(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給系を用いた残留物を防ぐための吹き付け方法において、
流れとして供給される正確な量の流体を、流体供給機からメインチューブを介してノズルへ供給し、供給終了時にメインチューブの終端にボイドが形成される吹き付け工程と、
前記流体をバッファチューブから前記メインチューブへゆっくり供給して、前記メインチューブ内の前記ボイドを再充填し、前記メインチューブ内の前記流体のレベルが予め設定されたレベルに達したら、供給を終了する再充填工程と、
前記メインチューブ内に残留している前記流体を所定のレベルまで吸い戻す吸い戻し工程と、
を有していることを特徴とする供給系を用いた残留物を防ぐための吹き付け方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記供給系は、前記メインチューブに接続された、吸い戻しバルブ及びメインバルブとを備え、これら吸い戻しバルブ及びメインバルブは、いずれも前記流体供給機に接続され、前記メインチューブの終端は、ノズルに接続されていることを特徴とする方法。
【請求項３】
供給系のための残留物を防ぐ装置であって、
一端が流体供給機に接続されているとともに、他端がノズルに接続され、さらに、吸い戻しバルブ及びメインバルブの双方が接続されているメインチューブと、
一端が前記メインチューブに接続されているとともに、他端がピンホール部に接続され、該ピンホール部が前記メインチューブに接続され、さらに、バッファバルブが接続されているバッファチューブと、
を有していることを特徴とする供給系のための残留物を防ぐ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給系を用いた吹き付け方法全般に係り、とりわけ、供給系を用い、残留物が生じないようにすることのできる吹き付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る方法は、例えば、現像液供給後（PDD; post develop dispense、以後単にPDDとのみ称する場合もある）工程において用いられるものであり、これを一例として、本発明の開示する技術を詳述する。
【０００３】
フォトリソグラフィ工程における基本工程は、塗布工程、露光工程、現像工程からなる。ポジ型フォトレジストのような通常の製造工程において、ポジ型フォトレジストは、主たる特徴として、フォトレジスト層を取り除くため、ウエハ上の露光されたフォトレジスト層及び現像液の間の化学反応を用いている。露光されないフォトレジスト層が、パターン形成によって規定される。インライン型の製造を行うために、通常、フォトリソグラフィーによる製造にはスプレー／パドル現像方法が用いられる。このスプレー／パドル現像方法は、スピナーからウエハ表面上への現像液の吹き付け工程を有している。ウエハが静止状態にある間に、パドル現像工程が行われ、さらに、純水を用いたウエハの洗浄の後、ウエハを乾燥させるために遠心乾燥工程が続いて施される。こうして、フォトリソグラフィ工程が終了する。
【０００４】
しかしながら、上述した工程において、フォトレジスト層の一部は、エッチング工程の際に適切にエッチングされない。そこで、集積度の高い半導体製品に対しては、PDD工程がフォトリソグラフィ工程に付け加えられる。PDD工程は、ウエハの洗浄前に行われる。ウエハが装置上で回転している際に、所定量の現像液が短時間、ウエハの表面上に吹き付けられる。現像液のエッチングの効果に回転力を足し合わせたものを用いることによって、不適切にエッチングされたフォトレジスト層の一部を再度エッチングし直し、洗浄することができる。洗浄工程は、純水をウエハ上に吹き付けることによって行われ、こうして、残留物や現像液が洗い流され、次いで、ウエハを乾燥させるために遠心乾燥工程が行われる。
【０００５】
この業界の現在の技術においては、上述のフォトリソグラフィ工程は、機械的なアームを有した自動化された装置によって自動的に行われる。このような装置は、フォトリソグラフィ工程の幾つもの段階に対して用いられるため、現像液の吹き付け工程が終了した後、上記の機械的なアームは、定位置まで戻ってくる。この機械的なアームの動きによって、チューブの中に残っている現像液の流体（液体）がウエハ上に落下する。PDD工程の洗浄は既に終了しているから、ウエハ上への現像液の余分な滴は、ウエハの一部が現像され過ぎる過現像の原因となる。
【０００６】
この過現像の問題を解決するためによく用いられる方法は、短時間に所定の量の現像液を供給することである。この現像液の供給が停止された後、チューブ内に残っている流体が吸い戻しバルブによって吸い戻される。しかしながら、流体供給が急激に停止されると、毛管現象によって、ボイドが形成されることになる。つまり、吸い戻しバルブによって流体が逆方向に向けて回収される際、ボイドならびに現像液の何滴かの滴が依然チューブの内面に付着したままとなる。現像液のこれらの余分の滴は、ウエハ上に落下するか、あるいは、チューブ内で流動流体を阻みうるような残留物に乾燥固化することになる。余分な現像液は、また、ウエハの一部が現像され過ぎる原因ともなりうる。
【０００７】
ウエハの過現像された部分は、肉眼では確かめることはできない。このため、この欠陥ウエハは、通常、次の段階の工程へと移されることになる。エッチング工程の際、現像され過ぎた部分のエッチング反応はさらに悪化し、制御不可能となる。その結果として、ウエハ全体にダメージが及び、製造コストが増加する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、残留物の形成を防ぐことのできる、供給系を用いた吹き付け方法、ならびに供給系の装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、残留物の形成を防ぐことのできる、供給系を用いた吹き付け方法を提供する。本発明の供給系は、ピンホール部を有したバッファチューブを用いてボイドを再充填し、流体がチューブの内面に付着しないようにするものである。バッファチューブは、ピンホール部を介してボイドに流体を供給し、ピンホール部が極めて細い径を有しているがゆえに、ボイドが極めて僅かな量を以って徐々に再充填される。一旦、流体面が所定のレベルに達すると、メインチューブは流体の供給を停止し、さらに、吸い戻しバルブが開いて、いかなるボイドや流体も内面に付着しないようにして、極めてゆっくり流体を吸い戻す。これにより、いかなる残留物も形成されず、いかなる余分の流体もウエハ上に落下しない。
【００１０】
本発明は、さらに、ウエハに現像液を供給するために、前記吸い戻しバルブとともにメインバルブを提供するものである。ここで、メインバルブ及び吸い戻しバルブは、ウエハ上に供給される現像液の正確な量を制御することができるものである。バッファチューブは、さらに、バッファバルブを有していて、チューブ内に形成されたボイドを再充填するピンホール部と一緒に用いられて、ボイドを再充填することができるようになっている。いかなる残留物もチューブに形成されず、また、いかなる余分の現像液もウエハ上に落下しない。さらに、本発明によれば、ウエハ上に吹き付けられる現像液の正確な量を正しく制御することができる。
【００１１】
上に述べた二つの一般的な記述、ならびに、以下に述べる詳細な記述は、代表的、かつ、説明に役立たせるためだけのものであって、請求項に係る発明を限定するものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の好ましい一実施形態による、残留物を防ぐ供給系を示す概略構成図である。供給系１１６は、連続的に供給される液体をウエハ上に吹き付けるために用いられるものであって、圧縮空気供給機１１０、流体供給機１００、メインチューブ１０２、メインバルブ１１２ａ、吸い戻しバルブ１１２ｂ、主速度制御機１１４ａ、及び吸い戻し速度制御機１１４ｂを備えている。
【００１３】
本発明に係る技術を説明するために、好ましい実施形態の一例として本発明を現像液供給後（PDD）工程に適用した例について述べる。現像液は、一つの流れとして供給される。一例として、現像液は、流体供給機１００に貯蓄されており、かつノズル系全体に対して現像液を供給する（以下、一つの流れとして連続的に供給される現像液を流動現像液、もしくは流動流体と称することもある）。流体供給機１００は、メインチューブ１０２の一端に接続され、メインチューブ１０２の他端は、ストリームノズル（stream nozzle）といったメインノズル１０８（ノズル）に接続されている。このメインノズル１０８により、現像液がウエハの表面に吹き付けられる。メインバルブ１１２ａ及び吸い戻しバルブ１１２ｂは、それぞれ、ともにメインチューブ１０２、ならびに圧縮空気供給機１１０に接続されている。主速度制御機１１４ａ及び吸い戻し速度制御機１１４ｂが、それぞれメインバルブ１１２ａ及び吸い戻しバルブ１１２ｂに接続されている。上述の全ての速度制御機ならびにバルブは、圧縮空気供給機１１０に接続されており、これにより、圧縮空気が供給可能とされ、現像液の流速及び流量を制御、かつ維持するために、これらのバルブならびに制御機のスイッチがトリガされるようになっている。
【００１４】
前記供給系１１６は、さらにバッファチューブ１０４を備え、このバッファチューブ１０４に、メインチューブ１０２に接続されているピンホール部１０６（図１参照）が設けられている。このピンホール部１０６は、テフロン（登録商標）製とされ、本発明においては、直径としておよそ０．４mmから０．８mmの間の値、好ましくはしかし、０．６mmの値を有している。ピンホール部１０６は、バッファチューブ１０４からメインチューブ１０２への流量を制御する。バッファバルブ１１２ｃ及びバッファ速度制御機１１４ｃは、バッファチューブ１０４に配置され、バッファチューブ１０４内の流速及び流量を制御するため、圧縮空気がバッファバルブ１１２ｃ及びバッファ速度制御機１１４ｃに供給されている。
【００１５】
図１において、上述したように流れとして供給される流動現像液は、流体供給機１００からメインチューブ１０２を介してメインノズル１０８へと送られる。その後、この流動現像液は、メインノズル１０８からウエハ上へと吹き出されるされる。流体供給機１００は、予め定められた圧力を用いてメインチューブ１０２に流動現像液を供給する。流動現像液の量及び流速は、メインバルブ１１２ａ及び主速度制御機１１４ａによって制御される。これらメインバルブ１１２ａ及び主速度制御機１１４ａは、いずれも圧縮空気によってトリガされる。予め設定された量に従い、メインバルブ１１２ａは、メインチューブ１０２からの供給を遮断するようにトリガされる。メインバルブ１１２ａの遮断操作は、極めて迅速かつ短時間に行うことができ、これにより、正確な量の現像液がウエハ上に吹き付けられるようになっている。しかしながら、迅速な閉鎖操作により、メインチューブ内における急激な圧力降下が発生し、このため、毛管現象によるボイド１０７がメインチューブ１０２の終端に形成される。ボイド１０７の体積は、本発明において用いられる現像液に関して言えば、およそ１ｍｌから３ｍｌの間となる。もっとも、ボイド１０７の体積は、種々の要因によって変わりうるものである。例えば、異なる種類の流体、あるいは、チューブの異なる径等がボイド１０７の体積に影響を与える可能性がある。
【００１６】
ボイド１０７が形成されると、何滴かの現像液の滴が、表面張力によってメインチューブ１０２の内面に付着することになる。これらの滴は、やがてメインノズルからウエハ上に落下するか、もしくは、乾燥して残留物となる。ウエハ上に吹き付けられる現像液の量は、このPDD工程において決定的であるため、いかなる余分の現像液の滴も現像工程に影響を及ぼしうる。ウエハの表面上の余分な現像液は、残留物へと変化する可能性がある。ウエハの品質に影響が生じ、ウエハにダメージが及ぶ。チューブの径はあまりにも小さく、容易に洗浄することはできない。そして、内面に付着したいかなる残留物も流れを阻み、流量に影響を与えうるのである。このため、工程全体の信頼性が低減する。
【００１７】
本発明は、残留物の形成を防ぐ吹き付け方法を提供する。この方法は、以下の段階を有している。
１．流動現像液を、流体供給機１００からメインチューブ１０２を介してメインバルブ１１２ａへ、さらに、吸い戻しバルブ１１２ｂへ供給し、吸い戻しバルブ１１２ｂによって流動現像液を制御する。約１．０kg/cm2の圧力を用いて流動現像液を流体供給機１００からメインチューブ１０２へ供給する。一旦、流動現像液が吸い戻しバルブ１１２ｂにおいて正しいレベルに達したら、メインバルブ１１２ａをトリガして流体供給機１００からの供給を遮断する。このようにして、流動現像液の体積が常に正確な量に維持される。正確な量の流動現像液が、吸い戻しバルブ１１２ｂからメインチューブ１０２を介してノズル１０８へ供給される。そして、流動現像液をノズル１０８からウエハ上へ吹き付ける。
【００１８】
２．正確な量の流動現像液をウエハ上に吹き出したら、吸い戻しバルブ１１２ｂをトリガして遮断する。素早い閉鎖操作ならびに毛管現象のために、ボイド１０７がメインチューブ１０２の終端に形成される。この段階で、バッファバルブ１１２ｃをトリガして開放し、予め定められた量の現像液をバッファチューブ１０４及びピンホール部１０６を介してボイド１０７へ供給する。バッファチューブ１０４は、メインチューブ１０２より細径とし、ピンホール部１０６の直径は、望ましくはわずか０．６mmを有するものとする。ピンホール部１０６を設ける目的は、微少量の現像液をボイド１０７に注入できるようにし、これにより、チューブ内の流動現像液を制御可能とし、また、流動現像液がチューブからウエハ上に落下しないようにするためである。ボイド１０７は、本発明の好ましい実施形態に関して言えば、約１mlから３mlの間の体積で形成されうる。
【００１９】
３．メインチューブ１０２の所定レベルまでボイド１０７を再充填し、メインチューブ１０２上に付着した現像液を回収する。そして、バッファバルブ１１２ｃをトリガして供給を遮断する。続いて、吸い戻しバルブ１１２ｂをトリガして開放し、流動現像液をメインチューブ１０２からゆっくりと吸い戻す。このとき、現像液を、ノズル１０８から測って約３mlから６mlの間の所定のレベルまで吸い戻す。このようにして、チューブ内でのボイドの効果による問題が解決し、チューブ内に、いかなる残留物も生じない。製造工程の質と信頼性が改善される。
【００２０】
本発明は、供給系を用いた吹き付け方法を提供し、これにより、チューブ内、もしくはウエハ上の残留物を防ぐことができる。チューブ内での流体の流量及び流速を正しく制御することができ、また、吹き付ける流体の量を正確な体積に制御することができる。本発明は、さらに、バッファバルブを有したバッファチューブ系を提供し、ボイドの問題を解決するとともに、残留物が形成されることを防ぐ。
【００２１】
上述した好ましい実施形態において、現像液の液体、及びPDD工程を取り上げたが、本発明は、この実施例に限定されることはなく、液体の種類は何であってもよい。本発明はまた、PDD工程に限定されることはなく、残留物を防ぐ様々な工程に対して用いられても構わない。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、この明細書に開示された仕様と実例とから、当業者には自明であろう。ここでは、請求項から導かれる発明の観点と思想を有するものとして、単に代表的な一例として考えられる仕様及び実例を意図したものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施形態による残留物を防ぐことのできる供給系の構成図である。
【符号の説明】
１００・・・流体供給機
１０２・・・メインチューブ
１０４・・・バッファチューブ
１０６・・・ピンホール部
１０７・・・ボイド
１０８・・・メインノズル（ノズル）
１１０・・・圧縮空気供給機
１１２ａ・・・メインバルブ
１１２ｂ・・・吸い戻しバルブ
１１２ｃ・・・バッファバルブ
１１４ａ・・・主速度制御機
１１４ｂ・・・吸い戻し速度制御機
１１４ｃ・・・バッファ速度制御機
１１６・・・供給系
【図１】
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