(57)【要約】【課題】安定した現像処理を可能とする半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】基板に塗布されたレジストを現像する複数の現像ユニット１８と、複数の現像ユニット１８に対して共通して現像液を供給する現像液供給ライン２６と、を備え、現像液供給ライン２６から現像ユニット１８へ現像液を供給する際に同数の現像ユニット１８へ現像液を供給する。【選択図】図１
2010109102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布された複数の半導体基板を、複数の現像部で並列に処理する現像工程を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記複数の現像部において共通の現像液供給ラインから前記半導体基板へ現像液を供給する際に、同数の前記半導体基板へ現像液を供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板は、前記現像部に前記半導体基板が搬入された時点から所定のタイミングで前記現像液供給ラインからの現像液の供給を受けることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記複数の現像部へ搬入される前記半導体基板を、ベーキング部で予備加熱するベーキング工程をさらに備え、
前記ベーキング部で所定時間予備加熱した後に前記半導体基板を前記複数の現像部へ搬入し、
前記ベーキング部への前記半導体基板の搬入タイミングを制御することによって、前記半導体基板の各々に対する前記現像部への搬入タイミングを制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
基板に塗布されたレジストを現像する複数の現像部と、
前記複数の現像部に対して共通して現像液を供給する現像液供給ラインと、
を備え、
前記現像液供給ラインから前記現像部へ現像液を供給する際に、同数の前記現像部へ現像液を供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記現像部は、前記基板が搬入された時点から所定のタイミングで前記現像液供給ラインからの現像液の供給を受けることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記複数の現像部へ搬入される前記基板を予備加熱するベーキング部を備え、
前記ベーキング部で所定時間予備加熱されたタイミングで前記基板を前記複数の現像部へ搬入し、
前記ベーキング部への前記基板の搬入タイミングを制御することによって、前記複数の現像部の各々に対する前記基板の搬入タイミングを制御することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の半導体装置（半導体デバイス）の製造工程において、半導体ウェハにレジスト液を塗布し、フォトマスクを用いてレジスト膜を露光し、現像液を用いてレジストを現像することによってフォトマスクに対応するパターンを形成するフォトリソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
フォトリソグラフィ工程は、パターン形成システムを用いて実行される。パターン形成システムでは、半導体ウェハはキャリアにストックされており、受け渡し用のアームによってレジスト塗布ユニットに搬送される。レジスト塗布ユニットでは、半導体ウェハの表面にレジストが塗布される。その後、半導体ウェハは、再びキャリアにストックされた後、受け渡し用のアームによってベークユニットに搬送され、ベークユニット内にてレジストのプリベーク処理が施される。プリベーク後、半導体ウェハは現像ユニットに搬送され、レジストが現像されてレジストにパターンが形成される。
【０００４】
現像ユニットは、半導体ウェハを水平に保持して鉛直軸を中心として回転させるステージ部と、基板の表面に現像液を供給する現像ノズルと、を備える。現像ノズルから現像液を半導体ウェハの表面に現像液を噴射し、半導体ウェハを回転させることによってレジスト全体に現像液をまんべんなく供給して現像処理を行う。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１４３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、現像ユニットは、通常複数の処理室を有しており、それぞれにステージ部と現像ノズルが設けられており、複数の半導体ウェハを並列に処理できる構成とされていることが多い。このとき、各処理室の現像ノズルには共通の現像液供給ラインが接続されている。
【０００７】
従来の現像ユニットでは、前段階のベーク処理が終了した半導体ウェハがキャリアにストックされており、複数の処理室のいずれかが空き状況であれば、順次キャリアにストックされた半導体ウェハを先入れ先出しで処理室に搬送し現像処理を施す。
【０００８】
しかしながら、図４のタイミングチャートに示すように、複数の処理室でそれぞれ処理されているウェハ１及びウェハ２に対する現像液の供給期間Ｇが重なると、現像液の供給が単独の処理室のみで行われている場合に対して現像液の供給圧力が異なってしまう。そうすると、現像処理の条件が一定とならず、各半導体ウェハの現像状態がばらついてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑み、安定した現像処理を可能とする半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの態様は、レジストが塗布された複数の半導体基板を、複数の現像部で並列に処理する現像工程を備えた半導体装置の製造方法であって、複数の現像部において共通の現像液供給ラインから半導体基板へ現像液を供給する際に、同数の半導体基板へ現像液を供給することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１１】
また、本発明の１つの態様は、基板に塗布されたレジストを現像する複数の現像部と、
複数の現像部に対して共通して現像液を供給する現像液供給ラインと、を備え、現像液供給ラインから現像部へ現像液を供給する際に、同数の現像部へ現像液を供給することを特徴とする基板処理装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安定した現像処理を可能とする半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態における半導体製造装置１００は、図１に示すように、キャリア部１０、搬送部１２、ベークユニット１４、バッファユニット１６、現像ユニット１８及び制御部２０を含んで構成される。
【００１４】
半導体製造装置１００は、レジストが塗布され、露光装置においてフォトマスクを用いて露光された半導体ウェハを処理対象とする。半導体製造装置１００は、半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程の一部であるプリベーク処理及び現像処理を担う。
【００１５】
キャリア部１０は、露光装置によって処理された半導体ウェハをストックする。キャリア部１０は、複数枚の半導体ウェハを載せ置くことが可能である。
【００１６】
搬送部１２は、キャリア部１０、ベークユニット１４、バッファユニット１６及び現像ユニット１８との間で半導体ウェハを搬送するアームを有する。搬送部１２は、露光装置からキャリア部１０に搬入された半導体ウェハをバッファユニット１６へ搬出する。また、バッファユニット１６で待機させた半導体ウェハをベークユニット１４へ搬送する。また、半導体ウェハをベークユニット１４から現像ユニット１８へ搬送する。ベークユニット１４及び現像ユニット１８はそれぞれ複数設けられているので搬送部１２は複数のベークユニット１４のうちいずれか１つから複数の現像ユニット１８のうちいずれか１つへ半導体ウェハを搬送する。半導体ウェハの搬送処理は制御部２０によって制御される。搬送部１２による半導体ウェハの搬送処理については後述する。
【００１７】
ベークユニット１４は、キャリア部１０から搬入された半導体ウェハに対してプリベーク処理を行う。本実施の形態の半導体製造装置１００では、ベークユニット１４は複数設けられている（図１ではａ室、ｂ室、ｃ室の３つのベークユニット１４）。各ベークユニット１４は、半導体ウェハを載せ置くステージ、ステージに載せ置かれた半導体ウェハを加熱するヒータを含んで構成される。例えば、ヒータはホットプレートとすることができる。
【００１８】
ベークユニット１４では、例えば、１１０℃で９０秒の加熱処理を施す。ベークユニット１４における温度調整、ベーク処理時間調整は制御部２０によって制御される。この加熱処理により露光処理を受けたレジストが固化されて、現像ユニット１８における現像処理を安定化させることができる。
【００１９】
バッファユニット１６は、半導体ウェハをベークユニット１４へ搬送する前に待機させるために用いられる。例えば、半導体製造装置１００のベークユニット１４の１つを室温で利用することによってバッファユニット１６として流用することができる。
【００２０】
現像ユニット１８は、プリベークされた半導体ウェハに現像液を供給し、レジストを現像することによって半導体ウェハ表面に露光されたパターンを形成する。本実施の形態における半導体製造装置１００では現像ユニット１８は複数設けられる（図１ではｄ室、ｅ室、ｆ室の３つの現像ユニット１８）。各現像ユニット１８は、図２に示すように、ステージ部２２、現像ノズル２４、現像液供給ライン２６、水ノズル２８及び水供給ライン３０を含んで構成される。
【００２１】
ステージ部２２は、搬送部１２によって搬入された半導体ウェハを載せ置くステージ２２ａを備える。ステージ２２ａには、半導体ウェハをチャックするためのチャック機構が設けられる。チャック機構は、例えば、真空チャックを適用することが好適である。チャック機構は、制御部２０による制御により、現像ユニット１８に半導体ウェハが搬入されてステージ２２ａ上に載せ置かれると、現像処理が行われている間、半導体ウェハをステージに吸着する。現像処理が終了すると、制御部２０による制御により、半導体ウェハの吸着を解除する。
【００２２】
また、ステージ部２２は、鉛直軸を中心にステージを回転させる回転機構２２ｂを備える。回転機構２２ｂは、回転制御可能なモータ等を含んで構成される。回転機構２２ｂは、制御部２０によって回転速度をプログラミング可能である。回転機構２２ｂは、制御部２０からの回転開始信号を受けて、現像処理時にステージに吸着された半導体ウェハをプログラミングされた所定の回転シーケンスに沿って回転させる。半導体ウェハを回転させることによって、半導体ウェハ上に形成されたレジスト膜にまんべんなく現像液を供給することができ、半導体ウェハの表面全体において現像を確実かつ安定に行うことができる。回転機構は、制御部２０からの回転停止信号を受けるとステージの回転を停止させる。
【００２３】
現像ノズル２４は、ステージ２２ａのウェハ載置面上に配置される。現像ノズル２４は、現像液供給ライン２６に接続され、現像液供給ライン２６を通じて供給された現像液をステージ２２ａ上に載せ置かれたウェハの表面に吐出する。
【００２４】
現像液供給ライン２６は、各現像ユニット１８に設けられた現像ノズル２４に現像液を供給する。現像液供給ライン２６は、複数の現像ユニット１８に対して共通に設けられる。現像液供給ライン２６と各現像ユニット１８の現像ノズル２４への分岐部にはバルブを設け、これらのバルブの開度を制御部２０により調整することによって各現像ユニット１８への現像液の供給を制御する。
【００２５】
水ノズル２８は、ステージ２２ａのウェハ載値面上に配置される。水ノズル２８は、水供給ライン３０に接続され、水供給ライン３０を通じて供給された水をステージ２２ａ上に載せ置かれたウェハの表面に吐出する。
【００２６】
水供給ライン３０は、各現像ユニット１８に設けられた水ノズル２８に水を供給する。水供給ライン３０と各現像ユニット１８の水ノズル２８への分岐部にはバルブを設け、これらのバルブの開度を制御部２０により調整することによって各現像ユニット１８への水の供給を制御する。
【００２７】
制御部２０は、半導体製造装置１００を統合的に制御する。制御部２０は、半導体製造装置１００の各部への制御をプログラム可能なコンピュータを含んで構成することができる。制御部２０は、キャリア部１０からベークユニット１４への搬送部１２による半導体ウェハの搬送、ベークユニット１４におけるベーク処理、ベークユニット１４から現像ユニット１８への搬送部１２による半導体ウェハの搬送、現像ユニット１８における現像液の供給及びステージ２２ａの回転等の制御を行う。
【００２８】
以下、半導体製造装置１００における処理について図３のタイミングチャートを参照して説明する。図３のタイミングチャートでは、横軸を時間として１つの半導体ウェハに対する各部での処理を示している。
【００２９】
期間Ａの前のタイミングＴ１において、搬送部１２によってキャリア部１０から空き状態であるバッファユニット１６へ半導体ウェハが搬入される。バッファユニット１６では、半導体ウェハを次のベークユニット１４へ搬入する前の待機が行われる。
【００３０】
次に、タイミングＴ２において搬送部１２によってバッファユニット１６から空き状態にあるベークユニット１４のいずれかに半導体ウェハが搬入される。半導体ウェハがベークユニット１４に搬入されると、期間Ａにおいて半導体ウェハの表面に形成されたレジスト膜に対するプリベーク処理が施される。
【００３１】
プリベーク処理が終了すると、搬送部１２によってベークユニット１４から空き状態にある現像ユニット１８のいずれかに半導体ウェハが搬送される。半導体ウェハが現像ユニット１８に搬入されると、期間Ｂにおいて半導体ウェハの表面に水が供給され、半導体ウェハの表面が清浄化される。次に、期間Ｃにおいて、半導体ウェハの表面に現像液が供給される。さらに、期間Ｄにおいて、ステージ２２ａを回転させ現像液を半導体ウェハの表面にまんべんなく供給すると共に、現像が適切に行われるまで待機する。続いて、期間Ｅにおいて半導体ウェハの表面に水が再度供給され、半導体ウェハの表面の現像液が洗い流される。半導体ウェハのリンス処理が終了すると、搬送部１２によって現像ユニット１８からキャリア部１０へ半導体ウェハが搬出される。
【００３２】
このような処理が各半導体ウェハに対して施される。本実施の形態では、各半導体ウェハに対してベークユニット１４に搬入されてから現像ユニット１８から搬出されるまで同一のシーケンスで処理を施す。すなわち、各半導体ウェハに対して、半導体ウェハがベークユニット１４に搬入された時点から予め定められたタイミングでプリベーク処理が行われ、半導体ウェハがベークユニット１４に搬入された時点から予め定められたタイミングで現像ユニット１８へ搬送が行われ、現像ユニット１８に搬入された時点から予め定められたタイミングで現像処理が行われる。すなわち、各半導体ウェハへの現像液供給ライン２６からの現像液の供給も各半導体ウェハがベークユニット１４に搬入された時点から予め定められたタイミングで行われる。
【００３３】
このとき、２つ以上の現像ユニット１８において現像液が供給される期間Ｃが重なり合わないように、バッファユニット１６から空き状態にあるベークユニット１４へ半導体ウェハを搬入するタイミングを調整する。各ベークユニット１４では所定時間プリベークが行われた後に現像ユニット１８へ半導体ウェハが搬送されるので、各ベークユニット１４に半導体ウェハを搬入するタイミングを少なくとも現像液の供給期間Ｃよりもずらすことによって期間Ｃが重なり合うことを防ぐことができる。
【００３４】
また、図３のウェハ４の例に示すように、総ての現像ユニット１８が使用中の場合、現像ユニット１８のうち少なくとも１つが空き状態となるタイミングから少なくともプリベーク期間Ａよりも短い時間だけ前にバッファユニット１６からベークユニット１４に半導体ウェハを搬入することが好適である。これにより、プリベーク処理後、所定のシーケンスを変更することなく現像ユニット１８へ半導体ウェハを搬入することが可能となり、プリベーク処理から現像処理までの時間を一定に保つことができる。
【００３５】
以上の方法によって、現像液の供給量、供給圧力等が各半導体ウェハに対して一定となり、レジスト膜の現像を安定して行うことができる。また、レジストパターンの線幅バラツキ（特にウェハ間）を改善することができる。
【００３６】
なお、同時に２つ以上の現像ユニット１８から現像液を供給するようにしてもよい。すなわち、現像液供給ライン２６から現像ユニット１８へ現像液を供給する際に、現像液供給ライン２６から同数の現像ユニット１８へ現像液を供給するようにすれば現像液の供給量、供給圧力等が各半導体ウェハに対して一定となり、レジスト膜の現像を安定して行うことができる。
【００３７】
例えば、２枚の半導体ウェハ毎にベークユニット１４から現像ユニット１８への搬送タイミングを予め定め、それらの半導体ウェハをベークユニット１４に搬入した後、同時に現像液が供給するように現像液供給ライン２６に設けられたバルブを制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態における半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における現像ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体製造方法のタイミングチャートを示す図である。
【図４】従来の半導体製造装置における現像液供給のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  キャリア部、１２  搬送部、１４  ベークユニット、１６  バッファユニット、１８  現像ユニット、２０  制御部、２２  ステージ部、２２ａ  ステージ、２２ｂ  回転機構、２４  現像ノズル、２６  現像液供給ライン、２８  水ノズル、３０  水供給ライン、１００  半導体製造装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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