JP2008108766A

JP2008108766A - チャックおよびスピンコータ装置

Info

Publication number: JP2008108766A
Application number: JP2006287322A
Authority: JP
Inventors: Daizo Uemura; 大蔵植村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】基板裏面のレジスト付着による汚染を低減できるチャックを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のチャックは、チャックの最外周部分に凸型非接触面を設けたことを特徴とする。基板裏面と凸型非接触面との毛細管レベルのギャップにより、表面張力によってレジストがギャップ間に留まり、凸型非接触面より先にレジストが進入することを防ぐこと出来る。このため、基板裏面のレジストによる汚染を最小限にするという効果を奏する。基板の汚染を最小限に留めることで、例えば、半導体製造工程におけるレジストコートプロセスの歩留まり向上に寄与し、また、搬送ロボットをはじめとした各種装置への汚染防止効果も期待できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を固定するためのチャックに関するものであり、特に、スピンコータ装置に設置されているチャックに関する。

チャックとは、一般的に基板を密着させる為の治具のことを指し、密着させる方法としては基板の裏面を真空吸着させたり、基板を機械的に押さえ付けたりと多様な種類が存在する。

チャックは主に機械加工装置や製造装置に搭載され、半導体マスクや半導体素子製造等、半導体製造分野では、スピンコータ装置に基板裏面を真空吸着するチャックが用いられることが多い。以下、一般的なスピンコータ装置に用いるチャックについて説明を行う。

スピンコータ装置において、チャックは、回転軸の上端に取り付けられており、回転軸はモーターで回転駆動されるようになっている。前記回転軸およびこの回転軸が連結される前記チャックの中心軸部は中空状態になっており、中心軸部の中空部は、チャック表面に開口している。このため、この中心軸部および回転軸の中空部を介して真空排気することにより、チャック上に基板を真空吸着固定できるようになっている（特許文献１参照）。

上記のように構成されたスピンコータ装置を用いて、基板に対するレジスト塗布を行う場合は、まず基板をチャック上に配置し、チャックの中心軸部および回転軸の中空部を介して真空排気することにより前記基板をチャック上に真空吸着固定し、真空吸着固定した基板上にレジストを滴下し、モーターを動作させることにより回転軸およびチャックと一体に基板を回転させ、遠心力により前記レジストを基板上の全面に塗布する。

スピンコート法によるレジスト塗布においては、レジスト粘度及び回転数によってレジストの膜厚を決定するが、使用する基板表面の材質やレジスト粘度の違い等によって、当然のことながらレジストの塗り広がりやすさに違いが出る。

レジストの塗り広がりが悪いと、塗布後に基板端面までレジストが達していない欠陥の状態をしばしば確認できる。このため、レジストの滴下量を増加させ、基板の大半をレジストで覆った状態から回転によってレジストを振り切ることが行われている。
特開平８−３１６２９３号公報

しかしながら、基板の大半をレジストで覆った状態から回転によってレジストを振り切る場合、滴下直後の基板の端面付近レジストが、回転時に外側へ飛び出す速度を得ることができず、基板裏面まで垂れて、基板裏面の広範囲に付着してしまうという問題がある。
基板裏面に付着したレジストは、溶剤を用いて除去しようとしても完全に除去することが出来ず、また、溶剤自体による基板裏面の汚染が懸念される。

特に、電子線透過型マスクを製造する場合、この問題は顕著となる。電子線透過型マスクはメンブレン構造であり、工程上基板裏面からのエッチングが必要となる。汚染状態の基板裏面をエッチングしたとき、汚染箇所がエッチングにおけるマスクとして作用してしまうため、エッチング後の開口部に残渣が発生してしまい、側壁のラフネスに悪影響を及ぼすのみならず、製品の重大な欠陥につながる要因となる。

そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、基板裏面のレジスト付着による汚染を低減できるチャックを提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、基板と接触する接触面内周側および接触面外周側と、前記接触面内周側と前記接触面外周側に囲われた吸引部と、前記吸引部に接続し、吸引部を減圧するバキュームと、を備え、接触面外周側よりも外周部に凸型非接触面を設けたことを特徴とするチャックである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のチャックであって、凸型非接触面と基板とのギャップ長が２．０ｍｍ以下であることを特徴とするチャックである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかに記載のチャックを備えたことを特徴とするスピンコータ装置である。

本発明のチャックは、接触面外周側よりも外周部に凸型非接触面を設けたことを特徴とする。
基板裏面と凸型非接触面との毛細管レベルのギャップにより、表面張力によって塗布物質がギャップ間に留まり、凸型非接触面より内周側に塗布物質が進入することを防ぐことが出来る。このため、基板裏面の塗布物質による汚染を最小限にするという効果を奏する。

基板の汚染を最小限に留めることで、例えば、半導体製造工程におけるレジストコートプロセスの歩留まり向上に寄与し、また、搬送ロボットをはじめとした各種装置への汚染防止効果も期待できる。また、半導体製造工程において塗布されるレジストは、疎水性の液体であり、親水性のシリコン基板裏面部と凸型非接触面とで構成されるギャップへ入り込むとき、よりギャップ間に留まることになる。

また、本発明のチャックは、凸型非接触面と基板とのギャップ長が２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
ギャップ長が２．０ｍｍより長すぎると、表面張力を効果的に得ることができず、基板裏面の汚染を防止することが困難となる。

以下、本発明のチャックの一例について説明を行う。
本発明のチャックは、
基板と接触する接触面内周側および接触面外周側と、
前記接触面内周側と前記接触面外周側に囲われた吸引部と、
前記吸引部に接続し、吸引部を減圧するバキュームと、を備え、
接触面外周側よりも外周部に凸型非接触面を設けたこと
を特徴とする。

チャックの材料としては、基板と接触する接触面を平坦に加工することのできるものであれば良い。例えば、具体的にはアルミを用いても良い。
アルミを用いた場合、表面をアルマイト処理することにより溶剤の耐性を向上することが出来る。

バキュームは、前記接触面内周側と前記接触面外周側に囲われた吸引部を減圧し、基板と接触面を圧着するために設けられる。バキュームとしては、適宜公知の吸引装置を用いることが出来る。

凸型非接触面は、接触面外周側よりも外周部に設けられる。チャックの基体よりも基板側に凸状にせりだした形状であり、かつ基板と非接触である。凸型非接触面を設けることにより、基板裏面と凸型非接触面との毛細管レベルのギャップに、表面張力によってレジストなどの塗布物質が前記ギャップ間に留まり、凸型非接触面より先に塗布物質が進入することを防ぐことが出来る。

また、凸型非接触面はチャックの最外周部に設けられることが好ましい。最外周部に設けることで、塗布物質により基板裏面の汚染を最小限にすることが出来る。例えば、４インチ基板に塗布を行う場合は中心から５０ｍｍ、８インチ基板に塗布を行う場合は中心から１００ｍｍなど、基板の径に応じて設置部位を変更することが望ましい。

また、凸型非接触面と基板裏面とのギャップ長が凸型非接触面と基板とのギャップ長が２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
ギャップ長が２．０ｍｍより長すぎると、表面張力を効果的に得ることができず、基板裏面の汚染を防止することが困難となる。

また、凸型非接触面は親水性を示すように表面加工されることが好ましい。凸型非接触面が親水性を示すことにより、塗布物質が疎水性の時、より凸型非接触面と基板裏面とのギャップ間に塗布物質を留めることが出来る。

また、凸型非接触面の横幅は、より小さい方が汚染箇所を制限できるため望ましい。

＜実施例１＞
図１に示すチャック（凸型非接触面と基板とのギャップ長：０．８ｍｍ、凸型非接触面の幅：１ｍｍ）を用いて基板（４インチシリコン基板）を固定し、スピンコート法により、前記基板上にレジスト（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ製、商品名：ＦＥＰ−１７１、粘度：６ｃＰ）を塗布した。

まず、チャックを用いて基板を固定し、基板上にレジストを定量（４ｃｃ）滴下した。定量滴下する方法としては、ディスペンサーに接続したシリンジ内にレジストを充填し、窒素を設定した圧力と時間で吐出させる窒素圧送法（窒素圧力：２０ｐｓｉ、吐出時間：４秒）を用いた。これにより、基板のほぼ全域がレジストによって覆われた。

次に、チャックと基板を７００ｒｐｍにて回転させ、レジストを基板に均一に塗布した。回転後、基板上のレジストの膜厚は、１．１０μｍであった。

次に、基板をチャックから外し、基板裏面を観察した所、汚染は凸型非接触面に対応する基板最外周部の付着のみであることが確認できた。

＜比較例１＞
実施例１と同様に、チャックで基板を固定し、レジストを均一に塗布した。ただし、用いるチャックを図２に示す凸型非接触面を設けていないチャックとした。

レジストを塗布後、基板をチャックから外し、基板裏面を観察した所、基板裏面へ広範囲のレジスト付着が確認できた。

＜比較例２＞
実施例１と同様に、チャックで基板を固定し、レジストを均一に塗布した。ただし、用いるチャックをチャック（凸型非接触面と基板とのギャップ長：２．０ｍｍ、凸型非接触面の幅：１ｍｍ）とした。

基板をチャックから外し、基板裏面を観察した所、汚染は凸型非接触面に対応する部位のよりも内周側にまで広がっていることが確認できた。

本発明のチャックは、例えば半導体マスクや半導体素子の製造工程において、半導体ウェハ上に、フォトリソグラフィ用、電子線リソグラフィ用のレジストを塗布するレジスト塗布装置に好適に用いることが期待出来る。

本発明のチャックの構成を示す断面図である。従来のチャックの構成を示す断面図である。

符号の説明

１……バキューム
２……基板
３……接触面内周側
４……接触面外周側
５……吸引部
６……凸型非接触面

Claims

基板と接触する接触面内周側および接触面外周側と、
前記接触面内周側と前記接触面外周側に囲われた吸引部と、
前記吸引部に接続し、吸引部を減圧するバキュームと、を備え、
接触面外周側よりも外周部に凸型非接触面を設けたこと
を特徴とするチャック。
請求項１に記載のチャックであって、
凸型非接触面と基板とのギャップ長が２．０ｍｍ以下であること
を特徴とするチャック。
請求項１または２のいずれかに記載のチャックを備えたことを特徴とするスピンコータ装置。