KR100881722B1 - 기판의 처리방법 및 기판의 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판상에 층간절연막을 형성하여, 상기 층간절연막을 종래보다도 단시간으로 경화시키는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법에 있어서, 기판상에 도포형성된 층간절연막에 대해, 처리실내에서 전자선을 조사함으로써, 상기 층간절연막을 경화시킨다.

Description

기판의 처리방법 및 기판의 처리장치{METHOD AND APPARATURS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판의 처리방법 및 기판의 처리장치에 관한 것이다.
다층배선구조의 반도체디바이스의 제조공정에서는 웨이퍼 상에 층간 절연막을 형성하고, 그 후 해당 층간 절연막을 처리하는 공정이 행해진다. 층간 절연막이란, 다층 배선구조내의 전기적으로 절연성을 갖는 절연층이고, 그 절연재료로서, 예를 들면 MSQ(메틸 실세스키옥산), HSQ(하이드로겐 실세스키옥산)가 이용되어 있다.
이러한 층간절연막에 관한 처리는 예를 들면, SOD(Spin on Dielectric)장치에서 행해지고, 이 SOD장치에서는 졸-겔법, 실크법, 스피드 필름법, 및 폭스법 등의 막형성법이 이용되고, 이러한 막형성법에서는 상기 MSQ 등의 도포액을 웨이퍼 표면에 도포함에 따라 층간절연막이 형성된다. 졸-겔법 이외의 상기 방법에서는 웨이퍼상에 층간절연막이 형성된 후에 에칭대상재료의 선택비율을 향상시키기 위해 층간절연막을 경화시키는 경화처리(아닐처리)가 행해진다.
이 아닐처리는 층간절연막에 중합 등의 고분자화 반응을 일으키게 하는 처리이고, 종래로부터 웨이퍼를 고온으로 가열함으로써 행해지고 있었다. 그리고, 상기 고분자화 반응을 일으키게 하기 위해서는 극히 높은 에너지가 필요하게 되기 때문에, 아닐처리는 웨이퍼를 고온으로 가열할 수 있는 가열로에서 행해지고 있다. 또, 이와 같이 열에너지를 이용해서 고분자화 반응을 충분히 행하기에는 장시간을 요하기 때문에, 아닐처리에는 스루풋의 관점에서 복수개의 웨이퍼를 한꺼번에 가열할 수 있는 배치식의 대형 가열로가 이용되고 있다. 이러한 아닐처리에서는 가열에 의한 열에너지에 의해 절연재료의 MSQ가 중합, 가교라는 고분자화 반응을 일으키고, 층간절연막이 경화된다.
그렇지만, 이러한 가열로에서의 경화처리는 통상 500℃정도의 고온도로 행해지지만, 그러한 높은 온도에서도 MSQ 등의 고분자화 반응이 종료할 때까지에는 30분 ~ 60분정도의 장시간을 요하고 있었다. 이와 같이 경화처리에 장시간을 요하면, 웨이퍼의 다품종, 변량(變量)생산에서 요구되는 웨이퍼처리시간의 단축화, 즉 단TAT(Turn Around Time)화의 실현이 곤란하게 된다. 또, 고온도에서의 처리가 되기 때문에, 고온에 약한 절연재료는 사용할 수 없다고 하는 단점이 있다.
또, 가열로에서의 경화처리에서는 복수개의 웨이퍼를 한꺼번에 처리하고 있었기 때문에, 먼저 절연막이 형성된 웨이퍼는 후의 웨이퍼를 기다릴 필요가 있고(즉, "대기시간"이 생긴다), 절연막이 형성되고 난 후 경화될 때까지의 총계의 처리시간이 웨이퍼마다 달라진다. 그 때문에, 예를 들면, 도포 후에 일단 용제를 증발시키기 위한 가열처리가 실시된 경우에는 웨이퍼간의 열이력이 달라 버리고, 층간절연막의 품질에 흩어짐이 생기는 것이 있다.
또한, 가열로에서의 경화처리는 스루풋을 향상시키기 위해 고분자반응이 완 료하는 최소한의 시간에서 행하고 있어, 그 때문에 층간절연막의 막두께가 두께가 두꺼운 것 같은 경우에는 층간절연막의 심부에 있어서 고분자화 반응이 충분하게 행해지고 있지 않는 것이 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 안출된 것으로서, 보다 단시간으로 또한 저온도로 상기 경화처리를 행하고, 웨이퍼 등의 기판의 총처리시간을 단축하고, 단TAT(Turn Around Time)화의 실현을 꾀하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 기판의 처리방법에 있어서, 기판에 층간절연막을 형성하는 공정과, 처리실 내에서 상기 기판상의 층간절연막에 대해 전자선을 조사하고, 당해 층간절연막을 경화시키는 공정을 갖는다.
본 발명에 있어서, 층간절연막을 경화시키는 공정에 있어서는 기판이 소정 온도에 가열되어 있어도 좋다. 또 상기 층간절연막을 경화시키는 공정은 적어도 대기보다도 산소 농도가 낮은 저산소 분위기에서 행해져도 좋다. 이 경우, 적어도 상기 기판 주변의 분위기를 산소보다도 분자량의 작은 기체에 치환하도록 해도 좋다.
본 발명에 있어서는 전자선을 조사할 때, 상기 처리실 내의 압력을 제어하도록 해도 좋다.
본 발명에 있어서는 기판에 층간절연막이 되는 도포액을 도포한 후, 전자선 조사에 의한 경화 전에 기판을 가열하는 프레 가열공정이 행해져도 좋다. 이 경우, 상기 프레 가열공정이 종료하고 나서 기판에 전자선이 조사될 때까지의 시간이 일정하게 제어되도록 해도 좋다. 또, 상기 프레 가열은 상기 층간절연막을 경화시키 는 공정에 있어서의 기판의 온도보다도 낮은 온도로 행해지도록 해도 좋다.
본 발명에 있어서는 전자선을 조사해서 층간절연막을 경화시킨 후, 상기 처리실 내에서 플라스마를 발생시키도록 해도 좋다.
다른 관점에 따르면, 본 발명은 기판의 처리방법에 있어서, 기판에 층간절연막이 되는 도포액을 도포하는 도포공정과, 상기 도포공정 후, 기판을 가열하는 프레 가열공정을 반복해서 행하고, 최종의 도포공정 후, 처리실 내에서 상기 상기 기판상의 복수의 층간절연막에 대해 전자선을 조사해서 해당 복수의 층간절연막을 동시에 경화하는 공정을 가진다.
본 발명에 있어서, 전자선에 의한 조사는 극히 높은 에너지를 갖는 전자선을 조사대상물에 대해 효과적으로 조사할 수가 있다. 따라서 해당 고에너지의 전자선을 기판상의 층간절연막에 조사함으로써, 층간절연막의 고분자반응이 단시간에서 시작되고, 층간절연막의 경화속도가 향상된다. 이것에 의해 경화처리시간이 대폭 단축되고, 모든 처리시간도 단축된다. 또, 종래와 같이 고온으로 가열할 필요가 없기 때문에 경화처리를 비교적 저온으로 행할 수가 있고, 내열성이 약한 절연재료도 이용할 수 있다. 또한, 전자선의 조사는 매엽식으로 행할 수 있으므로, 층간절연막이 형성되고 나서 경화될 때까지의 총계의 처리시간이 거의 일정하게 유지할 수 있다. 또, 전자선은 투과성에 우수하기 때문에, 층간절연막의 막두께가 두꺼운 경우에 있어서도, 균일한 경화처리를 행할 수가 있다.
또 전자선의 조사가 대기보다도 산소농도가 낮은 저산소 분위기에서 행해지면, 방사된 전자선이 산소분자 등에 충돌해서, 전자선이 산란하거나 에너지를 손실 하는 것을 억제할 수가 있다.
또 적어도 상기 기판 주변의 분위기를 산소보다도 분자량의 작은 기체에 치환함에 따라 상기 저산소 분위기를 만들어 내도록 한 경우, 산소분자가 만드는 전장에 의해 일으켜지는 전자선의 산란을 억제할 수 있으므로, 층간절연막의 경화처리가 알맞게 행해진다. 또한, 산소보다도 분자량이 작은 기체란, 예를 들면 헬륨, 질소 등을 예로서 들을 수 있다.
또, 상기 저산소 분위기는 상기 처리실을 감압함에 따라 만들어 내도 좋다. 이와 같이 처리실을 감압함으로써, 산소분자 등이 감소되고, 방사된 전자선의 산란을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 도포공정과 상기 층간절연막을 경화시키는 공정과의 사이에, 프레 가열을 행하면, 층간절연막 내에 잔존하는 용제 등을 증발시킬 수 있다. 이것에 의해, 나중에 하는 경화처리 때에 전자선 등의 고에너지를 받고 용제 등이 증발하는 것을 방지할 수 있으므로, 경화처리가 적절하게 행해지지 않았거나, 해당 용제에 의해 전자선의 광원이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서 프레 가열공정이 종료하고 나서 기판에 전자선이 조사될 때까지의 시간을 일정하게 제어하면, 프레 가열에서 전자선 조사까지에 있어서의 기판의 열이력이 일정하게 된다. 이것에 의해, 기판간의 열이력의 흩어짐이 억제되기 때문에, 각 기판의 소정의 열량이 제공되어, 일정의 품질을 갖는 적절한 절연막이 형성된다.
본 발명에 있어서, 층간절연막의 경화처리 후에, 포스트 가열을 행하면 층간 절연막의 하층 영력에 있어서의 전자선에 의한 대미지를 복귀시킬 수가 있기 때문에, 층간절연막의 절연성이 향상하고, 보다 양질인 층간절연막이 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전자선을 조사해서 층간절연막을 경화시킨 후, 처리실 내에서 플라스마를 발생시키면, 차지 업한 기판의 전위를 내릴 수 있다.
본 발명에 있어서는 기판에 층간절연막이 되는 도포액을 도포하는 도포공정과, 상기 도포공정 후, 기판을 가열하는 프레 가열공정을 반복해서 행하고, 최종의 도포공정 후, 처리실 내에서 상기 기판상의 복수의 층간절연막에 대해 전자선을 조사해서 해당 복수의 층간절연막을 동시에 경화하는 공정을 갖도록 했기 때문에 복수의 층간절연막을 동시에 경화시간을 종래보다 단축시킬 수가 있다.
본 발명의 기판 처리장치는 절연막이 되는 도포액을 기판에 도포하는 도포유니트를 갖는 제 1의 처리부와, 1개씩 기판에 전자선을 조사하고, 기판상의 상기 절연막을 경화시키는 경화처리유니트를 갖는 제 2의 처리부와, 상기 제 1의 처리부와 상기 제 2의 처리부와의 사이에서 기판을 반송하는 반송기구를 갖고 있다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 경화처리유니트는 기판을 재치하는 재치대와 전자선을 조사하는 장치와의 사이에, 그리드전극을 가져도 좋다.
본 발명의 기판의 처리장치에 있어서, 경화처리유니트는 기판을 재치하는 재치대가 기판에 대해 역바이어스 전압을 인가하도록 해도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 경화처리유니트는 해당경화처리유니트 내의 압력을 감압하는 것이 가능이라도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 제 1 처리부는 상기 도포액이 도포 된 기판을 가열하는 가열처리유니트를 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 제 1 처리부는 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포유니트와, 기판을 현상처리하는 현상처리유니트를 갖고, 상기 반송기구에 의해 기판을 반송가능한 영역에는 기판을 노광하는 노광처리유니트가 설치되어 있어도 좋다. 그 경우, 또한 상기 제 2 처리부에는 감압 분위기 내에서 기판을 에칭처리하는 에칭유니트가 설치되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 반송기구를 수용해서 기밀하게 폐쇄 가능한 반송실과, 상기 반송실을 소정의 압력에 감압하는 감압기구를 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 제 2 처리부 내의 압력을 감압하는 것이 가능해도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 반송기구 및 상기 제 2 처리부를 수용해서 또한 기밀하게 폐쇄 가능한 감압실과, 해당 감압실을 소정의 압력으로 감압하는 감압기구를 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 기판 처리장치에 있어서, 상기 제 2 처리부에는 기판을 열처리하는 열처리유니트가 설치되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판처리장치에 의하면, 절연막이 형성된 기판을 1개씩 경화처리 할 수 있으므로, 경화처리 전후의 기판의 대기시간이 없어지고, 기판처리의 단TAT화가 꾀해진다. 또, 전자선은 종래의 열에너지에 비교하여 극히 높은 에너지를 갖기 때문에, 단시간에서 절연재료의 고분자화반응이 행해지고, 경화처리시간을 대폭 단축할 수가 있다. 이것에 의해 기판의 처리시간이 단축되고, 단TAT화가 꾀해진다. 또, 반송기구를 설치됨에 따라, 제 1 처리부와 제 2 처리부와의 사이의 기판의 반송을 원활하게 행할 수 있으므로, 경화처리유니트에의 반송도 적절하게 행해지고, 기판처리의 단TAT화가 꾀해진다.
상기한 그리드전극은 기판에 도달하는 전자선의 에너지, 전자의 수를 컨트롤 할 수가 있다. 기판을 재치하는 재치대가 기판에 대해 역바이어스 전압을 인가하면, 기판중에 도달하는 전자선의 에너지 도달거리를 컨트롤 할 수가 있다.
본 발명에 있어서, 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포유니트와, 기판을 현상처리하는 현상처리유니트를 설치하고, 상기 반송기구에 의해 기판을 반송가능한 영역에는 기판을 노광하는 노광처리유니트를 설치하는 경우, 절연막이 형성되고, 경화처리된 기판을 다시 제 1 처리부에 돌려 레지스트액을 도포하고, 반송기구에 의해 노광처리유니트에 반송해서 노광처리하고, 그 후 제 1 처리부에 돌려 현상처리 할 수가 있다. 따라서, 소정 패턴의 레지스트막을 형성하는 포토리소그래피 공정을 본 발명의 기판의 처리장치에 있어서 행할 수가 있고, 이러한 일련의 처리를 인라인화 할 수가 있다. 이것에 의해, 별도로 설치된 다른 처리장치에 기판을 반송할 필요가 없어지고, 그 만큼 기판의 처리시간이 단축할 수가 있다. 에칭유니트를 더 설치함으로써, 상기 포토리소그래피 공정이 종료한 기판을 동일한 처리장치 내에서 에칭처리 할 수가 있고, 에칭처리까지 인라인화되고, 기판의 처리기간이 보다 단축된다.
본 발명에 있어서, 상기 반송기구를 수용하여 기밀하게 폐쇄 가능한 반송실 과, 상기 반송실을 소정의 압력에 감압하는 감압기구를 더 구비하면, 제 1 처리부와 제 2 처리부와의 사이에서 기판을 반송할 때의 반송경로를 감압 분위기로 하고, 저산소 분위기를 형성할 수가 있다. 따라서, 반송중에 기판상의 도포액 등이 산화되는 것이 억제된다. 또, 예를 들면 반송실을 대기압과 경화처리유니트나 에칭유니트의 압력과의 중간의 압력으로 감압할 수 있으므로, 경화처리유니트 및 에칭유니트의 내외의 압력차가 억제되고, 해당 유니트의 감압시간의 단축화가 꾀해진다. 기판을 감압도가 높은 에칭유니트 등에 반입할 때에, 기판을 단계적으로 감압시키므로써, 압력 변동에 의한 기판에의 부담을 저감할 수가 있다.
또 본 발명에 있어서, 상기 제 2의 처리부 내의 분위기를 감압 가능하게 한 경우에는 제 2 처리부 내의 분위기를 비교적 감압도가 낮은 분위기로 할 수 있다. 이것에 의해 에칭유니트나 경화처리유니트의 감압기간이 단축할 수 있다.
본 발명에 있어서 기판의 처리장치가 상기 반송기구 및 상기 제 2 처리부를 수용하여 기밀하게 폐쇄 가능한 감압실과, 해당 감압실을 소정의 압력으로 감압하는 감압기구를 더 구비한 경우에는 제 1 처리부와 제 2 처리부와의 사이에서 기판을 반송할 때의 반송경로를 감압 분위기로 하고, 저산소 분위기를 형성할 수가 있다. 따라서, 기판상의 도포액이 산화되는 것이 억제된다. 또, 이러한 감압실을 대기압과 경화처리유니트나 에칭유니트의 압력과의 중간의 압력에 감압할 수 있기 때문에, 경화처리유니트나 에칭유니트의 내외의 압력차가 억제되고, 해당 유니트의 감압시간이 단축된다.
도 1은 본 실시예에 관한 웨이퍼의 처리방법이 실시되는 절연막 형성장치의 구성의 개략을 도시하는 단면도의 설명도이다.
도 2는 도 1의 절연막 형성장치의 정면도이다.
도 3은 도 1의 절연막 형성장치의 배면도이다.
도 4는 경화처리유니트의 세로 단면의 설명도이다.
도 5는 절연막 형성장치의 다른 구성예를 도시하는 가로 단면도의 설명도이다.
도 6은 본 실시예에 관한 웨이퍼 처리장치의 구성의 개략을 도시하는 가로 단면도의 설명도이다.
도 7은 도 6의 웨이퍼처리장치의 정면도이다.
도 8은 도 6의 웨이퍼처리장치의 배면도이다.
도 9는 경화처리유니트의 세로 단면도의 설명도이다.
도 10은 각 처리공정에 있어서의 웨이퍼의 성막상태를 도시한 웨이퍼의 세로 단면도의 설명도이다.
도 11은 에칭유니트를 설치한 경우의 웨이퍼 처리장치의 개략을 도시하는 가로 단면의 설명도이다.
도 12는 감압실을 갖는 웨이퍼 처리장치의 개략을 도시하는 가로 단면도의 설명도이다.
도 13은 제 2 처리 스테이션에 제 6의 처리유니트군을 설치한 경우의 웨이퍼 처리장치의 개략을 도시하는 가로 단면도의 설명도이다.
도 14는 도 13의 웨이퍼 처리장치 내의 처리유니트구성을 도시하는 웨이퍼 처리장치의 배면도이다.
도 15는 경화처리유니트 내에 그리드전극을 배치한 구성을 도시하는 세로 단면도이다.
도 16은 경화처리유니트 내에 플라스마 발생장치를 배치한 구성을 도시하는 세로 단면의 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 관한 웨이퍼(W)의 처리방법이 실시되는 절연막 형성장치(1)의 개략을 도시하는 평면도이고, 도 2는 절연막 형성장치(1)의 정면도이고, 도 3은 절연막 형성장치(1)의 배면도이다.
절연막 형성장치(1)는 도 1에 도시하듯이, 예를 들면 25개의 웨이퍼(W)를 카세트단위로 외부에서 절연막 형성장치(1)에 대해 반입출하거나, 카세트(C)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하거나 하는 카세트 스테이션(2)과, 절연막형성공정 가운데 매엽식에 소정의 처리를 실시하는 각종 처리유니트를 구비한 제 1 처리스테이션(3)과, 해당 제 1 처리스테이션(3)에 인접해서 설치되고, 웨이퍼(W)의 인수인도 등을 행하는 인터페이스부(4)와, 층간절연막의 경화처리를 행하는 뒤에 서술하는 경화처리유니트(55)를 구비한 제 2 처리스테이션(5)을 일체적으로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(2)에서는 재치부가 되는 카세트 재치대(6)상의 소정 위치 에, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1중 상하방향)에 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고 이 카세트 배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열방향(Z방향 ; 연직방향)에 대해 이송가능한 웨이퍼 반송체(7)가 반송로(8)를 따라 이동이 자유롭게 설치되어 있고, 각 카세트(C)에 대해 선택적으로 억세스 할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼 반송체(7)는 웨이퍼(W)의 위치맞춤을 행하는 알라이먼트기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼 반송체(7)는 뒤에 서술하는 제 1 처리스테이션(3)측의 제 3 처리유니트군(G3)에 속하는 수수부(41)에 대해서도 억세스 할 수 있도록 구성되어 있다.
제 1 처리스테이션(3)에서는 그 중심부에 주반송장치(3)가 설치되어 있고, 주반송장치(13)의 주변에는 각종 처리유니트가 다단으로 배치되어 처리유니트군을 구성하고 있다. 상기 절연막 형성장치(1)에 있어서는 4개의 처리유니트군(G1, G2, G3, G4)이 배치되어 있고, 제 1 및 제 2의 처리유니트군(G1, G2)은 절연막 형성장치(1)의 정면측에 배치되고, 제 3의 처리유니트군(G3)은 카세트 스테이션(2)에 인접하여 배치되고, 제 4의 처리유니트군(G4)은 인터페이스부(4)에 인접하여 배치되어 있다. 또한 옵션으로서 파선으로 도시한 제 5의 처리유니트군(G5)을 배면측에 별도 배치 가능하게 되어 있다. 상기 주반송장치(13)는 이들의 처리유니트군(G1, G2, G3, G4)에 배치되어 있는 뒤에 서술하는 각종 처리유니트에 대해, 웨이퍼(W)를 반입출 가능하다. 또한, 처리유니트군의 수나 배치는 웨이퍼(W)에 실시되는 처리의 종류에 따라 다르고, 처리유니트군의 수는 임의로 선택할 수 있다.
제 1의 처리유니트군(G1)에는 도 2에 도시하듯이 웨이퍼(W)에 대해 절연막이 되는 도포액을 도포하는 도포유니트(15, 16)가 2단으로 배치되어 있다. 제 2의 처리유니트군(G2)에는 약액의 버퍼탱크 등을 내장한 케미컬실(17) 및 도포유니트(18)가 2단으로 쌓여있다.
제 3의 처리유니트군(G3)에서는 예를 들면, 도 3에 도시하듯이 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링유니트(40), 카세트 스테이션(2)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하는 수수부(41), 웨이퍼(W)를 저온에서 가열하는 저온가열유니트(42, 43), 웨이퍼(W)를 고온에서 가열하는 고온가열유니트(44) 등이 아래로부터 순서대로 예를 들면, 5단으로 쌓여있다.
제 4의 처리유니트군(G4)에서는 예를 들면, 쿨링유니트(45), 인터페이스부(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하는 수수부(46), 저온가열유니트(47), 고온가열유니트(48, 49) 등이 아래로부터 순서대로 예를 들면, 5단으로 쌓여있다. 또한, 경화처리 전의 프레가열은 저온가열유니트(42, 43 또는 47) 및 고온가열유니트(44, 48 또는 49)의 2단계로 행해진다.
인터페이스부(4)에는 웨이퍼 반송체(50)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송체(50)는 X방향(도 1중의 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유롭게 할 수 있도록 구성되어 있고, 제 4의 처리유니트군(G4)에 속하는 수수부(46)와 뒤에 서술하는 제 2 처리스테이션(5)의 재치부(56, 57)에 대해 억세스할 수 있도록 구성되어 있다.
제 2 처리스테이션(5)은 인터페이스부(4)에 인접하여 설치되어 있다. 제 2 처리스테이션은 층간절연막의 경화처리가 행해지는 경화처리유티트(55)와, 인터페이스부(4)와 경화처리유니트(55)간에서 반송되는 웨이퍼(W)를 일단 재치하는 재치부(56, 57)와, 상기 재치부(56, 57)와 경화처리유니트(55)간의 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 반송 아암(arm)(58)을 가지고 있다.
다음으로 상기 서술한 경화처리유니트(55)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도 4는 경화처리유니트(55)의 구성의 개략을 도시하는 세로 단면의 설명도이다.
경화처리유니트(55)는 그 전체를 덮고, 처리실(S)을 형성하는 케이싱(55a)을 갖고 있고, 경화처리유니트(55)내의 분위기를 소정의 분위기에 유지할 수 있게 되어 있다. 케이싱(55a)의 중앙부에는 웨이퍼(W)를 재치하는 재치대(60)가 설치되어 있다. 재치대(60)는 두께가 있는 원반모양으로 형성되어 있고, 그 재질에는 열전도성이 우수한 것, 예를 들면 세라믹인 탄화규소나 질화알루미늄 등이 이용되고 있다.
재치대(60)에는 재치대(60)을 승온시키는 가열수단이다. 예를 들면, 히터(61)가 내장되어 있다. 히터(61)는 도시하지 않는 컨트롤러에 의해 그 발열량이 제어되어 있고, 재치대(60)의 온도를 소정 온도로 유지할 수 있도록 되어 있다.
또, 재치대(60)의 하부에는 재치대(60)를 회전가능하게 시키기 위한 회전수단이다. 예를 들면 모터 등을 구비한 구동기구(63)가 설치되고 있다. 이것에 의해, 뒤에 서술하는 전자선관(68)에서 전자선을 조사할 때에 재치대(60)를 회전시켜, 재치대(60)상의 웨이퍼(W)전면에 균일하게 전자선을 조사할 수가 있다. 또한, 뒤에 서술하는 전자선관(66)과의 거리를 조절 가능하게 하는 거리조절수단으로서, 구동기구(63)에 재치대(60)를 상하이동 가능하게 하는 승강기구를 설치해도 좋다.
재치대(60)에는 재치대(60)상에 돌출이 자유롭게 웨이퍼(W)를 지지하여 승강시키는 복수, 예를 들면 3개의 승강핀(64)이 설치되고 있다. 이것에 의해, 승강핀(64)이 상승하여 웨이퍼(W)를 받고, 승강핀(64)이 하강하여 웨이퍼(W)를 재치대(60)상에 재치할 수가 있다.
경화처리유니트(55)는 재치대(60)상의 웨이퍼(W)에 대해 전자선을 조사하는 조사장치(65)를 갖고 있다. 조사장치(65)는 전자선을 조사하는 복수의 전자선관(66)과 전자선의 출력이나 조사시간을 제어하는 조사제어장치(67)를 갖고 있다. 전자선관(66)은 케이싱(55a)의 상면이고, 재치대(60)와 대향하는 위치에 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 상방에서 층간절연막으로 향해 전자선을 조사할 수 있게 되어 있다. 각 전자선관(66)으로부터의 전자선은 웨이퍼(W)에 가까워지는 것에 따라 확대하고, 모든 전자선관(66)으로부터의 조사에 의해, 웨이퍼(W)전면에 조사할 수 있도록 되어 있다.
케이싱(55a)의 상면에는 산소 이외의 기체, 예를 들면 불활성기체, 헬륨가스, 질소가스 등을 공급하는 공급관(68a, 68b)이 설치되어 있다. 공급관(68a)은 뒤에 서술하는 반송구(71)측에 설치되어, 공급관(68b)은 뒤에 서술하는 반송구(71)의 반대측에 설치된다. 이것에 의해, 도시하지 않는 공급원으로부터의 불활성기체가 케이싱(55a)내에 공급되고, 케이싱(55a)내를 불활성기체에 치환하고, 경화처리가 행해지는 분위기를 저산소 분위기로 할 수가 있다. 또, 공급관(68a, 68b)에는 불활 성기체의 공급량을 조절하는 밸브(68c, 68d)가 각각 설치되어 있고, 케이싱(55a)내에 공급되는 불활성기체의 공급량을 조절할 수 있다. 한편, 케이싱(55a)의 하면에는 경화처리유니트(55) 외부에 배치된 흡인펌프(69)에 접속된 배기관(70a, 70b)이 설치되어 있고, 케이싱(55a)내를 퍼지할 수 있도록 되어 있다.
배기관(70a, 70b)에는 배기량을 조절하는 밸브(70c, 70d)가 각각 설치되어 있다. 상기 서술한 밸브(68a, 68b)와 밸브(70c, 70d)는 제어부(G)에 의해 그 개폐도가 조작가능하게 구성되어 있다. 케이싱(55a)내의 기압이나 산소농드를 검출하는 검출센서(K)가 설치하고 있고, 그 검출데이터를 제어부(G)에 송신 가능하게 되어 있다. 이러한 구성에 의해 검출센서(K)에 의해 검출된 데이터가 제어부(G)에 송신되고, 이러한 데어이터를 기초하여 제어부(G)가 밸브(68c, 68d)와 밸브(70c, 70d)를 조작할 수가 있다. 따라서, 케이싱(55a)내의 공급되는 불활성 기체의 공급량과 케이싱(55a) 외에 배기되는 배기량이 조절가능하게 되고, 케이싱(55a)내의 기압이나 산소농도를 소정의 값에 제어할 수가 있다. 또, 웨이퍼(W)를 반송구(71)에서 반입출할 때에 반송구(71)측의 공급관(68a)에서의 공급량을 증대시킬 수가 있고, 이것에 의해 반송구(71)에서 누출된 불활성 기체분을 보충하고, 케이싱(55a)내를 소정의 분위기로 유지할 수가 있다.
케이싱(55a)의 반송아암(58)측에는 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반송구(71)가 설치되어 있다. 이 반송구(71)에는 상기 반송구(71)를 개폐 자유롭게 하는 셔터(72)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 케이싱(55a)내의 분위기와 외부 분위기를 차단하고, 케이싱(55a)내를 소정의 분위기로 유지할 수 있도록 되어 있다.
다음으로 이상와 같이 구성된 절연막 형성장치(1)에서 행해지는 웨이퍼(W)의 처리프로세스에 대해서 설명한다.
우선, 웨이퍼 반송체(7)에 의해 카세트 스테이션(2)에서 취출된 웨이퍼(W)는 수수부(42)에 반송되고, 거기서부터 주반송장치(13)에 의해 온도관리가 행해지는 쿨링 유니트(41)에 반송된다. 그리고, 주반송장치(13)에 의해 도포유니트(15, 16 또는 18)에 반송되고, 웨이퍼(W)에 층간절연막이 되는 소정의 도포액, 예를 들면 MSQ를 포함하는 도포액이 도포된다. 상기 도포처리는 예를 들면 웨이퍼를 소정 속도로 회전시켜, 상기 회전된 웨이퍼(W)의 중앙부에 도포액을 공급함에 따라 행해지고, 상기 공급된 도포액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)전면에 확대된다.
그리고, 도포액이 도포된 웨이퍼(W)는 예를 들면 저온가열유니트(42)에 반송되어, 예를 들면 150℃로 2분간의 가열처리가 행해진다. 그 후, 웨이퍼(W)는 고온가열유니트(48)에 반송되어, 예를 들면 200℃로 1분간의 가열처리가 행해진다. 이 저온가열유니트(42) 및 고온가열유니트(48)로의 프레가열에 의해, 도포액 중의 용제가 증발, 제거되어, 웨이퍼(W)상에 층간절연막이 형성된다.
다음으로, 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 수수부(46)에 반송된다. 그리고, 인터페이스부(4)의 웨이퍼 반송체(50)에 의해, 제 2 처리스테이션(5)의 재치부(57)에 반송된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 반송아암(58)에 보지되고, 경화처리유니트(55)의 셔터(72)가 개방되는 것과 동시에 경화처리유니트(55)내에 반송된다.
여기서, 웨이퍼(W)상의 층간절연막을 경화처리하는 경화처리유니트(55)의 작용에 대해 설명한다. 우선, 웨이퍼(W)가 경화처리유니트(55)내에 반송되기 전에 예 를 들면, 도시하지 않는 컨트롤러에 의해 히터(61)의 발열량을 제어하고, 재치대(60)의 온도를 앞에 서술한 고온가열유니트(48)의 가열온도보다도 높은 예를 들면, 250℃로 유지해 둔다.
그리고, 반송아암(58)에 의해 웨이퍼(W)가 반송구(71)에서 케이싱(55a)내에 반송되면, 웨이퍼(W)는 재치대(60)의 중앙부 상방까지 이동되어, 미리 상승해서 대기하고 있던 승강핀(64)에 인수인도된다. 그 후, 반송아암(58)이 케이싱(55a)내에서 퇴피하고, 셔터(72)가 폐쇄된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 승강핀(64)의 하강과 함께 하강되고, 재치대(60)상에 재치된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)가 승온 되기 시작한다. 이 때 공급관(68a, 68b)에서 케이싱(55a)내에 예를 들면, 헬륨가스가 공급되어 배기관(70a, 70b)에서는 케이싱(55a)내의 분위기가 배기된다. 이것에 의해, 케이싱(55a)내가 헬륨가스로 치환된다. 그리고 검출센서(K)에 의해 케이싱(55a)내의 산소농도가 모니터되고, 그 검출데이터에 기초하여 제어부(G)가 밸브(68c, 68d) 및 밸브(70c, 70d)를 조작한다. 이것에 의해, 케이싱(55a)내의 분위기가 저산소농도, 예를 들면 산소농도가 3ppm이하의 분위기로 유지된다. 또한, 웨이퍼(W)가 반입출될 때에, 밸브(68c)를 조절해서 공급관(68)에서의 헬륨가스의 공급량을 증대시켜도 좋다.
그 후 소정시간이 경과하고, 재치대(60)상의 웨이퍼(W)의 온도가 250℃에 안정하면, 구동기구(63)에 의해 웨이퍼(W)가 저속도로 회전된다. 다음으로, 도 4에 도시하듯이 각 전자선관(66)에서 웨이퍼(W)표면의 층간절연막에 대해 소정출력, 예를 들면 10KeV의 전자선이 소정시간, 예를 들면 2분 조사된다. 이것에 의해, 전자 선의 에너지가 층간절연막에 제공되고, 층간절연막을 형성하는 MSQ(메틸 실세스키옥산)의 고분자 중합을 유발해서, 층간절연막이 경화된다. 또한, 이 때의 전자선의 출력, 조사시간은 막두께, 처리분위기 등에 의해 정해진다.
2분간의 전자선의 조사가 종료하면, 재치대(60)의 회전이 정지되어, 다시 승강핀(64)에 의해 상승된다. 이 때, 헬륨가스의 공급과 배기가 정지된다. 그리고, 셔터(72)가 개방되고, 반송아암(58)이 케이싱(55a)내에 진입하고, 웨이퍼(W)가 반송아암(58)에 인수인도된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 경화처리유니트(55)에서 재치대(56)에 반송되어 재치된다. 그리고, 웨이퍼(W)는 예를 들면, 웨이퍼 반송체(50) 및 주반송장치(13)에 의해 카세트 스테이션(2)까지 반송되고, 카세트(C)에 되돌려지고, 일련의 웨이퍼(W)처리가 종료된다.
이상의 실시의 형태에서는 웨이퍼(W)의 층간절연막에 대해 고에너지의 전자선을 조사함으로써, 층간절연막의 경화처리를 행했으므로, 종래의 비교하여 경화처리에 요하는 시간이 현저히 단축된다. 또, 전자선은 투과성에 우수하기 때문에 층간절연막의 내부까지 골고루 미치고, 층간절연막 전체에 걸쳐 균일한 경화처리가 행해진다.
또, 웨이퍼(W)처리를 매엽식으로 행할 수 있으므로, 배치식에서 보였듯이 웨이퍼(W)의 대기시간이 없어지고, 종래에 비교해 일련의 웨이퍼처리의 총처리시간이 단축된다. 또, 대기시간이 없으므로, 프레가열에서 전자선이 조사될 때까지의 시간이 거의 일정하게 유지되고, 웨이퍼(W)의 열이력이 웨이퍼간에 있어서 일정하게 유 지된다.
또한, 층간절연막의 경화처리에 있어서, 재치대(60)에 의해 웨이퍼(W)를 가열하도록 했기 때문에, 웨이퍼(W)에 열에너지도 주어지고, 경화처리가 촉진되고, 보다 단시간에서 경화처리를 행할 수가 있다.
또, 경화처리에 있어서, 케이싱(55a)내를 헬륨가스에 의해 저산소 분위기로 유지하기 때문에, 산소분자에 의한 전자선의 산란, 에너지의 감쇠 등이 억제되고, 전자선의 조사를 적절하게 행할 수가 있다.
경화처리가 행해지기 전에 저온가열유니트(42) 및 고온가열유니트(48)에 있어서 프레가열을 행하도록 했기 때문에, 도포액중의 용제가 충분히 증발된다. 이것에 의해 경화처리시에 용제가 증발해서 전자선관(66) 등을 오염하는 것을 방지할 수 있다. 또, 프레가열의 온도를 경화처리시의 가열온도보다도 낮게 함으로써, 웨이퍼(W)를 서서히 승온 해나갈 수 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)를 급격히 승온했을 때 발생하는 클락이나, 층간절연막의 변질 등을 방지할 수가 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 프레가열은 저온처리유니트(42)와 고온처리유니트(48)에서 2단계로 나누어 행해졌지만, 프레가열을 도포액이 도포된 웨이퍼(W)를 소정온도에서 한번만 가열함으로써 행해도 좋다. 이 때의 소정온도는 가열처리시의 가열온도보다도 낮게 하는 것이 바람직하다.
이상의 실시예에서는 경화처리유니트(55)내의 저산소 분위기를 헬륨가스를 공급함으로써 실현하고 있었지만, 경화처리유니트(55)의 처리실(S)을 감압함으로써 실현해도 좋다. 이 경우, 예를 들면 케이싱(55a)내의 기밀성을 확보해놓고, 흡인펌 프(69)에 의해 배기관(70a, 70b)에서 케이싱(55a)내의 분위기를 흡인한다. 이것에 의해, 경화처리유니트(55)내가 감압되어, 저산소 분위기로 유지된다. 또한 경화처리유니트(55)의 앞단에 진공예비실(로드록실)을 별도 설치하고, 진공 예비실의 압력을 경화처리유니트(55)내의 압력보다도 높게, 대기보다도 낮게 설정해놓으므로, 경화처리유니트(55)를 감압할 때의 시간을 단축할 수가 있다.
또, 케이싱(55a)내를 산소 이외의 기체에 치환하면서, 감압하여 저산소 분위기를 실현해도 좋다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서 프레가열에서 전자선 조사까지의 시간을 보다 일정하게 되도록 제어해도 좋다. 이와 같은 경우, 예를 들면 도 5에 도시하듯이 고온가열유니트(48)에 웨이퍼(W)가 상기 고온가열유니트(48)에서 반출된 것을 검출하는 센서(80)를 설치한다. 센서(80)의 이러한 검출신호는 반송아암(58)을 제어하는 제어장치(81)에 출력되도록 한다. 또, 제어장치(81)에는 미리 설정된 소정시간을 카운트하는 타이머기능이 설치되고 있다. 그리고, 센서(80)에서 제어장치(81)에 상기 검출신호가 출력되면, 타이머기능의 카운트가 시작되고, 그 간에 웨이퍼(W)는 재치부(57)까지 반송된다. 그리고, 설정시간이 경과하여 타이머기능이 OFF가 되었을 때에, 반송아암(58)이 재치부상의 웨이퍼(W)를 보지하고, 경화처리유니트(55)내에 상기 웨이퍼(W)를 반송한다. 이것에 의해, 프레가열 종료에서 전자선이 조사될 때까지의 시간이 보다 일정하게 제어되고, 웨이퍼(W)의 열이력이 일정하게 유지된다.
또, 이상의 실시예에서는 경화처리의 종료한 웨이퍼(W)는 그대로 카세트 스 테이션(2)에 되돌려지고 있었지만, 경화처리 후에 포스트가열을 행해도 좋다. 이 경우, 예를 들면 경화처리의 종료한 웨이퍼(W)를 일단 수수부(46)에 되돌리고, 거기서부터 주반송장치(13)에 의해 예를 들면, 고온가열처리(44)에 반송하고, 가열처리를 행하도록 한다. 상기 가열처리는 경화처리시의 가열온도보다도 높은 온도, 예를 들면 300℃로 행하도록 한다. 이것에 의해, 층간절연막의 하층에 있어서의 전자선에 의한 대미지를 복귀할 수가 있으므로, 층간절연막의 절연성이 향상하고, 보다 양질인 층간절연막이 형성된다.
다음으로 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 대해서 설명한다. 도 6은 본 실시예에 관한 웨이퍼 처리장치(101)의 개략을 도시하는 평면도이고, 도 7은 웨이퍼 처리장치(101)의 정면도이고, 도 8은 웨어퍼 처리장치(101)의 배면도이다.
웨이퍼 처리장치(101)는 도 6에 도시하는 것과 같이, 예를 들면 25개의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 외부에서 웨이퍼 처리장치(101)에 대해 반입출하거나, 카세트(C)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하거나 하는 카세트 스테이션(102)과, 웨이퍼처리 공정 가운데 매엽식에 소정의 처리를 실시하는 각종 처리유니트를 구비한 제 1의 처리부로서의 제 1 처리스테이션(103)과, 뒤에 서술하는 매엽식의 경화처리유니트(165)를 구비한 제 2 처리부로서의 제 2 처리스테이션(104)과, 제 1 처리스테이션(103) 및 제 2 처리스테이션(104)과의 사이에 배치되고, 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송실(105)을 일체하게 접속한 구성을 갖고 있다. 또, 반송실(105)의 배면측에는 웨이퍼(W)를 노광하는 노광처리유니트(106)가 설치되고 있다.
카세트 스테이션(102)에서는 재치부가 되는 카세트 재치대(107)상의 소정의 위치에, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 6중의 상하방향)에 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고, 이 카세트 배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 워이퍼 배열방향(Z방향;연직방향)에 대해 이송 가능한 웨이퍼 반송체(108)가 반송로(109)를 따라 이동이 자유롭게 설치되어 있고, 각 카세트(C)에 대해 선택적으로 억세스 할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼 반송체(108)는 웨이퍼(W)의 위치맞춤을 행하는 알라이먼트 기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼 반송체(108)는 뒤에 서술할 제 1 처리스테이션(103)측의 제 3 처리유니트군(G3)에 속하는 수수부(132)에 대해서도 억세스할 수 있도독 구성되어 있다.
제 1 처리스테이션(103)에서는 그 중심부에 주반송장치(113)가 설치되어 있고, 주반송장치(113)의 주변에는 각종 처리유니트가 다단으로 배치되어 처리유니트군을 구성하고 있다. 상기 웨이퍼 처리장치(1)에 있어서는 4개의 처리유니트군(G1, G2, G3, G4)이 배치되어 있고, 제 1 및 제 2 처리유니트군(G1, G2)은 웨이퍼 처리장치(101)의 정면측에 배치되고, 제 3 처리유니트군(G3)은 카세트 스테이션(102)에 인접하여 배치되고, 제 4 처리유니트군(G4)은 반송실(105)에 인접하여 배치되어 있다. 또한, 옵션으로서 파선으로 도시한 제 5 처리유니트군(G5)을 배면측에 별도 배치가능하게 되어 있다. 상기 주반송장치(113)는 이들의 처리유니트군(G1, G2, G3, G4)에 배치되어 있는 뒤에 서술하는 각종 처리유니트에 대해, 웨이퍼(W)를 반입출 가능하다. 또한, 처리유니트군의 수나 배치는 웨이퍼(W)에 실시되는 처리의 종류에 의해 다르고, 처리유니트군의 수는 임의에 선택할 수 있다.
제 1 처리유니트군(G1)에는 도 7에 도시하듯이 웨이퍼(W)에 대해 절연막이 되는 도포액을 도포하는 도포유니트(115)와 약액의 버퍼탱크 등을 내장한 약액 저장실(116)이 아래로부터 순서대로 2단으로 배치되어 있다. 제 2 처리유니트군(G2)에는 웨이퍼(W)에 대해 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포유니트(117) 및 웨이퍼(W)의 현상처리를 행하는 현상처리유니트(118)가 아래로부터 순서대로 2단으로 쌓여져 있다.
제 3 처리유니트군(G3)에서는 예를 들면 도 8에 도시하듯이 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링유니트(130, 131), 카세트 스테이션(102)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하는 수수부(132), 레지스트액과 웨이퍼(W)와의 정착성을 높이기 위한 어드히젼유니트(133), 현상처리 후의 가열처리를 행하는 포스트 베이킹 유니트(134)가 아래로부터 순서대로 예를 들면, 5단으로 적층되어 있다.
제 4 처리유니트군(G4)에서는 예를 들면, 쿨링유니트(135, 136), 반송실(105)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하는 수수부(137), 절연막이 되는 도포액이 도포된 웨이퍼(W)를 가열처리하는 가열처리유니트(138), 노광후의 웨이퍼(W)를 가열처리하는 포스트 엑스포쟈 유니트(139), 레지스트액도포 후의 가열처리를 행하는 프리베이킹 유니트(140)가 아래로부터 순서대로 예를 들면, 6단으로 쌓여져 있다.
반송실(105)은 반송실(105)을 기밀하게 폐쇄하는 케이싱(105a)을 갖고 있다. 반송실(105a)내에는 도 6에 도시하듯이 제 1 처리스테이션(103)과 제 2 처리스테이션(104)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송기구(150)가 설치되어 있다. 반송 기구(150)는 X방향(도 6중의 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유롭게 할 수 있도록 구성되어 있고, 제 4 처리유니트군(G4)에 속하는 수수부(137), 뒤에 서술하는 제 2 처리스테이션(104)내의 경화처리유니트(165) 및 노광처리유니트(106)에 대해 억세스 할 수 있다.
반송실(105)에는 반송실(105)내를 소정의 압력에 감압하는 감압기구(151)가 설치되어 있다. 감압기구(151)는 반송실(105)내의 분위기를 배기하기 위한 배기관(152)과, 배기관(152)을 통해 반송실(105)내의 분위기를 소정의 압력으로 흡인하는 흡인펌프(153)를 갖고 있다. 이것에 의해, 반송실(105)내의 분위기를 흡인하고, 반송실(105)내를 소정의 압력에 감압할 수가 있다.
반송실(105)의 케이싱(105a)에는 수수부(137)에 대해 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송구(155), 뒤에 서술하는 경화처리유니트(165)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반송구(156) 및 노광처리유니트(106)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출히기 위한 반송구(157)가 서로 각 처리유니트에 대향하는 위치에 설치되고 있다. 각 반송구(155, 156, 157)에는 각 반송구(155 ~ 157)를 개폐하는 셔터(158, 159, 160)가 대응하여 설치되고 있고, 반송실(105)의 기밀성이 확보할 수 있도록 되어 있다.
제 2 처리스테이션(104)도, 반송실(105)과 동일하게 그 전체를 덮고, 제 2 처리스테이션(104)내를 기밀에 폐쇄가능하게 하는 케이싱(104a)을 갖과 있다. 케이싱(104a)에는 제 2 처리스테이션(104)내를 감압하기 위한 배기관(161)이 설치되어 있고, 배기관(161)은 소정의 압력으로 흡인 자유로운 흡인펌프(162)에 통하고 있다. 이것에 의해, 제 2 처리스테이션(104)내 전체를 소정의 압력으로 감압할 수 있 도록 되어 있다.
제 2 처리스테이션(104)에는 한 장씩 웨이퍼(W)에 전자선을 조사하고, 웨이퍼(W)상의 절연막을 경화시키는 경화처리유니트(165)가 설치되어 있다. 이하, 이 경화처리유니트(165)에 대해 상세하게 설명한다.
경화처리유니트(165)는 도 9에 도시하듯이 그 전체를 덮고, 처리실(S)내를 밀폐가능한 유니트케이싱(165a)을 갖고 있고, 경화처리유니트(165)내의 분위기를 소정의 분위기로 유지할 수 있도록 되어 있다. 유니트케이싱(165a)의 중앙부에는 웨이퍼(W)를 재치하는 재치대(170)가 설치되어 있다. 재치대(170)는 두께가 있는 원반모양으로 형성되어 있고, 그 재질에는 열전도성이 우수한 것, 예를 들면 세라믹인 탄화규소나 질화알루미늄 등이 이용되고 있다.
재치대(170)에는 재치대(170)를 승온시키는 예를 들면 히터(171)가 내장되어 있다. 히터(171)는 도시하지 않는 컨트롤러에 의해 그 발열량이 제어되어 있고, 재치대(170)의 온도를 소정 온도에 제어할 수 있다.
재치대(170)의 하부에는 재치대(170)를 회전시키는 예를 들면 모터 등을 구비한 구동기구(173)가 설치되고 있다. 이것에 의해, 뒤에 서술하는 전자선관(176)에서 전자선을 조사할 때에 재치대(170)를 회전시키고, 재치대(170)상의 웨이퍼(W)전면에 대해 균일하게 전자선을 조사할 수가 있다. 또한, 구동기구(173)에 재치대(170)를 상하이동시키는 승강기구를 설치하고, 뒤에 서술할 전자선관(176)과의 거리를 조정가능하게 해도 좋다.
재치대(170)에는 재치대(170)상에 돌출 자유롭게 웨이퍼(W)를 지지하여 승강 시키는 승강핀(174)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)를 재치대(170)상에 재치가 자유롭게 된다.
경화처리유니트(165)는 재치대(170)상의 웨이퍼(W)에 대해 전자선을 조사하는 조사장치(175)를 갖고 있다. 조사장치(175)는 전자선을 조사하는 복수의 전자선관(176)과 전자선의 출력이나 조사시간을 제어하는 조사제어장치(177)를 갖고 있다. 전자선관(176)은 유니트케이싱(165a)의 상면이고, 재치대(170)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)표면의 절연막에 향해 상방에서 전자선을 조사할 수 있게 되어 있다. 각 전자선관(176)에서의 전자선은 웨이퍼(W)에 가까워지는 것에 따라 넓혀져, 전전자선관(176)에서의 조사에 의해, 전자선이 웨이퍼(W)전면에 조사된다.
유니트케이싱(165a)의 상면에는 도시하지 않는 공급원에서 경화처리유니트(165)내에 산소 이외의 기체, 예를 들면 불활성기체, 헬륨가스, 질소가스 등을 공급하는 공급관(178a, 178b)이 설치되어 있다. 공급관(178a)은 뒤에 서술하는 반송구(181)측에 설치되고, 공급관(178b)은 뒤에 서술하는 반송구(181)의 반대측에 설치된다. 공급관(178a, 178b)에는 불활성기체의 공급량을 조절하는 밸브(178c, 178d)가 각각 설치되어 있고, 유니트케이싱(165a)내에 공급되는 불활성기체 등의 공급량을 조절할 수가 있다. 한편, 유니트케이싱(165a)의 하면에는 경화처리유니트(165)내의 분위기를 배기하기 위한 배기관(179a, 179b)이 설치되어 있고, 상기 배기관(179a, 179b)에는 경화처리유니트(165)내의 분위기를 소정 압력으로 흡인하는 흡인장치(180)에 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 유니트케이싱(165a)내를 불활성기체 등에 치환하는 것과 동시에, 소정 압력에 감압하고, 유니트케이싱(165a)내를 저산호 분위기에 할 수가 있다.
배기관(179a, 179b)에는 배기량을 조절하는 밸브(179c, 179d)가 각각 설치되어 있다. 상기 서술한 밸브(178c, 178d)와 밸브(179c, 179d)는 제어부(G)에 의해 그 개폐도가 조작 가능하게 구성되어 있다. 유니트케이싱(165a)내에는 유니트케이싱(165a)내의 기압이나 산소농도를 검출하는 검출센서(K)가 설치되고 있고, 그 검출데이터를 제어부(G)에 송신가능하게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 검출센서(K)에 의해 검출된 데이터가 제어부(G)에 송신되고, 이러한 데이터에 기초하여 제어부(G)가 밸브(178c, 178d)와 밸브(179c, 179d)를 조작할 수가 있다. 따라서, 유니트케이싱(165a)내에 공급되는 불활성기체의 공급량과 유니트케이싱(165a)외에 배기되는 배기량이 조절가능하게 되고, 유니트케이싱(165a)내의 기압이나 산소농도를 소정의 값에 제어할 수가 있다. 또, 웨이퍼(W)를 뒤에 서술한 반송구(181)에서 반입출하는 때에, 반송구(181)측의 공급관(178a)에서의 공급량을 증대시킬 수가 있고, 이것에 의해 반송구(181)에서 샌 불활성기체분을 보충하고, 유니트케이싱(165a)내를 소정의 분위기에 유지할 수가 있다.
유니트케이싱(165a)의 상기 반송기구(150)측에는 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반송구(181)가 설치되고 있다. 이 반송구(181)에는 상기 반송구(181)를 개폐하는 셔터(182)가 설치되고 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 반입출시 이외는 셔터(182)가 폐쇄되어 유니트케이싱(165a)내의 기밀성이 확보된다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 웨이퍼처리장치(101)에서 행해지는 웨이퍼(W) 의 처리프로세스에 대해 설명한다. 도 10은 각 처리공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 성막상태를 도시한 웨이퍼(W)의 세로 단면도의 설명도이다.
우선 처리가 시작되기 전에 제 2 처리스테이션(104)내를 감압하는 흡인펌프(162)가 기동되고, 제 2 처리스테이션(104)내 전체가 뒤에 서술하는 경화처리시의 경화처리유니트(165)내의 압력보다 높은 소정의 압력, 예를 들면 1Pa ~ 133Pa로 감압된다. 또, 반송실(105)내의 흡인펌프(153)도 기동되고, 반송실(105)내의 압력이 대기압보다도 낮고 제 2 처리스테이션(4)의 압력보다도 높은 소정의 압력, 예를 들면 133Pa ~ 1333Pa로 감압된다.
예를 들면 표면에 Low-k막(유기 실리콘 산화막)(L)의 형성된 웨이퍼(W)(도 10의 (a))가 카세트 스테이션(102)의 카세트(C)에 세트되어, 웨이퍼처리가 시작되면, 우선, 상기 웨이퍼(W)가 웨이퍼반송체(107)에 의해 1개씩 수수부(132)에 반송된다. 이어서, 주반송장치(113)에 의해 온도관리가 행해지는 쿨링유니트(130)에 반송된다. 그리고, 주반송장치(113)에 의해 도포유니트(115)에 반송되어, 웨이퍼(W)에 층간절연막(D)이 되는 소정의 도포액, 예를 들면 MSQ(메틸 실세스키옥산)를 포함하는 도포액이 도포된다. 상기 도포처리는 예를 들면, 웨이퍼(W)를 소정 속도로 회전시키고, 상기 회전된 웨이퍼(W)의 중앙부에 도포액을 공급함에 따라 행해진다. 그리고 상기 공급된 도포액은 원심력에 의해 웨이퍼(W) 전면에 확대되고, 웨이퍼(W)상에 액막이 형성된다.
도포액이 도포된 웨이퍼(W)는 다음으로 가열처리유니트(138)에 반송되고, 도포액중의 용제를 증발시키기 위한 가열처리가 행해진다. 이 때, 웨이퍼(W)는 예를 들면, 200℃로 2분간 가열된다. 이것에 의해, 도포액중의 용제가 증발, 제거되어, 웨이퍼(W)상에 소정의 두께를 갖는 층간절연막(D)이 형성된다(도 10의 (b)).
다음으로, 웨이퍼(W)는 주반송장치(113)에 의해 수수부(137)에 반송된다. 그리고 반송실(105)의 셔터(158)가 개방되고, 반송기구(150)에 의해 반송구(155)를 통해, 감압되어 있는 반송실(105)내에 반송된다. 이어서 반송실(105)의 셔터(159)와 경화처리유니트(165)의 셔터(182)가 개방되고, 웨이퍼(W)는 1Pa ~ 133Pa에 유지된 경화처리유니트(165)내에 반송된다.
여기서, 경화처리유니트(165)의 작용에 대해서 설명한다. 우선, 웨이퍼(W)가 경화처리유니트(165)내에 반송되기 전에, 도시하지 않는 컨트롤러에 의해 히터(171)의 발열량이 제어되고, 재치대(170)의 온도가 위에 서술한 가열처리유니트(138)의 가열온도보다도 높은 예를 들면, 250℃에 제어된다.
그리고, 반송기구(50)에 의해 웨이퍼(W)가 반송기구(181)에서 유니트케이싱(165a)내에 반입되면, 웨이퍼(W)는 재치대(170)의 중앙부 상방까지 이동되고, 미리 상승해서 대기하고 있었던 승강핀(174)에 인수인도된다. 이어서, 반송기구(150)가 유니트케이싱(165a)내에서 퇴피하고, 셔터(182)가 폐쇄된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 승강핀(174)의 하강과 함께 하강하여 재치대(170)상에 재치된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)가 재치대(170)에 의해 승온된다. 이 때, 공급관(178a 및 178b)에서 유니트케이싱(165a)내에 예를 들면, 헬륨가스가 공급되어, 배기관(179a, 179b)에서는 유니트케이싱(165a)내의 분위기가 배기된다. 그리고, 검출센서(K)에 의해 유니트케이싱(165a)내의 압력이 모니터되고, 그 검출데이터에 기초하여 밸브(178c, 178d) 및 밸브(179c, 179d)가 제어부(G)에 의해 조작된다. 이것에 의해, 유니트케이싱(165a)내가 헬륨가스에 치환되는 것과 동시에, 유니트케이싱(165a)내가 소정의 압력, 예를 들면 제 2 처리스테이션(104)의 압력보다 낮은 1Pa ~ 133Pa의 범위의 압력에 감압된다. 이것에 의해, 유니트케이싱(165a)내가 저산소농도, 예를 들면 산소농도가 1 ~ 10ppm이하의 분위기에 유지된다.
그 후 소정시간이 경과하여, 재치대(170)상의 웨이퍼(W)의 온도가 250℃에 안정하면, 구동기구(173)에 의해 웨이퍼(W)가 저속도로 회전된다. 다음으로 도 9에 도시하듯이 각 전자선관(176)에서 웨이퍼(W)표면의 층간절연막(D)에 대해 소정출력, 예를 들면 10keV의 전자선이 소정시간, 예를 들면 약 2분간 조사된다. 이것에 의해, 전자선의 에너지가 층간절연막(D)에 제공되고, 층간절연막(D)을 형성하는 MSQ의 고분자중합을 유발해서, 층간절연막(D)이 경화된다(도 10의 (c)). 또한, 이 때의 전자선의 출력, 조사시간은 막두께, 처리분위기 등에 의해 적당히 정해진다.
약 2분간의 전자선의 조사가 종료하면, 재치대(170)의 회전이 정지되어, 다시 승강핀(174)에 의해 상승된다. 이 때, 헬륨가스의 공급과 유니트케이싱(165a)내의 감압이 정지된다. 그리고, 셔터(182)가 개방되고, 반송기구(150)가 다시 유니트케이싱(165a)내에 진입하고, 웨이퍼(W)가 반송기구(150)에 인수인도되어, 층간절연막(D)의 경화처리가 종료된다.
경화처리를 종료한 웨이퍼(W)는 반송기구(150)에 의해 수수부(137)에 반송된다. 이어서 주반송장치(113)에 의해, 제 3 처리유니트군(G3)에 속하는 어드히젼유니트(133)에 반입된다. 이 어드히젼유니트(133)에 있어서, 레지스트액과의 밀착성 을 향상시키는 HMDS 등의 밀착강화제가 웨이퍼(W)상에 도포된다. 다음으로 워이퍼(W)는 주반송장치(113)에 의해 쿨링유니트(31)에 반송되어, 소성의 온도로 냉각된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 레지스트 도포유니트(117)에 반송된고, 웨이퍼(W)상에 레지스트액이 도포되어, 레지스트막(R)이 형성된다(도 10의 (d)). 레지스트액이 도포된 웨이퍼(W)는 프리베이킹유니트(140), 쿨링유니트(136)로 순차작으로 반송되고, 각 유니트에서 소정의 열처리가 실시된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 수수부(137)에 반송된다.
다음으로, 웨이퍼(W)는 반송기구(150)에 의해 반송실(105)내에 반송되고, 반송실(105)을 경유해서 노광처리유니트(106)에 반송된다. 그래서 웨이퍼(W)는 소정패턴의 노광처리가 실시되고, 노광처리의 종료한 웨이퍼(W)는 다시 반송기구(150)에 의해 수수부(137)에 되돌려진다. 인수인도부(137)로 되돌려진 웨이퍼(W)는 주반송장치(113)에 의해 포스트엑스포자 베이킹유니트(139), 쿨링유니트(135)에 순차적으로 반송되고, 열처리가 실시된 후, 현상처리유니트(118)에 반송된다.
현상처리유니트(116)에 반송된 웨이퍼(W)는 현상액이 공급되고, 소정시간 현상된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)상의 일부의 레지스트막(R)이 용해된다(도 10의 (e)). 그리고 현상처리의 종료한 웨이퍼(W)는 주반송장치(113)에 의해 포스트베이킹유니트(134), 쿨링유니트(130)에 순차적으로 반송되어, 소정의 열처리가 실시된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 수수부(132)를 통해, 웨이퍼반송체(108)에 의해 카세트(C)에 되돌려져, 웨이퍼처리장치(101)에 있어서의 일련의 웨이퍼처리가 종료한다.
이상의 실시예에서는 웨이퍼처리장치(101)내에 전자선를 조사해서 층간절연 막(D)의 경화처리를 행하는 경화처리유니트(165)를 설치했으므로, 이러한 경화처리를 단시간으로 행하는 것이 가능하게 되고, 웨이퍼처리 전체의 단TAT화가 꾀된다. 또, 매엽식으로 행해지기 때문에, 종래의 배치식과 같이 경화처리 전후의 웨이퍼(W)의 대기시간이 없어지고, 이것에 의해서도 단TAT화가 꾀된다.
경화처리유니트(65)내의 분위기를 감압 가능하게 했으므로, 조사된 전자선이 산란하는 것이 제어되고, 층간절연막(D)에 대해 보다 강한 전자선을 효과적으로 조사할 숙가 있다. 이것에 의해, 조사시간이 단축되어, 경화처리시간이 단축할 수가 있다.
또한, 제 1 처리스테이션(103)에 웨이퍼(W)를 가열처리하는 가열처리유니트(138)를 설치했으므로, 경화처리유니트(165)에 의한 경화처리가 행해지기 전에 제 1 처리스테이션(103)내에 있어서 층간절연막(D)이 되는 도포액중의 용제를 적절하게 증발시킬 수가 있다. 또, 경화처리가 행해질 때는 용제가 증발하는 일이 없어지고, 전자선관(176) 등이 용제에 의해 오염되는 것이 방지된다.
제 1 처리스테이션(103)에 레지스트 도포유니트(117)와 현상처리유니트(118)를 설치하고, 웨이퍼처리장치(101)에 인접해서 노광처리유니트(106)를 설치함으로, 웨이퍼(W)상에 레지스트액을 도포하고, 소정의 패턴을 노광해서, 현상처리하는 포토리소그래피 공정을 동일한 웨이퍼처리장치(101)에서 연속해서 행할 수 있다. 이것에 의해, 종래 별개의 장치에서 행해지고 있던 포토리소그래피 공정이 인라인화되어, 일련의 처리에 요하는 총계의 처리시간이 단축된다.
감압기구(151)나 흡인펌프(162) 등에 의해 반송실(105)내와 제 2 처리스테이 션(104)내를 감압가능하게 했으므로, 도포액의 용제를 증발시키는 가열처리유니트(138)에서 경화처리유니트(165)까지의 웨이퍼(W)의 반송경로가 저산소 분위기에 유지할 수 있다. 이것에 의해, 상기 구간을 반송중에 웨이퍼(W)상의 층간절연막(D)이 산화되는 것이 억제된다. 또, 제 2 처리스테이션(104)의 압력을 반송실(105)의 압력보다도 낮게 하고, 경화처리시의 경화처리유니트(165)내의 압력보다도 높게 했기 때문에, 감압도가 반송실(105), 제 2 처리스테이션(104), 경화처리유니트(165)에 순서대로 높게 되어 가므로, 경화처리유니트(165)의 고감압이 유지하기 쉬워지고, 감압시간을 단축할 수도 있다. 또, 반송되는 웨이퍼(W)를 대기압에서 서서히 감압시켜 갈수가 있으므로, 압력변동에 의한 웨이퍼(W)의 부담이 저감된다.
이상의 실시예에서 기재한 제 2 처리스테이션(104)에 도 11에 도시하는 것과 같이 감압 분위기내에서 웨이퍼(W)를 에칭처리하는 에칭유니트(190)를 설치하도록 해도 좋다. 이 경우, 케이싱(105a)의 에칭유니트(190)에 대향하는 위치에 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송구(191)와 상기 반송구(191)를 개폐하는 셔터(192)를 설치한다. 이러한 구성에 의해, 레지스트 패턴에 따라 층간절연막(D)을 선택적으로 제거하는 에칭처리공정을 인라인화 할 수가 있고, 웨이퍼(W)의 총계의 처리시간을 단축할 수가 있다. 또, 에칭처리는 극히 높은 감압 분위기로 행해지기 때문에, 상기 서술한 바와 같이 예를 들면, 반송실(105), 제 2 처리스테이션(104)이라 서서히 감압해 갈 수가 있기 때문에, 감압시간이 단축할 수가 있는 것과 동시에, 웨이퍼(W)에 주어지는 압력변동에 의한 부담이 저감된다.
이상의 실시예에서는 반송기구(150)에 의한 반송영역내와 제 2 처리스테이션(104)내를 별개에 감압시키고 있었지만, 반송기구(150)와 제 2 처리스테이션(104)의 양쪽을 포함하는 감압실을 설치하고, 그 안을 감압시키도록 해도 좋다. 이와 같은 경우, 예를 들면 도 12에 도시하돗이 웨이퍼처리장치(200)에 반송기구(150)와 제 2 처리스테이션(104)의 전체를 수용하고, 양쪽을 기밀한 폐쇄공간에 둘 수가 있는 케이싱(201)을 설치하고, 감압실(202)D을 형성한다. 케이싱(201)에는 케이싱(201)내를 소정의 압력에 감압하는 감압기구(203)가 접속되어 있다. 이것에 의해, 반송기구(150)에 의해 웨이퍼(W)가 반송되는 영역과 제 2 처리스테이션(104)내의 압력을 단일의 감압기구(203)만으로 제어할 수가 있다. 또, 감압실(202)내를 대기압보다도 낮게, 경화처리시의 경화처리유니트(165)내나 에칭유니트(190)내의 압력보다도 높은 압력에 제어할 수가 있다. 따라서, 경화처리유니트(165) 및 에칭유니트(190)의 유니트 내외의 압력차가 저감되고, 경화처리유니트(165) 및 에칭유니트(190)내의 압력이 유지하기 쉬워지고, 또, 감압시간을 단축할 수가 있다. 또, 감압도가 높은 에칭유니트(190) 등에 반송되는 웨이퍼(W)를 단계적으로 감압시켜 갈 수가 있으므로, 압력변동에 의한 웨이퍼(W)에의 부담을 저감할 수가 있다.
또, 이상의 실시예에서 기재한 제 2 처리스테이션(104)내에 웨이퍼(W)를 열처리하는 열처리유니트를 설치하도록 해도 좋다. 이와 같은 경우, 예를 들면 제 2 처리스테이션(104)내에 도 13, 도 14에 도시하듯이 복수의 처리유니트를 다단으로 탑재가능한 제 6 처리유니트군(G6)을 설치한다. 상기 제 6 처리유니트(G6)에는 열처리유니트로서의 냉각유니트(210) 및 가열유니트(211)와, 경화처리유니트(165)가 아래로부터 순서대로 쌓여져 있다. 그리고, 경화처리유니트(165)에서 경화처리가 종료한 웨이퍼(W)는 반송기구(150)에 의해 가열유니트(211)에 반송되어, 가열처리된다. 이 때, 예를 들면 경화처리유니트(65)에서의 가열온도 250℃보다도 높은 온도, 예를 들면 300℃ ~ 400℃로 가열된다. 다음으로 웨이퍼(W)는 냉각유니트(210)에 반송되고, 예를 들면 상온, 예를 들면 23℃에 냉각된다. 그리고, 냉각처리가 종료한 웨이퍼(W)는 상기 서술한 바와 같이 예를 들면 제 1 처리스테이션(103)내의 각 처리유니트에 반송되고, 소정의 포토리소그래피 처리가 행해진다. 이와 같이 경화처리 후의 웨이퍼(W)를 열처리함으로써, 웨이퍼(W)상의 층간처리막(D)의 막질이 향상하고, 보다 층간절연막(D)이 형성된다.
다음으로 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 15는 경화처리유니트(165)의 다른 예를 도시하고 있고, 이 예에서는 처리실(S)을 형성하는 유니트케이싱(165a)내에, 그리드전극(211)이 배치되어 있다. 그리드전극(211)은 전자선관(176)과 재치대(170)와의 사이에 위치하고 있다. 그리드전극(211)에 대해서는 전원(212)에서 소정의 전력이 공급된다. 재치대(170)에는 전원(213)에서 소정의 전압이 인가되고, 재치대(170)상의 웨이퍼(W)에 대해 역바이어스의 전압이 인가된다.
이러한 경화처리유니트(165)에 의하면, 전자선관(176)에서의 전자선은 그리드전극을 통과할 때에 전자선의 스피드가 역하게 되거나, 통과하는 전자의 수가 감소해서 웨이퍼(W)에 도달하는 전자선의 에너지를 제어할 수가 있다. 이것에 의해 웨이퍼(W)상에 도포되어 있는 절연막의 두께 여하에 상관없이, 소정의 심도인 곳의 절연막을 적절하게 경화하 수가 있다. 예를 들면, 경화해야할 절연막이 얇은 경우 에는 에너지를 약하게 하고, 경화해야할 절연막이 뜨거운 경우에는 에너지를 약하게 하지 않도록 제어하는 것으로, 적절한 경화처리가 가능하게 된다. 이러한 컨트롤은 다층절연막의 경화처리에 유효하다.
또 재치대(170)에 웨이퍼(W)에 대한 역바이어스 전압을 인가하는 것에 의해서도, 전자선의 입사속도를 약하게 할 수가 있다. 따라서 전원(213)의 조정에 의해 웨이퍼(W)에 도달하는 전자선의 에너지를 제어할 수가 있다.
이상의 것으로부터, 그리드전극(211)과 전원(213)의 양쪽의 제어에 의해, 보다 정밀한 컨트롤이 가능하다.
그런데 전자선에 의해 경화처리 할 때, 웨이퍼(W)가 차지업 될 때가 있다. 허용범위를 넘어서 웨이퍼(W)가 차지업한 경우에는 제품불량의 원인이 될 우려가 있다. 따라서 필요에 따라 전자선에 의한 경화처리가 종료한 후, 유니트케이싱(165a)내에 플라스마를 발생시켜, 이 플라스마에 의해 차지업한 웨이퍼(W)의 전위를 내리는 것이 바람직하다.
플라스마를 발생시키는 소스로서는 전자선관(176)을 그대로 이용할 수가 있다. 또, 플라스마를 보다 쉽게 발생시키기 위해 유니트케이싱(165a)내에 Ar(아르곤)가스를 도입하면 좋다.
또한 전자선에 의해 플라스마를 발생시켰을 때에 웨이퍼(W)에의 직접조사를 싫어한다면, 전자선의 조사각도를 바꾸거나, 혹은 도 16에 도시하듯이 고주파전원(221)으로부터의 고주파에 의해 플라스마를 발생시키는 전극이나 안테나 등의 플라스마 발생장치(222)를 유니트케이싱(165a)내에 배치해도 좋다.
그런데 통상의 경화처리는 다층절연막의 경우에 있어서도, 종래는 절연막으 재료가 되는 도포액을 도포한 후, 가열해서 경화처리하고, 그 후 다시 절연막의 재료가 되는 다른 도포액을 도포하고, 그 후 다시 가열해서 경화처리하고 있다. 그리고 이미 서술한 바와 같이, 종래는 배치식의 가열로 내에 경화처리해야할 웨이퍼를 그 마다 반입하고 장시간 가열에 의한 경화처리를 하고 있다.
이 점 본 발명에 따르면, 전자선에 의해 경화처리하기 때문에 종래보다 약한 짧은 시간으로 경화처리가 행해진다.
그렇지만 전자선에 의한 경화처리는 전자선의 에너지의 조정에 의해, 막두께와 경화시간은 직접 비례하지 않는다. 따라서, 예를 들면 제 1의 도포액을 도포한 후, 소프트 베이킹이라고 말할 수 있는 용제를 증발시키기만 하는 프레가열을 행한 후, 바로 다음의 도포액을 도포하고, 후는 그대로 전자선에 의한 경화처리를 행하면, 다층절연막의 경화에 대해 더 효율이 좋은 처리를 실행할 수 있다.
또한 현상처리를 마친 후의 웨이퍼(W)에 대해, 전자선을 조사함으로써, 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 막을 강화할 수가 있다.
또한, 이상의 실시예에서는 웨이퍼처리장치에 층간절연막을 형성하는 유니트, 상기 층간절연막을 경화처리하는 유니트 및 포토리소그래피 처리를 행하기 위한 유니트를 탑재했지만, 웨이퍼처리장치에 층간절연막을 형성하는 유니트 및 전자선에 의해 경화처리하기 위한 유니트만 탑재해도 좋다. 이러한 경우에도, 배치식으로 경화처리를 행하고 있었던 종래에 비교해, 단TAT화가 꾀된다.
이상의 실시예는 SOD의 층간절연막에 대해 적용한 것이었지만, 본 발명은 다 른 층간막, 예를 들면 SOG(spin on glass), Low-k막(유기 실리콘 산화막), 레지스트막 등의 웨이퍼처리에 있어서도 적용된다.
또, 이상에서 설명한 실시예는 반도체웨이퍼 디바이스 제조프로세스의 층간절연막 형성공정에 있어서의 웨이퍼의 처리방법에 대해 적용한 것이었지만, 본 발명은 반도체웨이퍼 이외의 기판 예를 들면 LCD기판의 처리방법에서도 적용할 수 있다.
다층배선구조의 반도체디바이스나 LCD기판의 제조공정 등에 있어서, 웨이퍼나 LCD유리기판상에 층간절연막을 형성할 경우에 유용하다.

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 기판의 처리방법에 있어서,
    기판에 층간절연막을 형성하는 공정과,
    처리실내에서 상기 기판상의 층간절연막에 대해 전자선을 조사하여 상기 층간절연막을 경화시키는 공정을 포함하고,
    상기 층간절연막을 형성하는 공정은 기판에 층간절연막으로 되는 도포액을 도포하는 공정을 갖고,
    상기 도포공정과 상기 층간절연막을 경화시키는 공정과의 사이에서 기판을 가열하는 전가열(pre-heating)공정을 행하고,
    상기 전가열공정이 종료한 후, 기판에 전자선이 조사될 때까지의 시간이 제어장치에 의해 일정하게 제어되는 것을 특징으로 하는 기판의 처리방법.
  3. 기판의 처리방법에 있어서,
    기판에 층간절연막을 형성하는 공정과,
    처리실내에서 상기 기판상의 층간절연막에 대해 전자선을 조사하여 상기 층간절연막을 경화시키는 공정과,
    전자선을 조사해서 층간절연막을 경화시킨 후, 상기 처리실 내에 플라즈마를 발생시켜서 상기 기판의 전위를 내리는 공정을 포함하고,
    상기 플라즈마는 전자선의 조사에 의해 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판의 처리방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어장치에 의한 시간의 제어는, 상기 전가열공정이 종료한 것을 검지하는 센서로부터의 검출신호에 의해서 작동하는 타이머에 기초하고 있는 것을 특징으로 하는 기판의 처리방법.
  5. 기판의 처리장치에 있어서,
    절연막으로 되는 도포액을 기판에 도포하는 도포 유니트를 갖는 제1 처리부와,
    1매씩 기판에 전자선을 조사해서 기판상의 상기 절연막을 경화시키는 경화처리 유니트를 갖는 제2 처리부와,
    상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부의 사이에서 기판을 반송하는 반송기구를 포함하고,
    상기 경화처리 유니트와 기판을 재치하는 재치대와 전자선을 조사하는 장치의 사이에, 고주파전원에 의해서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치를 갖는 것을 특징으로 하는 기판의 처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 경화처리 유니트는 기판을 재치하는 재치대를 갖고,
    상기 재치대는 기판에 대해서 역바이어스 전압을 인가하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 기판의 처리장치.
  7. 기판의 처리장치에 있어서,
    절연막으로 되는 도포액을 도포하는 도포 유니트와 상기 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 가열처리 유니트를 갖는 제1 처리부와,
    1매씩 기판에 전자선을 조사해서 기판상의 상기 절연막을 경화시키는 경화처리 유니트를 갖는 제2 처리부와,
    상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부와의 사이에서 기판을 반송하는 반송기구를 갖고,
    가열된 기판이 상기 가열처리 유니트로부터 반출된 것을 검지하는 센서와,
    상기 센서로부터의 검지신호가 입력되면 설정시간의 카운트를 개시하는 타이머와,
    상기 타이머의 설정시간이 경과하면 가열 후의 기판을 효과처리 유니트에 반입하도록 상기 반송기구를 제어하는 제어장치를 포함하는 기판의 처리장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 센서는 가열처리 유니트에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판의 처리장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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