JPH0760786B2 - レジスト塗布装置 - Google Patents

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、レジスト塗布装置に関し、とくにダミーディ
スペンス機能を有するレジスト塗布装置に関する。

（従来の技術） この種の塗布装置として、例えば半導体製造装置に於い
てウエハ上にレジストを塗布する塗布装置を挙げること
ができる。ウエハ上にレジストを塗布する場合、処理容
器の内部に配置した回転可能なスピンヘッド上にウエハ
を載置固定し、ウエハを回転させながらノズルを介して
レジスト液をウエハ表面に供給してレジスト塗布処理を
行っている（特公昭53−37189）。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来装置によれば、レジストノズル先端にレジ
スト液が送られた滴下可能な状態で、長い時間レジスト
塗布動作を実行しないと、レジストノズル先端で空気と
接触するレジスト液が固化してしまい、あるいはレジス
ト液の成分が変化して劣化してしまうので、これをその
まま次の塗布動作に使用した場合には、適正なレジスト
塗布を行うことができない。

このような場合、この劣化したレジスト液を廃棄し、劣
化のないレジスト液を使用して塗布動作を実行すること
が好ましい。このように、劣化したレジスト液を廃棄す
る作業は、ダミーディスペンスと称され、ウエハをチャ
ックするチャック上以外の場所にレジスト液を吐出して
廃棄するようにしている。

ここで、従来装置では、レジスト液のダミーディスペン
スを実行する場合、手動操作で行っていたので、その作
業が極めて煩雑であった。特に、この種のレジスト塗布
装置では、レジスト液の種類として３種類程使用するも
のもあり、この場合にはそれぞれにレジスト供給系を有
し、したがって、各レジスト供給系で上述した手動での
ダミーディスペンス作業を必要としている。

ここで、レジスト液は、そのレジスト液メーカの相違等
により、あるいは塗布装置を使用するユーザよってダミ
ーディスペンスを実行するタイミングが種々様々であ
り、手動で実行する場合にはその管理等も併せて実行す
る必要があり、これを忘れた場合にレジスト塗布動作に
支障を生ずることが問題となっていた。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、レジスト液のダミーディスペンス作業
を、レジスト液が劣化する恐れがある場合に自動的に実
行するようにし、ダミーディスペンス作業を大幅に簡易
化することができるレジスト塗布装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） レジスト液吐出手段によって、被塗布材の表面にレジス
ト液を滴下して、レジスト塗布を行うレジスト塗布装置
に於いて、 上記レジスト液滴下可能状態で、設定時間以上滴下され
ない場合に、自動的に少なくとも１回上記レジスト液吐
出手段によるダミーディスペンス動作を実行する手段を
設けた構成としている。

そして、設定時間以上滴下されない場合としては、例え
ば塗布工程実施前の塗布部材が設定時間以上に亘って所
定位置に存在しないことを検知すること等で判断でき
る。

このようにした場合、ロットの切れ目などの時間が長
く、この間に前記設定時間が経過する毎にダミーディス
ペンスを実行するとレジスト液の無駄が多いので、ロッ
トの切れ目などを確認した場合にレディ状態とし、次の
塗布動作が開始される直前に１回のみダミーディスペン
スを実行するように構成することもできる。

（作用） 劣化したレジスト液のダミーディスペンスは、例えば被
塗布材がこの塗布装置に搬入されずに長時間デイスペン
スを実行できない場合等に必要となる。そこで、本発明
では、滴下可能状態でありながら所定時間滴下が行なわ
れない場合には、例えば塗布工程実施前の被塗布材が所
定位置に設定時間以上に亘って存在しない際等に、自動
的に少なくとも１回ダミーディスペンス動作を実行して
いるので、適正なダミーディスペンス作業を確実に実行
することができ、しかも作業者の負担を大幅に軽減する
ことができる。

ここで、次の塗布動作が開始される直前に１回のみ実行
するように構成すれば、被塗布材が長時間に亘って所定
位置にセットされない場合であっても、高価なレジスト
液の消費無駄を極力低減することができる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウエハのレジスト塗布装置に適用
した一実施例について、図面を参照して具体的に説明す
る。

まず、レジスト塗布装置の概要について説明する。

スピンチャック10は、たとえば真空吸着によって半導体
ウエハ１を載置固定し、これを回転できるものであり、
このスピンチャック10は、モータ20の出力軸に固定さ
れ、回転駆動されるようになっている。モータ20は、加
速性に優れた高性能モータで構成され、その上側にフラ
ンジ21を有し、このフランジ21によって塗布装置内の適
宜位置に固定されている。なお、このフランジ21は、図
示しない温調機によって温度調整が可能であって、モー
タ20の発熱を上側に伝達しないように構成することもで
きる。

前記チャック10に指示されるウエハ１の上方には、ウエ
ハ１のほぼ中心位置よりレジスト液を滴下するレジスト
ノズル30が設けられ、このレジストノズル30はスキャナ
ー31によって移動自在となっている。たとえばロットの
切れ目等でノズル30からのディスペンスが所定時間実行
されない場合には、ノズル30先端でレジスト液が長時間
空気と接触されることにより固まってしまうことがある
ので、後述するダミーディスペンスを実行する必要があ
り、この場合にはノズル30をチャック10より外した位置
まで退避させる必要があるので、この種の移動を前記ス
キャナー31によって実行するようになっている。なお、
後述するように本実施例ではこの種のレジストノズル30
を複数設け、レジスト液の種類に応じて使い分ける構成
としている。

また、レジスト液塗布時にレジスト液が装置外部へ飛散
することを防止するために、処理容器としてのカップ40
がウエハ１の周囲に形成されている。なお、このカップ
40は、上下動可能であって、レジスト液塗布時には第２
図の位置まで上昇されて停止し、ウエハ１の搬入出時に
は上記位置よりも下降するように構成されている。な
お、このカップ40の下面には、図示しないドレイン管及
び排気管が接続されている。

また、ウエハ１の裏面を洗浄するための洗浄ノズル50
は、ウエハ１の裏面と対向する位置に配置された前記モ
ータ20の取り付け用のフランジ21に固定されている。こ
の洗浄ノズル50は、少なくともチャック10を外れた位置
に固定される必要がある。そして、この洗浄ノズル50に
洗浄液たとえば溶剤を供給するための溶剤収容部51が設
けられ、洗浄ノズル50を介してウエハ１の裏面に溶剤を
吐出可能となっている。

次に、このレジストノズル30へのレジスト液の供給系に
ついて説明する。この供給系としては、レジスト液収容
部32,ベローズポンプ33,トラップ容器の一例であるフィ
ルター容器34,及び前記ベローズポンプ33と連動して開
閉されるバルブV1,サックバックバルブV2等が設けられ
ている。なお、前記サックバックバルブV2は、レジスト
ノズル30からのレジスト液吐出後、レジストノズル30先
端部で表面張力によって露出しているレジスト液をレジ
ストノズル30内に引き戻すためのバルブであり、レジス
ト液の固化を防止するためのものである。

前記ベローズポンプ33は、シリンダ33a,逆止弁33b及び
蛇腹部33cで構成され、前記逆止弁33bとシリンダ33aと
の間にレジスト液導入管を接続し、前記蛇腹部33cの上
端よりレジスト液を導出可能となっている。前記シリン
ダ33aは、仕切り板33dの上下にエアー導入用のポート33
e,33fを有し、仕切り板33dを上下させることでポンプ動
作を実行可能となっている。

なお、前記フィルター容器34は、メッシュ状のフィルタ
ーによってゴミなどを除去するものであり、フィルター
容器34は、その上端に空気排出管60が接続され、容器34
内に一旦トラップされた際に上部に溜まった空気を、バ
ルブ36および図示しない真空ポンプの駆動により空気排
出管60を介して排出可能としている。

次に、上記ダミーディスペンス動作を制御する制御系に
ついて、第１図を参照して説明する。

CPU70は、本実施例装置の制御を司どるものであり、特
に、前述したダミーディスペンス動作を制御するため
に、前記ベローズポンプ33の駆動制御を実行可能となっ
ている。なお、上述したように、本実施例では複数系統
たとえば３系統のレジスト供給系を有し、前記CPU70
は、第１〜第３のベローズポンプ33−1,33−2,33−３を
それぞれ駆動制御可能となっている。また、ダミーディ
スペンスを実行する場合には、事前にレジストノズル30
をチャック10の上部領域より退避して実行する必要があ
るので、各供給系毎に配置された第１〜第３のスキャナ
ー31−1,31−2,31−３をそれぞれ駆動制御可能となって
いる。従って、各レジストノズル30−1,30−2,30−３を
それぞれ独立してチャック10上でセンタリングし、か
つ、退避駆動できるようになっている。

また、このCPU70には、ディスペンスが所定時間実施さ
れないことによりノズル30先端のレジスト液が劣化する
おそれがあり、このため、この時間経過後はダミーディ
スペンス動作を開始するための時間を設定するための時
間設定部71が接続され、本実施例ではたとえば１秒〜99
9秒の内の任意時間の設定が可能となっている。また、
前記CPU70には、この塗布装置にウエハ１を搬入する前
に、前段の搬送部にウエハ１が存在した場合に出力され
る搬送レディ信号が入力されるようになっている。

そして、前記CPU70は、搬送レディ信号が途絶えてから
前記設定時間をカウントダウンするカウンタ72を接続
し、設定時間経過前に次の搬送レディ信号があった場合
にはカウンタ72をリセットし、次の搬送レディ信号受領
前に前記設定時間を経過した場合には、上記ポンプ33−
１〜33−3,及びスキャナー31−１〜31−３を駆動制御し
てダミーディスペンス動作を実行制御するようになって
いる。この意味で、前記CPU70,時間設定部71及びカウン
タ72は、本発明の制御手段を構成する一例である。

次に、作用について説明する。

先ず、通常のレジスト塗布工程では、搬送部より搬送レ
ディ信号をCPU70が受領後、チャック10上に既にウエハ
１が存在しないことをチャック10のバキュームチェック
などにより検知し、ウエハ１の不存在が確認されたら、
ウエハ１を塗布装置に搬入してチャック10上に載置す
る。

次に、スピンチャック10のバキューム系を駆動して、ス
ピンチャック10上でウエハ１を真空吸着することで固定
する。

その後、前記カップ40を上昇させて第２図に示す位置で
停止する。

以上のような搬送駆動は、レジスト塗布装置のCPU70の
指令に基づき、予め組み込まれた搬送プログラムに従っ
て実行される。この搬送駆動の終了後に、ユーザによっ
て組み込まれた独自プログラムをレシピ（Recipe）コン
トローラ（図示せず）によって実行することで、レジス
ト塗布動作が開始される。すなわち、モータ20の駆動に
よってスピンチャック10上のウエハ１を1000rpm程度に
回転させた状態で、バルブV1,V2をオープンとし、ベロ
ーズポンプ33を駆動することにより、ウエハ１のほぼ中
心に位置する上方位置に設定されているレジストノズル
30より所定量のレジスト液をウエハ１の表面に滴下す
る。その後、ウエハ１の回転数を4000rpm程度まで上げ
て回転し、遠心力によってウエハ１の表面に均一にレジ
スト液を塗布することになる。

この際、ウエハ１の端部より飛散したレジスト液は、カ
ップ40によって底部に導かれ、図示しないドレイン管よ
り排出されることになる。

上記のレジスト塗布動作の終了後、上記動作によって汚
染されたウエハ１の裏面洗浄を開始する。この裏面洗浄
は、洗浄ノズル50より洗浄剤たとえば溶剤を吐出し、か
つ、ウエハ１をモータ20によってたとえば2000rpm程度
の回転数で回転しつつ実行する。

上述したウエハ１の裏面洗浄の終了後は、カップ40を第
２図の位置よりも下方に下降させ、次にスピンチャック
10のバキュームをOFFした後にウエハ１の搬出を実行す
る。

以上の動作により、一枚のウエハ１に対するレジスト塗
布動作の一サイクルが終了し、以降搬送レディ信号を受
領する毎にこれを繰り返して実行することになる。

ここで、この種のレジスト塗布装置では、ウエハ１上に
レジスト液を均一に塗布する要求があり、このためには
ノズル30から適正な量のレジスト液を吐出する必要があ
る。そして、万一前記レジストノズル30の先端に劣化し
たレジスト液が存在していると、上記の適正な吐出動作
を確保できない。このような劣化は、レジストノズル30
より長時間ディスペンスが実行されない場合に、ノズル
30先端のレジスト液が空気と接触することにより生じて
いる。

そこで、CPU70は劣化したレジスト液のダミーディスペ
ンス動作を自動的に実行制御するようにしている。

すなわち、予め時間設定部71によって、搬送レディ信号
が途絶えてから何秒後にダミーディスペンス動作を開始
するかの時間を設定しておく。そして、搬送レディ信号
が途絶えてからカウンタ72でこの設定時間をカウントダ
ウンしてゆく。このカウンタ72の出力により、設定時間
が経過したことをCPU70が検知することができる。な
お、設定時間経過前に次のレデイ信号が入力された場合
には、前記カウンタ72をリセットする。

このダミーディスペンス動作は下記のようにして実行さ
れる。すなわち、CPU70の制御により、先ずスキャナー3
1を駆動して、チャック10の中心に対向した位置にある
レジストノズル30をチャック10よりも外れた位置にスキ
ャンし、この後に前記ベローズポンプ33を駆動してノズ
ル30の先端より所定量のレジスト液をディスペンスする
ことで実行される。

ここで、本実施例では、複数のレジスト供給系でのダミ
ーディスペンスを実行制御するため、下記の４種類のモ
ードを選択可能となっている。

＜第１のモード＞ このモードは、３系統のレジスト供給系のうちのいずれ
か１系統を指定し、この指定されたレジスト供給系に付
いてのみ上記設定時間毎にダミーディスペンスを実行す
るものである。

＜第２のモード＞ このモードは、第１のレジスト供給系及び第２のレジス
ト供給系について、同時にダミーディスペンスを実行す
るモードである。

＜第３のモード＞ 以上の第1,第２のモードでは、現在使用中のレジスト供
給系以外の系統についてダミーディスペンスを実行して
しまう恐れがあるので、前記レシピコントローラで分か
っている現在使用中のレジスト供給系に付いてのみダミ
ーディスペンスを実行するモードがこの第３のモードで
ある。この第３のモードによれば、レジスト供給系を変
えた場合にも、モード変更を要せずに現在使用中のダミ
ーディスペンスを確実に実行できる。

＜第４のモード＞ この第４のモードは、第３のモードを更に進めたもので
あり、第３のモードによればたとえばロットの切れ目の
間に前記設定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、この第４のモードでは、
前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、レジスト液が
高価なものであるので、何回も実行するとレジスト液が
無駄となり、次のロットが開始される場合のようにウエ
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
液の無駄を省き、かつ、劣化したレジスト液の廃棄を確
実に行うようにしたものである。

このように、上記実施例によれば上記のいずれかのモー
ドを選択してダミーディスペンスを実行することで、ダ
ミーディスペンス作業を自動的に実行することができ、
一旦設定時間を設定した後は、ダミーディスペンスの日
程管理を要しないので、作業者の管理負担をも軽減さ
れ、ダミーディスペンス工程の不実行を確実に防止する
ことで常時適正なレジスト塗布動作を確保することがで
きる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の
範囲内で種々の変形実施が可能である。

たとえば、ダミーディスペンスを実行する場合には、チ
ャック上にレジスト液がかからないようにする必要があ
るが、上記実施例のようにレジストノズル30を退避する
ものに限らず、多少構成が複雑になるが、レジストノズ
ル30の先端に廃棄用レジスト液の受け皿を移動させる構
成とすることもできる。また、塗布装置を構成する各種
部材については、上記実施例を掲げたものに限らず、ス
ピンチャックがモータと共に上下動するタイプなど、種
々の方式を採用することができる。

さらに、本発明が適用される塗布装置としては、必ずし
も半導体ウエハへのレジスト塗布に限らず、マスクへの
レジスト塗布等種々の塗布装置に適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば滴下可能状態であ
りながら設定時間以上に亘って滴下が実行されない場合
に、自動的に少なくとも１回劣化したレジスト液のダミ
ーディスペンス動作を実施することができるので、従来
の手動による作業に比べれば作業が大幅に簡易化され、
かつ、一旦時間を設定した後ダミーディスペンスの動作
を管理する必要もなく、レジスト液が劣化する恐れのあ
るタイミングで確実にダミーディスペンス動作が実行さ
れるので、レジストの均一塗布を常時確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明を半導体ウエハのレジスト塗布装置に
適用した一実施例装置での、ダミーディスペンス動作の
制御系のブロック図、 第２図は第１図のレジスト塗布装置の全体構成を説明す
るための概略説明図である。 １……被塗布材、 30……レジストノズル、 33……ベローズポンプ、 70,71,72……制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レジスト液吐出手段によって、被塗布材の
   表面にレジスト液を滴下して、レジスト塗布を行うレジ
   スト塗布装置に於いて、 上記レジスト液滴下可能状態で、設定時間以上滴下され
   ない場合に、自動的に少なくとも１回上記レジスト液吐
   出手段によるダミーディスペンス動作を実行制御する制
   御手段を設けたことを特徴とするレジスト塗布装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 複数の上記レジスト液吐出手段が上記制御手段の被制御
   対象とされ、 上記制御手段は、現在使用中の上記レジスト液吐出手段
   について上記ダミーディスペンス動作を実行制御するこ
   とを特徴とするレジスト塗布装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 上記制御手段は、上記設定時間以上滴下されない場合で
   あって、かつ、レジスト塗布領域の前段にて上記被塗布
   材の存在が確認されるのをまって、上記ダミーディスペ
   ンス動作を少くとも１回実行制御することを特徴とする
   レジスト塗布装置。