JPH10135124A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は液体供給ノズルから被処理基板に薬液
を節減しつつ均一に塗布する半導体製造装置を提供す
る。 【解決手段】半導体製造装置２０は、その液体供給ノズ
ル２３がノズル架台２４、多孔質ノズル体２５及び充填
室３０を備え、多孔質ノズル体２５はセラミック等によ
り被処理基板２１と同じ大きさで同じ形状に形成されて
いる。バルブ２７を開いて薬液供給管２６から充填室３
０内に薬液３１を充填し、バルブ２７を閉じた後バルブ
２９を開いて加圧気体＆純水供給管２８から加圧気体を
充填室３０に導入すると、充填室３０内の薬液３１が多
孔質ノズル体２５の表面にしみ出て付着する。この状態
で被処理基板２１と多孔質ノズル体２５との間隔αを狭
めると、多孔質ノズル体２５表面の薬液３１が被処理基
板２１の表面全面に同時に接液され、次に間隔αを広げ
つつ加圧気体を導入すると、充填室３０内の薬液３１が
多孔質ノズル体２５を通して被処理基板２１表面に移動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関し、詳細には、薬液供給ノズルから被処理基板に薬液
を節減しつつ均一に塗布する半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体や液晶パネル等の製造工程におい
ては、ウェハー等の処理基板に薬液を塗布して、各種処
理を行うのに薬液供給ノズルが用いられている。

【０００３】このように薬液を薬液供給ノズルから吐出
させて被処理基板上に供給する方法としては、例えば、
従来、図３に示すようなストレート型の薬液供給ノズル
や図４に示すようなスプレー型の薬液供給ノズルが使用
されている。

【０００４】すなわち、半導体製造装置にストレート型
の薬液供給ノズルを用いたものは、従来、図３に示すよ
うに、真空チャック１に保持された基板２上に管状のス
トレート型薬液供給ノズル３が配設され、ストレート型
薬液供給ノズル３から薬液４を基板２上に供給する。ま
た、スプレー型薬液供給ノズルを用いたものは、従来、
図４に示すように、真空チャック１に保持された基板２
上に、スプレー型薬液供給ノズル５から加圧により薬液
６を扇状に飛散させて、薬液６を供給する。

【０００５】しかしながら、このような従来の薬液供給
ノズル３や薬液供給ノズル５にあっては、基板２の全面
に薬液を供給するためには、吐出する薬液量を本来の使
用量よりもかなり多めにする必要があり、供給薬液が無
駄になる。また、薬液を加圧して噴射するので、加圧さ
れた薬液により基板２表面にダメージを与えたり、空気
のかみ込みによる発泡等の問題が生じる。

【０００６】そこで、従来、液体供給ノズルをスリット
形状にして、薬液供給を迅速に行い、使用薬液量の無駄
を削減する液体供給ノズル（特開平５−５５１３３号公
報参照）、管状のノズル側面に異口径の穴と羽根板を配
置して、薬液をこのノズル体にから飛散させてウェハー
全面に同時に現像液を供給する半導体基板現像処理装置
（特開平５−２７５３２３号公報参照）及びウェハー表
面に対向した蓋とウェハーの間に現像液を充填すること
により、薬液供給を迅速に行って、使用薬液量の無駄を
削減する半導体製造工程の現像方法及び現像装置（特開
平５−２４３１４５号公報参照）等が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置や方法にあっては、以下のような問題が
あった。

【０００８】すなわち、特開平５−５５１３３号公報記
載の液体供給ノズルにあっては、図５に示すように、基
板７の全面に薬液を供給するのに、スリット型ノズル８
から吐出された薬液を矢印で示される基板回転方向に半
回転させることにより、接液部分９を広げるようにして
いたため、最初に接液する部分と半回転後に接液する部
分に時間差が生じ、この時間差により得られるパターン
寸法に差が生じる。すなわち、図６に示すように、上記
方法により接液させた基板７の中央部１０である部分
と基板７の周囲の反時計方向の各部分〜についてそ
の接液の液厚を測定したところ、図７に示すように、最
初に接液する部分１１である部分及び部分は、最後
に接液する部分１２である部分及び部分に比較し
て、より細かく寸法が仕上がっている。この場合、時間
差を小さくするために、基板７の回転速度を速くする
と、基板７の周辺部のスピードが上がり、供給薬液の液
もりに不均一が生じるという問題が発生する。以上の問
題は、ノズルを横方向にスキャンさせても同じであり、
また、基板７が大口径化するに従って、顕著なものとな
る。

【０００９】また、上記特開平５−２７５３２３号公報
記載の半導体基板現像処理装置及び特開平５−２４３１
４５号公報記載の半導体製造工程の現像方法及び現像装
置にあっては、薬液供給の時間差を無くすことができ
ず、上記特開平５−５５１３３号公報記載の薬液供給ノ
ズルと同様の問題を生じる。

【００１０】そこで、請求項１記載の発明は、薬液供給
ノズルの薬液を吐出させる薬液吐出部分を多孔質の材料
で少なくとも被処理基板以上の大きさに形成することに
より、薬液吐出部分の表面全面から薬液を被処理基板上
に供給して、被処理基板表面への薬液供給の時間差を最
小にするとともに、供給薬液の使用量を必要な一定量に
保ち、被処理基板に薬液を均一に吐出し、かつ、薬液を
節減することのできる半導体製造装置を提供することを
目的としている。

【００１１】請求項２記載の発明は、少なくとも薬液供
給ノズルの多孔質材料で形成された薬液吐出部分を被処
理基板と同じ形状に形成することにより、薬液吐出部分
の表面から薬液を一括して被処理基板の表面に接液し、
接液時間の差によるプロセス変動を抑制して、より一層
被処理基板に薬液を均一に吐出することができる半導体
製造装置を提供することを目的としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、液供給ノズルの多
孔質材料で形成された薬液吐出部分の内側に薬液吐出部
分に供給する薬液を充填保持する薬液保持部を設けるこ
とにより、薬液吐出部分の表面全面から薬液をより一層
適切に被処理基板の表面全面に供給して、被処理基板に
薬液をより一層均一に吐出し、かつ、薬液をより一層節
減することのできる半導体製造装置を提供することを目
的としている。

【００１３】請求項４記載の発明は、薬液供給ノズルの
多孔質材料で形成された薬液吐出部分の表面に表面張力
により薬液を保持した後、薬液を前記被処理基板に接液
させることにより、薬液吐出部分の表面及び多孔質材料
内に薬液を常に一定量保持させ、被処理基板表面への薬
液供給の時間差を最小にするとともに、供給薬液の使用
量を必要な最低限度の一定量に保ち、被処理基板に薬液
をより一層均一に吐出し、かつ、薬液をより一層節減す
ることのできる半導体製造装置を提供することを目的と
している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の半
導体製造装置は、薬液供給ノズルからウェハー等の被処
理基板に薬液を塗布・吐出する半導体製造装置におい
て、前記薬液供給ノズルは、前記薬液を吐出させる薬液
吐出部分が多孔質の材料で少なくとも前記被処理基板以
上の大きさに形成されていることにより、上記目的を達
成している。

【００１５】上記構成によれば、薬液供給ノズルの薬液
を吐出させる薬液吐出部分を多孔質の材料で少なくとも
被処理基板以上の大きさに形成しているので、薬液吐出
部分の表面全面から薬液を被処理基板上に供給すること
ができ、被処理基板表面への薬液供給の時間差を最小に
することができるとともに、供給薬液の使用量を必要な
一定量に保つことができる。したがって、被処理基板に
薬液を均一に吐出することができるとともに、薬液を節
減することができる。

【００１６】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記薬液供給ノズルは、少なくとも前記薬液吐出
部分が前記被処理基板と同じ形状を有していてもよい。

【００１７】上記構成によれば、少なくとも薬液供給ノ
ズルの多孔質材料で形成された薬液吐出部分を被処理基
板と同じ形状に形成しているので、薬液吐出部分の表面
から薬液を一括して被処理基板の表面に接液することが
でき、接液時間の差によるプロセス変動を抑制して、よ
り一層被処理基板に薬液を均一に吐出することができ
る。

【００１８】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記薬液供給ノズルは、前記薬液吐出部分の内側に
当該薬液吐出部分に供給する前記薬液を充填保持する薬
液保持部を備えていてもよい。

【００１９】上記構成によれば、液供給ノズルの多孔質
材料で形成された薬液吐出部分の内側に薬液吐出部分に
供給する薬液を充填保持する薬液保持部を設けているの
で、薬液吐出部分の表面全面から薬液をより一層適切に
被処理基板の表面全面に供給することができ、被処理基
板に薬液をより一層均一に吐出することができるととも
に、薬液をより一層節減することができる。

【００２０】さらに、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記薬液供給ノズルは、当該薬液吐出部分の表面に
表面張力により前記薬液を保持した後、当該薬液を前記
被処理基板に接液させるものであってもよい。

【００２１】上記構成によれば、薬液供給ノズルの多孔
質材料で形成された薬液吐出部分の表面に表面張力によ
り薬液を保持した後、薬液を前記被処理基板に接液させ
るので、薬液吐出部分の表面及び多孔質材料内に薬液を
常に一定量保持させることができ、被処理基板表面への
薬液供給の時間差を最小にすることができるとともに、
供給薬液の使用量を必要な最低限度の一定量に保つこと
ができる。したがって、被処理基板に薬液をより一層均
一に吐出することができ、薬液をより一層節減すること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００２３】図１及び図２は、本発明の半導体製造装置
の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の半導
体製造装置の一実施の形態を適用した半導体製造装置２
０の側面断面図である。

【００２４】図１において、半導体製造装置２０は、処
理対象である被処理基板２１を真空チャック２２により
吸着し、真空チャック２２により被処理基板２１を吸着
しつつ高速回転させる。

【００２５】被処理基板２１の上部には、薬液供給ノズ
ル２３が配設されており、薬液供給ノズル２３は、ノズ
ル架台２４、多孔質ノズル体２５、薬液供給管２６、バ
ルブ２７、加圧気体＆純水供給管２８及びバルブ２９等
を備えている。

【００２６】ノズル架台２４は、被処理基板２１の平面
形状と同じ大きさで、かつ、同一の形状、例えば、被処
理基板２１が円盤形状であると、被処理基板２１側の面
が解放された円筒状に、被処理基板２１が四角形である
と、被処理基板２１側の面が解放された四角の箱形に、
形成され、図１のＡ−Ａ矢視断面図である図２に示すよ
うに、このノズル架台２４の解放された面を塞ぐ状態
で、被処理基板２１の平面形状と同じ形状に形成された
多孔質ノズル体（薬液吐出部分）２５が取り付けられて
いる。したがって、多孔質ノズル体２５で塞がれたノズ
ル架台２４内には、充填室（薬液保持部）３０が形成さ
れ、この充填室３０に連通する状態で、薬液供給管２６
がノズル架台２４に取り付けられている。

【００２７】薬液供給管２６には、薬液３１が供給さ
れ、薬液供給管２６の途中には、バルブ２７が取り付け
られている。バルブ２７を開くことにより、薬液供給管
２６を通して薬液供給ノズル２３の充填室３０内に薬液
３１が供給される。

【００２８】また、薬液供給管２６には、加圧気体及び
純水の供給される加圧気体＆純水供給管２８が連通して
おり、加圧気体＆純水供給管２８の途中には、バルブ２
９が取り付けられている。バルブ２９を開くことによ
り、加圧気体＆純水供給管２８及び薬液供給管２６を通
して、薬液供給ノズル２３の充填室３０に加圧気体と純
水を図示しない外部供給管を介して選択的に供給する。

【００２９】上記多孔質ノズル体２５は、例えば、セラ
ミックあるいはフィルタ材等の多孔質の材料により形成
されており、多孔質ノズル体２５の表面には、薬液３１
が充填室３０から多孔質ノズル体２５を通してしみ出し
て、薬液３１の表面張力により、多孔質ノズル体２５の
表面に付着・保持される。

【００３０】次に、本実施の形態の作用を説明する。半
導体製造装置２０は、薬液供給ノズル２３により真空チ
ャック２２に吸着された被処理基板２１に薬液３１を塗
布・吐出する。

【００３１】すなわち、まず、バルブ２７を開いて薬液
供給管２６を通して、ノズル架台２４の充填室３０内に
薬液３１を充填する。次に、バルブ２７を閉じた後、バ
ルブ２９を開き、加圧気体＆純水供給管２８を通して加
圧気体を充填室３０に導入して、充填室３０内の薬液３
１を多孔質ノズル体２５を通して、多孔質ノズル体２５
の表面にしみ出させる。

【００３２】多孔質ノズル体２５の表面に染み出した薬
液３１は、その表面張力により、図１に示すように、多
孔質ノズル体２５の表面に薄く付着・保持される。

【００３３】その後、真空チャック２２に保持された被
処理基板２１と多孔質ノズル体２５の表面にしみ出した
薬液３１の表面との間隔αを狭めるように被処理基板２
１と多孔質ノズル体２５を接近させると、多孔質ノズル
体２５の表面の薬液３１が被処理基板２１の表面の全面
に同時に接液される。

【００３４】この状態で、被処理基板２１と多孔質ノズ
ル体２５の表面にしみ出した薬液３１の表面との間隔α
を広げながら、加圧気体＆純水供給管２８から加圧気体
を充填室３０に導入すると、充填室３０内の薬液３１が
多孔質ノズル体２５を通して、被処理基板２１の表面に
移動し、液もりを完了する。

【００３５】その後、被処理基板２１に所定の処理工
程、例えば、静止現像処理、純水洗浄処理及びスピン乾
燥処理を順次施すが、この間に薬液供給ノズル２３は、
所定のホームポジションに移動して待機し、加圧気体＆
純水供給管２８から純水を充填室３０に供給した後、加
圧気体＆純水供給管２８から加圧気体を供給して、薬液
供給ノズル２３、特に、充填室３０及び多孔質ノズル体
２５を洗浄する洗浄処理を行う。なお、この洗浄処理
は、任意に選択・設定可能である。上記全ての処理を終
了すると、次の被処理基板２１に対して上記処理を順次
繰り返し行う。

【００３６】なお、上記実施の形態において、多孔質ノ
ズル体２５をフィルタ材で形成すると、半導体製造装置
の製造工程の最終ユースポイントでのファイナルフィル
タとしての効果も期待することができる。

【００３７】このように、本実施の形態によれば、薬液
供給ノズル２３の薬液３１を吐出させる薬液吐出部分を
多孔質の材料である多孔質ノズル体２５で少なくとも被
処理基板２１以上の大きさに形成しているので、多孔質
ノズル体２５の表面全面から薬液３１を被処理基板２１
表面全面に供給して、被処理基板２１上の各部への薬液
３１の供給の時間差を最小にすることができるととも
に、供給薬液３１の使用量を必要な一定量に保つことが
できる。したがって、被処理基板２１に薬液３１を均一
に吐出することができるとともに、薬液３１を節減する
ことができる。

【００３８】また、薬液供給ノズル２３は、少なくとも
薬液吐出部分である多孔質ノズル体２５が被処理基板２
１と同じ大きさで同じ形状に形成されているので、多孔
質ノズル体２５の表面に保持された薬液３１を一括して
被処理基板２１の表面に接液することができ、接液時間
差によるプロセス変動を抑制して、より一層被処理基板
２１に薬液３１を均一に吐出することができる。

【００３９】さらに、液供給ノズル２３の多孔質ノズル
体２５の内側に多孔質ノズル体２５に供給する薬液３１
を充填保持する薬液保持部である充填室３０を設けてい
るので、多孔質ノズル体２５の表面全面から薬液３１を
より一層適切に被処理基板２１の表面全面に供給するこ
とができ、被処理基板２１に薬液３１をより一層均一に
吐出することができるとともに、薬液３１をより一層節
減することができる。

【００４０】また、薬液供給ノズル２３の多孔質ノズル
体２５の表面に表面張力により薬液３１を付着・保持し
た後、薬液３１を被処理基板２１に接液させているの
で、多孔質ノズル体２５の表面及び充填室３０内に薬液
３１を常に一定量保持させることができ、被処理基板２
１上の各部への薬液３１の供給の時間差を最小にするこ
とができるとともに、供給薬液３１の使用量を必要な最
低限度の一定量に保つことができる。したがって、被処
理基板２１に薬液３１をより一層均一に吐出することが
できるとともに、薬液３１をより一層節減することがで
きる。

【００４１】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明の半導体製造装置に
よれば、薬液供給ノズルの薬液を吐出させる薬液吐出部
分を多孔質の材料で少なくとも被処理基板以上の大きさ
に形成しているので、薬液吐出部分の表面全面から薬液
を被処理基板上に供給することができ、被処理基板表面
への薬液供給の時間差を最小にすることができるととも
に、供給薬液の使用量を必要な一定量に保つことができ
る。したがって、被処理基板に薬液を均一に吐出するこ
とができるとともに、薬液を節減することができる。

【００４３】請求項２記載の発明の半導体製造装置によ
れば、少なくとも薬液供給ノズルの多孔質材料で形成さ
れた薬液吐出部分を被処理基板と同じ形状に形成してい
るので、薬液吐出部分の表面から薬液を一括して被処理
基板の表面に接液することができ、接液時間の差による
プロセス変動を抑制して、より一層被処理基板に薬液を
均一に吐出することができる。

【００４４】請求項３記載の発明の半導体製造装置によ
れば、液供給ノズルの多孔質材料で形成された薬液吐出
部分の内側に薬液吐出部分に供給する薬液を充填保持す
る薬液保持部を設けているので、薬液吐出部分の表面全
面から薬液をより一層適切に被処理基板の表面全面に供
給することができ、被処理基板に薬液をより一層均一に
吐出することができるとともに、薬液をより一層節減す
ることができる。

【００４５】請求項４記載の発明の半導体製造装置によ
れば、薬液供給ノズルの多孔質材料で形成された薬液吐
出部分の表面に表面張力により薬液を保持した後、薬液
を前記被処理基板に接液させるので、薬液吐出部分の表
面及び多孔質材料内に薬液を常に一定量保持させること
ができ、被処理基板表面への薬液供給の時間差を最小に
することができるとともに、供給薬液の使用量を必要な
最低限度の一定量に保つことができる。したがって、被
処理基板に薬液をより一層均一に吐出することができ、
薬液をより一層節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置の一実施の形態を適用
した半導体製造装置の正面断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】従来のストレート型薬液供給ノズルを用いた半
導体製造装置の正面図。

【図４】従来のスプレー型薬液供給ノズルを用いた半導
体製造装置の正面図。

【図５】従来のスリット型薬液供給ノズルを用いて基板
上に薬液を接液している状態を示す基板とノズルの上面
図。

【図６】図５の基板上への薬液の接液順序を示す基板の
上面図。

【図７】図６の基板上の各部の接液された薬液の液厚分
布を示す図。

【符号の説明】

２０ 半導体製造装置 ２１ 被処理基板 ２２ 真空チャック ２３ 薬液供給ノズル ２４ ノズル架台 ２５ 多孔質ノズル体 ２６ 液体供給管 ２７ バルブ ２８ 加圧気体＆純水供給管 ２９ バルブ ３０ 充填室 ３１ 薬液

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液供給ノズルからウェハー等の被処理基
   板に薬液を塗布・吐出する半導体製造装置において、前
   記薬液供給ノズルは、前記薬液を吐出させる薬液吐出部
   分が多孔質の材料で少なくとも前記被処理基板以上の大
   きさに形成されていることを特徴とする半導体製造装
   置。
2. 【請求項２】前記薬液供給ノズルは、少なくとも前記薬
   液吐出部分が前記被処理基板と同じ形状を有しているこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】前記薬液供給ノズルは、前記薬液吐出部分
   の内側に当該薬液吐出部分に供給する前記薬液を充填保
   持する薬液保持部を備えていることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】前記薬液供給ノズルは、当該薬液吐出部分
   の表面に表面張力により前記薬液を保持した後、当該薬
   液を前記被処理基板に接液させることを特徴とする請求
   項１から請求項３のいずれかに記載の半導体製造装置。