(57)【要約】【課題】レジストパターンを形成する製造装置において、レジスト膜中のパーティクル発生の防止と、均一なレジスト膜を形成することが可能なレジスト塗布装置を提供する。【解決手段】レジストを塗布する装置において、複数の塗布ノズル５１，５２に対し、それぞれレジストを圧送する吐出ポンプ２１，２２と、これらの吐出ポンプ２１，２２の内圧を測定するための圧力計３１，３２とを備え、その圧力波形を演算部９で取得してパーティクル数を演算により予測する。もしくは遮光センサー６の電圧波形を演算部９で取得してパーティクル数を演算により予測して、モニタリングシステム１０により予め設定した基準を満たしたノズルのみ使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料を塗布する半導体装置の製造装置において、
前記有機材料を吐出する複数のノズルから予め設定した基準で処理するノズルを選択する機構を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記予め設定した基準は前記有機材料を圧送するポンプの圧力波形から演算によって決めることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
半導体装置の処理途中で前記予め設定した基準値外になった場合に次の半導体基板処理において別のノズルと交換する機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記予め設定した基準は前記有機材料を圧送するポンプの圧力波形と前記有機材料の吐出を確認する遮光センサーの電圧波形から演算によって決めることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記有機材料を半導体基板上に塗布処理する前に吐出ノズル保管ボックス内で前記予め設定した基準でノズル状態を判断する機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記吐出ノズル保管ボックス内でノズル状態が悪化した場合に、前記吐出ノズル保管ボックス内のソルベント等の有機溶剤の濃度を調整する機構を備えたことを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
有機材料を塗布する半導体装置の製造装置に用いられる製造方法において、
前記有機材料を圧送するポンプの波形から塗布された有機材料膜中のパーティクル数を演算により算出して予測す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、有機材料を塗布する装置において、有機材料吐出により形成されるレジスト膜中に、異物やパーティクルの発生を防止することによりパターン形成不良を防止することのできる半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における半導体装置の微細化の進展に伴い、リソグラフィー工程においては線幅の細い、あるいは孔径の小さいレジストパターンニング技術が開発されている。
【０００３】
しかし、露光処理前のレジスト膜形成工程において、塗布される有機材料中に気泡や異物等のパーティクルが含まれる場合においては、塗布後形成されたレジスト膜中にパーティクルが存在することにより、所望のレジストパターンが形成されず加工不良となる。
【０００４】
また、半導体基板の大口径化に伴い、レジスト膜の厚さを均一に塗布しなければならないが、レジスト膜中にパーティクルが存在する場合にはレジスト膜の厚さが不均一となり、焦点深度が面内によって異なるため、レジストパターン寸法がパターンごとに異なってしまうことから、ドライエッチング後の寸法にもばらつきが生じて製品の信頼性を低下させる。
【０００５】
そこで、特許文献１ではレジスト吐出配管にポンピング圧の異なる２つのポンプを設置し、その間にフィルターを設置して気泡をフィルタリングすることにより、レジスト膜中のパーティクル発生を抑制して、パターン不良を防止することが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１１４９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、レジスト吐出配管にフィルターを設置することにより、レジスト中の気泡やパーティクルを除去することは可能であるが、レジストは固着しやすいために、ノズルの先端に固着する場合がある。固着したレジストが半導体基板上に落下した場合は、パーティクルとしてパターン形成不良となる。
【０００７】
また、ノズル先端に異物が付着してレジストの吐出を阻害してしまうため、レジストが正常に滴下されず、所望の膜厚に制御できず不均一なレジスト膜を形成してしまうという問題点がある。
【０００８】
そこで本発明では、吐出ノズルの先端の異物を検出して半導体基板上への異物やパーティクルの落下を防止して、パターン形成不良を防止することのできる半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る半導体基板の製造装置は、複数のレジスト吐出ノズルと、レジストを圧送するためのポンプと、その内圧を測定するための圧力計と、レジスト吐出時の圧力データを取得するための演算部を備えており、予め設定した基準において正常と判定したノズルのみを使用すること特徴としている。このときの設定基準はレジストを吐出するためのポンプの圧力波形から、演算部により有機材料の吐出遅延時間および圧力変化値を算出してパーティクル発生数を予測することを特徴としている。
【００１０】
また、ノズルを連続使用している場合においてもレジスト先端に固着物が形成するため、常にパーティクル数を予測し、予め設定した基準において異常と判定したノズルの使用を停止して、他のノズルに切り替えてもよい。この場合の設定基準は、レジスト吐出時のポンプの圧力波形から算出した演算部により予測されたパーティクル数、もしくはノズル先端から吐出されたレジストにより遮光されることにより吐出状態を検出することが可能な遮光センサーを備えた製造装置においては、吐出開始から実際にレジストが吐出されてセンサーが遮光されるまでの吐出時間をセンサーの電圧波形から差分により算出してパーティクルの発生数を予測することを特徴としている。
【００１１】
また、遮光センサーはノズル保管ボックス内に設置して、半導体基板に吐出する前に予め保管ボックス内でレジストを吐出してセンサーが遮光されるまでの時間を算出してもよく、次の半導体基板処理前にノズル交換することによりパーティクル発生を抑制することを特徴としている。
【００１２】
また、ノズル先端のレジスト固着を防止するためにノズル保管ボックス内に有機溶剤を供給する半導体装置の製造装置において、連続使用中にレジスト吐出時のポンプ圧力波形、もしくは遮光センサーによりパーティクルの発生が確認された場合は、ノズル保管ボックス内の有機溶剤の濃度を調整してもよく、ノズル先端の固着物を溶解して再利用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体製造装置を用いれば、レジストノズル先端の異物を検出することが可能となり、半導体基板上への落下によりパーティクルとなることを防止できるだけでなく、異物がレジストの吐出を阻害して正常にレジストを滴下せずにレジスト膜厚が不均一になることを防止することができる。
【００１４】
そのため、露光時のパターン形成不良を防止することができ、半導体装置の信頼性、あるいは歩留を向上させることはもちろんであるが、定期的に交換する必要のあるノズルの交換周期を決定することができる。これにより最大限ノズル使用を延長させることができるため、コスト削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体基板の製造方法および製造装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る半導体装置の製造装置の概略図である。有機材料はレジストタンク１から吐出ポンプ２１，２２によって吸液される。このときポンプ内の圧力は圧力計３１，３２によって常時測定され、圧力波形のデータは演算部９に伝送される。さらに、有機材料は、吐出ポンプの内圧を上昇させることにより押し出され、吐出配管に設置されたフィルター４１，４２を通して塗布ノズル５１，５２から半導体ウェーハ７上へ供給される。また、塗布カップ８には遮光センサー６を設置しており、吐出された有機材料がセンサーを遮光することにより有機材料の吐出の有無を判定する。さらに、遮光センサー６の電圧波形は演算部９に伝送される。演算部９ではポンプの圧力波形および遮光センサー６の電圧波形から、各ノズルにおけるパーティクル発生数を予測して、モニタリングシステム１０から予め設定した基準に達していないノズルの使用を停止するように装置を制御する。
【００１７】
本設備を用いてレジスト塗布を行うことにより、パーティクルの発生していないノズルのみを使用するため、レジスト膜中にパーティクルが発生することはなく、レジストパターンの形成不良やレジスト膜厚の不均一性を防止することが可能となる。
【００１８】
このとき吐出ポンプ２１，２２の圧力波形からパーティクル数を予測する場合は、図２に示すように、吐出開始してから吐出ポンプの内圧上昇が開始するまでの時間、あるいは吐出時の内圧最大値から演算部により算出する。
【００１９】
また、遮光センサー６の電圧波形からパーティクル数を予測する場合においては、図３に示すように、吐出開始から有機材料がセンサーを遮光するまでの時間を演算部により算出する。
【００２０】
また、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を図４に示す。予め設定した基準内で連続使用している塗布ノズル５１，５２においても、常に演算部において吐出ポンプ２１，２２の圧力波形の変化（Ｓ４０１）、もしくは遮光センサー６の電圧波形（Ｓ４０２）からパーティクル発生数を予測（Ｓ４０３）しておき、基準内であれば、そのまま継続して処理を行う（Ｓ４０５）が、基準から外れた場合は、即時にモニタリングシステムにより当該ノズルの使用を停止して、パーティクルの発生を防止してもよい（Ｓ４０４）。
【００２１】
（実施の形態２）
本発明は図５に示す製造装置の概略図の構成でも実施できる。図５において、図１にて説明した部材には同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
遮光センサー６はレジストノズル保管ボックス１１内に設置し、半導体基板の処理前に予め保管ボックス内でレジストを吐出してパーティクルの発生数を予測してもよい。
【００２３】
この場合においてもパーティクル発生数はポンプの圧力波形もしくは遮光センサーの電圧波形からレジストが吐出されるまでの時間を算出することにより予測し、予め設定した基準に満たないノズルの使用を停止することによりレジスト膜中のパーティクル発生を防止することができる。
【００２４】
（実施の形態３）
また、使用中に予め設定した基準において異常と判定したノズルに対して、保管ボックス内に供給している有機溶剤の濃度を調整してノズル先端の固着物を溶解してもよい。
【００２５】
この場合も吐出ポンプの内圧変化（Ｓ６０１）、または遮光センサーによる吐出遅延時間（Ｓ６０２）から演算部においてパーティクル発生数を予測（Ｓ６０３）し、設定基準に達していれば再度使用する（Ｓ６０７）。
【００２６】
また、設定基準を満たしていなければ、繰り返し有機溶剤の濃度を調整（Ｓ６０４）して、ノズル先端の固着物の溶解を行ってもよく、同様にパーティクル発生数を予測（Ｓ６０５）して、基準内であれば再度使用する（Ｓ６０７）が、複数回繰り返しても設定基準を満たさない場合は、モニタリングシステムから当該ノズルの使用を停止して、ノズルの交換を行う（Ｓ６０６）。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る半導体製造装置および半導体装置の製造方法は、レジストノズル先端の異物を検出することができ、有機材料を塗布する装置などに実施して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体製造装置の構成図
【図２】本発明の実施形態１に係るパーティクルとポンプ圧力の関係を示す図
【図３】本発明の実施形態１に係るタイムチャートを示す図
【図４】本発明の実施形態１に係るフローチャート
【図５】本発明の実施形態２に係る半導体製造装置の構成図
【図６】本発明の実施形態３に係るフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１  レジストタンク
２１，２２  吐出ポンプ
３１，３２  圧力計
４１，４２  フィルター
５１，５２  塗布ノズル
６  遮光センサー
７  半導体ウェーハ
８  塗布カップ
９  演算部
１０  モニタリングシステム
１１  ノズル保管ボックス
【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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