JPH04107813A - 液処理装置及び液処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、塗布装置に関する。

（従来の技術） 従来から、例えば半導体デバイス製造における半導体ウ
エノ１への回路パターン転写のための現像工程等におい
て、半導体ウニ１１上に形成されたフォトレジスト膜に
現像液を塗布して現像を行う塗布装置として、いわゆる
スピンデペロツノで−が知られている。スピンデベロッ
パーでは、高速回転可能に構成されたスピンチャック上
に半導体ウェハを支持し、上方に設けられたノズルから
例えばシャワー状に現像液およびリンス液を供給し、現
像およびリンスを行う。そして、スピンチャックにより
、半導体ウェハを高速回転させて、半導体ウェハ上に供
給した現像液およびリンス液を遠心力で飛散させ乾燥を
行う。

（発明が解決しようとする課題） 上述した現像装置において、現像均一性を向上させるた
めには、短時間で現像液を塗布する必要がある。これは
短時間で半導体ウェハ全面に現像液が行き渡るようにし
ないと現像むらが生じてしまうためである。このため、
現像液の送出圧を高くし、現像液の流量を上げて半導体
ウェハ全面に短時間で現像液が行き渡るようにする必要
がある。

しかしながら、このように現像液の送出圧を高くすると
次のような問題が発生する。

すなわち、高圧の現像液がシャワー状に半導体ウェハに
当たるため、半導体ウェハ表面のフォトレジスト膜がダ
メージを受ける。

また、現像液を加圧して送出するための不活性ガス例え
ば窒素ガスが現像液に溶は込み、減圧時（現像時）に溶
は込んだ窒素ガスが気泡となり、気泡により現像ムラが
発生する。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べて、被塗布処理物に与えるダメージを緩和
することができるとともに、気泡による処理ムラの発生
を抑制することができ、良好な塗布処理を実施すること
のできる塗布装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、ノズルから基板面に塗布液を供給し
、該基板上に塗布する塗布装置において、前記ノズルを
前記基板の側方に複数設け、これらのノズルから、前記
基板面の塗布液供給位置を移動させつつ、前記基板面に
前記塗布液を供給するよう構成したことを特徴とする。

（作　用） 本発明の塗布装置例えば現像装置では、基板の側方に設
けた複数のノズルから、基板面の現像液供給位置を移動
させつつ、基板面に前記現像液を供給する。

尚、この基板面の現像液供給位置の移動は、例えば現像
液を供給する機構において、現像液を加圧して送出する
ための不活性ガスの圧力を通常時はゼロとし、現像液供
給のための弁を解放した後、現像液を加圧することなど
によって実現することができる。すなわち、この場合、
現像液の送出圧力がゼロからしだいに上昇するので、現
像液がノズルの近傍から、しだいに遠方に供給されるよ
うになり、機械的な駆動機構などを用いずに基板面の現
像液供給位置を移動させることができる。

したがって、高圧シャワーなどによって、半導体ウェハ
表面のフォトレジスト膜などにダメージを与えることが
ない。また、高圧の不活性ガスが現像液に溶は込むこと
もないので、気泡の発生を防止することができ、気泡に
よる現像ムラの発生を抑制することができる。

このため、良好な現像処理を高スルーブツトで実施する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明を現像装置に適用した一実施例を図面を参
照して説明する。

第１図に示すように、現像装置１には、例えば真空チャ
ック等により半導体ウェハ２の裏面中央部を吸着保持し
、この半導体ウェハ２を高速回転可能に構成されたスピ
ンチャック３が設けられている。また、このスピンチャ
ック３の周囲には、半導体ウェハ２の周囲を囲む如く、
現像液、リンス液等の飛散を防止するためのカップ４が
設けられている。

また、第２図にも示すように、このカップ４の側壁部に
は、半導体ウェハ２に向けて、複数（本実施例では４つ
）のノズル５が設けられている。

これらのノズル５は、現像液収容部６に接続されており
、ノズル５と現像液収容部６とを接続する配管には、そ
れぞれ流量調節弁７と、例えば空気圧などで遠隔操作可
能に構成された３方弁８が設けられている。

さらに、これらの３方弁８には、それぞれリンス液供給
配管９が接続されており、このリンス液供給配管９には
、流量調節弁１０と、例えば空気圧などで遠隔操作可能
に構成された３方弁１１が設けられている。この３方弁
１１には、パージガス（例えば窒素ガス）を供給するた
めのパージガス供給配管１２が接続されている。尚、こ
のパージガス供給配管１２には、例えば空気圧などで遠
隔操作可能に構成された開閉弁１３が設けられている。

一方、現像液収容部６には、現像液ボトル（図示せず）
に接続された現像液供給配管１４と、現像液を不活性ガ
ス（例えば窒素ガス）で加圧して圧送するための加圧配
管１５が接続されており、現像液収容部６内には、現像
液液位を検出するためのセンサー例えばフロートセンサ
ー１６が設けられている。また、現像液供給配管１４に
は、例えば空気圧などで遠隔操作可能に構成された開閉
弁１７が設けられており、加圧配管１５には、例えば電
磁弁などからなる８方弁１８が設けられている。この３
方弁１８は、図示しない加圧用ガス源と、排気系に接続
されている。

上記フロートセンサー１６の液位検出信号は、制御装置
［（図示せず）に入力され、上記スピンチャック３、流
量調節弁７．３方弁８．３方弁１１、開閉弁１３、開閉
弁１７．３方弁１８は、この制御装置により制御され、
次のようにして現像処理が実施される。

すなわち、予め現像液収容部６内のフロートセンサー１
６により、現像液吐出量を調節するとともに、流量調節
弁７によって、各ノズル５から吐出する現像液流量を調
節しておく。尚、現像液収容部６においては、フロート
センサー１６により、ハイレベル（Ｈ）と、ローレベル
（Ｌ）との２つの液位が検出され、これらの間の現像液
が一回の吐出動作で半導体ウエノ１２に供給される。し
たがって、これらのハイレベル（Ｈ）あるいはローレベ
ル（Ｌ）の設定を変更することによって、現像液吐出量
を設定することができる。

そして、例えば図示しない搬送装置などにより、半導体
ウェハ２を搬送してスピンチャック３上にロードし、こ
の半導体ウェハ２を例えば真空チャックなどでスピンチ
ャック３上に吸着保持する。

この後、３方弁８を現像液収容部６とノズル５とが連通
される状態に設定し、しかる後、３方弁１８を操作して
、加圧配管１５から現像液収容部６内に加圧用不活性ガ
ス（例えば窒素ガス）を導入し、現像液収容部６内の現
像液を圧送して、各ノズル５から半導体ウェハ２に現像
液を供給する。

尚、現像液供給中は、半導体ウェハ２を回転させず、停
止しておく。

この時、上述した如く、現像液収容部６内を常圧とした
状態で、まず、３方弁８を開き、この後、現像液収容部
６内の加圧を開始するので、各ノズル５から噴出する現
像液は、第１図に点線で示すように、始め半導体ウェハ
２面上のノズル５近傍に供給され、現像液収容部６内の
圧力上昇に伴って次第にノズル５から離れた部位に供給
されるようになる。この圧力は予め定められた周期によ
り管理することにより品質管理を向上できる。

したがって、複数のノズル５により、半導体ウェハ２面
の現像液供給位置を移動させながら現像液を供給するこ
とにより、短時間で半導体ウエノ１２全面に現像液を満
たし、いわゆる液盛りを短時間で行うことができる。尚
、本実施例のようにすれば、ノズル５や、半導体ウニ／
Ｘ２を駆動することなく、現像液供給位置を移動させる
ことができるが、例えばノズル５を上下あるいは左右に
走査する如く駆動しても良い。現像液は連続放出に限ら
ず断続（パルス的）放出でもよい。

また、現像液が半導体ウェハ２面に衝突する際に、半導
体ウェハ２面に加わる衝撃は、おおよそノズル５と半導
体ウェハ２面との高低差による落差分に起因する衝撃の
みとなるので、例えば上方から、半導体ウェハ２面に向
けて、高圧の現像液を噴出させる従来の現像装置などに
較べて、半導体ウェハ２面のフォトレジスト膜等に加わ
るダメージを大幅に緩和することができる。

さらに、現像液収容部６内の現像液は、通常非加圧状態
（常圧あるいは減圧状態）であり、また、３方弁８を開
いてから、現像液収容部６内の現像液の加圧を開始する
ので、現像液中に加圧用の窒素ガスが、溶は込む事を抑
制することができ、この溶は込んだガスが気泡となり、
現像ムラが発生することを防止することができる。

上述の如く、半導体ウェハ２に現像液を供給し、フロー
トセンサー１６により、現像液収容部６内の現像液液位
が、ローレベル（Ｌ）となったことが検知されると、３
方弁８を切り替えて、現像液の供給を停止する。そして
、３方弁１８により、現像液収容部６内を常圧に戻し、
開閉弁１７を開けて、図示しない現像液ボトルから、現
像液収容部６内に現像液をハイレベル（Ｈ）まで供給し
、次の現像処理に備える。さらに、所望により、現像液
収容部６内を減圧し、現像液の脱気を行う。

また、３方弁１１をパージガス供給配管１２側に設定し
、開閉弁１３を開とすることにより、上記３方弁８の切
り替えと同時に、ノズル５およびこのノズル５が接続さ
れた配管に、パージガス例えば窒素ガスを流し、ノズル
５およびこのノズル５が接続された配管内に残った現像
液を除去し、ノズル５からの液ダレおよび、配管内に残
った現像液が空気に触れて変質し、変質した現像液が半
導体ウェハ２に供給されることを防止する。

そして、所定の現像時間が経過した後、３方弁１１を切
り替えて、リンス液例えば純水を半導体ウェハ２に供給
し、半導体ウェハ２に液盛りされた現像液を洗い流す。

この後、スピンチャック３により、半導体ウェハ２を回
転させて乾燥し、図示しない搬送装置などにより、現像
処理の終了した半導体ウェハ２をスピンチャック３上か
ら搬出する。また、リンス液の供給が終了すると、再び
、３方弁１１および開閉弁１３を操作して、ノズル５お
よびこのノズル５が接続された配管に、パージガスを流
し、ノズル５および配管内に残ったリンス液を除去する
。

以上のように、本実施例では、半導体ウニ／Ｘ２表面の
フォトレジスト膜などにダメージを与えることなく、半
導体ウェハ２に短時間で液盛りができ、また、高圧の不
活性ガスが現像液に溶は込むこともないので、気泡の発
生を防止することができ、気泡による現像ムラの発生を
抑制することができる。このため、良好な現像処理を高
スルーブツトで実施することができる。

また、ノズルの向きを変えるための機械的な駆動機構も
必要とせず、さらに現像液が空気と接触して変質するこ
とも防止することができる。もちろんノズルの向きを変
えても良いし、向きの異なるノズルを複数本配列して同
時送出させてもよい。

上記実施例では現像液の供給について説明したが、疎水
化処理液等地の液の供給に適用してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の塗布装置によれば、良好
な塗布処理を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の現像装置の要部構成を示す
縦断面図、第２図は第１図の現像装置の上面図である。 １・・・・・・現像装置、２・・・・・・半導体ウェハ
、３・・・・・・スピンチャック、４・・・・・・カッ
プ、５・・・・・・ノズル、６・・・・・・現像液収容
部、７・・・・・・流量調節弁、８・・・・・・３方弁
、９・・・・・・リンス液供給配管、１０・・・・・・
流量調節弁、１１・・・・・・３方弁、１２・・・・・
・パージガス供給配管、１３・・・・・・開閉弁、１４
・・・・・・現像液供給配管、１５・・・・・・加圧配
管、１６・・・・・・フロートセンサ１７・・・・・・
開閉弁、１８・・・・・・３方弁。 出願人　　東京エレクトロン株式会社 出願人　　東京エレクトロン九州株式会社代理人　弁理
士　　須　山　佐　− （ばか１名） ＪＩ１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルから基板面に塗布液を供給し、該基板上に
   塗布する塗布装置において、 前記ノズルを前記基板の側方に複数設け、これらのノズ
   ルから、前記基板面の塗布液供給位置を移動させつつ、
   前記基板面に前記塗布液を供給するよう構成したことを
   特徴とする塗布装置。