JPS62276827A - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はレノスト現像装置、詳しくは半導体ウェハ、半
導体マスク、光ディスク等の被現像体にＺ５１２された
レジスト層の現像を行なうレノスト現像装置に関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウェ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５８−９８８２８号公報に示され、
また、第６図に示した如く、半導体ウニ・１（Ｗ）に現
像液を噴射するノズル（Ｎ）と、現像液容器（Ｃ）と、
前記ノズル（Ｎ）に現像液を供給するポンプ（Ｐ）とを
備え、前記ノズル（Ｎ）から現像液を噴射することによ
りレジストの現像を行なうのであるが、最近レジストの
高感度化につれてそのレジストに対する現像条件、特に
温度に対する要求が重要なものとなっていることから、
前記現像液容器（Ｃ）とノズル（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
分とを制御する如く成すと共に、ノズル（Ｎ）から噴射
する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）に対し対向伏に保持する
前記ウェハ（Ｗ）との間に進退自由に移動する／ヤノタ
（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
）とウェハ（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、
前記ンヤノタ（Ｓ）を後退させて現像液をウェハ（Ｗ）
に噴射できるようにし、ウェハ（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。

尚、第６図において（Ｍ、）は前記シャッタ（Ｓ）の駆
動用モータであり、（ＣＴ）はそのコントローラである
。また、（Ｍ２）は前記ウェハ（Ｗ）を回転させるモー
タである。

（発明が解決しようとする問題点） 所が以上の如く現像液の液温を制御する場合、前記現像
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）から噴射するとき一部蒸発し、現像室内
を冷却すると同時に飽和圧力を低下させることになり、
たとえ現像液の液温を正確に制御したとしても、前記現
像室内の温度を正確に一定温度に保持できないのである
。

尚、レジスト現像装置は通常調温室に配設されているが
、この調温室には各種の制御機器も配設していることか
ら、これら各機器からの放熱■を考慮して温度コントロ
ールを行なう必要があり、このため高精度に室温コント
ロールすることは困難であって、例えば±１．０″Ｃの
バラつきが生ずるものであるし、また、前記現像室の壁
外面は前記調温室の空気と接触しているが、その熱伝達
率は現像液と接する壁内面における熱伝達率より格段に
小さいことと、１回の現像時間は短かいことから、調温
室から熱が供給される前記現像室の温度が前記調温室の
温度にコントロールされることもないのである。従って
、以上のことから、前記現像液の前記蒸発により現像室
内の温度は低下傾向になり、一定温度に保持できないこ
とになるのである。

（間圧点を解決するための手段） 本発明は以上の如き従来の問題点を解決し、現像室内の
温度を任意に設定できると共に、設定温度に正確に保持
できるようにするものであって、第１図に示した通り、
現像槽（１）に例えば半導体ウェハなどの被現像体（Ｗ
）の保持手段を内装すると共に、この保持手段で保持さ
れる被現像体（Ｗ）に現像液を放出するノズル（２）を
設けたレジスト現像装置であって、前記現像槽（１）に
、現像室（１０）に臨む熱交換チャンバー（１４）を形
成すると共に恒温熱媒発生装置（７）を形成して、この
恒温熱媒発生装置（７）を前記熱交換チャンバー（１４
）に配管（７６゜７７）を介して連結し、前記熱交換チ
ャンバー（１４）に恒温熱媒を循環させる如く成したこ
とを特徴とするものである。

（作用） 恒温熱媒発生装置（７）において発生する恒７！１熱媒
を、前記現像室（１０）を取巻く熱交換チャンバー（１
４）に循環させることにより、レジストに対する温度条
件に対応し、正確に一定温度に保持できるのである。

（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（１２）
及び蓋体（１３）とから成り、内部に現像室（１０）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
）を形成するのである。

また、前記底壁（１２）には支持筒（１５）を立設して
、その内部に、上端に被現像体として例えば半導体ウェ
ハ（Ｗ）を固定状に保持するチャック（１６）をもった
回転軸（１７）を回転自由に支持するのであり、また、
前記蓋体（１３）には、前記チャック（１６）に保持さ
れる前記ウェハ（Ｗ）に対向するノズル（２）を配設す
るのである。

このノズル（２）は、現像液容器（３）に、送液ポンプ
（４）及び温調部（５）を介装した送１夜管（６）を介
して接続され、前記容器（３）から温度調整された現像
液が前記ノズル（２）に供給され、１亥ノズル（２）か
ら前記ウニ／１（Ｗ）にｒＴｉｊ記現像液を例えば噴射
により放出するようになっている。

前記温調部（５）は特に必要でないが、前記ノズル（２
）から前記ウエノ＼（Ｗ）に噴射する現像液の温度を一
定に制御するものであって、例えば恒温水により温調可
能である。

次に恒温熱媒発生装置（７）について説明する。尚、こ
の実施例では、恒温熱媒として恒温水を用いている。

この発生装置（７）は、断熱構造とした恒温槽（７０）
に、ヒータ（７１）及び冷凍装置の蒸発器（７２）を内
装して構成するのであって、前記恒温槽（７０）の底面
近くにストレーナ−（７３）をもった取出管（７４）を
配設し、熱媒ポンプ（７５）及び送液配管（７６）を介
して前記熱交換チャンバー（１４）の底部に設ける注液
口（１８）に接続すると共に、前記熱交換チャンバー（
１４）の上部に設ける排液口（１９）を、戻液配管（７
７）を介して前記恒温槽（７０）に接続するのである。

前記恒温槽（７０）に内装する前記ヒータ（７１）及び
蒸発器（７２）の運転は前記現像室（１０）の室内温度
又は熱交換チャンバー（１４）内の水温（熱媒温度）な
どを検出し、予じめ任意に設定した設定温度との比較を
行なうコントローラ（８）により制御されるのであって
、前記ヒータ（７１）及び蒸発器（７２）の運転制御に
より５°Ｃ乃至４０　’Ｃテ誤差±０．１°Ｃの一定の
恒温水（恒、旦熱媒）を形成できるのである。

また、前記蒸発器（７２）に対応する冷凍装置における
凝縮器（７８）は、圧縮機と共にフンデンシングユニッ
ト（９）に設けるのであって、前記蒸発器（７２）の運
転制御は前記圧縮機の発停又は容阻制御により行なうの
である。

尚、第１図において（２０）は、前記現像槽（１）の銅
体（１１）に設けるウェハ出入口であって、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（工３）に取付けるファンで
あって、このファン（２２）を設けることにより、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、前記ノズル（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（°Ｃ）とレジスト感度（μｃ　／　ｃｍ　ｔ
　）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によって表わしている。

以上の構成において、半導体ウェハ（Ｗ）の現像を行な
う場合、先ず、前記恒温熱媒発生装置（７）の運転を先
行させ、恒温槽（７０）と熱交換チャンバー（１４）と
を循環する恒温熱媒を予じめセットする設定温度に制御
するのである。

この設定温度は、前記コントローラ（８）の入力器によ
り任意に設定できるし、任官に選択した設定温度に正確
に制御できるのであって、前記現像室（１０）は、前記
恒温水により前記した設定温度に確実に保持できるので
ある。

そして、斯くの如く前記発生装置（７）と熱交換チャン
バー（１４）とを循環する恒温熱媒の温度が設定温度に
なった後、前記チャック（１６）に保持した半導体ウェ
ハ（Ｗ）をｎｆ記四回転軸１７）の駆動により回転させ
ると共に、前記ノズル（２）から現像液を噴射するので
ある。

しかして、前記現像室（１０）は、恒ｉ！ｕｌ熱媒の循
環により予じめ一定温度に保持できるから、現像開始当
初、ダミーを用いなくとも１枚口の半導体ウェハ（Ｗ）
から確実な現像が可能となるのである。

また、前記ノズル（２）からの現像液の噴射により前記
現像室（１０）の温度は変化しようとするが、前記現像
室（１０）は密閉状となっているから、現像液の噴射と
同時に現像液の飽和圧力となるし、現像槽（１）の壁が
熱交換チャンバー（１４）により形成されていて、この
熱交換チャンバー（１４）により、外部からの侵入熱は
無視できるから、現像室（１０）の温度変化はな（、高
精度に制御できるのであって、１枚目からＮ枚目の各ウ
ェハ（Ｗ　）の現像を一定温度で精度よく、即ち感度の
バラつきなく行なうことができるのである。

尚、第１図の実施例では、前記胴体（１１）のみを二重
壁構造とすることにより、前記現像槽（１）の側周部の
みに前記熱交換チャンバー（１４）を形成する如くした
が、第２図の如く、前記蓋体（１３）に代えて、例えば
二重壁構造の蓋体（１３ａ）を用いることにより、上部
熱交換チャンバー（１４ａ）を形成し、さらにこの上部
熱交換チャンバー（１４ａ）を、胴体（１１）の二重壁
構造による側周回熱交換チャンバー（１４ｂ）に連通さ
せることによって、現像槽（１）の上部と側周部とに熱
交換チャンバー（１４）を形成する如くしてもよい。

更に、第２図中仮想線で示す如く、底壁（１２）を、例
えば二重壁構造とすることにより、下部熱交換チャンバ
ー（１４ｃ）を形成し、該下部熱交換チャンバー（１４
ｃ）を、前記側周即熱交換チャ：／バー（１４ｂ）に接
続することにより、前記現像槽（１）の上下部及び側周
部に、すなわち前記現像槽（１）の外壁全部に熱交換チ
ャンバー（１４）を形成する如くしてもよい。

前記した上部及び下部熱交換チャンバー（１４ａ）（１
４ｃ）は、以上の如く側周回熱交換チャンバー（１４ｂ
）と組合せて構成してもよいが、前記Ｉｎ１周部熱交換
チャンバー（１４ｂ）を用いることな（、それぞれ単独
に、すなわち上部熱（１４）を構成してもよいし、前記
側周回熱交換チャンバー（１４ｂ）を用いることなく、
上部及び下部熱交換チャンバー（１４ａ）（１４ｃ）の
両者を組合わせて熱交換チャンバー（１４）を構成して
もよい。また、前記側周回熱交換チャンバー（１４ｂ）
に、前記上部及び下部熱交換チャンバー（１４ａ）（１
４ｃ）の何れか一方を組合わせでもよい。尚、前記側周
部チャンバー（１４ｂ）を用いずに、上、下部熱交換チ
ャンバー（１４ａ）（１４ｃ）を組合わせる場合には、
これらチャンバー（１４ａ）（１４ｃ）を連絡配管等で
接続するのである。また、前記した各チャンバー（１４
ａ）（１４ｂ）（１４ｃ）のうち、何れか一つのチャン
バーのみを単独で用いる場合には、その一つのチャンバ
ーに、送液配管（７６）及び戻液配管（７７）を接続す
るのは云うまでもない。

また、第１図及び第２図の実施例では、現像槽（１）の
胴体（１１）等を二重壁構造とすることにより、熱交換
チャンバー（１４）を形成したが、第３図に示すように
、−重壁構造の現像槽（ＩＡ）の外壁面または内壁面の
何れが一方に、パイプ（６０）をコイル状に巻付けると
共に、該パイプ（５０）を前記壁面にペーストハンタあ
るいは接着剤等を用いて熱伝導密に固若することにより
、熱交換チャンバー（１４）を形成する如くしてもよい
。

この場合、前記パイプ（５ｏ）の断面形状を例えば扁平
楕円形状にして、前記壁面との接触面積を大きくするの
が好ましい。また、該パイプ（５０）の巻付はピッチは
密にするのが好ましい。

また、第３図の実施例では、前記パイプ（５０）を密に
巻付けたが、第４図に示す如く、現像槽（１）の外壁面
または内壁面の何れが一方に、粗に巻付けてもよい。

尚、第４図の実施例では、枠組したフレーム（１，ＯＯ
）の上部に現像槽（１）を支持し、下方に恒温熱媒発生
装置（７）を収納したものである。又、戻液配管（７７
）は、現像液の送液管（６）と共に二重管（４０）を構
成しており、この戻液配管（７７）を利用して送液管（
６）をも温調する如くしているのである。更に、送液ポ
ンプ（４）から延びる送液管（６）の一部（６ａ）を恒
温熱媒発生装置（７）の内部に配設しており、前記した
二重管（４０）と共に現像液の７！ｉ調部（５）を構成
しているのである。

尚第４図中、（８１）は現像液の出停を制御する制御弁
、（６２）はフィルター、（２００）は前記フレーム（
１００）の上面に設ける架台（２０１）に載置するウェ
ハカセットであり、又、（Ｍ　）は前記現像槽（１）に
内装するチャック（１６）の回転軸（１７）を駆動させ
るモータであって、前記回転軸（１７）とはベルト伝動
手段（１０１）により連動している。

（発明の効果） 本発明は以上の如く現像槽（１）に、現像室（１０）を
取囲む熱交換チャンバー（１４）を形成し、このチャン
バー（１４）に恒温熱媒発生装置（７）で形成する所定
温度の恒温熱媒を循環させるようにしたから、前記現像
室（１０）の温度を任意に設定できると共に、設定した
ｌＢ度に高精度に保持できるのである。

従って、現像温度の変化によるレンストＦＥ度のバラつ
きを最小限に抑制でき、半導体ウェハ等の被現像体の製
品歩留を向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の第一実施例を示す概略説明図
、第２図は第二実施例を示す現像槽のみの説明図、第３
図は第三実施例を示す概略説明図、第４図は第四実施例
を示す概略説明図、第５図は現像液の現像温度とレノス
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。 （１）・・・・・・現像槽 （２）・・・・・・ノズル （７）・・・・・・恒温熱媒発生装置 （１０）・・・・・・現像室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像槽（１）に被現像体（Ｗ）の保持手段を内装
   すると共に、この保持手段で保持される被現像体（Ｗ）
   に現像液を放出するノズル（２）を設けたレジスト現像
   装置であって、前記現像槽（１）に、現像室（１０）に
   臨む熱交換チャンバー（１４）を形成すると共に恒温熱
   媒発生装置（７）を形成して、この恒温熱媒発生装置（
   ７）を前記熱交換チャンバー（１４）に配管（７６、７
   ７）を介して連結し、前記熱交換チャンバー（１４）に
   恒温熱媒を循環させる如く成したことを特徴とするレジ
   スト現像装置。