JPH09171953A - 基板加熱装置、基板加熱方法および半導体集積回路装置、フォトマスクならびに液晶表示装置 - Google Patents

基板加熱装置、基板加熱方法および半導体集積回路装置、フォトマスクならびに液晶表示装置

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JPH09171953A
JPH09171953A JP33141195A JP33141195A JPH09171953A JP H09171953 A JPH09171953 A JP H09171953A JP 33141195 A JP33141195 A JP 33141195A JP 33141195 A JP33141195 A JP 33141195A JP H09171953 A JPH09171953 A JP H09171953A
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substrate
heater
heating
temperature
heating apparatus
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JP33141195A
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Mikio Katsumata
幹生 勝俣
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リソグラフィー工程における基板加熱におい
て、レジストを形成した基板を加熱するときの温度条件
がパターン寸法に大きな影響を与え、基板の一方側の面
からのみの加熱ではパターン寸法が大きく変動してい
た。 【解決手段】 基板21上に形成した感光材料を用いてパ
ターン形成を行うため光照射前あるいは光照射後に、ま
たは基板21上に形成した荷電粒子に感光する材料を用い
てパターン形成を行うための荷電粒子照射前あるいは荷
電粒子照射後に、基板21を加熱する基板加熱装置1 であ
って、基板21を上面側から加熱するための熱源となる上
側ヒータ11と、基板21を下面側から加熱するための熱源
となる下側ヒータ12と、基板21を載置するもので下側ヒ
ータ12上に設けた伝熱性のヒータブロック13とを備え、
上側ヒータ11の温度と下側ヒータ12の温度とを個別に設
定することを可能としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板加熱装置、基
板加熱方法および半導体集積回路装置、フォトマスクな
らびに液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の基板加熱装置の加熱方式には、オ
ーブン型の加熱方式またはホットプレート型の加熱方式
が採用されている。このうち、オーブン型の加熱方式を
有する基板加熱装置は、一度に複数の基板の加熱処理を
行うことを前提として、熱遮蔽を兼ねた断熱槽内の加熱
雰囲気下で間接的に被加熱物、例えば基板を加熱するも
のであった。一方、近年では、基板へのパーティクル付
着の低減、人的要素を介さないための他の装置との、い
わゆるインライン化を行う必要性から、ホットプレート
型の加熱方式を採用した基板加熱装置が一般には用いら
れている。
【０００３】次にホットプレート型の加熱方式を採用し
ている従来の基板加熱装置の一例を、図１３の概略構成
図によって説明する。
【０００４】図１３に示すように、基板加熱装置１０１
の基本構成は、ヒータ１１１と、このヒータ１１１上に
形成したヒータブロック１１２とから成る。上記基板加
熱装置１０１を用いて、基板１２１を加熱するには、上
記ヒータブロック１１２上に基板１２１を載置して、ヒ
ータ１１１によってヒータブロック１１２を加熱するこ
とにより、基板１２１の裏面側から当該基板１２１を加
熱する。したがって、基板１２１はヒータブロック１１
２を介してヒータ１１１によって加熱されることにな
る。
【０００５】また近年では、従来よりもさらに微細なパ
ターンを形成するためにレジスト材料が改良されてきて
いる。例えば、加熱時の触媒反応を利用するレジスト材
料が開発され、そのようなレジスト材料が半導体装置の
製造プロセスに適用されてきている。上記レジスト材料
は、光の照射もしくは荷電粒子線の照射によってレジス
ト材料中に発生した酸が、その後の加熱によって酸に対
して反応性の高い官能基と反応し、現像液に対する溶解
性が変化することでパターンを形成するものである。上
記レジストは、一般に化学増幅型レジストと呼称されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学増
幅型レジストを適用することは、露光後もしくは荷電粒
子線を照射した後の加熱の温度条件が酸の拡散および官
能基との反応速度に影響を与える。例えば図１４のパタ
ーンの線幅変動量と加熱温度との関係図によって示すよ
うに、加熱時の温度条件がパターンの線幅に変動を与え
ることがわかる。そのため、基板表面に温度分布が存在
することは、高精度なパターン形成に好ましくない結果
をもたらすことになる。
【０００７】従来のオーブン方式の基板加熱装置は、加
熱処理を開始する時に加熱槽の開閉を伴うため、加熱槽
内の温度の再現性および温度制御性は低い。また間接的
に基板を加熱するため、基板面内における温度分布は著
しく悪いものになる。
【０００８】また従来のホットプレート方式の基板加熱
装置も、基板表面の温度分布は悪い。そのため、高精度
なパターンを形成することができない。
【０００９】その一例を図１５によって以下に説明す
る。図では、縦軸にパターンの基準寸法（線幅＝１．０
μｍ）からの差、すなわちパターンの寸法ばらつきを示
し、横軸にフォトマスク内有効領域（１１０ｍｍ角）に
対する測定位置を示す。また、ここで測定したパターン
は、以下のようなプロセスによって形成されたものであ
る。すなわち、厚さ６ｍｍのガラス基板上に酸触媒反応
型のレジストを塗布し、レジスト溶剤を除去するための
加熱を行う。次いでそのレジスト膜に電子線を照射した
後、ホットプレート方式の基板加熱装置によって、ガラ
ス基板を加熱する。そして現像処理を行ってパターンを
形成したものである。この場合におけるレジストパター
ンの寸法ばらつきは、３σ＝０．０４５μｍであった。
【００１０】図１５に示すように、（ａ）ある方向（こ
こでは図面手前側）に向かうにしたがって寸法ばらつき
は正のばらつきから負のばらつきへと変動していること
がわかる。すなわち、ホットプレート方式の基板加熱装
置はガラス基板の裏面側からのみの加熱であるため、パ
ターン寸法分布はヒータブロックと基板との平行状態に
依存する。そのため、平行状態が良くない場合には方向
性を有するパターン寸法の変動を生じることになる。ま
た、（ｂ）基板の外周部近傍ではパターン寸法の大きな
ばらつきが生じている。これは空気の対流によって生じ
る熱損失のためである。
【００１１】上記（ａ）および（ｂ）のような現象は、
（ｃ）ガラス基板のように熱伝導率が低く、さらに基板
の厚みとともに熱容量が増大する場合において顕著に現
れる。特にフォトマスク製造においては、寸法精度の高
いパターンを得ることが事実上不可能になっている。ま
た（ｄ）熱伝導率の比較的高いシリコン基板において
も、微細なパターンを高精度に製作するにあたっては、
上記同様の問題〔半導体集積回路第４７回シンポジウム
講演論文集(1994)山本，他P60 〕が報告されており、製
造工程において著しい問題となっている。
【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、パターン寸法の均一性に優れ、基板面内の
寸法ばらつきの低減を図るのに優れた基板加熱装置およ
び基板加熱方法を提供し、その基板加熱装置によって基
板加熱を行った半導体集積回路装置、フォトマスクおよ
び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた基板加熱装置、基板加熱方法およ
び半導体集積回路装置、フォトマスクならびに液晶表示
装置である。
【００１４】すなわち、基板加熱装置は、半導体装置の
製造工程に用いられるもので、基板上に形成した感光材
料を用いてパターン形成を行うための光照射前あるいは
光照射後に、または基板上に形成した荷電粒子に感光す
る材料を用いてパターン形成を行うための荷電粒子照射
前あるいは荷電粒子照射後に、基板を加熱する基板加熱
装置であって、基板をその表面側から加熱するための熱
源となる第１ヒータと、基板をその裏面側から加熱する
ための熱源となる第２ヒータとを備え、第１ヒータの温
度と第２ヒータの温度とを個別に設定することを可能と
したものである。上記第１ヒータの基板側の面は、少な
くともこの基板表面と間隔を置き、かつその間隔は１０
ｍｍ以下に設定されるものである。また、上記第１ヒー
タの基板側の面には、少なくとも一部に凹状部が形成さ
れていることが好ましい。さらに上記第２ヒータは、こ
の第２ヒータの中心部およびその近傍を構成する第３ヒ
ータと、第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとか
らなる。
【００１５】上記基板加熱装置では、基板の表面側から
加熱する第１ヒータと、基板の裏面側から加熱する第２
ヒータとを備えたことから、基板を両面から加熱するこ
とが可能になる。そのため、基板表面上での熱損失が抑
制されて、基板の表面温度は早期に安定した温度にな
る。また、第１ヒータの温度と第２ヒータの温度とを個
別に設定することが可能であることから、基板の表面温
度を任意に設定することが可能となる。さらに、第１ヒ
ータの基板側の少なくとも一部には凹状部を形成したこ
とから、基板表面においては均一な熱輻射が得られる。
そのため、基板表面は均一に加熱される。また、第２ヒ
ータは、その中心部およびその近傍を構成する第３ヒー
タと、第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとから
なることから、基板の加熱昇温時にその基板の表面温度
が均一になるように、基板裏面からの加熱が制御され
る。
【００１６】基板加熱方法は、基板上に形成した感光材
料を用いてパターン形成を行うための光照射前あるいは
光照射後に、または基板上に形成した荷電粒子に感光す
る材料を用いてパターン形成を行うための荷電粒子照射
前あるいは荷電粒子照射後に、基板を加熱する基板加熱
方法であって、基板の表面側から温度Ｔ1 で該基板を加
熱するとともに、基板の表面側からの加熱とは独立した
温度状態に基板の裏面側から温度Ｔ2 で該基板を加熱す
る方法である。そして上記温度Ｔ1 と温度Ｔ2 とは、
０．７≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６なる関係を満たすことが望
ましい。
【００１７】上記基板加熱方法では、基板の裏面側から
温度Ｔ2 で該基板を加熱するとともに、基板の裏面側か
らの加熱とは独立した温度状態に基板の表面側から温度
Ｔ1で該基板を加熱することから、基板表面上での熱損
失を抑制して、基板の表面温度は早期に安定した温度に
なる。また基板の表面温度は、温度Ｔ1 と温度Ｔ2 との
比率を適宜に設定することによって、所望の温度ならび
に温度分布になる。
【００１８】さらに、上記温度Ｔ1 と温度Ｔ2 とは０．
７≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６なる関係を満たすように設定さ
れることから、基板表面は均一に加熱されるので、パタ
ーンの寸法ばらつきは従来のパターンの寸法ばらつきよ
りも低減される。Ｔ1 ／Ｔ2 ＜０．７に設定された場合
には、基板の表面側の温度Ｔ1 が基板の裏面側の温度Ｔ
2 よりも低くなり過ぎるため、基板表面からの熱損失の
抑制の点で、効果は低くなる傾向になる。また、１．６
＜Ｔ1 ／Ｔ2 に設定された場合には、基板の裏面側の温
度Ｔ2 が低くなり過ぎるため、熱容量の大きな基板に対
しては、安定な基板表面温度分布を得ることが困難にな
る。
【００１９】半導体集積回路装置は、半導体集積回路装
置が形成される基板の表面側から該基板を加熱する第１
ヒータと、基板の裏面側から該基板を加熱する第２ヒー
タとを備えるとともに、第１ヒータの温度とを第２ヒー
タの温度と個別に設定することが可能な基板加熱装置を
用いて、半導体集積回路装置製造におけるリソグラフィ
ー工程で施される基板加熱を行ったものである。
【００２０】上記半導体集積回路装置では、基板の上下
側から加熱する基板加熱装置を用いて半導体集積回路装
置製造におけるリソグラフィー工程で施される基板加熱
を行うことから、基板はほぼ均一に面内が加熱されるの
で、パターンの寸法ばらつきが低減される。そのため、
高精度なパターンが形成されるので、パターンの寸法ば
らつきに起因する電気的特性のばらつきは低減される。
【００２１】フォトマスクは、フォトマスクを構成する
基板の表面側から該基板を加熱する第１ヒータと、基板
の裏面側から該基板を加熱する第２ヒータとを備えると
ともに、第１ヒータの温度と第２ヒータの温度とを個別
に設定することが可能な基板加熱装置を用いて、フォト
マスク製造におけるリソグラフィー工程で施される基板
加熱を行ったものである。
【００２２】上記フォトマスクでは、フォトマスクを構
成する基板の両面側から加熱する基板加熱装置を用いて
フォトマスク製造におけるリソグラフィー工程で施され
る基板加熱を行うことから、基板はほぼ均一に面内が加
熱されるので、パターンの寸法ばらつきが低減される。
【００２３】液晶表示装置は、液晶表示装置を形成する
基板の表面側から該基板を加熱する第１ヒータと、基板
の裏面側から該基板を加熱する第２ヒータとを備えると
ともに、第１ヒータの温度と第２ヒータの温度とを個別
に設定することが可能な基板加熱装置を用いて、液晶表
示装置製造におけるリソグラフィー工程で施される基板
加熱を行ったものである。
【００２４】上記液晶表示装置では、液晶表示装置を形
成する基板の両面側から加熱する基板加熱装置を用いて
液晶表示装置製造におけるリソグラフィー工程で施され
る基板加熱を行うことから、基板はほぼ均一に面内が加
熱されるので、パターンの寸法ばらつきが低減される。
そのため、高精度なパターンが形成されるので、パター
ンの寸法ばらつきに起因する電気的特性のばらつきは低
減される。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の基板加熱装置に係わる第
１実施形態の一例を、図１の概略構成図によって説明す
る。図１では、基板２１上に形成される感光材料を用い
てパターン形成を行うための光照射前あるいは光照射後
に、または基板２１上に形成した荷電粒子に感光する材
料を用いてパターン形成を行うための荷電粒子照射前あ
るいは荷電粒子照射後に、基板２１を加熱する基板加熱
装置１を示す。
【００２６】図１に示すように、基板加熱装置１の基本
的構成は以下に説明するようになっている。すなわち、
基板２１を表面側から加熱するための熱源となる第１ヒ
ータ１１が設置されている。この第１ヒータ１１は、例
えば加熱面側の全面にパターン配線を施したもので構成
されている。以下、基板２１の表面とは基板２１の一方
側の面を言い、この基板２１の他方側の面を裏面と言
う。また表面および裏面は両面という。さらに基板２１
を裏面側から加熱するための熱源となる第２ヒータ１２
が設置されている。この第２ヒータ１２は、例えば加熱
面側の全面にパターン配線を施したもので構成されてい
る。この基板加熱装置１では、上記第２ヒータ１２上
に、基板２１を載置するとともに載置した基板２１を均
等に加熱するための伝熱性の材料からなるヒータブロッ
ク１３が設けられている。このヒータブロック１３は、
例えば伝熱性に優れた材料で形成されていて、ここでは
２０ｍｍの厚さを有する銅板が用いられている。そして
第１ヒータ１１は、第２ヒータ１２上に載置される基板
２１の表面との距離が例えば３０ｍｍ以下に近接した状
態に設置される。なお、図示はしないが、第１ヒータ１
１の基板に面した側にヒータブロックを設けることも可
能である。また上記ヒータブロック１３を設けないで、
第２ヒータ１２上に直接基板２１を載置する構成であっ
てもよい。
【００２７】また第１ヒータ１１の基板２１側の面に凹
状部１４を形成され、この凹状部１４は連続的または段
階的に変化する面で構成される。さらに上記第１ヒータ
１１には、上記凹状部１４のほぼ中央部に通気孔１４ａ
が形成されている。
【００２８】また上記ヒータブロック１３上で、上記ヒ
ータブロック１３上に載置される基板２１の側方に沿っ
てサイドブロック１５が形成されている。このサイドブ
ロック１５は、例えばアルミニウム系材料または銅系材
料のような伝熱性の材料で形成されている。
【００２９】そして上記第１ヒータ１１の温度と上記第
２ヒータ１３の温度とは個別に設定することが可能とな
ている。その手段としては、例えば第１ヒータ１１には
第１温度制御器３１が接続され、この第１温度制御器３
１によって、上記第１ヒータ１１を独立に温度制御す
る。また、例えば第２ヒータ１２には第２温度制御器３
２が接続され、この第２温度制御器３２によって、上記
第２ヒータ１２を独立に温度制御する。このように、第
１，第２温度制御器３１，３２を個別に接続することに
よって、第１ヒータ１１と第２ヒータ１２との各温度を
独立に制御する。また上記第１，第２温度制御器３１，
３２は、一つの温度制御器であってもよい。なお、図１
においては、第１ヒータ１１、ヒータブロック１３およ
び基板２１は断面を示した。
【００３０】上記第１ヒータ１１に形成される凹状部１
４の一例を、図２の（１）〜（６）によって説明する。
図２の（１）に示すように、基板（図示省略）側に対面
する第１ヒータ１１の面（図面では下面）の一部分に、
円錐体状空間の凹状部１４が形成されている。その凹状
部１４の開口部１４Ｄの径（または半径）Ｒは、上記基
板加熱装置１で加熱される角形基板（図示省略）を平面
視的にみた状態におけるこの角形基板の外形に対する内
接円の径（または半径）をｒとして、０．５ｒ≦Ｒ≦
１．４ｒの範囲内に設定されている。ここでの開口部１
４Ｄは、１５２ｍｍ角の角形基板に対して、円錐体状空
間の高さｈを４ｍｍ、その開口部の半径ｒを７６ｍｍと
した。なお、上記凹状部１４の開口部１４Ｄの半径は、
上記基板加熱装置１で加熱される基板２１がシリコンウ
エハのような円形基板（なお、オリエンテーションフラ
ットまたはノッチを形成した基板も含む）に対しては、
この円形基板の半径の１／２以上円形基板の半径以下に
設定されている。
【００３１】または図２の（２）に示すように、基板
（図示省略）側に対面する第１ヒータ１１の面（図面で
は下面）の一部分に、球面形状の一部分からなるドーム
形状の凹状部１４が形成されている。その凹状部１４の
開口部１４Ｄの半径Ｒは、上記基板加熱装置１で加熱さ
れる角形基板（図示省略）を平面視的にみた状態におけ
るこの角形基板の外形に対する内接円の半径をｒとし
て、０．５ｒ≦Ｒ≦１．４ｒの範囲内に設定されてい
る。ここでの開口部１４Ｄは、１５２ｍｍ角の角形基板
に対して、ドームの高さｈを３ｍｍ、その開口部の半径
ｒを７６ｍｍとした。なお、上記凹状部１４の開口部１
４Ｄの半径は、上記基板加熱装置１で加熱される基板２
１がシリコンウエハのような円形基板（なお、オリエン
テーションフラットまたはノッチを形成した基板も含
む）に対しては、この円形基板の半径の１／２以上円形
基板の半径以下に設定されている。
【００３２】または図２の（３）に示すように、基板
（図示省略）側に対面する第１ヒータ１１の面（図面で
は下面）の一部分に、円柱状空間からなる凹状部１４が
形成されている。その凹状部１４の開口部１４Ｄの半径
Ｒは、上記基板加熱装置１で加熱される角形基板（図示
省略）を平面視的にみた状態におけるこの角形基板の外
形に対する内接円の半径をｒとして、０．５ｒ≦Ｒ≦
１．４ｒの範囲内に設定されている。ここでの開口部１
４Ｄの形状は、１５２ｍｍ角の角形基板に対して、円柱
状空間の高さｈを２ｍｍ、開口部の半径ｒを７６ｍｍと
した。なお、上記凹状部１４の開口部１４Ｄの半径は、
上記基板加熱装置１で加熱される基板２１がシリコンウ
エハのような円形基板（なお、オリエンテーションフラ
ットまたはノッチを形成した基板も含む）に対しては、
この円形基板の半径の１／２以上円形基板の半径以下に
設定されている。
【００３３】上記説明した凹状部１４の形状は一例であ
り、凹状部１４は連続的または段階的に変化する面で構
成されていれば、他の形状であってもよい。例えば、図
２の（４）に示すように凹状部１４は、楕円球体状空間
の一部分で形成する、図２の（５）に示すように凹状部
１４は、非球面体状空間の一部分で形成する、図２の
（６）に示すように凹状部１４は、開口部１４Ｄの半径
が高さ方向上に向かって段々小さくなるような複数の円
柱状空間（図面では二つの円柱状空間）で形成したもの
であってもよい。
【００３４】また上記凹状部１４はその内部の一部分を
凸状に形成したものであってもよい。そのような凹状部
の形状の一例を、図３によって説明する。図３では、第
１ヒータの１１の基板２１側からみた断面斜視図で示
す。したがって、この図面では基板２１側を上にして描
いた。
【００３５】図３に示すように、円柱状空間からなる上
記凹状部１４の底部１４Ａの一部は凸状に形成されてい
る。以下、その凸状に形成されている部分を凸状部７１
という。この図面に示した凸状部７１は、例えばその断
面外形状が矩形断面を有しかつ環状の形状を有する環状
部７３，７３と円柱状体部７４とからなる。そして凸状
部７１は上記凹状部１４の内部に形成されている。すな
わち、上記凸状部７１の基板（２１）側の各面７２Ａ，
７３Ａ，７４Ａは、第１ヒータ１１における基板（２
１）側の面１１Ａと同等の高さまたは凹状部１４の内部
側に存在する状態になっている。また、上記凸状部７１
の断面形状は、上記矩形断面に限定されることはなく、
例えば曲率を有する断面（例えば半円形断面、略半円形
断面等）、多角形断面等の矩形断面以外の形状であって
もよい。さらに上記凸状部７１は、環状のものが複数配
置されていてもよい。その配置状態は、例えば、上記図
示したように同心円状であってもよく、または散在した
状態に配置されていてもよい。
【００３６】さらに図示はしないが、上記凸状部７１は
複数個からなり、その一つ一つは例えば断面外形状が矩
形断面を有し略直方体状に形成されている。そして各凸
状部は、上記凹状部１４の内部に例えば円形状に配置さ
れている。すなわち、各凸状部の基板（２１）側の面
は、第１ヒータ１１の基板（２１）側の面１１Ａと同等
の高さまたは凹状部１４の内部に存在する状態に形成さ
れている。なお、この凸状部７１の配置状態は円形状に
限定されることはなく、格子点状、または他の配置状態
であってもよい。さらにこの凸状部７１は、例えば円形
状に配置されたものが複数配置されていてもよい。その
配置状態は、同心円状であってもよく、また散在した状
態に配置されていてもよい。
【００３７】上記基板加熱装置１では、基板２１を載置
してその基板２１の表面側から加熱する第１ヒータ１１
と、基板２１を裏面側から加熱する第２ヒータ１２とを
備えていることから、基板２１は表面側と裏面側とから
加熱される。しかも基板２１の表面と第１ヒータ１１と
の間隔を近接した間隔になっている。そのため、基板２
１の表面上での熱損失が抑制されて、基板２１の表面の
温度は早期に安定した温度になる。また、第１ヒータ１
１と第２ヒータ１２とを個別に温度制御できるように、
第１ヒータ１１には第１の温度制御器３１を接続し、第
２ヒータ１２には第２の温度制御器３２を接続したこと
から、第１ヒータ１１と第２ヒータ１２とは個別に温度
設定される。そのため、基板２１の表面温度を任意に設
定することが可能となる。
【００３８】さらに、第１ヒータ１１の基板２１側には
連続的または段階的に変化する面で構成される凹状部１
４を形成したことから、基板２１の表面においては均一
な熱輻射が得られる。そのため、基板２１の表面は均一
に加熱される。しかも、第１ヒータ１１の基板２１側の
面に凹状部１４を設け、その凹状部１４の開口部１４Ｄ
の半径Ｒは、上記基板加熱装置１で加熱される角形基板
（図示省略）を平面視的にみた状態におけるこの角形基
板の外形に対する内接円の半径をｒとして、０．５ｒ≦
Ｒ≦１．４ｒの範囲内に設定したことにより、基板２１
の外周部の熱損失が打ち消される。そのため、基板２１
はほぼ均一に加熱される。また、円形基板に対しても上
記同様に、基板表面はほぼ均一な温度になる。また基板
２１が載置される位置の側方でヒータブロック１３上に
は、サイドブロック１５が設置されていることから、基
板２１の側周部での対流による熱損失が低減される。
【００３９】またヒータブロック１３を設けたことか
ら、第２ヒータ１２の熱はこのヒータブロック１３によ
って均一化され、基板載置面の全面においてほぼ均一な
温度になり、その温度状態で基板２１が加熱される。
【００４０】次に上記基板加熱装置１の第２実施形態と
して、断熱性を改善したものを、図４の概略構成図によ
って説明する。なお、図では、前記図１に示した第１，
第２温度制御器３１，３２の図示は省略した。
【００４１】図４に示すように、前記図１で説明した基
板加熱装置１において、第１ヒータ１１およびサイドブ
ロック１５の各側周部側の全周にわたって側壁４１を設
けたものである。この側壁４１は、例えば２０ｍｍ程度
の高さを有するステンレスで形成される。なお、上記側
壁の材料は、ステンレスに限定されることはなく、他の
金属材料、セラミックス材料で形成することも可能であ
る。ここで説明した第１ヒータ１１、第２ヒータ１２、
ヒータブロック１３およびサイドブロック１５は、一例
として、平面視的にみて外形は円形状に形成されてい
る。なお、図４においては、第１ヒータ１１、ヒータブ
ロック１３、基板２１および側壁４１は断面を示した。
【００４２】上記のように側壁４１を設けた構成では、
第１ヒータ１１の下部に形成される空間は、第１ヒータ
１１、ヒータブロック１３、サイドブロック１５および
側壁４１によって囲まれる。したがって、側壁４１は第
１ヒータ１１およびヒータブロック１３とともに円筒状
の加熱空間５１を形成する。
【００４３】上記構成のように、側壁４１を設けたこと
から、第１ヒータ１１と第２ヒータ１２上のヒータブロ
ック１３との間で形成される加熱空間５１は密閉化さ
れ、その加熱空間５１は円筒状になることから、基板２
１に対して均一な熱輻射が得られる。
【００４４】次に、上記第２ヒータ１２の別構造を図５
の概略構成図によって説明する。
【００４５】図５に示すように、第２ヒータ１２の中心
部およびその近傍を構成する第３ヒータ６１と、この第
３ヒータ６１の側周部に配置した第４ヒータ６２とから
なる。そして上記第３ヒータ６１および上記第４ヒータ
６２には、個別に温度を制御するための温度制御部が接
続されている。
【００４６】上記構成のように、第２ヒータ１２を第３
ヒータ６１とその側周部に配置した第４ヒータ６２とで
構成することから、第３，第４ヒータ６１，６２のそれ
ぞれを単独で温度制御することが可能になる。そのた
め、基板２１の加熱昇温時に表面での温度分布が均一に
なるように基板２１の裏面からの加熱が制御される。な
お、上記第２ヒータ１２におけるヒータの構成数は、上
記説明したように２分割に限定されることはなく、３分
割以上の複数分割であってもよい。
【００４７】次に本発明に係わる基板加熱方法を図６に
よって説明する。
【００４８】図６に示すように、基板２１上に形成した
感光材料２２を用いてパターン形成を行うための光照射
前あるいは光照射後に、または基板２１上に形成した荷
電粒子に感光する材料（図示省略）を用いてパターン形
成を行うための荷電粒子照射前あるいは荷電粒子照射後
に、基板２１の表面側から温度Ｔ1 で加熱するととも
に、この基板２１の表面側からの加熱とは独立した温度
状態に基板２１の裏面側から温度Ｔ2 で加熱する基板加
熱方法である。そして、上記温度Ｔ1 と上記温度Ｔ2 と
は、０．７≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６なる関係を満たすよう
に設定されている。
【００４９】上記基板加熱方法では、基板２１の裏面側
から温度Ｔ2 で加熱するとともに、基板２１の裏面側か
らの加熱とは独立した温度状態に基板２１の表面側から
温度Ｔ1 で加熱することから、基板２１の表面上での熱
損失は抑制される。そのため、基板２１の表面の温度は
早期に安定した温度になる。また基板２１の表面温度
は、温度Ｔ1 と温度Ｔ2 との比率を適宜に設定すること
によって、所望の温度ならびに温度分布になる。
【００５０】さらに、上記温度Ｔ1 と上記温度Ｔ2 とは
０．７≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６なる関係を満たすように設
定されることから、基板２１の表面は均一に加熱され
る。そのため、パターンの寸法ばらつきは従来のパター
ンの寸法ばらつきよりも低減される。もし、Ｔ1 ／Ｔ2
＜０．７に設定された場合には、基板２１の表面側の温
度が低くなり過ぎて、基板２１の加熱が裏面側からのみ
行うのと同様になる。これは従来の加熱方法と同様にな
るため、基板２１の表面温度を均一な温度分布にするこ
とは困難になる。また、１．６＜Ｔ1 ／Ｔ2 に設定され
た場合には、基板２１の裏面側の温度が低くなり過ぎ
て、基板２１の加熱が表面側からのみ行うのと同様にな
り、基板２１の表面温度を均一温度な分布にすることは
困難になる。
【００５１】上記基板加熱方法を実現するには、上記図
１，図２の（３）および図４で説明したような構成の基
板加熱装置１を用いる。以下に、上記基板加熱装置１を
用いた場合における基板２１の加熱方法を説明する。こ
こでの説明では、一例として加熱対象となる基板２１は
フォトマスク用ガラス基板とした、この基板２１は石英
ガラスよりなり、６０２５基板と呼称される厚さが０．
２５インチ（６．２５ｍｍ）で６インチ（１５２ｍｍ）
角の正方形基板と、５００９基板と呼称される厚さが
０．０９インチ（２．２９ｍｍ）で５インチ（１２７ｍ
ｍ）角の正方形基板との２種類である。
【００５２】第１実施例では、スパッタリングによっ
て、６０２５基板に１００ｎｍ程度の厚さのクロム（Ｃ
ｒ）膜を形成し、さらに回転塗布法によって化学増幅型
電子線ネガレジストを４００ｎｍの厚さに塗布する。
【００５３】その後、６０２５基板をベーキングする。
そのベーキング条件は、例えば温度雰囲気を１０５℃、
ベーキング時間を１２分間に設定した。続いてベクター
走査型電子線描画装置（加速電圧は２０ｋＶ）を用い
て、線幅が１．０μｍ、ピッチが１：１のラインアンド
スペースパターンを描画した。描画後の加熱条件は、第
１ヒータに円柱状空間の凹状部を形成したものを用いた
もので前記図１，図２の（３）および図４で説明したよ
うな構成の基板加熱装置１を用いて、基板２１を加熱し
た。そのときの基板２１の表面と第１ヒータ１１との間
隔は１ｍｍに設定し、第１ヒータ１１の温度Ｔ1 と第２
ヒータ１２の温度Ｔ2 との温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 ＝１．１
に設定した。上記条件によって基板２１を加熱した後、
その基板２１を室温（例えば２３℃）まで冷却した。続
いて水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（０．３８
Ｎ）を用いて、４分間のスプレー現像を行った。
【００５４】その結果得られた現像後のレジストパター
ンの寸法ばらつきと測定位置との関係を、図７のレジス
トパターンの寸法ばらつき分布図に示す。図７では、縦
軸に基準寸法（線幅＝１．０μｍ）からの差、すなわち
寸法ばらつきを示し、横軸ｘと横軸ｙとにフォトマスク
内有効領域（１１０ｍｍ角）内の測定位置を示す。
【００５５】図７に示すように、中心から外周部に向か
ってほぼ同心円状にレジストパターンの寸法ばらつきが
発生することが確認できた。これは、第１ヒータ１１と
基板２１の表面との間隔および第１ヒータ１１の温度Ｔ
1 と第２ヒータ１２の温度Ｔ 2 とを適宜に設定すること
で、基板２１の表面温度分布を所望の分布状態に設定で
きることを示している。
【００５６】次に第２実施例として、６０２５基板に形
成したレジストパターンを用いてクロム膜のエッチング
工程を行い、クロムパターンを形成した。ここでの描画
後の加熱条件は、第１ヒータ１１の温度Ｔ1 と第２ヒー
タ１２の温度Ｔ2 との温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 ＝０．９と
し、現像後に得られるレジストパターンが同心円傾向の
生じない均一な線幅のレジストパターンが得られる条件
を使用した。また、その他の条件は、上記第１実施例に
よって説明したのと同一である。
【００５７】通常の微細パターンの形成においては、エ
ッチング工程であるドライエッチングでのローディング
効果として知られる現象によって基板２１の外周部にお
けるエッチング速度が上昇する。そのため、パターン寸
法に変動を生じることが問題となっている。
【００５８】図８に示すクロムパターンの寸法ばらつき
分布図は、ドライエッチング後に形成されるクロムパタ
ーンの線幅分布を表すものである。図８では、縦軸に基
準寸法（線幅＝１．０μｍ）からの差、すなわち寸法ば
らつきを示し、横軸ｘと横軸ｙとにフォトマスク内有効
領域（１１０ｍｍ角）内の測定位置を示す。
【００５９】図８に示すように、ローディング効果の影
響により、中央部側が正の寸法ばらつきを持ち、周辺部
に向かうにしたがって負の寸法ばらつきを持つことが分
かった。このように、エッチング工程固有の分布を持つ
ことがわかった。またエッチング条件は、平行平板型反
応性イオンエッチング装置を用い、エッチングガスに酸
素（Ｏ2 ）と塩素（Ｃｌ2 ）との混合ガスを用い、その
混合比率をＯ2 ：Ｃｌ 2 ＝１：７に設定し、ＲＦ出力を
２５０Ｗ、エッチング雰囲気を１６Ｐａに設定した。
【００６０】この結果、クロムパターンの寸法ばらつき
は、３σ＝０．０２７μｍになった。
【００６１】次に第３実施例として、エッチングによる
ローディング効果の影響を打ち消すために、上記第１実
施例の加熱条件と同一条件で製作したレジストパターン
を用いて、上記第２実施例で説明したエッチング条件に
よって、基板に形成したクロム膜のエッチングを行っ
た。そして図９に示すような結果を得た。図９では、縦
軸に基準寸法（線幅＝１．０μｍ）からの差、すなわち
クロムパターンの寸法ばらつきを示し、横軸ｘと横軸ｙ
とにフォトマスク内有効領域（１１０ｍｍ角）内の測定
位置を示す。
【００６２】ここで得られたクロムパターンの寸法ばら
つきは、３σ＝０．０１４μｍになった。すなわち、寸
法ばらつきを５２％低減できることが確認された。これ
は、エッチングで生じるローディング効果を打ち消すよ
うなレジストパターンの寸法分布となるように、加熱条
件を設定したためである。このように、加熱条件を適宜
設定することによって、レジストパターンの寸法分布を
所望の分布状態にすることが可能になるので、エッチン
グ後のパターン寸法のばらつきが最小限になる。
【００６３】次に第４実施例として、６０２５基板にレ
ジストパターン形成を形成したのを、以下に説明する。
【００６４】第１実施例で説明したのと同様にして、ス
パッタリングによって、６０２５基板上に１００ｎｍ程
度の厚さのクロム膜を形成した。続いて回転塗布法によ
って、化学増幅型電子線ネガレジストを４００ｎｍの厚
さに塗布した。
【００６５】その後、この第４実施例では、６０２５基
板のベーキングを、温度雰囲気を１０５℃、ベーキング
時間を１２分間の条件で行った。続いてベクター走査型
電子線描画装置（加速電圧は２０ｋＶ）を用いて、線幅
が１．０μｍ、ピッチが１：１のラインアンドスペース
パターンを描画した。
【００６６】描画後、第１実施例で説明したのと同様に
して、第１ヒータ１１に円柱状空間の凹状部１４を形成
したものを用いたもので前記図１，図２の（３）および
図４で説明したような構成の基板加熱装置１を用いて、
基板２１を加熱した。そのときの基板２１の表面と第１
ヒータ１１との間隔は１ｍｍに設定した。またこの第４
実施例では、加熱温度を１０５℃、加熱時間を１２分
間、第１ヒータ１１の温度Ｔ1 と第２ヒータ１２の温度
Ｔ2 との温度比率を０．９に設定した。
【００６７】上記条件によって基板２１を加熱した後、
基板２１を室温（例えば２３℃）まで冷却した。その
後、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（０．３８
Ｎ）を用いて、４分間のスプレー現像を行った。
【００６８】その結果、図１０に示すようなレジストパ
ターンの寸法ばらつき分布図を得た。図１０では、縦軸
に基準寸法（線幅＝１．０μｍ）からの差、すなわち寸
法ばらつきを示し、横軸ｘと横軸ｙとにフォトマスク内
有効領域（１１０ｍｍ角）内の測定位置を示す。図１０
に示すように、寸法ばらつきは大幅に低減されたことが
わかった。この場合、現像後のレジストパターンの寸法
ばらつきは、３σ＝０．０１８μｍになり、温度の均一
性を向上させることによって、従来の加熱装置を用いた
場合のレジストパターンの寸法ばらつき、３σ＝０．０
４５μｍと比較して、寸法変動は４０％にまで低減でき
ることが確認された。
【００６９】次に第５実施例（実施例Ｎｏ．５）〜第１
２実施例（実施例Ｎｏ．１２）を以下に説明する。プロ
セス条件は、表２に示した加熱温度、加熱時間、第１ヒ
ータ１１の温度Ｔ1 と第２ヒータ１２の温度Ｔ2 との温
度比率Ｔ1 ／Ｔ2 および現像液の濃度以外の条件は、上
記第１，第２実施例と同様に設定した。その結果、現像
後のレジストパターンの寸法ばらつきは、表１に示すよ
うになった。いずれの条件も、従来の加熱方法によって
形成されたレジストパターンの寸法ばらつき、３σ＝
０．０４５μｍよりも寸法ばらつきは低減された。
【００７０】
【表１】
【００７１】上記温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 の範囲は、０．７
≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６の範囲に設定することが好まし
い。上記Ｔ1 ／Ｔ2 を上記範囲に設定することによっ
て、基板２１の表面はほぼ均一に加熱される。そのた
め、パターンの寸法ばらつきは従来のパターンの寸法ば
らつきよりも低減される。Ｔ1 ／Ｔ2 ＜０．７に設定さ
れた場合には、基板２１の表面側の温度Ｔ1 が基板２１
の裏面側の温度Ｔ2 よりも低くなり過ぎるため、基板２
１の表面からの熱損失の点で、効果は低くなる傾向にな
る。一方、１．６＜Ｔ1 ／Ｔ2 に設定された場合には、
基板２１の裏面側の温度Ｔ 2 が低くなり過ぎるため、熱
容量の大きな基板に対しては、安定な基板表面温度分布
を得ることが困難になる。
【００７２】次に上記温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 の範囲限定の
妥当性を以下に説明する。表２に示す第１３実施例（実
施例Ｎｏ．１３）〜第２３実施例（実施例Ｎｏ．２３）
は、加熱制御による補正効果を行ったレジストパターン
を用いてクロム膜をエッチングし、その結果得られたク
ロムパターンの寸法精度を示すものである。エッチング
条件は、前記第２実施例で説明したのと同様の条件であ
る。また加熱温度、加熱時間、第１ヒータの加熱温度Ｔ
1 と第２ヒータの加熱温度Ｔ2 との温度比率Ｔ1 ／
Ｔ2 、および第２０実施例〜第２３実施例において第１
ヒータ１１と基板２１の表面との間隔を２ｍｍに設定し
たことを除いて、他のプロセス条件は第１実施例で説明
したのと同様の条件である。
【００７３】表２に示す結果は、温度設定比率Ｔ1 ／Ｔ
2 を可変にすることで、各加熱条件に対して所望の温度
分布を形成し、クロムパターンの線幅精度を向上させる
ことが可能であることを示すものである。なお、従来の
加熱方法を用いた場合には、クロムパターンの寸法ばら
つきは、３σ＝０．０５３μｍになった。したがって、
上記第１３実施例〜第２３実施例では、従来の加熱方法
を採用したパターン形成技術よりもクロムパターンの寸
法精度を向上させることが可能になる。
【００７４】なお、温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 は、加熱温度、
第１ヒータ１１と基板２１の表面との間隔によって最適
値がことなることも、上記第１３実施例〜第２３実施例
により確認される。
【００７５】
【表２】
【００７６】次に上記基板２１の表面と第１ヒータ１１
の裏面との距離の妥当性を以下に説明する。表３に示す
第２４実施例（実施例Ｎｏ．２４）〜第２８実施例（実
施例Ｎｏ．２８）は、加熱制御による補正効果を行った
レジストパターンを用いてクロム膜をエッチングし、そ
の結果得られたクロムパターンの寸法精度を示すもので
ある。エッチング条件は、前記第２実施例で説明したの
と同様の条件である。また加熱温度、加熱時間、第１ヒ
ータの加熱温度Ｔ1 と第２ヒータの加熱温度Ｔ2 との温
度比率Ｔ1 ／Ｔ2 および第１ヒータ１１と基板２１の表
面との間隔の項目を除いて、他のプロセス条件は第１実
施例で説明したのと同様の条件である。
【００７７】表３に示す結果は、基板２１の表面と第１
ヒータ１１の裏面との距離を１０ｍｍ以下に設定するこ
とで、各加熱条件に対して所望の温度分布を形成し、ク
ロムパターンの線幅精度を向上させることが可能である
ことを示すものである。一方第２８実施例では、従来の
加熱方法を用いた場合のクロムパターンの寸法ばらつき
３σ＝０．０５３μｍよりはやや改善された値ではある
が、ほぼ従来の寸法ばらつきに近い値になる。そこで、
基板２１の表面と第１ヒータ１１の裏面との距離が１０
ｍｍ以下であれば、従来の加熱方法を採用したパターン
形成技術よりもクロムパターンの寸法精度を向上させる
ことが可能になる。
【００７８】
【表３】
【００７９】次に第２９実施例として、５００９基板に
おけるレジストパターン形成を、以下に説明する。
【００８０】まず、スパッタリングによって、５００９
基板に１００ｎｍ程度の厚さのクロム膜を形成した。さ
らに回転塗布法によって、化学増幅型電子線ネガレジス
トを４００ｎｍの厚さに塗布した。
【００８１】その後、１０５℃の温度雰囲気で１２分間
のベーキングを行った。続いてベクター走査型電子線描
画装置（加速電圧は２０ｋＶ）を用いて、線幅が１．７
５μｍ、ピッチが１：１のラインアンドスペースパター
ンを描画した。描画後、第１ヒータ１１に円柱状空間の
凹状部１４を形成したものを用いたもので前記図１，図
２の（３）および図４で説明したような構成の基板加熱
装置１を用いて、基板２１を加熱した。そのときの基板
２１の表面と第１ヒータ１１との間隔は１ｍｍに設定し
た。また加熱条件は、加熱温度を１０５℃、ベーキング
時間を１２分間、第１ヒータ１１の温度Ｔ1 と第２ヒー
タ１２の温度Ｔ2 との温度比率Ｔ1 ／Ｔ2 を１．１に設
定した。
【００８２】上記条件によって基板２１を加熱した後、
基板２１を室温（例えば２３℃）まで冷却した。その
後、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（０．３８
Ｎ）を用いて、４分間のスプレー現像を行った。
【００８３】その結果、図１１に示すようなレジストパ
ターンの寸法ばらつき分布図を得た。図１１では、縦軸
に基準寸法（線幅＝１．７５μｍ）からの差、すなわち
寸法ばらつきを示し、横軸ｘと横軸ｙとにフォトマスク
内有効領域（１００ｍｍ角）内の測定位置を示す。図１
１に示すように、寸法ばらつきは大幅に低減されたこと
がわかった。この場合、現像後のレジストパターンの寸
法ばらつきは、３σ＝０．０１３μｍになり、温度の均
一性を向上させることによって大幅に寸法ばらつきを低
減できることが確認された。
【００８４】次に第３０実施例として、シリコン基板に
おけるレジストパターン形成例を、以下に説明する。
【００８５】基板２１には６インチ（１５２ｍｍ）のシ
リコンウエハを用い、回転塗布法によって、基板２１上
に化学増幅型電子線ネガレジストを７００ｎｍの厚さに
塗布した。
【００８６】その後、９０℃の温度雰囲気で２分間のベ
ーキングを行った。続いて２４８ｎｍの中心波長を持つ
光源によって、線幅が０．３０μｍ、ピッチが１：１の
ラインアンドスペースパターンを描画した。
【００８７】描画後、第１ヒータ１１に円柱状空間の凹
状部１４を形成したものを用いたもので前記図１，図２
の（３）および図４で説明したような構成の基板加熱装
置１を用いて、基板２１を加熱した。そのときの基板２
１の表面と第１ヒータ１１との間隔は１ｍｍに設定し
た。また加熱条件は、加熱温度を１０５℃、加熱時間を
２分間、第１ヒータ１１の温度Ｔ1 と第２ヒータ１２の
温度Ｔ2 との温度比率Ｔ 1 ／Ｔ2 ＝１．０に設定した。
【００８８】上記条件によって基板２１を加熱した後、
基板２１を室温（例えば２３℃）まで冷却した。その
後、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（０．３８
Ｎ）を用いて、３分間のスプレー現像を行った。
【００８９】その結果、図１２に示すようなレジストパ
ターンの寸法ばらつき分布図を得た。図１２では、縦軸
に基準寸法（線幅＝０．３μｍ）からの差、すなわち寸
法ばらつきを示し、横軸ｘと横軸ｙとにウエハ内有効領
域（１１０ｍｍ角）内の測定位置を示す。図１２に示す
ように、寸法ばらつきは大幅に低減されたことがわかっ
た。この場合、現像後のレジストパターンの寸法ばらつ
きは、３σ＝０．０１１μｍになり、温度の均一性を向
上させることによって大幅に寸法ばらつきを低減できる
ことが確認された。
【００９０】なお、以上の説明では、特定の大きさのフ
ォトマスク用ガラス基板を中心として、電子線に感度を
有する化学増幅型ネガレジストを使用した例について説
明したが、上記説明例は一例であって、本発明を限定す
るものではない。本発明は、フォトマスク、液晶表示装
置の各製造工程、シリコン基板を用いた半導体装置の製
造工程において使用することが可能である。また電子線
または光に感度を有する化学増幅型レジストを含む任意
のフォトレジストに対する加熱工程でも、温度を均一に
する点で、基板面内での定在波効果を著しく抑制する効
果があり、有効な基板加熱装置になるとともに、基板加
熱方法になる。
【００９１】次に上記説明した本発明の基板加熱装置１
を、パターン形成を行うリソグラフィー工程に適用した
製品を説明する。以下の説明では、前記図１によって説
明した構成部品と同様のものには同一の符号を（）を用
いて示す。
【００９２】上記製品の一つとしては、例えば半導体集
積回路装置がある。上記半導体集積回路装置は、基板
〔例えば半導体基板またはＳＯＩ（Siliconon insulato
r）基板〕（２１）に半導体集積回路を構成するパター
ン形成する際のリソグラフィー工程で施される基板加熱
を行ったものである。その加熱は、前記図１によって説
明した、基板（２１）の表面側から加熱する第１ヒータ
（１１）と、基板（２１）の裏面側から加熱する第２ヒ
ータ（１２）とを備えるとともに、第１ヒータ（１１）
の温度とを第２ヒータ（１２）の温度と個別に設定する
ことが可能な基板加熱装置（１）を用いて行われる。
【００９３】上記半導体集積回路装置では、基板（２
１）の両面側から加熱する基板加熱装置（１）を用いて
半導体集積回路装置製造におけるリソグラフィー工程で
施される基板加熱を行うことから、基板（２１）はほぼ
均一に面内が加熱されるので、パターンの寸法ばらつき
は低減される。そのため、高精度なパターンが形成され
るので、パターンの寸法ばらつきに起因する電気的特性
のばらつきは低減される。
【００９４】上記製品の一つとしては、例えば半導体装
置製造のリソグラフィー工程で用いるフォトマスクがあ
る。上記フォトマスクは、基板（２１）にパターン形成
する際のリソグラフィー工程で施される基板加熱を行っ
たものである。その加熱は、前記図１によって説明し
た、基板（２１）の表面側から加熱する第１ヒータ（１
１）と、基板（２１）の裏面側から加熱する第２ヒータ
（１２）とを備えるとともに、第１ヒータ（１１）の温
度とを第２ヒータ（１２）の温度と個別に設定すること
が可能な基板加熱装置（１）を用いて行われる。
【００９５】上記フォトマスクでは、基板（２１）の両
面側から加熱する基板加熱装置（１）を用いてフォトマ
スク製造におけるリソグラフィー工程で施される基板加
熱を行うことから、基板（２１）はほぼ均一に面内が加
熱されるので、パターンの寸法ばらつきは低減される。
【００９６】上記液晶表示装置は、液晶表示装置を構成
する基板（２１）にパターン形成する際のリソグラフィ
ー工程で施される基板加熱を行ったものである。その加
熱は、前記図１によって説明した、基板（２１）の表面
側から加熱する第１ヒータ（１１）と、基板（２１）の
裏面側から加熱する第２ヒータ（１２）とを備えるとと
もに、第１ヒータ（１１）の温度とを第２ヒータ（１
２）の温度と個別に設定することが可能な基板加熱装置
（１）を用いて行われる。
【００９７】上記液晶表示装置では、液晶表示装置を構
成する基板（２１）の両面側から加熱する基板加熱装置
（１）を用いて液晶表示装置製造におけるリソグラフィ
ー工程で施される基板加熱を行うことから、基板（２
１）はほぼ均一に面内が加熱されるので、パターンの寸
法ばらつきは低減される。そのため、高精度なパターン
が形成されるので、パターンの寸法ばらつきに起因する
電気的特性や画質のばらつきは低減される。
【００９８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の基板加熱
装置によれば、基板を両面側に第１，第２ヒータが備え
られているので、基板を両面から加熱することが可能に
なる。そのため、基板表面上での熱損失が抑制されて、
基板の表面温度は早期に安定した温度になる。また、第
１，第２ヒータの温度を個別に設定することが可能であ
るので、基板の表面温度を任意に設定することが可能と
なる。そのため、レジストパターンの形成では、寸法精
度の高いレジストパターンを得ることができる。またパ
ターン寸法を所望の分布にすることができるので、エッ
チングとの組み合わせによって、高精度なパターン形成
が可能になる。よって、高い歩留りで、高性能なデバイ
スやフォトマスクの製造が可能になる。
【００９９】本発明の基板加熱方法によれば、基板の表
面側から温度Ｔ1 で、基板の裏面側から温度Ｔ2 で基板
を加熱するので、基板表面上での熱損失を抑制すること
ができる。そのため、基板の表面温度は早期に安定した
温度になる。また基板の表面温度は、温度Ｔ1 と温度Ｔ
2 との比率を適宜に設定することによって、所望の温度
分布を得ることができる。さらに、上記温度Ｔ1 および
Ｔ2 は０．７≦Ｔ1 ／Ｔ2 ≦１．６なる関係を満たすよ
うに設定したので、基板表面は均一に加熱できるので、
パターンの寸法ばらつきは従来のパターンの寸法ばらつ
きよりも低減できる。
【０１００】本発明の半導体集積回路装置によれば、基
板を両面側から加熱する基板加熱装置を用いて半導体集
積回路装置製造におけるリソグラフィー工程で施される
基板加熱を行うので、基板はほぼ均一に面内を加熱でき
る。そのため、パターンの寸法ばらつきを低減でき、高
精度なパターンが形成できるので、パターンの寸法ばら
つきに起因する電気的特性のばらつきの低減が図れると
ともに歩留りの向上が図れる。
【０１０１】本発明のフォトマスクによれば、フォトマ
スクを構成する基板を両面側から加熱する基板加熱装置
を用いてフォトマスク製造におけるリソグラフィー工程
で施される基板加熱を行うので、基板はほぼ均一に面内
を加熱できる。そのため、パターンの寸法ばらつきの低
減が図れるとともに歩留りの向上が図れる。
【０１０２】本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示
装置を形成する基板を両面側から加熱する基板加熱装置
を用いて液晶表示装置製造におけるリソグラフィー工程
で施される基板加熱を行うので、基板はほぼ均一に面内
を加熱できる。そのため、パターンの寸法ばらつきの低
減が図れる。よって、高精度なパターンが形成されるの
で、パターンの寸法ばらつきに起因する電気的特性の向
上が図れるとともに歩留りの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板加熱装置に係わる第１実施形態の
概略構成図である。
【図２】第１ヒータに形成される凹状部の説明図であ
る。
【図３】凹状部に設けた凸状部の形状の説明図である。
【図４】基板加熱装置の第２実施形態の概略構成図であ
る。
【図５】第２ヒータに係わる別構造の概略構成図であ
る。
【図６】本発明の基板加熱方法に係わる説明図である。
【図７】第１実施例に係わるレジストパターンの寸法ば
らつき分布図である。
【図８】第２実施例に係わるクロムパターンの寸法ばら
つき分布図である。
【図９】第３実施例に係わるクロムパターンの寸法ばら
つき分布図である。
【図１０】第４実施例に係わるレジストパターンの寸法
ばらつき分布図である。
【図１１】第２９実施例に係わるレジストパターンの寸
法ばらつき分布図である。
【図１２】第３０実施例に係わるレジストパターンの寸
法ばらつき分布図である。
【図１３】従来の基板加熱装置の概略構成図である。
【図１４】パターンの線幅変動量と加熱温度との関係図
である。
【図１５】従来例に係わるレジストパターンの寸法ばら
つき分布図である。
【符号の説明】
１ 基板加熱装置 １１ 第１ヒータ １２ 第２ヒータ １３ ヒータブロック ２１ 基板

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置の製造工程に用いられるもの
    で、基板上に形成した感光材料を用いてパターン形成を
    行うため光照射前あるいは光照射後に、または基板上に
    形成した荷電粒子に感光する材料を用いてパターン形成
    を行うための荷電粒子照射前あるいは荷電粒子照射後
    に、基板を加熱する基板加熱装置であって、 前記基板を、該基板の表面側から加熱するための熱源と
    なる第１ヒータと、 前記基板を、該基板の裏面側から加熱するための熱源と
    なる第２ヒータとを備え、 前記第１ヒータの温度と前記第２ヒータの温度とを個別
    に設定することを可能としたことを特徴とする基板加熱
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の基板加熱装置において、 前記第１ヒータの基板側の面は、少なくとも前記基板表
    面と間隔を置き、かつ該間隔は１０ｍｍ以下であること
    を特徴とする基板加熱装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の基板加熱装置において、 前記第１ヒータの基板側の面における少なくとも一部に
    凹状部を形成したことを特徴とする基板加熱装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の基板加熱装置において、 前記第１ヒータの基板側の面における少なくとも一部に
    凹状部を形成したことを特徴とする基板加熱装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の基板加熱装置において、 前記凹状部の開口部の形状は、曲率を有する形状に形成
    され、 前記開口部の径Ｒは、該基板加熱装置で加熱される角形
    基板を平面視的にみた該角形基板の外形に対する内接円
    の径をｒとして、０．５ｒ≦Ｒ≦１．４ｒの範囲内に設
    定されることを特徴とする基板加熱装置。
  6. 【請求項６】 請求項４記載に基板加熱装置において、 前記凹状部の開口部の形状は、曲率を有する形状に形成
    され、 前記開口部の径Ｒは、該基板加熱装置で加熱される角形
    基板を平面視的にみた該角形基板の外形に対する内接円
    の径をｒとして、０．５ｒ≦Ｒ≦１．４ｒの範囲内に設
    定されることを特徴とする基板加熱装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の基板加熱装置において、 前記第２ヒータは、 前記第２ヒータの中心部およびその近傍を構成する第３
    ヒータと、 前記第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとを備え
    たことを特徴とする基板加熱装置。
  8. 【請求項８】 請求項３記載の基板加熱装置において、 前記第２ヒータは、 前記第２ヒータの中心部およびその近傍を構成する第３
    ヒータと、 前記第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとからな
    ることを特徴とする基板加熱装置。
  9. 【請求項９】 請求項４記載の基板加熱装置において、 前記第２ヒータは、 前記第２ヒータの中心部およびその近傍を構成する第３
    ヒータと、 前記第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとからな
    ることを特徴とする基板加熱装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  12. 【請求項１２】 請求項４記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  13. 【請求項１３】 請求項８記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  14. 【請求項１４】 請求項９記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  15. 【請求項１５】 請求項５記載の基板加熱装置におい
    て、 前記第１ヒータは平面視的形状を円形に形成され、 前記第２ヒータは、平面視的形状を円形に形成され、該
    第２ヒータの中心部およびその近傍を構成する第３ヒー
    タと、該第３ヒータの側周部に配置した第４ヒータとを
    備え、 前記第１ヒータと前記第２ヒータとの間の側部に、該第
    １ヒータと該第２ヒータとの間に形成される空間を密閉
    する側壁を設けたことを特徴とする基板加熱装置。
  16. 【請求項１６】 基板上に形成した感光材料を用いてパ
    ターン形成を行うための光照射前あるいは光照射後に、
    または基板上に形成した荷電粒子に感光する材料を用い
    てパターン形成を行うための荷電粒子照射前あるいは荷
    電粒子照射後に、基板を加熱する基板加熱方法であっ
    て、 前記基板の表面側から温度Ｔ1 で該基板を加熱するとと
    もに、前記表面側からの加熱とは独立した温度状態に前
    記基板の裏面側から温度Ｔ2 で該基板を加熱することを
    特徴とする基板加熱方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の基板加熱方法におい
    て、 前記温度Ｔ1 と前記温度Ｔ2 とは、０．７≦Ｔ1 ／Ｔ2
    ≦１．６なる関係を満たすことを特徴とする基板加熱方
    法。
  18. 【請求項１８】 基板に形成される半導体集積回路装置
    において、 前記基板の表面側から該基板を加熱する第１ヒータと、
    前記基板の裏面側から該基板を加熱する第２ヒータとを
    備えるとともに前記第１ヒータの温度と前記第２ヒータ
    の温度とを個別に設定することが可能な基板加熱装置を
    用いて、半導体集積回路装置製造におけるリソグラフィ
    ー工程で施される基板加熱を行ったことを特徴とする半
    導体集積回路装置。
  19. 【請求項１９】 半導体装置製造のリソグラフィー工程
    で用いるフォトマスクにおいて、 前記フォトマスクを構成する基板の表面側から該基板を
    加熱する第１ヒータと、前記基板の裏面側から該基板を
    加熱する第２ヒータとを備えるとともに前記第１ヒータ
    の温度と前記第２ヒータの温度とを個別に設定すること
    が可能な基板加熱装置を用いて、フォトマスク製造にお
    けるリソグラフィー工程で施される基板加熱を行ったこ
    とを特徴とするフォトマスク。
  20. 【請求項２０】 基板に形成される液晶表示装置におい
    て、 前記基板の表面側から該基板を加熱する第１ヒータと、
    前記基板の裏面側から該基板を加熱する第２ヒータとを
    備えるとともに前記第１ヒータの温度と前記第２ヒータ
    の温度とを個別に設定することが可能な基板加熱装置を
    用いて、液晶表示装置製造におけるリソグラフィー工程
    で施される基板加熱を行ったことを特徴とする液晶表示
    装置。
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