JP2005101497A

JP2005101497A - 現像方法

Info

Publication number: JP2005101497A
Application number: JP2004032897A
Authority: JP
Inventors: Chen Tang Lin; 林正堂; Chung Chih Yeh; 葉宗智; Ko Wei Peng; 彭克偉; Ming Feng Wu; 呉明鋒
Original assignee: Mosel Vitelic Inc
Current assignee: Mosel Vitelic Inc
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: US6916126B2; TW200512798A; JP4157481B2; TWI230974B; US20050063699A1

Abstract

【課題】従来技術に見られる諸欠点を回避しながら、現像溶液のウエファ上での残留を効果的に防止する。
【解決手段】現像プロセスのために提供された反応空間中に露出フォトレジストを具えたウエファを配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転し、ウエファの上下面を洗浄し、特定時間に亙りウエファの上面の洗浄を止め、下面は洗浄を続ける。また露出フォトレジストを具えたウエファをコーチング装置のチャック上に配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転してコーチング装置を抜気してウエファと溝の外壁との間に水壁を形成し、ウエファの上下面をノズルにより洗浄し、特定時間に亙ってウエファの上面の洗浄を止めるとともに下面の洗浄は続け、これによりウエファの下面上に残っている汚れを除く。
【選択図】図２

Description

この発明は現像方法に関するものであり、特にウエファの下面上における現像溶液の残留を防止する方法に関するものである。

図１に示すのは従来の現像コーチング装置の一例である。該装置は回転チャック１１とカップ１２と外壁１３と現像溶液ノズル１４と洗浄溶液ノズル１５、１７を有している。チャック１１は現像コーチング装置の反応空間内に配置されており、かつウエファ２をチャック１１上に保持する図示しない真空ポンプを具えている。

加えてチャック１１は図示しないモーターの回転軸に連結されており、昇降機構により上昇可能に支持されている。該モーターと昇降機構と真空ポンプとは全てチャック１１を動作させ制御する外部制御器に連結されている。

外壁１３がチャック１１を囲繞して反応空間を形成している。抜気通路１６が外壁１３の底部に配置されている。カップ１２は外壁１３により形成される反応空間内に配置されており、チャック１１は反応空間の中央に配置されている。さらにカップ１２は第１の内壁１２１と第２の内壁１２２を具えている。

この結果、第１と第２の内壁１２１、１２２の間に溝１２３が形成される。現像溶液ノズル１４と洗浄溶液ノズル１７とはともにチャック１１の上側に配置されて、現像プロセス中にウエファ２に必要な現像溶液と洗浄溶液とを提供する。第２の洗浄溶液ノズル１５はカップ１２上で第２の内壁１２２近くに配置され、ウエファ２の下面を洗浄すべく洗浄溶液を提供する。

一実施例においては、洗浄溶液、例えば純水がノズルによりスプレーされるが、ウエファ２の下面上に残留する現像溶液は完全には除くことはできない。この主な理由は、両内壁１２１、１２２および溝１２３がウエファ２の下面とカップ１２との間の隙間を通って現像溶液の一部が流れることを完全に防止できないからであり、これにより一部の現像溶液がウエファ２の下面上にまだ残留する。

従来方法では第２の洗浄溶液ノズル１５を採用して、ウエファ２の下面を洗浄しているが、第２の洗浄溶液ノズル１５は流れている現像溶液に達することができず、現像溶液が第２の洗浄溶液ノズル１５を通ってチャック１１内に流れ込む。さらに第２の洗浄溶液ノズル１５のみでは汚れが残ることを効果的には防止できない。

現像溶液がウエファの下面上に残留する問題を低減すべく、いくつかの従来技術が提供されているが、その効率は限られたものである。以下にその例を挙げる。

（１）チェックと洗浄を徐々に着実に行う。現像プロセスが完了した後で各ウエファを取り出してチェックする。ウエファ上に汚れが残っていたらウエファの下面を再度洗浄する。にも拘わらず作業員の不注意で適正でない表面を洗浄することが非常に起き易く、上面の回路が破壊される。加えてウエファを視認するだけではウエファ下面上の汚れは見逃され、現像プロセスの後続ステップにおいて影響が出てくることになる。

（２）現像溶液の量を低減する方法であり、これによりウエファの下面上の残留現像溶液量を低減するものである。しかしこの方法では、現像溶液が特定の範囲まで低減されるので、ウエファの品質に影響を及ぼす。その結果、現像溶液は現像プロセスにおける適正な量を制御することが困難となる。

（３）コーチング装置を改良する方法であるが、これでは装置の構造を重要視することになる。例えば第１の内壁１２１とウエファ２の下面との間のカップ１２の隙間をできるだけ小さくする。しかしこれによると現像溶液が逆流してウエファ２の下面を汚染する。その他にも現像溶液の量があまりに多いと、第１の内壁１２１とウエファ２間の隙間を現像溶液が流れることを防止できない。

両内壁１２１、１２２間の溝１２３が現像溶液の一部を阻止できるものの、過剰な現像溶液が第２の洗浄溶液ノズル１５を通ってチャック１１に流れ込むことになる。現像溶液がチャック１１に流れ込むと、ノズル１５がウエファの下面を完全に洗浄できず、現像溶液の一部が残留することになる。

（４）プロセスを改良する方法によると、適正なパラメータは得られるものの、誤ったパラメータが作業員により使用されると現像溶液がウエファの下面に残留するのを防止できず、しかも同じパラメータが異なるコーチング装置に使われることになる。

この発明の目的は、従来技術に見られる諸欠点を回避しながら、現像溶液のウエファ上での残留を効果的に防止することにある。

このためこの発明の一方法においては、現像プロセスのために提供された反応空間中に露出フォトレジストを具えたウエファを配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転し、ウエファの上下面を洗浄し、特定時間に亙りウエファの上面の洗浄を止め、下面は洗浄を続けることを要旨とする。

このためチャックとノズルと溝とを具えたコーチング装置に応用されるこの発明の他の方法においては、露出フォトレジストを具えたウエファをコーチング装置のチャック上に配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転してコーチング装置を抜気してウエファと溝の外壁との間に水壁を形成し、ウエファの上下面をノズルにより洗浄し、特定時間に亙ってウエファの上面の洗浄を止めるとともに下面の洗浄は続け、これによりウエファの下面上に残っている汚れを除くことを要旨とする。

この発明の一実施例を示すフローチャートである図２において、現像プロセスを実施する前に、フォトレジストをコーチングされたウエファが用意され、パターンが露出によりフォトレジストに移される。次いで露出したフォトレジストを有したウエファ２が運搬アームにより露出装置から図１のコーチング装置に移される。その後、ウエファ２は回転チャック１１上に配置されて、真空ポンプによりチャック１１上に保持固定される（ステップ２１）。

ついで現像溶液が現像溶液ノズル１４によりウエファ２の表面施与される（ステップ２２）。この間ウエファ２は低速で回転されている（ステップ２３）。しばらく静止した後に、ウエファ２上に現像プロセスが実施される。ついでウエファ２は高速回転され（ステップ２４）、この間ウエファの上下面はそれぞれ第１と第２の洗浄溶液ノズル１７、１５により洗浄される（ステップ２５）。これによりウエファ２の上面上の現像溶液は除かれて、現像溶液がウエファ２の下面上に残留することが防止される。

ついで第１の洗浄溶液ノズル１７がウエファ２の上面を洗浄することを停止して、第２の洗浄溶液ノズル１５は特定の時間に亙ってウエファ２の下面を洗浄することを続ける（ステップ２６）。この結果ノズル１５もまた停止し、現像プロセスが完結する。

上記したような実施例において、ステップ２３におけるウエファの回転速度は好ましくは３０〜９０ｒｐｍであり、ステップ２４における回転速度は好ましくは１０００〜４０００ｒｐｍである。さらにウエファの回転時間も増加される。

加えてノズル１５が施与する洗浄溶液のウエファの下面に対する入射角は実質的に９０度未満である。ウエファの下面を洗浄する２個のステップにおいて、洗浄する特定時間は少なくとも５秒に保たれる。

図３にこの発明の他の実施例を示す。同様に現像プロセスを実施する前に、ウエファがフォトレジストによりコーチングされ、パターンが露出によりフォトレジストに移される。ついで、露出フォトレジストを有したウエファが露出装置からコーチング装置に図１に示すように運搬アームにより移される。

その後ウエファ２が回転チャック１１上に配置され、真空ポンプにより保持固定される（ステップ３１）。洗浄溶液ノズル１４により現像溶液が施与されてウエファ２をコーチングする（ステップ３２）。この間ウエファは低速で回転され、反応空間が真空ポンプにより抜気される（ステップ３３）。

しばらく停止した後、現像プロセスがウエファ２上に実施される。ついでウエファ２が高速で回転され（ステップ３４）、この間ウエファの上下面がそれぞれ第１と第２の洗浄溶液ノズル１７、１５により洗浄される（ステップ３５）。

ついでウエファ２の上面上の現像溶液が除かれ、現像溶液が下面上に残留するのが防止される。ついでノズル１７が上面を洗浄するのを停止し、ノズル１５は下面を洗浄することを特定時間続行する（ステップ３６）。この結果、第２の洗浄溶液ノズルも停止し、現像プロセスが完結する（ステップ３７）。

以上の実施例において、洗浄溶液ノズルによりスプレーされる洗浄溶液は実質的に純水であってよい。加えて抜気するステップではコーチング装置の反応空間内で特定の方向に気流を流せばよい。さらに図４中４方向の矢印で示すように、ウエファ２の下面とカップ１２との間に外向きの流れ域が形成される。この外向きの流れ域によりウエファ２の下面とカップ１２との間の領域に現像溶液が流れ込むのが防止される。

さらに現像溶液が施与されるときに、ウエファ２が低速で回転されていると、第１の壁１２１とウエファ２の下面との間に水壁が形成される。現像溶液が隙間を流れてウエファ２の下面上に残留するのがさらに防止される。他方ウエファを洗浄する２ステップにより、ウエファの下面に汚れが残って後続のプロセスに影響するのを防止する前に、現像溶液はよりきれいに除かれる。

この発明は以上の記載に加えて種々の変更を加えることが可能である。

この発明はいかなる種類の現像コーチング装置にも応用され得るものである。

従来の現像コーチング装置を示す正面図であるこの発明の第１の実施例を示すフローチャートである。この発明の他の実施例を示すフローチャートである。コーチング装置が抜気されるときの空気の方向を示す正面図である。

符号の説明

１１：チャック
１２：カップ
１４：現像溶液ノズル
１５：洗浄溶液ノズル
１６：抜気通路
１７：洗浄溶液ノズル

Claims

現像プロセスのために提供された反応空間中に露出フォトレジストを具えたウエファを配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転し、ウエファの上下面を洗浄し、特定時間に亙りウエファの上面の洗浄を止め、下面は洗浄を続けることを特徴とする現像方法。
ウエファを回転するに際して、ウエファの回転速度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ウエファの回転と同時に反応空間を抜気することを特徴とする請求項１に記載の方法。
ウエファの下面洗浄をウエファ下側に配置されたノズルにより行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
ウエファの下面に対するノズルの入射角が実質的に９０度未満であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
ウエファの上面の洗浄を止め、下面は洗浄を続ける特定時間が少なくとも５秒であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
チャックとノズルと溝とを具えたコーチング装置に応用される現像方法であって、露出フォトレジストを具えたウエファをコーチング装置のチャック上に配置し、ウエファの表面上に現像溶液をコーチングし、ウエファを回転してコーチング装置を抜気してウエファと溝の外壁との間に水壁を形成し、ウエファの上下面をノズルにより洗浄し、特定時間に亙ってウエファの上面の洗浄を止めるとともに下面の洗浄は続け、これによりウエファの下面上に残っている汚れを除くことを特徴とする現像方法。
ウエファを回転するに際して、ウエファの回転速度を増加させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
ウエファの下面に対するノズルの入射角が実質的に９０度未満であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
ウエファの下面洗浄を続ける特定時間が少なくとも５秒であることを特徴とする請求項７に記載の方法。