(57)【要約】【課題】  必要に応じて清浄な気体を供給することにより、化学増幅型レジストのパターン形成時の形状異常を防止する。【解決手段】  半導体基板処理システムは、清浄であることが確認されている気体を貯蔵する供給タンク１と、気体清浄設備を有する基板処理装置２と、供給タンク１中の気体を基板処理装置２に供給するか否かを切替制御する気体制御部３と、基板処理装置２内の気体を循環させる循環器４とを備えている。基板処理装置２内で化学増幅型レジストのパターン形成を行ったときに同レジストの形状異常が起こる場合には、供給タンク１からの清浄な気体を基板処理装置２に供給するため、形状異常が起きる原因が特定できなくても、同レジストのパターン形成を正常に行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学増幅型レジストのパターン形成時に、雰囲気中の不純物を原因として前記レジストに形状異常が起きないことが確認されている気体を保持する第１の気体保持部と、
前記第１の気体保持部とは分離して配置された第２の気体保持部と、
前記第１および第２の気体保持部の間に設けられ、前記第１の気体保持部内の気体を前記第２の気体保持部に供給するか否かを切替制御する気体制御部と、を備え、
前記第２の気体保持部の内部には、被処理基板上に形成された化学増幅型レジストをパターン形成する少なくとも一つの処理装置が設置されることを特徴とする半導体基板処理システム。
【請求項２】
前記気体制御部は、前記第２の気体保持部内の前記処理装置にて加工した前記化学増幅型レジストに形状異常が起きた場合に、前記第１の気体保持部内の気体を前記第２の気体保持部に供給することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板処理システム。
【請求項３】
前記第２の気体保持部は、
化学増幅型レジストを加工する複数の処理装置と、
前記複数の処理装置のそれぞれに対応して設けられ、前記第１の気体保持部から供給された気体を対応する前記処理装置に供給するか否かを個別に切替可能な複数のバルブと、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体基板処理システム。
【請求項４】
前記気体制御部の制御により前記第１の気体保持部から供給された気体を循環させる循環器と、を備え、
前記第２の気体保持部は、前記第１の気体保持部からの気体を、天井から床にかけてダウンフローで流し、前記循環器で循環させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体基板処理システム。
【請求項５】
前記第１および第２の気体保持部はそれぞれ、気体清浄設備を有するクリーンルームであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上のレジストの処理を行う半導体基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上にレジストを塗布して加熱および露光する処理は一般にクリーンルームの中で行われる。ところが、クリーンルームを新規に設営した場合などは、同ルームの壁面などから不所望のガスが放出されるおそれがある。また、薬液の漏洩によって不所望のガスが発生して、クリーンルーム内で突発的または継続的な環境汚染が生じるおそれもある。
【０００３】
クリーンルーム内でこのような環境汚染が生じた場合でも、レジストの塗布現像装置や露光装置が有するケミカルフィルタユニットで雰囲気を清浄化できることが多いが、環境汚染がひどい場合や未知のガスで汚染された場合には、同フィルタユニットでは除去できないおそれがある。この場合、レジストのパターン形成時に、Ｔ−トップと呼ばれる形状異常が生じてしまう。
【０００４】
この種の問題に対する対策として、ケミカルフィルタの性能向上を図る手法が提案されている（特許文献１参照）。この文献では、ガスボンベ等から供給される乾燥した供給ガスを加湿してからフィルタを通すことにより、フィルタの性能向上を図っている。しかしながら、フィルタは、成分のわかっている不純物の除去効果しか確認できないため、ガス供給部内のガスに未知の不純物が混入している場合は、フィルタで除去できるとは限らず、同文献の技術だけではレジストの形状異常は防止できない。
【０００５】
その他の対策として、レジスト上に保護膜を形成して、レジストが環境汚染の影響を受けないようにすることも考えられる。しかしながら、レジスト上に保護膜を形成した状態で露光処理を行うと、光近接効果により、レジストパターンに寸法的なばらつきが生じるおそれがある。
【特許文献１】特開平9-275054号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、気体中に含まれる不純物の種類を特定できなくても、化学増幅型レジストのパターン形成時の形状異常を防止できる半導体基板処理システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、化学増幅型レジストのパターン形成時に、雰囲気中の不純物を原因として前記レジストに形状異常が起きないことが確認されている気体を保持する第１の気体保持部と、前記第１の気体保持部とは分離して配置された第２の気体保持部と、前記第１および第２の気体保持部の間に設けられ、前記第１の気体保持部内の気体を前記第２の気体保持部に供給するか否かを切替制御する気体制御部と、を備え、前記第２の気体保持部の内部には、被処理基板上に形成された化学増幅型レジストをパターン形成する少なくとも一つの処理装置が設置されることを特徴とする半導体基板処理システムを提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、気体中に含まれる不純物の種類を特定できなくても、化学増幅型レジストのパターン形成時の形状異常を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る半導体基板処理システムの概略構成を示すブロック図である。図１の半導体基板処理システムは、清浄であることが確認されている気体を貯蔵する供給タンク１と、気体清浄設備を有する基板処理装置２と、供給タンク１中の気体を基板処理装置２に供給するか否かを切替制御する気体制御部３と、基板処理装置２内の気体を循環させる循環器４とを備えている。
【００１１】
基板処理装置２の内部には、少なくとも一つの半導体製造装置が設置されている。半導体製造装置の中には、化学増幅型レジストをパターン形成する処理装置も含まれている。この種の処理装置の具体例は、同レジストの塗布装置や露光装置などである。基板処理装置２は、例えばクリーンルームもしくはクリーンルーム内で独立可能な環境チャンバーである。
【００１２】
気体制御部３は、供給タンク１からの気体を基板処理装置２に供給するか否かを切り替えるバルブ５と、気体を吸い込むパーティクルフィルタ＆ファン６と、ケミカルフィルタ７とを有する。循環器４は、基板処理装置２からの気体を吸い込むパーティクルフィルタ＆ファン８と、ケミカルフィルタ９とを有する。気体中に含まれる不純物（粒子）は、パーティクルフィルタとケミカルフィルタ９のいずれかで除去される。ここで、ケミカルフィルタ７及び９は必ずしも必要ではない。
【００１３】
気体制御部３内のバルブ５を開けると、図１の矢印で示す向きに気体が流れる。気体制御部３を通過した気体は、基板処理装置２の手前で二系統Ｌ１，Ｌ２に分かれる。そのうちの一系統Ｌ１の気体は、基板処理装置２の天井から床にかけてダウンフローで流れる。基板処理装置２内の天井にはパーティクルフィルタ＆ファン１０ａとケミカルフィルタ１０ｂが取り付けられており、気体制御部３からの気体を吸い込んで下方に流す。他の系統Ｌ２の気体は、基板処理装置２の壁面から内部に供給される。この系統Ｌ２から供給された気体は、一部の塗布装置や露光装置などのように、ダウンフローの気体とは異なる気体を直接必要とする装置に用いられる。
【００１４】
供給タンク１内に貯蔵される気体は、半導体製造装置の製造に一般的に用いられる気体であれば特に具体的な種類は問わない。例えば、クリーンルーム内の空気や窒素等である。
【００１５】
図１では、基板処理装置２内をダウンフローで流れる気体を循環器４を用いて循環させているが、循環させずに垂れ流してもよい。
【００１６】
また、供給タンク１からの気体は常時基板処理装置２に供給しておく必要はなく、基板処理装置２内が何らかの要因により汚染されて、化学増幅型レジストに形状異常が起こることが確認された場合のみ、供給タンク１からの気体を供給すればよい。
【００１７】
供給タンク１は、必ずしも気体を供給するためだけに設けられている必要はなく、半導体製造装置等が設置されたクリーンルーム等を供給タンク１として用いてもよい。本実施形態は、基板処理装置２で化学増幅型レジストのパターン形成を行う際、何かの理由により同レジストに形状異常が起こる場合に、迅速に供給タンク１から清浄な気体を供給できるようにした点に特徴がある。これにより、形状異常が起きる原因が特定できなくても、清浄な気体を供給して形状異常のないレジスト加工処理が可能となる。
【００１８】
供給タンク１内の気体が清浄かどうかは、実際に供給タンク１内に半導体製造装置を設置して、化学増幅型レジストのパターン形成処理を行って、同レジストに形状異常が起きるかどうかを調べるのが望ましい。あるいは、供給タンク１にクリーンルームを併設して同ルーム内で化学増幅型レジストの形状異常が起きないことを確認した気体を供給タンク１に供給してもよい。
【００１９】
このように、第１の実施形態では、基板処理装置２内で化学増幅型レジストのパターン形成を行ったときに同レジストの形状異常が起こる場合には、供給タンク１からの清浄な気体を基板処理装置２に供給するため、形状異常が起きる原因が特定できなくても、同レジストの形状異常を防止でき、半導体装置製造時の歩留まりが向上する。
【００２０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、一方のクリーンルームから他方のクリーンルームに清浄な気体を供給できるようにしたものである。
【００２１】
図２は本発明の第２の実施形態に係る半導体基板処理システムの概略構成を示すブロック図である。図２の半導体基板処理システムは、空調設備を有する第１のクリーンルーム１１と、同じく空調設備を有する第２のクリーンルーム１２と、第１および第２のクリーンルーム１１，１２間で気体を送受するか否かを切替制御する気体制御部１３とを備えている。
【００２２】
第１および第２のクリーンルーム１１，１２の内部には、少なくとも一つの半導体製造装置が設置されている。半導体製造装置の中には、清浄な気体を必要とするものと、必要としないものがある。清浄な気体を必要とする半導体製造装置は、例えば化学的増幅型レジストを加工処理する装置であり、清浄な気体を必要としない半導体製造装置は、例えば非化学増幅型レジスト（ｉ線やｇ線レジストなど）を加工処理する装置である。
【００２３】
図２では、各クリーンルーム１１，１２とも、清浄な気体を必要とする３つの半導体製造装置１４と、清浄な気体を必要としない３つの半導体製造装置１５とを有する例を示しているが、これら半導体製造装置の数には特に制限はない。また、清浄な気体を必要としない半導体製造装置がクリーンルーム内に設置されていなくてもよい。
【００２４】
清浄な気体を必要とする半導体製造装置のそれぞれに対応してバルブ１６が接続されている。これらバルブ１６は個別に開閉可能であり、一部の半導体製造装置だけに清浄な気体を供給することも可能である。したがって、クリーンルーム内の一部の製造装置だけが化学増幅型レジストのパターン形成を行っている場合には、この製造装置に対応するバルブ１６だけを開けることも可能である。
【００２５】
また、各クリーンルーム１１，１２には、クリーンルーム内の気体を他のクリーンルームに供給するか否かを切り替えるバルブ１７が接続されている。また、気体制御部１３には、どの方向に気体を流すかを切り替えるバルブ１８，１９が接続されている。気体制御部１３は、図１と同様に、気体を吸い込むパーティクルフィルタ＆ファン２０と、ケミカルフィルタ２１とを有し、クリーンルームから供給された気体に含まれる不純物（粒子）を除去する。
【００２６】
さらに、各クリーンルーム１１，１２には、室内の気体を循環するための循環器４が設けられている。これら循環器４は、室内の気体を吸い込むパーティクルフィルタ＆ファン２２と、ケミカルフィルタ２３とを有する。
【００２７】
図３は、第１のクリーンルーム１１内が清浄であることが確認されており、かつ第２のクリーンルーム１２内で化学増幅型レジストの形状異常が起こった場合に、第１のクリーンルーム１１から第２のクリーンルーム１２に気体を供給する例を示す図である。図３の太線矢印が気体の流れる向きを示している。図３では、図２に示したバルブ１６〜１９のうち、開放状態にあるものを省略して図示している。第１のクリーンルーム１１内の清浄な気体は、気体制御部１３を介して第２のクリーンルーム１２に供給される。第２のクリーンルーム１２は、供給された清浄気体をダウンフローで天井から床に流する。この気体は、第２のクリーンルーム１２内で循環させてもよいし、循環させなくてもよい。
【００２８】
新規にクリーンルームを設営した場合、同ルームの壁面等からガスが放出されたりする。あるいは、クリーンルーム内で薬液が漏洩したりして、同ルーム内の気体が汚染されるおそれもある。このような汚染物質は、ケミカルフィルタで除去できるとは限らない。汚染物質を含む雰囲気中で化学増幅型レジストのパターン形成を行うと、同レジストに、図４に示すようなＴ−トップ形状の形状異常２５が起きてしまう。
【００２９】
このような場合に、図２のシステムを利用して、気体が清浄であることが確認できているクリーンルームから清浄気体を供給してレジストのパターン形成を行うことにより、その結果得られた化学増幅型レジスト２６は、図５に示すように形状異常を起こさなくなる。
【００３０】
上述した図３では、第１のクリーンルーム１１から第２のクリーンルーム１２に清浄な気体を供給する例を説明したが、逆に、第１のクリーンルーム１１内で化学増幅型レジストの形状異常が起こって、第２のクリーンルーム１２内では形状異常が起こらなかった場合には、図２のバルブ１６〜１９の開閉を切り替えて、第２のクリーンルーム１２から第１のクリーンルーム１１に清浄な気体を供給すればよい。
【００３１】
また、互いに気体を送受できるクリーンルームの数は２つに限らない。同一施設内に３つ以上のクリーンルームがある場合には、これらクリーンルーム間で任意に気体を送受してもよい。これにより、どのクリーンルームで半導体装置を製造しても、均一な特性の半導体を製造することができる。
【００３２】
このように、第２の実施形態では、複数のクリーンルームの間で、清浄な気体を送受できるようにしたため、一部のクリーンルーム内で化学増幅型レジストの形状異常が起こっても、他のクリーンルームから清浄な気体を供給して製造を継続でき、気体中の不純物による化学増幅型レジストの形状異常を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体基板処理システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体基板処理システムの概略構成を示すブロック図。
【図３】図２における清浄気体の流れる方向の一例を示す図。
【図４】Ｔ−トップ形状の形状異常を有する化学増幅型レジストの一例を示す図。
【図５】形状異常のない化学増幅型レジストの一例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  供給タンク
２  基板処理装置
３  気体制御部
４  循環器
１１  第１のクリーンルーム
１２  第２のクリーンルーム
１３  気体制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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