JP3455451B2 - レジストパタ−ンの形成方法及び周辺露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の上に所定の
レジストパタ−ンを形成する方法、及びレジストパタ−
ン形成の一工程である、回路形成領域の外側の周辺領域
の露光に用いられる周辺露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程では、半導体
ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗにレジストパタ−ン
を形成する工程がある。この工程は、例えばウエハＷに
レジスト液を塗布した後、パタ−ンに対応するマスクを
介して例えば図８に示すウエハＷのデバイス領域１１の
露光を行ない、次いで現像処理することによりレジスト
マスクを形成するというものである。

【０００３】このようなレジストパタ−ンの形成法で
は、従来からデバイス領域１１の露光を行った後、デバ
イス領域１１の外側の周辺領域１２の露光を行なうよう
にしている。例えばこの周辺露光は、図９に示す四角形
状の露光領域１３を形成する光源を、図１０の点線に示
すようにデバイス領域１１に沿って間欠的に移動させて
行っており、ある露光位置で光源を点灯させて露光を行
った後、光源の点灯を停止して次の露光位置まで移動
し、当該露光位置で再び光源を点灯させて露光を行うよ
うにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな周辺露光では間欠的に光源を移動させているので、
周辺領域１２全体の露光に時間がかかる。ここで露光時
間を短縮するために露光位置に停止する時間を短縮しよ
うとすると、同じ露光能力を得るためには光源の電力を
大きくする必要がある。また露光位置に停止する時間を
短縮せずに露光時間の短縮を図るためには露光面積を大
きくすることも考えられるが、露光面積が大きくなると
その分光源の電力を大きくしなければならない。さらに
露光位置から次の露光位置に移動するときの時間を短縮
しようとすると、光源の高速移動装置が必要となり、装
置が複雑化してしまう。

【０００５】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、光源の電力を大きくすることな
く、露光時間の短縮を図るレジストパタ−ンの形成方法
及び周辺露光装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のレジ
ストパタ−ンの形成方法は、光が当たると現像液に対し
て溶解性になるレジストを基板に塗布する工程と、次い
でこの基板を所定のパタ−ンマスクを用いて露光する工
程と、その後基板の回路形成領域の外側の周辺領域に露
光部によりリング状の露光領域を形成しながら当該露光
部を基板に対して面方向に相対的に連続的に移動させ
て、前記周辺領域を露光する工程と、この工程の後、基
板表面に現像液を供給し、これにより基板表面を現像す
ると共に、前記周辺領域のレジストを溶解する工程と、
を含むことを特徴とする。

【０００７】ここで前記回路形成領域の外縁はＸ方向ま
たはＹ方向に沿って形成されると共に、露光部はリング
状の露光領域を形成するように構成され、前記周辺領域
を露光する工程では、前記露光領域の辺と回路形成領域
の外縁とをほぼ平行にした状態で露光部と基板とを相対
的にＸまたはＹ方向に移動させることを特徴とする。

【０００８】本発明方法の周辺領域を露光する工程は、
例えば次のような周辺露光装置にて実施される。この周
辺露光装置は、レジストが塗布され、所定のパタ−ンマ
スクを用いて露光された基板に対して、回路形成領域の
外側の周縁領域のレジストを現像によって溶解するため
に、当該周辺領域を露光する周辺露光装置において、基
板を載置する載置部と、リング状の露光領域を形成する
露光部と、露光部の露光領域を基板の前記周辺領域に位
置させながら、露光部を基板に対して面方向に相対的に
連続的に移動させるための移動手段と、を備えたことを
特徴とする。ここで前記露光部のリング状の露光領域を
形成する手段は光ファイバ群を配列して構成されてい
る。

【０００９】本発明では、露光領域をリング状に構成し
たので発光領域が小さくなり、製造コストを低くするこ
とができる上、発光のために要する電力が小さくなるの
で運転コストも低くすることができる。また基板と露光
部とを相対的に連続的に移動させて周辺露光を行うの
で、周辺露光に要する時間が短縮される。

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のレジストパタ−ン形成方
法の一実施の形態について説明する。先ず本発明方法の
概要について図１により記述すると、先ず図１（ａ）に
示すように、基板例えばウエハＷのデバイス形成面に、
光が当たると現像液に対して溶解性になるレジスト２０
を塗布する塗布工程を行い、次いで図１（ｂ）に示すよ
うに、ウエハＷの回路形成領域であるデバイス領域２１
（図４参照）に対して、所定のパタ−ンに対応するパタ
−ンマスク２２を用いて光源２３を発光させて露光する
露光工程を行う。

【００１２】続いて図１（ｃ）に示すように、ウエハＷ
のデバイス領域２１の外側の周辺領域２４（図４参照）
を露光する周辺露光工程を行うが、この工程は露光部３
によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光部
３をウエハＷに対して面方向に相対的に連続的に移動さ
せながら行う。このように周辺露光を行うのは、この領
域のレジストを残しておくと後の工程においてパ−ティ
クルの発生原因となるおそれがあるからである。この後
図１（ｄ）に示すように、ウエハＷのデバイス形成面に
現像液２５を供給して現像工程を行う。この工程では現
像液２５によりレジストの露光された部分が溶解され、
デバイス領域２１に所定のレジストパタ−ンが形成され
ると共に、周辺領域２４のレジストが除去される（図１
（ｅ）参照）。

【００１３】本発明では周辺露光工程において、露光部
３によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光
部３をウエハＷに対して相対的に連続的に移動させるこ
とに特徴があり、続いてウエハＷに対してこのような周
辺露光を行う周辺露光装置について図２を参照しながら
説明する。

【００１４】図中４１は、ウエハＷがデバイス形成面を
上に向けた状態でほぼ水平な状態で載置される載置部で
あり、この載置部４１の上方側にはウエハＷに対向する
ように、リング状の露光領域を形成する露光部３が設け
られている。露光部３は、光源３１と、光源３１とウエ
ハＷとの間に設けられ、リング状の露光領域を形成する
手段である露光領域形成部３２と、光源３１の露光領域
形成部３２の反対側に設けられ、光源３１から発光され
た光を反射させるミラ−３３と、光源３１と露光領域形
成部３２との間に設けられ、光源３１から露光領域形成
部３２に向けて発光された光と、光源３１から発光さ
れ、ミラ−により反射された光を集光するレンズ３４
と、を備えている。

【００１５】前記露光領域形成部３２は、数百本の光フ
ァイバ例えば石英ファイバ３５を、例えば図３に示すよ
うに、例えば四角形の角リング状に配列すると共に、一
方側を束ねて形成されている。この露光領域形成部３２
は束ねた側をレンズ３４に向けて配置され、レンズ３４
によって集光された光が露光領域形成部３２の束ねた側
に受光され、角リングによって四角形のリング状の露光
領域３０（図４参照）を形成するように構成されてい
る。またミラ−３３やレンズ３４の形状や、ミラ−３３
やレンズ３４、光源３１、露光領域形成部３２との位置
関係は、光源３１から発光された光が露光領域形成部３
２に漏れなく受光されるように夫々決定されている。

【００１６】また載置部４１は例えば下部側に設けられ
た移動手段をなすＸ，Ｙ移動部４２により、ウエハＷを
露光部３に対して面方向に連続的に移動させるように構
成されている。ここでウエハＷでは、図４に示すよう
に、デバイス領域２１の外縁がＸ方向またはＹ方向に沿
って形成されているので、Ｘ，Ｙ移動部４２は、露光部
３によって形成される露光領域３０の辺とデバイス領域
２１の外縁とがほぼ平行になるようにした状態で、ウエ
ハＷの周辺領域２４に露光領域３０を位置させながら、
ウエハＷをＸまたはＹ方向に連続的に移動させるように
構成されている。さらに露光領域３０の大きさは、例え
ば周縁領域２４を１回スキャンすれば露光が行える程度
の大きさ例えば縦横が１０ｃｍよりも少し大きい程度に
設定されている。

【００１７】このような周辺露光装置では、載置部４１
に前工程においてデバイス領域２１の露光が行われたウ
エハＷを予め設定された位置へ位置合わせして載置した
後、ウエハＷをＸ，Ｙ移動部４２により移動させて、露
光領域３０の辺とデバイス領域２１の外縁とがほぼ平行
になるように、前記露光領域３０を周辺領域２４に位置
させる。そして光源３１を発光させて角リング状に露光
を行いながら、ウエハＷを、周辺領域２４と露光領域３
０とが対応するように、図４に点線で示す移動経路にて
Ｘ又はＹ方向に連続的に移動させて周辺領域２４全体を
露光し、こうして周辺露光を行う。

【００１８】このような周辺露光では、露光部３の露光
領域３０を四角形のリング状にしたので、従来四角形状
の露光領域を形成する露光部に比較して発光領域が小さ
いため、露光領域形成部３２を形成するために必要な光
ファイバの数が少なくて済み、製造コストを低くするこ
とができる。

【００１９】また発光領域が小さくなるので発光のため
に要する電力が小さくなり、運転コストも低くすること
ができる。このため露光部３を発光させたまま露光を連
続的に行っても、ト−タルの電力の消費量は従来方法と
同じ程度か少なくなるので、ウエハＷを露光部３に対し
て連続的に移動させて周辺露光を行うことができる。こ
のようにウエハＷを連続的に移動させると、ウエハＷと
露光部３とを相対的に移動させるための高速移動機構を
設けなくても、周辺露光に要する時間が短縮される。

【００２０】この際露光領域３０が四角形のリング状で
あっても、露光部３とウエハＷとを相対的に連続的に移
動させることにより周辺領域２４の露光は十分に行うこ
とができ、この工程で露光された周辺領域２４のレジス
トは現像液に対して溶解性となるので、次の現像工程に
おいて除去される。

【００２１】上述の実施の形態において、露光部３はリ
ング状の露光領域３０の代わりに、例えば図５に示すよ
うな帯状の露光領域５を形成するように構成してもよ
い。この場合には、例えば露光領域５をＸ軸と平行に配
置しておき、デバイス領域２１のＹ軸と平行な外縁の周
縁領域２４を露光する場合には、帯状の露光領域５と交
差する方向にウエハＷを移動させ、デバイス領域２１の
Ｘ軸と平行な外縁の周縁領域２４を露光する場合には、
ウエハＷを９０度回転させてから、帯状の露光領域５と
交差する方向にウエハＷを移動させながら周辺領域２４
全体を露光する。このように帯状の露光領域５を形成す
るように露光部３を構成しても、発光領域が小さいた
め、製造コストを低くすることができる上、発光のため
に要する電力が小さくなり、運転コストも低くすること
ができる。

【００２２】また上述の実施の形態では、露光部３とウ
エハＷとはウエハＷの面方向に相対的に連続的に移動さ
せるように構成すればよく、ウエハＷ側を移動させる代
わりに、露光部３側を移動させるように構成してもよ
い。さらにウエハＷのデバイス領域２１は例えば図６に
示すように形成してもよい。

【００２３】次に本発明に係るレジストパタ−ンの形成
方法の実施に使用される周辺露光装置をユニットに組み
込んだ塗布・現像装置の一例の概略について図７及び図
８を参照しながら説明する。

【００２４】図７及び図８中、６はウエハカセットを搬
入出するための搬入出ステ−ジであり、例えば２５枚収
納されたカセットＣが例えば自動搬送ロボットにより載
置される。搬入出ステ−ジ６に臨む領域にはウエハの受
け渡しアーム６０がＸ、Ｙ方向及びθ回転（鉛直軸回り
の回転）自在に設けられている。更にこの受け渡しアー
ム６０の奥側には、例えば搬入出ステ−ジ６から奥を見
て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１が、左
側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニットＵ２、Ｕ
３、Ｕ４が夫々配置されていると共に、塗布・現像系ユ
ニットと加熱・冷却系ユニットとの間でウエハＷの受け
渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動
自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成されたウエハ搬
送ア−ムＭＡが設けられている。ただし図７では便宜上
ユニットＵ２及びウエハ搬送アームＭＡは描いていな
い。

【００２５】塗布・現像系のユニットにおいては、例え
ば上段に２個の現像ユニット６１が、下段に２個の塗布
ユニット６２が設けられている。加熱・冷却系のユニッ
トにおいては、加熱ユニットや冷却ユニットや疎水化処
理ユニット等が上下にある。

【００２６】塗布・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニ
ットを含む上述の部分をクリ−ントラックと呼ぶことに
すると、このクリ−ントラックの奥側にはインターフェ
イスユニット７を介して露光装置７０が接続されてい
る。インターフェイスユニット７は例えば昇降自在、左
右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成
されたウエハ搬送ア−ム７１によりクリーントラックと
露光装置７０との間でウエハＷの受け渡しを行うもので
あり、このユニット７に上述の周辺露光装置８が組み込
まれている。

【００２７】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが前記搬入出ステ−ジ６に搬入され、ウエハ搬送ア−
ム６０によりカセットＣ内からウエハＷが取り出され、
既述の加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡
し台を介してウエハ搬送アームＭＡに受け渡される。次
いでユニットＵ３内の一の棚の処理部内にて疎水化処理
が行われた後、塗布ユニット６２にてレジスト液が塗布
され、レジスト膜が形成される。レジスト膜が塗布され
たウエハＷは加熱ユニットで加熱された後インタ−フェ
イスユニット７を介して露光装置７０に送られ、ここで
パタ−ンに対応するマスクを介して露光が行われた後、
インタ−フェイスユニット７の周辺露光装置８にて、ウ
エハＷのデバイス領域の外側の周辺領域の露光が行われ
る。

【００２８】その後ウエハＷは加熱ユニットで加熱され
た後、冷却ユニットで冷却され、続いて現像ユニット６
１に送られて現像処理され、レジストマスクが形成され
る。しかる後ウエハＷは搬入出ステ−ジ６上のカセット
Ｃ内に戻される。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、レジストパタ−ンを形
成する際に、基板の回路形成領域の外側の周辺領域を露
光する工程において、リング状の露光領域を形成しなが
ら当該露光部を基板に対して面方向に相対的に連続的に
移動させて露光を行うようにしたので、光源の電力を大
きくさせずに露光時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施の形態の一例を示す工程図で
ある。

【図２】本発明方法の周辺露光工程で用いられる周辺露
光装置を示す断面図である。

【図３】前記周辺露光装置の露光領域形成部を示す平面
図である。

【図４】ウエハのデバイス領域を示す平面図である。

【図５】前記周辺露光装置の他の例の露光領域を示す平
面図である。

【図６】ウエハのデバイス領域の他の例を示す平面図で
ある。

【図７】前記周辺露光装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す斜視図である。

【図８】前記周辺露光装置を組み込んだ塗布・現像装置
の一例を示す平面図である。

【図９】ウエハのデバイス領域を示す平面図である。

【図１０】従来の周辺露光の露光領域を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハ ２０ レジスト ２２ パタ−ンマスク ２５ 現像液 ２１ デバイス領域 ２４ 周辺領域 ３ 露光部 ３０，５ 露光領域 ３１ 光源 ３２ 露光領域形成部 ３５ 石英ファイバ ４１ 載置部 ４２ Ｘ，Ｙ移動部 ８ 周辺露光装置

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光が当たると現像液に対して溶解性にな
   るレジストを基板に塗布する工程と、 次いでこの基板を所定のパタ−ンマスクを用いて露光す
   る工程と、 その後基板の回路形成領域の外側の周辺領域に、露光部
   によりリング状の露光領域を形成しながら、当該露光部
   を基板に対して面方向に相対的に連続的に移動させて前
   記周辺領域を露光する工程と、 この工程の後基板表面に現像液を供給し、これにより基
   板表面を現像すると共に、前記周辺領域のレジストを溶
   解する工程と、を含むことを特徴とするレジストパタ−
   ンの形成方法。
2. 【請求項２】 回路形成領域の外縁はＸ方向またはＹ方
   向に沿って形成されると共に、露光部はリング状の露光
   領域を形成するように構成され、前記周辺領域を露光す
   る工程では、前記露光領域の辺と回路形成領域の外縁と
   をほぼ平行にした状態で露光部を基板に対して相対的に
   ＸまたはＹ方向に移動させることを特徴とする請求項１
   記載のレジストパタ−ンの形成方法。
3. 【請求項３】 レジストが塗布され、所定のパタ−ンマ
   スクを用いて露光された基板に対して、回路形成領域の
   外側の周縁領域のレジストを現像によって溶解するため
   に、当該周辺領域を露光する周辺露光装置において、 基板を載置する載置部と、 リング状の露光領域を形成する露光部と、 露光部の露光領域を基板の前記周辺領域に位置させなが
   ら、露光部を基板に対して面方向に相対的に連続的に移
   動させるための移動手段と、を備えたことを特徴とする
   周辺露光装置。
4. 【請求項４】 前記露光部のリング状の露光領域を形成
   する手段は光ファイバを配列して構成されていることを
   特徴とする請求項３記載の周辺露光装置。