JP2004071624A - 露光装置、基板処理方法及び基板処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】PEB前の待機時間を短縮し、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保ち、高精細なデバイスを高歩留まりで製造する。
【解決手段】露光装置10に投入されたウエハは、露光ユニット100で順に露光され、アンローダ、基板搬送ユニット190により直接ベーキングユニット200に投入され、ベーキングユニット200のクーリングプレート上に載置される。そして、ベーキングユニット200の基板搬送部によりホットプレート上に移動されて所定時間ベーキングされた後、再度クーリングプレート上に移動されて所定時間放置され冷却され、基板収容ユニットによりウエハカセット310に順次収容される。そのウエハカセット310は、作業者のケミカルブース300のインナー手袋を介した外部からの作業によりケミカルボックス320に収容され、デベロッパに運ばれ、現像に供される。
【選択図】 図1
【解決手段】露光装置10に投入されたウエハは、露光ユニット100で順に露光され、アンローダ、基板搬送ユニット190により直接ベーキングユニット200に投入され、ベーキングユニット200のクーリングプレート上に載置される。そして、ベーキングユニット200の基板搬送部によりホットプレート上に移動されて所定時間ベーキングされた後、再度クーリングプレート上に移動されて所定時間放置され冷却され、基板収容ユニットによりウエハカセット310に順次収容される。そのウエハカセット310は、作業者のケミカルブース300のインナー手袋を介した外部からの作業によりケミカルボックス320に収容され、デベロッパに運ばれ、現像に供される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス(以後、単に電子デバイスと言う)を製造する際のリソグラフィー工程に適用して好適な、半導体ウエハのベーキング、露光、現像等を行う基板処理装置とその方法、及び、基板処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子デバイスを製造する際のフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジスト液を塗布した後、塗布膜中の残留溶剤の蒸発や塗布膜とウエハーの密着性強化等のためにプリベーキングと呼ばれる加熱処理を行い、パターンの露光を行う。そして、露光が終了したら、レジストパターンの変形を軽減するため、あるいは、レジストの露光後の触媒反応を促進させるために、PEB(ポストエクスポージャーベーキング)と呼ばれる加熱処理を行った後、現像装置(デベロッパ)により現像処理を行う。
【0003】
このようなフォトリソグラフィー工程の各処理は、通常、個別に設けられる各処理装置により行われるようになっており、PEB処理も、独立したベーキング装置により行われるか、あるいは、デベロッパと一体的に構成されたベーキング装置により行われるようになっている場合が多い。そのような構成においては、露光の終了したウエハは、一旦ウエハカセットに収容され、ベーキング装置の所に搬送されて、再度ウエハカセットより取り出されてベーキング装置に投入され、PEBが施されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような構成においては、露光装置からベーキング装置あるいはデベロッパまでのウエハの搬送、及び、ベーキング装置あるいはデベロッパの稼動状況(混み具合)による待機等により、露光終了からベーキング開始までの間に待機時間(以後、これを引き置き時間と言う。)が生じることとなる。そして、この引き置き時間が長くなると、パターンの線幅が変化し、また面内均一性が悪化するという問題が生じる。
また、この引き置き時間は、露光装置とデベロッパとの位置関係、あるいは、製造状態に応じてウエハごとあるいはロットごとに異なるものであり、その結果、ウエハごとあるいはロットごとに線幅にばらつきが生じるという問題も生じる。
これらの結果、露光後のプロセスの安定性を確保することが困難となり、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することが困難になるという問題が生じる。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、露光後のPEB工程までの引き置き時間を無くし、露光後のウエハの長期の放置(引き置き)に起因するパターンへの影響を無くし、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、ひいては、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような露光装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、露光からPEBに至る処理を、露光後の引き置き時間を無くし、これによるパターンの劣化、ばらつきを無くすことによりレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、これにより、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるようにウエハ等の基板を処理する基板処理方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、所望の露光からPEBまでの処理を、そのように適切に行い、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような基板処理システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、本発明の露光装置(10)は、感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う露光ユニット(100)と、前記露光された基板に、現像前に、所定の加熱処理を施す、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニット(200)とを有する。(図1参照)
このような構成の露光装置(10)においては、露光ユニット(100)に対してベーキングユニット(200)が実質的に一体的に構成されているので、露光が行われた基板は、直ちに、すなわち引き置き時間が実質的に無い状態でベーキングユニット(200)に投入され、例えばPEB等の所定の加熱処理が行われる。
【0007】
好適な一具体例としては、前記ベーキングユニット(200)は、載置された前記露光された基板を加熱するホットプレート(212)と、載置された前記加熱された基板を冷却するクーリングプレート(232)とを、またさらに好適には、さらに、ホットプレート(212)からクーリングプレート(232)への前記基板の移動を含む少なくともベーキングユニット内での基板の移動を行う第1の基板移動手段(250)を有する。(図2参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、ベーキングユニット(200)に投入された基板は、ホットプレート(212)において所定の温度に加熱され、第1の基板移動手段(250)により移動されてクーリングプレート(232)において冷却され、前記所定の加熱処理が行われる。
【0008】
また好適な一具体例としては、本発明の露光装置(10)は、前記露光が終了した基板を、前記露光ユニット(100)から移動して前記ベーキングユニット(200)に投入する第2の基板移動手段(190)をさらに有し、また、前記所定の加熱処理が施された基板を移動させ、所定のカセット(310)に収容する第3の基板移動手段(290)をさらに有する。(図1参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、第2の基板移動手段(190)の動作により、露光ユニット(100)において露光の終了した基板がベーキングユニット(200)に投入される。また、第3の基板移動手段(290)により、例えばPEB等の所定の加熱処理が施された基板が、ベーキングユニット(200)より移動されて、例えばウエハカセット等の所定のカセット(310)に収容される。
【0009】
好適には、前記ベーキングユニット(200)は、前記露光ユニット(100)に対して分離及び一体化が可能で、単独で移動可能である。(図4参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、必要に応じてベーキングユニット(200)を露光ユニット(100)から分離し、例えばクリーンルーム等の室内を自由に移動することができる。そして、例えば他の露光ユニットに隣接して配置して、その露光ユニットととおに一体的な構成とすることにより、新たな組み合わせでの本発明に関わる露光装置(10)を構成することができる。すなわち、任意の露光ユニット(100)及びベーキングユニット(200)をダイナミックに組み合わせて本発明の露光装置(10)を構成することができる。
【0010】
また好適には、前記ベーキングユニット(200)は、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持する所定のブース(300)内に設けられる。(図1参照)また好適には、そのブースは、内部に設けられたベーキングユニット(200)とともに移動可能に構成される。(図5参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、ブース(300)内にベーキングユニット(200)を配置することにより、ベーキングユニット(200)を外気と物理的に、また、化学的に遮断し、特性に悪影響を与える可能性の少ない雰囲気中で、基板の例えばPEB等の加熱処理を行うことができる。また、ブース(300)が移動可能であれば、ベーキングユニット(200)を外気と分離した適切な雰囲気を維持した状態で、ベーキングユニット(200)を移動し、例えば他の露光ユニット(100)と組み合わせて新たな露光装置(10)を構成することができる。
【0011】
また好適には、前記所定のブース(300)は、作業者が手を外部より挿入し、加熱処理が施された基板又は当該基板が収容されたカセット(310)を外部と空間的に分離された所定の基板収容用具(320)に収容する作業を、前記外部と遮断された所定の雰囲気中で行うためのインナー手袋(330)を有する。(図3参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、露光及び加熱処理が行われた基板が収容されたカセット(319)を、作業者がインナー手袋(330)を用いてケミカルブース(300)の外部より作業することにより、作業者が直接触れることなく、また基板を外気に触れさせることなく、搬送用の同じく外気と分離した例えばケミカルボックス等の基板収容用具(320)に収容することができる。
【0012】
また、本発明の第2の観点によれば、本発明の基板処理方法は、感光材料が塗布された基板に対して、所定の露光ユニットにおいて、フォトマスクを介して光を照射し露光を行う工程と、前記露光された基板に対して、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニットにおいて、現像前の所定の加熱処理を施す工程とを有する。(図4参照)
好適には、前記所定の加熱処理を施す工程は、必要とされる程度に外部と遮断されて所望の雰囲気を維持する所定のブース内において行う。(図1参照)
また好適には、本発明の基板処理方法は、前記所定の加熱処理が施された基板を現像ユニットに搬送する工程と、前記搬送された基板を、前記現像ユニットにおいて現像する工程とをさらに有する。(図4参照)
好適には、前記基板の搬送は、外部と空間的に分離された所定の基板収容用具に前記基板を収容して行う。(図1参照)
【0013】
また、本発明の第3の観点によれば、本発明の基板処理システム(1)は、感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う複数の露光ユニット(100)と、前記複数の露光ユニット(100)の任意の露光ユニット(100)に対して分離及び一体化が可能で、いずれかの前記露光ユニット(100)と前記一体化した状態において、当該一体化された露光ユニット(100)において前記露光された基板に対して、当該基板の現像前に、所定の加熱処理を行う1以上のベーキングユニット(200)とを有する。(図5参照)
このような構成の基板処理システム(1)においては、ベーキングユニット(200)を、複数の露光ユニット(100)のいずれかの露光ユニット(100)に隣接して配置し、これと一体的な構成とすることにより、本発明に関わる露光装置が構成され、露光ユニット(100)において露光が行われた基板が、直ちに、すなわち引き置き時間が実質的に無い状態で、ベーキングユニット(200)に投入され、例えばPEB等の所定の加熱処理が行われることとなる。
【0014】
好適には、前記ベーキングユニット(200)の各々は、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持し、前記ベーキングユニット(200)とともに移動可能な所定のブース(300)内に設けられる。(図5参照)
また好適には、本発明の基板処理システム(1)は、搬送される前記所定の加熱処理が施された基板に対して、現像を行う現像ユニット(400)をさらに有する。(図5参照)
【0015】
なお、本欄においては、各構成に対して、添付図面に示されている対応する構成の符号を記載したが、これはあくまでも理解を容易にするためのものであって、何ら本発明に係る手段が添付図面を参照して後述する実施の形態の態様に限定されることを示すものではない。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。
本実施の形態においては、電子デバイスの製造工程、特にフォトリソグラフィ工程において用いる装置及びシステムであって、露光後現像前に行なう現像前ベーキング処理(PEB(Post−Exposure Baking)処理)を行なうベーキング装置を具備する露光装置と、その露光装置を使用して露光からPEBまで、あるいは現像までを行なう電子デバイスの製造システムとを例示し、本発明を説明する。
【0017】
露光装置
まず、そのような露光装置について説明する。
図1は、本実施の形態の露光装置の全体の構成を概略的に示す図である。
図1に示すように、露光装置10は、露光ユニット100、基板搬送ユニット190、ベーキングユニット200、基板収容ユニット290及びケミカルブース300を有する。
【0018】
露光ユニット100は、順次投入される予めフォトレジストが塗布されたウエハに対して、所望のパターンが形成されたマスクを介して光を照射することにより、露光を行いマスクに形成されたパターンをウエハに転写する。
そのために露光ユニット100は、紫外パルス光等の光を発生する例えばArFエキシマレーザ等の光源、発生された光を整形及び照度の均一化等を行いながらレチクルステージに保持されたレチクルに照射する照明光学系、照射された光によるレチクルのパターンの像を所定の倍率で縮小してウエハに投影する投影光学系等の構成を有する。また、露光ユニット100は、露光対象のウエハを保持しその位置制御等を行うウエハステージ、ウエハホルダ及びそれらの制御系及び駆動系、投入されるロットごとのウエハを例えばウエハカセット等より順次取り出して搬送しウエハホルダに載置するウエハローダ、及び、露光の終了したウエハをウエハホルダより回収するウエハアンローダ等の、ウエハの搬送、設置、移動等を行うウエハ搬送機構を有する。
なお、本実施の形態においては、露光ユニット100は、線幅が100nm程度の非常に微細なパターンを転写するものである。
【0019】
基板搬送ユニット190は、露光ユニット100において露光の終了したウエハを、ベーキングユニット200に直接投入するための基板移動機構である。
基板搬送ユニット190は、露光ユニット100のアンローダより露光の終了したウエハを受け取り、これを搬送してベーキングユニット200に投入する。より具体的には、基板搬送ユニット190は、ウエハをベーキングユニット200に搬送し、後述するベーキングユニット200の冷却部230のクーリングプレート232上に載置する。
なお、基板搬送ユニット190は、特許請求の範囲に記載の第1の基板移動手段に相当する。
【0020】
ベーキングユニット200は、露光の終了したウエハに対してPEBを行うためのベーキング装置であり、図1に示すように、露光ユニット100に隣接した位置に実質的に露光ユニット100と一体的に配置される。これにより、露光ユニット100において露光の終了したウエハが直ちにベーキングユニット200に投入され、実質的に引き置き時間無くしてPEBが行われる。
ベーキングユニット200について、図2を参照して詳細に説明する。
ベーキングユニット200は、加熱部210、冷却部230及び基板搬送部250を有する。
【0021】
加熱部210は、投入されたウエハを所定の温度に加熱し、ベーキングする。加熱部210は、ウエハを載置するための0.1mm〜0.2mm程度の高さのピンが設けられた平坦な金属プレート(ホットプレート)212を有し、ウエハはこのピンの上に載置される。そして加熱部210は、この金属プレートをヒータにより加熱する。その結果、ウエハは、実質的に非接触でホットプレート212上に保持されながら、ホットプレート212との間隔は僅かなのでホットプレート212からの熱により直接的に加熱され、ベーキングされることとなる。
また、載置されたウエハを含むホットプレート212上の空間は、ホットプレート密閉ケース214により覆われており、これにより、ウエハ周囲の雰囲気を所定の高温に保つとともに、温度の空間的なばらつきを解消するようになっている。
なお、本実施の形態の加熱部210は、60℃〜200℃の間の任意の温度で、温度変動が±0.2℃以内、面内温度差が±0.2℃以内となるようにホットプレート212の温度を制御する。
【0022】
冷却部230は、加熱部210により加熱されたウエハを冷却する。冷却部230も加熱部210と同様の構成を有しており、具備するピン上にウエハが載置されることにより平坦な金属プレート(クーリングプレート)232上に実質的に非接触でウエハを保持する。そして、ウエハを、少なくとも室温に保たれた近接するクーリングプレート232及び室内雰囲気中にさらすことにより、これを冷却する。なお、クーリングプレート232は、ベーキング後の高温のウエハの放熱による温度上昇を防ぐために、例えば冷却水の循環等により所定の低温度に維持される。
なお、露光ユニット100よりベーキングユニット200に投入されたウエハは、一旦冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。そして、加熱部210に移動されてベーキングされた後、再度移動されてクーリングプレート232上に載置され冷却される。
【0023】
なお、本実施の形態では、ホットプレート212とクーリングプレート232とをそれぞれ1つずつ設けるものとしたが、ホットプレート212とクーリングプレート232との少なくとも一方を複数設けることで、複数のウエハを並列処理可能としてもよい。また、本実施の形態では、露光が終了したウエハをホットプレート212に搬送する前にクーリングプレート232上に載置するものとしたが、一次的にウエハを載置するバッファ部を別に設け、このバッファ部を経由してホットプレート212にウエハを搬送することで、ベーキングユニット200での単位時間当たりの処理枚数を増やすようにしてもよい。
【0024】
基板搬送部250は、ベーキングユニット200内の加熱部210と冷却部230の間のウエハの搬送を行うための機構である。
前述したように、露光の終了したウエハは、基板搬送ユニット190の動作により、まず冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。基板搬送部250は、これを吸着保持して加熱部210に搬送し、ホットプレート212の所定の場所に載置する。
また、基板搬送部250は、加熱部210におけるベーキングが終了したウエハをホットプレート212上より取り出し、これを冷却部230に搬送し、クーリングプレート232上に載置し、冷却処理に供する。
なお、基板搬送部250は、特許請求の範囲に記載の第1の基板移動手段に相当する。
【0025】
このような構成のベーキングユニット200には、その筐体にキャスタ202が設けられており、例えばクリーンルーム内等の露光装置10が設置されている室内を任意に移動できる。従って、任意の露光ユニット100に対してベーキングユニット200を隣接して一体的に設置し、これと組み合わせて露光装置10を構成することが容易にできる。
また、ベーキングユニット200は、ケミカルブース300内に収容されて配置される。そして、露光ユニット100からのウエハは、基板搬送ユニット190により直ちにケミカルブース300内に移動され、このケミカルブース300内でベーキングユニット200により、加熱部210による加熱、冷却部230による冷却を含む一連のPEB処理が行われる。
【0026】
基板収容ユニット290は、PEBの終了したウエハを順次ウエハカセットに収容する。PEBの終了したウエハは、ベーキングユニット200の冷却部230のクーリングプレート232上で冷却され載置されている。基板収容ユニット290は、これを例えば吸着する等して保持し、所定の位置に設けられたウエハカセット310に順次収容する。
なお、基板収容ユニット290は、特許請求の範囲に記載の第3の基板移動手段に相当する。
【0027】
なお、本実施の形態では、ベーキングユニット200でPEBが行われたウエハをウエハカセット310に収納する基板収納ユニット290を設けるものとしたが、例えばベーキングユニット200の一部にウエハカセット310の載置台を設ける、あるいはベーキングユニット200に隣接してその載置台を設置することで、前述の基板搬送部250を用いてクーリングプレート232上のウエハをウエハカセット310に収納可能としてもよい。すなわち、基板収納ユニット290を設けることなく基板搬送部250を兼用しても構わない。
【0028】
ケミカルブース300は、内部とクリーンルーム等の室内である外部とケミカルブース300の内部とを空間的及び化学的に相互に干渉しないように分離し、内部に設置されるベーキングユニット200の周囲の雰囲気を維持するためのブースである。ベーキングユニット200は、このようなケミカルブース300の内部で、外部と分離して前述したようなPEB処理を行う。
なお、本実施の形態では、ケミカルブース300はその内部のクリーン度が外部(クリーンルーム内)よりも高くなっている。また、ケミカルブース300はその内部で温度制御された気体(例えば、化学的にクリーンなドライエア)が循環されることが好ましい。このとき、ケミカルブース300内に気体を供給する専用の空調装置を設けてもよいし、あるいは露光装置の空調装置を兼用してもよい。
【0029】
また、ケミカルブース300には、図3に示すように、内部の雰囲気に接触せずに外部より作業者が任意の手作業を行うことができるインナー手袋330を有する。PEBの終了したウエハが収容されたウエハカセット310は、このインナー手袋330を介した作業者の手作業により、さらにケミカルボックス320に収容される。
なお、作業者の代わりに搬送装置を設け、これによりウエハカセット310をケミカルボックス320に自動搬入してもよい。なお、搬送装置は、前述した基板搬送部250又は基板収納ユニット290等で兼用してもよいし、別に設けてもよい。
【0030】
また、ケミカルブース300には、図1に示すように、キャスタ302が設けられており、これによりベーキングユニット200と一体的に、換言すればベーキングユニット200を内部に収容した状態で、例えばクリーンルーム内等の露光ユニット100が設置されている室内を任意に移動できる。すなわち、ケミカルブース300内に保持した状態で、ベーキングユニット200を任意の他の露光ユニットに隣接する位置に移動し、その露光ユニットと一体的な構成とすることができる。
【0031】
なお、このような構成の露光ユニット100により露光及びPEBが行われたロットごとのウエハは、ウエハカセット310ごとさらにケミカルボックス320に収容されて、デベロッパによる現像等の後段の工程に投入される。
このとき、デベロッパ等へのケミカルボックス320の運搬は、作業者が行ってもよいし、搬送手段(例えば、クリーンルームの天井に敷設される搬送系、又はクリーンルームの床面を自走する搬送車等)を用いてもよい。
なお、ケミカルボックス320は、移動する際にウエハを外気にさらさないように、内部を空間的、化学的に分離して密閉する持ち運び用のウエハカセット310の収容ケースである。
なお、本実施の形態では、ウエハカセット310がケミカルボックス320に収納された状態でケミカルブース300から取り出されて現像工程等の次工程に投入されるものとしたが、例えば内部の洗浄度が高く維持される密閉型の収納容器をウエハカセット310として採用することで、ケミカルボックス320を用いることなくウエハカセット310をそのままケミカルブース300から搬出できるようにしてもよい。
【0032】
次に、このような構成の露光装置10の動作の流れについて、図4に示すフローチャートを参照してまとめて説明する。
まず、露光装置10に投入されたロットごとの予めレジストが塗布されたウエハは、露光ユニット100にローディングされて順に露光される(ステップS11)。
露光が終了したウエハは、露光ユニット100のウエハアンローダ、基板搬送ユニット190を介して、直ちに、すなわちベーキング前の引き置き時間無くしてベーキングユニット200に投入され、まず、冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。(ステップS12)
そして、ベーキングユニット200の基板搬送部250によりホットプレート212上に移動されて、ベーキング、すなわちPEBされる(ステップS13)。
【0033】
ベーキングが終了したウエハは、再度基板搬送部250により、ホットプレート212上からクーリングプレート232上に移動され(ステップS14)、クーリングプレート232上に所定の時間放置されて冷却される(ステップS15)。
冷却されたウエハは、基板収容ユニット290により、クーリングプレート232より搬送されて、所定の場所にセットされたウエハカセット310に順次収容される(ステップS16)。
ロットの全てのウエハにこれらの処理が行われたら、例えば作業者がケミカルブース300のインナー手袋330により作業する等して、ウエハが収容されたウエハカセット310をケミカルボックス320に収容する(ステップS17)。
さらに、作業者により、あるいは、さらなる搬送手段により、ケミカルボックス320はデベロッパに運ばれて、デベロッパにおける現像に供される(ステップS18)。
【0034】
このように、本実施の形態の露光装置10においては、露光処理を行う露光ユニットとPEB処理を行うベーキングユニットとが実質的に一体的に構成されているので、露光終了後PEB工程までに要する引き置き時間を短縮することができ、その結果、露光後のプロセス安定性が確保され、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0035】
また、ベーキングユニット200はケミカルブース300内に設けられており、物理的あるいは化学的な影響を外部から受けることなく、PEBを行うことができる。また、PEB後にデベロッパにウエハを搬送する際も、ウエハをケミカルボックス320(又は密閉型カセット)に収容して搬送しているので、この際にもウエハが物理的及び化学的な外部からの影響を受けることがなく、高精細で特性のバラツキが少ない高品質な電子デバイスを製造することができる。
【0036】
また、本実施の形態の露光装置10のベーキングユニット200においては、加熱部210をホットプレート密閉ケース214により被覆している。従って、ホットプレート密閉ケース214内の温度の分布のばらつきをより少なくすることができ、より適切なPEBを行うことができる。
【0037】
なお、このようにしてPEBを行ったウエハは、最終的にはケミカルボックス320に収容されてデベロッパに搬送されて現像を行うこととなり、この搬送の際に待ち時間が生じるが、例え同じ待機時間が生じるとしても、露光直後のPEB前の状態で待機させられるのと、PEBを行ってから現像前に待機させられるのとでは、後者の方がレジストパターンの影響は遥かに小さい。従って、例えばデベロッパまでをも一体化しなくとも、本実施の形態のようにベーキングユニット200のみを露光ユニット100に一体化する構成のみで、十分にレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0038】
また、従来は、デベロッパに具備されたベーキング装置によりPEBを行うような構成が取られる場合が多かったが、本実施の形態のような構成とすれば、デベロッパでは現像のみを行えばよくPEBを行う必要がなくなる。従って、デベロッパにおけるウエハごとの処理時間が50%程度大幅に短縮される。その結果、デベロッパの混雑により生じる待機時間は大幅に短縮されることとなり、結局、現像に至るまでの全体の待機時間も短縮され、その点からも形成したパターンの線幅の維持及び均一化が図れる。
【0039】
電子デバイス製造システム
次に、このような露光装置10を用いた本発明に関わる電子デバイスの製造システムについて、図5を参照して説明する。
以下に説明する電子デバイス製造システムは、電子デバイスの製造工程中において露光から現像までのフォトリソグラフィ工程を行うシステムであって、本発明の基板処理システムに相当するシステムである。
図5は、その電子デバイス製造システム1の構成を示す図である。
図示のごとく、電子デバイス製造システム1は、3つの露光ユニット100−1〜100−3、1つのベーキングユニット200、1つのケミカルブース300及び1つのデベロッパ400を有する。
なお、この電子デバイス製造システム1は、1つのクリーンルーム内に構成されるものとする。
【0040】
3つの露光ユニット100−1〜100−3の各々は、前述した本実施の形態の露光装置10の露光ユニット100と同一の構成を有する。換言すれば、露光ユニット100−1〜100−3は、露光のみを行う従来の通常の露光装置である。
【0041】
ベーキングユニット200及びケミカルブース300も、各々前述したベーキングユニット及びケミカルブースと同一の構成を有する。
また、ベーキングユニット200はケミカルブース300の中に設置されており、これが露光ユニット100に隣接して一体的に配置されることにより、前述した露光装置10が構成される。
また、ベーキングユニット200及びケミカルブース300には各々キャスタが設けられており、ベーキングユニット200をケミカルブース300内に設置した状態で一体的に、これらは露光ユニット100と分離して、クリーンルーム内を自由に移動可能である。
なお、ベーキングユニット200においてPEBの終了したウエハは、ウエハカセット310に収容され、これがさらにケミカルボックス320に収容されてデベロッパ400に搬送される。
【0042】
デベロッパ400は、露光装置10により露光され、PEBされ、ケミカルボックス320に収容されて搬入されるウエハを現像する。
【0043】
このような構成の電子デバイス製造システム1においては、3つの露光ユニット100に対して、ベーキングユニット200及びケミカルブース300は1つしか存在しない。しかしながら、ベーキングユニット200及びケミカルブース300はキャスタによりクリーンルーム内を自由に移動可能であり、露光ユニット100−1〜100−3の任意の露光ユニット100に隣接して配置することができる。
従って、必要に応じてベーキングユニット200及びケミカルブース300を移動し、実際に露光処理が行われる露光ユニット100−i(i=1〜3)に隣接する位置に配置する。そしてその結果、露光ユニット100−iを含む形態で露光装置10−iが構成されるので、これにより前述したように露光及びPEBの処理を行う。
露光及びPEBが終了したら、ウエハをウエハカセット310、さらにケミカルボックス320に収容して、デベロッパ400に搬送し、現像に供する。
【0044】
このように、電子デバイス製造システム1においては、露光ユニットに対してPEBを行うベーキングユニットが少ない場合には、ベーキングユニットを移動させて任意の露光ユニットに隣接して配置して実質的に連結する、すなわち一体化することができる。そしてその結果、任意の露光ユニットに対してベーキングユニットを一体的に構成して、露光に引き続きPEBを行うことができる。すなわち、任意の露光ユニットにおいて、露光後、実質的に引き置き時間無しで直ちにPEBを行い、プロセス安定性を確保し、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0045】
変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
【0046】
例えば、本発明の露光装置及び基板処理システムの構成は、前述した本実施の形態の露光装置10及び電子デバイス製造システム1の構成に限定されるものではない。
具体的には、PEBを行うベーキングユニットは、本実施の形態のように分離可能な状態で露光ユニットと実質的に一体的に構成するようにしてもよいし、露光ユニットと分離不可能に一体的に構成するようにしてもよい。
また、ケミカルブース300には、ベーキングユニット200とウエハカセット310のみを配置するだけでもよい。
【0047】
また、露光ユニット100のウエハローダ、アンローダ、基板搬送ユニット190、ベーキングユニット200の基板搬送部250、及び、基板収容ユニット290等のウエハのハンドリングを行う各手段の構成も、本実施の形態の構成に限られるものではない。これらの各手段は、統合可能なものは統合した構成としてもよいし、その動作範囲、動作の分担を適宜変更してもよいし、また必要性に応じて除外したり、あるいは、さらなる別の手段を設けるようにしてもよい。例えば、基板搬送ユニット190を設けないで露光ユニット100のウエハ搬送機構、又はベーキングユニット200の基板搬送部250で兼用してもよい。
また、その結果、ウエハの搬送方法、移動方法が変わることとなっても何ら差し支えない。例えば、露光ユニット100におけるウエハ処理の終了後、露光ユニット100のウエハアンローダによりいったんウエハカセットに露光済みウエハを収容した後に、ベーキングユニット200において、再度露光ユニット100のウエハローダと同様の構成により、ウエハカセットよりウエハを取り出してベーキングユニット200にセットするようにしてもよい。また、そのウエハのベーキングユニット200へのセットは、例えば作業者がバキュームピンセット等を用いて一部の制御を手作業により行うようにしてもよい。
本発明の趣旨は、露光ユニット100とベーキングユニット200が隣接されて一体的に配置され、これにより露光後に直ちにPEB処理が可能となることにあり、その範囲内でこれらウエハのハンドリング手段の構成は、任意に決定してよい。
【0048】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、露光後のPEB工程までの引き置き時間を無くし、引き置き時間に基づくパターンの影響を無くし、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、ひいては、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような露光装置を提供することができる。
また、露光からPEBに至る処理を、露光後の引き置き時間を無くし、これによるパターンの劣化、ばらつきを無くすことによりレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、これにより、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるようにウエハ等の基板を処理する基板処理方法を提供することができる。
さらに、所望の露光からPEBまでの処理をそのように適切に行い、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような基板処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態の露光装置の全体構成を示す図である。
【図2】図2は、図1に示した露光装置のベーキングユニットの構成を示す図である。
【図3】図3は、図1に示した露光装置のケミカルブースに設けられたインナー手袋を説明するための図である。
【図4】図4は、図1に示した露光装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】図5は、図1に示した露光装置を適用した本発明に関わる電子デバイス製造システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
10…露光装置
100…露光ユニット
190…基板搬送ユニット
200…ベーキングユニット
210…加熱部
212…ホットプレート
214…ホットプレート密閉ケース
230…冷却部
232…クーリングプレート
250…基板搬送部
290…基板収容ユニット
300…ケミカルブース
330…インナー手袋
310…ウエハカセット
320…ケミカルボックス
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス(以後、単に電子デバイスと言う)を製造する際のリソグラフィー工程に適用して好適な、半導体ウエハのベーキング、露光、現像等を行う基板処理装置とその方法、及び、基板処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子デバイスを製造する際のフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジスト液を塗布した後、塗布膜中の残留溶剤の蒸発や塗布膜とウエハーの密着性強化等のためにプリベーキングと呼ばれる加熱処理を行い、パターンの露光を行う。そして、露光が終了したら、レジストパターンの変形を軽減するため、あるいは、レジストの露光後の触媒反応を促進させるために、PEB(ポストエクスポージャーベーキング)と呼ばれる加熱処理を行った後、現像装置(デベロッパ)により現像処理を行う。
【0003】
このようなフォトリソグラフィー工程の各処理は、通常、個別に設けられる各処理装置により行われるようになっており、PEB処理も、独立したベーキング装置により行われるか、あるいは、デベロッパと一体的に構成されたベーキング装置により行われるようになっている場合が多い。そのような構成においては、露光の終了したウエハは、一旦ウエハカセットに収容され、ベーキング装置の所に搬送されて、再度ウエハカセットより取り出されてベーキング装置に投入され、PEBが施されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような構成においては、露光装置からベーキング装置あるいはデベロッパまでのウエハの搬送、及び、ベーキング装置あるいはデベロッパの稼動状況(混み具合)による待機等により、露光終了からベーキング開始までの間に待機時間(以後、これを引き置き時間と言う。)が生じることとなる。そして、この引き置き時間が長くなると、パターンの線幅が変化し、また面内均一性が悪化するという問題が生じる。
また、この引き置き時間は、露光装置とデベロッパとの位置関係、あるいは、製造状態に応じてウエハごとあるいはロットごとに異なるものであり、その結果、ウエハごとあるいはロットごとに線幅にばらつきが生じるという問題も生じる。
これらの結果、露光後のプロセスの安定性を確保することが困難となり、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することが困難になるという問題が生じる。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、露光後のPEB工程までの引き置き時間を無くし、露光後のウエハの長期の放置(引き置き)に起因するパターンへの影響を無くし、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、ひいては、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような露光装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、露光からPEBに至る処理を、露光後の引き置き時間を無くし、これによるパターンの劣化、ばらつきを無くすことによりレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、これにより、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるようにウエハ等の基板を処理する基板処理方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、所望の露光からPEBまでの処理を、そのように適切に行い、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような基板処理システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、本発明の露光装置(10)は、感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う露光ユニット(100)と、前記露光された基板に、現像前に、所定の加熱処理を施す、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニット(200)とを有する。(図1参照)
このような構成の露光装置(10)においては、露光ユニット(100)に対してベーキングユニット(200)が実質的に一体的に構成されているので、露光が行われた基板は、直ちに、すなわち引き置き時間が実質的に無い状態でベーキングユニット(200)に投入され、例えばPEB等の所定の加熱処理が行われる。
【0007】
好適な一具体例としては、前記ベーキングユニット(200)は、載置された前記露光された基板を加熱するホットプレート(212)と、載置された前記加熱された基板を冷却するクーリングプレート(232)とを、またさらに好適には、さらに、ホットプレート(212)からクーリングプレート(232)への前記基板の移動を含む少なくともベーキングユニット内での基板の移動を行う第1の基板移動手段(250)を有する。(図2参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、ベーキングユニット(200)に投入された基板は、ホットプレート(212)において所定の温度に加熱され、第1の基板移動手段(250)により移動されてクーリングプレート(232)において冷却され、前記所定の加熱処理が行われる。
【0008】
また好適な一具体例としては、本発明の露光装置(10)は、前記露光が終了した基板を、前記露光ユニット(100)から移動して前記ベーキングユニット(200)に投入する第2の基板移動手段(190)をさらに有し、また、前記所定の加熱処理が施された基板を移動させ、所定のカセット(310)に収容する第3の基板移動手段(290)をさらに有する。(図1参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、第2の基板移動手段(190)の動作により、露光ユニット(100)において露光の終了した基板がベーキングユニット(200)に投入される。また、第3の基板移動手段(290)により、例えばPEB等の所定の加熱処理が施された基板が、ベーキングユニット(200)より移動されて、例えばウエハカセット等の所定のカセット(310)に収容される。
【0009】
好適には、前記ベーキングユニット(200)は、前記露光ユニット(100)に対して分離及び一体化が可能で、単独で移動可能である。(図4参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、必要に応じてベーキングユニット(200)を露光ユニット(100)から分離し、例えばクリーンルーム等の室内を自由に移動することができる。そして、例えば他の露光ユニットに隣接して配置して、その露光ユニットととおに一体的な構成とすることにより、新たな組み合わせでの本発明に関わる露光装置(10)を構成することができる。すなわち、任意の露光ユニット(100)及びベーキングユニット(200)をダイナミックに組み合わせて本発明の露光装置(10)を構成することができる。
【0010】
また好適には、前記ベーキングユニット(200)は、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持する所定のブース(300)内に設けられる。(図1参照)また好適には、そのブースは、内部に設けられたベーキングユニット(200)とともに移動可能に構成される。(図5参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、ブース(300)内にベーキングユニット(200)を配置することにより、ベーキングユニット(200)を外気と物理的に、また、化学的に遮断し、特性に悪影響を与える可能性の少ない雰囲気中で、基板の例えばPEB等の加熱処理を行うことができる。また、ブース(300)が移動可能であれば、ベーキングユニット(200)を外気と分離した適切な雰囲気を維持した状態で、ベーキングユニット(200)を移動し、例えば他の露光ユニット(100)と組み合わせて新たな露光装置(10)を構成することができる。
【0011】
また好適には、前記所定のブース(300)は、作業者が手を外部より挿入し、加熱処理が施された基板又は当該基板が収容されたカセット(310)を外部と空間的に分離された所定の基板収容用具(320)に収容する作業を、前記外部と遮断された所定の雰囲気中で行うためのインナー手袋(330)を有する。(図3参照)
このような構成の露光装置(10)によれば、露光及び加熱処理が行われた基板が収容されたカセット(319)を、作業者がインナー手袋(330)を用いてケミカルブース(300)の外部より作業することにより、作業者が直接触れることなく、また基板を外気に触れさせることなく、搬送用の同じく外気と分離した例えばケミカルボックス等の基板収容用具(320)に収容することができる。
【0012】
また、本発明の第2の観点によれば、本発明の基板処理方法は、感光材料が塗布された基板に対して、所定の露光ユニットにおいて、フォトマスクを介して光を照射し露光を行う工程と、前記露光された基板に対して、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニットにおいて、現像前の所定の加熱処理を施す工程とを有する。(図4参照)
好適には、前記所定の加熱処理を施す工程は、必要とされる程度に外部と遮断されて所望の雰囲気を維持する所定のブース内において行う。(図1参照)
また好適には、本発明の基板処理方法は、前記所定の加熱処理が施された基板を現像ユニットに搬送する工程と、前記搬送された基板を、前記現像ユニットにおいて現像する工程とをさらに有する。(図4参照)
好適には、前記基板の搬送は、外部と空間的に分離された所定の基板収容用具に前記基板を収容して行う。(図1参照)
【0013】
また、本発明の第3の観点によれば、本発明の基板処理システム(1)は、感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う複数の露光ユニット(100)と、前記複数の露光ユニット(100)の任意の露光ユニット(100)に対して分離及び一体化が可能で、いずれかの前記露光ユニット(100)と前記一体化した状態において、当該一体化された露光ユニット(100)において前記露光された基板に対して、当該基板の現像前に、所定の加熱処理を行う1以上のベーキングユニット(200)とを有する。(図5参照)
このような構成の基板処理システム(1)においては、ベーキングユニット(200)を、複数の露光ユニット(100)のいずれかの露光ユニット(100)に隣接して配置し、これと一体的な構成とすることにより、本発明に関わる露光装置が構成され、露光ユニット(100)において露光が行われた基板が、直ちに、すなわち引き置き時間が実質的に無い状態で、ベーキングユニット(200)に投入され、例えばPEB等の所定の加熱処理が行われることとなる。
【0014】
好適には、前記ベーキングユニット(200)の各々は、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持し、前記ベーキングユニット(200)とともに移動可能な所定のブース(300)内に設けられる。(図5参照)
また好適には、本発明の基板処理システム(1)は、搬送される前記所定の加熱処理が施された基板に対して、現像を行う現像ユニット(400)をさらに有する。(図5参照)
【0015】
なお、本欄においては、各構成に対して、添付図面に示されている対応する構成の符号を記載したが、これはあくまでも理解を容易にするためのものであって、何ら本発明に係る手段が添付図面を参照して後述する実施の形態の態様に限定されることを示すものではない。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。
本実施の形態においては、電子デバイスの製造工程、特にフォトリソグラフィ工程において用いる装置及びシステムであって、露光後現像前に行なう現像前ベーキング処理(PEB(Post−Exposure Baking)処理)を行なうベーキング装置を具備する露光装置と、その露光装置を使用して露光からPEBまで、あるいは現像までを行なう電子デバイスの製造システムとを例示し、本発明を説明する。
【0017】
露光装置
まず、そのような露光装置について説明する。
図1は、本実施の形態の露光装置の全体の構成を概略的に示す図である。
図1に示すように、露光装置10は、露光ユニット100、基板搬送ユニット190、ベーキングユニット200、基板収容ユニット290及びケミカルブース300を有する。
【0018】
露光ユニット100は、順次投入される予めフォトレジストが塗布されたウエハに対して、所望のパターンが形成されたマスクを介して光を照射することにより、露光を行いマスクに形成されたパターンをウエハに転写する。
そのために露光ユニット100は、紫外パルス光等の光を発生する例えばArFエキシマレーザ等の光源、発生された光を整形及び照度の均一化等を行いながらレチクルステージに保持されたレチクルに照射する照明光学系、照射された光によるレチクルのパターンの像を所定の倍率で縮小してウエハに投影する投影光学系等の構成を有する。また、露光ユニット100は、露光対象のウエハを保持しその位置制御等を行うウエハステージ、ウエハホルダ及びそれらの制御系及び駆動系、投入されるロットごとのウエハを例えばウエハカセット等より順次取り出して搬送しウエハホルダに載置するウエハローダ、及び、露光の終了したウエハをウエハホルダより回収するウエハアンローダ等の、ウエハの搬送、設置、移動等を行うウエハ搬送機構を有する。
なお、本実施の形態においては、露光ユニット100は、線幅が100nm程度の非常に微細なパターンを転写するものである。
【0019】
基板搬送ユニット190は、露光ユニット100において露光の終了したウエハを、ベーキングユニット200に直接投入するための基板移動機構である。
基板搬送ユニット190は、露光ユニット100のアンローダより露光の終了したウエハを受け取り、これを搬送してベーキングユニット200に投入する。より具体的には、基板搬送ユニット190は、ウエハをベーキングユニット200に搬送し、後述するベーキングユニット200の冷却部230のクーリングプレート232上に載置する。
なお、基板搬送ユニット190は、特許請求の範囲に記載の第1の基板移動手段に相当する。
【0020】
ベーキングユニット200は、露光の終了したウエハに対してPEBを行うためのベーキング装置であり、図1に示すように、露光ユニット100に隣接した位置に実質的に露光ユニット100と一体的に配置される。これにより、露光ユニット100において露光の終了したウエハが直ちにベーキングユニット200に投入され、実質的に引き置き時間無くしてPEBが行われる。
ベーキングユニット200について、図2を参照して詳細に説明する。
ベーキングユニット200は、加熱部210、冷却部230及び基板搬送部250を有する。
【0021】
加熱部210は、投入されたウエハを所定の温度に加熱し、ベーキングする。加熱部210は、ウエハを載置するための0.1mm〜0.2mm程度の高さのピンが設けられた平坦な金属プレート(ホットプレート)212を有し、ウエハはこのピンの上に載置される。そして加熱部210は、この金属プレートをヒータにより加熱する。その結果、ウエハは、実質的に非接触でホットプレート212上に保持されながら、ホットプレート212との間隔は僅かなのでホットプレート212からの熱により直接的に加熱され、ベーキングされることとなる。
また、載置されたウエハを含むホットプレート212上の空間は、ホットプレート密閉ケース214により覆われており、これにより、ウエハ周囲の雰囲気を所定の高温に保つとともに、温度の空間的なばらつきを解消するようになっている。
なお、本実施の形態の加熱部210は、60℃〜200℃の間の任意の温度で、温度変動が±0.2℃以内、面内温度差が±0.2℃以内となるようにホットプレート212の温度を制御する。
【0022】
冷却部230は、加熱部210により加熱されたウエハを冷却する。冷却部230も加熱部210と同様の構成を有しており、具備するピン上にウエハが載置されることにより平坦な金属プレート(クーリングプレート)232上に実質的に非接触でウエハを保持する。そして、ウエハを、少なくとも室温に保たれた近接するクーリングプレート232及び室内雰囲気中にさらすことにより、これを冷却する。なお、クーリングプレート232は、ベーキング後の高温のウエハの放熱による温度上昇を防ぐために、例えば冷却水の循環等により所定の低温度に維持される。
なお、露光ユニット100よりベーキングユニット200に投入されたウエハは、一旦冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。そして、加熱部210に移動されてベーキングされた後、再度移動されてクーリングプレート232上に載置され冷却される。
【0023】
なお、本実施の形態では、ホットプレート212とクーリングプレート232とをそれぞれ1つずつ設けるものとしたが、ホットプレート212とクーリングプレート232との少なくとも一方を複数設けることで、複数のウエハを並列処理可能としてもよい。また、本実施の形態では、露光が終了したウエハをホットプレート212に搬送する前にクーリングプレート232上に載置するものとしたが、一次的にウエハを載置するバッファ部を別に設け、このバッファ部を経由してホットプレート212にウエハを搬送することで、ベーキングユニット200での単位時間当たりの処理枚数を増やすようにしてもよい。
【0024】
基板搬送部250は、ベーキングユニット200内の加熱部210と冷却部230の間のウエハの搬送を行うための機構である。
前述したように、露光の終了したウエハは、基板搬送ユニット190の動作により、まず冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。基板搬送部250は、これを吸着保持して加熱部210に搬送し、ホットプレート212の所定の場所に載置する。
また、基板搬送部250は、加熱部210におけるベーキングが終了したウエハをホットプレート212上より取り出し、これを冷却部230に搬送し、クーリングプレート232上に載置し、冷却処理に供する。
なお、基板搬送部250は、特許請求の範囲に記載の第1の基板移動手段に相当する。
【0025】
このような構成のベーキングユニット200には、その筐体にキャスタ202が設けられており、例えばクリーンルーム内等の露光装置10が設置されている室内を任意に移動できる。従って、任意の露光ユニット100に対してベーキングユニット200を隣接して一体的に設置し、これと組み合わせて露光装置10を構成することが容易にできる。
また、ベーキングユニット200は、ケミカルブース300内に収容されて配置される。そして、露光ユニット100からのウエハは、基板搬送ユニット190により直ちにケミカルブース300内に移動され、このケミカルブース300内でベーキングユニット200により、加熱部210による加熱、冷却部230による冷却を含む一連のPEB処理が行われる。
【0026】
基板収容ユニット290は、PEBの終了したウエハを順次ウエハカセットに収容する。PEBの終了したウエハは、ベーキングユニット200の冷却部230のクーリングプレート232上で冷却され載置されている。基板収容ユニット290は、これを例えば吸着する等して保持し、所定の位置に設けられたウエハカセット310に順次収容する。
なお、基板収容ユニット290は、特許請求の範囲に記載の第3の基板移動手段に相当する。
【0027】
なお、本実施の形態では、ベーキングユニット200でPEBが行われたウエハをウエハカセット310に収納する基板収納ユニット290を設けるものとしたが、例えばベーキングユニット200の一部にウエハカセット310の載置台を設ける、あるいはベーキングユニット200に隣接してその載置台を設置することで、前述の基板搬送部250を用いてクーリングプレート232上のウエハをウエハカセット310に収納可能としてもよい。すなわち、基板収納ユニット290を設けることなく基板搬送部250を兼用しても構わない。
【0028】
ケミカルブース300は、内部とクリーンルーム等の室内である外部とケミカルブース300の内部とを空間的及び化学的に相互に干渉しないように分離し、内部に設置されるベーキングユニット200の周囲の雰囲気を維持するためのブースである。ベーキングユニット200は、このようなケミカルブース300の内部で、外部と分離して前述したようなPEB処理を行う。
なお、本実施の形態では、ケミカルブース300はその内部のクリーン度が外部(クリーンルーム内)よりも高くなっている。また、ケミカルブース300はその内部で温度制御された気体(例えば、化学的にクリーンなドライエア)が循環されることが好ましい。このとき、ケミカルブース300内に気体を供給する専用の空調装置を設けてもよいし、あるいは露光装置の空調装置を兼用してもよい。
【0029】
また、ケミカルブース300には、図3に示すように、内部の雰囲気に接触せずに外部より作業者が任意の手作業を行うことができるインナー手袋330を有する。PEBの終了したウエハが収容されたウエハカセット310は、このインナー手袋330を介した作業者の手作業により、さらにケミカルボックス320に収容される。
なお、作業者の代わりに搬送装置を設け、これによりウエハカセット310をケミカルボックス320に自動搬入してもよい。なお、搬送装置は、前述した基板搬送部250又は基板収納ユニット290等で兼用してもよいし、別に設けてもよい。
【0030】
また、ケミカルブース300には、図1に示すように、キャスタ302が設けられており、これによりベーキングユニット200と一体的に、換言すればベーキングユニット200を内部に収容した状態で、例えばクリーンルーム内等の露光ユニット100が設置されている室内を任意に移動できる。すなわち、ケミカルブース300内に保持した状態で、ベーキングユニット200を任意の他の露光ユニットに隣接する位置に移動し、その露光ユニットと一体的な構成とすることができる。
【0031】
なお、このような構成の露光ユニット100により露光及びPEBが行われたロットごとのウエハは、ウエハカセット310ごとさらにケミカルボックス320に収容されて、デベロッパによる現像等の後段の工程に投入される。
このとき、デベロッパ等へのケミカルボックス320の運搬は、作業者が行ってもよいし、搬送手段(例えば、クリーンルームの天井に敷設される搬送系、又はクリーンルームの床面を自走する搬送車等)を用いてもよい。
なお、ケミカルボックス320は、移動する際にウエハを外気にさらさないように、内部を空間的、化学的に分離して密閉する持ち運び用のウエハカセット310の収容ケースである。
なお、本実施の形態では、ウエハカセット310がケミカルボックス320に収納された状態でケミカルブース300から取り出されて現像工程等の次工程に投入されるものとしたが、例えば内部の洗浄度が高く維持される密閉型の収納容器をウエハカセット310として採用することで、ケミカルボックス320を用いることなくウエハカセット310をそのままケミカルブース300から搬出できるようにしてもよい。
【0032】
次に、このような構成の露光装置10の動作の流れについて、図4に示すフローチャートを参照してまとめて説明する。
まず、露光装置10に投入されたロットごとの予めレジストが塗布されたウエハは、露光ユニット100にローディングされて順に露光される(ステップS11)。
露光が終了したウエハは、露光ユニット100のウエハアンローダ、基板搬送ユニット190を介して、直ちに、すなわちベーキング前の引き置き時間無くしてベーキングユニット200に投入され、まず、冷却部230のクーリングプレート232上に載置される。(ステップS12)
そして、ベーキングユニット200の基板搬送部250によりホットプレート212上に移動されて、ベーキング、すなわちPEBされる(ステップS13)。
【0033】
ベーキングが終了したウエハは、再度基板搬送部250により、ホットプレート212上からクーリングプレート232上に移動され(ステップS14)、クーリングプレート232上に所定の時間放置されて冷却される(ステップS15)。
冷却されたウエハは、基板収容ユニット290により、クーリングプレート232より搬送されて、所定の場所にセットされたウエハカセット310に順次収容される(ステップS16)。
ロットの全てのウエハにこれらの処理が行われたら、例えば作業者がケミカルブース300のインナー手袋330により作業する等して、ウエハが収容されたウエハカセット310をケミカルボックス320に収容する(ステップS17)。
さらに、作業者により、あるいは、さらなる搬送手段により、ケミカルボックス320はデベロッパに運ばれて、デベロッパにおける現像に供される(ステップS18)。
【0034】
このように、本実施の形態の露光装置10においては、露光処理を行う露光ユニットとPEB処理を行うベーキングユニットとが実質的に一体的に構成されているので、露光終了後PEB工程までに要する引き置き時間を短縮することができ、その結果、露光後のプロセス安定性が確保され、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0035】
また、ベーキングユニット200はケミカルブース300内に設けられており、物理的あるいは化学的な影響を外部から受けることなく、PEBを行うことができる。また、PEB後にデベロッパにウエハを搬送する際も、ウエハをケミカルボックス320(又は密閉型カセット)に収容して搬送しているので、この際にもウエハが物理的及び化学的な外部からの影響を受けることがなく、高精細で特性のバラツキが少ない高品質な電子デバイスを製造することができる。
【0036】
また、本実施の形態の露光装置10のベーキングユニット200においては、加熱部210をホットプレート密閉ケース214により被覆している。従って、ホットプレート密閉ケース214内の温度の分布のばらつきをより少なくすることができ、より適切なPEBを行うことができる。
【0037】
なお、このようにしてPEBを行ったウエハは、最終的にはケミカルボックス320に収容されてデベロッパに搬送されて現像を行うこととなり、この搬送の際に待ち時間が生じるが、例え同じ待機時間が生じるとしても、露光直後のPEB前の状態で待機させられるのと、PEBを行ってから現像前に待機させられるのとでは、後者の方がレジストパターンの影響は遥かに小さい。従って、例えばデベロッパまでをも一体化しなくとも、本実施の形態のようにベーキングユニット200のみを露光ユニット100に一体化する構成のみで、十分にレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0038】
また、従来は、デベロッパに具備されたベーキング装置によりPEBを行うような構成が取られる場合が多かったが、本実施の形態のような構成とすれば、デベロッパでは現像のみを行えばよくPEBを行う必要がなくなる。従って、デベロッパにおけるウエハごとの処理時間が50%程度大幅に短縮される。その結果、デベロッパの混雑により生じる待機時間は大幅に短縮されることとなり、結局、現像に至るまでの全体の待機時間も短縮され、その点からも形成したパターンの線幅の維持及び均一化が図れる。
【0039】
電子デバイス製造システム
次に、このような露光装置10を用いた本発明に関わる電子デバイスの製造システムについて、図5を参照して説明する。
以下に説明する電子デバイス製造システムは、電子デバイスの製造工程中において露光から現像までのフォトリソグラフィ工程を行うシステムであって、本発明の基板処理システムに相当するシステムである。
図5は、その電子デバイス製造システム1の構成を示す図である。
図示のごとく、電子デバイス製造システム1は、3つの露光ユニット100−1〜100−3、1つのベーキングユニット200、1つのケミカルブース300及び1つのデベロッパ400を有する。
なお、この電子デバイス製造システム1は、1つのクリーンルーム内に構成されるものとする。
【0040】
3つの露光ユニット100−1〜100−3の各々は、前述した本実施の形態の露光装置10の露光ユニット100と同一の構成を有する。換言すれば、露光ユニット100−1〜100−3は、露光のみを行う従来の通常の露光装置である。
【0041】
ベーキングユニット200及びケミカルブース300も、各々前述したベーキングユニット及びケミカルブースと同一の構成を有する。
また、ベーキングユニット200はケミカルブース300の中に設置されており、これが露光ユニット100に隣接して一体的に配置されることにより、前述した露光装置10が構成される。
また、ベーキングユニット200及びケミカルブース300には各々キャスタが設けられており、ベーキングユニット200をケミカルブース300内に設置した状態で一体的に、これらは露光ユニット100と分離して、クリーンルーム内を自由に移動可能である。
なお、ベーキングユニット200においてPEBの終了したウエハは、ウエハカセット310に収容され、これがさらにケミカルボックス320に収容されてデベロッパ400に搬送される。
【0042】
デベロッパ400は、露光装置10により露光され、PEBされ、ケミカルボックス320に収容されて搬入されるウエハを現像する。
【0043】
このような構成の電子デバイス製造システム1においては、3つの露光ユニット100に対して、ベーキングユニット200及びケミカルブース300は1つしか存在しない。しかしながら、ベーキングユニット200及びケミカルブース300はキャスタによりクリーンルーム内を自由に移動可能であり、露光ユニット100−1〜100−3の任意の露光ユニット100に隣接して配置することができる。
従って、必要に応じてベーキングユニット200及びケミカルブース300を移動し、実際に露光処理が行われる露光ユニット100−i(i=1〜3)に隣接する位置に配置する。そしてその結果、露光ユニット100−iを含む形態で露光装置10−iが構成されるので、これにより前述したように露光及びPEBの処理を行う。
露光及びPEBが終了したら、ウエハをウエハカセット310、さらにケミカルボックス320に収容して、デベロッパ400に搬送し、現像に供する。
【0044】
このように、電子デバイス製造システム1においては、露光ユニットに対してPEBを行うベーキングユニットが少ない場合には、ベーキングユニットを移動させて任意の露光ユニットに隣接して配置して実質的に連結する、すなわち一体化することができる。そしてその結果、任意の露光ユニットに対してベーキングユニットを一体的に構成して、露光に引き続きPEBを行うことができる。すなわち、任意の露光ユニットにおいて、露光後、実質的に引き置き時間無しで直ちにPEBを行い、プロセス安定性を確保し、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができる。
【0045】
変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
【0046】
例えば、本発明の露光装置及び基板処理システムの構成は、前述した本実施の形態の露光装置10及び電子デバイス製造システム1の構成に限定されるものではない。
具体的には、PEBを行うベーキングユニットは、本実施の形態のように分離可能な状態で露光ユニットと実質的に一体的に構成するようにしてもよいし、露光ユニットと分離不可能に一体的に構成するようにしてもよい。
また、ケミカルブース300には、ベーキングユニット200とウエハカセット310のみを配置するだけでもよい。
【0047】
また、露光ユニット100のウエハローダ、アンローダ、基板搬送ユニット190、ベーキングユニット200の基板搬送部250、及び、基板収容ユニット290等のウエハのハンドリングを行う各手段の構成も、本実施の形態の構成に限られるものではない。これらの各手段は、統合可能なものは統合した構成としてもよいし、その動作範囲、動作の分担を適宜変更してもよいし、また必要性に応じて除外したり、あるいは、さらなる別の手段を設けるようにしてもよい。例えば、基板搬送ユニット190を設けないで露光ユニット100のウエハ搬送機構、又はベーキングユニット200の基板搬送部250で兼用してもよい。
また、その結果、ウエハの搬送方法、移動方法が変わることとなっても何ら差し支えない。例えば、露光ユニット100におけるウエハ処理の終了後、露光ユニット100のウエハアンローダによりいったんウエハカセットに露光済みウエハを収容した後に、ベーキングユニット200において、再度露光ユニット100のウエハローダと同様の構成により、ウエハカセットよりウエハを取り出してベーキングユニット200にセットするようにしてもよい。また、そのウエハのベーキングユニット200へのセットは、例えば作業者がバキュームピンセット等を用いて一部の制御を手作業により行うようにしてもよい。
本発明の趣旨は、露光ユニット100とベーキングユニット200が隣接されて一体的に配置され、これにより露光後に直ちにPEB処理が可能となることにあり、その範囲内でこれらウエハのハンドリング手段の構成は、任意に決定してよい。
【0048】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、露光後のPEB工程までの引き置き時間を無くし、引き置き時間に基づくパターンの影響を無くし、レジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、ひいては、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような露光装置を提供することができる。
また、露光からPEBに至る処理を、露光後の引き置き時間を無くし、これによるパターンの劣化、ばらつきを無くすことによりレジストプロセスのパターンプロファイルを安定に保つことができ、これにより、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるようにウエハ等の基板を処理する基板処理方法を提供することができる。
さらに、所望の露光からPEBまでの処理をそのように適切に行い、高精細な電子デバイスを高い歩留まりで製造することができるような基板処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態の露光装置の全体構成を示す図である。
【図2】図2は、図1に示した露光装置のベーキングユニットの構成を示す図である。
【図3】図3は、図1に示した露光装置のケミカルブースに設けられたインナー手袋を説明するための図である。
【図4】図4は、図1に示した露光装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】図5は、図1に示した露光装置を適用した本発明に関わる電子デバイス製造システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
10…露光装置
100…露光ユニット
190…基板搬送ユニット
200…ベーキングユニット
210…加熱部
212…ホットプレート
214…ホットプレート密閉ケース
230…冷却部
232…クーリングプレート
250…基板搬送部
290…基板収容ユニット
300…ケミカルブース
330…インナー手袋
310…ウエハカセット
320…ケミカルボックス
Claims (16)
- 感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う露光ユニットと、
前記露光された基板に、現像前に、所定の加熱処理を施す、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニットと
を有する露光装置。 - 前記ベーキングユニットは、
載置された前記露光された基板を加熱するホットプレートと、
載置された前記加熱された基板を冷却するクーリングプレートと
を有する請求項1に記載の露光装置。 - 前記ベーキングユニットは、前記ホットプレートから前記クーリングプレートへの前記基板の移動を含む、少なくとも当該ベーキングユニット内での前記基板の移動を行う第1の基板移動手段を有する
請求項2に記載の露光装置。 - 前記露光が終了した基板を、前記露光ユニットから移動して前記ベーキングユニットに投入する第2の基板移動手段
をさらに有する請求項1〜3のいずれかに記載の露光装置。 - 前記所定の加熱処理が施された基板を移動させ、所定のカセットに収容する第3の基板移動手段
をさらに有する請求項1〜4のいずれかに記載の露光装置。 - 前記ベーキングユニットは、前記露光ユニットに対して分離及び一体化が可能で、単独で移動可能である
請求項1〜5のいずれかに記載の露光装置。 - 前記ベーキングユニットは、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持する所定のブース内に設けられる
請求項1〜6のいずれかに記載の露光装置。 - 前記ベーキングユニットは、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持し、前記ベーキングユニットとともに移動可能な所定のブース内に設けられる
請求項6に記載の露光装置。 - 前記所定のブースは、作業者が手を外部より挿入し、前記所定の加熱処理が施された基板又は当該基板が収容されたカセットを外部と空間的に分離された所定の基板収容用具に収容する作業を、前記外部と遮断された所定の雰囲気中で行うためのインナー手袋を有する
請求項7又は8に記載の露光装置。 - 感光材料が塗布された基板に対して、所定の露光ユニットにおいて、フォトマスクを介して光を照射し露光を行う工程と、
前記露光された基板に対して、前記露光ユニットと実質的に一体的に構成されたベーキングユニットにおいて、現像前の所定の加熱処理を施す工程と
を有する基板処理方法。 - 前記所定の加熱処理を施す工程は、必要とされる程度に外部と遮断されて所望の雰囲気を維持する所定のブース内において行う
請求項10に記載の基板処理方法。 - 前記所定の加熱処理が施された基板を現像ユニットに搬送する工程と、
前記搬送された基板を、前記現像ユニットにおいて現像する工程と
をさらに有する請求項10又は11に記載の基板処理方法。 - 前記基板の搬送は、外部と空間的に分離された所定の基板収容用具に前記基板を収容して行う
請求項12に記載の基板処理方法。 - 感光材料が塗布された基板にフォトマスクを介して光を照射し露光を行う複数の露光ユニットと、
前記複数の露光ユニットの任意の露光ユニットに対して分離及び一体化が可能で、いずれかの前記露光ユニットと前記一体化した状態において、当該一体化された露光ユニットにおいて前記露光された基板に対して、当該基板の現像前に、所定の加熱処理を行う1以上のベーキングユニットと
を有する基板処理システム。 - 前記ベーキングユニットの各々は、必要とされる程度に外部と遮断されて所定の雰囲気を維持し、前記ベーキングユニットとともに移動可能な所定のブース内に設けられる
請求項14に記載の基板処理システム。 - 搬送される前記所定の加熱処理が施された基板に対して、現像を行う現像ユニット
をさらに有する請求項14又は15に記載の基板処理システム。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1705520A2 (en) | 2005-03-22 | 2006-09-27 | HITACHI VIA MECHANICS, Ltd. | Exposure apparatus and exposing method and method of manufacturing a printed wiring board |
JP2008098635A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置、リソグラフィ装置とプロセシングモジュールとの組合せ、及び、デバイス製造方法 |
-
2002
- 2002-08-01 JP JP2002224823A patent/JP2004071624A/ja active Pending
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EP1705520A2 (en) | 2005-03-22 | 2006-09-27 | HITACHI VIA MECHANICS, Ltd. | Exposure apparatus and exposing method and method of manufacturing a printed wiring board |
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