JP2000068197A - 気泡発生防止兼用気泡除去装置 - Google Patents

気泡発生防止兼用気泡除去装置

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JP2000068197A
JP2000068197A JP25193298A JP25193298A JP2000068197A JP 2000068197 A JP2000068197 A JP 2000068197A JP 25193298 A JP25193298 A JP 25193298A JP 25193298 A JP25193298 A JP 25193298A JP 2000068197 A JP2000068197 A JP 2000068197A
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Japan
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developing solution
hollow fibers
hollow fiber
valve
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Application number
JP25193298A
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English (en)
Inventor
Tadaoki Mitani
三谷忠興
Hidenobu Hori
秀信 堀
Toshiichi Niki
仁木敏一
Yoshihiko Habu
土生恵彦
Toshiaki Chiba
千葉敏昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikkiso Co Ltd
Ishikawa Seisakusho Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
Ishikawa Seisakusho Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な真空ポンプ等の減圧装置が無くとも、
実質的にマイクロバブルを発生させないと共になんらか
の理由で混入した気泡を比較的安価で、除去する装置を
提供する。 【解決手段】 薬液供給源から汲みだされた薬液を、バ
ルブの開閉で、吐出ノズルから、外部に吐出する装置で
あって、吐出ノズルとバルブとの配管経路の途中に、外
周面に微細孔を有し、且つ、所定の長さと微小の内径と
を有する中空繊維を内蔵したハウジングを配設する。そ
して、薬液を、ハウジングの中空繊維外周面の微細孔か
ら、中空繊維の中を通過させる。この時、何らかの理由
で混入した気泡を、中空繊維の外周面の微細孔で遮断す
る。更に、バルブの開閉に起因する薬液中の圧力変動
を、ハウジング内の中空繊維の外の空隙で吸収するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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気泡発生防
止兼用気泡除去装置に関するもので、更に詳しくは、外
周面に微細孔を有し、且つ、所定の長さと微小の内径と
を有する多数の中空繊維を使用した装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、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で、現像液中に混入するマイクロ
バブルと呼ばれる微小の気泡が問題となっている。この
気泡が現像液に混入していると、ノズルからウエハの上
に、パドルを形成する時、この気泡がレジストの表面に
付着し、その部分が現像液と接触できず、現像不良とな
るからである。このため、この気泡を除去するためにバ
ルブと吐出ノズルとの配管中に脱気機構を設けた装置が
提案されている。 今、これを図5に、基づいて説明す
ると、従来の装置は、現像液供給源20から送り出され
た現像液は、中空管21aを通って、制御バルブ22を
介し中空管21bを通過して、脱気装置23を通過し
て、更に、中空管21cから、該中空管の先端に取り付
けられたノズル25の吐出口からウエハWの上に現像液
が液盛りされる。この時、脱気装置として、ハウジング
の中に、空気透過性の中空繊維が使用されていると共
に、該ハウジングは、真空ポンプ24に接続されてい
て、ハウジング内を減圧することにより現像液に溶存し
ていたマイクロバブルを、中空繊維の中から外へ除去す
るように構成されていた。(例えば特開平8−1536
75、特開平8−243306、特開平9−7936、
特開平9−45615、特開平9−75704等)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置
は、現像液溶存中のマイクロバブルを除去するために
は、真空ポンプ等の高価な減圧装置が必要だった。そこ
で、本発明は、これらの高価な真空ポンプ等の減圧装置
が無くとも、実質的にマイクロバブルを発生させないと
共になんらかの理由で混入した気泡を比較的安価で、除
去する装置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】薬液供給源から汲みださ
れた薬液を、バルブの開閉で、吐出ノズルから、外部に
吐出する装置であって、吐出ノズルとバルブとの配管経
路の途中に、外周面に微細孔を有し、且つ、所定の長さ
と微小の内径とを有する中空繊維を内蔵したハウジング
を配設する。そして、薬液を、ハウジングの中空繊維外
周面の微細孔から、中空繊維の中を通過させる。この
時、何らかの理由で混入した気泡を、中空繊維の外周面
の微細孔で遮断する。更に、バルブの開閉に起因する薬
液中の圧力変動を、ハウジング内の中空繊維の外の空隙
で吸収するように構成した。
【0005】
【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、中空管2aを通って、制御バルブ3を介し中空管2
bを通過して、本発明装置の気泡発生防止兼用気泡除去
装置4を通り、更に、中空管2cから、該中空管の先端
に取り付けられたノズル5の吐出口からウエハWの上に
現像液が液盛りされる。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】本発明の気泡発生防止兼用気泡除去装置4
は、図2、図3に示すように、外周面に微細孔を有し、
且つ、所定長さと微少内径を有する多数の中空繊維6
を、その左端部および右端部をそれぞれ接着剤で固定し
てハウジング8に収納して構成されている。即ち、ここ
で、使用される中空繊維6としては、例えば、セルロー
ス、セルロースジアセテート、セルローストリアセテー
ト等、セルロースエーテル類等のセルロース誘導体、ポ
リアミド系誘導体、ポリエステル系誘導体、ポリメチル
メタクリレート等のメタクリ系、アクリル系重合体、ポ
リ塩化ビニル等のポリビニル系重合体、ポリウレタン、
ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフイ
ン、親水化処理されたフッ素樹脂、ポリサルフォン、ポ
リエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリイミド又
はそれら材料の混合材料等で形成されている。
【0007】又、中空繊維6の外周面の微細孔の径は、
5〜100nmが良く、好ましくは、7〜60nmが良
い 。更に、中空繊維の空孔率は40〜80%が好まし
い。更に、中空繊維6の内径は、0.1mm〜0.5m
mのものより成る。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。
【0008】又、ハウジング8に収納される中空繊維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、によって決めら
れ、今、現像液の吐出量を20cc/s〜75cc/s
で、中空繊維内径0.1mm〜0.5mmとすると、丁
度この範囲が安定して気泡発生を防止できると共に小さ
い圧力損失で気泡を除去できる。
【0009】ハウジング8の中の中空繊維収納部の断面
積に対する中空繊維束の断面積の比率(以下、中空繊維
充填率という)を30〜60%の範囲とするのが好まし
く、更に、好ましくは40〜50%の範囲が良い。中空
繊維充填率が30%未満では、中空糸をハウジング内に
均一に分散させるのが困難となり、中空繊維を通って吐
出された現像液の一体化が困難となるからである。又、
中空繊維充填率が60%を越えると、分離した気泡が上
部へ抜けにくくなり好ましくない。
【0010】中空繊維の長さは、中空繊維の内径、現像
液の種類、圧力損失、材質等設定条件によって、変化
し、ハウジング内の気泡除去状態を見て、経験的に決ま
るものであるが、15mm以上300mm以内が好まし
い。15mm以上必要なのは、右端部と左端部を接着剤
で固定するためであると共に15mm以下の場合は、現
像液を中空繊維外周面の微細孔から中空繊維の中を通っ
て外部に吐出させる際、現像液の流れが一様に整流され
ず、ノズルの構造にもよるが、ノズルからの吐出流に旋
回流が発生し易くなり好ましくないからである。又、3
00mm以上の場合は、装置全体の長さが大きくなりす
ぎて実用的でないからである。
【0011】尚、ハウジング8は合成樹脂製で、円筒形
状に形成されていて、その下部に中空管2bと連通し、
一方、左側面に中空間2cと連通し、更に、上部は、排
出管10と連通して構成されている。
【0012】今、図1に示すように、現像液吐出ノズル
5から、現像液を、ウエハW上に吐出する際、バルブ3
を開くことより、現像液供給源1から中空管2aを通
り、該バルブ3を介し中空管2b通り、ハウジング8内
に入る。ここで、現像液は、ハウジング8内に収納され
た中空繊維6の外周面の空隙7を埋めて、次第に液位が
上昇し、ハウジング8内は、現像液で満たされる。この
時、ハウジング8の空隙7に存在していた空気は、排出
管10より排出される。一方、各中空繊維6の外周面の
微細孔から、該中空繊維6の中を通った現像液は、内周
面に沿って、右から左下へ空間部9に向かって移動す
る。そして、現像液は中空管2cを介し吐出ノズル5よ
りウエハWの上に吐出される。この時、現像液供給源1
からバルブ3を介し送られてきた現像液の中に、仮に気
泡が混入していても、気泡のうち中空繊維6の外周面の
微細孔の径より大きな気泡は、この微細孔の中を通過す
ることは出来なく、中空繊維の中まで入らない。
【0013】加えて、通常バルブ3の開閉時、このバル
ブ3の近傍の中空管2bの中の現像液には、バルブ3の
開閉に伴なう圧力変動により、気泡が発生し易いが、バ
ルブ3の開閉に起因する圧力変動がハウジング8の中空
繊維6の束によって吸収緩和され、中空管2bの現像液
には、圧力変動がないところから、バルブ3の近傍にも
気泡が発生しない。
【0014】バルブ3の開閉に伴なって、バルブ3と本
発明装置との間に、介在する中空管2bの現像液中の圧
力変動を測定した結果を、図4に示す。一方、従来の装
置の場合を、図6に示す。即ち、図4、図6において、
縦軸に中空管2b内の圧力(*10−1MPa)をと
り、一方、横軸に時間(s)をとり 、両者のバルブ3
の開閉に伴なう圧力変動の関係を表示した。本発明の場
合、圧力は、負圧になることは無く、このため現像液に
溶存する気体がマイクロバブル(気泡)となることは無
い。一方、これに対し、従来の場合は、図6に示すよう
に、2s〜3s間に、負圧となる圧力変動があり、この
結果、この負圧となる圧力変動が起因して、現像液に溶
存する気体が、マイクロバブル(気泡)となる。このた
め、図5に示すように、脱気装置23の真空ポンプ24
で減圧しこれを除去するのである。
【0015】
【実施例】試験条件 使用現像液 :TMAH2.38% 吐出流量 :65cc/s , 吐出時間 :2s 中空管内径 :6.35mm ハウジング : 内径 50mm , 長さ 150m
m 中空繊維充填率 : 45% 中空繊維材質 :ポリエーテルサルフォン・ポリアリレ
ートのポリマアロイ 中空繊維外周面微細孔径 : 7nm 空孔率 :70% 中空繊維長さ :140mm 室温 :22℃ 現像液温度 :22℃ 以上の設定条件のもとで、それぞれ本発明、従来装置、
の場合に分けて、バルブ3から、本発明装置間の距離L
(中空管2bの長さ)を変化させた場合の気泡の発生状
況を目視判断した結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】尚、上述のように、本発明装置を、半導体
製造装置に適用した場合についてのべたが、これに留ま
らず、本発明装置は、バルブの開閉に伴なって、溶液中
に気泡が発生する弊害がある場合、これを除去できると
ころから、他の装置にも適用できることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上述のように、吐出ノズルと
バルブとの配管経路の途中に、外周面に微細孔を有し、
且つ、所定の長さと微小の内径とを有する中空繊維を内
蔵したハウジングを配設し、薬液を、ハウジングの中空
繊維外周面の微細孔から中空繊維の中を通過させて現像
液を吐出ノズルからウエハの上に吐出したので、従来の
装置に比較して、バルブの開閉に起因する薬液中の圧力
変動を吸収して、バルブ近傍に発生する気泡の発生を防
止すると共に何らかの理由で混入した気泡を中空繊維の
外周面の微細孔で遮断するようになし、実質的に気泡問
題が解消する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を備えた半導体製造装置のレジスト
現像工程の要部概要の一例を示す説明図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】本発明装置に使用される一本の中空繊維の斜視
図である。
【図4】バルブの開閉時、本発明装置と、バルブとの間
の配管中の圧力変動状態を示す説明図である。
【図5】従来装置を備えた半導体製造装置のレジスト現
像工程の要部概要の一例を示す説明図である。
【図6】バルブの開閉時、従来装置と、バルブとの間の
配管中の圧力変動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 現像液供給源 2a、2b、2c 中空管 3 バルブ 4 本発明装置 5 吐出ノズル 6 中空繊維 7 空隙 8 ハウジング 9 空間部 W ウエハ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年12月22日(1998.12.
22)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を備えた半導体製造装置のレジスト
現像工程の要部概要の一例を示す説明図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】本発明装置に使用される一本の中空繊維の斜視
図である。
【図4】バルブの開閉時、本発明装置と、バルブとの間
の配管中の圧力変動状態を示す説明図である。
【図5】従来装置を備えた半導体製造装置のレジスト現
像工程の要部概要の一例を示す説明図である。
【符号の説明】 1 現像液供給源 2a、2b、2c 中空管 3 バルブ 4 本発明装置 5 吐出ノズル 6 中空繊維 7 空隙 8 ハウジング 9 空間部 W ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000226242 日機装株式会社 東京都渋谷区恵比寿3丁目43番2号 (72)発明者 三谷忠興 石川県能美郡辰口町旭台1丁目50番 大学 宿舎A−34 (72)発明者 堀 秀信 石川県金沢市平和町2丁目27番25号平和宿 舎B33−42 (72)発明者 仁木敏一 富山県砺波市高波353番地 (72)発明者 土生恵彦 石川県金沢市泉本町2丁目89番3号 (72)発明者 千葉敏昭 石川県金沢市北陽台3丁目1番 日機装株 式会社金沢製作所内 Fターム(参考) 2H096 AA25 GA23 GA30 5F046 LA03 LA04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薬液供給源から汲みだされた薬液を、バ
    ルブの開閉で吐出ノズルから、ウエハ等の基板上に吐出
    する装置であって、吐出ノズルとバルブとの配管経路の
    途中に、外周面に微細孔を有し、且つ、所定の長さと微
    小の内径とを有する中空繊維を内蔵したハウジングを配
    設し、薬液を、ハウジングの中空繊維外周面の微細孔か
    ら中空繊維の中を通過させて、バルブの開閉に起因する
    薬液中の圧力変動を吸収して、バルブ近傍に発生する気
    泡の発生を防止すると共に薬液中に混入していた気泡を
    中空繊維の外周面の微細孔で遮断するように構成したこ
    とを特徴とする気泡発生防止兼用気泡除去装置。
JP25193298A 1998-08-20 1998-08-20 気泡発生防止兼用気泡除去装置 Pending JP2000068197A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528835A (ja) * 2003-07-24 2006-12-21 カール・ツアイス・エスエムテイ・アーゲー マイクロリソグラフィ投影露光装置および浸漬液体を浸漬空間へ導入する方法
JP2014082513A (ja) * 2012-02-27 2014-05-08 Tokyo Electron Ltd 液処理装置及び液処理方法
CN109445254A (zh) * 2018-11-16 2019-03-08 福建省福联集成电路有限公司 一种减少显影管路气泡的装置

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