JP3588585B2 - Resist liquid supply method and resist liquid supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板を回転させながらその上にレジスト液を供給してレジスト膜を形成するためのレジスト液の供給方法及びレジスト液の供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイス(ICチップ)やLCDの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィー技術を利用することで、半導体ウエハやガラス基板等の基板の表面に微細なパターンを高精度かつ高密度に形成している。
【0003】
例えば、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハの表面にレジスト膜を形成した後、これを所定のパターンに露光し、さらに現像処理・エッチング処理することにより所定の回路パターンを形成するようにしている。
【0004】
上述したレジスト膜の形成は、例えばスピンコーティング法によって行われる。このスピンコーティング法は、スピンチャック上にウエハを載せて回転させると共に、ウエハのほぼ中心にレジスト液の供給用のノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりレジスト液をウエハ全面に均一に伸展させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レジスト液が基板上を遠心力によって伸展していく最中の当該レジスト液の縁(液際)はできるだけ円の形状をしている方がレジスト液の消費量を削減する観点から好ましい。即ち、図10に示すように上記のレジスト液101の縁がウエハWとの接触角の関係で‘ギザギザ’とした形状、いわゆるストリエーションが発生しやすく、この場合‘ギザギザ’がウエハの外周よりも外側に消えるまでレジスト液を供給する必要があり、そのためレジスト液の消費量が増大する。
【0006】
そこで、例えばレジスト液の供給に先立ちウエハ表面にシンナを供給して濡れ性を向上させることで、ストリエーションが極力発生しない技術が提案されているが、かかる技術によってもやはりストリエーションが発生する場合があり、そのためレジスト液の消費量を削減できない、という課題がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、レジスト液の消費量を更に削減することができるレジスト液の供給方法及びレジスト液の供給装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明のレジスト液の供給方法は、(a)基板上にシンナを供給する工程と、(b)前記工程(a)の後、所定の回転加速度で基板の回転を加速する第1の期間と、前記第1の期間の後に基板をほぼ一定の速度で回転する第2の期間と、前記第2の期間の後に所定の回転減速度で基板の回転を減速する第3の期間とを含むように基板を回転する工程と、(c)所定の供給加速度で基板上へのレジスト液の供給を加速する第4の期間と、前記第4の期間の後に基板上にほぼ一定の供給速度でレジスト液を供給する第5の期間と、前記第5の期間の後に所定の供給減速度で基板上へのレジスト液の供給を減速する第6の期間を含み、前記第1の期間中に開始され、更に前記第2の期間の始期と前記第5の期間の始期とがほぼ一致するように、前記基板の回転の開始から所定時間遅らせて、前記回転する基板上に第1の供給量でレジスト液を供給する工程と、(d)前記工程(c)の後、基板上にレジスト液を前記第1の供給量よりも少ない第2の供給量で供給する工程とを具備することを特徴とする。
【0009】
また、本発明のレジスト液の供給装置は、基板を保持し、回転する保持・回転部材と、前記保持・回転部材により保持された基板上にシンナを供給するシンナ供給部と、前記保持・回転部材により保持された基板上にレジスト液を供給するレジスト液供給部と、前記保持・回転部材により保持された基板上にシンナを供給させた後に基板を回転させ、その回転の開始から所定時間遅らせて、前記回転する基板上に第1の供給量でレジスト液を供給させ、更にその後、基板上にレジスト液を前記第1の供給量よりも少ない第2の供給量で供給させるように上記の各部を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、所定の回転加速度で基板の回転を加速する第1の期間と、前記第1の期間の後に基板をほぼ一定の速度で回転する第2の期間と、前記第2の期間の後に所定の回転減速度で基板の回転を減速する第3の期間を有するように、前記保持・回転部材を制御すると共に、所定の供給加速度で基板上へのレジスト液の供給を加速する第4の期間と、前記第4の期間の後に基板上にほぼ一定の供給速度でレジスト液を供給する第5の期間と、前記第5の期間の後に所定の供給減速度で基板上へのレジスト液の供給を減速する第6の期間を有するように前記レジスト液供給部を制御し、更に前記第1の期間中に基板上への第1の供給量でのレジスト液の開始がなされるように前記レジスト液供給部を制御すると共に、前記第2の期間の始期と前記第5の期間の始期とがほぼ一致するように前記保持・回転部材及び前記レジスト液供給部を制御することを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、シンナの供給した後の基板の回転の開始から所定時間遅らせてレジスト液の供給を開始させることで、レジスト液がシンナに混ざることなく、レジスト液の縁(液際)が確実にシンナにより濡れた基板上を伸展する。加えて、最初に多量のレジストを供給することで、レジスト液の縁にレジスト液の大きな膨らみが発生し、その膨らんだレジスト液が確実にシンナにより濡れた基板上を伸展するので、レジスト液の縁に ストリエーションが発生することはなく、そのためレジスト液の消費量を削減することができる。
【0011】
本発明の更なる特徴と利点は、添付した図面及び発明の実施の形態の説明を参酌することによりより一層明らかになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0013】
図1〜図3は本発明の一実施形態であるレジスト液供給装置が採用された半導体ウエハの塗布現像処理システム1の全体構成の図であって、図1は平面、図2は正面、図3は背面を夫々示している。
【0014】
この塗布現像処理システム1は、被処理基板としてウエハWをウエハカセットCRで複数枚、例えば25枚単位で外部からシステムに搬入したり、あるいはシステムから搬出したり、ウエハカセットCRに対してウエハWを搬入・搬出したりするためのカセットステーション10と、塗布現像工程の中で1枚ずつウエハWに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理ステーション11と、この処理ステーション11に隣接して設けられる露光装置(図示せず)との間でウエハWを受け渡しするためのインターフェース部12とを一体に接続した構成を有している。
【0015】
前記カセットステーション10では、図1に示すように、カセット載置台20上の位置決め突起20aの位置に、複数個例えば4個までのウエハカセットCRが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション11側に向けてX方向(図1中の上下方向)一列に載置され、このカセット配列方向(X方向)及びウエハカセッ卜CR内に収納されたウエハのウエハ配列方向(Z方向;垂直方向)に移動可能なウエハ搬送体21が各ウエハカセットCRに選択的にアクセスするようになっている。
【0016】
さらにこのウエハ搬送体21は、θ方向に回転自在に構成されており、後述するように処理ステーション11側の第3の処理ユニット群G3 の多段ユニット部に属するアライメントユニット(ALIM)及びイクステンションユニット(EXT)にもアクセスできるようになっている。
【0017】
前記処理ステーション11には、図1に示すように、ウエハWを保持・搬送するピンセット48を備えた垂直搬送型の主ウエハ搬送機構22が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが1組または複数の組に亙って多段に配置されている。主ウエハ搬送機構22は、ピンセット48を上下方向(Z方向)に昇降自在に装備しており、筒状支持体49はモータ(図示せず)の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてピンセット48と一体に回転し、それによりこのピンセット48は、θ方向に回転自在となっている。このような構成により各処理ユニット間での受け渡しを実現している。
【0018】
また、この例では、5つの処理ユニット群G1 、G2 、G3 、G4 、G5 が配置可能な構成であり、第1及び第2の処理ユニット群G1 、G2 の多段ユニットは、システム正面(図1において手前)側に配置され、第3の処理ユニット群G3 の多段ユニットはカセットステーション10に隣接して配置され、第4の処理ユニット群G4 の多段ユニットはインターフェース部12に隣接して配置され、第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。
【0019】
図2に示すように、第1の処理ユニット群G1 では、カップCP内でウエハWをスピンチャックに載せて所定の処理を行う2台のスピンナ型処理ユニット、例えば本発明に係るレジスト液の供給装置(COT)と、現像ユニット(DEV)とが下から順に2段に重ねられている。第2の処理ユニット群G2 でも、2台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジスト液供給装置(COT)及び現像ユニット(DEV)が下から順に2段に重ねられている。これらレジスト液供給装置(COT)は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置することももちろん可能である。更に、レジスト液供給装置(COT)の下部には、処理液としてのレジスト液などが設置されたケミカルエリア13が設けられている。
【0020】
図3に示すように、第3の処理ユニット群G3 では、ウエハWを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えば冷却処理を行うクーリングユニット(COL)、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疏水化処理を行うアドヒージョンユニット(AD)、位置合わせを行うアライメントユニット(ALIM)、イクステンションユニット(EXT)、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニット(PREBAKE)及び露光処理後の加熱処理を行うポストベーキングユニット(POBAKE)が、下から順に例えば8段に重ねられている。第4の処理ユニット群G4 でも、オーブン型の処理ユニット、例えばクーリングユニット(COL)、イクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)、イクステンションユニット(EXT)、クーリングユニッ卜(COL)、プリベーキングユニット(PREBAKE)及びポストベーキングユニット(POBAKE)が下から順に、例えば8段に重ねられている。
【0021】
このように処理温度の低いクーリングユニット(COL)、イクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)を下段に配置し、処理温度の高いベーキングユニット(PREBAKE)、ポストベーキングユニット(POBAKE)及びアドヒージョンユニット(AD)を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。
【0022】
前記インターフェース部12は、奥行方向(X方向)については、前記処理ステーション11と同じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズに設定されている。そしてこのインターフェース部12の正面部には、可搬性のピックアップカセットCRと、定置型のバッファカセットBRが2段に配置され、他方背面部には周辺露光装置23が配設され、さらにまた中央部にはウエハ搬送体24が設けられている。このウエハ搬送体24は、X方向、Z方向に移動して両カセットCR、BR及び周辺露光装置23にアクセスするようになつている。前記ウエハ搬送体24は、θ方向にも回転自在となるように構成されており、前記処理ステーション11側の第4の処理ユニット群G4 の多段ユニットに属するイクステンションユニット(EXT)や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受渡し台(図示せず)にもアクセスできるようになっている。
【0023】
またこの塗布現像処理システム1では、既述の如く主ウエハ搬送機構22の背面側にも破線で示した第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットが配置できるようになっているが、この第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットは、案内レール25に沿って主ウエハ搬送機構22からみて、側方へシフトできるように構成されている。従って、この第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レール25に沿ってスライドすることにより、空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構22に対して背後からメンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお第5の処理ユニット群G5 の多段ユニッ卜は、そのように案内レール25に沿った直線状のスライドシフトに限らず、図1中の一点鎖線の往復回動矢印で示したように、システム外方へと回動シフトさせるように構成しても、主ウエハ搬送機構22に対するメンテナンス作業のスペース確保が容易である。
【0024】
次に、図4及び図5につき本発明に係るレジスト液の供給装置としてのレジスト液供給装置(COT)を説明する。図4及び図5は、レジスト液供給装置(COT)の全体構成を示す略断面図及び略平面図である。
【0025】
図4を参照してユニット底の中央部に環状のカップCPが配設され、その内側にスピンチャック52が配置されている。スピンチャック52は真空吸着によって半導体ウエハWを固定保持した状態で、駆動モータ54の回転駆動力で回転するように構成されている。駆動モータ54は、ユニット底板50に設けられた開口50aに昇降移動可能に配置され、例えばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材58を介して例えばエアシリンダからなる昇降駆動手段60及び昇降ガイド手段62に結合されている。
【0026】
レジスト塗布時には、図4に示すように、フランジ部材58の下端58aが開口50aの外周付近でユニット底板50に密着し、ユニット内部が密閉されるようになっている。スピンチャック52と主ウエハ搬送機構22のピンセット48との間で半導体ウエハWの受け渡しが行われる時は、昇降駆動手段60が駆動モータ54ないしスピンチャック52を上方へ持ち上げるため、フランジ部材58の下端がユニット底板50から浮くようになっている。
【0027】
カップCPの中は、外周壁面、内周壁面及び底面によって1つの室が形成されており、底面に1つ又は複数のドレイン口56が設けられており、このドレイン口56はドレイン管70を介して図示しないタンクに接続されている。レジスト塗布時においては、ウエハWから四方へ飛散したレジスト液は、カップCPの中に回収され、廃液としてカップCPの底のドレイン口56からドレイン管70を通って図示しないタンクへ送られる。
【0028】
ウエハWのウエハ表面にレジスト液を供給するためのレジストノズル36aは、レジスト供給管37a及びレジスト用ベローズポンプ38aを介してレジスト供給源39aに接続されている。また、レジスト塗布時にレジスト液とウエハ基板との濡れ性を向上させるためにウエハW表面にシンナを供給するシンナノズル36bはシンナ供給管37b、及びシンナ用ベローズポンプ38bを介してシンナ供給源39bに接続されている。これらレジスト用ベローズポンプ38a及びシンナ用ベローズポンプ38bは、制御部15によりその作動が制御されることによってウエハW上に供給されるレジスト液及びシンナの単位時間当たりの吐出量(以下、供給速度という。)が制御されるようになっている。この制御部15は、駆動モータ54の回転数、すなわちウエハWの回転数をも制御している。
【0029】
なお、上記レジスト用ベローズポンプ38a及びシンナ用ベローズポンプ38b、レジスト供給源39a及びシンナ供給源39bは図2に示すケミカルエリア13に内蔵されている。
【0030】
レジストノズル36aは、カップCPの外側に配設されたレジストノズル待機部90(図5)でノズルスキャンアーム76の先端部において取付部材100に着脱可能に取り付けられ、スピンチャック52の上方に設定された所定のレジスト液吐出位置まで移送されるようになっている。また、シンナノズル36bも取付部材100に着脱可能に取り付けられている。ノズルスキャンアーム76は、ユニット底板50の上に一方向(Y方向)に敷設されたガイドレール74上で水平移動可能な垂直支持部材75の上端部に取り付けられており、図示しないY方向駆動機構によって垂直支持部材75と一体にY方向で移動するようになっている。また、ノズルスキャンアーム76は、レジストノズル待機部90でレジストノズル36aを選択的に取り付けるためにY方向と直角なX方向にも移動可能であり、図示しないX方向駆動機構によってX方向にも移動するようになっている。
【0031】
なお、制御部15は昇降駆動手段60による昇降動作やノズルスキャンアーム76の移動等をも制御するようにしている。
【0032】
次に、この塗布現像処理システム1における一連の処理工程、及び本発明に係るレジスト液供給装置(COT)を説明する。
【0033】
先ずカセットステーション10において、ウエハ搬送体21がカセット載置台20上の処理前のウエハを収容しているカセットCRにアクセスして、そのカセットCRから1枚の半導体ウエハWを取り出し、アライメントユニット(ALIM)に搬送される。このアライメントユニット(ALIM)にてウエハWの位置合わせが行われた後、主ウエハ搬送機構22によりアドヒージョンユニット(AD)へ搬送され疎水化処理が行われ、次いでクーリングユニット(COL)にて所定の冷却処理(第1冷却)が行われた後、レジスト液供給装置(COT)に搬送される。
【0034】
このレジスト液供給装置(COT)においては、図4を参照して、ピンセット48により保持されたウエハWがカップCPの直上位置まで搬送されるとスピンチャック52が上昇し、ウエハWを真空吸着させた後に下降してウエハWがカップCP内の所定の位置(図4に示す状態)に収まる。このとき、ノズルスキャンアーム76は、ウエハWの受け渡しの妨げにならないようにカップCPの外側で待機している。続いてシンナノズル36bがウエハW上の中心に位置するようにノズルスキャンアーム76のスキャン機構により移動する。
【0035】
ここで図6にウエハWの回転数(符号32)及びレジストの供給速度(ml/sec)(符号31)と、時間(sec)Tとの関係を示す。以下この図6を参照しながらレジスト液の供給方法について説明する。
【0036】
図7(a)を参照して、先ずウエハWを静止させた状態で例えば0.2〜1.0(ml)のシンナBをウエハW中心に供給する(図6に示す符号30)。そしてノズルスキャンアーム76の移動により、レジストノズル36aがシンナ吐出終了後約0.1秒の間にウエハWの中心上の位置に移動するとともにウエハWの回転を開始する(図7(b)に示す。)。このウエハWの回転開始時間をT=0とし、回転加速度は例えば20,000(rpm/s)とする。そしてT=0から所定時間経過後であって回転加速途中に、例えば、T=0から0.1〜0.2秒経過後に所定の供給加速度でウエハW中心にレジスト液Rの塗布を開始する(図6においてTR1、図7において(c)に示す。)。そしてウエハ回転数が一定、例えば4000(rpm)になる(T1)とともに第1の供給速度として比較的高い一定の供給速度1.0(ml/s)での吐出を開始して(TR4)、例えば0.1秒後所定の減速度で減速し、第2の供給速度として比較的低い一定の供給速度0.4(ml/s)になった時点で減速を終了する(TR2)。減速を終了した後は上記第2の供給速度で吐出し(図7(d))、例えば0.6〜0.7秒後に減速を開始し(TR5)、これと同時にこれまで一定速度で回転していたウエハWの回転数の減速を開始し(T=0から約1秒後(T2))、レジスト供給及びウエハ回転数を0にする(TR3及びT3)。
【0037】
このようにシンナの供給した後のウエハWの回転の開始から所定時間遅らせてレジスト液の供給を開始させることで、レジスト液がシンナに混ざることなく、レジスト液の縁(液際)が確実にシンナにより濡れた基板上を伸展する。そしてこの状態で第1段階として短時間にレジスト液の供給量を比較的多くして、第2段階として第1段階よりも長い時間に供給量を少なくして供給することにより、図8に示すように、レジスト液Rの伸展縁Raの量が他の部位に比べ多くなるので膨らみが発生し、その膨らんだレジスト液が確実にシンナにより濡れた基板上を真円に近い状態で伸展するので、レジスト液の消費量を削減することができる。
【0038】
また、第1の供給速度の始期TR4とウエハ回転数一定の始期T1とを同時として、更に第2の供給速度の終期TR5及びウエハ回転数一定の終期T2とを同時とすることにより、回転数制御及び供給速度の制御のシーケンスが容易になる。
【0039】
レジスト液の供給が終了すると、次にプリベーキングユニット(PREBAKE)において所定の加熱処理が行われ、クーリングユニット(COL)において冷却処理され、その後ウエハ搬送体24によりインターフェース部12を介して図示しない露光装置により露光処理が行われる。露光処理が終了した後は、定在波効果によるレジストパターンの変形を抑制するためポストエクスポージャーベーキングユニットで所定の加熱処理が行われる場合も有る。
【0040】
その後クーリングユニット(COL)において冷却処理が行われ、ウエハWは現像ユニット(DEV)に搬送され、所定の現像処理が行われ、ポストベーキングユニット(POBAKE)で所定の加熱処理が行われる。この加熱処理は例えば100℃以上で加熱処理する。そしてクーリングユニット(COL)にて冷却処理が行われた後、カセットステーション10に戻される。
【0041】
図9に他の実施形態によるレジスト液の供給方法を示す。なお、供給方法以外については、装置等の構成及びその作用は上記実施形態と同一であるのでその説明を省略する。
【0042】
本実施形態においては、上記実施形態と同様に、先ずウエハWを静止させた状態で例えば0.2〜1.0(ml)のシンナBをウエハW中心に供給する。(符号30)。そしてノズルスキャンアーム76の移動により、レジストノズル36aがシンナ吐出終了後約0.1秒の間にウエハWの中心上の位置に移動するとともにウエハWの回転を開始する。このウエハWの回転開始時間をT=0とし、回転加速度は例えば20,000(rpm/s)とする。そしてT=0から所定時間経過後であって回転加速途中に、例えば、T=0から0.1〜0.2秒経過後に所定の供給加速度でウエハW中心にレジスト液Rの塗布を開始する(TR1)。そしてウエハ回転数が一定、例えば4000(rpm)になる(T1)とともに第1の供給速度として比較的高い一定の供給速度1.0(ml/s)で約0.1秒間吐出して、その後所定の減速度で供給速度を減速し、第2の供給速度として比較的低い一定の供給速度0.4(ml/s)になった時点で減速を終了する(TR2´)。減速を終了した後は上記第2の供給速度で、例えば上記実施形態よりも短時間の約0.5秒間吐出して、その後減速を開始して(TR5´)レジスト供給を終了する(TR3´)。そしてその後にこれまで一定速度で回転していたウエハWの回転数の減速を開始して(T=0から約1秒後(T2))回転を停止する(T3)。
【0043】
本実施形態の供給方法によれば上記実施形態と同様に、ストリエーションが発生することはなく、またウエハ回転が減速するT2の前にレジスト液の供給が終了しており、後は回転の遠心力により伸展するので更にレジスト液の消費量を削減できる。
【0044】
なお、本発明は以上説明した実施形態には限定されない。
【0045】
上記各実施形態では、半導体ウエハ基板上に供給するレジスト供給装置及びその方法について説明したが、これに代えて液晶ディスプレイ等に用いられるガラス基板上に供給するレジスト供給装置等にも適用可能である。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、最初に多量のレジスト液を供給することで、レジスト液の縁にレジスト液の大きな膨らみが発生し、その膨らんだレジスト液が確実にシンナにより濡れた基板上を伸展するので、レジスト液の縁に ‘ギザギザ’とした形状、いわゆるストリエーションが発生することはなく、そのためレジスト液の消費量を削減することができる。、
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレジスト液の供給装置及びレジスト液の供給方法が適用される塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図である。
【図2】図1に示す塗布現像処理システムの正面図である。
【図3】図1に示す塗布現像処理システムの背面図である。
【図4】本発明に係るレジスト液供給装置の断面図である。
【図5】図4に示すレジスト液供給装置の平面図である。
【図6】本発明の一実施形態による基板回転数及びレジスト供給速度と、時間との関係を示す図である。
【図7】基板に対するレジスト液及びシンナの供給作用を示す模式図である。
【図8】基板に対してレジスト液が伸展していく際のレジスト液の縁部分を示す模式的な断面図である。
【図9】本発明の他の実施形態による基板回転数及びレジスト供給速度と、時間との関係を示す図である。
【図10】従来におけるレジスト液の基板に対する伸展状態を示す平面図である。
【符号の説明】
W…ウエハ
B…シンナ
R…レジスト液
Ra…伸展縁
15…制御部
36a...レジストノズル
36b…シンナノズル
38a…レジスト用ベローズポンプ
38b…シンナ用ベローズポンプ
39a...レジスト供給源
39b…シンナ供給源
52...スピンチャック
54...駆動モータ
83a...レジスト供給管
83b…シンナ供給管
92...ノズルスキャンアーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resist liquid supply method and a resist liquid supply apparatus for forming a resist film by supplying a resist liquid onto a substrate such as a semiconductor wafer while rotating the substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a semiconductor device (IC chip) or an LCD, a fine pattern is formed with high precision and high density on a surface of a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate by utilizing photolithography technology.
[0003]
For example, in the manufacture of semiconductor devices, after a resist film is formed on the surface of a semiconductor wafer, the resist film is exposed to a predetermined pattern, and further developed and etched to form a predetermined circuit pattern. .
[0004]
The formation of the above-described resist film is performed by, for example, a spin coating method. In this spin coating method, a wafer is placed on a spin chuck and rotated, and a resist solution is supplied from a nozzle for supplying the resist solution to substantially the center of the wafer, and the resist solution is uniformly spread over the entire surface of the wafer by centrifugal force. Things.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is preferable that the edge (edge) of the resist liquid while the resist liquid is being spread on the substrate by centrifugal force be as circular as possible from the viewpoint of reducing the consumption of the resist liquid. That is, as shown in FIG. 10, the edge of the above-mentioned
[0006]
Therefore, for example, a technique has been proposed in which striations are not generated as much as possible by supplying thinner to the wafer surface prior to the supply of the resist solution to improve the wettability. Therefore, there is a problem that the consumption of the resist solution cannot be reduced.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a resist liquid supply method and a resist liquid supply device that can further reduce the consumption of the resist liquid.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the method for supplying a resist solution according to the present invention comprises: (a) a step of supplying thinner onto the substrate; and (b) after the step (a) , rotating the substrate at a predetermined rotational acceleration. A first period for accelerating, a second period for rotating the substrate at a substantially constant speed after the first period, and a second period for reducing the rotation of the substrate at a predetermined rotation deceleration after the second period. Rotating the substrate so as to include a third period ; (c) a fourth period in which the supply of the resist solution onto the substrate is accelerated at a predetermined supply acceleration; and A fifth period during which the resist solution is supplied at a substantially constant supply speed; and a sixth period during which the supply of the resist solution onto the substrate is reduced at a predetermined supply deceleration after the fifth period. Starting during the first period, and further starting at the beginning of the second period and at the beginning of the fifth period. As almost coincide by delaying a predetermined time from the start of rotation of the substrate, a step of supplying the resist solution in the first supply amount onto the rotating substrate, after; (d) step (c), the substrate Supplying a resist liquid at a second supply amount smaller than the first supply amount.
[0009]
Further, the resist liquid supply apparatus of the present invention includes: a holding / rotating member that holds and rotates a substrate; a thinner supply unit that supplies thinner onto the substrate held by the holding / rotating member; A resist liquid supply unit for supplying a resist liquid onto the substrate held by the member; and a thinner supplied onto the substrate held by the holding / rotating member, and then rotating the substrate and delaying a predetermined time from the start of the rotation. Then, the resist liquid is supplied at a first supply amount onto the rotating substrate, and then the resist liquid is supplied onto the substrate at a second supply amount smaller than the first supply amount. A control unit for controlling each unit, the control unit comprising: a first period for accelerating the rotation of the substrate at a predetermined rotational acceleration; and a second period for rotating the substrate at a substantially constant speed after the first period. Period 2 and before Controlling the holding / rotating member so as to have a third period in which the rotation of the substrate is reduced at a predetermined rotation deceleration after the second period, and supplying the resist solution onto the substrate at a predetermined supply acceleration. A fourth period in which the resist solution is supplied onto the substrate at a substantially constant supply speed after the fourth period, and a substrate is supplied at a predetermined supply deceleration after the fifth period. Controlling the resist liquid supply unit so as to have a sixth period of decelerating the supply of the resist liquid onto the substrate, and starting the resist liquid at a first supply amount onto the substrate during the first period. And the control unit controls the holding / rotating member and the resist liquid supply unit so that the beginning of the second period and the beginning of the fifth period substantially coincide with each other. It is characterized by doing.
[0010]
According to the present invention, by starting the supply of the resist solution with a delay of a predetermined time from the start of the rotation of the substrate after the supply of the thinner, the resist solution is not mixed with the thinner, so that the edge (edge) of the resist solution can be formed. Reliably extend on the substrate wet with thinner. In addition, by supplying a large amount of resist first, a large swelling of the resist solution occurs at the edge of the resist solution, and the swollen resist solution surely spreads on the substrate wet by the thinner. No striations occur at the edges, so that the consumption of the resist solution can be reduced.
[0011]
Further features and advantages of the present invention will become more apparent by referring to the accompanying drawings and the description of the embodiments of the present invention.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
1 to 3 are views showing the overall configuration of a semiconductor wafer coating / developing
[0014]
In the coating and developing
[0015]
In the
[0016]
Further, the
[0017]
As shown in FIG. 1, the
[0018]
Further, in this example, five processing unit groups G1, G2, G3, G4, G5 can be arranged, and the multi-stage units of the first and second processing unit groups G1, G2 are arranged in front of the system (FIG. 1). , The multi-stage unit of the third processing unit group G3 is disposed adjacent to the
[0019]
As shown in FIG. 2, in the first processing unit group G1, two spinner-type processing units for performing a predetermined processing by placing a wafer W on a spin chuck in a cup CP, for example, supplying a resist solution according to the present invention The device (COT) and the developing unit (DEV) are stacked in two stages from the bottom. Also in the second processing unit group G2, two spinner type processing units, for example, a resist solution supply device (COT) and a developing unit (DEV) are stacked in two stages from the bottom. It is preferable to dispose the resist liquid supply device (COT) in such a lower stage because drainage of the resist liquid is troublesome both mechanically and in terms of maintenance. However, it is of course possible to appropriately arrange the upper stage as needed. Further, a
[0020]
As shown in FIG. 3, in the third processing unit group G3, an oven-type processing unit that places a wafer W on a mounting table and performs a predetermined process, for example, a cooling unit (COL) that performs a cooling process, and a fixing property of a resist. Unit (AD) for performing so-called water-phobic treatment, alignment unit (ALIM) for positioning, extension unit (EXT), pre-baking unit (PREBAKE) for performing heat treatment before exposure processing, and Post-baking units (POBAKE) for performing a heat treatment after the exposure treatment are stacked, for example, in eight stages from the bottom. Also in the fourth processing unit group G4, oven-type processing units, for example, a cooling unit (COL), an extension cooling unit (EXTCOL), an extension unit (EXT), a cooling unit (COL), a prebaking unit (PREBAKE) ) And a post-baking unit (POBAKE) are stacked in order from the bottom, for example, in eight stages.
[0021]
Thus, the cooling unit (COL) and the extension cooling unit (EXTCOL) having a low processing temperature are arranged in the lower stage, and the baking unit (PREBAKE), the post-baking unit (POBAKE) and the adhesion unit (AD) having a high processing temperature are arranged. By arranging the upper stage, thermal mutual interference between units can be reduced. Of course, a random multi-stage arrangement may be used.
[0022]
The
[0023]
Further, in the coating and developing
[0024]
Next, a resist liquid supply device (COT) as a resist liquid supply device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view illustrating the entire configuration of the resist liquid supply device (COT).
[0025]
Referring to FIG. 4, an annular cup CP is provided at the center of the bottom of the unit, and a
[0026]
At the time of resist application, as shown in FIG. 4, the lower end 58a of the
[0027]
In the cup CP, one chamber is formed by an outer peripheral wall surface, an inner peripheral wall surface, and a bottom surface, and one or a plurality of
[0028]
A resist
[0029]
The resist bellows pump 38a and the thinner bellows pump 38b, the resist
[0030]
The resist
[0031]
The
[0032]
Next, a series of processing steps in the coating and developing
[0033]
First, in the
[0034]
In this resist liquid supply device (COT), referring to FIG. 4, when wafer W held by
[0035]
Here, FIG. 6 shows the relationship between the rotation speed (reference numeral 32) of the wafer W, the supply speed of the resist (ml / sec) (reference numeral 31), and the time (sec) T. Hereinafter, the method of supplying the resist solution will be described with reference to FIG.
[0036]
Referring to FIG. 7A, first, for example, 0.2 to 1.0 (ml) of the thinner B is supplied to the center of the wafer W while the wafer W is stationary (
[0037]
By starting the supply of the resist solution with a delay of a predetermined time from the start of the rotation of the wafer W after the supply of the thinner in this manner, the resist solution does not mix with the thinner, and the edge (edge) of the resist solution is reliably formed. Extends on the substrate wet by thinner. Then, in this state, the supply amount of the resist solution is relatively increased in a short time as the first step, and the supply amount is reduced in a longer time than the first step as the second step, thereby supplying the resist solution as shown in FIG. As described above, since the amount of the extension edge Ra of the resist liquid R is larger than that of other parts, swelling occurs, and the swelled resist liquid surely extends on the substrate wet by the thinner in a state close to a perfect circle. Thus, the consumption of the resist solution can be reduced.
[0038]
In addition, the start TR4 of the first supply speed and the start T1 of the constant wafer rotation speed are set at the same time, and the end TR5 of the second supply speed and the end T2 of the fixed wafer rotation speed are set at the same time. The sequence of controlling the rotation speed and controlling the supply speed is facilitated.
[0039]
When the supply of the resist solution is completed, a predetermined heating process is performed in a prebaking unit (PREBAKE), and a cooling process is performed in a cooling unit (COL). Thereafter, exposure (not shown) is performed by the
[0040]
Thereafter, a cooling process is performed in a cooling unit (COL), the wafer W is transferred to a developing unit (DEV), a predetermined developing process is performed, and a predetermined heating process is performed in a post-baking unit (POBAKE). This heat treatment is performed, for example, at 100 ° C. or higher. After the cooling process is performed in the cooling unit (COL), the cooling unit (COL) is returned to the
[0041]
FIG. 9 shows a method for supplying a resist solution according to another embodiment. Except for the supply method, the configuration and operation of the device and the like are the same as those in the above-described embodiment, and thus description thereof will be omitted.
[0042]
In the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, first, for example, 0.2 to 1.0 (ml) of the thinner B is supplied to the center of the wafer W while the wafer W is stationary. (Reference numeral 30). By the movement of the
[0043]
According to the supply method of the present embodiment, as in the above-described embodiment, no striation occurs, the supply of the resist solution is completed before T2 at which the wafer rotation is reduced, and the rotation is centrifuged thereafter. The extension by the force can further reduce the consumption of the resist solution.
[0044]
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above.
[0045]
In each of the above embodiments, the resist supply apparatus for supplying a semiconductor wafer substrate and its method have been described. However, the present invention is also applicable to a resist supply apparatus for supplying a glass substrate used for a liquid crystal display or the like. .
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by supplying a large amount of the resist solution first, a large swelling of the resist solution occurs at the edge of the resist solution, and the swollen resist solution is surely wet by the thinner. Since the resist solution is extended on the substrate, a “jagged” shape at the edge of the resist solution, that is, so-called striation does not occur, so that the consumption of the resist solution can be reduced. ,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a coating and developing system to which a resist liquid supply apparatus and a resist liquid supply method of the present invention are applied.
FIG. 2 is a front view of the coating and developing system shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the coating and developing system shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view of a resist liquid supply device according to the present invention.
5 is a plan view of the resist liquid supply device shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a substrate rotation speed, a resist supply speed, and time according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing the action of supplying a resist solution and a thinner to a substrate.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an edge portion of the resist liquid when the resist liquid extends to the substrate.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a substrate rotation speed, a resist supply speed, and time according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a conventional state in which a resist solution extends to a substrate.
[Explanation of symbols]
W: Wafer B: Thinner R: Resist liquid Ra: Extension edge 15:
Claims (4)
(b)前記工程(a)の後、所定の回転加速度で基板の回転を加速する第1の期間と、前記第1の期間の後に基板をほぼ一定の速度で回転する第2の期間と、前記第2の期間の後に所定の回転減速度で基板の回転を減速する第3の期間とを含むように基板を回転する工程と、
(c)所定の供給加速度で基板上へのレジスト液の供給を加速する第4の期間と、前記第4の期間の後に基板上にほぼ一定の供給速度でレジスト液を供給する第5の期間と、前記第5の期間の後に所定の供給減速度で基板上へのレジスト液の供給を減速する第6の期間を含み、前記第1の期間中に開始され、更に前記第2の期間の始期と前記第5の期間の始期とがほぼ一致するように、前記基板の回転の開始から所定時間遅らせて、前記回転する基板上に第1の供給量でレジスト液を供給する工程と、
(d)前記工程(c)の後、基板上にレジスト液を前記第1の供給量よりも少ない第2の供給量で供給する工程と
を具備することを特徴とするレジスト液の供給方法。(A) supplying thinner on the substrate;
(B) after the step (a), a first period during which the rotation of the substrate is accelerated at a predetermined rotational acceleration, and a second period during which the substrate is rotated at a substantially constant speed after the first period. Rotating the substrate to include a third period in which the rotation of the substrate is reduced at a predetermined rotation deceleration after the second period ;
(C) a fourth period during which the supply of the resist solution onto the substrate is accelerated at a predetermined supply acceleration, and a fifth period during which the resist solution is supplied onto the substrate at a substantially constant supply speed after the fourth period. And a sixth period in which the supply of the resist solution onto the substrate is reduced at a predetermined supply deceleration after the fifth period, the sixth period being started during the first period, and Supplying a resist solution at a first supply amount onto the rotating substrate with a delay of a predetermined time from the start of the rotation of the substrate so that the beginning of the fifth period substantially coincides with the beginning of the fifth period ;
(D) after the step (c), supplying the resist liquid onto the substrate at a second supply amount smaller than the first supply amount.
前記第1の供給量は、前記第2の供給量のほぼ2倍〜ほぼ3倍であることを特徴とするレジスト液の供給方法。The method for supplying a resist solution according to claim 1 ,
The method of supplying a resist liquid, wherein the first supply amount is approximately twice to approximately three times the second supply amount.
前記保持・回転部材により保持された基板上にシンナを供給するシンナ供給部と、
前記保持・回転部材により保持された基板上にレジスト液を供給するレジスト液供給部と、
前記保持・回転部材により保持された基板上にシンナを供給させた後に基板を回転させ、その回転の開始から所定時間遅らせて、前記回転する基板上に第1の供給量でレジスト液を供給させ、更にその後、基板上にレジスト液を前記第1の供給量よりも少ない第2の供給量で供給させるように上記の各部を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、所定の回転加速度で基板の回転を加速する第1の期間と、前記第1の期間の後に基板をほぼ一定の速度で回転する第2の期間と、前記第2の期間の後に所定の回転減速度で基板の回転を減速する第3の期間を有するように、前記保持・回転部材を制御すると共に、所定の供給加速度で基板上へのレジスト液の供給を加速する第4の期間と、前記第4の期間の後に基板上にほぼ一定の供給速度でレジスト液を供給する第5の期間と、前記第5の期間の後に所定の供給減速度で基板上へのレジスト液の供給を減速する第6の期間を有するように前記レジスト液供給部を制御し、
更に前記第1の期間中に基板上への第1の供給量でのレジスト液の開始がなされるように前記レジスト液供給部を制御すると共に、前記第2の期間の始期と前記第5の期間の始期とがほぼ一致するように前記保持・回転部材及び前記レジスト液供給部を制御することを特徴とするレジスト液の供給装置。A holding / rotating member that holds and rotates the substrate,
A thinner supply unit that supplies thinner onto the substrate held by the holding / rotating member,
A resist liquid supply unit that supplies a resist liquid onto the substrate held by the holding / rotating member,
After the thinner is supplied onto the substrate held by the holding / rotating member, the substrate is rotated, and the resist liquid is supplied at a first supply amount onto the rotating substrate with a predetermined delay from the start of the rotation. And a control unit for controlling each of the above units so that the resist liquid is supplied on the substrate at a second supply amount smaller than the first supply amount ,
The control unit includes: a first period in which the rotation of the substrate is accelerated at a predetermined rotational acceleration; a second period in which the substrate is rotated at a substantially constant speed after the first period; Controlling the holding / rotating member so as to have a third period in which the rotation of the substrate is decelerated at a predetermined rotation deceleration, and accelerating the supply of the resist liquid onto the substrate at a predetermined supply acceleration. And a fifth period during which the resist liquid is supplied onto the substrate at a substantially constant supply rate after the fourth period, and a resist liquid onto the substrate at a predetermined supply deceleration after the fifth period. Controlling the resist liquid supply unit to have a sixth period of decelerating the supply of,
Further, the resist liquid supply unit is controlled such that the resist liquid is supplied to the substrate at the first supply amount during the first period, and the start of the second period and the fifth liquid supply are started. A resist liquid supply device , wherein the holding / rotating member and the resist liquid supply unit are controlled so that a start of a period substantially coincides with the start of the period .
前記制御部は、前記第1の供給量が前記第2の供給量のほぼ2倍〜ほぼ3倍となるようにレジスト液供給部を制御することを特徴とするレジスト液の供給装置。The resist liquid supply device according to claim 3 ,
The resist liquid supply apparatus, wherein the control unit controls the resist liquid supply unit such that the first supply amount is approximately twice to approximately three times the second supply amount.
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