JP3631131B2 - Silylation treatment apparatus and silylation treatment method - Google Patents

Silylation treatment apparatus and silylation treatment method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハやLCD基板のような基板表面をシリル化処理するためのシリル化処理装置及びシリル化処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路のようなマイクロエレクトロニクス装置の製造において、シリコンウェハ上に加工されるパターンの微細化に伴い、加工に使用されるリソグラフィ技術、およびレジスト材料に要求される性能はますます厳しいものとなってきている。
【0003】
デバイスの作製に使用されるリソグラフィ技術に関して、パターンの露光に用いられる光源の波長も短波長化しており、i線やKrFエキシマレーザ光を用いるようになってきた。
【0004】
i線では、ノボラック系のレジストをベース樹脂とした感光剤を用いてリソグラフィを行ってきた。しかし、さらなる短波長化によりArFエキシマレーザ光を用いるに当たり、ノボラック系のレジストでは光吸収が大きいため、微細化を実現することができない。そこで、フェノール系の環状化合物を用いたレジストが提案されている。このようなフェノール系のレジストによれば、耐プラズマ性が向上するという利点を有するものの、フェノール系のレジストを用いると光吸収率が非常に高く、短波長であればあるほどその傾向は強くなる。特に、ArFエキシマレーザ光を用いる場合、充分な深さまで光が達しない。
【0005】
そこで、ArFエキシマレーザ光のような短波長の光源を用いた場合であっても充分な感光作用を有し、かつ耐プラズマ性を向上させる手法としてシリル化法が脚光を浴びている。このシリル化法は、感光剤を所定のパターン像で感光させた後、感光した感光剤表面をシリル化させ、このシリル化した感光剤をマスクにドライ現像を行うことにより、充分な選択性を有するレジストパターンを形成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のシリル化処理方法によれば、以下に説明するような解決すべき問題がある。
【0007】
このシリル化法を実現するシリル化反応は温度依存性が極めて高く、ウェハの面内において温度が不均一であると、シリル化反応もウェハ面内において不均一に進行するという問題がある。従って、シリル化法を用いるためにはシリル化層の均一性を得ることが必要である。この問題を解決すべく従来は処理チャンバ構造や、シリル化雰囲気の供給方法、ホットプレートの精度等のハードウェア構成を種々工夫することで対応してきた。しかしながら、このような工夫によりシリル化層の均一性が得られたにしても、そのプロセス条件はハード面に依存するため、わずかなハードウェア構成の欠陥が均一なシリル化層の形成を妨げてしまう。
【0008】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハード的な構成によらずに均一なシリル化層を得ることができるシリル化装置及びシリル化処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の観点によれば、チャンバ内に設けられ、基板を加熱する加熱機構と、前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を供給する供給機構と、前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具とを具備してなるものが提供される。
【0010】
このような構成によれば、加熱機構からの間隔を最も離してチャンバ内の熱の影響を受けにくい状態で基板を受け取り、これに比較して加熱機構との間隔を狭めてチャンバ内の温度が面内均一性を保持するまで待機し、面内均一性が得られた後にさらに加熱機構に近づけてシリル化反応を生じさせることができる。このように、加熱機構による加熱が均一となるまで基板の間隔を加熱機構に対して所定の間隔をおいて保持することにより、不均一なシリル化剤の雰囲気中におけるシリル化が起こらない。従って、ハード的な構成によらずに均一なシリル化層を得ることができる。
【0011】
また、この発明の第2の観点によれば、基板をチャンバ内に搬入し、該チャンバ内に設けられた加熱機構と所定の間隔を保って設置する工程と、前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を導入して前記チャンバ内をシリル化剤雰囲気で充満させる工程と、前記加熱機構により前記チャンバ内を昇温させる工程と、前記基板を前記加熱機構に対して近づけ、前記基板のシリル化反応が生じない温度で前記シリル化雰囲気を前記チャンバ内に均一に拡散させる工程と、前記基板をさらに前記加熱機構に近づけて該基板の温度を高め、該基板表面でシリル化反応を生ぜしめる工程とを含むことを特徴とするシリル化処理方法が提供される。
【0012】
なお、この方法によれば、加熱機構と基板の間隔は、少なくとも3段階以上に変化するように設定されていることが望ましい。また、シリル化反応を生ぜしめる工程では、基板は加熱機構にほぼ接していることが望ましい。
【0013】
また、シリル化処理後は、シリル化剤の蒸気に置換して不活性ガスをチャンバ内に導入することで、シリル化処理を簡便に完了させることができる。また、このチャンバ内のガスの置換の前に、加熱機構と基板との間隔を離間してから行うことにより、余分かつ不均一なシリル化反応も防止することもできる。
【0014】
また、加熱機構と基板を所定の間隔を保って設置した状態で、シリル化剤の雰囲気で充満させる際に、チャンバ内を減圧することにより、チャンバ内に存在するガス量が減少するため、チャンバ内のガス流が安定し、シリル化剤の濃度の均一性がさらに向上する。
【0015】
また、チャンバへの前記シリル化剤の導入を止め、かつチャンバからの排気を行わずにシリル化反応を生じさせることにより、チャンバ内でのガスの流れがなくなり、シリル化雰囲気が均一な状態を保持したままシリル化反応を生じさせることができるため、ウェハ上のシリル化反応の面内均一性が一層高まる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0017】
(第1実施形態)
本実施形態では、半導体ウェハ用のレジスト処理システムに本発明のシリル化処理装置を用いた場合について説明する。
【0018】
図1及び図2は、このシリル化処理装置の構成を示すものであり、図1は上面図、図2は縦断面図である。
【0019】
図1に示すように、このシリル化処理装置1はベースブロック2を有している。ベースブロック2は凹型形状をなし、その側部を規定するベースブロック側部2aと、その底部を規定するベースブロック底部2bからなる。さらにこのベースブロック側部2aの所定の高さの位置には水平遮蔽板3がベースブロック底部2bに対して水平に取り付けられている。水平遮蔽板3には円形の開口4が形成され、この開口4内に加熱機構としてホットプレート5が収容されている。ホットプレート5は支持板6により水平遮蔽板3に支持されている。
【0020】
シリル化処理を行うチャンバとしての処理室7はベースブロック側部2aと水平遮蔽板3とカバー8とで規定されている。処理室7の正面側及び背面側にはそれぞれ開口7A,7Bが形成され、開口7A,7Bを介してウェハWが処理室7に搬入搬出されるようになっている。
【0021】
ホットプレート3には3つの孔9が貫通形成され、各孔9にウェハW保持治具としてリフトピン10がそれぞれ挿通されている。3本のリフトピン10はアーム11に連結支持され、アーム11は例えば垂直シリンダ12のロッド12aに連結支持されている。垂直シリンダ12からロッド12aを突出させると、リフトピン10が突出してホットプレート5からウェハWを持ち上げるようになっている。
【0022】
ウェハWを3点支持するリフトピン10の高さは例えば低・中・高の3段階(以下、それぞれの高さを低レベル、中レベル、高レベルと呼ぶ)に調節可能となっている。低レベルの場合、リフトピン10はホットプレート5表面から突出しない。従って、リフトピン10により保持されたウェハWとホットプレート5表面との間隔は理論上0mmであるが、実際の装置構成におけるプロキシミティは例えば0.1μm程度である。中レベルは、リフトピン10がホットプレート5表面から例えば7mm突出する。さらに、高レベルは、リフトピン10がホットプレート5表面から例えば18mm突出する。この高レベルにおいて、図示しない搬送機構により他の処理機構からウェハWの受け渡しがなされる。
【0023】
図2に示すように、ホットプレート5の外周囲にはリング状のシャッタ13が取り付けられている。シャッタ13はアーム15を介して垂直シリンダ16のロッド16aにより昇降可能に支持されている。このシャッタ13は、非処理時においては低位置に退避しているが、処理時に上昇し、ホットプレート5とカバー8との間に位置する。シャッタ13の内周には、リング状の供給リング14がホットプレート5を取り囲むように配置されている。
【0024】
供給リング14の詳細な斜視構成を図3に示す。図3に示すように、供給リング14は円環形状のリング部材14bを有する。このリング部材14bの円環内周に沿って例えば中心角2°のピッチ間隔で多数の供給孔14aが形成されている。このリング部材14bの円環底面であってリング部材14bの円環中心について対称の位置に4つの供給通路14cが開口している。この供給通路14cは、ベースブロック底部2bに設けられた開口を介してベースブロック2外のシリル化剤供給源(図示せず)に連通している。
【0025】
カバー8の中央には排気管17に連通する排気孔18が開口している。この排気孔18を介して加熱処理時等に発生するガスを排気するようになっている。排気管17は、装置正面側のダクト19(若しくは20)または他の図示しないダクトに連通している。
【0026】
水平遮蔽板3の下方には機械室21が設けられている。機械室21はダクト19の側壁、側壁22及びベースブロック底部2bによって周囲を規定されている。機械室21には例えばホットプレート支持板6、シャッタアーム15、リフトピンアーム11、昇降シリンダ16、昇降シリンダ12が設けられている。
【0027】
図1に示すように、ホットプレート5の上面には例えば4個の突起23が設けられ、これら4個の突起によりウェハWが位置決めされるようになっている。また、ホットプレート5の上面には複数の小突起(図示せず)が設けられ、ウェハWをホットプレート5の上に載置すると、これら小突起の頂部がウェハWに接触するようになっている。これによりウェハWとホットプレート5との間には微小な間隙(約0.1mm)が形成され、ウェハWの下面が汚れたり、傷付いたりすることがないようになっている。
【0028】
次に、このシリル化処理装置の制御系及びシリル化剤蒸気供給機構について図4を用いて説明する。
【0029】
図4に示すように、各供給通路14cはシリル化剤蒸気導入管31に連通されており、このシリル化剤蒸気導入管31はバブラータンク32で生成されたシリル化剤蒸気を処理室7内に導入する。シリル化剤蒸気導入管31にはマスフローコントローラ33が設けられ、コントローラ34からの制御司令に基づいて処理室7に導入されるシリル化剤蒸気の流量を制御する。
【0030】
バブラータンク32の底面には例えば多孔質のセラミック等からなるバブリング部材35が設けられ、このバブリング部材35にはN等の不活性ガスを導入するガス導入管36が挿通されている。バブラータンク32の上面からはキャリアガス導入管37からキャリアガスとして例えばNが導入され、タンク32内に備蓄されたシリル化剤38をバブリング部材35にガス導入管36から不活性ガスを導入してバブリングしながらシリル化剤蒸気を生成し、ガス導入管31からNをキャリアガスとして処理室7にシリル化剤蒸気を導入する。
【0031】
ホットプレート5は抵抗発熱ヒータ(図示せず)及び温度センサ41を内蔵しており、検知したホットプレート5の温度をコントローラ34に出力する。コントローラ34は、検知したホットプレート5の温度に基づいて抵抗加熱ヒータを用いてホットプレート5の温度制御を行う。なお、例えばホットプレートを中空部をもつジャケットとし、中空部に熱媒を循環供給してウェハWを加熱するようにしてもよい。
【0032】
排気管17には例えばマスフローコントローラ42が設けられており、コントローラ34により排気流量が制御される。
【0033】
処理室7内には例えば圧力センサ43が取り付けられており、この圧力センサ43で検知された処理室7内の圧力はコントローラ34に出力される。コントローラ34は、検知した処理室7内に圧力に基づいてマスフローコントローラ33,42を制御する。これにより、処理室7に導入されるシリル化剤蒸気及び処理室7から排気される排ガスの流量が制御される。
【0034】
なお、バブラータンク32は前述した構成に限定されるものではなく、例えばバブリングを行うためのバブリング部材35を用いずに、導入管36に多数の孔を形成し、孔からガスを導入することによりバブリングさせてもよい。なお、この場合にはガス導入しない間におけるシリル化剤38の逆流を防止するために導入管36に逆止弁を設けるのが望ましい。
【0035】
このシリル化処理装置は、図5〜図7に示す塗布現像処理システムに適用される。
【0036】
図5に示すように、この塗布現像処理システムは、ウェハWが収容されたカセットCRからウェハWを順次取り出すロード/アンロード部62と、ロード/アンロード部62によって取り出されたウェハWに対しレジスト液塗布及び現像のプロセス処理を行うプロセス処理部63と、レジスト液が塗布されたウェハWを図示しない露光装置に受け渡すインタフェース部64とを備えている。ロード/アンロード部62は、半導体ウェハWを例えば25枚単位で収納したカセットCRが出し入れされる載置台65を備えている。
【0037】
前記ロード/アンロード部62では、図5に示すように、載置台65上の位置決め突起部65aの位置に、複数個例えば4個までのカセットCRが、夫々のウェハ出入り口をプロセス処理部63側に向けてX方向に一列に載置され、このカセット配列方向(X方向)およびカセットCR内に収容されたウェハWのウェハ配列方向(Z方向;垂直方向)に移動可能な第1のサブアーム機構66が各カセットCRに選択的にアクセスするようになっている。
【0038】
さらにこの第1のサブアーム機構66は、θ方向に回転自在に構成されており、このウェハWを前記プロセス処理部63に設けられたメインアーム機構67に受け渡すことができるようになっている。また、後述するようにプロセス処理部63側の第3の処理ユニット群G3の多段ユニット部に属するアライメントユニット(ALIM)及びエクステンションユニット(EXT)にもアクセスできるようになっている。
【0039】
ロード/アンロード部62とプロセス処理部63間でのウェハWの受け渡しは第3のユニット群G3を介して行われる。この第3の処理ユニット群G3は、図7に示すように複数のプロセス処理ユニットを縦型に積み上げて構成したものである。すなわち、この処理ユニット群G3は、ウェハWを冷却処理するクーリングユニット(COL)、ウェハWに対するレジスト液の定着性を高める疎水化処理を行うアドヒージョンユニット(AD)、ウェハWに対してシリル化処理を施すシリル化処理装置(SLL)、シリル化処理の施されたウェハWに対してドライ現像を施すドライ現像ユニット(DDEV)、ウェハWの位置合わせをするアライメントユニット(ALIM)、ウェハWを待機させておくためのエクステンションユニット(EXT)、露光処理前の加熱処理を行う2つのプリベーキングユニット(PREBAKE)、露光処理後の加熱処理を行うポストベーキングユニット(POBAKE)及びポストエクスポージャベーキングユニット(PEBAKE)を順次下から上へと積み上げて構成されている。
【0040】
前記ウェハWのメインアーム機構67への受け渡しは、前記エクステンションユニット(EXT)及びアライメントユニット(ALIM)を介して行われる。
【0041】
また、図5に示すように、このメインアーム機構67の周囲には、前記第3の処理ユニット群G3を含む第1〜第5の処理ユニット群G1〜G5がこのメインアーム機構67を囲むように設けられている。前述した第3の処理ユニット群G3と同様に、他の処理ユニット群G1,G2,G4,G5も各種の処理ユニットを上下方向に積み上げ的に構成されている。この発明のシリル化処理装置(SLL)は、前記第3,第4の処理ユニット群G3,G4に設けられている。
【0042】
一方、前記メインアーム機構67は、図7に示すように、上下方向に延接された筒状のガイド69の内側に、メインアーム68を上下方向(Z方向)に昇降自在に装備している。筒状のガイド69はモータ(図示せず)の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてメインアーム68と一体に回転し、これによりメインアーム68はθ方向に回転自在となっている。なお、筒状のガイド69は前記モータによって回転される別の回転軸(図示せず)に接続するように構成してもよい。上記したようにメインアーム68を上下方向に駆動することで、ウェハWを前記各処理ユニット群G1〜G5の各処理ユニットに対して任意にアクセスさせることができるようになっている。
【0043】
前記ロード/アンロード部62から第3の処理ユニット群G3のエクステンションユニット(EXT)を介してウェハWを受け取ったメインアーム機構67は、先ず、このウェハWを第3の処理ユニット群G3のアドヒージョンユニット(AD)に搬入し、疎水化処理を行う。次いで、アドヒージョンユニット(AD)からウェハWを搬出し、クーリングユニット(COL)で冷却処理する。
【0044】
冷却処理されたウェハWは、前記メインアーム機構67によって前記第1の処理ユニット群G1(もしくは第2の処理ユニット群G2)のレジスト液塗布処理装置(COT)に対向位置決めされ、搬入される。
【0045】
レジスト液が塗布されたウェハWは、メインアーム機構67によってアンロードされ、第4の処理ユニット群G4を介してインタフェース部64に受け渡される。
【0046】
この第4の処理ユニット群G4は、図6に示すように、クーリングユニット(COL)、エクステンション・クーリングユニット(EXT・COL)、エクステンションユニット(EXT)、クーリングユニット(COL)、シリル化処理装置(SLL)、ドライ現像ユニット(DDEV)、2つのベーキングユニット(PREBAKE)、及び2つのポストベーキングユニット(POBAKE)を下から上へと順次積み上げて構成したものである。
【0047】
前記レジスト液塗布ユニット(COT)から取り出されたウェハWは、先ず、プリベーキングユニット(PREBAKE)に挿入され、レジスト液から溶剤(シンナー)を飛ばして乾燥される。なお、この乾燥は例えば、減圧法によるものであってもよい。すなわち、ウェハWをプリベーキングユニット(PREBAKE)若しくはこれとは別に設けられたチャンバ内に挿入し、ウェハW周辺を減圧することで溶剤を除去(レジスト液を乾燥)する方法であってもよい。
【0048】
次に、このウェハWはクーリングユニット(COL)で冷却された後、エクステンションユニット(EXT)を介して前記インタフェース部64に設けられた第2のサブアーム機構70に受け渡される。
【0049】
ウェハWを受け取った第2のサブアーム機構70は、受け取ったウェハWを順次バッファカセットBUCR内に収納する。このインターフェース部64は、前記ウェハWを図示しない露光装置に受け渡し、露光処理後のウェハWが受け取る。
【0050】
露光処理された後のウェハWは、周辺露光装置(WEE)にてウェハ周辺部の不要レジスト膜が除去された後、前記とは逆に第4の処理ユニット群G4を介してメインアーム機構67に受け渡され、このメインアーム機構67は、この露光後のウェハWをシリル化処理装置(SLL)に搬送する。シリル化処理装置(SLL)でシリル化処理が施されたウェハWは、ドライ現像ユニット(DDEV)に搬送され、ドライ現像が施される。この後、エクステンションユニット(EXT)を介してロード/アンロード部62に排出される。
【0051】
なお、前記第5の処理ユニット群G5は、選択的に設けられるもので、この例では前記第4の処理ユニット群G4と同様に構成されている。また、この第5の処理ユニット群G5はレール71によって移動可能に保持され、前記メインアーム機構67及び前記第1〜第4の処理ユニット群G1〜G4に対するメンテナンス処理を容易に行い得るようになっている。
【0052】
この発明のシリル化処理装置を図5〜図7に示した塗布現像ユニットに適用した場合、各処理ユニットが上下に積み上げ式に構成されているから装置の設置面積を著しく減少させることができる。
【0053】
なお、この実施形態に示したシリル化処理装置はこのような塗布現像ユニット以外の装置にも適用可能であることはもちろんである。また、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0054】
次に、この塗布現像処理システムによるシリル化処理工程を図8の工程断面図及び図9のフローチャートに沿って説明する。
【0055】
塗布現像処理システムのメインスイッチをONすると、各電源からシリル化処理装置1への給電がそれぞれ開始される。
【0056】
そして、シャッタ13を開け、メインアーム機構67のメインアームを保持するアームホルダ(図示せず)にウェハWを載置し、処理室7の中に挿入する。このウェハWの搬入の際、リフトピン10をホットプレート5に対して約18mm程度上昇させ(S1)、ウェハWをアームホルダからリフトピン10に移載し、アームホルダを処理室7から退避させる(図8(a)、S2)。このウェハWの搬入の時の処理室7内の温度は常温であるため、ウェハW表面におけるシリル化反応はこの段階ではもちろん生じない。
【0057】
ウェハWがホットプレート5から約18mm程度離間した位置に搬入された後、シャッタ13を上昇させて処理室7内を密閉した状態で排気孔17から大気を排気し、処理室7内を減圧する(S3)。そして、所定の圧力、例えば80パスカルにまで下がったところで供給孔14aからシリル化剤蒸気を導入する(S4)。このときのシリル化剤蒸気の温度は、反応が不意に進むのを防止するため、ウェハWと同程度の温度、例えば約40〜50℃にするのがよい。
【0058】
そして、シリル化剤蒸気が処理室7内に充満したところで、ホットプレート5を加熱する(S5)。そして、リフトピン10を下降させてウェハWとホットプレート5との間隔を約7mm程度とする(S6)。なお、先にリフトピン10を下降させてからホットプレート5で加熱するものであってももちろんよい。ここで、ウェハWはホットプレート5と離間しているため、ウェハWはホットプレート5表面より低温に保たれる。具体的には、ウェハW表面においてシリル化反応が生じない程度の温度に保つため、ウェハWの温度を約40〜50℃に保持する(図8(b))。さらにこの温度条件の下、シリル化剤蒸気が処理室7内に均一に拡散するまで待機する(S7)。シリル化剤蒸気が均一に拡散すると、ウェハWの面内においては温度は均一となる。
【0059】
そして、シリル化剤蒸気の導入を止め、かつ排気管17からのガスの排気を止めて処理室7内へのガスの流れをすべて止めて処理室7内を一定の圧力に保持して密閉した状態で、かつ処理室7内の温度をウェハWの面内において均一にした状態で、さらにホットプレート5を加熱し続ける(S8)。
【0060】
そして、ホットプレート5自体の温度が例えば80〜90℃程度となったところで、さらにリフトピン10を下降させてウェハWとホットプレート5との間隔を0.1mm程度とする(図8(c)、S9)。この際に、ウェハWは80〜90℃程度に加熱されるため、ウェハWも80〜90℃まで上昇し、その表面においてシリル化が進行する(S10)。このシリル化の際、既に処理室7内へのガスの導入及び処理室7からのガスの排気が止まり密閉され、処理室7内の温度の面内均一性が保たれているため、シリル化もウェハWの面内で均一に進行する。
【0061】
シリル化が完了したところで、シリル化反応を終了させるべく、図示しないガス導入口から処理室7内にNガスを導入すると共に、排気孔17からシリル化剤蒸気を含むガスを排気させ、処理室7内のガスをシリル化剤蒸気からNガスに置換する(S11)。シリル化反応は数秒かかるため、この処理室7内のガスを置換することにより、即時にシリル化反応が終了する。なお、ガスの置換を行う間であってウェハW表面の温度が50℃程度まで下がるまでは、シリル化反応はわずかでも進行しているため、ウェハW表面の温度を均一に保持している必要がある。従って、ガスの置換を行う前に、リフトピン10を上昇させてウェハWとホットプレート5との間隔を7mmよりも大きくとるのが望ましい。また、導入されるNガスをシリル化反応の生じる臨界温度である約50℃よりも低温のガスとするのが望ましい。なお、リフトピン10を上昇させずにホットプレート5との間隔が0mmでガスの置換を行ってももちろんよい。
【0062】
以上説明したような工程によれば、以下の効果を得ることができる。
【0063】
第1に、シリル化剤蒸気を導入してから処理室7内でシリル化蒸気が均一に拡散するまでホットプレート5と所定の間隔をおいて待機させることにより、ウェハWの温度をシリル化反応を発生させる50℃以下の温度で待機させることができ、この待機時間に処理室7内の濃度を均一にすることができる。シリル化反応は温度依存性があり、温度が高いほどシリル化速度が速くなるが、このようにウェハWの面内で均一な温度を保持することにより、ウェハWの面内均一性の高いシリル化処理を行うことができる。
【0064】
第2に、ホットプレート5とウェハWとの間隔を3段階に設定することにより、ウェハWの温度がシリル化反応が進行する程度の高温となるまでの間の過渡的な温度変化に左右されずに安定したシリル化処理を行うことができる。すなわち、ウェハWの温度が23℃から80℃まで上がる間のウェハWの温度ばらつきは非常に大きいが、50℃まで上がってから80℃〜90℃程度まで上がるまでの温度ばらつきは比較的小さくなるので、温度ばらつきの少ないシリル化処理が可能となる。また、このようにホットプレート5とウェハWとの間隔を複数段に設定して処理を行うことのみで、ハードウェアの構成に多少問題があっても充分に安定したシリル化処理を簡便に行うことができる。例えば、シリル化剤をシャワー等を用いてチャンバ上部から供給する場合、そのシリル化剤の吹出口の形状には厳しい精度が求められているが、本発明によれば、このような吹出口の構成いかんに係わらずに安定したシリル化処理を行える。
【0065】
第3に、シリル化処理中は、処理室7内の減圧も排気も行わない密閉空間でなされるため、濃度のばらつきを最小限に抑制することができる。
【0066】
第4に、シリル化剤の蒸気を完全に排気した後に、ウェハWをリフトアップするようにしてもよい。かかる方法によっても、ウェハW表面で不用意に反応が進むことを防止できる。
【0067】
第5に、シリル化処理終了後にシリル化剤蒸気をNガスに置換する際に、ウェハWを一旦ホットプレート5から所定の間隔だけ離してから行うことにより、ウェハWを既にシリル化処理が進行しにくい温度にしてからガスの置換を行うことができ、不均一なシリル化反応を防止することができる。
【0068】
第6に、シリル化剤蒸気を導入して均一化する際に、一旦減圧してから行うことにより、処理室7内に存在するガス量が減少するため、シリル化剤の濃度の均一性が向上する。
【0069】
なお、本発明に係るシリル化処理装置は、本実施形態における構成以外にも適用可能である。
【0070】
第1に、シリル化剤蒸気導入系は、図2に示した構成に限定されるものではない。例えば、ホットプレート5に1つあるいは複数の孔を設け、この孔を貫通してホットプレート5の表面側にシリル化剤蒸気を導入するものであってもよく、また排気孔17近傍に導入口を設け、この導入口から処理室7に向けて導入するものでもよく、その導入系の構成は何でもよい。
【0071】
第2に、ホットプレート5に対してウェハWを所定の間隔に保持するリフトピン10は、高レベル、中レベル、低レベルの3段階のみならず、複数段で移動するものであってもよい。さらには、高レベルから中レベルまで、あるいは中レベルから低レベルまで連続的に移動するものであってもよい。
【0072】
4段階以上の位置にホットプレート5が保持されて用いられる形態の一例を図10に示す。図10は、ウェハWを5段階に変化させる場合を示す。ウェハWの搬入を行う高レベル(ホットプレート5とウェハWの間隔は例えば18mm)と、処理室7内を密閉してシリル化処理を促進させる低レベル(ホットプレート5とウェハWの間隔は0mm)での処理は3段階の場合と同じとし(S1〜S7、S8〜S11)、処理室7内の温度ばらつきの均一化の際に複数段で段階的にホットプレート5を下降移動させる。
【0073】
この場合、まず所定の温度(例えば50℃)にウェハWの温度が上昇するまで高レベルよりも低い位置にウェハWを一旦保持し(ホットプレート5とウェハWの間隔は例えば7mm、S6)、処理室7内の温度が上昇する際(例えば60℃)にウェハWを下降移動させ(ホットプレート5とウェハWの間隔は例えば5mm、S21及びS22)、さらなる温度上昇後(例えば70℃)にさらにウェハWを下降移動させる(ホットプレート5とウェハWの間隔は例えば3mm、S23及びS24)。
【0074】
ホットプレート5とウェハWの間隔が7mmから0mmになるまでは、図9に示した場合と同様にシリル化剤蒸気を導入し続ける。このように複数段ウェハWを下降移動させて最終的にホットプレート5に接する低レベルにまでウェハWが下げられる。これによれば、中レベルにおける保持を1段階でする場合に比較して、温度ばらつきの変化により追従したウェハWの移動が可能となる。従って、温度ばらつきの影響をより低減したシリル化処理を行うことができる。
【0075】
なお、図10の例では5段階にウェハWを上下方向に移動させる場合を示したが、4段階であっても、また6段階以上であってももちろん本発明を適用することが可能である。さらに、ウェハWを段階的に変化させる際のホットプレート5とウェハWとの間隔あるいは処理室7内の温度は一例であって、上述したものに限定されるものではない。
【0076】
また、供給リング14の構成についても次のように変更して使用することが可能である。図11(a)に示した供給リング14においては、リング部材の内周面に形成される供給孔14p,14q,14rが、上側に位置する供給孔ほど、その径が大きくなるように設定されている。すなわち、最も下側に位置する供給孔14pが一番径が小さく、その上に位置する供給孔14qの径は供給孔14pの径よりも大きく、最も上側に位置する供給孔14rの径は、最も大きく設定されている。換言すれば、ウェハWの表面側に位置する供給孔ほどその径を大きくし、ウェハWの裏面側に位置する供給孔ほどその径を小さくする。このようにリング部材14bの内周面の上下方向に形成された供給孔の径を、上側に位置するものほど大きいように設定する。
【0077】
これにより、図11(b)を参照すれば分かるように、シリル化剤を含む蒸気を吹き出させる際にウェハWがリフトアップされた状態では、径が最も小さい供給孔14pはウェハWの裏面側に、径が最も大きい供給孔14rはウェハWの表面側に配置されることとなる。従って、シリル化処理を行わないウェハWの裏面よりも、シリル化処理するウェハWの表面に対して多量の蒸気を供給することが可能であり、より効果的に処理することができる。また、シリル化処理を行わないウェハWの裏面に吹き出される蒸気の量を少なくすることができるため、使用できるシリル化剤を節約することができる。
【0078】
もちろん、図11の例のように、ウェハW表面に対して垂直方向にリング部材14bに3つの大きさの供給孔を段階的に配置する場合のみならず、2つの大きさの供給孔を配置しても、4つ以上の大きさの供給孔を配置してもよい。
【0079】
さらにまた図12に示した供給リング14においては、リング部材14bの内周面のほぼ半周に相当する部分には、複数の供給孔14aが形成され、残りの半分の内周面には前記供給孔14aと対向するように複数の排気孔14eが形成されている。このように供給孔14aと排気孔14eとを対向配置すると、図13に示したように、供給孔14aから供給された蒸気は、そのままウェハWに対する水平流となって反対側の排気孔14eから排気される。従って乱流が発生しないため、処理の均一性が向上し、また排気効率も良好となる。もちろん、使用の態様に応じて内周面に配置する供給孔14aと排気孔14eの割合は適宜変更可能である。
【0080】
図14に示したように、ホットプレート5には、リフトピン10が上下に移動するための孔9が形成されているが、この孔9から不活性ガス、例えばNガスを、ウェハWの非処理面、例えばウェハWの裏面に吹き出させるようにしてもよい。そのため、図14に示した例では、孔9にNガスを送るためのガス供給部81と、管路82とを備えている。
【0081】
このようにウェハWの裏面にNガスを吹き出す開始時は、シリル化処理が終了し、チャンバ7内のシリル化剤を含む蒸気を不活性ガスでパージする際か、あるいは、チャンバ7からのシリル化剤を含む蒸気を不活性ガスでパージして、図15に示したように、リフトピン10によってウェハWを持ち上げ始めた時がよい。
【0082】
このようにウェハWの非処理面、例えばウェハWの裏面に不活性ガスを吹き出させることによって、ウェハWの非処理面にデポが付着することを抑えることが可能である。図16に示した供給リング14は、リング部材14bの内周面の上下方向に形成された供給孔14l,14m,14nのうち、例えば上側の供給孔14l,14mについては、ウェハWの処理面に処理ガス、例えばシリル化剤を含む蒸気を供給し、下側の供給孔14mについては、ウェハWの非処理面に不活性ガス、例えばNガスを吹き出させるように構成したものである。これによって、ウェハWの処理面に対しては、処理ガス、例えばシリル化剤を含む蒸気を供給することができ、ウェハWの非処理面に対しては、不活性ガス、例えばNガスを吹き出させることが可能となる。また、ウェハWの非処理面に蒸気が供給されない構成とすることができ、これによってウェハWの非処理面にデポが付着することを抑えることが可能である。
【0083】
なお上側の供給孔14l,14mについては、選択的に処理ガス、例えばシリル化剤を含む蒸気と不活性ガスとを切り替えて吹き出すことが可能な機構を用いてもよい。この場合、例えば図17に示すように、供給孔14l,14mは供給気体切替機構91を介してMFC33及び不活性ガス導入源92に接続されている。一方、供給孔14nは供給気体切替機構91を介さずに直接不活性ガス導入源92に接続されている。また、供給気体切り替え機構91はコントローラ34の制御指令に基づいて不活性ガス導入源92からの不活性ガスあるいはMFC33からのシリル化剤を含む蒸気が選択的に供給孔14l,14mに導入される。供給気体切り替え機構91は、例えば切替弁等である。
【0084】
本発明は、既述した実施の形態に限られるものではない。前述の実施の形態は、本発明の理解を容易にするために提示したものであり、これら実施の形態によって本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明の精神によって各種の改良、改変が可能となる。
【0085】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ハード的な構成によらずに均一なシリル化層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るシリル化処理装置の全体構成を示す上面図。
【図2】同実施形態に係るシリル化処理装置の全体構成を示す縦断面図。
【図3】同実施形態に係る供給リングの斜視構成図。
【図4】同実施形態に係るシリル化処理装置の全体構成を制御系とともに示した図。
【図5】同実施形態に係るシリル化処理装置を適用したレジスト処理システムの全体構成を示す図。
【図6】同実施形態に係るシリル化処理装置を適用したレジスト処理システムの側面図。
【図7】同実施形態に係るシリル化処理装置を適用したレジスト処理システムの機能を説明するための正面図。
【図8】同実施形態に係るシリル化処理工程を示す図。
【図9】同実施形態に係るシリル化処理のフローチャートを示す図。
【図10】シリル化処理の変形例のフローチャートを示す図。
【図11】同実施形態の変形例に係わる供給リングの斜視図。
【図12】同実施形態のさらに別の変形例に係わる供給リングの平面図。
【図13】図12の供給リングを使用した際の気流の流れを示す側面断面の説明図。
【図14】同実施形態のさらに別の変形例に係わるシリル化処理装置の側面断面の平面図。
【図15】同実施形態のさらに別の変形例に係わるシリル化処理装置の側面断面の平面図。
【図16】同実施形態のさらに別の変形例に係わる供給リングの斜視図。
【図17】図16の供給リングを含めた供給系統の模式図。
【符号の説明】
1…シリル化処理装置、2…ベースブロック、2a…ベースブロック側部、2b…ベースブロック底部、3…水平遮蔽板、4…開口、5…ホットプレート、6…支持板、7…処理室、7A,7B…開口、8…カバー、9…孔、10…リフトピン、11…アーム、12…垂直シリンダ、12a…ロッド、13…シャッタ、14…供給リング、14a…供給孔、14b…リング部材、14c…供給通路、14e…排気孔、14l,14m,14n…供給孔、14p,14q,14r…供給孔、15…アーム、16…垂直シリンダ、16a…ロッド、17…排気管、18…排気孔、19(20)…ダクト、21…機械室、22…側壁、23…突起、31…シリル化剤蒸気導入管、32…バブラータンク、33…マスフローコントローラ、34…コントローラ、35…バブリング部材、36…ガス導入管、37…キャリアガス導入管、38…シリル化剤、41…温度センサ、42…マスフローコントローラ、43…圧力センサ、62…ロード/アンロード部、63…プロセス処理部、64…インターフェース部、65…載置台、65a…突起部、66…サブアーム機構、67…メインアーム機構、68…メインアーム、69…ガイド、70…サブアーム機構、71…レール、81…ガス供給部、82…管路、91…供給気体切替機構、92…不活性ガス導入源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a silylation processing apparatus and a silylation processing method for silylating a substrate surface such as a semiconductor wafer or an LCD substrate.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of microelectronic devices such as semiconductor integrated circuits, as the patterns processed on silicon wafers become smaller, the lithography technology used for processing and the performance required for resist materials become increasingly severe. It is coming.
[0003]
With regard to lithography technology used for device fabrication, the wavelength of a light source used for pattern exposure has also been shortened, and i-line and KrF excimer laser light has been used.
[0004]
For i-line, lithography has been carried out using a photosensitizer having a novolac resist as a base resin. However, when using ArF excimer laser light by further shortening the wavelength, novolak resists absorb a large amount of light, so that miniaturization cannot be realized. Therefore, resists using phenolic cyclic compounds have been proposed. Such a phenolic resist has the advantage of improving plasma resistance, but when using a phenolic resist, the light absorption rate is very high, and the shorter the wavelength, the stronger the tendency. . In particular, when ArF excimer laser light is used, the light does not reach a sufficient depth.
[0005]
Therefore, the silylation method is in the spotlight as a technique that has a sufficient photosensitive action and improves plasma resistance even when a light source having a short wavelength such as ArF excimer laser light is used. In this silylation method, the photosensitive agent is exposed to a predetermined pattern image, and then the surface of the exposed photosensitive agent is silylated, and dry development is performed using the silylated photosensitive agent as a mask, thereby providing sufficient selectivity. A resist pattern having the same can be formed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the conventional silylation treatment method, there are problems to be solved as described below.
[0007]
The silylation reaction that realizes this silylation method has a very high temperature dependency, and if the temperature is non-uniform in the plane of the wafer, the silylation reaction also proceeds non-uniformly in the plane of the wafer. Therefore, in order to use the silylation method, it is necessary to obtain uniformity of the silylated layer. Conventionally, in order to solve this problem, various hardware configurations such as a processing chamber structure, a silylation atmosphere supply method, and a hot plate accuracy have been devised. However, even if the uniformity of the silylated layer is obtained by such a device, since the process conditions depend on the hardware surface, a slight defect in the hardware configuration prevents the formation of the uniform silylated layer. End up.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a silylation apparatus and a silylation treatment method capable of obtaining a uniform silylation layer regardless of a hardware configuration. There is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a heating mechanism provided in the chamber for heating the substrate, a supply mechanism for supplying a vapor containing a silylating agent into the chamber, and holding the substrate in the chamber In addition, there is provided a substrate holding jig that can adjust the distance between the heating mechanism and the substrate in at least three stages.
[0010]
According to such a configuration, the substrate is received in a state where it is farthest from the heating mechanism and hardly affected by the heat in the chamber, and the temperature in the chamber is reduced by reducing the distance from the heating mechanism. It waits until the in-plane uniformity is maintained, and after the in-plane uniformity is obtained, it can be brought closer to the heating mechanism to cause the silylation reaction. As described above, the silylation in the atmosphere of the non-uniform silylating agent does not occur by maintaining the distance between the substrates at a predetermined distance from the heating mechanism until the heating by the heating mechanism becomes uniform. Therefore, a uniform silylated layer can be obtained regardless of the hardware configuration.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the step of carrying the substrate into the chamber and installing it at a predetermined distance from the heating mechanism provided in the chamber, and the silylating agent in the chamber A step of introducing a vapor containing the chamber to fill the chamber with a silylating agent atmosphere; a step of raising the temperature of the chamber by the heating mechanism; and bringing the substrate closer to the heating mechanism to silylate the substrate A step of uniformly diffusing the silylation atmosphere in the chamber at a temperature at which no reaction occurs, and a step of bringing the substrate closer to the heating mechanism to raise the temperature of the substrate and causing a silylation reaction on the substrate surface The silylation processing method characterized by including these is provided.
[0012]
According to this method, it is desirable that the distance between the heating mechanism and the substrate is set to change in at least three stages. Further, in the step of causing the silylation reaction, it is desirable that the substrate is substantially in contact with the heating mechanism.
[0013]
Further, after the silylation treatment, the silylation treatment can be completed easily by replacing the vapor of the silylating agent and introducing an inert gas into the chamber. In addition, an extra and non-uniform silylation reaction can be prevented by replacing the gas in the chamber after the gap between the heating mechanism and the substrate is separated.
[0014]
In addition, when the heating mechanism and the substrate are installed at a predetermined interval, when the atmosphere is filled with the silylating agent, the amount of gas existing in the chamber is reduced by reducing the pressure in the chamber. The gas flow inside becomes stable and the uniformity of the concentration of the silylating agent is further improved.
[0015]
In addition, by stopping the introduction of the silylating agent into the chamber and causing the silylation reaction without exhausting the chamber, the gas flow in the chamber is eliminated and the silylation atmosphere is kept uniform. Since the silylation reaction can be caused while being held, the in-plane uniformity of the silylation reaction on the wafer is further increased.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
(First embodiment)
In the present embodiment, a case where the silylation processing apparatus of the present invention is used in a resist processing system for a semiconductor wafer will be described.
[0018]
1 and 2 show the structure of the silylation processing apparatus. FIG. 1 is a top view and FIG. 2 is a longitudinal sectional view.
[0019]
As shown in FIG. 1, the silylation processing apparatus 1 has a base block 2. The base block 2 has a concave shape, and includes a base block side portion 2a that defines the side portion and a base block bottom portion 2b that defines the bottom portion. Further, a horizontal shielding plate 3 is attached horizontally to the base block bottom 2b at a predetermined height of the base block side 2a. A circular opening 4 is formed in the horizontal shielding plate 3, and a hot plate 5 is accommodated in the opening 4 as a heating mechanism. The hot plate 5 is supported on the horizontal shielding plate 3 by a support plate 6.
[0020]
A processing chamber 7 as a chamber for performing silylation processing is defined by the base block side portion 2 a, the horizontal shielding plate 3, and the cover 8. Openings 7A and 7B are respectively formed on the front side and the back side of the processing chamber 7, and the wafer W is carried into and out of the processing chamber 7 through the openings 7A and 7B.
[0021]
Three holes 9 are formed through the hot plate 3, and lift pins 10 are inserted into the holes 9 as wafer W holding jigs. The three lift pins 10 are connected and supported by an arm 11, and the arm 11 is connected and supported by a rod 12a of a vertical cylinder 12, for example. When the rod 12 a protrudes from the vertical cylinder 12, the lift pins 10 protrude to lift the wafer W from the hot plate 5.
[0022]
The height of the lift pins 10 that support the wafer W at three points can be adjusted to, for example, three levels of low, medium, and high (hereinafter, each height is referred to as a low level, a medium level, and a high level). When the level is low, the lift pins 10 do not protrude from the surface of the hot plate 5. Therefore, although the distance between the wafer W held by the lift pins 10 and the surface of the hot plate 5 is theoretically 0 mm, the proximity in the actual apparatus configuration is, for example, about 0.1 μm. In the middle level, the lift pins 10 protrude from the surface of the hot plate 5 by, for example, 7 mm. Further, at a high level, the lift pins 10 protrude from the surface of the hot plate 5 by, for example, 18 mm. At this high level, the wafer W is transferred from another processing mechanism by a transfer mechanism (not shown).
[0023]
As shown in FIG. 2, a ring-shaped shutter 13 is attached to the outer periphery of the hot plate 5. The shutter 13 is supported by a rod 16a of a vertical cylinder 16 through an arm 15 so as to be movable up and down. The shutter 13 is retracted to a low position during non-processing, but rises during processing and is positioned between the hot plate 5 and the cover 8. A ring-shaped supply ring 14 is disposed on the inner periphery of the shutter 13 so as to surround the hot plate 5.
[0024]
A detailed perspective configuration of the supply ring 14 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the supply ring 14 has an annular ring member 14b. A large number of supply holes 14a are formed along the inner circumference of the ring member 14b at a pitch interval of, for example, a central angle of 2 °. Four supply passages 14c are opened at the bottom surface of the ring member 14b and symmetrical with respect to the center of the ring member 14b. The supply passage 14c communicates with a silylating agent supply source (not shown) outside the base block 2 through an opening provided in the base block bottom 2b.
[0025]
An exhaust hole 18 communicating with the exhaust pipe 17 is opened at the center of the cover 8. A gas generated during heat treatment or the like is exhausted through the exhaust hole 18. The exhaust pipe 17 communicates with a duct 19 (or 20) on the front side of the apparatus or another duct (not shown).
[0026]
A machine room 21 is provided below the horizontal shielding plate 3. The machine room 21 is defined by the side wall of the duct 19, the side wall 22, and the base block bottom 2b. The machine room 21 is provided with, for example, a hot plate support plate 6, a shutter arm 15, a lift pin arm 11, an elevating cylinder 16, and an elevating cylinder 12.
[0027]
As shown in FIG. 1, for example, four protrusions 23 are provided on the upper surface of the hot plate 5, and the wafer W is positioned by these four protrusions. A plurality of small protrusions (not shown) are provided on the upper surface of the hot plate 5, and when the wafer W is placed on the hot plate 5, the tops of these small protrusions come into contact with the wafer W. Yes. As a result, a minute gap (about 0.1 mm) is formed between the wafer W and the hot plate 5 so that the lower surface of the wafer W is not soiled or damaged.
[0028]
Next, the control system and silylating agent vapor supply mechanism of the silylation processing apparatus will be described with reference to FIG.
[0029]
As shown in FIG. 4, each supply passage 14 c communicates with a silylating agent vapor introducing pipe 31, and this silylating agent vapor introducing pipe 31 converts the silylating agent vapor generated in the bubbler tank 32 into the processing chamber 7. To introduce. The silylating agent vapor introducing pipe 31 is provided with a mass flow controller 33 for controlling the flow rate of the silylating agent vapor introduced into the processing chamber 7 based on a control command from the controller 34.
[0030]
A bubbling member 35 made of, for example, porous ceramic is provided on the bottom surface of the bubbler tank 32, and the bubbling member 35 has N 2 A gas introduction pipe 36 for introducing an inert gas such as is inserted. From the upper surface of the bubbler tank 32, for example, N as a carrier gas from a carrier gas introduction pipe 37 2 Is introduced, and the silylating agent 38 stored in the tank 32 is introduced into the bubbling member 35 through an inert gas through the gas introduction pipe 36 to generate a silylating agent vapor while bubbling. 2 Is introduced into the processing chamber 7 as a carrier gas.
[0031]
The hot plate 5 includes a resistance heater (not shown) and a temperature sensor 41, and outputs the detected temperature of the hot plate 5 to the controller 34. The controller 34 controls the temperature of the hot plate 5 using a resistance heater based on the detected temperature of the hot plate 5. For example, a hot plate may be used as a jacket having a hollow portion, and a heating medium may be circulated and supplied to the hollow portion to heat the wafer W.
[0032]
For example, a mass flow controller 42 is provided in the exhaust pipe 17, and the exhaust flow rate is controlled by the controller 34.
[0033]
For example, a pressure sensor 43 is attached in the processing chamber 7, and the pressure in the processing chamber 7 detected by the pressure sensor 43 is output to the controller 34. The controller 34 controls the mass flow controllers 33 and 42 based on the detected pressure in the processing chamber 7. Thereby, the flow rates of the silylating agent vapor introduced into the processing chamber 7 and the exhaust gas exhausted from the processing chamber 7 are controlled.
[0034]
The bubbler tank 32 is not limited to the above-described configuration. For example, without using the bubbling member 35 for bubbling, a large number of holes are formed in the introduction pipe 36 and gas is introduced from the holes. Bubbling may be performed. In this case, it is desirable to provide a check valve in the introduction pipe 36 in order to prevent the back flow of the silylating agent 38 during the period when the gas is not introduced.
[0035]
This silylation processing apparatus is applied to the coating and developing processing system shown in FIGS.
[0036]
As shown in FIG. 5, the coating and developing processing system includes a load / unload unit 62 for sequentially taking out wafers W from a cassette CR containing wafers W, and a wafer W taken out by the load / unload unit 62. A process processing unit 63 that performs resist solution coating and development process processing, and an interface unit 64 that transfers the wafer W coated with the resist solution to an exposure apparatus (not shown). The load / unload unit 62 includes a mounting table 65 in which a cassette CR storing, for example, 25 wafers of semiconductor wafers W is taken in and out.
[0037]
In the load / unload unit 62, as shown in FIG. 5, a plurality of, for example, up to four cassettes CR are provided at the position of the positioning projection 65a on the mounting table 65, and each wafer inlet / outlet is connected to the process processor 63 side. A first sub-arm mechanism that is mounted in a row in the X direction toward the head and is movable in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction; vertical direction) of the wafer W accommodated in the cassette CR. 66 selectively accesses each cassette CR.
[0038]
Further, the first sub arm mechanism 66 is configured to be rotatable in the θ direction, and can transfer the wafer W to a main arm mechanism 67 provided in the process processing unit 63. Further, as will be described later, the alignment unit (ALIM) and the extension unit (EXT) belonging to the multistage unit section of the third processing unit group G3 on the process processing section 63 side can also be accessed.
[0039]
The transfer of the wafer W between the load / unload unit 62 and the process processing unit 63 is performed via the third unit group G3. The third processing unit group G3 is configured by stacking a plurality of process processing units vertically as shown in FIG. That is, the processing unit group G3 includes a cooling unit (COL) that cools the wafer W, an adhesion unit (AD) that performs hydrophobic treatment for improving the fixability of the resist solution to the wafer W, and a silyl group for the wafer W. Silylation processing apparatus (SLL) that performs silylation treatment, dry development unit (DDEV) that performs dry development on wafer W that has undergone silylation treatment, alignment unit (ALIM) that aligns wafer W, wafer W An extension unit (EXT) for keeping the camera in standby, two pre-baking units (PREBAKE) for performing heat treatment before exposure processing, a post-baking unit (POBAKE) for performing heat treatment after exposure processing, and a post-exposure baking unit (PEBAKE) from bottom to top Stacked and are configured.
[0040]
The wafer W is transferred to the main arm mechanism 67 through the extension unit (EXT) and the alignment unit (ALIM).
[0041]
Further, as shown in FIG. 5, around the main arm mechanism 67, the first to fifth processing unit groups G1 to G5 including the third processing unit group G3 surround the main arm mechanism 67. Is provided. Similar to the third processing unit group G3 described above, the other processing unit groups G1, G2, G4, and G5 are configured by stacking various processing units in the vertical direction. The silylation processing apparatus (SLL) of the present invention is provided in the third and fourth processing unit groups G3 and G4.
[0042]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the main arm mechanism 67 is equipped with a main arm 68 which can be moved up and down in the vertical direction (Z direction) inside a cylindrical guide 69 extending in the vertical direction. . The cylindrical guide 69 is connected to a rotating shaft of a motor (not shown), and is rotated integrally with the main arm 68 around the rotating shaft by the rotational driving force of the motor. It is freely rotatable in the θ direction. In addition, you may comprise the cylindrical guide 69 so that it may connect with another rotating shaft (not shown) rotated by the said motor. As described above, by driving the main arm 68 in the vertical direction, the wafer W can be arbitrarily accessed to each processing unit of the processing unit groups G1 to G5.
[0043]
When the main arm mechanism 67 receives the wafer W from the load / unload unit 62 via the extension unit (EXT) of the third processing unit group G3, the wafer W is first added to the third processing unit group G3. It is carried into the fusion unit (AD) and hydrophobized. Next, the wafer W is unloaded from the adhesion unit (AD) and cooled by the cooling unit (COL).
[0044]
The cooled wafer W is positioned and opposed to the resist solution coating apparatus (COT) of the first processing unit group G1 (or the second processing unit group G2) by the main arm mechanism 67.
[0045]
The wafer W coated with the resist solution is unloaded by the main arm mechanism 67 and transferred to the interface unit 64 via the fourth processing unit group G4.
[0046]
As shown in FIG. 6, the fourth processing unit group G4 includes a cooling unit (COL), an extension / cooling unit (EXT / COL), an extension unit (EXT), a cooling unit (COL), a silylation processing device ( SLL), a dry development unit (DDEV), two baking units (PREBAKE), and two post baking units (POBAKE) are sequentially stacked from the bottom to the top.
[0047]
The wafer W taken out from the resist solution coating unit (COT) is first inserted into a pre-baking unit (PREBAKE), and dried by removing a solvent from the resist solution. In addition, this drying may be based on the decompression method, for example. That is, a method of removing the solvent (drying the resist solution) by inserting the wafer W into a pre-baking unit (PREBAKE) or a chamber provided separately and reducing the pressure around the wafer W may be used.
[0048]
Next, the wafer W is cooled by a cooling unit (COL), and then transferred to a second sub arm mechanism 70 provided in the interface unit 64 via an extension unit (EXT).
[0049]
The second sub arm mechanism 70 that has received the wafer W sequentially stores the received wafer W in the buffer cassette BUCR. The interface unit 64 delivers the wafer W to an exposure apparatus (not shown) and receives the wafer W after the exposure process.
[0050]
On the wafer W after the exposure processing, the unnecessary resist film on the wafer peripheral portion is removed by a peripheral exposure apparatus (WEE), and then the main arm mechanism 67 via the fourth processing unit group G4 contrary to the above. The main arm mechanism 67 transports the exposed wafer W to a silylation processing apparatus (SLL). The wafer W that has been subjected to the silylation treatment by the silylation treatment apparatus (SLL) is transferred to a dry development unit (DDEV) and subjected to dry development. Thereafter, the sheet is discharged to the load / unload unit 62 via the extension unit (EXT).
[0051]
The fifth processing unit group G5 is selectively provided. In this example, the fifth processing unit group G5 is configured in the same manner as the fourth processing unit group G4. Further, the fifth processing unit group G5 is movably held by the rail 71, so that the maintenance process for the main arm mechanism 67 and the first to fourth processing unit groups G1 to G4 can be easily performed. ing.
[0052]
When the silylation processing apparatus of the present invention is applied to the coating and developing unit shown in FIGS. 5 to 7, each processing unit is configured to be stacked up and down so that the installation area of the apparatus can be significantly reduced.
[0053]
Of course, the silylation processing apparatus shown in this embodiment can be applied to apparatuses other than such a coating and developing unit. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0054]
Next, the silylation process by this coating and developing system will be described with reference to the process cross-sectional view of FIG. 8 and the flowchart of FIG.
[0055]
When the main switch of the coating and developing treatment system is turned on, power supply from each power source to the silylation treatment apparatus 1 is started.
[0056]
Then, the shutter 13 is opened, the wafer W is placed on an arm holder (not shown) that holds the main arm of the main arm mechanism 67, and is inserted into the processing chamber 7. When the wafer W is carried in, the lift pins 10 are raised about 18 mm with respect to the hot plate 5 (S1), the wafer W is transferred from the arm holder to the lift pins 10, and the arm holder is retracted from the processing chamber 7 (FIG. 8 (a), S2). Since the temperature in the processing chamber 7 at the time of loading the wafer W is a normal temperature, the silylation reaction on the surface of the wafer W does not naturally occur at this stage.
[0057]
After the wafer W is carried into a position separated from the hot plate 5 by about 18 mm, the shutter 13 is lifted to evacuate the atmosphere from the exhaust hole 17 with the inside of the processing chamber 7 sealed, and the inside of the processing chamber 7 is decompressed. (S3). Then, when the pressure falls to a predetermined pressure, for example, 80 Pascal, the silylating agent vapor is introduced from the supply hole 14a (S4). The temperature of the silylating agent vapor at this time is preferably set to a temperature similar to that of the wafer W, for example, about 40 to 50 ° C., in order to prevent the reaction from proceeding unexpectedly.
[0058]
When the silylating agent vapor fills the processing chamber 7, the hot plate 5 is heated (S5). Then, the lift pins 10 are lowered to set the distance between the wafer W and the hot plate 5 to about 7 mm (S6). Needless to say, the lift pin 10 may be first lowered and then heated by the hot plate 5. Here, since the wafer W is separated from the hot plate 5, the wafer W is kept at a lower temperature than the surface of the hot plate 5. Specifically, the temperature of the wafer W is kept at about 40 to 50 ° C. in order to keep the temperature such that no silylation reaction occurs on the surface of the wafer W (FIG. 8B). Furthermore, it waits under this temperature condition until silylation agent vapor | steam spread | diffuses uniformly in the process chamber 7 (S7). If the silylating agent vapor is diffused uniformly, the temperature becomes uniform in the plane of the wafer W.
[0059]
Then, the introduction of the silylating agent vapor is stopped, the exhaust of the gas from the exhaust pipe 17 is stopped, all the gas flows into the processing chamber 7 are stopped, and the processing chamber 7 is kept at a constant pressure and sealed. In a state where the temperature in the processing chamber 7 is made uniform in the plane of the wafer W, the hot plate 5 is further heated (S8).
[0060]
When the temperature of the hot plate 5 itself becomes, for example, about 80 to 90 ° C., the lift pins 10 are further lowered so that the distance between the wafer W and the hot plate 5 is about 0.1 mm (FIG. 8C). S9). At this time, since the wafer W is heated to about 80 to 90 ° C., the wafer W also rises to 80 to 90 ° C., and silylation proceeds on the surface (S10). At the time of this silylation, the introduction of gas into the processing chamber 7 and the exhaust of the gas from the processing chamber 7 are stopped and sealed, and the in-plane uniformity of the temperature in the processing chamber 7 is maintained. Also proceeds uniformly in the plane of the wafer W.
[0061]
When the silylation is completed, in order to terminate the silylation reaction, N is introduced into the processing chamber 7 from a gas inlet (not shown). 2 While introducing gas, the gas containing silylating agent vapor | steam is exhausted from the exhaust hole 17, and the gas in the processing chamber 7 is N from silylating agent vapor | steam. 2 The gas is replaced (S11). Since the silylation reaction takes several seconds, the silylation reaction is immediately completed by replacing the gas in the processing chamber 7. Note that since the silylation reaction proceeds even slightly during the gas replacement and until the temperature of the wafer W surface is lowered to about 50 ° C., the temperature of the wafer W surface must be kept uniform. There is. Therefore, it is desirable to raise the lift pins 10 to make the distance between the wafer W and the hot plate 5 larger than 7 mm before the gas replacement. N introduced 2 It is desirable that the gas be a gas having a temperature lower than about 50 ° C. which is a critical temperature at which the silylation reaction occurs. It should be noted that the gas replacement may be performed without raising the lift pin 10 and with a distance of 0 mm from the hot plate 5.
[0062]
According to the process described above, the following effects can be obtained.
[0063]
First, after introducing the silylating agent vapor, the temperature of the wafer W is changed to a silylation reaction by waiting at a predetermined interval from the hot plate 5 until the silylating vapor is uniformly diffused in the processing chamber 7. Can be made to stand by at a temperature of 50 ° C. or less, and the concentration in the processing chamber 7 can be made uniform during this waiting time. The silylation reaction is temperature-dependent, and the higher the temperature, the faster the silylation rate. By maintaining a uniform temperature in the plane of the wafer W in this way, the silylation with high in-plane uniformity of the wafer W is achieved. Processing can be performed.
[0064]
Secondly, by setting the interval between the hot plate 5 and the wafer W in three stages, the temperature of the wafer W is influenced by a transient temperature change until the temperature reaches a high temperature at which the silylation reaction proceeds. And stable silylation treatment can be performed. That is, while the temperature of the wafer W rises from 23 ° C. to 80 ° C., the temperature variation of the wafer W is very large, but the temperature variation from 50 ° C. to about 80 ° C. to 90 ° C. is relatively small. Therefore, silylation treatment with little temperature variation is possible. Further, only by performing processing with the interval between the hot plate 5 and the wafer W set in a plurality of stages as described above, sufficiently stable silylation processing can be easily performed even if there is a slight problem in the hardware configuration. be able to. For example, when the silylating agent is supplied from the upper part of the chamber using a shower or the like, strict accuracy is required for the shape of the outlet of the silylating agent. Stable silylation can be performed regardless of the configuration.
[0065]
Thirdly, during the silylation process, since the process chamber 7 is a sealed space where neither decompression nor exhaust is performed, variation in concentration can be suppressed to a minimum.
[0066]
Fourth, the wafer W may be lifted up after the vapor of the silylating agent is completely exhausted. This method can also prevent the reaction from inadvertently proceeding on the surface of the wafer W.
[0067]
Fifth, after the silylation treatment, the silylating agent vapor is N 2 When replacing with gas, the wafer W is once separated from the hot plate 5 by a predetermined interval, so that the gas can be replaced after the wafer W is already at a temperature at which silylation is difficult to proceed. A heterogeneous silylation reaction can be prevented.
[0068]
Sixth, when introducing and homogenizing the silylating agent vapor, the amount of gas present in the processing chamber 7 is reduced by reducing the pressure once, so that the concentration of the silylating agent is uniform. improves.
[0069]
In addition, the silylation processing apparatus which concerns on this invention is applicable besides the structure in this embodiment.
[0070]
First, the silylating agent vapor introduction system is not limited to the configuration shown in FIG. For example, one or a plurality of holes may be provided in the hot plate 5 and the silylating agent vapor may be introduced to the surface side of the hot plate 5 through the holes. And may be introduced from the introduction port toward the processing chamber 7, and the configuration of the introduction system may be anything.
[0071]
Secondly, the lift pins 10 that hold the wafer W with respect to the hot plate 5 at a predetermined interval may move in a plurality of stages as well as in three stages of high level, medium level, and low level. Furthermore, it may move continuously from a high level to a medium level or from a medium level to a low level.
[0072]
An example of a form in which the hot plate 5 is held and used at four or more positions is shown in FIG. FIG. 10 shows a case where the wafer W is changed in five stages. A high level at which the wafer W is carried in (the interval between the hot plate 5 and the wafer W is 18 mm, for example), and a low level at which the inside of the processing chamber 7 is sealed to promote the silylation process (the interval between the hot plate 5 and the wafer W is 0 mm). ) Is the same as in the case of three stages (S1 to S7, S8 to S11), and the hot plate 5 is moved down in stages in a plurality of stages when the temperature variation in the processing chamber 7 is made uniform.
[0073]
In this case, first, the wafer W is temporarily held at a position lower than the high level until the temperature of the wafer W rises to a predetermined temperature (for example, 50 ° C.) (the distance between the hot plate 5 and the wafer W is, for example, 7 mm, S6). When the temperature in the processing chamber 7 rises (for example, 60 ° C.), the wafer W is moved downward (the distance between the hot plate 5 and the wafer W is, for example, 5 mm, S21 and S22), and after further temperature rise (for example, 70 ° C.). Further, the wafer W is moved downward (the interval between the hot plate 5 and the wafer W is 3 mm, for example, S23 and S24).
[0074]
Until the distance between the hot plate 5 and the wafer W is changed from 7 mm to 0 mm, the silylating agent vapor is continuously introduced as in the case shown in FIG. In this way, the multi-stage wafer W is moved downward, and finally the wafer W is lowered to a low level in contact with the hot plate 5. According to this, it is possible to move the wafer W following the change in temperature variation as compared with the case where the holding at the intermediate level is performed in one stage. Therefore, it is possible to perform a silylation process in which the influence of temperature variation is further reduced.
[0075]
In the example of FIG. 10, the case where the wafer W is moved in the vertical direction is shown in five stages, but the present invention can naturally be applied even if there are four stages or more than six stages. . Furthermore, the distance between the hot plate 5 and the wafer W when the wafer W is changed stepwise or the temperature in the processing chamber 7 is an example, and is not limited to the above.
[0076]
Further, the configuration of the supply ring 14 can be changed and used as follows. In the supply ring 14 shown in FIG. 11 (a), the supply holes 14p, 14q, 14r formed on the inner peripheral surface of the ring member are set so that the diameter of the supply holes located on the upper side increases. ing. That is, the supply hole 14p located at the lowermost side has the smallest diameter, the diameter of the supply hole 14q located above it is larger than the diameter of the supply hole 14p, and the diameter of the supply hole 14r located at the uppermost side is The largest is set. In other words, the diameter of the supply hole located on the front side of the wafer W is increased and the diameter of the supply hole located on the back side of the wafer W is reduced. Thus, the diameter of the supply hole formed in the vertical direction of the inner peripheral surface of the ring member 14b is set so as to be larger as it is located on the upper side.
[0077]
Thus, as can be seen from FIG. 11B, in the state where the wafer W is lifted up when the vapor containing the silylating agent is blown out, the supply hole 14p having the smallest diameter is on the back side of the wafer W. In addition, the supply hole 14r having the largest diameter is disposed on the surface side of the wafer W. Therefore, a larger amount of vapor can be supplied to the surface of the wafer W to be silylated than the back surface of the wafer W that is not subjected to the silylation treatment, and processing can be performed more effectively. Moreover, since the amount of steam blown to the back surface of the wafer W that is not subjected to silylation treatment can be reduced, the silylating agent that can be used can be saved.
[0078]
Of course, as in the example of FIG. 11, not only when the three sizes of supply holes are arranged stepwise in the ring member 14 b in the direction perpendicular to the surface of the wafer W, two sizes of supply holes are arranged. Or you may arrange | position the supply hole of four or more magnitude | sizes.
[0079]
Furthermore, in the supply ring 14 shown in FIG. 12, a plurality of supply holes 14a are formed in a portion corresponding to almost a half of the inner peripheral surface of the ring member 14b, and the above-mentioned supply is formed in the remaining inner peripheral surface. A plurality of exhaust holes 14e are formed to face the holes 14a. When the supply hole 14a and the exhaust hole 14e are arranged to face each other in this manner, as shown in FIG. 13, the vapor supplied from the supply hole 14a becomes a horizontal flow with respect to the wafer W as it is from the opposite exhaust hole 14e. Exhausted. Therefore, since no turbulent flow is generated, the uniformity of processing is improved and the exhaust efficiency is improved. Of course, the ratio of the supply holes 14a and the exhaust holes 14e arranged on the inner peripheral surface can be changed as appropriate according to the mode of use.
[0080]
As shown in FIG. 14, the hot plate 5 has a hole 9 for the lift pin 10 to move up and down. An inert gas such as N 2 The gas may be blown to the non-processed surface of the wafer W, for example, the back surface of the wafer W. Therefore, in the example shown in FIG. 2 A gas supply unit 81 for sending gas and a pipe line 82 are provided.
[0081]
Thus, N on the back surface of the wafer W 2 At the start of blowing out the gas, the silylation process is completed, and when the vapor containing the silylating agent in the chamber 7 is purged with an inert gas, or the vapor containing the silylating agent from the chamber 7 is inert gas. And the wafer W is started to be lifted by the lift pins 10 as shown in FIG.
[0082]
In this way, it is possible to suppress deposition of deposits on the non-processed surface of the wafer W by blowing the inert gas onto the non-processed surface of the wafer W, for example, the back surface of the wafer W. The supply ring 14 shown in FIG. 16 has, for example, the upper supply holes 14l and 14m among the supply holes 14l, 14m and 14n formed in the vertical direction of the inner peripheral surface of the ring member 14b. A processing gas, for example, a vapor containing a silylating agent is supplied to the lower supply hole 14m, and an inert gas, for example, N 2 The gas is blown out. Thereby, a processing gas, for example, a vapor containing a silylating agent can be supplied to the processing surface of the wafer W, and an inert gas, for example, N, is supplied to the non-processing surface of the wafer W. 2 Gas can be blown out. Moreover, it can be set as the structure by which a vapor | steam is not supplied to the non-processing surface of the wafer W, and it can suppress that a deposit adheres to the non-processing surface of the wafer W by this.
[0083]
For the upper supply holes 14l and 14m, a mechanism capable of selectively blowing out a processing gas, for example, a vapor containing a silylating agent and an inert gas, may be used. In this case, for example, as shown in FIG. 17, the supply holes 14 l and 14 m are connected to the MFC 33 and the inert gas introduction source 92 via the supply gas switching mechanism 91. On the other hand, the supply hole 14 n is directly connected to the inert gas introduction source 92 without the supply gas switching mechanism 91. The supply gas switching mechanism 91 selectively introduces the inert gas from the inert gas introduction source 92 or the vapor containing the silylating agent from the MFC 33 into the supply holes 14l and 14m based on the control command of the controller 34. . The supply gas switching mechanism 91 is, for example, a switching valve.
[0084]
The present invention is not limited to the embodiment described above. The foregoing embodiments are presented to facilitate the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments, and various improvements and modifications can be made according to the spirit of the present invention. Is possible.
[0085]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a uniform silylated layer can be obtained regardless of the hardware configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing an overall configuration of a silylation processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the silylation processing apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a perspective configuration diagram of a supply ring according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of the silylation processing apparatus according to the embodiment together with a control system.
FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a resist processing system to which the silylation processing apparatus according to the embodiment is applied.
FIG. 6 is a side view of a resist processing system to which the silylation processing apparatus according to the embodiment is applied.
FIG. 7 is a front view for explaining the function of the resist processing system to which the silylation processing apparatus according to the embodiment is applied.
FIG. 8 is a view showing a silylation treatment process according to the embodiment.
FIG. 9 is a view showing a flowchart of a silylation process according to the embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a modified example of the silylation process.
FIG. 11 is a perspective view of a supply ring according to a modification of the embodiment.
FIG. 12 is a plan view of a supply ring according to still another modification of the embodiment.
13 is an explanatory view of a side cross-section showing the flow of airflow when the supply ring of FIG. 12 is used.
FIG. 14 is a plan view of a side cross-section of a silylation processing apparatus according to still another modification of the embodiment.
FIG. 15 is a plan view of a side cross section of a silylation processing apparatus according to still another modification of the embodiment.
FIG. 16 is a perspective view of a supply ring according to still another modification of the embodiment.
17 is a schematic diagram of a supply system including the supply ring of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silylation processing apparatus, 2 ... Base block, 2a ... Base block side part, 2b ... Base block bottom part, 3 ... Horizontal shielding board, 4 ... Opening, 5 ... Hot plate, 6 ... Support plate, 7 ... Processing chamber, 7A, 7B ... opening, 8 ... cover, 9 ... hole, 10 ... lift pin, 11 ... arm, 12 ... vertical cylinder, 12a ... rod, 13 ... shutter, 14 ... supply ring, 14a ... supply hole, 14b ... ring member, 14c: Supply passage, 14e: Exhaust hole, 14l, 14m, 14n ... Supply hole, 14p, 14q, 14r ... Supply hole, 15 ... Arm, 16 ... Vertical cylinder, 16a ... Rod, 17 ... Exhaust pipe, 18 ... Exhaust hole , 19 (20) ... duct, 21 ... machine room, 22 ... side wall, 23 ... projection, 31 ... silylating agent vapor introduction pipe, 32 ... bubbler tank, 33 ... mass flow controller, 34 ... con Roller, 35 ... Bubbling member, 36 ... Gas introduction pipe, 37 ... Carrier gas introduction pipe, 38 ... Silylating agent, 41 ... Temperature sensor, 42 ... Mass flow controller, 43 ... Pressure sensor, 62 ... Load / unload section, 63 ... Process processing section, 64 ... Interface section, 65 ... Place, 65a ... Projection section, 66 ... Sub arm mechanism, 67 ... Main arm mechanism, 68 ... Main arm, 69 ... Guide, 70 ... Sub arm mechanism, 71 ... Rail, 81 ... Gas supply unit, 82 ... Pipe line, 91 ... Supply gas switching mechanism, 92 ... Inert gas introduction source

Claims (14)

チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板を加熱する加熱機構と、
前記基板を囲むように配置され、前記基板表面に対して垂直な方向に異なる孔径を有する複数の供給孔から、前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を供給する供給機構と、
前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具と
を具備してなることを特徴とするシリル化処理装置。
A chamber;
A heating mechanism provided in the chamber for heating the substrate;
A supply mechanism for supplying a vapor containing a silylating agent into the chamber from a plurality of supply holes arranged to surround the substrate and having different hole diameters in a direction perpendicular to the substrate surface ;
A substrate holding jig capable of holding the substrate in the chamber and adjusting the distance between the heating mechanism and the substrate in at least three stages ;
The silylation processing apparatus characterized by comprising.
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、シリル化を進行させるべき処理面と、該処理面と表裏関係にある非処理面とを有する基板を加熱する加熱機構と、
前記基板を囲むと共に、前記基板の処理面側の方が前記基板の非処理面側よりも大きな孔径となるように配置された複数の供給孔から、前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を供給する供給機構と、
前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具と
を具備してなることを特徴とするシリル化処理装置。
A chamber;
A heating mechanism that is provided in the chamber and heats a substrate having a processing surface on which silylation is to proceed and a non-processing surface that is in a front-back relationship with the processing surface ;
Vapor containing a silylating agent is contained in the chamber from a plurality of supply holes that surround the substrate and are disposed such that the processing surface side of the substrate has a larger hole diameter than the non-processing surface side of the substrate. A supply mechanism for supplying;
A substrate holding jig capable of holding the substrate in the chamber and adjusting the distance between the heating mechanism and the substrate in at least three stages ;
The silylation processing apparatus characterized by comprising.
前記供給孔は、前記基板を囲むように配置された供給リングの内周面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のシリル化処理装置。The silylation processing apparatus according to claim 1 , wherein the supply hole is provided on an inner peripheral surface of a supply ring disposed so as to surround the substrate. 前記供給リングの内周面の半周以下の部分には複数の供給孔が形成され、前記供給孔が形成されない残りの内周面には前記基板を挟んで対向するように複数の排気孔が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のシリル化処理装置。A plurality of supply holes are formed in a portion of the inner peripheral surface of the supply ring that is not more than half a circumference, and a plurality of exhaust holes are formed on the remaining inner peripheral surface where the supply holes are not formed so as to face each other with the substrate interposed therebetween. The silylation processing apparatus according to claim 3 , wherein チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバ内において、シリル化剤を含む蒸気を前記基板の処理面に供給し、不活性ガスを前記基板の非処理面に供給する供給機構と、
前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具と
を具備してなることを特徴とするシリル化処理装置。
A chamber;
A heating mechanism provided in the chamber for heating the substrate;
Oite into the chamber, the vapor containing silylating agent is supplied to the treated surface of the substrate, a supply mechanism for supplying inert gas to the non-treated surface of the substrate,
A substrate holding jig capable of holding the substrate in the chamber and adjusting the distance between the heating mechanism and the substrate in at least three stages ;
The silylation processing apparatus characterized by comprising.
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を供給する供給機構と、
前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具と
を具備するシリル化処理装置であって、
前記基板を囲むように配置され、内周面に複数の第1の供給孔及び複数の第2の供給孔が設けられた供給リングを備え、
前記基板はシリル化を進行させるべき処理面と、該処理面と表裏関係にある非処理面とを有し、
前記基板の前記処理面側には前記第1の供給孔が設けられ、前記基板の非処理面側には前記第2の供給孔が設けられてなり、
前記第1の供給孔からは前記供給機構からの前記蒸気が供給され、
前記第2の供給孔からは不活性ガスが供給されることを特徴とするシリル化処理装置。
A chamber;
A heating mechanism provided in the chamber for heating the substrate;
A supply mechanism for supplying a vapor containing a silylating agent into the chamber;
A substrate holding jig capable of holding the substrate in the chamber and adjusting the distance between the heating mechanism and the substrate in at least three stages ;
A silylation processing apparatus comprising:
A supply ring that is disposed so as to surround the substrate and includes a plurality of first supply holes and a plurality of second supply holes on an inner peripheral surface;
The substrate has a processing surface on which silylation is to proceed, and a non-processing surface in front and back relation with the processing surface,
The first supply hole is provided on the processing surface side of the substrate, and the second supply hole is provided on the non-processing surface side of the substrate,
The steam from the supply mechanism is supplied from the first supply hole,
An inert gas is supplied from the second supply hole .
前記第1の供給孔に接続された供給気体切替機構と、この供給気体切替機構に接続された不活性ガス導入部とをさらに備え、前記供給気体切替機構には前記供給機構が接続され、前記供給気体切替機構の切替により前記第1の供給孔から不活性ガスと蒸気が選択的に供給されることを特徴とする請求項6に記載のシリル化処理装置。A feed gas switching mechanism connected to the first supply hole, and connected to inert gas inlet part to the feed gas switching mechanism further wherein the supply mechanism is connected to the feed gas switching mechanism, The silylation processing apparatus according to claim 6 , wherein the inert gas and the vapor are selectively supplied from the first supply hole by switching the supply gas switching mechanism. チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板を加熱する加熱機構としての熱板と、
前記チャンバ内において、シリル化剤を含む蒸気を前記基板の処理面にのみ供給する供給機構と、
前記チャンバ内で前記基板を保持し、前記加熱機構と前記基板の間隔を少なくとも3段階以上に調節可能な基板保持治具としてのリフトピンと、
を具備し、前記リフトピンが前記熱板から突き出て前記基板を保持して移動するように、前記熱板に孔が貫通形成され、前記孔を通じて不活性ガスが基板の非処理面に対して供給されることを特徴とするシリル化処理装置。
A chamber;
A hot plate provided in the chamber as a heating mechanism for heating the substrate;
Oite within said chamber, a supply mechanism for supplying only the vapor containing silylation agent to the processing surface of the substrate,
Lift pins as substrate holding jigs that hold the substrate in the chamber and can adjust the distance between the heating mechanism and the substrate to at least three stages ;
A hole is formed in the hot plate so that the lift pin protrudes from the hot plate and moves while holding the substrate, and an inert gas is supplied to the non-processed surface of the substrate through the hole. The silylation processing apparatus characterized by the above-mentioned .
基板をチャンバ内に搬入し、該チャンバ内に設けられた加熱機構と所定の間隔を保って前記基板を保持する工程と、
前記チャンバ内にシリル化剤を含む蒸気を導入して前記チャンバ内をシリル化剤雰囲気で充満させる工程と、
前記加熱機構により前記チャンバ内を昇温させる工程と、
前記基板を前記加熱機構に対して近づけ、前記基板のシリル化反応が生じない温度で前記シリル化雰囲気を前記チャンバ内に均一に拡散させる工程と、
前記基板をさらに前記加熱機構に近づけて該基板の温度を高め、前記チャンバへの前記シリル化剤を含む蒸気の導入を止め、かつ該チャンバからの排気を行わずに該チャンバが密閉した状態で、該基板表面でシリル化反応を生ぜしめる工程と
を含むことを特徴とするシリル化処理方法。
Carrying the substrate into the chamber and holding the substrate at a predetermined distance from a heating mechanism provided in the chamber;
Introducing a vapor containing a silylating agent into the chamber to fill the chamber with a silylating agent atmosphere;
Heating the inside of the chamber by the heating mechanism;
Bringing the substrate close to the heating mechanism and uniformly diffusing the silylation atmosphere into the chamber at a temperature at which the silylation reaction of the substrate does not occur;
The substrate is further brought closer to the heating mechanism to raise the temperature of the substrate, the introduction of the vapor containing the silylating agent into the chamber is stopped, and the chamber is sealed without exhausting from the chamber. A step of causing a silylation reaction on the surface of the substrate ;
The silylation processing method characterized by including this.
基板をチャンバ内に搬入し、該チャンバ内に設けられた加熱機構と所定の間隔を保って前記基板を保持する工程と、
前記チャンバ内において、前記加熱機構と対向する前記基板表面側のみにシリル化剤を含む蒸気を導入して前記チャンバ内をシリル化剤雰囲気で充満させる工程と、
前記加熱機構により前記チャンバ内を昇温させる工程と、
前記基板を前記加熱機構に対して近づけ、前記基板のシリル化反応が生じない温度で前記シリル化雰囲気を前記チャンバ内に均一に拡散させる工程と、
前記基板をさらに前記加熱機構に近づけて該基板の温度を高め、該基板表面でシリル化反応を生ぜしめる工程と
を含むことを特徴とするシリル化処理方法。
Carrying the substrate into the chamber and holding the substrate at a predetermined distance from a heating mechanism provided in the chamber;
A step of Oite, the only heating mechanism opposite to the substrate surface by introducing a vapor containing silylating agent is filled the chamber with a silylating agent atmosphere in the chamber,
Heating the inside of the chamber by the heating mechanism;
Bringing the substrate close to the heating mechanism and uniformly diffusing the silylation atmosphere into the chamber at a temperature at which the silylation reaction of the substrate does not occur;
Further bringing the substrate closer to the heating mechanism to raise the temperature of the substrate and causing a silylation reaction on the surface of the substrate ;
The silylation processing method characterized by including this.
前記加熱機構と基板の間隔は、少なくとも3段階以上に変化するように設定されてなることを特徴とする請求項9または10に記載のシリル化処理方法。The silylation processing method according to claim 9 or 10 , wherein the distance between the heating mechanism and the substrate is set so as to change in at least three stages. 前記チャンバ内を減圧した後で前記シリル化剤を含む蒸気を導入することを特徴とする請求項9または10に記載のシリル化処理方法。The silylation processing method according to claim 9 or 10 , wherein a vapor containing the silylating agent is introduced after decompressing the inside of the chamber. 前記チャンバに不活性ガスを導入するとともに前記チャンバから前記シリル化剤を含む蒸気を排気することにより前記シリル化反応を止めることを特徴とする請求項9または10に記載のシリル化処理方法。The silylation treatment method according to claim 9 or 10 , wherein the silylation reaction is stopped by introducing an inert gas into the chamber and exhausting the vapor containing the silylating agent from the chamber. 前記不活性ガスの導入により、前記チャンバ内から前記シリル化剤を含む蒸気を排気した後に、前記基板を前記加熱機構から遠ざけることを特徴とする請求項13に記載のシリル化処理方法。14. The silylation method according to claim 13 , wherein the substrate is moved away from the heating mechanism after exhausting the vapor containing the silylating agent from the chamber by introducing the inert gas.
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