JP2024056775A - 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上のレジストの被膜から生じた昇華物による基板の汚染を抑制すると共に、熱処理の基板面内均一性を向上させる。【解決手段】レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理装置であって、基板を支持して加熱する熱板と熱板を収容するチャンバとを備え、天井部に設けられ処理用ガスを熱板上の基板に向けて上方から吐出するガス吐出部と、熱板上の前記基板に向けて気体を供給する気体供給部と、チャンバ内における前記処理空間内を排気する中央排気部と、処理空間内を排気する周縁排気部と、制御部とをさらに備え、ガス吐出部による吐出、気体供給部による気体の供給及び周縁排気部による排気が継続され、熱処理の途中から中央排気部による排気が強くなるよう制御を行い、気体供給部は、熱板の側面を囲うように設けられた気体流路と、気体流路に沿って上昇した気体を、熱板上の基板に向かわせる整流部材とを有する。【選択図】図４

Description

本開示は、熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体に関する。

特許文献１には、放射線により基板をパターン化するための方法が開示されている。この方法は、選択されたパターンに沿って被覆基板を照射して、照射コーティングの領域及び被照射コーティングの領域を有する照射構造を形成するステップを含む。被覆基板は、金属炭素結合及び／または金属カルボキシラート結合により有機配位子を有する金属オキソ‐ヒドロキソネットワークを含むコーティングを含む。

特表２０１６－５３０５６５号公報

本開示にかかる技術は、基板上のレジストの被膜から生じた昇華物による基板の汚染を抑制すると共に、熱処理の基板面内均一性を向上させる。

本開示の一態様は、レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理装置であって、前記基板を支持して加熱する熱板と、前記熱板を収容するチャンバと、を備え、前記チャンバは、下方に前記熱処理を行う処理空間を形成し、前記熱板上の前記基板に対向する天井部を有し、前記天井部に設けられ、処理用ガスを前記熱板上の前記基板に向けて上方から吐出するガス吐出部と、前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する気体供給部と、前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する中央排気部と、前記天井部における、上面視で前記中央排気部よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する周縁排気部と、制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記熱処理中、前記ガス吐出部による吐出、前記気体供給部による気体の供給及び前記周縁排気部による排気が継続されると共に、前記熱処理の途中から前記中央排気部による排気が強くなるよう、制御を行い、前記気体供給部は、前記熱板の側面を囲うように設けられた気体流路と、前記気体流路に沿って上昇した気体を、前記熱板上の基板に向かわせる整流部材と、を有する。

本開示によれば、基板上のレジストの被膜から生じた昇華物による基板の汚染を抑制すると共に、熱処理の基板面内均一性を向上させることができる。

本実施形態にかかる熱処理装置を含む、基板処理システムとしての塗布現像システムの内部構成の概略を示す説明図である。 塗布現像システムの正面側の内部構成の概略を示す図である。 塗布現像システムの背面側の内部構成の概略を示す図である。 ＰＥＢ処理に用いられる熱処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 上チャンバの構成の概略を模式的に示す下面図である。 熱処理装置を用いて行われるウェハ処理中の、熱処理装置の状態を示す図である。 熱処理装置を用いて行われるウェハ処理中の、熱処理装置の状態を示す図である。 熱処理装置を用いて行われるウェハ処理中の、熱処理装置の状態を示す図である。 本実施形態にかかる熱処理装置の効果を示す図である。 確認試験の結果を示す図である。 確認試験の結果を示す図である。 確認試験の結果を示す図である。 確認試験の結果を示す図である。 確認試験の結果を示す図である。

半導体デバイス等の製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジストパターンを形成するため所定の処理が行われる。上記所定の処理とは、例えば、ウェハ上にレジスト液を供給しレジストの被膜を形成するレジスト塗布処理や、上記被膜を露光する露光処理、露光後に上記被膜内の化学反応が促進するよう加熱するＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理、露光された上記被膜を現像する現像処理等である。

ＰＥＢ処理は、例えば、基板の周囲の雰囲気を排気しながら行われる。この場合、排気の形態等によっては、レジストパターンの寸法が面内でばらつくことがある。また、メタル含有レジスト等の、昇華物が生じるレジストの場合、排気の形態等によっては、昇華物により、基板のベベル部分や裏面が汚染されることがある。

そこで、本開示にかかる技術は、基板上のレジストの被膜から生じた昇華物による基板の汚染を抑制すると共に、熱処理の基板面内均一性を向上させる。

以下、本実施形態にかかる熱処理装置及び熱処理方法を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜塗布現像システム＞
図１は、本実施形態にかかる熱処理装置を含む、基板処理システムとしての塗布現像システムの内部構成の概略を示す説明図である。図２及び図３はそれぞれ、塗布現像システムの正面側と背面側の内部構成の概略を示す図である。

塗布現像システム１は、レジストを用いて、基板としてのウェハＷにレジストパターンを形成する。用いられレジストは、昇華物を生じるようなレジストであり、例えば金属含有レジストである。なお、金属含有レジストに含まれる金属は任意であるが、例えばスズである。

塗布現像システム１は、図１～図３に示すように、ウェハを複数収容可能な容器であるカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、レジスト塗布処理等の所定の処理を施す各種処理装置を複数備えた処理ステーション３と、を有する。そして、塗布現像システム１は、カセットステーション２と、処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、塗布現像システム１のＹ方向負方向（図１の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、塗布現像システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。

ウェハ搬送部１１には、ウェハＷを搬送する搬送装置２０が設けられている。搬送装置２０は、Ｘ方向に延びる搬送路２１を移動自在に構成されている。搬送装置２０は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数、例えば第１～第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。現像処理装置３０は、ウェハＷに現像処理を施す。具体的には、現像処理装置３０は、ＰＥＢ処理が施されたウェハＷの金属含有レジスト膜に現像処理を施す。下部反射防止膜形成装置３１は、ウェハＷの金属含有レジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という。）を形成する。レジスト塗布装置３２は、ウェハＷに金属含有レジストを塗布して金属含有レジストの被膜すなわち金属含有レジスト膜を形成する。上部反射防止膜形成装置３３は、ウェハＷの金属含有レジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という。）を形成する。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばスピン塗布法でウェハＷ上に所定の処理液を塗布する。スピン塗布法では、例えば吐出ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷを熱処理する熱処理装置４０が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０の数や配置についても、任意に選択できる。なお、熱処理装置４０では、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーキング処理（以下、「ＰＡＢ処理」という。）、露光処理後のウェハＷを加熱処理するＰＥＢ処理、現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング処理（以下、「ＰＯＳＴ処理」という。）等を行う。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２と、ウェハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄装置６３が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１～第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハＷを搬送する基板搬送装置としての搬送装置７０が配置されている。

搬送装置７０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有している。搬送装置７０は、ウェハＷを保持した搬送アーム７０ａをウェハ搬送領域Ｄ内で移動させ、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置に、ウェハＷを搬送できる。搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１～Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、支持したウェハＷをＹ方向に直線的に移動させ、同程度の高さの第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側には、搬送装置９０が設けられている。搬送装置９０は、例えばθ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム９０ａを有している。搬送装置９０は、ウェハＷを保持した搬送アーム９０ａを上下に移動させ、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置に、ウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション５には、搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。搬送装置１００は、例えばθ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。搬送装置１００は、搬送アーム１００ａにウェハＷを保持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。

以上の塗布現像システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、上述の各種処理装置や各種搬送装置等の駆動系の動作を制御して、後述のウェハ処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な非一時的な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても、非一時的なものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

＜塗布現像システム１を用いたウェハ処理＞
次に、塗布現像システム１を用いたウェハ処理の一例について説明する。なお、以下の処理は、制御部２００の制御の下、行われる。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、塗布現像システム１のカセットステーション２に搬入され、載置板１３に載置される。その後、搬送装置２０によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に搬送される。

次に、ウェハＷは、搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハＷは、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。

次に、ウェハＷは、搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上に金属含有レジスト膜が形成される。その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、ＰＡＢ処理される。その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。

次に、ウェハＷは、搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。

その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

次に、ウェハＷは、搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。その後、ウェハＷは、搬送装置１００によって裏面洗浄装置６３に搬送され、裏面洗浄される。次いで、ウェハＷは、インターフェイスステーション５の搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、ＥＵＶ光を用いて所定のパターンで露光処理される。

次に、ウェハＷは、搬送装置１００によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ＰＥＢ処理される。

次に、ウェハＷは、搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、搬送装置９０によって熱処理装置４０に搬送され、ＰＯＳＴ処理される。

その後、ウェハＷは、搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション２の搬送装置２０によって所定の載置板１３のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

＜熱処理装置＞
次に、熱処理装置４０のうち、ＰＥＢ処理に用いられる熱処理装置４０について説明する。図４は、ＰＥＢ処理に用いられる熱処理装置４０の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。図５は、後述の上チャンバ３０１の構成の概略を模式的に示す下面図である。

図４の熱処理装置４０は、チャンバ３００を備える。チャンバ３００は、上チャンバ３０１と、下チャンバ３０２と、整流部材３０３と、を備える。上チャンバ３０１は上側に位置し、下チャンバ３０２は下側に位置する。整流部材３０３は、上チャンバ３０１と下チャンバ３０２との間に位置し、具体的には、上チャンバ３０１の周縁部と下チャンバ３０２の周縁部との間に位置する。

上チャンバ３０１は、昇降自在に構成されている。上チャンバ３０１を昇降させる、モータ等の駆動源を有する昇降機構（図示せず）は、制御部２００により制御される。
また、上チャンバ３０１は、例えば、円板状に形成されている。上チャンバ３０１は天井部３１０を有する。天井部３１０は、下方に熱処理を行う処理空間Ｋ１を形成しており、熱板３２８上のウェハＷに対向するように設けられる。また、天井部３１０には、ガス吐出部としてのシャワーヘッド３１１が設けられている。

シャワーヘッド３１１は、熱板３２８上のウェハＷに向けて、処理用ガスを、上方から吐出する。処理用ガスは、例えば、水分を含有したガスすなわち水分含有ガスである。
シャワーヘッド３１１は、複数の吐出孔３１２と、ガス分配空間３１３と、を有する。

吐出孔３１２はそれぞれ、シャワーヘッド３１１の下面に形成されている。吐出孔３１２は、例えば、図５に示すように、シャワーヘッド３１１の下面において、後述する排気孔以外の部分に略均一に配置されている。複数の吐出孔３１２は、熱板３２８上のウェハＷの周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、熱板３２８上のウェハＷの中央部の上方に位置する第２吐出孔と、を含む。

ガス分配空間３１３は、当該ガス分配空間３１３に供給された処理用ガスを分配して各吐出孔３１２に供給する。図４に示すように、シャワーヘッド３１１には、ガス供給管３１４を介して、処理用ガスを貯留する処理用ガス源３１５が接続されている。ガス供給管３１４には、処理用ガスの流通を制御するバルブや流量調節弁等を含む供給機器群３１６が設けられている。

さらに、上チャンバ３０１の天井部３１０には中央排気部３１７が設けられている。中央排気部３１７は、天井部３１０における、熱板３２８上のウェハＷの上面視中央寄りの位置から（図の例では上記中央の位置から）、チャンバ３００内における熱板３２８の上方の処理空間Ｋ１内を排気する。中央排気部３１７は排気孔３１８を有する。排気孔３１８は、図５に示すように、シャワーヘッド３１１の下面における、熱板３２８上のウェハＷの上面視中央寄りの位置（図の例では上記中央の位置）に設けられており、下方に開口している。中央排気部３１７は、この排気孔３１８を介して、処理空間Ｋ１内を排気する。
また、図示はしていないが、排気孔３１８は、ウェハＷの中心の直上にあたる位置を囲むように、複数設けられても良い。この場合、後述の中央排気部３１７による排気の作用を損なわないように、例えば上面視でウェハＷの中心からウェハ半径の３分の１以内の領域における位置に、上記の複数の排気孔３１８は設けられる。

図４に示すように、中央排気部３１７は、排気孔３１８から上方向に延伸するように形成された中央排気路３１９を有する。中央排気路３１９には、排気管３２０を介して、真空ポンプ等の排気装置３２１が接続されている。排気管３２０には、排気量を調整するバルブ等を有する排気機器群３２２が設けられている。

また、上チャンバ３０１の天井部３１０には周縁排気部３２３が設けられている。周縁排気部３２３は、天井部３１０における、上面視で中央排気部３１７よりも熱板３２８上のウェハＷの周縁部側から、処理空間Ｋ１内を排気する。周縁排気部３２３は、排気口３２４を有する。排気口３２４は、図５に示すように、シャワーヘッド３１１の外周を囲むように、天井部３１０の下面から、下方に開口している。排気口３２４は、複数の排気孔をシャワーヘッド３１１の外周に沿って並べたものであってもよい。周縁排気部３２３は、この排気口３２４を介して、処理空間Ｋ１内を排気する。

排気口３２４は、例えば、当該排気口３２４の周端が上面視で、熱板３２８上のウェハＷの周端と重なる位置と、その内側１０ｍｍの位置との間に設けられる。

図４の周縁排気部３２３は、排気口３２４から延びる周縁排気路を有する。周縁排気路には、排気管３２５を介して、真空ポンプ等の排気装置３２６が接続されている。排気管３２５には、排気量を調整するバルブ等を有する排気機器群３２７が設けられている。

さらに、上チャンバ３０１は、当該上チャンバ３０１を加熱可能に構成されている。例えば、上チャンバ３０１には、上チャンバ３０１を加熱するヒータ（図示せず）が内蔵されている。このヒータが制御部２００により制御され、上チャンバ３０１（具体的には例えばシャワーヘッド３１１）が所定の温度に調整される。

下チャンバ３０２は、ウェハＷを支持して加熱する熱板３２８の周囲を囲むように設けられる。

熱板３２８は、厚みのある円盤形状を有する。また、熱板３２８には、例えばヒータ３２９が内蔵されている。そして、熱板３２８の温度は例えば制御部２００により制御され、熱板３２８上に載置されたウェハＷが所定の温度に加熱される。

さらに、熱板３２８は、当該熱板３２８にウェハＷを吸着するための吸着孔３３０を例えば複数有している。各吸着孔３３０は、熱板３２８を厚さ方向に貫通するように形成されている。
また、各吸着孔３３０は、中継部材３３１の中継孔３３２に接続されている。各中継孔３３２は、吸着のための排気を行う排気ライン３３３に接続されている。

吸着孔３３０と中継孔３３２との接続は、金属製の金属部材３３４及び樹脂製のパッド３３５を介して行われる。具体的には、吸着孔３３０と中継孔３３２との接続は、金属部材３３４内の流路と樹脂製のパッド３３５内の流路を介して行われる。

金属部材３３４は、吸着孔３３０側に位置し、樹脂製のパッド３３５は、中継孔３３２側に位置する。金属部材３３４は、一端が、熱板３２８（具体的には吸着孔３３０）に直接接続され、他端が、対応する樹脂製のパッド３３５の一端に直接接続されている。言い換えると、各樹脂製のパッド３３５は、金属部材３３４を介して、対応する吸着孔３３０に連通し且つ熱板３２８に接続されている。また、樹脂製のパッド３３５の他端は、中継部材３３１（具体的には中継孔３３２）に直接接続されている。

金属部材３３４は、樹脂製のパッド３３５側に大径部３３６を有する。大径部３３６の内部は、前記金属部材３３４の熱板３２８に接続されている部分よりも断面積が大きい流路空間３３６ａを有し、熱処理で発生する昇華物による詰まりのリスクが低減されている。また、この断面積が大きい流路空間３３６ａによって、ウェハＷの吸着時に処理空間Ｋ１から吸引する気体の熱が緩和されて吸着のための排気ライン３３３に向かって流れる。つまり、樹脂製パッド３３５や排気ライン３３３に至るまでの排気流路を構成する機器の高温による劣化リスクを抑制し得る。

また、下チャンバ３０２内には、熱板３２８の下方に、ウェハＷを下方から支持し昇降させる昇降ピン（図示せず）が例えば３本設けられている。昇降ピンは、モータ等の駆動源を有する昇降機構（図示せず）により昇降される。この昇降機構は制御部２００により制御される。なお、熱板３２８の中央部には、上記昇降ピンが通過する貫通孔（図示せず）が形成されている。昇降ピンは、貫通孔を通過し、熱板の上面から突出可能である。

さらに、下チャンバ３０２は、サポートリング３３７と底チャンバ３３８とを有する。

サポートリング３３７は、円筒形状を有している。サポートリング３３７の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。サポートリング３３７は、熱板３２８の外側面を覆っている。サポートリング３３７は、底チャンバ３３８の上に固定される。

底チャンバ３３８は、有底の円筒形状を有している。
前述の熱板３２８は、例えば、底チャンバ３３８の底壁に支持される。具体的には、熱板３２８は、支持部３３９を介して、底チャンバ３３８の底壁に支持される。支持部３３９は、例えば、上端が熱板３２８に接続される支持柱３４０と、支持柱３４０を支持する環状部材３４１と、底チャンバ３３８の底壁に環状部材３４１を支持する脚部材３４２と、を有する。

環状部材３４１は金属で形成されており、熱板３２８の裏面の大部分に対して支持柱３４０の高さの分、間隙をもって設けられている。樹脂製のパッド３３５を、そのように設けられている環状部材３４１の下方に位置せしめることで、熱板３２８からの熱を環状部材３４１が効果的に遮断し、樹脂製パッド３３５が高温に晒されにくく（熱劣化しにくく）している。

さらに、下チャンバ３０２は、取り込み口３４３を有する。取り込み口３４３は、チャンバ３００の外部から当該チャンバ３００内に気体を取り込む。取り込み口３４３は、例えば、底チャンバ３３８の円筒状の側壁に形成されている。
なお、底チャンバ３３８の側壁の内周面と、サポートリング３３７の内周面とは、例えば同径である。

また、チャンバ３００は気体供給部３４４を有する。気体供給部３４４は、熱板３２８上のウェハＷの表面（すなわち上面）よりも下方から、熱板３２８上のウェハＷに向けて気体を供給する。

気体供給部３４４は、熱板３２８の側面を囲うように設けられた気体流路３４５と、整流部材３０３と、を含む。

気体流路３４５は、例えば、熱板３２８の外側面とサポートリング３３７の内周面と間の空間で構成される。したがって、気体流路３４５は、例えば、平面視円環状に形成される。なお、熱板３２８の外側面を、支持部材を介して、下チャンバ３０２の側壁の内周面で支持し、上下方向に貫通する貫通孔を上記支持部材に環状に複数設け、複数の上記貫通孔を気体流路３４５としてもよい。

整流部材３０３は、気体流路３４５に沿って上昇した気体を、熱板３２８上のウェハＷに向かわせる部材である。

整流部材３０３は、例えば平面視円環状に形成されている。
整流部材３０３の内周側下面は、気体流路３４５に沿って上昇した気体を、熱板３２８の中心に向かわせるガイド面となる。整流部材３０３の下面における内周側端は、処理空間Ｋ１の高さ、つまりウェハＷが載置される熱板３２８の表面から、吐出孔３１２が形成され熱板３２８上のウェハＷに対向するシャワーヘッド３１１の下面までの高さ、の２分の１以下の高さに位置する。例えば、整流部材３０３の下面における内周側端は、熱板３２８上のウェハＷの表面より下方に位置する。
整流部材３０３の内周側部は、上面視で熱板３２８の周縁部と重なり、且つ、上面視で熱板３２８上のウェハＷとは重ならない。気体流路３４５に沿って上昇した気体は、整流部材３０３の内周側下面と熱板３２８の周縁部の上面との間の隙間Ｇを通り、処理空間Ｋ１内の熱板３２８上のウェハＷの側方から当該ウェハＷに向かう。熱板３２８の表面から上方の空間を処理空間Ｋ１とすると、処理空間Ｋ１内に気体を流入させる隙間Ｇは、処理空間Ｋ１の下部に設けられている。

上記隙間Ｇは、気体流路３４５の一端に接続されている。また、気体流路３４５の他端は、チャンバ３００内における熱板３２８の下方のバッファ空間Ｋ２に接続されている。熱板３２８の下方のバッファ空間Ｋ２は、熱板３２８の上方の処理空間より、体積が大きい。

整流部材３０３の内周面は、上チャンバ３０１の天井部３１０から下方に直線的に延びている。

一実施形態において、整流部材３０３は中実体である。整流部材３０３の材料には、例えば、ステンレス等の金属材料が用いられる。
また、整流部材３０３の上面全体は、上チャンバ３０１の下面に接触する。
より具体的には、整流部材３０３は、その上面全体が、上チャンバ３０１の下面に接触する形態で上チャンバ３０１に固定され、上チャンバ３０１と共に昇降する。

整流部材３０３が、上チャンバ３０１と共に下降し、下チャンバ３０２（具体的にはサポートリング３３７）に当接することで、チャンバ３００が閉じられる。金属製の整流部材３０３と金属製のサポートリング３３７との接触により発塵することを抑制するため、以下のようにしてもよい。すなわち、サポートリング３３７における整流部材３０３と対向する面に、樹脂製の突起を設け、整流部材３０３が下降したときに、上記樹脂製の突起に接触するようにしてもよい。また、整流部材３０３におけるサポートリング３３７と対向する面に、樹脂製の突起を設け、整流部材３０３が下降したときに、上記樹脂製の突起とサポートリング３３７とが接触するようにしてもよい。これらの場合、樹脂製の突起の高さは、極力小さいことが好ましい。整流部材３０３の下面とサポートリング３３７の上面との間の隙間を小さくし、この隙間に昇華物等が入り込むのを抑制するためである。樹脂製の突起の高さは、少なくとも、整流部材３０３の下面とサポートリング３３７の上面との間の隙間が、整流部材３０３から熱板３２８上のウェハＷまでの最短距離より小さくなる高さである。

なお、熱処理装置４０は、ウェハＷを冷却する機能を有する冷却板（図示せず）を更に備えていてもよい。冷却板は、例えば、チャンバ３００外の冷却位置と、その少なくとも一部がチャンバ３００内に配置され当該冷却板と熱板３２８との間でウェハＷが受け渡される受け渡し位置との間を、往復移動する。あるいは、冷却板が、水平方向に熱板３２８と並ぶ位置に固定され、熱処理装置４０が、冷却板と熱板３２８との間でウェハＷを搬送する搬送アームを有してもよい。

＜熱処理装置４０を用いたウェハ処理＞
次に、熱処理装置４０を用いて行われるウェハ処理の一例について、図６～図８を用いて説明する。図６～図８は、熱処理装置４０を用いて行われるウェハ処理中の、熱処理装置４０の状態を示す図である。なお、以下のウェハ処理は、制御部２００の制御の下、行われる。

（ステップＳ１：チャンバ内の状態調整）
まず、例えば、熱板３２８へのウェハＷの載置に先立って、チャンバ３００内の状態が調整される。
具体的には、熱板３２８が所定の温度に調整される。
また、処理空間Ｋ１内の湿度が調整される。処理空間Ｋ１内の湿度の調整は、図６（ａ）に示すように、中央排気部３１７による排気、周縁排気部３２３による排気、及び、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出により行われる。

（ステップＳ２：ウェハ載置）
次に、金属含有レジストの被膜が形成されたウェハＷが、熱板３２８に載置される。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、周縁排気部３２３による排気、及び、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出を継続したまま、中央排気部３１７による排気のみが停止され、また、上チャンバ３０１が上昇される。その後、上記ウェハＷが、搬送装置７０によって、熱板３２８の上方に搬送される。次いで、昇降ピンの昇降等が行われ、搬送装置７０から昇降ピンへのウェハＷの受け渡し、昇降ピンから熱板３２８へのウェハＷの受け渡しが行われ、図７（ａ）に示すように、ウェハＷが熱板３２８に載置される。その後、吸着孔３３０を介したウェハＷの熱板３２８への吸着が行われる。

（ステップＳ３：ＰＥＢ処理）
続いて、熱板３２８上のウェハＷがＰＥＢ処理される。

（ステップＳ３ａ：ＰＥＢ処理の開始）
具体的には、図７（ｂ）に示すように、上チャンバ３０１が下降され、整流部材３０３が下チャンバ３０２のサポートリング３３７に当接し、チャンバ３００が閉状態とされる。これにより、熱板３２８上のウェハＷに対するＰＥＢ処理が開始される。

ＰＥＢ処理の開始から第１所定時間が経過するまでは、中央排気部３１７による排気が行われずに、シャワーヘッド３１１からのガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気が行われる。また、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気は、気体供給部３４４による気体供給がなされるよう、行われる。例えば、シャワーヘッド３１１から処理空間Ｋ１への吐出流量Ｌ１より、周縁排気部３２３による処理空間Ｋ１からの排気流量Ｌ２が大きくなるよう、制御が行われる。これにより、流量（Ｌ２－Ｌ１）に対応する気体が、取り込み口３４３を介して、チャンバ３００外部からチャンバ３００内へ取り込まれる。そして、流量（Ｌ２－Ｌ１）に対応する気体が、気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される。気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される気体の流量は、周方向に亘って略均等である。取り込み口３４３は、熱板３２８より下方の位置における、処理空間Ｋ１内に流入させる気体の導入部と言える。

周縁排気部３２３による排気のみを行う場合、ウェハＷの表面近傍では、ウェハＷの表面に沿って、ウェハＷの周縁部へ径方向に移動する処理用ガスの流れが形成される。
それに対し、中央排気部３１７による排気を伴う場合、処理用ガスはウェハＷの表面に沿って流れず、ウェハＷ上の周縁から中央に向かうにつれて上昇するように流れる。そのため、処理用ガスの中央排気部３１７に向かう気流の境界層とウェハＷの表面との間隔がウェハＷの面内で異なってくる。これは、ウェハＷ上の被膜からの揮発量のむらの要因となる。そして、この揮発量のむらは、ＰＥＢ処理の初期の方における、固化が進んでおらず揮発量が多い時には、ウェハＷ上の膜厚の面内均一性に悪影響を与える。

そこで、上述のように、ＰＥＢ処理の開始から第１所定時間が経過するまでは、中央排気部３１７による排気が行われずに、シャワーヘッド３１１からのガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気が行われる。上記第１所定時間は、ウェハＷ上のメタル含有レジストの被膜が所望のレベルまで固化するよう設定される。言い換えると、上記第１所定時間は、ウェハＷ上のメタル含有レジストの脱水縮合が所望のレベルまで進むよう設定される。

また、気体供給部３４４による気体供給がなされるよう、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気が行われるため、ウェハＷの周囲では、気体供給部３４４からウェハＷに向けて供給された気体が排気口３２４へ移動し、上昇流が形成される。このとき、シャワーヘッド３１１からウェハＷに向けて吐出されウェハＷの表面に沿って移動する、昇華物を含み得る処理用ガスも、上記の上昇流と共に、上方へ移動し、排気口３２４を介して外部に排出される。したがって、昇華物が、ウェハＷの裏面やベベルに付着するのを抑制することができる。

なお、ＰＥＢ処理中、上チャンバ３０１は加熱される。昇華物が再固化して上チャンバ３０１に付着するのを抑制するためである。また、ＰＥＢ処理中、シャワーヘッド３１１から供給される処理用ガスは、加熱された上チャンバ３０１により、加熱される。一方、ＰＥＢ処理中、気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される気体は、取り込み口３４３からチャンバ３００内に取り込まれた気体であり、バッファ空間Ｋ２内で熱板３２８により加熱された気体または当該気体により加熱された気体である。また、ＰＥＢ処理中、気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される気体は、上チャンバ３０１により加熱された整流部材３０３によっても加熱される。

（ステップＳ３ｂ：中央排気の開始）
ＰＥＢ処理の開始から第１所定時間が経過すると、シャワーヘッド３１１からのガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気が継続されたまま、中央排気部３１７による排気が開始される。上記第１所定時間は、前述のように、ウェハＷ上のメタル含有レジストの被膜が所望のレベルまで固化するよう設定される。また、上記第１所定時間の情報は記憶部（図示せず）に記憶されている。

この段階において、中央排気部３１７による排気、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気は、気体供給部３４４による気体供給がなされるよう、行われる。例えば、シャワーヘッド３１１から処理空間Ｋ１への吐出流量Ｌ１より、周縁排気部３２３による処理空間Ｋ１からの排気流量Ｌ２と、中央排気部３１７による排気Ｌ３との和が大きくなるよう、制御が行われる。つまり、Ｌ２＋Ｌ３＞Ｌ１となるよう制御が行われる。これにより、流量（Ｌ２＋Ｌ３－Ｌ１）に対応する気体が、取り込み口３４３を介して、チャンバ３００外部からチャンバ３００内へ取り込まれる。そして、流量（Ｌ２＋Ｌ３－Ｌ１）に対応する気体が、気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される。気体供給部３４４から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される気体の流量は、周方向に亘って略均等である。

中央排気部３１７を行うことで、ウェハＷの表面付近では、ウェハＷの外周側からウェハＷの中央部へ向かう処理用ガスの流れが形成される。そのため、ウェハＷの表面付近の昇華物を含み得る処理用ガスが、中央排気部３１７を介しても排出される。また、中央排気部３１７による排気量を周縁排気部３２３による排気量より大きくしてもよく、この場合、ウェハＷの表面付近の昇華物を含み得る処理用ガスは、主に中央排気部３１７を介して排出される。したがって、昇華物がウェハＷの裏面やベベルに付着するのをさらに抑制することができる。なお、この中央排気部３１７による排気を行う段階では、メタル含有レジストの被膜の固化が進んでおり、排気に伴う気流が膜厚変動に及ぼす影響は小さい。そのため、中央排気部３１７による排気を行っても、膜厚の面内均一性への影響は小さい。

（ステップＳ３ｃ：ＰＥＢ処理の停止）
中央排気部３１７による排気が開始されてから第２所定時間が経過すると、ＰＥＢ処理が終了する。具体的には、例えば、上チャンバ３０１が上昇され、チャンバ３００が開状態とされる。この際、中央排気部３１７による排気、シャワーヘッド３１１からの処理用ガスの吐出及び周縁排気部３２３による排気は継続される。
上記第２所定時間は、ウェハＷ上のメタル含有レジストの被膜が所望のレベルまで固化するよう設定される。上記第２所定時間の情報は記憶部（図示せず）に記憶されている。

また、上記第１所定時間及び上記第２所定時間は、以下のように設定される。すなわち、ＰＥＢ処理の総時間中、中央排気部３１７による排気が行われている期間が占める割合が、１／２０～１／２となるよう設定される。より具体的には、ＰＥＢ処理の総時間が６０秒の場合に、中央排気部３１７による排気が行われている期間が３秒～３０秒になるよう、設定される。ＰＥＢ処理の総時間とは、例えば、ウェハＷの熱板３２８への載置後に上チャンバ３０１が下降されチャンバ３００が閉状態とされてから、上チャンバ３０１が上昇されチャンバ３００が開状態とされるまでの時間である。

（ステップＳ４：ウェハ搬出）
その後、ウェハＷの載置時と逆の手順で、ウェハＷが熱板３２８上から取り除かれ、熱処理装置４０の外部へ搬出される。

＜変形例＞
以上の例では、ＰＥＢ処理の開始時に、中央排気部３１７による排気は行わないようにし、ＰＥＢ処理の途中から、中央排気部３１７による排気を行うようにしていた。これに代えて、ＰＥＢ処理の開始時に、中央排気部３１７による排気は弱く行い、ＰＥＢ処理の途中から、中央排気部３１７による排気を強くしてもよい。

また、制御部２００が、ＰＥＢ処理の途中からの、中央排気部３１７による排気を行う期間または中央排気部３１７による排気を強くする期間（以下、中央排気強化期間）に、シャワーヘッド３１１のガス分配空間３１３への処理用ガスの供給流量が高くなるよう、制御を行ってもよい。その理由は以下の通りである。
周縁部側の吐出孔３１２と中央部側の吐出孔３１２とでガス分配空間３１３を共有している。また、中央排気強化期間では、中央排気部３１７（具体的には排気孔３１８）に近い中央部側の吐出孔３１２からの処理用ガスの吐出流量が高くなる。そのため、中央排気強化期間では、中央排気部３１７による排気の強さによっては、図９に示すように、周縁部側の吐出孔３１２から処理空間Ｋ１への処理用ガスの吐出が行われず、逆に、周縁部側の吐出孔３１２による処理空間Ｋ１からの気体の吸込みが行われてしまうことがある。中央排気強化期間に、シャワーヘッド３１１のガス分配空間３１３への処理用ガスの供給流量を高くすることで、上述の周縁部の吐出孔３１２による処理空間Ｋ１からの気体の吸込み、すなわち、シャワーヘッド３１１内への気体の逆流を抑制することができる。

＜本実施形態の主な効果＞
以上のように、本実施形態では、熱処理装置４０が、ウェハＷを支持して加熱する熱板３２８と、熱板３２８を収容し、熱板３２８上のウェハＷに対向する天井部３１０を有するチャンバ３００と、を備える。また、熱処理装置４０は、天井部３１０に設けられ、処理用ガスを上記ウェハＷに向けて上方から吐出するシャワーヘッド３１１と、上記ウェハＷの表面よりも下方から、上記ウェハＷに向けて気体を供給する気体供給部３４４と、を備える。さらに、熱処理装置４０は、天井部３１０における、上面視で上記ウェハＷの中央寄りの位置から、チャンバ３００内における熱板３２８の上方の処理空間Ｋ１内を排気する中央排気部３１７と、天井部３１０における、上面視で中央排気部３１７よりも上記ウェハＷの周縁部側から、処理空間Ｋ１内を排気する周縁排気部３２３と、制御部２００と、を備える。そして、制御部２００が、熱処理中、ガス吐出部による吐出、気体供給部による気体の供給及び周縁排気部による排気が継続されると共に、熱処理の途中から中央排気部による排気が強くなるよう、制御を行う。

また、本実施形態にかかるウェハ処理は、熱板３２８にウェハＷを載置する工程と、熱板３２８上のウェハＷを熱処理する工程と、を含む。熱処理する工程は、
（Ａ）熱板３２８を収容するチャンバ３００の、上記ウェハＷに対向する天井部３１０から、処理用ガスを、上記ウェハＷに向けて、吐出する工程と、
（Ｂ）上記ウェハＷの表面よりも下方から、上記ウェハＷに向けて気体を供給する工程と、
（Ｃ）天井部３１０における、上面視で上記ウェハＷの中央寄りの位置から、チャンバ３００内における熱板３２８の上方の処理空間Ｋ１内を排気する工程と、
（Ｄ）天井部３１０における、上面視で前記（Ｃ）工程よりも上記ウェハＷの周縁部側から、処理空間Ｋ１内を排気する工程と、を含む。
本ウェハ処理では、熱処理中、上記（Ａ）工程を継続して行い、且つ、上記（Ｂ）工程及び上記（Ｄ）工程を継続して行い上記ウェハＷの周囲に上昇流を形成し、熱処理の途中から、上記（Ｃ）工程における排気を強める。

つまり、本実施形態では、熱板３２８上のウェハＷへの処理用ガスの供給、及び、天井部３１０における、熱板３２８上のウェハＷの周縁部よりの位置からの排気が、熱処理の間、継続される。そのため、熱処理の面内均一性を向上させることができる。したがって、ウェハＷ上のレジストの被膜から生じた昇華物による、ウェハＷのベベル及び裏面の汚染を抑制することできる。
また、天井部３１０における、熱板３２８上のウェハＷの周縁部よりの位置からの排気、及び、熱板３２８上のウェハＷの表面よりも下方からの当該ウェハＷに向けた気体の供給が、熱処理の間、継続される。そのため、ウェハＷの周縁部に、上昇流が形成される。
さらに、本実施形態では、熱処理が進み、熱板３２８上のウェハＷの中央部よりの位置からの排気（すなわち中央排気）の、膜厚変動への影響が小さくなってから、昇華物回収性に優れた中央排気が行われる。したがって、ウェハＷ上のレジストの被膜から生じた昇華物によるウェハＷの汚染をさらに抑制することができる。

よって、本実施形態によれば、ウェハ上のレジストの被膜から生じた昇華物によるウェハＷの汚染を抑制すると共に、熱処理のウェハ面内均一性を向上させることができる。
さらに、上述のように上昇流が形成されるため、本実施形態によれば、昇華物が、熱板３２８の周辺に位置する部材（例えばチャンバ３００）に付着するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、気体供給部３４４によって熱板３２８上のウェハの表面よりも下方から熱板３２８上のウェハＷに向けて供給される気体は、バッファ空間Ｋ２内で熱板３２８により加熱された気体または当該気体により加熱された気体である。そして、バッファ空間Ｋ２は、処理空間Ｋ１より体積が大きい。そのため、処理空間Ｋ１への加熱された気体の供給を極力長時間行うことができる。加熱されていない気体が処理空間Ｋ１に供給されると、上記気体により、処理空間Ｋ１の周囲の部材（例えば上チャンバ３０１）が冷却され、昇華物が固化してしまう場合がある。本実施形態では、処理空間Ｋ１への加熱された気体の供給を極力長時間行うことができるため、上述の昇華物の固化を抑制することができる。また、加熱されていない気体が気体供給部３４４からウェハＷに向けて供給されると、ウェハＷの周縁部の熱処理に影響を与えるおそれがある。それに対し、本実施形態では、気体供給部３４４からウェハＷに向けて供給される気体が加熱されているため、上記気体により熱処理の面内均一性が悪化するのを抑制することができる。一方、処理空間Ｋ１の体積が小さいことにより、処理空間Ｋ１の内部の気体の熱容量も小さくなるため、処理空間Ｋ１へ加熱された気体が長時間行われるときの処理空間Ｋ１の温度も安定し易くなる。

さらに、本実施形態では、上チャンバ３０１が、当該上チャンバ３０１を加熱可能に構成されている。また、整流部材３０３は、その上面全体が、上チャンバ３０１の下面に接触している。そのため、上チャンバ３０１を加熱することにより整流部材３０３を効率的に加熱することができる。さらに、整流部材３０３は、中実体であり熱容量が大きい。そのため、整流部材３０３を加熱することによって、気体供給部３４４から供給する気体を、整流部材３０３により効率的に加熱することができる。したがって、本実施形態によれば、気体供給部３４４から供給する気体を、加熱された上チャンバ３０１により加熱することができる。よって、気体供給部３４４から供給する気体に起因した、上述の昇華物の固化や熱処理の面内均一性の悪化を抑制することができる。

さらにまた、本実施形態では、整流部材３０３が上チャンバ３０１と共に昇降する。そのため、整流部材３０３が、上チャンバ３０１の位置によらず、当該上チャンバ３０１により加熱される。つまり、ウェハＷを熱板３２８に載置するために、上チャンバ３０１を上昇させ、チャンバ３００を開状態とさせていても、整流部材３０３は上チャンバ３０１により加熱される。その結果、整流部材３０３を高温に維持できる。したがって、本実施形態によれば、チャンバ３００を閉状態とした直後でも、気体供給部３４４から供給する気体を整流部材３０３で加熱することができる。よって、気体供給部３４４から供給する気体に起因した、上述の昇華物の固化や熱処理の面内均一性の悪化を抑制することができる。

また、本実施形態では、整流部材３０３の内周面は、上チャンバ３０１の天井部３１０から下方に直線的に延びている。つまり、整流部材３０３の内周側部には、当該内周側部の下面すなわちガイド面より上方に、外側に向けて凹む凹所は存在しない。このような凹所が存在すると、当該凹所内で、昇華物を含み得る気体が滞留し、パーティクルの原因となる。それに対し、上述のような凹所が存在しないため、パーティクルの発生を抑制することができる。

なお、整流部材３０３の内周面が、上チャンバ３０１の天井部３１０から下方に延びる形態は、完全な直線でなくてもよく、言い換えると、整流部材３０３の内周面は、気体の滞留が生じない範囲で、外側に向けて若干凹んでいてもよい。例えば、整流部材３０３の内周面における上端角部の破損抑制のために、上記上端角部が面取り加工され、その結果、整流部材３０３の内周面が外側に凹んでいてもよい。角部の破損抑制のための面取り加工により形成される凹所は十分小さく、気体の滞留は生じず、また、生じたとしても、影響は小さい。

さらに、本実施形態では、樹脂製のパッド３３５が、金属部材３３４を介して、吸着孔３３０に連通し且つ熱板３２８に接続されている。そのため、本実施形態によれば、樹脂製のパッド３３５が熱板３２８に直接接続されている場合に比べて、熱板３２８からの熱による樹脂製のパッド３３５の劣化を抑制することができる。

＜確認試験＞
以下のケース１－３で、メタル含有レジストのレジストパターンの線幅と、ウェハＷの裏面とベベルにおける金属原子の数を測定する試験を行った。図１０～図１４はそれぞれその試験結果を示す図である。図１０～図１２はそれぞれ、レジストパターンの線幅の太さを黒色の濃淡で示している。図１３の縦軸は、レジストパターンの線幅の面内均一性（ＣＤＵ：Critical Dimension Uniformity）を表すレジストパターンの線幅の３σを線形スケールで示している。図１４の縦軸は、単位面積当たりの金属原子の数を対数スケールで示している。

（ケース１）
気体供給部３４４を有していない従来の熱処理装置を用いた。ＰＥＢ処理中に中央排気部３１７による排気及びシャワーヘッド３１１からの処理ガスの吐出を行い、周縁排気部３２３による排気は行わなかった。
（ケース２）
図４等に示した熱処理装置４０を用いた。ＰＥＢ処理の開始から終了まで継続して、気体供給部３４４からの気体の供給が行われるよう、周縁排気部３２３による排気及びシャワーヘッド３１１からの処理ガスの吐出を行った。また、ＰＥＢ処理中、中央排気部３１７による排気は全く行わなかった。
（ケース３）
図４等に示した熱処理装置４０を用いた。ＰＥＢ処理の開始から終了まで継続して、気体供給部３４４からの気体の供給が行われるよう、周縁排気部３２３による排気及びシャワーヘッド３１１からの処理ガスの吐出を行った。また、ＰＥＢ処理の途中からＰＥＢ処理の終了まで、中央排気部３１７による排気を行った。

なお、ケース１～３ではいずれも、ＰＥＢ処理後に、現像処理及びＰＯＳＴ処理を行い、メタル含有レジストのレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンの線幅の測定と、ウェハＷの裏面とベベルにおける金属原子の数の測定を行った。

ケース１では、図１０に示すように、ウェハＷの中央部と周縁部とで、レジストパターンの線幅に大きな差があった。それに対し、ケース２及びケース３では、図１１及び図１２に示すように、ウェハＷの中央部と周縁部とで、レジストパターンの線幅にほとんど差がなかった。
また、図１３に示すように、ケース２及びケース３では、ケース１に比べて、レジストパターンの線幅の面内均一性（ＣＤＵ）を示す３σ（σはレジストパターンの線幅）が約半分となっていた。

さらに、図１４に示すように、ケース２では、ケース１に比べて、ウェハＷの裏面とベベルにおける金属原子の数が約１／１０程度であった。
それに対し、ケース３では、ケース１に比べて、ウェハＷの裏面とベベルにおける金属原子の数が約１／１００となっていた。
これらの結果からも、本実施形態によれば、ウェハＷ上のレジストの被膜から生じた昇華物によるウェハＷの汚染を抑制すると共に、熱処理のウェハの面内での均一性を向上させることができることが分かる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

４０ 熱処理装置
２００ 制御部
３００ チャンバ
３１０ 天井部
３１１ シャワーヘッド
３１７ 中央排気部
３２３ 周縁排気部
３２８ 熱板
３４４ 気体供給部
Ｋ１ 処理空間
Ｗ ウェハ

Claims (20)

1. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理装置であって、
   前記基板を支持して加熱する熱板と、
   前記熱板を収容するチャンバと、を備え、
   前記チャンバは、下方に前記熱処理を行う処理空間を形成し、前記熱板上の前記基板に対向する天井部を有し、
   前記天井部に設けられ、処理用ガスを前記熱板上の前記基板に向けて上方から吐出するガス吐出部と、
   前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する気体供給部と、
   前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する中央排気部と、
   前記天井部における、上面視で前記中央排気部よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する周縁排気部と、
   制御部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記熱処理中、前記ガス吐出部による吐出、前記気体供給部による気体の供給及び前記周縁排気部による排気が継続されると共に、前記熱処理の途中から前記中央排気部による排気が強くなるよう、制御を行い、
   前記気体供給部は、
   前記熱板の側面を囲うように設けられた気体流路と、
   前記気体流路に沿って上昇した気体を、前記熱板上の基板に向かわせる整流部材と、を有する、熱処理装置。
2. 当該熱処理装置は、前記被膜として金属含有レジストの被膜が形成され当該被膜に前記露光処理が施された前記基板を処理する、請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記気体流路は、前記チャンバ内における前記熱板の下方のバッファ空間に接続され、
   前記バッファ空間は、前記処理空間より、体積が大きい、請求項１または２に記載の熱処理装置。
4. 前記チャンバは、前記天井部を含み、昇降自在に構成された上チャンバを有し、
   前記上チャンバは、当該上チャンバを加熱可能に構成され、
   前記整流部材は、
   中実体であり、
   その上面全体が、前記上チャンバの下面に接触している、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
5. 前記チャンバは、前記天井部を含み、昇降自在に構成された上チャンバを有し、
   前記上チャンバは、当該上チャンバを加熱可能に構成され、
   前記整流部材は、
   中実体であり、
   その上面全体が、前記上チャンバの下面に接触する形態で、前記上チャンバに固定され、前記上チャンバと共に昇降する、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
6. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理装置であって、
   前記基板を支持して加熱する熱板と、
   前記熱板を収容するチャンバと、を備え、
   前記チャンバは、下方に前記熱処理を行う処理空間を形成し、前記熱板上の前記基板に対向する天井部を有し、
   前記天井部に設けられ、処理用ガスを前記熱板上の前記基板に向けて上方から吐出するガス吐出部と、
   前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する気体供給部と、
   前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する中央排気部と、
   前記天井部における、上面視で前記中央排気部よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する周縁排気部と、
   制御部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記熱処理中、前記ガス吐出部による吐出、前記気体供給部による気体の供給及び前記周縁排気部による排気が継続されると共に、前記熱処理の途中から前記中央排気部による排気が強くなるよう、制御を行い、
   前記熱板は、当該熱板に前記基板を吸着するための吸着孔を有し、
   前記吸着孔に連通する流路を有する樹脂製のパッドをさらに備え、
   前記樹脂製のパッドは、金属製の部材を介して、前記吸着孔に連通し且つ前記熱板に接続されている、熱処理装置。
7. 前記金属製の部材は、大径部を有する、請求項６に記載の熱処理装置。
8. 前記熱板に対して支持柱を介して下方に接続される環状部材をさらに備え、
   前記樹脂製のパッドは、前記環状部材の下方に位置する、請求項６に記載の熱処理装置。
9. 前記ガス吐出部は、
   前記熱板上の基板の周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、
   前記熱板上の基板の中央部の上方に位置する第２吐出孔と、
   供給された前記処理用ガスを前記第１吐出孔と前記第２吐出孔とに分配するガス分配空間と、を有し、
   前記制御部は、前記中央排気部による排気が強くなる期間に、前記ガス分配空間に供給される前記処理用ガスの流量が高くなるよう制御を行う、請求項１～８のいずれか１項に記載の熱処理装置。
10. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理装置であって、
    前記基板を支持して加熱する熱板と、
    前記熱板を収容するチャンバと、を備え、
    前記チャンバは、下方に前記熱処理を行う処理空間を形成し、前記熱板上の前記基板に対向する天井部を有し、
    前記天井部に設けられ、処理用ガスを前記熱板上の前記基板に向けて上方から吐出するガス吐出部と、
    前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する気体供給部と、
    前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する中央排気部と、
    前記天井部における、上面視で前記中央排気部よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する周縁排気部と、
    制御部と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記熱処理中、前記ガス吐出部による吐出、前記気体供給部による気体の供給及び前記周縁排気部による排気が継続されると共に、前記熱処理の途中から前記中央排気部による排気が強くなるよう、制御を行い、
    前記ガス吐出部は、
    前記熱板上の基板の周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、
    前記熱板上の基板の中央部の上方に位置する第２吐出孔と、
    供給された前記処理用ガスを前記第１吐出孔と前記第２吐出孔とに分配するガス分配空間と、を有し、
    前記制御部は、前記中央排気部による排気が強くなる期間に、前記ガス分配空間に供給される前記処理用ガスの流量が高くなるよう制御を行う、熱処理装置。
11. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理方法であって、
    前記基板を支持して加熱する熱板に前記基板を載置する工程と、
    前記熱板上の前記基板を熱処理する工程と、を含み、
    前記熱処理する工程は、
    （Ａ）前記熱板を収容するチャンバの、前記熱板上の前記基板に対向し前記熱処理を行う処理空間を下方に形成する天井部から、処理用ガスを、前記熱板上の前記基板に向けて、吐出する工程と、
    （Ｂ）前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する工程と、
    （Ｃ）前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する工程と、
    （Ｄ）前記天井部における、上面視で前記（Ｃ）工程よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する工程と、を含み、
    前記熱処理中、前記（Ａ）工程を継続して行い、且つ、前記（Ｂ）工程及び前記（Ｄ）工程を継続して行い前記熱板上の前記基板の周囲に上昇流を形成し、前記熱処理の途中から、前記（Ｃ）工程における排気を強め、
    前記（Ｂ）工程は、前記熱板の側面を囲うように設けられた気体流路に沿って上昇した気体を、整流部材によって、前記熱板上の基板に向かわせる、熱処理方法。
12. 前記レジストは、金属含有レジストである、請求項１１に記載の熱処理方法。
13. 前記気体流路は、前記チャンバ内における前記熱板の下方のバッファ空間に接続され、
    前記（Ｂ）工程は、前記熱板により加熱された前記バッファ空間内の気体を、前記熱板上の前記基板に向けて供給し、
    前記バッファ空間は、前記処理空間より、体積が大きい、請求項１１または１２に記載の熱処理方法。
14. 前記チャンバは、前記天井部を含み、昇降自在に構成された上チャンバを有し、
    前記上チャンバは、当該上チャンバを加熱可能に構成され、
    前記整流部材は、
    中実体であり、
    その上面全体が、前記上チャンバの下面に接触し、
    加熱された前記上チャンバにより加熱され、
    前記（Ｂ）工程は、前記整流部材により加熱された気体を、前記熱板上の基板に向けて供給する、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の熱処理方法。
15. 前記チャンバは、前記天井部を含み、昇降自在に構成された上チャンバを有し、
    前記上チャンバは、当該上チャンバを加熱可能に構成され、
    前記整流部材は、
    中実体であり、
    その上面全体が、前記上チャンバの下面に接触する形態で、前記上チャンバに固定され、前記上チャンバと共に昇降し、
    加熱された前記上チャンバの上下方向の位置によらず、当該上チャンバにより加熱され、
    前記（Ｂ）工程は、前記整流部材により加熱された気体を、前記熱板上の基板に向けて供給する、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の熱処理方法。
16. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理方法であって、
    前記基板を支持して加熱する熱板に前記基板を載置する工程と、
    前記熱板上の前記基板を熱処理する工程と、を含み、
    前記熱処理する工程は、
    （Ａ）前記熱板を収容するチャンバの、前記熱板上の前記基板に対向し前記熱処理を行う処理空間を下方に形成する天井部から、処理用ガスを、前記熱板上の前記基板に向けて、吐出する工程と、
    （Ｂ）前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する工程と、
    （Ｃ）前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する工程と、
    （Ｄ）前記天井部における、上面視で前記（Ｃ）工程よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する工程と、を含み、
    前記熱板は、当該熱板に前記基板を吸着するための吸着孔を有し、
    前記吸着孔に連通する流路を有する樹脂製のパッドは、金属製の部材を介して、前記吸着孔に連通し且つ前記熱板に接続されている、熱処理方法。
17. 前記金属製の部材は、大径部を有する、請求項１６に記載の熱処理方法。
18. 前記（Ａ）工程は、
    ガス分配空間に供給された前記処理用ガスを、前記熱板上の基板の周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、前記熱板上の基板の中央部の上方に位置する第２吐出孔と、に分配し、前記第１吐出孔及び前記第２吐出孔を介して吐出し、
    前記（Ｃ）工程による排気が強くなる期間に、前記ガス分配空間に供給される前記処理用ガスの流量を高くする、請求項１１～１７のいずれか１項に記載の熱処理方法。
19. レジストの被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板を熱処理する熱処理方法であって、
    前記基板を支持して加熱する熱板に前記基板を載置する工程と、
    前記熱板上の前記基板を熱処理する工程と、を含み、
    前記熱処理する工程は、
    （Ａ）前記熱板を収容するチャンバの、前記熱板上の前記基板に対向し前記熱処理を行う処理空間を下方に形成する天井部から、処理用ガスを、前記熱板上の前記基板に向けて、吐出する工程と、
    （Ｂ）前記熱板上の前記基板の側方であって前記処理空間の下部から、前記熱板上の前記基板に向けて気体を供給する工程と、
    （Ｃ）前記天井部における、上面視で前記熱板上の前記基板の中央寄りの位置から、前記チャンバ内における前記処理空間内を排気する工程と、
    （Ｄ）前記天井部における、上面視で前記（Ｃ）工程よりも前記熱板上の前記基板の周縁部側から、前記処理空間内を排気する工程と、を含み、
    前記熱処理中、前記（Ａ）工程を継続して行い、且つ、前記（Ｂ）工程及び前記（Ｄ）工程を継続して行い前記熱板上の前記基板の周囲に上昇流を形成し、前記熱処理の途中から、前記（Ｃ）工程における排気を強め、
    前記（Ａ）工程は、
    ガス分配空間に供給された前記処理用ガスを、前記熱板上の基板の周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、前記熱板上の基板の中央部の上方に位置する第２吐出孔と、に分配し、前記第１吐出孔及び前記第２吐出孔を介して吐出し、
    前記（Ｃ）工程による排気が強くなる期間に、前記ガス分配空間に供給される前記処理用ガスの流量を高くする、熱処理方法。
20. 請求項１１～１９のいずれか１項に記載の熱処理方法を熱処理装置に実行させるために、前記熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを記憶した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

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