JPS5868749A - レジスト現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子の製造工程におけるレジスト現像
装置に関し、より詳しくはポジ型ホトレジスト膜の現像
に適用されて高精度のレジストパターンを形成するレジ
スト現像装置に関する。

半導体集積回路が高集積化するに従い、写真蝕刻技術に
対して、超微細加工技術が要求されるようになってきた
。それに伴って、使用されるホＩ・レジストはネガ１ｕ
ｌｌからポジ型に、また、現像方式もティップ方式から
スプレ一方式に変ってきている。

ところか、半導１本ウェハにポジ型レジストを塗イＤし
、スピンドルに取イ」けられたウエノ・チャックに保持
して高速回転下に現像液をノズルからスプレーすると、
半導体ウエノ・の半径方向、換汀すれば回転中心からの
放射方向に現像速度差が生じて、ウェハ中心部に比す佼
して周縁部においてレジストパターンの加工精度が低下
する。

本発明者は、この問題について検削して次の知見を得た
。まず、ポジ型レジストは、ノボラ、り樹脂とナフトギ
ノンジアジドとから構成されていて、紫外線照射により
感光性のナフトキノンシア絵 シトが窒素を放出し、中間体を荏でインデンカルボン酸
に変化する。現像には塩基性水溶液であるポジ用現像液
が用いられ、現像はインテンカルボン酸との中和反応に
よって進行する。その反応速度は、アルレニウスの式： ％式％ （式中、Ｋは反応速度５ｉｌ数、ＲｉＪ、気休定数、１
゛は給料温度、Ｅは活性化エネルギー、Ａ＆：ｌ頻ｊｗ
円了である） で示さ′Ｉ”Ｌるように、１（４保温度にＪ：って）、
きく影響されることがわかった。他ツバスプレーＪノ式
の現像装置では、現像時つ」ハを回転並動さ１するので
、ウェハの中心部と周縁部とでは周速１１゛↓−力昌１
．ｊ乙、す、回転が高速になればなる１′１゛、！４／
　エバし１周縁部はど温度が低ヰすることもわが一つ／
ｃ。

上述したように、ボゾ力１リホトレシストのり、１．像
速度は現像温度によって大きく影響さＩＬ１他方スプレ
一方式現像装置ではウェハ周縁部の温度が低下１゛るた
めに、ウェハ周縁部のレジスｉ・バクーンの加工精度が
低−トすることの知見全１（１て、本発明をなすに至っ
た。

すなわち、本発明は、現像液スプレーノス刀・と、スピ
ンドルに取＋ｉけらり、　レンスト膜岐覆体を保持ｊる
ウェハチャックと、上記レジスト膜被）“り体に与熱し
て、上記し７スト膜被段体の放射力向に生ずる温度勾配
を補償調整する装置とを具（、ｉｉｉする３−− レジスト現像装置′である。

本発明の装置に具（ｉｉｉｉすべき温度勾配の補償調整
装置は、ウェハチャックの周縁部に埋め込んだ環状発熱
体からなるｂ熱手段と、ウェハチャ、りのウニ・・載置
面中心部に設けた熱不導体とから構成することかできる
。

この態様のものを具体的に第１図に示した。レジスト現
像装置１の現像液スプレーノズル２からノスフレーを受
ける位置には、スピンドル６に数句けられて高速に回転
するウェハチャック４が設けられる。ウェハチャック４
のＩ肩ｎ１はウェハ載置面として、通常真空装置に連通
ずる条溝（図示せず）に」、って、レジスト膜が被覆さ
れたウェハ５をしっかりと保持する。このウェハ若しく
はウェハ上にスプレーされた現像液に与熱するため、ウ
ニ・・チャツク４０周縁部には環状の発熱体６を埋め込
んである。発熱体６からの熱は、ウェハチャ絃 ツタのウェハ載置面ヲ怪てウェハ５に伝熱し、ウェハ５
の周縁部の温度をウェハ中心部に対して比較的高く上列
させる。発熱体６として、７に端子全段けた電熱線を用
い、調１１（器（図示ぜず）に」：って発熱量を調整で
きるようにするのがよい。そしてウニ・・若しくはウニ
・・上の１ｆＪ１．　ｆ”＃　ＩＩＶ　Ｋ　？ｌ’１−
＋’を度勾配を有効に形成させるために、ウニ・・’Ｆ
ヤｙり４のウニ・・載置面中心部を、ウェハチャ、りの
主部」：りも熱の不導体である部イ］８、例えば発泡利
半１や有機材木１など、で構成する。第１図のし／・ス
ト現像装置は、ウェハ５の直径がウニ・・チャック４の
直径と実質的に等しいか短かい場合に々ｆ　Ｊである。

また、温度勾配の補償調整装Ｋ１１、し／ストｊ摸被覆
体の周縁部に温水を吹伺ける温水ノズルを備えて構成す
ることもできる。

第２図にこの態様の装置の要部を示したが、この装置は
、ウェハ５の直径がウエノ・チャ、り４のそれよりも大
径のものを現像するのに適する。すなわち、ウェハ５の
中心部の下面幻、ウエノ・チャック４のウェハ載置皿に
接しているが、周縁部の下面はウニ・・チーヤック４の
周囲にあって露出している。とのウエノ・周縁部の露出
下面に対向して温水ノズル９が設けられ、適宜の温度で
適宜のＭ；の温４− 水を周縁部下面に吹伺けられるようになっている。

この場合には、温水と温水よりも低い温度のウニ・・チ
ャ、り４とによって温度勾配が形成される。

本発明の装置としての温度勾配は、ウェハをウェハチャ
、りに取付け、現像液をスプレーしない状態で３〜３０
℃の範囲に調整できるようにするのがよい。所望の温度
勾配が予め決定さ！１でおれば調整機構を欠くものであ
ってもよい。

第１図の装置の使用実施例を説明すると、先ず、直径４
　ｉｎのＳ１ウエハ上に、ポジ型ホトレジスト０ＦＰＲ
２（東京応化社製、商品名）を塗布し、厚さ約１μｎｌ
のレジスト膜を形成し、紫外線露光したウニ・・全準備
する。第１図に示したレジスト現像装置は、発熱体６０
発熱量を調整して、ウニ・・をウニ・・チャックに取付
け、恒温状態に達したとき、ウェハ中心部よりウニ・・
周縁部が約７°Ｃ高くなるようにした。準備した露光済
ウェハをウェハチャックに保持して回転させ、現像液を
ノズルからスプレーして所定時間現像した。対照として
同様に露光したウェハを、発熱体で与熱しないで、他は
同様な操作によって（Ｌ！ＩＩち従′！１（装置の使用
法によ、て）現ｆ宏した試料全作成し／ｉ−８第３　図
Ｋ　Ｂ、４ｉｎウニｚｓの直ｆ’ｆに？ｎ　−、＋　ｊ
（−バ〃−−／力１１エイ”＾ｊ、！３−について、ト
記第１図の態様の木ｉ、’、ｊｌｊｌｊ装置の使用例（
実線）と（ｔ’ｌ宋装置の月照例（に１υ１腺）を比較
し７て小した。１４０μツノ１幅のバーター７　ｌｌｊ
、・ｋ・ｌ　ｌ！ｔ”例では中７１１畳１１鳳が３．　
Ｑ　１ｌ））／と適１１−に現角；さ２ノ１ていても、
周縁部では現像速度が１ｊＹ（ニア１て：目〜３４−．
　／Ｉ／ｎ　−：Ｊで加ｒｔｆｈ度が低士している。こ
ｆｌ、、　Ｆ＋、利して」＼発１すＩ位置の実施例では
、約７”Ｃｔ、ｉ）温度勾配に、」、ってつｒ−・・若
しくは現像液が与熱さｔｌ、゛１′径力向すなわち回転
中心から放射方向のとのイー旨ｉ”ｌ’　（こＪ、・い
ても略；；０＝　：’１．１μｍ４１の間に一様な加Ｉ
Ｔ、　ＩＩ”１ｆ　ｌリ−を保やことができるようにな
った。

本発明は微細加工（′ｈ度を向１−できるシ・／・スト
現りｔ装置であって、温度に敏感な現像速度をも−）ボ
）Ｉも１１ホトし・／ストな１どの場合に、１ｔ１４　
ＩＩＩ　して、Ｊ川「イ′１１１度の向上に寄−りさ−
ｌ−るととができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の　態様を概念的に不した断面ト
イｌ、第２図は別の一態様を概念的に示した正面図、第
６図はウニ・・の直径方向の位置とパターフカ１１工精
度の関係を表わしたグラフである。 １　レノスト現像装置、２・・・現像液スプレーノスル
、６・・スピンドル、４・　ウエノ・チー、、　、ｙ　
１．５・・・レンスト膜被覆体（ウニ・・）、６・項状
体発熱体、７・・・発熱体端子、８・熱不導体部刊、９
・県木ノズル。 特許出願人　東京芝浦電気株式会社 代理人　　　弁理（、諸１１１英二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　　現像液スプレーノズルと、スピンドルに数例けら
   れ、レジスト膜被覆体全保持するウェハチャ、りと、上
   記レジスト膜被覆体に与熱して、上記し７スト膜被覆体
   の放射方向に生ずる温度勾配を補償調整する装置とを具
   備するレジスト現像装置。 ２　補償調整する温度勾配が３〜３０°Ｃである、特許
   請求の範囲第１項記載のレジスト現像装置。