JP2001345242A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリマー鎖保護基が破壊されることなく、酸
発生剤がレジスト内に均一に分散され、或いはクエンチ
ャーがレジストの表面に均一に形成されるように基板を
熱処理することができる基板処理装置及び基板処理方法
の提供。 【解決手段】 制御部７１は、例えば加熱処理時にはウ
エハＷに塗布されたレジストに含有するシンナーが揮発
し、且つ、酸発生剤、クエンチャー及びポリマー鎖保護
基がレジスト内に実質的に残存する程度の圧力及び温度
となるように、熱板５７の温度及び密閉空間５６内の真
空度を制御する。具体的は、例えば熱板５７の温度が４
０℃程度、密閉空間５６内の真空度が５Ｔｏｒｒ程度と
なるように、熱板５７の温度及び密閉空間５６内の真空
度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレジストが
塗布された直後の半導体ウエハを加熱処理する基板処理
装置及び基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトレ
ジスト処理工程においては、例えば半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という。）等の基板に対してレジストを
塗布し、所定のパターンを露光した後に、このウエハに
対して現像液を供給して現像処理している。

【０００３】これらの処理は、例えば露光装置に対して
レジスト塗布と現像処理を行う塗布現像処理装置を接続
したシステムによって行われている。かかる塗布現像処
理装置には、ウエハの塗布現像処理に必要な一連の処
理、例えばレジストの定着性を向上させるための疎水化
処理（アドヒージョン処理）、レジストを塗布するレジ
スト塗布処理、レジスト塗布後のウエハを加熱してレジ
ストを乾燥硬化させる加熱処理、露光後のウエハを所定
の温度で加熱するための加熱処理、露光後のウエハに対
して現像処理を施す現像処理等の各処理を個別に行う処
理ユニットが備えられ、ウエハ搬送装置によってこれら
処理ユニット間でのウエハの受け渡しが行われるように
なっている。

【０００４】ところで、上述したウエハ上に塗布された
直後の例えば化学増幅型レジストには、溶剤である例え
ばシンナーや光化学反応により触媒作用のある酸発生
剤、溶解阻止剤であるクエンチャー、ポリマー鎖保護基
等が含まれており、レジスト塗布後の加熱処理工程にお
いては、これらのうち特にシンナーを揮発させてレジス
トを硬化する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
加熱処理工程では、高温でウエハを処理するために、ポ
リマー鎖保護基が破壊されたり、酸発生剤がレジスト内
に均一に分散されなかったり、更にクエンチャーがレジ
ストの表面に均一に形成されない場合がある。

【０００６】一方、最近の回路パターンの微細化に伴い
露光の光源として例えばＦ_２レーザー光源程度の非常に
短波長の例えば１５７ｎｍのものが使われる傾向にあ
る。このような短波長の光源では、露光の際に空気中に
Ｏ_２やＯ_３、有機物、Ｈ_２Ｏ等が含まれていると、光が
これらの物質によって吸収され、光源からレジストに届
く光量が異常に低下する。ところが、上述した加熱処理
後においては、レジストの表面にＯ_２やＯ_３等が付着す
る傾向が強く、そのため露光工程でこれらの物質によっ
て露光不良を生じるおそれがある。

【０００７】上記事情に鑑みて、本発明は、ポリマー鎖
保護基が破壊されることなく、酸発生剤がレジスト内に
均一に分散され、或いは溶解阻止剤がレジストの表面に
均一に形成されるように基板を熱処理することができる
基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的と
する。

【０００８】本発明の別の目的は、加熱処理後にレジス
トの表面にＯ_２やＯ_３等が付着することがない基板処理
装置及び基板処理方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る基板処理装置は、少なく
とも酸発生剤、溶解阻止剤及びポリマー鎖保護基のうち
１つの物質並びに溶剤を含有するレジストが塗布された
基板を加熱処理する基板処理装置において、密閉するこ
とが可能な空間を有する処理室と、前記空間内に配置さ
れ、前記レジストが塗布された基板が載置されるプレー
トと、前記密閉された空間内を減圧する減圧部と、前記
レジストに含有する溶剤が揮発し、且つ、前記物質がレ
ジスト内に実質的に残存する程度の圧力となるように、
前記減圧部を制御する制御部とを具備する。

【００１０】本発明の第２の観点に係る基板処理装置
は、少なくとも酸発生剤、溶解阻止剤及びポリマー鎖保
護基のうち１つの物質並びに溶剤を含有するレジストが
塗布された基板を処理する基板処理装置において、密閉
することが可能な空間を有する処理室と、前記空間内に
配置され、上記のレジストが塗布された基板を常温以下
で処理するための処理板と、前記密閉された空間内を減
圧する手段と、前記レジストに含有する溶剤が揮発し、
且つ、前記物質がレジスト内に実質的に残存する程度の
圧力及び温度となるように、前記処理板の温度及び前記
空間内の真空度を制御する手段とを具備する。

【００１１】本発明の第３の観点に係る基板処理方法
は、少なくとも酸発生剤、溶解阻止剤及びポリマー鎖保
護基のうち１つの物質並びに溶剤を含有するレジストが
塗布された基板を加熱処理する方法において、（ａ）前
記レジストに含有する溶剤が揮発し、且つ、前記物質が
レジスト内に実質的に残存する程度の減圧下及び温度
で、前記基板を加熱処理する工程と、（ｂ）前記処理さ
れた基板を冷却処理する工程とを具備する。

【００１２】本発明では、例えば基板の加熱処理を、レ
ジストに含有する溶剤が揮発し、且つ、酸発生剤や溶解
阻止剤、ポリマー鎖保護基がレジスト内に実質的に残存
する程度の減圧下及び温度で行っているので、酸発生剤
がレジスト内に均一に分散され、或いは溶解阻止剤がレ
ジストの表面に均一に形成されるように基板を熱処理す
ることができる。

【００１３】本発明のこれらの目的とそれ以外の目的と
利益とは、以下の説明と添付図面とによって容易に確認
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００１５】図１〜図３は本発明の実施形態に係る半導
体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の塗布現像処理シ
ステム１の全体構成の図であって、図１は平面、図２は
正面、図３は背面を夫々示している。

【００１６】この塗布現像処理システム１は、ウエハＷ
をウエハカセットＣＲで複数枚、例えば２５枚単位で外
部からシステムに搬入したり、あるいはシステムから搬
出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハＷを搬入
・搬出したりするためのカセットステーション１０と、
塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施
す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置して
なる処理ステーション１１と、この処理ステーション１
１に隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間で
ウエハＷを受け渡しするためのインターフェース部１２
とを一体に接続した構成を有している。

【００１７】前記カセットステーション１０では、図１
に示すように、カセット載置台２０上の位置決め突起２
０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット
ＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側
に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、
このカセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセッ卜Ｃ
Ｒ内に収納されたウエハのウエハ配列方向（Ｚ方向；垂
直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセ
ットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。

【００１８】さらにこのウエハ搬送体２１は、θ方向に
回転自在に構成されており、後述するように処理ステー
ション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニッ
ト部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）および
イクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスでき
るようになっている。

【００１９】前記処理ステーション１１には、図１に示
すように、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエ
ハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニ
ットが１組または複数の組に亙って多段に配置されてい
る。

【００２０】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されてお
り、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中
心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによ
りこのウエハ搬送装置４６は、θ方向に回転自在となっ
ている。なお筒状支持体４９は前記モータによって回転
される別の回転軸（図示せず）に接続するように構成し
てもよい。

【００２１】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２２】また、この例では、５つの処理ユニット群
Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 、Ｇ5 が配置可能な構成であ
り、第１および第２の処理ユニット群Ｇ1 、Ｇ2 の多段
ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配
置され、第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニットはカ
セットステーション１０に隣接して配置され、第４の処
理ユニット群Ｇ4 の多段ユニットはインターフェース部
１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ5 の
多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。

【００２３】図２に示すように、第１の処理ユニット群
Ｇ1 では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像
ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられてい
る。第２の処理ユニット群Ｇ2 でも、２台のスピンナ型
処理ユニット、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ね
られている。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上で
も面倒であることから、このように下段に配置するのが
好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置するこ
とももちろん可能である。

【００２４】図３に示すように、第３の処理ユニット群
Ｇ3 では、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を
行うオーブン型の処理ユニット、例えば冷却処理を行う
クーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高
めるためのいわゆる疏水化処理を行うアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニッ
ト（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニ
ット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加熱処理を
行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下
から順に例えば８段に重ねられている。第４の処理ユニ
ット群Ｇ4 でも、オーブン型の処理ユニット、例えばク
ーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クー
リングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユ
ニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜（ＣＯＬ）、プ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポスト
ベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順に、例
えば８段に重ねられている。

【００２５】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、それらよりも処理
温度の高いベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポ
ストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）およびアドヒ
ージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユ
ニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。
もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。

【００２６】前記インターフェース部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、前記処理ステーション１１と同
じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズ
に設定されている。そしてこのインターフェース部１２
の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと、
定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、他方
背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらにまた中
央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエ
ハ搬送体２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセット
ＣＲ、ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセスするよう
になつている。前記ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回
転自在となるように構成されており、前記処理ステーシ
ョン１１側の第４の処理ユニット群Ｇ4 の多段ユニット
に属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さら
には隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）
にもアクセスできるようになっている。

【００２７】また前記塗布現像処理システム１では、既
述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも破線で示し
た第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットが配置でき
るようになっているが、この第５の処理ユニット群Ｇ5
の多段ユニットは、案内レール２５に沿って主ウエハ搬
送機構２２からみて、側方へシフトできるように構成さ
れている。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ5 の多
段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レー
ル２５に沿ってスライドすることにより、空間部が確保
されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメ
ンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお
第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニッ卜は、そのよう
に案内レール２５に沿った直線状のスライドシフトに限
らず、図１中の一点鎖線の往復回動矢印で示したよう
に、システム外方へと回動シフトさせるように構成して
も、主ウエハ搬送機構２２に対するメンテナンス作業の
スペース確保が容易である。

【００２８】次に、本実施形態におけるプリベーキング
ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）について説明する。図４
は、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の全体
構成を示す略断面図である。

【００２９】本体５１は、加熱処理部５２と冷却処理部
５３とに２分されている。本体５１上には、昇降機構５
４によって昇降駆動される蓋体５５が配置され、蓋体５
５が下降して本体５１上を蓋体５５が覆うことでウエハ
Ｗを処理するための密閉空間５６が形成される。次に、
処理室内を減圧できるようになっている。このように加
熱処理部５２と冷却処理部５３とを同一の密閉空間５６
に設けることによって加熱処理から冷却処理を減圧下に
おいて連続的に行うことができ、加熱処理後にレジスト
の表面にＯ_２やＯ_３等が付着することがなくなる。

【００３０】加熱処理部５２では、本体５１上に熱板５
７が配置されている。熱板５７には例えばヒータ５８が
埋め込まれている。また、熱板５７の表面から出没可能
に例えば３本の支持ピン５９が設けられている。更に、
熱板５７の表面には加熱処理の際にウエハＷを所定量浮
かせて保持／支持するプロキシミティーピン６０が配置
されている。また、熱板５７の表面には、例えばヘリウ
ムガスタンク６２に接続され、ヘリウムガスを噴出する
ための噴出孔６１が設けられており、これら噴出孔６１
から熱板５７とウエハＷとの隙間にヘリウムガスが噴出
されるようになっている。このようにヘリウムガスを噴
出することで減圧下においても熱伝導性がよくなり、熱
処理を効率良く行うことが可能となる。

【００３１】また、冷却処理部５３には、ペルチェ素子
等の冷却素子等が埋め込まれた冷却板６３が配置されて
いる。この冷却板６３は移送機構６４によって加熱処理
部５２まで移動可能になっており、この冷却板６３自体
が加熱処理部５２の支持ピン５９により支持されたウエ
ハＷの受け渡しを行えるようになっている。なお、冷却
板６３にも上述した熱板５７と同様のヘリウムガス噴出
用の噴出孔を設けてもよい。

【００３２】また蓋体５５には排気口６５が設けられ、
この排気口６５には圧力調整用のバルブ６６を介して真
空ポンプ６７が接続されている。このように圧力調整用
のバルブ６６を介在させることによって減圧を徐々に、
例えば１０Ｔｏｒｒ／秒〜３００Ｔｏｒｒ／秒、更に好
ましくは９０Ｔｏｒｒ／秒〜１１０Ｔｏｒｒ／秒程度で
行うことが可能となる。即ち、直接真空ポンプで減圧す
ると圧力が急激に低下し、レジストが突沸してその表面
が粗くなるからである。また、蓋体５５には、パージ用
の不活性ガスである例えば窒素ガスを噴出するための噴
出孔６８が設けられている。この噴出孔６８には、バル
ブ６９を介して窒素ガスタンク７０に接続されている。
そして、加熱処理の後に窒素ガスでパージすることによ
ってその後の冷却の際にレジストの表面にＯ_２やＯ_３等
が付着することがなくなる。

【００３３】制御部７１は、真空度計７２及び温度計７
３による計測結果等に基づき、ヒータ５８や冷却素子の
オン・オフ、バルブ６６、６９の開閉、その他各部の駆
動等を制御する。制御部７１は、例えば加熱処理時には
ウエハＷに塗布されたレジストに含有するシンナーが揮
発し、且つ、酸発生剤、クエンチャー及びポリマー鎖保
護基がレジスト内に実質的に残存する程度の圧力及び温
度となるように、熱板５７の温度及び密閉空間５６内の
真空度を制御する。具体的は、例えば熱板５７の温度が
４０℃〜５０℃程度、密閉空間５６内の真空度が５Ｔｏ
ｒｒ程度となるように、熱板５７の温度及び密閉空間５
６内の真空度を制御する。このように温度及び圧力を制
御することによって、レジスト内に含有するポリマー鎖
保護基が破壊されることなく、酸発生剤がレジスト内に
均一に分散され、或いはクエンチャーがレジストの表面
に均一に形成されるようにウエハＷを加熱処理すること
ができる。

【００３４】次に、このように構成されたプリベーキン
グユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）の動作を説明する。

【００３５】図５（ａ）に示すように、蓋体５５が上昇
し、支持ピン５９が熱板５７から突出した状態で、主ウ
エハ搬送機構２２よりレジストが塗布された直後のウエ
ハＷが支持ピン５９上に受け渡される。

【００３６】次に、図５（ｂ）に示すように、蓋体５５
が下降して密閉空間５６を形成し、真空ポンプ６７によ
って密閉空間５６内が徐々に減圧される。

【００３７】次に、図５（ｃ）に示すように、支持ピン
５９が下降して熱板５７上にウエハＷが載置され、加熱
処理が開始される。

【００３８】加熱処理が終了すると、噴出孔６８から窒
素ガスを噴出して密閉空間５６内を窒素ガスでパージす
ると共に、支持ピン５９を上昇する。

【００３９】次に、図５（ｄ）に示すように、冷却板６
３が支持ピン５９よりウエハＷを受け取り、冷却処理が
行われる。冷却処理は例えば２５℃以下の温度で行われ
る。

【００４０】冷却処理が完了すると、ウエハＷは冷却板
６３から支持ピン５９を介して主ウエハ搬送機構２２に
受け渡され、その後露光装置に搬送されて露光処理が行
われ、更にその後現像処理が行われる。

【００４１】次に、本発明の他の実施形態に係る基板処
理装置について説明する。

【００４２】図６に示すように、本体８１は、冷却処理
部８２だけを有する。本体８１上には、昇降機構８４に
よって昇降駆動される蓋体８５が配置され、蓋体８５が
下降して本体８１上を蓋体８５が覆うことでウエハＷを
処理するための密閉空間８６が形成されるようになって
いる。

【００４３】本体８１上に例えばペルチェ素子等の冷却
素子等が埋め込まれた冷却板８７が配置されている。ま
た、冷却板８７の表面から出没可能に例えば３本の支持
ピン８８が設けられている。支持ピン８８は図示を省略
した昇降機構により昇降されるようになっている。

【００４４】また蓋体８５には排気口８９が設けられ、
この排気口８９には圧力調整用のバルブ９０を介して真
空ポンプ９１が接続されている。

【００４５】制御部９２は、冷却素子のオン・オフやバ
ルブ９０の開閉、その他各部の駆動等を制御する。制御
部９２は、例えば処理時にはウエハＷに塗布されたレジ
ストに含有するシンナーが揮発し、且つ、酸発生剤、ク
エンチャー及びポリマー鎖保護基がレジスト内に実質的
に残存する程度の圧力及び温度となるように、冷却板８
７の温度及び密閉空間８６内の真空度を制御する。具体
的は、例えば冷却板８７の温度が２３℃程度、密閉空間
８６内の真空度が２Ｔｏｒｒ程度となるように、或いは
冷却板８７の温度が１５℃程度、密閉空間８６内の真空
度が１Ｔｏｒｒ程度となるように、冷却板８７の温度及
び密閉空間８６内の真空度を制御する。このように温度
及び圧力を制御することによって、加熱処理をすること
なく、レジストを硬化させることができる。よって、レ
ジスト内に含有するポリマー鎖保護基が破壊されること
なく、酸発生剤がレジスト内に均一に分散され、或いは
クエンチャーがレジストの表面に均一に形成されるよう
にウエハＷを処理することができる。また、本実施形態
では、特に、その後の冷却処理は不要となる。

【００４６】次に、本発明の更に別の実施形態に係る基
板処理装置について説明する。

【００４７】図７に示すように、この基板処理装置は、
図６の示した基板処理装置に対面部材９３を更に設けた
ものである。この対面部材９３は、熱伝導率の低い材
料、例えば高密度ポリエチレンやクリスタル等からな
り、冷却板８７に載置されたウエハＷと対面するように
配置されている。また、蓋体８５には、対面部材９３を
支持ピン８８の昇降と同期して昇降させる昇降機構９４
が設けられている。そして、支持ピン８８の下降と共に
対面部材９３も下降し、対面部材９３は冷却板８７に載
置されたウエハＷと例えば１ｍｍ程度に近接するように
なっている。

【００４８】このように処理時に熱伝送率の低い材料か
らなる対面部材９３をウエハＷに近接させることによっ
て、処理時のウエハＷの温度分布を均一化することがで
き、酸発生剤がレジスト内に均一に分散され、或いはク
エンチャーがレジストの表面に均一に形成されるように
ウエハＷを処理することができる。

【００４９】次に、本発明のまた別の実施形態に係る基
板処理装置について説明する。

【００５０】図８に示すように、本体１０１上には、昇
降機構１０２によって昇降駆動される蓋体１０３が配置
され、蓋体１０３が下降して本体１０１上を蓋体１０３
が覆うことでウエハＷを処理するための密閉空間１０４
が形成されるようになっている。

【００５１】本体１０１上には、温調が行われないプレ
ート１０５が配置されている。また、プレート１０５の
表面から出没可能に例えば３本の支持ピン１０６が設け
られている。支持ピン１０６は図示を省略した昇降機構
により昇降されるようになっている。

【００５２】また蓋体１０３の上部には排気口１０７が
設けられ、この排気口１０７には圧力調整用のバルブ１
０８を介して真空ポンプ１０９が接続されている。ま
た、蓋体１０３の側部には、ガス導入孔１１０が設けら
れ、このガス導入孔１１０には、温調機構１１１及びガ
ス導入量調整用のバルブ１１２を介してヘリウムガスボ
ンベ１１３が接続されている。

【００５３】制御部１１４は、バルブ１０８、１１２の
開閉や温調機構１１１の温度管理、その他各部の駆動等
を制御する。そして、制御部１１４は、例えば処理時に
はウエハＷに塗布されたレジストに含有するシンナーが
揮発し、且つ、酸発生剤、クエンチャー及びポリマー鎖
保護基がレジスト内に実質的に残存する程度の圧力及び
温度となるように、ガス導入孔１１０から導入されるヘ
リウムガスの温度や量、更に及び密閉空間１０４内の真
空度を制御するものである。

【００５４】なお、上記実施形態では、本発明をレジス
トが塗布された半導体ウエハを熱処理する装置に適用し
たものについて説明したが、半導体ウエハ以外の基板、
例えばＬＣＤ基板を熱処理する装置にも本発明は適用で
きる。

【００５５】以上説明した実施形態は、あくまでも本発
明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいて、本
発明はそうした具体例にのみ限定して狭義に解釈される
ものではなく、本発明の精神とクレームに述べる範囲
で、いろいろと変更して実施することができるものであ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリマー鎖保護基が破壊されることなく、酸発生剤がレ
ジスト内に均一に分散され、或いは溶解阻止剤がレジス
トの表面に均一に形成されるように基板を熱処理するこ
とができる。また、加熱処理後にレジストの表面にＯ_２
やＯ_３等が付着することはなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る塗布現像処理システ
ムの全体構成を示す平面図である。

【図２】図１に示した塗布現像処理システムの正面図で
ある。

【図３】図１に示した塗布現像処理システムの背面図で
ある。

【図４】一実施形態に係るプリベーキングユニットの全
体構成を示す略断面図である。

【図５】図４に示したプリベーキングユニットの動作を
説明するための図である。

【図６】他の実施形態に係るプリベーキングユニットの
全体構成を示す略断面図である。

【図７】更に別の実施形態に係るプリベーキングユニッ
トの全体構成を示す略断面図である。

【図８】また別の実施形態に係るプリベーキングユニッ
トの全体構成を示す略断面図である。

【符号の説明】

ＰＲＥＢＡＫＥ…プリベーキングユニット Ｗ…ウェハ ５１、８１、１０１…本体 ５２…加熱処理部 ５３、８２…冷却処理部 ５５、８５、１０３…蓋体 ５６、８６、１０４…密閉空間 ５７…熱板 ６１…ヘリウムガスの噴出孔 ６３、８７…冷却板 ６５、８９、１０７…排気口 ６６、９０、１０８…圧力調整用のバルブ ６７、９１、１０９…真空ポンプ ６８…窒素ガスの噴出孔 ７１、９２、１１４…制御部 ９３…対面部材 ９４、１０２…昇降機構 １０５…プレート １１０…ガス導入孔 １１１…温調機構 １１２…ガス導入量調整用のバルブ １１３…ヘリウムガスシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 淳一 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F046 KA04 KA10

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも酸発生剤、溶解阻止剤及びポ
   リマー鎖保護基のうち１つの物質並びに溶剤を含有する
   レジストが塗布された基板を加熱処理する基板処理装置
   において、 密閉することが可能な空間を有する処理室と、 前記空間内に配置され、前記レジストが塗布された基板
   が載置されるプレートと、 前記密閉された空間内を減圧する減圧部と、 前記レジストに含有する溶剤が揮発し、且つ、前記物質
   がレジスト内に実質的に残存する程度の圧力となるよう
   に、前記減圧部を制御する制御部と、 を具備することを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記プレートを加熱するヒータを更に有し、 前記制御部は、前記レジストに含有する溶剤が揮発し、
   且つ、前記物質がレジスト内に実質的に残存する程度の
   温度及び圧力となるように、前記減圧部及び前記ヒータ
   を制御する、 ことを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記空間内に配置され、前記基板を冷却処理する冷却部
   を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記密閉された空間を第１の不活性ガスでパージするパ
   ージ部を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記第１の不活性ガスが、窒素ガスであることを特徴と
   する基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記密閉された空間に熱伝導用の第２の不活性ガスに流
   すガス流入機構を更に具備することを特徴とする基板処
   理装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記第２の不活性ガスが、ヘリウムガスであることを特
   徴とする基板処理装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記プレート上で基板を浮かして保持／支持する部材を
   有し、 前記ガス流入機構は、前記第２の不活性ガスを前記熱板
   と基板との隙間に流すものである、 ことを特徴とする基板処理装置。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
   て、 前記密閉された空間に温調された第３の不活性ガスに流
   す温調ガス流入機構を更に具備し、 前記制御部は、前記レジストに含有する溶剤が揮発し、
   且つ、前記物質がレジスト内に実質的に残存する程度の
   温度及び圧力となるように、前記減圧部及び前記第３の
   不活性ガスの温度を制御する、 ことを特徴とする基板処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
    て、 前記プレートに載置された基板と近接するように対面
    し、熱伝導率の低い材料からなる対面部材を更に具備す
    ることを特徴とする基板処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の基板処理装置であ
    って、 前記プレートに載置された基板と前記対面部材との間隔
    がほぼ１ｍｍであることを特徴とする基板処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の基板処理装置であ
    って、 前記対面部材が、高密度ポリエチレンからなることを特
    徴とする基板処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の基板処理装置であ
    って、 前記対面部材が、クリスタルからなることを特徴とする
    基板処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項１に記載の基板処理装置であっ
    て、 前記減圧部は、減圧用のポンプと、減圧調整用のバルブ
    とを備えることを特徴とする基板処理装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の基板処理装置であ
    って、 前記減圧部は、前記減圧調整用のバルブを用いて空間内
    を徐々に減圧するものであることを特徴とする基板処理
    装置。
16. 【請求項１６】 少なくとも酸発生剤、溶解阻止剤及び
    ポリマー鎖保護基のうち１つの物質並びに溶剤を含有す
    るレジストが塗布された基板を処理する基板処理装置に
    おいて、 密閉することが可能な空間を有する処理室と、 前記空間内に配置され、上記のレジストが塗布された基
    板を常温以下で処理するための処理板と、 前記密閉された空間内を減圧する手段と、 前記レジストに含有する溶剤が揮発し、且つ、前記物質
    がレジスト内に実質的に残存する程度の圧力及び温度と
    なるように、前記処理板の温度及び前記空間内の真空度
    を制御する手段とを具備することを特徴とする基板処理
    装置。
17. 【請求項１７】 少なくとも酸発生剤、溶解阻止剤及び
    ポリマー鎖保護基のうち１つの物質並びに溶剤を含有す
    るレジストが塗布された基板を加熱処理する方法におい
    て、（ａ）前記レジストに含有する溶剤が揮発し、且
    つ、前記物質がレジスト内に実質的に残存する程度の減
    圧下及び温度で、前記基板を処理する工程と、（ｂ）前
    記処理された基板を冷却処理する工程と、を具備するこ
    とを特徴とする基板処理装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の基板処理方法であ
    って、 前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間で、基板を処理
    する空間を第１の不活性ガスでパージする工程を更に具
    備するものであることを特徴とする基板処理装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７に記載の基板処理方法であ
    って、 前記工程（ａ）から前記工程（ｂ）までの間、基板を処
    理する空間に熱伝導用の第２の不活性ガスを流すもので
    あることを特徴とする基板処理装置。