JPH05109613A - 化学処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学処理装置に関し，処理液の温度を安定に
保つ化学処理装置の提供を目的とする。 【構成】 処理液の入った処理層１と, 処理液上部を覆
い処理層１に着脱可能なふた２と, 処理液を所定温度に
して処理層１に供給する機構と，処理層１及びふた２の
温度を所定温度に保つ機構とを有する化学処理装置によ
り構成する。また，所定温度の温度調節用液が入った恒
温槽３の内部を貫く配管４, 4aを通して処理液を処理層
１に供給する機構と，温度調節用液を恒温槽３から出て
処理層１の壁内を通り帰還する配管５を通して循環さ
せ，かつ温度調節用液を恒温槽３から出てふた２内部を
通り帰還する配管６を通して循環させる機構とを有する
ように構成する。また，化学処理装置がレジスト現像装
置であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は化学処理装置に係り，特
に，ディップ式の現像装置，エッチング装置に関する。

【０００２】半導体基板やガラス基板上にレジストパタ
ーンを形成する際，露光後現像液に浸漬して現像する工
程がある。また，メタルパターンを形成する際，マスク
を形成した後エッチング液に浸漬してエッチングする工
程がある。

【０００３】現像液やエッチング液の温度は現像速度や
エッチング速度に大きな影響を与えるので，寸法精度の
よいパターンを形成するためには現像液やエッチング液
の温度管理を十分に行わなければならない。

【０００４】

【従来の技術】図２は枚葉ディップ処理を行う従来の化
学処理装置を示す図である。１は処理槽でカップ温調タ
ンク，４は処理槽１に処理液を供給する配管，4aは処理
液溜，4bは処理液供給口，５は処理槽１の壁内に温度調
節用液を循環させる配管，７は液を所定の温度にし，そ
の温度調節用液を循環させる温度調節装置（クールニク
ス），８は被処理基板，９は被処理基板８を固定するス
ピンチャック，10は被処理基板８を処理液に出し入れす
る搬送棒を表す。

【０００５】図３はレチクル乾板のレジスト現像処理の
説明図であり，8aは石英ガラス基板, 8bはＣｒ膜，8cは
ポジレジストを表す。以下，図２及び図３を参照しなが
ら，枚葉ディップ処理によるレチクル乾板のレジスト現
像処理について説明する。

【０００６】レチクル乾板は石英ガラス基板8aの上に遮
光膜としてＣｒ膜8bが形成されているもので，その上に
ポジレジスト8cがコーティングされている。これを電子
ビーム露光後，スピンチャック９上に固定する。

【０００７】処理槽１の壁内に温度調節用液として例え
ば恒温水をクールニクス７により循環させ，処理槽１を
恒温水の温度にする。外部から現像液を配管４を通して
恒温水に囲まれた処理液溜4aに導き, 恒温水の温度に温
調された現像液を処理液供給口4bから処理槽１に導入す
る。

【０００８】搬送棒10を下降させ, レチクル乾板を現像
液に浸漬させ，ポジレジスト8c面がディップ面の位置と
なるようにして現像を開始する。現像中は温度調節が絶
えずつづいている。

【０００９】所定の時間現像した後，搬送棒10を上昇さ
せてレチクル乾板を現像液から引き上げ，搬送棒10を回
転させながらレチクル乾板上にリンス液を注ぎ濯ぎを行
う。その後レチクル乾板を高速回転させて乾燥する。

【００１０】処理装置は温度調節されたサーマルクリー
ンブースの中に設置され，処理槽１も処理槽１に導入す
る処理液も温度調節されているが，それでも上記の方法
だけでは処理中に温度変化が生じてしまうことがある。
特に，揮発性の高い有機溶剤を現像液として用いるレジ
スト現像処理の場合は，液面からの有機溶剤の蒸発によ
り現像液の温度が下がるといった問題がある。

【００１１】レジスト露光後，有機溶剤で処理する場
合，特にレジストプロファイルの向上を目的として弱現
像する場合は，現像時間が通常の現像時間に比較して長
くなるため，現像開始時と終了時の現像液の温度差が大
きくなる。

【００１２】現像液の温度が現像中に変化するとレジス
トの現像コントロールが難しくなり，レジストの寸法制
御が難しくなり，再現性のよい処理ができなくなる。大
きな処理槽により現像液を大量に使用し，ディップ面を
深くすれば上記の影響は比較的小さくなるが，コストの
面から現像液量を少なくするとディップ面は浅くなり，
液面からの蒸発による温度低下が問題になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み，たとえディップ面が浅くとも，処理液の温度を一
定に保持できる処理装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の化学処理
装置を示す図である。上記課題は，処理液の入った処理
槽１と, 該処理液上部を覆い該処理槽１に着脱可能なふ
た２と, 該処理液を所定温度にして該処理槽１に供給す
る機構と，該処理槽１及び該ふた２の温度を所定温度に
保つ機構とを有する化学処理装置によって解決される。

【００１５】また，所定温度の温度調節用液が入った恒
温槽３の内部を貫く配管４，4aを通して該処理液を該処
理槽１に供給する機構と，該温度調節用液を該恒温槽３
から出て該処理槽１の壁内を通り帰還する配管５を通し
て循環させ，かつ該温度調節用液を該恒温槽３から出て
該ふた２内部を通り帰還する配管６を通して循環させる
機構とを有する化学処理装置によって解決される。

【００１６】また，前記化学処理装置がレジスト現像装
置である化学処理装置によって解決される。

【００１７】

【作用】本発明の化学処理装置では，処理液の入った処
理槽１上部を覆うふた２を設けている。そして，処理液
を所定温度にして処理槽１に供給する機構と，処理槽１
及びふた２の温度を所定温度に保つ機構とを備えている
から，処理液はほぼ熱平衡の状態に保たれ，液面からの
蒸発が阻止される。その結果，処理中に処理液の温度が
変化しない。

【００１８】また，処理液と処理槽１とふた２を所定温
度に保つため，所定温度の温度調節用液が入った恒温槽
３の内部を貫く配管４，4aを通して処理液を処理槽１に
供給し，温度調節用液を恒温槽３から出て処理槽１の壁
内を通り帰還する配管５を通して循環させ，かつ温度調
節用液を恒温槽３から出てふた２内部を通り帰還する配
管６を通して循環させるようにしている。

【００１９】また，このような化学処理装置は，揮発性
の高い有機溶剤を現像液に用いるレジスト現像装置にお
いて，特に大きな効果を発揮する。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の化学処理装置を示す図であ
り，１は処理槽，２はふた，３は恒温槽，４は配管，4a
は処理液溜，4bは処理液供給口，５は配管，６は配管，
７はクールニクス，８は被処理体でレチクル乾板，９は
スピンチャック，10は搬送棒，11は栓, 12はリンス用ス
プレーノズルを表す。ふた２は前後左右と上下に移動さ
せることができ，搬送棒10は上下方向に移動させること
ができる。

【００２１】以下，この化学処理装置を使用して半導体
装置用レチクルを製作する工程を，レチクル乾板のレジ
スト現像処理（図３参照）に重点をおいて説明する。レ
チクル製作工程は，レチクル乾板作製，露光，現像，エ
ッチング前処理，エッチング，レジスト剥離，検査とい
う一連の工程からなる。

【００２２】レチクル乾板は，例えば５インチ□，0.09
インチ厚の石英ガラス基板8a上に，厚さ1000ÅのＣｒ膜
8bが遮光膜として片面にスパッタされており，その上に
厚さ5000Åのポジレジスト8cがコーティングされてい
る。

【００２３】これを電子ビーム露光後，ポジレジスト8c
の現像を行う。現像液は有機溶剤として例えばキシレン
を使用する。現像液の温度は２３℃，現像時間は２０分
である。現像は例えば次の要領で行う。

【００２４】現像装置の設置されているサーマルクリ
ーンブースの雰囲気温度を２３℃に設定する。クールニ
クス７により，２３℃の恒温水を処理槽１の壁内及びふ
た２の内部に循環させる。

【００２５】搬送棒10によりスピンチャック９を処理
槽１のカップの上部に押上げ，スピンチャック９上にレ
チクル乾板を固定する。 外部の現像液タンクから恒温槽３の処理液溜4aに現像
液を導入し，２３℃に温度調節した後，配管４，処理液
供給口4bを通して処理槽１のカップに現像液を導入す
る。

【００２６】搬送棒10を下げて，スピンチャック９を
ディップ面の位置に下降させる。それと同時にふた２を
下降させて，ふた２の下面を現像液面に接するかまたは
現像液に浸るようにする。ふた２は処理槽１のカップの
内壁にも接するが，ふた２の一部に空気抜きを設けて現
像液面上の空気を抜き，ふたの下降速度を上げるように
する。

【００２７】空気抜きを設ける替わりに真空に引き，気
圧を一定にしながらふた２を現像液面に下降させてもよ
い。 ２０分間現像を行った後，ふた２を上昇させ，同時に
スピンチャック９を上昇させる。ふた２はレチクル乾板
に液だれを生じさせないため，処理槽１上から移動させ
る。

【００２８】レチクル乾板を搬送棒10により回転させ
ながらリンス用スプレーノズル12からリンス液をレチク
ル乾板上にスプレーし，現像液の濯ぎをする。 レチクル乾板を高速回転させながら，乾燥させる。

【００２９】以上により，現像処理を終了し，エッチン
グ工程へと移行する。さて，現像液の初期温度は２３℃
であったが，２０分現像後，液面から３mmの深さ位置を
５点選択して液温を測定した。その結果を表１に示す。
表１には比較のため従来のふたのない処理装置により現
像処理を行い，２０分現像後，同様に液面から３mmの深
さ位置を５点選択して液温を測定した結果も合わせて示
す。

【００３０】

【表１】 ふたの有無による温度変化の比較 ふた有 温度変化 ふた無 温度変化 １ −0.1 １ −0.4 ２ ０ ２ −0.7 ３ ０ ３ −1.0 ４ ０ ４ −0.9 ５ −0.1 ５ −0.4 位置による差 0.1 位置による差 0.5 表１にみるように，本実施例のふた有の現像処理では，
現像中の温度変化（温度降下）及び位置による差を極め
て小さい。一方，従来のふた有の現像処理では，現像中
の温度変化（温度降下）及び位置による差が大きい。

【００３１】ちなみに，１℃の現像液温変化は, 0.1 μ
ｍの寸法変化を生じる。表１によると，従来例では0.04
〜0.10μｍの寸法シフトを生じるが，本実施例による
と，それが０〜0.01μｍの寸法シフトに改善されること
がわかる。

【００３２】この後，酸素プラズマによるディスカム工
程のエッチング前処理を行い，次いでこの化学処理装置
を用いて，現像されたポジレジストパターンをマスクに
してＣｒ膜8bをエッチングする。エッチング液の温度は
２３℃，エッチング時間は５０秒とする。この場合もふ
た２の効用により，エッチング液の温度はほとんど一定
に保たれる。

【００３３】この後，ポジレジストを剥離してレチクル
を完成し，検査する。本発明の化学処理装置は，有機溶
剤のような揮発性の大きい処理液を用いる場合に，特に
大きな効果を発揮する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の化学処理
装置によれば，処理中に処理液の温度を安定に保ち，位
置による温度ばらつきもなくすことができる。

【００３５】特に，有機溶剤のような揮発性の大きい処
理液を用いる場合に，液面からの蒸発を阻止し，処理液
の温度を安定に保つことに大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の化学処理装置を示す図である。

【図２】従来の化学処理装置を示す図である。

【図３】レチクル乾板のレジスト現像処理の説明図であ
る。

【符号の説明】

１は処理槽 ２はふた ３は恒温槽 ４は配管 4aは処理液溜 4bは処理液供給口 ５，６は配管 ７はクールニクス ８は被処理体であってレチクル乾板 8aは石英ガラス基板 8bはＣｒ膜 8cはポジレジスト ９はスピンチャック 10は搬送棒 11は栓 12はリンス用スプレーノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理液の入った処理槽(1) と, 該処理液上部を覆い該処理槽(1) に着脱可能なふた(2)
   と, 該処理液を所定温度にして該処理槽(1) に供給する機構
   と， 該処理槽(1) 及び該ふた(2) の温度を所定温度に保つ機
   構とを有することを特徴とする化学処理装置。
2. 【請求項２】 所定温度の温度調節用液が入った恒温槽
   (3) の内部を貫く配管(4, 4a) を通して該処理液を該処
   理槽(1) に供給する機構と， 該温度調節用液を該恒温槽(3) から出て該処理槽(1) の
   壁内を通り帰還する配管(5) を通して循環させ，かつ該
   温度調節用液を該恒温槽(3) から出て該ふた(2) 内部を
   通り帰還する配管(6) を通して循環させる機構とを有す
   ることを特徴とする請求項１記載の化学処理装置。
3. 【請求項３】 前記化学処理装置がレジスト現像装置で
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の化学処理装
   置。