(57)【要約】【課題】      直径の大きなウェハーにおいても、均一な現像が行なえるフォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像装置の提供。【解決手段】    現像液が内部を流通するノズル本体と、前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを備え、前記現像液攪拌手段は、前記ノズル本体の壁面の少なくとも１部を形成する電歪素子と、前記電歪素子に交流を印加する交流印加手段とを有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズル、前記フォトレジスト現像ノズルを有するフォトレジスト現像装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像液が内部を流通するノズル本体と、
前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、
前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、
前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを
備え、前記現像液攪拌手段は、
前記ノズル本体の壁面の少なくとも１部を形成する電歪素子と、
前記電歪素子に交流を印加する交流印加手段とを
有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズル。
【請求項２】
前記ノズル本体は、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であり、側面、上面、および底面の少なくとも１つが電歪素子で形成されてなる請求項１に記載のフォトレジスト現像ノズル。
【請求項３】
現像液が内部を流通するノズル本体と、
前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、
前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、
前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを
備え、前記現像液攪拌手段は、
前記ノズル本体の内部において現像液の流れを形成する現像液流形成ポンプを
有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズル。
【請求項４】
前記ノズル本体は、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であり、前記現像液流形成ポンプは、前記ノズル本体の長手方向に沿った現像液流が形成されるように配設されてなる請求項３に記載のフォトレジスト現像ノズル。
【請求項５】
前記現像液攪拌手段は、更に、前記ノズル本体の内部に設けられ、前記現像液流形成ポンプによって前記ノズル本体内部に形成された現像液流に旋回力を付与して旋回流を形成する旋回流形成部材を有してなる請求項３または４に記載のフォトレジスト現像ノズル。
【請求項６】
前記旋回流形成部材は、前記ノズル本体の内壁面に植設された旋回流形成羽根である請求項５に記載のフォトレジスト現像ノズル。
【請求項７】
現像液が内部を流通するノズル本体と、
前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、
前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、
前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを
備え、前記現像液攪拌手段は、攪拌プロペラを有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズル。
【請求項８】
前記ノズル本体は、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であり、前記攪拌プロペラは、前記ノズル本体の長手方向に沿った回転軸の回りに回転する請求項７に記載のフォトレジスト現像ノズル。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載のフォトレジスト現像ノズルと、
ウェハーを所定の位置に保持するウェハー保持手段と、
前記ウェハー保持手段によって保持されたウェハーに対して平行に前記フォトレジスト現像ノズルを移動させるノズル移動駆動部とを
備えてなることを特徴とするフォトレジスト現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れかに記載のフォトレジスト現像ノズルと、
現像時において、現像しようとするウェハーを保持しつつ前記ウェハーの軸線の回りに回転させるターンテーブルと、
前記ターンテーブル状で回転するウェハーの上方における所定の位置に前記フォトレジスト現像ノズルを保持するフォトレジスト現像ノズル保持手段とを
備えてなることを特徴とするフォトレジスト現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像装置に関し、具体的には、集積回路の製造におけるリソグラフィ工程で使用されるフォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像装置に関する。
【０００２】
本発明は、特に大口径ウェハーを用いた集積回路の製造において好適に使用されるフォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＩＣ、ＬＳＩ、およびＵＬＳＩなどの集積回路は、一般にフォトリソグラフィにより製造される。
【０００４】
前記フォトリソグラフィにおける現像工程で従来使用されてきたフォトレジスト現像装置の一例を図１４に示す。
【０００５】
図１４に示すように、従来のフォトレジスト現像装置は、一般に、下方に現像液を吐出し、現像しようとするウェハーＷの表面に液盛りするフォトレジスト現像ノズルＡと、フォトレジスト現像ノズルＡの下方に、フォトレジスト現像ノズルＡに向かい合うように配設され、ウェハーＷを載置して回転させるターンテーブルＢと、ウェハーＷ上に液盛りされた現像液が周囲に飛散するのを防止する現像カップ部Ｃとを備える（特許文献１）。
【０００６】
フォトレジスト現像ノズルＡは、水平に配設され、内部が空洞状に形成された円柱状または角柱状のノズル本体Ａ２と、ノズル本体Ａ２の側面におけるターンテーブルＢに面する部分に、長手方向に沿って多数形成され、現像液を下方に吐出する現像液吐出部Ａ４と、ノズル本体Ａ２の略中央部に設けられ、ノズル本体Ａ２内部に現像液を供給する現像液供給管Ａ６と、ノズル本体Ａ２を、図１４において矢印ｂおよびｃで示すように水平方向および上下方向に移動させるとともに、現像時においてターンテーブルＢに載置されたウェハーＷの直上における所定の位置に保持するノズル移動駆動部Ａ８とを備える。ノズル本体Ａ２は、ウェハーＷの直径とほぼ同一の長さを有している。
【０００７】
前記フォトレジスト現像装置は、さらに、現像後のウェハーＷに洗浄水を吐出してウェハーＷを濯ぐリンスノズルＤが設けられている。リンスノズルＤは、現像中においては、フォトレジスト現像ノズルＡなどの動きの邪魔にならないように、フォトレジスト現像ノズルＡおよびウェハーＷなどから退避した位置に保持され、ウェハーＷを濯ぐときに、ウェハーＷ上に移動する。
【特許文献１】特開平８−３３０２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記フォトレジスト現像装置においては、フォトレジスト現像ノズルＡにおける現像液吐出量を、現像液供給管Ａ６における現像液の供給圧によって制御しているので、ノズル本体Ａ２の全長に亘って現像液の吐出量および吐出圧を高精度に制御することは困難であった。
【０００９】
また、現像液供給管Ａ６から供給される現像液の温度は、通常、前記ウェハーが現像されるクリーンルーム内の温度よりも低いので、現像液は、ノズル本体Ａ２の中央部から端部に向かうに従って温度が上昇する。したがって、ノズル本体Ａ２の端部における現像液吐出部Ａ４から吐出される現像液の温度は、ノズル本体Ａ２の中央部における現像液吐出部Ａ４から吐出される現像液の温度よりも高くなる傾向があった。
【００１０】
現像液の温度が高くなると、フォトレジストはより溶け易くなるから、レジストパターン寸法が小さくなる。例えば、フォトレジストとして和光純薬工業（株）製のＷＫＲ−ＰＴ−２（商品名）を用い、現像液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド３．８％水溶液を用いた場合において、現像液の液温が２２℃のときにレジストパターンの幅が０．３μｍになる露光条件で露光し、現像液の液温を２４℃に代えて現像を行うと、レジストパターンの幅が０．２７〜０．２８μｍ程度に細くなった。
【００１１】
近年、集積回路の高集積化に伴い、０．１５μｍのデザインルールで集積回路が作製されるようになってきたので、ウェハーの中心部と周縁部との間において、レジストパターンの幅などのむらが少ないことが益々強く求められている。
【００１２】
それにもかかわらず、ウェハーの直径が８インチから１２インチに拡大したのに伴い、ノズル本体Ａ２も長さの長いものを使用する必要があり、ノズル本体の中央部と端部との間の現像液の温度差が大きくなってきた。
【００１３】
したがって、前述のウェハー直径の拡大に伴い、ウェハーの中央部ではレジストパターンが太くなり、ウェハーの周縁部ではレジストパターンの幅が細くなるなど、ウェハーの中心部と周縁部とで現像後のレジストパターンの幅にむらが生じるという問題が著しくなってきた。
【００１４】
現像液をはじき易いフォトレジストが塗布されたウェハー上には、現像液がフォトレジストではじかれて液盛りされない箇所が生じ易いので、現像液がフォトレジストではじかれやすい箇所においては、現像液を多く吐出する必要がある。そして、従来のフォトレジスト現像装置においては、前述のように現像液の吐出量を現像液吐出部毎に独立して制御できないので、液盛りされない箇所が生じないようにするには、現像液供給管からの現像液の供給量を増大させる必要があった。
【００１５】
しかし、現像液供給管からの現像液の供給量を増大させると、現像液がフォトレジストではじかれない箇所にも多量の現像液が吐出されるので、現像液の無駄が多くなるという問題があった。
【００１６】
本発明は、直径の大きなウェハーにおいても、均一な現像が行なえ、現像液の無駄が少ないフォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像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】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、現像液が内部を流通するノズル本体と、前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを備え、前記現像液攪拌手段は、前記ノズル本体の壁面の少なくとも１部を形成する電歪素子と、前記電歪素子に交流を印加する交流印加手段とを有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００１８】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、ノズル本体の壁面の少なくとも一部が電歪素子によって形成されているから、前記電歪素子に交流電流を印加して振動させると、この振動が、ノズル本体内部の現像液に直接に伝達され、前記現像液が攪拌される。
【００１９】
したがって、直径の大きなウェハーを現像する場合のように、ノズル本体の長さが長いフォトレジスト現像ノズルを使用する場合においても、ノズル本体内部における現像液の液温および組成のバラツキが無くなるから、前記現像液吐出部から吐出される現像液の液温や組成のバラツキに起因する現像ムラを効果的に防止できる。
【００２０】
また、フォトレジスト現像ノズル自体の構成が単純になるから、故障が少なくなる。
【００２１】
更に、ノズル本体内壁に攪拌球のような硬質の球体が当ることがないから、静粛な運転が可能である。
【００２２】
請求項２は、前記請求項１に記載のフォトレジスト現像ノズルにおいて前記ノズル本体が、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であるとともに、側面、上面、および底面の少なくとも１つが電歪素子で形成されてなるフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００２３】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、ノズル本体が中空な柱状体である場合においても、電歪素子の振動によって前記ノズル本体の全長に亘って現像液が攪拌されるから、長いノズル本体を有するフォトレジスト現像ノズルを使用して大直径のウェハーを現像する場合において特に効果的に現像ムラの発生を防止できる。
【００２４】
請求項３は、現像液が内部を流通するノズル本体と、前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを備え、前記現像液攪拌手段は、前記ノズル本体の内部において現像液の流れを形成する現像液流形成ポンプを有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００２５】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、前記現像液流形成ポンプを作動させると、ノズル本体内部の現像液は前記現像液流形成ポンプの吸入口に吸引され、吐出口からノズル本体内部に戻される。したがって、前記ノズル本体内には、前記吐出口から吸入口に向かう方向の現像液の流れが形成されるから、現像液の温度および組成が均一化する。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフォトレジスト現像ノズルにおいて、前記ノズル本体が、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であり、前記現像液流形成ポンプは、前記ノズル本体の長手方向に沿った現像液流が形成されるように配設されてなるフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００２７】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、中空な柱状体のノズル本体の一端部に現像液流形成ポンプの吸入口を、前記ノズル本体の他端部に前記現像液流形成ポンプの吐出口を接続することにより、前記ノズル本体の全長に亘って現像液流が形成され、現像液の温度ムラや組成ムラが解消される。
【００２８】
したがって、ノズル本体が長い場合においても、ノズル本体内部の現像液の温度ムラや組成ムラが効果的に解消されるから、大直径のウェハーの現像に特に好適である。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のフォトレジスト現像ノズルにおいて前記現像液攪拌手段が更に、前記ノズル本体の内部に設けられ、前記現像液流形成ポンプによって前記ノズル本体内部に形成された現像液流に旋回力を付与して旋回流を形成する旋回流形成部材を有してなるフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００３０】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、前記現像液流形成ポンプによってノズル本体内に現像液流が形成されると同時に、前記旋回流形成部材によって前記現像液流に旋回力が付与され、ノズル本体の長手方向に沿った中心線の回りに回転する旋回流が形成される。したがって、現像液は、ノズル本体内において更に強く攪拌されるから、現像液の温度ムラや組成ムラによる現像ムラの発生を更に効果的に防止できる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のフォトレジスト現像ノズルにおいて、前記旋回流形成部材が前記ノズル本体の内壁面に植設された旋回流形成羽根であるフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００３２】
前記現像液は、ノズル本体内において旋回流形成羽根の間を通過することにより、現像液流の方向に対して直角な方向の旋回力を受ける。したがって、前記ノズル本体内において、前記現像液は、ノズル本体の中心線の回りに回転しつつ流通するから、より強く攪拌される。したがって、現像液の温度や組成はより効果的に均一化されるから、現像ムラの発生を特に効果的に防止できる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、現像液が内部を流通するノズル本体と、前記ノズル本体に現像液を供給する現像液供給管路と、前記ノズル本体に設けられ、前記現像液供給管路から供給された現像液をウェハーに向かって吐出する現像液吐出部と、前記ノズル本体の内部において現像液を攪拌する現像液攪拌手段とを備え、前記現像液攪拌手段は、攪拌プロペラを有してなることを特徴とするフォトレジスト現像ノズルに関する。
【００３４】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、攪拌プロペラによって現像液が攪拌されることにより、現像液の組成や液温が均一化される。
【００３５】
しかも、攪拌プロペラの回転速度を変化させることにより、供給される現像液の組成や液温、およびノズル本体の寸法に応じて旋回流の強さを調節できるから、現像液の組成や液温、およびノズル本体の寸法の如何によらず、現像ムラの発生を効果的に防止できる。
【００３６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のフォトレジスト現像ノズルにおいて、前記ノズル本体が、現像時においてウェハーに対して並行に配置される中空な柱状体であり、前記攪拌プロペラが、前記ノズル本体の長手方向に沿った回転軸の回りに回転するフォトレジスト現像ノズルである。
【００３７】
前記フォトレジスト現像ノズルにおいては、現像液は、前記攪拌プロペラから旋回力だけでなく、ノズル本体の内部を長手方向に沿って進行しようとする力を受ける。したがって、ノズル内部には旋回流だけでなく、前記ノズル本体の長手方向に沿った現像液流が形成されるから、現像液は特に効果的に均一化される。
【００３８】
したがって、現像液の組成や液温の不均一による現像ムラの発生を特に効果的に防止できる。
【００３９】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れかに記載のフォトレジスト現像ノズルと、ウェハーを所定の位置に保持するウェハー保持手段と、前記ウェハー保持手段によって保持されたウェハーに対して平行に前記フォトレジスト現像ノズルを移動させるノズル移動駆動部とを備えてなることを特徴とするフォトレジスト現像装置に関する。
【００４０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜８の何れかに記載のフォトレジスト現像ノズルと、現像時において、現像しようとするウェハーを保持しつつ前記ウェハーの軸線の回りに回転させるターンテーブルと、前記ターンテーブル状で回転するウェハーの上方における所定の位置に前記フォトレジスト現像ノズルを保持するフォトレジスト現像ノズル保持手段とを備えてなることを特徴とするフォトレジスト現像装置に関する。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、直径の大きなウェハーにおいても、均一な現像が行なえるフォトレジスト現像ノズルおよびフォトレジスト現像装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
１．第１実施形態
本発明に係るフォトレジスト現像装置の一例を図１に示し、前記フォトレジスト現像装置を上方からみたところを図２に示す。
【００４３】
図１および図２に示すように、第１実施形態に係るフォトレジスト現像装置１００は、下方に現像液を吐出し、現像しようとするウェハーＷの表面に液盛りするフォトレジスト現像ノズル２と、現像時に、ウェハーＷをフォトレジスト現像ノズル２の下方においてフォトレジスト現像ノズル２に向かい合うように保持するウェハーチャック４と、ウェハーチャック４を内部に収容し、ウェハーＷ上に液盛りされた現像液が周囲に飛散するのを防止する現像カップ部６とを備える。
【００４４】
フォトレジスト現像ノズル２は、図１および図２に示すように、水平に配設され、内部が空洞の柱状体であるノズル本体８と、ノズル本体８を、図１に示すように水平に保持するノズル移動駆動部１２とを備える。
【００４５】
ノズル本体８は、図１および図２に示すように角柱状であってもよく、円柱状であってもよい。そして、ウェハーＷの直径とほぼ同一の長さを有し、内部が、長手方向に沿って５個の小室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、および８Ｅに等分されている。ノズル本体８内部に形成される小室の数は２個以上であればよく、好ましくは３個以上であるが、前記小室の数が多い程、ウェハーＷの表面状態および表面温度のむらに応じた現像液の吐出が可能である。また、前記小室は、全てが必ずしも同じ大きさでなくてもよい。尚、図１においては、小室８Ａ、８Ｂについてのみ断面を示す。
【００４６】
小室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、および８Ｅのそれぞれ下面、即ち現像時においてウェハーＷに向かい合う面には、図１および図２に示すように、現像液を下方に吐出する短円筒状の現像液吐出部１０が、ノズル本体８の長手方向に沿って一列に５個づつ形成されている。但し、現像液吐出部１０の列数は１列には限定されず、また、１列当たりの個数も５個には限定されない。
【００４７】
また、小室８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、および８Ｅには、現像液を供給する開閉可能な現像液供給配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、および１４Ｅがそれぞれ設けられている。現像液供給配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、および１４Ｅには、それぞれ開閉弁１６Ａ、１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，および１６Ｅが設けられている。開閉弁１６Ａ、１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，および１６Ｅとしては、電磁弁、および空気圧で開閉する所謂エアオペバルブなどが使用できる。更に、現像液供給配管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、および１４Ｅには、開閉弁１６Ａ、１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，および１６Ｅに代えて流量調整弁を設けてもよい。
【００４８】
ノズル移動駆動部１２は、逆Ｌ字型の腕状部材であり、垂直方向に延在する垂直腕１２Ａと、垂直腕１２Ａの上端部から水平に延在する水平腕１２Ｂとを有する。ノズル移動駆動部１２は、ノズル本体８を、現像時以外は、現像カップ部６から退避した位置に保持し、現像時においては、ウェハーＷの上方において、ウェハーＷに対して平行に保持し、しかも図２において矢印で示すように、ノズル本体８の長手方向とは直角の方向に沿って水平に移動させる。
【００４９】
ウェハーチャック４としては、たとえば、表面に負圧を生じさせてウェハーＷを吸着、保持する真空チャックなどが挙げられる。
【００５０】
フォトレジスト現像装置１００には、さらに、現像後のウェハーＷに洗浄水を吐出してウェハーＷを濯ぐリンスノズル（図示せず。）が設けられている。リンスノズルは、現像中においては、フォトレジスト現像ノズル２などの動きの邪魔にならないように、現像カップ部６から退避した位置に保持され、ウェハーＷを濯ぐときに、ウェハーＷ上に移動する。
【００５１】
フォトレジスト現像装置１００を用いてリソグラフィ工程における現像を行なう手順の一例について図３〜図５を用いて説明する。図３〜図５は、何れも、フォトレジスト現像装置１００におけるフォトレジスト現像ノズル２およびウェハーＷを上方から見たところを示す。
【００５２】
フォトレジスト現像ノズル２が、ウェハーＷの一方の周縁部上に位置しているときのフォトレジスト現像ノズル２とウェハーＷとの位置関係を図３に示し、ウェハーＷの中央部に位置したときのフォトレジスト現像ノズル２とウェハーＷとの位置関係を図４に示す。そして、フォトレジスト現像ノズル２が、ウェハーＷにおける前記中央部を挟んで反対側の周縁部に位置したときのフォトレジスト現像ノズル２とウェハーＷとの位置関係を図５に示す。
【００５３】
フォトレジスト現像ノズル２は、図３に示すように、ウェハーＷの一方の周縁部上において、ウェハーＷのフォトレジストを塗布した面に対して平行に保持される。そして、図３〜図５において矢印Ａで示すように、前記位置から、ウェハーＷの前記面に対して平行に、しかもノズル本体８の長手方向に対して直角な方向に沿ってウェハーＷの中心部に向かって移動する。
【００５４】
フォトレジスト現像ノズルが図３に示す位置にあるときには、ウェハーＷは、ノズル本体８の中央部に位置する小室８Ｃの下方のみを通過するから、開閉弁１６Ａ〜１６Ｅのうち、開閉弁１６Ｃのみを開放し、小室８Ｃのみに現像液を供給する。
【００５５】
フォトレジスト現像ノズルが矢印Ａの方向に沿って、図３に示す位置からウェハーＷの中央部寄りに移動すると、ウェハーＷは、小室８Ｃの下方だけでなく、小室８Ｃに隣り合う小室８Ｂおよび８Ｄの下方も通過するから、開閉板１６Ｂ〜１６Ｄを開放して小室８Ｂ〜８Ｄに現像液を供給する。
【００５６】
フォトレジスト現像ノズルが図４に示すように、ウェハーＷの中央部を通過するときには、ウェハーＷは、小室８Ａ〜８Ｅの全ての下方を通過するから、開閉板１６Ａ〜１６Ｅを開放して小室８Ａ〜８Ｅの全てに現像液を供給する。
【００５７】
フォトレジスト現像ノズルが、図４に示す位置から、更に矢印Ａの方向に移動して反対側の周縁部近傍に移動したときには、ウェハーＷは、小室８Ｂ〜８Ｄの下方のみを通過するから、開閉板１６Ａと１６Ｅとを閉止して小室８Ｃ〜８Ｄのみに現像液を供給する。
【００５８】
フォトレジスト現像ノズルが更に矢印Ａの方向に沿って図５に示す位置まで移動したときは、ウェハーＷは、ノズル本体８の中央部に位置する小室８Ｃの下方のみを通過するから、開閉弁１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、および１６Ｄを閉止し、小室８Ｃのみに現像液を供給する。
【００５９】
このように、フォトレジスト現像装置１００においては、開閉弁１６Ａ〜１６Ｅを開閉することにより、小室８Ａ〜８Ｅ毎に現像液の吐出の有無、吐出量、および吐出圧力を設定でき、言い替えれば、ノズル本体８の長手方向に沿って現像液の吐出の有無、吐出量、および吐出圧力を制御できる。したがって、前記制御を適切に行なうことによってウェハーＷ上にのみ現像液を吐出することができるから、ウェハーＷの外側に吐出される現像液の量を大幅に減らすことができ、現像液の無駄が極めて少ない。
【００６０】
また、小室８Ａ〜８Ｅは、長さが、ノズル本体８の略１／５と、ノズル本体８よりも遥かに長さが短く、更に、現像液供給管路１４Ａ〜１４Ｅによって小室８Ａ〜８Ｅにそれぞれ現像液が供給されるから、ノズル本体８の長さが長くなった場合においても、現像液吐出部１０毎の現像液の温度むらは殆ど生じない。
【００６１】
２．第２実施形態
本発明に係るフォトレジスト現像装置の別の例を図６に示す。図６において、図１〜図５と同一の符号は、特に断らない限り、前記符号が図１〜図５において示す要素と同じ要素を示す。
【００６２】
図６に示すように、第２実施形態に係るフォトレジスト現像装置１０２には、図１および図２に示すフォトレジスト現像装置におけるウェハーチャック４に代え、フォトレジスト現像ノズル２の下方においてノズル本体８に向かい合うようにウェハーＷを保持して回転させるターンテーブル１８が設けられている。
【００６３】
ターンテーブル１８は、現像カップ部６内部に収容され、ウェハーＷを保持する円盤状のウェハーチャック１８Ａと、ウェハーチャック１８Ａの下面の中心部から現像カップ部６の底面を貫通して下方に延在する回転軸１８Ｂとを有している。現像カップ部６の底面には、ターンテーブル１８の回転軸１８Ｂを回転可能に保持する軸受け６Ａが設けられている。図６において、矢印ａは、回転軸１８Ｂが回転する方向を示す。
【００６４】
フォトレジスト現像ノズル２において、ノズル本体８は、フォトレジスト現像ノズル保持腕２０により水平に保持されている。フォトレジスト現像ノズル保持腕２０は、逆Ｌ字型に形成された腕状部材であり、ノズル本体８を、現像時以外は、現像カップ部６から退避した位置に保持し、現像時においては、図６に示すようにウェハーＷの上方において、ウェハーＷに対して平行に保持する。
【００６５】
フォトレジスト現像装置１０２は、図６に示すように、図１および図２に示すフォトレジスト現像装置１００と同様のノズル本体８を有している。
【００６６】
フォトレジスト現像装置１０２においては、図１および図２に示すフォトレジスト現像装置１００と同様、小室８Ａ〜８Ｅ毎に現像液の供給の有無、供給量、および供給圧力を制御できる。したがって、たとえばウェハーＷの表面における中央部が、現像液をはじき易い場合には、ノズル本体８の中央部に位置する小室８Ｃからの現像液の吐出量を増やし、それ以外の小室８Ａ、８Ｂ、８Ｄ、および８Ｅからの現像液の吐出量を減らすことにより、ウェハーＷの表面において均一に現像を行なうことができる。
【００６７】
また、ウェハーＷ表面の温度が均一でない場合においても、小室８Ａ〜８Ｅ毎に液温の異なる現像液を供給することにより、ウェハーＷの表面に形成されるレジストパターン寸法を均一にすることができる。たとえば、ウェハーＷの中心部の温度が高い場合には、ウェハーＷの中央部上に位置する小室８Ｃに液温の低い現像液を供給し、小室８Ａ〜８Ｅの内、小室８Ｃ以外の小室に液温の高い現像液を供給することにより、ウェハーＷを均一に現像することができる。
【００６８】
３．第３実施形態
図１および図２に示すフォトレジスト現像装置において、ノズル本体における各小室の内部に、現像液の液温を調節する温度調節手段を設けた例を図７に示す。図７において、図１〜図５と同一の符号は、特に断らない限り、前記符号が図１〜図５において示す要素と同じ要素を示す。
【００６９】
図７に示すように、第３実施形態に係るフォトレジスト現像装置１０４においては、小室８Ａ〜８Ｅのそれぞれに、温度調節手段として、所定の温度に調節された温調水が流通する蛇管である温調水流通管路２２Ａ〜２２Ｅが設けられている。なお、図７においては、温調水流通管路２２Ｃ〜２２Ｅにおける小室８Ｃ〜８Ｅ内部の部分は省略されている。温調水流通管路２２Ａ〜２２Ｅには、水以外の熱媒体を流通させてもよい。
【００７０】
フォトレジスト現像装置１０４は、前記各点を除いて図１および図２に示すフォトレジスト現像装置１００と同様の構成を有している。
【００７１】
そして、図１および図２に示すフォトレジスト現像装置１００と同様に、フォトレジスト現像ノズル２を、ウェハーＷの表面に対して平行に、しかもノズル本体８の長手方向に対して直角の方向に移動させつつ、ウェハーＷの表面に現像液を吐出する。そして、図３〜図５に示すように、ノズル本体８における小室８Ａ〜８Ｅのうち、ウェハーＷが下方を通過する小室にのみ現像液を供給することにより、現像液がウェハーＷの外側に吐出されることによる現像液の損失を最小限に抑えることができる。
【００７２】
フォトレジスト現像装置１０４においては、温調水流通管路２２Ａ〜２２Ｅ内部を流通する温調水の温度を制御することにより、小室８Ａ〜８Ｅのそれぞれにおける現像液吐出部１０から吐出される現像液の温度を、小室８Ａ〜８Ｅ毎に独立に制御できる。
【００７３】
ここで、リソグラフィ法による現像においては、前述のように現像液の液温が１〜２℃変化しても、レジストパターン寸法は大きく変化する。また、ウェハーＷの面積が大きくなると、ウェハーＷの面内温度分布の不均一さも大きくなる。
【００７４】
しかし、フォトレジスト現像装置１０４においては、前述のように、現像液の吐出量および吐出圧だけでなく、吐出される現像液の温度も小室８Ａ〜８Ｅ毎に独立に制御できる。したがって、小室８Ａ〜８Ｅのうち、ウェハーＷにおける温度の低い部分に現像液を吐出する小室においては、温調水の温度を高くして温度の高い現像液が吐出されるようにし、それ以外の小室においては、温調水の温度を低くして温度の低い現像液が吐出されるように温調水のの温度を制御できる。ここで、前述のように、現像液の温度が高くなるとフォトレジストが溶け易くなるから、ウェハーＷの温度の低い部分においてはフォトレジストの溶解速度が速くなり、ウェハーＷの温度の高い部分においてはフォトレジストの溶解速度が遅くなる。これにより、ウェハーＷ全体として均一に現像を進行させることができる。
【００７５】
例えば、ウェハーＷの中央部が周縁部よりも温度が高い場合において、ウェハーＷ全体に同一の液温の現像液を吐出すると、ウェハーＷの中央部の方が周縁部よりも現像が進行するから、中央部のレジストパターン寸法が周縁部よりも細くなる。
【００７６】
これに対してフォトレジスト現像装置１０４においては、ノズル本体８の中央部に位置する小室８Ｃの下方をウェハーＷの中央部が通過するときに、小室８Ｃの温調水流通管路２２Ｃを流通する温調水の温度を下げて小室８Ｃ内の現像液を冷却し、ウェハーＷの中央部が小室８Ｃの下方を通過したら前記温調水の温度を上げて元に戻すことにより、ウェハーＷの中央部において現像が過剰に進行することを防止できる。これにより、ウェハーＷの中央部と周縁部とでレジストパターン寸法に差が生じることを防止し、ウェハーＷを均一に現像することができる。
【００７７】
４．第４実施形態
本発明に係るフォトレジスト現像装置のうち、ノズル本体に現像液攪拌手段を設けた例を図８に示す。図８において、図６と同一の符号は、前記符号が図６において示す要素と同一の要素を示す。
【００７８】
図８に示すように、第４実施形態に係るフォトレジスト現像装置１０６においては、フォトレジスト現像ノズル２は、内部が空洞状に形成され、ウェハーＷの直径とほぼ同一の長さを有する角柱状のノズル本体２４と、ノズル本体２４の略中央部に設けられ、ノズル本体２４内部に現像液を供給する現像液供給管２６と、現像時において、ノズル本体２４を、ターンテーブル１８上に保持されたウェハーＷから所定の距離を隔てて水平に保持するフォトレジスト現像ノズル保持腕２０とを備える。なお、ノズル本体２４は円柱状であってもよい。
【００７９】
ノズル本体２４におけるターンテーブル１８に向かう面、言い替えれば図８における下面には、現像液をウェハーＷ上に吐出して液盛りする現像液吐出部１０が、ノズル本体２４の長手方向に沿って多数配設されている。
【００８０】
ノズル本体２４の内部には、現像液吐出部１０の孔径よりも大きな粒径を有する攪拌球２８が多数収容されている。攪拌球２８としては、普通鋼、およびフェライトなどの強磁性体からなる球体などが挙げられる。攪拌球２８の直径は３〜５ｍｍ程度が好ましく、表面は、弗素樹脂などでコーティングすることが好ましい。
【００８１】
ノズル本体２４における上面、即ち現像液吐出部１０が配設された側とは反対側の面には、電磁石３０がノズル本体２４の長手方向に沿って１列に配置されている。電磁石３０は、鉄心がノズル本体２４における上面に対して垂直に配置されている。電磁石３０には、直流が断続的に印加されるか、または脈流か交流が印加される。
【００８２】
電磁石３０に断続的に直流を印加するか、または脈流、交流を印加した状態を図９に示す。ノズル本体２４の内部には電磁石３０により、垂直方向の断続する磁界が形成されるから、攪拌球２８は、図９に示すように、ノズル本体２４内部において、電磁石３０に吸着されて上昇したり、電磁石３０からの電磁力が消失して下降したりする。
【００８３】
したがって、現像液供給管２６からノズル本体２４内部に現像液を供給しつつ、電磁石３０に脈流または交流を印加すると、前記現像液は、ノズル本体２４内部において上下方向に攪拌される。これにより、ノズル本体内部における現像液の液温および組成のばらつきが無くなり、全ての現像液吐出部１０から同一の液温および組成の現像液が吐出されるから、長さの長いノズル本体２４を使用して直径の大きなウェハーＷを現像する場合においても、現像液の液温および組成のばらつきに起因する現像むらを防止できる。
【００８４】
５．第５実施形態
ノズル本体に現像液攪拌手段を設けたフォトレジスト現像装置の別の例を図１０に示す。図１０において図８および図９と同一の符号は、前記符号が図８および図９において示す要素と同一の要素を示す。
【００８５】
図１０に示すように、第５実施形態に係るフォトレジスト現像装置１０８は攪拌球および電磁石を有さず、代わりにノズル本体２４の上面の一部が板状の電歪素子３２で形成されている。
【００８６】
電歪素子３２は、図１０において二点鎖線で示すように、交流電流を印加することにより、厚み方向に振動し、換言すれば、ノズル本体２４の現像液吐出部１０が設けられた側の面、即ち下面に向かう方向および前記下面から遠ざかる方向に振動する。
【００８７】
したがって、フォトレジスト現像装置１０８において、現像液供給管２６からノズル本体２４内部に現像液を供給しつつ、電歪素子３２に交流を印加すると、図８および図９に示すフォトレジスト現像装置１０４と同様に、前記現像液がノズル本体２４内部において上下方向に攪拌される。これにより、ノズル本体内部における現像液の液温および組成のばらつきが無くなり、ノズル本体２４の長さが長い場合においても現像液の液温および組成のばらつきに起因するウェハーＷ上の現像むらを防止できる。
【００８８】
さらに、フォトレジスト現像装置１０８は、図８および図９に示すフォトレジスト現像装置１０４に比較して構成が単純であり、また、フォトレジスト現像装置１０４とは異なり、ノズル本体の内壁に攪拌球のような硬質の球体が当たることがない故に、より静粛であるという特長を有する。
【００８９】
６．第６実施形態
ノズル本体に現像液攪拌手段を設けたフォトレジスト現像装置の更に別の例を図１１に示す。図１１において、図８および図９と同一の符号は、前記符号が図８および図９において示す要素と同一の要素を示す。
【００９０】
図１１に示すように、第６実施形態に係るフォトレジスト現像装置１１０においては、ノズル本体２４の上面には、現像液供給管２６を挟んで１対の現像液流形成ポンプ３４が配置されている。ノズル本体２４の両端部と現像液流形成ポンプ３４の吸入口とは、現像液吸入管路３６により接続され、現像液流形成ポンプ３４の吐出口とノズル本体２４の中央部、即ち現像液供給管２６の近傍部分とは、現像液導出管路３８により接続されている。
【００９１】
現像液流形成ポンプ３４としては、通常の遠心ポンプが使用できる。
【００９２】
フォトレジスト現像装置１１０において、現像液供給管２６からの現像液でノズル本体２４内部が満たされた状態で現像液流形成ポンプ３４を駆動すると、ノズル本体２４内部の現像液は、ノズル本体２４の端部近傍において現像液吸入管路３６を通して現像液流形成ポンプ３４の吸入口に吸引され、現像液流形成ポンプ３４の吐出口から現像液導出管路３８を通してノズル本体２４の中央部に吐出される。
【００９３】
したがって、ノズル本体２４の内部には、図１１において矢印ｄで示すように、中央部から端部に向かう現像液の流れが形成されるから、ノズル本体２４の内部において、現像液の温度および組成が均一化する。
【００９４】
故に、フォトレジスト現像ノズル２から吐出される現像液の温度および組成のむらに起因するウェハーＷの現像むらが解消される。
【００９５】
７．第７実施形態
第６実施形態に係るフォトレジスト現像装置において、ノズル本体２４の内壁面に攪拌羽根を設けた例を図１２に示す。図１２において、図１１と同一の符号は、前記符号が図１１において示す要素と同一の要素を示す。
【００９６】
図１２に示すように、第７実施形態に係るフォトレジスト現像装置１１２においては、ノズル本体２４の内壁における現像液吸入管路３６と現像液導出管路３８との開口部の間の部分には、それぞれ１対の旋回流形成羽根４０が立設されている。
【００９７】
攪拌羽根４０は、何れもノズル本体２４の中央部から端部に向かう方向に沿って時計回りの流れが形成されるように立設されている。
【００９８】
ノズル本体２４の内部においては、現像液流形成ポンプ３４により形成された現像液の流れｄは、旋回流形成羽根４０により、時計回りに旋回しようとする力を受け、旋回流を形成する。
【００９９】
したがって、ノズル本体２４の内部においては、現像液が更によく攪拌されるから、フォトレジスト現像ノズル２から吐出される現像液の温度および組成のむらに起因するウェハーＷの現像むらが一層効果的に防止される。
【０１００】
８．第８実施形態
ノズル本体に現像液攪拌手段を設けたフォトレジスト現像装置の更に別の例を図１３に示す。図１３において、図８および図９と同一の符号は、前記符号が図８および図９において示す要素と同一の要素を示す。
【０１０１】
図１３に示すように、第８実施形態に係るフォトレジスト現像装置１１４においては、ノズル本体２４の内部に一対の攪拌プロペラ４２が設けられている。
【０１０２】
攪拌プロペラ４２は、それぞれ、ノズル本体２４における端面から中央部に向かって延在し、前記端面に回転可能に設けられた回転軸４４に固定されている。回転軸４４は、モータ４６により回転する。
【０１０３】
フォトレジスト現像装置１１４においては、モータ４６により、攪拌プロペラ４２を回転させると、回転する攪拌プロペラ４２により、現像液供給管２６から供給された現像液が、ノズル本体２４内部において攪拌され、旋回流が形成される。前記旋回流により、現像液の液温および組成が均一化される。したがって、フォトレジスト現像ノズル２から吐出される現像液の温度および組成のむらに起因するウェハーＷの現像むらが効果的に防止される。
【０１０４】
しかも、攪拌プロペラ４２の回転速度を変化させることにより、ノズル本体２４内部の旋回流の強さを変更できるから、現像液供給管２６から供給される現像液の液温および組成などに応じて前記旋回流の強さを調節できる。
【０１０５】
たとえば、ウェハーＷの直径が大きく、ノズル本体２４の長さが長い場合、およびフォトレジスト現像装置１１４の設置されたクリーンルーム内の温度に比較して現像液の温度が著しく低かったり高かったりする場合には、攪拌プロペラ４２の回転速度を増加させて前記旋回流をより強くしてフォトレジスト現像ノズル２から吐出される現像液の温度および組成のむらを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は、本発明に係るフォトレジスト現像装置の一例につき、構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すフォトレジスト現像装置を上方から見たところを示す平面図である。
【図３】図３は、図１に示すフォトレジスト現像装置において、フォトレジスト現像ノズルが、ウェハーＷの一方の周縁部上に位置しているときの前記フォトレジスト現像ノズルとウェハーとの位置関係を示す平面図である。
【図４】図４は、図１に示すフォトレジスト現像装置において、フォトレジスト現像ノズルが、ウェハーＷの中央部に位置しているときの前記フォトレジスト現像ノズルとウェハーとの位置関係を示す平面図である。
【図５】図５は、図１に示すフォトレジスト現像装置において、フォトレジスト現像ノズルが、ウェハーＷの他方の周縁部上に位置しているときの前記フォトレジスト現像ノズルとウェハーとの位置関係を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明に係るフォトレジスト現像装置の別の例につき、構成を示す概略断面図である。
【図７】図７は、図１および図２に示すフォトレジスト現像装置の備えるノズル本体における各小室の内部に、現像液の液温を調節する温度調節手段を付加した例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、本発明に係るフォトレジスト現像装置のうち、現像液攪拌手段としてノズル本体内部に収容された攪拌球とノズル本体の上面に設けられた電磁石とを有する例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、図８に示すフォトレジスト現像装置の備える電磁石に直流を断続的に印加するか、または脈流、交流を印加したときの、ノズル本体内の攪拌球の動きを示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るフォトレジスト現像装置のうち、ノズル本体に現像液攪拌手段として電歪素子を設けた例につき、構成を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るフォトレジスト現像装置のうち、ノズル本体に現像液攪拌手段として現像液流形成ポンプを設けた例につき、構成を示す概略断面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すフォトレジスト現像装置において、ノズル本体の内壁面に旋回流形成羽根を設けた例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るフォトレジスト現像装置のうち、ノズル本体に現像液攪拌手段として攪拌プロペラを設けた例につき、構成を示す概略断面図である。
【図１４】図１４は、従来のフォトレジスト現像装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２      フォトレジスト現像ノズル
４      ウェハーチャック
６      現像カップ部
８      ノズル本体
８Ａ    小室
８Ｂ    小室
８Ｃ    小室
８Ｄ    小室
８Ｅ    小室
１０      現像液吐出部
１２      ノズル移動駆動部
１４Ａ    現像液供給管路
１４Ｂ    現像液供給管路
１４Ｃ    現像液供給管路
１４Ｄ    現像液供給管路
１４Ｅ    現像液供給管路
１６Ａ    開閉弁
１６Ｂ    開閉弁
１６Ｃ    開閉弁
１６Ｄ    開閉弁
１６Ｅ    開閉弁
１８      ターンテーブル
２０      フォトレジスト現像ノズル保持腕
２２Ａ    温調水流通管路
２２Ｂ    温調水流通管路
２２Ｃ    温調水流通管路
２２Ｄ    温調水流通管路
２２Ｅ    温調水流通管路
２４      ノズル本体
２６      現像液供給管
２８      攪拌球
３０      電磁石
３２      電歪素子
３４      現像液流形成ポンプ
３６      現像液吸入管路
３８      現像液導出管路
４０      旋回流形成羽根
４２      攪拌プロペラ
４４      回転軸
４６      モータ
【図１】
2004165689.tif 000003
【図２】
2004165689.tif 000004
【図３】
2004165689.tif 000005
【図４】
2004165689.tif 000006
【図５】
2004165689.tif 000007
【図６】
2004165689.tif 000008
【図７】
2004165689.tif 000009
【図８】
2004165689.tif 000010
【図９】
2004165689.tif 000011
【図１０】
2004165689.tif 000012
【図１１】
2004165689.tif 000013
【図１２】
2004165689.tif 000014
【図１３】
2004165689.tif 000015
【図１４】
2004165689.tif 000016