JP2000058435A - レジスト現像装置における現像液吐出ノズル及び現像液吐出方法 - Google Patents

レジスト現像装置における現像液吐出ノズル及び現像液吐出方法

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JP2000058435A
JP2000058435A JP23631298A JP23631298A JP2000058435A JP 2000058435 A JP2000058435 A JP 2000058435A JP 23631298 A JP23631298 A JP 23631298A JP 23631298 A JP23631298 A JP 23631298A JP 2000058435 A JP2000058435 A JP 2000058435A
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JP
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nozzle
wafer
developing solution
developer
discharge
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JP23631298A
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Tadaoki Mitani
三谷忠興
Hidenobu Hori
秀信 堀
Toshiichi Niki
仁木敏一
Yoshihiko Habu
土生恵彦
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Ishikawa Seisakusho Ltd
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Ishikawa Seisakusho Ltd
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハの口径が12インチ以上と大口径化し
た場合であっても、現像液をウエハに吐出した際、発生
する空気の巻き込む気泡問題を無くすると共にノズルか
らの液垂れを皆無とし、歩どまりを向上させる。 【解決手段】 ノズルは、 中央部に穴径の大きい一つの
吐出口と、この吐出口周辺部に複数個の穴径の小さい吐
出口を設けて構成する。この中央部の穴径の大きい一つ
の吐出口の内径は、2mmから6mmよりなり一方、周
辺部の複数個の穴径の小さい吐出口の内径は、0.1m
mから0.5mmより構成する。現像液を、ウエハ上に
塗布するに際し、先ず、ノズルの中央設けた穴径の大き
い一つの吐出口から現像液を吐出せしめる。現像液は、
ウエハ上のほぼノズル全面に拡散する。次に、ノズルの
中央部の吐出口の現像液の吐出を停止せさせる。しかる
後、周辺部の複数個の穴径の小さい吐出口から現像液を
吐出し、ウエハ全面に現像液を拡散して塗布するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
デベロッパー工程のレジスト現像装置における現像液吐
出ノズル及び現像液吐出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、レジスト現像装置では、スピナ
機構で、半導体ウエハを回転させながら、ノズルより現
像液をウエハ上に供給し、現像液の表面張力で液盛りす
る現像装置が用いられている。従来の現像装置に用いら
れているノズルは、一本の中空ノズルで行なわれてい
た。ところが、近年ウエハの口径が、8インチから12
インチと大口径化が望まれるようになってきたので、吐
出流速はそのままで吐出量の増加が必要となった。そこ
で、ノズルの口径を大きくして、吐出流量を大きく増加
させると、ノズルの吐出を停止したとき、現像液が吐出
口から垂れる、所謂液だれの問題が発生し、ノズルの口
径を大きくするのに限界があった。このため、現像液の
吐出量を増加するために、ノズルを複数個使用したり、
ノズル吐出口をスリット状にしてカーテン状に現像液を
吐出したり、ノズルに多数の穴を穿設して現像液をシャ
ワー状にして吐出したりすることがおこなわれた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ノズルを複
数本にした場合、隣接するノズルN、Nから、吐出する
現像液が、図6A、図6Bに示すように衝突(干渉)し
合い、このとき、空気が巻き込まれウエハW上に気泡が
取り残される問題があった。また、ノズルNの吐出口を
スリット状にした場合、図7に示すように、図7Aで、
スリットから現像液が吐出されると、これをYーY矢視
断面図で見た場合、図7aに示すようになり、次いで、
ウエハWが図7Bで矢印に示すように回転すると、これ
をYーY矢視断面図で見た場合、図7bに示すような現
像液の拡散状態となり、このとき、最初に吐出された現
像液と、ウエハが回転して後、吐出される現像液とが干
渉しあい、この結果、図7CのこれをYーY矢視断面図
で見た場合、図7cに示すように、ウエハW上に、空気
が取り残され気泡となる問題があった。
【0004】更に、図8に示すように、ノズルNの現像
液吐出口を複数個設けて、現像液をシャワー状に供給し
た場合、先ず、ウエハWの上に、現像液が、図8Bに示
すように薄く液盛られた後、次のシャワーの水滴が落下
してくると、図8Cに示すように、この水滴の自重によ
り、ウエハ上に堆積した現像液が水平方向に拡散し、こ
の時、波頭状の下に、空気が巻き込まれ、図8Dに示す
ようにウエハWの現像液中に空気が取り残されて、気泡
となる問題があった。このように、ウエハの上に、現像
液を液盛り時、現像液中に、空気が取り残されて、気泡
が混入していると、現像斑が発生する。そこで、本発明
は、ウエハの口径が、6インチから8〜12インチと大
口径化した場合であっても、現像液を、ウエハに塗布し
た際、発生する空気の巻き込む所謂気泡問題を完全に無
くし、極めて短時間に、現像液をウエハ上に液盛りし、
均質の現像ができるようにするレジスト現像装置に於け
る現像液吐出ノズル及び現像液吐出方法を提供せんとす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点
を、次の手段を採用するこにより解決したものである。
即ち、本発明に使用するノズルは、 中央部に穴径の大
きい一つの吐出口と、この吐出口周辺部に複数個の穴径
の小さい吐出口を設けて構成する。この中央部の穴径の
大きい一つの吐出口の内径は、2mmから6mmよりな
り一方、周辺部の複数個の穴径の小さい吐出口の内径
は、0.1mmから0.5mmより構成する。この中央
部の穴径の大きい一つの吐出口と、この吐出口周辺部の
複数個の穴径の小さい吐出口とは、それぞれ別個の現像
液供給源に連結されている。そして、現像液を、ウエハ
上に塗布するに際し、先ず、ノズルの中央設けた穴径の
大きい一つの吐出口から現像液を吐出せしめる。現像液
は、ウエハ上のほぼノズル全面に拡散する。このとき、
ノズルの先端と、ウエハとの空間の空気が、ノズル外周
面の外側に排出されることになる。ここで、ノズルの中
央部の吐出口の現像液の吐出を停止せさせる。しかる
後、周辺部の複数個の穴径の小さい吐出口から現像液を
吐出し、ウエハ全面に現像液を拡散して塗布するように
した。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて、具体的
に説明すると、図1は、半導体製造装置のレジスト現像
装置の概略を示すもので、スピナ機構で、半導体ウエハ
を回転させながら、ノズルより現像液をウエハ上に供給
し、現像液の表面張力で液盛りするように構成されてい
る。 即ち、現像液供給源1A、1Bから送り出された
現像液は、制御バルブ2A,2Bを介し中空管3A,3
Bを通過して、この中空管3Bに取り付けられたノズル
14の吐出口からウエハWの上に液盛りされる。このと
き、ウエハWは、モータMの回転軸を介しスピンチヤッ
クで、真空吸着によって保持されている。 尚、この現
像装置は、当業界では、よく知られているので、ここで
は、その詳細な説明を省略する。
【0007】図2において、本発明に使用するノズル1
4は、中央部は、穴径の大きい一つの吐出口10と、こ
の吐出口10の周辺部に複数個の穴径の小さい吐出口1
1を配設して構成されている。そして、この 中央部の
穴径の大きい一つの吐出口10と、この吐出口周辺部の
複数個の穴径の小さい吐出口11とは、それぞれ中空管
3A、3Bを介し別個の現像液供給源1A、1Bに連結
されている。(図1参照) 中央部の穴径の大きい吐出
口10は、その口径は、2mmから6mm、好ましく
は、3mmから4mmが良い。6mm以上の場合、ノズ
ル吐出口10から現像液吐出停止時、液垂れ問題が発生
し易いからであり、一方、2mm以下の場合、現像液を
短時間にウエハW上に拡散して塗布できないからであ
る。
【0008】一方、穴径の小さい吐出口11は、中空繊
維製のチューブ13が多数束ねられて構成されている。
即ち、現像液が供給される中空管3Bの先端部に、空間
部12が設けられている。この空間部12では、現像液
を微少口径の各チューブ13に、それぞれ均等に分配す
るためのものであり、その幅は、ノズル全体の幅となっ
ている。中空繊維製のチューブ13は、0.1mm〜
0.5mmの内径のものよりなり、好ましくは、0.2
mm〜0.3mmのものを用いると良い。その理由は、
内径が0.5mm以上の場合、現像液を吐出した後、ノ
ズルをウエハW上から、退避する時、ノズルの吐出口か
ら、現像液が漏れる所謂液垂れが発生するからである。
一方、内径が0.1mm以下の場合、現像液が、流れに
くくなるから好ましくない。このチューブ13の数は、
1千本から3万2千本からなり、好ましくは、6千本か
ら1万本が良い。このノズル14は、各チューブ13の
上端部および下端部が接着剤で固定され、又、ノズル1
4全体の外周面は、合成樹脂製で、円筒形状に形成され
ている。
【0009】今、このノズル14で、現像液をウエハW
上に塗布する際、先ず、図3に示すように、穴径の大き
い中央部の吐出口10から、現像液を吐出させる。する
と、現像液は、ウエハW上に堆積する。このとき、現像
液は、ウエハWの表面張力により、ノズル14とウエハ
Wの間を満たしながら水平方向に拡散して行く。次に、
図4に、示すように、ノズル14のほぼ、全面に、現像
液が、拡散すると、、ノズル14の先端と、ウエハW上
の空間に介在していた空気は、ノズル14の外周面の外
側に排出される。ここで、ノズル14の中央部の吐出口
10の現像液の吐出を停止する。これは、そのまま、継
続して、現像液を吐出していると、次に、穴径の小さい
チューブの吐出口11から現像液を吐出する際、吐出流
速が大きく相違するため、現像液の液面が乱されるから
である。しかる後、チューブ13の小さい穴径の吐出口
11から現像液を吐出すると、現像液は、図5に示すよ
うに、ノズル14の外周面をこえて、ウエハWの全面に
拡散し、塗布されることになる。尚、小さい穴径のノズ
ル吐出口11の面積の総和は、従来のノズルに比較し
て、数十倍となり、このため、ウエハが6インチから8
〜12インチと大口径化しても、迅速に現像液を塗布で
きることになる。
【0010】
【実施例】 試験条件 使用現像液 :TMAH2.38% 使用ウエハ :12インチ 吐出流量 :穴径大 7cc/sec 時間 0.5sec 穴径小 75cc/sec 時間 2sec チューブ長さ :150mm 中空管内径 :6.35mm 室温 :22℃ 現像液温度 :22℃ ノズルからウエハまでの距離 :5mm 中央部穴径、周辺部穴径、中央部加圧圧力、周辺部加圧
圧力を、それぞれ本発明、従来ノズル、比較例1、比較
例2、比較例3、比較例4の場合に分けて、表1の条件
のもとで 現像液をウエハの上に吐出させた。
【表1】 その結果、気泡、液垂れの状態の評価を表2に示す。
【表2】 * 内径が0.1mm以下の場合現像液が流れにくく、
吐出流量を確保するため加圧圧力を高くすると、配管内
に気泡が発生しやすくなり好ましくない。
【0011】
【発明の効果】本発明は、上述のように、ウエハ上に現
像液を吐出する際、大小の穴径の異なる吐出口を有する
ノズルを用いて、、現像液を、先ず、中央部の穴径の大
きい吐出口から、吐出させ、次に、周辺部の複数の穴径
の小さい吐出口から現像液を吐出させたので、従来ノズ
ルに比較して、ウエハが6インチから8〜12インチと
大口径化しても、ウエハ上に微少空気を巻き込む所謂気
泡問題が完全に解消され、ウエハ全面に均質の現像液が
塗布されることから、現像斑が発生しない効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明現像液吐出ノズルを組み込んだレジスト
現像装置の概略説明図である。
【図2】本発明現像液吐出ノズルの一例を示す要部断面
図である。
【図3】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図である。
【図4】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図である。
【図5】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図である。
【図6】従来の現像液吐出ノズルから、ウエハ上へ現像
液が吐出する状態を示す説明図である。
【図7】従来の他の現像液吐出ノズルから、ウエハ上へ
現像液が吐出する状態を示す説明図で、そのうち、A
図、B図、C図は平面図で、一方a図、b図、c図は、
それぞれA図、B図、C図のYーY矢視断面図である。
【図8】従来の他の現像液吐出ノズルから、ウエハ上へ
現像液が吐出する状態を示す説明図で、そのうち、B図
は、A図のX部分を拡大したもので、C図は、B図の状
態から、更に、D図は、C図の状態から現像液の吐出が
進行した状態を示すものである。
【符号の説明】
1 現像液供給源 3 中空管 10 穴径の大きい吐出口 11 穴径の小さい吐出口 12 空間部 13 チューブ 14 ノズル W ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷忠興 石川県能美郡辰口町旭台1丁目50番 大学 宿舎A−34 (72)発明者 堀 秀信 石川県金沢市平和町2丁目27番25号平和宿 舎B33−42 (72)発明者 仁木敏一 富山県砺波市高波353番地 (72)発明者 土生恵彦 石川県金沢市泉本町2丁目89番3号 Fターム(参考) 2H096 AA25 GA30 GA31 4D075 AC64 BB57Z CA48 DA08 DB14 DC22 EA45 4F041 AA05 AA16 AB01 BA05 BA13 BA54 BA56 5F046 LA03 LA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レジスト現像装置における現像液吐出ノ
    ズルにおいて、中央部に穴径の大きい一つの吐出口と、
    この吐出口周辺部に複数個の穴径の小さい吐出口とを備
    えたことを特徴とするレジスト現像装置における現像液
    吐出ノズル。
  2. 【請求項2】 中央部の穴径の大きい一つの吐出口の内
    径は、2mmから6mmよりなり、一方、周辺部の複数
    個の穴径の小さい吐出口の内径は、0.1mmから0.
    5mmよりなる請求項1記載の現像液吐出ノズル。
  3. 【請求項3】 中央部に穴径の大きい一つの吐出口と、
    この吐出口周辺部に複数個の穴径の小さい吐出口とを有
    するノズルで、現像液をウエハ上に吐出するに際し、先
    ず、中央部の穴径の大きい一つの吐出口から現像液を吐
    出せしめ、現像液をノズルのほぼ全面に拡散せしめて、
    ノズルの先端と、ウエハ上との空間に介在する空気を、
    ノズル外周面の外側に排出後、次いで、この中央部の穴
    径の大きい吐出口からの現像液の吐出を停止せしめ、し
    かる後、前記周辺部の複数個の穴径の小さい吐出口から
    現像液を吐出し、ウエハ全面に現像液を拡散して塗布す
    るようにしたことを特徴とするレジスト現像装置に於け
    る現像液吐出方法。
JP23631298A 1998-08-07 1998-08-07 レジスト現像装置における現像液吐出ノズル及び現像液吐出方法 Pending JP2000058435A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002059058A (ja) * 2000-08-16 2002-02-26 Tokyo Electron Ltd 塗布装置
KR100454637B1 (ko) * 2001-05-18 2004-11-03 주식회사 라셈텍 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐
JP2010104947A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Ngk Insulators Ltd スラリー吐出装置及びスラリーの吐出方法

Cited By (4)

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