JPH04197434A - 液処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は薬液処理装置に係り、特に半導体製造のフォト
リソグラフィー工程のレジスト塗布装置、現像処理装置
に好適に用いられる薬液処理装置に係わる。

［従来の技術］ 一般に、半導体製造のフォトリソグラフィー工程では半
導体ウェハ上に積層される薄膜にパターンを形成するの
に、薄膜上にレジストを塗布し、パターンに形成された
マスクを通して露光、現像後エツチングをして薄膜にパ
ターンを転写している。このようなパターン形成におい
て、レジストあるいは現像液は高粘土の液体であるため
、−度気体が混入すると、気泡となって長時間滞在し、
このような気泡の混入したレジストあるいは現像液を半
導体ウェハにスピンコードしても気泡は消えずに残って
しまい、ピンホール、塗布むらが生じてしまった。

そのため、レジスト等の収納容器から送出されるレジス
トを一度トラップに導入したり（特開昭５６−１６１５
３９号公報）、あるいは配管中に障害物を配設し気泡を
潰し障害物を設けた位置の配管壁に設けた穴から脱気し
たり（特開昭６１−１７４７１９号公報）、あるいはエ
ア抜きボートを備えたフィルタを設けたり（特開昭６３
−１１０６３６号公報）、空気抜きを設けたり（特開昭
６１−１９８７２３号公報）していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの装置を用いても脱気は十分に行
うことができなかった。そのため、半導体ウェハ上に形
成されるレジスト薄膜や現像液の薄膜が均一に一定にな
らず、気泡の存在する部分だけ現像速度が変化してしま
い現像斑等の処理むらとなってしまった。

本発明は上記の欠点を解消するためになされたものであ
って、処理むらのない薬液処理装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の薬液処理装置は、
薬液を収納する収納容器と、前記収納容器に前記薬液を
供給する薬液供給系と、前記収納容器から被処理体に前
記薬液を吐出する複数の吐出系とを備えた薬液処理装置
において、前記収納容器に収納された前記薬液の脱気装
置と、前記収納容器から脱気済み前記薬液を前記吐出系
へ連続送出する手段とを具備するものである。

［作用］ 薬液供給系から供給される薬液を収納する収納容器中の
薬液の脱気を行う脱気装置を備える。脱気した後、脱気
済の薬液を収納容器に接続された吐出系へ送出し被処理
体に吐出する。そのため、現像むらのないフォトリソグ
ラフィーを効率よく行うことにより高品位な半導体ウエ
ノ慟＜安価に得られる。

［実施例コ 本発明の薬液処理装置を半導体製造の現像装置に適用し
た一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示す現像装置１は、真空吸着等によって被処理
体であるウェハ２を載置固定し、モータ３の回転軸に固
定される上面円板状のチャック４を備える。チャック４
の周囲にはチャック４を包囲するようにカップ５が設け
られ、回転するウェハ２の周縁から余剰の現像液が周囲
に飛散するのを防止している。さらにカップ５の下方に
はカップ５ではね返った現像液が再びウニ／Ｘ２上に付
着するのを防止するため、カップ５の下方に向って気体
流を形成するよう図示しない排気装置に接続される排気
口等が設けられる。また、カップ５はウェハ３をチャッ
ク４上に図示しない搬送機構により搬入出する際、図の
位置より下降してウェハ２の搬入出を容易にするよう図
示しない上下動機構を備える。このようなチャック４を
包囲するカップ５を備えたデイベロツバが例えば３組Ａ
、Ｂ。

Ｃ設けられる。そしてそれぞれのチャック４上のウェハ
２に現像液を吐出する吐出ノズル６を備え、吐出ノズル
６が接続される吐出系７、図示しない工場ラインから現
像液を複数の収納容器８に供給する薬液供給系９及び収
納容器８に収納される現像液に混入される気体を除去す
る脱気装置１０がそれぞれ収納容器８に設けられる。

このような吐出系７、薬液供給系９及び脱気装置１０を
第２図の構成図に示す。図示しない工場ラインに接続さ
れる薬液供給系９は収納容器８−１．８−２．８−３に
それぞれ供給バルブ９１．９２及び９３を介して配管１
１により接続される。

収納容器８−１．８−２及び８−３にはそれぞれ流量検
出計８１．８２及び８３が設けられ、薬液供給系９から
収納容器に供給される現像液１２がオーバーフローした
場合を検知してオーバーフロータンク２０に排出できる
機構を備える。例えば収納容器８−１に現像液１２が過
剰に供給されると配管２２と配管１５を連結させる３方
弁１７を開き、フィルタ１８、バルブ１９を介してオー
バーフロータンク２０に連結させ、余剰の現像液を流出
させる。収納容器８−２及び８−３についても同様に配
管２１または１３を３方弁１６によりどちらかを配管１
４に接続し、それぞれオーバーフロータンク２０に接続
するようになっている。

オーバーフロータンク２０にはオーバーフローセンサ２
３が設けられ、バルブ２４を介して工場排水に接続され
るようになっている。

また、収納容器８−１．８−２及び８−３にはそれぞれ
配管２５．２６．２７に設けられた逆止弁２８及びフィ
ルタ２９を介してそれぞれパージバルブ３０．３１及び
３２からフローメータ３３を介してレギュレータ３４か
ら窒素ガス供給系３５に接続される。

一方、脱気装置１０は例えば配管３６を介してエア供給
体３７に接続されるエジェクタであって、配管３６には
逆止弁３８、脱気ソレノイド３９、レギュレータ４０等
が設けられる。エジェクタ１０には配管４４．４５．４
６がそれぞれ接続された脱気３方弁４１．４２．４３に
連結される配管４７を介して収納容器８−１．８−２及
び８−３が接続される。さらにエジェクタ１０には配管
７１が接続され、配管３６から配管７１に空気流が生じ
ると、配管４７が負圧になり配管７１に向って配管４７
の気体が吸引されるようになっている。

そのため、脱気３方弁４１．４２．４３の操作により配
管４７に連結される収納容器の何れかの中の気体が吸引
されるようになっている。脱気３方弁４１．４２．４３
には工場排気に接続される配管４８が接続され、収納容
器８−１．８−２．８−３がそれぞれ工場排気あるいは
エジェクタ１０に接続できるよう切換可能となっている
。エジェクタ１０はトラップタンク４９からオーバーフ
ロータンク２０に接続される。

また、吐出系７は、デベロッパＡ、ＢあるいはＣに現像
液を供給する配管５０，５１．５２を備え、この配管５
０．５１．５２と連結される収納容器を収納容器８−３
から収納容器８−２へ切換えるための吐出３方弁５３．
５４．５５及び収納容器８−１と切換えるための吐出３
方弁５６．５７．５８が設けられる。さらに吐出３方弁
５６．５７．５８とデベロッパＡＳＢ、Ｃ間にはそれぞ
れベローズポンプ５９．６０．６１が設けられ、ベロー
ズポンプ５９．６０，６１を駆動させるためのエアを供
給するため、ベローズポンプ５９．６０．６１のそれぞ
れとエア供給体３７を接続するエア供給弁６２．６３．
６４がレギュレータ６５を介して接続される。さらにベ
ローズポンプ５９．６０．６１の作動開始時に動きを滑
らかにするための始動を行う間に現像液がデベロッパＡ
１Ｂ、Ｃに吐出されないよう循環用３方弁６６．６７．
６８かそれぞれベローズポンプ５９．６０．６１とデベ
ロッパＡ、Ｂ、Ｃ間に備えられ、循環用３方弁６６．６
７．６８をそれぞれ切換えることにより逆止弁６９、ニ
ードルバルブ７０を介して３方弁１６．１７を所望の収
納容器に接続されるよう切換えて所望の収納容器に現像
液を戻すようになっている。さらに、吐出系７には吐出
ノズル６からウェハ２上に現像液滴下後に吐出ノズル６
に残存する現像液の液だれを防止するため、残存する現
像液を吸引するためのサックバックや配管５０．５１及
び５２を適温に暖めるための温度調整用のウォータジャ
ケット等（図示せず）が設けられる。

このような構成の現像装置の動作を説明する。

まず薬液供給系９から収納容器に現像液１２を供給する
方法を説明する。例えば収納容器８−１に現像液１２を
供給するのは供給バルブ９２及び９３を閉成し、供給バ
ルブ９１を開成する。そして脱気３方弁４１を操作して
工場排気に接続される配管４８と配管４４を連結させる
。これにより収納容器８−１内の気体が除去され、薬液
供給系９から現像液１２が収納容器８−１内に供給され
る。

この時、収納容器８−１の中の液面がハイレベルとなり
、現像液が過剰に供給されたことを液量検出計８１が検
知すると３方弁１７を操作して配管２２と配管工５を連
結させ、バルブ１９を開成し、さらにパージバルブ３０
を開いて窒素ガス供給計３５から収納容器８−１に窒素
ガスを圧送することにより余剰の現像液をオーバーフロ
ータンク２０に排出させる。オーバーフロータンク２０
の液面の高さが高くなったことをオーバーフローセンサ
２３が検出するとバルブ２４を開いて排出させる。この
ように収納容器８−２．８−３についでも供給バルブ９
２あるいは９３及び脱気３方弁４２あるいは４３を操作
して同様に現像液の供給を行うことができる。

次に収納容器内の現像液に混入した気泡を脱気する方法
を説明する。収納容器８−１から脱気をするにはパージ
バルブ３０を閉じて窒素ガス供給計３５からの窒素ガス
供給を停止させる。その後脱気ソレノイド３９を開いて
配管３６からエジェクタ１０にエアを送風し配管７１に
空気流を生じさせ配管４７を負圧にする。この時脱気３
方弁４１を操作して配管４４と配管４７を接続させ、収
納容器８−１から脱気を行う。収納容器８−１から霧状
となって吸引される現像液はトラップタンク４９に集め
られ、オーバーフロータンク２０に送られる。エジェク
タ１０により積極的に脱気された現像液はしばらく放置
されてさらに脱気を行う。この時収納容器８−１には窒
素ガス供給計３５からパージバルブ３０を開き、配管４
４から脱気３方弁４１を通り配管４８に接続して工場排
気系に排気するよう窒素ガスを吹きつけ、現像液が空気
に接触しないようにする。

収納容器中の脱気が終了した現像液をデベロッパに吐出
する。まず、収納容器８−１．８−２．８−３のいずれ
かから吐出するか収納容器を選択し、例えば収納容器８
−１から供給するのであれば吐出３方弁５６．５７．５
８を開き収納容器８−１と配管５０．５１．５２を接続
する。この時吐出３方弁５３．５４．５５は閉成し収納
容器８−２．８−３からの供給は停止させる。そして、
エア供給体３７からのエアをベローズポンプ５９．６０
．６１に供給し、ベローズポンプ５９．６０．６１を選
択的に駆動させるためエア供給弁６２．６３．６４を開
閉させる。エア供給弁６２．６３．６４を所望のタイミ
ングで開閉するようにすれば、配管５０．５１．５２か
らデベロッパＡ、ＢＳＣに所望のタイミングで所定量の
現像液が供給される。この時ベローズポンプ５９．６０
．６１の作動開始時にベローズポンプ５９．６０．６１
の動作が滑らかになるまでの約２秒間程はデベロッパＡ
、Ｂ、Ｃに現像液が送出されないよう循環３方弁６６．
６７．６８を切換え、３方弁１７を収納容器８−１に接
続して収納容器８−１に現像液を戻すようにする。同様
に収納容器８−２．８−３についても吐出３方弁５３．
５４．５５を操作してデベロッパＡＳＢ、Ｃに吐出する
ことができる。

収納容器８−１、収納容器８−３から現像液をデベロッ
パＡ、Ｂ、Ｃに供給する際の多弁の開閉のタイミングチ
ャートをそれぞれ第３図及び第４図に示す。

このように各動作が行われる収納容器への現像後の充填
及び脱気、脱気後の放置及び収納容器からデベロッパへ
の吐出は３つの収納容器について第５図に示すシーケン
スで行えばデベロッパへの吐出が滞ることなく行うこと
ができる。

以上の説明は現像装置に適用した実施例について述べた
が、処理液の塗布であればレジスト液でも、磁性材料で
も何れの塗布に適用できる。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の薬液処理装
置は、収納容器に充填された薬液に混入された気泡を除
去して処理むらを防止できる。収納容器への薬液供給と
、収納容器中の薬液に混入された気泡の脱気と、吐出系
への吐出が順次弁を操作することにより休止することな
く行なわれ効率のよい製造を行うことができる。そのた
め得られる製品も低価でしかも高品位なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薬液供給装置を適用した一実施例の構
成図、第２図は第１図に示す一実施例の要部を示す図、
第３図及び第４図は第１図に示す一実施例の駆動のタイ
ミングチャート、第５図は第１図に示す一実施例のシー
ケンスを示す図である。 １・・・・・・現像装置 ２・・・・・・ウェハ（被処理体） ７・・・・・・吐出系 ８−１．８−２．８−３・・・・・・収納容器９・・・
・・・薬液供給系 １０・・・・・・脱気装置 代理人　弁理士　　守　谷　−雄　　−箔　１ｒｌ！Ｊ １１３１！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薬液を収納する収納容器と、前記収納容器に前記薬液を
   供給する薬液供給系と、前記収納容器から被処理体に前
   記薬液を吐出する複数の吐出系とを備えた薬液処理装置
   において、前記収納容器に収納された前記薬液の脱気装
   置と、前記収納容器から脱気済み前記薬液を前記吐出系
   へ連続送出する手段とを具備することを特徴とする薬液
   処理装置。