JPH02158122A - レジスト吐出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、レジスト吐出方法に関する。

（従来の技術） 被塗布体例えば半導体ウェハのフォトリソグラフィー工
程では、レジスト塗布、露光、現像等により上記ウェハ
表面にレジストパターンが形成される。このレジスト塗
布には、上記ウェハを回転処理するレジスト塗布装置が
使用される。このレジスト塗布装置は、上記ウェハを裏
面から設置台例えばスピンチャックにより吸着保持し、
このスピンチャックに連設したモータにより回転制御し
て上記ウェハ表面にレジストを吐出することにより回転
塗布するものである。この時、上記ウェハ表面に吐出す
るレジストは、例えばエア駆動するポンプの動作により
供給される。このポンプには、上記レジストを所定量吐
出するために、上記ポンプの駆動範囲即ち伸縮範囲を決
定するセンサー例えばアップ／ダウンセンサーが設けら
れており、このセンサーの間で駆動するようになってい
る。

即ち、上記ポンプは通常状態で上記ダウンセンサーに検
知される位置におり、駆動されて一定量上昇し、上記ア
ンプセンサーに検知された位置で駆動即ち上昇を停止さ
せ、下降させる。このことにより上記ポンプのストロー
クを決定し、常時一定量のレジストを上記ウェハ表面に
吐出できるようになっている。このようなポンプを使用
して上記ウェハ表面にレジストを吐出する技術は、特開
昭５５−１１４５号、特開昭５５−７８５２９号公報等
に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、ポンプの駆動範囲を
センサーで制限することによりウェハ表面へ吐出するレ
ジストの吐出量を決定、即ち、上記レジストの吐出量を
センサーの位置により決定するため、各ウェハ毎或いは
ウェハの品種毎にレジスト吐出量を変化させることが困
難となっていた。また、レジスト吐出量を変化させるこ
とができないために、各ウェハの品種総てに対応できる
ように予めレジスト吐出量を多めにセットする如くセン
サーを配置しておかなければならなかった。

即ち、表面にパターンが形成されていないベアウェハと
、複雑に凹凸のある微細パターンが形成されたウェハで
は、塗布するために必要なレジスト量が異なり、微細パ
ターンが形成されたウェハには多量のレジスト例えば５
ｃｃが必要であり、また、ベアウェハには少量のレジス
ト例えば３ｃｃの使用のみで行なうことができる。しか
し、レジスト吐出量をセンサーの配置する位置で決定し
、変化させることが困難であるため、微細パターンが形
成さたウェハやベアウェハ等、総ての品種のウェハに対
応できるように、上記予め決定するレジスト吐出量は、
レジストを多く使用する品種例えば微細パターンが形成
されているウェハのレジスト使用量の５ｃｃにセットし
ている。そのため上記ベアウェハのレジスト塗布時にも
必要以上のレジストを使用するため、効率が悪く、ラン
ニングコストが高いという問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、被塗布体の
品種に応じてレジスト吐出量を変化させることにより、
ランニングコストを低くすることが可能なレジスト吐出
方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、ノズルからレジストを吐出する際、上記レジ
ストの吐出量を吐出時間で設定することを特徴とするレ
ジスト吐出方法を得るものである。

また１本発明は、レジストの吐出時間及び吐出するノズ
ルを、予め記憶したレジピにより自動設定することを特
徴とする請求項１記載のレジスト吐出方法を得るもので
ある。

更にまた、本発明は、レジストの吐出は、ノズル内の変
質したレジストを廃棄するダミーディスペンスであるこ
とを特徴とする請求項１記載のレジスト吐出方法を得る
ものである。

（作用効果） 即ち、本発明によれば、被塗布体の品種に応じて或いは
必要に応じてレジスト吐出量を変化させることができる
。即ち、設定した吐出時間でレジストを吐出させるため
、その吐出時間に応じたレジスト量がノズルから吐出さ
れることとなり、上記吐出時間の設定を変えることでレ
ジスト吐出量を容易に変化させることができる。そのた
め、被塗布体のレジスト塗布においては、各品種の被塗
布体毎にレジスト量を設定でき、レジスト使用量が最少
限で済み、ランニングコストを低くすることが可能とな
る。また、ノズル内の変質したレジストのダミーディス
ペンスにおいては、変質したレジストのみを吐出させる
ことが可能となる。

（実施例） 以下、本発明方法を半導体製造工程におけるレジスト塗
布処理に適用した一実施例につき１図面を参照して説明
する。

まず、レジスト塗布装置の構成を説明する。

被塗布体例えば半導体ウェハ■を保持例えば吸着保持可
能な支持体例えばチャック■が設けられている。このチ
ャック■には回転駆動機構例えばモータ■が連設してお
り、このモータ■の駆動により、チャック■を介して上
記ウェハ■を回転可能とされている。このチャック■に
より保持したウェハ■を囲繞する如く有底円筒形のカッ
プ（イ）が上下動可能に設けられている。このカップ（
へ）は、上記ウェハ■表面の延長面と交わる近辺の部分
を角度Ａ　（Ａ≠９０”　）として傾斜させた状態で設
けられており、上記ウェハ■にレジスト塗布を行なう際
にレジストが飛散しても上記傾斜させたカップ（イ）内
壁により、レジストが上記ウェハ０表面へはね返らない
構造となっている。また、上記カップ（へ）の底部には
、処理液の排出管（ハ）及び排気管■が接続されている
。上記排出管０は、使用後のレジストを収容するドレイ
ンボックス■に連設し、また、上記排気管０は、上記カ
ップ■内の排気を行なうための図示しない排気機構に連
設している。

また、上記ウェハ■の中心軸上からレジストをウェハ０
表面に吐出可能な如くレジスト吐出用ノズル（８）が設
けられている。このノズル（８）の一端側は上記チャッ
ク■に保持されたウェハ（υの回転中心上方例えば５〜
２０ｍｎ程度に位置し、サックバックバルブ■）、開閉
バルブ（１０）、ポンプ（１１）を介してレジスト供給
源（１２）に連設している。上記サックバックバルブ（
９）は、内部に弾性体を設けることにより内部の容積を
変化可能に構成されており、通常は上記容積を小さくし
ておき、レジスト塗布処理の際のレジスト吐出を終了す
ると同時に上記容積を大きくすることにより、サックバ
ックを行ない、上記ノズル（８）先端部からのレジスト
の液だれを防止する構造となっている。また、上記開閉
バルブ（ｌＯ）は、上記ノズル（ハ）を閉鎖可能として
おり、この閉鎖によりレジストの流れを止めることがで
きる構造となっている。また、ポンプ（１１）は、例え
ばベローズより成っており、下端側に連設している駆動
機構例えばエアシリンダー（１３）により伸縮が可能と
されている。このポンプ（１１）は第２図に示すように
、上端部が固定され、この上端部に対して下端部を移動
制御することにより、このポンプ（１１）に夫々連設し
ているレジスト供給源（１２）側の流導管（１４ａ）か
ら、　ノズル（８）側の流導管（１４ｂ）にレジストの
送流を可能としている。また、上記ポンプ（１１）の上
端部周縁位置には、平板状シャッター（１５）が設けら
れている。このシャッター（１５）は、上記ポンプ（１
１）下端部と一体的に移動即ち昇降が可能とされており
、上記ポンプ（１１）下端位置即ちポンプ（１１）の伸
縮量を検知する検知機構例えばセンサー（１６）を仕切
る如く構成されている。

上記センサー（１６）は、上記ポンプ（１１）が伸びた
状態の上記シャッター（１５）と対応する位置に配置さ
れており、このセンサー（１６）は、第３図に示すよう
に、断面コの字型の溝部に発光センサー（１６ａ）及び
受光センサー（１６ｂ）が対向配置され、　このセンサ
ー（１６ａ）　（１６ｂ）間を仕切る如く上記シャッタ
ー（１５）が移動する構造となっている。このセンサー
（１６）からの信号は、制御部（１７）に入力されてお
り、上記ポンプ（１１）が伸びた状態即ちホームポジシ
ョンにあるか監視できるようになっている。上記制御部
（１７）は、予め設定しメモリ（１８）内に記憶された
レジピのレジスト吐出時間例えばポンプ（１１）駆動時
間データに基づいて上記エアシリンダー（１３）を駆動
制御する如く構成されている。このようにしてレジスト
塗布装置が構成されている。

次に、上述したレジスト塗布装置の動作作用及び半導体
ウェハのレジスト塗布方法を説明する。

まず、カップ（イ）を下降させておき、図示しない搬送
機構例えばベルト搬送やハンドリングアーム等によりウ
ェハ■の中心とチャック■の中心を合わせてチャック■
上に載置する。そして、この載置したウェハ■をチャッ
ク■に連設した図示しない真空機構により吸着保持する
。この後、上記カップに）を上昇させ、上記ウェハ■周
囲にカップ（へ）が位置する如く停止させる。このチャ
ック■上に保持されたウェハＯ）の中心部にノズル（へ
）から所定量のレジストを吐出する。このレジストの吐
出は、オペレーターが予め設定しメモリ（１８）に記憶
させたレジピに基づいてポンプ（１１）を駆動すること
により行なわれる。即ち、上記レジピのレジスト吐出時
間、上記ポンプ（１１）を駆動する。これは、センサー
（１６）からの信号によりポンプ（１１）が伸びた状態
即ちホームポジションにあるか認識した後、メモリ（１
８）に記憶している上記レジスト吐出時間データを制御
部（１７）に伝達し、この吐出時間、エアシリンダー（
１３）を駆動させる。すると、ポンプ（１１）が縮み、
内部のレジストが所定量流導管（１４ｂ）　、開閉バル
ブ（１０）、サックバックバルブ（９）を介してノズル
（８）より吐出される。この吐出されるレジスト量は、
上記ポンプ（１１）の駆動時間に対応した量が吐出され
るため、上記吐出時間の制御によりレジスト吐出量を設
定することができる。

この時、上記開閉バルブ（１０）は開いた状態でレジス
トの流れを妨げず、更に上記サックバックバルブ０は動
作させない状態としておく。そして上記レジストを吐出
後、上・記開閉バルブ（１０）を閉じて上記サックバッ
クバルブ（９）を動作させる。これにより、上記サック
バックバルブ（９）内部の容積が大きくなり、上記ノズ
ル（へ）内部のレジストを逆流させて、このノズル（ハ
）先端部からのレジストの液だれを防止している。一方
、上記ポンプ（１１）は、ホームポジション即ち初期の
長さまで伸び、これによりポンプ（１１）内に、レジス
ト供給源（１２）内に貯蔵されているレジストを流導さ
せて、上記ポンプ（１１）内にはレジストが供給された
状態としておく。

次に、上記所定量のレジストが供給されたウェハ■を、
モータ■によりチャック■を介して回転制御する。この
回転は、オペレーターにより予め設定されたレジピの加
速度及び回転数に基づいて自動的に制御される。この回
転により、上記ウェハ０表面のレジストは遠心力により
中心部から周縁部にかけて拡散される。そして、上記ウ
ェハ■を更に高速回転させて上記レジストを乾燥させ、
これによりウェハ０表面に均一な所定の膜厚のレジスト
層を形成する。

このような回転ににより飛散されたレジストは、上記カ
ップ（ハ）底部に設けられた排出管■から排出され、ド
レインボックスω内に回収される。また、上記レジスト
塗布処理中、上記カップ（イ）内の雰囲気により、ウェ
ハ０表面に形成するレジストの膜厚が左右するため、必
要に応じて上記カップ（イ）底部に設けられた排気管０
より排気制御される。

また、上記処理したウェハωと異なる品種のウェハを処
理する場合、或いは処理条件の異なるウェハを処理する
場合でも、上記レジスト吐出時間即ちポンプ（１１）の
駆動時間を変えることにより、レジスト吐出量を変化さ
せることができる。これは、例えば予めレジピを作成す
る際に、ディスペンス、モータ（３）回転数、モータ■
加速度、レジスト吐出時間等を１セツトするレジピセッ
トを複数個作成しておき、品種の異なるウェハ或いは処
理条件の異なるウェハ等、レジピ変更の必要のある場合
に、その都度上記レジピセットごと変更することにより
、必要に応じてレジスト吐出量等、ウェハプロセス条件
を変えることができる。このレジピセットの変更は、・
マニュアルで行なってもよいし、ウェハの処理の順番を
予め認識しておくことにより、各ウェハの処理条件に対
応したプログラムを作成しておき、これにより自動的に
変更させてもよい。また、レジスト塗布処理以前に、ウ
ェハ等に記載されたＩＤコードを読み取り、これに対応
するレジピを選択しても自動的に変更することができる
。この場合、処理するウェハ１枚１枚でレジピを変更す
ることが容易に行なえる。

上記実施例では、ポンプの位置を認識するセンサーとし
て、透過型センサーを用いて説明したが、これに限定す
るものではなく５例えば反射型センサーを用いても同様
な効果が得られる。

また、上記実施例では、ホームポジション即ちポンプが
伸びた位置を検知するセンサーのみ設けた実施例につい
て説明したが、これに限定するものではなく、ノズルか
らウェハ表面に吐出する一般的に多用するレジスト量を
設定するために設けてもよい。即ち、多用するレジスト
量例えば５ｃｃのレジストをノズルから吐出する時の、
ポンプ下端部に設けられているシャッターと対応する位
置センサーを配設し、通常はこのセンサーを用いてレジ
スト塗布処理を行ない、吐出するレジスト量を変更する
場合のみ、上記ポンプ駆動時間でレジスト量を変更する
ようにしても同様な効果が得られる。

（他の実施例） 次に、本発明方法をレジスト塗布装置のダミーディスペ
ンスに適用した実施例につき、第４図を参照して説明す
る。

このレジスト塗布装置の主構成は、上記実施例と同一で
あるため、同一構成のものは同一符号を付し、説明は省
略する。

このレジスト塗布装置には、ノズル内の変質したレジス
トをウェハ表面に吐出しないように、ウェハ上以外の位
置でレジストを吐出廃棄するダミ−ディスペンス機能を
備えている。このダミーディスペンスは、上記ノズル（
ハ）先端部のレジストが空気に接触し乾燥して変質した
レジストを、所定時間レジスト塗布処理が行なわれなか
った場合に実行するもので、これは、装置により自動的
或いはオペレーターによりマニュアルで実行される。

このようなダミーディスペンスの設定等を行なうパネル
（１９）が、装置正面部に設けられている。このパネル
（１９）には、第４図に示すようにダミーディスペンス
の切換スイッチ（２０）　、ダミーディスペンスを行な
うまでの待機時間を設定するタイマー（２１）　、ダミ
ーディスペンスの際に実行する吐出回数を設定するカウ
ンター（２２）　、上記ノズル■内及び流導管（１４）
内を洗浄する際に上記ポンプ（１１）を連続動作させる
マニュアルスイッチ（２３）が設けられている。

上記ダミーディスペンスの切換スイッチ（２０）は、ダ
ミーディスペンスモードを選択するスイッチであり、４
つのモードを有している。第１のモードは上記切換スイ
ッチ（２０）をＰユ（ポンプ１）或いはｐａ（ポンプ２
）に設定し、第２のモードはＰ□＋Ｐ２に設定し、第３
のモードはＡＵＴＯ１に設定し、第４のモードはＡＬＩ
ＴＯ２に設定することで夫々実行できるようになってい
る。上記第１のモードは、複数系統例えば２系統のレジ
スト供給系即ちポンプのうちのいずれか１系統を指定し
、この指定されたポンプ即ちＰ１或いはＰ２に付いての
み上記タイマー（２１）で設定した時間毎にダミーディ
スペンスを実行するものである。上記第２のモードは、
上記Ｐ１及びＰ２について同時にダミーディスペンスを
実行するものである。上記第３のモードは、現在使用し
ているポンプ以外のポンプのダミーディスペンス例えば
現在Ｐ１を使用している場合はＰ２のダミーディスペン
スを実行しないように、現在使用中のポンプをメモリ（
１８）に記憶されているレジピから認識し、ダミーディ
スペンスを実行するものである。これにより、レジスト
供給系即ちポンプを変更した場合でも、自動的にダミー
ディスペンスされるレジスト供給系が変更され、ポンプ
の選択ミスを防止でき、レジストの節約が可能となる。

上記第４のモードは、上記第３のモードを更に進めたも
のであり、例えばロットの切れ目の間に上記タイマー（
２１）で設定した時間が経過すれば何回でもダミーディ
スペンスを実行することになるが、このモードでは、上
記設定時間が経過した場合であってもダミーディスペン
スのレディ状態を維持し、次の搬送レディ信号が入力さ
れた時にのみ１回だけダミーディスペンスを実行するも
のである。

このようにしている理由は、レジストが高価なものであ
るので、何回も実行するとレジストが無駄となり、次の
ロットが開始される場合のようにウェハ塗布動作の中断
後の次の塗布動作開始の直前に１回のみダミーディスペ
ンスを実行するようにして、レジストの無駄を省き、か
つ、劣化したレジストの廃棄を確実に行なうようにした
ものである。

また、上記マニュアルスイッチ（２３）は、レジスト供
給源（１２）内のレジストを総て廃棄する場合、或いは
レジスト供給系であるポンプ（１１）、流導管（１４）
　、ノズル（８）内に溶剤を流することにより洗浄する
場合に使用し、上記ポンプ（１１）を連続動作させるこ
とにより行なう。このポンプ（１１）の連続動作は、通
常、スタートスイッチ（２３ａ）を押すことで動作し、
　ストップスイッチ（２３ｂ）を押すまで動作するが、
カウンター（２２）により上記ポンプ（１１）の動作回
数を設定することもできる。

このようなパネルを操作して上記ダミーディスペンス或
いは洗浄動作を実行する。このダミーディスペンスを実
行する場合、上記ノズル（８）内のレジストは、ウェハ
塗布動作の中断後の経過した時間に比例して乾燥変質し
ていくため、この経過した時間に比例して上記ノズル（
８）から吐出廃棄するレジスト量を増加させる。即ち、
ポンプ（１１）の駆動時間を長くすることにより、変質
したレジストのみを廃棄することができ、レジストの無
駄を省くことができる。

上記実施例では、ポンプの駆動機構としてエアシリンダ
ーを使用して説明したが、これに限定するものではなく
、例えばモーターを使用しても同様な効果が得られ、更
により正確にレジストを吐出させることができる。

また、上記実施例では、被塗布体として半導体ウェハに
ついて説明したが、これに限定するものではなく、例え
ばプリント基板や、液晶ＴＶなどの画面表示装置等に用
いられるＬＣＤ基板でも同様な効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、被塗布体の品種
に応じて或いは必要に応じてレジスト吐出量を変化させ
ることができる。即ち、設定した吐出時間でレジストを
吐出させるため、その吐出時間に応じたレジスト量がノ
ズルから吐出されることとなり、上記吐出時間の設定を
変えることでレジスト吐出量を容易に変化させることが
できる。

そのため、被塗布体のレジスト塗布においては、各品種
の被塗布体毎にレジスト量を設定でき、レジスト使用量
が最少限で済み、ランニングコストを低くすることが可
能となる。また、ノズル内の変質したし°シストのダミ
ーディスペンスにおいては、変質したレジストのみを吐
出させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するためのレジス
ト塗布装置の構成図、第２図は第１図のポンプ説明図、
第３図は第２図のセンサー説明図、第４図は本発明方法
の他の実施例を説明するためのダミーディスペンスパネ
ルの構成図である。 １・・・ウェハ　　　　　８・・・ノズル１１・・・ポ
ンプ　　　　　１３・・・エアシリンダー１６・・・セ
ンサー　　　　１７・・・制御部特許出願人　東京エレ
クトロン株式会社チル九州株式会社 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルからレジストを吐出する際、上記レジスト
   の吐出量を吐出時間で設定することを特徴とするレジス
   ト吐出方法。
2. （２）レジストの吐出時間及び吐出するノズルを、予め
   記憶したレジピにより自動設定することを特徴とする請
   求項１記載のレジスト吐出方法。
3. （３）レジストの吐出は、ノズル内の変質したレジスト
   を廃棄するダミーディスペンスであることを特徴とする
   請求項１記載のレジスト吐出方法。