JPH0533809B2

JPH0533809B2 -

Info

Publication number: JPH0533809B2
Application number: JP62011056A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Takei; Tsunemasa Funatsu
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1993-05-20
Also published as: JPS63177519A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明はレジスト現像装置、より詳しくは半
導体ウエハ、半導体マスク、光デイスク等のワー
クピースに形成し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、この種のレジスト現像装置としては、例
えば特開昭57−166032号公報に記載されたものが
ある。このレジスト現像装置は第７図に示すよう
に、現像槽Ｄ内に収容した半導体のウエハＷにノ
ズル等の放出手段Ｎから現像処理に供される薬液
を放出することにより、上記ウエハＷのレジスト
層の現像を行なうようにしている。

なお、上記薬液とは、レジスト層を溶解するい
わゆる現像液の他に、この現像液の放出に先立ち
ウエハＷの経時変化によるレジスト感度のバラツ
キを除去するための前処理液、あるいは上記現像
液の放出後にウエハＷを洗浄する後処理液等であ
る。

また、最近のレジストパターンの高密度化に伴
なつて、その現像条件、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、上記現像槽Ｄ
に電熱ヒータH₁を設けて、このヒータH₁の加熱
により現像槽Ｄ内の温度を所定値に保持する一
方、現像処理に供される薬液のうちの一つである
現像液を、電熱ヒータH₂を設けた温調器Ｔで予
め所定の温度に加熱している。そして、現像液の
送液管Ｌに電熱ヒータH₃を付設して、送液管Ｌ
における現像液の温度低下を抑制し、上記放出手
段Ｎから放出される現像液の温度を設定値に制御
できるようにしている。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら、上記現像槽Ｄ内の雰囲気温度お
よび現像液の温度を調節する熱源として、電熱ヒ
ータH₁，H₂，H₃を用いる場合には、その電熱ヒ
ータの加熱により現像槽Ｄおよび現像液の外気へ
の放熱による温度低下は抑制できても、外気から
の吸熱による温度上昇は抑制できず、したがつ
て、例えば外気温度が現像処理を行なうための設
定温度よりも高い場合には制御不能となる致命的
な問題があつた。

また、上記レジスト現像装置では送液管Ｌに電
熱ヒータH₃を付設しているが、薬液たとえば現
像液の流れを制御する電磁弁、サツクバツク弁お
よびストレーナ等の制御手段（図示せず）の熱容
量が大きいため、上記電熱ヒータH₃ではこれら
の制御手段の温度コントロールがどうしても不十
分になり、たとえばスタート時と所定時間経過時
とで現像液の温度の変動が大きく、現像時におけ
る現像液の感度にバラツキが生じるという問題が
ある。

そこで、この発明の第１の目的は、たとえば外
気温度が現像処理を行なう設定温度よりも高い場
合でも、現像室の温度および現像処理に供される
薬液の温度を任意の設定温度に高精度に制御でき
るようにすることにある。

さらに、この発明の第２の目的は、ストレー
ナ、電磁弁、サツクバツク弁等の制御手段を精度
高く温度制御して、現像液等の薬液を常時高精度
に温度制御することにより、ウエハ等の製品の歩
留りの向上を図ることにある。

＜問題点を解決するための手段＞上記目的を達成するため、この発明のレジスト
現像装置は、内壁と外壁との間に熱媒が供給され
る熱交換チヤンバを形成すると共に、内部が密閉
可能な構造の現像槽と、上記現像槽内に配置さ
れ、ワークピースを保持する保持手段と、上記現
像槽に設けられ、上記保持手段に保持されたワー
クピースに向けて薬液を放出する放出手段と、熱
媒を冷却する冷凍装置と熱媒を加熱するヒータと
を有して上記熱交換チヤンバに一定温度の熱媒を
供給する熱媒供給手段と、上記熱媒供給手段と熱
交換チヤンバを接続する配管と、上記現像槽の一
部を覆つて上記一部との間に断熱室を形成する断
熱部材と、上記断熱室内に配置されて上記放出手
段への薬液の供給を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴としている。

＜作用＞現像槽の内壁と外壁との間の熱交換チヤンバ
に、熱媒供給手段から一定温度の熱媒が供給され
る。この熱媒供給手段は、熱媒の温度が設定温度
よりも高いときは、それを冷凍装置で冷却して、
熱媒の温度を下げ、一方、熱媒の温度が設定温度
よりも低いときは、ヒータで熱媒を加熱して、そ
の温度を上げる。このように、熱媒の冷却と加熱
を行なうから、精度高く、かつ、迅速に熱媒の温
度を制御できる。また、外気温度が現像処理を行
なう際の設定温度よりも高くても、冷凍装置で熱
媒を冷却できるから、現像槽内を所望の温度に制
御できる。このように、現像槽の内側の現像室の
温度は、外側の温度に関係なく、特に外部の温度
が高い場合であつても、所望の温度に精度高く制
御でき、したがつて、現像液の感度にバラツキが
生じることはない。

また、放出手段に供給される薬液を制御する制
御手段は、断熱部材で囲まれた断熱室内に配置さ
れているから、制御手段は外部からの熱的影響を
受けず、また、熱を放出あるいは吸収せず、した
がつて、薬液の温度は一定温度に制御される。

また、密閉した現像槽内に、現像液を噴射する
と、現像液が蒸発するが、直ちに飽和圧力にな
り、それ以上は蒸発しなくなつて温度低下が防止
される。したがつて、現像槽内の精度の高い温度
制御ができる。

＜実施例＞以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図において、５００は現像槽、７は熱媒供
給手段である。

上記の現像槽５００は、内壁５１１ａと外壁５
１１ｂとの間に熱交換チヤンバ１４ｅを形成する
胴部５１１と、内壁５１２ａと外壁５１２ｂとの
間に熱交換チヤンバ１４ｆを形成する底部５１２
と、内壁５１３ａと外壁５１３ｂとの間に熱交換
チヤンバ１４ｇを形成する頂部５１３とからな
る。上記胴部５１１の一端はベース板５０１にコ
ラム５０２によつて支持し、胴部５１１の他端を
開閉用ダンパ５０９でベース板５０１に連結して
いる。上記底部５１２は、上記コラム５０２に昇
降自在に嵌合したガイド部材５０４に固定してい
る。上記底部５１２の中央には貫通孔５４４を設
け、この貫通孔５４４を通る支持筒１５をベース
板５０１に空気圧シリンダ５８９，５８９のケー
スを介して固定している。この支持筒１５を貫通
する回転軸５１７の上部に固定した保持手段とし
てのチヤツク５１６にワークピースとしてのウエ
ハＷを取り付けている。上記回転軸１７はモータ
Ｍによつて回転させるようにしている。上記底部
５１２は上記空気圧シリンダ５８９のピストンロ
ツド５９０の先端に固定しており、この空気圧シ
リンダ５８９を作動させることによつて、底部５
１２は支持筒１５およびチヤツク５１６に対して
上下方向に移動できるようになつている。上記支
持筒１５の上部と底部５１２の下端中央の貫通孔
５４４の周辺部とには、ジヤバラ５９１を取り付
けて、この貫通孔５４４を密閉している。一方、
上記底部５１２の上端には輪状のシール部材５１
３を固定して、このシール部材５１３を底部５１
２と共に空気圧シリンダ５８９によつて上昇させ
て、胴部５１１の下端面の環状溝５０３に密着さ
せて、底部５１２と胴部５１１とを気体密に密着
できるようにしている。一方、上記胴部５１１の
内部には薬液または窒素ガスが通る熱交換コイル
６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄを配置
している。この熱交換コイル６００ａ，６００
ｂ，６００ｃ，６００ｄは、第３図に示す薬液用
ノズル２ａ，２ｂ，２ｃおよび乾燥用の窒素ガス
を噴出するノズル２ｅに夫々接続している。この
ノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは頂部５１３に設
けている。

一方、上記胴部５１１には上記頂部５１３を覆
うケース６０１をヒンジ６５０（第２図参照）に
より開閉可能に取り付けている。このケース６０
１の内面には、発塵性のない発泡ポリスチレンな
どの断熱部材６０２を接着している。もつとも、
断熱部材として図示しないがグラスウールをケー
ス６０１の内面に接着し、このグラスウールから
塵などが出ないように、グラスウールの表面をア
ルミ箔でコーテイングしてもよい。上記断熱部材
６０２と頂部５１３との間に断熱室６０３が形成
される。この断熱室６０３には第２，４図に示す
ように、頂部５１３に固定したブラケツト８００
にストレーナ８０１と薬液用のバルブ８０２およ
び薬液の閉鎖時における薬液の滴下を防止するた
めのサツクバツクバルブ８０３を取り付けてい
る。そして、このバルブ８０２，８０３と、頂部
５１３の中央に設けた熱媒の出口７０６に接続し
た熱媒の通る配管８７６とを接触させて、このバ
ルブ８０２，８０３と熱媒との間で熱交換をし、
薬液の温度を熱媒の温度と同じ温度に制御できる
ようにしている。すなわち、この配管８７６はバ
ルブ８０２，８０３と接触して熱交換器としての
役目をするのである。なお、第３図において、９
００は透明窓である。

一方、上記熱媒供給手段７は、熱媒（たとえば
水）を収容する断熱構造とした熱媒槽７０に、熱
媒ポンプ７５、ストレーナ７３、ヒータ７１およ
び冷凍装置５５を備える。上記熱媒ポンプ７５は
送液配管７６を介して上記熱交換チヤンバ１４ｆ
の底部に設けた注液口７０１に接続する一方、頂
部５１３の熱交換チヤンバ１４ｇの上部に設けた
排液口７０６は戻液配管７７を介して熱媒槽７０
に接続している。

上記冷凍装置５５の蒸発器７２およびヒータ７
１の運転は、現像室１０の室内温度または熱交換
チヤンバ１４ｆ，１４ｅ，１４ｇ内の水温などを
検出し、予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により制御し、上記ヒータ
７１および蒸発器７２の運転制御により５℃乃至
40℃で誤差±0.1℃の一定の温度の水である熱媒
を形成できるのである。

また、上記蒸発器７２に対応する凝縮器７８
は、圧縮機５８と共にコンデンシングユニツト９
に設けて、上記蒸発器７２の運転制御は圧縮機５
８の発停または容量制御により行なうようにして
いる。

上記構成において、第１図に示すように、胴部
５１１と底部５１２が分離された状態でウエハＷ
をチヤツク５１６にセツトし、空気圧シリンダ５
８９，５８９によつて底部５１２を上昇させて、
胴部５１１と底部５１２をシール部材５１３を介
して密着させる。

次いで、熱媒供給手段７の冷凍装置５５または
ヒータ７１の運転を行ない、熱媒槽７０と熱交換
チヤンバ１４ｆ，１４ｅ，１４ｇとを循環する熱
媒を冷却または加熱して予め設定温度に制御す
る。この設定温度は、コントローラ８により、任
意に設定でき、かつ正確に制御できる。現像槽５
００の内側の現像室１０は、一定温度の熱媒が循
環する熱交換チヤンバ１４ｉ，１４ｅ，１４ｇで
囲まれているため、一定温度に制御され、外部か
らの熱の侵入あるいは放出を防止できる。

次いで、チヤツク５１６に保持した半導体ウエ
ハＷを回転軸５１７の駆動により回転させると、
ノズル２ａ，２ｂ，２ｃから現像液が噴射する。

このとき、上記現像室１０は、一定温度の熱媒
の循環により予め一定温度に保持され、かつ現像
液はチヤンバ１４ｅに付設された熱交換コイル６
００ａ，６００ｂ，６００ｃにより現像室１０と
同一温度に温調される。また、断熱室６０３内の
バルブ８０２，８０３（第４図参照）は熱媒の通
る配管８７６に接触させられ熱媒と同じ温度に保
持され、また、断熱材６０２で囲まれた断熱空間
６０３内に存在するので、外部の熱的影響を受け
ず、バルブ８０２，８０３を通る薬液の温度も熱
媒と同じ所望の温度に制御される。

また、上記放出手段２ａ，２ｂ，２ｃから現像
液を噴射すると、その蒸発により、現像室１０の
温度は変化しようとするが、現像室１０は密閉状
となつているから、現像室１０内は、現像液の噴
射後、直ちに現像液の飽和圧力となり、現像液が
蒸発しなくなり、温度低下が防止される。

このように、冷却装置５５またはヒータ７１で
熱媒を冷却または加熱して、熱媒の温度を制御す
ると共に、現像槽５００の内壁と外壁との間に熱
媒の通る熱交換チヤンバ１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ
を形成しているので、現像室１０の温度を外部の
温度条件に関係なく、特に外部の温度が設定温度
よりも高い場合であつても、所望の設定温度に高
精度にかつ迅速に制御でき、ダミーを用いること
なく、１枚目から所要枚数目の各ウエハＷの現像
を感度のバラツキなく行なうことができる。

また、上記現像室１０の雰囲気温度を制御する
熱交換チヤンバ１４ｅ内に現像液の温度を温調す
る熱交換コイル６００ａ，６００ｂ，６００ｃを
設け、さらに薬液を制御するバルブ８０２，８０
３を断熱部材６０２で囲まれた断熱室６０３内に
配置し、上記バルブ８０２，８０３を熱媒の通る
配管８７６に接触させているので、現像液の温度
にバラツキを生じることなく、したがつて、ウエ
ハＷの面上における現像温度を高精度に制御する
ことができる。

第５図に示す実施例は、熱媒の通る配管８７６
を箱型の熱交換器９８０に接続して、この箱型の
熱交換器９８０にバルブ８０２，８０３およびス
トレーナ（図示せず）を密着させて、熱媒とそれ
らの機器との間で効率よく熱交換するようにし、
さらに薬液の通る配管９０２と熱媒の配管７６と
を長い距離にわたつて接触させて、薬液と熱媒と
の間で熱交換するようにしたものである。

第６図に示す実施例は、断熱室６０３内に熱媒
用コイル９５１を配置して、断熱室６０３内の温
度を精度高く制御するようにしたものである。上
記コイル９５１には図示しないがフインを付けて
もよい。

＜発明の効果＞以上より明らかなように、この発明のレジスト
現像装置は、内壁と外壁との間に熱媒が供給され
る熱交換チヤンバを形成すると共に、内部が密閉
可能な構造の現像槽と、冷凍装置とヒータを有し
て上記熱交換チヤンバに一定温度の熱媒を供給す
る熱媒供給手段とを備えるので、現像室の温度を
たとえば外部よりも低い温度等、任意の設定温度
に精度高く制御でき、したがつて、ウエハ等の製
品の歩留りを向上できる。

また、この発明のレジスト現像装置は、現像槽
の一部を断熱部材で覆つて、その一部と断熱部材
との間に断熱室を形成し、この断熱室内に電磁
弁、サツクバツク弁等の薬液の制御手段を配置し
たので、薬液の温度を精度高く制御でき、したが
つて、製品の歩留りを向上できる。

また、この発明のレジスト現像装置は密閉構造
であるから、現像槽内は、現像液を噴射しても、
直ちにその飽和圧力になつて、その蒸発が防止さ
れて、温度低下が防止され、したがつて精度の高
い温度調節ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のレジスト現像装
置の一部断面正面図、第２図は上記レジスト現像
装置の側面図、第３図は上記レジスト現像装置の
平面図、第４図は第２図における断熱室に配置さ
れたバルブと配管の側面図、第５図，第６図は各
変形例の要部説明図、第７図は従来のレジスト現
像装置の断面図である。２ａ，２ｂ，２ｃ…放出手段、７…熱媒供給手
段、５００…現像槽、５１６…保持手段、６０２
…断熱部材、６０３…断熱室。

Claims

【特許請求の範囲】１内壁と外壁との間に熱媒が供給される熱交換
チヤンバを形成すると共に、内部が密閉可能な構
造の現像槽５００と、上記現像槽５００内に配置され、ワークピース
を保持する保持手段５１６と、上記現像槽５００に設けられ、上記保持手段５
１６に保持されたワークピースに向けて薬液を放
出する放出手段２ａ，２ｂ，２ｃと、熱媒を冷却する冷凍装置と熱媒を加熱するヒー
タとを有して上記熱交換チヤンバに一定温度の熱
媒を供給する熱媒供給手段７と、上記熱媒供給手段７と熱交換チヤンバを接続す
る配管７６，７７，８７６と、上記現像槽５００の一部を覆つて上記一部との
間に断熱室６０３を形成する断熱部材６０２と、上記断熱室６０３内に配置されて上記放出手段
２ａ，２ｂ，２ｃへの薬液の供給を制御する制御
手段８０２，８０３を備えたことを特徴とするレ
ジスト現像装置。２上記断熱室６０３内に熱媒用コイル９５１を
設置して断熱室６０３内の温度精度を向上させる
ようにした特許請求の範囲第１項に記載のレジス
ト現像装置。３上記制御手段８０２，８０３と上記配管８７
６あるいは熱交換器９８０とが接触させられて、
上記配管８７６あるいは熱交換器９８０を流れる
熱媒と上記制御手段８０２，８０３との間で熱交
換がなされて、上記制御手段８０２，８０３の温
度調整をするようにした特許請求の範囲第１項に
記載のレジスト現像装置。４上記放出手段２ａに薬液を導びく配管と上記
熱媒を導びく配管とが所定の長さ接触させられて
いる特許請求の範囲第１項に記載のレジスト現像
装置。