(57)【要約】【課題】  ウエハ裏面に部分的にレジストが残余するのを抑制することができる半導体製造装置およびレジスト膜の形成方法を提供する。【解決手段】  半導体製造装置は、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、ウエハ２を回転させながら支持するウエハ載置台３Ｂと回転軸部３Ａとを有するスピンチャック３と、ウエハ２の主表面にレジストを供給するノズル１と、ウエハ２の裏面に向けてレジストを除去するバックリンスを吐出し、ウエハ載置台３Ｂの周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口５（５Ａ，５Ｂ）とを備える。【選択図】        図１
2005123461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、
前記ウエハを回転させながら支持する回転支持台と、
前記ウエハの主表面にレジストを供給するノズルと、
前記ウエハの裏面に向けて前記レジストを除去する洗浄液を吐出し、前記回転支持台の周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口とを備えた半導体製造装置。
【請求項２】
前記吐出口よりも前記回転支持台の内方側に設けられ、前記ウエハの裏面に向けてガスを噴出するガス噴出口をさらに備えた、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、
前記ウエハを回転させながら支持する回転支持台と、
前記ウエハの主表面にレジストを供給するノズルと、
前記ウエハの裏面に向けて前記レジストを除去する洗浄液を吐出する吐出口と、
前記吐出口に対して前記回転支持台の内方側と外方側の少なくとも一方に設けられ、前記回転支持台の周方向に延びる溝部とを備えた半導体製造装置。
【請求項４】
ウエハを回転させる一方で、前記ウエハの裏面に沿って前記ウエハの中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、前記ウエハの主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、
前記ウエハを回転させた状態で、前記回転支持台の周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口から前記ウエハの裏面に向けて前記レジストを除去する洗浄液を供給することにより前記ウエハの裏面を洗浄する工程とを備えたレジスト膜の形成方法。
【請求項５】
ウエハを回転させる一方で、前記ウエハの裏面に沿って前記ウエハの中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、前記ウエハの主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、
前記ウエハを回転させた状態で、前記ウエハの裏面に吐出口から前記レジストを除去する洗浄液を供給する一方で、前記吐出口の近傍に前記洗浄液を貯留しながら前記ウエハの裏面を洗浄する工程とを備えたレジスト膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置およびレジスト膜の形成方法に関し、特に、ウエハにレジストの塗布を行なう半導体製造装置およびレジスト膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程において、フォトリソグラフィ工程がよく用いられる。フォトリソグラフィ工程においては、まずウエハの主表面上にレジストを塗布してレジスト膜を形成する。その後、そのレジスト膜をパターニングしたものをマスクとして、エッチング処理などを行なうことにより、所望の半導体装置を得ることができる。
【０００３】
ここで、上記のレジスト膜を形成する際に、ウエハの上方から供給されるレジストが、ウエハ裏面に回りこんで残余した場合、その後の工程におけるウエハ処理プロセスに悪影響を与える場合がある。
【０００４】
これに対し、主表面上にレジストを塗布する工程の後、その裏面に付着したレジストを除去する洗浄液（以下、バックリンスという）を供給する方法が従来からよく知られている。
【０００５】
たとえば、実開平１−１００４３５号公報（従来例１）においては、半導体ウエハを真空吸着する基体と、該基体を回転させるモータと、ウエハ上に塗布液を滴下させるノズルと、ウエハ裏面を洗浄するための洗浄用ノズルとを有する塗布装置であって、洗浄用ノズルを移動可能な移動ステージ上に固定した半導体製造装置が開示されている。
【０００６】
また、実開平１−９２１３０号公報（従来例２）においては、半導体ウエハを真空吸着し、塗布液の滴下後にウエハを回転運動させ所望の膜を得る塗布装置であって、複数の基板洗浄用バックリンスノズルを基板裏面の径方向に沿って配設した半導体製造装置が開示されている。
【０００７】
さらに、特開平９−１８７７０７号公報（従来例３）においては、被塗布材（ウエハ）を回転させて塗布材（レジスト）を塗布する際に、ウエハ裏面の洗浄工程において、レジストの回転塗布工程での支持位置よりも内側の位置でウエハを支持するレジスト塗布方法が開示されている。
【特許文献１】実開平１−１００４３５号公報
【特許文献２】実開平１−９２１３０号公報
【特許文献３】特開平９−１８７７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような半導体製造装置およびレジスト塗布方法においては、以下のような問題があった。
【０００９】
ウエハ裏面が、その全体にわたってむらなく洗浄されない場合、主表面側から回りこんだレジストが残留し、結果として、その後の工程におけるウエハ処理プロセスに悪影響を与える場合がある。
【００１０】
これに対し、バックリンスを用いてウエハ裏面を洗浄（ウエハ裏面のレジストを除去）する際、洗浄後のウエハ裏面に部分的にレジスト残りが発生するのを抑制するために、ウエハ裏面の各部分に向けてバックリンスが吐出される箇所を多くする、または吐出されたバックリンスを一時貯留して、ウエハ裏面の各部分にバックリンスを接触させやすくすることが有効である。
【００１１】
しかしながら、従来例１および従来例３においては、洗浄用ノズル（洗浄器）を移動させるものの、バックリンスが吐出される箇所を多くする思想や、吐出されたバックリンスを一時貯留して、ウエハ裏面の各部分にバックリンスを接触させやすくする思想は開示されていない。
【００１２】
また、従来例２においては、複数の基板洗浄用バックリンスノズルを備えるものの、これらは同一の径方向に備えられており、本発明とは前提および構成が異なる。
【００１３】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ウエハ裏面に部分的にレジストが残余するのを抑制することができる半導体製造装置およびレジスト膜の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る半導体製造装置は、１つの局面では、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、ウエハを回転させながら支持する回転支持台と、ウエハの主表面にレジストを供給するノズルと、ウエハの裏面に向けてレジストを除去する洗浄液を吐出し、回転支持台の周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口とを備える。
【００１５】
これにより、ウエハ裏面の各部分に向けて洗浄液を吐出する箇所を多くすることができる。この結果、レジスト膜形成時にウエハ裏面に付着したレジストを、そのウエハ裏面全体にわたり、むらなく除去することができる。
【００１６】
上記の半導体製造装置は、吐出口よりも回転支持台の内方側に設けられ、ウエハの裏面に向けてガスを噴出するガス噴出口をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
これにより、ウエハの裏面に沿ってウエハの中央部から外周部に向かって気流を発生させることができるので、レジスト膜を形成する際に、レジストがウエハの裏面に回りこむのを抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る半導体製造装置は、他の局面では、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、ウエハを回転させながら支持する回転支持台と、ウエハの主表面にレジストを供給するノズルと、ウエハの裏面に向けてレジストを除去する洗浄液を吐出する吐出口と、吐出口に対して回転支持台の内方側と外方側の少なくとも一方に設けられ、回転支持台の周方向に延びる溝部とを備える。
【００１９】
これにより、吐出された洗浄液を溝部内に一時貯留することができるので、ウエハ裏面の各部分に洗浄液を接触させやすくすることができる。この結果、レジスト膜形成時にウエハ裏面に付着したレジストを、そのウエハ裏面全体にわたり、むらなく除去することができる。
【００２０】
本発明に係るレジスト膜の形成方法は、１つの局面では、ウエハを回転させる一方で、ウエハの裏面に沿ってウエハの中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、ウエハの主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、ウエハを回転させた状態で回転支持台の周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口からウエハの裏面に向けてレジストを除去する洗浄液を供給することによりウエハの裏面を洗浄する工程とを備える。
【００２１】
周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口から洗浄液を供給することにより、ウエハ裏面の各部分に向けて洗浄液を吐出する箇所を多くすることができる。この結果、ウエハ裏面にレジストが残留するのを抑制しながら、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成することができる。
【００２２】
本発明に係るレジスト膜の形成方法は、他の局面では、ウエハを回転させる一方で、ウエハの裏面に沿ってウエハの中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、ウエハの主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、ウエハを回転させた状態でウエハの裏面に吐出口からレジストを除去する洗浄液を供給する一方で、吐出口の近傍に洗浄液を貯留しながらウエハの裏面を洗浄する工程とを備える。
【００２３】
洗浄液を貯留しながらウエハの裏面を洗浄することにより、ウエハ裏面の各部分に洗浄液を接触させやすくすることができる。この結果、上記と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レジスト膜形成時にウエハ裏面に付着したレジストを、そのウエハ裏面全体にわたり、むらなく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明に基づく半導体製造装置およびレジスト膜の形成方法の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る半導体製造装置を示す側断面図（図２中のI−I）である。また、図２は、該装置の上面図である。なお、図２においては、図示の便宜上、ウエハ２を図示しない。
【００２７】
本実施の形態に係る半導体製造装置は、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成する半導体製造装置であって、図１および図２に示すように、回転軸部３Ａとウエハ２を回転させながら支持するウエハ載置台３Ｂ（回転支持台）とを有するスピンチャック３と、ウエハ２の主表面にレジストを供給するノズル１と、ウエハ２の裏面に向けてレジストを除去するバックリンス（洗浄液）を吐出し、ウエハ載置台３Ｂの周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）とを備える。
【００２８】
ウエハ２は、スピンナーカップ４内において支持されている。スピンナーカップ４内には、回転軸挿入部４Ａとテーブル６とが設けられ、スピンナチャック３の回転軸部３Ａが回転軸挿入部４Ａ内に挿入される。テーブル６には突出部６Ａが設けられており、突出部６Ａには、バックリンスを吐出する吐出口５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）が設置されている。ウエハ載置台３Ｂは、ウエハ２の外周部がテーブル６の突出部６Ａから浮きあがるようにウエハ２の中央部を支持する。
【００２９】
ウエハ１にレジスト膜を形成する際は、まず、スピンチャック３に支持されたウエハ２を回転させる一方で、ノズル１からレジストを滴下する。滴下されたレジストは、ウエハ２の主表面上のレジスト膜の形成に寄与する一方で、該レジスト膜の形成に寄与しなかったレジストは、排出孔７を介し、最終的にはレジスト廃液口８から装置外へと排出される。これと同時に、レジスト膜の形成に寄与しなかったレジストは、ウエハ２の裏面に回りこみ、ウエハ２に付着する。このウエハ２の裏面に付着したレジストを放置すると、ウエハ２の後の処理工程において悪影響を及ぼすことになる。
【００３０】
これに対し、本実施の形態に係る半導体製造装置においては、テーブル６に設けられた吐出口５から、バックリンスを吐出し、ウエハ２の裏面に付着したレジストを除去する。
【００３１】
バックリンスは、図１中の破線矢印の方向に押し出され、吐出口５から吐出される。吐出されたバックリンスは、ウエハ２の裏面に付着する。この工程を、スピンチャック３によってウエハ２を回転させながら行なう。この回転の結果、ウエハ２の裏面に付着したバックリンスは、遠心力によってウエハ２の外方側へと輸送される。
【００３２】
バックリンスは、吐出口５からウエハ２の外方側へと輸送される間に、ウエハ２を洗浄（ウエハ２に付着したレジストを除去）する。洗浄に寄与したバックリンスは、その後、ウエハ２とテーブル６との間から放出され、除去されたレジストとともに、最終的にはレジスト廃液口８から装置外へと排出される。
【００３３】
吐出口５を複数設置することにより、ウエハ２の裏面の各部分に向けてバックリンスを吐出する箇所を多くすることができる。この結果、ウエハ２の裏面全体をむらなく洗浄するために要する時間を、比較的短くすることができる。この結果、限られた処理時間の中で、ウエハ２の裏面をむらなく洗浄（レジストを除去）することができる。また、別の観点では、洗浄工程の効率を向上させることができ、たとえばバックリンスの使用量を低減してコストを削減するなどの効果が期待できる。
【００３４】
ところで、ウエハ裏面の洗浄工程においては、吐出口からバックリンスを連続的に吐出するものの、その吐出量には経時的に若干のばらつきが生じる場合がある。この結果、ウエハの周方向において、バックリンスによる洗浄の度合いにばらつきが生じる場合がある。
【００３５】
これに対し、本実施の形態においては、上述した構成により、ウエハが回転支持台上で１回転する間に、ウエハ裏面の各部分に向けて洗浄液が吐出される回数を多くすることができる。この結果、上記の周方向のばらつきを小さくすることができ、レジスト膜形成時にウエハ裏面に付着したレジストを、ウエハ裏面全体にわたりむらなく除去することができる。
【００３６】
なお、ウエハ２の裏面に吐出されたバックリンスは、上述した遠心力および後述する気流の作用により、ウエハの外方側に向かって輸送されるので、ウエハ２の径方向において生じるレジストの除去の程度にばらつきは十分に小さい。
【００３７】
また、レジストはウエハ２の外周部から該ウエハの裏面に回りこむので、吐出口よりも内方側のウエハ裏面にレジストが付着することは少なく、この部分に付着したレジストが問題となることはないと考えられる。
【００３８】
上記のレジスト膜を形成する工程と、バックリンスを吐出してウエハ裏面のレジストを除去する工程とは、同時に行なってもよいし、レジスト膜を形成した後に裏面のレジストを除去する工程を行なってもよい。
【００３９】
また、上記の半導体製造装置は、吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄよりもウエハ載置台３Ｂの内方側に設けられ、ウエハ２の裏面に向けて、たとえばエアーやＮ２などのガスを噴出するガス噴出口９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ）を備えている。
【００４０】
なお、ガス噴出口９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ）は、図２に示すように、それぞれ吐出口５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）と同一の径方向に設けられていることが好ましいが、このガス噴出口９を、吐出口５に対してそれぞれ周方向にずらして設ける構造としてもよい。
【００４１】
上記のガスは、図１中の矢印の方向に押し出され、ガス噴出口９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ）から噴出する。これにより、ウエハ２の裏面に沿ってウエハ２の中央部から外周部に向かって気流を発生させることができる。
【００４２】
上記の結果、レジストを滴下してレジスト膜を形成する際に、ウエハ２の主表面に供給されたレジストがウエハ２の裏面側に回りこむのを抑制することができる。これにより、洗浄工程後にウエハの裏面にレジストが残留するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上記のガスを、ウエハ２の裏面の洗浄の際に噴出させることにより、吐出口５から吐出された後ウエハ２の裏面に付着したバックリンスは、上記の気流によってウエハ２の外周部へと輸送されやすくなる。したがって、ウエハ２の回転による遠心力によってのみバックリンスをウエハ２の外周部へと輸送する場合と比べて、吐出口５よりも外方側のウエハ２の裏面に、バックリンスをむらなく供給することができる。
【００４４】
ウエハ２の外周部は、主表面から回りこんだレジストが特に付着しやすい箇所である。上記のガス噴出口の設置により、ウエハ裏面のレジストの除去を、より効率的に行なうことができる。
【００４５】
また、吐出口５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）の数については、その数が複数である限り、任意に変更可能である。ただし、吐出口の数が極端に多いと、装置の構造が複雑になり、コストアップ要因となるので、吐出口５の数は、２個以上６個以下程度とするのが好ましい。
【００４６】
なお、バックリンスを吐出する吐出口５は、必ずしもテーブル６に設けられる必要はなく、たとえばテーブル６を設置せずに、パイプの端部開口からバックリンスを吐出するような構造としてもよい。
【００４７】
上述した半導体製造装置を用いたレジスト膜の形成方法について要約すると以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るレジスト膜の形成方法は、ウエハ２を回転させる一方で、ウエハ２の裏面に沿ってウエハ２の中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、ウエハ２の主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、ウエハ２を回転させた状態で、ウエハ載置台３Ｂ（回転支持台）の周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄからウエハ２の裏面に向けてレジストを除去するバックリンス（洗浄液）を供給することによりウエハ２の裏面を洗浄する工程とを備える。
【００４８】
周方向に間隔をあけて設けられた複数の吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄから洗浄液を供給することにより、ウエハ裏面にレジストが残留するのを抑制しながら、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る半導体製造装置を示す側断面図（図４中のIII−III）である。また、図４は、該装置の上面図である。なお、図４においては、図示の便宜上、ウエハ２を図示しない。
【００５０】
本実施の形態に係る半導体製造装置は、実施の形態１に係る半導体製造装置の変形例であって、図３および図４に示すように、吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに対してウエハ載置台３Ｂ（回転支持台）の内方側と外方側に設けられ、ウエハ載置台３Ｂの周方向に延びる溝部１０を備える点で、実施の形態１に係る半導体製造装置と異なる。
【００５１】
溝部１０を備えるにより、吐出されたバックリンスを溝部１０内に一時貯留することができる。したがって、ウエハ裏面の洗浄工程において、ウエハ２裏面の各部分にバックリンスを接触させやすくすることができる。この結果、レジスト膜形成時にウエハ裏面に付着したレジストを、そのウエハ裏面全体にわたりむらなく除去することができる。
【００５２】
図４において、溝部１０はウエハ載置台３Ｂを取り囲むように円周状に形成されているが、溝部１０の平面形状は必ずしもこの形状に限定されるものではなく、たとえば楕円形や多角形などの形状を適用してもよい。また、溝部１０を途中で分断して断続的に形成してもよい。
【００５３】
また、溝部１０は、必ずしもウエハ載置台３Ｂ（回転支持台）の内方側と外方側との両方に設けられる必要はなく、回転支持台の内方側と外方側との一方にのみ設けられていてもよい。また、吐出口５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）の数については、任意に変更可能であり、本実施の形態のように溝部１０を備える場合は、必ずしも複数である必要はなく、１つだけであってもよい。
【００５４】
なお、上記以外の事項については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５５】
上述した半導体製造装置を用いたレジスト膜の形成方法について要約すると以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るレジスト膜の形成方法は、ウエハ２を回転させる一方で、ウエハ２の裏面に沿ってウエハ２の中央部から外周部に向かって気流を発生させながら、ウエハ２の主表面上にレジストを供給してレジスト膜を形成する工程と、ウエハ２を回転させた状態で、ウエハ２の裏面に吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄからレジストを除去するバックリンス（洗浄液）を供給する一方で、吐出口５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの近傍にバックリンスを貯留しながらウエハ２の裏面を洗浄する工程とを備える。
【００５６】
吐出口の近傍に洗浄液を貯留しながらウエハの裏面を洗浄することにより、ウエハ裏面の各部分に洗浄液を接触させやすくすることができる。したがって、ウエハ裏面にレジストが残留するのを抑制しながら、ウエハの主表面上にレジスト膜を形成することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る半導体製造装置を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る半導体製造装置を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ノズル、２  ウエハ、３  スピンチャック、３Ａ  回転軸部、３Ｂ  ウエハ載置台、４  スピンナーカップ、４Ａ  回転軸挿入部、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ  吐出口、６  テーブル、７  排出孔、８  レジスト廃液口、９Ａ，９Ｂ  ガス噴出口、１０  溝部。
【図１】
2005123461.tif 000003
【図２】
2005123461.tif 000004
【図３】
2005123461.tif 000005
【図４】
2005123461.tif 000006