JPH05168982A - 処理液供給ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］被処理体の表面に小さな衝撃で均一に供給する
ように処理液を吐出するノズル構造を提供する。 ［構成］本体３０、ナット部５０およびコア材７０を合
体して組み立てられる。上面１０の中心部には処理液導
入口１２が形成され、この処理液導入口１２と連通して
ノズル内に縦穴状のノズル中央室１４が形成される。ノ
ズル中央室１４の底面１４ａの外周側には複数個の連通
孔１６を介して環状のバッファ室１８が画成され、この
バッファ室１８の下端部から外周側に向けて放射状に複
数個の通路２０が設けられ、各通路２０の外端に吐出口
２２が側方を向いて形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理体の表面に処理
液を供給するためのノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体デバイス製造におい
て、半導体ウエハの表面上に形成されたレジスト膜の現
像を行う工程では、一般に、スピンチャック上にウエハ
を載置固定して回しながら、上方の現像液供給ノズルよ
り所定の現像液を吐出させてウエハ表面上に供給し、ウ
エハ表面上で現像液を表面張力によって膜状に液盛りし
た状態で、現像液をウエハ表面に所定時間接触させるこ
とで、現像を実施する。そして、現像が終了したなら
ば、スピンチャックを高速回転させてウエハから現像液
を振り切り、今度はリンス液供給ノズルより所定のリン
ス液を吐出させてウエハ表面上に供給することで、リン
スを行い、最後にウエハからリンス液を振り切って、工
程処理を終了する。

【０００３】このような現像工程で使用される現像液供
給ノズル、あるいはリンス液供給ノズルとして、特開昭
57-192955 号公報、特開昭59-50440号公報、特開昭59-7
8342号公報、特開昭59-119450 号公報、特開昭60-29749
号公報、特開昭60-45943号公報、特開昭60-198818 号公
報、特開昭61-65435号公報、特開昭62-12128号公報、特
開昭63-20836号公報、実開昭61-106027 号公報、特公昭
62-31340号公報、実公平3-9328号公報等でスプレー式ノ
ズル、カーテン型ノズル、双頭型ノズル、多孔型ノズル
等の各種の処理液供給ノズルが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにレジスト
膜を形成された半導体ウエハのような微細加工を受ける
被処理体に対しては、処理液供給ノズルから吐出された
処理液ができるだけ小さな衝撃でかつ均一に被処理体表
面に供給されることが肝要である。

【０００５】ところが、上記従来の処理液供給ノズルの
いずれにおいても、処理液供給源より圧送されてきた処
理液をノズル基端部の導入口よりノズル先端部まで導い
てそのまま真っすぐ垂直方向つまりノズル軸方向にノズ
ル先端部の吐出口より処理液を吐出する機構であって、
垂直に吐出された処理液は被処理体表面に強い衝撃で当
たっていた。このために、従来の現像液供給ノズルにあ
ってはウエハ表面上に現像液を均一に液盛りするのが難
しく、従来のリンス液供給ノズルにあってはリンス液の
強い衝撃によってウエハ表面上のレジストパターンが壊
れるおそれがあった。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、被処理体に対する処理液の衝撃を低減し、被処
理体面上に処理液を均一に供給することの容易な処理液
供給ノズルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の処理液供給ノズルは、被処理体に先端部を
向けて配置され、前記被処理体に対して所定の処理液を
吐出して供給する処理液供給ノズルにおいて、処理液供
給源からの前記処理液を処理液導入口より導入して一旦
受け止めるノズル中央室と、前記ノズル中央室と連通し
たバッファ室と前記バッファ室からの前記処理液を前記
ノズル先端部より側方にむけて吐出する１つまたは複数
の吐出口とを具備する構成とした。

【０００８】

【作用】処理液供給源より配管等を介して圧送されてき
た処理液は、処理液導入口よりノズル中央室内を通って
ノズル中央室の底面で一旦受け止められてから、隣接し
たバッファ室に入り、ここから均一な圧力または流量で
所定の通路を通って各吐出口より側方へ放射状に吐出さ
れる。通常、この種の処理液供給ノズルは、被処理体の
上方にてノズル先端部を被処理体に向けて垂直に配置さ
れるので、各吐出口より側方つまり水平方向に吐出され
た処理液は放物線を描くようにして供給され、被処理体
の表面に小さな衝撃で落下（滴下）する。吐出口を複数
個設けた場合は、１本のノズルによって被処理体の数箇
所に同時に処理液が供給される。

【０００９】

【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１〜図６は本発明の一実施例による処理液供
給ノズルの構成を示し、図１はこの処理液供給ノズルの
斜視図、図２はこの処理液供給ノズルの縦断面図、図３
は図２のＡ−Ａ線についての断面図、図４はこの処理液
供給ノズルにおける本体の構成を示す図、図５はこの処
理液供給ノズルにおけるナット（ｎｕｔ）部の構成を示
す図、および図６はこの処理液供給ノズルにおけるコア
（ｃｏｒｅ）材の構成を示す図である。

【００１０】図１および図２に示すように、この実施例
の処理液供給ノズルにおいて、上面１０の中心部に処理
液導入口１２が形成され、この処理液導入口１２と連通
してノズル内には縦穴状のノズル中央室１４が形成され
ている。ノズル中央室１４の底面１４ａの外周側には複
数個の連通孔１６を介して環状のバッファ（ｂｕｆｆｅ
ｒ）室１８が形成され、このバッファ室１８の下端部か
ら外周側に向けて放射状に複数個の通路２０が設けら
れ、各通路２０の外端に吐出口２２が形成されている。
図３に示すように、連通孔１６および通路２０は、それ
ぞれ９０゜の間隔をおいて４個ずつ互いに対応した位置
に設けられる。

【００１１】かかる構成において、処理液供給源より配
管（図示せず）を介して圧送されてきた処理液ＬＱは、
処理液導入口１２よりノズル中央室１４内に入って底面
１４ａで一旦受け止められてから、各連通孔１６を通っ
てバッファ室１８に入り、バッファ室１８から一定の圧
力で各通路２０を通って各吐出口２２より側方へ均一な
流量で放射状に吐出される。この時、処理液ＬＱは、底
面１４ａで一旦受け止められ、圧送による流れの勢いが
緩和されるので、各吐出口２２から上記勢いのまま吐出
されてしまうことはない。

【００１２】また、上記各連通孔１６を通った処理液Ｌ
Ｑは、その断面積が各連通孔１６の断面積より広いバッ
ファ室１８に入り、そして、断面積がバッファ室１８の
断面積より小さい各吐出口２２より吐き出されるため、
この各吐出口２２からの各吐出流量を均一になるように
することができる。

【００１３】通常、本処理液供給ノズルは、ノズル先端
部２４を被処理体（図示せず）に向けて垂直に配置さ
れ、上記のように処理液を各吐出口２２より側方つまり
水平方向に放射状に吐出して被処理体へ供給するので、
各吐出口２２より水平方向に出た現像液は放物線を描く
ようにしてウエハ表面に小さな衝撃で落下（滴下）する
ことになる。すなわち、各吐出口２２より水平方向に出
た現像液は、自重による落下のソフトな状態でウエハ表
面に落下するようになり、上記衝撃を非常に小さくする
ことが可能となる。

【００１４】したがって、本処理液供給ノズルを、たと
えば半導体製造プロセスの現像工程において現像液供給
ノズルとして用いた場合には、被処理体である半導体ウ
エハの表面上に現像液を飛散させずに均一に供給するこ
とが可能である。また、本処理液供給ノズルを、該現像
工程においてリンス液供給ノズルとして用いた場合に
は、被処理体である半導体ウエハの表面上のレジストパ
ターンにダメージを与えることなくリンス液を供給する
ことが可能である。

【００１５】また、本処理液供給ノズルによれば、ノズ
ル先端部２４より処理液が四方へ放射状に散水するよう
に吐出されるので、１本のノズルによって被処理体の４
箇所に同時に処理液を供給することが可能であり、処理
液供給効率を向上させることができる。

【００１６】ところで、図２に示すように、本処理液供
給ノズルは、３つの部品、つまり本体３０、ナット部５
０およびコア材７０からなる組立体として構成されてい
る。以下に、図４〜図６につき各部品の構成および機能
を説明する。

【００１７】図４において、本体３０は、円盤形の取付
用フランジ３２とほぼ直方体状のコネクタ部３４とを一
体形成してなるものである。フランジ３２には、本処理
液供給ノズルをノズル支持部（図示せず）に取付するた
めのボルト（図示せず）を通す一対の孔３２ａ，３２ａ
が設けられている。フランジ３２の中心部には、処理液
導入口１２が段状に形成され、その段部にＯリング３６
が配設されている。

【００１８】コネクタ部３４の一側面にはバキューム吸
引口３８が設けられ、このバキューム吸引口３８のネジ
穴３８ａにエジェクタ管（図示せず）側のコネクタが螺
合されるようになっている。現像工程等の場合には、処
理液の吐出を止めた後、ノズル内に残った処理液が吐出
口から液だれしないように、エジェクタ装置（空気圧式
真空装置）（図示せず）がエジェクタ管およびバキュー
ム吸引口３８を介してノズル内の残留処理液を負圧で吸
引除去するようになっている。

【００１９】コネクタ部３４の中心部には、ノズル中央
室１４の上部を構成する孔４０がノズル軸方向に形成さ
れ、処理液導入口１２と連通している。そして、コネク
タ部３４の下面中心部より孔４０の下端部にかけて孔４
０よりも径の大きなネジ穴４２が設けられている。この
ネジ穴４２に、後述するコア材７０の円筒部７２のネジ
７６が螺合するようになっている。

【００２０】図５において、ナット部５０はほぼ円筒状
に形成されているが、上部５２は本体３０のコネクタ部
３４に整合するように２側面５２ａ，５２ｂが一部切り
欠かれて直方体状になっている。ナット部５０の中心に
は、後述するコア材７０の円筒部７２を通すための貫通
孔５４が形成されている。この貫通孔５４の上部にはコ
ア材７０の円筒部７２のネジ７６と螺合するためのネジ
穴５６が設けられている。貫通孔５４の下部は、バッフ
ァ室１８の外周面を形成するもので、貫通孔５４よりも
比較的径の大きな穴５８となっている。ナット部５０の
下面６０には貫通孔５４の下端から放射状に９０゜間隔
で４つの溝６２が設けられている。このナット部５０の
下面６０に、後述するコア材７０の皿部７４の環状水平
面７５が密着することで、各溝６２と皿部７４との間に
各通路２０と各吐出口２２が形成されるようになってい
る。

【００２１】図６において、コア材７０は、円筒部７２
と皿部７４とを一体成形してなるものである。円筒部７
２の外周面の上部から中間部にかけてネジ７６が切られ
ている。円筒部７２内の孔７８はノズル中央室１４の中
間部ないし下部を構成するもので、この孔７８の上端は
本体３０の孔４０に連通させるために開放され、孔７８
の下端は皿部７２の円形凸面部８０によって閉塞され、
底面１４ａを形成している。この底面１４ａの側方に開
口８２が連通孔１６として設けられている。

【００２２】かかるコア材７０の円筒部７２を上記ナッ
ト部５０の貫通孔５４を通して上記本体３０の孔４０内
に入れ、円筒部７２のネジ７６を該貫通孔５４のネジ穴
５６および該孔４０のネジ穴４２に螺合させ、ナット部
５０の下面６０に皿部７４の環状水平面７５を密着させ
ることで、上記のように各溝６２と皿部７４との間で各
通路２０と各吐出口２２が形成されると同時に、図２に
示すように、ナット部５０の穴５８と皿部７４の円形凸
面部８０の外周面との間でバッファ室１８が画成され、
本体３０、ナット部５０およびコア材７０の三者が一体
に結合して本処理液供給ノズルが組み立てられるように
なっている。

【００２３】本実施例の処理液供給ノズルにおいては、
本体３０、ナット部５０およびコア材７０の３つの部品
を着脱可能に結合してなる構成であるから、必要に応じ
て各部品を新しいものや別タイプのものと交換すること
ができる。特に、ナット部５０の下面６０に形成される
溝６２は通路２０および吐出口２２の個数、向き、サイ
ズ等を規定するものであるから、溝６２の形態として種
々のものを選択することによって、処理液吐出パターン
を任意に変更することができる。

【００２４】たとえば、ナット部５０の下面６０に３つ
の溝６２を、図７に示すような所定の間隔および所定の
向きに設けることで、図８に示すような配置で１本の処
理液供給ノズル９０により３方向に処理液を吐出して、
半導体ウエハ９２上に万遍無く処理液を供給することが
できる。なお、図７(C) において３個の溝６２のうち図
の下側の溝６２の形状を変えているのは、図８に示すよ
うにその吐出方向をたとえば半導体ウエハ９２の中心方
向にしたいためであり、吐出させたい方向に応じて種々
変更してもよいことは、言うまでもない。また、図９に
示すように、ナット部５０の下面６０に１つの溝６２を
広角たとえば約１２０゜に設け、処理液を１つの吐出口
２２から広角に側方へ吐出するようにしてもよい。

【００２５】また、本体３０において、処理液導入口１
２を側面に設けたり、あるいは複数の処理液導入口１２
を設けることも可能である。また、図１０に示すよう
に、バッファ室１８からの通路２０および吐出口２２を
ノズル軸方向に複数段設けることも可能である。また、
通路２０および吐出口２２の向きは、ノズル軸方向（垂
直方向）に対して垂直な方向（水平方向）でなくともよ
く、斜め方向とすることも可能である。また、本発明
は、半導体デバイス製造の現像工程における現像液供給
ノズルやリンス液供給ノズルに限定されるものではな
く、各種の処理液供給ノズルに適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理液供
給ノズルによれば、処理液を処理液導入口よりノズル中
央室に導入してその底面で一旦受け止めてからバッファ
室に通し、バッファ室からの処理液をノズル先端部より
側方に向けて１つまたは複数の吐出口より吐出するよう
にしたので、処理液を被処理体上に小さな衝撃で均一に
供給することができる。したがって、たとえば、本発明
の処理液供給ノズルを半導体製造プロセスの現像工程に
おける現像液供給ノズルに適用した場合には、半導体ウ
エハの表面上に現像液を飛散させずに均一に供給するこ
とが可能であり、本発明の処理液供給ノズルを該現像工
程におけるリンス液供給ノズルに適用した場合には、半
導体ウエハの表面上にパターン倒れを起こさずにリンス
液を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による処理液供給ノズルの斜
視図である。

【図２】実施例の処理液供給ノズルの縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線についての断面図である。

【図４】実施例の処理液供給ノズルにおける本体の構成
を示す図である。

【図５】実施例の処理液供給ノズルにおけるナット部の
構成を示す図である。

【図６】実施例の処理液供給ノズルにおけるコア材の構
成を示す図である。

【図７】実施例の処理液供給ノズルにおける吐出口の一
変形例を示す図である。

【図８】実施例の処理液供給ノズルにおける吐出口の別
の変形例を示す図である。

【図９】図８の変形例による処理液供給ノズルの使用態
様例を示す略平面図である。

【図１０】実施例の処理液供給ノズルにおける吐出口の
他の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１２ 処理液導入口 １４ ノズル中央室 １６ 連通孔 １８ バッファ ２０ 通路 ２２ 吐出口 ３０ 本体 ５０ ナット部 ７０ コア材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 昭浩 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体に先端部を向けて配置され、前
   記被処理体に対して所定の処理液を吐出して供給する処
   理液供給ノズルにおいて、 処理液供給源からの前記処理液を処理液導入口より導入
   して一旦受け止めるノズル中央室と、前記ノズル中央室
   と連通したバッファ室と、前記バッファ室からの前記処
   理液を前記ノズル先端部より側方に向けて吐出する１つ
   または複数の吐出口とを具備したことを特徴とする処理
   液供給ノズル。