受光
部１７へ照射される。

しかる後、演算部３０は受光部１７で検出される露光量
（即ち、受光素子１７ｃからの信号Ｃ）と、目標露光量
（使用レジストの適正露光量）とに基づいて、ウェハ１
の回転速度に関する情報Ｓｔを算出する（ステップ１０
２）。

次に、駆動機構５１により露光ユニット５０を微動して
遮光板２０の基準縁部（エツジ）２０ａへ移動する（ス
テップ１０３）。そして、遮光板２０の基準縁部２０ａ
が照明光束中に進入していき受光部１７のエツジセンサ
１７ｂに達した時点で、第１信号処理部２８はエツジ検
出信号Ｅをカウンタ３４，３９に出力する（ステップ１
０４）。

この結果、カウンタ３４，３９の計数値Ｃ１，。

Ｃｌ、は、基準露光幅！！（設計値）にプリセットされ
る（ステップ１０５）。しかる後、演算部３０は駆動部
１３を介してフィルター１０を光路中に挿入する（ステ
ップ１０６）。

さて、装置起動時に設定された周縁部の露光幅りと基準
値ｌとが異なる場合は、さらにカウンタ３４の計数値Ｃ
Ｉ　Ｉが設定露光幅りになる位置まで、位置検出器１９
でモニターしながら露光ユニット５０を移動する（ステ
ップ１０７）。そして、減算器３５で求めたカウンタ３
４の計数値Ｃ１１と設定露光幅りどの差Ｆ１即ちＬ　−
ＣＩ！　＋に基づき、比較器３６は上記差Ｆが零になっ
たか否かを判断する（ステップ１０８）。この時、Ｆ＝
０であればモータ２７の回転を停止し、比較器３６はメ
モリ３１に対して記憶制御信号Ｍを出力する。

一方、Ｆ≠０であればステップ１０７．１０８を繰り返
し行い、比較器３６からの信号Ｇに応じてサーボ制御部
３２はＦ＝Ｏとなるまで引き続き露光ユニット５０を移
動する。メモリ３１は、記憶制御信号Ｍが入力された時
点で除算器２９からの信号Ｓｅ／Ｃ，即ち受光素子１７
ａからの信号Ｓｅをフィルター挿入状態で照射部１４か
ら射出される照明光束（非露光光束）の強度値（受光素
子１７ｃからの信号Ｃで規格化したもの）を、基準信号
ｓｂとして記憶する（ステップ１０９）。以上の動作に
よりキャリブレーションが終了する。

尚、上記動作中にウェハはローダカセットから搬出され
てターンテーブル２に保持されるが、この時何等位置決
めが行われないので、そのＯＦの向きは任意の方向を向
いている。

次に、演算部３０は予め記憶されている遮光板２０の基
準縁部２０ａとウェハ１の外周部（ウェハエツジ）との
概略的な距離（設計値）に基づき、エンコーダ３８で位
置検出しながらサーボ制御部３２により露光ユニット５
０を退避位置からウェハ！の周縁部まで移動する（ステ
ップ１！０）。

しかる後、ＯＦ（中心点Ｑ）を基準とした爪部４５ａ〜
４５Ｃの位置（回転角度）を規定するために、ウェハ１
のＯＦ被検出実行する。まずターンテーブル２を回転さ
せ、ウェハｌで遮光されない照明光束１６を受光部１７
にて光電検出する。この時、除算器２９からの信号Ｓｅ
／ＣはスイッチＳＷａを介して第２信号処理部４２に入
力し、第２信号処理部４２はエンコーダ４からのアップ
ダウンパルスに応答して上記信号Ｓｅ／Ｃをサンプリン
グし、各サンプリング値をデジタル値に変換してメモリ
（不図示）に番地順に記憶させる。この結果、第７図（
ａｌに示すようなウェハエツジのプロフィールに対応し
た信号波形データが、第２信号処理部４２のメモリ内に
得られる。第７図（ａｌは光電信号のレベル（電圧）■
と回転角θとの関係、即ち回転に伴うウェハエツジのタ
ーンテーブル２の回転中心からの位置変化を表すもので
ある。第２信号処理部４２はソフトウェア的な微分演算
処理により、第７図（ａ）の波形データを第７図（ｂ）
に示すような波形データに変換する。第７図ル）におい
て零クロス点（微分値）がＯＦの中心点Ｑに対応した回
転角である。そこで、第２信号処理部４２はメモリ内に
格納された波形データから、その波彫工の最大値（ピー
ク値）と最小値（ボトム値）との間にある零クロス点の
回転角度値θ、を求める（ステップ１１１）。そして、
演算部３０は上記回転角度値θ、に対応したカウンタ４
０の計数値を所定値にプリセットする（ステップ１１２
）。

これは、照明光束１６を通過したＯＦが再度照明光束中
に進入し、カウンタ４０から上記回転角度値θ１に対応
した計数値が得られた時点で計数値をプリセットすれば
良い。これより、カウンタ４０の計数値と中心点Ｑを基
準とした爪部４５ａ〜４５ｃの位置とが対応付けられた
ことになる。

次に、上記のキャリブレーションに基づいてウェハエツ
ジのダミートラッキングを実行する。尚、ダミートラッ
キング動作はカウンタ４０の計数値をプリセットした時
点で、ステップ１１２に続けて直ちに開始すれば良い。

まず、フィルター挿入状態で照射部１４から射出される
照明光束１６のうち、ウェハｌで遮光されない光束を受
光部１７で光電検出し、演算部３０は除算器２９で作ら
れる信号Ｓｅ／ＣをスイッチＳＷａを介して入力する（
ステップ１１３）。さらに、演算部３０はステップ１０
９で求めた基準信号ｓｂと除算器２９からの信号Ｓ　ｅ
　／　Ｃとを比較して偏差を求め（ステップ１１４）、
この偏差に対応した信号ＳｄをスイッチＳＷｂを介して
サーボ制御部３２に送る。

サーボ制御部３２は、演算部３０からの偏差信号Ｓｄが
零になるようにモータ２７にサーボ信号を与え、露光ユ
ニット５０をサーボ制御する（ステップ１１５）。これ
より、ウェハ１のエツジから半径方向へ所定の距離の領
域が、照明光束１６によってほぼ一定の輻（設定値し）
で均一に照射されることになる。この際、特に爪部４５
ａ〜４５Ｃにおいては、ステップ１１２でプリセットさ
れたカウンタ４０の計数値を基に、その幅（半径方向の
長さ）と位置（角度α１〜α、）とに応じて露光ユニッ
ト５０がサーボ制御され、ステップ１１５では周縁部と
共に爪部までも含めたダミートラッキングが行われるこ
とになる。尚、設定露光幅りと同様に爪部の幅に関して
もキャリブレーションを行っておくことが望ましく、爪
部４５ａ〜４５Ｃにおいてはそのキャリブレーション結
果（基準信号ｓｂに対応）に応した偏差信号か零となる
ように露光ユニット５０をサーボ制御すれば良い。

さて、メモリ３１はダミートラッキング動作中に、少な
くともウェハｌが一回転する間のカウンタ３９の計数値
を、ウェハ１の回転角度位置に対応付けて記憶する。つ
まり、ターンテーブル２の単位回転量毎にエンコーダ４
から発生するアップダウンパルスに同期して、カウンタ
３９の計数値を番地順に記憶する（ステップ１１６）。

しかる後、演算部３０はステップ１０２で求めたウェハ
ｌの速度情報Ｓｔを回転制御部３３に送り、回転制御部
３３は上記情報Ｓｔに応じてモータ３を制御し、ターン
テーブル２を所定の速度で回転させる。これと同時に駆
動部３２を介してフィルターｌＯを光路中から退避させ
、照射部１４から非露光光束と共に露光光束をウェハ周
縁部に照射する（ステップ１１７）。ここで、モータ３
にはタコジェネレータ４１が接続されており、回転速度
を回転制御部３３にフィードバックして常に一定の速度
でターンテーブル２を回転させている。

次に、演算部３０はカウンタ４０からの計数値Ｃ１，に
基づき、ステップ１１６で記憶した情報を、ターンテー
ブル２の回転角度位置毎にメモリ３１から読み込み、上
記情報（カウンタ３９の計数値）と実際にカウンタ３９
から出力されている計数値との偏差に対応した信号Ｓｆ
をサーボ制御部３２に送る。サーボ制御部３２は上記信
号Ｓｆがほぼ零となるようにモータ２７にサーボ信号を
与え、露光ユニット５０をサーボ制御する（ステップ１
１８）。この結果、照明光束１６とウェハ１とが半径方
向に相対移動され、爪部までも含めた周縁部での照明光
束１６による露光幅が常に所望の設定値に制御され、高
精度な周縁露光が行われる。そして、ウェハｌが所定回
転（少なくとも一回転以上）した後、フィルターｌＯが
光路中に挿入されると共に、シャッター９により照明光
路が閉鎖され、１枚のウェハに対する周縁露光が終了す
る（ステップ１１９）。しかる後、露光ユニット５０は
退避位置まで移動され、ターンテーブル２による真空吸
着が解除されたウェハｌは、搬送アームによって搬出さ
れる（ステップ１２０）。

以上の通り本発明の一実施例において、フィルターｌＯ
が光路中に挿入されている状態では、露光ユニット５０
の移動中にも照射部１４から照明光束１６を射出し続け
ていたが、ギヤリプレージョン、ＯＦ検出、ダミートラ
ッキング、及び周縁露光の各動作の前後でシャッター９
の開閉を行い、動作中のみ照射部１４から照明光束１６
を射出するようにしても良い。また、本実施例ではフィ
ルターＩＯを光路中から退避させた時点で、周縁露光（
ステップ１１８）を開始していたが、シャッター９の開
閉動作により周縁露光の開始のタイミングを調節するよ
うにしても構わない。

さらに、ウェハ１の回転速度は腐縁露光動作時（ステッ
プ１１８）のみ、ステップ１０２で求めた速度に設定す
れば良く、これ以外の動作、例えばＯＦ検出（ステップ
１１１）やダミートラッキング（ステップ１１５）では
スループット等を考慮して回転速度を上げても構わない
。また、本実施例では照射部Ｉ４とウェハＩとの間に絞
りＩ５を配置していたが、例えば光ファイバー１２の射
出端を矩形状に形成し、その射出端をウェハ１の表面に
極近接して配置しても良い。尚、上記構成の装置をステ
ッパーの内部、例えばウェハ搬送部に配置する場合は、
ステッパーの光源から発生する照明光の一部を光ファイ
バー等により上記装置まで導いても良く、光源６を設け
ずに済むといった利点がある。

また、ステップ１１６にて記憶した少なくともウェハ１
の一回転分のカウンタ３９の計数値は、ウェハエツジの
位置変化（即ちウェハの外形）に関する情報を表すもの
である。従って、ウェハｌの外形データ（計数値）、特
にＯＦ部と円周部との境界や爪部でのデータに何等かの
不整等が生じている場合には、上記データに対してスム
ージング処理等の補正を行っても良く、この補正データ
を用いて周縁露光を行えば、露光幅の制御精度の向上が
期待できる。さらに、ダミートラッキング時の露光ユニ
ット５０のサーボ制御において、２本のスリットセンサ
ー（受光素子１７ａ）からの出力（電圧値）を別々に検
出し、２つの出力若しくはその出力差が常に一定になる
ように露光ユニット５０をサーボ制御すれば、ダミート
ラッキング精度が向上してより正確な設定露光幅りの制
御が可能となる。さらに、ステップ１１１でもターンテ
ーブル２の回転速度に十分追従した高精度なＯＦ検出を
行うことができる。

さらに、本実施例ではステップ１１５において爪部も含
めてウェハエツジのダミートラッキングを行っていたが
、爪部がない場合にはＯＦ検出及びカウンタ４０のプリ
セット（ステップ１１１．１１２）を行う必要がないこ
とは明らかであり、ステップ１１０終了握、直ちにステ
ップ１１３を実行すれば良い。この時、第２信号処理部
４２も不要となることは言うまでもない。また、ウェハ
上に爪部がある場合でも、上記実施例のようにステップ
１１５で爪部まで含めたダミートラッキングを行わなけ
れば、敢えてダミートラッキング動作に先立ってＯＦ検
出（ステップ１１１）を行う必要はない。このような場
合には、ステップ１１５において爪部を無視して周縁部
（設定値し）のみのダミートラッキングを行い、ステッ
プ１１６でカウンタ３９の計数値を記憶すると共に、さ
らにこの計数値（ウェハの外形情報）からＯＦ位置を検
出する。そして、ステップ１１８ではここで求めたＯＦ
位置を基準として、上記実施例と同様の動作で爪部も含
めて周縁露光を行えば良い。このため、第２信号処理部
４２を設ける必要かなくなり、さらにステップ１１１，
１１２を実行しないので処理時間を短縮できるといった
利点がある。

また、本実施例ではギヤリプレージョン動作時のみ位置
検出器１９（リニアスケール）を用いていたが、位置検
出器１９が露光ユニット５０の移動ストローク全域をカ
バーする測長範囲を持てば、特にエンコーダ３８を用い
る必要がなくなり、上記実施例の全ての動作をカウンタ
３４の計数値Ｃ１１を用いて行うことができる。さらに
、本実施例ではキャリブレーションのための遮光板２０
を設けていたが、特に遮光板を設けずとも周縁露光すべ
きウェハを代用しても良い。但し、上述した通りＯＦは
任意の方向に向いているので、キャリブレーション動作
に先立ってＯＦ検出（ステップ１１１）を行う必要かあ
る。また、キャリブレーション動作では露光ユニット５
０の位置を精度良く測定する必要があるので、エンコー
ダ３８の代わりに、先に述べた測長範囲の広い位置検出
器１９を用いることか望ましい。

尚、サーボ制御部３２に遮光板２０の基準縁部２０ａと
ウェハ１の設計上の外周部（エツジ）との距離に関する
情報が記憶されていない場合は、照射部１４から照明光
束１６を射出しながら露光ユニット５０をウェハ１の周
縁部の方向へ移動する。この際、演算部３０は検出信号
Ｓｅの強度の変化に基づいてウェハｌのエツジを検出し
、その後のダミートラッキング動作では前述の実施例と
同様に演算部３０からの偏差信号Ｓｄに基づいて、モー
タ２７を回転し露光ユニット５０をサーボ開開すれば良
い。また、本実施例におけるＯＦ検出は露光ユニット５
０を用いて行うようにしたが、ＯＦ検出を別に行う装置
を設けても良い。

以上、本発明の実施例においてはＯＦを備えたウェハ等
の円形基板の周縁部を露光するものとしていたか、ノツ
チ（７字状の切欠き）を備えた円形基板や多角形基板の
周縁部を露光する場合も勿論同様に実施できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、周縁露光に先立ってダミ
ートラッキングを行い、照明光束と基板とを回転の半径
方向に相対移動させる移動手段の相対移動位置の変化に
関する情報と基板の回転角度位置とを対応付けて記憶し
、周縁露光にあたっては先に記憶した情報に基づいて移
動手段を駆動制御する構成とした。さらにダミートラッ
キング動作に先立ち、遮光部材を用いてキャリブレーシ
ョン動作を行い、ここで求めたサーボ制御用の基準信号
を用いてダミートラッキングを行うこととした。このた
め、露光用光源の劣化・交換を行ったり、露光光束の光
強度分布が不均一であっても、ウェハ周縁部への照明光
束の照射直前での強度及び強度分布を加味した正確なダ
ミートラッキング動作を行うことかでき、切欠き（ＯＦ
）を含む周縁部全域、さらには爪部までもその露光幅を
正確に制御することが可能となる。さらに、ダミートラ
ッキング時のトラッキング位置情報を一回転分にわたっ
て記憶することから、トラッキングサーボに異常が生じ
た場合等には、記憶データを修正して本露光を行ったり
、修正不能の時は本露光を中止したりすることができる
。このため、始めから露光光束でトラッキングを行うよ
りもトータルには歩留りが向上することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による周縁露光装置の概略的
な構成を示す図、第２図は本発明の一実施例による周縁
露光装置の受光部の概略的な構成を示す図、第３図は本
発明の一実施例による周縁露光装置の駆動機構の説明に
供する図、第４図は本発明の一実施例による周縁露光装
置の制御系の全体構成を示すブロック図、第５図は本発
明の一実施例による周縁露光装置の動作の一例を示すフ
ローチャート図、第６図は爪部まで含めて周縁露光が行
われた基板の様・子を説明する図、第７図（ａｌ、（ｂ
）は本発明の一実施例による周縁露光装置のＯＦ検出動
作の説明に供する図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・ウェハ、２・・・ターンテーブル、３．２７・
・・モータ、４，３８・・・エンコーダ、９・・・シャ
ッター１吐・・波長選択フィルター　１３・・・フィル
ター駆動部、１４・・・照射部、１７・・受光部、２０
・・・遮光板（ダミーウェハ）、２８・・・第１信号処
理部、３０・・・演算部、３１・・・メモリ、３２・・
・サーボ制御部、３３・・・回転制御部、３４，３９．
４０・・・カウンタ、４２・・・第２信号処理部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レジストがほぼ均一に塗布された基板のほぼ中央
   を中心として該基板を回転手段によって回転させながら
   該基板の周縁部を露光する装置において、 前記レジストに対して感応性が高い第１の光束と、前記
   レジストに対して感応性が低い第２の光束とを同一の光
   学素子を介して前記基板の周縁部へ選択的に照射する照
   射手段と；前記基板の周縁部を挟むように前記照射手段
   の光束射出部と対向して配置された受光手段と；前記照
   射手段からの光束と前記基板とを回転の半径方向に相対
   移動させる移動手段と； 前記基板が回転している時、前記照射手段から前記第２
   の光束を射出させ、前記基板の周縁部が前記第２の光束
   によって所定幅で照射されるように前記受光手段の出力
   信号に基づいて前記移動手段を駆動制御する第１制御手
   段と； 該第１制御手段の動作中で少なくとも前記基板が一回転
   する間、前記移動手段の相対移動位置の変化に関する情
   報を検出すると共に、前記基板の回転角度位置と対応さ
   せて記憶する記憶手段と；前記基板が回転している時、
   前記照射手段から前記第１の光束を射出させ、前記記憶
   手段に記憶された前記情報に基づいて前記移動手段を駆
   動制御する第２制御手段と；を備えたことを特徴とする
   基板の周縁露光装置。
2. （２）前記記憶手段は、前記回転手段の回転角度位置に
   応じて変化する第１情報を出力する角度検出器と； 前記移動手段の移動位置に応じて変化する第２情報を出
   力する位置検出器と； 前記第１情報に対応させて前記第２情報を記憶するメモ
   リ回路と；を備えたことを特徴とする請求項第１項に記
   載の基板の周縁露光装置。
3. （３）前記第２制御手段は、前記角度検出器から出力さ
   れる前記第１情報に応答して前記メモリ回路から対応し
   た前記第２情報を読み出すと共に、該読み出された第２
   情報と前記位置検出器から出力されている第２情報との
   偏差を算出する演算器と； 該算出された偏差が所定値に収束するように前記移動手
   段をサーボ駆動するサーボ回路と；を備えたことを特徴
   とする請求項第２項に記載の基板の周縁露光装置。
4. （４）前記第２制御手段は、前記メモリ回路に記憶され
   た前記第２情報の値を前記基板の周縁部の露光条件に応
   じて修正する修正演算部を含むことを特徴とする請求項
   第２項又は第３項に記載の基板の周縁露光装置。