JPH02277538A - 処理液供給装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、処理液供給装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体製造工程においては、半導体ウェハ等の
基板上に、フォトレジストを用いたフォトリングラフ技
術により、微細な回路パターンの転写を行なう、即ち、
いわゆるスピンコーティングによりフォトレジストを塗
布するレジスト塗布装置、加熱処理を行なうベーキング
装置等によって半導体ウェハ等の表面にフォトレジスト
膜を被着し、所定パターンのマスクを介して露光を行な
った後、現像装置によって現像を行ない、所定のレジス
トパターンを形成し、このレジストパターンを用いて１
例えばエツチング、薄膜形成等により所定の回路パター
ンを形成する。

上述した半導体製造工程において、半導体ウェハ等の基
板の表面に被着されたフォトレジストの現像を行なう現
像装置は、従来例えば次のように構成されている。

即ち、現像装置には、例えば真空吸着により半導体ウェ
ハを保持するチャックが設けられており、このチャック
には、このチャック上に保持されたウェハを回転可能と
する如く駆動機構が接続されている。また、チャック上
方には、所定の現像液。

リンス液等の処理液を供給するためのノズルが設けられ
ている。このノズルは、開閉バルブ等を介して処理液供
給源例えばタンクに接続され、このタング内を例えばＮ
２（窒素）により加圧することでノズルを介してウェハ
表面への処理液の供給が可能な構造となっている。そし
て、上記ノズルからチャック上に保持されたウェハ表面
に、所定の現像液、リンス液等の処理液を供給して所定
の現像処理を行なうと共に、駆動機構によってウェハを
回転させ、現像液、リンス液等の除去（乾燥）を行なう
よう構成されている。このような現像技術は、例えば特
開昭５７−５０４６号、特開昭６２−６５４４０号公報
等に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、タンクからノズルを
介してウェハ表面に現像液を供給する場合に、タンク内
を例えばＮ２により加圧し、この加圧力で現像液を液送
している。この加圧を長時間行なうと、Ｎ２が現像液内
に溶は込み、微小な気泡となって現像液と共に液送され
る。すると、現像処理が終了して開閉バルブを閉じても
、上記気泡が現像液に混入していることによりノズル先
端部から液だれか発生し、これがウェハ表面に滴下され
ると現像むら等の悪影響を与えてしまう、また、現像液
に気泡が混入していると、現像処理の際に現像液をウェ
ハ表面に供給しても、気泡の存在する部分の現像速度が
低下してしまい、これも現像むら等の悪影響が生じる問
題があった。更に、上記気泡が多い場合は、定期的にタ
ンクより泡抜き作業を行なう必要があった。

また、上記気泡の混入は、上記タンク内へ現像液を補充
する際にも発生してしまう、このため、現像液を補充す
る際には、装置を一時運転停止させてタンクを取り出し
、代わりに新たなタンクと交換してセットし、タンク内
で泡抜きの処理をした後に装置の運転をスタートさせる
という作業を行なっており、非常に手間がかかっていた
。

また、このような泡抜きを行なう技術は、例えば特開昭
６１−１７４７１９号公報等に開示されているように、
ノズル管内に障害物とノズル管壁に穴を形成し、現像液
中の気泡はノズル管内の障害物に当って砕かれ、ノズル
管壁の穴より除去されるという技術がある。しかし、こ
の技術では、ノズル管壁の穴から気泡と共に・現像液も
外部にリークしてしまう、この現像液は、可燃性である
ため、外部にリークすることは非常に危険であり、装置
の火災等が発生する恐れがあり、実施は困難となってい
た。

本発明は上記点に対処してなされたもので、気泡が混入
した処理液が処理室内に液送されることを抑止し、更に
、泡抜き等の手間のかかる作業をなくすことが可能な処
理液供給装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、処理液中に含まれる気泡を除去する手段と、
この気泡が除去された処理液を処理室に液送供給するポ
ンプとを備えたことを特徴とする処理液供給装置を提供
しようとするものである。

（作　用） 即ち、本発明は、処理液中に含まれる気泡を除去する手
段と、この気泡が除去された処理液を処理室に液送供給
するポンプとを備えたことにより、処理液中に混入した
気泡が除去された状態でポンプにより液送される。更に
、加圧力ではなくポンプで処理液の液送を行なうため、
加圧に伴なう気泡の発生はなく、気泡が混入していない
処理液を処理室内に液送することができる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体ウェハの現像処理に適用した
一実施例につき１図面を参照して説明する。

まず、現像装置の構成を説明する。

この現像装置のは、被処理基板例えば半導体ウェハ■上
に塗布されたフォトレジストにパターンを露光した後に
現像処理するための装置であり。

第１図に示すように、上記ウェハ■を回転させる回転処
理袋！（３と、上記ウェハ■表面に処理液例えば現像液
を供給する処理液供給装置１Ｆに）から構成されている
。

上記回転処理袋ＷＣ３）には、上記ウェハ■の裏面を保
持例えば吸着保持可能な、樹脂例えばデルリン（商品名
）製のチャック■が設けられている。

このチャック■には、駆動機構例えばスピンモータ０が
連設しており、所定の加速度２回転数で回転制御が可能
とされている。更に、上記ウェハ■表面に処理液を供給
し、ウェハ■を回転処理する際に、ウェハ■から飛散す
る処理液を回収する如く、上記チャック■で保持したウ
ェハ■の周囲にカップ■が配設されて処理室（８）を構
成している。

このカップ■は、有底円筒形で上方が開口した断面Ｕ字
形状を成しており、このカップ■側壁の上記ウェハ０表
面の延長面と交わる近辺の部分を角度Ａ（Ａ≠９０°）
として傾斜させている。このカップ■側壁を傾斜させる
ことで、ウェハ０表面から飛散した処理液が、上記傾斜
部分に当たり、ウェハ■表面以外の方向例えば下方向に
誘導して、ウェハ０表面への跳ね返りを防止している。

また、上記カップ■の底部には、中心に対して外側に、
現像液、リンス液等の排液用である排液管■、及び上記
処理室■内の排気を行なう排気管（１０）が設けられて
いる。この場合に、排液が上記排気管（１０）内に混入
することを防止する如く、上記カップ■底部に環状の分
１ｗ壁（１１）が設けられ、この分Ｍ壁（１１）の内側
に上記排気管（１０）が配置されている。更に、上記カ
ップ■の底面は、排液管■に排液が集まるように、排液
管（９）の設けられた位置を最下位とし、徐々にゆるや
かな斜面となっている。

また、上記処理液供給装置に）には、第２図に示すよう
に、上記ウェハ■の表面に処理液例えば現像液を供給す
るためのノズル（１２）が設けられている。このノズル
（１２）は、上記ウェハ■の回転中心の上方に配置され
、ウェハ■中心部から現像液を流出する如く設けられて
いる。このノズル（１２）は、液送管（１３）を介して
ポンプ（１４）に連設し、更にこのポンプ（１４）は液
送管（１５）を介して処理液貯蔵槽であるタンク（１６
）に連設している。このことにより、ノズル（１２）、
ポンプ（１４）　、タンク（１６）は、夫々液送管（１
３）　（１５）により直列状態に接続されている。上記
ポンプ（１４）は、ベローズ式のポンプでも良いが、ダ
イアフラムポンプを使用することが好ましい、このダイ
アフラムポンプは５発塵性が低く、吐出圧力が高いため
、大流量の現像液を液送することができる効果がある。

このポンプ（１４）には、駆動用のエアが供給される配
管（１７）が接続されており、この配管（１７）に介在
する開閉バルブ（１８）により上記駆動用エアの供給を
制御して、ポンプ（１４）の現像液液送量即ちウェハ■
への現像液供給量を制御可能な構造と成っている。更に
、このポンプ（１４）駆動用エアをポンプ（１４）から
排気する際の騒音を防止する手段として、このポンプ（
１４）の排気側にサイレンサ（１９）が設けられている
。

また、上記タンク（１６）は、容積が例えば５Ｑのテフ
ロン（商品名）製容器で、このタンク（１６）内に処理
液例えば現像液（２０）を貯蔵する構造となっている。

この貯蔵された現像液（２０）を上記ポンプ（１４）に
よりウェハ■へ供給するために、タンク（１６）とポン
プ（１４）間を結ぶ液送管（１５）がタンク（１６）底
部に接続している。更に、このタンク（１６）の上部に
は、このタンク（１６）内に現像液（２０）を供給する
ための供給管（２１）が内部に貫設されている。

この時、上記現像液（２０）がタンク（１６）内に供給
される際に１例えば上記供給管（２１）の先端部をタン
ク（１６）内底部付近まで延ばすことにより、液の衝撃
による気泡の発生を抑止させている。このような供給管
（２１）には、制御部（２２）によって開閉制御される
開閉バルブ（２３）が介在している。上記制御部（２２
）には、タンク（１６）内の現像液量を検出する液量セ
ンサ（２４）が接続され、この液量センサ（２４）の液
量信号に応じて上記開閉バルブ（２３）を開閉するよう
に成っている。この液量センサ（２４）は、現像液（２
０）中に気泡が含まれていても誤検知のないフロートセ
ンサを用いることが好ましい。この液量センサ（２４）
は、上記タンク（１６）内の上部から底部付近まで延び
た棒状体であり、その上方にはフルセンサＣＨ１）　、
下方にはエンプティーセンサ（Ｌ□）が設けられ、液量
を検知するように成っている。

更に、何らかの異常で上記フルセンサ（Ｈ工）及びエン
プティーセンサ（Ｌｌ）を越えて、上記タンク（１６）
内の現像液量が増加或いは減少した場合に、アラームを
発生させて装置を停止させるためのフルリミットセンサ
（Ｈ２）及びエンプティーリミットセンサ（Ｌ２）が、
上記棒状体の両端に配設されている。

このような液量センサ（２４）からの液量信号に応じて
、制御部（２２）により開閉バルブ（２３）を開閉制御
することにより、薬液自動供給即ち現像液の自動供給が
可能とされている。また、上記タンク（１６）の上部に
は防爆のためにパージガス例えば窒素（Ｎ２）ガスをタ
ンク（１６）内に導入可能とするＮ２供給管（２５）が
接続され、このＮ２の流量を調整バルブ（２６）が、上
記Ｎ２供給管（２５）に介在している。更に。

上記タンク（１６）内へ供給された現像液（２０）がオ
ーバーフローした際にこれを逃がすため、或いは、上記
タンク（１６）内が現像液（２０）の減少と共に負圧に
なることを防止するために、上記タンク（１６）の上部
には、排出管（２７）が接続している。また、更に上記
タンク（１６）の上部には、上記液送管（１３）のポン
プ（１４）より下流側に設けられている三方バルブ（２
８）から分岐された配管（２９）が接続している。

このことにより、ポンプ（１４）により液送される現像
液は、上記三方バルブ（２８）を切換えることでウェハ
■方向酸いはタンク（１６）方向に液送を切換えること
が可能とされている。この三方バルブ（２８）及びポン
プ（１４）間には制御バルブ（３０）が介在しており、
これを制御することでポンプ（１４）による現像液の脈
動及び気泡の発生を防止することが可能とされている。

また、上記液送管（１３）の三方バルブ（２８）より下
流側には開閉バルブ（３１）が設けられ、この開閉バル
ブ（３１）の０Ｎ１０ＦＦにより現像液を流したり止め
たりすることが可能とされている。このようにして現像
装置が構成されている。

次に、上述した現像装置の動作作用及び半導体ウェハ表
面への処理液供給方法を説明する。

まず、搬送アームやベルト搬送等による搬送手段により
ウェハ■を搬送し、チャック■上に設置する。そして、
このチャック■に設けられている真空吸着機構（図示せ
ず）により、上記ウェハ■を裏面から吸着保持する。こ
の時、チャック■の回転中心とウェハ■の回転中心とが
一致するように、予め位置合わせを実行しておく。そし
て、ポンプ（１４）を駆動してタンク（１６）内の現像
液（２０）をウェハ０表面にノズル（工２）より所定量
滴下する。

この現像液（２０）の液送供給は、まず、ｒｉＩ閉バル
ブ（１８）を開いて配管（１７）からポンプ（１４）に
エアを供給する。これにより、上記ポンプ（１４）を駆
動させて、タンク（１６）内の現像液（２０）を三方バ
ルブ（２８）側へ押し出す。上記開閉バルブ（１８）を
開いた時点で、同時に、三方バルブ（２８）　、開閉バ
ルブ（３１）も夫々開く。これにより、ポンプ（１４）
で押し出された現像液（２０）が、液送管（１３）を介
してノズル（１２）からウェハ０表面に供給される。そ
して、予め設定された時間だけ上記現像液（２０）を供
給した後。

開閉バルブ（３１）を閉じ、上記ウェハ０表面への現像
液（２０）の供給を停止する。これと同時に三方バルブ
（２８）を切換え、上記ポンプ（１４）で押し出された
現像液（２０）を、配管（２９）を介してタンク（１６
）内に帰還させる。これは、上記ポンプ（１４）を途中
で停止させると、次に駆動させた際の現像液（２０）の
液送が不安定となるため、このポンプ（１４）がホーム
ポジションに戻るまでに押し出される現像液（２０）を
上記タンク（１６）に帰還させている。これにより、所
定量以上または以下の現像液（２ｏ）がウェハ０表面に
供給されることを防止している。

この現像液（２０）をウェハ■に供給した後、スピンモ
ータ０を駆動させて、チャック■を介してウェハ■を回
転させる。これにより、ウェハ０表面の現像液（２０）
を遠心力により拡散し、飛散した現像液（２０）は、カ
ップ■内壁に沿って下方に回収され、排液管０より排出
される。そして、ウェハ■表面への現像液塗布が終了す
ると、静止又は低回転で上記ウェハ■を回転させて現像
処理を行なう。

この現像処理終了後、上記ウェハ■の上面及び裏面周縁
部に１図示しないリンス液供給機構からリンス液を供給
して洗浄を行なう。

このような現像液塗布を繰り返すにつれて、上記タンク
（１６）内に貯留されている現像液（２０）の貯蔵量は
漸次減少し、やがて液量センサ（２４）のエンプティー
センサ（Ｌ工）を検出する。この検出データは制御部（
２２）に伝達され、この制御部（２２）により開閉バル
ブ（２３）を開き、上記タンク（１６）内に現像液（２
０）を自動的に供給する。そして、液量センサ（２４）
のフルセンサ（Ｈ工）を検出すると、上記開閉バルブ（
２３）を通常の閉じた状態に復帰させ、現像液（２０）
の供給が停止される。この時、タンク（１６）内に供給
された現像液（２０）中には、多少の気泡が混入してい
る。そのため、このタンク（１６）をしばらく放置する
ことで、現像液（２０）中の泡を抜くことができる。

上記実施例では、ウェハ表面にノズルより現像液を供給
するパドル式の現像装置を例に挙げて説明したが、これ
に限定するものではなく９例えばスプレー式やデイツプ
式の現像装置でも同様な効果を得ることができる。また
、処理液供給装置を現像装置に適用した例について説明
したが、気泡の発生しやすい薬液を使用する装置又は大
流量で処理を必要とする装置であれば、何れにでも適用
することができる。

また、上記実施例では、処理液中に含まれる気泡を除去
する手段として、現像液が自動供給されたタンクをしば
らく放置することで現像液中の気泡を除去する手段を用
いたが、これに限定するものではなく、例えばタンクに
気泡をトラップするフィルターを設けても同様な効果が
得られる。また更に、被処理基板は半導体ウェハに限ら
ず、液晶ＴＶなどの画面表示装置に用いられるＬＣＤ基
板でも同様な効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、処理液中に含ま
れる気泡を除去する手段と、この気泡が除去された処理
液を処理室に液送供給するポンプとを備えたことにより
、処理液中に混入した気泡が除去された状態でポンプに
液送される。更に、加圧力ではなくポンプで処理液の液
送を行なうため、加圧に伴なう気泡の発生はなく、気泡
が混入していない処理液を処理室内に液送することがで
きる。このことにより、泡抜きをする手間を省略するこ
とができる。

また、処理液の供給及び吐出を自動的に実行され、更に
、気泡のトラップ及び発生を防止しているため、定期的
な泡抜きの必要はなく、また装置を停止させる必要もな
い。

また、長時間処理を行なわない場合でも、処理液を加圧
していないため、処理液内に気体が溶は込むことも抑止
でき、ノズルからの液だれも防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、気泡の混入してい
ない処理液を供給することが可能であるため、処理室内
における処理の信頼性が高く、歩留まりを向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための現像装
置の構成図、第２図は第１図の処理液供給装置説明図で
ある。 １・・・現像装置　　　　　２・・・ウェハ４・・・処
理液供給袋［１４・・・ポンプ１６・・・タンク　　　
　　　２０・・・現像液２１・・・供給管　　　　　　
２４・・・液量センサ２８・・・三方バルブ　　　　２
９・・・配　管ム 第１図 特許出願人　東京エレクトロン株式会社チル九州株式会
社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理液中に含まれる気泡を除去する手段と、この気泡が
   除去された処理液を処理室に液送供給するポンプとを備
   えたことを特徴とする処理液供給装置。