JPH02177420A - ウエハ周辺露光装置 - Google Patents
ウエハ周辺露光装置Info
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- JPH02177420A JPH02177420A JP63329307A JP32930788A JPH02177420A JP H02177420 A JPH02177420 A JP H02177420A JP 63329307 A JP63329307 A JP 63329307A JP 32930788 A JP32930788 A JP 32930788A JP H02177420 A JPH02177420 A JP H02177420A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、Ｉｃ、ＬＳＩ、その他のエレクトロニクス
素子における部品の加工における微細パターンの形成工
程において、シリコンウェハに代表される半導体基板、
あるいは誘電体、金属、絶縁体等の基板に塗布されたレ
ジストの内の該基板周辺部の不要レジストを現像工程で
除去するためのウェハ周辺露光に関するものである。 〔従来の技術〕 ＩＣやＬＳＩ等の製造工程においては、微細パターンを
形成するにあたって、シリコンウェハ等の表面にレジス
トを塗布し、さらに露光、現像を行い、レジストパター
ンを形成することが行われる。次に、このレジストパタ
ーンをマスクにしてイオン注入、エツチング、リフトオ
フ等の加工が行われる。 通常、レジストの塗布はスピンコード法によって行われ
る。スピンコード法はウェハ表面の中心位置にレジスト
を注ぎなからウェハを回転させ、遠心力によってウェハ
の表面にレジストを塗布するものである。しかしこのス
ピンコード法によると、レジストがウェハの周辺部をは
み出し、ウエハの裏側にまわり込んでしまう場合もある
。 第３図は、このウェハの裏側へまわり込んだレジストを
示すウェハの一部断面図であり、Ｗはウェハ、Ｗｐはウ
ェハの周辺部、Ｒａはパターン形成部のレジスト、Ｒｈ
はウェハの周辺部Ｗｐの表面のレジスト、Ｒｃがウェハ
Ｗのエツジから裏側へまわり込んだレジストを示す。 第４図はウェハに露光された回路パターンの形状を示す
図である。にで示した１つの領域が１つの回路パターン
に相当する。ウェハの周辺部では大部分の場合正しく回
路パターンを描くことができず、たとえ描けたとしても
歩留りが悪い、したがって、ウェハの周辺部の表面のレ
ジストも実際には不要なレジストである。 このようなエツジからウェハの周辺部の裏側にまわり込
んだ不要なレジスト及びウェハの周辺部の表面の不要な
レジストの存在は次のような問題を引き起こす、即ち、
レジストの塗布されたウェハはいろいろな処理工程及び
いろいろな方式で搬送される。この時、ウェハの周辺部
を機械的につかんで保持したり、ウェハの周辺部がウェ
ハカセット等の収納器の壁にこすれたりする。この時、
ウェハの周辺部の不要レジストがとれてウェハのパター
ン形成部に付着すると、正しいパターン形成ができなく
なり、歩留りを下げる。 ウェハの周辺部の不要レジストが「ゴミ」となって歩留
りを低下させることは、特に集積回路の高機能化、微細
化が進みつつある現在、深刻な問題となっている。 そこで、このようなウェハの周辺部の不要レジストを除
去する技術として、溶剤噴射法によってウェハの周辺部
の裏面から溶剤を噴射して不要なレジストを溶かし去り
除去する技術が実用化されている。しかし、この方法で
は、第４図のはみ出し部分のレジストＲｃは除去できる
が、ウェハ周辺部の表面のレジストＲｂは除去されない
、このウェハの周辺部の表面のレジストＲｂを除去すべ
くウェハＷの表面から溶剤を噴射するようにしても、溶
剤の飛沫の問題を生ずるばかりでなく、ウェハの周辺部
の表面の不要なレジス）Ｒｈと後のエツチングやイオン
注入等の際のマスク層として必要なレジストであるパタ
ーン形成部のレジストＲａとの境界部分をシャープに、
かつ制御性良く不要レジストのみを除去することはでき
ない。 そこで、最近では、パターン形成のための露光工程とは
別に、ウェハの周辺部の不要レジストを現像工程で除去
するために別途露光するウェハ周辺露光法が行われてい
る。このウェハ周辺露光法は、レジストの塗布されたウ
ェハを回転させながら、ライトガイドファイバで導かれ
た光をウェハの周辺部に照射して、ウェハの周辺部を周
状に露光するものである。 （発明が解決しようとする技術的課題）前述のスピンコ
ード法によってレジストを塗布した場合、ウェハの周辺
部の膜厚が中央部に比べ厚（なり、３〜５μｍ程度とな
る場合がある。このような厚いレジストを露光して現像
工程で除去するためには、ある一定収上の露光量の露光
が必要である。この露光量とは照度と時間の積であるか
ら、露光量を多くするためには照度を強くするか露光時
間を長くするかである。 ここで、生産性を高める要請から、上記の露光時間は極
力短くすることが求められており、いわんや露光時間を
長くすることによって、露光量を多くすることはできな
い。 しかし一方、照度を強くして必要なある一定以上の露光
量を得ようとすると以下のような問題がある。即ち、レ
ジストに強い照度で光を照射すると、レジスト自体の光
化学反応及びレジスト中の溶剤や添加剤の分解等によっ
てガスが急激に発生し、発生したガスがレジスト外部に
放出されず、レジスト内部で泡となることがある。この
レジストの発泡があると発泡した部分のレジストがウェ
ハカセット等にこすれて前記のウェハのパターン形成部
に付着し、前述のパターン欠陥の問題を引き起こす。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる課題に考慮してなされたものであり、
露光時間を短くすることによってウェハ周辺露光におけ
る生産性を高めることができ、かつレジストの発泡が生
じないウェハ周辺露光装置の提供を目的とする。
素子における部品の加工における微細パターンの形成工
程において、シリコンウェハに代表される半導体基板、
あるいは誘電体、金属、絶縁体等の基板に塗布されたレ
ジストの内の該基板周辺部の不要レジストを現像工程で
除去するためのウェハ周辺露光に関するものである。 〔従来の技術〕 ＩＣやＬＳＩ等の製造工程においては、微細パターンを
形成するにあたって、シリコンウェハ等の表面にレジス
トを塗布し、さらに露光、現像を行い、レジストパター
ンを形成することが行われる。次に、このレジストパタ
ーンをマスクにしてイオン注入、エツチング、リフトオ
フ等の加工が行われる。 通常、レジストの塗布はスピンコード法によって行われ
る。スピンコード法はウェハ表面の中心位置にレジスト
を注ぎなからウェハを回転させ、遠心力によってウェハ
の表面にレジストを塗布するものである。しかしこのス
ピンコード法によると、レジストがウェハの周辺部をは
み出し、ウエハの裏側にまわり込んでしまう場合もある
。 第３図は、このウェハの裏側へまわり込んだレジストを
示すウェハの一部断面図であり、Ｗはウェハ、Ｗｐはウ
ェハの周辺部、Ｒａはパターン形成部のレジスト、Ｒｈ
はウェハの周辺部Ｗｐの表面のレジスト、Ｒｃがウェハ
Ｗのエツジから裏側へまわり込んだレジストを示す。 第４図はウェハに露光された回路パターンの形状を示す
図である。にで示した１つの領域が１つの回路パターン
に相当する。ウェハの周辺部では大部分の場合正しく回
路パターンを描くことができず、たとえ描けたとしても
歩留りが悪い、したがって、ウェハの周辺部の表面のレ
ジストも実際には不要なレジストである。 このようなエツジからウェハの周辺部の裏側にまわり込
んだ不要なレジスト及びウェハの周辺部の表面の不要な
レジストの存在は次のような問題を引き起こす、即ち、
レジストの塗布されたウェハはいろいろな処理工程及び
いろいろな方式で搬送される。この時、ウェハの周辺部
を機械的につかんで保持したり、ウェハの周辺部がウェ
ハカセット等の収納器の壁にこすれたりする。この時、
ウェハの周辺部の不要レジストがとれてウェハのパター
ン形成部に付着すると、正しいパターン形成ができなく
なり、歩留りを下げる。 ウェハの周辺部の不要レジストが「ゴミ」となって歩留
りを低下させることは、特に集積回路の高機能化、微細
化が進みつつある現在、深刻な問題となっている。 そこで、このようなウェハの周辺部の不要レジストを除
去する技術として、溶剤噴射法によってウェハの周辺部
の裏面から溶剤を噴射して不要なレジストを溶かし去り
除去する技術が実用化されている。しかし、この方法で
は、第４図のはみ出し部分のレジストＲｃは除去できる
が、ウェハ周辺部の表面のレジストＲｂは除去されない
、このウェハの周辺部の表面のレジストＲｂを除去すべ
くウェハＷの表面から溶剤を噴射するようにしても、溶
剤の飛沫の問題を生ずるばかりでなく、ウェハの周辺部
の表面の不要なレジス）Ｒｈと後のエツチングやイオン
注入等の際のマスク層として必要なレジストであるパタ
ーン形成部のレジストＲａとの境界部分をシャープに、
かつ制御性良く不要レジストのみを除去することはでき
ない。 そこで、最近では、パターン形成のための露光工程とは
別に、ウェハの周辺部の不要レジストを現像工程で除去
するために別途露光するウェハ周辺露光法が行われてい
る。このウェハ周辺露光法は、レジストの塗布されたウ
ェハを回転させながら、ライトガイドファイバで導かれ
た光をウェハの周辺部に照射して、ウェハの周辺部を周
状に露光するものである。 （発明が解決しようとする技術的課題）前述のスピンコ
ード法によってレジストを塗布した場合、ウェハの周辺
部の膜厚が中央部に比べ厚（なり、３〜５μｍ程度とな
る場合がある。このような厚いレジストを露光して現像
工程で除去するためには、ある一定収上の露光量の露光
が必要である。この露光量とは照度と時間の積であるか
ら、露光量を多くするためには照度を強くするか露光時
間を長くするかである。 ここで、生産性を高める要請から、上記の露光時間は極
力短くすることが求められており、いわんや露光時間を
長くすることによって、露光量を多くすることはできな
い。 しかし一方、照度を強くして必要なある一定以上の露光
量を得ようとすると以下のような問題がある。即ち、レ
ジストに強い照度で光を照射すると、レジスト自体の光
化学反応及びレジスト中の溶剤や添加剤の分解等によっ
てガスが急激に発生し、発生したガスがレジスト外部に
放出されず、レジスト内部で泡となることがある。この
レジストの発泡があると発泡した部分のレジストがウェ
ハカセット等にこすれて前記のウェハのパターン形成部
に付着し、前述のパターン欠陥の問題を引き起こす。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる課題に考慮してなされたものであり、
露光時間を短くすることによってウェハ周辺露光におけ
る生産性を高めることができ、かつレジストの発泡が生
じないウェハ周辺露光装置の提供を目的とする。
係る目的を達成するため、本発明のウェハ周辺露光装置
は、レジストが塗布されたウェハが載置され二回転以上
回転する第一の回転ステージと、該第一の回転ステージ
に設けられた温調機構と、第一の回転ステージに載置さ
れたウェハの周辺部を露光するライトガイドファイバ及
び光源ランプからなる第一の光照射機構と、第一の回転
ステージにおいて露光されたウェハが載置される第二の
回転ステージと、第二の回転ステージに設けられた冷却
機構と、第二の回転ステージに載置されたウェハの周辺
部に前記第一の光照射機構により強い照度で露光するラ
イトガイドファイバ及び光源ランプからなる第二の光照
射機構とを具備したことを特徴とする。 （作用） 上記構成に係るウェハ周辺露光装置は、レジストの塗布
されたウェハは、まず第一の回転ステージにおいて弱い
照度でかつ高い温度で露光された後、第一の回転ステー
ジより低い温度になっている第二の回転ステージにおい
て高い照度で露光される。従って、後に説明するように
、レジストの発泡が生ぜずかつ短時間に露光を終えるこ
とができる。 〔実施例〕 以下、本発明の詳細な説明する。 第１図は、本発明の実施例のウェハ周辺露光装置の概略
説明図である。 第１図において、１１．２１は超高圧水銀灯等の光源ラ
ンプ、１２．２２は楕円集光鏡、１３２３は平面反射鏡
、１４は減光フィルタ、１５゜２５はシャッタ、１６．
２６はライトガイドファイバ、Ｗはレジストが塗布され
たウェハ、１７゜２７は不図示の真空吸着孔を有する第
一、第二の回転ステージ、１８．２８はステージ駆動機
構を示す。 第１図において、光源ランプ１１及びライトガイドファ
イバ１６は第一の光照射機構を構成し、光源ランプ２１
及びライトガイドファイバ２６は第二の光照射機構を構
成する。 第１図において、第一の回転ステージ１７は温調機構と
してヒータ７１を内蔵し、ヒータ７１の加熱温度は回転
ステージ１７に設けられた不図示の温度センサからの信
号により不図示のコントローラによって制御される。 また、第二の回転ステージ２７は冷却機構として水冷パ
イプ２７１を内蔵し、水冷パイプ２７１を流れる冷却水
の量は、回転ステージ２７に設けられた不図示の温度セ
ンサからの１３号によりコントローラによって制御され
る。これにより第二の回転ステージ２７の温度は第一の
回転ステージ１７の温度より低い所定の温度に保たれる
。 第１図において、レジストの塗布されたウェハＷを不図
示のウェハカセットから搬送機構１０が第一の回転ステ
ージ１７に搬送し、真空吸着した後、回転ステージ１７
が回転を始めると同時に、シャッタ１５が開いて、第一
の回転ステージ１７における露光が開始される。第一の
回転ステージ１７における露光では、減光フィルタ４が
光路上に配置され、例えば１２００ｍＷ／ｃｍ”の弱い
照度で露光がされる。そして、全体の露光量が例えば２
７５ｍＪ／ｃｍ”になるように、ウェハＷを５秒／１回
転の速度で６回転させる。尚、この時のウェハＷの温度
は例えば７０℃となるように、ヒータ７１がコントロー
ラにより制御される。 そして、第一の回転ステージ１７での露光が終了すると
、コントローラからの信号により、回転ステージ１７の
回転が停止するとともに、シャッタ１５が閉じる。その
後、コントローラからの信号により搬送機構１０がウェ
ハＷを第一の回転ステージ１７から第二の回転ステージ
２７に搬送する。 搬送機構ｌＯがウェハＷを第二の回転ステージ２７に搬
送すると、第一の回転ステージ皇７の場合と同様に、ウ
ェハＷを真空吸着した後シャッタ２５が開き、ライトガ
イドファイバ２６によって第二の回転ステージ２７にお
ける露光がされる。 第二の回転ステージ２７は、ウェハＷの温度が例えば２
５℃になるように水冷パイプ２７１及びコントローラに
よって冷却制御される。また、第二の光照射機構には減
光フィルタは配置されておらず、照度は前記の第一の回
転ステージ１７における照度より強い例えば３０００ｍ
Ｗ／Ｃｍ”の照度であり、ウェハＷを一回転させて露光
は終了する。 以上の条件にて、東京応化工業株式会社製０ＦＰＲ−８
００を２μｍの厚さで塗布したレジストを露光して実験
したところ、レジストの発泡は発見されず現像工程にお
いて確実にレジストを除去することができ、好適である
ことが分かった。 以下、本実施例においてレジストの発砲が発生せず、し
かも短時間に露光が終了する理由を、より具体的に説明
する。 第２図は、本実施例における露光量を説明するための斜
視図であり、Ｗはウェハ、Ｗｐはウェハの周辺部、Ａは
ウェハの周辺部の定点、Ｅはライトガイドファイバから
出射した光が露光する露光領域を示す０本実施例におい
ては、露光量とは定点Ａが露光領域Ｅを通過する間に受
けた光の総量であり、例えば、照度を！、定点Ａが露光
領域Ｅを通過する時間を（。、ウェハＷを回転させる回
転数をｎとすると、露光量は、ＩＸＩ。ｘｎとなる。 レジストの発泡現象は、具体的には、ガスの単位時間当
たりの生成量（以下、生成速度）がガスの単位時間当た
りの放出量（以下、放出速度）より多いことによって生
ずる。即ち、レジスト外部に放出されるガスの量より発
生するガスの量が多いため、ガスがレジスト内部に充満
し、充満したガスの増加及び集中によって発泡に至る。 ガスの生成速度は光化学反応の速度（以下、反応速度）
により決まり、ガスの放出速度は発生したガスがレジス
ト中を拡散する速度（以下、拡散速度）により決まる。 従って、−船釣に、レジストの発泡を抑えながら露光す
るには、反応速度を小さくし拡散速度を大きくして、生
成速度を放出速度以下にしておけばよいことになる。 ここで、反応速度をｖＰ、拡散速度をｖ４．照度を！、
レジストの温度をＴとすると、ＶｒＣＣＬ ｅｘｐ
（−Ｈａ／ｋＴ ） ・−−ｉＶ ａ Ｏｃ ”ｘＰ
（−〇へＴ ） ＝−−ｉｉなる関係があることが
知られている。 尚、Ｅａは反応の活性化エネルギ、には気体定数、Ｑは
拡散の活性化エネルギである。 従って、ｖ、＜ｖ４なる関係を成立させるためには、Ｉ
を下げてｖｌを小さくすることが考えられる。しかし、
■を下げると、現像工程でレジストを除去するのに必要
なある一定の露光量を与えるためには、露光時間を長く
しなければならなくなる。しかし、レジスト中のガス放
出媒体が予め充分反応・分解放出（以下、ガス放出とい
う、）された状態であるならば、大きいＩで露光しても
発泡はしない。 従って、第１図において、第一の回転ステージ１７で弱
い照度（以下ｌ、とする。）で露光しガス放出媒体を充
分ガス放出させるようにすれば、第二の回転ステージ２
７で強い照度（以下！、とする。）で露光しても発砲は
発生せず、ウェハＷの回転速度を速くして露光時間を短
くすることができる。 ここで、第二の回転ステージ２７で強い照度で露光して
も発泡が生じないように、第一の回転ステージ１７での
露光において充分ガス放出をさせるためには、第一の回
転ステージ１７での露光においてもある一定以上の露光
量が必要である。この充分なガス放出に必要な露光量（
以下ガス放出露光量■１．）を上記ｖ、＜ｖ４なる関係
を満たすＩ及びＴで与えると、やはりかなリウエハＷの
回転速度を遅くしなければならず、第一の回転ステージ
１７での露光時間（ｔ、ｘｎ、以下ｔ、とする。）が長
くなり、実際には生産性の向上にはあまり貢献しない。 ここで、ｖ、＞ｖ４になったとしてもすぐに発泡が生じ
るわけではなく、充満したガスがある一定以上の量に集
合することが必要である。ｖ、＞Ｖ、の条件下で露光を
開始して充満ガスが一定以上に集合して発泡に至るまで
の時間を発泡時間ｔｂとすると、通過時間１．＜発泡時
間【ｂになっていれば、発泡しない、また、−回の通過
により発生するガスの量は、照度Ｉ、と通過時間１ｏと
の積１．Ｘｔ、で決まる。つまり、！、を大きくしても
ｔｏを小さくすればガスの発生量は変わらない、言い換
えれば、ｔｏを小さくすれば１を大きくすることができ
る。 従って、本実施例では、第一の回転ステージ１７でのウ
ェハＷの回転数ｎを複数にしてガス放出露光量Ｈ１を各
回の通過に分けてレジストに与え上記通過時間ｔ、を小
さくする即ち回転速度を速くして、通過時間（、〈発泡
時間も、にする、その上で、ウェハＷが一回転して次に
同じ定点が露光されるまでの光照射を受けていない時間
帯に、露光によって発生したガスをレジスト外に放出さ
せる。この時、ウェハＷは加熱されているので、上記第
ｉ五式より、露光されていない時間帯でのガスのレジス
ト外への放出が速やかに行われる。さらに、前述の通り
ｔ、を小さくすることによって１、を大きくすることが
できるので、Ｈｔ”ＩｔＸＬｓＸｎの関係により第一の
回転ステージ１７での露光時間ｔ、（−ｔ、ｘｎ）を短
くできる。 第二の回転ステージ２７では、第一の回転ステージ１７
での照度！１より強い照度で露光しているが、第一の回
転ステージ１７での露光によりガス放出媒体が充分に反
応・分解放出されているため、発泡が起こらない、即ち
、照度１．より強い照度！、で露光するので、現像工程
におけるレジスト除去に必要な露光量を与える第二の回
転ステージ２７での露光時間ｔ！を短くできる。また、
第一の回転ステージ１７での露光後レジスト中にガス放
出媒体が微量に残った場合には、上記強い照度ｌ！の光
照射を受けることになるが、ガス放出媒体の残量が微量
である上に、レジストの温度が第一の回転ステージ１７
での露光のときより低いので、上記第１式から、ガスの
生成速度はガスの放出速度より充分小さく発泡には至ら
ない。 尚、前記実施例において、冷却機構として水冷パイプ２
７１からなるものを用いたが、これに限られるものでは
なく、例えばウェハＷに不活性ガスを吹きつせて強制空
冷したり、回転ステージ２７に冷却フィン等をつけたも
のを用いても良い。 また、ヒータ７１としては、シート状のヒータやカート
リッジ状のヒータ、シースヒータ等の各種のヒータが使
用可能である。 尚、前述の光源ランプ１１及びライトガイドファイバ１
６からなる第一の光照射機構と光源ランプ２１及びライ
トガイドファイバ２６からなる第二の光照射機構につい
て、途中から二つに分岐したライトガイドファイバを用
いれば、一つの光源ランプ及びライトガイドファイバで
両方を兼ねることができる。 〔発明の効果〕 以上説明した通り、本発明のウェハ周辺露光装置は、レ
ジストが塗布されたウェハが載置され二回転以上回転す
る第一の回転ステージと、該第一の回転ステージに設け
られた温調機構と、第一の回転ステージに載置されるウ
ェハの周辺部を露光するライトガイドファイバ及び光源
ランプからなる第一の光照射機構と、第一の回転ステー
ジにおいて露光されたウェハが載置される第二の回転ス
テージと、第二の回転ステージに設けられた冷却機構と
、第二の回転ステージに載置されるウェハの周辺部を露
光するライトガイドファイバ及び光源ランプからなる第
二の光照射機構とを具備したので、まず弱い照度でかつ
レジストを高い温度にして露光した後、高い照度でかつ
レジストを低い温度にして露光することができる。従っ
て、レジストの発泡が発生せずかつ短時間に露光を終え
ることができ、生産性の高いウェハ周辺露光装置となる
。 また、回転ステージが二つあるので、各回転ステージの
構造が複雑にならず、かつ第二の回転ステージでの露光
の際には次のウェハを第一の回転ステージで露光するこ
とができ、この点でも生産性の高いウェハ周辺露光装置
となる。
は、レジストが塗布されたウェハが載置され二回転以上
回転する第一の回転ステージと、該第一の回転ステージ
に設けられた温調機構と、第一の回転ステージに載置さ
れたウェハの周辺部を露光するライトガイドファイバ及
び光源ランプからなる第一の光照射機構と、第一の回転
ステージにおいて露光されたウェハが載置される第二の
回転ステージと、第二の回転ステージに設けられた冷却
機構と、第二の回転ステージに載置されたウェハの周辺
部に前記第一の光照射機構により強い照度で露光するラ
イトガイドファイバ及び光源ランプからなる第二の光照
射機構とを具備したことを特徴とする。 （作用） 上記構成に係るウェハ周辺露光装置は、レジストの塗布
されたウェハは、まず第一の回転ステージにおいて弱い
照度でかつ高い温度で露光された後、第一の回転ステー
ジより低い温度になっている第二の回転ステージにおい
て高い照度で露光される。従って、後に説明するように
、レジストの発泡が生ぜずかつ短時間に露光を終えるこ
とができる。 〔実施例〕 以下、本発明の詳細な説明する。 第１図は、本発明の実施例のウェハ周辺露光装置の概略
説明図である。 第１図において、１１．２１は超高圧水銀灯等の光源ラ
ンプ、１２．２２は楕円集光鏡、１３２３は平面反射鏡
、１４は減光フィルタ、１５゜２５はシャッタ、１６．
２６はライトガイドファイバ、Ｗはレジストが塗布され
たウェハ、１７゜２７は不図示の真空吸着孔を有する第
一、第二の回転ステージ、１８．２８はステージ駆動機
構を示す。 第１図において、光源ランプ１１及びライトガイドファ
イバ１６は第一の光照射機構を構成し、光源ランプ２１
及びライトガイドファイバ２６は第二の光照射機構を構
成する。 第１図において、第一の回転ステージ１７は温調機構と
してヒータ７１を内蔵し、ヒータ７１の加熱温度は回転
ステージ１７に設けられた不図示の温度センサからの信
号により不図示のコントローラによって制御される。 また、第二の回転ステージ２７は冷却機構として水冷パ
イプ２７１を内蔵し、水冷パイプ２７１を流れる冷却水
の量は、回転ステージ２７に設けられた不図示の温度セ
ンサからの１３号によりコントローラによって制御され
る。これにより第二の回転ステージ２７の温度は第一の
回転ステージ１７の温度より低い所定の温度に保たれる
。 第１図において、レジストの塗布されたウェハＷを不図
示のウェハカセットから搬送機構１０が第一の回転ステ
ージ１７に搬送し、真空吸着した後、回転ステージ１７
が回転を始めると同時に、シャッタ１５が開いて、第一
の回転ステージ１７における露光が開始される。第一の
回転ステージ１７における露光では、減光フィルタ４が
光路上に配置され、例えば１２００ｍＷ／ｃｍ”の弱い
照度で露光がされる。そして、全体の露光量が例えば２
７５ｍＪ／ｃｍ”になるように、ウェハＷを５秒／１回
転の速度で６回転させる。尚、この時のウェハＷの温度
は例えば７０℃となるように、ヒータ７１がコントロー
ラにより制御される。 そして、第一の回転ステージ１７での露光が終了すると
、コントローラからの信号により、回転ステージ１７の
回転が停止するとともに、シャッタ１５が閉じる。その
後、コントローラからの信号により搬送機構１０がウェ
ハＷを第一の回転ステージ１７から第二の回転ステージ
２７に搬送する。 搬送機構ｌＯがウェハＷを第二の回転ステージ２７に搬
送すると、第一の回転ステージ皇７の場合と同様に、ウ
ェハＷを真空吸着した後シャッタ２５が開き、ライトガ
イドファイバ２６によって第二の回転ステージ２７にお
ける露光がされる。 第二の回転ステージ２７は、ウェハＷの温度が例えば２
５℃になるように水冷パイプ２７１及びコントローラに
よって冷却制御される。また、第二の光照射機構には減
光フィルタは配置されておらず、照度は前記の第一の回
転ステージ１７における照度より強い例えば３０００ｍ
Ｗ／Ｃｍ”の照度であり、ウェハＷを一回転させて露光
は終了する。 以上の条件にて、東京応化工業株式会社製０ＦＰＲ−８
００を２μｍの厚さで塗布したレジストを露光して実験
したところ、レジストの発泡は発見されず現像工程にお
いて確実にレジストを除去することができ、好適である
ことが分かった。 以下、本実施例においてレジストの発砲が発生せず、し
かも短時間に露光が終了する理由を、より具体的に説明
する。 第２図は、本実施例における露光量を説明するための斜
視図であり、Ｗはウェハ、Ｗｐはウェハの周辺部、Ａは
ウェハの周辺部の定点、Ｅはライトガイドファイバから
出射した光が露光する露光領域を示す０本実施例におい
ては、露光量とは定点Ａが露光領域Ｅを通過する間に受
けた光の総量であり、例えば、照度を！、定点Ａが露光
領域Ｅを通過する時間を（。、ウェハＷを回転させる回
転数をｎとすると、露光量は、ＩＸＩ。ｘｎとなる。 レジストの発泡現象は、具体的には、ガスの単位時間当
たりの生成量（以下、生成速度）がガスの単位時間当た
りの放出量（以下、放出速度）より多いことによって生
ずる。即ち、レジスト外部に放出されるガスの量より発
生するガスの量が多いため、ガスがレジスト内部に充満
し、充満したガスの増加及び集中によって発泡に至る。 ガスの生成速度は光化学反応の速度（以下、反応速度）
により決まり、ガスの放出速度は発生したガスがレジス
ト中を拡散する速度（以下、拡散速度）により決まる。 従って、−船釣に、レジストの発泡を抑えながら露光す
るには、反応速度を小さくし拡散速度を大きくして、生
成速度を放出速度以下にしておけばよいことになる。 ここで、反応速度をｖＰ、拡散速度をｖ４．照度を！、
レジストの温度をＴとすると、ＶｒＣＣＬ ｅｘｐ
（−Ｈａ／ｋＴ ） ・−−ｉＶ ａ Ｏｃ ”ｘＰ
（−〇へＴ ） ＝−−ｉｉなる関係があることが
知られている。 尚、Ｅａは反応の活性化エネルギ、には気体定数、Ｑは
拡散の活性化エネルギである。 従って、ｖ、＜ｖ４なる関係を成立させるためには、Ｉ
を下げてｖｌを小さくすることが考えられる。しかし、
■を下げると、現像工程でレジストを除去するのに必要
なある一定の露光量を与えるためには、露光時間を長く
しなければならなくなる。しかし、レジスト中のガス放
出媒体が予め充分反応・分解放出（以下、ガス放出とい
う、）された状態であるならば、大きいＩで露光しても
発泡はしない。 従って、第１図において、第一の回転ステージ１７で弱
い照度（以下ｌ、とする。）で露光しガス放出媒体を充
分ガス放出させるようにすれば、第二の回転ステージ２
７で強い照度（以下！、とする。）で露光しても発砲は
発生せず、ウェハＷの回転速度を速くして露光時間を短
くすることができる。 ここで、第二の回転ステージ２７で強い照度で露光して
も発泡が生じないように、第一の回転ステージ１７での
露光において充分ガス放出をさせるためには、第一の回
転ステージ１７での露光においてもある一定以上の露光
量が必要である。この充分なガス放出に必要な露光量（
以下ガス放出露光量■１．）を上記ｖ、＜ｖ４なる関係
を満たすＩ及びＴで与えると、やはりかなリウエハＷの
回転速度を遅くしなければならず、第一の回転ステージ
１７での露光時間（ｔ、ｘｎ、以下ｔ、とする。）が長
くなり、実際には生産性の向上にはあまり貢献しない。 ここで、ｖ、＞ｖ４になったとしてもすぐに発泡が生じ
るわけではなく、充満したガスがある一定以上の量に集
合することが必要である。ｖ、＞Ｖ、の条件下で露光を
開始して充満ガスが一定以上に集合して発泡に至るまで
の時間を発泡時間ｔｂとすると、通過時間１．＜発泡時
間【ｂになっていれば、発泡しない、また、−回の通過
により発生するガスの量は、照度Ｉ、と通過時間１ｏと
の積１．Ｘｔ、で決まる。つまり、！、を大きくしても
ｔｏを小さくすればガスの発生量は変わらない、言い換
えれば、ｔｏを小さくすれば１を大きくすることができ
る。 従って、本実施例では、第一の回転ステージ１７でのウ
ェハＷの回転数ｎを複数にしてガス放出露光量Ｈ１を各
回の通過に分けてレジストに与え上記通過時間ｔ、を小
さくする即ち回転速度を速くして、通過時間（、〈発泡
時間も、にする、その上で、ウェハＷが一回転して次に
同じ定点が露光されるまでの光照射を受けていない時間
帯に、露光によって発生したガスをレジスト外に放出さ
せる。この時、ウェハＷは加熱されているので、上記第
ｉ五式より、露光されていない時間帯でのガスのレジス
ト外への放出が速やかに行われる。さらに、前述の通り
ｔ、を小さくすることによって１、を大きくすることが
できるので、Ｈｔ”ＩｔＸＬｓＸｎの関係により第一の
回転ステージ１７での露光時間ｔ、（−ｔ、ｘｎ）を短
くできる。 第二の回転ステージ２７では、第一の回転ステージ１７
での照度！１より強い照度で露光しているが、第一の回
転ステージ１７での露光によりガス放出媒体が充分に反
応・分解放出されているため、発泡が起こらない、即ち
、照度１．より強い照度！、で露光するので、現像工程
におけるレジスト除去に必要な露光量を与える第二の回
転ステージ２７での露光時間ｔ！を短くできる。また、
第一の回転ステージ１７での露光後レジスト中にガス放
出媒体が微量に残った場合には、上記強い照度ｌ！の光
照射を受けることになるが、ガス放出媒体の残量が微量
である上に、レジストの温度が第一の回転ステージ１７
での露光のときより低いので、上記第１式から、ガスの
生成速度はガスの放出速度より充分小さく発泡には至ら
ない。 尚、前記実施例において、冷却機構として水冷パイプ２
７１からなるものを用いたが、これに限られるものでは
なく、例えばウェハＷに不活性ガスを吹きつせて強制空
冷したり、回転ステージ２７に冷却フィン等をつけたも
のを用いても良い。 また、ヒータ７１としては、シート状のヒータやカート
リッジ状のヒータ、シースヒータ等の各種のヒータが使
用可能である。 尚、前述の光源ランプ１１及びライトガイドファイバ１
６からなる第一の光照射機構と光源ランプ２１及びライ
トガイドファイバ２６からなる第二の光照射機構につい
て、途中から二つに分岐したライトガイドファイバを用
いれば、一つの光源ランプ及びライトガイドファイバで
両方を兼ねることができる。 〔発明の効果〕 以上説明した通り、本発明のウェハ周辺露光装置は、レ
ジストが塗布されたウェハが載置され二回転以上回転す
る第一の回転ステージと、該第一の回転ステージに設け
られた温調機構と、第一の回転ステージに載置されるウ
ェハの周辺部を露光するライトガイドファイバ及び光源
ランプからなる第一の光照射機構と、第一の回転ステー
ジにおいて露光されたウェハが載置される第二の回転ス
テージと、第二の回転ステージに設けられた冷却機構と
、第二の回転ステージに載置されるウェハの周辺部を露
光するライトガイドファイバ及び光源ランプからなる第
二の光照射機構とを具備したので、まず弱い照度でかつ
レジストを高い温度にして露光した後、高い照度でかつ
レジストを低い温度にして露光することができる。従っ
て、レジストの発泡が発生せずかつ短時間に露光を終え
ることができ、生産性の高いウェハ周辺露光装置となる
。 また、回転ステージが二つあるので、各回転ステージの
構造が複雑にならず、かつ第二の回転ステージでの露光
の際には次のウェハを第一の回転ステージで露光するこ
とができ、この点でも生産性の高いウェハ周辺露光装置
となる。
第１図は本発明の実施例のウェハ周辺露光装置の概略説
明図、第２図は本実施例における照射量を説明するため
の斜視図、第３図はこのウェハの裏側へまわり込んだレ
ジストを示すウェハの一部断面図、第４図はウェハに露
光された回路パターンの形状を示す図である。 図中、 １１．２１ −・・−・−一一一光源ランプ１６．２６
・−・−−−−−−ライトガイドファイバ１７−−
・−・・−一−−−−・・−第一の回転ステージ２７−
・・・・・・−・−・・・・−−−−−−一 第二の回
転ステージ７ｍ−・−・−・−・−・・・−・・・−・
・・・ヒータ２７１・・−−−−一一一・・−−−−ｍ
−・ 水冷パイプＷ・・−−−−−−一・・・−−−−
−・−・−ウェハＷｐ −・−・・−・・−・・・−
−−−−ウェハの周辺部を示す。
明図、第２図は本実施例における照射量を説明するため
の斜視図、第３図はこのウェハの裏側へまわり込んだレ
ジストを示すウェハの一部断面図、第４図はウェハに露
光された回路パターンの形状を示す図である。 図中、 １１．２１ −・・−・−一一一光源ランプ１６．２６
・−・−−−−−−ライトガイドファイバ１７−−
・−・・−一−−−−・・−第一の回転ステージ２７−
・・・・・・−・−・・・・−−−−−−一 第二の回
転ステージ７ｍ−・−・−・−・−・・・−・・・−・
・・・ヒータ２７１・・−−−−一一一・・−−−−ｍ
−・ 水冷パイプＷ・・−−−−−−一・・・−−−−
−・−・−ウェハＷｐ −・−・・−・・−・・・−
−−−−ウェハの周辺部を示す。
Claims (1)
- レジストが塗布されたウェハが載置され二回転以上回転
する第一の回転ステージと、該第一の回転ステージに設
けられた温調機構と、第一の回転ステージに載置された
ウェハの周辺部に露光するライトガイドファイバ及び光
源ランプからなる第一の光照射機構と、第一の回転ステ
ージにおいて露光されたウェハが載置される第二の回転
ステージと、第二の回転ステージに設けられた冷却機構
と、第二の回転ステージに載置されるウェハの周辺部に
前記第一の光照射機構より強い照度で露光するライトガ
イドファイバ及び光源ランプとからなる第二の光照射機
構とを具備したことを特徴とするウェハ周辺露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32930788A JPH0750680B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ウエハ周辺露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32930788A JPH0750680B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ウエハ周辺露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02177420A true JPH02177420A (ja) | 1990-07-10 |
| JPH0750680B2 JPH0750680B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=18219998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32930788A Expired - Lifetime JPH0750680B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ウエハ周辺露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750680B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788032A1 (en) * | 1996-02-05 | 1997-08-06 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Process for exposing a peripheral area of a wafer and a device for executing the process |
| JP2006313862A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Tokyo Electron Ltd | 周縁露光装置、塗布、現像装置及び周縁露光方法 |
| EP1731966A4 (en) * | 2004-03-30 | 2008-01-16 | Pioneer Corp | EXPOSURE DEVICE |
| CN114459324A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-10 | 安徽科技学院 | 一种带同轴平行检测的减速机齿轮特性研究用精度测试台 |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP32930788A patent/JPH0750680B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788032A1 (en) * | 1996-02-05 | 1997-08-06 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Process for exposing a peripheral area of a wafer and a device for executing the process |
| US5929976A (en) * | 1996-02-05 | 1999-07-27 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Process for exposing a peripheral area of a wafer and a device for executing the process |
| EP1731966A4 (en) * | 2004-03-30 | 2008-01-16 | Pioneer Corp | EXPOSURE DEVICE |
| JP2006313862A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Tokyo Electron Ltd | 周縁露光装置、塗布、現像装置及び周縁露光方法 |
| EP1722402A3 (en) * | 2005-05-09 | 2007-08-01 | Tokyo Electron Limited | Edge exposure apparatus, coating and developing apparatus, and edge exposure method |
| US7573054B2 (en) | 2005-05-09 | 2009-08-11 | Tokyo Electron Limited | Edge exposure apparatus, coating and developing apparatus, and edge exposure method |
| CN114459324A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-10 | 安徽科技学院 | 一种带同轴平行检测的减速机齿轮特性研究用精度测试台 |
| CN114459324B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-12-12 | 安徽科技学院 | 一种带同轴平行检测的减速机齿轮特性研究用精度测试台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750680B2 (ja) | 1995-05-31 |
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