JPS6179227A - 感光性レジストを用いたパタ−ン形成方法 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、感光性レジストを用いたパターン形成方法に
関する。この種のものは、例えば電子材料の製造の分野
で利用され、半導体ウェハ上の回路パターンの形成等に
用いられる。

［従来の技術］ 従来のこの種の技術、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。このスピンコード法は、第２図に
示すようなウェハ１を回転台上に載置し、このウェハ１
上にレジス）・を注いで回転させ、遠心力をもってウェ
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）・法によると、第３図に示すよう
にレジストがウェハ１の側端縁１１をはみ出し、裏側に
も回りこんでしまうことがある。ウェハ１の側端縁１１
は、一般に第３図の如く断面が丸みを帯びていることが
多く、よって裏側への回りごみの可能性が大きい。かつ
、回路パターンはウェハ１の表面の周辺部１２には形成
せず、それ以外の部分（パターンニング）１３に形成す
る（第２図参照）ので、周辺部１２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、ウェハ周囲のレジストのパリをなくしたスピン
コード法の提案はおる（特開昭５２．−２６２１４）が
、その場合でも周辺部１２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３図に示す裏側にも
回りこんだはみ出し部分２１やウェハｌの周辺部１２に
塗布された周辺レジスト部分２２は、これが残ったまま
だと問題を起こすことがある。この問題はポジ型レジス
トを使用する場合に顕著↑ある。ポジ型レジスト（キノ
ンアジド系樹脂を用いることが多い）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
何らかの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、ウェ
ハ１の搬送中にウニＩ＼１の側端縁１１（第３図参照）
からレジスト片が欠落してこれがウニ／＼１」二に付着
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
要なイオン打ち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、高エネルギ高濃度のイオン注
入を行う場合、イオン注入時のウニ／＼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・ンクは、ウェハ側
端縁のレジストが不規則な部分や、きずがついている部
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プロジ工クシヨン方式のアライナ−を用いる露光方法
から、ステ・ンノぐ−と呼ばれる縮小投影方式に露光方
法が変わって来たこと、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
トに代わり、ポジ型レジストを使わざるを得なくなって
来たという背景下で、極めて重要である。即ち従来は、
第７図（ａ）に示すように、所望パターンを備えたマス
クＭをウニ／＼１に密着させる（コンタクト方式）か、
または平行光線を投影して（１：１プロジ工クシヨン方
式）、マスクＭが具備するのと同じ大きさのパターンを
ウエノ＼１上に露光して、第７図（ｂ）の如きウェハパ
ターン１゛を得ていた。露光光源Ｓとしては、ＵＶ光な
どが用いられる。しかしこれに代わり、第６図（ａ）に
示すように、例えば所望パターンの５倍大のパターンＰ
を用いて、これをレンズＬにより１１５に縮小してウェ
ハｌ上に露光し、このような露光を次々とくり返す縮小
露光方式（ＳＴＥＰ　　ＡＮＤＲＥＰＥＡＴ方式。ステ
ッパーと称する）が採用されるようになっている。これ
によれば微細なパターンも正確に形成できるので、高密
度・高集積化した半導体を歩留り良く製造するのに好適
である。しかしこの縮小露光方式では、縮小レンズを用
いる関係で、露光光源Ｓとして、ＵＶ領域のＧ−Ｌｉｎ
ｅと呼ばれる４３Ｂｎｍ付近の、単色光に近いものを用
いる。波長範囲を拡大すると、縮小レンズで収差が発生
し、解像度が低下するからである。この波長の単色光を
用いるため、従来のフォトプロセスの主力であったネガ
型のレジストは使いにくく、結局殆どすべてポジ型レジ
ストを使用せざるを得なくなっている。ところがこのポ
ジ型レジスト、例えばキノンアジド系樹脂等は前述した
とおり樹脂そのものが固くてもろく、従って前記の如く
不要なレジスト部分（第３図のはみ出し部分２１や周辺
レジスト部分２２）があると、レジスト片の欠落により
種々の不都合が生ずるおそれがある。また、縮小露光方
式では第６図（ａ）のようにウェハ１上の必要部分のみ
次々と露光するので、得られたウェハパターンｌ゛の周
辺部分１２′は、未露光で残ることになる。従って、ポ
ジ型レジストを用いた場合はこの未露光部のレジストは
現像後も除去されず、上記の問題が避けられない。この
点、コンタクト方式、または１：１プロジ工クシヨン方
式であれば、第７図（ａ）（ｂ）から理解されるように
、マスクＭに細工を施せば、自在に周辺部を露光させた
り、または全体をパターン化したりできるので、この問
題の影響は小さい。

従来、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
が付されたウェハ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３図のはみ出し部分２１のレジストは除去できるが
、周辺レジスト部分２２は除去されない。この周辺レジ
スト部分２２も除去すべく表面から溶剤を噴射すること
は、必要なレジスト部分２３に与える悪影響がひどく、
実用にならない。

前述したレジスト片遊離による不都合は、はみ出し部分
２２のレジストを除去するということにより改善される
が、未だ十分でなく、周辺レジスト部分２２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できる技術が望まれているのが現
状である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、ウェハ周辺部のレジスト不要部分から
容易にレジストを除去することができ、従って不要なレ
ジスト部分の残存によりもたらされる悪影響のないウェ
ハを作成できるパターン形成方法を提供することにある
。

［発明の構成］ 本発明の感光性レジストを用いたパターン形成方法は、
」−記口的を達成すべく、パターンを形成すべきウェハ
の全面に感光性レジストを付し、該レジストを感光させ
ることによりパターン形成グするパターン形成方法にお
いて、レジストを付したウェハの周辺部を選択的に露光
する工程を行ない、その後現像を行う構成をとる。周辺
部の選択的露光は、レジスト塗布後、あるいはレジスト
の塗布中に行なうことができる。

［発明の作用］ このように本発明においては、レジストを付したウェハ
の周辺部を、現像前に露光する工程が加わっているので
、不要なレジスト、例えば第３図のはみ出し部分２１や
周辺レジスト部分２２などのレジストは、この工程で露
光されることになる。従ってその後現像することにより
、不要部分のレジストを除去してしまうことができる。

この結果、不要なレジストの残存による各種の不利益は
一掃される。しかもこの場合、栄にレジストを付したウ
ェハの周辺部を露光する工程を行うだけでよいので、露
光時の処理のみによって、容易で簡便な手法によりこの
効果が得られるものである。なお、レジスト除去に際し
、第３図のはみ出し部分２１については、従来の溶剤噴
射法を併用するのでもよい。いずれにしても、従来は除
去が困難であった周辺部のレジスト部分２２を容易確実
に除去でき、残存レジストによる不都合は防止される。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ説
明する。

この実施例は、第２図に示す半導体ウェハへのパターン
形成に本発明を適用したものである。このウェハ１は直
径１００ｍｍで、その周辺部１２（本例の場合周辺的２
〜３ｍｍ）は、パターンを形成しないので、レジスト不
要な部分である。第１図（ａ）には、本例の工程図を示
す。

本実施例においては、まずウェハ１の表面全面にスピン
コード法によりポジ型レジストを塗布する（第１図（ａ
）の工程Ｔ）。レジストは第３図に示す如く塗布される
。即ち裏側にも回りこむはみ出し部分２１や、不要な周
辺レジスト部分２２ができている。このような不要なレ
ジストを除去するため、本発明においてはレジストを付
したウェハの周辺部を選択的に露光する工程を行うので
あるが、本実施例にあっては、ウェハｌをスピンコード
する間にこの選択的な露光を行う。即ち、第４図及び第
５図に示すように、ウェハｌを回転してレジストを塗布
する場合に、ウェハ１の周辺部１２を選択的に露光する
ように光を照射する。

具体的には、図示の如＜ＵＶ光源３から石英ファイバー
４でＵＶ光を導き、このＵＶ光を、回転中のウェハ１の
周辺部１２にスボッ）・的に照射する。光照射部分を符
合４１で示す。この照射は、レジストをウェハ１表面の
全面にコートして、更に回転しつつし・シストを乾燥さ
せる工程（第１図（ａ）の工程ＩＴ）で行なうことがで
きる。石英ファイバー４の照射端の直径は、周辺部１２
の幅１に合わせて、２〜３ｍｍとした。また、石英ファ
イバー４の照射端からウェハ１までの距＃ｄは、数ｍｍ
程度とした。ｄが小さい程散乱が少なく、効率的である
。実用上は３〜５ｍｍ程度とするとよい。このように光
を照射することにより、ウェハｌの周辺部１２が全周に
わたって露光され、従ってこの部分の周辺レジスト部２
２が露光されることになる。ポジ型レジストが現像時に
除去され得るだけの露光量を与えるものとする。

このように周辺部１２が露光されたウェハ１を、爾後通
常のレジスト塗布後の工程に従い、パターン形成する。

即ち、一般にプレベニク■、パターン露光■（ステッパ
ーによる露光を採用できる）、現像Ｖというプロセスを
経る。現像工程Ｖにおいて、所望のパターンが形成され
るとともに、選択的に周辺部１２が露光されていたこと
により、その部分のレジストが除去される。従って、第
２図のウェハ周辺部１２にはレジストが残らないウェハ
完成品が得られ、不要なレジストの残存に伴う各種の不
都合は一掃される。

なお本実施例では、第３図の周辺レジスト部分２２を上
記選択的露光を用いて除去し、裏面にも回りこむはみ出
し部分２１については、従来からの溶剤噴射法により除
去するものとした。最も除去し難い部分として残ってい
た周辺レジスト部分２２をこの方法で除くことにより、
従来の最大の問題は解決されるからである。溶剤噴射法
は、裏面から溶剤を噴射すれば、はみ出し部分２１を除
去するについては問題がない。但し、選択的露光の露光
範囲を大きくすることによって、はみ出し部分２２まで
この方法で除去するようにして、不要レジスト全体をこ
れにより除く構成を採用してもよい。

また本実施例では、ウェハｌへのスピンコード中に周辺
部１２への選択的露光を行ったが、レジストのコートか
ら現像までの間にこれを行えば、全く同じ効果が得られ
る。但し本実施例では、もともとウェハ１が回転してい
る時にこの露光を行うので、１か所の照射のみによりき
わめて簡便に全周への露光を行なうことができる。スル
ープットへの影響は全く出ない。その他、例えば、第１
図（ｂ）に示すようにスプレィ現像Ｖ°を行う場合、そ
の前にスピンチャック上に乗ったウェハを回転させなが
ら、この露光ＩＩ　’を行うことができる。但しこの場
合、スループット低下のおそれがある。勿論、全く別の
専用機を用いてかかる選択的露光を行うようにしてもよ
い。必ずしもウェハを回転させなくてもよく、現像前に
ウェハの周辺部を露光させてレジスト除去するものであ
れば、いずれも本発明の実施の態様として含まれるもの
である。

本実施例では上述の通り、露光のため石英ファイバー４
を用いたのであるが、フレキシブルな石英ファイバー４
を使用することには利点がある。

即ち露光のための石英ファイバー４は、その終端が固定
的であるとウェハ１を搬送する妨げになったり、またウ
ェハ１へのレジスコート時にレジストが該石英ファイバ
ーに付着してしまうおそれがある。従って露光時以外は
可動メカニズム等により離れた位置に逃げられるように
構成するのが実際的である。この点フレキシブルな石英
ファイバー４を用いてＵＶ光を導入するようにすれば、
このような石英ファイバー４の終端位置を任意に変える
ことが容易であり、有利である。但し勿論、選択的露光
のためにはかかる石英ファイバーに限らず、その他任意
の露光手段を採用することができる。

本実施例により、ウェハｌの周辺部等の不要なレジスト
（はみ出し部分２１や周辺レジスト部分２２）が除去さ
れた結果、ウェハ１の搬送時やその他取扱い時にウェハ
ｌの側端縁からレジス）片が欠落することが確実に防止
される。よって、レジスト片がウェハ表面のパターン部
分に付着して、エツチングされない等のパターン欠餡が
発生することが防止され、あるいはイオン注入時に欠落
したレジスト片がマスクとなって不純物が打ち込まれな
い等の欠陥の発生が防止される。従って、歩留が向上す
る。また、不要なレジストが除去されたことにより、高
エネルギ高濃度イオン注入時に、ウェハエッヂのきすや
不規則部分から生じて中央に向うレジストクラックの発
生が、大幅に防止される。

このような利点は、固くてもろいポジ型レジスエ４ トについて特に著しい。

かつステッパー（第６図により既述）を用いポジ型レジ
ストを用いたプロセスにおいて、ウェハｌの周辺部１２
のレジストを除去したことにより、　（特に全周にわた
り数ｍｍ除去したことにより）、その部分に何らかの選
択的加工（エツチング、イオン注入、酸化、不純物拡散
その他）を施すことが可能となる。例えば、ＣＯＤに適
用すれば、ウェハ表面周辺２〜３ｍｍにＮ＋ゲッターを
施すこともできる。

」−述のとおり本実施例はこれに特有の数々の作用効果
を有するが、当然のことながら本発明はかかる実施例に
のみ限定されるものではない。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明のパターン形成方法は、レジストを
付したウェハの周辺部を選択的に露光する工程を有する
ことともにその後現像を行なうので、ウェハ周辺部のレ
ジスト不要部分から容易にレジストを除去することがで
きる。従って、不要なレジスト部分の残存によりもたら
される悪影響のないウェハを作成できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は各々本発明の一実施例を示す工程
図である。第２図は本発明を適用できるウェハの一例の
平面図、第３図はその部分側断面図である。第４図は本
発明を実施する装置の一例を示す部分斜視図、第５図は
同装置を略示する一部断面構成図である。第６図（ａ）
はステッパーによる露光方式の説明図、同図（ｂ）はそ
れによリイーリられるパターンの平面図である。第７図
（ａ）は１：１露光方式の説明図、同図（ｂ）はそれに
より得られるパターンの平面図である。 ＩＩ　、　ＩＴ　’・・・ウェハ周辺部霧光工程、ｖ、
ｖ’・・・現像工程。 ■・・・ウェハ、１２・・・ウェハ周辺部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、パターンを形成すべきウェハの全面に感光性レジス
   トを付し、該レジストを露光させることによりパターン
   ニングするパターン形成方法において、レジストを付し
   たウェハの周辺部を選択的に露光する工程を行い、その
   後現像を行うことを特徴とする、感光性レジストを用い
   たパターン形成方法。