TW200815931A - Method for treating substrate and producing semiconductor - Google Patents

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200815931 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 使^用在微影步驟之塗 半導體裝置之製造方 本發明係關於在半導體製造方法中 佈顯影處理裝置之基板處理方法及 法。 【先前技術】

在半導體㈣電路之製狀光微料Μ，通常利用塗 佈顯影處縣置，對減理純施以反射防心之塗佈處 理·烘烤處理、抗餘膜之塗佈處理·洪烤處理。其次，利 用曝光裝置，對形成在被處理基板上之抗餘膜，經由遮 施以曝光圖案之處理。再進一步利 ^ ^ 歹刊用塗佈顯影處理裝置， 依序施以曝光後之烘烤處理、顯影處理。 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） “其中’在反射防止膜之塗佈步驟、抗㈣之塗佈步驟後 亍之；t、烤處理中’將主要被塗佈之藥液之溶劑釋放出至 加熱處理裝置中’藉排氣由加熱處理裝置内加以除去。 但’在供烤溫度較高之反射防止膜中，不僅溶劑，連昇華 物，會被釋放出至加熱處理襞置内。被釋放出之昇華物在 排氣不充分之情形，會異附装 曰丹附者於被處理基板上，而有成為 、陷之丨月化因此，以往，藉由充分取得加熱處理裝置内 之排氣’以避免此等之問題。 但，近年來’由於圖案尺寸之微細化，致命缺陷尺寸也 相對變小’縱使充分取得排氣，在加熱結束前由被處理基 J214J8.doc 200815931 板被釋放出’且未被回收之昇華物在更換被處理基板時， 會成為微細之微粒而附著於被處理基板上，而發生成為缺 陷之問題。 又作為與本發明有關之先前技術，在曰本特開2003_ 158054號公報中，揭示將導人處理室内之氣體經由形成在 氣體噴出板之開口均勻地噴出至基板之基板處理裝置。 (解決問題之技術手段）

由第1側面所見之本發明之基板處理方法係在逐片地加 熱處理塗佈含溶劑之膜之被處理基板之基板處理方法中， ^ s 面使特定流量之氣體流向前述被處理基板上，一 面將被加熱之熱板與前述被處理基板接近地配置，藉以特 定時間加熱前述被處理基板；及一面使加熱至含被塗佈於 前述被處理基板上之前述溶劑之膜所含之物質之昇華溫度 以上之氣體流向前述被處理基板，一面將前述被處理基板 冷卻至低於含前述溶劑之膜所含之物質之昇華溫度之溫 度0 由第2側面所見之本發明之基板處理方法係在逐片地加 熱處理塗佈含溶劑之膜之被處理基板之基板處理方法中， 包含··一面使特定流量之氣體流向前述被處理基板上，一 面將被加熱之熱板與前述被處理基板接近地配置，藉以特 f時間加Μ前述被處理基板；及—面使加熱至含被塗佈於 前述被處理基板上之前述溶劑之膜所含之物質之凝聚溫度 以上之氣體流向前述被處理基板上’ 一面將前述被處理基 板冷卻至低於含前述溶劑之膜所含之物質之凝聚溫度之溫 121418.doc 200815931 度。 由第3側面所見之本發 含:在半導體基板上塗佈含置之製 體基板供烤步驟，其係供烤被塗、及前述半導 半導體基板，且包含一面使 ⑷谷劑之膜之前述 導體基板上，—面將被加熱之===體流向前述半 地配置，藉以特定時間加熱前述、;=半導體基板接近 熱至含被塗佈於前述半導體基板上之二：：及：面使加 物質之昇華溫度以上之〜合劑之膜所含之 — 向則料導體基板上，-面 將前述半導體基板冷卻至低於含 敬面 3别述洛劑之膜所含之物質 度；在前述被供烤之前述半導體基板上形 =㈣；供烤形成前述抗姓膜之前述半導體基板；將圖 案曝光至前述被供烤之前述抗餘膜；洪烤前述圖案被曝光 之則述抗姓膜；及顯影前述被曝光及烘烤之前述抗姓膜。 刖述半導體基板烘烤步驟係包含：一面使特定流量之氣體 ^向前述半導體基板上，一面將被加熱之熱板與前述半導 體基板接近地配置’以加熱前述半導體基板特定時間；及 γ面使加熱至含被塗佈於前述半導體基板上之前述溶劑之 '斤έ之物貝之昇華溫度以上之氣體流向前述半導體基板 上，一面將前述半導體基板冷卻至低於含前述溶劑之膜所 含之物質之昇華溫度之溫度。 【實施方式】 以下’參照圖式，說明有關本發明之實施型態。在說明 之際，在全圖中，對於共通之部分附上共通之參照符號。 121418.doc 200815931 圖 圖1係表示半導體積體電路之製造之光微影步驟之流程 (

C j 在半導體積體電路之製造之光微影步驟令，利用塗佈顯 影處理裝置，對被處理基板施以反射防止膜之塗佈處理. 烘烤處理（步驟S1，S2)、抗蝕膜之塗佈處理·烘烤處理（步 驟S3, S4)。其次，利用曝光裝置，對形成在被處理基板上 之抗姓膜，經由遮罩施以曝光圖案之處理（步驟$ 5)。再進 步利用塗佈顯影處理裝置，依序施以曝光後之烘烤處 理、顯影處理(步驟S6, S7)e在本實施型態中，係表示烘 烤處理被塗佈在被處理基板上之有機反射防止膜之例。 圖2係表示使用於本發明之實施型態之基板處理方法之 力，、、、處理裝置之構成之側剖面圖。在處理室1 〇之上部，設 有盍U ’在處理室10内之上方配置有頂板12。在蓋U之中 央形成有供氣口 13 ’在此供氣口 13連接著供氣機構^。在 頂板12例如將複数開孔12八形成放射状。在處理室1〇之下 部’設有载置晶圓(半導體基板)15之熱板16，在此執板Μ 以可上升/下降方式埋入複數之支持銷Η。在晶_之下 方，配置有搬送晶圓15用之搬送臂18。另外，在處理㈣ =下部之端部，形成有複數排氣口 19,在此排“19連接 著排氣機構2 0。 在說明本發明之實施型態之基板處理方法之前，先說明 有關一般的烘烤處理。圖3 + _ 固3仏表不使用圖2所示之加熱處理 —般的烘烤處理之程序之流程圖。 在晶圓15 ’利用旋轉塗佈形成塗佈膜’例如有機反射防 121418.doc 200815931 止膜，利用搬送臂18將晶圓15搬送至加熱處理裝置之附 近。於是，加熱處理裝置之處理室1〇之蓋u開啟（步驟 s 11 )，將晶圓15搬入處理室1 〇内（步驟s丨2)。接著，支持晶 圓15之支持銷17下降，關閉處理室1〇之蓋u(步驟μ”。 其後，在處理室10内，開始晶圓15之烘烤處理（步驟 S14) 〇 f

U 在烘烤處理中，利用供氣機構14將空氣（或N2)由處理室 10之上部之供氣σ13供氣至處理室内。被供氣至處理室内 之：氣通過晶圓15上而由處理室10之下部之複數排氣孔被 排氣。施行烘烤處理特定時間後，處理室1G之蓋η開啟， 支持銷17上升（步驟S15)。而將晶圓15載置於搬送㈣， 由處理室内搬出（步驟s 1 6)。 在其次之晶圓到達加熱處理裝置之情形（步驟si7)，在 處理畢之晶圓搬出之同日夺’其次之晶圓被搬入處理室内， 重複被施行前述步驟S12以後之處理。另一方面，在步驟 si:其次之晶圓未到達加熱處理裳置之情形，以關閉處 理至10之狀態待機直到其次 使％ 人之日日®來到為止（步驟S18)。 理。”人之B日圓到達時，對晶圓施行步驟S 11以後之處 厂 择, 、山〜狂斤，以烘烤溫 度05 C、烘烤時間60秒作為標準的鉻 +瞪^ t 條件處理有機反射防 膑之例。以對處理室1〇内之空氣之供 旦 ^ ^ ^ /、乳 * 里為 2 L/min、由 ^至内之排氣流量為2 L/min處理之& 防止膜上檢測出013 …里之結果’在有機反射 “出（M3 μΐΏ以上大小之微粒刚。個以上。其 12J4l8.doc -10- 200815931 次’判斷前述供氣及排氣流量之排氣能力非充分而將供氣 流量增為10 L/min、排氣流量增為1〇 L/min而處理之結 果，0.13 μπι以上大小之微粒變成1〇個以下。但，檢測出 由〇·1至0.13 μιΏ大小之微粒有50個。由此等可知：使用排 氣能力充分之加熱處理裝置，在有機反射防止膜上仍會產 - 生微粒。 ， 以下’說明有關使用排氣能力充分之加熱處理裝置，仍 會產生微粒之理由。在被處理基板塗佈有機反射防止膜 後’在有機反射防止膜之上方以相對向方式配置石英玻 璃。在此種狀態下施行烘烤處理，由有機反射防止膜產生 之汁華物會附著於石英玻璃。而，利用昇華物會吸收uv 光之現象，對石英玻璃照射υν光而測定附著於石英玻璃 之昇華物之UV光之吸收量。 ▲烘烤溫度為205。(：，以朝向石英玻璃之時間（加熱時間）為 餐數而測定UV光之吸收量之結果如圖4所示。υν光之吸收 〇 *會隨著加熱時間而同時增加，會增加至加熱時間6〇秒左 右故可知在60秒左右仍會由有機反射防止膜產生昇華 物。由此可以認為烘烤處理結束前之處理室1〇内之狀態如 圖5所不’即使充分取得排氣，仍會處於昇華物浮游狀 態。因此，在開啟處理室1〇而更換晶圓15之際，處理室内 之溫度會遽冷’產生微小之微粒（如圖6所示），並附著於晶 圓15上。 ^下’&明有關防止前述微粒之附著用之本發明之實施 里〜之基板處理方法。圖7係表示利用圖2所示之加熱處理 121418.doc 200815931 裝置進行之士 本發明之實施型態之饵妹卢 圖。 生心 < 夂烤處理之程序之流程 在晶圓15，刹田 止膜m 佈形成塗佈膜，例如有機反射防 膜利用搬送臂18將晶圓 近。於曰 日W D拂1迗至加熱處理裝置之附 、疋，加熱處理裝置之處理室 ^ sn)，利用辟 心现11開啟（步驟 接— V #18將晶圓15搬入處理室10内（步驟S12)。 另外者：搬送臂18回到處理室外，關閉處理室Η)之蓋U。 16上(’=持/日圓15之支持鎖17下降，將晶圓15载置於熱板 η / 13)。其後，在處理室10内，藉加熱熱板16而 幵"曰圓15之烘烤處理(步驟S14)。在烘烤處理中，利用 供氣機構14將办奋\了、丄# 产 工乳（或仏）由處理室10之上部之供氣口 13供 々处里至内。被供氣至處理室内之空氣通過晶圓m而 由處理至10之下部之複數排氣口 1 9被排氣。 施订烘烤處理特定時間後，支持銷17上升，晶圓15脫離 熱板16，使晶圓15冷卻。由供氣口 13進入之空氣被頂板12 加熱至歼華物之昇華溫度以上，流過晶圓15上，由排氣口 被排氣（步驟S21)。晶圓15之冷卻如前所述，既可藉使晶 圓1 5脫離熱板丨6而施行，也可藉使冷卻之氣體觸碰晶圓B 月面（未形成塗佈膜之面）而施行。又，也可藉使冷卻之 板接觸晶圓1 5之背面而施行。另外，也可組合此等方法。 由i、軋口 13導入之空氣被頂板丨2加熱，但也可在導入處理 至1 0鈿’將空氣本身加熱。 處理至10内之昇華物消失以前，利用被加熱至昇華溫度 以上之空氣施行處理室内之排氣後，開啟處理室1 〇之蓋 121418.doc -12- 200815931 11(步驟S15)，將晶圓15載置於搬送臂18而由處里室内被 搬出（步驟S 16)。 在其次之晶圓到達加熱處理裝置之情形（步驟S17)，在 處理畢之晶圓搬出之同時，其次之晶圓被搬入處理室1 〇 内’而重複被施行前述步驟s 12以後之處理。另一方面， • 在步驟S 1 7，其次之晶圓未到達加熱處理裝置之情形，以 • 關閉處理室1 0之狀態待機直到其次之晶圓來到為止（步驟 (、 S 1 8)。其後，其次之晶圓到達時，對晶圓施行前述步驟 s 11以後之處理。 在本發明之實施型態中，為防止在加熱處理步驟之微粒 (幵華物）之附著，如圖7所示，在烘烤處理結束後，使特定 流置之氣體流向晶圓上，一面將昇華物排氣，一面將晶圓 冷卻至低於有機反射防止膜之昇華温度之溫度，以防止昇 華物之產生。再繼續排氣，處理室内之昇華物完全消失 後，開啟處理室而更換晶圓。此時，使加熱至昇華物之昇 G 華溫度以上之氣體流向晶圓上。藉由使加熱至昇華溫度以 上之氣體流通，使昇華物凝固，防止其附著於晶圓上。 關於有枝反射防止膜之昇華溫度，如前所述，係利用使 -石英玻璃朝向被處理基板之上方，使昇華物附著於石英玻 Μ對UV光之吸收量之方式加以判斷。使被處理基 板之加熱/J2L度變化之情形之υν光之吸收量之變化如圖8所 示。由此結果，可知將被處理基板冷卻至190它時，就不 會產生昇華物。 因此，在有機反射防止膜之烘烤處理結束後，使被處理 121418.doc -13 - 200815931 基板上之氣體溫度降低至19〇t以下，並使流向被處理基 板之溫度不致於低至19(rc以下而施行排氣。具體上，如 圖9所示，使支持銷17上升而使被處理基板^脫離熱板 且在將頂板12之溫度保持於2 〇 〇 之狀態下，施行處 理室内之排氣10秒鐘。藉由此種處理，可使被處理基板上 之微粒大幅減少至5個以下。 ^在前述實施型態中，利用加熱頂板而將供應至晶圓上之 乳體加熱至昇華溫度以上，但也可利用供氣機構加熱導入 處理室内之氣體本身。又，昇華溫度與凝聚溫度相異之情 形，供應至晶圓上之氣體之溫度也可在凝聚溫度以上。 又，即使昇華物凝聚，只要能施行排氣使其不附著於被處 理基板上，氣體溫度也可在昇華溫度或凝聚溫度以下。 又，被處理基板之冷卻雖利用使支持銷上升，使被處理基 板拖離熱板之方式進行，但也可利用使支持銷上升，由被 处土板之月面P人冷卻之氣體，或使冷卻板接觸於被處理 基板之方式進行。 依據本發明之實施型態，可減少附著於被處理基板上之 微粒，提高半導體裝置製造之良率。 又，前述之實施型態並非唯一之實施型態，可藉前述構 成之變更或各種構成之追加，而形成種種實施型態。又， 前述之實施型態可在不變更要旨之範圍内適宜地予以變更 實施。 有鑑於精通此技藝者可輕易地對本發明之實施型態加以 模仿或變更，獲取附加利益。因此’從廣義而言，本發明 121418.doc -14- 200815931 之内容不應僅限定於上述特殊細節及代表性之實施型能。 從而’在不背離其精神或—般發明概念下，如所附” 利範圍及其同等之範圍内，當然可作種種之變更。 【圖式簡單說明】 圖圖1係表示半導體積體電路之製造之⑽影步驟之流程

圖2係表示使用於本發明之實施型態之基板處理方法之 加熱處理裝置之構成之側剖面圖。 圖3係表示一般的烘烤處理之程序之流程圖。 圖4係表示一般的烘烤處理之加熱時間與UV光之吸收量 之關係之圖。 圖係表不一般的烘烤處理結束前之處理室内之狀態之 圖。 ^ 圖6係表示-般的烘烤處理結束後打開處理室，產生微 粒之狀態之圖。 圖7係表示本發明之實施型態之烘烤處理之程序之流程 圖8係表示實施型態之被處理基板之加熱 吸收量之關係之圖。 ，、 此圖9係表不實施型態之烘烤處理結束後之處内之狀 悲之圖。 【主要元件符號說明】 10 處理室 11 121418.doc 200815931 頂板 開孔 供氣口 供氣機構 晶圓 熱板 支持鎖 臂 排氣口 排氣機構 ϋ 121418.doc -16 -

Claims (1)

1. 200815931 十、申請專利範圍： 1· 一種基板處理方法，其係逐片地加熱處理塗佈有含溶劑 之膜之被處理基板之基板處理方法，包含：一面使特定 流置之氣體流向前述被處理基板上，一面將被加熱之熱 板與則述被處理基板接近地配置，藉以特定時間加熱前 述被處理基板；及 面使加熱至含被塗佈於前述被處理基板上之前述溶 劑之膜所含之物質之昇華溫度以上之氣體流向前述被處 理基板上，一面將前述被處理基板冷卻至低於含前述溶 劑之膜所含之物質之昇華溫度之溫度。 2 ·如請求項1之基板處理方法，其中 含前述溶劑之膜係包含反射防止膜。 3 .如請求項2之基板處理方法，其中 前述反射防止膜係有機膜。 4 ·如請求項1之基板處理方法，其中 在加熱刖述被處理基板中，前述被處理基板係被載置 於前述熱板上。 5 ·如請求項1之基板處理方法，其中 在冷卻前述被處理基板中，前述被處理基板係脫離前 述熱板。 6 ·如5月求項1之基板處理方法，盆中 在冷伸刖述被處理基板中，使冷卻之氣體觸碰於前述 被處理基板之背面。 7 ·如睛求項1之基板處理方法，其中 121418.doc 200815931 在冷卻前述被處理基板中，使冷卻之板接觸於前述被 處理基板。 8· -種基板處理方法，其係逐片地加熱處理塗佈有含溶劑 之膜之被處理基板之基板處理方法，包含：—面使特定 流量之氣體流向前述被處理基板上，一面將被加熱之埶 板與前述被處理基板接近地配置，藉以特定時間加熱； 述被處理基板；及 一面使加熱至含被塗佈於前述被處理基板上之前述溶 劑之膜所含之物質之凝聚溫度以上之氣體流向前述被處 理基板上，一面將前述被處理基板冷卻至低於含前述溶 dJ之膜所含之物質之凝聚溫度之溫度。 9 ·如請求項8之基板處理方法，其中 含前述溶劑之膜係包含反射防止膜。 I 0 ·如睛求項9之基板處理方法，其中 前述反射防止膜係有機膜。 II ·如睛求項8之基板處理方法，其中 在加熱剞述被處理基板中，前述被處理基板係被載置 於前述熱板上。 12·如請求項8之基板處理方法，其中 在冷卻A述被處理基板中，前述被處理基板係脫離前 述熱板。 1 3 ·如凊求項8之基板處理方法，其中 在冷卻刖述被處理基板中，使冷卻之氣體觸碰於前述 被處理基板之背面。 121418.doc 200815931 14·如請求項8之基板處理方法，其中 在冷卻前述被處理基板中，使冷卻之板接觸於前述被 處理基板。 15· 一種半導體裝置之製造方法，其係包含： 在半導體基板上塗佈含溶劑之膜之步驟； 前述半導體基板烘烤步驟，其係烘烤被塗佈含有前述 溶劑之膜之前述半導體基板，且包含··

   面使特定流量之氣體流向前述半導體基板上

   16· 17· 面，被加熱之熱板與前述半導體基板接近地配置，藉以 特定時間加熱前述半導體基板；及 面使加熱至含被塗佈於前述半導體基板上之前述 =之膜所含之物質之昇華溫度以上之氣體流向前述半 導體基板上’-面將前述半導體基板冷卻至低於含前述 溶劑^膜所含之物f之昇華溫度之溫度； 在前述被供烤之前述半導體基板上形成抗姓膜； 烘烤形成有前述抗钱膜之前述半導體基板； 將圖案曝光至前述被烘烤之前述抗蝕膜； 供烤前述圖案被曝光之前述抗钱膜；及 顯影前述被曝光及洪烤之前述抗钮膜。 如請求項15之半導體褒置之製造方法，其中 含前述溶劑之膜係包含反射防止膜。 如請求項15之半導體裝置 在加熱前述半導體基板 於前述熱板上。 之製造方法，其中 中’前述半導體基板係被載置 121418.doc 200815931 1 8 ·如請求項1 5之半導體裝置之製造方法’其中 在冷卻前述半導體基板中，前述半導體基板係脫離前 述熱板。 19.如請求項15之半導體裝置之製造方法，其中 在冷卻前述半導體基板中，使冷卻之氣體觸碰於前述 半導體基板之背面。 20·如請求項15之半導體裝置之製造方法，其中 在冷卻前述半導體基板中，使冷卻之板接觸於前述半 導體基板。 〇 121418.doc