(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク支持枠に支持された基板と、この基板上に順次形成されたＸ線透過膜およびＸ線吸収体とを有し、前記Ｘ線吸収体上に感光性レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板の熱処理方法であって、
前記感光性レジスト膜が形成されたＸ線吸収体膜の上方に、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第１の温度調整部材を近接して配置するとともに、前記Ｘ線マスク基板の裏面の下方に、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第２の温度調整部材を近接して配置し、
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度を制御することにより、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の温度を所定範囲に設定することを特徴とするＸ線マスク基板の熱処理方法。
【請求項２】
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材は、前記Ｘ線マスク基板の形状に対応した形状を有する請求項１に記載のＸ線マスク基板の熱処理方法。
【請求項３】
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度分布は、所望する感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の面内温度分布に応じて温度制御装置により制御される請求項１または２に記載のＸ線マスク基板の熱処理方法。
【請求項４】
前記第１の温度調整部材は、第１の駆動制御装置により制御された第１の駆動機構により、前記Ｘ線マスク基板のＸ線吸収体膜上に形成された感光性レジスト膜表面から所定の距離に移動・配置され、前記第２の温度調整部材は、第２の駆動制御装置により制御された第２の駆動機構により、前記Ｘ線マスク基板の裏面から所定の距離に移動・配置される請求項１に記載のＸ線マスク基板の熱処理方法。
【請求項５】
前記第１の温度調整部材は、第１の駆動制御装置により制御された第１の駆動機構により駆動され、前記第２の温度調整部材は、第２の駆動制御装置により制御された第２の駆動機構により駆動されて前記第１の温度調整部材との間に間隙を形成し、前記Ｘ線マスク基板は、第３の駆動制御装置により制御された第３の駆動機構により、前記第１の温度調整部材と第２の温度調整部材との間隙の所定の位置に移動・配置される請求項１に記載のＸ線マスク基板の熱処理方法。
【請求項６】
マスク支持枠に支持された基板と、この基板上に順次形成されたＸ線透過膜およびＸ線吸収体とを有し、前記Ｘ線吸収体上に感光性レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板を、前記感光性レジスト膜を上面に向けて熱処理する装置であって、前記Ｘ線マスク基板の感光性レジスト膜が形成されたＸ線吸収体膜の上方に近接して配置され、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第１の温度調整部材と、前記Ｘ線マスク基板の裏面の下方に近接して配置され、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第２の温度調整部材と、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の温度を所定範囲に設定するように、前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度を制御するための温度制御手段とを具備することを特徴とするＸ線マスク基板の熱処理装置。
【請求項７】
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材は、前記Ｘマスク基板の形状に対応した形状を有する請求項６に記載のＸ線マスク基板の熱処理装置。
【請求項８】
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度分布を、所望される感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の面内温度分布に応じて制御するための温度制御装置を具備する請求項６または７に記載のＸ線マスク基板の熱処理装置。
【請求項９】
前記第１の温度調整部材を、前記Ｘ線マスク基板のＸ線吸収体膜上に形成された感光性レジスト膜から所定の距離に移動・配置するための第１の駆動機構およびこの駆動機構を制御する第１の駆動制御装置と、前記第２の温度制御部材を、前記Ｘ線マスク基板の裏面から所定の距離に移動・配置するための第２の駆動機構およびこの駆動機構を制御する第２の駆動制御装置とを具備する請求項６に記載のＸ線マスク基板の熱処理装置。
【請求項１０】
前記第１の温度調整部材を駆動するための第１の駆動機構およびこの駆動機構を制御する第１の駆動制御装置と、前記第１の温度調整部材との間に所定の間隙を形成するように前記第２の温度制御部材を駆動するための第２の駆動機構およびこの駆動機構を制御する第２の駆動制御装置と、前記Ｘ線マスク基板を前記第１および第２の温度調整部材の間に形成された前記間隙の所定の位置に移動・配置するための第３の駆動機構とこの駆動機構を制御する第３の駆動制御装置とを具備する請求項６に記載のＸ線マスク基板の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスク基板の熱処理方法およびその装置に係わり、特に感光性レジストが塗布されたマスク基板を電子線、Ｘ線、イオン線、紫外線等で露光する前あるいは後に行なわれる熱処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスのデザインルールが微細化、高精度化の一途を辿るなか、露光技術の革新に伴い露光用マスクの寸法規格、精度に対する要求は厳しくなりつつある。このような要求に応えるために、高解像度かつ高感度レジストの開発が急展開で行なわれている。特に、従来のノボラック系レジストに比べて高感度、高解像度を有する化学増幅型レジストは、次期半導体プロセスにおいて有望とされており、将来的に必要不可欠な材料として期待されている。化学増幅型レジストは、露光により酸を発生する酸発生剤と、酸により架橋または分解する置換基を有する化合物とを含有する感光性組成物であり、露光を施すことによってポリマ系の反応が起こるのではなく、酸発生剤から酸が発生する。ここで発生した酸が露光後の熱処理（ＰＥＢ）によって触媒として作用し、ネガ型レジストの場合にはポリマに架橋反応が生じて露光部が選択的に現像液に不溶化することによって、また一方、ポジ型レジストの場合には、溶解抑止基が変化して露光部が選択的に現像液に可溶化することによってパターンが形成される。
【０００３】
このような化学増幅型レジストにおいては、熱処理による酸の反応量がレジスト寸法に直接影響を及ぼすので、所望の寸法精度でパターンを形成するためには、熱処理温度を厳密に制御する必要がある。例えば、ある種の化学増幅型レジストの場合には、線幅０．３５μｍをパターンを形成するには、露光後の熱処理温度を０．３℃以内に設定しなければならない。さらに微細なパターン寸法では、当然のことながら処理温度の精度はよりいっそう厳しくなり、例えば０．１５μｍルールの寸法では０．２℃程度の精度が要求されている。
【０００４】
しかしながら、従来レジストの熱処理は、主として露光光の定在波によるレジスト側壁のガタつきを低減するために施されているにすぎず、熱処理温度が多少変化してもレジストパターン寸法はほとんど変化しなかった。今後化学増幅型レジストを使用するためには、従来よりプロセス的な問題である環境依存性を低減することが非常に重要な要因となることが明らかであり、前述したように微細な線幅を制御するうえでは、露光後の熱処理時の温度均一性の向上と、正確な温度制御とが要求されることになる。
【０００５】
通常、露光後のレジスト膜の熱処理は、ホットプレート上に半導体基板を接触あるいは近接して配置し、基板の裏面側から熱を加えることによって行なわれている。このため、半導体基板上に塗布されたレジストの温度均一性向上は、ホットプレートの温度制御の精密化によってなさざるを得ない。それにもかからず、ホットプレート自体の性能不足や基板周辺の加熱雰囲気の対流による温度分布の発生のために、現状では十分な温度制御がなされていない。このため、化学増幅型レジストを使用する場合には、基板面内におけるレジストパターン寸法のバラツキを改善しにくいという問題があった。光露光用マスクパターンにおいても、レジストパターンの寸法には同様にバラツキが生じている。さらに、シリコンウエハや光露光用マスクの大口径化が進む中、このような大型半導体基板の温度制御を高精度で達成することは、ますます困難な状況に直面している。同様の問題は、０．１５μｍ以下の露光技術として有望視されているＸ線リソグラフィで用いられるＸ線マスクに対してはさらに深刻であり、もはや従来の手法を用いて高精度な温度制御を行なうことは困難になっている。
【０００６】
なお、従来のＸ線マスク基板は、例えば、図２１に示すような構成である。図２１に示すＸ線マスク基板は、Ｗ−Ｒｅの合金からなるＸ線吸収体膜（０．４μｍ厚）１ａとこの下に設けられたＳｉＣよりなるＸ線透過性薄膜（２μｍ厚）１ｂ、Ｘ線透過性薄膜を支持するＳｉ支持基板（６００μｍ厚、外径７６ｍｍ）１ｃ、およびこれらを補強する支持枠ＳｉＯ２  ガラス（４ｍｍ厚、外径１００ｍｍ、開口部６０ｍｍφ）１ｄにより構成されている。さらに、Ｓｉ基板１ｃの一部はバックエッチングによって除去されてＸ線の透過する窓（４０ｍｍ角）１ｅが形成されている。
【０００７】
このようにＸ線マスク基板は、シリコンウエハや光露光用マスクに比べて構造が複雑であるとともに、複数の材料から構成されているために、基板面内、特に基板の厚さ方向における熱伝達が異なることになる。したがって、基板表面に塗布されたレジストに対して均一な熱処理を施すことが、いっそう困難になっている。このため、必然的に基板面内における温度分布が生じやすくなり、結果としてレジストに供給される熱量が面内でバラツキ、所望する寸法精度が達成できないという問題があった。
【０００８】
ここで、従来のＸ線マスク基板の熱処理装置の一例を図２２に示す。図２２に示す熱処理装置１００においては、温度制御装置１０１によりホットプレート１０２を所望の温度に設定し、Ｘ線マスク基板１０３の裏面から加熱が行なわれる。この熱処理装置を用いて、図２１に示したものと同様の構造のＸ線マスク基板上に塗布した化学増幅型ネガレジスト膜に露光後、１１０℃で１分間加熱処理し、さらに現像処理を施して得られたレジストパターン寸法を、基板中央４０ｍｍ角の範囲で寸法ＳＥＭにより測定したところ、中心寸法０．１５μｍパターンの面内分布は３０％程度あることがわかった。この寸法の面内分布の値から、レジスト寸法と露光後の熱処理温度との関係に基づいて温度ばらつきを換算してみると、マスク基板面内の温度分布は±１℃程度であったと予測される。
【０００９】
レジストパターン寸法の面内分布は、マスク基板面内のレジストの温度分布が発生し、マスク基板の中心部に位置するほどレジストが高温であり、一方、マスク開口部近傍では低温であったことに起因する。このような温度分布が生じたのは、従来装置のホットプレートの温度均一性が不足であったことのみが原因ではなく、実際のパターンが形成されるＸ線透過性薄膜領域と、マスク開口部に位置するＸ線透過性薄膜を支持するマスク支持枠領域とにおける熱伝達率が異なることにも起因しているためである。
【００１０】
このように化学増幅型レジストは、高感度、高解像度という優れた特性を有しているため次期半導体プロセスにおいて不可欠な材料であるにもかかわらず、０．１℃程度の十分に精度の高い熱処理を行なうことは、現状では極めて困難である。しかも、さらに複雑な構造を有するＸ線マスク基板においては、事実上面内均一性の高い温度処理を行なうことができず、その結果、レジストパターン寸法制御性が不足して、寸法精度の高いＸ線マスク基板を製造することができないという問題があった。
【００１１】
上述したように、半導体デバイスのデザインルールが微細化、高精度化しているので、これを構成するＬＳＩ素子の回路パターンはますます微細化の傾向にある。パターンの微細化には、単に線幅が細くするのみならず、パターンの寸法精度や位置精度の向上も要求され、これらの要求を満たすために多くの技術開発が行なわれている。なお、通常、微細パターンの形成に当たっては、基板上に形成されたレジスト膜上に、電子線をはじめとする荷電粒子ビームを走査して回路パターンを半導体基板上に直接描画する手法、あるいは紫外線やＸ線を照射してマスクパターンを半導体基板上に転写する手法が用いられている。またマスクパターン自体も、多くの場合レジストを用いてパターン形成が行なわれている。したがって、レジストの処理を再現性良く高精度かつ均一に行なうことが、微細パターンを形成するための重要な課題となる。
【００１２】
一方、レジストを用いたパターンの形成には、いくつかの加熱処理工程が必要であり、それらの加熱処理の再現性や均一性が重要になる。化学増幅型レジストは、上述したように露光後現像前にＰＥＢと呼ばれる加熱処理を行なうことにより、レジスト膜中で露光により発生した酸の拡散を利用してパターン形成を行なうので、高感度化を図ることが可能であるという利点を有している。しかしながら、このＰＥＢ工程が不均一に行われると、得られるパターンの均一性が大きく低下するという悪影響を及ぼすことになるため、０．２℃未満の高い精度の加熱処理装置が必要とされている。
【００１３】
ここで、従来用いられている加熱処理装置の一例の概要図を図２３に示す。図２３に示す加熱処理装置においては、炉体１１０の全体がヒーター線１１２により均一に加熱されており、この炉体の内側に被処理基板１１１を挿入して加熱処理が行なわれる。このような構成の加熱処理装置では、炉体１１０の壁の一部を被加工物１１１の出入口とする必要があるため、基板の出し入れの際に内部温度の均一性が崩れてしまう。しかも、炉壁と被処理基板との距離が離れているので、昇温や降温の速度が遅いといった問題があった。また、従来の加熱処理装置の他の例として、図２４に示すようなホットプレートを用いるものも知られている。この装置においては、ヒーター１１５により均一に加熱されたホットプレート１１４と、基板を上下に駆動させるための上下駆動機構１１６とが備えられており、レジストが塗布された被加工面１１１ａを上方に向けて、基板１１１を均一に降下させてホットプレート１１４に接近させて基板の下面、すなわち被加工面１１１ａとは反対側から加熱することにより加熱処理が行なわれる。
【００１４】
レジスト処理を行なう装置では、レジストの塗布や現像などの際に液体を被加工面に供給する操作が必要とされるので、被加工面が上方を向いていることが要求される。このために、図２３および図２４に示すような構成の装置が、加熱処理に用いられてきた。
【００１５】
しかしながら最近では、半導体装置の集積度が高くなることに伴なって、露光に使用される半導体基板やマスクの面積は増大する傾向にあり、その結果、これらの基板等の変形を抑制するために、その厚さ方向においても大きくせざるを得ない。従来のようなレジストが塗布された被加工面の反対側の面から基板を加熱する方法では、基板が厚くなるにしたがって昇温や降温の速度が遅くなり、処理の際の温度均一性を保つことも難しくなりつつある。このような問題は、０．１５μｍ以下の微細パターンの形成に有力な候補として挙げられている、Ｘ線転写に用いられるＸ線マスク基板の処理において特に顕著となる。
【００１６】
すなわちＸ線マスク基板は、図２１に一例を示したように、立体的に複雑であり、熱容量や熱伝導率の異なる複数の部材より形成されているため、被加工面の反対側の面から加熱を行なった場合には、厚い気体の層を介して基板を加熱することになる。したがって、昇温や降温の速度が遅く、しかも周辺支持枠の影響により被加工面全体に均一に熱処理することが極めて困難であり、被加工基板の大型化やＸ線マスクの処理に対応する有効な方法は見出されていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特に感光性レジストが塗布されたマスク基板の熱処理を、高い温度均一性で行ない得る熱処理方法およびその装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、マスク支持枠に支持された基板と、この基板上に順次形成されたＸ線透過膜およびＸ線吸収体とを有し、前記Ｘ線吸収体上に感光性レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板の熱処理方法であって、
前記感光性レジスト膜が形成されたＸ線吸収体膜の上方に、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第１の温度調整部材を近接して配置するとともに、前記Ｘ線マスク基板の裏面の下方に、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第２の温度調整部材を近接して配置し、
前記第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度を制御することにより、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の温度を所定範囲に設定することを特徴とするＸ線マスク基板の熱処理方法を提供する。
【００２０】
また、本発明は、マスク支持枠に支持された基板と、この基板上に順次形成されたＸ線透過膜およびＸ線吸収体とを有し、前記Ｘ線吸収体膜上に感光性レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板を、前記感光性レジスト膜を上面に向けて熱処理する装置であって、
前記Ｘ線マスク基板の感光性レジスト膜が形成されたＸ線吸収体膜の上方に近接して配置され、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第１の温度調整部材と、
前記Ｘ線マスク基板の裏面の下方に近接して配置され、前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板を加熱または冷却するための第２の温度調整部材と、
前記感光性レジスト膜およびＸ線マスク基板の温度を所定範囲に設定するように、前記第１および第２の温度調整部材の少なくとも一方の部材の温度を制御するための温度制御手段とを具備することを特徴とするＸ線マスク基板の熱処理装置を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
（実施例Ｉ）
実施例Ｉにおいては、本発明のＸ線マスク基板の熱処理方法およびその装置を説明する。
【００２５】
（実施例Ｉ−１）
図１は、本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の一例を表す概要図である。
ここでは、化学増幅型ネガレジストを用いて露光後に熱処理する場合を例に挙げて説明する。まず、図２１に示したものと同様の構成のＸ線マスク基板１に化学増幅型レジストを塗布してレジスト膜を得、このレジスト膜に対して露光を施した。その後、以下のようにしてＸ線マスク基板の熱処理を行なった。すなわち、熱処理装置２内は、熱媒体となる不活性ガスＮ２  で満たしておき、前述の基板をこの装置内に搬送して保持台１４上に載せ、第１の温度調整製部材３と第２の温度調整部材４との間隙に配置した。
【００２６】
ここで用いた第１の温度調整部材３の側面図および平面図を、図２に示す。図２（ａ）に示すように、第１の温度調整部材は、平面形状厚さ２０ｍｍで外径７６ｍｍの円形である。なお、この第１の温度調整部材の内部には、図２（ｂ）に示すように温度制御装置５により制御されるヒーター線１５が形成されており、さらに５個の温度センサー１７が埋め込まれている。また、第２の温度調整部材４の側面図および平面図を、図３に示す。第２の温度調整材は、図３（ａ）に示すようにＸ線マスク基板１の開口部形状と相似形状で開口部に挿入し得るように外径４８ｍｍの円形を有しており、その上面は４０ｍｍ角の正四角すい形状である。図３（ｂ）に示すように、この第２の温度調整部材４の内部にも、第１の温度調整部材と同様に温度制御装置６により制御されるヒーター線１６が形成されており、５個の温度センサー１８が埋め込まれている。各温度センサー１７および１８からの信号は、５，６温度制御装置に取り込まれ、温度制御する際にフィードバックされる。
【００２７】
Ｘ線マスク基板の熱処理の際には、第１の温度調整部材３および第２の温度調整部材４は、Ｘ線マスク基板１が搬送される前に、各々温度制御装置５および３によって所望の温度に予め設定されている。なお、本実施例においては、設定温度は１１０℃とし、第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の温度は、面内でほぼ均一に分布するようにそれそれ各温度制御装置５および６で調整されている。
【００２８】
次に、第１の温度調整部材３を、第１の駆動機構７によって第１の駆動制御装置９の制御のもとで、Ｘ線マスク基板１に近接配置し、第１の温度調整部材とレジスト表面の間隙を概ね１００μｍに設定した。また、これとは独立に、第２の温度調整部材４を、第２の駆動機構８によって第２の駆動制御装置１０の制御のもとで、Ｘ線マスク基板１の裏面に近接配置し、第２の温度調整部材４とマスク基板裏面との間隙を約１００μｍに設定した。その際、第１の部材に設けられた距離センサー１１および第２の部材に設けられた距離センサー１２により、Ｘ線マスク基板１の外周部の位置をモニターして、第１および第２の温度調整部材３，４とＸ線マスク基板１との距離の設定を行なった。これらの距離センサー１１および１２からの信号は、各々の駆動制御装置５，６に各部材３，４とＸ線マスク基板１との間隙量の情報を提供し、駆動制御にフィードバックされている。
【００２９】
この状態でＸ線マスク基板１を１分間加熱することによって熱処理を施した後、各温度調整部材３および４を駆動機構７，８によって駆動制御装置９，１０の制御のもとで退避させ、Ｘ線マスク基板１を搬出した。
【００３０】
以上のようにして熱処理を施したＸ線マスク基板１上のレジストを現像してパターンを形成した後、パターン寸法を４０ｍｍ角の面内で測定したところ、Ｘ線マスク基板開口部周辺のパターン寸法が、設計寸法０．１５μｍに対して１０％細くなっていることがわかった。
【００３１】
図２２に示す従来の熱処理装置で露光後加熱した際のパターン寸法精度に比べると、本実施例の方法によりレジストパターン寸法の面内均一性が向上していることを確認できた。しかしながら、Ｘ線マスク基板の中心部に位置するほどレジストパターン寸法が太くなっており、その寸法差は露光後の加熱温度換算で０．２℃に相当していることがわかった。そこで、寸法精度の面内均一性をさらに向上させるために、第１の温度調整部材３の温度設定は変更せずに、第２の温度調整部材４に温度制御装置６により、中心から外周部に向けて０．２℃の昇温勾配を有する温度分布を与えて同様の熱処理を行なった。この熱処理条件で設定した第１の温度調整部材３と第２の温度調整部材４の温度分布の概略を、図４のグラフに示す。図４中、曲線ａおよびｂは、それぞれ第１の温度調整部材および第２の温度調整部材の温度分布を表す。第１の温度調整部材の温度（曲線ａ）は、Ｓｉ基板領域７６ｍｍ内にわたって、±０．１℃の範囲内に設定し、第２の温度調整部材の温度（曲線ｂ）は、窓領域の端部で約１１０．４℃として、前述の温度勾配をもって基板中央に向かって低下している。
【００３２】
このように温度を制御して熱処理を施してレジストパターンを形成し、得られたパターン寸法を図５のグラフに示す。図５に示すように現像後のレジストパターン寸法の面内バラツキは、中心寸法０．１５μｍに対して±３％を達成していることがわかる。
【００３３】
なお、図５には、従来装置で熱処理した場合の現像後に得られたレジストパターン寸法の面内均一性について、中心寸法０．１５μｍの結果も併せて示した。従来装置で熱処理した場合には、パターン寸法の面内バラツキは、±２０％にも及んでおり、本発明によりパターン寸法のバラツキを大きく低減できたことがわかる。
【００３４】
（実施例Ｉ−２）
本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の第２の例の概要図を図６に示す。
図６に示す熱処理装置の構成は、基本的には図１に示した熱処理装置２と同様であるが、被熱処理のＸ線マスク基板２２の形状に対応して第１の温度調整部材２４と第２の温度調整部材２５の形状が異なる。ここで用いたＸ線マスク基板２２は、図７に示すようにパターン形成領域が周辺部よりも凸形状の、いわゆるメサ構造を有するものであり、またこのマスクでは円形状にＸ線透過性薄膜が形成されている。
【００３５】
図６に示すように、第１の温度調整部材２４は、Ｘ線マスク基板２２のメサ構造に対応して、Ｘ線マスク基板表面と近接する部材の一部をくぼんだ形状とした。第２の温度調整部材２５は、Ｘ線マスク基板２２の開口部に相似形の円形状とした。各々の部材には（実施例Ｉ−１）の場合と同様に、ヒーター線および温度センサー（図示せず）が形成されている。
【００３６】
本実施例においても（実施例Ｉ−１）と同様のレシピで、化学増幅型ネガレジストが塗布されたＸ線マスク基板２２を熱処理装置２１に搬送して保持台１４上に載せた後、第１の温度調整部材２４とレジスト膜２３表面との間隙、および第２の温度調整部材２５とマスク基板２２裏面の間隙を各々概ね１００μｍに設定した。各部材とＸ線マスク基板との間隙は、距離センサー１１および１２でモニターし、また部材２４および２５の駆動は、それぞれ駆動機構７および８により駆動制御装置９と１０とで制御して行なった。予め温度制御装置５と６で１１０℃に温度設定した温度調整部材２４および２５によって１分間加熱することによって、レジスト膜２３およびマスク基板２２に熱処理を施した後、各部材２４および２５を駆動機構７，８により駆動装置５，６で制御して退避し、Ｘ線マスク基板２２を搬出した。次に、熱処理の後のレジスト膜２３を現像してレジストパターンを得た。
【００３７】
得られたレジストパターン寸法の面内均一性は、中心寸法に対して±３％以内であることを寸法測定より確認した。この寸法均一性の値に基づいて、レジストパターン寸法と露光後の熱処理温度との関係より温度の均一性を換算してみると、マスク基板面内の温度分布は、±０．１℃以内と極めて高い精度で達成されていたことが予測される。
【００３８】
（実施例Ｉ−３）
本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の第３の例の概要図を図８に示す。
図８に示す熱処理装置の構成は、基本的には（実施例Ｉ−１）で説明した図１に示す熱処理装置２同様であり、被熱処理Ｘ線マスク基板１としては、（実施例Ｉ−１）で示したものと同様の構造の基板を使用する。第１の温度調整部材３および第２の温度調整部材４の形状は、（実施例Ｉ−１）と同一とした。
【００３９】
まず始めに、実施例（Ｉ−１）と同様のレシピでレジストを塗布していないＸ線マスク基板を装置内に搬送した後、第１の温度調整部材３とＸ線マスク基板表面との間隔、および第２の温度調整部材４とＸ線マスク基板の裏面との間隙を、各々約１００μｍに設定した。その際、第１の温度調整部材３と第２の温度調整部材４とを、独立に駆動機構７と８によって駆動制御装置９と１０の制御のもと、Ｘ線マスク基板に近接配置した。さらにＸ線マスク基板は、Ｘ線マスク基板駆動機構２９によりその駆動制御装置３０の制御のもと、位置を調整して設定した。
【００４０】
第１および第２の温度調整部材３，４とＸ線マスク基板との間隙は、距離センサー１１と１２によりモニターした。次に、予め各々温度制御装置５と６で１１０℃に温度設定した各部材３，４によって、Ｘ線マスク基板に熱処理を施した。この熱処理中のＸ線マスク基板の面内温度分布を、マスク基板表面に予め形成したサーミスタ３１で測定したところ、マスク開口部周辺の温度が設定温度よりも０．５℃低くなっていることがわかった。
【００４１】
そこで、この温度分布を改善するために、温度制御装置５によってさらに第１の温度調整部材３の設定温度を変更して、その周辺部が高温になるような温度分布を与えながら、基板面内の温度分布をサーミスタ３１で逐一モニターすることによって、Ｘ線マスク基板面内の温度分布が所定の範囲内になるような第１の温度調整部材３の設定温度および分布の条件を求めた。なお、ここで所定の温度分布は、±０．１℃の範囲内とした。
【００４２】
さらに、この条件下におけるＸ線マスク基板表面と第１の温度調整部材３との間隙量、およびＸ線マスク基板裏面と第２の温度調整部材４との間隙量を記憶した。
【００４３】
次に、ここで温度分布の測定を行なったＸ線マスク基板を搬出した後、化学増幅型レジストを塗布した別のＸ線マスク基板をこの装置内に搬送して熱処理を施した。この際、各部材の設定温度および第１の温度調整部材の温度分布は、先に得られた条件とし、また、Ｘ線マスク基板と第１および第２の温度調整部材との間隙量も、先に記憶した値となるように、各部材の駆動制御装置９，１０とマスク駆動制御装置３０により、それぞれの駆動機構を制御してＸ線マスク基板２に近接配置した。このような条件の下、レジスト膜に１分間の熱処理を施した後、Ｘ線マスク基板を装置から搬出し、現像処理を施してレジストパターンを形成した。
【００４４】
得られたレジストパターンの寸法を測定したところ、その面内均一性は中心寸法に対して±３％以内であり、寸法精度はレジストパターン寸法上のスペックの１／２の許容値であった。
【００４５】
このように、本発明のＸ線マスク基板の熱処理方法によれば、基板上に形成された感光性レジスト膜に供給される熱が制御されるために、寸法精度が格段に向上する。
【００４６】
なお、本発明の熱処理方法およびその装置は、上述した例に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、Ｘ線マスク基板は、裏面に窓が形成された構造に限られず、任意の構造の基板を使用することができる。また、Ｘ線マスク基板の各構成要素であるＸ線吸収体膜、Ｘ線透過性薄膜、Ｓｉ支持基板および支持補強枠の形状や寸法も、材料は従来技術の中で示したものに限定されるものではなく、窓形状やサイズも適宜決定することができる。
【００４７】
また、基板上に塗布されるレジストは、化学増幅型ポジ型レジストであっても構わない。本発明の熱処理方法および装置は、化学増幅型レジストのようにレジストパターン寸法に及ぼす熱処理温度の影響が非常に大きい場合に、特にその効果を発揮するが、化学増幅型レジスト以外の従来レジストを用いた場合でも、熱処理の精密な制御を必要とされる場合には有効である。
【００４８】
さらに、Ｘ線マスク基板表面側に近接配置される第１の温度調整部材、および裏面側に近接配置される第２の温度調整部材の形状も、被熱処理基板の形状およびサイズに応じて適宜変更可能であり、熱伝達の手段として機能するものであれば形状は構わない。この意味から、第１および第２の温度調整部材に微細な穴や、雰囲気ガスの通り抜ける貫通穴を設けることも可能である。なお、実施例で用いた部材は内部にヒーター線を有しているが、その他の手段によって部材の温度を制御することもでき、例えば、熱媒体として作用する液体や気体の流路となる管路を内部に設けて構わない。
【００４９】
また、上述した全ての実施例において、各温度調整部材はＸ線マスク基板と平行となるように配置し、その間隙寸法を約１００μｍとしたが、これに限定されるものではなく適宜選択することができる。場合によっては、被熱処理基板の面に対して、部材の面が傾斜しても構わない。各部材と被熱処理基板面の間隙量を制御することにより熱処理することも可能である。
【００５０】
なお、実施例においては、露光後のレジスト膜の熱処理を例に挙げて説明したが、露光前のレジスト膜の熱処理であっても構わず、あるいは加熱処理後の基板冷却も、本発明の熱処理方法に含まれる。さらに実施例ではレジスト温度の面内均一性向上のために第１あるいは第２の温度調整部材の温度分布を調整したが、これらの両方の部材の温度調整を行ってレジスト温度の均一化を図っても構わない。
【００５１】
本発明のＸ線マスク基板の熱処理方法は、レジスト温度の面内均一性向上のために各部材の温度や形状の制御を行なうことに限定されるものではなく、Ｘ線マスク基板に所望の面内分布を付与するために、第１の部材と第２の部材に積極的に面内温度分布を与えることも可能である。あるいは、各部材の温度に差を与えて、厚さ方向に所望する温度分布を達成する場合にも本発明を適用することができる。
（実施例ＩＩ）
実施例ＩＩにおいては、本発明のレジスト処理装置およびレジスト処理方法を説明する。
【００５２】
（実施例ＩＩ−１）
図９には、本発明のレジスト処理装置における上下反転機構の一例を表す斜視図を示し、図１０には、この上下反転機構を用いたレジスト処理装置の構成を表す説明図を示した。図１０の構成に示されるように、本実施例のレジスト処理装置においては、通常のレジスト処理装置の構成に、被加工基板を上下に反転するための上下反転機構５５が設けられている。
【００５３】
実施例（ＩＩ−１）のレジスト処理装置における上下反転機構は、図９に示すように基板保持機構５５ａと回転機構５５ｂとにより構成されており、基板保持機構５５ａは、支持ブロック５５ｃを上下に開閉運動することにより基板の保持および解放を行なう。この支持ブロック５５ｃは、被加工基板に過度の力を加えることのないように弾性体５５ｄを介して上下運動機構５５ｅに連結されている。また、ダストの影響を低減し、かつ基板表面のパターン形成部およびその近傍に接触することのないように、上下運動機構５５ｅは、Ｘ線マスク基板における基板補強枠の部分のみを支持するように設計されている。なお、基板を上下反転させても脱落することのないように、基板の上下に接触する部分には脱落防止部６０が形成されている。この脱落防止部６０は実際の動作を考慮し、テーパーを付けて位置決めの誤差を救済するようになっている。また一方、回転機構５５ｂは、基板の主平面に平行な回転軸を中心として基板を回転させる機能を有する。
【００５４】
基板の上下反転は、以下のようにして行われる。まず、基板保持機構５５ａは上下に開き、基板支持部６１が上昇した状態で、基板（図示せず）は搬送機構のアーム５８上に載置されている。基板は、まず搬送機構５７により搬送機構のアーム５８上に載置されたまま基板支持部６１上に移動され、その移動をセンサー５９により確認した後、搬送機構５７により搬送機構のアームは下方に移動して基板は基板支持部６１に載置される。その後、搬送機構のアーム５８を待避させ、これを搬送機構のセンサー５９により確認するとともに、基板が基板支持部６１上に正常な位置に載置されたことをセンサー６４により確認した後、基板保持機構５５ａが上下から挟むようにして基板を支持し、基板支持部６１は下方に移動し待避する。すなわち、基板保持機構５５ａの下側の支持ブロック５５ｃは、基板保持前は基板支持部６１よりも下方に位置し、基板保持時には基板支持部６１よりも上方に位置するように設計されている。
【００５５】
上述のようにして基板をアーム５８から基板保持機構５５ａに移動させた後、基板保持機構５５ａが正常に基板を支持していることをセンサー６２により確認し、基板支持部６１の待避をセンサー６３より確認して、回転機構５５ｂを用いて基板を主平面に平行な回転軸を中心に１８０°回転する。この際、基板の回転量はモーターへの供給パルス数を監視することによってモニターすることができる。続いて、基板が正常に主平面を下方に向けていることをセンサー６５により確認した後、下方に待避していた基板支持部６１を上昇させ、この上昇をセンサー６３により確認し、基板保持機構５５ａを上下に開いて基板を基板支持部６１上に載置する。基板が基板支持部上の正常な位置に載置されたことをセンサー６４により確認し、搬送機構のアーム５８を基板の下方に差し入れる。そして基板支持部６１を下方に移動し待避することにより、基板は搬送機構のアーム５８上に載置され、搬送機構５７に基板は上下反転して引き渡すことができる。
【００５６】
本実施例のレジスト処理装置における加熱冷却処理部５３の加熱部分の詳細を、図１１に示す。図１１に示すように、基板支持部６８は、搬送機構５７のアームからＸ線マスク基板４９を受け取った後、ヒーター６７および温度センサー７１の組み込まれているホットプレート６６の上方で上下運動をすることにより、Ｘ線マスク基板４９の加熱処理を制御する。この際、加熱処理の均一性を保つためには、ホットプレート６６の表面とＸ線マスク基板４９の被加工面との間隔を正確に決定することが重要であるので、ホットプレート６６上には、ホットプレート表面と、Ｘ線マスク基板表面との間隔を正確に決定できるように、位置決め機構６９が備えられている。この位置決め機構６９により、レジストの塗布されている被加工面がホットプレートに直面しても、被加工面がホットプレート表面に接触してパターンに欠陥を発生させることのないように配慮されている。また、当然のことではあるが、位置決め機構６９とＸ線マスク基板４９の接触部近傍はダストの発生や温度むらが予想されるので、パターン形成領域からは十分に離れていることが望ましい。
【００５７】
図１１には明確に示されていないが、位置決め機構６９はホットプレートの面内の３箇所に配置されており、それぞれ独立に調整可能であるので、温度分布に勾配がある場合には、Ｘ線マスク基板４９の傾きを調整することにより、面内温度の均一性を向上させることができる。また、図１１に示す加熱冷却処理部においては、加熱処理の均一性を向上させるために、バックプレート７０が設けられており、基板支持部６８の上下運動と同期してＸ線マスク基板４９の裏面に接近・待避するようになっている。このバックプレート７０にはセンサー７２が取り付けられており、搬送機構５７からのＸ線マスク基板４９の受け渡しの際に、基板が正常な位置に載置されているか否かを検知することができる。また、バックプレート７０に取り付けられたセンサー７２はＸ線マスク基板４９とバックプレート７０の間の距離を監視する機能も有しており、このセンサーにより両者の相対位置が適正であることを確認することができる。なお、冷却部分の詳細は、加熱部分からヒーター６７の機能が省略されていることを除いて、本質的な構造は図１１と同様である。
【００５８】
次に、本実施例で使用したＸ線マスク基板の製造工程を説明する。図１２および１３に、Ｘ線マスク基板の製造工程を表す断面図を示す。まず、図１２（ａ）に示すような厚さ６２５μｍの４インチＳｉ（１００）ウェハー４１を用意し、このＳｉウェハー上に減圧ＣＶＤ法を用いて、基板温度１０２５℃、圧力３０Ｔｏｒｒの条件のもと、１０％水素希釈のシランガス１５０ｓｃｃｍ、１０％水素希釈のアセチレンガス６５ｓｃｃｍ、および１００％塩化水素ガス１５０ｓｃｃｍを、キャリアガスである水素１０ＳＬＭと共に反応管内に導入して、図１２（ｂ）に示すような膜厚１μｍのＳｉＣ膜４２を、ウェハー４１の表面全体に成膜した。
【００５９】
次に、ＳｉＣ膜４２が形成された基板の表面にＲＦスパッタリング装置を用いて、Ａｒ圧力１ｍＴｏｒｒの条件で、図１２（ｃ）に示すように膜厚９８ｎｍのアルミナ膜４３を成膜し、さらにこのアルミナ膜４３の上に、同様にしてＲＦスパッタリング装置を用いてＡｒ圧力３ｍＴｏｒｒの条件で膜厚０．３５μｍのＷＲｅ合金膜４４を成膜して図１２（ｄ）に示すような構造を得た。
【００６０】
得られたＷＲｅ膜４４の応力は１７ＭＰａの引っ張り応力であったので、イオン注入装置を用いて加速電圧３０ｋＶで５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２  のＡｒイオンを注入して、３ＭＰａの圧縮応力に調整した後、ＷＲｅ膜４４の上に電子ビーム蒸着装置を用いて図１２（ｅ）に示すようにＣｒ膜を５０ｎｍ蒸着した。
【００６１】
次いで、アルミニウムのエッチングマスクを用いてＲＩＥ装置により、圧力１０ｍＴｏｒｒ、ＲＴパワー２００Ｗの条件のもと、ＣＦ４  ガス２５ｓｃｃｍ、およびＯ２  ガス４０ｓｃｃｍを供給することによって、図１３（ａ）に示すようにＳｉウェハー４１の裏面の中心部３０ｍｍ四方の領域のＳｉＣ膜４２を除去した。さらに、バックエッチング装置を用いて、ＳｉＣ膜の除去された部分に弗酸と硝酸との１対１混合液を滴下し、この領域のＳｉをエッチング除去して図１３（ｂ）に示すような構造を得た。
【００６２】
そして再びＲＦスパッタリング装置を用いて、Ａｒ圧力１ｍＴｏｒｒの条件で膜厚９８ｎｍのアルミナ膜４６を、アルミニウム製ステンシルマスクを介してＸ線マスク上で転写時のアライメントマークが形成される部分に裏面より成膜した。最後に、紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を用いて、外径１２５ｍｍ、内径７２ｍｍ、厚さ６ｍｍのガラスリング４７を補強枠として接合し、図１３（ｃ）に示すようなＸ線マスク基板４９を作成した。
【００６３】
このように作製されたＸ線マスク基板上に、図１４に示すような工程にしたがって、レジスト処理を施した。以下、図１０の説明図と図１４のフローチャートとを参照して、本発明のレジスト処理方法を説明する。なおレジスト処理装置は、化学フィルターにより十分に周辺雰囲気よりアミン類を除去した状態に保たれている。
【００６４】
まず、図１４のフローチャートに示すように、レジスト処理装置の搬出入部（図１０中の５６）に被加工面を上向きにセットされたＸ線マスク基板は搬送機構（同５７）により、前処理部（同５１）に搬送され、ここで１０秒間のヘキサメチルジシラザン蒸気処理を行なった後、搬送機構（同５７）により塗布部（同５２）に搬送した。ここで、Ｘ線基板上に化学増幅型ポジレジストを３ｃｍ３  を滴下し、１０ｒｐｍで３秒間、５００ｒｐｍで３０秒間、さらに３０００ｒｐｍで３秒間というステップで処理を行なってレジストを回転塗布した。その後、いわゆるエッジカット処理として２０００ｒｐｍで回転させた状態で、溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルをウェハエッジおよび裏面周辺部に５秒間噴射し、溶剤供給を停止し、その後さらに２０秒間、２０００ｒｐｍでウェハを回転させることによって乾燥を行なった。
【００６５】
乾燥後の基板は、搬送機構（同５７）により上下反転機構（同５５）に搬送されて、上下反転して被加工面を下向きとした後、加熱冷却処理部（同５３）に搬送した。そして、１１０℃に加熱されたホットプレート上で２分間の塗布後ベーク処理を行なうことにより、不要な残留溶剤を除去し、さらに冷却プレート上で冷却した。以上の工程により、膜厚３５０ｎｍのレジスト膜が形成された。なお、Ｘ線マスク基板４９上にレジスト膜４８が形成された状態は、図１３（ｄ）に示すとおりである。
【００６６】
レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板は、再び搬送機構（同５７）により上下反転機構（同５５）に搬送され、上下反転して被加工面を上向きとした後、搬出入部（同５６）に搬送され、次いで露光工程に送られる。
【００６７】
露光は、加速電圧５０ｋＶの電子ビーム描画装置を用いて、標準照射量は９μＣ／ｃｍ２  の条件で、照射量補正により近接効果補正して行なった。露光後のＸ線マスク基板は、再びレジスト処理装置の搬出入部（同５６）に被加工面を上向きにセットし、搬送機構（同５７）により上下反転機構（同５５）に転送され、上下反転して被加工面を下向きとした後、再度加熱冷却処理部（同５３）に搬送される。続いて、７５℃に加熱されたホットプレート上で１５０秒間の熱処理（ＰＥＢ）を行ない、引き続き冷却プレート上で冷却を行なった。
【００６８】
冷却後の基板は、再び搬送機構（同５７）により上下反転機構（同５５）に搬送され、上下反転して被加工面を上向きとした後、現像部（同５４）に搬送した。この現像部では、濃度０．２７Ｎの専用現像液（ＡＤ−１０）を基板上方から噴霧し、７０秒間のパドルにより現像処理を施した。その後、脱イオン純水を用いて２０００ｒｐｍで１５秒間のリンスを行ない、４０００ｒｐｍで１０秒間回転させることにより乾燥を行なった。その後、再び搬送機構（同５７）により搬出入部（同５６）に搬送されて、図１３（ｅ）に示すようなレジストパターンを形成してレジスト処理が終了する。
【００６９】
以上の方法により得られたレジストパターンの評価を、寸法測定用ＳＥＭを用いて行なった。具体的には、図１５のパターン幅ｄ１  およびｄ２  を測定し、その寸法均一性の面内分布を評価した。この測定により、本実施例のレジスト処理装置で処理を行なった場合のレジストパターンの線幅のバラツキは、３σで２７ｎｍであることがわかった。なお、従来のレジスト処理装置で処理を行なった場合の線幅のばらつきは３σ値で３５ｎｍであり、本発明によりパターン寸法の面内均一性を向上させることができたことがわかる。
【００７０】
（実施例ＩＩ−２）
図１７に、本発明のレジスト処理装置における上下反転機構の他の例を表す斜視図を示し、図１８には、この上下反転機構を用いたレジスト処理装置の構成を表す説明図を示す。図１８の構成に示されるように、本実施例のレジスト処理装置においては、被加工基板を上下反転させるための上下反転機構が、搬送機構自体に組み込まれている。
【００７１】
実施例（ＩＩ−２）のレジスト処理装置においては、図１６に示すように搬送機構のアーム７３は、上下一対で構成されており、これらが上下に開閉運動することにより、基板の保持および解放を行なう。このアーム７３は、被加工基板に過度の力を加えることのないように、弾性体７６を介して上下運動機構７７に連結されている。また、ダストの影響を低減し、かつパターン形成部およびその近傍に接触することのないように、アーム７３はＸ線マスク基板における基板補強枠の部分のみを支持するように設計されている。なお、基板を上下反転させても脱落することのないように、基板の上下に脱落防止部７４が形成されている。また、アーム７３は実際の動作を考慮し、テーパーを付けて位置決めの誤差を救済するようになっている。また一方、回転機構７８は、基板を主平面に平行な回転軸を中心に回転する機能を有する。
【００７２】
実際の上下反転は、以下のようにして行なわれる。まず、アーム７３は上下に開き、基板支持部６１が上昇した状態で、基板（図示せず）は基板支持部６１に載置されている。そして、基板が基板支持部６１上の正常な位置に載置されていることをセンサー６４により確認した後、アーム７３が上下から挟むようにして基板を支持し、基板支持部６１は下方に移動して待避する。すなわち、アーム７３の下側の支持ブロックは、基板保持前は基板支持部６１よりも下方に位置し、一方、基板保持時には基板支持部６１よりも上方に位置するように設計されている。
【００７３】
その後、アーム７３が正常に基板を支持していることをセンサー７５により確認し、基板支持部６１の待避をセンサーに６３より確認した後、回転機構７８を用いて基板を主平面に平行な回転軸を中心に１８０°回転する。この際、基板の回転量はモーターへの供給パルス数を監視することによりモニターすることができる。続いて、基板が正常に主平面を下方に向けていることをセンサー７９により確認して、次のレジスト処理部に搬送する。さらに、待避していた別の基板支持部６１′（図示せず）を上昇させて、この上昇をセンサー６３′（図示せず）により確認した後に、アーム７３を上下に開いて基板を基板支持部６１′上に載置する。そしてアーム７３を後方に待避させることにより、基板を上下反転させて引き渡すことができる。
【００７４】
本実施例（ＩＩ−２）では、図１７における搬送機構５７が上下反転機構の機能を兼ね備えている点が、実施例（ＩＩ−１）と異なる以外は、図１１に示されている加熱冷却処理部の詳細等は同一である。しかしながら、本実施例では、図１７における塗布部５２および現像部５４以外の部分において、基板の被加工面を下向きにしておくことが可能であるため、処理の際に基板の被加工面に降着するダストを大幅に低減することが可能であり、製品歩留まりを向上させることができるという利点を有している。
【００７５】
次に、本実施例のレジスト処理装置を用いたレジスト処理方法を、図１８のフローチャートおよび図１７の説明図を参照して説明する。なお、レジスト処理装置は、化学フィルターにより十分に周辺雰囲気よりアミン類を除去した状態に保たれている。
【００７６】
まず、図１８のフローチャートに示すように、レジスト処理装置の搬出入部（図１７中の５６）に被加工面を下向きにセットされたＸ線マスク基板は、搬送機構（同５７）により前処理部（同５１）に搬送され、ここで１０秒間のヘキサメチルジシラザン蒸気処理を行なった後、搬送機構（同５７）により塗布部（同５２）に搬送されて、基板の上下反転を行なって塗布部５２に引き渡される。ここで化学増幅型ポジレジスト３ｃｍ３  を滴下し、１０ｒｐｍで３秒間、５００ｒｐｍで３秒間、さらに３０００ｒｐｍで３０秒間というステップで処理を行なってレジストを回転塗布した。その後、いわゆるエッジカット処理として２０００ｒｐｍで回転した状態で、溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルをウェハエッジおよび裏面周辺部に５秒間噴射し、溶剤供給を停止した後にさらに２０秒間、２０００ｒｐｍでウェハを回転させることによって乾燥を行なった。
【００７７】
乾燥後の基板は、搬送機構（同５７）により上下反転され被加工面を下向きとした後、加熱冷却処理部（同５３）に搬送される。そして、１１０℃に加熱されたホットプレートで２分間の塗布後ベーク処理を行ない、不要な残留溶剤を除去した後、冷却プレート上で冷却を行なった。これにより膜厚３５０ｎｍのレジスト膜を形成した。レジスト膜が形成されたＸ線マスク基板は、搬送機構（同５７）により再度搬出入部（同５６）に搬送され、次いで露光工程に送られる。
【００７８】
露光は、加速電圧５０ｋＶの電子ビーム描画装置を用いて、標準照射量は９μＣ／ｃｍ２  の条件で、照射量補正により近接効果補正して行なった。露光後のＸ線マスク基板は、再びレジスト処理装置の搬出入部（同５６）に被加工面を下向きにセットし、搬送機構（同５７）により加熱冷却処理部（同５３）に搬送される。続いて、７５℃に加熱されたホットプレート上で１５０秒間の熱処理（ＰＥＢ）を行ない、引き続き冷却プレート上で冷却を行なった。
【００７９】
冷却後の基板は、搬送機構（同５７）により現像部（同５４）に搬送され、上下反転して被加工面を上向きとした後、現像部（同５４）に引き渡される。この現像部では、濃度０．２７Ｎの専用現像液（ＡＤ−１０）を基板の上方から噴霧し、７０秒間のパドルにより現像処理を施した。その後、脱イオン純水を用いて２０００ｒｐｍで１５秒間のリンスを行ない、４０００ｒｐｍで１０秒間回転させることにより乾燥を行なった。そして、再び搬送機構（同５７）により上下反転された後、搬出入部（同５６）に搬送されて、レジスト処理が終了する。
【００８０】
以上の方法により得られたレジストパターンの評価を、寸法測定用ＳＥＭを用いて行なった。具体的には、図１５のパターン幅ｄ１  およびｄ２  を測定し、その寸法均一性の面内分布を評価した。その結果、従来のレジスト処理装置で処理を行なった場合の線幅のバラツキは３σ値で３５ｎｍであったのに対し、２７ｎｍにすることができた。また、本実施例により、被加工面上のダストの量も従来の６割に低減することが可能となった。
【００８１】
なお、上述の実施例（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）においては、基板の主平面に平行な軸の回りに回転させることによって基板の上下反転を行なったが、基板の反転方法はこれに限定されるものではなく、他の方法を用いても可能である。例えば、図１９に模式的に示すように、基板の主平面と４５°角度をなす二つの回転軸（８０ａ，８０ｂ）の回りに各々１８０°ずつ回転を行えば、先端部を上下反転することができる。一般的には、基板の主平面の法線と平行でない二つの独立した回転軸が存在すれば、基板の上下反転を行なうことが可能である。
【００８２】
（実施例ＩＩ−３）
図２０に、実施例（ＩＩ−３）のレジスト処理装置における加熱冷却処理部を表す。実施例（ＩＩ−３）のレジスト処理装置の加熱冷却処理部においては、図２０に示すように、レジストの塗布されている被加工面を上方に向けて被加工基板４９を上方に上昇させ、その上方にあるホットプレート６６に近接させることにより加熱処理を行なう。加熱冷却処理部５３以外の構造は、従来のレジスト処理装置と同様とすることができる。
【００８３】
図２０に示す加熱冷却処理部の加熱部においては、基板支持部６８は、搬送機構のアームｋらＸ線マスク基板４９を受け取った後、ヒーター６７および温度センサー７１の組み込まれているホットプレート６６の下方で上下運動をすることにより、Ｘ線マスク基板４９の加熱処理を制御する。この際、Ｘ線マスク基板の加熱処理の均一性を保つためには、ホットプレート表面と被加工面との間隔を正確に決定することが重要であるので、ホットプレート６６上には、ホットプレート表面と、Ｘ線マスク基板表面との間隔を正確に決定できるように、位置決め機構６９が備えられている。この位置決め機構６９により、レジストの塗布されている被加工面がホットプレートに直面しても、被加工面がホットプレート表面に接触してパターンに欠陥を発生させることのないように配慮されている。また、当然のことながら、位置決め機構６９とＸ線マスク基板４９の接触部近傍はダストの発生や温度むらが予想されるので、パターン形成領域からは十分に離れていることが望ましい。
【００８４】
なお、図２０には明確に示されていないが、位置決め機構６９は３箇所に配置されており、それぞれ独立に調整可能であるので、温度分布に勾配がある場合には、Ｘ線マスク基板４９の傾きを調整することにより、面内温度の均一性を向上させることができる。また、図２０に示す加熱冷却処理部においては、加熱処理の均一性を向上させるために、バックプレート７０が設けられており、基板支持部６８の上下運動と同期してＸ線マスク基板４９の裏面に接近・待避するようになっている。さらにバックプレート７０にはセンサー７２が取り付けられており、このセンサーによって搬送機構からＸ線マスク基板を受け取る際に、基板が正常な位置に載置されているか否かを検知する。
【００８５】
また、バックプレート７０には、Ｘ線マスク基板４９との相対位置を決めるための位置決め機構８５が３ヵ所に取り付けられており、バックプレート７０とＸ線マスク基板４９との間隔を、正確に決定することができる。そして、基板支持部６８とその上下駆動機構４２、およびバックプレート７０とその上下駆動機構８４の間には、それぞれ弾性体８１および８３が配置されており、この弾性体を介することによりＸ線マスク基板４９に過大な力を加えることなく、上下駆動を伝達する機構となっている。なお、冷却部分の詳細は加熱部分よりヒーター６７の機能が省略されているのみで、本質的な構造は同一である。
【００８６】
本実施例（ＩＩ−３）では、前述の実施例（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）のように複雑な上下反転機構を必要としないので、製造コストの削減につながる。かかる装置および方法により前述の実施例と同様にしてレジスト処理を行ない、得られた結果を前述と同様の方法で評価したところ、寸法均一性の面内分布としての線幅のばらつきは３σ値で２８ｎｍとなり、実施例（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）とほぼ同様の結果が得られた。
【００８７】
このように、本発明のレジスト処理装置によれば、レジストの塗布されている被加工面がホットプレートの表面に直面させる構成であるため、基板が厚い場合や複雑な構造の場合であっても、昇温や降温の速度を遅くすることなく、温度均一性の乱れを抑制することが可能となる。これによって、レジストパターン寸法の仕上り均一性を著しく向上させることができる。
【００８８】
なお、上述の実施例においては、Ｘ線マスク基板を用いたレジスト処理を例に挙げて説明した、本発明のレジスト処理装置および処理方法は、Ｘ線マスク基板に限らずウェハやガラスレチクルマスク等の製作等にも適用することができることは明らかである。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳述したように、第１の発明によれば、感光性レジストが塗布されたＸ線マスク基板の熱処理を、高い温度均一性をもって行ない得る熱処理方法およびその装置が提供される。このような第１の発明の方法および装置を用いることにより、寸法精度の高いＸ線マスク基板を製造することが可能となる。
【００９０】
また、第２の発明によれば、大型基板やＸ線マスクの様に基板が厚い場合や複雑な構造の場合であっても、寸法均一性の高いレジストパターンを形成し得るレジスト処理装置およびその方法が提供される。
本発明の方法および装置は、レジストを用いたパターン形成に有効であり、その工業的価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の一例を示す概要図。
【図２】第１の温度調整部材を示す図。
【図３】第２の温度調整部材を示す図。
【図４】温度調整部材の温度分布を表す図。
【図５】レジストパターン寸法の面内均一性を表す図。
【図６】本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の他の例を示す概要図。
【図７】メサ構造のＸ線マスク基板の断面図。
【図８】本発明のＸ線マスク基板の熱処理装置の他の例を示す概要図。
【図９】本発明のレジスト処理装置の一例を表す説明図。
【図１０】本発明のレジスト処理方法の一実施例を現す構成図。
【図１１】本発明のレジスト処理装置の加熱冷却処理部の一例を示す説明図。
【図１２】本発明の一実施例に用いたＸ線マスク基板の製造工程を示す断面図。
【図１３】本発明の一実施例に用いたＸ線マスク基板の製造工程を示す断面図。
【図１４】本発明のレジスト処理方法の一例を示すフローチャート。
【図１５】本発明を用いて形成したパターンの一例を表す図。
【図１６】本発明のレジスト処理装置の他の例を表す説明図。
【図１７】本発明のレジスト処理方法の他の例を表す構成図。
【図１８】本発明のレジスト処理方法の他の例を示すフローチャート。
【図１９】本発明のレジスト処理装置の他の例を説明する模式図。
【図２０】本発明のレジスト処理装置の他の例を表す説明図。
【図２１】Ｘ線マスク基板を示す断面図。
【図２２】従来のＸ線マスク基板の熱処理装置を表す概要図。
【図２３】従来のレジスト処理装置の一例を表す説明図。
【図２４】従来のレジスト処理装置の他の例を表す説明図。
【符号の説明】
１…Ｘ線マスク基板
１ａ…Ｘ線吸収体膜
１ｂ…Ｘ線透過性薄膜
１ｃ…支持基板
１ｄ…補強支持枠
１ｅ…ウインドウ領域
２，２１，２８，１００…熱処理装置
３…第１の温度調整部材
４…第２の温度調整部材
５，６，１０１…温度制御装置
７，８…駆動機構
９，１０，３０…駆動制御装置
１１，１２，１７，１８…距離センサー
１３…レジスト膜
１４…保持台
１５，１６…ヒーター線
２２…Ｘ線マスク基板
２３…レジスト膜
２４…第１の温度調整部材
２５…第２の温度調整部材
２９…Ｘ線マスク基板駆動機構
３１…サーミスタ
４１…Ｓｉ基板
４２…ＳｉＣ製Ｘ線透過性薄膜
４３…アルミナ製反射防止膜兼エッチングストッパー
４４…ＷＲｅ製Ｘ線吸収体
４５…Ｃｒ製エッチングマスク
４６…アルミナ製反射防止膜
４７…ガラス製補強枠
４８…電子線用レジスト
４９…Ｘ線マスク基板
５１…前処理部
５２…塗布部
５３…加熱冷却処理部
５４…現像部
５５…上下反転機構
５５ａ…基板保持機構
５５ｂ，７８…回転機構
５５ｃ…支持ブロック
５５ｄ，７６，８１，８３…弾性体
５５ｅ，７７…上下運動機構
５６…搬出入部
５７…搬送機構
５８，７３…搬送機構のアーム
５９，６２，６３，６４，６５，７２，７５，７９…センサー
６０，７４…脱落防止部
６１，６８…基板支持部
６６…ホットプレート
６７…ヒーター
６９，８５…位置決め機構
７０…バックプレート
７１…温度センサー
８０ａ，８０ｂ…回転軸
８２，８４…上下駆動機構
１０２…ホットプレート
１０３…Ｘ線マスク基板
１０４…レジスト膜
１１０…炉体
１１１…被処理基板
１１２，１１５…ヒーター線
１１４…ホットプレート
１１６…上下駆動機構
１１７…温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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