JPH03116819A - 半導体装置の製造方法および装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体
装置の製造工程におけるフォトリングラフィ技術に適用
して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程にふけるフォトリソグフィ技術に
ついては、例えば株式会社オーム社、昭和５９年１１月
３０日発行、ｒＬＳＩハンドブックＪＰ２５３〜Ｐ２５
８に記載があり、フォトレジスト（以下、レジストとい
う）の感光、現像処理について説明されている。

従来の感光、現像処理工程を第５図により説明する。感
光処理部５００ローダに配置されたキャリヤ治具５１ａ
には、主面に感光前のレジストが塗布された半導体ウェ
ハ（以下、ウェハという）５２ａが、例えば２５枚程度
収容されている。感光処理に際して、ウェハ５２ａは、
キャリヤ治具５１ａの下方から順に感光処理ｉ５０に搬
送され、所定のパターンが転写される。感光処理の施さ
れたウェハ５２ｂは、アンローダに配置されたキャリヤ
治具５１ｂに収容されるが、この場合、ウェハ５２ｂは
、キャリヤ治具５１ｂの上方から順に収容される。現像
処理の施されたウェハ５２ｂは、現像処理部５３のアン
ローダに搬送され、そこに配置されたキャリヤ治具５１
ｃに収容されるようになっている。

次に、感光処理が終了すると、キャリヤ治具５１ｂは、
現像処理部５３のローダに搬送される。

ところで、従来、ウェハ５２ｂは、ウェハ５２ａが感光
処理されてから現像処理されるまでの間、大気中に放置
されていた。そして、現像処理に際して、キャリヤ治具
５１ｂのウェハ５２ｂは、最後に感光処理の施されたウ
ェハ５２ｂから、すなわちキャリヤ治具５１ｂの下方か
ら順に現像処理部５３に搬送され、レジストに転写され
たパターンが現像されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の技術においては、現像処理後のウ
ェハを収容する同一キャリヤ治具内のウェハであっても
、感光処理が施されてから現像処理が施されるまで大気
中に放置されていた時間の違いによって、レジストパタ
ーン寸法が変動してしまう問題があることを本発明者は
見出した。そして、この問題は、レジストが大気中の酸
素と反応して酸化してしまうことに起因すると想定され
る。例えばポジレジストの場合には、放置時間に比例し
てレジストパターンが幅広となるが、これは感光処理後
、レジストの感光部分の酸化が進行し、その酸化部分が
現像処理の際に現像液に溶解せずに残存してしまうこと
に起因すると想定される。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その
目的は、レジストパターンの寸法変動を抑制し、レジス
トパターンの寸法精度を向上させることのできる技術を
提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、明
細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

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、以下のとおりである。

すなわち、請求項１記載の発明は、被処理基板に塗布さ
れたフォトレジストに感光処理を施した後、前記感光処
理後の被処理基板を不活性ガス雲囲気中に収容すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。

請求項２記載の発明は、被処理基板に塗布されたフォト
レジストに所定のパターンを転写する感光処理部と、前
記パターンを現像する現像処理部とを同一の処理室内に
備える半導体装置の製造装置であって、前記処理室内に
感光処理後の被処理基板を不活性ガス雪囲気中に収容す
る框体を設けた半導体装置の製造装置構造とするもので
ある。

請求項３記載の発明は、被処理基板に塗布されたフォト
レジストに所定のパターンを転写する感光処理部と、前
記パターンを現像する現像処理部とを同一の処理室内に
備える半導体装置の製造装置であって、前記処理室内を
不活性ガス−囲気とした半導体装置の製造装置構造とす
るものである。

請求項４記載の発明は、被処理基板に塗布されたフォト
レジストに所定のパターンを転写する感光処理部を処理
室内に備える半導体装置の製造装置であって、前記処理
室内に、少なくとも感光処理後の被処理基板を不活性ガ
ス雰囲気中に収容する框体を設けた半導体装置の製造装
置構造とするものである。

請求項５記載の発明は、感光処理を施した後の被処理基
板のフォトレジストに転写された所定のパターンを現像
する現像処理部を処理室内に備える半導体装置の製造装
置であって、前記処理室内に、少なくとも現像処理前の
被処理基板を不活性雰囲気中に収容する框体を設けた半
導体装置の製造装置構造とするものである。

請求項６記載の発明は、被処理基板に塗布されたレジス
トに感光処理を施した後、その被処理基板を液中に浸漬
させた状態で次の処理部へ搬送する半導体装置の製造方
法である。

請求項７記載の発明は、被処理基板に塗布されたレジス
トに所定のパターンを転写する感光処理部と、前記パタ
ーンを現像する現像処理部とを備える半導体装置の製造
装置であって、前記感光処理部から現像処理部への被処
理基板の搬送路に、感光処理後の被処理基板を液中に浸
漬させた状態で搬送する搬送手段を設けた半導体装置の
製造装置構造とするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、感光処理後の被処理基板に塗布
されたレジストの酸化反応が妨げられるため、レジスト
の酸化反応に起因すると想定されるレジストハターンの
寸法の変動が抑制され、その寸法精度を大幅に向上させ
ることが可能となる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例である半導体装置の製造装置
の概略断面図、第２図は感光処理後のウェハを大気中に
放置した場合と不活性ガス雰囲気中に放置した場合とに
おけるレジストパターン寸法の状態を比較したグラフ図
である。

第１図に示す本実施例１の半導体装置の製造装置は、感
光処理および現像処理が一貫して行われる感光・現像処
理装置１ａである。

感光・現像処理装置１ａの処理室内に設けられた感光処
理部２０ローダに配置されたキャリヤ治具３ａには、例
えば主面にポジ形のレジスト（図示せず）が塗布された
ウェハ（被処理基板）４が、キャリヤ治具３ｂの高さ方
向に並列した状態で複数枚収容されている。感光処理部
２は、ウェハ４に塗布されたレジストに所定のパターン
を転写する処理部であり、感光処理の施されたウェハ４
は、搬送ベル）５ａの動作によって感光処理Ｒ２のアン
ローダに搬送され、そこに配置されたキャリヤ治具３ｂ
に収容されるようになっている。

搬送ベル）５ａは、回転部５ｂの回動によって左右両方
向に動作するようになっており、感光処理に際しては、
感光処理後のウェハ４を感光処理部２からキャリヤ治具
３ｂに搬送し、現像処理に際しては、キャリヤ治具３ｂ
ｌ：ｅ容されたウェハ４を現像処理部６に搬送するよう
になっている。

また、キャリヤ治具３ｂは、図示しない駆動系と機械的
に接続されており、図の上下方向に移動可能になってい
る。そして、キャリヤ治具３ｂの上下動によって、感光
処理後のウェハ４のキャリヤ治具３ｂへの収容位置の設
定やキャリヤ治具３ｂに収容された所定のウェハ４の選
択を行えるようになっている。例えばキャリヤ治具３ｂ
の移動によって、ウェハ４を感光処理の施された順に、
現像処理部６へ搬送することも可能である。

本実施例１の感光・現像処理装置１ａにおいては、感光
処理部２のアンローダが、現像処理部６０ローダを兼用
しているとともに、そこに配置されたキャリヤ治具３ｂ
が、パージボックス７内に収容されている。パージボッ
クス７には、貫通孔８が開口されており、感光、現像処
理に際して、その貫通孔８を通じてパージボックス７内
に窒素ガス等の不活性ガスが供給されるようになってい
る。すなわち、本実施例１の感光・現像処理装置１ａに
おいては、感光、現像処理に際して、感光処理後から現
像処理前のウェハ４が放置される雰囲気を常に不活性ガ
ス雪囲気に保つことが可能な構造となっている。図示し
ないが、例えばポスト・エクスポジャ・ベイク（ＦＥＢ
）部を有する場合は、ＦＥＢ部も窒素ガス雰囲気とする
。

現像処理部６は、感光処理によってレジストに転写され
たパターンを現像する処理部であり、現像処理の施され
たウェハ４は、現像処理部６のアンローダに搬送され、
そこに配置されたキャリヤ治具３Ｃに収容されるように
なっている。

以上、このような感光・現像装置１ａにおいて、感光、
現像処理を行うには、パージボックス７内に、例えば所
定量の窒素ガスを供給して、パージボックス７内の雰囲
気を不活性ガス雰囲気とする。

すなわち、感光処理が施されたウェハ４を、現像処理が
施されるまでの間、窒素ガス雰囲気中に放置することに
よって、レジストの感光部分の酸化反応等を妨げてレジ
ストパターンが幅広となってしまうことを防止する。第
２図に感光処理後のウェハ４を大気中に放置した場合と
不活性ガス雰囲気中に放置した場合とのレジストパター
ンの寸法の状態を比較したグラフ図を示す。二点鎖線は
、ウェハ４を大気中に放置した場合を示す。図かられか
るように、ウェハ４を大気中に放置した場合は、放置時
間に比例してレジストパターンが幅広になってしまうの
に対して、ウェハ４を窒素雰囲気中に放置した場合は、
放置時間に関係なく一定値となっている。

このように本実施例１によれば、感光処理後のウェハ４
を現像処理が施されるまでの間、窒素ガス雰囲気中に放
置しておくことにより、感光処理後のウェハ４の主面に
塗布されたレジストの酸化反応等が妨げられるため、レ
ジストの酸化反応に起因すると想定されるレジストパタ
ーンの寸法の変動が抑制され、その寸法精度を大幅に向
上させ４ことが可能となる。そして、レジストパターン
が安定性が向上するため、感光、現像処理に際してアク
セス配分率等を安定化することが可能となる。

〔実施例２〕 第３図は本発明の他の実施例である半導体装置の製造装
置をウェハの搬送方向に切断した概略断面図、第４図は
第３図の直角方向に切断した断面図である。

以下、本実施例２の半導体装置の製造装置を第３図およ
び第４図により説明する。

本実施例２においては、感光・現像処理装置ｌｂの感光
処理部２と現像処理部６との間に、感光処理後のウェハ
４を液中に浸漬させた状態で搬送するための搬送手段９
が設けられている。そして、搬送手段９には、例えば枚
葉式の液中搬送方式が採用されている。

搬送手段９を構成する液槽１０の内部には、例えば純水
等の液体１１が収容されている。そして、液体ｌｌ中に
は、感光処理後のウェハ４を現像処理部６へ搬送する板
体１２が設けられている。

板体１２の内部には、中空路１３が形成されている。板
体１２の下部には、中空路１３と連通する開孔部１４が
開孔されており、この開孔部１４および管路１５を通じ
て図示しない液体供給源からウェハ搬送用の液体１１が
中空路１３の内部に供給されるようになっている。また
、板体１２の上部には、液体噴出孔１６が、例えば２列
を成して板体１２が延在する方向に沿って複数穿孔され
ている。液体噴出孔１６は、ウェハ４の搬送方向に対し
て前進方向斜め上向きに穿孔されており、この孔から噴
出されるウェハ搬送用の液体１１により、ウェハ４を板
体１２の上面から浮上させた状態で現像処理部６側へ搬
送するようになっている。なお、ウェハ４は、搬送ガイ
ド１７および搬送がイド１７のフランジ部１７Ｈに案内
されて搬送されるようになっている。

以上、このような感光・現像装置ｌｂにおいて、感光、
現像処理を行うには、次のようにする。

まず、感光処理後のウェハ４を液槽１０内の液中に沈め
る。そして、ウェハ搬送用の液体１１を管路１５、開孔
部１４および中空路１３を経て液体噴出孔１６からウェ
ハ４の搬送方向に対して前進方向斜め上向きに噴出する
。すると、この噴出力によって、ウェハ４は、板体１２
の上面から浮上した状態で現像処理部６側へ移動する。

すなわち、感光処理が施されたウェハ４を、液中に浸漬
させた状態で現像処理部６へ搬送することによって、レ
ジストの感光部分の酸化反応等を妨げてレジストパター
ンが幅広となってしまうことを防止する。このようにし
てウェハ４を現像処理部６に搬送し、そのレジストに転
写されたパターンを現像した後、そのウェハ４をキャリ
ヤ治具３Ｃに収容する。

以上、本実施例２によれば、感光処理後のウェハ４を液
中に浸漬させた状態で現像処理部６へ搬送することによ
り、前記実施例１と同様、感光処理後のウェハ４の主面
に塗布されたレジストの酸化反応等が妨げられるため、
レジストの酸化反応に起因すると想定されるレジストパ
ターンの寸法の変動が抑制され、その寸法精度を大幅に
向上させることが可能となる。

しかも、ウェハ４を液中に浸漬させた状態で搬送するた
め、塵埃等の異物の付着も大幅に低減することが可能と
なる。

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、本発明は前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。

例えば、前記実施例１においては、不活性ガスを窒素ガ
スとした場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく種々変更可能であり、例えばアルゴンガスや
ヘリウムガスでも良い。

また、前記実施例１においては、本発明を感光処理およ
び現像処理が一貫して行われる感光・現像処理装置に適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば感光装置、あるいは現像装置にも適用
可能である。この際、感光装置の場合には、少なくとも
アンローダ側を不活性ガス雰囲気とすれば良い。また、
現像装置の場合には、少なくともローダ側を不活性ガス
雰囲気とすれば良い。

また、前記実施例１においては、感光処理が施されてか
ら現像処理が施されるまでの間の雰囲気を不活性ガス雲
囲気とした場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、例えば感光・現像処理装置の処理室内全
体を不活性ガス雲囲気としても良い。

また、前記実施例２においては、液体を純水とした場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
例えばウェハを汚染せず、ウェハに塗布されたレジスト
と反応しない溶液ならば良い。

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ウェハの主面に塗布
したレジストの感光、現像処理に適用した場合について
説明したが、これに限定されず種々適用可能であり、例
えば半導体装置を製造するためのマスクの主面等に塗布
されたレジストの感光、現像処理技術に適用することも
可能である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

すなわち、本発明によれば、感光処理後の被処理基板に
塗布されたレジストの酸化反応が妨げられるため、レジ
ストの酸化反応に起因すると想定されるレジストパター
ンの寸法の変動が抑制され、その寸法精度を大幅に向上
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体装置の製造装置
の概略断面図、 第２図は感光処理後のウェハを大気中に放置した場合と
不活性ガス雰囲気中に放置した場合とにおけるレジスト
パターン寸法の状態を比較したグラフ図、 第３図は本発明の一他の実施例である半導体装置の製造
装置をウェハの搬送方向に切断した概略断面図、 第４図は第３図の直角方向に切断した断面図、第５図は
従来の感光、現像処理工程を説明する説明図である。 １．１’ａ、ｌｂ・・・感光・現像処理装置（半導体装
置の製造装置）、２・・・感光処理部、３ａ〜３Ｃ・・
・キャリヤ治具、４・・・ウニ／Ｘ（被処理基板）、５
ａ・・・搬送ベルト、５ｂ・・・回転部、６・・・現像
処理部、７・・・パージボックス、８・・・貫通孔、９
・・・搬送手段、１０・・・液槽、１１・・・液体、１
２・・・板体、１３・・・中空路、１４・・・開孔部、
１５・・・管路、１６・・・液体噴出孔、１７・・・搬
送ガイド、１７ａ・・・フランジ部、５０・・・感光処
理部、５１ａ〜５１Ｇ・・・キャリヤ治具、５２ａ、５
２ｂ・・・半導体ウェハ、５３・・・現像処理部。 ５２ａ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理基板に塗布されたフォトレジストに感光処理
   を施した後、前記感光処理後の被処理基板を不活性ガス
   雰囲気中に収容することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。 ２、被処理基板に塗布されたフォトレジストに所定のパ
   ターンを転写する感光処理部と、前記パターンを現像す
   る現像処理部とを同一の処理室内に備える半導体装置の
   製造装置であって、前記処理室内に感光処理後の被処理
   基板を不活性ガス雰囲気中に収容する框体を設けたこと
   を特徴とする半導体装置の製造装置。 ３、被処理基板に塗布されたフォトレジストに所定のパ
   ターンを転写する感光処理部と、前記パターンを現像す
   る現像処理部とを同一の処理室内に備える半導体装置の
   製造装置であって、前記処理室内を不活性ガス雰囲気と
   したことを特徴とする半導体装置の製造装置。 ４、被処理基板に塗布されたフォトレジストに所定のパ
   ターンを転写する感光処理部を処理室内に備える半導体
   装置の製造装置であって、前記処理室内に、少なくとも
   感光処理後の被処理基板を不活性ガス雰囲気中に収容す
   る框体を設けたことを特徴とする半導体装置の製造装置
   。 ５、感光処理を施した後の被処理基板のフォトレジスト
   に転写された所定のパターンを現像する現像処理部を処
   理室内に備える半導体装置の製造装置であって、前記処
   理室内に、少なくとも現像処理前の被処理基板を不活性
   雰囲気中に収容する框体を設けたことを特徴とする半導
   体装置の製造装置。 ６、被処理基板に塗布されたフォトレジストに感光処理
   を施した後、その被処理基板を液中に浸漬させた状態で
   次の処理部へ搬送することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 ７、被処理基板に塗布されたフォトレジストに所定のパ
   ターンを転写する感光処理部と、前記パターンを現像す
   る現像処理部とを備える半導体装置の製造装置であって
   、前記感光処理部から現像処理部への被処理基板の搬送
   路に、感光処理後の被処理基板を液中に浸漬させた状態
   で搬送する搬送手段を設けたことを特徴とする半導体装
   置の製造装置。