JPH11162816A - スピン式レジスト塗布装置およびウェーハ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハのスピンチャックに装着された部分
に付着したゴミを除去することができるスピン式レジス
ト塗布装置、およびこの装置を利用したウェーハ処理方
法を提供することを課題(目的)とする。 【解決手段】 ウェーハ１を水平に支持して回転させる
スピンチャック２と、回転するウェーハ１の表面１ａに
レジストを滴下するレジスト供給手段と、ウェーハ１を
保持するウェーハチャック４と、ウェーハ１の裏面１ｂ
に洗浄液を吹き付けて洗浄する洗浄装置５と、ウェーハ
１の裏面 １ｂにガスを吹き付けて乾燥させる乾燥装置
６とを備えている。洗浄／乾燥段階では、ウェーハチャ
ック４が上昇してウェーハ１をスピンチャック２から取
り外して保持し、洗浄ノズル５ｄ、あるいは乾燥ノズル
６ｄの何れかがスピンチャック２とウェーハ１との間の
空間に配置され、ウェーハ１の裏面１ｂの全面を洗浄／
乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウェーハの表面
にフォトレジストの層を形成するための塗布装置に関
し、特に、ウェーハの裏面の洗浄技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーハ上にフォトレジストを塗布する
装置、方法としては、従来から例えば特開平１−２９８
７２０号公報、あるいは特開平４−６２８３１号公報に
開示されるものが知られている。これらの公報には、ス
ピンチャックに取り付けられて回転するウェーハの表面
にレジストを塗布して均一化し、ウェーハの裏面に回り
込んだレジストを洗浄液により除去する技術が開示され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置および方法では、ウェーハをスピンチャッ
クに装着したまま洗浄液を吹き付けるため、ウェーハ裏
面のうちスピンチャックに装着された部分については洗
浄することができない。したがって、スピンチャックに
装着された部分にゴミが付着していた場合には、このゴ
ミを除去することができず、レジスト塗布工程の後の露
光工程においてウェーハがテーブルに載置された際に、
ウェーハとテーブルとの間にゴミが挟まれてウェーハが
傾き、マスクのパターンを正確に転写できないという問
題がある。

【０００４】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ウェーハのスピンチャック
に装着された部分に付着したゴミを除去することができ
るスピン式レジスト塗布装置、およびこの装置を利用し
たウェーハ処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるスピン
式レジスト塗布装置は、ウェーハを水平に支持して回転
させるスピンチャックと、スピンチャックに支持されて
回転するウェーハ上にレジストを滴下するレジスト供給
手段と、ウェーハをスピンチャックから取り外して保持
するウェーハチャックと、ウェーハがウェーハチャック
に保持されてスピンチャックから外された状態でウェー
ハの下面全体に洗浄液を吹き付けて洗浄する洗浄手段と
を備えることを特徴とする。

【０００６】上記の構成によってレジスト塗布後にウェ
ーハをスピンチャックから取り外した状態でウェーハ裏
面の全面を洗浄することにより、ウェーハの裏面につい
たゴミは、スピンチャックに装着される部分に付着した
分を含めて除去される。

【０００７】また、ウェーハがウェーハチャックに保持
されてスピンチャックから外された状態でウェーハの下
面全体にガスを吹き付けて乾燥させる乾燥手段をさらに
設けてもよい。洗浄手段および乾燥手段は、それぞれウ
ェーハに吹き付けられる洗浄液、あるいはガスの温度を
制御する温度制御手段を備えることができる。

【０００８】一方、この発明にかかるウェーハ処理方法
は、スピンチャックに水平に取り付けられて回転するウ
ェーハ上に、レジストを滴下してレジスト膜を形成する
段階と、ウェーハをウェーハチャックにより保持してス
ピンチャックから取り外し、ウェーハの下面全体に洗浄
液を吹き付けて洗浄する段階とを有し、これらの段階が
順に実行されることを特徴とする。

【０００９】洗浄段階の後に、ウェーハをウェーハチャ
ックにより保持してスピンチャックから取り外した状態
でウェーハの下面全体にガスを吹き付けて乾燥させる段
階を含ませてもよい。さらに、その乾燥段階の後に、ス
ピンチャックに洗浄液を吹き付けて洗浄する段階を含ま
せてもよい。洗浄段階および乾燥段階においては、ウェ
ーハに吹き付けられる洗浄液、あるいはガスの温度を所
定の温度に制御してもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるスピン式
レジスト塗布装置、およびこの装置を利用したウェーハ
処理方法の実施形態を説明する。

【００１１】図１および図２は、第１の実施形態にかか
るスピン式レジスト塗布装置の主要部を示す説明図であ
り、図１は洗浄／乾燥段階を示し、図２はレジスト膜の
形成段階を示す。また、各図の(Ａ)は平面図、(Ｂ)は一
部断面側面図である。図１に示されるように、この装置
は、ウェーハ１を水平に支持して回転させるスピンチャ
ック２と、スピンチャック２に支持されて回転するウェ
ーハ１の表面１ａにレジストを滴下するレジスト供給装
置(ここでは滴下ノズル３のみを示す)と、ウェーハ１を
保持するウェーハチャック４と、ウェーハ１の裏面１ｂ
に純水等の洗浄液を吹き付けて洗浄する洗浄装置５と、
ウェーハ１の裏面１ｂにドライエア等のガスを吹き付け
て乾燥させる乾燥装置６とを備えている。

【００１２】スピンチャック２は、図１(Ｂ)に示される
ようにウェーハ１を支持するウェーハ１より小径のテー
ブル部２ａと、このテーブル部２ａを下方から支える軸
部２ｂとを備える。軸部２ｂの下端はスピンモータ７に
接続されており、このスピンモータ７に駆動されて回転
する。また、スピンチャック２は、図示せぬバキューム
装置によりウェーハ１を真空吸着して保持する。

【００１３】ウェーハチャック４は、ウェーハ１より大
径のリング部４ａと、このリング部４ａの一端から径方
向に外側に延びるアーム４ｂとを備え、リング部４ａの
内側には９０度間隔で４箇所にウェーハ１を下から持ち
上げて保持するための爪片４ｃが形成されている。爪片
４ｃの内接円は、ウェーハ１の外径より小さく設定され
ている。ウェーハチャック４のアーム４ｂは、図示せぬ
駆動機構に接続されており、この駆動機構は、少なくと
もウェーハチャック４を図１(Ａ)に矢印Ｘで示した水平
方向と、図１(Ｂ)に矢印Ｙで示した垂直方向とに移動さ
せることができる。

【００１４】洗浄装置５は、洗浄液タンク５ａ、ポンプ
５ｂと、ポンプ５ｂにより供給される洗浄液を吐出する
洗浄ノズル５ｄと、この洗浄ノズル５ｄの位置を図１
(ａ)に実線および破線で示す作動位置と、一点鎖線で示
す収納位置との間で回動させる洗浄ノズル移動機構５ｃ
とを備えている。乾燥装置６は、圧縮ガスが充填された
ガスタンク６ａおよび制御弁６ｂと、ガスタンク６ａか
ら供給されるガスを吐出する乾燥ノズル６ｄと、この乾
燥ノズル６ｄの位置を図１(ａ)に実線および破線で示す
作動位置と一点鎖線で示す収納位置との間で回動させる
乾燥ノズル移動機構６ｃとを備えている。

【００１５】レジスト膜を形成する段階では、図２に示
すようにウェーハ１がスピンチャック２に吸着されて固
定され、ウェーハチャック４はスピンチャック２のテー
ブル部２ａより下方に移動する。この状態でスピンモー
タ７を駆動してウェーハ１を回転させ、滴下ノズル３か
らレジスト液を滴下してレジスト膜を形成する。

【００１６】一方、洗浄／乾燥段階では、図１(ｂ)に示
すようにウェーハチャック４が上昇してウェーハ１をス
ピンチャック２から取り外して保持し、洗浄ノズル５
ｄ、あるいは乾燥ノズル６ｄの何れかがスピンチャック
２とウェーハ１との間の空間に配置され、ウェーハ１の
裏面１ｂの全面を洗浄／乾燥する。なお、滴下ノズル３
は、ウェーハチャック４の垂直方向の移動に連動して垂
直方向に移動可能に設けられており、ウェーハ１がスピ
ンチャック２に載置される状態では図２(ｂ)に示すよう
にテーブル部２ａに近接した位置に配置され、ウェーハ
１がスピンチャック２から持ち上げられた状態では図１
(ｂ)に示すようにテーブル部２ａから離れた位置に配置
される。

【００１７】続いて、上述したスピン式レジスト塗布装
置を利用したウェーハ処理方法を図３(Ａ)に示すフロー
チャートに基づいて説明する。まず、ウェーハチャック
４によりレジスト塗布前のウェーハ１がスピンチャック
２の上方に運ばれる。ウェーハチャック４を垂直に下方
に移動させると、ウェーハ１の裏面１ｂがスピンチャッ
ク２のテーブル部２ａに当たり、スピンチャック２は真
空吸着によりウェーハ１を固定する(ステップＳ1)。ウ
ェーハチャック４は、そのままテーブル部２ｂより低い
位置まで移動して停止する。

【００１８】次に、スピンモータ７を回転させてスピン
チャック２およびスピンチャック２に固定されたウェー
ハ１を回転させ、レジスト供給装置からレジスト液を滴
下して遠心力によりウェーハ１の表面１ａに均一にレジ
スト膜を形成する(ステップＳ2)。

【００１９】レジスト塗布後、スピンモータ７の回転を
停止して、スピンチャック２による真空吸着を解除し、
ウェーハチャック４を上方に垂直に移動させてウェーハ
１をスピンチャック２から取り外して上方の所定位置に
移動させる(ステップＳ3)。

【００２０】ウェーハ１をスピンチャック２から取り外
した状態で洗浄ノズル移動機構５ｃを制御して洗浄ノズ
ル５ｄの先端を作動位置に移動させ、洗浄液を吐出して
ウェーハ１の裏面１ｂの全面を洗浄する(ステップＳ
4)。これにより、ウェーハ１の裏面１ｂについたゴミ
は、スピンチャック２に装着される部分に付着した分を
含めて除去される。

【００２１】洗浄が終了すると、洗浄ノズル５ｄを収納
位置に戻し、続いて乾燥ノズル移動機構６ｃを制御して
乾燥ノズル６ｄの先端を作動位置に移動させ、ガスを吐
出してウェーハ１の裏面１ｂに付着した洗浄液を乾燥さ
せる(ステップＳ5)。そして、乾燥が終了すると、乾燥
ノズル６ｄは収納位置に戻され、ウェーハチャック４は
水平に移動してレジスト塗布後のウェーハ１を次の行程
へと送り出す(ステップＳ6)。処理するウェーハが複数
ある場合には、次のレジスト塗布前のウェーハ１をスピ
ンチャック２にセットしてステップＳ1からの処理が繰
り返される。

【００２２】図３(Ｂ)は、図３(Ａ)に示したウェーハ処
理方法の変形例を示すフローチャートである。変形例で
は、洗浄装置５の洗浄ノズル５ｄの先端が、図１に示す
ような上方側のみでなく、下方側にも向けられるよう構
成されており、洗浄ノズル駆動機構５ｃにノズルの方向
を変更するための機構が設けられている。図３(Ｂ)のス
テップＳ1〜Ｓ5は、図３(Ａ)のステップＳ1〜Ｓ5と同じ
内容である。図３(Ｂ)の例では、ステップＳ5の乾燥段
階の後に、洗浄ノズル５ｄを再度作動位置に移動し、ノ
ズル先端を下側に向けて洗浄液をスピンチャック２のテ
ーブル部２ａに向けて吐出する(ステップＳ7)。その後
にウェーハを次工程に送り出す(ステップＳ8)。これに
より、ウェーハ１の裏面のみでなく、スピンチャック２
のテーブル部２ａに付着したゴミも洗浄して除去するこ
とができる。

【００２３】次に、第２の実施形態にかかるスピン式レ
ジスト塗布装置の構成を図４に基づいて説明する。第２
の実施形態の洗浄装置５および乾燥装置６は、第１の実
施形態の構成に加え、それぞれウェーハ１に吹き付けら
れる洗浄液、あるいはガスの温度を制御する洗浄液温度
制御器５ｅ、ガス温度制御器６ｅを備えている。これら
の温度制御器５ｅ，６ｅは、ウェーハ１に吹き付けられ
る洗浄液やガスの温度をウェーハ１の温度、すなわちウ
ェーハ１が配置された空間の温度にほぼ等しくなるよう
制御する。

【００２４】レジストを塗布した直後のウェーハに洗浄
液やガスを吹き付ける場合、吹き付けられる洗浄液やガ
スの温度が周囲の温度より高いと、吹き付けられた部分
のウェーハの温度が周囲より高くなって乾燥速度が速く
なり、レジスト膜の膜厚が周囲より厚くなる。反対に洗
浄液やガスの温度が周囲の温度より低いと、吹き付けら
れた部分のウェーハの温度が周囲より低くなって乾燥速
度が遅くなり、レジスト膜の膜厚が周囲より薄くなる。
均一に塗布されたレジスト膜の膜厚を均一に保ちながら
乾燥させるためには、洗浄液やガスの吹き付けによりウ
ェーハの温度が変化しないようにすることが望ましい。
そこで、第２の実施形態の装置では、上述したように温
度制御器５ｅ，６ｅにより洗浄液、ガスの温度を制御し
ている。

【００２５】なお、第２の実施形態の装置を利用した場
合の処理手順は、図３のフローチャートに示される第１
の実施形態の処理手順と同一である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の装置お
よび方法によれば、ウェーハをスピンチャックから取り
外した状態でウェーハ裏面の全面を洗浄することによ
り、ウェーハの裏面についたゴミを、スピンチャックに
装着される部分に付着した分を含めて除去することがで
きる。したがって、後の露光工程でウェーハがテーブル
に載置された際にも、ウェーハとテーブルとの間にゴミ
が介在するのを防ぐことができ、マスクパターンを正確
にウェーハ上に転写することができる。

【００２７】また、乾燥装置を設けた場合には、洗浄後
のウェーハに残存する洗浄液を素早く乾燥させることが
できる。さらに、ウェーハに吹き付けられる洗浄液やガ
スの温度を制御する装置を設けた場合には、洗浄液やガ
スの温度をウェーハの周囲の温度に近くなるよう制御す
ることにより、ウェーハに塗布されたレジストの膜厚を
変化させることなくウェーハ裏面を洗浄、乾燥させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態にかかるスピン式レジスト塗
布装置の洗浄／乾燥段階を示す主要部の説明図。

【図２】 第１の実施形態にかかるスピン式レジスト塗
布装置のレジスト膜の形成段階を示す主要部の説明図。

【図３】 図１の装置を利用したウェーハ処理方法を示
すフローチャート。

【図４】 第２の実施形態にかかるスピン式レジスト塗
布装置の主要部の説明図。

【符号の説明】

１ ウェーハ ２ スピンチャック ４ ウェーハチャック ５ 洗浄装置 ６ 乾燥装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを水平に支持して回転させるス
   ピンチャックと、 前記スピンチャックに支持されて回転するウェーハ上に
   レジストを滴下するレジスト供給手段と、 前記ウェーハを前記スピンチャックから取り外して保持
   するウェーハチャックと、 前記ウェーハが前記ウェーハチャックに保持されて前記
   スピンチャックから外された状態で前記ウェーハの下面
   全体に洗浄液を吹き付けて洗浄する洗浄手段とを備える
   ことを特徴とするスピン式レジスト塗布装置。
2. 【請求項２】 前記ウェーハが前記ウェーハチャックに
   保持されて前記スピンチャックから外された状態で前記
   ウェーハの下面全体にガスを吹き付けて乾燥させる乾燥
   手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の
   スピン式レジスト塗布装置。
3. 【請求項３】 前記洗浄手段は、前記ウェーハに吹き付
   けられる前記洗浄液の温度を制御する液体温度制御手段
   を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか
   に記載のスピン式レジスト塗布装置。
4. 【請求項４】 前記乾燥手段は、前記ウェーハに吹き付
   けられる前記ガスの温度を制御するガス温度制御手段を
   備えることを特徴とする請求項２に記載のスピン式レジ
   スト塗布装置。
5. 【請求項５】 スピンチャックに水平に取り付けられて
   回転するウェーハ上に、レジストを滴下してレジスト膜
   を形成する段階と、 前記ウェーハをウェーハチャックにより保持して前記ス
   ピンチャックから取り外し、前記ウェーハの下面全体に
   洗浄液を吹き付けて洗浄する段階とを有し、これらの段
   階が順に実行されることを特徴とするウェーハ処理方
   法。
6. 【請求項６】 前記洗浄段階の後に、前記ウェーハをウ
   ェーハチャックにより保持して前記スピンチャックから
   取り外した状態で前記ウェーハの下面全体にガスを吹き
   付けて乾燥させる段階を含むことを特徴とする請求項５
   に記載のウェーハ処理方法。
7. 【請求項７】 前記洗浄段階において、前記ウェーハに
   吹き付けられる前記洗浄液の温度を所定の温度に制御す
   ることを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載
   のウェーハ処理方法。
8. 【請求項８】 前記乾燥段階において、前記ウェーハに
   吹き付けられる前記ガスの温度を所定の温度に制御する
   ことを特徴とする請求項６に記載のウェーハ処理方法。
9. 【請求項９】 前記乾燥段階の後に、前記スピンチャッ
   クに洗浄液を吹き付けて洗浄する段階を含むことを特徴
   とする請求項６に記載のウェーハ処理方法。