JP3657736B2 - 半導体装置の製造方法およびレジスト処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は一般に半導体装置の製造に関し、特に半導体基板のレジスト処理に関する。
【0003】
半導体基板のレジスト処理は、半導体装置の製造において必須の工程である。かかる半導体基板のレジスト処理には、基板上へのレジストの塗布工程、および塗布されたレジストの露光・現像工程の他に、プリベーク処理あるいはポストエクスポージャーベーク(以後PEBと略記する)処理と称するレジストの加熱処理工程が含まれるが、かかる加熱処理工程は、特に近年の超高解像度露光技術において使われている化学増幅型レジストを使ったフォトリソグラフィにおいて、パターニング精度に大きな影響を与える。プリベーク工程では、塗布したレジストが焼き固められレジスト中の溶剤等が除去されるのに対し、PEB工程は、化学増幅型レジストの露光により生じたプロトン酸を拡散させる。かかるプロトン酸はレジストを構成する前記共重合体に作用して脱保護反応を生じるが、脱保護反応の結果さらにプロトン酸が放出され、このようにして放出されたプロトン酸は脱保護反応をさらに進行させる。脱保護反応の結果、レジストはアルカリ溶媒に可溶なメタクリル酸に変化し、その結果アルカリ溶媒による現像が可能になる。
【従来の技術】
【0004】
一般に、半導体装置は何層もの半導体層あるいは配線層をパターニングして形成されるため、一つの基板は何回もレジスト工程を通される。その際、各レジスト工程で、パターニングされる層に従って異なったレジストが使われることがあるが、このように異なったレジストを使うと、最適な加熱処理温度も異なり、このためレジスト処理装置中において異なった温度で加熱処理をする必要があった。また先にも説明したように、半導体基板のレジスト処理には、各レジスト毎にプリベークおよびPEB工程が含まれるが、プリベークおよびPEB工程の温度は一般に異なっている。
【0005】
このため、従来のレジスト処理装置では、複数の加熱処理部を用意し、複数温度で加熱処理を行ってきた。
【0006】
先にも説明したように、フォトレジストによるパターニングの際には、最低限プリベークおよびPEBの二つの加熱処理が必要である。また、一つのレジストコーターカップには、通常複数本のレジストノズルが設置されている。そこで、例えばレジストコーターカップ内に4つのレジストノズルがある場合、8箇以上の加熱処理部が必要になる。さらに、レジストコーターカップを複数のレジストに対応して複数個、例えば2個設ける場合には、加熱処理部は16箇以上必要になる。
【0007】
図7は、このような、多数の加熱処理部を設けたレジスト処理装置の概要を示す。
【0008】
図7を参照するに、レジスト処理装置は、ウェハを発進させるインデクサ1とこれに連結した搬送路2とを含み、搬送路2に沿って、ウェハを加熱前処理し、表面の不純物を分解・除去する加熱前処理部HH1 ,HH2 と、このように加熱前処理されたウェハにHMDS雰囲気中で疎水性処理を施すHMDS部と、前記HMDS処理されたウェハにレジストを塗布するスピンコータSC1,SC2と、レジストを塗布されたウェハ端面を露光する端面露光部EEWと、露光されたレジストを現像する現像部SD1,SD2とを含み、さらに前記プリベーク処理工程およびPEB処理工程を行う加熱処理部HP1〜HP16、および加熱処理されたウェハを冷却する冷却部CP1〜CP3が含まれる。
【0009】
図8は、図7のレジスト処理装置において実行される従来のレジスト処理工程を説明するフローチャートである。
【0010】
図8を参照するに、ステップ1でインデクサ1を発進したウェハは、ステップ2でHMDS処理部中において疎水性化処理を施され、ステップ3で加熱前処理部HH1またはHH2において、250〜350°Cの高温で熱処理され、表面の不純物が除去される。
【0011】
ステップ3で加熱前処理を行ったウェハは、次にステップ4で冷却部CP1あるいはCP2において室温に冷却された後、ステップ5でスピンコータSC1またはSC2においてレジストを塗布され、さらにステップS6において、前記加熱処理部の一つ、例えばHP1において、プリベーク処理を施される。
【0012】
プリベークされたウェハは、さらにステップ7で冷却部CP1あるいはCP2において室温まで冷却された後、ステップ8で露光部装置において露光され、さらにステップ9で、前記加熱処理部の一つ、例えばHP4において、PEB処理が施される。
【0013】
前記PEB処理の後、ステップ10で、ウェハは冷却部、例えば冷却部CP3において室温まで冷却された後、さらにステップ11で、現像部SD1あるいはSD2において現像され、さらにステップ12において、前記加熱処理部の一でポストベーク処理が実行される。
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかし、かかるレジスト処理装置では、加熱処理部の数が非常に多くなり、これに伴い装置全体の大きさが増大してしまう問題が生じる。また、多数の加熱処理部に対応して付帯設備も増加してしまい、レジスト処理装置の費用が増大してしまう。
【0015】
そこで、一の加熱処理部の温度設定を変化させることにより、加熱処理部の数を減らし、レジスト処理装置を小型化し、またその費用を低減する必要がある。
【0016】
表1は、図7のレジスト処理装置において、加熱処理部の数を6に減らし、かかる少数の加熱処理部を備えたレジスト処理装置において、4種類のレジストに対応して4種類のレシピを実行する場合の、プリベーク処理のための加熱処理部およびPEB処理のための加熱処理部の割当てを示す。
【0017】
【表1】
表1を参照するに、レジスト1に対応する第1のレシピでは、プリベーク処理に加熱処理部HP1を使い、PEB処理に加熱処理部HP4を使う。同等に、レジスト2に対応する第2のレシピでは、プリベーク処理に加熱処理部HP2が使われ、PEB処理に加熱処理部HP5が使われる。さらに、レジスト3および4に対応する第3および第4のレシピでは、いずれもプリベーク処理に加熱処理部HP3が使われ、PEB処理には加熱処理部HP6が使われる。
【0018】
このように、同一の加熱処理部を異なったレジストで共用する場合、レジスト3のレシピを流した後でレジスト4のレシピを流そうとすると、加熱処理部HP3および加熱処理部HP6の温度が、レジスト3の処理に最適な温度からレジスト4の処理に最適な温度に変化するまで、待ち時間が発生してしまい、半導体装置の製造スループットが低下してしまう。
【0019】
かかるスループットの低下の問題は、レジスト処理装置中の加熱処理部の数を増やせば軽減することができるが、仮りに加熱処理部の数を増やして待ち時間の発生を抑制したとしても、使用頻度が少ないレジストのための加熱処理部は、依然として余計な付帯設備となってしまう。例えば、加熱処理部を8個設けたとしても、レジスト1の使用頻度が少なければ、加熱処理部HP1,HP4の使用頻度も少なくなる。
【0020】
これに対し、レジストのプリベーク処理温度およびPEB処理温度を統一し、共通の加熱処理部によりプリベーク処理とPEB処理とを行うことも考えられるが、特に化学増幅型レジストの場合、最適なプリベーク処理温度と最適なPEB処理温度との差が大きく、このような方法ではレジストの解像力、例えばある線幅における焦点深度や解像可能な最小線幅、あるいはパターン依存性などが大きく異なることになる。
【0021】
従来のレジスト処理装置、およびかかるレジスト処理装置を使った半導体装置の製造においては、それぞれのレシピに対してプリベーク工程およびPEB工程で使用する加熱処理装置があらかじめ割り当てられており、従ってレジスト処理装置中の加熱処理装置の数を減らしてレジスト処理装置を小型化した場合、複数のレシピで共用される加熱処理装置について、温度変更のため待ち時間が発生することが避けられなかった。一方、仮に加熱処理装置の数を増やしても、使用頻度の少ない加熱処理装置では、無駄な待機時間が発生してしまう。
【0022】
そこで、本発明は、上記の課題を解決した、新規で有用な半導体装置の製造方法を提供することを概括的課題とする。
【0023】
本発明のより具体的な課題は、レジストの特性に応じた最適な加熱処理を行うことができる小型で費用が低減されたレジスト処理装置、およびかかるレジスト処理装置を使って大きなスループットが得られる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0024】
本発明は、上記の課題を、
請求項1に記載したように、
複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを含み、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点 において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含み、
前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択し、
前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することを特徴とする半導体装置の製造方法により、または
請求項2に記載したように、
複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを含み、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含み、
少なくとも前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部を少なくとも一つ含むことを特徴とする半導体装置の製造方法により、または
請求項3に記載したように、
前記第2の選択工程は、前記第1のレシピの完了前に実行されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項4に記載したように、
前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部および選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項5に記載したように、
前記第2の選択工程は、前記第1のレシピの開始前に実行されることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項6に記載したように、
前記駆動工程は、前記第1のレシピの完了前に開始されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項7に記載したように、
前記駆動工程は、前記第1のレシピの開始前に開始されることを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項8に記載したように、
前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項9に記載したように、
前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記現在温度と前記要求温度との間の温度差と、前記加熱処理部が、前記駆動工程に移行するまでに必要な待ち時間とに基づいて行われることを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項10に記載したように、
前記複数の加熱処理部の各々は、前記第1あるいは第2のレシピの終了後、所定の初期 温度に戻されることを特徴とする請求項1〜9のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法により、または
請求項11に記載したように、
レジスト塗布部と、プリベーク部およびポストエクスポージャーベーク部を構成する複数の加熱処理部とを備えたレジスト処理装置によるレジスト処理方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを実行し、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含むことを特徴とするレジスト処理方法により、解決する。
【0025】
本発明では、図7と同様なレジスト処理装置において、第1のレシピの開始後、前記第1のレシピで未使用の、あるいはすでに使用が終了した使用済みの加熱処理部を選択し、その温度を第2のレシピに対応して、前記第1のレシピの終了以前の段階から変化させることにより、前記第1のレシピが終了すると、直ちに第2のレシピを待ち時間無しで開始することが可能になる。さらに、前記未使用の、あるいは使用済みの加熱処理部を選択する際に、候補となる加熱処理部各々の現在温度と第2のレシピで要求される温度とを把握し、最短時間で要求温度に到達できる加熱処理部を選択することにより、温度変化に要する時間を最短化できる。仮りに候補となる加熱処理部のいくつかにおいて、第1のレシピでの使用が終わった後、第2のレシピで使用可能になるまで待ち時間が必要であっても、かかる待ち時間をも含めて最短時間で第2のレシピの要求温度に到達する加熱処理部を選択することが可能になる。
【発明の実施の形態】
【0026】
図1は、本発明の第1実施例によるレジスト処理装置の構成を示す。ただし、図1中、図7で既に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0027】
図1を参照するに、本実施例では、レジスト処理装置中の加熱処理部がHP1〜HP4にまで減少され、さらに加熱処理部の選択を制御する制御装置10が設けられる。ただし、加熱処理HP1,HP2がプリベーク処理に使われ、加熱処理部HP3,HP4がPEB処理に使われる。
【0028】
本実施例における処理工程は、各々の基板については第1のレシピおよび第2のレシピで実質的に同じで、図8のフローチャートに示すものと同様であるが、所要時間のみが異なっている。すなわち、レシピ1では25枚の基板が60分で処理されるが、その後で、前記25枚の基板に対して80分かかるレシピ2が実行される。
【0029】
以下、制御装置10の作用を、図2のフローチャートを参照しながら説明する。
【0030】
前記第1のレシピの開始時点において、前記制御装置10は、まずステップ21において前記加熱処理部HP1〜HP4の現在温度T1〜T4を検出し、次にステップ22において、第1のレジストに対応した第1のレシピのプリベーク温度T1PBおよびPEB温度T1EBに最も近い温度の加熱処理部、例えばHP1とHP4を、それぞれプリベーク用加熱処理部およびPEB用加熱処理部として選択する。
【0031】
ステップ22での選択に伴い、残りの加熱処理部、例えばHP2とHP3とが、次のステップ23で、レシピ2のそれぞれプリベーク用およびPEB用加熱処理装置として選択される。
【0032】
選択された加熱処理部HP1とHP4とは、ステップ24で駆動され、前記所定のプリベーク温度T1PBおよびPEB温度T1EBへと昇温を開始する。さらにステップ24が開始されると、ステップ25において加熱処理部HP2,HP3の昇温が開始され、HP1,HP4の温度がそれぞれ前記温度T1PB,T1EBに到達した時点で、ステップ26において図8の工程に従ってレシピ1が実行される。
【0033】
さらに、レシピ1が終了すると、ステップS27において、同じく図8の工程に従って、レシピ2が実行される。ただし、ステップS27開始時点では、ステップS25で昇温を開始した加熱処理部HP2,HP3の温度は、T2PB,T2EBに到達している。このため、ステップS27においてレシピ2を実行する際に、加熱処理部HP2,HP3の昇温を待つ必要がなく、半導体装置の製造スループットを大きく向上させることが可能になる。
【0034】
図3は、図1の装置全体の動作を説明するフローチャートである。ただし、図3中、先に説明したステップには同一の符号を付し、説明を省略する。
【0035】
図3を参照するに、第1のレシピでは、基板はステップ1〜5までの処理を通った後、ステップ6のかわりにステップ61において、前記温度T1PBにおいてプリベークされる。その後ステップ7,8を通った後、ステップ9のかわりにステップ91において、前記温度T1EBにおいてPEB処理される。ステップ91の後、基板は図1の工程と同様にステップ10で冷却され、ステップ11で現像され、さらにステップ12で処理後ベークされる。
【0036】
一方、第2のレシピでは、基板は1〜5までの処理を通った後、ステップ6のかわりにステップ62において、前記温度T1PBにおいてプリベークされる。その後ステップ7,8を通った後、ステップ9のかわりにステップ92において、前記温度T2EBにおいてPEB処理される。ステップ92の後、基板は図1の工程と同様にステップ10で冷却され、ステップ11で現像され、さらにステップ12で処理後ベークされる。
【0037】
図4は、本発明の第2実施例によるレジスト処理装置の構成を示す。ただし、図4中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0038】
図4を参照するに、レジスト処理装置は加熱処理部HP1〜HP6を含み、初期状態においては加熱処理部HP1およびHP4の温度がT1,加熱処理部HP2およびHP5の温度がT2、また加熱処理部HP3およびHP6の温度がT3であり、温度T1,T2,T3の間には、前と同様にレシピ1のプリベーク温度をT1PB,PEB温度をT1EB、レシピ2のプリベーク温度をT2PB,PEB温度をT2EBとして、以下の関係が成立しているものとする。
【0039】
|T1PB−T1|<|T1PB−T2|<|T1PB−T3|
|T1EB−T1|<|T1EB−T2|<|T1EB−T3|
|T2PB−T1|<|T2PB−T2|<|T2PB−T3|
|T2EB−T2|<|T2EB−T1|<|T2EB−T3|
さらに、各加熱処理部の昇温速度および降温速度は、いずれも温度の関係なく、1°C/minであるとする。従って、上記の不等式は、各加熱処理部が所望の温度に到達するのに要する所要時間の関係をも表している。ただし、加熱処理部HP1〜HP6のうち、加熱処理部HP1〜HP3はプリベーク処理に、また加熱処理部HP4〜HP6はPEB処理に使われる。
【0040】
本実施例では、制御装置10は図5のフローチャートに従ってレジスト処理装置を制御する。
【0041】
図5を参照するに、レジスト処理装置のスループットを最大化するために、制御装置10は、ステップ31において各加熱処理部HP1〜HP6の温度を検出した後、ステップ32において、初期温度がレシピ1の熱処理温度T1PB,T1EBに最も近い、HP1,HP4をレシピ1のそれぞれプリベーク処理用およびPEB処理用加熱処理部として選択する。
【0042】
一方、ステップ33ではレシピ2の加熱処理部が選択されるが、その際の選択可能な候補としては、未使用の加熱処理部HP2,HP3,HP5およびHP6の他に、レジスト1のプリベーク処理に使われた加熱処理部HP1が含まれる。ただし、加熱処理部HP1の温度は、レシピ1のプリベーク処理工程の後、温度T1PBから初期温度T1まで戻されているものとする。また加熱処理部HP1がレシピ1の所望温度に到達するまでの時間には、温度変化に要する時間以外に、プリベーク処理終了までの待ち時間が加算される。
【0043】
上記の不等式の関係が成立している場合、レシピ2のPEB温度T2EBに最短時間で到達するのは温度がT2の未使用PEB用加熱処理部HP5であり、従ってレシピ2のPEB処理には前記加熱処理部HP5が一意的に選択される。一方、レシピ2のプリベーク処理では、温度がT1の加熱処理部HP1と温度がT2の未使用プリベーク用加熱処理部HP2の二つの可能性がある。加熱処理部HP2の方が、プリベーク温度T2PBに到達するまでの時間は、加熱処理部HP1よりも長いが、先にも説明したように、加熱処理部HP1はレシピ1で使われており、レシピ2で使用可能になるまでには待ち時間TWAITが必要である。
【0044】
このため、本実施例では、ステップS3において、加熱処理部HP1が温度T2PBに到達するまでに要する時間TWAIT+|T2EB−T1|と、加熱処理部HP2が温度T2PBに到達するまでに要する時間|T2EB−T2|とを比較し、所要時間が短い方の加熱処理部を選択する。今の場合、不等式
TWAIT+|T2EB−T1|<|T2EB−T2|
が成立するものとすると、ステップ33では加熱処理部HP1が選択される。
【0045】
次に、ステップ34で、加熱処理部HP1の温度T1PBへの、また加熱処理部HP4の温度T1EBへの昇温が開始され、ステップ35においてレシピ1が実行される。
【0046】
さらにステップ35のレシピ1の途中でステップ36が開始され、前記レシピ1のプリベーク処理を終わって温度がT1に戻された加熱処理部HP1が、レシピ2のプリベーク処理温度T2PBまで、また未使用加熱処理部HP5がレシピ2のPEB処理温度T2EBまで昇温される。
【0047】
従って、ステップ35のレシピ1が終了すると、直ちにステップ37のレシピ2が開始される。
【0048】
次に、本発明の第3実施例について説明する。
【0049】
本実施例は、先に説明した第2実施例と大略同等であるが、前記不等式のかわりに、不等式
|T1PB−T1|<|T1PB−T2|<|T1PB−T3|
|T1EB−T1|<|T1EB−T2|<|T1EB−T3|
|T2PB−T1|<|T2PB−T2|<|T2PB−T3|
|T2EB−T1|<|T2EB−T2|<|T2EB−T3|
が成立するものとする。
【0050】
図6は本実施例において制御装置10が行う制御を示す。
【0051】
図6を参照するに、最初に図5のステップ31に対応するステップ41が実行され、続くステップ42において、図5のステップ32と同様に、加熱処理装置HP1,HP4がレシピ1のそれぞれプリベーク処理およびPEB処理のために選択される。
【0052】
本実施例では、ステップ42に引き続き、ステップ43においてステップ34に対応する加熱処理装置HP1,HP4の昇温が開始され、続いてステップ44において、レシピ1が開始される。
【0053】
さらに、ステップ45において、レシピ1の実行中にレシピ2の処理温度T2PB,T2EB)に最も速く到達する加熱処理装置が選択され、ステップ46で、選択された加熱処理装置の昇温が開始される。
【0054】
ステップ45における加熱処理装置の選択において、レシピ2のプリベーク処理については、図5のステップ33と同様にして、加熱処理装置HP1が選択される。一方、レシピ2のPEB処理については、最短時間で所定温度T2EBに昇温する加熱処理装置は、上記の不等式から、初期温度がT1の加熱処理装置HP4であることがわかるが、加熱処理装置HP4はレシピ1のPEB処理でも選択されており、これが使用可能になるまでには、初期温度T1から所定温度T2EBまでの昇温時間の他に、露光装置における露光処理時間TEXPOSUREがさらにかかることになる。すなわち、加熱処理装置HP4がレシピ2で使用可能になるまでには、TEXPOSURE+|T2EB−T1|の時間がかかることになる。これに対し、未使用の加熱処理部HP5がレシピ2の使用可能になるまでには、|T2EB−T2|の時間が必要である。
【0055】
ステップ45の時点において、レシピ1の露光工程がすでに開始されている場合には、前記露光処理時間TEXPOSUREの大きさは評価できるため、上記二通りの時間を比較して短い方、例えば加熱処理部HP4を選択する。これに対し、ステップ45の時点において、レシピ1の露光工程がまだ開始されていない場合には、時間TEXPOSUREの大きさが評価できないため、未使用となっている加熱処理部HP5を選択する。
【0056】
先にステップ44で開始されたレシピ1は、破線で示したように、ステップ45,46の間にも中断されることなく継続しており、ステップ47の残りの工程が実行される。
【0057】
ステップ47が完了した時点では、ステップ46の昇温工程も完了しており、ステップ48においてレシピ2が、レシピ1に引き続いて、待ち時間なしで開始される。
【0058】
このように、本発明では、レシピ1が完了する前に、レシピ2のプリベーク処理およびPEB処理で使われる加熱処理部が選択され、駆動されるため、レシピ1の終了と同時に、待ち時間なく、レシピ2を開始することが可能になる。
【0059】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は、その要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【発明の効果】
【0060】
請求項1記載の本発明の特徴によれば、複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と、前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と、前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と、前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程を実行し、その際、前記第2の選択工程において、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を行い、また前記第2の選択工程において、前記第1の選択工程で選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択し、さらに前記第2の選択工程において、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することにより、第1のレシピの終了と同時に、待ち時間なく、第2のレシピを開始することが可能になり、半導体装置の製造スループットが大きく向上する。また、かかる製造スループットの増大が、レジストのプリベーク温度あるいはPEB温度を妥協することなく得られるため、露光パターンの精度が低下することがない。また前記第1のレシピが終了した時点において、第2のレシピのための加熱処理条件を確実に整えることが可能になる。さらに、加熱処理部について、昇温速度あるいは降温速度をも考慮した最適な選択が可能になる。
【0061】
請求項2記載の本発明の特徴によれば、複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と、前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と、前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と、前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを実行し、その際、前記第2の選択工程において、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を行い、また、少なくとも前記第2の選択工程を、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部を少なくとも一つ含むように実行することにより、第1のレシピの終了と同時に、待ち時間なく、第2のレシピを開始することが可能になり、半導体装置の製造スループットが大きく向上する。また、かかる製造スループットの増大が、レジストのプリベーク温度あるいはPEB温度を妥協することなく得られるため、露光パターンの精度が低下することがない。しかも、本発明では加熱処理装置の数を減らしてレジスト処理装置を小型化することができる。
【0062】
請求項3記載の本発明の特徴によれば、
前記第2の選択工程を、第1のレシピが開始された後で実行することにより、露光時間等、温度変化に要する時間以外に、前記第1のレシピが開始されてからでないと見積もれない前記第1のレシピが完了するまでの所要時間まで含めて、最短の所要時間で温度設定が可能な加熱処理部を選択することが可能になる。このため、前記第1のレシピで使われた加熱処理装置を、必要に応じて第2のレシピでも使うことが可能になり、半導体装置製造のスループットが最大化される。
【0063】
請求項4記載の本発明の特徴によれば、
前記第2の選択工程で、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部および選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択することにより、前記第1のレシピで使われた加熱処理装置を、必要に応じて第2のレシピでも使うことが可能になり、最適な加熱処理部の選択が可能になる。これに伴い、半導体装置製造のスループットが最大化される。
【0064】
請求項5記載の本発明の特徴によれば、
前記第2の選択工程を、前記第1のレシピの開始前に実行することにより、前記第1のレシピの加熱処理部を駆動すると同時に第2のレシピの加熱処理部をも駆動することができ、前記第1のレシピが終了した時点において、第2のレシピのための加熱処理条件を確実に整えることが可能になる。
【0065】
請求項6記載の本発明の特徴によれば、
前記駆動工程を、前記第1のレシピの完了前に開始することにより、前記第1のレシピの結果を途中経過を考慮した最適な加熱処理装置を使って、第1のレシピの加熱処理を実行することが可能になる。
【0066】
請求項7記載の本発明の特徴によれば、
前記駆動工程を、前記第1のレシピの開始前に開始することにより、前記第1のレシピの加熱処理部を駆動すると同時に第2のレシピの加熱処理部をも駆動することができ、前記第1のレシピが終了した時点において、第2のレシピのための加熱処理条件を確実に整えることが可能になる。
【0067】
請求項8記載の本発明の特徴によれば、
前記第2の選択工程を、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することにより、加熱処理部について、昇温速度あるいは降温速度をも考慮した最適な選択が可能になる。
【0068】
請求項9記載の本発明の特徴によれば、
前記第2の選択工程を、前記複数の加熱処理部の各々について、前記現在温度と前記要求温度との間の温度差と、前記加熱処理部が、前記駆動工程に移行するまでに必要な待ち時間とに基づいて行うことにより、加熱処理部について、昇温速度あるいは降温速度のみならず、待ち時間までをも考慮した最適な選択が可能になる。
【0069】
請求項10記載の本発明の特徴によれば、
前記複数の加熱処理部の各々を、前記第1あるいは第2のレシピの終了後、所定の初期温度に戻すことにより、第1のレシピ終了後、第1のレシピで使われた加熱処理部を再び第2のレシピで選択することが可能になる。
【0070】
請求項11記載の本発明の特徴によれば、
レジスト塗布部と、プリベーク部およびポストエクスポージャーベーク部を構成する複数の加熱処理部とを備えたレジスト処理装置によるレジスト処理方法において、前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と、前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と、前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と、前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを実行し、その際、前記第2の選択工程において、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動することにより、第1のレシピの終了と同時に、待ち時間なく、第2のレシピを開始することが可能になり、半導体装置の製造スループットが大きく向上する。また、かかる製造スループットの増大が、レジストのプリベーク温度あるいはPEB温度を妥協することなく得られるため、露光パターンの精度が 低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるレジスト処理装置の構成を示す図である。
【図2】図1のレジスト処理装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図3】図1のレジスト処理装置で行われるレジストプロセスの例を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例によるレジスト処理装置の構成を示す図である。
【図5】図4のレジスト処理装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図6】本発明の第3実施例によるレジスト処理装置の制御を示すフローチャートである。
【図7】複数の加熱処理部を備えた従来のレジスト処理装置の構成を示す図である。
【図8】図7のレジスト処理装置を使って行われるレジストプロセスの例を示す図である。
【符号の説明】
1 ウェハ発進部(インデクサ)
2 搬送路
10 制御装置
HMDS 疎水化処理部
HH 前加熱処理部
HP1〜HP16 プリベーク、PEB加熱処理部
CP1〜CP3 冷却部
SC1,SC2 スピンコータ
SD1,SD2 現像部
EEW 端面露光部
IF 露光装置とレジスト処理装置のインターフェース
Claims (11)
- 複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを含み、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含み、
前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択し、
前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 複数の加熱処理部を有するレジスト処理装置内で複数のレシピを実行する工程を含む半導体装置の製造方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを含み、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含み、
少なくとも前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部を少なくとも一つ含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第2の選択工程は、前記第1のレシピの完了前に実行されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の選択工程は、前記第1の選択工程で選択された加熱処理部および選択されなかった加熱処理部から加熱処理部を選択することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の選択工程は、前記第1のレシピの開始前に実行されることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記駆動工程は、前記第1のレシピの完了前に開始されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記駆動工程は、前記第1のレシピの開始前に開始されることを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記第2の選択工程の時点における現在温度と、前記第2のレシピで要求される要求温度とを比較し、前記第2群の加熱処理部を、前記現在温度から前記要求温度への温度変化に要する時間が最短となるように選択することを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2の選択工程は、前記複数の加熱処理部の各々について、前記現在温度と前記要求温度との間の温度差と、前記加熱処理部が、前記駆動工程に移行するまでに必要な待ち時間とに基づいて行われることを特徴とする請求項8記載の半導体装置 の製造方法。
- 前記複数の加熱処理部の各々は、前記第1あるいは第2のレシピの終了後、所定の初期温度に戻されることを特徴とする請求項1〜9のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
- レジスト塗布部と、プリベーク部およびポストエクスポージャーベーク部を構成する複数の加熱処理部とを備えたレジスト処理装置によるレジスト処理方法において、
前記複数の加熱処理部の中から、第1のレシピに必要な数の第1群の加熱処理部を選択する第1の選択工程と;
前記第1群の加熱処理部を使って前記第1のレシピを実行する工程と;
前記複数の加熱処理部のうち、第2のレシピに必要な数の第2群の加熱処理部を選択する第2の選択工程と;
前記第2群の加熱処理部を使って、前記第2のレシピを実行する工程とを実行し、
前記第2の選択工程は、前記第2群の加熱処理部が、前記第1のレシピが完了した時点において、前記第2のレシピに必要な温度条件に設定されているように、選択された前記第2群の加熱処理部を駆動する駆動工程を含むことを特徴とするレジスト処理方法。
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