JPH09283396A - Periphery aligner and periphery exposure method - Google Patents
Periphery aligner and periphery exposure methodInfo
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- JPH09283396A JPH09283396A JP8084937A JP8493796A JPH09283396A JP H09283396 A JPH09283396 A JP H09283396A JP 8084937 A JP8084937 A JP 8084937A JP 8493796 A JP8493796 A JP 8493796A JP H09283396 A JPH09283396 A JP H09283396A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は周辺露光装置および
周辺露光方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an edge exposure apparatus and an edge exposure method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常半導体集積回路や液晶表示装置のア
クティブマトリクスアレイ基板等の製造工程において
は、半導体ウェハやガラス基板等にフォトレジストを塗
布し、このフォトレジストを露光、現像してフォトレジ
ストのパターンを形成し、このパターニングされたフォ
トレジストをマスクとして半導体ウェハやガラス基板等
の加工処理等が行われる。2. Description of the Related Art Generally, in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits, active matrix array substrates for liquid crystal display devices, etc., a photoresist is applied to a semiconductor wafer, a glass substrate, etc., and the photoresist is exposed and developed to form a photoresist. A pattern is formed, and the patterned photoresist is used as a mask to process a semiconductor wafer, a glass substrate, or the like.
【０００３】上述した半導体ウェハやガラス基板等への
フォトレジスト塗布は一般にはスピンコーティング法に
より行われる。このスピンコーティング法は、スピンナ
ーに設置された半導体ウェハ上にフォトレジストをに滴
下し、その後スピンナーを回転させ、その時の遠心力を
利用してフォトレジストを半導体ウェハ上に均一に塗布
する方法である。このスピンコーティング法によるフォ
トレジスト塗布の問題点は、半導体ウェハ周縁部のフォ
トレジスト膜厚が半導体ウェハの内側のフォトレジスト
膜厚より厚くなること、および半導体ウェハ周縁部の裏
側にフォトレジストが回り込んで塗布されることであ
る。前者のフォトレジストは、露光工程での適正露光条
件で半導体ウェハ周縁部のフォトレジストが露光不足と
なって、現像時に半導体ウェハ周縁部のフォトレジスト
が残存し、後者のフォトレジストは、露光工程で露光さ
れず、半導体ウェハ周縁部の裏面にフォトレジストが残
存するという現象が生じる。この半導体ウェハ周縁部に
フォトレジストを残存した状態の半導体ウェハが半導体
製造装置における位置決め部材や搬送系部材等と接触し
て、フォトレジストが剥がれて発塵し、半導体ウェハ上
のダストとなり、半導体集積回路の製造歩留を低下させ
るという問題が発生する。Photoresist coating on the above-mentioned semiconductor wafer or glass substrate is generally carried out by a spin coating method. This spin coating method is a method in which a photoresist is dropped onto a semiconductor wafer placed on a spinner, and then the spinner is rotated, and the centrifugal force at that time is used to uniformly apply the photoresist onto the semiconductor wafer. . The problems of photoresist coating by this spin coating method are that the photoresist film thickness at the peripheral edge of the semiconductor wafer is thicker than the photoresist film thickness inside the semiconductor wafer, and that the photoresist wraps around the semiconductor wafer peripheral edge. Is to be applied in. In the former photoresist, the photoresist on the peripheral edge of the semiconductor wafer is underexposed under the proper exposure conditions in the exposure step, and the photoresist on the peripheral edge of the semiconductor wafer remains during development, while the latter photoresist is exposed during the exposure step. The phenomenon that the photoresist is not exposed and remains on the back surface of the peripheral portion of the semiconductor wafer occurs. The semiconductor wafer in which the photoresist remains on the peripheral portion of the semiconductor wafer comes into contact with the positioning member and the transport system member in the semiconductor manufacturing apparatus, and the photoresist is peeled off to generate dust, which becomes dust on the semiconductor wafer. There is a problem that the manufacturing yield of the circuit is reduced.
【０００４】上述した問題の対策として、通常半導体ウ
ェハにフォトレジストを塗布後、スピンナー上の半導体
ウェハを回転させながら、半導体ウェハの周縁部にフォ
トレジスト除去液を吐出し、半導体ウェハの周縁部から
数ｍｍ内側までのフォトレジストを除去する、所謂エッ
ジリンス工程が行われる。しかし、このエッジリンス法
で半導体ウェハ周縁部のフォトレジストを除去する際、
エッジリンス液が飛散し、半導体ウェハ周縁部より内部
にあるフォトレジストを除去してしまうとか、半導体ウ
ェハの周縁部でオリエンテーションフラット部のフォト
レジストが除去できないという問題が生ずる。近年、上
記のエッジリンス工程での問題対策として、半導体ウェ
ハの周縁部のみを露光する、周辺露光装置による露光工
程を取り入れ、半導体ウェハの周縁部のフォトレジスト
を除去する方法が行われている。なお、この周辺露光装
置は自動化されたレジスト処理装置内に設置されている
場合と、自動化された露光装置内に設置されている場合
がある。As a measure against the above-mentioned problems, usually, after coating a semiconductor wafer with a photoresist, while rotating the semiconductor wafer on a spinner, a photoresist removing liquid is discharged to the peripheral edge of the semiconductor wafer, and the photoresist is removed from the peripheral edge of the semiconductor wafer. A so-called edge rinse step of removing the photoresist up to several mm inside is performed. However, when removing the photoresist on the periphery of the semiconductor wafer by this edge rinse method,
There is a problem that the edge rinse liquid is scattered and the photoresist located inside the peripheral portion of the semiconductor wafer is removed, or that the photoresist in the orientation flat portion cannot be removed at the peripheral portion of the semiconductor wafer. In recent years, as a measure against the problem in the above edge rinse step, a method of exposing only the peripheral edge of the semiconductor wafer and introducing an exposure step by a peripheral exposure apparatus to remove the photoresist on the peripheral edge of the semiconductor wafer has been performed. The peripheral exposure apparatus may be installed in an automated resist processing apparatus or may be installed in an automated exposure apparatus.
【０００５】周辺露光装置が通常の自動化された露光装
置内に設置されている場合の従来例を図３〜図６を参照
して説明する。まず、図３に示すように、通常の自動化
された露光装置１は、半導体ウェハを自動的に搬送する
ウエハ搬送部２と、半導体ウェハのオリエンテーション
フラットを一定方向に揃えるプリアライメント動作およ
び周辺露光動作を行う周辺露光装置３と、レチクル又は
フォトマスクのパターンと半導体ウェハ上のパターンと
をアライメントするアライメント動作および露光動作と
を行う露光部４等で概略構成されている。A conventional example in which the peripheral exposure apparatus is installed in a normal automated exposure apparatus will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, a normal automated exposure apparatus 1 includes a wafer transfer section 2 for automatically transferring a semiconductor wafer, a pre-alignment operation for aligning a semiconductor wafer orientation flat in a certain direction, and a peripheral exposure operation. A peripheral exposure apparatus 3 for performing the above, an exposure unit 4 for performing an alignment operation for aligning the pattern on the reticle or photomask with the pattern on the semiconductor wafer, and an exposure operation, and the like.
【０００６】周辺露光装置３のプリアライメント動作
は、モータ等で回転する半導体ウェハ載置台、所謂ウエ
ハチャック部上に載置された半導体ウェハを回転させな
がらオリエンテーションフラット位置を探し、オリエン
テーションフラットを一定の方向に揃えるための平板に
半導体ウェハのオリエンテーションフラットを押しつけ
ることで、オリエンテーションフラットを一定の方向に
揃えるものである。プリアライメント動作後、周辺露光
装置３は周辺露光動作を行う。この周辺露光動作を行う
機構のみに注目した周辺露光装置３の概略構成は図４に
示すようなものである。In the pre-alignment operation of the peripheral exposure apparatus 3, a semiconductor wafer mounting table rotated by a motor or the like, that is, a semiconductor wafer mounted on a so-called wafer chuck section is rotated to search for an orientation flat position, and the orientation flat is fixed. By pressing the orientation flat of the semiconductor wafer against the flat plate for aligning in the direction, the orientation flat is aligned in a certain direction. After the pre-alignment operation, the peripheral exposure device 3 performs a peripheral exposure operation. A schematic configuration of the peripheral exposure apparatus 3 focusing only on the mechanism for performing the peripheral exposure operation is as shown in FIG.
【０００７】次に図４を参照して周辺露光装置３の構造
と動作を説明する。周辺露光装置３はウエハ載置部１
０、位置検出部２０および周辺露光部３０等で概略構成
されている。Next, the structure and operation of the peripheral exposure apparatus 3 will be described with reference to FIG. The peripheral exposure apparatus 3 is the wafer mounting unit
0, a position detection unit 20, a peripheral exposure unit 30, and the like.
【０００８】ウエハ載置部１０は半導体ウェハ１１を載
置するスピンチャック１２と、このスピンチャック１２
を回転させるモータ１３と、このモータ１３を載置し、
スピンチャック１３の回転中心より周辺露光部３０の露
光光の照射位置の方向に移動（矢印Ａ）するステージ１
４により構成れている。The wafer mounting section 10 has a spin chuck 12 on which a semiconductor wafer 11 is mounted, and the spin chuck 12
And a motor 13 for rotating the
Stage 1 which moves from the rotation center of the spin chuck 13 to the irradiation position of the exposure light of the peripheral exposure unit 30 (arrow A).
It is composed of four.
【０００９】位置検出部２０は半導体ウェハ１１上に塗
布されたフォトレジストを感光させない光を光学系によ
り平行光にし、この光を半導体ウェハ１１の周縁部付近
に照射するための光源２１と、光源１１からの光で、半
導体ウェハにより遮られない光を受光し、半導体ウェハ
の周縁部位置を検出できる、例えばラインセンサのよう
な受光素子２２と、受光素子２２からの信号とモータの
回転角度より、半導体ウェハ１１の周縁部のスピンチャ
ック１２の回転中心からの距離と角度の関係を求め、こ
の位置情報を記憶する位置検出装置２３と、ステージ１
４を駆動する駆動装置２４より構成されている。The position detecting section 20 uses a light source 21 for irradiating the light, which does not expose the photoresist coated on the semiconductor wafer 11, to parallel light by an optical system and irradiating this light to the vicinity of the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, The light from 11 receives light not blocked by the semiconductor wafer and can detect the peripheral position of the semiconductor wafer. For example, a light receiving element 22 such as a line sensor, a signal from the light receiving element 22 and a rotation angle of the motor. , A position detection device 23 that obtains the relationship between the distance from the rotation center of the spin chuck 12 and the angle of the peripheral edge of the semiconductor wafer 11 and stores this position information, and the stage 1.
4 is composed of a driving device 24.
【００１０】周辺露光部３０は、フォトレジストを感光
させる露光波長、例えば４３６ｎｍ（ｇ線）や３６５
（ｉ線）の光を光学系により平行光にし、この光で半導
体ウェハ１１の周縁部を露光するための露光光源３１
と、半導体ウェハ１１の周縁部の露光領域を設定するた
めのスリット板３２と、スリット板３２を通り、半導体
ウェハの周縁部外を通った露光光源３１からの光を反射
して、半導体ウェハ１１の裏面に回り込んで塗布された
フォトレジストを露光するためのミラー３３により構成
されている。The peripheral exposure unit 30 exposes the photoresist to an exposure wavelength, for example, 436 nm (g line) or 365.
An exposure light source 31 for exposing (i-line) light to parallel light by an optical system and exposing the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 with this light.
And the slit plate 32 for setting the exposure area of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11, and the light from the exposure light source 31 passing through the slit plate 32 and outside the peripheral portion of the semiconductor wafer to reflect the semiconductor wafer 11 And a mirror 33 for exposing the photoresist applied around the back surface of the mirror.
【００１１】ここで、周辺露光部３０のＰ部を拡大した
概略図である図５により、Ｐ部の詳細を説明する。ま
ず、スリット板３２には開口３２ａのスリットが形成さ
れており、フォトレジスト１１ａが塗布された半導体ウ
ェハ１１の上方の開口３２ａ端部は半導体ウェハ１１の
周縁部より数ｍｍ内側にあり、半導体ウェハ１１の上方
の開口３２ａ端部と半導体ウェハ１１周縁部との距離ｍ
がフォトレジスト１１ａの周辺露光部幅となる。また、
半導体ウェハ１１の外側上方の開口３２ａ端部と半導体
ウェハ１１周縁部間を通る光は、半導体ウェハ１１の下
方に設置され、水平方向に対して角度θ°ほど傾けて設
置されたミラー３３で反射して半導体ウェハ１１の裏側
のフォトレジスト１１ａを露光する光として使用され
る。Details of the P section will be described with reference to FIG. 5, which is an enlarged schematic view of the P section of the peripheral exposure section 30. First, the slit plate 32 is formed with a slit of an opening 32a, and the edge of the opening 32a above the semiconductor wafer 11 coated with the photoresist 11a is located within a few mm from the peripheral edge of the semiconductor wafer 11. Distance m between the edge of the opening 32a above 11 and the peripheral edge of the semiconductor wafer 11
Is the width of the peripheral exposed portion of the photoresist 11a. Also,
The light passing between the edge of the opening 32a above the outer side of the semiconductor wafer 11 and the peripheral edge of the semiconductor wafer 11 is reflected by the mirror 33 which is disposed below the semiconductor wafer 11 and is inclined by an angle θ with respect to the horizontal direction. Then, it is used as light for exposing the photoresist 11a on the back side of the semiconductor wafer 11.
【００１２】この周辺露光装置による露光動作は、ま
ず、スピンチャック１２に載置された半導体ウェハ１１
をモータで回転させ、半導体ウェハ１１の周縁部外を通
る光源２１からの光をラインセンサ等の受光素子２２で
受光する。受光素子２２は、スピンチャック１３の回転
中心から半導体ウェハ１１周縁部までの距離に応じた光
を受光し、光電変換された信号が位置検出装置２３に送
られる。位置検出装置２３では、モータの回転角と受光
素子２２からの信号により半導体ウェハ１１周縁部の位
置が算出され、この位置情報が記録される。In the exposure operation by this peripheral exposure apparatus, first, the semiconductor wafer 11 mounted on the spin chuck 12 is placed.
Is rotated by a motor, and light from a light source 21 passing outside the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is received by a light receiving element 22 such as a line sensor. The light receiving element 22 receives light according to the distance from the center of rotation of the spin chuck 13 to the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, and a photoelectrically converted signal is sent to the position detection device 23. In the position detection device 23, the position of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is calculated from the rotation angle of the motor and the signal from the light receiving element 22, and this position information is recorded.
【００１３】次に、半導体ウェハ１１の周縁部から数ｍ
ｍ内側のフォトレジストを露光するため、位置検出装置
２３に記憶された半導体ウェハ１１周縁部の位置情報を
基にして、周辺露光部３０の露光位置、即ちスリット板
３２の開口３２ａ下方での半導体ウェハ１１の周縁部位
置を算出し、この算出した情報によりモータの回転角度
と、この回転角度に応じたステージ１４の移動距離の信
号を駆動装置２４に与え、この駆動装置２４によりモー
タ１３とステージ１４が駆動し、周辺露光部３０で露光
が行われる。Next, several meters from the peripheral edge of the semiconductor wafer 11.
In order to expose the photoresist on the inner side of m, the semiconductor at the exposure position of the peripheral exposure unit 30, that is, the semiconductor below the opening 32a of the slit plate 32, based on the position information of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 stored in the position detection device 23. The peripheral position of the wafer 11 is calculated, and a signal of the rotation angle of the motor and the movement distance of the stage 14 according to this rotation angle is given to the drive device 24 based on the calculated information, and the drive device 24 causes the motor 13 and the stage to move. 14 is driven, and the peripheral exposure unit 30 performs exposure.
【００１４】ここでフォトレジストが塗布された半導体
ウェハ１１を上記周辺露光装置１で露光された状態を示
したのが図６である。この周辺露光装置１での周辺露光
は露光位置と半導体ウェハ１１周縁部との位置関係が一
定に保たれるため、図６に示すように、オリエンテーシ
ョンフラット部１１ｂにおいても、周辺露光部１１ｃの
幅が一定に保たれる。FIG. 6 shows a state in which the semiconductor wafer 11 coated with the photoresist is exposed by the peripheral exposure apparatus 1 described above. Since the positional relationship between the exposure position and the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is kept constant in the peripheral exposure by the peripheral exposure apparatus 1, as shown in FIG. 6, even in the orientation flat portion 11b, the width of the peripheral exposure portion 11c is increased. Is kept constant.
【００１５】上記の周辺露光装置１で半導体ウェハ１１
の周縁部を露光すると、半導体ウェハ１１裏面のフォト
レジスト１１ａを露光する照度は半導体ウェハ１１表面
ののフォトレジスト１１ａを露光する照度より小さくな
る。この半導体ウェハ１１裏面を露光する照度Ｌは、半
導体ウェハ１１表面を露光する照度をＬ0 とし、ミラー
３３の水平方向に対する角度をθとすると、次式で与え
られる。 Ｌ＝Ｌ0 ×ｃｏｓθ×ｃｏｓ２θ 従って、半導体ウェハ１１表面のフォトレジスト１１ａ
を露光するに必要な照射露光量（照度と照射時間との
積）での露光では、半導体ウェハ１１裏面に回り込んで
塗布された表面同様の厚みを持つ部分のフォトレジスト
１１ａは露光不足となり、現像時にフォトレジスト１１
ａの一部が残る虞が発生する。。そこで半導体ウェハ１
１裏面のフォトレジスト１１ａを完全に露光しようとし
て、照射露光を多くすると、今度は周辺露光光の半導体
ウェハ１１表面での反射光や、ミラー３３での反射光で
半導体ウェハ１１の上方に漏れてくる光が、周辺露光装
置１の構成部材等で再度反射して、半導体ウェハ１１の
周縁部より内側の半導体装置形成部分に入る光量が多く
なり、この不必要光の露光に起因する、半導体装置形成
のためのフォトレジストのパターニング時にパターンく
ずれ、所謂カブリ現象によるパターンくずれが生ずる虞
があり、このパターンくずれが生ずると、半導体装置の
製造歩留が低下する。A semiconductor wafer 11 is formed by the above-described peripheral exposure apparatus 1.
When the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is exposed, the illuminance for exposing the photoresist 11a on the back surface of the semiconductor wafer 11 becomes smaller than the illuminance for exposing the photoresist 11a on the front surface of the semiconductor wafer 11. The illuminance L for exposing the back surface of the semiconductor wafer 11 is given by the following equation, where L 0 is the illuminance for exposing the front surface of the semiconductor wafer 11 and θ is the angle of the mirror 33 with respect to the horizontal direction. L = L 0 × cos θ × cos 2θ Therefore, the photoresist 11 a on the surface of the semiconductor wafer 11
In the exposure with the irradiation exposure amount (the product of the illuminance and the irradiation time) necessary for exposing the photoresist, the photoresist 11a in the portion having the same thickness as the front surface that is wrapping around the back surface of the semiconductor wafer 11 is underexposed, Photoresist 11 during development
There is a possibility that part of a may remain. . Therefore, semiconductor wafer 1
1 When the irradiation exposure is increased in order to completely expose the photoresist 11a on the back surface, the peripheral exposure light leaks above the semiconductor wafer 11 due to the reflected light on the surface of the semiconductor wafer 11 and the reflected light on the mirror 33. The incident light is reflected again by the constituent members of the peripheral exposure apparatus 1 and the amount of light entering the semiconductor device formation portion inside the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 increases, and the semiconductor device is caused by the exposure of this unnecessary light. There is a risk of pattern collapse during patterning of the photoresist for formation, that is, pattern collapse due to the so-called fog phenomenon. When this pattern collapse occurs, the manufacturing yield of semiconductor devices decreases.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した周
辺露光装置および周辺露光方法における問題点を解決す
ることをその目的とする。即ち本発明の課題は、被処理
基板のフォトレジストのパターニング時にパターンくず
れ現象を起こすことなく、被処理基板の周縁部表裏のフ
ォトレジストを完全に露光することができる周辺露光装
置および周辺露光方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems in the above-mentioned peripheral exposure apparatus and peripheral exposure method. That is, an object of the present invention is to provide a peripheral exposure apparatus and a peripheral exposure method capable of completely exposing the photoresist on the front and back of the peripheral portion of the substrate to be processed without causing a pattern collapse phenomenon when patterning the photoresist of the substrate to be processed. The purpose is to provide.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の周辺露光装置お
よび周辺露光方法は、上述の課題を解決するために提案
するものであり、フォトレジストを塗布した被処理基板
の周縁部に光を照射し、被処理基板の周縁部のフォトレ
ジストを露光する周辺露光部を有する周辺露光装置にお
いて、被処理基板周縁部のフォトレジストを露光するた
めの露光光源と、露光光源の光を平行光とする光学系
と、平行光を遮断するシャッターと、平行光の通過領域
を制限するスリット板と、被処理基板の周縁部外側を通
るスリット板を通った平行光を反射させ、フォトレジス
トを塗布した前記被処理基板面の裏側に回り込んで塗布
されたフォトレジスト領域を露光する集光ミラーとを具
備した周辺露光部を有することを特徴とするものであ
る。また、上記周辺露光装置を用いて、被処理基板の周
縁部表裏のフォトレジストを露光することを特徴とする
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION A peripheral exposure apparatus and a peripheral exposure method of the present invention are proposed to solve the above-mentioned problems, and irradiate a peripheral portion of a substrate to which a photoresist is applied with light. Then, in a peripheral exposure apparatus having a peripheral exposure unit that exposes the photoresist on the peripheral edge of the substrate to be processed, the exposure light source for exposing the photoresist on the peripheral edge of the substrate to be processed and the light from the exposure light source are made parallel light. An optical system, a shutter that blocks parallel light, a slit plate that limits the passage area of the parallel light, and the parallel light that has passed through the slit plate that passes through the outer periphery of the substrate to be processed is reflected, and a photoresist is applied. It is characterized in that it has a peripheral exposure section provided with a condenser mirror that wraps around the back surface of the substrate to be processed and exposes the applied photoresist region. Further, the above-mentioned peripheral exposure apparatus is used to expose the photoresist on the front and back of the peripheral portion of the substrate to be processed.
【００１８】本発明によれば、被処理基板のフォトレジ
ストに周辺露光領域を形成する被処理基板面側の周辺露
光光の照度と、被処理基板の周縁部外の平行光化された
露光光を集光ミラーにより反射させる被処理基板の他の
面側の照度とを略等しくすることができる。従って照射
露光量を必要最小限に抑えた露光でも、被処理基板の周
縁部表裏のフォトレジストを完全に露光することがで
き、従来のように過剰な周辺露光光量によって起こる、
半導体装置形成のためのフォトレジストのパターニング
時に、パターンくずれ現象が起きない。According to the present invention, the illuminance of the peripheral exposure light on the surface side of the substrate to be processed which forms the peripheral exposure region in the photoresist of the substrate to be processed, and the parallelized exposure light outside the peripheral portion of the substrate to be processed. Can be made substantially equal to the illuminance on the other surface side of the substrate to be processed which is reflected by the condenser mirror. Therefore, even if the exposure amount of irradiation is suppressed to the necessary minimum, it is possible to completely expose the photoresist on the front and back edges of the substrate to be processed, which is caused by an excessive amount of peripheral exposure light as in the conventional case.
A pattern collapse phenomenon does not occur at the time of patterning a photoresist for forming a semiconductor device.
【００１９】[0019]
【実施の形態例】以下、本発明の具体的実施の形態例に
つき、添付図面を参照して説明する。なお従来技術の説
明で参照した図４および図５中の構成部分と同様の構成
部分には、同一の参照符号を付すものとする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Components similar to those in FIGS. 4 and 5 referred to in the description of the prior art are denoted by the same reference numerals.
【００２０】本実施の形態例は周辺露光装置および周辺
露光方法に本発明を適用した例であり、これを図１およ
び図２を参照して説明する。まず、図１に示すように、
本実施の形態例の周辺露光装置３の構造は従来例と概略
同様で、被処理基板、ウエハ載置部１０、位置検出部２
０および周辺露光部５０とで概略構成されている。This embodiment is an example in which the present invention is applied to a peripheral exposure apparatus and a peripheral exposure method, which will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, as shown in FIG.
The structure of the peripheral exposure apparatus 3 of the present embodiment is substantially the same as that of the conventional example, and the substrate to be processed, the wafer mounting unit 10, and the position detection unit 2 are processed.
0 and the peripheral exposure unit 50.
【００２１】ウエハ載置部１０は、従来と同様に、被処
理基板、例えばフォトレジストを塗布した半導体ウェハ
１１を載置するスピンチャック１２と、このスピンチャ
ック１２を回転させるモータ１３と、このモータ１３を
載置し、スピンチャック１３の回転中心より周辺露光部
３０の露光光の照射位置の方向に移動（矢印Ａ）するス
テージ１４により概略構成れている。また位置検出装置
２０の構成も従来と同様で、光源２１、受光素子２２、
位置検出装置２３および駆動装置２４より構成されてい
る。As in the conventional case, the wafer mounting section 10 has a spin chuck 12 for mounting a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer 11 coated with a photoresist, a motor 13 for rotating the spin chuck 12, and a motor for this. A stage 14 on which 13 is mounted and which moves from the rotation center of the spin chuck 13 toward the irradiation position of the exposure light of the peripheral exposure unit 30 (arrow A) is roughly configured. The position detection device 20 has the same configuration as the conventional one, and includes a light source 21, a light receiving element 22,
It is composed of a position detection device 23 and a drive device 24.
【００２２】周辺露光部５０はフォトレジストを感光さ
せる露光波長、例えば４３６ｎｍ（ｇ線）や３６５ｎｍ
（ｉ線）等の光を出す光源５１、光の絞り機構又はＮＤ
フィルタの交換器等により露光光の照度を調整する照度
調整器５２、光源５１の光を平行光とする光学系５３、
平行光を遮断するシャッター５４、平行光の半導体ウェ
ハ１１の周縁部を露光する周辺露光領域を設定するため
のスリット板５５および半導体ウェハ１１の裏面に塗布
されてフォトレジストを露光するための集光ミラー５６
により構成されている。The peripheral exposure section 50 is an exposure wavelength for exposing the photoresist, for example, 436 nm (g line) or 365 nm.
Light source 51 for emitting light such as (i-line), light diaphragm mechanism or ND
An illuminance adjuster 52 that adjusts the illuminance of the exposure light by a filter exchanger or the like, an optical system 53 that makes the light from the light source 51 parallel light,
A shutter 54 for blocking parallel light, a slit plate 55 for setting a peripheral exposure region for exposing the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 of parallel light, and a light condensing for exposing the photoresist applied to the back surface of the semiconductor wafer 11. Mirror 56
It consists of.
【００２３】ここで、周辺露光部５０のＰ部を拡大した
概略図である図２により、Ｐ部の詳細を説明する。ま
ず、スリット板５５には半導体ウェハ１１の周縁部と直
交する方向に細長となる矩形の開口５５ａ、例えば約７
ｍｍ長さで約２．５ｍｍ幅のスリットが形成されてお
り、フォトレジスト１１ａが塗布された半導体ウェハ１
１の上方の開口３２ａ端部は半導体ウェハ１１の周縁部
より数ｍｍ内側、例えば約３ｍｍに常に制御されるよう
になっいて、半導体ウェハ１１の上方の開口３２ａ端部
と半導体ウェハ１１周縁部との距離ｈ、ここでは約３ｍ
ｍがフォトレジスト１１ａの周辺露光領域幅となる。ま
た、半導体ウェハ１１の外側上方の開口３２ａ端部と半
導体ウェハ１１周縁部間を通る光は、半導体ウェハ１１
の下方に設置された集光ミラー５６、例えば凹面ミラー
又は円弧状の円筒型ミラー等で反射して、半導体ウェハ
１１の裏側に回り込んだフォトレジスト１１ａ領域を露
光する光として使用する。Details of the P portion will be described with reference to FIG. 2, which is an enlarged schematic view of the P portion of the peripheral exposure unit 50. First, the slit plate 55 has a rectangular opening 55a elongated in a direction orthogonal to the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, for example, about 7
A semiconductor wafer 1 on which a slit having a length of 2.5 mm and a width of about 2.5 mm is formed and coated with a photoresist 11a.
The upper end of the opening 32a of the semiconductor wafer 11 is controlled to be several mm inside the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, for example, about 3 mm at all times. Distance h, here about 3m
m is the peripheral exposure region width of the photoresist 11a. In addition, the light passing between the end portion of the opening 32a above the outer side of the semiconductor wafer 11 and the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is
Is used as light for exposing the region of the photoresist 11a, which is reflected by a condenser mirror 56 installed below the substrate, for example, a concave mirror or an arcuate cylindrical mirror, and wraps around the back side of the semiconductor wafer 11.
【００２４】図２の集光ミラー５６を、例えば円弧状の
円筒型ミラーとした時、半導体ウェハ１１表面の周辺露
光時の照度Ｌ0 と、円筒型ミラーの焦点距離ｆと、円筒
型ミラー面から半導体ウェハ１１までの距離ｋと、半導
体ウェハ１１裏面に回り込んで塗布されたフォトレジス
ト領域１１ａ幅のほぼ中央に入る光線ａと円筒型ミラー
面の法線方向との角度θとが与えられると、半導体ウェ
ハ１１の周辺露光時の裏面照度Ｌは概略次式となる。 Ｌ≒Ｌ0 ×ｃｏｓθ×ｃｏｓ２θ×ｆ／（ｆ−ｋ） ここで、 ｃｏｓθ＊ｃｏｓ２θ＊ｆ／（ｆ−ｋ）≒１ となるようにすれば、裏面照度Ｌは表面照度Ｌ0 とほぼ
等しくなって、半導体ウェハ１１表面の周縁部のフォト
レジスト１１ａを露光するのに必要な最低限の照射露光
量で、半導体ウェハ１１裏面のフォトレジスト１１ａも
露光できる。When the condenser mirror 56 of FIG. 2 is, for example, an arc-shaped cylindrical mirror, the illuminance L 0 at the time of peripheral exposure of the surface of the semiconductor wafer 11, the focal length f of the cylindrical mirror, and the cylindrical mirror surface. To the semiconductor wafer 11 and the angle θ between the ray a entering the center of the width of the photoresist region 11a applied around the back surface of the semiconductor wafer 11 and the normal direction of the cylindrical mirror surface are given. Then, the back surface illuminance L at the time of peripheral exposure of the semiconductor wafer 11 is approximately given by the following equation. L≈L 0 × cos θ × cos 2θ × f / (f−k) where cos θ * cos 2 θ * f / (f−k) ≈1, the back surface illuminance L is almost equal to the front surface illuminance L 0. Then, the photoresist 11a on the back surface of the semiconductor wafer 11 can also be exposed with the minimum irradiation exposure amount required to expose the photoresist 11a on the peripheral portion of the front surface of the semiconductor wafer 11.
【００２５】なお、スリット板５５の半導体ウェハ１１
側の面、即ちスリット板５５下面は、露光光の半導体ウ
ェハ１１表面からの反射光や集光ミラー５６から半導体
ウェハ１１の上方にもれる露光光の反射を防止する反射
防止膜５５ｂ、例えばスリット板の黒色酸化処理膜等が
形成され、露光光がスリット板５５で再反射して半導体
ウェハ１１の周辺露光領域より内側のフォトレジスト１
１ａを露光しないようにしてある。更に、図示は省略し
ているが、周辺露光部５０においては、露光光源５１の
露光光がスリット板５５の開口５５ａ以外からは外部に
出ないような光遮蔽部が設けられている。The semiconductor wafer 11 of the slit plate 55 is
The surface on the side, that is, the lower surface of the slit plate 55, is an antireflection film 55b for preventing the reflection of the exposure light from the surface of the semiconductor wafer 11 or the reflection of the exposure light from the condenser mirror 56 above the semiconductor wafer 11, for example, a slit. The black oxidation treatment film of the plate is formed, and the exposure light is reflected again by the slit plate 55 and the photoresist 1 inside the peripheral exposure region of the semiconductor wafer 11 is formed.
1a is not exposed. Further, although not shown, in the peripheral exposure section 50, a light shielding section is provided so that the exposure light of the exposure light source 51 does not exit to the outside through the openings 55a of the slit plate 55.
【００２６】次に、周辺露光装置による露光動作につい
て説明する。まず、スピンチャック１２に載置された半
導体ウェハ１１をモータで回転させ、半導体ウェハ１１
の周縁部外を通る光源２１からの光をラインセンサ等の
受光素子２２で受光する。受光素子２２は、スピンチャ
ック１３の回転中心から半導体ウェハ１１周縁部までの
距離に応じた光を受光し、光電変換された信号が位置検
出装置に送られる。位置検出装置では、モータの回転角
と受光素子２２からの信号により半導体ウェハ１１周縁
部の位置が算出され、この位置情報が記録される。その
後半導体ウェハ１１の周縁部から数ｍｍ内側、例えば約
３ｍｍ内側までのフォトレジストを露光するため、位置
検出装置２３に記憶された半導体ウェハ１１周縁部の位
置情報を基にして、周辺露光部３０の露光位置、即ちス
リット板５５の開口５５ａ部に対応した半導体ウェハ１
１の周縁部位置を算出し、この算出した情報でモータの
回転角度とこの回転角度に応じたステージ１４の移動距
離の信号を駆動装置２４に与え、この駆動装置２４によ
りモータ１３とステージ１４が駆動し、周辺露光部３０
で露光が行われる。Next, the exposure operation of the peripheral exposure apparatus will be described. First, the semiconductor wafer 11 placed on the spin chuck 12 is rotated by a motor,
Light from the light source 21 passing outside the peripheral portion of is received by the light receiving element 22 such as a line sensor. The light receiving element 22 receives light according to the distance from the rotation center of the spin chuck 13 to the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, and the photoelectrically converted signal is sent to the position detection device. In the position detecting device, the position of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is calculated from the rotation angle of the motor and the signal from the light receiving element 22, and this position information is recorded. After that, in order to expose the photoresist within a few mm inside, for example, about 3 mm inside from the peripheral edge of the semiconductor wafer 11, the peripheral exposure unit 30 is based on the position information of the peripheral edge of the semiconductor wafer 11 stored in the position detection device 23. Of the semiconductor wafer 1 corresponding to the exposure position of the slit plate 55, that is, the opening 55a of the slit plate 55.
The peripheral position of No. 1 is calculated, and a signal of the rotation angle of the motor and the movement distance of the stage 14 according to this rotation angle is given to the drive unit 24 by this calculated information, and the drive unit 24 causes the motor 13 and the stage 14 to move. Drives and exposes the periphery 30
Exposure is performed.
【００２７】上記の周辺露光部３０での露光動作は、シ
ャッター５４が開くと同時にモータ１３が回転し、この
モータの回転角に合わせて半導体ウェハ１１の周縁部の
周辺露光領域１１ａ（図６参照）を所定の幅とするよう
にステージ１４が矢印Ａで示す方向に移動しながら、半
導体ウェハ１１の周縁部のフォトレジスト１１ａを露光
する。半導体ウェハ１１が一回転した時点で、シャッタ
ー５４が閉じ、露光を終了する。In the exposure operation in the above peripheral exposure section 30, the motor 13 is rotated at the same time when the shutter 54 is opened, and the peripheral exposure area 11a at the peripheral edge of the semiconductor wafer 11 (see FIG. 6) is matched with the rotation angle of this motor. While the stage 14 is moved in the direction indicated by the arrow A so as to have a predetermined width, the photoresist 11a on the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 is exposed. When the semiconductor wafer 11 makes one rotation, the shutter 54 is closed and the exposure is completed.
【００２８】今、半導体ウェハ１１の周縁部のフォトレ
ジスト１１ａを完全に露光するための必要最小限の照射
露光量（照度と露光時間の積）をＲ0 とした時、上記の
ような露光動作における露光時の照度Ｌ0 、モータの回
転速度による半導体ウェハ１１周縁部の速度ｖおよびス
リット板５５の開口５５ａ幅ｗとの間に次式の関係が成
り立つようにする。 Ｒ0 ≦Ｌ0 ×ｗ／ｖ 周辺露光時の露光光の反射光に起因した、半導体装置形
成するためのフォトレジストのパターニング時のパター
ンくずれ、所謂カブリ現象によるパターンくずれを抑え
るためには、露光時の照射露光量を必要最小限の照射露
光量Ｒ0 とすればよく、この為には上式の露光時の照度
Ｌ0 又はモータの回転速度による半導体ウェハ１１周縁
部の速度ｖを変えればよい。露光時の照度Ｌ0 の調整は
照明調整器５２で、また半導体ウェハ１１周縁部の速度
ｖの調整は駆動装置２４でモータ回転速度の調整をすれ
ばよい。Now, assuming that R 0 is a minimum irradiation exposure amount (product of illuminance and exposure time) required to completely expose the photoresist 11a on the peripheral portion of the semiconductor wafer 11, the exposure operation as described above is performed. The following relationship is established between the illuminance L 0 during exposure, the speed v of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 depending on the rotation speed of the motor, and the width w of the opening 55a of the slit plate 55. R 0 ≦ L 0 × w / v In order to suppress pattern distortion due to reflected light of exposure light during peripheral exposure during patterning of a photoresist for forming a semiconductor device, that is, pattern distortion due to a so-called fog phenomenon, exposure is performed. The irradiation exposure amount at this time may be set to the minimum necessary irradiation exposure amount R 0. For this purpose, the illuminance L 0 at the time of exposure in the above formula or the speed v of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 depending on the rotation speed of the motor is changed. Good. The illuminance L 0 at the time of exposure may be adjusted by the illumination adjuster 52, and the speed v of the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 may be adjusted by the drive device 24.
【００２９】上記周辺露光装置３を用いた周辺露光方法
によれば、半導体ウェハ１１周縁部表面の所定範囲のフ
ォトレジスト１１ａおよび半導体ウェハ１１周縁部裏面
の回り込んで塗布されたフォトレジスト１１ａを、必要
最小限の照射露光量にて完全に露光ができる。この為、
半導体装置形成のためのフォトレジストのパターニング
時に、周辺露光の影響によるパターンくずれ、所謂カブ
リ現象によるパターンくずれが抑えられる。従ってパタ
ーンくずれを抑えつつ、半導体ウェハ１１周縁部のフォ
トレジスト１１ａの完全除去にできるので、半導体ウェ
ハ１１周縁部のフォトレジスト１１ａ起因のダスト発生
低減ができて、半導体装置の製造歩留向上が可能とな
る。According to the peripheral exposure method using the peripheral exposure apparatus 3, the photoresist 11a on the peripheral surface of the semiconductor wafer 11 in a predetermined range and the photoresist 11a applied around the rear surface of the peripheral edge of the semiconductor wafer 11 are provided. Complete exposure can be done with the minimum required irradiation dose. Therefore,
When patterning a photoresist for forming a semiconductor device, pattern collapse due to the influence of peripheral exposure, that is, pattern collapse due to a so-called fog phenomenon can be suppressed. Therefore, since it is possible to completely remove the photoresist 11a on the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 while suppressing the pattern collapse, dust generation due to the photoresist 11a on the peripheral portion of the semiconductor wafer 11 can be reduced, and the manufacturing yield of semiconductor devices can be improved. Becomes
【００３０】以上、本発明を実施の形態例により説明し
たが、本発明はこの実施の形態例に何ら限定されるもの
ではない。例えば本実施の形態例は従来例と対比する形
で、自動化された露光装置１に組み込まれている、プリ
アライメント機能も持つ周辺露光装置３として説明した
が、本実施の形態例の周辺露光装置３を自動化されたレ
ジスト処理装置内に組み込んでもよい。また、本実施の
形態例では、集光ミラーを凹面ミラーや円弧状の円筒型
ミラーとしたが、多角形にミラーを配置した形状の集光
ミラーでもよい。Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. For example, this embodiment has been described as a peripheral exposure apparatus 3 having a pre-alignment function, which is incorporated in the automated exposure apparatus 1 in comparison with the conventional example, but the peripheral exposure apparatus of this embodiment is described. 3 may be incorporated in an automated resist processing apparatus. Further, in this embodiment, the condenser mirror is a concave mirror or an arcuate cylindrical mirror, but it may be a condenser mirror having a polygonal shape.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の周辺露光装置および周辺露光方法を用いれば、パター
ンくずれを抑えつつ、半導体ウェハ周縁部のフォトレジ
ストの完全除去できるので、半導体ウェハ周縁部のフォ
トレジスト起因のダスト発生低減ができて、半導体装置
の製造歩留向上が可能となる。As is apparent from the above description, by using the peripheral exposure apparatus and the peripheral exposure method of the present invention, it is possible to completely remove the photoresist on the peripheral portion of the semiconductor wafer while suppressing the pattern distortion. It is possible to reduce dust generation due to the photoresist in the area, and it is possible to improve the manufacturing yield of semiconductor devices.
【図１】本発明を適用した周辺露光装置の概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram of a peripheral exposure apparatus to which the present invention is applied.
【図２】図１に示す本発明を適用した周辺露光装置のＰ
部の拡大図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a P of a peripheral exposure apparatus to which the present invention shown in FIG. 1 is applied.
It is an enlarged view of a part.
【図３】周辺露光装置を組み込んだ露光装置内のブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram of the inside of an exposure apparatus incorporating a peripheral exposure apparatus.
【図４】従来の周辺露光装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a conventional peripheral exposure apparatus.
【図５】図４に示す従来の周辺露光装置のＰ部の拡大図
である。5 is an enlarged view of a P portion of the conventional peripheral exposure apparatus shown in FIG.
【図６】周辺露光装置によりフォトレジストが塗布され
た半導体ウェハの周辺露光領域をしめす図である。FIG. 6 is a diagram showing a peripheral exposure region of a semiconductor wafer coated with a photoresist by a peripheral exposure device.
１…露光装置、２…ウエハ搬送部、３，５０…周辺露光
装置、４…露光部、１１…半導体ウェハ、１１ａ…フォ
トレジスト、１１ｂ…オリエンテーションフラット、１
１ｃ…周辺露光領域、１２…スピンチャック、１３…モ
ータ、１４…ステージ、２１…光源、２２…受光素子、
２３…位置検出装置、２４…駆動装置、３１，５１…露
光光源、３２，５５…スリット板、３３…ミラー、３３
ａ，５５ａ…開口、５２…照度調整器、５３…光学系、
５４…シャッター、５５ｂ…光吸収膜、５６…集光ミラ
ーDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure device, 2 ... Wafer conveyance part, 3, 50 ... Peripheral exposure device, 4 ... Exposure part, 11 ... Semiconductor wafer, 11a ... Photoresist, 11b ... Orientation flat, 1
1c ... peripheral exposure area, 12 ... spin chuck, 13 ... motor, 14 ... stage, 21 ... light source, 22 ... photodetector,
23 ... Position detecting device, 24 ... Driving device, 31, 51 ... Exposure light source, 32, 55 ... Slit plate, 33 ... Mirror, 33
a, 55a ... Aperture, 52 ... Illuminance adjuster, 53 ... Optical system,
54 ... Shutter, 55b ... Light absorbing film, 56 ... Condensing mirror
Claims (6)
周縁部に光を照射し、前記被処理基板の周縁部の前記フ
ォトレジストを露光する周辺露光部を有する周辺露光装
置において、 前記被処理基板周縁部の前記フォトレジストを露光する
ための露光光源と、 前記露光光源の光を平行光とする光学系と、 前記平行光を遮断するシャッターと、 前記平行光の通過領域を制限するスリット板と、 前記被処理基板の周縁部外側を通る前記スリット板を通
った前記平行光を反射させ、前記フォトレジストを塗布
した前記被処理基板面の裏側に回り込んで塗布されたフ
ォトレジスト領域を露光する集光ミラーとを具備した周
辺露光部を有する周辺露光装置。1. A peripheral exposure apparatus having a peripheral exposure unit that irradiates a peripheral portion of a target substrate coated with a photoresist with light to expose the photoresist on the peripheral portion of the target substrate. An exposure light source for exposing the photoresist in the peripheral portion, an optical system that makes the light of the exposure light source parallel light, a shutter that blocks the parallel light, and a slit plate that limits the passage area of the parallel light. Exposing the coated photoresist region by reflecting the parallel light that has passed through the slit plate passing outside the peripheral edge of the substrate to be processed and wrapping around the back side of the substrate to which the photoresist is coated. A peripheral exposure apparatus having a peripheral exposure unit including a condenser mirror.
弧状の円筒ミラーの内、何れか一方であることを特徴と
する、請求項１記載の周辺露光装置。2. The peripheral exposure apparatus according to claim 1, wherein the condenser mirror is one of a concave mirror and an arcuate cylindrical mirror.
る照度調整器を具備したことを特徴とする、請求項１記
載の周辺露光装置。3. The peripheral exposure apparatus according to claim 1, wherein the peripheral exposure unit is provided with an illuminance adjuster for adjusting the illuminance of exposure light.
理基板と対向する前記スリット板面が反射防止膜を有す
ることを特徴とする、請求項１記載の周辺露光装置。4. The peripheral exposure apparatus according to claim 1, wherein the slit plate has an antireflection film on at least the surface of the slit plate facing the substrate to be processed.
被処理基板の周縁部表裏のフォトレジストを露光するこ
とを特徴とする周辺露光方法。5. The peripheral exposure apparatus according to claim 1,
A peripheral exposure method, which comprises exposing photoresist on the front and back of the peripheral edge of a substrate to be processed.
光の照度を調整し、前記被処理基板の周縁部のフォトレ
ジストを露光するために必要な略最小限の照射光量にて
露光することを特徴とする、請求項５記載の周辺露光方
法。6. The illuminance adjuster of the peripheral exposure unit is used to adjust the illuminance of the peripheral exposure light, and the exposure is performed with a substantially minimum irradiation light amount necessary for exposing the photoresist on the peripheral portion of the substrate to be processed. The peripheral exposure method according to claim 5, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084937A JPH09283396A (en) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | Periphery aligner and periphery exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084937A JPH09283396A (en) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | Periphery aligner and periphery exposure method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283396A true JPH09283396A (en) | 1997-10-31 |
Family
ID=13844585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8084937A Pending JPH09283396A (en) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | Periphery aligner and periphery exposure method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283396A (en) |
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