処理液塗布方法

【目的】被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好な処理を実施することのできる処理液塗布方法を提供する。
【構成】スピンチャック２上部に設けられた半導体ウエハ１に、近接対向する如く液体供給ノズル３を配置する。液体供給ノズル３は、矩形容器状の液体収容部４と、この液体収容部４の底部に設けられた多数の細孔６とを具備している。そして、現像液供給配管９から所定圧力で液体収容部４内に所定の現像液を供給し、多数の細孔６から滲み出させるようにして現像液を半導体ウエハ１に供給するとともに、スピンチャック２によって半導体ウエハ１を１／２回転回転させ、液体供給ノズル３によって現像液を押し広げるようにして塗布を行う。

【発明の詳細な説明】
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、処理液塗布方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】一般に、被処理基板に、処理液を塗布する場合、液体供給ノズルから被処理基板に向けて処理液を吐出させる。例えば、半導体デバイスの製造工程において、半導体ウエハ表面に形成されたレジスト膜の現像を行う現像装置では、次のようにして被処理基板である半導体ウエハ全面に現像液を塗布する。
【０００４】すなわち、半導体ウエハを高速回転可能に構成されたいわゆるスピンチャック上に配置し、このスピンチャックの上部に、半導体ウエハと対向する如く現像液供給ノズルを設け、この現像液供給ノズルから半導体ウエハに向けて現像液を例えばシャワー状に吐出させて現像液を供給し、現像液が表面張力により半導体ウエハ上に膜状に被着した状態とする。
【０００５】また、例えば特開昭57-208134 号公報、特開昭61-104621 号公報等では、半導体ウエハとほぼ同径の円板状の液体供給部を半導体ウエハに近接対向する如く設け、これらの間隙中に現像液を溜めた状態で現像を実施する現像装置も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した現像装置等では、半導体ウエハ面内において、現像液供給タイミングのばらつき時間差が大きすぎると現像むらの原因となるため、短時間で半導体ウエハ全面に現像液を塗布する必要がある。ところが例えばシャワー状に現像液吐出させて塗布する方法では、短時間で半導体ウエハ全面に現像液を塗布するためには、現像液等の供給圧を上げて現像液等の吐出流量を増加させる必要がある。このため、現像液等が半導体ウエハ等の被処理物面に衝撃を与え、半導体ウエハ等の被処理物にダメージを与えるという問題があった。また、現像液等の供給圧を上げると、現像液中に気体が溶け込み気泡が発生し易くなり、気泡によって現像むらが生じるという問題もあった。さらに、吐出流量を増加させると無駄になる現像液量が多くなり、ランニングコストが増大するという問題もあった。
【０００７】また、前述した特開昭57-208134 号公報、特開昭61-104621 号公報等で提案されている現像装置では、半導体ウエハに近接対向させた円板状の対向面から現像液を供給するので上述した問題はないが、半導体ウエハ全面を覆う如く円板状の対向面が設けられるので、気泡が発生した場合、この気泡の逃げ場がなく、現像むら発生の原因となるという問題があった。
【０００８】本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好な処理を実施することのできる処理液塗布方法を提供しようとするものである。
【０００９】［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の処理液塗布方法は、被処理基板面に処理液を塗布するに際し、多数の細孔から前記処理液を供給する液体供給ノズルを、前記被処理基板面に近接対向する如く配置し、前記液体供給ノズルの前記多数の細孔から、液膜状に前記処理液を前記被処理基板に供給するとともに、前記被処理基板と前記液体供給ノズルとを相対的に移動させて、前記被処理基板面に前記処理液を塗布することを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の処理液塗布方法では、直径例えば0.1 〜1.0 mm程度の細孔が多数例えば数百設けられ、これらの細孔から処理液を供給する液体供給ノズルを、被処理基板面に近接対向する如く配置する。そして、これらの多数の細孔から、滲み出させるように処理液を被処理基板に供給するとともに、被処理基板と液体供給ノズルとを相対的に回転させて、液体供給ノズルにより処理液を押し広げ、被処理基板面に処理液を塗布する。
【００１２】したがって、被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好な処理を実施することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明方法を半導体ウエハの現像に適用した実施例を図面を参照して説明する。
【００１４】図１に示すように、本実施例方法に用いる現像装置には、被処理体である半導体ウエハ１を、例えば真空チャックにより吸着保持し、この半導体ウエハ１を低速および高速回転可能に構成されたスピンチャック２が設けられており、このスピンチャック２の上部には、液体供給ノズル３が設けられている。
【００１５】この液体供給ノズル３には、半導体ウエハ１の直径とほぼ同じ長さに形成された矩形容器状の液体収容部４が設けられている。また、図２にも示すように、この液体収容部４の底部には、半導体ウエハ１に向けて突出する如く、突出部５が設けられている。そして、この突出部５には、直径例えば0.1 〜1.0 mm程度（本実施例では0.2mm ）の細孔６が、所定ピッチ例えば0.1 〜1.0 mm程度（本実施例では0.6mm ）で、多数例えば数百個（本実施例では270 個）設けられている。
【００１６】また、液体収容部４の上部には、内部を気密に閉塞可能に構成された蓋体７が気密シール部材例えばＯリング８を介して設けられており、この蓋体７には現像液供給配管９が接続されている。この現像液供給配管９は、現像液供給源１０に接続されており、この現像液供給源１０から、不活性ガスの気体圧等により、所定圧力で液体収容部４内に所定の現像液を供給可能に構成されている。
【００１７】さらに、図３に示すように、スピンチャック２の側方にはノズル洗浄機構１１が設けられている。このノズル洗浄機構１１は、図４にも示すように、液体供給ノズル３の突出部５を収容可能に構成された溝状の洗浄部１２と、この洗浄部１２内に洗浄用液体および乾燥用気体を供給するための気体・液体供給源１３と、洗浄用液体および乾燥用気体を排出するための排出機構１４とから構成されている。また、液体供給ノズル３には、図示しない駆動機構が設けられており、図示矢印の如く水平方向および垂直方向に移動自在とされている。そして、図４に示すように、液体供給ノズル３の突出部５を洗浄部１２内に挿入した状態で、気体・液体供給源１３および排出機構１４により、洗浄用液体（例えば純水）および乾燥用気体（例えば窒素ガス）を洗浄部１２内に流通させ、液体供給ノズル３の現像液流出部分を洗浄することができるよう構成されている。このようなノズル洗浄機構１１によれば、ほぼ気密な状態とされた洗浄部１２内に洗浄用液体および乾燥用気体を勢い良く流通させることができ、液体供給ノズル３を効率良く洗浄することができる。
【００１８】上記構成の現像装置を用いてこの実施例では、次のようにして、フォトレジストの塗布工程、所定のマスクパターンを介しての露光工程を経た半導体ウエハ１の表面に、現像液の塗布を行う。
【００１９】すなわち、予め液体収容部４内に現像液を供給し、液体収容部４内に現像液を満たした状態としておき、液体供給ノズル３を例えばノズル洗浄機構１１に待機させておく。そして図示しない自動搬送装置等により、スピンチャック２上に半導体ウエハ１を載置する。
【００２０】しかる後、液体供給ノズル３を半導体ウエハ１の中心位置付近まで水平移動させた後、スピンチャック２と液体供給ノズル３とを相対的に上下動させ、液体供給ノズル３底面の突出部５と半導体ウエハ１表面との間が微少間隔例えば0.1mm〜1.5mm の範囲の値（本実施例の場合0.5mm ）となるよう設定する。
【００２１】そして、現像液供給配管８から、所定圧力例えば0.2 〜0.3 （キログラム／平方センチ）で液体収容部４内に所定の現像液を供給することにより、各細孔６から滲み出させるようにして現像液を半導体ウエハ１表面に供給する。各細孔６は直径0.2mm と微細であり、また、圧送のための圧力は低圧であるために、現像液は上記各細孔６から噴出するのではなく、例えば毛細管現象に類似する如く、滲み出る。そして、各細孔６から滲み出た現像液は、帯状となり半導体ウエハ１に供給される。また、これとともに、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、スピンチャック２により半導体ウエハ１を低速例えば30（回転／分）で約1/2 回転させ、半導体ウエハ１上に供給した現像液Ａを液体供給ノズル３によって現像液を滲み出させつつ押し広げ、この後、液体供給ノズル３を退避させる。これにより、半導体ウエハ１全面に均一に薄く現像液を塗布（液盛り）することができる。なお、半導体ウエハ１は図３に示す方向に回転させてもよく、半導体ウエハ１と液体供給ノズル３を相対的に移動させればよい。
【００２２】こうして、半導体ウエハ１表面に現像液を塗布し、所定時間現像液を接触させた後、スピンチャック２により半導体ウエハ１を高速回転させ、現像液を振り切り、しかる後、図示しないリンス液供給ノズルから所定のリンス液（例えば純水）を半導体ウエハ１に供給してリンスを行い、最後にリンス液の振り切りを行って処理を終了する。
【００２３】以上のように、本実施例方法では、例えば0.8 〜1.0（キログラム／平方センチ）で現像液を供給していた従来に比べて低圧、例えば0.2 〜0.3 （キログラム／平方センチ）で液体収容部４内に所定の現像液を供給し、多数の細孔６から液膜状例えば滲み出させるようにして帯状に吐出された現像液を薄膜状に半導体ウエハ１表面に供給するとともに、ノズル３とウエハ１とを相対的に移動例えば半導体ウエハ１を低速例えば30（回転／分）で約1/2 回転させることにより、半導体ウエハ１に現像液を塗布する。この時、液体供給ノズル３と半導体ウエハ１との間隔が0.5mm と狭いので、突出部５から吐出した現像液は、この突出部５の先端部分により半導体ウエハ１の回転方向とは逆の方向に向かって押し広げられる如くなり、半導体ウエハ１面に薄く液盛られることになる。また、現像液の自重落下による半導体ウエハ１に対する衝撃も無く、空気の巻き込みも著しく少ない。なお、回転しなくても一方向に移動させてもよい。
【００２４】したがって、半導体ウエハ１に衝撃を与えたり、現像液中に気泡を発生させること無く、短時間（本実施例では1 〜1.5 秒）で迅速に現像液を半導体ウエハ１に塗布することができる。また、気泡が発生しても、現像液を液体供給ノズル３によって押し広げる際に、気泡を破裂または押しのけることにより除去することができる。このため、良好な現像処理を実施することができる。また、現像液がほとんど無駄にならないので、例えば1 回の現像処理に100cc 程度の現像液を必要とした従来に比べて、少量例えば 5〜30cc程度で現像処理を実施することができる。
【００２５】なお、上記実施例では、本発明を現像液塗布に適用した実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、あらゆる処理液の塗布に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理液塗布方法によれば、被処理基板に衝撃を与えたり、気泡を発生させること無く、短時間で迅速に所定の処理液を被処理基板に塗布することができ、少量の液体で効率良く良好な処理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するための現像装置の構成図である。
【図２】図１に示す現像装置の縦断面図である。
【図３】図１に示す現像装置の平面図である。
【図４】図３に示す洗浄機構の縦断面図である。
【図５】現像液の塗布工程を示す図である。
【符号の説明】
１半導体ウエハ
２スピンチャック
３液体供給ノズル
４液体収容部
５突出部
６細孔
７蓋体
８Ｏリング
９現像液供給配管
１０現像液供給源

【特許請求の範囲】
【請求項１】被処理基板面に処理液を塗布するに際し、多数の細孔から前記処理液を供給する液体供給ノズルを、前記被処理基板面に近接対向する如く配置し、前記液体供給ノズルの前記多数の細孔から、液膜状に前記処理液を前記被処理基板に供給するとともに、前記被処理基板と前記液体供給ノズルとを相対的に移動させて、前記被処理基板面に前記処理液を塗布することを特徴とする処理液塗布方法。

【図１】