JP2014036198A

JP2014036198A - 塗布装置および塗布方法

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Publication number: JP2014036198A
Application number: JP2012178206A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Terao; 匡史寺尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-24
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: US20140045344A1; JP5783971B2

Abstract

【課題】プリウエットシンナーノズルによる基板のプリウエットを行うときに、異物が基板を汚染することを防止する。
【解決手段】本実施形態の塗布装置は、基板上に薬液を塗布する塗布装置であって、前記基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルとを備える。そして、溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、前記薬液ノズルのダミーディスペンス時に前記薬液を廃棄するためのものであって、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートとを備える。更に、前記ダミーディスペンスポート周辺の雰囲気をイオン化するイオン化装置を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、塗布装置および塗布方法に関する。

ソルベントバスとダミーディスペンスポートとを有する塗布装置においては、待機時に、薬液ノズルをソルベントバス内に保持すると共に、プリウエットシンナーノズルをダミーディスペンスポート内に保持している。そして、薬液例えばレジストの塗布前または定期的に、薬液ノズルをダミーディスペンスポートへ移動させて薬液ノズルの先端からレジストを廃棄する（ダミーディスペンスを行う）ことにより、薬液ノズルの先端でレジストが固化することを防止し、ウエハ上に異物が付くことを防止している。

ところで、プリウエットシンナーノズルの先端に異物が付着していることがあり、この異物が付着したプリウエットシンナーノズルでプリウエットを行うと、異物がウエハ上に付いてウエハを汚染してしまうことがあった。ウエハが汚染されると、半導体製造において、歩留まりが悪化したり、リワークが発生したりして生産効率を劣化させるという問題があった。

特開２０１０−１６０４６号公報

そこで、プリウエットシンナーノズルによる基板のプリウエットを行うときに、異物が基板を汚染することを防止できる塗布装置および塗布方法を提供する。

本実施形態の塗布装置は、基板上に薬液を塗布する塗布装置であって、前記基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルとを備える。そして、溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、前記薬液ノズルのダミーディスペンス時に前記薬液を廃棄するためのものであって、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートとを備える。更に、前記ダミーディスペンスポート周辺の雰囲気をイオン化するイオン化装置を備える。

本実施形態の塗布方法は、基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルと、溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートとを備えた塗布装置によって前記基板上に薬液を塗布する塗布方法であって、前記薬液ノズルを前記ダミーディスペンスポート上に移動させて前記薬液ノズルから前記ダミーディスペンスポートに薬液を廃棄するダミーディスペンスを実行する際、ダミーディスペンスの実行前までに前記ダミーディスペンスポート周辺の雰囲気をイオン化しておくようにした。

第１実施形態を示す塗布装置の縦断側面図塗布装置の上面図ダミーディスペンスの動作を説明する図第２実施形態を示す図１相当図第３実施形態を示す図１相当図第４実施形態を示す図１相当図第５実施形態を示す図１相当図第６実施形態を示す図１相当図

以下、複数の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。

（第１実施形態）
図１ないし図３は、第１実施形態を示す。図１は、本実施形態のコーター装置（塗布装置）の概略構成を示す縦断側面図である。図２は、本実施形態のコーター装置（塗布装置）の概略構成を示す上面図である。図１に示すように、コーター装置１は、コーターカップ２を備え、このコーターカップ２内には、ウエハ（半導体基板）Ｗを載置支持するスピンチャック３が回転可能に配設されている。ウエハＷはスピンチャック３上に載置されて真空吸着により固定される。上記コーターカップ２内には、いずれも図示しないエッジカットノズルおよびバックサイドリンスノズルが配設され、これらノズルからリンス液がウエハ３の所定の領域に供給される。

コーターカップ２の外側には、溶剤が収容されたソルベントバス４と、塗布液を廃棄するダミーディスペンスポート５とが並べて配設される。図２に示すように、ソルベントバス４およびダミーディスペンスポート５は、図２中上下方向に長い形状の槽で構成されており、上面部が開口している。

薬液例えばレジストをウエハＷ上に供給するレジストノズル（薬液ノズル）６は、待機時には、ソルベントバス４内に収容されている。この場合、レジストノズル６の基端部（図１中の上端部）には矩形状の取付部材７が設けられており、この取付部材７の下面の両端部をソルベントバス４の上端部に載置している（図１及び図２参照）。レジストノズル６の取付部材７は、ロボットアーム（図示しない）の先端部のハンド部８の下面部のノズル取付部８ａに着脱可能に取り付けられる構成となっている。ハンド部８は、ロボットアームにより例えばＸＹＺ方向に移動可能である。

そして、上記ハンド部８の下面部の図１中の左端部には、プリウエットシンナーノズル（溶剤ノズル）９の基端部が取り付けられている。図１に示すように、待機時には、レジストノズル６がソルベントバス４内に収容されると共に、プリウエットシンナーノズル９がダミーディスペンスポート５内に収容される。この場合、ソルベントバス４内には溶剤が収容されていることから、レジストノズル６の待機時には該レジストノズル６の先端が溶剤蒸気中に保持されている。また、プリウエットシンナーノズル９の待機時に、該プリウエットシンナーノズル９の先端がダミーディスペンスポート５内に収容されていることから、プリウエットシンナーノズル９から溶剤をダミーディスペンスする必要がある場合には、上記待機時の状態で溶剤のダミーディスペンスを実行する。

尚、図２に示すように、レジストノズル６の他に、他の薬液を吐出するための薬液ノズル１０が複数用意されており、これら複数の薬液ノズル１０は待機時にソルベントバス４内に収容されている（図２中２点鎖線参照）。上記複数の薬液ノズル１０の基端部には矩形状の取付部材７が設けられており、この取付部材７の下面の両端部をソルベントバス４の上端部に載置している。各薬液ノズル１０の取付部材７は、ロボットアームのハンド部８の下面部のノズル取付部８ａに着脱可能に取り付けられる構成となっている。即ち、上記ハンド部８によって、レジストノズル６及び複数の薬液ノズル１０の中から１つのノズルを任意に選択して取り付けることが可能な構成となっている。

また、図１に示すように、ソルベントバス４およびダミーディスペンスポート５の上方には、軟Ｘ線照射型イオナイザ（イオン化装置）１１が配設されている。この軟Ｘ線照射型イオナイザ１１は、図１中破線で示すように、軟Ｘ線照射を照射して、ダミーディスペンスポート５周辺の空気（雰囲気）をイオン化する機能を有する。この空気のイオン化により、ダミーディスペンスポート５及びその周辺が静電気を帯びていたとしても、その静電気を中和（除電）することができる構成となっている。

次に、上記した構成のコーター装置１の動作について、図３も参照して説明する。まず、待機状態では、図１に示すように、レジストノズル６および複数の薬液ノズル１０がソルベントバス４内に収容されていると共に、プリウエットシンナーノズル９がダミーディスペンスポート５内に収容されている。そして、これからレジストの塗布を実行する場合には、ロボットアームのハンド部８の下面部のノズル取付部８ａに、レジストノズル６が取り付けられている。

上記コーター装置１によってレジスト塗布を実行する場合、レジストの塗布前、または、定期的に、レジストノズル６のダミーディスペンスを行う。この場合、上記待機状態からハンド部８を上昇させ、更に横方向に移動させることにより、図３に示すように、ダミーディスペンスポート５の上方にレジストノズル６を位置させる。ここで、ダミーディスペンスの実行前に、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１を駆動することにより、図１中破線で示すように、軟Ｘ線照射を照射して、ダミーディスペンスポート５、レジストノズル６およびハンド部８の周辺の空気をイオン化する。即ち、ダミーディスペンスの実行前までに、ダミーディスペンスポート５周辺の空気をイオン化しておくようにする。上記空気のイオン化により、ダミーディスペンスポート５及びその周辺が静電気を帯びていたとしても、その静電気を中和（除電）することができる。

そして、ダミーディスペンスポート５周辺の空気をイオン化した状態で、レジストノズル６の先端からレジスト１３（図１３参照）を吐出（ダミーディスペンス）してレジスト１３をダミーディスペンスポート５に廃棄する。ここで、吐出されたレジスト１３が例えばプラス（またはマイナス）の静電気を帯びた状態であった場合、レジスト１３の表面の電荷により、近傍に浮遊する反対の極性のマイナスイオン（またはプラスイオン）が引き寄せられて中和される。即ち、レジストノズル６から吐出されたレジスト１３から静電気が上記イオンにより除去される。

この結果、レジストノズル６から吐出されたレジスト１３は、図３に示すように、鉛直下方向に落下していくことから、ダミーディスペンスポート５の内周壁部にレジスト（異物）が付着することを確実に防止できる。これによって、待機時において、プリウエットシンナーノズル９がダミーディスペンスポート５内に収容されたときに、プリウエットシンナーノズル９の先端に異物が付着することを防止できる。

尚、ダミーディスペンスポート５、レジストノズル６およびハンド部８等に静電気が帯電していたとしても、上記軟Ｘ線照射型イオナイザ１１によって発生したイオンによって上記各部材等に帯電した静電気を除去することができる。

ちなみに、レジストノズル６からレジスト１３が静電気を帯びた状態のまま吐出されたときには、静電気を帯びたレジスト１３の吐出（落下）方向が、ダミーディスペンスポート５の内周壁部に近付く方向に曲がり、その結果、ダミーディスペンスポート５の内周壁部にレジスト（異物）が付着してしまう。このような場合には、待機時において、プリウエットシンナーノズル９がダミーディスペンスポート５内に収容されたときに、ダミーディスペンスポート５の内周壁部に付着していた異物がプリウエットシンナーノズル９の先端に付着してしまい、この異物が付着したプリウエットシンナーノズル９でウエハＷのプリウエットを行うと、異物がウエハＷ上に付いて汚染してしまうという問題があった。これに対して、本実施形態によれば、このような問題を確実に解消することができる。

尚、上記実施形態では、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１による軟Ｘ線の照射を、レジストノズル６からレジスト１３をダミーディスペンスするダミーディスペンス実行の前の時点からダミーディスペンス実行終了の時点まで行うように構成したが、これに限られるものではなく、ダミーディスペンス実行のある程度前から、例えばダミーディスペンスのためにレジストノズル６（ハンド部８）の移動を開始した時点や、上記移動開始時点からレジストノズル６（ハンド部８）をダミーディスペンスポート５の上方に位置させる前までの移動中の時点等から軟Ｘ線の照射を開始するように構成しても良い。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態では、図４に示すように、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１によって、ダミーディスペンスポート５周辺の他に、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にも軟Ｘ線を照射するように構成した。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、ダミーディスペンスポート５周辺の他に、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にも軟Ｘ線を照射してそれら周辺の空気（雰囲気）をイオン化するように構成したので、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等に帯電した静電気を除去（中和）することができる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態を示すものである。尚、第２実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第３実施形態では、図５に示すように、複数の軟Ｘ線照射型イオナイザ１１を設け、これら複数の軟Ｘ線照射型イオナイザ１１によって、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺に軟Ｘ線を照射するように構成した。

上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第３実施形態によれば、複数の軟Ｘ線照射型イオナイザ１１によって、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺に軟Ｘ線を照射してそれら周辺の空気（雰囲気）をイオン化するように構成したので、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等に帯電した静電気をより一層確実に除去することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第４実施形態では、図６に示すように、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１に代えてコロナ放電型イオナイザ１２を設け、このコロナ放電型イオナイザ１２は送風機１２ａを内蔵する。この構成においては、コロナ放電型イオナイザ１２の放電電極（図示しない）によってコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により放電電極周辺の空気をイオン化する。そして、コロナ放電型イオナイザ１２の送風機１２ａによって上記イオン化した空気をダミーディスペンスポート５周辺に吹き付けるように構成した。上述した以外の第４実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

（第５実施形態）
図７は、第５実施形態を示すものである。尚、第４実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第５実施形態では、図７に示すように、コロナ放電型イオナイザ１２によって、ダミーディスペンスポート５周辺の他に、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にもイオン化した空気を吹き付けるように構成した。

上述した以外の第５実施形態の構成は、第４実施形態と同じ構成となっている。従って、第５実施形態においても、第４実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第５実施形態によれば、ダミーディスペンスポート５周辺の他に、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にもイオン化した空気を吹き付けるように構成したので、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等に帯電した静電気を除去することができる。

（第６実施形態）
図８は、第６実施形態を示すものである。尚、第５実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第６実施形態では、図８に示すように、複数のコロナ放電型イオナイザ１２を設け、これら複数のコロナ放電型イオナイザ１２によって、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にイオン化した空気を吹き付けるように構成した。

上述した以外の第６実施形態の構成は、第５実施形態と同じ構成となっている。従って、第６実施形態においても、第５実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第６実施形態によれば、複数のコロナ放電型イオナイザ１２によって、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺にイオン化した空気を吹き付けるように構成したので、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等に帯電した静電気をより一層確実に除去することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態に加えて以下のような構成を採用しても良い。
上記した各実施形態では、レジストノズル６からレジスト１３をダミーディスペンスする際に、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１またはコロナ放電型イオナイザ１２を駆動して上記レジスト１３等に帯電した静電気を除去する構成に適用したが、これに限られるものではなく、他の薬液ノズル１０から他の薬液（例えばＳＯＧ(Spin On Glass)膜形成用の薬液(液状のシリカ系化合物)や、ポリシラザン溶液等）をダミーディスペンスする際に、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１またはコロナ放電型イオナイザ１２を駆動して上記薬液等に帯電した静電気を除去する構成に適用しても良い。

また、上記各実施形態では、軟Ｘ線照射型イオナイザ１１またはコロナ放電型イオナイザ１２を駆動して、ダミーディスペンスポート５周辺、または、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷおよびスピンチャック３等周辺の空気をイオン化するように構成したが、これに限られるものではなく、ダミーディスペンスポート５、コーターカップ２、ウエハＷ、スピンチャック３およびソルベントバス４等周辺の空気をイオン化するように構成しても良い。

また、上記各実施形態では、イオナイザとして軟Ｘ線照射型イオナイザ１１またはコロナ放電型イオナイザ１２を用いるように構成したが、他のイオナイザを用いるように構成しても良い。

以上のように、本実施形態によると、ダミーディスペンスポート周辺の空気をイオン化するイオン化装置を備えたので、薬液ノズルのダミーディスペンスを行うときに、薬液ノズルから吐出された薬液がダミーディスペンスポートの内周壁部に付着することを防止できる。この結果、プリウエットシンナーノズルの先端に異物が付着して、ウエハをプリウエットする際にウエハが異物で汚染されてしまうことを防止できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１はコーター装置（塗布装置）、２はコーターカップ、３はウエハ（半導体基板）、４はソルベントバス、５はダミーディスペンスポート、６はレジストノズル（薬液ノズル）、９はプリウエットシンナーノズル（溶剤ノズル）、１０は薬液ノズル、１１は軟Ｘ線照射型イオナイザ（イオン化装置）、１２はコロナ放電型イオナイザ（イオン化装置）、１３はレジスト（薬液）である。

Claims

基板上に薬液を塗布する塗布装置であって、
前記基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、
前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルと、
溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、
前記薬液ノズルのダミーディスペンス時に前記薬液を廃棄するためのものであって、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートと、
前記ダミーディスペンスポート周辺および前記基板周辺の雰囲気をイオン化するイオン化装置とを備えた塗布装置。
基板上に薬液を塗布する塗布装置であって、
前記基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、
前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルと、
溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、
前記薬液ノズルのダミーディスペンス時に前記薬液を廃棄するためのものであって、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートと、
前記ダミーディスペンスポート周辺の雰囲気をイオン化するイオン化装置とを備えた塗布装置。
前記イオン化装置は、軟Ｘ線照射型イオナイザで構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の塗布装置。
前記イオン化装置は、コロナ放電型イオナイザで構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の塗布装置。
基板上に薬液を吐出する薬液ノズルと、前記基板上に溶剤を吐出する溶剤ノズルと、溶剤が収容されるものであって、前記薬液ノズルの待機時に前記薬液ノズルの先端が前記溶剤蒸気中に保持されるソルベントバスと、前記溶剤ノズルの待機時に前記溶剤ノズルが収容されるダミーディスペンスポートとを備えた塗布装置によって前記基板上に薬液を塗布する塗布方法であって、
前記薬液ノズルを前記ダミーディスペンスポート上に移動させて前記薬液ノズルから前記ダミーディスペンスポートに薬液を廃棄するダミーディスペンスを実行する際、ダミーディスペンスの実行前までに前記ダミーディスペンスポート周辺の雰囲気をイオン化しておくようにしたことを特徴とする塗布方法。