JPH061763B2 - レジスト現像装置 - Google Patents

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、光ディ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、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、また第３図に
示すように、現像槽（１）内に収容した半導体ウエハ
（Ｗ）にノズル等の放出手段（２）から現像処理に供さ
れる薬液を放出することにより、前記ウエハ（Ｗ）にお
けるレジスト層の現像を行なうようにしている。

尚、一般に前記薬液は、レジスト層を溶解する所謂現像
液の他に、該現像液の放出に先立ち前記ウエハ（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、及び前記現像液の放出後に前記ウエハ
（Ｗ）を洗浄する後処理液等から成るものである。

また、最近のレジストパターンの高密度化に伴なってそ
の現像条件、特に前記薬液の温度に対する要求が重要な
ものとなっていることから、前記薬液のひとつである現
像液の内容（３）とその放出手段（２）との間に、温調
器（５）を設けると共に、該温調器（５）から前記放出
手段（２）に至る送液管（６）に電気ヒータ（Ｈ）を巻
き付けることにより、前記温調器（５）にて温度調整さ
れる現像液が、前記送液管（６）部分で放熱により温度
低下してしまうのを抑制して、前記放出手段（２）から
放出され前記ウエハ（Ｗ）に作用する現像液の温度を設
定値に限定できるようにしている。

ところが、前記電気ヒータ（Ｈ）による場合には、前記
送液管（６）を通る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、従って、例えば外気温度が現像液の温度より
も高い場合には現像液の温度を設定値に制御できないと
いう致命的な問題があった。

一方、この問題を解決するために、第４図に示すよう
に、送液管（６）に二重管（４０）を用いて、該二重管
（４０）の内管（４１）に温調器（５）からの薬液のひ
とつである現像液を、また、外管（４２）に温度調整さ
れた恒温水をそれぞれ通すことにより、現像液の温度が
外気に対し高い場合でも低い場合でも常に任意の設定温
度に制御することが考えられる。

尚、送液管（６）の前記二重管（４０）の出口からノズ
ル等の放出手段（２）に接続される部分、すなわち放出
手段（２）の近くには、現像液をろ過するためのストレ
ーナ（６２）と現像液の出停を制御するための制御弁
（６１）とを介装している。

（発明が解決しようとする問題点） 第４図の例によると、前記二重管（４０）の部分では外
気の影響を排して現像処理に供される薬液のひとつであ
る現像液の温度を任意の設定値に保持できるけれども、
前記二重管（４０）の出口と前記現像槽（１）とを接続
する、ストレーナ（６２）、制御弁（６１）及び放出手
段（２）等の制御手段（Ａ）（送液管（６）も含む）で
外気の影響を受けることゝなり、前記放出手段（２）か
ら放出されウエハ（Ｗ）に作用する現像液の温度を高精
度に設定値に制御できない問題があった。

即ち、前記放出手段（２）等の制御手段（Ａ）は熱容量
が大きく、しかも現像液は現像槽（１）に対し間欠的に
供給されるため、現像液の供給が停止されている間に前
記制御手段（Ａ）が周囲の空気（外気）と熱交換し、外
気に近い温度になってしまう。

このため、次のステップで現像液を現像槽（１）に対し
て供給しようとすると、温調器（５）等で温調された現
像液は前記制御手段（Ａ）の熱影響を顕著に受けて、設
定値とは異なる温度に変動してしまうという問題があっ
た。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、制御手段から供
給される現像液等の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したレジスト
現像装置を提供する点にある。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、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）に現像処理に供される薬液、例えば現像液、前
処理液、後処理液等を供給するための制御手段（Ａ）、
例えばノズル等の放出手段（２）、制御弁（６１）及び
ストレーナ（６２）等を設け、この制御手段（Ａ）を、
温調器（５）を介して薬液容器（３）に接続したレジス
ト現像装置であって、前記現像槽（１）の外部に、前記
制御手段（Ａ）を内部に収容する熱媒チャンバー（３
０）を設けると共に、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）を前記熱媒チャンバー
（３０）の内部に配管（７６）（７７）を介して連結
し、前記熱媒チャンバー（３０）の内部に恒温熱媒体を
循環させる如く成し、前記制御手段（Ａ）に前記恒温熱
媒体を接触させる如くしたことを特徴とするものであ
る。

尚、前記薬液としては、前記現像液等のうち何れか一つ
あればよく、また前記制御手段（Ａ）としては、前記放
出手段（２）等のうち何れか一つあればよい。

（作用） 前記恒温熱媒発生装置（７）に連結され、恒温熱媒体が
循環する前記熱媒チャンバー（３０）の内部に、前記制
御手段（Ａ）を収容することにより、該制御手段（Ａ）
に恒温熱媒体が接触することとなるのであり、この制御
手段（Ａ）への恒温熱媒体の接触により、前記制御手段
（Ａ）が外気の影響を受けるのをなくすることができる
のであり、従って、前記制御手段（Ａ）から前記被現像
体（Ｗ）に供給される薬液の温度を設定値に高精度に制
御できるものである。

（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（１
２）及び蓋体（１３）とから成り、内部に現像室（１
０）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）を形成している。

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
持される前記ウエハ（Ｗ）に、現像処理に供される薬液
の一つである現像液を放出する例えばスプレーノズル等
の放出手段（２）を配設している。

この放出手段（２）は、詳しくは後記する温調器（５）
を介して加圧タンクを構成する薬液容器の一つである現
像液容器（３）に接続され、前記温調器（５）により温
度調整された現像液を、送液管（６）を介して前記放出
手段（２）に導き、該放出手段（２）から前記ウエハ
（Ｗ）に薬液（現像液）を例えば噴射により放出するよ
うにしている。

更に、送液管（６）には、現像槽（１）への薬液（現像
液）の出停を制御するための制御弁（６１）及び現像液
中の微小なゴミを除去するためのストレーナ（６２）を
介装しており、これら放出手段（２）、制御弁（６１）
及びストレーナ（６２）等により制御手段（Ａ）（これ
らを接続する送液管（６）を含む）を構成している。

なお、制御手段（Ａ）としては、送液管（６）を用いず
に放出手段（２）、制御弁（６１）及びストレーナ（６
２）等を一体成形したものでもよく、この制御手段
（Ａ）により、現像液等の薬液を前記半導体ウエハ
（Ｗ）に適確に供給することができるのである。

尚、現像液としては、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
ている。また前処理液や後処理液としては例えばイソプ
ロピルアルコール等が用いられている。

そして、以上のように構成するレジスト現像装置におい
て、前記現像槽（１）の外部に、前記制御手段（Ａ）を
内部に収容する熱媒チャンバー（３０）を設けると共
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）を前記熱媒チャンバー（３０）の内部に
配管（７６）（７７）を介して連結し、前記熱媒チャン
バー（３０）の内部に恒温熱媒体を循環させる如く成
し、前記制御手段（Ａ）に前記恒温熱媒体を接触させる
如くしたのである。

具体的には、前記熱媒チャンバー（３０）は、カップ状
の本体（３１）を前記蓋体（１３）の上部に取付けて構
成するものであって、この熱媒チャンバー（３０）の内
部に、前記制御手段（Ａ）を収容する如くしているので
ある。

また、前記現像槽（１）と前記温調器（５）とが離れて
いるため、前記送液管（６）の一部すなわち、前記熱媒
チャンバー（３０）と前記温調器（５）との間は断熱構
造とした二重管（４０）を用いて接続しているのであっ
て、該二重管（４０）の内管（４１）に前記薬液の一つ
である現像液を、また外管（４２）に恒温熱媒を通して
いるのである。尚、上前二重管（４０）は、恒温熱媒の
戻配管（７７）及び断熱材（４３）と共に１本の複合管
（４４）を形成している。

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、恒温熱媒体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、熱媒ポンプ（７５）により
前記二重管（４０）の外管（４２）に恒温水（恒温熱媒
体）を供給すると共に、前記戻配管（７７）からの恒温
水（恒温熱媒体）を前記恒温槽（７０）内に戻すように
している。

また、前記恒温槽（７０）内に、前記薬液容器を構成す
る現像液溶液（３）から延びるコイル状の熱交換器（５
０）を配設することにより、前記した薬液の一つである
現像液の温調器（５）を前記発生装置（７）と一体に構
成するのであって、この温調器（５）により前記恒温水
（恒温熱媒体）と同じ温度に設定される現像液を、前記
容器（３）の加圧作用により前記二重管（４０）の内管
（４１）に供給するようにしている。尚、前記熱交換器
（５０）の内部の容積は、１回の現像に用いる液量概ね
２００〜４００cc以上にするのが好ましい。

そして前記恒温槽（７０）に内装する前記ヒータ（７
１）及び蒸発器（７２）の運転は、前記熱媒チャンバー
（３０）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（７
１）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（恒温熱媒体）を形
成できるのである。

さらに、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
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量制御により行なう
のである。

かくして、前記恒温熱媒発生装置（７）からの恒温熱媒
体は、前記熱交換チャンバー（１４）と前記熱媒チャン
バー（３０）とに直列に循環させるのであり、前記恒温
熱媒体は、前記二重管（４０）の外管（４２）から第１
連絡管（８０）を介して前記現像槽（１）の熱交換チャ
ンバー（１４）に一旦開放され、該チャンバー（１４）
から第２連絡管（９０）を介して前記熱媒チャンバー
（３０）の内部に供給されるのであって、これら一連の
通路（４２）（８０）（１４）（９０）より成る配送管
（７６）及び前記戻配管（７７）により前記熱媒チャン
バー（３０）に恒温熱媒体を循環させているのである。

このとき、前記熱媒ジャケット（３０）内に収容される
前記放出手段（２）及び該放出手段（２）を接続する送
液管（６）、また前記ストレーナ（６２）及び制御弁
（６１）、すなわち制御手段（Ａ）は、所定の設定温度
に調整された恒温熱媒体と直接接触するのであるから、
前記制御手段（Ａ）は外気の影響を受けることはないの
である。従って、前記制御手段（Ａ）から供給される現
像液等の薬液の温度は設定値に高精度に制御できるので
ある。

また、前記熱交換チャンバー（１４）にも恒温熱媒体を
循環させているで、前記現像室（１０）内の温度も該現
像室（１０）内の雰囲気空気を介して間接的に設定温度
に保持できるのである。

しかも、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って、この出入口
（２０）には扉（２１）を開閉自由に取付けている。

第１図の実施例では、前記熱媒チャンバー（３０）を、
前記現像槽（１）の上部に構成したが、第２図の如く現
像槽（１）と独立に構成してもよい。

この第２図のものは、熱媒チャンバー（３０）を箱形本
体（３２）で構成し、該本体（３２）の内部に、制御手
段（Ａ）のうち放出手（２）段を除く制御弁（６１）及
びストレーナ（６２）を収容する如くしたものである。
また、この熱媒チャンバー（３０）は、現像室（１０）
の雰囲気温度を調節する熱交換チャンバー（１４）と配
管（７６）（７７）により並列に接続され、恒温熱媒発
生装置（７）からの恒温熱媒体を、前記両チャンバー
（３０）（１４）に並列に循環されている。

尚、第２図では、温調器（５）を前記発生装置（７）と
別体に形成しており、また、薬液容器（３）の薬液はポ
ンプ（Ｐ）にて送出するようにしている。さらに蓋体
（１３）にファン（２２）を取付けて、該ファン（２
２）の撹拌により、前記現像室（１０）の室内を、前記
放出手段（２）から放出される薬液で迅速に飽和させる
如くしている。

以上の第１図及び第２図の実施例では、現像処理に供さ
れる薬液として、現像液のみを取上げて説明したが、前
処理後、後処理液等についても前記現像液の場合と同
様、本発明が適用されるのは云うまでもない。また、恒
温熱媒体を前記熱交換チャンバー（３０）だけでなく、
前記熱交換チャンバー（１４）にも循環させているが、
該熱交換チャンバー（１４）は設けずに、前記熱交換チ
ャンバー（３０）のみに恒温熱媒体を循環させてもよ
い。

（発明の効果） 本発明は以上のように、前記現像槽（１）の外部に、前
記制御手段（Ａ）を内部に収容する熱媒チャンバー（３
０）を設けると共に、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）を前記熱媒チャンバー
（３０）の内部に配管（７６）（７７）を介して連結
し、前記熱媒チャンバー（３０）の内部に恒温熱媒体を
循環させる如く成し、前記制御手段（Ａ）に前記恒温熱
媒体を接触させる如くしたから、前記制御手段（Ａ）か
ら供給される現像液、前処理液、後処理液等の現像処理
に供される薬液の温度を任意に設定できると共に、設定
した温度に高精度に保持できるのである。

従って、現像液等の薬液の温度変化によるレジスト感度
のバラつきを最小限に抑制でき、半導体ウエハ等の被現
像体の製品保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１実施例を示す概略説明
図、第２図は同第２実施例を示す概略説明図、第３図及
び第４図は従来例を示す概略説明図である。 （１）……現像槽 （２）……放出手段 （３）……薬液容器 （５）……温調器 （６）……送液管 （７）……恒温熱媒発生装置 （３０）……熱媒チャンバー （６１）……制御弁 （６２）……ストレーナ （７６）（７７）……配管 （Ａ）……制御手段 （Ｗ）……被現像体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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）に現像処理に供される薬液を供給するための制御
   手段（Ａ）を設け、この制御手段（Ａ）を、温調器
   （５）を介して薬液容器（３）に接続したレジスト現像
   装置であって、前記現像槽（１）の外部に、前記制御手
   段（Ａ）を内部に収容する熱媒チャンバー（３０）を設
   けると共に、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）を前記熱媒チャンバー（３０）
   の内部に配管（７６）（７７）を介して連結し、前記熱
   媒チャンバー（３０）の内部に恒温熱媒体を循環させる
   如く成し、前記制御手段（Ａ）に前記恒温熱媒体を接触
   させる如くしたことを特徴とするレジスト現像装置。