(57)【要約】【課題】レジスト塗布ユニット内あるいは現像ユニット内におけるウェハ処理時間を短縮化し、レジスト塗布・露光・現像プロセスの安定化を図る。【解決手段】２系統以上のレジストノズルからダミーディスペンスを実施する場合（Ｓ１−１）に、同時あるいはそれに準じた時間差にてダミーディスペンスを実施することにより（Ｓ１−２）、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンス実施の時間を全体的に短くする。この結果、レジスト塗布ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数系統のレジスト塗布用ノズルおよび現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置において、ノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンス動作を２系統以上の前記レジスト塗布用ノズルあるいは前記現像ノズルから実施する場合に、同時あるいはそれに準じた時間差にてダミーディスペンスすることを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【請求項２】
単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルあるいは現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置のノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、レジスト塗布ユニットあるいは現像ユニット内部でプロセス処理中であっても、前記レジスト塗布用ノズルあるいは前記現像ノズルが退避位置にある場合には、ダミーディスペンスを実施することを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【請求項３】
単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルあるいは現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置におけるノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、レジスト塗布ユニットあるいは現像ユニット内部でプロセス処理中であっても、プロセス処理に無関係な前記レジストあるいは前記現像液についてはダミーディスペンスを実施し、プロセス処理で使用される前記レジストあるいは前記現像液についてはダミーディスペンス待機時間間隔をリセットし、前記プロセス処理完了後に再設定することを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【請求項４】
複数系統のレジスト塗布用ノズルあるいは現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置におけるノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、複数系統の前記レジスト塗布用ノズル間あるいは前記現像ノズル間のダミーディスペンス動作間隔に任意に時間差を設定し、別のレジストあるいは別の現像液のダミーディスペンスまでの間は通常のプロセス処理を実施することを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【請求項５】
単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルあるいは現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置におけるノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄する一定時間間隔あるいは一定枚数処理後のダミーディスペンス動作において、レジスト塗布・現像プロセス中である場合には、ダミーディスペンス動作を実施する場合でも、レジスト塗布ユニットあるいは現像ユニットからみて後続のウェハ処理が全て完了となるまで、ダミーディスペンス動作を延期することを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【請求項６】
単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルと現像ノズルを有するレジスト塗布現像装置におけるノズル先端部のレジストあるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、装置稼動中である場合と装置待機中である場合に、それぞれ独立したダミーディスペンス方法を自動的に設定することにより、装置の稼動状況に応じたダミーディスペンスを実施することを特徴とするレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト塗布現像装置におけるレジストノズル先端部でのレジスト固着の防止や変質したレジスト、あるいは現像液を吐出廃棄するダミーディスペンスの実施方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス動作について図面を用いて説明する。
【０００３】
半導体製造装置のフォトリソグラフィ工程で使用されるレジスト塗布現像装置は、半導体ウェハ上にレジストを塗布する作業と、マスク形状をレジスト上にパターン転写されたウェハを現像する作業とによりレジストパターンを形成している。レジストあるいは現像液はノズル先端から規定量吐出されるが、ノズル先端部から薬液が吐出されない状態が長時間続いた場合には、ノズル先端部の薬液が乾燥し、薬液がノズル先端部に固着してしまうことがある。その結果、薬液を吐出する際に規定量吐出されなかったり、ノズル先端部の固着物により薬液の吐出方向が乱れてしまい、その結果、塗布むらが生じたりする。また固着物がウェハ上に落下することにより、それが起因のパーティクルが発生し、マスクパターンが正常に転写されずに欠陥となり得る。
【０００４】
前記不具合を解消するために、レジスト塗布現像装置では、薬液がある一定時間使用されなかった場合、あるいは一定枚数のウェハを処理した後に、ダミーディスペンスという薬液吐出が行われることが一般的である。このダミーディスペンス動作により、ノズル先端部を常にウェットな状態に保つことができ、その結果、ノズル先端部における薬液の乾燥を防止している（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００５】
図１０はレジスト塗布現像装置のレジストにおける従来のダミーディスペンス動作のフローチャートであって、レジスト塗布現像装置のユニット内にあるウェハのプロセス処理が完了するまで待機し（Ｓ１０−１）、完了すればダミーディスペンスを実施する。これを選択されたノズル１系統ずつ行う（Ｓ１０−２）。
【０００６】
図１１（１）〜（９）はレジスト塗布現像装置のレジストにおける従来のダミーディスペンス動作の工程図であって、新規のウェハ１がレジスト塗布ユニット内へ搬入、装填されると（１）、レジストノズル２がウェハ１上に移動し（２）、ウェハ１が回転した状態でレジスト４が塗布され（３）、塗布後に（４）、レジストノズル２は、ダミーディスペンス部３に待避し（５）、ウェハ１に厚膜が形成され（６）、ウェハ１が回転終了してから（７）、レジストノズル２のダミーディスペンスを実施し（８）、完了と共にウェハ１が交換される（９）。
【０００７】
図１２（１）〜（７）はダミーディスペンスを実施する場合、複数系統のレジストノズル５，６，７が存在する場合であり、この場合においても、レジスト８，９，１０をレジストノズル１系統ずつ連続的にダミーディスペンスすることが一般的である。なお、ここではレジストを例に挙げて説明したが、現像液についても同様である。
【特許文献１】特開平５−１９０４３６号公報
【特許文献２】特開平９−３２０９５８号公報
【特許文献３】特開２０００−１９５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、レジスト塗布現像装置は、主に熱板ユニット，冷却板ユニット，塗布ユニット，現像ユニット，移載ユニット，搬送ユニットなどにより構成されていることが一般的である。ウェハは、各ユニットで一枚ずつ処理され、各々のユニットではユニット内部でのウェハ処理が完了し、なおかつ前あるいは後のユニットにおけるウェハ処理が完了した場合にウェハが次ユニットへ搬送される。このため、ユニット内部でのウェハの過加熱などの現象が発生しないように、各ユニットでの処理時間が略均等になるように熱板ユニットを複数個搭載したり、ウェハ処理時間が各ユニットで均等になるようにしたり、あるいは処理時間が増加してもプロセスに影響を与えないユニットにてウェハを待機させるなどの工夫をするのが一般的である。
【０００９】
しかしながら、あるユニットでの処理時間が何らかの原因で増加してしまった場合、結果として他のユニット内部における待機時間が増加してしまい、それがレジスト塗布・露光・現像プロセスを不安定にさせている原因となっている。
【００１０】
レジスト塗布ユニット内、あるいは現像ユニット内におけるウェハ処理とウェハ処理の間でダミーディスペンス動作が実行された場合、ダミーディスペンスの時間分だけ他ユニット内部でのウェハ待機時間が増加してしまい、その結果、前後の熱板ユニットでのウェハの過加熱現象が発生してしまうことなる。
【００１１】
トランジスタの高集積化・高密度化に伴い、半導体デバイス作製においては複数のレジストが使用されるようになっている。そのため、１台のレジスト塗布現像装置に搭載されるレジストノズル数は増加する傾向にあり、かつレジストは熱などの影響を受けやすいものへと変化している。
【００１２】
このため、次ウェハがレジスト塗布ユニット内へ搬入または装填される前に、レジストを１系統ずつ連続的にダミーディスペンスするという従来の方式では、レジスト系統数に比例してダミーディスペンスの時間が長くなり、結果としてレジスト塗布ユニット内におけるウェハ処理時間の増加となってしまっている。その結果、前後の熱板ユニットにおけるウェハの過加熱現象が発生してしまい、レジスト塗布・露光・現像プロセスの不安定要因の一つとなっている。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、レジスト塗布ユニット内あるいは現像ユニット内でのウェハ処理時間を短縮化して、レジスト塗布・露光・現像プロセスの安定化を図るようにしたレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法では、２系統以上のレジストあるいは現像液のダミーディスペンスを同時に実施する機能や、ダミーディスペンス実施のタイミング変更機能、プロセス処理に無関係なレジストについては、ダミーディスペンスを実施可能とし、またプロセス処理で使用されるレジストについては、ダミーディスペンス待機時間間隔をリセットし、プロセス処理完了後に再設定する機能、複数系統のレジスト塗布用ノズル間あるいは現像ノズル間のダミーディスペンス動作間隔に任意に時間差を設定する機能、後続ウェハがある場合には、ダミーディスペンスを実施せず、後続ウェハの処理が完了するまでダミーディスペンスを延期する機能、装置稼動中である場合と装置待機中である場合に、それぞれ独立したダミーディスペンス方法を自動的に設定するという装置の稼動状況に応じたダミーディスペンスを実施する機能などを備えて、前記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法では、前記のような機能を具備することにより、レジスト塗布ユニット内部あるいは現像ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における複数系統でのダミーディスペンス方法に係るフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように本発明のダミーディスペンス方法では、２系統以上のレジストノズルからダミーディスペンスを実施する場合には（Ｓ１−１）、同時あるいはそれに準じた時間差（略同時）にてダミーディスペンスを実施する（Ｓ１−２）。
【００１９】
ダミーディスペンスのタイミングは、ダミーディスペンスの時間間隔あるいはウェハの処理枚数で設定されているため、ロット処理中にそのタイミングが到来することがある。ダミーディスペンスに要する時間をレジスト１系統あたり約１０秒、レジスト塗布ユニット内のレジスト系統数を６系統と仮定した場合、同時にダミーディスペンスを実施した場合は約１０秒で完了するが、１系統ずつダミーディスペンスを実施する方式では単純計算で約６０秒の時間を必要としてしまう。
【００２０】
次ウェハがレジスト塗布ユニット内へ搬入または装填される前に、ダミーディスペンスを実施するという従来の方式では、ダミーディスペンスが完了しなければ、ユニット間のウェハ搬送が実施されないため、結果として、ダミーディスペンスに要した時間分だけ各ユニット内部でウェハを保持してしまうことになる。よって、１系統ずつダミーディスペンスを実施する従来の方式では各ユニット内部で約６０秒のウェハ待機時間が発生してしまう。
【００２１】
熱板ユニット内でウェハの過加熱が発生した場合には、レジストパターン形状に影響を及ぼすことが知られている。図２は熱板ユニット内部でのウェハ待機時間とレジストパターン寸法の相関関係を示す特性図である。熱板での処理後の待機時間が長くなるにつれ、パターン寸法が細くなることが分る。よって、ダミーディスペンスを実施するタイミングで熱板ユニット内に存在したウェハは、ダミーディスペンスの時間分だけ待機することによる過加熱を生じ、その結果、そのウェハのパターン寸法は寸法異常となる。よって、製品の安定した歩留りを達成するためには、ユニット内での余分な待機時間を発生させない工夫が必要であるため、ダミーディスペンスに要する時間はできるだけ短い方がよい。
【００２２】
よって、２系統以上のレジストノズルからダミーディスペンスを実施する場合には、同時あるいはそれに準じた時間差にてダミーディスペンスを実施することにより、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンス実施の時間を全体的に短くすることができる。この結果、レジスト塗布ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。
【００２３】
なお、図３（１）〜（３）では、レジストノズル１１，１２，１３の３系統のレジスト１４，１５，１６の場合を示しているが、２系統あるいはそれ以上の系統数のレジストである場合にも有効である。
【００２４】
また、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【００２５】
（実施形態２）
図４（１）〜（８）は本発明の実施形態２におけるレジスト塗布現像装置のレジストにおけるダミーディスペンス動作の工程図である。
【００２６】
図４に示すように、新規のウェハ１がレジスト塗布ユニット内へ搬入、装填されると（１）、レジストノズル２１がウェハ１上に移動し（２）、ウェハ１が回転した状態で（３）、レジスト２２が塗布され（４）、塗布後、レジストノズル２１は、ダミーディスペンス部３に待避され（５）、その時点でレジストノズル２１のダミーディスペンスを実施する（６）。その間、ウェハ１は、回転状態で厚膜が形成され、ウェハ１の回転終了で（７）、プロセスが完了し、完了と共にウェハ１が交換される（８）。つまり、本ダミーディスペンス方法では、単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルを有するレジスト塗布現像装置において、ノズル先端部のレジストの固着防止あるいは変質したレジストを吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、レジスト塗布ユニット内部でプロセス処理中であっても、レジストノズルが退避位置に戻った直後にダミーディスペンスを実施している。
【００２７】
レジスト塗布の工程では、レジストノズル２１は、ウェハ１上にレジスト２２を吐出した直後に、退避位置へ退避する。同時にレジストを吐出されたウェハは、回転することにより、一定のレジスト膜厚を形成することが一般的である。レジストノズル２１がノズル退避位置へ戻った直後にダミーディスペンスを実施した場合、ダミーディスペンスに要する時間がウェハの回転時間より短ければ、ダミーディスペンスの有無に関わらずレジスト塗布ユニット内でのウェハ処理時間は常に一定となる。
【００２８】
よって、次ウェハがレジスト塗布ユニット内へ搬入または装填される前にダミーディスペンスを実施するという従来の方式と比較して、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンス実施によるプロセス停止時間を全体的に短くし、レジスト塗布ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。
【００２９】
なお、図５はノズルが待機位置にあるか否かの判断に係るフローチャートであり、ダミーディスペンス処理のレジスト塗布後でノズルが待機位置へ戻った直後に、ダミーディスペンスを実施しているが（Ｓ５−１）、ノズルが待機位置にて待機しており、レジスト塗布に影響を与えないタイミングであればダミーディスペンスを実施してもよい（Ｓ５−２）。
【００３０】
なお、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【００３１】
（実施形態３）
図６は本発明の実施形態３における処理時使用薬液のダミーディスペンスに係るフローチャートである。単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルを有するレジスト塗布現像装置において、ノズル先端部のレジストの固着防止あるいは変質したレジストを吐出廃棄する一定時間間隔あるいは一定枚数処理後のダミーディスペンス動作において、プロセス処理で使用されるレジストか否かをまず判断し、プロセス処理で使用されるレジストについては、プロセス時のレジスト吐出動作そのものがダミーディスペンスとみなすことができる。
【００３２】
よって、図６に示すように、本ダミーディスペンス方法では、レジスト塗布ユニットにおいてプロセス処理中であっても、プロセス処理に無関係なレジストについては（Ｓ６−１のＮｏ）、ダミーディスペンスを実施可能とするが（Ｓ６−４）、プロセス処理において使用されるレジストについては（Ｓ６−１のＹｅｓ）、ダミーディスペンス待機時間間隔をリセットし（Ｓ６−２）、プロセス処理完了後に再設定（Ｓ６−３）することにより、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンス実施の時間を排除し、レジスト塗布ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。
【００３３】
尚、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【００３４】
（実施形態４）
図７は本発明の実施形態４におけるダミーディスペンス方法に係るタイミングチャートである。レジスト系統間に任意の時間間隔を設定したダミーディスペンスを示す。図７に示すように本ダミーディスペンス方法では、複数系統のレジスト塗布用ノズル間のダミーディスペンス動作間隔に任意に時間差を設定している。ダミーディスペンスを実施した後の時間間隔Ａ、Ｂ、Ｃのタイミングでは、通常のプロセス処理を実施できることを特徴としている。これにより、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンスを実施する際には、一枚のウェハ処理中においては、レジスト１系統分のダミーディスペンス分しか時間が余分にかからないことになる。この結果、レジスト塗布ユニット内部でのウェハ処理時間を安定させ、結果として熱板ユニットなどにおけるウェハの過加熱を防止することができる。
【００３５】
なお、図では３系統のレジストの場合を示しているが、２系統あるいはそれ以上の系統数のレジストである場合にも有効である。
【００３６】
また、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【００３７】
（実施形態５）
図８は本発明の実施形態５におけるダミーディスペンス方法に係るフローチャートである。ダミーディスペンス処理を延期する場合の流れを示す。図８に示すように、本ダミーディスペンス方法では、単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルを有するレジスト塗布現像装置において、ノズル先端部のレジストあるいは現像液の固着防止あるいは変質したレジストを吐出廃棄する一定時間間隔あるいは一定枚数処理後のダミーディスペンス動作において、レジスト塗布・現像プロセス中である場合には（Ｓ８−１）、本来ならダミーディスペンス動作を実施する場合でも、レジスト塗布ユニットからみて、後続のウェハの処理が全て完了となるまでダミーディスペンス動作を遅らせている（Ｓ８−２）。これにより、レジスト塗布・露光・現像プロセス中にはダミーディスペンスに要する時間が全く発生しないため、レジスト塗布ユニット内部におけるウェハ処理時間を常に一定にさせることができる。その結果、熱板ユニットなどにおけるウェハの余分な待機時間が発生しないため、ウェハの過加熱を防止することができ、パターン寸法の安定化を実現できる。
【００３８】
なお、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【００３９】
（実施形態６）
図９は本発明の実施形態６におけるダミーディスペンス方法に係るフローチャートである。装置稼動状況に応じたダミーディスペンス自動設定に関する。図９に示すように、本ダミーディスペンス方法では、単数または複数系統のレジスト塗布用ノズルを有するレジスト塗布現像装置において、ノズル先端部のレジストの固着防止あるいは変質したレジストを吐出廃棄するダミーディスペンス動作において、装置稼動中である場合と装置待機中である場合に、それぞれ独立したダミーディスペンス方法を自動的に設定（Ｓ９−１，Ｓ９−２）することによって、装置の稼動状況に応じたダミーディスペンスを実施することにより、レジスト塗布・露光・現像プロセス中のダミーディスペンス実施時間の最適化を図り、プロセス停止ロスを短くすることによって、レジスト塗布・露光・現像プロセスの安定化を実現できる。また、稼動状況に合わせたダミーディスペンスを実施することにより、レジストのダミーディスペンス使用量削減を実現できる。
【００４０】
なお、図ではレジスト塗布ユニットを例に挙げて説明したが、現像ユニットについても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のレジスト塗布現像装置のダミーディスペンス方法は、レジスト以外の各種薬液でも、ノズルから吐出する際に乾燥し、固着してしまうような場合に、時間的に効率よくダミーディスペンスするために利用可能である。さらに本発明は、従来のｇ線，ｉ線，ＫｒＦ用のレジスト塗布・露光・現像プロセスのみでなく、今後開発されるであろうＡｒＦ，Ｆ２，ＥＢ露光などを含めた全てのレジスト塗布・露光・現像プロセスにおいても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態１における複数系統でのダミーディスペンス方法に係るフローチャート
【図２】熱板ユニット内部でのウェハ待機時間とレジストパターン寸法の相関関係を示す特性図
【図３】（１）〜（３）は３系統のレジストのダミーディスペンスを示す工程図
【図４】（１）〜（８）は本発明の実施形態２におけるレジスト塗布現像装置のレジストにおけるダミーディスペンス動作の工程図
【図５】本実施形態におけるノズルが待機位置にあるか否かの判断に係るフローチャート
【図６】本発明の実施形態３における処理時使用薬液のダミーディスペンスに係るフローチャート
【図７】本発明の実施形態４におけるダミーディスペンス方法に係るタイミングチャート
【図８】本発明の実施形態５におけるダミーディスペンス方法に係るフローチャート
【図９】本発明の実施形態６におけるダミーディスペンス方法に係るフローチャート
【図１０】レジスト塗布現像装置のレジストにおける従来のダミーディスペンス動作のフローチャート
【図１１】（１）〜（９）はレジスト塗布現像装置のレジストにおける従来のダミーディスペンス動作の工程図
【図１２】（１）〜（７）は従来の複数系統レジストにおけるダミーディスペンスの工程図
【符号の説明】
【００４３】
１  ウェハ
１１，１２，１３，２１  レジストノズル
１４，１５，１６，２２  レジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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