JP2016122756A - Exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物の加工面にレジスト膜を被覆するとともに該レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する領域を露光する露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that covers a processed surface of a workpiece such as a semiconductor wafer with a resist film and exposes a region corresponding to a region to be etched of the workpiece in the resist film.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by division lines arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs and LSIs are formed in the partitioned regions. . Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the device is formed is divided to manufacture individual devices.
上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備し、切削ブレードを回転しつつ被加工物を保持したチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断する。 The above-described cutting along the division line of the semiconductor wafer is usually performed by a cutting device called a dicer. The cutting apparatus is configured to move a chuck table that holds a workpiece, a cutting unit that includes a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table, and the chuck table and the cutting unit. The wafer is cut along the planned division line by feeding the chuck table holding the workpiece while rotating the cutting blade.
しかるに、上述した切削装置の切削ブレードによってウエーハを切断すると、分割された個々のチップの外周に細かな欠けが生じやすく、チップの抗折強度を低下させる原因となっている。このような問題を解消するために、ウエーハの表面にレジスト膜を被覆し、該レジスト膜の分割予定ラインに対応する領域を露光することにより現像して除去し、その後、ウエーハをレジスト膜側からプラズマエッチング等によって分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 However, when the wafer is cut by the cutting blade of the above-described cutting apparatus, fine chips are likely to occur on the outer periphery of each divided chip, which causes a reduction in the bending strength of the chip. In order to solve such a problem, a resist film is coated on the surface of the wafer, and a region corresponding to the planned division line of the resist film is developed and removed by exposure. Thereafter, the wafer is removed from the resist film side. There has been proposed a method of dividing a wafer along a planned division line by etching along the planned division line by plasma etching or the like (see, for example, Patent Document 1).
上述したプラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法は、切削ブレードによる切削と異なり分割溝に沿って欠けが生ずることがなくデバイスの抗折強度を向上させることができるというメリットがある。 The method of dividing the wafer along the planned dividing line by the above-described plasma etching has an advantage that the bending strength of the device can be improved without chipping along the dividing groove unlike the cutting by the cutting blade. .
而して、ウエーハの表面に被覆されるレジスト膜は分割予定ラインに対応してテトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液によって除去されるとともに、プラズマエッチング加工が実施された後のレジスト膜はN-メチル ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤でウエーハの全面から除去されるため、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備が必要となり設備維持費が高く生産性が悪いという問題がある。 Thus, the resist film coated on the wafer surface is removed by a toxic developer called tetramethylammonium hydroxide (TMAH) corresponding to the planned dividing line, and after the plasma etching process is performed. This resist film is removed from the entire surface of the wafer with an organic solvent called N-methylpyrrolidone (NMP), so a dedicated processing facility is required to prevent adverse effects on the environment. There's a problem.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備を用いることなく、ウエーハ等の被加工物の加工面にレジスト膜を被覆するとともに該レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する領域を露光する露光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is that a resist film is formed on the processing surface of a workpiece such as a wafer without using a dedicated processing facility so as not to adversely affect the environment. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that coats and exposes a region corresponding to a region to be etched of a workpiece in the resist film.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物の加工面にレジスト膜を被覆するとともに該レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する領域を露光する露光装置であって、
暗室と、該暗室に配設され被加工物の加工面に水溶性レジスト膜を被覆するレジスト膜被覆手段と、被加工物の加工面に被覆された該水溶性レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する露光領域を設定するアライメント手段と、該水溶性レジスト膜に設定された該露光領域を露光する露光手段と、該露光領域が露光された該水溶性レジスト膜を水で現像する現像手段と、を具備している、
ことを特徴とする露光装置が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, an exposure apparatus that coats a processed surface of a workpiece with a resist film and exposes a region corresponding to the region to be etched of the workpiece in the resist film. There,
A dark room, a resist film coating means disposed in the dark room for coating a processed surface of the workpiece with a water-soluble resist film, and etching of the workpiece in the water-soluble resist film coated on the processed surface of the workpiece Alignment means for setting an exposure area corresponding to the area to be exposed, exposure means for exposing the exposure area set on the water-soluble resist film, and developing the water-soluble resist film exposed to the exposure area with water Developing means,
An exposure apparatus is provided.
上記レジスト膜被覆手段は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の加工面に水溶性レジストを供給するノズルと該ノズルに水溶性レジストを供給する水溶性レジスト供給手段と、被加工物の加工面に供給された水溶性レジストにより加工面に水溶性レジスト膜を形成する膜形成機構とから構成される。
膜形成機構は、チャックテーブルを回転することによって被加工物の加工面に供給された水溶性レジストに作用する遠心力により拡張して水溶性レジスト膜を形成する。
また、膜形成機構は、被加工物の加工面に供給された水溶性レジストをヘラによって拡張して水溶性レジスト膜を形成する。
また、膜形成機構は、水溶性レジストを供給するノズルから霧状の水溶性レジストを被加工物の加工面に供給して水溶性レジスト膜を形成する。
The resist film coating means includes a chuck table for holding a workpiece, a nozzle for supplying a water-soluble resist to the processing surface of the workpiece held on the chuck table, and a water-soluble resist for supplying the water-soluble resist to the nozzle. It comprises a resist supply means and a film forming mechanism for forming a water-soluble resist film on the processed surface by the water-soluble resist supplied to the processed surface of the workpiece.
The film forming mechanism is expanded by a centrifugal force acting on the water-soluble resist supplied to the processing surface of the workpiece by rotating the chuck table to form a water-soluble resist film.
The film formation mechanism forms a water-soluble resist film by expanding the water-soluble resist supplied to the processing surface of the workpiece with a spatula.
In addition, the film forming mechanism forms a water-soluble resist film by supplying a mist-like water-soluble resist from a nozzle for supplying a water-soluble resist to the processing surface of the workpiece.
本発明による露光装置は、暗室と、該暗室に配設され被加工物の加工面に水溶性レジスト膜を被覆するレジスト膜被覆手段と、被加工物の加工面に被覆された該水溶性レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する露光領域を設定するアライメント手段と、水溶性レジスト膜に設定された露光領域を露光する露光手段と、該露光領域が露光された水溶性レジスト膜を水で現像する現像手段とを具備しているので、テトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がなく、従って、専用の処理設備が不要となるため設備維持費が高く生産性が悪いという問題が解消する。 An exposure apparatus according to the present invention comprises: a dark room; a resist film coating means that is disposed in the dark room and coats a water-soluble resist film on a work surface of the workpiece; and the water-soluble resist that is coated on the work surface of the work Alignment means for setting an exposure area corresponding to the area to be etched of the workpiece in the film, exposure means for exposing the exposure area set in the water-soluble resist film, and the water-soluble resist film in which the exposure area is exposed Development means that develops water with water, so there is no need to use a toxic developer called tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and therefore no dedicated processing equipment is required, so the equipment is maintained. The problem of high costs and poor productivity is solved.
図１には、本発明に従って構成された露光装置の一部を透過して示す斜視図が示されている。
図１に示す露光装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２の後半部（図１において右上半部）には、暗室２０が設けられている。この暗室２０内には、被加工物を保持するチャックテーブル機構３が配設されている。チャックテーブル機構３について、図２乃至図４を参照して説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing a part of an exposure apparatus constructed according to the present invention.
The exposure apparatus shown in FIG. 1 includes an apparatus housing generally indicated by numeral 2. A dark room 20 is provided in the latter half of the apparatus housing 2 (upper right half in FIG. 1). In the dark room 20, a chuck table mechanism 3 for holding a workpiece is disposed. The chuck table mechanism 3 will be described with reference to FIGS.
図２乃至図４に示すチャックテーブル機構３は、支持基台３１と、該支持基台３１上に矢印Yで示す方向（Y軸方向）に延在する一対の案内レール３２、３２と、該一対の案内レール３２、３２上に摺動自在に配設された移動基台３３と、該移動基台３３を一対の案内レール３２、３２に沿って移動する移動手段３４と、移動基台３３上に配設されたチャックテーブル３５を具備している。一対の案内レール３２、３２は、図１に示す装置ハウジング２内にY軸方向に沿って配設されている。 The chuck table mechanism 3 shown in FIGS. 2 to 4 includes a support base 31, a pair of guide rails 32, 32 extending on the support base 31 in a direction indicated by an arrow Y (Y-axis direction), A movable base 33 slidably disposed on the pair of guide rails 32, 32, a moving means 34 for moving the movable base 33 along the pair of guide rails 32, 32, and a movable base 33 A chuck table 35 disposed above is provided. The pair of guide rails 32, 32 are disposed along the Y-axis direction in the apparatus housing 2 shown in FIG.
上記移動基台３３は、下面に上記一対の案内レール３２、３２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、該被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２、３２に嵌合することにより、一対の案内レール３２、３２に沿ってY軸方向に移動可能に構成される。上記移動手段３４は、上記一対の案内レール３２と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３４１と、該雄ネジロッド３４１を回転駆動するためのパルスモータ３４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３４１は、その一端が上記支持基台３１に固定された軸受ブロック３４３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３４２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３４１は、移動基台３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３４２によって雄ネジロッド３４１を正転および逆転駆動することにより、移動基台３３は案内レール３２、３２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。 The movable base 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 fitted to the pair of guide rails 32 and 32 on the lower surface, and the guided grooves 331 and 331 are provided with the pair of guide rails 32 and 32. Are configured to be movable along the pair of guide rails 32 and 32 in the Y-axis direction. The moving means 34 includes a male screw rod 341 disposed in parallel between the pair of guide rails 32 and 32 and a drive source such as a pulse motor 342 for rotationally driving the male screw rod 341. One end of the male screw rod 341 is rotatably supported by a bearing block 343 fixed to the support base 31, and the other end is transmission-coupled to the output shaft of the pulse motor 342. The male screw rod 341 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the moving base 33. Therefore, the moving base 33 is moved along the guide rails 32 and 32 in the Y-axis direction by driving the male screw rod 341 forward and backward by the pulse motor 342.
上記チャックテーブル３５は、移動基台３３に配設された筒状の支持部材３６に回転可能に支持されており、支持部材３６内に配設された電動モータ３７によって回転せしめられるように構成されている。なお、チャックテーブル３５は、上面である保持面に吸引口が開口され、該吸引口が図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段を作動して上面である保持面に負圧を作用することにより、保持面上に被加工物を吸引保持することができる。 The chuck table 35 is rotatably supported by a cylindrical support member 36 disposed on the moving base 33 and is configured to be rotated by an electric motor 37 disposed in the support member 36. ing. The chuck table 35 has a suction port opened on a holding surface which is an upper surface, and the suction port is connected to a suction means (not shown). Therefore, the workpiece can be sucked and held on the holding surface by operating a suction means (not shown) to apply a negative pressure to the holding surface which is the upper surface.
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３５を包囲して選択的に構成する水現像プール３８を具備している。水現像プール３８は、上記筒状の支持部材３６の外周に摺動可能に嵌合し下端に外方に突出する支持部３８１aを備えた筒状枠３８１と、該筒状枠３８１を筒状の支持部材３６に沿って上下動する作動手段３８２とからなっている。なお、作動手段３８２は、図示の実施形態においては移動基台３３上に配設された４個（図には３個のみが示されている）のエアーシリンダ３８２aからなり、各エアーシリンダ３８２aを構成するピストンが筒状枠３８１の支持部３８１aに連結されている。従って、エアーシリンダ３８２aからなる作動手段３８２によって筒状枠３８１を図２に示す退避位置に位置付けると、上端がチャックテーブル３５の上面である保持面とほぼ同じ高さ位置となる。また、エアーシリンダ３８２aからなる作動手段３８２によって筒状枠３８１を図２に示す退避位置から図３に示すように上方の作用位置に位置付けると、後述するようにチャックテーブル３５を包囲する水現像プールを形成する。 The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes a water developing pool 38 that selectively surrounds the chuck table 35. The water developing pool 38 includes a cylindrical frame 381 having a support portion 381a which is slidably fitted to the outer periphery of the cylindrical support member 36 and protrudes outward at the lower end thereof, and the cylindrical frame 381 is formed into a cylindrical shape. And an operating means 382 that moves up and down along the support member 36. In the illustrated embodiment, the actuating means 382 includes four air cylinders 382a (only three are shown in the figure) arranged on the movable base 33, and each air cylinder 382a The piston which comprises is connected with the support part 381a of the cylindrical frame 381. As shown in FIG. Therefore, when the cylindrical frame 381 is positioned at the retracted position shown in FIG. 2 by the actuating means 382 including the air cylinder 382a, the upper end is at the same height as the holding surface which is the upper surface of the chuck table 35. When the cylindrical frame 381 is positioned at the upper working position as shown in FIG. 3 from the retracted position shown in FIG. 3 by the operating means 382 including the air cylinder 382a, the water developing pool surrounding the chuck table 35 as will be described later. Form.
チャックテーブル機構３を構成する移動基台３３（図２乃至図４参照）の移動方向両側には、図１に示すように上記一対の案内レール３２、３２や雄ねじロッド３４１およびパルスモータ３４２等を覆っている蛇腹手段３９が付設されている。蛇腹手段３９はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。 As shown in FIG. 1, the pair of guide rails 32 and 32, the male screw rod 341, the pulse motor 342, and the like are provided on both sides of the moving base 33 (see FIGS. 2 to 4) constituting the chuck table mechanism 3. A covering bellows means 39 is attached. The bellows means 39 can be formed from a suitable material such as a campus cloth.
図１を参照して説明を続けると、チャックテーブル機構３を構成する移動基台３３（図２乃至図４参照）の側方（図１において右上側方）には、レジスト膜被覆領域A、アライメント領域B、露光領域C、現像領域Dが設定されている。レジスト膜被覆領域Aには、レジスト膜被覆手段４が配設され、アライメント領域Bにはアライメント手段５が配設され、露光領域Cには露光手段６が配設され、現像領域Dには現像手段７を構成する水供給手段７１がそれぞれ配設される。 Continuing the description with reference to FIG. 1, the resist film coating region A, on the side (upper right side in FIG. 1) of the moving base 33 (see FIGS. 2 to 4) constituting the chuck table mechanism 3. An alignment area B, an exposure area C, and a development area D are set. The resist film coating area A is provided with resist film coating means 4, the alignment area B is provided with alignment means 5, the exposure area C is provided with exposure means 6, and the development area D is developed. The water supply means 71 which comprises the means 7 are each arrange | positioned.
上記レジスト膜被覆手段４の第１の実施形態について、図５の(a)および(b)を参照して説明する。図５の(a)および(b)に示すレジスト膜被覆手段４は、チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）に水溶性レジストを供給するノズル４１と、該ノズル４１に水溶性レジストを供給する水溶性レジスト供給手段４２とからなっている。このように水溶性レジストを供給するノズル４１と水溶性レジスト供給手段４２とからなるレジスト膜被覆手段４は、水溶性レジスト供給手段４２を作動することにより、ノズル４１からチャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）に水溶性レジスト４０を供給する。そして、チャックテーブル３５を回転可能に支持する支持部材３６内に配設された電動モータ３７を作動し、チャックテーブル３５を図５の(b)に示すように矢印３５aで示す方向に比較的高速回転である例えば３００rpmで所定時間回転することにより、チャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）にレジスト膜４００が形成される。従って、チャックテーブル３５を回転することによって被加工物Wの加工面に供給された水溶性レジストに遠心力を作用せしめる電動モータ３７は、被加工物の加工面に水溶性レジスト膜を形成する膜形成機構として機能する。被加工物Wの加工面（上面）に被覆するレジスト膜４００の厚さは、上記水溶性レジスト４０の滴下量によって決まるが、数μm〜３０μmに設定することが望ましい。なお、水溶性レジストとしては、東洋合成工業株式会社が製造販売するBIOSURFINE‐AWP(登録商標)を用いることができる。 A first embodiment of the resist film coating means 4 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). The resist film coating means 4 shown in FIGS. 5A and 5B supplies the water-soluble resist to the processing surface (upper surface) of the workpiece W held by the chuck table 35 constituting the chuck table mechanism 3. The nozzle 41 includes a water-soluble resist supply means 42 that supplies a water-soluble resist to the nozzle 41. As described above, the resist film coating unit 4 including the water-soluble resist supply nozzle 41 and the water-soluble resist supply unit 42 is held by the chuck table 35 from the nozzle 41 by operating the water-soluble resist supply unit 42. The water-soluble resist 40 is supplied to the processing surface (upper surface) of the workpiece W. Then, an electric motor 37 disposed in a support member 36 that rotatably supports the chuck table 35 is operated, and the chuck table 35 is moved at a relatively high speed in the direction indicated by the arrow 35a as shown in FIG. The resist film 400 is formed on the processing surface (upper surface) of the workpiece W held on the chuck table 35 by rotating at, for example, 300 rpm for a predetermined time. Accordingly, the electric motor 37 that causes the centrifugal force to act on the water-soluble resist supplied to the processing surface of the workpiece W by rotating the chuck table 35 is a film that forms a water-soluble resist film on the processing surface of the workpiece. Functions as a formation mechanism. The thickness of the resist film 400 that covers the processed surface (upper surface) of the workpiece W is determined by the amount of the water-soluble resist 40 dropped, but is preferably set to several μm to 30 μm. As the water-soluble resist, BIOSURFINE-AWP (registered trademark) manufactured and sold by Toyo Gosei Co., Ltd. can be used.
次に、レジスト膜被覆手段４の第２の実施形態について、図６の(a)および(b)を参照して説明する。図６の(a)および(b)に示すレジスト膜被覆手段４は、上記図５の(a)および(b)に示す水溶性レジストを供給するノズル４１と水溶性レジスト供給手段４２とからなるレジスト膜被覆手段４によって、チャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）に供給された水溶性レジスト４０を拡張するスクレーパー４３を具備している。このスクレーパー４３は、ヘラ４３１と、該ヘラ４３１を支持する支持アーム４３２と、該支持アーム４３２を上下方向に移動する移動手段としてのエアーシリンダ４３３とからなっている。このように構成されたスクレーパー４３は、ヘラ４３１をチャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）の中心を通過するように位置付けるとともに、ヘラ４３１の下面を被加工物Wの加工面（上面）から上方に数μm〜３０μmの位置に位置付ける。そして、水溶性レジスト４０が供給された被加工物を保持しているチャックテーブル３５を図６の(b)に示すように矢印３５aで示す方向に例えば３０rpmで所定時間回転することにより、水溶性レジスト４０をヘラ４３１によって拡張して被加工物Wの加工面（上面）にレジスト膜４００を形成する。従って、スクレーパー４３は、被加工物の加工面に供給された水溶性レジストにより加工面に水溶性レジスト膜を形成する膜形成機構として機能する。 Next, a second embodiment of the resist film coating means 4 will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). The resist film coating means 4 shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) comprises a nozzle 41 for supplying a water-soluble resist and a water-soluble resist supply means 42 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). A scraper 43 that extends the water-soluble resist 40 supplied to the processing surface (upper surface) of the workpiece W held on the chuck table 35 by the resist film coating means 4 is provided. The scraper 43 includes a spatula 431, a support arm 432 that supports the spatula 431, and an air cylinder 433 as a moving means that moves the support arm 432 in the vertical direction. The scraper 43 configured in this manner positions the spatula 431 so as to pass the center of the processing surface (upper surface) of the workpiece W held on the chuck table 35, and the lower surface of the spatula 431 is positioned on the workpiece W. It is positioned at a position of several μm to 30 μm upward from the processing surface (upper surface). Then, the chuck table 35 holding the workpiece supplied with the water-soluble resist 40 is rotated in the direction indicated by the arrow 35a for a predetermined time, for example, at 30 rpm as shown in FIG. The resist 40 is expanded with a spatula 431 to form a resist film 400 on the processing surface (upper surface) of the workpiece W. Accordingly, the scraper 43 functions as a film forming mechanism for forming a water-soluble resist film on the processed surface by the water-soluble resist supplied to the processed surface of the workpiece.
次に、レジスト膜被覆手段４の第３の実施形態について、図７の(a)および(b)を参照して説明する。図７の(a)および(b)に示すレジスト膜被覆手段４は、上記図５の(a)および(b)に示す水溶性レジストを供給するノズル４１と水溶性レジスト供給手段４２とからなるレジスト膜被覆手段４におけるノズル４１を、霧状の水溶性レジストが噴霧されるように構成したものである。従って、図７の(a)に示すようにチャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）にノズル４１から霧状の水溶性レジスト４０を噴霧することにより、図７の(b)に示すようにチャックテーブル３５に保持された被加工物Wの加工面（上面）にレジスト膜４００が形成される。従って、霧状の水溶性レジスト４０を噴霧するノズル４１は、被加工物の加工面に供給された水溶性レジストにより加工面に水溶性レジスト膜を形成する膜形成機構として機能する。 Next, a third embodiment of the resist film coating means 4 will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). The resist film coating means 4 shown in FIGS. 7A and 7B comprises a nozzle 41 for supplying a water-soluble resist and a water-soluble resist supply means 42 shown in FIGS. 5A and 5B. The nozzle 41 in the resist film coating means 4 is configured such that a mist of water-soluble resist is sprayed. Accordingly, as shown in FIG. 7 (a), by spraying the mist-like water-soluble resist 40 from the nozzle 41 onto the processing surface (upper surface) of the workpiece W held on the chuck table 35, as shown in FIG. As shown in b), a resist film 400 is formed on the processing surface (upper surface) of the workpiece W held on the chuck table 35. Accordingly, the nozzle 41 that sprays the mist-like water-soluble resist 40 functions as a film forming mechanism that forms a water-soluble resist film on the processing surface by the water-soluble resist supplied to the processing surface of the workpiece.
図１に戻って説明を続けると、上記アライメント手段５は図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段５１を具備しており、撮像手段５１は撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。 Referring back to FIG. 1, the alignment unit 5 includes an infrared illuminating unit that irradiates a workpiece with infrared rays in addition to a normal imaging device (CCD) that captures an image with visible light in the illustrated embodiment. An image pickup means 51 including an optical system that captures infrared rays irradiated by the infrared illumination means and an image pickup device (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system; The image pickup means 51 sends the picked up image signal to the control means described later.
上記露光手段６について、図８を参照して説明する。水溶性レジストによるレジスト膜４００がポジ型の場合、図８に示す実施形態における露光手段６は、ライン露光手段からなっている。ライン露光手段からなる露光手段６は、露光ケース６１と、該露光ケース６１に配設された光照射器６２とを具備し、露光ケース６１が図１において露光領域Cに配設された支持部材６３によって支持されている。露光ケース６１の底板６１１には、図１にY軸方向に対して直交する矢印Xで示す方向（X軸方向）に沿ってライン状の光透過スリット６１２が設けられている。 The exposure means 6 will be described with reference to FIG. When the resist film 400 made of a water-soluble resist is a positive type, the exposure means 6 in the embodiment shown in FIG. 8 is a line exposure means. The exposure means 6 comprising a line exposure means includes an exposure case 61 and a light irradiator 62 disposed in the exposure case 61, and the exposure case 61 is disposed in the exposure region C in FIG. 63. The bottom plate 611 of the exposure case 61 is provided with a line-shaped light transmission slit 612 along a direction (X-axis direction) indicated by an arrow X orthogonal to the Y-axis direction in FIG.
図１を参照して説明を続けると、現像領域Dには現像手段７を構成する水供給手段７１が配設されている。この水供給手段７１は、現像領域Dに位置付けられたチャックテーブル３５を包囲する上記水現像プール３８に純水を供給する。 Continuing with reference to FIG. 1, the water supply means 71 constituting the developing means 7 is disposed in the developing region D. The water supply means 71 supplies pure water to the water developing pool 38 surrounding the chuck table 35 positioned in the developing area D.
図１に戻って説明を続けると、装置ハウジング２の暗室２０を構成する前壁２０１におけるレジスト膜被覆領域Aと対応する領域に、シャッター手段２００が設けられている。このシャッター手段２００は、解放することによりレジスト膜被覆領域Aに位置付けられたチャックテーブル３５に後述する被加工物搬送手段によって露光前の被加工物を搬入可能とするとともに、レジスト膜被覆領域Aに位置付けられたチャックテーブル３５に保持された露光済みの被加工物を搬出可能とする。 Returning to FIG. 1 and continuing the description, the shutter means 200 is provided in a region corresponding to the resist film coating region A in the front wall 201 constituting the dark room 20 of the apparatus housing 2. The shutter means 200 allows the workpiece before exposure to be carried into the chuck table 35 positioned in the resist film coating area A by being released, and allows the workpiece before exposure to be carried into the resist film coating area A. The exposed workpiece held on the positioned chuck table 35 can be carried out.
図１に基づいて説明を続けると、装置ハウジング２における前半部（図１において左下半部）上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物搬送手段１３が配設されている。第１のカセット１１は露光前の被加工物としての半導体ウエーハを収納し、装置ハウジング２におけるカセット搬入域に載置される。図１０には被加工物としての半導体ウエーハ１０が示されている。図１０に示す半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０には、表面１０aに形成されたデバイス１０２を保護するために、図１１に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０aに保護テープTを貼着する（保護テープ貼着工程）。なお、保護テープTは、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。このように、表面に保護テープTが貼着された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bを上側にした状態で第１のカセット１１に収容される。第２のカセット１２は装置ハウジング２におけるカセット搬出域に載置され、露光後の半導体ウエーハ１０を収納する。被加工物搬送手段１３は、第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された半導体ウエーハ１０を搬出し、上記装置ハウジング２の暗室２０を構成する前壁２０１に設けられたシャッター手段２００を通してレジスト膜被覆領域Aに位置付けられたチャックテーブル３５に搬送するとともに、レジスト膜被覆領域Aに位置付けられたチャックテーブル３５に保持された露光済の半導体ウエーハ１０を第２のカセット１２に搬送する。 Continuing the description with reference to FIG. 1, the first cassette 11, the second cassette 12, and the workpiece transfer means 13 are arranged on the front half (lower left half in FIG. 1) of the apparatus housing 2. It is installed. The first cassette 11 stores a semiconductor wafer as a workpiece before exposure and is placed in a cassette carry-in area in the apparatus housing 2. FIG. 10 shows a semiconductor wafer 10 as a workpiece. A semiconductor wafer 10 shown in FIG. 10 is made of a silicon wafer, and a plurality of division lines 101 are formed in a lattice shape on the surface 10a, and ICs are formed in a plurality of regions partitioned by the plurality of division lines 101. A device 102 such as an LSI is formed. In order to protect the device 102 formed on the surface 10a, a protective tape T is attached to the surface 10a of the semiconductor wafer 10 (see FIG. 11). Wearing process). In the illustrated embodiment, the protective tape T has an acrylic resin-based paste applied to the surface of a sheet-like base material made of polyvinyl chloride (PVC) having a thickness of 100 μm to a thickness of about 5 μm. Thus, the semiconductor wafer 10 having the protective tape T attached to the front surface is accommodated in the first cassette 11 with the back surface 10b facing upward. The second cassette 12 is placed in a cassette unloading area in the apparatus housing 2 and stores the exposed semiconductor wafer 10. The workpiece transfer means 13 is disposed between the first cassette 11 and the second cassette 12 and unloads the semiconductor wafer 10 housed in the first cassette 11, and is a dark room in the apparatus housing 2. 20 is transported to the chuck table 35 positioned in the resist film coating region A through the shutter means 200 provided on the front wall 201 constituting the image 20 and exposed to the chuck table 35 positioned in the resist film coating region A. The semiconductor wafer 10 is transported to the second cassette 12.
図示の実施形態における露光装置は、図９に示す制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、撮像手段５１等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記チャックテーブル機構３の移動手段３４を構成するパルスモータ３４２、チャックテーブル３５を回転駆動するための電動モータ３７、水現像プール３８を構成する作動手段３８２としてのエアーシリンダ３８２a、レジスト膜被覆手段４、アライメント手段５、露光手段６、現像手段７を構成する水供給手段７１、シャッター手段２００、被加工物搬送手段１３等に制御信号を出力する。 The exposure apparatus in the illustrated embodiment includes a control means 9 shown in FIG. The control means 9 is constituted by a computer, and a central processing unit (CPU) 91 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 92 that stores control programs and the like, and a readable and writable memory that stores arithmetic results and the like. A random access memory (RAM) 93, an input interface 94 and an output interface 95 are provided. A detection signal from the imaging means 51 or the like is input to the input interface 94 of the control means 9 configured as described above. From the output interface 95, a pulse motor 342 constituting the moving means 34 of the chuck table mechanism 3, an electric motor 37 for rotationally driving the chuck table 35, and an air cylinder as an operating means 382 constituting the water developing pool 38 are provided. 382a, the resist film coating means 4, the alignment means 5, the exposure means 6, the water supply means 71 constituting the developing means 7, the shutter means 200, the workpiece transport means 13 and the like are outputted.
図示の実施形態における露光装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
制御手段９は、シャッター手段２００を解放するとともに、被加工物搬送手段１３を作動して第１のカセット１１に収容されている半導体ウエーハ１０を搬出し、シャッター手段２００を通してレジスト膜被覆領域Aに位置付けられたチャックテーブル３５に搬送する。そして、制御手段９は図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル３５に保護テープTを介して半導体ウエーハ１０を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３５上に保護テープTを介して吸引保持された半導体ウエーハ１０は、裏面が上側となる。このようにして、チャックテーブル３５上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９がシャッター手段２００を閉じる。
The exposure apparatus in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
The control unit 9 releases the shutter unit 200 and operates the workpiece transfer unit 13 to carry out the semiconductor wafer 10 accommodated in the first cassette 11, and to the resist film coating region A through the shutter unit 200. Transport to the positioned chuck table 35. The control means 9 operates a suction means (not shown) to suck and hold the semiconductor wafer 10 on the chuck table 35 via the protective tape T (wafer holding process). Therefore, the back surface of the semiconductor wafer 10 sucked and held on the chuck table 35 via the protective tape T is the upper side. When the semiconductor wafer 10 is sucked and held on the chuck table 35 in this way, the control means 9 closes the shutter means 200.
次に、制御手段９はレジスト膜被覆手段４を作動して、半導体ウエーハ１０の加工面である裏面に上述したように水溶性レジストによるレジスト膜４００を形成する（レジスト膜形成工程：図５乃至図７参照）。 Next, the control means 9 operates the resist film coating means 4 to form the resist film 400 of the water-soluble resist on the back surface, which is the processed surface of the semiconductor wafer 10, as described above (resist film forming process: FIG. 5 to FIG. 5). (See FIG. 7).
上述したレジスト膜形成工程を実施したならば、制御手段９はチャックテーブル機構３の移動手段３４を構成するパルスモータ３４２を作動して、レジスト膜形成工程が実施された半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３５をアライメント領域Bに位置付ける。そして、制御手段９はアライメント手段５の撮像手段５１を作動して半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、この分割予定ライン１０１が露光領域Cに配設された露光手段６を構成する露光ケース６１の底板６１１に設けられた光透過スリット６１２と平行に位置付けられようにアライメントを遂行する。もし、所定方向に形成されている分割予定ライン１０１と光透過スリット６１２が平行に位置付けられていない場合には、上記チャックテーブル３５を回転駆動するための電動モータ３７を制御してチャックテーブル３５を回転することにより、チャックテーブル３５に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１と光透過スリット６１２が平行になるようにアライメントする（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ１０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン１０１に対しても、同様にアライメントを遂行する。このとき、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０aは下側に位置しているが、撮像手段５１が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されているので、半導体ウエーハ１０の裏面に形成されたレジスト膜４００側から透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。 If the resist film forming process described above is performed, the control means 9 operates the pulse motor 342 constituting the moving means 34 of the chuck table mechanism 3 to hold the semiconductor wafer 10 on which the resist film forming process has been performed. The chuck table 35 is positioned in the alignment region B. Then, the control means 9 operates the imaging means 51 of the alignment means 5 to detect the planned division line 101 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 10, and this planned division line 101 is arranged in the exposure area C. Alignment is performed so as to be positioned parallel to the light transmission slit 612 provided on the bottom plate 611 of the exposure case 61 constituting the exposure means 6. If the scheduled dividing line 101 formed in a predetermined direction and the light transmitting slit 612 are not positioned in parallel, the chuck motor 35 is controlled by controlling the electric motor 37 for rotationally driving the chuck table 35. By rotating, alignment is performed such that the planned dividing line 101 formed on the semiconductor wafer 10 held on the chuck table 35 and the light transmission slit 612 are parallel to each other (alignment process). In addition, alignment is performed in the same manner with respect to the division line 101 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction formed in the semiconductor wafer 10. At this time, the surface 10a on which the division line 101 of the semiconductor wafer 10 is formed is positioned on the lower side, but the imaging means 51 corresponds to the infrared illumination means, the optical system for capturing infrared rays, and the infrared rays as described above. Since it is configured by an imaging device (infrared CCD) or the like that outputs an electrical signal, it is possible to image the planned dividing line 101 through the resist film 400 formed on the back surface of the semiconductor wafer 10.
以上のようにしてチャックテーブル３５上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、露光領域のアライメントが行われたならば、制御手段９はチャックテーブル機構３の移動手段３４を構成するパルスモータ３４２を作動して、半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３５を露光領域Cに移動し、半導体ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１０１における一方端の分割予定ライン１０１を光透過スリット６１２の直下に位置付ける。次に、制御手段９は光照射器６２を附勢し上記光透過スリット６１２を通して半導体ウエーハ１０の裏面に被覆されたレジスト膜４００にライン光を露光する（露光工程）。この露光工程を半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１における他方端の分割予定ライン１０１と対応した領域まで順次実施する。そして、半導体ウエーハ１０の裏面に被覆されたレジスト膜４００における所定方向に形成された全ての分割予定ライン１０１と対応した領域に上記露光工程を実施したならば、制御手段９がチャックテーブル３５を回転駆動するための電動モータ３７を制御してチャックテーブル３５を９０度回動し、半導体ウエーハ１０の裏面に被覆されたレジスト膜４００における上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１０１と対応した領域に上記露光工程を実施する。 As described above, when the division line 101 formed on the semiconductor wafer 10 held on the chuck table 35 is detected and the alignment of the exposure area is performed, the control means 9 performs the operation of the chuck table mechanism 3. The pulse motor 342 constituting the moving means 34 is operated to move the chuck table 35 holding the semiconductor wafer 10 to the exposure area C, and to be divided at one end of the planned division line 101 formed on the semiconductor wafer 10. The line 101 is positioned immediately below the light transmission slit 612. Next, the control means 9 energizes the light irradiator 62 and exposes the line light to the resist film 400 coated on the back surface of the semiconductor wafer 10 through the light transmitting slit 612 (exposure process). This exposure step is sequentially performed up to a region corresponding to the other scheduled division line 101 in the divided division line 101 formed on the semiconductor wafer 10. Then, if the exposure process is performed on the resist film 400 coated on the back surface of the semiconductor wafer 10 in the region corresponding to all the planned division lines 101 formed in a predetermined direction, the control means 9 rotates the chuck table 35. By controlling the electric motor 37 for driving, the chuck table 35 is rotated 90 degrees, and all the planned dividing lines are formed in the direction perpendicular to the predetermined direction in the resist film 400 coated on the back surface of the semiconductor wafer 10. The above exposure process is performed on the area corresponding to 101.
上述したように露光工程を実施したならば、制御手段９はチャックテーブル機構３の移動手段３４を構成するパルスモータ３４２を作動して、露光工程が実施された半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３５を現像領域Dに位置付ける。そして、制御手段９は図１２の(a)に示すように水現像プール３８を構成するエアーシリンダ３８２aを作動して筒状枠３８１を作用位置に位置付けることにより水現像プール３８を形成する。そして、現像手段７を構成する水供給手段７１を作動して現像領域Dに位置付けられたチャックテーブル３５を包囲する水現像プール３８に純水７０を供給する。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面に被覆されたレジスト膜４００がポジ型の場合、露光された領域、即ち分割予定ライン１０１と対応した領域が露光されてない領域より水溶性が高く、上記露光工程において露光された分割予定ライン１０１と対応した領域が除去される。即ち、図１２の(b)に示すように半導体ウエーハ１０の裏面に被覆されたレジスト膜４００は、分割予定ライン１０１と対応した領域が除去される（現像工程）。 When the exposure process is performed as described above, the control unit 9 operates the pulse motor 342 constituting the moving unit 34 of the chuck table mechanism 3 to hold the semiconductor wafer 10 on which the exposure process has been performed. Position table 35 in development area D. Then, the control means 9 forms the water developing pool 38 by operating the air cylinder 382a constituting the water developing pool 38 and positioning the cylindrical frame 381 at the operating position as shown in FIG. Then, the water supply means 71 constituting the developing means 7 is operated to supply pure water 70 to the water developing pool 38 surrounding the chuck table 35 positioned in the developing area D. As a result, when the resist film 400 coated on the back surface of the semiconductor wafer 10 is a positive type, the exposed region, that is, the region corresponding to the planned dividing line 101 has higher water solubility than the exposed region. The area corresponding to the division-scheduled line 101 exposed in is removed. That is, as shown in FIG. 12B, the resist film 400 coated on the back surface of the semiconductor wafer 10 is removed from the region corresponding to the division line 101 (development process).
以上のように、図示の実施形態における露光装置は、暗室２０と、該暗室２０に配設され被加工物の加工面に水溶性レジスト膜を被覆するレジスト膜被覆手段４と、被加工物の加工面に被覆された水溶性レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する露光領域を設定するアライメント手段５と、水溶性レジスト膜に設定された露光領域を露光する露光手段６と、露光領域が露光された水溶性レジスト膜を水で現像する現像手段７とを具備しているので、テトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がなく、従って、専用の処理設備が不要となるため設備維持費が高く生産性が悪いという問題が解消する。 As described above, the exposure apparatus in the illustrated embodiment includes the dark room 20, the resist film coating means 4 disposed in the dark room 20 to coat the water-soluble resist film on the processed surface of the work, and the work piece. An alignment unit 5 for setting an exposure region corresponding to a region to be etched of the workpiece in the water-soluble resist film coated on the processing surface; an exposure unit 6 for exposing the exposure region set on the water-soluble resist film; And developing means 7 for developing the exposed water-soluble resist film with water, so that it is not necessary to use a toxic developer called tetramethylammonium hydroxide (TMAH). Since a dedicated processing facility is not required, the problem of high equipment maintenance costs and poor productivity is solved.
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態における露光手段６はライン露光手段によって構成した例を示したが、加工すべき被加工物の領域に対応したマスクと光照射器とによって露光手段を構成してもよい。
なお、水溶性レジストによるレジスト膜４００がネガ型の場合、露光手段６は分割予定ライン１０１と対応する領域を遮光し、デバイスと対応する領域に光を照射するマスクによって構成される。そして、光が照射された領域は水溶性が低く遮光された領域は水溶性が高くなり、水による現像によって分割予定ライン１０１と対応した領域のレジスト膜４００が除去される。
Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, although the exposure unit 6 in the above-described embodiment has been illustrated as being configured by the line exposure unit, the exposure unit may be configured by a mask and a light irradiator corresponding to the region of the workpiece to be processed.
When the resist film 400 made of a water-soluble resist is a negative type, the exposure means 6 is constituted by a mask that shields light from a region corresponding to the planned dividing line 101 and irradiates light to a region corresponding to the device. The region irradiated with light is low in water solubility and the region shielded from light becomes high in water solubility, and the resist film 400 in the region corresponding to the division line 101 is removed by development with water.
２：装置ハウジング
２０：暗室
２００：シャッター手段
３：チャックテーブル機構
３５：チャックテーブル
３８：水現像プール
４：レジスト膜被覆手段
４０：水溶性レジスト
４００：レジスト膜
４１：ノズル
４２：水溶性レジスト供給手段
４３：スクレーパー
５：アライメント手段
５１：撮像手段
６：露光手段
６１：露光ケース
６１２：光透過スリット
６２：光照射器
７：現像手段
７１：水供給手段
９：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物搬送手段
Ｔ：保護テープ
2: Device housing 20: Dark room 200: Shutter means 3: Chuck table mechanism 35: Chuck table 38: Water developing pool 4: Resist film coating means 40: Water-soluble resist 400: Resist film 41: Nozzle 42: Water-soluble resist supply means 43: Scraper 5: Alignment means 51: Imaging means 6: Exposure means 61: Exposure case 612: Light transmission slit 62: Light irradiator 7: Development means 71: Water supply means 9: Control means 10: Semiconductor wafer 11: First Cassette 12: second cassette 13: workpiece conveying means T: protective tape
Claims (5)
暗室と、該暗室に配設され被加工物の加工面に水溶性レジスト膜を被覆するレジスト膜被覆手段と、被加工物の加工面に被覆された該水溶性レジスト膜における被加工物のエッチングすべき領域と対応する露光領域を設定するアライメント手段と、該水溶性レジスト膜に設定された該露光領域を露光する露光手段と、該露光領域が露光された該水溶性レジスト膜を水で現像する現像手段と、を具備している、
ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that coats a resist film on a processed surface of a workpiece and exposes a region corresponding to a region to be etched of the workpiece in the resist film,
A dark room, a resist film coating means disposed in the dark room for coating a processed surface of the workpiece with a water-soluble resist film, and etching of the workpiece in the water-soluble resist film coated on the processed surface of the workpiece Alignment means for setting an exposure area corresponding to the area to be exposed, exposure means for exposing the exposure area set on the water-soluble resist film, and developing the water-soluble resist film exposed to the exposure area with water Developing means,
An exposure apparatus characterized by that.
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