(57)【要約】【課題】ウェハ裏面上に存在する凸部を効率良く除去可能な洗浄装置および洗浄方法を提供する。【解決手段】半導体ウェハを保持可能な保持部と、先端部が半導体ウェハの裏面側における表層の構成材料よりも硬く、保持部により保持された半導体ウェハの被処理面となる半導体ウェハ裏面の洗浄を行うための除去部と、除去部と半導体ウェハとを半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御部と、を備える。移動機構は、除去部を半導体ウェハ裏面から離間させた状態で除去部と半導体ウェハとを半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させて半導体ウェハ裏面の表層と同じ材料からなる凸部に除去部の先端部を接触させることにより、第１凸部を研削して除去する。【選択図】図２
2012028697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを保持可能な保持部と、
先端部が前記半導体ウェハの裏面側における表層の構成材料よりも硬く、前記保持部により保持された前記半導体ウェハの前記被処理面となる半導体ウェハ裏面の洗浄を行うための除去部と、
前記除去部と前記半導体ウェハとを前記半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部と、
を備え、
前記移動機構は、前記除去部を前記半導体ウェハ裏面から離間させた状態で前記除去部と前記半導体ウェハとを前記半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させて前記半導体ウェハ裏面の表層と同じ材料からなる凸部に前記除去部の先端部を接触させることにより、前記凸部を研削して除去すること、
を特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記除去部の先端部と前記半導体ウェハ裏面との距離を、前記除去部の先端部が前記半導体ウェハ裏面から離間するとともに前記除去部の先端部が前記凸部に接触する一定の距離に保持しながら、前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記除去部の先端部と前記半導体ウェハ裏面との距離を検出する検出部を有すること、
を特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記検出部は距離センサを有し、前記距離センサにより前記センサから前記除去部までの距離および前記センサから前記半導体ウェハ裏面までの距離を測定し、この測定結果に基づいて前記除去部の先端部と前記半導体ウェハ裏面との距離を検出すること、
を特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記除去部は、累積異物の凸部に先端部を接触させることにより前記凸部を除去すること、
特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記除去部は、前記半導体ウェハ裏面の表層と異なる材料または同じ材料が前記半導体ウェハ裏面に付着して形成された凸部に先端部を接触させることにより前記凸部を除去すること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記半導体ウェハを円周方向に回転させるとともに前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記半導体ウェハ上において前記除去部を前記半導体ウェハの面方向において回転させることにより前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記除去部がブラシであること、
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
先端部が半導体ウェハの裏面側の表層の構成材料よりも硬い除去部と前記半導体ウェハとを、前記除去部を前記半導体ウェハの被処理面となる半導体ウェハ裏面から離間させた状態で前記半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させて、前記半導体ウェハ裏面の表層と同じ材料からなる凸部に前記除去部の先端部を接触させることにより、前記凸部を研削して除去すること、
を特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】
前記除去部の先端部と前記半導体ウェハ裏面との距離を、前記除去部の先端部が前記半導体ウェハ裏面から離間するとともに前記除去部の先端部が前記凸部に接触する一定の距離に保持しながら、前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１０に記載の洗浄方法。
【請求項１２】
前記被処理面上における基準位置から前記除去部までの距離と、前記基準位置から前記半導体ウェハ裏面までの距離とを測定し、この測定結果に基づいて前記除去部の先端部と前記半導体ウェハ裏面との距離を検出すること、
を特徴とする請求項１１に記載の洗浄方法。
【請求項１３】
前記半導体ウェハ裏面の表層と異なる材料または同じ材料が前記半導体ウェハ裏面に付着して形成された凸部に前記除去部の先端部を接触させることにより前記凸部を除去すること、
を特徴とする請求項１０に記載の洗浄方法。
【請求項１４】
前記半導体ウェハを円周方向に回転させるとともに前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１０に記載の洗浄方法。
【請求項１５】
前記半導体ウェハ上において前記除去部を前記半導体ウェハの面方向において回転させることにより前記除去部と前記半導体ウェハとを相対的に移動させること、
を特徴とする請求項１０に記載の洗浄方法。
【請求項１６】
前記除去部がブラシであること、
を特徴とする請求項１０に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、洗浄装置、方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造プロセスにおいてはフォトリソグラフィが使われている。フォトリソグラフィにおいてウェハ上に形成されるレジストパターンの寸法精度は、露光時の露光量と露光結像位置（フォーカス位置）等が重要なファクターとなる。したがって、設計通りのレジストパターンを形成するためには、正確なフォーカス位置を実現することが必要となる。
【０００３】
しかしながら、露光時にウェハの裏面に異物やダストなどが付着している場合、受光面位置がフォーカス位置から光軸方向にずれる、いわゆるデフォーカスが発生し、設計通りのレジストパターンが形成されない。このようなウェハの表面に付着した異物等を除去するために、ブラシを用いてウェハの表面の異物等を除去する洗浄装置が用いられている。しかしながら、ウェハ裏面に存在する凸部を除去することまでは、通常、行なわれていない。
【０００４】
なお、ウェハの表面全体を削って平坦化することが化学的機械的研磨（Chemical  Mechanical  Polishing：ＣＭＰ）処理により行われている。しかしながら、ＣＭＰ処理はスラリー等の研磨材を使用するため、装置の構成や処理が複雑となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０８３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、洗浄装置および洗浄方法において、ウェハ裏面上に存在する凸部を効率良く除去する技術が望まれている。
【０００７】
本発明の実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、ウェハ上に存在する凸部を効率良く除去可能な洗浄装置および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】
【０００８】
実施形態の洗浄装置は、半導体ウェハを保持可能な保持部と、先端部が半導体ウェハの裏面側における表層の構成材料よりも硬く、保持部により保持された半導体ウェハの被処理面となる半導体ウェハ裏面の洗浄を行うための除去部と、除去部と半導体ウェハとを半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させる移動機構と、移動機構を制御する制御部と、を備える。移動機構は、除去部を半導体ウェハ裏面から離間させた状態で除去部と半導体ウェハとを半導体ウェハ裏面に対して平行な方向において相対的に移動させて半導体ウェハ裏面の表層と同じ材料からなる凸部に除去部の先端部を接触させることにより、第１凸部を研削して除去する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置によるウェハの裏面の洗浄方法を模式的に説明する断面図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置による他のウェハの裏面の洗浄方法を模式的に説明する断面図である。
【図４】図４は、洗浄装置においてウェハの微小な反りに対して常に一定圧力を保ちつつブラシによる洗浄処理を行う場合について説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、洗浄装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる洗浄装置１は、ウェハ保持部２と、ウェハ回転駆動部３と、ブラシ４と、ブラシ駆動部５と、センサ部６と、センサ駆動部７と、制御部８と、洗浄水供給部９とを備える。
【００１２】
ウェハ保持部２は、裏面が上側を向いた状態で被処理基板である半導体ウェハ１０（以下、ウェハ１０と呼ぶ）の外周を狭持してウェハ１０を保持可能とされている。ここで、裏面とは、ウェハ１０の表面上に半導体デバイスが形成される面と反対側の面である。ウェハ保持部２は、少なくとも２箇所以上のウェハ挟持部（図示せず）でウェハ１０側面の外周を狭持する。
【００１３】
ウェハ回転駆動部３は、ウェハ１０を保持したウェハ保持部２を該ウェハ１０の面方向における中心を軸に円周方向に任意の回転数で水平回転させる。ウェハ１０の回転数は、除去対象となるウェハ１０裏面の凸部の材質およびブラシ毛４ａの材質等の条件によって適宜設定される。後述するようにセンサ部６は、ウェハ裏面との距離を一定に保つようにブラシ４の昇降を制御する制御部８に測長情報を与える。このため、ウェハ１０の回転数は、センサ部６の測長と制御部８の制御がウェハ１０の回転に追従するような回転数であればよく、必ずしも高速である必要はない。
【００１４】
ウェハ上の異物及び凸部の除去手段としてのブラシ４は、ウェハ１０との対向面に例えば円柱状を成すように複数のブラシ毛４ａが配置されている。なお、ブラシ毛４ａの配置は上述した円柱状に限らず、例えばウェハ１０との対向面にリング状を成すように複数のブラシ毛４ａが配置された形態や、ウェハ１０との対向面にライン状を成すように複数のブラシ毛４ａが配置された種々の形態とすることができる。ブラシ毛４ａの先端部は、ウェハ１０裏面の構成材料よりも硬さが硬い材料により構成される。また、複数の材質のブラシ毛４ａを用いてもよい。
【００１５】
ウェハ１０裏面の構成材料としては、例えばシリコン系の膜、カーボン系の膜、有機材料系の膜、シリコン系酸化膜やシリコン系窒化膜等が挙げられる。これらの膜からなる凸部を確実に除去するためには、ブラシ毛４ａの硬さは硬度３０度以上であることが好ましい。また、ダイヤモンドチップ入りの超硬質ブラシを用いてもよい。ここでの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―硬さの求め方）またはＪＩＳ  Ｋ  ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準拠のタイプＡデュロメータでの測定値である。また、この硬度が９０以上の場合には同規格のタイプＤデュロメータにより測定される。
【００１６】
また、ウェハ１０裏面の最表層の膜が薄い場合は、凸部の内部にウェハ１０裏面の最表層膜の下層の膜が存在する可能性がある。この場合は、ウェハ１０裏面の最表層の膜の材料とその下層の膜の材料とのうち、硬い材料に合わせてブラシ毛４ａの硬さを選択する等、宜選択可能である。
【００１７】
また、ここでは、ウェハ１０上の異物および凸部の除去手段としてブラシ４を示しているが、ブラシ４以外にもウェハ１０裏面のバリ取りカッタを使用してもよい。カッタは、例えばウェハ１０との対向面に円柱状、リング状ライン状などの形状を成すように複数のカッタ刃が配置される。ウェハ１０上の異物および凸部に接触するカッタ刃の先端部は、ウェハ１０裏面の構成材料よりも硬さが硬い材料により構成される。なお、ブラシ毛４ａは硬質であってもブラシ毛４ａの先に多少の柔軟性がある。このため、ウェハ裏面の反りへの対応力はブラシ４ａの方がカッタ刃よりも高い。
【００１８】
ブラシ駆動部５は、ウェハ保持部２に保持されたウェハ１０上において、ブラシ４を任意の高さに昇降させる。また、ブラシ駆動部５は、ブラシ４を任意の回転数で回転させ、ウェハ保持部２に保持されたウェハ１０面上の所定の方向に移動させる。ブラシ駆動部５は、例えばブラシ４を水平回転させながらウェハ１０の半径方向に移動させることができる。
【００１９】
センサ部６は、例えばレーザー等の光がウェハ１０から反射されてくるまでの時間を瞬時に計算することでウェハ１０までの距離を測定可能な測長センサにより構成される。センサ部６は、センサ駆動部７の駆動により、ウェハ１０上を高さ方向に昇降可能とされ、またウェハ１０の面方向において任意の方向にも移動可能とされている。
【００２０】
制御部８は、ウェハ回転駆動部３、ブラシ駆動部５、センサ部６およびセンサ駆動部７の制御を行う。洗浄水供給部９は、洗浄処理中や洗浄処理後にウェハ１０上に洗浄水を供給して、洗浄処理により生じた研削屑をウェハ１０裏面から洗い流す。
【００２１】
次に、洗浄装置１による洗浄処理について図２を参照して説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置１によるウェハ１０裏面の洗浄方法を模式的に説明する断面図である。
【００２２】
まず、被処理基板であるウェハ１０が、裏面が上側を向くようにウェハ保持部２に保持される。図２（ａ）に示されるように、ウェハ１０裏面には、ウェハ１０表面に形成される半導体デバイス製造のための各工程において成膜された第１被膜１１、第２被膜１２、第３被膜１３がこの順で積層されている。また、このウェハ１０は、半導体デバイス面にフォトレジスト膜が形成された露光前の状態のウェハである。なお、半導体デバイス面にフォトレジストが形成される前の状態のウェハに対して洗浄装置１による洗浄処理を実施してもよい。また、積層レジストを用いるプロセスにおいて洗浄装置１による洗浄処理を実施してもよい。この場合は、ウェハの半導体デバイス面に下層フォトレジストを形成した後に、ウェハ裏面に対して洗浄装置１による洗浄処理を実施する。次に、ウェハを露光装置内に導入し、下層フォトレジスト上に露光装置内において上層フォトレジストを形成した後に露光を実施する。
【００２３】
また、ウェハ裏面の第１被膜１１上の一部には異物２１が付着している。第２被膜１２および第３被膜１３における異物２１上の領域は、該異物２１の形状に沿った形状とされている。このため、ウェハ１０裏面の最表層にある第３被膜１３には、異物２１上の領域に凸部１３ａが形成されている。すなわち、凸部１３ａは、ウェハ１０裏面の表層である第３被膜１３と同じ材料からなる凸部である。なお、図２（ａ）においては、１つの凸部１３ａに着目しているが、第３被膜１３の表面には、凸部１３ａと同様の凸部が他にも複数存在する。また、第３被膜１３上には、該第３被膜１３と異なる材料からなる異物２２や、例えばウェハ裏面に傷が付いた際に飛散した該第３被膜１３と同じ材料からなる破片（図示せず）も付着している。このように複数の製造工程を経て加工や除去がされずに裏面に形成された異物をここでは、累積異物と呼ぶ。
【００２４】
次に、ブラシ４が、ウェハ回転駆動部３によりウェハ１０裏面の中心部に配置される。ここで、ブラシ４は、ブラシ毛４ａの先端部が凸部１３ａに接触可能な高さに、第３被膜１３の平坦面から一定の離間距離ｔだけ浮いた状態で配置される。すなわち、ブラシ４は、ブラシ毛の先端部の位置が凸部１３ａの高さよりも低く、第３被膜１３の平坦面に接触しない高さに第３被膜１３の平坦面から離間して配置される。そして、ブラシ４は、ウェハ回転駆動部３の駆動により回転する。
【００２５】
次に、ウェハ回転駆動部３がウェハ保持部２を水平に回転させることにより、ウェハ保持部２に保持されたウェハ１０が回転する。ウェハ１０の回転数およびブラシ４の回転数は、ウェハ１０裏面の表層の材質やブラシ毛４ａの材質等の諸条件により適宜変更すればよい。次に、ブラシ４は、図２（ｂ）に示されるように第３被膜１３の平坦面から一定の離間距離ｔだけ離間した状態で、ウェハ回転駆動部３の駆動とともにウェハ１０の半径方向に水平に移動する。すなわち、ブラシ４は、ブラシ駆動部５によって、ウェハ１０裏面の中心部に配置され、そこから外周へ向かって回転しながら水平移動する。そして、ブラシ４は、ウェハ１０の半径方向において複数回、ウェハ１０上を往復移動する。
【００２６】
このようにブラシ４が回転するウェハ１０に対し、相対的に水平移動することにより、ブラシ４のブラシ毛４ａが凸部１３ａに接触する。これにより、凸部１３ａは、ブラシ４により研削され、図２（ｃ）に示されるようにブラシ毛４ａと第３被膜１３の平坦面との距離に相当する高さ、すなわち離間距離ｔに相当する厚みだけ残して除去される。また、第３被膜１３の表面に付着した異物２２は、ブラシ４のブラシ毛４ａが接触することによりされて、または剥がされて第３被膜１３の表面から除去される。ここで研削とは、ウェハ１０裏面上の異物および凸部を物理的に落としていくことを意味し、研磨や切削の概念を包含するものである。このとき、洗浄水供給部９からウェハ１０上に洗浄水を供給することで、洗浄処理により生じた研削屑をウェハ１０の表面から洗い流すことができる。研削屑の除去は、ウェハ１０上に対する送風により行うこともできる。また、ウェハ１０上の研削屑を吸引することでウェハ１０の表面から除去してもよい。
【００２７】
次に、ウェハ１０に反りが生じている場合の離間距離ｔの制御について説明する。まず、ブラシ４が、ウェハ回転駆動部３によりウェハ１０上においてウェハ１０裏面から十分に離間した位置に配置される。
【００２８】
つぎに、センサ部６が、センサ部６からブラシ４までの距離およびセンサ部６からウェハ１０裏面（第３被膜１３）までの距離を測定する。センサ部６は、例えば垂直方向において、センサ部６からブラシ４までの距離およびセンサ部６からブラシ４の周辺領域におけるウェハ１０裏面（第３被膜１３）の平坦面までの距離を測定する。センサ部６は、制御部８がセンサ駆動部７を制御することによりブラシ４と同期して移動可能であり、ブラシ４の移動に合わせての測定が可能である。そして、センサ部６は、これらの測長情報を制御部８に送る。
【００２９】
制御部８は、ブラシ４の測定基準位置からブラシ毛４ａの先端までの長さに関する情報を、例えば制御部８内に有する記憶部に記憶しておく。制御部８は、この情報とセンサ部６から送られた測長情報とに基づいて、ブラシ毛４ａの先端からウェハ１０裏面の平坦面までの距離を算出する。センサ部６と制御部８とにより、ブラシ毛４ａの先端部とウェハ１０裏面の平坦面までの距離を検出する検出部が構成される。そして、制御部８は、ブラシ４をウェハ１０の面方向に移動させて洗浄処理を行う際に、この距離が常時、一定の離間距離ｔとなるようにブラシ４の高さを制御する。これにより、ウェハ１０の反りの状態を反映させて洗浄処理を行うことができる。
【００３０】
このようにウェハ１０の反り状態による離間距離ｔの変化をみながら制御する場合のウェハ１０の回転数は、より低速の回転数が望ましい。特にウェハ１０の面内の中心から外周にかけて反りの傾向が一様になっているような場合には、特に有効である。また、センサ部６と制御部８とによりウェハ１０の反りの傾向に関する情報を取得した後に、ウェハ１０の回転数を上げてもよい。
【００３１】
また、センサ部６が測定したウェハ１０裏面（第３被膜１３）の平坦面までの距離において、第３被膜１３における凸部１３ａに起因した距離の変化と、ウェハ１０の反りに起因した距離の変化とは、例えば以下のようにして判別することが可能である。例えばブラシ４の周囲において複数点を測定し、その平均値等により判別する。例えばウェハ１０裏面（第３被膜１３）の平坦面までの距離が平均値よりも所定距離以上短い場合に、凸部１３ａに起因した距離の変化と判別する。また、例えばウェハ１０裏面（第３被膜１３）の平坦面までの距離が平均値よりも所定の範囲だけ長い場合に、ウェハ１０の反りに起因した距離の変化と判別する。
【００３２】
上述したセンサ部６による測定は、洗浄処理を実施しながら行うことができる。また、洗浄処理を実施する前に、上述したセンサ部６による測定を予め行ってウェハ１０裏面における反りに関する情報を制御部８の記憶部に記憶することも可能である。この場合は、制御部８は、記憶部に記憶したウェハ１０の反りに関する情報を用いて、ウェハ１０の反りの状態を反映させてブラシ毛４ａの先端からウェハ１０裏面までの距離を制御することができる。なお、センサ部６、センサ駆動部７および記憶部などの離間距離ｔの制御に関する機能部を洗浄装置１とは別装置とすることも可能である。
【００３３】
図３は、第１の実施の形態にかかる洗浄装置１による他のウェハ１０１の裏面の洗浄方法を模式的に説明する断面図である。このウェハ１０１は、デバイス面にフォトレジスト膜が形成された露光前の状態のウェハである。なお、半導体デバイス面にフォトレジストが形成される前の状態のウェハに対して洗浄装置１による洗浄処理を実施してもよい。
【００３４】
図３（ａ）に示されるように、ウェハ１０１の裏面には、ウェハ１０１自体の裏面に傷が付いて、凸部１０１ａが形成されている。すなわち、凸部１０１ａは、ウェハ１０１の裏面と同じ材料からなる凸部である。また、ウェハ１０１の裏面には、該ウェハ１０１の裏面と異なる材料からなる異物２２が付着している。
【００３５】
上述したウェハ１０裏面に対する洗浄処理の場合と同様にしてウェハ１０１に対して洗浄処理を実施する。この場合も、図３（ｂ）に示されるようにブラシ４とウェハ１０１とが相対的に移動することにより、ブラシ毛４ａが凸部１０１ａに接触する。これにより、凸部１０１ａはブラシ４により研削され、図３（ｃ）に示されるようにブラシ毛４ａとウェハ１０１の裏面の平坦面との距離に相当する高さ、すなわち離間距離ｔに相当する厚みだけ残して除去される。また、ウェハ１０１の裏面に付着した異物２２は、ブラシ毛４ａが接触することにより研削されて、または剥がされて除去される。
【００３６】
半導体装置の製造プロセスでは、パターニングされた膜をウェハ上に形成するために、フォトリソグラフィ工程が実施される。フォトリソグラフィ工程は、大別して、ウェハ上に堆積されたパターニングすべき膜上に感光性膜を塗布するフォトレジスト膜形成工程と、フォトレジスト膜上にパターンを露光する露光工程と、露光されたフォトレジスト膜を現像してフォトレジスト膜の一部を除去し、レジストパターンを形成する現像工程と、に分けられる。このようなフォトリソグラフィ工程において、設計通り正確にレジストパターンを形成するためには、特に露光工程において、フォトレジスト膜上にボケのないマスクパターンを投影することが不可欠である。すなわち、設計通りの正確なフォーカス位置を実現することが必要となる。
【００３７】
露光時において表面側の異物が除去されたとしても、ウェハの裏面に形成された累積異物による凸部が存在する場合、この累積異物の凸部に起因してウェハの高さが所望の設定高さからずれる。このため、受光面位置がフォーカス位置から光軸方向にずれる、いわゆるデフォーカスが発生してしまう。デフォーカスが発生した場合は、設計通りのレジストパターンが形成されないため、再度のフォトリソグラフィ工程（リワーク）が必要となる。リワークの実施は、生産効率の低下要因となる。また、フォトリソグラフィ工程は、高価な露光装置を使用するため、コストの高い処理工程である。したがって、リワークの実施は生産コストの増加要因となる。
【００３８】
また、前述したようにウェハに存在する凸部のうち、ウェハの表面に付着した異物は、従来から使用されているブラシを用いた洗浄装置により除去可能である。しかし一方で、ウェハの裏面においては、図２（ａ）、図３に示されたような裏面の表層と同じ材料からなる凸部も存在する。このような凸部は、ウェハの裏面の表面に傷が付いた場合や、傷や異物の付着があるウェハの裏面上に被膜が形成された場合などに発生する。また、ウェハの裏面上に複数層の被膜が積層され、その中間の被膜に傷や異物の付着がある場合にもこのような凸部が発生する。このようにウェハの裏面側の表層と同じ材料からなりウェハの裏面の表面に形成された凸部は、ブラシによって払い取るような従来の洗浄装置では除去することができない。
【００３９】
しかしながら、本発明の実施例による洗浄装置１においては、累積異物による凸部やウェハの裏面の表層と同じ材料からなりウェハの裏面の表面に形成された凸部を研削して除去することが可能である。また、洗浄装置１においては、ウェハの裏面に付着した異物も研削して、またはウェハの裏面から剥がして除去することができる。これにより、ウェハの裏面の平坦化および洗浄が可能である。
【００４０】
洗浄装置１によるウェハの裏面の洗浄処理は、リワークの実施対象となったウェハに対して、露光工程前、望ましくは露光工程前直前に実施される。洗浄装置１による裏面の洗浄処理を行ったウェハに対して露光工程を実施することにより、ウェハの裏面の微小な凸部の影響を軽減して再度のデフォーカスの発生を防止することができる。また、洗浄装置１による洗浄処理は、フォトリソグラフィ工程における露光工程前に都度全てのウェハに対して実施してもよい。また、洗浄装置１による洗浄処理は、フォトレジスト膜の形成前に行ってもよく、フォトレジスト膜の形成後に行ってもよい。
【００４１】
なお、上記の実施の形態においてはウェハ１０裏面上の異物及び凸部の除去手段としてブラシ４を用いた場合を例に説明したが、ブラシ４の代わりに例えばウェハ１０との対向面に円柱状を成すように複数のカッタ刃が配置されたカッタを使用し、上記と同様にして離間距離ｔの制御を行うことも可能である。
【００４２】
したがって、上述した洗浄装置１においては、従来のＣＭＰ技術のようにウェハの表層の膜の全てを研磨して平坦化するのではなく凸形状の部分のみを選択的に研削して平坦化して、露光時におけるウェハの裏面の微小な凹凸の影響を軽減することができる。これにより、リワークの発生を防止して、生産効率の低下のおよび生産コストの増加を防止することができる。このような洗浄装置１による洗浄処理は、特にレジストパターンの精度に対する露光時のフォーカスずれの影響が大きい液浸露光に好適である。
【００４３】
また、上述した洗浄装置１は、ＣＭＰのようにスラリー等の研磨材を使用しないため、簡単な構成の装置で容易に処理平坦化処理が可能である。
【００４４】
また、フォトリソグラフィ工程におけるデフォーカスの発生防止以外にも、洗浄装置１によるウェハの裏面の洗浄処理は、表面の微小な凹凸が影響する処理の前に実施することで表面の微小な凹凸に起因した不具合の発生を防止する効果がある。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図４は、洗浄装置１においてウェハ１０の微小な反りに対して常に一定圧力を保ちつつブラシ４による洗浄処理を行う場合について説明する概念図である。この形態では、微小な処理が生じているウェハ１０に対して、ウェハ１０の上方から圧力Ａをかけ、ウェハ１０の下方から圧力Ｂをかける。すなわち、ウェハ１０裏面には圧力Ａをかけ、ウェハ１０のデバイス面には、圧力Ｂをかける。ここで、圧力Ａは、ウェハ１０裏面の凸部にブラシ４が接触した際にブラシにかかる圧力である。圧力Ｂはウェハ１０の微小な反りを補正するように図示しない加圧機構からかかる圧力である。加圧機構は、ウェハ１０の回転と同期して回転するようにウェハ１０の下方に設けられる。
【００４６】
そして、例えばエアーサスペンションのような空気バネを用いることにより、常に圧力Ａ＝圧力Ｂとする。これにより、第１の実施の形態の場合のように離間距離ｔを測定することなく、ウェハ１０裏面側の表層と同じ材料からなりウェハ１０裏面の表面に形成された凸部を研削して除去することが可能である。また、ウェハ１０裏面に付着した異物も研削して、またはウェハの裏面から剥がして除去することができる。これにより、第１の実施の形態の場合と同様に、凸形状の部分のみを選択的に研削して平坦化することができる。
【００４７】
なお、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１  洗浄装置、２  ウェハ保持部、３  ウェハ回転駆動部、４  ブラシ、４ａ  ブラシ毛、５  ブラシ駆動部、６  センサ部、７  センサ駆動部、８  制御部、９  洗浄水供給部、１０  半導体ウェハ（ウェハ）、１１  第１被膜、１２  第２被膜、１３  第３被膜、１３ａ  凸部、２１  異物、２２  異物、ｔ  離間距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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