JPH10256121A - 周辺露光装置および周辺露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スループットおよび精度が高い周辺露光装置
および周辺露光方法を提供する。 【解決手段】 吸着チャック２１０上面に載置された基
板Ｗに対して位置決めを行った後、図３（ａ）のように
第１周辺露光部分Ｐ１を階段状に露光する。つぎに、図
３（ｂ）のように矢印ＡＡのように基板Ｗを１８０°回
動する。そして、上記と同様に位置決めを行う。つぎ
に、図３（ｃ）のように第２周辺露光部分Ｐ２を階段状
に露光して処理を終わる。したがって、二重露光部分Ｄ
Ｅは２箇所と少なくなっているため余分な露光時間が減
少することにより処理時間が短くなり、さらに、位置決
めも２回で済むめ通信時間および露光手段の移動時間が
短くなり、スループットが向上する。また、位置決めの
回数が少ないことにより電気的および物理的誤差が少な
く、周辺露光の精度も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ等
の円形の基板（以下「基板」という。）をほぼ水平に保
持しつつ、基板に塗布されたレジストにおけるパターン
が形成されない外周部分を露光する周辺露光装置および
周辺露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においてレジストパタ
ーンを形成するために基板表面にレジストの塗布を行う
が、レジスト膜の塗布の終了した基板を搬送する際にそ
の周辺部を把持しながら搬送する場合の把持部分や、カ
セット等の収納器に収納して搬送する際の基板と内壁と
の接触部分において摩擦によってレジストが剥がれるこ
とがある。このようなレジストの剥がれは正しいパター
ン形成を阻害し、歩留まりを低下させる原因となる。

【０００３】そのため、従来から、パターン形成のため
の露光工程とは別に基板周辺部の不要レジストを除去す
るため、別途その周辺部のみを露光する周辺露光処理が
行われている。

【０００４】従来の周辺露光装置では吸着チャック等の
基板保持回動機構に基板を水平に保持して回動しつつ、
レンズ等からなる露光機構をＸ軸駆動機構およびＹ軸駆
動機構で所定の位置に移動させ、発光部からの光を露光
レンズにより基板上に集光させ周辺部の露光を行う。

【０００５】図４は従来の周辺露光装置による基板の周
辺露光部分を示す図であり、図５は従来の周辺露光装置
における周辺露光の動作手順を示す図である。以下、従
来装置における周辺露光の手順を説明していく。

【０００６】まず、基板Ｗを基板保持機構により保持し
た後、エッジセンサによる基板Ｗのオリエンテーション
フラット（以下「オリフラ」という。）ＯＦの位置およ
び基板Ｗの基板保持回動機構の鉛直方向の回動軸に対す
る基板Ｗの偏心量の検出結果に基づき、制御装置が基板
Ｗの所定位置への回動および露光機構の位置の補正とい
った処理（以下「位置決め」という。）を行う。

【０００７】つぎに、図５（ａ）のように基板Ｗの周辺
部分の１／４、すなわち中心角が９０゜である部分であ
る第１周辺露光部分ＰＰ１を階段状に露光する。

【０００８】つぎに、図５（ｂ）のように基板Ｗを９０
°回動し、再度位置決めを行う。

【０００９】つぎに、図５（ｃ）のように基板Ｗの周辺
部分の１／４に相当する第２周辺露光部分ＰＰ２を階段
状に露光する。

【００１０】つぎに、図５（ｄ）のように再度、基板Ｗ
を９０°回動し、再度位置決めを行う。

【００１１】つぎに、図５（ｅ）のように基板Ｗの周辺
部分の１／４に相当する第３周辺露光部分ＰＰ３を階段
状に露光する。

【００１２】つぎに、図５（ｆ）のように基板Ｗをさら
に９０°回動し、再度位置決めを行う。

【００１３】そして最後に、図５（ｇ）のように基板Ｗ
の周辺部分の１／４に相当する第４周辺露光部分ＰＰ４
を階段状に露光する。

【００１４】以上の手順で基板Ｗの周辺露光処理を行っ
ている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な基板の周辺露光装置では図４に示すように二重に露光
された部分である二重露光部分ＤＥが４箇所存在してい
る。この部分の露光は周辺露光部分内の他の領域に比べ
て１度余分に露光を行っている。そのため余分な処理時
間を必要としていた。

【００１６】また、位置決めも４回行われており、その
ためのＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構の動作時間およ
び制御部との動作信号の通信時間が余分にかかってお
り、スループットの低下を招いていた。

【００１７】さらに、実際には位置決めは完全に誤差を
なくすまで行うことは難しく、位置決め回数及び位置決
め方向が多いほど周辺露光の精度が低くなるため、位置
決め回数及び方向が多いことによって周辺露光の精度が
低くなっていた。

【００１８】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、スループットおよび精度が高い
周辺露光装置および周辺露光方法を提供することを目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１の装置は、円形の基板をほぼ水
平に保持しつつ、基板に塗布されたレジストにおけるパ
ターンが形成されない外周部分を露光する周辺露光装置
であって、基板の外周部分を階段状に露光する露光手段
と、基板と露光手段を相対的にほぼ鉛直方向を回動軸と
して回動する回動手段と、露光手段と回動手段のそれぞ
れの動作制御を行う制御手段と、を備え、動作制御が基
板の外周部分のほぼ半分である第１周辺部分を露光手段
により露光する第１半露光動作の後、回動手段により基
板を１８０゜回動し、さらにその後、基板の外周部分の
うちのほぼ第１周辺部分以外の半分である第２周辺部分
を露光手段により露光する第２半露光動作を行うもので
あることを特徴とする。

【００２０】さらに、この発明の請求項２の方法は、円
形の基板をほぼ水平に保持しつつ、基板に塗布されたレ
ジストにおけるパターンが形成されない外周部分を露光
する周辺露光方法であって、外周部分のほぼ半分である
第１周辺部分を露光手段により露光する第１半露光工程
と、回動手段により基板と露光部とを相対的に１８０゜
回動する回動工程と、基板の外周部分のうちのほぼ第１
周辺部分以外の半分である第２周辺部分を露光手段によ
り露光する第２半露光工程と、を備える。

【００２１】

【発明の実施の形態】

【００２２】

【１．実施の形態における機構的構成と処理手順】図１
はこの実施の形態の周辺露光装置１の斜視図である。図
１においては、水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ軸
方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されている。
以下、図１を用いてこの周辺露光装置１の機構的構成に
ついて説明していく。

【００２３】この周辺露光装置１は基台１０、基板回動
部２０、Ｙ軸駆動部３０、Ｘ軸駆動部４０、露光部５
０、エッジセンサ６０および図示しない制御部を備えて
いる。

【００２４】基板回動部２０は吸着チャック２１０によ
り基板Ｗを水平に吸着保持し、基板回動モータ２２０の
駆動により基板Ｗを鉛直方向を回動軸として回動する。

【００２５】Ｙ軸駆動部３０は基台１０に固設されたＹ
軸モータ３１０と、それに連結されたＹ軸ボールネジ３
２０ならびにＹ軸リニアガイド３３０およびそれに摺動
自在に取り付けられたＹ軸ベース３４０とを備えたＹ軸
方向の並進駆動機構である。

【００２６】Ｘ軸駆動部４０はＹ軸駆動部３０のＹ軸ベ
ース３４０にＸ軸方向に渡って設けられたＸ軸リニアガ
イド４１０ならびにＸ軸モータ４２０および図示しない
Ｘ軸ボールネジとを備えるＸ軸方向の駆動機構である。

【００２７】露光部５０はＸ軸駆動部４０のＸ軸リニア
ガイド４１０に摺動自在に取り付けられた露光ベース５
１０ならびにそれに設けられた露光ヘッド５２０および
その露光ヘッド５２０に連結された光ファイバ５３０を
備えており、さらに光ファイバの露光ヘッド５２０に連
結されていない端部に連結された図示しない光源から発
せられた光を基板Ｗ上に照射して基板Ｗの周辺部分を露
光していく。なお、Ｙ軸駆動部４０、Ｘ軸駆動部３０お
よび露光部５０とを併せたものが露光手段に相当する。

【００２８】エッジセンサ６０は光センサであり、上下
から基板回動部２０の吸着チャック２１０上に保持され
た基板Ｗを挟むように投光部と受光部とを備えており、
その基板ＷのオリフラＯＦの検出および基板Ｗの基板回
動部２０の鉛直方向の回動軸に対する基板Ｗの偏心量の
検出を行う。

【００２９】そして、上記の各部は図示しない制御部に
接続されており、その各部の動作タイミングを制御する
ことによって基板Ｗの周辺露光を行っていく。

【００３０】以上のような機構的構成を備えた周辺露光
装置１は以下のような手順に従って基板Ｗの周辺露光処
理を行っていく。

【００３１】図２はこの実施の形態の周辺露光装置１に
よる基板Ｗの周辺露光部分を示す図であり、図３は周辺
露光の処理手順を示す図である。以下、これらの図を用
いてこの装置による周辺露光処理について説明してい
く。

【００３２】図２に示すように、この周辺露光装置１で
は基板Ｗの外周部のほぼ半分、すなわち、基板Ｗ上に形
成されたチップパターンの周辺部分をほぼ基板Ｗのほぼ
直径により分割した領域にあたる第１周辺露光部分Ｐ１
と第２周辺露光部分Ｐ２の２つに分けて露光する。そし
て、これらの露光部分の重複部分である二重露光部分Ｄ
Ｅが図示のように２箇所存在している。

【００３３】以下、周辺露光の処理手順を説明する。

【００３４】予め制御部内に基板Ｗの周辺部分の幅や長
さ等の情報が保存されており、それを基に以下に示す第
１周辺露光部Ｐ１および第２周辺露光部Ｐ２の露光処理
では露光ヘッド５２０から基板Ｗに光を照射しつつ、Ｘ
軸駆動部４０、Ｙ軸駆動部３０による露光ヘッド５２０
の移動を行うことによって露光していく。

【００３５】まず、基板Ｗが図示しない外部の基板搬送
ロボットによって吸着チャック２１０上面に載置され、
吸着保持される。

【００３６】つぎに、エッジセンサ６０による基板Ｗの
オリフラＯＦの位置および基板回動部２０の鉛直方向の
回動軸に対する基板Ｗの偏心量の検出結果に基づき位置
決めを行う。

【００３７】つぎに、図３（ａ）のように第１周辺露光
部分Ｐ１を階段状に露光する第１半露光動作に相当する
露光処理を行っていく。なお、この段階では基板Ｗは回
動を停止しており、露光ヘッド５２０は第１露光開始点
Ｓ１から露光を初めて第１露光終了点Ｅ１で第１周辺露
光部分Ｐ１の露光を終了する。そして、この第１周辺露
光部分Ｐ１の露光終了後は露光ヘッド５２０は第１露光
終了点Ｅ１上方に停止する。

【００３８】つぎに、図３（ｂ）のように矢印ＡＡのよ
うに基板Ｗを１８０°回動する。そして、上記と同様に
位置決めを行う。

【００３９】つぎに、図３（ｃ）のように第２周辺露光
部分Ｐ２を階段状に露光する第２半露光動作に相当する
露光処理を行っていく。なお、この段階でも基板Ｗは回
動を停止している。ただし、前回の露光で露光ヘッド５
２０が図３（ａ）の露光終了点Ｅ１の上方位置に停止し
ているため、第２周辺露光部分Ｐ２の露光処理では露光
ヘッド５２０の余分な移動を省いて移動時間およびそれ
による制御部とＸ軸駆動部４０およびＹ軸駆動部３０の
それぞれとの通信時間を短縮するため、今度は上記の露
光終了点Ｅ１に対応する図３（ｃ）の第２露光開始点Ｓ
２から露光を初めて第２露光終了点Ｅ２で第２周辺露光
部分Ｐ２の露光を終了する。そして、これにより基板Ｗ
の周辺露光処理の全工程を終了する。

【００４０】ところで前述のように、従来装置の周辺露
光処理では４箇所の二重露光部分ＤＥ（図４参照）があ
ったのに対して、この実施の形態の装置では二重露光部
分ＤＥは２箇所と少なくなっている。そのため余分な露
光時間が減少することにより処理時間が短くなってい
る。

【００４１】また、従来装置では基板Ｗの９０゜の回動
動作が３回行われていたことに対応して位置決めが４回
行われていた。これに対して、この実施の形態の装置で
は１８０゜の１回の回動動作で済むので位置決めも２回
で済むようになっている。そのための通信時間および露
光手段の移動時間が短くなっている。

【００４２】以上により処理全体のスループットを向上
することができる。

【００４３】また、この実施の形態の装置では位置決め
の回数が少なくなっていることにより周辺露光処理にお
ける電気的なロスによる誤差、駆動機構の動作誤差およ
びエッジセンサによる検出誤差等が少なくなり周辺露光
の精度も向上する。

【００４４】

【２．変形例】この実施の形態の周辺露光装置１では第
１周辺露光部分Ｐ１および第２周辺露光部分Ｐ２を図２
のような分け方としたが、この発明はこれに限られず、
オリフラＯＦを等分する位置を通過する直径で分ける等
してもよい。

【００４５】また、この実施の形態の周辺露光装置１で
はエッジセンサ６０を光センサとしたが、この発明はこ
れに限られず、赤外線センサ等の光センサ以外のもので
もよい。

【００４６】さらにこの実施の形態の周辺露光装置１で
は周辺露光を上記のような順に露光走査していくものと
したが、この発明はこれに限られず、第２周辺露光部分
Ｐ２を第２露光終了点Ｅ２から第２露光開始点Ｓ２に向
けて露光を行っていく構成等その他の方法で露光しても
よい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項２の発明では基板の外周部分のうち当該基板の直径
に対してほぼ半分である第１周辺部分を露光手段により
露光する第１半露光の後、回動手段により基板を１８０
゜回動し、さらにその後、基板の外周部分のうちのほぼ
第１周辺部分以外の半分である第２周辺部分を露光手段
により露光する第２半露光を行うものであるため、第１
半露光の行われた部分と第２半露光の行われた部分の重
複部分にあたる二重露光部分が２箇所と少ないので処理
時間が短くなり、さらに、位置決めが第１半露光の前お
よび第２半露光の前の２回と少なくて済むので通信時間
およびそのための露光手段の移動回数が少なくなるので
スループットを向上することができる。

【００４８】また、位置決めの回数及び位置決め方向が
少なくて済むので露光の際の電気的および物理的誤差が
少なくなり周辺露光の精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態の周辺露光装置の斜視
図である。

【図２】実施の形態における周辺露光部分を示す図であ
る。

【図３】実施の形態における周辺露光の動作手順を示す
図である。

【図４】従来装置における周辺露光部分を示す図であ
る。

【図５】従来装置における周辺露光の動作手順を示す図
である。

【符号の説明】

１ 周辺露光装置 ２０ 基板回動部 ３０ Ｙ軸駆動部 ４０ Ｘ軸駆動部 ５０ 露光部 Ｐ１ 第１周辺露光部分 Ｐ２ 第２周辺露光部分 Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形の基板をほぼ水平に保持しつつ、基
   板に塗布されたレジストにおけるパターンが形成されな
   い外周部分を露光する周辺露光装置であって、 基板の前記外周部分を階段状に露光する露光手段と、 基板と前記露光手段を相対的にほぼ鉛直方向を回動軸と
   して回動する回動手段と、 前記露光手段と前記回動手段のそれぞれの動作制御を行
   う制御手段と、 を備え、 前記動作制御が基板の前記外周部分のほぼ半分である第
   １周辺部分を前記露光手段により露光する第１半露光動
   作の後、前記回動手段により前記基板を１８０゜回動
   し、さらにその後、前記基板の前記外周部分のうちのほ
   ぼ前記第１周辺部分以外の半分である第２周辺部分を前
   記露光手段により露光する第２半露光動作を行うもので
   あることを特徴とする周辺露光装置。
2. 【請求項２】 円形の基板をほぼ水平に保持しつつ、基
   板に塗布されたレジストにおけるパターンが形成されな
   い外周部分を露光する周辺露光方法であって、 前記外周部分のほぼ半分である第１周辺部分を露光手段
   により露光する第１半露光工程と、 回動手段により前記基板と前記露光部とを相対的に１８
   ０゜回動する回動工程と、 前記基板の前記外周部分のうちのほぼ前記第１周辺部分
   以外の半分である第２周辺部分を前記露光手段により露
   光する第２半露光工程と、を備えることを特徴とする周
   辺露光方法。