JP3300624B2 - 基板端面の洗浄方法 - Google Patents

基板端面の洗浄方法

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JP3300624B2 JP02451097A JP2451097A JP3300624B2 JP 3300624 B2 JP3300624 B2 JP 3300624B2 JP 02451097 A JP02451097 A JP 02451097A JP 2451097 A JP2451097 A JP 2451097A JP 3300624 B2 JP3300624 B2 JP 3300624B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の基板にポリイミド等の塗布液を塗布して膜形成し
た後にその端面を洗浄する基板端面の洗浄方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、半導
体ウエハに所望の膜を成膜し、回路パターンに対応し
て、いわゆるフォトリソグラフィー技術によりレジスト
パターンを形成し、レジストをマスクとしてドライエッ
チングすることにより、所望の回路を形成している。そ
して、最後にポリイミド等を塗布して絶縁層を形成し、
前工程としてのウエハ段階が終了する。
【０００３】この最後の絶縁層を形成する際には、レジ
スト塗布の場合と同様、スピンコーターが使用される。
スピンコーターでは、半導体ウエハ表面の中央部に塗布
液を供給し、それを回転による遠心力で全体に広げ、全
体に亘って均一な膜を形成する。しかし、この場合に、
（１）遠心力により樹脂がベベルと称される半導体ウエ
ハ端面および端面近傍の裏面部分に付着する、（２）塗
布後時間が経過した際に表面張力等の影響で半導体ウエ
ハのベベル近傍においてポリイミド等の樹脂が厚くなっ
てしまう、といった問題が生じる。このような現象が生
じると、搬送エラーが生じたり、また搬送過程等でパー
ティクル発生の原因となる。
【０００４】そこで、このような端面近傍のポリイミド
等の樹脂を除去するために、ポジレジスト用のコーター
の場合と同様、半導体ウエハを回転させながら、端面に
洗浄ノズルから溶剤を供給してサイドリンスを行い、さ
らにバキュームやブローを追加して振り切り乾燥を行っ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリイ
ミド等は乾燥しにくいため、サイドリンス振り切り時に
ポリイミド等が再び流れ出して再び半導体ウエハのベベ
ル部分に付着する。したがって、やはり搬送エラーを生
じるおそれがある。
【０００６】搬送エラーを回避するためにバキューム搬
送することが考えられるが、その場合には、搬送機構自
体が複雑なものとなってしまうため好ましくなく、半導
体ウエハのベベル部分を有効に洗浄する方法が望まれて
いる。
【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、基板の端面に付着した塗布膜を有効に除去
することができる基板端面の洗浄方法および洗浄装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するため
に、 本発明の第１の観点では、表面に塗布液が塗布され
て塗布膜が形成された基板を回転させる工程と、前記基
板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部分に洗
浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程と、前
記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部分
への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近傍の気体の
吸引の両方を行って基板端面部分近傍における塗布膜の
乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分
への気体の吹き付けは、前記塗布膜の基板端面部分の乾
燥が進むにつれて強くなるように行うことを特徴とする
基板端面の洗浄方法を提供する。
【０００９】本発明の第２の観点では、表面に塗布液が
塗布されて塗布膜が形成された基板を回転させる工程
と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端
面部分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する
工程と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板
の端面部分への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近
傍の気体の吸引の両方を行って基板端面部分近傍におけ
る塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、前記基板
の端面部分への気体の吹き付けは、基板内方から基板外
方に向けて行うとともに、前記塗布膜の基板端面部分の
乾燥が進むにつれて強くなるように行うことを特徴とす
る基板端面の洗浄方法を提供する。
【００１０】本発明の第３の観点では、表面に塗布液が
塗布されて塗布膜が形成された基板を回転させる工程
と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端
面部分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する
工程と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板
の端面部分への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近
傍の気体の吸引の両方を行って基板端面部分近傍におけ
る塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、前記基板
の端面部分への気体の吹き付けは基板外方から基板内方
に向けて行うことを特徴とする基板端面の洗浄方法を提
供する。
【００１１】本発明の第４の観点では、表面に塗布液が
塗布されて塗布膜が形成された基板を回転させる工程
と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端
面部分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する
工程と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板
の端面部分への気体吹き付けを行って基板端面部分近傍
における塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、前
記基板の端面部分への気体の吹き付けは基板外方から基
板内方に向けて行うことを特徴とする基板端面の洗浄方
法を提供する。
【００１２】本発明の第５の観点では、表面に塗布液が
塗布されて塗布膜が形成された基板を回転させる工程
と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端
面部分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する
工程と、前記基板を回転させたままの状態で、前記基板
の端面部分への気体吹き付けを行って基板端面部分近傍
における塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、前
記基板の端面部分への気体の吹き付けは、前記塗布膜の
基板端面部分の乾燥が進むにつれて強くなるようにする
ことを特徴とする基板端面の洗浄方法を提供する。
【００１３】
【００１４】本発明においては、基板を回転させながら
基板の端面部分に洗浄液を供給して基板端面を洗浄し、
主に、基板端面部分近傍の気体の吸引、または基板端面
部分近傍の気体の吸引と基板の端面部分への気体吹き付
けの両方により乾燥を促進するので、基板の回転数を低
くすることができ、ポリイミド等の乾燥しにくい樹脂を
塗布した場合であっても遠心力によって塗布膜が再び基
板端面に付着することが回避され、基板の端面を有効に
洗浄することができる。
【００１５】すなわち、従来は、基板として例えば８イ
ンチウエハを用いた場合に、１５００ｒｐｍという比較
的高い回転数で基板を回転させながら洗浄液である溶剤
を基板の端面部分に供給していたので遠心力が大きく、
ポリイミド等の乾燥しにくい樹脂を塗布した場合には、
塗布膜が乾燥する前に遠心力により再び塗布膜が基板端
面に付着していたが、本発明では、基板を回転させなが
ら、主に、基板端面部分近傍の気体の吸引、または基板
端面部分近傍の気体の吸引と基板の端面部分への気体吹
き付けの両方により洗浄液が供給された樹脂の乾燥を促
進するので、基板の回転数が小さくても塗布膜を乾燥さ
せることができ、遠心力によって再び塗布膜が端面およ
び端面近傍の裏面に付着することが防止される。
【００１６】この場合に、遠心力による塗布膜の端面お
よび端面近傍の裏面への再付着を有効に防止する観点か
ら、基板の回転数を１００〜１０００ｒｐｍにすること
が好ましい。また、乾燥を一層促進する観点からは、洗
浄液としてノルマルメチルピロジノンまたはメチルメト
キシプロピオネートとイソプロピルアルコールとを用い
ることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るウエハ端面洗浄方法を実施可能な塗布装置を示
す概略断面図である。図１に示すように、この塗布装置
１０は、半導体ウエハＷを収容する収容容器（カップ）
１を有しており、その中に、半導体ウエハＷを真空吸着
によって水平に支持するスピンチャック２を有してい
る。このスピンチャック２は、容器１の下方に設けられ
たパルスモーターなどの駆動機構３によって回転可能と
なっている。この駆動機構３の回転数はコントローラー
２０により制御される。
【００１８】容器１内は、その底部中心部から、図示し
ない排気手段によって排気される。また、塗布処理にと
もなって飛散した塗布液や溶剤は、スピンチャック２の
外方から、容器１の底部に設けられた排液口４から排液
管５を通って、容器１の下方に設けられているドレイン
タンク６へ排出される。ドレインタンク６にはドレイン
ライン７が接続されており、これによりドレインが装置
外に排出される。
【００１９】スピンチャック２に保持された半導体ウエ
Ｗの上方には、アーム１７に支持された状態でノズルホ
ルダー１３が設けられている。ノズルホルダー１３に
は、ポリイミド等の樹脂を含む塗布液を供給する塗布液
ノズル１１と、溶剤を供給する溶剤のズル１２が取り付
けられており、これらの位置が、スキャン機構１８によ
り調節される。
【００２０】なお、ノズルホルダー１３には、塗布液ノ
ズル１１から吐出される塗布液の温度が一定になるよう
に温度調節するために温度調節流体を循環するチューブ
１５ａ，１５ｂ、および、溶剤ノズル１２から吐出され
る溶剤の温度が一定になるように温度調節するために温
度調節流体を循環するチューブ１６ａ，１６ｂが設けら
れている。チューブ１５ａは塗布液ノズル１１に連続す
る配管の周囲に設けられて往路を構成し、チューブ１５
ｂは復路を構成している。また、チューブ１６ａは溶剤
ノズル１２に連続する配管の周囲に設けられて往路を構
成し、チューブ１６ｂは復路を構成している。
【００２１】半導体ウエハＷの端面近傍には、端面洗浄
機構２５が設けられている。端面洗浄機構２５は、半導
体ウエハＷの端面部分に洗浄液を供給する洗浄液ノズル
２１と、ウエハＷの端面部分に気体を外側から内側へ向
かう方向に吹き付ける吹き付けノズル２２と、ウエハ端
面部分近傍の気体を吸引するための真空吸引ノズル２３
とを備えている。
【００２２】この端面洗浄機構２５は、半導体ウエハＷ
に塗布膜として例えば絶縁層であるポリイミド膜を形成
した後にその端面を洗浄するものであり、吹き付けノズ
ル２２と真空吸引ノズル２３とは、洗浄液が供給された
塗布膜の乾燥促進手段として作用する。吹き付けノズル
２２からは例えば空気、窒素ガスが供給される。これら
吹き付けノズル２２および真空吸引ノズル２３は、同時
に使用してもよいし、いずれか一方を使用してもよい。
【００２３】このような構成を有する塗布装置において
は、まずスピンチャック２に、所定の回路パターン形成
が終了した半導体ウエハＷを吸着保持させた状態で、所
定の回転数で回転させながら、塗布液ノズル１１から塗
布液として例えばポリイミドを滴下させる。回転する半
導体ウエハＷに滴下された塗布液は全面に広がり塗布膜
としての絶縁層が形成される。
【００２４】このような処理において、半導体ウエハＷ
のベベルすなわち端面および端面近傍の裏面部分にポリ
イミド等の樹脂からなる塗布膜が付着したり、ベベル近
傍において塗布膜が厚くなるため、端面洗浄機構２５に
よりこのような塗布膜を除去する。
【００２５】その際に、コントローラー２０により、半
導体ウエハＷの回転数を所定の回転数に制御して回転さ
せながら、図２に示すように、洗浄液ノズル２１から洗
浄液をウエハＷの端面部分に供給して塗布膜としての絶
縁層３０の端面部分を除去する。これと同時に、または
その後ウエハの回転を保ったまま、吹き付けノズル２２
から空気、窒素ガス等の気体を吹き付け、および／また
は、真空吸引ノズル２３により真空吸引を行って絶縁層
３０の乾燥を促進させる。なお、ガスの吹き付けは、最
初は弱く、乾燥が進むにつれてより強くなるようにする
ことが好ましい。このようにすることによりウエハＷに
パーティクルや液滴が付着することを防止することがで
きる。
【００２６】この場合に、吹き付けノズル２２からの気
体の吹き付けおよび真空吸引ノズル２３による真空吸引
によりポリイミド等の樹脂の乾燥が促進されるので、半
導体ウエハＷの回転数は小さくてよく、例えば１０００
ｒｐｍ以下と従来の１５００ｒｐｍよりも十分に低速で
回転させても塗布膜を乾燥させることができる。したが
って、遠心力によって再び塗布膜が半導体ウエハＷの端
面および端面近傍の裏面に付着することが防止される。
【００２７】この際の半導体ウエハＷの回転数は、遠心
力による塗布膜の端面および端面近傍の裏面への再付着
を有効に防止する観点から、１０００ｒｐｍ以下である
ことが好ましいが、あまり低速であると洗浄液の振り切
り効果が低下するので１００ｒｐｍ以上であることが好
ましい。
【００２８】また、洗浄液ノズル２１から供給される洗
浄液としては各種溶剤を適用することができ、例えば、
ノルマルメチルピロジノン（ＮＭＰ）、メチルメトキシ
プロピオネート（ＭＭＰ）、イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）等を好適に用いることができるが、乾燥を促
進する観点からＮＭＰまたはＭＭＰとＩＰＡとを併用す
ることが好ましい。これにより、一層有効に半導体ウエ
ハＷの端面部分を洗浄することができる。
【００２９】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく種々変形可能である。例えば、上述したよう
に、吹き付けノズル２２からの気体の吹き付け、および
真空吸引ノズル２３による真空吸引は、いずれもポリイ
ミド等の塗布膜の乾燥を促進するために行われるもので
あるため、これらのいずれか一方を行うようにしてもよ
い。また、図３に示すように、乾燥促進手段として吹き
付けノズル２２のみを設けてもよいし、図４に示すよう
に、真空吸引ノズル２３のみを設けてもよい。また、上
記例では吹き付けノズル２２の吹き付け方向を外側から
内側へ向かう方向としたが、図５に示すように、外側へ
向かうようにしてもよい。この場合には、パーティクル
や液滴が半導体ウエハ等の基板に付着するおそれを回避
することができる。さらに、乾燥促進手段としては、こ
れらに限らず他のものを用いてもよい。
【００３０】また、上記実施の形態では、塗布液として
ポリイミド等の乾燥されにくい樹脂を用いた場合につい
て説明したが、本発明はフォトレジスト等の他の塗布液
を用いる場合にも適用可能である。ただし、本発明では
基板を低速回転させても塗布膜の乾燥が促進されること
から、ポリイミドのような乾燥しにくい樹脂の場合に、
特に有効である。さらに、基板として半導体ウエハを用
いた場合について説明したが、これに限らず、液晶ディ
スプレー用基板等、他の基板であっても適用可能であ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を回転させながら基板の端面部分に洗浄液を供給し
て基板端面を洗浄し、主に、基板端面部分近傍の気体の
吸引、または基板端面部分近傍の気体の吸引と基板の端
面部分への気体吹き付けの両方により洗浄液が供給され
た樹脂の乾燥を促進するので、基板の回転数を低くする
ことができ、ポリイミド等の乾燥しにくい樹脂を塗布し
た場合であっても遠心力によって樹脂が再び基板端面に
付着することが回避され、基板の端面部分を有効に洗浄
することができる。
【００３２】また、基板の回転数を１００〜１０００ｒ
ｐｍの範囲にすることにより、遠心力による塗布膜の端
面および端面近傍の裏面への再付着を有効に防止するこ
とができる。さらに、洗浄液としてＮＭＰまたはＭＭＰ
とＩＰＡとを併用することにより、一層有効に基板の端
面部分を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハ端面洗浄方法を実施可能な
塗布装置を示す概略断面図。
【図２】図１の塗布装置の端面洗浄機構により半導体ウ
エハＷの端面を洗浄している状態を示す図。
【図３】端面洗浄機構の他の例を示す図。
【図４】端面洗浄機構のさらに他の例を示す図。
【図５】端面洗浄機構のさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
１……収容容器 ２……スピンチャック ３……駆動機構 ４……排液口 ５……排液管 １０……塗布装置 １１……塗布液ノズル ２０……コントローラー ２１……洗浄液ノズル ２２……吹き付けノズル ２３……真空吸引ノズル ２５……端面洗浄機構 ３０……絶縁層 Ｗ……半導体ウエハ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/312 H01L 21/027 H01L 21/304 651

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成
    された基板を回転させる工程と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程
    と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近傍の気体
    の吸引の両方を行って基板端面部分近傍における塗布膜
    の乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分への気体の吹き付けは、前記塗布膜
    の基板端面部分の乾燥が進むにつれて強くなるように行
    うことを特徴とする基板端面の洗浄方法。
  2. 【請求項２】 表面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成
    された基板を回転させる工程と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程
    と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近傍の気体
    の吸引の両方を行って基板端面部分近傍における塗布膜
    の乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分への気体の吹き付けは、基板内方か
    ら基板外方に向けて行うとともに、前記塗布膜の基板端
    面部分の乾燥が進むにつれて強くなるように行うことを
    特徴とする基板端面の洗浄方法。
  3. 【請求項３】 表面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成
    された基板を回転させる工程と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程
    と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分への気体吹き付けおよび前記基板端面部分近傍の気体
    の吸引の両方を行って基板端面部分近傍における塗布膜
    の乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分への気体の吹き付けは基板外方から
    基板内方に向けて行うことを特徴とする基板端面の洗浄
    方法。
  4. 【請求項４】 表面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成
    された基板を回転させる工程と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程
    と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分への気体吹き付けを行って基板端面部分近傍における
    塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分への気体の吹き付けは基板外方から
    基板内方に向けて行うことを特徴とする基板端面の洗浄
    方法。
  5. 【請求項５】 前記基板の端面部分への気体吹き付けお
    よび前記基板端面部分近傍の気体の吸引の両方を行って
    基板端面部分近傍における塗布膜の乾燥を促進させる工
    程は、前記塗布膜を除去する工程と同時または前記塗布
    膜を除去する工程の後に行われることを特徴とする請求
    項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板端面の洗
    浄方法。
  6. 【請求項６】 前記基板の端面部分への気体の吹き付け
    は、前記塗布膜の基板端面部分の乾燥が進むにつれて強
    くなるようにすることを特徴とする請求項３または請求
    項４に記載の基板端面の洗浄方法。
  7. 【請求項７】 表面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成
    された基板を回転させる工程と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分に洗浄液を供給してその部分の塗布膜を除去する工程
    と、 前記基板を回転させたままの状態で、前記基板の端面部
    分への気体吹き付けを行って基板端面部分近傍における
    塗布膜の乾燥を促進させる工程とを具備し、 前記基板の端面部分への気体の吹き付けは、前記塗布膜
    の基板端面部分の乾燥が進むにつれて強くなるようにす
    ることを特徴とする基板端面の洗浄方法。
  8. 【請求項８】 前記基板の回転速度が１００〜１０００
    ｒｐｍの範囲であることを特徴とする請求項１から請求
    項７のいずれか１項に記載の基板端面の洗浄方法。
  9. 【請求項９】 前記洗浄液としてノルマルメチルピロジ
    ノンまたはメチルメトキシプロピオネートとイソプロピ
    ルアルコールとを用いることを特徴とする請求項１から
    請求項８のいずれか１項に記載の基板端面の洗浄方法。
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