JP4607748B2 - 基板のパーティクル除去方法、その装置及び塗布、現像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の裏面に付着したパーティクルを除去する装置及びその方法、並びにレジスト液の塗布処理及び露光後の現像処理を行う塗布、現像装置における露光前の基板裏面のパーティクル除去の技術に関する。
半導体デバイスやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）基板の製造プロセスの一つとして、基板にレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行なうことにより所望のパターンを得る、一連の工程があり、このような処理は、一般にレジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われる。
ところで、近年、デバイスパターンは益々微細化、薄膜化が進む傾向にあり、これに伴い露光の解像度を上げる要請が強まっている。そこで露光の解像度を上げるために極端紫外露光（ＥＵＶＬ）、電子ビーム投影露光（ＥＰＬ）やフッ素ダイマー（Ｆ２）による露光技術の開発が進められている。一方、高精度な露光を行うためには、基板の平坦性が要求され、基板の裏面に付着したパーティクルによっても露光ステージに載置したときの基板の極僅かな湾曲も露光に影響してくる。
このため基板を塗布、現像装置に搬入する前に基板の裏面をスクラバーにてブラシなどの洗浄部材を用いて洗浄するようにしているが、基板が塗布、現像装置に搬入された後に基板の裏面に付着したパーティクルについてはそのまま露光装置に持ち込まれてしまう。そこで露光装置側では、図１０（ａ）に示すように例えば露光ステージ１００に多数の針状の突起１０１を設け、基板１０２の裏面にパーティクル１０３が付着していても、パーティクル１０３が突起の間に入り込み、基板１０２の裏面は突起に保持されることでパーティクル１０３による基板１０２の局部的な湾曲を防止し、同図（ｂ）に示すようにパターンには欠陥が発生しないようにする工夫がなされている。
しかしながら図１１（ａ）に示すように基板の裏面におけるパーティクルが突起に対応する位置に付着していると、その部分が微少に盛り上がって湾曲してしまう。このため焦点位置が予定の位置から外れてしまい、現像後の基板について同図（ｂ）に示すように例えば直径２〜３ｍｍ程度の欠陥が発生してしまう。
なおスクラバーは、洗浄液を用い、基板を反転させる機構やブラシを基板に対して相対的に横に移動させる大掛かりな装置であるため、塗布、現像装置内に設置することは実際にはなじまない。
また半導体デバイス製造の分野においては、基板の裏面にパーティクルが付着していると、基板の受け渡しを行う搬送アームなどを介してそのパーティクルが処理ユニット内に入り込んだり、あるいは気体中を舞って基板の表面に転写したりするため、裏面洗浄は重要であり、このため簡易なパーティクル除去装置として粘着シートを用いる手法も知られている。例えば特許文献１には、ウエハ周縁を治具により保持し、ウエハＷの裏面に粘着シートを接触させ、ローラを転動させてその接触位置を移動させることが記載されている。
しかしながらこの手法では、ローラの上流側及び下流側にてシートを展張する機構は開示されていないが、かなり複雑な機構になり、到底現実的な手法とはいえないし、またウエハの周縁部付近には治具が存在するのでローラを位置させることができず、パーティクルの取り残しが生じてしまうなどの不具合がある。また、搬送アームとの基板の受け渡しについても考慮されておらず、実現性の低い機構である。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板の裏面に付着しているパーティクルを簡易にかつ確実、迅速に除去することができる基板のパーティクル除去方法及び装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、基板の裏面に付着しているパーティクルを露光前に簡易にかつ確実、迅速に除去することができ、良好なレジストパターンを得ることができる塗布、現像装置を提供することにある。
本発明のパーティクル除去方法は、
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、粘着シートを、その粘着部を上にして前記支持台に載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の表面側と裏面側との間の差圧を解除する工程と、
次いで前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、粘着シートを、その粘着部を上にして前記支持台に載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の表面側と裏面側との間の差圧を解除する工程と、
次いで前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
また、他の発明のパーティクル除去方法は、
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、吸引孔の形成されている前記支持台に、吸引孔の形成されている粘着シートをその粘着部を上にして且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記支持台の吸引孔及び前記粘着シートの吸引孔を通して前記基板を吸引することによって、前記粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の吸引を停止し、前記基板の表面側と裏面側との差圧を解除する工程と、
次いで前記粘着シートから前記基板を剥離し、前記基板の裏面に付着していたパーティクルを前記粘着シートの粘着部に転写させる工程と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、吸引孔の形成されている前記支持台に、吸引孔の形成されている粘着シートをその粘着部を上にして且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記支持台の吸引孔及び前記粘着シートの吸引孔を通して前記基板を吸引することによって、前記粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の吸引を停止し、前記基板の表面側と裏面側との差圧を解除する工程と、
次いで前記粘着シートから前記基板を剥離し、前記基板の裏面に付着していたパーティクルを前記粘着シートの粘着部に転写させる工程と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明におけるパーティクル除去方法は、基板が載置される領域と支持台の下方側空間とを気密に区画するために、基板を囲む環状のシール体により粘着シートを支持台に押しつける工程を含むことが好ましい。
また、粘着シートから基板を剥離した後、当該粘着シートを横方向にずらし、次の基板の密着に備える工程を含むことが好ましい。さらに、この工程は当該粘着シートにおける支持台の突起との接触部位が、突起と接触しなくなる位置になるように横方向にずらす工程であることが好ましい。
本発明におけるパーティクル除去装置は、
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
この支持台に粘着部が上になるように載置され、その上に基板が表面を上にして載置される粘着シートと、
この粘着シートに載置された基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする。
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
この支持台に粘着部が上になるように載置され、その上に基板が表面を上にして載置される粘着シートと、
この粘着シートに載置された基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする。
他の発明におけるパーティクル除去装置は、
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成されると共に吸引孔が形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
吸引孔が形成されると共に前記支持台に粘着部が上になるように且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置され、その上に基板が載置される粘着シートと、
前記支持台及び粘着シートの各吸引孔を通して基板を吸引し、粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させるための吸引手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする。上部が開放されて開口部をなすと共に前記支持台により前記開口部が塞がれるように設けられた筐体と、この筐体における前記支持台よりも下方側の壁面に形成され、前記吸引手段により当該筐体の内部領域を減圧することによって前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための吸引口と、を備えていても良い。
レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成されると共に吸引孔が形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
吸引孔が形成されると共に前記支持台に粘着部が上になるように且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置され、その上に基板が載置される粘着シートと、
前記支持台及び粘着シートの各吸引孔を通して基板を吸引し、粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させるための吸引手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする。上部が開放されて開口部をなすと共に前記支持台により前記開口部が塞がれるように設けられた筐体と、この筐体における前記支持台よりも下方側の壁面に形成され、前記吸引手段により当該筐体の内部領域を減圧することによって前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための吸引口と、を備えていても良い。
本発明では、粘着部を上に向けて粘着シートを支持台に載置し、その上に基板を載置した後、基板の裏面側の気圧を表面側の気圧より低くすることで、例えば粘着テープに形成した吸引孔を介して基板を吸引することで、粘着シートと基板とを密着させ、次いでその気圧差を解除し、支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、支持台の下方側から昇降ピンによって基板を持ち上げ粘着シートから剥離している。このため基板裏面は全面に亘って（支持台に突起がある場合には各突起に対応する部位について）均一な圧力で粘着シートに密着され、また例えば基板の裏面を保持する搬送アームを用いて基板の受け渡しを行うことができると共に、基板裏面のパーティクルを迅速且つ確実に、簡単に除去することができる。また、露光ステージに対応した突起を備えた支持台を用いることにより、基板を露光ステージに載置したときに露光に悪影響を及ぼすパーティクルを除去することができ、良好なパターンを得ることができる。
本発明の基板のパーティクル除去方法を実施するための形態である塗布、現像装置を含むシステム全体の構成を図１と図２とを参照して説明する。このシステムは、塗布、現像装置に露光装置を接続したものであり、図中Ｂ１はキャリアステーションであり、基板例えばウェハＷ（以下ウェハＷという）が例えば１０枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬出入するための載置台２０ａを備えたキャリアステーション２０と、このキャリアステーション２０の壁面に設けられた開閉部２１と、開閉部２１を介してキャリアＣ１とウェハＷを受け渡すための搬送手段Ａ１とが設けられている。
キャリアステーションＢ１の奥側に設けられた筐体２２の内部には、処理部Ｂ２が設置されており、この処理部Ｂ２の左側には手前側から順に加熱、冷却ユニットを多段化した棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と区画壁２３内に設置されたウェハＷの搬送手段Ａ２、Ａ３とが交互に設けられている。処理部Ｂ２の右側にはその手前側と奥側に温湿度調整ユニット２４、２５が設置され、その内側に液処理ユニットを多段化した棚ユニットＵ４、Ｕ５が並んでいる。ウェハＷは搬送手段Ａ２、Ａ３によってこれら液処理ユニットＵ４、Ｕ５と加熱、冷却ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３との間を受け渡される。温湿度調整ユニット２４、２５は温度調整装置や温湿度調整用のダクト等を備えており、各ユニットで用いられる処理液の温湿度を調整する。
液処理ユニットＵ４、Ｕ５には、レジスト液や現像液などの薬液収納部２６の上に、塗布ユニット（ＣＯＴ）２７、現像ユニット（ＤＥＶ）２８及び反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）２９等が複数段例えば５段積載されている。また、既述の加熱、冷却ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３には液処理ユニットＵ４、Ｕ５で行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットが複数段例えば１０段積載されており、そのユニットにはウェハＷを加熱する加熱ユニット、ウェハＷを冷却するユニット等が含まれる。
処理部Ｂ２の奥側にはインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されており、インターフェイス部Ｂ３には、処理部Ｂ２側から第一の搬送室３Ａ、第二の搬送室３Ｂが設けられている。第一の搬送室３Ａ内には左側からバッファカセットＣＯ、ウェハ搬送手段３１Ａ、及び受け渡しユニット３０が設けられている。尚、図では見えないが、バッファカセットＣＯの下側にはウェハＷの周縁を露光するユニットが設けられている。
第二の搬送室３Ｂ内には本発明のパーティクル除去装置５とウェハ搬送手段３１Ｂとが設置されており、更にパーティクル除去装置５の下方側には冷却プレートを有する高精度温調ユニット、アライメントユニット（いずれも図では見えない）が設けられている。前記受け渡しユニット３０、パーティクル除去装置５及び各ユニット間のウェハＷの搬送はウェハ搬送手段３１Ｂによって行われる。露光部Ｂ４にはウェハＷ搬入ステージ３２、搬出ステージ３３が設けられており、第二の搬送室３Ｂ内のウェハ搬送手段３１Ｂによってこれらステージ３２、３３を介して露光部Ｂ４との間でウェハＷの搬出入が行われる。
ここで、上記のシステムにおいて行われるウェハＷへの処理の全体について簡単に説明する。先ずウェハＷを密閉収納したキャリアＣ１が載置台２０ａに載置され、開閉部２１とキャリアＣ１の蓋体が開き、搬送手段Ａ１によってウェハＷがキャリアＣ１から処理部Ｂ２へ搬送される。その後、搬送手段Ａ２、Ａ３によって加熱、冷却ユニットＵ１〜Ｕ３、及び反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）２９間を搬送され、反射防止膜の形成やウェハＷの温度調整などが行われる。
次いで、ウェハＷは搬送手段Ａ２によって塗布ユニット（ＣＯＴ）２７内へ搬送されて表面にレジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送手段Ａ２によって加熱、冷却ユニットＵ１〜Ｕ３へ搬送されて、所定の条件で熱処理、冷却が行われ、その後加熱、冷却ユニットＵ３内の受け渡しユニットを介してインターフェイス部Ｂ３へ搬送される。このインターフェイス部Ｂ３に搬入されたウェハＷは、周縁露光が行われ、ウェハ搬送手段３１Ａから受け渡しユニット３０を介してウェハＷ受け渡し手段３１Ｂに受け渡され、パーティクル除去装置５へ搬入されて清浄化処理（ウェハＷの裏面のパーティクル除去処理）が行われる。続いてこのウェハＷは温調ユニットによる高精度な温度調整が行われた後、ウェハ搬送手段３１Ｂにより搬入ステージ３２を介して露光部Ｂ４へと搬送される。図１０（ａ）に示した通り、露光部Ｂ４内には多数の針状突起１０１の設けられた露光ステージ１００が設置されており、ウェハＷはこの針状突起１０１上に載置された状態で露光される。
露光終了後、ウェハＷはウェハ搬送手段３１Ｂによって露光部Ｂ４から搬出ステージ３３を介して搬出され、更に受け渡しユニット３０を介して棚ユニットＵ３の加熱ユニット（ＰＥＢ）へ搬送され、ここで加熱処理が行われる。その結果露光された部位から酸が発生してレジスト成分が酸化され、例えばポジ型のレジストの場合には現像液に可溶性となり、ネガ型の場合には現像液に不可溶性となる。
加熱処理が行われたウェハＷは、ウェハ搬送手段３１Ａにより現像ユニット（ＤＥＶ）２８内へ搬送されて現像液によりウェハＷ表面に所定のパターンが形成され、加熱、冷却ユニットＵ２、Ｕ３により加熱処理及び冷却が行われた後、搬入時と逆の経路で載置台２０ａ上のキャリアＣ１内へと戻される。
続いて図３及び図４を用いて、本発明のウェハＷのパーティクル除去方法を実施するための形態であるパーティクル除去装置について説明する。図３は本発明のパーティクル除去装置５の縦断面図であり、このパーティクル除去装置５は、パーティクルの除去を行うパーティクル除去部６と、粘着シートの送り出しロール５１と、この送り出しロール５１から送り出される粘着シート５２と、粘着シート５２が巻き取られる粘着シートの巻き取りロール５３と、粘着シート５２がパーティクル除去部６内を搬送されて送り出しロール５１から巻き取りロール５３へ巻き取られるように設置された粘着シート搬送ローラー５４、５５，５６、５７とから構成されている。送り出しロール５１及び巻き取りロール５３を設置する場所は、粘着シート５２がパーティクル除去部６内を通過するように設置されていれば特に制限は無いが、この例では巻き取りロール５３はパーティクル除去部６に対して送り出しロール５１と同じ側に配置されている。送り出しロール５１、巻き取りロール５３、搬送ローラー５４〜５７は粘着シート５２を搬送する粘着シート搬送手段を構成している。
粘着シート５２は、その粘着部が上側となるように搬送されるため、粘着部に接触する搬送ローラー５４、５５の上側の搬送ローラーには粘着シート５２に強く密着しないための加工例えば鏡面加工等あるいは表面処理例えばフッ素樹脂コーティング等が施されている。
パーティクル除去部６には、その上部が開放されると共に開口縁がフランジ部６１ａとして形成された扁平な円筒状の筐体６１と、筐体６１のフランジ部６１ａと対向するようにその上方に設けられ、ウェハＷの外径よりも僅かに例えば１ｍｍ大きい内径を有する環状のシール体６２とが設置されている。シール体６２は、前記フランジ部６１ａに密接する位置とフランジ６１ａから浮上した位置との間で昇降できるように昇降部６２ａにより支持部材６２ｂを介して昇降できるようになっている。シーラント６３は、シール体６２とフランジ６１ａとを気密に接合するためのものである。粘着シート５２は既述の粘着シート搬送手段により筐体６１とシール体６２との間を図３中右から左へ搬送されるようになっている。このシール体６２において、粘着シート５２の粘着部と接触する下面には、上述の粘着シート５２の粘着部と接触する搬送ローラー５４、５５と同様の加工や処理が施されている。
筐体６１の上部には、筐体６１の開口部を塞ぐように基板の支持台６４が設けられ、この支持台６４には多数の吸引孔６５と多数のウェハ保持用の突起６７とが形成されており、そのウェハ保持用の突起６７の上面は粘着シート５２の基材側に接触する高さつまり搬送面の高さになるように筐体６１に固定されている。そして（背景技術）の項目においても図１０（ａ）を用いて述べたように、露光部Ｂ４内の露光ステージ１００には突起１０１が設けられており、支持台６４上のウェハ保持用の突起６７は、露光ステージ１００上に設けられた突起１０１よりも少し長く（高く）設定され、その配列パターンは突起１０１の配列パターンに対応した千鳥状の配列となっている。このウェハ保持用の突起６７の配列パターンの一例を図５（ａ）に示しておく。この例ではウェハ保持用の突起６７は、例えば高さが０．１ｍｍ、直径ｄ１が０．５ｍｍのピンからなり、一辺Ｌ１が３ｍｍである正三角形の頂点の繰り返し位置に設けられている。また、支持台６４には、このウェハ保持用の突起６７の配列パターンに対応して、直径ｄ２が１．５ｍｍである吸引孔６５が間隔Ｌ２を６ｍｍとした正方形の頂点の繰り返し位置に設けられている。
更にウェハ保持用の突起６７の配列に関連して粘着シート５２の構成について、図５（ｂ）を参照しながら述べると、粘着シート５２には多数の吸引孔５８がウェハ保持用の突起６７の配列パターンに対応した配列パターンで穿設されている。この例では、例えば一辺の長さＬ３が６ｍｍである正方形の頂点の繰り返し位置に直径ｄ３が１．５ｍｍの吸引孔５８が設けられている。更に、リフトピン８０が通過する部分に短辺ｄ４が１．５ｍｍで長辺ｄ５が６ｍｍである長孔５９が設けられている。
この時、長孔５９を設けたのは後述の通り、粘着シート５２と支持台６４のウェハ保持用の突起６７との接触部位がウェハ保持用の突起６７と接触しない位置となるように粘着シート５２を少しだけ搬送した後にも、リフトピン８０が粘着シート５２を貫通できるようにするためである。
また、この支持台６４の下方には、支持台６４に設けられた吸引孔６５と粘着シート５２に設けられた長孔５９とを介して、パーティクル除去部６の上方に設けられた図示しない基板搬送手段７０と粘着シート５２との間でウェハＷの受け渡しを行うリフトピン８０が設置されている。
リフトピン８０は、ウェハＷに接触してウェハＷを昇降させるために複数本例えば３本用意されており、ベース部８２を介して駆動部８３例えばエアシリンダーなどにより支持台６４の下方位置とウェハＷを突き上げてウェハ搬送手段７０との間で受け渡しを行う位置との間で昇降するように構成されている。
筐体６１内の下部にはリング状の溝８６が設けられ、この溝８６には樹脂製（ゴム製を含む）のシール材であるＯ−リング８７が嵌められている。このＯ−リング８７はリフトピン８０のベース部８２の外縁より内周側に設けられているため、リフトピン８０が筐体６１の下部まで下降した場合にはそのベース部８２と密接するように設置されている。
筐体６１の側面には真空吸引口８８が設けられており、その先にバルブＶを介して接続された真空ポンプ８９によって筐体６１内部を減圧することができる。筐体６１内部が減圧されると、粘着シート５２は後述のように支持台６４側に吸引され、さらにウェハＷは粘着シート５２側に吸引されるため、ウェハＷを粘着シート５２の粘着部に密着させることができる。
ここで、ウェハＷをパーティクル除去装置５内に搬入する前に位置合わせを行うための位置合わせユニットとしては、公知のアライメント機構を用いることができ、例えば図６に示すように回転機構２０１により回転するバキュームチャック２０２と、バキュームチャック２０２の上に載置されたウェハＷの周縁部の表面から裏面に向かう光軸を備えた発受光部２０３と、制御部２０４とを備えた構成とされる。この場合ウェハＷを回転（３６０度）させて発受光部２０３によりウェハＷの周縁位置を検出することで、制御部２０４によりウェハＷに形成されたオリエンテーションフラットやノッチなどの基準部を検出し、その基準部が所定の向きとなるように回転機構２０１を制御する。
従って、パーティクル除去装置５内の支持台６４上にウェハＷを載置したときに、支持台６４のウェハ保持用の突起６７の配列パターンとウェハＷとの位置関係が、予定としている向き、つまり露光ステージ１００における両者の位置関係と同じになる。なおウェハＷの中心位置合わせについては、ウェハ搬送手段７０のアームを、例えば馬蹄形状のアーム体の内側にウェハＷの周縁部を落とし込んで、その中心が自動位置合わせされた状態でウェハＷを保持するガイド部材を設ける構成などにすればよい。またバキュームチャック２０２について、Ｘ、Ｙ方向にも移動できるように構成し、ウェハＷの周縁検出データに基づいてウェハＷの中心を検出し、その中心が設定位置となるようにバキュームチャック２０２をＸ、Ｙ駆動してもよい。
次に、上述の塗布、現像装置に組み込まれた本発明の実施の形態に係るパーティクル除去装置５の作用について説明する。
先ず図７に示すように搬送ローラー５４、パーティクル除去部６内、搬送ローラー５５、５６、５７を介して送り出しロール５１から巻き取りロール５３へ粘着シート５２を展張し、シール材６２を下降させ粘着シート５２に密接させておく。このとき粘着シート５２上の各長孔５９の搬送方向下流側の部位が各リフトピン８０に対応した位置となるように設定される。一方図６に示す位置合わせユニットによってあらかじめ支持台６４のウェハ保持用の突起６７との相対位置を調整されたウェハＷは、ウェハ搬送手段７０によってパーティクル除去部６の上方に搬送される。リフトピン８０は駆動部８３によって支持台６４の吸引孔６５と粘着テープ５２の長孔５９とを介して上昇し、ウェハ搬送手段７０上のウェハＷを突き上げてウェハＷを受けとり、その後ウェハ搬送手段７０は所定の位置に戻される。続いてリフトピン８０は駆動部８３によって下降し、ウェハＷを粘着テープ５２上に載置した後、ウェハＷの裏面から離れ、ベース部８２が筐体６１の下部に設けられたＯ−リング８７と密接する位置まで下降する。
その後、バルブＶを開くことで真空ポンプ８９によって筐体６１内部が減圧され、ウェハＷが粘着シート５２に密着し、ウェハＷの裏面に付着していたパーティクルが粘着シート５２の粘着部に転写される。その様子を図８に示す。同図（ａ）の様に粘着シート５２上に載置されたウェハＷは、微視的に見るとウェハＷ全面が粘着シート５２に対して均一に接着しているとはいえず、互いに接着している部分と微少量の間隙を有している部位とが混在し、互いに接着している部位においてもウェハＷの自重に対応した弱い力で接着された状態である。そして、真空ポンプ８９を動作させ、筐体６１内を減圧することにより、同図（ｂ）に示す通りウェハＷは支持台６４の吸引孔６５及び粘着シートの吸引孔５８及び長孔５９を介して下方側に吸引されて粘着シート５２に密着される。このとき粘着シート５２は、互いに隣接するウェハ保持用の突起６７、６７間の部位については吸引力により下方に撓むが、ウェハ保持用の突起６７のある部位については支持されている状態になっているので、結果としてこの部位ではウェハＷは粘着シート５２側に強く押しつけられた状態になるため、当該部位におけるウェハＷの裏面に付着していたパーティクル１０３は粘着シート５２側に接着される。
さらにその後、バルブＶを閉じ吸引口に接続されている吸引ラインに設けられた図示しない大気給気路を開放して筐体６１内の気圧をウェハＷ上面の気圧つまり常圧と同じ気圧に戻す。続いて同図（ｃ）に示す通りウェハＷがリフトピン８０によって粘着シート５２から剥離されて持ち上げられる際、ウェハＷの裏面に付着していたパーティクル１０３のうち、支持台６４のウェハ保持用の突起６７に対応する部分に付着していたパーティクル１０３が粘着シート５２の粘着部に転写される。
この後、図９に示すようにシール材６２を上昇させて粘着シート５２の押圧を解除し、粘着シート５２を図９中の右から左へ（下流側へ）搬送し、次のウェハＷの密着に備えることとなる。その時粘着シート５２はウェハＷの直径に相当する距離を搬送されても構わないが、前述の通り粘着シート５２には支持台６４のウェハ保持用の突起６７に対応する部位にパーティクル１０３が転写しているため、粘着シート５２と支持台６４のウェハ保持用の突起６７との接触部位がウェハ保持用の突起６７と接触しない位置となる様に粘着シート５２を搬送することができる。
例えばそのときの粘着シート５２の搬送量は、搬送方向に互いに隣接するウェハ保持用の突起６７間の距離との関係で設定することにより、粘着シート５２における支持台６４上の全面領域を一括して下流側に移動させることなく、複数回使用できる。例えば図８（ｄ）に示すようにウェハ保持用の突起６７間の距離の半分だけ移動させれば２回使用できるし、あるいは先の寸法の例では２ｍｍずつ移動させれば３回使用できる。このようにすれば、ウェハＷに付着したパーティクルを除去する効果に悪影響を及ぼすこと無く粘着シート５２の使用量を削減することができ、コストを抑えることができる。尚、一度粘着シート５２に転写したパーティクル１０３は粘着シート５２に強固に密着しているため、その後ウェハＷに再転写したり脱落したりすることなく粘着シートローラー５３に粘着シート５２と共に巻き取られる。
本発明では、露光ステージに対応して突起部６７を配列した支持台６４に粘着シート５２を載置し、位置合わせされたウエハＷをその上に載置した後、粘着シート５２及び支持台６４に形成した吸引孔６５を介してウエハＷを吸引することで、粘着シート５２とウエハＷとを密着させている。このためウェハＷを露光ステージに載置したときに露光に悪影響を及ぼすウエハＷの裏面側のパーティクル、すなわち突起部６７に対応する部位に付着しているパーティクルを除去することができる。従って良好な露光を行うことができ、現像欠陥を低減することができるので歩留まりの低下を抑えることができる。
そして吸引を解除し、支持台６４及び粘着シート５２に各々形成された孔を介して、支持台６４の下方側からリフトピン８０によってウエハＷを持ち上げ粘着シート５２から剥離しているので、ウエハＷの裏面を保持する搬送アーム７０との間でのウエハＷの受け渡しを行うことができる。更に送り出しローラー５１と巻き取りローラー５３とにより粘着シート５２を展張し、ウエハＷの載置領域の周りをシール部材６２により押さえつけるようにし、またその押しつけを解除した後、粘着シート５２を搬送しているので、ウエハＷの裏面のパーティクルを迅速且つ確実に、簡単に除去することができ、高スループットが要求されているレジストパターンのシステム内に設けるには好適であり良好なパターンを得ることができる。
ここでリフトピン８０を通す粘着シート５２の孔については、リフトピン８０専用の孔として構成する代わりに吸引孔５８と兼用させるようにしてもよい。この場合、ウエハＷのパーティクル除去を終えて粘着シート５２を既述のように少しずらしたときに、吸引孔５８とリフトピン８０との平面方向の位置がずれてしまう場合には、例えばリフトピン８０側に粘着シート５２の搬送方向に移動可能な移動機構を設けて両者の位置が対応できるように構成してもよい。
また上述の例では、ウエハＷの表面側の気圧よりも裏面側の気圧を低くしてその差圧によりウエハＷを粘着シート５２を介して支持台６４に押しつけるようにしているが、例えばウエハＷが載置される領域を密閉空間とし、この空間を加圧してウエハＷの表面側の気圧が裏面側の気圧よりも高くなるようにしてウエハＷを支持台６４側に押しつけるようにしてもよい。
また本発明のパーティクル除去装置５は、インターフェイス部Ｂ３内に設けることに限らず、例えば処理部Ｂ２とインターフェイス部Ｂ３との間に設けるようにしてもよいし、また塗布、現像装置に設けることに限られず、露光装置Ｂ４内に設けてもよい。更にまた本発明のパーティクル除去装置５は、レジストパターンを形成するシステムに限られず、他の半導体製造装置に組み合わせて設けてもよいし、あるいは単独の装置として構成してもよい。
５１ 送り出しロール
５２ 粘着シート
５３ 巻き取りロール
５８ 吸引孔
５９ 長孔
６４ 支持台
６５ 吸引孔
６７ ウェハ保持用の突起
８０ リフトピン
５２ 粘着シート
５３ 巻き取りロール
５８ 吸引孔
５９ 長孔
６４ 支持台
６５ 吸引孔
６７ ウェハ保持用の突起
８０ リフトピン
Claims (13)
- レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、粘着シートを、その粘着部を上にして前記支持台に載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の表面側と裏面側との間の差圧を解除する工程と、
次いで前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする基板のパーティクル除去方法。 - レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する方法において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成された支持台を用い、吸引孔の形成されている前記支持台に、吸引孔の形成されている粘着シートをその粘着部を上にして且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置する工程と、
次いで、基板を、前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように位置合わせされた状態で、その表面を上にして前記粘着シートの上に載置する工程と、
前記支持台の吸引孔及び前記粘着シートの吸引孔を通して前記基板を吸引することによって、前記粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させる工程と、
前記基板の吸引を停止し、前記基板の表面側と裏面側との差圧を解除する工程と、
次いで前記粘着シートから前記基板を剥離し、前記基板の裏面に付着していたパーティクルを前記粘着シートの粘着部に転写させる工程と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から昇降ピンにより基板を突きあげて粘着シートから剥離する工程と、を含むことを特徴とする基板のパーティクル除去方法。 - 基板が載置される領域と前記支持台の下方側空間とを気密に区画するために、基板を囲む環状のシール体により粘着シートを前記支持台に押しつける工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の基板のパーティクル除去方法。
- 粘着シートから基板を剥離した後、当該粘着シートを横方向にずらし、次の基板の密着に備える工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板のパーティクル除去方法。
- 粘着シートから基板を剥離した後、当該粘着シートにおける前記支持台の突起との接触部位が、突起と接触しなくなる位置になるように、当該粘着シートを横方向にずらし、次の基板の密着に備える工程を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板のパーティクル除去方法。
- レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
この支持台に粘着部が上になるように載置され、その上に基板が表面を上にして載置される粘着シートと、
この粘着シートに載置された基板の表面側よりも裏面側の気圧を低くすることで前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする基板のパーティクル除去装置。 - レジスト膜が形成され且つ露光前の基板に付着しているパーティクルを除去する装置において、
基板の露光時に用いられる露光ステージの表面に形成された突起の配列パターンに対応するように多数の突起がその表面に形成されると共に吸引孔が形成され、基板を支持するための支持台と、
前記支持台の突起の配列パターンと基板との位置関係が、露光ステージにおける突起の配列パターンと基板との位置関係に一致するように、基板を前記支持台に載せる前に位置合わせを行うための位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段にて位置合わせされた基板を前記支持台に搬送する基板搬送手段と、
吸引孔が形成されると共に前記支持台に粘着部が上になるように且つ当該吸引孔が前記支持台の突起から水平方向にずれた位置に配置されるように載置され、その上に基板が載置される粘着シートと、
前記支持台及び粘着シートの各吸引孔を通して基板を吸引し、粘着シートの粘着部に前記基板の裏面を密着させるための吸引手段と、
前記支持台及び粘着シートに各々形成された孔を介して、前記支持台の下方側から粘着シートの上方側に挿通可能に設けられ、基板を粘着シートと前記基板搬送手段との間で受け渡すための昇降ピンと、を備えたことを特徴とする基板のパーティクル除去装置。 - 上部が開放されて開口部をなすと共に前記支持台により前記開口部が塞がれるように設けられた筐体と、
この筐体における前記支持台よりも下方側の壁面に形成され、前記吸引手段により当該筐体の内部領域を減圧することによって前記粘着シートの粘着部に基板の裏面を密着させるための吸引口と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の基板のパーティクル除去装置。 - 基板が載置される領域と支持台の下方側空間とを気密に区画するために、粘着シートを支持台に押しつける環状のシール体を備えたことを特徴とする請求項６ないし８に記載の基板のパーティクル除去装置。
- 粘着シートから基板を剥離した後、次の基板の密着に備えるために当該粘着シートを横方向にずらすように搬送する粘着シート搬送手段を備えたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一つに記載の基板のパーティクル除去装置。
- 粘着シートから基板を剥離した後、次の基板の密着に備えるために、粘着シートにおける前記支持台の突起との接触部位が、突起と接触しなくなる位置になるように、当該粘着シートを横方向にずらすように搬送する粘着シート搬送手段を備えたことを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか一つに記載の基板のパーティクル除去装置。
- 基板に対してレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行う塗布、現像装置において、
表面にレジスト膜が形成されている基板に対して、露光が行われる前に裏面側のパーティクルを除去するための請求項６ないし１１のいずれか一つに記載の基板のパーティクル除去装置と、
このパーティクル除去装置との間で基板の受け渡しを行うための基板搬送手段と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。 - 基板に対してレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、露光後の基板に対して現像処理を行うプロセスブロックと、このプロセスブロックを露光装置に接続するためのインターフェイスブロックと、を備え、前記基板のパーティクル除去装置が、インターフェイスブロックに設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の塗布、現像装置。
Priority Applications (3)
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