JP2000164479A - レジストパタ−ンの形成方法及び周辺露光装置 - Google Patents

レジストパタ−ンの形成方法及び周辺露光装置

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JP2000164479A JP10347856A JP34785698A JP2000164479A JP 2000164479 A JP2000164479 A JP 2000164479A JP 10347856 A JP10347856 A JP 10347856A JP 34785698 A JP34785698 A JP 34785698A JP 2000164479 A JP2000164479 A JP 2000164479A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジストパタ−ン形成の際の、基板の回路形
成領域の外側の周辺領域の露光工程にて、光源の電力を
大きくさせずに露光時間の短縮を図ること。 【解決手段】 レジストが塗布され、所定のパタ−ンマ
スクを用いて露光された基板に対して、回路形成領域の
外側の周縁領域のレジストを現像によって溶解するため
に当該周辺領域を露光する場合に、前記回路形成領域の
外縁をX方向又はY方向に沿って形成すると共に、露光
部を四角形のリング状の露光領域を形成するように構成
し、前記露光領域の辺と回路形成領域の外縁とをほぼ平
行にした状態で、露光部を基板に対して面方向に相対的
に連続的にX又はY方向に移動させながら露光を行う。
露光領域をリング状に構成すると発光領域が狭くなるの
で、発光させるために必要な電力の消費量が低減し、ま
た露光部と基板と相対的に連続的に移動させているの
で、露光処理に必要な時間が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の上に所定の
レジストパタ−ンを形成する方法、及びレジストパタ−
ン形成の一工程である、回路形成領域の外側の周辺領域
の露光に用いられる周辺露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程では、半導体
ウエハ(以下「ウエハ」という)Wにレジストパタ−ン
を形成する工程がある。この工程は、例えばウエハWに
レジスト液を塗布した後、パタ−ンに対応するマスクを
介して例えば図8に示すウエハWのデバイス領域11の
露光を行ない、次いで現像処理することによりレジスト
マスクを形成するというものである。
【0003】このようなレジストパタ−ンの形成法で
は、従来からデバイス領域11の露光を行った後、デバ
イス領域11の外側の周辺領域12の露光を行なうよう
にしている。例えばこの周辺露光は、図9に示す四角形
状の露光領域13を形成する光源を、図10の点線に示
すようにデバイス領域11に沿って間欠的に移動させて
行っており、ある露光位置で光源を点灯させて露光を行
った後、光源の点灯を停止して次の露光位置まで移動
し、当該露光位置で再び光源を点灯させて露光を行うよ
うにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな周辺露光では間欠的に光源を移動させているので、
周辺領域12全体の露光に時間がかかる。ここで露光時
間を短縮するために露光位置に停止する時間を短縮しよ
うとすると、同じ露光能力を得るためには光源の電力を
大きくする必要がある。また露光位置に停止する時間を
短縮せずに露光時間の短縮を図るためには露光面積を大
きくすることも考えられるが、露光面積が大きくなると
その分光源の電力を大きくしなければならない。さらに
露光位置から次の露光位置に移動するときの時間を短縮
しようとすると、光源の高速移動装置が必要となり、装
置が複雑化してしまう。
【0005】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、光源の電力を大きくすることな
く、露光時間の短縮を図るレジストパタ−ンの形成方法
及び周辺露光装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のレジ
ストパタ−ンの形成方法は、光が当たると現像液に対し
て溶解性になるレジストを基板に塗布する工程と、次い
でこの基板を所定のパタ−ンマスクを用いて露光する工
程と、その後基板の回路形成領域の外側の周辺領域に露
光部によりリング状の露光領域を形成しながら当該露光
部を基板に対して面方向に相対的に連続的に移動させ
て、前記周辺領域を露光する工程と、この工程の後、基
板表面に現像液を供給し、これにより基板表面を現像す
ると共に、前記周辺領域のレジストを溶解する工程と、
を含むことを特徴とする。
【0007】ここで前記回路形成領域の外縁はX方向ま
たはY方向に沿って形成されると共に、露光部はリング
状の露光領域を形成するように構成され、前記周辺領域
を露光する工程では、前記露光領域の辺と回路形成領域
の外縁とをほぼ平行にした状態で露光部と基板とを相対
的にXまたはY方向に移動させることを特徴とする。
【0008】本発明方法の周辺領域を露光する工程は、
例えば次のような周辺露光装置にて実施される。この周
辺露光装置は、レジストが塗布され、所定のパタ−ンマ
スクを用いて露光された基板に対して、回路形成領域の
外側の周縁領域のレジストを現像によって溶解するため
に、当該周辺領域を露光する周辺露光装置において、基
板を載置する載置部と、リング状の露光領域を形成する
露光部と、露光部の露光領域を基板の前記周辺領域に位
置させながら、露光部を基板に対して面方向に相対的に
連続的に移動させるための移動手段と、を備えたことを
特徴とする。ここで前記露光部のリング状の露光領域を
形成する手段は光ファイバ群を配列して構成されてい
る。
【0009】本発明では、露光領域をリング状に構成し
たので発光領域が小さくなり、製造コストを低くするこ
とができる上、発光のために要する電力が小さくなるの
で運転コストも低くすることができる。また基板と露光
部とを相対的に連続的に移動させて周辺露光を行うの
で、周辺露光に要する時間が短縮される。
【0010】また露光部をリング状の露光領域の代わり
に帯状の露光領域を形成するように構成し、前記周辺領
域を露光する工程では、帯状の露光領域と交差する方向
に露光部と基板とを相対的に移動させるようにしてもよ
く、この場合にも、発光領域が小さいので、製造コスト
や運転コストが低くなる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のレジストパタ−ン形成方
法の一実施の形態について説明する。先ず本発明方法の
概要について図1により記述すると、先ず図1(a)に
示すように、基板例えばウエハWのデバイス形成面に、
光が当たると現像液に対して溶解性になるレジスト20
を塗布する塗布工程を行い、次いで図1(b)に示すよ
うに、ウエハWの回路形成領域であるデバイス領域21
(図4参照)に対して、所定のパタ−ンに対応するパタ
−ンマスク22を用いて光源23を発光させて露光する
露光工程を行う。
【0012】続いて図1(c)に示すように、ウエハW
のデバイス領域21の外側の周辺領域24(図4参照)
を露光する周辺露光工程を行うが、この工程は露光部3
によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光部
3をウエハWに対して面方向に相対的に連続的に移動さ
せながら行う。このように周辺露光を行うのは、この領
域のレジストを残しておくと後の工程においてパ−ティ
クルの発生原因となるおそれがあるからである。この後
図1(d)に示すように、ウエハWのデバイス形成面に
現像液25を供給して現像工程を行う。この工程では現
像液25によりレジストの露光された部分が溶解され、
デバイス領域21に所定のレジストパタ−ンが形成され
ると共に、周辺領域24のレジストが除去される(図1
(e)参照)。
【0013】本発明では周辺露光工程において、露光部
3によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光
部3をウエハWに対して相対的に連続的に移動させるこ
とに特徴があり、続いてウエハWに対してこのような周
辺露光を行う周辺露光装置について図2を参照しながら
説明する。
【0014】図中41は、ウエハWがデバイス形成面を
上に向けた状態でほぼ水平な状態で載置される載置部で
あり、この載置部41の上方側にはウエハWに対向する
ように、リング状の露光領域を形成する露光部3が設け
られている。露光部3は、光源31と、光源31とウエ
ハWとの間に設けられ、リング状の露光領域を形成する
手段である露光領域形成部32と、光源31の露光領域
形成部32の反対側に設けられ、光源31から発光され
た光を反射させるミラ−33と、光源31と露光領域形
成部32との間に設けられ、光源31から露光領域形成
部32に向けて発光された光と、光源31から発光さ
れ、ミラ−により反射された光を集光するレンズ34
と、を備えている。
【0015】前記露光領域形成部32は、数百本の光フ
ァイバ例えば石英ファイバ35を、例えば図3に示すよ
うに、例えば四角形の角リング状に配列すると共に、一
方側を束ねて形成されている。この露光領域形成部32
は束ねた側をレンズ34に向けて配置され、レンズ34
によって集光された光が露光領域形成部32の束ねた側
に受光され、角リングによって四角形のリング状の露光
領域30(図4参照)を形成するように構成されてい
る。またミラ−33やレンズ34の形状や、ミラ−33
やレンズ34、光源31、露光領域形成部32との位置
関係は、光源31から発光された光が露光領域形成部3
2に漏れなく受光されるように夫々決定されている。
【0016】また載置部41は例えば下部側に設けられ
た移動手段をなすX,Y移動部42により、ウエハWを
露光部3に対して面方向に連続的に移動させるように構
成されている。ここでウエハWでは、図4に示すよう
に、デバイス領域21の外縁がX方向またはY方向に沿
って形成されているので、X,Y移動部42は、露光部
3によって形成される露光領域30の辺とデバイス領域
21の外縁とがほぼ平行になるようにした状態で、ウエ
ハWの周辺領域24に露光領域30を位置させながら、
ウエハWをXまたはY方向に連続的に移動させるように
構成されている。さらに露光領域30の大きさは、例え
ば周縁領域24を1回スキャンすれば露光が行える程度
の大きさ例えば縦横が10cmよりも少し大きい程度に
設定されている。
【0017】このような周辺露光装置では、載置部41
に前工程においてデバイス領域21の露光が行われたウ
エハWを予め設定された位置へ位置合わせして載置した
後、ウエハWをX,Y移動部42により移動させて、露
光領域30の辺とデバイス領域21の外縁とがほぼ平行
になるように、前記露光領域30を周辺領域24に位置
させる。そして光源31を発光させて角リング状に露光
を行いながら、ウエハWを、周辺領域24と露光領域3
0とが対応するように、図4に点線で示す移動経路にて
X又はY方向に連続的に移動させて周辺領域24全体を
露光し、こうして周辺露光を行う。
【0018】このような周辺露光では、露光部3の露光
領域30を四角形のリング状にしたので、従来四角形状
の露光領域を形成する露光部に比較して発光領域が小さ
いため、露光領域形成部32を形成するために必要な光
ファイバの数が少なくて済み、製造コストを低くするこ
とができる。
【0019】また発光領域が小さくなるので発光のため
に要する電力が小さくなり、運転コストも低くすること
ができる。このため露光部3を発光させたまま露光を連
続的に行っても、ト−タルの電力の消費量は従来方法と
同じ程度か少なくなるので、ウエハWを露光部3に対し
て連続的に移動させて周辺露光を行うことができる。こ
のようにウエハWを連続的に移動させると、ウエハWと
露光部3とを相対的に移動させるための高速移動機構を
設けなくても、周辺露光に要する時間が短縮される。
【0020】この際露光領域30が四角形のリング状で
あっても、露光部3とウエハWとを相対的に連続的に移
動させることにより周辺領域24の露光は十分に行うこ
とができ、この工程で露光された周辺領域24のレジス
トは現像液に対して溶解性となるので、次の現像工程に
おいて除去される。
【0021】上述の実施の形態において、露光部3はリ
ング状の露光領域30の代わりに、例えば図5に示すよ
うな帯状の露光領域5を形成するように構成してもよ
い。この場合には、例えば露光領域5をX軸と平行に配
置しておき、デバイス領域21のY軸と平行な外縁の周
縁領域24を露光する場合には、帯状の露光領域5と交
差する方向にウエハWを移動させ、デバイス領域21の
X軸と平行な外縁の周縁領域24を露光する場合には、
ウエハWを90度回転させてから、帯状の露光領域5と
交差する方向にウエハWを移動させながら周辺領域24
全体を露光する。このように帯状の露光領域5を形成す
るように露光部3を構成しても、発光領域が小さいた
め、製造コストを低くすることができる上、発光のため
に要する電力が小さくなり、運転コストも低くすること
ができる。
【0022】また上述の実施の形態では、露光部3とウ
エハWとはウエハWの面方向に相対的に連続的に移動さ
せるように構成すればよく、ウエハW側を移動させる代
わりに、露光部3側を移動させるように構成してもよ
い。さらにウエハWのデバイス領域21は例えば図6に
示すように形成してもよい。
【0023】次に本発明に係るレジストパタ−ンの形成
方法の実施に使用される周辺露光装置をユニットに組み
込んだ塗布・現像装置の一例の概略について図7及び図
8を参照しながら説明する。
【0024】図7及び図8中、6はウエハカセットを搬
入出するための搬入出ステ−ジであり、例えば25枚収
納されたカセットCが例えば自動搬送ロボットにより載
置される。搬入出ステ−ジ6に臨む領域にはウエハの受
け渡しアーム60がX、Y方向及びθ回転(鉛直軸回り
の回転)自在に設けられている。更にこの受け渡しアー
ム60の奥側には、例えば搬入出ステ−ジ6から奥を見
て例えば右側には塗布・現像系のユニットU1が、左
側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニットU2、U
3、U4が夫々配置されていると共に、塗布・現像系ユ
ニットと加熱・冷却系ユニットとの間でウエハWの受け
渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動
自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成されたウエハ搬
送ア−ムMAが設けられている。ただし図7では便宜上
ユニットU2及びウエハ搬送アームMAは描いていな
い。
【0025】塗布・現像系のユニットにおいては、例え
ば上段に2個の現像ユニット61が、下段に2個の塗布
ユニット62が設けられている。加熱・冷却系のユニッ
トにおいては、加熱ユニットや冷却ユニットや疎水化処
理ユニット等が上下にある。
【0026】塗布・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニ
ットを含む上述の部分をクリ−ントラックと呼ぶことに
すると、このクリ−ントラックの奥側にはインターフェ
イスユニット7を介して露光装置70が接続されてい
る。インターフェイスユニット7は例えば昇降自在、左
右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成
されたウエハ搬送ア−ム71によりクリーントラックと
露光装置70との間でウエハWの受け渡しを行うもので
あり、このユニット7に上述の周辺露光装置8が組み込
まれている。
【0027】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハWが収納されたウエハカセット
Cが前記搬入出ステ−ジ6に搬入され、ウエハ搬送ア−
ム60によりカセットC内からウエハWが取り出され、
既述の加熱・冷却ユニットU3の棚の一つである受け渡
し台を介してウエハ搬送アームMAに受け渡される。次
いでユニットU3内の一の棚の処理部内にて疎水化処理
が行われた後、塗布ユニット62にてレジスト液が塗布
され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布され
たウエハWは加熱ユニットで加熱された後インタ−フェ
イスユニット7を介して露光装置70に送られ、ここで
パタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われた後、
インタ−フェイスユニット7の周辺露光装置8にて、ウ
エハWのデバイス領域の外側の周辺領域の露光が行われ
る。
【0028】その後ウエハWは加熱ユニットで加熱され
た後、冷却ユニットで冷却され、続いて現像ユニット6
1に送られて現像処理され、レジストマスクが形成され
る。しかる後ウエハWは搬入出ステ−ジ6上のカセット
C内に戻される。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、レジストパタ−ンを形
成する際に、基板の回路形成領域の外側の周辺領域を露
光する工程において、リング状の露光領域を形成しなが
ら当該露光部を基板に対して面方向に相対的に連続的に
移動させて露光を行うようにしたので、光源の電力を大
きくさせずに露光時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施の形態の一例を示す工程図で
ある。
【図2】本発明方法の周辺露光工程で用いられる周辺露
光装置を示す断面図である。
【図3】前記周辺露光装置の露光領域形成部を示す平面
図である。
【図4】ウエハのデバイス領域を示す平面図である。
【図5】前記周辺露光装置の他の例の露光領域を示す平
面図である。
【図6】ウエハのデバイス領域の他の例を示す平面図で
ある。
【図7】前記周辺露光装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す斜視図である。
【図8】前記周辺露光装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す平面図である。
【図9】ウエハのデバイス領域を示す平面図である。
【図10】従来の周辺露光の露光領域を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ 20 レジスト 22 パタ−ンマスク 25 現像液 21 デバイス領域 24 周辺領域 3 露光部 30,5 露光領域 31 光源 32 露光領域形成部 35 石英ファイバ 41 載置部 42 X,Y移動部 8 周辺露光装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光が当たると現像液に対して溶解性にな
    るレジストを基板に塗布する工程と、 次いでこの基板を所定のパタ−ンマスクを用いて露光す
    る工程と、 その後基板の回路形成領域の外側の周辺領域に、露光部
    によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光部
    を基板に対して面方向に相対的に連続的に移動させて前
    記周辺領域を露光する工程と、 この工程の後基板表面に現像液を供給し、これにより基
    板表面を現像すると共に、前記周辺領域のレジストを溶
    解する工程と、を含むことを特徴とするレジストパタ−
    ンの形成方法。
  2. 【請求項2】 回路形成領域の外縁はX方向またはY方
    向に沿って形成されると共に、露光部はリング状の露光
    領域を形成するように構成され、前記周辺領域を露光す
    る工程では、前記露光領域の辺と回路形成領域の外縁と
    をほぼ平行にした状態で露光部を基板に対して相対的に
    XまたはY方向に移動させることを特徴とする請求項1
    記載のレジストパタ−ンの形成方法。
  3. 【請求項3】 露光部はリング状の露光領域の代わりに
    帯状の露光領域を形成するように構成され、前記周辺領
    域を露光する工程では、帯状の露光領域と交差する方向
    に露光部を基板に対して相対的に移動させることを特徴
    とする請求項1記載のレジストパタ−ンの形成方法。
  4. 【請求項4】 レジストが塗布され、所定のパタ−ンマ
    スクを用いて露光された基板に対して、回路形成領域の
    外側の周縁領域のレジストを現像によって溶解するため
    に、当該周辺領域を露光する周辺露光装置において、 基板を載置する載置部と、 リング状の露光領域を形成する露光部と、 露光部の露光領域を基板の前記周辺領域に位置させなが
    ら、露光部を基板に対して面方向に相対的に連続的に移
    動させるための移動手段と、を備えたことを特徴とする
    周辺露光装置。
  5. 【請求項5】 前記露光部のリング状の露光領域を形成
    する手段は光ファイバを配列して構成されていることを
    特徴とする請求項4記載の周辺露光装置。
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