JPH06104167A - 露光装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

露光装置及び半導体装置の製造方法

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JPH06104167A
JPH06104167A JP4249196A JP24919692A JPH06104167A JP H06104167 A JPH06104167 A JP H06104167A JP 4249196 A JP4249196 A JP 4249196A JP 24919692 A JP24919692 A JP 24919692A JP H06104167 A JPH06104167 A JP H06104167A
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JP
Japan
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wafer
cleaning
foreign matter
exposure
back surface
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JP4249196A
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English (en)
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Yoshinori Sato
義憲 佐藤
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
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Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウエハ裏面に付着した異物によって発生するホ
トリソグラフィー工程での解像不良を低減し、歩留を向
上させることができる半導体装置の製造技術を提供する
こと。 【構成】ウエハを載置する露光位置に平面部を有する露
光装置に、被露光体裏面に付着した異物を除去する機構
を設けた。 【効果】ウエハを露光する前にウエハ裏面の異物を取り
除いておくことにより、ウエハ裏面の異物による転写パ
ターンの解像不良がなくなり、製品歩留の向上、原価低
減、不良率低減を図れるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造技術
のうち、ウエハ等の被処理体の平坦度が要求される製造
工程に利用して有効な技術に関するもので、特に被処理
体表面の感光材を露光する技術に適用して有効な技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を製造する上で重要な技術の
ひとつに、集積回路の素子パターンや配線パターンを半
導体ウエハに転写するホトリソグラフィー技術がある。
【0003】このホトリソグラフィー技術は、半導体ウ
エハに感光材料(以下、ホトレジストと称する)を塗布
し、予め決められた遮光パターンが形成されたレチク
ル、またはホトマスクに光を通過させて、感光材料が塗
布された半導体ウエハに投影してパターンを転写する技
術である。この技術に用いられる装置の一つとして、投
影露光装置がある。
【0004】図3は従来の投影露光装置の概略説明図で
ある。図示するように、投影露光装置1の光源2から出
た光3は、反射板やレンズを通過したのちレチクル4の
表面に形成した遮光パターン5に達する。遮光パターン
5を通過した光、すなわち投影像3aは、縮小レンズ6
を経由して露光位置にセットされたレジスト塗布済のウ
エハ7表面に照射され、レジストは露光されることにな
る。
【0005】尚、41はウエハ供給キャリア、42はウ
エハ収納キャリア、43は、プリアライメントステーシ
ョンである。
【0006】このような投影露光技術に関するものにつ
いては、例えば、特開昭51−111076号公報等に
記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体集積回路
はますます微細化が進み、設計ルールがサブミクロンの
領域にまで達している。それに伴い、投影露光装置によ
る転写パターンも微細化し、ホトリソグラフィー技術は
相当の精密度が要求されるとともに、露光環境もかなり
の清浄度が要求される。
【0008】このような状況においては、どんなに微細
な異物も不良を引き起こす原因となる。例えば、ウエハ
表面に異物が付着したまま露光した場合、異物が付着し
た部分のレジストが感光しない等の問題は、微細化が進
むたびに、以前から存在している問題であるが、ウエハ
裏面に異物が付着した場合にも、ウエハを露光する際、
パターン転写に大きく影響することが近年明らかになっ
てきた。
【0009】第4図に示すように、ウエハ7を載置して
いる載置部材、例えばウエハチヤツク8とウエハ7との
間に異物Aが挾まってしまった場合、その異物Aによっ
てウエハ7が歪んでしまう。その結果、平坦部と異物A
が挾まっている部分とでは、縮小レンズ6からウエハ7
表面までの距離が異なってくるので、投影レンズ6によ
って決定される焦点深度Dを超える部分が発生し、その
部分において露光された投影像のパターンに解像不良を
起こしてしまう。微細化が進むにつれ解像保証焦点深度
が減少してきているので、上記の現象による解像不良が
起きる可能性は、ますます大きくなってきている。この
ようなことから鑑みて、ホトリソグラフィー工程におけ
るウエハ裏面の効果的な清浄化という課題本発明者によ
ってみいだされた。
【0010】従って本発明の目的は、上記課題を解決す
ることによって解像不良を低減し、歩留を向上させるこ
とができる半導体装置の製造技術を提供するものであ
る。
【0011】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになる
であろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
のとおりである。すなわち、被露光体表面に塗布した感
光剤に、所望のマスクに形成した遮光パターンを転写す
る露光を、被露光体裏面に付着した異物の除去したのち
に行うものである。
【0013】
【作用】上記した手段によれば、被露光体の裏面に付着
している異物を、露光位置に載置される前に除去するこ
とができるので、異物による被露光体への影響を除くこ
とができ、露光不良、感光材の現像不良を防止できるも
のである。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である投影露光装
置の概略説明図である。以下、図面を用いて投影露光装
置10について説明する。投影露光装置10は大きく分
けて照明光学系11、投影光学系12及び搬送系13か
らなっている。照明光学系11の光源14から発生した
光15は、凹面鏡16、反射鏡17等を経由して透明な
石英ガラス板表面上に遮光パターン18が形成されたマ
スク(レチクル)19に照射される。遮光パターン18
の像、すなわち投影像は投影光学系12の縮小レンズ2
0にて縮小され、被露光体である感光剤が塗布されたウ
エハ21上に投影される。
【0015】ところで、このウエハ21は、搬送系13
のウエハ供給部であるウエハ供給側キャリア22に多数
枚収容されており、ここから搬送ベルト23により1枚
ずつウエハ21を洗浄・乾燥機構24に投入して、ウエ
ハ21の裏面を洗浄液により洗浄及び乾燥を行なう。
【0016】図2は、この洗浄・乾燥機構24の詳細説
明図である。ウエハ21は、まずウエハ径よりも小さい
内径を有する洗浄カップ28にセットされ、この洗浄カ
ップ28の外周部にある真空吸着孔29により吸着され
固定される。その後、純水、アルコール等の洗浄液30
は、この洗浄液30を収納している洗浄液タンク31か
ら洗浄カップ28に内蔵されている回転円板32へ導か
れ、回転円板32に配設された複数個のノズル33から
ウエハ21の裏面に向けて噴射される。これに同期して
モータ34により回転円板32が回転することによって
ウエハ21の裏面全体が洗浄される。この洗浄によっ
て、ウエハ21の裏面に付着した異物を除去することが
できる。洗浄完了後、バルブ35を洗浄タンク31側か
らドライエア供給部36へ切り替えて、窒素等の不活性
ガスからなるドライエアがドライエア供給部36から洗
浄カップ28ヘ洗浄液30と同様に複数個のノズル33
からウエハ21の裏面に向けて噴射され、これに同期し
てモータ34により回転円板32が回転することにより
ウエハ21の裏面全体が乾燥できるようになっている。
乾燥の後、プリアライメントステーション24に送り出
され、粗く位置決めがなされる。
【0017】以上のように、洗浄及び乾燥が完了したウ
エハ21は、投影光学系12の露光位置に有するウエハ
チャック27へ搬送手段(図示せず)を用いて搬送、載
置され、ウエハチャック24の固定手段、例えば真空吸
着手段によって密着固定される。
【0018】次に、その後、XYステージ26によって
位置決めされたウエハ21は、照明光学系11及び投影
光学系12によって露光され、パターン転写されたの
ち、ウエハ収容部であるウエハ収納側キャリア37に搬
送され、収納されることになる。
【0019】本実施例によれば、以下のような作用効果
を奏する。すなわち、 (1)露光装置内で露光直前にウエハ裏面の異物を除去
することができるので、搬送系など露光前にウエハの裏
面に付着した異物起因による転写パターンの解像不良を
低減することができる。
【0020】(2)ウエハ裏面の異物を除去してからウ
エハをウエハチャックに載置及び固定をするので、ウエ
ハチャックに異物が付着することを低減できる。
【0021】(3)ウエハ裏面の異物による転写パター
ンの解像不良を低減することができるので、転写パター
ンの解像不良によるウエハ再生率を低減できる。
【0022】(4)ウエハ裏面の異物による転写パター
ンの解像不良を低減することができるので、製品歩留が
向上する。
【0023】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば
実施例では、プリアライメントステーションと洗浄・乾
燥機構をそれぞれ独立させて設けているが、プリアライ
メントステーションに洗浄・乾燥機構を設けた形で一体
にすると、装置スペースの効率を向上させることができ
る。同様に、ウエハチャックに洗浄・乾燥機構を設けて
もよい。また、実施例では、ウエハ裏面の異物除去を、
洗浄・乾燥機構を用いて行なっているが、布またはブラ
シ等をウエハ裏面に直接接触させて洗浄する方法、ウエ
ハ裏面を超音波洗浄する方法、もしくは純水やアルコー
ル等の液体を使用せず、高圧エアーで異物を吹き飛ばす
方法を用いても、同様の効果を奏するものである。
【0024】また、本実施例では、投影露光技術に適用
した場合について説明したが、投影露光技術または電子
線直接描画技術やX線露光技術等、種々の露光装置に応
用可能なことはもちろんである。
【0025】なお、本実施例では、被露光体としてウエ
ハで説明しているが、板状体に感光剤を塗布して露光す
るものであれば、適用することができる。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0027】すなわち、ウエハ表面のパターンが微細化
すればするほど、また焦点深度の範囲が狭くなればなる
ほど高いウエハの平坦度が要求され、微小なウエハ裏面
の異物であっても影響が出てくる。
【0028】従って、被露光体であるウエハの裏面の異
物を露光する前に取り除いておき、かつ露光位置までの
ウエハの移動距離を極めて短いものとすることにより、
ウエハ裏面の異物が付着した状態で露光される危険性を
最小限とすることができ、よって転写パターンの解像不
良をなくすことができるので製品歩留の向上、原価低
減、不良率低減を図れるものである。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である露光装置の全体構成図
である。
【図2】図1の裏面洗浄機構部の概略説明図である。
【図3】従来の露光装置の全体構成図である。
【図4】ウエハ裏面の異物による解像不良の説明図であ
る。
【符号の説明】
1・・投影露光装置、2・・光源、3・・光、3a・・
投影像、4・・レチクル、5・・遮光パターン、6・・
縮小レンズ、7・・ウエハ、8・・ウエハチャック、9
・・XYステージ、10・・投影露光装置、11・・照
明光学系、12・・投影光学系、13・・搬送系、14
・・光源、15・・光、16・・凹面鏡、17・・反射
鏡、18・・遮光パターン、19・・レチクル、20・
・縮小レンズ、21・・ウエハ、22・・ウエハ供給側
キャリア、23・・搬送ベルト、24・・プリアライメ
ントステーション、25・・洗浄・乾燥機構、26・・
XYステージ、27・・ウエハチャック、28・・洗浄
カップ、29・・真空吸着孔、30・・洗浄液、31・
・洗浄液タンク、32・・回転円板、33・・ノズル、
34・・モータ、35・・バルブ、36・・ドライエア
供給部、37・・ウエハ収納側キャリア。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエハ供給部とウエハ収容部間にウエハ載
    置部を有し、感光剤を塗布した前記被露光体表面に、マ
    スクに形成した所望の遮光パターン像を転写する露光装
    置において、ウエハ裏面に付着した異物の除去機構を前
    期ウエハ供給部とウエハ載置部間に設けたことを特徴と
    する露光装置。
  2. 【請求項2】除去機構は、洗浄部と乾燥部からなること
    を特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】ウエハ表面に塗布した感光剤に、マスクに
    形成した所望の遮光パターン像を転写する露光工程を有
    する半導体装置の製造方法であって、ウエハ供給部から
    搬出されたのちに、前記ウエハ裏面に付着した異物を露
    光直前で除去した後、平面部を有する載置部材に前記ウ
    エハを載置する工程と、前記載置部材に載置された前記
    ウエハを露光装置によって露光する工程とを備えたこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
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