JPH04291914A - ウエハ上の不要レジスト露光方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ上の不要レジス
トを現像工程で除去するために必要とされるウエハ上の
不要レジスト露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＩＣ、ＬＳＩ等の製造工程におい
ては、シリコンウエハ等の半導体ウエハの表面にレジス
トを塗布し、次いで回路パターンを露光し、これを現像
して、レジストパターンを形成することが行われている
。レジストの塗布は、通常、ウエハ表面の中心位置にレ
ジストを注ぎながらウエハを回転させ、遠心力によって
ウエハの全表面にレジストを塗布するスピンコート法が
用いられている。従って、ウエハの周縁部にもレジスト
が塗布されることになる。しかし、ウエハの周縁部はパ
ターン形成領域に利用されることはあまりない。これは
、ウエハが種々の処理工程に付される際に、その周縁部
を利用して搬送、保持されることが多く、また周縁部で
はパターンの歪みが生じやすく歩留りが悪いからである
。従って、レジストがポジ型レジストである場合には、
周縁部が露光されないため現像後も周縁部にレジストが
残留し、このレジストがウエハの搬送、保持の際に周辺
機器を汚染し、ひいてはウエハ表面の汚染となり、歩留
りの低下を招く原因となっていた。

【０００３】そこで、最近においては、ウエハ周縁部の
不要レジストを現像工程で除去するために、パターン形
成領域における回路パターンの露光工程とは別個に、ウ
エハ周縁部の不要レジストを露光する周縁露光が行われ
ている（例えば特開昭６１−　７３３３０号公報等参照
）。この周縁露光は、レジストが塗布されたウエハを回
転しながら、光ファイバにより導かれた光をウエハ周縁
部の不要レジストに照射して行われている。しかし、ウ
エハには、通常、結晶の方向性を示すオリエンテーショ
ンフラット（以下単に「オリフラ」と略称する。）と称
される直線状の周縁が設けられているため、完全な円形
ではない。またウエハもその中心が回転台の中心と一致
して載置しているわけではない。このため光ファイバの
出射端を固定してウエハを単に回転させるのみではウエ
ハ周縁部の不要レジストを適正に露光することができな
い。このような問題点を解決するために例えば特開平２
−　７３６２１号公報に示すようなウエハの周縁のエッ
ヂを検出しながら、光ファイバの出射端を微動させる方
法がある。

【０００４】また、最近においては、逐次移動型縮小投
影露光装置（以下「ステッパー」と称する。）によって
ウエハの表面が碁盤の目のように区画されて逐次露光さ
れることが多いが、この場合には、正しく１チップ分の
回路パターンを露光できない周縁部分の形状は、１チッ
プの大きさ等のウエハの利用設計の条件によって様々に
変化し、従って、パターン形成領域の形状も一様ではな
い。またこの場合、回路パターン外側の不要レジストも
階段状の形になり、この形も回路パターンの様々の変化
によって変わる。

【０００５】また、ウエハ上にスピンコート法によりレ
ジストを塗布する際には、特に、ウエハの周縁部上にお
いてレジストが厚く盛り上がりやすい。そのため、周縁
部上のレジストをあまり強い光で急激に露光すると発泡
し、他のウエハ等を汚染する問題が発生する。従って、
不要レジストの周縁部の厚い部分については弱い光で露
光することが必要となる。一方、ウエハのパターン形成
領域の形状に沿ったその外側部分ではレジストが厚く盛
り上がるおそれが少ないので、迅速な処理を達成するた
めには強い光で露光することが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の周縁露光技術は、ウエハ周縁部の不要レジストの
形状が階段状である場合には、その不要レジストを階段
状に沿って正確さらに迅速に除去することができない問
題がある。また、強い光で露光するとウエハの周縁部上
のレジストが発泡したり、弱い光で露光するとパターン
形成領域の形状に沿ったその外側部分上のレジストの露
光に時間がかかってしまうという問題点がある。

【０００７】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その第１目的は、ウエハの載置状態
および不要レジストの形状にかかわらず、不要レジスト
をその形状に従って迅速にかつ正確に露光することがで
きるウエハ上の不要レジスト露光方法を提供することに
ある。また、本発明の第２目的は、ウエハの周縁部上の
レジストを発泡を伴わずに良好に露光することができ、
しかもウエハのパターン形成領域の形状に沿ったその外
側部分上の不要レジストを迅速に露光することができる
ウエハ上の不要レジスト露光方法を提供することにある
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明のウエハ上の不要レジスト露光方法は、周縁
に特異点を有し表面にレジストが塗布されたウエハ上の
不要レジストを露光する方法において、第１の光照射手
段によりウエハを回転させながらウエハの周縁部上の不
要レジストを露光する工程と、第２の光照射手段により
ウエハのパターン形成領域の形状に沿ってその外側部分
上の不要レジストを露光する工程とを含むことを特徴と
する。また、第１の光照射手段により露光する工程と同
時にウエハの回転台での載置状態を検出する工程を含む
ことを特徴とする。また、第１の光照射手段における露
光波長領域の光照度は、第２の光照射手段における露光
波長領域の光照度よりも低いことを特徴とする。さらに
、ウエハを加熱した状態で、第１の光照射手段によりウ
エハを回転させながらウエハの外周縁部上の不要レジス
トを露光することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、回転台にどのような状態で
ウエハが載置されても、特異点を基準にした露光開始状
態にウエハの位置が設定され、また露光領域設定手段に
よりレジストの露光される領域が設定されるので、ウエ
ハ周縁部の不要レジストの形状にかかわらず高い精度で
不要レジストを露光することができる。また、２つの光
照射手段を設けたので、ウエハの周縁部上に厚く盛り上
がった不要レジストを発泡させずに露光することができ
、しかもパターン形成領域の形状に沿ったその外側部分
上の不要レジストについては迅速に露光することが可能
となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の不要レジスト露光方法に使用することができる
不要レジスト露光装置の一例を示す説明図である。

【００１１】１はウエハ回転手段であり、モータを内蔵
し、周縁ＷＡに特異点を有し表面にレジストが塗布され
たウエハＷが載置される回転台２を備えている。回転台
２にはウエハＷを保持するための真空吸着孔（図示省略
）が設けられている。また、この回転台２には、ヒータ
からなる加熱手段２１が設けられており、ウエハＷを加
熱した状態で、後述する第１の光照射手段７Ａによりウ
エハＷを回転させながらウエハＷの周縁部上の不要レジ
ストを露光することができるようになっている。従って
、周縁部上の不要レジストを光照度の低い光スポットで
露光を行う際に、回転台２の回転速度を低くせずに迅速
でかつ十分な露光を達成することができる。

【００１２】３は周縁検出センサーであり、回転するウ
エハＷの周縁ＷＡを検出するものである。この周縁検出
センサー３は、例えば図２に示すように、発光器３１と
、受光器３２とを備えている。

【００１３】４は周縁検出センサー駆動手段であり、周
縁検出センサー３がウエハＷの周縁ＷＡに常に位置する
ようにウエハ回転手段１の回転の半径方向（図１におい
て矢印Ａで示す）に移動させるものである。この周縁検
出センサー駆動手段４は、例えば図２に示すように、増
幅器４１と、比較器４２と、サーボモータからなる駆動
源４３とを備えてなる。周縁検出センサー３の発光器３
１からの光を受けた受光器３２の光電流は、増幅器４１
で増幅され、比較器４２で比較される。比較器４２の基
準電圧４４は、発光器３１から受光器３２に至る光軸が
ウエハＷの周縁ＷＡに接するように周縁検出センサー３
を位置させた際に発生する光電流の値として予め設定さ
れている。比較器４２の出力信号は駆動源４３に送られ
、この駆動源４３は、比較器４２からの信号により周縁
検出センサー３をウエハ回転手段１の回転の半径方向に
直線移動させて、周縁検出センサー３をウエハＷの周縁
ＷＡに常に位置するように制御する。

【００１４】５は載置状態検出手段であり、周縁検出セ
ンサー３の半径方向の移動によって、ウエハＷの回転台
２での載置状態を検出するものである。この載置状態検
出手段５は、例えば図２に示すように、位置検出手段５
１と、回転角度読取手段５２と、記憶手段５３と、演算
手段５４とを備えている。周縁検出センサー駆動手段４
により位置制御されている周縁検出センサー３の位置は
、位置検出手段５１によって検出される。この位置検出
手段５１としては、駆動源４３として用いられるサーボ
モータのパルスをカウントするパルスカウンタ等が用い
られる。サーボモータの１パルスに対する周縁検出セン
サー３の移動距離は予め分かっているので、ある回転角
度の時点で所定の基準位置から何パルスカウントしたか
が分かれば、周縁検出センサー３の位置が検出できる。 なお、サーボモータから負のパルスが出力される場合は
、回転軸から遠ざかる向きに周縁検出センサー３が移動
しているので、マイナスのカウントをすることになる。 位置検出手段５１により検出された周縁検出センサー３
の位置情報と、回転角度読取手段５２により検出された
ウエハの回転角度は、逐次、記憶手段５３に送られ記憶
される。すなわち、記憶手段５３には、ウエハがある位
置から何度回転したとき一定の位置を基準点として周縁
検出センサー３がどの位置にあったかのデータが格納さ
れる。従って、ウエハを１回転させると各回転角度に対
応した位置データが記憶手段５３に蓄積されることにな
る。記憶手段５３としては、ＩＣメモリが用いられる。

【００１５】ウエハＷの特異点としては、特に限定され
ないが、例えば図３に示すように、結晶構造の方向性を
示すオリフラＷＦを利用することができる。ただし、オ
リフラＷＦは長さＡＢを有するので、本実施例ではウエ
ハ回転手段１の回転中心ＯＴ　からオリフラＷＦに引い
た垂線とオリフラＷＦとの交点Ｏを選び、この交点Ｏを
特異点とする。なお、回転中心ＯＴ　はウエハＷの円周
の中心とは必ずしも一致せず、従って交点Ｏは線分ＡＢ
の中点にある必要はない。後述する露光領域設定手段に
より露光領域が予め設定されるので、回転中心ＯＴ　と
ウエハＷの円周の中心を一致させるセンタリング動作を
必要としないからである。また、このほか、周縁に小さ
な切り欠き等を設けてアライメント等に利用するような
ウエハも最近では使用されており、この場合には、この
切り欠きを特異点として利用してもよい。

【００１６】記憶手段５３に記憶された周縁検出センサ
ー３の位置情報と回転角度情報との関係を図４に示す。 図４において、横軸は回転角度であり、縦軸は位置検出
手段５１としてのパルスカウンタがカウントしたパルス
数ｎを回転角度θで微分したｄｎ／ｄθ、すなわち周縁
検出センサー３の変位量である。なお、回転角度θは回
転角度読取手段５２からのデータを使用せずに、回転台
２の回転角速度ωのデータを予め記憶手段５３に入力し
ておき、θ＝ωｔ、ｄθ＝ωｄｔの演算を演算手段５４
で行って求めるようにしてもよい。図４において、領域
Ｆ以外でｄｎ／ｄθ≠０であるのは、ウエハ回転手段１
の回転中心ＯＴ　とウエハＷの円周の中心とが一致して
いないためである。図４の点線で示すように、ｄｎ／ｄ
θが大きく＋側、−側に変化している領域Ｆは、周縁検
出センサー３がオリフラＷＦを検出している角度範囲で
ある。さらに、領域Ｆ内でｄｎ／ｄθ＝０となっている
点θ０　は、オリフラＷＦの検出時において周縁検出セ
ンサー３の変位量が０の点であるから、図３において、
周縁検出センサー３が最も回転中心側に寄っている状態
を示す。この状態は、周縁検出センサー３の光軸が特異
点でウエハＷの周縁ＷＡに接した状態であり、前記θ０
　を求めることにより特異点の位置を知ることが可能と
なる。 従って、演算手段５４では、領域Ｆ内でｄｎ／ｄθ＝０
となっている点θ０　を求める演算を行えばよいことに
なる。

【００１７】６は露光開始状態設定手段であり、載置状
態検出手段５の信号を受けて、ウエハ回転手段１を駆動
してウエハＷを特異点Ｏを基準にした所定の向きにする
ものである。なお、所定の向きにするための回転方向は
、正回転でも逆回転でもよい。

【００１８】７Ａは第１の光照射手段であり、ウエハＷ
を回転させながら例えば図５に示すウエハＷの周縁部Ｗ
Ｂ上の不要レジストをスポット的に露光するためのもの
である。この光照射手段７Ａは、図１に示すように、ラ
ンプ７１Ａと、このランプ７１Ａの光を集光させて反射
する楕円反射鏡７２Ａと、この楕円反射鏡７２Ａからの
光を水平方向に反射する反射鏡７３Ａと、反射鏡７３Ａ
の出射光路に出入り可能に配設されたシャッタ７４Ａと
、反射鏡７３Ａの光を導く光ファイバ７５Ａとを備えて
なる。この第１の光照射手段７Ａは周縁検出センサー３
と一体的に設けられている。

【００１９】７Ｂは第２の光照射手段であり、例えば図
５に示すウエハＷのパターン形成領域Ｈの形状に沿った
その外側部分ＷＣ上の不要レジストをスポット的に露光
するためのものである。この第２の光照射手段７Ｂも第
１の光照射手段７Ａと同様に構成されており、７１Ｂは
ランプ、７２Ｂは楕円反射鏡、７３Ｂは反射鏡、７４Ｂ
はシャッタ、７５Ｂは光ファイバである。ただし、光フ
ァイバ７５Ｂの出射端は、周縁検出センサー３と別の位
置に配置されている。

【００２０】第１の光照射手段７Ａにおける露光波長領
域の光照度は、第２の光照射手段７Ｂにおける露光波長
領域の光照度よりも低くなっている。従って、ウエハＷ
の周縁部ＷＢ上に厚く盛り上がった不要レジストを発泡
させずに露光することができ、しかもパターン形成領域
Ｈの形状に沿ったその外側部分ＷＣ上の不要レジストを
迅速に露光することができる。

【００２１】８は露光領域設定手段であり、レジストの
露光すべき領域を予め設定するものであり、ＩＣメモリ
等が用いられる。例えば図５に示すように、パターン形
成領域Ｈが階段状である場合には、オリフラＷＦをＸ軸
、これに直交する軸をＹ軸とするＸＹ座標系を定め、パ
ターン形成領域Ｈの各角部（ａ，ｂ，ｃ，ｄ等）の位置
座標をデータとしてＩＣメモリに記憶させて設定するこ
とができる。この設定値は、ウエハＷのパターン形成領
域Ｈの形状に応じて、随時変更することもできる。また
、パターン形成領域Ｈの角部の数も限られない。従って
、パターン形成領域Ｈがいかなる形状であってもそのパ
ターン形成領域Ｈの外側部分ＷＣ上のレジストを確実に
露光することができる。

【００２２】９は移動手段であり、ウエハＷの表面上に
おいて第２の光照射手段７Ｂを移動制御するものである
。この移動手段９は、図１に示すように、第２の光照射
手段７Ｂの光ファイバー７５Ｂの出射端を保持する支持
アーム９１と、Ｘテーブル９２と、Ｙテーブル９３と、
ＸテーブルをＸ方向に沿って往復移動させるステッピン
グモータ９４と、ＹテーブルをＹ方向に沿って往復移動
させるステッピングモータ９５とを備えている。Ｙテー
ブル９３に支持アーム９１が取付けられている。Ｙ方向
は、出射端から回転台２の回転中心に向かう方向であり
、Ｘ方向はＹ方向に対して直角な方向である。従って、
光ファイバ７５Ｂの出射端は、Ｘテーブル９２およびＹ
テーブル９３の移動によってウエハＷのパターン形成領
域Ｈの形状に沿ってその外側部分ＷＣを移動することに
なる。

【００２３】本発明の不要レジスト露光方法の実施例に
おいては、以上の不要レジスト露光装置を用いて、次の
ようにして不要レジストの露光を行う。露光領域設定手
段８により予めウエハＷ上の不要レジストの露光領域を
設定する。露光領域は、既述のようにウエハＷのパター
ン形成領域Ｈの形状に基づいて定められる。

【００２４】第１の光照射手段７Ａにより、回転台２に
載置されたウエハＷを加熱手段２１により加熱した状態
で回転させながら、ウエハＷ上の周縁部ＷＢ上の不要レ
ジストを光照度の低い光スポットで露光するとともに、
載置状態検出手段５により、このときの周縁検出センサ
ー３の半径方向の移動によってウエハＷの特異点Ｏを検
出してウエハＷの回転台２に対する載置状態を検出する
。従って、周縁部ＷＢの露光をレジストの発泡を招くこ
となく行うことができ、同時に特異点の検出をも行うこ
とができ、露光作業を効率的に達成することができる。 なお、第１の光照射手段７Ａによる周縁部ＷＢの露光は
、必要に応じて複数回にわたり重複して行ってもよい。

【００２５】ウエハＷを、露光開始状態設定手段６によ
り、特異点Ｏを基準とした露光開始状態に位置設定する
。これにより、ウエハＷの特異点Ｏが、常に定められた
所定の位置に置かれることとなる。ウエハＷの回転を停
止させ、設定された露光領域の情報と載置状態の情報か
ら、移動手段９により第２の光照射手段７Ｂの光ファイ
バ７５Ｂの出射端を移動させてウエハＷのパターン形成
領域Ｈの形状に沿ったその外側部分ＷＣ上の不要レジス
トの露光を次のようにして行う。

【００２６】第２の光照射手段７Ｂの光ファイバ７５Ｂ
の出射端が、露光開始点である例えば図５のａ点を露光
する位置にセットされたときに、ウエハＷを停止させた
状態で、シャッタ７４Ｂを開いて、出射端から光照射す
るとともに、移動手段９により光ファイバ７５Ｂの出射
端をｂ点を露光する位置に向けてＸ方向へ移動させて、
ａ点からｂ点に沿った露光を行う。次いで、ｂ点を露光
する位置から、移動手段９により光ファイバ７５Ｂの出
射端をＹ方向へ移動させながら、ｃ点を露光する位置ま
で、出射端から光を照射して露光を行う。さらに、ｃ点
を露光する位置から、移動手段９により光ファイバ７５
Ｂの出射端をＸ方向へ移動させながら、ｄ点を露光する
位置まで、出射端から光を照射して露光を行う。

【００２７】このようにしてｄ点を露光する位置まで露
光が終了したら、パターン形成領域Ｈの露光を防止する
ために一旦シャッタ７４Ｂを閉じた状態で、ウエハ回転
手段１により回転台２を９０°回転させて、ウエハＷを
１／４回転させる。ウエハＷが１／４回転したら、ウエ
ハＷを停止させた状態で、ｄ点を露光する位置から上記
と同様にして階段状に露光を行う。以上のようにしてウ
エハＷを１／４回転ごとに階段状の露光を４回行うと、
ちょうどウエハＷのパターン形成領域Ｈの外側部分ＷＣ
の全周の露光が終了することになる。ただし、１回の階
段状の露光で不要レジスト全体の露光がまだ終了しない
ときは、階段状の露光を必要回数繰返し行った後、ウエ
ハＷを１／４回転させる。このように、特異点の検出と
同時にウエハＷの周縁部ＷＢを露光した後、パターン形
成領域Ｈの外側部分ＷＣを露光するので露光すべき外側
部分ＷＣの面積が少なくて済み、迅速な露光処理が可能
となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハの載置状態および不要レジストの形状にかかわら
ず、不要レジストをその形状に従って正確に露光するこ
とができる。また、ウエハの周縁部上のレジストを発泡
を伴わずに良好に露光することができ、しかもウエハの
パターン形成領域の形状に沿ったその外側部分上の不要
レジストを迅速に露光することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る不要レジスト露光装置の概略を示
す説明図である。

【図２】実施例に係る不要レジスト露光装置の周縁検出
センサーと載置状態検出手段の概略を示す説明図である
。

【図３】実施例におけるウエハの特異点の説明図である
。

【図４】実施例におけるウエハの特異点の検出方法の説
明図である。

【図５】実施例におけるウエハのパターン形成領域の説
明図である。

【符号の説明】

１　　　　　　ウエハ回転手段 ２　　　　　　回転台 ２１　　　　加熱手段 ３　　　　　　周縁検出センサー ３１　　　　発光器 ３２　　　　受光器 ４　　　　　　周縁検出センサー駆動手段４１　　　　
増幅器 ４２　　　　比較器 ４３　　　　駆動源 ４４　　　　基準電圧 ５　　　　　　載置状態検出手段 ５１　　　　位置検出手段 ５２　　　　回転角度読取手段 ５３　　　　記憶手段 ５４　　　　演算手段 ６　　　　　　露光開始状態設定手段 ７Ａ　　　　第１の光照射手段 ７１Ａ　　ランプ ７２Ａ　　楕円反射鏡 ７３Ａ　　反射鏡 ７４Ａ　　シャッタ ７５Ａ　　光ファイバ ７Ｂ　　　　第２の光照射手段 ７１Ｂ　　ランプ ７２Ｂ　　楕円反射鏡 ７３Ｂ　　反射鏡 ７４Ｂ　　シャッタ ７５Ｂ　　光ファイバ ８　　　　　　露光領域設定手段 ９　　　　　　移動手段 ９１　　　　支持アーム ９２　　　　Ｘテーブル ９３　　　　Ｙテーブル ９４　　　　ステッピングモータ ９５　　　　ステッピングモータ Ｗ　　　　　　ウエハ ＷＡ　　　　周縁 ＷＢ　　　　周縁部 ＷＣ　　　　外側部分 ＷＦ　　　　オリフラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　周縁に特異点を有し表面にレジストが
   塗布されたウエハ上の不要レジストを露光する方法にお
   いて、第１の光照射手段によりウエハを回転させながら
   ウエハの周縁部上の不要レジストを露光する工程と、第
   ２の光照射手段によりウエハのパターン形成領域の形状
   に沿ってその外側部分上の不要レジストを露光する工程
   とを含むことを特徴とする不要レジスト露光方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の方法において、第１の
   光照射手段により露光する工程と同時にウエハの回転台
   での載置状態を検出する工程を含むことを特徴とするウ
   エハ上の不要レジスト露光方法。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の方法において、第１の
   光照射手段における露光波長領域の光照度は、第２の光
   照射手段における露光波長領域の光照度よりも低いこと
   を特徴とするウエハ上の不要レジスト露光方法。
4. 【請求項４】　　請求項３記載の方法において、ウエハ
   を加熱した状態で、第１の光照射手段によりウエハを回
   転させながらウエハの周縁部上の不要レジストを露光す
   ることを特徴とするウエハ上の不要レジスト露光方法。