CN1279589C - 基板的处理方法和基板的处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是在基板上形成层间绝缘膜,与现有技术相比以短时间固化层间绝缘膜。为此,本发明的基板处理方法包括:在基板上形成层间绝缘膜,在处理室内对基板上的层间绝缘膜照射电子射线以使其固化,在照射电子射线并使层间绝缘膜固化后在处理室内产生等离子体并降低基板电位。或者,本发明的基板处理方法包括:在基板上形成层间绝缘膜,在处理室内对基板上的层间绝缘膜照射电子射线以使其固化,形成层间绝缘膜的工序包括在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液的涂布工序,在涂布工序和层间绝缘膜固化工序之间进行加热基板的预加热工序,通过控制装置将在所述预加热工序结束之后且在用电子射线照射基板之前的时间控制为一定时间。本发明还提供相应的基板处理装置。

Description

基板的处理方法和基板的处理装置
技术领域
本发明涉及基板的处理方法和基板的处理装置。
背景技术
在多层配线结构的半导体器件的制造工序中,在晶片上形成层间绝缘膜,然后进行处理该层间绝缘膜的工序。所谓层间绝缘膜,是多层配线结构内的具有电气上绝缘性的绝缘层,作为其绝缘材料,使用着例如MSQ(甲基硅倍半环丙烷)、HSQ(氢硅倍半环丙烷)。
与这种层间绝缘膜相关的处理是在例如SOD(电介质上旋涂)装置中进行,在该SOD装置中,用溶胶凝胶法、吐丝法、快速成膜法、以及聚焦法等膜形成方法,在这种膜形成方法中,通过把前述MSQ等的涂布液涂布于晶片表面形成层间绝缘膜。在除了溶胶凝胶法以外的上述方法中,在晶片上形成层间绝缘膜后,为了提高蚀刻对象材料的选择比进行使层间绝缘膜固化的固化处理(退火处理)。
该退火处理是在层间绝缘膜上引起聚合等高分子化反应的处理,现有技术通过在高温下加热晶片来进行。而且,因为为了引起该高分子化反应,需要极高的能量,故退火处理在可以把晶片加热到高温的加热炉中进行。此外,由于像这样用热能充分进行高分子化反应,需要长时间,所以在退火处理中,从生产量的观点来说,使用着可以把多张晶片汇总加热的成批式的大型加热炉。在这种退火处理中,通过加热产生的热能,绝缘材料的MSQ聚合,引起所谓架桥的高分子化反应,层间绝缘膜被固化。
可是,虽然这种加热炉中的固化处理通常是在500℃左右的高温下进行,但是即使在这样的高温下直到MSQ等的高分子化反应结束也需要30分~60分钟左右的长时间。像这样固化处理需要长时间时,则晶片的多品种、变量生产所需要的晶片处理时间的缩短化,也就是短TAT(周转时间)化的实现变得困难。此外,因为成为高温下的处理,故存在着无法使用不耐高温的绝缘材料这样的缺点。
此外,在加热炉中的固化处理中,因为把多张晶片汇总处理,故先形成了绝缘膜的晶片必须等待后来的晶片(也就是产生“等待时间”),每个晶片从绝缘膜被形成到被固化的总处理时间变得不同。因此,例如在涂布后施行一度使溶剂蒸发用的加热处理的场合,晶片间的热经历不同,层间绝缘膜的品质上有时产生离散。
进而,加热炉中的固化处理是为了提高生产量以高分子反应完成的最小限度的时间来进行,因此在层间绝缘膜的膜厚较厚的场合,在层间绝缘膜的深部中有时高分子化反应没有充分地进行。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的,其目的在于以更短时间且低温度下进行上述固化处理,缩短晶片等基板的总处理时间,谋求短TAT(周转时间)化的实现。
本发明提供一种基板的处理方法,包括:在基板上形成层间绝缘膜的工序;层间绝缘膜固化工序,其中在处理室内,在使放置基板的放置台旋转的同时,对基板上的层间绝缘膜照射电子射线;在照射电子射线并使层间绝缘膜固化后在处理室内产生等离子体并降低基板的电位的工序。
在上述基板处理方法中,等离子体通过电子射线的照射而产生。
本发明还提供一种基板的处理方法,包括:在基板上形成层间绝缘膜的工序;在处理室内对基板上的层间绝缘膜照射电子射线以使层间绝缘膜固化的工序;层间绝缘膜形成工序包括在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液的工序,在涂布工序和固化工序之间进行加热基板的预加热工序,通过控制装置如此控制在预加热工序结束后且在用电子射线照射基板前的时间,即所述时间在各基板之间通常是恒定的。
在上述基板处理方法中,借助该控制装置的时间控制是依据计时器进行的,所述计时器根据来自用于检测所述预加热工序结束的传感器的信号而动作。
本发明还提供一种基板的处理装置,它包括:具有在基板上涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布单元的第1处理部,具有逐张地对基板照射电子射线以使基板上的所述绝缘膜固化的固化处理单元的第2处理部,在所述第1处理部与第2处理部之间搬送基板的搬送机构,所述固化处理单元在放置该基板的放置台与照射该电子射线的装置之间具有通过高频电源产生等离子体的等离子体发生装置。
在上述基板处理装置中,该固化处理单元具有放置该基板的放置台,该放置台能对该基板施加逆偏置电压。
本发明还提供一种基板的处理装置,它包括:具有将成为绝缘膜的涂布液涂布在基板上的涂布单元以及加热涂有涂布液的基板的加热处理单元的第1处理部,第2处理部,它具有用电子射线逐张照射基板并且使基板上的绝缘膜固化的固化处理单元,在第1处理部与第2处理部之间搬送基板的搬送机构,用于检测被加热的基板被移出加热处理单元的传感器,当来自传感器的信号被输入时开始设定时间的计数的计时器,控制装置,控制装置在经过计时器的设定时间时按照以下方式控制搬送机构,即加热后的基板被送入固化处理单元。
在上述基板处理装置中,传感器设置在加热处理单元中。
在本发明中,在使层间绝缘膜固化的工序中,基板也可以加热到规定温度。此外,前述使层间绝缘膜固化的工序也可以在氧气浓度至少比大气低的低氧气气氛中进行。在这种场合,也可以至少把前述基板周围的气氛置换成分子量比氧气小的气体。在照射电子射线之际,也可以控制前述处理室内的压力。另外,也可以在基板上涂布成为层间绝缘膜的涂布液后在通过电子射线照射而固化之前进行加热基板的预加热工序。在这里,从预加热工序结束到电子射线照射于基板的时间也可以控制成恒定。此外,前述预加热也可以在温度低于前述使层间绝缘膜固化的工序中的温度下进行。在本发明中,也可以在照射电子射线使层间绝缘膜固化后,在前述处理室内产生等离子体。
此外,照射可以通过对照射对象物有效地照射具有极高能量的电子射线来进行。因而通过把高能电子射线照射于基板上的层间绝缘膜上,层间绝缘膜的高分子化反应在短时间内开始,层间绝缘膜的固化速度提高。因此,固化处理时间被大幅度缩短,总处理时间也被缩短。此外,因为没有必要像现有技术那样加热到高温,故可以在比较低的温度下进行,也可以用耐热性弱的绝缘材料。进而,由于电子射线照射以单张方式进行,所以从层间绝缘膜形成到固化处理的总处理时间可以维持大致恒定。此外,由于电子射线在穿透性方面优良,所以即使在层间绝缘膜的膜厚较厚的场合,也可以进行均匀的固化处理。
此外,如果电子射线的照射在氧气浓度低于大气的低氧气气氛中进行,则可以抑制放射的电子射线撞击氧气分子等,电子射线散乱而损失能量。此外,在通过至少把前述基板周围的气氛置换成分子量小于氧气的气体而做出前述低氧气气氛的场合,由于可以抑制氧气分子产生的电场引起的电子射线的散乱,所以可以适当地进行层间绝缘膜的固化处理。再者,所谓分子量小于氧气的气体,作为例子可以举出例如氦气、氮气等。此外,前述低氧气气氛也可以通过对前述处理室进行减压而做出。像这样通过对处理室进行减压,氧气分子等被减少,可以抑制所放射的电子射线的散乱。
另外,在涂布工序与前述使层间绝缘膜固化的工序之间,如果进行预加热,则可以使残存于层间绝缘膜内的溶剂等蒸发。借此,由于可以防止在后来的固化处理之际受到电子射线等的高能量而使溶剂等蒸发,所以可防止固化处理不能适当地进行,或因该溶剂而污染电子射线的光源的情况。另外,如果把从预加热工序结束到电子射线照射于基板的时间控制成恒定,则从预加热到电子射线的照射中的基板的热经历成为恒定。借此,由于抑制了基板间的热经历的离散,所以可以向各基板提供规定的热量,形成具有恒定的品质的适当的绝缘膜。
在本发明中,在层间绝缘膜的固化处理后,如果进行后加热,则由于可以使层间绝缘膜的下层区域中的电子射线引起的损伤恢复,所以层间绝缘膜的绝缘性提高,可以形成更优质的层间绝缘膜。在本发明中,在照射电子射线使层间绝缘膜固化后,如果在处理室内产生等离子体,则可以降低充电了的基板的电位。此外,重复进行在基板上涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布工序,以及在前述涂布工序之后、加热基板的预加热工序,由于包括在最终的涂布工序之后,在处理室内对前述基板上的多个层间绝缘膜照射电子射线,同时固化多个层间绝缘膜的工序,所以可以比现有技术缩短多个层间绝缘膜的固化时间。
在本发明的基板处理装置中,固化处理单元也可以在放置基板的放置台与照射电子射线的装置之间具有栅电极。此外,固化处理单元的放置基板的放置台也可以对基板施加逆偏置电压。固化处理单元也可以将该固化处理单元内的压力进行减压。而且,前述第1处理部也可以有加热处理前述涂布了涂布液的基板的加热处理单元。
在本发明的基板处理装置中,第1处理部具有在基板上涂布抗蚀剂液的抗蚀剂涂布单元和对基板进行显像处理的显像处理单元,也可以在通过前述搬送机构能够搬送基板的区域内,设有对基板曝光的曝光处理单元。在这里,也可以进而在第2处理部中设有在减压气氛内对基板进行蚀刻处理的蚀刻单元。另外,也可以包括收容前述搬送机构并能够气密地封闭的搬送室和把前述搬送室减压到规定的压力的减压机构。此外,也可以对前述第2处理部内的压力进行减压。也可以包括收容前述搬送机构和前述第2处理部、能够气密地封闭的减压室和把该减压室减压到规定的压力的减压机构。此外,也可以在前述第2处理部中,设有对基板进行热处理的热处理单元。
根据本发明的基板处理装置,由于可以逐张对形成了绝缘膜的基板进行固化处理,所以消除了固化处理前后的基板的等待时间,可以谋求基板处理的短TAT化。此外,因为电子射线与现有技术的热能相比具有极高的能量,故短时间内进行绝缘材料的高分子化反应,可以大幅度缩短固化处理时间。借此,基板的处理时间缩短,可以谋求短TAT化。此外,通过设置搬送机构,由于可以顺利地进行第1处理部与第2处理部之间的基板的搬送,所以向固化处理单元的搬送也最佳地进行,可以谋求基板处理的短TAT化。前述栅电极可以控制到达基板的电子射线的能量,电子的数目。如果放置基板的放置台对基板施加逆偏置电压,则可以控制到达基板中的电子射线的能量到达距离。
在本发明中,设置在基板上涂布抗蚀剂液的抗蚀剂涂布单元,和对基板进行显像处理的显像处理单元,在通过前述搬送机构能够搬送基板的区域内,设置对基板曝光的曝光处理单元的场合,可以把形成了绝缘膜、并进行了固化处理的基板再次返回第1处理部涂布抗蚀剂液,通过搬送机构搬送到曝光处理单元进行曝光处理,然后返回第1处理部进行显像处理。因而,可以在本发明的基板的处理装置中进行形成规定图案的抗蚀剂膜的影印工序,可以使一连串处理生产线化。不需要把基板搬送到另外设置的其他处理装置,因此可以相应地缩短基板的处理时间。通过进而设置蚀刻单元,可以在同一处理装置内对结束前述影印工序的基板进行蚀刻处理,直到蚀刻处理为止被生产线化,更加缩短基板的处理时间。
在本发明中,如果还具备收容前述搬送机构、并能够气密地封闭的搬送室,和把前述搬送室减压到规定的压力的减压机构,则可以把在使第1处理部与第2处理部之间搬送基板时的搬送路径为减压气氛,形成低氧气气氛。因而,在搬送中基板上的涂布液等被氧化的情况受到抑制。此外,因为可以把搬送室减压到大气压与固化处理单元或蚀刻单元的压力的中间的压力,故固化处理单元和蚀刻单元的内外的压力差受到抑制,可以谋求缩短该单元的减压时间。在把基板搬入减压度高的蚀刻单元等时,通过使基板阶段地减压,可以减低压力变动引起的对基板的负担。此外,在本发明中,在能够减压前述第2处理部内的气氛的场合,可以使第2处理部内的气氛为减压度比较低的气氛。借此可以缩短蚀刻单元或固化处理单元的减压时间。
在基板处理装置还具备收容前述搬送机构和前述第2处理部、能够气密地封闭的减压室和把该减压室减压到规定的压力的减压机构的场合下,可以使在第1处理部与第2处理部之间搬送基板之际的搬送路径为减压气氛,形成低氧气气氛。因而,基板上的涂布液等被氧化的情况受到抑制。此外,因为可以把这种减压室减压到大气压与固化处理单元或蚀刻单元的压力的中间的压力,故固化处理单元或蚀刻单元的内外的压力差受到抑制,可以缩短该装置的减压时间。
附图说明
图1是表示实施本实施方式的晶片的处理方法的绝缘膜形成装置的构成的概况的横断面的说明图。
图2是图1的绝缘膜形成装置的主视图。
图3是图1的绝缘膜形成装置的后视图。
图4是固化处理单元的纵断面的说明图。
图5是表示绝缘膜形成装置的另一个构成例的横断面的说明图。
图6是表示根据本实施方式的晶片处理单元的构成的概况的横断面的说明图。
图7是图6的晶片处理单元的主视图。
图8是图6的晶片处理单元的后视图。
图9是固化处理单元的纵断面的说明图。
图10是各表示处理工序中的晶片的成膜状态的晶片的纵断面的说明图。
图11是表示设置蚀刻单元的场合的晶片处理单元的概况的横断面的说明图。
图12是表示有减压室的晶片处理单元的概略横断面的说明图。
图13是表示在第2处理站中设置第6处理单元组的场合的晶片处理单元的概况的横断面的说明图。
图14是表示图13的晶片处理单元内的处理单元构成的晶片处理单元的后视图。
图15是表示在固化处理单元内配置栅电极的构成的纵断面的说明图。
图16是表示在固化处理单元内配置等离子体产生装置的构成的纵断面的说明图。
具体实施方式
下面,就本发明的优选实施方式进行说明。图1是表示实施根据本实施方式的晶片W的处理方法的绝缘膜形成装置1的概况的俯视图,图2是绝缘膜形成装置1的主视图,图3是绝缘膜形成装置1的后视图。
绝缘膜形成装置1如图1中所示,具有把以例如25张晶片W为盒单位从外部对绝缘膜形成装置1搬入搬出,或者把晶片W对盒C搬入搬出的盒站2,备有在绝缘膜形成工序之中单张地实施规定的处理的各种处理单元的第1处理站3,邻接于该第1处理站3设置,进行晶片W的交接等的接口部4,以及具有进行层间绝缘膜的固化处理的后述的固化处理单元55的第2处理站5连接成一体的构成。
在盒站2中,在成为放置部的盒放置台6上的规定的位置上,成为沿X方向(图1中的上下方向)一列地自由放置多个盒C。而且,对该盒排列方向(X方向)与收容于盒C中的晶片W的晶片排列方向(Z方向;竖直方向)能够移送的晶片搬送体7沿着搬送路8移动自如地设置,可以对各盒C有选择地存取。
晶片搬送体7具有进行晶片W的对位的找正功能。该晶片搬送体7构成为对属于后述的第1处理站3一侧的第3处理单元组G3的交接部41也可以存取。
在第1处理站3中,在其中心部设置主搬送装置13,在主搬送装置13的周围多级地配置各种处理单元而构成处理单元组。在该绝缘膜形成装置1中,配置着四个处理单元组G1、G2、G3、G4,第1和第2处理单元组G1、G2配置于绝缘膜形成装置1的正面侧,第3处理单元组G3邻接于盒站2配置,第4处理单元组G4邻接于接口部4配置。进而,作为选择对象可以在背面侧另外配置虚线所示的第5处理单元组G5。前述主搬送装置13对配置于这些处理单元组G1、G2、G3、G4的后述的各种处理单元,能够把晶片W搬入搬出。再者,处理单元组的数目和配置因对晶片W所施行的处理的种类而异,处理单元组的数目可以任意地选择。
在第1处理单元组G1中,如图2中所示分两级配置着对晶片W涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布单元15、16。在第2处理单元组G2中,分两级堆积内藏有药液的缓存箱等的化学室17和涂布单元18。
在第3处理单元组G3中,例如如图3中所示自下而上依次堆积例如五级的冷却晶片W的冷却装置40、在与盒站2之间进行晶片W的交接的交接部41、在低温下加热晶片W的低温加热单元42、43、在高温下加热晶片W的高温加热单元44等。
在第4处理单元组G4中,例如自下而上依次堆积例如五级的冷却装置45、在与接口部4之间进行晶片W的交接的交接部46、低温加热单元47、高温加热单元48、49等。再者,固化处理前的预加热在低温加热单元42、43或47和高温加热单元44、48或49的两阶段中进行。
在接口部4中,设有晶片搬送体50。晶片搬送体50构成为X方向(图1中的上下方向)、Z方向(垂直方向)的移动与θ方向(以Z轴为中心的旋转方向)的旋转可以自如,对属于第4处理装置组G4的交接部46和后述的第2处理站5的放置部56,57可以存取。
第2处理站5与接口部4邻接设置。第2处理站包括进行层间绝缘膜的固化处理的固化处理单元55、临时放置在接口部4与固化处理单元55间所搬送的晶片W的放置部56、57、以及进行在该放置部56、57与固化处理单元55间的晶片W的搬送的搬送臂58。
接下来,对上述固化处理单元55的构成详细地进行说明。图4是表示固化处理单元55的构成的概况的纵断面的说明图。
固化处理单元55具有覆盖其总体、并形成处理室S的壳体55a,可以把固化处理单元55内的气氛维持在规定的气氛。在壳体55a的中央部上,设有放置晶片W的放置台60。放置台60形成为有厚度的圆盘状,其材质用传热性良好者,例如作为陶瓷的碳化钙或氮化铝等。
在放置台60内藏着使放置台60升温的加热机构,例如加热器61。加热器61由未画出的控制器控制其发热量,可以把放置台60的温度维持在规定温度。
此外,在放置台60的下部设有能够使放置台60旋转用的旋转机构,例如备有马达等的驱动机构63。借此,在从后述的电子射线管66照射电子射线时使放置台60旋转,可以均匀地对放置台60上的晶片W整个面照射电子射线。再者,作为能够调节与后述的电子射线管66的距离的距离调节机构,也可以在驱动机构63上设有能够使放置台60上下移动的升降机构。
在放置台60上,在放置台60上突出自如地设有支持晶片W使之升降的多个、例如三根升降销64。借此,可以使升降销64上升而收取晶片W,升降销64下降而把晶片W放置于放置台60上。
固化处理单元55具有对放置台60上的晶片W照射电子射线的照射单元65。照射单元65具有照射电子射线的多个电子射线管66与控制电子射线的输出和照射时间的照射控制装置67。电子射线管66设在壳体55a的上面,与放置台60对置的位置上,可以从晶片W的上方向层间绝缘膜照射电子射线。来自各电子射线管66的电子射线随着接近于晶片W而扩展,通过来自所有电子射线管66的照射,可以照射在晶片W的整个面上。
在壳体55a的上面,设有供给氧气以外的气体,例如惰性气体、氦气、氮气等的供给管68a、68b。供给管68a设在后述的搬送口71一侧,供给管68b设在后述的搬送口71的对峙侧。借此,来自未画出的供给源的惰性气体供给到壳体55a内,把壳体55a内置换成惰性气体,可以使进行固化处理的气氛为低氧气气氛。此外,在供给管68a、68b上分别设有调节惰性气体的供给量的阀68c、68d,可以调节供给到壳体55a内的惰性气体的供给量。另一方面,在壳体55a的下面,设有连接在配置于固化处理单元55外部的抽气泵69的排气管70a、70b,可以对壳体55a内进行换气。
在排气管70a、70b上分别设有调节排气量的阀70c、70d。上述阀68c、68d和阀70c、70d构成为能够由控制部G操作其开闭程度。在壳体55a内,设有检测壳体55a内的气压或氧气浓度的检测传感器K,能够把其检测数据发送到控制部G。通过这种构成,由检测传感器K所检测的数据发送到控制部G,基于这种数据控制部G可以操作阀68c、68d与阀70c、70d。因而,能够调节供给到壳体55a内的惰性气体的供给量与排气到壳体55a外的排气量,可以把壳体55a内的气压或氧气浓度控制在规定值。此外,在从搬送口71搬入搬出晶片W时,可以增大来自搬送口71一侧的供给管68a的供给量,借此,补充从搬送口71泄漏的惰性气体量,可以把壳体55a内维持在规定的气氛。
在壳体55a的搬送臂58一侧,设有搬入搬出晶片W用的搬送口71。在该搬送口71上,设有自如开闭该搬送口71的闸门72。借此,阻断壳体55a内的气氛与外部气氛,可以把壳体55a内维持在规定的气氛。
接下来,对在像以上这样所构成的绝缘膜形成装置1中所进行的晶片W的处理过程进行说明。
首先,通过晶片搬送体7从盒站2取出的晶片W被搬送到交接部42,从那里通过主搬送装置13被搬送到进行温度管理的冷却单元41。然后,通过主搬送装置13被搬送到涂布单元15、16或18,在晶片W上涂布成为层间绝缘膜的规定的涂布液,例如含有MSQ的涂布液。该涂布处理例如通过使晶片以规定速度旋转,把涂布液供给到该旋转的晶片W的中央部来进行,所供给的涂布液,通过离心力扩展到晶片W整个面。
然后,涂布了涂布液的晶片W被搬送到例如低温加热单元42,在例如150℃下进行2分钟的加热处理。然后,晶片W被搬送到高温加热单元48,在例如200℃下被加热1分钟。通过该低温加热单元42和高温加热单元48的预加热,涂布液中的溶剂蒸发而被去除,在晶片W上形成层间绝缘膜。
接着,晶片W通过主搬送装置13搬送到交接部46。然后,通过接口部4的晶片搬送体50被搬送到第2处理站5的放置台57。接着,晶片W被保持于搬送臂58,在固化处理单元55的闸门72打开的同时被搬送到固化处理单元55内。
这里,对晶片W上的层间绝缘膜进行固化处理的固化处理单元55的作用进行说明。首先,在晶片W被搬送到固化处理单元55内前,通过例如未画出的控制器控制加热器61的发热量,把放置台60的温度维持于高于上述高温加热单元48的加热温度的,例如250℃。
然后,晶片W通过搬送臂58从搬送口71被搬送到壳体55a内时,则晶片W被移动到放置台60的中央部上方,被交接给预先上升等待的升降销64。然后,搬送臂58从壳体55a内退避,闸门72关闭。接着,晶片W与升降销64的下降一起下降,被放置在放置台60上。借此,晶片W开始被升温。此时从供给管68a、68b向壳体55a内供给例如氦气,壳体55a内的气氛从排气管70a、70b排气。借此,壳体55a内被置换成氦气。然后,通过检测传感器K监视壳体55a内的氧气浓度,控制部G基于其检测数据来操作阀68c、68d和阀70c、70d。借此,把壳体55a内的气氛维持在低氧气浓度,例如氧气浓度3ppm以下的气氛。再者,也可以在晶片W被搬入搬出时,调节阀68c使来自供给管68的氦气的供给量增大。
然后,经过规定时间,放置台60上的晶片W的温度稳定在250℃时,则晶片W通过驱动机构63以低速度旋转。接着,如图4所示从各电子射线管66对晶片W表面的层间绝缘膜照射规定输出功率,例如10keV的电子射线照射规定时间,例如2分钟。借此,电子射线的能量提供给层间绝缘膜,诱发形成层间绝缘膜的MSQ(甲基硅倍半环丙烷)的高分子聚合,层间绝缘膜被固化。再者,此时的电子射线的输出功率、照射时间通过膜厚、处理气氛等确定。
2分钟的电子射线的照射结束时,则停止放置台60的旋转,再次通过升降销64上升。此时,停止氦气的供给和排气。然后,闸门72被打开,搬送臂58进入壳体55a内,晶片W被交接给搬送臂58。
接着,晶片W从固化处理单元55被搬送、放置于放置部56。然后,晶片W通过例如晶片搬送体50和主搬送装置13搬送到盒站2,返回到盒C,一连串晶片W处理结束。
在以上的实施方式中,由于通过对晶片W上的层间绝缘膜照射高能的电子射线,进行层间绝缘膜的固化处理,所以与现有技术相比固化处理所需的时间显著缩短。此外,因为电子射线穿透性优良,故遍布层间绝缘膜的内部,可以遍及整个层间绝缘膜进行均匀的固化处理。
此外,由于单张式进行晶片W处理,所以消除了成批式中所见的晶片W等待时间,与现有技术相比一连串晶片处理的总处理时间缩短。此外,因为没有等待时间,故从预加热到电子射线被照射的时间几乎维持恒定,晶片W的热经历在晶片间维持恒定。
进而,由于在层间绝缘膜的固化处理中,通过放置台60使晶片W加热,所以热能也给予晶片W,促进固化处理,可以以更短时间进行固化处理。
此外,由于在固化处理中,把壳体55a内通过氦气维持于低氧气气氛,所以氧气分子引起的电子射线的散乱,能量的衰减等受到抑制,可以适合地进行电子射线的照射。
由于在进行固化处理前,在低温加热单元42和高温加热单元48中进行预加热,所以涂布液中的溶剂被充分蒸发。借此可以防止固化处理时溶剂蒸发而污染电子射线管66等。此外,通过使预加热的温度低于固化处理时的加热温度,可以使晶片W缓慢升温。借此,可以防止使晶片W急剧升温时发生的裂纹和层间绝缘膜的变质等。再者,虽然本实施方式中的预加热分为低温处理装置42与高温处理装置48两阶段进行,但是也可以在规定温度下通过对涂布液所涂布的晶片W仅加热一次来进行。此时的规定温度最好是低于加热处理时的加热温度。
虽然在以上的实施方式中,通过供给氦气来实现固化处理单元55内的低氧气气氛,但是也可以通过把固化处理单元55的处理室S减压来实现。在该场合,确保例如壳体55a内的气密性,通过抽气泵69从排气管70a、70b吸取壳体55a内的气氛。借此,固化处理单元55内被减压,维持于低氧气气氛。再者在固化处理单元55的前段另外设置真空预备室(装填闸门室),把真空预备室的压力设定成高于固化处理单元55内的压力,低于大气,借此可以缩短使固化处理单元55减压时的时间。
此外,也可以把壳体55a内置换成氧气以外的气体,进行减压而实现低氧气气氛。
此外,在上述实施方式中也可以把从预加热到电子射线照射的时间控制得更加恒定。在这种场合,例如如图5所示在高温加热单元48中设置检测晶片W从该高温加热单元48搬出的情况的传感器80。传感器80的这种检测信号输出到控制搬送臂58的控制装置81。此外,在控制装置81中设有时预先设定的规定时间进行计时的计时器功能。而且,从传感器80向控制装置81输出前述检测信号时,则开始计时器功能的计时,在此期间晶片W被搬送到放置部57。然后,在经过设定时间而计时器功能关闭时,搬送臂58保持放置部上的晶片W,把该晶片W搬送到固化处理单元55内。借此,从预加热结束到电子射线照射的时间被控制得更加恒定,晶片W的热经历保持恒定。
此外,虽然在以上的实施方式中,结束固化处理的晶片W原封不动地返回盒站2,但是也可以在固化处理后进行后加热。在这种场合,例如使结束固化处理的晶片W一度返回交接部46,从那里通过主搬送装置13搬送到例如高温加热处理44,进行加热处理。该加热处理以高于固化处理时的加热温度,例如300℃来进行。借此,可以恢复层间绝缘膜的下层处的电子射线引起的损坏,所以层间绝缘膜的绝缘性提高,形成更优质的层间绝缘膜。
接下来,就本发明的另一个优选实施方式进行说明。图6是表示本实施方式的晶片处理单元101的概况的俯视图,图7是晶片处理设备101的主视图,图8是晶片处理设备101的后视图。
晶片处理单元101如图6中所示,例如具有把以25张晶片W为盒单位从外部对晶片处理单元101搬入搬出成对盒C把晶片W搬入搬出的盒站102,作为备有在晶片处理工序中单张地施行规定的处理的各种处理单元的第1处理部的第1处理站103,作为备有后述的单张式的固化处理单元165的第2处理部的第2处理站104,以及配置于第1处理站103和第2处理站104之间,搬送晶片W用的搬送室105连接成一体的构成。此外,在搬送室105的背面侧设有将晶片W曝光的曝光处理单元106。
在盒站102中,在成为放置部的盒放置台107的规定的位置上,沿X方向(图6中的上下方向)一列地自由放置多个盒C。而且,对该盒排列方向(X方向)与收容于盒C中的晶片W的晶片排列方向(Z方向;竖直方向)能够移送的晶片搬送体108沿着搬送路109移动自如地设置,可以对各盒C有选择地存取。
晶片搬送体108备有进行晶片W的对位的找正功能。该晶片搬送体108构成为对属于后述的第1处理站103一侧的第3处理单元组G3的交接部132也可以存取。
在第1处理站103中,在其中心部设置主搬送装置113,在主搬送装置113的周围多级地配置各种处理单元而构成处理单元组。在该晶片处理装置1中,配置着四个处理单元组G1、G2、G3、G4,第1和第2处理单元组G1、G2配置于晶片处理单元101的正面侧,第3处理单元组G3邻接于盒站102配置,第4处理单元组G4邻接于搬送室105配置。进而作为选择对象可以在背面侧另外配置虚线所示的第5处理单元组G5。前述主搬送装置113对配置于这些处理单元组G1、G2、G3、G4的后述的各种处理单元,能够把晶片W搬入搬出。再者,处理单元组的数目和配置因对晶片W所施行的处理的种类而异,处理单元组的数目可以任意地选择。
在第1处理单元组G1中,如图7所示自下而上依次分两级配置着对晶片W涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布单元115和内藏有药液的缓存箱等的药液贮藏室116。在第2处理单元组G2中,自下而上依次分两级堆积对晶片W涂布抗蚀剂液的抗蚀剂涂布单元117和进行晶片W的显像处理的显像处理单元118。
在第3处理单元组G3中,例如如图8所示自下而上依次叠层例如五级的冷却晶片W的冷却单元130、131、在与盒站102之间进行晶片W的交接的交接部132、提高抗蚀剂液与晶片W的附着性用的附着单元133、进行显像处理后的加热处理的后焙烘单元134。
在第4处理单元组G4中,例如自下而上依次堆积例如六级的冷却单元135、136、在与搬送室105之间进行晶片W的交接的交接部137、对涂布了成为绝缘膜的涂布液的晶片W进行加热处理的加热处理单元138、对曝光后的晶片W进行加热处理的后曝光焙烘单元139、进行抗蚀剂液涂布后的加热处理的前焙烘单元140。
搬送室105有气密地封闭搬送室105的壳体105a。在搬送室105内,如图6中所示设有在第1处理站103与第2处理站104之间搬送晶片W的搬送机构150。搬送机构150构成为X方向(图6中的上下方向)、Z方向(垂直方向)的移动与θ方向(以Z轴为中心的旋转方向)的旋转可以自如,可以对属于第4处理单元组G4的交接部137、后述的第2处理站104内的固化处理单元165和曝光处理单元106进行存取。
在搬送室105中,设有把搬送室105内减压到规定的压力的减压机构151。减压机构151包括把搬送室105内的气氛排气用的排气管152,和通过排气管152以规定的压力吸取搬送室105内的气氛的抽气泵153。借此,可以吸取搬送室105内的气氛,把搬送室105内减压到规定的压力。
在搬送室105的壳体105a上,分别在与各个处理装置对置的位置上设有对交接部137搬送晶片W用的搬送口155,对后述的固化处理单元165搬入搬出晶片W用的搬送口156和对曝光处理单元106搬入搬出晶片W用的搬送口157。在各搬送口155、156、157上对应地设有开闭各搬送口155~157的闸门158、159、160,可以确保搬送室105的气密性。
第2处理站104也具有与搬送室105同样地覆盖其总体并能够气密性地封闭第2处理站104内的壳体104a。在壳体104a上设有对第2处理站104内进行减压用的排气管161,排气管161通到以规定的压力自由吸取的抽气泵162。借此,可以把第2处理站104内整体减压到规定的压力。
在第2处理站104中,设有逐张地对晶片W照射电子射线,使晶片W上的绝缘膜固化的固化处理单元165。下面,就该固化处理单元165详细地进行说明。
固化处理单元165如图9中所示,具有覆盖其总体、并能够密闭处理室S内的单元壳体165a,可以把固化处理单元165内的气氛维持成规定的气氛。在单元壳体165a的中央部上设有放置晶片W的放置台170。放置台170形成为有厚度的圆盘状,其材质用传热性良好者,例如作为陶瓷的碳化钙或氮化铝等。
在放置台170上,内藏着使放置台170升温的加热机构的例如加热器171。加热器171由未画出的控制器控制其发热量,可以把放置台170的温度维持在规定温度。
此外,在放置台170的下部,设有具有使放置台170旋转的例如马达等的驱动机构173。借此,在从后述的电子射线管176照射电子射线时使放置台170旋转,可以均匀地对放置台170上的晶片W整个面照射电子射线。再者,也可以在驱动机构173上设置使放置台170上下动的升降机构,能够调节与后述的电子射线管176的距离。
在放置台170上,在放置台170上突出自如地设有支持晶片W使之升降的升降销174。借此,可以将晶片W自由放置在放置台170上。
固化处理单元165具有对放置台170上的晶片W照射电子射线的照射单元175。照射单元175具有照射电子射线的多个电子射线管176与控制电子射线的输出和照射时间的照射控制装置177。电子射线管176设在单元壳体165a的上面,与放置台170对置的位置上。借此,可以从上方向晶片W表面的绝缘膜照射电子射线。来自各电子射线管176的电子射线随着接近于晶片W而扩展,通过来自所有电子射线管176的照射,电子射线照射在晶片W的整个面上。
在装置壳体165a的上面上,设有从图中未画出的供给源向固化处理单元165内供给氧气以外的气体,例如惰性气体、氦气、氮气等的供给管178a、178b。供给管178a设在后述的搬送口181一侧,供给管178b设在后述的搬送口181的对峙侧。在供给管178a、178b上分别设有调节惰性气体的供给量的阀178c、178d,可以调节供给到单元壳体165a内的惰性气体等的供给量。另一方面,在单元壳体165a的下面设有把固化处理单元165内的气氛排气用的排气管179a、179b,在该排气管179a、179b上连接着以规定压力吸取固化处理单元165内的气氛的抽气装置180。通过这种构成,可以把单元壳体165a内置换成惰性气体等减压至规定压力,可以使单元壳体165a内为低氧气气氛。
在排气管179a、179b上分别设有调节排气量的阀179c、179d。上述阀178c、178d和阀179c、179d构成为能够由控制部G操作其开闭程度。在单元壳体165a内,设有检测单元壳体165a内的气压或氧气浓度的检测传感器K,能够把其检测数据发送到控制部G。通过这种构成,由检测传感器K所检测的数据发送到控制部G,基于这种数据控制部G可以操作阀178c、178d与阀179c、179d。因而,能够调节供给到单元壳体165a内的惰性气体的供给量与排气到单元壳体165a外的排气量,可以把单元壳体165a内的气压或氧气浓度控制成规定值。此外,在从后述搬送口181搬入搬出晶片W时,可以增大来自搬送口181一侧的供给管178a的供给量,借此,补充从搬送口181泄漏的惰性气体量,可以把单元壳体165a内维持于规定的气氛。
在单元壳体165a的前述搬送臂150一侧,设有搬入搬出晶片W用的搬送口181。在该搬送口181上,设有开闭该搬送口181的闸门182。借此,除了晶片W的搬入搬出以外,闸门182关闭,确保单元壳体165a内的气密性。
接下来,对在像以上这样所构成的晶片处理单元101中所进行的晶片W的处理过程进行说明。图10是表示各处理工序中的晶片W的成膜状态的晶片W的纵断面的说明图。
首先,在处理开始前,把第2处理站104内减压的抽气泵162被起动,第2处理站104内总体被减压到高于后述的固化处理时的固化处理单元165内的压力的规定的压力,例如1Pa~133Pa。此外,搬送室105的抽气泵153也被起动,搬送室105内的压力被减压到低于大气压而高于第2处理站4的压力的规定的压力,例如133Pa~1333Pa。
例如在表面上形成Low-k膜(有机硅氧化膜)L的晶片W(图10的(a))就位于盒站102的盒C,开始晶片处理时,则首先该晶片W通过晶片搬送体107逐张搬送到交接部132。接着通过主搬送装置113搬送到进行温度管理的冷却单元130。然后,通过主搬送装置113搬送到涂布单元115,在晶片W上涂布成为层间绝缘膜D的规定的涂布液,例如含有MSQ(甲基硅倍半环丙烷)的涂布液。该涂布处理,通过例如使晶片W以规定速度旋转,把涂布液供给到该旋转的晶片W的中央部来进行。而且该所供给的涂布液通过离心力扩展到晶片W整个面,在晶片W上形成液膜。
涂布了涂布液的晶片W接着被搬送到加热处理单元138,进行使涂布液中的溶剂蒸发用的加热处理。此时,晶片W例如在200℃下被加热2分。借此,涂布液中的溶剂蒸发、被去除,在晶片W上形成具有规定的厚度的层间绝缘膜D(图10的(b))。
接着,晶片W通过主搬送装置113搬送到交接部137。而且搬送室105的闸门158打开,通过搬送机构150通过搬送口155搬送到减压的搬送室105内。接着搬送室105的闸门159与固化处理单元165的闸门182被打开,晶片W被搬送到维持于1Pa~133Pa的固化处理单元165内。
这里,对固化处理单元165的作用进行说明。首先,在晶片W被搬送到固化处理单元165内前,通过未画出的控制器控制加热器171的发热量,把放置台170的温度维持在高于上述加热处理单元138的加热温度,例如250℃。
然后,晶片W通过搬送机构50从搬送口181被搬送到单元壳体165a内时,则晶片W被移动到放置台170的中央部上方,被交接给预先上升等待的升降销174。接着,搬送机构160从单元壳体165a内退避,闸门182关闭。接着,晶片W与升降销174的下降一起下降,被放置在放置台170上。借此,晶片W通过放置台170升温。此时从供给管178a、178b向单元壳体165a内供给例如氦气,单元壳体165a内的气氛从排气管179a、179b排气。然后,通过检测传感器K监视单元壳体165a内的压力,由控制部G基于其检测数据来操作阀178c、178d和阀179c、179d。借此,单元壳体165a内被置换成氦气,并且单元壳体165a内被减压到规定的压力,例如低于第2处理站104的压力的1Pa~133Pa的范围的压力。借此,单元壳体165a内被维持于低氧气浓度气氛,例如氧气浓度1~10ppm以下的气氛。
然后经过规定时间,放置台170上的晶片W的温度稳定于250℃时,则晶片W通过驱动机构173以低速度旋转。接着,如图9中所示从各电子射线管176对晶片W表面的层间绝缘膜D照射规定输出功率,例如10keV的电子射线照射规定时间,例如2分钟。借此,电子射线的能量提供给层间绝缘膜D,诱发形成层间绝缘膜D的MSQ的高分子聚合,层间绝缘膜D被固化(图10的(c))。再者,此时的电子射线的输出功率、照射时间可按膜厚、处理气氛等适当地确定。
约2分钟的电子射线的照射结束时,则停止放置台170的旋转,再次通过升降销174上升。此时,停止氦气的供给和单元壳体165a内的减压。然后,闸门182被打开,搬送机构150再次进入单元壳体165a内,晶片W被交接给搬送机构150,层间绝缘膜D的固化处理结束。
结束固化处理的晶片W通过搬送机构150搬送到交接部137。接着通过主搬送装置113搬入属于第3处理单元组G3的附着单元133。在该附着单元133中,在晶片W上涂布提高与抗蚀剂液的附着性的HMDS等附着强化剂。接着晶片W通过主搬送装置113搬送到冷却单元31,被冷却到规定的温度。然后,晶片W被搬送到抗蚀剂涂布单元117,在晶片W上涂布抗蚀剂液,形成抗蚀剂膜R(图10的(d))。涂布了抗蚀剂液的晶片W依次被搬送到预焙烘单元140、冷却单元136,在各单元中被施行规定的热处理。然后,晶片W被搬送到交接部137。
接着,晶片W通过搬送机构150搬送到搬送室105内,经由搬送室105被搬送到曝光处理单元106。在那里晶片W被施行规定图案的曝光处理,结束曝光处理的晶片W再次通过搬送机构150返回到交接部137。返回到交接部137的晶片W通过主搬送装置113依次搬送到后曝光焙烘单元139、冷却单元135,施行热处理后,被搬送到显像处理单元118。
被搬送到显像处理单元118的晶片W被供给显像液,在规定时间显像。借此,晶片W上的一部分的抗蚀剂膜R被溶解(图10的(e))。然后显像处理结束了的晶片W通过主搬送装置113依次搬送到后焙烘单元134、冷却单元130,被施行规定的热处理。然后,晶片W经由交接部132通过晶片搬送体108返回到盒C,晶片处理单元101中的一连串晶片处理结束。
在以上的实施方式中,由于在晶片处理单元101内设置了照射电子射线进行层间绝缘膜D的固化处理的固化处理单元165,所以可以在短时间内进行这种固化处理,可以谋求晶片处理总体的短TAT化。此外,因为单张式进行,故消除了现有技术的成批式那样固化处理前后的晶片W的等待时间,借此可以谋求短TAT化。
由于能够把固化处理单元65内的气氛减压,所以照射的电子射线散乱的情况受到抑制,可以对层间绝缘膜D有效地照射更强的电子射线。借此,照射时间缩短,固化处理时间缩短。
进而,由于在第1处理站103中设置了加热处理晶片W的加热处理单元138,所以在由固化处理单元165进行固化处理前可以在第1处理站103内使成为层间绝缘膜D的涂布液中的溶剂适当地蒸发。此外,消除了在进行固化处理之际溶剂蒸发的情况,可以防止电子射线管176等被溶剂污染。
由于在第1处理站103中设置了抗蚀剂涂布单元117与显像处理单元118,邻接于晶片处理单元101设置曝光处理单元106,所以可以在同一晶片处理单元101中连续地进行在晶片W上涂布抗蚀剂液,曝光规定的图案,进行显像处理的影印工序。借此,现有技术在个别的设备中所进行的影印工序被生产线化,一连串的处理所需的总处理时间缩短。
由于通过减压机构151或抽气泵162能够把搬送室105内与第2处理站104内减压,所以从使涂布液的溶剂蒸发的加热处理单元138到固化处理单元165的晶片W的搬送路径可以维持于低氧气气氛。借此,在该区间搬送中的晶片W上的层间绝缘膜D被氧化的情况受到抑制。此外,因为使第2处理站104的压力低于搬送室105的压力,高于固化处理时的固化处理单元165内的压力,故减压度按搬送室105、第2处理站104、固化处理单元165的顺序变高,所以固化处理单元165的高减压变得容易维持,还可以缩短减压时间。此外,由于可以使所搬送的晶片W从大气压慢慢地减压,所以压力变动引起的对晶片W的负担减低。
以上的实施方式中所述的第2处理站104中,也可以如图11所示设置在减压气氛内对晶片W进行蚀刻处理的蚀刻单元190。在这种场合,在壳体105a上与蚀刻单元190对置的位置上,设置搬送晶片W用的搬送口191与开闭该搬送口191的闸门192。通过这种构成,可以把根据抗蚀剂图案有选择地去除层间绝缘膜D的蚀刻处理工序生产线化,可以缩短晶片处理的总处理时间。此外,因为蚀刻处理在极高的减压气氛中进行,如上所述例如搬送室105、第2处理站104可以慢慢地减压,所以减压时间可以缩短,并且赋予晶片W的压力变动引起的负担减低。
虽然在以上的实施方式中,使搬送机构150的搬送区域内与第2处理站104内个别地减压,但是也可以设置包含搬送机构150与第2处理站104双方的减压室,使其中减压。在这种场合,例如如图12所示,把搬送机构150与第2处理站104的总体收容于晶片处理单元200,设置可以把双方置于气密的封闭空间的壳体201,形成减压室202。在壳体201上连接着把壳体201内减压到规定的压力的减压机构203。借此,可以仅用单一的减压机构203控制由搬送机构150搬送晶片W的区域与第2处理站104内的压力。此外,可以把减压室202内控制成低于大气压,高于固化处理时的固化处理单元165内和蚀刻单元190内的压力的压力。因而,固化处理单元165和蚀刻单元190的单元内外的压力差降低,固化处理单元165和蚀刻单元190内的压力变得容易维持,此外,可以缩短减压时间。此外,由于可以使被搬送到减压度高的蚀刻单元190等的晶片W阶段地减压,所以可以减低压力变动引起的对晶片W的负担。
此外,也可以在以上的实施方式中所述的第2处理站104内,设置对晶片W进行热处理的热处理单元。在这种场合,例如在第2处理站104内,如图13、14中所示设置能够多级装载多个处理装置的第6处理单元组G6。在该第6处理单元组G6中,自下而上依次堆积作为热处理单元的冷却单元210以及加热单元211、和固化处理单元165。而且,在固化处理单元165中结束固化处理的晶片W通过搬送机构150搬送到加热单元211,被加热处理。此时,在高于例如固化处理单元65内的加热温度250℃的温度,例如300℃~400℃下被加热。接着晶片W被搬送到冷却单元210,被冷却到例如常温,例如23℃。然后,结束冷却处理的晶片W如上所述被搬送到例如第1处理站103内的各处理单元,进行规定的影印处理。通过像这样对固化处理后的晶片W进行热处理,晶片W上的层间绝缘膜D的膜质提高,形成更适当的层间绝缘膜D。
接下来就另一个实施方式进行说明。图15示出固化处理单元165的另一个例子,在该例子中,在形成处理室S的单元壳体165a内,配置着栅电极211。栅电极211位于电子射线管176与放置台170之间。对栅电极211从电源212供给规定的电力。在放置台170上从电源213施加规定的电压,对放置台170上的晶片W施加逆偏置的电压。
根据这种固化处理单元165,则在来自电子射线管176的电子射线通过栅电极之际,电子射线的速度减弱,通过的电子数减少而可以控制到达晶片W的电子射线的能量。借此可以与晶片W上所涂布的绝缘膜的厚度如何无关地,适当地固化规定的深度处的绝缘膜。例如通过在将要固化的绝缘膜薄的场合减弱能量,在将要固化的绝缘膜热的场合不减弱能量地控制,可进行适当的固化处理。这种控制在多层绝缘膜的固化处理中是有效的。
此外,通过在放置台170上对晶片W施加逆偏置电压,还可以减弱电子射线的入射速度。因而通过电源213的调整可以控制到达晶片W的电子射线的能量。
如上所述,通过栅电极211与电源213双方的控制,可更精密地进行控制。
在通过电子射线固化处理之际,有时晶片W被充电。在晶片W的充电超过允许范围的场合,有可能成为制品不良的原因。因而最好是根据需要,在电子射线所致的固化处理结束后,使单元壳体165a内产生等离子体,通过该等离子体降低充电了的晶片W的电位。
作为产生等离子体的来源,可以原封不动地用电子射线管176。为了更容易产生等离子体,可以把Ar(氩气)导入单元壳体165a。
进而在通过电子射线产生等离子体之际,如果不喜欢对晶片W的直接照射也可以改变电子射线的照射角度,或者如图16中所示,在单元壳体165a内配置通过来自高频电源221的高频波产生等离子体的电极和天线等的等离子体发生装置222。
通常的固化处理即使是多层绝缘膜的场合,现有技术在成为绝缘膜的材料的涂布液的涂布后,加热而固化处理,然后再次涂布成为绝缘膜的其他涂布液,然后再次加热而固化处理。而且像已述那样,现有技术每次把将要固化处理的晶片搬入批量式的加热炉内,通过长时间加热进行固化处理。
这一点上,根据本发明,由于通过电子射线进行固化处理,所以能够以远短于现有技术的时间进行固化处理。
可是,由电子射线进行的固化处理,通过电子射线的能量的调整,膜厚与固化时间不直接成比例。因而,若例如涂布了第1涂布液后,进行了也称作柔和焙烘的仅使溶剂蒸发的预加热后,立即涂布下一道涂布液,然后照原样进行由电子射线进行的固化处理,则就多层绝缘膜的固化来说可以进一步实行高效的处理。
再者,通过对显像处理结束后的晶片W照射电子射线,可以强化平版印刷工序所形成的膜。
再者,虽然在以上的实施方式中,在晶片处理单元中装载了形成层间绝缘膜的单元,固化处理该层间绝缘膜的单元和进行影印处理用的单元,但是也可以在晶片处理单元中仅装载形成层间绝缘膜的单元和通过电子射线进行固化处理用的单元。即使在这种场合,与批量式地进行固化处理的现有技术相比,也可以谋求短TAT化。
虽然以上的实施方式对SOD的层间绝缘膜适用,但是本发明也可以在其他层间膜,例如SOQ(玻璃上旋涂),Low-k膜(有机硅氧化膜),抗蚀剂膜等晶片处理中运用。
此外,虽然以上说明的实施方式对半导体晶片器件制造过程的层间绝缘膜形成工序中的晶片的处理方法适用,但是本发明在半导体晶片以外的基板例如LCD基板的处理方法中也适用。
工业上的应用性
在多层配线结构的半导体器件或LCD基板的制造工序等中,在晶片或LCD玻璃基板上形成层间绝缘膜的场合是有用的。

Claims (8)

1.基板的处理方法,包括:
在基板上形成层间绝缘膜的工序,
使所述层间绝缘膜固化的工序,其中在处理室内,在使放置所述基板的放置台旋转的同时,对所述基板上的所述层间绝缘膜照射电子射线,
在照射电子射线并使所述层间绝缘膜固化后在所述处理室内产生等离子体并且降低所述基板的电位的工序。
2.如权利要求1所述的基板的处理方法,其中,
前述等离子体通过电子射线的照射而产生。
3.基板的处理方法,它包括:
在基板上形成层间绝缘膜的工序,
在处理室内对前述基板上的所述层间绝缘膜照射电子射线以使所述层间绝缘膜固化的工序,
所述形成层间绝缘膜的工序包括在该基板上涂布成为该层间绝缘膜的涂布液的涂布工序,
并且,在所述涂布工序和所述使所述层间绝缘膜固化的工序之间进行加热该基板的预加热工序,
通过控制装置如此控制在所述预加热工序结束之后且在用电子射线照射基板之前的时间,即所述时间在各基板之间通常是恒定的。
4.如权利要求3所述的基板的处理方法,其中,
借助该控制装置的时间控制是依据计时器进行的,所述计时器根据来自用于检测所述预加热工序结束的传感器的信号而动作。
5.基板的处理装置,它包括:
具有在基板上涂布成为绝缘膜的涂布液的涂布单元的第1处理部,
具有逐张地对基板照射电子射线以使基板上的所述绝缘膜固化的固化处理单元的第2处理部,
在所述第1处理部与第2处理部之间搬送基板的搬送机构,
所述固化处理单元在放置该基板的放置台与照射该电子射线的装置之间具有通过高频电源产生等离子体的等离子体发生装置。
6.如权利要求5所述的基板的处理装置,其中,
该固化处理单元具有放置该基板的放置台,该放置台能对该基板施加逆偏置电压。
7.基板的处理装置,它包括:
具有将成为绝缘膜的涂布液涂布在基板上的涂布单元以及加热涂有所述涂布液的基板的加热处理单元的第1处理部,
第2处理部,它具有用电子射线逐张照射基板并且使基板上的所述绝缘膜固化的固化处理单元,
在所述第1处理部与第2处理部之间搬送基板的搬送机构,
用于检测被加热的基板被移出所述加热处理单元的传感器,
当来自该传感器的信号被输入时开始设定时间的计数的计时器,
控制装置,所述控制装置在经过所述计时器的设定时间时控制所述搬送机构,将加热后的基板被送入该固化处理单元。
8.如权利要求7所述的基板的处理装置,其中,
所述传感器设置在该加热处理单元中。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004253749A (ja) * 2002-12-27 2004-09-09 Tokyo Electron Ltd 薄膜処理方法及び薄膜処理システム
CN100380593C (zh) * 2002-12-27 2008-04-09 东京毅力科创株式会社 薄膜处理方法和薄膜处理系统
US7364922B2 (en) * 2005-01-24 2008-04-29 Tokyo Electron Limited Automated semiconductor wafer salvage during processing
JP4641844B2 (ja) * 2005-03-25 2011-03-02 大日本印刷株式会社 電子線照射装置
EP2088612A1 (en) * 2007-12-21 2009-08-12 Applied Materials, Inc. Method of heating or cleaning a web or foil
US8852685B2 (en) * 2010-04-23 2014-10-07 Lam Research Corporation Coating method for gas delivery system
US10271766B1 (en) * 2015-03-20 2019-04-30 Barron Associates, Inc. Systems, devices, and/or methods for measuring metabolic energy expenditure
JP6639867B2 (ja) * 2015-10-30 2020-02-05 東京応化工業株式会社 基板加熱装置及び基板加熱方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01199678A (ja) * 1988-02-03 1989-08-11 Mitsubishi Electric Corp 高純度SiO↓2薄膜の形成方法
CA2017719C (en) * 1990-05-29 1999-01-19 Zarlink Semiconductor Inc. Moisture-free sog process
JP2868672B2 (ja) * 1992-08-31 1999-03-10 沖電気工業株式会社 シリコーン樹脂組成物及びこれを用いたケイ酸ガラス薄膜の製造方法
JP3054900B2 (ja) * 1993-03-10 2000-06-19 セイコーインスツルメンツ株式会社 微細加工装置
JPH07183235A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 多目的基板処理装置およびその動作方法および薄膜集積回路の作製方法
JPH08255736A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Hitachi Ltd パターン形成方法およびレジスト塗布装置
MY113904A (en) * 1995-05-08 2002-06-29 Electron Vision Corp Method for curing spin-on-glass film utilizing electron beam radiation
JP3210601B2 (ja) * 1997-05-28 2001-09-17 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 半導体装置及びその製造方法
EP0881668A3 (en) * 1997-05-28 2000-11-15 Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. Deposition of an electrically insulating thin film with a low dielectric constant
JPH10335234A (ja) * 1997-05-29 1998-12-18 Nikon Corp 投影露光装置
JPH1150007A (ja) * 1997-08-07 1999-02-23 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 低誘電率シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
US6042994A (en) * 1998-01-20 2000-03-28 Alliedsignal Inc. Nanoporous silica dielectric films modified by electron beam exposure and having low dielectric constant and low water content
US6768930B2 (en) * 1998-12-31 2004-07-27 Asml Holding N.V. Method and apparatus for resolving conflicts in a substrate processing system
TW464947B (en) * 1999-11-29 2001-11-21 Ushio Electric Inc Measuring apparatus of electron beam quantity and processing apparatus of electron beam irradiation
EP1124252A2 (en) * 2000-02-10 2001-08-16 Applied Materials, Inc. Apparatus and process for processing substrates
US6582777B1 (en) * 2000-02-17 2003-06-24 Applied Materials Inc. Electron beam modification of CVD deposited low dielectric constant materials

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