JPH09232206A

JPH09232206A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH09232206A
Application number: JP8034465A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Kurokawa; 宥元黒川; Shinji Okamoto; 真二岡本; Takezumi Natori; 猛純名取
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体ウェハの表面に形成されたレジストパ
ターンを損なうことなく、裏面にレジストを均一に効率
良く塗布する。【解決手段】中央部上方に塗布ノズル３０が垂下さ
れ、回転軸２１によって回転される回転台２０の外周部
に、基体部２６ａと、基体部２６ａの上面に突設され、
回転台２０の中心方向に凸の楔状断面を有する風切り羽
根部２６ｂと、テーパ面２６ｃとで構成される爪部２６
を、ねじ２７を介して固定し、回転台２０の中央部に
は、擂鉢状の逃げ部２２を形成するとともに、回転軸２
１内に穿設されたガス供給路２５に連通するガス吹き出
し孔２３を開設し、表面１１（素子形成面）を下向き
（裏面１２を上向き）にした姿勢で半導体ウェハ１０を
逃げ部２２に載置し、半導体ウェハ１０の外周部と逃げ
部２２の間から不活性ガスを噴射させつつ、塗布ノズル
３０からレジスト液３１を裏面１２に滴下して回転塗布
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布技術に関し、
特に、半導体ウェハの表面に接触することなく、裏面へ
処理液を塗布する工程等に適用して有効な技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置の製造工程では、
素子形成面に酸化膜等による所定のマスクパターンが形
成された半導体ウェハをドープガス雰囲気に置いてドー
プ処理を行う際にウェハ裏面からの好ましくないドープ
を防止すべく、それ以前の酸化膜の湿式エッチング工程
等におけるウェハ裏面全体の酸化膜をエッチングから保
護して残存させる等の目的で、エッチングに先立ってエ
ッチング裏面の全体にレジスト等を塗布することが考え
られる。

【０００３】このようなウエハ裏面へのレジスト等の塗
布は、たとえば、刷毛塗等の手作業で行う方法、ウ
ェハ表面（素子形成面）への保護剤の塗布、ウェハ裏面
へのレジスト塗布、ウェハ表面の保護剤除去を順に行う
方法、いずれかを採用することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な方法では、以下のような技術的課題がある。すなわ
ち、前記の方法では、手作業であるため塗布むらがで
きやすく、レジスト塗布が不十分な領域の酸化膜がエッ
チング時に除去されてしまい、その後のドーピング工程
で保護膜として機能しないため、ウェハ裏面からの好ま
しくないドーピングによって、ドープ濃度等が所定の設
計値から変動する、いわゆるオートドープ等の問題が次
工程で発生することが懸念される。

【０００５】また、前記の方法では、ウェハ表面への
保護剤の塗布に際して、当該表面に存在するレジストパ
ターンのくずれが生じることが懸念される。さらに、保
護剤の塗布や除去のために工程数が増え、しかも、当該
保護剤の塗布のためには専用装置が必要となり、製造コ
ストの上昇をもたらす。

【０００６】本発明の目的は、板状物の第１の主面に形
成されたパターンを損なうことなく、第１の主面と表裏
をなす第２の主面への塗布液の均一な塗布を行うことが
可能な塗布技術を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、製造コストを増加さ
せることなく、板状物への塗布液の均一な塗布を行うこ
とが可能な塗布技術を提供することにある。

【０００８】本発明のさらに他の目的は、板状物の裏面
への塗布液の均一な塗布を自動的に行うことが可能な塗
布技術を提供することにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、半導体ウェハ
の素子形成面に形成されたレジストパターンを損なうこ
となく、ウェハ裏面にレジストを均一に塗布することが
可能な塗布技術を提供することにある。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、製造コストを
増加させることなく、半導体ウェハの裏面への塗布液の
均一な塗布を行うことが可能な塗布技術を提供すること
にある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、半導体ウェハ
の裏面への塗布液の均一な塗布を自動的に行うことが可
能な塗布技術を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明は、互いに表裏をなす第
１および第２の主面を備えた板状物を第１の主面を下向
きにした姿勢で支持する支持機構と、板状物を回転させ
る回転駆動機構と、板状物の第１の主面にガスを噴射供
給するガス供給機構とを含む回転台と、回転台に載置さ
れた板状物の上向きの第２の主面に塗布液を供給する塗
布液供給部とを備えた塗布装置を提供する。

【００１５】また、本発明は、互いに表裏をなす第１お
よび第２の主面を備えた板状物の外周部に嵌合すること
によって第１の主面を下向きにした姿勢で支持する支持
機構と、板状物を回転させる回転駆動機構と、板状物の
第１の主面にガスを噴射供給するガス供給機構とを含む
回転台と、回転台に載置された板状物の上向きの第２の
主面に塗布液を供給する塗布液供給部とを備えた塗布装
置を提供する。

【００１６】このような本発明の塗布装置によれば、回
転台に板状物を保持させ、処理液を滴下して回転させる
ことで、たとえば、板状物の下向きの表面側のパターン
等を損なうことなく、上向きの裏面のみに均一に処理液
を塗布することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１は、本発明の第１の
実施の形態である塗布装置の構成の一例を示す部分断面
図（図２における線Ｉ−Ｉの断面）であり、図２はその
平面図、図３は、その一部を取り出して示す断面図（図
２における線ＩＩＩ−ＩＩＩの断面）、図４は斜視図、
図５は、その一部を取り出して示す斜視図である。

【００１９】本実施の形態の塗布装置は、半導体ウェハ
１０が載置される回転台２０と、この回転台２０の中央
部上方に垂下された塗布ノズル３０を備えている。塗布
ノズル３０は、たとえばレジスト液３１を滴下供給する
動作を行う。

【００２０】回転台２０は、半導体ウェハ１０よりも硬
度の低い、たとえばフッ素樹脂等の素材を用いて構成さ
れており、チッピング等の損傷が半導体ウェハ１０に生
じることを防止している。回転台２０は、回転軸２１を
介して図示しない駆動モータに固定され、随時、回転さ
れる。回転台２０における半導体ウェハ１０に対する対
向面には、擂鉢状の逃げ部２２が形成されており、半導
体ウェハ１０は、その外周部が逃げ部２２に線接触する
ことによって載置される。

【００２１】逃げ部２２には、複数のガス吹き出し孔２
３がおよびガス吹き出し孔２４が、逃げ部２２の斜面お
よび底部に同心円状に配列されて開口しており、回転軸
２１の内部に軸方向に穿設されたガス供給路２５に連通
している。ガス供給路２５は、図示しないバルブ等を介
して、たとえば不活性ガスを供給するガス源に接続され
ており、当該バルブの操作によって、随時、たとえば窒
素ガス等の不活性ガスをガス吹き出し孔２３および２４
に供給することが可能になっている。

【００２２】回転台２０の外周部には、周方向に等間隔
で、複数の爪部２６がねじ２７を介して、着脱自在に固
定されている。この爪部２６は、回転台２０のねじ２７
を介して固定される基体部２６ａと、この基体部２６ａ
の上面に突設され、回転台２０の中心方向に凸の楔状断
面を有する風切り羽根部２６ｂで構成されており、風切
り羽根部２６ｂの上端には、回転台２０の中心部に臨む
頂点部分を切り落とすことによってテーパ面２６ｃが形
成されている。この爪部２６は、たとえば半導体ウェハ
１０よりも硬度の低いフッ素樹脂等で構成されており、
チッピング等の損傷が半導体ウェハ１０に生じることを
防止している。

【００２３】風切り羽根部２６ｂは、楔状断面の頂角θ
２が、たとえば３５度に設定され、さらに、一端面が、
捩れ角θ１（たとえば、本実施の形態では１０度）だ
け、回転台２０の半径方向に対して、当該回転台２０の
回転方向（図５の矢印Ａの方向）の手前側（反時計回り
方向）に捩じれた姿勢で基体部２６ａ上に突設されてい
る。このため、爪部２６（風切り羽根部２６ｂ）が、回
転台２０とともに矢印Ａの方向に回転すると、風切り羽
根部２６ｂによって、回転台２０の逃げ部２２には、当
該回転台２０の中心から外周方向に流れ出る気流２８が
形成される。

【００２４】以下、本実施の形態の塗布装置の作用の一
例を説明する。

【００２５】まず、半導体ウェハ１０の処理工程の概略
と、本実施の形態における塗布装置の関連を、図８のフ
ローチャートを参照して説明する。半導体ウェハ１０の
表裏両面に、たとえば熱酸化等の方法によって所定の膜
厚の酸化膜を形成する（ステップ３０１）。次に、半導
体ウェハ１０の表面１１の側にレジストを露光および現
像処理によって所定のパターンに被着形成する（ステッ
プ３０２）。さらに、半導体ウェハ１０の裏面１２に、
全面に保護用のレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る（ステップ３０３）。このステップ３０３の工程で後
述のように、本実施の形態の塗布装置が用いられる。

【００２６】次に、アッシャによって、ステップ３０２
で半導体ウェハ１０の表面１１に形成されているレジス
トパターンの底部残り（レジストの現像時において完全
除去されなかった部分）を除去する（ステップ３０
４）。その後、半導体ウェハ１０を所望のエッチング液
に浸漬し、半導体ウェハ１０の表面１１の酸化膜を、ス
テップ３０２で形成されているレジストパターンをマス
クとして湿式エッチングでエッチングする（ステップ３
０５）。この時、半導体ウェハ１０の裏面１２の酸化膜
は、全面に塗布されているレジストによって保護され、
エッチングされることなく残存する。

【００２７】その後、半導体ウェハ１０の表裏両面のレ
ジストを剥離する（ステップ３０６）。さらに、半導体
ウェハ１０を、所望のドーピング種を含むドーピングガ
ス雰囲気および温度の下に所定の時間だけ置いてドーピ
ングを実行する（ステップ３０７）。この時、半導体ウ
ェハ１０の表面１１では、所定のパターンの酸化膜で覆
われた領域以外の目的領域に、ドーピング種が所定の濃
度に導入されるが、裏面１２では、全面が酸化膜で覆わ
れているので、裏面１２の側からの望ましくないドーピ
ングは発生しない。

【００２８】こうして、表面１１の側から選択的にドー
ピングされた半導体ウェハ１０は、次の工程で、たとえ
ば当該表面１１にエピタキシャル層を形成する、等の処
理が施される（ステップ３０８）。

【００２９】ところで、前述のステップ３０３における
半導体ウェハ１０の裏面１２へのレジストの塗布工程で
は、表面１１の側に、すでに所定のパターンのレジスト
が形成されているため、当該表面１１の側のレジストパ
ターンを損なわないように、かつ効率良く均一に裏面１
２にレジストを塗布する必要がある。そこで、本実施の
形態の塗布装置では、前述した構成により、以下のよう
にして、半導体ウェハ１０の裏面１２に対するレジスト
の塗布を行う。

【００３０】すなわち、まず、半導体ウェハ１０を、す
でにレジストパターンが形成されている表面１１を下向
き（裏面１２を上向き）にして回転台２０の中央部に載
置する。この時、爪部２６のテーパ面２６ｃに案内され
ることによって、半導体ウェハ１０は、スムーズに回転
台２０の逃げ部２２の斜面に、外周部が線接触するよう
に載置され、半導体ウェハ１０の中央部のレジストパタ
ーンが損傷されることはない。

【００３１】その後、逃げ部２２と半導体ウェハ１０の
間の空間にガス吹き出し孔２３および２４から不活性ガ
スを供給しつつ、回転台２０を回転させると、爪部２６
の風切り羽根部２６ｂの作用によって、当該不活性ガス
は、半導体ウェハ１０の外周と逃げ部２２の間を通過す
る気流２８となって回転台２０の外周部に吹き出すとと
もに、半導体ウェハ１０によって覆われ、気流２８が形
成されている、逃げ部２２の空間は外部よりも負圧とな
り、半導体ウェハ１０には、当該半導体ウェハ１０を回
転台２０に固定する方向に外気圧が作用する。

【００３２】これにより、半導体ウェハ１０は、外気圧
と気流２８の圧がバランスした状態で回転台２０に安定
に支持されて回転し、この回転状態の半導体ウェハ１０
の裏面１２の中央部に対して、塗布ノズル３０から、所
定量のレジスト液３１を滴下すると、遠心力の作用でレ
ジスト液３１は、裏面１２の全体に均一に分散して塗布
される。この時、レジスト液３１の一部は飛沫となって
飛散するが、半導体ウェハ１０の外周部の回転台２０と
の間の隙間からは前述のように外部に吹き出す方向の不
活性ガスの気流２８が形成されているので、レジスト液
３１の飛沫が、半導体ウェハ１０の下向きの表面１１に
回り込んで、当該表面１１に形成されている既存のレジ
ストパターンを汚染したり損傷する等の障害は確実に阻
止される。

【００３３】このように、本実施の形態の塗布装置によ
れば、すでに表面１１に所定のレジストパターンが形成
されている半導体ウェハ１０の裏面１２に対して、表面
１１側のレジストパターンを損なうことなく、均一にレ
ジスト液３１を塗布することができる。また、表面１１
の側の既存のレジストパターンを保護するための保護剤
の塗布や剥離等の余分な工程を必要とすることもなく、
塗布工程における製造原価の低減を実現できる。

【００３４】また、回転台２０に対する半導体ウェハ１
０の搬入や搬出を図示しないロボットハンド等によって
自動化することにより、裏面１２へのレジスト液３１の
塗布作業の全体を容易に自動化することができる。これ
により、塗布工程のスループットの向上につながるだけ
でなく、作業者への負担も軽減できる。

【００３５】（実施の形態２）図６は、本発明の第２の
実施の形態である塗布装置の構成の一例を示す平面図で
あり、図７は、その部分断面図である。

【００３６】この第２の実施の形態の場合には、回転台
２０の外周部に、径方向に変移自在な複数の爪部２６０
を配置し、この爪部２６０によって半導体ウェハ１０の
外周部を保持するようにしたところが、前述の第１の実
施の形態と異なっている。

【００３７】すなわち、爪部２６０は、基体部２６０ａ
と、風切り羽根部２６０ｂで構成されて、風切り羽根部
２６０ｂの、回転台２０の中心側に臨む側面部に、半導
体ウェハ１０の外周部の面取り形状に適合した嵌合溝２
６０ｃを刻設し、この嵌合溝２６０ｃによって半導体ウ
ェハ１０を保持するようにしたものである。この第２の
実施の形態の塗布装置によっても、前述の第１の実施の
形態と同様の効果を得ることができる。

【００３８】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３９】たとえば、回転台や爪部の構成は、前述の
実施の形態に例示した構成に限定されない。また、板状
物としては半導体ウェハに限らず、たとえば回転型記憶
媒体の任意の片面処理等に広く適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の塗布装置によれば、板状物の第
１の主面に形成されたパターンを損なうことなく、第１
の主面と表裏をなす第２の主面への塗布液の均一な塗布
を行うことができる、という効果が得られる。

【００４１】また、製造コストを増加させることなく、
板状物への塗布液の均一な塗布を行うことができる、と
いう効果が得られる。

【００４２】また、板状物の裏面への塗布液の均一な塗
布を自動的に行うことができる、という効果が得られ
る。

【００４３】また、半導体ウェハの素子形成面に形成さ
れたレジストパターンを損なうことなく、ウェハ裏面に
レジストを均一に塗布することができる、という効果が
得られる。

【００４４】また、製造コストを増加させることなく、
半導体ウェハの裏面への塗布液の均一な塗布を行うこと
ができる、という効果が得られる。

【００４５】また、半導体ウェハの裏面への塗布液の均
一な塗布を自動的に行うことができる、という効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である塗布装置の構
成の一例を示す部分断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態である塗布装置の構
成の一例を示す平面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態である塗布装置の一
部を取り出して示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態である塗布装置の斜
視図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態である塗布装置の一
部を取り出して示す斜視図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態である塗布装置の構
成の一例を示す平面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態である塗布装置の部
分断面図である。

【図８】本発明の塗布装置が用いられる半導体ウェハの
処理工程の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０半導体ウェハ（板状物）１１表面（第１の主面）１２裏面（第２の主面）２０回転台２１回転軸２２逃げ部（支持機構）２３ガス吹き出し孔（ガス供給機構）２４ガス吹き出し孔（ガス供給機構）２５ガス供給路（ガス供給機構）２６爪部２６ａ基体部２６ｂ風切り羽根部２６ｃテーパ面２７ねじ２８気流３０塗布ノズル（塗布液供給部）３１レジスト液２６０爪部（支持機構）２６０ａ基体部２６０ｂ風切り羽根部２６０ｃ嵌合溝Ａ回転台の回転方向を示す矢印 θ１風切り羽根部の回転台の半径方向に対する捩れ角 θ２風切り羽根部の頂角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者名取猛純東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに表裏をなす第１および第２の主面
を備えた板状物を前記第１の主面を下向きにした姿勢で
支持する支持機構と、前記板状物を回転させる回転駆動
機構と、前記板状物の前記第１の主面にガスを噴射供給
するガス供給機構とを含む回転台と、前記回転台に載置された前記板状物の上向きの前記第２
の主面に塗布液を供給する塗布液供給部とを備えたこと
を特徴とする塗布装置。
【請求項２】請求項１記載の塗布装置において、前記
回転台の前記板状物の前記第１の主面に対する対向面に
は、擂鉢状の逃げ部が形成され、前記ガス供給機構は、
前記逃げ部に開設された複数のガス吹き出し孔からなる
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項３】請求項１記載の塗布装置において、前記
支持機構は、前記回転台の外周部に前記板状物を取り囲
むように配置され、前記板状物を前記回転台に落とし込
むように案内するテーパ面と、前記板状物の前記第１の
主面と前記回転台との間に、前記回転台の中心から外周
方向に向かう気流を形成する風切り面とを含むことを特
徴とする塗布装置。
【請求項４】請求項１，２または３記載の塗布装置に
おいて、前記板状物は半導体ウェハであり、前記第１の
主面は素子形成面であり、前記第２の主面はウェハ裏面
であり、前記ウェハ裏面に対する前記塗布液の選択的な
塗布が行われることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】互いに表裏をなす第１および第２の主面
を備えた板状物の外周部に嵌合することによって前記第
１の主面を下向きにした姿勢で支持する支持機構と、前
記板状物を回転させる回転駆動機構と、前記板状物の前
記第１の主面にガスを噴射供給するガス供給機構とを含
む回転台と、前記回転台に載置された前記板状物の上向きの前記第２
の主面に塗布液を供給する塗布液供給部とを備えたこと
を特徴とする塗布装置。
【請求項６】請求項５記載の塗布装置において、前記
支持機構は、前記回転台の外周部に前記板状物を取り囲
むように配置され、前記板状物の外周部に嵌合する嵌合
溝と、前記板状物の前記第１の主面と前記回転台との間
に、前記回転台の中心から外周方向に向かう気流を形成
する風切り面とを含むことを特徴とする塗布装置。
【請求項７】請求項５または６記載の塗布装置におい
て、前記板状物は半導体ウェハであり、前記第１の主面
は素子形成面であり、前記第２の主面はウェハ裏面であ
り、前記ウェハ裏面に対する前記塗布液の選択的な塗布
が行われることを特徴とする塗布装置。