(57)【要約】【課題】エッジリンスの際に形成される有機反射防止膜やフォトレジストのエッジ盛り上がりや溶解残りが生じることのない塗布機及び塗布方法を提供する。【解決手段】ウェハ上に成膜された塗布膜１０９ｄのウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去するための塗布機であって、塗布膜１０９ｄに対する溶解速度が異なる複数種の溶剤を混合してエッジリンスを行う機構１０２，１０３を有する。【選択図】　　　図１
2004128251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に成膜された塗布膜のウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去するための塗布機において、
塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤を混合してエッジリンスを行う機構を有することを特徴とする塗布機。
【請求項２】
前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記混合は塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われることを特徴とする請求項１に記載の塗布機。
【請求項３】
前記エッジリンスを行う機構は、前記塗布膜毎にリンス液に含有される複数の溶剤の比率を可変とするための流量調節機構を有することを特徴とする請求項１に記載の塗布機。
【請求項４】
前記流量調節機構を使用して、前記塗布膜の溶解速度に合わせてリンス液中の溶剤の混合比率を調節することを特徴とする請求項３に記載の塗布機。
【請求項５】
前記塗布膜は、有機反射防止膜またはフォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載の塗布機。
【請求項６】
前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項５に記載の塗布機。
【請求項７】
ウェハ上に成膜された塗布膜のウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去するめたの塗布機において、
上記塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤の中から任意のものを選択してエッジリンスを行う機構を有することを特徴とする塗布機。
【請求項８】
前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記選択は塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われることを特徴とする請求項７に記載の塗布機。
【請求項９】
前記エッジリンスを行う機構は、塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤をそれぞれ供給するための複数のリンスノズルを有すること特徴とする請求項７に記載の塗布機。
【請求項１０】
前記塗布膜は、有機反射防止膜またはフォトレジストであることを特徴とする請求項７に記載の塗布機。
【請求項１１】
前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項１０に記載の塗布機。
【請求項１２】
ウェハ上に塗布膜を成膜し、ウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去する塗布方法において、上記塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤を混合してエッジリンスを行うことを特徴とする塗布方法。
【請求項１３】
前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記混合は前記塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われることを特徴とする請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記塗布膜は、有機反射防止膜またはフォトレジストであることを特徴とする請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１５】
前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項１４に記載の塗布方法。
【請求項１６】
ウェハ上に塗布膜を成膜し、ウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去する塗布方法において、上記塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤の中から任意のものを選択してエッジリンスを行うことを特徴とする塗布方法。
【請求項１７】
前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記選択は塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われることを特徴とする請求項１６に記載の塗布方法。
【請求項１８】
前記塗布膜は、有機反射防止膜またはフォトレジストであることを特徴とする請求項１６に記載の塗布方法。
【請求項１９】
前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項１８に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造プロセスのフォトリソグラフィ工程で用いる有機反射防止膜やフォトレジストの塗布機及び塗布方法に関するものであり、特に、有機反射防止膜とフォトレジストのエッジ盛り上がりや溶解残りを抑制する塗布機及び塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４から図１９を参照して、従来の回転塗布型塗布機及び塗布方法について説明する。
【０００３】
従来の回転塗布型塗布機では、リンス液が１種類しか使用できないため、有機反射防止膜やレジスト毎に溶解速度の調節ができない。このため、塗布機に接続された複数種の有機反射防止膜やフォトレジストのそれぞれについてエッジの盛り上がりや溶解残りを抑制することができなかった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１４に示されているように、従来の塗布機は、カップ３０５（ウェハの回転で振り切られた有機反射防止膜やレジストやリンス液を廃液として収集する）、ウェハホルダー３０６、ウェハホルダー３０６を回転させるためのモータ３０７、有機反射防止膜またはフォトレジストを滴下するための塗布ノズル３０１（図では省略されているが、一般には、有機反射防止膜またはフォトレジストの種類や粘度毎に複数の塗布ノズルが用意されてる）、リンス液を滴下するためのリンスノズル３０３から構成されている。
【０００５】
図１４に示されているように、リンスノズル３０３は１本しか備えられておらず、複数の溶剤を混合する機構も備えていない。
【０００６】
この従来の塗布機で有機反射防止膜の塗布を行う様子を図１５から図１９に示す。リンス液が１種類しか使用できないため、有機反射防止膜やレジスト毎に溶解速度の調節ができない。このため、塗布機に接続された複数種の有機反射防止膜やフォトレジストのそれぞれについてエッジの盛り上がり（図１８の３０９ｅ）や溶解残り（図１９の３０９ｇ）を抑制することができなかった。
【０００７】
以上のようなエッジリンスの際に生じる有機反射防止膜やフォトレジストのエッジ盛り上がり３０９ｅや溶解残り３０９ｇはエッチング残渣やゴミの発生を誘発するため、歩留まり低下や汚染の原因となっており由々しき問題であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２４２０４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来の技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、エッジリンスの際に形成される有機反射防止膜やフォトレジストのエッジ盛り上がりや溶解残りが生じることのない塗布機及び塗布方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ウェハ上に成膜された塗布膜のウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去するための塗布機において、塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤を混合してエッジリンスを行う機構を有することを特徴とする。
【００１１】
この際、前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記混合は塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われる。
【００１２】
前記エッジリンスを行う機構は、前記塗布膜毎にリンス液に含有される複数の溶剤の比率を可変とするための流量調節機構を有する。
【００１３】
前記流量調節機構を使用して、前記塗布膜の溶解速度に合わせてリンス液中の溶剤の混合比率を調節する。
【００１４】
前記塗布膜は、例えば、有機反射防止膜またはフォトレジストである。
【００１５】
例えば、前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
【００１６】
また、本発明では、ウェハ上に成膜された塗布膜のウェハ側面に形成されたふちだまりをリンス液でエッジリンスを行うことにより除去するめたの塗布機において、上記塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤の中から任意のものを選択してエッジリンスを行う機構を有することを特徴とする。
【００１７】
この際、前記塗布膜の溶解速度は塗布膜の種類毎に異なり、前記選択は塗布膜のエッジの盛り上がりが最小となるように行われる。
【００１８】
前記エッジリンスを行う機構は、塗布膜に対する溶解速度が異なる複数種の溶剤をそれぞれ供給するための複数のリンスノズルを有する。
【００１９】
前記塗布膜は、例えば、有機反射防止膜またはフォトレジストである。
【００２０】
例えば、前記複数種の溶剤は、イソプロピルアルコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態の概略について説明する。
【００２２】
リンス液に対する有機反射防止膜やフォトレジストの溶解速度にはエッジの盛り上がりが最小となる最適な値が存在するが、有機反射防止膜やフォトレジストの溶解性も種類毎に異なる。
【００２３】
そこで、有機反射防止膜１０９ｄやフォトレジストに対する溶解速度が異なる２種類の溶剤（例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ））を混合してエッジリンスを行う。この際、塗布を行う有機反射防止膜やフォトレジスト毎に、各溶剤の流量調節機構１０２、１０３であらかじめ求められた混合比となるように調節を行い、エッジの盛り上がりを最小とする。
【００２４】
以上のような塗布機及び塗布方法を用いることで、塗布機に接続された全種類の有機反射防止膜やフォトレジストに対して、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じない最適な溶解速度を有するリンス液を供給することが可能となる。
【００２５】
次に、図４を用いて、本発明の第１の実施の形態の回転塗布型塗布機の具体的構成を説明する。
【００２６】
塗布機は、カップ１０５（ウェハの回転で振り切られた有機反射防止膜やレジストやリンス液を廃液として収集する）、ウェハホルダー１０６、ウェハホルダー１０６を回転させるためのモータ１０７、有機反射防止膜またはフォトレジストを滴下するための塗布ノズル１０１（図では省略されているが、一般には、有機反射防止膜またはフォトレジストの種類や粘度毎に複数の塗布ノズルが用意されてる）、リンス液を滴下するためのリンスノズル１１１から構成されている。
【００２７】
本発明の第１の実施の形態による塗布機の特徴は、塗布を行う有機反射防止膜やフォトレジスト毎に、リンス液に含有される複数の溶剤の比率を可変とするための流量調節機構１０２、１０３が備えられている点である。この流量調節機構１０２，１０３を用い、塗布を行う有機反射防止膜やレジストの溶解性に合わせてリンス液中の溶剤の混合比率を調節することで、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じなくすることが可能となる。
【００２８】
図５から図８を参照して、ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法について説明する。
【００２９】
図５のホルダ１０６にに吸着されたウェハ１０４上に塗布ノズル１０１から有機反射防止膜１０９ａを滴下し、液盛りする。一般的に、塗布ノズル１０１は有機反射防止膜・フォトレジストの種類や粘度ごとに複数設置されているが、図５では簡略化のために実際に使用される１本のみ表示している。
【００３０】
続いて、図６に示すようにモータ１０７を回転させることによりウェハ１０４を任意の回転数で回転させ、液盛りした有機反射防止膜１０９ａを所望の膜厚となるように成膜する。この際、ウェハ１０４の側面に有機反射防止膜のふちだまり１０９ｃが形成される。
【００３１】
このふちだまり１０９ｃはウェハキャリアなどに接触した場合に剥がれてゴミ発生の原因となるために、図７に示すように、リンス液１１０でエッジリンスを行い除去する必要がある。ところで、リンス液に対する有機反射防止膜やフォトレジストの溶解速度にはエッジリンス後のエッジの盛り上がりが最小となり、溶解残りも生じない最適な値が存在するが、有機反射防止膜やフォトレジストの溶解性も種類毎に異なる。
【００３２】
そこで、有機反射防止膜やフォトレジストに対する溶解速度が異なる２種類の溶剤（例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ））を混合してエッジリンスを行う。
【００３３】
この際、塗布を行う有機反射防止膜やフォトレジスト毎に、各溶剤の流量調節機構１０２、１０３であらかじめ求められた混合比となるように調節を行い、エッジの盛り上がりを最小とする。
【００３４】
以上のような塗布機及び塗布方法を用いることで、塗布機に接続された全種類の有機反射防止膜やフォトレジストに対して、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じない最適な溶解速度を有するリンス液を供給することが可能となる。図８は以上のような処理に基づき回転塗布が終了した状態を有機反射防止膜１０９ｅと共に示している。
【００３５】
ここで、最適な溶解速度を図２を用いて説明する。
【００３６】
図２はリンス液中のＩＰＡとＰＥＧＭＥＡの混合比率を変化させたときのある有機反射防止膜の溶解速度で、ＩＰＡの混合比率が多くなるにつれて溶解速度が低下することを表している。
【００３７】
図２中、溶解速度が低いａの領域では十分なエッジリンスが行われず溶解残りが発生する。一方、溶解速度が高いｃの領域では溶解残りは生じないものの、有機反射防止膜の樹脂が膨潤を起こしエッジの盛り上がりを生じる。両者の中間のｂの領域（ＩＰＡの混合比率が２０から４０ｖｏｌ％）ではエッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じない。
【００３８】
図３は先よりも溶解性が高い有機反射防止膜の例であり、同様にＩＰＡとＰＥＧＭＥＡの混合比率を変化させたときの有機反射防止膜の溶解速度を示している。この場合はエッジの盛り上がりも溶解の残りも生じないＩＰＡの混合比率は６３から７７ｖｏｌ％となる。以上のように、塗布を行う有機反射防止膜やレジストの溶解性に合わせてリンス液中の溶剤の混合比率を調節することにより、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じなくすることが可能である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図９から図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４０】
まず、図９を用いて本発明の第２の実施の形態による回転塗布型塗布機の構成について説明する。
【００４１】
塗布機は、カップ２０５（ウェハの回転で振り切られた有機反射防止膜やレジストやリンス液を廃液として収集する）、ウェハホルダー２０６、ウェハホルダーを回転させるためのモータ２０７、有機反射防止膜またはフォトレジストを滴下するための塗布ノズル２０１（図では省略されているが、一般には、有機反射防止膜またはフォトレジストの種類や粘度毎に複数の塗布ノズルが用意されてる）、リンス液を滴下するためのリンスノズル２１１から構成されている。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態による塗布機の特徴は、それぞれ異なるリンス液を供給するための複数のリンスノズル２０２と２０３が備えられている点である。この複数のリンスノズル２０２，２０３のそれぞれごとに、有機反射防止膜やフォトレジストに対する溶解速度が異なる溶剤をリンス液として供給する（例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）をそれぞれ異なる比率であらかじめ混合したて溶剤など）。
【００４３】
以上のような複数のリンスノズル２０２，２０３を用いた塗布機では、塗布を行う有機反射防止膜やレジストの溶解性に合わせてリンス液の種類を選択することができ、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じなくすることが可能となる。
【００４４】
続いて、図１０から図１３を参照して、ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法について説明する。
【００４５】
図１０のホルダ２０６に吸着されたウェハ２０４上に塗布ノズル２０１から有機反射防止膜２０９ａを滴下し、液盛りする。一般的に、塗布ノズル２０１は有機反射防止膜・フォトレジストの種類や粘度ごとに複数設置されているが、図１０では簡略化のために実際に使用される１本のみ表示している。
【００４６】
続いて、図１１に示すように、モータ２０７を回転させることによりウェハ２０４を任意の回転数で回転させ、液盛りした有機反射防止膜を所望の膜厚となるように成膜する。この際、ウェハ２０４の側面に有機反射防止膜２０９ａのふちだまり２０９ｃが形成される。
【００４７】
このふちだまり２０９ｃはウェハキャリアなどに接触した場合に剥がれてゴミ発生の原因となるために、図１２に示すように、リンス液２１０でエッジリンスを行い除去する必要がある。
【００４８】
この際、塗布機に接続された複数の溶剤のなかから、塗布を行う有機反射防止膜に合わせた溶解性を有するものを選択してリンス液として供給できるために、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じなくすることが可能となる。
【００４９】
図１３は、以上のような処理に基づき回転塗布が終了した状態を有機反射防止膜２０９ｅと共に示している。
【００５０】
以上のように、塗布を行う有機反射防止膜やレジストの溶解性に合わせてリンス液の種類を選択することにより、エッジの盛り上がりが問題ない程度に抑制され溶解残りも生じなくすることが可能である。
【００５１】
以上示した実施形態では、有機反射防止膜やフォトレジストに対する溶解速度が異なる溶剤の例として、ＩＰＡとＰＥＧＭＥＡをとりあげたが、これ以外にも乳酸エチル、酢酸ブチル、エチルエトキシプロピオネート、メチルエチルケトン、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジメチルエーテルなども同様に適用可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布機に接続された全種類の有機反射防止膜やフォトレジストのエッジ盛り上がりを抑制し溶解残りも生じなくすることができる。
【００５３】
さらに、エッジ盛り上がり起因のエッチング残渣や溶解残り起因のゴミの発生がなくなるため、歩留まり向上や汚染の危険性低減といった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略について説明するための図である。
【図２】リンス液中のＩＰＡ混合比と溶解速度の関係を示す図である。
【図３】リンス液中のＩＰＡ混合比と溶解速度の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の回転塗布型塗布機の具体的構成を示す図である。
【図５】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図６】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図７】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図８】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による回転塗布型塗布機の構成を示す図である。
【図１０】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図１１】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図１２】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図１３】ウェハ上に有機反射防止膜を回転塗布する方法を説明するための図である。
【図１４】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【図１５】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【図１６】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【図１７】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【図１８】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【図１９】従来の塗布機及び塗布方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１　塗布ノズル
１０２　流量調節機構
１０３　流量調節機構
１０４　ウェハ
１０５　カップ
１０６　ウェハホルダー
１０７　モータ
１０９ａ　有機反射防止膜
１０９ｃ　ふちだまり
１１０　リンス液
１１１　リンスノズル
２０１　塗布ノズル
２０２　リンスノズル
２０３　リンスノズル
２０４　ウェハ
２０５　カップ
２０６　ウェハホルダー
２０７　モータ
２０９ａ　有機反射防止膜
２０９ｃ　ふちだまり
２１０　リンス液
２１１　リンスノズル
【図１】
2004128251.tif 000003
【図２】
2004128251.tif 000004
【図３】
2004128251.tif 000005
【図４】
2004128251.tif 000006
【図５】
2004128251.tif 000007
【図６】
2004128251.tif 000008
【図７】
2004128251.tif 000009
【図８】
2004128251.tif 000010
【図９】
2004128251.tif 000011
【図１０】
2004128251.tif 000012
【図１１】
2004128251.tif 000013
【図１２】
2004128251.tif 000014
【図１３】
2004128251.tif 000015
【図１４】
2004128251.tif 000016
【図１５】
2004128251.tif 000017
【図１６】
2004128251.tif 000018
【図１７】
2004128251.tif 000019
【図１８】
2004128251.tif 000020
【図１９】
2004128251.tif 000021