CN1190824C - 涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents
涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置及半导体装置的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1190824C CN1190824C CNB021269769A CN02126976A CN1190824C CN 1190824 C CN1190824 C CN 1190824C CN B021269769 A CNB021269769 A CN B021269769A CN 02126976 A CN02126976 A CN 02126976A CN 1190824 C CN1190824 C CN 1190824C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- film
- coating
- semiconductor wafer
- processed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 11
- 238000009501 film coating Methods 0.000 title 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 title 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 48
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 33
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 49
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 36
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 claims 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 64
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 109
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-AKLPVKDBSA-N silicon-31 atom Chemical compound [31Si] XUIMIQQOPSSXEZ-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
- B05D1/005—Spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
- H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/312—Organic layers, e.g. photoresist
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
- B05D3/0406—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
- B05D3/0466—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being a non-reacting gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/10—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
- B05D3/107—Post-treatment of applied coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
提供一种涂敷型成膜方法,能使干燥时间比以往大幅度缩短,提高生产率,能防止从半导体晶片外飞散液态异物或雾状异物,能控制干燥时间。为此,在抗蚀剂涂敷工序等中,将由空气或氮气构成的气体吹到光致抗蚀剂等药液涂敷处理中的半导体晶片的规定的区域上。进行该处理时,使用具有将气体吹到规定的区域上的功能的、带有吹出由空气或氮气构成的气体的喷流嘴的涂敷型成膜装置。
Description
[技术领域]
本发明涉及半导体装置的制造工艺中的光刻工艺中涂敷抗蚀剂等时采用的涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置、以及使用这些方法的半导体装置的制造方法。
[背景技术]
制造半导体装置或液晶装置等时,光刻技术是形成各种布线图形用的重要工序之一。该光刻工序是这样一种技术:例如,在半导体衬底上涂敷了光致抗蚀剂后,利用称为分档器的曝光装置将布线图形转印在光致抗蚀剂上,然后通过用碱性水溶液进行显影,形成光致抗蚀剂图形。除了上述抗蚀剂的涂敷膜以外,在半导体装置等中使用的药液涂敷膜中,还有反射防止膜、掩蔽用膜(SOG膜)、层间绝缘膜(SOD膜)、低介电常数化膜(Lok膜)等,形成它们的装置及方法称为涂敷型成膜装置及涂敷型成膜方法。
在现有的涂敷光致抗蚀剂的抗蚀剂涂敷装置中,如图9所示,对作为被处理衬底的硅等半导体晶片101进行真空吸附,而且配置在进行高速旋转的旋转卡盘102上。然后,使该旋转卡盘102的上部与半导体晶片101相对地设置安装在臂(1)103上的光致抗蚀剂供给喷嘴105,从该光致抗蚀剂供给喷嘴105向半导体晶片101供给光致抗蚀剂。此后,通过使旋转卡盘旋转,使半导体晶片101上的光致抗蚀剂干燥。安装在臂(2)104上能移动的溶剂供给喷嘴106配置在旋转卡盘102的外周部,光致抗蚀剂干燥后一边使半导体晶片101旋转,一边将溶剂供给半导体晶片101外周部的光致抗蚀剂,从而只将半导体晶片101外周部的光致抗蚀剂溶解除去。
可是,在光致抗蚀剂的干燥不充分的情况下,由于涂敷膜和溶剂混合而在涂敷膜的周端部分发生膨胀。因此,如图8(b)所示,半导体晶片101的外周部分的光致抗蚀剂的厚度变厚,成为刻蚀的涂敷膜留有残余的原因。为了清除这样的膜厚部分,需要延长刻蚀时间,其结果使得生产率下降。另外,在现有的技术中,由于旋转而使光致抗蚀剂中的溶剂挥发,使得光致抗蚀剂干燥,所以要使涂敷膜充分干燥,需要长时间地旋转半导体晶片,该处理导致生产率下降。另外,在使半导体晶片旋转进行干燥处理的情况下,中心部分的旋转慢,比半导体晶片周边干燥得慢。现有的8英寸晶片至12英寸晶片已大型化,由半导体晶片的位置不同导致的干燥情况有很大差异(半导体晶片的中心部分干燥慢,周边部分干燥快),在上述的现有技术中,有可能变得难以适应。
本发明就是基于这样的情况而完成的,目的在于提供一种能使干燥时间比以往大幅度缩短,提高生产率,能防止从半导体晶片外飞散液态异物或雾状异物,能控制干燥时间的涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置、以及使用涂敷型成膜装置及该方法的半导体装置的制造方法。
[发明内容]
本发明的特征在于:在例如半导体制造工艺中的作为光刻工艺之一的抗蚀剂涂敷工序等中,将由空气或氮气构成的气体吹到光致抗蚀剂等药液涂敷处理中的半导体晶片的规定的区域上。另外,其特征还在于:进行该处理时,使用具有将气体吹到规定的区域上的功能的、带有吹出由空气或氮气构成的气体的喷流嘴的涂敷型成膜装置。
由于使用气体喷流嘴,将气体吹到半导体晶片上的涂敷型成膜的规定区域上,所以与以往相比能大幅度缩短干燥时间,干燥过程中能防止从半导体晶片外飞散液态异物或雾状异物,还能控制干燥时间。
作为涂敷型膜,除了光致抗蚀剂以外,还有反射防止膜、掩蔽用膜(SOG膜)、层间绝缘膜(SOD膜)、低介电常数化膜(Lok膜)等。
即,本发明的涂敷型成膜方法的特征在于包括:一边使被处理衬底旋转,一边将药液涂敷在上述被处理衬底的主面上,形成涂敷膜的工序;一边使上述被处理体旋转,一边使上述涂敷膜干燥的工序;以及在上述干燥工序中,向上述涂敷膜的规定的区域吹出由空气或氮气构成的气体的工序。上述规定的区域也可以是包括涂敷膜的外周端部的外周部。吹出上述气体的方向也可以从上述进行旋转的被处理衬底的中心方向朝向外周方向且与上述被处理衬底主面构成20度至60度的角度。上述规定的区域也可以从涂敷膜的中心部分移动到外周部分。通过在使半导体晶片旋转的状态下,从任意的位置使吹出的气流移动任意的时间,不仅能缩短干燥时间,而且能在半导体晶片内控制干燥时间,能提高半导体晶片面内的膜厚度的均匀性。吹出上述气体的方向也可以这样确定:在上述规定的区域位于上述中心部分的情况下,对上述被处理衬底垂直吹出,在上述规定的区域位于上述外周部分的情况下,从上述被处理衬底的中心方向朝向外周方向且与上述被处理衬底主面构成20度至60度的角度。还可以包括将溶剂吹到上述涂敷膜的外周部分上,将该被吹部分的涂敷膜从上述被处理衬底上除去的工序。另外,也可以与吹出上述溶剂同时或吹出上述溶剂之后,将上述气体吹到上述涂敷膜的外周部分上。通过利用溶剂将外周部的涂敷膜除去之前,预先用任意时间吹出气体,能控制外周部涂敷膜的干燥时间。另外通过同时吹出气体,能将溶剂及溶解了的外周部涂敷膜吹到半导体晶片以外,防止异物附着在涂敷膜上。
本发明的涂敷型成膜装置的特征在于备有:保持进行旋转的被处理衬底的托架;以及与上述被处理衬底相对配置、向上述被处理衬底吹出由空气或氮气构成的气体的气体喷流嘴。还可以有供给溶解上述涂敷膜的溶剂的溶剂供给喷嘴。也可以有多个上述气体喷流嘴。通过设置多个气体喷流嘴,能同时将气体吹到半导体晶片面内的任意的地方,能实现干燥时间的进一步缩短。另外,在多个气体喷流嘴中,通过个别地设定气体的流量,能在半导体晶片面内控制干燥时间,能提高膜厚度的均匀性。上述气体喷流嘴的角度及位置也可以任意设定。例如,在将气体喷流嘴的位置设置在涂敷膜外周部的情况下,能只使利用溶剂被除去的外周部的涂敷膜干燥。另外如果从半导体晶片内侧向外侧设置气体喷流嘴的角度,则能防止从半导体晶片外飞散液态异物或雾状异物。在吹气工序中,上述气体喷流嘴也可以按照规定的速度移动。
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于包括:将被处理膜涂敷在半导体衬底上的工序;利用上述任意的涂敷型成膜方法,将抗蚀剂涂敷在上述被处理膜上进行干燥的工序;使上述抗蚀剂形成图形的工序;以及将上述形成了图形的抗蚀剂作为掩模,使上述被处理膜按照规定的形状进行构图的工序。
[附图的简单说明]
图1是形成本发明的抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置的简略平面图。
图2是说明本发明的涂敷型成膜装置中的半导体晶片部分的局部剖面图。
图3是说明本发明的涂敷型成膜方法的工序剖面图。
图4是形成本发明的抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置的简略平面图。
图5是说明本发明的实施例中用的形成抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置中的半导体晶片部分的干燥处理的局部剖面图。
图6是本发明的光致抗蚀剂等的涂敷型成膜装置中的半导体晶片及其上方的气体喷流嘴的局部剖面图。
图7是本发明的光致抗蚀剂等的涂敷型成膜装置中的半导体晶片及其上方的气体喷流嘴的局部剖面图及气体喷流嘴的平面图及剖面图。
图8是说明采用本发明的及现有的涂敷型成膜方法进行的半导体晶片上的光致抗蚀剂膜的形成的剖面图。
图9是现有的涂敷光致抗蚀剂的抗蚀剂涂敷装置的平面图。
[具体实施方式]
以下,参照附图说明本发明的实施方案。
首先,参照图1至图3及图8,说明第一实施例。
图1是形成抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置的简略平面图,图2是说明该涂敷型成膜装置中的半导体晶片部分的局部剖面图,图3是说明该实施例的涂敷型成膜方法的工序剖面图,图8是使用该实施例的及现有的涂敷型成膜装置形成的涂敷型膜的剖面图。如图1所示,作为被处理衬底的硅等半导体晶片1利用真空卡盘吸附保持,而且利用高速旋转的旋转卡盘2能旋转地支撑着。另外,在装置内设有能移动到旋转卡盘2的上方的第一臂3、以及能从半导体晶片1的周端部10向中心移动70mm的第二臂4。在第一臂3上设有光致抗蚀剂供给喷嘴5,在第二臂4上设有溶剂供给喷嘴6和空气喷流嘴7。光致抗蚀剂供给喷嘴5不使用时,被收容在装置内的收容部8中。
其次,参照图1至图3,说明该实施例的抗蚀剂涂敷方法。首先,利用旋转卡盘2使半导体晶片1以数千rpm的高转速进行旋转,在该状态下,第一臂3向旋转卡盘2的上方移动,从光致抗蚀剂供给喷嘴5喷出光致抗蚀剂(形成反射防止膜时用的反射防止膜材料)达数秒钟,在半导体晶片1的表面上形成由光致抗蚀剂膜或反射防止膜构成的涂敷膜9。光致抗蚀剂从光致抗蚀剂供给喷嘴5滴到半导体晶片1上后,涂敷膜9在半导体晶片1的全部表面上扩展1~4秒左右(图3(a))。此后,使第一臂3向光致抗蚀剂供给喷嘴收容部8移动并收容在其中。光致抗蚀剂在半导体晶片1的全部表面上扩展后,通过使半导体晶片1以数千rpm的转速旋转,使涂敷膜进行旋转干燥。这时,在半导体晶片的直径为8英寸的情况下,转速以2000~3500rpm较为适宜,在12英寸的情况下,以1000~1500rpm较为适宜。
在旋转速度快的情况下,由于半导体晶片的旋转,在涂敷膜表面附近发生紊流,涂敷膜的厚度发生显著的变化(涂敷不均匀)。由于外周部的旋转速度随着半导体晶片大小的不同而不同,所以不发生该涂敷不均匀的转速的极限值,由半导体晶片的大小决定。因此,旋转干燥时的转速根据半导体晶片的大小自己决定。另外,由于半导体晶片的外周部的旋转速度比中心部快,所以如果半导体晶片的大小增大,则干燥速度随着半导体晶片上的位置的不同而有很大的不同。因此,如果半导体晶片的大小增大,则旋转于燥时能采用的转速降低,旋转干燥的速度变慢,从而半导体晶片的中心部和外周部的干燥速度差增大,所以干燥所需要的时间变长,导致生产率下降。使涂敷膜旋转干燥后,如图2所示,使第二臂4移动到半导体晶片1的外周部分,将空气喷流嘴7设置在距离半导体晶片周边部10为2.1mm的位置。
空气喷流嘴7相对于半导体晶片1倾斜20度~60度,最好倾斜45度的角度(θ),以数千rpm使半导体晶片1旋转,以20~30ml/分的流量吹出空气或氮气等气体,外周部的光致抗蚀剂或反射防止膜材料相对于现有技术约以2~3倍的速度干燥(图3(b))。此后,将稀释剂等从设置在第二臂4上的溶剂供给喷嘴6、以15ml/分的流量喷射到半导体晶片1的外周部2.0mm的位置,进行外周部的光致抗蚀剂(或反射防止膜材料)的除去处理。空气喷流嘴7能与溶剂供给喷嘴6连动工作,与从溶剂供给喷嘴6喷出溶剂的同时,将空气或氮气等气体从半导体晶片1的中心向外侧吹到溶剂和光致抗蚀剂膜(涂敷膜)9或反射防止膜等涂敷型膜接触的地方。然后,以数千rpm高转速使半导体晶片1旋转,使外周部的溶剂干燥,一系列的涂敷处理结束(图3(c))。
如上所述,在该实施例中,通过从空气喷流嘴7吹出空气,外周部的干燥速度能比现有技术更快,所以能大幅度缩短处理时间,其结果能实现提高生产率。另外,由于将空气朝向半导体晶片1的外侧吹出,能防止喷出的溶剂和利用溶剂溶解的外周部的光致抗蚀剂向内侧移动,所以不会象以往那样在涂敷膜9’的周边部形成较厚的部分(参照图8(b)),而在半导体晶片1上形成厚度均匀的涂敷膜9(参照图8(a))。另外利用空气喷流嘴,能将由于喷出溶剂而容易在外周部发生的液态异物或雾状异物完全排除到半导体晶片外。
在该实施例中,空气、氮气等气体喷流嘴相对于半导体晶片倾斜20度至60度。这是为了利用气体喷流嘴将由于喷出溶剂而容易在外周部发生的液态异物或雾状异物完全排除到半导体晶片外而采取的结构。如果使气体喷流嘴相对于半导体晶片的角度为60度以上,虽然干燥效果好,但异物的排除不充分,在20度以下时即使能排除异物,但干燥效率低。
其次,参照图4说明第二实施例。
图4是说明该实施例中用的形成抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置中的半导体晶片部分的干燥处理的局部剖面图。作为被处理衬底的硅等半导体晶片21利用真空卡盘吸附保持,而且利用高速旋转的旋转卡盘22能旋转地支撑着。在装置内设有能移动到旋转卡盘22的上方的第一臂(图中未示出)、以及能从半导体晶片21的中心向周端部20移动的第二臂24。在第一臂23上设有光致抗蚀剂供给喷嘴,在第二臂24上设有溶剂供给喷嘴(图中未示出)和空气喷流嘴27。光致抗蚀剂供给喷嘴不使用时,被收容在装置内的收容部中。
其次,说明使用该实施例的抗蚀剂涂敷装置的抗蚀剂涂敷方法。首先,利用旋转卡盘22使半导体晶片21以数千rpm的高转速进行旋转,在该状态下,第一臂向旋转卡盘22的上方移动,从光致抗蚀剂供给喷嘴喷出先致抗蚀剂(在形成反射防止膜的情况下为反射防止膜材料)达数秒钟,在半导体晶片21的表面上形成由光致抗蚀剂膜或反射防止膜构成的涂敷膜29。光致抗蚀剂从光致抗蚀剂供给喷嘴滴到半导体晶片21上后,涂敷膜29在半导体晶片21的全部表面上扩展1~4秒左右。此后,一边使半导体晶片21以数千rpm旋转,一边使第一臂向光致抗蚀剂供给喷嘴收容部移动并收容在其中。
将空气吹到光致抗蚀剂膜上的空气喷流嘴27可以在半导体晶片21的面内设置在任意的地方,在半导体晶片21的表面上形成了光致抗蚀剂膜后,能以任意的速度移动。例如,从光致抗蚀剂的供给结束算起5秒后,空气或氮气等气体开始吹到半导体晶片21的中心位置,另外,1秒后一边以25mm/秒的速度吹出空气,一边使空气喷流嘴27从半导体晶片21的中心向外周部移动到50mm的位置。然后,以50mm/秒的速度一边吹同一区域,一边移动到半导体晶片21的外周部。这时,空气喷流嘴27相对于半导体晶片21倾斜20度~60度,最好倾斜45度的角度(θ)。
如上所述,在该实施例中,由于个别地设定在半导体晶片面内空气的吹出位置及吹出时间,所以在半导体晶片面内能变更光致抗蚀剂(或反射防止膜材料)的干燥时间。因此,能提高光致抗蚀剂膜或反射防止膜的厚度的均匀性。而且,由于能局部地缩短干燥时间,所以即使半导体晶片的大小比以往的大,也能减少半导体晶片的位置引起的时间差,能提高干燥处理的效率。
其次,参照图5说明第三实施例。
图5是说明该实施例中用的形成抗蚀剂涂敷膜的涂敷型成膜装置中的半导体晶片部分的干燥处理的局部剖面图。作为被处理衬底的硅等半导体晶片31利用真空卡盘吸附保持,而且利用高速旋转的旋转卡盘32能旋转地支撑着。另外,在装置内设有能移动到旋转卡盘32的上方的第一臂(图中未示出)、以及能从半导体晶片31的中心向周端部30移动的第二臂34。在第一臂上设有光致抗蚀剂供给喷嘴,在第二臂34上设有溶剂供给喷嘴(图中未示出)和空气喷流嘴37。光致抗蚀剂供给喷嘴不使用时,被收容在装置内的收容部中。
其次,说明使用该实施例的抗蚀剂涂敷装置的抗蚀剂涂敷方法。首先,利用旋转卡盘32使半导体晶片31以数千rpm的高转速进行旋转,在该状态下,第一臂向旋转卡盘32的上方移动,从光致抗蚀剂供给喷嘴喷出光致抗蚀剂达数秒钟,在半导体晶片31的表面上形成由光致抗蚀剂膜或反射防止膜构成的涂敷膜39。光致抗蚀剂从光致抗蚀剂供给喷嘴滴到半导体晶片31上后,涂敷膜39在半导体晶片31的全部表面上扩展1~4秒左右。此后,一边使半导体晶片31以数千rpm旋转,一边使第一臂向光致抗蚀剂供给喷嘴收容部移动并收容在其中。
空气、氮气等的气流垂直地接触被干燥部,其效率好。可是,在用溶剂将半导体晶片的周端部附近的涂敷膜除去的情况下,为了使涂敷膜的终端部附近的膜不太厚,另外,为了将容易发生的异物效果良好地排出半导体晶片外,空气流等气流的方向从半导体晶片的中心向外,而且最好相对于半导体晶片倾斜20度至60度左右。
这里,为了使干燥速度快,该实施例中的空气喷流嘴37在半导体晶片31的中心部(该中心部的喷嘴用37’表示)使喷出孔与半导体晶片31相对,但越过中心部后在外周部则相对于半导体晶片31倾斜20度~60度,最好倾斜45度的角度(θ)。而且,以数千rpm使半导体晶片31旋转,以20~30ml/分的流量吹出空气或氮气等气体,从中心部到外周部的光致抗蚀剂相对于现有技术能以大约2~3倍的速度干燥。
此后,将稀释剂等从设置在第二臂34上的溶剂供给喷嘴36、以15ml/分的流量喷射到半导体晶片31的外周部2.0mm的位置,进行外周部的光致抗蚀剂39的除去处理。空气喷流嘴37能与溶剂供给喷嘴36连动工作,与从溶剂供给喷嘴36喷出溶剂的同时,将空气或氮气等气体从半导体晶片31的中心向外侧吹到溶剂和光致抗蚀剂膜(涂敷膜)39接触的地方。然后,以数千rpm高转速使半导体晶片31旋转,使外周部的溶剂干燥,一系列的涂敷处理结束。这时,空气喷流嘴37越过中心部后在外周部相对于半导体晶片31倾斜20度~60度,最好倾斜45度的角度(θ)。
这样,将空气吹到光致抗蚀剂膜上的空气喷流嘴27能在半导体晶片31的面内以任意的角度设置在任意的地方,在半导体晶片31的表面上形成了光致抗蚀剂膜后,能以任意的速度移动。另外,由于能局部地缩短干燥时间,所以即使半导体晶片的大小比以往的大,也能减少半导体晶片的位置引起的时间差,能使干燥处理提高效率。
其次,参照图6及图7说明第四实施例。
图6是先致抗蚀剂等的涂敷型成膜装置中的半导体晶片及其上方的气体喷流嘴的局部剖面图。如图所示,作为被处理衬底的硅等半导体晶片41利用真空卡盘吸附保持,而且利用高速旋转的旋转卡盘42能旋转地支撑着。另外,在装置内设有能移动到旋转卡盘42的上方的第一臂(图中未示出)、以及能从半导体晶片41的中心向周端部移动的第二臂44。在第一臂上设有先致抗蚀剂供给喷嘴,在第二臂44上设有溶剂供给喷嘴(图中未示出)和多个(在该实施例中为3个)空气喷流嘴47a、47b、47c。
在通过旋转使半导体晶片上的光致抗蚀剂等涂敷型膜干燥的情况下,由于中心部的旋转速度比外周部慢,所以即使外周部干燥了,中心部也还处于未干燥的状态。在该实施例中,能消除这样的状态。即,将空气喷流嘴设置在规定的位置,越接近中心使用口径越大、流量也越大的喷嘴。通过采用这样的使用方法,能与在半导体晶片41上形成的涂敷膜49的任何部分同样地进行干燥处理。
另外,图7是光致抗蚀剂等的涂敷型成膜装置中的半导体晶片及其上方的气体喷流嘴的局部剖面图及气体喷流嘴的剖面图及平面图。空气、氮气等的气体喷流嘴局部地向半导体晶片上吹出气体。可是,如果气流面积大,则促进干燥的作用效果相应地增大。因此,如图所示,气体喷流嘴40的前端部45的喷出孔直径比喷嘴直径大。而且,喷出孔内部有对气流进行导向的风叶43。如图7所示,由于这样构成气体喷流嘴,所以从喷嘴40喷出的气体量大,能效果良好地进行半导体晶片41上的涂敷膜的干燥处理。
其次,说明用本发明的涂敷型成膜方法在半导体衬底上形成半导体元件的工序。
例如,采用在第一至第三实施例中说明的任意一种涂敷型成膜方法,将作为涂敷膜的光致抗蚀剂涂敷在对栅极进行构图的多晶硅膜通过栅极绝缘膜形成的硅等的半导体衬底上,使其干燥。其次,利用通常的半导体技术使该光致抗蚀剂进行曝光、显影,形成规定的图形。其次,将上述构图后的抗蚀剂作为掩模,使多晶硅膜按照掩模的形状构图,使多晶硅膜成形为栅极。接着,利用通常的半导体技术在半导体衬底上形成半导体元件。
在现有的抗蚀剂等的涂敷型成膜装置及方法中,由于只通过旋转进行涂敷型膜的干燥,所以干燥时间长,与其不同,由于本发明如前面所述构成,所以通过增加吹出空气等气体的结构,能大幅度地缩短干燥时间,其结果,能缩短生产周期。
Claims (9)
1.一种涂敷型成膜方法,其特征在于包括:一边使被处理衬底旋转,一边将药液涂敷在上述被处理衬底的主面上,形成涂敷膜的工序;
一边使上述被处理体旋转,一边使上述涂敷膜干燥的工序;以及
在上述干燥工序中,向上述涂敷膜的规定的区域吹出由空气或氮气构成的气体的工序。
2.根据权利要求1所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:上述规定的区域是包括涂敷膜的外周端部的外周部。
3.根据权利要求2所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:吹出上述气体的方向为从上述进行旋转的被处理衬底的中心方向朝向外周方向,且与上述被处理衬底主面成20度至60度的角度。
4.根据权利要求1所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:上述规定的区域从涂敷膜的中心部分移动到外周部分。
5.根据权利要求4所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:吹出上述气体的方向这样确定:在上述规定的区域位于上述中心部分的情况下,对上述被处理衬底垂直吹出,在上述规定的区域位于上述外周部分的情况下,从上述被处理衬底的中心方向朝向外周方向且与上述被处理衬底主面构成20度至60度的角度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:还包括将溶剂吹到上述涂敷膜的外周部分上,将被该溶剂吹到的外周部分的上述涂敷膜从上述被处理衬底上除去的工序。
7.根据权利要求6所述的涂敷型成膜方法,其特征在于:与吹出上述溶剂同时或吹出上述溶剂之后,将上述气体吹到上述涂敷膜的外周部分上。
8.一种涂敷型成膜装置,其特征在于备有:保持进行旋转的被处理衬底的托架;以及
与上述被处理衬底相对配置、向上述被处理衬底吹出由空气或氮气构成的气体的气体喷流嘴。
9.一种在半导体衬底上具有构图的被处理膜的半导体装置的制造方法,其特征在于包括:
一边使半导体衬底旋转,一边在上述半导体衬底的主面上涂敷药液来形成被处理膜的涂敷工序;
一边使上述半导体衬底旋转,一边向在上述涂敷工序中涂敷的上述被处理膜的规定区域吹出由空气或氮气构成的气体使上述被处理膜干燥的被处理膜干燥工序;
在上述被处理膜干燥工序中干燥的上述被处理膜上涂敷抗蚀剂并进行干燥的抗蚀剂涂敷干燥工序;
使在上述抗蚀剂涂敷干燥工序中涂敷并干燥的上述抗蚀剂形成图形的抗蚀剂构图工序;以及
将在上述抗蚀剂构图工序中形成了图形的抗蚀剂作为掩模,使上述被处理膜按照规定的形状进行构图的被处理膜构图工序。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001225689A JP2003037053A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 塗布型成膜方法、塗布型成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
JP225689/2001 | 2001-07-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1400631A CN1400631A (zh) | 2003-03-05 |
CN1190824C true CN1190824C (zh) | 2005-02-23 |
Family
ID=19058640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB021269769A Expired - Fee Related CN1190824C (zh) | 2001-07-26 | 2002-07-26 | 涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置及半导体装置的制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6777350B2 (zh) |
JP (1) | JP2003037053A (zh) |
CN (1) | CN1190824C (zh) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298669A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Seiko Epson Corp | セラミックス材料の塗布方法およびセラミックス膜 |
WO2004088420A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Hoya Corporation | マスクブランクスの製造方法、及び転写マスクの製造方法 |
CN1690860A (zh) * | 2004-04-22 | 2005-11-02 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 显影液移除装置 |
KR100753463B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2007-08-31 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 |
US20060042664A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Vishwas Hardikar | Apparatus and method for removing a liquid from a rotating substrate surface |
KR100733027B1 (ko) * | 2006-03-22 | 2007-06-27 | 삼성전자주식회사 | 액체 코팅 장치 및 방법 |
JP4805758B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2011-11-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及び塗布処理装置 |
CN1963671B (zh) * | 2006-11-17 | 2010-05-12 | 北京京东方光电科技有限公司 | 光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法 |
WO2009025272A1 (ja) * | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Hoya Corporation | プラスチックレンズの製造方法 |
US8182917B2 (en) * | 2008-03-20 | 2012-05-22 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Reduced graphene oxide film |
KR101000944B1 (ko) * | 2008-10-09 | 2010-12-13 | 세메스 주식회사 | 처리액 공급 유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 |
WO2011048507A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | University Of Western Cape | Spray coating device |
EP2328148A1 (en) | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Pheenix Alpha AB | Method of creating a surface layer on a disc. |
JP5277218B2 (ja) * | 2010-08-09 | 2013-08-28 | クリーン・テクノロジー株式会社 | 薄膜塗工装置に設ける乾燥装置 |
US8753460B2 (en) * | 2011-01-28 | 2014-06-17 | International Business Machines Corporation | Reduction of edge chipping during wafer handling |
JP5988438B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2016-09-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布処理方法及び塗布処理装置 |
CN103116248B (zh) * | 2013-02-27 | 2015-12-09 | 上海华力微电子有限公司 | 涂布装置及其涂布方法 |
CN104779178B (zh) * | 2014-01-13 | 2018-10-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 底部防反射层形成方法 |
CN104511401A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-15 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种点胶系统及其方法 |
JP6498006B2 (ja) | 2015-03-25 | 2019-04-10 | 株式会社Screenホールディングス | 塗布方法 |
TWI666684B (zh) * | 2015-11-16 | 2019-07-21 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 塗佈膜形成方法、塗佈膜形成裝置及記憶媒體 |
JP6465000B2 (ja) * | 2015-11-16 | 2019-02-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布膜形成方法、塗布膜形成装置及び記憶媒体 |
JP2017103319A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社東芝 | 塗布装置 |
US10948825B2 (en) * | 2015-12-23 | 2021-03-16 | Asml Netherlands B.V. | Method for removing photosensitive material on a substrate |
CN110673445B (zh) * | 2019-09-24 | 2022-05-17 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种超厚胶膜的平坦化处理方法 |
CN115508949B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-01-30 | 山东师范大学 | 一种基于连续域中束缚态机制的非线性光波导的制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3300624B2 (ja) * | 1997-01-24 | 2002-07-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板端面の洗浄方法 |
JP2000288458A (ja) | 1999-02-03 | 2000-10-17 | Tokyo Electron Ltd | 塗布膜形成方法および塗布装置 |
-
2001
- 2001-07-26 JP JP2001225689A patent/JP2003037053A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-22 US US10/199,328 patent/US6777350B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-26 CN CNB021269769A patent/CN1190824C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003037053A (ja) | 2003-02-07 |
US6777350B2 (en) | 2004-08-17 |
US20030022515A1 (en) | 2003-01-30 |
CN1400631A (zh) | 2003-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1190824C (zh) | 涂敷型成膜方法、涂敷型成膜装置及半导体装置的制造方法 | |
JP7034634B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
US11094524B2 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
TWI626710B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
EP1583137B1 (en) | Substrate meniscus interface and methods for operation | |
TWI620238B (zh) | Substrate processing method and substrate processing device | |
US6709699B2 (en) | Film-forming method, film-forming apparatus and liquid film drying apparatus | |
US20090151753A1 (en) | Methods for transitioning a fluid meniscus to and from surfaces of a substrate | |
KR20030045636A (ko) | 피막 형성 장치, 피막 형성 방법 및 기판용 트레이 | |
JP6945314B2 (ja) | 基板処理装置 | |
TWI687989B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
JP2008022010A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
TWI775574B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
US6837631B2 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP2001148338A (ja) | 膜形成方法及び膜形成装置 | |
CN112017952A (zh) | 基板处理方法以及基板处理装置 | |
TWI814177B (zh) | 基板處理裝置及基板處理方法 | |
KR101010312B1 (ko) | 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 압력 조절 방법 | |
US20030194878A1 (en) | Substrate processing apparatus and method | |
KR20170133771A (ko) | 기판 처리 장치 | |
JP2007207973A (ja) | 表面処理方法及び表面処理装置 | |
JP2009194088A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2021019204A (ja) | 基板処理装置 | |
JP2007335771A (ja) | 基板乾燥装置、基板乾燥方法、及び基板の製造方法 | |
KR102672853B1 (ko) | 기판 세정 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050223 |