JP2007103800A

JP2007103800A - 薬液塗布装置制御方法および薬液塗布装置

Info

Publication number: JP2007103800A
Application number: JP2005293962A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Kato; 寛和加藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19
Also published as: US7763309B2; US20070082122A1

Abstract

【課題】配管内に滞留して劣化した薬液を排出するための特別な処理とそれに伴う装置の稼動停止が不要になり、ノズル先端固化と劣化した薬液の吐出を防止しつつ、無駄になる薬液を最小限にする。
【解決手段】薬液塗布装置に対して定期的にダミー吐出を行わせる際のダミー吐出レートを少なくとも２つ有し、一定の期間に吐出される薬液の量が常に一定値を超えるように前記ダミー吐出レートの切り替えを行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、薬液塗布装置制御方法および薬液塗布装置に係り、特にレジスト等の薬液をウェーハ等の基板に塗布する薬液塗布装置の制御方法に関するもので、例えば半導体装置、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロニクス・マイクロシステム）の製造工程に使用されるものである。

近年、半導体装置製造においては、少量多品種生産への対応が必要となっている。少量多品種生産においては薬液使用量の変動が非常に大きい一方で、薬液のトータルの使用量はそれほど多くない。そのため、配管内に滞留した薬液が劣化し、所望の性能を満たせない場合がある。

このような事情に鑑みて、レジストの特性に基づき、配管内に停滞するレジストのうち一定の停滞時間を経過したものをコーティングノズルから排出させる制御部を有する薬液塗布装置に関する技術が特許文献１に開示されている。しかし、薬液の保証期間が特に短く、また、薬液の使用頻度が特に少量である場合には、排出対象となる劣化した薬液の量が多くなり、数百ｃｃに及ぶこともある。この場合、ディスペンスシステムに用いられるポンプは、通常、少量吐出に最適化されたものであり、排出に数十分という非常に長い時間を要し、排出処理が終了するまでは薬液を吐出して基板への塗布処理を行うことができないという問題がある。

上記問題の対策として、通常ノズル先端固化防止の観点から設定されている定期的なダミー吐出の頻度や量を上げて、ロットが全く流れない場合でもロット処理時に劣化した薬液が吐出されないようにする方法が考えられる。しかし、この方法を用いる場合、ロット流品が比較的高頻度になった場合においても頻繁にダミー吐出が行われるので、無駄になる薬液が増えてしまうという問題がある。
特開２００３−２６６００６号公報

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、配管内に滞留して劣化した薬液を排出するための特別な処理とそれに伴う装置の稼動停止が不要になり、ノズル先端固化と劣化した薬液の吐出を防止しつつ、無駄になる薬液を最小限にすることが可能になる薬液塗布装置制御方法を提供することを目的とする。

本発明の薬液塗布装置制御方法は、薬液塗布装置に対して定期的にダミー吐出を行わせる際のダミー吐出レートを少なくとも２つ有し、一定の期間に吐出される薬液の量が常に一定値を超えるように前記ダミー吐出レートの切り替えを行う。

本発明の薬液塗布装置は、薬液を貯蔵し、冷蔵状態で保管された薬液貯蔵容器と、前記薬液貯蔵容器から薬液塗布用の吐出ノズルまで薬液を供給する経路に使用され、常温環境下で配設された配管と、前記配管の途中に挿入された薬液供給制御用のポンプと、コントローラとを具備し、定期的にダミー吐出を行わせる際のダミー吐出レートを少なくとも２つ有し、前記コントローラは、前記ポンプにより一定の期間に吐出される薬液の量が常に一定値を超えるように前記ダミー吐出レートの切り替えを行う。

本発明の薬液塗布装置制御方法によれば、配管内に滞留して劣化した薬液を排出するための特別な処理とそれに伴う装置の稼動停止が不要になり、ノズル先端固化と劣化した薬液の吐出を防止しつつ、無駄になる薬液を最小限にすることができる。

本発明の薬液塗布装置によれば、本発明の制御方法を用いて容易に制御可能であり、本発明の制御方法に適した装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の薬液塗布装置制御方法の第１の実施形態を使用する薬液塗布装置の構成の一例を示す。本例では、例えばスピンオングラス(Spin On Glass; SOG) 法によって塗布されるSOG薬液を用いて酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜を形成する場合について説明する。

図１に示す薬液塗布装置において、SOG薬液１０を貯蔵した薬液容器、例えば薬液ボトル１１は、適宜手段により冷蔵状態で保管されている。この薬液ボトル１１から薬液塗布処理室２０の薬液吐出ノズル１２までの薬液供給経路として配管１３が使用されており、この配管１３は常温環境下に配設されている。配管１３の途中経路には、薬液を一時的に滞留させるバッファタンク１４、薬液を濾過処理するフィルタ１５、薬液供給量を制御するポンプ１６、薬液の流れを調整するエアオペ・バルブ１７などが挿入されている。そして、マイクロコンピュータなどを用いたコントローラ１８は、後でSOG薬液の塗布装置制御方法において詳述するように、薬液吐出の過去分の実績データ（過去ログ）および／または将来分の予定データが入力し、所定の制御ルールにしたがって制御信号を生成し、ポンプ１６などを制御する。

次に、図１に示した薬液塗布装置を用いるSOG薬液の塗布装置制御方法の一例について説明する。まず、薬液塗布装置において、２つ（２種類）のダミー吐出（ダミーディスペンス）のレートを設定する。即ち、（１）１つのダミー吐出レートは、ノズル先端固化防止の観点から決定するものとし、SOG薬液の場合は、例えば１時間毎に０．５ｃｃを吐出する必要がある。なお、ダミーディスペンスを行う頻度は１回／１時間とする。（２）もう１つのダミー吐出レートは、劣化した薬液が吐出されることを防止する観点から決定するものとし、ダミーディスペンスを行う頻度は例えば３ｃｃ／１回／１時間とする。

以下、後者（２）の計算方法の一例について詳しく述べる。ここで、薬液ボトル１１は冷蔵されているので、薬液１０の保存期限は事実上無限である。一方、薬液ボトル１１から吐出ノズル１２までの配管１３（常温下）におけるSOG薬液の品質保持期限は例えば１４４時間であるとする。また、薬液ボトル１１から吐出ノズル１２までの配管容量は例えば２１６ｃｃであるとする。このような条件では、ダミーディスペンスのタイミングにおいて、次の制御ルールにしたがってダミーディスペンスの量を切り換えるものとする。

図２は、図１の薬液塗布装置を用いるダミーディスペンスのタイミングにおいてダミーディスペンスの量を切り換える制御ルール１を示すフローチャートである。過去８６時間以内におけるSOG薬液の総吐出量、つまり製品処理における使用量＋ダミーディスペンス量が薬液ボトル１１から吐出ノズル１２までの配管容量２１６ｃｃ以上である場合には、ノズル先端の固化防止に最低限必要とされる０．５ｃｃだけダミー吐出を行う。

図３は、制御ルール１を適用して決定したSOG薬液の吐出量の時間分布の一例を示す。図３中に示す条件Ａのように１時間毎に３ｃｃずつのダミー吐出を例えば７２回行った後に製品処理（図３中に示すロット）のためにSOG薬液を１２ｃｃ吐出した場合には、図３中に示す条件Ｂのように、ノズル先端の固化防止に最低限必要とされる０．５ｃｃだけダミー吐出を行う。

ここで、過去８６時間と規定した根拠は、製品処理の頻度に拘らず、品質保証期限を過ぎて劣化したSOG薬液が半導体基板上に吐出されて製品ロット処理に用いられることがないようにする観点から、薬液の時間経過に対する劣化度と薬液ボトル容量と薬液塗布装置の配管内薬液容量の少なくとも一つに基づいて、計算により算出して決定した。

これに対して、過去８６時間以内におけるSOG薬液の総吐出量が２１６ｃｃ未満である場合には、３ｃｃを吐出する。一例として、過去１時間以内にはロットの流品が一度も無く、図３中に示す条件Ａのように１時間毎に３ｃｃずつのダミー吐出を繰り返している場合には、３ｃｃのダミー吐出を行う。これにより、連続する８６時間において常にSOG薬液の吐出量が２１６ｃｃ以上になる。

上記したような制御ルール１を適用してダミーディスペンス量を動的に切り換えることにより、ノズル先端固化と劣化したSOG薬液の半導体基板上への吐出を防止しつつ、無駄になるSOG薬液を最小限にすることが可能になった。

図４は、図１の薬液塗布装置を用いるダミーディスペンスのタイミングにおいてダミーディスペンスの量を切り換える制御ルール２を適用する場合を示すフローチャートである。今後７２時間以内に製品処理が無いことが判明している場合には、ノズル先端の固化防止に最低限必要とされる０．５ｃｃだけダミー吐出を行う。

これに対して、今後７２時間以内に予定されている製品処理が有ることが判明している場合には、前述した制御ルール１を適用する。即ち、過去８６時間以内におけるSOG薬液の総吐出量、つまり製品処理における使用量＋ダミーディスペンス量が２１６ｃｃ以上である場合には、ノズル先端の固化防止に最低限必要とされる０．５ｃｃだけダミー吐出を行う。これに対して、過去８６時間以内におけるSOG薬液の総吐出量が２１６ｃｃ未満である場合には、３ｃｃを吐出する。これにより、連続する８６時間において常にSOG薬液の吐出量が２１６ｃｃ以上になる。

上記したような制御ルール２および制御ルール１を適用してダミーディスペンス量を動的に切り換えることにより、ノズル先端固化と劣化したSOG薬液の半導体基板上への吐出を防止しつつ、無駄になるSOG薬液を最小限にすることが可能になった。

なお、ダミー吐出レートは、一定の期間に吐出される薬液の量が常に一定値を超えるものであればよく、前記実施例に限らず、例えば０．５ｃｃ／１回／１０分のように吐出の時間間隔を変更する、または、例えば１．５ｃｃ／２回／１時間のように１回の吐出量を変更することによって調整してもよい。

本発明の薬液塗布装置制御方法の第１の実施形態を使用する薬液塗布装置の構成を示す図。図１の薬液塗布装置を用いるダミーディスペンスのタイミングにおいてダミーディスペンスの量を切り換える制御ルール１を示すフローチャート。図２に示した制御ルール１を適用して決定したSOG薬液の吐出量の時間分布の一例を示す図。図１の薬液塗布装置を用いるダミーディスペンスのタイミングにおいてダミーディスペンスの量を切り換える制御ルール２を適用する場合を示すフローチャート。

符号の説明

１０…SOG薬液、１１…薬液ボトル、１２…薬液吐出ノズル、１３…配管、１４…バッファタンク、１５…フィルタ、１６…ポンプ、１７…エアオペ・バルブ、１８…コントローラ、２０…薬液塗布処理室。

Claims

薬液塗布装置に対して定期的にダミー吐出を行わせる際のダミー吐出レートを少なくとも２つ有し、一定の期間に吐出される薬液の量が常に一定値を超えるように前記ダミー吐出レートの切り替えを行うことを特徴とする薬液塗布装置制御方法。
前記ダミー吐出レートの切り替えは、過去に吐出された薬液の量および／または将来予定される処理基板数に基づいて判断することを特徴とする請求項１記載の薬液塗布装置制御方法。
前記ダミー吐出レートは、ノズル先端固化防止の観点および劣化した薬液が基板に吐出されることを防止する観点から決定されることを特徴とする請求項１記載の薬液塗布装置制御方法。
前記所定の期間は、薬液の時間経過に対する劣化度と薬液ボトル容量と前記薬液塗布装置の配管内薬液容量の少なくとも一つに基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載の薬液塗布装置制御方法。
薬液を貯蔵し、冷蔵状態で保管された薬液貯蔵容器と、
前記薬液貯蔵容器から薬液塗布用の吐出ノズルまで薬液を供給する経路に使用され、常温環境下で配設された配管と、
前記配管の途中に挿入された薬液供給制御用のポンプと、
前記ポンプによる薬液供給量を請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薬液塗布装置制御方法を用いて制御するコントローラ
とを具備することを特徴とする薬液塗布装置。