JPH02264422A

JPH02264422A - 回転塗布装置及びその基板不純物洗浄方法

Info

Publication number: JPH02264422A
Application number: JP1084767A
Authority: JP
Inventors: Yasue Itou; 伊東　康恵
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1989-04-05
Publication date: 1990-10-29

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】（産業上の利用分野）本発明は、半導体基板や石英ガラス等に感光性樹脂（以
下、レジストという）を塗布したり、現像液でレジスト
を現像する際に、レジストや現像液あるいは現像後のリ
ンス液が半導体基板や石英ガラス等（以下、基板という
）の周辺、特に裏面に回りこみ、付着することを防ぐ装
置及びその方法に関するものである。

（従来の技術）通常、基板上にレジストを回転塗布したり、現像処理を
する時には、これらの液が基板の周辺、特に裏面に回り
こみそのまま付着してしまう、このような回りこみ現象
が発生すると、塗布後の搬送系や露光機のステージが汚
・染したり、また、露光機等の水平精度が要求される装
置においては、回りこんだレジストによって基板が、完
全に水平にならないために、デフォーカスによるレジス
トパターン欠陥の原因となる。つまり、基板裏面には凹
凸が発生し、基板の露光時にフォーカスずれを起こし、
基板上に精度の良いパターンを形成することができない
等の問題点があった。

このため、様々な基板の周辺、特に裏面洗浄の方法が検
討されてきた。

第７図はかかる従来の基板の裏面洗浄を行うための回転
塗布装置の断面図である。

この図に示すように、真空吸着によって真空チャック２
上に固定された基板１に、ノズル４からレジストを滴下
され、回転されることによって塗布膜が形成される。こ
の際、レジストの裏面への回りこみを防ぎ、また、回り
こんだレジストがそのまま基板裏面に残留することのな
いように、真空チャック２付近に裏面洗浄ノズル３を設
け、基板ｌの回転時に、レジスト溶剤や現像液等レジス
トを溶解する溶液（以下、裏面洗浄液という）をこの裏
面洗浄ノズル３から基板１の裏面に接触するように流出
させる。なお、５はレジスト塗布装置のカップである。

また、レジスト塗布装置にてＳｔ等の基板にレジストパ
ターンを形成する場合、まず、レジストを基板上に滴下
後、希望する膜厚が得られる回転数、例えば、１０００
〜７０００ｒｐｍで回転させることにより、基板上にス
ピン塗布法によるレジスト膜を形成する。

しかしこ第８図に示すように、レジストの滴下後、基板
ｌを回転させる工程で、基板１中心に滴下されたレジス
ト６が周辺に拡がる時に、基板１の裏面に回りこんだり
（図の部分６″参照）、基板１のエツジ部分でのレジス
ト膜厚が、特に厚くなったり（図の部分６′参照）する
、このように基板裏面にレジストが回りこむために、前
記したような問題が生じていた。

また、エツジ部分のレジストの盛り上がり部分６′は、
紫外線照射による露光時及び遠紫外線照射によりキユア
リングを行うＵＶキュア時に発泡しやすく、基板表面や
装置の汚染の原因となった。

これらの問題を解決するために、レジスト溶剤で裏面を
洗浄したり（裏面洗浄）、エツジ部分のみに紫外線を照
射し、現像によりその部分のレジストを除去したり（周
辺露光）、レジスト塗布後、エツジ部分に溶剤をかけな
がら基板を回転させて、レジストを塗布する方法（エツ
ジリンス）等がとられてきた。

（発明が解決しようとするｇＪ、Ｂ）しかしながら、上記したように基板回転時に基板裏面に
洗浄液を直接接触させる裏面洗浄方法においては、以下
に示すような問題点があった。

第１に、基板裏面に回りこんで付着しつつあるレジスト
を溶解した裏面洗浄液が、基板の縁で基板表面に回りこ
み、基板表面のレジストを溶解してしまう。

第２に、基板の遠心力方向に飛散した裏面洗浄液が、レ
ジスト塗布装置のカップ等に当たって跳ね返ることによ
り、基板表面上に落ち、上記第１と同様の結果を招く。

第３に、上記した第１、第２の問題を解決するためには
、レジスト塗布装置のカップの形状をかなり工、夫しな
くてはならない、また、基板表面上に裏面洗浄液が回り
こまないように、基板の回転を工夫しなければならない
。

また、レジスト塗布後、基板を回転させたままで、裏面
、エツジ部分に直接レジスト溶剤を流出させる、エツジ
リンス方法でも、裏面洗浄液の基板表面への回りこみ、
或いはエツジリンス液の基板中心部へのはねかえり等が
発生し、レジスト膜に欠陥を発生させる原因となるとい
った問題があった。

本発明の目的は、上記問題点を除去し、基板の表面処理
になんら影響を与えることな（、しかも基板の裏面の付
着物を的確に除去できる回転塗布装置及び基板不純物洗
浄方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、上記問題点を除去し、基板
の表面の処理になんら影響を与えることなく、しかも基
板の周辺の表面及び裏面の付着物を的確に除去できる回
転塗布装置及び基板不純物洗浄方法を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、チャック上に基
板をセットし、該基板の表面に処理液を滴下し、回転さ
せながら塗布する回転塗布装置において、処理液の塗布
終了後、基板の裏面の付着物を除去する洗浄液を含むワ
イパを備えたノズルを前記基板の裏面にセットするよう
にしたものである。

また、基板不純物洗浄方法において、チャック上の基板
の表面に処理液を回転塗布する工程と、前記チャックの
回転停止後、前記基板の裏面にワイパ付きノズルをセッ
トする工程と、前記ワイパに洗浄液を含ませ、前記チャ
ックを回転させ、前記基板の裏面の付着物を除去する工
程と、前記ワイパ付きノズルを離脱して基板を搬出する
工程とを施すようにしたものである。

更に、チャック上に基板をセットし、該基板の表面に処
理液を滴下し、回転させながら塗布する回転塗布装置に
おいて、処理液の塗布終了後、基板の周辺の表面及び裏
面の付着物を除去する洗浄液を含むワイパを備えた洗浄
装置を前記基板の周辺にセットするようにしたものであ
る。

また、基板不純物洗浄方法において、チャック上の基板
の表面に処理液を回転塗布する工程と、前記チャックの
回転停止後、前記基板の周辺の表面及び裏面にワイパ付
き洗浄装置をセットする工程と、前記ワイパに洗浄液を
含ませ、前記チャックを回転させ、前記基板の周辺の不
純物を除去する工程と、前記ワイパ付き洗浄装置を離脱
して基板を搬出する工程とを施すようにしたものである
。

（作用）本発明によれば、上記のように構成したので、洗浄液を
含ませワイパで基板の周辺、特にその裏面を払拭するこ
とにより、基板裏面にまわり込んだレジストや現像液、
リンス液などを溶解し、除去することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す回転塗布装置の断面図で
ある。

この図において、半導体基板としてのＳｉウェハ１１は
、真空チャック１２により固定される。また、１７はレ
ジスト塗布装置のカップであり、Ｓｉウェハ１１上にノ
ズル１６より、例えばポジ型ホトレジスト（ＡＺ１３５
０　：　５ｈｉｐｌｅｙ社、商品名）を５〜１５ｃｃ滴
下し、１００〜５００ｒｐ■で、約１０秒間回転させ、
ホトレジストをＳｉウェハ１１に十分ひろげるためのプ
リ回転を行った後、約２０００〜４０００ｒｐ■で約６
０秒間のメイン回転を行い、レジスト中に含まれる溶剤
等を蒸発させる。

このようにして、Ｓｉウェハ１１上に所定のホトレジス
ト膜１８を形成する。この時、Ｓｉウェハ１１の回転に
より、Ｓｉウェハ１１上のレジストが裏面に回りこみ、
そのまま付着するために、Ｓｉウェハ１１裏面はレジス
トで汚染されている。そこで、Ｓｉウェハ１１の回転が
完全に止まってから、Ｓｉウェハ裏面洗浄用のノズル１
３を上昇させる。このノズル１３の中には裏面洗浄液に
接続させたチューブ１４が挿入されており、ノズル先端
部のワイパ１５は、例えばペンコツトラボ（脂化成製）
等の塵の発生しない繊維からなり、裏面洗浄液を含ませ
ることができる。

ここで、ノズル１３は、Ｓ１ウエハ１１の回転中は接触
しないように下降しており、Ｓｉウェハ１１が完全に静
止した時点で上昇し、その先端部のワイパ１５がＳｉウ
ェハ１１の裏面に完全に接触する。すると、裏面洗浄液
溜（図示なし）から、裏面洗浄液、例えば、ポジ型ホト
レジストの溶剤であるエチルセロリルブアセテートやア
セトン、ミクロヘキサン等が供給され、ノズル１３先端
部のワイパ１５に到達する。この状態でＳｉウェハ１１
は約５〜１５秒間、約２０〜５００ｒｐ■で回転し、裏
面洗浄液がＳｌウェハ１１の裏面にゆきわたるようにす
る。このように゛してＳｉウェハ１１を約５〜１５秒間
回転させた後、ノズル１３は再び下降し、シレスト塗布
装置のカップ１７も下降し、Ｓｉウェハ１１は搬送系（
図示なし）によって次工程へ移動される。

第２図はＳｉウェハ裏面洗浄用のノズル先端部のワイパ
の構成図であり、第２Ｗ（ａ）はその平面図に第２図（
ｂ）は側面図、第２図（ｃ）は斜視図である。

通常、レジストのＳｉウェハ１１裏面への回りこみは、
その縁より約ＩＣＩＩまでの所に発生する。従って、ワ
イパ１５の形状を長方形にし、その本体２１の短辺部分
２１ａ＠Ｓｉウエハ１１の縁に接するように配置すると
、縦長辺部分２１ｂの長さ！１は、約１〜１．５ＣＩ必
要である。また、このワイパ１５の本体２１はステンレ
ス製で、ノズル１３の差し込み口２２が設けられて長方
体になっており、上部２３には裏面洗浄液を含んだワイ
パ１５を装着するための穴２４がおいている。ワイパ１
５は、その高さがステンレス製の本体２１より高くなる
〔第２図（ｂ）参照〕ように、前記穴２４に嵌め込まれ
、露出したワイパ１５がＳｉウェハ１１の裏面に良好に
接触する。このワイパ１５には拭き取ったレジスト等が
付着することにより汚染されるので、取り外し自在に構
成する。

第３図は本発明の回転塗布装置を用いた基板裏面洗浄方
法を示すフローチャートである。

（１）まず、真空チャック上にＳｉウェハをセットする
（ステップ■）。

（２）次に、Ｓｉウェハ上へ処理液を塗布する（ステッ
プ■）。

（３）次に、ワイパ付き裏面洗浄用ノズルをウェハの裏
面にセットする（ステップ■）。

（４）次に、ワイパ付き裏面洗浄用ノズルによってウェ
ハ裏面の回転洗浄を行う（ステップ■）。

（５）次に、ワイパ付き裏面洗浄用ノズルを離脱させる
（ステップ■）。

（６）次に、ウェハの搬出を行う（ステップ■）。

これまでの基板の裏面洗浄は、レジストや現像液等によ
る処理の際、同時に行われるのが通常であったが、ここ
では、裏面洗浄を基板の処理が終了してから行うように
した。

更に、このウェハの裏面洗浄方法は、第４図に示すよう
に、レジスト塗布を行い（ステップ０）、その後、上記
したウェハの裏面洗浄を行い（ステップ＠）、その後、
ベータ処理を行う（ステップ＠）ようにする。

また、レジスト塗布を行い、その後、ベーク処理を行い
、その後、基板を冷却するクーリングの工程を有するが
、このクーリングの工程に裏面洗浄を導入するようにし
てもよい。

第５図はそのクーリング工程におけるウェハの裏面洗浄
装置の断面図である。

この図において、３１はＳｉウェハ、３２は裏面洗浄用
のワイパ、３３はそのワイパ３２を固定するステンレス
製の本体、３４は裏面洗浄用のノズルであり、裏面洗浄
液溜（図示なし）に接続されている。また、３５は冷却
裏面洗浄のためのクーリングプレートである。このクー
リングプレート３５の内部には冷却水の配管（図示なし
）が施されている。また、３７はＳｉウェハ３１を固定
するための真空チャックである。Ｓｉウェハ３１の真空
による固定は、裏面洗浄が行われている時だけ行われれ
ばよい。

このウェハの裏面洗浄装置によるプロセスは、第６図に
概略フローチャートに示す通りである。

即ち、例えばＳｉウェハ３１上にレジストを塗布しくス
テップｏ）、次に、約８０〜１２０　’Ｃのホットプレ
ート上で、約６０〜１２０秒間ベーキングする（ステッ
プ■）、その後、Ｓｉウェハ３１は冷却のため、クーリ
ングプレート３５上に搬送系によって移される。Ｓｉウ
ェハ３１の裏面が真空チャック３７によって固定される
と、裏面洗浄のためのワイパ３２がクーリングプレート
３５の表面より上昇し、Ｓｉウェハ３１真面に接触する
。すると、裏面洗浄液溜（図示なし）より、約５〜２０
ｃｃの裏面洗浄液が供給され、ワイパ３２を湿らせる。

この後、Ｓｉウェハ３１を約５０〜１１００ｒｐで約５
〜１５秒間回転させ、Ｓｔウェハ３１裏面に付着したレ
ジストを除去する（ステップ■）。

このクーリングプレート３５は冷却水等で冷却される。

ベータ炉から出たＳｉウェハ３１の温度を降下させるた
めには、クーリングプレート３５と約１０〜３０秒接触
させる必要があるが、これは裏面洗浄の前後どちらの工
程に導入してもよい。この場合、ワイパ３２はＳｉウェ
ハ３１と同心円状の形状をしていてもよい。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第９図は本発明の他の実施例を示す回転塗布装置のワイ
パの斜視図、第１０図はそのワイパの断面図、第１１図
は本発明の他の実施例を示す回転塗布装置の動作説明図
である。

第９図において、裏面及び表面エツジ洗浄装置４０はレ
ジスト塗布装置中に取り付けられており、レジスト塗布
装置内の真空チャック４３を挾んで、左右２部分に分け
ることができる構造になっている。

この裏面及び表面エツジ洗浄装置４０は、第９図に示す
ように、基板４４がウェハのような円形である場合には
、本体４１のＡの部分を接触させ、基板４４と同じ形状
にする。

また、第１０図に示すように、この装置の基板接触部分
には、例えば、２〜１０閣程度の溝４２があり、この溝
４２の上下には、ＥＣＡ　（エチルセロソルブアセテー
ト）等のレジストの溶剤をしみこませることができるよ
うな無埃布やスポンジからなるワイパ４５が取り付けら
れている。４６はテフロン或いはポリエチレンのチュー
ブであり、リンス液溜（図示なし）に接続されている。

このチューブ４６は、例えばエツジ洗浄装置に合計２カ
所設けられており、一定時間毎にワイパ４５にリンス液
が供給されるようになっている。

次に、第１１図はこの回転塗布装置の動作を示す構成図
であり、第１１図（ａ）〜（ｃ）はその平面図、第１１
図（ａ′）〜（Ｃ′）はその断面図である。

まず、レジストをスピン塗布された基板４４は、真空チ
ャック４３上で固定され〔第１１図（ａ）、第１１図（
ａ′）参照〕、裏面及び表面エツジ洗浄装置４０により
左右から挟み込まれる〔第１１図（ｂ）、第１１図（ｂ
′）参照〕、挟み込まれた基板４４の裏面と表面エツジ
部分は、ＥＣＡやアセトン等、レジストを溶解するリン
ス液を含ませたワイパ４５に接触する。この時、基板４
４を、例えば５０〜１００ｒｐ−の回転数で約１０秒回
転し、裏面及び表面エツジ部のレジスト除去が均一に行
われるようにする。この後、基板４４は停止し、裏面及
び表面エツジ洗浄装Ｎ４０に挟まれたままスライドし、
回転塗布装置外の搬送装置５０に移送される。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。

＜Ａ）基板へのレジストや現像液の処理が終了した後に
、裏面洗浄液を直接基板に付けずに、裏面洗浄液をふく
ませたワイパに基板裏面を接触させて基板の裏面洗浄を
行うようにしたので、裏面洗浄液の基板表面へのはねか
えりがなくなる。従って、基板の歩留まりの向上が期待
できる。

（Ｂ）基板にリンス液を直接流出させることなく、基板
周辺の表面及び裏面の洗浄を行うにしたので、リンス液
のはねかえりや回りこみを防止することができる。

また、基板周辺の表面と裏面の洗浄を同時に行うことが
できるので、従来の装置のように、洗浄用のノズルを２
本必要とすることはなくなり、構本１！日月の回転塗布
λ炙装置の断面図第１図Ｃｂ）騒朗のノズル先鴻Ｉ弔のフィバのａ成１第２図ｆＳＬウェハ１８月の基渚之裏面ｉ＞９フローチ豐−ト第３図第図第図第５図第１０図従来、某板裏面洸神表置の断面図第７図（ａ′）（ｂ）（ｂ′）ＣＣ）、本、チσ朗の他の喫」缶ｉ門ｔホ徊転【ｉ吊愛艷置♂
前？Ｙ説Ｓ月５１第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チャック上に基板をセットし、該基板の表面に処
理液を滴下し、回転させながら塗布する回転塗布装置に
おいて、処理液の塗布終了後、基板の裏面の付着物を除去する洗
浄液を含むワイパを備えたノズルを前記基板の裏面にセ
ットするようにしたことを特徴とする回転塗布装置。
（２）請求項１記載の回転塗布装置における処理液はレ
ジスト、現像液又はリンス液である請求項１記載の回転
塗布装置。
（３）（ａ）チャック上の基板の表面に処理液を回転塗布する
工程と、（ｂ）前記チャックの回転停止後、前記基板の裏面にワ
イパ付きノズルをセットする工程と、（ｃ）前記ワイパに洗浄液を含ませ、前記チャックを回
転させ、前記基板の裏面の付着物を除去する工程と、（ｄ）前記ワイパ付きノズルを離脱して基板を搬出する
工程とを有する基板不純物洗浄方法。
（４）チャック上に基板をセットし、該基板の表面に処
理液を滴下し、回転させながら塗布する回転塗布装置に
おいて、処理液の塗布終了後、基板の周辺の表面及び裏面の付着
物を除去する洗浄液を含むワイパを備えた洗浄装置を前
記基板の周辺にセットするようにしたことを特徴とする
回転塗布装置。
（５）請求項４記載の回転塗布装置において、前記洗浄
装置を一対配置し、基板を挟み込むようにしてなる請求
項４記載の回転塗布装置。
（６）（ａ）チャック上の基板の表面に処理液を回転塗布する
工程と、（ｂ）前記チャックの回転停止後、前記基板の周辺の表
面及び裏面にワイパ付き洗浄装置をセットする工程と、（ｃ）前記ワイパに洗浄液を含ませ、前記チャックを回
転させ、前記基板の周辺の不純物を除去する工程と、（ｄ）前記ワイパ付きノズルを離脱して基板を搬出する
工程とを有する基板不純物洗浄方法。