液体供給装置とその使用方法

【課題】本発明は改良式の液体供給装置とその使用方法を提供する。
【解決手段】この液体供給装置は、第１液体供給部材、第１液体供給部材内に収納されている第２液体供給部材、第１液体供給部材に接続する第１駆動部材および第２液体供給部材に接続する第２駆動部材からなる。第１液体供給部材は第１液体を貯蔵し、第２液体供給部材は第２液体を貯蔵して、第１駆動部材と第２駆動部材が第１液体と第２液体を液体供給装置から選択して噴出させるよう制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体分野に応用される液体貯蔵装置とその使用方法に関し、特に改良式の液体供給装置とその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体分野において、フォトレジスト塗布はかなり重要な役割を演じている。例えば、エッチング工程では、フォトレジストを、薄膜をエッチングする際の保護マスクとして使用することで、必要とされる模様がエッチング反応によって除去されてしまわないようにすることができる。また、フォトレジストは、イオン注入工程での保護マスクの機能も具えており、注入の際にはドーパント（Ｄｏｐａｎｔ）を予め決めたエリアにドープ処理するだけでよい。
【０００３】
現在、フォトレジスト塗布工程で使用されるフォトレジストは液体であり、フォトレジスト塗布装置のポンプが、塗布槽内に貯蔵されている液体物（フォトレジスト）である液体を汲み出す。そして制御バルブによってパイプラインの液体物の流出量を制御し、液体物（フォトレジスト）をノズルから基板の表面の中心部に噴出させる。
【０００４】
図１Ａから図１Ｄには、フォトレジスト塗布工程の工程概略図を示している。まず、基板１ａを塗布槽２ａ内に搬送し、フォトレジストの使用量を減らすために、フォトレジスト塗布作業を行う前に、希釈液を提供する低フォトレジスト消費用ノズル（ＲＲＣノズル）（ＲｅｄｕｃｅｄＲｅｓｉｓｔＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎＮｏｚｚｌｅ，ＲＲＣＮｏｚｚｌｅ）３ａによって希釈液を基板１ａ表面に散布し、前記基板１ａを回転させて前記希釈液を基板１ａ全体に満遍なく塗布する。続いて、希釈液が基板１ａ全体に満遍なく塗布されたら、フォトレジストを提供するフォトレジストノズル４ａによってフォトレジストを前記基板１ａ表面に散布し、最後に前記基板１ａを回転させて前記フォトレジストを基板１ａの表面全体に塗布する。
【０００５】
然しながら、現在のところ、半導体分野でのフォトレジスト塗布工程には下記の欠点がある。
【０００６】
１．希釈液を提供する低フォトレジスト消費用ノズル（ＲＲＣノズル）３ａとフォトレジストを提供するフォトレジストノズル４ａはそれぞれ別個に設置されているので、フォトレジストの散布作業を行う際、前記低フォトレジスト消費用ノズル（ＲＲＣノズル）３ａを元の位置に戻した後でないと、前記フォトレジストノズル４ａを元の位置から基板１ａの位置まで移動させてフォトレジストを散布することができない。こうした順序での動作がフォトレジスト塗布工程の時間を延ばしている。
【０００７】
２．フォトレジストは時間とともに段々と凝固するので、待機時間が長過ぎると、フォトレジストノズル４ａ内にあるフォトレジストが凝固してフォトレジストノズル４ａを塞いでしまい、フォトレジストノズル４ａがスムーズにフォトレジストを基板１ａ表面に散布できなくなって生産歩留りが低下する。
【０００８】
そこで、本発明人は上記の欠点が改善可能と考え、長年この方面の関連経験を積み、つぶさに観察、研究すると共に、併せて学理を運用して、合理的設計で上記の欠点を効果的に改善した本発明を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、塗布工程で使用する際、同時に２種類の溶液を貯蔵することができ、しかもそのうちの１種類の溶液を選択して噴出することができる改良式の液体供給装置を提供することにある。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、改良式の液体供給装置でもって２種類の溶液を噴出制御する液体の塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的に基づいて、本発明は改良式の液体供給装置を提供する。前記液体供給装置は、第１液体を貯蔵する第１スペースを有する第１液体供給部材であって、前記第１液体供給部材の一端に前記第１スペースに通じる開口を開設するものと、第２液体を貯蔵する第２スペースを有する第２液体供給部材であって、前記第２液体供給部材は前記第１スペース内に設置され、且つ前記第２スペースが前記開口に接続するものと、前記第１スペースに接続する前記第１液体を推進させるための第１駆動部材であって、前記第１駆動部材が前記第１液体を推進させて前記開口から噴出させるものと、前記第２スペースに接続する前記第２液体を推進させるための第２駆動部材であって、前記第２駆動部材が前記第２液体を推進させて前記開口から噴出させるものとからなる。
【００１２】
上記の目的に基づいて、本発明は改良式の液体供給装置の使用方法を提供する。前記方法の工程は、ウェハを提供する工程と、前記液体供給装置を前記ウェハの真ん中に移動させて前記第１液体を前記ウェハの表面に噴出させる工程と、前記ウェハを回転させて前記第１液体をウェハの表面に塗布する工程と、前記液体供給装置からさらに前記第２液体を前記ウェハの真ん中に噴出させる工程と、最後に前記ウェハを回転させて前記第２液体をウェハの表面に塗布する工程とからなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の改良式の液体供給装置およびこの液体供給装置の使用方法には以下の有益な効果がある。
【００１４】
１．本発明の液体供給装置を使用すると、前記液体供給装置は同時に前記第１液体と前記第２液体を貯蔵することができ、しかも塗布工程の際、前記液体供給装置は前記第１液体又は前記第２液体を選択的に噴出制御することができる。
【００１５】
２．塗布工程において本発明の液体供給装置を使用すると、ウェハの塗布時間を効率的に短縮してウェハの生産量を増加させることができる。
【００１６】
本発明が所定の目的を達するために採用した技術、方法及び効果を一層理解できるよう、本発明に関する以下の詳細説明と添付図面を参照されたい。これにより、本発明の目的、特徴が深く具体的に理解される。然しながら、添付図面は参考と説明用に供したに過ぎず、本発明に制限を課すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】公知のフォトレジスト塗布工程の工程概略図である。
【図１Ｂ】公知のフォトレジスト塗布工程の工程概略図である。
【図１Ｃ】公知のフォトレジスト塗布工程の工程概略図である。
【図１Ｄ】公知のフォトレジスト塗布工程の工程概略図である。
【図２】本発明の液体供給装置の構造概略図である。
【図３】本発明の第１液体供給部材と第２液体供給部材の斜視構造概略図である。
【図４】本発明の第１液体供給部材と第２液体供給部材の第２実施例の概略図である。
【図５】本発明の第１液体供給部材と第２液体供給部材の第３実施例の概略図である。
【図６】本発明の第１液体供給部材と第２液体供給部材の第４実施例の概略図である。
【図７】本発明の液体供給装置の使用方法の工程フローチャートである。
【図８Ａ】本発明の液体供給装置の使用方法の工程概略図である。
【図８Ｂ】本発明の液体供給装置の使用方法の工程概略図である。
【図８Ｃ】本発明の液体供給装置の使用方法の工程概略図である。
【図８Ｄ】本発明の液体供給装置の使用方法の工程概略図である。
【図８Ｅ】本発明の液体供給装置の使用方法の工程概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、図２で示すような改良式の液体供給装置を提供する。前記液体供給装置１は半導体の塗布工程に使用されるものであって、第１液体供給部材１１、第２液体供給部材１２、第１駆動部材１３及び第２駆動部材１４からなる。前記第２液体供給部材１２は前記第１液体供給部材１１内に設置され、前記第１駆動部材１３は前記第１液体供給部材１１に接続され、前記第２駆動部材１４は前記第２液体供給部材１２に接続される。
【００１９】
具体的に述べると、前記第１液体供給部材１１内には第１液体２を貯蔵するための第１スペース１１１を形成する。また、前記第１液体供給部材１１には前記第１液体供給部材１１の一端にある開口１１２を開設する。前記開口１１２と前記第１スペース１１１は相互に連通しており、前記第１スペース１１１内に貯蔵されている第１液体２は前記開口１１２を通じて前記第１液体供給部材１１外に噴出する。
【００２０】
前記第２液体供給部材１２内には第２液体３を貯蔵するための第２スペース１２１を形成する。前記第２液体供給部材１２は前記第１スペース１１１内に設置し、前記第２液体供給部材１２の第２スペース１２１は前記開口１１２に接続する。このようにすることで、前記第２スペース１２１内の第２液体３は前記開口１１２を通じて、前記第２液体供給部材１２外に噴出する。前記第２液体供給部材１２の外径Ｄ１は前記第１液体供給部材１１の第１スペース１１１の内径Ｄ２より小さいので、上記の設計により、前記液体供給装置１が同時に２種類の液体を貯蔵できる。
【００２１】
前記第１液体供給部材１１の外形と前記第２液体供給部材１２の外形は制限されておらず、ユーザーのニーズによって決められ、その外形は円形シャフトボディ、方形シャフトボディ等のどんな形状のシャフトボディでもよい。つまり、前記第１液体供給部材１１の外形と前記第２液体供給部材１２の外形が共に円形シャフトボディ（図３参照）であってもよいし、或いは、前記第１液体供給部材１１の外形と前記第２液体供給部材１２の外形が共に方形シャフトボディ（図４参照）であってもよい。また、図５に示すように、前記第１液体供給部材１１の外形が円形シャフトボディ、前記第２液体供給部材１２の外形が方形シャフトボディであってもよいし、或いは、図６に示すように、前記第１液体供給部材１１の外形が方形シャフトボディ、前記第２液体供給部材１２の外形が円形シャフトボディであってもよい。本実施例では、前記第１液体供給部材１１の外形と前記第２液体供給部材１２の外形は共に円形シャフトボディである。
【００２２】
そして、前記第１スペース１１１に貯蔵される第１液体２と前記第２スペース１２１に貯蔵される第２液体３の前記開口１１２からの噴出を制御するため、さらに前記第１駆動部材１３と前記第２駆動部材１４を設置している。前記第１駆動部材１３と前記第２駆動部材１４は気圧式ポンプであり、前記第１駆動部材１３は前記第１液体供給部材１１の第１スペース１１１に接続し、前記第２駆動部材１４は前記第２液体供給部材１２の第２スペース１２１に接続している。そして、前記第１駆動部材１３は気圧によって前記第１スペース１１１に貯蔵されている第１液体２を推進し、前記第１液体２を前記開口１１２から噴出させる。同様にして、前記第２駆動部材１４は気圧によって前記第２スペース１２１に貯蔵されている第２液体３を推進し、前記第２液体３を前記開口１１２から噴出させる。こうして、ユーザーは使用ニーズに応じて前記第１駆動部材１３又は前記第２駆動部材１４を制御して、前記第１液体２又は前記第２液体３を推進して前記開口１１２から噴出させることができる。
【００２３】
なお、前記第１液体２の種類と前記第２液体３の種類は限定されず、ユーザーのニーズによって決められる。本実施例では、本発明の液体供給装置１が半導体の塗布工程に応用されることから、前記第１スペース１１１に貯蔵される第１液体２としてはフォトレジスト剤（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）、前記第２スペース１２１に貯蔵される第２液体３としては乳酸エチル溶剤（Ｅｔｈｙｌｌａｃｔａｔｅ，ＥＬ）又はＰＧＭＥＡ溶剤（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒａｃｅｔａｔｅ，ＰＧＭＥＡ）を用いる。或いは、前記第１スペース１１１に貯蔵される第１液体２として乳酸エチル溶剤又はＰＧＭＥＡ溶剤、前記第２スペース１２１に貯蔵されている第２液体３としてフォトレジスト剤を用いてもよい。
【００２４】
図７、図８Ａ−８Ｅ、さらに図２で示すように、本発明は上記液体供給装置１の使用方法を提供する。前記使用方法は半導体の塗布工程に応用され、その工程は次の通りである。
【００２５】
Ｓ１００：ウェハ４を提供する。
【００２６】
Ｓ１２０：前記液体供給装置１を前記ウェハ４の真ん中に移動させて、前記液体供給装置１が前記ウェハ４の真ん中にある時、前記第１スペース１１１の第１駆動部材１３が前記第１スペース１１１に貯蔵されている第１液体２を推進して前記開口１１２外に噴出させ、前記第１液体２を前記ウェハ４の表面に散布する。前記第１駆動部材１３は気圧式ポンプであり、前記気圧式ポンプが及ぼす気圧により前記第１液体２を推進して前記開口１１２から噴出させる。
Ｓ１４０：前記第１液体２が前記ウェハ４の表面に散布されると、前記ウェハ４を回転させて前記第１液体２を前記ウェハ４の表面に満遍なく塗布する。この工程では異なる速度で前記ウェハ４を回転させることで、前記第１液体２を前記ウェハ４の表面に完全に塗布することができる。
【００２７】
Ｓ１６０：前記第１液体２が前記ウェハ４の表面に完全に塗布されると、前記液体供給装置１の前記第２液体供給部材１２が前記第２液体３を前記ウェハ４の真ん中に噴出させる。具体的に述べると、前記第２スペース１２１に接続している前記第２駆動部材１４が前記第２スペース１２１内に貯蔵されている第２液体３を推進して前記開口１１２外に噴出させ、前記第２液体３を前記ウェハ４の表面に散布する。前記第２駆動部材１４は気圧式ポンプであり、前記気圧式ポンプが及ぼす気圧により前記第２液体３を推進して前記開口１１２から噴出させる。
【００２８】
Ｓ１８０：前記第２液体３が前記ウェハ４の表面に散布されると、前記ウェハ４を回転させて前記第２液体３を前記ウェハ４の表面に塗布する。この工程では高速で前記ウェハ４を回転させて、前記第２液体３を前記ウェハ４の表面に完全に塗布する。
【００２９】
上記の方法において、前記第１液体２として乳酸エチル溶剤又はＰＧＭＥＡ溶剤を用い、第２液体３としてフォトレジスト剤を用いる。即ち、まず、前記液体供給装置１の第１液体供給部材１１内に貯蔵されている乳酸エチル溶剤又はＰＧＭＥＡ溶剤が前記第１駆動部材１３から生じる気圧に推進されて、前記開口１１２から前記ウェハ４の表面に散布される。そして、前記第１液体２が前記ウェハ４の表面に完全に塗布されると、前記液体供給装置１の第２液体供給部材１２内に貯蔵されているフォトレジスト剤が前記第２駆動部材１４から生じる気圧に推進されて、前記開口１１２から前記ウェハ４の表面に散布され、最後に、前記ウェハ４を回転させてフォトレジスト剤を前記ウェハ４の表面に完全に塗布して、半導体の塗布工程が完了する。
【００３０】
以上の記述を総合すると、本発明の改良式の液体供給装置および前記液体供給装置の使用方法は以下の有益な効果を生み出すことができる。
【００３１】
１．本発明の液体供給装置１を使用すると、前記液体供給装置１は同時に前記第１液体２と前記第２液体３を貯蔵することができ、塗布工程の際、前記液体供給装置１は前記第１液体２又は前記第２液体３を選択的に噴出制御することができる。
【００３２】
２．塗布工程において本発明の液体供給装置１を使用すると、ウェハの塗布時間を効率的に短縮してウェハの生産量を増加させることができる。
【００３３】
３．フォトレジスト剤は高価な消耗材料であり、しかも時間とともに段々と凝固して使用出来なくなる。然しながら、乳酸エチル溶剤又はＰＧＭＥＡ溶剤はフォトレジスト剤を溶解することができる揮発性溶剤であるから、本発明の液体供給装置１においてフォトレジスト剤と上記の揮発性溶剤を共に液体供給装置１内に貯蔵することで、上記の揮発性溶剤が揮発してなる気体が前記フォトレジスト剤を湿らせて凝固を防ぐことになる。これによって、フォトレジスト剤の凝固時間を引き延ばして、生産コストを下げることができる。
【００３４】
上記で開示した、図面、説明は本発明の実施例に過ぎず、当業者が上記説明に基づいてその他各種改良を行うことができる。このような変更はなおも本発明の精神および特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
（公知）
１ａ基板
２ａ塗布槽
３ａ低フォトレジスト消費用ノズル（ＲＲＣノズル）
４ａフォトレジストノズル
（本発明）
１液体供給装置
１１第１液体供給部材
１１１第１スペース
１１２開口
１２第２液体供給部材
１２１第２スペース
１３第１駆動部材
１４第２駆動部材
２第１液体
３第２液体
４ウェハ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体を貯蔵する第１スペースを有する第１液体供給部材であって、前記第１液体供給部材の一端に前記第１スペースに通じる開口を開設するものと、
第２液体を貯蔵する第２スペースを有する第２液体供給部材であって、前記第２液体供給部材は前記第１スペース内に設置され、且つ前記第２スペースが前記開口に接続するものと、
前記第１スペースに接続する前記第１液体を推進させるための第１駆動部材であって、前記第１駆動部材が前記第１液体を推進させて前記開口から噴出させるものと、
前記第２スペースに接続する前記第２液体を推進させるための第２駆動部材であって、前記第２駆動部材が前記第２液体を推進させて前記開口から噴出させるものと、
からなることを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
前記第２液体供給部材の外径は前記スペースの内径より小さいことを特徴とする請求項１に記載する液体供給装置。
【請求項３】
前記第１駆動部材と前記第２駆動部材は気圧式ポンプであることを特徴とする請求項１に記載する液体供給装置。
【請求項４】
ウェハを提供する工程と、
前記液体供給装置を前記ウェハの真ん中に移動させて前記第１液体を前記ウェハの表面に噴出させる工程と、
前記ウェハを回転させて前記第１液体をウェハの表面に塗布する工程と、
前記液体供給装置からさらに前記第２液体を前記ウェハの真ん中に噴出させる工程と、
前記ウェハを回転させて前記第２液体をウェハの表面に塗布する工程と、
からなることを特徴とする請求項１に記載する液体供給装置の使用方法。
【請求項５】
前記第１液体は乳酸エチル溶剤又はＰＧＭＥＡ溶剤であって、前記第２液体はフォトレジスト剤であることを特徴とする請求項４に記載する液体供給装置の使用方法。

【図１Ａ】