(57)【要約】【課題】  被処理物に対し遠心力で塗り広げる液体の裏面回り込み防止、及び外周部における液体の圧力低減を実現し、被処理物への塗布信頼性を向上させる回転式処理装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  支持台１１は、被処理物である例えば半導体ウェハＷＦを真空チャック等で支持し、回転軸で回転する。ノズル１３からの液体ＬＱは、支持台１１の回転による遠心力で半導体ウェハＷＦ上に塗り広げられる。支持台１１は、半導体ウェハＷＦの主表面をラウンド形状に反らせることのできる凸面で構成されている。従って、半導体ウェハＷＦは、中央領域に比べて外周領域が低くなるよう支持される。【選択図】  図１
2005158861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を固定し遠心力を与える支持台と、
前記被処理物の主表面に液体を付与する機構と、
前記被処理物の遠心力で飛散する前記液体を受け止め排出するカップと、を含み、
前記支持台は、前記被処理物の主表面をラウンド形状に反らせることのできる凸面で構成されている回転式処理装置。
【請求項２】
前記支持台における凸面は、所定半径の球面の一部領域と同等である請求項１記載の回転式処理装置。
【請求項３】
半導体ウェハの主表面へ塗布するための液体を供給する機構と、
凸面を有し、半導体ウェハを前記凸面に沿うように保持し回転させる支持台と、
少なくとも前記支持台の回転により前記半導体ウェハの主表面に塗り広げられる液体の飛散を防止するカップと、を含む回転式処理装置。
【請求項４】
半導体ウェハを凸面の支持台に保持させる工程と、
前記半導体ウェハの中央領域に比べて外周領域が低くなるよう維持しつつ前記支持台を回転させ、前記半導体ウェハに与えられた遠心力で前記半導体ウェハに処理用の液体を塗り広げる工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体ウェハの遠心力で飛散する前記液体をカップで受け止めドレーンに排出すると共に前記液体のミストを排気口によって排出する排出工程をさらに含む請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体ウェハの外周領域は、前記支持台の保持から解放されると前記支持台から離れ中空になる請求項４または５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造に係り、特に被処理物にかけられる遠心力で被処理物への液体を塗り広げる回転式処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転式処理装置は、回転可能な支持台に半導体ウェハ等の被処理物を支持し、薬液等の液体を滴下して支持台を回転させ、被処理物表面に液体を塗り広げる。ＬＳＩ製造工程（ウェハ工程）中に使用されるレジスト塗布装置やＳＯＧ（Spin On Glass）塗布装置、ポリイミドや現像液、リンス液、その他の薬液の塗布などにもこのような回転式処理装置が利用される。
【０００３】
上記回転式処理装置では、振り切られた液体の一部が半導体ウェハ端面を回り込んで裏面周縁に付着したままになることがある。半導体ウェハ裏面に回り込んだ液体は、放置しておけばパーティクル汚染を招く。そこで、ウェハ裏面側を洗浄するバックリンスというステップが導入されている。バックリンス液には一般に有機溶剤が用いられている。有機溶剤は揮発成分を含み、ケミカル汚染に繋がる恐れがある。
【０００４】
また、保持台の周囲近くにＯリングを設け、Ｏリングの隆起で半導体ウェハを凹状に保持する構成もある（例えば、特許文献１参照）。これにより、保持台回転時、半導体ウェハの外部に流出する薬液を減少させる構成となっている。
【特許文献１】特開平８−３３９９４９号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記［特許文献１］のような保持台を利用すれば、ウェハ裏面側を洗浄するバックリンスというステップは不要となる可能性はある。しかしながら、遠心力が大きくなる半導体ウェハの外周領域では液体の圧力の影響が大きくなる。例えば、レジストパターンの形成された半導体ウェハを回転させて洗浄する場合、薬液またはリンス液の圧力により半導体ウェハの外周領域のパターン浮き、パターンずれが発生する恐れがある。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、被処理物に対し遠心力で塗り広げる液体の裏面回り込み防止、及び外周部における液体の圧力低減を実現し、被処理物への塗布信頼性を向上させる回転式処理装置及び半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転式処理装置は、被処理物を固定し遠心力を与える支持台と、前記被処理物の主表面に液体を付与する機構と、前記被処理物の遠心力で飛散する前記液体を受け止め排出するカップと、を含み、前記支持台は、前記被処理物の主表面をラウンド形状に反らせることのできる凸面で構成されている。
【０００８】
上記本発明に係る回転式処理装置によれば、支持台が凸面で構成され、被処理物の主表面をラウンド形状に反らせる。これにより、被処理物の外周領域は中央部よりも低くなる。よって、液体は被処理物の裏面に回り込み難くなる。また、被処理物の外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。
なお、好ましくは、前記支持台における凸面は、所定半径の球面の一部領域と同等であることを特徴とする。これにより、被処理物の主表面をラウンド形状に反らせる負担を均一にする。
【０００９】
本発明に係る回転式処理装置は、半導体ウェハの主表面へ塗布するための液体を供給する機構と、凸面を有し、半導体ウェハを前記凸面に沿うように保持し回転させる支持台と、少なくとも前記支持台の回転により前記半導体ウェハの主表面に塗り広げられる液体の飛散を防止するカップと、を含む。
【００１０】
上記本発明に係る回転式処理装置によれば、支持台は凸面を有し、半導体ウェハの主表面も凸面に沿うように保持され回転する。半導体ウェハの外周領域は中央部よりも低くなる。よって、液体は半導体ウェハの裏面に回り込み難くなる。また、半導体ウェハの外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。
【００１１】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法は半導体ウェハを凸面の支持台に保持させる工程と、
前記半導体ウェハの中央領域に比べて外周領域が低くなるよう維持しつつ前記支持台を回転させ、前記半導体ウェハに与えられた遠心力で前記半導体ウェハに処理用の液体を塗り広げる工程と、を含む。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハは、凸面の支持台に保持され、その外周領域が中央部よりも低くなって回転する。よって、液体は半導体ウェハの裏面に回り込み難くなる。また、半導体ウェハの外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。
なお、前記半導体ウェハの遠心力で飛散する前記液体をカップで受け止めドレーンに排出すると共に前記液体のミストを排気口によって排出する排出工程をさらに含むことを特徴とする。
また、前記半導体ウェハの外周領域は、前記支持台の保持から解放されると前記支持台から離れ中空になる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る回転式処理装置の要部概観を示す断面図である。
支持台１１は、被処理物である例えば半導体ウェハＷＦを真空チャック等で支持し、回転軸で回転する。支持台１１は、半導体ウェハＷＦの主表面をラウンド形状に反らせることのできる凸面で構成されている。従って、半導体ウェハＷＦは、中央領域に比べて外周領域が低くなるよう支持される。ここでは半導体ウェハＷＦの外周領域は中空になる。支持台１１における凸面は、中央の頂部と周囲の最低部の差Ｄが例えば１ｍｍ程度ある。支持台１１における凸面は、所定半径の球面の一部領域と同等であることが望ましい。これにより、半導体ウェハＷＦの主表面をラウンド形状に反らせる負担を均一にする。
【００１４】
支持台１１下面の回転中心にはモータを含む回転機構１２が配設されている。ノズル１３は、支持台１１の上方に配備され、半導体ウェハＷＦの処理に応じた液体ＬＱを滴下または吐出する。液体ＬＱは、レジスト塗布液、ＳＯＧ塗布液、ポリイミドや現像液、リンス液、その他の薬液等、が考えられる。すなわち、液体ＬＱは支持台１１の回転による遠心力で半導体ウェハＷＦ上に塗り広げられる。
【００１５】
カップ１４は、半導体ウェハＷＦの下方から周囲に液体の飛散防止壁として設けられ、かつ底部に排気口１４１及びドレーン１４２を有する。排気口１４１は、図示しないポンプとつながり、半導体ウェハＷＦ周囲における液体ＬＱのミストを排気する。ドレーン１４２は排気口１４１の近くに設けられ、ポンプ動作による排気作用が伝達される。ドレーン１４２は、半導体ウェハＷＦの遠心力で振り切られ余った液体ＬＱを排出する。すなわち、カップ１４は、半導体ウェハＷＦの遠心力で振り切られ飛散する液体ＬＱを受け止め、ミストも含め排出する。
【００１６】
図２は、上記図１の支持台の回転数と処理時間の一例を示す特性図である。図２を参照して図１の回転式処理装置を利用する半導体装置の製造方法を説明する。半導体ウェハＷＦは支持台１１に位置合わせされて載置され、真空チャックにより固定される。支持台１１の１０００ｒｐｍ以下の低速回転中にノズル１３から、半導体ウェハＷＦの処理に応じた液体ＬＱを滴下または吐出する。液体ＬＱとしては、レジスト塗布液、ＳＯＧ塗布液、ポリイミドや現像液、その他の薬液等、が使用される。液体ＬＱは支持台１１の回転による遠心力で半導体ウェハＷＦ上に塗り広げられる。数秒後に３０００ｒｐｍ程度まで支持台１１の回転数は上昇し、高速回転となる。支持台１１の高速回転時、遠心力で振り切られた液体やミストの飛散をカップ１４により効率よく排出する。
【００１７】
半導体装置の製造方法によれば、支持台１１が凸面で構成され、半導体ウェハＷＦの主表面も凸面に沿うように保持され回転する。すなわち、半導体ウェハＷＦは中央部を頂部としてラウンド形状を維持しつつ外周領域が最も低くなる。よって、液体ＬＱは半導体ウェハＷＦの裏面にほとんど回り込まなくなる。また、半導体ウェハの外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。これにより、レジストマスク等のパターン浮き、パターンずれ等が発生しなくなる。
【００１８】
図３は、本発明の第２実施形態に係る回転式処理装置の要部概観を示す断面図である。第１実施形態と同一の符号を付す。上記第１実施形態に比べて異なる構成は、支持台１１に支持される半導体ウェハＷＦの裏面全域が支持台１１の凸面内に収まっている構成である。この場合も第１実施形態と同様に、支持台１１は、半導体ウェハＷＦの主表面をラウンド形状に反らせて固定する。半導体ウェハＷＦの主表面をラウンド形状に反らせる負担を均一にする。液体ＬＱは支持台１１の回転による遠心力で半導体ウェハＷＦ上に塗り広げられる。カップ１４は、半導体ウェハＷＦの遠心力で振り切られ飛散する液体ＬＱを受け止め、ミストも含めて排気口１４１及びドレーン１４２を介して排出する。
【００１９】
上記図３の回転式処理装置を利用する半導体装置の製造方法を説明する。半導体ウェハＷＦは支持台１１に位置合わせされて載置され、真空チャックにより固定される。支持台１１の低速回転中にノズル１３から、半導体ウェハＷＦの処理に応じた液体ＬＱを滴下または吐出する。液体ＬＱとしては、レジスト塗布液、ＳＯＧ塗布液、ポリイミドや現像液、その他の薬液等、が使用される。液体ＬＱは支持台１１の回転による遠心力で半導体ウェハＷＦ上に塗り広げられる。数秒後に支持台１１の回転数は上昇し、高速回転となる。
【００２０】
支持台１１の高速回転時、遠心力で振り切られた液体やミストの飛散をカップ１４により効率よく排出する。半導体ウェハＷＦの裏面全域が支持台１１の凸面内に収まっているので、上記遠心力で振り切られた液体が半導体ウェハＷＦ裏面に回り込むことはない。その後、真空チャックを開放することにより、半導体ウェハＷＦ外周部は支持台１１から浮く（破線２１参照）。これにより、ウェハ搬出を容易とする。
【００２１】
上記半導体装置の製造方法によれば、支持台１１が凸面で構成され、半導体ウェハＷＦの主表面も凸面に沿うように保持され回転する。すなわち、半導体ウェハＷＦは中央部を頂部としてラウンド形状を維持しつつ外周領域が最も低い支持台１１の凸面周囲に保持される。よって、液体ＬＱは半導体ウェハＷＦの裏面には回り込まなくなる。また、半導体ウェハの外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。これにより、レジストマスク等のパターン浮き、パターンずれ等が発生しなくなる。また、支持台１１上の半導体ウェハＷＦは、チャック解放後は半導体ウェハＷＦの外周領域を中空にする構成となっている。これにより、支持台１１からの半導体ウェハＷＦの取り外しは容易となる。これは、前記第１実施形態においても同様に、半導体ウェハＷＦの取り外しは容易となる。
【００２２】
以上、本発明に係る構成及び方法によれば、被処理物、例えば半導体ウェハは、凸面の支持台に保持され、その外周領域が中央部よりも低くなって回転する。よって、液体は半導体ウェハの裏面には回り込まなくなり、バックリンス等の工程は必要なくなる。また、半導体ウェハの外周領域には液体の遠心力が直にかからず、液体の圧力が低減される。これにより、レジストマスク等のパターン浮き、パターンずれ等の発生を抑制する。この結果、被処理物に対し遠心力で塗り広げる液体の裏面回り込み防止、及び外周部における液体の圧力低減を実現し、被処理物への塗布信頼性を向上させる回転式処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る回転式処理装置の要部概観を示す断面図。
【図２】図１の支持台の回転数と処理時間の一例を示す特性図。
【図３】第２実施形態に係る回転式処理装置の要部概観を示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１１…支持台、１２…回転機構、１３…ノズル、１４…カップ、１４１…排気口、１４２…ドレーン、ＷＦ…半導体ウェハ、ＬＱ…処理に応じた液体。
【図１】
2005158861.tif 000003
【図２】
2005158861.tif 000004
【図３】
2005158861.tif 000005