JPH07183207A - 基板周縁露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光作業中に光源の光量を検出することがで
き、処理を高速化でき、スループットが高い基板周縁露
光装置を提供する。 【構成】 光源５からの光は第１の光ファイバ束６ａに
よってビームスプリッタ２０に導かれる。そして、その
一部はさらに第２の光ファイバ束６ｂを通ってレンズユ
ニット７に導かれ、半導体ウエハＷの周縁部に照射され
る。ビームスプリッタ２０に導かれた光の他の一部は光
検出器１６に入射し、その光検出器１６によってその時
点での光量に応じた信号が出力され、制御装置１５に伝
えられる。制御装置１５は、光検出器１６からの信号を
参照して、回転駆動機構３、モータ１１、１４を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハや液晶表
示装置用のガラス基板等の基板の周縁部に光を照射する
基板周縁露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造工程においては、半
導体ウエハ表面にフォトレジスト膜を形成し、このフォ
トレジスト膜に精密写真転写技術により、マスクの微細
な回路パターンを転写する露光工程がある。

【０００３】上記半導体ウエハ表面にフォトレジスト膜
を形成する場合、一般に上記半導体ウエハ中央部分にフ
ォトレジスト液を滴下し、半導体ウエハを高速回転させ
ながら遠心力により全面に拡散させるスピンナー法によ
ってフォトレジスト液を塗布し、フォトレジスト膜を形
成している。

【０００４】ところで、スピンナー法によってフォトレ
ジスト膜を形成すると、半導体ウエハの周縁部に膜厚の
厚い部分が形成されてしまう。このような半導体ウエハ
周縁部のフォトレジスト膜は、例えば半導体ウエハの搬
送中に機械的に破壊されたりしてごみとして飛散する可
能性があるので、半導体チップの収率に影響を与えない
部分を予め除去しておくことが望ましい。

【０００５】このような半導体ウエハ周縁部のフォトレ
ジスト膜を除去する装置としては、例えば特開昭５８−
１５９５３５、特開昭５９−１３８３３５、特開昭６１
−７３３３０号公報等に、半導体ウエハを回転させなが
ら半導体ウエハの周縁部に光源からの光を照射する装置
が開示されている。

【０００６】上述のような従来の半導体ウエハの露光装
置においては、光源として例えば水銀ランプ等を使用す
るが、このような光源の光量は、一般に点灯時間ととも
に減少する。

【０００７】しかしながら、このような光源の光量の減
少は、個々の光源によってばら付きがあり、例えば点灯
時間によって光源の交換を行うと、光源によっては、光
量の減少により露光不足を起こしレジスト膜の残留を招
いたり、まだ充分使用することのできる光源を交換して
しまうことにより、ランニングコストの増大を招くとい
う問題がある。

【０００８】また、かかる問題を解決するものとして、
特開平１−２４３４２７号が提案されている。係る公報
に開示の装置は、基板の端縁に光を照射するための露光
機構を水平移動可能に設けるとともに、露光されるべき
基板の周縁とほぼ同じ高さに光検出器を設けている。そ
して、露光されるべき基板を当該装置に搬送している時
間中に、露光機構の投光光学手段としてのレンズユニッ
トを光検出器に対向する位置に移動させ、光検出器が検
出した光量によって光源の光量を検出し、光源の交換時
期を察知している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１−２４３
４２７号公報に開示の装置では、基板の端縁に対する露
光を行う前に、光検出器によって光源の光量を検出して
いる。

【００１０】一方、近年、スループット向上のため、基
板処理の高速化が求められているが、上記装置構成で
は、基板に対する露光動作の時間とは別に、光量測定の
ための時間が必要となり、処理の高速化の妨げとなって
いる。上記公報には、光量測定を、基板載置台への基板
搬入時間中に行うことも示唆されているが、光量測定に
要する時間は基板搬入動作に要する時間よりも長く、上
記装置構成では処理の遅延が不可避であった。

【００１１】本発明は、基板処理の遅延をひきおこすこ
となく、光源の劣化等による光量変化を検出することが
でき、スループットが高い基板周縁露光装置を提供する
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板の周縁部
に光源からの光を照射して、基板の表面に形成された感
光膜のうち周縁部の膜を感光させる基板周縁露光装置で
あって、投光光学手段と、該投光光学手段を前記基板の
周縁にそって相対移動させる移動手段と、前記光源から
の光を前記投光光学手段に導く光路形成手段と、該光路
形成手段を通過する光の一部を分岐させる光分岐手段
と、該光分岐手段を介して導いた光を受光して前記光源
の光量を測定する光量測定手段とを設けたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】光源からの光は、光路形成手段、投光光学手段
を介して基板端縁に導かれ、移動手段による相対移動に
よって基板端縁にそって照射される。それと同時に、光
源からの光の一部は光分岐手段によって分岐されて光量
測定手段に受光される。光量測定手段は、受光した光に
よって光源の光量を測定する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の半導体ウエハの基板周縁露光
装置の実施例を図面を参照して説明する。

【００１５】図１に示すように、基台１には真空チャッ
クにより基板としての半導体ウエハ２を吸着保持すると
ともに、モータ等の回転駆動機構３に接続され、半導体
ウエハ２を回転可能に構成されたウエハ載置台４が配置
されている。

【００１６】また、このウエハ載置台４の側方には、図
２に示すように、熱除去用フィルタ５ａと水銀ランプ５
ｂよりなる光源５と、光源５からの光を半導体ウエハＷ
の周縁部に照射する投光光学手段としてのレンズユニッ
ト７とを内蔵した露光機構８が配置されている。

【００１７】露光機構８において、アーム形状をした外
殻８ａの先端部には、レンズユニット７が取り付けられ
ている。外殻８ａには、光源５と、光源５からの光をレ
ンズユニット７に導く第１および第２の光ファイバ束６
ａ、６ｂと、この第１の光ファイバ束６ａと第２の光フ
ァイバ束６ｂとの間に設けられたビームスプリッタ２０
と、ビームスプリッタ２０によって分岐された光を受光
する光検出器１６とが内蔵されている。

【００１８】第１および第２の光ファイバ束６ａ、６ｂ
は、多数本の光ファイバを断面矩形状に束ねて構成され
たもので、光源５からの光をレンズユニット７に導く光
路形成手段である。ビームスプリッタ２０は、第１の光
ファイバ束６ａを通過した光の一部を分岐させる光分岐
手段である。ビームスプリッタ２０によって分岐された
光の一方は第２の光ファイバ束６ｂを通ってレンズユニ
ット７によって半導体ウエハＷの周縁部に照射される。
光検出器１６は、具体的にはフォトトランジスタ等によ
り構成され、ビームスプリッタ２０によって分岐された
他方の光が入射するように配置されて、入射光の光量に
応じて出力が変化する光量測定手段である。光検出器１
６は、後述する制御装置１５に接続されている。

【００１９】この露光機構８は、支持板９上にボールス
クリュー１０を介して接続されており、このボールスク
リュー１０に接続されたモータ１１により、ボールスク
リュー１０を回転させることにより、図示矢印Ｘ方向に
移動可能とされている。また、支持板９は、両端に配置
されたガイドシャフト１２およびボールスクリュー１３
によって支持されており、ボールスクリュー１３に接続
されたモータ１４により、ボールスクリュー１３を回転
させることにより、図示矢印Ｙ方向に移動可能に構成さ
れている。そして、上記回転駆動機構３、モータ１１お
よびモータ１４は、それぞれ制御装置１５に接続されて
おり、半導体ウエハ２を回転させ、露光機構８をＸおよ
びＹ方向に移動させることにより、オリエンテーション
フラット２ａ部分も含めた半導体ウエハ２の周縁部２ｂ
に、光源５からの光を照射し、半導体ウエハ２表面に形
成されたフォトレジスト膜のうち周縁部２ｂのみを露光
するよう制御される。

【００２０】上記構成のこの実施例の半導体ウエハの露
光装置では、次のようにしてオリエンテーションフラッ
ト２ａ部分も含めた半導体ウエハ２の周縁部２ｂに、光
源５からの光を照射し、フォトレジスト膜を露光する。

【００２１】すなわち、まず図示しない搬送装置および
位置決め装置等により露光すべき半導体ウエハ２を、そ
の中心がウエハ載置台４の中心と一致するよう、かつ、
オリエンテーションフラット２ａが図示矢印Ｘ方向と平
行するように配置し、ウエハ載置台４上に吸着保持す
る。

【００２２】そして、上記半導体ウエハ２の装置が終了
すると、モータ１１およびモータ１４により露光機構８
を駆動し、オリエンテーションフラット２ａの端部に露
光機構８のレンズユニット７からの光の光路を位置さ
せ、この後回転駆動機構３によりウエハ載置台４を所定
速度で回転させて、オリエンテーションフラット２ａ以
外の半導体ウエハ２周縁部２ｂに光を照射し露光を行
う。なお、この時の半導体ウエハ２の回転は、１回転で
も複数回でもよい。

【００２３】しかる後、モータ１１により露光機構８を
Ｘ方向に所定速度で移動させ、オリエンテーションフラ
ット２ａ部分に光を反射し露光を行う。なお、上記露光
は、先にオリエンテーションフラット２ａ部分について
行ってもよい。

【００２４】そして、以上の露光作業中において、光源
５からの光は第１の光ファイバ束６ａによってビームス
プリッタ２０に導かれる。そして、その一部はさらに第
２の光ファイバ束６ｂを通ってレンズユニット７に導か
れ、半導体ウエハＷの周縁部に照射される。

【００２５】ビームスプリッタ２０に導かれた光の他の
一部は光検出器１６に入射し、その光検出器１６によっ
てその時点での光量に応じた信号が出力される。光検出
器１６が出力した信号は制御装置１５に伝えられる。制
御装置１５はいわゆるマイクロコンピュータより構成さ
れ、そこに予め入力されている制御プログラムに従い光
検出器１６からの信号を参照して、回転駆動機構３、モ
ータ１１、１４を制御する。

【００２６】具体的には、制御装置１５は、光検出器１
６から伝えられる信号により露光作業中における光源５
の光量変化をリアルタイムで認識する。そして、かかる
認識結果に応じて、例えば、光源５の経時変化によって
光量が減少しつつある場合には、その光量の減少の度合
いに応じて、露光の際の回転駆動機構３やモータ１１の
駆動速度を遅くするように制御する。係る制御は、制御
装置１５の演算により、多数枚が連続的に処理される半
導体ウエハ２の全てにわたって、かつ、その周縁部２ｂ
全域にわたって、各被露光部位における積算の露光量が
一定になるようになされる。なお、かかる光量の減少
は、たとえば装置の可動時間が１００時間、２００時
間、・・・と増えるに従って、比較的ゆるやかに長い時
間をかけて発生する。

【００２７】また、露光作業中における装置電源電圧の
変動により、一時的に光源５の光量が増加あるいは減少
した場合には、その光量の変化の度合いに応じ、光量が
増加した場合には回転駆動機構３やモータ１１の駆動速
度を早くするように、また光量が減少した場合には回転
駆動機構３やモータ１１の駆動速度を遅くするように制
御する。係る制御も、同様に制御装置１５の演算により
なされる。なお、かかる光量の増減は、例えば１枚の半
導体ウエハ２の露光中において秒単位の短い時間幅で起
こる場合もあれば、それよりも長い時間幅で発生する場
合もある。

【００２８】このように、制御装置１５として、露光作
業中における光源５の光量変化の認識やモータ１１等の
制御をリアルタイムで行うものを使用すれば、露光処理
中の光量自体を測定できることと相俟って、露光処理中
における光量変化を検出して即時に対応する制御を行う
ことができ、均一かつ適切な露光を高い信頼性を持って
行うことができる。

【００２９】また、このように光分岐手段としてビーム
スプリッタ２０を用いれば、光検出器１６によって検出
される光量は、露光用の光束全体の光量と正確に相関関
係のあるものとなる。かかる構成では、光源５の光の一
部を検出する構成、例えばランプ５ｂから側方にもれる
光を光検出器で検出する構成と比べて、露光用の光束の
光量を正確に検出することができる。

【００３０】以上のように、光源５の劣化に伴なう露光
不足により、レジスト膜が残留することを防止し、確実
にレジスト膜の除去を行うことができるとともに、光源
５を有効に利用することができ、従来に較べてランニン
グコストの低減を図ることができる。しかも、露光作業
中に光源５の光量を検出することができるので、光量測
定のための時間が不要となり、処理を高速化でき、装置
のスループットが向上する。

【００３１】なお、上記実施例では、露光処理中の全時
間にわたって光量検出をおこなう場合を説明したが、露
光処理時間の最初の数秒ないし数十秒のあいだのみに光
量検出を行ってもよい。また、上記実施例では、光検出
器１６の検出信号を制御装置１５に入力して、それに応
じてモータ１１等の制御を行っていたが、光検出器１６
の検出信号を図示しない比較器に入力し、その比較器の
出力により図示しない警告ランプ、警報ブザー等の警報
手段を駆動して、光源５の経時変化による光量減少のみ
を報知する構成としてもよい。いずれにせよ、露光作業
中に光源５の光量を検出することができるので、光量測
定のための時間が不要となり、処理を高速化でき、装置
のスループットが向上する。

【００３２】図３は本発明の他の実施例を示す。

【００３３】露光機構８において、一端を光源５に接続
された光ファイバ束６０は、その中ほどにおいて、他端
をレンズユニット７に接続される第１の光ファイバ束６
０ａと、他端を光検出器１６に接続される第２の光ファ
イバ束６０ｂとに分岐している。係る光ファイバ束６０
の分岐により、光源５からの光は、レンズユニット７と
光検出器１６の両方へ導かれる。本実施例においては、
光ファイバ束６０は光路形成手段であり、光ファイバ束
６０のうちの先端部分である第２の光ファイバ束６０ｂ
が光分岐手段である。第１の光ファイバ束６０ａは、少
なくともそのレンズユニット７側の先端が矩形形状に形
成されている。

【００３４】本実施例における他の部分の構成や装置の
動作、作用効果は先に説明した実施例と同一であるの
で、図面の対応部分に同一符号を付し、説明は省略す
る。

【００３５】なお、光分岐手段として光ファイバ束６０
から分岐される第２の光ファイバ束６０ｂは、図３にお
いては、光ファイバ束６０のその断面における一部分ひ
とかたまりを分岐させたように描かれているが、実際に
は、本実施例における第２の光ファイバ束６０ｂの個々
の光ファイバは、光源５との接続位置における光ファイ
バ束６０の端面において、その端面全体にまんべんなく
位置するものを選んである。第２の光ファイバ６０ｂを
このように選ぶことにより、光検出器１６によって検出
される光量が、露光用の光束全体の光量とより正確な相
関関係のあるものとなり、露光用の光束の光量をより正
確に検出することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板周縁
露光装置によれば、光源劣化に伴なうレジスト膜の残留
を防止し、確実にレジスト膜の除去を行うことができる
とともに、光源の有効な利用を可能とし、従来に較べて
ランニングコストの低減を図ることができる。

【００３７】しかも、露光作業中に光源の光量を検出す
ることができるので、光量測定のための時間が不要とな
り、処理を高速化でき、装置のスループットが向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板周縁露光装置の構成を示す模
式図である。

【図２】本発明に係る基板周縁露光装置の要部を示す模
式的断面図である。

【図３】本発明に係る基板周縁露光装置の他の実施例の
要部を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

２ 半導体ウエハ ５ 光源 ６ａ 第１の光ファイバ束 ６ｂ 第２の光ファイバ束 ７ レンズユニット １６ 光検出器 ２０ ビームスプリッタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の周縁部に光源からの光を照射し
   て、基板の表面に形成された感光膜のうち周縁部の膜を
   感光させる基板周縁露光装置において、 投光光学手段と、該投光光学手段を前記基板の周縁にそ
   って相対移動させる移動手段と、前記光源からの光を前
   記投光光学手段に導く光路形成手段と、該光路形成手段
   を通過する光の一部を分岐させる光分岐手段と、該光分
   岐手段を介して導いた光を受光して前記光源の光量を測
   定する光量測定手段とを設けたことを特徴とする基板周
   縁露光装置。