JP3688976B2 - 処理液吐出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，処理液吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では，半導体ウエハ（以下，「ウエハ」という）の表面にレジスト液を塗布してウエハ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布処理，該レジスト膜上にパターンを露光する露光処理，露光後のウエハのレジスト膜に対して現像処理を行う現像処理等が順次行われ，ウエハに所定の回路パターンを形成することが行われている。
【０００３】
前記現像処理は，ウエハの表面に現像液を供給することで実施されているが，従来からそのようにウエハの表面に現像液を供給するにあたっては，例えば現像液ノズルと呼ばれる現像液吐出装置が使用されている。
【０００４】
従来の現像液吐出装置で多く使用されているものは，ウエハの直径よりも長い細長の略直方体の本体内に現像液の液溜部を有し，この本体の下面長手方向に沿って複数の吐出口が形成され，この吐出口から前記液溜部の現像液を基板上に吐出するように構成されていた。また各吐出口からの吐出をより均一にするため，外部から液溜部への現像液の供給は，本体の上面の両端部近傍に接続された現像液供給管から行われるようになっている。
【０００５】
ところで現像処理自体は，現像液の温度によっても大きく影響されるため，ウエハ上に吐出される現像液の温度は所定温度に維持されていなければならない。そのため従来の現像液吐出装置では，前記現像液供給管とは別に本体に接続され，液溜部内で現像液との間で熱交換を行う熱交換部分を有する温度調節用管に拠っていた。そして温度調節用管内に温度調節用流体，例えば所定温度に設定された水を通流させることにより，当該水と液溜部内の現像液との間で熱交換を行うことで，液溜部内の現像液を所定の温度に保つようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記従来の技術では次のような問題があった。まず現像液自体は，何ら温度調節されずに本体の液溜部内に供給されているため，液溜部内という限られた空間内で現像液を所定温度に調節するためには，現像液とは相当の温度差を有する調節用流体を温度調節用管に流さなければならないが，例えばそのまま液溜部に位置する熱交換部分の一端部から他端部へと一方向に温度調節用流体を流してしまうと，途中で大きい熱交換が行われるため，流入起点と流入終点，すなわち一端部と他端部との温度差が大きくなってしまうことになる。その結果，液溜部の一端部側に位置する吐出口から吐出される現像液と，他端部側に位置する吐出口から吐出される現像液とでは温度差が大きいままウエハ上に吐出されることになり，かかる温度差が原因でウエハの面内における現像の均一化が阻害されるという問題が生ずる。
【０００７】
このような事態を防止するために，一端部から他端部へと一方向に通流させるのに代えて一端部→他端部→一端部へといわばＵターンさせるように温度調節用管を液溜部内でＵ形に配管して，一端部側と他端部側の温度差を極力抑えることも試みられているが，管の曲折した部分での流量圧損が原因で，温度調節用流体に対する現像液の追従性に問題が生じ，当該曲折部分近傍と他の部分での温度差が大きくなってしまい，やはり結果的に吐出口の位置によって吐出される現像液の温度差を許容できる程には改善できなかった。しかも一端部→他端部→一端部へといわばＵターンさせるように温度調節用管をＵ形に配管するということは，液溜部内の容積に占める温度調節用管の割合が大きくなることを意味し，その結果液溜部内に所定量の現像液を貯留できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，現像液をはじめとする各種処理液をウエハをはじめとする各種基板上に吐出する装置において，液溜部内での温度調節を最小限に抑えてかつ各吐出口から吐出される処理液の温度を均一にすることのできる処理液吐出装置を提供して前記問題の解決を図ることをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，請求項１によれば，内部に液溜部を形成する本体を有し，前記本体に設けられた処理液吐出口から，前記液溜部の処理液を基板上に吐出する装置であって，前記本体外から前記液溜部に処理液を供給する第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管と，前記第１の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第１の温度調節管と，前記第２の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第２の温度調節管とを有し，前記第１の温度調節管は，前記液溜部内に配置された液溜部温度調節管の一端部に接続され，前記液溜部温度調節管の他端部は，温度調節用流体を前記本体外の所定場所に移送する第１の移送管に接続され，前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続され，前記第１の移送管と第２の移送管とは，同一の移送管であることを特徴とする，処理液吐出装置が提供される。
【００１０】
かかる構成の処理液吐出装置では，処理液は，第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管の２系統を通じて本体内の液溜部に供給される。そして各第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管の外周には，温度調節用流体が流れる対応する第１の温度調節管，第２の温度調節管が配置されているので，まず処理液は，液溜部内に流入する直前までこれら第１の温度調節管，第２の温度調節管によって温度調節されている。そして処理液が液溜部内に導入された後は，液溜部内に配置された液溜部温度調節管によって温度調節されるが，前記したように，処理液は，液溜部内に流入する直前までこれら第１の温度調節管，第２の温度調節管によって例えば所定温度に温度調節されているから，液溜部内にある処理液を所定の温度に調節する場合，従来とは異なりわずかな熱交換で済む。したがって，液溜部内に配置する液溜部温度調節管内に通流させる温度調節用流体の流量は格別多くしなくともよく，また格別処理液との温度差のある流体を通流させる必要もない。換言すれば，液溜部内での多量の熱交換は不要となっている。そして本発明では，かかる点にも着目し，第１の温度調節管を液溜部温度調節管の一端部に接続したので，第１の温度調節管内を流れる温度調節用流体は，そのまま該液溜部温度調節管内を流れて他端部まで流れていく間に，液溜部内の処理液と熱交換し，液溜部内の処理液の温度を再度調節することになる。したがって，処理液吐出口から吐出される処理液を吐出直前まで液溜部でも温度調節していることになり，処理液吐出口から吐出される処理液の温度を所期の温度にして均一に吐出させることが可能になっている。
【００１１】
また前記液溜部内で溜部温度調節管を介しての熱交換は，前記したようにわずかな量なので，たとえ一端部から他端部へと温度調節用流体が一方向に流れるときの熱交換であっても，一端部と他端部との間では殆ど温度差がなく，各処理液吐出口から吐出される処理液の温度は均一である。したがって，液溜部温度調節管は，管径が小さいものでも十分その機能を達することができ，また温度調節用流体は一方向の通流でも適切に液溜部内の処理液の温度調節を実施できるから，Ｕ形の配管を施す必要がなく，単純に直線状のもので足りる。したがって，管の曲折部分を最小限に抑えることができ，従来のような流量圧損に基づく追従性の低下を抑えることができる。またさらに液溜部内における熱交換部分の占める割合が従来よりも少なくて済み，貯留できる処理液の割合が従来よりも向上している。
【００１２】
そして溜部温度調節管の他端部は，第１の移送管に接続されているので，溜部温度調節管内を流れて液溜部内の処理液と熱交換した温度調節用流体は，この第１の移送管を通じて所定場所へと移送される。通常この種の温度調節用流体は，循環して使用されているので，例えばこの第１の移送管は，そのような循環系の戻り側の経路である還管の構成でもよい。
【００１３】
一方第１の処理液供給管を通流する処理液の温度調節を担っている前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続されているので，第２の温度調節管内を流れてきた温度調節用流体は，液溜部内に入ることはなく，そのまま第２の移送管を通じて所定の場所へと移送される。第１の移送管と第２の移送管による移送先は，同一箇所でもよく，また各々異なった場所でもよい。すなわち例えば独立した循環系に各々の移送管を接続してもよい。
【００１４】
なお本明細書において，例えば第１の処理液供給管のように〜管における「管」は，柔軟な材質からなるチューブのようなものも含む意味で使用している。また温度調節用流体は，液体，気体を含むものである。
【００１５】
前記第１の移送管と第２の移送管とは，同一の移送管であれば，本体に対して出入りする管の数をその分低減させることができ，処理液吐出装置周りの配管を簡素化することができる。また同一の移送管として同一の循環系に戻すようにすれば，単一の温度調節用流体用の温度調整装置によって，所定温度の温度調節用流体を第１の温度調節管並びに第２の温度調節管に通流させることができる。そして第１の温度調節管を流れてきた温度調節用流体と第２の温度調節管を流れてきた温度調節用流体とが同一の移送管内で混合されるので，単一の温度の温度調節用流体を同一の循環系に戻せることになり，該循環系での以後の処理が適切に行える。
【００１６】
前記第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，本体の上面に対して斜め，すなわち本体の上面に対して９０度を下まわる仰角で接続するようにすれば，処理液吐出装置全体の高さを抑えることができる。この場合，第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，本体の上面に対して同一方向に，換言すれば第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，相互に平行に接続されていることが好ましい。これによって平面や側面からみて第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管が本体からはみ出す部分を両者揃えて整然とした配管を実現できる。さらに好ましくは，前記第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管を，本体の長手方向に沿って接続するようにすれば，本体の幅方向にはみ出す部分を最小限にしたり，あるいははみ出す部分をなくすように配管することができ，処理液吐出装置全体をよりコンパクトにすることが可能である。
【００１７】
さらにまた第１の移送管及び第２の移送管（同一移送管とした場合も含む）についても，本体の上面に対して斜めに接続したり，本体の上面に対して同一方向に接続したり，本体の長手方向に沿って接続すれば，本体から出る温度調節用流体の配管までも，その高さを抑えたりするなどして，同様に，現像液吐出装置全体をコンパクトにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる現像液ノズルを採用した現像処理装置を有する塗布現像処理システム１の平面，図２は，同じく正面，図３は同じく背面を各々示しており，この塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウエハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００１９】
カセットステーション２では，カセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）とカセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移動可能なウエハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２０】
ウエハ搬送体７は，ウエハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウエハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２１】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第１及び第２の処理装置群G1，G2は現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウエハＷを搬入出可能である。
【００２２】
第１の処理装置群G1では，例えば図２に示すように，ウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置１７と，本実施の形態にかかる現像液ノズルが採用されている現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２３】
第３の処理装置群G3では，例えば図３に示すように，ウエハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウエハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウエハＷを待機させるエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられている。
【００２４】
第４の処理装置群G4では，例えばクーリング装置４０，載置したウエハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光処理後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００２５】
インターフェイス部４の中央部にはウエハ搬送体５０が設けられている。このウエハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及びパターンの露光を行う露光装置（図示せず）に対してアクセスして，各々に対してウエハＷを搬送できるように構成されている。
【００２６】
次に，上述した現像処理装置１８の構成について詳しく説明する。図４，５に示すように現像処理装置１８のケーシング１８ａ内には，ウエハＷを吸着し，保持するスピンチャック６０が設けられている。スピンチャック６０の下方には，このスピンチャック６０を所定の速度で回転可能とする，例えばモータ等を備えた回転駆動機構６１が設けられている。またこの回転駆動機構６１には，スピンチャック６０を上下に移動自在とする機能が備えられており，ウエハＷの搬入出時にスピンチャック６０を上下に移動させて，主搬送装置１３との間でウエハＷの受け渡しができるようになっている。
【００２７】
スピンチャック６０の外周外方には，スピンチャック６０を囲むようにして，上面が開口した環状の内カップ６２が設けられており，前記スピンチャック６０によって回転されたウエハＷから飛散した現像液等を受け止め，周辺の装置が汚染されないようになっている。内カップ６２の底部には，前記ウエハＷ等から飛散した現像液等を排液するドレイン管６３と，排気管６４とが設けられている。また内カップ６２には，スピンチャック６０上に保持されたウエハＷの裏面に対して洗浄液を吐出し，ウエハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄ノズル６５が設けられている。
【００２８】
この内カップ６２の外方には，内カップ６２を囲むようにして，上面が開口した方形状の外カップ６６が設けられており，前記内カップ６２では受け止めきれない現像液等を受け止るようになっている。外カップ６６自体も駆動機構（図示せず）によって上下動自在であり，例えばウエハＷを回転させてウエハＷ上の現像液等を振り切る際には，図４の状態からさらに上昇した高さに外カップ６６が位置する。
【００２９】
ケーシング１８ａ内には，ウエハＷ上に処理液としての現像液を吐出して供給するため第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１とが外カップ６６を挟んで対向して内側及び外側の両側に配置されている。第１の現像液ノズル７０は，ガイドレール７２に沿って（図５中の往復矢印Ｍ方向に）移動自在な支持アーム７３によって支持されており，またこの支持アーム７３は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在であり，これによって支持している第１の現像液ノズル７０を上下に昇降させることが可能である。また第２の現像液ノズル７１も，前記ガイドレール７２に沿って移動自在な支持アーム７５によって支持されており，またこの支持アーム７５は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在である。かかる構成により，第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１は，いずれも外カップ６６を乗り越えてスピンチャック６０に保持されているウエハＷ上を前記Ｍ方向に沿って走査することが可能である。
【００３０】
またケーシング１８ａ内における第１の現像液ノズル７０の外側には，ウエハＷ上に洗浄液を吐出してウエハＷを洗浄するための洗浄液ノズル７６，７７が支持アーム７８によって支持されて配置されている。この支持アーム７８は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在であり，また前記ガイドレール７２と平行に配置されているガイドレール７９に沿って移動自在である。かかる構成により，洗浄液ノズル７６，７７は，外カップ６６及び第１の現像液ノズル７０を乗り越えて，スピンチャック６０に保持されているウエハＷ上の所定の位置に洗浄液を吐出させることが可能である。
【００３１】
第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１は同一構成であり，例えば第１の現像液ノズル７０についてその詳細を図６，図７について説明すると，全体として細長の略直方体の形状の本体８０を有しており，この本体８０の長手方向の長さは，少なくともウエハＷの直径よりも長くなっている。第１の現像液ノズル７０の下面には，複数の現像液吐出口８１が，長手方向に沿って整列して設けられている。
【００３２】
前記本体８０の内部には，図７に示すように前記各現像液吐出口８１と連通された長手方向に長い液溜部８２が形成されており，本体８０内に流入された現像液を一旦貯留し，その後この現像液を各現像液吐出口８１から同時に同流量で吐出できるように構成されている。液溜部８２内の上面は，中央部分に向けて次第に高くなるように傾斜した形状を有し，その頂上部には排気口８３が形成されている。また排気口８３には，排気管８４が接続されている。かかる構成により，液溜部８２内の気泡等は，排気口８３から排気管８４を通じて外部に排気されるので，各現像液吐出口８１から吐出される現像液中に気泡が混入することが防止される。
【００３３】
第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の一端部側には，現像液供給源（図示せず）からの現像液を液溜部８２内に供給するための第１の処理液供給管としての第１の現像液供給管９１と，第１の現像液供給管９１の外周に配置され温度調節用流体が流れる第１の温度調節管９２とが一体となった，いわゆる二重管構成の第１の導入管９３が，接続部材９４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とは，接続部材９４内で分岐し，第１の現像液供給管９１から供給される現像液は，供給口９５を介して液溜部８２内に供給される。これによって第１の現像液供給管９１からの現像液は，液溜部８２内に入る直前まで，第１の温度調節管９２内を流れる温度調節用流体によって所定の温度に温度調節される。一方第１の温度調節管９２は，液溜部８２内の長手方向に沿って配置されている液溜部温度調節管９６の一端部に接続されている。
【００３４】
第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の他端部側には，現像液供給源（図示せず）からの現像液を液溜部８２内に供給するための第２の処理液供給管としての第２の現像液供給管１０１と，この第２の現像液供給管１０１の外周に配置され温度調節用流体が流れる第２の温度調節管１０２とが一体となった，二重管構成の第２の導入管１０３が，接続部材１０４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とは，接続部材１０４内で分岐し，第２の現像液供給管１０１から供給される現像液は，供給口１０５を介して液溜部８２内に供給される。これによって第２の現像液供給管１０１からの現像液は，液溜部８２内に入る直前まで，第２の温度調節管１０２内を流れる温度調節用流体によって所定の温度に温度調節される。一方第２の温度調節管１０２は，液溜部８２内には入らず，前記接続部材１０４に接続され，温度調節用流体を供給する温度調節用流体の循環系（図示せず）へと接続されている第１，第２の移送管を一体とした構成の移送管である還管１０６に接続されている。また一方この還管１０６は，前記液溜部温度調節管９６の他端部と接続されている。また還管１０６自体も，接続部材１０４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。
【００３５】
以上の構成にかかる第１の現像液ノズル７０における現像液，温度調節用流体の通流状態を模式的に示せば，図８に示したようになる。すなわち，第１の現像液供給管９１と第２の現像液供給管１０１を通じて供給された現像液は，各々第１の温度調節管９２，第２の温度調節管１０２によって所定の温度に調整されつつ本体８０の液溜部８２内に供給される。一方第１の温度調節管９２を流れる温度調節用流体は，本体８０の液溜部８２内に配置されている液溜部温度調節管９６内を流れて液溜部８２内に貯留されている現像液を温度調節し，その後液溜部温度調節管９６の他端部から還管１０６を通じて，循環系へと戻される。他方第２の温度調節管１０２を流れる温度調節用流体は，液溜部８２内には入らず，そのまま接続部材１０４内で分岐して，前記還管１０６にて前記液溜部温度調節管９６内を流れてきた第１の温度調節管９２経由の温度調節用流体と集合して前記循環系へと戻されるようになっている。
【００３６】
また第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の配管周りは，図９に示すようになっている。すなわち，第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とが一体となった二重管構成の第１の導入管９３が本体８０の長手方向に沿って一側（前記ガイドレール７２側）へと配管され，また第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とが一体となった二重管構成の第２の導入管１０３も，本体８０の長手方向に沿って一側（前記ガイドレール７２側）へと配管されている。さらにまた還管１０６についても，同様に，本体８０の長手方向に沿って前記一側へと配管されている。
【００３７】
なおケーシング１８ａの側面には，ウエハＷを搬送装置１３によって搬入出するための搬送口１１１と，この搬送口１１１を開閉自在とするシャッタ１１２が設けられており，ウエハＷを搬入出するとき以外は，シャッタ１１２を閉じてケーシング１８ａ内からの処理液の飛散等を防止すると共に所定の雰囲気が保たれるようになっている。
【００３８】
次に，以上のように構成されている現像処理装置１８で実施される現像処理について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明すると，まず，ウエハ搬送体７がカセットＣから未処理のウエハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒージョン装置３１において，レジスト液との密着性を向上させるHMDSなどの密着強化剤を塗布されたウエハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０搬送され，所定の温度に冷却される。その後ウエハＷは，レジスト塗布装置１７又１９，プリベーキング装置３４又は３５に順次搬送され，所定のレジスト塗布処理が施される。その後，このウエハＷは，エクステンション・クーリング装置４１に搬送されて，所定温度にまで冷却される。
【００３９】
冷却されたウエハＷはウエハ搬送体５０によって取り出され，その後周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。当該露光装置によってパターンの露光処理の終了したウエハＷは，ウエハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送された後，主搬送装置１３に保持され，直ちにポストエクスポージャベーキング装置４４又は４５，クーリング装置４３へと順次搬送され，これらの処置装置にて所定の温度処理が施された後，現像処理装置１８又は２０に搬送される。
【００４０】
そのようにしてウエハＷが主搬送装置１３によって現像処理装置１８内に搬入されると，スピンチャック６０上に吸着保持され。ウエハＷは下降する。そして例えば第１の現像液ノズル７０が，内カップ６２内の所定位置にあるウエハＷの一端部の外方から，ウエハＷ上を走査しながら，下面の現像液吐出口８１から現像液をウエハＷ上に吐出し，ウエハＷ上に現像液の液盛りを行う。第１の現像液ノズル７０は吐出が終了すると元の位置にまで戻る。そして所定時間ウエハＷはそのまま静止状態におかれて現像処理に付されている。
【００４１】
そして所定時間経過した後，ウエハＷがスピンチャック６０によって回転されつつ，今度は洗浄ノズル７６，７７がウエハＷの中心部上方まで移動され，所定の洗浄液，例えば純水がウエハＷ表面に吐出されつつ，同時に裏面洗浄ノズル６６からもウエハＷの裏面に対して洗浄液，例えば純水が吐出され，ウエハＷに対して洗浄処理がなされる。このときウエハＷは内カップ６２内に位置し，外カップ６６は上昇しており，ウエハＷから飛散した洗浄液等が受け止められる。
【００４２】
その後，洗浄液の供給が停止されると，ウエハＷが更に高速で回転され，ウエハＷが乾燥される。そして，ウエハＷのこの乾燥工程が終了すると，ウエハＷの全ての現像処理が終了し，ウエハＷは主搬送装置１３によって現像処理装置１８から搬出される。
【００４３】
以上の現像処理を行っている現像処理装置１８で採用した第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１では，他の供給源から第１の現像液供給管９１，第２の現像液供給管１０１を通じて本体８０の液溜部８２に供給される現像液が，液溜部８２内に流入する直前まで各々対応する第１の温度調節管９２，第２の温度調節管１０２によって各々温度調節されているので，液溜部８２内での現像液に対する温度調節は少ない熱交換量で足り，それゆえ，第１の温度調節管９２からそのまま流入する温度調節用流体による液溜部温度調節管９６のみでの熱交換で液溜部８２内の現像液を所定の温度に維持することが可能である。
【００４４】
またそのように少ない熱交換で液溜部８２内の現像液を所定の温度にすることが可能であるから，従来のように液溜部内で熱交換部分の表面積を稼ぐための曲折構成，Ｕ字型配管は不要であり，液溜部温度調節管９６は図７に示したような単純な直線形状のもので足りる。さらにそのような接続の関係から両端部のみを上方に曲折した直線状の液溜部温度調節管９６自体の径も小さく小型のもので済むので，液溜部８２内の容積が等しい場合，液溜部８２内の現像液の貯留量を従来よりも多くすることが可能である。そして第１の温度調節管９２から流入する温度調節用流体を利用して液溜部８２内の温度調節を行うようにしたので，液溜部８２内の現像液を別途温度調節するための温度調節用流体を導入するための配管が不要である。
【００４５】
一方第２の温度調節管１０２を流れてきた温度調節用流体は，液溜部８２内に入らずそのまま還管１０６へと流入させて，液溜部８２内での熱交換を終わった液溜部温度調節管９６からの温度調節用流体と集合して，第１，第２の移送管を兼ねている還管１０６により，適宜の循環系へと戻すことができるようにしたので，循環系に戻すための配管が前記還管１０６の１系統で済み，配管が簡素化されている。
【００４６】
また第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１全体の外形をみても，第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とが一体になった第１の導入管９３，及び第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とが一体になった第２の導入管１０３，並びに還管１０６が，いずれも本体８０の上面に対して斜めに接続されているから，第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１の各管を含んだ全高を低く抑えることができる。この点は，洗浄液ノズル７６，７７との関係でも重要である。
【００４７】
すなわち前記現像処理装置１８では，第１の現像液ノズル７０の外側に洗浄液ノズル７６，７７を配置して，２本の現像液ノズル７０，７１を外カップ６６を挟んで（すなわちウエハＷを挟んで）対向配置できるようにしていたが，そうすると，洗浄液ノズル７６，７７がウエハＷの上方に移動する際には，第１の現像液ノズル７０の上方を通過する必要がある。この点，前記したように，第１の現像液ノズル７０では，前記したように本体８０の上面に対して，第１の導入管９３，第２の導入管１０３及び還管１０６を斜めに接続して，第１の現像液ノズル７０の各管を含んだ全高を低く抑えているので，そのように通過するのに必要な高さを低く抑えることができ，その結果現像処理装置１８全体の高さも低く抑えることができるのである。ひいては，現像処理装置を複数多段に設ける場合に，システム全体の高さを抑えることもできる。
【００４８】
さらにまた第１の導入管９３，第２の導入管１０３及び還管１０６はいずれも本体８０の長手方向に沿って全てケーシング１８ａ内のガイドレール７２側に向けて配管されているから，ノズルの移動方向には配管が突出しておらず，例えば図５に示したように第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１，洗浄液ノズル７６，７７とも近接して待機位置に待機させることができ，この点でも現像処理装置１８全体をコンパクトにすることが可能である。また前記各配管が全てガイドレール７２側に延出しているので，メンテナンスの際の作業性も良好である。
【００４９】
なお，以上で説明した実施の形態は，半導体ウエハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウエハＷの現像処理装置についてであったが，本発明は半導体ウエハ以外の基板例えばＬＣＤ基板の現像処理装置における現像液吐出ノズルに対しても適用が可能である。もちろん処理液自体も現像液に限らず，例えばレジスト液などの各種の処理液を使用することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば，液溜部内での熱交換量を抑えてかつ各吐出口から吐出される処理液の温度を均一にすることができる。しかも装置全体の高さや大きさをコンパクトにすることができる。また液溜部内の処理液の貯留量を，従来の同一のものよりも大きく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる現像液ノズルを採用した現像処理装置を有する塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本実施の形態にかかる現像液ノズル採用した現像処理装置の縦断面の説明図である。
【図５】図４の現像処理装置の横断面の説明図である。
【図６】本実施の形態にかかる現像液ノズルの斜視図である。
【図７】図６の現像液供給ノズルの縦断面図である。
【図８】図６の現像液供給ノズルにおける系統を示す説明図である。
【図９】図６の現像液供給ノズルの平面図である。
【符号の説明】
１ 塗布現像処理システム
１８ 現像処理装置
７０ 第１の現像液ノズル
８０ 本体
８１ 現像液吐出口
８２ 液溜部
９１ 第１の現像液供給管
９２ 第１の温度調節管
９３ 第１の導入管
９４ 接続部材
９６ 液溜部温度調節管
１０１ 第２の現像液供給管
１０２ 第２の温度調節管
１０３ 第２の導入管
１０６ 還管
Ｗ ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は，処理液吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では，半導体ウエハ（以下，「ウエハ」という）の表面にレジスト液を塗布してウエハ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布処理，該レジスト膜上にパターンを露光する露光処理，露光後のウエハのレジスト膜に対して現像処理を行う現像処理等が順次行われ，ウエハに所定の回路パターンを形成することが行われている。
【０００３】
前記現像処理は，ウエハの表面に現像液を供給することで実施されているが，従来からそのようにウエハの表面に現像液を供給するにあたっては，例えば現像液ノズルと呼ばれる現像液吐出装置が使用されている。
【０００４】
従来の現像液吐出装置で多く使用されているものは，ウエハの直径よりも長い細長の略直方体の本体内に現像液の液溜部を有し，この本体の下面長手方向に沿って複数の吐出口が形成され，この吐出口から前記液溜部の現像液を基板上に吐出するように構成されていた。また各吐出口からの吐出をより均一にするため，外部から液溜部への現像液の供給は，本体の上面の両端部近傍に接続された現像液供給管から行われるようになっている。
【０００５】
ところで現像処理自体は，現像液の温度によっても大きく影響されるため，ウエハ上に吐出される現像液の温度は所定温度に維持されていなければならない。そのため従来の現像液吐出装置では，前記現像液供給管とは別に本体に接続され，液溜部内で現像液との間で熱交換を行う熱交換部分を有する温度調節用管に拠っていた。そして温度調節用管内に温度調節用流体，例えば所定温度に設定された水を通流させることにより，当該水と液溜部内の現像液との間で熱交換を行うことで，液溜部内の現像液を所定の温度に保つようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記従来の技術では次のような問題があった。まず現像液自体は，何ら温度調節されずに本体の液溜部内に供給されているため，液溜部内という限られた空間内で現像液を所定温度に調節するためには，現像液とは相当の温度差を有する調節用流体を温度調節用管に流さなければならないが，例えばそのまま液溜部に位置する熱交換部分の一端部から他端部へと一方向に温度調節用流体を流してしまうと，途中で大きい熱交換が行われるため，流入起点と流入終点，すなわち一端部と他端部との温度差が大きくなってしまうことになる。その結果，液溜部の一端部側に位置する吐出口から吐出される現像液と，他端部側に位置する吐出口から吐出される現像液とでは温度差が大きいままウエハ上に吐出されることになり，かかる温度差が原因でウエハの面内における現像の均一化が阻害されるという問題が生ずる。
【０００７】
このような事態を防止するために，一端部から他端部へと一方向に通流させるのに代えて一端部→他端部→一端部へといわばＵターンさせるように温度調節用管を液溜部内でＵ形に配管して，一端部側と他端部側の温度差を極力抑えることも試みられているが，管の曲折した部分での流量圧損が原因で，温度調節用流体に対する現像液の追従性に問題が生じ，当該曲折部分近傍と他の部分での温度差が大きくなってしまい，やはり結果的に吐出口の位置によって吐出される現像液の温度差を許容できる程には改善できなかった。しかも一端部→他端部→一端部へといわばＵターンさせるように温度調節用管をＵ形に配管するということは，液溜部内の容積に占める温度調節用管の割合が大きくなることを意味し，その結果液溜部内に所定量の現像液を貯留できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，現像液をはじめとする各種処理液をウエハをはじめとする各種基板上に吐出する装置において，液溜部内での温度調節を最小限に抑えてかつ各吐出口から吐出される処理液の温度を均一にすることのできる処理液吐出装置を提供して前記問題の解決を図ることをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，請求項１によれば，内部に液溜部を形成する本体を有し，前記本体に設けられた処理液吐出口から，前記液溜部の処理液を基板上に吐出する装置であって，前記本体外から前記液溜部に処理液を供給する第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管と，前記第１の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第１の温度調節管と，前記第２の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第２の温度調節管とを有し，前記第１の温度調節管は，前記液溜部内に配置された液溜部温度調節管の一端部に接続され，前記液溜部温度調節管の他端部は，温度調節用流体を前記本体外の所定場所に移送する第１の移送管に接続され，前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続され，前記第１の移送管と第２の移送管とは，同一の移送管であることを特徴とする，処理液吐出装置が提供される。
【００１０】
かかる構成の処理液吐出装置では，処理液は，第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管の２系統を通じて本体内の液溜部に供給される。そして各第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管の外周には，温度調節用流体が流れる対応する第１の温度調節管，第２の温度調節管が配置されているので，まず処理液は，液溜部内に流入する直前までこれら第１の温度調節管，第２の温度調節管によって温度調節されている。そして処理液が液溜部内に導入された後は，液溜部内に配置された液溜部温度調節管によって温度調節されるが，前記したように，処理液は，液溜部内に流入する直前までこれら第１の温度調節管，第２の温度調節管によって例えば所定温度に温度調節されているから，液溜部内にある処理液を所定の温度に調節する場合，従来とは異なりわずかな熱交換で済む。したがって，液溜部内に配置する液溜部温度調節管内に通流させる温度調節用流体の流量は格別多くしなくともよく，また格別処理液との温度差のある流体を通流させる必要もない。換言すれば，液溜部内での多量の熱交換は不要となっている。そして本発明では，かかる点にも着目し，第１の温度調節管を液溜部温度調節管の一端部に接続したので，第１の温度調節管内を流れる温度調節用流体は，そのまま該液溜部温度調節管内を流れて他端部まで流れていく間に，液溜部内の処理液と熱交換し，液溜部内の処理液の温度を再度調節することになる。したがって，処理液吐出口から吐出される処理液を吐出直前まで液溜部でも温度調節していることになり，処理液吐出口から吐出される処理液の温度を所期の温度にして均一に吐出させることが可能になっている。
【００１１】
また前記液溜部内で溜部温度調節管を介しての熱交換は，前記したようにわずかな量なので，たとえ一端部から他端部へと温度調節用流体が一方向に流れるときの熱交換であっても，一端部と他端部との間では殆ど温度差がなく，各処理液吐出口から吐出される処理液の温度は均一である。したがって，液溜部温度調節管は，管径が小さいものでも十分その機能を達することができ，また温度調節用流体は一方向の通流でも適切に液溜部内の処理液の温度調節を実施できるから，Ｕ形の配管を施す必要がなく，単純に直線状のもので足りる。したがって，管の曲折部分を最小限に抑えることができ，従来のような流量圧損に基づく追従性の低下を抑えることができる。またさらに液溜部内における熱交換部分の占める割合が従来よりも少なくて済み，貯留できる処理液の割合が従来よりも向上している。
【００１２】
そして溜部温度調節管の他端部は，第１の移送管に接続されているので，溜部温度調節管内を流れて液溜部内の処理液と熱交換した温度調節用流体は，この第１の移送管を通じて所定場所へと移送される。通常この種の温度調節用流体は，循環して使用されているので，例えばこの第１の移送管は，そのような循環系の戻り側の経路である還管の構成でもよい。
【００１３】
一方第１の処理液供給管を通流する処理液の温度調節を担っている前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続されているので，第２の温度調節管内を流れてきた温度調節用流体は，液溜部内に入ることはなく，そのまま第２の移送管を通じて所定の場所へと移送される。第１の移送管と第２の移送管による移送先は，同一箇所でもよく，また各々異なった場所でもよい。すなわち例えば独立した循環系に各々の移送管を接続してもよい。
【００１４】
なお本明細書において，例えば第１の処理液供給管のように〜管における「管」は，柔軟な材質からなるチューブのようなものも含む意味で使用している。また温度調節用流体は，液体，気体を含むものである。
【００１５】
前記第１の移送管と第２の移送管とは，同一の移送管であれば，本体に対して出入りする管の数をその分低減させることができ，処理液吐出装置周りの配管を簡素化することができる。また同一の移送管として同一の循環系に戻すようにすれば，単一の温度調節用流体用の温度調整装置によって，所定温度の温度調節用流体を第１の温度調節管並びに第２の温度調節管に通流させることができる。そして第１の温度調節管を流れてきた温度調節用流体と第２の温度調節管を流れてきた温度調節用流体とが同一の移送管内で混合されるので，単一の温度の温度調節用流体を同一の循環系に戻せることになり，該循環系での以後の処理が適切に行える。
【００１６】
前記第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，本体の上面に対して斜め，すなわち本体の上面に対して９０度を下まわる仰角で接続するようにすれば，処理液吐出装置全体の高さを抑えることができる。この場合，第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，本体の上面に対して同一方向に，換言すれば第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は，相互に平行に接続されていることが好ましい。これによって平面や側面からみて第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管が本体からはみ出す部分を両者揃えて整然とした配管を実現できる。さらに好ましくは，前記第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管を，本体の長手方向に沿って接続するようにすれば，本体の幅方向にはみ出す部分を最小限にしたり，あるいははみ出す部分をなくすように配管することができ，処理液吐出装置全体をよりコンパクトにすることが可能である。
【００１７】
さらにまた第１の移送管及び第２の移送管（同一移送管とした場合も含む）についても，本体の上面に対して斜めに接続したり，本体の上面に対して同一方向に接続したり，本体の長手方向に沿って接続すれば，本体から出る温度調節用流体の配管までも，その高さを抑えたりするなどして，同様に，現像液吐出装置全体をコンパクトにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる現像液ノズルを採用した現像処理装置を有する塗布現像処理システム１の平面，図２は，同じく正面，図３は同じく背面を各々示しており，この塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウエハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００１９】
カセットステーション２では，カセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）とカセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移動可能なウエハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２０】
ウエハ搬送体７は，ウエハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウエハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２１】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第１及び第２の処理装置群G1，G2は現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウエハＷを搬入出可能である。
【００２２】
第１の処理装置群G1では，例えば図２に示すように，ウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置１７と，本実施の形態にかかる現像液ノズルが採用されている現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２３】
第３の処理装置群G3では，例えば図３に示すように，ウエハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウエハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウエハＷを待機させるエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられている。
【００２４】
第４の処理装置群G4では，例えばクーリング装置４０，載置したウエハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光処理後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００２５】
インターフェイス部４の中央部にはウエハ搬送体５０が設けられている。このウエハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及びパターンの露光を行う露光装置（図示せず）に対してアクセスして，各々に対してウエハＷを搬送できるように構成されている。
【００２６】
次に，上述した現像処理装置１８の構成について詳しく説明する。図４，５に示すように現像処理装置１８のケーシング１８ａ内には，ウエハＷを吸着し，保持するスピンチャック６０が設けられている。スピンチャック６０の下方には，このスピンチャック６０を所定の速度で回転可能とする，例えばモータ等を備えた回転駆動機構６１が設けられている。またこの回転駆動機構６１には，スピンチャック６０を上下に移動自在とする機能が備えられており，ウエハＷの搬入出時にスピンチャック６０を上下に移動させて，主搬送装置１３との間でウエハＷの受け渡しができるようになっている。
【００２７】
スピンチャック６０の外周外方には，スピンチャック６０を囲むようにして，上面が開口した環状の内カップ６２が設けられており，前記スピンチャック６０によって回転されたウエハＷから飛散した現像液等を受け止め，周辺の装置が汚染されないようになっている。内カップ６２の底部には，前記ウエハＷ等から飛散した現像液等を排液するドレイン管６３と，排気管６４とが設けられている。また内カップ６２には，スピンチャック６０上に保持されたウエハＷの裏面に対して洗浄液を吐出し，ウエハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄ノズル６５が設けられている。
【００２８】
この内カップ６２の外方には，内カップ６２を囲むようにして，上面が開口した方形状の外カップ６６が設けられており，前記内カップ６２では受け止めきれない現像液等を受け止るようになっている。外カップ６６自体も駆動機構（図示せず）によって上下動自在であり，例えばウエハＷを回転させてウエハＷ上の現像液等を振り切る際には，図４の状態からさらに上昇した高さに外カップ６６が位置する。
【００２９】
ケーシング１８ａ内には，ウエハＷ上に処理液としての現像液を吐出して供給するため第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１とが外カップ６６を挟んで対向して内側及び外側の両側に配置されている。第１の現像液ノズル７０は，ガイドレール７２に沿って（図５中の往復矢印Ｍ方向に）移動自在な支持アーム７３によって支持されており，またこの支持アーム７３は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在であり，これによって支持している第１の現像液ノズル７０を上下に昇降させることが可能である。また第２の現像液ノズル７１も，前記ガイドレール７２に沿って移動自在な支持アーム７５によって支持されており，またこの支持アーム７５は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在である。かかる構成により，第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１は，いずれも外カップ６６を乗り越えてスピンチャック６０に保持されているウエハＷ上を前記Ｍ方向に沿って走査することが可能である。
【００３０】
またケーシング１８ａ内における第１の現像液ノズル７０の外側には，ウエハＷ上に洗浄液を吐出してウエハＷを洗浄するための洗浄液ノズル７６，７７が支持アーム７８によって支持されて配置されている。この支持アーム７８は，適宜の昇降機構（図示せず）によって上下動自在であり，また前記ガイドレール７２と平行に配置されているガイドレール７９に沿って移動自在である。かかる構成により，洗浄液ノズル７６，７７は，外カップ６６及び第１の現像液ノズル７０を乗り越えて，スピンチャック６０に保持されているウエハＷ上の所定の位置に洗浄液を吐出させることが可能である。
【００３１】
第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１は同一構成であり，例えば第１の現像液ノズル７０についてその詳細を図６，図７について説明すると，全体として細長の略直方体の形状の本体８０を有しており，この本体８０の長手方向の長さは，少なくともウエハＷの直径よりも長くなっている。第１の現像液ノズル７０の下面には，複数の現像液吐出口８１が，長手方向に沿って整列して設けられている。
【００３２】
前記本体８０の内部には，図７に示すように前記各現像液吐出口８１と連通された長手方向に長い液溜部８２が形成されており，本体８０内に流入された現像液を一旦貯留し，その後この現像液を各現像液吐出口８１から同時に同流量で吐出できるように構成されている。液溜部８２内の上面は，中央部分に向けて次第に高くなるように傾斜した形状を有し，その頂上部には排気口８３が形成されている。また排気口８３には，排気管８４が接続されている。かかる構成により，液溜部８２内の気泡等は，排気口８３から排気管８４を通じて外部に排気されるので，各現像液吐出口８１から吐出される現像液中に気泡が混入することが防止される。
【００３３】
第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の一端部側には，現像液供給源（図示せず）からの現像液を液溜部８２内に供給するための第１の処理液供給管としての第１の現像液供給管９１と，第１の現像液供給管９１の外周に配置され温度調節用流体が流れる第１の温度調節管９２とが一体となった，いわゆる二重管構成の第１の導入管９３が，接続部材９４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とは，接続部材９４内で分岐し，第１の現像液供給管９１から供給される現像液は，供給口９５を介して液溜部８２内に供給される。これによって第１の現像液供給管９１からの現像液は，液溜部８２内に入る直前まで，第１の温度調節管９２内を流れる温度調節用流体によって所定の温度に温度調節される。一方第１の温度調節管９２は，液溜部８２内の長手方向に沿って配置されている液溜部温度調節管９６の一端部に接続されている。
【００３４】
第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の他端部側には，現像液供給源（図示せず）からの現像液を液溜部８２内に供給するための第２の処理液供給管としての第２の現像液供給管１０１と，この第２の現像液供給管１０１の外周に配置され温度調節用流体が流れる第２の温度調節管１０２とが一体となった，二重管構成の第２の導入管１０３が，接続部材１０４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とは，接続部材１０４内で分岐し，第２の現像液供給管１０１から供給される現像液は，供給口１０５を介して液溜部８２内に供給される。これによって第２の現像液供給管１０１からの現像液は，液溜部８２内に入る直前まで，第２の温度調節管１０２内を流れる温度調節用流体によって所定の温度に温度調節される。一方第２の温度調節管１０２は，液溜部８２内には入らず，前記接続部材１０４に接続され，温度調節用流体を供給する温度調節用流体の循環系（図示せず）へと接続されている第１，第２の移送管を一体とした構成の移送管である還管１０６に接続されている。また一方この還管１０６は，前記液溜部温度調節管９６の他端部と接続されている。また還管１０６自体も，接続部材１０４を介して本体８０の上面に対して斜めに接続されている。
【００３５】
以上の構成にかかる第１の現像液ノズル７０における現像液，温度調節用流体の通流状態を模式的に示せば，図８に示したようになる。すなわち，第１の現像液供給管９１と第２の現像液供給管１０１を通じて供給された現像液は，各々第１の温度調節管９２，第２の温度調節管１０２によって所定の温度に調整されつつ本体８０の液溜部８２内に供給される。一方第１の温度調節管９２を流れる温度調節用流体は，本体８０の液溜部８２内に配置されている液溜部温度調節管９６内を流れて液溜部８２内に貯留されている現像液を温度調節し，その後液溜部温度調節管９６の他端部から還管１０６を通じて，循環系へと戻される。他方第２の温度調節管１０２を流れる温度調節用流体は，液溜部８２内には入らず，そのまま接続部材１０４内で分岐して，前記還管１０６にて前記液溜部温度調節管９６内を流れてきた第１の温度調節管９２経由の温度調節用流体と集合して前記循環系へと戻されるようになっている。
【００３６】
また第１の現像液ノズル７０の本体８０の上面の配管周りは，図９に示すようになっている。すなわち，第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とが一体となった二重管構成の第１の導入管９３が本体８０の長手方向に沿って一側（前記ガイドレール７２側）へと配管され，また第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とが一体となった二重管構成の第２の導入管１０３も，本体８０の長手方向に沿って一側（前記ガイドレール７２側）へと配管されている。さらにまた還管１０６についても，同様に，本体８０の長手方向に沿って前記一側へと配管されている。
【００３７】
なおケーシング１８ａの側面には，ウエハＷを搬送装置１３によって搬入出するための搬送口１１１と，この搬送口１１１を開閉自在とするシャッタ１１２が設けられており，ウエハＷを搬入出するとき以外は，シャッタ１１２を閉じてケーシング１８ａ内からの処理液の飛散等を防止すると共に所定の雰囲気が保たれるようになっている。
【００３８】
次に，以上のように構成されている現像処理装置１８で実施される現像処理について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明すると，まず，ウエハ搬送体７がカセットＣから未処理のウエハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒージョン装置３１において，レジスト液との密着性を向上させるHMDSなどの密着強化剤を塗布されたウエハＷは，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０搬送され，所定の温度に冷却される。その後ウエハＷは，レジスト塗布装置１７又１９，プリベーキング装置３４又は３５に順次搬送され，所定のレジスト塗布処理が施される。その後，このウエハＷは，エクステンション・クーリング装置４１に搬送されて，所定温度にまで冷却される。
【００３９】
冷却されたウエハＷはウエハ搬送体５０によって取り出され，その後周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。当該露光装置によってパターンの露光処理の終了したウエハＷは，ウエハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送された後，主搬送装置１３に保持され，直ちにポストエクスポージャベーキング装置４４又は４５，クーリング装置４３へと順次搬送され，これらの処置装置にて所定の温度処理が施された後，現像処理装置１８又は２０に搬送される。
【００４０】
そのようにしてウエハＷが主搬送装置１３によって現像処理装置１８内に搬入されると，スピンチャック６０上に吸着保持され。ウエハＷは下降する。そして例えば第１の現像液ノズル７０が，内カップ６２内の所定位置にあるウエハＷの一端部の外方から，ウエハＷ上を走査しながら，下面の現像液吐出口８１から現像液をウエハＷ上に吐出し，ウエハＷ上に現像液の液盛りを行う。第１の現像液ノズル７０は吐出が終了すると元の位置にまで戻る。そして所定時間ウエハＷはそのまま静止状態におかれて現像処理に付されている。
【００４１】
そして所定時間経過した後，ウエハＷがスピンチャック６０によって回転されつつ，今度は洗浄ノズル７６，７７がウエハＷの中心部上方まで移動され，所定の洗浄液，例えば純水がウエハＷ表面に吐出されつつ，同時に裏面洗浄ノズル６６からもウエハＷの裏面に対して洗浄液，例えば純水が吐出され，ウエハＷに対して洗浄処理がなされる。このときウエハＷは内カップ６２内に位置し，外カップ６６は上昇しており，ウエハＷから飛散した洗浄液等が受け止められる。
【００４２】
その後，洗浄液の供給が停止されると，ウエハＷが更に高速で回転され，ウエハＷが乾燥される。そして，ウエハＷのこの乾燥工程が終了すると，ウエハＷの全ての現像処理が終了し，ウエハＷは主搬送装置１３によって現像処理装置１８から搬出される。
【００４３】
以上の現像処理を行っている現像処理装置１８で採用した第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１では，他の供給源から第１の現像液供給管９１，第２の現像液供給管１０１を通じて本体８０の液溜部８２に供給される現像液が，液溜部８２内に流入する直前まで各々対応する第１の温度調節管９２，第２の温度調節管１０２によって各々温度調節されているので，液溜部８２内での現像液に対する温度調節は少ない熱交換量で足り，それゆえ，第１の温度調節管９２からそのまま流入する温度調節用流体による液溜部温度調節管９６のみでの熱交換で液溜部８２内の現像液を所定の温度に維持することが可能である。
【００４４】
またそのように少ない熱交換で液溜部８２内の現像液を所定の温度にすることが可能であるから，従来のように液溜部内で熱交換部分の表面積を稼ぐための曲折構成，Ｕ字型配管は不要であり，液溜部温度調節管９６は図７に示したような単純な直線形状のもので足りる。さらにそのような接続の関係から両端部のみを上方に曲折した直線状の液溜部温度調節管９６自体の径も小さく小型のもので済むので，液溜部８２内の容積が等しい場合，液溜部８２内の現像液の貯留量を従来よりも多くすることが可能である。そして第１の温度調節管９２から流入する温度調節用流体を利用して液溜部８２内の温度調節を行うようにしたので，液溜部８２内の現像液を別途温度調節するための温度調節用流体を導入するための配管が不要である。
【００４５】
一方第２の温度調節管１０２を流れてきた温度調節用流体は，液溜部８２内に入らずそのまま還管１０６へと流入させて，液溜部８２内での熱交換を終わった液溜部温度調節管９６からの温度調節用流体と集合して，第１，第２の移送管を兼ねている還管１０６により，適宜の循環系へと戻すことができるようにしたので，循環系に戻すための配管が前記還管１０６の１系統で済み，配管が簡素化されている。
【００４６】
また第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１全体の外形をみても，第１の現像液供給管９１と第１の温度調節管９２とが一体になった第１の導入管９３，及び第２の現像液供給管１０１と第２の温度調節管１０２とが一体になった第２の導入管１０３，並びに還管１０６が，いずれも本体８０の上面に対して斜めに接続されているから，第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１の各管を含んだ全高を低く抑えることができる。この点は，洗浄液ノズル７６，７７との関係でも重要である。
【００４７】
すなわち前記現像処理装置１８では，第１の現像液ノズル７０の外側に洗浄液ノズル７６，７７を配置して，２本の現像液ノズル７０，７１を外カップ６６を挟んで（すなわちウエハＷを挟んで）対向配置できるようにしていたが，そうすると，洗浄液ノズル７６，７７がウエハＷの上方に移動する際には，第１の現像液ノズル７０の上方を通過する必要がある。この点，前記したように，第１の現像液ノズル７０では，前記したように本体８０の上面に対して，第１の導入管９３，第２の導入管１０３及び還管１０６を斜めに接続して，第１の現像液ノズル７０の各管を含んだ全高を低く抑えているので，そのように通過するのに必要な高さを低く抑えることができ，その結果現像処理装置１８全体の高さも低く抑えることができるのである。ひいては，現像処理装置を複数多段に設ける場合に，システム全体の高さを抑えることもできる。
【００４８】
さらにまた第１の導入管９３，第２の導入管１０３及び還管１０６はいずれも本体８０の長手方向に沿って全てケーシング１８ａ内のガイドレール７２側に向けて配管されているから，ノズルの移動方向には配管が突出しておらず，例えば図５に示したように第１の現像液ノズル７０，第２の現像液ノズル７１，洗浄液ノズル７６，７７とも近接して待機位置に待機させることができ，この点でも現像処理装置１８全体をコンパクトにすることが可能である。また前記各配管が全てガイドレール７２側に延出しているので，メンテナンスの際の作業性も良好である。
【００４９】
なお，以上で説明した実施の形態は，半導体ウエハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウエハＷの現像処理装置についてであったが，本発明は半導体ウエハ以外の基板例えばＬＣＤ基板の現像処理装置における現像液吐出ノズルに対しても適用が可能である。もちろん処理液自体も現像液に限らず，例えばレジスト液などの各種の処理液を使用することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば，液溜部内での熱交換量を抑えてかつ各吐出口から吐出される処理液の温度を均一にすることができる。しかも装置全体の高さや大きさをコンパクトにすることができる。また液溜部内の処理液の貯留量を，従来の同一のものよりも大きく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる現像液ノズルを採用した現像処理装置を有する塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】本実施の形態にかかる現像液ノズル採用した現像処理装置の縦断面の説明図である。
【図５】図４の現像処理装置の横断面の説明図である。
【図６】本実施の形態にかかる現像液ノズルの斜視図である。
【図７】図６の現像液供給ノズルの縦断面図である。
【図８】図６の現像液供給ノズルにおける系統を示す説明図である。
【図９】図６の現像液供給ノズルの平面図である。
【符号の説明】
１ 塗布現像処理システム
１８ 現像処理装置
７０ 第１の現像液ノズル
８０ 本体
８１ 現像液吐出口
８２ 液溜部
９１ 第１の現像液供給管
９２ 第１の温度調節管
９３ 第１の導入管
９４ 接続部材
９６ 液溜部温度調節管
１０１ 第２の現像液供給管
１０２ 第２の温度調節管
１０３ 第２の導入管
１０６ 還管
Ｗ ウエハ
Claims (7)
- 内部に液溜部を形成する本体を有し，前記本体に設けられた処理液吐出口から，前記液溜部の処理液を基板上に吐出する装置であって，
前記本体外から前記液溜部に処理液を供給する第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管と，
前記第１の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第１の温度調節管と，
前記第２の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第２の温度調節管とを有し，
前記第１の温度調節管は，前記液溜部内に配置された液溜部温度調節管の一端部に接続され，前記液溜部温度調節管の他端部は，温度調節用流体を前記本体外の所定場所に移送する第１の移送管に接続され，
前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続され，
前記第１の移送管と第２の移送管とは，同一の移送管であることを特徴とする，処理液吐出装置。 - 内部に液溜部を形成する本体を有し，前記本体に設けられた処理液吐出口から，前記液溜部の処理液を基板上に吐出する装置であって，
前記本体外から前記液溜部に処理液を供給する第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管と，
前記第１の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第１の温度調節管と，
前記第２の処理液供給管の外周に配置され，温度調節用流体が流れる第２の温度調節管とを有し，
前記第１の温度調節管は，前記液溜部内に配置された液溜部温度調節管の一端部に接続され，前記液溜部温度調節管の他端部は，温度調節用流体を前記本体外の所定場所に移送する第１の移送管に接続され，
前記第２の温度調節管は，前記液溜部外に位置してそのまま前記本体外の所定場所に移送する第２の移送管に接続され，
前記第１の処理液供給管，第２の処理液供給管は，本体の上面に対して斜めに接続されていることを特徴とする，処理液吐出装置。 - 前記第１の処理液供給管，第２の処理液供給管は，本体の上面に対して同一方向に接続されていることを特徴とする，請求項２に記載の処理液吐出装置。
- 前記第１の処理液供給管及び第２の処理液供給管は本体の長手方向に沿って接続されていることを特徴とする，請求項３に記載の処理液吐出装置。
- 第１の移送管及び第２の移送管は，本体の上面に対して斜めに接続されていることを特徴とする，請求項２，３又は４に記載の処理液吐出装置。
- 第１の移送管及び第２の移送管は，本体の上面に対して同一方向に接続されていることを特徴とする，請求項５に記載の処理液吐出装置。
- 第１の移送管及び第２の移送管は，本体の長手方向に沿って接続されていることを特徴とする，請求項６に記載の処理液吐出装置。
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