JPH0513320A - 処理液塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生さ
せること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理基
板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好な
処理を実施することのできる処理液塗布方法を提供す
る。 【構成】 スピンチャック２上部に設けられた半導体ウ
エハ１に、近接対向する如く液体供給ノズル３を配置す
る。液体供給ノズル３は、矩形容器状の液体収容部４
と、この液体収容部４の底部に設けられた多数の細孔６
とを具備している。そして、現像液供給配管９から所定
圧力で液体収容部４内に所定の現像液を供給し、多数の
細孔６から滲み出させるようにして現像液を半導体ウエ
ハ１に供給するとともに、スピンチャック２によって半
導体ウエハ１を１／２回転回転させ、液体供給ノズル３
によって現像液を押し広げるようにして塗布を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、処理液塗布方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】一般に、被処理基板に、処理液を塗布す
る場合、液体供給ノズルから被処理基板に向けて処理液
を吐出させる。例えば、半導体デバイスの製造工程にお
いて、半導体ウエハ表面に形成されたレジスト膜の現像
を行う現像装置では、次のようにして被処理基板である
半導体ウエハ全面に現像液を塗布する。

【０００４】すなわち、半導体ウエハを高速回転可能に
構成されたいわゆるスピンチャック上に配置し、このス
ピンチャックの上部に、半導体ウエハと対向する如く現
像液供給ノズルを設け、この現像液供給ノズルから半導
体ウエハに向けて現像液を例えばシャワー状に吐出させ
て現像液を供給し、現像液が表面張力により半導体ウエ
ハ上に膜状に被着した状態とする。

【０００５】また、例えば特開昭57-208134 号公報、特
開昭61-104621 号公報等では、半導体ウエハとほぼ同径
の円板状の液体供給部を半導体ウエハに近接対向する如
く設け、これらの間隙中に現像液を溜めた状態で現像を
実施する現像装置も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た現像装置等では、半導体ウエハ面内において、現像液
供給タイミングのばらつき時間差が大きすぎると現像む
らの原因となるため、短時間で半導体ウエハ全面に現像
液を塗布する必要がある。ところが例えばシャワー状に
現像液吐出させて塗布する方法では、短時間で半導体ウ
エハ全面に現像液を塗布するためには、現像液等の供給
圧を上げて現像液等の吐出流量を増加させる必要があ
る。このため、現像液等が半導体ウエハ等の被処理物面
に衝撃を与え、半導体ウエハ等の被処理物にダメージを
与えるという問題があった。また、現像液等の供給圧を
上げると、現像液中に気体が溶け込み気泡が発生し易く
なり、気泡によって現像むらが生じるという問題もあっ
た。さらに、吐出流量を増加させると無駄になる現像液
量が多くなり、ランニングコストが増大するという問題
もあった。

【０００７】また、前述した特開昭57-208134 号公報、
特開昭61-104621 号公報等で提案されている現像装置で
は、半導体ウエハに近接対向させた円板状の対向面から
現像液を供給するので上述した問題はないが、半導体ウ
エハ全面を覆う如く円板状の対向面が設けられるので、
気泡が発生した場合、この気泡の逃げ場がなく、現像む
ら発生の原因となるという問題があった。

【０００８】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたもので、被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生
させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理
基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好
な処理を実施することのできる処理液塗布方法を提供し
ようとするものである。

【０００９】［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の処理
液塗布方法は、被処理基板面に処理液を塗布するに際
し、多数の細孔から前記処理液を供給する液体供給ノズ
ルを、前記被処理基板面に近接対向する如く配置し、前
記液体供給ノズルの前記多数の細孔から、液膜状に前記
処理液を前記被処理基板に供給するとともに、前記被処
理基板と前記液体供給ノズルとを相対的に移動させて、
前記被処理基板面に前記処理液を塗布することを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明の処理液塗布方法では、直径例えば0.1
〜1.0 mm程度の細孔が多数例えば数百設けられ、これら
の細孔から処理液を供給する液体供給ノズルを、被処理
基板面に近接対向する如く配置する。そして、これらの
多数の細孔から、滲み出させるように処理液を被処理基
板に供給するとともに、被処理基板と液体供給ノズルと
を相対的に回転させて、液体供給ノズルにより処理液を
押し広げ、被処理基板面に処理液を塗布する。

【００１２】したがって、被処理基板に衝撃を与えた
り、気泡を発生させること無く、短時間で迅速に所定の
処理液を被処理基板に塗布することができ、少量の液体
で効率良く良好な処理を実施することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明方法を半導体ウエハの現像に適
用した実施例を図面を参照して説明する。

【００１４】図１に示すように、本実施例方法に用いる
現像装置には、被処理体である半導体ウエハ１を、例え
ば真空チャックにより吸着保持し、この半導体ウエハ１
を低速および高速回転可能に構成されたスピンチャック
２が設けられており、このスピンチャック２の上部に
は、液体供給ノズル３が設けられている。

【００１５】この液体供給ノズル３には、半導体ウエハ
１の直径とほぼ同じ長さに形成された矩形容器状の液体
収容部４が設けられている。また、図２にも示すよう
に、この液体収容部４の底部には、半導体ウエハ１に向
けて突出する如く、突出部５が設けられている。そし
て、この突出部５には、直径例えば0.1 〜1.0 mm程度
（本実施例では0.2mm ）の細孔６が、所定ピッチ例えば
0.1 〜1.0 mm程度（本実施例では0.6mm ）で、多数例え
ば数百個（本実施例では270 個）設けられている。

【００１６】また、液体収容部４の上部には、内部を気
密に閉塞可能に構成された蓋体７が気密シール部材例え
ばＯリング８を介して設けられており、この蓋体７には
現像液供給配管９が接続されている。この現像液供給配
管９は、現像液供給源１０に接続されており、この現像
液供給源１０から、不活性ガスの気体圧等により、所定
圧力で液体収容部４内に所定の現像液を供給可能に構成
されている。

【００１７】さらに、図３に示すように、スピンチャッ
ク２の側方にはノズル洗浄機構１１が設けられている。
このノズル洗浄機構１１は、図４にも示すように、液体
供給ノズル３の突出部５を収容可能に構成された溝状の
洗浄部１２と、この洗浄部１２内に洗浄用液体および乾
燥用気体を供給するための気体・液体供給源１３と、洗
浄用液体および乾燥用気体を排出するための排出機構１
４とから構成されている。また、液体供給ノズル３に
は、図示しない駆動機構が設けられており、図示矢印の
如く水平方向および垂直方向に移動自在とされている。
そして、図４に示すように、液体供給ノズル３の突出部
５を洗浄部１２内に挿入した状態で、気体・液体供給源
１３および排出機構１４により、洗浄用液体（例えば純
水）および乾燥用気体（例えば窒素ガス）を洗浄部１２
内に流通させ、液体供給ノズル３の現像液流出部分を洗
浄することができるよう構成されている。このようなノ
ズル洗浄機構１１によれば、ほぼ気密な状態とされた洗
浄部１２内に洗浄用液体および乾燥用気体を勢い良く流
通させることができ、液体供給ノズル３を効率良く洗浄
することができる。

【００１８】上記構成の現像装置を用いてこの実施例で
は、次のようにして、フォトレジストの塗布工程、所定
のマスクパターンを介しての露光工程を経た半導体ウエ
ハ１の表面に、現像液の塗布を行う。

【００１９】すなわち、予め液体収容部４内に現像液を
供給し、液体収容部４内に現像液を満たした状態として
おき、液体供給ノズル３を例えばノズル洗浄機構１１に
待機させておく。そして図示しない自動搬送装置等によ
り、スピンチャック２上に半導体ウエハ１を載置する。

【００２０】しかる後、液体供給ノズル３を半導体ウエ
ハ１の中心位置付近まで水平移動させた後、スピンチャ
ック２と液体供給ノズル３とを相対的に上下動させ、液
体供給ノズル３底面の突出部５と半導体ウエハ１表面と
の間が微少間隔例えば0.1mm〜1.5mm の範囲の値（本実
施例の場合0.5mm ）となるよう設定する。

【００２１】そして、現像液供給配管８から、所定圧力
例えば0.2 〜0.3 （キログラム／平方センチ）で液体収
容部４内に所定の現像液を供給することにより、各細孔
６から滲み出させるようにして現像液を半導体ウエハ１
表面に供給する。各細孔６は直径0.2mm と微細であり、
また、圧送のための圧力は低圧であるために、現像液は
上記各細孔６から噴出するのではなく、例えば毛細管現
象に類似する如く、滲み出る。そして、各細孔６から滲
み出た現像液は、帯状となり半導体ウエハ１に供給され
る。また、これとともに、図５（ａ）および図５（ｂ）
に示すように、スピンチャック２により半導体ウエハ１
を低速例えば30（回転／分）で約1/2 回転させ、半導体
ウエハ１上に供給した現像液Ａを液体供給ノズル３によ
って現像液を滲み出させつつ押し広げ、この後、液体供
給ノズル３を退避させる。これにより、半導体ウエハ１
全面に均一に薄く現像液を塗布（液盛り）することがで
きる。なお、半導体ウエハ１は図３に示す方向に回転さ
せてもよく、半導体ウエハ１と液体供給ノズル３を相対
的に移動させればよい。

【００２２】こうして、半導体ウエハ１表面に現像液を
塗布し、所定時間現像液を接触させた後、スピンチャッ
ク２により半導体ウエハ１を高速回転させ、現像液を振
り切り、しかる後、図示しないリンス液供給ノズルから
所定のリンス液（例えば純水）を半導体ウエハ１に供給
してリンスを行い、最後にリンス液の振り切りを行って
処理を終了する。

【００２３】以上のように、本実施例方法では、例えば
0.8 〜1.0（キログラム／平方センチ）で現像液を供給
していた従来に比べて低圧、例えば0.2 〜0.3 （キログ
ラム／平方センチ）で液体収容部４内に所定の現像液を
供給し、多数の細孔６から液膜状例えば滲み出させるよ
うにして帯状に吐出された現像液を薄膜状に半導体ウエ
ハ１表面に供給するとともに、ノズル３とウエハ１とを
相対的に移動例えば半導体ウエハ１を低速例えば30（回
転／分）で約1/2 回転させることにより、半導体ウエハ
１に現像液を塗布する。この時、液体供給ノズル３と半
導体ウエハ１との間隔が0.5mm と狭いので、突出部５か
ら吐出した現像液は、この突出部５の先端部分により半
導体ウエハ１の回転方向とは逆の方向に向かって押し広
げられる如くなり、半導体ウエハ１面に薄く液盛られる
ことになる。また、現像液の自重落下による半導体ウエ
ハ１に対する衝撃も無く、空気の巻き込みも著しく少な
い。なお、回転しなくても一方向に移動させてもよい。

【００２４】したがって、半導体ウエハ１に衝撃を与え
たり、現像液中に気泡を発生させること無く、短時間
（本実施例では1 〜1.5 秒）で迅速に現像液を半導体ウ
エハ１に塗布することができる。また、気泡が発生して
も、現像液を液体供給ノズル３によって押し広げる際
に、気泡を破裂または押しのけることにより除去するこ
とができる。このため、良好な現像処理を実施すること
ができる。また、現像液がほとんど無駄にならないの
で、例えば1 回の現像処理に100cc 程度の現像液を必要
とした従来に比べて、少量例えば 5〜30cc程度で現像処
理を実施することができる。

【００２５】なお、上記実施例では、本発明を現像液塗
布に適用した実施例について説明したが、本発明はかか
る実施例に限定されるものではなく、あらゆる処理液の
塗布に適用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理液塗
布方法によれば、被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を
発生させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被
処理基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く
良好な処理を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための現像装置の
構成図である。

【図２】図１に示す現像装置の縦断面図である。

【図３】図１に示す現像装置の平面図である。

【図４】図３に示す洗浄機構の縦断面図である。

【図５】現像液の塗布工程を示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ ２ スピンチャック ３ 液体供給ノズル ４ 液体収容部 ５ 突出部 ６ 細孔 ７ 蓋体 ８ Ｏリング ９ 現像液供給配管 １０ 現像液供給源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉本 裕二 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被処理基板面に処理液を塗布するに際
   し、 多数の細孔から前記処理液を供給する液体供給ノズル
   を、前記被処理基板面に近接対向する如く配置し、 前記液体供給ノズルの前記多数の細孔から、液膜状に前
   記処理液を前記被処理基板に供給するとともに、前記被
   処理基板と前記液体供給ノズルとを相対的に移動させ
   て、前記被処理基板面に前記処理液を塗布することを特
   徴とする処理液塗布方法。