JPH0212811A - ウエハ周辺露光方法 - Google Patents

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。

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ェハ等
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
めのウェ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、°例えば半導体ウェハの回路パター
ンの形成技術にあっては、ウェハ上に感光性レジスト膜
を形成する場合、一般にスピンコード法と言われる回転
塗布法が用いられる。

第３図は半導体ウェハに塗布されたレジストの不要部分
であるウェハ周辺部ｔｂ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、ｌはウェハ、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に縮小してウェハｌに露光
し、この露光を次々と繰返す縮小露光方式（！１ｉＴＥ
Ｐ　ＡＮＤ　ＲＥＰＥＡＴ方式）によってパターンを形
成する。また、ｌｂはウェハ周辺部、１ｃはレジストは
み出し部、３０はウェハｌ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
分てあり、ウェハｌが回転して、ウェハ周辺部１ｂを光
照射する。

ウェハ１にレジストを塗布するスピンコード法は、第４
図（ａ）に示すウェハ１を回転台上に載置し、このウェ
ハ１上の中心付近にレジストを注いで回転させ、遠心力
をもってウェハｌ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ド法によると、第４１
３（ｂ）に示すようにレジストがその表面張力によりウ
ェハｌのウェハ周辺部１ｂをはみ出し、裏側にも回りこ
んたり、ウェハ周辺部ｉｂにおいてレジストが盛上った
りすることがある。ウェハｌのウェハ周辺部ｌｂは、一
般に第４図（ｂ）の如く断面がウェハ周辺部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、回路パターンはウェハｌの表面のウェハ周
辺部１ｂには形成せず、それ以外の部分（パターン形成
部）ｌａに形成する（ｔ５３図（ａ）参ｔＨ４）ので、
ウェハ周辺部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。しかしスピンコード法では、この部
分にもどうしてもレジストか塗布される。従来、ウェハ
周囲のレジストのパリをなくすようにしたスピンコード
法の提案はあるか、その場合てもウェハ周辺部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、ウェハｌ
のウェハ周辺部ｉｂ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か固くてもろいという特徴が
あるため、Ｌ程中にウェ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ずことかあるからＣある。

特にウェハｌの搬送中にウェハｌ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、
これがウェハ１上に付着し、エツ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
ウニ八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ェハ周辺部のレジストが不規
則な部分や、きす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ｌ：
ｌ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ｆｆｉ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
されたウェハｌ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、ウェハ周辺部１ｂのレジストの盛上り部は除去され
ない。

このウェハ周辺部ｔｂ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かある。

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、ウェハ周辺部１ｂのレジス
トも除去する必要かある。

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
ェハ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）はウェハ周辺部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）から明らかなように、ウェハ周辺部１ｂ
の外周部１ｂ−１と内周部１ｂ−３と、周辺中心部１ｂ
−２ては積算露光量が相違する。その結果、ウェハ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
ト除去がてきない。

そこで、第５図（ｂ）に示すようにウェハ周辺部１ｂに
対するＵＶ光照射の露光形状を長方形にして、外周部１
ｂ−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。

一般にウェ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２１の時通常１
５０”／ｅ、”を照射する必要があり、第４図（ｂ）の
ようにウェハ周辺部１ｂが４ｇ＋ｓ程度に盛上った場合
は必要露光量は３００”Ｊ／。、２のＵＶ光照射を要す
る。

［発明か解決しようとする課題］ 上述のように従来のウェハ周辺露光方法では。

例えば３００″″Ｊ／。′の露光量を１回転の露光のみ
で行おうとすると、ウェハ周辺部のレジストに対して：
ｌＯＯ”八、雪の光エネルギ７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、あるいはウェハ
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
うにしたウェ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ェハ
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ての間にレジストの
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ェハ周
辺露光装置の概略図で、２はウェハｌ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、ｌＯ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ェ
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、−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、ウェハｌに塗布するレジストは
東京応化■製の０ＦＰＲ８０００を用い、このしシスト
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１
−に載置されたウェハｌを３０秒間に２回転すＳ方法に
より、２０００″ｗ八、′のエネルギーの露光量な導光
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２０００’″ｗ八
♂のエネルギーの露光量でウェハｌ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、ウェハｌ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、この間にレジストの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（
ａ３Ｉ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
、ウェハ周辺部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の回転によってウェ
ハ１を回転しているが、ウェハｌ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ェ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ニ八周
辺露光装置の概略図、第２図は第１図の装置を用いてこ
の発明ウニ八周辺露光方法を説明するタイムチャート、
第３図は半導体ウェハに塗布されたレジストの不要部分
であるウェハ周辺部にυＶ（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）はウェハ周辺部に対するＵ
ｖ光照射の露光形状を説明するための図である。 図中。 ｌ：ウェハ　　　　　　２：回転ステージｌミニパター
ン形成部 ｌｂ：ウェハ周辺部 ４ｂ：照射部分 ８：導光ファイバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハまたは光出射機構のいずれか一方を回転させなが
   らウェハの周辺部をスポット的に光照射してウェハに塗
   布された周辺部のレジストを露光するウェハ周辺露光方
   法において、前記ウェ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ェ
   ハ周辺露光方法。