KR101020479B1 - 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법 - Google Patents

기판 가열 장치 및 기판 가열 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법에 관한 것으로서 화학 증폭형 레지스트의 도포막을 가지는 기판을 노광후로부터 현상전까지의 사이에 가열 처리하는 기판 가열 장치에서, 레지스트 도포막이 상면이 되도록 기판이 실질적으로 수평으로 재치되는 재치대와, 글리세린을 기판에 공급하는 유체 공급 기구와, 글리세린을 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로 재치대상의 기판을 가열하는 가열 기구를 구비하고, 글리세린을 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로 재치대상의 기판을 가열하는 기술을 제공한다.

Description

기판 가열 장치 및 기판 가열 방법 {SUBSTRATE HEATING APPARATUS AND SUBSTRATE HEATING METHOD}
본 발명은 기판에 화학 증폭형 레지스트(Chemically Amplified Resist)를 도포하고 상기 레지스트 도포막을 노광후에서 현상 하기 전에 포스트익스포져 베이크(Post Exposure Bake;PEB)하기 위한 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법에 관한다.
반도체 디바이스의 포트리소그래피 프로세스에서는, 도포 현상 장치를 노광 장치에 조합한 시스템이 이용되고 있다. 회로 패턴의 선폭이 딥 서브 미크론의 영역에 도달한 것 부터, 도포 현상 장치에서는 화학 증폭형 레지스트가 주로 이용되고 있다. 화학 증폭형 레지스트는, 노광되면 레지스트안에 포함되는 산발생제로부터 산이 발생하고 또한 PEB (Post Exposure Bake)로 불리는 가열 처리를 실시하는 것으로 산이 노광 영역내에 확산해 산촉매 반응이 진행하는 것이다.
도 1A~도 1C는 포저티브형의 화학 증폭형 레지스트를 이용했을 때의 노광, 가열, 현상의 각 공정을 모식적으로 나타낸 도이다. 먼저, 레지스트 (R)의 도포막을 가지는 웨이퍼 (W)에 대해서 마스크 (M)을 개재시켜 패턴 노광을 실시하면 도 1A에 나타나는 바와 같이 노광 영역에 산으로서 플로톤(H+)이 발생한다. 다음에 PEB 공정서 웨이퍼 (W)를 예를 들면 90~140 ℃의 온도 영역으로 가열하면 플로톤(H+)이 레지스트 (R)안에 확산해 나가 산촉매 반응이 진행한다. 이것에 의해, 도 1B에 나타나는 바와 같이 레지스트 (R)의 베이스 수지를 플로톤(H+)이 분해해, 레지스트 (R)이 현상액에 대해서 가용성이 된다. 이 산촉매 반응중에 있어서 연쇄적으로 새로운 플로톤(H+)(또는 산에 상당하는 성분)이 생성되어 생성된 플로톤(H+)이 베이스 수지를 분해한다. 이와 같이 해 계속해서 산촉매 반응이 증폭되어 진행한다. 그 다음에, 레지스트 (R)의 도포막에 현상액을 접촉시키면 노광 부분이 용해해, 도 1C에 나타나는 바와 같이 레지스트 패턴이 형성된다.
이와 같이 화학 증폭형 레지스트를 이용하면 원리적으로 미세한 선폭에 대응할 수가 있는 이점이 있다. 단, 화학 증폭형 레지스트의 현상 속도는 산촉매 반응량으로 정해지므로 노광 후의 가열 처리의 조건은 화학 증폭형 레지스트의 특성, 특히 현상 후에 구할 수 있는 패턴의 선폭 정밀도를 눈에 띄게 좌우한다.
일본국 특개 2001-274052호 공보에는 종래의 가열 장치가 기재되어 있다. 도 2에 나타나는 바와 같이 히터 (10)을 매설한 가열 플레이트 (1) 위에 웨이퍼 (W)를 재치하고, 덮개 (11)을 씌워 처리 공간을 형성하고 이 처리 공간에 외력으로부터 중앙으로 향하는 퍼지 가스의 기류를 형성함과 동시에 히터 (10)으로 웨이퍼 (W)를 가열한다(동일 공보 단락 0005~0006 참조).
그런데, 패턴의 미세화는 점점 진행하는 경향에 있어 더욱 최근에 있어서는 소품종 대량생산으로부터 다품종소량생산의 생산력식으로 이행하고 있기 때문에 지 금까지와 같이 각 품종마다 전용의 마스크 (M)을 제작하고 있던 것은 제품의 단가가 상승해 버리기 때문이다. 거기서, 일본국 특개 2002-50567호 공보에서는, 전자빔을 이용해 캐릭터 프로젝션으로 불리는 마스크레스의 묘화 기술(이하, 전자빔 노광(electron beam writing exposure)이라고 부른다)이 검토되어 보고가 되고 있다.
도 3을 참조해 전자빔 노광의 개요를 간단하게 설명한다. 도안의 부호 2는 전자빔을 조사하기 위한 전자빔이다. 이 전자빔 (2)로부터 조사된 전자빔은, 제1의 편향 수단 (21)에 의해 형성되는 정전계에 의해 굽힐 수 있고 상하의 개구 조임(aperture stop; 22a, 22b,···)의 각각의 표면에 형성된 예를 들면 환, 삼각, 사각 등의 여러 가지의 개구부(도시하지 않음)중 소정의 조합의 개구부를 통과시키는 것으로 전자빔의 단면 형상이 소정의 패턴 형상으로 형성된다. 그 후, 전자빔은 제2의 편향 수단 (23)에 의해 재차 구부러져 웨이퍼 (W)의 표면의 예정으로 하는 조사 영역에 조사된다. 이와 같이 해 전자빔 노광은 전자빔을 통과시키는 개구부의 조합을 바꾸는 것으로, 마스크 (M)을 이용하지 않아도 원하는 패턴을 웨이퍼 (W)의 표면에 묘화 하는(writing) 일이 생기는 이점이 있다.
단, 웨이퍼 (W)에 조사하는 전자빔의 가속도가 너무 크면 웨이퍼 (W)의 기초에 도달한 전자가 반사해 윗쪽 측에 향하여 예정으로 하지 않는 부위까지 묘화 해 버리는 것으로부터(이러한 현상은 근접 효과로 불리고 있다), 이 근접 효과를 억제하기 위해서 전자빔의 가속도는 작게 설정되어 있다. 이와 같이 전자빔을 저가속으로 설정하면, 편향 수단 (21,23)의 정전계에 의해 빔의 궤도가 구부러지기 쉬워지므로 개구 조임 (22a, 22b,···)의 개구부를 고정밀도로 통과시킬 수가 있고 또 한 웨이퍼 (W)의 표면의 예정으로 하는 위치에 고정밀도로 빔을 맞힐 수가 있다고 하는 이점도 있다.
그러나, 전자빔 노광법에서는 저가속의 전자빔으로부터 레지스트에 주입되는에너지량이 적고 화학 증폭형 레지스트의 내부에서 플로톤(H+)의 생성량이 부족해, 묘화 후 PEB 가열을 실시했다고 해도, 묘화 영역내에 충분히 플로톤(H+)이 확산하지 않는 경우가 있다. 이와 같이 산촉매 반응이 촉진되지 않기 때문에 레지스트의 변질이 충분히 행해지지 않고, 결과적으로 패턴이 형성되지 않거나 혹은 패턴 형성되었다고 해도 선폭의 정밀도가 저하한다고 하는 문제가 있다.
또, 가까운 장래에는, 보다 고정밀도로 전자빔의 궤도를 제어하기 위해서 더욱 빔을 저가속으로 설정하고 싶다고 하는 움직임도 있어, 빔의 저가속도화와 수율의 향상과의 트레이드 오프의 문제가 점점 현저화 하는 우려가 있다.
그런데, 단순하게 전자빔의 가속도를 증속해, 고에너지의 고가속 전자빔을 레지스트에 조사했다고 해도 상기의 문제는 해결되지 않는다. 그 이유는 고가속 전자빔이 레지스트를 거의 감광하는 경우 없이 투과해 버려(실효 감도가 낮다), 결국은 플로톤(H+)의 생성량이 부족해 산촉매 반응이 촉진되지 않기 때문이다. 이 때문에 전자빔 노광에 있어서는 전자빔의에너지를 충분히 레지스트에 주입하기 위해서 레지스트에 대한 전자빔의 조사 시간을 길게 하지 않을 수 없다. 그러나, 전자빔 조사 시간을 길게 하면 처리의 수율이 저하한다. 이러한 이유 때문에, 전자빔 노광법의 실용화가 방해되고 있다.
이와 같이 전자빔 노광법은 화학 증폭형 레지스트의 실효 감도가 낮고 노광 시간이 길어지기 때문에, KrF 엑시머 레이저(λ=248 nm)나 ArF 엑시머 레이저(λ=193 nm)를 이용하는 스테퍼(stepper:(reduction projection stepAnd repeat exposure system))에 의한 노광법에 비해 수율이 꽤 낮다.
본 발명의 목적은, 화학 증폭형의 레지스트가 도포되어 예를 들면 저가속의 전자빔에 의해 노광된 기판을 가열 처리하는 것에 즈음해, 레지스트의 산촉매 반응인 화학 증폭 반응을 촉진시켜 선폭 정밀도가 높은 레지스트 패턴을 구할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명과 관련되는 기판 가열 장치는, 화학 증폭형 레지스트의 도포막을 가지는 기판을 노광후로부터 현상전까지의 사이에 가열 처리하는 기판 가열 장치에 있어서, 상기 레지스트 도포막이 상면이 되도록 기판이 실질적으로 수평으로 재치되는 재치대(3)와 상기 화학 증폭형 레지스트의 산촉매 반응을 촉진시키기 위한 레지스트 개질 유체를 기판에 공급하는 유체 공급 기구(52~54)와 상기 레지스트 개질 유체를 상기 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로, 상기 재치대 상의 기판을 가열하는 히터(33,51)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치에 있어서, 유체 공급 기구는 재치대 상의 기판에 레지스트 개질 유체를 공급하는 것만 한정되지 않고, 재치대에 재치되기 전의 기판에 레지스트 개질 유체를 공급하는 경우도 포함한다.
또한 본 발명의 장치는 재치대 상의 기판과 대향하여 배치되어 기판과의 사이에 간격을 형성해, 상기 간격에 레지스트 개질 유체를 보유 지지하는 유체 규제 부재를 가진다. 또한 유체 규제 부재는 유체 공급 기구의 일부로서 유체 공급구를 구비할수가 있다. 이 경우에, 유체 공급구는 유체 규제 부재의 하면의 중앙에 개구하고 있다. 또, 간격은, 레지스트 개질 유체가 모세관 현상에 의해 상기 간격내에 퍼질 수 있는 크기로 설정되어 있다.
또한 본 발명의 장치는 유체 규제 부재의 하면에 개구하고, 가열 후의 기판의 표면에 냉각액을 공급하기 위한 냉각액 공급구를 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 장치는 유체 규제 부재의 하면에 개구하고, 상기 간격에 존재하는 상기 레지스트 개질 유체를 흡인하기 위한 유체 흡인구를 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 장치는 간격을 조정하기 위해서 유체 규제 부재를 승강시키는 승강기구를 가지는 것이 바람직하다.
히터는, 재치대에 설치해도 좋고 유체 규제 부재에 설치해도 좋다. 히터를 재치대 및 유체 규제 부재의 양쪽 모두에 마련하면 한층 더 효율적으로 PEB 가열 처리할 수가 있어 수율이 향상한다.
노광은 전자빔을 이용해 레지스트 도포막에 패턴을 묘화 하는 전자빔 노광이다.
본 발명은, 전자빔 노광 후의 PEB 가열 처리에 이용되는 것이다.
레지스트 개질 유체는 글리세린(C3H8O3)을 포함한 액체나 또는 글리세린을 포함한 증기 또는 미스트로서도 좋다. 본 발명자들은 「글리세린에 보유되는 물(H2O)이 레지스트의 성분에 작용하여, PEB 가열중의 레지스트의 산촉매 반응을 촉진시킨다」 것으로 추측하고 있다. 글리세린은, 흡습성과 보습성이 매우 뛰어나 레지스트안에 물(H2O)을 침투시켜, 레지스트안에 플로톤(H+)의 활동도를 상승시킨다. 그 결과, 레지스트의 산촉매 반응이 촉진된다. 또한 글리세린을 포함한 미스트 또는 증기를 생성하는 경우는 글리세린을 용매(예를 들면 물)와 함께 기화기 속에 도입해, 기화기로부터 미스트 형상의 글리세린 혼합액을 분무한다.
본 발명과 관련되는 기판 가열 방법은 화학 증폭형 레지스트의 도포막을 가지는 기판을 노광후로부터 현상전까지의 사이에 가열 처리하는 기판 가열 방법에 있어서, (a) 상기 레지스트 도포막이 상면이 되도록 기판을 실질적으로 수평으로 재치대에 재치하는 공정과, (b) 상기 화학 증폭형 레지스트의 산촉매 반응을 촉진시키기 위한 레지스트 개질 유체를 기판에 공급하는 공정과, (c) 상기 레지스트 개질 유체를 상기 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로 상기 재치대 상의 기판을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 방법에 있어서, 기판의 표면에 레지스트 개질 유체를 공급하는 공정을 기판을 기판 재치부에 재치하는 공정보다 먼저 행해도 괜찮다. 본 발명에 있어서, 기판의 상면에 레지스트 개질 유체를 공급한 후에 기판을 기판 재치부에 재치하는 경우나, 레지스트 개질 유책의 공급과 기판의 재치를 동시에 실시하는 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
공정 (b)에서는, 유체 규제 부재를 상기 재치대 상의 기판과 대향해 배치하고 유체 규제 부재와 기판의 사이에 간격을 형성해, 상기 간격에 상기 레지스트 개질 유체를 공급할 수가 있다. 또, 공정 (c)의 뒤에, 또한 상기 간격에 존재하는 상기 레지스트 개질 유체를 유체 흡인 수단에 의해 흡인할 수가 있다. 또, 유체 흡인 수단에 의해 상기 레지스트 개질 유체를 흡인하고 있을 때, 유체 규제 부재를 기판으로 향해 이동시켜, 간격을 좁게 할 수가 있다. 또, 공정(c)의 후에, 또한 가열 후의 기판에 냉각액을 공급해, 상기 기판을 냉각할 수가 있다.
도 1A는 패턴 노광된 화학 증폭형 레지스트막을 나타내는 단면 모식도이고,
도 1B는 PEB 가열된 화학 증폭형 레지스트막을 나타내는 단면 모식도이고, 도 1C는 현상된 화학 증폭형 레지스트막을 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는, 종래 베이킹 장치의 개요를 나타내는 내부 투시 단면도이다.
도 3은, 전자빔 묘화 장치에 의한 노광의 개요를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 제1의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치를 나타내는 블록 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제1의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치를 나타내는 내부 투시 평면도이다.
도 6A는 본 발명의 기판 가열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이고, 도 6B는 본 발명의 기판 가열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이고, 도 6C는 본 발명의 기판 가 열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이다.
도 7A는, 본 발명의 기판 가열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이고, 도 7B는, 본 발명의 기판 가열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이고, 도 7C는, 본 발명의 기판 가열 방법을 이용해 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정을 나타내는 단면 모식도이다.
도 8의 (a)~(e)는 본 발명의 제1의 실시 형태의 기판 가열 방법을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9는, 본 발명의 제2의 실시 형태의 기판 가열 장치의 주요부를 나타내는 블록 단면도이다.
도 10의 (a)~(e)는 본 발명의 제2의 실시 형태의 기판 가열 방법을 나타내는 타이밍 챠트이다.
도 11은 본 발명의 제3의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치를 나타내는 블록 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치를 나타내는 블록 단면도이다.
도 13은 본 발명의 기판 가열 장치를 가지는 도포 현상 장치를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 기판 가열 장치를 가지는 도포 현상 장치를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실시예의 레지스트 패턴을 나타내는 SEM 사진이다.
도 16은, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실시예의 레지스트 패턴을 나타내는 SEM 사진이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 첨부의 도면을 참조해 설명한다.
( 제1의 실시 형태)
본 발명의 제1의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법에 대해서 도 4~도 8을 참조해 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는 본 발명의 기판 가열 장치로서의 가열부를 냉각부와 조합한 가열·냉각 유니트의 예에 대해서 설명하지만, 냉각부를 가열부는 별개 독립으로 설치해도 좋다.
가열·냉각 유니트 (1)의 프레임체의 안에는, 도 4 및 도 5에 나타나는 바와 같이 가열부와 냉각부가 설치되고 있다. 가열부는 도안의 좌측으로 배치되어 히터 (33)이 매설된 재치대 (3), 덮개 (4) 및 유체 규제판 (5)를 구비하고 있다. 냉각부는, 도안의 우측으로 배치되어 냉매 유로 (71)을 내부에 가지는 냉각 플레이트 (7)을 구비하고 있다.
재치대 (3)은, 기반 (30) 위에 설치되어 그 위에 웨이퍼 (W)가 수평으로 재치되게 되어 있다. 기반 (30)의 내부는 공동이고 그 공동부에 지지 핀 (6,36,75), 가동 베이스 (37,61,76) 및 승강 실린더 (38,62,77)이 설치되고 있다. 지지 핀 (36), 가동 베이스 (37) 및 승강 실린더 (38)은, 웨이퍼 (W)를 재치대 (3)으로부터 들어 올리는 제1의 승강기구를 구성하고 있다. 또, 지지 핀 (6), 가동 베이스 (61) 및 승강 실린더 (62)는, 유체 규제판 (5)를 승강 가능하게 지지하는 제2의 승강기구를 구성하고 있다. 또한 지지 핀 (75), 가동 베이스 (76) 및 승강 실린더 (77)은, 웨이퍼 (W)를 냉각 플레이트 (7)으로부터 들어 올리는 제3의 승강기구를 구성하고 있다.
유니트 (1)의 프레임체의 측면에는 셔터로 개폐되는 기판 반입 출구(도시하지 않음)가 형성되고 있다. 이 기판 반입 출구를 개재시켜 도 13에 나타내는 주반송 아암 기구 (A2,A3)가 웨이퍼 (W)를 가열·냉각 유니트 (1)에 반입 또는 반출 하도록 되어 있다. 유니트 (1)에 반입되는 웨이퍼 (W)의 상면에는 화학 증폭형 레지스트(예를 들면, ESCAP계 레지스트 또는 Acetal계 레지스트)가 도포되고 있다. 이 레지스트 도포막은, 선반 유니트 (U2)로 프리베이크되고 또한 노광부 (B4)로 전자빔 노광되고 있다(도 13 참조). 노광부 (B4)에는 전자빔 노광장치가 설치되어 이 전자빔 노광장치로부터의 저가속의 전자빔을 이용해 레지스트 도포막에 원하는 패턴이 묘화되고 있다.
또한 본 발명에서는 노광에 이용되는 전자빔의 가속도는 특히 한정되지 않는다. 본 명세서중에 있어서 「저가속의 전자빔」이란 임시 가열한 것 만으로는 패턴의 형성이 불충분이 되는 에너지 주입량이 적은 전자빔의 것을 의미한다. 에너지 주입량이 부족해 버리는 가속도의 일례로서 예를 들면 5 kV이하의 전자빔을 들 수 있다.
가열·냉각 유니트 (1)은 제어기 (10), 히터 전원 (20), 퍼지 가스 공급 기구 (22), 배기 펌프 (43), 공급원 (54), 흡인 펌프 (57), 승강 실린더 (38,62,77), 구동 기구 (70)을 구비하고 있다. 제어기 (10)의 입력부에는 유니트 (1)의 각부 각처에 설치된 센서로부터 여러 가지의 정보가 리얼타임으로 들어오도록 되어 있어 이들의 입력 정보에 근거해 제어기 (10)은 각 요소 (20,22,43,54,57,38,62,77,70)을 개별적으로 제어한다.
재치대 (3)의 상면에는 예를 들면 높이 0.1 mm의 버큠 링 (31)이 설치되고 있다. 버큠 링 (31)은, 웨이퍼 (W)의 이면측 주변부와 사방에 걸쳐서 대향하여 설치되어 상기 웨이퍼 (W)를 진공흡착함과 동시에, 상기 웨이퍼 (W)의 상면으로부터 넘쳐 흘러 떨어진 액이 이면측에 회입하는 것을 방지하는 것이다. 또한 웨이퍼 (W)의 중앙부를 이면측으로부터 지지하기 위한 돌기부 (31A)도 설치되고 있다. 버큠 링 (31)의 표면에는 예를 들면 주위 방향을 따라 흡인구 (32)가 개구하고 있어, 이 흡인구 (32)는 도시하지 않는 흡인관을 개재시켜 흡인 펌프(도시하지 않음)의 흡입로에 연통하고 있다.
저항 발열체로부터 되는 복수의 링 히터 (33)이 재치대 (3)의 세라믹 본체부에 매설되고 있다. 이들의 링 히터 (33)은, 웨이퍼 (W)의 전체를 가능한 한 균등하게 가열하기 위해서 재치대 (3)에 동심원 형상으로 배치되고 있다. 히터 (33)은, 제어기 (10)에 의해 제어되는 전원 (20)에 접속되고 있다.
또, 재치대 (3)의 세라믹 본체부에는 온도 센서 (29)가 장착되고 있다. 온도 센서 (29)의 검출 단부는 재치대 (3)의 상면의 근방에 위치하고 있다. 온도 센서 (29)는 제어기 (10)의 입력부에 접속되어 재치대 (3)의 온도(웨이퍼 (W)의 온도와 실질적으로 같은 ) 검출 신호를 제어기 (10)에 보내게 되어 있다. 온도 센서 (29)로부터 온도 검출 신호가 제어기 (10)에 들어가면 제어기 (10)은 그 입력 정보에 근거해 재치대 (3)의 측정 온도를 요구하는 것과 동시에, 메모리부로부터 PEB 가열 목표 온도를 호출해 그 목표 온도(예를 들면 105 ℃또는 140 ℃)와 측정 온도를 비교해 양자의 차분을 구하고 구한 차분에 근거해 히터 전원 (20)에 제어 신호를 보낸다. 이것에 의해 히터 전원 (20)으로부터 히터 (33)로의 급전동작이 콘트롤되어 재치대 (3)의 온도(웨이퍼 (W)의 온도와 실질적으로 동일함)가 원하는 PEB 가열 목표 온도에 접근할 수 있다.
복수의 급기구 (34)가 재치대 (3)의 사방을 둘러싸도록 재치대 (3)의 측쪽에 설치되고 있다. 이들의 급기구 (34)에는 급기관 (35)를 개재시켜 퍼지 가스 공급 기구 (22)가 접속되어 퍼지 가스로서 예를 들면 필터를 통과시킨 청정 공기 또는, 불활성 가스(예를 들면 질소 가스)가 공급된다.
재치대 (3)의 상면에는 웨이퍼 (W)를 들어올려 지지하기 위한 3개의 지지 핀 (36)이 재치대 (3)의 상면으로부터 돌출 또는 퇴각하도록 설치되고 있다. 이들의 지지 핀 (36)은 링상태의 가동 베이스 (37)상에 직립하고 있다. 또한 가동 베이스 (37)은 승강 실린더 (38)과 접속되고 있다. 지지 핀 (36)은 승강 실린더 (38)에 의해 웨이퍼 (W)를 수평으로 지지한 상태로 승강된다.
재치대 (3)의 상부에는, 상부가 닫혀져 하부가 개구하는 원통형의 덮개 (4)가 설치되고 있다. 덮개 (4)는 금속(예를 들면 알루미늄)으로 형성되고 있다. 덮개 (4)는 도시하지 않는 승강기구에 의해 승강 가능하게 지지를 받고 있다. 덮개 (4)는 웨이퍼 (W)를 주반송 아암 기구 (A2,A3)로부터 재치대 (3)으로 수수할 때는 윗쪽의 홈 위치로 퇴피하고 있지만, PEB 처리시에는 하강해 재치대 (3)과의 사이에 처리 공간을 형성한다.
또한 덮개 (4)의 천정부에는 중심 부근에 배기구 (41)이 형성되고 있다. 이 배기구 (41)에는 배기관 (42)의 일단이 접속되고 있다. 상기 배기관 (42)의 타단은 배기 펌프 (43)과 접속되어 배기 펌프 (43)에 의해 처리 공간내가 배기되게 되어 있다.
재치대 (3)의 윗쪽에는 유체 규제판 (5)가 웨이퍼 (W)와 대향하도록 배치되고 있다. 유체 규제판 (5)와 웨이퍼 (W)의 사이에는 소정의 간격이 형성되고 있다. 또한 소정의 간격이라는 것은 예를 들면 모세관 현상에 의해 레지스트 개질액이 틈새내에 퍼지는 높이 위치이고, 예를 들면 웨이퍼 (W)와의 이간 거리를 1~2 mm로 하는 것이 일례로서 들고 있다. 단, 선택한 레지스트 개질액의 점도 등에 따라서는 더 이상으로 크게 설정하는 경우도 있다. 또, 모세관 현상만에서는 액의 확대가 충분하지 않은 경우에는, 토출압을 의지하는 경우도 있다.
유체 규제판 (5)는 웨이퍼 (W)의 유효 영역(디바이스 형성 영역)과 같거나 또는 상기 유효 영역보다 조금 크다. 유체 규제판 (5)는 예를 들면 두께가 3 mm이고, 예를 들면 세라믹스로 만들어지고 있다. 또, 유체 규제판 (5)의 내부에는 웨이퍼 (W)상의 레지스트 개질 유체를 윗쪽으로부터 가열하기 위한 히터 (51)이 설치되고 있다. 히터 (51)은 제어기 (10)에 의해 제어되는 히터 전원 (20)에 접속되고 있 다.
또한 유체 규제판 (5)의 중앙에는 유체 공급구 (52)가 개구하고 있다. 이 유체 공급구 (52)에는 공급관 (53)의 일단이 접속되어 유체 규제판 (5)의 승강 스트로크의 범위에 있어서 공급관 (53)이 추종 가능하게 되어 있다. 공급관 (53)의 타단은 레지스트 개질액 공급원 (54)와 접속되고 있다. 공급관 (53)에는 밸브 (53a) 및 유량 조정부(도시하지 않음)가 장착되고 있다.
레지스트 개질액(예를 들면 글리세린액)을 공급구 (52)로부터 공급하면 액은 중앙으로부터 주변으로 향해 퍼져, 웨이퍼 (W)와 유체 규제판 (5)의 사이의 간격에 액이 채워진다. 또한 레지스트 개질액은 표면장력에 의해 상기 간격에 보유 지지되어 재치대 (3)으로부터 넘쳐 흘러 떨어지지 않는다.
유체 규제판 (5)의 표면 가운데 적어도 웨이퍼 (W)와 대향하는 부위는, 레지스트 개질액에 대해서 친수성을 가지도록(젖기 쉽게) 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유체 규제판 (5)의 해당 부위를 표면 처리해 레지스트 개질액에 대해서 젖기 쉽게 한다. 이와 같이 하면 표면장력의 작용을 높여 보다 확실히 면내 균일한 두께의 유체층을 신속하게 형성할 수 있다고 하는 메리트가 있다. 또한 유체 규제판 (5)의 이면에 예를 들면 3개 이상의 갭 조정 핀(도시하지 않음)을 마련해 두어 이들의 갭 조정 핀의 선단부를 재치대 (3)의 표면에 접합시키는 것으로 유체 규제판 (5)를 웨이퍼 (W)에 대해서 평행으로 위치 결정 하는 경우도 가능하다.
레지스트 개질액은, 예를 들면 글리세린이나 알코올류중에서 선택한 성분을 포함한 액체이다. 후술하는 바와 같이 본 발명에서는 레지스트 개질제로서 글리세 린을 선택하는 것이 가장 바람직하다. 이 경우, 글리세린을 포함한 액체에는, 물론 글리세린 단체의 액체(콜로이드 용액)도 포함된다. 단, 레지스트 개질액은 상기 성분중에서 선택된 일종의 성분을 포함한 경우에 한정되지 않고 복수종의 성분을 조합할 수가 있다.
또, 레지스트 개질 유체는 폴리 아크릴산염계, 폴리술폰산염계, 4급 아암모늄염계, 폴리에틸렌이민계, 폴리비닐 알코올계, 폴리 아크릴 아미드계, 폴리에틸렌 글리콜계, 폴리 글루타민산계, 폴리 아스파라긴산계 등의 고흡수성 수지를 포함한 겔이거나 또는 용액도 좋다. 이들의 고흡수성 수지는, PEB 가열중의 레지스트 도포막에 대해서 물(H2O)을 충분히 공급해, 레지스트내에서의 산촉매 반응을 촉진시킨다.
또한 용매를 이용해 레지스트 개질액을 희석해 농도를 조정해도 괜찮다. 단, 레지스트 개질액은 웨이퍼 (W)의 가열 온도의 설정값보다 비점이 높은 액체인 것이 바람직하다. 또, 레지스트 개질액은 웨이퍼 (W)의 처리 온도와의 차이가 없거나 또는 차이가 작아지도록 온도 조절되어 공급하는 것이 바람직하다. 이 경우, 예를 들면 장치의 외부에 마련한 온도 조정기에 의해 온도 조절하도록 해도 좋고 혹은, 유체 규제판 (5) 내부에 레지스트 개질액이 통류 하는 유로(도시하지 않음)를 형성해 두어, 이 도시하지 않는 유로내에 레지스트 개질액을 통류하게 하는 것으로, 히터 (51)에 의해 웨이퍼 (W)처리 온도까지 가열 온도조절 하도록 해도 괜찮다.
도 4 및 도 5에 나타나는 바와 같이 유체 규제판 (5)의 하면의 주변부위에 있어서 복수의 유체 흡인구 (55)가 개구하고 있다. 이들의 유체 흡인구 (55)는, 소정의 피치 간격으로 동심원 형상으로 배치되어 흡인관 (56)을 개재시켜 흡인 펌프 (57)의 흡입로에 연통하고 있다. 또, 이들 유체 흡인구 (55)는 도시는 생략 하지만, 예를 들면 유체 규제판 (5)의 내부에서 연통하고 있다. 흡인관 (56)에는 밸브 (56a) 및 유량 조정부(도시하지 않음)가 설치되고 있다. 또한 공급관 (53)및 흡인관 (56)은 덮개 (4)의 천정부를 관통해 장치 외부의 공급원 (54) 및 흡인 펌프 (57)과 각각 접속해도 좋고 혹은 예를 들면 배출구 (41)의 개구부를 이용해 공급원 (54) 및 흡인 펌프 (57)과 접속해도 괜찮다.
유체 규제판 (5)는 그 주변부를 승강 자유로운 예를 들면 3개의 지지 핀 (6)에 지지를 받고 있다. 이들 3개의 지지 핀 (6)은 공동체인 기반 (30)내에 위치된 예를 들면 위로부터 볼때 링 상태의 가동 베이스 (61)상에 직립하고 있고 또한 이 가동 베이스 (61)은 승강 실린더 (62)에 의해 가동하여 지지를 받고 있다. 이 승강 실린더 (62)는 제어기 (10)에 의해 동작이 제어되어 유체 규제 부재 (5)와 웨이퍼 (W)의 사이의 간격을 조정한다.
다음에, 가열부에서 가열한 후의 웨이퍼 (W)를 냉각하기 위한 냉각부에 대해서 설명한다.
도 4와 도 5중의 부호 (7)은 또한 면에 웨이퍼 (W)를 수평으로 지지한 상태로 가열부로 향해 진퇴 가능한 플레이트이다. 이 플레이트 (7)의 내부에는 냉각수가 통류 하는 유로 (71)이 형성되고 있다. 즉, 플레이트 (7)은, 가열부와 냉각부와의 사이에 웨이퍼 (W)를 이동시키는 이재 플레이트의 기능과 웨이퍼 (W)를 조냉각(粗冷却)[조열(粗熱) 제거]하는 냉각 플레이트의 기능의 양 기능을 겸비하고 있다. 또, 냉각 플레이트 (7)은 지지부 (72)에 의해 지지를 받고 이 지지부 (72)는 이동 기체 (73)에 연결되고 있다. 이동 기체 (73)은 재치대 (3)으로 향해 Y방향으로 성장하는 가이드 레일 (74)상에 지지를 받고 있다. 또, 이동 기체 (73)은 구동 기구 (70)에 의해 구동되어 이동 기체 (73)과 일체적으로 냉각 플레이트 (7)을 가이드 레일 (74)를 따라 슬라이드 이동시킨다.
또한 냉각 플레이트 (7)의 하부에는, 웨이퍼 (W)를 지지하기 위한 예를 들면 3개의 지지 핀 (75)가 기반 (30)의 상면으로부터 돌출하고 또는 퇴각하도록 설치되고 있다. 이들 3개의 지지 핀 (75)는 링상태의 가동 베이스 (76)상에 탑재되고 또한 가동 베이스 (76)은 승강 실린더 (77)에 의해 승강 가능하게 지지를 받고 있다.
도 5에 나타나는 바와 같이 냉각 플레이트 (7)에는 2개의 평행한 노치부 (78)이 형성되고 있다. 이들의 노치부 (78)을 통하여 기판 지지 핀 (75)가 냉각 플레이트 (7)의 윗쪽으로 돌출하고, 웨이퍼 (W)를 냉각 플레이트 (7)로부터 들어 올리게 되어 있다.
또한 본 장치는 제어부 (10)을 구비하고 있고 이 제어부 (10)은, 흡인구 (32)에 접속된 흡인 펌프(도시하지 않음), 히터 전원 (20), 승강 실린더 (38), 배기 펌프 (43), 승강 실린더 (62), 개폐 밸브 (53a, 56a), 구동 기구 (70)등의 동작을 제어한다.
다음에, 상술의 기판 가열 장치를 이용해 웨이퍼 (W)를 PEB 가열 처리하는 경우에 대해서 도 6A~도 6C, 도 7A~7C 및 도 8을 참조하면서 설명한다.
한 면에 화학 증폭형 레지스트가 도포되어 또한 예를 들면 저가속의 전자빔에 의해 소정의 패턴이 레지스트 도포막에 묘화된 후에, 웨이퍼 (W)는 타이밍 (t1)로 유니트 (1)내에 반입된다. 후퇴 위치에 있는 냉각 플레이트 (7)의 윗쪽에 웨이퍼 (W)가 위치되면 지지 핀 (75)가 상승하고 지지 핀 (75)와 주반송 아암 기구 (A2)의 협동에 의해 냉각 플레이트 (7) 위에 웨이퍼 (W)를 이재한다. 이 때 유로 (71)에 냉매를 흘려 냉각 플레이트 (7)을 미리 소정의 온도로 냉각 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 해 재치대 (3)에 수수할 수가 있다. 주반송 아암 기구 (A2)의 아암을 유니트 (1)으로부터 퇴출시켜 셔터를 닫는다.
도 6A에 나타나는 바와 같이 덮개 (4) 및 유체 규제판 (5)의 각각을 독립으로 상승시키는 한편으로 냉각 플레이트 (7)을 전진 시켜 재치대 (3)의 윗쪽 위치에 웨이퍼 (W)가 반송되어 기판 지지 핀 (36)이 상승해 웨이퍼 (W)를 이면측에서 들어 올려 지지한 후, 냉각 플레이트 (7)이 후퇴한다.
그 다음에, 지지 핀 (36)은 웨이퍼 (W)를 지지한 상태로 하강해, 재치대 (3)상에 웨이퍼 (W)를 재치하면 흡인구 (32)가 부압으로 되어 웨이퍼 (W)를 흡인 흡착한다. 이 때 재치재 (3)및 지지 핀 (6, 36)은, 산촉매 반응 시간을 웨이퍼 (W)마다 정렬 하기 위해서 레지스트의 산촉매 반응이 진행하지 않는 온도로 설정해 두는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 90 ∼℃보다 낮은 온도이면 좋고 그 일례로서 보다 확실히 산촉매 반응의 진행이 없으면 모두 웨이퍼 가열 온도에 가까운 온도(예를 들면 50 ℃)에 가열해 둬도 좋고 혹은 가열을 하지 않고 실온(예를 들면 25℃)으로 해 둬도 좋다. 단, 반드시 산촉매 반응이 진행하지 않는 온도로 해 두지 않아도 좋고 미리 히터 (33) 및 히터 (51)의 출력을 산촉매 반응이 진행하는 상기 한 소정의 온도에 알맞는 양으로 설정해 둬도 좋다.
도 6B에 나타나는 바와 같이 유체 규제판 (5)를 하강시켜 유체 규제판 (5)와 웨이퍼 (W)의 사이의 간격을 소정의 간격으로 설정함과 동시에, 덮개 (4)를 하강시켜 웨이퍼 (W)의 주위를 둘러싸는 처리 공간을 형성한다. 타이밍 (t2)로 유니트 (1)내의 배기를 개시함과 동시에, 가스 공급 기구 (22)로부터 유니트 (1)내에 질소 퍼지 가스의 공급을 개시한다. 즉, 급기구 (34)로부터 퍼지 가스(예를 들면 필터를 통과시킨 청정 공기 또는 질소 가스)를 처리 공간내에 공급함과 동시에, 배기 펌프 (43)에 의해 배기구 (41)을 개재시켜 퍼지 가스를 배기하는 것으로써, 처리 공간내에는 외측에서 중앙부로 향하는 퍼지 가스의 기류가 형성된다. 또한 타이밍 (t3)에서 퍼지 가스의 공급을 정지하고 유니트 (1)내를 배기하는 것만으로 하여도 좋다. 또, 타이밍 (t4)에 전원 스윗치를 ON 해 히터 (33)으로의 급전을 개시해, 웨이퍼 (W)를 소정 온도로 예열해 둬도 좋다.
그 다음에, 타이밍 (t5)에 밸브 (53a)를 열어 도 6C에 나타나는 바와 같이 글리세린액을 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격으로 공급한다. 예를 들면 토출압이 대략 제로의 상태로 소정량의 글리세린액을 공급하면 글리세린액이 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격으로 퍼져 간다. 글리세린액은, 모세관 현상에 의해 웨이퍼 (W)의 주변까지 퍼지면 표면장력과 중력과 밸런스 해 확산 이동이 정지한다. 이것에 의해 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격에 대응하는 두께의 글리세린액의 액막이 형성된다.
타이밍 (t6)에 글리세린액의 공급을 정지함과 동시에 히터 (33)으로의 급전량을 증대시키고 또 히터 (51)에 급전하여 PEB 가열 온도를 상승시키는(도 8의(b), (c) 참조). 즉, 양히터 (33,51)에 의해 웨이퍼 (W)를 가열해 소정의 온도(예를 들면 90~140 ℃)까지 온도상승시켜, 글리세린액의 액막을 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로 웨이퍼 (W)의 PEB 가열을 소정 시간(예를 들면 t6~t7=90 초간) 보유 지지한다. 이 때, 글리세린액이 레지스트막의 표면에 접촉한 상태로 웨이퍼 (W)를 가열하는 것으로 레지스트안의 플로톤(H+)의 움직임이 활발하게 되어, 노광 영역내에 있어서 충분히 플로톤(H+)이 확산해 산촉매 반응이 진행한다. 포저티브형의 레지스트의 경우에는, 묘화 한 부위가 현상액에 대해서 용해성으로 변질한다. 네가티브형의 레지스트의 경우에는 묘화 한 부위가 현상액에 대해서 불용해성으로 변질한다.
타이밍 (t7)에 전원 스윗치를 OFF 해 양히터 (33, 51)로의 급전을 정지해, PEB 가열 처리를 종료한다. 그 다음에, 유체 규제판 (5)를 저속도로 하강시켜 도 7A에 나타나는 바와 같이 유체 규제판 (5)를 웨이퍼 (W)에 근접시켜 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격을 예를 들면 0.1 mm로 한다. 또한 밸브 (56a)를 열어 흡인 펌프 (57)을 구동해 유체 흡인구 (55)를 부압으로 한다. 이것에 의해 글리세린액이 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격으로부터 흡인 제거된다.
그 다음에, 흡인 펌프 (57)을 정지시켜 도 7B에 나타나는 바와 같이 유체 규제판 (5)를 홈 위치까지 상승시킨다. 이것에 의해 웨이퍼 (W)의 상면에 남은 글리세린액이 증발해 퍼지 가스와 함께 장치 (1)의 외부에 배출된다. 또한 흡인 공정에서는 유체 규제판 (5)를 웨이퍼 (W)에 근접시켜 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격을 최 소로 하는 것으로 웨이퍼 (W)의 표면에는 거의 액이 잔류하지 않기 때문에 웨이퍼 (W)의 건조에 필요로 하는 시간은 꽤 짧다. 또, 타이밍 (t8)에 퍼지가스의 공급을 개시해 웨이퍼 (W)를 건조한다. 타이밍 (t9)에 유니트 (1)의 배기를 정지함과 동시에 퍼지 가스의 공급을 정지한다(도 8의(d)).
그 후, 도 7C에 나타나는 바와 같이 덮개 (4)를 퇴피 위치로 상승시켜 핀 (36)에 의해 웨이퍼 (W)를 재치대 (3)으로부터 들어 올린다. 그 다음에, 냉각 플레이트 (7)을 전진시켜 핀 (36)을 하강시켜, 웨이퍼 (W)를 냉각 플레이트 (7) 위에 이재해, 냉각 플레이트 (7) 위에서 웨이퍼 (W)를 냉각한다.
또한 플레이트 (7)의 설정 온도에 따라서는 산촉매 반응의 진행을 정지시킬 수가 있다. 그 후, 웨이퍼 (W)는 주반송 아암 기구 (A2) 또는 (A3)에 수수되고 타이밍 (t10)에 웨이퍼 (W)를 유니트 (1)로부터 반출한다. 본 실시 형태에 있어서의 PEB 가열 처리의 1 사이클 시간 (t1~t10)은 180~200초 정도이다.
본 실시 형태에 의하면 글리세린액을 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로, 웨이퍼 (W)를 PEB 가열하므로, 묘화 영역내에서의 산촉매 반응을 촉진시킬 수가 있다. 이 때문에, 전자빔 노광에 있어서 조사에너지가 부족해 PEB 가열만으로는 레지스트안의 플로톤(H+)이 부족한 경우에서도, 묘화 영역내의 플로톤(H+)의 수를 증가시켜,산촉매 반응을 촉진시킬 수가 있다. 그 결과, 후술하는 실시예의 결과로부터도 분명한 바와 같이, 현상 후에 선폭 정밀도가 높은 레지스트패턴을 형성할 수가 있다.
또한 종래의 전자빔 노광에 있어서는 충분한 전자빔의 에너지를 레지스트에게 주기 위해서, 장시간에 걸쳐 전자빔을 레지스트에 조사할 필요가 있어, 예를 들면 0.2매 웨이퍼/시간과 같이 수율이 매우 낮다. 이것에 대해서 본 발명에서는 전자빔 노광에 있어서 선폭 정밀도를 저하시키는 경우 없이, 전자빔의 조사 시간을 단축시킬 수가 있어 수율을 큰폭으로 향상시킬 수가 있다.
또한 글리세린액을 접촉시킨 상태로 가열하면 산촉매 반응이 촉진되는 이유에 대해서는 본 발명자들은 다음과 같이 추측하고 있다. 즉, 레지스트막에 글리세린액을 접촉시킨 상태로 PEB 가열하면 가열시에 있어서 글리세린액안의 함유수(H2O)가 묘화 영역내에 침투하고 이것에 의해 묘화 영역내가 친수화되는 것으로, 상기 묘화 영역내를 산이 움직이기 쉬워지고 그 때문에 묘화시에 발생한 플로톤(H+)이 소량 으로서도 묘화 영역내에 충분히 확산시켜 갈 수가 있다. 단, 물(H2O)의 침투는 가열시에 촉진되기 때문에, 웨이퍼 (W)를 PEB 가열하고 있을 때, 특히 산촉매 반응이 번성하게 행해지고 있을 때 레지스트막의 표면에 글리세린액이 접촉하고 있는 것이 필요하다. 본 발명자들은 그 뒷받침으로서 글리세린액을 레지스트막의 표면에 공급해, 이 글리세린액을 제거한 후에 PEB 가열을 했을 경우에는 패턴이 형성되지 않던 것을 실험에 의해 확인하고 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면 유체 규제판 (5)와 웨이퍼 (W)의 사이의 간격에 글리세린액을 공급해 웨이퍼 (W)의 면내에 있어서 두께가 균일한 글리세린액의 액막을 형성할 수가 있다. 이 때문에, 예를 들면 웨이퍼 (W)의 온도와 레지스트 개질 액의 온도에 차이가 있다고 해도 글리세린액에 빼앗기는 열의 양을 웨이퍼 (W)의 면내에서 균일하게 할 수가 있으므로, 글리세린액의 침투 및 산촉매 반응의 진행을 면내에서 균일하게 촉진시킬 수가 있다. 그 결과, 면내 균일성의 높은 선폭의 레지스트 패턴을 형성할 수가 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면 웨이퍼 (W)와 유체 규제판 (5)의 사이에 모세관 현상에 의해 액을 넓혀 웨이퍼 (W)의 주변부에 있어서 표면장력에 의해 액을 보유 지지하는 것으로써 웨이퍼 (W)의 표면으로부터 액이 넘쳐 흘러 떨어져 장치내가 침수하는 것을 억제할 수가 있다. 또 웨이퍼 (W)와의 사이의 틈새를 좁게 설정하는 것으로써 1회의 처리로 사용하는 글리세린액의 액량을 줄일 수가 있으므로 그 만큼에 있어서 운전 코스트의 저감을 도모할 수가 있다. 단, 반드시 글리세린액을 멈춘 상태로 가열을 하지 않아도 좋고 예를 들면 액의 공급 및 액의 흡인을 계속하는 것으로 웨이퍼 (W)/판 (5)간의 간격에 액류가 형성된 상태로 PEB 가열하도록 해도 괜찮다.
또한 유체 공급구 (52)를 개재시키거나, 또는 별도 유체 규제판 (5)에 별도 형성한 공급구를 개재시키고 웨이퍼 (W)의 표면에 가스 분사 수단을 마련해 두어 PEB 가열 후의 웨이퍼 (W)의 표면에 가스를 분사하여 웨이퍼 (W)를 건조시키도록 해도 괜찮다.
또, 글리세린액은 재치대 (3)에 재치된 상태의 웨이퍼 (W)에 공급하지 않아도 좋고 예를 들면 재치대 (3)에 재치하기 전에 기판 지지 핀 (36)에 의해 지지를 받은 웨이퍼 (W)의 표면에 유체 규제판 (5)를 대향시켜 레지스트 개질액의 액막을 형성하고 나서 웨이퍼 (W)를 재치대 (3)에 재치하도록 해도 괜찮다.
또한 글리세린액을 공급하는 액 공급 수단을 가지는 유니트를 별도 마련해 두어 표면에 글리세린액을 액 번성한 웨이퍼 (W)를 반입하여 재치대 (3)에 재치해, 유체 규제판 (5)를 대향시켜 액을 면내에 넓히도록 해도 괜찮다.
( 제2의 실시 형태)
다음에, 도 9와 도 10을 참조해 본 발명의 제2의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한 본 실시 형태가 상기의 실시 형태와 중복하는 부분은 설명을 생략 한다.
제2의 실시 형태의 장치 (1A)는, 웨이퍼 (W)와 유체 규제판 (5)의 사이의 간격에 글리세린 함유 미스트 및/또는 증기를 공급하는 유체 공급 유니트 (54A)를 구비하고 있다. 유체 공급 유니트 (54A)는 글리세린액을 수용하는 제1의 탱크와 용제를 수용하는 제2의 탱크와 매스 플로우 콘트롤러(MFC)와 혼합기와 기화기를 내장하고 있다. 기화기는 글리세린과 용제의 혼합물을 기계적 또는 물리적으로 미세한 액체방울로서 분무하는 분무 노즐을 구비하고 있다. 용제로서 물, 각종의 알코올류, 유기용매의 어느쪽이든 이용할 수가 있다.
유체 공급 유니트 (54A)의 내부 유로는 공급관 (53)을 개재시켜 유체 규제판 (5)의 공급구 (52A)에 연통하고 있다. 공급관 (53)에는 밸브 (53a)가 장착되고 있다. 제어기 (10A)는, 소정의 프로세스레시피에 근거해 유체 공급 유니트 (54A), 밸브 (53a), 히터 (33, 51) 및 그 외의 요소를 통괄적으로 콘트롤 한다.
다음에, 본 실시 형태의 기판 가열 장치 (1A)를 이용해 웨이퍼 (W)를 PEB 가열 처리하는 경우에 대해서 도 10을 참조해 설명한다.
타이밍 (t1)에 웨이퍼 (W)를 유니트 (1A)내에 반입한다. 타이밍 (t2)에 유니트 (1A)의 배기를 개시함과 동시에, 유니트 (1A)내에 퍼지 가스의 공급을 개시한다. 타이밍 (t3)에 퍼지 가스의 공급을 정지한다.
타이밍 (t4)에 전원 스윗치를 ON 해 히터 (33, 51)로의 급전을 개시한다. 글리세린 함유 미스트(일부에 증기를 포함한다)를 간격에 공급하기 전에, 웨이퍼 (W) 및 유체 규제판 (5)를 예열해 두는 것이 바람직하다. 웨이퍼 (W) 및 판 (5)의 표면에 결로를 일으키는 것을 방지하기 위함이다.
글리세린 함유 미스트를 간격에 공급하는 경우에 대해서 설명한다. 타이밍 (t5)에 글리세린 함유 미스트의 공급을 개시한다. 즉, 제어기 (10A)가 유체 공급 유니트 (54A)의 MFC를 구동시켜, 제 1 및 제2의 탱크로부터 소정 유량의 글리세린액과 용제를 혼합기에 도입해 혼합기로부터 글리세린/용제의 혼합액을 기화기에 도입하고 기화기의 노즐로부터 미스트 형상의 글리세린 함유물을 미세한 액체방울(일부에 증기를 포함한다)로서 분무한다. 제어기 (10A)가 밸브 (53a)를 열면 글리세린 함유 미스트가 공급관 (53)을 통하여 공급구 (52A)로부터 간격에 유입해, 도 9에 나타나는 바와 같이 글리세린 함유 미스트가 간격의 중앙으로부터 주변으로 향해 퍼져, 그 일부가 간격에 체류 해, 다른 일부는 배기류와 함께 유니트 (1A)의 외부에 배출된다. 타이밍 (t6)에 글리세린 함유 미스트의 공급을 정지한다.
타이밍 (t7)에 전원 스윗치를 OFF 해 히터 (33, 51)로의 급전을 정지한다. 유체 규제판 (5)를 퇴피 위치까지 상승시킨다. 타이밍 (t8)에 퍼지 가스의 공급을 개시해 타이밍 (t9)에 유니트 (1)의 배기를 정지함과 함께 퍼지 가스의 공급을 정 지한다. 타이밍 (t10)에 웨이퍼 (W)를 유니트 (1A)로부터 반출한다.
본 실시 형태에서는, 예열 시간 t4~t5를 약 10초로 해, 글리세린 함유 미스트의 공급 시간 t5~t6를 약 90초로 한다. 본 실시 형태에 있어서의 PEB 가열 처리의 1 사이클 시간 (t1~t10)는 120~130초 정도이다.
본 실시 형태에 의하면, 액체의 경우와 같이 웨이퍼 (W)의 상면으로부터 레지스트 개질액을 제거하는 공정을 생략할 수가 있으므로, 처리 시간이 단축되고 또한 수율이 향상한다.
( 제3의 실시 형태)
다음에, 도 11을 참조해 본 발명의 제3의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치에 대해서 설명한다. 또한 본 실시 형태가 상기의 실시 형태와 중복 하는 부분은 설명을 생략 한다.
본 실시 형태의 기판 가열 장치 (1B)는, 웨이퍼 (W)를 세정하기 위한 세정액인 린스액을 겸한 냉각액을 웨이퍼 (W)에 공급하는 수단을 구비한 것을 제외해 상기 제 1의 실시 형태의 장치 (1)과 실질적으로 같다. 장치 (1B)에 있어서, 유체 공급구 (52)에 접속된 공급관 (53)은 도중에서 분기되어 냉각액 예를 들면 온도가 조정된 순수의 공급원 (8)과 접속되고 있어 제어기 (10B)에 의해 조작되는 삼방 밸브 (81)에 의해 레지스트 개질 유체 및 냉각액 가운데 어느쪽이든 한쪽을 유체 공급구 (52)를 개재시켜 웨이퍼 (W)의 상면에 공급할 수 있게 되어 있다.
본 장치 (1B)를 이용해 웨이퍼 (W)를 PEB 가열하는 경우에 대해서 개략 설명한다. 웨이퍼 (W)/판 (5)의 간격에 레지스트 개질액을 공급해, 레지스트 개질액을 레지스트막에 접촉시킨 상태로 웨이퍼 (W)를 가열한 후에(도 7A참조), 삼방 밸브 (81)을 전환하고, 공급구 (52)를 개재시켜 예를 들면 23 ℃에 온도 조절된 냉각액(린스액)을 간격에 공급함과 동시에, 레지스트 개질액을 간격으로부터 유체 흡인구 (55)를 개재시켜 흡인 제거한다. 이것에 의해 웨이퍼 (W)상의 레지스트막 표면이 세정됨과 동시에, 웨이퍼 (W)가 냉각되므로 산촉매 반응이 정지한다. 그 후, 냉각액의 공급을 정지해, 그 다음에 유체 규제판 (5)를 하강시키면서 유체 흡인구 (55)를 개재시켜 냉각액의 흡인을 하는 것으로 이루어진다(도 7A참조).
또한 상술의 예에, 냉각액(린스액)으로 세정하는 것으로써 웨이퍼 (W)를 보다 확실히 청정하게 할 수가 있다. 즉, 만일 선택한 레지스트 개질 유체에 포함되는 성분이 남아 있으면 후속 공정의 처리에 악영향을 미치는 우려가 있는 경우에, 본 실시 형태는 유효하다.
또한 냉각액으로서 레지스트 개질액보다 휘발성이 높은 것(비점이 낮은 것)을 이용하면 웨이퍼 (W)로부터의 건조 제거를 단시간에 실시할 수가 있으므로 유리한 계책이다. 또한, 최적인 타이밍에 웨이퍼 (W)를 냉각해 산촉매 반응을 정지시킬 수가 있으므로, 냉각액의 온도등을 선정하는 것으로써 냉각 플레이트 (7)을 생략 하는 경우도 가능하다.
또한 냉각액은 재치대 (3)에 재치된 웨이퍼 (W)에 공급하지 않아도 좋고 예를 들면 기판 지지 핀 (36)에 의해 재치대(가열 플레이트, 3)으로부터 멀어진 위치로 설정하고 나서 냉각액을 공급하도록 해도 괜찮다. 또한 냉각액 공급 수단을 가지는 유니트를 본장치 (1B)와는 별도로 마련하도록 해도 괜찮다.
( 제4의 실시 형태)
다음에, 도 12를 참조해 본 발명의 제4의 실시 형태와 관련되는 기판 가열 장치에 대해서 설명한다. 또한 본 실시 형태가 상기의 실시 형태와 중복 하는 부분은 설명을 생략 한다.
본 실시 형태의 기판 가열 장치 (1C)는 승강 가능한 유체 규제판 (5)를 가지고 있지 않은 점을 제외하고 상기 제 1의 실시 형태의 장치 (1)과 실질적으로 같다. 덮개 (4)는 하강 위치에 배치되었을 때에 그 천정부의 하면이 웨이퍼 (W)의 상면과 소정의 간격(예를 들면 1~2mm)을 형성하도록 설정되어 있다. 또한 덮개 (4)의 천정부 중앙 부근에는 레지스트 개질액(예를 들면 글리세린)을 웨이퍼 (W)에 공급하기 위한 유체 공급구 (8)이 설치되고 있고 이 유체 공급구 (8)은 공급관 (53)을 개재시켜 레지스트 개질액의 공급원 (54)와 접속되고 있다. 즉, 덮개 (4)의 천정부의 표면은 유체 규제부로서 형성되고 있어 웨이퍼 (W)의 표면과 덮개 (4)의 천정부표면과의 사이에 레지스트 개질액이 공급되어 액막이 형성되는 구성이다. 또한 공급관 (53)은 도중에서 분기되고 있어 분기로의 일단은 예를 들면 건조용의 기체의 공급원 (80)과 접속되고 있다. 도안의 부호 81은, 제어부 (10C)에 의해 조작되는 삼방 밸브이다. 이 삼방 밸브 (81)을 전환하는 것으로 유체 공급구 (8)을 개재시켜 레지스트 개질액 또는 건조용 기체의 어느쪽이든 한쪽을 웨이퍼 (W)에 공급할 수 있게 되어 있다. 또, 도안의 부호 82는 저항 발열형의 히터이다.
덮개 (4)의 천정부에 있어서의 웨이퍼 (W)의 바깥 둘레보다 외측에 대응하는 부위에는, 복수의 급기구 (83)이 주위 방향을 따라 설치되고 있고 이 급기구 (83) 에는 퍼지 가스 예를 들면 필터를 통과시킨 공기나 질소 가스등의 불활성 가스를 공급하기 위한 급기관 (84)가 접속되고 있다.
또, 재치대 (3)에 있어서의 웨이퍼 (W)의 재치 영역의 바깥쪽 측에는 레지스트 개질액이나 퍼지가스를 배출하기 위한 복수의 배출구 (85)가 주위 방향을 따라 형성되고 있고 이 배출구 (85)에는 흡인 수단 (86) 예를 들면 이젝터등이 접속되고 있다. 또한 재치대 (3)의 주변의 견갑부는 액이 신속하게 흐르고 떨어지도록 배출구 (85)로 향해 하부로 경사하고 있다. 이 재치대 (3)의 경사 견갑부는 레지스트 개질액에 대해서 발수성을 가지도록 표면 처리되고 있다. 또한 퍼지 가스는 천정부측으로부터 공급해 바닥부측으로부터 배기하는 구성에 한정되지 않고, 이것과는 반대로 덮개 (4)에 배기구를 형성함과 동시에 급기구를 재치대 (3)에 형성해도 좋다.
재치대 (3)에 웨이퍼 (W)가 재치되면 덮개 (4)를 닫아 처리 공간을 형성해, 유체 공급로 (8)을 개재시켜 웨이퍼 (W)/덮개 (4)간의 간격에 레지스트 개질액을 공급한다. 이것에 의해 레지스트막의 표면에 레지스트 개질액이 접촉한 상태로 웨이퍼 (W)가 PEB 가열된다. 그 후, 삼방 밸브 (81)을 바꾸어 웨이퍼 (W)의 표면에 건조공기를 분사, 레지스트 개질액을 밖으로 밀어 내 웨이퍼 (W)로부터 제거한다. 이 웨이퍼 (W)로부터 넘쳐 흘러 떨어진 레지스트 개질액은 배출구 (85)를 개재시켜 배출된다. 이러한 구성으로서도 상술의 경우와 같은 효과를 구할 수 있다.
또한 본예에 있어서도 냉각액을 공급하는 수단을 마련해 두어 기체를 공급하기 전에 웨이퍼 (W)의 표면에 냉각액을 공급하도록 해도 괜찮다. 또한 본예에 있어서는, 유체 공급구 (8)은 웨이퍼 (W)의 중앙에 대응하는 위치에 마련한 구성에 한 정되지 않고, 예를 들면 웨이퍼 (W)의 주위 방향으로 간격을 두고 배치되고 있어도 괜찮다. 또한 반드시 건조 기체를 공급하는 수단을 구비하고 있지 않아도 좋고 가열에 의해 레지스트 개질액을 증발시켜 웨이퍼 (W)를 건조시키도록 해도 괜찮다.
또한 본 발명에 있어서는, 웨이퍼 (W)의 표면에 레지스트 개질액을 공급했을 때에 있어서 웨이퍼 (W)의 바깥 둘레로부터 액이 넘쳐 흘러 떨어지는 것을 억제하기 위해서 예를 들면 레지스트를 웨이퍼 (W)의 표면에 도포한 후에, 이 도포 유니트에서 웨이퍼 (W)의 주변부에 발수 처리를 실시하도록 해도 괜찮다. 구체적으로는 웨이퍼 (W)의 주변부에 사방에 걸쳐서 발수제 예를 들면 불소계의 도포액을 도포해 건조시키는 처리가 일례로서 들고 있다. 이 경우로서도 상술의 경우와 같은 효과를 구할 수 있다. 또한, 액이 넘쳐 흘러 떨어지는 것을 보다 확실히 억제하기 위해서 유체 규제판 (5)의 표면중 웨이퍼 (W)의 주변부와 대응하는 부위에 미리 동일하게 해 발수 처리를 실시해 두도록 해도 괜찮다. 또 재치대 (3)에 재치된 웨이퍼 (W)의 주위둘레 전체 주위와 얼마 안되는 간격을 개재하여 대향하도록 예를 들면 표면에 발수 처리가 실시된 링 부재를 마련하도록 해도 액이 넘쳐 흘러 떨어지는 것을 억제할 수가 있다.
또한 본 발명에 있어서는 가열 처리하는 웨이퍼 (W)는 저가속의 전자빔에 의해 묘화된 것에 한정되지 않고, 예를 들면 고가속의 전자빔으로 묘화된 웨이퍼 (W)나, 마스크를 개재시켜 노광기에 의해 노광된 웨이퍼 (W)에도 적용할 수도 있다. 이 경우로서도, 산촉매 반응을 촉진시킬 수가 있으므로 단시간에 노광 후 가열을 실시하는 것으로 수율의 향상을 도모할 수가 있다. 또 본 발명은, 피처리 기판에 반도체 웨이퍼 (W) 이외의 기판, 예를 들면 LCD 기판, 포토마스크용 레티클 기판의 가열 처리에도 적용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 기판 가열 장치가 구성된 도포 현상 장치의 개요를 도 13 및 도 14를 참조하면서 설명한다.
도안의 부호 (B1)은 예를 들면 13매의 웨이퍼 (W)가 수납된 캐리어 (C)를 반입출하기 위한 캐리어 재치부이다. 캐리어 재치부 (B1)은 복수개의 캐리어 (C)가 재치 가능한 재치대 (90a)를 구비한 캐리어 스테이션 (90)과 개폐부 (91)과 개폐부 (91)을 개재시켜 캐리어 (C)로부터 웨이퍼 (W)를 꺼내는 수수 수단 (A1)이 설치되고 있다.
캐리어 재치부 (B1)에는 프레임체 (92)로 주위를 둘러싸여진 처리부 (B2)가 접속되고 있다. 이 처리부 (B2)에는 앞측으로부터 차례로 가열·냉각계의 유니트를 다단화한 선반 유니트 (U1, U2, U3)과 도포 현상 유니트를 포함한 각 처리 유니트간의 웨이퍼 (W)의 수수를 실시하는 주반송 수단 (A2,A3)가 교대로 배열해 설치되고 있다. 이들의 선반 유니트 (U1, U2, U3) 및 주반송 수단 (A2,A3)은, 직렬로 나열하여 배치되어 상호간의 접속 부위에는 도시하지 않는 개구부가 형성되고 있다. 상기 개구부를 개재시켜 웨이퍼 (W)는 처리부 (B1)내를 일단측의 선반 유니트 (U1)로부터 타단측의 선반 유니트 (U3)까지 자유롭게 이동할 수 있게 되어 있다. 주반송 수단 (A2,A3)은, 선반 유니트 (U1, U2, U3)측의 일면부와 액처리 유니트 (U4, U5)측의 일면부와 배후면부로 구성되는 구획벽 (93)에 의해 둘러싸이는 공간에 배치되고 있다. 도안의 부호 94, 95는 각 유니트로 이용되는 처리액의 온도 조절 장 치나 온습도 조절용의 덕트등을 구비한 온습도 조절 유니트이다.
액처리 유니트 (U4, U5)는, 예를 들면 도 14에 나타나는 바와 같이 도포 유니트 (COT), 현상 유니트 (DEV) 및 반사 방지막형성 유니트 (BARC)가 예를 들면 5단으로 적층되고 있다. 이들의 액처리계 유니트는, 도포액(레지스트액)이나 현상액과 같은 약액의 탱크가 수납된 수납부 (96) 위에 설치되고 있다. 한편, 선반 유니트 (U1, U2, U3)은, 각종의 열처리계 유니트가 예를 들면 9단으로 적층되고 있다. 열처리계 유니트에는 상술의 기판 가열 장치를 유니트화한 노광 후 가열 유니트(PEB), 웨이퍼 (W)를 가열(베이크)하는 가열 유니트, 웨이퍼 (W)를 냉각하는 냉각 유니트 등이 포함된다.
처리부 (B2)의 선반 유니트 (U3)에는 인터페이스부 (B3)을 개재시켜 노광부 (B4)가 접속되고 있다. 인터페이스부 (B3)은, 제1의 반송실 (97) 및 제2의 반송실 (98)을 포함하고 처리부 (B2)와 노광부 (B4)의 사이에 웨이퍼 (W)의 수수를 행하기 위한 2개의 수수 수단 (A4, A5)와 선반 유니트 (U6) 및 버퍼 캐리어 (C0)를 구비하고 있다.
다음에, 도포 현상/노광 시스템내에서의 웨이퍼 (W)의 흐름의 개요를 설명한다. 캐리어 (C)가 캐리어 재치부 (B1)의 재치대 (90a)에 재치되면, 캐리어 (C)로부터 덮개가 분리되고 수수 수단 (A1)에 의해 웨이퍼 (W)가 꺼내진다. 그 다음에, 웨이퍼 (W)는 선반 유니트 (U1)의 수수 유니트(도시하지 않음)를 개재시켜 주반송 수단 (A2)에 수수되고 선반 유니트 (U1~U3)에서 반사 방지막형성 처리 및 냉각 처리를 한다.
그 다음에, 웨이퍼 (W)를 도포 유니트 (COT)에 반송하고 웨이퍼 (W)에 소정의 화학 증폭형 레지스트를 도포한다. 화학 증폭형 레지스트는, ESCAP계 레지스트(예를 들면, M20G;일본 합성 고무 주식회사 JSR)의 제품), Acetal계 레지스트(예를 들면, UV135;Shipley사의 제품) 혹은 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 어느쪽이다.
레지스트막의 형성 후, 웨이퍼 (W)는 선반 유니트 (U1~U3)의 하나의 선반을 이루는 가열 유니트로 가열(베이크 처리)되어 냉각 후 또 선반 유니트 (U3)의 수수 유니트를 경유해 인터페이스부 (B3)에 반입된다. 이 인터페이스부 (B3)에서, 웨이퍼 (W)는 수수 수단 (A4)→ 선반 유니트 (U6) → 수수 수단 (A5)라는 경로에서 반송된다. 그리고, 웨이퍼 (W)는 인터페이스부 (B3)로부터 노광부 (B4)에 반송되어 노광 처리된다. 노광 후, 웨이퍼 (W)는 역의 경로에서 주반송 수단 (A2)까지 반송되어 본 발명의 기판 가열 장치 (1), 1A~1C의 어느 쪽인가에 반입되어 PEB 처리된다. PEB 처리 후, 웨이퍼 (W)는 현상 유니트 (DEV)에 반송되어 현상 처리된다. 최종적으로 웨이퍼 (W)는 재치대 (90a)상의 원래의 캐리어 (C)로 되돌려진다.
다음에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 실시예와 비교예에 대해서 각각 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1에서는 노광 후의 레지스트막 면상에 글리세린을 실은 상태로 PEB 가열 처리를 실시했다. 자세한 시험 조건을 이하에 기재한다. PEB 가열 후, 순수로 레지스트 개질 유체를 씻어 흘리고 또 웨이퍼의 표면에 현상액을 공급해 패턴을 형 성했다. 형성된 패턴을 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해 촬상한 결과를 도 15에 나타낸다. 화학 증폭형 레지스트로서 M20G(JSR사(일본 합성 고무 주식회사) 제품)를 이용했다.
·레지스트;포저티브형 ESCAP계
·레지스트·레지스트 막두께 ;1OO nm
·선폭 목표치 ;250 nm
·전자빔 조사량;6 mJ /cm2
·PEB 가열 온도 및 가열 시간 ;90 ℃, 90초
·순수 공급 시간;30초 ·
·현상액 및 현상 시간 TMAH=2. 38 중량%, 60초(비교예 1)
비교예 1은, 레지스트 개질 유체를 이용하지 않았던 것을 제외하여 실시예 1과 같은 조건으로 처리를 실시했다. 형성된 패턴을 전자 현미경을 이용해 촬상한 결과를 도 16에 나타낸다
(실시예 1 및 비교예 1의 결과와 고찰)
도 15및 도 16의 결과로부터도 분명한 바와 같이, 레지스트 개질 유체인 글리세린을 실은 상태로 가열한 실시예의 경우, 묘화 한 영역(전자빔을 맞힌 영역)이 현상액에 용해하고 묘화 하지 않았던 영역에 있는 레지스트가 남아 패턴이 형성되고 있다. 패턴의 선폭도 목표치를 만족하는 것이 형성되고 있다. 이것에 대해, 글리세린을 이용하지 않았던 비교예는 묘화 한 영역의 레지스트가 용해하지 않고 남아 버려 패턴이 말할 수 없을 만큼 형성되어 있지 않다.
이상의 결과로부터 레지스트 개질 유체로서 글리세린을 이용하면,전자빔을 저가속으로 설정했다고 해도 PEB 가열시에 있어서 산촉매 반응을 촉진시킬 수가 있는 것이 확인되었다. 따라서, 본 발명에 의하면 선폭 정밀도의 높은 레지스트 패턴을 형성할 수가 있다.

Claims (18)

  1. 화학 증폭형 레지스트의 도포막을 가지는 기판을 노광후로부터 현상전까지의 사이에 가열 처리하는 기판 가열 장치에 있어서,
    상기 레지스트 도포막이 상면이 되도록 기판이 실질적으로 수평으로 재치되는 재치대와,
    상기 화학 증폭형 레지스트의 산촉매 반응을 촉진시키기 위한 레지스트 개질 유체를 기판에 공급하는 유체 공급 기구와,
    상기 레지스트 개질 유체를 상기 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로 상기 재치대 상의 기판을 가열하는 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  2. 청구항 1의 장치에 있어서,
    또한 상기 재치대 상의 기판과 대향하여 배치되고, 상기 기판과의 사이에 간격을 형성하고, 상기 간격에 상기 레지스트 개질 유체를 보유 지지하는 유체 규제 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  3. 청구항 1의 장치에 있어서,
    상기 유체 공급 기구는,
    상기 레지스트 개질 유체의 공급원과,
    상기 재치대 상의 기판과 대향하여 배치되고, 상기 기판과의 사이에 간격을 형성하고, 상기 간격에 상기 레지스트 개질 유체를 보유 지지하는 유체 규제 부재와,
    상기 공급원에 연통하고, 또한 상기 유체 규제 부재의 하면에 개구하는 유체 공급구를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  4. 청구항 2의 장치에 있어서,
    상기 유체 공급구는 상기 유체 규제 부재의 하면의 중앙에 개구하고,
    상기 간격은 상기 레지스트 개질 유체가 모세관 현상에 의해 상기 간격내에 퍼질 수 있는 크기로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  5. 청구항 2의 장치에 있어서,
    또한 상기 유체 규제 부재의 하면에 개구하고, 가열 후의 기판의 표면에 냉각액을 공급하기 위한 냉각액 공급구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  6. 청구항 2의 장치에 있어서,
    또한 상기 유체 규제 부재의 하면에 개구하고, 상기 간격에 존재하는 상기 레지스트 개질 유체를 흡인하기 위한 유체 흡인구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  7. 청구항 1의 장치에 있어서,
    상기 히터는 상기 재치대에 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  8. 청구항 1의 장치에 있어서,
    상기 히터는 상기 유체 규제 부재에 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  9. 청구항 2의 장치에 있어서,
    또한 상기 간격을 조정하기 위해서 상기 유체 규제 부재를 승강시키는 승강기구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  10. 청구항 1의 장치에 있어서,
    상기 노광은 전자빔을 이용해 상기 레지스트 도포막에 패턴을 묘화 하는 전자빔 노광인 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  11. 청구항 1의 장치에 있어서,
    상기 유체 공급 기구는 상기 레지스트 개질 유체로서 글리세린을 포함한 액체이거나 또는 글리세린을 포함한 미스트 또는 증기를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  12. 화학 증폭형 레지스트의 도포막을 가지는 기판을 노광후로부터 현상전까지의 사이에 가열 처리하는 기판 가열 방법에 있어서,
    (a) 상기 레지스트 도포막이 상면이 되도록 기판을 실질적으로 수평으로 재치대에 재치하는 공정과,
    (b) 상기 화학 증폭형 레지스트의 산촉매 반응을 촉진시키기 위한 레지스트 개질 유체를 기판에 공급하는 공정과,
    (c) 상기 레지스트 개질 유체를 상기 레지스트 도포막에 접촉시킨 상태로, 상기 재치대 상의 기판을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 공정 (b)에서는 유체 규제 부재를 상기 재치대 상의 기판과 대향하여 배치하고, 상기 유체 규제 부재와 상기 기판의 사이에 간격을 형성하고 상기 간격에 상기 레지스트 개질 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    또한 상기 공정 (c)의 뒤에 상기 간격에 존재하는 상기 레지스트 개질 유체를 유체 흡인 수단에 의해 흡인하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 유체 흡인 수단에 의해 상기 레지스트 개질 유체를 흡인하고 있을 때, 상기 유체 규제 부재를 기판으로 향해 이동시켜 상기 간격을 좁게 하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    또한 상기 공정 (c)의 뒤에 가열 후의 기판에 냉각액을 공급하여 상기 기판을 냉각하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  17. 청구항 12의 방법에 있어서,
    상기 노광은 전자빔을 이용해 상기 레지스트 도포막에 패턴을 묘화하는 전자빔 노광인 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
  18. 청구항 12의 방법에 있어서,
    상기 레지스트 개질 유체는 글리세린을 포함한 액체이거나 또는 글리세린을 포함한 미스트 또는 증기인 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
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