JP3278988B2 - シランカップリング剤を用いた基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
シランカップリング剤を用いた基板処理方法及び基板処理装置Info
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- JP3278988B2 JP3278988B2 JP18901393A JP18901393A JP3278988B2 JP 3278988 B2 JP3278988 B2 JP 3278988B2 JP 18901393 A JP18901393 A JP 18901393A JP 18901393 A JP18901393 A JP 18901393A JP 3278988 B2 JP3278988 B2 JP 3278988B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シランカップリング剤
を用いた基板処理方法及び基板処理装置に関する。本発
明は、例えば、Ｓｉ半導体基板を処理する基板処理方
法、及び基板処理装置として用いることができる。
を用いた基板処理方法及び基板処理装置に関する。本発
明は、例えば、Ｓｉ半導体基板を処理する基板処理方
法、及び基板処理装置として用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、Ｓｉ基板は、この上にレジス
ト塗布を行う場合にレジストの密着性を良好にするなど
の目的で、前処理が行われる。一般に、ＨＭＤＳ（ヘキ
サメチルジシラザン）を代表とするシランカップリング
剤によりＳｉ基板表面を処理して、表面を疎水性にし、
レジストと基板表面との親和性を高める。
ト塗布を行う場合にレジストの密着性を良好にするなど
の目的で、前処理が行われる。一般に、ＨＭＤＳ（ヘキ
サメチルジシラザン）を代表とするシランカップリング
剤によりＳｉ基板表面を処理して、表面を疎水性にし、
レジストと基板表面との親和性を高める。
【０００３】ところで従来、レジストコート前のＨＭＤ
Ｓ処理は、レジストの密着性が最も低い基板に対して処
理時間を決め、どの基板に対しても同一の処理時間でＨ
ＭＤＳ処理していた。従って、処理時間は長めに設定す
る必要があった。この処理時間で密着性の高い基板をＨ
ＭＤＳ処理すると、短時間で基板表面にＨＭＤＳの置換
付着が完了し、更にこれに加えて、置換付着したＨＭＤ
Ｓの上に基板表面とは直接結合しないＨＭＤＳが積層付
着する。
Ｓ処理は、レジストの密着性が最も低い基板に対して処
理時間を決め、どの基板に対しても同一の処理時間でＨ
ＭＤＳ処理していた。従って、処理時間は長めに設定す
る必要があった。この処理時間で密着性の高い基板をＨ
ＭＤＳ処理すると、短時間で基板表面にＨＭＤＳの置換
付着が完了し、更にこれに加えて、置換付着したＨＭＤ
Ｓの上に基板表面とは直接結合しないＨＭＤＳが積層付
着する。
【０００４】この積層付着したＨＭＤＳは活性であるた
め、レジストコートしレジスト層を形成した後の露光の
とき、露光光によって積層付着したＨＭＤＳが解離しＮ
Ｈ3ガスを発生させる。このときのＮＨ3 ガスは、レジ
スト層のポリママトリックスの間を透過しないため、レ
ジスト層を基板界面から押し上げ、レジスト層を飛散さ
せ、レジスト発泡という問題を引き起こす。
め、レジストコートしレジスト層を形成した後の露光の
とき、露光光によって積層付着したＨＭＤＳが解離しＮ
Ｈ3ガスを発生させる。このときのＮＨ3 ガスは、レジ
スト層のポリママトリックスの間を透過しないため、レ
ジスト層を基板界面から押し上げ、レジスト層を飛散さ
せ、レジスト発泡という問題を引き起こす。
【０００５】つまり、どのような基板に対しても必ずし
もＨＭＤＳを適正に置換付着させていないため、密着性
の高い基板に対しては積層付着したＨＭＳＤがレジスト
発泡を引き起こし、レジストパターン形成を損ない不良
の原因となっていた。
もＨＭＤＳを適正に置換付着させていないため、密着性
の高い基板に対しては積層付着したＨＭＳＤがレジスト
発泡を引き起こし、レジストパターン形成を損ない不良
の原因となっていた。
【０００６】以下この問題について更に説明する。一般
的にＨＭＤＳ処理は、図６に示すように、ＨＭＤＳ処理
（１）、レジストコート（２）、露光（３）、現像
（４）といった一連のリソグラフィ工程の一つである。
図６中、符号１は被処理基板、２はチャンバ（処理
室）、３は処理ガスであるＨＭＤＳ、４はレジスト層、
５は露光されたレジスト層であって、この図６はＨＭＤ
Ｓ処理及びレジストパターニング工程を模式的に示して
いる。このＨＭＤＳ処理は、現像時にレジストパターン
が基板から脱離するのを防止し、レジスト層と基板表面
との密着性を向上させる目的で、レジストコートに先立
って基板表面にＨＭＤＳを付着させるものである。
的にＨＭＤＳ処理は、図６に示すように、ＨＭＤＳ処理
（１）、レジストコート（２）、露光（３）、現像
（４）といった一連のリソグラフィ工程の一つである。
図６中、符号１は被処理基板、２はチャンバ（処理
室）、３は処理ガスであるＨＭＤＳ、４はレジスト層、
５は露光されたレジスト層であって、この図６はＨＭＤ
Ｓ処理及びレジストパターニング工程を模式的に示して
いる。このＨＭＤＳ処理は、現像時にレジストパターン
が基板から脱離するのを防止し、レジスト層と基板表面
との密着性を向上させる目的で、レジストコートに先立
って基板表面にＨＭＤＳを付着させるものである。
【０００７】ＨＭＤＳ処理における表面状態を図７に示
す。基板表面の終端はＳｉに結合したＯＨ基になってお
り、これは現像時のレジストの密着性を阻害する。この
ＨはＨＭＤＳ処理するとＨＭＤＳの（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−
基で置換され、脱ＮＨ3 反応を生じ、次式で示すように
ＮＨ3 ガスを発生させながら置換付着する。
す。基板表面の終端はＳｉに結合したＯＨ基になってお
り、これは現像時のレジストの密着性を阻害する。この
ＨはＨＭＤＳ処理するとＨＭＤＳの（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−
基で置換され、脱ＮＨ3 反応を生じ、次式で示すように
ＮＨ3 ガスを発生させながら置換付着する。
【０００８】
【化２】
【０００９】この反応は図４に示すように、基板表面に
（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−基が置換されるのに従い、ＨＭＤＳ
チャンバ内のＮＨ3 ガス濃度IIが増加し、最終的には基
板全面が置換されるとこの反応は終了し、ＮＨ3 ガス濃
度は一定値となり飽和する（図４中、Ｐ2 で飽和点を示
す）。
（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−基が置換されるのに従い、ＨＭＤＳ
チャンバ内のＮＨ3 ガス濃度IIが増加し、最終的には基
板全面が置換されるとこの反応は終了し、ＮＨ3 ガス濃
度は一定値となり飽和する（図４中、Ｐ2 で飽和点を示
す）。
【００１０】更に、ＨＭＤＳ処理を長時間続けると、基
板表面とは直接結合しないＨＭＤＳ分子が、すでに（Ｃ
Ｈ3 ）3 Ｓｉ−基で覆われた表面上に積層付着してくる
（図７参照）。
板表面とは直接結合しないＨＭＤＳ分子が、すでに（Ｃ
Ｈ3 ）3 Ｓｉ−基で覆われた表面上に積層付着してくる
（図７参照）。
【００１１】この積層付着のＨＭＤＳは活性であるた
め、レジストコートした後の露光のときに露光光によっ
て解離しＮＨ3 ガスを発生させる。このときのＮＨ3 ガ
スは、レジスト層のポリママトリックスの間を透過でき
ないため、レジスト層を基板界面から押し上げ飛散させ
レジスト発泡という問題を引き起こす。
め、レジストコートした後の露光のときに露光光によっ
て解離しＮＨ3 ガスを発生させる。このときのＮＨ3 ガ
スは、レジスト層のポリママトリックスの間を透過でき
ないため、レジスト層を基板界面から押し上げ飛散させ
レジスト発泡という問題を引き起こす。
【００１２】
【発明の目的】本発明は上記問題点を解決して、シラン
カップリング剤により基板処理を行う場合に、最適条件
で処理を行え、もってシランカップリング剤の余分な付
着などの問題を生じないようにした基板処理方法及び基
板処理装置を提供することを目的とする。
カップリング剤により基板処理を行う場合に、最適条件
で処理を行え、もってシランカップリング剤の余分な付
着などの問題を生じないようにした基板処理方法及び基
板処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【発明の構成】本出願の請求項１の発明は、少なくとも
Sｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング
剤で処理する基板処理方法において、前記シランカップ
リング剤による前記基板の処理中に、シランカップリン
グ剤の濃度変化を検出することによって、処理終点を検
出することを特徴とする基板処理方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
Sｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング
剤で処理する基板処理方法において、前記シランカップ
リング剤による前記基板の処理中に、シランカップリン
グ剤の濃度変化を検出することによって、処理終点を検
出することを特徴とする基板処理方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【００１４】本出願の請求項２の発明は、少なくともＳ
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、処理により発生する
反応生成ガスの濃度を検出することによって、処理終点
を検出することを特徴とする基板処理方法であって、こ
れにより上記目的を達成するものである。
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、処理により発生する
反応生成ガスの濃度を検出することによって、処理終点
を検出することを特徴とする基板処理方法であって、こ
れにより上記目的を達成するものである。
【００１５】本出願の請求項３の発明は、シランカップ
リング剤が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
リング剤が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１６】
【化１】
【００１７】但し、Ｒ1 〜Ｒ6 は、水素、または同一も
しくは異なるアルキル基を表す。Ｒ1 〜Ｒ6 がいずれも
メチル基であるものは、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラ
ザン）と称され、Ｓｉ半導体基板の表面処理に常用され
ている。
しくは異なるアルキル基を表す。Ｒ1 〜Ｒ6 がいずれも
メチル基であるものは、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラ
ザン）と称され、Ｓｉ半導体基板の表面処理に常用され
ている。
【００１８】本出願の請求項４の発明は、少なくともS
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、シランカップリング
剤の濃度を検出することによって、処理終点を検出する
とともに、処理終点を検出して、処理室内のシランカッ
プリング剤の排気を開始することを特徴とする基板処理
方法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。本出願の請求項５の発明は、処理終点を検出して、
処理室内のシランカップリング剤の排気を開始すること
を特赦とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板
処理方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、シランカップリング
剤の濃度を検出することによって、処理終点を検出する
とともに、処理終点を検出して、処理室内のシランカッ
プリング剤の排気を開始することを特徴とする基板処理
方法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。本出願の請求項５の発明は、処理終点を検出して、
処理室内のシランカップリング剤の排気を開始すること
を特赦とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板
処理方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００１９】本出願の請求項６の発明は、シランカップ
リング剤での処理時にヒータによる基板加熱を行うとと
もに、処理終点を検出して、処理室内のシランカップリ
ング剤の排気の開始と、該ヒータによる基板加熱を停止
することを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記
載の基板処理方法であって、これにより上記目的を達成
するものである。
リング剤での処理時にヒータによる基板加熱を行うとと
もに、処理終点を検出して、処理室内のシランカップリ
ング剤の排気の開始と、該ヒータによる基板加熱を停止
することを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記
載の基板処理方法であって、これにより上記目的を達成
するものである。
【００２０】本出願の請求項７の発明は、少なくともS
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、シランカップリング
剤の濃度を検出することによって、処理終点を検出する
とともに、シランカップリング剤での処理時にヒータに
よる基板加熱を行い、シランカップリング剤の濃度、及
び処理により発生する反応生成ガスの濃度を検出するこ
とによって、処理終点を検出し、処理室内のシランカッ
プリング剤の排気の開始と、該ヒータによる基板加熱を
停止することを特徴とする基板処理方法であって、これ
により上記目的を達成するものである。本出願の請求項
８の発明は、シランカップリング剤での処理時にヒータ
による基板加熱を行うとともに、 シランカップリング
剤の濃度、及び処理により発生する反応生成ガスの濃度
を検出することによって、処理終点を検出し、処理室内
のシランカップリング剤の排気の開始と、該ヒータによ
る基板加熱を停止することを特徴とする請求項1ないし
６のいずれかに記載の基板処理方法であって、これによ
り上記目的を達成するものである。
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理方法において、シランカップリング
剤の濃度を検出することによって、処理終点を検出する
とともに、シランカップリング剤での処理時にヒータに
よる基板加熱を行い、シランカップリング剤の濃度、及
び処理により発生する反応生成ガスの濃度を検出するこ
とによって、処理終点を検出し、処理室内のシランカッ
プリング剤の排気の開始と、該ヒータによる基板加熱を
停止することを特徴とする基板処理方法であって、これ
により上記目的を達成するものである。本出願の請求項
８の発明は、シランカップリング剤での処理時にヒータ
による基板加熱を行うとともに、 シランカップリング
剤の濃度、及び処理により発生する反応生成ガスの濃度
を検出することによって、処理終点を検出し、処理室内
のシランカップリング剤の排気の開始と、該ヒータによ
る基板加熱を停止することを特徴とする請求項1ないし
６のいずれかに記載の基板処理方法であって、これによ
り上記目的を達成するものである。
【００２１】本出願の請求項９の発明は、少なくともS
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理装置において、前記シランカップリ
ング剤による前記基板の処理中に、シランカップリング
剤の処理室内での濃度変化を検出するセンサを備えたこ
とを特徴とする基板処理装置であって、これにより上記
目的を達成するものである。
ｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング剤
で処理する基板処理装置において、前記シランカップリ
ング剤による前記基板の処理中に、シランカップリング
剤の処理室内での濃度変化を検出するセンサを備えたこ
とを特徴とする基板処理装置であって、これにより上記
目的を達成するものである。
【００２２】本出願の請求項１０の発明は、少なくとも
Sｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング
剤で処理する基板処理装置において、処理により発生す
る反応生成ガスの処理室内での濃度を検出するセンサを
備えたことを特徴とする基板処理装置であって、これに
より上記目的を達成するものである。
Sｉを含む疎水性表面をもつ基板をシランカップリング
剤で処理する基板処理装置において、処理により発生す
る反応生成ガスの処理室内での濃度を検出するセンサを
備えたことを特徴とする基板処理装置であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【００２３】本発明の基板処理装置は、ＨＭＤＳ等によ
る処理チャンバに、ＮＨ3 濃度センサ、及びＨＭＤＳ濃
度センサを有する構成にするとともに、処理チャンバに
真空計測センサを有する構成にすることができる。
る処理チャンバに、ＮＨ3 濃度センサ、及びＨＭＤＳ濃
度センサを有する構成にするとともに、処理チャンバに
真空計測センサを有する構成にすることができる。
【００２４】また、被処理基板を載置するウェハステー
ジが、加熱・冷却可能なステージである構成にすること
ができる。
ジが、加熱・冷却可能なステージである構成にすること
ができる。
【００２５】また、ＨＭＤＳガス等の処理ガスをチャン
バ内に導入する前に、チャンバ内の真空度が設定値に到
達するまで排気し、ＨＭＤＳガスの導入を待機する機構
に構成することができる。
バ内に導入する前に、チャンバ内の真空度が設定値に到
達するまで排気し、ＨＭＤＳガスの導入を待機する機構
に構成することができる。
【００２６】また、ＨＭＤＳガス等の処理ガスをチャン
バ内に導入するとき、基板表面でＨＭＤＳ等の付着が生
じないように冷却する機構を有する構成にすることがで
きる。
バ内に導入するとき、基板表面でＨＭＤＳ等の付着が生
じないように冷却する機構を有する構成にすることがで
きる。
【００２７】また、ＨＭＤＳガス等の処理ガスが設定濃
度に到達したら、ＨＭＤＳガス等の導入を停止し、同時
にステージ上の基板を加熱してＨＭＤＳ等の付着を開始
させる機構とすることができる。
度に到達したら、ＨＭＤＳガス等の導入を停止し、同時
にステージ上の基板を加熱してＨＭＤＳ等の付着を開始
させる機構とすることができる。
【００２８】また、ＨＭＤＳガス等の処理ガスが基板表
面に付着するときに発生するＮＨ3等のガス濃度の飽和
点を検知する機構とすることができ、このとき、ＮＨ3
ガス等の濃度の飽和点を検知したら、チャンバ内に残留
するＨＭＤＳガス等を排気除去する機構とすることがで
きる。
面に付着するときに発生するＮＨ3等のガス濃度の飽和
点を検知する機構とすることができ、このとき、ＮＨ3
ガス等の濃度の飽和点を検知したら、チャンバ内に残留
するＨＭＤＳガス等を排気除去する機構とすることがで
きる。
【００２９】また、ＮＨ3 ガス等の濃度の飽和点を検知
したら、ステージ上の基板を冷却する機構に構成するこ
とができる。
したら、ステージ上の基板を冷却する機構に構成するこ
とができる。
【００３０】また、ＨＭＤＳ等が付着した後、チャンバ
内の残留ガス濃度がゼロになったら、チャンバ内の真空
度を常圧に戻す機構を有する構成にすることができる。
内の残留ガス濃度がゼロになったら、チャンバ内の真空
度を常圧に戻す機構を有する構成にすることができる。
【００３１】
【作 用】本発明によれば、ＨＭＤＳ等のシランカップ
リング剤処理ガスや、処理時に発生するＮＨ3 ガス等の
濃度の飽和点を検知して処理を終了させることができ、
これにより適正な時間での処理を実現でき、ＨＭＤＳ等
の積層付着を防止することができる。
リング剤処理ガスや、処理時に発生するＮＨ3 ガス等の
濃度の飽和点を検知して処理を終了させることができ、
これにより適正な時間での処理を実現でき、ＨＭＤＳ等
の積層付着を防止することができる。
【００３２】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定されるものではない。
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定されるものではない。
【００３３】実施例１ 本実施例は、Ｓｉ半導体基板のレジストコート前の基板
処理であるＨＭＤＳガスによる基板処理に、本発明を適
用した。
処理であるＨＭＤＳガスによる基板処理に、本発明を適
用した。
【００３４】図２に、本実施例のＨＭＤＳ処理装置の構
成図を示す。処理室である処理チャンバには、ＮＨ3 濃
度、ＨＭＤＳ濃度及び真空度計測の各センサのＳN 、Ｓ
H 及びＳV が取りつけられている。本実施例において、
ＮＨ3 濃度センサＳN としては隔膜電極方式のものを使
用し、具体的には理研計器（株）のＮＨ−２７５型を用
いた。ＨＭＤＳ濃度センサＳH としては定電位電解方式
のものを使用し、具体的には同ＥＣ−５６５Ｓ型を用い
た。各センサの信号はそれぞれＭN 、ＭH 及びＭV の各
モニタに入力され、設定値に到達したかを判断する。各
モニタが設定値になったことを検知すると制御系を介し
て、ＨＭＤＳガス導入系のバルブＶ1 、エア導入系のバ
ルブＶ2 及びチャンバ真空排気用バルブＶ3 の開閉状態
を指定し、またヒータ付き加熱冷却ステージＨのＯＮ・
ＯＦＦの状態を指定する。
成図を示す。処理室である処理チャンバには、ＮＨ3 濃
度、ＨＭＤＳ濃度及び真空度計測の各センサのＳN 、Ｓ
H 及びＳV が取りつけられている。本実施例において、
ＮＨ3 濃度センサＳN としては隔膜電極方式のものを使
用し、具体的には理研計器（株）のＮＨ−２７５型を用
いた。ＨＭＤＳ濃度センサＳH としては定電位電解方式
のものを使用し、具体的には同ＥＣ−５６５Ｓ型を用い
た。各センサの信号はそれぞれＭN 、ＭH 及びＭV の各
モニタに入力され、設定値に到達したかを判断する。各
モニタが設定値になったことを検知すると制御系を介し
て、ＨＭＤＳガス導入系のバルブＶ1 、エア導入系のバ
ルブＶ2 及びチャンバ真空排気用バルブＶ3 の開閉状態
を指定し、またヒータ付き加熱冷却ステージＨのＯＮ・
ＯＦＦの状態を指定する。
【００３５】図１は、本実施例におけるＮＨ3 濃度II
と、ＨＭＤＳガス濃度Ｉの変化と、図２のＶ1 ，Ｖ2 ，
Ｖ3 の開閉状態と加熱冷却ステージＨのヒータのＯＮ・
ＯＦＦ状態を示すものである。
と、ＨＭＤＳガス濃度Ｉの変化と、図２のＶ1 ，Ｖ2 ，
Ｖ3 の開閉状態と加熱冷却ステージＨのヒータのＯＮ・
ＯＦＦ状態を示すものである。
【００３６】図２を参照する。基板は搬出入口ＬＲから
ロードされ、ステージＨ上に載置される。このときのス
テージＨは、室温に冷却されている。チャンバ真空排気
用バルブＶ3 が開きＨＭＤＳガスの導入前の排気が開始
される。
ロードされ、ステージＨ上に載置される。このときのス
テージＨは、室温に冷却されている。チャンバ真空排気
用バルブＶ3 が開きＨＭＤＳガスの導入前の排気が開始
される。
【００３７】チャンバ内が１３３．３Ｐａまで排気され
たのを、真空度計測センサＳV を介して真空度モニタＭ
V が検知したら、チャンバ真空排気用バルブＶ3 が閉じ
ＨＭＤＳガス導入系バルブＶ1 が開きＨＭＤＳガスが導
入される。
たのを、真空度計測センサＳV を介して真空度モニタＭ
V が検知したら、チャンバ真空排気用バルブＶ3 が閉じ
ＨＭＤＳガス導入系バルブＶ1 が開きＨＭＤＳガスが導
入される。
【００３８】チャンバ内のＨＭＤＳ濃度Ｉが１５０００
ｐｐｍになったのを、ＨＭＤＳ濃度センサＳH を介して
ＨＭＤＳ濃度モニタＭH が検知したら、ＨＭＤＳガス導
入系バルブＶ1 が閉じステージＨのヒータがＯＮになり
ステージが加熱され、ＨＭＤＳの置換付着が開始され
る。
ｐｐｍになったのを、ＨＭＤＳ濃度センサＳH を介して
ＨＭＤＳ濃度モニタＭH が検知したら、ＨＭＤＳガス導
入系バルブＶ1 が閉じステージＨのヒータがＯＮになり
ステージが加熱され、ＨＭＤＳの置換付着が開始され
る。
【００３９】チャンバ内のＮＨ3 濃度IIは次第に増加
し、基板全面が置換されると図１，図４に示すようにＮ
Ｈ3 濃度IIは飽和する（飽和点をＰ2 で示す）。このと
き、ＨＭＤＳガス濃度Ｉは水平になる（水平化点をＰ1
で示す）。ＮＨ3 ガスの飽和点をＮＨ3 濃度センサＳN
を介してＮＨ3 濃度モニタＭN が検知したら、チャンバ
真空排気用バルブＶ3 が開き残留するＨＭＤＳガスを排
気除去し、更に同時にヒータをオフしてステージＨを冷
却しＨＭＤＳの積層付着を防止する。このとき、ＨＭＤ
Ｓガス濃度Ｉについては、図３に極端に図示するよう
に、反応終了時はＨＭＤＳガス濃度は一定となり、水平
化する。よってこの水平化点Ｐ1 が終点となる。このＨ
ＭＤＳガス濃度Ｉによる終点検出と、前記ＮＨ3 ガス濃
度IIによる終点検出とは、少なくともいずれか一方を用
いればよい。
し、基板全面が置換されると図１，図４に示すようにＮ
Ｈ3 濃度IIは飽和する（飽和点をＰ2 で示す）。このと
き、ＨＭＤＳガス濃度Ｉは水平になる（水平化点をＰ1
で示す）。ＮＨ3 ガスの飽和点をＮＨ3 濃度センサＳN
を介してＮＨ3 濃度モニタＭN が検知したら、チャンバ
真空排気用バルブＶ3 が開き残留するＨＭＤＳガスを排
気除去し、更に同時にヒータをオフしてステージＨを冷
却しＨＭＤＳの積層付着を防止する。このとき、ＨＭＤ
Ｓガス濃度Ｉについては、図３に極端に図示するよう
に、反応終了時はＨＭＤＳガス濃度は一定となり、水平
化する。よってこの水平化点Ｐ1 が終点となる。このＨ
ＭＤＳガス濃度Ｉによる終点検出と、前記ＮＨ3 ガス濃
度IIによる終点検出とは、少なくともいずれか一方を用
いればよい。
【００４０】処理を終え、ＨＭＤＳガスの排気除去を進
めて、チャンバ内のＨＭＤＳ濃度ＩについてＨＭＤＳ濃
度センサＳH を介してＨＭＤＳ濃度モニタＭH がゼロを
検知したら、チャンバ真空排気用バルブＶ3 が閉じエア
導入系バルブＶ2 が開きチャンバ内の真空度を常圧に戻
す。常圧になったら基板は基板搬出入口ＬＲからリロー
ドされる。
めて、チャンバ内のＨＭＤＳ濃度ＩについてＨＭＤＳ濃
度センサＳH を介してＨＭＤＳ濃度モニタＭH がゼロを
検知したら、チャンバ真空排気用バルブＶ3 が閉じエア
導入系バルブＶ2 が開きチャンバ内の真空度を常圧に戻
す。常圧になったら基板は基板搬出入口ＬＲからリロー
ドされる。
【００４１】これにより、基板表面はＨＭＤＳの（ＣＨ
3 ）3 Ｓｉ−基で置換され、ＨＭＤＳの置換付着のみの
状態となる。積層付着まで進行しないのでこの上にレジ
ストコートし露光してもレジスト発泡は起こらない。ま
た、基板をリロードするとき、チャンバ内にはＨＭＤＳ
ガス、ＮＨ3 ガスなどの残留ガスがないため、装置周辺
はアミンガスの雰囲気にならない。
3 ）3 Ｓｉ−基で置換され、ＨＭＤＳの置換付着のみの
状態となる。積層付着まで進行しないのでこの上にレジ
ストコートし露光してもレジスト発泡は起こらない。ま
た、基板をリロードするとき、チャンバ内にはＨＭＤＳ
ガス、ＮＨ3 ガスなどの残留ガスがないため、装置周辺
はアミンガスの雰囲気にならない。
【００４２】また、密着性の異なるどのような基板に対
しても、基板表面に存在するすべての末端ＯＨのＳｉを
適正に（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−基で置換できるので、処理時
間のむだがない。
しても、基板表面に存在するすべての末端ＯＨのＳｉを
適正に（ＣＨ3 ）3 Ｓｉ−基で置換できるので、処理時
間のむだがない。
【００４３】本実施例によれば、どのような基板に対し
ても積層付着するＨＭＤＳが生じない。従ってレジスト
発泡が起こらなく、レジストパターン形成を損なう不良
を防止できる。
ても積層付着するＨＭＤＳが生じない。従ってレジスト
発泡が起こらなく、レジストパターン形成を損なう不良
を防止できる。
【００４４】また、どのような基板に対しても、ＨＭＤ
Ｓの処理時間を適正にすることができるので、ＨＭＤＳ
処理プロセスの効率化が図れる。
Ｓの処理時間を適正にすることができるので、ＨＭＤＳ
処理プロセスの効率化が図れる。
【００４５】また、基板をＨＭＤＳ処理チャンバからリ
ロードするとき、チャンバ内にＨＭＤＳガス、ＮＨ3 ガ
スなどのアミンガスが残留しないため、装置周辺にアミ
ンガスが拡散しなく、環境を汚染しない。
ロードするとき、チャンバ内にＨＭＤＳガス、ＮＨ3 ガ
スなどのアミンガスが残留しないため、装置周辺にアミ
ンガスが拡散しなく、環境を汚染しない。
【００４６】比較例 上記例に対して、従来のＨＭＤＳ処理の構成を比較例と
して図１０に示す。ＨＭＤＳガス導入系のバルブＶa1、
エア導入系のバルブＶa2、チャンバ真空排気用バルブＶ
a3は、レシピ設定された固定時間で開閉される。加熱ス
テージＨa のヒータは常にＯＮの状態である。
して図１０に示す。ＨＭＤＳガス導入系のバルブＶa1、
エア導入系のバルブＶa2、チャンバ真空排気用バルブＶ
a3は、レシピ設定された固定時間で開閉される。加熱ス
テージＨa のヒータは常にＯＮの状態である。
【００４７】図９は比較例のＮＨ3 とＨＭＤＳガス濃度
変化と、図１０のバルブＶa1，Ｖa2，Ｖa3の開閉状態と
ステージＨa のＯＮ・ＯＦＦ状態を示す。基板は搬出入
口ＬＲa からロードされ、ステージＨａ上に載置され
る。バルブＶa3が開きＨＭＤＳガスの導入前の排気が開
始される。一定時間排気された後、バルブＶa3が閉じバ
ルブＶa1が開きＨＭＤＳガスが導入される。ステージＨ
a は常にＯＮの状態なので、ＨＭＤＳガスが導入される
と同時にＨＭＤＳの置換付着が開始される。ＨＭＤＳガ
スの導入時間は一定なので、チャンバ内には過剰のＨＭ
ＤＳが存在することになる。
変化と、図１０のバルブＶa1，Ｖa2，Ｖa3の開閉状態と
ステージＨa のＯＮ・ＯＦＦ状態を示す。基板は搬出入
口ＬＲa からロードされ、ステージＨａ上に載置され
る。バルブＶa3が開きＨＭＤＳガスの導入前の排気が開
始される。一定時間排気された後、バルブＶa3が閉じバ
ルブＶa1が開きＨＭＤＳガスが導入される。ステージＨ
a は常にＯＮの状態なので、ＨＭＤＳガスが導入される
と同時にＨＭＤＳの置換付着が開始される。ＨＭＤＳガ
スの導入時間は一定なので、チャンバ内には過剰のＨＭ
ＤＳが存在することになる。
【００４８】ＨＭＤＳガスを一定時間導入後、バルブＶ
a1が閉じる。少なくとも、ＨＭＤＳの置換付着を完結さ
せるために、基板間に表面状態のバラツキを考慮して、
バルブＶa1を閉じてからバルブＶa2を開くまでの時間を
長く設定している。従って、基板表面の終端がＨＯであ
るＳｉの構造が比較的少ない基板では、短時間で置換付
着が完了し、ＮＨ3 濃度が飽和点に到達しても、その後
バルブＶa2が開くまでＨＭＤＳが積層付着を起こしてし
まう。
a1が閉じる。少なくとも、ＨＭＤＳの置換付着を完結さ
せるために、基板間に表面状態のバラツキを考慮して、
バルブＶa1を閉じてからバルブＶa2を開くまでの時間を
長く設定している。従って、基板表面の終端がＨＯであ
るＳｉの構造が比較的少ない基板では、短時間で置換付
着が完了し、ＮＨ3 濃度が飽和点に到達しても、その後
バルブＶa2が開くまでＨＭＤＳが積層付着を起こしてし
まう。
【００４９】バルブＶa2が開くと、エアが一定時間導入
され、ＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスの希釈がなされる。チ
ャンバ内に、ＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスが残留した状態
で常圧に戻り、基板は搬出入口ＬＲa からリロードされ
る。
され、ＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスの希釈がなされる。チ
ャンバ内に、ＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスが残留した状態
で常圧に戻り、基板は搬出入口ＬＲa からリロードされ
る。
【００５０】これにより、基板表面には積層付着したＨ
ＭＤＳが存在することになり、レジストコートした後の
露光のときにレジスト発泡を起こす。また、基板をリロ
ードするとき残留したＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスが、装
置周辺に拡散し、レジストパターン形状に悪影響を与
え、また環境を汚染するアミンガスの雰囲気になる。
ＭＤＳが存在することになり、レジストコートした後の
露光のときにレジスト発泡を起こす。また、基板をリロ
ードするとき残留したＨＭＤＳガスとＮＨ3 ガスが、装
置周辺に拡散し、レジストパターン形状に悪影響を与
え、また環境を汚染するアミンガスの雰囲気になる。
【００５１】実施例２ 本実施例では、実施例１で示したＨＭＤＳ処理時間をユ
ニット化し、コータデベロッパに組込んでインラインし
た。この実施例の処理装置の構成を図５に示す。図５
中、符号１で示すのがＨＭＤＳ処理室（処理チャンバ）
である。また、ＨＰはホットプレート、ＣＰはクリーニ
ングプレート、ＳＤはスピンデベロッパー、ＳＣはスピ
ンコーター、ＲＯＢは被処理基板の搬送用ロボットを示
す。４１，４２はベークブロック、９１，９２はインタ
ーフェース、９３はゲートバルブ、５は露光装置（ステ
ッパ）である。このように、インラインに組込むことに
より、ＨＭＤＳ処理〜コーティング〜プリベイクを連続
して処理することができる。
ニット化し、コータデベロッパに組込んでインラインし
た。この実施例の処理装置の構成を図５に示す。図５
中、符号１で示すのがＨＭＤＳ処理室（処理チャンバ）
である。また、ＨＰはホットプレート、ＣＰはクリーニ
ングプレート、ＳＤはスピンデベロッパー、ＳＣはスピ
ンコーター、ＲＯＢは被処理基板の搬送用ロボットを示
す。４１，４２はベークブロック、９１，９２はインタ
ーフェース、９３はゲートバルブ、５は露光装置（ステ
ッパ）である。このように、インラインに組込むことに
より、ＨＭＤＳ処理〜コーティング〜プリベイクを連続
して処理することができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、シランカップリング剤
により基板処理を行う場合に、最適条件で処理を行え、
これによりシランカップリング剤の余分な付着などの問
題を生じないようにした基板処理方法及び基板処理装置
を提供することができる。
により基板処理を行う場合に、最適条件で処理を行え、
これによりシランカップリング剤の余分な付着などの問
題を生じないようにした基板処理方法及び基板処理装置
を提供することができる。
【図１】実施例１の作用機構の説明図である。
【図２】実施例１の処理装置の構成図である。
【図３】ＨＭＤＳ処理の処理チャンバ内のＨＭＤＳガス
濃度変化を示す図である。
濃度変化を示す図である。
【図４】ＨＭＤＳ処理の処理チャンバ内のＮＨ3 ガス濃
度変化を示す図である。
度変化を示す図である。
【図５】実施例２の処理装置の構成図である。
【図６】発明の背景を示す図で、基板リソグラフィ工程
を模示するものである。
を模示するものである。
【図７】従来技術の問題点を説明する図である。
【図８】従来技術の問題点を説明する図である。
【図９】比較例の作用機構の説明図である。
【図１０】比較例の処理装置の構成図である。
Ｉ シランカップリング剤（ＨＭＤＳ）濃度 II 処理により発生するガス（ＮＨ3 ガス）濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 C07F 7/10 G03F 7/16
Claims (10)
- 【請求項１】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ基
板をシランカップリング剤で処理する基板処理方法にお
いて、前記シランカップリング剤による前記基板の処理中に、
シランカップリング剤の濃度変化を検出することによっ
て、処理終点を検出することを特徴とする 基板処理方法。 - 【請求項２】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ基
板をシランカップリング剤で処理する基板処理方法にお
いて、 処理により発生する反応生成ガスの濃度を検出すること
によって、処理終点を検出することを特徴とする 基板処理方法。 - 【請求項３】シランカップリング剤が、下記一般式
（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする請求項
1または２に記載の基板処理方法。 【化１】 但し、式中、R１〜R６ は、水素、または同一もしくは
異なるアルキル基を表す。 - 【請求項４】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ基
板をシランカップリング剤で処理する基板処理方法にお
いて、 シランカップリング剤の濃度を検出することによって、
処理終点を検出するとともに、 処理終点を検出して、処理室内のシランカップリング剤
の排気を開始することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項５】処理終点を検出して、処理室内のシランカ
ップリング剤の排気を開始することを特赦とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法。 - 【請求項６】シランカップリング剤での処理時にヒータ
による基板加熱を行うとともに、処理終点を検出して、
処理室内のシランカップリング剤の排気の開始と、該ヒ
ータによる基板加熱を停止することを特徴とする請求項
1ないし５のいずれかに記載の基板処理方法。 - 【請求項７】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ基
板をシランカップリング剤で処理する基板処理方法にお
いて、 シランカップリング剤の濃度を検出することによって、
処理終点を検出するとともに、 シランカップリング剤での処理時にヒータによる基板加
熱を行い、 シランカップリング剤の濃度、及び処理により発生する
反応生成ガスの濃度を検出することによって、処理終点
を検出し、処理室内のシランカップリング剤の排気の開
始と、該ヒータによる基板加熱を停止することを特徴と
する基板処理方法。 - 【請求項８】シランカップリング剤での処理時にヒータ
による基板加熱を行うとともに、 シランカップリング
剤の濃度、及び処理により発生する反応生成ガスの濃度
を検出することによって、処理終点を検出し、処理室内
のシランカップリング剤の排気の開始と、該ヒータによ
る基板加熱を停止することを特徴とする請求項1ないし
６のいずれかに記載の基板処理方法。 - 【請求項９】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ基
板をシランカップリング剤で処理する基板処理装置にお
いて、前記シランカップリング剤による前記基板の処理中に、
シランカップリング剤の処理室内での濃度変化を検出す
るセンサを備えたことを特徴とする 基板処理装置。 - 【請求項１０】少なくともSｉを含む疎水性表面をもつ
基板をシランカップリング剤で処理する基板処理装置に
おいて、 処理により発生する反応生成ガスの処理室内での濃度を
検出するセンサを備えたことを特徴とする 基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18901393A JP3278988B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | シランカップリング剤を用いた基板処理方法及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18901393A JP3278988B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | シランカップリング剤を用いた基板処理方法及び基板処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142311A JPH07142311A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3278988B2 true JP3278988B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=16233845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18901393A Expired - Fee Related JP3278988B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | シランカップリング剤を用いた基板処理方法及び基板処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278988B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07312329A (ja) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 密着強化処理装置および密着強化処理方法 |
| JPH09160255A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 密着強化装置 |
| JPH10319597A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | 感光性シリコーンラダー系樹脂組成物、この樹脂組成物にパターンを転写するパターン転写方法および上記樹脂組成物を用いた半導体装置 |
| JP5303954B2 (ja) * | 2008-02-15 | 2013-10-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 疎水化処理方法、疎水化処理装置、塗布、現像装置及び記憶媒体 |
| JP5334908B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2013-11-06 | 三菱電機株式会社 | Ｈｍｄｓ処理装置 |
| JP6322598B2 (ja) * | 2014-08-22 | 2018-05-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 疎水化処理方法、疎水化処理装置及び疎水化処理用記録媒体 |
| JP6811097B2 (ja) | 2017-01-13 | 2021-01-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| KR102277543B1 (ko) * | 2019-09-24 | 2021-07-15 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 및 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2876072B2 (ja) * | 1991-10-29 | 1999-03-31 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置 |
| JP2833917B2 (ja) * | 1992-04-01 | 1998-12-09 | 九州日本電気株式会社 | 溶剤蒸気処理装置 |
| JP2906006B2 (ja) * | 1992-10-15 | 1999-06-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理方法及びその装置 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18901393A patent/JP3278988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07142311A (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |