JPH04303913A - 投影露光装置 - 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ＬＳＩ製造工程で使用さ
れる投影露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の投影露光装置を示すブロッ
ク図であり、図２において、２１は水銀ランプ、２２は
楕円鏡、２３はブラインド、２４は集光レンズ系、２５
は露光パターンが形成されたマスク、２６は投影レンズ
系、５は露光されるレジストが塗布されたウエハである
。

【０００３】次に動作について説明する。水銀ランプ２
１から発生した紫外線は楕円鏡２２に反射してブライン
ド２３へ至り成形される。さらに集光レンズ系２４を介
してマスク２５を照明する。マスク２５を通過した紫外
線は投影レンズ系２６を介してウエハ５へ至りウエハ５
上にマスク２５の像を形成する。

【０００４】さて、従来はこの露光処理を行うために、
図３に示すようなウエハローダー系を用いていた。図３
において、１０はウエハカセット、１２，１４はウエハ
抜き差しアーム、１３は横スライドアーム、１５はウェ
イトアーム、１７は搬出入スライダ、１６はプリアライ
メント部、１８ａ，１８ｂはウエハステージである。

【０００５】次に動作について説明する。ウエハカセッ
ト１０に収納されていたウエハ５はウエハ抜き差しアー
ム１４によって取り出され、横スライドアーム１５に受
け渡される。次にウエハ５は一旦ウエイトアーム１５に
て待機した後、プリアライメント部１６に引き渡され、
ここで向きを調整された後、搬出入スライダ１７へ受け
渡され、ウエハステージ１８ａへ到達した後、ウエハス
テージ１８ｂにひきわたされここで図２に示す露光装置
により露光処理される。

【０００６】ウエハ５は順次露光後、今までと逆の道す
じを通ってウエハカセット１０に順次返される。そして
、ウエハ５は、次の現像前のベーキング（Ｐｏｓｔ　Ｅ
ｘｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ；ＰＥＢ）工程へ移る。

【０００７】ここで、ＰＥＢ工程について説明する。一
般に単色光を用いて露光すると、レジストの入射光とレ
ジストと基板界面からの反射光の間で干渉が生じ、レジ
ストの厚さ方向に周期的な光強度の分布が生じる。これ
は定在波効果と呼ばれ、レジストのパターン寸法の変動
や解像不良の原因となる。そこで、この定在波効果を無
くす方法として、この露光後，現像前ベークがある。こ
れはレジスト中の周期的な光強度の分布に従って生じた
分解した感光材の濃度分布がＰＥＢ時の感光材の熱拡散
により均一化し、現像後のレジストパターンに対する定
在波の影響を無くすというものである。

【０００８】図５に、ネガ型の化学増幅型レジストを用
い、これを露光処理，ベーキング処理，現像処理する一
連の工程を示す。図５（ａ）　は基板５２上にネガ型の
化学増幅型レジスト５１が形成されたウエハ５を示して
おり、図５（ｂ）　はマスク２５の上方から露光光５４
を照射してウエハ５を露光し、レジスト５１に露光部分
５５と非露光部分を形成している状態、図５（ｃ）　は
該マスクパターンが転写されたウエハ５をＰＥＢ処理し
た状態で５６はＰＥＢ処理後のレジスト露光部分を示し
ている。また、図５（ｅ）　は現像処理を施してレジス
トパターン５６を形成した状態を示している。

【０００９】ところで、従来方法により、１ロットのウ
エハを露光処理，ベーキング処理する際には、先頭のウ
エハは、次工程のベーキング工程に移るまで全ウエハが
露光される期間中、ウエハカセット１０にて待機しなけ
ればならない。ネガ型の化学増幅型レジストとして、例
えば、ＴＨＭＲｉＮ１００（東京応化工業社製　　商品
名）を用い、露光工程後、ベーキング工程に至るまでの
待ち時間とレジストの仕上がり寸法との関係を図４に示
す。図４において、黒丸は図５（ｅ）　におけるレジス
ト５６の残存部分であるライン５８の幅を、白丸は隣接
するライン５８間、即ち、スペース５７の幅を示してい
る。

【００１０】図４から明らかなように、化学増幅型レジ
ストでは露光工程と露光後ベーキング工程との間の時間
が約３０分経過すると、露光直後にベーキングしたパタ
ーンに比してライン５８の幅は約０．１μｍ増加し、ス
ペース５７の幅は約０．１μｍ減少することが判る。そ
して３０分以上経過するとレジストの仕上がり寸法は急
激に変化してしまう。通常、１ロットのウエハが露光処
理し終わるまでには３０〜４０分程度の時間がかかるの
で、１ロットの先頭のウエハと末尾のウエハでは露光処
理してからベーキング処理するまでの待ち時間が大幅に
異なり、これによりレジストパターンの仕上がり寸法が
異なるという問題点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置は
以上のように構成されているので、ロットの先頭のウエ
ハは、全ウエハが露光されるまで待機しなければならず
、先頭のウエハと末尾のウエハではレジストの仕上がり
寸法が大幅に異なるという問題点があった。

【００１２】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、レジストの仕上がり寸法が安定す
る投影露光装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る投影露光装
置は、平板状の被加工物に塗布されたレジストに投影レ
ンズによってパターンなどを露光する投影露光装置にお
いて、露光の終了した被加工物を加熱処理した後、キャ
リアに収納する機能を有することを特徴とするものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明における投影露光装置は、露光終了後の
ウエハを加熱処理した後にキャリアに返却するよう構成
したので、ウエハは露光後、直ちにベーキングされるこ
ととなり、これにより、１ロットのウエハを処理する際
には先頭のウエハと末尾のウエハのレジストの仕上がり
寸法を等しくでき、１ロット内で安定したレジストのパ
ターンが得られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例による露光投影装置のウエ
ハ搬送系を示す図であり、図において、１０はウエハカ
セット、１２，１４はウエハ抜き差しアーム、１３は横
スライドアーム、１５はウェイトアーム、１７は搬出入
スライダ、１６はプリアライメント部、１８ａ，１８ｂ
はウエハステージであり、これらは約２３℃に設定され
た恒温チャンバ６内に設けられている。また、恒温チャ
ンバ６外のウエハステージ１８ｂの上部には、図２に示
した投影レンズ系２６が設けられている。また、１はウ
ェイトアーム、２はホットプレート、３は抜き差しアー
ムであり、これらは恒温チャンバ６外に設けられている
。

【００１６】次に動作について説明する。図１において
、ウエハカセット１０に収納されていたウエハ５は、ウ
エハ抜き差しアーム１４によって取り出され、横スライ
ドアーム１５に受け渡される。次にウエハは一旦ウエイ
トアーム１５にて待機した後、プリアライメント部１６
に送られ、ここで向きが調整された後、搬出入スライダ
１７へ受け渡され、ウエハステージ１８ａに到達し、さ
らにウエハステージ１８ｂに送られた後、ここで露光さ
れる。

【００１７】ウエハ５は露光ののち、搬出入スライダ１
７へ受け渡され、プリアライメント部１６を経て恒温チ
ャンバ６外のウェイトアーム１へ至る。次にホットプレ
ート２に受け渡され、この上にてベーキング処理を行う
。例えば、このベーキング処理は１１０℃で６０秒間行
う。ベーキング処理が終了すると、横スライドアーム１
３によりウエハ抜き差しアーム３に渡され、ウエハカセ
ット４へ収納される。

【００１８】このような本実施例によれば、露光処理し
た後のウエハ５をウエハカセットに一旦収納することな
しに、引き続いてベーキング処理を施すようにしたので
、１ロットのウエハを露光，ベーキング処理する場合に
、全てのウエハの露光後，ベーキングまでの待ち時間を
等しくでき、これにより、例えば、化学増幅型のレジス
ト等の敏感なレジストを用いた場合であっても、１ロッ
ト内の全てのウエハのレジストの仕上がり寸法を等しく
でき、１ロット内で安定したレジストのパターンが得ら
れる。

【００１９】また、ホットプレート１とウエハカセット
４を恒温チャンバ６の外に設けるようにしたので、投影
露光装置のレンズ系の熱による歪を抑えることができ、
さらに精度の高いプロセスが実現できる。

【００２０】なお、上記実施例ではウエハ５を露光後、
もとのウエハカセット１０とは異なるウエハカッセト４
に収納した例について示したが、これはもとのウエハカ
セット１０に戻すように構成してもよい。

【００２１】また、ウエハの搬送系は上記の実施例のも
のに限定されるものではなく、露光処理ののちに、ただ
ちにベーキング処理できる構成であればなんでもよく、
他の方法によるウエハ搬送系であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、露光
後、直ちにベーキング処理をするように投影露光装置を
構成したので、パターン寸法の安定したプロセスが得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による投影露光装置のウエハ
搬送系を示す図である。

【図２】従来例による投影露光装置のブロック図である
。

【図３】従来例による投影露光装置のウエハ搬送系を示
す図である。

【図４】従来例による化学増幅型レジストの寸法変動を
示す図である。

【図５】露光，現像前ベーク，現像の一連の工程を示す
図である。

【符号の説明】

１　　　　ウェイトアーム ２　　　　ホットプレート ３　　　　抜き差しアーム ４　　　　ウエハカセット ５　　　　ウエハ ６　　　　恒温チャンバ １０　　ウエハカセット １２　　抜き差しアーム １３　　横スライドアーム １４　　抜き差しアーム １５　　ウェイトアーム １６　　プリアライメント部 １７　　搬出入スライダ １８ａ，１８ｂ　　ウエハステージ ２１　　水銀ランプ ２２　　楕円鏡 ２３　　ブラインド ２４　　集光レンズ ２５　　マスク ２６　　投影レンズ系 ５１　　化学増幅型ネガ型レジスト ５２　　基板 ５４　　露光光 ５５　　レジストの露光部分 ５６　　ＰＥＢ処理後のレジストの露光部分５７　　ス
ペース ５８　　ライン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平板状の被加工物に塗布されたレジス
   トに投影レンズによってパターンなどを露光する投影露
   光装置において、露光の終了した前記被加工物を加熱処
   理した後、キャリアに収納する機能を有することを特徴
   とする投影露光装置。