(57)【要約】【課題】薬液に溶解した気体を除去することができる薬液供給装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】薬液を貯蔵する薬液貯蔵容器２が、気体が透過可能、かつ液体が透過不能である、可撓性を有する材質からなる内側容器２２と、内側容器２２を収納する外側容器２１とを備える。外側容器２１と内側容器２２との間に、加圧配管３を通じて加圧気体等を導入することにより、内側容器２２は外側から加圧圧縮される。当該加圧により内側容器２２から送出された薬液は、供給配管４を通じて対象物に供給される。また、薬液供給待機期間中に、内側容器２２と外側容器２１との間の空間を減圧する、真空ポンプ１０が設けられている。【選択図】図１
2008140964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液を対象物に供給する薬液供給装置において、
前記薬液を貯蔵する容器と、
前記容器内の薬液を、前記容器の外部へ送出する薬液送出手段と、
前記薬液送出手段により前記容器から送出された薬液を、前記対象物に供給する供給配管と、
気体が透過可能、かつ液体が透過不能な材質からなり、前記容器から前記対象物までの間における前記薬液の流路の少なくとも一部の壁面を構成する気体透過壁と、
前記気体透過壁の外壁側を減圧する減圧手段と、
を備えたことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項２】
薬液を対象物に供給する薬液供給装置において、
前記薬液を貯蔵するとともに、気体が透過可能、かつ液体が透過不能である、可撓性を有する材質からなる内側容器と、
前記内側容器を収納する外側容器と、
前記内側容器を外側から加圧する加圧手段と、
前記加圧手段による加圧により前記内側容器から送出された薬液を、前記対象物に供給する供給配管と、
薬液供給待機期間中に、前記内側容器と前記外側容器との間の空間を減圧する減圧手段と、
を備えたことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項３】
前記供給配管に介在された、フィルタを収容するフィルタハウジングをさらに備え、
前記フィルタハウジングが、前記気体透過壁を備えた請求項１記載の薬液供給装置。
【請求項４】
前記供給配管が、前記気体透過壁を備えた請求項１記載の薬液供給装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の薬液供給装置を用いて、パターン形成用のレジスト塗布、または露光がなされたレジストの現像を行う半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に薬液を供給する薬液供給装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置、多層配線基板、磁気ディスク等の製造工程では、半導体基板（ウェハ）や基材等の対象物の表面に、フォトレジスト液、フォトレジスト現像液（以下、単に現像液という。）、エッチング液、有機溶剤、各種材料膜の形成材料等の薬液を供給する薬液供給装置が使用されている。例えば、半導体集積回路装置のパターン形成工程では、ウェハ上にフォトレジスト液を塗布する処理や、露光後のウェハに現像液を塗布する処理に薬液供給装置が使用されている。
【０００３】
図４は、フォトレジスト液や現像液等の薬液を供給する従来の薬液供給装置１００の構成の一例を示す断面図である。図４において、薬液は、薬液貯蔵容器２に貯蔵されている。薬液貯蔵容器２は、外側容器２１と、ポリエチレン、ナイロン（登録商標）等で形成された密閉式の内側容器２２との二重構造で構成されている。薬液は、内側容器２２の内部に封入されている。
【０００４】
外側容器２１と内側容器２２との間の空間には、Ｎ2ガスや乾燥空気等からなる加圧気体が導入される加圧配管３の一端が配置されている。加圧配管３の他端には加圧気体を供給する供給する加圧気体供給装置（図示せず）接続されている。加圧配管３に介在された加圧バルブ３１を開放すると、加圧ガスが加圧配管３を通じて、外側容器２１と内側容器２２の間に導入される。これにより、内側容器２２が加圧圧縮され、内側容器２２内の薬液が、薬液貯蔵容器２の外部に送出される。
【０００５】
薬液貯蔵容器２から送出された薬液は、供給配管４に介在された中間タンク５、ポンプ６、フィルタハウジング７を通じて、ノズル８からウェハ上に供給される。ウェハ上に所定量の薬液が供給されると、加圧バルブ３１が閉鎖される。加圧バルブ３１が閉鎖されると、ポンプ６が薬液供給時と逆方向に薬液を所定量だけ送出し、ノズル８の薬液を供給配管４側に吸引する。これにより、ノズル８からウェハ上への余分な薬液供給が防止されている。
【０００６】
以上のように、加圧バルブ３１の開閉を繰り返すことにより、所定量の薬液が、複数のウェハ上に順次供給される。このような供給動作は、内側容器２２内部の薬液がなくなるまで行われる。
【０００７】
なお、上述のような、内側容器は、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平２−２００２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような従来の薬液供給装置１００により、フォトレジスト液や現像液をウェハ上に塗布した場合、現像後のレジストパターンにパターン欠陥が発生することが多い。これらのパターン欠陥は、略球形であることが多く、ウェハ上に供給されたフォトレジスト液や現像液に含まれる微小な気泡が原因で発生していることが推測される。
【０００９】
本願発明者らが、フォトレジスト液や現像液等の薬液中に含まれる微小な気泡の発生原因を調査した結果、以下のような知見を得た。すなわち、例えば図４では、加圧配管３を通じて内側容器２２を加圧した際に、内側容器２２の壁面を透過してＮ2や空気等の加圧気体が薬液内に溶解する。そして、薬液中に溶解した気体は、フィルタ７、ポンプ６、供給配管４に介在されたサックバックバルブやストップバルブ等において、薬液の供給過程途中の薬液圧力が低下した期間等に、圧力損失により薬液から分離し、０．０１μｍ〜１００μｍ程度のマイクロバブルとなる。このようにして薬液中に発生した気泡を含む薬液がウェハ上に供給され、パターン欠陥を発生させるのである。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、薬液に溶解した気体を除去することができる薬液供給装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る薬液供給装置は、薬液を貯蔵する容器と、容器内の薬液を、当該容器の外部へ送出する薬液送出手段とを備える。薬液送出手段により容器から送出された薬液は、供給配管を通じて対象物に供給される。容器から対象物までの間における薬液の流路の少なくとも一部の壁面が、気体が透過可能、かつ液体が透過不能な材質からなる気体透過壁により構成されている。また、気体透過壁の外壁側を減圧する、真空ポンプ等の減圧手段が設けられている。
【００１２】
例えば、気体透過壁は、供給配管に介在された、上記薬液中の異物等を除去するフィルタを収容するフィルタハウジングを構成する壁面の一部として、設けることができる。また、気体透過壁は、供給配管を二重配管により構成し、その内側配管の一部または全部として設けることもできる。
【００１３】
また、本発明に係る他の薬液供給装置は、薬液を貯蔵するとともに、気体が透過可能、かつ液体が透過不能である、可撓性を有する材質からなる内側容器と、当該内側容器を収納する外側容器とを備える。外側容器と内側容器との間に加圧気体等を供給する加圧手段により、内側容器は、外側から加圧圧縮される。加圧手段による加圧により内側容器から送出された薬液は、供給配管により対象物に供給される。また、薬液供給待機期間中に、内側容器と外側容器との間の空間を減圧する、真空ポンプ等の減圧手段が設けられている。
【００１４】
以上の構成によれば、減圧手段により、気体が透過可能、かつ液体が透過不能な気体透過壁、あるいは内側容器の外側を減圧することができる。これにより、薬液に溶解した気体を薬液から分離して除去することが可能となる。このため、薬液供給装置から供給される薬液に含まれる気泡を従来に比べて著しく低減することができる。この結果、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができ、半導体装置等の製造歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
また、他の観点では、本発明は、上述の構成を有する薬液供給装置を用いて、パターン形成用のレジスト塗布、および露光がなされたレジストの現像を行う半導体装置の製造方法を提供することができる。これにより、薬液供給装置から供給されるレジスト液や現像液に含まれる気泡を、従来に比べて著しく低減することができる。この結果、薬液中の気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薬液に溶解した気体を薬液から分離し、除去することができる。このため、薬液供給装置から供給される薬液中に含まれる気泡を低減することができる。これにより、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができる。この結果、半導体装置等の製造歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。以下の各実施形態では、半導体基板（ウェハ）の表面に、フォトレジスト液や現像液を塗布する薬液供給装置に適用した事例により本発明を具体化している。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図である。
【００１９】
本実施形態における薬液供給装置１は、図４に示した従来の薬液供給装置１００と同様に、薬液貯蔵容器２に収容された、フォトレジスト液や現像液等の薬液を、供給配管４を通じてウェハ（図示せず）に供給する。薬液貯蔵容器２は、外側容器２１と内側容器２２とを備える。外側容器２１と内側容器２２との間の空間には、加圧配管３の一端が配置されている。加圧配管３の他端には、Ｎ2ガスや乾燥空気等の加圧気体を供給する加圧気体供給装置（図示せず）が接続されている。加圧配管３に介在された加圧バルブ３１を開放することにより、加圧気体が外側容器２１と内側容器２２との間に導入される。なお、本実施形態では、例えば、所定の膜厚を有するフッ素系樹脂（例えばテフロン（登録商標）等）のような、気体が透過可能、かつ液体が透過不能である、可撓性を有する材質により、内側容器２２が構成されている。
【００２０】
一方、供給配管４の先端には、ウェハ上に薬液を吐出するノズル８が配置されている。また、供給配管４には、中間タンク５、ポンプ６、フィルタハウジング７、ストップバルブ４１が上流側から順に介在されている。ここで、中間タンク５は、薬液交換（内側容器２２の交換）の際、供給配管４内に発生するエアを除去する機能を有している。また、フィルタハウジング７には、薬液中の異物や比較的大きな径を有する気泡等を除去するフィルタ７１が収容されている。さらに、ストップバルブ４１は、供給配管４内の薬液の流路を開閉する。また、ストップバルブ４１は、サックバックバルブの機能も有しているものとする。
【００２１】
さらに、本実施形態の薬液供給装置１では、薬液貯蔵容器２を構成する、外側容器２１と内側容器２２との間の空間に、減圧配管９の一端が配置されている。減圧配管９の他端には真空ポンプ１０に接続されている。
【００２２】
上記薬液供給装置１により、ウェハ上に薬液の供給を行う場合、まず、外側容器２１の内部に、内部が薬液で満たされた内側容器２２が設置される。そして、加圧配管３の加圧バルブ３１が閉鎖された状態で、減圧配管９に介在された減圧バルブ９１が開放され、外側容器２１と内側容器２２との間の空間が真空ポンプ１０により排気される。上述のように、内側容器２２は、気体が透過可能であり、かつ液体が透過不能な材質により構成されている。このため、薬液内に溶解していた気体は、外側容器２１と内側容器２２との間の空間の減圧により、薬液から分離されるとともに内側容器２２の壁面を透過して内側容器２２の外部に排出される。これにより、薬液内に溶解していた気体は薬液内から除去される。
【００２３】
なお、外側容器２１と内側容器２２との間の空間の減圧状態は、当該減圧状態を実現すべき期間全体にわたって、常に減圧配管９を通じて真空ポンプ１０により排気することで実現できる。あるいは、減圧配管９を通じた真空ポンプ１０の排気により、外側容器２１と内側容器２２との間の内部圧力が所定圧力に到達した後、当該圧力を一定時間の間維持する。そして、その後に、減圧バルブ９１を閉鎖することより、減圧状態を実現してもよい。減圧状態における外側容器２１と内側容器２２との間の空間の内部圧力は、得るべき脱気効果に依存するため一概にはいえないが、例えば１０〜１００ｋＰａであることが望ましい。
【００２４】
以上のようにして、内側容器２２内の薬液に溶解した気体の除去が完了すると、加圧バルブ３１が開放され、加圧気体が外側容器２１と内側容器２２との間に導入される。なお、加圧気体を導入する際に、減圧バルブ９１が開放状態にある場合には、減圧バルブ９１が閉鎖された後に加圧気体が導入される。当該加圧気体の導入により、可撓性を有する材質からなる内側容器２２は、内側方向に一定量変形する。これにより、内側容器２２内の薬液は、薬液貯蔵容器２から外部に送出され、供給配管４に介在された中間タンク５、ポンプ６、フィルタハイジング７を通過してノズル８からウェハ上に吐出される。なお、加圧時の外側容器２１と内側容器２２との間の空間の内部圧力は、例えば、１００〜１６０ｋＰａであることが好ましい。このように、なお、外側容器２１は、加圧配管３を通じた加圧、および減圧配管９を通じた減圧の際に、変形することのない硬度を有することが好ましい。
【００２５】
ウェハは、ノズル８の下方に配置された、水平面内で回転可能なスピンチャック上に吸着固定されている。薬液が供給された後、あるいは、薬液が供給されるときに、ウェハは高速回転しており、供給された薬液がウェハの全面に引き伸ばされる。これにより、ウェハ上に薬液の皮膜が形成される。ウェハ上への所定量の薬液供給が完了した後には、加圧バルブ３１が閉鎖される。また、上述の従来の薬液供給装置１００と同様に、ポンプ６が駆動され、薬液供給時とは逆の方向へ薬液が送り出され、バルブ８先端の薬液が供給配管４側に吸引される。これにより、過剰な薬液がウェハ上に供給されて上記薬液の皮膜にムラが発生することが防止される。
【００２６】
以降、加圧バルブ３１の開閉を繰り返すことにより、所定量の薬液が、複数枚のウェハ上に順次供給される。このような薬液供給は、内側容器２２の内部の薬液がなくなるまで行うことができる。
【００２７】
なお、薬液の供給を開始する際に、供給配管４内が薬液で満たされていないときには、まず、供給配管４内を満たす処理が行われる。当該処理では、例えば、バルブ７３，４１が閉鎖され、バルブ５２が開放された状態でバルブ３１を開放して内側容器２２を加圧することで、中間タンク５、配管５１まで薬液が満たされる。その後、バルブ５２、４１が閉鎖され、バルブ７３が開放された状態でバルブ３１を開放して内側容器２２を加圧することで、ポンプ６、フィルタハウジング７まで薬液が満たされる。最後にバルブ７３、５２が閉鎖され、バルブ４１が開放された状態でバルブ３１を開放して内側容器２２を加圧する。これにより、ノズル８より薬液が吐出されるとともに、供給配管４が薬液で満たされる。以上により、薬液の充填が完了する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、薬液供給待機時に、薬液中に溶解している気体を分離して除去することができる。このため、薬液供給装置１から供給される、フォトレジスト液や現像液等の薬液中に含まれる気泡を、従来に比べて著しく低減することができる。この結果、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができる。したがって、当該薬液供給装置を用いて、ウェハ上にフォトレジスト液や現像液を供給して半導体装置の製造を行うことにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
なお、外側容器２１と内側容器２２との間の空間の減圧は、薬液供給待機時に行うことができる。したがって、例えば、上記スピンチャック上のウェハ交換の都度、あるいは、所定枚数のウェハへの薬液供給動作が完了する都度、減圧を行う構成を採用することもできる。また、ウェハ上に薬液を吐出させる際に、外側容器２１と内側容器２２との間の空間を加圧する時間は、通常、０．５〜１０秒程度である。このため、外側容器２１と内側容器２２との間の空間を減圧する時間は、外側容器２１と内側容器２２との間の空間を加圧する時間と比較すると大幅に長い。したがって、加圧の際に内側容器２２内の薬液に溶解する気体の量よりも、減圧の際に、内側容器２２内の薬液から脱気される気体の量の方が多くなる。このため、薬液吐出の際の加圧により上述の効果が損われることはない。
【００３０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、薬液が封入された内側容器２２を、気体が透過可能、かつ液体が透過不能な材質で構成するとともに、外側容器２１と内側容器２２との間の空間を減圧することにより、薬液中に溶解している気体を分離除去した。しかしながら、薬液中に溶解した気体の分離除去は、ウェハ上に薬液が供給されるまでの間に行えばよい。そこで、第２の実施形態では、フィルタハウジング７において、薬液中に溶解した気体の分離除去を行う構成を説明する。
【００３１】
図２は本発明の第２の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図である。本実施形態の薬液供給装置１１は、フィルタハウジング７の壁面の一部が気体が透過可能、かつ液体が透過不能な気体透過壁７４により構成されている。気体透過壁７４は、例えば、所定の厚さを有するテフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂により形成することができる。また、気体透過壁７４の外壁側には排気配管９の一端が接続されている。排気配管９の他端には真空ポンプ１０が接続されており、当該真空ポンプ１０を駆動することにより、気体透過壁７４の外壁側を減圧できる構成になっている。
【００３２】
また、薬液供給装置１１の薬液貯蔵容器２は、図４に示した従来の薬液供給装置１００の薬液貯蔵容器２と同一の構造になっている。薬液供給装置１１の他の構造は、第１の実施形態の薬液供給装置１と同一である。このため、第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、以下での詳細な説明は省略する。
【００３３】
上記薬液供給装置１１により、ウェハ上に薬液の供給を行う場合、まず、外側容器２１の内部に、内部が薬液で満たされた内側容器２２が設置される。次いで、第１の実施形態にて説明した手法により、供給配管４、中間タンク５、ポンプ６、およびフィルタハウジング７の内部が薬液で満たされる。
【００３４】
この後、加圧配管３の加圧バルブ３１が開放され、外側容器２１と内側容器２２との間に加圧気体が導入される。当該加圧気体の導入により、内側容器２２は、内側方向に一定量変形する。これにより、内側容器２２内の薬液は、薬液貯蔵容器２から外部に送出され、供給配管４に介在された中間タンク５、ポンプ６、フィルタハイジング７を通過してノズル８からウェハ上に吐出される。なお、加圧時の外側容器２１と内側容器２２との間の空間の内部圧力は、従来から使用されている、例えば、１００〜１６０ｋＰａ程度の圧力にすればよい。
【００３５】
さて、本実施形態の薬液供給装置１１では、第１の実施形態とは異なり、薬液中に溶解した気体の除去を、薬液供給時と薬液供給待機時とに関わらず行うことができる。薬液中に溶解した気体の除去は、以下の手順で行うことができる。
【００３６】
まず、減圧配管９に介在された減圧バルブ９１が開放され、気体透過壁７４の外壁側が真空ポンプ１０により減圧される。上述のように、気体透過壁７４は、気体が透過可能であり、かつ液体が透過不能な材質により構成されている。このため、薬液内に溶解していた気体は、気体透過壁７４の外壁側の減圧により、薬液から分離されるとともに、気体透過壁７４を透過してフィルタハウジング７の外部に排出される。これにより、薬液内に溶解していた気体は薬液内から除去される。なお、当該気体は、薬液供給容器２から薬液が送出される際に、内側容器２２を通じて外部から溶液内に溶解した加圧気体や、薬液中に初めから溶解していた気体である。
【００３７】
なお、気体透過壁７４の外壁側の減圧は、真空ポンプ１０により減圧配管９を通じて常時、排気することで行うことができる。また、減圧配管９を通じた真空ポンプ１０の排気により気体透過壁７４の外壁側が所定圧力に到達した後、当該圧力を一定時間の間維持する。そして、その後に、減圧バルブ９１を閉鎖することより、気体透過壁７４の外壁側の減圧状態を実現することも可能である。減圧状態における気体透過壁７４の外壁側の圧力は、得るべき脱気効果に依存するため一概にはいえないが、例えば１０〜１００ｋＰａであることが望ましい。
【００３８】
また、薬液が供給されるウェハは、第１の実施形態と同様に、ノズル８の下方に配置された、水平面内で回転可能なスピンチャック上に吸着固定されている。薬液が供給された後、あるいは、薬液が供給されるときに、ウェハは高速回転しており、供給された薬液が、ウェハの全面に引き伸ばされる。これにより、ウェハ上に、薬液の皮膜が形成される。ウェハ上への所定量の薬液供給が完了した後には、加圧バルブ３１が閉鎖される。また、上述の従来の薬液供給装置１００と同様に、ポンプ６が駆動され、薬液供給時とは逆の方向へ薬液が送り出される。これにより、バルブ８先端の薬液は供給配管４の内部に引き上げられ、過剰な薬液がウェハ上に供給され、上記薬液皮膜にムラが発生することを防止される。
【００３９】
以降、加圧バルブ３１の開閉を繰り返すことにより、所定量の薬液が、複数枚のウェハ上に順次供給される。このような薬液供給は、内側容器２２の内部の薬液がなくなるまで行うことができる。
【００４０】
以上のように本実施形態によれば、薬液中に溶解している気体を分離して除去することができる。このため、薬液供給装置１１から供給される、フォトレジスト液や現像液等の薬液中に含まれる気泡を、従来に比べて著しく低減することができる。この結果、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができる。したがって、当該薬液供給装置を用いて、ウェハ上にフォトレジスト液や現像液を供給して半導体装置の製造を行うことにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４１】
なお、上記では、薬液貯蔵容器２からの薬液の送出を、外側容器２１と内側容器２２との間に加圧気体を導入することにより行ったが、薬液貯蔵容器２から薬液の送出をポンプ６により行う構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（実施の形態３）
第２の実施形態では、気体透過壁をフィルタハウジングに適用した事例について説明した。しかしながら、気体透過壁が、薬液貯蔵容器から薬液供給対象物（ここでは、ウェハ）までの間における薬液の流路の少なくとも一部を構成していれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４３】
図３は、本発明の第３の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図である。第３の実施形態による薬液供給装置１２は、薬液貯蔵容器２からノズル８までの間の供給配管４の一部が、内側配管４２と外側配管４３との二重配管になっている。ここでは、薬液貯蔵容器２と中間タンク５との間、中間タンク５とポンプ６との間、ポンプ６とフィルタハウジング７との間、およびフィルタハウジング７とストップバルブ４１との間の供給配管４が二重配管により構成されている。
【００４４】
内側配管４２は、その一部あるいは全部が、気体が透過可能、かつ液体が透過不能な気体透過壁により構成されている。気体透過壁は、例えば、所定の厚さを有するテフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂により形成することができる。また、外側配管４３と内側配管４２との間の各空間には、減圧配管９の一端が接続されている。排気配管９の他端には真空ポンプ１０が接続されており、当該真空ポンプ１０を駆動することにより、気体透過壁からなる内側配管４２の外壁側を減圧できる構成になっている。なお、ストップバルブ４１とノズル８との間も二重配管とし、内側配管４２の外壁側を減圧する構成を採用してもよい。
【００４５】
また、薬液供給装置１２の薬液貯蔵容器２は、図４に示した従来の薬液供給装置１００の薬液貯蔵容器２と同一の構造になっている。薬液供給装置１２の他の構造は、第１の実施形態の薬液供給装置１と同一である。このため、第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、以下での詳細な説明は省略する。
【００４６】
上記薬液供給装置１２により、ウェハ上に薬液の供給を行う場合、まず、外側容器２１の内部に、内部が薬液で満たされた内側容器２２設置される。次いで、第１の実施形態にて説明した手法により、供給配管４、中間タンク５、ポンプ６、およびフィルタハウジング７の内部が薬液で満たされる。
【００４７】
この後、加圧配管３の加圧バルブ３１が開放され、外側容器２１と内側容器２２との間に加圧気体が導入される。当該加圧気体の導入により、内側容器２２は、内側方向に一定量変形する。これにより、内側容器２２内の薬液は、薬液貯蔵容器２から外部に送出され、供給配管４に介在された中間タンク５、ポンプ６、フィルタハイジング７を通過してノズル８からウェハ上に吐出される。なお、加圧時の外側容器２１と内側容器２２との間の空間の内部圧力は、従来から使用されている、例えば、１００〜１６０ｋＰａ程度の圧力にすればよい。
【００４８】
さて、本実施形態の薬液供給装置１２では、第２の実施形態と同様に、薬液中に溶解した気体の除去を、薬液供給時と薬液供給待機時とに関わらず行うことができる。薬液中に溶解した気体の除去は、以下の手順で行うことができる。
【００４９】
まず、減圧配管９に介在された減圧バルブ９１が開放され、外側配管４３と内側配管４２との間（内側配管４２の外壁側）が真空ポンプ１０により減圧される。上述のように、気体透過壁は、気体が透過可能であり、かつ液体が透過不能な材質により構成されている。このため、薬液内に溶解していた気体は、内側配管４２を構成する気体透過壁の外壁側の減圧により、薬液から分離されるとともに、気体透過壁を透過して内側配管４２の外部に排出される。これにより、薬液内に溶解していた気体は薬液内から除去される。特に、本実施形態では、薬液供給装置１２のほぼすべての供給配管４においてその周囲を減圧し、薬液に溶解している気体を除去する構成を採用している。このため、第１および第２の実施形態にて説明した薬液供給装置１、１１よりも気体の除去効率が高めることができる。なお、当該気体は、薬液供給容器２から薬液が送出される際に、内側容器２２を通じて外部から溶液内に溶解した加圧気体や、薬液中に初めから溶解していた気体である。
【００５０】
また、内側配管４２の外壁側の減圧は、減圧配管９を通じて真空ポンプ１０により常時、排気することで行うことができる。また、減圧配管９を通じた真空ポンプ１０の排気により内側配管４２の外壁側が所定圧力に到達した後、当該圧力を一定時間の間維持する。そして、その後に、減圧バルブ９１を閉鎖することより内側配管４２の外壁側の減圧状態を実現することも可能である。減圧状態における内側配管４２の外壁側の圧力は、得るべき脱気効果に依存するため一概にはいえないが、例えば１０〜１００ｋＰａであることが望ましい。また、外側配管４３は、減圧配管９を通じた減圧の際に、変形することのない硬度を有することが好ましい。
【００５１】
また、薬液が供給されるウェハは、第１の実施形態と同様に、ノズル８の下方に配置された、水平面内で回転可能なスピンチャック上に吸着固定されている。薬液が供給された後、あるいは、薬液が供給されるときに、ウェハは高速回転しており、供給された薬液が、ウェハの全面に引き伸ばされる。これにより、ウェハ上に、薬液の皮膜が形成される。ウェハ上への所定量の薬液供給が完了した後には、加圧バルブ３１が閉鎖される。また、上述の従来の薬液供給装置１００と同様に、ポンプ６が駆動され、薬液供給時とは逆の方向へ薬液が送り出される。これにより、バルブ８先端の薬液は供給配管４の内部に引き上げられ、過剰な薬液がウェハ上に供給され、上記薬液皮膜にムラが発生することを防止される。
【００５２】
以降、加圧バルブ３１の開閉を繰り返すことにより、所定量の薬液が、複数枚のウェハ上に順次供給される。このような薬液供給は、内側容器２２の内部の薬液がなくなるまで行うことができる。
【００５３】
以上のように本実施形態によれば、薬液中に溶解している気体を分離して除去することができる。このため、薬液供給装置１２から供給される、フォトレジスト液や現像液等の薬液中に含まれる気泡を、従来に比べて著しく低減することができる。この結果、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができる。したがって、当該薬液供給装置を用いて、ウェハ上にフォトレジスト液や現像液を供給して半導体装置の製造を行うことにより、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
なお、上記では、薬液貯蔵容器２からの薬液の送出を、外側容器２１と内側容器２２との間に加圧気体を導入することにより行ったが、薬液貯蔵容器２から薬液の送出をポンプ６により行う構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば、薬液に溶解した気体を薬液から分離し、除去することができる。このため、薬液供給装置から供給される薬液中に含まれる気泡を低減することができる。これにより、薬液中に含まれる気泡に起因するパターン欠陥の発生を抑制することができる。この結果、半導体装置等の製造歩留まりを向上することができる。
【００５６】
なお、本発明は、以上で説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、上述の各実施形態は、それぞれ単独で用いる必要はなく、各構成を任意に組み合わせて使用することも可能である。また、本発明は、フォトレジスト液や現像液をウェハに吐出する薬液供給装置に限らず、薬液を対象物に供給する、いかなる薬液供給装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、対象物に供給する薬液中に溶解している気体を除去することができるという効果を有し、フォトレジスト液や現像液等の薬液をウェハ等に供給する薬液供給装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図
【図２】本発明の第２の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図
【図３】本発明の第３の実施形態における薬液供給装置を示す概略構成図
【図４】従来の薬液供給装置を示す概略構成図
【符号の説明】
【００５９】
１、１１、１２、１００  薬液供給装置
２  薬液貯蔵容器
３  加圧配管
４  供給配管
５  中間タンク
６  ポンプ
７  フィルタハウジング
８  ノズル
９  減圧ライン
１０  真空ポンプ
２１  外側容器
２２  内側容器
４２  内側配管
４３  外側配管
７４  気体透過壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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