JP2004247570A

JP2004247570A - レジスト塗布装置及び塗布方法

Info

Publication number: JP2004247570A
Application number: JP2003036645A
Authority: JP
Inventors: Shingo Makino; 真吾牧野
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】従来のレジスト塗布装置１及び塗布方法では、滴下終了のタイミング（滴下終了時間）は、レシピと呼ばれるプログラムで指定していたが、多種多様なサイズ（塗布面積）に応じた全てのレシピを準備し、適宜、それらを切替えることは、工数面及び管理面でロスが多かった。
【解決手段】本発明のレジスト塗布装置１０１は、チャック部３と、回転モータ５と、ノズル７と、圧送ポンプ８と、貯槽９と、チャンバ１０と、排液口１１と、レジスト６の飛沫６ａに照射光１０２ａを照射する発光部１０３と、飛沫量の代用特性として、その反射光１０２ｂの光量を測定する受光部１０４と、受光部１０４に一端を、圧送ポンプ８に他端を接続して、その反射光１０２ｂの光量測定結果に基いて、圧送ポンプ８を停止して、レジスト６の滴下を終了させる滴下動作制御部１０５とで構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャック部に被処理基板を保持して回転させながら、被処理基板の表面にレジストを滴下して、回転による遠心力でレジストを被処理基板全面に押し広げてレジスト膜を形成するレジスト塗布装置及び塗布方法に関する。
【０００２】
従来のレジスト塗布装置の一例の縦断面図を図５に示す。
【０００３】
レジスト塗布装置１は、被処理基板としての半導体基板２の表面２ａを上向きにして、裏面２ｂを保持するチャック部３と、チャック部３を回転軸４周りに回転させる回転モータ５と、半導体基板２の中央部上方に配設され半導体基板２の表面２ａにレジスト６を滴下するノズル７と、ノズル７にレジスト６を供給する圧送ポンプ８と、レジスト６を貯めた貯槽９と、半導体基板２の周辺を覆いレジスト６の飛沫６ａを付着させるチャンバ１０と、チャンバ１０に付着したレジスト６を排出する排液口１１とで構成され、ノズル７，圧送ポンプ８，貯槽９は、この順に配管１２で接続されている。また、半導体基板２は、チャック部３中央に形成された凹部１３と、これと連通した回転軸４の中空部１４を通して、吸引ポンプ（図示せず）で真空吸引される。
【０００４】
このレジスト塗布装置１の使用方法は、先ず、半導体基板２の表面２ａを上向きにしてチャック部３に載置し、吸引ポンプ（図示せず）を作動させ、裏面２ｂを吸引保持する。
【０００５】
次に、回転モータ５を作動させ、チャック部３を回転軸４周りに回転させながら、ノズル７からレジスト６を半導体基板２の表面２ａに滴下する。そして、回転によって生じる遠心力で、レジスト６を半導体基板２の表面２ａ全面に押し広げる。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、遠心力で半導体基板２の表面２ａ上を外周部まで流れたレジスト６は、飛沫６ａとなって飛散し、チャンバ１０に付着し回収される。
【０００７】
ここで、飛散する飛沫６ａの量は、レジスト６が、まだ、表面２ａ全面に充分、行き渡らない段階では、図６（ａ）に示すように、半導体基板２の外周位置によって、ばらつきが大きい。しかし、レジスト６が、表面２ａ全面に充分、行き渡った段階では、図６（ｂ）に示すように、半導体基板２の全外周位置で、ほぼ均一になる。
【０００８】
また、レジスト６は、予め、設定した一定の吐出量でノズル７から滴下されるため、半導体基板２へのトータル滴下量は、滴下時間（滴下開始時間および滴下終了時間の差）で決定され、この滴下時間は、サイズの大きい（塗布面積が大きい）半導体基板２では長く、サイズの小さい（塗布面積が小さい）半導体基板２では短くなる。また、トータル滴下量が不足すると、表面２ａに塗布ムラが生じ、トータル滴下量が過多になるとレジスト６の裏面２ｂへの回り込みが発生するため、滴下終了のタイミング（滴下終了時間）は、品質のよいレジスト膜の形成のために非常に重要となってくる。
【０００９】
尚、滴下終了のタイミング（滴下終了時間）は、予め、準備したレシピと呼ばれるプログラムにより指定される。レシピは、これ以外に、チャック部３の回転数，回転時間，レジストの種類などの諸条件を指定するもので、工程中を流れる品種毎に準備される。そして、このレシピを品種毎に切換えて作業することで、適切なトータル滴下量が設定される。
【００１０】
しかしながら、実際に、工程中を流れる品種の中には、同一品種であっても半導体基板２のサイズ（塗布面積）が異なる場合があり、多種多様なサイズ（塗布面積）に応じた全てのレシピを準備し、適宜、それらを切替えることは、工数面及び管理面でロスが多かった。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３８４９号公報（第２頁、０００２段落〜０００５段落、図５）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレジスト塗布装置１及び塗布方法では、滴下終了のタイミング（滴下終了時間）は、レシピと呼ばれるプログラムで指定していたが、多種多様なサイズ（塗布面積）に応じた全てのレシピを準備し、適宜、それらを切替えることは、工数面及び管理面でロスが多かった。
【００１３】
本発明の目的は、滴下終了のタイミングを、レシピで指定することなく、多種多様なサイズ（塗布面積）を有する被処理基板に対して適切な滴下終了のタイミングを制御できるレジスト塗布装置及び、塗布方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のレジスト塗布装置は、被処理基板を保持して回転するチャック部と、チャック部に保持した被処理基板の表面にレジストを滴下するノズルと、ノズルにレジストを圧送するレジスト圧送手段とを備え、チャック部に保持して回転する被処理基板の表面に、ノズルからレジストを滴下して、回転による遠心力でレジストを被処理基板全面に押し広げてレジスト膜を形成するレジスト塗布装置において、被処理基板の周辺に飛散するレジストの飛沫量を測定する飛沫量測定手段を備えたことを特徴とするレジスト塗布装置である。
【００１５】
本発明のレジスト塗布方法は、チャック部に保持して回転する被処理基板の表面に、レジスト圧送手段により圧送したレジストをノズルから滴下して、回転による遠心力でレジストを被処理基板全面に押し広げてレジスト膜を形成するレジスト塗布方法において、被処理基板の周辺に飛散するレジストの飛沫量を測定することを特徴とするレジスト塗布方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のレジスト塗布装置の一例の縦断面図を図１に示す。尚、図５と同一部分には同一符号を付す。
【００１７】
本発明のレジスト塗布装置１０１は、被処理基板としての半導体基板２の表面２ａを上向きにして、裏面２ｂを保持するチャック部３と、チャック部３を回転軸４周りに回転させる回転モータ５と、半導体基板２の中央部上方に配設され半導体基板２の表面２ａにレジスト６を滴下するノズル７と、ノズル７にレジスト６を供給する圧送ポンプ８と、レジスト６を貯めた貯槽９と、半導体基板２の周辺を覆いレジスト６の飛沫６ａを付着させるチャンバ１０と、チャンバ１０に付着したレジスト６を排出する排液口１１と、レジスト６の飛沫６ａに照射光１０２ａを照射する発光部１０３と、飛沫量の代用特性として、その反射光１０２ｂの光量を測定する受光部１０４と、受光部１０４に一端を、圧送ポンプ８に他端を接続して、その反射光１０２ｂの光量測定結果に基いて、圧送ポンプ８を停止して、レジスト６の滴下を終了させる滴下動作制御部１０５とで構成され、ノズル７，圧送ポンプ８，貯槽９は、この順に配管１２で接続されている。また、半導体基板２は、チャック部３中央に形成された凹部１３と、これと連通した回転軸４の中空部１４を通して、吸引ポンプ（図示せず）で真空吸引される。
【００１８】
このレジスト塗布装置１０１の使用方法は、先ず、半導体基板２の表面２ａを上向きにしてチャック部３に載置し、吸引ポンプ（図示せず）を作動させ、裏面２ｂを吸引保持する。
【００１９】
次に、回転モータ５を作動させ、チャック部３を回転軸４周りに回転させながら、ノズル７からレジスト６を半導体基板２の表面２ａに滴下する。そして、回転によって生じる遠心力で、レジスト６を半導体基板２の表面２ａ全面に押し広げる。
【００２０】
また、遠心力で半導体基板２の表面２ａ上を外周部まで流れたレジスト６は、飛沫６ａとなって飛散し、チャンバ１０に付着し回収される。
【００２１】
このとき、レジスト６の飛沫６ａに発光部１０３から照射光１０２ａを照射し、飛沫量の代用特性として、その反射光１０２ｂの光量を受光部１０４で測定する。
【００２２】
即ち、飛沫量が少ないと反射光１０２ｂの光量が少なく、飛沫量が多いと反射光１０２ｂの光量が多くなることを利用して、反射光１０２ｂの光量を、飛沫量の代用特性として測定する。ここで、照射光１０２ａの照射領域は、半導体基板２外周から若干、離れた位置とし、照射領域の大きさは、例えば、直径１０ｍｍ程度の大きさとする。
【００２３】
また、飛散する飛沫６ａの量は、レジスト６が、まだ、表面２ａ全面に充分、行き渡らない段階では、図２に示すように、半導体基板２の外周位置によって、ばらつきが大きい。このため、反射光１０２ｂの光量測定結果は、安定せず、時間とともに変動する。しかし、レジスト６が、表面２ａ全面に充分、行き渡った段階では、図３に示すように、半導体基板２の全外周位置で、ほぼ均一になる。このため、反射光１０２ｂの光量測定結果は、安定する。
【００２４】
尚、滴下開始時間および滴下終了時間など、レジスト塗布に係わる作業条件は、通常、レシピと呼ばれるプログラムにより指定されるが、本発明のレジスト塗布装置１０１では、滴下終了時間以外の諸条件（滴下開始時間，チャック部３の回転数，回転時間，レジストの種類などの項目）はレシピで指定するが、滴下終了時間（滴下終了のタイミング）は指定しない。
【００２５】
上記のようにして測定した反射光１０２ｂの光量測定結果を、予め、設定した基準値と比較判定し安定した瞬間を、適切なトータル滴下量が滴下された時点と判断し、滴下動作制御部１０５により圧送ポンプ８を停止し、レジスト６の滴下動作を終了させる。
【００２６】
このようにすることで、多種多様な半導体基板２のサイズ（塗布面積）に応じた適切な滴下終了のタイミングの制御が可能となる。
【００２７】
尚、上記では、飛沫量の測定手段としての発光部１０３，受光部１０４を１組、配置して、半導体基板２の外周の１箇所で光量測定を行い、その結果で滴下動作を制御する構成で説明したが、図４に示すように、発光部１０３，受光部１０４を複数組（図中では２箇所）、配置し、それらから得られる複数の反射光１０２ｂの光量測定結果のばらつきの大きさを、予め、設定した基準値と比較判定して、基準値以下となった瞬間を、適切なトータル滴下量が滴下された時点と判断し、滴下動作制御部１０５により圧送ポンプ８を停止し、レジスト６の滴下動作を終了させる構成としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のレジスト塗布装置１０１及び塗布方法によれば、レジスト６の飛沫６ａに発光部１０３から照射光１０２ａを照射し、飛沫量の代用特性として、その反射光１０２ｂの光量を受光部１０４で測定し、その光量測定結果を、予め、設定した基準値と比較判定し、滴下終了のタイミングを決定するため、多数のレシピを準備する必要がなく、多種多様な半導体基板２のサイズ（塗布面積）に応じた適切な滴下終了のタイミングの制御が可能となる。また、発光部１０３，受光部１０４を複数組、配置し、それらから得られる複数の反射光１０２ｂの光量測定結果のばらつきを求めて、そのばらつきの大きさを、予め、設定した基準値と比較判定して、ノズル７からのレジスト６の滴下動作を終了させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレジスト塗布装置の一例の縦断面図
【図２】本発明のレジスト塗布装置でレジストの飛沫量を測定する説明図
【図３】本発明のレジスト塗布装置でレジストの飛沫量を測定する説明図
【図４】本発明のレジスト塗布装置の他の例の縦断面図
【図５】従来のレジスト塗布装置の縦断面図
【図６】レジストの飛沫の状態の説明図
【符号の説明】
１従来のレジスト塗布装置
２半導体基板
２ａ半導体基板の表面
２ｂ半導体基板の裏面
３チャック部
４回転軸
５回転モータ
６レジスト
６ａレジストの飛沫
７ノズル
８圧送ポンプ
９貯槽
１０チャンバ
１１排液口
１２配管
１３凹部
１４中空部
１０１本発明のレジスト塗布装置
１０２ａ照射光
１０２ｂ反射光
１０３発光部
１０４受光部
１０５滴下動作制御部

Claims

被処理基板を保持して回転するチャック部と、前記チャック部に保持した前記被処理基板の表面にレジストを滴下するノズルと、前記ノズルに前記レジストを圧送するレジスト圧送手段とを備え、前記チャック部に保持して回転する前記被処理基板の表面に、前記ノズルから前記レジストを滴下して、回転による遠心力で前記レジストを前記被処理基板全面に押し広げてレジスト膜を形成するレジスト塗布装置において、前記被処理基板の周辺に飛散する前記レジストの飛沫量を測定する飛沫量測定手段を備えたことを特徴とするレジスト塗布装置。
前記飛沫量測定手段は、前記レジストの飛沫に照射光を照射する発光部と、飛沫量の代用特性として、その反射光の光量を測定する受光部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
前記飛沫量測定手段は、前記被処理基板の周辺の複数位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
前記飛沫量測定手段に一端を、前記レジスト圧送手段に他端を接続して、飛沫量の測定結果に基いて、前記レジスト圧送手段を制御し、前記ノズルからの前記レジストの滴下動作を終了させる滴下動作制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布装置。
チャック部に保持して回転する被処理基板の表面に、レジスト圧送手段により圧送したレジストを前記ノズルから滴下して、回転による遠心力で前記レジストを被処理基板全面に押し広げてレジスト膜を形成するレジスト塗布方法において、前記被処理基板の周辺に飛散する前記レジストの飛沫量を測定することを特徴とするレジスト塗布方法。
前記飛沫量の測定方法は、前記レジストの飛沫に発光部から照射光を照射し、飛沫量の代用特性として、その反射光の光量を受光部で測定する方法であることを特徴とする請求項５に記載のレジスト塗布方法。
前記飛沫量の代用特性としての反射光の光量測定結果に基いて、前記レジスト圧送手段を制御し、前記ノズルからの前記レジストの滴下動作を終了させることを特徴とする請求項６に記載のレジスト塗布方法。
前記反射光の光量測定結果を、予め、設定した基準値と比較判定することを特徴とする請求項７に記載のレジスト塗布方法。
前記飛沫量の代用特性としての反射光の光量測定は、前記被処理基板の周辺の複数位置で行い、複数の反射光の光量測定結果を得ることを特徴とする請求項６に記載のレジスト塗布方法。
前記複数の反射光の光量測定結果のばらつきを、予め、設定した基準値と比較判定することを特徴とする請求項９に記載のレジスト塗布方法。