JPH1055951A - ベーキング装置およびベーキング方法 - Google Patents
ベーキング装置およびベーキング方法Info
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- JPH1055951A JPH1055951A JP21275396A JP21275396A JPH1055951A JP H1055951 A JPH1055951 A JP H1055951A JP 21275396 A JP21275396 A JP 21275396A JP 21275396 A JP21275396 A JP 21275396A JP H1055951 A JPH1055951 A JP H1055951A
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- gas
- heating
- cooling
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学増幅型レジストを使用するレジスト工程
における、PEB工程時の半導体ウェハ面内温度を均一
化して面内熱履歴差異の無い熱処理を可能にするベーキ
ング装置およびベーキング方法を提供する。 【解決手段】 PEB装置の加熱部5aの処理室11下
方より処理室11内に導入する不活性ガスのガス配管系
31にガス流量調整器34とガス加熱器35を設け、半
導体ウェハ10を載置して加熱する加熱基板12周縁部
より加熱基板上面側に不活性ガスを吹き出ださせる吹き
出し孔32を設けた加熱部により、半導体ウェハ10を
加熱し、その後半導体ウェハ10をPEB装置の冷却部
に移動させて冷却する。 【効果】 高集積化した半導体装置の製造が可能とな
る。
における、PEB工程時の半導体ウェハ面内温度を均一
化して面内熱履歴差異の無い熱処理を可能にするベーキ
ング装置およびベーキング方法を提供する。 【解決手段】 PEB装置の加熱部5aの処理室11下
方より処理室11内に導入する不活性ガスのガス配管系
31にガス流量調整器34とガス加熱器35を設け、半
導体ウェハ10を載置して加熱する加熱基板12周縁部
より加熱基板上面側に不活性ガスを吹き出ださせる吹き
出し孔32を設けた加熱部により、半導体ウェハ10を
加熱し、その後半導体ウェハ10をPEB装置の冷却部
に移動させて冷却する。 【効果】 高集積化した半導体装置の製造が可能とな
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はベーキング装置およ
びベーキング方法に関し、さらに詳しくは、半導体装置
の製造における、化学増幅型レジスト使用のフォトレジ
スト工程で用いられるPEB(Post Exposu
re Bake)装置と言われるベーキング装置および
ベーキング方法に関する。
びベーキング方法に関し、さらに詳しくは、半導体装置
の製造における、化学増幅型レジスト使用のフォトレジ
スト工程で用いられるPEB(Post Exposu
re Bake)装置と言われるベーキング装置および
ベーキング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、回
路パターンを微細化する技術が要求されている。このた
め、フォトリソグラフィ技術にあっては、短波長の露光
光源や高NAを持つ照明レンズ系による高解像度の露光
装置の開発、高解像度で高感度のフォトレジスト等の開
発が盛んに行われている。特に、クォータミクロン程度
のパターン形成には、ArFエキシマレーザやKrFエ
キシマレーザ等の光源を用い、化学増幅型レジストとい
われるフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ技術
が盛んに使用されている。
路パターンを微細化する技術が要求されている。このた
め、フォトリソグラフィ技術にあっては、短波長の露光
光源や高NAを持つ照明レンズ系による高解像度の露光
装置の開発、高解像度で高感度のフォトレジスト等の開
発が盛んに行われている。特に、クォータミクロン程度
のパターン形成には、ArFエキシマレーザやKrFエ
キシマレーザ等の光源を用い、化学増幅型レジストとい
われるフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ技術
が盛んに使用されている。
【0003】この化学増幅型レジストには、ポジ型とネ
ガ型があり、例えばポジ型は、フェノール系樹脂に感光
性酸発生剤と架橋剤若しくは溶解阻止剤が配合されてい
るものである。このフォトレジストを露光すると、感光
性酸発生剤から分解生成した酸が、その後の露光後のベ
ーク、即ちPEB(Post Exposure Ba
ke)により拡散し、架橋剤若しくは溶解阻止剤を攻撃
して離脱反応を生じせしめ、その結果フェノール系樹脂
の水酸基が発現して露光部がアルカリ可溶性となる。そ
してこの反応は、酸を触媒として連鎖的に進行するの
で、化学増幅型レジストはきわめて高感度のフォトレジ
ストとなる。
ガ型があり、例えばポジ型は、フェノール系樹脂に感光
性酸発生剤と架橋剤若しくは溶解阻止剤が配合されてい
るものである。このフォトレジストを露光すると、感光
性酸発生剤から分解生成した酸が、その後の露光後のベ
ーク、即ちPEB(Post Exposure Ba
ke)により拡散し、架橋剤若しくは溶解阻止剤を攻撃
して離脱反応を生じせしめ、その結果フェノール系樹脂
の水酸基が発現して露光部がアルカリ可溶性となる。そ
してこの反応は、酸を触媒として連鎖的に進行するの
で、化学増幅型レジストはきわめて高感度のフォトレジ
ストとなる。
【0004】一方、この化学増幅型レジストは、触媒と
なる酸が極めて微量であり、パターニングの安定性、例
えば線幅安定性は、レジスト工程での処理条件のわずか
な変動や雰囲気等により大きな影響を受ける。この変動
要因としては、レジスト工程のレジスト塗布、露光、露
光後の雰囲気、露光後のPEB、現像等に潜んでいる
が、特に露光後の雰囲気と露光後のPEBにおける要因
が大である。それは、露光後の雰囲気中に僅かな塩基性
物質があると、露光により発生した酸が失活して触媒と
しての効力を失うためである。また、露光により発生し
た酸を触媒とするフォトレジストの化学反応は、露光後
のPEBによる熱処理で促進されるもので、この熱処理
条件の変動がパターニングの変動を起こすためである。
なる酸が極めて微量であり、パターニングの安定性、例
えば線幅安定性は、レジスト工程での処理条件のわずか
な変動や雰囲気等により大きな影響を受ける。この変動
要因としては、レジスト工程のレジスト塗布、露光、露
光後の雰囲気、露光後のPEB、現像等に潜んでいる
が、特に露光後の雰囲気と露光後のPEBにおける要因
が大である。それは、露光後の雰囲気中に僅かな塩基性
物質があると、露光により発生した酸が失活して触媒と
しての効力を失うためである。また、露光により発生し
た酸を触媒とするフォトレジストの化学反応は、露光後
のPEBによる熱処理で促進されるもので、この熱処理
条件の変動がパターニングの変動を起こすためである。
【0005】次に、この化学増幅型レジストを用いた従
来のレジスト工程およびこのレジスト工程に使用される
PEB装置に関して、図3〜図6を参照して説明する。
まず、レジスト工程は、図3に示すように、半導体ウェ
ハが収納されたウェハカセットを設置するウェハ供給部
1より、半導体ウェハを一枚ずつレジスト塗布部2に自
動搬送で送られる。レジスト塗布部2で半導体ウェハ上
に、上述した化学増幅型レジストが塗布され、レジスト
が塗布された半導体ウェハは、自動搬送により、プリベ
ーク部3に送られる。プリベーク部3でプリベークされ
た半導体ウェハは、露光装置4に自動搬送され、露光装
置4で露光される。
来のレジスト工程およびこのレジスト工程に使用される
PEB装置に関して、図3〜図6を参照して説明する。
まず、レジスト工程は、図3に示すように、半導体ウェ
ハが収納されたウェハカセットを設置するウェハ供給部
1より、半導体ウェハを一枚ずつレジスト塗布部2に自
動搬送で送られる。レジスト塗布部2で半導体ウェハ上
に、上述した化学増幅型レジストが塗布され、レジスト
が塗布された半導体ウェハは、自動搬送により、プリベ
ーク部3に送られる。プリベーク部3でプリベークされ
た半導体ウェハは、露光装置4に自動搬送され、露光装
置4で露光される。
【0006】露光された半導体ウェハは、直ちにPEB
装置5の加熱部5aに自動搬送され、所定温度で所定時
間だけ正確に加熱され、その後ロボットアーム等で直ち
に冷却部5aへ送られ冷却される。この加熱より冷却ま
での熱履歴が常に所定の熱履歴を再現しないと、パター
ニングの安定性が悪くなる。冷却された半導体ウェハ
は、現像部6に自動搬送されて、フォトレジストが現像
され、その後半導体ウェハを収納するウェハカセットが
設置されているウェハ収納部8に自動搬送され、ウェハ
カセットに一枚ずつ収納される。
装置5の加熱部5aに自動搬送され、所定温度で所定時
間だけ正確に加熱され、その後ロボットアーム等で直ち
に冷却部5aへ送られ冷却される。この加熱より冷却ま
での熱履歴が常に所定の熱履歴を再現しないと、パター
ニングの安定性が悪くなる。冷却された半導体ウェハ
は、現像部6に自動搬送されて、フォトレジストが現像
され、その後半導体ウェハを収納するウェハカセットが
設置されているウェハ収納部8に自動搬送され、ウェハ
カセットに一枚ずつ収納される。
【0007】次に、このレジスト工程で使用されるPE
B装置の詳細を説明する。PEB装置は、上述した如
く、加熱部5aと冷却部5bで構成されていて、露光装
置1より自動搬送されてきた半導体ウェハは、自動搬送
部と加熱部5a間、加熱部5aと冷却部5b間、冷却部
5bと現像部6側の自動搬送部間をロボットアーム(図
示省略)等によって移動するようになっている。このロ
ボットアーム等の使用による半導体ウェハの迅速な移動
が、半導体ウェハの所定の熱履歴を正確に再現する上で
必要となる。
B装置の詳細を説明する。PEB装置は、上述した如
く、加熱部5aと冷却部5bで構成されていて、露光装
置1より自動搬送されてきた半導体ウェハは、自動搬送
部と加熱部5a間、加熱部5aと冷却部5b間、冷却部
5bと現像部6側の自動搬送部間をロボットアーム(図
示省略)等によって移動するようになっている。このロ
ボットアーム等の使用による半導体ウェハの迅速な移動
が、半導体ウェハの所定の熱履歴を正確に再現する上で
必要となる。
【0008】PEB装置の加熱部5aは、図4に示すよ
うな構成になっている。即ち加熱部5aは、処理室11
内に加熱ヒータ13を内蔵し、半導体ウェハを載置する
た加熱基板12と、駆動機構(図示省略)により上下移
動するベローズ14と、このベローズ14の上面に設け
られ、加熱基板12に穿設された複数個、例えば3個の
貫通孔12aにそれぞれ挿通したピン14aとにより概
略構成されている。上述したピン14aは、ベローズ1
4の上面の上下移動でベローズ14上面が最上位になっ
た時は、ピン14aの上端は加熱基板12上面より突出
する。この状態で、ロボットアーム(図示省略)による
半導体ウェハ10の搬入搬出が行われる。
うな構成になっている。即ち加熱部5aは、処理室11
内に加熱ヒータ13を内蔵し、半導体ウェハを載置する
た加熱基板12と、駆動機構(図示省略)により上下移
動するベローズ14と、このベローズ14の上面に設け
られ、加熱基板12に穿設された複数個、例えば3個の
貫通孔12aにそれぞれ挿通したピン14aとにより概
略構成されている。上述したピン14aは、ベローズ1
4の上面の上下移動でベローズ14上面が最上位になっ
た時は、ピン14aの上端は加熱基板12上面より突出
する。この状態で、ロボットアーム(図示省略)による
半導体ウェハ10の搬入搬出が行われる。
【0009】一方、ベローズ14の上面の上下移動で最
下位になった時は、ピン14aの上端は貫通孔12a内
に没入し、ピン14a上端に支持された半導体ウェハ1
0は矢印Cの下方に移動して加熱基板12上面に載置さ
れ、半導体ウェハ10の加熱処理が開始される。
下位になった時は、ピン14aの上端は貫通孔12a内
に没入し、ピン14a上端に支持された半導体ウェハ1
0は矢印Cの下方に移動して加熱基板12上面に載置さ
れ、半導体ウェハ10の加熱処理が開始される。
【0010】なお、ベローズ14の上面に設けられ3個
のピン14aは、加熱基板12に半導体ウェハ10を載
置した上面図である図5に示すように、半導体ウェハ1
0周縁部の内側の同心円上に等間隔で設け、半導体ウェ
ハ10を安定に支えられるようになっている。また、処
理室11内には、塩基性物質を含まない不活性ガス、例
えばN2 ガスがガス配管15より常時導入され、ガス排
気口16より排出されている。
のピン14aは、加熱基板12に半導体ウェハ10を載
置した上面図である図5に示すように、半導体ウェハ1
0周縁部の内側の同心円上に等間隔で設け、半導体ウェ
ハ10を安定に支えられるようになっている。また、処
理室11内には、塩基性物質を含まない不活性ガス、例
えばN2 ガスがガス配管15より常時導入され、ガス排
気口16より排出されている。
【0011】一方、PEB装置の冷却部5bは、図6に
示すように、処理室21内に、冷却水が流れる中空部2
3を持ち、この中空部23には冷却水の配管24が接続
する冷却基板22と、駆動機構(図示省略)により上下
移動するベローズ25と、このベローズ25の上面に設
けられ、冷却基板22に穿設された複数個、例えば、3
個の貫通孔22aにそれぞれ挿通した3個のピン25a
とにより概略構成されている。ベローズ25上面に穿設
したピン25aが冷却基板22上面より突出した状態
で、ロボットアームにより送られてきた、加熱された半
導体ウェハ10がピン25a上端に載置され、ベローズ
25の下方への移動により、半導体ウェハ10は矢印D
の下方に移動して冷却基板22上に載置され、冷却開始
状態となる。また、処理室21内には、塩基性物質を含
まない不活性ガス、例えばN2 ガスがガス配管26より
常時導入され、ガス排気口27より排出されている。
示すように、処理室21内に、冷却水が流れる中空部2
3を持ち、この中空部23には冷却水の配管24が接続
する冷却基板22と、駆動機構(図示省略)により上下
移動するベローズ25と、このベローズ25の上面に設
けられ、冷却基板22に穿設された複数個、例えば、3
個の貫通孔22aにそれぞれ挿通した3個のピン25a
とにより概略構成されている。ベローズ25上面に穿設
したピン25aが冷却基板22上面より突出した状態
で、ロボットアームにより送られてきた、加熱された半
導体ウェハ10がピン25a上端に載置され、ベローズ
25の下方への移動により、半導体ウェハ10は矢印D
の下方に移動して冷却基板22上に載置され、冷却開始
状態となる。また、処理室21内には、塩基性物質を含
まない不活性ガス、例えばN2 ガスがガス配管26より
常時導入され、ガス排気口27より排出されている。
【0012】上述した加熱部5aと冷却部5bとで構成
されるPEB装置により、所定の熱履歴による正確なP
EBを行うことで、現像されて形成されるフォトレジス
トパターンの線幅安定化を図っている。
されるPEB装置により、所定の熱履歴による正確なP
EBを行うことで、現像されて形成されるフォトレジス
トパターンの線幅安定化を図っている。
【0013】しかしながら、上述したPEB装置では、
半導体ウェハ10の加熱時に半導体ウェハ10面内の中
心部と周辺部とでは温度差があり、また加熱した半導体
ウェハ10の冷却時に半導体ウェハ10面内の中心部と
周辺部とでの冷却速度に差がある。従って、半導体ウェ
ハ10の中心部と周辺部とでは、熱履歴が異なってしま
い、半導体ウェハ10全面を所定の熱履歴の熱処理を行
わせることが困難となる。化学増幅型レジストを使用す
る場合は、所定の熱履歴の熱処理を正確に行わせない
と、所望のパターニング精度が得られないので、上述の
ような半導体ウェハ10の面内熱履歴の差異は、パター
ニングした線幅にばらつきが発生するという問題が生じ
る。
半導体ウェハ10の加熱時に半導体ウェハ10面内の中
心部と周辺部とでは温度差があり、また加熱した半導体
ウェハ10の冷却時に半導体ウェハ10面内の中心部と
周辺部とでの冷却速度に差がある。従って、半導体ウェ
ハ10の中心部と周辺部とでは、熱履歴が異なってしま
い、半導体ウェハ10全面を所定の熱履歴の熱処理を行
わせることが困難となる。化学増幅型レジストを使用す
る場合は、所定の熱履歴の熱処理を正確に行わせない
と、所望のパターニング精度が得られないので、上述の
ような半導体ウェハ10の面内熱履歴の差異は、パター
ニングした線幅にばらつきが発生するという問題が生じ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したベ
ーキング装置およびベーキング方法における問題点を解
決することをその目的とする。即ち本発明の課題は、化
学増幅型レジストを使用するレジスト工程における、P
EB工程時の半導体ウェハ面内温度を均一化して面内熱
履歴差異の無い熱処理を可能にするベーキング装置およ
びベーキング方法を提供することを目的とする。
ーキング装置およびベーキング方法における問題点を解
決することをその目的とする。即ち本発明の課題は、化
学増幅型レジストを使用するレジスト工程における、P
EB工程時の半導体ウェハ面内温度を均一化して面内熱
履歴差異の無い熱処理を可能にするベーキング装置およ
びベーキング方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のベーキング装置
およびベーキング方法は、上述の課題を解決するために
提案するものである。即ち本発明のベーキング装置は、
化学増幅型レジストを塗布した被処理基板の露光後にベ
ーキングをする、加熱部と冷却部とを有して構成された
ベーキング装置において、加熱部の処理室下方より処理
室内に導入する不活性ガスのガス配管系にガス流量調整
器とガス加熱器を設け、処理室下方より処理室内に導入
する不活性ガスを、被処理基板を載置して加熱する加熱
基板周縁部より加熱基板上面側に吹き出ださせる吹き出
し孔を設けた加熱部を有することを特徴とするものであ
る。
およびベーキング方法は、上述の課題を解決するために
提案するものである。即ち本発明のベーキング装置は、
化学増幅型レジストを塗布した被処理基板の露光後にベ
ーキングをする、加熱部と冷却部とを有して構成された
ベーキング装置において、加熱部の処理室下方より処理
室内に導入する不活性ガスのガス配管系にガス流量調整
器とガス加熱器を設け、処理室下方より処理室内に導入
する不活性ガスを、被処理基板を載置して加熱する加熱
基板周縁部より加熱基板上面側に吹き出ださせる吹き出
し孔を設けた加熱部を有することを特徴とするものであ
る。
【0016】本発明のベーキング方法は、請求項1に記
載のベーキング装置を用いた、化学増幅型レジストを塗
布した被処理基板の露光後のベーキング方法において、
所定流量、所定温度の不活性ガスを、ベーキング装置の
加熱部の処理室に導入する工程と、加熱部の加熱基板を
所定温度にする工程と、加熱部の加熱基板上に被処理基
板を載置し、所定時間熱処理する工程と、加熱部の加熱
基板上の被処理基板を取り出し、ベーキング装置の冷却
部の冷却基板上に載置して被処理基板を冷却する工程と
を有することを特徴とするものである。
載のベーキング装置を用いた、化学増幅型レジストを塗
布した被処理基板の露光後のベーキング方法において、
所定流量、所定温度の不活性ガスを、ベーキング装置の
加熱部の処理室に導入する工程と、加熱部の加熱基板を
所定温度にする工程と、加熱部の加熱基板上に被処理基
板を載置し、所定時間熱処理する工程と、加熱部の加熱
基板上の被処理基板を取り出し、ベーキング装置の冷却
部の冷却基板上に載置して被処理基板を冷却する工程と
を有することを特徴とするものである。
【0017】本発明によれば、ベーキング装置の加熱部
の処理室下方より、所定流量および所定温度の不活性ガ
スを導入し、加熱基板周縁部に設けた不活性ガスの吹き
出し孔より、加熱基板上面の中央上方部に吹き出させる
ことで、加熱基板上に載置された被処理基板の周辺部の
温度低下を抑えられ、被処理基板の温度均一化が図れ
る。従って化学増幅型レジストを用いた微細化したパタ
ーンは、被処理基板面内での線幅バラツキがほとんど無
い状態で形成でき、高集積化した半導体装置の製造が可
能となる。
の処理室下方より、所定流量および所定温度の不活性ガ
スを導入し、加熱基板周縁部に設けた不活性ガスの吹き
出し孔より、加熱基板上面の中央上方部に吹き出させる
ことで、加熱基板上に載置された被処理基板の周辺部の
温度低下を抑えられ、被処理基板の温度均一化が図れ
る。従って化学増幅型レジストを用いた微細化したパタ
ーンは、被処理基板面内での線幅バラツキがほとんど無
い状態で形成でき、高集積化した半導体装置の製造が可
能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
例につき、添付図面を参照して説明する。なお従来技術
の説明で参照した図3〜図6中の構成部分と同様の構成
部分には、同一の参照符号を付すものとする。
例につき、添付図面を参照して説明する。なお従来技術
の説明で参照した図3〜図6中の構成部分と同様の構成
部分には、同一の参照符号を付すものとする。
【0019】本実施の形態例は、化学増幅型レジストを
使用するレジスト工程における、PEB工程のベーキン
グ装置およびベーキング方法に本発明を適用した例であ
り、これを図1および図2を参照して説明する。化学増
幅型レジストを使用するレジスト工程は、図3を参照し
て説明した従来例と同様なので説明を省略し、このレジ
スト工程におけるPEB工程で使用するベーキング装置
およびベーキング方法を以下に説明する。
使用するレジスト工程における、PEB工程のベーキン
グ装置およびベーキング方法に本発明を適用した例であ
り、これを図1および図2を参照して説明する。化学増
幅型レジストを使用するレジスト工程は、図3を参照し
て説明した従来例と同様なので説明を省略し、このレジ
スト工程におけるPEB工程で使用するベーキング装置
およびベーキング方法を以下に説明する。
【0020】まず、PEB装置の加熱部5aは、図1に
示すように、処理室部30と、処理室11内の雰囲気を
不活性ガス、例えばN2 ガス雰囲気にするために、不活
性ガスを導入するガス配管系31とで概略構成されてい
る。加熱部5aの処理室部30は、処理室11内に加熱
ヒータ13を内蔵し、被処理基板、例えば半導体ウェハ
を載置する加熱基板12と、駆動機構(図示省略)によ
り上下移動するベローズ14と、このベローズ14の上
面に設けられ、加熱基板12に穿設された複数個、例え
ば3個の貫通孔12aにそれぞれ挿通したピン14a
と、加熱基板12周縁部に沿って、約等しい幅、例えば
約2mm幅を持って設けられる、不活性ガスの吹き出し
孔32を形成するための、ガイドリング33とにより概
略構成されている。
示すように、処理室部30と、処理室11内の雰囲気を
不活性ガス、例えばN2 ガス雰囲気にするために、不活
性ガスを導入するガス配管系31とで概略構成されてい
る。加熱部5aの処理室部30は、処理室11内に加熱
ヒータ13を内蔵し、被処理基板、例えば半導体ウェハ
を載置する加熱基板12と、駆動機構(図示省略)によ
り上下移動するベローズ14と、このベローズ14の上
面に設けられ、加熱基板12に穿設された複数個、例え
ば3個の貫通孔12aにそれぞれ挿通したピン14a
と、加熱基板12周縁部に沿って、約等しい幅、例えば
約2mm幅を持って設けられる、不活性ガスの吹き出し
孔32を形成するための、ガイドリング33とにより概
略構成されている。
【0021】上述したピン14aは、ベローズ14の上
面の上下移動でベローズ14上面が最上位になった時
は、ピン14aの上端は加熱基板12上面より突出す
る。この状態で、ロボットアーム(図示省略)による半
導体ウェハ10の搬入搬出が行われる。一方、ベローズ
14の上面の上下移動で最下位になった時は、ピン14
aの上端は貫通孔12a内に没入し、ピン14a上端に
支持された半導体ウェハ10は矢印Aの下方に移動して
加熱基板12上面に載置され、半導体ウェハ10の加熱
処理が開始状態となる。なお、ベローズ14の上面に設
けられ3個のピン14aは、従来例と同様な平面的配置
(図5参照)になっている。
面の上下移動でベローズ14上面が最上位になった時
は、ピン14aの上端は加熱基板12上面より突出す
る。この状態で、ロボットアーム(図示省略)による半
導体ウェハ10の搬入搬出が行われる。一方、ベローズ
14の上面の上下移動で最下位になった時は、ピン14
aの上端は貫通孔12a内に没入し、ピン14a上端に
支持された半導体ウェハ10は矢印Aの下方に移動して
加熱基板12上面に載置され、半導体ウェハ10の加熱
処理が開始状態となる。なお、ベローズ14の上面に設
けられ3個のピン14aは、従来例と同様な平面的配置
(図5参照)になっている。
【0022】加熱部5aのN2 ガスのガス配管系31に
は、流量調整器、例えばMFC(マスフローコントロー
ラ)34とN2 ガスを加熱するガス加熱器35が設けら
れていて、処理室11に導入するN2 ガスのガス流量と
ガス温度を調整している。このN2 ガスは、処理室11
の下方に設けられたガス配管15より処理室11内に導
入され、加熱基板12周縁部とガイドリング33間に設
けられた吹き出し孔32より加熱基板12の上方に吹き
出される。ガイドリング33上面位置が加熱基板12上
面位置より上方に位置するガイドリング33形状と、半
導体ウェハ10中央部の上方に位置する排気口16との
関係で、吹き出し孔32より吹き出されたN2 ガスの流
れは、半導体ウェハ10の中央上方に向かう。従って半
導体ウェハ10周辺部は、この加熱されたN2 ガスから
の熱供給を受けるので、従来のような加熱基板12のみ
による半導体ウェハ10の温度不均一性を補償し、半導
体ウェハ10の温度均一化が可能となる。
は、流量調整器、例えばMFC(マスフローコントロー
ラ)34とN2 ガスを加熱するガス加熱器35が設けら
れていて、処理室11に導入するN2 ガスのガス流量と
ガス温度を調整している。このN2 ガスは、処理室11
の下方に設けられたガス配管15より処理室11内に導
入され、加熱基板12周縁部とガイドリング33間に設
けられた吹き出し孔32より加熱基板12の上方に吹き
出される。ガイドリング33上面位置が加熱基板12上
面位置より上方に位置するガイドリング33形状と、半
導体ウェハ10中央部の上方に位置する排気口16との
関係で、吹き出し孔32より吹き出されたN2 ガスの流
れは、半導体ウェハ10の中央上方に向かう。従って半
導体ウェハ10周辺部は、この加熱されたN2 ガスから
の熱供給を受けるので、従来のような加熱基板12のみ
による半導体ウェハ10の温度不均一性を補償し、半導
体ウェハ10の温度均一化が可能となる。
【0023】次に、PEB装置の冷却部5bは、図2に
示すように、処理室部40と、処理室21内の雰囲気を
不活性ガス、例えばN2 ガス雰囲気にするために、不活
性ガスを導入するガス配管系41とで概略構成されてい
る。冷却部5bの処理室部40は、処理室21内に、冷
却水のが流れる中空部23を持ち、この中空部23に冷
却水の配管24が接続する冷却基板22と、駆動機構
(図示省略)により上下移動するベローズ25と、この
ベローズ25の上面に設けられ、冷却基板22に穿設さ
れた複数個、例えば、3個の貫通孔22aにそれぞれ挿
通したピン25aと、冷却基板22周縁部に沿って、略
等しい幅、例えば約2mm幅で設けられる、不活性ガス
の吹き出し孔42を形成するための、ガイドリング43
とにより概略構成されている。ベローズ14上面に穿設
したピン25aが、冷却基板22上面より突出した状態
で、ロボットアームにより送られてきた、加熱された半
導体ウェハ10がピン25a上端に載置され、ベローズ
25の下方への移動により、半導体ウェハ10は矢印B
の下方に移動して冷却基板22上に載置され、冷却開始
状態となる。
示すように、処理室部40と、処理室21内の雰囲気を
不活性ガス、例えばN2 ガス雰囲気にするために、不活
性ガスを導入するガス配管系41とで概略構成されてい
る。冷却部5bの処理室部40は、処理室21内に、冷
却水のが流れる中空部23を持ち、この中空部23に冷
却水の配管24が接続する冷却基板22と、駆動機構
(図示省略)により上下移動するベローズ25と、この
ベローズ25の上面に設けられ、冷却基板22に穿設さ
れた複数個、例えば、3個の貫通孔22aにそれぞれ挿
通したピン25aと、冷却基板22周縁部に沿って、略
等しい幅、例えば約2mm幅で設けられる、不活性ガス
の吹き出し孔42を形成するための、ガイドリング43
とにより概略構成されている。ベローズ14上面に穿設
したピン25aが、冷却基板22上面より突出した状態
で、ロボットアームにより送られてきた、加熱された半
導体ウェハ10がピン25a上端に載置され、ベローズ
25の下方への移動により、半導体ウェハ10は矢印B
の下方に移動して冷却基板22上に載置され、冷却開始
状態となる。
【0024】冷却部5bのN2 ガスのガス配管系41に
は、流量調整器、例えばMFC(マスフローコントロー
ラ)44とN2 ガスを冷却するガス冷却器45が設けら
れていて、処理室21に導入するN2 ガスのガス流量と
ガス温度を調整している。このN2 ガスは、処理室21
の下方の設けられたガス配管26より処理室21内に導
入され、冷却基板22周縁部とガイドリング43間に設
けられた吹き出し孔42より冷却基板22の上方に吹き
出される。ガイドリング43上面位置が冷却基板22上
面位置より上方に位置するガイドリング43形状と、半
導体ウェハ10中央部の上方に位置する排気口27との
関係で、吹き出し孔42より吹き出されたN2 ガスの流
れは、半導体ウェハ10の中央上方に向かう。従って半
導体ウェハ10周辺部は、この冷却されたN2 ガスへ熱
を放出するので、従来のような冷却基板22のみによる
半導体ウェハ10の温度不均一性を補償し、半導体ウェ
ハ10の温度均一化が可能となる。
は、流量調整器、例えばMFC(マスフローコントロー
ラ)44とN2 ガスを冷却するガス冷却器45が設けら
れていて、処理室21に導入するN2 ガスのガス流量と
ガス温度を調整している。このN2 ガスは、処理室21
の下方の設けられたガス配管26より処理室21内に導
入され、冷却基板22周縁部とガイドリング43間に設
けられた吹き出し孔42より冷却基板22の上方に吹き
出される。ガイドリング43上面位置が冷却基板22上
面位置より上方に位置するガイドリング43形状と、半
導体ウェハ10中央部の上方に位置する排気口27との
関係で、吹き出し孔42より吹き出されたN2 ガスの流
れは、半導体ウェハ10の中央上方に向かう。従って半
導体ウェハ10周辺部は、この冷却されたN2 ガスへ熱
を放出するので、従来のような冷却基板22のみによる
半導体ウェハ10の温度不均一性を補償し、半導体ウェ
ハ10の温度均一化が可能となる。
【0025】次に、上述したPEB装置5を用いたベー
キング方法を説明する。半導体装置製造のレジスト工程
において、半導体ウェハ10に化学増幅型レジストが塗
布され、ペレベークされ、ArFエキシマレーザ露光装
置等により露光された半導体ウェハ10は、自動搬送に
より、PEB装置5に送られる。この半導体ウェハ10
は、PEB装置5部のロボットアームによって、PEB
装置5部の加熱部5aに移動し、ベローズ14上面に穿
設したピン14a上端に載置される。なお、図面は省略
したが、半導体ウェハ10をロボットアームにより搬入
搬出する搬入搬出口は、ロボットアームが半導体ウェハ
10を移動させる時以外は閉じた状態となっている。
キング方法を説明する。半導体装置製造のレジスト工程
において、半導体ウェハ10に化学増幅型レジストが塗
布され、ペレベークされ、ArFエキシマレーザ露光装
置等により露光された半導体ウェハ10は、自動搬送に
より、PEB装置5に送られる。この半導体ウェハ10
は、PEB装置5部のロボットアームによって、PEB
装置5部の加熱部5aに移動し、ベローズ14上面に穿
設したピン14a上端に載置される。なお、図面は省略
したが、半導体ウェハ10をロボットアームにより搬入
搬出する搬入搬出口は、ロボットアームが半導体ウェハ
10を移動させる時以外は閉じた状態となっている。
【0026】ピン14a上端に載置された半導体ウェハ
10は、駆動機構(図示省略)により上下移動するベロ
ーズ14の移動で、矢印Aの下方に移動して加熱基板1
2上面に載置され、半導体ウェハ10の加熱処理が開始
する。なお、この加熱基板12は加熱ヒータ13によ
り、前もって所定の温度、例えば110°Cに加熱して
おき、処理室11内にはガス流量とガス温度が調整され
たN2 ガスが導入されている状態になっている。このガ
ス流量としては、例えば2000sccmとし、ガス温
度としては、例えば115°Cとする。
10は、駆動機構(図示省略)により上下移動するベロ
ーズ14の移動で、矢印Aの下方に移動して加熱基板1
2上面に載置され、半導体ウェハ10の加熱処理が開始
する。なお、この加熱基板12は加熱ヒータ13によ
り、前もって所定の温度、例えば110°Cに加熱して
おき、処理室11内にはガス流量とガス温度が調整され
たN2 ガスが導入されている状態になっている。このガ
ス流量としては、例えば2000sccmとし、ガス温
度としては、例えば115°Cとする。
【0027】加熱基板12上面に載置された半導体ウェ
ハ10は、所定時間、例えば90秒経過後、ベローズ1
4の移動で矢印Aの上方に移動して、その後直ちに、ロ
ボットアームにより、半導体ウェハ10を捉えられてP
EB装置5部の冷却部5bに移動し、ベローズ25上面
に穿設したピン25a上端に載置される。ピン25a上
端に載置された半導体ウェハ10は、駆動機構(図示省
略)により上下移動するベローズ25の移動で、矢印A
の下方に移動して冷却基板22上面に載置され、半導体
ウェハ10の冷却処理が開始する。なお、この冷却基板
22は冷却水により、前もって所定の温度、例えば25
°Cに設定しておき、処理室21内にはガス流量とガス
温度が調整されたN2 ガスが導入されている状態になっ
ている。このガス流量としては、例えば2000scc
mとし、ガス温度としては、例えば22°Cとする。
ハ10は、所定時間、例えば90秒経過後、ベローズ1
4の移動で矢印Aの上方に移動して、その後直ちに、ロ
ボットアームにより、半導体ウェハ10を捉えられてP
EB装置5部の冷却部5bに移動し、ベローズ25上面
に穿設したピン25a上端に載置される。ピン25a上
端に載置された半導体ウェハ10は、駆動機構(図示省
略)により上下移動するベローズ25の移動で、矢印A
の下方に移動して冷却基板22上面に載置され、半導体
ウェハ10の冷却処理が開始する。なお、この冷却基板
22は冷却水により、前もって所定の温度、例えば25
°Cに設定しておき、処理室21内にはガス流量とガス
温度が調整されたN2 ガスが導入されている状態になっ
ている。このガス流量としては、例えば2000scc
mとし、ガス温度としては、例えば22°Cとする。
【0028】冷却基板22上に載置された半導体ウェハ
10は、半導体ウェハ10の温度が冷却されて室温程度
となる時間経過後、半導体ウェハ10をロボットアーム
で捉えて、レジスト工程の現像部に向かう自動搬送系に
送りだす。
10は、半導体ウェハ10の温度が冷却されて室温程度
となる時間経過後、半導体ウェハ10をロボットアーム
で捉えて、レジスト工程の現像部に向かう自動搬送系に
送りだす。
【0029】上述したPEB工程でのベーキング装置お
よびベーキング方法を用いれば、化学増幅型レジストが
塗布され、露光された後のベーキング工程で、半導体ウ
ェハ10全面はほぼ同一の所定熱履歴による熱処理を受
けることになり、露光により生成された酸を触媒とし
た、PEB工程での熱処理による化学反応は、半導体ウ
ェハ10面内の露光された部分で均一に起こることにな
る。従って、パターニングされた線幅の半導体ウェハ1
0面内ばらつきが、ほとんど無いパターニングが可能と
なる。
よびベーキング方法を用いれば、化学増幅型レジストが
塗布され、露光された後のベーキング工程で、半導体ウ
ェハ10全面はほぼ同一の所定熱履歴による熱処理を受
けることになり、露光により生成された酸を触媒とし
た、PEB工程での熱処理による化学反応は、半導体ウ
ェハ10面内の露光された部分で均一に起こることにな
る。従って、パターニングされた線幅の半導体ウェハ1
0面内ばらつきが、ほとんど無いパターニングが可能と
なる。
【0030】なお、上述したPEB工程でのベーキング
装置は、加熱部5aと冷却部5bの何れも半導体ウェハ
10周辺部の温度補償のための、流量と温度を制御した
不活性ガス導入方法を採るものとしたが、冷却部5bの
冷却基板22上における半導体ウェハ10の温度均一性
の影響は少ないので、加熱部5aは上述した構成とし、
冷却部5bは従来例の冷却部5b(図6参照)の構成と
したベーキング装置であってもよい。
装置は、加熱部5aと冷却部5bの何れも半導体ウェハ
10周辺部の温度補償のための、流量と温度を制御した
不活性ガス導入方法を採るものとしたが、冷却部5bの
冷却基板22上における半導体ウェハ10の温度均一性
の影響は少ないので、加熱部5aは上述した構成とし、
冷却部5bは従来例の冷却部5b(図6参照)の構成と
したベーキング装置であってもよい。
【0031】以上、本発明を実施の形態例により説明し
たが、本発明はこの実施の形態例に何ら限定されるもの
ではない。例えば、不活性ガスとして、N2 ガスを用い
たが、HeガスやN2 ガスとHeガスとの混合ガスを用
いてもよい。また、被処理基板として半導体ウェハを用
いて説明したが、石英やガラス等の絶縁体基板であって
もよい。その他、本発明の技術的思想の範囲内で、PE
B工程のプロセス条件は適宜変更が可能である。
たが、本発明はこの実施の形態例に何ら限定されるもの
ではない。例えば、不活性ガスとして、N2 ガスを用い
たが、HeガスやN2 ガスとHeガスとの混合ガスを用
いてもよい。また、被処理基板として半導体ウェハを用
いて説明したが、石英やガラス等の絶縁体基板であって
もよい。その他、本発明の技術的思想の範囲内で、PE
B工程のプロセス条件は適宜変更が可能である。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のPEB工程におけるベーキング装置およびベーキング
方法は、半導体ウェハ10全面がほぼ同一の所定熱履歴
による熱処理を受けることになり、露光により生成され
た酸を触媒とした、PEB工程での熱処理による化学反
応は、半導体ウェハ10面内の露光された部分で均一に
起こることになる。従って、化学増幅型レジストを用い
た微細化したパターンは、半導体ウェハ10面内での線
幅バラツキがほとんど無い状態で形成でき、高集積化し
た半導体装置の製造が可能となる。
のPEB工程におけるベーキング装置およびベーキング
方法は、半導体ウェハ10全面がほぼ同一の所定熱履歴
による熱処理を受けることになり、露光により生成され
た酸を触媒とした、PEB工程での熱処理による化学反
応は、半導体ウェハ10面内の露光された部分で均一に
起こることになる。従って、化学増幅型レジストを用い
た微細化したパターンは、半導体ウェハ10面内での線
幅バラツキがほとんど無い状態で形成でき、高集積化し
た半導体装置の製造が可能となる。
【図1】本発明を適用したPEB装置の加熱部の概略図
である。
である。
【図2】本発明を適用したPEB装置の冷却部の概略図
である。
である。
【図3】従来のレジスト工程を説明する、レジスト工程
の装置のブロック図である。
の装置のブロック図である。
【図4】従来のPEB装置の加熱部の概略図である。
【図5】従来のPEB装置の加熱部の加熱基板に半導体
ウェハを載置した状態での、加熱基板の上面図である。
ウェハを載置した状態での、加熱基板の上面図である。
【図6】従来のPEB装置の冷却部の概略図である。
1…ウェハ供給部、2…レジスト塗布部、3…プリベー
ク部、4…露光装置、5…PEB装置、5a…加熱部、
5b…冷却部、6…現像部、7…ポストベーク部、8…
ウェハ収納部、10…半導体ウェハ、11,21…処理
室、12…加熱基板、12a,22a…貫通孔、13…
加熱ヒータ、14,25…ベローズ、14a,25a…
ピン、15,26…ガス配管、16,27…排気口、2
2…冷却基板、23…中空部、24…配管、30,40
…処理室部、31,41…ガス配管系、32,42…吹
き出し孔、33,43…ガイドリング、34,44…M
FC、35…ガス加熱器、45…ガス冷却器
ク部、4…露光装置、5…PEB装置、5a…加熱部、
5b…冷却部、6…現像部、7…ポストベーク部、8…
ウェハ収納部、10…半導体ウェハ、11,21…処理
室、12…加熱基板、12a,22a…貫通孔、13…
加熱ヒータ、14,25…ベローズ、14a,25a…
ピン、15,26…ガス配管、16,27…排気口、2
2…冷却基板、23…中空部、24…配管、30,40
…処理室部、31,41…ガス配管系、32,42…吹
き出し孔、33,43…ガイドリング、34,44…M
FC、35…ガス加熱器、45…ガス冷却器
Claims (5)
- 【請求項1】 化学増幅型レジストを塗布した被処理基
板の露光後にベーキングをする、加熱部と冷却部とを有
して構成されたベーキング装置において、 前記加熱部の処理室下方より処理室内に導入する不活性
ガスのガス配管系にガス流量調整器とガス加熱器を設
け、 前記処理室下方より前記処理室内に導入する前記不活性
ガスを、前記被処理基板を載置して加熱する加熱基板周
縁部より加熱基板上面側に吹き出ださせる吹き出し孔を
設けた加熱部を有することを特徴とするベーキング装
置。 - 【請求項2】 前記冷却部の処理室下方より処理室内に
導入する不活性ガスのガス配管系にガス流量調整器とガ
ス冷却器を設け、 前記処理室下方より前記処理室内に導入する前記不活性
ガスを、前記被処理基板を載置して冷却する冷却基板周
縁部より冷却基板上面側に吹き出ださせる吹き出し孔を
設けた冷却部を有することを特徴とする請求項1に記載
のベーキング装置。 - 【請求項3】 前記加熱基板周縁部に設けた前記吹き出
し孔は、前記加熱基板周縁部に沿って、略等しい幅を持
って設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
ベーキング装置。 - 【請求項4】 前記冷却基板周縁部に設けた前記吹き出
し孔は、前記冷却基板周縁部に沿って、略等しい幅を持
って設けられていることを特徴とする請求項2に記載の
ベーキング装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のベーキング装置を用い
た、化学増幅型レジストを塗布した被処理基板の露光後
のベーキング方法において、 所定流量、所定温度の不活性ガスを、前記ベーキング装
置の加熱部の処理室に導入する工程と、 前記加熱部の加熱基板を所定温度にする工程と、 前記加熱部の前記加熱基板上に前記被処理基板を載置
し、所定時間熱処理する工程と、 前記加熱部の前記加熱基板上の前記被処理基板を取り出
し、前記ベーキング装置の冷却部の冷却基板上に載置し
て前記被処理基板を冷却する工程とを有すること、 を特徴とするベーキング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21275396A JPH1055951A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | ベーキング装置およびベーキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21275396A JPH1055951A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | ベーキング装置およびベーキング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1055951A true JPH1055951A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16627852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21275396A Pending JPH1055951A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | ベーキング装置およびベーキング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1055951A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000100807A (ja) * | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板熱処理装置 |
KR100309906B1 (ko) * | 1998-10-29 | 2001-11-30 | 박종섭 | 포토레지스트의 건식 내에칭성 향상방법 |
JP2002184682A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置及びその方法、並びにパターン形成方法 |
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CN103094157A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 细美事有限公司 | 基板处理装置和基板处理方法 |
CN103094159A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 细美事有限公司 | 基板处理设备及基板处理方法 |
CN105280518A (zh) * | 2014-05-30 | 2016-01-27 | 盛美半导体设备(上海)有限公司 | 半导体基板的热处理装置 |
US20200294825A1 (en) * | 2016-03-18 | 2020-09-17 | Acm Research (Shanghai) Inc. | Substrate heat treatment apparatus |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21275396A patent/JPH1055951A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7118780B2 (en) | 2001-03-16 | 2006-10-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heat treatment method |
US7923352B2 (en) | 2001-06-01 | 2011-04-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thermal treatment equipment and method for heat-treating |
US7879693B2 (en) | 2001-06-01 | 2011-02-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thermal treatment equipment and method for heat-treating |
CN1322544C (zh) * | 2001-06-01 | 2007-06-20 | 株式会社半导体能源研究所 | 热处理设备和用于热处理的方法 |
US7022589B2 (en) | 2001-06-01 | 2006-04-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thermal treatment equipment and method for heat-treating |
US8318567B2 (en) | 2001-06-01 | 2012-11-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thermal treatment equipment and method for heat-treating |
US6649544B2 (en) | 2001-06-01 | 2003-11-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thermal treatment equipment and method for heat-treating |
CN103094157A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 细美事有限公司 | 基板处理装置和基板处理方法 |
CN103094159A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 细美事有限公司 | 基板处理设备及基板处理方法 |
JP2013098570A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Semes Co Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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