JPS6119131A

JPS6119131A - レジスト処理装置

Info

Publication number: JPS6119131A
Application number: JP59140052A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kato; 加藤　芳秀; Kei Kirita; 桐田　慶; Toshiaki Shinozaki; 篠崎　俊昭
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1986-01-28

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】〔発明の属する技術分野〕本発明は、レジスト処理装置に係シ、特に、レジストの
感度を向上させ、均一かつ寸法精度の良好なレジストパ
ターンを実現するためのレジスト処理装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体チクノロノーの進歩と共に、超ＬＳＩをはじめ、
半導体装置の高集積化が進められてきておシ、高精度の
微細ｉ４ターン形成技術が要求されている。

寸だ、一方で、このようなノｅターン形成技術を量産ラ
インで使用するには高速性が必要でチシ、レジストをよ
り高感度にするための工夫がさまざまなかたちでなされ
てきている。

ところで、レジスト（フォトレジスト、　ＩＢレジスト
、Ｘ線レジスト等）を用いた微細ａＪ？ターンの形成は
、通常、被処理基板上にレジストを塗布するレジスト塗
布工程、塗布されたレジストの膜中から溶剤を除去すべ
く、現像前に被処理基板を加熱（ベーキング）するプリ
ペーク工程、このようにして形成されたレジスト膜を選
択的に露光する露光工程、現像−リンス−（定着）工程
、形成されたレジストパターンの残渣を除去するスカム
除去工程、該レジストパターンをマスクとしてエツチン
グするエツチング工程等を経てなされるわけであるが、
本発明者らは、ベーキング後のレジストの冷却速度とレ
ジストの感度との関係について着目し、研究を重ねた結
果、次のような事実を発見した。−従来のグロセスに従
い、時間をかけて徐冷したレジストの感度は低いのに対
し、レジストをシリベークした後急冷することによシ、
レジストの感度は飛開的に高する。−この事実に基づき
、プリベーク（現像前加熱）後急冷することによるレジ
スト高感度化法を提案している。（特願昭５８−５８７
７）更に、本発明者らは、鋭意実験及び研究を重ねた結果、
従来のプリベーク、自然放冷を経たレジストでも、露光
後、現像処理前に該レジストのガラス転移点’ｒｇを越
える温度で加熱処理（Ｉストベーク）を行なった後、急
冷することによって大幅な感度上昇が起ることも見出し
た。（特願昭通常、上述の如き一連のレジスト処理は、
各工程毎に、被処理基板を各装置に搬送することによシ
行なわれる。

すなわち、これらのレジスト処理のだめの装置は、例え
ば、上述のベーキング後急速に冷却することによシレソ
ストの高感度化をはかる方法に基づくシリベーク用加熱
装置（オープン）および冷却装置の１例を第６図に示す
如くである。さてレジスト塗布後、カセット１０１に収
納され、搬送されてきた被処理基板１０２は、カセｙ　
ｌ’１０１から１枚ずつとり出されて第１の４ルトコン
村ア１０３によシオープン１０４に搬送される。

オープン１０４内には、ベーク用のヒータ１０５が配設
されており、第１のベルトコンベア１０３によりて搬送
されてきた被処理基板１０．２は、該ヒータ１０５の下
方を低速で走行する第２のベルトコンベア１０６上に載
置されて、オープン１０４内を走行せしめられ、所定時
間、所定温度で加熱される。

このようにしてグリベーク処理の終了した被処理基板１
０２は、第３のベルトコンベア１０７に移され冷却装置
１０８へと搬入される。冷却装置１０８は冷却室１０９
と乾燥用の回転試料台１１０とより構成されておシ、第
３のベルトコンベア１０７によって搬入されてきた被処
理基板は、低速で走行する第４のベルトコンベア１１１
に移され、冷却室内を走行せしめられる。この間、冷却
室１０９の上方に設けられた液体冷媒室１１２から、冷
媒１１３が隔壁１１４に設けられた多孔ノズル１１５を
介して被処理基板１０２上に噴出され、該被処〜理基板
を急速に冷却する。

この後、被処理基板１０２は第５のベルトコンベア１１
６により、回転試料台１１０に移されて、回転によって
乾燥される。

そして、真空チャック１１７により、第６のベルトコン
ベア１１８に移され、カセット１１９の位置まで搬送さ
れて順次、該カセット１１９に収納されていく。

このような処理装置では、加熱装置から冷却装置へと、
被処理基板を搬送しなければならず、急速冷却を実施す
る前に搬送中の熱放散やベルトコンベアを介しての熱伝
導によって、被処理基板に不均一な温度変化が生じるの
を避は難く、急速冷却を実現しにくいという問題があっ
た。

また、従来のレジスト処理装置ではこの他、レジスト塗
布工程、露光工程、スカム除去工程、現像工程等におい
ても、いずれも、被処理基板を各処理装置へと、順次搬
送せねばならず、この搬送機構および搬送に要する時間
が、レジスト処理工程における障害となっている。

〔発明の目的〕

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、レジスト
の感度の向上と、レジストパターンの形成に要する時間
の短縮化をはかることを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明のレジスト処理装置で
は、レジスト塗布装置、加熱装置、急速冷却装置、露光
装置、現像装置、スカム除去装置、エツチング装置、レ
ジスト剥離装置等の一連のレジスト処理装置のうち、少
なくとも２つ以上の装置が被処理基板に対して移動可能
であり、装置間で被処理基板を搬送することなく、少な
くとも２つ以上の処理を施すことが可能となるように構
成されている。

また、加熱装置および急速冷却装置か被処理基板の位置
まで移動可能とし、被処理基板を副装置間で搬送するこ
となく加熱工程から急速冷却工程へと速やかに移行でき
るようにしたレノスト処理装置も有効である。

〔発明の効果〕

かかる構成によシ、本発明では、各処理装置間で被処理
基板を搬送するのに要する時間が短縮されると共に、被
処理基板の搬送機構が簡略化されて、装置の占有する面
積を小さくし得、コンパクト化をはかることができる。

また、高りリーンネスのクリーンルームに導入する装置
としてのスペースコストの軽減が可能となる。

更に、加熱装置および急速冷却装置を移動可能とし、副
装置間で被処理基板を搬送することなく処理できるよう
にした前記構成によれば、従来のレジスト処理装置では
避けることのできなかった加熱工程から急速冷却工程に
移行する際の搬送時における被処理基板の不均一な温度
低下を皆無にすることができ、速やかに急速冷却工程に
入ることができる。従って、レジストの感度が向上し、
露光時間も短縮されて、寸法精度の良好なレジストパタ
ーンの形成が極めて作業性良く行なわれる。

例えば、従来のレジスト処理装置では、処理速度が１時
間当９１０枚程度だったのに対し、本発明のレジスト処
理装置では３００枚程変色なシ、作業能率が大幅に向上
する。

加えて、移動可能な加熱装置、冷却装置の他、現像装置
等信の装置も移動可能とすることによシ、更に、スペー
スコストを一層軽減することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

このレジスト処理装置は、第１（ａ）図、第１（ｂ）図
および第２図に示す如く、ゾリペーク工程又はポストペ
ーク工程等の加熱処理工程と、その後の急速冷却工程と
を連続して実行しようとするもので、試料台８′ａ１１
とその内部に設けられた回転試料台２上に載置される被
処理基板３に対し、順次、加熱処理および急速冷却処理
を行なうべくシフト機構４によってシフト可能であり、
夫々、該試料台機構１に保合可能なように配設された加
熱装置ｔ５および冷却装置旦とよ多構成されている。

そして、前記試料台機構１は、その底部に開閉自在の排
出ロアを有するハウジング８と、該ハウジング８内に配
設された回転試料台２とよ多構成されておシ、この試料
一台機構１の近傍にはカセット９から被処理基板３をと
シ出し、回転試料台２の近傍まで搬送するベルトコンベ
ア１０と、該被処理基板を回転試料台に載置する真空チ
ャック１１とから々る移送機構↓スが配設されている。

また、前記シフト機構±は、モータ１３によって駆動さ
れ、所定の周期で、前記加熱装置！および前記冷却装置
旦を順次前記試料台機構１の位置まで移送するように構
成されている。なお１４鉱軸受けである。

更に、前記加熱装＠旦は、前記試料台機構１のハウジン
グ８に係合するように形成された加熱用ハウジング１５
と該加熱用ハウジングの土壁に配設されたヒータ１６と
よりｉ成され、所定の温度、時間、雰囲気の条件の下で
被処理基板３を加熱処理するものである。

加えて、前記冷却装置旦は、前記試料台機構１のハウジ
ング８に係合するように形成された冷却用ハウジング１
７と、この上方に配設された液体冷媒室１８と、供給ラ
イン１９から、該液体冷媒室に供給される冷媒２０を多
孔ノズル２１によって下方に噴射し、下方の被処理基板
を冷却し、冷却が終了すると該多孔ノズル２１を塞ぎ噴
射を止めるようにしたシャッター２２と、該シャッター
の開閉を制御するシャッター開閉器２３とよ多構成され
ている。

次に、このレジスト処理装置の動作を簡単に説明する。

まず、レジスト塗布後、カセット９に収納されて搬送さ
れてきた被処理基板を１枚ずつとル出し、ベルトコンベ
ア１０によりて試料台機構１の位置まで搬送し、真空チ
ャックによル、回転試料台２に載置する。

次いで、シフト機構±によシ、試料台機構１の位置まで
加熱装置がシフトされ、第１（ａ）図に示す如く、ハウ
ジング８に加熱用ハウジング１５が係合する。（このと
きハウジング８の底部に設けられている排出ロアは閉じ
たままである。）そして回転試料台２を所定の回転速度
で回転することによシ被処理基板を回転しつつ、ヒータ
１６によシ所定時間加熱する。

この後、シフト機構工によシ加熱装置旦を試料台機構よ
から平行に移動し、次いで冷却装置旦が第１（ｂ）図に
示す如く、試料台機構１の位置に進められ、ハウジング
８と冷却装置旦の冷却用ハウジング１７とが係合し、回
転試料台の回転が開始される。と同時に、シャッター開
閉器２３によシシャッター２２が開かれて、冷媒が多孔
ノズル２１から、回転試料台２上で回転して諭る被処理
基板上に噴射されて、該被処理基板３を急速に冷却する
。不要となった冷媒は、ハウジング８の底部に達し、そ
の自重で開かれる排出ロアから排出される。冷却が終了
するとシャッター開閉器２３によシシャッター２２が再
び閉じられて、多孔ノズル２１を塞ぐ。そして、必要に
応じて冷却稜の被処理基板３を乾燥するために、所定の
時間、回転試料台２の回転は続行される。

このようにして、冷却および乾燥が終了すると、冷却装
置旦はシフト機構４によってシフトされ、被処理基板３
は再び所定の搬送シーケンスの下Ｋ。

前記移送機構１２によってカセット９に収納される。

このようなレジスト処理装置を使用することによシ、被
処理基板に対して、加熱−急速冷却とい５２つの工程が
被処理基板を搬送することなく容易に速やかに達成され
得、レジストの感度が向上すると共に、これによｊ）露
光時間の短縮をはかることができ、短時間で寸法精度の
良好なレジストパターンを得ることが可能となる。

なお、シフト機構については、実施例に示されている水
平シフトの他、第３図に示す如く、モータ２４によって
矢印Ａの方向に加熱装置旦および冷却装Ｃ６を移動せし
め、これらを順次試料台桜拾１の位船まで搬送するよう
にした回転シフｈ　６枯ヱユ等を用いてもよい。

また、冷却装置についても、実施例に示された′シャワ
一式に限定されることなく、１個またはそれ以上のノズ
ルを用いたスプレ一式あるいけ冷却プレート式等、被処
理基板の搬送を行なわないという主旨を逸脱しない範囲
で種々の変形が可能である。

加えて、このレジスト処理装置は、露光前の加熱処理工
程すなわちプリペーク工程と、これに後続する急速冷却
工程、の他、ヒーターの設定温度を変えることによシ、
露光後の加熱処理工程でちるポストベーク工程とこれに
後続する急速冷却工程にも使用可能である。

〔発明の他の実施例〕

次に、本発明による他の実施例を第４（ａ）図、第４（
ｂ）図に示す。

このレジスト処理装置は、前記実施例に示された装置に
、更に移動可能な現像処理装置１亙を付加したもので、
第４（ａ）の図は、水平シフト機構を用いたもの、第４
（ｂ）図は回転シフト機構を用いたものである。

加熱装置、冷却装置、シフト機構、試料台機構について
は前記実施例と同様であり、加熱装置によシベーキング
を行った後、冷却装置によシ急速に冷却し、乾燥する工
程までは同様の手順が採用され、その彼、現像処理装置
２６がシフト機構±（第４（ｂ）図においては２５）に
よってシフトされて、試料台機構１に係合し、現像処理
が行なわれるようになっている。

なお、現像処理装置−色」−の構造については、前記実
施例に示された冷却装置と同様であり、供給ラインから
は冷媒に代えて、現像液およびリンス液が順次供給され
るよう罠なっている点が異なるだけである。

このようにして、現像処理が行なわれた後、シャッター
を閉じて回転試料台を駆動することによシ、被処理基板
は乾燥され、この後、移送機構旦によりクセ２ト９に再
び収納される。

この装置では、露光後の加熱工程、冷却工程、現像処理
工程が、連続的に行なわれ、大幅に作業能率が改善され
る。

更に、水平シフトと回転シフトの組合わせによる一層効
率的なレジスト処理装置を第５図に示す。

この装置は、夫々複数の加熱装置旦、冷却装置旦、現像
処理装置２６を順次シフト機構３０に支持せしめ、矢印
Ｂ方向に、所定の周期でこれらをシフトすると共に、多
数個の試料台機構１を所定の間隔で配設し、多数の被処
理基板を効率良く、同時処理しようとするものである。

ここで、搬入用カセット３１に収納されてきた被処理基
板３は搬入用ベルトコンベア３２によシドーナツ状の転
送用ベルトコンベア３３上に載置される。（なお、搬入
用カセット３１から転送用ベルトコンベア３３への移送
機構については省略する。）そして、この転送用ベルト
コンベア３３上に載置された被処理基板はホストコンビ
ーータ（図示せず）の指示に従い、空の状態の試料台機
構１を選択して、各試料台機構に配設された導出入ベル
トコンベア３４によシ、該試料台機構１の回転試料台に
載置される。

試料台機構１に載置された被処理基板３上には、第４（
ａ）図および第４（ｂ）図で説明した手順に従い、加熱
装置、冷却装置、現像処理装置が所定のシーケンスによ
シ矢印Ｂの方向に移動されてきて、加熱処理工程、冷却
工程、現像処理工程、（乾燥工程）からなる一連のレジ
スト処理が実行される。

そして、これらの処理の終了した被処理基板３は導出入
ベルトコンベア３４によシ再び転送用ベルトコンベア３
３に戻され、更に搬出用ベルトコンベア３５を介して搬
出用カセット３６に収納される。

以上のサイクルを順次繰シ返すことによシ、多薮個（第
５図では２４個）の試料台機構に対し、搬出入、加熱処
理、冷却処理、現像処理を同時に進行する形で処理する
ことが可能となり、作業能率は著しく向上した＠なお、このレジスト処理装置では、移動可能な処理装置
として、加熱装置、冷却装置、現像処理装置を導入して
いるが、試料台上の基板３をレジスト処理工程中搬送す
ることなく装置の方を移動可能とするという主旨を逸脱
しない範囲で、他の処理（レジスト塗布、露光、スカム
除去、エツチング、レジスト剥離等）を組み込むことも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１（ａ）図、第１　（ｂ）図は、本発明実施例のレジ
スト処理装置の側面図、第２図は同装置の平面図、第３
図は、同装置におけるシフト機構の変形例を示す図、第
４（ａ）図および第４（ｂ）図は本発明の他の実施例の
レジスト処理装置を示す図、第５図は本発明の更に他の
実施例のレジスト処理装置を示す図、第６図は従来例の
レジスト処理装置を示す図である。１０１・・・カセッ）、１０２・・・被処理基板、１０
３′・・・第１のベルトコンベア、１０４・・・オープ
ン、１０５・・・ヒータ、１０６・・・第２のベルトコ
ンベア、１０７・・・第３のベルトコンベア、１０８・
・冷却装置ｉ、１０９・・・冷却室、１１０・・・回転
試料台、１１１・・・第４のベルトコンベア、１１２・
・・液体冷媒室、１１３・・・冷媒、１１４・・・隔壁
、１１５・・・多孔ノズル、１１６・・・第５のベルト
コンベア、１１７・・・真空チャック、１１８・・・第
６のベルトコンベア、１１９・・・カセット、１・・・
試料台機構、２・・・回転域試料台、３・・・被処理基
板、±・・シフト機構、旦・・・加熱装置、旦・・冷却
装置、７・・・排出口、８・・・ハウジング、９・・・
カセット、１０・・・ベルトコンベア、１１・・・真空
チャック、上ｌ・・・移送機構、１３・・・モータ、１
４・・・軸受け、１５・・・加熱用ノ・ウジング、１６
・・・ヒータ、１７・・・冷却用ノーウジング、１８・
・・液体冷媒室、１９・・・供給ライン、２０・・・冷
ｉ、２１・・・多孔ノズル、２２・・・シャッター、２
３・・・シャッター開閉器、２４・・・モータ、２５・
・・Ｆ１１転シフト機構、又Ｊ・・・現像処理装置、３
０・・・シフトａ構、３１・・・搬入用カセット、３２
・・・搬入用ベルトコンベア、３３・・・転送用ベルト
コンベア、３４・・・導出入ベルトコンベア、３５・・
・ｍ出用ベルトコンベア、３６・・・搬出用カセット。第２図第４（ｂ）図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理基板上にレジストを塗布するレジスト装置
、該レジストの塗布された被処理基板を加熱する加熱装
置、加熱された被処理基板を冷却する冷却装置、形成さ
れたレジスト膜を選択的に露光する露光装置、現像処理
装置、スカム除去装置、形成されたレジストパターンを
マスクとして被処理基板をエッチング除去するエッチン
グ装置、レジストパターンを除去するレジスト剥離装置
のうち少なくとも２つの装置が被処理基板に対して移動
可能であり、装置間で被処理基板を搬送することなく、
これらの装置を用いた処理を施すことができるようにし
たことを特徴とするレジスト処理装置。
（２）少なくとも２つの前記装置が加熱装置と冷却装置
であり、被処理基板を両装置間で搬送することなく、加
熱工程から急速冷却工程へと速やかに移行できるように
したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
レジスト処理装置。
（３）少なくとも２つの前記装置が加熱装置、冷却装置
、現像処理装置からなり、これらの装置間では被処理基
板を搬送することなく加熱工程から冷却工程、現像処理
工程へと順次移行できるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載のレジスト処理装置。
（４）移動可能な少なくとも２つの前記装置は水平シフ
ト機構もしくは回転シフト機構又は両者の組み合わせに
よるシフト機構によって移動されるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項のい
ずれかに記載のレジスト処理装置。
（５）移動可能な少なくとも２つの前記装置は、被処理
基板を載置する試料台機構の位置まで移動可能であり、
被処理基板の収納されたカセットと該試料台機構との間
で該被処理基板を搬送する搬送機構を具備したことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項のい
ずれかに記載のレジスト処理装置。
（６）移動可能な前記装置が、シフト機構を介して、夫
々複数個、順次配列されており、複数の被処理基板に対
して同時処理を行なうことができるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（５）項のい
ずれかに記載のレジスト処理装置。