JP2001079471A - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP2001079471A
JP2001079471A JP26061199A JP26061199A JP2001079471A JP 2001079471 A JP2001079471 A JP 2001079471A JP 26061199 A JP26061199 A JP 26061199A JP 26061199 A JP26061199 A JP 26061199A JP 2001079471 A JP2001079471 A JP 2001079471A
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JP
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resist
resist chemical
viscosity
discharge speed
liquid material
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JP26061199A
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English (en)
Inventor
Kenichi Asahi
憲一 旭
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リソグラフィ工程にて塗布したレジスト膜中
における気泡などの発生を抑えることによってレジスト
パターン不良を未然に防ぐ。 【解決手段】 レジスト薬液供給ポンプ2によりレジス
ト薬液供給タンク1からレジスト薬液を供給する際、予
めレジスト薬液粘度測定器7にてレジスト薬液の粘度を
測定し、制御装置10において、その粘度に応じてレジ
スト薬液に適するレジスト薬液吐出速度を決定し、吐出
速度制御信号をレジスト薬液供給調整弁6に出力する。
このようにしてレジスト薬液吐出速度を調整し、スピン
チャック4上に載置されている半導体ウェハ5にレジス
ト薬液を塗布することにより、塗布されたレジスト薬液
中における気泡などの発生を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
適用され、特に、リソグラフィ工程を行う種々の半導体
製造装置のうちレジスト薬液などの液状材料を塗布する
塗布装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置の製造工程におい
て、リソグラフィ工程に用いられるレジスト薬液塗布装
置は、微細加工に必要なレジストパターンを形成する段
階を担い、微細加工のでき映え、最終的には特性あるい
は歩留まりを決定する最も重要な半導体製造装置であ
る。
【0003】図2は従来のレジスト薬液塗布装置の概略
構成図であって、図2を参照して従来のレジスト薬液塗
布装置を説明する。
【0004】図2において、1はレジスト薬液供給タン
ク(または瓶)であり、レジスト薬液供給タンク1から
レジスト薬液供給ポンプ2によりレジスト薬液を輸送
し、レジスト薬液をレジスト薬液供給ノズル3から吐出
させて、回転可能なスピンチャック4上に固定された基
板(半導体ウェハ)5表面上に塗布する構成である。な
お、図中の8はバルブである。
【0005】半導体リソグラフィ工程では、半導体ウエ
ハ上に多種の膜厚によってレジスト膜を塗布する必要が
ある。それは、例えば高精度微細パターン形成を主眼に
おいたゲート電極(通常0.3〜0.5μm程度)など
のリソグラフィ工程では約0.5μm程度の薄いレジス
ト膜を塗布してパターン解像度,パターン精度を向上さ
せなければならないし、またドライエッチングによりレ
ジスト膜のマスク性を重視するリソグラフィ工程、例え
ばアルミニウムパターン,コンタクトホールパターン,
ウエハ裏面エッチングなどでは約1.7〜2μm程度の
厚いレジスト膜を塗布する必要があるからである。
【0006】このようなレジスト膜の膜厚を調整する方
法としては、レジスト薬液塗布時におけるスピンチャッ
ク4の回転数を調節するか、あるいはレジスト薬液の粘
度を調整する方法があり、実際にはリソグラフィ工程の
目的に応じてレジスト薬液粘度を調整することが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来では、
前記のような目的に応じた粘度の異なる種々のレジスト
薬液の塗布は、生産性などの観点から図2に示したよう
な同一のレジスト薬液塗布装置を用いて塗布される。こ
のとき、レジスト薬液塗布装置に対して、1つのレジス
ト塗布工程が終了した後に、他のレジスト塗布工程の切
り替えを行う。ところが、そのレジスト薬液を塗布し始
めた初期の段階において、本発明者らはウエハ上に塗布
されたレジスト膜中に1μm以下の寸法の微小な気泡が
存在することがあることを発見した。
【0008】このような気泡がレジスト膜中に存在する
と、特に例えば、微細アルミニウム配線パターン,ゲー
ト配線のショートあるいは断線が生じる確率が極めて高
くなる。すなわち、気泡が配線パターンと重なって存在
した場合には、そこにはレジストが存在しないために断
線となる。また、気泡が配線間にまたがるように存在し
た場合には、気泡の端部付近のレジスト薬液は現像液で
は除去されにくい傾向があるためパターンショートにな
るのである。
【0009】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
であり、レジスト薬液などの粘度の異なる種々の液状材
料を同じ塗布装置を用いて塗布しても、気泡などの発生
を抑制することができ、塗布不良によるパターン不良な
どを未然に防ぐことができる塗布装置を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
に、本発明の塗布装置は、液状材料を吐出させて基板に
塗布する塗布装置であって、液状材料を輸送するポンプ
と、液状材料の粘度を測定する手段と、ポンプに接続さ
れて液状材料の吐出速度を調節する弁と、前記粘度に基
づいて吐出速度を決定する手段と、決定された吐出速度
になるように弁を制御する手段とを備えたものである。
【0011】また本発明は、液状材料を吐出させて基板
に塗布する塗布装置であって、液状材料を輸送するポン
プと、液状材料の粘度を測定する手段と、前記粘度に基
づいて吐出速度を決定する手段と、決定された吐出速度
になるようにポンプにおける液状材料輸送速度を調節す
る手段とを備えたものである。
【0012】そして前記決定される吐出速度は、塗布時
に液状材料中に気泡が発生しない範囲の値であることを
特徴とする。
【0013】以上の構成によって、レジスト薬液などの
液状材料の粘度に応じて、塗布装置のノズルからのレジ
スト薬液の吐出量速度(あるいは吐出量)を調整するこ
とによって、ウエハ上に塗布されたレジスト膜内に気泡
などが発生することを抑えることができ、このため、レ
ジストパターン不良を未然に防ぐことができる。
【0014】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図面を参
照して説明する。
【0015】本発明者らは塗布されたレジスト膜中の気
泡発生とレジスト塗布条件との関係を検討したところ、
図2に示すレジスト薬液供給ノズル3からのレジスト吐
出速度と気泡発生との間に相関関係があることを見い出
した。図3はレジスト薬液吐出速度とレジスト薬液粘度
との関係を調べた実験の結果を示す図であって、レジス
ト薬液吐出速度をある程度以上に上げなければ、塗布さ
れたレジスト膜内に気泡が発生してしまうことが分か
る。例えば粘度が8mPa・secの時は2ml/se
c以上の吐出速度が必要であり、粘度が10mPa・s
ecの時は2.8ml/sec以上の吐出速度が必要で
ある。
【0016】図3にて分かるように、実際の吐出速度の
中心値が許容される下限近くにあると、同種類のレジス
ト薬液で、かつ粘度が所定の規格の範囲内にあっても塗
布処理するロットによって気泡発生にばらつきが出るこ
とになる。
【0017】前述した実際に使用されるレジスト膜厚
0.5から2μm程度を得るための粘度は約数mPa・
secから約数十mPa・secの範囲まで幅広く、こ
れに対応して気泡発生を抑制するためには、レジスト薬
液吐出速度を数ml/secから10ml/sec以上
まで変更させる必要がある。
【0018】レジスト薬液吐出速度は、気泡発生によっ
てその下限が決まるが、上限でも制限を受ける。すなわ
ちレジスト薬液吐出速度を上げすぎると半導体ウェハ裏
面にまでレジスト薬液が飛び散り、回り込んでスピンチ
ャックを汚染してしまう。図3にはこの上限も示した。
例えばレジスト粘度が8mPa・secのときは7.0
ml/sec以下の吐出速度にする必要があり、また粘
度が10mPa・secのときは7.5ml/sec以
下の吐出速度にする必要がある。
【0019】したがって、前記のことからレジスト薬液
粘度に応じて最適なレジスト薬液吐出速度の範囲が存在
するため、塗布するレジスト薬液を切り替えるたびに、
図3に示した許容吐出速度範囲内においてレジスト薬液
吐出速度を調整するように制御すればよいと結論付ける
ことができるのである。
【0020】上述した気泡発生防止の考えに基づいて、
以下、本発明の実施形態であるレジスト薬液塗布装置に
ついて説明する。
【0021】図1は本発明の実施形態であるレジスト薬
液塗布装置の概略構成図である。
【0022】図1において、1はレジスト薬液供給タン
ク(または瓶)であり、レジスト薬液供給タンク1から
レジスト薬液供給ポンプ2によりレジスト薬液を供給す
るが、常時、レジスト薬液粘度測定器7にてレジスト薬
液の粘度を測定しており(この粘度の測定は一般に用い
られているオストワルド粘度計などが有効である)、測
定された粘度に応じてレジスト薬液供給調整弁6によっ
てレジスト薬液供給ノズル3からのレジスト薬液吐出速
度が調整される。このようにして、レジスト薬液供給ノ
ズル3からレジスト薬液を供給し、スピンチャック4を
回転させながらその上に載置されている半導体ウェハ5
にレジスト薬液を塗布するように構成されている。な
お、図中の8,9はバルブである。
【0023】レジスト薬液供給調整弁6は次のようにし
て調整がなされる。レジスト薬液粘度測定器7において
測定された粘度は、その値に相当する電気信号に変換さ
れて制御装置10に入力される。制御装置10内には、
例えば図3に示したレジスト粘度に対するレジスト吐出
速度の許容範囲データが記憶されているため、そのデー
タに基づいて、入力された粘度信号に対応する適切なレ
ジスト薬液吐出速度を制御装置10が決定する。次に、
その吐出速度に対する制御命令信号が制御装置10から
レジスト薬液供給調整弁6に出力される。こうして固有
の粘度を有するレジスト薬液に適する吐出速度に調整,
設定されるのである。
【0024】レジスト薬液供給調整弁6におけるレジス
ト薬液吐出速度は、吐出速度を大きくしたいときは内蔵
されている弁の径を絞り、反対に吐出速度を小さくした
い場合は弁の径を拡大することによって調整することが
可能である。この場合は当然のことながらポンプ8から
送り出されるレジストの圧力は一定に保たれている。レ
ジスト薬液吐出速度の調整は、この方法以外にも、レジ
スト薬液供給調整弁6の弁の径を一定にしておいて、レ
ジスト薬液供給ポンプ2に備えられたピストンのストロ
ークを変え、レジスト薬剤の輸送量を調節することによ
っても可能である。このときは制御装置10の吐出速度
に対する制御命令信号はポンプ2に入力される。
【0025】以上のように本実施形態によるレジスト薬
液塗布装置は、ある粘度を有するレジスト薬液の塗布に
際してレジスト薬液吐出速度を、その粘度に適する値に
自動的に調整し、レジスト膜中に気泡などが発生するこ
とを抑制することができる。これによって、レジストパ
ターン不良を未然に防ぐことができる。
【0026】なお、本実施形態では、レジスト薬液を塗
布する場合の装置について説明したが、レジスト薬液に
限らず、液体の性質を有する限り、例えばポリイミド樹
脂あるいはスピンオングラスなど他の液状材料の塗布に
おいても、前記と同様な問題が発生するため、そのよう
な場合にも本発明を適用して効果が大である。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明は、液状材料の塗布
装置に、液状材料の粘度を測定する測定手段と、それに
基づいて液状材料吐出速度あるいは液状材料輸送速度を
調整する手段とを付加したことにより、塗布された液状
材料中における気泡などの発生を抑えることができ、こ
のため液状材料を塗布して形成されるパターンの不良を
未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるレジスト薬液塗布装置
の概略構成図
【図2】従来のレジスト薬液塗布装置の概略構成図
【図3】レジスト薬液粘度に対するレジスト薬液吐出速
度の許容範囲を示す図
【符号の説明】
1 レジスト薬液供給タンク(または瓶) 2 レジスト薬液供給ポンプ 3 レジスト薬液供給ノズル 4 スピンチャック 5 半導体ウェハ 6 レジスト薬液供給調整弁 7 レジスト薬液粘度測定器 8,9 バルブ 10 制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液状材料を吐出させて基板に塗布する塗
    布装置であって、液状材料を輸送するポンプと、前記液
    状材料の粘度を測定する手段と、前記ポンプに接続され
    て前記液状材料の吐出速度を調節する弁と、前記粘度に
    基づいて前記吐出速度を決定する手段と、前記決定され
    た吐出速度になるように前記弁を制御する手段とを備え
    たことを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】 液状材料を吐出させて基板に塗布する塗
    布装置であって、液状材料を輸送するポンプと、前記液
    状材料の粘度を測定する手段と、前記粘度に基づいて前
    記吐出速度を決定する手段と、前記決定された吐出速度
    になるように前記ポンプにおける液状材料輸送速度を調
    節する手段とを備えたことを特徴とする塗布装置。
  3. 【請求項3】 前記液状材料がリソグラフィに用いられ
    るレジスト薬液であることを特徴とする請求項1または
    2記載の塗布装置。
  4. 【請求項4】 前記決定される吐出速度を、塗布時に前
    記液状材料中に気泡が発生しない範囲の値としたことを
    特徴とする請求項1,2または3記載の塗布装置。
JP26061199A 1999-09-14 1999-09-14 塗布装置 Pending JP2001079471A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009056384A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Seiko Epson Corp 液体塗布方法
CN110639724A (zh) * 2019-08-28 2020-01-03 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 涂布系统和涂布方法

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JP2009056384A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Seiko Epson Corp 液体塗布方法
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