JPS6245113A

JPS6245113A - 半導体装置製造装置

Info

Publication number: JPS6245113A
Application number: JP18415685A
Authority: JP
Inventors: Yoshiiku Sano; 佐野　喜育; Tsugio Tanigawa; 谷川　二男
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1987-02-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は半導体装置の製造装置、特に半導体装置製造に
おける被処理物の温度制御を行なう温度制御部を有する
半導体装置製造装置に関する。

Ｃ背景技術〕半導体装置の製造における半導体素子（チップと称する
。）の製造においては、半導体基板（ウェハ）にホトレ
ジスト塗布、ベータ、露光、現像。

ベータと続く一連のホトリソグラフィを繰り返して行な
っている。このホトリソグラフィにおいて、ウェハ主面
に塗布されたホトレジストはベーキング（プリベータ等
）されるが、このベーキングは、たとえば、工業調査会
発行「電子材料」１９８２　　　。

年別面分、昭和５７年１１月１５日発行、ＰＩＯ９〜Ｐ
１１６に記載されているように、ベル１１送による輻射
加熱（コンベヤ炉）によって、一定時間恒温状態下に放
置されることによって行われる。

しかし、従来の此の種コンベヤ炉は、ウェハのベータ温
度（前記恒温温度）迄の加熱状態（加熱状況）、あるい
はベータ温度から室温への冷却状態（冷却状況）は同等
管理（制御）されておらず、いわゆる自然加熱または自
然冷却となるため、加熱冷却時の温度勾配が急峻となり
、Ｓｉ、ＧａＡＳ等からなる半導体基板とホトレジスト
の加熱冷却時の温度勾配が異なり、それらの間の熱膨張
係数の違いによる歪が残留し、ホトレジストによるパタ
ーニング精度が低くなることが本発明者によってあきら
かとされた。すなわち、たとえば、ＭＯＳメモリ等にお
けるパターン精度は±０．２５μｍ以内とされるが、前
述のような半導体基板とホトレジストとの熱膨張係数の
違いによる残留歪が大きいと、±０．２５μｍと極めて
高い精度が要求されるパターニングにも支障を来してし
まうことが判明した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被処理物の処理前およびまたは処理後
の温度制御を行なうことによって被処理物の処理精度向
上を達成することにある。

本発明の他の目的は、ホトレジストのベーキング精度向
上が達成できる半導体装置製造装置を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、高精度の露光が達成できる半導体
装置製造装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の半導体装置製造装置であるホトリソ
グラフィ装置によれば、ウェハ主面に被着されたホトレ
ジスト膜のベーキング（プリベーク）におけるウェハの
昇温および降温状態を制御することによって、ウェハと
ホトレジスト膜間の温度差を極めて少なくすることによ
り、相互に熱膨張率が異なる故に生じ易いウェハとホト
レジスト膜との間の熱歪を減少できることから、次工程
におけるホトレジスト膜の露光（感光）精度が高められ
、高精度のパターニングが行なえるため、高品質高歩留
りの半導体装置の製造が可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による半導体装置製造装置、
すなわち、ホトリソグラフィ装置の概念的な斜視図、第
２図は同じく温度制御部を示す模式図、第３図は同じく
ウェハの加熱特性を示すグラフ、第４図は同じくウェハ
の他の加熱特性を示すグラフ、第５図は昇温・降温管理
がなされない状態のウェハの加熱特性を示すグラフであ
る。

この実施例では、ホトリソグラフィにょるウェハの温度
制御に本発明を適用した例について説明する。

本発明のホトリソグラフィ装置は、第１図に示されるよ
うに、機台ｌの上面手前側および背面側を装置の長手方
向に沿って半導体基板（ウェハ）２を矢印に示されるよ
うに移動させて各処理を行うようになっている。すなわ
ち、手前側では、ウェハ２は左端のローダ部３のカート
リッジ４がら一＆ずつ搬送路５上に送り出され、ホトレ
ジスト塗布前の温度制御部６で所定温度に加熱された後
、ベーク炉７で脱水ベークされる。その後、このウェハ
２はホトレジスト塗布後の温度制御部８で所定温度に冷
却された後塗布装置９に運ばれ、その主面に図示しない
ホトレジストが被着される。また、ホトレジストが被着
されたウェハ２は、プリベータ前の温度制御部１０で所
定温度に加熱されてプリベーク炉（ベーク炉）１１に送
り込まれてプリベークされる。プリベークされたウェハ
２は、プリベータ後の温度制御部１２で所定温度（たと
えば、室温）に冷却された後、アンローダ部１３のカー
トリッジ１４に収容される。

また、機台１の背後では、主面に図示しないホトレジス
トが被着されたウェハ２が、ローダ部１５のカートリッ
ジ１６から順次一枚ずつ搬送路１７上に送り出される。

ウェハ２は現像装置１８で現像された後、ポストベーク
前の温度制御部１９で所定温度に加熱され、ポストベー
ク炉（ベーク炉）２０でポストベークされる。また、ウ
ェハ２はポストベーク後の温度制御部２１で所定温度（
たとえば、室温）に冷却された後、アンローダ部２２の
カートリッジ２３に収容される。

前記各温度制御部６．　８．　１０．　１２．　１９゜
２１は、ウェハ２を昇温あるいは降温する装置であって
、その構造は、第２図に示されるように、第１次ホット
プレート２４およびこれに連る第２次ホットプレート２
５ならびにこれらを被うカバー２６とからなっている。

前記第１次ホットプレート２４および第２次ホットプレ
ート２５は、ウェハ２をその上面に真空吸着してウェハ
２の昇温あるいは降温を図る。したがって、各ベーク炉
７゜１１．２０の入口側の温度制御部６．　１０．　１
９にあっては、第２次ホットプレート２５は第１次ホッ
トプレート２４よりも温度が高く、各ベーク炉７，１１
．２０の温度と同一温度となりウェハ２を加熱する。ま
た、前記各ベーク炉？、１１゜２０の出口側の温度制御
部８，１２．２１にあっては、第２次ホットプレート２
５は第１次ホットプレート２４よりも温度が低く、たと
えば、室温の温度となりウニ°ハ２を冷却するようにな
っている。

第３図および第４図はウェハ２のベーキング時の温度特
性を示す例であるが、第３図の例の場合は、昇温、降温
ともに正比例的な温度勾配となっている。また、第４図
の例の場合は、昇温、降温ともに正比例的な温度勾配で
あるが、途中で一定時間一定温度を維持するステップ的
温度コントロールとなっている。この実施例のホトリソ
グラフィ装置は、これらの例で示すような好ましい温度
特性、あるいはその変形によって各ベーキングが行われ
、第５図に示されるような、昇温および降温の管理がな
されない急峻な温度勾配を有する温度制御と異なり、ウ
ェハとホトレジスト間の昇温。

降温の温度差が一定であるので、それらの間の熱歪は極
めて小さくなる。この結果、各ベーキング処理が高精度
に行われるようになる。なお、各部のウェハ２の搬送系
は常用の機構が用いられていることから、図では省略さ
れている。

〔効果〕

（１）本発明のホトリソグラフィ装置によれば、ウェハ
の昇温、降温の温度特性は自動的に制御され、ウェハと
ウェハ主面に被着されたホトレジスト間に熱歪、変形が
生じないという効果が得られる。

（２）上記（１１により、本発明のホトレジスト装置に
よってホトレジスト膜が被着されたウェハを露光した場
合、高精度な露光が行なえるという効果が得られる。

（３ン上記（１）、　＜２）により、本発明によれば、
良質なホトレジスト膜形成、高精度な露光により、半導
体装置の製造コストの低減が図れるという相乗効果が得
られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、第６図に示さ
れるように、ブレベーク炉（ベーク炉）１１から搬送路
５に送り出されたウェハ２を温度制御部２７で所望温度
に設定し、その後、設定温度となったウェハ２を温度制
御式のウェハ２の方向性合わせ部２８に送って方向性を
合わせるとともに、方向性が修正されたウェハ２を温度
制御式の露光装置２９に送って露光を行うようにすれば
、昇温、降温時のウェハ２とホトレジストの温度差は常
に一定となるため、熱歪を減少でき、ミクロン単位の寸
法制度の露光が行われるため、高精度な露光が再現性よ
く行える。なお、前記温度制御部２７においてウェハ２
を載置する温度制御部２７のステージ３０は、電子冷熱
装置３１から送りパイプ３２で送られ、戻しパイプ３３
で再び電子冷熱装置３１に戻される冷却液によって常に
一定の温度となっている。前記ス　　。

テーツ３０はウェハ２を真空吸着によって保持する。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるホトリソグラフィ技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、半導体装置の他の製造処理技術にも適
用できる。

本発明は少なくとも熱膨張係数の異なる物質によって形
成された多層構造の物品の加熱処理等の技術に適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるホトリソグラフィ装置
の概念的な斜視図、第２図は同じく温度制御部を示す模式図、第３図は同じ
くウェハの加熱特性を示すグラフ、第４図は同じくウェ
ハの他の加熱特性を示すグラフ、第５図は昇温・降温管理がなされない状態のウェハの加
熱特性を示すグラフ、第６図は本発明の他の実施例による露光系におけるウェ
ハ温度制御状態を示す概念的な模式図である。１・・・機台、２・・・半導体基板（ウェハ）、３・・
・ローダ部、４・・・カートリッジ、５・・・搬送路、
６・・・温度制御部、７・・・ベーク炉、８・・・温度
制御部、９・・・塗布装置、１０・・・温度制御部、１
１・・・プリベーク炉（ベーク炉）、１２・・・温度制
御部、１３・・・アンローダ部、１４・・・カートリッ
ジ、１５・・・ローダ部、１６・・・カートリッジ、１
７・・・搬送路、１８・・・現像装置、１９・・・温度
制御部、２０・・・ポストベーク炉（ベーク炉）、２１
・・・温度制御部、２２・・・アンローダ部、２３・・
・カートリッジ、２４・・・第１次ホットプレート、２
５・・・第２次ホットプレート、２６・・・カバー、２
７・・・温度制御部、２８・・・方向性合わせ部、２９
・・・露光装置、３０・・・ステージ、３１・・・電子
冷熱装置、３２・・・送りパイプ、３３・・・戻しパ第
　　　１　　図第　　２　　図第　　　３　　図第　　４　　図第　　５　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、被処理物に所定の処理を施す半導体装置製造装置で
あって、被処理物の処理前およびまたは処理後の温度状
態を制御する温度制御部を有することを特徴とする半導
体装置製造装置。２、処理前の前記被処理物を所望の恒温状態に設定する
温度制御部が設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体装置製造装置。３、被処理物を恒温状態下で加熱する半導体装置製造装
置であって、被処理物が前記恒温状態に至る昇温状態を
制御する昇温制御部と、前記恒温状態にある被処理物を
所定温度に降下させる際の温度降下状態を制御する降温
制御部と、を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体装置製造装置。