JPH0750676B2 - ウエハ周辺露光方法 - Google Patents

ウエハ周辺露光方法

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JPH0750676B2
JPH0750676B2 JP63160957A JP16095788A JPH0750676B2 JP H0750676 B2 JPH0750676 B2 JP H0750676B2 JP 63160957 A JP63160957 A JP 63160957A JP 16095788 A JP16095788 A JP 16095788A JP H0750676 B2 JPH0750676 B2 JP H0750676B2
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wafer
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学 後藤
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、感光性レジストを塗布した半導体ウエハ等
の電子材料の周辺部における不要レジストを除去するた
めのウエハ周辺露光方法に関するものである。
[従来の技術] 従来この種の技術、例えば半導体ウエハの回路パターン
の形成技術にあっては、ウエハ上に感光性レジスト膜を
形成する場合、一般にスピンコート法と言われる回転塗
布法が用いられる。
第3図は半導体ウエハに塗布されたレジストの不要部分
であるウエハ周辺部1bにUV(紫外線)光を導光ファイバ
で導光して照射する場合の斜視図であり、第4図
(a),(b)は第3図の方法で露光するための光照射
を行う状態を示す図で、同図(a)は平面図、同図
(b)はその側断面図である。
第3図,第4図において、1はウエハ、1aはパターン形
成部で、不図示の所望パターンを用いて、これをレンズ
(不図示)により数分の1に縮小してウエハ1に露光
し、この露光を次々と繰返す縮小露光方式(STEP AND R
EPEAT方式)によってパターンを形成する。また、1bは
ウエハ周辺部、1cはレジストはみ出し部、30はウエハ1
のオリエンテーション・フラット(以下オリフラとい
う)、8′は不図示のUV照射光源からUV光を導く石英か
らなる導光ファイバ、4aはこの導光ファイバ8′からUV
光が照射される照射部分であり、ウエハ1が回転して、
ウエハ周辺部1bを光照射する。
ウエハ1にレジストを塗布するスピンコート法は、第4
図(a)に示すウエハ1を回転台上に載置し、このウエ
ハ1上の中心付近にレジストを注いで回転させ、遠心力
をもってウエハ1上の表面全体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ト法によると、第4図
(b)に示すようにレジストがその表面張力によりウエ
ハ1のウエハ周辺部1bをはみ出し、裏側にも回りこんだ
り、ウエハ周辺部1bにおいてレジストが盛上ったりする
ことがある。ウエハ1のウエハ周辺部1bは、一般に第4
図(b)の如く断面がウエハ周辺部1bの盛上りと、その
余勢によって裏側への回りこみの可能性が大きい。か
つ、回路パターンはウエハ1の表面のウエハ周辺部1bに
は形成せず、それ以外の部分(パターン形成部)1aに形
成する(第3図(a)参照)ので、ウエハ周辺部1bには
パターン形成用レジストは特に塗布する必要がない。し
かしスピンコート法では、この部分にもどうしてもレジ
ストが塗布される。従来、ウエハ周囲のレジストのバリ
をなくすようにしたスピンコート法の提案はあるが、そ
の場合でもウエハ周辺部1bへのレジストの塗布は残る。
このような不要なレジスト、即ち第4図(b)に示す裏
側にも回りこんだレジストはみ出し部1cや、ウエハ1の
ウエハ周辺部1bに塗布された周辺レジスト部分は、これ
が残ったままだと問題を起こすことがある。レジスト
は、一般に樹脂そのものが固くてもろいという特徴があ
るため、工程中にウエハを搬送のために掴んだり、こす
ったりするような機械的ショックが加わると欠落し、ダ
ストとなって悪影響を及ぼすことがあるからである。特
にウエハ1の搬送中にウエハ1のレジストはみ出し部1c
(第4図(b)参照)からレジスト片が欠落して、これ
がウエハ1上に付着し、エッチングされないなどのこと
によりパターン欠陥をもたらしたり、イオン注入時のマ
スクとして働いて必要なイオン打込みが阻害されたりし
て、歩留りを低下させることがある。また、高エネルギ
ー高濃度のイオン注入を行う場合、イオン注入時のウエ
ハ周辺から発生する熱ストレスにより、レジストクラッ
ク(割れ)が発生することがある。このレジストクラッ
クはウエハ周辺部のレジストが不規則な部分や、きずが
ついてる部分から発生し、中央に向って走るものである
ことが確認されている。
この問題は、半導体素子について高密度高集積化が進
み、歩留り維持のため、従来のコンタクト方式または1:
1プロジェクション方式のアライナを用いる露光方法か
ら、前述のステップと呼ばれる縮小投影方式に露光方法
が変わってきたこと及びそれに伴い、従来のパターン形
成用フォトプロセスでの主力であったネガ型レジストに
代り、ポジ型レジストを使わざるを得なくなってきたと
いう背景下で、極めて重要である。
このような不要部分のレジストを除去する方法として、
溶剤噴射法が用いられている。これは、レジストが付着
されたウエハ1の裏面から溶剤を噴射して、不要なレジ
ストを溶かし去るものである。しかしこの方法では、第
4図のレジストはみ出し部1cのレジストは除去できる
が、ウエハ周辺部1bのレジストの盛上り部は除去されな
い。このウエハ周辺部1bのレジストも除去すべく表面か
ら溶剤を噴射することは、パターン形成をしているレジ
スト部分1aに悪影響を及ぼすことがある。
前述したレジスト片遊離による不都合は、レジストはみ
出し部1cのレジストを除去するということにより改善さ
れるが、未だ充分でなく、ウエハ周辺部1bのレジストも
除去する必要がある。従って、この部分の不要レジスト
をも、容易に、しかも確実に除去する方法として、従来
は第3図に示すようなUV光照射を行っていた。しかしこ
のUV光照射も、ウエハ1上でのUV光の照射部分の形状は
円形であった。
また、第5図(a),(b)はウエハ周辺部1bに対する
UV光照射の露光形状を説明するための図で、同図(a)
は従来の光照射により露光される形状を示している。第
5図(a)から明かなように、ウエハ周辺部1bの外周部
1b-1と内周部1b-3と、周辺中心部1b-2では積算露光量が
相違する。その結果、ウエハ1の周辺部では不均一な露
光となり、現像後、均一なレジスト除去ができない。
そこで、第5図(b)に示すようにウエハ周辺部1bに対
するUV光照射の露光形状を長方形にして、外周部1b-1と
内周部1b-3及び周辺中心部1b-2における積算露光量が一
致するようにしている。
一般にウエハに塗布されたレジストに対する紫外線露光
は、レジストの種類にもよるが、膜厚が2μmの時通常
150mJ/cm2を照射する必要があり、第4図(b)のよう
にウエハ周辺部1bが4μm程度に盛上った場合には必要
露光量は300mJ/cm2のUV光照射を要する。
[発明が解決しようとする課題] 上述のように従来のウエハ周辺露光方法では、例えば30
0mJ/cm2の露光量を1回転の露光のみで行おうとする
と、ウエハ周辺部のレジストに対して300mJ/cm2の光エ
ネルギーが短時間のうちに与えられることになり、レジ
ストが発泡してしまう。この理由は、レジストに紫外線
を照射すると、レジスト中に含まれる有機溶媒の分解に
よる蒸発やレジスト自体が化学反応を起こし、それによ
り発生するガス、あるいはウエハにレジストを塗布する
前に施された下地処理から生じるガス等が急激に発生
し、発泡に至る。そこで、この発泡によってレジストが
損傷して周辺に飛散するのを防ぐ必要があるが、最初に
弱いUV光の照射を行えばレジストの発泡を抑制してレジ
スト内部のガスを徐々に放出させることができる。しか
し、照射UV光を弱くするために回転速度を遅くして、比
較的弱いUV光照射により1回転で露光を終える方法をと
ろうとすると、露光処理のスループットが長くなり、実
用的でない。
この発明はかかる課題を解決するためにさなれたもの
で、レジストの発泡がなく、スループットも低下しない
ようにしたウエハ周辺露光方法を提供することを目的と
する。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明の方法はウエハ
または光出射機構の回転は2回転以上であり、かつ第1
回目の回転の際の単位面積あたりの積算露光量はレジス
ト発泡露光量以下であり、2回転目以後の露光による積
算露光量が所定露光量以上となるような露光工程を有す
るものである。
[作用] 上記の方法によれば、1回転目の露光に際してはレジス
トの発泡を抑制しながら露光し、2回転目の露光におい
て、レジスト発泡露光量以上の露光を行うが、1回転目
の露光の後、2回転目以後の露光までの間にレジストの
それぞれの部所に出射端が回動してくるまでにガスが放
出されてレジスト内部に留まることがないので、発泡す
ることはない。
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例を説明するためのウエハ周
辺露光装置の概略図で、2はウエハ1を載置して回転さ
せる回転ステージ、4bは矩形状の露光パターンである照
射部分、8は導光ファイバ、9はこの導光ファイバ8内
に装備されているレンズ、10は光源である水銀ランプ、
11はこの水銀ランプ10からの光を集光する楕円集光鏡、
12は楕円集光鏡11からの反射ミラーである。また、第3
図乃至第5図と同一符号は同一または相当部分を示す。
さらに、第2図は第1図の装置を用いてこの発明のウエ
ハ周辺露光方法を説明するタイムチャートで、実線はこ
の発明の実施例における露光工程を示し、一点鎖線は従
来におけるそれぞれの露光工程を示すものである。
以下、第1図、第2図を用いて、この発明の一実施例を
従来の場合と対比しながら説明する。
この実施例においては、ウエハ1に塗布するレジストは
東京応化(株)製のOFPR8000を用い、このレジストに波
長436nmの光を照射する。
いま、回転ステージ2を回転させることにより、その上
に載置されたウエハ1を30秒間に2回転する方法によ
り、2000mw/cm2のエネルギーの露光量を導光ファイバ8
の出射端である照射部分4bから照射して露光する。この
露光方法は、従来ならば2000mw/cm2のエネルギーの露光
量でウエハ1を30秒間に1回転していたので、この実施
例と露光時間は同じであり、積算露光量(時間積分露光
量)は同じであるが、第2図から明らかなように、単位
面積当りの露光量の増加の仕方が異っている。従って、
従来の方法によればある特定箇所のレジストが最初の露
光でレジスト発泡露光量(レジストの種類によって異る
が、所定時間にある露光量をレジストに与えた場合、発
泡するエネルギー:第2図点イ)に達してしまう。それ
に対して、この発明の実施例によれば、ウエハ1の1回
転目の露光では、前記レジストの各部分は発泡露光量に
達しないので、次に導光ファイバ8の出射端である照射
部分4bがきて、2回転目の露光がされるまで各部のレジ
ストは露光が一次中断されることになり、この間にレジ
スト各部からのガスは放出されて内部にたまることがな
いので、発泡することはない。そして、第2回目以後の
回転により露光は終了するが、全体の露光時間は従来の
場合と同じであり、レジストの単位面積当りの時間積分
露光量(積算露光量)は従来と同じである。
そして、露光が終了したら、周知の方法で現像を行っ
て、ウエハ周辺部1bのレジストは除去されるのは勿論で
ある。
尚、前記実施例では回転ステージ2の回転によってウエ
ハ1を回転しているが、ウエハ1を静止させたまま、露
光パターンである照射部分4bを回転させることにより露
光を行ってもよいことは勿論である。
[発明の効果] 以上説明した通り、この発明によればレジストの露光工
程中に露光が中断した状態があるので、その間にレジス
ト内のガスを放出させてしまう。従って、各照射時の回
転スピードはむしろ速めることができ、結果的にスルー
プットは低下せず、その上発泡がないのでレジストがウ
エハのパターン形成部へ飛散してパターンを乱すことも
なく、そのために不良品産出の心配はない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するためのウエハ周
辺露光装置の概略図、第2図は第1図の装置を用いてこ
の発明ウエハ周辺露光方法を説明するタイムチャート、
第3図は半導体ウエハに塗布されたレジストの不要部分
であるウエハ周辺部にUV(紫外線)光を導光ファイバで
導光して照射する場合の斜視図、第4図(a),(b)
は第3図の方法で露光するための光照射を行う状態を示
す図で、同図(a)は平面図、同図(b)はその側断面
図、第5図(a),(b)はウエハ周辺部に対するUV光
照射の露光形状を説明するための図である。 図中. 1:ウエハ、2:回転ステージ 1a:パターン形成部、1b:ウエハ周辺部 4b:照射部分、8:導光ファイバ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエハまたは光出射機構のいずれか一方を
    回転させながらウエハの周辺部をスポット的に光照射し
    てウエハに塗布された周辺部のレジストを露光するウエ
    ハ周辺露光方法において、前記ウエハまたは光出射機構
    の回転は2回転以上であり、かつ第1回目の回転の際の
    単位面積あたりの積算露光量はレジスト発泡露光量以下
    であり、第2回目の回転以後の露光による積算露光量が
    所定露光量以上となるような露光工程を有することを特
    徴とするウエハ周辺露光方法。
JP63160957A 1988-06-30 1988-06-30 ウエハ周辺露光方法 Expired - Lifetime JPH0750676B2 (ja)

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