JPH09293675A - 周辺露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】被露光基板の感光面の周辺部を常に最適な照射
量の露光光で露光し得る周辺露光装置を実現する。 【解決手段】感光面１１ＡＸに感光材１１Ｂが塗布され
てなる被露光基板１１Ａの該感光面の周辺部に露光光を
照射することにより、該被露光基板の感光面の周辺部を
露光する周辺露光装置１０において、被露光基板１１Ａ
の感光面１１ＡＸの周辺部に照射する露光光の照度を、
被露光基板の感光面の内側から外側に向かう方向に変化
させる照度可変手段１７を設けるようにしたことによ
り、被露光基板の感光面の周辺部に照射する露光光の照
度を感光材１１Ｂの膜厚に応じて変化させることがで
き、かくして被露光基板の感光面の周辺部を常に最適な
照射量の露光光で露光し得る周辺露光装置を実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は周辺露光装置に関
し、例えば半導体ウエハやフオトマスク用ガラス基板等
の周辺部分を露光する周辺露光装置に適用して好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばウエハの一面に半導体集積
回路などの微細パターンを形成する際の一工程として、
該ウエハの一面上に所望する微細パターンにパターニン
グされたレジストからなるレジスト層を形成する工程が
ある。この場合この工程は、通常、ウエハの一面上に感
光性のレジストを均一に塗布し、これを乾燥させた後、
該レジストを所望する微細パターンに応じたマスクを用
いて露光し、現像することによりレジストをパターニン
グするようにして行われる。

【０００３】ところでこのような工程では、ウエハの周
辺部に塗布されたレジストが各種処理工程での位置決め
やチヤツキング時に剥がれ易く、この剥がれたレジスト
が塵となつてウエハ上に付着し、その後の微細パターン
の形成工程において悪影響を及ぼす問題があつた。この
ため従来では、ウエハ上のレジストを所望する微細パタ
ーンに応じて露光する前に、現像時にウエハ周辺部のレ
ジストが除去されるように、予め周辺露光装置と呼ばれ
る専用の装置を用いてウエハ上のレジストを露光してい
た。

【０００４】ここで、従来の周辺露光装置においては、
ウエハ周辺部のレジストに対して一定の照度で露光光を
照射しながらウエハを回転させることにより、ウエハ周
辺部上のレジストを一定の露光幅で露光し得るようにな
されている。具体的には、露光光が出射する出射部とウ
エハの周辺部との距離を一定に保ちつつ、ウエハと出射
部との相対位置を制御しながらウエハを一定速度で回転
させて、該ウエハの周辺部に塗布されたレジストに露光
光を照射するようにして該レジストを露光していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、上述
のような微細パターンの形成工程において用いられるレ
ジストとしては、ネガ型が主力であつた。しかしなが
ら、近年、高分解能を発揮するいわゆるステツプアンド
リピート方式と呼ばれる露光方法を用いた露光工程で
は、レジストとしてネガ型レジストに代わりポジ型レジ
ストが広く用いられるようになつた。

【０００６】このポジ型レジストは、光の照射により分
解して現像液に可溶性となり、露光された部分のみが現
像処理により溶解し、除去される特性を有している。な
お図７は、このようなポジ型レジストの照射光量（露光
光の照度と照射時間との積で与えられる）に対する現像
後の残存膜厚比を示すものであり、曲線Ｋ２は曲線Ｋ１
に対してウエハに塗布されたレジストの膜厚が薄い場合
の照射特性曲線を示し、曲線Ｋ３は曲線Ｋ１に対してウ
エハに塗布されたレジストの膜厚が厚い場合の特性曲線
を示している。

【０００７】ところで図８に示すように、ポジ型レジス
ト２は、通常、ウエハ１に塗布された状態においてウエ
ハ１の周辺部外側と対応する部分が盛り上がつている。
このためレジスト２としてポジ型のものが用いられたウ
エハ１の周辺露光処理を従来の周辺露光装置を用いて行
う場合において、ほぼ一定の膜厚を有するウエハ１の周
辺部内側のレジスト２の膜厚に対応させて露光光の照射
量を最適な値に設定すると、ウエハ１の周辺部外側の盛
り上がつているレジスト２が露光不足となる問題があつ
た。

【０００８】このような場合、現像時にこのレジスト２
の露光不足部分が完全には除去されず、この結果現像後
にウエハ１の周辺部上にレジスト２が残存し、これが上
述の塵の原因となる問題があつた。これに対して露光光
の最適な照射量をウエハ１の周辺部外側のレジスト２の
膜厚に対応させて設定すると、ウエハ１の周辺部内側の
レジスト２が露光され過ぎることにより所定の露光幅を
もつて形成されるべき露光領域が幅広となるなど、露光
プロフアイル（図９）が悪化する問題があつた。

【０００９】またこのようにウエハ１の周辺部のレジス
ト２がオーバー露光されると、レジスト２の内部におい
て光がレジスト２及びウエハ１間の境界面において反射
され、これが再びレジスト２に再入射してレジスト２が
感光する、いわゆるハーレーシヨンが発生することがあ
る。このような場合、露光光ににじみが生じたり、レジ
スト２に特開平2-12811 号公報に開示されているような
発砲が生じたりすることがあり、この結果図９において
斜線で囲まれたウエハ１の微細パターンを形成する領域
（以下、これを微細パターン形成領域と呼ぶ）が小さく
なつて歩留り低下につながる問題もある。

【００１０】さらに露光光の最適な照射量をウエハ１の
周辺部外側のレジスト２の膜厚に対応させて設定した場
合には、ウエハ１に対する露光光の照射時間を増加させ
る必要があるため、処理時間を多く必要とする問題もあ
る。従つて例えばウエハ１に塗布されたレジスト２をウ
エハ１の内側及び外側にかかわりなく最適な光量で露光
することができれば、塵の発生や、露光プロフアイルの
悪化、歩留りの低下及び処理時間の増加等を回避するこ
とができ、その分微細パターン形成工程を経て作製され
るチツプ等の製品の生産性を格段的に向上させ得るもの
と考えられる。

【００１１】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被露光基板の感光面の周辺部を常に最適な照射量の
露光光で露光し得る周辺露光装置を提案しようとするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、感光面に感光材（１１Ｂ）が塗布
されてなる被露光基板（１２）の感光面の周辺部に露光
光（Ｌ１）を照射することにより、該被露光基板（１
２）の感光面の周辺部を露光する周辺露光装置におい
て、被露光基板（１２）の感光面の周辺部に照射する露
光光（Ｌ１）の照度を、被露光基板（１２）の感光面の
内側から外側に向かう方向に変化させる照度可変手段
（１７）を設けるようにした。

【００１３】この結果被露光基板（１２）の感光面の周
辺部を感光材（１１Ｂ）の膜厚に応じて変化させること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１５】図１において、１０は全体として実施例に
よる周辺露光装置を示し、ウエハ１１Ａの一面１１ＡＸ
にポジ型のレジスト１１Ｂが塗布されてなる基板１２を
基板チヤツク部１３において吸着保持し、これを基板駆
動部１４から基板チヤツク部１３に与えられる回転力に
基づいて回転させるようになされている。

【００１６】このとき基板１２の回転状態は基板駆動部
１４を介してエンコーダ１５により検出され、回転位置
情報信号Ｓ１として制御部１６に供給される。また制御
部１６は、回転位置情報信号Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ
２を生成し、これを基板駆動部１４に送出することによ
り基板１２が一定速度で回転するように基板駆動部１４
を駆動制御する。

【００１７】一方基板チヤツク部１３の近傍には、照度
可変部１７及び受光部１８がホルダ１９により一体に、
かつ基板１２の周辺部を介して対向するように保持され
てなる周辺露光ユニツト２０が基板１２の径方向（矢印
ａ）に移動自在に配置されている。この場合照度可変部
１７には、光源部２１から射出された露光光がライドガ
イド２２、シヤツタ２３及びライドガイド２４を順次介
して与えられる。また照度可変部１７は、この露光光の
照度分布を基板１２の径方向で変化させた後、これを受
光部１８に向けて出射させるようになされている。

【００１８】これにより周辺露光装置１０においては、
照度可変部１７から出射した露光光Ｌ１を基板１２の周
辺部に照射し得、かくしてこの露光光Ｌ１によつて基板
１２の周辺部を露光し得るようになされている。このと
き受光部１８は、基板１２の周端部を通過した露光光Ｌ
１を受光し、その光量に応じた信号レベルの受光信号Ｓ
３を制御部１６に送出する。また制御部１６は、受光信
号Ｓ３に基づいて制御信号Ｓ４を生成し、これを周辺露
光ユニツト駆動部２５に送出することにより、受光部１
８に一定光量の露光光Ｌ１が入射するよう必要に応じて
周辺露光ユニツト２０を基板１２の径方向に移動させる
ように周辺露光ユニツト駆動部２５を駆動制御する。

【００１９】これによりこの周辺露光装置１０において
は、周辺露光ユニツト２０の受光部１８に入射する露光
光Ｌ１の光量を一定にすることができる分、基板１２の
周辺部に入射する露光光Ｌ１の光量（入射幅）を一定に
することができ、かくして基板１２の周辺部を一定の露
光幅で露光し得るようになされている。

【００２０】ここでこの実施例の場合、照度可変部１７
は、図２（Ａ）に示すような基板１２の周辺部外側に行
くに従つて徐々に厚みが薄くなるように形成された、厚
さ方向に濃度が一様なガラス材からなるＮＤフイルタ３
０から構成されている。これにより照度可変部１７にお
いては、透過する露光光Ｌ１の照度を図２（Ｂ）におい
て実線Ｋ１０で示すように、基板１２の周辺部外側に行
くほど大きくなるように変化させ得るようになされてい
る。

【００２１】この場合ＮＤフイルタ３０の各部位におけ
る厚さは、透過する露光光Ｌ１の照度が基板１２の周辺
部の各位置において最適となるように選定されている。
実際上このような照度は、予め測定又は推定される基板
１２上の各位置におけるレジスト膜厚から、図７のポジ
型レジストの照射特性曲線Ｋ１〜Ｋ３を用いて算出する
ことができる。これによりこの周辺露光装置１０におい
ては、基板１２の周辺部を基板１２の周辺部の各位置に
おいて最適な照度の露光光Ｌ１で露光することができる
ようになされている。

【００２２】以上の構成において、この周辺露光装置１
０では、動作時、露光対象の基板１２を基板チヤツク部
１３において吸着保持して回転させる一方、光源部２１
から射出された露光光を、その照度分布を照度可変部１
７において基板１２の外周部に行くほど照度が大きくな
るように変化させた後、基板１２の周辺部に照射するよ
うにして基板１２の周辺部を露光する。

【００２３】従つてこの周辺露光装置１０では、外側に
行くほどレジスト１１Ｂの膜厚が大きくなる基板１２の
周辺部を、外側に行くほど照度の高い露光光Ｌ１で露光
することができるため、基板１２の周辺部を径方向の全
域に亘つて最適な照度の露光光Ｌ１で露光することがで
きる。従つてこの周辺露光装置１０では、基板１２の周
辺部のレジスト１１Ｂを径方向の全面に亘つて未露光部
分を生じさせることなく露光することができるため、現
像後に該基板１２の周辺部のレジスト１１Ｂを完全にウ
エハ１１Ａ上から除去することができ、その分現像工程
に続く各種工程において基板１２の周辺部からレジスト
１１Ｂでなる塵が発生するのを未然にかつ確実に防止す
ることができる。

【００２４】またこの周辺露光装置１０では、現像後に
基板１２の周辺部のレジスト１１Ｂを完全に除去するこ
とができる分、基板１２の周辺部と、基板１２の内周部
でなる微細パターン形成領域との境界線の位置寸法を高
めることができる。従つて露光プロフアイルの悪化がな
く基板１２の微細パターン形成領域内に所定数分の微細
パターン（回路パターン）を形成することができるた
め、チツプの歩留りを改善することができる。

【００２５】さらにこの周辺露光装置１０では、基板１
２の周辺部を内周側及び外周側にかかわりなく全域に亘
つて最適な照度の露光光Ｌ１で露光することができるた
め、ただ１度のより速い回転速度で処理を行うことがで
き、その分スループツト（単位時間当たりの処理枚数）
を向上させることができる。さらにこの周辺露光装置１
０は、従来用いられている周辺露光装置に照度可変部１
７を付加するだけで構成することができるため構築が容
易であり、また露光光の照度を変化させるための特別な
装置を必要としない分、省スペースの利点もある。

【００２６】以上の構成によれば、光源部２１から射出
した露光光の照度を照度可変部１７において基板１２の
外周部に行くほど照度が大きくなるように変化させるよ
うにしたことにより、基板１２の周辺部に径方向の全域
に亘つて最適な照度の露光光Ｌ１を照射することがで
き、かくして基板１２の周辺部を内側及び外側にかかわ
りなく全域に亘つて最適な照射光量で露光することがで
きる周辺露光装置を実現できる。

【００２７】なお上述の実施例においては、照度可変部
１７として図２（Ａ）のように断面台形状のＮＤフイル
タ３０を適用するようにした場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、照度可変部１７として、例えば図
３に示すような基板１２の周辺部内側に対応する部分の
厚みが基板１２の周辺部外側に対応する部分の厚みより
も厚い２段のＮＤフイルタ３１を適用するようにても良
く、照度可変部１７としてはこの他種々の照度可変手段
を適用できる。なお照度可変部１７としてＮＤフイルタ
３１を用いた場合には、基板１２に照射する露光光Ｌ１
の照度分布を図２（Ｂ）において実線Ｋ１１で示すよう
に変化させることができる。

【００２８】また照度可変部１７として液晶基板を適用
し、該液晶基板に与える駆動電流値を基板の径方向に順
次又は段階的に変化させることにより該液晶基板の透過
率を基板の径方向に順次又は段階的に変化させるように
しても良く、これ以外の種々の光学フイルタを適用する
ようにしても良い。

【００２９】また照度可変部１７として、図４に示すよ
うに、複数の光フアイバ４１が所定の保持部材４２によ
り露光光Ｌ１の出射側の密度が基板１２の径方向で変化
するように保持されたものを適用するようにしても良
く、さらには図５に示すように、照度可変部１７とし
て、基板１２の径方向に透過光量を変化させる複数の減
光フイルタ５０Ａ〜５０Ｄが回転プレート（図示せず）
に固定され、必要に応じて使用する減光フイルタ５０Ａ
〜５０Ｄを切り替え得るようになされたものを適用する
ようにしても良い。

【００３０】さらに基板１２の周辺部を露光するに際し
て該周辺部に照射する露光光Ｌ１の照度を基板１２の径
方向で段階的に変化させたい場合には、図６に示すよう
に、基板１２の周辺部に露光光を射出する射出部５１Ａ
〜５１Ｃを複数設け、基板１２の周辺部のうち照度を高
くしたい位置に多くの露光光を照射するようにしても良
い。

【００３１】さらに照度可変部１７として、基板１２の
周辺部に照射する露光光Ｌ１の光量を、基板１２の周辺
部内側から外側に向かう方向に径方向に変化させる絞り
を適用するようにしても良い。

【００３２】さらに上述の実施例においては、本発明を
ウエハ１１Ａの一面１１ＡＸ上にレジスト１１Ｂが塗布
されなる基板１２の周辺露光工程時に使用する周辺露光
装置１０に適用するようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、この他フオトレジストを扱うフ
オトマスク用基板、液晶表示用ガラス基板、プリント基
板及び写真製版等の各種工程時に使用する周辺露光装置
に適用することができる。

【００３３】さらに上述の実施例においては、照度可変
部１７が基板１２の外周側に行くほど露光光Ｌ１の照度
が高くなるように光源部２１からの露光光を変化させる
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は、基板１２に塗布されるレジストの厚みに応じ
て光源部２１からの露光光の照度を基板１２の内側から
外側に向けて変化させるように照度可変部１７を構成す
るようにすれば良い。

【００３４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、感光面に
感光材が塗布されてなる被露光基板の感光面の周辺部に
露光光を照射することにより、該被露光基板の感光面の
周辺部を露光する周辺露光装置において、被露光基板の
感光面の周辺部に照射する露光光の照度を、被露光基板
の感光面の内側から外側に向かう方向に変化させる照度
可変手段を設けるようにしたことにより、被露光基板の
感光面の周辺部に照射する露光光の照度を感光材の膜厚
に応じて変化させることができ、かくして被露光基板の
感光面の周辺部を常に最適な照射量の露光光で露光し得
る周辺露光装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による周辺露光装置の構成を示すブロツ
ク図である。

【図２】照度可変部の説明に供する側面図及びグラフで
ある。

【図３】照度可変部の他の実施例を示す側面図である。

【図４】照度可変部の他の実施例を示す略線図である。

【図５】照度可変部の他の実施例を示す略線図である。

【図６】照度可変部の他の実施例を示す略線図である。

【図７】ポジ型レジストの照射光量と現像後の膜厚比と
の関係を示す特性曲線図である。

【図８】ウエハに塗布されたポジ型レジストの様子を示
す略線的な断面図である。

【図９】レジストの露光プロフアイルを示す略線図であ
る。

【符号の説明】

１０……周辺露光装置、１１Ａ……ウエハ、１１Ｂ……
レジスト、１２……基板、１７……照度可変部、２１…
…光源部、３０、３１……ＮＤフイルタ、４１……光フ
アイバ、４２……保持部材、５０Ａ〜５０Ｄ……減光フ
イルタ、５１Ａ〜５１Ｃ……射出部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光面に感光材が塗布されてなる被露光基
   板の該感光面の周辺部に露光光を照射することにより、
   該被露光基板の感光面の周辺部を露光する周辺露光装置
   において、 前記被露光基板の前記感光面の前記周辺部に照射する前
   記露光光の照度を、前記被露光基板の前記感光面の内側
   から外側に向かう方向に変化させる照度可変手段を具え
   ることを特徴とする周辺露光装置。
2. 【請求項２】前記照度可変手段は、 前記露光光の照度を、前記被露光基板の前記周辺部の内
   側よりも外側の方が大きくなるように変化させることを
   特徴とする請求項１に記載の周辺露光装置。
3. 【請求項３】前記照度可変手段は、光学フイルタでなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の周辺露光装置。
4. 【請求項４】前記照度可変手段は、 前記露光光を前記被露光基板の前記感光面の前記周辺部
   に導く複数の光フアイバと、 前記複数の光フアイバの前記露光光の出射端側を、前記
   複数の光フアイバの密度が前記被露光基板の前記感光面
   の内側から外側に向かう方向に変化するように保持する
   保持手段とを具えることを特徴とする請求項１に記載の
   周辺露光装置。
5. 【請求項５】前記照度可変手段は、 前記被露光基板の前記感光面の前記周辺部に照射する前
   記露光光の光量を、前記被露光基板の前記感光面の内側
   から外側に向かう方向に変化させる絞りでなることを特
   徴とする請求項１に記載の周辺露光装置。