JPH09129535A - 加熱処理装置 - Google Patents

加熱処理装置

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JPH09129535A
JPH09129535A JP28117195A JP28117195A JPH09129535A JP H09129535 A JPH09129535 A JP H09129535A JP 28117195 A JP28117195 A JP 28117195A JP 28117195 A JP28117195 A JP 28117195A JP H09129535 A JPH09129535 A JP H09129535A
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JP
Japan
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case
outer case
inner case
heat treatment
gas supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP28117195A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Okano
進 岡野
Yasuji Ueda
康爾 上田
Hidenori Miyamoto
英典 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP28117195A priority Critical patent/JPH09129535A/ja
Publication of JPH09129535A publication Critical patent/JPH09129535A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の加熱処理装置では、温度及び湿度が調
整された雰囲気ガスを安定して供給することができなか
った。 【解決手段】 加熱装置1は外側ケース2、内側ケース
3及び温度と湿度を調整するエアプロセッサ4を備え、
外側ケース2の上面には配管8の開口2aが形成され、
内側ケース3の下面には外側ケース2内に導入された雰
囲気ガスを取り入れる開口3aが形成され、開口2aか
ら離れた箇所に開口3aを設けたので、導入された雰囲
気ガスが内側ケース3内に設けたホットプレート9上に
ピン10で支持されている半導体ウェーハWに直接当ら
ないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハ等の
被処理基板上に塗布形成したレジスト膜やSOG膜等の
被膜に加熱処理を施す装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子などの電子部
品材料の製造においては、シリコンウェーハやガラス基
板等の基板に対する微細加工が不可欠であり、通常レジ
ストを使用したリソグラフィ処理により、基板に微細加
工が行われている。このリソグラフィ処理は、スピンナ
ー等の回転塗布装置によって基板上にレジスト液を塗布
した後、塗布液を乾燥させてレジスト膜を形成し、この
レジスト膜に活性線を選択的に照射し、ポジ型レジスト
であれば照射部を可溶化し、ネガ型レジストであれば照
射部を不溶化し、その後現像処理することでレジストパ
ターンを形成している。
【0003】また、近年では電子部品の高集積化や高密
度化に伴い、形成するレジストパターンにも更なる微細
化が要望されており、この要望に応える形で、レジスト
材料も種々開発され、例えば解像性及び感度に優れたレ
ジストとして化学増幅型レジストが注目されている。こ
の化学増幅型レジストは、活性線の照射により酸を発生
させ、その後に施される加熱処理(ポストエクスポージ
ャベーク処理=露光後加熱処理:PEB処理)により、
発生した酸の触媒作用でポジ型レジストの場合は照射部
での溶解阻止剤の分解を促進し、ネガ型レジストの場合
は照射部での架橋反応を促進し、レジストパターンが形
成できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した化学増幅型レ
ジストは、その特性上、110℃程度のPEB処理が不
可欠であり、このPEB処理の温度を高めることで感度
を高めることができるが、PEB処理の問題として、図
4に示すようなパターン間の一部がつながる現象(ブリ
ッジング現象)が発生するという問題があり、特にPE
B処理の温度を高めるとブリッジング現象が顕著になる
という傾向があり、寸法精度、寸法安定性及び断面形状
に優れたレジストパターンを形成できず、実用上大きな
問題となっている。
【0005】このような問題を改善する方法として水蒸
気中でPEB処理を行うことでブリッジング現象を防止
することが有効であることが分っている。しかしなが
ら、これらの方法に用いられる実用性の高い加熱処理装
置については、これまで提案されておらず、PEB処理
に有効利用できる加熱処理装置の開発が強く要望されて
いる。
【0006】一方、PEB処理ではないが、温度及び湿
度をコントロールした雰囲気でレジストを回転塗布する
装置が特開昭62−46519号公報に開示されてい
る。しかしながら、この装置をPEB処理用の加熱処理
装置としてそのまま用いることはできない。つまり、上
記公報に開示されている装置は回転塗布装置であり、雰
囲気ガス温度と処理温度がほぼ同じであるため、カップ
の側面から温度及び湿度をコントロールされた雰囲気ガ
スを導入しても、導入ガスによって基板上のレジスト膜
に与える影響は極めて小さい。しかしながら、ホットプ
レート等の上に基板をセットして加熱する装置にあって
は、導入される雰囲気ガスがホットプレート温度より低
いためレジスト膜に直接当ると、基板上の温度分布が不
均一になり膜厚に均一性がなくなり、寸法精度及び寸法
安定性に劣る等の不利が生じる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る加熱装置は、温度及び湿度が調整された雰囲
気ガスを供給するエアプロセッサ等の雰囲気ガス供給源
に外側ケースを接続し、この外側ケース内に内側ケース
を設け、この内側ケース内にホットプレートを配置しす
るようにした。
【0008】ここで、内側ケースと外側ケースとをつな
ぐ開口は外側ケースと雰囲気ガス供給源とをつなぐ開口
から離れた箇所に形成することが、導入される雰囲気ガ
スが被膜に直接当らないようにする上で好ましく、ま
た、内側ケースから外側ケースを貫通する排気管を導出
することで、外側ケース内の雰囲気を乱すことを防げ
る。
【0009】また、本願の別発明に係る加熱装置は、ケ
ースを二重にせずに、ケース内にホットプレートを配置
し、またケースに雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給
源を接続し、更にケースに形成された雰囲気ガス供給口
の近傍に邪魔板を設けるようにした。
【0010】尚、以上の加熱装置における雰囲気ガス供
給源としては、マスフロー、バブリング装置等が考えら
れ、特に温度及び湿度の調整が可能なエアプロセッサが
好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る
加熱処理装置を用いたレジストパターン形成方法の手順
を示したブロック図であり、レジストパターン形成方法
は、先ず、半導体ウェーハ等の被処理基板に化学増幅型
レジスト溶液をスピンナーにより塗布した後、プリベー
クすることでレジスト膜を形成し、このレジスト膜に縮
小投影露光装置などにより紫外線、遠紫外線、エキシマ
レーザ、エックス線等の活性線をマスクを解して照射
し、次いでPEB処理を行い、更に現像液により現像す
ることでレジストパターンを形成する。
【0012】図2はPEB処理に用いる本発明に係る加
熱装置の断面図であり、加熱装置1は外側ケース2、内
側ケース3及び雰囲気ガス供給源としてのエアプロセッ
サ4を備え、エアプロセッサ4内には冷却器5、ヒータ
6及び送風機7が設けられ、フィルターを介してエアプ
ロセッサ4内に取り入れた空気を冷却器5で露点以下ま
で冷却して相対湿度100%の空気とし、次いで、この
相対湿度100%の空気を所定温度まで加熱することで
湿度と温度が分った空気として配管8を介して外側ケー
ス2内に供給するようにしている。
【0013】外側ケース2の上面には配管8の開口2a
が形成され、内側ケース3の下面には外側ケース2内に
導入された雰囲気ガスを取り入れる開口3aが形成さ
れ、開口2aから離れた箇所に開口3aを設けたので、
導入された雰囲気ガスが内側ケース3内に設けたホット
プレート9上にピン10で支持されている半導体ウェー
ハWに直接当らないようにしている。
【0014】また、内側ケース3に対するウェーハWの
搬入搬出については、例えば紙面垂直方向からアーム上
に保持したウェーハWをホットプレート9上方に差し入
れ、次いでアームを若干下降せしめることでピン10上
に半導体ウェーハWを受け渡すようにする。尚、ウェー
ハWの搬入搬出に伴う雰囲気の乱れを防止すべく、ロー
ドロック機構を介してウェーハWの搬入搬出を行うこと
が好ましい。
【0015】また、内側ケース3から外側ケース2を貫
通する排気管11が導出されている。このように外側ケ
ース2内を通る排気管11を介して内側ケース3内の雰
囲気ガスを外部に排出することで、内側ケース3内に一
定の相対湿度に維持された雰囲気を常に供給することが
できる。更に、外側ケース2の外部温度変動により外側
ケース2内の雰囲気ガスの温度が変動するのを防止する
ために、外側ケース2及び配管8の外側を断熱壁12で
囲んでいる。
【0016】以上において、ウェーハW表面に形成した
レジスト膜にマスクを重ね、縮小投影露光装置などによ
り紫外線、遠紫外線、エキシマレーザ、エックス線等の
活性線を照射した後、ウェーハWを加熱装置1のホット
プレート9上にセットし、相対湿度を1〜20%に調整
した雰囲気ガスをエアプロセッサ4から外側ケース2を
介して内側ケース3内に送り込む。
【0017】上記の特定の相対湿度範囲の条件で行うこ
とで、寸法精度、寸法安定性及び断面形状に優れ、さら
に微細レジストパターンにおいても太りや細りの生じな
いレジストパターンが形成できた。
【0018】図3は別実施例に係る加熱装置の断面図で
あり、この別実施例にあっては、単一のケース20内に
ホットプレート9を設け、このケース20とエアプロセ
ッサ4とを配管8を介して接続している。
【0019】そして、ケース20の天井部にエアプロセ
ッサ4からの雰囲気ガスの導入口20aを形成し、また
導入口20aの下方には導入ガスを左右に分散せしめる
邪魔板21を設け、更にケース20の天井部より下がっ
た部分に熱を反射するパンチングプレート22を設け、
このパンチングプレート22とプロキシピン23にて下
面を支持されるウェーハWとの間隔が15mm程度にな
るように設定している。尚、ケース20の側壁にはガイ
ドリング24が配置され、また湿度測定用センサー25
と温度測定用センサー26が配設されている。
【0020】図3に示す構造の加熱装置にあっても、邪
魔板21により導入された雰囲気ガスが直接ウェーハW
表面に当るのを避けることができ、被膜に悪影響を与え
ることがない。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように第1発明に係る加
熱装置によれば、外側ケースと内側ケースを設け、内側
ケース内にはホットプレートを配置し、外側ケースに温
度及び湿度が調整された雰囲気ガスを供給するエアプロ
セッサ等の雰囲気ガス供給源を接続するようにしたの
で、安定した雰囲気で加熱処理を行うことができ、ブリ
ッジング現象を防止し、寸法精度、寸法安定性及び断面
形状に優れたレジストパターンを形成することができ
る。
【0022】また、内側ケースに形成した外側ケースと
つながる開口を設ける箇所として、外側ケースと雰囲気
ガス供給源とをつなぐ開口から離れた箇所を選定するこ
とで、ホットプレートを配置した内側ケース内の雰囲気
を更に安定せしめることが可能となる。
【0023】また、内側ケース内の雰囲気ガスを排気管
を介して外側ケース外に排出するようにしたので、内側
ケース内に一定の相対湿度に維持された雰囲気を常に供
給することができる。
【0024】また、第2発明に係る加熱装置によれば、
雰囲気ガス供給源からのケース内へのガス噴出口の近傍
に邪魔板を設けることで、前記同様に、被処理基板の表
面に形成した被膜に雰囲気ガスを直接当てることなく、
安定した雰囲気で加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱処理装置を用いたレジストパ
ターン形成方法の手順を示したブロック図
【図2】本発明に係る加熱装置の断面図
【図3】別実施例に係る加熱装置の断面図
【図4】ブリッジングの模式図
【符号の説明】
1…加熱装置、2…外側ケース、3…内側ケース、2
a,3a…開口、4…エアプロセッサ、5…冷却器、6
…ヒータ、7…送風機、9…ホットプレート、11…排
気管、W…半導体ウェーハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/316 H01L 21/316 P

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理基板の表面に形成した被膜を加熱
    処理する装置において、この加熱装置は外側ケース内に
    内側ケースが設けられ、これら外側ケースと内側ケース
    とは連通するとともに、内側ケース内にはホットプレー
    トが配置され、外側ケースには雰囲気ガスを供給する雰
    囲気ガス供給源が接続されていることを特徴とする加熱
    処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の加熱処理装置におい
    て、前記内側ケースと外側ケースとをつなぐ開口は外側
    ケースと雰囲気ガス供給源とをつなぐ開口から離れた箇
    所に形成されていることを特徴とする加熱処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の加熱処理装置におい
    て、前記内側ケースから外側ケースを貫通する排気管が
    導出されていることを特徴とする加熱処理装置。
  4. 【請求項4】 被処理基板の表面に形成したレジスト膜
    を加熱処理する装置において、この加熱装置はケース内
    にホットプレートが配置され、またケースに雰囲気ガス
    を供給する雰囲気ガス供給源が接続され、更にケースに
    形成された雰囲気ガス供給口の近傍に邪魔板が設けられ
    ていることを特徴とする加熱処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4に記載の加熱処理
    装置において、前記雰囲気ガス供給源は温度及び湿度の
    調整が可能なエアプロセッサであることを特徴とする加
    熱処理装置。
JP28117195A 1995-10-30 1995-10-30 加熱処理装置 Pending JPH09129535A (ja)

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