專利名稱：用于涂敷和顯影的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于基片的一種涂敷和顯影處理方法以及一種涂敷和顯影處理系統(tǒng)。
在半導體器件制作過程中的光刻(photolithography)工藝中，例如，執(zhí)行在晶片表面上形成一層保護膜的保護層涂敷處理、在晶片以某種圖案曝光后進行顯影的顯影處理、在涂敷處理之前和在曝光處理之前和之后以及在顯影處理之后進行的熱處理和冷處理等。這些處理過程在獨立布置的相應處理單元內進行處理，且這些處理單元構成涂敷和顯影處理系統(tǒng)，從而可以順序進行上述一系列處理。順便提及的是，曝光處理在通常鄰近該涂敷和顯影處理系統(tǒng)布置的光刻器內進行。
通常，涂敷和顯影處理系統(tǒng)具有用于將基片運入/運出該涂敷和顯影處理系統(tǒng)的加載/卸載部分，涂敷處理單元、顯影單元和熱處理單元等，它們構成執(zhí)行大多數的上述晶片處理過程的處理區(qū)，該系統(tǒng)還具有用于將晶片在處理區(qū)和該系統(tǒng)外側的光刻器之間運送的接口部分。
當在涂敷和顯影處理系統(tǒng)中對晶片進行處理時，由空氣清潔器等清潔的空氣作為下沖氣流供入上述涂敷和顯影處理系統(tǒng)中，以便防止雜質比如非常小的顆粒附著在晶片上，然后涂敷和顯影處理系統(tǒng)內的氣氛被排出，使晶片可以在清潔狀態(tài)下進行處理。
然而，近年來，研制了利用更短波長(例如157nm)的光進行曝光的技術，以便形成更精細、更精確的電路圖案。因此，當利用更短波長的光時，擔心常規(guī)上不成為問題的分子級的雜質比如氧氣、臭氧、水蒸氣等對曝光處理有不利影響，從而不能形成精確的電路圖案。
在此，考慮到在對晶片進行曝光處理之前將基片送入可以保持氣密的腔室內，此后通過將腔室的壓力減小到預定壓力而去除附著在晶片表面上的雜質的方法。然而，在這種情況下，當在設定為預定狀態(tài)的腔室內去除雜質時，無論附著在晶片上的雜質數量是多少，都應當考慮可能進行了過度的去除處理或不足的去除處理。
本發(fā)明鑒于上述情況而作出，且其目的是在涂敷和顯影處理系統(tǒng)內去除附著在基片比如晶片上的分子級的雜質比如水分，且在更合適的最小需求狀況下進行雜質的去除處理。
根據本發(fā)明的涂敷和顯影處理方法包含以下步驟給基片供應涂敷溶液而在基片上形成涂層；在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理；在形成涂層的步驟之后和在曝光處理之前將基片送入所述腔室，此后該氣密密封的腔室內的壓力減小到預定壓力，以從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質并持續(xù)預定時間，其中預定的壓力和預定的時間根據測量到的處理區(qū)內的雜質密度進行調整。
上述雜質不僅包括細小的顆粒比如灰塵，而且包括分子級的雜質比如水分、蒸汽、氧氣、臭氧和有機物質。
根據本發(fā)明的另一觀點，預定壓力和預定時間根據涂敷和顯影處理系統(tǒng)所處的清潔室內測量到的雜質密度進行調整。
根據本發(fā)明的另一觀點，腔室內的壓力減小到預定壓力的步驟中減壓速度根據處理區(qū)內和該涂敷和顯影處理系統(tǒng)所處的清潔室內測量到的雜質密度進行調整。
根據本發(fā)明的涂敷和顯影處理系統(tǒng)包含處理區(qū)部分，該處理區(qū)部分有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷處理單元、用于對基片進行顯影處理的顯影單元、用于對基片進行熱處理的熱處理單元；接口部分，用于在處理區(qū)和不包含在該系統(tǒng)內的對基片進行曝光處理的光刻器之間傳送基片；用于至少測量處理區(qū)或接口部分內的雜質密度的密度測量單元；減壓去除雜質單元，該單元有可以氣密密封的腔室，用于在基片曝光處理之前減小該腔室內的壓力到預定的壓力，以便去除附著在腔室內基片的涂層上的雜質，并持續(xù)預定的時間；用于根據密度測量單元所測到的值至少控制預定壓力或預定時間的減壓控制單元。
根據本發(fā)明的另一方面，密度測量單元測量該涂敷和顯影處理系統(tǒng)所處的清潔室內測到的雜質密度。
根據本發(fā)明的另一方面，在減小所述腔室內的壓力到預定壓力的時候，減壓控制單元控制減壓去除雜質單元的減壓速度。
根據本發(fā)明，因為在形成涂層的步驟和曝光處理的步驟之間的時間內附著在基片上的雜質被去除，所以當基片講行曝光處理時沒有附著在基片上的雜質。所以，利用更短波長的光進行曝光處理可以在較好的條件下進行。而且，對于進行上述去除步驟的腔室來說，預定的減小壓力、預定的時間和減壓速度根據處理區(qū)和清潔室內的雜質密度進行調整。因此，當預測到例如沒有太多的雜質附著在基片上，或者當處理區(qū)內的雜質密度較低時，減小預定的壓力，縮短預定的減壓時間，或者減壓速度降低，從而防止過度去除。當預測到較多的雜質附著在基片上，或處理區(qū)部分內的雜質密度較高時，提高預定的壓力，延長減壓時間，或提高減壓速度，從而充分進行去除處理。
因此，可以在較好的最小需求條件下去除雜質。而且，通過減小腔室內的壓力，保護溶液中的溶劑可以同時蒸發(fā)，所以這種處理可以同時進行，常規(guī)上這種處理是通過熱處理進行的。
順便提及的是，雜質的去除是通過減小腔室內的壓力到預定壓力之下，例如在預定溫度時水的飽和蒸汽壓之下，和蒸發(fā)例如附著在基片上的水分進行的。
圖1是根據本發(fā)明的涂敷和顯影處理系統(tǒng)的平面示意圖；圖2是圖1中的涂敷和顯影處理系統(tǒng)的正視圖；圖3是圖1中的涂敷和顯影處理系統(tǒng)的后視圖；圖4是圖1中的涂敷和顯影處理系統(tǒng)內加熱冷卻處理單元的水平剖面示意圖；圖5是示出了在發(fā)送部分內的減壓去除雜質單元結構的垂直剖面示意圖；圖6是從光刻器看到的垂直剖面示意圖，示出了圖1的涂敷和顯影處理系統(tǒng)發(fā)送部分內情性氣體的流動狀態(tài)；圖7是示出了存儲在減壓去除雜質單元的控制器內的各雜質密度范圍的設定壓力和減壓時間的表；圖8是示出了根據第二實施例存儲在減壓去除雜質單元的控制器內各雜質密度范圍的設定減壓速度值的表；圖9是當減壓去除雜質單元位于接口部分內時該涂敷和顯影處理系統(tǒng)的的平面示意圖；圖10是示出了供應給圖9的涂敷和顯影處理系統(tǒng)的接口部分的惰性氣體流動的垂直剖面示意圖；圖11是示出了當在減壓去除雜質單元內進行保護溶液的溶劑蒸發(fā)處理時，該涂敷和顯影處理系統(tǒng)內的加熱冷卻處理單元的布置示例的示意圖。
下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是根據本發(fā)明實施例的涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的平面圖，圖2是涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的正視圖，而圖3是涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的后視圖。
如圖1所示，涂敷和顯影處理系統(tǒng)1有暗盒站2、處理站3、接口部分5和發(fā)送部分6整體地連接在殼體1a上這樣的結構，其中暗盒站2用于從外部到涂敷和顯影處理系統(tǒng)1或從涂敷和顯影處理系統(tǒng)1到外部傳送例如每盒25個為單位的晶片W，且用于將晶片W傳送入暗盒C或傳送來自暗盒C的晶片，處理站3作為處理區(qū)，在該區(qū)設有各種多層排列的加工處理單元，用于在涂敷和顯影工藝中逐次地對晶片進行預定的加工處理，接口部分5鄰近處理站3，作為用于將晶片W從鄰近涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的光刻器4傳送到處理站3或從處理站3傳送到光刻器4的路徑的一部分，發(fā)送部分6位于接口部分5和光刻器4之間，用于將晶片W從接口部分5傳送到光刻器4或從光刻器4傳送到接口部分5。
在暗盒站2中，一組暗盒C可以預定的位置安放在沿X方向(在圖1中的垂直方向)直線排列的暗盒安放臺7上。而且，提供有一晶片運送器8，可沿運送器路徑9移動且可有選擇地接近各暗盒C，且可沿與暗盒對齊的方向(X方向)和與暗盒C中的晶片W對齊的方向(Z方向；垂直方向)移動。
晶片運送器8有與晶片W對齊的對齊功能。晶片運送器8的結構使其還可以接近包含在處理站3一側的第三處理單元組G3中的擴展單元32和粘著單元31，這將在后面進行描述。
在處理站3中，在其中心部分有主運送單元13，且各種處理單元多層地布置在主運送單元13的周圍，以組成處理單元組。在涂敷和顯影處理系統(tǒng)1中，設有四個處理單元組G1、G2、G3和G4，且第一和第二處理單元組G1和G2位于涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的前側，而第三處理單元組G3鄰近暗盒站2布置，第四處理單元組G4鄰近接口部分5布置。而且，作為選項，用虛線表示的第五處理單元組G5可以附加布置在后側。主運送單元13可將晶片W傳送到這些處理單元組G1、G2、G3、G4和G5中后面將描述的各種處理單元或傳送來自這些處理單元的晶片W。此外，在處理站3中，密度測量單元15例如API-MASS等，用于測量雜質比如水分、蒸汽、氧氣、臭氧和有機物的密度，這樣布置其位置，即，可以不時測量處理站3內的雜質密度且測量值可以傳輸到下文描述的控制器79中。
在第一處理單元組G1中，例如如圖2所示，用于給晶片W施加保護溶液的保護層涂敷處理單元17和在曝光處理之后對晶片W進行顯影處理的顯影單元18按從底部的順序分兩層排列。同樣至于第二處理單元組G2，保護層涂敷處理單元19和顯影單元20類似地按從底部的順序分兩層排列。
在第三處理單元組G3中，例如如圖3所示，用于冷卻晶片W的冷卻單元30、用于增加保護溶液和晶片W之間的粘著力的粘著單元31、用于臨時使晶片W等待的擴展單元32、用于在顯影處理之后冷卻晶片W的冷卻單元33和34、用于在顯影處理之后進行熱處理的后焙烘單元35和36等等例如按從底部的順序分7層排列。
在第四處理單元組G4中，例如，冷卻單元40、用于在曝光處理之后安放晶片且臨時保持晶片備用的擴展單元41和42、用于在曝光處理之后加熱晶片并隨后將其冷卻到預定溫度的加熱冷卻處理單元43、44和45(圖3中為PRF/COL)、用于加熱保護溶液中的溶劑使其蒸發(fā)且隨后冷卻到預定溫度的加熱冷卻處理單元46和47(圖3中為PEB/COL)等等例如按從底部的順序分8層排列。
如圖4所示，加熱冷卻處理單元43在殼體43a內部的基座50上有用于加熱基片的盤狀加熱板51，和移動到加熱板51上方、從加熱板51上接收晶片W并使之冷卻的冷卻板52。因此，對晶片W的加熱冷卻處理是在同一單元中連續(xù)進行的，所以由于加熱而給晶片W造成的熱歷史可以總保持恒定。順便提及的是，其他的加熱冷卻處理單元44至47也有同樣的結構。
如圖1所示，在接口部分5的中心部分有一晶片運送器55。該晶片運送器55的結構使其可以在X方向(在圖1中的垂直方向)以及Z方向(垂直方向)上移動，且可沿方向θ轉動(繞軸線Z的轉動方向)，從而它可接近并將晶片W傳送到第四處理單元組G4中包含的擴展單元41和42、周邊光刻器56和發(fā)送部分6。
發(fā)送部分6被有矩形橫截面的通道型殼體6a所包圍，防止其他的氣氛容易地流入發(fā)送部分6中。而且，發(fā)送部分6有當將晶片W從接口部分5傳送到光刻器4時用于使晶片W穿過的第一路徑60，和當將晶片從光刻器4傳送到接口部分5時用于使晶片W通過的第二路徑61。在第一路徑60和第二路徑61之間有一隔板63，用來防止第一路徑60和第二路徑61的氣氛互相影響。
在第一路徑60內，設有用于蒸發(fā)并去除附著到減壓室S內晶片W的保護膜上的雜質比如水分的減壓去除雜質單元65，和用于將晶片W傳送到減壓去除雜質單元65和光刻器4的晶片傳送機構66。
下面詳細描述減壓去除雜質單元65的結構。如圖5所示，減壓去除雜質單元65在其殼體65a內有基本上圓柱形的、底部開口且可上下移動的蓋子70，和位于蓋子70下面的安放臺71，以便形成減壓室S，作為與蓋子70一起形成的腔室。
在蓋子70上表面的中心部分，設有一排氣口75，用于排出減壓室S內的氣氛，且排氣口75與用于經第一導管77吸氣而減小減壓室S內壓力的吸氣單元76連通。在第一導管77內，有用作減壓控制單元的第一閥78，用于控制減壓室S的壓力和減壓時間，從而使得減壓室S內的壓力最終達到預定的設定壓力，且通過馬達(未示出)、氣壓等改變第一閥78的打開和關閉可以控制減壓時間。
而且，第一閥78通過作為控制器件的控制器79來控制。當減壓室S內的壓力減小后，可以從位于蓋子70內的壓力傳感器80接收數據的控制器79根據該數據控制第一閥78，以減小減壓室S內的設定壓力。
控制器79可以從上述處理站3內的密度測量單元15不時地接收測量值。控制器79具有儲存處理站3內的雜質密度和適于各密度范圍的減壓室S的設定壓力和減壓時間的功能，從而根據從上述密度測量單元15發(fā)送的雜質密度的測量值控制第一閥78，改變減壓室S的設定壓力和減壓時間，使其等于存儲的對應值。
第二導管82從第一導管77分叉，且第二導管82與儲存惰性氣體例如氮氣的緩沖罐83相通。在第二導管82中，有用于將隋性氣體通過壓力送入減壓室S內的泵84和用于調節(jié)其流速的第二閥85，以便以預定的流速給壓力減小的減壓室S供應惰性氣體，恢復減壓室S內的壓力。在蓋子70的內上部分，設有一射流板88，從而均勻地將減壓室S內的氣氛排出。
安放臺71為厚盤形，晶片W可安放在上面。在安放臺71上，設有溫度控制器90(未示出)等，例如Peltier元件，從而控制安放臺71處于預定的溫度，使得安放在安放臺71上的晶片W的溫度可以在晶片W的表面上保持均勻。在安放臺71上與蓋子70的下端相對的位置，設有一組吸氣口91，所以當蓋子的下端70與安放臺71互相接觸時，由于來自吸氣口91的吸力而可以使蓋子70和安放臺71之間保持固定，且當減壓室S內的壓力減小時，可以防止減壓室S內形成氣流紊亂。在安放臺71的中心部分附近，設有沿垂直方向穿過安放臺71的通孔92。
在安放臺71下，設有基本上圓柱形的容器95，該容器與安放臺71的底面一起形成負壓室K。負壓室K經通孔92與減壓室S相通。在容器95的底面上，設有通風管96，所以負壓室K內的氣氛由減壓單元(未示出)通過通風管96抽吸，而晶片W經通孔92由于抽吸而保持在安放臺71上。在容器95內，有用于提升和降低晶片W的提升和降低銷97，且提升和降低銷97可以通過提升和降低驅動機構在通孔92內自由地上升和下降。
在殼體65a的接口部分5側和光刻器4側分別設有傳送晶片出入的傳送口105和106，且在各傳送口105和106內有擋板107和108。
如圖1所示，在第二路徑61內，有停放部分110和晶片傳送機構111，該停放部分110用于在曝光處理之后晶片傳送到接口部分5時臨時停放晶片W，且該晶片傳送機構111用于將光刻器4內的晶片W傳送到停放部分110。
停放部分110為盤形，且在其中心周圍，有用于提升和降低停放在上面的晶片W的提升和降低機構112。通過該提升和降低機構112，晶片W可從停放部分110傳送到晶片傳送機構111和晶片運送器55或從晶片傳送機構111和晶片運送器55傳送到停放部分110。
在發(fā)送部分6和接口部分5之間，設有用于將發(fā)送部分6內的氣氛與接口部分5內的氣氛隔離的隔板115。在隔板115上與減壓去除雜質單元65相對的位置，設有通道口116，使晶片W可通過晶片運送器55從接口部分5傳送到減壓去除雜質單元65。在通道口116內，有用于使通道口116自由打開和關閉的擋板117，且擋板117僅在晶片W經過通道口116時打開，而在其他情況下關閉。
在隔板115上與停放部分110相對的位置，設有通道口118，使晶片W可通過晶片運送器55從停放部分110傳送到接口部分5。而且，在通道口118內，有用于使通道口118自由打開和關閉的擋板119，且擋板119僅在晶片W經過通道口118時打開，而在其他情況下關閉。
如圖6所示，在如上結構的發(fā)送部分6上側，設有用于給第一路徑60和第二路徑61供應惰性氣體并清除雜質的供氣單元121，和用于將第一路徑60和第二路徑61內的氣氛排出的排氣管122，從而使第一路徑60和第二路徑61內的氣氛穩(wěn)定地保持在凈化狀態(tài)。此外，通過控制惰性氣體的供應量可以控制發(fā)送部分6內的壓力。
如圖6所示，對晶片W進行曝光處理的光刻器4位于發(fā)送部分6附近。光刻器4由光刻器4的殼體4a緊密地封閉，以便嚴格控制光刻器4內的氣氛。在殼體4a的發(fā)送部分6側，有用于將晶片W從第一路徑60傳送過來的通道口125和將晶片W傳送到第二路徑61的通道口126，且對于各通道口125和126來說，有能使各通道口125和126自由打開和關閉的擋板127和128。
下面解釋在如上構成的涂敷和顯影處理系統(tǒng)1中進行的光刻過程。
首先，在對晶片W開始進行處理之前，通過試驗等預先獲得的處理站3內的雜質密度、當晶片W在該密度下進行處理時去除附著在減壓室S內晶片W上的雜質所需的設定壓力和減壓時間對應相應的預定密度范圍，例如圖7所示的每20％的密度范圍而存儲在控制器79內。
然后，當該涂敷和顯影處理系統(tǒng)1運行時，密度測量單元15開始其測量工作，測量值送到控制器79，然后確定與測量值對應的減壓室S的設定壓力和減壓時間。當雜質密度例如為30％時，它們分別設為2.3Kpa和120sec。然后，一直測量雜質的密度，測量值連續(xù)地送往控制器79，且減壓室S的設定壓力和減壓時間根據測量值連續(xù)改變。
然后當惰性氣體供應到發(fā)送部分6時，發(fā)送部分6內的氣氛被凈化的氣體所代替，且此后保持這樣的狀態(tài)。此時，推薦發(fā)送部分6內的壓力設為小于光刻器4內的壓力，以防止發(fā)送部分6內的氣氛流入嚴格凈化的光刻器4內。
然后，當開始對晶片W進行處理時，晶片運送器8首先從暗盒站2的暗盒C中取出一個未處理的晶片W，將其送到處理站3的粘著單元31。
接著，在粘著單元31內用提高對保護溶液的粘合力的增粘劑比如HMDS涂敷的晶片W被主運送單元13傳送到冷卻單元30，冷卻到預定溫度。此后，晶片W傳送到保護層涂敷處理單元17或19經受保護層涂敷處理。然后，上面形成保護膜的晶片W被傳送到加熱冷卻處理單元46或47(圖3中為PRE/COL)經受加熱冷卻處理。此時，熱處理和冷處理不在為各處理而獨立布置的各單元內順序進行，而是加熱冷卻處理在一個單元內比如加熱冷卻處理單元46和47內進行，使得從晶片W的熱處理到冷處理的時間長度可以一直保持相同，這使得在晶片W之間由于熱處理而給晶片W造成的熱歷史相同。
此外，根據本發(fā)明的實施例，在從保護層涂敷處理到顯影處理的步驟中執(zhí)行的全部加熱冷卻處理都是在加熱冷卻處理單元43至47內進行，所以從保護層涂敷處理到顯影處理的步驟所需的時間在晶片W之間可以是相同的。
此后，晶片W傳送到擴展單元41，然后由晶片運送器55從擴展單元41傳送到接口部分5內的周邊光刻器56。然后，已經由周邊光刻器56在其周邊部分曝光處理的晶片W被晶片運送器55再次保持，從通道口116輸送到發(fā)送部分6的第一路徑60內的減壓去除雜質單元65。此時，擋板117打開，且當晶片W送入減壓去除雜質單元65后，擋板117再次關閉。
下面將詳細解釋在減壓單元65內進行的去除雜質工藝的步驟。首先，如圖5所示殼體65a的在接口部分5側的擋板107打開，晶片W由前述的晶片運送器55送入殼體65a內。然后晶片W被送往提升和降低銷97，通過提升和降低銷97的下降而安放在保持設定溫度比如23℃的安放臺71上。然后，晶片W由于來自通風管96的抽吸作用而吸附固定在安放臺71上。
此后，蓋子70下降，蓋子70的端部接觸安放臺71而形成減壓室S。此時，開始從吸氣口91抽吸，吸力導致蓋子70緊密地接觸安放臺71。
接著，吸氣單元76開始運行，減壓室S內的氣氛開始通過第一導管77從排氣口75排出，減壓室S的壓力開始減小。此時的設定壓力是根據如上所述在處理站3內的雜質密度測量值確定的設定壓力，例如，2.3Kpa，且根據這一數值實現控制器79控制閥的打開和關閉。
當減壓室S內的壓力繼續(xù)減小而到達例如作為雜質的水分的飽和蒸汽壓時，附著在晶片W上的水分蒸發(fā)而從晶片W上脫離，并從排氣口75排出。然后，這種狀態(tài)保持一定長度的減壓時間，例如120sec，且這一過程一直進行到晶片W上的水分完全去除。這樣，附著在晶片W上的雜質比如水分被去除，從而完成了所需的去除雜質過程。
順便提及的是，當處理站3的雜質密度下降，例如從30％下降到15％，設定壓力和減壓時間根據圖7所示的數據分別變化到2.4kPa和110sec，減壓去除過程在這一條件下進行。這樣，因為與密度為30％的情況相比設定壓力增加且減壓時間縮短而降低去除雜質能力，所以進行了與附著在晶片W上的雜質量相應的去除過程，其中附著在晶片W上的雜質量預計到小于密度為30％的情況。另一方面，當處理站的雜質密度從30％變化到25％時，設定壓力和減壓時間不變，以保持如初的設定壓力和減壓時間。
然后，當前述的減壓時間過后，第一閥78關閉，停止減壓室S內的壓力減小。此后，當泵84開始工作且第二閥85打開時，緩沖罐83內的惰性氣體經第二管82供入減壓室S，以恢復減壓室S內的壓力。
隨后，在停止從吸氣口91的抽吸后，蓋子70上升而打開減壓室S。然后釋放開由于抽吸而將晶片W固定在安放臺71上的附著關系，提升和降低銷92提升晶片W而將其發(fā)送到位于光刻器4側的晶片傳送機構66。然后，當晶片經過殼體65a的通道口106時且從減壓去除雜質單元65運出時，晶片W上的雜質的去除過程就完成了。
此后，光刻器4的殼體4a上的擋板127打開，晶片W從通道口125由晶片傳送機構66送入光刻器4內。
隨后，晶片W在光刻器4內以預定的圖案曝光。在曝光處理之后晶片W從光刻器4送出而由第二路徑61內的晶片傳送機構111通過通道口126進入第二路徑61。此時，擋板128打開，且當晶片W經過后，擋板再次關閉。
然后送入第二路徑61的晶片W移動到停放部分110，發(fā)送到停放部分110的提升和降低機構112，然后臨時停放在該停放部分110上。
此后，晶片W通過晶片運送器55穿過擋板119已打開的通道口118和接口部分5，進入處理站3的擴展單元42。然后晶片W被主運送單元13傳送到加熱冷卻處理單元43、44或45，依次經受曝光處理之后的熱處理和冷處理。
隨后，晶片W被傳送到顯影處理單元18或20經受顯影處理。在經過顯影處理之后，晶片W被傳送到后焙烘單元35或36進行加熱，然后傳送到冷卻單元33或34冷卻到預定溫度。然后晶片W傳送到包含在第三處理單元組G3內的擴展單元32，且通過晶片運送器55從那里返回到暗盒站2的暗盒C。通過上述的過程，一系列光刻工藝就完成了。
根據上述的實施例，附著在晶片W上的雜質比如水分可以通過減壓去除雜質單元65而去除，從而使隨后的曝光處理在更好的條件下進行。
而且，因為測量處理站3內的雜質密度且減壓去除雜質單元65的設定壓力和減壓時間根據該測量值進行調節(jié)，所以可以進行與附著在晶片W上的雜質量相應的最低需求的去除雜質工藝，其中雜質的量與雜質的密度有密切的相互關系。
此外，如圖7所示，雜質密度被分成預定的密度范圍，且確定每一相應密度范圍的設定壓力和減壓時間。所以，當密度變化沒有影響附著在晶片W上的雜質量時，設定壓力等不變化，從而免去不需要的調節(jié)過程。
在上述的實施例中，減壓去除雜質單元65的減壓室S的設定壓力和減壓時間根據作為處理區(qū)的處理站3內的雜質密度進行調節(jié)，但可以在減小壓力的時候調節(jié)減壓速度而代替調節(jié)設定壓力和減壓時間。這樣的示例在下面作為第二在這種情況下，去除附著在晶片W上的雜質所需的、與處理站3內的雜質密度相應的減壓速度如圖8所示預先對應各雜質密度范圍由涂敷和顯影處理系統(tǒng)1的控制器79存儲，其中該系統(tǒng)具有與上述實施例中相同結構。當附著在晶片W上的雜質在減壓去除雜質單元65內去除時，第一閥78的打開和關閉按與第一實施例相類似的方式進行設定和調節(jié)，使得壓力以根據處理站3內的密度測量單元15所測結果確定的減壓速度進行減小。
如上所述通過根據處理站3內的雜質密度調節(jié)減壓速度，可以調節(jié)壓力減小到設定壓力所需的時間。例如，當雜質密度較高，大量雜質附著在晶片W上時，減壓速度降低，從而可以使壓力慢慢地到達設定的壓力，使得促使雜質排出所需的時間延長。相反，當雜質密度較低，少量的雜質附著在晶片W上時，減壓速度增加，使得壓力很快到達設定壓力。
這樣，晶片上的雜質可以在根據附著在晶片W上的雜質量的時間長度內進行去除，這防止了去除雜質的過度處理和不足處理。順便提及的是，在第二實施例內，設定壓力和減壓時間也可如第一實施例所述進行調節(jié)。
在上述的實施例中，密度測量單元15位于處理站3內，以測量處理站3內的雜質密度，但密度測量單元15也可位于不包含在涂敷和顯影處理系統(tǒng)1內的清潔室內或接口部分5內，以測量清潔室內的雜質密度或接口部分5內的密度。在密度測量單元15位于清潔室內時有這樣的優(yōu)點，即可以更容易地安放密度測量單元15，因為可以利用比處理站3的內部空間更大的空間。假如密度測量單元15位于接口部分5內的優(yōu)點是比當它位于處理站3內時位置更接近減壓去除雜質單元65，從而獲得與附著在晶片W上的雜質量最相關的雜質密度測量值。
在上述的實施例中，發(fā)送部分6位于接口部分5和光刻器4之間，且在發(fā)送部分6中有減壓去除雜質單元65，但減壓去除雜質單元65還可位于接口部分5內。在這種情況下，例如如圖9所示，減壓去除雜質單元142位于涂敷和顯影處理系統(tǒng)140的接口部分141前側和晶片運送器55可接近的位置。光刻器143位于接口部分141附近，且在其殼體143a上設有一個通道口145和用于使通道口145自由打開和關閉的擋板146。
如圖10所示，在接口部分141的頂側，設有供氣單元150，在接口部分141的底側，設有將接口部分141內的氣氛排出的排氣管151，所以凈化的惰性氣體供應給接口部分141，且雜質被清除而使接口部分141內保持清潔。
而且，在接口部分141和處理站3之間，設有用于將接口部分141內的氣氛與處理站3內的氣氛隔離的隔板155。在隔板155上與包含在第四處理單元組G4中的擴展單元41和42相對的位置，設有通道口156和能使通道口156自由打開和關閉的擋板157，以防止處理站3內的氣氛流入接口部分141。
在如上構成的涂敷和顯影處理系統(tǒng)140中，減壓去除雜質單元142的減壓室S的設定壓力和減壓時間可以根據密度測量單元15所測的雜質密度進行調節(jié)，類似于上述第一實施例的方式。
使減壓去除雜質單元142位于接口部分141內可以使涂敷和顯影處理系統(tǒng)與上述實施例相比更小，因為用于從晶片W上去除雜質的單元可以安放在在尺寸上與常規(guī)系統(tǒng)相同的涂敷和顯影處理系統(tǒng)內。
而且，在上述實施例中的涂敷和顯影處理系統(tǒng)1或140中，可以在減壓去除雜質單元65或142中進行的雜質去除過程同時進行在加熱冷卻處理單元46和47中進行的保護溶液中溶劑的蒸發(fā)過程。在這種情況下，例如如圖11所示，代替加熱冷卻處理單元46和47(PRE/COL)，在處理站3的第四處理單元組G4中提供在曝光處理之后進行加熱冷卻處理的加熱冷卻處理單元160(PRB/COL)和在顯影處理之后進行熱處理的熱處理單元161，和在第三處理單元組G3中提供在曝光處理之后的熱處理之后進行晶片W的冷處理的冷處理單元162。
當在減壓去除雜質單元65內去除了附著在晶片W上的雜質時，減壓室S的壓力減小到預定壓力，例如133Pa，在這一壓力下水分和保護溶液中的溶劑都蒸發(fā)，從而使作為雜質的保護溶液中的溶劑和水分同時蒸發(fā)。因此，溶劑蒸發(fā)過程和雜質去除過程可以同時進行。
所以，通常在加熱冷卻處理單元46和47中進行的過程可以在減壓去除雜質單元65中進行。因為可以添加另一熱處理單元而代替如上所述的用于溶劑蒸發(fā)過程的單元，所以可以提高處理站3的處理能力。順便提及的是，當省掉加熱冷卻處理單元46和47而沒有添加另一熱處理單元，熱處理單元的數目還可減少，這可以使處理站3整體上更小。
上述的實施例涉及在半導體晶片器件制造過程的光刻工藝中用于晶片W的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，但本發(fā)明還可用于不是半導體晶片的基片，例如LCD基片，的涂敷和顯影處理系統(tǒng)。
根據本發(fā)明，可以在曝光處理之前去除附著在基片涂層上的分子級的雜質比如水分、水蒸氣、氧氣、臭氧有機物等，和比如細小顆粒的雜質，所以曝光處理可以在更好的條件下進行而不被這些雜質所影響，從而提高成品率。此外，保護溶液中的溶劑可以在去除雜質的過程同時蒸發(fā)，從而提高生產量。
而且，因為用于減小壓力的預定壓力和預定時間，或者用于減小壓力的速度根據在預定位置測量的雜質密度進行調節(jié)，所以附著在基片上的雜質比如水分、氧氣等可以在根據附著雜質量的更合適的最小需求條件下去除。所以，可以在更好的條件下從基片上去除給處理帶來不利影響的雜質，從而可以實現成品率的提高。
權利要求
1．一種用于在涂敷和顯影處理系統(tǒng)的處理區(qū)對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理方法，包含步驟給基片供應涂敷溶液而在基片上形成涂層；在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理；在形成涂層的步驟之后和在曝光處理之前將基片送入腔室，此后減小該氣密密封的腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定時間，以從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質；其中預定的壓力和預定的時間根據測量到的處理區(qū)內的雜質密度進行調整。
2．根據權利要求1所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于還包含步驟將雜質密度分組成預定的密度范圍，并將與各密度范圍對應的上述預定壓力和上述預定時間存儲，其中預定壓力和預定時間根據測量的雜質密度而調節(jié)到等于對應該測量密度所屬的預定密度范圍的存儲預定壓力和預定時間。
3．根據權利要求1所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于在所述的將腔室內壓力減小到預定壓力的步驟中減壓速度根據雜質的密度進行調節(jié)。
4．一種用于在涂敷和顯影處理系統(tǒng)的處理區(qū)對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理方法，包含步驟給基片供應涂敷溶液而在基片上形成涂層；在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理；在形成涂層的所述步驟之后和在曝光處理之前將基片送入腔室，此后減小該氣密密封的腔室內的壓力到預定壓力并持續(xù)預定時間，從而從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質；其中預定壓力和預定時間根據在該涂敷和顯影處理系統(tǒng)所處的清潔室內測量到的雜質密度進行調整。
5．根據權利要求4所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于還包含步驟將雜質密度分組成預定的密度范圍，并將與各密度范圍對應的上述預定壓力和上述預定時間存儲，其中預定壓力和預定時間根據測量的雜質密度而調節(jié)到等于對應該測量密度所屬的預定密度范圍的存儲預定壓力和預定時間。
6．根據權利要求4所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于在所述的將腔室內壓力減小到預定壓力的步驟中減壓速度根據雜質的密度進行調節(jié)。
7．一種用于在涂敷和顯影處理系統(tǒng)的處理區(qū)對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理方法，包含步驟給基片供應保護溶液而在基片上形成涂層；在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理；在形成涂層的步驟之后和在曝光處理之前將基片送入腔室，此后減小該氣密密封的腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定時間，以從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質；其中在所述減壓步驟中減壓速度根據測量到的處理區(qū)內的雜質密度進行調整。
8．根據權利要求7所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于還包含步驟將雜質密度分組成預定的密度范圍，并將與各密度范圍對應的上述預定減壓速度存儲，其中預定減壓速度根據測量的雜質密度而調節(jié)到等于對應該測量密度所屬的預定密度范圍的存儲預定減壓速度。
9．一種用于在涂敷和顯影處理系統(tǒng)的處理區(qū)對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理方法，包含步驟給基片供應保護溶液而在基片上形成涂層；在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理；在形成涂層的步驟之后和在曝光處理之前將基片送入所述腔室，此后減小該氣密密封的腔室內的壓力到預定壓力并持續(xù)預定時間，以從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質；其中在所述減壓步驟中減壓速度根據該涂敷和顯影處理系統(tǒng)所處的清潔室內測量到的雜質密度進行調整。
10．根據權利要求9所述的涂敷和顯影處理方法，其特征在于還包含步驟將雜質密度分組成預定的密度范圍，并將與各密度范圍對應的上述預定減壓速度存儲，其中預定減壓速度根據測量的雜質密度而調節(jié)到等于對應該測量密度所屬的預定密度范圍的存儲預定減壓速度。
11．一種用于對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，包含處理區(qū)，該處理區(qū)部分有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷處理單元、用于對基片進行顯影處理的顯影單元、用于對基片進行熱處理的熱處理單元；接口部分，用于在所述處理區(qū)和不包含在該系統(tǒng)內的對基片進行曝光處理的光刻器之間傳送基片；用于至少測量所述處理區(qū)或所述接口部分內的雜質密度的密度測量單元；具有可氣密密封的腔室的減壓去除雜質單元，該單元用于在基片曝光處理之前減小該腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定的時間，以便去除附著在腔室內基片的涂層上的雜質；用于根據密度測量單元所測到的值至少控制預定壓力或預定時間的減壓控制單元。
12．根據權利要求11所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于還包含控制器，用于將雜質密度分組成預定密度范圍，存儲與相應的密度范圍對應的預定壓力和預定時間，控制所述減壓控制單元，從而調節(jié)預定壓力和預定時間，使其等于與該測量值所屬的預定密度范圍對應的存儲預定壓力和預定時間。
13．根據權利要求11所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于所述減壓控制單元根據所述密度測量單元的所測值，在減小腔室內的壓力到預定壓力的同時空制減壓速度。
14．一種用于對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，包含處理區(qū)，該處理區(qū)部分有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷處理單元、用于對基片進行顯影處理的顯影單元、用于對基片進行熱處理的熱處理單元；用于在所述處理區(qū)和不包含在該系統(tǒng)內的對基片進行曝光處理的光刻器之間傳送基片的接口部分；用于容納所述處理區(qū)和所述接口部分的殼體；用于測量該系統(tǒng)所處的、位于所述殼體外部的清潔室內雜質密度的密度測量單元；具有可氣密密封的腔室的減壓去除雜質單元，該單元用于在基片曝光處理之前減小該腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定的時間，以便去除附著在腔室內基片的涂層上的雜質；用于根據密度測量單元所測到的值至少控制預定壓力或預定時間的減壓控制單元。
15．根據權利要求14所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于還包含控制器，用于將雜質密度分組成預定密度范圍，存儲與相應的密度范圍對應的預定壓力和預定時間，控制所述減壓控制單元，從而調節(jié)預定壓力和預定時間，使其等于與該測量值所屬的預定密度范圍對應的存儲預定壓力和預定時間。
16．根據權利要求14所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于所述減壓控制單元根據所述密度測量單元的所測值，在減小腔室內的壓力到預定壓力的同時控制減壓速度。
17．一種用于對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，包含處理區(qū)，該處理區(qū)部分有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷處理單元、用于對基片進行顯影處理的顯影單元、用于對基片進行熱處理的熱處理單元；用于在所述處理區(qū)和不包含在該系統(tǒng)內的對基片進行曝光處理的光刻器之間傳送基片的接口部分；用于至少測量所述處理區(qū)或所述接口部分內雜質密度的密度測量單元；具有可氣密密封的腔室的減壓去除雜質單元，該單元用于在基片曝光處理之前減小該腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定的時間，以便去除附著在腔室內基片的涂層上的雜質；用于根據密度測量單元所測到的值控制減壓去除雜質單元的減壓速度的減壓控制單元。
18．一種用于對基片進行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，包含處理區(qū)，該處理區(qū)部分有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷處理單元、用于對基片進行顯影處理的顯影單元、用于對基片進行熱處理的熱處理單元；用于在所述處理區(qū)和不包含在該系統(tǒng)內的對基片進行曝光處理的光刻器之間傳送基片的接口部分；用于容納所述處理區(qū)和所述接口部分的殼體；用于測量該系統(tǒng)所處的、位于所述殼體外部的清潔室內雜質密度的密度測量單元；具有可以氣密密封的腔室的減壓去除雜質單元，該單元用于在基片曝光處理之前減小該腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定的時間，以便去除附著在腔室內基片的涂層上的雜質；用于根據所述密度測量單元所測到的值控制所述減壓去除雜質單元的減壓速度的減壓控制單元。
19．根據權利要求11所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于還包含所述接口部分和光刻器經發(fā)送部分而互相連接，且所述減壓去除雜質單元位于該發(fā)送部分內。
20．根據權利要求16所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于發(fā)送部分有第一路徑和第二路徑，當從所述接口部分將基片傳送到光刻器時基片沿第一路徑通過，當從光刻器將基片傳送到所述接口部分時基片沿第二路徑通過。所述減壓去除雜質單元位于第一路徑內。
21．根據權利要求11所述的涂敷和顯影處理系統(tǒng)，其特征在于所述減壓去除雜質單元位于所述接口部分內。
全文摘要
在對基片進行涂敷和顯影處理的過程中,本發(fā)明包含步驟:給基片供應保護溶液而在基片上形成涂層;在基片經過不包含在該系統(tǒng)內的光刻器曝光處理之后在處理區(qū)對基片進行顯影處理;在形成涂層的步驟之后和在曝光處理之前將基片送入所述腔室,此后減小該氣密密封的腔室內的壓力到預定的壓力并持續(xù)預定時間,以便從腔室內的基片上去除附著在基片上的雜質,其中預定壓力和預定時間根據測量到的處理區(qū)內的雜質密度進行調整。根據本發(fā)明,可以在曝光處理之前去除附著在基片的涂層上的分子級雜質比如水分、水蒸氣、氧氣、臭氧有機物等,和比如細小顆粒的雜質,所以曝光處理可以在更好的條件下進行而不被這些雜質所影響。因為用于減小壓力的預定壓力和預定時間,或者用于減小壓力的速度根據在預定位置測量的雜質密度進行調節(jié),所以附著在基片上的雜質比如水分、氧氣等可以在根據附著雜質量的更合適的最小需求條件下去除。
文檔編號H01L21/027GK1323057SQ0112212
公開日2001年11月21日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權日2000年5月11日
發(fā)明者北野淳一, 松山雄二, 北野高廣 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社