(57)【要約】【課題】装置内に操作者の腕を入れずに、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、処理液の吐出量を検査可能とする。【解決手段】処理液の吐出されるノズル１７が待機するノズル待機手段３３から、ノズル１７を取り出して、回転駆動される被処理体１０の所定の処理液供給位置まで移動させ、被処理体１０にノズル１７を介して処理液を供給するに際し、ノズル待機手段３３のノズル１７の下方位置にノズル１７から吐出される処理液を貯留する容器３７と、容器中に吐出される処理液を含む容器３７の総重量を計量する計量手段４１と、計量手段４１による計量結果に基づいてノズル１７からの処理液の吐出量を求める制御部４３とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液の吐出されるノズルが待機するノズル待機手段から、前記ノズルを取り出して、回転駆動される被処理体の所定の処理液供給位置まで移動させ、前記被処理体に前記ノズルを介して処理液を供給する液供給装置であって、
前記ノズル待機手段の前記ノズルの下方位置に該ノズルから吐出される処理液を貯留する容器と、
該容器中に吐出される前記処理液を含む容器の総重量を計量する計量手段と、
前記計量手段による計量結果に基づいて前記ノズルからの前記処理液の吐出量を求める制御部と、
を備えたことを特徴とする液供給装置。
【請求項２】
前記ノズル待機手段に複数のノズルが待機可能となり、
それぞれの前記ノズルに応じて複数の前記容器が配置され、
前記計量手段が前記複数の容器を一括して計量可能なことを特徴とする請求項１記載の液供給装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記処理液の種類に応じた規定の重量値を記憶するとともに、該規定の重量値と前記計量結果とを比較して、前記計量結果が規定の重量値に対して所定の範囲を超えたときに警告信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液供給装置。
【請求項４】
処理液の吐出されるノズルが待機するノズル待機手段から、前記ノズルを取り出して、回転駆動される被処理体の所定の処理液供給位置まで移動させ、前記被処理体に前記ノズルを介して処理液を供給する液供給装置の液吐出量検査方法であって、
前記ノズル待機手段の前記ノズルの下方位置配置した容器に対する第１の総重量を計量し、
前記ノズルから前記容器へ前記処理液を一回吐出させた後、前記処理液を含む容器の第２総重量を計量し、
該第２総重量から前記第１総重量を減算して、前記処理液の一回の吐出量を演算することを特徴とする液供給装置の液吐出量検査方法。
【請求項５】
前記ノズルから複数回の吐出を行い、
前記第２総重量から前記第１総重量を減算した前記処理液の吐出量を、この吐出回数で除算して一回当たりの吐出量を演算することを特徴とする請求項４記載の液供給装置の液吐出量検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト塗布装置や現像装置等に用いて好適な液供給装置及びその液吐出量検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハにレジスト液を塗布する装置としてスピンコート法を用いたものが知られている。スピンコート法は、装置に備えられた液吐出装置のノズルによってレジスト液を半導体ウエハの中央部に滴下した後、この半導体ウエハを所定の回転速度で回転させ、このときの遠心力によって半導体ウエハ上にレジスト薄膜を形成するものである。この際、滴下されるレジスト液の液量が多いとレジスト液の消費コストが増大し、少ないと塗布ムラが発生する。したがって、塗布装置においては、半導体ウエハ上に形成されるレジスト薄膜の膜厚を高精度に制御するため、液吐出装置のノズルから半導体ウエハ上に滴下されるレジスト液の滴下量を、正確に制御する必要がある。
【０００３】
このような事情からレジスト塗布装置では、液吐出装置のメンテナンス作業として、レジスト液の吐出量検査が行われている。従来、レジスト液の吐出量を検査する方法としては、例えば、ダミーディスペンスモードを利用して、先端にノズルの固定されたアームをノズル待機位置にて手動でアップさせ、このノズルの下に例えば、メスシリンダー等を手で保持して、レジスト液を滴下させる方法が知られている（特許文献１参照）。また、他の方法として、ノズルにレジスト液を供給する配管（チューブ）を取り外し、このチューブから吐出されるレジスト液を直接メスシリンダー等で受けることにより吐出量を測定する方法もある。さらにはノズルからアームを退避させることにより、所望する液供給量を検査する方法もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３６４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の液供給装置における液吐出量検査方法は、ノズルの保持されていないノズル保持手段を、ノズル待機手段上から退避させ、次いで、検査者がノズル待機手段上のノズルを手で取り出し、ノズルから処理液を吐出させ、吐出させた処理液をメスシリンダー等で受けることにより、吐出量の検査を行っていた。
しかしながら、液吐出量の確認を行う際、どうしても装置内に操作者の腕を入れて測定を行わなければならないため、装置内パーツヘの接触や、パーティクル等の混入が懸念されていた。特に近年の半導体装置の高集積度化等に伴い、レジスト薄膜の精度に対する要求も厳しくなっているため、レジスト液の吐出量の検査はなるべく頻繁に行うことが望ましい。したがって簡便に、かつ装置への悪影響を及ぼさない液吐出量の検査を行うことができる装置が嘱望されていた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量を検査することができる液供給装置及びその液吐出量検査方法を提供し、もって、操作者による装置内パーツへの接触、装置内へのパーティクル混入等を防ぎ、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、処理液の吐出量を検査可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  処理液の吐出されるノズルが待機するノズル待機手段から、前記ノズルを取り出して、回転駆動される被処理体の所定の処理液供給位置まで移動させ、前記被処理体に前記ノズルを介して処理液を供給する液供給装置であって、
前記ノズル待機手段の前記ノズルの下方位置に該ノズルから吐出される処理液を貯留する容器と、
該容器中に吐出される前記処理液を含む容器の総重量を計量する計量手段と、
前記計量手段による計量結果に基づいて前記ノズルからの前記処理液の吐出量を求める制御部と、
を備えたことを特徴とする液供給装置。
【０００７】
この液供給装置によれば、装置内に液供給量を測定する装置が設置されることとなり、容器および処理液の総重量から、処理液の吐出量が自動で求められる。これにより、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量が検査可能となる。また、複数回分の処理液の貯留された容器を計量手段によって計量し、新たに処理液を吐出した容器・処理液の総重量を再び計量することで、任意の吐出回における液供給量も自動で検査することが可能となる。容器には所定量の吐出処理液を貯留しておくことが可能となる。これにより、吐出した処理液をその都度除去して容器を常に空状態にする必要が無く、より手間のかからない検査を可能にすることができる。
【０００８】
（２）  前記ノズル待機手段に複数のノズルが待機可能となり、
それぞれの前記ノズルに応じて複数の前記容器が配置され、
前記計量手段が前記複数の容器を一括して計量可能なことを特徴とする（１）項記載の液供給装置。
【０００９】
この液供給装置によれば、任意の容器に、任意回数分の処理液が貯留されている場合であっても、その状態での全容器・全処理液を計量し、所望種類の処理液を新たに吐出した後に再び全容器・全処理液を計量することで、所望の処理液の任意の吐出回における液供給量が自動で検査可能となる。
【００１０】
（３）  前記制御部が、前記処理液の種類に応じた規定の重量値を記憶するとともに、該規定の重量値と前記計量結果とを比較して、前記計量結果が規定の重量値に対して所定の範囲を超えたときに警告信号を出力することを特徴とする（１）項又は（２）項記載の液供給装置。
【００１１】
この液供給装置によれば、計量値が規定の重量値に対して所定の範囲を超えた場合、警告信号が発報されることで、操作者による処理液自動供給の停止や、供給量の調整が可能となる。これにより、不適正な量の処理液が供給され続けることを防止でき、不要な処理液が消費されることによる処理液コストの増大や、処理液の不足による塗布ムラが防止される。
【００１２】
（４）  処理液の吐出されるノズルが待機するノズル待機手段から、前記ノズルを取り出して、回転駆動される被処理体の所定の処理液供給位置まで移動させ、前記被処理体に前記ノズルを介して処理液を供給する液供給装置の液吐出量検査方法であって、
前記ノズル待機手段の前記ノズルの下方位置配置した容器に対する第１の総重量を計量し、
前記ノズルから前記容器へ前記処理液を一回吐出させた後、前記処理液を含む容器の第２総重量を計量し、
該第２総重量から前記第１総重量を減算して、前記処理液の一回の吐出量を演算することを特徴とする液供給装置の液吐出量検査方法。
【００１３】
この液供給装置の液吐出量検査方法によれば、容器および処理液の総重量から、重量変化分を求めることで、吐出された一回の吐出処理液重量が自動で求められる。したがって、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量の検査が可能となる。
【００１４】
（５）  前記ノズルから複数回の吐出を行い、
前記第２総重量から前記第１総重量を減算した前記処理液の吐出量を、この吐出回数で除算して一回当たりの吐出量を演算することを特徴とする（４）項記載の液供給装置の液吐出量検査方法。
【００１５】
この液供給装置の液吐出量検査方法によれば、複数吐出回の平均値で吐出量が得られ、装置の吐出誤差等によるバラツキを低減させた計量が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液供給装置によれば、ノズル待機手段のノズル下方位置に配置されノズルから吐出された処理液を貯留する容器と、容器中に吐出された処理液を含む容器の総重量を計量する計量手段とを備えたので、装置内に液供給量を測定する装置が設置されることとなり、容器と処理液の総重量から重量変化分を算出することで、吐出された処理液重量を自動で求めることができ、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量を検査することができる。この結果、操作者による装置内パーツへの接触、装置内へのパーティクル混入等を防ぎ、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、処理液の吐出量を検査することができる。
【００１７】
本発明に係る液供給装置の液吐出量検査方法によれば、ノズル待機手段のノズル下方位置に配置した容器の重量を計量手段によって計量し、ノズルから容器へ処理液を一回吐出した後、処理液を含む容器の総重量を計量し、総重量の重量変化分を算出して一回の吐出処理液重量を自動的に演算するので、吐出された一回の吐出処理液重量を自動で求めることができ、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量を検査することができる。この結果、操作者による装置内パーツへの接触、装置内へのパーティクル混入等を防ぎ、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、処理液の吐出量を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る液供給装置及びその液吐出量検査方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る液供給装置の構成図、図２は本発明に係る液供給装置の平面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
本実施の形態による液供給装置１００は、図1に示すように、被処理体である半導体ウエハ１０を真空吸着などによってスピンチャック１１上に載置固定し、このスピンチャック１１をモータ１３の出力軸に固定して回転駆動させるようになっている。
【００１９】
モータ１３は，加速性に優れた高性能モータで構成され、塗布装置内の適宜位置に固定されている。スピンチャック１１に支持される半導体ウエハ１０の上方には、ノズル保持手段（アーム）１５によって、半導体ウエハ１０のほぼ中心位置よりレジスト液を滴下するためのレジストノズル１７が保持され、このレジストノズル１７は移動機構としてのステージ１９によって移動自在になっている。ステージ１９は、図２に示すように、アーム１５をＹ方向に移動させるＹ方向駆動部１９ａと、Ｙ方向駆動部１９ａをＸ方向に移動させるＸ方向駆動部１９ｂとからなる。
【００２０】
レジストノズル１７は、スピンチャック上に載置される半導体ウエハ１０に滴下するレジスト液の種名によって使い分けられるように、例えば４本（図２参照）設けられている。各レジストノズル１７は上記アーム１５のチャック（図示せず）にて把持されるピン２１と共にノズルブロック２３を構成している。なお、上記アーム１５は、上記ピン２１を把持するために上下動される。
【００２１】
また、レジストノズル１７へのレジスト液の供給系は、図１に示すように、レジスト液収容部２５と、レジスト液収容部２５からレジストノズル１７に至る配管２７とによって構成されている。なお、配管２７には液供給ポンプ２９が設けられ、液供給ポンプ２９は後述の制御部によって駆動制御される。なお、供給系には開閉用のバルブ、例えばサックバックバルブなどが設けられてもよい。サックバックバルブは、レジストノズル１７からレジスト液を吐出後、レジストノズル１７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１７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ことができる。
【００２２】
レジストノズル１７の待機位置には、レジストノズル１７の先端部を各々差し込み支持する４個のノズル差し込み部３１を一列に備えたノズル待機手段であるノズル待機ブロック３３が配設されている。液供給装置１００は、ノズル待機ブロック３３に待機させたレジストノズル１７を、アーム１５の動作により自動的に保持して処理液供給位置まで移動させて、レジストノズル１７を介してレジスト液を供給可能とする。このノズル待機ブロック３３に形成した４個のノズル差込み部３１は、内部が空洞になっており、レジストノズル１７の先端部を差込んだ状態で内部が密封状態になるように形成されている。これら４個のレジストノズル１７はそれぞれレジスト液収容部２５に配管２７（図１参照）により接続されている。なお、上記空洞内を、レジスト液の溶剤の雰囲気にして、レジストノズル１７の先端部分のレジスト液の固化を防止するようにしてもよい。
【００２３】
ノズル差込み部３１の横には、それぞれ上記ピン２１の下端部を受け入れるピン位置決め穴３５が形成されている（図３参照）。
【００２４】
図３に示すように、ノズル差し込み部３１のノズル直下には容器３７が配置され、容器３７はレジストノズル１７から吐出された処理液であるレジスト液３９を貯留する。容器３７は、レジストノズル１７から複数回吐出されるレジスト液３９を貯留できる容積を有している。液供給装置１００では、液吐出量検査モード時に、制御部４３によって、ノズル待機ブロック３３に待機中のレジストノズル１７からレジスト液３９が吐出されるようになっている。
【００２５】
ノズル差し込み部３１の底部には計量手段である圧電センサ（ロードセル）４１が設けられ、圧電センサ４１は機械量である圧力を電気量に変換して制御部４３へ送出する。圧電センサ４１は、容器３７の重量、及び容器３７中に吐出されたレジスト液３９を含む容器・処理液の総重量を計量可能としている。
【００２６】
ノズル待機ブロック３３に複数のレジストノズル１７が待機可能となり、それぞれのレジストノズル１７に応じて複数の容器３７が配置されている。本実施の形態では、圧電センサ４１が複数の容器３７を一括して計量可能としている。これにより、圧電センサ４１が一つの簡素な構造で、かつ安価な装置構成を実現している。なお、各容器３７にそれぞれ圧電センサを配置することであってもよい。
【００２７】
以上説明した各構成部は、制御部４３によって動作を制御される。液供給装置１００では、制御部４３の制御により、以下のようにして、半導体ウエハ１０に対するレジストの塗布が行われる。
【００２８】
まず、各レジストノズル１７がノズル待機ブロック３３のノズル差込み部３１内に差込まれた状態、すなわちレジストノズル１７が、待機位置にある状態で、半導体ウエハ１０を挿入し、スピンチャック１１上に載置固定する。
【００２９】
操作者が、液供給装置の図示しない操作パネル上のスイッチを操作して、選択されるレジストノズル１７を指示し、次いで塗布の開始を指示すると、これらの指示は制御部４３に送られる。制御部４３は、入力した指示の内容に応じて、アーム１５を移動させ、選択されたレジストノズル１７をアーム１５に把持させる。
【００３０】
次いで、制御部４３は、アーム１５をアップさせ、さらに、ステージ１９を駆動させて、アーム１５を、レジストノズル１７を把持したままの状態で、ステージ１９に載置された半導体ウエハ１０上まで移動させる。
【００３１】
この位置で制御部４３に制御された液供給ポンプ２９により所定量のレジスト液３９がレジストノズル１７を介して、半導体ウエハ１０上に供給、例えば滴下される。
【００３２】
制御部４３の制御により、モータ１３を駆動させスピンチャック１１を回転させ、この回転による遠心力で、レジスト液３９を、半導体ウエハ１０全表面上に均一に塗布する。
【００３３】
塗布が終了すると、次のウエハに交換する必要があるため移載が終了するまでの期間、制御部４３は、ステージ１９を駆動させて、アーム１５を待機位置まで戻す。
【００３４】
アーム１５をダウンさせて、ノズル待機ブロック３３のノズル差込み部３１にレジストノズル１７の先端部を差込み、溶剤雰囲気中に設定し、アーム１５によるレジストノズル１７の保持を解除し、工程を終了する。なお、上記脱明の塗布動作は、一例であり、種々変更してよいことは言うまでもない。
【００３５】
次に、本発明に係る液供給装置の液吐出量検査方法によって説明する。
図４は本発明に係る液吐出量検査方法の手順を表したフローチャートである。
まず、操作者が図示しない操作パネル上の液吐出量検査モードスイッチを操作することにより、レジストノズル１７をノズル待機ブロック３３へ移動させ、各レジストノズル１７をノズル差込み部３１内に差込まれた状態、すなわち待機位置にある状態とする（ｓ１）。
【００３６】
次いで、制御部４３によって、レジスト液３９の吐出される前の容器３７の重量Ｗ１が圧電センサ４１によって測定される（ｓ２）。
レジストノズル１７から容器３７へレジスト液３９を所定の量で一回吐出する（ｓ３）。
レジスト液３９を吐出した後、再び容器３７の重量を測定することで、レジスト液３９を含む容器（および処理液）の総重量Ｗ２を測定する（ｓ４）。
次いで、総重量Ｗ２から容器３７の重量Ｗ１を減算して重量変化分（Ｗ２−Ｗ１）求め、一回の吐出処理液重量を制御部４３によって自動的に演算する（ｓ５）。ここで、本実施形態においては、液量を重量で管理する例を示すが、これに限らず、重量の減算値（Ｗ２−Ｗ１）に重量値から液容量に換算するための補正係数を乗じて、液容量で管理することでもよい。
【００３７】
制御部４３は、レジスト液３９の種類に応じた規定の重量値を記憶するとともに、この規定の重量値と計量値とを比較して（ｓ６）、計量値が規定の重量値に対して所定の範囲を超えたときに警告信号を出力する警告手段４５に接続されている。計量値が、規定の重量値に対して所定の範囲を超えていないと判断されれば（ｓ７）、液吐出量検査が終了する。
【００３８】
一方、計量値が規定の重量値に対して所定の範囲を超えた場合、警告手段４５から警告信号が発報されることで（ｓ８）、操作者による処理液自動供給の停止や、供給量の調整が可能となる。これにより、不適正な量のレジスト液３９が供給され続けることを防止でき、不要なレジスト液３９が消費されることによるレジスト液コストの増大や、レジスト液３９の不足による塗布ムラが防止される。
【００３９】
このように、装置内に液供給量を測定する装置が設置されることとなり、容器・処理液の総重量から容器３７の重量を減算することで、吐出された一回のレジスト液重量が自動で求められる。これにより、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量が検査可能となる。
【００４０】
また、複数回分のレジスト液３９の貯留された容器３７を圧電センサ４１によって計量し、新たにレジスト液３９を吐出した容器・処理液の総重量を再び計量することで、任意の吐出回における液供給量も自動で検査することが可能となる。つまり、容器３７には所定量の吐出レジスト液３９を貯留しておくことが可能となる。これにより、吐出したレジスト液３９をその都度除去して容器３７を常に空状態にする必要が無く、より手間のかからない検査を可能にすることができる。
【００４１】
さらに、液供給装置の液吐出量検査方法は、複数回の吐出を行った後、総重量から容器３７の重量を減算した吐出総重量を、この吐出回数で除算して一回当たりの吐出量を演算するようにしてもよい。このような方法とすれば、複数吐出回の平均値で吐出量が得られ、装置の吐出誤差等によるバラツキを低減させた計量が可能となる。
【００４２】
したがって、この液供給装置１００によれば、ノズル待機ブロック３３のノズル直下に配置されレジストノズル１７から吐出されたレジスト液３９を貯留する容器３７と、容器３７の重量と容器３７中に吐出されたレジスト液３９を含む容器・処理液の総重量とを計量する圧電センサ４１とを備えたので、装置内に液供給量を測定する装置が設置されることとなり、容器・処理液の総重量から容器３７の重量を減算することで、吐出された処理液重量を自動で求めることができ、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量を検査することができる。この結果、操作者による装置内パーツへの接触、装置内へのパーティクル混入等を防ぎ、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、レジスト液３９の吐出量を検査することができる。
【００４３】
また、任意の容器３７に、任意回数分のレジスト液３９が貯留されている場合であっても、その状態での全容器・全処理液を計量し、所望種類のレジスト液３９を新たに吐出した後に再び全容器・全処理液を計量することで、所望のレジスト液３９の任意の吐出回における液供給量が自動で検査可能となる。
【００４４】
さらに、上記の液吐出量検査方法によれば、ノズル待機ブロック３３のノズル直下に配置した容器３７の重量を圧電センサ４１によって計量し、レジストノズル１７から容器３７へ処理液を一回吐出した後、レジスト液３９を含む容器（および処理液）の総重量を計量し、重量変化分から一回の吐出処理液重量を自動的に演算するので、吐出された一回の吐出処理液重量を自動で求めることができ、装置内に操作者の腕を入れずに、装置内のみで液供給量を検査することができる。この結果、操作者による装置内パーツへの接触、装置内へのパーティクル混入等を防ぎ、簡便な方法で、かつ装置、製品へ悪影響を及ぼすことなく、レジスト液３９の吐出量を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る液供給装置の構成図である。
【図２】本発明に係る液供給装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に係る液吐出量検査方法の手順を表したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  半導体ウエハ（被処理体）
１５  アーム（ノズル保持手段）
１７  レジストノズル
３３  ノズル待機ブロック（ノズル待機手段）
３７  容器
３９  レジスト液（処理液）
４１  圧電センサ（計量手段）
４３  制御部
１００  液供給装置
【図１】
2007329165.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007329165.tif 000005
【図４】
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