专利名称：用于涂敷和显影的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于基片的一种涂敷和显影处理方法以及一种涂敷和显影处理系统。
在半导体器件制作过程中的光刻(photolithography)工艺中，例如，执行在晶片表面上形成一层保护膜的保护层涂敷处理、在晶片以某种图案曝光后进行显影的显影处理、在涂敷处理之前和在曝光处理之前和之后以及在显影处理之后进行的热处理和冷处理等。这些处理过程在独立布置的相应处理单元内进行处理，且这些处理单元构成涂敷和显影处理系统，从而可以顺序进行上述一系列处理。顺便提及的是，曝光处理在通常邻近该涂敷和显影处理系统布置的光刻器内进行。
通常，涂敷和显影处理系统具有用于将基片运入/运出该涂敷和显影处理系统的加载/卸载部分，涂敷处理单元、显影单元和热处理单元等，它们构成执行大多数的上述晶片处理过程的处理区，该系统还具有用于将晶片在处理区和该系统外侧的光刻器之间运送的接口部分。
当在涂敷和显影处理系统中对晶片进行处理时，由空气清洁器等清洁的空气作为下冲气流供入上述涂敷和显影处理系统中，以便防止杂质比如非常小的颗粒附着在晶片上，然后涂敷和显影处理系统内的气氛被排出，使晶片可以在清洁状态下进行处理。
然而，近年来，研制了利用更短波长(例如157nm)的光进行曝光的技术，以便形成更精细、更精确的电路图案。因此，当利用更短波长的光时，担心常规上不成为问题的分子级的杂质比如氧气、臭氧、水蒸气等对曝光处理有不利影响，从而不能形成精确的电路图案。
在此，考虑到在对晶片进行曝光处理之前将基片送入可以保持气密的腔室内，此后通过将腔室的压力减小到预定压力而去除附着在晶片表面上的杂质的方法。然而，在这种情况下，当在设定为预定状态的腔室内去除杂质时，无论附着在晶片上的杂质数量是多少，都应当考虑可能进行了过度的去除处理或不足的去除处理。
本发明鉴于上述情况而作出，且其目的是在涂敷和显影处理系统内去除附着在基片比如晶片上的分子级的杂质比如水分，且在更合适的最小需求状况下进行杂质的去除处理。
根据本发明的涂敷和显影处理方法包含以下步骤给基片供应涂敷溶液而在基片上形成涂层；在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理；在形成涂层的步骤之后和在曝光处理之前将基片送入所述腔室，此后该气密密封的腔室内的压力减小到预定压力，以从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质并持续预定时间，其中预定的压力和预定的时间根据测量到的处理区内的杂质密度进行调整。
上述杂质不仅包括细小的颗粒比如灰尘，而且包括分子级的杂质比如水分、蒸汽、氧气、臭氧和有机物质。
根据本发明的另一观点，预定压力和预定时间根据涂敷和显影处理系统所处的清洁室内测量到的杂质密度进行调整。
根据本发明的另一观点，腔室内的压力减小到预定压力的步骤中减压速度根据处理区内和该涂敷和显影处理系统所处的清洁室内测量到的杂质密度进行调整。
根据本发明的涂敷和显影处理系统包含处理区部分，该处理区部分有用于在基片上形成涂层薄膜的涂敷处理单元、用于对基片进行显影处理的显影单元、用于对基片进行热处理的热处理单元；接口部分，用于在处理区和不包含在该系统内的对基片进行曝光处理的光刻器之间传送基片；用于至少测量处理区或接口部分内的杂质密度的密度测量单元；减压去除杂质单元，该单元有可以气密密封的腔室，用于在基片曝光处理之前减小该腔室内的压力到预定的压力，以便去除附着在腔室内基片的涂层上的杂质，并持续预定的时间；用于根据密度测量单元所测到的值至少控制预定压力或预定时间的减压控制单元。
根据本发明的另一方面，密度测量单元测量该涂敷和显影处理系统所处的清洁室内测到的杂质密度。
根据本发明的另一方面，在减小所述腔室内的压力到预定压力的时候，减压控制单元控制减压去除杂质单元的减压速度。
根据本发明，因为在形成涂层的步骤和曝光处理的步骤之间的时间内附着在基片上的杂质被去除，所以当基片讲行曝光处理时没有附着在基片上的杂质。所以，利用更短波长的光进行曝光处理可以在较好的条件下进行。而且，对于进行上述去除步骤的腔室来说，预定的减小压力、预定的时间和减压速度根据处理区和清洁室内的杂质密度进行调整。因此，当预测到例如没有太多的杂质附着在基片上，或者当处理区内的杂质密度较低时，减小预定的压力，缩短预定的减压时间，或者减压速度降低，从而防止过度去除。当预测到较多的杂质附着在基片上，或处理区部分内的杂质密度较高时，提高预定的压力，延长减压时间，或提高减压速度，从而充分进行去除处理。
因此，可以在较好的最小需求条件下去除杂质。而且，通过减小腔室内的压力，保护溶液中的溶剂可以同时蒸发，所以这种处理可以同时进行，常规上这种处理是通过热处理进行的。
顺便提及的是，杂质的去除是通过减小腔室内的压力到预定压力之下，例如在预定温度时水的饱和蒸汽压之下，和蒸发例如附着在基片上的水分进行的。
图1是根据本发明的涂敷和显影处理系统的平面示意图；图2是图1中的涂敷和显影处理系统的正视图；图3是图1中的涂敷和显影处理系统的后视图；图4是图1中的涂敷和显影处理系统内加热冷却处理单元的水平剖面示意图；图5是示出了在发送部分内的减压去除杂质单元结构的垂直剖面示意图；图6是从光刻器看到的垂直剖面示意图，示出了图1的涂敷和显影处理系统发送部分内情性气体的流动状态；图7是示出了存储在减压去除杂质单元的控制器内的各杂质密度范围的设定压力和减压时间的表；图8是示出了根据第二实施例存储在减压去除杂质单元的控制器内各杂质密度范围的设定减压速度值的表；图9是当减压去除杂质单元位于接口部分内时该涂敷和显影处理系统的的平面示意图；图10是示出了供应给图9的涂敷和显影处理系统的接口部分的惰性气体流动的垂直剖面示意图；图11是示出了当在减压去除杂质单元内进行保护溶液的溶剂蒸发处理时，该涂敷和显影处理系统内的加热冷却处理单元的布置示例的示意图。
下面将描述本发明的优选实施例。图1是根据本发明实施例的涂敷和显影处理系统1的平面图，图2是涂敷和显影处理系统1的正视图，而图3是涂敷和显影处理系统1的后视图。
如图1所示，涂敷和显影处理系统1有暗盒站2、处理站3、接口部分5和发送部分6整体地连接在壳体1a上这样的结构，其中暗盒站2用于从外部到涂敷和显影处理系统1或从涂敷和显影处理系统1到外部传送例如每盒25个为单位的晶片W，且用于将晶片W传送入暗盒C或传送来自暗盒C的晶片，处理站3作为处理区，在该区设有各种多层排列的加工处理单元，用于在涂敷和显影工艺中逐次地对晶片进行预定的加工处理，接口部分5邻近处理站3，作为用于将晶片W从邻近涂敷和显影处理系统1的光刻器4传送到处理站3或从处理站3传送到光刻器4的路径的一部分，发送部分6位于接口部分5和光刻器4之间，用于将晶片W从接口部分5传送到光刻器4或从光刻器4传送到接口部分5。
在暗盒站2中，一组暗盒C可以预定的位置安放在沿X方向(在图1中的垂直方向)直线排列的暗盒安放台7上。而且，提供有一晶片运送器8，可沿运送器路径9移动且可有选择地接近各暗盒C，且可沿与暗盒对齐的方向(X方向)和与暗盒C中的晶片W对齐的方向(Z方向；垂直方向)移动。
晶片运送器8有与晶片W对齐的对齐功能。晶片运送器8的结构使其还可以接近包含在处理站3一侧的第三处理单元组G3中的扩展单元32和粘着单元31，这将在后面进行描述。
在处理站3中，在其中心部分有主运送单元13，且各种处理单元多层地布置在主运送单元13的周围，以组成处理单元组。在涂敷和显影处理系统1中，设有四个处理单元组G1、G2、G3和G4，且第一和第二处理单元组G1和G2位于涂敷和显影处理系统1的前侧，而第三处理单元组G3邻近暗盒站2布置，第四处理单元组G4邻近接口部分5布置。而且，作为选项，用虚线表示的第五处理单元组G5可以附加布置在后侧。主运送单元13可将晶片W传送到这些处理单元组G1、G2、G3、G4和G5中后面将描述的各种处理单元或传送来自这些处理单元的晶片W。此外，在处理站3中，密度测量单元15例如API-MASS等，用于测量杂质比如水分、蒸汽、氧气、臭氧和有机物的密度，这样布置其位置，即，可以不时测量处理站3内的杂质密度且测量值可以传输到下文描述的控制器79中。
在第一处理单元组G1中，例如如图2所示，用于给晶片W施加保护溶液的保护层涂敷处理单元17和在曝光处理之后对晶片W进行显影处理的显影单元18按从底部的顺序分两层排列。同样至于第二处理单元组G2，保护层涂敷处理单元19和显影单元20类似地按从底部的顺序分两层排列。
在第三处理单元组G3中，例如如图3所示，用于冷却晶片W的冷却单元30、用于增加保护溶液和晶片W之间的粘着力的粘着单元31、用于临时使晶片W等待的扩展单元32、用于在显影处理之后冷却晶片W的冷却单元33和34、用于在显影处理之后进行热处理的后焙烘单元35和36等等例如按从底部的顺序分7层排列。
在第四处理单元组G4中，例如，冷却单元40、用于在曝光处理之后安放晶片且临时保持晶片备用的扩展单元41和42、用于在曝光处理之后加热晶片并随后将其冷却到预定温度的加热冷却处理单元43、44和45(图3中为PRF/COL)、用于加热保护溶液中的溶剂使其蒸发且随后冷却到预定温度的加热冷却处理单元46和47(图3中为PEB/COL)等等例如按从底部的顺序分8层排列。
如图4所示，加热冷却处理单元43在壳体43a内部的基座50上有用于加热基片的盘状加热板51，和移动到加热板51上方、从加热板51上接收晶片W并使之冷却的冷却板52。因此，对晶片W的加热冷却处理是在同一单元中连续进行的，所以由于加热而给晶片W造成的热历史可以总保持恒定。顺便提及的是，其他的加热冷却处理单元44至47也有同样的结构。
如图1所示，在接口部分5的中心部分有一晶片运送器55。该晶片运送器55的结构使其可以在X方向(在图1中的垂直方向)以及Z方向(垂直方向)上移动，且可沿方向θ转动(绕轴线Z的转动方向)，从而它可接近并将晶片W传送到第四处理单元组G4中包含的扩展单元41和42、周边光刻器56和发送部分6。
发送部分6被有矩形横截面的通道型壳体6a所包围，防止其他的气氛容易地流入发送部分6中。而且，发送部分6有当将晶片W从接口部分5传送到光刻器4时用于使晶片W穿过的第一路径60，和当将晶片从光刻器4传送到接口部分5时用于使晶片W通过的第二路径61。在第一路径60和第二路径61之间有一隔板63，用来防止第一路径60和第二路径61的气氛互相影响。
在第一路径60内，设有用于蒸发并去除附着到减压室S内晶片W的保护膜上的杂质比如水分的减压去除杂质单元65，和用于将晶片W传送到减压去除杂质单元65和光刻器4的晶片传送机构66。
下面详细描述减压去除杂质单元65的结构。如图5所示，减压去除杂质单元65在其壳体65a内有基本上圆柱形的、底部开口且可上下移动的盖子70，和位于盖子70下面的安放台71，以便形成减压室S，作为与盖子70一起形成的腔室。
在盖子70上表面的中心部分，设有一排气口75，用于排出减压室S内的气氛，且排气口75与用于经第一导管77吸气而减小减压室S内压力的吸气单元76连通。在第一导管77内，有用作减压控制单元的第一阀78，用于控制减压室S的压力和减压时间，从而使得减压室S内的压力最终达到预定的设定压力，且通过马达(未示出)、气压等改变第一阀78的打开和关闭可以控制减压时间。
而且，第一阀78通过作为控制器件的控制器79来控制。当减压室S内的压力减小后，可以从位于盖子70内的压力传感器80接收数据的控制器79根据该数据控制第一阀78，以减小减压室S内的设定压力。
控制器79可以从上述处理站3内的密度测量单元15不时地接收测量值。控制器79具有储存处理站3内的杂质密度和适于各密度范围的减压室S的设定压力和减压时间的功能，从而根据从上述密度测量单元15发送的杂质密度的测量值控制第一阀78，改变减压室S的设定压力和减压时间，使其等于存储的对应值。
第二导管82从第一导管77分叉，且第二导管82与储存惰性气体例如氮气的缓冲罐83相通。在第二导管82中，有用于将隋性气体通过压力送入减压室S内的泵84和用于调节其流速的第二阀85，以便以预定的流速给压力减小的减压室S供应惰性气体，恢复减压室S内的压力。在盖子70的内上部分，设有一射流板88，从而均匀地将减压室S内的气氛排出。
安放台71为厚盘形，晶片W可安放在上面。在安放台71上，设有温度控制器90(未示出)等，例如Peltier元件，从而控制安放台71处于预定的温度，使得安放在安放台71上的晶片W的温度可以在晶片W的表面上保持均匀。在安放台71上与盖子70的下端相对的位置，设有一组吸气口91，所以当盖子的下端70与安放台71互相接触时，由于来自吸气口91的吸力而可以使盖子70和安放台71之间保持固定，且当减压室S内的压力减小时，可以防止减压室S内形成气流紊乱。在安放台71的中心部分附近，设有沿垂直方向穿过安放台71的通孔92。
在安放台71下，设有基本上圆柱形的容器95，该容器与安放台71的底面一起形成负压室K。负压室K经通孔92与减压室S相通。在容器95的底面上，设有通风管96，所以负压室K内的气氛由减压单元(未示出)通过通风管96抽吸，而晶片W经通孔92由于抽吸而保持在安放台71上。在容器95内，有用于提升和降低晶片W的提升和降低销97，且提升和降低销97可以通过提升和降低驱动机构在通孔92内自由地上升和下降。
在壳体65a的接口部分5侧和光刻器4侧分别设有传送晶片出入的传送口105和106，且在各传送口105和106内有挡板107和108。
如图1所示，在第二路径61内，有停放部分110和晶片传送机构111，该停放部分110用于在曝光处理之后晶片传送到接口部分5时临时停放晶片W，且该晶片传送机构111用于将光刻器4内的晶片W传送到停放部分110。
停放部分110为盘形，且在其中心周围，有用于提升和降低停放在上面的晶片W的提升和降低机构112。通过该提升和降低机构112，晶片W可从停放部分110传送到晶片传送机构111和晶片运送器55或从晶片传送机构111和晶片运送器55传送到停放部分110。
在发送部分6和接口部分5之间，设有用于将发送部分6内的气氛与接口部分5内的气氛隔离的隔板115。在隔板115上与减压去除杂质单元65相对的位置，设有通道口116，使晶片W可通过晶片运送器55从接口部分5传送到减压去除杂质单元65。在通道口116内，有用于使通道口116自由打开和关闭的挡板117，且挡板117仅在晶片W经过通道口116时打开，而在其他情况下关闭。
在隔板115上与停放部分110相对的位置，设有通道口118，使晶片W可通过晶片运送器55从停放部分110传送到接口部分5。而且，在通道口118内，有用于使通道口118自由打开和关闭的挡板119，且挡板119仅在晶片W经过通道口118时打开，而在其他情况下关闭。
如图6所示，在如上结构的发送部分6上侧，设有用于给第一路径60和第二路径61供应惰性气体并清除杂质的供气单元121，和用于将第一路径60和第二路径61内的气氛排出的排气管122，从而使第一路径60和第二路径61内的气氛稳定地保持在净化状态。此外，通过控制惰性气体的供应量可以控制发送部分6内的压力。
如图6所示，对晶片W进行曝光处理的光刻器4位于发送部分6附近。光刻器4由光刻器4的壳体4a紧密地封闭，以便严格控制光刻器4内的气氛。在壳体4a的发送部分6侧，有用于将晶片W从第一路径60传送过来的通道口125和将晶片W传送到第二路径61的通道口126，且对于各通道口125和126来说，有能使各通道口125和126自由打开和关闭的挡板127和128。
下面解释在如上构成的涂敷和显影处理系统1中进行的光刻过程。
首先，在对晶片W开始进行处理之前，通过试验等预先获得的处理站3内的杂质密度、当晶片W在该密度下进行处理时去除附着在减压室S内晶片W上的杂质所需的设定压力和减压时间对应相应的预定密度范围，例如图7所示的每20％的密度范围而存储在控制器79内。
然后，当该涂敷和显影处理系统1运行时，密度测量单元15开始其测量工作，测量值送到控制器79，然后确定与测量值对应的减压室S的设定压力和减压时间。当杂质密度例如为30％时，它们分别设为2.3Kpa和120sec。然后，一直测量杂质的密度，测量值连续地送往控制器79，且减压室S的设定压力和减压时间根据测量值连续改变。
然后当惰性气体供应到发送部分6时，发送部分6内的气氛被净化的气体所代替，且此后保持这样的状态。此时，推荐发送部分6内的压力设为小于光刻器4内的压力，以防止发送部分6内的气氛流入严格净化的光刻器4内。
然后，当开始对晶片W进行处理时，晶片运送器8首先从暗盒站2的暗盒C中取出一个未处理的晶片W，将其送到处理站3的粘着单元31。
接着，在粘着单元31内用提高对保护溶液的粘合力的增粘剂比如HMDS涂敷的晶片W被主运送单元13传送到冷却单元30，冷却到预定温度。此后，晶片W传送到保护层涂敷处理单元17或19经受保护层涂敷处理。然后，上面形成保护膜的晶片W被传送到加热冷却处理单元46或47(图3中为PRE/COL)经受加热冷却处理。此时，热处理和冷处理不在为各处理而独立布置的各单元内顺序进行，而是加热冷却处理在一个单元内比如加热冷却处理单元46和47内进行，使得从晶片W的热处理到冷处理的时间长度可以一直保持相同，这使得在晶片W之间由于热处理而给晶片W造成的热历史相同。
此外，根据本发明的实施例，在从保护层涂敷处理到显影处理的步骤中执行的全部加热冷却处理都是在加热冷却处理单元43至47内进行，所以从保护层涂敷处理到显影处理的步骤所需的时间在晶片W之间可以是相同的。
此后，晶片W传送到扩展单元41，然后由晶片运送器55从扩展单元41传送到接口部分5内的周边光刻器56。然后，已经由周边光刻器56在其周边部分曝光处理的晶片W被晶片运送器55再次保持，从通道口116输送到发送部分6的第一路径60内的减压去除杂质单元65。此时，挡板117打开，且当晶片W送入减压去除杂质单元65后，挡板117再次关闭。
下面将详细解释在减压单元65内进行的去除杂质工艺的步骤。首先，如图5所示壳体65a的在接口部分5侧的挡板107打开，晶片W由前述的晶片运送器55送入壳体65a内。然后晶片W被送往提升和降低销97，通过提升和降低销97的下降而安放在保持设定温度比如23℃的安放台71上。然后，晶片W由于来自通风管96的抽吸作用而吸附固定在安放台71上。
此后，盖子70下降，盖子70的端部接触安放台71而形成减压室S。此时，开始从吸气口91抽吸，吸力导致盖子70紧密地接触安放台71。
接着，吸气单元76开始运行，减压室S内的气氛开始通过第一导管77从排气口75排出，减压室S的压力开始减小。此时的设定压力是根据如上所述在处理站3内的杂质密度测量值确定的设定压力，例如，2.3Kpa，且根据这一数值实现控制器79控制阀的打开和关闭。
当减压室S内的压力继续减小而到达例如作为杂质的水分的饱和蒸汽压时，附着在晶片W上的水分蒸发而从晶片W上脱离，并从排气口75排出。然后，这种状态保持一定长度的减压时间，例如120sec，且这一过程一直进行到晶片W上的水分完全去除。这样，附着在晶片W上的杂质比如水分被去除，从而完成了所需的去除杂质过程。
顺便提及的是，当处理站3的杂质密度下降，例如从30％下降到15％，设定压力和减压时间根据图7所示的数据分别变化到2.4kPa和110sec，减压去除过程在这一条件下进行。这样，因为与密度为30％的情况相比设定压力增加且减压时间缩短而降低去除杂质能力，所以进行了与附着在晶片W上的杂质量相应的去除过程，其中附着在晶片W上的杂质量预计到小于密度为30％的情况。另一方面，当处理站的杂质密度从30％变化到25％时，设定压力和减压时间不变，以保持如初的设定压力和减压时间。
然后，当前述的减压时间过后，第一阀78关闭，停止减压室S内的压力减小。此后，当泵84开始工作且第二阀85打开时，缓冲罐83内的惰性气体经第二管82供入减压室S，以恢复减压室S内的压力。
随后，在停止从吸气口91的抽吸后，盖子70上升而打开减压室S。然后释放开由于抽吸而将晶片W固定在安放台71上的附着关系，提升和降低销92提升晶片W而将其发送到位于光刻器4侧的晶片传送机构66。然后，当晶片经过壳体65a的通道口106时且从减压去除杂质单元65运出时，晶片W上的杂质的去除过程就完成了。
此后，光刻器4的壳体4a上的挡板127打开，晶片W从通道口125由晶片传送机构66送入光刻器4内。
随后，晶片W在光刻器4内以预定的图案曝光。在曝光处理之后晶片W从光刻器4送出而由第二路径61内的晶片传送机构111通过通道口126进入第二路径61。此时，挡板128打开，且当晶片W经过后，挡板再次关闭。
然后送入第二路径61的晶片W移动到停放部分110，发送到停放部分110的提升和降低机构112，然后临时停放在该停放部分110上。
此后，晶片W通过晶片运送器55穿过挡板119已打开的通道口118和接口部分5，进入处理站3的扩展单元42。然后晶片W被主运送单元13传送到加热冷却处理单元43、44或45，依次经受曝光处理之后的热处理和冷处理。
随后，晶片W被传送到显影处理单元18或20经受显影处理。在经过显影处理之后，晶片W被传送到后焙烘单元35或36进行加热，然后传送到冷却单元33或34冷却到预定温度。然后晶片W传送到包含在第三处理单元组G3内的扩展单元32，且通过晶片运送器55从那里返回到暗盒站2的暗盒C。通过上述的过程，一系列光刻工艺就完成了。
根据上述的实施例，附着在晶片W上的杂质比如水分可以通过减压去除杂质单元65而去除，从而使随后的曝光处理在更好的条件下进行。
而且，因为测量处理站3内的杂质密度且减压去除杂质单元65的设定压力和减压时间根据该测量值进行调节，所以可以进行与附着在晶片W上的杂质量相应的最低需求的去除杂质工艺，其中杂质的量与杂质的密度有密切的相互关系。
此外，如图7所示，杂质密度被分成预定的密度范围，且确定每一相应密度范围的设定压力和减压时间。所以，当密度变化没有影响附着在晶片W上的杂质量时，设定压力等不变化，从而免去不需要的调节过程。
在上述的实施例中，减压去除杂质单元65的减压室S的设定压力和减压时间根据作为处理区的处理站3内的杂质密度进行调节，但可以在减小压力的时候调节减压速度而代替调节设定压力和减压时间。这样的示例在下面作为第二在这种情况下，去除附着在晶片W上的杂质所需的、与处理站3内的杂质密度相应的减压速度如图8所示预先对应各杂质密度范围由涂敷和显影处理系统1的控制器79存储，其中该系统具有与上述实施例中相同结构。当附着在晶片W上的杂质在减压去除杂质单元65内去除时，第一阀78的打开和关闭按与第一实施例相类似的方式进行设定和调节，使得压力以根据处理站3内的密度测量单元15所测结果确定的减压速度进行减小。
如上所述通过根据处理站3内的杂质密度调节减压速度，可以调节压力减小到设定压力所需的时间。例如，当杂质密度较高，大量杂质附着在晶片W上时，减压速度降低，从而可以使压力慢慢地到达设定的压力，使得促使杂质排出所需的时间延长。相反，当杂质密度较低，少量的杂质附着在晶片W上时，减压速度增加，使得压力很快到达设定压力。
这样，晶片上的杂质可以在根据附着在晶片W上的杂质量的时间长度内进行去除，这防止了去除杂质的过度处理和不足处理。顺便提及的是，在第二实施例内，设定压力和减压时间也可如第一实施例所述进行调节。
在上述的实施例中，密度测量单元15位于处理站3内，以测量处理站3内的杂质密度，但密度测量单元15也可位于不包含在涂敷和显影处理系统1内的清洁室内或接口部分5内，以测量清洁室内的杂质密度或接口部分5内的密度。在密度测量单元15位于清洁室内时有这样的优点，即可以更容易地安放密度测量单元15，因为可以利用比处理站3的内部空间更大的空间。假如密度测量单元15位于接口部分5内的优点是比当它位于处理站3内时位置更接近减压去除杂质单元65，从而获得与附着在晶片W上的杂质量最相关的杂质密度测量值。
在上述的实施例中，发送部分6位于接口部分5和光刻器4之间，且在发送部分6中有减压去除杂质单元65，但减压去除杂质单元65还可位于接口部分5内。在这种情况下，例如如图9所示，减压去除杂质单元142位于涂敷和显影处理系统140的接口部分141前侧和晶片运送器55可接近的位置。光刻器143位于接口部分141附近，且在其壳体143a上设有一个通道口145和用于使通道口145自由打开和关闭的挡板146。
如图10所示，在接口部分141的顶侧，设有供气单元150，在接口部分141的底侧，设有将接口部分141内的气氛排出的排气管151，所以净化的惰性气体供应给接口部分141，且杂质被清除而使接口部分141内保持清洁。
而且，在接口部分141和处理站3之间，设有用于将接口部分141内的气氛与处理站3内的气氛隔离的隔板155。在隔板155上与包含在第四处理单元组G4中的扩展单元41和42相对的位置，设有通道口156和能使通道口156自由打开和关闭的挡板157，以防止处理站3内的气氛流入接口部分141。
在如上构成的涂敷和显影处理系统140中，减压去除杂质单元142的减压室S的设定压力和减压时间可以根据密度测量单元15所测的杂质密度进行调节，类似于上述第一实施例的方式。
使减压去除杂质单元142位于接口部分141内可以使涂敷和显影处理系统与上述实施例相比更小，因为用于从晶片W上去除杂质的单元可以安放在在尺寸上与常规系统相同的涂敷和显影处理系统内。
而且，在上述实施例中的涂敷和显影处理系统1或140中，可以在减压去除杂质单元65或142中进行的杂质去除过程同时进行在加热冷却处理单元46和47中进行的保护溶液中溶剂的蒸发过程。在这种情况下，例如如图11所示，代替加热冷却处理单元46和47(PRE/COL)，在处理站3的第四处理单元组G4中提供在曝光处理之后进行加热冷却处理的加热冷却处理单元160(PRB/COL)和在显影处理之后进行热处理的热处理单元161，和在第三处理单元组G3中提供在曝光处理之后的热处理之后进行晶片W的冷处理的冷处理单元162。
当在减压去除杂质单元65内去除了附着在晶片W上的杂质时，减压室S的压力减小到预定压力，例如133Pa，在这一压力下水分和保护溶液中的溶剂都蒸发，从而使作为杂质的保护溶液中的溶剂和水分同时蒸发。因此，溶剂蒸发过程和杂质去除过程可以同时进行。
所以，通常在加热冷却处理单元46和47中进行的过程可以在减压去除杂质单元65中进行。因为可以添加另一热处理单元而代替如上所述的用于溶剂蒸发过程的单元，所以可以提高处理站3的处理能力。顺便提及的是，当省掉加热冷却处理单元46和47而没有添加另一热处理单元，热处理单元的数目还可减少，这可以使处理站3整体上更小。
上述的实施例涉及在半导体晶片器件制造过程的光刻工艺中用于晶片W的涂敷和显影处理系统，但本发明还可用于不是半导体晶片的基片，例如LCD基片，的涂敷和显影处理系统。
根据本发明，可以在曝光处理之前去除附着在基片涂层上的分子级的杂质比如水分、水蒸气、氧气、臭氧有机物等，和比如细小颗粒的杂质，所以曝光处理可以在更好的条件下进行而不被这些杂质所影响，从而提高成品率。此外，保护溶液中的溶剂可以在去除杂质的过程同时蒸发，从而提高生产量。
而且，因为用于减小压力的预定压力和预定时间，或者用于减小压力的速度根据在预定位置测量的杂质密度进行调节，所以附着在基片上的杂质比如水分、氧气等可以在根据附着杂质量的更合适的最小需求条件下去除。所以，可以在更好的条件下从基片上去除给处理带来不利影响的杂质，从而可以实现成品率的提高。
权利要求
1．一种用于在涂敷和显影处理系统的处理区对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理方法，包含步骤给基片供应涂敷溶液而在基片上形成涂层；在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理；在形成涂层的步骤之后和在曝光处理之前将基片送入腔室，此后减小该气密密封的腔室内的压力到预定的压力并持续预定时间，以从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质；其中预定的压力和预定的时间根据测量到的处理区内的杂质密度进行调整。
2．根据权利要求1所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于还包含步骤将杂质密度分组成预定的密度范围，并将与各密度范围对应的上述预定压力和上述预定时间存储，其中预定压力和预定时间根据测量的杂质密度而调节到等于对应该测量密度所属的预定密度范围的存储预定压力和预定时间。
3．根据权利要求1所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于在所述的将腔室内压力减小到预定压力的步骤中减压速度根据杂质的密度进行调节。
4．一种用于在涂敷和显影处理系统的处理区对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理方法，包含步骤给基片供应涂敷溶液而在基片上形成涂层；在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理；在形成涂层的所述步骤之后和在曝光处理之前将基片送入腔室，此后减小该气密密封的腔室内的压力到预定压力并持续预定时间，从而从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质；其中预定压力和预定时间根据在该涂敷和显影处理系统所处的清洁室内测量到的杂质密度进行调整。
5．根据权利要求4所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于还包含步骤将杂质密度分组成预定的密度范围，并将与各密度范围对应的上述预定压力和上述预定时间存储，其中预定压力和预定时间根据测量的杂质密度而调节到等于对应该测量密度所属的预定密度范围的存储预定压力和预定时间。
6．根据权利要求4所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于在所述的将腔室内压力减小到预定压力的步骤中减压速度根据杂质的密度进行调节。
7．一种用于在涂敷和显影处理系统的处理区对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理方法，包含步骤给基片供应保护溶液而在基片上形成涂层；在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理；在形成涂层的步骤之后和在曝光处理之前将基片送入腔室，此后减小该气密密封的腔室内的压力到预定的压力并持续预定时间，以从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质；其中在所述减压步骤中减压速度根据测量到的处理区内的杂质密度进行调整。
8．根据权利要求7所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于还包含步骤将杂质密度分组成预定的密度范围，并将与各密度范围对应的上述预定减压速度存储，其中预定减压速度根据测量的杂质密度而调节到等于对应该测量密度所属的预定密度范围的存储预定减压速度。
9．一种用于在涂敷和显影处理系统的处理区对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理方法，包含步骤给基片供应保护溶液而在基片上形成涂层；在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理；在形成涂层的步骤之后和在曝光处理之前将基片送入所述腔室，此后减小该气密密封的腔室内的压力到预定压力并持续预定时间，以从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质；其中在所述减压步骤中减压速度根据该涂敷和显影处理系统所处的清洁室内测量到的杂质密度进行调整。
10．根据权利要求9所述的涂敷和显影处理方法，其特征在于还包含步骤将杂质密度分组成预定的密度范围，并将与各密度范围对应的上述预定减压速度存储，其中预定减压速度根据测量的杂质密度而调节到等于对应该测量密度所属的预定密度范围的存储预定减压速度。
11．一种用于对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理系统，包含处理区，该处理区部分有用于在基片上形成涂层薄膜的涂敷处理单元、用于对基片进行显影处理的显影单元、用于对基片进行热处理的热处理单元；接口部分，用于在所述处理区和不包含在该系统内的对基片进行曝光处理的光刻器之间传送基片；用于至少测量所述处理区或所述接口部分内的杂质密度的密度测量单元；具有可气密密封的腔室的减压去除杂质单元，该单元用于在基片曝光处理之前减小该腔室内的压力到预定的压力并持续预定的时间，以便去除附着在腔室内基片的涂层上的杂质；用于根据密度测量单元所测到的值至少控制预定压力或预定时间的减压控制单元。
12．根据权利要求11所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于还包含控制器，用于将杂质密度分组成预定密度范围，存储与相应的密度范围对应的预定压力和预定时间，控制所述减压控制单元，从而调节预定压力和预定时间，使其等于与该测量值所属的预定密度范围对应的存储预定压力和预定时间。
13．根据权利要求11所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于所述减压控制单元根据所述密度测量单元的所测值，在减小腔室内的压力到预定压力的同时空制减压速度。
14．一种用于对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理系统，包含处理区，该处理区部分有用于在基片上形成涂层薄膜的涂敷处理单元、用于对基片进行显影处理的显影单元、用于对基片进行热处理的热处理单元；用于在所述处理区和不包含在该系统内的对基片进行曝光处理的光刻器之间传送基片的接口部分；用于容纳所述处理区和所述接口部分的壳体；用于测量该系统所处的、位于所述壳体外部的清洁室内杂质密度的密度测量单元；具有可气密密封的腔室的减压去除杂质单元，该单元用于在基片曝光处理之前减小该腔室内的压力到预定的压力并持续预定的时间，以便去除附着在腔室内基片的涂层上的杂质；用于根据密度测量单元所测到的值至少控制预定压力或预定时间的减压控制单元。
15．根据权利要求14所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于还包含控制器，用于将杂质密度分组成预定密度范围，存储与相应的密度范围对应的预定压力和预定时间，控制所述减压控制单元，从而调节预定压力和预定时间，使其等于与该测量值所属的预定密度范围对应的存储预定压力和预定时间。
16．根据权利要求14所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于所述减压控制单元根据所述密度测量单元的所测值，在减小腔室内的压力到预定压力的同时控制减压速度。
17．一种用于对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理系统，包含处理区，该处理区部分有用于在基片上形成涂层薄膜的涂敷处理单元、用于对基片进行显影处理的显影单元、用于对基片进行热处理的热处理单元；用于在所述处理区和不包含在该系统内的对基片进行曝光处理的光刻器之间传送基片的接口部分；用于至少测量所述处理区或所述接口部分内杂质密度的密度测量单元；具有可气密密封的腔室的减压去除杂质单元，该单元用于在基片曝光处理之前减小该腔室内的压力到预定的压力并持续预定的时间，以便去除附着在腔室内基片的涂层上的杂质；用于根据密度测量单元所测到的值控制减压去除杂质单元的减压速度的减压控制单元。
18．一种用于对基片进行涂敷和显影处理的涂敷和显影处理系统，包含处理区，该处理区部分有用于在基片上形成涂层薄膜的涂敷处理单元、用于对基片进行显影处理的显影单元、用于对基片进行热处理的热处理单元；用于在所述处理区和不包含在该系统内的对基片进行曝光处理的光刻器之间传送基片的接口部分；用于容纳所述处理区和所述接口部分的壳体；用于测量该系统所处的、位于所述壳体外部的清洁室内杂质密度的密度测量单元；具有可以气密密封的腔室的减压去除杂质单元，该单元用于在基片曝光处理之前减小该腔室内的压力到预定的压力并持续预定的时间，以便去除附着在腔室内基片的涂层上的杂质；用于根据所述密度测量单元所测到的值控制所述减压去除杂质单元的减压速度的减压控制单元。
19．根据权利要求11所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于还包含所述接口部分和光刻器经发送部分而互相连接，且所述减压去除杂质单元位于该发送部分内。
20．根据权利要求16所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于发送部分有第一路径和第二路径，当从所述接口部分将基片传送到光刻器时基片沿第一路径通过，当从光刻器将基片传送到所述接口部分时基片沿第二路径通过。所述减压去除杂质单元位于第一路径内。
21．根据权利要求11所述的涂敷和显影处理系统，其特征在于所述减压去除杂质单元位于所述接口部分内。
全文摘要
在对基片进行涂敷和显影处理的过程中,本发明包含步骤:给基片供应保护溶液而在基片上形成涂层;在基片经过不包含在该系统内的光刻器曝光处理之后在处理区对基片进行显影处理;在形成涂层的步骤之后和在曝光处理之前将基片送入所述腔室,此后减小该气密密封的腔室内的压力到预定的压力并持续预定时间,以便从腔室内的基片上去除附着在基片上的杂质,其中预定压力和预定时间根据测量到的处理区内的杂质密度进行调整。根据本发明,可以在曝光处理之前去除附着在基片的涂层上的分子级杂质比如水分、水蒸气、氧气、臭氧有机物等,和比如细小颗粒的杂质,所以曝光处理可以在更好的条件下进行而不被这些杂质所影响。因为用于减小压力的预定压力和预定时间,或者用于减小压力的速度根据在预定位置测量的杂质密度进行调节,所以附着在基片上的杂质比如水分、氧气等可以在根据附着杂质量的更合适的最小需求条件下去除。
文档编号H01L21/027GK1323057SQ0112212
公开日2001年11月21日 申请日期2001年5月11日 优先权日2000年5月11日
发明者北野淳一, 松山雄二, 北野高广 申请人:东京毅力科创株式会社