JP2001176781A

JP2001176781A - 膜形成装置

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Publication number: JP2001176781A
Application number: JP35957399A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kitano; 高広北野; Sukeaki Morikawa; 祐晃森川; Yukihiko Ezaki; 幸彦江崎; Nobukazu Ishizaka; 信和石坂; Norihisa Koga; 法久古閑; Kazuhiro Takeshita; 和宏竹下; Hirobumi Okuma; 博文大隈; Masami Akumoto; 正己飽本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】塗布液吐出ノズルの吐出口が微小なものであ
っても，吐出口を効果的に洗浄する。【解決手段】洗浄液の供給口９３を吐出ノズル８５の
吐出口９０ｂに通ずる吐出流路９０ｃに開口して設け
る。この供給口９３に通ずる供給流路９４を吐出ノズル
８５の本体９０内に設ける。また，この供給流路９４
は，斜め下方に傾斜するようにして形成されており，洗
浄液の供給速度を維持させて吐出口９０ｂを洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の膜形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程では，ウェハ表面にレ
ジスト液を塗布し，レジスト膜を形成するレジスト塗布
処理，ウェハにパターンを露光する露光処理，露光後の
ウェハに対して現像を行う現像処理等が各処理装置にお
いて行われ，ウェハに所定の回路パターンを形成する。

【０００３】上記のレジスト塗布処理では，塗布液吐出
ノズルからウェハに対してレジスト液を吐出して行われ
るが，この塗布液吐出ノズルは，レジスト液等により汚
染されるため，必要に応じて洗浄する必要がある。

【０００４】そこで，従来からこの塗布液吐出ノズルの
洗浄は溶剤等の洗浄液により洗浄されており，この洗浄
は，溶剤を貯留する洗浄槽に塗布液吐出ノズルの吐出口
を浸漬することにより行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
ように，ただ単に浸漬するだけでは，細かい汚れを完全
に落とすことができない。さらに，近年の半導体技術の
進歩に伴い，前記吐出口の穴径が２００μｍ程度の微小
な径のものが要求されつつあり，このような微小な径に
対しては，上述した従来の洗浄方法では高い洗浄効果が
期待できず，前記吐出口に微小な汚れが残ってしまうこ
とが懸念される。

【０００６】このように，塗布液吐出ノズルの吐出口に
汚染物が少しでも付着していると，レジスト液の吐出方
向や吐出圧が変化してしまい，レジスト液がウェハに適
切に塗布されない。

【０００７】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，塗布液吐出ノズルの吐出口の径が微小なもので
あっても吐出口に付着した汚れをより完全に除去できる
機能を備えた基板の膜形成装置を提供することをその目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，塗布液吐出ノズルから，基板に塗布液を吐出して，
この基板表面に膜を形成する膜形成装置であって，前記
塗布液吐出ノズルには，前記塗布液吐出ノズルの吐出口
に通じる吐出流路に対して，洗浄液を供給する洗浄液供
給手段が設けられていることを特徴とする基板の膜形成
装置が提供される。なお，ここで言う洗浄液の供給に
は，高圧に圧送された洗浄液が噴出される場合も含まれ
る。

【０００９】このように，洗浄液を前記塗布液吐出ノズ
ルの吐出流路に積極的に直接供給することにより，洗浄
液の洗浄能力に加え洗浄液の供給圧が付加されるため，
従来のただ洗浄液に浸漬させている場合に比べ，より効
果的に洗浄することができるので，吐出口が微小なもの
であっても汚れを完全に除去できる。

【００１０】かかる請求項１の発明において，請求項２
のように，前記洗浄液供給手段の供給口を前記吐出流路
内に開口するように設けてもよい。このように，洗浄液
を前記吐出流路内に直接供給することにより，洗浄液の
洗浄能力と供給圧とで前記吐出口の汚れをより完全に除
去することができる。

【００１１】かかる請求項２の発明において，請求項３
のように，前記塗布液吐出ノズルの本体が略筒状に形成
され，前記供給口に通じる供給流路が前記本体内に形成
されるようにしてもよい。このように，前記供給流路を
前記本体内に設けることにより，前記吐出流路内に開口
した供給口への洗浄液の供給を好適に行うことができ
る。また，洗浄液を供給するための流路を有する装置を
別途設ける必要がないため，より簡素な機構で洗浄液を
供給することができる。なお，ここで言う略筒状とは，
本体下端部が先細になっている場合も含む意味である。

【００１２】また，請求項４では，請求項３の前記供給
流路が吐出口に向けて斜めに傾斜して設けられているこ
とを特徴とする基板の膜形成装置が提供される。

【００１３】このように，供給流路を斜めに設けること
により，洗浄液の供給速度が維持，増加されて，前記吐
出流路に噴出されるため，供給圧が維持，増加された洗
浄液により前記吐出口を洗浄することができる。また，
洗浄液の供給方向が前記吐出流路の末端に位置する前記
吐出口の方向に向けられるため，より洗浄力が向上す
る。

【００１４】請求項５の発明は，前記供給口が複数設け
られていることを特徴としている。このように前記供給
口を複数設けることにより，さらに前記吐出口の洗浄能
力を向上させることができる。

【００１５】請求項６の発明によれば，少なくとも前記
吐出流路は，前記塗布液に対する撥水処理がなされてい
ることを特徴とする基板の膜形成装置が提供される。こ
のように，前記吐出流路を撥水処理することにより，塗
布液が前記吐出口に対して撥水し吐出口から滑らかに吐
出されるため，基板に対して安定した所定の塗布液を供
給することができる。また，この撥水効果により，比較
的汚染物が吐出流路に付着しにくくなるため，洗浄回数
を減少させることができる。

【００１６】これらの各膜形成装置において，請求項７
のように，前記塗布液吐出ノズルの本体内に設けられ，
前記吐出流路に通ずる塗布液の溜め部と，前記溜め部上
方に溜まった塗布液内の気泡を除去する気泡除去装置と
を有するようにしてもよい。

【００１７】通常，前記溜め部に流入される塗布液内に
は，溶存気体が多少なりとも含まれており，その溶存気
体がわずかな圧力変動により気化し，塗布液内に気泡が
発生する。そして，この気泡に対し何の措置も講じない
と，徐々に増加し，前記吐出口から吐出される塗布液に
巻き込まれ，基板上に塗布されてしまう。また，気泡が
前記溜め部に溜まると，その圧縮性により，塗布液の吐
出圧が変動され，所定の圧力で塗布液が吐出されなくな
る。そこで，請求項７の気泡除去装置を設けることによ
り，気泡が除去され，上記の弊害が回避される。

【００１８】かかる請求項７の発明において，請求項８
のように前記気泡除去装置には，気泡を排出するための
排出管を設け，この排出管には，弁を取り付けるように
してもよい。前記排出管を設けることにより，上述した
気泡の除去が適切に行われる。また，上述した溜め部に
流入された塗布液は，所定の圧力により圧送されている
ため，気泡を除去するとき以外は，この弁を閉鎖して，
塗布液の吐出圧に影響を与えないようにすることができ
る。

【００１９】さらに，請求項８の膜形成装置の前記気泡
除去装置に，請求項９のように，前記排出管を通して前
記気泡を吸引する吸引手段を設けてもよい。このよう
に，吸引装置を設けることにより，前記溜め部の上方に
溜まった気泡を積極的に吸引し排出することができる。

【００２０】請求項１０の発明によれば，前記溜め部上
方に溜まる気泡を検出する検出装置を有することを特徴
とする基板の膜形成装置が提供される。

【００２１】このように，溜め部上方に溜まった気泡を
検出する装置を設けることにより，気泡が所定量溜まっ
た場合にのみ前記気泡の除去を行うようにすることがで
きる。したがって，気泡の除去のタイミングを適宜に設
定することが可能となる。

【００２２】さらに，かかる請求項１０の発明におい
て，請求項１１では，前記排出管の少なくとも一部は透
明であって，前記検出装置は，当該一部を挟んで対向す
る発光装置と受光装置とを有していることを特徴として
いる。

【００２３】このように，前記配管の一部を透明とし，
その一部を挟んで対向する発光装置と受光装置とを設け
ることにより，前記溜め部上方の気泡が前記排出管内に
入り込み，その排出管が気泡で満たされると，光の透過
率が変動するため，そのタイミングを検出することがで
きる。従って，そのタイミングを気泡除去タイミングと
し，前記溜め部に溜まった気泡を除去することができ
る。

【００２４】請求項１２の発明によれば，塗布液吐出ノ
ズルの汚れを画像データとして検出する検出部材を有す
ることを特徴とする基板の膜形成装置が提供される。こ
れによって，塗布液吐出ノズルの汚れの状況を視覚的に
確認し，塗布液吐出ノズルの汚れを検出できる。従っ
て，汚れを検出した場合にのみ洗浄が行われるから，常
に塗布液吐出ノズルを適切な状態で使用できる。

【００２５】請求項１３の発明によれば，前記塗布液吐
出ノズルに塗布液を供給するダイアフラム式のポンプを
有し，さらに，前記ポンプの押し込み量の変化を検出す
る検出手段を有し，この検出手段の検出結果に基づい
て，前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給を制御する
洗浄制御装置を有することを特徴とする基板の膜形成装
置が提供される。

【００２６】このように，塗布液吐出ノズルの吐出口が
汚染されてダイアフラム式ポンプの押し込み量が変化
し，その変化を検出することにより，その検出結果に基
づき，例えば，検出値が所定の値に達したときに前記洗
浄液供給手段が制御され，前記塗布液吐出ノズルが所定
の位置に移動した後に当該ノズルへの洗浄液の供給が開
始される。したがって，塗布液吐出ノズルの洗浄を吐出
口が汚れた場合にのみ行うことができるため，必要のな
い余計な洗浄作業を省略することができる。

【００２７】請求項１４によれば，前記塗布液吐出ノズ
ルに塗布液を供給し，電力により駆動する回転式ポンプ
を有し，さらに，前記ポンプの回転数の変化又は電力消
費量の変化を検出する検出手段を有し，この検出手段の
検出結果に基づいて，前記洗浄液供給手段による洗浄の
供給を制御する洗浄制御装置を有することを特徴とする
基板の膜形成装置が提供される。

【００２８】このように，塗布液吐出ノズルの吐出口が
汚染されて回転式ポンプの回転数又は，電力消費量が変
化し，その変化を検出することにより，その検出結果に
基づき，例えば，その検出値が所定の値に達したときに
前記洗浄液供給手段が制御され，前記塗布液吐出ノズル
が所定の位置に移動した後に当該ノズルへの洗浄液の供
給が開始される。したがって，塗布液吐出ノズルの洗浄
を吐出口が汚染された場合にのみ行うことができるた
め，必要のない余計な洗浄作業を省略することができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，本実施の形態にかかるレ
ジスト塗布装置を有する塗布現像処理システム１の平面
図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図で
あり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図であ
る。

【００３０】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構
成を有している。

【００３１】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００３２】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対し
てもアクセスできるように構成されている。

【００３３】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。該塗布現像処理システム１においては，
４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第
１及び第２の処理装置群G1，G2は現像処理システム１の
正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットス
テーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4
は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。
さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群
G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装
置１３は，これらの処理装置群G1〜G5に配置されている
後述の各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能で
ある。

【００３４】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すように，本実施の形態にかかるレジスト塗布装置１７
と，ウェハＷに現像液を供給して処理する現像処理装置
１８が下から順に２段に配置されている。第２の処理装
置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像
処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられてい
る。

【００３５】第３の処理装置群G3では，例えば図３に示
すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３
０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのア
ドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステ
ンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるバ
キュームドライング装置３３，プリベーキング装置３４
及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置
３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられてい
る。

【００３６】第４の処理装置群G4では，例えばクーリン
グ装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクス
テンション・クーリング装置４１，エクステンション装
置４２，クーリング装置４３，露光処理後の加熱処理を
行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４
５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例
えば８段に積み重ねられている。

【００３７】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０は
Ｘ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移
動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在
にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に
属するエクステンション・クーリング装置４１，エクス
テンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない
露光装置に対してアクセスできるように構成されてい
る。

【００３８】次に上述したレジスト塗布装置１７の構成
について説明するが，ここでは，レジスト液を吐出する
レジスト液吐出手段がウェハＷに対して，相対的に移動
しながらレジスト液を塗布する，いわゆる一筆書きの要
領の塗布方式を実施可能なレジスト塗布装置を採用す
る。

【００３９】レジスト塗布装置１７のケーシング６０内
には，図４，図５に示すように，Ｙ方向（図５中の上下
方向）に長い略箱形の外容器６１が設けられており，こ
の外容器６１は，上面が開口している。この外容器６１
内には，その中でウェハＷを処理する内容器６２が設け
られている。この内容器６２は，上面が開口しており，
また，外容器６１の底面上に設けられたＹ方向に伸びる
２本のレール６３上を内容器駆動機構６４により移動自
在に構成されている。したがって，ウェハＷを内容器６
２に搬入，搬出する場合には，内容器６２が外容器６１
のＹ方向正方向側（図５中の上方）の搬送部Ｌに移動
し，ウェハＷを塗布処理する場合には，Ｙ方向負方向側
（図５中の下方）の処理部Ｒに移動することができる。
また，ウェハＷに対してレジスト液を塗布中においても
内容器６２を所定のタイミングで所定の距離だけＹ方向
に移動させることが可能になっている。

【００４０】さらに，この内容器６２内には，ウェハＷ
を吸着して保持する載置台６５が設けられており，その
載置台６５の下方には，この載置台６５を回転させる回
転駆動６６が設けられている。また，この載置台６５に
は，超音波振動子６７が取り付けられており，載置台６
５を高周波数で振動させることができる。内容器６２の
底面には，内容器６２内を所定濃度の溶剤雰囲気に維持
するための溶剤を貯留する溶剤タンク６８が設けられて
いる。

【００４１】また，内容器６２の底面には，排気口７３
が設けられており，ここからの排気により内容器６２内
に気流を発生させてウェハＷ周辺を所定の溶剤濃度に維
持することができるようになっている。

【００４２】さらに，ウェハＷ上を覆いレジスト液の塗
布範囲を限定するマスク部材７０がウェハＷ上方に配置
されており，このマスク部材７０は，内容器６２の内側
壁に設けられているマスク支持部材７１で支持されてい
る。また，マスク部材７０は，図示しない搬送機構によ
りＸ方向に搬送可能になっている。したがって，マスク
部材７０を外容器６１のＸ方向負方向側（図５中の左方
向）の洗浄部に待機させておき，ウェハＷが配置されて
いる内容器６２が処理部Ｒに移動した後に，前記搬送機
構により，マスク部材７０を内容器６２内のマスク支持
部材７１上に搬入して，マスク支持部材７１に支持させ
る。

【００４３】上述した外容器６１には，外容器６１の処
理部Ｒ側を覆う蓋体８０が取り付けられており，内容器
６２が処理部Ｒ側に移動したときに，その上方が蓋体８
０で覆われると，内容器６２内が所定の雰囲気に維持さ
れやすくなる。この蓋体８０には，温度調節可能なヒー
タ８１が内蔵されており，前記溶剤タンク６８内の溶剤
が蓋体８０下面に結露することを防止している。また，
この蓋体８０には，Ｘ方向に伸びるスリット８０ａが設
けられている。このスリット８０ａは，後述する塗布液
吐出ノズルとしての吐出ノズル８５がその範囲を移動で
きるように形成されているものであり，本来，吐出ノズ
ル８５のウェハＷにレジスト液を供給するために必要な
移動範囲，すなわちウェハＷの直径の一端部から他端部
まで開けられていれば足りる。しかし，本実施の形態で
は，前記内容器６２のＸ方向正方向側外方に，後述する
吐出ノズル８５の洗浄時に洗浄液を受け止める受け容器
１１０を設けたため，その洗浄位置Ｓまで前記吐出ノズ
ル８５が移動できるように，スリット８０ａの長さがＸ
方向正方向に延長されている。

【００４４】上述したように蓋体８０のスリット８０ａ
内には，レジスト液を吐出する吐出ノズル８５が下方の
ウェハＷにレジスト液を吐出可能となるように配置され
る。図４，５に示したように，この吐出ノズル８５は，
ホルダ８４に固定され，このホルダ８４は，Ｘ方向に伸
びるタイミングベルト８６に取り付けられている。この
タイミングベルト８６は，蓋体８０上に設けられたプー
リ８８，８９間に掛けられ，プーリ８８は，図示しない
モータなどの回転機構によって正転・反転される。その
結果，タイミングベルト８６の移動に伴って，吐出ノズ
ル８５は，蓋体８０のスリット８０ａ内を往復移動でき
る。したがって，吐出ノズル８５が下方のウェハＷに対
して相対的に移動ながら，レジスト液を吐出し，さらに
内容器６２がＹ方向に間欠的に移動することにより，い
わゆる一筆書きの要領でウェハＷ全面にレジスト液を供
給することができる。また，吐出ノズル８５を洗浄する
際には，上述した内容器６２外の洗浄位置Ｓまで吐出ノ
ズル８５を移動することができる。

【００４５】上述した吐出ノズル８５の洗浄位置Ｓの下
方には，この吐出ノズル８５を洗浄する際に垂れ落ちる
洗浄液を受け止める受け容器１１０が設けられている。
この受け容器１１０は，支持台１１１により支持され，
この支持台１１１は外容器６１内壁の所定位置に固定し
て設けられている。

【００４６】次に上述したウェハＷにレジスト液を吐出
する前記吐出ノズル８５について図６を用いて説明す
る。吐出ノズル８５の本体９０は，外形が略円筒状に形
成されており，その本体９０の内部は，この吐出ノズル
８５内に供給されたレジスト液が流れ込む溜め部９０ａ
が形成されている。

【００４７】この本体９０の上端部は，開口しており，
この上端部には，この上端部を閉塞する蓋部材９１が配
置されている。蓋体部材９１には，塗布液供給管９２が
設けられており，図示しない塗布液供給源からレジスト
液を溜め部９０ａに所定の圧力で流入させることができ
る。一方，本体９０の下端部には，溜め部９０からのレ
ジスト液を吐出する所定径の吐出口９０ｂと，この吐出
口９０ｂに通じる吐出流路９０ｃが設けられている。こ
の吐出口９０ｂと吐出流路９０ｃには，使用されるレジ
スト液に対する撥水処理，例えばフッ素樹脂がコーティ
ングされている。したがって，レジスト液は，上方に設
けられた塗布液供給管９２から溜め部９０ａに流入し，
溜め部９０ａにおいてその圧力を安定させ，下方の吐出
口９０ｂからウェハＷ上に吐出されるようになってい
る。

【００４８】また，前記本体９０の吐出流路９０ｃに
は，洗浄時に前記吐出口９０ｂに洗浄液を供給する供給
口９３が開口して設けられており，本体９０内には，こ
の供給口９３に通じる洗浄液の供給流路９４が形成され
ている。この供給流路９４は，斜め下方に傾斜してお
り，洗浄液が供給口９３から斜め下方に噴出させるよう
に形成されている。したがって，図示しない洗浄液供給
源から供給された洗浄液は，本体９０内の前記供給流路
９４を通過し，供給口９３から噴出され，前記吐出口９
０ｂを洗浄するようになっている。

【００４９】さらに，前記蓋部材９１には，前記溜め部
９０ａ上方に溜まった気泡を排出する排出管９６が設け
られており，この排出管９６には，弁９７が取り付けら
れている。また，前記弁９７と蓋部材９１との間の所定
位置に設けられた排出管９６の検査部Ｋは，光を透過す
るように透明になっており，その検査部Ｋを挟んで対向
するように検出装置の発光装置としての発光体１００と
受光装置としての受光センサ１０１が設けられている。

【００５０】この発光体１００と受光センサ１０１によ
り，発光体１００が光を発光し，前記排出管９６の検査
部Ｋを透過した光を受光センサ１０１で受光し，その光
の透過率の変化を測定することができる。また，前記排
出管９６は，吸引装置１０２に連通されている。受光セ
ンサ１０１は，この測定値を制御装置９９へと出力し，
制御装置９９は，この測定値が所定の仕切値を越える場
合には吸引装置１０２を作動させると共に，弁９７を開
放するように構成されている。従って，例えば，前記溜
め部９０ａ上方から気泡が排出管９６に流入し，検査部
Ｋが気泡で満たされると，前記受光センサ１０１におい
て光の透過率の変動が検出され，制御装置９９によっ
て，弁９７が開放され，吸引装置１０２により気泡が除
去される。

【００５１】次に，以上のように構成されているレジス
ト塗布装置１７の作用について，塗布現像処理システム
１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共
に説明する。

【００５２】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に
属するアドヒージョン装置３１に搬入する。そして，レ
ジスト液の密着性を向上させる例えばHMDSを塗布された
ウェハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装置
３０に搬送され，所定の温度に冷却される。その後，ウ
ェハＷは，レジスト塗布装置１７又は１９に搬送され
る。

【００５３】このレジスト塗布装置１７又は１９で，後
述するいわゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布され
たウェハＷは，その後，主搬送装置１３により，バキュ
ームドライング装置３３，プリベーキング装置３４，ク
ーリング装置４０に順次搬送される。その後ウェハＷ
は，各処理装置において露光処理，現像処理等の一連の
所定の処理が行われ，塗布現像処理が終了する。

【００５４】上述したレジスト塗布装置１７の作用につ
いて詳しく説明すると，先ず，クーリング装置３０にお
いて所定の温度に冷却されたウェハＷが主搬送値１３に
より，レジスト塗布装置１７のケーシング６０内に搬入
される。このとき外容器６１内の内容器６２は予め搬送
位置Ｌで待機しており，ウェハＷは，主搬送装置１３に
より直接載置台６５に載置され，吸着保持される。ここ
で，回転機構６６により，ウェハＷは所定の位置に位置
決めされる。次に，内容器駆動機構６４により内容器６
２を処理位置Ｒに移動させる。その後洗浄部に待機され
ていたマスク部材７０が，図示しない搬送機構により，
外容器６１外から内容器内に搬送され，マスク支持部材
７１上に載置される。

【００５５】次に，排気口７３から内容器６２内の気体
を所定速度で排気し，内容器６２内を所定の雰囲気に維
持する。そして，この内容器６２内において，吐出ノズ
ル８５がウェハＷに対して相対的に移動しながら，レジ
スト液を塗布し，ウェハＷ上にレジスト膜を形成する。

【００５６】レジスト液の塗布経路の例を図７に示す。
例えば，図７に示すように，先ず吐出ノズル８５が，Ｓ
ＴＡＲＴ位置からＸ方向正方向（図７の右方向）に所定
の速度で移動しながら，レジスト液をウェハＷ上に吐出
する。このとき，吐出ノズル８５では，図示しないレジ
スト液供給源から所定の圧力で圧送されたレジスト液が
塗布液供給管９２から溜め部９０ａへ流入し，この溜め
部９０ａでその圧力を安定させて，溜め部９０ａ下方の
吐出流路９０ｃを通過し，吐出口９０ｂから吐出されて
いる。

【００５７】その後，吐出ノズル８５は，ウェハＷの直
径分よりも長い距離，すなわち常にウェハＷ端部より外
側に出た位置まで進み，マスク部材７０上で一旦停止す
る。このときもレジスト液は吐出され続け，このウェハ
Ｗ以外の場所に吐出されたレジスト液はマスク部材７０
により受け止められ排液される。そして，内容器駆動機
構６４により内容器６２がＹ方向に所定距離ずらされ，
ウェハＷもＹ方向にずれる。その後，吐出ノズル８５
は，折り返して，引き続きレジスト液を塗布しながら，
Ｘ方向負方向に移動し，同様にして，ウェハＷ外方まで
進み停止する。そして，ウェハＷが所定距離Ｙ方向にず
れ，再び吐出ノズル８５は，折り返しウェハＷにレジス
ト液を塗布する。

【００５８】以上の工程を繰り返して，吐出ノズル８５
が，図７に示すＥＮＤ位置まで来たところで吐出を停止
し，塗布が終了する。これによって，吐出ノズル８５の
軌跡は図７に示した通りになり，ウェハＷの全面にいわ
ゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布される。その後
載置台６５に取り付けられている高周波振動子６７によ
り，ウェハＷが振動され，ウェハＷ上のレジスト液が平
坦化される。そして最終的に，ウェハＷ上の塗布範囲に
は，レジスト液が斑なく塗布され，所定の膜厚のレジス
ト膜がウェハＷ上に均一に形成される。

【００５９】レジスト液の塗布の終了後，マスク部材７
０が図示しない搬送機構により，外容器６１内から搬出
され，その後，内容器６２が内容器駆動機構６４によ
り，搬送部Ｌに移動される。そして，主搬送装置１３に
より，ケーシング６０内から搬出され，次工程が行われ
るバキュームドライング装置３３に搬送される。

【００６０】上述した塗布処理は，ウェハＷ毎に連続し
て行われるが，一枚のウェハＷの塗布処理が終了する毎
に，上述したように吐出ノズル８５から伸びる排出管９
６に設けられた発光体１００と受光センサ１０１によっ
て，溜め部９０ａにおいて気化した塗布液の気泡の量を
検査する。

【００６１】先ず，上述した塗布処理が終了し，吐出ノ
ズル８５へのレジスト液の供給が停止された後，発光体
１００と受光センサ１０１により，排出管９６の検査部
Ｋが気泡で満たされているか否か検出する。この気泡
は，図８に示すように，吐出ノズル８５からレジスト液
が吐出されている際溜め部９０ａにおいて気化し，その
後溜め部９０ａ上方に上昇し，予めレジスト液で満たさ
れている排出管９６内に流入したものである。そして，
この気泡は，弁９７で閉鎖されている排出管９６内に徐
々に貯留され，その貯留により形成された気体空間が徐
々に大きくなる。そして，その気体空間が所定位置に設
けられた検査部Ｋまで達した場合に，前記受光センサ１
０１により，検査部Ｋの光の透過率が変化することから
検出される。

【００６２】次に，上記受光センサ１０１からの測定値
により，制御装置９９において検査部Ｋが気泡で満たさ
れていると認識された場合は，制御装置９９は，作動信
号を弁９７と吸引装置１０２に送る。これによって，弁
９７が開放され，吸引装置１０２により排出管９６及び
溜め部９０ａに溜まった気泡が除去される。そして，除
去終了後，弁９７が閉鎖され，吸引装置１０２は停止さ
れる。なお，このとき検査部Ｋには，溜め部９０ａ内か
らレジスト液が吸い上げられ，再びレジスト液で満たさ
れることになる。このような検査は，ウェハＷの処理毎
に行われてもよいが，常時監視され，必要な場合には除
去処理を次の塗布処理前に行うようにしてもよい。

【００６３】なお，検査部Ｋが気泡で満たされていない
と認識された場合は，何も行われず，次のウェハＷの処
理が開始される。

【００６４】上述した塗布処理において使用された吐出
ノズル８５は，ウェハＷの所定の処理枚数毎あるいは，
レシピ毎又は所定時間毎に洗浄される。以下この洗浄プ
ロセスについて説明する。

【００６５】先ず，図４に示したウェハＷの塗布処理を
終了させた吐出ノズル８５は，ホルダ８４に保持された
状態で，タイミングベルト８６により洗浄位置Ｓ，すな
わち受け容器１１０上まで移動され，待機する。

【００６６】次に，図６に示したように，図示しない洗
浄液供給源から洗浄液が吐出ノズル８５の本体９０内に
設けられた供給流路９４に供給される。そして，洗浄液
は供給流路９４を通過し，吐出流路９０ｃに開口する供
給口９３から噴出され，その後吐出流路９０ｃ内を流
れ，吐出口９０ｂを洗浄する。このとき吐出口９０ｂか
ら下方に垂れた洗浄液は，受け容器１１０により受け止
められ，洗浄液による汚染が防止される。

【００６７】そして，この洗浄液の供給が所定時間行わ
れたの後，洗浄液の供給を停止させる。その後，吐出口
９０ｂからレジスト液のダミーディスペンスが行われ，
一連の洗浄プロセスが終了する。

【００６８】以上の実施の形態によれば，洗浄液の供給
口９３を吐出流路９０ｃに開口して設けたことにより，
洗浄液を吐出口９０ｂに直接噴出することができるた
め，吐出口９０ｂに付着した汚れをより完全に落とすこ
とができる。なお，前記供給口９３を複数設けて，洗浄
液の供給量を増加し，さらに洗浄力を向上させてもよ
い。

【００６９】また，前記供給口９３に通ずる供給流路９
４を本体９０内に設けることにより，簡素な機構で洗浄
液を供給することが可能となる。ただし，別途洗浄液を
供給する供給管を設けてもよく，このような場合でも従
来に比べて吐出口９０ｂをよりうまく洗浄することが可
能である。さらに，この供給流路９４を傾斜させること
により，洗浄液の供給圧を損失しないで，そのまま吐出
口９０ｂに噴出することができる。

【００７０】レジスト塗布中に溜め部９０ａで気化した
気泡を除去する排出管９６を設けることにより，気化し
た気泡がレジスト液と一緒にウェハＷ上に塗布され，所
定のレジスト膜が形成されなくなることが防止される。
また，発光体１００と受光センサ１０１により，気泡の
有無を検出することができ，必要に応じて，気泡の除去
を行うことができる。なお，このいわゆる光透過センサ
により，検査部Ｋにおける気泡の有無を検出しなくと
も，水位検出センサや，気体と液体の物理的性質の違い
から気泡の有無を検出できるセンサを用いてもよい。

【００７１】また，排気管９６及び溜め部９０ａに溜ま
った気泡を吸引装置１０２により除去することにより，
積極的に効率的に気泡を除去することができるが，他の
方法，例えば，所定のタイミングで溜め部９０ａ内の圧
力を上げて，気泡を押し出すようにいてもよい。

【００７２】以上の実施の形態における洗浄タイミング
は，上述したように，ウェハＷの枚数毎，或いは所定時
間おきと予め設定したタイミングで行っていたが，吐出
ノズル８５の吐出口９０ｂが汚染された場合にのみ洗浄
を行ってもよい。以下にこの吐出口９０ｂが汚れたこと
を検出する装置について説明する。

【００７３】図９に示すように，前記吐出ノズル８５に
はレジスト液を供給する供給手段としてダイアフラム式
のポンプ１２０を使用し，吐出ノズル８５までの塗布液
供給管９２には，吐出圧力を測定する圧力計１２２が設
けられている。そして，この圧力計１２２の測定値に基
づきポンプ１２０を制御するポンプ制御装置１２３が設
けられており，このポンプ制御装置１２３によって，レ
ジスト液の吐出圧が常に一定に保たれるようにポンプ１
２０が制御されている。このとき，ポンプ１２０はダイ
アフラム式であるため，前記圧力の測定値に基づきその
押し込み量Ｍを変化させてレジスト液の吐出圧を一定に
維持している。また，吐出口９４が汚れ，押し込み量Ｍ
が所定の値以上変化したことをトリガとして，供給流路
９４や吐出ノズル８５の駆動機構に対して洗浄の開始を
命令する洗浄制御装置１２４が設けられている。

【００７４】ここで，前記ポンプ制御装置１２３に，種
々のレジスト液の性質，例えば粘度等に対するポンプ１
２０の押し込み量Ｍを記憶し，その変化量Ｎを算出する
検出手段としての検出機能を取り付け，その変化量Ｎを
随時算出する。そして，通常は，排出管９６内の圧力を
一定に保つための押し込み量Ｍは，一定速度で増加する
ため，ポンプ１２０の前記変化量Ｎは一定である。しか
し，吐出ノズル８５が汚染され，レジスト液が吐出され
にくくなると，供給管９６内の圧力を一定に保つため
に，ポンプ１２０の押し込み量Ｍの速度が，ポンプ制御
装置１２３によって減速される。このときポンプ１２０
の前記変化量Ｎが変動する。そして，この変動の信号が
洗浄制御装置１２４に送られ，さらに，この洗浄制御装
置１２４からの命令により，吐出ノズル８５の駆動機構
が起動され，吐出ノズル８５が洗浄位置Ｓに移動する。
その後，上述したように供給流路９４から洗浄液が供給
され，吐出口９０ｂの洗浄が開始される。したがって，
この変化量Ｎを随時算出し，観測しておくことにより，
汚染のタイミングすなわち洗浄タイミングを検出するこ
とができる。

【００７５】また，ポンプ１２０がダイアフラム式でな
くても，例えば，回転式のポンプであっても同様にし
て，そのポンプの回転数の変化量，電力消費量の変化量
等を観測することにより，その変化や予め定めておいた
仕切値を越えた時点を洗浄タイミングとして，洗浄する
ようにしてもよい。

【００７６】さらに，吐出ノズル８５を直接観測し，そ
の画像データに基づいて洗浄タイミングを検知してもよ
い。この場合例えば，吐出ノズル８５の吐出口９０ｂを
観測するＣＣＤカメラ等を取り付け，随時観測させてお
くことによって実現できる。

【００７７】以上の実施の形態では，レジスト液をウェ
ハＷに対して上方から吐出していたが，本発明はウェハ
Ｗに対して下方から吐出し，レジスト膜を形成する場合
にも適用できる。また，いわゆる一筆書きの要領でレジ
スト液を塗布していたがその他の方式例えば，ウェハＷ
を回転させてレジスト液を塗布するスピンコーティング
方式等で塗布する場合にも本発明は適用可能である。

【００７８】また，以上の実施の形態では，ウェハＷに
レジスト液を塗布し，レジスト膜を形成する膜形成装置
であったが，本発明は，絶縁膜等の他の膜形成装置，例
えばＳＯＤ，ＳＯＧ膜形成装置においても適用できる。
また，ウェハＷ以外の基板例えばＬＣＤ基板の膜形成装
置にも適用される。

【００７９】

【発明の効果】請求項１〜１１によれば，洗浄液を前記
塗布液吐出ノズルの吐出流路に積極的に直接供給するこ
とで，従来のただ洗浄液に浸漬させているときに比べ，
汚れがより完全に除去される。また，吐出口が微小なも
のであっても好適に洗浄することが可能である。したが
って，吐出口から吐出される塗布液の吐出方向や塗布量
が一定し，基板に所定の膜が形成され，歩留まりの向上
が図られる。

【００８０】特に，請求項２によれば，洗浄の必要な吐
出流路にのみ洗浄液を供給するので，他の部分が洗浄液
によって汚染されることが防止される。

【００８１】請求項３によれば，洗浄液の供給流路が塗
布液吐出ノズル本体内に設けられているので，前記吐出
流路内に開口した供給口への洗浄液の供給が好適に行う
ことができる。また，洗浄液を供給するための流路を有
する装置を別途設ける必要がないため，より簡素な機構
で洗浄液を供給することができ，コストダウンに繋が
る。

【００８２】請求項４によれば，供給流路が斜めに設け
られているので，洗浄液の供給速度が維持，増加される
ため，供給圧が維持，増加された洗浄液により塗布液の
吐出口を洗浄することができる。また，洗浄液の供給方
向が前記吐出口に向けられるため，より洗浄力が向上
し，前記吐出口に付着した汚れがより強力に洗浄され
る。したがって，吐出口から吐出される塗布液の吐出方
向や塗布量が一定し，基板に所定の膜が形成され，歩留
まりの向上が図られる。

【００８３】請求項５の発明は，洗浄液の供給口が複数
設けられているので，さらに前記吐出口の洗浄能力を向
上することができるため，上述したように吐出口が効果
的に洗浄され，歩留まりの向上に繋がる。

【００８４】請求項６によれば，塗布液の吐出流路が撥
水処理されているから，塗布液が吐出口に対して撥水し
吐出口から滑らかに吐出されるため，基板に対して安定
した所定の塗布液を供給することができる。したがっ
て，所定の膜が形成され歩留まりの向上が図られる。

【００８５】請求項７によれば，気泡が含まれていない
塗布液のみを塗布液の吐出口から基板上に吐出すること
ができる。また塗布液の塗布圧を一定に維持することが
できるため，基板上に所定の膜が形成され歩留まりの向
上が図られる。

【００８６】請求項８のように，気泡を排出されるため
の排出管と弁を設けることにより，気泡の除去作業を好
適に実施できる。また，気泡を除去するとき以外は，弁
を閉鎖し，塗布液の吐出圧に影響を与えないようにする
ことができる。

【００８７】請求項９によれば，気泡を吸引する吸引装
置が設けられているので，塗布液吐出ノズルの溜め部の
上方に溜まった気泡を積極的に吸引し排出することがで
きる。

【００８８】請求項１０及び１１によれば，気泡が所定
量溜まった場合にのみ気泡の除去を行うことができるた
め，余計な除去作業を減少させスループットの向上が図
られる。

【００８９】請求項１２〜１４の発明によれば，塗布液
吐出ノズルが汚染された場合にのみ洗浄が行われるので
効果的である。したがって，余計な洗浄作業を減少させ
ることができるため，スループットの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態にかかる塗布現像処理システムの外
観を示す平面図である。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の縦断
面の説明図である。

【図５】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の横断
面の説明図である。

【図６】レジスト塗布装置に用いられる吐出ノズルの縦
端面を示す説明図である。

【図７】本実施の形態にかかるレジスト液の塗布経路を
示す説明図である。

【図８】吐出ノズル内の塗布液から気泡が発生し，排出
管に溜まる様子を示した状態の説明図である。

【図９】ダイアフラム式のポンプを用いて吐出ノズルに
レジスト液を供給する場合のレジスト液供給機構を模式
的に示した説明図である。

【符号の説明】

１塗布現像処理システム１７レジスト塗布装置６２内容器８５吐出ノズル９０ａ溜め部９０ｂ吐出口９０ｃ吐出流路９３供給口９４供給流路９６排出管９７弁１０２吸引装置Ｓ洗浄位置Ｋ検査部Ｗウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江崎幸彦熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者石坂信和熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者古閑法久熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者竹下和宏熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者大隈博文熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者飽本正己熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地東京エレクトロン九州株式会社熊本事業所内Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB16 EA04 4F041 AA02 AA06 AB02 BA22 BA27 BA36 BA38 BA60 4F042 AA02 AA07 BA12 CB02 CB13 CC08 DA01 DF32 DF35 EB09 EB14 EB18 5F045 BB08 BB14 DP02 EB02 EB19 EM09 EM10 HA16 HA25 5F046 JA01 JA02 JA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布液吐出ノズルから，基板に塗布液を
吐出して，この基板表面に膜を形成する膜形成装置であ
って，前記塗布液吐出ノズルには，前記塗布液吐出ノズ
ルの吐出口に通じる吐出流路に対して，洗浄液を供給す
る洗浄液供給手段が設けられていることを特徴とする，
基板の膜形成装置。
【請求項２】前記洗浄液供給手段の洗浄液の供給口
は，前記吐出流路内に開口するように設けられているこ
とを特徴とする，請求項１に記載の基板の膜形成装置。
【請求項３】前記塗布液吐出ノズルの本体は，略筒状
に形成され，前記供給口に通じる供給流路は，前記本体
内に形成されていることを特徴とする，請求項２に記載
の基板の膜形成装置。
【請求項４】前記供給流路は，吐出口に向けて斜めに
傾斜していることを特徴とする，請求項３に記載の基板
の膜形成装置。
【請求項５】前記供給口が複数設けられていることを
特徴とする，請求項２，３又は４のいずれかに記載の基
板の膜形成装置。
【請求項６】少なくとも前記吐出流路は，前記塗布液
に対する撥水処理がなされていることを特徴とする，請
求項２，３，４又は５のいずれかに記載の基板の膜形成
装置。
【請求項７】前記塗布液吐出ノズルの本体内に設けら
れ，前記吐出流路に通じる塗布液の溜め部と，前記溜め
部上方に溜まった塗布液内の気泡を除去する気泡除去装
置とを有することを特徴とする，請求項１，２，３，
４，５又は６のいずれかに記載の基板の膜形成装置。
【請求項８】前記気泡除去装置は，気泡を排出するた
めの排出管が設けられており，この排出管には，弁が取
り付けられていることを特徴とする，請求項７に記載の
基板の膜形成装置。
【請求項９】前記気泡除去装置は，前記排出管を通じ
て前記気泡を吸引する吸引装置を有することを特徴とす
る，請求項８に記載の基板の膜形成装置。
【請求項１０】前記溜め部上方に溜まる気泡を検出す
る検出装置を有することを特徴とする，請求項７，８又
は９のいずれかに記載の基板の膜形成装置。
【請求項１１】前記排出管の少なくとも一部は透明で
あって，前記検出装置は，当該一部を挟んで対向する発
光装置と受光装置とを有していることを特徴とする，請
求項１０に記載の基板の膜形成装置。
【請求項１２】前記塗布液吐出ノズルの汚れを画像デ
ータとして検出する検出部材を有することを特徴とす
る，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０
又は１１のいずれかに記載の基板の膜形成装置。
【請求項１３】前記塗布液吐出ノズルに塗布液を供給
するダイアフラム式のポンプを有し，さらに，前記ポン
プの押し込み量の変化を検出する検出手段を有し，この
検出手段の検出結果に基づいて，前記洗浄液供給手段に
よる洗浄液の供給を制御する洗浄制御装置を有すること
を特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０又は１１のいずれかに記載の基板の膜形成
装置。
【請求項１４】前記塗布液吐出ノズルに塗布液を供給
し，電力により駆動する回転式ポンプを有し，さらに，
前記ポンプの回転数の変化又は電力消費量の変化を検出
する検出手段を有し，この検出手段の検出結果に基づい
て，前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給を制御する
洗浄制御装置を有することを特徴とする，請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１のいず
れかに記載の基板の膜形成装置。