JPH11251211A - 半導体基板現像装置及び現像方法 - Google Patents

半導体基板現像装置及び現像方法

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JPH11251211A
JPH11251211A JP4565798A JP4565798A JPH11251211A JP H11251211 A JPH11251211 A JP H11251211A JP 4565798 A JP4565798 A JP 4565798A JP 4565798 A JP4565798 A JP 4565798A JP H11251211 A JPH11251211 A JP H11251211A
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solution
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勝裕 土屋
Hisashi Kawamata
尚志 川俣
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体基板上に現像液を吐出する際、液落下時
の衝撃や高速回転で滴下することにより生ずるレジスト
膜厚の減耗、現像液ミスト等による現像欠陥の発生を防
止する。 【解決手段】複数の毛細管4を一まとめにし、その先端
部を半導体基板2の外周部に沿って円弧状に配列した現
像ノズル13と、半導体基板2を保持し回転させる回転
チャック3とともに現像カップ1を傾斜させる機構とを
有し、傾斜した半導体基板2の上方から傾斜面に沿って
現像液を吐出することによって半導体基板と現像液との
接触角を低くし、レジスト膜厚の減耗および現像液滴下
時に発生する液ミストの発生を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程で行われるフォトリソグラフィー工程に係り、特に
半導体基板上にフォトレジストを塗布し、露光を行った
後に現像する際の半導体基板現像装置及び現像方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体基板現像装置について、図
面を用いて説明する。図3は従来の半導体基板現像装置
の側面図である。図3に示すように、従来は半導体基板
2を回転チャック3上に保持して高速回転させ、この半
導体基板2の中心部上に1本の管を垂直に配置して現像
ノズル13aとし、この現像ノズル13aを静止した状
態あるいは半導体基板2の直径方向に移動させながら、
回転する半導体基板2上に現像液14を滴下するように
なっている。
【0003】また、従来の他の例として、特開平5−9
0151号公報にあるように、ノズルを複数本の毛細管
から構成し、この毛細管を半導体基板上の直径方向に1
列に配列し、半導体基板を比較的低速で回転させ、この
低速回転する半導体基板上に現像液を滴下する方式も提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体基板
現像装置において、まず第1の問題点として、図3に示
す方式では現像液ミストが多発することである。その理
由は、半導体基板を高速で回転させながら現像液を吐出
させなければならないため、現像液落下時の衝撃による
レジスト膜厚の減耗や現像液の飛び散りが発生し、この
飛び散りがミストとなって半導体基板に再付着し、現像
欠陥を発生させる原因となっていた。
【0005】また、第2の問題点として、従来の他の例
で示した方式では、現像液中にマイクロバブルが多発す
ることである。その理由は、半導体基板を低速で回転さ
せながら現像液を液盛りする際、毛細管ノズルが接近し
て設けられているため吐出した現像液同士が重なり合う
部分において、半導体基板と現像液との接触角が大きく
なり、この部分で気泡が巻き込まれ、この気泡がマイク
ロバブルとなって半導体基板上に未現像部分を発生さ
せ、現像欠陥を発生させる原因となっていた。
【0006】本発明の目的は、レジスト膜厚の減耗を防
止し、半導体基板と現像液との接触角を低くすることに
よって現像液のミストの発生やマイクロバブルの発生を
低減させ、現像歩留まりを向上させる半導体基板現像装
置及び現像方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、露光を施した
ホトレジストが被覆された半導体基板に現像処理を施す
半導体基板現像装置において、現像処理を行う現像カッ
プおよびこの現像カップ内に設けられた回転チャックを
一体に傾斜させる現像処理部傾斜機構を有し、前記回転
チャック上に保持され傾斜した半導体基板面の上部外周
部に、現像液を吐出する現像ノズル先端部を近接して位
置させたことを特徴とする半導体基板現像装置、および
前記半導体基板の現像処理を行う現像処理部を傾斜さ
せ、傾斜した半導体基板面上に半導体基板上部から現像
液を流下させることを特徴とする半導体基板現像方法で
ある。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体基板現像装
置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1
は、本発明の一実施の形態を示す構成図である。また、
図2は、図1の装置を傾斜させた状態を示す構成図で、
図2(a)は側面図、図2(b)は図2(a)のA−A
方向から見た上面図である。
【0009】まず、本発明の一実施の形態の概要につい
て説明する。図1に示すように、本発明の現像装置にお
いて、現像ノズル13は複数本の毛細管4を互いに隣接
させ、毛細管4の先端を半導体基板2の外周円に沿って
円弧状に配列したものである。そして、この配列状態の
まま平面的に一括固定されて現像ノズル移動アーム5に
取り付けられ、ノズル待機部から矢印Bのように現像カ
ップ1内に移動できるようになっている。
【0010】この現像カップ1の底部には、半導体基板
2を保持して回転させる回転チャック3が取り付けられ
ている。そして、この現像カップ1を傾斜用駆動軸6を
支点として傾斜用モータ8により回転チャック3ごと傾
斜させる現像処理部傾斜機構を有している。この現像カ
ップ1を傾斜させた状態を図2(a)に示している。
【0011】図2(a)に示すように、現像カップ1を
傾斜させると半導体基板2も傾斜する。この半導体基板
2の傾斜角度に合わせて現像ノズル13の角度が半導体
基板2とほぼ同じになるように、現像ノズル移動アーム
5で調整できる機構(図示せず)を備えている。また、
現像カップ1の下部に取り付けられている排液ダクト9
及び排気ダクト12は、現像カップ1が傾斜する際、外
れたり隙間が発生したりすることのないよう自由に折れ
曲がることが可能なフレキシブルホースを用いている。
【0012】次に、本発明の一実施の形態の動作の概要
について説明する。図2(a)、(b)に示すように、
まず、露光を施したホトレジストにより被覆された半導
体基板2を傾斜させ、傾斜した半導体基板2の上方の外
周部に沿って毛細管4を配列させた現像ノズル13から
現像液14を吐出する。吐出の際は半導体基板2は回転
させず、傾斜した状態で現像液14を流下させ塗布す
る。
【0013】次に、半導体基板2の全面に現像液14が
塗布されたら、現像液14を現像ノズル13から吐出し
続けながら半導体基板2を傾斜状態から水平に戻し、パ
ドル状態にする。そして、半導体基板2上に現像液14
の膜が液盛りされた時点で滴下シーケンスを終了する。
上記の説明では、傾斜した半導体基板に現像液を吐出す
る際、または傾斜状態から水平に戻す際には、半導体基
板2を回転させずに行ったが、現像液落下の衝撃や現像
液ミストの発生に影響がない程度の回転速度ならば、回
転させながら液盛りを行ってもよい。
【0014】次に、上述した本発明の半導体基板現像装
置の一実施の形態について、図1、図2を用いてさらに
詳細に説明する。本発明の半導体基板現像装置に用いる
現像ノズル13は、内径1/4インチのテフロン系のチ
ューブからなる毛細管4を、例えば30本程度、平行に
隙間なく配列し、各毛細管4の先端は半導体基板2の外
周円に沿って円弧状に並べられ、平面的に一まとめにさ
れた構造を有しており、また、この現像ノズル13に
は、ノズル待機部から現像カップ1内に移動させるため
の現像ノズル移動アーム5が取り付けられている。毛細
管4の本数および先端の円弧形状は、使用する半導体基
板2の大きさに合わせて任意に設定すればよい。
【0015】現像カップ1内には、半導体基板2を真空
吸着して保持し回転モータ11により5000rpmま
で回転可能な回転チャック3が設けられている。この回
転チャック3は、回転チャック上下機構10に接続され
ており、カップ1内の上部まで上昇を行い、半導体基板
2の受け渡しを行うことが可能である。
【0016】さらに、現像カップ1には、傾斜用駆動軸
6がカップ底部の直径位置に取り付けられており、この
傾斜用駆動軸6を支点として現像カップ1は回転チャッ
ク3とともに最大60度まで任意の角度に傾斜させるこ
とができる。傾斜用駆動軸6は、傾斜用モータ8により
伝達装置であるベルト7あるいは歯車を介して回転させ
ることができる。
【0017】また、現像カップ1の底部には、内径15
0mmの排気ダクト12、および内径100mmの排液
ダクト9が取り付けられている。この排気ダクト12及
び排液ダクト9は、現像カップ1が傾斜する際に外れた
り隙間が発生することのないよう、材質を塩化ビニール
もしくはテフロン系とし、ダクトの形状も伸縮や折り曲
げ自在となるよう蛇腹構造のフレキシブルホースを用い
ている。
【0018】次に、本発明の半導体基板現像方法の一実
施の形態について、図1および図2を用いて詳細に説明
する。本発明の半導体基板現像方法は、まず、回転チャ
ック3を回転チャック上下機構10により現像カップ1
内の上方に上昇させ、露光を施したホトレジストが被覆
されている半導体基板2を搬送装置により移送し、回転
チャック3に吸着させる。そして、半導体基板2を吸着
保持したまま回転チャック3を現像カップ1内の所定位
置まで下げる。
【0019】次に、半導体基板2を吸着保持したままの
回転チャック3とともに、現像カップ1を設定角度にな
るまで、傾斜用駆動軸6を支点として傾斜用モータ8に
よりベルト7を介して傾斜させる。次いで、現像ノズル
13を現像ノズル移動アーム5により現像カップ1内に
移動させる。そして、現像ノズル13は、所定の設定さ
れた角度に傾斜された半導体基板2の上方に位置する。
その時、現像ノズル13の先端の半導体基板2の面から
の高さaは5mm程度で、さらに現像液14が吐出開始
する位置bは、半導体基板2の外周部から5mm程度内
側に入った位置とする。
【0020】次に、半導体基板2の回転を停止したま
ま、現像ノズル13の毛細管4のすべてから現像液14
を吐出する。現像液14が傾斜した半導体基板2の上面
を流れ、下方まで達した後、半導体基板2とともに現像
カップ1を水平に戻す。その際、現像ノズル13は現像
液の吐出を開始した位置のままであり、現像液14も吐
出し続けている。最後に、水平状態の半導体基板2上に
現像液14を液盛し、現像液14の吐出を停止する。こ
のように、半導体基板を回転させずに液盛が行われるた
め液の衝突等がなく、現像液ミストやマイクロバブルの
発生およびレジスト膜厚の減耗が避けられる。その後の
処理は、従来の現像処理と同様の処理が行われる。
【0021】なお、現像液の衝突による飛び散りが発生
するのは吐出開始直後であり、本発明のように半導体基
板を水平に戻した後滴下を続けても、すでに半導体基板
上には吐出された現像液が存在するためこれらの不都合
は生じない。
【0022】
【発明の効果】本発明の半導体基板現像装置及び現像方
法によれば、現像液を塗布する際の現像ミストやマイク
ロバブルの発生を低減させることができるので、現像欠
陥が低減され、現像歩留まりを向上させることができ
る。その理由は、複数の毛細管を平面的に一まとめにし
先端部を半導体基板の外周部に配列させてなる現像液滴
下用のノズルを使用し、現像カップ内に保持し現像カッ
プとともに傾斜させた半導体基板の上方の近接した位置
から傾斜面に沿って現像液を吐出することによって、半
導体基板と現像液との接触角を低くできるので現像液の
衝突による飛び散りやミストの発生がなくなり、また現
像液の落下衝撃が弱まることからレジスト膜厚の減耗を
防止することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【図2】図1の装置を傾斜させた状態を示す構成図で、
図(a)は側面図、図(b)は図(a)のA−A方向か
ら見た上面図である。
【図3】従来の現像装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 現像カップ 2 半導体基板 3 回転チャック 4 毛細管 5 現像ノズル移動アーム 6 傾斜用駆動軸 7 ベルト 8 傾斜用モータ 9 排液ダクト 10 回転チャック上下機構 11 回転モータ 12 排気ダクト 13、13a 現像ノズル 14 現像液

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光を施したホトレジストが被覆された
    半導体基板に現像処理を施す半導体基板現像装置におい
    て、現像処理を行う現像カップおよびこの現像カップ内
    に設けられた回転チャックを一体に傾斜させる現像処理
    部傾斜機構を有し、前記回転チャック上に保持され傾斜
    した半導体基板面の上部外周部に、現像液を吐出する現
    像ノズルの先端部を近接して位置させたことを特徴とす
    る半導体基板現像装置。
  2. 【請求項2】 前記現像ノズルは複数本の毛細管から形
    成され、これらの毛細管は互いに平行に隣接して平面状
    に一括固定されていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体基板現像装置。
  3. 【請求項3】 前記現像ノズルは、前記傾斜した半導体
    基板の傾斜角度とほぼ同じ角度に位置されることを特徴
    とする請求項1記載の半導体基板現像装置。
  4. 【請求項4】 前記現像ノズルの先端部は、現像液を塗
    布する半導体基板の外周円とほぼ同一の円弧状になるよ
    うに、前記複数本の毛細管を配置したことを特徴とする
    請求項1記載の半導体基板現像装置。
  5. 【請求項5】 前記現像ノズルは、前記半導体基板の傾
    斜角度に合わせて角度調整可能な現像ノズル移動アーム
    に取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体基板現像装置。
  6. 【請求項6】 前記現像処理部傾斜機構は、現像カップ
    底部の直径位置に設けた傾斜用駆動軸と、この傾斜用駆
    動軸を伝達機構を介して回転させる傾斜用モータとを有
    することを特徴とする請求項1記載の半導体基板現像装
    置。
  7. 【請求項7】 露光を施したホトレジストが被覆された
    半導体基板に現像処理を施す半導体基板現像方法におい
    て、前記半導体基板の現像処理を行う現像処理部を傾斜
    させ、傾斜した半導体基板面上に半導体基板上部から現
    像液を流下させることを特徴とする半導体基板現像方
    法。
  8. 【請求項8】 前記傾斜した半導体基板の上部面に現像
    ノズルを接近させるとともに、この現像ノズルの円弧状
    に配置した前記毛細管先端部を半導体基板外周部の円弧
    のやや内側に配置し、この位置から現像液の吐出を開始
    することを特徴とする請求項7記載の半導体基板現像方
    法。
  9. 【請求項9】 前記半導体基板上の半導体素子が形成さ
    れていない外周部に現像ノズル先端部を位置させ、この
    位置から現像液の吐出を開始することを特徴とする請求
    項8記載の半導体基板現像方法。
  10. 【請求項10】 前記傾斜した半導体基板に現像液を塗
    布する際、半導体基板の回転を停止したまま現像液を吐
    出し、現像液が半導体基板の下方に達した後半導体基板
    を水平に戻し、さらに吐出を継続して液盛りを行い、そ
    の後吐出を停止することを特徴とする請求項7記載の半
    導体基板現像方法。
  11. 【請求項11】 前記傾斜した半導体基板に現像液を塗
    布する際、半導体基板を回転させて現像液を吐出し、現
    像液が広がった後半導体基板を水平に戻し、さらに吐出
    を継続して液盛りを行い、その後吐出及び半導体基板の
    回転を停止することを特徴とする請求項7記載の半導体
    基板現像方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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