JPH11176734A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熟練技術を必要とせずに常に適正な吐出状態
が得られるとともに、突発的なレジスト吐出異常にも対
処できるレジスト塗布装置を得る。 【解決手段】 ノズル４１を、内部のレジスト３３が透
視可能な透明材料で形成する。ポンプ３７のアップ・ダ
ウンスピード及びストロークを制御するポンプ制御ユニ
ット５５を設ける。バルブ４７の開閉タイミングを制御
するバルブ制御ユニット５７を設ける。透明のノズル４
１及びウエハ上に吐出されるレジスト３３を撮影してそ
の画像データを得るＣＣＤカメラ５９を設ける。理想的
な吐出状態の画像データを記憶するとともに、この記憶
画像データとＣＣＤカメラ５９による撮影画像データと
を比較解析し、且つ撮影画像データが記憶画像データに
近い値となるようにポンプ制御ユニット５５とバルブ制
御ユニット５７とにそれぞれの制御信号を送るレジスト
吐出制御ユニット６１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハにレジスト
を塗布するためのレジスト塗布装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ウエハ上に薄いレジスト膜を形成する装
置として、レジストをウエハ中央部に滴下した後、ウエ
ハを所定の回転数で回転させ、ウエハに生じる遠心力を
利用してフォトレジスト薄膜を形成するレジスト塗布装
置（スピンコータ）が知られている。

【０００３】このレジスト塗布装置１は、図４に示すよ
うに、レジスト３を収納するレジストボトル５と、レジ
ストボトル５からレジスト３を吸い上げるポンプ７と、
ポンプ７から吸い上げたレジスト３をウエハ９上へ吐出
させるコーティングノズル１１と、ポンプ７とコーティ
ングノズル１１とを接続するレジスト配管１３に順次介
装したレジストフィルタ１５、バルブ１７及び温調器１
９と、ウエハ９を吸着するスピンチャック２１と、スピ
ンチャック２１を回転させるスピンモータ２３とを備え
て成る。

【０００４】ウエハ表面にレジスト膜を形成するには、
レジストボトル５のレジスト３をポンプ７で吸い上げ
て、レジストフィルタ１５、バルブ１７、温調器１９を
介してコーティングノズル１１から吐出させ、ウエハ９
上へ滴下する。その後、スピンチャック２１に吸着した
ウエハ９をスピンモータ２３により回転させることで、
ウエハ表面にレジスト膜を形成する。また、この時、コ
ーティングノズル１１からのレジスト３の垂れ落ち及び
ノズル先端でのレジスト硬化を防ぐために、ノズル先端
からレジスト３をノズル内に吸引する所謂サックバック
が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレジス
ト塗布装置において、均一な所望の膜厚を得るために
は、レジストの吐出状態を安定させなければならない。
このような安定したレジストの吐出状態を得るには、ポ
ンプのアップ・ダウンのスピードやストロークの調整、
バルブの開閉タイミング、サックバックの引き込み量、
或いはサックバックの引き込みスピード等を調整しなけ
ればならない。しかしながら、従来、これらの調整は経
験則により行われており、極めて難しく、熟練した技術
が要求された。そのため、調整技術が未熟である場合
や、装置の導入当初である場合には、繰り返し調整をや
り直すことになり、多量のレジストを消費してしまう問
題があった。また、レジストの吐出量は、定期的にメス
シリンダ等を用いて測定しなければならない。この場合
においても、測定の結果が思わしくない場合には、レジ
スト吐出時間やバルブの開閉タイミングを調整しなけれ
ばならず、レジストを消費することとなった。近年で
は、化学増幅形レジストに代表されるような高価なレジ
ストも普及してきており、吐出状態を調整するにも、調
整のための吐出回数（吐出量）を極力少なく抑えること
が望まれる。また、レジスト塗布装置では、定期的なメ
ンテンスでの吐出状態調整は行うため、経時的な吐出量
変化には対処できるものの、突発的な吐出異常が発生し
た場合には、何ら対応できない問題があった。本発明は
上記状況に鑑みてなされたもので、熟練技術を必要とせ
ずに常に適正な吐出状態が得られるとともに、突発的な
レジスト吐出異常にも対処できるレジスト塗布装置の提
供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るレジスト塗布装置は、レジストボトルか
らレジストを吸い上げるポンプと、該ポンプとレジスト
配管により接続されウエハ上へレジストを吐出させるノ
ズルと、前記ポンプと該ノズルとの間の前記レジスト配
管に介装されレジストの流れを制御するバルブとを備え
たレジスト塗布装置において、前記ノズルを、内部のレ
ジストが透視可能な透明材料で形成し、前記ポンプのア
ップ・ダウンスピード及びストロークを制御するポンプ
制御ユニットと、前記バルブの開閉タイミングを制御す
るバルブ制御ユニットと、透明の前記ノズル及びウエハ
上に吐出されるレジストを撮影してその画像データを得
るＣＣＤカメラと、前記ポンプ制御ユニット、前記バル
ブ制御ユニット、該ＣＣＤカメラに接続され理想的な吐
出状態の画像データを記憶するとともに、該記憶画像デ
ータと前記ＣＣＤカメラによる撮影画像データとを比較
解析し、且つ該撮影画像データが記憶画像データに近い
値となるように前記ポンプ制御ユニットと前記バルブ制
御ユニットとにそれぞれの制御信号を送るレジスト吐出
制御ユニットとを具備したことを特徴とする。

【０００７】このレジスト塗布装置では、常時、レジス
トの吐出状態がＣＣＤカメラで捕らえられ、その撮影画
像データと記憶画像データとが比較され、撮影画像デー
タが記憶画像データに近い値となるようにポンプ制御ユ
ニットとバルブ制御ユニットとが制御されることで、熟
練技術を要さずに、常に適正な吐出状態へ調整が自動で
行われる。

【０００８】また、レジスト塗布装置は、前記レジスト
吐出制御ユニットが、異常なレジスト吐出状態の異常画
像データを記憶し、該異常画像データと前記撮影画像デ
ータとの一致を判断し、該一致を判断した時に前記ポン
プ制御ユニットと前記バルブ制御ユニットとに動作停止
信号を出力することを特徴とする。

【０００９】このレジスト塗布装置では、常時、ノズル
がＣＣＤカメラで捕らえられ、撮影画像データと予め画
像記憶手段に記憶させておいた異常画像データとの一致
が逐一判断され、一致が判断された時には動作停止信号
が出力される。これにより、突発的なレジスト吐出異常
への対処が可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレジスト塗布
装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。図
１は本発明に係るレジスト塗布装置の構成を示す概念
図、図２はレジスト吐出制御ユニットのブロック図、図
３はサックバック実施時の状態を段階的に示したノズル
先端部の拡大図である。レジスト塗布装置３１は、レジ
スト３３を収納するレジストボトル３５と、レジストボ
トル３５からレジスト３３を吸い上げるポンプ３７と、
ポンプ３７から吸い上げたレジスト３３をウエハ３９上
へ吐出させるコーティングノズル４１と、ポンプ３７と
コーティングノズル４１とを接続するレジスト配管４３
に順次介装したレジストフィルタ４５、バルブ４７及び
温調器４９と、ウエハ３９を吸着するスピンチャック５
１と、スピンチャック５１を回転させるスピンモータ５
３とを、前提の基本構成として備えている。

【００１１】コーティングノズル４１は、透明若しくは
半透明の材料で形成してあり、コーティングノズル４１
内のレジスト３３が透視できるようになっている。

【００１２】ポンプ３７にはポンプ制御ユニット５５を
接続してあり、ポンプ制御ユニット５５は後述するレジ
スト吐出制御ユニットから受信した制御信号に基づき、
ポンプ３７のアップ・ダウンスピード及びストロークを
制御するようになっている。このポンプ３７としては、
精密且つ再現性良くレジスト３３を吐出することのでき
る例えば蛇腹状のベローズポンプを好適に用いることが
できる。

【００１３】バルブ４７にはバルブ制御ユニット５７を
接続してあり、バルブ制御ユニット５７は後述するレジ
スト吐出制御ユニットから受信した制御信号に基づき、
バルブ４７の開閉タイミング、サックバックの引き込み
量及びサックバックの引き込みスピードを制御するよう
になっている。

【００１４】ノズル４１の近傍には、このノズル４１及
びウエハ３９に吐出されるレジスト３３を撮影するＣＣ
Ｄカメラ５９を設置してある。ＣＣＤカメラ５９は、ノ
ズル４１内部のレジスト３３の状態及びノズル４１から
吐出されたレジスト３３を撮影し、その画像を画像デー
タに変換する。

【００１５】このＣＣＤカメラ５９と、上述したポンプ
制御ユニット５５、バルブ制御ユニット５７とには、レ
ジスト吐出制御ユニット６１を接続してある。レジスト
吐出制御ユニット６１は、図２に示すように、各粘度に
おける理想的な吐出状態の画像データを記憶するための
画像記憶手段６３と、この画像記憶手段６３に記憶した
画像データとＣＣＤカメラ５９による撮影画像データと
を比較解析する画像解析比較手段６５と、撮影画像デー
タが記憶画像データに近い値となるように各制御値を演
算する演算手段６７と、粘度、吐出量、サックバック引
き込み量等の希望値を登録しておく吐出量・サックバッ
ク引込量等記憶手段６９と、演算手段６７の演算結果又
は吐出量・サックバック引込量等記憶手段６９の設定値
に基づきポンプ制御ユニット５５、バルブ制御ユニット
５７へ制御信号を出力する制御信号出力手段７１とを備
えている。このレジスト吐出制御ユニット６１として
は、例えばパーソナルコンピュータを好適に用いること
ができる。

【００１６】次に、このように構成されるレジスト塗布
装置３１の動作を説明する。レジスト吐出制御ユニット
６１の吐出量・サックバック引込量等記憶手段６９に
は、予めレジスト３３の粘度、吐出量、サックバックの
引き込み量等、希望する値を登録しておく。ノズル４１
からの吐出量は、予め求めておいた吐出量に応じたポン
プ制御ユニット５５、バルブ制御ユニット５７の制御値
によっても設定することができる。

【００１７】ノズル４１から所望の吐出量のレジスト３
３が吐出されると、その画像をＣＣＤカメラ５９が撮影
し、捕らえた画像を画像データとしてレジスト吐出制御
ユニット６１の画像解析比較手段６５へ送る。レジスト
吐出制御ユニット６１の画像記憶手段６３には、その吐
出量に応じた理想的な吐出状態の画像データを予め記憶
させてある。

【００１８】画像解析比較手段６５は、ＣＣＤカメラ５
９から送られてきた撮影画像データと、画像記憶手段６
３に記憶してある記憶画像データとを比較解析する。例
えば吐出量を比較解析する場合では、記憶画像データに
おけるノズル４１からのレジスト吐出開始時間とレジス
ト吐出終了時間とを求め、理想状態でのレジスト吐出時
間を求める。ノズル４１からレジスト３３が吐出されて
いるか否かは、周知の技術を用いてレジスト吐出流路の
画素濃度等を判断することにより行うことができる。

【００１９】理想状態でのレジスト吐出時間が得られた
なら、次に、同様にして、撮影画像データにおけるレジ
スト吐出時間を求める。その結果、求めた両者の値に差
異がある場合、例えば理想画像データにおけるレジスト
吐出時間が短く、撮影画像データにおけるレジスト吐出
時間が長い時には、撮影画像データにおけるレジスト吐
出時間が理想画像データのものと同等に短くなるよう
に、演算手段６７が例えばポンプ出力値（又はバルブ動
作タイミング）を演算する。

【００２０】演算手段６７は、この演算結果を制御信号
出力手段７１に出力する。制御信号出力手段７１は、こ
の演算結果に基づき、具体的な駆動制御信号をポンプ制
御ユニット５５へ出力する。この駆動制御信号を受けた
ポンプ制御ユニット５５によってポンプ３７が駆動制御
され、実際にノズル４１から吐出されるレジスト３３の
吐出量が理想画像データにおけるレジスト吐出量と同等
となるように調整される。

【００２１】また、ノズル４１からのレジスト３３の吐
出状態を常にＣＣＤカメラ５９によりモニターしてお
き、必要に応じて、サックバック状態を保つように動作
させる。サックバックは、図３に示すように、レジスト
３３を吐出させた後、バルブ４７によりノズル４１の先
端で一端レジスト３３を止める。次に、ノズル４１の先
端から所定距離Ｈ（２乃至５ｍｍ程度）ゆっくりとレジ
スト３３をノズル内へ引くことによりサックバックを終
了する。この場合における動作も、透明なノズル内部を
ＣＣＤカメラ５９にて撮影し、その撮影画像データに基
づきレジスト吐出制御ユニット６１でポンプ制御ユニッ
ト５５、バルブ制御ユニット５７を制御して行う。

【００２２】更に、レジスト吐出制御ユニット６１の画
像記憶手段６３には、異常なレジスト吐出状態の異常画
像データを記憶しておき、撮影画像データとの比較を逐
一行う。そして、例えばノズル４１内に著しいエアーの
混入が発生した場合には、異常画像データのうちエアー
混入の異常画像データと撮影画像データとの一致が判断
され、画像解析比較手段６５が一致を判断した時には、
ポンプ制御ユニット５５、バルブ制御ユニット５７とに
動作停止信号を出力するとともに、発報手段７３（図２
参照）等に警報を出して、レジスト３３の吐出を停止さ
せる。

【００２３】このように、上述のレジスト塗布装置３１
によれば、常時、レジスト３３の吐出状態をＣＣＤカメ
ラ５９で映像として捕らえ、その撮影画像データに基づ
きレジスト吐出制御ユニット６１によってポンプ３７、
バルブ４７を制御するので、熟練技術を要さずに、常に
適正な吐出状態を得ることができる。また、これによ
り、調整のための吐出回数（吐出量）も抑えることがで
きる。

【００２４】更に、常にＣＣＤカメラ５９で吐出状態を
モニターしているので、突発的な吐出異常にも対処する
ことができ、レジスト３３の無駄、ウエハ３９の歩留り
も向上させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るレジスト塗布装置によれば、常時、レジストの吐出状
態をＣＣＤカメラで捕らえ、その撮影画像データと記憶
画像データとを比較し、撮影画像データが記憶画像デー
タに近い値となるようにポンプ制御ユニットとバルブ制
御ユニットとを制御するので、熟練技術を要さずに、常
に適正な吐出状態を得ることができる。

【００２６】また、請求項２のレジスト塗布装置によれ
ば、常時、ノズルをＣＣＤカメラで捕らえ、異常画像デ
ータと撮影画像データとの一致を逐一判断し、一致を判
断した時には動作停止信号を出力するので、突発的なレ
ジスト吐出異常にも対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレジスト塗布装置の構成を示す概
念図である。

【図２】レジスト吐出制御ユニットのブロック図であ
る。

【図３】サックバック実施時の状態を段階的に示したノ
ズル先端部の拡大図である。

【図４】従来のレジスト塗布装置の構成を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

３１…レジスト塗布装置、３３…レジスト、３５…レジ
ストボトル、３７…ポンプ、３９…ウエハ、４１…ノズ
ル、４３…レジスト配管、４７…バルブ、５５…ポンプ
制御ユニット、５７…バルブ制御ユニット、５９…ＣＣ
Ｄカメラ、６１…レジスト吐出制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストボトルからレジストを吸い上げ
   るポンプと、該ポンプとレジスト配管により接続されウ
   エハ上へレジストを吐出させるノズルと、前記ポンプと
   該ノズルとの間の前記レジスト配管に介装されレジスト
   の流れを制御するバルブとを備えたレジスト塗布装置に
   おいて、 前記ノズルを、内部のレジストが透視可能な透明材料で
   形成し、 前記ポンプのアップ・ダウンスピード及びストロークを
   制御するポンプ制御ユニットと、 前記バルブの開閉タイミングを制御するバルブ制御ユニ
   ットと、 透明の前記ノズル及びウエハ上に吐出されるレジストを
   撮影してその画像データを得るＣＣＤカメラと、 前記ポンプ制御ユニット、前記バルブ制御ユニット、該
   ＣＣＤカメラに接続され理想的な吐出状態の画像データ
   を記憶するとともに、該記憶画像データと前記ＣＣＤカ
   メラによる撮影画像データとを比較解析し、且つ該撮影
   画像データが記憶画像データに近い値となるように前記
   ポンプ制御ユニットと前記バルブ制御ユニットとにそれ
   ぞれの制御信号を送るレジスト吐出制御ユニットとを具
   備したことを特徴とするレジスト塗布装置。
2. 【請求項２】 前記レジスト吐出制御ユニットは、 異常なレジスト吐出状態の異常画像データを記憶し、 該異常画像データと前記撮影画像データとの一致を判断
   し、 該一致を判断した時に前記ポンプ制御ユニットと前記バ
   ルブ制御ユニットとに動作停止信号を出力することを特
   徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。