JP2901089B2 - 液体供給装置 - Google Patents

液体供給装置

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JP2901089B2
JP2901089B2 JP2235156A JP23515690A JP2901089B2 JP 2901089 B2 JP2901089 B2 JP 2901089B2 JP 2235156 A JP2235156 A JP 2235156A JP 23515690 A JP23515690 A JP 23515690A JP 2901089 B2 JP2901089 B2 JP 2901089B2
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photoresist
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春生 岩津
正巳 飽本
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Tokyo Electron Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/32Heating of pipes or pipe systems using hot fluids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、液体供給装置に関する。
(従来の技術) 従来から、液体供給配管により、所定の液体を被処理
物に供給する液体供給装置の一つとして、例えば半導体
ウエハなどにフォトレジスト膜を形成するレジスト塗布
装置が知られている。
このようなレジスト塗布装置は、レジスト収容容器に
収容されたレジスト液を、液体供給配管としてのレジス
ト供給配管により導出し、このレジスト供給配管の先端
に設けられたレジスト供給ノズルから被処理物、例え
ば、半導体ウエハに供給するよう構成されている。ま
た、半導体ウエハにフォトレジスト膜を形成するレジス
ト塗布装置では、この後半導体ウエハを高速回転させ、
遠心力によってレジスト液を半導体ウエハ全面に均一に
塗布するよう構成されたいわゆるスピンコータが一般的
である。
上記レジスト塗布装置では、例えば、半導体ウエハの
温度、半導体ウエハの回転数等とともに、レジスト液の
温度が、形成されるフォトレジスト膜の絶対膜厚および
その均一性に大きな影響を与える。このため、例えばレ
ジスト供給配管等に、温度調節機構を設ける等して、レ
ジスト液の温度を所定温度に制御し、フォトレジスト膜
の絶対膜厚の精度および膜厚均一性を向上させることが
行われている。
(発明が解決しようとする課題) 縦軸をフォトレジスト膜厚、横軸をレジスト温度とし
た第3図のグラフは、上記レジスト塗布装置で半導体ウ
エハにフォトレジスト膜を形成した場合のレジスト液温
度と、フォトレジスト膜の絶対膜厚および膜厚均一性と
の関係を調査した結果の一例を示すものである。このグ
ラフに示されるように、レジスト塗布装置においては、
レジスト液の温度がフォトレジスト膜の絶対膜厚および
膜厚均一性に大きな影響を及ぼす。
一方、近年半導体デバイスは、高集積化される傾向に
あり、その回路パターンは益々微細化される傾向にあ
り、上記レジスト塗布装置においても、さらにフォトレ
ジスト膜の膜厚を正確に制御する必要性が生じている。
このため、レジスト塗布装置においては、さらにレジ
スト液の温度を正確に所定温度に制御することが望まれ
ていた。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べて被処理物に供給する液体の温度を精度
良く所定温度に制御することのできる液体供給装置を提
供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) すなわち、請求項1の発明は、液体供給配管により、
所定の液体を供給する液体供給装置において、 前記液体供給配管外側の少なくとも一部を覆う如く設
けられ、液状の温度調節媒体を流通させるための流路
と、 前記液体の温度を検出する温度センサーと、 前記温度調節媒体の温度および流速を制御する温調装
置とを具備し、 前記温度センサーの温度検出結果に基づいて前記温度
調節媒体の温度および流速の少なくとも一方を制御し、
前記液体の温度を調節するよう構成したことを特徴とす
る。
また、請求項2の発明は、フォトレジスト液を吐出す
るためのノズルに向かうフォトレジスト液供給路と、 前記フォトレジスト液供給路外側の少なくとも一部を
覆う如く設けられ、前記ノズル方向に向けて、前記フォ
トレジスト液の温度調節を行うための温度調節媒体が流
通される第1の流路と、 前記第1の流路の外側に設けられ、前記第1の流路に
よって前記ノズル方向に流通された温度調節媒体が戻る
ための流路となる第2の流路と、 前記フォトレジスト液の温度を検出する温度センサー
と、 前記温度調節媒体の温度および流速を制御する温調装
置とを具備し、 前記温度センサーの温度検出結果に基づいて前記温度
調節媒体の温度および流速の少なくとも一方を制御し、
前記フォトレジスト液の温度を調節するよう構成したこ
とを特徴とする。
(作用) 本発明の液体供給装置では、液体供給配管外側の少な
くとも一部に、液状の温度調節媒体を流通させるための
流路を少なくとも2重に設け、これらの流路に所定温度
に制御した温度調節媒体を流通させて、液体供給配管内
の液体の温度を調節するよう構成されている。
したがって、外部環境の影響、例えばクリーンルーム
内のダウンフローなどの影響を受け難く、液体供給配管
内の被処理物に供給する液体、例えばフォトレジスト液
の温度を従来に較べて精度良く所定温度に制御すること
ができる。
(実施例) 以下、本発明をレジスト塗布装置に適用した一実施例
を図面を参照して説明する。
第1図に示すように、レジスト塗布装置には、半導体
ウエハ1を例えば真空チャック等により吸着保持して高
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の周囲には、フォトレジス
ト液の飛散を防止するカップ3が、半導体ウエハ1の周
囲を囲む如く設けられている。
また、上記スピンチャック2の上方には、液体供給配
管としてのレジスト供給配管4に接続されたレジスト供
給ノズル5が設けられており、レジスト供給配管4は、
サックバックバルブ6、バルブ7、フィルタ8、ポンプ
9を介して、レジスト液10を収容するレジスト収容容器
11に接続されている。なお、フィルタ8には、ドレン配
管12が接続されており、このドレン配管12には、ドレン
弁13が設けられている。
上記レジスト供給ノズル5と、サックバックバルブ6
との間のレジスト供給配管4aは、第1図に示すように、
最内側に、フォトレジスト液流通部40が形成されてお
り、このフォトレジスト液流通部40の外側に、フォトレ
ジスト液流通部40と同心的に、液状の温度調節媒体例え
ば恒温水(温調水)を流通するための内側恒温水流路41
と、外側恒温水流路42が2重に形成された構造、すなわ
ち、合計3重とされた3重管構造とされている。
なお、本実施例では、フォトレジスト液流通部40を外
径4mm、内径3mmの四弗化エチレン樹脂(PFA、PTFE)か
らなるチューブにより構成し、この外側に同じ材質の外
径8mm、内径6mmのチューブおよび、外径14mm、内径12mm
のチューブを同心的に配置することにより、フォトレジ
スト液流通部40、内側恒温水流路41、外側恒温水流路42
の3重管構造を実現しているが、チューブ径および材質
等はどのようにしても良く、例えば4重管構造等として
も良い。また、チューブ径が大きくなる場合は、例えば
最外周のチューブに、折曲可能なフレキシブルチューブ
等を用いることが好ましい。
これらの内側恒温水流路41と、外側恒温水流路42に
は、第2図に示すように、所定温度に制御した恒温水を
循環させる温調装置14が接続されており、この温調装置
14で温度制御された恒温水が、まず内側恒温水流路41を
通ってレジスト供給ノズル5近傍まで行き、この後、外
側恒温水流路42を通って、温調装置14内に戻るよう構成
されている。
なお、上記温調装置14は、レジスト供給ノズル5に設
けられた温度センサー15の温度検出信号を参照信号とし
て、恒温水の温度を制御するよう構成されている。温度
センサー15を設けた場合には、レジスト液が予め定めら
れた温度になるように温調された制御水を供給しても良
い。もちろん流速を制御しても良い。これは、半導体ウ
エハ1に供給されるレジスト液10の温度を、なるべく供
給部に近い場所で測定し、より温度制御を正確に行うた
めである。
上記構成のこの実施例のレジスト塗布装置では、図示
しない搬送装置等により、半導体ウエハ1をスピンチャ
ック2上に載置し、例えば真空チャック等により、この
半導体ウエハ1をスピンチャック2上に吸着保持する。
そして、バルブ7を開とし、ポンプ9を作動させて、
レジスト収容容器11内のレジスト液10を、レジスト供給
配管4、ノズル5から、所定量例えば数ミリリットルス
ピンチャック2上の半導体ウエハ1のほぼ中央部に滴下
し、この後、スピンチャック2により、半導体ウエハ1
を高速回転させて、このレジスト液10を遠心力により、
半導体ウエハ1のほぼ全面に拡散させて、均一な膜厚の
フォトレジスト膜を形成する。
また、予め温調装置14により、レジスト供給ノズル5
と、サックバックバルブ6との間のレジスト供給配管4a
に、所定温度、例えば23.5℃の恒温水を循環させて、こ
のレジスト供給配管4a内のレジスト液10の温度を所定温
度例えば23.5℃に制御しておく。
この時、前述した如く、レジスト供給配管4aが3重管
構造となっているので、温調装置14から送出された恒温
水は、内側恒温水流路41を通ってノズル5近傍まで到達
し、ここから、外側恒温水流路42を通って温調装置14へ
戻るように循環する。(逆にノズル5近傍から恒温水を
流入させても良い。)したがって、例えば、フォトレジ
スト液流通部の外側に、恒温水流路を一つのみ設けた2
重管構造であって、一方向にのみ恒温水を流通させて温
度調節を行うもの等に比べて、レジスト供給配管4a内の
レジスト液10は外部環境温度の影響を受け難くなる。こ
のため、例えばレジスト供給配管4aの外側に、所定温度
と異なる温度のダウンフロー等が当たったとしても、レ
ジスト供給配管4a内のレジスト液10は、ほとんど影響を
受けず、半導体ウエハ1に所定温度のレジスト液10を供
給することができる。
また、通常恒温水を循環させて温度制御を行う温調装
置は、高温槽内の水温を検出する温度センサーの温度検
出信号を参照信号として温度を制御するが、本実施例で
は、温調装置14が、レジスト供給ノズル5に設けられた
温度センサー15の温度検出信号を参照信号として、恒温
水の温度を制御するよう構成されているので、半導体ウ
エハ1に、より正確に温度制御されたレジスト液10を供
給することができる。
したがって、半導体ウエハ1上に形成されるフォトレ
ジスト膜の絶対膜厚および膜厚均一性を、従来に較べて
精度良くコントロールすることができる。
上記実施例ではレジスト塗布装置に適用した例につい
て説明したが、供給される液体の温調であれば、いずれ
に適用しても良い。例えば現像液塗布装置、疎水液供給
装置などいずれでも良い。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の液体供給装置によれ
ば、従来に較べて被処理物に供給する液体の温度を、精
度良く所定温度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のレジスト塗布装置の要部構
成を示す図、第2図は本発明の一実施例のレジスト塗布
装置の全体構成を示す図、第3図はレジスト液温度とフ
ォトレジスト膜の絶対膜厚および膜厚均一性との関係を
調査した結果の一例を示すグラフである。 4a……レジスト供給配管、5……レジスト供給ノズル、
40……フォトレジスト液流通部、41……内側恒温水流
路、42……外側恒温水流路。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体供給配管により、所定の液体を供給す
    る液体供給装置において、 前記液体供給配管外側の少なくとも一部を覆う如く設け
    られ、液状の温度調節媒体を流通させるための流路と、 前記液体の温度を検出する温度センサーと、 前記温度調節媒体の温度および流速を制御する温調装置
    とを具備し、 前記温度センサーの温度検出結果に基づいて前記温度調
    節媒体の温度および流速の少なくとも一方を制御し、前
    記液体の温度を調節するよう構成したことを特徴とする
    液体供給装置。
  2. 【請求項2】フォトレジスト液を吐出するためのノズル
    に向かうフォトレジスト液供給路と、 前記フォトレジスト液供給路外側の少なくとも一部を覆
    う如く設けられ、前記ノズル方向に向けて、前記フォト
    レジスト液の温度調節を行うための温度調節媒体が流通
    される第1の流路と、 前記第1の流路の外側に設けられ、前記第1の流路によ
    って前記ノズル方向に流通された温度調節媒体が戻るた
    めの流路となる第2の流路と、 前記フォトレジスト液の温度を検出する温度センサー
    と、 前記温度調節媒体の温度および流速を制御する温調装置
    とを具備し、 前記温度センサーの温度検出結果に基づいて前記温度調
    節媒体の温度および流速の少なくとも一方を制御し、前
    記フォトレジスト液の温度を調節するよう構成したこと
    を特徴とする液体供給装置。
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