JP4001661B2

JP4001661B2 - ウェハ載置台、ウェハ裏面の処理方法、露光装置、および回転塗布装置

Info

Publication number: JP4001661B2
Application number: JP18199697A
Authority: JP
Inventors: 明弘園田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH1126562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハ載置台及びウエハ裏面の処理方法に関し、特には露光用ステッパのような半導体装置の製造装置に設けられるウエハ載置台および半導体装置の各製造工程における前処理として行われるウエハ裏面の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程で用いられる露光用ステッパのステージは、Ｘ−Ｙ方向に移動する移動ステージ上にウエハを載置するためのウエハ載置台が設けられている。図８に示すように、このウエハ載置台１は、基台１１におけるウエハＷの載置面１２側に同心円状の吸着溝１３が形成され、この吸着溝１３の底面に吸引管１４が接続された構成になっている。このように構成されたウエハ載置台１では、載置されたウエハＷによって吸着溝１３が塞がれた状態になる。そして、吸引管１４に接続された当該吸着溝１３内が陰圧になり、基台１１上にウエハＷが真空吸着によって固定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ウエハ載置台には、以下のような課題があった。すなわち、ウエハ載置台上に載置されるウエハの裏面側には、パーティクルが付着している場合がある。このような場合に、ウエハ載置台上にウエハを載置して真空吸着によって固定すると、図９（図８のＡ−Ａ’断面図）に示すように、異物ａが付着しているウエハＷ部分に局所的に圧力が加わり、このウエハＷ部分だけが持ち上げられてしまう。このため、露光時には上記ウエハＷ部分だけフォーカスがズレ、正常なパターン露光を行うことができないという問題があった。
【０００４】
また、露光用ステッパのウエハ載置台だけではなく、例えば回転塗布装置のウエハ載置台でも、上記のようにパーティクルが付着している部分だけウエハが局所的に持ち上げられると、ウエハ上の塗布膜が局所的に薄くなるという問題が発生する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、ウエハ載置台及びウエハ裏面の処理方法であり、特に第１の発明に係るウエハ載置台は、真空吸着によってウエハが固定載置される基台の上面側の表面層を低粘性樹脂で構成することを特徴としている。また、第２の発明に係るウエハ載置台は、挟み込みによってウエハが固定載置される基台上に低粘性樹脂層を設けたことを特徴としている。
【０００６】
上記各ウエハ載置台では、ウエハが固定載置される面が低粘性樹脂で構成されることから、基台上に載置されたウエハの裏面側（載置面側）の凹凸形状が当該低粘性樹脂で吸収される。このため、ウエハの裏面側に異物が付着した状態であっても、この異物の付着形状が上記低粘性樹脂に吸収され、ウエハ載置台とウエハとの間に異物が挟まることによる圧力がウエハに加わることはない。したがって、ウエハの表面側は平坦な状態に保たれる。
【０００７】
また、本発明の第３の発明に係るウエハ載置台は、ウエハを支持する状態で基台上から突出自在に設けられた支持具を有するウエハ載置台において、上記基台上に接着性材料層を設け、上記支持具を上記接着性材料層から上方に突出自在なものにしたことを特徴としている。そして、本発明のウエハ裏面の処理方法は、上記第３の発明のウエハ載置台を用いたウエハ裏面の処理方法であり、上記支持具を降下させた状態で上記接着性材料層上にウエハを載置し、次に、上記支持具を上昇させて上記接着性材料層上のウエハをこの支持具上に支持させることを特徴としている。
【０００８】
上記ウエハ載置台では、基台上に接着性材料層を設け、この接着性材料層から支持具が突出自在に設けられていることから、支持具を接着性材料層内に埋没させた状態ではウエハは接着性材料層上に載置され、支持具を降下させて接着性材料層から突出させた状態ではウエハはこの支持具に支持される。
【０００９】
そして、上記ウエハ裏面の処理方法では、接着性材料層上にウエハを載置した後に支持具を上昇させてこのウエハを支持具上に支持させるようにしたことで、ウエハの裏面側に異物が付着している場合にこの異物は接着性材料層に接着され、ウエハの裏面から異物が除去される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のウエハ載置台及びウエハ裏面の処理方法を適用した実施の形態を図面に基づいて順次説明する。
尚、ここで説明するウエハ載置台は半導体装置の製造工程で用いられる露光装置のステッパステージ上や回転塗布装置に設けられるものであり、ウエハ裏面の処理方法は半導体装置の製造における露光工程や回転塗布による成膜工程の前処理として行われることとする。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態のウエハ載置台の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。以下にこれらの図面に基づいて、第１実施形態のウエハ載置台の構成を説明する。図に示すように、第１実施形態のウエハ載置台２は、基台２１と、基台２１における上面２２側に設けられた吸着溝２３とを有し、吸着溝２３に吸引管２４を接続してなる真空吸着式の載置台である。そして、特にこのウエハ載置台２には、基台２１の上面側における吸着溝２３間に溝２５を設け、溝２５内に低粘性樹脂２６を充填してなる構成になっている。
【００１２】
上記ウエハ載置台２の基台２１は、例えば熱による収縮が小さい金属材料等で構成されている。そして、上記吸着溝２３は、基台２１の上面２２側に同心円状に設けられており、各吸着溝２３の底面に上記吸引管２４が接続されている。
【００１３】
そして、吸着溝２３間に設けられた上記溝２５は、基台２１の上面２２側において同心円状に設けられる。この溝２５は、基台２１で構成される側壁で完全に吸着溝２３と仕切られた状態で設けられることとする。このように溝２５を設けてこの内部に低粘性樹脂２６を充填することによって、ウエハＷを載置した際に溝２５から吸着溝２３内へのリークを防止して吸着溝２３でのウエハＷの吸着を確実にすると共に、低粘性樹脂２６が基台２１の表面層に効率的に配置されるようにする。また、溝２５は、できるだけ広い面積で設けられることとする。
また、この溝２５内に充填される低粘性樹脂２６としては、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂のような接着性を有するゲル状の樹脂と、グラスファイバーやフッ素樹脂のような接着性を弱める疎水性の樹脂とを混合したものを用いて好適である。
【００１４】
上記構成のウエハ載置台２によれば、基台２１上にウエハＷを載置することで吸着溝２３が塞がれた状態になり、さらに吸引管２４からの吸引で吸着溝２３内が陰圧になることによって、上記ウエハＷが基台２１上面に吸着固定される。ここで、ウエハＷの裏面（載置面）側に異物ａが付着している場合、この異物ａは、基台２１の表面層の低粘性樹脂２６に吸収されるか、または吸着溝２３内に吸収される。この際、複数の吸着溝２３間のそれぞれに低粘性樹脂２６を設けているので、ウエハＷ裏面の異物ａを低粘性樹脂２６に効率的に吸収することができる。したがって、ウエハＷとウエハ載置台２との間に異物ａが挟まれることによって、ウエハＷに圧力が加わる可能性を低減できる。このため、ウエハＷの裏面に異物ａが付着していても、ウエハＷの表面にその影響が及ぼされて局所的に盛り上がることが防止され、ウエハＷの表面は平坦に保たれる。
【００１５】
したがって、このウエハ載置台２を備えた露光装置では、ウエハＷの裏面に異物が付着していても、ウエハＷの表面の全域で良好なフォーカス状態で露光を行うことができる。また、このウエハ載置台２を備えた回転塗布装置では、ウエハＷ上の全面で均一な膜厚の塗布膜を成膜することができる。これは、ウエハＷの裏面に傷等による除去不可能な凸部が形成されている場合も同様である。また、露光工程前や成膜工程前に異物除去のための洗浄工程を行っていた場合には、この洗浄工程が不必要になり、半導体装置の製造工程が簡略化される。
【００１６】
尚、上記低粘性樹脂２６には、接着性を持たせても良い。これは、第１実施形態の他の実施の形態になる。この場合、低粘性樹脂２６の接着性としては、ウエハＷの裏面に低粘性樹脂２６が付着しない程度とする。このような接着性を有する低粘性樹脂２６としては、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等を用いて好適である。
【００１７】
このように、低粘性樹脂２６に接着性を持たせたことによって、ウエハ載置台２上からウエハＷを取り除いた際に、ウエハＷの裏面の上記異物ａを低粘性樹脂２６に接着させてウエハＷの裏面から除去することが可能になる。したがって、ウエハＷの搬送系や次工程で用いる製造装置が上記異物ａによって汚染されることを防止できる。
【００１８】
また、上記ウエハ載置台２は、薄板状に構成しても良い。この薄板状のウエハ載置台には、吸着溝２３，これに接続される吸引管２４，溝２５及びこれに充填される低粘性樹脂２６が設けられていることとする。そして、従来の真空吸着式のウエハ載置台（図示省略）上に、吸引管を連通させる状態でこの薄板状のウエハ載置台を載置して使用することとする。これによって、低粘性樹脂２６の流動性が損なわれたり、接着性を有する低粘性樹脂２６に多くの異物が接着されてその接着性が損なわれた場合、薄板状のウエハ載置台を交換することで、ウエハ載置台２の機能を回復させることができる。
【００１９】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態のウエハ載置台の斜視図であり、図４は図３のウエハ載置台にウエハを載置した状態のＡ−Ａ’断面図である。以下にこれらの図面に基づいて、第２実施形態のウエハ載置台の構成を説明する。図に示すように、ウエハ載置台３は、基台３１と、この基台３１の上面３２から突出した状態で立設された固定ピン３３とを有している。そして、特にこのウエハ載置台３には、基台３１の上面３２上に低粘性樹脂層３４が設けられ、上記固定ピン３３は低粘性樹脂層３４よりも上方に突出して設けられている。さらに、このウエハ載置台３には、ウエハＷを支持する状態でこの低粘性樹脂層３４上から突出自在に設けられた支持具３５を設けても良い。
【００２０】
上記基台３１は、上記図１及び図２を用いて説明した第１実施形態の基台（２１）と同様の材質で構成されており、その上面３２は、載置されるウエハＷよりも十分に広い面積を有していることとする。
また、上記固定ピン３３は、ウエハＷの周縁を均等に３分割した位置においてウエハＷの周囲から中心方向に向かう状態で基台３１に設けられたガイド孔３３ａ内に、それぞれ１本つづ計３本立設されている。そして、各固定ピン３３は、低粘性樹脂層３４よりも上方に突出して立設された状態を保って、ガイド孔３３ａに沿ってウエハＷの周囲から中心方向に向かって移動自在に設けられている。
【００２１】
そして、上記低粘性樹脂層３４は、例えば、ウエハＷよりも一回り小さい略円形に形成され、基台３１上における３本の固定ピン３３で囲まれた部分に設けられる。この低粘性樹脂層３４は、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂のような接着性を有するゲル状の樹脂と、グラスファイバーやフッ素樹脂のような接着性を弱める疎水性の樹脂との混合材料で構成される。そして、低粘性樹脂層３４は、容易に交換可能なように、裏面側に接着剤層３４ａを設けた基材フィルム３４ｂの上面にこの低粘性樹脂層３４を設け、接着剤層３４ａを基台３１に接着させることによって基台３１上に設けることとする。だだし、交換の手間を考慮する必要のない場合には、低粘性樹脂層３４を基台３１上に直接設けても良い。
【００２２】
さらに、上記支持具３５は、例えば３本のピンからなり、各ピンで構成される面上でウエハＷを支持するように構成されている。そして、上記低粘性樹脂層３４と上記基台３１には、この支持具３５の突出が可能となるように、支持具３５の突出部分に穴パターン３６が形成されている。
【００２３】
上記構成のウエハ載置台３によれば、支持具３５上にウエハＷを支持させた状態でこの支持具３５を下降させて低粘性樹脂層３４内に埋没させることによって、ウエハＷが低粘性樹脂層３４上に載置される。この状態で、固定ピン３３をウエハＷの中心方向に向かって移動させていくと、各固定ピン３３間にウエハＷが挟まれた状態で固定される。ここで、ウエハＷの裏面（載置面）側に異物ａが付着している場合、この異物ａは、低粘性樹脂層３４に吸収される。このため、ウエハＷとウエハ載置台３との間に異物ａが挟まれることによって、ウエハＷに圧力が加わることが完全に防止される。したがって、上記第１実施形態のウエハ載置台（２）と同様の効果を得ることができる。しかも、ウエハＷを載置した状態では、ウエハＷの裏面が殆ど全て低粘性樹脂層３４に接触して、ウエハＷの裏面の凸形状を完全に吸収することができるため、第１実施形態よりもさらに確実にウエハＷの表面を平坦に保つ降下が得られる。
【００２４】
尚、上記低粘性樹脂層３４には、接着性を持たせても良い。これは、第２実施形態の他の実施の形態になる。この場合、低粘性樹脂層３４の接着性としては、ウエハＷの裏面に低粘性樹脂が付着しない程度で、かつ接着剤層３４ａよりも接着力が弱いこととする。このような接着性を有する低粘性樹脂層３４を構成する物質としては、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等を用いて好適である。
【００２５】
このように、低粘性樹脂層３４に接着性を持たせたことによって、上記第１実施形態と同様に、ウエハの搬送系や次工程で用いる製造装置が上記異物ａによって汚染されることを防止できる。
【００２６】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態のウエハ載置台の斜視図であり、図６は図５のウエハ載置台にウエハを載置した状態のＡ−Ａ’断面図である。以下にこれらの図面に基づいて、第３実施形態のウエハ載置台の構成を説明する。図に示すように、ウエハ載置台４は、基台４１と、ウエハＷを支持する状態でこの基台４１の上面４２上から突出自在に設けられた支持具４３とを有している。そして、特にこのウエハ載置台４には、基台４１の上面４２上に接着性材料層４４が設けられ、上記支持具４３はこの接着性材料層４４から上方に突出自在となっている。
【００２７】
上記基台４１は、上記図１及び図２を用いて説明した第１実施形態の基台（２１）と同様の材質で構成されており、その上面４２は、載置されるウエハＷよりも十分に広い面積を有していることとする。
また、上記支持具４３は、例えば３本のピンからなり、各ピンで構成される面上でウエハＷを支持するように構成されている。そして、上記基台４１及び接着性材料層４４には、この支持具４３が基台４１の上面４２から突出自在となるように、支持具４３の突出部分に穴パターン４５が形成されている。
【００２８】
そして、上記接着性材料層４４は、載置されるウエハよりも十分に広い面積を有していることとする。この接着性材料層４４は、ウエハＷの裏面に接着性材料が付着しない程度の接着性を有することとし、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂で構成される。そして、接着性材料層４４は、容易に交換可能なように、裏面側に接着剤層４４ａを設けた基材フィルム４４ｂの上面にこの接着性材料層４４を設け、接着剤層４４ａを基台４１に接着させることによって基台４１上に設けることとする。この場合、接着性材料層４４よりも接着剤層４４ａの接着力のほうが強力であることとする。だだし、交換の手間を考慮する必要のない場合には、接着性材料層４４を基台４１上に直接設けても良い。
【００２９】
上記構成のウエハ載置台４によれば、基台４１上に接着性材料層４４を設け、この接着性材料層４４から支持具４３を突出自在に設けたことで、支持具４３を接着性材料層４４内に埋没させた状態ではウエハＷは接着性材料層４４上に載置され、支持具４３を接着性材料層４４から突出させた状態ではウエハＷはこの支持具４３によって支持される。
【００３０】
図７は、上記第３実施形態のウエハ載置台４を用いたウエハ裏面の処理方法を説明する断面工程図である。以下に、ウエハ裏面の処理方法の実施の形態を説明する。先ず、図７（１）に示すように、ウエハ載置台４の支持具４３を上昇させて接着性材料層４４から突出させた状態にする。次に、ウエハＷの裏面を接着性材料層４４に対向させる状態で、このウエハＷを支持具４３上に支持させる。
【００３１】
この際、ウエハＷを搬送するための搬送アーム５を用い、搬送アーム５上に載置したウエハＷを支持具４３上に搬送して載置することとする。この搬送アーム５の上面には、接着性材料層５１が設けられている。この接着性材料層５１は、ウエハ載置台４の接着性材料層４４と同様のものとする。
【００３２】
次いで、図７（２）に示すように、搬送アーム（５）をウエハＷ下から抜き出した後、支持具４３を下降させて接着性材料層４４内に埋没させる。これによって、ウエハＷを接着性材料層４４上に載置し、ウエハＷの裏面を接着性材料層４４に接着させる。
【００３３】
その後、図７（３）に示すように、支持具４３を上昇させ、接着性材料層４４上に載置されたウエハＷを、接着性材料層４４上から支持具４３上に支持させる。
以降、必要に応じて支持具４３の下降と上昇とを繰り返し行うことによって、ウエハ裏面の処理を行う。
【００３４】
そして、ウエハ裏面の処理が終了した後、支持具４３に支持されたウエハＷ下に搬送アーム（５）を差し入れ、この搬送アーム（５）によってウエハＷを次工程の製造装置のウエハ載置台上に搬送する。
【００３５】
上記ウエハ裏面の処理方法によれば、図７（２）に示したように接着性材料層４４上にウエハＷを載置することで、ウエハＷの裏面側に異物ａが付着している場合、この異物ａを接着性材料層４４に接着させることができる。そして、接着性材料層４４上にウエハＷを載置した後に、支持具４３を上昇させてこのウエハＷを支持具４３上に支持させるようにしたことで、上記異物ａを接着性材料層４４に接着させたまま当該接着性材料層４４上に残し、ウエハＷの裏面から異物ａを除去することができる。
【００３６】
したがって、次にこのウエハＷが搬送される製造装置では、ウエハＷの裏面への異物ａの付着による影響を考慮することなくウエハＷの処理を行うことが可能になる。また、ウエハＷの搬送系や次工程で用いる製造装置が上記異物ａによって汚染されることを防止できる。
【００３７】
また、上記搬送アーム５にも接着性材料層５１を設けたことで、この搬送アーム５によってもウエハＷの裏面の異物ａを除去することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のウエハ載置台によれば、ウエハが固定載置される面を低粘性樹脂で構成したことによって、ウエハ載置台とウエハとの間に異物が挟まることによる圧力を上記低粘性樹脂で吸収させてウエハの表面側を平坦な状態に保つことが可能になる。このため、例えばこのウエハ載置台を備えた露光装置ではウエハの全面で良好なフォーカスを保って露光を行うことが可能になり、回転塗布装置ではウエハの全面上で均一な膜厚の塗布膜を得ることが可能になる。
【００３９】
また、本発明のウエハ載置台は、基台上から突出自在に設けられたウエハ用の支持具を有するウエハ載置台において、上記基台上に接着性材料層を設けたことで、接着性材料層に対してウエハ裏面の接着剥離を自在に行うことが可能になる。そして、このウエハ載置台を用いた請求項６記載のウエハ裏面処理方法では、接着性材料層上にウエハを載置した後に、支持具を上昇させてこの支持具上にウエハを支持させることで、ウエハの裏面側に付着した異物を接着性材料層に接着させてウエハの裏面からこの異物を除去することが可能になる。このため、次の工程ではウエハ裏面の異物の影響を考慮することなく当該ウエハの処理を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のウエハ載置台の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】第２実施形態のウエハ載置台の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】第３実施形態のウエハ載置台の斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】第３実施形態のウエハ載置台によるウエハ裏面の処理方法を示す工程図である。
【図８】従来のウエハ載置台の一例を示す上面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
２，３，４ウエハ載置台
２１，３１，４１基台
２２，３２，４２上面
２３吸着溝
２４吸引管
２５溝
２６低粘性樹脂
３３固定ピン
３４低粘性樹脂層
４３支持具
４４接着性樹脂層
Ｗウエハ

Claims

基台と、当該基台における上面側に設けられかつ吸引管に接続された吸着溝とを有するウエハ載置台において、
前記基台の上面側における前記吸着溝間に設けられた溝と、前記溝内に充填された接着性を有する低粘性樹脂と、
を備えており、
前記吸着溝と前記溝との間には前記基台で構成される側壁が設けられていることを特徴とするウエハ載置台。
請求項１に記載のウエハ載置台において、
前記低粘性樹脂は、ゲル状の樹脂と、疎水性の樹脂とを混合したものを含むことを特徴とするウエハ載置台。
請求項１、２いずれか一つに記載のウエハ載置台において、
前記低粘性樹脂は、アクリル樹脂、またはポリエチレン樹脂を含むことを特徴とするウエハ載置台。
請求項１〜３いずれか一つに記載のウエハ載置台を備えたことを特徴とする露光装置。
請求項１〜３いずれか一つに記載のウエハ載置台を備えたことを特徴とする回転塗布装置。
請求項１〜３いずれか一つに記載のウエハ載置台にウエハを載置する工程と、
前記ウエハ載置台から前記ウエハを取り除く工程とを有することを特徴とするウエハ裏面の処理方法。