涂覆及显影的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种对基片进行涂覆和显影处理的方法，这种方法包括如下步骤：在基片上涂覆感光胶并在其上形成涂覆膜；对形成涂覆膜的基片进行加热处理；在加热处理之后冷却基片；对基片上的涂覆层进行曝光处理；在曝光处理之后对基片进行显影处理。还包括如下步骤：在所述形成涂覆层步骤之后所述基片曝光处理步骤之前，对基片施放工艺气体，在涂覆层表面形成工艺膜。因此，工艺膜使得基片免于受大气中氧，水蒸汽之类杂质的影响。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到对基片进行涂覆及显影处理的方法和系统。在制造半导体产品的光刻工艺中，有如下一些处理过程，比如说在晶片表面涂覆上抗蚀层的抗蚀涂覆处理，在图案感光之后的显影处理，在涂覆处理之前的和曝光过程前后的以及显影之后的加热和冷却处理等等。这些处理和加工过程分别在各自的处理装置中进行，将这些处理装置作为一个涂覆显影处理系统集中起来，以便连续地执行前面所述相继处理步骤。图案的曝光处理通常是在靠近涂覆显影系统中的光刻机中进行。当晶片在涂覆显影系统中进行处理时，将空气净化装置等净化过的空气作为下降气流引入涂覆显影系统中，用来防止杂质粘附在晶片上，而在此之前，系统内的空气早已被排净，所以，晶片是在一个洁净的环境中得到处理。不过近年来，使用短波长(如，157纳米)光束的曝光技术正在得到研究和发展，以便用来制作微细而精确的电路图。在使用短波长光束时，有一点值得考虑，那就是分子级的杂质如氧，臭氧，水蒸汽对曝光处理会产生不良影响，使得精确的电路图无法形成，而那些杂质在现有波长技术中影响还是微不足道的。因此，至少在将晶片送去进行曝光处理时要求不能有氧之类的杂质粘附在晶片表面。在现有技术中，由于空气中含有氧，即使引入的是洁净的空气，杂质的粘附也不能有效地克服，而且，也没有手段对粘附在表面的杂质进行清除。基于此点，本专利技术的目标是提供一种防止分子级的微小杂质粘附在晶片之类的基片表面上的涂覆显影方法和涂覆显影系统。为达到此目的，本专利技术的涂覆显影方法是对基片进行涂覆和显影的一种方法，这种方法包括如下步骤使涂覆胶在基片上形成涂覆膜层；对形成涂覆层之后的基片进行加热处理；热处理之后进行冷却处理；对基片上的涂覆层进行曝光处理；曝光处理之后对基片进行显影处理；此方法还包括下面一个步骤在形成涂覆层之后曝光处理之前，引入气体，在涂覆层表面形成工艺膜层。引入气体在涂覆层表面形成工艺膜层这一步骤可放在加热处理后的基片冷却处理之后进行，也可在加热处理后的基片冷却处理过程当中进行，也可放在加热处理之后进行，还可在加热处理过程当中进行。本专利技术的涂覆显影系统是对基片进行涂覆和显影处理的一种系统，该系统包括用来对基片进行涂覆的涂覆处理单元；对基片进行显影的显影处理单元；对基片进行热处理的热处理单元；对基片上的涂覆层进行处理在基片膜层上形成工艺膜层的工艺气体供应单元。值得注意的是本专利技术中的热处理单元包括一个加热处理单元，一个冷却处理单元以及一个加热冷却处理单元。根据本专利技术，基片在形成涂覆层之后曝光之前引入气体进行处理，这样在涂覆层上又覆盖上一层工艺膜层，这层工艺膜层就防止了大气中氧，水蒸汽等杂质粘附在基片表面上。在基片曝光之前，如果有杂质粘附在上面，杂质在曝光过程中就有可能吸收一定的激光束能量，这样就使得曝光过程不能很好地完成。而上面所述的工艺膜层就能使得曝光很好地进行。而且，由工艺气体形成的工艺膜层具有很好的透光性，允许波长为157纳米的短波光束通过。相应地，这就防止了在基片涂覆层上的杂质粘附，设定的电路图就可以精确地曝光在涂覆层上。附图说明图1是根据本专利技术实施例的涂覆显影系统的说明性平面图；图2是图1中的涂覆显影系统的正视图；图3是图1中的涂覆显影系统的后视图；图4是图1中涂覆显影系统中气体供应单元的说明性垂直剖视图；图5是显示保护气体供应到晶片上状态的俯视图；图6是说明性的放大垂直剖视图，显示保护气体供应到晶片上的状态；图7是图1涂覆显影系统中加热和冷却处理单元的示意性水平剖视图；图8是表示从保护层涂覆到曝光处理过程的流程图；图9是表示有气体喷嘴时的加热和冷却处理单元的示意性水平剖视图；图10是表示在加热和冷却处理单元中有气体喷嘴时从保护层涂覆到曝光处理过程的流程图；图11是表示在加热和冷却处理单元中有气体喷嘴时从保护层涂覆到曝光处理过程的一修正的流程图；图12是表示在加热和冷却处理单元中有气体喷嘴时从保护层涂覆过程到曝光处理过程的又一修正的流程图；图13是表示图1中涂覆显影系统每个区域的顶上都装有供气装置，每个区域的底部都装有排气管时的示意图。下面对本专利技术的一种优选实施例加以说明。图1是根据本专利技术实施例的涂覆显影系统1的说明性平面图。图2是涂覆显影系统1的正视图。图3是涂覆显影系统1的后视图。如图1所示，涂覆显影系统1有这样的结构，盒站2，处理站3以及接口部分4呈整体连接在箱体a1里。其中，盒站2用来将晶片W从涂覆显影系统1中运出或运进(比如说，25块晶片/盒为运输单位)以及将晶片W从盒子C中运出或运进；处理站3是个处理中心，各种各样的处理装置呈多层堆叠在一起，其中，每一处理单元都可逐个地对晶片W进行在涂覆和显影过程中的予定的处理；接口部分4用来从/向光刻机5接受/派送晶片W，光刻机5位于涂覆显影系统1的附近。在盒站2中，很多盒子C沿X方向(在图1中是从顶部到底部方向)在盒子安装工作台6上按设定位置排成一行，其中，盒子安装工作台6是安装部分。晶片运载装置7可以在盒子排列方向(X方向)，盒子内晶片排列方向(Z方向，垂直方向)沿运载装置轨道8自由移动并选择性地靠近每一个盒子C。晶片运载装置7具有调整晶片W的调整功能。晶片运载装置7的结构被设计成为能靠近延迟单元32和粘接单元31，其中，延迟单元32和粘接单元31在下面将要讲到的处理站3边上的第三处理单元组G3中。在处理站3中，主运载单元13位于中部，其周围是不同的处理单元，这些处理单元呈多层堆叠，组成了处理单元组。在涂覆显影系统1中，共有四个处理单元组G1,G2,G3和G4。G1和G2分布在涂覆显影系统1的前边，G3在盒站2的临近区域，G4布置在接口部分4的附近。用虚线示出的第五个处理单元组G5作为可选件可以附加地布置在后边。主运载装置13可装运晶片W进出各个位于这些处理单元组G1,G2,G3,G4和G5的处理单元，这将在下面加以介绍。比如说在第一个处理单元组G1中，如图2所示，保护层涂覆单元17与显影单元18按从下至上顺序堆叠成两层。其中，单元17使用抗蚀胶对晶片进行涂覆，单元18对晶片进行显影处理。同样地，在第二个处理单元组G2中，抗蚀涂覆单元19与显影单元20按从下至上顺序堆叠成两层。在第三个处理单元组G3中，对晶片W进行冷却处理的冷却单元30，增强抗蚀胶附着力的粘附单元31，使晶片W等待的延迟单元32，在显影处理之后对晶片W进行冷却的冷却单元33和34，在显影处理之后对晶片W进行加热的后烘干单元35和36等等按从下至上顺序堆叠成七层。在第四个处理单元组G4中，对晶片W进行冷却处理的冷却单元40，延迟单元41和42，作为本专利技术中工艺气体供应装置的带有气体喷嘴55的供气单元43(图3中的GAS)，在曝光处理之后将晶片W加热(曝光后烘干)然后再冷却到设定温度的加热和冷却处理单元44和45(图3中的PEB/COL)以及加热和冷却处理单元46和47(图3中的PRE/COL)等按从下至上顺序堆叠成八层。其中，作为曝光前热处理单元的单元46和47在曝光前对晶片W加热，蒸发掉涂覆胶中的溶剂，然后再将晶片W冷却到设定的温度。如图4所示，气体供应单元43的箱体43a中有一容器50，碟形安装板51靠在容器50上，安装板51上分布有三个通孔52，三个通孔52里各有一根升降针53，升降针靠升降机构54本文档来自技高网...

【技术保护点】
对基片进行涂覆和显影处理的一种方法，包括如下步骤： 在基片上涂覆感光胶并在其上形成涂覆层； 对形成涂覆层的基片进行加热处理； 在加热处理之后冷却基片； 对基片上的涂覆层进行曝光处理； 在曝光处理之后对基片进行显影处理； 所述方法还包括如下步骤： 在所述形成涂覆层步骤之后所述基片曝光处理步骤之前，对基片释放工艺气体，在涂覆层表面形成工艺膜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：北野淳一，松山雄二，北野高广，八重英民，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]