JPH0273621A - ウエハ周辺露光方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ＩＣ，ＬＳＩ、その他のエレクトロニクス
素子における部品の加工における微細パターンの形成工
程において、シリコンウェハに代表される半導体基板、
あるいは誘電体、金属、絶縁体等の基板に塗布されたレ
ジストの内の該基板周辺部の不要レジストを現像工程で
除去するためのウェハ周辺露光方法に関するものである
。

［従来の技術］ ＩＣやＬＳＩ等の製造工程においては、微細パターンを
形成するにあたって、シリコンウェハ等の表面にレジス
トを塗布し、さらに露光、現像を行いレジストパターン
を形成することが行われる。次に、このレジストパター
ンをマスクにしてイオン注入、エツチング、リフトオフ
等の加工が行われる。

通常、レジストの塗布はスピンコード法によって行われ
る。スピンコード法はウェハ表面の中心位置にレジスト
を注ぎながらウェハを回転させ、遠心力によってウェハ
の表面にレジストを塗布するものである。しかしこのス
ピンコード法によると、レジストがウェハ周辺部をはみ
出し、ウェハの裏側にまわり込んでしまう場合もある。

第２図は、このウェハの裏側へまわり込んだレジストを
示すウェハの一部断面図で、ｌはウェハ、１ｐはウェハ
周辺部、１ａはパターン形成部のレジスト、１ｂはウェ
ハ周辺部ｉｐの表面のしシスト、１ｃがウェハｌのエツ
ジから裏側へまわり込んだレジストを示す。この裏側に
まわり込んだレジスト１ｃはパターン形成のための露光
工程で照射されず、ポジ型レジストの場合、現像後も残
る。

第３図はウェハに露光された回路パターンの形状を示す
図である。Ｔで示した１つの領域が１つの回路パターン
に相当する。ウェハ周辺部では大部分の場合正しく回路
パターンを描くことがてきず、例え描けたとしても歩留
まりが悪い。ウェハ周辺部のレジストｌｂは回路パター
ン形成にあたってはほとんど不要なレジストである。尚
、第３図の如くウェハ周辺部を露光したとしても、現像
後レジストは残る。

ウェハ周辺部の表面及びエツジからウェハ周辺部の裏側
にまわり込んだ不要レジストの残留は次のような問題を
引き起こす、即ち、レジストの塗布されたウェハはいろ
いろな処理工程及びいろいろな方式で搬送される。この
時、ウェハ周辺部を機械的につかんで保持したり、ウェ
ハ周辺部がウェハカセット等の収納器の壁にこすれたり
するゆこの時、ウェハ周辺部の不要レジストがとれてウ
ェハのパターン形成部に付着すると、正しいパターン形
成ができなくなり、歩留まりを下げる。

ウェハ周辺部に残留した不要レジストが「ゴミ」となっ
て歩留まりを低下させることは、特に集積回路の高機能
化、微細化が進みつつある現在、深刻な問題となってい
る。

そこで、このような現像後も残留したウェハ周辺部の不
要レジストを除去するため、溶剤噴射法によって除去す
る技術が実用化されている。

これは、レジストが塗布されたウェハ周辺部の裏面から
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２図のはみ出し部分のレジス
ト１ｃは除去できるが、ウェハ周辺部の表面の不要レジ
ストｌｂは除去されない。このウェハ周辺部の表面の不
要レジスト１ｂを除去すべくウェハｌの表面から溶剤を
噴射するようにしても、溶剤の飛沫の問題が生ずるばか
りでなく、ウェハ周辺部の表面の不要レジスト１ｂと後
のエツチングやイオン注入等の際のマスク層として必要
なレジストであるパターン形成部のレジスト１ａとの境
界部分をシャープに、かつ制御性良く不要レジストのみ
を除去することはできない。

そこで、最近ではパターン形成のための露光工程とは別
にウェハ周辺部の不要レジストを現像工程で除去するた
めに別途露光することか行われている。

第４１Ｚ（ａ）、（ｂ）はこのような不要レジスト除去
のための従来のウェハ周辺露光方法の概略説明図である
。

搬送系（不図示）により回転ステージ７１の上にウェハ
７０を設置し、回転ステージ７１を回転させ、センサ７
２によりウェハ７０のオリエンテーションフラット７３
を検出し、このオリエンテーションフラット７３が概略
所定の位置にきた時回転をとめ、次にオリエンテーショ
ンフラットあて板７４ａ及びビン７４ｂ、７４ｃ、７４
ｄによりセンタリングとオリエンテーションフラット７
３の位置出しを行う。

上記の位置出し後、ウェハ７０を回転させながらライト
ガイドファイバの出射端７５より光照射し、円周部を露
光する。この回転運動（矢印７６ａ）による露光では、
第４図（ｃ）の如く露光されるため、オリエンテーショ
ンフラット７３は完全に露光されず、さらにオリエンテ
ーションフラット７３を所定の位置でとめ、オリエンテ
ーションフラット７３に平行して出射端７５を動かしく
矢印７６ｂ）、露光することが必要である。

尚、上記の露光方式では回転とオリエンテーションフラ
ット部に対する直線運動により露光を行ったが、倣いカ
ム、倣いローラを併用し、出射端７５をウェハ７０の周
辺に沿って動かす方式を採用する場合もある。

このウェハ周辺露光方法は、第２図におけるウェハ周辺
部の表面の不要レジストｉｂと後のイオン注入等の際の
マスク層として必要なパターン形成部のレジスト１ａと
の境界部分がシャープに５制御性良く除去できるので、
溶剤噴射法に比べ優れている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如く、レジストパターン形成のための露光工程と
は別に、ウェハ周辺部の不要レジストを現像工程で除去
するためにウェハ周辺部を別途露光するウェハ周辺露光
法による場合は、溶剤噴射法に比べ、不要なレジストと
後のイオン注入等の際のマスク層として必要なレジスト
の境界部分がシャープに、制御性良く除去できる利点が
ある。

しかし、このためには不要レジスト部分として予め定め
たウェハのエツジから一定距離の領域のみを精度良く制
御して露光する必要がある。ここで、従来のウェハ周辺
露光方法はウェハのオリエンテーションフラット部の検
出、ウェハのセンタリング及びオリエンテーションフラ
ット部の機械的位置合わせ１円周部とオリエンテーショ
ンフラット部を別々に露光することが必要であり、処理
時間が長くかかる。また、機械的位置合わせであるため
充分な精度が得られにくい０例えば、０．２．の誤差で
センタリングできたとしても、回転して露光した場合、
全体としてこの２倍、即ち０．４．、の露光幅誤差とな
る。さらに、ウェハ直径のバラツキが露光幅にそのまま
反映される。また、直径が異なるウェハや様々な形状の
基板を処理する場合、機械的制御は非常に煩雑なものと
なる。

さらに、倣いカム、倣いローラを併用した場合、露光精
度がカムの精度に依存して決まるのでカムの精度を上げ
る必要があり、その上、倣いの速度を早くしようとする
と、例えばウェハの円周部とオリエンテーションフラッ
ト部で曲率が異なるので、精度が悪くなるという問題が
ある。

そこで、本発明はウェハのエツジから一定距離の部分を
精度良く、かつ高効率で露光することが可能なウェハ周
辺露光方法を提案することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明のウェハ周辺露光方
法はレジストの塗布されたウェハ周辺部をライトガイド
ファイバで導かれた光でウェハを回転させながら露光す
るに際し、前記ウェハのエツジの位置をセンサで検出し
、このセンサからの信号によって前記ライトガイドファ
イバの出射端をウェハのエツジに対して所定位置に保持
するように制御しつつ、ウェハ周辺部を露光するもので
ある。

［作用］ 上記構成にかかる本発明のウェハ周辺露光方法によれば
、予め定められるウェハのエツジからの一定距離の領域
のウェハ周辺部の表面のレジストが精度良く露光され、
かつステージ回転中心に対してウェハをセンタリングす
る機構や、オリエンテーションフラット部の検出・位置
合わせ及び露光機構が不要となる。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）はこの発明のウェハ周辺露光方法の一実施
例の概略説明図、同図（ｂ）はその場合のウェハのエツ
ジの検出位置とウェハ周辺露光の位置の関係を説明する
ための図である。

第１図において、１０は水銀ランプ、１１は楕円集光鏡
、１２は平面反射鏡、１３はシャッタ、１４は例えばロ
ータリソレノイド等のシャッタアクチュエータ、８はラ
イトガイドファイバ、８ａは不図示の結像レンズが設け
られたライトガイドファイバ８の出射端、８ａ−１はサ
ーボモータ、２１は発光器、２２は受光器、ｌはウェハ
、ｉｐはウェハ周辺部、６はステージ、２０はシステム
コントローラ、１５はウェハ搬送系を示す。

第１図（ｂ）において、ｉｐはウェハ周辺部、ｌｄはウ
ニへのエツジ、Ｏはフォトセンサによるエツジ検出点、
Ｓは照射光のパターンを示す。

第１図において、ウェハｌがウェハ搬送系によってステ
ージ６の上方に搬送されると、ステージ６が上昇してウ
ェハｌがステージ６上に載置される。そして、ステージ
６に具備された真空チャック機構が働いてウェハｌがス
テージ６上に固定される。その後、後述のサーボ機構が
動作して退避位置にあったライトガイドファイバ８の出
射端８ａがウェハ周辺部１ｐを露光する位置に移動する
。そして、ステージ６が回転を始めると共に、システム
コントローラ２０がシャッタアクチュエータ１４にシャ
ツタ開信号を送り、シャッタ１３か開くと本実施例のウ
ェハ周辺露光が行われる。尚、水銀ランプ１０としては
１本実施例ではショートアーク型の超高圧水銀灯を用い
ている。

また、水銀ランプ１０のアークの位置が楕円集光鏡１１
の第１焦点の位置に、ライトガイドファイバ８の入射面
が楕円集光鏡」１の第２焦点の位置にそれぞれ設けられ
ているので、水銀ランプ１０の光は効率良くライトガイ
ドファイバ８によって導かれ、ウェハ周辺部ＩＰを露光
する。

第１図（ａ）において、発光器２１と受光器２２は透過
形フォトセンサを構成し、光量変化を測定してウェハの
エツジ１ｄを検出することができる０発光器２１．受光
器２２及びライトガイドファイバ８の出射端８ａが一体
となった部分は、サーボモータ８ａ−１で駆動され、フ
ォトセンサが常にウェハのエツジｌｄを検出するように
制御する。ウェハのエツジ検出点Ｏに対して、照射パタ
ーンＳのウェハ動径方向（中心から半径方向）の位置、
即ち、出射端８ａの位置を変えることによりＩＰの幅を
容易に変更することができる。本方式によれば、ウェハ
センタリング機構やオリエンテーションフラット部の検
出・位置合わせ機構及び露光機構が不要であり、精度良
く、かつ効率良く周辺部を露光することができる。

尚、本実施例ではウェハのエツジ検出点Ｏと照射パター
ンＳが重なる配置を説明したが、エツジ検出点０と照射
パターンＳとは必ずしも重なる必要はなく、必要な露光
精度が得られる範囲内でエツジ検出点０が照射パターン
Ｓより前後にあっても良い。

尚、本実施例で照射される光の形状Ｓか矩形状となるの
は、ライトガイドファイバ８が出射側て矩形に束ねられ
ているからである。これは照射パターンＳの範囲内でウ
ェハ円周方向の積算光量をほぼ同じにするのに都合が良
いからである。また、本実施例においては、ライトガイ
ドファイバ８の出射端８ａからの光は不図示の結像レン
ズでウェハｌ上に結像されるので、露光される光のパタ
ーンＳの輪郭がシャープとなり、現像後にシャープなレ
ジスト除去ができる。尚、第２図におけるウェハのエツ
ジから裏側にまわり込んだレジストｌｃについては、従
来通り裏側から溶剤を噴射して除去しても良いし、もう
−本則のライトガイドファイバをウェハｌの裏側に配置
して露光し、現像工程で除去しても良い。

また、ウェハ１のエツジｌｄを検出するセンサとして発
光器２１と受光器２２からなる透過型のフォトセンサを
用いたが、これに限らず反射型のフォトセンサや、さら
に静電型のセンサ等を使用することも可能である。

また１本発明はシリコンやガリウム砒素等の半導体ウェ
ハに限ることなく、リチウム酸タンタル、ニオブ酸タン
タル等の表面弾性波素子、バブルメモリ素子、液晶素子
、磁気記録素子その他のエレクトロニクス素子の製作に
適用できることは言うまでもない、また、ウェハ形状も
円形と限ることなく、多角形でも差支えない。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明のウェハ周辺露光方法は、ウ
ェハのエツジの位置をセンサて検知し、該センサからの
信号によってライトガイドファイバの出射端をウェハの
エツジに対して所定の位置で保持するよう制御しつつ露
光するので、予め定められたウェハのエツジからの所定
の幅のウェハ周辺部を高い精度で露光することができ、
さらに従来のようにウェハセンタリング機構やウェハの
オリエンテーションフラット部の検出・位置合わせ機構
が不要となるので、処理時間を大幅に短くでき、極めて
高効率のウェハ周辺露光方法となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明のウェハ周辺露光方法の一実施
例の概略説明図、同図（ｂ）はその場合のウェハのエツ
ジの検出位置とウェハ周辺露光の位置の関係を説明する
ための図、第２図はウェハの裏側へまわり込んだレジス
トを示すウェハの一部断面図、第３図はウェハに露光さ
れた回路パターンの形状を示す図、第４図（ａ）、（ｂ
）。 （Ｃ）は従来のウェハ周辺露光方法の概略説明図である
。 図中。 １：ウェハ ｌｐ：ウェハ周辺部 ■ｂ：ウエ八周へ部の表面のレジスト ｌｄ：ウエハのエツジ ６：ステージ ８ニライトガイドフアイバ ８ａニライトガイドフアイバの出射端 ８　ａ　−１：サーボモータ ２１；発光器 ２２：受光器 ２０ニジステムコントローラ １５：ウェハ搬送系 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レジストの塗布されたウェハ周辺部をライトガイドファ
   イバで導かれた光でウェハを回転させながら露光するに
   際し、前記ウェハのエッジの位置をセンサで検出し、こ
   のセンサからの信号によって前記ライトガイドファイバ
   の出射端をウェハのエッジに対して所定位置に保持する
   ように制御しつつ、ウェハ周辺部を露光することを特徴
   とするウェハ周辺露光方法。