JP2020006367A - スピンコーティング装置におけるクリーニングのための、基板材料の底部表面および／またはその縁部の最適露出 - Google Patents

スピンコーティング装置におけるクリーニングのための、基板材料の底部表面および／またはその縁部の最適露出 Download PDF

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Abstract

【課題】基板材料上に蓄積したフィルム形成物質をクリーニングできるように構成された、スピンコーティング装置を提供する。【解決手段】スピンコーティング装置は、ベースプレート１１２と、基板材料が配置されるように構成されたスピンチャック１０８と、スピンチャックと一緒に回転しベースプレートが同期するようにベースプレートをスピンチャックと係合させるように構成されたアクチュエータ機構とを含む。基板材料は、フィルム形成物質で被覆された上面と底面とを含む。ベースプレートと同期して共回転するように構成された蓋１１０の解除に応答して、アクチュエータ機構はさらにベースプレートをスピンチャックから外し、基板の底面とその縁部へのクリーニング機構の最適な露出を可能にするように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、一般にスピンコーティング装置に関し、より詳細には、スピンコーティング装置内でクリーニングするための基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出に関する件である。
優先権の主張
本出願は、２０１８年７月９日に出願されたＥＢＲノズルを使用した裏面エッジビード除去を有する半導体ウエハのフォトレジストコーティングのための方法およびシステムと題する米国仮特許出願第６２／６９５，８２６号の米国ユーティリティ・コンバージョン特許出願である。上記出願の内容は、その全体が参照により本書に組み込まれる。
基板材料（例えば、半導体ウェハ）は、その上面がフィルム形成物質（例えば、フォトレジスト材料）でコーティングされ、そしてスピンコーティング装置のスピンチャック上に置かれる。基板材料と共にスピンチャックを回転させることにより、基板材料の上面全体に均一にフィルム形成物質を分配することができる。しかしながら、前記回転はまた、基板材料の端部にいくらかのフィルム形成物質の蓄積を引き起こし得る。このこぼれは、基板材料の底面まで広がる可能性がある。
縁部蓄積およびこぼれのクリーニングは、基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングするために別々の分配アームまたは同様の要素を利用することを含み得る。このプロセスは、コーティングされた基板材料に関して化学的／粒子汚染を引き起こす可能性がある。
スピンコーティング装置においてクリーニングするための、基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出方法、装置および／またはシステムが開示される 。
一態様では、スピンコーティング装置は、ベースプレートと、基板材料が配置されるように構成されたスピンチャックと、ベースプレートが同期するようにベースプレートをスピンチャックと係合させるように構成されたアクチュエータ機構とを含み、スピンチャックと一緒に回転する。基板材料は上面と下面とを含み、上面はフィルム形成物質で被覆されるように構成された面である。ベースプレートがスピンチャックと係合している状態では、クリーニング機構がベースプレートの下にあり、基板材料の底面およびその縁部に最適露出していない。
ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成された蓋の解放に応答して、アクチュエータ機構はさらに、ベースプレートをスピンチャックから解放してベースプレートを回転させるように構成される。スピンチャックからのベースプレートの離脱は、ベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面およびその縁部に最適に露出されるようにベースプレートを下げるように構成される。
別の態様において、ある方法は、スピンコーティング装置のベースプレートの下にあり、ベースプレートのスピンチャックとベースプレートを係合した状態で基板材料の底面およびその縁部に最適に露出しないようにすることを含む。従ってスピンコーティング装置のスピンチャックを備えたベースプレートに沿う状態となる。スピンチャックは、上面および下面を含む基板材料をその上に配置するように構成される。上面は、フィルム形成物質で被覆されるように構成された表面である。ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。
ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の解放に応答して、この方法はまたスピンチャックからベースプレートを解放することも含む。これは、そのスピンチャックをベースプレートから解放し、そのベースプレートをスピンチャックからのベースプレートの離脱に従って下降させることも含む。これはベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面および縁部に最適に露出されるようにするためである。さらに、この方法は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングすることを含む。
さらに別の態様では、データ処理装置を介して読み取り可能であり、データ処理装置を介して実行可能な、その中に具現化された命令を含む非一時的媒体は、スピンコーティング装置を制御する命令を含む。制御命令は、ベースプレートのスピンチャックとベースプレートとの係合状態において、スピンコーティング装置のベースプレートの下に、かつ基板材料の底面およびそのエッジに最適に露出しないようにクリーニング機構をレンダリングする命令を含む。スピンチャックは、上面と下面とを含む基板材料をその上に配置するように構成され、上面はフィルム形成物質で被覆されるように構成される面である。
ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の解放に応答して、このコントロール命令はまたスピンチャックからベースプレートを解放することも含む。これは、そのスピンチャックをベースプレートから解放し、そのベースプレートをスピンチャックからベースプレートの離脱に従って下降させることも含む。これはベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面および縁部に最適に露出されるようにするためである。
さらに、制御命令は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその縁部のクリーニングを始めるための命令を含む。
他の特徴は、添付の図面および以下の詳細な説明で明白にする。
本発明の実施形態は、添付の図面の図に限定ではなく例として示されており、これらの図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
図１は、１つまたは複数の実施形態によるフォトレジストコーティングシステムの概略図である。 図２Ａは、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティングシステムのフォトレジストコーティング装置のスピンチャック上に配置されるように構成された半導体ウェハの概略図である。 図２Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、蓋が下げられてそのベースプレートと係合する、図１のフォトレジストコーティング装置の概略正面図である。 図２Ｃは、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティング装置のスピンチャック上のキースロットの概略図である。 図３Ａは、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティング装置のベースプレートからの蓋の離脱の概略正面図である。 図３Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、図２Ｂおよび図３Ａを通して表される操作の具体的な要約の概略図である。 図４は、１つまたは複数の実施形態による、スピンコーティング装置内で基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングすることを可能にすることに関与する操作を詳細に説明するプロセスフローダイアグラムである。
本実施形態の他の特徴は、添付の図面および以下の詳細な説明から明白にする。
例示的な実施形態は、以下に記載されるように、スピンコーティング装置内でクリーニングするための基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出の方法、装置および／またはシステムを提供するために使用され得る。本実施形態は特定の例示的実施形態を参照して説明されてきたが、様々な実施形態のより広い精神および範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がこれらの実施形態に対してなされ得ることは明らかとなる。
図１は、１つまたは複数の実施形態によるフォトレジストコーティングシステム１００を示す。内包されるように、１つ以上の実施形態において、フォトレジストコーティングシステム１００は、表面（例えば、半導体ウェハの基板）上にフォトレジスト（例えば、感光材料）のコーティングを可能にし得る。前記フォトレジストは表面への像の転写を可能にし得る。フォトレジストは業界にはよく知られている。それに関連する詳細な説明は、便宜上および明確さのために省略した。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティングシステム１００は、スピンコーティングプロセスによって上記の表面をフォトレジストでコーティングするように構成されたフォトレジストコーティング装置１０２を含めることができる。いくつかの実施形態では、フォトレジストコーティングシステム１００の一部としてのフォトレジストコーティング装置１０２は機械的、電子的および／または電気的に制御され得るが、図1に示すように、フォトレジストコーティング装置１０２の少なくともいくつかの制御は通信可能に結合されたデータ処理装置１０４を通して達成され得る。これらの実施形態では、データ処理装置１０４は、メモリ１５４（例えば揮発性および／または不揮発性メモリ）に通信可能に結合されたプロセッサ１５２（例えばマイクロプロセッサ）を含み得る。メモリ１５４は、プロセッサ１５２を介してアドレス指定可能な記憶場所を含み得る。ここで、プロセッサ１５２は、フォトレジストコーティング装置１０２の構成要素の所定の／予め設定された移動に関連する動作を実行することは可能である。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、スピンチャック１０８およびベースプレート１１２が内部で動作するエンクロージャ１１４を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、（後述する）半導体ウェハがその上に配置されるように構成されているプラットフォーム（例えば円形）とすることができる。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、その上に半導体ウェハをしっかりと固定し、高速で回転するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハの表面上にフォトレジスト材料を適用した後、スピンチャック１０８を回転させることにより、フォトレジスト材料を表面全体に均一に分配することができる。
１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２はエンクロージャ１１４内のスピンチャック１０８の下に配置された金属プレートとすることができる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合を可能にするように構成された蓋１１０を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０は、ベースプレート１１２と確実に係合するように初期位置から下げられるように適切な機構（後述するように、例えばデータ処理装置１０４による自動制御に基づいて）で操作され得る。次に、半導体ウェハが配置されるように構成されているスピンチャック１０８と係合する。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０を（例えば自動的に）持ち上げて、同じ適切な機構によって初期位置に戻すこともできる。
図２Ａは、１つまたは複数の実施形態による、スピンチャック１０８上に配置されるように構成された半導体ウェハ２０２を示す図である。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８と直接接触している半導体ウェハ２０２の表面（例えば、図２Ａに示すように底面２９４）に吸引力を加えることに基づいて、半導体ウェハ２０２をスピンチャック１０８上にしっかりと置くことができる。半導体ウェハ２０２がスピンチャック１０８上にしっかりと置かれると、図２Ａに示されるように、フォトレジスト材料が半導体ウェハ２０２の上面（例えば上面２９２）に塗布されてもよい。フォトレジスト材料を塗布する手動および自動手段の両方が、本明細書で論じられる例示的な実施形態の範囲内で想定され得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、上述のように高速で回転し、半導体ウェハ２０２の上面２９２にわたってフォトレジスト材料（例えば、図２Ａに示すフォトレジスト材料２４２）を均一に広げることができる。図２Ａはまた、１つまたは複数の実施形態による、半導体ウェハ２０２の縁部２５２を示す。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２を介して可能にされる同期回転プロセスについて、フォトレジスト材料２４２でコーティングされた半導体ウェハ２０２およびベースプレート１１２を含むスピンチャック１０８は同期して共に回転し得る。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハ２０２の上面２９２にわたってフォトレジスト材料２４２を分配するための低タービュランス環境を提供するために、フォトレジストコーティング装置１０２の蓋１１０を下げてベースプレート１１２にしっかりと固定し、同期して同方向に回転する。１つまたは複数の実施形態では、前記確実な固定により、コーティングされた半導体ウェハ２０２を上にして、スピンチャック１０８と共に同期回転するベースプレート１１２および蓋１１０が回転することがある。
図２Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、蓋１１０が下降してベースプレート１１２と係合するフォトレジストコーティング装置１０２を示す。図２Ｂは、本明細書で論じられる動作に固有の機構を明らかにするためのフォトレジストコーティング装置１０２の正面図であり得ることに留意されたい。１つまたは複数の実施形態では、上述のように、蓋１１０をその初期位置３５０から下げて、ベースプレート１１２の回転運動にロックすることができる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジスト塗布装置１０２は、蓋１１０を動作させて蓋１１２を初期位置３５０からベースプレート１１２を有するその固定位置まで移動させるための蓋機構３０２を有することができる。図２Ｂに開示されている蓋機構３０２は、例示目的のためだけのものである。上述した蓋１１０の移動を可能にする任意の蓋機構３０２は、本詳細で説明した例示的な実施形態の範囲内にある。
また、上で見たように、１つまたは複数の実施形態では、蓋機構３０２は、蓋１１０をロック位置から初期位置３５０まで持ち上げることを可能にし得る。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、ベースプレート１１２をスピンチャック１０８に向かって上昇させるのを可能にするのに十分な程度に加圧されるエアシリンダ３０８に関連するエアシリンダ機構３０６を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２による蓋１１０の固定は、ベースプレート１１２をスピンチャック１０８に向かって上昇させることを可能にするためにエアシリンダ３０８の加圧を自動的に始めることができる。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、スピンチャック１０８の回転軸として機能するように構成されたスピンドルチューブ３１０を含み得る。いくつかの実施形態では、スピンドルチューブ３１０は、エンクロージャ１１４内に配置されたスピンチャック１０８の構成要素であり得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンドルチューブ３１０は、（例えば、円筒形状の）スピンドルチューブ３１０を包むように構成されたスリーブ３１２と関連付けられてもよい。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０をベースプレート１１２に固定した後（例えば、蓋１１０をベースプレート１１２に固定することに応答して、またはそれとは無関係に）、エアシリンダ３０８の加圧によってスリーブ３１２が、エアシリンダ機構３０６、スリーブ３１２、およびベースプレート１１２の間の通信結合に基づいたスピンチャック１０８に向けベースプレート１１２を上げることができる。
図２Ｃは、１つまたは複数の実施形態による、スピンチャック１０８上のキースロット４０２を示す。図２Ｂに戻って参照すると、ベースプレート１１２は、１つまたは複数の実施形態に従って、その上にいくつかのロッキングピン３１６を含むベースプレートアセンブリ３１４の一部であり得る。図２Ｂは、説明の便宜上、２本のロッキングピン３１６を示している。１つまたは複数の実施形態では、スリーブ３１２を介してスピンチャック１０８に向かってベースプレート１１２を持ち上げることによって、ロックピン３１６をスピンチャック１０８内のキースロット４０２と係合させることができる。１つまたは複数の実施形態では、前記係合はまた、ベースプレート１１２の動きをスピンチャック１０８の動きとロックし、それによって同期回転を可能にする。スピンチャック１０８内の１つまたは複数のロッキングピン３１６および関連する１つまたは複数のキースロット４０２は、本詳細で論じる例示的実施形態に関連する概念の下でカバーされるのに十分であり得ることに留意されたい。
さらに、いくつかの実施形態では、キースロット４０２に類似のキースロットはスピンチャック１０８上ではなくベースプレート１１２／ベースプレートアセンブリ３１４上にあり得、ロックピン３１６に類似のロックピンはベースプレートアセンブリ３１４でなくスピンチャック１０８上にあり得ることに留意されたい。ここでキースロット４０２内のロッキングピン３１６の係合／解放は、上述した他の実施形態を考慮すると明らかであり得る。
フォトレジストコーティングの典型的な実施態様では、半導体ウェハ２０２上のフォトレジスト材料２４２の回転により、半導体ウェハ２０２の縁部２５２にフォトレジスト材料２４２が堆積することがある。前記堆積物は、半導体ウェハ２０２の底面２９４上にこぼれる可能性がある。半導体ウェハ２０２とフォトマスク（図示せず）との汚染のない裏面（例えば、底面２９４）との間の完全な接触が望まれるので、パターン露出の前にフォトレジスト材料２４２のエッジビードの除去および／または２９４底面のクリーニングが必要な場合がある。
典型的な解決策は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその端部２５２をクリーニングするために別々の分配アームまたは同様の要素を利用することを含み得る。これらでは、上記クリーニングにつき、問題点に関する未熟さと管理された環境の欠如による困難が起こりえる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、図２Ｂに示すように、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合状態で、ベースプレート１１２の下にクリーニングノズル３１８（例えば、エッジビード除去（ＥＢＲ）ノズル）を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、クリーニングノズル３１８は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／または半導体ウェハ２０２の縁部２５２をクリーニングするために適切な溶媒または流体を注入するように構成することができる。
しかしながら、１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２を蓋１１０と係合させる状態では、図２Ｂに示すように、クリーニングノズル３１８はベースプレート１１２の下にあり、半導体ウェハ２０２およびその縁２５２の底面２９４に最適に露出しない。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合は、スピンチャック１０８がベースプレート１１２の運動を制御することを可能にし得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２が蓋１１０に接しているとき、蓋１１０およびベースプレート１１２は共にスピンチャック１０８と同期して回転することができる。
図３Ａは、１つまたは複数の実施形態による、ベースプレート１１２からの蓋１１０の離脱を示す。図３Ａはその正面図である。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２のクリーニングを可能にするために、そこに格納されている命令の一部としてデータ処理装置１０４を通して前記解放を開始することができる。１つまたは複数の他の実施形態では、離脱はフォトレジストコーティング装置１０２への手動または自動の介入から生じ得る。１つまたは複数の実施形態では、解放の一部として、蓋機構３０２は、蓋１１０をロック位置から持ち上げて、蓋１１０をベースプレート１１２から解放することができる。１つまたは複数の実施形態では、前記解放により、蓋１１０が初期位置３５０に戻ることがある。
１つまたは複数の実施形態では、エアシリンダ機構３０６は、エアシリンダ３０８を通る圧力を下げ（例えば解放し）、スピンドルチューブ３１０に取り付けられた機構を解放することができる。言い換えれば、１つまたは複数の実施形態では、エアシリンダ３０８による圧力の低下により、スピンドルチューブ３１０の周囲のスリーブ３１２が下降し、それによってベースプレート１１２がスピンチャック３０８から外れることがある。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック３０８からのベースプレート１１２の係合解除の一部として、ベースアセンブリ３１４のロックピン３１６をスピンチャック１０８の対応するキースロット４０２から係合解除することができる。１つまたは複数の実施形態では、これによりスピンチャック１０８がベースプレート１１２から自由に回転することが可能になる。
１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック３０８からベースプレート１１２を外すと、ベースプレート１１２が下降することがある。いくつかの実施形態では、ベースプレート１１２の下降は、その固定点（図３Ａは、固定点５５０までのベースプレート１１２の移動方向を示す）まで継続することができる。この固定は、ベースプレート１１２の露出した穴５０２を通って突き出るクリーニングノズル３１８によるものであり得る。従って、１つまたは複数の実施形態では、クリーニングノズル３１８は、ベースプレート１１２の下降した後に（例えば、係止点５５０まで）、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄することを可能にし得る。露出孔５０２は、ウォッシュ洗浄／クリーン洗浄のためにクリーニングノズル３１８を半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２に最適に露出させるための１つの手段であり得るが、そのための他の手段は本明細書で論じる例示的実施形態の範囲内である。
図２Ｂは１つのみのクリーニングノズル３１８を示しているが、適切な位置にある２つ以上のクリーニングノズル３１８が本明細書で論じられる例示的な実施形態の範囲内にあることに留意されたい。一般化すると、ベースプレート１１２の下降は、「クリーニング機構」（例えば、クリーニングノズル３１８；ウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄のための他の形態および手段はここで議論されている例示的な実地形態の範囲内である）を半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２の表面にウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄のため最適に露出することができる。上述のように、１つまたは複数の実施形態では、係合解除ベースプレート１１２はスピンチャック１０８の回転とは無関係であり得る。逆に、１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、ベースプレート１１２を含むベースアセンブリ３１４とは無関係にスピンすることができる場合がある。
１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２の係止点５５０において、クリーニングノズル３１８は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄／ウォッシュ洗浄するために適切な溶媒の流れを噴出するように構成され得る。いくつかの他の実施形態では、一般化された「クリーニング機構」は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄するために適切なブラシ（図示せず）を使用することができる。
従って、ここで論じる例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２を洗浄するための１つまたは複数の外側分配アームの導入の必要性を分け、それによって追加の欠陥および／または化学的／粒子汚染を防止する。さらに、例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２および／またはその縁部２５２の底面２９４へのクリーニング機構の最適露出を可能にするために、フォトレジストコーティング装置（例えば、フォトレジストコーティング装置１０２）内のスピンチャック１０８に対するベースプレート１１２の第１の種類の係合／係合解除機構を構成する。さらにまた、例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２の回転、半導体ウェハ２０２の上面２９２の平坦化、および（例えばフォトレジスト材料２４２、１つまたは複数のクリーニング溶媒の）化学的使用量の低減のための低タービュランス環境を提供する。
上述したエアシリンダ機構３０６は、スピンチャック１０８と共に／からベースプレート１１２を係合／離脱するためにスピンドルチューブ３１０の周りでスリーブ３１２を作動および昇降させるための「アクチュエータ機構」と総称される。フォトレジストコーティング装置１０２を総称して「スピンコーティング装置」と呼ぶことがあることに留意すべきである。また、ここで論じられる例示的な実施形態に関連する概念は、ウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄する必要がある底面（例えば、底面２９４）および／または縁部（例えば２９４）の任意の「基板材料」（半導体ウェハ２０２は一例にすぎない）に適用可能であり得ることに留意すべきである。また、フォトレジスト材料２４２は、基板材料の上面（例えば上面２９２）にコーティングされるように構成された「フィルム形成物質」の単なる一例である。それらのクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄は、ここで論じられている例示的な実施形態の範囲内である。
図３Ｂは、図２Ｂに関して説明したように、１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２とフォトレジストコーティング装置１０２のスピンチャック１０８との係合、および図３Ａに関して説明したように、フォトレジストコーティング装置１０２のスピンチャック１０８からのベースプレート１１２の係合解除を要約する。また、いくつかの代替実施形態（明確にするために図示せず）では、キースロット４０２に類似のキースロットはスピンチャック１０８上ではなくベースプレート１１２／ベースプレートアセンブリ３１４上にあり、ロックピン３１６に類似のロックピンはベースプレートアセンブリ３１４の代わりにスピンチャック１０８上にある。上述したように、フォトレジストコーティング装置１０２の構成要素の移動に関連する全ての動作は、ノン・トランジトリ・マシン・リーダブル媒体（例えばハードディスク／ドライブ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ブルーレイディスク （登録商標））内に具現化された命令を読み取り実行するように構成されたデータ処理装置１０４を通して自動的に開始され得る。すべての合理的な変形は、ここで説明した例示的な実施形態の範囲内にある。
図４は、スピンコーティングにおいて基板材料（例えば、半導体ウェハ２０２）の底面（例えば、底面２９４）および／またはその縁部（例えば、縁部２５２）をクリーニングすることを可能にすることに関与する操作を詳述するプロセスフロー図を示す。すなわち１つまたは複数の実施形態によるスピンコーティング装置（例えばフォトレジストコーティング装置１０２）においてである。１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０２は、スピンコーティング装置のベースプレート（例えばベースプレート１１２）の下で、かつ基板材料の底面および/またはその縁部への最適な露出からクリーニング機構（例えばクリーニングノズル３１８）をレンダリングすることを含み得る。すなわちスピンコーティング装置のスピンチャック（例えばスピンチャック１０８）と係合している状態のベースプレートの縁部においてである。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャックは、上面（例えば上面２９２）およびその上に配置された底面を含む基板材料を有するように構成されてもよい。
１つまたは複数の実施形態では、上面は、フィルム形成物質（例えば、フォトレジスト材料２４２）でコーティングされるように構成された表面であり得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。１つまたは複数の実施形態では、ベースからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋（例えば蓋１１０）の係合解除に応答してステップ７０４において、オペレーション７０４は、ベースプレートをスピンチャックから外してスピンチャックをベースプレートから解放することを含む。
１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０６は、クリーニング機構が基板材料の底面および／またはその縁部に最適に露出されるように、スピンチャックからのベースプレートの離脱に従ってベースプレートを下げることを含み得る。すなわちベースプレートを通したクリーニング機構の出現についてである。１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０８は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその端部をクリーニングすることを含むことができる。
本実施形態は特定の例示的実施形態を参照して説明されてきたが、様々な実施形態のより広い精神および範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がこれらの実施形態に対してなされ得ることは明らかとなる。従って、この説明及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考えられるべきである。
本発明は、一般にスピンコーティング装置に関し、より詳細には、スピンコーティング装置内でクリーニングするための基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出に関する件である。
優先権の主張
本出願は、２０１８年７月９日に出願されたＥＢＲノズルを使用した裏面エッジビード除去を有する半導体ウエハのフォトレジストコーティングのための方法およびシステムと題する米国仮特許出願第６２／６９５，８２６号の米国ユーティリティ・コンバージョン特許出願である。上記出願の内容は、その全体が参照により本書に組み込まれる。
基板材料（例えば、半導体ウェハ）は、その上面がフィルム形成物質（例えば、フォトレジスト材料）でコーティングされ、そしてスピンコーティング装置のスピンチャック上に置かれる。基板材料と共にスピンチャックを回転させることにより、基板材料の上面全体に均一にフィルム形成物質を分配することができる。しかしながら、前記回転はまた、基板材料の端部にいくらかのフィルム形成物質の蓄積を引き起こし得る。このこぼれは、基板材料の底面まで広がる可能性がある。
縁部蓄積およびこぼれのクリーニングは、基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングするために別々の分配アームまたは同様の要素を利用することを含み得る。このプロセスは、コーティングされた基板材料に関して化学的／粒子汚染を引き起こす可能性がある。
スピンコーティング装置においてクリーニングするための、基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出方法、装置および／またはシステムが開示される 。
一態様では、スピンコーティング装置は、ベースプレートと、基板材料が配置されるように構成されたスピンチャックと、ベースプレートが同期するようにベースプレートをスピンチャックと係合させるように構成されたアクチュエータ機構とを含み、スピンチャックと一緒に回転する。基板材料は上面と下面とを含み、上面はフィルム形成物質で被覆されるように構成された面である。ベースプレートがスピンチャックと係合している状態では、クリーニング機構がベースプレートの下にあり、基板材料の底面およびその縁部に最適露出していない。
ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレー トと同期して共回転するように構成された蓋の解放に応答して、アクチュエータ機構はさらに、ベースプレートをスピンチャックから解放してベースプレートを回転させるように構成される。スピンチャックからのベースプレートの離脱は、ベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面およびその縁部に最適に露出されるようにベースプレートを下げるように構成される。
別の態様において、ある方法は、スピンコーティング装置のベースプレートの下にあり、ベースプレートのスピンチャックとベースプレートを係合した状態で基板材料の底面およびその縁部に最適に露出しないようにすることを含む。従ってスピンコーティング装置のスピンチャックを備えたベースプレートに沿う状態となる。スピンチャックは、上面および下面を含む基板材料をその上に配置するように構成される。上面は、フィルム形成物質で被覆されるように構成された表面である。ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。
ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の解放に応答して、この方法はまたスピンチャックからベースプレートを解放することも含む。これは、そのスピンチャックをベースプレートから解放し、そのベースプレートをスピンチャックからのベースプレートの離脱に従って下降させることも含む。これはベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面および縁部に最適に露出されるようにするためである。さらに、この方法は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングすることを含む。
さらに別の態様では、データ処理装置を介して読み取り可能であり、データ処理装置を介して実行可能な、その中に具現化された命令を含む非一時的媒体は、スピンコーティング装置を制御する命令を含む。制御命令は、ベースプレートのスピンチャックとベースプレートとの係合状態において、スピンコーティング装置のベースプレートの下に、かつ基板材料の底面およびそのエッジに最適に露出しないようにクリーニング機構をレンダリングする命令を含む。スピンチャックは、上面と下面とを含む基板材料をその上に配置するように構成され、上面はフィルム形成物質で被覆されるように構成される面である。
ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の解放に応答して、このコントロール命令はまたスピンチャックからベースプレートを解放することも含む。これは、そのスピンチャックをベースプレートから解放し、そのベースプレートをスピンチャックからベースプレートの離脱に従って下降させることも含む。これはベースプレートを通るクリーニング機構の出現に基づいてクリーニング機構が基板材料の底面および縁部に最適に露出されるようにするためである。
さらに、制御命令は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその縁部のクリーニングを始めるための命令を含む。
他の特徴は、添付の図面および以下の詳細な説明で明白にする。
本発明の実施形態は、添付の図面の図に限定ではなく例として示されており、これらの図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
図１は、１つまたは複数の実施形態によるフォトレジストコーティングシステムの概略図である。 図２は、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティングシステムのフォトレジストコーティング装置のスピンチャック上に配置されるように構成された半導体ウェハの概略図である。 図３は、１つまたは複数の実施形態による、蓋が下げられてそのベースプレートと係合する、図１のフォトレジストコーティング装置の概略正面図である。 図４は、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティング装置のスピンチャック上のキースロットの概略図である。 図５は、１つまたは複数の実施形態による、図１のフォトレジストコーティング装置のベースプレートからの蓋の離脱の概略正面図である。 図６は、１つまたは複数の実施形態による、図３および図５を通して表される操作の具体的な要約の概略図である。 図７は、１つまたは複数の実施形態による、スピンコーティング装置内で基板材料の底面および／またはその縁部をクリーニングすることを可能にすることに関与する操作を詳細に説明するプロセスフローダイアグラムである。
本実施形態の他の特徴は、添付の図面および以下の詳細な説明から明白にする。
例示的な実施形態は、以下に記載されるように、スピンコーティング装置内でクリーニングするための基板材料の底面および／またはその縁部の最適露出の方法、装置および／またはシステムを提供するために使用され得る。本実施形態は特定の例示的実施形態を参照して説明されてきたが、様々な実施形態のより広い精神および範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がこれらの実施形態に対してなされ得ることは明らかとなる。
図１は、１つまたは複数の実施形態によるフォトレジストコーティングシステム１００を示す。内包されるように、１つ以上の実施形態において、フォトレジストコーティングシステム１００は、表面（例えば、半導体ウェハの基板）上にフォトレジスト（例えば、感光材料）のコーティングを可能にし得る。前記フォトレジストは表面への像の転写を可能にし得る。フォトレジストは業界にはよく知られている。それに関連する詳細な説明は、便宜上および明確さのために省略した。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティングシステム１００は、スピンコーティングプロセスによって上記の表面をフォトレジストでコーティングするように構成されたフォトレジストコーティング装置１０２を含めることができる。いくつかの実施形態では、フォトレジストコーティングシステム１００の一部としてのフォトレジストコーティング装置１０２は機械的、電子的および／または電気的に制御され得るが、図1に示すように、フォトレジストコーティング装置１０２の少なくともいくつかの制御は通信可能に結合されたデータ処理装置１０４を通して達成され得る。これらの実施形態では、データ処理装置１０４は、メモリ１５４（例えば揮発性および／または不揮発性メモリ）に通信可能に結合されたプロセッサ１５２（例えばマイクロプロセッサ）を含み得る。メモリ１５４は、プロセッサ１５２を介してアドレス指定可能な記憶場所を含み得る。ここで、プロセッサ１５２は、フォトレジストコーティング装置１０２の構成要素の所定の／予め設定された移動に関連する動作を実行することは可能である。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、スピンチャック１０８およびベースプレート１１２が内部で動作するエンクロージャ１１４を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、（後述する）半導体ウェハがその上に配置されるように構成されているプラットフォーム（例えば円形）とすることができる。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、その上に半導体ウェハをしっかりと固定し、高速で回転するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハの表面上にフォトレジスト材料を適用した後、スピンチャック１０８を回転させることにより、フォトレジスト材料を表面全体に均一に分配することができる。
１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２はエンクロージャ１１４内のスピンチャック１０８の下に配置された金属プレートとすることができる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合を可能にするように構成された蓋１１０を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０は、ベースプレート１１２と確実に係合するように初期位置から下げられるように適切な機構（後述するように、例えばデータ処理装置１０４による自動制御に基づいて）で操作され得る。次に、半導体ウェハが配置されるように構成されているスピンチャック１０８と係合する。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０を（例えば自動的に）持ち上げて、同じ適切な機構によって初期位置に戻すこともできる。
図２は、１つまたは複数の実施形態による、スピンチャック１０８上に配置されるように構成された半導体ウェハ２０２を示す図である。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８と直接接触している半導体ウェハ２０２の表面（例えば、図２に示すように底面２９４）に吸引力を加えることに基づいて、半導体ウェハ２０２をスピンチャック１０８上にしっかりと置くことができる。半導体ウェハ２０２がスピンチャック１０８上にしっかりと置かれると、図２に示されるように、フォトレジスト材料が半導体ウェハ２０２の上面（例えば上面２９２）に塗布されてもよい。フォトレジスト材料を塗布する手動および自動手段の両方が、本明細書で論じられる例示的な実施形態の範囲内で想定され得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、上述のように高速で回転し、半導体ウェハ２０２の上面２９２にわたってフォトレジスト材料（例えば、図２に示すフォトレジスト材料２４２）を均一に広げることができる。図２はまた、１つまたは複数の実施形態による、半導体ウェハ２０２の縁部２５２を示す。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２を介して可能にされる同期回転プロセスについて、フォトレジスト材料２４２でコーティングされた半導体ウェハ２０２およびベースプレート１１２を含むスピンチャック１０８は同期して共に回転し得る。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハ２０２の上面２９２にわたってフォトレジスト材料２４２を分配するための低タービュランス環境を提供するために、フォトレジストコーティング装置１０２の蓋１１０を下げてベースプレート１１２にしっかりと固定し、同期して同方向に回転する。１つまたは複数の実施形態では、前記確実な固定により、コーティングされた半導体ウェハ２０２を上にして、スピンチャック１０８と共に同期回転するベースプレート１１２および蓋１１０が回転することがある。
図３は、１つまたは複数の実施形態による、蓋１１０が下降してベースプレート１１２と係合するフォトレジストコーティング装置１０２を示す。図３は、本明細書で論じられる動作に固有の機構を明らかにするためのフォトレジストコーティング装置１０２の正面図であり得ることに留意されたい。１つまたは複数の実施形態では、上述のように、蓋１１０をその初期位置３５０から下げて、ベースプレート１１２の回転運動にロックすることができる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジスト塗布装置１０２は、蓋１１０を動作させて蓋１１２を初期位置３５０からベースプレート１１２を有するその固定位置まで移動させるための蓋機構３０２を有することができる。図３に開示されている蓋機構３０２は、例示目的のためだけのものである。上述した蓋１１０の移動を可能にする任意の蓋機構３０２は、本詳細で説明した例示的な実施形態の範囲内にある。
また、上で見たように、１つまたは複数の実施形態では、蓋機構３０２は、蓋１１０をロック位置から初期位置３５０まで持ち上げることを可能にし得る。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、ベースプレート１１２をスピンチャック１０８に向かって上昇させるのを可能にするのに十分な程度に加圧されるエアシリンダ３０８に関連するエアシリンダ機構３０６を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２による蓋１１０の固定は、ベースプレート１１２をスピンチャック１０８に向かって上昇させることを可能にするためにエアシリンダ３０８の加圧を自動的に始めることができる。
１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、スピンチャック１０８の回転軸として機能するように構成されたスピンドルチューブ３１０を含み得る。いくつかの実施形態では、スピンドルチューブ３１０は、エンクロージャ１１４内に配置されたスピンチャック１０８の構成要素であり得る。１つまたは複数の実施形態では、スピンドルチューブ３１０は、（例えば、円筒形状の）スピンドルチューブ３１０を包むように構成されたスリーブ３１２と関連付けられてもよい。１つまたは複数の実施形態では、蓋１１０をベースプレート１１２に固定した後（例えば、蓋１１０をベースプレート１１２に固定することに応答して、またはそれとは無関係に）、エアシリンダ３０８の加圧によってスリーブ３１２が、エアシリンダ機構３０６、スリーブ３１２、およびベースプレート１１２の間の通信結合に基づいたスピンチャック１０８に向けベースプレート１１２を上げることができる。
図４は、１つまたは複数の実施形態による、スピンチャック１０８上のキースロット４０２を示す。図３に戻って参照すると、ベースプレート１１２は、１つまたは複数の実施形態に従って、その上にいくつかのロッキングピン３１６を含むベースプレートアセンブリ３１４の一部であり得る。図３は、説明の便宜上、２本のロッキングピン３１６を示している。１つまたは複数の実施形態では、スリーブ３１２を介してスピンチャック１０８に向かってベースプレート１１２を持ち上げることによって、ロックピン３１６をスピンチャック１０８内のキースロット４０２と係合させることができる。１つまたは複数の実施形態では、前記係合はまた、ベースプレート１１２の動きをスピンチャック１０８の動きとロックし、それによって同期回転を可能にする。スピンチャック１０８内の１つまたは複数のロッキングピン３１６および関連する１つまたは複数のキースロット４０２は、本詳細で論じる例示的実施形態に関連する概念の下でカバーされるのに十分であり得ることに留意されたい。
さらに、いくつかの実施形態では、キースロット４０２に類似のキースロットはスピンチャック１０８上ではなくベースプレート１１２／ベースプレートアセンブリ３１４上にあり得、ロックピン３１６に類似のロックピンはベースプレートアセンブリ３１４でなくスピンチャック１０８上にあり得ることに留意されたい。ここでキースロット４０２内のロッキングピン３１６の係合／解放は、上述した他の実施形態を考慮すると明らかであり得る。
フォトレジストコーティングの典型的な実施態様では、半導体ウェハ２０２上のフォトレジスト材料２４２の回転により、半導体ウェハ２０２の縁部２５２にフォトレジスト材料２４２が堆積することがある。前記堆積物は、半導体ウェハ２０２の底面２９４上にこぼれる可能性がある。半導体ウェハ２０２とフォトマスク（図示せず）との汚染のない裏面（例えば、底面２９４）との間の完全な接触が望まれるので、パターン露出の前にフォトレジスト材料２４２のエッジビードの除去および／または２９４底面のクリーニングが必要な場合がある。
典型的な解決策は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその端部２５２をクリーニングするために別々の分配アームまたは同様の要素を利用することを含み得る。これらでは、上記クリーニングにつき、問題点に関する未熟さと管理された環境の欠如による困難が起こりえる。１つまたは複数の実施形態では、フォトレジストコーティング装置１０２は、図３に示すように、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合状態で、ベースプレート１１２の下にクリーニングノズル３１８（例えば、エッジビード除去（ＥＢＲ）ノズル）を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、クリーニングノズル３１８は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／または半導体ウェハ２０２の縁部２５２をクリーニングするために適切な溶媒または流体を注入するように構成することができる。
しかしながら、１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２を蓋１１０と係合させる状態では、図３に示すように、クリーニングノズル３１８はベースプレート１１２の下にあり、半導体ウェハ２０２およびその縁２５２の底面２９４に最適に露出しない。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２とスピンチャック１０８との係合は、スピンチャック１０８がベースプレート１１２の運動を制御することを可能にし得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２が蓋１１０に接しているとき、蓋１１０およびベースプレート１１２は共にスピンチャック１０８と同期して回転することができる。
図５は、１つまたは複数の実施形態による、ベースプレート１１２からの蓋１１０の離脱を示す。図５はその正面図である。１つまたは複数の実施形態では、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２のクリーニングを可能にするために、そこに格納されている命令の一部としてデータ処理装置１０４を通して前記解放を開始することができる。１つまたは複数の他の実施形態では、離脱はフォトレジストコーティング装置１０２への手動または自動の介入から生じ得る。１つまたは複数の実施形態では、解放の一部として、蓋機構３０２は、蓋１１０をロック位置から持ち上げて、蓋１１０をベースプレート１１２から解放することができる。１つまたは複数の実施形態では、前記解放により、蓋１１０が初期位置３５０に戻ることがある。
１つまたは複数の実施形態では、エアシリンダ機構３０６は、エアシリンダ３０８を通る圧力を下げ（例えば解放し）、スピンドルチューブ３１０に取り付けられた機構を解放することができる。言い換えれば、１つまたは複数の実施形態では、エアシリンダ３０８による圧力の低下により、スピンドルチューブ３１０の周囲のスリーブ３１２が下降し、それによってベースプレート１１２がスピンチャック３０８から外れることがある。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック３０８からのベースプレート１１２の係合解除の一部として、ベースアセンブリ３１４のロックピン３１６をスピンチャック１０８の対応するキースロット４０２から係合解除することができる。１つまたは複数の実施形態では、これによりスピンチャック１０８がベースプレート１１２から自由に回転することが可能になる。
１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック３０８からベースプレート１１２を外すと、ベースプレート１１２が下降することがある。いくつかの実施形態では、ベースプレート１１２の下降は、その固定点（図５は、固定点５５０までのベースプレート１１２の移動方向を示す）まで継続することができる。この固定は、ベースプレート１１２の露出した穴５０２を通って突き出るクリーニングノズル３１８によるものであり得る。従って、１つまたは複数の実施形態では、クリーニングノズル３１８は、ベースプレート１１２の下降した後に（例えば、係止点５５０まで）、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄することを可能にし得る。露出孔５０２は、ウォッシュ洗浄／クリーン洗浄のためにクリーニングノズル３１８を半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２に最適に露出させるための１つの手段であり得るが、そのための他の手段は本明細書で論じる例示的実施形態の範囲内である。
図３は１つのみのクリーニングノズル３１８を示しているが、適切な位置にある２つ以上のクリーニングノズル３１８が本明細書で論じられる例示的な実施形態の範囲内にあることに留意されたい。一般化すると、ベースプレート１１２の下降は、「クリーニング機構」（例えば、クリーニングノズル３１８；ウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄のための他の形態および手段はここで議論されている例示的な実地形態の範囲内である）を半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２の表面にウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄のため最適に露出することができる。上述のように、１つまたは複数の実施形態では、係合解除ベースプレート１１２はスピンチャック１０８の回転とは無関係であり得る。逆に、１つまたは複数の実施形態では、スピンチャック１０８は、ベースプレート１１２を含むベースアセンブリ３１４とは無関係にスピンすることができる場合がある。
１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２の係止点５５０において、クリーニングノズル３１８は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄／ウォッシュ洗浄するために適切な溶媒の流れを噴出するように構成され得る。いくつかの他の実施形態では、一般化された「クリーニング機構」は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２をクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄するために適切なブラシ（図示せず）を使用することができる。
従って、ここで論じる例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２の底面２９４および／またはその縁部２５２を洗浄するための１つまたは複数の外側分配アームの導入の必要性を分け、それによって追加の欠陥および／または化学的／粒子汚染を防止する。さらに、例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２および／またはその縁部２５２の底面２９４へのクリーニング機構の最適露出を可能にするために、フォトレジストコーティング装置（例えば、フォトレジストコーティング装置１０２）内のスピンチャック１０８に対するベースプレート１１２の第１の種類の係合／係合解除機構を構成する。さらにまた、例示的な実施形態は、半導体ウェハ２０２の回転、半導体ウェハ２０２の上面２９２の平坦化、および（例えばフォトレジスト材料２４２、１つまたは複数のクリーニング溶媒の）化学的使用量の低減のための低タービュランス環境を提供する。
上述したエアシリンダ機構３０６は、スピンチャック１０８と共に／からベースプレート１１２を係合／離脱するためにスピンドルチューブ３１０の周りでスリーブ３１２を作動および昇降させるための「アクチュエータ機構」と総称される。フォトレジストコーティング装置１０２を総称して「スピンコーティング装置」と呼ぶことがあることに留意すべきである。また、ここで論じられる例示的な実施形態に関連する概念は、ウォッシュ洗浄および／またはクリーン洗浄する必要がある底面（例えば、底面２９４）および／または縁部（例えば２９４）の任意の「基板材料」（半導体ウェハ２０２は一例にすぎない）に適用可能であり得ることに留意すべきである。また、フォトレジスト材料２４２は、基板材料の上面（例えば上面２９２）にコーティングされるように構成された「フィルム形成物質」の単なる一例である。それらのクリーン洗浄および／またはウォッシュ洗浄は、ここで論じられている例示的な実施形態の範囲内である。
図６は、図３に関して説明したように、１つまたは複数の実施形態では、ベースプレート１１２とフォトレジストコーティング装置１０２のスピンチャック１０８との係合、および図５に関して説明したように、フォトレジストコーティング装置１０２のスピンチャック１０８からのベースプレート１１２の係合解除を要約する。また、いくつかの代替実施形態（明確にするために図示せず）では、キースロット４０２に類似のキースロットはスピンチャック１０８上ではなくベースプレート１１２／ベースプレートアセンブリ３１４上にあり、ロックピン３１６に類似のロックピンはベースプレートアセンブリ３１４の代わりにスピンチャック１０８上にある。上述したように、フォトレジストコーティング装置１０２の構成要素の移動に関連する全ての動作は、ノン・トランジトリ・マシン・リーダブル媒体（例えばハードディスク／ドライブ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ブルーレイディスク （登録商標））内に具現化された命令を読み取り実行するように構成されたデータ処理装置１０４を通して自動的に開始され得る。すべての合理的な変形は、ここで説明した例示的な実施形態の範囲内にある。
図７は、スピンコーティングにおいて基板材料（例えば、半導体ウェハ２０２）の底面（例えば、底面２９４）および／またはその縁部（例えば、縁部２５２）をクリーニングすることを可能にすることに関与する操作を詳述するプロセスフロー図を示す。すなわち１つまたは複数の実施形態によるスピンコーティング装置（例えばフォトレジストコーティング装置１０２）においてである。１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０２は、スピンコーティング装置のベースプレート（例えばベースプレート１１２）の下で、かつ基板材料の底面および/またはその縁部への最適な露出からクリーニング機構（例えばクリーニングノズル３１８）をレンダリングすることを含み得る。すなわちスピンコーティング装置のスピンチャック（例えばスピンチャック１０８）と係合している状態のベースプレートの縁部においてである。１つまたは複数の実施形態では、スピンチャックは、上面（例えば上面２９２）およびその上に配置された底面を含む基板材料を有するように構成されてもよい。
１つまたは複数の実施形態では、上面は、フィルム形成物質（例えば、フォトレジスト材料２４２）でコーティングされるように構成された表面であり得る。１つまたは複数の実施形態では、ベースプレートは、係合状態にあるコーティングされた基板材料と共にスピンチャックと同期してスピンするように構成されている。１つまたは複数の実施形態では、ベースからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋（例えば蓋１１０）の係合解除に応答してステップ７０４において、オペレーション７０４は、ベースプレートをスピンチャックから外してスピンチャックをベースプレートから解放することを含む。
１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０６は、クリーニング機構が基板材料の底面および／またはその縁部に最適に露出されるように、スピンチャックからのベースプレートの離脱に従ってベースプレートを下げることを含み得る。すなわちベースプレートを通したクリーニング機構の出現についてである。１つまたは複数の実施形態では、オペレーション７０８は、最適露出に基づくクリーニング機構を利用して基板材料の底面および／またはその端部をクリーニングすることを含むことができる。
本実施形態は特定の例示的実施形態を参照して説明されてきたが、様々な実施形態のより広い精神および範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がこれらの実施形態に対してなされ得ることは明らかとなる。従って、この説明及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考えられるべきである。

Claims (20)

  1. スピンコーティング装置であって、
    ベースプレートと、
    基板材料が配置されるように構成されたスピンチャックであって、前記基板材料は上面および下面を含み、前記上面はフィルム形成物質でコーティングされるように構成された面である、スピンチャックと、
    前記ベースプレートを前記スピンチャックと係合させるように構成されたアクチュエータ機構であって、前記ベースプレートが前記スピンチャックと同期して回転するように構成されている、アクチュエータ機構と、
    を含み、
    前記ベースプレートが前記スピンチャックと係合している状態では、クリーニング機構が前記ベースプレートの下にあり、前記基板材料の前記下面およびその縁部に最適露出しておらず、
    前記アクチュエータ機構はさらに、
    前記ベースプレートからの前記スピンチャックと共に前記ベースプレートが同期回転中に前記ベースプレートと同期して共回転するように構成された蓋の離脱に応答して、前記ベースプレートを前記スピンチャックから離脱させて前記スピンチャックを前記ベースプレートから解放するように構成され、
    前記スピンチャックからの前記ベースプレートの離脱は、前記ベースプレートを通る前記クリーニング機構の出現に基づいて、前記クリーニング機構が前記基板材料の前記下面およびその前記縁部に最適に露出されるように、前記ベースプレートを下げるように構成される、
    スピンコーティング装置。
  2. 前記基板材料は半導体ウェハであることと、
    前記フィルム形成物質はフォトレジスト材料であることと、
    前記クリーニング機構はエッジビード除去（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＥＢＲ）ノズルであることと、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスピンコーティング装置。
  3. 前記アクチュエータ機構がエアシリンダと関連付けられ、前記エアシリンダは、
    前記スピンチャックへの上方への前記ベースプレートの移動に基づいて前記ベースプレートと前記スピンチャックとの係合を可能にするように加圧され、
    前記スピンチャックからの前記ベースプレートの離脱を可能にするために圧力を解放する、ように構成される、
    請求項１に記載のスピンコーティング装置。
  4. 前記スピンチャックは、その回転軸として機能するように構成されたスピンドルチューブと関連していることと、
    前記スピンドルチューブの周りのスリーブは、前記スピンチャックへの上方への前記ベースプレートの移動を可能にするために、前記エアシリンダを通る加圧に基づいて持ち上げられるように構成されることと、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載のスピンコーティング装置。
  5. 前記ベースプレートと前記スピンチャックとの係合を可能にするために、前記ベースプレートを含む前記スピンコーティング装置のベースプレートアセンブリと前記スピンチャックとのうちの１つが、前記スピンチャックと前記ベースプレートアセンブリとのうちの対応する１つの対応する少なくとも１つのキースロット内に受容されるように構成された少なくとも１つのロッキングピンを含む、請求項４に記載のスピンコーティング装置。
  6. 前記クリーニング機構が、エッジビード除去（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＥＢＲ）ノズルである、請求項１に記載のスピンコーティング装置。
  7. 前記基板材料の前記下面およびその前記縁部への前記クリーニング機構の最適な露出は、前記ベースプレートの露出孔を介して行われ、前記クリーニング機構は前記下面へのその最適な露出のために前記露出孔を介して突き出すように構成されている、請求項１に記載のスピンコーティング装置。
  8. ベースプレートをスピンコーティング装置のスピンチャックと係合させた状態で、クリーニング機構を前記スピンコーティング装置の前記ベースプレートの下に配置して基板材料の下面およびその縁部に最適に露出させないことであって、前記スピンチャックは上面および前記下面を含む基板材料をその上に配置するように構成され、前記上面はフィルム形成物質でコーティングされるように構成された面であり、前記ベースプレートは係合状態のコーティングされた基材材料を伴う前記スピンチャックと同期して回転するように構成される、ことと、
    前記ベースプレートからの前記スピンチャックと共に前記ベースプレートが同期回転中に前記ベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の離脱に応答して、前記ベースプレートを前記スピンチャックから離脱させて前記ベースプレートから前記スピンチャックを解放することと、
    前記ベースプレートを通した前記クリーニング機構の出現に基づいて、前記クリーニング機構が前記基板材料の前記下面およびその前記縁部に最適に露出されるように、前記スピンチャックからの前記ベースプレートの離脱に従ってベースプレートを下げることと、
    最適露出に基づく前記クリーニング機構を利用して、前記基板材料の前記下面とその前記縁部とのうちの少なくとも１つをクリーニングすることと、
    を含む方法。
  9. 前記基板材料は半導体ウェハであることと、
    前記フィルム形成物質はフォトレジスト材料であることと、
    前記クリーニング機構はエッジビード除去（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＥＢＲ）ノズルであることと、
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
  10. エアシリンダと関連付けられたアクチュエータ機構を使用して、前記ベースプレートを前記スピンチャックと係合させる、および前記スピンチャックからそれを離脱させることであって、前記エアシリンダは、
    前記スピンチャックへの上方への前記ベースプレートの移動に基づいて前記ベースプレートと前記スピンチャックとの係合を可能にするように加圧され、
    前記スピンチャックからの前記ベースプレートの離脱を可能にするために圧力を解放するように構成される、ことを含む方法。
  11. 前記スピンチャックへの上方への前記ベースプレートの移動を可能にするために、前記エアシリンダを通る加圧に基づいて、前記スピンチャックと関連付けられたスピンドルチューブの周りにスリーブを持ち上げることであって、前記スピンドルチューブは前記スピンチャックの回転軸として機能するように構成されている、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ベースプレートと前記スピンチャックとの係合を可能にするために、前記ベースプレートを含む前記スピンコーティング装置のベースプレートアセンブリと前記スピンチャックとのうちの１つの少なくとも１つのロッキングピンを、前記スピンチャックと前記ベースプレートアセンブリとのうちの対応する１つの対応する少なくとも１つのキースロット内に受容する、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記クリーニング機構はエッジビード除去（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＥＢＲ）ノズルである、請求項８に記載の方法。
  14. 前記ベースプレートの露出孔を介して行われる、前記基板材料の前記下面およびその前記縁部への前記クリーニング機構の最適な露出を含み、前記クリーニング機構は前記下面へのその最適な露出のために前記露出口を通して突き出すように構成される、請求項８に記載の方法。
  15. ノン・トランジトリ媒体であって、データ処理装置を介して読み取り可能なおよびデータ処理装置を介して実行可能なその中に組み込まれた命令と、スピンコーティング装置を制御するための命令とを含み、前記制御命令は、
    ベースプレートをスピンコーティング装置のスピンチャックと係合させた状態で、クリーニング機構をスピンコーティング装置のベースプレートの下に配置して基板材料の底面およびそのエッジに最適に露出させない命令と、
    スピンコーティング装置のスピンチャックとベースプレートは係合状態で、前記スピンチャックは上面および下面を含む基板材料をその上に配置するように構成され、上面はフィルム形成物質でコーティングされるように構成された面であり、ベースプレートは係合状態のコーティングされた基材材料を伴うスピンチャックとともに同期して回転するように構成される命令と、
    ベースプレートからのスピンチャックと共にベースプレートが同期回転中にベースプレートと同期して共回転するように構成されたスピンコーティング装置の蓋の解放に応答して、ベースプレートをスピンチャックから解放してベースプレートからスピンチャックを自由にする命令と、
    スピンチャックからのベースプレートの離脱に従ってベースプレートを下げることでクリーニング機構が基板材料の底面およびその縁部に最適に露出される命令であって、ベースプレートを通したクリーニング機構の出現に基づき、最適露光に基づくクリーニング機構を利用して、基板材料の底面とその縁部とのうちの少なくとも１つをクリーニングする開始となる命令と、
    を含む、ノン・トランジトリ媒体
  16. 基板材料は半導体ウェハであることと、
    フィルム形成物質はフォトレジスト材料であることと、
    クリーニング機構はエッジビード除去（Ｅｄｇｅ Ｂｅａｄ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＥＢＲ）ノズルであることと、
    のうちの少なくとも１つと互換性のある、制御命令を含む、請求項１５に記載のノン・トランジトリ媒体。
  17. エアシリンダに関連するアクチュエータ機構を使用して、前記ベースプレートと前記スピンチャックとの係合および前記スピンチャックからの係合解除を行うための制御命令を含み、前記アクチュエータ機構は、
    スピンチャックへの上方へのベースプレートの移動に基づいてベースプレートとスピンチャックとの係合を可能にするように加圧され、
    スピンチャックからのベースプレートの離脱を可能にするために圧力を解放する、 請求項１５に記載のノン・トランジトリ媒体。
  18. 前記スピンチャックへの上方への前記ベースプレートの移動を可能にするために、前記エアシリンダを通る加圧に基づいたスピンチャックに伴いスピンドルチューブの周りにスリーブを持ち上げる制御命令を含み、前記スピンドルチューブはスピンチャックの回転軸として構成されている、
    請求項１７に記載のノン・トランジトリ媒体。
  19. -ベースプレートと前記スピンチャックとを対応する少なくとも１つのキースロット内に含む前記スピンコーティング装置のベースプレートアセンブリと、ベースプレートとスピンチャックとの係合を可能にするためのスピンチャックおよびベースプレートアセンブリとのうちの少なくとも１つのロッキングピンを受け入れる制御命令を含む、請求項１８に記載のノン・トランジトリ媒体
  20. 基板材料の底面およびその縁部へのクリーニング機構の最適な露出に影響する制御命令を含み、ベースプレートの露出孔を介し、クリーニング機構は底面へ最適に露出するための露出口を通して突き出すように構成される。請求項１５に記載のノン・トランジトリ媒体。
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