JPH1190302A - レジスト現像装置における現像液吐出ノズル - Google Patents

レジスト現像装置における現像液吐出ノズル

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JPH1190302A
JPH1190302A JP27051697A JP27051697A JPH1190302A JP H1190302 A JPH1190302 A JP H1190302A JP 27051697 A JP27051697 A JP 27051697A JP 27051697 A JP27051697 A JP 27051697A JP H1190302 A JPH1190302 A JP H1190302A
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JP
Japan
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developer
nozzle
wafer
hollow
developing solution
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JP27051697A
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English (en)
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Tadaoki Mitani
三谷忠興
Hidenobu Hori
秀信 堀
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハの口径が12インチ以上と大口径化し
た場合であっても、現像液をウエハに吐出した際、発生
する空気の巻き込む気泡問題を無くすると共にノズルか
らの液垂れを皆無とし、歩どまりを向上させる。 【解決手段】 レジスト現像装置における現像液吐出ノ
ズルにおいて、現像液供給源に連なる中空管の先端に、
該中空管から吐出された現像液を、所定の長さと微細な
内径とを有する多数の合成樹脂製の中空繊維からなる層
流状態にする手段を取付ける。この中空繊維からなる層
流状態にする手段を介しウエハの上に、その現像液の吐
出状態が、多数の中空繊維から吐出されたにもかかわら
ず、一本の中空ノズルから吐出すると同様に束ねて、ウ
エハの中心部から周辺部へ層流状態で液盛りするように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
デベロッパー工程のレジスト現像装置に使用される現像
液の吐出ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、レジスト現像装置では、スピナ
ー機構で、ウエハを回転させながら、ノズルより、現像
液をウエハ上に供給し、現像液の表面張力で液盛りする
装置が用いられている。従来、この種の装置に用いられ
ているノズルは、口径が4mm程度の一本の中空ノズルで
行なわれていた。 ところが、近年ウエハの口径が、
8インチから12インチ以上と大口径化が望まれるよう
になってきたので、先ず、中空ノズルの形状をそのまま
にして、現像液処理時間を、従来と同じようにするた
め、現像液の吐出速度を早めて、吐出流量を増加させる
と、ウエハの上で現像液の流れは、乱流状態となり、気
泡が発生して好ましくない。このため、ノズルの口径を
大きくして、現像液の吐出流量を大きく増加させると、
中空ノズルから現像液の吐出を停止したとき、現像液が
吐出口から垂れる、所謂液だれの問題が発生し、中空ノ
ズルの口径を大きくするのに限界があった。そこで、現
像液の吐出流量を増加するために、中空ノズルを複数個
使用したり、ノズル吐出口をスリット状にしてカーテン
状に現像液を吐出したり、ノズルに多数の穴を穿設して
現像液をシャワー状にして吐出したりすることがおこな
われた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、中空ノズル
を、複数本にして使用したり、ノズルの吐出口をスリッ
ト状にしてカーテン状にして現像液を吐出したり、ま
た、ノズルの吐出口に微細な穴を穿設して現像液をシャ
ワー状にした場合、ウエハの上に空気が取り残されて気
泡が現像液中に存在する問題が新たに浮上してきた。
即ち、このようなウエハの上に、現像液をノズルから吐
出時、現像液中に、空気が取り残されて、気泡が混入し
ていると、現像斑が発生し、製品デバイスに不良品とな
り、歩どまりも悪く、実用上使用こんなんである。 そ
こで、本発明は、ウエハの口径が、8インチから12イ
ンチ以上と大口径化した場合であっても、現像液を、ウ
エハに吐出した際、発生する空気の巻き込む所謂気泡問
題を完全に無くすると共にノズルからの液垂れを皆無と
するレジスト現像装置における現像液吐出ノズルを提供
せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
次の手段を採用することにより解決したものである。即
ち、レジスト現像装置における現像液吐出ノズルにおい
て、現像液供給源に連なる中空管の先端に、該中空管か
ら吐出された現像液を、層流状態にする手段を取り付け
る。そして、この層流手段を介しウエハの上に、現像液
を層流状態で吐出して液盛りするように構成した。この
とき、現像液を層流状態にする手段は、所定の長さと極
めて微細な内径とを有する多数の合成樹脂製の中空繊維
で構成した。更に、 現像液を、その供給源から、中空
管、及び多数の中空繊維を介して吐出させ、その現像液
の吐出状態が、多数の中空繊維から吐出されたにもかか
わらず、一本の中空ノズルから吐出すると同様に束ねら
れて、ウエハの中心部から周辺部へ層流状態で液盛りす
るように構成した。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて、具体的
に説明すると、図1は、半導体製造装置の例えば、レジ
スト現像装置の概略を示すもので、スピナ機構で、半導
体ウエハを回転させながら、ノズルより現像液をウエハ
上に供給し、現像液の表面張力で液盛りするように構成
されている。 即ち、現像液供給源1から送り出された
現像液は、制御バルブ2を介し中空管3を通過して、こ
の中空管3に取り付けられたノズル4の吐出口からウエ
ハWの上に液盛りされる。このとき、ウエハWは、モー
タMの回転軸を介しスピンチヤックで、真空吸着によっ
て保持されている。
【0006】図2において、 現像液を層流状態にする
手段は、所定の長さと微細な内径とを有する多数の合成
樹脂製の中空繊維で構成した。即ち、本発明のノズル4
は、中空管3の先端部に、空間部5が設けられている。
この空間部5では、現像液を微少内径の各中空繊維6
に、それぞれ均等に分配するためのものであり、その幅
は、ノズル全体の幅となっている。また、中空繊維6
は、合成樹脂製で、0.1〜0.5mmの内径のものより
なる。内径が0.5mm以上の場合、現像液の吐出を停止
した時、ノズルの吐出口から、現像液が漏れる所謂液垂
れが発生し易くなるから好ましくなく、一方、内径が
0.1mm以下の場合、現像液が、流れにくくなるので、
好ましくない。
【0007】又、中空繊維6の数は、千本から3万2千
本程度で形成され、好ましくは6千本から1万本が良
い。 即ち、この中空繊維の数は、現像液の吐出量、中
空繊維の内径、隣接するノズルの間隔によって決めら
れ、今、現像液の吐出量を20cc/sec〜75cc
/secで、中空繊維内径0.1mm〜0.5mmで、ノズ
ル間隔が内径の2倍以内とすると、丁度この範囲が安定
して現像液が、層流状態で、吐出されるからである。こ
れ以外の場合、先ず、本数が少ないと現像液の吐出量が
減少し、ウエハの上に液盛りする時間が長くなり、好ま
しくなく、一方、本数が多いと各中空繊維から吐出され
る現像液の流れが、一本の中空ノズルから吐出されると
同様に束ねられなくなり、複数の流れとなる。 現像液
の吐出流れが複数本となると、流れどうしが干渉しあ
い、このため気泡が発生しやすくなり好ましくない。更
に、中空繊維の長さは、中空繊維の内径、現像液の種
類、吐出速度、合成樹脂の種類等設定条件によって、変
化し、ノズルからの現像液の吐出状態を見て、経験的に
決まるものである。尚、このノズル4は、各中空繊維6
の上端部および下端部が接着剤で固定され、又、ノズル
全体の外周面は、合成樹脂製で、円筒形状に形成されて
いる。
【0008】今、本発明現像液吐出ノズルのノズル4を
使用して、現像液を、ウエハW上に吐出する際、現像液
は、先ず、図2及び図3に示すように、中空管3の先端
から、空間部5に拡散して、各中空繊維6の入口6a側
に均等に分配される。そして、現像液は、各中空繊維6
の入口6aから、中空繊維6の内周面に沿って、上から
下への出口6b側に向かって落下し、次いで、図4に示
すように、出口6bから大気中に顔を出し、ウエハW上
に吐出されることになる。このとき、現像液は、この各
中空繊維6で層流状態となると共に、その現像液の吐出
状態が、多数の中空繊維から吐出されたにもかかわら
ず、図5から図6に示すように、中空繊維の内径が極め
て微細なため、隣接する現像液の流れが層流状態で一体
化し、一本の中空ノズルから吐出すると同様に束ねられ
て、ウエハの中心部から周辺部へ層流状態で液盛りされ
る。このとき、ウエハW上には、図7に示すように、気
泡が全く無く、この結果、気泡問題が起因する現像斑は
解消される。また、中空繊維の内径は、極めて微細なの
で、現像液吐出停止時、所謂液垂れ問題も全く発生しな
い。
【0009】
【実施例】 試験条件 使用現像液 :TMAH2.38% 使用ウエハ :12インチ ,TSMR−8900(レジスト)塗布膜付き 吐出流量総和 :75cc/sec , 吐出時間 :2sec チューブ長さ :150mm 中空管内径 :6.35mm 室温 :22℃ 現像液温度 :22℃ ノズルからウエハまでの距離 :8mm 以上の設定条件のもとで、中空繊維内径、中空繊維本
数、中空繊維束外径、現像液加圧力を、それぞれ本発
明、従来ノズル、比較例1、比較例2の場合に分けて、
表1の条件のもとで 現像液をウエハの上に吐出させ
た。
【表1】 その結果、ウエハの上に発生した気泡及びノズルからの
液垂れの状態を観察し、その評価を表2に示す。
【表2】 * 内径が0.1mm以下の場合現像液が流れにくく、吐
出流量を確保するため加圧圧力を高くすると、配管内に
気泡が発生しやすくなり好ましくない。
【0010】以上本発明について、12インチウエハに
適用する例について述べたが、12インチ以下にも適用
できることは勿論であり、又、現像液吐出ノズル以外の
薬液のノズルとしても応用できることは勿論である。
【0011】
【発明の効果】本発明は、上述のように、現像液供給源
に連なる中空管の先端に、所定長さの微細内径の中空繊
維を、数千本から数万本束にして形成したノズルを取り
付け、現像液を、その供給源から、中空管、及び各中空
繊維を介して吐出させ、その現像液の吐出状態が、一本
の中空ノズルから吐出されると同様に束ねられて、ウエ
ハの中心部から周辺部へ層流状態で、液盛りするように
したので、、従来のノズルに比較して、ウエハの口径
が、特に12インチ以上と大口径化した場合に有効であ
り、更に、現像液を、ウエハに塗布した際、発生する空
気の巻き込む所謂気泡問題を完全に無くすると共に液垂
れ問題を皆無とし、極めて迅速に均質の現像をすること
が出来、加えて歩どまりも向上する等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明現像液吐出ノズルを組み込んだレジスト
現像装置の概略説明図である。
【図2】本発明現像液吐出ノズルの一例を示す要部断面
図である。
【図3】本発明現像液吐出ノズルとウエハとの関係を示
す説明図である。
【図4】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図で、図3のX部を拡大したものである。
【図5】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図で、図4から更に現像液の吐出が進行した状態を示す
ものである。
【図6】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図で、図5から更に現像液の吐出が進行した状態を示す
ものである。
【図7】本発明現像液吐出ノズルの作用状態を示す説明
図で、図6から更に現像液の吐出が進行した状態を示す
ものである。
【符号の説明】
1 現像液供給源 3 中空管 4 ノズル 5 空間部 6 中空繊維 6a 中空繊維入口 6b 中空繊維吐出口 W ウエハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レジスト現像装置における現像液吐出ノ
    ズルにおいて、現像液供給源に連なる中空管の先端に、
    該中空管から吐出された現像液を、所定の長さと微細な
    内径とを有する多数の合成樹脂製の中空繊維によって層
    流状態にする手段を取付け、該手段を介しウエハの上
    に、その現像液の吐出状態が、多数の中空繊維から吐出
    されたにもかかわらず、一本の中空ノズルから吐出する
    と同様に束ねて、ウエハの中心部から周辺部へ層流状態
    で液盛りするように構成したことを特徴とするレジスト
    現像装置における現像液吐出ノズル。
JP27051697A 1997-09-16 1997-09-16 レジスト現像装置における現像液吐出ノズル Pending JPH1190302A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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