[发明专利]用于涂敷和显影的方法和系统

说明书

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。