JPH04265145A - 液処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
等の被処理体に供給される半導体処理用薬液の供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造工程におけるレジス
ト塗布又は現像剤塗布工程を例に挙げれば、塗布液とな
るレジスト液又は現像液等の薬液は所定温度に温調して
おくことで、所望の膜厚が均一に得られ、又、均一な現
像処理が行われることが知られている。

【０００３】この薬液を温調するために、薬液供給管の
周囲に温調液を流して温調するものとして、特開昭５４
−７８９８１，実開昭５８−１２８４４１，特開昭６０
−８６５４２，特開昭６０−１６０６１４，特開昭６１
−１２５０１７，特開昭６２−１８３５２６，特開平１
−２１４０２２，実公平２−３００２３などの公報に開
示されたものがある。この種の薬液温調構造においては
、その薬液供給管として、耐薬液性および可撓性の観点
から一般にフッ素樹脂例えばテフロン（登録商標；四フ
ッ化エチレン）製チューブが使用されている。あるいは
、耐薬液性を考慮してガラス管が採用されているものも
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】テフロン製チューブは
、その熱伝達率が金属，ガラス等と比較して劣っている
。従って、テフロン製チューブの内外をそれぞれ通過す
る薬液及び温調媒体間の熱交換効率が低下し、薬液を所
望度温度に温調することが困難となる。このテフロン製
チューブの肉厚を薄くすることで、熱伝達率を改善する
ことが可能ではあるが、薄肉チューブは機械的強度が弱
く破損し易いという問題がある。

【０００５】一方、薬液供給管としてガラス管を用いた
場合には、その熱伝達率はテフロン製チューブよりも高
いが、ガラス管の接続が困難であり、破損し易いという
欠点も有している。

【０００６】そこで、本発明の目的とするところは、薬
液の供給通路の温調構造として、耐薬液性が高く、熱交
換効率が高く、しかも機械的強度に優れ接続の容易な半
導体処理用薬液の供給装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体処理用
薬液の供給通路と、この供給通路に沿って形成されて前
記半導体処理用薬液を温調する温調媒体の通路とを設け
、各通路間の仕切り壁を、熱伝達率の高い金属を基体と
して構成し、この金属基体の前記半導体処理用薬液と接
触する面に前記半導体処理用薬液に対する耐薬液性を有
する薄膜を形成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、半導体処理用薬液の供給通路
と、これに沿って形成される温調媒体の通路との間の仕
切壁を、熱伝達率の高い金属を基体として構成している
。この金属基体はフッ素樹脂，ガラス等に比べて、薬液
及び温調媒体管の熱交換効率を高く確保でき、しかも機
械的強度に優れ、長手方向に沿って基体同士あるいは他
の管を連結するための接続構造も簡易となる。さらに、
この金属基体の薬液接触面側に、半導体処理用薬液に対
する耐薬液性を有する薄膜を形成している。この薄膜は
、耐薬液性を有しながらも、薄肉であるため、熱交換率
を阻害することがない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を半導体ウエハの現像装置に適
用した実施例について、図面を参照して説明する。

【００１０】まず、本実施例の現像装置の全体構成を、
図４を参照して説明する。被処理体としての半導体ウエ
ハ１０はスピンチャック１２上に真空吸着などにより載
置固定され、このスピンチャック１２はモータ１４の駆
動により回転駆動可能である。このモータ１４は、加速
性に勝れた高性能モータで構成され、その上側にフラン
ジ１６を有し、このフランジ１６によって現像装置内の
適宜位置に固定されている。

【００１１】スピンチャック１２に支持されるウエハ１
０の上方には、ウエハ１０のほぼ中心位置より半導体処
理用薬液としての現像液１７を例えば霧状に噴出するノ
ズルであるスプレーノズル１８が設けられている。この
スプレーノズル１８の移動機構としてスキャナ２０が設
けられ、スキャナ２０はスプレーノズル１８を図示の噴
出位置と、ウエハ１０上から退避した待機位置とに移動
可能としている。

【００１２】また、スプレーノズル１８への現像液の供
給系として、現像液収容部２２，Ｎ２　加圧部２４、お
よび現像液収容部２２からスプレーノズル１８に至る配
管２６から構成されている。なお、配管２６途中には、
開閉用のバルブＶ１　などが設けられている。そして、
以下に説明する現像液の温調装置２９は、この配管２６
途中に設けられ、好ましくはスプレーノズル１８に近い
側に配置される。

【００１３】また、半導体ウエハ１０の上方には、現像
終了後半導体ウェハ１０表面の現像液１７を洗い流し洗
浄するための洗浄液を噴出する洗浄液噴出ノズル（図示
せず）が、スキャナ（図示せず）により移動可能に設け
られている。さらに、半導体ウエハ１０の裏面側には、
半導体ウエハ１０裏面洗浄用の洗浄液を噴出するための
、裏面戦場ノズル（図示せず）が設けられている。

【００１４】そして、半導体ウエハ１０を搬送機構（図
示せず）により搬入してスピンチャック１２上に載置固
定した後、スキャナ２０でスプレーノズル１８を半導体
ウエハ１０の中心位置に移動させ、スピンチャック１２
すなわち半導体ウェハ１０を静止あるいは回転させなが
ら、バルブＶ１　を開けＮ２加圧により温調された現像
液１７をスプレーノズル１８から半導体ウェハ１０に向
けて噴霧供給して液盛りし、所定時間だけ現像処理を行
う。

【００１５】現像終了後、半導体ウエハ１０を高速回転
させて半導体ウエハ１０表面の現像液１７を遠心力によ
り振り切る。そして洗浄液噴出ノズル（図示せず）を移
動させて半導体ウエハ１０表面に洗浄液を噴出させ、又
、裏面洗浄ノズル（図示せず）によって、半導体ウエハ
１０を洗浄し、乾燥させる。

【００１６】以下、温調装置の実施例について説明する
。 ［第１実施例］図１から図３は二重管方式の温調装置を
有する実施例の説明図である。この温調装置２９は、図
２に示すように２枚のテフロン製ボディー３０，３２を
離間配置し、各ボディー３０，３２間に例えば４本の外
管３４を連結し、この各外管３４の内側に内管３６を挿
通して構成している。一方のテフロン製ボディー３０に
は、現像液入口３０ａが形成され、この入口３０ａと連
通する現像液の通路３０ｂが設けられている。同様に、
他方のテフロン製ボディー３２には現像液出口３２ａが
形成され、この出口３２ａに連通する現像液の通路３２
ｂが設けられている。

【００１７】前記外管３４は図２のＩ−Ｉ断面図である
図１に示すように、例えば内径１２ｍｍ，外径１４ｍｍ
（肉厚１ｍｍ）のテフロンチューブで構成されている。 外管としてのテフロンチューブ３４は、前記各テフロン
製ボディー３０，３２の各通路３０ｂ，３２ｂと連通す
るように、その両端が図示Ａの位置（８か所）にて溶着
／ピュアボンドにより連結固定されている。

【００１８】一方、前記内管３６は、図１に示すように
、例えば内径４ｍｍ，外径６ｍｍの金属製パイプ例えば
Ａｌパイプ３８ａを基体として構成され、このＡｌパイ
プ３８ａの外表面に、薄膜状の耐薬液性チューブ例えば
フッ素樹脂の一例であるテフロンチューブ３８ｂが被覆
されている。このテフロンチューブ３８ｂの肉厚として
は、好ましくは、０．１〜０．３ｍｍが好く、本実施例
ではその肉厚を０．２ｍｍとしている。上記の肉厚範囲
よりも薄いテフロンチューブを用いた場合には、熱伝達
率は良好となるが破損し易く、逆に厚いテフロンチュー
ブを用いた場合には熱伝達率が悪化してしまう。なお、
本実施例ではＡｌパイプ３８ａの外表面にテフロンチュ
ーブ３８ｂを被覆する構成となっているので、テフロン
チューブ３８ｂを熱収縮させることで、Ａｌパイプ３８
ａの外表面に容易にかつ確実に密着させることが可能と
なる。

【００１９】４本の各内管３６内には温調水が供給され
、この内管３６と外管３４との間に現像液が通過するこ
とになる。現像液の温調温度としては、２０〜２３℃が
好ましく、本実施例では現像液を２３℃に温調している
。そこで、内管３６内を流れる温調水の温度として例え
ば２３℃の温調水を用い、その流量を例えば１．２リッ
トル／ｍｉｎとしている。

【００２０】次に、作用について説明する。

【００２１】現像液収容部２２内部に加圧されたＮ２　
ガスが供給されると、現像液収容部２２内から配管２６
に現像液が供給されることになる。そして、この現像液
は、スプレーノズル１８に到達する前に、必ず上述した
構造の温調装置２９内部を流れることになる。

【００２２】配管２６内を流れる現像液がテフロン製ボ
ディー３０の現像液入口３０ａに到達すると、この現像
液はテフロン製ボディー３０内部の通路３０ａを通過す
ることで４経路に分岐され、４本の外管３４および内管
３６の間を通過し、他方のテフロン製ボディー３２の通
路３２ｂを介して現像液出口３２ａまで導かれることに
なり、この間に内管３６内部を流れる温調水により、２
３℃の恒温に設定されることになる。すなわち、内管３
６を流れる温調水は、Ａｌパイプ３８ａおよび薄膜状の
テフロンチューブ３８ｂを介して、その周囲を流れる現
像液との間で熱交換を行い、現像液の温度を温調水の設
定温度である２３℃に温調することになる。この際、Ａ
ｌパイプ３８ａは金属であるので熱伝導率が高く、また
テフロンチューブ３８ｂは０．２ｍｍ程度の薄肉に形成
されているのでその熱伝導率を阻害すことにならず、効
率の良い熱交換を実現することが可能となる。

【００２３】また、内管３６および外管３４の間を流れ
る現像液と接触する領域は、全てテフロンチューブ３４
および３８ｂにて形成されているので耐薬液性があり、
チューブの劣化を確実に防止することができる。

【００２４】特に、本実施例のように、二重管の内側に
温調水を通し、外側に現像液を通す構造を採用すること
で、内管３６としてはＡｌパイプ３８ａの外表面にテフ
ロンチューブ３８ｂを配置すれば良く、このような構成
はＡｌパイプ３８ａの外径よりも大きな内径のテフロン
チューブ３８ｂを外挿した後に、テフロンチューブ３８
ｂを熱収縮させることで容易に実現できる効果がある。

【００２５】なお、二重管方式の温調装置としては、内
管３６内に現像液を流し、内管３６と外管３４との間に
温調水を流す構造としてもよい。但し、この場合には内
管３６の内表面にテフロンチューブ３８ｂをコーティン
グする必要がある。 ［第２実施例］この第２実施例は、半導体処理用薬液の
供給通路と温調媒体との通路を平行に並設し、特に各通
路の組立構造を部材の積層により構成した例を示してい
る。

【００２６】図５に示すように、この温調装置は現像液
の通路の上下にそれぞれ温調水の通路を平行に形成して
いる。この構造は、ボディープレート４０，ウォーター
ジャケット４２，セパレータ４４，センタープレート４
６，セパレータ４４，ウォータージャケット４２，ボデ
ィープレート４０をその順に積層することで構成される
。温調水の通路は、その上下の壁がそれぞれ前記ボディ
ープレート４０，セパレータ４４で構成され、側壁が前
記ウォータージャケット４２で構成される。セパレータ
４４は金属板例えばＡｌ板４４ａと、その現像液接触側
に配設例えばコーティングされるテフロンシート４４ｂ
とで構成される。Ａｌ板４４ａおよびテフロンシート４
４ｂの厚さは、第１実施例におけるＡｌパイプ３８ａお
よびテフロンチューブ３８ｂの肉厚とほぼ同様に設定で
きる。なお、ボディプレート４０及びウォータージャケ
ット４２は、例えばＡｌなどで構成している。

【００２７】センタープレート４６は現像液と接触する
ため耐薬液性の例えばフッ素樹脂で形成され、例えば図
６のように構成されている。即ち、液密性を確保するた
めのＯリング用溝５０の内側には、現像液の通路となる
凹部５２が形成される。この凹部５２は、例えば４本の
平行な直線凹部５２ａと、相隣接する直線凹部５２ａの
端部を連結する湾曲凹部５２ｂとから構成され、この凹
部５２の一端の入口５４ａより供給された現像液は、直
線凹部５２ａおよび湾曲凹部５２ｂに沿って蛇行して流
れ、その他端側の出口５４ｂより排出される。センター
プレート４６の裏面側も同様な構造となっている。なお
、温調水の通路も、センタープレート４６の凹部５２の
ように蛇行させて構成することができる。

【００２８】このような構造の温調装置にあっても第１
実施例と同様に、Ａｌ板４４ａおよびテフロンシート４
４ｂで構成されるセパレータ４４を介して、温調水と現
像液との熱交換を効率良く実現することができる。さら
に、第２実施例では現像液を蛇行して流し、その間に熱
交換作用を実現できるので、比較的短い長さの領域で十
分な時間に亘って熱交換を実現できる効果がある。また
、温調水および現像液の通路を、上述した各種部材の積
み重ねにより構成できるので、その組立コストを低減す
ることが可能となる。

【００２９】図７は、図５におけるセンタープレート４
６に替えて、現像液の通路の上下の仕切を取外した別の
センタープレート６０を用いた例を示している。

【００３０】図８は、温調水の通路の上下に現像液の通
路を設けた例を示している。この場合にあっては、ボデ
ィープレート７０，ジャケット７２を耐薬液性の例えば
フッ素樹脂とし、センタープレート７４は温調水に接触
するのみであるからＡｌ等で構成している。また、セパ
レータ４４のテフロンシート４４ｂは現像液と接触する
側に配設されることになる。 ［第３実施例］この第３実施例は、温調媒体の通路の周
囲を取り巻くように、螺旋状に処理液供給通路を設けて
熱交換するように構成したものである。

【００３１】図９に示すように、温調媒体である温調水
が内部を流通する内管８０はＡ１パイプの外表面にテフ
ロンチューブが被覆されており、この内管８０の表面側
には、テフロン製の外管８１が配設されている。そして
、この外管８１の内壁部には、先端部分が前記内管８０
の表面と液密に当接する突起部８１ａが螺旋状に設けら
れており、外管８１と内管８０との隙間が、帯状で螺旋
状の流路８１ｂを成す如く構成されている。すなわち、
前記外管８１の一端に設けられた現像液入口８２から供
給された現像液は、前記流路８１ｂ内を螺旋状に流通し
ながら温調され、他端に設けられた現像液出口８３に導
かれる。

【００３２】なお、前記内管８０内部には中空体８４が
両端を支持部材８５に支持されて配置されており、又、
内管８０の両端部には、温調水入口８６および温調水出
口８７がそれぞれ設けられた蓋体８８，８９がＯリング
等のシール部材を使用して液密に取着されている。前記
中空体８４は、温調水が内管８０壁面に有効に接触し、
熱交換向上のために設けたものである。

【００３３】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。

【００３４】上記実施例は、本発明を半導体ウエハに対
する現像装置に適用した例を示したが、レジスト液塗布
装置，サイドリンス装置，洗浄装置等の各薬液の供給装
置にも同様に適用できる。また、薬液と温調媒体との仕
切壁としての金属基体の表面に形成される耐薬液性の薄
膜としては、テフロンなどのフッ素樹脂が最適であり、
この場合には２００℃もの耐熱性を確保でき、この耐熱
温度の範囲の各種温調温度に設定可能である。しかし、
耐薬液性の薄膜としては、必ずしもフッ素樹脂に限らず
、シリコン等、半導体処理液に対する耐薬液性を有する
各種部材を適用することが可能である。一方、金属基体
としては、上記実施例のようなＡｌに限らず、例えばＳ
ＵＳ，ＣＵなど熱伝達率の高い各種金属を適用すること
が可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体処理用薬液の通路と温調媒体との通路とを仕切る仕
切壁を、熱伝達率の高い金属基体と、薬液と接触する側
に設けた耐薬液性を有する薄膜とで構成することで、薬
液と温調媒体との間の熱交換率を高く確保しながらも、
機械的強度に優れ、且つ薬液による劣化のない半導体処
理用薬液の供給装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施例装置における現像
液温調部となる二重管の断面図である。

【図２】第１実施例装置における温調部の凹断面図であ
る。

【図３】図２に示す温調部の左側面図である。

【図４】第１実施例装置の全体構成である現像装置の概
略説明図である。

【図５】第２実施例装置としての積層構造型温調装置の
断面図である。

【図６】図５に示すセンタープレートの平面図である。

【図７】図５におけるセンタープレートの上下の仕切を
削除した温調装置の断面図である。

【図８】温調水の上下に薬液の通路を形成した積層構造
型温調装置の断面図である。

【図９】第３実施例装置としての二重管構造型温調装置
の断面図である。

【符号の説明】

３４　　外管（テフロンチューブ） ３６　　内管 ３８ａ　　Ａｌパイプ ３８ｂ　　テフロンチューブ ４４　　セパレータ ４４ａ　　Ａｌ板 ４４ｂ　　テフロンシート　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＴＥ０３３２
０１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体処理用薬液の供給通路と、この
   供給通路に沿って形成されて前記半導体処理用薬液を温
   調する温調媒体の通路とを設け、各通路間の仕切り壁を
   、熱伝達率の高い金属を基体として構成し、かつ、この
   金属基体の前記半導体処理用薬液と接触する面に前記半
   導体処理用薬液に対する耐薬液性を有する薄膜を形成し
   たことを特徴とする半導体処理用薬液の供給装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記半導体処理用
   薬液の供給通路と前記温調媒体の通路とを、内管，外管
   で形成される同軸配置とし、少なくとも前記内管を熱伝
   達率の高い金属で形成し、その内管が前記半導体処理用
   薬液と接触する側の面に耐薬液性を有する薄膜を形成し
   たことを特徴とする半導体処理用薬液の供給装置。
3. 【請求項３】　　請求項１において、前記半導体処理用
   薬液の供給通路と前記温調媒体の通路とを、前記仕切り
   壁を介して平行に並設し、少なくとも各通路を構成する
   対向側壁と前記仕切り壁との積層構造としたことを特徴
   とする半導体処理用薬液の供給装置。