JP2585050B2

JP2585050B2 - 半導体製造装置及び処理方法

Info

Publication number: JP2585050B2
Application number: JP5328188A
Authority: JP
Inventors: 雅司森山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH01226002A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体製造装置及び処理方法に関する。

（従来の技術）被処理基板例えば半導体ウエハ表面にはフォトレジス
トを塗布した後に、上記フォトレジスト塗布膜中の溶剤
を揮発させ、感光装置で照射される紫外線による化学反
応効率を高めるためのプリベーク処理や、感光処理後の
耐エッチング性，接着性強化のためのポストベーク処理
にベーキング装置が使用される。このようなベーキング
装置は、例えば特開昭55-22832号公報により開示されて
いる。このベーキング処理では所定温度に制御された熱
板上に上記ウエハを載置して、このウエハを加熱するも
のであるが、上記熱板の温度が所定温度に制御されず温
度誤差が発生する場合があり、この場合、上記ウエハへ
正常なプリベーク・ポストベークが行なわれず、上記ウ
エハの歩留りの低下を招いていた。そのため、予め設定
した温度誤差以上の誤差が発生した場合に上記熱板の電
源をカットするという対処がなされていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記従来の技術では、予め設定した温度
誤差以上の誤差が発生した場合に上記熱板の電源をカッ
トするため、この温度誤差を修正した後に上記電源を入
れて再度上記熱板を所定温度まで上昇させなければなら
ず、これが数分〜数十分かかり、その間このベーキング
装置の稼働が停止していることとなり、装置の稼働効率
が低下してしまう問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、半導体製
造装置の稼働効率を向上させ、更に半導体の歩留まりの
低下を防止することを可能とした半導体製造装置及び処
理方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）請求項１の発明では、処理部を設定値で動作させる制
御手段と、この手段の動作設定値から所定値以上の誤差
が生じた場合に発生させる少なくとも１段階の警報手段
と、更に上記所定値を越えて設定した他の所定以上の誤
差が生じた場合に上記処理部の動作を停止する手段とを
具備したことを特徴とする半導体製造装置を得るもので
ある。

（作用）本発明は、処理部を設定値で動作させる制御手段と、
この手段の動作設定値から所定値以上の誤差が生じた場
合に発生させる少なくとも１段階の警報手段と、更に上
記所定値を越えて設定した他の所定値以上の誤差が生じ
た場合に上記処理部の動作を停止する手段とを具備した
ことにより、動作設定値から所定値以上の誤差が生じた
場合に発生させる少なくとも１段階の警報手段により、
上記誤差の発生をオペレーターに報告し、装置の停止を
行なわずに上記誤差を修正することができ、例えばベー
キング装置の熱板温度上昇による数分〜数十分間装置の
稼働が停止することはなく、装置の稼働効率を向上させ
ることができる。そして、更に上記所定値を越えて設定
した他の所定値以上の誤差が生じた場合に上記処理部の
動作を停止させるため、この装置の破損や半導体の歩留
まりの低下を防止することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明す
る。

半導体製造装置例えばベーキング装置（１）は、ベー
ス（２）の中央部に複数個例えば４個の処理部即ちステ
ージ（３）が直線状に配設され、このステージ（３）の
表面に半導体ウエハ（４）を保持例えば吸着保持可能に
設けられている。このステージ（３）の周囲には、上記
ベース（２）と断熱する如く断熱材（５）が設けられて
いる。また、この直線状に配設された４個のステージ
（３）には、直線状溝（６）が上記４個のステージ
（３）に２本平行に設けられ、この２本の溝（６）内に
上記ウエハ（４）を搬送するためのウォーキング・ビー
ム（７）が複数枚のウエハ（４）を同時搬送可能に設け
られている。このようなステージ（３）は加熱手段
（８）により所望する温度に加熱可能となっており、こ
の加熱手段（８）は電源（９）及び上記ステージ（３）
の温度上昇動作を停止可能な手段として電源スイッチ
（10）に連設し、この電源スイッチ（10）のON/OFFによ
り加熱に必要な電源（９）を供給自在としており、この
電源スイッチ（10）は制御手段（11）により上記ステー
ジ（３）の温度を所望する温度に設定する如くON/OFF制
御する構成となっている。この制御手段（11）には、上
記ステージ（３）の所望する加熱温度を設定可能となっ
ており、また、この設定した加熱温度からの少なくとも
１段階の温度のずれ量を設定可能となっている。この設
定した少なくとも１段階の温度のずれ量まで上記ステー
ジ（３）温度がずれた場合に動作させる警報手段（12）
と、上記制御手段（11）が連設している。また、上記制
御手段（11）はステージ（３）の温度を測定する温度モ
ニター（13）に接続し、この測定した温度と上記設定さ
れた加熱温度と比較して、上記警報手段（12）及び電源
スイッチ（10）を適宜動作可能としている。このように
してベーキング装置（１）が構成されている。

次に上述したベーキング装置（１）の動作を説明す
る。

まず、ステージ（３）の動作設定値即ち所望する加熱
温度を例えば120℃に設定し、更に、ウエハ（４）の良
好なベーキング処理を行なえる範囲の動作設定値からの
誤差即ち上記加熱温度120℃からのずれ例えば５℃を入
力する。このような加熱温度に対する誤差を少なくとも
１段階設定しておく。また更に、この少なくとも１段階
に設定した誤差からずれた温度即ち上記誤差より大きい
温度例えば10℃を入力する。そして、この設定した加熱
温度に基づいて制御されて電源スイッチ（10）をON状態
とする。これにより電源（９）が加熱手段（８）に電力
を供給し、上記ステージ（３）の温度を加熱温度である
120℃に制御する。

そして、上記ステージ（３）が120℃に制御された
後、第２図に示すベーキング装置（１）に上記ウエハ
（４）を搬送する。次に、上記ウエハ（４）を上記溝
（６）内に設けられた２本のウォーキング・ビーム
（７）の上昇・スライド移動・下降の動作により、直線
状に配設された４個のステージ（３）の第１のステージ
（3a）上までスライド搬送し、この第１のステージ（3
a）上で保持例えば吸着保持する。そして、予め加熱温
度として設定した120℃に上記ウエハ（４）を例えば30
秒加熱する。次に、上記ウォーキング・ビーム（７）の
上昇・スライド移動・下降の動作により上記加熱したウ
エハ（４）を第２のステージ（3b）へ、また、新たに前
工程から搬送されてきたウエハをこのウォーキング・ビ
ーム（７）により同時にスライド搬送し、再び30秒加熱
する。上記操作を第３のステージ（3c）及び第４のステ
ージ（3d）まで繰り返す。この操作を繰り返すことによ
り、上記の４ステージ（３）機構では120秒程度加熱す
ると、ウエハのベーキング処理終了数は１枚になり、後
から30秒毎に１枚ずつベーキング処理が終了する。この
ベーキング装置（１）が１ステージ機構であると、ウエ
ハ１枚に対し120秒ずつベーキング処理しなければなら
ず、スループットが低下するため、上記ステージ（３）
を複数個備えたベーキング装置（１）が主に使用されて
いる。

このようなベーキング処理が行なわれている間、上記
ステージ（３）は常時、温度モニター（13）により温度
状態を監視されている。この温度モニター（13）は、上
記ステージ（３）数の増加に伴ってこの温度モニター
（13）数も増加させ、各ステージ（３）単位で監視可能
となっている。この温度モニター（13）からの各ステー
ジ（３）の温度状態を上記制御手段（11）に電気信号に
て伝達する。この伝達された上記各ステージ（３）の温
度と、上記予め設定した動作設定値即ち所望する加熱温
度120℃とをこの制御手段（11）にて比較する。この
時、上記伝達された測定温度と上記設定した120℃とが
ほぼ同一温度である場合には、上記ベーキング処理は通
常通りに継続される。また、この比較により温度誤差を
検出し、この温度誤差が予め設定した温度のずれ量即ち
５℃以上である場合、警報手段（12）を動作させ、アラ
ーム表示やアラーム音を発生させてオペレーターに報告
する。また、この検出した温度誤差が上記設定した温度
のずれ量即ち５℃より大きい温度として入力した10℃以
上であった場合、上記警報手段（12）を動作させてアラ
ーム表示やアラーム音を発生させ、更にこの制御手段
（11）により電源スイッチ（10）を制御してOFF状態に
設定し、上記電源（９）から加熱手段（８）への電力の
供給をカットして、上記ステージ（３）の加熱を停止す
る。

上記温度誤差が５℃以上で10℃未満の場合には、上記
警報手段（12）を動作させるが、上記ベーキング処理は
通常通り行なわれ、この状態で温度誤差の修正を行な
う。この温度誤差の修正の際、この多少の誤差でも上記
ウエハ（４）のベーキング処理を行なわないように、例
えば上記ステージ（３）上に載置して加熱されているウ
エハ（４）を上記ウォーキング・ビーム（７）の上昇に
よりステージ（３）から離脱させた状態でこのウォーキ
ング・ビーム（７）の搬送を停止しておいてもよい。こ
のように温度誤差が５℃以上で10℃未満の場合、装置性
能上等の誤差と考えられ、上記電源をカットせずに誤差
の修正のみで再びベーキング処理を行なう。

上記温度誤差が10℃以上である場合、装置性能上の誤
差以外に他のトラブル例えばステージ（３）の温度を所
定温度に保つためのON/OFFを行なうリレー等の故障が考
えられ、この状態でベーキング処理を行なっていると、
上記ウエハ（４）のダメージによる歩留まりの低下或い
は装置の破損が生じる恐れがあるため、上記電源スイッ
チ（10）をOFF状態とすることにより電源（９）の供給
を停止し、それ以上ステージ（３）の温度上昇が発生し
ないようにする。この時、上記ステージ（３）上へのウ
エハ（４）の搬送は停止し、また、ステージ（３）上に
載置されているウエハ（４）は上記ウォーキング・ビー
ムの上昇によりステージ（３）上から離脱させる。そし
て、上記温度誤差の修正及びトラブルの原因を除去した
後、再び電源スイッチ（10）をON状態とし、上記加熱手
段（８）に電源（９）から電力を供給してステージ
（３）の温度を上昇させる。

この場合、上記温度誤差が５℃以上10℃未満の時、上
記のようにウエハ（４）の搬送を停止するる構成として
おくことにより、上記電源スイッチ（10）をON状態とし
てステージ（３）温度を上昇させ、上記誤差温度が５℃
未満となった時、自動的にウエハ（４）がベーキング装
置（１）に搬送され、ベーキング処理開始のスイッチと
しても機能させることができる。

上記実施例では少なくとも１段階の加熱温度に対する
誤差として１段階設定の実施例について説明したが、こ
れに限定するものではない。また、少なくとも１段階の
加熱温度に対する誤差として５℃と設定し、また、この
温度を越えて設定した誤差として10℃に設定して説明し
たが、これに限定するものではなく、装置の性能等を考
慮して適宜設定する。

以上述べたようにこの実施例によれば、少なくとも１
段階の加熱温度に対する誤差が発生した場合にステージ
への電力の供給を停止せずに温度誤差の修正を行なうこ
とができるため、この誤差を修正し、直ちにウエハのベ
ーキング処理を行なうことができるため、上記電力の供
給を停止した場合の、所定温度までステージ温度が上昇
する数分〜数十分の間、装置を停止しておくことはな
く、装置の稼働効率を向上させることが可能となる。

そして、更に上記加熱温度を越えて設定した他の誤差
温度以上の誤差が生じた場合に電力の供給を停止させる
ため、この装置の破損やウエハ歩留まりの低下を防止す
ることができる。

次に、他の実施例を第３図を参照して説明する。

半導体ウエハの製造工程のレジスト塗布工程及び現像
工程には、主にスピンナーが使用される。このスピンナ
ーを使用した例えば現像装置は、主に半導体ウエハ（1
4）に現像液または洗浄液を供給する供給部（15）と、
この供給部（15）から上記ウエハ（14）上に供給された
現像液または洗浄液による処理を行なう処理部（16）か
ら構成されている。

上記処理部（16）には、上記ウエハ（14）を載置固定
するために真空吸着機構が内蔵されたチャック（17）が
設けられている。このチャック（17）は、スピンモータ
ー（18）に連設しており、所望する回転数で回転可能と
されている。このチャック（17）に載置されたれウエハ
（14）を囲むように有底円筒形のカップ（19）が設けら
れている。このカップ（19）の底部には、上記現像液ま
たは洗浄液を排出する排出管（20）及び、上記カップ内
の排気を行なう排気管（21）が設けられている。また、
上記スピンモーター（18）には回転数検出機構例えばタ
コジェネレータによる回転数モニター（22）が設けら
れ、この回転数モニター（22）からの回転数出力信号を
制御手段（23）に伝達可能とされている。この制御手段
（23）には上記スピンモーター（18）の所望回転数を設
定可能となっており、また、この設定回転数からの少な
くとも１段階の回転数のずれ量を設定可能となってい
る。この設定した少なくとも１段階の回転数のずれ量ま
で上記スピンモーター（18）の回転数がずれた場合に動
作させる警報手段（24）と、上記制御手段（22）が連設
している。また、この制御手段（23）は、上記回転数モ
ニター（22）により測定した回転数に応じて上記警報手
段（24）及び、上記スピンモーター（18）の駆動電源
（25）をON/OFFする電源スイッチ（26）を適宜動作可能
となっている。

また、上記供給部（15）には、現像液を上記ウエハ
（14）上に供給するためのスプレーノズル（27）及び洗
浄液を上記ウエハ（14）上に供給するための洗浄液ノズ
ル（28）が、上記ウエハ（14）上方に配置しており、こ
のスプレーノズル（27）は図示しない現像液供給源に、
また、上記洗浄液ノズル（28）は図示しない洗浄液供給
源に夫々連設している。このようにして現像装置が構成
されている。

次に、上述した現像装置の動作を説明する。

まず、スピンモーター（18）の動作設定値即ち所望す
るシーケンスを制御手段（23）に入力する。このシーケ
ンスには、現像液及び洗浄液の流出時間や、この時の上
記スピンモーター（18）の回転数等の値であり、このシ
ーケンスの設定の他、ウエハ（14）の現像むらの発生等
の問題が発生しない程度の上記シーケンスからの回転数
誤差例えば10％を設定する。このような設定シーケンス
に対する誤差を少なくとも１段階設定しておく。また、
更に、この少なくとも１段階に設定した誤差からずれた
回転数即ち上記誤差より大きい範囲例えば30％を入力す
る。そして、この設定したシーケンスに基づいて制御さ
れて電源スイッチ（26）をON状態とする。これにより電
源（９）が上記スピンモーター（18）に電力を供給し、
チャック（17）を介して上記ウエハ（14）を回転させて
現像処理が行なわれる。この現像処理は、例えばスプレ
ーノズル（27）から現像液を所定の液量にて上記ウエハ
（14）表面に供給する。

そして上記スピンモーター（18）によりこのウエハ
（14）を例えば1000rpm.で回転させ、上記現像液の供給
を停止した後、低回転例えば30rpm.で数秒例えば60秒回
転させる。次に洗浄液ノズル（28）から洗浄液を上記ウ
エハ（14）表面に供給し、高回転例えば2000rpm.で回転
させる。そして、更に高回転例えば4000rpm.でウエハ
（14）を数秒例えば10秒程度回転させて乾燥させ現像処
理を終える。このような現像処理が行なわれている間、
上記スピンモーター（18）は常時回転数モニター（22）
により回転数が監視されている。この回転数モニター
（22）からの回転数を上記制御手段（23）に電気信号に
て伝達する。この伝達された回転数と、上記予め設定し
た回転数誤差即ち10％とをこの制御手段（23）にて比較
する。この時、伝達された回転数と上記設定したシーケ
ンスの回転数とほぼ同一である場合には、上記現像処理
は通常通りに継続される。また、この比較により回転数
誤差を検出し、この回転数誤差が予め設定した回転数の
誤差即ち10％以上である場合、警報手段（24）を動作さ
せ、アラーム表示やアラーム音を発生させてオペレータ
ーへ報告する。また、この検出した回転数誤差がこの10
％を越え、上記入力した30％以上であった場合、上記警
報手段（24）を動作させてアラーム表示やアラーム音を
発生させ、更にこの制御手段（23）により電源スイッチ
（26）を制御してOFF状態に設定し、電源（25）からの
駆動用電力をカットして上記スピンモーター（18）の回
転を停止する上記回転数誤差が10％以上で30％未満の場合には、上
記警報手段（24）を動作させるが、上記現像処理は通常
通り行なわれ、この状態で回転数誤差の修正を行なう。
この10％未満の回転数誤差でも現像処理を行なわない場
合には、例えば現像装置のウエハ（14）の搬送系を一時
停止させておいてもよい。このように回転数誤差が10％
以上で30％未満の場合、上記スピンモーター（18）性能
上の誤差と考えられ、上記電源（25）をカットせずに上
記回転数誤差の修正のみで再び現像処理を行なう。

上記温度誤差が30％以上である場合、上記スピンモー
ター（18）の性能上の誤差以外に他のトラブルを例えば
ノイズの影響による上記スピンモーター（18）の暴走等
が考えられ、この状態でこのスピンモーター（18）を回
転させていると異常加熱等により線材が断線する他、こ
のスピンモーター（18）の破損等が発生する恐れがある
ため、上記電源スイッチ（26）をOFFとすることにより
電源（25）からスピンモーター（18）への電力の供給を
停止し、それ以上スピンモーター（18）の回転上昇が生
じないようにする。この時、ウエハ（14）の搬送は停止
させ、修正及び上記トラブルの原因を除去した後、再び
上記電源スイッチ（26）をON状態とし、電源（25）から
スピンモーター（18）への電力の供給を再開して現像処
理を行なう。

上記実施例では回転数の誤差として、10％及び30％と
して説明したが、これに限定するものではなく、適宜設
定してもよい。また、％表示とせずに回転数表示として
も同様な効果を得ることができる。

また、上記実施例ではスピンナーを使用する処理とし
て現像処理を例に上げて説明したが、これに限定するも
のではなく、回転数精度を必要とするレジスト塗布処理
でも同様な効果を得ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、少なくとも１
段階の、シーケンスに対する回転誤差が生じた場合にス
ピンモーターへの電力の供給を停止せずに回転数誤差の
修正を行なうことができるため、ウエハの歩留まりの低
下を防止することが可能となる。そして、更に上記誤差
を越えて設定した回転数誤差以上の誤差が生じた場合に
スピンモーターの電力の供給を停止させるため、異常加
熱による線材の断線や、スピンモーターの破損等を防止
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、処理部を設定値
で動作させる制御手段と、この手段の動作設定値から所
定値以上の誤差が生じた場合に発生させる少なくとも１
段階の警報手段と、更に上記所定値を越えて設定した他
の所定値以上の誤差が生じた場合に上記処理部の動作を
停止する手段とを具備したことにより、動作設定値から
所定値以上の誤差が生じた場合に発生させる少なくとも
１段階の警報手段により、上記誤差の発生をオペレータ
ーに報告し、装置の停止を行なわずに上記誤差を修正す
ることができ、半導体の歩留まりの低下を防止すること
ができる。そして、更に上記所定値を越えて設定した他
の所定値以上の誤差が発生した場合に上記処理部の動作
を停止させるため、装置の破損を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのベーキ
ング装置の構成図、第２図は第１図のベーキング処理説
明図、第３図は本発明装置の他の実施例を説明するため
の現像装置の構成図である。 4,14……ウエハ、８……加熱手段 9,25……電源、10,26……電源スイッチ 11,23……制御手段、12,24……警報手段 13……温度モニター、22……回転数モニター

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理部を設定値で動作させる制御手段と、
この制御手段の動作設定値から所定値以上の誤差が生じ
た場合に発生させる少なくとも１段階の警報手段と、更
に上記設定値を越えて設定した他の所定値以上の誤差が
生じた場合に上記処理部の動作を停止する手段とを具備
したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】被処理体を所定の設定値で加熱処理又は／
及び回転処理するよう制御する工程と、前記処理される被処理体の動作値と前記設定値とを比較
し、予め前記設定値を基準とし定められた第１の値以上
の誤差になった際、警報を発する工程と、前記第１の値以上の誤差を生じ、予め前記設定値を基準
とし定められた第２の値以上の誤差になった際、前記処
理を停止する工程と、を具備する処理方法。
【請求項３】被処理体を所定の設定値で加熱処理又は／
及び回転処理するよう制御する工程と、前記処理される被処理体の動作値と前記設定値とを比較
し、予め前記設定値を基準とし定められた第１の値以上
の誤差になった際、警報を発する工程と、前記第１の値以上の誤差を生じ、予め前記設定値を基準
とし定められた第２の値以上の誤差になった際、前記処
理を停止する工程と、を具備し、前記警報を発する工程
中、前記被処理体の処理は続行されることを特徴とする
処理方法。
【請求項４】前記警報を発する工程の際の警報は、表示
又は／及び音を発することを特徴とする請求項２又は３
の処理方法。