JP2652043B2

JP2652043B2 - フォトレジスト膜の周縁露光装置及び周縁露光方法

Info

Publication number: JP2652043B2
Application number: JP63184012A
Authority: JP
Inventors: 佐知子小川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH0232526A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体製造プロセスにおいて用いられる
フォトレジスト膜の周縁露光装置及び周縁露光方法に関
する。

〔従来の技術〕

近年、半導体素子の高集積化・高密度化の進展に伴っ
て半導体製造プロセスにおける回路パターンの欠陥が素
子の信頼性や性能、歩留まりなどの面において大きな影
響を及ぼすようになっている。しかし、従来の半導体製
造プロセスにおいては、加工処理中の半導体基板の終端
部が製造装置などに接触することがあるため、半導体基
板の表面に形成されたフォトレジスト膜の剥離が生じて
しまい、剥離したレジスト材料が半導体基板の表面上に
飛散して残存する結果、回路パターンとなるレジストパ
ターンに欠陥が発生してしまうという問題があった。

そこで、このような問題の発生を防止する方法の一つ
として、第３図で示すように構成されたフォトレジスト
膜の周縁露光装置（以下、基板周縁露光装置と称す）を
用いることにより、半導体基板１の全表面にわたって形
成されたフォトレジスト膜２のうちのレジストパターン
が形成されるべき中央部2aを残存させる一方、その周縁
部2bのみをあらかじめ除去してしまう方法が採用されて
いる。この基板周縁露光装置は、半導体基板１を吸着保
持して縦軸周りに回転する真空チャック３と、その上方
の所定位置に配設されてフォトレジスト膜２の周縁部2b
のみを露光する光源４とから構成されている。

このように構成された基板周縁露光装置は、半導体基
板１の周縁を照射する光源４と、半導体基板を回転させ
る真空チャック３とによって、半導体基板１の表面に形
成されたフォトレジスト膜２の周縁部2aのみを露光する
構成をとっているため、光源として小さなものを使用で
き、しかも、半導体基板１を真空チャック３に装着する
際のアライメント装置も半導体基板の中心軸を合わせる
だけで良いため簡単にして短時間で行えかつ小型のもの
を使用でき、結果として、基板周縁露光装置を小型にし
てかつ安価に構成できるものである。

さらに、近年のように微細化が進み、半導体基板１に
形成されるパターンが微細化されるに伴い、縮小投影露
光（マスクにおけるパターンがフォトレジスト膜に投影
されるパターンに対して拡大されており、マスクにおけ
るパターンを縮小してフォトレジスト膜に投影して露光
するもの）によってパターン露光が行われるものにあっ
ては、このように安価にしてかつ小型であるがために適
用し易いものである。

そして、この基板周縁露光装置によるフォトレジスト
膜周縁部2bの除去は、つぎのようにして行われる。

まず、フォトレジスト膜２が全表面にわたって形成さ
れた半導体基板１を真空チャック３上に載置して吸着固
定したのち、光源４からレジスト材料が感光する光を照
射して露光しつつ、真空チャック３を回転させる。した
がって、この処理によれば、フォトレジスト膜２の周縁
部2bのみが露光されることになり、このフォトレジスト
膜２に対して現像処理を施した際には、フォトレジスト
膜２の周縁部2bのみが除去され、半導体基板１の表面に
はフォトレジスト膜２の中央部2aのみが残存することに
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述した基板周縁露光装置を用いてフォト
レジスト膜周縁部2bの露光を行う際には、多大な露光量
が必要とされるため、公知文献「kodak Microelectron
ics Seminar Proceedings（1979）」の125〜134ペー
ジで明らかにされているように、レジスト材料の光反応
に基づく窒素（N₂）の発生によって発泡現象が起こり、
かつ、これによって剥離したレジスト材料がフォトレジ
スト膜２の中央部2aにまで飛散して第４図で示すように
付着してしまう。その結果、このようにして付着したレ
ジスト材料によってレジストパターンの欠陥が発生する
ことになるため、レジストパターン欠陥の発生を有効に
防止することはできなかった。

なお、露光処理にあたって多大な露光量が必要となる
のは、つぎのような理由によるものである。すなわち、
半導体製造プロセスでは、フォトレジスト膜周縁部2bを
除去する工程に先立つ製造工程において、半導体基板１
の表面にレジスト材料を滴下したうえで真空チャック３
を高速回転させることによって均一な厚みのフォトレジ
スト膜２を形成しているが、このとき、レジスト材料の
若干量が半導体基板１の裏面側にまで回り込んで付着し
てしまう。そこで、この半導体基板１の裏面をレジスト
溶解液で洗浄することによって回り込んだレジスト材料
を除去することが行われているが、このような洗浄に伴
い、半導体基板１の表面に形成されたフォトレジスト膜
２の端縁部が第５図で拡大して示すように盛り上がって
しまう。したがって、このように盛り上がったフォトレ
ジスト膜２の端縁部を露光して除去するためには、多大
な露光量が必要となってしまう。

この発明は、このような不都合を解消するために創案
されたものであり、半導体基板に形成されたフォトレジ
スト膜周縁部の露光を行う際におけるレジスト材料の発
泡現象に伴って生じるレジストパターン欠陥の発生を有
効に防止することができるフォトレジスト膜の周縁露光
装置及び周縁露光方法を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の第１の発明は、表面全面にフォトレジスト
膜が形成された半導体基板を吸着保持し、フォトレジス
ト膜の周縁部を露光するときに半導体基板をその中心軸
を中心に回転させる真空チャックと、この真空チャック
の上方に配設され、真空チャックにて半導体基板が回転
させられているときにフォトレジスト膜の周縁部のみを
露光する光源と、真空チャックにて半導体基板が回転さ
せられ、かつ、光源がフォトレジスト膜の周縁部のみを
露光しているときに、フォトレジスト膜の上部にフォト
レジスト膜とは非接触状態でフォトレジスト膜の周縁全
周を除いた中央領域を覆う飛散レジスト材料の保護カバ
ーとを設けたものである。

この発明の第２の発明は、表面全面にフォトレジスト
膜が形成された半導体基板を真空チャック上に載置して
吸着保持させるステップと、飛散レジスト材料の保護カ
バーを、真空チャックに吸着保持された半導体基板の表
面全面に形成されたフォトレジスト膜に非接触状態で近
接させ、保護カバーにてフォトレジストの周縁全周を除
いた中央領域を覆わせるステップと、その後、真空チャ
ックを回転させるとともに、真空チャックの上方に配設
された光源にてフォトレジスト膜の周縁部のみを露光さ
せるステップとを設けたものである。

〔作用〕

この発明の第１の発明にあっては、保護カバーが、光
源と真空チャックとによって半導体基板を回転させなが
らフォトレジスト膜の周縁部に光を照射してフォトレジ
スト膜の周縁部のみを露光している際にフォトレジスト
膜からのレジスト材料が飛散しても、飛散したレジスト
材料のフォトレジスト膜の中央部への付着を防止する。

また、この発明の第２の発明にあっては、飛散レジス
ト材料の保護カバーをフォトレジスト膜に非接触状態で
近接させた状態で、真空チャックを回転させるととも
に、真空チャックの上方に配設された光源にてフォトレ
ジスト膜の周縁部のみを露光させるため、露光している
際にフォトレジスト膜からのレジスト材料が飛散して
も、飛散したレジスト材料のフォトレジスト膜の中央部
への付着を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る基板周縁露光装置
の構成を示す断面図である。なお、本実施例に示す基板
周縁露光装置の構成については、保護カバーが設けられ
た以外、前述した従来例と基本的に異ならないので、第
１図において第３図と互いに同一もしくは相当する部
品、部分については同一符号を付し、その説明は省略す
る。

第１図における符号５は、半導体基板１に形成された
フォトレジスト膜２の中央部2a、すなわち、レジストパ
ターンが形成されるべき部分をその上方から覆いうる保
護カバーであって、この保護カバー５は下側に開口を有
する円形箱状に形成されている。そして、この保護カバ
ー５は真空チャック３の上方に所定間隔だけ離間した対
向位置に配設されており、その上面中央に取り付けられ
た支持棒６によって上下動可能に支持されている。

つぎに、本実施例に係る基板周縁露光装置によるフォ
トレジスト膜２の露光処理について説明する。

まず、フォトレジスト膜２が全表面にわたって形成さ
れた半導体基板１を真空チャック３上に載置して吸着固
定したのち、真空チャック３上に吸着保持された半導体
基板１の上方から保護カバー５を下降させる。そして、
この保護カバー５の下端面をフォトレジスト膜２の上面
から若干離間した非密着位置、すなわち、浮かせた位置
に配置し、この保護カバー５によってレジストパターン
が形成されるべきフォトレジスト膜２の中央部2aのみを
覆う。つぎに、この保護カバー５の側部に配設された光
源４からレジスト材料が感光する光を照射して露光しつ
つ、真空チャック３を回転させる。このことにより、保
護カバー５で覆われていないフォトレジスト膜２の周縁
部2bのみが露光され、保護カバー５で覆われたフォトレ
ジスト膜２の中央部2aは露光されないままで残存するこ
とになる。

そして、このとき、フォトレジスト膜２の周縁部2bに
おいては、前述したような発泡現象が起こるが、剥離し
て飛散したレジスト材料はフォトレジスト膜２の中央部
2a上に配置された保護カバー５の側壁にあたって付着す
ることになるので、飛散したレジスト材料がフォトレジ
スト膜２の中央部2aに付着することはなくなる。そのた
め、露光処理の終了後に保護カバー５を上方に引き上げ
れば、第２図に示すように、何らのパターン欠陥が発生
していない良好なフォトレジスト膜２の中央部2a、すな
わち、レジストパターン形成部を得ることができる。

このように構成された基板周縁露光装置にあっては、
光源４として小さなものを使用でき、しかも、半導体基
板１を真空チャック３に装着する際のアライメント装置
も半導体基板１の中心軸を合わせるだけで良いため簡単
にして短時間かつ小型のものを使用でき、結果として、
基板周縁露光装置を小型にしてかつ安価に構成でき、縮
小投影露光によってパターン露光が行われるものにあっ
ても適用し易い上、フォトレジスト膜２の周縁部2bのみ
の露光を短い時間で行え、フォトレジスト膜２の周縁部
2bのみを露光している際にフォトレジスト膜２からのレ
ジスト材料が飛散しても、飛散したレジスト材料のフォ
トレジスト膜２の中央部2aへの付着を防止できるという
効果を有するものである。

また、保護カバー５を、半導体基板１と対向した開口
を有する円形箱状体を有するものとしているため、側壁
の高さを大きくとれるため、飛散したレジスト材料がほ
とんど側壁に付着することになり、しかも、フォトレジ
スト膜２と接近する部分は側壁の端面だけであるため、
たとえ、フォトレジスト膜２の厚さが均一でなく、保護
カバー５と接触してもその接触面が周縁部に近くかつ接
触面積が小さいため、接触による欠陥（ゴミ）の発生が
極力抑えられるものである。

なお、以上の説明においては、フォトレジスト膜２の
中央部2aを覆う保護カバー５の形状が下側に開口を有す
る円形箱状であるものとして説明したが、この形状に限
定されるものではない。すなわち、この保護カバー５は
フォトレジスト膜周縁部2bから剥離したレジスト材料が
フォトレジスト膜中央部2aに付着することを防止できさ
えすればよく、この中央部2aを部分的に覆う形状のもの
であってもよい。

〔発明の効果〕

この発明の第１の発明は、表面全面にフォトレジスト
膜が形成された半導体基板を吸着保持し、フォトレジス
ト膜の周縁部を露光するときに半導体基板をその中心軸
を中心に回転させる真空チャックと、この真空チャック
の上方に配設され、真空チャックにて半導体基板が回転
させられているときにフォトレジスト膜の周縁部のみを
露光する光源と、真空チャックにて半導体基板が回転さ
せられ、かつ、光源がフォトレジスト膜の周縁部のみを
露光しているときに、フォトレジスト膜の上部にフォト
レジスト膜とは非接触状態でフォトレジストの周縁全周
を除いた中央領域を覆う飛散レジスト材料の保護カバー
とを設けたので、小型にしてかつ安価に構成できたもの
において、露光処理に伴う発泡現象によって剥離して飛
散したレジスト材料は保護カバーに付着することにな
る。したがって、飛散したレジスト材料がフォトレジス
ト膜の中央部に付着することはなくなり、レジストパタ
ーン欠陥の発生が有効に防止されることになる。そのた
め、このようなレジストパターンの欠陥による回路パタ
ーンの欠陥の発生を、有効に防止することができる。

しかも、保護カバーは、フォトレジスト膜と非接触状
態でフォトレジスト膜の周縁全周を除いた中央領域を覆
うので、接触させた場合のように欠陥（ゴミ）が発生す
ることも抑制できるものである。また、この発明の第２
の発明は、表面全面にフォトレジスト膜が形成された半
導体基板を真空チャック上に載置して吸着保持させるス
テップと、飛散レジスト材料の保護カバーを、真空チャ
ックに吸着保持された半導体基板ん表面全面に形成され
たフォトレジスト膜に非接触状態で近接させ、保護カバ
ーにてフォトレジストの周縁全周を除いた中央領域を覆
わせるステップと、その後、真空チャックを回転させる
とともに、真空チャックの上方に配設された光源にてフ
ォトレジスト膜の周縁部のみを露光させるステップとを
設けたので、露光している際にフォトレジスト膜からの
レジスト材料が飛散しても、飛散したレジスト材料のフ
ォトレジスト膜の中央部への付着を防止できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係り、第１図は基板周縁
露光装置の構成を示す断面図であり、第２図はこの装置
の使用によって得られたフォトレジスト膜の形状を示す
断面図である。また、第３図ないし第５図は従来例に係り、第３図は基
板周縁露光装置の構成を示す断面図、第４図はこの装置
の使用によって得られたフォトレジスト膜の形状を示す
断面図であり、第５図は製造工程におけるフォトレジス
ト膜の端縁部形状を拡大して示す説明図である。図における符号１は半導体基板、２はフォトレジスト
膜、2aはその中央部、2bはその周縁部、３は真空チャッ
ク、４は光源、５は保護カバーである。なお、図中の同一符号は、互いに同一または相当する部
品、部分を示している。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面全面にフォトレジスト膜が形成された
半導体基板を吸着保持し、前記フォトレジスト膜の周縁
部を露光するときに前記半導体基板をその中心軸を中心
に回転させる真空チャック、この真空チャックの上方に配設され、前記真空チャック
にて前記半導体基板が回転させられているときに前記フ
ォトレジスト膜の周縁部のみを露光する光源、前記真空チャックにて前記半導体基板が回転させられ、
かつ、前記光源がフォトレジスト膜の周縁部のみを露光
しているときに、前記フォトレジスト膜の上部に前記フ
ォトレジスト膜とは非接触状態で前記フォトレジスト膜
の周縁全周を除いた中央領域を覆う飛散レジスト材料の
保護カバーを備えたフォトレジスト膜の周縁露光装置。
【請求項２】保護カバーは、真空チャックに吸着保持さ
れた半導体基板と対向した開口を有する円形箱状体を有
するものであることを特徴とする請求項１記載のフォト
レジスト膜の周縁露光装置。
【請求項３】保護カバーは、真空チャックに吸着保持さ
れた半導体基板に対して上下動可能に設けられ、フォト
レジスト膜の周縁部を露光するときにフォトレジスト膜
に非接触状態で近接するまで下降されることを特徴とす
る請求項１または２記載のフォトレジスト膜の周縁露光
装置。
【請求項４】表面全面にフォトレジスト膜が形成された
半導体基板を真空チャック上に載置して吸着保持させる
ステップ、飛散レジスト材料の保護カバーを、前記真空チャックに
吸着保持された半導体基板の表面全面に形成されたフォ
トレジスト膜に非接触状態で近接させ、前記保護カバー
にてフォトレジストの周縁全周を除いた中央領域を覆わ
せるステップ、その後、前記真空チャックを回転させるとともに、前記
真空チャックの上方に配置された光源にて前記フォトレ
ジスト膜の周縁部のみを露光させるステップを備えたフ
ォトレジスト膜の周縁露光方法。