JP2008186983A

JP2008186983A - Developing apparatus, and cleaning method of developing nozzle

Info

Publication number: JP2008186983A
Application number: JP2007018851A
Authority: JP
Inventors: Akio Iijima; 昭雄飯島
Original assignee: SAE TECHNOLOGIES (HK) Ltd; SAE TECHNOLOGIES HK Ltd; SAE Magnetics HK Ltd
Current assignee: SAE TECHNOLOGIES (HK) Ltd; SAE TECHNOLOGIES HK Ltd; SAE Magnetics HK Ltd
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress such a faultness as the plugging of a developing nozzle which is caused by the drying of a developing liquid, in the developing nozzle for discharging an inorganic developing liquid. SOLUTION: In a developing apparatus and a cleaning method of its developing nozzle, a developing-liquid line 24 comprising a canister tank 13 and a developing-liquid feeding valve 19 and a pure-water line 25A including a pure-water source 8B and a pure-water cleaning valve 18B are connected with a developing nozzle 6. Further, a nozzle-outside cleaning nozzle 23 is so disposed in a developing-nozzle bath 7 which is the waiting position of the developing nozzle 6 as to connect it with the pure-water source 8B via the pure-water cleaning valve 18A and via a manifold 22. Moreover, a pure water fed from the pure-water line 25A is so supplied to the developing nozzle 6 returning to the developing-nozzle bath 7 after the developing is completed and is so discharged from nozzle holes 20 as to clean the inner surface of the developing nozzle 6 with the pure water. Furthermore, a pure water is so jetted from the nozzle-outside cleaning nozzle 23 as to clean the outer surface of the developing nozzle 6 and the inner surface of the developing-nozzle bath 7 with the pure water. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）ヘッドや半導体装置を製造するための現像工程に用いられる現像装置および現像ノズルの洗浄方法に関する。 The present invention relates to a developing device used in a developing process for manufacturing a hard disk drive (HDD) head and a semiconductor device, and a method for cleaning a developing nozzle.

従来、ＨＤＤヘッドや半導体装置を製造する際に、例えばレール部等の凹凸形状をフォトリソグラフィ法によって形成するために、部分的にレジストが塗布されたウェハーの表面に露光処理を行った後に、現像ノズルから現像液を吐出して現像する工程が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing an HDD head or a semiconductor device, an exposure process is performed on a surface of a wafer partially coated with a resist in order to form a concavo-convex shape such as a rail portion by a photolithography method. A process of developing by discharging a developer from the nozzle is performed.

図４にこのような従来の現像装置の構成の一例を模式的に示している。この現像装置は、現像液の表面張力を利用してウェハーの表面上に現像液を付着させ、静止して現像を行うパドル方式である。この方式は、現像液の使用量が比較的少なく、また、レジストの残渣や裾引きの発生防止に有効である。 FIG. 4 schematically shows an example of the configuration of such a conventional developing device. This developing device is a paddle system in which a developing solution is attached on the surface of a wafer by utilizing the surface tension of the developing solution, and development is performed in a stationary manner. This method uses a relatively small amount of developer and is effective in preventing the occurrence of resist residues and tailing.

この現像装置は、現像を行う対象物であるウェハー１を支持するウェハーホルダー（ホルダー）２と、ウェハーホルダー２に接続されたスピンモーター３を有している。スピンカップ５の下方に位置するスピンモーター３と、ウェハー１を吸着保持するための真空源４が、ウェハーホルダー２に接続されている。スピンカップ５の底部に設けられた２つの排出口には、ドレインタンク９とミストトラップ１０がそれぞれ接続されており、ミストトラップ１０には、排気ダンパー１１を介して局所排気部１２が接続されている。また、超純水源８Ａが、バルブ１５を介して、スピンカップ５の底部から内部に突出する２つの裏面洗浄用ノズル１７と、スピンカップ５の上方に位置する洗浄用ノズル１６に接続されている。 The developing device includes a wafer holder (holder) 2 that supports a wafer 1 that is an object to be developed, and a spin motor 3 connected to the wafer holder 2. A spin motor 3 positioned below the spin cup 5 and a vacuum source 4 for attracting and holding the wafer 1 are connected to the wafer holder 2. A drain tank 9 and a mist trap 10 are connected to the two outlets provided at the bottom of the spin cup 5, and a local exhaust unit 12 is connected to the mist trap 10 via an exhaust damper 11. Yes. Further, the ultrapure water source 8A is connected via a valve 15 to two back surface cleaning nozzles 17 projecting from the bottom of the spin cup 5 and a cleaning nozzle 16 positioned above the spin cup 5. .

スピンカップ５の上方に位置することができる現像ノズル６は、先端にノズル孔２０を有し、現像液供給用バルブ１９を介してキャニスタータンク１３に接続されている。こうして、現像液ライン２４が構成されている。キャニスタータンク１３には不活性ガス源１４が接続されている。現像ノズル６がスピンカップ５の上方から退避したときの待機位置には、現像ノズルバス７が設けられている。現像ノズルバス７には廃液口２１が設けられており、廃液口２１にはドレインタンク９Ｂが接続されている。 The developing nozzle 6 that can be positioned above the spin cup 5 has a nozzle hole 20 at the tip, and is connected to the canister tank 13 via a developer supply valve 19. Thus, the developer line 24 is configured. An inert gas source 14 is connected to the canister tank 13. A developing nozzle bus 7 is provided at a standby position when the developing nozzle 6 is retracted from above the spin cup 5. A waste liquid port 21 is provided in the developing nozzle bus 7, and a drain tank 9 B is connected to the waste liquid port 21.

この従来の現像装置を用いてウェハー１の現像を行う方法を表１に示している。 Table 1 shows a method of developing the wafer 1 using this conventional developing device.

この方法では、まず、現像ノズル６を待機位置（「原点」とも言う）、すなわち現像ノズルバス７内に収容しておく。その状態で、スピンカップ５内のウェハーホルダー２上にウェハー１をセットし（ステップ１０１）、真空源４によって吸着保持する。現像ノズル６を、図示しない駆動手段によって、待機位置からウェハー１の中心の上方に移動させる（ステップ１０２）。そこで、スピンモーター３によって低速回転でウェハーホルダー２を回転させつつ、不活性ガス源１４から窒素ガス等の不活性ガスをキャニスタータンク１３に供給して加圧し、現像液供給用バルブ１９を開いて、キャニスタータンク１３内の現像液を現像ノズル６に供給する。こうして、ノズル孔２０から現像液の吐出を開始する（ステップ１０３）。その状態で、現像ノズル６をウェハー１の中心の上方から外周の上方へ移動させることによって、現像液をウェハー１の表面全体に付着させる、いわゆる液盛りを行う（ステップ１０４）。なお、現像液の吐出動作（液盛り）中に、現像液を表面張力によって、局所排気部１２による排気の影響を受けることなくウェハー１上に静止保持させておくために、ミストトラップ１０と局所排気部１２の間に位置する排気ダンパー１１によって排気圧力をコントロールしている。 In this method, first, the developing nozzle 6 is accommodated in a standby position (also referred to as “origin”), that is, in the developing nozzle bath 7. In this state, the wafer 1 is set on the wafer holder 2 in the spin cup 5 (step 101), and is sucked and held by the vacuum source 4. The developing nozzle 6 is moved above the center of the wafer 1 from the standby position by driving means (not shown) (step 102). Therefore, while rotating the wafer holder 2 at a low speed by the spin motor 3, an inert gas such as nitrogen gas is supplied from the inert gas source 14 to the canister tank 13 for pressurization, and the developing solution supply valve 19 is opened. Then, the developing solution in the canister tank 13 is supplied to the developing nozzle 6. Thus, the discharge of the developer from the nozzle hole 20 is started (step 103). In this state, the developer nozzle 6 is moved from above the center of the wafer 1 to above the outer periphery, so that the developer is deposited on the entire surface of the wafer 1 (step 104). In order to keep the developer stationary on the wafer 1 without being affected by the exhaust by the local exhaust unit 12 due to the surface tension during the discharge operation (liquid accumulation) of the developer, The exhaust pressure is controlled by an exhaust damper 11 located between the exhaust parts 12.

続いて、現像液供給ノズル１９を閉じる、および／または不活性ガス源１４からの窒素ガス等の不活性ガスの供給を停止して、現像ノズル６のノズル孔２０からの現像液の吐出を停止する。そして、ウェハー１の外周の上方に位置する現像ノズル６を、ウェハー１の中心の上方に戻す。それから、ステップ１０３〜１０４を所定回数繰り返すことによって、所望の量の現像液をウェハー１の表面に付着させる。 Subsequently, the developer supply nozzle 19 is closed and / or the supply of an inert gas such as nitrogen gas from the inert gas source 14 is stopped, and the discharge of the developer from the nozzle hole 20 of the development nozzle 6 is stopped. To do. Then, the developing nozzle 6 located above the outer periphery of the wafer 1 is returned to above the center of the wafer 1. Then, a desired amount of developer is adhered to the surface of the wafer 1 by repeating steps 103 to 104 a predetermined number of times.

所定回数の現像液の吐出が完了したら、現像液が付着したウェハー１およびウェハーホルダー２を静止させた状態で数秒から数十秒放置する一方、現像ノズル６を現像ノズルバス７に戻す。そして、スピンモーター３がウェハー１およびウェハーホルダー２を高速回転させて、反応済の現像液および溶解したレジストを遠心力によってウェハー１の表面から除去する。除去された現像液やレジストは、スピンカップ５の内壁面によって受けられ、スピンカップ５の底部の排出口から、ドレイン（排液）としてドレインタンク９Ａに排出される。 When the predetermined number of times the discharge of the developer is completed, the wafer 1 and the wafer holder 2 to which the developer is attached are left stationary for several seconds to several tens of seconds, while the developing nozzle 6 is returned to the developing nozzle bath 7. Then, the spin motor 3 rotates the wafer 1 and the wafer holder 2 at high speed, and the reacted developer and dissolved resist are removed from the surface of the wafer 1 by centrifugal force. The removed developer or resist is received by the inner wall surface of the spin cup 5 and discharged from the discharge port at the bottom of the spin cup 5 to the drain tank 9A as a drain (drainage).

それから、超純水源８Ａからバルブ１５を介して供給される超純水を、洗浄用ノズル１６からウェハー１の表面に噴射する。同時に、超純水源８Ａからバルブ１５を介して供給される超純水を、裏面洗浄用ノズル１７からウェハー１の裏面に噴射する。これによって、ウェハー１の表面の現像液と溶解したレジストを洗い流すとともに、ウェハー１の裏面に回り込んだ現像液を洗い流す。そして、超純水によって十分な洗浄が行われたら、スピンモーター３がウェハー１およびウェハーホルダー２を高速回転させて、ウェハー１の表面および裏面の水滴を吹き飛ばして乾燥させる（ステップ１０５）。高速回転するウェハー１はスピンカップ５内に収容されているため、現像液や洗浄用の純水等が外部に飛散して汚染するおそれはない。 Then, ultrapure water supplied from the ultrapure water source 8 A through the valve 15 is sprayed from the cleaning nozzle 16 onto the surface of the wafer 1. At the same time, ultrapure water supplied from the ultrapure water source 8A through the valve 15 is sprayed from the back surface cleaning nozzle 17 to the back surface of the wafer 1. As a result, the developer on the front surface of the wafer 1 and the dissolved resist are washed away, and the developer that has entered the back surface of the wafer 1 is washed away. When sufficient cleaning is performed with ultrapure water, the spin motor 3 rotates the wafer 1 and the wafer holder 2 at high speed to blow off water droplets on the front surface and the back surface of the wafer 1 and dry them (step 105). Since the wafer 1 rotating at high speed is accommodated in the spin cup 5, there is no possibility that the developer, pure water for cleaning, etc. will be scattered outside and contaminated.

以上の工程で現像作業を完了し、ウェハー１をスピンカップ５から搬出する（ステップ１０６）。 The development operation is completed through the above steps, and the wafer 1 is unloaded from the spin cup 5 (step 106).

現像装置の現像ノズル６から吐出される現像液は、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液を主成分とする有機現像液と、金属イオンを含有する無機現像液に大別される。ＨＤＤヘッドを製造する際には、各工程毎に使用可能な現像液は決まっている。例えば、高解像度を求める場合には有機現像液が使用される。一方、ＴＭＡＨは、ＨＤＤヘッドの層間絶縁膜になる酸化アルミニウム（アルミナ）膜に対する溶解速度が非常に大きいため、アルミナ膜が露出した状態における現像工程では、ＴＭＡＨではなく、燐酸ナトリウムやメタケイ酸ナトリウム溶液などの無機現像液が用いられる。 The developer discharged from the developing nozzle 6 of the developing device is roughly classified into an organic developer containing a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) solution as a main component and an inorganic developer containing metal ions. When the HDD head is manufactured, a developer that can be used for each process is determined. For example, when a high resolution is required, an organic developer is used. On the other hand, TMAH has a very high dissolution rate with respect to the aluminum oxide (alumina) film that serves as an interlayer insulating film of the HDD head. Therefore, in the development process in which the alumina film is exposed, sodium phosphate or sodium metasilicate solution is used instead of TMAH. An inorganic developer such as is used.

無機現像液を現像ノズル６から吐出した場合、吐出後に現像ノズル６内または現像液ライン２４内に残った現像液が乾燥すると、無機塩結晶が析出する。この無機塩結晶が成長すると、パーティクルを発生させる要因になったり、現像ノズル６のノズル孔２０を結晶で塞いだりする。それによって、現像ノズル６から均一な吐出ができなくなり、ウェハー１の全面への均一かつ適正な液盛りが不可能になる。その結果、ウェハー１の現像むらや未現像部分が存在することによるウェハー１上のレジストパターンの不良を引き起こしてしまう。 When the inorganic developer is discharged from the developing nozzle 6, when the developer remaining in the developing nozzle 6 or the developer line 24 is dried after discharging, inorganic salt crystals are precipitated. When this inorganic salt crystal grows, it becomes a factor for generating particles, or the nozzle hole 20 of the developing nozzle 6 is blocked with the crystal. As a result, uniform discharge from the developing nozzle 6 becomes impossible, and uniform and proper liquid deposition on the entire surface of the wafer 1 becomes impossible. As a result, the development unevenness of the wafer 1 and the undeveloped portion are present, thereby causing a defect in the resist pattern on the wafer 1.

現像液は水溶性であるので、現像ノズル６を常に濡れた状態に保つことができれば、現像液が結晶化せず、パーティクルの発生や現像ノズル６の目詰まりが生じないと考えられる。しかし、現像ノズル６を常時濡れた状態にするためには、現像ノズル６の浸漬用の容器が必要であり、現像装置の大掛かりな変更が必要になる。 Since the developing solution is water-soluble, if the developing nozzle 6 can be kept wet all the time, it is considered that the developing solution does not crystallize and no particles are generated or the developing nozzle 6 is clogged. However, in order to keep the developing nozzle 6 always wet, a container for immersing the developing nozzle 6 is necessary, and a major change of the developing device is required.

現像ノズル６内の現像液の乾燥を避けるために、また、空気中の二酸化炭素と中和反応することにより現像液のアルカリ規定度が変化することを避けるために、現像液の吐出動作を、インターバルを設けて繰り返し行う場合がある。この場合、実際のウェハー１への現像液の液盛りを行っていなくても、現像ノズルバス７内で定期的に吐出動作を行う必要があるので、非常に大量の未使用の現像液が廃棄される。また、現像ノズルバス７内に吐出された無機有機材が乾燥して無期塩結晶が析出し、廃液口２１を塞いでしまうおそれがある。そうすると、その後に現像ノズル６から現像ノズルバス７内に吐出された無機現像液が排出されずに現像ノズルバス７内に残り、残った無機現像液が乾燥して無機塩結晶がさらに析出するという悪循環に陥る。その結果、現像ノズルバス７内に無機塩結晶が充満していく。また、インターバル中に現像ノズル６内の現像液が乾燥するので、現像ノズル６内での無機塩結晶の発生を抑えるためには、インターバルの時間をできる限り短くする必要がある。 In order to avoid the drying of the developing solution in the developing nozzle 6 and to prevent the alkali normality of the developing solution from changing due to the neutralization reaction with carbon dioxide in the air, the discharging operation of the developing solution is performed. There is a case where it is repeatedly performed with an interval. In this case, even if the developer is not actually deposited on the wafer 1, it is necessary to periodically perform the discharge operation in the developing nozzle bus 7, so a very large amount of unused developer is discarded. The In addition, the inorganic organic material discharged into the developing nozzle bath 7 may be dried to deposit an indefinite salt crystal and block the waste liquid port 21. Then, the inorganic developer discharged from the developing nozzle 6 into the developing nozzle bath 7 is not discharged but remains in the developing nozzle bath 7, and the remaining inorganic developer is dried to further precipitate inorganic salt crystals. I fall. As a result, the inorganic nozzle crystal is filled in the developing nozzle bath 7. Further, since the developer in the developing nozzle 6 dries during the interval, in order to suppress the generation of inorganic salt crystals in the developing nozzle 6, it is necessary to shorten the interval time as much as possible.

特許文献１に記載の現像装置では、現像ノズル６の外側に洗浄液を吹き付けるためのリンスノズルや洗浄ノズルが設けられている。そして、現像工程の終了後に現像ノズルに外側から洗浄液を吹き付けるとともに、現像ノズルから現像液を吐出することによって、現像ノズルの内側と外側から洗浄を行う。
特開２０００−１９５７７３号公報 In the developing device described in Patent Document 1, a rinsing nozzle and a cleaning nozzle for spraying a cleaning liquid on the outside of the developing nozzle 6 are provided. Then, after the developing process is completed, the cleaning liquid is sprayed from the outside to the developing nozzle, and the developing liquid is discharged from the developing nozzle, whereby cleaning is performed from the inside and outside of the developing nozzle.
JP 2000-195773 A

特許文献１には、現像ノズルの外側は純水によって洗浄することによって現像液を洗い流すことができ、しかも、現像ノズルから現像液を吐出することによってノズル先端を洗浄することができると記載されている。この方法は、半導体装置の製造等に用いられる有機現像液を吐出する現像ノズルに関しては効果的であると考えられる。 Patent Document 1 describes that the outside of the developing nozzle can be washed away with pure water to wash away the developer, and the nozzle tip can be washed by discharging the developer from the developing nozzle. Yes. This method is considered to be effective for a developing nozzle that discharges an organic developer used for manufacturing a semiconductor device.

しかし、ノズル孔が小さい現像ノズルや、乾燥時に結晶が発生してしまう無機現像液を吐出する現像ノズルに関しては、この方法では不十分である。すなわち、現像ノズルの内部（空気と接触して乾燥してしまうところ）において、まず無機現像液自体を確実に取り除いてしまわないと、洗浄後に残った無機現像液が短時間の間に乾燥して無機塩結晶が析出し、そこから結晶が成長して行ってしまう。それによって、現像ノズルからの吐出不良が生じて、ウェハーの現像むらや未現像部分によるパターン不良を引き起こしてしまう。現像ノズル内に残った無機現像液に乾燥する時間を与えないように、常に現像液を吐出し続けることも考えられるが、非常に大量の現像液が未使用のまま廃棄されるなどのデメリットが大きいため、現実的ではない。 However, this method is insufficient for a developing nozzle having a small nozzle hole and a developing nozzle that discharges an inorganic developer that generates crystals when dried. That is, if the inorganic developer itself is not surely removed inside the developing nozzle (where it dries in contact with air), the inorganic developer remaining after washing will dry in a short time. Inorganic salt crystals are deposited, and crystals grow from there. As a result, a discharge failure from the developing nozzle occurs, causing a development unevenness of the wafer and a pattern failure due to an undeveloped portion. Although it is conceivable to continuously discharge the developer so as not to give the drying time to the inorganic developer remaining in the developing nozzle, there is a disadvantage that a very large amount of developer is discarded without being used. Because it is large, it is not realistic.

そこで本発明の目的は、無機現像液を吐出する現像ノズルにおいても、十分に洗浄して、現像液の乾燥による不具合を抑えることができ、しかも、現像液を無駄に大量消費することのない現像装置と、その現像ノズルの洗浄方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to sufficiently develop a developing nozzle that discharges an inorganic developer so as to suppress problems caused by drying of the developer, and that does not waste a large amount of developer. An apparatus and a method for cleaning the developing nozzle are provided.

本発明の現像装置は、対象物に対して現像液を吐出する現像ノズルと、現像ノズルに現像液を供給する現像液ラインと、現像ノズルに純水を供給する純水ラインとを有することを特徴とする。この構成によると、現像ノズル内を純水によって洗浄できるため、洗浄後の現像ノズル内に現像液が残ることを防ぎ、結晶の析出を防げる。さらに、未使用時の現像ノズルを常に濡れた状態にしたり、常に、または間欠的に吐出を続けたりする必要はなく、現像液を無駄に大量に消費することもない。この構成は、現像液ラインに併設して純水ラインを付加するだけでよいため、現像装置の大掛かりな改造は必要ない。 The developing device of the present invention includes a developing nozzle that discharges a developing solution to an object, a developing solution line that supplies the developing solution to the developing nozzle, and a pure water line that supplies pure water to the developing nozzle. Features. According to this configuration, since the inside of the developing nozzle can be washed with pure water, it is possible to prevent the developer from remaining in the washed developing nozzle and to prevent the precipitation of crystals. Further, it is not necessary to keep the developing nozzles wet when not in use, or to continuously or intermittently discharge, and the developer is not consumed in large quantities. In this configuration, since only a pure water line needs to be added to the developer line, no major modification of the developing device is required.

対象物を支持するホルダーが収容されているスピンカップと、現像ノズルの待機位置に位置する現像ノズルバスと、現像ノズルバスの内部において純水を噴射可能なノズル外部洗浄用ノズルとをさらに有し、現像ノズルは、スピンカップの上方と現像ノズルバス内との間を移動可能であり、現像ノズルとノズル外部洗浄用ノズルには、現像ノズルが現像ノズルバス内にある時に純水が供給される構成にしてもよい。この場合、待機位置である現像ノズルバス内で現像ノズルの内面および外面、さらに現像ノズルバスの内面を、純水で洗浄して現像液が付着していない状態に保つことできるため、現像ノズルおよび現像ノズルバスが結晶によって目詰まりするおそれがない。現像ノズルの内外および現像ノズルバスの内部に洗浄用の純水が付着していても全く問題はないので、洗浄後の現像ノズルおよび現像ノズルバスは放置しておいて構わない。従って、この現像ノズルは、純水による洗浄を１回行えば、その後の保守（メンテナンス）作業はほとんど不要である
この現像装置が、純水ラインとノズル外部洗浄用ノズルとに純水を供給可能な純水源をさらに有していると、構成が簡単である。 A spin cup in which a holder for supporting an object is accommodated, a developing nozzle bath located at a standby position of the developing nozzle, and a nozzle for external cleaning that can spray pure water inside the developing nozzle bath The nozzle is movable between the top of the spin cup and the inside of the developing nozzle bath, and the developing nozzle and the nozzle external cleaning nozzle are configured to be supplied with pure water when the developing nozzle is in the developing nozzle bath. Good. In this case, the inner surface and the outer surface of the developing nozzle in the developing nozzle bath at the standby position, and the inner surface of the developing nozzle bath can be washed with pure water and kept in a state where no developer is attached. There is no risk of clogging with crystals. There is no problem even if pure water for cleaning adheres to the inside and outside of the developing nozzle and inside the developing nozzle bath, so that the developing nozzle and the developing nozzle bath after cleaning may be left as they are. Therefore, if the developer nozzle is cleaned once with pure water, the subsequent maintenance work is almost unnecessary. This developing device can supply pure water to the pure water line and the nozzle for external nozzle cleaning. If a pure water source is further provided, the configuration is simple.

また、純水ラインが現像ノズルに純水を供給している時に現像液ラインを遮断する現像液供給バルブをさらに有すると、使用前の現像液に洗浄用の純水が混入することが防げ、その後の現像処理が適切に行える。 In addition, if the pure water line further has a developer supply valve that shuts off the developer line when supplying pure water to the developing nozzle, it is possible to prevent pure water for cleaning from being mixed into the developer before use, Subsequent development processing can be performed appropriately.

これらの構成は、現像液ラインが、無機現像液を現像ノズルに供給するものである時に、特に効果的である。 These configurations are particularly effective when the developer line supplies an inorganic developer to the developing nozzle.

本発明の現像ノズルの洗浄方法は、現像工程後の現像ノズルを現像ノズルバス内に配置するステップと、現像ノズルバス内に配置された現像ノズルに純水を供給して現像ノズルのノズル孔から前記純水を吐出させるステップと、現像ノズルバス内に設けられたノズル外部洗浄用ノズルから純水を噴射するステップと、を含む。現像ノズルのノズル孔から純水を吐出させるステップと、ノズル外部洗浄用ノズルから純水を噴射するステップとを同時に実施してもよい。 The developing nozzle cleaning method of the present invention includes a step of disposing the developing nozzle in the developing nozzle bath after the developing step, supplying pure water to the developing nozzle disposed in the developing nozzle bath, and supplying the pure nozzle from the nozzle hole of the developing nozzle. A step of discharging water, and a step of jetting pure water from a nozzle for external cleaning provided in the developing nozzle bath. The step of discharging pure water from the nozzle hole of the developing nozzle and the step of jetting pure water from the nozzle for external cleaning of the nozzle may be performed simultaneously.

本発明によると、現像ノズル内を純水によって洗浄できるため、洗浄後の現像ノズル内に現像液が残留して乾燥することによる目詰まり等の不具合を回避することができる。その結果、良好な吐出状態を維持することができ、従って、ウェハー等の対象物の全面に均一に現像液を付着させることができ、対象物におけるパターン不良の発生を防止できる。 According to the present invention, since the inside of the developing nozzle can be washed with pure water, problems such as clogging due to the developer remaining in the developing nozzle after washing and drying can be avoided. As a result, it is possible to maintain a good discharge state, and therefore it is possible to uniformly apply the developing solution to the entire surface of the object such as a wafer, and to prevent the occurrence of pattern defects in the object.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に本発明の現像装置の要部を模式的に示し、図２にその現像ノズルおよび現像ノズルバスの拡大図、図３にその現像ノズルの拡大図を示している。従来の現像装置および現像方法と同一の部分には同一の符号を付与し、説明を一部省略する。 FIG. 1 schematically shows a main part of the developing device of the present invention, FIG. 2 shows an enlarged view of the developing nozzle and the developing nozzle bath, and FIG. 3 shows an enlarged view of the developing nozzle. The same reference numerals are given to the same parts as those of the conventional developing apparatus and developing method, and a part of the description is omitted.

図１に示す現像装置について説明すると、図４に示す従来の現像装置と同様に、スピンカップ５内にウェハー１を支持するウェハーホルダー２が配置され、スピンカップ５の下方のスピンモーター３と真空源４がウェハーホルダー１に接続されている。スピンカップ５の底部の２つの排出口には、ドレインタンク９Ａとミストトラップ１０がそれぞれ接続され、ミストトラップ１０には、排気ダンパー１１を介して局所排気部１２が接続されている。超純水源８Ａが、バルブ１５を介して裏面洗浄用ノズル１７と洗浄用ノズル１６に接続されている。 The developing device shown in FIG. 1 will be described. Similar to the conventional developing device shown in FIG. 4, a wafer holder 2 for supporting the wafer 1 is disposed in the spin cup 5, and the spin motor 3 and the vacuum below the spin cup 5 are arranged. A source 4 is connected to the wafer holder 1. A drain tank 9 A and a mist trap 10 are connected to the two outlets at the bottom of the spin cup 5, and a local exhaust unit 12 is connected to the mist trap 10 via an exhaust damper 11. An ultrapure water source 8 A is connected to the back surface cleaning nozzle 17 and the cleaning nozzle 16 through a valve 15.

現像ノズル６は、図示しない駆動手段によって移動可能であり、先端にノズル孔２０を有し、現像液供給用バルブ１９を介してキャニスタータンク１３に接続されている。こうして、現像液ライン２４が構成されている。キャニスタータンク１３には不活性ガス源１４が接続されている。現像ノズル６の待機位置にある現像ノズルバス７には廃液口２１が設けられており、廃液口２１にはドレインタンク９Ｂが接続されている。 The developing nozzle 6 can be moved by a driving means (not shown), has a nozzle hole 20 at the tip, and is connected to the canister tank 13 via a developer supply valve 19. Thus, the developer line 24 is configured. An inert gas source 14 is connected to the canister tank 13. A waste liquid port 21 is provided in the development nozzle bus 7 in the standby position of the development nozzle 6, and a drain tank 9 B is connected to the waste liquid port 21.

そして、本実施形態の現像ノズル６には、純水源８Ｂが接続されている。この純水源８Ｂと純水洗浄用バルブ１８Ｂを含む純水ライン２５Ａは、現像ノズル６の先端部付近で現像液ライン２４と合流している。また、純水源８Ｂは、純水洗浄用バルブ１８Ａおよびマニホールド２２を介して、現像ノズルバス７内に設けられたノズル外部洗浄用ノズル２３にも接続されて、もう１つの純水ライン２５Ｂを構成している。 And the pure water source 8B is connected to the developing nozzle 6 of this embodiment. The pure water line 25 A including the pure water source 8 B and the pure water cleaning valve 18 B merges with the developer line 24 near the tip of the developing nozzle 6. The pure water source 8B is also connected to a nozzle external cleaning nozzle 23 provided in the developing nozzle bath 7 via a pure water cleaning valve 18A and a manifold 22 to constitute another pure water line 25B. ing.

この現像装置を用いてウェハー１の現像を行い現像ノズルを洗浄する方法を、表２に示している。 Table 2 shows a method of developing the wafer 1 and cleaning the developing nozzle using this developing device.

まず、現像ノズル６を待機位置（原点）、すなわち現像ノズルバス７内に収容しておき、スピンカップ５内のウェハーホルダー２上にウェハー１をセットする（ステップ１０１）。このとき、真空源４によって、ウェハー１をウェハーホルダー２上に吸着保持する。 First, the developing nozzle 6 is accommodated in the standby position (origin), that is, in the developing nozzle bus 7, and the wafer 1 is set on the wafer holder 2 in the spin cup 5 (step 101). At this time, the wafer 1 is sucked and held on the wafer holder 2 by the vacuum source 4.

現像ノズル６を、図示しない駆動手段によって、待機位置からウェハー１の中心の上方に移動する（ステップ１０２）。そこで、スピンモーター３によって低速回転でウェハーホルダー２を回転させつつ、現像液供給用バルブ１９を開いて、不活性ガス源１４からの窒素ガス等の不活性ガスの圧力によってキャニスタータンク１３内の現像液を現像ノズル６に供給する。こうして、現像液ライン２４から供給された現像液をノズル孔２０から吐出開始する（ステップ１０３）。現像液を吐出しながら現像ノズル６をウェハー１の中心の上方から外周の上方へ移動させることによって、現像液をウェハー１の表面全体に付着させる、いわゆる液盛りを行う（ステップ１０４）。なお、現像液の吐出動作（液盛り）中に、現像液を表面張力によってウェハー１上に静止保持しておくために、局所排気部１２による排気の影響を受けないように、ミストトラップ１０と局所排気部１２の間に位置する排気ダンパー１１によって排気圧力をコントロールしている。 The developing nozzle 6 is moved above the center of the wafer 1 from the standby position by driving means (not shown) (step 102). Therefore, while the wafer holder 2 is rotated at a low speed by the spin motor 3, the developing solution supply valve 19 is opened, and the development in the canister tank 13 is performed by the pressure of an inert gas such as nitrogen gas from the inert gas source 14. The liquid is supplied to the developing nozzle 6. In this manner, the developer supplied from the developer line 24 is started to be discharged from the nozzle hole 20 (step 103). By moving the developing nozzle 6 from above the center of the wafer 1 to above the outer periphery while discharging the developing solution, so-called liquid accumulation is performed in which the developing solution adheres to the entire surface of the wafer 1 (step 104). In order to keep the developer stationary on the wafer 1 by surface tension during the developer discharge operation (liquid accumulation), the mist trap 10 and the mist trap 10 are not affected by the exhaust by the local exhaust unit 12. The exhaust pressure is controlled by an exhaust damper 11 located between the local exhaust parts 12.

続いて、現像液供給ノズル１９を閉じる、および／または不活性ガス源１４からの窒素ガス等の不活性ガスの供給を停止して、現像ノズル６のノズル孔２０からの現像液の吐出を停止する。そして、ウェハー１の外周の上方に位置する現像ノズル６を、ウェハー１の中心の上方に戻す。それから、ステップ１０３〜１０４を所定回数繰り返すことによって、所望の量の現像液をウェハー１の表面に付着させる。この繰り返し回数、すなわち現像液の吐出の回数は、レジストの膜厚、解像度、現像液の濃度、溶解速度等によって決められる。 Subsequently, the developer supply nozzle 19 is closed and / or the supply of an inert gas such as nitrogen gas from the inert gas source 14 is stopped, and the discharge of the developer from the nozzle hole 20 of the development nozzle 6 is stopped. To do. Then, the developing nozzle 6 located above the outer periphery of the wafer 1 is returned to above the center of the wafer 1. Then, a desired amount of developer is adhered to the surface of the wafer 1 by repeating steps 103 to 104 a predetermined number of times. The number of repetitions, that is, the number of times the developer is discharged is determined by the resist film thickness, resolution, developer concentration, dissolution rate, and the like.

所定回数の現像液の吐出が完了したら、現像液が付着したウェハー１およびウェハーホルダー２を静止させた状態で数秒から数十秒放置する一方、現像ノズル６を現像ノズルバス７に退避させる。そして、スピンモーター３がウェハー１およびウェハーホルダー２を高速回転させて、反応済の現像液および溶解したレジストを遠心力によってウェハー１の表面から除去する。除去された現像液やレジストは、スピンカップ５の内壁面によって受けられ、スピンカップ５の底部の排出口から、ドレイン（排液）としてドレインタンク９Ａに排出される。 When the predetermined number of times the discharge of the developer is completed, the wafer 1 and the wafer holder 2 to which the developer is attached are left stationary for several seconds to several tens of seconds, while the developing nozzle 6 is retracted to the developing nozzle bus 7. Then, the spin motor 3 rotates the wafer 1 and the wafer holder 2 at high speed, and the reacted developer and dissolved resist are removed from the surface of the wafer 1 by centrifugal force. The removed developer or resist is received by the inner wall surface of the spin cup 5 and discharged from the discharge port at the bottom of the spin cup 5 to the drain tank 9A as a drain (drainage).

それから、超純水源８Ａからバルブ１５を介して供給される超純水を、洗浄用ノズル１６からウェハー１の表面に噴射する。同時に、超純水源８Ａからバルブ１５を介して供給される超純水を、裏面洗浄用ノズル１７からウェハー１の裏面に噴射する。これによって、ウェハー１の表面の現像液と溶解したレジストを洗い流すとともに、ウェハー１の裏面に回り込んだ現像液を洗い流す。そして、超純水によって十分な洗浄が行われたら、スピンモーター３がウェハー１およびウェハーホルダー２を高速回転させて、ウェハー１の表面および裏面の水滴を吹き飛ばして乾燥させる（ステップ１０５）。高速回転するウェハー１はスピンカップ５内に収容されているため、現像液や洗浄水が外部に飛散して汚染するおそれはない。 Then, ultrapure water supplied from the ultrapure water source 8 A through the valve 15 is sprayed from the cleaning nozzle 16 onto the surface of the wafer 1. At the same time, ultrapure water supplied from the ultrapure water source 8A through the valve 15 is sprayed from the back surface cleaning nozzle 17 to the back surface of the wafer 1. As a result, the developer on the front surface of the wafer 1 and the dissolved resist are washed away, and the developer that has entered the back surface of the wafer 1 is washed away. When sufficient cleaning is performed with ultrapure water, the spin motor 3 rotates the wafer 1 and the wafer holder 2 at high speed to blow off water droplets on the front surface and the back surface of the wafer 1 and dry them (step 105). Since the wafer 1 rotating at a high speed is accommodated in the spin cup 5, there is no possibility that the developer and the cleaning water are scattered outside and contaminated.

以上の工程で現像作業が終了するため、ウェハー１をスピンカップ５から搬出（ステップ１０６）するとともに、純水ライン２５Ａおよび現像ノズル６の内部の洗浄を実施する（ステップ１０７）。これは、不活性ガスによる加圧によってキャニスタータンク１３から供給された現像液が残っているのを除去するための洗浄である。すなわち、純水洗浄用バルブ１８Ｂを開いて純水源８Ｂから純水ライン２５Ａに純水を供給し、現像ノズル６の内部を通ってノズル孔２０から吐出させることによって、純水ライン２５Ａおよび現像ノズル６の内部を純水により洗浄する。洗浄時間は数秒から数十秒であることが好ましい。なお、現像液供給用バルブ１９は閉じられているので、純水が現像液に混入することはない。 Since the developing operation is completed in the above steps, the wafer 1 is unloaded from the spin cup 5 (step 106) and the inside of the pure water line 25A and the developing nozzle 6 is cleaned (step 107). This is a cleaning for removing the remaining developer supplied from the canister tank 13 by pressurization with an inert gas. That is, the pure water cleaning valve 18B is opened, pure water is supplied from the pure water source 8B to the pure water line 25A, and discharged from the nozzle hole 20 through the inside of the developing nozzle 6, whereby the pure water line 25A and the developing nozzle are discharged. The inside of 6 is washed with pure water. The cleaning time is preferably several seconds to several tens of seconds. Since the developer supply valve 19 is closed, pure water does not enter the developer.

これと同時に、純水洗浄用バルブ１８Ａを開いて純水源８Ｂからマニホールド２２に純水を供給し、さらに、ノズル外部洗浄用ノズル２３から現像ノズルバス７の内面および現像ノズル６の外面に純水を吹き付けて洗浄する（ステップ１０８）。 At the same time, the pure water cleaning valve 18A is opened to supply pure water from the pure water source 8B to the manifold 22, and further, pure water is supplied from the nozzle external cleaning nozzle 23 to the inner surface of the developing nozzle bath 7 and the outer surface of the developing nozzle 6. It sprays and wash | cleans (step 108).

このように、本実施形態によると、現像ノズル６の待機位置である現像ノズルバス１３内にて、ノズル外部洗浄用ノズル２３から純水を噴射することによって、現像ノズルバス７の内面および現像ノズル６の外面に付着していた現像液やその他の残留物を洗い流すことができる。これと同時に、純水ライン２５Ａおよび現像ノズル６に純水を供給してノズル孔２０から吐出することにより、純水ライン２５Ａ内および現像ノズル６内に残留した現像液やその他の残留物を洗い流すことができる。従って、現像ノズル６の内部およびノズル孔２０における無機塩結晶の析出を抑え、吐出不良を防ぐことができる。その結果、ウェハー１の全面にむらなく一様に現像液を付着させることができ、現像むらや未現像による欠陥のないパターンを形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the pure water is ejected from the nozzle external cleaning nozzle 23 in the developing nozzle bath 13 which is the standby position of the developing nozzle 6, so that the inner surface of the developing nozzle bath 7 and the developing nozzle 6. The developing solution and other residues adhering to the outer surface can be washed away. At the same time, pure water is supplied to the pure water line 25 A and the developing nozzle 6 and discharged from the nozzle hole 20, thereby washing away the developer and other residues remaining in the pure water line 25 A and the developing nozzle 6. be able to. Accordingly, it is possible to suppress the precipitation of inorganic salt crystals inside the developing nozzle 6 and the nozzle hole 20 and prevent ejection failure. As a result, the developer can be uniformly applied to the entire surface of the wafer 1 and a pattern free from defects due to uneven development or undeveloped can be formed.

そして、現像ノズル６の外面や現像ノズルバス７の内面に付着した現像液、またはその他の付着物を、純水によって十分に洗い流すことができ、洗い流した排液は、排液口２１からよりドレインタンク９Ｂに排出することができ、排液口２１も純水で洗浄される。従って、排液口２１が無機塩結晶の析出によって塞がれることも防げる。 Then, the developer or other deposits adhered to the outer surface of the developing nozzle 6 or the inner surface of the developing nozzle bath 7 can be sufficiently washed away with pure water. 9B, and the drain port 21 is also washed with pure water. Therefore, the drainage port 21 can be prevented from being blocked by the precipitation of inorganic salt crystals.

なお、洗浄後に現像ノズル６に純水が付着していても、純水は目詰まりなどの問題を生じないため、放置していて構わない。従って、現像ノズル６を常に濡れた状態に保つことや、現像ノズル６から常に、または間欠的に液体を吐出し続けることは必要ないので、現像装置の大掛かりな変更や複雑化を必要としない。 Even if pure water adheres to the developing nozzle 6 after washing, the pure water does not cause problems such as clogging, and may be left as it is. Therefore, it is not necessary to keep the developing nozzle 6 wet, and to constantly and intermittently discharge liquid from the developing nozzle 6, so that no major change or complication of the developing device is required.

本実施形態では、現像液ライン２４の先端付近において純水ライン２５Ａが合流し、現像液ラインと純水ラインの共通の経路が形成されている。現像ノズル６に現像液を供給した後に表面張力によって現像液が残留しやすい現像液ライン２４の先端部は、純水ライン２５Ａから現像ノズル６に向かう純水が通過することによって洗浄される。従って、現像液が現像液ライン２４の先端部に残りにくく、目詰まりは発生しにくい。 In the present embodiment, the pure water line 25A joins near the tip of the developer line 24 to form a common path for the developer line and the pure water line. The tip of the developer line 24 where the developer tends to remain due to surface tension after supplying the developer to the developing nozzle 6 is cleaned by passing pure water from the pure water line 25 A toward the developing nozzle 6. Therefore, the developer is unlikely to remain at the tip of the developer line 24 and clogging is unlikely to occur.

表２においては、便宜上、ステップ１０７における現像ノズル６内面の洗浄と、ステップ１０８における現像ノズル６外面および現像ノズルバス７内面の洗浄とを別々に示しているが、実際には、ステップ１０７とステップ１０８は同時に行えばよい。 In Table 2, for the sake of convenience, the cleaning of the inner surface of the developing nozzle 6 in step 107 and the cleaning of the outer surface of the developing nozzle 6 and the inner surface of the developing nozzle bus 7 in step 108 are shown separately. Can be done at the same time.

前記した実施形態では、現像ノズル６から現像液を吐出するために不活性ガスによる加圧を利用しているが、図示しないポンプ等を用いて現像ノズルから現像液を吐出する方法を採用してもよい。また、本発明の主な特徴である純水ライン２５Ａ以外の現像装置の細部については、前記した実施形態に限定されず、様々な設計変更が可能である。 In the above-described embodiment, pressurization with an inert gas is used to discharge the developer from the developing nozzle 6. However, a method of discharging the developer from the developing nozzle using a pump (not shown) or the like is employed. Also good. The details of the developing device other than the pure water line 25A, which is the main feature of the present invention, are not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible.

本発明の現像装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the image development apparatus of this invention. 図１に示す現像装置の現像ノズルおよび現像ノズルバスの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a developing nozzle and a developing nozzle bus of the developing device shown in FIG. 1. 図１，２に示す現像装置の現像ノズルの拡大図である。It is an enlarged view of the developing nozzle of the developing device shown in FIGS. 従来の現像装置の一例の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of an example of the conventional developing device.

符号の説明Explanation of symbols

１ウェハー（対象物）
２ウェハーホルダー（ホルダー）
３スピンモーター
４真空源
５スピンカップ
６現像ノズル
７現像ノズルバス
８Ａ超純水源
８Ｂ純水源
９Ａ，９Ｂドレインタンク
１０ミストトラップ
１１排気ダンパー
１２局所排気部
１３キャニスタータンク
１４不活性ガス源
１５バルブ
１６洗浄用ノズル
１７裏面洗浄用ノズル
１８Ａ，１８Ｂ純水洗浄用バルブ
１９現像液供給用バルブ
２０ノズル孔
２１廃液口
２２マニホールド
２３ノズル外部洗浄用ノズル
２４現像液ライン
２５Ａ純水ライン
２５Ｂもう１つの純水ライン 1 Wafer (object)
2 Wafer holder (holder)
3 Spin motor 4 Vacuum source 5 Spin cup 6 Development nozzle 7 Development nozzle bath 8A Ultrapure water source 8B Pure water source 9A, 9B Drain tank 10 Mist trap 11 Exhaust damper 12 Local exhaust part 13 Canister tank 14 Inert gas source 15 Valve 16 For cleaning Nozzle 17 Backside cleaning nozzles 18A, 18B Pure water cleaning valve 19 Developer supply valve 20 Nozzle hole 21 Waste liquid port 22 Manifold 23 Nozzle for external cleaning nozzle 24 Developer line 25A Pure water line 25B Another pure water line

Claims

対象物に対して現像液を吐出する現像ノズルと、前記現像ノズルに前記現像液を供給する現像液ラインと、前記現像ノズルに純水を供給する純水ラインとを有する、現像装置。 A developing device comprising: a developing nozzle that discharges a developing solution to an object; a developing solution line that supplies the developing solution to the developing nozzle; and a pure water line that supplies pure water to the developing nozzle.

前記対象物を支持するホルダーが収容されているスピンカップと、前記現像ノズルの待機位置に位置する現像ノズルバスと、前記現像ノズルバスの内部において純水を噴射可能なノズル外部洗浄用ノズルとをさらに有し、
前記現像ノズルは、前記スピンカップの上方と前記現像ノズルバス内との間を移動可能であり、
前記現像ノズルと前記ノズル外部洗浄用ノズルには、前記現像ノズルが前記現像ノズルバス内にある時に純水が供給される、請求項１に記載の現像装置。 The apparatus further includes a spin cup in which a holder for supporting the object is accommodated, a developing nozzle bath positioned at a standby position of the developing nozzle, and a nozzle external cleaning nozzle capable of spraying pure water inside the developing nozzle bath. And
The developing nozzle is movable between the upper part of the spin cup and the developing nozzle bath,
The developing device according to claim 1, wherein pure water is supplied to the developing nozzle and the nozzle for external cleaning of the nozzle when the developing nozzle is in the developing nozzle bath.

前記純水ラインと前記ノズル外部洗浄用ノズルとに純水を供給可能な純水源をさらに有する、請求項２に記載の現像装置。 The developing device according to claim 2, further comprising a pure water source capable of supplying pure water to the pure water line and the nozzle external cleaning nozzle.

前記純水ラインが前記現像ノズルに純水を供給している時に前記現像液ラインを遮断する現像液供給バルブをさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。 4. The developing device according to claim 1, further comprising a developer supply valve that shuts off the developer line when the pure water line supplies pure water to the developing nozzle. 5.

前記現像液ラインは、無機現像液を前記現像ノズルに供給するものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein the developer line supplies an inorganic developer to the developing nozzle.

現像工程後の現像ノズルを現像ノズルバス内に配置するステップと、
前記現像ノズルバス内に配置された前記現像ノズルに純水を供給して、該現像ノズルのノズル孔から前記純水を吐出させるステップと、
前記現像ノズルバス内に設けられたノズル外部洗浄用ノズルから純水を噴射するステップと、
を含む現像ノズルの洗浄方法。 Arranging the development nozzle after the development process in the development nozzle bus;
Supplying pure water to the developing nozzle disposed in the developing nozzle bath, and discharging the pure water from a nozzle hole of the developing nozzle;
Spraying pure water from a nozzle for external cleaning provided in the developing nozzle bath; and
A developing nozzle cleaning method comprising:

前記現像ノズルの前記ノズル孔から前記純水を吐出させるステップと、前記ノズル外部洗浄用ノズルから純水を噴射するステップとを同時に実施する、請求項６に記載の現像ノズルの洗浄方法。 The developing nozzle cleaning method according to claim 6, wherein the step of discharging the pure water from the nozzle hole of the developing nozzle and the step of jetting pure water from the nozzle external cleaning nozzle are performed simultaneously.