TW538322B - Apparatus and method of photolithography treatment - Google Patents

Description

538322 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔發明背景〕 本發明係有關於一種如在半導體晶片和L c D基板的 基板塗布光阻劑，且做顯影處理之光蝕刻處理裝置及光蝕 刻處理方法。 半導體裝置製造過程中，於半導體晶片塗布光阻劑， 且用光蝕刻技術在晶片上縮小形成電路圖案，且暴光塗布 光阻劑，甚至做顯影處理。該些一連串的光蝕刻處理過程 在半導體裝置的高集成化中是極重要的過程。爲達成一連 串的光蝕刻處理所用裝置係有光阻劑塗布裝置、暴光裝置 、顯影裝置等。 然而，利用各別的裝置進行光阻劑塗布、暴光裝置、 顯影處理的習知之光蝕刻處理裝置中，因在光阻劑塗布裝 置及顯影裝置等分別設置卡匣站，故裝置會大型化。又， 以習知的光蝕刻處理過形成的電路圖案極易產生不均的線 寬，無法將高集成度電路形成高精度高精密的形態。 〔發明之概要〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之目的係提供可小型化裝置整體之光蝕刻處理 裝置及光蝕刻處理方法。 又，本潑明之目的係提供實際上不產生處理過程間的 相互干涉能實現高精度的光阻劑之光蝕處理裝置及光蝕刻 處理方法。 關於電璐圖案線寬不能高精度高精密的原因推論爲以 下情形。第i :因爲在光阻劑塗布前的附著處理所使用胺 本紙張尺度適用中國國家標痒（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538322 A7 B7 五、發明説明（2 ) 系溶劑，會生成胺等之强鹼成分，這會使光阻劑和顯影液 的反應受到不良影響，而被認爲是電路圖案線寬產生不均 勻的原因。第2:爲防止異常暴光產生的反射防止膜的形 成使用胺系溶劑，同樣地會使光阻劑的顯影處理受到不良 影響。 於是，爲解決上述課題，關於本發明之光蝕刻處理裝 置係具有： 設置多個卡匣之運入/運出部；及 設在此運入/運出部，自前述卡匣取出未處理的基板 ，將處理過基板收納在前述卡匣之第1運送機構；及 被配置在前述運入/運出部一邊，具有塗布光阻劑的 光阻劑塗布部之第1過程部；及 做成離開此第1過程部被配置在前述運入/運出部另 一邊，具有顯影被塗布在基板的光阻劑之顯影處理部；及 將未處理的基板由前述第1運送機構接收，運送到前 述第1過程部，更將在前述光阻劑塗布部光阻劑塗布的基 板交接到前述第1運送機構之第2運送機構；及 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱1#.背面之注意事項再填寫本頁) 將未處理的基板由前述第1運送機構接收，運送到前 述第2過程部，更在前述顯影處理部被顯影處理的基板交 接到前述第1運送機構之第3運送機構。 又，有關於本發明之光蝕刻處理方法係具備（a)洗 淨基板過程；及（b )在洗淨的基板上塗布光阻劑過程； 及（c )烘乾塗布光阻劑過程；及（d )暴光塗布光阻劑 過程；及（e )做成實際上不受到來自前述光阻劑塗布過 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538322 A7 B7 五、發明説明（3 ) 程（b )的環境影響，能充分離開前述光阻劑塗布過程（ b )的實施場所的位置顯影塗布光阻劑過程。 上述顯影過程（e )中，在去除强鹼成分的清淨空氣 向下流出的環境下，顯影塗布光阻劑比較理想。 〔發明之實施形態〕 以下，有關一面參照附圖一面說明本發明較佳實施形 態。以下實施形態係有關將本發明之光蝕刻處理裝置以利 用在半導體晶片W的光阻劑塗布/顯影處理裝置爲例說明 〇 如第1圖所示，光阻劑塗布/顯影處理裝置係具備第 1過程部1 0、第2過程部3 0、運入/運出部4 0、暴 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光處理部2 0。於第1過程部1 0和第2過程部3 0之間 設置運入/運出部4 0，藉由運入/運出部4 0而形成互 相離開位於兩過程1 〇，3 0。暴光處理部2 0介設界面 部2 5而連結在第2過程部3 0。但是暴光處理部2 0係 如第6圖所示，也可介設界面部2 5而連結在運入/運出 部4 0。該些個處理部1 0，20，3 0，40係利用連 結機構（圖未表示）可互相裝卸連結。 導軌5 1爲直列排在X軸沿著處理部1 〇，2 0， 3 0，4 0而設置。在此導軌5 1上可移動設置多個運送 自動裝置5 0，藉由該些個運送自動裝置5 0將第1及第 2卡匣4 2 a，4 2b運入及運出到運入/運出部4 0。 譬如運送自動裝置5 0係具備球形螺桿機構、皮帶輪機構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538322 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 、電磁電動機、氣式運送機構等。 在運入/運出部4 0的站上載置兩種類的卡匣4 2 a ，4 2 b。譬如在第1卡匣4 2 a收容2 5片未處理的半 導體晶片W，第2卡匣4 2 b收容處理過的半導體晶片w 。沿著運入/運出部4 0的中央通路3 1可移動設置第1 運送機構4 1。 第1過程部1 0係具備沿著其框體1 0 a中央運送路 1 1可移動的第2運送機構1 2。第2運送機構1 2具有 旋臂1 3，旋臂1 3可在X軸、Y軸、Z軸各邊移動，Z 軸旋轉可旋轉Θ，在中央運送路1 1的一邊配置炭刷洗淨 部1 4、附著部/冷卻部1 5及加熱部1 6 (第1熱處理 部），在中央運送路1 1的另一邊配置噴水洗淨部1 7及 兩個光阻劑塗部1 8。附著部/冷卻部1 5其上部爲附著 部1 5 a，下部爲冷卻部1 5 b。即，附著處理部1 5 a 和冷卻部1 5 b多段堆疊在上下。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 暴光處理部2 0介設用以交接晶片W的界面部2 5而 連結在第2過程部3 0。在此暴光處理部2 0設置晶片載 置台2 1和光照射機構（圖未表示）。又，在暴光處理部 2 0的一邊配置收容掩模Μ之卡匣2 2。暴光處理部2 0 係具備兩個運送旋臂2 3，2 4。一邊的運送旋臂2 3係 用以在卡匣2 2和晶片載置台2 1之間交接模Μ。另一邊 的運送旋臂2 4則用以在晶片載置台2 1和界面部2 5之 間做晶片W的交接。各運送旋臂2 3，2 4可在X軸、Υ 軸、Ζ軸各邊移動，可向Ζ軸圓周旋轉0。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 538322 A7 B7 五、發明説明（5 ) 第2過程部3 0係具備可移動框體3 0 a的中央運送 路3 1之第3運送機構3 2。此第3運送機構3 2係具備 可在X軸、Y軸、Z軸各邊移動，可向Z軸圓周旋轉Θ之 晶片運送旋臂3 3。在中央運送路3 1的一邊配置兩個加 熱部（第2熱處理部）3 4 ，在中央運送路3 1的另一邊 配置兩個顯影部3 5。再者；加熱部3 4係用以化學增感 暴光後的光鼬刻膜做預先烘乾處理。顯影部3 5係用以顯 影預先烘乾後的光蝕刻膜的顯影液灑在晶片W。 其次，有關一面參照第3圖一面更詳細說明第2過程 部3 0。 第1及第2過程部1 0，3 0側邊及上邊以蓋板1 0 a ，3 0 a覆蓋，介設上部導管6 2而從空氣調節器8 2 供給清淨空氣到處理部內。空氣調節器8 2的電源電路係 連接到控制器8 0，其動作係利用控制器8 0控制。 在上部導管6 2的開口設濾器6 5A，6 5 B，在該 些個濾器6 5 A，6 5 B的相互之間配置送風扇6 4。濾 器65A， 65B爲用以去除微細粒子之ULPA濾器。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用送風扇6 4將清淨空氣形成向下流動，這會形成向顯 影部3 5流動。 如第3 、4圖所示，在顯影部35上部設置化學濾器 6 Ο A。化學濾器6 Ο A係具備可去除胺等强鹼成分之濾 器元素。此種化學濾器60A及ULPA濾器6 5A， 6 5B係揭赤於美國申請案號08/24 5，6 6 8 ( 1 9 9 4年5月1 8曰申請）的說明書。 本紙張尺度適用中國國家標缚（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 538322 A7 B7 五、發明説明（6 ) 在中央運送路3 1底部設置排氣通路6 6，在此排氣 通路6 6內配設排氣扇6 7。排氣通路6 6係連通到排氣 導管6 9。甚至，排氣導管6 9介設强鹼去除器8 1而連 通到空氣調節器8 2。即，空氣調節器8 2、上部導管 6 2、過程部1 0，3 0、排氣導管69係爲一個空氣循 環流路。再者；加熱部3 4係在其上部具備兩個附著部 3 4 b，其下部具備兩個冷卻部3 4 c。 如第1圖所示，在卡匣運送路5 1邊的運入/運出部 4 0載置四個卡匣4 2 a，4 2 b。在其中兩個卡匣4 2 a收容未處理的晶片W，在另兩個卡匣4 2 b收容處理過 的晶片W。再者；運入/運出部4 0具備兩個位置調整用 載置台4 3 a，4 3b。一邊的載置台4 3a設在第1過 程部1 0附进。另一邊的載置台4 3 b設在第2過程3 0 附近。 此種運入/運出部4 0，係譬如一面將未處理晶片W 從卡匣4 2 a用夾鉗4 1取出運送到載置台4 3 a，一面 將塗布光阻劑的晶片W從載置台4 3 a用夾鉗4 1取出運 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之一注意事項再填寫本頁) 送到另一邊的載置台4 3 b，將暴光處理及顯影處理的晶 片W從載置治4 3b用夾鉗4 1取出運送到卡匣4 2b。 其次，有關一面參照第5圖一面說明使用上述裝置做 光阻劑塗布晶片W的情形。 首先，利用第1運送機構4 1從卡匣4 2 a取出未處 理晶片W，將晶片W載置在載置台4 3 a，針對第1過程 部1 0使晶片W調整成中心位置。接著利用第2運送機構 本紙張尺度適用中國國家標绛（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 538322 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 1 2將晶片W運入第1過程部1 0內（流程S 1 )。然後 ，以炭刷洗淨部1 4刷洗晶片W (流程S 2 )，更用噴水 洗淨部1 7噴水洗淨（流程S 3 )。 噴水洗淨後，控制器8 0爲判定是否在其晶片W塗布 反射防止膜（流程S 4 )。當流程S 4的判定結果爲是時 ，其在晶片W光阻劑塗布部1 8內塗布反射防止膜（流程 S 5 )。此反射防止膜是由如碳精低反射率的粒子爲主成 分的混合組成物所製成。更將晶片W運入加熱部1 6內烘 乾所塗布的反射防止膜（流程S 6 )。 另一方面，當流程S 4的判定爲否時，將其晶片W在 附著處理部15 a內做附著處理（流程S 7)。接著在冷 卻部1 5 b冷卻晶片W，調整其溫度（流程S 8 )。更在 光阻劑塗布部1 8內對晶片W塗布光阻劑（流程S 9 )。 將晶片W運入加熱部1 6，加熱塗布光阻劑（流程S 1 0 )。接著在冷卻部1 5 b內冷卻晶片W，調整其溫度（流 程 S 1 1 ) 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用第2運送機構1 2將晶片W載置在載置台4 3 a 。更將晶片W利用第1運送機構41載置到另一邊的載置 台4 3 b，針對第2過程部3 0使晶片W調整成中心位置 。接著，利用第3運送機構3 2將晶片W運入第2過程部 3 0內，更將晶片W載置到界面部2 5的載置台2 5 a上 ，針對暴光處理部2 0調整成晶片W的位置。更利用第4 運送機構2 4將晶片W載置在暴光處理部20內的載置台 21上。再渚；掩模Μ係利用第5運送機構23從卡匣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 538322 A7 B7 五、發明説明（8 ) 2 2取出，利用上部保持構件（圖未表示）保持。若從光 源（圖未表示）透過掩模Μ對晶片W照射光時，可對晶片 W縮小投影成規定圖案，暴光塗布光阻劑（流程S 1 2 ) 〇 暴光處理後，將晶片W運入第2過程部3 0的加熱部 3 4 b，做預先加熱（流程S 1 3 )。接著在冷卻部3 4 a冷卻晶片W，調整其溫度（流程S 1 4 )。更在顯影處 理部35內顯影處理暴光光阻劑（流程S1 5)。這時因 在第2過程部3 0設有空氣清淨機構6 0，故於第1過程 部10生胺等的强鹼成分會與向下空氣一起排出外部，對 第2過程部3 0的顯影處理不會受到不良影響。因此所形 成的圖案爲高精度品質，這對特別用於化學增寬型光蝕刻 很有效。 將如此做成顯影處理的晶片W運入加熱部3 4 ，預先 加熱（流程S 1 6 )。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉此預先加熱被强化塗布光阻劑的圖案强度。接著在 冷卻部3 4 c內冷卻晶片W，調整其溫度（流程S 1 7 ) 。然後將處理過的晶片W收納在運入/運出部4 0的卡匣 4 2 b內，若規定片數的晶片W被收納在卡匣4 2 b內， 連卡匣4 2 b —起將處理過的晶片W從運入/運出部4 0 運出（流程S 1 8 )。 再者；似別的處理方法從運入/運出部4 0運送到第 1過程部1 0將光阻劑塗布的晶片W暫時收容在卡匣4 2 b，且也可從卡匣4 2 b取出，將晶片W在暴光處理部 本紙張尺度適用中國國家標绛（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 538322 A7 _ B7 五、發明説明（9 ) 2 0及第2處理部3 0進行處理。 (請先閲讀背面、V注意事項再填寫本頁) 又，也可各別使第1過程部1 〇和第2過程部3 0動 作。依此能使光阻劑塗布處理、暴光、顯影處理及兩者的 連續處理等，對應處理過程選擇動作。甚至於可做不同類 的大量晶片的平行處理。 再者；雖然上述實施形態係有關將本發明之處理裝置 適用於半導體晶片的塗布·顯影處理裝置的情形加以說明 ，但於L C ϋ基板塗布光阻液，也可適用於暴光及顯影處 理的情形。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係表示有關本發明實施形態之光蝕刻處理裝置 之概要平面圖； 第2圖係表示運入/運出部的部分概要立體圖； 第3圖係表示包括顯影組件處理部之縱斷面方塊圖； 第4圖係表示化學濾器設置領域之概要平面圖； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 法 方 ΓΓΜ1 理 處 刻 触 光 之 態 形施 實 明 發本 關 有 示 表 係 圖 ·， 5 圖 第程流之 mil 理 處 刻 餓 光 之 態 形施 實 1 另 明 發本 關 有。 示圖 表面 係平 圖要 6 概 第之 置 裝 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 12

Claims (1)

1. 538322 中文申請專利範圍修正本 民國91年10月21日修正 1 . 一種在控制環境下光蝕刻處理基板光蝕刻處理裝 置係具有： 設置多個卡匣之運入/運出部；及 設在此運入/運出部，自前述卡匣取出未處理基板， 將處理過基抜收納在前述卡匣之第1運送機構；及 配置於前述運入/運出部之一方側，具備於光阻劑塗 布前，將基板附著處理之附著處理部及於光阻劑塗布反射 防止膜之反射防止膜塗布部之至少一方，且於基板具備塗 化學增幅型光阻劑之光阻劑塗布部的第1之過程部，和不 受包含前述第1之過程部之鹼性成分的氣氛所影響地，具 備自前述第1之過程部離開地，配置於前述運入/運出部 之另一側，顯像塗布於基板之光阻劑的顯像處理部的第2 之過程部；及 將未處理的基板由前述第1運送機構接收，運送到前 述第1過程部，更將在前述光阻劑塗布部光阻劑塗布的基 板交接到前述第1運送機構之第2運送機構；及 將未處理的基板由前述第1運送機構接收，運送到前 述第2過程部，更在前述顯影處理部顯影處理的基板交接 到前述第1運送機構之第3運送機構。 和將在於前述1及第2之步驟部及前述運入/運出部 被空調之空氣，自上方供給的空調機構， 本紙張尺度適用中國國家標赛（CNS )八4規格（210X297公釐） ~ ~^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝------訂---- t. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538322 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範a 和設於言ϋ述光阻塗佈部之上部，從由前述空調機構供 予前述光阻塗佈部的空氣除去鹼性成分的化學過濾材， 和設於言tr述顯像處理部之上部，從由前述空調機構供 予前述光阻塗佈部的空氣，除去鹼性成分的化學過濾材。 2 .如_請專利範圍第1項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其前述運入/運出部係各別設置收納未處理的基板之第 1卡匣；及糸內處理過的基板之第2卡匣； ^ 藉由前述第1運送機構從前述第1卡匣取出未處理的 基板，藉由前述第1運送機構於前述第2卡匣收納處過的 基板。 3 .如_請專利範圍第1項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其更具備：設在前第1卡匣部，對光阻劑塗布前後熱處 理基板之第1熱處理部；及 設在前述第2過程部，對顯影處理前後熱處理基板之 第2熱處理部； 在前述第1熱處理部和前述光阻.劑塗布部之間，設前 述第2運送機構之通路； 在前述第2熱處理部和前述顯影處理部之間，設前述 第3運送機構之通路。 4 .如_請專利範圍第1項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其更具備：從前述第2過程部上方向下方形成空氣向下 流之機構；及 設在前述顯影處理部上方，從前述向下流空氣中去除 強鹼成分之北學濾器。 本紙張尺度適用中國國家標麥（CNS ) A4規格（210X297公 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂--- ϋ d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一 2 - 538322 A8 B8 C8 D8 參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申讀專利範S 5 .如_請專利範圍第4項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其前述穴氣向下流形成機構係具備： 連通在述第2過程部上方之導管；及 介設此導管且對前述第2過程部供給清淨化空氣之空 氣調節器；及 設在前述顯影處理部上方，介設前述導管向下吹送供 給的空氣之途風扇；及 設在此送風扇下流側，從前述空氣中去除粒子之物理 濾器。 6 .如時請專利範圍第1項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其更具備：設在前述第2過程部側邊，暴光塗布光阻劑 之暴光處理部。 7.如_請專利範圍第6項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其具備：實際同一線上並列運入/運出部內的基板用卡 匣暴光處理部內的暴光掩模用卡匣，用以運送該些基板用 卡匣及暴光拽模用卡匣共通之卡匣運送機構。 8 .如申請專利範圍第1項所述之光蝕刻處理裝置中 ，其具備：殼在前述運入/運出部側邊，暴光塗布光阻劑 之暴光處理部。 9 . 一種在制環境下光蝕刻處理基板之光蝕刻處理方 法，其具備： (a )铣淨基板過程；及 (b )方令光阻劑塗布前，將基板附著處理，於其後在 基板塗布光阻劑之過程 本紙張尺度適用中國國家標泰（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 3 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂--- 538322 A8 B8 C8 D8 六、申讀專利範B (C )發經由化__學過濾材除去鹼性成分之清淨空氣@ 下降氣流下氣份下烘乾塗布光阻劑過程；及 (d )暴光塗布光阻劑過程；及 (e )竇際上不受到來自前述過程（b )之包含鹼性 成分之氛氛的影響地，經由抽入置入卡匣的運入/運出部 所隔開，自上述過程（b )的實施場所充分離開之處，於 經由化學過鴻材除去鹼性成分之清淨空氣的下降氣流氣 份下顯影塗布光阻劑過程。 1 〇 .如申請專利範圍第9項所述之光蝕刻處理方法 中，其更在前述過程（b )之附著處理之後具有對基板形 成反射防止膜之過程。 1 1 .如申請專利範圍第9項所述之光蝕刻處理方法 中，其在前述顯影過程（e )中，在去除強鹼成分的清淨 空氣向下流tB的環境下，顯影塗布光阻劑。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 -