JP2006135135A

JP2006135135A - 熱処理装置、及び熱処理方法

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Publication number: JP2006135135A
Application number: JP2004323335A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iwaki; 浩之岩城
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-05-25
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: US7402782B2; JP4364105B2; US20060096976A1

Abstract

【課題】化学増幅型の処理液が塗布形成され露光処理された被処理体に対する現像処理前の熱処理工程において、処理液の化学反応を制御することにより、所望の線幅の回路パターンを得ることのできる熱処理装置及び熱処理方法を提供する。
【解決手段】表面に化学増幅型の処理液Ｒが塗布され露光処理された被処理体Ｗに対し、現像処理前の熱処理を行う熱処理装置２０において、前記被処理体Ｗを所定温度に加熱する加熱手段２３と、処理液Ｒが塗布された被処理体Ｗの表面に対し、略直交する方向に磁場を発生させ、かつ、磁場の方向を反転させる磁場発生手段５０と、少なくとも前記加熱手段２３による加熱処理の間、前記磁場発生手段５０を作動させる制御手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、処理液が塗布形成され露光処理された被処理体を熱処理する熱処理装置、及び熱処理方法に関する。

例えば半導体デバイスの製造においては、被処理体である板状の半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）に所定の膜を成膜した後、処理液であるフォトレジスト（以下、レジストと呼ぶ）を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術により回路パターンを形成する。このフォトリソグラフィ技術では、被処理体であるウエハは、主な工程として、洗浄処理→脱水ベーク→アドヒージョン（疎水化）処理→レジスト塗布→プリベーク→露光→現像前ベーク→現像→ポストベークという一連の処理を経てレジスト層に所定の回路パターンを形成する。

このような処理において、酸触媒を利用する化学増幅型のレジストを用いた従来のパターン形成法を図６に基づいて説明する。
図６（ａ）は、レジストが塗布されたウエハへの露光処理を示すウエハ断面図、図６（ｂ）は、現像処理後の状態を示すウエハ断面図である。
先ず、パターン形成においては、ウエハＷ上に酸発生剤と酸によりアルカリ可溶に変化するポリマーを含むレジストＲを塗布する。なお、レジストＲは、例えば、酸発生剤としてオニウム塩、ポリマーとしてｔｅｒ−ブトキシカルボニル基（ｔＢＯＣ）で保護されたポリビニルフェノールから構成されているＫｒＦレジストである。

次いで、ＫｒＦエキシマレーザを用いて、図６（ａ）に示すようにレジストＲ上にマスクＭのパターンを露光する。ここで、酸発生剤は、光が当たることにより酸（水素イオンＨ⁺）を生じる。
露光後、現像処理前にウエハＷを加熱することによって（現像前ベーク）、酸が保護基であるｔＢＯＣ基を攻撃し、フェノール性水酸基を形成する。この反応においては、酸は消費されず、一つの酸が多数のｔＢＯＣ基を攻撃し反応が進行する。このように酸が触媒として働き、感度が高くなる。
続く現像処理においては、アルカリ現像液により現像がなされる。ウエハ表面上の露光部はアルカリ可溶となっているため、図６（ｂ）に示すようにポジ型のレジストパターンが形成される。

ところで、前記した露光処理後においては、現像前ベークを行った後、冷却処理を短時間内に行わないと、増幅反応が必要以上に進み、ウエハ表面にパターン形成された線幅等に悪影響を及ぼすという問題があった。さらに、前記ベーク処理を行った後、冷却処理までの時間が一定でないと、ウエハごとに線幅が変動するという問題があった。

斯かる問題を解決するため、特許文献１（特開２００１−８５３２３号公報）においては、被処理体の搬送手段に冷却手段を設けることを特徴とする熱処理方法及び熱処理装置が開示されている。
特許文献１に開示される熱処理方法及び熱処理装置によれば、ウエハの加熱処理後、短時間に冷却処理を開始することができ、ウエハ表面内の温度分布の均一化及び製品歩留まりの向上を図ることができる。
特開２００１−８５３２３号公報（第５頁左欄第１２行乃至第６頁左欄第２０行、第２図）

ところで、前記現像前ベーク（加熱処理）は、酸の反応を促進するために行われる処理であるため、酸による保護基の攻撃が促進される。ここで、酸（水素イオンＨ＋）は、図７（ａ）に示すように、当初、マスクパターン幅ｄ１の範囲内においてランダムな方向に拡散し、保護基を攻撃していく。
しかしながら、酸の拡散は、上下方向だけでなく、横方向、斜め方向にも進行するため、加熱処理終了時までには、図７（ｂ）に示すように、酸の拡散はパターン幅ｄ１を越えて進行していた。その結果、現像後において得られた回路パターン幅は、図７（ｃ）に示すように所望のパターン幅ｄ１よりも大きいパターン幅ｄ２となっていた。

すなわち、特許文献１に開示した方法及び装置にあっては、現像前ベークの加熱処理後に進行する化学反応に対しては効果的に抑制することができたが、現像前ベークの加熱処理中の化学増幅反応の進行を抑制することができないため、結果的に得られる回路パターンの線幅が所望のものよりも大きくなるという技術的課題があった。

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、化学増幅型の処理液が塗布形成され露光処理された被処理体に対する現像処理前の熱処理工程において、処理液の化学増幅反応を制御することにより、所望の線幅の回路パターンを得ることのできる熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る熱処理装置は、表面に化学増幅型の処理液が塗布され露光処理された被処理体に対し、現像処理前の熱処理を行う熱処理装置において、前記被処理体を所定温度に加熱する加熱手段と、処理液が塗布された被処理体の表面に対し、略直交する方向に磁場を発生させ、かつ、磁場の方向を反転させる磁場発生手段と、少なくとも前記加熱手段による加熱処理の間、前記磁場発生手段を作動させる制御手段と、を備えることに特徴を有する。

この構成によれば、磁場発生手段を作動することによって、露光処理された化学増幅型の処理液中の酸の拡散方向を制御することができる。
その結果、酸は横方向には拡散せず、被処理体の表面に直交する方向に拡散する。
また、被処理体の表面に直交する磁場の上下方向の向きを反転させることで、処理液中における酸の拡散方向を上下均等にすることができる。
よって、現像前の加熱処理中における回路パターン線幅の余計な増幅を抑制することができるため、現像後は所望の回路パターン幅となり、微細な回路パターンを得ることができる。

また、前記磁場発生手段は、前記被処理体の上方または下方に設置された１つまたは複数のコイルと、前記コイルに電流を供給する電流供給手段とにより構成され、前記電流供給手段が前記コイルに電流を流すことにより、磁場を発生させることが望ましい。
このように構成することにより、被処理体の表面に対し直交する方向に磁場を発生させることができ、かつ、電流を流す方向を変えることで磁場の方向を周期的、または非周期的に反転させることができる。

また、前記加熱手段により加熱処理された前記被処理体を受取り、被処理体を所定温度に冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段による冷却処理の際には、前記制御手段は、前記磁場発生手段の作動を停止することが望ましい。
あるいは、前記加熱手段により加熱処理された前記被処理体を受取り、被処理体を所定温度に冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段による冷却処理が開始され、被処理体が所定の温度に達した際には、前記制御手段は、前記磁場発生手段の作動を停止するようにしてもよい。
このように構成すれば、加熱処理後に直ちに被処理体を冷却することができるため、加熱処理後の化学増幅を抑制することができる。また、酸の拡散反応時のみ磁場発生手段を作動することができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る熱処理方法は、表面に化学増幅型の処理液が塗布され露光処理された被処理体に対し、現像処理前の熱処理を行う熱処理方法において、前記被処理体を所定温度に加熱する工程と、少なくとも前記被処理体を加熱する工程の間、処理液が塗布された前記被処理体の表面に対し略直交する方向に磁場を発生させ、かつ、磁場の方向を反転させる工程と、を実行することに特徴を有する。

このような方法によれば、露光処理された化学増幅型の処理液中の酸の拡散方向を磁場の作用により制御することができる。すなわち、加熱処理の間、発生するプラスイオンである酸は、磁束線の方向に作用を受ける。
その結果、酸は横方向には拡散せず、被処理体の表面に直交する方向に拡散する。
また、被処理体の表面に直交する磁場の上下方向の向きを反転させることで、処理液中における酸の拡散方向を上下均等にすることができる。
よって、現像前の加熱処理中における回路パターン線幅の余計な増幅を抑制することができるため、現像後は所望の回路パターン幅となり、微細な回路パターンを得ることができる。

また、前記被処理体の表面に対し磁場を発生させる工程は、前記被処理体の上方または下方に設置された１つまたは複数のコイルに電流を流すことにより、磁場を発生させることが望ましい。
このようにすれば、被処理体の表面に対し直交する方向に磁場を発生させることができ、かつ、電流を流す方向を変えることで磁場の方向を周期的、または非周期的に反転させることができる。

また、前記被処理体を加熱する工程の後、磁場の発生を停止すると共に、被処理体を所定の温度に冷却する工程を実行することが望ましい。
あるいは、前記被処理体を加熱する工程の後、被処理体を冷却する工程を実行し、被処理体が所定の温度に達した際、磁場の発生を停止してもよい。
このようにすれば、加熱処理後に直ちに被処理体を冷却することができるため、加熱処理後の化学増幅を抑制することができる。また、酸の拡散反応時のみ磁場を発生させることができる。

本発明によれば、化学増幅型の処理液が塗布形成され露光処理された被処理体に対する現像処理前の熱処理工程において、処理液の化学反応を制御することにより、所望の線幅の回路パターンを得ることのできる熱処理装置及び熱処理方法を得ることができる。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る熱処理装置を具備するレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す斜視図である。
レジスト塗布現像処理システム１は、図１に示すように、その一端側に被処理体として例えば多数枚の半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を収容する複数のカセット２を例えば４個載置可能に構成したキャリアステーション３を有し、このキャリアステーション３の中央部にはウエハＷの搬入・搬出及びウエハＷの位置決めを行う補助アーム４が設けられている。

また、レジスト塗布現像処理システム１のキャリアステーション３側の側方にはプロセスステーション６が配置されている。更に、その中央部にてその長さ方向に移動可能に設けられると共に、補助アーム４からウエハＷを受け渡される搬送手段としてのメインアーム５が設けられている。このメインアーム５は、図示するように、ウエハＷの周辺部を保持するように略馬蹄状に形成されている。

なお、メインアーム５の移送路の両側には各種処理機構が配置されている。具体的には、これらの処理機構として例えばウエハＷをブラシ洗浄するためのブラシスクラバ７及び高圧ジェット水により洗浄を施すための高圧ジェット洗浄機７Ａが並設され、その隣には、熱処理装置２０が２基積み重ねて設けられると共に、メインアーム５の移送路の反対側には現像装置８が２基並設されている。

更に、前記プロセスステーション６の側方には、接続用ユニット９を介してもう一つのプロセスステーション６Ａが配置されている。このプロセスステーション６Ａには、例えばウエハＷにフォトレジスト（以下、レジストと呼ぶ）を塗布する前にこれを疎水化処理するアドヒージョン処理装置１０が設けられ、その下方にはクーリング装置１１が配置されている。また、これら装置１０、１１の側部には別の熱処理装置２０が２列で２個ずつ積み重ねられて配置されている。

また、メインアーム５の移送路を挟んでこれら熱処理装置２０やアドヒージョン処理装置１０等の反対側にはウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布装置１２が２台並設されている。なお、これらレジスト塗布装置１２の側部には、インターフェースユニット１３を介してレジスト膜に所定の微細パターンを露光するための露光装置１４等が設けられている。

このように構成されたレジスト塗布現像処理システム１においては、まず、カセット２内に収容された未処理のウエハＷが、補助アーム４により取り出され、さらにメインアーム５によりブラシスクラバ７、高圧ジェット水圧機７Ａに搬送され、そこでゴミ及び汚れが除去される。
洗浄されたウエハＷは、メインアーム５により熱処理装置２０に搬送されて、そこで、加熱乾燥処理が行われる。その後、ウエハＷはクーリング装置１１において冷却され、さらにアドヒージョン処理装置１０において疎水化処理が施される。疎水化処理後、ウエハＷはレジスト塗布装置１２に搬送され、例えばスピンコート法によりウエハ表面にレジスト膜が塗布形成される。
なお、塗布液であるＫｒＦ用フォトレジストとしては、例えば、ローム＆ハース社製、商品名ＵＶ１３５を用いることができる。

そして、ウエハＷは熱処理装置２０に搬送されて、溶剤をレジスト膜から蒸発させるために所定時間、所定温度（例えば８０℃前後）のプリベーク処理が施される。
その後、ウエハＷは、例えば室温（２３℃程度）まで冷却され、露光装置１４に搬送されて露光処理が行われる。露光処理後のウエハＷは、熱処理装置２０に搬送され、所定時間、所定温度（例えば１４０℃）でベーク処理（現像前ベーク処理）が施される。このベーク処理が終了したウエハＷは、現像装置８に搬送され、そこで現像処理が施された後、再び熱処理装置２０に搬送され、所定時間、所定温度（５０〜１８０℃）でポストベーク処理（現像後ベーク処理）が施されて、現像後のレジストに残留する現像液等が加熱蒸発される。
その後、ウエハＷは、クーリング装置１１に搬送され、室温（２３℃程度）まで冷却、すなわち温度調整された後、次の工程へ搬送される。

続いて、本発明に係る熱処理装置の構成について図２に基づき詳細に説明する。図２は、熱処理装置の概略断面図である。
本発明にかかる熱処理装置としての熱処理装置２０は、前記メインアーム５によって搬送されたウエハＷを所定の温度に加熱処理する加熱処理部２１と、加熱処理された後のウエハＷを受け取ると共に、所定の温度例えば室温（２３℃程度）まで冷却（冷却温調）する冷却手段としての冷却温度調整体４０の待機部２２とを具備している。

前記加熱処理部２１には、ウエハＷを載置して所定温度に加熱する加熱手段としての発熱体２３（ヒータ）を埋設して有する載置台２４が保持部材２５により保持されている。この載置台２４の外周側には、載置台２４の周辺部を包囲すべく円筒状のシャッタ２６が昇降シリンダ２７によって上下移動可能に配設されており、また、載置台２４の上方には、上部中央に、図示しない排気装置に接続する排気口２８ａを有するカバー２８が配設されている。
また、カバー２８の下方であって、載置台２４に載置されるウエハＷの上方位置には、ウエハＷの表面に対して略直交する方向に磁力線を発生する磁場発生手段５０が設けられている。この磁場発生手段５０は、図示しない制御手段により、現像前ベークの加熱処理の間のみ作動するように制御がなされる。

この構成において、シャッタ２６の下端部には内向きフランジ２６ａが設けられており、昇降シリンダ２７の駆動によってシャッタ２６が上昇した際、内向きフランジ２６ａが載置台保持部材２５の下面に装着されたシールパッキング２９に密接した状態でシャッタ２６が載置台２４を包囲してカバー２８と共に処理室３０を形成し、シャッタ２６が下降することにより、シャッタ２６上端部とカバー２８下側部との隙間を通して待機部２２以外の箇所から載置台２４上へのウエハＷの搬入及び搬出が可能に構成されている。

なお、処理室３０を形成する際、シャッタ２６の上端とカバー２８との間には約１ｍｍ程度の隙間３１が設けられ、この隙間３１から処理室３０内に流入する空気が排気口２８ａから排気されるようになされている。このように、ウエハＷの上方の周囲から処理室３０内に流入される空気を上方の排気口２８ａから排出することにより、流入した空気が直接ウエハＷに触れることを防止できるため、ウエハＷの加熱処理の加熱温度を均一にすることができ、ウエハＷの加熱処理を均一にすることができる。

また、載置台２４の下方には、ウエハＷを支持して載置台２４上及び載置台２４の上方位置に移動、すなわちウエハＷを、ヒータ２３が埋設された載置台２４上に離間すべく載置台２４に対して相対移動する３本の支持ピン３２が昇降板３３上に同心円状に起立して設けられている。これら支持ピン３２は、例えばセラミクス，フッ素樹脂あるいは合成ゴム等の断熱性部材にて形成されており、昇降板３３に連結するボールねじ機構からなる昇降機構３４の駆動によって載置台２４に設けられた貫通孔２４ａを介して載置台２４の上方に出没移動し得るように構成されている。

一方、前記待機部２２に配設される冷却温度調整体４０は、前記支持ピン３２によって載置台２４の上方位置に移動されたウエハＷの下面（裏面）からウエハＷを冷却するように構成されている。前記冷却温度調整体４０には、冷媒としてのペルチェ素子４１が埋設されると共に、ペルチェ素子４１の背部に放熱板４２が配設されており、図示しない電源からの通電によって、その上面側が吸熱されて温度が低下しウエハＷを所定の温度例えば室温（２３℃程度）に冷却し得るように構成されている。
なお、ペルチェ素子４１の代りに、管状の流路を内蔵させ、所定温度に冷却された恒温水，ガス等を循環させて冷却するように構成することもできる。

前記のように構成される冷却温度調整体４０は、連結されたロッド４６ａを介して水平移動用の空気シリンダ４６に連結されており、この空気シリンダ４６の駆動によって冷却温度調整体４０が載置台２４の上方位置のウエハＷに向かって進退移動し得るように構成されている。

なお、空気シリンダ４６は、図示しない昇降機構によって垂直方向に移動可能に形成されている。この場合、冷却温度調整体４０には、３本の支持ピン３２との干渉を避け支持ピン３２が進退できるようにするためのスリット（図示せず）が設けられている。このようにスリットを設けることにより、支持ピン３２によって載置台２４の上方位置に移動されたウエハＷに向かって冷却温度調整体４０を移動させ、ウエハＷの下面（裏面）に冷却温度調整体４０を近接させると、スリット以外の領域で載置台２４とウエハＷとが遮断され、この状態でウエハＷを冷却温調することができる。
この際、ウエハＷは冷却温度調整体４０によって載置台２４と熱的に遮断されるので、載置台２４からの熱の影響を受けるおそれがない。

なお、本実施の形態では、円筒状のシャッタ２６を上下動させて処理室３０の形成及び載置台２４の外方の開放を行っているが、シャッタ２６の上下動に代えて、あるいは、シャッタ２６の上下動と共にカバー２８及び載置台２４を上下動させて同様に処理室３０を形成するようにしてもよい。
また、前記円筒状のシャッタ２６に代えて、載置台２４を収容する容器の側壁にウエハ搬入・搬出用の開口を設け、この開口を開閉するシャッタとしてもよい。
また、前記この実施の形態では、支持ピン３２でウエハＷを支持した状態で冷却温度調整体４０を移動させてウエハＷと冷却温度調整体４０とが非接触状態で冷却温調を行っているが、図２に想像線で示すように、冷却温度調整体４０の上面に設けたスペーサ４８によってウエハＷを支持してプロキシミティー状態で冷却温調することも可能である。

続いて、前記磁場発生手段５０について、図３に基づいてさらに説明する。図３は、磁場発生手段の構成を示す模式図である。磁場発生手段５０は、載置台２４に載置されたウエハＷの上方に配置されたコイル５１と、コイル５１に交流電流を供給する電流供給手段５２とで構成される。コイル５１は、電気的導線を円筒状に巻いたものであって、その直径はウエハＷの直径よりも若干小さく形成されている。
なお、図では、コイル５１は多数回巻きコイル（ソレノイド）を示しているが、それに限定されず、ウエハＷの表面全体を磁場に置くことができれば、一巻きコイルの場合もあり得る。

図３に示す磁場発生手段５０の構成において、電流供給手段５２によりコイル５１に交流電流を流すと、電流は、コイル５１において円形らせん状に流れ、その結果、図示するような磁束線Ｌが形成された磁場が発生する。
なお、コイル５１に流れる電流は交流電流であるため、周期的にその流れる方向が反転し、磁束線Ｌの方向は、コイル５１に流れる電流の方向に応じて反転する。
ここで、コイル５１は、ウエハＷの上方に配置されるため、磁場発生手段５０の作動中においては、前記のようにして発生した磁場中に、ウエハＷ及び、その表面に塗布形成されたレジストＲが置かれることになる。すなわち、図示するように、磁束線Ｌは、ウエハＷの表面に対し、略直交するように発生する。

前記したように、磁場発生手段５０は、現像前ベークにおいて、ウエハＷに対する加熱処理が行われる間に作動するように制御がなされる。好ましくは、加熱処理のために発熱体２３が発熱開始した時点から、所定の温度（例えば１４０℃）での加熱処理後、冷却温度調整体４０にウエハＷが載置され、ウエハＷが所定の温度（例えば４０℃）に冷却される時点まで作動するよう制御される。
すなわち、ウエハＷの温度が所定の温度（例えば４０℃）以上の場合、レジスト中における酸（水素イオンＨ⁺）の反応が促進され、酸により保護基が攻撃されるため、その期間は磁場発生手段５０が作動するようになされる。

したがって、ウエハＷの温度が所定の温度（例えば４０℃）以上の場合であって、磁場発生手段５０が作動する間においては、図４（ａ）に示すように、レジストＲ中の、マスクパターンに応じて露光された部分において、酸（水素イオンＨ⁺）の反応が促進される。
ここで、レジストＲは磁場中に置かれているため、プラスイオンである酸（水素イオンＨ⁺）に対して磁場（磁束線Ｌ）の力が作用し、酸の拡散方向は、磁束線Ｌの方向、すなわち、図４（ａ）に示すように上下方向（ウエハＷ表面に直交する方向）に限定される。
また、このとき磁場の方向は、周期的に反転するため、レジスト中における酸の拡散方向を上下均等にすることができる。
その結果、図示するように、酸（水素イオンＨ⁺）は、横方向には拡散しないため、回路パターンの線幅が余計に増幅することがなく、所望の線幅が寸法ｄ１である場合には、現像結果として、図４（ｂ）に示すように線幅寸法ｄ１の回路パターンを得ることができる。

以上説明した実施の形態によれば、現像前ベークにおいて、熱処理装置２０に設けた磁場発生手段５０を作動することによって、露光処理されたレジストＲ中の酸（水素イオンＨ⁺）の拡散方向を制御することができる。
すなわち、加熱処理の間、発生するプラスイオンである酸は、磁束線Ｌの方向に作用を受けるため、酸を横方向に拡散させずに、被処理体の表面に直交する方向に拡散するよう制御することができる。よって、現像前ベーク中における回路パターン線幅の余計な増幅を抑制することができるため、現像後は所望の回路パターン幅となり、微細な回路パターンを得ることができる。

なお、図５に、磁場発生手段５０の構成の変形例を模式図として示す。図５に示す磁場発生手段５０の構成は、図３に示した構成とは、コイル構成のみが異なる。図５に示すように、コイル５３は、図３に示したコイル５１よりも小さなコイルが、水平方向に複数配列されたものにより構成される。

コイル５３に配列された各コイルには、それぞれ電流供給手段５２からの交流電流が同じタイミングで同期して供給される。すなわち、すべてのコイルについて常に同じ方向に電流が流れるように制御がなされる。
したがって、各コイルにおいては、それぞれ電流が流れることにより磁場が発生するが、その磁場（磁束線Ｌ）の方向は常に同じ方向となされることにより、隣接するコイル同士で磁場が打ち消されないようになされている。
このように、この磁場発生手段５０の変形例によれば、複数の小さなコイルを配列してコイル５３を構成することにより、ウエハＷの表面全体に対する磁束線Ｌの強度、磁束密度が均一化し、ウエハＷ上のレジストＲに対してより面均一に磁場を与えることができる。

なお、図５においては、計１６個（縦横４×４個）のコイルによりコイル５３を構成しているが、その数に限定せず、より少ない、または多くの数のコイルを水平方向に配列してコイル５３を構成してもよい。また、配列方法も、方形状に限らず、同心円状等に配列してもよい。

また、前記実施の形態において、好ましくは、磁場発生手段５０は、加熱処理のために発熱体２３が発熱開始した時点から、所定の温度（例えば１４０℃）での加熱処理後、冷却温度調整体４０にウエハＷが載置され、ウエハＷが所定の温度（例えば４０℃）に冷却される時点まで作動するよう制御されるものとした。
しかしながら、それに限定せず、発熱体２３によりウエハＷが加熱される間のみ磁場発生手段５０を作動するよう図示しない制御手段により制御してもよい。

また、前記実施の形態においては、コイルに交流電流を供給することにより磁場を発生させ、かつ、交流電流の特性、すなわち一定時間ごとに電流の大きさと向きが変化する特性により磁場の方向を周期的に反転させる例を示した。
しかしながら、本発明にかかる磁場発生手段においては、コイルに供給する電流は交流電流に限定されるものではない。すなわち、コイルに供給する電流は直流電流でもよく、この場合、電流供給手段により直流電流を流す向きを周期的または非周期的に変化させ、直流電流が流れる向きに従い磁場の方向を反転させてもよい。

また、前記実施の形態において磁場発生手段５０は、コイルに電流を供給することにより磁場を発生させる構成としたが、本発明に係る磁場発生手段はそれに限定されるものではない。すなわち、磁場をウエハＷの表面に対し略直交する方向に発生させ、かつ、磁場の方向を反転させることのできる構成であればよく、例えば、磁石等を用いて構成してもよい。
また、前記磁場発生手段５０において磁場を生じさせるコイル５１、５３は、ウエハＷの上方に配置される構成としたが、それに限定せず、ウエハＷの下方に配置する構成としてもよい。すなわち、磁場発生手段において磁場を生じさせる部材（コイル、磁石等）は被処理体（ウエハ）の上方または下方に配置される構成であればよい。

また、前記実施の形態において図１に示した、レジスト塗布現像処理システム１の全体構成は、一例であって、それに限定されるものではない。
また、前記実施の形態においては、ウエハにＫｒＦレジスト膜を塗布形成する場合を例としたが、これに限らず化学増幅型の、例えばＡｒＦレジスト等の処理液が塗布形成された被処理体を熱処理する任意の熱処理装置に適用可能である。
本発明における処理液としては、レジスト以外にも、例えば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の液体も可能である。また、本発明における被処理体は、ウエハに限らず、半導体ウエハ、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。

本発明は、処理液が塗布形成されたウエハや半導体ウエハ等を熱処理する熱処理装置に適用でき、半導体製造業界、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。

図１は、本発明に係る熱処理装置を具備するレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明にかかる熱処理装置の概略断面図である。図３は、図２の熱処理装置が備える磁場発生手段の構成を示す模式図である。図４は、図２の熱処理装置での熱処理工程におけるレジストの状態を示すウエハ断面図である。図５は、図２の熱処理装置が備える磁場発生手段の変形例を示す模式図である。図６は、酸触媒を利用する化学増幅型のレジストを用いた従来のパターン形成法を説明するためのウエハ断面図である。図７は、従来における熱処理工程におけるレジストの状態を示すウエハ断面図である。

符号の説明

１レジスト塗布現像処理システム
２０熱処理装置
２３発熱体（加熱手段）
４０冷却温度調整体（冷却手段）
５０磁場発生手段
５１コイル
５２電流供給手段
５３コイル
Ｌ磁束線
Ｒフォトレジスト（処理液）
Ｗウエハ（被処理体）

Claims

表面に化学増幅型の処理液が塗布され露光処理された被処理体に対し、現像処理前の熱処理を行う熱処理装置において、
前記被処理体を所定温度に加熱する加熱手段と、
処理液が塗布された被処理体の表面に対し、略直交する方向に磁場を発生させ、かつ、磁場の方向を反転させる磁場発生手段と、
少なくとも前記加熱手段による加熱処理の間、前記磁場発生手段を作動させる制御手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
前記磁場発生手段は、前記被処理体の上方または下方に設置された１つまたは複数のコイルと、前記コイルに電流を供給する電流供給手段とにより構成され、
前記電流供給手段が前記コイルに電流を流すことにより、磁場を発生させることを特徴とする請求項１に記載された熱処理装置。
前記加熱手段により加熱処理された前記被処理体を受取り、被処理体を所定温度に冷却する冷却手段を備え、
前記冷却手段による冷却処理の際には、前記制御手段は、前記磁場発生手段の作動を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
前記加熱手段により加熱処理された前記被処理体を受取り、被処理体を所定温度に冷却する冷却手段を備え、
前記冷却手段による冷却処理が開始され、被処理体が所定の温度に達した際には、前記制御手段は、前記磁場発生手段の作動を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
表面に化学増幅型の処理液が塗布され露光処理された被処理体に対し、現像処理前の熱処理を行う熱処理方法において、
前記被処理体を所定温度に加熱する工程と、
少なくとも前記被処理体を加熱する工程の間、処理液が塗布された前記被処理体の表面に対し略直交する方向に磁場を発生させ、かつ、磁場の方向を反転させる工程と、
を実行することを特徴とする熱処理方法。
前記被処理体の表面に対し磁場を発生させる工程は、
前記被処理体の上方または下方に設置された１つまたは複数のコイルに電流を流すことにより、磁場を発生させることを特徴とする請求項５に記載された熱処理方法。
前記被処理体を加熱する工程の後、磁場の発生を停止すると共に、被処理体を所定の温度に冷却する工程を実行することを特徴とする請求項５または請求項６に記載された熱処理方法。
前記被処理体を加熱する工程の後、被処理体を冷却する工程を実行し、被処理体が所定の温度に達した際、磁場の発生を停止することを特徴とする請求項５または請求項６に記載された熱処理方法。