JPH0513533B2

JPH0513533B2 -

Info

Publication number: JPH0513533B2
Application number: JP61115931A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Takei; Tsunemasa Funatsu
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1993-02-22
Also published as: JPS62276827A

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、光デイ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、半導体ウエ
ハ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
する現状条件、特に温度に対する要求が重要なも
のとなつていることから、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量とを制御する
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ヤツタＳとを設け
て、このシヤツタＳを前記現像液の液温が設定温
度になつ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
ヤツタＳを後退させて現像液をウエハＷに噴射で
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。

尚、第６図においてM₁は前記シヤツタ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は前記ウエハ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ものである。

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量を
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
難であつて、例えば±1.0℃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
前記調音室の温度にコントロールされることもな
いのである。従つて、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。

又、特開昭57−166032号公報や特開昭55−2213
号公報に、源像室を画する現像槽にヒータによる
加熱源を付設し、加熱により現像室内の温度制御
を行うようにしたものが提案されているが、ヒー
タによる加熱のみでは、そもそも最適な現像温度
が外部雰囲気温度よりも低い場合には対応不可能
であるし、又、ヒータの発停制御のみでは、たと
え最適な現像温度が外部雰囲気温度よりも高い場
合でも、加熱のし過ぎにより現像室内の温度が最
適値を越えて上昇したとき強制的に温度低下させ
ることはできず、±コンマ数℃という高精度な温
度管理も極めて困難である問題がある。

（問題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つて、
第１図に示した通り、現像槽１に例えば半導体ウ
エハなどの被現像体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
であつて、前記現像槽１を、該現像槽１の壁面に
開口する被現像体Ｗの出入口２０を扉２１で閉鎖
した状態で、内部の現像室１０を外部と遮断する
密閉構造に形成し、この現像槽１の壁面に、前記
現像室１０に臨む熱交換チヤンバー１４を形成す
ると共に、加熱源にヒータ７１を、冷却源に冷凍
装置の蒸発器７２を用い、任意の設定温度の恒温
熱媒を発生させる恒温熱媒発生装置７を形成し
て、この恒温熱媒発生装置７を前記熱交換チヤン
バー１４に配管７６，７７を介して連結する一
方、前記熱交換チヤンバー１４と恒温熱媒発生装
置７との間に、前記熱交換チヤンバー１４に恒温
熱媒を循環させる熱媒ポンプ７５を設けたことを
特徴とするものである。

（作用）こうして、上記手段により、ノズル２による放
出式のもので現像槽１を密閉構造にしているか
ら、現像液の放出後短時間のうちに現像室１０の
内部を現像液の飽和圧力にでき、現像液の蒸発に
よる温度低下を抑制することができるのである。
しかも、加熱源たるヒータ７１の他に冷却源たる
蒸発器７２を備えた恒温熱媒発生装置７を別途形
成し、任意の設定温度の恒温熱媒を現像槽１の壁
面に設ける熱交換チヤンバー１４に導くから、現
像室１０内を外部雰囲気温度に対し高めることも
低下させることもでき、最適な現像温度が外部雰
囲気温度よりも低い場合にも対応可能だし、ヒー
タ７１による加熱と蒸発器７２による冷却とを併
用するから、加熱のし過ぎを冷却により是正する
ことができ、最適な現像温度付近で高精度な温度
管理を行うことができるのである。更に、恒温熱
媒を熱媒ポンプ７５で循環させて、常時熱交換チ
ヤンバー１４に新しい熱媒を供給するから、該チ
ヤンバー１４自体の温度を均一に保持でき、現像
室１０内の温度変動も抑制することができるので
ある。こうして、これらが相互に相俟つて、全体
として、現像室１０内の温度を、外部雰囲気温度
に拘らず狙いとする任意の設定温度であつて、±
コンマ数℃という高精度に管理された一定温度に
保持することができ、被現象体Ｗの現象を、第１
回目から複数回にわたつてバラツキなく行うこと
ができるのである。

（実施例）第１図において１は現像槽であつて、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を取囲む熱交換チヤンバー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
導体ウエハＷを固定状に保持するチヤツク１６を
もつた回転軸１７を回転自由に支持するのであ
り、また、前記蓋体１３には、前記チヤツク１６
に保持される前記ウエハ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を介装した送液管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、該ノズル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
うになつている。

前記温調部５は特に必要でないが、前記ノズル
２から前記ウエハＷに噴射する現像液を温度を一
定に制御するものであつて、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つて、前記恒温槽７０の底面
近くにストレーナー７３をもつた取出管７４を配
設し、熱媒ポンプ７５及び送液配管７６を介して
前記熱交換チヤンバー１４の底部に設ける注液口
１８に接続すると共に、前記熱交換チヤンバー１
４の上部に設ける排液口１９を、戻液配管７７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
は熱交換チヤンバー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
であつて、前記ヒータ７１及び蒸発器７２の運転
制御により５℃乃至40℃で誤差±0.1℃の一定の
恒温水（恒温熱媒）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、圧縮機と共にコンデンシング
ユニツト９に設けるのであつて、前記蒸発器７２
の運転制御は前記圧縮機の発停又は容量制御によ
り行なうのである。

尚、第１図において２０は、前記現像槽１の胴
体１１に設けるウエハ出入口であつて、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に取付けるフアンで
あつて、このフアン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、前記熱交換チヤンバー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つて、
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によつて
表わしている。

以上の構成において、半導体ウエハＷの現像を
行なう場合、先ず、前記恒温熱媒体発生装置７の
運転を先行させ、恒温槽７０と熱交換チヤンバー
１４とを循環する恒温熱媒を予じめセツトする設
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、任意に選択した設定
温度に正確に制御できるのであつて、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
ヤンバー１４とを循環する恒温熱媒の温度が設定
温度になつた後、前記チヤツク１６に保持した半
導体ウエハＷを前記回転軸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、恒温熱媒の循環
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枚目の半導体ウ
エハ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は密閉状となつているから、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の壁が熱交換チヤンバー１４により形成され
ていて、この熱交換チヤンバー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
度変化はなく、高精度に制御できるのであつて、
１枚目からＮ枚目の各ウエハ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ヤンバー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、上部熱交換チヤンバー１４ａを形成し、
さらにこの上部熱交換チヤンバー１４ａを、胴体
１１の二重壁構造による側周部熱交換チヤンバー
１４ｂに連通させることによつて、現像槽１の上
部と側周部とに熱交換チヤンバー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
交換チヤンバー１４ｃを形成し、該下部熱交換チ
ヤンバー１４ｃを、前記側周部熱交換チヤンバー
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
全部に熱交換チヤンバー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ヤンバー１４
ａ，１４ｃは、以上の如く側周部熱交換チヤンバ
ー１４ｂと組合せて構成してもよいが、前記側周
部交換チヤンバー１４ｂを用いることなく、それ
ぞれ単独に、すなわち上部熱交換チヤンバー１４
ａのみで又は下部熱交換チヤンバー１４ｃのみで
熱交換チヤンバー１４を構成してもよいし、前記
側周部熱交換チヤンバー１４ｂを用いることな
く、上部及び下部熱交換チヤンバー１４ａ，１４
ｃの両者を組合わせて熱交換チヤンバー１４を構
成してもよい。また、前記側周部熱交換チヤンバ
ー１４ｂに、前記上部及び下部熱交換チヤンバー
１４ａ，１４ｃの何れか一方を組合わせてもよ
い。尚、前記側周部チヤンバー１４ｂを用いず
に、上、下部熱交換チヤンバー１４ａ，１４ｃを
組合わせる場合には、これらチヤンバー１４ａ，
１４ｃを連絡配管等で接続するのである。また、
前記した各チヤンバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃの
うち、何れか一つのチヤンバーのみを単独で用い
る場合には、その一つのチヤンバーに、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、
熱交換チヤンバー１４を形成したが、第３図に示
すように、一重壁構造の現像槽１Ａの外壁面また
は内壁面の何れか一方に、パイプ５０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
ーストハンダあるいは接着剤等を用いて熱伝導密
に固着することにより、熱交換チヤンバー１４を
形成する如くしてもよい。

この場合、前記パイプ５０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
付けピツ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か一方に、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
００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と共に現像液の温調部５を構成してい
るのである。

尚第４図中、６１は現像液の出停を制御する制
御弁、６２はフイルター、２００は前記フレーム
１００の上面に設ける架台２０１に載置するウエ
ハカセツトであり、又、Ｍは前記現像槽１に内装
するチヤツク１６の回転軸１７を駆動させるモー
タであつて、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）以上、本発明では、ノズル２による放出式のも
のにおいて現像槽１を密閉構造にし、その壁面に
熱交換チヤンバー１４を形成し、加熱源たるヒー
タ７１の他に冷却源たる冷凍機の蒸発器７２を備
え、任意の設定温度の恒温熱媒を発生させる恒温
熱媒発生装置７を別途設け、熱媒ポンプ７５で恒
温熱媒を循環させる旨の構成を具備するから、現
像室１０内の温度を、外部雰囲気温度に拘らず狙
いとする任意の設定温度であつて、±コンマ数℃
という高精度に管理された一定温度に保持するこ
とができ、半導体ウエハ等の被現像体Ｗの現像
を、第１回目から複数回にわたつてバラツキなく
行うことができ、そ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。１……現像槽、２……ノズル、７……恒温熱媒
発生装置、１０……現像室、１４……熱交換チヤ
ンバー、７６，７７……配管、２０……出入口、
２１……扉、７１……ヒータ、７２……蒸発器、
７５……熱媒ポンプ、Ｗ……被現像体。

Claims

【特許請求の範囲】

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
装置であつて、前記現像槽１を、該現像槽１の壁
面に開口する被現像体Ｗの出入口２０を扉２１で
閉鎖した状態で、内部の現像室１０を外部と遮断
する密閉構造に形成し、この現像槽１の壁面に、
前記現像室１０に臨む熱交換チヤンバー１４を形
成すると共に、加熱源にヒータ７１を、冷却源に
冷凍装置の蒸発器７２を用い、任意の設定温度の
恒温熱媒を発生させる恒温熱媒発生装置７を形成
して、この恒温熱媒発生装置７を前記熱交換チヤ
ンバー１４に配管７６，７７を介して連結する一
方、前記熱交換チヤンバー１４と恒温熱媒発生装
置７との間に、前記熱交換チヤンバー１４に恒温
熱媒を循環させる熱媒ポンプ７５を設けたことを
特徴とするレジスト現像装置。