(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にアライメントマークが形成され、外周部に特異点を有し、フォトレジストが塗布された基板を回転ステージに載置し、該回転ステージの回転により、該基板を回転させつつ、該基板のエッジから所定の幅の領域に、露光光の照射領域を相対的に移動させて、該基板の周辺部のフォトレジストを露光する露光装置であって、
センサ光を投光する投光部と、該センサ光を受光する受光部から構成され、上記基板の特異点およびエッジの位置を検知する特異点及びエッジ位置検知手段と、
上記特異点及びエッジ位置検知手段を、上記基板の略中心方向に移動させる特異点及びエッジ位置検知手段移動機構と、
上記露光光の照射領域を移動させる照射領域移動機構と、
上記基板に形成されたアライメントマークの大きさに応じた開口を有する絞り板と、
上記絞り板を、前記露光光の照射領域に挿入退避させる絞り板駆動機構と、
上記投光部から、センサ光を上記基板の周辺部に投光し、上記基板のエッジ部分に照射したセンサ光を上記受光部で受光し、該受光部の受光量が略一定になるように、上記特異点及びエッジ位置検知手段移動機構を制御するとともに、
上記特異点及びエッジ位置検知手段の移動方向及び移動量と同じ方向に同じ量だけ、上記照射領域を移動するように、上記照射領域移動機構を制御する制御部とを有し、
上記制御部は、上記基板に形成されたアライメントマークの位置情報を記憶し、上記特異点及びエッジ位置検知手段より得られたエッジ位置情報と特異点情報と上記基板に形成されたアライメントマークの位置情報とに基づき、上記回転ステージ上に載置された基板上のアライメントマークの位置を演算し、
上記制御部における演算結果に基づき、上記露光光の照射領域と、上記回転ステージにおけるアライメントマークの位置とを一致させ、上記絞り板駆動機構により、上記絞り板を上記露光光の照射領域に移動させ、
上記絞り板の開口を介して、上記アライメントマークが形成された領域上に塗布されているフォトレジストの露光を行う
ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン形成領域外にアライメントマークが形成され、フォトレジストが塗布された基板上に紫外光を照射して、上記アライメントマークが形成された領域上に塗布されているフォトレジストを露光する露光方法および露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マスクに形成された回路等のマスクバターンを基板（以下ウエハという）に露光するとき、マスクパターンをウエハの所定の位置に露光するため、マスクとウエハの位置合せを行なう。この位置合せのために、マスクにはマスク・アライメントマークが、ウエハにはワーク・アライメントマークが設けられる。
両アライメントマークの位置関係が所定の位置関係になる（例えば一致する) ように、マスクとウエハを移動し、位置合せを行ない、マスクパターンをウエハに露光し、ウエハ上にパターンを形成する。
ワーク・アライメントマーク（以下単にアライメントマークという) は、上記したように、マスクとワークの位置合せに用いるものであり、通常、アライメントマークは、回路等のパターンが形成される領域外に設けられる。
【０００３】
使用する露光装置によっては、上記アライメントマークが、例えば、図１２に示すように、ウエハに形成するパターンの領域の周辺部に設けられる場合がある。このような場合、従来のプロセスにより、パターンを形成すると以下に説明するように、アライメントマークＡＭ上に膜が多層に積層されて形成され、プロセスが進む程アライメントマークの視認性が悪くなり検出しづらくなる。
以下、ウエハ周辺部にアライメントマークが設けられている場合に、従来のプロセスによるパターンの生成について図１３〜図１５により簡単に説明する。
(1) まず、ウエハ上にアライメントマークと、素子パターンを形成する。なお、ウエハ上にアライメントマーク、素子パターンを形成するためには、露光、現像工程等があるが、ここでは、これらの工程の説明は省略する。
上記工程により、図１３（ａ）に示すように、ウエハＷの周辺部にアライメントマークＡＭが形成される。なお、同図（ａ）は、ウエハＷをその面に垂直な平面が切った断面図を示し、ウエハＷの上面には後述する図１５（ｎ）に示すように、例えば十字型のアライメントマークＡＭが形成される（図１３（ａ）は図１５（ｎ）のＡ−Ａ断面を示している）。
(2) 図１３（ｂ）に示すように、アライメントマークＡＭと素子パターンが形成されたウエハ上に酸化膜（Ｓｉ０2 ）や窒化膜（ＳｉＮ）などの膜を形成する。
【０００４】
(3) 図１３（ｃ）に示すように、レジストを塗布する。
(4) 図１３（ｄ）に示すように、マスクパターン（素子パターン）を露光する。この時、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭとマスクに設けられたマスクアライメントマークとにより、マスクとワークの位置合せを行なう。なお、同図では、素子パターンの詳細構造は省略されている。
(5) 図１３（ｅ）に示すように周辺部を露光する。
(6) レジストを現像する。ポジ型レジストであれば、図１４（ｆ）に示すように露光された部分が現像液に溶ける。
(7) 図１４（ｇ）に示すように、レジストをマスクにして膜のエッチングを行なう。レジストがない部分の膜が除去される。
(8) 図１４（ｈ）に示すように、レジストを剥離する。これで第２層目のパターンが形成される。
(9) 以下、図１４（ｉ）〜図１５（ｋ）に示すように、成膜（図１４（ｉ）ではポリシリコン（ポリｓｉ））し、レジストを塗布し、露光を行う。さらに、図１５（ｌ）〜図１５（ｎ）に示すように現像、エッチング、剥離を行い、３層目のパターンを形成する。
これにより、ウエハの周辺部に形成されたアライメントマークＡＭの上には、図１５（ｎ）に示すように２層目、３層目の膜が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記プロセスでは、上述したようにプロセスが進むにつれ、アライメントマーク上に膜が多層に積層形成されるため、各層による光の吸収や界面での屈折により、マスクとワークの位置合わせ時に、アライメントマークの視認性が悪くなり検出が次第にしづらくなる。
上記の問題を防ぐため、従来のステップ＆リピート方式の露光装置（ステッパ）においては、各素子パターンの周囲（パターン領域内の各素子パターンのすき間）にアライメントマークを配し、パターンを露光する毎に、新たなアライメントマークを積層された最上層に各素子パターンの周囲（すき間）に露光していた。
しかし、図１２に示すように、アライメントマークがウエハの周辺部に設けられる場合には、上記方法は採用できず、図１５（ｎ）に示すようにアライメントマーク上に多層の膜が積層形成されてしまい、プロセスが進んで、積層数が増えるにつれて，視認性が悪くなり、アライメントマークの検出が困難となる。
なお、本来のワークに形成する微細な回路等のパターンのマスクとは別に、アライメントマーク露光用のパターンが形成されたマスクを用いて、図１２に示したようにウエハ周辺部に設けられたアライメントマークを露光すれば、上述した問題を解決することができるが、ステッパをアライメントマーク部分のみの露光に用いると、その分、本来の目的である微細な回路パターンを露光するための稼動率が低くなる。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の第１の目的は、アライメントマークがウエハ周辺部に設けられている場合であっても、アライメントマークの検出がしづらくなるといった問題を解決することである。
本発明の第２の目的は、ステッパなどの微細パターンを形成する露光装置を用いずに、周辺露光装置を用いてアライメントマーク上とその周囲のレジストを露光できるようにし、ステッパの稼動率を上げることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
表面にアライメントマークが形成され、外周部に特異点を有し、フォトレジストが塗布された基板を回転ステージに載置し、該回転ステージの回転により、該基板を回転させつつ、該基板のエッジから所定の幅の領域に、露光光の照射領域を相対的に移動させて、該基板の周辺部のフォトレジストを露光する露光装置において、センサ光を投光する投光部と、該センサ光を受光する受光部から構成され、上記基板の特異点およびエッジの位置を検知する特異点及びエッジ位置検知手段と、上記特異点及びエッジ位置検知手段を、上記基板の略中心方向に移動させる特異点及びエッジ位置検知手段移動機構と、上記露光光の照射領域を移動させる照射領域移動機構と、上記基板に形成されたアライメントマークの大きさに応じた開口を有する絞り板と、上記絞り板を、前記露光光の照射領域に挿入退避させる絞り板駆動機構と、上記投光部から、センサ光を上記基板の周辺部に投光し、上記基板のエッジ部分に照射したセンサ光を上記受光部で受光し、該受光部の受光量が略一定になるように、上記特異点及びエッジ位置検知手段移動機構を制御するとともに、上記特異点及びエッジ位置検知手段の移動方向及び移動量と同じ方向に同じ量だけ、上記照射領域を移動するように、上記照射領域移動機構を制御する制御部を設ける。
そして、上記制御部は、上記基板に形成されたアライメントマークの位置情報を記憶し、上記特異点及びエッジ位置検知手段より得られたエッジ位置情報と特異点位置情報と、上記基板に形成されたアライメントマークの位置情報とに基づき、上記回転ステージ上に載置された基板上のアライメントマークの位置を演算し、上記制御部における演算結果に基づき、上記露光光の照射領域と、上記回転ステージにおけるアライメントマークの位置とを一致させ、上記絞り板駆動機構により、上記絞り板を上記露光光の照射領域に移動させ、上記絞り板の開口を介して、上記アライメントマークが形成された領域上に塗布されているフォトレジストの露光を行う。
すなわち、上記制御部は、上記ウエハを回転させ、ウエハエッジ検知手段により、ウエハエッジの位置を検知し、回転ステージの回転中心位置と、ウエハの中心位置とのずれ量とずれの方向とを求め、また、特異点及びエッジ位置検知手段の出力の変化量から特異点の位置を算出する。
そして、このずれ量及び方向と特異点の位置とに基づき、予め入力されたアライメントマークの位置座標を上記回転ステージの座標系に変換し、回転ステージの座標系におけるアライメントマークの位置を求める。さらに、回転ステージおよび露光光出射部を相対的に移動させ、予め入力されているウエハ上のアライメントマークの位置に露光光が照射されるように、露光光の照射領域を移動させ、上記絞り板の開口を介して、露光光出射部２から露光光を照射して、アライメントマークが形成された領域上に塗布されたフォトレジストを露光する。露光すべきアライメントマークが複数個ある場合、上記と同様、各アライメントマークを露光する。
上記のように周辺露光装置を用いてアライメントマークを露光することにより、ステッパによるウエハ上のアライメントマークの露光を行う必要がなく、ステッパの稼動率を上げることができる。また、開口を介して露光光を照射することにより、露光光出射部に設けたレンズによるゴーストを防止することができ、コントラストの良いスポット光を得ることができる。
また、周辺露光装置にアライメントマーク露光機能を持たせることにより、すでに周辺露光を行なっている工程に導入することができ、新たにアライメントマークを露光する装置を購入する必要がない。
さらに、周辺露光装置とアライメントマーク露光装置とを兼用でき、また、周辺露光装置に若干の機能を追加するだけで、アライメントマーク部を露光することができるので、コストアップも少ない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の実施例のパターン形成プロセスについて図１〜図３、および図４のプロセスフローにより説明する。なお、以下の実施例ではノッチを有するウエハについて説明するが、オリエンテーションフラットを有するウエハや、角形の基板にも本発明を適用することができる。
(1) 図１（ａ）に示すＳｉ基板（ウエハ）上に、熱酸化、ＣＶＤ等により図１（ｂ）に示すように酸化膜（Ｓｉ０2 ）や窒化膜（ＳｉＮ）などの膜を形成する（図４のステップＳ１）。なおこの例では酸化膜（Ｓｉ０2 ）を形成している。
(2) 図１（ｃ）に示すようにレジストを塗布し（図４のステップＳ２）、ステッパ等により図１（ｄ）に示すように素子パターンとアライメントマークＡＭを露光する（図４のステップＳ３）。なお、同図では素子パターンの詳細構造は省略している。
(3) 図１（ｅ）に示すようにウエハ周辺部の不要なレジストを除去するため周辺露光を行う（図４のステップＳ４）。なお、周辺露光は、後述する周辺露光装置により行われる。
(4) レジストを現像する（図４のステップＳ５）。ポジ型レジストであれば、図１（ｆ）に示すように露光された部分が現像液に溶ける。
(5) 図１（ｇ）に示すように、レジストをマスクにして膜のエッチングを行なう。レジストがない部分の膜が除去される（図４のステップＳ６）。
(6) 剥離剤、酸素プラズマ等でレジストを剥離する（図４のステップＳ７）。これにより、図２（ｈ）に示すように、ウエハ上に１層目の素子パターンとアライメントマークＡＭが形成される。なお、同図（ｈ）は、ウエハをその面に垂直な平面が切った断面図を示し、ウエハの上面には前記した図１５（ｎ）に示すようなアライメントマークＡＭが形成される。
(7) 図２（ｉ）に示すように酸化膜（Ｓｉ０2 ）や窒化膜（ＳｉＮ）などの膜を形成する（この例では窒化膜ＳｉＮを形成している）。アライメントマークＡＭ上にもＳｉＮ膜が形成される（図４のステップＳ８）。
【０００８】
(8) 図２（ｊ）に示すようにレジストを塗布する（図４のステップＳ９）。そして、前記したようにウエハ上に形成されたアライメントマークＡＭを用いてマスクとウエハの位置合わせを行い、図２（ｋ）に示すように２層目の素子パターンを露光する（図４のステップＳ１０）。なお、レジスト膜は通常透明であり、アライメントマークＡＭはＳｉＮ膜とレジスト膜を通して、アライメント顕微鏡で観察できる。さらに、図２（ｌ）に示すように周辺露光を行う（図４のステップＳ１１）。
(9) 図３（ｍ）に示すようにアライメントマークが形成された領域およびその周辺（以下アライメントマーク部という）のレジストを除去するため、アライメントマーク部上のレジストをスポット状に露光する（図４のステップＳ１２）。
この露光を、後述するように上記周辺露光装置により行えば、格別の装置を使用することなく露光することができ、ステッパなどの露光装置の稼働率を低下させることはない。
(10)レジストを現像する（図４のステップＳ１３）。ポジ型レジストであれば、図３（ｎ）に示すように、ウエハ周辺部およびアライメントマーク上の被っていたレジストが溶解除去される。
(11)図３（ｏ）に示すように、レジストをマスクにして膜のエッチングを行なう（図４のステップＳ１４）。レジストがない部分の膜が除去される。この処理により、ウエハの周辺部、アライメントマークＡＭ上に被っていたＳｉＮ膜が除去され、酸化膜に形成したアライメントマークが剥き出しになる。
(12)レジストを剥離する（図４のステップＳ１５）。これにより、図３（ｐ）に示すように、第２層目のパターンが形成される。
以下同様に、３，４，…の素子パターンを露光する毎にアライメントマーク部を露光し、アライメントマーク部上のレジストを除去して、上記のようにエッチングを行う。
上記のように、２回目以降の露光−エッチング工程において、エッチング前にアライメントマーク部上のレジストをスポット露光・現像除去することにより、アライメントマークは剥き出しの状態に復帰し、画像認識性を確保することができる。
【０００９】
次に、上記アライメントマーク部およびその周辺部を露光するための露光装置について説明する。
上記露光は、先に本出願人が提案した特願２００１−１５１０３７号等に記載される周辺露光装置と同様な構成を備えた周辺露光装置により実現することができ、以下、周辺露光装置を用いて上記露光を行う場合について説明する。なお、ウエハ周辺露光装置以外の露光装置を用いて、アライメントマークを露光するようにしてもよい。
【００１０】
図５は本発明の第１の実施例の露光装置の構成を示す図である。
図５において、光源部１には、紫外線を含む光を放射するランプ１１、例えば定格電力２５０Ｗの超高圧水銀ランプが配置され、該ランプ１１からの放射光は、集光鏡１２によって、ライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａに集光される。
ランプ１１とライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａとの間には、シャッタ駆動機構１５の駆動により開閉されるシャッタ１４が配置されている。
そして、制御部５０内の演算処理部ＣＰＵからシャッタ開信号が送信されると、シャッタ駆動機構１５は、シャッタ１４を開く。これにより、集光鏡１２によって集光された光が、ライトガイドファイバ１３の入射端面１３ａに入射し、該ライトガイドファイバ１３の出射端面１３ｂに取り付けられた露光光出射部２から、所定の照射領域Ｓを有する露光光となって照射される。
露光光出射部２は、投光部４１と受光部４２を有するウエハエッジ検知手段４と一体に設けられ、ウエハエッジ検知手段移動機構３によって、ウエハＷのエッジＥの接線に対して略直角方向、即ちウエハの略中心方向Ｏに向かって（図５内の両矢印Ｄ方向に）移動可能に支持されている。
したがって、露光光出射部２から照射される、所定の照射領域Ｓを有する露光光は、ウエハエッジ検知手段４と同じ方向に同じ量だけ移動する。
一方、回転ステージ６上には、外周部にノッチＮ（以下ではノッチの場合について説明するが、オリエンテーション・フラットであってもよい）が形成され、フォトレジストＲが塗布されたウエハＷが載置され、不図示の固定手段、例えば真空吸着により固定される。また、回転ステージ６は、回転ステージ回転機構６１により、回転可能に支持されている。
そして、制御部５０内の演算処理部ＣＰＵからステージ回転開始信号が送信されると、回転ステージ回転機構６１は、入力部７に入力された回転速度、回転角度または回転回数等のデータに基づき、回転ステージ６の回転を開始する。
【００１１】
上記装置によるウエハ周辺部の露光の概略は、前記特願２００１−１５１０３７号等の開示されているように、以下のように行われる。
(1) ウエハ搬送及び載置手段（図示しない）により、前記図１２に示したように外周部にノッチＮが形成され、フォトレジストＲが塗布され、アライメントマークＡＭが形成されたウエハＷが搬送され、ウエハＷの中心Ｏと回転ステージ６の回転中心が略一致した状態で、回転ステージ６上に載置される。
(2) 制御部５０は、入力部７に予め入力されていた露光幅Ａ（露光を行なう、ウエハＷのエッジＥからの幅）データに基づいて、露光幅設定機構８を駆動して、露光光の照射領域Ｓを所望の位置に移動する。
(3) 制御部５０は、ウエハエッジ検知手段移動機構３を駆動して、ウエハエッジ検知手段４をウエハＷに向かって移動させ、ウエハエッジ検知手段４によりウエハＷのエッジＥ位置の検知を開始する。
【００１２】
(4) ウエハエッジが検知されると、制御部５０は、シャッタ駆動機構１５を駆動してシャッタ１４を開き、露光光出射部２を介して、所定の照射領域Ｓを有する露光光をウエハＷの周辺部に照射する。
また、制御部５０は、シャッタ１４を開くとほぼ同時に、回転ステージ回転機構６１を駆動し、ウエハＷを回転させながら、その周辺部を露光していく。
この時、制御部５０は、ウエハエッジ検知手段移動機構３を制御して、ウエハエッジ検知手段４が、常にウエハＷのエッジＥを捕らえていることを示す信号を出力する位置に、ウエハエッジ検知手段４を移動させている。また、上述したように、露光処理前に、露光光の照射領域Ｓは、ウエハエッジ検知手段４がウエハＷのエッジＥを捕らえたときに、ウエハＷのエッジＥから幅Ａの領域を露光することができる位置に移動され、且つ露光処理時には、該照射領域Ｓは、ウエハエッジ検知手段４と同期して、同じ方向に同じ量だけ移動するので、ウエハＷのエッジＥから一定の露光幅Ａで、ウエハＷの周辺部を露光することができる。
(5) ウエハＷの周辺部の露光処理が完了すると、制御部５０は、シャッタ１４を閉じ、回転ステージ６の回転を終了し、更に露光光出射部２を初期の位置に戻す。
【００１３】
なお、上記周辺露光において、前記特願２００１−１５１０３７号等に記載したように、上記ウエハエッジ検知手段４の出力の変化量から、ノッチＮの位置を検知し、ノッチＮの始まりを示す信号を受けた時、上記露光光出射部２のウエハ径方向の移動を停止させ、ノッチの終わりを示す信号を受けた時、上記露光光照射部２のウエハ径方向の移動を再開させるようにしてもよい。これにより、ウエハのノッチ部分で照射領域がＶ字状に移動して、ウエハ内部の露光不要な領域まで露光してしまうという問題を解決することができる。
【００１４】
上記ウエハ周辺部の露光が終了したのち、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭ位置に露光光が照射されるように、ウエハＷを回転させるとともに露光光出射部２を移動させ、前記図３（ｍ）に示したように、アライメントマーク部の露光を行う。
この露光を行うため、本実施例の露光装置においては、図６に示すように、アライメントマークの大きさに応じた開口部１６ａを有する絞り板１６と、絞り板１６を挿入／退避させるための絞り板移動機構１７を設ける。そして、周辺部露光時には、図６（ａ）に示すように絞り板１６を退避させ、アライメントマーク部を露光する際には、図６（ｂ）に示すように、絞り板１６を露光光出射部２とウエハの間に挿入する。
【００１５】
上記絞り板１６と絞り板移動機構１７を設ける理由は以下の通りである。
図７（ａ）に示すように、アライメントマークＡＭは、回路等のパターンの近傍に設けられる。露光光出射部２から出射する光の形状は、実公平５−３０３４９号公報に示すように、例えば５×７ｍｍや、５×５ｍｍ程度の矩形状であり、ウエハ上に投影される照射領域Ｓの形状も同様の矩形状となる。この矩形状の光でアライメントマーク付近を露光すると、図７（ｂ）に示すように、アライメントマーク近傍のパターンに露光光が照射され、該パターンが使用できなくなってしまう。
そこで、露光光をスポット光に整形して照射する。このため、図６に示すように、直径が２ｍｍ程度の開口部１６ａを有する絞り板１６と、絞り板移動機構１７を設ける。  周辺露光時には、図６（ａ）に示すように、絞り板１６は、絞り板移動機構１７により、露光光出射部２からの露光光照射領域外に退避し、矩形状の光によって露光する。また、アライメントマーク部の露光時には、図６（ｂ）に示すように、絞り板１６を、絞り板移動機構１７により、露光光照射領域内に挿入し、絞り板１６の開口部１６ａを介してウエハＷを露光する。露光光は小さなスポット光に整形されるので、アライメントマーク上およびその周辺部のレジストのみが露光される。なお、露光光出射部２と、ウエハＷとの間に絞り板１６を挿入するのは、実公平６−９４８７号公報に記載されているように、露光光出射部２に設けたレンズによるゴーストを防止するためである。レンズの光入射側にアパーチャを設けて、光の形状を整形しても、レンズのゴーストにより、コントラストの良いスポット光が得られない。
【００１６】
図８にアライメントマーク部の露光の処理手順を示す。
以下、図８を参照しながらアライメントマーク部の露光処理について説明する。
(1) 予め、入力部７から露光するアライメントマークの位置を入力し、制御部５０に記憶させておく。例えば、ウエハ中心と特異点（ノッチまたはオリエンテーションフラットの中点）を基準としたＸＹ座標系における各アライメントマークの位置座標（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ），…，（ｘn ，ｙn ）を制御部５０に記憶させておく。
(2) ウエハＷを回転ステージ６に置く（図８のステップＳ１）。なお、先の周辺露光に引き続き、アライメントマーク部の露光を行う場合には、ウエハＷを回転ステージ６に載置したままでもよい。
(3) 回転ステージ６を回転させてウエハＷを回転させ、ウエハエッジ検知手段４により、ウエハエッジＥの位置を検知し、エッジ位置信号を周辺露光装置の制御部５０に送る。
すなわち、ウエハＷを一回転させ、その間に、ウエハエッジ検知手段４から得られるウエハエッジ位置信号とノッチ位置情報と回転ステージ６の角度情報を制御部５０の記憶手段に取り込む。
これにより、回転ステージ６の回転角度座標に対する、ウエハエッジ検知手段４により検出された位置座標（ウエハ径方向の座標）がウエハエッジ位置データとして制御部５０に記憶される（図８のステップＳ２）。
なお、先の周辺露光に引き続き、アライメントマーク部の露光を行う場合であって、前記した周辺露光において、回転ステージ６の回転角度情報に対するウエハエッジ位置データが求められている場合には、この工程は必ずしも必要ではない。
【００１７】
(4) 制御部５０は、ウエハエッジ検知手段４からのエッジ位置信号に基いて、ウエハエッジＥの位置を演算する。
また、上記エッジ位置信号の変化量から、ウエハＷのノッチあるいはオリエンテーションフラットの位置を求め、その中点（この点を特異点とよぶ）を演算する。
そして、上記で演算されたウエハエッジの位置情報と特異点の位置情報とから、制御部５０は、回転ステージ６の回転中心位置と、回転ステージ６上のウエハＷの中心位置Ｏとのずれ量及びずれの方向とを求め、また、特異点の角度座標上の位置を算出する（図８のステップＳ３）。
(5) 前記(1) で入力されたアライメントマークの位置座標（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ），…，（ｘn ，ｙn ）を上記回転ステージの座標系（角度と径方向：θｒ座標系）に変換し、上記(4) で求めたウエハの位置座標と照合する。そして、回転ステージ６に載置されたウエハ上のアライメントマークＡＭの位置を割り出す（図８のステップＳ４）。すなわち、回転ステージ６の座標系（θｒ座標系）におけるアライメントマークＡＭの位置（θ1 ，ｒ1 ），（θ2 ，ｒ2 ），…，（θn ，ｒn ）を求める。なお、径方向の距離ｒ1 ，ｒ2 ，…はウエハ中心からの距離で規定することもできるし、また、ウエハエッジＥからの距離で規定することもできる。
(6) 回転ステージ６を回転させるとともに露光光出射部２を移動させ、露光光出射部２の照射領域を第１のアライメントマークの露光位置（θ1 ，ｒ1 ）に移動させ位置決めする。
このとき、前記した絞り板１６を露光光出射部２とウエハＷの間に挿入する（図８のステップ５）。なお、アライメントマークＡＭとパターンが離れており、絞り板１６に挿入しなくても、アライメントマーク近傍のパターンに露光光が照射されない場合には、上記絞り板を挿入する必要はない。
(7) シャッタ１４を開いて、所定時間、アライメントマークＡＭおよびその周辺部をスポット的に露光する（図８のステップＳ６）。
(8) 露光すべきアライメントマークＡＭが複数個ある場合、上記と同様、（θ2 ，ｒ2 ），…，（θn ，ｒn ）について、上記(6)(7)の処理を繰り返し、各アライメントマーク及びその周辺部を露光する（図８のステップＳ７）。
(9) 露光が終わったら、ウエハＷを搬出する。
【００１８】
以上のように、アライメントマーク部を露光することにより、前記したように、アライメントマーク部のレジストを除去することができるので、アライメントマーク部上に多層に膜が形成されることがなく、マスクとワークの位置合わせに際し、アライメントマークを視認性を良くして容易に検出することが可能となる。
また、上記のように周辺露光装置を使用して、アライメントマーク部の露光を行うことにより、アライメントマーク部を露光するための格別の装置を設けたり、ステッパによりアライメントマーク部の露光を行う必要がない。
さらに、周辺露光装置が本来持っている機能を利用して、アライメントマーク部の露光を行うことができ、また、周辺露光装置には、図８に示した処理を行う機能を付加するとともに、必要に応じて前記した絞り板１６と絞り板移動機構１７を付加すればよいので、周辺露光装置のコストアップも少ない。
また、周辺露光を行った後、ウエハを周辺露光装置の回転ステージに載置した状態で、アライメントマーク部の露光を行うことができるので、ウエハを搬送し別の装置にセットする必要がなく、短時間で露光処理を行うことができる。
【００１９】
図９は本発明の第２の実施例の露光装置の構成を示す図である。
本実施例の構成は、前記第１の実施例に示した露光装置の構成と同様であり、本実施例の露光装置は、前記特願２００１−１５１０３７号に記載したように、ウエハエッジ検知手段とは別に、前記したノッチ（あるいはオリエンテーションフラット）の位置を求める手段を設けたものである。
図９において、前記したように、露光光出射部２は、ウエハエッジ検知手段４と一体に設けられ、露光光出射部２から照射される、所定の照射領域Ｓを有する露光光は、ウエハエッジ検知手段４と同じ方向に同じ量だけ移動する。
また、上記ウエハエッジ検知手段４と一体にノッチＮの検知のみを行なうノッチ検知手段９が設けられている。
【００２０】
図１０に上記ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の構成を示す。
ウエハエッジ検知手段４は、センサ光を投光する投光部４１と、該センサ光を受光する受光部４２とから構成され、投光部４１から受光部４２に投光されるセンサ光の光量によって増減するアナログ信号を制御部５０に出力する。
そして、制御部５０は、前記したように、ウエハエッジ検知手段４の出力に基づき、ウエハエッジ検知手段移動機構３を制御して、ウエハエッジ検知手段４が、常にウエハＷのエッジＥを捕らえていることを示す信号を出力する位置に、ウエハエッジ検知手段４を移動させる。
また、ノッチ検知手段９は、ウエハエッジ検知手段４と同様に、センサ光を投光する投光部９１と、該センサ光を受光する受光部９２とからなり、ウエハエッジ検知手段４と一体に設けられている。そして、ウエハエッジＥ近傍にセンサ光を投光する。
【００２１】
制御部５０は、上記ノッチ検知手段９の受光部９２からの信号を処理し、入力された信号値によりノッチＮの開始と終了を検出する。すなわち、入力された信号値が予め設定された値より大きくなったことによりノッチＮの開始を検出し、予め設定された値より小さくなったことにより、ノッチＮの終了を検出する。そして、上記ノッチの開始位置と終了位置の中点を演算して特異点を求める。
本実施例における周辺露光処理およびアライメントマーク部の露光処理は、上記ノッチ検知手段９によりノッチ位置を検出してウエハＷの特異点を求める点を除き、前記第１の実施例の装置による露光処理と同じであり、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例においても、図６に示したように、絞り板１６と絞り板移動機構１７を設け、周辺部露光時には、図６（ａ）に示すように絞り板１６を退避させ、アライメントマーク部を露光する際には、図６（ｂ）に示すように、絞り板１６を露光光出射部２とウエハＷの間に挿入するようにしてもよい。
【００２２】
図１１に本発明の第３の実施例の露光装置の構成を示す。
本実施例の露光装置は、露光光出射部２をＸＹ方向に移動させることにより、ウエハの周辺部を階段状に露光する露光装置に本発明を適用したものである。
図１１において、光源部１には、紫外線を含む光を放射する超高圧水銀ランプ等のランプ１１が配置され、該ランプ１１からの放射光は、集光鏡１２によって、ライトガイドファイバ１３の入射端面に集光される。
ランプ１１とライトガイドファイバ１３の入射端面との間には、前記したようにシャッタ１４が配置され、制御部５１からシャッタ開信号が送信されると、シャッタ１４を開く。これにより、前記したように露光光照射部２から、所定の照射領域Ｓを有する露光光となって照射される。
【００２３】
露光光出射部２は、露光光出射部２をＸＹ方向に移動制御する照射領域移動機構２０に取り付けられている。照射領域移動機構２０はＸテーブル２１、Ｙテーブル２２と、これらを駆動するモータ２１ａ，２２ａから構成され、モータ２１ａによりＸテーブル２１を駆動することにより、露光光照射部２は同図のＸ方向に移動し、モータ２２ａによりＹテーブルを駆動することにより、露光光照射部２は同図のＹ方向に移動する。
一方、回転ステージ６上には、外周部にノッチＮ（ノッチの場合について説明するが、オリエンテーション・フラットであってもよい）が形成され、フォトレジストＲが塗布され、アライメントマークＡＭが形成されたウエハＷが載置され、不図示の固定手段、例えば真空吸着により固定される。また、回転ステージ６は、回転ステージ回転機構６１により、回転可能に支持されている。
２３はＣＣＤアレイセンサ等から構成されるウエハエッジ検知手段であり、回転ステージ６によりウエハＷを回転させ、上記ウエハエッジ検知手段２３によりウエハエッジＥの位置を検知することにより、前記したようにウエハのエッジ、およびウエハＷに形成された特異点の位置を求める。
【００２４】
上記装置によるウエハ周辺部の露光の概略は、以下の通りである。
(1) ウエハ搬送及び載置手段（図示しない）により、外周部にノッチＮが形成され、フォトレジストＲが塗布されたウエハＷを搬送し、ウエハＷの中心Ｏと回転ステージ６の回転中心が略一致した状態で、回転ステージ６上に載置する。
(2) 回転ステージ駆動機構６１により、回転ステージ６を回転させ、ウエハＷを一回転させる。ウエハＷの回転中、ウエハＷのエッジ位置をウエハエッジ検知手段２３により検出し、前記したようにウエハＷのエッジ位置情報からウエハＷの中心と回転ステージ６の回転中心のズレ量を求めるとともに、ウエハＷの特異点の位置を求めて記憶する。
(3) 上記算出データを基に、特異点とウエハ中心を結ぶ線が図１１に示すＸＹ座標系のＹ軸と平行になるまで、回転ステージ６を回転させる。
(4) 制御部５１は、前記(2) で求めた回転ステージ６の回転中心のズレ量とウエハＷの特異点の位置に基づき、露光光出射部２の移動量を算出し、露光光出射部２からの出射光がウエハＷの露光開始位置を照射するように、照射領域移動機構２０により露光光出射部２を移動させる。
(5) シャッタ１４を開き、露光光出射部２から露光光をウエハＷの周辺部に照射し、ウエハ周辺部を階段状に露光する。
上記ウエハ周辺部を階段状に露光する周辺露光処理は、例えば特開平４−２９１９１４号公報、特開平９−２７５０７３号公報に開示されており、図１１の露光装置においても、同様に行うことができる。
【００２５】
図１１に示した露光装置によるアライメントマーク部の露光も前記図１に示した露光装置と同様に行うことができ、以下、簡単に本実施例の装置によるアライメントマーク部の露光処理について説明する。
(1) 前記したように、露光するアライメントマークＡＭの位置を入力部７から入力し、制御部５１に記憶させておく。すなわち、前記したように、ウエハ中心と特異点を基準としたＸＹ座標系における各アライメントマークの位置座標を制御部５１に記憶させておく。
(2) ウエハを回転ステージ６に置く。なお、先の周辺露光に引き続き、アライメントマーク部の露光を行う場合には、ウエハＷを回転ステージ６に載置したままでもよい。
(3) 回転ステージ６を回転させてウエハＷを回転させ、ウエハエッジ検知手段２３により、ウエハエッジＥの位置を検知し、エッジ位置信号を周辺露光装置の制御部５１に送る。
すなわち、ウエハＷを一回転させ、その間に、ウエハエッジ検知手段２３から得られるウエハエッジ位置信号とノッチ位置情報と回転ステージ６の角度情報を制御部５１の記憶手段に取り込む。
これにより、回転ステージ６の回転角度座標に対する、ウエハエッジ位置データとして制御部５１に記憶される。
【００２６】
(4) 制御部５１は、ウエハエッジ検知手段２３からのエッジ位置信号に基いて、ウエハエッジＥの位置を演算する。また、エッジ位置信号の変化量から、ウエハのノッチＮあるいはオリエンテーションフラットの位置を求め、その中点（以下ではこの点を特異点とよぶ）を演算する。
そして、上記で演算されたウエハエッジＥの位置情報と特異点の位置情報とから、制御部５１は、回転ステージ６の回転中心位置と、回転ステージ６上のウエハＷの中心位置とのずれ量を求め、また、特異点の角度座標上の位置を算出する。(5) 上記算出データを基に、特異点とウエハ中心を結ぶ線が図１１に示すＸＹ座標系のＹ軸と平行になるまで、回転ステージ６を回転させる。
なお、先の周辺露光に引き続き、アライメントマーク部の露光を行う場合であって、前記した周辺露光において、回転ステージ６の回転角度情報に対するウエハエッジ位置データが求められ、特異点が図１１に示すＸＹ座標系のＹ軸と平行になるような状態になっている場合には、上記(3) 〜(4) の工程は必ずしも必要ではない。
(6) 上記特異点の位置を基準として、露光光出射部２の照射領域が前記(1) で入力されたアライメントマークの位置座標に一致するように露光光出射部２を移動させて位置決めする。
このとき、必要に応じて、前記した絞り板１６を露光光出射部２とウエハの間に挿入する。
(7) シャッタ１４を開いて、所定時間、アライメントマークＡＭおよびその周辺部をスポット的に露光する。
(8) 露光すべきアライメントマークＡＭが複数個ある場合、上記と同様に各アライメントマーク及びその周辺部を露光する。
(9) 露光が終わったら、ウエハＷを搬出する。
【００２７】
以上のように、本実施例においては、前記第１の実施例と同様、アライメントマーク部を露光することにより、前記したように、アライメントマーク部のレジストを除去することができるので、アライメントマーク部上に多層に膜が形成されることがなく、マスクとワークの位置合わせに際し、アライメントマークを容易に検出することが可能となる。
また、上記のように周辺露光装置を使用して、アライメントマーク部の露光を行うことにより、アライメントマーク部を露光するための格別の装置を設けたり、ステッパによりアライメントマーク部の露光を行う必要がない。
さらに、周辺露光装置が本来持っている機能を利用して、アライメントマーク部の露光を行うことができ、また、周辺露光装置に若干の機能を追加するとともに、必要に応じて前記した絞り板と絞り板移動機構を付加すればよいので、周辺露光装置のコストアップも少ない。
また、周辺露光を行った後、ウエハを周辺露光装置の回転ステージに載置した状態で、アライメントマーク部の露光を行うことができるので、ウエハを搬送し別の装置にセットする必要がなく、短時間で露光処理を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）マスクパターンを基板上に露光する処理を行う毎に、上記アライメントマークが形成された領域に露光光を照射して、アライメントマークが形成された領域上のフォトレジストを露光するようにしたので、アライメントマーク部のレジストを除去することができ、プロセスが進んでもアライメントマーク上に多層の膜が積層されることがなく、マスクとワークの位置合わせに際し、アライメントマークを視認性を良くして容易に検出することが可能となる。
（２）周辺露光装置によりアライメントマーク部を露光することにより、ステッパによりアライメントマーク部の露光を行う必要がなく、ステッパの稼動率を上げることができる。
（３）周辺露光装置にアライメントマーク部露光機能を持たせたので、すでに周辺露光を行なっている工程に導入するのであれば、新たにアライメントマークを露光する装置を購入する必要がない。
（４）周辺露光装置とアライメントマーク部露光装置とが兼用できる。また、周辺露光装置に若干の機能を追加するだけで、アライメントマーク部を露光することができるので、コストアップも少ない。
（５）アライメントマーク部露光時に、ウエハとの間に絞り板を挿入することにより、前記したように、露光光出射部に設けたレンズによるゴーストを防止することができ、コントラストの良いスポット光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のパターン形成プロセスを説明する図（１）である。
【図２】本発明の実施例のパターン形成プロセスを説明する図（２）である。
【図３】本発明の実施例のパターン形成プロセスを説明する図（３）である。
【図４】パターン形成のプロセスフローを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例の露光装置の構成を示す図である。
【図６】絞り板と絞り板移動機構の構成とその動作を説明する図である。
【図７】アライメントマークの配置を説明する図である。
【図８】アライメントマーク部の露光の処理手順を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の露光装置の構成を示す図である。
【図１０】ウエハエッジ検知手段とノッチ検知手段の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施例の露光装置の構成を示す図である。
【図１２】アライメントマークがウエハに形成するパターンの領域の周辺部に設けられる場合を示す図である。
【図１３】従来のプロセスによるパターンの生成を説明する図（１）である。
【図１４】従来のプロセスによるパターンの生成を説明する図（２）である。
【図１５】従来のプロセスによるパターンの生成を説明する図（３）である。
【符号の説明】
１          光源部
２          露光光照射部
３          ウエハエッジ検知手段移動機構
４          ウエハエッジ検知手段
６          回転ステージ
７          入力部
８          露光幅設定機構
９          ノッチ検知手段
１１        ランプ
１２        集光鏡
１３        ライトガイドファイバ
１４        シャッタ
１５        シャッタ駆動機構
１６        絞り板
１７        絞り板移動機構
２０        照射領域移動機構
２１        Ｘテーブル
２２        Ｙテーブル
２１ａ，２２ａ  モータ
５０，５１  制御部
６１        回転ステージ回転機構
Ｗ          ウエハ
ＡＭ        アライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003823805.tif 000014
【図１４】
0003823805.tif 000015
【図１５】
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