JP3438790B2 - ベーキング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベーキング装置に係り、
特に、レジストを塗布した半導体基板を加熱処理するベ
ーキング装置に関する。

【０００２】化学増幅型レジストを用いるパターン形成
では、化学増幅型レジストを塗布した半導体基板を電子
ビーム等で露光した後、ベーキング装置で加熱して、露
光した部分に樹脂を形成させる。この樹脂形成の寸法精
度によりパターンの寸法精度，解像性が決まる。このベ
ーキング装置では、よりパターンの寸法精度，解像性を
上げられることが必要とされている。

【０００３】

【従来の技術】近年、微細パターン形成において、化学
増幅型レジストが用いられている。図４は、化学増幅型
レジストを用いたパターン形成の説明図を示す。

【０００４】図４（Ａ）に示すように、化学増幅型レジ
スト１０１を塗布した半導体基板（以下、単に基板と記
す）８１の、パターンを形成させる部分に対して、電子
ビーム等で露光すると、この露光した部分１０２には酸
が発生する。この後、ポストエクスポージャベーク（Ｐ
ＥＢ）により、発生した酸を触媒として樹脂を架橋させ
る。ＰＥＢでは、基板８１をホットプレートを用いて最
適な温度でベークする。ベーク終了後は、基板８１を徐
々に冷却した後、現像処理を行い、レジストの不要部分
を除去して、パターンを形成する。図４（Ｂ）は、現像
処理後、基板８１上で露光部分に形成されたパターン１
０３を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】化学増幅型レジストを
用いる場合、ベーキング時の温度により、露光部分に発
生した酸の拡散状態が変化し、これに対応して樹脂が架
橋される部分も変化する。このため、パターンの寸法精
度，解像性は、ベーキング温度による影響が大きい。

【０００６】ベーキング装置では、ベーキング時の温度
を安定させるため、ベーキング槽のホットプレートの周
囲を覆うカバーが設けられている。しかし、従来のベー
キング装置では、カバー等の断熱性が不十分で、ベーキ
ング槽内の雰囲気の温度が不均一になり、パターンの寸
法精度，解像性が低下するという問題がある。

【０００７】また、従来のベーキング装置では、ベーキ
ング槽のホットプレートの温度分布が不均一で、ホット
プレートの外周部の温度が中央部の温度より低温化して
しまい、この温度差により基板面内のパターンの寸法精
度の低下，解像性の分布が生じるという問題がある。

【０００８】ベーキングを開始する前の基板温度はベー
キング時の基板温度に影響を与えて、酸の拡散状態を変
化させる。図５は、ベーキング時の基板温度と形成され
るパターンとの関係の説明図を示す。

【０００９】ベーキング時の基板温度が適温の場合は、
ベーキング時の酸の拡散が最適となり、図５（Ａ）に示
すように、最良の寸法精度のパターン１０３ａが形成さ
れる。

【００１０】ベーキング時の基板温度が適温よりも高い
高温の場合は、ベーキング時の酸の拡散が進みすぎ、図
５（Ｂ）に示すように、形成されたパターン１０３ｂ
は、パターン幅が広がり、寸法精度が悪くなる。

【００１１】ベーキング時の基板温度が適温よりも低い
低温の場合は、ベーキング時の酸の拡散が十分進まず、
図５（Ｃ）に示すように、形成されたパターン１０３ｃ
は、パターン幅が狭くなり、寸法精度が悪くなる。

【００１２】従来のベーキング装置では、ベーキングを
開始する前の基板は、ベーキング槽直前で待機するた
め、ベーキング槽の温度の影響を受けて、基板温度が上
昇してしまう。特に待機時間が一定でないため、基板の
温度上昇も変化する。このため、パターンの寸法精度，
解像性が悪くなるという問題がある。

【００１３】また、従来のベーキング装置では、ベーキ
ング終了後、基板を自然冷却したため、酸の拡散が進行
してしまい、パターンの寸法精度，解像性が悪くなると
いう問題がある。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、半導体基板の温度を高精度で制御でき、パターンの
寸法精度，解像性を向上させることができるベーキング
装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、下記各手段
により解決される。

【００１６】請求項１の発明は、レジスト塗布後にパタ
ーン形成のため露光した半導体基板を、ベーキング槽に
てヒータを内蔵するホットプレートに載せてベーキング
するベーキング装置において、前記ホットプレートの外
周、及び、前記ホットプレート上に載置された半導体基
板の周囲を覆う断熱カバーを、真空層を内部に有する隔
壁で形成した構成とする。

【００１７】請求項４の発明では、前記ホットプレート
は、前記ホットプレート上の放熱特性の不均一さを補償
するように、前記ホットプレートの中央部から外周部に
行くのに従って、前記ヒータの単位面積当たりの発熱量
を増加させた構成とする。

【００１８】請求項５の発明では、前記ヒータ内部に複
数の温度センサを設け、前記各温度センサで検出された
温度を基に、ヒータ温度調節器により前記ヒータの温度
を制御して前記ホットプレートの温度を所定値に制御す
る構成とする。

【００１９】請求項６の発明では、前記断熱カバーに囲
まれた空間内で前記半導体基板に近接して、複数の温度
センサを設け、前記各温度センサで検出された温度を基
に、雰囲気温度調節器により前記空間内に充填する気体
の温度を制御して前記半導体基板の表面付近の温度を所
定値に制御する構成とする。

【００２０】請求項７の発明では、一定温度に制御され
た冷却水を循環させたホットプレートと、真空層を内部
に有する隔壁で形成されており、前記ホットプレートの
外周、及び前記ホットプレート上に載置された半導体基
板の周囲を覆う断熱カバーとを備えており、前記断熱カ
バーに囲まれた空間内に一定温度に制御された気体が充
填された気体置換層を設け、前記ベーキング槽における
前記半導体基板のベーキング開始前に、前記気体置換槽
にて、前記半導体基板の表面温度を一定温度に制御する
構成とする。

【００２１】請求項８の発明では、一定温度に制御され
た冷却水を循環させたホットプレートと、真空層を内部
に有する隔壁で形成されており、前記ホットプレートの
外周、及び前記ホットプレート上に載置された半導体基
板の周囲を覆う断熱カバーとを備えており、前記断熱カ
バーに囲まれた空間内に一定温度に制御された気体が充
填された基板冷却槽を設け、前記半導体基板のベーキン
グ終了後に、前記基板冷却槽にて、前記半導体基板の表
面温度を一定温度まで急速に冷却する構成とする。キン
グ装置。

【００２２】

【作用】請求項１の発明では、断熱カバーが真空層を有
するため、断熱カバーの断熱性が極めて優れており、断
熱カバーからの放熱を極度に少なくすることができ、こ
れにより、ホットプレートの温度及びベーキング槽内の
雰囲気の温度を高精度に安定させることができる。

【００２３】請求項４の発明では、ヒータによりホット
プレートの放熱特性を補償するため、ホットプレートの
全体を均一な温度に制御することができる。

【００２４】請求項５の発明では、ホットプレートに内
蔵されるヒータ内部に設けた複数の温度センサにより検
出された温度を基にヒータ温度を制御するため、ホット
プレートの温度を高精度に制御することを可能とする。

【００２５】請求項６の発明では、前記半導体基板に近
接して設けた複数の温度センサで検出された温度を基
に、断熱カバーに囲まれた空間内に充填する気体の温度
を制御するため、半導体基板の表面付近の温度を高精度
に制御することを可能とする。

【００２６】請求項７の発明では、ベーキング槽におけ
るベーキング開始前に、気体置換槽にて、半導体基板の
表面温度を高精度で一定温度に制御することができる。
このため、ベーキング時の半導体基板の温度を最適温度
にすることができる。

【００２７】請求項８の発明では、半導体基板のベーキ
ング終了後に、基板冷却槽にて、半導体基板の表面温度
を一定温度まで急速に冷却する。このため、冷却時のレ
ジストの温度による変化を少なくすることができ、パタ
ーンの寸法精度，解像性を向上させることを可能とす
る。

【００２８】

【実施例】図１は本発明の一実施例のベーキング装置１
１の構成図を示す。ベーキング装置１１は、ベーキング
前の基板を温度に制御するための気体置換槽１２、ベー
キング槽１３、ベーキング終了後の基板を冷却するため
の基板冷却槽１４、搬送装置１７を備えている。例え
ば、搬送装置１７は、基板８１が載せられる搬送ベルト
１９と搬送ベルト１９を駆動する回転ローラ１８からな
る。なお、図１では、気体置換槽１２、ベーキング槽１
３、基板冷却槽１４を、夫々、側面から見た断面図で示
している。

【００２９】気体置換槽１２は、大略、ホットプレート
２１、下カバー２５、上カバー３１、冷却水循環器４
２、冷却水温調器４１₁ 、温度センサ４３、雰囲気温調
器４５ ₁ 、温度センサ４８からなる。

【００３０】ホットプレート２１の内部には、冷却水循
環器４２の循環路４２ａに続く水路が、ホットプレート
２１の上面２１ａ付近を通って配設されている。この水
路を、冷却水循環器４２により冷却水が循環する。

【００３１】温度センサ４３は、ホットプレート２１の
上面２１ａ付近に複数配設されている。冷却水温調器４
１₁ は、温度センサ４３で検出されたホットプレート２
１の上面２１ａ付近の温度を基にして、ホットプレート
２１の上面２１ａ付近を循環する冷却水の温度が一定温
度となるように、冷却水温調器４１₁ への加熱量を制御
する。これにより、ホットプレート２１の上面２１ａの
温度が、高精度で一定温度に調整される。

【００３２】ホットプレート２１の外周は、下カバー２
５で覆われている。下カバー２５は、内部に真空層２７
を有する隔壁２６で形成されている。隔壁２６は、断熱
性の優れた材料、例えば、金属，セラミック，ガラス等
で形成されている。

【００３３】半導体基板８１が載置されるホットプレー
ト２１の上面２１ａの周囲を覆う上カバー３１は、内部
に真空層３３を有する隔壁３２で形成されている。隔壁
３２は、断熱性の優れた材料、例えば、金属，セラミッ
ク，ガラス等で形成されている。また、上カバー３１の
内面側には、熱を反射する反射板３４が設けてある。

【００３４】雰囲気温調器４５₁ で温度調整された窒素
ガスは、導入路４７により上カバー３１に囲まれた空間
内に充填される。これにより、この空間内の気体が窒素
ガスで置換される。

【００３５】温度センサ４８は、ホットプレート２１の
上面２１ａに載置される基板８１に近接して複数個配設
されており、リード線４９により、雰囲気温調器４５₁
に接続されている。なお、リード線４９の長さを調整す
ることにより、温度センサ４８を最適な位置に配設する
ことができる。

【００３６】雰囲気温調器４５₁ は、温度センサ４８で
検出された基板８１の表面付近の温度が一定温度となる
ように、充填する窒素ガスの温度を制御する。これによ
り、基板８１の表面付近の雰囲気温度が高精度で一定温
度に調整される。

【００３７】前記のように、ホットプレート２１は、一
定温度に調整された冷却水により、上面２１ａ付近が一
定温度に高精度で調整されており、かつ、上面２１ａの
周囲の雰囲気が、温度制御された例えば窒素ガスにより
一定温度に高精度で調整されている。

【００３８】また、上カバー３１と下カバー２５は、真
空層３３，２７を持つため、断熱性が極めて優れてい
る。また、上カバー３１の内面側の反射板３４が熱を反
射する。このため、ホットプレート２１及びホットプレ
ート２１上部の雰囲気からの、下カバー２５，上カバー
３１を介しての放熱を極度に少なくすることができる。

【００３９】上記のことから、この気体置換槽１２で
は、ホットプレート２１の上面２１ａに載置された基板
８１を、高精度で一定温度に制御することができる。

【００４０】なお、基板８１は、例えば搬送装置１７の
搬送ベルト１９上に載せられて搬送されるため、ホット
プレート２１の上面２１ａには、この搬送ベルト１９が
通る溝が設けてある。搬送ベルト１９は、例えば、所定
間隔で平行に配設された２本の細いベルトからなる。

【００４１】ベーキング槽１３は、大略、ホットプレー
ト５１、下カバー５５、上カバー６１、ヒータ温調器７
１、温度センサ７３、雰囲気温調器７５、温度センサ７
８からなる。

【００４２】ホットプレート５１の内部の、ホットプレ
ート５１の上面５１ａ付近には、ホットプレート５１を
加熱するためのヒータ５３が装着されている。

【００４３】温度センサ７３は、ホットプレート５１の
上面５１ａ付近のヒータ５３内部に、複数個配設されて
いる。ヒータ温調器７１は、温度センサ７３で検出され
たホットプレート５１の上面５１ａ付近の温度を基にし
て、ヒータ５３の温度を制御して、ホットプレート５１
の上面５１ａの温度を規定のベーキング温度に調整す
る。このようにして、ホットプレート５１の上面５１ａ
の温度が、規定のベーキング温度に高精度で調整され
る。

【００４４】ホットプレート５１の外周は、下カバー５
５で覆われている。下カバー５５は、内部に真空層５７
を有する隔壁５６で形成されている。隔壁５６は、断熱
性の優れた材料、例えば、金属，セラミック，ガラス等
で形成されている。

【００４５】半導体基板８１が載置されるホットプレー
ト５１の上面５１ａの周囲を覆う上カバー６１は、内部
に真空層６３を有する隔壁６２で形成されている。隔壁
６２は、断熱性の優れた材料、例えば、金属，セラミッ
ク，ガラス等で形成されている。また、上カバー６１の
内面には、反射板６４が設けてある。

【００４６】雰囲気温調器７５で温度調整された例えば
窒素ガスは、導入路７７により上カバー６１に囲まれた
空間内に充填される。

【００４７】温度センサ７８は、ホットプレート５１の
上面５１ａに載置される基板８１に近接して複数個配設
されており、リード線７９により、雰囲気温調器７５に
接続されている。なお、リード線７９の長さを調整する
ことにより、温度センサ７８を最適な位置に配設するこ
とができる。

【００４８】雰囲気温調器７５は、温度センサ７８で検
出された基板８１の表面付近の温度が規定のベーキング
温度となるように、充填する例えば窒素ガスの温度を制
御する。これにより、基板８１の表面付近の雰囲気温度
がベーキング温度に高精度で調整される。

【００４９】また、ホットプレート５１の上面５１ａに
は、搬送装置１７の搬送ベルト１９が通る溝が設けてあ
る。

【００５０】図２は、ヒータ５３の各種例の説明図を示
す。図２（Ａ）のヒータ５３₁ は、ホットプレート５１
内に、同心円状にヒータ線５３_1aが配設されている。

【００５１】ホットプレート５１は、中心部から外周部
に行くに従って、放熱性が高くなる特性を持つ。この放
熱特性を補償するように、ホットプレート５１の中央部
から外周部に行くに従って、ヒータ５３₁ の単位面積当
たりの発熱量を増加させた構成としている。

【００５２】図２（Ｂ）のヒータ５３₂ は、ホットプレ
ート５１内に、放射状にヒータ線５３_2aが配設されてい
る。ホットプレート５１の放熱特性を補償するように、
ホットプレート５１の中央部から外周部に行くに従っ
て、ヒータ５３₂ の単位面積当たりの発熱量を増加させ
た構成としている。

【００５３】図２（Ｃ）のヒータ５３₃ は、ホットプレ
ート５１内に、同心円状のヒータ線５３_3aと放射状のヒ
ータ線５３_3bとが配設されている。ホットプレート５１
の放熱特性を補償するように、ホットプレート５１の中
央部から外周部に行くに従って、ヒータ５３₃ の単位面
積当たりの発熱量を増加させた構成としている。

【００５４】図２（Ｄ）のヒータ５３₄ は、ホットプレ
ート５１内に、螺旋状に配設されている。ホットプレー
ト５１の放熱特性を補償するように、ホットプレート５
１の中央部から外周部に行くに従って、ヒータ５３₄ の
単位面積当たりの発熱量を増加させた構成としている。

【００５５】前記のように、ホットプレート５１は、温
度制御されたヒータ５３により、ホットプレート５１の
上面５１ａ全体が均一に、規定のベーキング温度に高精
度に調整されている。かつ、上面５１ａの周囲の雰囲気
が、温度制御された例えば窒素ガスによりベーキング温
度に高精度に調整されている。

【００５６】また、上カバー６１と下カバー５５は、真
空層６３，５７を持つため、断熱性が極めて優れてい
る。また、上カバー６１の内面側の反射板６４が熱を反
射する。このため、ホットプレート５１及びホットプレ
ート５１上部の雰囲気からの、下カバー５５，上カバー
６１を介しての放熱を極度に少なくすることができる。

【００５７】上記のことから、このベーキング槽１２で
は、ホットプレート５１の上面５１ａに載置された基板
８１を、高精度で規定のベーキング温度に制御すること
ができる。

【００５８】基板冷却槽１４は、気体置換槽１２と同様
の構造であり、大略、ホットプレート２１、下カバー２
５、内面側に反射板３４を設けた上カバー３１、冷却水
循環器４２、冷却水温調器４１₂ 、温度センサ４３、雰
囲気温調器４５₂ 、温度センサ４８からなる。

【００５９】冷却水温調器４１₂ は、温度センサ４３で
検出されたホットプレート２１の上面２１ａ付近の温度
を基にして、ホットプレート２１の上面２１ａ付近を循
環する冷却水の温度が一定温度となるように、冷却水温
調器４１₂ への加熱量を制御する。これにより、ホット
プレート２１の上面２１ａの温度が、高精度で一定温度
に調整される。

【００６０】雰囲気温調器４５₂ で温度調整された例え
ば窒素ガスは、導入路４７により上カバー３１に囲まれ
た空間内に充填される。なお、ベーキング終了後の基板
８１を室温まで急冷することを可能とするため、窒素ガ
スの圧力は、気体置換槽１２よりも高く設定してある。

【００６１】温度センサ４８は、ホットプレート２１の
上面２１ａに載置される基板８１に近接して複数個配設
されており、リード線４９により、雰囲気温調器４５₂
に接続されている。

【００６２】雰囲気温調器４５₂ は、温度センサ４８で
検出された基板８１の表面付近の温度が室温となるよう
に、充填する窒素ガス等の温度を制御する。これによ
り、基板８１の表面付近の雰囲気温度が室温に冷却され
る。

【００６３】また、ホットプレート２１の上面２１ａに
は、搬送装置１７の搬送ベルト１９が通る溝が設けてあ
る。

【００６４】次に、前記ベーキング装置１１における基
板のベーキング処理の手順について説明する。

【００６５】化学増幅型レジストを用いて、電子ビーム
で露光された、ベーキング処理前の基板８１は、送出カ
セット８５に収納されている。基板８１は、送出カセッ
ト８５から、搬送ベルト１９により、気体置換槽１２の
内部に搬送された後、ホットプレート２１の上面２１ａ
に載置される。

【００６６】基板８１をホットプレート２１の上面２１
ａに載置するための機構としては、例えば、搬送ベルト
１９がホットプレート２１の上面２１ａの溝内を下方に
降下するのに伴い、搬送ベルト１９上の基板８１がホッ
トプレート２１の上面２１ａに載置される機構が考えら
れる。

【００６７】前記のように、気体置換槽１２では、ホッ
トプレート２１の上面２１ａ、基板８１の周囲の雰囲気
が高精度で一定の温度に調整されている。このため、所
定時間、ホットプレート２１上に載置された基板８１の
温度は、高精度で一定の温度に制御される。

【００６８】本実施例では、気体置換槽１２で一定温
度，例えば室温に制御した後、基板８１は温度変化を生
じにくい利点がある。

【００６９】気体置換槽１２で一定温度に制御された基
板８１は、搬送ベルト１９によりベーキング槽１３内に
搬送された後、ホットプレート５１の上面５１ａに載置
される。

【００７０】なお、温度を制御した基板８１を大気にさ
らす時間を短くするため、気体置換槽１２とベーキング
槽１３は、極力近接して配設しておく。できれば、気体
置換槽１２とベーキング槽１３を密着させて、基板８１
を大気にさらさずに、ベーキング槽１３に搬送する構造
とすることが望ましい。

【００７１】ベーキング槽１３に搬送されて、ホットプ
レート５１の上面５１ａに載置された基板８１は、規定
のベーキング温度（例えば、９５°Ｃ）で、所定時間ベ
ーキングされる。このベーキングにより、露光時に生成
された酸を触媒として、レジストの露光部分に樹脂が架
橋される。

【００７２】前記のように、ベーキング槽１３のホット
プレート５１の温度、基板８１周囲の雰囲気の温度が、
高精度でベーキング温度に制御されている。このため、
ベーキング槽１３の温度精度に起因した、基板８１面内
での酸の拡散状態のばらつき、及び、複数基板８１同士
での酸の拡散状態のばらつきを無くすことができる。

【００７３】また、気体置換槽１２にて、基板８１の温
度が高精度に一定温度に制御されているため、ベーキン
グ時の基板８１の温度を、最適な温度に制御することが
できる。このため、ベーキング時の酸の拡散状態を最適
な状態とでき、図５（Ａ）に示すように、最良の寸法精
度のパターンを形成させることができる。

【００７４】ベーキング槽１３にてベーキングが終了し
た基板８１は、搬送ベルト１９により、基板冷却槽１４
に搬送される。

【００７５】前記のように、基板冷却槽１４のホットプ
レート２１、基板８１の周囲の雰囲気は、高精度に一定
温度に制御されている。このため、基板冷却槽１４に搬
送されて、ホットプレート２１の上面２１上に載置され
た基板８１は、急速に、室温まで冷却される。

【００７６】例えば、ベーキング温度９５°Ｃから室温
まで冷却するのに、従来の自然冷却で５分程度かかるの
に対して、３０秒程度の短時間で冷却することができ
る。

【００７７】このように、短時間で急速に基板８１を冷
却することができるため、ベーキング終了後の酸の拡散
を極わずかに抑えることができ、従来装置での自然冷却
に比べて、パターンの寸法精度、解像性を向上させるこ
とができる。

【００７８】冷却を終了した基板８１は、酸の拡散が進
むことはない。冷却を終了した基板８１は、搬送ベルト
１９により搬送されて、収納カセット８６に運ばれて格
納される。

【００７９】この後、基板８１の現像処理により、レジ
ストの不要部分が除去されて、パターンの形成が完了す
る。

【００８０】前記のように、本実施例では、ベーキング
開始前に、気体置換槽１２にて、基板８１の表面温度を
高精度で一定温度に制御することができるため、ベーキ
ング時の基板８１の温度を最適温度に制御して、酸の拡
散状態を最良状態とすることができ、かつ、基板８１の
ベーキング終了後に、基板冷却槽１４にて基板８１を一
定温度まで急速に冷却するため、冷却時の酸の拡散を抑
えることができ、パターンの寸法精度，解像性を最大限
向上させることができる。

【００８１】また、基板８１を多数枚ベーキング処理す
る際の、パターンの寸法精度，解像性のばらつきを極め
て小さくすることができる。

【００８２】図３は、上カバーの別の例の側面から見た
断面図を示す。上カバー９１は、前記の上カバー３１、
上カバー６１の代わりに用いるもので、真空層９３を持
つ隔壁９２で形成されており、内面に反射板９４が設け
られている。反射板９４をドーム形状に形成してあり、
これに合わせて、上カバー９１もドーム形状に形成され
ている。反射板９４がドーム形状であるため、反射した
熱をホットプレート２１，５１の上面２１ａ，５１ａの
中央付近に集めることができ、上カバー９１に囲まれた
空間内の雰囲気温度をより安定にすることができる。

【００８３】なお、反射板の形状を、ドーム形状の代わ
りに、円錐形状とすることによっても、同様の効果を得
られる。

【００８４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
断熱カバーからの放熱を極度に少なくでき、ホットプレ
ートの温度及びベーキング槽内の雰囲気の温度を高精度
に安定させることができるため、半導体基板の温度を高
精度で制御でき、パターンの寸法精度，解像性を向上さ
せることができる。

【００８５】請求項４の発明によれば、ヒータがホット
プレートの放熱特性を補償して、ホットプレートの全体
を均一な温度に制御することができるため、ホットプレ
ートに載置される半導体基板内のパターンの寸法精度，
解像性を向上させることができる。

【００８６】請求項５の発明によれば、ホットプレート
に内蔵されるヒータ内部に設けた複数の温度センサによ
り検出された温度を基にヒータ温度を制御するため、ホ
ットプレートの温度を高精度に制御することができる。

【００８７】請求項６の発明によれば、前記半導体基板
に近接して設けた複数の温度センサで検出された温度を
基に、断熱カバーに囲まれた空間内に充填する気体の温
度を制御するため、半導体基板の表面付近の温度を高精
度に制御することができる。

【００８８】請求項７の発明によれば、ベーキング槽に
おけるベーキング開始前に、気体置換槽にて、半導体基
板の表面温度を高精度で一定温度に制御することができ
るため、ベーキング時の半導体基板の温度を最適温度に
することができ、パターンの寸法精度，解像性を向上さ
せることができる。

【００８９】請求項８の発明によれば、半導体基板のベ
ーキング終了後に、基板冷却槽にて、半導体基板の表面
温度を一定温度まで急速に冷却するため、冷却時のレジ
ストの温度による変化を少なくすることができ、パター
ンの寸法精度，解像性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のベーキング装置の構成図で
ある。

【図２】ヒータの各種例の説明図である。

【図３】上カバーの別の例の側面から見た断面図であ
る。

【図４】化学増幅型レジストを用いたパターン形成の説
明図である。

【図５】ベーキング時の基板温度と形成されるパターン
との関係の説明図である。

【符号の説明】

１１ ベーキング装置 １２ 気体置換槽 １３ ベーキング槽 １４ 基板冷却槽 １７ 搬送装置 １８ 回転ローラ １９ 搬送ベルト ２１ ホットプレート ２５ 下カバー ２６ 隔壁 ２７ 真空層 ３１ 上カバー ３２ 隔壁 ３３ 真空層 ３４ 反射板 ４１₁ ，４１₂ 冷却水温調器 ４２ 冷却水循環器 ４３ 温度センサ ４５₁ ，４５₂ 雰囲気温調器 ４８ 温度センサ ５１ ホットプレート ５３、５３₁ 〜５３₄ ヒータ ５５ 下カバー ５６ 隔壁 ５７ 真空層 ６１ 上カバー ６２ 隔壁 ６３ 真空層 ６４ 反射板 ７１ ヒータ温調器 ７３ 温度センサ ７５ 雰囲気温調器 ７８ 温度センサ ８１ 半導体基板 ８５ 送出カセット ８６ 収納カセット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−131016（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158512（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−104248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174438（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−31223（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−53832（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/08

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジスト塗布後にパターン形成のため露
   光した半導体基板（８１）を、ベーキング槽（１３）に
   てヒータ（５３）を内蔵するホットプレート（５１）に
   載せてベーキングするベーキング装置において、 前記ホットプレート（５１）の外周、及び、前記ホット
   プレート（５１）上に載置された半導体基板（８１）の
   周囲を覆う断熱カバー（５５，６１）を、真空層（５
   ７，６３）を内部に有する隔壁（５６，６２）で形成し
   たことを特徴とするベーキング装置。
2. 【請求項２】 前記断熱カバー（５５，６１）の隔壁
   （５６，６２）を、金属、セラミック又はガラスを用い
   て形成したことを特徴とする請求項１記載のベーキング
   装置。
3. 【請求項３】 前記断熱カバー（５５，６１）の少なく
   とも内面に熱を反射する反射板（６４）を設けたことを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載のベーキング装
   置。
4. 【請求項４】 前記ホットプレート（５１）は、前記ホ
   ットプレート（５１）上の放熱特性の不均一さを補償す
   るように、前記ホットプレート（５１）の中央部から外
   周部に行くのに従って、前記ヒータ（５３）の単位面積
   当たりの発熱量を増加させたことを特徴とする請求項１
   記載のベーキング装置。
5. 【請求項５】 前記ヒータ（５３）内部に複数の温度セ
   ンサ（７３）を設け、前記各温度センサ（７３）で検出
   された温度を基に、ヒータ温度調節器（７１）により前
   記ヒータ（５３）の温度を制御して前記ホットプレート
   （５１）の温度を所定値に制御することをを特徴とする
   請求項１又は請求項４記載のベーキング装置。
6. 【請求項６】 前記断熱カバー（５５，６１）に囲まれ
   た空間内で前記半導体基板（８１）に近接して、複数の
   温度センサ（７８）を設け、前記各温度センサで（７
   ８）検出された温度を基に、雰囲気温度調節器（７５）
   により前記空間内に充填する気体の温度を制御して前記
   半導体基板（８１）の表面付近の温度を所定値に制御す
   ることを特徴とする請求項５記載のベーキング装置。
7. 【請求項７】 一定温度に制御された冷却水を循環させ
   たホットプレート（２１）と、真空層（２７，３３）を
   内部に有する隔壁（２６，３２）で形成されており、前
   記ホットプレート（２１）の外周、及び前記ホットプレ
   ート（２１）上に載置された半導体基板（８１）の周囲
   を覆う断熱カバー（２５，３１）とを備えており、前記
   断熱カバー（２５，３１）に囲まれた空間内に一定温度
   に制御された気体が充填された気体置換層（１２）を設
   け、 前記ベーキング槽（１３）における前記半導体基板（８
   １）のベーキング開始前に、前記気体置換槽（１２）に
   て、前記半導体基板（８１）の表面温度を一定温度に制
   御することを特徴とする請求項１記載のベーキング装
   置。
8. 【請求項８】 一定温度に制御された冷却水を循環させ
   たホットプレート（２１）と、真空層（２７，３３）を
   内部に有する隔壁（２６，３２）で形成されており、前
   記ホットプレート（２１）の外周、及び前記ホットプレ
   ート（２１）上に載置された半導体基板（８１）の周囲
   を覆う断熱カバー（２５，３１）とを備えており、前記
   断熱カバー（２５，３１）に囲まれた空間内に一定温度
   に制御された気体が充填された基板冷却槽を設け、 前記半導体基板（８１）のベーキング終了後に、前記基
   板冷却槽（１４）にて、前記半導体基板（８１）の表面
   温度を一定温度まで急速に冷却することを特徴とする請
   求項１又は請求項１２記載のベーキング装置。