專利名稱：涂敷和顯影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于基片的涂敷和顯影系統(tǒng)。
在半導(dǎo)體器件制作過程中的光刻(photolithography)工藝中，例如，執(zhí)行在晶片的頂面上形成一層保護(hù)膜(resist film)的保護(hù)層涂敷處理、在晶片以某種圖案曝光后進(jìn)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(jìn)行的熱處理和冷處理等。上述處理在每一個單獨(dú)提供的處理單元內(nèi)進(jìn)行，這些處理單元構(gòu)成涂敷和顯影系統(tǒng)，從而使上述一系列處理可以連續(xù)地進(jìn)行。對某種圖案的曝光本身通常在鄰近該涂敷和顯影系統(tǒng)的曝光處理單元內(nèi)進(jìn)行。
上述涂敷和顯影系統(tǒng)包括用于將基片運(yùn)入和運(yùn)出該涂敷和顯影系統(tǒng)的加載/卸載部分，具有涂敷單元、顯影單元和熱處理單元等的處理區(qū)，和用于將晶片傳送到處理區(qū)和上述系統(tǒng)外側(cè)的曝光單元或者傳送來自處理區(qū)和曝光單元的晶片的接口部分，其中在處理區(qū)進(jìn)行大多數(shù)的上述晶片處理。
當(dāng)在涂敷和顯影系統(tǒng)中對晶片進(jìn)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系統(tǒng)中，以便防止雜質(zhì)比如非常小的顆粒附著在晶片上，然后涂敷和顯影系統(tǒng)內(nèi)的氣氛被排出，從而可以在清潔狀態(tài)下對晶片進(jìn)行處理。
而且，在晶片上形成的保護(hù)膜上曝光了預(yù)定的電路圖案后，晶片被傳送到熱處理單元，在此進(jìn)行曝光后加熱的PEB(曝光后焙烘)，從而用于改善圖案的形成。
然而，最近研制了利用更短波長(例如157nm)的光進(jìn)行曝光的技術(shù)，以便形成更精細(xì)、更精確的電路圖案。當(dāng)利用更短波長的光時，擔(dān)心迄今為止不成為問題的分子水平的雜質(zhì)比如氧氣、臭氧、水蒸氣對曝光處理有不利影響，而不能形成精確的電路圖案。
因此，至少當(dāng)晶片進(jìn)行曝光處理時，必須防止雜質(zhì)比如氧氣附著在晶片上，但因?yàn)殡s質(zhì)比如氧氣包含在空氣中，所以僅供應(yīng)常規(guī)的清潔空氣不能有效地防止雜質(zhì)附著到晶片上，或者不能去除已經(jīng)附著在晶片上的雜質(zhì)。
如果上述雜質(zhì)附著到晶片上而晶片從曝光處理單元運(yùn)出而運(yùn)入熱處理單元，那么對電路圖案的形成產(chǎn)生不利影響。此外，當(dāng)使用化學(xué)增強(qiáng)的保護(hù)膜時，如果在曝光處理之后將晶片傳送到PEB需要較長時間，那么就會擔(dān)心在這一時間內(nèi)的酸的增強(qiáng)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這導(dǎo)致電路圖案的線寬變化。此外，因?yàn)樵谕糠蠛惋@影系統(tǒng)內(nèi)對一組晶片進(jìn)行處理，所以如果在曝光處理之后將每一晶片傳送到PEB的傳送時間不同，即如果PED(曝光后延遲)不同，那么每一晶片的線寬就發(fā)生變化。
當(dāng)需要更精確的電路圖案時，常規(guī)上可以忽略程度的圖案變形在當(dāng)前就存在著改進(jìn)的余地，且采用清潔空氣與涂敷和顯影系統(tǒng)的常規(guī)配置不能滿足需求。
本發(fā)明鑒于上述問題而作出，且其目的是提供一種涂敷和顯影系統(tǒng)，其中分子水平的非常小的雜質(zhì)不會附著到比如晶片的基片上，從而可以獲得更精確的電路圖案。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的涂敷和顯影系統(tǒng)具有處理區(qū)，該處理區(qū)有在基片上形成涂層薄膜的涂敷單元、用于顯影基片的顯影單元、用于對基片進(jìn)行熱處理的熱處理單元、用于將基片從涂敷單元、顯影單元和熱處理單元傳送或傳送到這些單元的第一傳送裝置，該系統(tǒng)還有接口部分，在該接口部分中基片至少沿上述處理區(qū)和該系統(tǒng)外側(cè)的對基片進(jìn)行曝光處理的曝光單元之間的路徑上傳送，該系統(tǒng)還有用于容納上述處理區(qū)和接口部分的殼體，用于給上述接口部分供應(yīng)惰性氣體的供氣裝置，以及排出上述接口部分內(nèi)的氣氛的排氣部分，還有所述的熱處理單元，和用于將基片在該熱處理單元和曝光處理單元之間的路徑上傳送的、位于上述接口部分內(nèi)的第二傳送裝置。
在本發(fā)明中，位于接口部分內(nèi)的熱處理單元能在緊接曝光之前進(jìn)行熱處理，且還能在緊接曝光之后進(jìn)行熱處理。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)惰性氣體從供氣裝置供應(yīng)給接口部分時，接口部分內(nèi)的氣氛從排氣部分排出，從而可以從接口部分去除雜質(zhì)比如氧氣和水蒸氣，保持接口部分處于清潔狀態(tài)。因此，當(dāng)基片從緊接曝光處理之前的熱處理出來通過曝光處理而到達(dá)緊接曝光之后的熱處理時，基片可以在惰性氣體的清潔氣氛中傳送，可以防止雜質(zhì)附著。在具有涂層薄膜的基片熱處理之后，尤其是處于雜質(zhì)很容易附著到基片上的狀態(tài)。如果在曝光處理時雜質(zhì)附著到基片上，那么雜質(zhì)吸收用于曝光的能量比如激光，這導(dǎo)致?lián)牟贿m于進(jìn)行曝光處理。然而，通過將熱處理單元置于接口部分內(nèi)且保持基片在緊接曝光處理之前的路徑處于本發(fā)明的惰性氣體的清潔氣氛中，可以適于進(jìn)行基片的處理和加工。
上述的惰性氣體意味著針對在涂敷和顯影系統(tǒng)中所用的處理溶液的惰性氣體，例如涂敷溶液和顯影溶液，惰性氣體例如是氮?dú)?、氬氣、氖氣等，它們不含有氧氣、水和有機(jī)物質(zhì)。


圖1是從根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的涂敷和顯影系統(tǒng)的平面看到的示意圖；圖2是圖1中的涂敷和顯影系統(tǒng)的正視圖；圖3是圖1中的涂敷和顯影系統(tǒng)的后視圖；圖4是示出了接口部分內(nèi)部的放大型貌的平面圖；圖5是示出了圖1中的涂敷和顯影系統(tǒng)中的加熱冷卻處理單元的輪廓的水平剖面圖；圖6是沿該涂敷和顯影系統(tǒng)的側(cè)向看到的供給接口部分的惰性氣體的流動狀態(tài)示意圖；圖7是示出了供應(yīng)給接口部分傳送區(qū)域和熱處理區(qū)域的惰性氣體的流動狀態(tài)的垂直剖面示意圖。
在下文中將說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的涂敷和顯影系統(tǒng)1的平面圖，圖2是涂敷和顯影系統(tǒng)1的正視圖，而圖3是涂敷和顯影系統(tǒng)1的后視圖。
如圖1所示，涂敷和顯影系統(tǒng)1具有暗盒站2、處理站3和接口部分整體地連接在殼體1a上這樣的結(jié)構(gòu)，其中暗盒站2用于在暗盒單元中傳送例如25個晶片W從外部到涂敷和顯影系統(tǒng)1或從涂敷和顯影系統(tǒng)1到外部，且用于傳送晶片W進(jìn)入暗盒C或從暗盒C出來，處理站3作為加工區(qū)，在該區(qū)設(shè)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(jìn)行預(yù)定的加工處理，接口部分4用于從鄰近涂敷和顯影系統(tǒng)1的曝光處理單元5接收晶片W或?qū)⒕琖輸送到曝光處理單元。
在暗盒站2中，一組暗盒C可以預(yù)定的位置安放在沿X方向(圖1中的垂直方向)直線排列的作為安放部分的暗盒安放臺6上。而且，提供有一晶片運(yùn)送器7，可沿運(yùn)送路徑8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(yùn)送器7有與晶片W對齊的對齊功能。晶片運(yùn)送器7的結(jié)構(gòu)使其還可以接近擴(kuò)展單元32和包含在處理站3側(cè)的第三處理單元組G3中的粘著單元31，這將在后面進(jìn)行描述。
在處理站3中，在其中心部分有作為第一傳送裝置的主傳送裝置13，且各處理單元多層地布置在主傳送裝置13的周圍，組成處理單元組。在涂敷和顯影系統(tǒng)1中，設(shè)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位于涂敷和顯影系統(tǒng)1的前側(cè)，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4布置。而且，作為選項(xiàng)，用虛線表示的第五處理單元組G5可以附加布置在其后側(cè)。上述主運(yùn)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中后面將描述的各處理單元或傳送來自這些處理單元的晶片W。
在第一處理單元組G1中，用于給晶片W施加保護(hù)溶液的保護(hù)層涂敷單元17和在曝光處理之后對晶片W進(jìn)行顯影處理的顯影單元18按從底部的順序分兩層排列，例如如圖2所示。至于第二處理單元組G2，保護(hù)層涂敷單元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，用于冷卻晶片W的冷卻單元30、用于增加保護(hù)溶液和晶片W之間的粘著力的粘著單元31、用于使晶片W等待的擴(kuò)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(jìn)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，用于冷卻晶片W的冷卻單元40、擴(kuò)展單元41和42、冷卻單元43和44、用于當(dāng)在曝光處理過程中抑制駐波的抗反射層形成時在形成抗反射層之后對晶片W進(jìn)行熱處理的熱處理單元(焙烘)45、46和47等等例如按從底部的順序分8層排列。
如圖4所示，接口部分4被分成傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52。在傳送區(qū)域50中，設(shè)有作為第三傳送裝置的晶片傳送機(jī)構(gòu)54。該晶片傳送機(jī)構(gòu)54的結(jié)構(gòu)使其可以在X和Y方向(上下方向和在圖1中的左右方向)以及Z方向(垂直方向)上移動，且可沿方向θ轉(zhuǎn)動(繞軸線Z的轉(zhuǎn)動方向)，從而它可將晶片W傳送到將在下文描述的第六處理單元組G6中包括的各處理單元。
在熱處理區(qū)域51，設(shè)有上述的第六處理單元組G6。在第六處理單元組G6中，如圖3所示，例如，冷卻單元60、擴(kuò)展單元61和62、用于在曝光處理后加熱(曝光后焙烘)晶片W并隨后冷卻到預(yù)定溫度的加熱和冷卻處理單元63、64和65(在圖3中的PEB/COL)、用于在曝光處理前加熱晶片而使保護(hù)溶液的溶劑蒸發(fā)且此后冷卻到預(yù)定溫度的加熱冷卻處理單元66和67(圖3中的PREBAKE/COL)等等例如按從底部的順序分8層排列。
上述加熱和冷卻處理單元63在殼體63a內(nèi)部的基座70上有用于加熱晶片W的盤狀加熱板71，和在加熱板71上方移動的冷卻板72，用于從加熱板71上接收晶片W并使之冷卻。因此，在加熱和冷卻處理單元63中，對晶片W的加熱和冷卻處理是在同一單元中連續(xù)進(jìn)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。其他的加熱和冷卻處理單元64至67也有與加熱和冷卻處理單元63同樣的構(gòu)造。
在發(fā)送區(qū)域52中，設(shè)有作為第二傳送裝置的晶片運(yùn)送器80。該晶片運(yùn)送器80的結(jié)構(gòu)使其可沿X方向(圖1中的上下方向)和Z方向(垂直方向)移動，且可沿θ方向(繞軸線Z的轉(zhuǎn)動方向)轉(zhuǎn)動，能將晶片W傳送到上述處理單元組G6中包含的周邊光刻器(aligner)81和該系統(tǒng)外側(cè)的曝光處理單元5。
在傳送區(qū)域50和熱處理區(qū)域51與發(fā)送區(qū)域52之間有第一隔板82。第一隔板82切斷了傳送區(qū)域50和熱處理區(qū)域51與發(fā)送區(qū)域52之間的氣氛。第一隔板82具有第一通道口83，藉此上述的晶片運(yùn)送器80可接近在上述第六處理單元組G6中包含的各處理單元，且將晶片W從熱處理區(qū)域51傳送到發(fā)送區(qū)域52或從發(fā)送區(qū)域52傳送到熱處理區(qū)域51。而且，第一通道口83有自由開關(guān)的第一擋板84，第一擋板84僅在當(dāng)晶片W通過第一通道口83時打開，而在其他時間內(nèi)第一擋板84是關(guān)閉的。
在傳送區(qū)域50和熱處理區(qū)域51之間設(shè)有第二隔板85。第二隔板85切斷了傳送區(qū)域50和熱處理區(qū)域51之間的氣氛。第二隔板85具有第二通道口86，藉此上述的晶片傳送機(jī)構(gòu)54可接近在上述第六處理單元組G6中包含的各處理單元，且將晶片W從傳送區(qū)域50傳送到熱處理區(qū)域51或從熱處理區(qū)域51傳送到傳送區(qū)域50。而且，第二通道口86有第二擋板87，第二擋板87僅在當(dāng)晶片W通過第二通道口86時打開，而在其他時間內(nèi)第二擋板87是關(guān)閉的。
在處理站3和接口部分4之間設(shè)有第三隔板90。第三隔板90切斷了處理站3與接口部分4之間的氣氛。第三隔板90在與上述第四處理單元組G4中包含的擴(kuò)展單元41和42相對的位置處有第三通道口91，藉此上述晶片傳送機(jī)構(gòu)54可接近擴(kuò)展單元41和42，并將晶片從處理站3傳送到接口部分4或從接口部分4傳送到處理站3。
第三通道口91有用于打開關(guān)閉第三通道口91的第三擋板92，使得第三擋板92僅在晶片W通過第三通道口91時打開，而在其他時間內(nèi)第三擋板92關(guān)閉。
用于對晶片W進(jìn)行曝光處理的的曝光處理單元5鄰近接口部分4。曝光處理單元5通過曝光處理單元5的殼體5a氣密密封，使得曝光單元5內(nèi)部的氣氛可以得到嚴(yán)格控制。在殼體5a的接口部分4一側(cè)有通道口95，晶片W可穿過該通道口從接口部分4傳送出或傳送到接口部分4，且該通道口95有用于打開和關(guān)閉通道口95的擋板96。
用于供應(yīng)惰性氣體的供氣裝置獨(dú)立地位于如上構(gòu)成的接口部分4的各區(qū)域上部。特別是，如圖6和圖7所示，第三供氣裝置100位于傳送區(qū)域50的上部，第一供氣裝置101位于熱處理區(qū)域51的上部，而第二供氣裝置102位于發(fā)送區(qū)域52的上部。惰性氣體例如氮?dú)?N2)可以從第三供氣裝置100供應(yīng)到傳送區(qū)域50，從第一供氣裝置101供應(yīng)到熱處理區(qū)域51，從第二供氣裝置102供應(yīng)到發(fā)送區(qū)域52。
這些供氣裝置100至102都具有控制從供應(yīng)源等(未示出)供應(yīng)的惰性氣體處于預(yù)定的溫度和濕度的功能，且分別具有ULPA過濾器100a、101a和102a，用于去除惰性氣體中非常小的顆粒，從而對于每一區(qū)域來說溫度和濕度得到控制的清潔惰性氣體可以供應(yīng)到傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52。
在傳送區(qū)域50的下部設(shè)有作為第三排氣部分的第三排氣管105，在熱處理區(qū)域51的下部設(shè)有作為第一排氣部分的第一排氣管106，而在傳送區(qū)域52的下部設(shè)有作為第二排氣部分的第二排氣管107，所以在每一區(qū)域的氣氛被排出。因此，從上述的供氣裝置100至102供應(yīng)給上述區(qū)域的惰性氣體用來穿過各區(qū)域從各排氣管105至107排放，所以在每一區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)例如氧氣、臭氧、水蒸汽等被清除掉，而在每一區(qū)域內(nèi)的氣氛可以保持清潔。
在傳送區(qū)域50內(nèi)的壓力可以通過控制第三供氣裝置100的惰性氣體供應(yīng)量來控制，而熱處理區(qū)域51內(nèi)的壓力可以通過控制供氣裝置101的惰性氣體供應(yīng)量來控制。第二排氣管107通向例如由渦輪分子泵等構(gòu)成的減壓裝置110。減壓裝置110抽吸傳送區(qū)域52內(nèi)部的真空而使壓力減小到預(yù)定的壓力。
下面將闡述在如上構(gòu)成的涂敷和顯影系統(tǒng)1中進(jìn)行的光刻工藝。
首先，在開始處理晶片W之前，溫度和濕度得到控制的，例如23℃和45％，且去除了非常小的顆粒的惰性氣體例如氮?dú)馔ㄟ^每一供氣裝置100、101和102供應(yīng)到每一區(qū)域，也就是，接口部分4內(nèi)的傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52。在每一區(qū)域內(nèi)的氣氛被清潔的氣氛所代替，清潔的氣氛中不含有非常小的顆粒和雜質(zhì)比如氧氣、堿性物質(zhì)等等，且在下面將保持這種狀態(tài)。
通過減壓裝置110的真空抽吸，發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的壓力減小到例如200至300Pa。在這種狀態(tài)，發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的壓力P1和曝光處理單元5內(nèi)的壓力P2設(shè)為P2＞P1的關(guān)系，從而防止了發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的氣氛進(jìn)入曝光處理單元5中。
涂敷和顯影系統(tǒng)1所處的清潔室內(nèi)的壓力P0設(shè)為低于涂敷和顯影系統(tǒng)1內(nèi)的暗盒站2、處理站3等內(nèi)的壓力，從而防止清潔室內(nèi)含有非常小的顆粒等雜質(zhì)的氣氛、非常小的顆粒等直接流入涂敷和顯影系統(tǒng)1內(nèi)。應(yīng)指出的是，供應(yīng)給每一區(qū)域的惰性氣體的溫度、濕度或濃度可以與如上所述相同，或者視需要而不同。
當(dāng)開始對晶片W進(jìn)行處理時，首先在暗盒站2中，晶片運(yùn)送器7從暗盒C中取出一個未處理的晶片W，將其運(yùn)送到處理站3的粘著單元31。
接著，在粘著單元31內(nèi)涂敷有用于增加對保護(hù)溶液的粘著力的粘著增強(qiáng)劑比如HMDS的晶片W被主傳送裝置13傳送到冷卻單元30而冷卻到預(yù)定溫度。此后，晶片W被傳送到保護(hù)層涂敷單元17或19，進(jìn)行保護(hù)層涂敷處理。隨后，具有保護(hù)膜的晶片W被主傳送裝置13傳送到擴(kuò)展單元41或42。此后，晶片W被晶片傳送機(jī)構(gòu)54從擴(kuò)展單元41或42傳送到傳送區(qū)域50。此時，第三擋板92臨時打開，且當(dāng)晶片W進(jìn)入傳送區(qū)域50后，第三擋板92再次關(guān)閉。
傳送到氣氛保持清潔的傳送區(qū)域50的晶片W被晶片傳送機(jī)構(gòu)54傳送到氣氛同樣保持清潔的熱處理區(qū)域51的加熱和冷卻處理單元66或67。此時，第二擋板87臨時打開，且在晶片W進(jìn)入加熱和冷卻處理單元66或67之后，第二擋板87再次關(guān)閉。在這種情況下，惰性氣體例如氮?dú)夤?yīng)到傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52，以保持這些區(qū)域有氮?dú)鈿夥?，藉此可防止氧氣和水分附著到晶片W頂面的保護(hù)膜上，且在熱處理過程中在這樣的氮?dú)鈿夥罩幸部蛇M(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?br> 在加熱和冷卻處理單元66或67中進(jìn)行加熱和冷卻處理。在這種狀態(tài)，熱處理和冷處理不在分開且獨(dú)立的單元內(nèi)按順序進(jìn)行，而是加熱和冷卻處理在一個單元內(nèi)進(jìn)行，比如加熱和冷卻處理單元66或67，藉此對晶片W進(jìn)行熱處理和冷卻的時間可以固定，這樣由于加熱給晶片W造成的熱歷史對于每一晶片W來說可以保持相同。
此后，晶片W被晶片運(yùn)送器80從加熱冷卻處理單元66或67送出，而送到發(fā)送區(qū)域52，在此氣氛保持清潔且減壓。此時，第一擋板84臨時打開，且當(dāng)晶片W進(jìn)入發(fā)送區(qū)域52時，第一擋板84再次關(guān)閉。
晶片運(yùn)送器80將晶片W傳送到周邊光刻器81。由周邊光刻器81對周邊部分進(jìn)行曝光的晶片W被晶片運(yùn)送器80再次持有而通過通道口95傳送到曝光處理單元5。此時，擋板96打開，且當(dāng)晶片W進(jìn)入曝光處理單元5后，擋板96再次關(guān)閉。
從在加熱和冷卻處理單元66或67的熱處理時直到在曝光處理之前時，晶片W在清潔氣氛中有利地傳送。當(dāng)發(fā)送區(qū)域52例如在真空氣氛時，尤其處于幾乎不存在雜質(zhì)的狀態(tài)。通過減壓裝置110的真空抽吸，在發(fā)送區(qū)域52內(nèi)形成氣流，氣流去除粘著在晶片W上的附著物。通過減小氣氛壓力，保護(hù)溶液中的溶劑可以從晶片W上蒸發(fā)。
接著，在曝光處理單元5中，晶片W以預(yù)定的電路圖案曝光。在曝光完成后晶片W由晶片運(yùn)送器80通過通道口95傳送入發(fā)送區(qū)域52。此時，擋板96打開，且當(dāng)晶片W通過后，擋板96再次關(guān)閉。
此后，晶片W經(jīng)過第一擋板84已打開的第一通道口83，而被晶片運(yùn)送器80傳送到加熱和冷卻處理單元63、64或65。
在加熱和冷卻處理單元63、64或65中進(jìn)行加熱和冷卻處理。此時，加熱和冷卻處理不在分開的單獨(dú)單元中按順序進(jìn)行，這樣由于加熱而給晶片W造成的熱歷史對于每一晶片W來說可以保持相同。
此后，晶片W經(jīng)過第二擋板87已打開的第二通道口86，且從加熱和冷卻處理單元63、64或65傳送出，然后由晶片傳送機(jī)構(gòu)54傳送到傳送區(qū)域50。接著，晶片W經(jīng)過第三擋板92已打開的第三通道口91，而從傳送區(qū)域50傳送到處理站3的擴(kuò)展單元41或42。如上所述，晶片傳送機(jī)構(gòu)54適于將晶片W從處理站3傳送到熱處理區(qū)域51或從熱處理區(qū)域51傳送到處理站3。
從緊接曝光處理之后的時刻到加熱冷卻處理單元63、64或65的熱處理，晶片W也在清潔氣氛例如惰性氣體氣氛中適當(dāng)?shù)貍魉?。而且，在曝光處理單?和加熱和冷卻處理單元63、64或65之間的距離比較短，因此可以在曝光處理之后在短時間內(nèi)將晶片W傳送到加熱和冷卻處理單元63、64或65。
此后，晶片W被主傳送裝置13傳送到顯影單元18或20而經(jīng)受顯影處理。在顯影處理之后晶片W被傳送到后焙烘單元35或36加熱，然后傳送到冷卻單元33或34冷卻到預(yù)定溫度。晶片W被傳送到第三處理單元組G3的延伸單元32，然后通過晶片運(yùn)送器7返回到暗盒站2的暗盒C。根據(jù)上述處理步驟，一系列的光刻工藝就完成了。
根據(jù)上述的實(shí)施例，在接口部分4中，雜質(zhì)和非常小的顆粒已經(jīng)去除的惰性氣體供應(yīng)到傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52，且每一區(qū)域保持清潔狀態(tài)，所以可以在清潔氣氛中傳送晶片W，并在晶片W從曝光處理之前的熱處理(前焙烘)經(jīng)過曝光處理到曝光處理之后立即進(jìn)行熱處理(后焙烘)的期間防止雜質(zhì)附著到晶片W上面。
在形成保護(hù)膜的晶片W經(jīng)熱處理之后，晶片W尤其處于雜質(zhì)容易附著到晶片W上的狀態(tài)，且如果當(dāng)進(jìn)行曝光處理時雜質(zhì)附著到晶片W上，那么雜質(zhì)吸收用于曝光的能量比如激光，這導(dǎo)致?lián)牟贿m于進(jìn)行曝光處理。然而，如果傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52內(nèi)如上所述保持清潔，那么可以適于進(jìn)行對晶片W的曝光處理。在曝光處理單元5中使用的激光波長越短，雜質(zhì)的影響變得越大，因此當(dāng)使用更短波長的激光時，例如157nm時，就會有深遠(yuǎn)的影響。
此外，可以防止雜質(zhì)在曝光處理之后附著到晶片W上，且可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯影處理。特別是因?yàn)榧訜崂鋮s處理單元63、64和65位于接口部分4內(nèi)，所以晶片W可在曝光處理之后立即傳送到加熱冷卻處理單元63、64和65，從而可以控制電路圖案的線寬變化。從曝光處理之后到熱處理(PEB)的傳送時間，即PED(曝光后延遲)被良好地控制，且即使處理一組晶片W，每一晶片W的PED也可以保持恒定，且可以減小每一晶片W的線寬變化。因此，可以獲得精確的電路圖案。
接口部分4被分成傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52，所以在每一區(qū)內(nèi)惰性氣體獨(dú)立供應(yīng)和排放，這樣可以使傳送區(qū)域50內(nèi)的氣氛最適于傳送晶片W，可以使熱處理區(qū)域51內(nèi)的氣氛最適于加熱晶片W，且可以使發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的氣氛最適于在曝光處理之前和之后立即傳送晶片。
因?yàn)榘l(fā)送區(qū)域52內(nèi)的壓力顯著地減小，以便在發(fā)送區(qū)域52內(nèi)形成例如真空，所以晶片W可在幾乎不存在雜質(zhì)的氣氛中在曝光之前和之后立即傳送，從而可以有更大的可靠性防止雜質(zhì)附著。即使雜質(zhì)附著到晶片W上，由真空抽吸所產(chǎn)生的氣流也可以去除雜質(zhì)而清潔晶片W的頂面。此外，可以去除保護(hù)溶液中的殘留溶劑。
第一隔板82將傳送區(qū)域50和熱處理區(qū)域51與發(fā)送區(qū)域52隔開，且僅當(dāng)晶片從熱處理區(qū)域51傳送到發(fā)送區(qū)域52或從發(fā)送區(qū)域52傳送到熱處理區(qū)域51時，第一擋板84才打開而使晶片W通過。第二隔板85將傳送區(qū)域50與熱處理區(qū)域51隔開，且僅當(dāng)晶片W從傳送區(qū)域50傳送到熱處理區(qū)域51或從熱處理區(qū)域51傳送到傳送區(qū)域50時，第二擋板87才打開而使晶片W通過。因此，可以防止在每一區(qū)域內(nèi)的氣氛互相影響，且傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52對于各區(qū)域來說可以保持獨(dú)有的氣氛。當(dāng)發(fā)送區(qū)域52的內(nèi)部是在真空氣氛下時，如上所述通過提供隔板82和85可以保持真空氣氛。
因?yàn)榈谌舭?0將處理站3與接口部分4隔開，所以處理站3內(nèi)的氣氛可以防止流入接口部分4的傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52，這些區(qū)域由于惰性氣體的供應(yīng)而保持清潔。第三擋板92僅在晶片W從處理站3傳送到接口部分4或從接口部分4傳送到處理站3時才打開，而使晶片W通過。因此，防止了處理站3和接口部分4的氣氛互相影響，且傳送區(qū)域50、熱處理區(qū)域51和發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的氣氛可以保持清潔。
而且，發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的壓力P1低于曝光處理單元5內(nèi)的壓力P2，從而可以防止發(fā)送區(qū)域52內(nèi)的氣氛進(jìn)入氣氛被嚴(yán)格控制的曝光處理單元5內(nèi)。
已經(jīng)闡述了本發(fā)明實(shí)施例的一個示例，但本發(fā)明不限于這一示例，而是可以作出各種變化和改進(jìn)。不僅每一供氣裝置100至102位于接口部分4的上部且每一排氣管105至107位于下部以保持每一區(qū)域處于清潔狀態(tài)，而且供氣裝置可以位于暗盒站2的上部和處理站3的上部，且排氣管可以位于相應(yīng)的下部，從而保持暗盒站2和處理站3內(nèi)處于清潔狀態(tài)。如果這樣作，那么整個涂敷和顯影系統(tǒng)1可以保持處于清潔狀態(tài)，且可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一系列光刻工藝。
為了減少惰性氣體的消耗，可以適當(dāng)?shù)乩缁厥諒拿恳粎^(qū)域排放的部分或全部惰性氣體，然后進(jìn)行清潔，送到每一供氣裝置100至102中作為惰性氣體重新利用。
上述實(shí)施例涉及半導(dǎo)體晶片器件制作過程的光刻工藝中用于晶片W的涂敷和顯影系統(tǒng)，但本發(fā)明適用于不是半導(dǎo)體晶片的基片的涂敷和顯影系統(tǒng)，例如LCD基片。
根據(jù)本發(fā)明，從上述實(shí)施例可知，惰性氣體供應(yīng)給涂敷和顯影系統(tǒng)，且可以防止分子水平的雜質(zhì)比如氧氣、堿性物質(zhì)、臭氧、有機(jī)物等附著到基片上，從而可以適當(dāng)?shù)貙M(jìn)行處理，而不受雜質(zhì)影響，因此可以提高成品率。因?yàn)閺钠毓馓幚砗蟮綗崽幚淼膫魉蜁r間可以更短且保持固定，所以可以控制電路圖案的線寬變化，且可以控制每一基片的線寬變化。所以，可以獲得精確的電路圖案，例如，可以制造高質(zhì)量的半導(dǎo)體器件。
而且，熱處理區(qū)域和發(fā)送區(qū)域可以分別保持最適合的氣氛，例如，發(fā)送區(qū)域內(nèi)是真空氣氛，從而更確定地防止雜質(zhì)在緊接曝光處理之前和之后附著到基片上。
基片也可以在清潔的氣氛中從處理區(qū)傳送到熱處理區(qū)域或從熱處理區(qū)域傳送到處理區(qū)。可以防止處理區(qū)內(nèi)的氣氛流入接口部分。
權(quán)利要求
1．一種用于對基片進(jìn)行涂敷和顯影處理的涂敷和顯影系統(tǒng)，包含處理區(qū)，該處理區(qū)有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷單元、用于顯影基片的顯影單元、用于對基片進(jìn)行熱處理的熱處理單元、用于將基片從涂敷單元、顯影單元和熱處理單元傳送或傳送到這些單元的第一傳送裝置；接口部分，在該接口部分中基片至少沿所述處理區(qū)和該系統(tǒng)外側(cè)的對基片進(jìn)行曝光處理的曝光單元之間的路徑傳送；用于容納所述處理區(qū)和所述接口部分的殼體；用于給所述接口部分供應(yīng)惰性氣體的供氣裝置；排出所述接口部分內(nèi)的氣氛的排氣部分；其特征在于所述的熱處理單元，和用于在該熱處理單元和曝光處理單元之間的路徑上傳送基片的第二傳送裝置位于所述接口部分內(nèi)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于所述接口部分被分成設(shè)有熱處理單元的熱處理區(qū)域和設(shè)有第二傳送裝置的發(fā)送區(qū)域，且所述接口部分還包含用于給熱處理區(qū)域供應(yīng)惰性氣體的第一供氣裝置，將熱處理區(qū)域的氣氛排出的第一排氣部分，用于給發(fā)送區(qū)域供應(yīng)惰性氣體的第二供氣裝置，和將發(fā)送區(qū)域的氣氛排出的第二排氣部分。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于還包含用于減小發(fā)送區(qū)域內(nèi)的壓力的減壓裝置。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于還包含用于將熱處理區(qū)域的氣氛與發(fā)送區(qū)域的氣氛切斷的第一隔板，所述第一隔板有用于使基片從熱處理區(qū)域傳送到發(fā)送區(qū)域或從發(fā)送區(qū)域傳送到熱處理區(qū)域的第一通道口，和用于打開、關(guān)閉第一通道口的第一擋板。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于發(fā)送區(qū)域內(nèi)的壓力低于曝光處理單元內(nèi)的壓力。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于用于將基片在所述處理區(qū)和熱處理區(qū)域之間的路徑上傳送的第三傳送裝置位于所述接口部分內(nèi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于還包含用于給設(shè)有第三傳送裝置的傳送區(qū)域供應(yīng)惰性氣體的第三供氣裝置，和將該傳送區(qū)域的氣氛排出的第三排氣部分。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于還包含用于將熱處理區(qū)域的氣氛與傳送區(qū)域的氣氛切斷的第二隔板，所述第二隔板有用于使基片從熱處理區(qū)域傳送到傳送區(qū)域或從傳送區(qū)域傳送到熱處理區(qū)域的第二通道口，和用于打開、關(guān)閉第二通道口的第二擋板。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于還包含用于將所述處理區(qū)的氣氛與接口部分的氣氛切斷的第三隔板，所述第三隔板有用于使基片從所述處理區(qū)傳送到接口部分或從接口部分傳送到所述處理區(qū)的第三通道口，和用于打開、關(guān)閉第三通道口的第三擋板。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂敷和顯影系統(tǒng)，其特征在于惰性氣體包含氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明的涂敷和顯影系統(tǒng)具有處理區(qū),該處理區(qū)有用于在基片上形成涂層薄膜的涂敷單元、用于顯影基片的顯影單元、用于對基片進(jìn)行熱處理的熱處理單元、用于將基片從涂敷單元、顯影單元和熱處理單元傳送或傳送到這些單元的第一傳送裝置,該系統(tǒng)還有一接口部分,在該接口部分中基片至少沿上述處理區(qū)和該系統(tǒng)外側(cè)的對基片進(jìn)行曝光處理的曝光單元之間的路徑傳送,該系統(tǒng)還有用于容納上述處理區(qū)和接口部分的殼體,用于給上述接口部分供應(yīng)惰性氣體的供氣裝置,以及排出上述接口部分內(nèi)的氣氛的排氣部分,和所述的熱處理單元,和用于將基片在該熱處理單元和曝光處理單元之間的路徑上傳送的、位于上述接口部分內(nèi)的第二傳送裝置。根據(jù)本發(fā)明,可以防止分子水平的雜質(zhì)比如氧氣、堿性物質(zhì)、臭氧和有機(jī)物質(zhì)附著到基片上,從而適于對基片進(jìn)行處理和加工。
文檔編號H01L21/00GK1325130SQ01122639
公開日2001年12月5日 申請日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月10日
發(fā)明者松山雄二, 北野淳一, 北野高廣 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社