JPH0638397B2 - レジスト現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレジスト現像装置、詳しくは半導体ウエハ、半
導体マスク、光ディスク等の被現像体に装着されたレジ
スト層の現像を行なうレジスト現像装置に関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウエハにおけるレジスト層の現像を行なう
現像装置は、特開昭５６−９８８２６号公報に示され、
また、第６図に示した如く、モータ（Ｍ_２）の上方に備
えた保持手段（Ａ）に保持されて回転する半導体ウエハ
（Ｗ）にノズル（Ｎ）から現像液を放出することにより
レジスト層の現像を行なっている。

また、最近のレジストパターンの高感度化につれてその
レジストに対する現像条件、特に現像温度に対する要求
が重要なものとなっていることから、この現像温度を設
定値に制御するための手段、所謂現像温度制御手段が講
じられているのである。

すなわち、現像液容器（Ｃ）と前記ノズル（Ｎ）との間
に現像液の温度を調整する調温部（ＴＣ）と現像液の液
量を調整するバルブ（ＦＶ）とを設け、前記現像液の温
度とその流量とを制御する如く成すと共に、ノズル
（Ｎ）から噴射する前の現像液の液温を検出する検温部
（ＴＥ）と、前記ノズル（Ｎ）とこのノズル（Ｎ）に対
し対向状に保持する前記ウエハ（Ｗ）との間に進退自由
に移動するシャッタ（Ｓ）とを設けて、このシャッタ
（Ｓ）を前記現像液の液温が設定温度になっていないと
きには前記ノズル（Ｎ）とウエハ（Ｗ）との間に進出さ
せて、前記ノズル（Ｎ）からの現像液を受止め、設定温
度に達したときには、前記シャッタ（Ｓ）を後退させて
現像液をウエハ（Ｗ）に放出できるようにし、ウエハ
（Ｗ）に作用する現像液の液温が設定温度に限定できる
ようにしているのである。

尚、第６図において（Ｍ_１）は前記シャッタ（Ｓ）の駆
動用モータであり、（ＣＴ）はこのコントローラであ
る。また、（Ｐ）は前記ノズル（Ｎ）に現像液を供給す
るポンプである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来例では、前記検温部（ＴＥ）を前記ノズル
（Ｎ）の本体に取付けて、ウエハ（Ｗ）に放出する前の
現像液の温度を検出しているけれども、一般に現像液の
多くは揮発性のものが用いられていることから、前記ノ
ズル（Ｎ）から放出され実際にウエハ（Ｗ）の面上に到
達して作用される現像液の温度、すなわち真の現像温度
は、放出に伴なう蒸発作用等により放出前の温度と異な
っており、従って、放出前の温度をもとにして行う前記
従来の現像温度の制御は、正確に行えていない問題があ
った。

本発明の目的は、半導体ウエハ等の被現像体の面上にお
ける現像温度を高精度に制御しえるレジスト現像装置を
提供する点にある。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、内部に現像室（１０）を形成する現像
槽（１）に、被現像体（Ｗ）の保持手段（１６）を内装
すると共に、この保持手段（１６）で保持される被現像
体（Ｗ）に現像液を放出する放出手段（２）を設けたレ
ジスト現像装置において、前記現像槽（１）に、現像室
（１０）を取囲み、内部に温調熱媒を循環させる熱交換
チャンバー（１４）を設けると共に、前記保持手段（１
６）に、被現像体（Ｗ）に接触して、この被現像体
（Ｗ）の温度を検出する温度検出手段（６）を取付ける
一方、前記放出手段（２）の上流に、前記温度検出手段
（６）の検出温度に基づいて現像液の温度を調節する温
調部（５）を設けたのである。

（作用） 現像を行う現像室（１０）自体の環境を、該現像室（１
０）を取囲む熱交換チャンバー（１４）からの熱的な覆
いによって所定温度の恒温雰囲気とし、その中に被現像
体（Ｗ）をおいて、この被現像体（Ｗ）の周辺環境を広
く恒温雰囲気とするから、例えば日中と夜間との差或は
夏季と冬季との差等にみられる外気温度の違いに拘ら
ず、被現像体（Ｗ）の現像環境を所定の温度にほぼ保つ
ことができるし、又、広く現像室（１０）を恒温雰囲気
とするから、現像室（１０）に入れる被現像体（Ｗ）の
外径寸法の違い等、現像をしようとする被現像体（Ｗ）
の形状や大きさ等に拘らず、被現像体（Ｗ）を所定の現
像環境下におくことができるのである。

そして、このように、被現像体（Ｗ）の周辺環境を所定
温度にほぼ保持した条件のもとで、実際に被現像体
（Ｗ）が何度で現像されているかという情報つまり温度
検出手段（６）で検出する被現像体（Ｗ）の実際の温度
に基づいて、放出手段（２）から被現像体（Ｗ）に供給
せんとする現像液の温度を調節するから、被現像体
（Ｗ）の現像温度を高精度に管理できるのである。

（実施例） 第１図において（１）は現像槽であって、この現像槽
（１）は二重壁構造とした胴体（１１）と、底壁（１
２）及び蓋体（１３）とから成り、内部に現像室（１
０）を形成すると共に、前記胴体（１１）の二重壁構造
により、前記現像室（１０）を取囲む熱交換チャンバー
（１４）を形成している。

前記熱交換チャンバー（１４）には、外部に設ける恒温
熱媒発生装置（７）が接続され、この発生装置からの温
調された恒温熱媒体（例えば恒温水）を前記チャンバー
（１４）に循環させることにより、前記現像室（１０）
を温度調整している。

また、前記底壁（１２）には支持筒（１５）を立設し
て、その内部に回転軸（１７）を回転自由に支持して、
この回転軸（１７）の上端に、被現像体として例えば半
導体ウエハ（Ｗ）を用いる場合、このウエハ（Ｗ）を固
定状に把持するチャック機構を備えた保持手段（１６）
を取付けている。一方、前記蓋体（１３）には、前記保
持手段（１６）に保持されて回転する前記ウエハ（Ｗ）
に現像液を放出する例えばスピレーノズル等の放出手段
（２）を配設している。

この放出手段（２）は、現像液容器（３）に、送液ポン
プ（１４０）及び温調部（５）を介装した送液管（６
０）を介して接続され、前記容器（３）から温度調整さ
れた現像液が前記放出手段（２）に供給され、該放出手
段（２）から前記ウエハ（Ｗ）に前記現像液を例えば噴
射により放出するようにしている。

そして、以上のように構成するレジスト現像装置におい
て、前記保持手段（１６）に、被現像体（Ｗ）に接触し
て、この被現像体（Ｗ）の温度を検出する温度検出手段
（６）を取付けて、該温度検出手段（６）による検出温
度をもとにして現像温度を制御する如く成したのであ
る。

具体的には、前記温度検出手段（６）としては、例え
ば、第２図に示すように、白金抵抗素子（６ａ）をシリ
コンゴム（６ｂ）で被覆形成して成る白金抵抗素子ユニ
ットを用いているのである。

そして、この温度検出手段（６）を、第３図及び第４図
に示すように、前記保持手段（１６）のチャック機構を
構成し、かつ、前記回転軸（１７）に対し四方に配設さ
れるチャック部（４）のひとつに取付けるのであって、
前記ウエハ（Ｗ）の裏面を受止める前記チャック部
（４）の偏平面（４０）に設けた受入段部（４１）に、
前記温度検出手段（６）を埋込んでいるのである。

尚、前記チャック部（４）には、前記回転軸（１７）の
回転に伴なう遠心力により錘（４２）を傾動させて、爪
（４３）を前記ウエハ（Ｗ）の半径方向内方にスライド
させることにより、前記ウエハ（Ｗ）の四方を自動的に
把持するチャック機構を備えているのである。

そして、前記温度検出手段（６）は、リード線（６Ｒ）
を介して、第１図に示すように前記回転軸（１７）の下
方に設けるスリップリング（１００）に接続されるので
ある。

一方、前記した現像液の温度調整を行なう温調部（５）
が、前記ウエハ（Ｗ）の現像温度を制御するための手
段、すなわち現像温度制御手段を構成するものであっ
て、この温調部（５）は、第１図に示すように、密閉状
の断熱容器（５０）に恒温熱媒体としての水と、ヒータ
（５１）及び冷凍装置の蒸発器（５２）とを内装して成
る恒温熱媒槽（５００）に、前記送液管（６０）の一部
をコイル状にした熱交換部（６５）を配設すると共に、
前記ヒータ（５１）及び蒸発器（５２）の運転制御を行
なうコントローラ（８）を設けたものである。

そして、前記コントローラ（８）に前記温度検出手段
（６）が、前記スリップリング（１００）を介して接続
されるのであって、前記コントローラ（８）において、
前記温度検出手段（６）による検出温度と、予め任意に
設定する設定温度とを比較して行なうと共に、この比較
した温度に基づいて前記ヒータ（５１）及び蒸発器（５
２）の運転制御を行なうことにより、現像液の温度を設
定値に制御できるようにしているのである。

尚、（５８）は前記蒸発器（５２）に対応する凝縮器で
ある。

かくして、前記放出手段（２）から放出され前記ウエハ
（Ｗ）に到達した現像液の温度により定まる前記ウエハ
（Ｗ）の温度を、前記温度検出手段（６）により検出す
るようにしたから、前記ウエハ（Ｗ）の面上における現
像温度が高精度に検知できるのである。

そして、かくの如く高精度に検出できる前記ウエハ
（Ｗ）の面上温度に基づいて、現像温度制御手段を構成
する前記温調部（５）により現像液の温度を制御するよ
うにしたから、前記ウエハ（Ｗ）の面上における現像温
度を高精度に制御できるのである。

尚、温度検出手段（６）を、温調部（５）の他に、現像
室（１０）の温度を調節すべく設けた恒温熱媒配設装置
（７）に接続して、この発生装置の運転を温度検出手段
（６）による検出温度をもとにして制御してもよい。

前記発生装置（７）は、前記温調部（５）と同様に、密
閉状の断熱容器（７０）に恒温熱媒体としての水と、ヒ
ータ（７１）及び蒸発器（７２）とを内装して成る恒温
熱媒槽（７００）に、配管（７６）（７７）を介して恒
温熱媒を循環させるための熱媒ポンプ（７５）を配設す
ると共に、前記ヒータ（７１）及び蒸発器（７２）の運
転制御を行なうコントローラ（８０）を設けているので
ある。（７８）は前記蒸発器（７２）に対応する凝縮
器、（７２）はストレーナである。

尚、第１図において、（２０）は、前記現像槽（１）の
胴体（１１）に設けるウエハ出入口であって、この出入
口（２０）には扉（２１）を開閉自由に取付けている。

また、（２２）は前記蓋体（１３）に取付けるファンで
あって、このファン（２２）に設けることにより、前記
現像室（１０）の室内を迅速に飽和状態にできると共
に、前記熱交換チャンバー（１４）を構成する胴体内壁
との熱伝達率を向上させることができる。

また、前記放出手段（２）から噴射する現像液は、例え
ばイソブチルアルコールとエタノールとを約５０対５０
の割合で混合したものを用いるのであって、この現像液
の現像温度（℃）とレジスト感度（μｃ／cm²）とは、
第５図に示した通り変化することになる。尚、第５図は
縦軸を対数目盛りによって表わしている。

（発明の効果） 以上のように本発明によると、被現像体（Ｗ）の現像環
境を所定温度の恒温雰囲気に広く保持した条件のもと
で、実際の被現像体（Ｗ）の温度に基づいて現像液の温
度を調節するから、外気温度や被現像体（Ｗ）の形状等
に拘らず汎用的に、各被現像体（Ｗ）間で感度のバラツ
キが生じることもなく、高精度に現像を行うことができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一実施例を示す概略説明図、
第２図は温度検出手段のみの斜視図、第３図は要部を示
す平面図、第４図はそのIII−IIIからの断面図、第５図
は現像液の現像温度とレジスト感度変化との特性図、第
６図は従来例を示す概略説明図である。 （２）……放出手段 （６）……温度検出手段 （１６）……保持手段 （１）……現像槽 （１０）……現像室 （１４）……熱交換チャンバー （５）……温調部

フロントページの続き (72)発明者 船津 常正 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 武居 俊孝 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 川端 克宏 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 鳥越 邦和 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭60−138550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−142743（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に現像室（１０）を形成する現像槽
   （１）に、被現像体（Ｗ）の保持手段（１６）を内装す
   ると共に、この保持手段（１６）で保持される被現像体
   （Ｗ）に現像液を放出する放出手段（２）を設けたレジ
   スト現像装置において、前記現像槽（１）に、現像室
   （１０）を取囲み、内部に温調熱媒を循環させる熱交換
   チャンバー（１４）を設けると共に、前記保持手段（１
   ６）に、被現像体（Ｗ）に接触して、この被現像体
   （Ｗ）の温度を検出する温度検出手段（６）を取付ける
   一方、前記放出手段（２）の上流に、前記温度検出手段
   （６）の検出温度に基づいて現像液の温度を調節する温
   調部（５）を設けたことを特徴とするレジスト現像装
   置。