加熱處理裝置和加熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在處理容器內(nèi)載置涂敷有涂敷液的襯底后，對(duì)容器內(nèi)進(jìn)行排氣并加熱襯底的加熱處理裝置、加熱處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體的制造步驟中，由于電路圖案的精細(xì)化而使得抗蝕劑圖案變得容易倒塌，對(duì)此研究了多種對(duì)策。作為對(duì)策之一，進(jìn)行如下方法:將抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)印到形成于半導(dǎo)體晶片(以下稱(chēng)為“晶片”)的下層膜，將下層膜的圖案用作蝕刻掩模來(lái)進(jìn)行晶片的蝕刻。作為這樣的下層膜，要求等離子體耐性高且蝕刻耐性高，例如使用通過(guò)旋涂法形成的碳膜(S0C(Spin on Carbon)膜)。
[0003 ]涂敷有SOC膜的晶片在涂敷處理后被加熱來(lái)促進(jìn)殘留在涂敷膜中的溶劑的干燥和交聯(lián)劑的交聯(lián)反應(yīng)，但此時(shí)會(huì)從涂敷膜產(chǎn)生升華物。作為進(jìn)行這樣的加熱處理的加熱處理裝置，例如已知有如專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的那樣，利用環(huán)形開(kāi)閉部件封閉加熱襯底的熱板的周?chē)瑥沫h(huán)形開(kāi)閉部件的周?chē)鷮⒍栊詺怏w取入到處理空間內(nèi)，并且從晶片的中心部上方側(cè)排氣并進(jìn)行加熱處理的裝置。
[0004]近年來(lái)，為了提高SOC膜的等離子體耐性，要求提高含碳率，作為該方法進(jìn)行在比現(xiàn)有的溫度(300°C)高的溫度(350?400°C)下的加熱。但是，在加熱溫度提高的情況下，除了從SOC膜所含的交聯(lián)劑等升華的升華物之外，低分子聚合物等也飛散，因此升華物的量增加。因此，為了防止升華物從處理容器內(nèi)泄露到的外部需要增多排氣量，但是在該情況下存在沖撞晶片的表面的中央部的氣流增多，涂敷膜隆起，使膜厚的面內(nèi)均勻性惡化的問(wèn)題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2000 —124206號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明想要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種在對(duì)形成于襯底的涂敷膜進(jìn)行加熱處理時(shí)，防止升華物向處理容器的外部的泄露，并且，涂敷膜的膜厚能夠獲得良好的面內(nèi)均勻性的技術(shù)。
[0010]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的加熱處理裝置是對(duì)形成于襯底的涂敷膜進(jìn)行加熱處理的加熱處理裝置，其特征在于，包括:
[0012]設(shè)置在處理容器內(nèi)，載置襯底的載置部；
[0013]用于對(duì)載置于上述載置部的襯底進(jìn)行加熱的加熱部；
[0014]俯視時(shí)沿周向設(shè)置在比上述載置部上的襯底靠外側(cè)的位置，用于對(duì)上述處理容器內(nèi)供氣的供氣口；
[0015]俯視時(shí)沿周向設(shè)置在比上述載置部上的襯底靠外側(cè)的位置，用于對(duì)上述處理容器內(nèi)排氣的外周排氣口 ；和
[0016]設(shè)置在上述載置部上的襯底的中央部的上方側(cè)，用于對(duì)上述處理容器內(nèi)排氣的中央排氣口。
[0017]本發(fā)明的加熱處理方法是對(duì)形成于襯底的涂敷膜進(jìn)行加熱處理的加熱處理方法，其特征在于，包括:
[0018]在設(shè)置于處理容器內(nèi)的載置部載置上述襯底，對(duì)上述襯底進(jìn)行加熱的步驟；
[0019]從上述襯底的加熱開(kāi)始時(shí)到作為經(jīng)過(guò)了設(shè)定時(shí)間的時(shí)刻或者襯底的溫度超過(guò)了設(shè)定溫度的時(shí)刻的設(shè)定時(shí)刻為止，至少?gòu)母┮晻r(shí)沿周向設(shè)置在比上述載置部上的襯底靠外側(cè)的位置的外周排氣口對(duì)上述處理容器內(nèi)排氣，并且從俯視時(shí)沿周向設(shè)置在比上述載置部上的襯底靠外側(cè)的位置的供氣口將氣體取入到上述處理容器內(nèi)的步驟;和
[0020]在上述設(shè)定時(shí)刻之后，至少?gòu)脑O(shè)置在上述載置部上的襯底的中央部的上方側(cè)的中央排氣口對(duì)上述處理容器內(nèi)排氣，并且從上述供氣口將氣體取入到上述處理容器內(nèi)的步驟。
[0021]本發(fā)明的存儲(chǔ)介質(zhì)是存儲(chǔ)有在裝置中使用的計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，上述裝置將形成有涂敷膜的襯底載置于處理容器內(nèi)的載置部，對(duì)上述涂敷膜進(jìn)行加熱處理，該存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于:
[0022]上述計(jì)算機(jī)程序中編制有步驟組，以執(zhí)行上述加熱處理方法。
[0023]發(fā)明效果
[0024]本發(fā)明中，在將襯底載置于處理容器內(nèi)的載置部，由加熱部對(duì)形成于襯底的涂敷膜進(jìn)行加熱處理時(shí)，使用:沿周向設(shè)置在比載置部上的襯底靠外側(cè)的位置的外周排氣口；和設(shè)置在載置部上的襯底的中央部的上方側(cè)，用于對(duì)上述處理容器內(nèi)排氣的中央排氣口。由此，在涂敷膜的流動(dòng)性大的期間能夠至少依賴(lài)外周排氣口來(lái)排氣，在升華物的產(chǎn)生増大的期間能夠至少依賴(lài)中央排氣口來(lái)排氣，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)少的排氣量且抑制升華物向處理容器外泄漏，還能夠使膜厚獲得良好的面內(nèi)均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱處理裝置的縱截面圖。
[0026]圖2是表示環(huán)形開(kāi)閉部件的開(kāi)閉的縱截面圖。
[0027]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱處理裝置的作用的說(shuō)明圖。
[0028]圖4是表示加熱處理裝置的排氣流程和晶片的溫度變化的時(shí)序圖。
[0029]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱處理裝置的作用的說(shuō)明圖。
[0030]圖6是表示加熱處理裝置的排氣流程和晶片的溫度變化的時(shí)序圖。
[0031]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的另一例的加熱處理裝置的作用的說(shuō)明圖。
[0032]圖8是表示加熱處理裝置的排氣流程和晶片的溫度變化的時(shí)序圖。
[0033]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的另一例的加熱處理裝置的說(shuō)明圖。
[0034]圖10是表示中央排氣口的另一例的平面圖。
[0035]圖11是表示另一例的具有加熱部的加熱處理裝置的縱截面圖。
[0036]圖12是表示具有切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的加熱處理裝置的縱截面圖。
[0037]圖13是表示具有切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的平面圖。
[0038]圖14是表不切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的另一例的平面圖。
[0039]圖15是表示切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的另一例的作用的說(shuō)明圖。
[0040]圖16是表示切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的另一例的作用的說(shuō)明圖。
[0041]圖17是表示切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的另一例的平面圖。
[0042]圖18是表不切換排氣打開(kāi)、關(guān)閉機(jī)構(gòu)的另一例的平面圖。
[0043]圖19是表示參考例中觀測(cè)到的顆粒數(shù)的時(shí)間變化的特性圖。
[0044]圖20是表示實(shí)施例中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0045]圖21是表示實(shí)施例3—1、3 — 2中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0046]圖22是表示實(shí)施例3— I中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0047]圖23是表示實(shí)施例3— 2中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0048]圖24是表示實(shí)施例3— 3中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0049]圖25是表示實(shí)施例3— 4中形成的晶片的膜厚分布的特性圖。
[0050]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0051 ]I處理容器，2底部構(gòu)造體，3頂板部，4真空栗，5環(huán)形開(kāi)閉部件，6控制部，21加熱板，30排氣室，31外周排氣口，34中央排氣口，W晶片。
【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱處理裝置，如圖1所示包括處理容器I，處理容器I包括:構(gòu)成底部的底部構(gòu)造體2;形成頂面的頂板部3;和形成側(cè)面的環(huán)形開(kāi)閉部件5。雖然未圖示，但該處理容器I設(shè)置于作為形成有正壓的N2(氮)氣氣氛的組件的外裝體的殼體內(nèi)。
[0053]底部構(gòu)造體2，經(jīng)由支承部件26支承于與未圖示的殼體的底面部相當(dāng)?shù)幕?7之上。底部構(gòu)造體2包括在比緣部22靠中央側(cè)的位置形成有凹部且由扁平的圓筒體形成的支承臺(tái)20，在支承臺(tái)20的凹部嵌合設(shè)置有用于載置晶片W的載置部即載置臺(tái)21。支承臺(tái)20的外徑例如設(shè)定為350mm，載置臺(tái)21的外徑例如設(shè)定為320mm。在載置臺(tái)21中設(shè)置有作為用于對(duì)晶片W進(jìn)行加熱處理的加熱部的由電阻發(fā)熱體形成的加熱器25。因此，載置臺(tái)21也能夠稱(chēng)為加熱板，在以下的說(shuō)明中載置臺(tái)21稱(chēng)為加熱板21。另外，還設(shè)置有貫通底部構(gòu)造體2，且在與外部的未圖示的搬送臂之間對(duì)例如直徑300mm的晶片W進(jìn)行交接的支承銷(xiāo)23，該支承銷(xiāo)例如在周向上等間隔地設(shè)置3個(gè)。支承銷(xiāo)23通過(guò)設(shè)置在基座27上的升降機(jī)構(gòu)24進(jìn)行升降，從底部構(gòu)造體2的表面突出或沒(méi)入。
[0054]頂板部3由直徑比底部構(gòu)造體2大的圓板狀的部件構(gòu)成。頂板部3由未圖示的殼體的頂部支承，與底部構(gòu)造體2的上表面隔著間隙相對(duì)，其外緣俯視時(shí)位于比底部構(gòu)造體2的外緣靠外側(cè)的位置。在頂板部3的內(nèi)部形成有扁平的圓筒形狀的排氣室30，排氣室30形成為其外緣與底部構(gòu)造體2的外緣的位置大致相同。在排氣室30的底面沿緣部在周向上等間隔地開(kāi)口有例如100個(gè)左右的外周排氣口 31。因此，外周排氣口 31在比載置于底部構(gòu)造體2的晶片W的外緣靠外側(cè)的位置開(kāi)口。另外，排氣室30的上方與排氣管(以下稱(chēng)為“外周排氣管”)32連接，外周排氣管32當(dāng)以頂板部3側(cè)為上游側(cè)時(shí)，從上游側(cè)起設(shè)置有閥Vl和流量調(diào)整部33，并與設(shè)置于工廠內(nèi)的工廠排氣路徑連接。
[0055]另外，在頂板部3的下表面?zhèn)戎醒氩?，中央排氣?4以其中心與載置于底部構(gòu)造體2的晶片W的中心一致的方式開(kāi)口，中央排氣口34與以貫通頂板部3和排氣室30的方式設(shè)置的中央排氣管35的一端側(cè)連接。中央排氣管35當(dāng)以頂板部3側(cè)為上游側(cè)時(shí)，從上游側(cè)起設(shè)置有閥V2和流量調(diào)整部38，并與工廠排氣路徑連接。
[0056]另外，在底部構(gòu)造體2的周?chē)O(shè)置有環(huán)形開(kāi)閉部件5，其為對(duì)底部構(gòu)造體2和頂板部3之間的間隙的周?chē)M(jìn)行封閉，以形成處理空間的開(kāi)閉部件。環(huán)形開(kāi)閉部件5包括將中空的帶狀的部件形成為圓環(huán)狀而成的環(huán)狀