周辺露光方法及び周辺露光装置
【課題】周辺露光幅の不均一を簡便に把握することを可能とする周辺露光装置及び周辺露光方法を提供する。
【解決手段】フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップとを含む周辺露光方法により上記課題が達成される。
【解決手段】フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップとを含む周辺露光方法により上記課題が達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に形成されたフォトレジスト膜の周辺露光方法及び周辺露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハやＦＰＤ用ガラス基板等の基板の表面に回路パターンを形成するため、フォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィ技術では、基板の表面にフォトレジスト膜を形成し、所定のフォトマスクを用いてフォトレジスト膜を露光することにより回路パターンの潜像を形成し、露光後のフォトレジスト膜を現像液で現像することにより回路パターンが形成される。基板の表面へのフォトレジスト膜の形成は、基板の表面にフォトレジスト液を供給し、基板を回転してフォトレジスト液を基板の表面に広げることにより行われる。
【０００３】
このように形成されるフォトレジスト膜は、基板の周辺部で厚くなる傾向があるため、露光処理の均一性が悪化するおそれがある。また、周辺部のフォトレジスト膜は基板の搬送中又は処理中に剥離し易いため、パーティクルを発生するおそれがある。そこで、基板の周辺部のフォトレジスト膜を除去するため、フォトレジスト膜の形成後に周辺部に紫外光を照射する周辺露光が行われる。具体的には、フォトレジスト膜が形成された基板を、例えば裏面中央部においてスピンチャックで保持して回転させつつ、基板の周辺部の所定の幅の領域に紫外光を照射することにより、フォトレジスト膜の周辺部が露光される（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１０７１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような周辺露光においては、基板の中心とスピンチャックの回転中心軸とが一致していない場合には、基板の外周に沿った周辺露光幅が不均一となる。周辺露光幅が不当に広くなった場合、基板上のダイ（チップ）領域にまで露光され、不良チップが発生してしまう場合さえある。逆に周辺露光幅が不当に狭くなった場合には、パーティクルの発生を抑制できないことともなる。
【０００６】
このような問題を解決するため、例えばスピンチャックで基板を保持した後、かつ周辺露光を開始する前に、スピンチャックの回転中心に対する基板の中心のずれを検出し、その検出結果に基づいて、周辺露光幅を調整することが行われている。
【０００７】
しかし、基板の中心のずれを検出したとしても、その検出から周辺露光までの間や、周辺露光中に中心ずれが発生する可能性がある。そのようなずれが発生した場合に周辺露光幅の不均一を把握できることが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、周辺露光幅の不均一を簡便に把握することを可能とする周辺露光装置及び周辺露光方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップとを含む周辺露光方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様は、フォトレジスト膜が形成された基板を保持する基板保持回転部；前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光を発する発光部と前記露光光を検知可能な受光部とを含む露光部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記発光部から前記受光部に至る前記露光光の光路の一部が遮られるように配置される当該露光部；及び前記基板の周辺部により遮られずに前記受光部に到達する前記露光光に応じて前記受光部から出力される信号に基づき、前記周辺部に照射される前記露光光の幅が許容範囲に収まるか否かを判定する制御部；を含む周辺露光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、周辺露光幅の不均一を簡便に把握することを可能とする周辺露光装置及び周辺露光方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による周辺露光装置が組み込まれる塗布現像装置を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態による周辺露光装置を示す概略上面図である。
【図４】本発明の実施形態による周辺露光装置を示す概略側面図である。
【図５】本発明の実施形態による周辺露光装置における位置検出器及び周辺露光部の基板に対する位置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による周辺露光方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態による周辺露光装置における周辺露光部の紫外光センサと、これに照射される周辺露光用の紫外光との位置関係を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態による周辺露光装置における周辺露光部の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１および図２を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光装置を備える、本発明の実施形態による塗布現像装置について説明する。図１は塗布現像装置の平面図であり、図２は図１の塗布現像装置の側面図である。
図１に示すように、本実施形態の塗布現像装置３０は、キャリアブロックＢ１、処理ブロックＢ２、およびインターフェイスブロックＢ３を備えている。また、インターフェイスブロックＢ３は露光装置Ｂ４に結合されている。
【００１５】
キャリアブロックＢ１は、複数のウエハを収容する密閉型のキャリアＣが載置される載置部６０と、載置部６０に載置されるキャリアＣからウエハを取りだして処理ブロックＢ２へ搬送し、処理ブロックＢ２にて処理されたウエハをキャリアＣへ収容する搬送アーム６２とを有している。
【００１６】
処理ブロックＢ２には、図２に示すように、現像処理を行うためのＤＥＶ層Ｌ１と、フォトレジスト膜の下地層としての反射防止膜を形成するためのＢＣＴ層Ｌ２と、フォトレジスト液を塗布するためのＣＯＴ層Ｌ３と、フォトレジスト膜の上に形成される反射防止膜を形成するためのＴＣＴ層Ｌ４とが下方から順に設けられている。
【００１７】
また、ＤＥＶ層Ｌ１には、図１に示す現像ユニット６８が例えば２段に積層されており、この２段の現像ユニット６８にウエハＷを搬送するための搬送アーム６９ａ（図２）が設けられている。ＢＣＴ層Ｌ２とＴＣＴ層Ｌ４には、図示を省略するが、各々反射防止膜用の薬液をスピンコーティングして反射防止膜を形成する塗布ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱ユニットや冷却ユニットとが設けられている。また、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行うため、ＢＣＴ層Ｌ２には搬送アーム６９ｂが、ＴＣＴ層Ｌ４には搬送アーム６９ｄが配置されている。
なお、上述の種々のユニットは、各層Ｌ１〜Ｌ４に対応して設けられる処理ユニット群６３（図１）内に積層して設けられている。
【００１８】
さらに、処理ブロックＢ２には、キャリアブロックＢ１側に第１棚ユニットＵ１が設けられ、インターフェイスブロックＢ３側に第２棚ユニットＵ２が設けられている。第１棚ユニットＵ１及び第２棚ユニットＵ２には複数の受け渡しユニットが設けられている。これらの受け渡しユニットのうち、図２にて参照符号ＣＰＬ＋数字で示される受け渡しユニットには温度調節用の冷却ユニットが備えられており、参照符号ＢＦ＋数字で示される受け渡しユニットには複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットが備えられている。
また、第１棚ユニットＵ１のＸ方向側（図１参照）に隣接して、第１棚ユニットＵ１の各部間でウエハＷを搬送する昇降自在な搬送アーム１６が設けられている。
【００１９】
インターフェイスブロックＢ３は、インターフェイスアームＦを備えており、このインターフェイスアームＦによって第２棚ユニットＵ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷが受け渡される。露光装置Ｂ４では、インターフェイスアームＦから搬送されたウエハＷに対して所定の露光処理が行われる。また、インターフェイスブロックＢ３には、本発明の実施形態による周辺露光装置１０（後述）が配置されており、周辺露光装置１０に対するウエハＷの搬入出は、インターフェイスアームＦにより行われる。
【００２０】
この塗布現像装置３０において、フォトレジストパターンをウエハＷに形成する場合、まずキャリアブロックＢ１からウエハＷを第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニット、例えばＢＣＴ層Ｌ２に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送アーム６２によって搬送する。次に、このウエハＷは、搬送アーム１６により受け渡しユニットＣＰＬ３へ搬送され、搬送アーム６９ｃにより、ＣＯＴ層Ｌ３に搬入される。ＣＯＴ層Ｌ３において、ウエハＷの表面（または最上層）が疎水化される。次いで、搬送アーム６９ｃにより塗布ユニットへ搬送され、ここでフォトレジスト膜が形成される。ウエハＷの表面が疎水化されているため、フォトレジスト膜はウエハＷの表面（また下地層）に対して高い密着性をもって形成される。
【００２１】
その後ウエハＷは、搬送アーム６９ｃにより第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ３へ搬送される。受け渡しユニットＢＦ３に搬送されたウエハＷは、搬送アーム１６により受け渡しユニットＣＰＬ４へと搬送され、搬送アーム６９ｄによってＴＣＴ層Ｌ４へと搬送される。そして、ＴＣＴ層Ｌ４にてウエハＷのフォトレジスト膜の上に反射防止膜が形成され、受け渡しユニットＴＲＳ４に搬送される。なお、求められる仕様等に応じてフォトレジスト膜の上に反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、ＢＣＴ層Ｌ２にてウエハＷに直接反射防止膜が形成される場合もある。
【００２２】
また、ＤＥＶ層Ｌ１内の上部にはシャトルアーム７００が設けられている（図２参照）。シャトルアーム７００は、第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＣＰＬ１１から第２棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送する。フォトレジスト膜や反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送アーム１６（図１）により、受け渡しユニットＢＦ３又はＴＲＳ４から受け渡しユニットＣＰＬ１１へと搬送され、シャトルアーム７００によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送される。
【００２３】
シャトルアーム７００によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送されたウエハＷは、インターフェイスブロックＢ３のインターフェイスアームＦ（図１）によって、周辺露光装置１０へ搬送される。周辺露光装置１０において、ウエハＷの表面周辺部に形成されたフォトレジスト膜が露光される。周辺露光が行われたウエハＷは、インターフェイスアームＦにより周辺露光装置１０から取り出されて、露光装置Ｂ４へ搬送される。そして、露光装置Ｂ４においてウエハＷ上に形成されたフォトレジスト膜が露光された後、ウエハＷは、インターフェイスアームＦによって第２棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＴＲＳ６へ搬送される。続けて、ウエハＷは、搬送アーム６９ａによりＤＥＶ層Ｌ１に搬送され、ここで、露光されたフォトレジスト膜が現像された後、搬送アーム６９ａによって第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＴＲＳ１へ搬送され、搬送アーム６２によってキャリアＣへ収容される。このようにして本実施形態の塗布現像装置３０により、ウエハＷにフォトレジストパターンが形成される。
【００２４】
次に、図３から図５まで及び図７を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光装置１０について説明する。
図３及び図４を参照すると、周辺露光装置１０は、一端にウエハＷの搬入出口５１が形成された筐体５０を有している。ウエハＷは、インターフェイスアームＦにより搬入出口５１を通して筐体５０内に搬入され、筐体５０から搬出される。また、筐体５０内には、ウエハＷの裏面中央部を吸着によりウエハＷを保持するチャック８０と、チャック８０を回転するモータ８１（図４）と、チャック８０及びモータ８１を搬入出口５１側又は露光部６０側に移動する移動機構９０（図４）と、チャック８０にて保持されたウエハＷの中心からの偏心量を検出する位置検出器１００と、搬入出口５１と反対側の上部に設けられ、ウエハＷの周辺部に紫外光を照射する露光部６０と、搬入出口５１から筐体５０内に挿入されるインターフェイスアームＦとチャック８０との間で、ウエハＷを受け渡す受け渡し手段であるバッファ８５とが設けられている。
【００２５】
位置検出器１００は、図５に示す例では、チャック８０の中心に対して露光部６０と１８０°ずれた位置に配置され、ウエハＷの周辺部を上下から挟む発光部９及び受光部１１を有している。なお、位置検出器１００は、図３に示すように、チャック８０の中心に対して露光部６０と９０°ずれた位置に配置されても良い。
本実施形態においては、発光部９は、ウエハＷに形成されるフォトレジスト膜を露光しない波長を有する光を発する。例えば黄色光や赤色光を発するＬＥＤランプを発光部９として使用することができる。受光部１１は例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）ラインセンサで構成されている。受光部１１としてのＣＣＤラインセンサは、その長手方向と、チャック８０に保持されるウエハＷのエッジとが交差するように配置される。また、発光部９としてのＬＥＤランプは、ウエハＷがチャック８０により保持されていないときに、ＣＣＤラインセンサ１１の受光面全体に光を照射できるように配置されている。これにより、チャック８０がウエハＷを保持したときに、ＣＣＤラインセンサ１１においてウエハＷにより遮光された領域と、遮光されずに光が照射された領域とが生じる。これらの領域の境界の位置に基づいてウエハＷのエッジを検出することができる。
【００２６】
露光部６０は、図４及び図５に示すように、光源６１と、光源６１からの光を集光する集光ミラー６２と、光源６１と集光ミラー６２を収納する光源ボックス６３と、光源ボックス６３の下部に設けられ、光源６１からの紫外光を光学系６４に導くロッド６５と、ロッド６５の下端開口部の近傍に配置され、露光面積を調節する矩形開口６６を有するマスク６７と、マスク６７の矩形開口６６を透過する紫外光を検出する紫外光センサ７０とを有している。また、光源ボックス６３内において、光源６１とロッド６５との間にはシャッタ６１Ｓが設けられている。
【００２７】
光源６１は、ウエハＷに形成されるフォトレジスト膜を露光可能な波長成分を含む例えば紫外光（ＵＶ光）を発する。具体的には、使用するフォトレジスト膜に応じて、例えば超高圧ＵＶランプ、高圧ＵＶランプ、低圧ＵＶランプ、エキシマランプなどを光源６１として使用することができる。また、紫外光センサ７０としては、光源６１からの紫外光に対して感度を有する受光素子（例えば半導体紫外線素子）を使用することができる。
【００２８】
光学系６４は例えば複数のレンズを含み、ロッド６５により導かれた紫外光をほぼ平行光に変換してマスク６７に照射する。マスク６７の矩形開口６６は、例えば４ｍｍの幅ｗ及び５ｍｍの長さｔ（図５参照）を有することができる。これにより、４ｍｍの幅と５ｍｍの長さを有する断面を有する紫外光（の光束）が紫外光センサ７０に向かって放射される。紫外光センサ７０（の受光面）は、マスク６７の矩形開口６６の幅ｗよりも大きい幅を有していることが好ましい。これにより、図７（ａ１）に示すように、マスク６７を通過した紫外光ＬがウエハＷに遮られることなく直接に紫外光センサ７０に照射される場合、図７（ａ２）に示すように、幅方向については紫外光センサ７０の内側に紫外光Ｌが収まることができる。
【００２９】
なお、露光部６０は、（露光部６０側に位置する）チャック８０に偏心なく保持されるウエハＷの周辺部に対して、ウエハＷのエッジから一定の幅（例えば０．１ｍｍから４．０ｍｍ）で紫外光が照射されるように位置決めされる。
【００３０】
再び図３及び図４を参照すると、移動機構９０は、チャック８０とモータ８１を支持するチャック支持台９１と、チャック支持台９１を搬入出口５１側又は露光部６０側に移動するボールねじ機構９２とを有している。ボールねじ機構９２は、チャック支持台９１を軸方向に移動可能に係合（螺合）するねじ軸９３と、ねじ軸９３を正逆回転する移動用モータ９４とで構成されている。また、チャック支持台９１を摺動可能に支持する一対のガイド軸９５がねじ軸９３と平行に設けられている。このように構成される移動機構９０において、移動用モータ９４がねじ軸９３を正逆方向に回転することによって、チャック支持台９１ひいてはチャック８０及びモータ８１が、搬入出口５１側又は露光部６０側に移動される。
【００３１】
バッファ８５は、図３に示すように、上方から見てチャック８０の外方を包囲する円弧状の切欠き８６ａを有する支持板８６と、支持板８６上に起立する３つの支持ピン８７と、支持板８６をチャック８０の上下方向に昇降する昇降機構（例えば昇降用のエアーシリンダ）８８とを有している。このように構成されるバッファ８５は、図４に二点鎖線で示すように、エアーシリンダ８８の駆動によりチャック８０より上方に上昇することにより、インターフェイスアームＦに保持されたウエハＷを支持ピン８７で受け取り、その後、チャック８０より下方に下降することにより、チャック８０にウエハＷを受け渡すことができる。また、逆にチャック８０の下方位置から上昇することにより、チャック８０に保持されたウエハＷをチャック８０から支持ピン８７が受け取り、その後、周辺露光装置１０の筐体５０内に進入してウエハＷの下方に位置するインターフェイスアームＦにウエハＷを受け渡すことができる。
【００３２】
また、チャック８０駆動用のモータ８１、移動用モータ９４、昇降用のエアーシリンダ８８、及び位置検出器１００は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む制御部２００に電気的に接続されている。制御部２００は図示しない記憶部を有しており、例えばウエハＷのエッジからウエハＷ内のチップ（素子）までの距離、アライメントの位置や寸法等の情報や、位置検出器１００からの検出情報を記憶することができる。これらの情報に基づいて、制御部２００は、モータ８１、移動用モータ９４、及び昇降用エアーシリンダ８８等を動作させることができる。
【００３３】
以下、図６及び図７を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光方法を、上述の塗布現像装置３０及び周辺露光装置１０を用いて実施する場合を例にとり説明する。このため、以下の説明では、図３から図５も適宜参照する。
（ウエハの搬入）
まず、移動機構９０により、チャック支持台９１が搬入出口５１側に移動される（図４の実線で示すチャック支持台９１を参照）。これにより、チャック支持台９１に支持されるモータ８１及びチャック８０が搬入出口５１側（搬入出口５１に望む位置）に位置する。次に、塗布現像装置３０においてフォトレジスト膜が形成され、プリベークされたウエハＷが、インターフェイスアームＦによって、搬入出口５１を通して筐体５０内に搬入される。インターフェイスアームＦにより保持されるウエハＷが、支持板８６及び支持ピン８７により、チャック８０へ受け渡され、吸着によりチャック８０によって保持される（ステップＳ６１）。
【００３４】
（露光用紫外光の強度調整）
ウエハＷの搬入中（または搬入後であって搬入出口５１側にある間）に、露光部６０の光源６１が点灯し、シャッタ６１Ｓが開くことにより、光源６１からの紫外光がロッド６５、光学系６４、及びマスク６７を通過して、紫外光センサ７０に照射される。照射された紫外光の強度が測定され、その測定値に基づいて光源６１へ供給される電力が調整される。これにより、光源６１からの紫外光の強度が、例えば、使用するフォトレジストの仕様で決まる露光強度に調整される（ステップＳ６２）。調整された紫外光の強度を受光する紫外光センサ７０の強度は、制御部２００の記憶部（図示せず）に記憶される。以上で強度調整が終了し、シャッタ６１Ｓが閉まり、紫外光センサ７０へ紫外光の照射が妨げられる。
【００３５】
（ウエハＷの偏心検出）
次いで、移動機構９０によりチャック支持台９１が露光部６０側に移動され、モータ８１、チャック８０、及びチャック８０に保持されるウエハＷが露光部６０側に位置する。このとき、ウエハＷの周辺部が、図４に一点鎖線で示すように露光部６０のマスク６７と紫外光センサ７０との間に位置し、また、図５に示すように位置検出器１００の発光部９と受光部１１との間に位置する。
【００３６】
次に、ステップＳ６３において、制御部２００の制御の下、位置検出器１００の発光部９が点灯するとともに、モータ８１が起動されてチャック８０及びウエハＷが所定の速度で１回転する。このとき、発光部９からの光は、その一部がウエハＷにより遮られて受光部１１に照射される。これにより、受光部１１は、受光面における照射された領域と、照射されていない領域との境界に関する情報を含む信号（以下、便宜上、位置信号という）を制御部２００に対して出力する。位置信号を入力した制御部２００は、位置信号から上述の境界の位置を把握することができる。また、把握した境界の位置とウエハＷの回転角（０〜３６０°）とが関連付けられて制御部２００の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００３７】
（周辺露光）
続けて、ステップＳ６４において、露光部６０のシャッタ６１Ｓが開き、先に調整された所定の強度を有する紫外光がウエハＷの周辺部に向けて放射されるとともに、モータ８１が起動されてチャック８０及びウエハＷが所定の速度で１回転する。このとき、制御部２００は、先に把握し記憶したウエハＷの回転角と上述の境界の位置との関係に基づいて移動機構９０を制御し、ウエハＷの偏心（チャック８０の回転中心とウエハＷの中心のずれ）に起因する、紫外光の照射幅のずれを相殺する。例えば、位置検出器１００を用いた検出の結果、或る回転角θ１のときにウエハＷのエッジがウエハＷの中心方向にαμｍずれていることが分かっているとする。この場合、回転角θ１＋（露光部６０と位置検出器１００との角度の差）のときに、ウエハＷのエッジがαμｍ外側にずれるようにチャック８０が移動機構９０により移動される。このようなチャック８０の移動をウエハＷの回転とともに連続的に行うことにより、ウエハＷの周辺部には、一定の幅で紫外光が照射され得る。
【００３８】
一方、露光部６０の光源６１からの紫外光がウエハＷの周辺部に照射されている間（ウエハＷが１回転する間）、露光部６０の紫外光センサ７０もまた、紫外光センサ７０に照射される紫外光の強度を反映した信号（以下、便宜上、露光幅信号という）を制御部２００に対して出力する。
すなわち、図７（ｂ１）に示すように、光源６１からの紫外光Ｌの一部がウエハＷにより遮られ、ウエハＷのエッジの外側を通過した紫外光Ｌが紫外光センサ７０に至る。このため、図７（ｂ２）に示すように、ウエハＷによる影（右上がりの斜線で示す部分）が生じ、紫外光センサ７０には、右下がりの斜線で領域Ｓ（以下、照射面積Ｓ）にのみ紫外光が照射される。そして、照射面積Ｓに対応した強度を有する露光幅信号が紫外光センサ７０から出力される。ここで、照射面積Ｓは、図７（ｂ１）及び図７（ｃ１）に示すように、ウエハＷの中心Ｃｗとチャック８０の回転中心Ｃｃとのずれ（偏心）に応じて、図７（ｂ２）及び図７（ｃ２）に示すように変化する。したがって、ずれに応じた強度を有する露光幅信号が紫外光センサ７０から出力される。露光幅信号を入力した制御部２００は、先に紫外光強度を調整した際に得た紫外光強度により露光幅信号を規格化し、規格化した露光幅信号の強度が、仕様で決まる露光幅に許容範囲に対応した所定の範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ６５）。所定の範囲を超えたと判定された場合には（ステップＳ６５：ＮＯ）、そのウエハＷは、周辺露光装置１０から搬出され、元のキャリアＣへ戻されるとともに、ソフトマーキングされる。また、アラーム信号を出力し、これに応じて、例えば塗布現像装置３０の操作パネルにそのウエハＷのウエハ番号を表示しても良い。
【００３９】
（ウエハＷの露光及び現像処理）
一方、露光幅信号が所定の範囲に収まっていると判定された場合には（ステップＳ６５：ＮＯ）、周辺露光装置１０からウエハＷが搬出され、これ以降、インターフェイスアームＦによりウエハＷが露光装置Ｂ４へ搬送され、ウエハＷの周辺部より内側のフォトレジスト膜が露光され現像されて回路パターンを有するフォトレジストマスクが形成される。その後、ウエハＷは元のキャリアＣに戻される。そして、ソフトマーキングされたウエハＷは、キャリアＣから取り出されてリワークされる。
【００４０】
以上説明したとおり、本発明の実施形態による周辺露光装置１０を用いて実施される、本発明の実施形態による周辺露光方法によれば、ウエハＷの周辺に露光光を照射することにより周辺露光をしているときに、周辺露光用の露光光を用いることにより露光幅が監視される。すなわち、ウエハＷの周辺部により遮られることなく紫外光センサ７０に到達する露光光に応じた露光幅信号に基づいて、露光幅が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。
上述のとおり、周辺露光に先立って位置検出器１００によりウエハＷの偏心が検出され、これに基づいて露光幅が一定化される場合であっても、偏心検出の後、例えば周辺露光のためウエハＷを回転し始めた時にウエハＷがチャック８０に対してずれたときには、偏心検出の結果に基づいた制御には意味はなく、しかも、露光幅の不良を見出すことができない。しかし、本発明の実施形態による周辺露光方法によれば、周辺露光をしている間に露光幅を監視しているため、露光幅の不良を発見することができる。
【００４１】
しかも、周辺露光用の光源６１と、これが発する周辺露光用の紫外光の強度を調整するために設けられる紫外光センサ７０とを利用しているため、別途の機器や部品を周辺露光装置１０に追加する必要がない。すなわち、周辺露光装置１０のコストを上昇させることがない。
【００４２】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明の上述の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更が可能である。
【００４３】
例えば、露光部６０の紫外光センサ７０は、図８（ａ）に示すように、チャック８０により保持されるウエハＷの下方に、受光面が横方向を向くように配置され、ウエハＷのエッジの外側を通過する紫外光Ｌを平面ミラーＭ１により反射させることにより、紫外光センサ７０へ導いても良い。チャック８０に保持されるウエハＷの下方の空間を利用すれば、周辺露光装置１０を小型化することが可能となる。また、この場合であっても、ウエハＷの周辺部に遮られることなく紫外光センサ７０に到達する紫外光に応じた露光幅信号が出力され、上述の実施形態と同様の効果が奏される。また、平面ミラーＭ１の代わりに、図８（ｂ）に示すように凹面ミラーＭ２を用いても良い。
【００４４】
また、上述の実施形態においてはロッド６５からの紫外光をほぼ平行光に変換する光学系６４が使用されるが、これは必ずしも必要ではない。また、光学系６４の代わりに集光レンズを用いても良い。
【００４５】
また、上記の実施形態において、周辺露光装置１０は、塗布現像装置３０のインターフェイスブロックＢ３に配置されたが、処理ブロックＢ２の処理ユニット群６３又は第２棚ユニットＵ２内に配置されても良い。
【００４６】
また、本発明の実施形態による周辺露光方法及び周辺露光装置は、半導体ウエハだけでなく、ＦＰＤ用ガラス基板や樹脂基板に形成されるフォトレジスト膜に対する周辺露光にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
３０・・・塗布現像装置、Ｂ１・・・キャリアブロック、Ｂ２・・・処理ブロック、Ｂ３・・・インターフェイスブロック、Ｂ４・・・露光装置、Ｃ・・・キャリア、６３・・・処理ユニット群、Ｕ１・・・第１棚ユニット、Ｕ２・・・第２棚ユニット、Ｆ・・・インターフェイスアーム、１０・・・周辺露光装置、５０・・・筐体、５１・・・搬入出口、６０・・・露光部、６１・・・光源、７０・・・紫外光センサ、８０・・・チャック、８１・・・モータ、８５・・・バッファ、１００・・・位置検出器、９・・・発光部、１１・・・受光部、６４・・・光学系、６５・・・ロッド、６６・・・矩形開口、６７・・・マスク、９０・・・移動機構、９１・・・チャック支持台、９２・・・ボールねじ機構、９３・・・ねじ軸、９４・・・移動用モータ、Ｗ・・・ウエハ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に形成されたフォトレジスト膜の周辺露光方法及び周辺露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハやＦＰＤ用ガラス基板等の基板の表面に回路パターンを形成するため、フォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィ技術では、基板の表面にフォトレジスト膜を形成し、所定のフォトマスクを用いてフォトレジスト膜を露光することにより回路パターンの潜像を形成し、露光後のフォトレジスト膜を現像液で現像することにより回路パターンが形成される。基板の表面へのフォトレジスト膜の形成は、基板の表面にフォトレジスト液を供給し、基板を回転してフォトレジスト液を基板の表面に広げることにより行われる。
【０００３】
このように形成されるフォトレジスト膜は、基板の周辺部で厚くなる傾向があるため、露光処理の均一性が悪化するおそれがある。また、周辺部のフォトレジスト膜は基板の搬送中又は処理中に剥離し易いため、パーティクルを発生するおそれがある。そこで、基板の周辺部のフォトレジスト膜を除去するため、フォトレジスト膜の形成後に周辺部に紫外光を照射する周辺露光が行われる。具体的には、フォトレジスト膜が形成された基板を、例えば裏面中央部においてスピンチャックで保持して回転させつつ、基板の周辺部の所定の幅の領域に紫外光を照射することにより、フォトレジスト膜の周辺部が露光される（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１０７１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような周辺露光においては、基板の中心とスピンチャックの回転中心軸とが一致していない場合には、基板の外周に沿った周辺露光幅が不均一となる。周辺露光幅が不当に広くなった場合、基板上のダイ（チップ）領域にまで露光され、不良チップが発生してしまう場合さえある。逆に周辺露光幅が不当に狭くなった場合には、パーティクルの発生を抑制できないことともなる。
【０００６】
このような問題を解決するため、例えばスピンチャックで基板を保持した後、かつ周辺露光を開始する前に、スピンチャックの回転中心に対する基板の中心のずれを検出し、その検出結果に基づいて、周辺露光幅を調整することが行われている。
【０００７】
しかし、基板の中心のずれを検出したとしても、その検出から周辺露光までの間や、周辺露光中に中心ずれが発生する可能性がある。そのようなずれが発生した場合に周辺露光幅の不均一を把握できることが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、周辺露光幅の不均一を簡便に把握することを可能とする周辺露光装置及び周辺露光方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップとを含む周辺露光方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様は、フォトレジスト膜が形成された基板を保持する基板保持回転部；前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光を発する発光部と前記露光光を検知可能な受光部とを含む露光部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記発光部から前記受光部に至る前記露光光の光路の一部が遮られるように配置される当該露光部；及び前記基板の周辺部により遮られずに前記受光部に到達する前記露光光に応じて前記受光部から出力される信号に基づき、前記周辺部に照射される前記露光光の幅が許容範囲に収まるか否かを判定する制御部；を含む周辺露光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、周辺露光幅の不均一を簡便に把握することを可能とする周辺露光装置及び周辺露光方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による周辺露光装置が組み込まれる塗布現像装置を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態による周辺露光装置を示す概略上面図である。
【図４】本発明の実施形態による周辺露光装置を示す概略側面図である。
【図５】本発明の実施形態による周辺露光装置における位置検出器及び周辺露光部の基板に対する位置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による周辺露光方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態による周辺露光装置における周辺露光部の紫外光センサと、これに照射される周辺露光用の紫外光との位置関係を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態による周辺露光装置における周辺露光部の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１および図２を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光装置を備える、本発明の実施形態による塗布現像装置について説明する。図１は塗布現像装置の平面図であり、図２は図１の塗布現像装置の側面図である。
図１に示すように、本実施形態の塗布現像装置３０は、キャリアブロックＢ１、処理ブロックＢ２、およびインターフェイスブロックＢ３を備えている。また、インターフェイスブロックＢ３は露光装置Ｂ４に結合されている。
【００１５】
キャリアブロックＢ１は、複数のウエハを収容する密閉型のキャリアＣが載置される載置部６０と、載置部６０に載置されるキャリアＣからウエハを取りだして処理ブロックＢ２へ搬送し、処理ブロックＢ２にて処理されたウエハをキャリアＣへ収容する搬送アーム６２とを有している。
【００１６】
処理ブロックＢ２には、図２に示すように、現像処理を行うためのＤＥＶ層Ｌ１と、フォトレジスト膜の下地層としての反射防止膜を形成するためのＢＣＴ層Ｌ２と、フォトレジスト液を塗布するためのＣＯＴ層Ｌ３と、フォトレジスト膜の上に形成される反射防止膜を形成するためのＴＣＴ層Ｌ４とが下方から順に設けられている。
【００１７】
また、ＤＥＶ層Ｌ１には、図１に示す現像ユニット６８が例えば２段に積層されており、この２段の現像ユニット６８にウエハＷを搬送するための搬送アーム６９ａ（図２）が設けられている。ＢＣＴ層Ｌ２とＴＣＴ層Ｌ４には、図示を省略するが、各々反射防止膜用の薬液をスピンコーティングして反射防止膜を形成する塗布ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱ユニットや冷却ユニットとが設けられている。また、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行うため、ＢＣＴ層Ｌ２には搬送アーム６９ｂが、ＴＣＴ層Ｌ４には搬送アーム６９ｄが配置されている。
なお、上述の種々のユニットは、各層Ｌ１〜Ｌ４に対応して設けられる処理ユニット群６３（図１）内に積層して設けられている。
【００１８】
さらに、処理ブロックＢ２には、キャリアブロックＢ１側に第１棚ユニットＵ１が設けられ、インターフェイスブロックＢ３側に第２棚ユニットＵ２が設けられている。第１棚ユニットＵ１及び第２棚ユニットＵ２には複数の受け渡しユニットが設けられている。これらの受け渡しユニットのうち、図２にて参照符号ＣＰＬ＋数字で示される受け渡しユニットには温度調節用の冷却ユニットが備えられており、参照符号ＢＦ＋数字で示される受け渡しユニットには複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットが備えられている。
また、第１棚ユニットＵ１のＸ方向側（図１参照）に隣接して、第１棚ユニットＵ１の各部間でウエハＷを搬送する昇降自在な搬送アーム１６が設けられている。
【００１９】
インターフェイスブロックＢ３は、インターフェイスアームＦを備えており、このインターフェイスアームＦによって第２棚ユニットＵ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷが受け渡される。露光装置Ｂ４では、インターフェイスアームＦから搬送されたウエハＷに対して所定の露光処理が行われる。また、インターフェイスブロックＢ３には、本発明の実施形態による周辺露光装置１０（後述）が配置されており、周辺露光装置１０に対するウエハＷの搬入出は、インターフェイスアームＦにより行われる。
【００２０】
この塗布現像装置３０において、フォトレジストパターンをウエハＷに形成する場合、まずキャリアブロックＢ１からウエハＷを第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニット、例えばＢＣＴ層Ｌ２に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送アーム６２によって搬送する。次に、このウエハＷは、搬送アーム１６により受け渡しユニットＣＰＬ３へ搬送され、搬送アーム６９ｃにより、ＣＯＴ層Ｌ３に搬入される。ＣＯＴ層Ｌ３において、ウエハＷの表面（または最上層）が疎水化される。次いで、搬送アーム６９ｃにより塗布ユニットへ搬送され、ここでフォトレジスト膜が形成される。ウエハＷの表面が疎水化されているため、フォトレジスト膜はウエハＷの表面（また下地層）に対して高い密着性をもって形成される。
【００２１】
その後ウエハＷは、搬送アーム６９ｃにより第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＢＦ３へ搬送される。受け渡しユニットＢＦ３に搬送されたウエハＷは、搬送アーム１６により受け渡しユニットＣＰＬ４へと搬送され、搬送アーム６９ｄによってＴＣＴ層Ｌ４へと搬送される。そして、ＴＣＴ層Ｌ４にてウエハＷのフォトレジスト膜の上に反射防止膜が形成され、受け渡しユニットＴＲＳ４に搬送される。なお、求められる仕様等に応じてフォトレジスト膜の上に反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、ＢＣＴ層Ｌ２にてウエハＷに直接反射防止膜が形成される場合もある。
【００２２】
また、ＤＥＶ層Ｌ１内の上部にはシャトルアーム７００が設けられている（図２参照）。シャトルアーム７００は、第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＣＰＬ１１から第２棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送する。フォトレジスト膜や反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送アーム１６（図１）により、受け渡しユニットＢＦ３又はＴＲＳ４から受け渡しユニットＣＰＬ１１へと搬送され、シャトルアーム７００によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送される。
【００２３】
シャトルアーム７００によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送されたウエハＷは、インターフェイスブロックＢ３のインターフェイスアームＦ（図１）によって、周辺露光装置１０へ搬送される。周辺露光装置１０において、ウエハＷの表面周辺部に形成されたフォトレジスト膜が露光される。周辺露光が行われたウエハＷは、インターフェイスアームＦにより周辺露光装置１０から取り出されて、露光装置Ｂ４へ搬送される。そして、露光装置Ｂ４においてウエハＷ上に形成されたフォトレジスト膜が露光された後、ウエハＷは、インターフェイスアームＦによって第２棚ユニットＵ２の受け渡しユニットＴＲＳ６へ搬送される。続けて、ウエハＷは、搬送アーム６９ａによりＤＥＶ層Ｌ１に搬送され、ここで、露光されたフォトレジスト膜が現像された後、搬送アーム６９ａによって第１棚ユニットＵ１の受け渡しユニットＴＲＳ１へ搬送され、搬送アーム６２によってキャリアＣへ収容される。このようにして本実施形態の塗布現像装置３０により、ウエハＷにフォトレジストパターンが形成される。
【００２４】
次に、図３から図５まで及び図７を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光装置１０について説明する。
図３及び図４を参照すると、周辺露光装置１０は、一端にウエハＷの搬入出口５１が形成された筐体５０を有している。ウエハＷは、インターフェイスアームＦにより搬入出口５１を通して筐体５０内に搬入され、筐体５０から搬出される。また、筐体５０内には、ウエハＷの裏面中央部を吸着によりウエハＷを保持するチャック８０と、チャック８０を回転するモータ８１（図４）と、チャック８０及びモータ８１を搬入出口５１側又は露光部６０側に移動する移動機構９０（図４）と、チャック８０にて保持されたウエハＷの中心からの偏心量を検出する位置検出器１００と、搬入出口５１と反対側の上部に設けられ、ウエハＷの周辺部に紫外光を照射する露光部６０と、搬入出口５１から筐体５０内に挿入されるインターフェイスアームＦとチャック８０との間で、ウエハＷを受け渡す受け渡し手段であるバッファ８５とが設けられている。
【００２５】
位置検出器１００は、図５に示す例では、チャック８０の中心に対して露光部６０と１８０°ずれた位置に配置され、ウエハＷの周辺部を上下から挟む発光部９及び受光部１１を有している。なお、位置検出器１００は、図３に示すように、チャック８０の中心に対して露光部６０と９０°ずれた位置に配置されても良い。
本実施形態においては、発光部９は、ウエハＷに形成されるフォトレジスト膜を露光しない波長を有する光を発する。例えば黄色光や赤色光を発するＬＥＤランプを発光部９として使用することができる。受光部１１は例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）ラインセンサで構成されている。受光部１１としてのＣＣＤラインセンサは、その長手方向と、チャック８０に保持されるウエハＷのエッジとが交差するように配置される。また、発光部９としてのＬＥＤランプは、ウエハＷがチャック８０により保持されていないときに、ＣＣＤラインセンサ１１の受光面全体に光を照射できるように配置されている。これにより、チャック８０がウエハＷを保持したときに、ＣＣＤラインセンサ１１においてウエハＷにより遮光された領域と、遮光されずに光が照射された領域とが生じる。これらの領域の境界の位置に基づいてウエハＷのエッジを検出することができる。
【００２６】
露光部６０は、図４及び図５に示すように、光源６１と、光源６１からの光を集光する集光ミラー６２と、光源６１と集光ミラー６２を収納する光源ボックス６３と、光源ボックス６３の下部に設けられ、光源６１からの紫外光を光学系６４に導くロッド６５と、ロッド６５の下端開口部の近傍に配置され、露光面積を調節する矩形開口６６を有するマスク６７と、マスク６７の矩形開口６６を透過する紫外光を検出する紫外光センサ７０とを有している。また、光源ボックス６３内において、光源６１とロッド６５との間にはシャッタ６１Ｓが設けられている。
【００２７】
光源６１は、ウエハＷに形成されるフォトレジスト膜を露光可能な波長成分を含む例えば紫外光（ＵＶ光）を発する。具体的には、使用するフォトレジスト膜に応じて、例えば超高圧ＵＶランプ、高圧ＵＶランプ、低圧ＵＶランプ、エキシマランプなどを光源６１として使用することができる。また、紫外光センサ７０としては、光源６１からの紫外光に対して感度を有する受光素子（例えば半導体紫外線素子）を使用することができる。
【００２８】
光学系６４は例えば複数のレンズを含み、ロッド６５により導かれた紫外光をほぼ平行光に変換してマスク６７に照射する。マスク６７の矩形開口６６は、例えば４ｍｍの幅ｗ及び５ｍｍの長さｔ（図５参照）を有することができる。これにより、４ｍｍの幅と５ｍｍの長さを有する断面を有する紫外光（の光束）が紫外光センサ７０に向かって放射される。紫外光センサ７０（の受光面）は、マスク６７の矩形開口６６の幅ｗよりも大きい幅を有していることが好ましい。これにより、図７（ａ１）に示すように、マスク６７を通過した紫外光ＬがウエハＷに遮られることなく直接に紫外光センサ７０に照射される場合、図７（ａ２）に示すように、幅方向については紫外光センサ７０の内側に紫外光Ｌが収まることができる。
【００２９】
なお、露光部６０は、（露光部６０側に位置する）チャック８０に偏心なく保持されるウエハＷの周辺部に対して、ウエハＷのエッジから一定の幅（例えば０．１ｍｍから４．０ｍｍ）で紫外光が照射されるように位置決めされる。
【００３０】
再び図３及び図４を参照すると、移動機構９０は、チャック８０とモータ８１を支持するチャック支持台９１と、チャック支持台９１を搬入出口５１側又は露光部６０側に移動するボールねじ機構９２とを有している。ボールねじ機構９２は、チャック支持台９１を軸方向に移動可能に係合（螺合）するねじ軸９３と、ねじ軸９３を正逆回転する移動用モータ９４とで構成されている。また、チャック支持台９１を摺動可能に支持する一対のガイド軸９５がねじ軸９３と平行に設けられている。このように構成される移動機構９０において、移動用モータ９４がねじ軸９３を正逆方向に回転することによって、チャック支持台９１ひいてはチャック８０及びモータ８１が、搬入出口５１側又は露光部６０側に移動される。
【００３１】
バッファ８５は、図３に示すように、上方から見てチャック８０の外方を包囲する円弧状の切欠き８６ａを有する支持板８６と、支持板８６上に起立する３つの支持ピン８７と、支持板８６をチャック８０の上下方向に昇降する昇降機構（例えば昇降用のエアーシリンダ）８８とを有している。このように構成されるバッファ８５は、図４に二点鎖線で示すように、エアーシリンダ８８の駆動によりチャック８０より上方に上昇することにより、インターフェイスアームＦに保持されたウエハＷを支持ピン８７で受け取り、その後、チャック８０より下方に下降することにより、チャック８０にウエハＷを受け渡すことができる。また、逆にチャック８０の下方位置から上昇することにより、チャック８０に保持されたウエハＷをチャック８０から支持ピン８７が受け取り、その後、周辺露光装置１０の筐体５０内に進入してウエハＷの下方に位置するインターフェイスアームＦにウエハＷを受け渡すことができる。
【００３２】
また、チャック８０駆動用のモータ８１、移動用モータ９４、昇降用のエアーシリンダ８８、及び位置検出器１００は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む制御部２００に電気的に接続されている。制御部２００は図示しない記憶部を有しており、例えばウエハＷのエッジからウエハＷ内のチップ（素子）までの距離、アライメントの位置や寸法等の情報や、位置検出器１００からの検出情報を記憶することができる。これらの情報に基づいて、制御部２００は、モータ８１、移動用モータ９４、及び昇降用エアーシリンダ８８等を動作させることができる。
【００３３】
以下、図６及び図７を参照しながら、本発明の実施形態による周辺露光方法を、上述の塗布現像装置３０及び周辺露光装置１０を用いて実施する場合を例にとり説明する。このため、以下の説明では、図３から図５も適宜参照する。
（ウエハの搬入）
まず、移動機構９０により、チャック支持台９１が搬入出口５１側に移動される（図４の実線で示すチャック支持台９１を参照）。これにより、チャック支持台９１に支持されるモータ８１及びチャック８０が搬入出口５１側（搬入出口５１に望む位置）に位置する。次に、塗布現像装置３０においてフォトレジスト膜が形成され、プリベークされたウエハＷが、インターフェイスアームＦによって、搬入出口５１を通して筐体５０内に搬入される。インターフェイスアームＦにより保持されるウエハＷが、支持板８６及び支持ピン８７により、チャック８０へ受け渡され、吸着によりチャック８０によって保持される（ステップＳ６１）。
【００３４】
（露光用紫外光の強度調整）
ウエハＷの搬入中（または搬入後であって搬入出口５１側にある間）に、露光部６０の光源６１が点灯し、シャッタ６１Ｓが開くことにより、光源６１からの紫外光がロッド６５、光学系６４、及びマスク６７を通過して、紫外光センサ７０に照射される。照射された紫外光の強度が測定され、その測定値に基づいて光源６１へ供給される電力が調整される。これにより、光源６１からの紫外光の強度が、例えば、使用するフォトレジストの仕様で決まる露光強度に調整される（ステップＳ６２）。調整された紫外光の強度を受光する紫外光センサ７０の強度は、制御部２００の記憶部（図示せず）に記憶される。以上で強度調整が終了し、シャッタ６１Ｓが閉まり、紫外光センサ７０へ紫外光の照射が妨げられる。
【００３５】
（ウエハＷの偏心検出）
次いで、移動機構９０によりチャック支持台９１が露光部６０側に移動され、モータ８１、チャック８０、及びチャック８０に保持されるウエハＷが露光部６０側に位置する。このとき、ウエハＷの周辺部が、図４に一点鎖線で示すように露光部６０のマスク６７と紫外光センサ７０との間に位置し、また、図５に示すように位置検出器１００の発光部９と受光部１１との間に位置する。
【００３６】
次に、ステップＳ６３において、制御部２００の制御の下、位置検出器１００の発光部９が点灯するとともに、モータ８１が起動されてチャック８０及びウエハＷが所定の速度で１回転する。このとき、発光部９からの光は、その一部がウエハＷにより遮られて受光部１１に照射される。これにより、受光部１１は、受光面における照射された領域と、照射されていない領域との境界に関する情報を含む信号（以下、便宜上、位置信号という）を制御部２００に対して出力する。位置信号を入力した制御部２００は、位置信号から上述の境界の位置を把握することができる。また、把握した境界の位置とウエハＷの回転角（０〜３６０°）とが関連付けられて制御部２００の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００３７】
（周辺露光）
続けて、ステップＳ６４において、露光部６０のシャッタ６１Ｓが開き、先に調整された所定の強度を有する紫外光がウエハＷの周辺部に向けて放射されるとともに、モータ８１が起動されてチャック８０及びウエハＷが所定の速度で１回転する。このとき、制御部２００は、先に把握し記憶したウエハＷの回転角と上述の境界の位置との関係に基づいて移動機構９０を制御し、ウエハＷの偏心（チャック８０の回転中心とウエハＷの中心のずれ）に起因する、紫外光の照射幅のずれを相殺する。例えば、位置検出器１００を用いた検出の結果、或る回転角θ１のときにウエハＷのエッジがウエハＷの中心方向にαμｍずれていることが分かっているとする。この場合、回転角θ１＋（露光部６０と位置検出器１００との角度の差）のときに、ウエハＷのエッジがαμｍ外側にずれるようにチャック８０が移動機構９０により移動される。このようなチャック８０の移動をウエハＷの回転とともに連続的に行うことにより、ウエハＷの周辺部には、一定の幅で紫外光が照射され得る。
【００３８】
一方、露光部６０の光源６１からの紫外光がウエハＷの周辺部に照射されている間（ウエハＷが１回転する間）、露光部６０の紫外光センサ７０もまた、紫外光センサ７０に照射される紫外光の強度を反映した信号（以下、便宜上、露光幅信号という）を制御部２００に対して出力する。
すなわち、図７（ｂ１）に示すように、光源６１からの紫外光Ｌの一部がウエハＷにより遮られ、ウエハＷのエッジの外側を通過した紫外光Ｌが紫外光センサ７０に至る。このため、図７（ｂ２）に示すように、ウエハＷによる影（右上がりの斜線で示す部分）が生じ、紫外光センサ７０には、右下がりの斜線で領域Ｓ（以下、照射面積Ｓ）にのみ紫外光が照射される。そして、照射面積Ｓに対応した強度を有する露光幅信号が紫外光センサ７０から出力される。ここで、照射面積Ｓは、図７（ｂ１）及び図７（ｃ１）に示すように、ウエハＷの中心Ｃｗとチャック８０の回転中心Ｃｃとのずれ（偏心）に応じて、図７（ｂ２）及び図７（ｃ２）に示すように変化する。したがって、ずれに応じた強度を有する露光幅信号が紫外光センサ７０から出力される。露光幅信号を入力した制御部２００は、先に紫外光強度を調整した際に得た紫外光強度により露光幅信号を規格化し、規格化した露光幅信号の強度が、仕様で決まる露光幅に許容範囲に対応した所定の範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ６５）。所定の範囲を超えたと判定された場合には（ステップＳ６５：ＮＯ）、そのウエハＷは、周辺露光装置１０から搬出され、元のキャリアＣへ戻されるとともに、ソフトマーキングされる。また、アラーム信号を出力し、これに応じて、例えば塗布現像装置３０の操作パネルにそのウエハＷのウエハ番号を表示しても良い。
【００３９】
（ウエハＷの露光及び現像処理）
一方、露光幅信号が所定の範囲に収まっていると判定された場合には（ステップＳ６５：ＮＯ）、周辺露光装置１０からウエハＷが搬出され、これ以降、インターフェイスアームＦによりウエハＷが露光装置Ｂ４へ搬送され、ウエハＷの周辺部より内側のフォトレジスト膜が露光され現像されて回路パターンを有するフォトレジストマスクが形成される。その後、ウエハＷは元のキャリアＣに戻される。そして、ソフトマーキングされたウエハＷは、キャリアＣから取り出されてリワークされる。
【００４０】
以上説明したとおり、本発明の実施形態による周辺露光装置１０を用いて実施される、本発明の実施形態による周辺露光方法によれば、ウエハＷの周辺に露光光を照射することにより周辺露光をしているときに、周辺露光用の露光光を用いることにより露光幅が監視される。すなわち、ウエハＷの周辺部により遮られることなく紫外光センサ７０に到達する露光光に応じた露光幅信号に基づいて、露光幅が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。
上述のとおり、周辺露光に先立って位置検出器１００によりウエハＷの偏心が検出され、これに基づいて露光幅が一定化される場合であっても、偏心検出の後、例えば周辺露光のためウエハＷを回転し始めた時にウエハＷがチャック８０に対してずれたときには、偏心検出の結果に基づいた制御には意味はなく、しかも、露光幅の不良を見出すことができない。しかし、本発明の実施形態による周辺露光方法によれば、周辺露光をしている間に露光幅を監視しているため、露光幅の不良を発見することができる。
【００４１】
しかも、周辺露光用の光源６１と、これが発する周辺露光用の紫外光の強度を調整するために設けられる紫外光センサ７０とを利用しているため、別途の機器や部品を周辺露光装置１０に追加する必要がない。すなわち、周辺露光装置１０のコストを上昇させることがない。
【００４２】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明の上述の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更が可能である。
【００４３】
例えば、露光部６０の紫外光センサ７０は、図８（ａ）に示すように、チャック８０により保持されるウエハＷの下方に、受光面が横方向を向くように配置され、ウエハＷのエッジの外側を通過する紫外光Ｌを平面ミラーＭ１により反射させることにより、紫外光センサ７０へ導いても良い。チャック８０に保持されるウエハＷの下方の空間を利用すれば、周辺露光装置１０を小型化することが可能となる。また、この場合であっても、ウエハＷの周辺部に遮られることなく紫外光センサ７０に到達する紫外光に応じた露光幅信号が出力され、上述の実施形態と同様の効果が奏される。また、平面ミラーＭ１の代わりに、図８（ｂ）に示すように凹面ミラーＭ２を用いても良い。
【００４４】
また、上述の実施形態においてはロッド６５からの紫外光をほぼ平行光に変換する光学系６４が使用されるが、これは必ずしも必要ではない。また、光学系６４の代わりに集光レンズを用いても良い。
【００４５】
また、上記の実施形態において、周辺露光装置１０は、塗布現像装置３０のインターフェイスブロックＢ３に配置されたが、処理ブロックＢ２の処理ユニット群６３又は第２棚ユニットＵ２内に配置されても良い。
【００４６】
また、本発明の実施形態による周辺露光方法及び周辺露光装置は、半導体ウエハだけでなく、ＦＰＤ用ガラス基板や樹脂基板に形成されるフォトレジスト膜に対する周辺露光にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
３０・・・塗布現像装置、Ｂ１・・・キャリアブロック、Ｂ２・・・処理ブロック、Ｂ３・・・インターフェイスブロック、Ｂ４・・・露光装置、Ｃ・・・キャリア、６３・・・処理ユニット群、Ｕ１・・・第１棚ユニット、Ｕ２・・・第２棚ユニット、Ｆ・・・インターフェイスアーム、１０・・・周辺露光装置、５０・・・筐体、５１・・・搬入出口、６０・・・露光部、６１・・・光源、７０・・・紫外光センサ、８０・・・チャック、８１・・・モータ、８５・・・バッファ、１００・・・位置検出器、９・・・発光部、１１・・・受光部、６４・・・光学系、６５・・・ロッド、６６・・・矩形開口、６７・・・マスク、９０・・・移動機構、９１・・・チャック支持台、９２・・・ボールねじ機構、９３・・・ねじ軸、９４・・・移動用モータ、Ｗ・・・ウエハ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、
前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、
前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップと
を含む周辺露光方法。
【請求項２】
前記検出するステップにおいて、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光が前記露光光に対して感度を有する受光部により受光され、該受光部の受光面に照射される前記露光光の照射面積に基づいた信号が出力される、請求項１に記載の周辺露光方法。
【請求項３】
前記放射するステップに先立って、前記基板保持回転部の回転中心軸と、前記基板保持回転部により保持される前記基板の中心との間の位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップと、
前記放射するステップにおいて、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら、前記位置ずれ検出ステップで検出された前記位置ずれを補正するステップと
を更に含む、請求項１又は２に記載の周辺露光方法。
【請求項４】
前記位置ずれ検出ステップが
前記フォトレジスト膜を露光しない検出用の光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記検出用の光を放射するステップ
を含み、
前記基板の周縁の外側を通過した前記検出用の光に基づいて前記位置ずれが検出される、請求項３に記載の周辺露光方法。
【請求項５】
前記位置ずれを補正するステップにおいて、前記位置ずれを補正するように前記基板保持回転部の位置が調整される、請求項３又は４に記載の周辺露光方法。
【請求項６】
フォトレジスト膜が形成された基板を保持する基板保持回転部；
前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光を発する発光部と前記露光光を検知可能な受光部とを含む露光部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記発光部から前記受光部に至る前記露光光の光路の一部が遮られるように配置される当該露光部；及び
前記基板の周辺部により遮られずに前記受光部に到達する前記露光光に応じて前記受光部から出力される信号に基づき、前記周辺部に照射される前記露光光の幅が許容範囲に収まるか否かを判定する制御部；
を含む周辺露光装置。
【請求項７】
前記フォトレジスト膜を露光しない検出用の光を発する第２の発光部と、前記検出用の光を検知可能な第２の受光部とを含む基板位置検出部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記第２の発光部から前記第２の受光部に至る前記検出用の光の光路の一部が遮られるように配置される当該位置検出部を更に備え、
前記制御部が、前記基板の周辺部により遮られずに前記第２の受光部に到達する前記検出用の光に応じて前記第２の受光部から出力される信号に基づき、前記基板と前記基板保持回転部との間の位置ずれを求める、請求項６に記載の周辺露光装置。
【請求項８】
前記制御部が、求めた前記位置ずれを補正するように前記基板保持回転部の位置を調整する、請求項６又は７に記載の周辺露光装置。
【請求項１】
フォトレジスト膜が形成された基板を基板保持回転部により保持するステップと、
前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記露光光を放射するステップと、
前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光に基づいて前記周辺部に照射される前記露光光の幅を検出するステップと
を含む周辺露光方法。
【請求項２】
前記検出するステップにおいて、前記基板の周縁の外側を通過した前記露光光が前記露光光に対して感度を有する受光部により受光され、該受光部の受光面に照射される前記露光光の照射面積に基づいた信号が出力される、請求項１に記載の周辺露光方法。
【請求項３】
前記放射するステップに先立って、前記基板保持回転部の回転中心軸と、前記基板保持回転部により保持される前記基板の中心との間の位置ずれを検出する位置ずれ検出ステップと、
前記放射するステップにおいて、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら、前記位置ずれ検出ステップで検出された前記位置ずれを補正するステップと
を更に含む、請求項１又は２に記載の周辺露光方法。
【請求項４】
前記位置ずれ検出ステップが
前記フォトレジスト膜を露光しない検出用の光が、前記基板の周辺部に照射されるとともに前記基板の周縁の外側を通過するように、前記基板保持回転部により前記基板を回転しながら前記基板に向けて前記検出用の光を放射するステップ
を含み、
前記基板の周縁の外側を通過した前記検出用の光に基づいて前記位置ずれが検出される、請求項３に記載の周辺露光方法。
【請求項５】
前記位置ずれを補正するステップにおいて、前記位置ずれを補正するように前記基板保持回転部の位置が調整される、請求項３又は４に記載の周辺露光方法。
【請求項６】
フォトレジスト膜が形成された基板を保持する基板保持回転部；
前記フォトレジスト膜を露光可能な露光光を発する発光部と前記露光光を検知可能な受光部とを含む露光部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記発光部から前記受光部に至る前記露光光の光路の一部が遮られるように配置される当該露光部；及び
前記基板の周辺部により遮られずに前記受光部に到達する前記露光光に応じて前記受光部から出力される信号に基づき、前記周辺部に照射される前記露光光の幅が許容範囲に収まるか否かを判定する制御部；
を含む周辺露光装置。
【請求項７】
前記フォトレジスト膜を露光しない検出用の光を発する第２の発光部と、前記検出用の光を検知可能な第２の受光部とを含む基板位置検出部であって、前記基板保持回転部により保持される前記基板の周辺部により、前記第２の発光部から前記第２の受光部に至る前記検出用の光の光路の一部が遮られるように配置される当該位置検出部を更に備え、
前記制御部が、前記基板の周辺部により遮られずに前記第２の受光部に到達する前記検出用の光に応じて前記第２の受光部から出力される信号に基づき、前記基板と前記基板保持回転部との間の位置ずれを求める、請求項６に記載の周辺露光装置。
【請求項８】
前記制御部が、求めた前記位置ずれを補正するように前記基板保持回転部の位置を調整する、請求項６又は７に記載の周辺露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２０８９６（Ｐ２０１２−２２０８９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９５９６（Ｐ２０１１−８９５９６）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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