JP5970864B2 - スリットノズル - Google Patents

Description

本発明は、液溜め部に生じる空気溜りの発生を低減することができるスリットノズルに関するものである。

例えば、半導体の製造においては、半導体ウェハ等の表面にレジストパターンを形成させるために、いわゆるリソグラフィ工程が行われている。このリソグラフィ工程は、半導体ウェハ等の洗浄、半導体ウェハ等の表面へのレジスト膜の塗布、そのレジスト膜の露光、現像など、種々の工程を含んでいる。

上記レジスト膜の現像を行うに際しては、基板上にむらなく現像液が供給され、基板の全面にわたってレジストが均一に現像されることが重要である。基板上に現像液を供給する方法の一つとして、スキャニング方式等が知られている。スキャニング方式は、載置台に載置された基板上に、例えば、スリット状吐出口を有するスリットノズルをスキャンさせて基板表面全体に現像液を供給する方式である。

スキャニング方式によって基板表面に現像液を供給した場合、スリットノズルの内部に形成されている液溜め部に空気が溜まっていく傾向にある。空気溜まりが発生する現象は、液の供給を停止した際に液垂れの反動で液溜め部に空気が混入することが原因である。

このようにスリットノズル内部の液溜め部に空気が溜まった状態を放置すると、スリット状吐出口から充分な量の現像液を均等に吐き出すことが困難となる。そして基板の表面に現像液を十分に供給できないと、現像が不十分になり、いわゆる現像の欠陥が発生する。また、現像液の供給が不均一となってレジスト膜上に現像液の多い部分と少ない部分ができると、現像むらが生じてしまう。

また、スリットノズル内部の液溜め部に空気が溜まった状態で現像液の供給を続けると、基板の表面に供給した現像液中に気泡が混入してしまうことがある。このように基板表面の現像液中に気泡が混入した場合は、その部分においては現像が十分に行われなくなってしまい、いわゆる現像の欠陥が発生する。

このような問題に対して、例えば特許文献１においては、液溜め部内の空気を外部に排気させる排気孔を備えた供給ノズルが開示されている。このように排気孔を設けることで、容易に空気を排気することができるものの、供給ノズルの構造が複雑化する等の問題があった。

特開平１０−０７００５７号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、液溜め部に生じる空気溜りの発生を低減することができるスリットノズルを提供することを主目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明においては、複数の処理液供給口と、上記複数の処理液供給口から供給される処理液を溜め、上記複数の処理液供給口の数に対応する複数の液溜め部と、上記複数の液溜め部から上記処理液を吐出するスリット状吐出口と、を有するスリットノズルであって、上記複数の液溜め部の縦断面の形状における角部の内角が全て９０°以上であり、上記角部のうち、上記処理液供給口が配置された供給口角部の内角は、上記スリット状吐出口側を向くように形成され、かつ、その角度が９０°〜１６０°の範囲内であり、上記複数の液溜め部が、上記スリット状吐出口側で連結され、一室とされていることを特徴とするスリットノズルを提供する。

本発明によれば、上記特定構造を有する液溜め部を設けることにより、処理液が液溜め部内で滞留することなく、スリット状吐出口からスムーズに吐出されるようになり、空気溜りの発生を低減することができる。具体的には、複数の液溜め部の縦断面の形状において、内角が９０°未満の角部を設けないこと、および上記供給口角部の内角を上述した範囲内にすること等によって、空気溜りの発生を低減することができるのである。さらに、本発明によれば、液溜め部自体が空気溜りの発生を低減する構造を有していることから、排気口等を設ける必要が無く、複雑な構造を有しないスリットノズルとすることができる。また、本発明においては、上記複数の液溜め部が上記スリット状吐出口側で連結され、一室とされていることから、処理液をスリット状吐出口から均一に吐出することができる。

上記発明においては、上記複数の液溜め部の横断面の形状における角部の内角が全て９０°以上であることが好ましい。空気溜りの発生をより低減することができるからである。

また、上記発明においては、各々の上記処理液供給口の間隔が、４．０ｃｍ〜８．０ｃｍの範囲内であることが好ましい。各々の処理液供給口の間隔が上記範囲内であれば、スリットノズルを設計する際に、供給口の数と配管系統数が同じ場合、パーティクル発生の面からは供給口の数は少ない方が好ましいことを考慮し、上記供給口の数を適正な範囲内にすることができるからである。

本発明によれば、液溜め部に生じる空気溜りの発生を低減することができるという効果を奏する。

本発明のスリットノズルの一例を示す斜視図である。 本発明のスリットノズルを例示する説明図である。 本発明のスリットノズルを例示する説明図である。 本発明のスリットノズルの連結部を説明する説明図である。 実施例１、比較例１、２のスリットノズルを説明する説明図である。

以下、本発明のスリットノズルについて詳細に説明する。

本発明のスリットノズルは、複数の処理液供給口と、上記複数の処理液供給口から供給される処理液を溜め、上記複数の処理液供給口の数に対応する複数の液溜め部と、上記複数の液溜め部から上記処理液を吐出するスリット状吐出口と、を有するスリットノズルであって、上記複数の液溜め部の縦断面の形状における角部の内角が全て９０°以上であり、上記角部のうち、上記処理液供給口が配置された供給口角部の内角は、上記スリット状吐出口側を向くように形成され、かつ、その角度が９０°〜１６０°の範囲内であり、上記複数の液溜め部が、上記スリット状吐出口側で連結され、一室とされていることを特徴とするものである。

図１は、本発明のスリットノズルの一例を示す斜視図である。図１に示すように、本発明のスリットノズル１０は、複数の処理液供給口１と、スリットノズル１０の内部に設けられ、特定の構造を有する複数の液溜め部（図示せず）と、処理液２を吐出するスリット状吐出口３と、を有するものである。なお、本発明のスリットノズルの特徴である液溜め部については後で図面を用いて説明する。
以下、本発明のスリットノズルの各構成について説明する。

１．液溜め部
まず、本発明における液溜め部について説明する。本発明における液溜め部は、後述する複数の処理液供給口から供給される処理液を溜める機能を有し、液溜め部に溜められた処理液が、後述するスリット状吐出口から吐出される。また、本発明における液溜め部は、処理液供給口の数に対応するように、処理液供給口と同数設けられる。

図２（ａ）は、本発明のスリットノズルを例示する縦断面図である。本発明においては、例えば図２（ａ）に示すように、複数の液溜め部４が、処理液供給口１の数に対応するように設けられ、その各々の液溜め部４が、スリット状吐出口３側で連結され、一室とされている。このように各々の液溜め部４が連結されることで、均一に処理液を吐出することができる。

また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す複数の液溜め部の縦断面の形状のみを示すものである。本発明においては、例えば図２（ｂ）に示すように、複数の液溜め部４の縦断面の形状における角部５の内角が全て９０°以上であり、角部５のうち、処理液供給口１が配置された供給口角部６の内角がスリット状吐出口３側を向くように形成され、かつ、その角度が９０°〜１６０°の範囲内にある。中でも、本発明においては、上記角度が１００°〜１４０°の範囲内、特に１１０°〜１３０°の範囲内であることが好ましい。空気溜りの発生をより低減することができるからである。

図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面矢視図であり、スリットノズルの横断面図である。また、図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示す複数の液溜め部の横断面の形状のみを示す拡大図である。本発明においては、例えば図２（ｄ）に示すように、複数の液溜め部４の横断面の形状における角部５の内角が全て９０°以上であることが好ましい。空気溜りの発生をより低減することができるからである。なお、本発明においては、複数の液溜め部の横断面の形状における角部として、スリット状吐出口３の角部５´は含まないものとする。

図３（ａ）は、本発明のスリットノズルの他の例を示す縦断面図である。図３（ａ）に示すように、複数の液溜め部４の縦断面の形状の上面側に、複数の処理液供給口１の開口部７がある場合は、供給口角部を図３（ｂ）のように特定する。図３（ｂ）は図３（ａ）における領域Ｒの拡大図である。図３（ｂ）に示すように、傾斜部８および傾斜部９の直線の交点を供給口角部６とし、その内角が上述した所定の角度の範囲内であれば良い。

また、本発明のスリットノズルは、例えば図４に示すように、各々の液溜め部が連結部１１により連結されてなるものである。上記連結部の高さｈとしては、特に限定されるものではないが、例えば１．０ｃｍ〜２．０ｃｍの範囲内、中でも１．０ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内であることが好ましい。

２．処理液供給口およびスリット状吐出口
次に、本発明における処理液供給口およびスリット状吐出口について説明する。
本発明における処理液供給口は、上述した液溜め部に処理液を供給するものである。本発明においては、例えば上述した図２に示すように、処理液供給口１が、複数の液溜め部４の縦断面の形状の背面から処理液が供給されるように設置されたものであっても良く、例えば上述した図３に示すように、処理液供給口１（開口部７）が、複数の液溜め部４の縦断面の形状の上面側に設置されたものであっても良い。

また、本発明において、各々の上記処理液供給口の間隔は、特に限定されるものではないが、例えば４．０ｃｍ〜８．０ｃｍの範囲内、中でも６．０ｃｍ〜７．０ｃｍの範囲内であることが好ましい。各々の処理液供給口の間隔が上記範囲内であれば、スリットノズルを設計する際に、上記供給口角部の内角等を容易に上述した所定の角度の範囲内にすることができるからである。また、上記処理液供給口の内径としては、特に限定されるものではないが、通常０．３ｃｍ〜０．４ｃｍの範囲内である。また、本発明におけるスリット状吐出口は、上述した液溜め部から処理液を吐出する部分である。上記スリット状吐出口のスリット幅としては、特に限定されるものではないが、通常０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。

図５に示すように、スリット状吐出口の長さＬは、例えば１４．０ｃｍ〜２５．０ｃｍの範囲内であることが好ましく、１６．０ｃｍ〜２３．０ｃｍの範囲内であることがより好ましい。スリット状吐出口から供給口角部までの高さＨは、例えば２．２ｃｍ〜４．２ｃｍの範囲内であることが好ましく、３．０ｃｍ〜３．５ｃｍの範囲内であることがより好ましい。

３．スリットノズル
本発明のスリットノズルは、上述した処理液供給口、液溜め部、およびスリット状吐出口を有するものである。本発明のスリットノズルの用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、レチクル、半導体ウェハ、光ディスク用基板、液晶ディスプレイ用基板等の製造に用いることができる。また、本発明のスリットノズルの使用時に用いられる処理液としては、例えば現像液およびリンス液等を挙げることができる。
また、本発明のスリットノズルの長手方向の長さとしては、特に限定されるものではないが、例えばレチクル等を製造する場合は、レジスト層の対角線の長さ程度もしくはそれ以上であることが好ましい。レジスト層全体に均一に現像液を吐出することができるからである。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。

［実施例１］
図５（ａ）に示すように、供給口の内角を１２０°としたスリットノズルを作製した。図５（ａ）におけるｈは１．４ｃｍであり、Ｈは３．３ｃｍであり、Ｌは２２．２ｃｍであった。

［比較例１］
図５（ｂ）に示すように、供給口の内角を７０°としたこと以外は、実施例１と同様にしてスリットノズルを作製した。図５（ｂ）におけるＨ´は４．３ｃｍであった。

［比較例２］
図５（ｃ）に示すように、供給口の内角を１８０°としたこと以外は、実施例１と同様にしてスリットノズルを作製した。

［評価］
比較例１のように供給口の内角が狭い場合、液溜め部に混入した泡は通液により抜けやすかったが、距離Ｌとｈを実施例と等しく設計すると、スリット状吐出口から供給口角部の高さＨ´を、実施例１のＨより大きくする必要がある。なお、比較例１では供給口が５つだが、実施例１と同じ３つにした場合は高さＨ´が更に大きくなり、実用上好ましくない。また、比較例２のように供給口の内角が広い場合、液溜め部の左右の角部に混入した泡は抜けにくかった。これに対して、実施例１では供給口が３つで内角が１２０°であるため、適度な大きさに設計でき、液溜め部に混入した泡の抜けやすさも保てた。

１ … 処理液供給口
２ … 処理液
３ … スリット状吐出口
４ … 液溜め部
５ … 角部
６ … 供給口角部
７ … 開口部
５ … 角部
５´ … 角部
６ … 供給口角部
７ … 開口部
８ … 傾斜部
９ … 傾斜部
１０ … スリットノズル
１１ … 連結部

Claims (3)

1. 複数の処理液供給口と、前記複数の処理液供給口から供給される処理液を溜め、前記複数の処理液供給口の数に対応する複数の液溜め部と、前記複数の液溜め部から前記処理液を吐出するスリット状吐出口と、を有し、
   前記液溜め部内の空気を排気させる排気口が設けられていないスリットノズルであって、
   前記複数の液溜め部の縦断面の形状における角部の内角が全て９０°以上であり、
   前記角部のうち、前記処理液供給口が配置された供給口角部の内角は、前記スリット状吐出口側を向くように形成され、かつ、その角度が９０°〜１６０°の範囲内であり、
   前記複数の液溜め部が、前記スリット状吐出口側で連結され、一室とされていることを特徴とするスリットノズル。
2. 前記複数の液溜め部の横断面の形状における角部の内角が全て９０°以上であることを特徴とする請求項１に記載のスリットノズル。
3. 各々の前記処理液供給口の間隔が、４．０ｃｍ〜８．０ｃｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスリットノズル。

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