JPH02191317A - レジスト処理装置およびレジスト処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、レジスト処理装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造装置では、半導体ウェハ上の各チップの微細
加工を行うために、フォトリソグラフィ工程を実施して
いる。このフォトリソグラフィ工程を実施するためのレ
ジスト処理装置では、−般に、まず半導体ウェハ上のゴ
ミ及び汚れを除去するために材料表面を洗浄し、その後
加熱乾燥処理を行う。そして冷却後直ちに、この半導体
ウェハをレジスト塗布装置に設定し、半導体ウェハ上に
レジスト液を滴下すると共に、この半導体ウェハを支持
するチャックを回転することによって、スピンコード方
式によって半導体ウェハの全面に均一膜のレジストを塗
布するようにしてる。

このようなレジスト塗布後、溶媒をレジスト膜から蒸発
させるためのプリベークを実施する。そして、この後に
露光工程が開始されることになる。

この露光工程は、近年高解像力、高精度を達成するため
に縮小投影方式が一般的となっている。この縮小投影方
式とは、一つの半導体チップに対して拡大された面積を
有するマスクを形成しておき、光源からの光をこのマス
クを通し、これをレンズで縮小して半導体ウェハ上の各
チップに投影するものである。この各チップに投影する
ために、半導体ウェハを支持するチャックをＸ−Ｙテー
ブル上に支持し、Ｘ−ＹテーブルのＸ、Ｙ方向のステツ
ブ移動によって実現可能としている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような一連のレジスト処理工程を実施するにあた
って、半導体ウェハの被処理面である表面側のゴミの付
着は、ウェハの歩留りに大きく影響するが、一方ではこ
のような半導体ウェハの裏面側に付着するゴミによって
も歩留りが左右されることが確認されている。

これは、露光工程においてウェハチャックの固定部とウ
ェハ裏面との間に上記のようにゴミが存在することによ
って、ウェハチャック上での半導体ウェハの平坦度が悪
化し、半導体ウェハ全面でのフォー力ッシングにずれが
生ずるからである。

そして、このようにフォー力ッシングがずれることによ
って、各半導体チップに投影されるマスク投影像にボケ
が生じ、このことによって半導体ウェハの歩留りが悪化
している。

半導体ウェハの裏面にゴミが付着する最大の原因として
は、この半導体ウェハの裏面と接触部との間に摩擦が発
生するからである。このような摩擦は、例えば半導体ウ
ェハを搬送する際にベルト搬送を採用した場合には、ベ
ルトと半導体ウェハ裏面との摩擦によってゴミが付着す
る。ただし、このような搬送を例えばピンセット等によ
るメカニカル搬送とすることで、半導体ウェハの搬送時
でのゴミの付着はある程度解決することができる。

しかしながら、半導体ウェハに対してレジスト液をスピ
ンコードする際には、半導体ウェハを回転搬送するため
のチャックの固定部例えば吸着部と半導体ウェハの裏面
との摩擦は避けられない。このようなスピンコードの際
には、半導体ウェハ裏面の真空吸着部分にゴミが集中し
て付着するようになっている。そして、チャックより突
起した突起部にて真空吸着を実施し、たとえウェハ裏面
との接触部分との面積を少なくしたとしても、このよう
な半導体ウェハとの接触部がある限り、スピンコードの
際のゴミの付着は避けられなかった。

そこで、本発明の目的とするところは、露光工程実施以
前に半導体ウェハの裏面にゴミが付着した場合にあって
も、このゴミに起因する露光工程でのフォーカスずれの
悪影響を低減し、レジスト処理における歩留りを向上す
ることができるレジスト処理装置を提供することにある
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体ウェハに対して、少なくともレジスト
塗布工程と、露光工程とを実施するレジスト処理装置に
おいて、 レジスト塗布を実施するためのウェハチャックと、露光
を実施するためのウェハチャックとは、半導体ウェハを
固定支持する位置がそれぞれ異なることを特徴とするも
のである。

（作　用） 露光工程実施以前での、半導体ウェハの裏面にゴミが付
着−する最大の原因は、半導体ウェハ表面にレジスト液
を回転塗布する際に、半導体ウェハ裏面とこの固定部と
の間に摩擦が生ずることであり、このようなゴミの付着
はスピンチャックの形状をいかに変更した場合にあって
も避けることができない。

本発明では、半導体ウェハの裏面にゴミが付着すること
は許容しながらも、このゴミが露光工程でのフォーカス
ずれに悪影響を与えないために、露光を実施するための
ウェハチャックのウェハ裏面の固定支持位置を、レジス
ト塗布を実施するためのウェハチャックの裏面支持位置
とは異なる位置に設定している。すなわち、ウェハチャ
ックに支持される半導体ウェハの平坦度の悪化は、チャ
ック上の固定部とウェハ裏面との間にゴミが付着してい
る場合に著しく、上記のように位置を変えることによっ
て、露光の際には半導体ウェハ裏面にてゴミの付着のな
い部分を固定支持することができるので、このチャック
上での半導体ウェハの平坦度をある精度に維持でき、従
ってチャック上の半導体ウェハ全面でのフォーカスずれ
を改善することが可能となる。。

（実施例） 以下、本発明のレジスト処理装置の工程な一実施例を、
図面を参照して具体的に説明する。

まず、レジスト塗布装置の概要について第３図を参照し
て説明する。

スピンチャック１０は、例えば真空吸着によって半導体
ウェハ１を載置固定し、これを回転できるものであり、
このスピンチャック１０はモータ２０の出力軸に固定さ
れ、回転駆動されるようになっている。モータ２０は、
加速性に優れた高性能モータで構成され、その上側にフ
ランジ２１を有し、こ°のフランジ２１によって塗布装
置内の適宜位置に固定されている。前記チャック１０に
支持されるウェハ１の上方には、ウェハ１のほぼ中心位
置よりレジスト液を滴下するレジストノズル３０が設け
られ、このレジストノズル３０はスキャナ３１によって
移動自在となっている。

また、レジスト液塗布時にレジスト液が装置外部へ飛散
することを防止するために、処理容器としてのカップ４
０がウェハ１の周囲に形成されている。尚、このカップ
４０は上下動可能であって、レジスト塗布時には第３図
の位置まで上昇されて停止し、ウェハ１の搬入出時には
上記位置よりも下降するように構成されている。尚、こ
のカップ４０の下面には図示しないドレイン及び排気管
が接続されている。

次に、露光装置の概要について、第４図を参照して説明
する。

上述したレジスト液の回転塗布及びプリベーク処理が実
施された後の半導体ウェハ１は、この露光装置内のウェ
ハチャック５０によって固定支持例えば真空吸着支持さ
れるようになっている。このウェハチャック５０は、Ｘ
−Ｙテーブル５２上に固定されていて、Ｘ軸駆動用モー
タ５４及びＹ軸駆動用モータ５６の各駆動によって、前
記ウェハチャック５０上の半導体ウェハ１をステップ駆
動可能としている。

このウェハチャック５０の上方には、その上側位置より
順次光源６０．集光レンズ６２．露光マスク６４．縮小
投影レンズ６６がそれぞれ配置固定されている。前記露
光用マスク６４は、半導体ウェハ１上の一つのチップ面
積を所定倍率で拡大した面積を有し、前記光源６０より
発せられた光を集光レンズ６２を介してこの露光用マス
ク６４に導き、この透過光パターンを前記縮小投影レン
ズ６６を介して半導体ウェハ１上に投影することで、半
導体ウェハ１上の一つのチップに微細パターンを投影焼
き付けすることができ、前記Ｘ−Ｙテーブル５２のステ
ップ移動によって、この半導体ウェハ１上の全てのチッ
プ上に投影焼き付けを可能としている。

次に１８本実施例において特徴的構成を有する前記スピ
ンチャック１０及びウェハチャック５０の詳細について
、第１図及び第２図を参照して説明する。

スピンチャック１０及びウェハチャック５０は、共にチ
ャック平面よりも同一高さにて突起した真空吸着部ＩＱ
ａ、５０ａをそれぞれ有している。

そして、スピンチャック１０では、回転中心を基準とす
る円周方向にて４５＠の等角度にて例えば８分割された
各位置に、計８個の前記真空吸着部１０ａを形成してい
る。一方、露光装置のウェハチャック５０も、同様に４
５＠の等間隔にて離間配置され計８個の真空吸着部５０
ａを有するが、その各位置がスピンチャック１０の真空
吸着部１０ａに対して、円周方向で２２．５＠だけずれ
た位置となっている。このように、レジスト塗布を実施
するためのスピンチャック１０と、露光を実施するため
のウェハチャック５０とは、半導体ウェハを真空吸着す
る位置がそれぞれ異なって設定されている。

次に、作用について説明する。

半導体ウェハ１のりソゲラフイエ程では、半導体ウェハ
１の表面の洗浄後に、レジスト塗布装置にてレジスト液
の回転塗布が実施されることになる。ここで、このレジ
スト塗布装置に対する半導体ウェハ１の搬入は、ピンセ
ット等を用いたメカニカル搬送によって実施され、この
半導体ウェハ１はｍ１図（Ａ）に示すように、そのオリ
エンテーションフラット（以下、オリフラとも称する）
１ａが同図に示すような位置に載置される。このような
位置決めは、オリフラ検出あるいは、ビンセット上での
位置決めによって実現可能である。

この後、カップ４０を上昇させて第３図に示す位置に設
定し、かつ、スピンチャック１０での真空吸着部１０ａ
にて、半導体ウエノ１１の裏面を真空吸着して保持する
ことになる。

次に、ユーザによって組込まれた独自プログラムにした
がって、レジスト液の塗布動作が開始されることになる
。このような塗布動作は、スピンチャック１０を例えば
１０００　ｒｐ■程度に空回転させた後に、ウェハ１の
ほぼ中心位置よりレジストノズル３０を介して所定量の
レジスト液をウェハ１の表面に滴下する。その後、スピ
ンチャック１０の回転数を４０００　ｒｐ■程度まで上
げて回転させ、遠心力によってウエノ１１の表面に均一
のレジスト液を塗布する。この後は、図示しない機能に
よってウェハ１の裏面洗浄を実施し、真空吸着部１０ａ
のバキュームをオフした後にウニ／Ｘ１の搬出を行うこ
とで、レジスト塗布工程が終了することになる。

ここで、上記のようなレジスト液の回転塗布動作中にあ
っては、半導体ウェハ１の裏面とスピンチャック１０の
真空吸着部１０ａとの間で摩擦が生じ、静電気の発生等
の原因によりこの部分に集中的にゴミが付着することに
なる。特に、本実施例では半導体ウェハ１の搬送にあた
ってベルト搬送を採用していないので、その後の工程で
の露光時におけるフォー力ッシングのずれは、上記の摩
擦によって生ずる真空吸着部１０ａ付近のゴミによって
生ずると考えてよい。

上記のようなレジスト塗布工程の終了後、ピンセヅト搬
送によってこの半導体ウェハ１をプリベーク機構まで搬
送し、ここで加熱乾燥させた後に、露光装置に向けて半
導体ウエノ１１を搬送することになる。

そして、この露光装置においては、前記ウェハチャック
５０に対する半導体ウェハ１の載置位置としては、オリ
フラ検出等によって第２図（Ａ）に示す位置に設定され
ることになる。

そうすると、このウェハチャック５０における真空吸着
部５０ａの各位置は、スピンチャック１０における真空
吸着部１０ａに対してその円周方向にて２２．５’ずれ
た位置となっているので、レジスト塗布装置においてウ
ェハ１の裏面を真空吸着した位置と同じ位置を、この露
光装置に真空吸着することがない。特に、本実施例では
露光装置におけるウェハチャック５０の真空吸着部５０
ａがチャック平面よりも突起したものとなっているので
、前記スピンコート工程においてウェハ１の裏面に付着
したゴミは、ウェハチャック５０のいずれの位置にも接
触しないように設定されることになる。従って、このウ
ェハチャック５０に支持された半導体ウェハ１の平坦度
としては、もっばら真空吸着部５０ａの各部の高さにて
決定され、この真空吸着部５０ａの高さ管理を予め所定
に設定しておけば、露光時におけるフォーカスずれを生
じないような平坦度を常時維持することが可能となる。

このように、ウェハチャック５０上での半導体ウェハ１
の平坦度が所定に維持されているので、このウェハチャ
ック５０をステップ駆動して半導体ウェハ１上の各チッ
プに対する投影焼き付けを実施する際には、各チップに
対して適正なフォーカスにて露光を行うことが可能とな
り、露光不良に伴う半導体ウェハ１の歩留りの悪化を防
止することが可能となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、本発明の特徴的構成としての、レジスト塗布、
露光を行うためのそれぞれウェハチャックの固定支持位
置を異なるように設定する手段としては、上記実施例の
ように円周方向に分割配置された真空吸着部１０ａ、５
０ａの位置をずらすものではなく、第５図、第６図に示
す構成としてもよい。

両図に示すものは、スピンチャック１０の真空吸着部１
０ａ及びウェハチャック５０の真空吸着部５０ａをそれ
ぞれ同心用上に配置したものであるが、その同心円の半
径が各チャック１０ａ。

５０ａにてそれぞれ異なるように設定されているもので
ある。上記のように構成した場合は、各チャック１０．
５０に対する半導体ウェハ１の中心位置出しは従来より
も行われているので、この中心位置のみ設定すれば各吸
着部ＩＱａ、５０ａの半導体ウェハ１に対する吸着位置
が必ず異なるように設定され、上記実施例のようにオリ
フラ検出等を行わずとも露光工程におけるフす一スずれ
を確実に防止することが可能となる。

尚、第５図、第６図に示すものは、同心円上に形成され
た各吸着部１０ａ、５０ａはそれぞれチャック平面より
も陥没した真空チャック溝として形成されており、上記
実施例のようにチャック平面よりも突起したものとはな
っていない。このような場合、半導体ウェハ１のほぼ全
面が各チャック１０．５０に当接することになるが、半
導体ウェハ１の平坦度が真空吸着部ＩＱａ、５０ａとの
接触部によってもっばら決定されるので、上記実施例の
ように必ずしも吸着部１０ａ、５０ａをチャック平面よ
り突起させたものとする必要はない。

また、各装置でのチャック１０．５０は、必ずしも真空
吸首方式によって半導体ウェハ１を固定支持したものに
限定されない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればレジスト塗布、露
光を実施するためにウェハチャックの半導体ウェハを固
定支持する各位置がそれぞれ異なるように設定されてい
るので、レジスト液塗布時にウェハ裏面に付着したゴミ
が、露光の際にチャック上に支持されるウェハの平坦度
に悪影響を及ぼすことがなく、露光不良を防止して半導
体ウェハの歩留りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれレジスト塗布装置に
おけるウェハチャックの正面図、側面図、第２図（Ａ）
、（Ｂ）は、それぞれ露光装置におけるウェハチャック
の正面図、側面図、第３図は、レジスト塗布装置の一例
を説明するための概略説明図、第４図は、露光装置の一
例を説明するための概略説明図、第５図、第６図は、そ
れぞれレジスト塗布装置、露光装置における各チャック
のウェハ固定支持位置を異ならせた変形例を説明するた
めの概略説明図である。 １・・・半導体ウェハ、ｌＯ・・・スピンチャック、ｌ
Ｑａ、５０ａ・・・真空吸着部、 ５０・・・ウェハチャック。 第１図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハに対して、少なくともレジスト塗布
   工程と、露光工程とを実施するレジスト処理装置におい
   て、 レジスト塗布を実施するためのウェハチャックと、露光
   を実施するためのウェハチャックとは、半導体ウェハを
   固定支持する位置がそれぞれ異なることを特徴とするレ
   ジスト処理装置。