JPH05251333A - 半導体製造装置および処理方法 - Google Patents
半導体製造装置および処理方法Info
- Publication number
- JPH05251333A JPH05251333A JP4914892A JP4914892A JPH05251333A JP H05251333 A JPH05251333 A JP H05251333A JP 4914892 A JP4914892 A JP 4914892A JP 4914892 A JP4914892 A JP 4914892A JP H05251333 A JPH05251333 A JP H05251333A
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- JP
- Japan
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- wafer
- heating
- cooling
- manufacturing apparatus
- processed
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 露光後に行うレジストのベーク(PEB) 処理に
関し，処理時間のばらつきを抑え，レジストパターンの
線幅の精度を向上することを目的とする。 【構成】 １）被処理ウエハの上側に設けられた加熱部
１と，被処理ウエハの下側に設けられた冷却部２と，加
熱部と冷却部との間をウエハが上下に移動でき且つ加熱
位置と冷却位置にウエハを停止して保持できるウエハ移
動機構３，４とを有する，２）加熱部１にエネルギー分
布が波長λ＝ 2.5〜3.5 μｍにピークを持つ中波長赤外
線ヒータを用いる，３）加熱位置にある被処理ウエハが
加熱部１の温度に達するまでの昇温過程の途中におい
て，被処理ウエハを冷却部２に移動するように構成す
る。
関し，処理時間のばらつきを抑え，レジストパターンの
線幅の精度を向上することを目的とする。 【構成】 １）被処理ウエハの上側に設けられた加熱部
１と，被処理ウエハの下側に設けられた冷却部２と，加
熱部と冷却部との間をウエハが上下に移動でき且つ加熱
位置と冷却位置にウエハを停止して保持できるウエハ移
動機構３，４とを有する，２）加熱部１にエネルギー分
布が波長λ＝ 2.5〜3.5 μｍにピークを持つ中波長赤外
線ヒータを用いる，３）加熱位置にある被処理ウエハが
加熱部１の温度に達するまでの昇温過程の途中におい
て，被処理ウエハを冷却部２に移動するように構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置および処
理方法に係り，特に露光後に行うレジストのベーク(PE
B) 処理に関する。
理方法に係り，特に露光後に行うレジストのベーク(PE
B) 処理に関する。
【０００２】近年, 半導体装置の微細化が進み, パター
ン幅も細くなり線幅の均一性が一層必要となってきた。
線幅の均一性は線幅 0.3μｍに対し0.03μｍの精度が要
求される。このため，露光は光源に短波長のエキシマレ
ーザ光が用いられたり，また位相シフト法等が用いら
れ, さらに, PEB プロセスが用いられている。
ン幅も細くなり線幅の均一性が一層必要となってきた。
線幅の均一性は線幅 0.3μｍに対し0.03μｍの精度が要
求される。このため，露光は光源に短波長のエキシマレ
ーザ光が用いられたり，また位相シフト法等が用いら
れ, さらに, PEB プロセスが用いられている。
【０００３】
【従来の技術】PEB プロセスを用いたリソグラフィ工程
において, 露光後の現像工程のウエハ処理の流れは, PE
B プロセス (ベーク→クールプレート) →現像→ポスト
ベークである。
において, 露光後の現像工程のウエハ処理の流れは, PE
B プロセス (ベーク→クールプレート) →現像→ポスト
ベークである。
【０００４】従来のPEB プロセスはサーモヒータを利用
したホットプレートによるベーキングと, 温度調節され
た恒温水を利用したコルドプレートとを用いた冷却から
なり，ウエハをホットプレート上に載せて加熱し，短時
間の加熱後搬送ロボットによりウエハをコルドプレート
に移して加熱時間を制御していた。
したホットプレートによるベーキングと, 温度調節され
た恒温水を利用したコルドプレートとを用いた冷却から
なり，ウエハをホットプレート上に載せて加熱し，短時
間の加熱後搬送ロボットによりウエハをコルドプレート
に移して加熱時間を制御していた。
【０００５】ところが, 搬送時間のばらつきにより現像
後のレジストパターンの線幅にばらつきを生じていた。
後のレジストパターンの線幅にばらつきを生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例では，PEB 処理
時間のばらつきが現像工程終了後のレジストパターンの
線幅の精度を悪くしていた。例えば, 線幅 0.3μｍに対
し0.03μｍの精度を得るためには加熱時間が2.7 秒以下
の誤差が要求される（後記図２(A) 参照）。
時間のばらつきが現像工程終了後のレジストパターンの
線幅の精度を悪くしていた。例えば, 線幅 0.3μｍに対
し0.03μｍの精度を得るためには加熱時間が2.7 秒以下
の誤差が要求される（後記図２(A) 参照）。
【０００７】本発明はPEB 処理時間のばらつきを抑え，
レジストパターンの線幅の精度を向上することを目的と
する。
レジストパターンの線幅の精度を向上することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，１）
被処理ウエハの上側に設けられた加熱部１と，該被処理
ウエハの下側に設けられた冷却部２と，該加熱部と該冷
却部との間を該被処理ウエハが上下に移動でき且つ加熱
位置と冷却位置に該被処理ウエハを停止して保持できる
ウエハ移動機構３，４とを有する半導体製造装置，ある
いは２）前記加熱部１にエネルギー分布が波長λ＝ 2.5
〜3.5 μｍにピークを持つ中波長赤外線ヒータを用いる
前記１）記載の半導体製造装置，あるいは３）前記１）
あるいは２）の装置を用い，前記加熱位置にある前記被
処理ウエハが前記加熱部１の温度に達するまでの昇温過
程の途中において，該被処理ウエハを前記冷却部２に移
動する処理方法により達成される。
被処理ウエハの上側に設けられた加熱部１と，該被処理
ウエハの下側に設けられた冷却部２と，該加熱部と該冷
却部との間を該被処理ウエハが上下に移動でき且つ加熱
位置と冷却位置に該被処理ウエハを停止して保持できる
ウエハ移動機構３，４とを有する半導体製造装置，ある
いは２）前記加熱部１にエネルギー分布が波長λ＝ 2.5
〜3.5 μｍにピークを持つ中波長赤外線ヒータを用いる
前記１）記載の半導体製造装置，あるいは３）前記１）
あるいは２）の装置を用い，前記加熱位置にある前記被
処理ウエハが前記加熱部１の温度に達するまでの昇温過
程の途中において，該被処理ウエハを前記冷却部２に移
動する処理方法により達成される。
【０００９】
【作用】本発明では，被処理ウエハの上側に加熱部と，
下側に冷却部と，その間をウエハが上下に移動できる機
構とを設けて，一連の動作で加熱 (15秒) と冷却 (60秒
程度) を行えるため, 加熱部と冷却部間の移動時間を所
定時間以内で一定にできるため，加熱時間のばらつきが
抑制される。
下側に冷却部と，その間をウエハが上下に移動できる機
構とを設けて，一連の動作で加熱 (15秒) と冷却 (60秒
程度) を行えるため, 加熱部と冷却部間の移動時間を所
定時間以内で一定にできるため，加熱時間のばらつきが
抑制される。
【００１０】さらに，本発明のウエハ移動機構は, 加熱
部のウエハ位置と冷却部のウエハ位置を直線のストロー
クで移動するため，加熱部と冷却部間の移動時間を最短
にでき, 加熱時間を短く且つ精度よく設定できるため，
レジストパターンの解像度が向上する。なお，加熱部と
冷却部は従来と同様にして温度制御されている。
部のウエハ位置と冷却部のウエハ位置を直線のストロー
クで移動するため，加熱部と冷却部間の移動時間を最短
にでき, 加熱時間を短く且つ精度よく設定できるため，
レジストパターンの解像度が向上する。なお，加熱部と
冷却部は従来と同様にして温度制御されている。
【００１１】図２(A),(B) は本発明の作用を説明する図
である。図２(A) は線幅のPEB 時間依存を示す図であ
る。図において，形成パターンは線幅 0.3μｍのライン
／スペース（Ｌ／Ｓ），PEB 温度は 120℃, パラメータ
は露光量である。
である。図２(A) は線幅のPEB 時間依存を示す図であ
る。図において，形成パターンは線幅 0.3μｍのライン
／スペース（Ｌ／Ｓ），PEB 温度は 120℃, パラメータ
は露光量である。
【００１２】プロセス条件は以下のようである。 シリコン(Si)基板上のレジスト厚さ：6900Å レジストのプレベーク温度： 105℃, 90秒 露光：KrF(148 nm) エキシマレーザ光, 開口数(NA)＝0.
37, 焦点＝−１μｍ 露光量： (1) 16.0 mJ/cm2 (2) 21.6 mJ/cm2 (3） 33.3 mJ/cm2 (4） 55.8 mJ/cm2 (5) 102.1 mJ/cm2 PEB 温度： 120℃，ｘ秒 現像： TMAH 1.5 ％ ポストベーク：なし 図から，露光量 102mJ/cm2に対し, 所定時間より18秒超
過すると, 線幅は0.2μｍ増加することが分かる。
37, 焦点＝−１μｍ 露光量： (1) 16.0 mJ/cm2 (2) 21.6 mJ/cm2 (3） 33.3 mJ/cm2 (4） 55.8 mJ/cm2 (5) 102.1 mJ/cm2 PEB 温度： 120℃，ｘ秒 現像： TMAH 1.5 ％ ポストベーク：なし 図から，露光量 102mJ/cm2に対し, 所定時間より18秒超
過すると, 線幅は0.2μｍ増加することが分かる。
【００１３】したがって，線幅の精度を0.03μｍにする
ためには, 加熱時間は18秒×0.03／0.2 ＝2.7 秒 以上
の誤差は許されない。図２(B) はPEB プロセスにおける
ウエハ温度の時間経過を示す図である。
ためには, 加熱時間は18秒×0.03／0.2 ＝2.7 秒 以上
の誤差は許されない。図２(B) はPEB プロセスにおける
ウエハ温度の時間経過を示す図である。
【００１４】図において，(1) はウエハをホットプレー
トに接触させてから60秒後にコールドプレートに接触さ
せて冷却したときのウエハ温度の時間経過を示し，(2)
は本発明によるウエハ温度の時間経過を示す図で, ウエ
ハをホットプレートに接触させてから15秒(PEB時間) 後
にコールドプレートに接触させたときの冷却曲線であ
る。
トに接触させてから60秒後にコールドプレートに接触さ
せて冷却したときのウエハ温度の時間経過を示し，(2)
は本発明によるウエハ温度の時間経過を示す図で, ウエ
ハをホットプレートに接触させてから15秒(PEB時間) 後
にコールドプレートに接触させたときの冷却曲線であ
る。
【００１５】この場合, 斜線で示される熱積が線幅の精
度に影響を与え, PEB 時間の短い方が解像度が良いが,
余り短すぎると定在波によるパターンの波打ちが顕著に
なり, また, PEB 時間が長くなると60秒位までは感度が
上昇し，その後は飽和することが実験の結果明らかにな
った。したがって，PEB 時間は15秒近辺の短い時間を正
確に制御する必要がある。
度に影響を与え, PEB 時間の短い方が解像度が良いが,
余り短すぎると定在波によるパターンの波打ちが顕著に
なり, また, PEB 時間が長くなると60秒位までは感度が
上昇し，その後は飽和することが実験の結果明らかにな
った。したがって，PEB 時間は15秒近辺の短い時間を正
確に制御する必要がある。
【００１６】図３は中波長赤外線ヒータの照射効率を示
す図である。図において, (1) は中波長赤外線ヒータの
エネルギー分布で, (2) は水の吸収スペクトル, (3）は
高分子樹脂の吸収スペクトルである。
す図である。図において, (1) は中波長赤外線ヒータの
エネルギー分布で, (2) は水の吸収スペクトル, (3）は
高分子樹脂の吸収スペクトルである。
【００１７】中波長赤外線ヒータのエネルギー分布(1)
は波長λが2.7 μｍにピークを持ちλ＝ 2.5〜3.5 μｍ
程度では70％程度と大きく, 一方, 水の赤外線吸収率
(2) がλ＝ 2.8〜3.5 μｍで 100％近くになり, 高分子
樹脂の吸収率(3）がλ＝ 2.8〜3.5 μｍで40％前後と他
の波長領域より大きく, ベークの効率が良いことが分か
る。
は波長λが2.7 μｍにピークを持ちλ＝ 2.5〜3.5 μｍ
程度では70％程度と大きく, 一方, 水の赤外線吸収率
(2) がλ＝ 2.8〜3.5 μｍで 100％近くになり, 高分子
樹脂の吸収率(3）がλ＝ 2.8〜3.5 μｍで40％前後と他
の波長領域より大きく, ベークの効率が良いことが分か
る。
【００１８】
【実施例】図１(A),(B) は本発明の実施例の説明図であ
る。図１(A) において，１は赤外線ヒータ，1Aは加熱側
温度センサ, 1Bは加熱温度コントローラ, ２はコールド
プレート，1Aは冷却側温度センサ, 1Bは冷却温度コント
ローラ, ３はウエハＷを載せて上下動する支柱，４は支
柱に上下動を与え，ウエハを高温側の位置Ｈと低温側の
位置（ウエハの搬入出位置）Ｃに正確に停止させるタン
デム（２連）シリンダ，５はウエハの搬入出用シャッ
タ，６は冷却時に動作させる断熱シャッタ，７は熱排気
口, Ｗは被処理ウエハである。
る。図１(A) において，１は赤外線ヒータ，1Aは加熱側
温度センサ, 1Bは加熱温度コントローラ, ２はコールド
プレート，1Aは冷却側温度センサ, 1Bは冷却温度コント
ローラ, ３はウエハＷを載せて上下動する支柱，４は支
柱に上下動を与え，ウエハを高温側の位置Ｈと低温側の
位置（ウエハの搬入出位置）Ｃに正確に停止させるタン
デム（２連）シリンダ，５はウエハの搬入出用シャッ
タ，６は冷却時に動作させる断熱シャッタ，７は熱排気
口, Ｗは被処理ウエハである。
【００１９】一連の動作を次に説明する。まず，ウエハ
の搬入出位置でウエハが搬入され，ウエハを高温側の位
置Ｈに移動させ15秒後に, タンデムシリンダ４を作動さ
せて低温側の位置Ｃに移動させる。このとき，搬入出用
シャッタ５および断熱シャッタ６は破線で示されるよう
に動作して，上面のヒータを遮蔽して熱影響を受けない
ようにしている。
の搬入出位置でウエハが搬入され，ウエハを高温側の位
置Ｈに移動させ15秒後に, タンデムシリンダ４を作動さ
せて低温側の位置Ｃに移動させる。このとき，搬入出用
シャッタ５および断熱シャッタ６は破線で示されるよう
に動作して，上面のヒータを遮蔽して熱影響を受けない
ようにしている。
【００２０】冷却時間 (60秒) 後に, すでにウエハは開
かれている搬入出用シャッタを通って搬出される。図１
(B) は実施例に使用した中波長赤外ヒータの構造図であ
る。
かれている搬入出用シャッタを通って搬出される。図１
(B) は実施例に使用した中波長赤外ヒータの構造図であ
る。
【００２１】図において，11はカンタル（Al, Cr, Fe,
Ni合金) 線ヒータ, 12は石英ガラスカバー, 13は金属反
射板である。石英ガラスカバー12の断面は中央部の曲率
半径を大きくして, すべて全面へ照射されるよにしてい
る。この例では, 赤外線は上方へは 5％, 下方へは95％
照射される。
Ni合金) 線ヒータ, 12は石英ガラスカバー, 13は金属反
射板である。石英ガラスカバー12の断面は中央部の曲率
半径を大きくして, すべて全面へ照射されるよにしてい
る。この例では, 赤外線は上方へは 5％, 下方へは95％
照射される。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば，露光後ベーク(PEB) 時
間のばらつきを抑え，レジストパターンの線幅の精度を
向上することができた。
間のばらつきを抑え，レジストパターンの線幅の精度を
向上することができた。
【図１】 本発明の実施例の説明図
【図２】 本発明の作用を説明する図
【図３】 中波長赤外線ヒータの照射効率を示す図
１ 赤外線ヒータ 1A 加熱側温度センサ 1B 加熱温度コントローラ ２ コールドプレート 1A 冷却側温度センサ 1B 冷却温度コントローラ ３ ウエハＷを載せて上下動する支柱 ４ 支柱に上下動を与えるタンデムシリンダ ５ ウエハの搬入出用シャッタ ６ 冷却時に動作させる断熱シャッタ ７ 熱排気口 Ｗ 被処理ウエハ
Claims (3)
- 【請求項１】 被処理ウエハの上側に設けられた加熱部
(1) と，該被処理ウエハの下側に設けられた冷却部(2)
と，該加熱部と該冷却部との間を該被処理ウエハが上下
に移動でき且つ加熱位置と冷却位置に該被処理ウエハを
停止して保持できるウエハ移動機構(3),(4）とを有する
ことを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項２】 前記加熱部(1) にエネルギー分布が波長
λ＝ 2.5〜3.5 μｍにピークを持つ中波長赤外線ヒータ
を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装
置。 - 【請求項３】 請求項１あるいは２の装置を用い，前記
加熱位置にある前記被処理ウエハが前記加熱部(1) の温
度に達するまでの昇温過程の途中において，該被処理ウ
エハを前記冷却部(2) に移動することを特徴とする処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4914892A JPH05251333A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 半導体製造装置および処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4914892A JPH05251333A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 半導体製造装置および処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251333A true JPH05251333A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12823011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4914892A Pending JPH05251333A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 半導体製造装置および処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251333A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100286348B1 (ko) * | 1999-04-02 | 2001-03-15 | 김영환 | 반도체 포토공정의 노광방법 |
| WO1999059191A3 (de) * | 1998-05-12 | 2001-08-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zur trocknung von photoresistschichten |
| US6450803B2 (en) | 1998-01-12 | 2002-09-17 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| CN112786505A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-11 | 系统科技公司 | 基板传送装置以及利用其的基板处理方法 |
| CN113035737A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 系统科技公司 | 基板处理装置以及基板处理方法 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4914892A patent/JPH05251333A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450803B2 (en) | 1998-01-12 | 2002-09-17 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| WO1999059191A3 (de) * | 1998-05-12 | 2001-08-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zur trocknung von photoresistschichten |
| KR100286348B1 (ko) * | 1999-04-02 | 2001-03-15 | 김영환 | 반도체 포토공정의 노광방법 |
| CN112786505A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-11 | 系统科技公司 | 基板传送装置以及利用其的基板处理方法 |
| CN113035737A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 系统科技公司 | 基板处理装置以及基板处理方法 |
| TWI775214B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-08-21 | 南韓商系統科技公司 | 基板處理裝置以及基板處理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010116 |