JP2003124088A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
基板処理装置および基板処理方法Info
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- JP2003124088A JP2003124088A JP2002230173A JP2002230173A JP2003124088A JP 2003124088 A JP2003124088 A JP 2003124088A JP 2002230173 A JP2002230173 A JP 2002230173A JP 2002230173 A JP2002230173 A JP 2002230173A JP 2003124088 A JP2003124088 A JP 2003124088A
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学増幅型レジストが塗布され、露光された
基板を加熱処理するにあたり、レジスト表面から酸であ
るプロトンが飛散するのを抑えることができる技術を提
供すること。 【解決手段】 基板加熱装置の載置台に載置された基板
の表面と対向するように例えばメッシュ状をなす電極を
設け、この電極を直流電源部の正極側に接続する。露光
時にレジストの表面部に発生した酸であるプロトンは、
加熱により露光領域中に拡散していくが、レジスト表面
部の酸は、上方側の電極に正の電荷が帯電していること
から基板側に向かうクーロン力が作用し、このためパー
ジガス流により飛散することが抑えられ、良好なレジス
トパターンが得られる。また、基板の裏面側、例えば載
置台の下方側に負極側に接続された電極を設けるように
しても良い。
基板を加熱処理するにあたり、レジスト表面から酸であ
るプロトンが飛散するのを抑えることができる技術を提
供すること。 【解決手段】 基板加熱装置の載置台に載置された基板
の表面と対向するように例えばメッシュ状をなす電極を
設け、この電極を直流電源部の正極側に接続する。露光
時にレジストの表面部に発生した酸であるプロトンは、
加熱により露光領域中に拡散していくが、レジスト表面
部の酸は、上方側の電極に正の電荷が帯電していること
から基板側に向かうクーロン力が作用し、このためパー
ジガス流により飛散することが抑えられ、良好なレジス
トパターンが得られる。また、基板の裏面側、例えば載
置台の下方側に負極側に接続された電極を設けるように
しても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学増幅型のレジ
ストが基板に塗布され、露光された後、現像処理前に当
該基板を加熱するための基板処理装置及び基板処理方法
に関する。
ストが基板に塗布され、露光された後、現像処理前に当
該基板を加熱するための基板処理装置及び基板処理方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の一つであるフォトレジ
スト工程においては、半導体ウェハ上に形成された薄膜
状にレジストを塗布し、レジストを所定のパターンで露
光し、現像してマスクパターンを形成している。このよ
うな処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、
現像装置に露光装置を接続したシステムを用いて行われ
る。
スト工程においては、半導体ウェハ上に形成された薄膜
状にレジストを塗布し、レジストを所定のパターンで露
光し、現像してマスクパターンを形成している。このよ
うな処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、
現像装置に露光装置を接続したシステムを用いて行われ
る。
【０００３】一方、最近において化学増幅型のレジスト
材料が検討されている。このレジスト材料は、露光する
ことによりレジスト材料に含まれる酸発生剤から酸が生
成し、この酸が露光後ベーク（Post-Exposure Bake）に
より拡散して触媒として作用して酸触媒反応が進行す
る。例えば、ポジ型レジストではレジスト材料の主成分
であるベース樹脂を分解して現像液に対して可溶解性と
する分解反応、ネガ型レジストでは当該ベース樹脂を架
橋反応により分子構造を変えて現像液に対して不可溶性
とするものである。具体例を挙げると、例えばポリビニ
ルフェノールなどのポリマー中の水酸基をアルカリ基や
シリル基でブロックし、酸によりこのブロックを外して
アルカリ可溶性を回復させるものなど、多数提案されて
いる。
材料が検討されている。このレジスト材料は、露光する
ことによりレジスト材料に含まれる酸発生剤から酸が生
成し、この酸が露光後ベーク（Post-Exposure Bake）に
より拡散して触媒として作用して酸触媒反応が進行す
る。例えば、ポジ型レジストではレジスト材料の主成分
であるベース樹脂を分解して現像液に対して可溶解性と
する分解反応、ネガ型レジストでは当該ベース樹脂を架
橋反応により分子構造を変えて現像液に対して不可溶性
とするものである。具体例を挙げると、例えばポリビニ
ルフェノールなどのポリマー中の水酸基をアルカリ基や
シリル基でブロックし、酸によりこのブロックを外して
アルカリ可溶性を回復させるものなど、多数提案されて
いる。
【０００４】図２１は化学増幅型のネガ型レジストを用
いたときの露光、加熱、現像の状態を示す図である。先
ず露光時には図２１（ａ）に示すように基板１０１上の
レジスト１０２に対してマスク１０３を用いて露光する
と、光の当たった部位のレジスト１０２表面部に酸であ
るプロトン（Ｈ＋）が発生する。次いで基板１０１の裏
面より加熱すると、この酸がレジスト１０２の露光領域
中に拡散されて、その部分が現像液に対して不溶解性と
なる（図２１（ｂ））。加熱した後、現像するとレジス
ト１０２のうち現像液に対して溶解性の部分が溶けてマ
スクパターンを形成する（図２１（ｃ））。
いたときの露光、加熱、現像の状態を示す図である。先
ず露光時には図２１（ａ）に示すように基板１０１上の
レジスト１０２に対してマスク１０３を用いて露光する
と、光の当たった部位のレジスト１０２表面部に酸であ
るプロトン（Ｈ＋）が発生する。次いで基板１０１の裏
面より加熱すると、この酸がレジスト１０２の露光領域
中に拡散されて、その部分が現像液に対して不溶解性と
なる（図２１（ｂ））。加熱した後、現像するとレジス
ト１０２のうち現像液に対して溶解性の部分が溶けてマ
スクパターンを形成する（図２１（ｃ））。
【０００５】この種のレジストを用いれば、原理的に微
細な線幅に対応することができる利点がある。化学増幅
型レジストの現像速度は酸触媒反応量で決まるので、露
光後の加熱処理の条件は化学増幅型レジストの特性、特
に現像後のマスクパターン線幅精度を著しく左右する。
細な線幅に対応することができる利点がある。化学増幅
型レジストの現像速度は酸触媒反応量で決まるので、露
光後の加熱処理の条件は化学増幅型レジストの特性、特
に現像後のマスクパターン線幅精度を著しく左右する。
【０００６】前記露光後に基板を加熱する加熱装置は、
抵抗加熱体を埋設した加熱プレートの上に基板を載置
し、この上に蓋体を被せて処理空間を形成し、この処理
空間に、例えば外方から中央へ向かうパージガスの気流
を形成するように構成されている。
抵抗加熱体を埋設した加熱プレートの上に基板を載置
し、この上に蓋体を被せて処理空間を形成し、この処理
空間に、例えば外方から中央へ向かうパージガスの気流
を形成するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の加熱装
置では次のような課題がある。即ち加熱時において露光
により感光剤から生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）が
図２２（ａ）に示すようにレジスト１０２の表面部から
飛散してパージガス中に拡散し、このためネガ型レジス
トでは酸であるプロトン（Ｈ＋）が飛散した部位は、本
来は酸触媒反応により現像液に対して不溶解性となるべ
きところ、露光時に光が当たらない部位と同様に可溶性
のままとなり、この結果、図２２（ｂ）に示すようにマ
スクパターン上部の角が丸まってしまい、マスクパター
ンの線幅精度を悪くする。一方、ポジ型レジストでは酸
であるプロトン（Ｈ＋）が飛散した部位は、本来は酸触
媒反応により現像液に対して溶解性となるべきところ、
露光時に光が当たらない部位と同様に不可溶性のままと
なり、現像により図２２（ｃ）に示すようにマスクパタ
ーン上部に凸部（以下Ｔ-トップ形状）を形成してしま
い、マスクパターンの線幅精度を悪くする。また、飛散
したプロトン（Ｈ＋）がパージガス流に乗ってレジスト
の他の部分に再付着すると、本来現像液に溶解されるべ
き部分が不可溶性となったり、逆に現像液に対して不溶
解性となるべき部分が溶解したりしてやはりパターン精
度を低下させる。
置では次のような課題がある。即ち加熱時において露光
により感光剤から生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）が
図２２（ａ）に示すようにレジスト１０２の表面部から
飛散してパージガス中に拡散し、このためネガ型レジス
トでは酸であるプロトン（Ｈ＋）が飛散した部位は、本
来は酸触媒反応により現像液に対して不溶解性となるべ
きところ、露光時に光が当たらない部位と同様に可溶性
のままとなり、この結果、図２２（ｂ）に示すようにマ
スクパターン上部の角が丸まってしまい、マスクパター
ンの線幅精度を悪くする。一方、ポジ型レジストでは酸
であるプロトン（Ｈ＋）が飛散した部位は、本来は酸触
媒反応により現像液に対して溶解性となるべきところ、
露光時に光が当たらない部位と同様に不可溶性のままと
なり、現像により図２２（ｃ）に示すようにマスクパタ
ーン上部に凸部（以下Ｔ-トップ形状）を形成してしま
い、マスクパターンの線幅精度を悪くする。また、飛散
したプロトン（Ｈ＋）がパージガス流に乗ってレジスト
の他の部分に再付着すると、本来現像液に溶解されるべ
き部分が不可溶性となったり、逆に現像液に対して不溶
解性となるべき部分が溶解したりしてやはりパターン精
度を低下させる。
【０００８】一方、レジスト表面部から酸であるプロト
ン（Ｈ＋）が飛散するのを抑える手段として反射防止膜
を塗布するＴＡＲＣ（Top Anti-Reflective Coating）
処理があるが、反射防止膜は均一に塗布することが難し
く、パターンの線幅がより一層小さくなると、高い線幅
精度を得ることが困難になる。また、塗布工程が増える
ためにランニングコストが増える問題もある。
ン（Ｈ＋）が飛散するのを抑える手段として反射防止膜
を塗布するＴＡＲＣ（Top Anti-Reflective Coating）
処理があるが、反射防止膜は均一に塗布することが難し
く、パターンの線幅がより一層小さくなると、高い線幅
精度を得ることが困難になる。また、塗布工程が増える
ためにランニングコストが増える問題もある。
【０００９】また、化学増幅型のレジストを用いたとき
の露光後ベークにおいては、露光領域におけるプロトン
（Ｈ＋）の初期分布が均一でないため、連鎖反応が均等
に生じ難く、所望の線幅均一性を確保することは困難で
ある。露光領域においてプロトン（Ｈ＋）の少ない部分
にも十分な反応を生じさせるためには、加熱温度を例え
ば１００〜１５０℃と高くする必要があるが、加熱温度
を高くすると対流が大きくなり、処理空間に乱流が生じ
て温度が不均一になりやすい。このように酸であるプロ
トン（Ｈ＋）の初期分布が均一でないときには、プロト
ン（Ｈ＋）が不足する部分が形成されないように露光量
を多く設定する必要があり、エネルギーが無駄になるば
かりか、上述のような酸であるプロトン（Ｈ＋）の蒸散
等の不都合にも繋がる。更に、線幅均一性を高めるため
に、露光領域分にパターンに応じて適切なプロトン（Ｈ
＋）分布を形成することが望ましいが、従来の露光後ベ
ークでは、パターンに応じて適切なプロトン（Ｈ＋）分
布を形成することは困難である。
の露光後ベークにおいては、露光領域におけるプロトン
（Ｈ＋）の初期分布が均一でないため、連鎖反応が均等
に生じ難く、所望の線幅均一性を確保することは困難で
ある。露光領域においてプロトン（Ｈ＋）の少ない部分
にも十分な反応を生じさせるためには、加熱温度を例え
ば１００〜１５０℃と高くする必要があるが、加熱温度
を高くすると対流が大きくなり、処理空間に乱流が生じ
て温度が不均一になりやすい。このように酸であるプロ
トン（Ｈ＋）の初期分布が均一でないときには、プロト
ン（Ｈ＋）が不足する部分が形成されないように露光量
を多く設定する必要があり、エネルギーが無駄になるば
かりか、上述のような酸であるプロトン（Ｈ＋）の蒸散
等の不都合にも繋がる。更に、線幅均一性を高めるため
に、露光領域分にパターンに応じて適切なプロトン（Ｈ
＋）分布を形成することが望ましいが、従来の露光後ベ
ークでは、パターンに応じて適切なプロトン（Ｈ＋）分
布を形成することは困難である。
【００１０】本発明はこのような事情に基づきなされた
ものであり、その目的は化学増幅型のレジストが塗布さ
れた基板を加熱するにあたって、露光により感光剤から
生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）がレジスト表面から
飛散するのを抑えることができる技術を提供することに
ある。本発明の他の目的は、前記加熱を行うにあたっ
て、露光により生成したプロトン（Ｈ＋）のレジストの
露光領域における分布を均一化する、或いは当該分布を
制御することができる技術を提供することにある。
ものであり、その目的は化学増幅型のレジストが塗布さ
れた基板を加熱するにあたって、露光により感光剤から
生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）がレジスト表面から
飛散するのを抑えることができる技術を提供することに
ある。本発明の他の目的は、前記加熱を行うにあたっ
て、露光により生成したプロトン（Ｈ＋）のレジストの
露光領域における分布を均一化する、或いは当該分布を
制御することができる技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、化学増幅型のレジストが塗布されて露光された基
板を現像前に処理する装置において、基板を載置するた
めの基板載置部と、この基板載置部に載置された基板を
加熱する加熱手段と、前記基板載置部により載置された
基板のレジストに発生したプロトン（Ｈ＋）が基板側に
向かうように電界を形成する電界形成手段と、を備えた
ことを特徴とする。
置は、化学増幅型のレジストが塗布されて露光された基
板を現像前に処理する装置において、基板を載置するた
めの基板載置部と、この基板載置部に載置された基板を
加熱する加熱手段と、前記基板載置部により載置された
基板のレジストに発生したプロトン（Ｈ＋）が基板側に
向かうように電界を形成する電界形成手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【００１２】電界形成手段は、例えば基板載置部により
載置された基板の表面側と対向するように設けられた電
極と、この電極に正極側が接続された直流電源部と、を
備えたものである。あるいは基板載置部により載置され
た基板の裏面側にて基板と対向するように設けられた電
極と、この電極に負極側に接続された直流電源部と、を
備えたものである。または、基板載置部により載置され
た基板の表面側と対向するように設けられた一方の電極
と、基板載置部により載置された基板の裏面側にて基板
と対向するように設けられた他方の電極と、これら電極
間に接続された交流電源部と、前記一方の電極が正極と
なるように交流電源部に接続された整流器と、を備えた
ものである。
載置された基板の表面側と対向するように設けられた電
極と、この電極に正極側が接続された直流電源部と、を
備えたものである。あるいは基板載置部により載置され
た基板の裏面側にて基板と対向するように設けられた電
極と、この電極に負極側に接続された直流電源部と、を
備えたものである。または、基板載置部により載置され
た基板の表面側と対向するように設けられた一方の電極
と、基板載置部により載置された基板の裏面側にて基板
と対向するように設けられた他方の電極と、これら電極
間に接続された交流電源部と、前記一方の電極が正極と
なるように交流電源部に接続された整流器と、を備えた
ものである。
【００１３】加熱処理中に基板の表面に沿ってパージガ
スを流す場合は、基板の表面側と対向する電極は通気性
部材で構成することが好ましい。基板載置部により載置
された基板の裏面側にて基板と対向するように設けられ
る電極は、基板載置部の裏面側あるいは基板載置部の中
のいずれに設けられても良い。本発明によれば、酸であ
るプロトン（Ｈ＋）に対して、電界により基板側に向か
う力が作用するのでプロトン（Ｈ＋）が基板表面から飛
散することが抑えられる。
スを流す場合は、基板の表面側と対向する電極は通気性
部材で構成することが好ましい。基板載置部により載置
された基板の裏面側にて基板と対向するように設けられ
る電極は、基板載置部の裏面側あるいは基板載置部の中
のいずれに設けられても良い。本発明によれば、酸であ
るプロトン（Ｈ＋）に対して、電界により基板側に向か
う力が作用するのでプロトン（Ｈ＋）が基板表面から飛
散することが抑えられる。
【００１４】また電界形成手段としては、基板載置部に
載置された基板上のレジストに発生したプロトンの飛散
を阻止するように電界を形成するものであれば、上記構
成の装置に限られるものではない。例えば基板載置部に
負極側が接続された直流電源部を備えるものや、基板載
置部に載置された基板上のレジストに発生したプロトン
に当該基板から離れる方向に向かう力が及ぼされるよう
な電界を形成するものや、基板載置部に載置された基板
上のレジストの露光領域におけるプロトンを移動させ、
或いは当該プロトンの分布を制御可能な電界を形成する
もの等であっても、上述した発明と同様の効果を得るこ
とができる。
載置された基板上のレジストに発生したプロトンの飛散
を阻止するように電界を形成するものであれば、上記構
成の装置に限られるものではない。例えば基板載置部に
負極側が接続された直流電源部を備えるものや、基板載
置部に載置された基板上のレジストに発生したプロトン
に当該基板から離れる方向に向かう力が及ぼされるよう
な電界を形成するものや、基板載置部に載置された基板
上のレジストの露光領域におけるプロトンを移動させ、
或いは当該プロトンの分布を制御可能な電界を形成する
もの等であっても、上述した発明と同様の効果を得るこ
とができる。
【００１５】本発明に係る基板処理方法は、化学増幅型
のレジストが塗布されて露光された基板を現像前に加熱
する方法において、基板を載置するための基板載置部に
基板を搬送する工程と、次いで、この基板を加熱する工
程と、基板を加熱している間に、基板のレジストに発生
したプロトンが基板側に向かうように電界を形成する工
程と、を含むことを特徴とする。
のレジストが塗布されて露光された基板を現像前に加熱
する方法において、基板を載置するための基板載置部に
基板を搬送する工程と、次いで、この基板を加熱する工
程と、基板を加熱している間に、基板のレジストに発生
したプロトンが基板側に向かうように電界を形成する工
程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る基板処理装置
の実施の形態を示す断面図である。１は載置台であり、
化学増幅型のレジスト２が塗布されて露光された基板、
例えば半導体ウェハＷを載置するための、例えばセラミ
ックスよりなる載置部である載置台１である。この載置
台１には載置したウェハＷを裏面側から加熱するための
加熱手段である例えば抵抗発熱体からなるヒータ１３が
同心円をなすように埋設されている。なお、詳しくはウ
ェハＷが載置台１の表面から微小な隙間、例えば０．１
ｍｍ程度浮いた状態で載置されるように、ウェハＷの周
縁部に対応する位置に載置台１上に突部１７が設けられ
ており、ヒータ１３はこの突起１７に載置した状態で、
ウエハＷを例えば１００〜１５０℃程度に加熱できるよ
うになっている。載置台１におけるウェハＷの載置領域
の外方側には、複数の給気口１１が周方向に沿って設け
られ、この給気口１１にはパージガスを供給するための
給気管１２が接続されている。
の実施の形態を示す断面図である。１は載置台であり、
化学増幅型のレジスト２が塗布されて露光された基板、
例えば半導体ウェハＷを載置するための、例えばセラミ
ックスよりなる載置部である載置台１である。この載置
台１には載置したウェハＷを裏面側から加熱するための
加熱手段である例えば抵抗発熱体からなるヒータ１３が
同心円をなすように埋設されている。なお、詳しくはウ
ェハＷが載置台１の表面から微小な隙間、例えば０．１
ｍｍ程度浮いた状態で載置されるように、ウェハＷの周
縁部に対応する位置に載置台１上に突部１７が設けられ
ており、ヒータ１３はこの突起１７に載置した状態で、
ウエハＷを例えば１００〜１５０℃程度に加熱できるよ
うになっている。載置台１におけるウェハＷの載置領域
の外方側には、複数の給気口１１が周方向に沿って設け
られ、この給気口１１にはパージガスを供給するための
給気管１２が接続されている。
【００１７】また、載置台１には該載置台１を上下方向
に貫通する孔部１６を介して複数の支持ピン１４が突没
自在に設けられている。これらの支持ピン１４は支持ピ
ン昇降機構１５により昇降自在に設けられており、この
支持ピン１４の昇降により図示しない搬送アームと載置
台１との間でウェハＷの受け渡しが行われる。
に貫通する孔部１６を介して複数の支持ピン１４が突没
自在に設けられている。これらの支持ピン１４は支持ピ
ン昇降機構１５により昇降自在に設けられており、この
支持ピン１４の昇降により図示しない搬送アームと載置
台１との間でウェハＷの受け渡しが行われる。
【００１８】載置台１の上部側には下方側が開口し、天
井部３１及び側壁部３２からなる、例えば円筒状のアル
ミニウム製の蓋体３が図示しない蓋体昇降機構により昇
降自在に設けられている。この蓋体３は接地されてい
て、ウェハＷの加熱時は下降し、載置台１に載置された
ウェハＷの周囲を囲い、処理空間を形成する構成となっ
ている。蓋体３の天井部３１には中心付近に排気口３３
が設けられ、この排気口３３にはパージガスを排気する
ための排気管３４が接続されている。
井部３１及び側壁部３２からなる、例えば円筒状のアル
ミニウム製の蓋体３が図示しない蓋体昇降機構により昇
降自在に設けられている。この蓋体３は接地されてい
て、ウェハＷの加熱時は下降し、載置台１に載置された
ウェハＷの周囲を囲い、処理空間を形成する構成となっ
ている。蓋体３の天井部３１には中心付近に排気口３３
が設けられ、この排気口３３にはパージガスを排気する
ための排気管３４が接続されている。
【００１９】ウェハＷの上方側（表面側）にはウエハＷ
と対向するように、例えばウェハＷとほぼ同サイズの円
形状の電極４が絶縁体３５を介して蓋体３の内部に取り
付けられている。この電極４は、通気性部材（多孔板）
例えばメッシュ状部材により構成されており、その材料
には良好な導電性を有するもの、例えばチタン、ニッケ
ル、銅等が用いられる。また電極４をなす通気性部材の
他の例としては、例えばパンチングメタルあるいは同心
円状のスリットを設けたものを挙げることができる。ウ
エハＷと電極４との距離は、例えば５ｍｍまたは１０ｍ
ｍに設定される。また、電極４は給電線４１を介して、
例えば１０ｋＶの直流電源部４２の正極に接続され、こ
の直流電源部４２の負極側は電気的に浮いた状態とされ
ている。
と対向するように、例えばウェハＷとほぼ同サイズの円
形状の電極４が絶縁体３５を介して蓋体３の内部に取り
付けられている。この電極４は、通気性部材（多孔板）
例えばメッシュ状部材により構成されており、その材料
には良好な導電性を有するもの、例えばチタン、ニッケ
ル、銅等が用いられる。また電極４をなす通気性部材の
他の例としては、例えばパンチングメタルあるいは同心
円状のスリットを設けたものを挙げることができる。ウ
エハＷと電極４との距離は、例えば５ｍｍまたは１０ｍ
ｍに設定される。また、電極４は給電線４１を介して、
例えば１０ｋＶの直流電源部４２の正極に接続され、こ
の直流電源部４２の負極側は電気的に浮いた状態とされ
ている。
【００２０】次に上述実施の形態の作用について説明を
行う。まず、化学増幅型のレジスト２が表面に塗布さ
れ、露光を終えたウェハＷを図示しないアームと支持ピ
ン１４との協働作用により載置台１の載置部に搬入し、
蓋体３が図示しない蓋体昇降機構により下降して載置台
１に載置されたウェハＷの周囲を囲い処理空間を形成す
る。そしてヒータ１３によりウェハＷを、例えば１５０
℃に加熱すると共に、給気口１１を介して給気管１２よ
りパージガスを導入し、排気口３３を介して排気管３４
からこのパージガスを排気してウェハＷの表面に沿って
周囲から中心部に向かうパージ流を形成する。前述の電
極４は通気性部材（多孔板）を用いているので、中心部
に向かうパージ流の整流機能を有する形状を合せ持つ。
行う。まず、化学増幅型のレジスト２が表面に塗布さ
れ、露光を終えたウェハＷを図示しないアームと支持ピ
ン１４との協働作用により載置台１の載置部に搬入し、
蓋体３が図示しない蓋体昇降機構により下降して載置台
１に載置されたウェハＷの周囲を囲い処理空間を形成す
る。そしてヒータ１３によりウェハＷを、例えば１５０
℃に加熱すると共に、給気口１１を介して給気管１２よ
りパージガスを導入し、排気口３３を介して排気管３４
からこのパージガスを排気してウェハＷの表面に沿って
周囲から中心部に向かうパージ流を形成する。前述の電
極４は通気性部材（多孔板）を用いているので、中心部
に向かうパージ流の整流機能を有する形状を合せ持つ。
【００２１】露光によりレジスト２の表面に生成した酸
であるプロトン（Ｈ＋）は、加熱により露光領域中に内
部拡散し、触媒として作用して酸触媒反応を進行させる
が、レジスト２の表面部に存在するプロトン（Ｈ＋）の
中にはレジスト２の表面部から飛散してパージガス中に
拡散しようとするものが存在する。しかし、ウェハＷの
上方側には正の電荷が帯電するように直流電源部４２の
正極側に接続された電極４が設けられているので、この
電極４とウェハＷとの間に、例えば図２に模式的に示す
矢印方向に電気力線が生じる電界が形成され、レジスト
２の表面部のプロトン（Ｈ＋）には、この電界に基づい
て電極４に生じた正の電荷との間の斥力の作用によりウ
ェハＷ側に向かう力が働く。従って、レジスト２の表面
にパージガスの流れが生じていてもレジスト２の表面部
からプロトン（Ｈ＋）が飛散してパージガス中に拡散す
ることが抑えられる。
であるプロトン（Ｈ＋）は、加熱により露光領域中に内
部拡散し、触媒として作用して酸触媒反応を進行させる
が、レジスト２の表面部に存在するプロトン（Ｈ＋）の
中にはレジスト２の表面部から飛散してパージガス中に
拡散しようとするものが存在する。しかし、ウェハＷの
上方側には正の電荷が帯電するように直流電源部４２の
正極側に接続された電極４が設けられているので、この
電極４とウェハＷとの間に、例えば図２に模式的に示す
矢印方向に電気力線が生じる電界が形成され、レジスト
２の表面部のプロトン（Ｈ＋）には、この電界に基づい
て電極４に生じた正の電荷との間の斥力の作用によりウ
ェハＷ側に向かう力が働く。従って、レジスト２の表面
にパージガスの流れが生じていてもレジスト２の表面部
からプロトン（Ｈ＋）が飛散してパージガス中に拡散す
ることが抑えられる。
【００２２】また、電極４はメッシュ状部材のような通
気性部材（多孔板）として構成されているため、パージ
ガスはウェハＷの周囲からウェハＷの表面に沿って中央
に向かい、電極４に形成された孔を通って排気口３３を
介して排気管３４から排気される。このようなパージガ
スの流れにより加熱時のウェハＷに温度分布が生じるの
を抑えることができる。
気性部材（多孔板）として構成されているため、パージ
ガスはウェハＷの周囲からウェハＷの表面に沿って中央
に向かい、電極４に形成された孔を通って排気口３３を
介して排気管３４から排気される。このようなパージガ
スの流れにより加熱時のウェハＷに温度分布が生じるの
を抑えることができる。
【００２３】このように本実施の形態によれば、ウェハ
Ｗの表面に化学増幅型のレジスト２が塗布され、露光に
より感光剤から生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）が、
加熱時にレジスト２の表面部から飛散するのが抑えられ
る。このためネガ型レジストでは、現像によりマスクパ
ターンの上部が丸まってしまうおそれが小さく、一方、
ポジ型レジストでは現像によりマスクパターン上部がＴ
−トップ形状を形成してしまうおそれが小さく、更には
プロトン（Ｈ＋）が飛散してレジスト２の不所望な位置
に再付着することも抑えられるため、線幅精度の良いマ
スクパターンを形成することができる。
Ｗの表面に化学増幅型のレジスト２が塗布され、露光に
より感光剤から生成した酸であるプロトン（Ｈ＋）が、
加熱時にレジスト２の表面部から飛散するのが抑えられ
る。このためネガ型レジストでは、現像によりマスクパ
ターンの上部が丸まってしまうおそれが小さく、一方、
ポジ型レジストでは現像によりマスクパターン上部がＴ
−トップ形状を形成してしまうおそれが小さく、更には
プロトン（Ｈ＋）が飛散してレジスト２の不所望な位置
に再付着することも抑えられるため、線幅精度の良いマ
スクパターンを形成することができる。
【００２４】次に本発明に係る基板処理装置の他の実施
の形態について、図３〜図１８を参照しながら説明す
る。図３の例では、ウェハＷの裏面側に、この例では載
置台１の下面側に接続して、あるいは５ｍｍ程度離して
電極５を設け、この電極５に直流電源部５２の負極側を
接続する。この場合、電極５には負の電荷が帯電し、ま
た載置台１は例えばセラミックスからなる誘電体で構成
されているので、載置台１を通って電極５に向かう電気
力線が構成される。この結果、レジスト２の表面部のプ
ロトン（Ｈ＋）は、この電界により、即ち電極側の負の
電荷との間の引力の作用によりウェハＷ側に向かう力が
働き大気中に拡散することができず、結果としてレジス
ト２の表面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散することが抑
えられる。このため現像により得られるマスクパターン
は線幅精度の良いものとなる。なお、電極５は図４に示
すようにウエハＷの裏面側にて載置台１に接触するよう
に設けてもよいし、図５に示すように載置台１中に埋設
してもよい。
の形態について、図３〜図１８を参照しながら説明す
る。図３の例では、ウェハＷの裏面側に、この例では載
置台１の下面側に接続して、あるいは５ｍｍ程度離して
電極５を設け、この電極５に直流電源部５２の負極側を
接続する。この場合、電極５には負の電荷が帯電し、ま
た載置台１は例えばセラミックスからなる誘電体で構成
されているので、載置台１を通って電極５に向かう電気
力線が構成される。この結果、レジスト２の表面部のプ
ロトン（Ｈ＋）は、この電界により、即ち電極側の負の
電荷との間の引力の作用によりウェハＷ側に向かう力が
働き大気中に拡散することができず、結果としてレジス
ト２の表面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散することが抑
えられる。このため現像により得られるマスクパターン
は線幅精度の良いものとなる。なお、電極５は図４に示
すようにウエハＷの裏面側にて載置台１に接触するよう
に設けてもよいし、図５に示すように載置台１中に埋設
してもよい。
【００２５】また本実施の形態は図６に示すように、図
１の載置台１の代わりに導電体の載置台１ａを設け、こ
の載置台１ａに直流電源部５２の負極側を直接接続して
載置台１ａを電極として機能させるようにすることがで
きる。この場合には、電極である載置台１ａとウエハＷ
との距離を例えば０．１ｍｍに設定し、数十ｋＶの電圧
を印加する。なお、この場合には、ヒータ１３との電気
的な干渉を防止するためにヒータ１３と載置台１ａとを
適宜の手段で絶縁する必要がある。
１の載置台１の代わりに導電体の載置台１ａを設け、こ
の載置台１ａに直流電源部５２の負極側を直接接続して
載置台１ａを電極として機能させるようにすることがで
きる。この場合には、電極である載置台１ａとウエハＷ
との距離を例えば０．１ｍｍに設定し、数十ｋＶの電圧
を印加する。なお、この場合には、ヒータ１３との電気
的な干渉を防止するためにヒータ１３と載置台１ａとを
適宜の手段で絶縁する必要がある。
【００２６】次にウエハＷの表面側及び裏面側の両方に
電極を設けた例を示す。図７の例は上述したウェハＷの
表面側に電極４を設ける構成及び裏面側に電極５を設け
る構成の２つの形態を組み合わせた実施の形態である。
この場合、ウェハＷには上から斥力、下から引力が働
き、レジスト２の表面部から酸であるプロトン（Ｈ＋）
が飛散することが抑えられる。
電極を設けた例を示す。図７の例は上述したウェハＷの
表面側に電極４を設ける構成及び裏面側に電極５を設け
る構成の２つの形態を組み合わせた実施の形態である。
この場合、ウェハＷには上から斥力、下から引力が働
き、レジスト２の表面部から酸であるプロトン（Ｈ＋）
が飛散することが抑えられる。
【００２７】図８の例では、図７の例と同様に電極４を
ウェハＷの表面側に、電極５をウエハＷの裏面側に夫々
配置し、これら電極４、５に個別的に直流電源部４２，
５２を接続する代わりに、電極４，５の間に交流電源部
６と全波整流器７とを接続している。このような構成で
は、ウェハＷの表面側に設けた一方の電極４に正の電荷
が帯電し、またウェハＷの裏面側に設けた他方の電極５
に負の電荷が帯電するので、周期的に電界の強さは変化
するが、上から斥力、下から引力が働き、レジスト２の
表面部から酸であるプロトン（Ｈ＋）が飛散することが
抑えられ、図７の例と同様の効果を得ることができる。
ウェハＷの表面側に、電極５をウエハＷの裏面側に夫々
配置し、これら電極４、５に個別的に直流電源部４２，
５２を接続する代わりに、電極４，５の間に交流電源部
６と全波整流器７とを接続している。このような構成で
は、ウェハＷの表面側に設けた一方の電極４に正の電荷
が帯電し、またウェハＷの裏面側に設けた他方の電極５
に負の電荷が帯電するので、周期的に電界の強さは変化
するが、上から斥力、下から引力が働き、レジスト２の
表面部から酸であるプロトン（Ｈ＋）が飛散することが
抑えられ、図７の例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】また図９に示す例は、電極に電源を接続す
る代わりに、予め静電誘導により正電荷を帯電させた電
荷保持部材である誘電体８を載置台１に載置されたウエ
ハＷの上方に配置したものである。このような構成にお
いても誘電体８の表面に帯電した正電荷により、レジス
ト２の表面部のプロトン（Ｈ＋）には、この正電荷との
間に斥力の作用によりウエハＷ側に向かう力が働くた
め、レジスト２の表面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散し
てパージガス中に拡散することが抑えられる。
る代わりに、予め静電誘導により正電荷を帯電させた電
荷保持部材である誘電体８を載置台１に載置されたウエ
ハＷの上方に配置したものである。このような構成にお
いても誘電体８の表面に帯電した正電荷により、レジス
ト２の表面部のプロトン（Ｈ＋）には、この正電荷との
間に斥力の作用によりウエハＷ側に向かう力が働くた
め、レジスト２の表面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散し
てパージガス中に拡散することが抑えられる。
【００２９】図１０に示す例は、基本構成は図１にて示
した例とほぼ同様の構成をなす装置であるが、ウエハＷ
の上方に直流電源部４２ａの負極に接続された電極４ａ
が配置されている点で異なっている。つまり、この実施
の形態では図１１に示すように電極４ａが負の電荷を有
しているから、レジスト２の表面部のプロトン（Ｈ＋）
は、この負電荷との間の引力の作用により飛散せず固定
される。従って、レジスト２の表面部からプロトン（Ｈ
＋）が飛散してパージガス中に拡散することが抑制され
る。このためネガ型レジストでは、現像によりマスクパ
ターンの上部が丸まってしまうおそれが小さく、一方、
ポジ型レジストでは現像によりマスクパターン上部がＴ
−トップ形状を形成してしまうおそれが小さく、更には
プロトン（Ｈ＋）が飛散してレジスト２の不所望な位置
に再付着することも抑えられるため、線幅精度の良いマ
スクパターンを形成することができる。
した例とほぼ同様の構成をなす装置であるが、ウエハＷ
の上方に直流電源部４２ａの負極に接続された電極４ａ
が配置されている点で異なっている。つまり、この実施
の形態では図１１に示すように電極４ａが負の電荷を有
しているから、レジスト２の表面部のプロトン（Ｈ＋）
は、この負電荷との間の引力の作用により飛散せず固定
される。従って、レジスト２の表面部からプロトン（Ｈ
＋）が飛散してパージガス中に拡散することが抑制され
る。このためネガ型レジストでは、現像によりマスクパ
ターンの上部が丸まってしまうおそれが小さく、一方、
ポジ型レジストでは現像によりマスクパターン上部がＴ
−トップ形状を形成してしまうおそれが小さく、更には
プロトン（Ｈ＋）が飛散してレジスト２の不所望な位置
に再付着することも抑えられるため、線幅精度の良いマ
スクパターンを形成することができる。
【００３０】なお電極４ａの電圧が大きすぎると、レジ
ストの露光領域表面のプロトン（Ｈ ＋）が電極４ａ側に
吸い取られてしまい、却って不都合を生じるため、電極
４ａに印加する電圧はプロトン（Ｈ＋）を固定すること
ができる程度とすることが望ましい。
ストの露光領域表面のプロトン（Ｈ ＋）が電極４ａ側に
吸い取られてしまい、却って不都合を生じるため、電極
４ａに印加する電圧はプロトン（Ｈ＋）を固定すること
ができる程度とすることが望ましい。
【００３１】図１２に示す例は、図１に示した装置にお
ける蓋体３の代わりに、一方の側面に気体導入口３６を
有し、他方の側面に気体排出口３７を有する蓋体３ａを
昇降自在に設け、蓋体３ａを下降させて、載置台１の上
のレジスト２が塗布されたウエハＷの周囲に形成された
処理空間に気体導入口３６から気体排出口３７に向かっ
てウエハＷに平行な方向に沿って一方向流であるパージ
ガス流を形成する。蓋体３ａの気合い導入口３６側側面
の外側にはイオナイザー９が設けられており、図示しな
いパージガス供給源から供給されたパージガスが気体導
入口３６に至るまでにイオナイザー９により正に帯電さ
れる。パージガスとしては例えばＮ2ガス、Ａｒガス、
Ｈｅガスを用いることができる。なお、図１２中、図１
と同じものには同じ符号を付して重複する部分の説明を
省略する。
ける蓋体３の代わりに、一方の側面に気体導入口３６を
有し、他方の側面に気体排出口３７を有する蓋体３ａを
昇降自在に設け、蓋体３ａを下降させて、載置台１の上
のレジスト２が塗布されたウエハＷの周囲に形成された
処理空間に気体導入口３６から気体排出口３７に向かっ
てウエハＷに平行な方向に沿って一方向流であるパージ
ガス流を形成する。蓋体３ａの気合い導入口３６側側面
の外側にはイオナイザー９が設けられており、図示しな
いパージガス供給源から供給されたパージガスが気体導
入口３６に至るまでにイオナイザー９により正に帯電さ
れる。パージガスとしては例えばＮ2ガス、Ａｒガス、
Ｈｅガスを用いることができる。なお、図１２中、図１
と同じものには同じ符号を付して重複する部分の説明を
省略する。
【００３２】このような基板処理装置においては、先ず
化学増幅型のレジスト２が表面に塗布され、露光を終え
たウエハＷを載置台１に載置する。次いで、蓋体３ａを
図示しない蓋体昇降機構により下降させて載置台１に載
置されたウエハＷの周囲を囲い、処理空間を形成する。
そしてヒータ１３によりウエハＷを例えば１５０℃に加
熱すると共に、図示しないパージガス供給源から供給さ
れたパージガスを気体導入口３６を介して処理空間に導
入し、気体排出口３７から排出することで、処理空間に
はウエハＷの表面に沿う該ウエハＷに平行な一方向流と
してのパージガス流が形成される。
化学増幅型のレジスト２が表面に塗布され、露光を終え
たウエハＷを載置台１に載置する。次いで、蓋体３ａを
図示しない蓋体昇降機構により下降させて載置台１に載
置されたウエハＷの周囲を囲い、処理空間を形成する。
そしてヒータ１３によりウエハＷを例えば１５０℃に加
熱すると共に、図示しないパージガス供給源から供給さ
れたパージガスを気体導入口３６を介して処理空間に導
入し、気体排出口３７から排出することで、処理空間に
はウエハＷの表面に沿う該ウエハＷに平行な一方向流と
してのパージガス流が形成される。
【００３３】このとき、気体導入口３６に向けて流れる
パージガス流は、イオナイザー９によって正に帯電され
ているため、レジスト２の表面部に存在するプロトン
（Ｈ＋）にはパージガス流の正の電荷との間の斥力の作
用によりウエハＷ側に向かう力が働き、レジスト２の表
面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散してパージガス中に拡
散することが抑えられる。
パージガス流は、イオナイザー９によって正に帯電され
ているため、レジスト２の表面部に存在するプロトン
（Ｈ＋）にはパージガス流の正の電荷との間の斥力の作
用によりウエハＷ側に向かう力が働き、レジスト２の表
面部からプロトン（Ｈ＋）が飛散してパージガス中に拡
散することが抑えられる。
【００３４】このようにプロトン（Ｈ＋）が飛散してパ
ージガス中に拡散することが抑えられることにより、ネ
ガ型レジストでは現像によりマスクパターンの上部が丸
まってしまうおそれが小さく、一方、ポジ型レジストで
は現像によりマスクパターン上部がＴ−トップ形状を形
成してしまうおそれが小さく、更にはプロトン（Ｈ＋）
が飛散してレジスト２の不所望な位置に再付着すること
も抑えられるため、線幅精度の良いマスクパターンを形
成することができる。
ージガス中に拡散することが抑えられることにより、ネ
ガ型レジストでは現像によりマスクパターンの上部が丸
まってしまうおそれが小さく、一方、ポジ型レジストで
は現像によりマスクパターン上部がＴ−トップ形状を形
成してしまうおそれが小さく、更にはプロトン（Ｈ＋）
が飛散してレジスト２の不所望な位置に再付着すること
も抑えられるため、線幅精度の良いマスクパターンを形
成することができる。
【００３５】また図１３に示すように、蓋体３ａに給電
線４３を介して電圧可変の直流電源４４を接続し、蓋体
３ａに正の電圧を印加してもよい。この場合に蓋体３ａ
は電極として機能する。これによりパージガス流は、該
パージガス流の中の正イオンが、電極として機能する蓋
体３ａに生じた正の電荷によりウエハＷに向かう力を受
けながら流れることとなる。従ってプロトン（Ｈ＋）の
飛散を図１２に示した装置よりも更に抑制することがで
きる。また、この際の直流電源４４の電圧を制御するこ
とにより、イオン化した気流の流れを任意に制御するこ
とができる。なお、蓋体３ａに電圧を印加するのではな
く、ウエハＷ上に別個に電極を設けてそこに正の電圧を
印加するようにしてもよい、また、形成されるパージガ
ス流は一方向流に限られない。
線４３を介して電圧可変の直流電源４４を接続し、蓋体
３ａに正の電圧を印加してもよい。この場合に蓋体３ａ
は電極として機能する。これによりパージガス流は、該
パージガス流の中の正イオンが、電極として機能する蓋
体３ａに生じた正の電荷によりウエハＷに向かう力を受
けながら流れることとなる。従ってプロトン（Ｈ＋）の
飛散を図１２に示した装置よりも更に抑制することがで
きる。また、この際の直流電源４４の電圧を制御するこ
とにより、イオン化した気流の流れを任意に制御するこ
とができる。なお、蓋体３ａに電圧を印加するのではな
く、ウエハＷ上に別個に電極を設けてそこに正の電圧を
印加するようにしてもよい、また、形成されるパージガ
ス流は一方向流に限られない。
【００３６】次に図１４を参照しながら、化学増幅型の
レジストを用いた露光後ベークにおいて、該レジストの
露光領域に対するプロトン（Ｈ＋）の初期分布を均一に
することが可能な基板処理装置について説明する。図１
４に示す装置は、図１の装置と同様の構成の載置台１と
蓋体３とを有し、図１の装置と同様に蓋体３が降下して
処理空間が形成され、処理空間には周縁から中央に向か
うパージガス流が形成されるようになっている。なお、
図１４において、載置台１に対して昇降可能に設けられ
た支持ピンや支持ピン昇降機構等は図示を省略してい
る。
レジストを用いた露光後ベークにおいて、該レジストの
露光領域に対するプロトン（Ｈ＋）の初期分布を均一に
することが可能な基板処理装置について説明する。図１
４に示す装置は、図１の装置と同様の構成の載置台１と
蓋体３とを有し、図１の装置と同様に蓋体３が降下して
処理空間が形成され、処理空間には周縁から中央に向か
うパージガス流が形成されるようになっている。なお、
図１４において、載置台１に対して昇降可能に設けられ
た支持ピンや支持ピン昇降機構等は図示を省略してい
る。
【００３７】この装置においては、ウエハＷの上方側
（表面側）には、ウエハＷと対向するように上部電極４
５が絶縁体３５を介して蓋体３の内部に取り付けられて
いる。この上部電極４５は、図１の電極４と同様、通気
性部材（多孔板）として構成されている。他方、ウエハ
Ｗの下方側（裏面側）には、載置台１の下方側となるよ
うに下部電極５５が配置されている。これら上部電極４
５及び下部電極５５は、夫々給電線４６及び５６を介し
て電界発生装置７１に接続されており、電界発生装置７
１はコントローラ７２により制御される。これら上部電
極４５及び下部電極５５には、互いに逆極性の電圧が印
加され、例えばこれらの極性の逆転を複数回繰り返すこ
とにより、レジスト２の露光領域におけるプロトン（Ｈ
＋）の分布を制御する。なお、図１４中、図１と同じも
のには同じ符号を付して重複する部分の説明を省略す
る。
（表面側）には、ウエハＷと対向するように上部電極４
５が絶縁体３５を介して蓋体３の内部に取り付けられて
いる。この上部電極４５は、図１の電極４と同様、通気
性部材（多孔板）として構成されている。他方、ウエハ
Ｗの下方側（裏面側）には、載置台１の下方側となるよ
うに下部電極５５が配置されている。これら上部電極４
５及び下部電極５５は、夫々給電線４６及び５６を介し
て電界発生装置７１に接続されており、電界発生装置７
１はコントローラ７２により制御される。これら上部電
極４５及び下部電極５５には、互いに逆極性の電圧が印
加され、例えばこれらの極性の逆転を複数回繰り返すこ
とにより、レジスト２の露光領域におけるプロトン（Ｈ
＋）の分布を制御する。なお、図１４中、図１と同じも
のには同じ符号を付して重複する部分の説明を省略す
る。
【００３８】このような基板処理装置においては、先ず
化学増幅型のレジスト２が表面に塗布され、露光を終え
たウエハＷを載置台１に載置する。次いで蓋体３を図示
しない蓋体昇降機構により下降させて載置台１に載置さ
れたウエハＷの周囲を囲い処理空間を形成する。このと
き図１５(a)に示すように、ウエハＷ上のレジスト２の
露光領域においてプロトン（Ｈ＋）Ｐの初期分布が悪い
ため、これを解消するために、加熱処理に先立って図１
６に示すように上部電極４５及び下部電極５５に交互に
互いに逆極性の電圧を印加し、正逆の切り換えを複数回
繰り返す。これにより前記露光領域においてプロトン
（Ｈ＋）の運動が生じるので、図１５(b)に示すように
露光領域２ａのプロトン（Ｈ＋）Ｐの分布がならされ
て、均一になるようにする。この場合の電界の印加時間
はトータルで数秒から数十秒で十分である。また、正逆
の繰り返しは１０回以下で十分であり、場合によっては
１回でもプロトン（Ｈ＋）の分布は十分に均一になる。
化学増幅型のレジスト２が表面に塗布され、露光を終え
たウエハＷを載置台１に載置する。次いで蓋体３を図示
しない蓋体昇降機構により下降させて載置台１に載置さ
れたウエハＷの周囲を囲い処理空間を形成する。このと
き図１５(a)に示すように、ウエハＷ上のレジスト２の
露光領域においてプロトン（Ｈ＋）Ｐの初期分布が悪い
ため、これを解消するために、加熱処理に先立って図１
６に示すように上部電極４５及び下部電極５５に交互に
互いに逆極性の電圧を印加し、正逆の切り換えを複数回
繰り返す。これにより前記露光領域においてプロトン
（Ｈ＋）の運動が生じるので、図１５(b)に示すように
露光領域２ａのプロトン（Ｈ＋）Ｐの分布がならされ
て、均一になるようにする。この場合の電界の印加時間
はトータルで数秒から数十秒で十分である。また、正逆
の繰り返しは１０回以下で十分であり、場合によっては
１回でもプロトン（Ｈ＋）の分布は十分に均一になる。
【００３９】このように露光領域分のプロトン（Ｈ＋）
の分布が均一になることにより、その後の加熱処理にお
いてレジストの露光領域で均等に連鎖反応が生じるた
め、線幅の均一性を高くすることができる。また必要な
加熱温度も低くすることができ、温度が高くなる際の不
都合を回避することができる。更にプロトン（Ｈ＋）の
初期分布が均一であり、且つプロトン（Ｈ＋）の不足す
る部分が形成されないため、従来のようにプロトン（Ｈ
＋）の不足を回避するために露光量を過剰に設定する必
要がない。従って露光の際のエネルギーの無駄が少な
く、またプロトン（Ｈ＋）の蒸散が生じ難くなる。
の分布が均一になることにより、その後の加熱処理にお
いてレジストの露光領域で均等に連鎖反応が生じるた
め、線幅の均一性を高くすることができる。また必要な
加熱温度も低くすることができ、温度が高くなる際の不
都合を回避することができる。更にプロトン（Ｈ＋）の
初期分布が均一であり、且つプロトン（Ｈ＋）の不足す
る部分が形成されないため、従来のようにプロトン（Ｈ
＋）の不足を回避するために露光量を過剰に設定する必
要がない。従って露光の際のエネルギーの無駄が少な
く、またプロトン（Ｈ＋）の蒸散が生じ難くなる。
【００４０】加熱処理の際には、上部電極４５に正の電
荷を印加し、下部電極５５に負の電荷を印加して図７の
状態を形成することにより、プロトン（Ｈ＋）の蒸散を
阻止することもできる。勿論加熱の際に電圧印加を停止
してもよい。更にこのような電圧印加は、このようにレ
ジストの露光領域におけるプロトン（Ｈ＋）の初期分布
の均一化のみならず、積極的に所望のプロトン（Ｈ＋）
分布を形成するために使用することもできる。例えばネ
ガ型レジストでは、図１７に示すように露光領域２ａに
おいてプロトン（Ｈ＋）Ｐの濃度が表面部分で高けれ
ば、当該表面部分で不溶性の度合いが高くなり、より線
幅精度を高くすることができる。
荷を印加し、下部電極５５に負の電荷を印加して図７の
状態を形成することにより、プロトン（Ｈ＋）の蒸散を
阻止することもできる。勿論加熱の際に電圧印加を停止
してもよい。更にこのような電圧印加は、このようにレ
ジストの露光領域におけるプロトン（Ｈ＋）の初期分布
の均一化のみならず、積極的に所望のプロトン（Ｈ＋）
分布を形成するために使用することもできる。例えばネ
ガ型レジストでは、図１７に示すように露光領域２ａに
おいてプロトン（Ｈ＋）Ｐの濃度が表面部分で高けれ
ば、当該表面部分で不溶性の度合いが高くなり、より線
幅精度を高くすることができる。
【００４１】ところで、露光後ベークは、このようにプ
ロトン（Ｈ＋）が発生する連鎖反応を促進する処理であ
るが、本実施の形態のように電界によりプロトン
（Ｈ＋）を露光領域内で移動させると、それによっても
連鎖反応が促進される。従って必ずしもウエハＷを加熱
するヒータは必要がない。その一例として図１８に示す
基板処理装置の説明を行うと、この装置は、基本構成は
図１４と同様であるが、載置台１に加熱手段をなすヒー
タが設けられていない点で異なる。この装置では、電界
発生装置７１から電極４５及び５５に逆極性の電圧を印
加し、コントローラ７２により例えば印加電圧の正逆の
逆転を複数回繰り返すように電界発生装置７１を制御す
ることで、電界のみの作用により露光後ベークに相当す
る処理を行うことができる。なお本実施の形態において
は、上部電極４５または下部電極５５のいずれか一方の
みを設け、電極への電圧をオン・オフするだけでも露光
領域におけるプロトン（Ｈ＋）の分布形成を行うことが
できる。
ロトン（Ｈ＋）が発生する連鎖反応を促進する処理であ
るが、本実施の形態のように電界によりプロトン
（Ｈ＋）を露光領域内で移動させると、それによっても
連鎖反応が促進される。従って必ずしもウエハＷを加熱
するヒータは必要がない。その一例として図１８に示す
基板処理装置の説明を行うと、この装置は、基本構成は
図１４と同様であるが、載置台１に加熱手段をなすヒー
タが設けられていない点で異なる。この装置では、電界
発生装置７１から電極４５及び５５に逆極性の電圧を印
加し、コントローラ７２により例えば印加電圧の正逆の
逆転を複数回繰り返すように電界発生装置７１を制御す
ることで、電界のみの作用により露光後ベークに相当す
る処理を行うことができる。なお本実施の形態において
は、上部電極４５または下部電極５５のいずれか一方の
みを設け、電極への電圧をオン・オフするだけでも露光
領域におけるプロトン（Ｈ＋）の分布形成を行うことが
できる。
【００４２】次に上述の基板処理装置を例えば加熱ユニ
ットに組み込んだ塗布・現像装置の一例について図１９
及び図２０を参照しながら説明する。図１９及び図２０
中、９１は例えば２５枚のウエハＷが収納されたカセッ
トＣを搬入出するためのカセットステーションであり、
このカセットステーション９１には前記カセットＣを載
置する載置部９１ａと、カセットＣからウエハＷを取り
出すための受け渡し手段９２とが設けられている。カセ
ットステーション９１の奥側には、例えばカセットステ
ーション９１から奥を見て例えば右側には塗布・現像系
のユニットＵ１が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却
系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ２，Ｕ
３，Ｕ４が夫々配置されていると共に、塗布・現像系ユ
ニットＵ１と棚ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４との間でウエ
ハＷの受け渡しを行うための搬送アームＭＡが設けられ
ている。但し図１９では便宜上受け渡し手段９２、ユニ
ットＵ２及び搬送アームＭＡは描いていない。
ットに組み込んだ塗布・現像装置の一例について図１９
及び図２０を参照しながら説明する。図１９及び図２０
中、９１は例えば２５枚のウエハＷが収納されたカセッ
トＣを搬入出するためのカセットステーションであり、
このカセットステーション９１には前記カセットＣを載
置する載置部９１ａと、カセットＣからウエハＷを取り
出すための受け渡し手段９２とが設けられている。カセ
ットステーション９１の奥側には、例えばカセットステ
ーション９１から奥を見て例えば右側には塗布・現像系
のユニットＵ１が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却
系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ２，Ｕ
３，Ｕ４が夫々配置されていると共に、塗布・現像系ユ
ニットＵ１と棚ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４との間でウエ
ハＷの受け渡しを行うための搬送アームＭＡが設けられ
ている。但し図１９では便宜上受け渡し手段９２、ユニ
ットＵ２及び搬送アームＭＡは描いていない。
【００４３】塗布・現像系のユニットＵ１においては、
例えば上段には２個の上述の現像装置を備えた現像ユニ
ット９３が、下段には２個の塗布装置を備えた塗布ユニ
ット９４が設けられている。棚ユニットＵ２,Ｕ３,Ｕ４
においては、加熱ユニットや冷却ユニットのほか、ウエ
ハの受け渡しユニットや疎水化処理ユニット等が上下に
割り当てされている。
例えば上段には２個の上述の現像装置を備えた現像ユニ
ット９３が、下段には２個の塗布装置を備えた塗布ユニ
ット９４が設けられている。棚ユニットＵ２,Ｕ３,Ｕ４
においては、加熱ユニットや冷却ユニットのほか、ウエ
ハの受け渡しユニットや疎水化処理ユニット等が上下に
割り当てされている。
【００４４】この搬送アームＭＡや塗布・現像系ユニッ
トＵ１等が設けられている部分を処理ブロックと呼ぶこ
とにすると、当該処理ブロックはインタ−フェイスユニ
ット９５を介して露光ブロック９６と接続されている。
インタ−フェイスユニット９５はウエハＷの受け渡し手
段９７により前記処理ブロックと露光ブロック９６との
間でウエハＷの受け渡しを行うものである。
トＵ１等が設けられている部分を処理ブロックと呼ぶこ
とにすると、当該処理ブロックはインタ−フェイスユニ
ット９５を介して露光ブロック９６と接続されている。
インタ−フェイスユニット９５はウエハＷの受け渡し手
段９７により前記処理ブロックと露光ブロック９６との
間でウエハＷの受け渡しを行うものである。
【００４５】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが載置部９１ａに載置され、受け渡し手段９２により
カセットＣ内からウエハＷが取り出され、既述の加熱・
冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡し台を介して
搬送アームＭＡに受け渡される。次いでユニットＵ３の
一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユ
ニット９４にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形
成される。レジスト膜が塗布されたウエハＷは加熱ユニ
ットで加熱された後、ユニットＵ４のインターフェース
ユニット９５の受け渡し手段９７と受渡し可能な冷却ユ
ニットに搬送され、処理後にインタ−フェイスユニット
９５，受け渡し手段９７を介して露光装置９６に送ら
れ、ここでパタ−ンに対応するマスクを介して露光が行
われる。露光処理後のウエハを受け渡し手段９７で受け
取り、ユニットＵ４の受け渡しユニットを介して処理ブ
ロックのウエハ搬送アームＭＡに渡す。
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが載置部９１ａに載置され、受け渡し手段９２により
カセットＣ内からウエハＷが取り出され、既述の加熱・
冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡し台を介して
搬送アームＭＡに受け渡される。次いでユニットＵ３の
一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユ
ニット９４にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形
成される。レジスト膜が塗布されたウエハＷは加熱ユニ
ットで加熱された後、ユニットＵ４のインターフェース
ユニット９５の受け渡し手段９７と受渡し可能な冷却ユ
ニットに搬送され、処理後にインタ−フェイスユニット
９５，受け渡し手段９７を介して露光装置９６に送ら
れ、ここでパタ−ンに対応するマスクを介して露光が行
われる。露光処理後のウエハを受け渡し手段９７で受け
取り、ユニットＵ４の受け渡しユニットを介して処理ブ
ロックのウエハ搬送アームＭＡに渡す。
【００４６】この後ウエハＷは例えば図１に示した基板
処理装置である加熱ユニットで所定温度に加熱され、し
かる後冷却ユニットで所定温度に冷却され、続いて現像
ユニット９３に送られて現像処理され、レジストマスク
が形成される。しかる後ウエハＷは載置部９１ａ上のカ
セットＣ内に戻される。また本発明は、被処理基板に半
導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣＤ基板、フォトマス
ク用レクチル基板の加熱処理にも適用できる。
処理装置である加熱ユニットで所定温度に加熱され、し
かる後冷却ユニットで所定温度に冷却され、続いて現像
ユニット９３に送られて現像処理され、レジストマスク
が形成される。しかる後ウエハＷは載置部９１ａ上のカ
セットＣ内に戻される。また本発明は、被処理基板に半
導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣＤ基板、フォトマス
ク用レクチル基板の加熱処理にも適用できる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、化学増幅
型のレジストが表面に塗布され、露光によりレジストに
含まれる酸発生剤から生成した酸であるプロトン
（Ｈ＋）が、基板処理時において、クーロン力（斥力、
引力）の作用により、レジストの表面部から飛散するの
が抑えることができ、結果として線幅精度の良いマスク
パターンを形成することができる。
型のレジストが表面に塗布され、露光によりレジストに
含まれる酸発生剤から生成した酸であるプロトン
（Ｈ＋）が、基板処理時において、クーロン力（斥力、
引力）の作用により、レジストの表面部から飛散するの
が抑えることができ、結果として線幅精度の良いマスク
パターンを形成することができる。
【図１】本発明に係る基板処理装置の実施の形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】本実施の形態の作用を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図３】前記実施の形態の電極を載置台の下部側に設け
た例を示す模式図である。
た例を示す模式図である。
【図４】前記実施の形態の電極を載置台の下部側に設け
た他の例を示す模式図である。
た他の例を示す模式図である。
【図５】前記実施の形態の電極を載置台内部に設けた例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図６】前記実施の形態の載置台を電極とする例を示す
模式図である。
模式図である。
【図７】前記実施の形態における載置台の上下に電極を
設けた例を示す模式図である。
設けた例を示す模式図である。
【図８】前記実施の形態における載置台の上下に電極を
設けた他の例を示す模式図である。
設けた他の例を示す模式図である。
【図９】前記実施の形態における電極に代えて誘電体を
用いた例を示す模式図である。
用いた例を示す模式図である。
【図１０】前記実施の形態の電極が負電荷を有する構成
の例を示す模式図である。
の例を示す模式図である。
【図１１】図１０の装置の作用を示す説明図である。
【図１２】基板上方に帯電させたパージガス流を形成す
る例を示す概略断面図である。
る例を示す概略断面図である。
【図１３】基板上方に帯電させたパージガス流を形成す
る他の例を示す概略断面図である。
る他の例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明に係る基板処理装置の上記以外の例を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図１５】図１４の装置における電界の作用を示す説明
図である。
図である。
【図１６】図１４の装置における上部及び下部の夫々の
電極への電圧印加の様子を示す特性図である。
電極への電圧印加の様子を示す特性図である。
【図１７】図１４の装置により形成された露光領域にお
けるプロトン（Ｈ＋）の分布の様子を示す模式図であ
る。
けるプロトン（Ｈ＋）の分布の様子を示す模式図であ
る。
【図１８】前記実施の形態においてヒータを設けない例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１９】前記基板処理装置を組み込んだ塗布・現像装
置の一例を示す斜視図である。
置の一例を示す斜視図である。
【図２０】前記基板処理装置を組み込んだ塗布・現像装
置の一例を示す平面図である。
置の一例を示す平面図である。
【図２１】フォトレジスト工程の流れを示す説明図であ
る。
る。
【図２２】従来技術の問題点の一例を示す説明図であ
る。
る。
Ｗ ウェハ
１ 載置台
１１ 給気口
１３ ヒータ
２ レジスト
３ 蓋体
３３ 排気口
３５ 絶縁体
４ 電極
４２ 電源部
５ 電極
５２ 電源部
６ 交流電源部
７ 全波整流器
Claims (29)
- 【請求項１】 化学増幅型のレジストが塗布されて露光
された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 前記基板載置部に載置された基板上のレジストに発生し
たプロトンが基板側に向かうように電界を形成する電界
形成手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２】 電界形成手段は基板載置部に載置された
基板の表面側と対向するように設けられた電極と、この
電極に正極側が接続された直流電源部と、を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 【請求項３】 電界形成手段は、基板載置部に載置され
た基板の裏面側にて基板と対向するように設けられた電
極と、この電極に負極側が接続された直流電源部と、を
備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
基板処理装置。 - 【請求項４】 電界形成手段は、基板載置部に載置され
た基板の表面側と対向するように設けられた一方の電極
と、基板載置部に載置された基板の裏面側に基板と対向
するように設けられた他方の電極と、これら電極間に接
続された交流電源部と、前記一方の電極が正極となるよ
うに交流電源部に接続された整流器と、を備えたことを
特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 【請求項５】 基板載置部に載置された基板の裏面側に
て基板と対向するように設けられる電極は、基板載置部
の裏面側あるいは基板載置部の中に設けられたことを特
徴とする請求項３または請求項４記載の基板処理装置。 - 【請求項６】 基板の表面に沿ってパージガス流を形成
する手段を備え、基板の表面側に設けられる電極は通気
性部材であることを特徴とする請求項２記載の基板処理
装置。 - 【請求項７】 電界形成手段は、基板載置部に負極側が
接続された直流電源部を備えることを特徴とする請求項
１記載の基板処理装置。 - 【請求項８】 化学増幅型のレジストが塗布されて露光
された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 この基板載置部に載置された基板上のレジストに発生し
たプロトンの飛散を阻止するように電界を形成する電界
形成手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項９】 化学増幅型のレジストが塗布されて露光
された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 前記基板載置部に載置された基板上のレジストに発生し
たプロトンに当該基板側に向かう力が及ぼされるように
電荷を保持する電荷保持部材と、を備えることを特徴と
する基板処理装置。 - 【請求項１０】 電荷保持部材は、基板載置部に載置さ
れた基板の表面側と対向するように設けられていること
を特徴とする請求項９記載の基板処理装置。 - 【請求項１１】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 前記基板載置部に載置された基板上のレジストに発生し
たプロトンに当該基板から離れる方向に向かう力が及ぼ
されるような電界を形成する電界形成手段と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１２】 電界形成手段は、基板載置部に載置さ
れた基板の表面側と対向するように設けられた電極と、
この電極に負極側が接続された直流電源部と、を備える
ことを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。 - 【請求項１３】 基板の表面に沿ってパージガス流を形
成する手段を備え、基板の表面側に設けられる電極は通
気性部材であることを特徴とする請求項１２記載の基板
処理装置。 - 【請求項１４】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 前記基板載置部に載置された基板に沿ってパージガス流
を形成する手段と、 前記パージガス流を正に帯電させるイオナイザーと、を
備えることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１５】 正に帯電されたパージガス流に基板側
に向かう力が及ぼされるような電界を形成する電界形成
手段を備えることを特徴とする請求項１４記載の基板処
理装置。 - 【請求項１６】 電界形成手段は、基板載置部に載置さ
れた基板の表面側と対向するように設けられた電極と、
この電極に正極側が接続された直流電源部と、を備える
ことを特徴とする請求項１５記載の基板処理装置。 - 【請求項１７】 直流電源部は電圧可変であり、電圧を
変化させることによりパージガス流を制御することを特
徴とする請求項１６記載の基板処理装置。 - 【請求項１８】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 この基板載置部に載置された基板を加熱する加熱手段
と、 前記基板載置部に載置された基板上のレジストの露光領
域におけるプロトンの分布を制御可能な電界を形成する
電界形成手段と、を備えることを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項１９】 電界形成手段は、基板載置部に載置さ
れた基板の表面側と対向するように設けられた上部電極
と、前記基板載置部に載置された基板の裏面側に基板と
対向するように設けられた下部電極と、これら上部電極
及び下部電極の電圧を印加して電界を発生させる電界発
生手段と、この電界発生手段を制御するコントローラ
と、を備えることを特徴とする請求項１８記載の基板処
理装置。 - 【請求項２０】 コントローラは、上部電極及び下部電
極に互いに逆極性の電圧が印加され、各電極の極性を複
数回正逆に切り換えるように電界発生手段を制御するこ
とを特徴とする請求項１９記載の基板処理装置。 - 【請求項２１】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する装置において、 前記基板を載置するための基板載置部と、 前記基板載置部に載置された基板上のレジストの露光領
域におけるプロトンを移動させる電界を形成する電界形
成手段と、を備えることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２２】 電界形成手段は、基板載置部に載置さ
れた基板の表面側と対向するように設けられた上部電極
と、前記基板載置部に載置された基板の裏面側に基板と
対向するように設けられた下部電極と、これら上部電極
及び下部電極の電圧を印加して電界を発生させる電界発
生手段と、この電界発生手段を制御するコントローラ
と、を備えることを特徴とする請求項２１記載の基板処
理装置。 - 【請求項２３】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、次いで、この基板を加熱する工程と、基板を加
熱している間に、基板のレジストに発生したプロトンが
基板側に向かうように電界を形成する工程と、を含むこ
とを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２４】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、次いで、この基板を加熱する工程と、基板を加
熱している間に、基板上のレジストに発生したプロトン
の飛散を阻止するように電界を形成する工程と、を含む
ことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２５】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、次いで、この基板を加熱する工程と、基板を加
熱している間に基板上のレジストに発生したプロトンに
当該基板から離れる方向に力が及ぼされるような電界を
形成する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方
法。 - 【請求項２６】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、次いで、この基板を加熱する工程と、基板に沿
ってパージガス流を形成する工程と、前記パージガス流
を正に帯電させる工程と、を含むことを特徴とする基板
処理方法。 - 【請求項２７】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、基板上のレジストの露光領域に存在するプロト
ンの分布を制御する電界を形成する工程と、前記電界に
よりプロトンの分布を制御した後、基板を加熱する工程
と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２８】 電界を形成する工程により基板上のレ
ジストの露光領域に存在するプロトンの分布を均一にす
ることを特徴とする請求項２７記載の基板処理方法。 - 【請求項２９】 化学増幅型のレジストが塗布されて露
光された基板を現像前に処理する方法において、 前記基板を載置するための基板載置部に基板を搬送する
工程と、基板上のレジストの露光領域に存在するプロト
ンを露光領域内で移動させる電界を形成する工程と、を
含むことを特徴とする基板処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002230173A JP4251830B2 (ja) | 2001-08-08 | 2002-08-07 | 基板処理装置および基板処理方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240878 | 2001-08-08 | ||
| JP2001-240878 | 2001-08-08 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003124088A true JP2003124088A (ja) | 2003-04-25 |
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| KR20230144083A (ko) | 2021-02-15 | 2023-10-13 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 포토레지스트의 노광 후 베이크 장치 |
-
2002
- 2002-08-07 JP JP2002230173A patent/JP4251830B2/ja not_active Expired - Fee Related
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