JPH08139008A - Wafer temperature control device and semiconductor manufacturing apparatus using the same - Google Patents

Wafer temperature control device and semiconductor manufacturing apparatus using the same

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JPH08139008A
JPH08139008A JP30262894A JP30262894A JPH08139008A JP H08139008 A JPH08139008 A JP H08139008A JP 30262894 A JP30262894 A JP 30262894A JP 30262894 A JP30262894 A JP 30262894A JP H08139008 A JPH08139008 A JP H08139008A
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JP
Japan
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wafer
temperature
wafer chuck
temperature adjusting
chemical liquid
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JP30262894A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kusano
恭 草野
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve uniformity of a resist coating film at the time of resist coating and uniformity of resist line width after development, by enabling the control of wafer temperature in a resist coating process and a developing process. CONSTITUTION: The temperature of a wafer 11 is controlled at a specified value with a heater 31 for controlling wafer temperature which is arranged at the back of the wafer 11 and a heater temperature control device 32 which controls the temperature of the heater 31 for controlling wafer temperature. A controller 40 so controls the heater temperature control device 32, a cooling water temperature control device 20, a water temperature control device 27 for controlling chemical liquid temperature, and an air conditioner 37 that the temperatures of the wager 11, a wafer chuck 12, chemical liquid dripped from a nozzle 24 and the atmosphere in a wafer cup 21 are made an equal specified value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程におけ
るレジスト塗布と現像の少なくとも一方の工程におい
て、半導体ウェハ(以下、単にウェハという。)の温度
を調節するウェハ温度調節装置およびこれを用いた半導
体製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer temperature adjusting device for adjusting the temperature of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "wafer") in at least one of resist coating and developing in a semiconductor manufacturing process, and a wafer temperature adjusting device using the same. The present invention relates to a semiconductor manufacturing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造工程においてウェハ上
にパターンを形成するためのレジストを塗布する工程
と、露光後に現像する工程とでは、ウェハ上のパターン
の精度を保つために、塗布および現像ユニットの雰囲気
の温度および湿度の調節と、レジストおよび現像液の温
度調節を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, a coating and developing unit is used in a process of applying a resist for forming a pattern on a wafer and a process of developing after exposure in order to maintain the accuracy of the pattern on the wafer. The temperature and humidity of the atmosphere and the temperature of the resist and the developer were controlled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな雰囲気の温度調節とレジストおよび現像液の温度調
節だけでは、実際のウェハの温度の制御が難しく、ま
た、レジストおよび現像液の温度と雰囲気の温度とのバ
ランスが取り難いという問題点があった。ウェハの温度
とレジストおよび現像液の温度や雰囲気の温度とのアン
バランスは、レジスト塗布膜の均一性および現像後のレ
ジスト線幅の均一性の劣化の原因となる。具体的には、
レジスト塗布工程においてウェハの温度が最適な温度よ
りも高い場合にはレジスト塗布膜が薄くなり、逆にウェ
ハの温度が最適な温度よりも低い場合にはレジスト塗布
膜が厚くなる。また、いずれの場合にもレジスト塗布膜
の厚みにむらが生じる場合がある。また、レジスト塗布
膜が厚くなると現像後のレジスト線幅が細くなる。
However, it is difficult to control the actual temperature of the wafer only by adjusting the temperature of the atmosphere and the temperature of the resist and the developing solution, and the temperature and atmosphere of the resist and the developing solution are controlled. There was a problem that it was difficult to balance with the temperature. The imbalance between the temperature of the wafer and the temperature of the resist and the developer and the temperature of the atmosphere causes deterioration of the uniformity of the resist coating film and the uniformity of the resist line width after development. In particular,
In the resist coating step, when the wafer temperature is higher than the optimum temperature, the resist coating film becomes thin, and when the wafer temperature is lower than the optimum temperature, the resist coating film becomes thicker. In any case, the thickness of the resist coating film may be uneven. Further, if the resist coating film becomes thick, the resist line width after development becomes narrow.

【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題は、半導体製造工程におけるレジスト塗
布工程と現像工程において、ウェハの温度を調節できる
ようして、レジスト塗布時のレジスト塗布膜の均一性と
現像後のレジスト線幅の均一性を向上させることができ
るようにしたウェハ温度調節装置およびこれを用いた半
導体製造装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to make it possible to adjust the temperature of a wafer in a resist coating process and a developing process in a semiconductor manufacturing process so that a resist coating film at the time of resist coating. It is an object of the present invention to provide a wafer temperature adjusting device and a semiconductor manufacturing apparatus using the same, which can improve the uniformity of the resist pattern width and the uniformity of the resist line width after development.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のウェハ温
度調節装置は、半導体製造工程におけるレジスト塗布と
現像の少なくとも一方の工程を行う半導体製造装置にお
いて、半導体ウェハを裏面から吸着保持して回転させる
ためのウェハチャックによって保持された状態における
半導体ウェハの裏面に対向するように、ウェハチャック
の下側に配設され、発熱または吸熱を行う熱源部と、こ
の熱源部の温度を制御する熱源部温度制御手段とを備え
たものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wafer temperature control apparatus, wherein in a semiconductor manufacturing apparatus for performing at least one of resist coating and developing in a semiconductor manufacturing step, a semiconductor wafer is sucked and held from a back surface and rotated. And a heat source part arranged below the wafer chuck so as to face the back surface of the semiconductor wafer held by the wafer chuck and generate or absorb heat, and a heat source part for controlling the temperature of the heat source part. And a temperature control means.

【0006】請求項2記載の半導体製造装置は、半導体
製造工程におけるレジスト塗布と現像の少なくとも一方
の工程を行う半導体製造装置であって、半導体ウェハを
裏面から吸着保持して回転させるためのウェハチャック
と、このウェハチャックを回転させるモータと、ウェハ
チャックによって保持された状態における半導体ウェハ
の上面にレジストと現像液の少なくとも一方の薬液を滴
下するためのノズルと、ウェハチャックによって保持さ
れた状態における半導体ウェハを囲うようにウェハチャ
ックの周囲に設けられた薬液飛散防止用のウェハカップ
と、ウェハチャックによって保持された状態における半
導体ウェハの裏面に対向するようにウェハチャックの下
側に配設され、発熱または吸熱を行う熱源部と、この熱
源部の温度を調節する熱源部温度調節手段と、ウェハチ
ャックの温度を調節するウェハチャック温度調節手段
と、ノズルによって滴下される薬液の温度を調節する薬
液温度調節手段と、ウェハカップ内の雰囲気の温度を調
節する雰囲気温度調節手段と、半導体ウェハ、ウェハチ
ャック、薬液および雰囲気の各温度が互いに等しい所定
温度になるように、熱源部温度調節手段、ウェハチャッ
ク温度調節手段、薬液温度調節手段および雰囲気温度調
節手段を制御する制御手段とを備えたものである。
A semiconductor manufacturing apparatus according to a second aspect is a semiconductor manufacturing apparatus that performs at least one of resist coating and development in a semiconductor manufacturing process, and is a wafer chuck for sucking and holding a semiconductor wafer from the back surface and rotating it. A motor for rotating the wafer chuck, a nozzle for dropping a chemical liquid of at least one of a resist and a developing solution onto the upper surface of the semiconductor wafer held by the wafer chuck, and a semiconductor held by the wafer chuck. A wafer cup that surrounds the wafer is provided around the wafer chuck to prevent chemicals from splashing, and a wafer cup is placed below the wafer chuck to face the back surface of the semiconductor wafer held by the wafer chuck. Or adjust the temperature of the heat source that absorbs heat and this heat source. Heat source temperature adjusting means, wafer chuck temperature adjusting means for adjusting the temperature of the wafer chuck, chemical solution temperature adjusting means for adjusting the temperature of the chemical solution dropped by the nozzle, and atmosphere for adjusting the temperature of the atmosphere inside the wafer cup. The heat source temperature adjusting means, the wafer chuck temperature adjusting means, the chemical temperature adjusting means and the atmosphere temperature adjusting means are controlled so that the temperature adjusting means and the semiconductor wafer, the wafer chuck, the chemical solution and the atmosphere have the same predetermined temperature. And a control means for controlling the operation.

【0007】[0007]

【作用】請求項1記載のウェハ温度調節装置では、ウェ
ハチャックによって保持された半導体ウェハは、その裏
面に対向するように配設された熱源部とこの熱源部の温
度を調節する熱源部温度調節手段とによって温度調節さ
れる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a wafer temperature adjusting apparatus, wherein the semiconductor wafer held by the wafer chuck has a heat source portion arranged to face the back surface of the semiconductor wafer and a heat source portion temperature adjusting means for adjusting the temperature of the heat source portion. The temperature is controlled by means.

【0008】請求項2記載の半導体製造装置では、半導
体ウェハは、ウェハカップ内において、ウェハチャック
によって保持されて回転され、この半導体ウェハの上面
にノズルより薬液が滴下されて、レジスト塗布と現像の
少なくとも一方の工程が行われる。このとき、制御手段
によって熱源部温度調節手段、ウェハチャック温度調節
手段、薬液温度調節手段および雰囲気温度調節手段が制
御され、半導体ウェハ、ウェハチャック、薬液および雰
囲気の各温度が互いに等しい所定温度になるように調節
される。
According to another aspect of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the semiconductor wafer is held and rotated by the wafer chuck in the wafer cup, and the chemical solution is dropped from the nozzle onto the upper surface of the semiconductor wafer to perform resist coating and development. At least one process is performed. At this time, the control means controls the heat source temperature adjusting means, the wafer chuck temperature adjusting means, the chemical solution temperature adjusting means and the atmosphere temperature adjusting means so that the semiconductor wafer, the wafer chuck, the chemical solution and the atmosphere have the same temperature. To be adjusted.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明の一実施例に係るウェハ温度
調節装置を含む半導体製造装置の構成を示す説明図であ
る。この半導体製造装置は、半導体製造工程におけるレ
ジスト塗布と現像の少なくとも一方の工程を行う装置
(コーター・ディベロッパー)である。なお、この半導
体製造装置は、1台の装置で半導体製造工程におけるレ
ジスト塗布と現像の双方の工程を行うものでも良いし、
一方の工程のみを行うものでも良い。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a semiconductor manufacturing apparatus including a wafer temperature adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention. This semiconductor manufacturing apparatus is an apparatus (coater / developer) that performs at least one of resist coating and development in the semiconductor manufacturing process. Note that this semiconductor manufacturing apparatus may be one in which both the resist coating and development processes in the semiconductor manufacturing process are performed by one device,
It is also possible to perform only one of the steps.

【0011】図1に示すように、本実施例の半導体製造
装置は、ウェハ11を裏面から吸着保持して回転させる
ためのウェハチャック12を備えている。このウェハチ
ャック12は、支持軸13を介してモータ14に連結さ
れている。モータ14はモータフランジ15を介して装
置本体に固定されている。ウェハチャック12の上面に
は、図示しないが吸引用の複数の溝が形成され、この溝
は、支持軸13を貫通するように形成された吸引孔16
を介して吸引装置17に接続されている。モータフラン
ジ15内には冷却水通路18が形成され、この冷却水通
路18は、冷却水通路18を通過する冷却水を循環させ
る冷却水循環装置19および冷却水の温度を調節する冷
却水温度調節装置20に接続されている。冷却水温度調
節装置20は、冷却水を加熱あるいは冷却する加熱・冷
却装置と冷却水の温度を検出する温度センサとを有し、
温度センサによって検出される冷却水の温度を所定の温
度に調節できるようになっている。冷却水通路18、冷
却水循環装置19および冷却水温度調節装置20によっ
て、ウェハチャック12の温度を調節するウェハチャッ
ク温度調節手段が構成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment includes a wafer chuck 12 for sucking and holding a wafer 11 from the back surface and rotating the wafer 11. The wafer chuck 12 is connected to a motor 14 via a support shaft 13. The motor 14 is fixed to the apparatus body via a motor flange 15. Although not shown, a plurality of suction grooves are formed on the upper surface of the wafer chuck 12, and the suction holes 16 are formed so as to penetrate the support shaft 13.
It is connected to the suction device 17 via. A cooling water passage 18 is formed in the motor flange 15, and the cooling water passage 18 circulates the cooling water passing through the cooling water passage 18 and a cooling water temperature adjusting device for adjusting the temperature of the cooling water. Connected to 20. The cooling water temperature adjusting device 20 has a heating / cooling device for heating or cooling the cooling water and a temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water.
The temperature of the cooling water detected by the temperature sensor can be adjusted to a predetermined temperature. The cooling water passage 18, the cooling water circulating device 19, and the cooling water temperature adjusting device 20 constitute a wafer chuck temperature adjusting means for adjusting the temperature of the wafer chuck 12.

【0012】半導体製造装置は、更に、ウェハチャック
12によって保持された状態におけるウェハ11を囲う
ようにウェハチャック12の周囲に設けられた薬液飛散
防止用のウェハカップ21を備えている。このウェハカ
ップ21はシリンダ22に連結され、このシリンダ22
によって上下方向に移動されるようになっている。
The semiconductor manufacturing apparatus further includes a wafer cup 21 for preventing chemical liquid scattering, which is provided around the wafer chuck 12 so as to surround the wafer 11 held by the wafer chuck 12. This wafer cup 21 is connected to a cylinder 22,
It is designed to move vertically.

【0013】半導体製造装置は、更に、ウェハチャック
12によって保持された状態におけるウェハ11の上面
にレジストと現像液の少なくとも一方の薬液を滴下する
ためのノズル24を備えている。このノズル24は、内
側の薬液通路の周囲に、薬液の温度を調節するための薬
液温調用水が通過する薬液温調用水通路が形成された二
重構造になっている。ノズル24の薬液通路は薬液供給
装置25に接続され、薬液温調用水通路は、この通路を
通過する薬液温調用水を循環させる薬液温調用水循環装
置26および薬液温調用水の温度を調節する薬液温調用
水温度調節装置27に接続されている。薬液温調用水温
度調節装置27は、薬液温調用水を加熱あるいは冷却す
る加熱・冷却装置と薬液温調用水の温度を検出する温度
センサとを有し、温度センサによって検出される薬液温
調用水の温度を所定の温度に調節できるようになってい
る。ノズル24内の薬液温調用水通路、薬液温調用水循
環装置26および薬液温調用水温度調節装置27によっ
て、ノズル24によって滴下される薬液の温度を調節す
る薬液温度調節手段が構成されている。
The semiconductor manufacturing apparatus further includes a nozzle 24 for dropping a chemical solution of at least one of a resist and a developing solution on the upper surface of the wafer 11 held by the wafer chuck 12. The nozzle 24 has a double structure in which a chemical liquid temperature adjusting water passage through which the chemical liquid temperature adjusting water for adjusting the temperature of the chemical liquid passes is formed around the inside of the chemical liquid passage. The chemical liquid passage of the nozzle 24 is connected to the chemical liquid supply device 25, and the chemical liquid temperature adjusting water passage adjusts the temperature of the chemical liquid temperature adjusting water circulating device 26 for circulating the chemical liquid temperature adjusting water and the chemical liquid temperature adjusting water. It is connected to the water temperature adjusting device 27 for adjusting the temperature of the chemical liquid. The chemical liquid temperature control water temperature control device 27 has a heating / cooling device for heating or cooling the chemical liquid temperature control water and a temperature sensor for detecting the temperature of the chemical liquid temperature control water, and the chemical liquid temperature control water detected by the temperature sensor. The temperature of can be adjusted to a predetermined temperature. The chemical liquid temperature adjusting water passage in the nozzle 24, the chemical liquid temperature adjusting water circulating device 26, and the chemical liquid temperature adjusting water temperature adjusting device 27 constitute a chemical liquid temperature adjusting means for adjusting the temperature of the chemical liquid dropped by the nozzle 24.

【0014】半導体製造装置は、更に、ウェハチャック
12によって保持された状態におけるウェハ11の裏面
に対向するようにウェハチャック12の下側に配設さ
れ、ウェハ11を加熱するための熱源部としてのウェハ
温度調節用ヒータ31と、このウェハ温度調節用ヒータ
31の温度を調節するヒータ温度調節装置32とを備え
ている。ウェハ温度調節用ヒータ31には、例えばセラ
ミックヒータが用いられる。また、ウェハ温度調節用ヒ
ータ31は例えば螺旋状に巻回されて、ウェハチャック
12の下側に配設されたケース33内に収納されてい
る。ケース33は、ケース33上面とウェハ11の裏面
との間隔か例えば2〜3mm程度となる位置に配置され
ている。ヒータ温度調節装置32は、ウェハ温度調節用
ヒータ31の近傍に設けられた温度センサによって、あ
るいはウェハ温度調節用ヒータ31の抵抗値を検出する
ことによって、ウェハ温度調節用ヒータ31の温度を検
出し、ウェハ温度調節用ヒータ31に供給する電力を調
節して、ウェハ温度調節用ヒータ31の温度を所定の温
度に調節できるようになっている。
The semiconductor manufacturing apparatus is further arranged below the wafer chuck 12 so as to face the back surface of the wafer 11 held by the wafer chuck 12, and serves as a heat source unit for heating the wafer 11. A wafer temperature adjusting heater 31 and a heater temperature adjusting device 32 for adjusting the temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 are provided. A ceramic heater is used as the wafer temperature adjusting heater 31, for example. Further, the wafer temperature adjusting heater 31 is wound, for example, in a spiral shape and is housed in a case 33 arranged below the wafer chuck 12. The case 33 is arranged at a position where the distance between the upper surface of the case 33 and the back surface of the wafer 11 is, for example, about 2 to 3 mm. The heater temperature adjusting device 32 detects the temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 by a temperature sensor provided near the wafer temperature adjusting heater 31 or by detecting the resistance value of the wafer temperature adjusting heater 31. The temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 can be adjusted to a predetermined temperature by adjusting the power supplied to the wafer temperature adjusting heater 31.

【0015】上記の各構成要素は、ハウジング35内に
収納されている。ハウジング35の上面にはHEPA
(High Efficiency Particulate Air ;高集塵効率エア
ー)フィルタ36が装着されている。半導体製造装置
は、更に、外気を導入して温度および湿度が調節された
空気を排出する空気調和機37と、この空気調和機37
によって温度および湿度が調節された空気をHEPAフ
ィルタ36の上面に供給するダクト38とを備えてい
る。空気調和機37によって温度および湿度が調節さ
れ、HEPAフィルタ36を通過した空気は、雰囲気温
度調節用ダウンフローエアー39として、ハウジング3
5内を垂直に下降するようになっている。また、空気調
和機37によって、ウェハカップ21内の雰囲気の温度
を調節する雰囲気温度調節手段が構成されている。
The above components are housed in a housing 35. HEPA is on the upper surface of the housing 35.
A (High Efficiency Particulate Air) filter 36 is mounted. The semiconductor manufacturing apparatus further includes an air conditioner 37 that introduces outside air and discharges air whose temperature and humidity are adjusted, and this air conditioner 37.
A duct 38 for supplying the air whose temperature and humidity are adjusted to the upper surface of the HEPA filter 36. The air whose temperature and humidity have been adjusted by the air conditioner 37 and which has passed through the HEPA filter 36 serves as the downflow air 39 for adjusting the ambient temperature, and is used as the housing 3
It is designed to descend vertically within 5. Further, the air conditioner 37 constitutes an atmosphere temperature adjusting means for adjusting the temperature of the atmosphere inside the wafer cup 21.

【0016】半導体製造装置は、更に、モータ14、吸
引装置17、冷却水循環装置19、冷却水温度調節装置
20、シリンダ22、薬液供給装置25、薬液温調用水
循環装置26、薬液温調用水温度調節装置27、ヒータ
温度調節装置32および空気調和機37を制御するコン
トローラ40を備えている。このコントローラ40は、
ウェハ11、ウェハチャック12、ノズル24から滴下
される薬液およびウェハカップ21内の雰囲気の各温度
が互いに等しい所定温度になるように、ヒータ温度調節
装置32、冷却水温度調節装置20、薬液温調用水温度
調節装置27および空気調和機37を制御するようにな
っている。
The semiconductor manufacturing apparatus further includes a motor 14, a suction device 17, a cooling water circulation device 19, a cooling water temperature control device 20, a cylinder 22, a chemical liquid supply device 25, a chemical liquid temperature control water circulation device 26, and a chemical liquid temperature control water temperature. A controller 40 that controls the adjusting device 27, the heater temperature adjusting device 32, and the air conditioner 37 is provided. This controller 40
The heater temperature control device 32, the cooling water temperature control device 20, and the chemical liquid temperature control are controlled so that the temperatures of the wafer 11, the wafer chuck 12, the chemical liquid dropped from the nozzle 24, and the atmosphere in the wafer cup 21 are equal to each other. The water temperature controller 27 and the air conditioner 37 are controlled.

【0017】次に、本実施例の半導体製造装置の動作に
ついて説明する。
Next, the operation of the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment will be described.

【0018】ウェハ11に対するレジスト塗布および現
像時には、ウェハ11は、図示しない搬送装置によって
ウェハカップ21内に搬送され、ウェハチャック12上
に載置され、吸引装置17を駆動することによってウェ
ハチャック12上に吸引保持される。なお、搬送装置は
ウェハ11の側部を把持して水平方向に移動するように
なっている。そのため、ウェハカップ21は、ウェハ1
1がウェハカップ21内に搬送される際には下降され、
ウェハ11がウェハチャック12上に吸着保持された後
に上昇される。
At the time of resist coating and development on the wafer 11, the wafer 11 is transferred into the wafer cup 21 by a transfer device (not shown), placed on the wafer chuck 12, and driven on the wafer chuck 12 by driving the suction device 17. Is held by suction. Note that the transfer device is configured to grip the side portion of the wafer 11 and move in the horizontal direction. Therefore, the wafer cup 21 is
When 1 is transferred into the wafer cup 21, it is lowered,
The wafer 11 is lifted after being suction-held on the wafer chuck 12.

【0019】レジスト塗布および現像時、ウェハカップ
21内の雰囲気は、雰囲気温度調節用ダウンフローエア
ー39によって所望の温度および湿度に調節されてい
る。また、ウェハチャック21は、モータ14からの熱
の伝導を避けるため、モータフランジ15内の冷却水通
路18を通過する冷却水によって冷却され、且つ冷却水
温度調節装置20によって冷却水の温度を調節すること
によって所望の温度に調節されている。
At the time of applying and developing the resist, the atmosphere inside the wafer cup 21 is adjusted to a desired temperature and humidity by the downflow air 39 for adjusting the atmosphere temperature. Further, the wafer chuck 21 is cooled by the cooling water passing through the cooling water passage 18 in the motor flange 15 and the temperature of the cooling water is adjusted by the cooling water temperature adjusting device 20 in order to avoid heat conduction from the motor 14. The temperature is adjusted to the desired temperature.

【0020】レジスト塗布時には、薬液供給装置25よ
りノズル24にレジストを供給し、レジストをウェハ1
1上に滴下すると共に、モータ24によって支持軸13
を介してウェハチャック12を回転させてウェハ11を
回転させ、回転塗布を行う。また、現像時には、薬液供
給装置25よりノズル24に現像液を供給し、現像液を
ウェハ11上に滴下すると共に、レジスト塗布時と同様
にウェハ11を回転させて、ウェハ11上に現像液を液
盛りする。このとき、ノズル24内の薬液温調用水通路
を通過する薬液温調用水を薬液温調用水温度調節装置2
7によって温度調節することによって、ノズル24から
滴下されるレジストまたは現像液が所望の温度に調節さ
れる。
At the time of applying the resist, the resist is supplied from the chemical solution supply device 25 to the nozzle 24, and the resist is applied to the wafer 1.
1 onto the supporting shaft 13 by the motor 24.
Wafer chuck 12 is rotated through to rotate wafer 11 and spin coating is performed. Further, at the time of development, the developing solution is supplied from the chemical solution supply device 25 to the nozzle 24, the developing solution is dropped on the wafer 11, and the wafer 11 is rotated in the same manner as when the resist is applied, so that the developing solution is placed on the wafer 11. Pour liquid. At this time, the chemical liquid temperature adjusting water passing through the chemical liquid temperature adjusting water passage in the nozzle 24 is used as the chemical liquid temperature adjusting water temperature adjusting device 2
By adjusting the temperature with 7, the resist or the developing solution dropped from the nozzle 24 is adjusted to a desired temperature.

【0021】また、ウェハ11がウェハチャック12に
吸着保持され、レジストあるいは現像液がウェハ11上
に塗布あるいは液盛りされる間、ヒータ温度調節装置3
2によってウェハ温度調節用ヒータ31の温度を調節す
ることによって、ウェハ11が所望の温度に調節され
る。
Further, while the wafer 11 is adsorbed and held on the wafer chuck 12, and the resist or the developing solution is applied or puddle on the wafer 11, the heater temperature adjusting device 3 is provided.
By adjusting the temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 with 2, the wafer 11 is adjusted to a desired temperature.

【0022】コントローラ40は、ウェハ11、ウェハ
チャック12、ノズル24から滴下される薬液およびウ
ェハカップ21内の雰囲気の各温度が互いに等しい所定
温度になるように、ヒータ温度調節装置32、冷却水温
度調節装置20、薬液温調用水温度調節装置27および
空気調和機37を制御する。具体的には、例えば23〜
25°Cの範囲内の温度で、±0.1〜0.3°C、好
ましくは±0.1°Cの精度で各温度を調節する。
The controller 40 controls the heater temperature adjusting device 32 and the cooling water temperature so that the temperatures of the wafer 11, the wafer chuck 12, the chemical liquid dropped from the nozzle 24, and the atmosphere in the wafer cup 21 become equal to each other. The controller 20, the chemical temperature adjusting water temperature controller 27, and the air conditioner 37 are controlled. Specifically, for example, 23-
Each temperature is adjusted within a range of 25 ° C with an accuracy of ± 0.1 to 0.3 ° C, preferably ± 0.1 ° C.

【0023】なお、レジスト塗布および現像工程におい
てウェハ11の実際の温度を検出することはできないの
で、予め、温度センサを装着したウェハ11をウェハチ
ャック12上に載置し、温度センサによって検出される
ウェハ11の温度が所望の温度となるようなウェハ温度
調節用ヒータ31の温度を求めておき、レジスト塗布お
よび現像工程においては、この求めた温度になるように
ウェハ温度調節用ヒータ31の温度を調節するようにす
る。
Since the actual temperature of the wafer 11 cannot be detected in the resist coating and developing process, the wafer 11 to which the temperature sensor is attached in advance is placed on the wafer chuck 12 and detected by the temperature sensor. The temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 is obtained so that the temperature of the wafer 11 becomes a desired temperature, and the temperature of the wafer temperature adjusting heater 31 is adjusted so as to be the obtained temperature in the resist coating and developing process. Make adjustments.

【0024】以上説明したように、本実施例によれば、
ウェハの温度を調節するためのウェハ温度調節用ヒータ
31およびヒータ温度調節装置32を設けると共に、コ
ントローラ40によって、ウェハ11、ウェハチャック
12、ノズル24から滴下される薬液およびウェハカッ
プ21内の雰囲気の各温度が互いに等しい所定温度にな
るように、ヒータ温度調節装置32、冷却水温度調節装
置20、薬液温調用水温度調節装置27および空気調和
機37を制御するようにしたので、ウエハ11の温度
と、ウェハ11、ウェハチャック12、ノズル24から
滴下される薬液およびウェハカップ21内の雰囲気の各
温度とのバランスを取ることができ、レジスト塗布時の
レジスト塗布膜の均一性と現像後のレジスト線幅の均一
性を向上させることができる。その結果、より微細なパ
ターン線幅制御が可能になると共に、ウェハが大径化さ
れた場合にもレジスト塗布膜の均一性と現像後のレジス
ト線幅の均一性を維持することができる。
As described above, according to this embodiment,
A wafer temperature adjusting heater 31 and a heater temperature adjusting device 32 for adjusting the temperature of the wafer are provided, and the controller 40 controls the wafer 11, the wafer chuck 12, the chemical liquid dropped from the nozzle 24, and the atmosphere in the wafer cup 21. Since the heater temperature adjusting device 32, the cooling water temperature adjusting device 20, the chemical liquid temperature adjusting water temperature adjusting device 27 and the air conditioner 37 are controlled so that the respective temperatures become equal to each other, the temperature of the wafer 11 is controlled. And the temperature of the wafer 11, the wafer chuck 12, the chemical liquid dropped from the nozzle 24, and the temperature of the atmosphere in the wafer cup 21 can be balanced, and the uniformity of the resist coating film at the time of resist coating and the resist after development can be improved. The uniformity of the line width can be improved. As a result, finer control of the pattern line width becomes possible, and the uniformity of the resist coating film and the uniformity of the resist line width after development can be maintained even when the diameter of the wafer is increased.

【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えばウェハ、ウェハチャック、薬液および雰囲気の温
度を調節する各手段については、実施例に示したものに
限られない。例えば、ウェハの温度を調節するための熱
源部としては、ウェハ温度調節用ヒータ31の代わり
に、ペルチェ効果を利用して発熱と吸熱を行う熱電素子
等のように、発熱と吸熱の双方が可能なものを用いても
良い。
The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, the means for adjusting the temperature of the wafer, the wafer chuck, the chemical solution, and the atmosphere are not limited to those shown in the embodiments. For example, as the heat source unit for adjusting the temperature of the wafer, both heat generation and heat absorption are possible, such as a thermoelectric element that uses the Peltier effect to generate heat and absorb heat, instead of the wafer temperature adjustment heater 31. You may use the thing.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載のウェ
ハ温度調節装置によれば、レジスト塗布工程と現像工程
において、熱源部と熱源部温度調節手段とによって半導
体ウェハの温度を調節することができるので、半導体ウ
ェハの温度を最適な温度に調節することで、レジスト塗
布時のレジスト塗布膜の均一性と現像後のレジスト線幅
の均一性を向上させることができるという効果がある。
As described above, according to the wafer temperature adjusting apparatus of the first aspect, the temperature of the semiconductor wafer can be adjusted by the heat source section and the heat source section temperature adjusting means in the resist coating step and the developing step. Therefore, by adjusting the temperature of the semiconductor wafer to an optimum temperature, it is possible to improve the uniformity of the resist coating film during resist coating and the uniformity of resist line width after development.

【0027】また、請求項2記載の半導体製造装置によ
れば、レジスト塗布工程と現像工程において、熱源部と
熱源部温度調節手段とによって半導体ウェハの温度を調
節することができるようにすると共に、制御手段によっ
て熱源部温度調節手段、ウェハチャック温度調節手段、
薬液温度調節手段および雰囲気温度調節手段を制御し
て、半導体ウェハ、ウェハチャック、薬液および雰囲気
の各温度が互いに等しい所定温度になるように調節する
ようにしたので、半導体ウエハの温度と、ウェハチャッ
ク、薬液および雰囲気の各温度とのバランスを取ること
ができ、レジスト塗布時のレジスト塗布膜の均一性と現
像後のレジスト線幅の均一性を向上させることができる
という効果がある。
According to the semiconductor manufacturing apparatus of the second aspect, the temperature of the semiconductor wafer can be adjusted by the heat source section and the heat source section temperature adjusting means in the resist coating step and the developing step. The heat source temperature adjusting means, the wafer chuck temperature adjusting means by the control means,
Since the temperature of the semiconductor wafer, the wafer chuck, the temperature of the chemical solution and the atmosphere are adjusted to be equal to each other by controlling the chemical liquid temperature adjusting means and the atmosphere temperature adjusting means, the semiconductor wafer temperature and the wafer chuck are adjusted. In addition, it is possible to balance each temperature of the chemical solution and the atmosphere, and it is possible to improve the uniformity of the resist coating film at the time of resist coating and the uniformity of the resist line width after development.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るウェハ温度調節装置を
含む半導体製造装置の構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus including a wafer temperature adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体ウェハ 12 ウェハチャック 13 支持軸 14 モータ 15 モータフランジ 17 吸引装置 18 冷却水通路 19 冷却水循環装置 20 冷却水温度調節装置 21 ウェハカップ 24 ノズル 25 薬液供給装置 26 薬液温調用水循環装置 27 薬液温調用水温度調節装置 31 ウェハ温度調節用ヒータ 32 ヒータ温度調節装置 37 空気調和機 11 Semiconductor Wafer 12 Wafer Chuck 13 Support Shaft 14 Motor 15 Motor Flange 17 Suction Device 18 Cooling Water Passage 19 Cooling Water Circulation Device 20 Cooling Water Temperature Control Device 21 Wafer Cup 24 Nozzle 25 Chemical Liquid Supply Device 26 Chemical Liquid Temperature Control Water Circulation Device 27 Chemical Liquid Temperature Conditioning water temperature control device 31 Wafer temperature control heater 32 Heater temperature control device 37 Air conditioner

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体製造工程におけるレジスト塗布と
現像の少なくとも一方の工程を行う半導体製造装置にお
いて、半導体ウェハを裏面から吸着保持して回転させる
ためのウェハチャックによって保持された状態における
半導体ウェハの裏面に対向するように、前記ウェハチャ
ックの下側に配設され、発熱または吸熱を行う熱源部
と、 この熱源部の温度を制御する熱源部温度制御手段とを具
備することを特徴とするウェハ温度調節装置。
1. A semiconductor manufacturing apparatus for performing at least one of resist coating and development in a semiconductor manufacturing process, wherein the back surface of the semiconductor wafer is held by a wafer chuck for sucking and holding the semiconductor wafer from the back surface and rotating the wafer. And a heat source portion temperature control means for controlling the temperature of the heat source portion, the heat source portion being disposed under the wafer chuck so as to face the heat source and generating or absorbing heat. Adjustment device.
【請求項2】 半導体製造工程におけるレジスト塗布と
現像の少なくとも一方の工程を行う半導体製造装置であ
って、 半導体ウェハを裏面から吸着保持して回転させるための
ウェハチャックと、 このウェハチャックを回転させるモータと、 前記ウェハチャックによって保持された状態における半
導体ウェハの上面にレジストと現像液の少なくとも一方
の薬液を滴下するためのノズルと、 前記ウェハチャックによって保持された状態における半
導体ウェハを囲うように前記ウェハチャックの周囲に設
けられた薬液飛散防止用のウェハカップと、 前記ウェハチャックによって保持された状態における半
導体ウェハの裏面に対向するように前記ウェハチャック
の下側に配設され、発熱または吸熱を行う熱源部と、 この熱源部の温度を調節する熱源部温度調節手段と、 前記ウェハチャックの温度を調節するウェハチャック温
度調節手段と、 前記ノズルによって滴下される薬液の温度を調節する薬
液温度調節手段と、 前記ウェハカップ内の雰囲気の温度を調節する雰囲気温
度調節手段と、 半導体ウェハ、ウェハチャック、薬液および雰囲気の各
温度が互いに等しい所定温度になるように、前記熱源部
温度調節手段、ウェハチャック温度調節手段、薬液温度
調節手段および雰囲気温度調節手段を制御する制御手段
とを具備することを特徴とする半導体製造装置。
2. A semiconductor manufacturing apparatus for performing at least one of resist coating and developing in a semiconductor manufacturing process, which comprises a wafer chuck for sucking and holding a semiconductor wafer from the back surface for rotation, and rotating the wafer chuck. A motor, a nozzle for dropping a chemical liquid of at least one of a resist and a developing solution on the upper surface of the semiconductor wafer held by the wafer chuck, and a nozzle for enclosing the semiconductor wafer held by the wafer chuck. A wafer cup for preventing chemical liquid scattering provided around the wafer chuck, and a wafer cup that is disposed below the wafer chuck so as to face the back surface of the semiconductor wafer held by the wafer chuck. The heat source to perform and the heat source that controls the temperature of this heat source Part temperature adjusting means, wafer chuck temperature adjusting means for adjusting the temperature of the wafer chuck, chemical liquid temperature adjusting means for adjusting the temperature of the chemical liquid dropped by the nozzle, and the temperature of the atmosphere in the wafer cup. The heat source part temperature adjusting means, the wafer chuck temperature adjusting means, the chemical solution temperature adjusting means, and the atmosphere temperature adjusting means so that each temperature of the atmosphere temperature adjusting means and the semiconductor wafer, the wafer chuck, the chemical solution and the atmosphere become equal to each other. And a control means for controlling the semiconductor manufacturing apparatus.
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