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JPH0750678B2 - Wafer edge exposure method - Google Patents
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JPH0750678B2 - Wafer edge exposure method - Google Patents

Wafer edge exposure method

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JPH0750678B2
JPH0750678B2 JP63292287A JP29228788A JPH0750678B2 JP H0750678 B2 JPH0750678 B2 JP H0750678B2 JP 63292287 A JP63292287 A JP 63292287A JP 29228788 A JP29228788 A JP 29228788A JP H0750678 B2 JPH0750678 B2 JP H0750678B2
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gas
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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成形工程にお
いて、シリコンウエ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
るためのウエハ周辺露光に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor substrate typified by a silicon wafer or a dielectric material in a fine pattern forming step in the processing of parts in ICs, LSIs and other electronic elements. , Peripheral exposure of a wafer for removing unnecessary resist in the peripheral portion of the substrate such as metal, insulator, etc. applied to the substrate in a developing process.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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、シリコンウエ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,エッチング,リフトオフ等
の加工が行われる。
In the manufacturing process of ICs, LSIs and the like, when forming a fine pattern, a resist is applied to the surface of a silicon wafer or the like, and then exposed and developed to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, processing such as ion implantation, etching and lift-off is performed.

通常、レジストの塗布はスピンコート法によって行われ
る。スピンコート法は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
ピンコート法によると、レジストがウエハ周辺部をはみ
出し、ウエハの裏側にまわり込んでしまう場合もある。
Usually, the resist is applied by a spin coating method. The spin coating method is a method of rotating a wafer while pouring the resist on the center position of the wafer surface and applying a resist to the surface of the wafer by centrifugal force. However, according to this spin coating method, the resist may protrude from the peripheral portion of the wafer and may go around to the back side of the wafer.

第5図は、このウエハの裏側へまわり込んだレジストを
示すウエハの一部断面図であり、Wはウエハ、Wpはウエ
ハ周辺部、Raはパターン形成部のレジスト、Rbはウエハ
周辺部Wpの表面のレジスト、RcがウエハWのエッジから
裏側へまわり込んだレジストを示す。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the wafer showing the resist that has wrapped around to the back side of the wafer. W is the wafer, Wp is the wafer peripheral portion, Ra is the resist in the pattern forming portion, and Rb is the wafer peripheral portion Wp. The resist on the surface, Rc, is the resist that has sneaked from the edge of the wafer W to the back side.

第6図はウエハに露光された回路パターンの形状を示す
図である。Kで示した1つの領域が1つの回路パターン
に相当する。ウエ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できず、たとえ描けたとしても歩
留りが悪い。したがって、ウエハ周辺部の表面のレジス
トも実際には不要なレジストである。
FIG. 6 is a diagram showing the shape of the circuit pattern exposed on the wafer. One area indicated by K corresponds to one circuit pattern. In most cases, the circuit pattern cannot be correctly drawn on the peripheral portion of the wafer, and the yield is poor even if it can be drawn. Therefore, the resist on the surface of the peripheral portion of the wafer is actually an unnecessary resist.

このようなエッジからウエハ周辺部の裏側にまわり込ん
だ不要なレジスト及びウエハ周辺部の表面の不要なレジ
ストの存在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エ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、ウエハ周辺部を機械
的につかんで保持したり、ウエハ周辺部がウエハカセッ
ト等の収納器の壁にこすれたりする。この時、ウエハ周
辺部の不要レジストがとれてウエ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
りを下げる。
The presence of the unnecessary resist that wraps around from the edge to the back side of the wafer peripheral portion and the unnecessary resist on the surface of the wafer peripheral portion causes the following problems. That is, the resist-coated wafer is transported by various processing steps and various methods. At this time, the peripheral portion of the wafer is mechanically grasped and held, or the peripheral portion of the wafer is rubbed against the wall of a container such as a wafer cassette. At this time, if unnecessary resist around the wafer is removed and adheres to the pattern forming portion of the wafer, correct pattern formation cannot be performed and the yield is reduced.

ウエハ周辺部の不要レジストが「ゴミ」となって歩留り
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。
It is a serious problem that the unnecessary resist around the wafer becomes "dust" and the yield is lowered, especially in the present situation where the performance and miniaturization of integrated circuits are progressing.

そこで、このようなウエハ周辺部の不要レジストを除去
する技術として、溶剤噴射法によってウエハ周辺部の裏
面から溶剤を噴射して不要なレジストを溶かし去り除去
する技術が実用化されている。しかし、この方法では、
第5図のはみ出し部分のレジストRcは除去できるが、ウ
エハ周辺部の表面のレジストRbは除去されない。このウ
エハ周辺部の表面のレジストRbを除去すべくウエハW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
題を生ずるばかりでなく、ウエハ周辺部の表面の不要な
レジストRbと後のエッ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Ra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。
Therefore, as a technique for removing the unnecessary resist on the peripheral portion of the wafer, a technique for spraying a solvent from the back surface of the peripheral portion of the wafer to dissolve and remove the unnecessary resist by a solvent injection method has been put into practical use. But with this method,
The resist Rc on the protruding portion of FIG. 5 can be removed, but the resist Rb on the surface of the peripheral portion of the wafer is not removed. Even if the solvent is sprayed from the surface of the wafer W in order to remove the resist Rb on the peripheral surface of the wafer, not only does the problem of solvent splash occur, but also unnecessary resist Rb on the peripheral surface of the wafer is removed. It is not possible to remove only the unnecessary resist sharply and with good controllability at the boundary with the resist Ra in the pattern forming portion, which is a resist required as a mask layer for etching, ion implantation and the like.

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、ウエ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ウエハ周辺露光法が行われている。
このウエハ周辺露光法は、レジストの塗布されたウエハ
を回転させながら、ライトガイドファイバで導かれた光
をウエハ周辺部に照射して、ウエハ周辺部を周状に露光
するものである。
Therefore, recently, in addition to the exposure process for forming a pattern, a wafer peripheral exposure method has been performed in which exposure is separately performed to remove unnecessary resist in the peripheral portion of the wafer in a developing process.
In this wafer edge exposure method, while rotating a wafer coated with a resist, the light guided by a light guide fiber is applied to the wafer edge to circumferentially expose the wafer edge.

〔発明が解決しようとする技術的課題〕[Technical problem to be solved by the invention]

前述のスピンコート法によってレジストを塗布した場
合、ウエハ周辺部の膜厚が中央部に比べ厚くなり、3〜
5μm程度となる場合がある。このような厚いレジスト
を露光して現像工程で除去するためには、ある一定以上
の照射量の露光が必要である。この照射量は、照度と時
間の積であるから、照射量を多くするためには照度を強
くするか照射時間を長くするかである。
When the resist is applied by the above spin coating method, the film thickness in the peripheral portion of the wafer becomes thicker than that in the central portion,
It may be about 5 μm. In order to expose such a thick resist and remove it in the developing step, it is necessary to expose it at a certain dose or more. Since this irradiation amount is the product of the illuminance and the time, in order to increase the irradiation amount, the illuminance is increased or the irradiation time is lengthened.

ここで、生産性を高める要請から、上記の照射時間は極
力短くすることが求められており、いわんや照射時間を
長くすることによって、照射量を多くすることはできな
い。
Here, in order to increase the productivity, the irradiation time is required to be as short as possible, and it is impossible to increase the irradiation amount by increasing the irradiation time.

しかし一方、照度を強くして必要なある一定以上の照射
量を得ようとすると以下のような問題がある。即ち、レ
ジストに強い照度で光を照射すると、レジスト自体の光
化学反応及びレジスト中の溶剤や添加剤の分解等によっ
てガスが急激に発生し、発生したガスがレジスト外部に
放出されず、レジスト内部で泡となることがある。この
レジストの発泡があると、発泡した部分のレジストが剥
離したり飛散したり、ウエハカセット等にこすれて前記
のウエハのパターン形成部に付着したりして、前述のパ
ターン欠陥の問題を引き起こす。
However, on the other hand, if the illuminance is increased to obtain a required irradiation amount above a certain level, there are the following problems. That is, when the resist is irradiated with light with strong illuminance, gas is rapidly generated due to photochemical reaction of the resist itself and decomposition of solvent and additives in the resist, and the generated gas is not released to the outside of the resist, May result in bubbles. When the resist is foamed, the resist in the foamed portion is peeled off or scattered, or is rubbed on a wafer cassette or the like and adhered to the pattern forming portion of the wafer, causing the above-mentioned problem of the pattern defect.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、かかる課題を考慮してなされたものであり、
照射時間を短くすることによってウエハ周辺露光におけ
る生産性を高めることができ、かつレジストの発泡が生
じないウエハ周辺露光方法の提供を目的とする。
The present invention has been made in consideration of such problems,
It is an object of the present invention to provide a wafer peripheral exposure method that can improve productivity in wafer peripheral exposure by shortening the irradiation time and does not cause resist foaming.

〔構成〕〔Constitution〕

かかる目的を達成するため、本発明のウエハ周辺露光方
法は、レジストの塗布されたウエハを回転させながらラ
イトガイドファイバで導かれた光をウエハ周辺部に照射
して露光するウエハ周辺露光方法であって、第一の露光
工程と第二の露光工程とよりなり、第一の露光工程にお
いてはウエハを加熱した状態でウエハを2回転以上させ
ながら露光し、その後、第二の露光工程において第一の
露光工程のときの照度より強い照度で、かつウエハを第
一の露光工程のウエハの温度より低い温度にしながら露
光することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the wafer edge exposure method of the present invention is a wafer edge exposure method in which light guided by a light guide fiber is applied to the wafer edge while the wafer coated with the resist is rotated to expose the wafer. A first exposure step and a second exposure step. In the first exposure step, the wafer is exposed while rotating the wafer for two or more rotations, and then in the second exposure step. The wafer is exposed while the illuminance is higher than that in the exposure step and the temperature of the wafer is lower than the temperature of the wafer in the first exposure step.

〔作用〕[Action]

第一の露光工程においては、ウエハを2回転以上させて
露光するので、ウエハ周辺部の定点のレジストは光照射
を受けていない間にガスが放出できる。従って、レジス
トの発泡を抑制しつつ、第二の露光工程において強い照
度で光照射しても発泡が生じないような第一の露光工程
でのガス放出に必要な照射量の光をレジストに与えるこ
とができる。また、ウエハが加熱されるため、光照射に
より発生したガスがレジスト中を速く拡散しレジスト外
部に速やかに放出される。従って、各回転の回転速度を
速めても上記光照射を受けていない時間に充分にガス放
出ができ、第一の露光工程での全体の照射時間を短くす
ることができる。
In the first exposure step, the wafer is exposed by rotating it twice or more, so that the resist at the fixed point on the peripheral portion of the wafer can release gas while it is not irradiated with light. Therefore, while suppressing foaming of the resist, the resist is provided with an irradiation amount of light necessary for gas release in the first exposure step such that foaming does not occur even when light irradiation is performed with strong illuminance in the second exposure step. be able to. Further, since the wafer is heated, the gas generated by the light irradiation diffuses quickly in the resist and is quickly released to the outside of the resist. Therefore, even if the rotation speed of each rotation is increased, the gas can be sufficiently released during the time when the light irradiation is not performed, and the entire irradiation time in the first exposure step can be shortened.

第一の露光工程の後に行われる第二の露光工程において
は、第一の露光工程によって充分ガスがレジストから放
出されているので、強い照度で光を照射してもレジスト
は発泡しない。また、照度を強くすることにより、第二
の露光工程では、現像工程におけるレジスト除去に必要
な照射量を短時間のうちに与えることができる。また、
レジストは第一の露光工程の温度より低い温度になって
いるので、強い照度で照射しても残留したガス放出媒体
からのガスの急激な発生はない。
In the second exposure step performed after the first exposure step, the gas is sufficiently released from the resist in the first exposure step, so that the resist does not foam even when irradiated with light with strong illuminance. Further, by increasing the illuminance, in the second exposure step, the irradiation amount required for removing the resist in the developing step can be given in a short time. Also,
Since the temperature of the resist is lower than the temperature of the first exposure step, even if the resist is irradiated with strong illuminance, the gas is not abruptly generated from the remaining gas releasing medium.

〔作用の具体的説明〕[Specific explanation of action]

第3図は本発明における照射量を説明するための斜視図
であり、Wはウエハ、Wpはウエハ周辺部、Aはウエハ周
辺部の定点、Eはライトガイドファイバ6から出射した
光が照射する露光領域を示す。本発明において、照射量
とは定点Aが露光領域Eを通過する間に受けた光の総量
であり、例えば、照度をI,定点Aが露光領域Eを通過す
る時間t0、ウエハを回転させる回転数をnとすると、照
射量は、I×t0×nとなる。
FIG. 3 is a perspective view for explaining an irradiation amount in the present invention. W is a wafer, Wp is a wafer peripheral portion, A is a fixed point on the wafer peripheral portion, and E is a light emitted from the light guide fiber 6. The exposed area is shown. In the present invention, the irradiation amount is the total amount of light received while the fixed point A passes through the exposure area E. For example, the illuminance is I, and the time t 0 when the fixed point A passes through the exposure area E is rotated. When the number of rotations is n, the irradiation dose is I × t 0 × n.

レジストの発泡現象は、具体的には、ガスの単位時間当
たりの生成量(以下、生成速度)がガスの単位時間当た
りの放出量(以下、放出速度)より多いことによって生
ずる。即ち、レジスト外部に放出されるガスの量より発
生するガスの量が多いため、ガスがレジスト内部に充満
し、充満したガスの増加及び集中によって発泡に至る。
Specifically, the bubbling phenomenon of the resist occurs when the amount of gas generated per unit time (hereinafter, generation rate) is larger than the amount of gas released per unit time (hereinafter, release rate). That is, since the amount of generated gas is larger than the amount of gas released to the outside of the resist, the gas fills the inside of the resist, and the increase and concentration of the filled gas lead to foaming.

ガスの生成速度は光化学反応の速度(以下、反応速度)
により決まり、ガスの放出速度は発生したガスがレジス
ト中を拡散する速度(以下、拡散速度)により決まる。
従って、一般的に、レジストの発泡を抑えながら光照射
をするには、反応速度を小さくし拡散速度を大きくし
て、生成速度を放出速度以下にしておけばよいことにな
る。
Gas production rate is the rate of photochemical reaction (hereinafter, reaction rate)
The release rate of the gas is determined by the rate at which the generated gas diffuses in the resist (hereinafter referred to as the diffusion rate).
Therefore, in general, in order to perform light irradiation while suppressing foaming of the resist, it is sufficient to reduce the reaction rate, increase the diffusion rate, and set the generation rate to be equal to or lower than the release rate.

ここで、反応速度をvr,拡散速度をvd,照度をI,レジスト
の温度をTとすると、 vr∝I,exp(−Ea/kT) ……i vd∝exp(−Q/kT) ……ii なる関係があることが知られている。
Here, if the reaction rate is vr, the diffusion rate is vd, the illuminance is I, and the resist temperature is T, then vr∝I, exp (−Ea / kT) …… i vd∝exp (−Q / kT) …… ii is known to have a relationship.

尚、Eaは反応の活性化エネルギ,kは気体定数,Qは拡散の
活性化エネルギである。
Ea is the activation energy of the reaction, k is the gas constant, and Q is the activation energy of the diffusion.

従って、vr<vdなる関係を成立させるためには、Iを下
げてvrを小さくすることが考えられる。しかし、Iを下
げると、現像工程でレジストを除去するのに必要なある
一定の照射量を与えるためには、照射時間を長くしなけ
ればならなくなる。つまり、発泡を抑えるべく小さいI
で最初から最後まで露光しようとすると、ウエハの回転
速度をかなり遅くしなければならなくなってしまう。し
かし、レジスト中のガス放出媒体が予め充分反応・分解
放出された状態であるならば、大きいIで光照射しても
発泡はしない。
Therefore, in order to establish the relationship of vr <vd, it is conceivable to lower I and reduce vr. However, if I is lowered, the irradiation time must be lengthened in order to give a certain irradiation amount necessary for removing the resist in the developing process. In other words, a small I to suppress foaming
When trying to expose from the beginning to the end, the rotation speed of the wafer would have to be considerably slowed down. However, if the gas-releasing medium in the resist has been sufficiently reacted and decomposed and discharged in advance, foaming will not occur even if light irradiation with a large I is performed.

そこで、本発明においては、露光を第一の露光工程と第
二の露光工程に分け、第一の露光工程においては弱い照
度で露光し、ガス放出媒体を充分反応・分解放出(以
下、ガス放出と略す。)させた後、第二の露光工程で強
い照度で照射してウエハの回転速度を速くし、照射時間
を短くする。
Therefore, in the present invention, the exposure is divided into a first exposure step and a second exposure step, and in the first exposure step, exposure is performed with a weak illuminance to sufficiently react / decompose and release the gas releasing medium (hereinafter referred to as gas releasing). After that, the wafer is irradiated with strong illuminance in the second exposure step to increase the rotation speed of the wafer and shorten the irradiation time.

ここで、第二の露光工程において強い照度で光照射して
も発泡が生じないように第一の露光工程において充分ガ
ス放出をさせるためには、第一の露光工程においてもあ
る一定以上の照射量が必要であり、この充分なガス放出
に必要な照射量(以下ガス放出照射量H1)を上記vr<vd
なる関係を満たすI及びTで露光すると、やはりかなり
ウエハの回転速度を遅くしなければならず、第一の露光
工程での照射時間(t0×n,以下t1とする。)が長くなり
生産性の向上にはあまり貢献しない。
Here, in order to sufficiently release gas in the first exposure step so that bubbling does not occur even when light irradiation with strong illuminance is performed in the second exposure step, irradiation at a certain level or more is also performed in the first exposure step. The amount of irradiation required for this sufficient gas emission (hereinafter referred to as gas emission irradiation amount H 1 ) is vr <vd
When exposure is performed with I and T that satisfy the following relationship, the rotation speed of the wafer must be considerably slowed down, and the irradiation time (t 0 × n, hereafter referred to as t 1 ) in the first exposure step becomes long. It does not contribute much to improving productivity.

ここで、vr>vdになったとしてもすぐに発泡が生じるわ
けではなく、充満したガスがある一定以上の量に集合す
ることが必要である。vr>vdの条件下で光照射を開始し
て充満ガスが一定以上に達して発泡に至るまでの時間を
発泡時間tbとすると、通過時間t0<発泡時間tbになって
いれば、発泡しない。また、一回の通過により発生する
ガスの量は第一の露光工程の照度(以下I1とする。)と
通過時間t0との積I1×t0で決まる。つまり、I1を大きく
してもt0を小さくすればガスの発生量は変わらない。言
い換えれば、t0を小さくすればI1を大きくすることがで
きる。
Here, even if vr> vd, foaming does not occur immediately, and it is necessary to collect the filled gas in a certain amount or more. If the foaming time tb is the time from the start of light irradiation under the condition of vr> vd until the filling gas reaches a certain level and foaming occurs, the passage time t 0 <foaming time tb does not cause foaming. . Further, the amount of gas generated by one pass is determined by the product I 1 × t 0 of the illuminance (hereinafter referred to as I 1 ) in the first exposure step and the passage time t 0 . In other words, even if I 1 is increased, the gas generation amount does not change if t 0 is decreased. In other words, I 1 can be increased by decreasing t 0 .

そこで、第一の露光工程でのウエハの回転数nを複数に
してガス放出照射量H1を各回の通過に分けてレジストに
与え、上記通過時間t0を小さくする即ち回転速度を速く
して、通過時間t0<発泡時間tbにする。その上で、ウエ
ハが一回転して次に同じ場所に光が照射されるまでの時
間帯に、光照射によって発生したガスをレジスト外に放
出させる。このとき、ウエハを加熱しておけば上記第ii
式よりガスのレジスト外への放出が速やかに行われる。
さらに、前述の通りt0を小さくすることによってI1を大
きくすることができるので、H1=I1×t0×nの関係によ
り第一の露光工程の全体の照射時間t1(=t0×n)が短
くできる。
Therefore, the number of rotations n of the wafer in the first exposure step is set to be plural, and the gas emission irradiation amount H 1 is divided into each pass and given to the resist to reduce the passage time t 0 , that is, to increase the rotation speed. , Transit time t 0 <foaming time tb. Then, the gas generated by the light irradiation is released to the outside of the resist during the time period until the wafer rotates once and the light is irradiated to the same place next time. At this time, if the wafer is heated,
According to the formula, the gas is quickly released to the outside of the resist.
Further, since I 1 can be increased by decreasing t 0 as described above, the total irradiation time t 1 (= t of the first exposure step is t 1 (= t by the relationship of H 1 = I 1 × t 0 × n. 0 × n) can be shortened.

次に、第4図に従って、前記の第一の露光工程のガス放
出のメカニズムを説明する。第4図は第一の露光工程に
おけるガス放出のメカニズムを模式的に表した図であ
る。Rはレジスト、Gはガスを示す。
Next, referring to FIG. 4, the mechanism of gas release in the first exposure step will be described. FIG. 4 is a diagram schematically showing the mechanism of gas release in the first exposure step. R represents resist and G represents gas.

第3図及び第4図において、ウエハWが回転して、ウエ
ハ周辺部の定点Aが露光領域Eに進入し光照射を受け始
めると、第3図(イ)に示すようにレジストR内部にガ
スGが発生する。前述のように、第一の露光工程におい
ては、ガスGの生成速度はガスGの放出速度よりも速い
場合、第3図の露光領域Eを定点Aが通過するに従っ
て、第4図(ロ)に示すように、次第にレジスト内にガ
スGが充満する。しかし、この状態ではまだガスGは集
合しておらず発泡はしていない。そして、第4図(ハ)
に示すようなガスGが集合し発泡の状態に至る前に、第
3図の露光領域Eを定点Aが通過し終えてしまうため、
発泡以前に定点Aに対する一回転目の通過の光照射は終
了する。その後ウエハWが回転を続け、第3図の定点A
が次に露光領域Eにくるまでの光照射を受けない時間帯
に、第4図(ニ)示すように、前記一回転目の通過光照
射で発生したガスGがレジストRの外部に放出される。
このガス放出は、レジストRが加熱されているので、第
ii式から効率良く行われる。尚、このときのレジストの
温度を第一の露光工程のレジストの温度T1とする。そし
て、二回転目に第3図の定点Aが露光領域Eにきたとき
は、前記一回目の通過の際の光照射により発生したガス
Gはほとんど放出されているので、再び定点Aが露光領
域Eを通過しても、前記一回転目の通過の際のガス発生
量以上にはガスGは充満せず、第4図(イ)(ロ)
(ニ)に示す一回転目と同じサイクルを繰り返すことに
より、レジストRの発泡を抑えながら第一の露光工程が
続けられる。そして、何回かの回転の後、所定の照射量
に達すると、ガス放出媒体は充分に反応・分解放出さ
れ、第一の露光工程は終了する。
In FIG. 3 and FIG. 4, when the wafer W rotates and the fixed point A on the peripheral portion of the wafer enters the exposure area E and starts receiving light irradiation, as shown in FIG. Gas G is generated. As described above, in the first exposure step, when the generation rate of the gas G is faster than the release rate of the gas G, as the fixed point A passes through the exposure area E of FIG. As shown in, the gas G gradually fills the resist. However, in this state, the gas G has not collected yet and has not foamed. And Fig. 4 (C)
Since the fixed point A has finished passing through the exposure area E of FIG. 3 before the gas G as shown in FIG.
Before the foaming, the light irradiation of the fixed point A through the first rotation is completed. After that, the wafer W continues to rotate, and the fixed point A in FIG.
In the time period during which the light irradiation to the next exposure area E is not received, as shown in FIG. 4D, the gas G generated by the irradiation light passing through the first rotation is released to the outside of the resist R. It
This outgassing occurs because the resist R is heated,
It is done efficiently from the formula ii. The temperature of the resist at this time is set as the resist temperature T 1 in the first exposure step. When the fixed point A in FIG. 3 reaches the exposure area E at the second rotation, most of the gas G generated by the light irradiation at the time of the first passage is released, so the fixed point A is again exposed. Even if the gas passes through E, the gas G does not fill more than the amount of gas generated at the time of the first rotation, and the gas G is not filled, as shown in FIG.
By repeating the same cycle as the first rotation shown in (d), the first exposure step is continued while suppressing the foaming of the resist R. Then, after a certain number of rotations, when the predetermined irradiation amount is reached, the gas releasing medium is sufficiently reacted and decomposed and released, and the first exposure step is completed.

第二の露光工程においては、第一の露光工程より強い照
度(以下I2とする。)で光照射しているが、第一の露光
工程によりガス放出媒体が充分に反応・分解放出されて
いるため、発泡が起こらない。即ち、第一の露光工程よ
り強い照度I2で光照射するので、現像工程におけるレジ
スト除去に必要な照射量(以下H2とする。)を与える第
二の露光工程での照射時間t2を短くできる。また、第一
の露光工程でレジスト中にガス放出媒体が微量に残った
場合は、上記強い照度I2の光照射を受けることになる
が、ガス放出媒体の残量が微量である上に、レジストの
温度(以下、第二の露光工程のレジストの温度をT2とす
る。)が第一の露光工程より低いので、上記第i式から
ガスの生成速度はガスの放出速度より充分小さく、発泡
には至らない。
In the second exposure step, light irradiation is performed with a higher illuminance (hereinafter referred to as I 2 ) than in the first exposure step, but the gas release medium is sufficiently reacted and decomposed and released in the first exposure step. Therefore, foaming does not occur. That is, since the light irradiation is performed with the illuminance I 2 which is stronger than that in the first exposure step, the irradiation time t 2 in the second exposure step which gives the irradiation amount (hereinafter referred to as H 2 ) necessary for resist removal in the development step is set. Can be shortened. Further, if a small amount of the gas releasing medium remains in the resist in the first exposure step, it will be irradiated with light of the above-mentioned strong illuminance I 2 , but the remaining amount of the gas releasing medium is very small. Since the temperature of the resist (hereinafter, the temperature of the resist in the second exposure step is T 2 ) is lower than that in the first exposure step, the gas generation rate from the above i-th equation is sufficiently smaller than the gas release rate, Does not lead to foaming.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第1図は、本発明の実施例のウエハ周辺露光方法を説明
するためのグラフで、縦軸の上段が照度I,縦軸の下段が
レジストの温度T,横軸が時間tを示す。第2図は、上記
の実施例のウエハ周辺露光方法の実施に使用されるウエ
ハ周辺露光装置の概略説明図である。
FIG. 1 is a graph for explaining a wafer peripheral exposure method according to an embodiment of the present invention, in which the upper axis of the vertical axis represents the illuminance I, the lower axis of the vertical axis represents the resist temperature T, and the horizontal axis represents the time t. FIG. 2 is a schematic explanatory view of a wafer peripheral exposure apparatus used for carrying out the wafer peripheral exposure method of the above embodiment.

第2図において、1は超高圧水銀灯などの光源ランプ、
2は楕円集光鏡、3は平面反射鏡、4は減光フィルタ、
5はシャッタ、6はライトガイドファイバ、Wはレジス
トが塗布されたウエハ、7は回転ステージ、8はステー
ジ駆動機構、9はコントローラを示す。
In FIG. 2, 1 is a light source lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp,
2 is an elliptical focusing mirror, 3 is a plane reflecting mirror, 4 is a neutral density filter,
Reference numeral 5 is a shutter, 6 is a light guide fiber, W is a resist-coated wafer, 7 is a rotary stage, 8 is a stage drive mechanism, and 9 is a controller.

第2図において、回転ステージ7は内部にヒータ71及び
水冷パイプ72が設けられ、ヒータ71の加熱温度及び水冷
パイプ72の冷却温度はコントローラ9によって制御され
る。
In FIG. 2, a heater 71 and a water cooling pipe 72 are provided inside the rotary stage 7, and the heating temperature of the heater 71 and the cooling temperature of the water cooling pipe 72 are controlled by the controller 9.

第1図及び第2図において、ヒータ71によって回転ステ
ージ7が例えば70℃に加熱された状態で、レジストの塗
布されたウエハWが不図示の搬送系によって、回転ステ
ージ7に搬送される。ウエハWを回転ステージ7に真空
吸着した後、コントローラ9からの信号により、回転ス
テージ7が回転を始めると同時に、シャッタ5が開き、
第一の露光工程の光照射が開始される。第一の露光工程
においては、減光フィルタ4が光路上に配置され、例え
ばI1=1200mW/cm2の弱い照度で光照射がされる。そし
て、全体の照射量H1が例えば275J/cm2になるように、ウ
エハWを5秒/回転の速度で6回転させる。
In FIGS. 1 and 2, while the rotary stage 7 is heated to, for example, 70 ° C. by the heater 71, the resist-coated wafer W is transferred to the rotary stage 7 by a transfer system (not shown). After the wafer W is vacuum-sucked on the rotary stage 7, the rotary stage 7 starts to rotate at the same time as the shutter 5 is opened by the signal from the controller 9.
Light irradiation in the first exposure step is started. In the first exposure step, the neutral density filter 4 is arranged on the optical path, and light irradiation is performed with a weak illuminance of, for example, I 1 = 1200 mW / cm 2 . Then, the wafer W is rotated 6 times at a speed of 5 seconds / revolution so that the total irradiation amount H 1 becomes, for example, 275 J / cm 2 .

そして、第一の露光工程が終了すると、コントローラ9
からの信号により、回転ステージ7の回転が停止すると
ともにシャッタ5が閉じる。その後、コントローラ9か
らの信号により水冷パイプによる冷却が開始される。そ
して、ヒータ71及び冷却パイプ72がコントローラ9によ
って制御され、ウエハWは前記第一の露光工程における
温度より低い例えば25℃に保持される。そして、回転ス
テージ7が回転を始めるとともに、減光フィルタ4が光
路から外れ、シャッタ5が開き、前記I1より強い例えば
I2=3000mW/cm2の照度で第二の露光工程の露光がされ
る。
Then, when the first exposure process is completed, the controller 9
The rotation of the rotary stage 7 is stopped and the shutter 5 is closed by the signal from the. Then, the cooling by the water cooling pipe is started by the signal from the controller 9. Then, the heater 71 and the cooling pipe 72 are controlled by the controller 9, and the wafer W is held at, for example, 25 ° C. lower than the temperature in the first exposure step. Then, as the rotary stage 7 starts to rotate, the neutral density filter 4 is removed from the optical path, the shutter 5 is opened, and the shutter is stronger than I 1 , for example.
The exposure of the second exposure step is performed with the illuminance of I 2 = 3000 mW / cm 2 .

〔実験例〕[Experimental example]

上記の実施例で掲げた数値は、レジストの発泡を抑えつ
つ短時間に露光が終了する例として、最も好ましいもの
を掲げたものであるが、各露光工程における温度を変え
た実験例を、以下に説明する。
The numerical values given in the above examples are the most preferable ones as examples in which exposure is completed in a short time while suppressing foaming of the resist, but experimental examples in which the temperature in each exposure step is changed are as follows: Explained.

上記表中、照度はmW/cm2、温度は℃、回転時間は秒/回
転で示してある。またNo5及びNo6を除き、各Noの上段が
第一の露光工程でのデータ、下段が第二の露光工程での
データを示す。なお、使用したレジストは東京応化工業
株式会社製OFPR-800であり、2μmの厚さで塗布したも
のである。
In the above table, the illuminance is mW / cm 2 , the temperature is ° C, and the rotation time is shown in seconds / revolution. Further, except No5 and No6, the upper row of each No shows the data in the first exposure step, and the lower row shows the data in the second exposure step. The resist used was OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. and was applied in a thickness of 2 μm.

上記実験例において、No1の場合は、レジストの発泡は
認められなかったものの、レジストが現像液に溶解せず
実用上は好ましくないことが判明した。これは、レジス
トが高温に保持された状態で光照射を受けることによ
り、レジストが架橋・重合反応を起こしたためであると
考えられる。公知の文献により、一般にフェノールノボ
ラック・ナフトキノンジアジド系のレジストは約80℃以
上の高温で加熱された状態で光照射を受けると、架橋・
重合反応を起こすとされており、本発明のウエハ周辺露
光に際しても、この架橋・重合反応を起こす温度以下の
温度で実施することが望ましい。この温度は、レジスト
の種類により適宜決定する必要がある。
In the above experimental example, in the case of No. 1, although foaming of the resist was not recognized, it was found that the resist was not dissolved in the developing solution and was not preferable in practical use. It is considered that this is because the resist undergoes a crosslinking / polymerization reaction by being irradiated with light while being kept at a high temperature. According to known literature, generally, a phenol novolac / naphthoquinone diazide-based resist undergoes crosslinking / crosslinking when exposed to light at a high temperature of about 80 ° C. or higher.
It is said that a polymerization reaction is caused, and it is desirable to carry out exposure at the periphery of the wafer of the present invention at a temperature not higher than the temperature at which the crosslinking / polymerization reaction is caused. This temperature needs to be appropriately determined depending on the type of resist.

No2の実験例は、前述の実施例のデータと同一である。
この例でも、レジストの発泡は発見されず、現像後もレ
ジストの残留はなく、実用上最も好ましい。但し、各パ
ラメータの数値は、使用するレジストの特性により適宜
変えるのは勿論である。
The experimental example of No2 is the same as the data of the above-mentioned example.
In this example as well, no foaming of the resist was found and the resist did not remain after development, which is the most preferable in practice. However, it goes without saying that the numerical values of the respective parameters are appropriately changed depending on the characteristics of the resist used.

No3の実験例によると、第一の露光工程においては、レ
ジストの発泡は発生しなかったが、第二の露光工程後、
多数の発泡が発生した。これは、高い温度で保持しつつ
強い照度で露光したため、第一の露光工程においてガス
放出が行われなかった微量に残ったガス放出媒体から急
激にガスが発生したことによるものと考えられる。
According to the experimental example of No3, in the first exposure step, the foaming of the resist did not occur, but after the second exposure step,
Many foaming occurred. It is considered that this is because gas was rapidly generated from the small amount of the gas releasing medium that was not released in the first exposure step because the exposure was performed with a high illuminance while maintaining the temperature at a high temperature.

No4の実験例の場合は、第二の露光工程後にレジストの
発泡が20〜30個程度発見された。これは、第一の露光工
程における温度が低いためガスの生成速度がやや小さ
く、第一の露光工程においてガス放出媒体の反応・分解
放出が不充分であったためと考えられる。但しこの場合
も、回転数を増やすようにすれば、全体の照射時間は長
くなるものの発泡は防止できるものと考えられる。
In the case of the No. 4 experimental example, about 20 to 30 resist bubbles were found after the second exposure step. It is considered that this is because the gas generation rate was rather low due to the low temperature in the first exposure step, and the reaction / decomposition release of the gas release medium was insufficient in the first exposure step. However, also in this case, if the number of rotations is increased, it is considered that the foaming can be prevented although the total irradiation time becomes longer.

No5の実験例は、第一の露光工程を省略し、第二の露光
工程のみを行った例である。この場合は発泡が多数発生
し、実用上は使用不可である。
The No. 5 experimental example is an example in which the first exposure step is omitted and only the second exposure step is performed. In this case, a large amount of foaming occurs, which is practically unusable.

No6の実験例は、露光を第一の露光工程と第二の露光工
程に分けず、一回転のみで露光を行った例で、発泡が発
生しないように照度を小さくした例である。発泡は発生
しなかったものの、現像工程におけるレジスト除去に必
要な照射量を照射するためには、900秒/回転という長
時間の照射が必要で、生産性が著しく悪く実用上使用不
可である。
The experimental example of No. 6 is an example in which the exposure is not divided into the first exposure step and the second exposure step, and the exposure is performed by only one rotation, and the illuminance is reduced so that foaming does not occur. Although no bubbling occurred, irradiation for a long time of 900 seconds / revolution was necessary to irradiate the irradiation amount required for removing the resist in the developing step, and productivity was remarkably poor and practically unusable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の実施例や実験結果などによって説明した通り、本
発明のウエハ周辺露光方法は、第一の露光工程と第二の
露光工程とよりなり、第一の露光工程においてはウエハ
を加熱した状態でウエハを2回転以上回転させながら露
光し、その後第二の露光工程において、第一の露光工程
のときの照度より強い照度で、かつウエハを第一の露光
工程のウエハの温度より低い温度にしながら露光するこ
とを特徴とするので、レジストの発泡が生ぜず、かつ処
理時間を短くすることができるので、ウエハ周辺露光に
おける生産性の大幅な向上に貢献することができる。
As described above with reference to the examples and the experimental results, the wafer edge exposure method of the present invention includes the first exposure step and the second exposure step, and the wafer is heated in the first exposure step. Exposure is performed while rotating the wafer two or more times, and then in the second exposure step, the illuminance is higher than that in the first exposure step and the wafer is lower in temperature than the wafer temperature in the first exposure step. Since the exposure is a feature, the resist is not foamed and the processing time can be shortened, which can contribute to a great improvement in productivity in the wafer peripheral exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例のウエハ周辺露光方法説明する
ためのグラフ、第2図は該実施例のウエハ周辺露光方法
の実施に使用されるウエハ周辺露光装置の概略説明図、
第3図は本実施例における照射量を説明するための斜視
図、第4図は第一の露光工程におけるガス放出のメカニ
ズムを模式的に表した図、第5図はこのウエハの裏側へ
まわり込んだレジストを示すウエハの一部断面図、第6
図はウエハに露光された回路パターンの形状を示す図で
ある。 図中、 I……照度 T……レジストの温度 W……ウエハ Wp……ウエハ周辺部 1……光源ランプ 4……減光フィルタ 6……ライトガイドファイバ 7……回転ステージ を示す。
FIG. 1 is a graph for explaining a wafer peripheral exposure method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view of a wafer peripheral exposure apparatus used for carrying out the wafer peripheral exposure method according to the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the irradiation dose in this embodiment, FIG. 4 is a view schematically showing the mechanism of gas release in the first exposure step, and FIG. 5 is a view showing the back side of this wafer. Partial cross-sectional view of wafer showing embedded resist, 6th
The figure shows the shape of the circuit pattern exposed on the wafer. In the figure, I ... Illuminance T ... Resist temperature W ... Wafer Wp ... Wafer periphery 1 ... Light source lamp 4 ... Dimming filter 6 ... Light guide fiber 7 ... Rotating stage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レジストの塗布されたウエハを回転させな
がらライトガイドファイバで導かれた光をウエハ周辺部
に照射して露光するウエハ周辺露光方法において、 第一の露光工程と第二の露光工程とよりなり、 第一の露光工程においてはウエハを加熱した状態でウエ
ハを2回転以上回転させながら露光し、その後、第二の
露光工程において、第一の露光工程のときの照度より強
い照度で、かつウエハを第一の露光工程のウエハの温度
より低い温度にしながら露光することを特徴とするウエ
ハ周辺露光方法。
1. A wafer peripheral exposure method for exposing a wafer peripheral portion by irradiating light guided by a light guide fiber to a wafer while rotating a resist-coated wafer, the first exposing step and the second exposing step. In the first exposure step, the wafer is exposed while rotating it while rotating the wafer twice or more. Then, in the second exposure step, the illuminance is stronger than that in the first exposure step. And a wafer peripheral exposure method, which comprises exposing the wafer to a temperature lower than the temperature of the wafer in the first exposure step.
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