(57)【要約】【課題】  レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液の塗布むらを防止する。【解決手段】  気泡検出部５にて気泡が検出されると、滴下回数計数部７は、気泡検出部５にて気泡が検出された後に、ノズル６を介してウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数を計数し、ウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数が規定数に達すると、ノズル駆動部８にてレジスト廃液口２２上にノズル８を移動させ、レジスト廃液口２２上でレジスト液Ｒを滴下させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト液を吐出するノズルと、
前記レジスト液を送り出すポンプと、
前記ポンプから送り出されたレジスト液を前記ノズルに導く配管と、
前記配管内を流れるレジスト液に含まれる気泡を検出する気泡検出部と、
前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の少なくとも一部を塗布対象上に吐出してから、前記気泡を含むレジスト液を前記塗布対象上以外の領域に排出するレジスト液排出部とを備えることを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項２】
前記気泡検出部は、
前記配管に光を出射する発光部と、
前記配管を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部にて検出された信号強度に基づいて気泡の有無を判定する気泡判定部とを備えることを特徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記気泡検出部は、
前記配管内の静電容量を検出する静電容量検出部と、
前記静電容量検出部にて検出された静電容量に基づいて気泡の有無を判定する気泡判定部とを備えることを特徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記レジスト液排出部は、
前記塗布対象上以外の領域に配置され、前記レジスト液を受け入れる受液部と、
前記気泡判定部にて気泡が検出された後に前記塗布対象上に滴下されたレジスト液の滴下数を計数する滴下数計数部と、
前記滴下数計数部にて計数されたレジスト液の滴下数が規定数に達した時に、前記ノズルを前記受液部上に移動させるノズル駆動部とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のレジスト塗布装置。
【請求項５】
前記規定数は、前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の滴下量に対応していることを特徴とする請求項４記載のレジスト塗布装置。
【請求項６】
ノズルを介し塗布対象上にレジスト液を吐出する工程と、
前記ノズルに送出されるレジスト液に混入した気泡を検出する工程と、
前記気泡が検出された後に前記塗布対象上に滴下されたレジスト液の滴下数を計数する工程と、
前記レジスト液の滴下数が規定数に達した時に、前記ノズルを前記塗布対象上以外の領域に移動させる工程と、
前記気泡が含まれるレジスト液を前記塗布対象上以外の領域に排出する工程とを備えることを特徴とするレジスト塗布方法。
【請求項７】
ノズルを介しウェハ上にレジスト液を吐出する工程と、
前記ノズルに送出されるレジスト液に混入した気泡を検出する工程と、
前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の少なくとも一部を前記ウェハ上に吐出してから、前記気泡を含むレジスト液を前記ウェハ以外の領域に排出する工程と、
前記ウェハ上に塗付されたレジスト液の露光および現像を行なう工程と、
前記ウェハ上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記ウェハのイオン注入処理またはエッチング処理を行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレジスト塗布装置、レジスト塗布方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、レジスト中の気泡を除去する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレジスト塗布装置では、レジスト液の塗布むらを防止するため、レジストに混入した気泡を定期的に目視で監視し、気泡が確認されると、気泡が排出されるまでレジストを廃棄することにより、その気泡を除去することが行なわれていた。
また、例えば、特許文献１には、被塗布基板上に塗布されたレジスト膜にストリエーションが発生することを防止するため、ポンプと吐出ノズルとの間に気泡検知センサを配置し、気泡検知センサにて気泡が検知されると、レジスト液の流れをドレイン側に切り替える方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−９３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、気泡を目視で監視しながらレジスト液を廃棄する方法では、気泡の見落としが発生し、レジスト液の塗布むらを完全に排除することができないという問題があった。また、この方法では、気泡が確認されると、気泡が排出されるまでレジスト液が廃棄されるので、レジスト液の廃棄量が増大するとともに、レジスト液の廃棄が手動で行なわれるため、スループットが低下するという問題があった。
【０００４】
また、特許文献１に開示された方法では、気泡が検知されると、レジスト液の流れがドレイン側に切り替えられるため、レジスト液の廃棄量が増大するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液の塗布むらを防止することが可能なレジスト塗布装置、レジスト塗布方法および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るレジスト塗布装置によれば、レジスト液を吐出するノズルと、前記レジスト液を送り出すポンプと、前記ポンプから送り出されたレジスト液を前記ノズルに導く配管と、前記配管内を流れるレジスト液に含まれる気泡を検出する気泡検出部と、前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の少なくとも一部を塗布対象上に吐出してから、前記気泡を含むレジスト液を前記塗布対象上以外の領域に排出するレジスト液排出部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、塗布対象上以外の領域に排出されるレジスト液を、気泡が含まれる部分に限定することができる。このため、配管内を流れるレジスト液に気泡が検出された場合においても、その気泡の検出位置からノズルまでの間に存在するレジスト液が無駄に廃棄されることを防止しつつ、そのレジスト液に含まれる気泡を除去することができ、レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液の塗布むらを防止することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係るレジスト塗布装置によれば、前記気泡検出部は、前記配管に光を出射する発光部と、前記配管を透過した光を受光する受光部と、前記受光部にて検出された信号強度に基づいて気泡の有無を判定する気泡判定部とを備えることを特徴とする。
これにより、レジスト液が流れる配管の外側からレジスト液に含まれる気泡を検出することができ、配管を切断することなく、気泡を精度よく検出することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るレジスト塗布装置によれば、前記気泡検出部は、前記配管内の静電容量を検出する静電容量検出部と、前記静電容量検出部にて検出された静電容量に基づいて気泡の有無を判定する気泡判定部とを備えることを特徴とする。
これにより、配管が不透明な場合においても、レジスト液が流れる配管の外側からレジスト液に含まれる気泡を検出することができ、配管を切断することなく、気泡を精度よく検出することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るレジスト塗布装置によれば、前記レジスト液排出部は、前記塗布対象上以外の領域に配置され、前記レジスト液を受け入れる受液部と、前記気泡判定部にて気泡が検出された後に前記塗布対象上に滴下されたレジスト液の滴下数を計数する滴下数計数部と、前記滴下数計数部にて計数されたレジスト液の滴下数が規定数に達した時に、前記ノズルを前記受液部上に移動させるノズル駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、ノズルの位置を制御することで、気泡の検出位置からノズルまでの間に存在するレジスト液を塗布対象上に吐出してから、気泡を含むレジスト液を塗布対象上以外の領域に排出することができる。このため、塗布対象上以外の領域に排出されるレジスト液を、気泡が含まれる部分に限定することができ、レジスト液の使用量の増大を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るレジスト塗布装置によれば、前記規定数は、前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の滴下量に対応していることを特徴とする。
これにより、気泡が検出された後のレジスト液の滴下数を計数することで、気泡の検出位置からノズルまでの間に存在するレジスト液の滴下量を算出することができる。このため、気泡の移動状況を監視することなく、ノズルの先端に気泡が到達したかどうかを判定することができ、レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、そのレジスト液に含まれる気泡を除去することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るレジスト塗布方法によれば、ノズルを介し塗布対象上にレジスト液を吐出する工程と、前記ノズルに送出されるレジスト液に混入した気泡を検出する工程と、前記気泡が検出された後に前記塗布対象上に滴下されたレジスト液の滴下数を計数する工程と、前記レジスト液の滴下数が規定数に達した時に、前記ノズルを前記塗布対象上以外の領域に移動させる工程と、前記気泡が含まれるレジスト液を前記塗布対象上以外の領域に排出する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、塗布対象上以外の領域に排出されるレジスト液を、気泡が含まれる部分に限定することができ、レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液の塗布むらを防止することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、ノズルを介しウェハ上にレジスト液を吐出する工程と、前記ノズルに送出されるレジスト液に混入した気泡を検出する工程と、前記気泡の検出位置から前記ノズルまでの間に存在するレジスト液の少なくとも一部を前記ウェハ上に吐出してから、前記気泡を含むレジスト液を前記ウェハ以外の領域に排出する工程と、前記ウェハ上に塗付されたレジスト液の露光および現像を行なう工程と、前記ウェハ上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記ウェハのイオン注入処理またはエッチング処理を行う工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、レジスト液の廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液の塗布むらを防止することが可能となり、コストアップを抑制しつつ、半導体装置の製造不良を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係るレジスト塗布装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレジスト塗布装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、ウェハＷは、スピンチャック２１上に保持されるとともに、ウェハＷ上には、ノズル６が配置されている。また、レジスト瓶１にはレジスト液Ｒが貯留され、レジスト瓶１は、配管チューブ１１を介してノズル６に接続されている。なお、配管チューブ１１としては、例えば、フッ素樹脂製のチューブを用いることができる。そして、レジスト瓶１とノズル６との間には、ポンプ２、フィルタ３、サックバック４および気泡検出部５が設けられ、ノズル６には、滴下回数計数部７およびノズル駆動部８が設けられている。
【００１６】
ここで、ポンプ２は、配管チューブ１１を介してレジストＲをノズル６に送り出す。フィルタ３は、配管チューブ１１を流れるレジストＲを濾過することにより、レジストＲに含まれる異物を除去する。サックバック４は、ノズル６の先端を吸引することにより、ノズル６の液垂れを防止する。気泡検出部５は、配管チューブ１１内を流れるレジスト液Ｒに含まれる気泡を検出する。なお、レジスト液Ｒに含まれる気泡を検出方法としては、例えば、配管チューブ１１内の光の透過率を計測するようにしてもよいし、配管チューブ１１内の静電容量の変動を計測するようにしてもよい。
【００１７】
ノズル６は、ウェハＷ上にレジスト液Ｒを滴下する。滴下回数計数部７は、気泡検出部５にて気泡が検出された後に、ノズル６を介して滴下されたレジスト液Ｒの滴下数を計数する。なお、レジスト液Ｒの滴下数を計数する方法としては、例えば、ノズル６の先端にフォトインタラプタを設置し、レジスト液Ｒの滴下による光の遮断回数を計数するようにすることができる。ノズル駆動部８は、ノズル６を駆動することにより、ウェハＷ上とそれ以外の領域との間でノズル６を移動させる。
【００１８】
そして、ウェハＷ上にレジスト液Ｒを塗布する場合、レジスト瓶１に貯留されたレジスト液Ｒをポンプ２にて吸い出させる。そして、ポンプ２にて吸い出されたレジスト液Ｒは、フィルタ３にて異物が除去された後、サックバック４を介して気泡検出部５に送られる。そして、レジスト液Ｒが気泡検出部５に送られると、気泡検出部５にて気泡の有無が検出された後、ノズル６を介してウェハＷ上に滴下される。
【００１９】
ここで、気泡検出部５は気泡を検出すると、気泡が検出されたということを滴下回数計数部７に通知する。そして、滴下回数計数部７は、気泡が検出されたという通知を気泡検出部５から受け取ると、気泡検出部５にて気泡が検出された後に、ノズル６を介してウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数を計数する。そして、ウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数が規定数に達すると、ウェハＷ上でのレジスト液Ｒの滴下を一旦中断し、サックバック４にてノズル６の先端を吸引することにより、ノズル６の先端に溜まったレジスト液Ｒをノズル６内に引き込む。
【００２０】
なお、気泡検出部５にて気泡が検出された後に、ウェハＷ上に滴下されるレジスト液Ｒの滴下数としては、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液Ｒの滴下量に対応させることができる。
そして、ノズル駆動部８にてノズル８を駆動させ、ウェハＷ上以外の領域にノズル８を移動させる。そして、ウェハＷ上以外の領域にノズル８を移動させると、その領域でレジスト液Ｒを滴下させる。ここで、ウェハＷ上以外の領域でレジスト液Ｒを滴下させる場合、少なくとも気泡を含む１滴だけ滴下させることができる。
【００２１】
これにより、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液ＲをウェハＷ上に滴下してから、レジスト液Ｒに含まれる気泡を排除することができる。このため、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液Ｒが無駄に廃棄されることを防止しつつ、そのレジスト液Ｒに含まれる気泡を除去することができ、レジスト液Ｒの廃棄量の増大を抑制しつつ、レジスト液Ｒの塗布むらを防止することが可能となる。
【００２２】
なお、図１の実施形態では、サックバック４とノズル６との間に気泡検出部５を設ける方法について説明したが、ポンプ２とフィルタ３との間にも気泡検出部５を設けるようにしてもよいし、フィルタ３とサックバック４との間にも気泡検出部５を設けるようにしてもよい。
図２は、図１の気泡検出部５の概略構成を示す断面図、図３は、図１の気泡検出部５の出力信号を示す図である。
【００２３】
図２において、配管チューブ１１の周囲には、発光部１３ａおよび受光部１３ｂが設けられている。また、発光部１３ａおよび受光部１３ｂの周囲には、外乱光の影響を排除するために遮光カバー１２が配置されている。なお、配管チューブ１１としては、フッ素樹脂などの透明性樹脂を用いることができる。また、発光部１３ａと受光部１３ｂとは、配管チューブ１１を間に挟むようにして互いに対抗配置することができる。さらに、発光部１３ａから出射される光は、レジスト液Ｒを感光させない波長帯に設定することができる。
【００２４】
そして、レジスト液Ｒに含まれる気泡１４を検出する場合、発光部１３ａから出射された光を受光部１３ｂで検出しながら、配管チューブ１１内にレジスト液Ｒを流す。そして、レジスト液Ｒに混入した気泡１４が発光部１３ａと受光部１３ｂとの間を通過すると、レジスト液Ｒに遮られていた光が気泡１４を介して発光部１３ａに入射し、図３に示すように、受光部１３ｂから出力される信号の電圧レベルが上昇する。このため、受光部１３ｂから出力される信号の電圧レベルの変動を監視することにより、気泡１４を検出することができる。
【００２５】
なお、図２の方法では、光の透過量に基づいて、レジスト液Ｒに含まれる気泡１４を検出する方法について説明したが、配管チューブ１１内の静電容量に基づいて、気泡１４を検出するようにしてもよい。これにより、配管チューブ１１が不透明な場合においても、レジスト液Ｒが流れる配管チューブ１１の外側からレジスト液Ｒに含まれる気泡１４を検出することができ、配管チューブ１１を途中で切断することなく、気泡１４を精度よく検出することができる。
【００２６】
図４は、本発明の一実施形態に係る気泡の排出方法を示す平面図、図５は、本発明の一実施形態に係るレジスト液の滴下回数と滴下量の関係を示す図である。
図４において、ウェハＷは、スピンチャック２１上に保持されるとともに、ウェハＷ上には、ノズル６が配置されている。また、ウェハＷの横には、ノズル６から滴下されたレジスト液Ｒを受液するレジスト廃液口２２が設けられている。また、ノズル６には、ウェハＷ上とレジスト廃液口２２との間でノズル６を移動させるノズル駆動部８が接続されている。
【００２７】
そして、図１の気泡検出部５にて気泡が検出されると、滴下回数計数部７は、気泡検出部５にて気泡が検出された後にノズル６を介してウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数を計数する。そして、ウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数が規定数に達すると、ノズル駆動部８にてレジスト廃液口２２上にノズル８を移動させ、レジスト廃液口２２上でレジスト液Ｒを滴下させる。
【００２８】
ここで、図５に示すように、ウェハＷ上に滴下されるレジスト液Ｒの滴下数に対し、ウェハＷ上に滴下されるレジスト液Ｒの滴下量には一定の関係がある。そして、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液Ｒの滴下量をＢとすると、その滴下量Ｂに対応するレジスト液Ｒの滴下数Ａを求めることができる。
このため、気泡が検出された後に、レジスト液Ｒを滴下数ＡだけウェハＷ上に滴下してから、レジスト廃液口２２上にノズル８を移動させることにより、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液Ｒが無駄に廃棄されることを防止することができ、レジスト液Ｒの廃棄量の増大を抑制することができる。
【００２９】
例えば、気泡の検出位置からノズル６までの間の配管チューブ１１内に存在するレジスト液Ｒの容積が１８ｃｃ分だけあり、１回当たりの滴下量が１．５ｃｃであるとすると、気泡が検出されてから１１回まではウェハＷ上にレジスト液Ｒを滴下し、１２回目の滴下をレジスト廃液口２２上で行なうことにより、気泡を排除することができる。
なお、気泡の排除を確実に行なうため、気泡の位置に対応する滴下の前後でもレジスト廃液口２２上にてレジスト液Ｒの滴下を行なうようにしてもよく、例えば、気泡が検出されてから１０回まではウェハＷ上にレジスト液Ｒを滴下し、例えば、１１、１２、１３回目の滴下をレジスト廃液口２２上で行なうようにしてもよい。
【００３０】
図６は、本発明の一実施形態に係る気泡の排出方法を示すフローチャートである。
図６において、図１の気泡検出部５にて気泡が検出されない場合（ステップＳ１）、ノズル８を介してウェハＷ上にレジスト液Ｒを滴下する（ステップＳ２）。
そして、図１の気泡検出部５にて気泡が検出されると、滴下回数計数部７は、滴下回数Ｎをゼロにリセットしてから（ステップＳ３）、滴下回数Ｎを１だけ増加させる（ステップＳ４）。そして、滴下回数Ｎが規定数Ａに達したがどうか判定し（ステップＳ５）、滴下回数Ｎが規定数Ａに達していない場合、ノズル８を介してウェハＷ上にレジスト液Ｒを１滴だけ滴下する（ステップＳ６）。
【００３１】
そして、ウェハＷ上にレジスト液Ｒを１滴だけ滴下した後、気泡検出部５にて気泡が再び検出されたかどうかを判断する（ステップＳ７）。そして、前回の気泡が排除されるまでに、気泡が再び検出された場合、確率的に異常があると判断して、レジスト液Ｒの塗付処理を中断するとともに、警報ブザーを鳴らして、オペレータに異常を知らせる（ステップＳ８）。
【００３２】
そして、滴下回数Ｎを１だけ増加させながら、ウェハＷ上にレジスト液Ｒの滴下を繰り返し、ウェハＷ上に滴下されたレジスト液Ｒの滴下数Ｎが規定数Ａに達すると、ノズル駆動部８にてレジスト廃液口２２上にノズル８を移動させ、レジスト廃液口２２上でレジスト液Ｒを１滴だけ滴下させることにより、気泡を排除することができる（ステップＳ９）。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施形態に係るレジスト塗布装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の気泡検出部５の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１の気泡検出部５の出力信号を示す図である。
【図４】一実施形態に係る気泡の排出方法を示す平面図である。
【図５】一実施形態に係るレジスト液の滴下回数と滴下量の関係を示す図である。
【図６】一実施形態に係る気泡の排出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
Ｒ  レジスト、１  レジスト瓶、２  ポンプ、３  フィルタ、４  サックバック、５  気泡検出部、６  ノズル、７  滴下回数計数部、８  ノズル駆動部、１１  配管チューブ、１２  遮光カバー、１３ａ  発光部、１３ｂ  受光部、１４  気泡、２１  スピンチャック、２２  レジスト廃液口、Ｗ  ウェハ
【図１】
2005136185.tif 000003
【図２】
2005136185.tif 000004
【図３】
2005136185.tif 000005
【図４】
2005136185.tif 000006
【図５】
2005136185.tif 000007
【図６】
2005136185.tif 000008