JP2651719B2 - 現像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、現像処理装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造工程において、現像処理装置はウエハ上に
塗布されたフォトレジストにパターンを露光した後、こ
のパターンを現像処理する装置である。

上記装置にはウエハを回転させて、フォトレジストの
現像処理を行う、スピンデベロッパと、現像液中にウエ
ハを浸漬させて現像処理するデップデベロッパ等があ
る。

上記デップデベロッパは、スピンデベロッパと比較
し、ウエハ表面に液盛りが良好で、液の導入速度が速く
また、液盛り高さを高く設定することが可能である等の
利点を有していることから注目されている。

特に、近年解像度を向上させるために界面活性剤を添
加した現像液が出現した。このような表面張力の低い現
像液を使用する際には、不可欠な装置となりつつある。

上記デップデベロッパは現像液の一部が容器（別名カ
ップともいう）の外周縁に沿って待機させている。そし
て容器内に導入するに際し、上記容器の内側周縁に均等
配されたノズル群から一機に容器内に導入して、ウエハ
表面を現像処理するものである。例えば、特開昭63−16
8026号公報等多数に開示されている。

上記公報によれば、容器の外周縁に沿って待機されて
いる現像液が均等配されたノズル群から同時にウエハ中
心に向けて吐出するので、ウエハ表面は現像液が均一に
廻り、現像むらが生じにくくなる。また、ウエハ表面に
は現像液の液盛り高さが均一なので、現像のバラツキが
生じにくくなる利点がある。

しかし、容器の外周縁に沿って液溜めされた現像液の
表面は、常に大気、即ち、空気と触れているので、この
空気と触れている現像液の表面から水分が蒸発して表面
が変化する、例えば所定の濃度より高濃度に変化するこ
とになり、この変化した現像液でウエハを現像処理する
と、ウエハ表面に高濃度の領域と、所定濃度の領域を分
布して現像むらが生じてしまう。

これを防止するために作業者は、容器の外周縁に設け
た液溜に溜められた時間を感覚的に把握して、現像液を
作業者が定めた一定時間のダミーデスペンスの処理を行
い現像むらを防止していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような一定期間のダミーデスペン
スの吐出量で変化した現像液を排出する現像装置では、
二通りの欠点があった。

一つは、一定期間現像液を排出する。即ち、一定量の
現像液を排出することであり、この一定量の排出では高
濃度に変化した現像液を総て排出したとは限らず、場合
においては残溜した状態もあり信頼性に欠けていた。

他は、一定量の排出では現像液に対する空気の接触期
間が短く、排出する必要のない現像液でも排出して現像
液を無駄に使用していた。

本発明は上記点に対処してなされたもので、空気に触
れた期間に応じて、ダミーデスペンスの吐出量を決める
ように改善した現像処理方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、供給系からの現像液を一時、液溜槽を介し
て被処理体が配置された処理槽に移し、被処理体を現像
する装置において、上記現像液のダミーデスペンスの吐
出量を決定するに際し、上記現像液が上記液溜槽に滞溜
した期間に応じてダミーデスペンスの吐出量を決定する
ようにしたことを特徴としている。

（作用効果） 本発明によれば、現像液が液溜槽に滞溜した経過時間
に応じた現像液を排出したのち、被処理体を現像処理す
るので、上記被処理体の表面を現像むらのない現像処理
が可能となる。しかも現像液を無駄なく効率的に使用す
ることも可能になる。

（実施例） 以下、本発明装置を現像処理装置に適用した一実施例
に基づき、図面を参照して説明する。

先ず、第１図に示すように現像処理装置の構成につい
て説明する。

上記現像処理装置は、半導体ウエハを現像液に浸漬す
る容器機構（１）と、この容器機構（１）に現像液を導
入する配管機構（２）と、ダミーデスペンスの吐出量を
決定するコントローラ（３）と、この装置全体の動作を
制御する制御部（４）とから構成されている。

先ず、上記容器機構（１）は、第２図に示すように被
処理体、例えばウエハ（４）を保持、例えば吸着保持、
可能な支持体、、例えばチャック（５）が設けられてい
る。このチャック（５）には回転駆動機構、例えばモー
タ（６）が連設されており、このモータ（６）の駆動に
よりチャック（５）を介して上記ウエハ（４）を回転可
能にしている。

上記チャック（５）の周側縁には、チャック（５）の
周側縁全体を包囲する如くカップ機構（７）が設けられ
ている。このカップ機構（７）は、上記チャック（５）
の軸中心と同軸でウエハ（４）が載置される内カップ
（８）と、処理槽（９）を形成する上カップ（10）と、
飛散を防止する外カップ（11）と、上記内カップ（８）
を昇降させる下カップ（12）とから構成されている。上
記内カップ（８）は、上記チャック（５）からウエハ
（４）を液密に授受される載置面を有し、且つ、中央部
に形成された貫通孔（13）が穿設されており、上記チャ
ック（５）が遊挿する如く配置されている。上記載置面
にはウエハ（４）を浸漬現像するに際し、ウエハ（４）
を保持、例えば吸着保持する吸着パット（14）が設けら
れており、この吸着パット（14）は真空ポンプに接続さ
れている。

上記吸着パット（14）によってウエハ（４）の裏面
と、内カップ（８）の載置面とが液密にシールされてい
る。また、載置面には現像処理終了後、ウエハ（４）の
裏面を洗浄するための洗浄ノズル（15）も設けられてい
る。上記内カップ（８）は外側下方に向けて傾斜させた
傾斜面（16）を有する円錐台形状に形成されている。

上記カップ（10）は、上述した内カップ（８）の載置
面に現像液が液溜される処理槽（９）が形成される如
く、中空部（17）が穿設している。

即ち、上記上カップ（10）は、上述した内カップ
（８）の傾斜面（16）と対面する如く同一方向に傾斜さ
れた傾斜面（18）にシールリング（19）を設け、このシ
ールリング（19）によって上記カップ（10）と上記内カ
ップ（８）との間を液密にして、処理槽（９）を形成し
ている。

上記カップ（10）には、現像液を供給する配管機構
（２）が設けられている。この配管機構（２）は、第４
図に示すように、上カップ（10）環状の外周溝（20）の
内周側に均等配でノズル群（21）が穿設されている。こ
のノズル群（21）は上カップ（10）の側周に設けられた
外周溝（20）に連通されている。

上記外周溝（20）と隣接して液溜り（22）を形成する
如く円筒形状の仕切板（23）が設けられている。この仕
切板（23）の頂端（24）は、外周溝（20）の上面（25）
高さと少なくとも同じ高さとなっている。

さらに、上記仕切板（23）の内周側には吐出通路（2
6）を下方に屈曲させるように突き当て板（27）が設け
られている。また、外周溝（20）には現像液の供給管
（28）が接続されている。尚、ノズル群（21）は、例え
ば６インチウエハに対して、６／分程度で現像液を吐
出させる場合、各ノズル（21a）（21b）（…）の孔、例
えば直径2mm数量を36ケ所設けることにより、圧力損失
を2kg/cm²以下程度の低損失に押えることができ、吐出
の均一性と吐出量を同時に満足させることができるよう
になっている。

上記上カップ（10）の外周には、リンス・洗浄時及乾
燥時等における液の飛散を防止する外カップ（11）が設
けられている。上記下カップ（12）は、上述した内カッ
プ（８）の外周に設けられたチャック（５）のウエハ
（４）を授受するために昇降駆動機構（29）を介して昇
降可能に設けられている。

上記下カップ（12）の底面には現像液等を排出する排
出口（30）が少なくとも２ケ所設けられている。

上記配管機構（２）は第１図に示すように、現像液が
満された供給ピン（31）に窒素ガスを導入して加圧する
加圧機構（32）と、この加圧によりフィルター（33）、
レギュレータ（34）及びエアオペバルブ（35）を介し
て、容器機構（１）の外周溝（20）に現像液を送り込む
配管系とから構成されている。上記コントローラ（３）
は、第１図に示すように、予め定められた現像液のデス
ペンスの吐出量を選択するモードセレクトスイッチ（3
6）と、デスペンスを駆動させるスイッチ（37）と、容
器機構（１）の液溜り（22）に帯溜した期間が一定期間
経過するとタイムアップして、ダミーデスペンスの吐出
量が、例えば５秒間動作する積算タイマー（38）とから
構成されている。

上記モードセレクトスイッチ（36）は例えばTM1のレ
ンジモードを選択すると、タイムアップすると自動的に
５秒間デスペンスするように形成されている。上記積算
タイマー（38）がタイムアップすると、積算タイマー
（38）に入力された吐出時間だけ吐出するようにダミー
デスペンスを行うようになっている。さらに、Lot1,Lot
2の各レンジのモードをセレクトすると、タイムアップ
後、ウエハ（４）のチャック（５）に受け取る直前に５
秒間または20秒間のデスペンスをするようになってい
る。

そして上記積算タイマー（38）の入力が零であると、
ダミーデスペンスの吐出量は連続吐出するようにもなっ
ている。

上記制御部（４）は、加圧機構（32）例えば窒素ガス
供給装置及び容器機構要素の動作をコントローラ（３）
を介して制御している。

次に動作について説明する。先ず、通常の現像処理に
ついて述べる。

先ず、第３図に示すように、乾燥状態で待機している
チャック（５）上にウエハ（４）を載置して、吸着保持
させる。このウエハ（４）の搬入・搬出は、例えば内カ
ップ（８）を固定した下カップ（12）が矢印を示す方向
に所定高さまで昇降させる。

即ち、チャック（５）上のウエハ（４）を内カップ
（８）の上昇によって、内カップ（８）の載置面に授受
する。

この授受に供って、ウエハ（４）の裏面を、第２図に
示すように吸着パッド（14）で液密に吸着する。続い
て、上カップ（10）の傾斜面（18）に設けられたシール
リング（19）で、内カップ（８）の傾斜面（16）と液密
になる程度まで上記内カップ（８）を上昇させる。この
ようにして、ウエハ（４）表面と内カップ（８）と、シ
ールリング（19）と、上カップ（10）とで処理槽（９）
を形成する。

次に、予め記憶されたプログラムに従って、コントロ
ーラ（３）の指令により、供給ビン（31）に窒素ガスを
導入して、例えばTM1のレンジモードであれば５秒間、3
0ccの現像液をフィルター（33）、レギュレータ（3
4）、及びエアオペバルブ（35）を介して、現像液の供
給管（28）から外周溝（20）に供給する。この外周溝
（20）に供給された現像液は、液溜り（22）に供給さ
れ、次いで、仕切板（23）の頂端を乗り越えて上記処理
槽（９）に吐出する。

この処理槽（９）内のウエハ（４）を所定時間現像処
理する。

ここで、上記処理槽（９）に導入される吐出量は、上
記外周溝（20）に帯溜した現像液と、供給ビン（31）か
ら送られてくる現像液との合算量であることは言うまで
もなう。処理槽（９）内に所定量の現像を満し、所定時
間の浸漬現像処理を行ったのち、昇降駆動機構（29）を
介して、内カップ（８）を下降させると、液密にシール
されていた内カップ（８）と上カップ（10）とが切り離
され、現像液は自然落下によって排出通路から排出され
る。

次に、上記ウエハ（４）が通常の期間内に、搬入され
ない状態の現像処理について述べる。

上記ウエハ（４）の現像処理工程中において、前工程
のトラブル等の原因で一時停止する場合がある。例え
ば、５分間停止する場合がある。予め、上記上カップ
（10）に設けられた液溜り（22）に滞溜した現像液は、
空気に５分間触れた状態に置かれることになる。すると
上記現像液が空気と触れた表面には５分間の時間に応じ
た高濃度領域が生じる。

従って、予め設定された時間が経過すると、下記の表
−１に示すように、例えば５分間の場合のダミーデスペ
ンスの吐出量は、30ccであるので略５秒間ダミーデスペ
ンスを行うものである。また、例えば経過時間が６分間
の場合のダミーデスペンスの吐出量は、36ccである。

上記液溜りに滞溜した現像液が流動するセンサを設
け、流動する毎にリセットされ、滞溜すると自動的に時
間をカウンターし、滞溜時間を算出する。この算出した
時間に基づいてダミーデスペンスの吐出量を求めてダミ
ーデスペンスして高濃度に変化しない現像液にウエハ
（４）浸漬して現像処理する。

従って、ウエハ（４）を浸漬して現像処理するに際
し、液溜りに滞溜した現像液は空気と触れ、表面の水蒸
気を蒸発させて表面を現像濃度の濃い部分を設けてしま
う。即ち、経過時間と共に高濃度の部分が広がる。この
経過時間に比例してダミーデスペンスの吐出量を増加さ
せて排出してしまうので、ウエハ（４）表面を現像むら
のない現像処理を行うように改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置を現像処理装置に適用した一実施
例を説明するための概略現像処理装置説明図、第２図
は、第１図の容器機構を説明するためのカップ機構の拡
大説明図、第３図は、第１図の容器機構のウエハ授受を
説明するための動作説明図、第４図は、第２図の液溜り
部分を説明するための拡大カップ説明図である。 20……外周溝、21……ノズル群、 22……液溜り、36……モードセレクトスイッチ、 37……スイッチ、38……積算タイマー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給系からの現像液を一時、液溜槽を介し
   て被処理体が配置されている処理槽に移し、被処理体を
   浸漬して現像する装置において、上記現像液のダミーデ
   スペンスの吐出量を決定するに際し、上記現像液が上記
   液溜槽に滞溜した期間に応じてダミーデスペンスの吐出
   量を決定するようにしたことを特徴とする現像処理装
   置。