(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う装置において、
蓋体と基体とに上下に分割可能に構成された開閉自在な処理容器と、
前記処理容器を開閉するための開閉機構と、
前記基体に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、
このステージに載置された基板を溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱するための加熱部と、
前記ステージ上の基板の表面全体と対向するように前記蓋体に配置され、前記処理容器を閉じたときに基板との間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とするための溶剤の蒸発源となる蒸発源形成部材と、
前記蒸発源形成部材に溶剤を供給する溶剤供給部と、
を備え、
前記蒸発源形成部材は、前記蓋体に着脱自在に設けられ、
前記処理容器の外に設けられ、前記蒸発源形成部材を保持するための保持部と、
この保持部から前記蒸発源形成部材を前記蓋体に移載して装着する移載機構と、
を備え、
前記溶剤供給部は、前記保持部に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記蒸発源形成部材は、多孔質体であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記溶剤供給部は、上面が開放され、溶剤を貯留している液溜め部であり、
前記蒸発源形成部材に溶剤を結露させるために、前記蓋体に下方側から装着する位置と、前記処理容器の外部位置との間で前記液溜め部を移動させるための機構と、を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記開閉機構は、前記蓋体を前記基体に対して相対的に昇降させる昇降機構を備え、
前記昇降機構は、前記飽和蒸気雰囲気を形成して前記ステージに載置された基板に処理を行うために前記蓋体を前記基体に対して相対的に下降させて第１の位置に位置させた後、基板から蒸発源形成部材への輻射熱を低下させて処理を続けるために前記基体に対して相対的に上昇させて前記第１の位置よりも前記基体から離れた第２の位置に位置させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項５】
露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う方法において、
蓋体と基体とに上下に分割可能に構成された開閉自在な処理容器を用い、
前記処理容器を開く工程と、
次いで前記基体に設けられたステージに基板を載置する工程と、
前記処理容器を閉じると共に、前記ステージ上の基板の表面全体と対向するように蒸発源形成部材を位置させて当該蒸発源形成部材から溶剤を蒸発させ、当該蒸発源形成部材と基板との間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とする工程と、
この工程の前に、前記飽和蒸気雰囲気における溶剤の露点温度よりも高い温度に基板を加熱する工程と、
を含み、
前記蒸発源形成部材は、前記蓋体に対して着脱自在であり、
処理容器の外部にて、前記蒸発源形成部材に溶剤を供給する工程と、
前記溶剤が供給された蒸発源形成部材を、前記保持部から前記蓋体に移載して装着する工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
前記蒸発源形成部材は、多孔質体であることを特徴とする請求項５記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記溶剤供給部は、上面が開放され、溶剤を貯留している液溜め部であり、
この液溜め部を前記処理容器の外部から搬入して前記蓋体に下方側から装着し、前記蒸発源形成部材に溶剤を結露させる工程と、
次いで、前記液溜め部を蓋体の下方側から処理容器の外に退避させる工程と、を含むことを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記飽和蒸気雰囲気を形成して前記ステージに載置された基板に処理を行うために前記蓋体を基体に対して相対的に下降させて第１の位置に位置させる工程と、
前記基板から蒸発源形成部材への輻射熱を低下させて処理を続けるために、前記基体に対して蓋体を相対的に上昇させて前記第１の位置よりも当該基体から離れた第２の位置に位置させる工程と、
を備えることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項９】
露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項５ないし８のいずれか一つに記載の方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善する基板処理装置及び基板処理方法並びに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＬＣＤ基板等の製造プロセスにおいては、基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）表面にレジスト液を塗布して露光した後、現像処理を行うことにより、ウエハ表面に所定のパターンマスクを形成することが行われている。この際、特許文献１に記載されているように、現像処理後のレジストパターンの表面には微細な凹凸が存在し、後の工程でエッチング処理を行うときに、この表面の凹凸がパターン線幅に悪影響を及ぼす場合があることが知られている。このため、レジストパターンのラフネス（ＬＥＲ：Line Edge Roughness )や、パターン線幅のバラツキ（ＬＷＲ：Line Width Roughness )を改善するスムージング処理が提案されている。
【０００３】
このスムージング処理は、レジストを溶解する有機溶剤蒸気の雰囲気中にレジストパターンを曝して、前記有機溶剤をレジストパターンの表層部に膨潤させることにより行われる。これにより、前記表層部が有機溶剤に溶解して平滑化され、パターン表面の荒れが改善されてパターン形状が修正される。この後、加熱処理を実施することにより、有機溶剤を揮発させて除去している。
【０００４】
前記特許文献１には、ノズルと基板とを相対的に移動させながら、前記ノズルから溶剤気体を基板に対して供給し、基板の処理膜の表面のみを溶解することにより、基板の処理膜の表面荒れを改善する技術が記載されている。この手法では、ノズルを移動させた状態でノズルから基板に溶剤気体を供給しているので、基板面内において、最初に溶剤気体が供給される領域と、最後に溶剤気体が供給される領域では、溶剤気体の供給量が異なるおそれがある。このため、溶剤気体の供給量が少ない領域と供給量が多い領域との間で、レジストパターンの表層部の溶解の程度が異なり、表面処理について高い面内均一性を確保することが難しくなる懸念がある。
【０００５】
また、ノズルを移動させずに基板に溶剤気体を供給する手法として、チャンバ内の中央部から溶剤気体を供給する一方、チャンバの周縁部から排気を行う装置を応用して、基板の中央部から周縁部に向って溶剤気体を供給することも検討されている。しかしながら、この構成においては、中央部に対して面積の大きい周縁部に溶剤気体が行き渡りにくく、ウエハの中央部と周縁部との間で溶剤気体の供給量が変化するおそれがある。これにより、溶剤気体の供給量が少ない場合には、周縁部のレジストパターンでは十分な表面改善が行われない一方、供給量が多すぎると、中央部のレジストパターンが溶解してしまうといったおそれがあり、面内均一性の確保の困難性が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３２８６６７号（図４、図５、図９等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に溶剤蒸気を供給して、前記パターンマスクの荒れを改善する処理を行うにあたり、高い面内均一性を確保した状態で、基板に対して溶剤蒸気を供給することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板処理装置は、露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う装置において、
蓋体と基体とに上下に分割可能に構成された開閉自在な処理容器と、
前記処理容器を開閉するための開閉機構と、
前記基体に設けられ、前記基板を載置するためのステージと、
このステージに載置された基板を溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱するための加熱部と、
前記ステージ上の基板の表面全体と対向するように前記蓋体に配置され、前記処理容器を閉じたときに基板との間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とするための溶剤の蒸発源となる蒸発源形成部材と、
前記蒸発源形成部材に溶剤を供給する溶剤供給部と、
を備え、
前記蒸発源形成部材は、前記蓋体に着脱自在に設けられ、
前記処理容器の外に設けられ、前記蒸発源形成部材を保持するための保持部と、
この保持部から前記蒸発源形成部材を前記蓋体に移載して装着する移載機構と、
を備え、
前記溶剤供給部は、前記保持部に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の基板処理方法は、
露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う方法において、
蓋体と基体とに上下に分割可能に構成された開閉自在な処理容器を用い、
前記処理容器を開く工程と、
次いで前記基体に設けられたステージに基板を載置する工程と、
前記処理容器を閉じると共に、前記ステージ上の基板の表面全体と対向するように蒸発源形成部材を位置させて当該蒸発源形成部材から溶剤を蒸発させ、当該蒸発源形成部材と基板との間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とする工程と、
この工程の前に、前記飽和蒸気雰囲気における溶剤の露点温度よりも高い温度に基板を加熱する工程と、
を含み、
前記蒸発源形成部材は、前記蓋体に対して着脱自在であり、
処理容器の外部にて、前記蒸発源形成部材に溶剤を供給する工程と、
前記溶剤が供給された蒸発源形成部材を、前記保持部から前記蓋体に移載して装着する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の記憶媒体は、
露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、既述の方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、処理容器の内部において、ステージ上の基板の表面全体と対向するように配置されると共に、前記処理容器を閉じたときに基板との間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とするための溶剤の蒸発源となる蒸発源形成部材を備えている。このため、処理容器の内部では、処理容器を閉じると基板の表面全体がほぼ同時に溶剤の飽和蒸気雰囲気に曝されることになり、高い面内均一性を確保した状態で、基板に対して溶剤蒸気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断断面図である。
【図２】前記基板処理装置を示す平面図である。
【図３】前記基板処理装置に設けられた格納部を示す断面図である。
【図４】前記基板処理装置の作用を説明するための縦断断面図である。
【図５】前記基板処理装置の作用を説明するための縦断断面図である。
【図６】前記基板処理装置の作用を説明するための縦断断面図である。
【図７】前記基板処理装置に設けられた処理チャンバで行われる表面処理を説明するための断面図である。
【図８】前記表面処理の作用を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の他の例に係る基板処理装置を示す縦断断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態のさらに他の例に係る基板処理装置を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す基板処理装置の作用を示す縦断断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態のさらに他の例に係る基板処理装置を示す縦断断面図である。
【図１３】図１２に示す基板処理装置の作用を示す縦断断面図である。
【図１４】本発明の基板処理装置が組み込まれるレジストパターン形成装置の一例を示す平面図である。
【図１５】図１４に示すレジストパターン形成装置を示す断面図である。
【図１６】本発明の基板処理装置が組み込まれる処理装置の一例を示す平面図である。
【図１７】図１６に示す処理装置を示す断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断断面図である。
【図１９】図１８に示す基板処理装置を示す平面図である。
【図２０】図１８に示す基板処理装置に設けられる蒸気発生室を示す正面図である。
【図２１】図１８に示す基板処理装置の作用を示す縦断断面図である。
【図２２】図１８に示す基板処理装置の作用を示す縦断断面図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態の他の例に係る基板処理装置を示す縦断断面図である。
【図２４】図２３に示す基板処理装置を示す平面図である。
【図２５】図２３に示す基板処理装置に設けられる蒸気発生室を示す正面図である。
【図２６】図２３に示す基板処理装置の作用を示す縦断断面図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態の基板処理装置が組み込まれる処理装置の一例を示す平面図である。
【図２８】図２７に示す処理装置を示す断面図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態の基板処理装置が組み込まれる処理装置の他の例を示す平面図である。
【図３０】基板処理装置による処理を示す工程図である。
【図３１】基板処理装置による処理を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の基板処理装置について図面を参照して説明する。この基板処理装置は、露光、現像されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善する表面処理を行うための装置であり、図１は前記基板処理装置の第１の実施の形態を示す縦断断面図、図２はその平面図である。図中１は処理雰囲気を形成するための処理チャンバであり、この処理チャンバ１は、上部側が開口する基体１１と、この基体１１の上面開口部を覆うように設けられた蓋体１２と、により上下に分割可能に構成され、開閉自在な処理容器をなすものである。前記処理チャンバ１は例えば円筒形状に形成され、前記基体１１と蓋体１２とは例えばステンレス（ＳＵＳ）により構成されている。
【００１４】
前記基体１１は側壁部１１ａと底板１１ｂとにより、その内部に平面形状が円形状の凹部を形成するように構成されている。一方、前記蓋体１２は側壁部１２ａと天板１２ｂとにより、その内部に下方側が開口する凹部を形成するように構成されている。そして、基体１１と蓋体１２とは、基体１１の側壁部１１ａの上に、蓋体１２の側壁部１２ａの周縁領域が載置されて互いに接合されるようになっている。また、この例では蓋体１２は昇降機構１３により、蓋体１２が基体１１の上面開口部を塞いで表面処理を行うときの処理位置と、蓋体１２が基体１１の上方側にあって、ウエハＷや後述する溶剤保持具を搬送するときの搬送位置との間で昇降自在に構成されている。前記昇降機構１３は、前記処理チャンバ１を開閉するための開閉機構をなすものである。
【００１５】
前記基体１１は、その内部にウエハＷを載置するためのステージ２１を備えている。このステージ２１の内部には加熱部をなす加熱ヒータ２２が設けられており、ステージ２１に載置されるウエハＷが、後述する溶剤の露点温度よりも高く、前記溶剤の沸点よりも低い温度に加熱されるようになっている。また、このステージ２１に対しては、昇降機構２３により昇降自在に設けられた突き上げピン２４により、後述する外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。この例では、加熱ヒータ２２はステージ２１に内蔵されているが、ステージ２１に載置されるウエハＷが加熱される構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００１６】
前記蓋体１２の裏面には、ステージ２１に載置されたウエハＷの表面全体と対向するように天井部材２５が配置されている。この天井部材２５は例えばステンレスにより構成され、ウエハＷと対向する面が前記ステージ２１上のウエハＷの温度よりも低い温度に維持されるように構成されている。この例では、天井部材２５の内部には、例えば加熱ヒータや温調流路等により構成された温度調整機構２６が設けられており、天井部材２５の温度調整が行われるようになっている。
【００１７】
さらに、前記蓋体１２の側壁部１２ａの下面は、既述のように、その周縁領域が基体１１の側壁部１１ａに載置される接合面として構成され、この周縁領域（接合領域）の内側は一段上がった段部１４として構成されている。そして、この段部１４に溶剤保持具３が着脱自在に設けられている。
【００１８】
この溶剤保持具３は、処理チャンバ１を閉じたときに、ウエハＷとの間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とするための溶剤の蒸発源となる蒸発源形成部材をなすものである。この溶剤保持具３は、例えば図２に示すように、平面形状が円形状に構成され、ウエハＷよりも直径が大きい円形の吸収体３１の周囲を、環状の枠体３２により保持するように構成されている。前記吸収体３１は溶剤を吸収して保持するものであり、例えばスポンジや多孔質セラミックス等の多孔質体や、セラミックスや金属の繊維の集合体により構成されている。また、枠体３２は例えばステンレス等により構成されている。その大きさの一例を挙げると、吸収体３１の直径Ｌ１は３２０ｍｍ程度、枠体の直径Ｌ２は３８０ｍｍ程度、吸収体３１の厚さは５ｍｍ程度に夫々設定されている。
【００１９】
この溶剤保持具３は、処理チャンバ１において、蓋体１２に形成された段部１４の下面に枠体３２が吸着されることにより保持される。前記蓋体１２の側壁部１２ａには、段部１４における前記枠体３２の保持領域に開口するように吸引孔１５が形成され、この吸引孔１５の他端側は、バルブＶ１を備えた吸引路１６を介して排気機構１７に接続されている。こうして、枠体３２が吸引孔１５と対応するように溶剤保持具３を蓋体１２の下面に接触させ、排気機構１７により排気することにより、溶剤保持具３が蓋体１２に吸着保持されることになる。
【００２０】
このように、蓋体１２に溶剤保持具３が保持された状態で、当該蓋体１２により基体１１の開口部を閉じると、処理チャンバ１内では、ステージ２１に載置されたウエハＷの表面全体と対向するように溶剤保持具３が設けられた状態となる。また、処理チャンバ１内には、溶剤保持具３と天井部材２５との間の上方空間Ｓ１と、溶剤保持具３とステージ２１との間の下方空間Ｓ２とからなる密閉された処理空間が構成される。この例では、上方空間Ｓ１及び下方空間Ｓ２共に、溶剤の飽和蒸気雰囲気を形成しやすくするために、狭い空間として形成されている。例えば前記上方空間Ｓ１は、吸収体３１の上面と天井部材２５の下面との距離が例えば２ｍｍに設定され、前記下方空間Ｓ２は、吸収体３１の下面とステージ２１上のウエハＷ表面との距離が例えば３ｍｍに設定される。また、ウエハＷ外縁と処理チャンバ１の側壁の内面との距離は例えば１０ｍｍに設定される。
【００２１】
この例の基板処理装置には、処理チャンバ１に隣接するように、溶剤保持具３を保持するための保持部をなす格納部４が設けられており、この格納部４は、複数例えば２枚の溶剤保持具３を棚状に保持するように構成されている。前記格納部４は例えば角型の格納室４１を備えており、この格納室４１は処理チャンバ１と図１及び図２中Ｘ方向に並ぶように設けられている。以降、図２中Ｘ方向を格納室４１の長さ方向、Ｙ方向を幅方向、当格納室４１の処理チャンバ１側を前方側として説明を進める。
【００２２】
前記格納室４１における前方側の側壁部４１ａから側方側の側壁部４１ｂ、４１ｄに亘っては、溶剤保持具３を格納室４１に対して搬入出するための開口部４２が形成され、当該開口部４２は昇降自在に設けられたシャッタ４３により開閉自在に構成されている。また、前記格納室４１の内部には溶剤保持具３の保持部材４４が設けられている。この保持部材４４は、例えば格納室４１の後方側の側壁部４１ｃから前方側に向って長さ方向（Ｘ方向）に伸びるように設けられた一対の棒状部材４４ａ，４４ｂからなり、溶剤保持具３はこれら棒状部材４４ａ，４４ｂの上に載置される。
【００２３】
さらに、前記格納室４１の内部には、溶剤保持具３に対して溶剤を供給するための溶剤供給部をなす供給ノズル５が、その吐出領域５１が上方側を向くように設けられている。前記供給ノズル５は、前記吐出領域５１が例えば吸収体３１の直径Ｌ１よりも長くなるように長尺状に構成され、その長さ方向が幅方向（Ｙ方向）に沿うように配置されている。この供給ノズル５は、格納室４１の底板４１ｅ上に設置された長さ方向に伸びるノズル用ガイドレール５３に沿って、ノズル駆動機構５２により、格納室４１の内部を長さ方向に移動自在に構成されている。前記ノズル駆動機構５２をノズル用ガイドレール５３に沿って移動させる機構としては、例えばボールネジ機構等が用いられる。
【００２４】
前記供給ノズル５は、バルブＶ２を備えた供給路５４ａを介して溶剤の供給源５４に接続されている。この溶剤としては、レジスト膜を溶解する溶剤が用いられ、その一例を挙げると、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、γブチルラクトン、ピリジン、キシレン、Ｎメチル２ピロリジノン（ＮＭＰ）、ブタノール、乳酸エチル、エタノール、２−へプタノン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、アニソール等が用いられる。溶剤は、液体状態で供給ノズル５に供給され、供給ノズル５の吐出領域５１からはミスト状又は液体状の溶剤が吐出されるようになっている。
【００２５】
こうして、供給ノズル５は格納室４１内を長さ方向に移動しながら、保持部材４４上に載置された溶剤保持具３に対して、下方側からミスト状又は液体状の溶剤を供給する。さらに、格納室４１の底板４１ｅには、後方側の側壁部４１ｃに寄った位置に排気孔４５が形成され、当該排気孔４５はバルブＶ３を備えた排気路４６を介して排気機構４７に接続されている。図３は、前記格納部４を供給ノズル５よりも処理チャンバ１側に寄った位置から見た断面図である。前記格納部４では、後述するように溶剤保持具３に対して溶剤の供給を行うが、格納部４の内部を露点温度以下に温度調整するようにしてもよい。
【００２６】
前記溶剤保持具３は保持具搬送機構６により、処理チャンバ１と格部４との間で搬送されるように構成されている。この保持具搬送機構６は、図２に示すように、一対の保持部材６１，６２を備えており、この保持部材６１，６２により、幅方向の両側から枠体３２の下方側を保持するように構成されている。図中６０は、枠体３２の裏面側周縁部を保持する保持部であり、この保持部６０は、保持具搬送機構６が後述するように格納部４内に移動したときに、保持部材４４と互いに干渉しないように設けられている。
【００２７】
前記保持部材６１，６２は、処理チャンバ１の側方から格納部４の側方に亘って、長さ方向に夫々伸びるアーム用ガイドレール６３，６４に沿って、夫々アーム駆動機構６５，６６により、処理チャンバ１側の位置と、格納部４側の位置との間で移動自在に構成されている。前記アーム駆動機構６５，６６をアーム用ガイドレール６３，６４に沿って移動させる機構としては、例えばボールネジ機構等が用いられる。図中６１ａ及び６２ａは、前記保持部材６１，６２とアーム駆動機構６５，６６とを接続するための接続アームであり、前記アーム駆動機構６５，６６は、これら接続アーム６１ａ，６２ａを介して保持部材６１，６２を昇降するように構成されている。
【００２８】
前記保持部材６１，６２は、図１及び図３に示すように、通常は格納部４の下方側の待機位置にて待機しており、溶剤保持具３の搬送を行うときには、一旦処理チャンバ１の基体１１の上方側にスライド移動して、高さ位置を調整してから、蓋体１２に対して溶剤保持具３を受け渡す位置と、格納室４１内の保持部材４４に対して溶剤保持具３を受け渡す位置との間で移動するようになっている。このため、処理チャンバ１の基体１１の上面と、格納部４の下面との間に、保持部材６１，６２の搬送領域が形成されるように、処理チャンバ１と格納部４の高さ位置が夫々設定されると共に、蓋体１２の前記搬送位置は、格納部４との間での溶剤保持具３の搬送を妨げない位置に設定される。
【００２９】
この例では、図２に示すように、前記処理チャンバ１と格納部４は共通の処理室１８の内部に設けられており、処理室１８における処理チャンバ１側の側面には、図示しない外部の搬送機構と処理チャンバ１との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１９が形成されている。
【００３０】
前記基板処理装置は制御部１００により制御されるように構成されている。この制御部１００は例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵを備えている。前記プログラムには制御部１００から基板処理装置の各部に制御信号を送り、所定の表面処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。
【００３１】
ここで前記プログラムには、蓋体１２の昇降機構１３、排気機構１７，４７のバルブＶ１，Ｖ２、加熱ヒータ２２、温調機構２６、突き上げピン２４の昇降機構２３、ノズル駆動機構５２、供給路５４ａのバルブＶ３、アーム駆動機構６５，６６を制御するためのプログラムも含まれており、制御部１００のメモリに予め記憶されたプロセスレシピに応じて、前記各部が制御されるようになっている。
【００３２】
続いて、本発明の表面処理方法について説明する。先ず、格納部４では、搬送予定の溶剤保持具３、この例では下段側の溶剤保持具３に溶剤であるＰＧＭＥＡのミストを供給する。つまり、例えば図４（ａ）に示すように、供給ノズル５から下段側の溶剤保持具３に対して溶剤のミストを吹き付けながら、供給ノズル５を吸収体３１の一端側（前方の側壁側４１ａ）から他端側（後方の側壁側４１ｃ）まで移動させる。このとき、吸収体３１における保持部材４４と接触する領域には溶剤ミストは直接吹き付けられないが、吸収体３１は多孔質体または繊維の集合体により形成されており、前記溶剤は吸収体３１内を毛細管現象により広がっていく。これにより、吸収体３１の当該保持部材４４と接触する領域にも溶剤が広がり、吸収体３１の全面に溶剤が吸収される状態となる。この際、溶剤の供給量としては、吸収体３１から滴り落ちない程度に、吸収体３１に溶剤が浸透している状態であればよく、例えば吸収体３１が上述の大きさであれば、１ｍｌ〜５０ｍｌ程度の溶剤が吸収される。
【００３３】
一方、処理チャンバ１では、図４に示すように、蓋体１２を前記搬送位置まで上昇させ、こうして形成された開口部からウエハＷを搬入し、図示しない外部の搬送機構と突き上げピン２４との協働作業により、ステージ２１上に載置する。そして、加熱ヒータ２２により、ステージ２１上のウエハＷを溶剤の露点温度より高く、溶剤の沸点よりも低い温度例えば５０℃に加熱すると共に、温度調整部２６により、天井部材２５の下面をステージ上のウエハＷよりも低い温度例えば４０℃に加熱する。
【００３４】
そして、保持部材６１，６２を前記待機位置から基体１１の上方側へスライド移動させる。なお、図４〜図６では保持部材６１，６２の移動機構６５，６６、突き上げピン２４は省略して描いている。続いて、アーム駆動機構６５，６６により保持部材６１，６２の高さを、搬送予定の溶剤保持具３の直ぐ下方側に進入できる高さ位置まで上昇させる。そして、格納部４ではシャッタ４３を上昇させて、開口部４２を開くと共に、シャッタ４３の上昇開始のタイミングに合わせて、バルブＶ３を開き、排気機構４７により格納部４内の排気を開始する。そして、保持部材６１，６２を下段側の溶剤保持具３の下方側に向けて移動させる。
【００３５】
この後、図５に示すように、保持部材６１，６２を上昇させて保持部材４４から溶剤保持具３を受け取り、当該溶剤保持具３を蓋体１２の下方側まで移動させる。次いで、図６に示すように、蓋体１２を下降して、枠体３２と段部１４とを接触させた後、バルブＶ１を開いて排気機構１７により排気孔１５を排気し、こうして、蓋体１２に溶剤保持具３を吸着保持させる。
【００３６】
然る後、ステージ２１に載置されたウエハＷが溶剤の露点温度よりも高い温度まで加熱されてから、蓋体１２を前記処理位置まで下降させ、蓋体１２により基体１１の開口部を閉じる（図１参照）。本発明では、格納部４から溶剤保持具３を処理チャンバ１の蓋体１２に移載して装着する移載機構は、保持具搬送機構６と昇降機構１３と吸引孔１５及び排気機構１７とにより構成されている。
【００３７】
処理チャンバ１を閉じると、溶剤保持具３は既述のように天井部材２５及びステージ２１に接近して設けられているので、これらからの熱により例えば４０℃に加熱される。こうして、図７に示すように、吸収体３１に吸収されている溶剤が蒸発し、溶剤保持具３の上方空間Ｓ１及び下方空間Ｓ２に充満する。このため、溶剤保持具３の上方空間Ｓ１及び下方空間Ｓ２では、夫々飽和蒸気雰囲気が形成され、この際、吸収体３１により平衡状態が維持される。従って、下方空間Ｓ２では、ウエハＷに結露することなく、溶剤の飽和蒸気雰囲気が形成され、安定した高濃度の溶剤蒸気が充満した状態となる。
【００３８】
こうして、ウエハＷ表面に形成されたパターンマスクは、その全面がほぼ同時に飽和蒸気雰囲気に曝される。従って、ウエハＷに対して高い面内均一性を確保した状態で安定した高濃度の溶剤蒸気が供給されることになる。この際、ウエハＷが溶剤の露点温度よりも高く、溶剤の沸点よりも低い温度に調整されているため、前記パターンマスク表面では、溶剤分子がレジストパターンに衝突し、パターン表面が溶剤により膨潤するものの、ウエハＷの熱により再び溶剤が揮発していく現象が繰り返し生じている。このため、前記パターンマスクでは、図８に示すように、溶剤によりパターン９の表層部９１のみが溶剤を吸収して膨潤し、この溶剤により当該部位ではレジスト膜が軟化して溶解するものの、パターンマスクの内部には浸透していかず、パターン形状の溶解や変形は抑えられる。この結果、パターンマスク表面の微細な凹凸のみが平坦化され、パターンの表面の荒れが改善し、パターン線幅のばらつきが低減する。
【００３９】
一方、処理チャンバ１にて表面処理を行っている間、例えば格納部４では、上方側の溶剤保持具３に対して、供給ノズル５から溶剤ミストを吹き付け、当該溶剤保持具３の吸収体３１に溶剤を吸収させる処理が行われる（図６参照）。こうして表面処理を終了した後は、先ず蓋体１２を上昇させ、ウエハＷを外部の搬送機構に受け渡し、搬送口１９を介して処理室１８の外部へ搬送する。次いで、保持部材６１，６２を待機位置から蓋体１２の直ぐ下方側に移動させてから、排気機構１７による排気を停止し、蓋体１２による溶剤保持具３の吸着保持を解除して、溶剤保持具３を保持部材６１，６２に受け渡す。続いて、保持部材６１，６２の高さ位置を調整して、保持部材６１，６２を当該溶剤保持具３が載置される保持部材４４の直ぐ上方側に向けてスライド移動させた後、下降させて当該保持部材４４に溶剤保持具３を受け渡す。そして、保持部材６１，６２を再び処理チャンバ１側にスライド移動させ、高さ位置を調整してから、前記待機位置までスライド移動させる。
【００４０】
以上において、上述の実施の形態では、溶剤蒸気が、ウエハＷに対して面内均一性が高い状態で供給される。つまり、溶剤保持具３を保持した蓋体１２により処理チャンバ１を閉じると、既述のように、ステージ２１及び天井部材２５からの熱により溶剤保持具３の吸収体３１に吸収されている溶剤の蒸発が起こる。この吸収体３１は、その平面形状がウエハＷよりも大きく、ウエハＷと対向するように設けられているので、ステージ２１上のウエハＷから見ると、ウエハＷの対向面全体から溶剤蒸気が供給される状態になる。
【００４１】
また、処理チャンバ１内では、既述のように、溶剤蒸気の飽和蒸気雰囲気が形成され、安定した高濃度の溶剤蒸気が充満している。このため、ウエハＷに対しては、その全面に亘ってほぼ均一に安定した高濃度の溶剤蒸気が供給されることになり、ウエハＷ表面のパターンマスクの表層部では、面内均一性が高い状態で表面処理が進行する。
【００４２】
さらに、天井部材２５がウエハＷの温度よりも低い温度に調整され、吸収体３１により平衡状態が保たれるので、ウエハＷが設けられた下方空間Ｓ２では、ウエハＷへの結露が抑えられ、飽和蒸気雰囲気が維持される。また、処理チャンバ１はステージ２１からの伝熱により加熱されるが、溶剤の種類によっては、天井部材２５の下面のみならず処理チャンバ１の側壁に結露する場合もある。しかしながら、ウエハＷの間近に溶剤が吸収された溶剤保持具３が存在し、当該溶剤保持具３に吸収されている溶剤の量は、前記側壁の結露量に比べてはるかに多い。また、側壁はウエハＷから離れているので、側壁に結露した溶剤が蒸発しても、溶剤保持具３から蒸発した溶剤蒸気に紛れてしまうため、ウエハＷへの均一な溶剤蒸気の供給を妨げるおそれはない。
【００４３】
このように、本発明の表面処理によりレジストパターンの表面の荒れが改善され、パターン形状が修正されるので、後の工程において、精度の高いパターン形状を用いてエッチング処理を行うことができる。このため、パターン線幅のばらつきの発生が抑えられ、ＬＷＲを改善することができる。
【００４４】
さらに、既述のようにウエハＷに対して高濃度の溶剤蒸気を供給できるため、表面処理に要する時間を短縮することができる。また、ウエハＷが加熱されていることから、パターンマスクの表層部の膨潤と熱との組み合わせにより、レジストポリマーの流動性が高まるため、この点からも改善処理に要する時間を短縮できる。
【００４５】
続いて、第１の実施の形態の基板処理装置の他の例について図９〜図１３を用いて説明する。なお、図９〜図１３中、第１の実施の形態の構成と同じ構成の部位には同様の符号を付し、説明を省略する。また、保持具搬送機構６や突き上げピン２４については記載を省略している場合もある。
【００４６】
図９に示す例は、溶剤供給部をなす供給ノズル５を、格納室４１内における前方側側壁部４１ａの近傍に固定して設けるものである。この構成では、供給ノズル５は移動しないため、溶剤保持具３が格納部４から処理チャンバ１側へ移動する際に、供給ノズル５から当該溶剤保持具３に溶剤ミストの吹き付けを行うことにより、吸収体３１への溶剤の供給が行われる。
【００４７】
この際、例えば保持具搬送機構６が格納部４内にて溶剤保持具３を保持したタイミングで、供給ノズル５からの溶剤ミストの吹き付けを開始すると共に、溶剤保持具３が処理チャンバ１の蓋体１２の下方側への移動を終了したタイミングで前記溶剤ミストの吹き付けを停止するように、制御部１００によりバルブＶ２へ制御信号を出力するように構成されている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
また、図１０及び図１１に示す構成は、溶剤保持具３への溶剤の供給を処理チャンバ１側で行う例である。この例の溶剤供給部をなす供給ノズル５５は、図１に示す供給ノズル５と同様に構成されており、その上部には、吸収体３１の直径Ｌ１よりも長い吐出領域５５ａが形成されている。そして、この供給ノズル５５は、その長さ方向が処理室１８の幅方向（Ｙ方向）に伸びるように配置されている。また、基体１１の上方側において、ノズル駆動機構５６により、処理室１８の長さ方向（Ｘ方向）に伸びるノズルガイドレール５６ａに沿って移動できるように構成されている。この例では、図１０に示すように、処理チャンバ１外部の格納部４と反対側の領域が供給ノズル５５の待機位置に設定されており、ノズルガイドレール５６ａはアームガイドレール６３、６４と干渉しないように設置されている。
【００４９】
前記格納部４は、供給ノズル５や駆動機構５２、ガイドレール５３、排気孔４５が設けられていない以外は、図１に示す格納部４と同様に構成されており、処理チャンバ１等、その他の構成は上述の第１の実施の形態と同様である。なお、図１１では、突き上げピン２４及び昇降機構２３については図示を省略している。
【００５０】
この例では、格納部４にて溶剤保持具３に溶剤ミストの供給を行わない以外は、第１の実施の形態と同様の動作で、溶剤保持具３を蓋体１２に吸着保持させる。次いで、図１１に示すように、蓋体１２を供給ノズル５５の移動領域の上方側に位置させた状態で、供給ノズル５５から溶剤保持具３に向けて溶剤ミストを吹き付けながら、供給ノズル５５を吸収体３１の一端側（待機領域側）から他端側（格納部４側）まで移動させる。こうして、吸収体３１全面に溶剤ミストを吸収させた後、蓋体１２を下降させて基体１１の開口部を塞ぎ、処理チャンバ１内にて上述と同様に表面処理を行う。
【００５１】
さらに、図１２に示す例は、溶剤保持具３への溶剤ミストの供給を処理チャンバ１の蓋体１２に設けられた溶剤供給部をなす溶剤ノズル５７により行う構成である。この例の溶剤ノズル５７は例えば管状体よりなり、溶剤保持具３が蓋体１２に吸着保持されたときに、溶剤ノズル５７の一端側が吸収体３１の上面に接触するように設けられている。溶剤ノズル５７の他端側は、バルブＶ４を備えた供給路５８ａを介して溶剤の供給源５８に接続されている。前記格納部４は、供給ノズル５や駆動機構５２、ガイドレール５３、排気孔４５が設けられていない以外は、図１に示す格納部４と同様に構成されており、処理チャンバ１等、その他の構成は、上述の第１の実施の形態と同様である。
【００５２】
この構成では、格納部４にて溶剤保持具３に溶剤ミストの供給を行わない以外は、第１の実施の形態と同様の動作で、溶剤保持具３を蓋体１２に吸着保持させ、図１３に示すように、溶剤ノズル５７の一端側を吸収体３１の上面に接触させる。この状態で、バルブＶ４を開き、１ｃｃ／ｍｉｎ程度の流量で液体状の溶剤を吸収体３１に供給する。吸収体３１内では、毛細管現象により溶剤が供給位置から徐々に拡散していき、所定時間経過後に吸収体３１の全面に行き渡る。こうして予め設定された時間が経過した後、バルブＶ４を閉じると共に、ウエハＷを搬入し、ステージ２１に載置する。そして、蓋体１２を下降させて、基体１１の開口部を塞ぎ、処理チャンバ１内にて上述と同様に表面処理を行う。
【００５３】
これら図９〜図１３に示す基板処理装置においても、第１の実施の形態と同様に、面内均一性の高い状態で溶剤蒸気を供給することができ、パターンマスクの溶解を抑えながら、パターン表層部の凹凸を平坦化することができる。これにより、ラフネスを低減し、ＬＷＲを改善することができる。
【００５４】
以上において、図１、図９、図１０に示す基板処理装置では、処理チャンバ１の内部において、溶剤保持具３とウエハＷとの間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とする工程の前に、前記飽和蒸気雰囲気における溶剤の露点温度よりも高い温度にウエハＷが加熱されていればよく、処理チャンバ１への溶剤保持具３の搬入とウエハＷの搬入とは、ほぼ同時に行うようにしてもよいし、溶剤保持具３を搬入してからウエハＷを搬入してもよいし、ウエハＷを搬入してから溶剤保持具３を搬入してもよい。
【００５５】
続いて、前記基板処理装置を組み込んだ塗布、現像装置に、露光部（露光装置）を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図１４は前記システムの平面図であり、図１５は同システムの縦断面図である。この装置には、キャリアブロックＳ１が設けられており、このブロックＳ１では、載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１０２から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して、当該ブロックＳ１に隣接された処理ブロックＳ２に受け渡すと共に、前記受け渡しアームＣが、処理ブロックＳ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取って前記キャリア１０２に戻すように構成されている。
【００５６】
前記処理ブロックＳ２は、図１５に示すように、この例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。
【００５７】
前記第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布モジュールと、この塗布モジュールにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理モジュール群Ｕ１と、前記塗布モジュールと処理モジュール群Ｕ１との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう搬送アームＡ２，Ａ４とを備えている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においては、前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成である。
【００５８】
一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像モジュール１０３が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像モジュール１０３にウエハＷを搬送するための共通の搬送アームＡ１が設けられている。また、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１の処理モジュール群Ｕ１に組み込まれる処理モジュールとして、本発明の基板処理装置１０４が割り当てられている。この基板処理装置１０４は処理チャンバ１が搬送アームＡ１側に位置するように設けられ、この搬送アームＡ１により処理チャンバ１に対してウエハＷの受け渡しが行われる。さらに、処理ブロックＳ２には棚ユニットＵ２が設けられ、この棚ユニットＵ２の各部同士の間では、前記棚ユニットＵ２の近傍に設けられた昇降自在な受け渡しアームＤによってウエハＷが搬送される。
【００５９】
このようなレジストパターン形成装置では、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ１の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に受け渡しアームＣによって順次搬送され、搬送アームＡ２を介して第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２に搬入され、反射防止膜が形成される。次いで、ウエハＷは、搬送アームＡ２により、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ２に受け渡される。ここからウエハＷは、受け渡しモジュールＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、搬送アームＡ３により、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ３に受け渡される。
【００６０】
その後、例えばウエハＷは受け渡しモジュールＢＦ３→受け渡しアームＤ→受け渡しモジュールＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、搬送アームＡ４により受け渡しモジュールＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、レジスト膜の下の反射防止膜を形成する代わりに、ウエハＷに対して疎水化処理を行う場合もある。
【００６１】
一方、ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ２に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１１から棚ユニットＵ３に設けられた受け渡しモジュールＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤにより受け渡しモジュールＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚ユニットＵ３の受け渡しモジュールＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１５中のＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは、温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
【００６２】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＦにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ３の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われた後、基板処理装置１０４に搬送され、ここで既述の表面処理が行われる。次いで、当該ブロックＢ１内において、処理モジュール群Ｕ１に設けられた加熱モジュールに搬送され、ここで所定温度例えば１００℃に加熱されて、レジストパターンに残存する溶剤が除去される。この後、例えば搬送アームＡ１により処理モジュール群Ｕ１に設けられた冷却モジュールに搬送され、ここで所定温度例えば２３℃に冷却された後、棚ユニットＵ２における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡し台に搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。
【００６３】
また、上述の基板処理装置に設けられた処理チャンバ１及び格納部４は、図１６及び図１７に示す表面処理専用の処理装置に組み込むようにしてもよい。図１６は前記処理装置の平面図であり、図１７は同装置の縦断面図であり、図１４及び図１５に示すレジストパターン形成装置と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図中Ｓ１１は、キャリアブロックであり、このブロックＳ１１では、載置台１０１上のキャリア１０２と、当該ブロックＳ１１に設けられた受け渡しモジュール１０５との間で、受け渡しアームＣ１によりウエハＷの搬送が行われる。前記受け渡しアームＣ１は、進退自在、回転自在、昇降自在及び図１６中Ｙ方向に移動自在に構成されている。なお、受け渡しモジュール１０５は、キャリアブロックＳ１１に隣接して設けられた処理ブロックＳ２１に設けるようにしてもよい。
【００６４】
前記処理ブロックＳ２１は、ウエハＷを処理するためのモジュールが多段に設けられた棚ユニットＵ４が設けられている。この棚ユニットＵ４は、例えばキャリア１０２の配列方向（図１６中Ｙ方向）に沿ってモジュールが配列され、例えば図１７に示すように、既述の表面処理を行う処理チャンバ１を備えた処理モジュール１０６と、既述の格納部４を備えた格納モジュール１０７と、表面処理後のウエハＷに対して加熱処理を行う加熱モジュール１０８と、加熱処理後のウエハＷに対して冷却処理を行う冷却モジュール１０９とを、多段に備えている。
【００６５】
また、処理ブロックＳ２１には、棚ユニットＵ４の各モジュールと受け渡しモジュール１０５との間でウエハＷの搬送を行うための搬送アームＡ６が設けられている。この例の搬送アームＡ６は、例えば溶剤保持具３を搬送するためのアーム６６Ａと、ウエハＷを搬送するためのアーム６６Ｂとを上下に配列して構成され、夫々のアーム６６Ａ,６６Ｂは互いに独立して基台６７上を進退自在に構成されている。前記アーム６６Ａは、例えば溶剤保持具３の枠体３２の周縁部の一部を裏面から支持するように構成され、前記アーム６６Ｂは、例えばウエハＷの周縁部の一部を裏面から支持するように構成されている。また、前記基台６７は、第１の駆動機構６７Ａにより昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在に構成されると共に、第２の駆動機構６７Ｂにより図１６中Ｙ方向に伸びるガイドレールに沿って移動自在に構成されている。さらに、搬送アームＡ６は、前記溶剤保持具３用のアーム６６Ａの周囲を囲むように囲み部材６８を備えている。この囲み部材６８は、例えば支持部６８Ａにより基台６７に固定されており、その内部において、アーム６６Ａが進退できるように構成されている。また、囲み部材６８の先端側にはアーム６６Ａが通過するための開口部６８Ｂが形成され、溶剤保持具３を保持したアーム６６Ａが当該開口部６８Ｂを介して、囲み部材６８の外側と内側との間で進退できるようになっている。図中６８Ｃは、アーム６６Ａが進退移動するために囲み部材６８に形成される切欠部である。
【００６６】
このような装置では、キャリアブロックＳ１１からのウエハＷは受け渡しアームＣ１により受け渡しモジュール１０５に搬送され、ここから搬送アームＡ６のアーム６６Ｂにより受け渡し取られて、処理モジュール１０６のステージ２１に対して搬送される。なお、このウエハＷは前工程で現像処理が行われたウエハである。一方、搬送アームＡ６のアーム６６Ａにより、格納モジュール１０７内にて溶剤が吸収された溶剤保持具３を当該処理モジュール１０６に搬送し、処理チャンバ１の蓋体１２に受け渡しておく。こうして、当該処理モジュール１０６では既述の表面処理が行われる。この際、アーム６６Ａの周囲は囲み部材６８により覆われているので、溶剤の揮発が抑えられ、溶剤保持具３の乾燥及び処理装置内への溶剤の放出が防止される。
【００６７】
次いで、処理後のウエハＷはアーム６６Ｂにより加熱モジュール１０８に搬送され、レジストパターンに残存する溶剤が揮発されて除去される。続いて、ウエハＷはアーム６６Ｂにより冷却モジュール１０９に搬送され、所定温度まで冷却された後、アーム６６Ｂにより受け渡しモジュール１０５に搬送され、受け渡しアームＣ１により例えば元のキャリア１０２内に戻される。
【００６８】
続いて、本発明の第２の実施の形態について、図１８〜図２２を参照しながら説明する。図中第１の実施の形態と同様の構成には、同様の符号を付し、説明を省略する。図中１Ａは処理室７０に設けられた処理容器をなす処理チャンバであり、蓋体１２１に溶剤保持具３を保持するための機構、つまり吸引路１５や段部１４が形成されていない以外は、上述の第１の実施の形態の処理チャンバ１と同様に構成されている。前記蓋体１２１は、昇降機構１３により、基体１１の上面開口部を塞いで表面処理を行うときの処理位置と、蓋体１２が基体１１の上方側にあって、ウエハＷや後述する蒸気発生室を搬送するときの搬送位置との間で昇降自在に構成されている。この例においても昇降機構１３が処理チャンバ１を開閉する機構に相当する。
【００６９】
この例では天井部材２５が、ステージ２１上のウエハＷの表面全体と対向するように蓋体１２１に配置され、処理チャンバ１Ａを閉じたときに、ウエハＷとの間の雰囲気を溶剤の飽和蒸気雰囲気とするための溶剤の蒸発源となる蒸発源形成部材として構成されている。
【００７０】
また、前記処理チャンバ１Ａ内に形成された処理空間は飽和蒸気雰囲気を形成しやすいように極めて狭い空間として構成され、下面とステージ２１上のウエハＷ表面とは接近して設けられており、その距離は３ｍｍ程度に設定される。また、ウエハＷ外縁と処理チャンバ１Ａの側壁の内面との距離は例えば１０ｍｍに設定される。
【００７１】
前記蒸気発生室７は、処理チャンバ１Ａと処理室７０の長さ方向（Ｘ方向）に並ぶように設けられており、この蒸気発生室７は、上面が開放され、溶剤を貯留している液溜め部７１と、液溜め部７１の開口部を塞ぐ蓋体７２とにより構成されている。この液溜め部７１は、蒸発源形成部材をなす天井部材２５に溶剤を供給する溶剤供給部をなすものである。また液溜め部７１は後述するように処理チャンバ１Ａ側へ移動自在に設けられており、処理チャンバ１Ａ側へ移動したときには、基体１１の上方側に液溜め部７１が位置するように夫々設けられている。
【００７２】
さらに、液溜め部７１は、処理チャンバ１Ａの蓋体１２１により上面開口部を塞ぐことができるように構成されている。このため、処理チャンバ１の基体１１と同様に、平面形状が円形に構成され、底板７１ａと円筒状の側壁部７１ｂとによりその内部に凹部を形成するように構成されている。そして、前記側壁部７１ｂの上面が処理チャンバ１Ａの蓋体１２１の側壁部１２２の下面と接合して、液溜め部７１と蓋体１２１とにより、その内部に密閉された処理空間を形成するようになっている。この蒸気発生室７の蓋体７２は、昇降機構７３により、液溜め部７１の上面開口部を塞ぐ位置と、液溜め部７１を移動させる位置との間で昇降自在に構成されている。
【００７３】
また、液溜め部７１の底板７１ａの上部には加熱ヒータ７４ａにより加熱される加熱プレート７４が設けられており、この加熱プレート７４の上部側は溶剤の貯留領域として構成されている。図中７５は、蓋体７２に設けられた溶剤の供給ノズルであり、その一端側はバルブＶ５を備えた供給路７６ａを介して溶剤の貯留部７６に接続されている。そして、液溜め部７１が蓋体７２により塞がれているときに、前記貯留部７６から供給路７６ａ及び供給ノズル７５を介して液溜め部７１に所定量例えば１００ｃｃ程度の液体状の溶剤が供給されるようになっている。
【００７４】
さらに、前記液溜め部７１は、処理室７０の幅方向（図中Ｙ方向）の両側部に設けられた支持部材７７ａ，７７ｂを介して夫々駆動機構７８ａ，７８ｂに接続されている。この駆動機構７８ａ，７８ｂは、処理チャンバ１Ａの側方から蒸気発生室７の側方に亘って、長さ方向に夫々伸びるガイドレール７９ａ，７９ｂに沿って移動自在に構成されている。こうして、液溜め部７１は、処理チャンバ１側の位置と、蒸気発生室７側の位置との間で移動自在に構成されることになる。この例では、前記支持部材７７ａ，７７ｂ、駆動機構７８ａ，７８ｂ、ガイドレール７９ａ，７９ｂにより、蒸発源形成部材である天井部材２５に溶剤を結露させるために、蓋体１２１に下方側から装着する位置と、処理チャンバ１Ａの外部位置との間で前記液溜め部７１を移動させるための機構が構成されている。前記駆動機構７８ａ，７８ｂをガイドレール７９ａ，７９ｂに沿って移動させる機構としては、例えばボールネジ機構等が用いられる。
【００７５】
この実施の形態では、処理チャンバ１Ａと処理室７０外部の搬送機構（図示せず）との間でウエハＷの搬送を行なうための加熱アーム機構８が設けられている。この加熱アーム機構８は、ウエハＷを載置するための加熱アーム８１が基台８２に沿って進退自在に構成されている。この加熱アーム８１は、蒸気発生室７の下方側に、液溜め部７１の移動を妨げず、かつ処理チャンバ１Ａの基体１１の上方側にて進退移動できるように設けられている。前記加熱アーム８１は、例えばウエハＷよりも大きい載置面８０を備えており、この載置面８０には突き上げピン２４の昇降動作を妨げない状態で当該加熱アーム８１を進退させるための切欠部８０ａが形成されている。また、この加熱アーム８１は、例えばその内部に加熱ヒータ８１ａを備えており、前記載置面８０は例えば１００℃に加熱されている。図２０中８３は、加熱アーム８１が蒸気発生室７の下方側の待機位置（図１８及び図１９に示す位置）にあるときに、当該加熱アーム８１と外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行うための突き上げピンであり、８３ａはその昇降機構、８２ａは基台８２に設けられた突き上げピン８３の移動領域を形成するための貫通孔である。また、図１９に示すように、この例では、処理室７０は蒸気発生室７側に、外部の搬送機構によりアクセスされる搬送口７０ａが形成されている。
【００７６】
続いて、この実施の形態の作用について説明する。先ず、蒸気発生室７では、蓋体７２を閉じた状態で、バルブＶ５を開き、供給ノズル７５から所定量の液体状の溶剤９２を供給した後、バルブＶ５を閉じ、蓋体７２を上昇させる。続いて、処理チャンバ１Ａの蓋体１２１を搬送位置に位置させ、液溜め部７１を蓋体１２１の下方側までスライド移動させてから、蓋体１２１を下降させて液溜め部７１の上面開口部を蓋体１２１により塞いで蓋体１２１に下方側から装着し、これらの間に密閉された処理空間Ｓ３を形成する（図２１参照）。
【００７７】
そして、液溜め部７１の加熱プレート７４の表面を加熱ヒータ７４ａにより例えば７０℃に加熱する一方、蓋体１２１の天井部材２５の下面を温度調整部２６により溶剤の露点温度以下の温度例えば４０℃になるように温度調整する。これにより、液溜め部７１内に貯留されていた液体状態の溶剤９２は、加熱プレート７４からの熱により蒸発し、前記処理空間Ｓ３内に充満していく。そして、飽和状態を越えると、天井部材２５が前記露温度点以下の温度であるため、天井部材２５の下面に溶剤の結露が生じる。また蓋体１２１の側壁部にも結露が生じるが、天井部材２５の下面の方が温度が低いため、天井部材２５の結露量の方が多くなる。
【００７８】
こうして、天井部材２５に溶剤の結露が生じた状態で、蓋体１２１を搬送位置まで上昇させてから、液溜め部７１を蒸気発生室７の蓋体７２側へスライド移動させ、液溜め部７１の開口部７０を蓋体７２により塞ぐ。ここで、天井部材２５への溶剤の結露量が、後述する理チャンバ１Ａ内に飽和蒸気雰囲気を形成するために必要な量となるように、予め実験により加熱プレート７４の加熱温度や加熱時間等を決定しておく。
【００７９】
一方、処理チャンバ１Ａでは、例えば液溜め部７１と蓋体１２１により処理空間Ｓ３が形成されている状態のときに、図示しない外部の搬送機構により加熱アーム機構８を介してステージ２１上にウエハＷを受け渡しておく。このステージ２１へのウエハＷの搬送は、次のようにして行う。先ず、加熱アーム機構８の加熱アーム８１を待機位置に位置させ、外部の搬送機構と突き上げピン８３との協働作業により加熱アーム８１に処理対象のウエハＷを受け渡す。次いで、この加熱アーム８１を処理チャンバ１Ａ側へスライド移動させてから、突き上げピン２４を上昇させることにより、当該突き上げピン２４へウエハＷを受け渡す。そして、加熱アーム８１を待機位置へ退行させてから、突き上げピン２４を下降させてウエハＷをステージ２１上に載置させる。そして、ステージ２１上のウエハＷは溶剤の露点温度より高く、沸点よりも低い温度例えば５０℃に加熱する。
【００８０】
続いて、基体１１を蓋体１２１により塞ぎ、処理チャンバ１Ａ内に密閉された処理空間Ｓ４を形成する（図１８参照）。そして、温調機構２６により天井部材２５の下面を、ステージ２１上のウエハＷよりも低い温度例えば４０℃に温調する。処理チャンバ１Ａ内が密閉されると、天井部材２５の下面に結露していた溶剤が天井部材２５及びステージ２１の熱により蒸発して、処理空間Ｓ４に充満する。この際、処理チャンバ１Ａ内は、天井部材２５とステージ２１上のウエハＷとが接近していて狭いため、天井部材２５の下面に結露していた溶剤の蒸発により、処理チャンバ１Ａ内には溶剤の飽和蒸気雰囲気が形成される。これにより、ステージ２１上のウエハＷは安定した高濃度の溶剤蒸気に曝される状態になる。この際、ウエハＷは溶剤の露点温度より高く、沸点よりも低い温度に加熱されているため、パターンマスクの表層部には、溶剤分子が衝突して、パターン表面が溶剤により膨潤するが、その内部深くには浸透せず、再び揮発していく。このように、前記パターンマスクでは、表層部のみが溶剤により膨潤して、パターン表面の微細な凹凸が平坦化され、パターンマスクの表面の荒れが改善される。
【００８１】
こうして、処理チャンバ１Ａ内において所定時間表面処理を行った後、蓋体１２１を上昇させ、図２２に示すように、突き上げピン２４との協働作業によりステージ２１から加熱アーム８１へウエハＷを受け渡す。そして、加熱アーム８１を待機位置までスライド位置させてから、突き上げピン８３との協働作業により外部の搬送機構にウエハＷを受け渡し、搬送口７０ａを介してウエハＷを搬出する。
【００８２】
また、表面処理が行われたウエハＷを加熱アーム８１に保持させた状態で、前記待機位置に位置させる工程と、処理チャンバ１Ａ内にて表面処理を行う工程と、繰り返して行うようにしてもよい。この場合、ウエハＷを加熱アーム８１上に待機させた状態で、溶剤が供給された液溜め部７１を再度処理チャンバ１Ａ側へ移動させて、天井部材２５の下面に溶剤の結露を生じさせる。そして、ウエハＷを再び処理チャンバ１Ａに搬入してウエハＷの表面処理が行われる。このような、加熱アーム８１上でのウエハＷの待機と、処理チャンバ１Ａ内への液溜め部７１による溶剤の供給と、処理チャンバ１Ａ内でのウエハＷの表面処理とを複数回繰り返して行うようにしてもよい。
【００８３】
この実施の形態によれば、処理チャンバ１Ａの天井部材２５（蒸発源形成部材）に溶剤を結露させることにより、処理チャンバ１Ａ内へ溶剤を供給しているので、ウエハＷに対して、溶剤蒸気が面内均一性が高い状態で供給される。つまり、天井部材２５の下面にはその全体に亘って結露が生じているので、溶剤の蒸発は天井部材２５の全面からほぼ均一に起こる。このため、ウエハＷの全面に対してほぼ同時に上方側から溶剤蒸気が供給されるので、面内均一性の高い状態で溶剤蒸気が供給されることになる。これにより、ウエハＷの面内において、均一性が高い状態で表面処理が進行し、パターンマスクの表面の荒さが改善され、パターン形状が修正される。このようにパターン形状が修正されることから、後の工程においてエッチング処理を行うにあたり、パターン線幅のばらつきの発生が抑えられて、ＬＷＲを改善することができる。
【００８４】
この際、処理チャンバ１Ａの蓋体１２１の側壁部にも、既述のように溶剤の結露が生じているが、天井部材２５の結露量の方が側壁の結露量に比べてはるかに多い。また、側壁はウエハＷから離れているので、側壁に結露した溶剤が蒸発しても、天井部材２５下面の結露から蒸発した溶剤蒸気に紛れてしまうため、ウエハＷへの均一な溶剤蒸気の供給を妨げるおそれはない。
【００８５】
また、ウエハＷが露点温度よりも高く、沸点よりも低い温度に調整されていることから、パターンマスクの表層部の膨潤と熱との組み合わせにより、レジストポリマーの流動性が高まるため、改善処理に要する時間を短縮できる。
【００８６】
さらに、加熱アーム８１により表面処理後のウエハＷを搬送しており、この加熱アーム８１は載置面８０が溶剤の露点より高い温度に加熱されているので、この搬送中にレジストパターンに吸収された溶剤が揮発していく。これにより、パターン内部への溶剤の浸透が抑えられ、さらにレジストの不要な溶解を抑えることができる。
【００８７】
さらにまた、加熱アーム８１上での待機と、処理チャンバ１Ａ内での表面処理とを交互に繰り返して行うことにより、パターンマスクの表面に僅かに溶剤を吸収させ、不要な溶剤を直ちに揮発させるといったことを繰り返して行うことができる。これにより徐々にパターンマスクの表面の荒れを改善することができるので、パターンの不要な溶解を抑えた表面処理を行うことができる。また、レジストパターンに応じて、１回の処理チャンバ１Ａ内での溶剤蒸気の発生量が表面荒れの改善に十分な量とは言えない場合にも、繰り返してパターンマスクの表面処理を行うことにより、トータルで表面処理に十分な量の溶剤蒸気の発生量を確保することができる。
【００８８】
続いて、第２の実施の形態の他の例について、図２３〜図２５を参照して説明するが、当該他の例についても、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じ構成には、同じ符号を付し、説明を省略する。この例は、第２の実施の形態の加熱アーム機構８の代わりに、加熱機構を備えた載置台８５を設けた構成である。処理チャンバ１Ａ、蒸気発生室７については、図２４及び図２５に示すように、液溜め部７１が片側に設けられた支持部材７７ｂを介して駆動機構７８ｂによりガイドレール７９ｂに沿って処理室７０の長さ方向（Ｘ方向）に移動すること以外には、図１８〜図２３に示す第２の実施の形態の装置と同様に構成されている。
【００８９】
前記載置台８５は、収納容器８５ａの内部にウエハＷを載置して加熱するための加熱プレート８６を備えて構成されている。この加熱プレート８６は、ウエハＷよりも大きく、例えばその内部に設けられた加熱ヒータ８６ａにより、加熱プレート８６の表面が溶剤の露点温度よりも高い温度例えば１００℃に加熱されている。この載置台８５は、例えば処理チャンバ１Ａと処理室７０の長さ方向に並ぶように設けられ、処理チャンバ１Ａ側への液溜め部７１の移動を妨げないように、例えば処理チャンバ１Ａのステージ２１の上面と載置台８５の加熱プレート８６の上面の高さ位置が揃うように設けられている。この載置台８５には、突き上げピン８３により、外部の搬送機構（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００９０】
処理チャンバ１Ａのステージ２１と、載置台８５の加熱プレート８６との間では、ウエハ搬送機構８７によりウエハＷの受け渡しが行われる。このウエハ搬送機構８７は、ウエハＷの裏面側中央部を保持する細長い板状の保持アーム８８を備えている。この保持アーム８８は、ウエハＷが突き上げピン２４，８３により突き上げられたときに、複数の突き上げピン２４，８３同士の間に側方から入り込めるように、その形状が設定されている。また、この保持アーム８８は基台８８ａに沿って、処理室７０の幅方向（Ｙ方向）に進退自在に構成されると共に、前記基台８８ａは処理室７０の長さ方向に設けられたガイドレール８８ｂに沿って駆動機構８８ｃにより移動自在に構成されている。この駆動機構８８ｃをガイドレール８８ｂに沿って移動させる機構としては、例えばボールネジ機構等が用いられる。
【００９１】
前記保持アーム８８は、その上面に吸引孔８９を備えており、ウエハＷを保持するときには、バルブＶ５を備えた排気路８９ｂを介して排気機構８９ａにより排気され、ウエハＷの裏面側が吸引保持されるように構成されている。ここで保持アーム８８は前進したときには、ウエハＷの裏面側中央部近傍に吸引孔８９が対応し、後退したときには保持アーム８８の先端が突き上げピン２３，８３の外側（基台８８ａ側）に位置して突き上げピン２３，８３の昇降動作を妨げないように構成されている。
【００９２】
前記ウエハ搬送機構８７は、図２３及び図２４に示すように、通常は処理チャンバ１Ａと載置台８５との間の待機位置に位置している。そして、保持アーム８８は、処理チャンバ１Ａのステージ２１及び載置台８５の加熱プレート８６の上方側を移動するように構成されている（図２５参照）。その他の構成は、第２の実施の形態の装置と同様である。
【００９３】
この例では、ウエハＷは外部の搬送機構により搬送口７０ａを介して処理室７０の内部に搬送され、突き上げピン８３との協働作業で載置台８５の加熱プレート８６上に載置される。そして、載置台８５から処理チャンバ１Ａのステージ２１にウエハＷを受け渡すときには、先ず、突き上げピン８３を昇降させて、ウエハＷを加熱プレート８６から浮上させる一方、保持アーム８８を基台８８ａに沿って後退させた状態で待機位置から突き上げピン８３の間に保持アーム８８が進入できる位置までスライド移動させる。
【００９４】
次いで、突き上げピン８３の間に保持アーム８８を進入させてから突き上げピン８３を下降させることにより、保持アーム８８上にウエハＷを受け渡す。こうして、保持アーム８８によりウエハＷを吸着保持させた状態で、保持アーム８８を処理チャンバ１Ａのステージ２１の上方側に移動させる。この位置は、突き上げピン２４を上昇させたときに、突き上げピン２４の間に保持アーム８８が入る位置である。この後、突き上げピン２４を上昇させることにより、保持アーム８８から突き上げピン２４にウエハＷを受け渡し、次いで、突き上げピン２４を下降させてステージ２１にウエハＷを受け渡す。保持アーム８８の移動中は、バルブＶ６を開いて排気機構８９ａからの排気を継続するが、保持アーム８８が停止したときには、バルブＶ６を閉じて排気機構８９ａによる排気を停止し、ウエハＷの吸着を解除しておく。
【００９５】
一方、ウエハＷの搬入に合わせて、液溜め部７１を処理チャンバ１Ａ側に移動させて、既述のように処理チャンバ１Ａの天井部材２５に溶剤を結露させる処理を実行しておく。そして、既述のように、処理チャンバ１Ａ内にてウエハＷに対して表面処理を行う。
【００９６】
この後、表面処理が行われたウエハＷは、図２６に示すように、保持アーム８８によりステージ２１から載置台８５へ搬送され、載置台８５に加熱されることにより、レジストパターン中の不要な溶剤が揮発して除去される。次いで載置台８５上のウエハＷは、外部の搬送機構により処理室７０の外部へ搬送されるか、再度処理チャンバ１Ａ内に搬入され、表面処理が繰り返して行われる。
【００９７】
この例においても、上述の第２の実施の形態と同様に、面内均一性の高い処理を行うことができ、レジストパターンの溶解を抑えてレジストパターンの表層部のみに溶剤を吸収させることができる。これにより、レジストパターンのラフネスを低減させ、ＬＷＲを改善することができる。
【００９８】
以上において、図１８、図２３に示す基板処理装置では、処理チャンバ１Ａの内部を溶剤の飽和蒸気雰囲気とする工程の前に、前記飽和蒸気雰囲気における溶剤の露点温度よりも高い温度にウエハＷが加熱されていればよく、処理チャンバ１Ａの蓋体１２１への溶剤の供給と、処理チャンバ１Ａのステージ２１上へのウエハＷの載置とは、ほぼ同時に行うようにしてもよいし、蓋体１２１へ溶剤を供給してからウエハＷを載置してもよいし、ウエハＷを載置してから溶剤を供給してもよい。
【００９９】
これら第２の実施の形態の基板処理装置も、図１４及び図１５に示すレジストパターン形成装置の棚ユニットＵ１に組み込むことができる。また、第２の実施の形態の基板処理装置は、図２７及び図２８に示す表面処理専用の処理装置に組み込むようにしてもよい。図２７は前記処理装置の平面図であり、図２８は同処理装置の縦断面図であって、上述のレジストパターン形成装置と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略している。図中Ｓ１２はキャリアブロックであり、載置台１０１上のキャリア１０２と、当該ブロックＳ１３又は処理ブロックＳ２３に設けられた受け渡しモジュール２０２との間で、受け渡しアームＣ２によりウエハＷの搬送が行われるように構成されている。前記受け渡しアームＣ２は、進退自在、回転自在、昇降自在及び図２７中Ｙ方向に移動自在に構成されている。
【０１００】
キャリアブロックＳ１２に隣接して設けられた処理ブロックＳ２２には、ウエハＷを表面処理するための処理モジュール２０３が多段に設けられた棚ユニットＵ５と、表面処理後のウエハＷに対して加熱処理を行う加熱モジュール２０４と、加熱処理後のウエハＷに対して冷却処理を行う冷却モジュール２０５とが多段に設けられた棚ユニットＵ６とを、備えている。この棚ユニットＵ６には、例えばキャリア１０２の配列方向（図２７中Ｙ方向）に沿ってモジュールが配列されている。前記処理モジュール２０３としては、既述の図１８に示す基板処理装置や、図２３に示す基板処理装置が組み込まれる。
【０１０１】
また、処理ブロックＳ２２には、棚ユニットＵ５，Ｕ６の各モジュールと受け渡しモジュール２０２との間でウエハＷの搬送を行うための搬送アームＡ７が設けられている。この例の搬送アームＡ７は、例えばウエハＷの周縁領域の一部を保持するアーム２０６が基台２０７に沿って進退自在に構成されると共に、前記基台２０７が昇降自在、鉛直軸周りに回転自在及び図示しないガイドレールに沿って、Ｙ方向に沿って移動自在に構成されている。なお、この例では処理モジュール２０３の処理チャンバ１ＡがキャリアブロックＳ１２側に配置されるように構成され、加熱アーム機構８や、載置台８５に対して搬送アームＡ７によりウエハＷの受け渡しが行われる。
【０１０２】
このような装置では、キャリアブロックＳ１２からのウエハＷは受け渡しアームＣ２により、受け渡しモジュール２０２に搬送され、ここから搬送アームＡ７により受け取られて、処理モジュール２０３に対して搬送される。なお、このウエハＷは前工程で現像処理が行われたウエハである。当該処理モジュール２０３にて既述の表面処理が行われ、加熱アーム機構８又は載置台８５に載置されたウエハＷは、搬送アームＡ７により加熱モジュール２０４に搬送され、レジストパターンに残存する溶剤が揮発されて除去される。この後、ウエハＷは搬送アームＡ７により冷却モジュール２０５に搬送され、所定温度例えば室温程度まで冷却される。そして、搬送アームＡ７により受け渡しモジュール２０２に搬送され、受け渡しアームＣ２を介して例えば元のキャリア１０２に戻される。
【０１０３】
さらに、図２９に示す表面処理専用の処理装置は、１つの蒸気発生室７の両側に処理チャンバ１Ａを設けた構成の基板処理装置２１０を組み込む例である。図中Ｓ１３はキャリアブロックであり、このブロックＳ１３では、載置台１０１上のキャリア１０２と、当該ブロックＳ１３又は処理ブロックＳ２３に設けられた受け渡しモジュール２１１との間で、受け渡しアームＣ３によりウエハＷの搬送が行われる。前記受け渡しアームＣ３は、進退自在、回転自在、昇降自在及び図２９中Ｙ方向に移動自在に構成されている。
【０１０４】
キャリアブロックＳ１３に隣接して設けられた処理ブロックＳ２３には、ウエハＷを表面処理するための処理モジュール２１０と、表面処理後のウエハＷに対して加熱処理を行う加熱モジュールと、加熱処理後のウエハＷに対して冷却処理を行う冷却モジュールとが多段に設けられた棚ユニットＵ７を備えている。
【０１０５】
この例の処理モジュール２１０は、２個の処理チャンバ１Ａと１個の蒸気発生室７を備えており、これらは蒸気発生室７を間にして、キャリアの配列方向（図２９中Ｙ方向）に並ぶように配列されている。そして、蒸気発生室７の液溜め部７１は、前記Ｙ方向に伸びるガイドレール２１１，２１２に沿って２つの処理チャンバ１Ａの蓋体１２１の下方側領域に移動自在に構成されている。
【０１０６】
また、処理ブロックＳ２３には、棚ユニットＵ７の各モジュールと受け渡しモジュール２１１との間でウエハＷの搬送を行うための搬送アームＡ８が設けられている。この例の搬送アームＡ８は、例えばウエハＷの周縁領域の一部を保持するアーム２１３が基台２１４に沿って進退自在に構成されると共に、前記基台２２１４が昇降自在、鉛直軸周りに回転自在及び図示しないガイドレールに沿って、Ｙ方向に沿って移動自在に構成されている。なお、この例では蒸気発生室７の下方側の加熱アーム機構８や、載置台８５に対して搬送アームＡ８によりウエハＷの受け渡しが行われる。また、棚ユニットＵ７には、処理モジュール２１０が多段に配設されると共に、複数個の加熱モジュールや冷却モジュールが設けられている。
【０１０７】
このような装置では、キャリアブロックＳ１３からのウエハＷは受け渡しアームＣ３により、受け渡しモジュール２１１に搬送送され、ここから搬送アームＡ８により受け渡し取られて、処理モジュール２１０に対して搬送される。当該処理モジュール２１０にて既述の表面処理が行われ、加熱アーム機構８又は載置台８５に載置されたウエハＷは、搬送アームＡ８により加熱モジュールに搬送され、レジストパターンに残存する溶剤が揮発されて除去される。この後、ウエハＷは搬送アームＡ８により冷却モジュールに搬送され、所定温度例えば室温程度まで冷却される。そして、搬送アームＡ８により受け渡しモジュール２１１に搬送され、受け渡しアームＣ３を介して例えば元のキャリア１０２に戻される。
【０１０８】
以上において、第１の実施の形態の装置における処理チャンバ１では、溶剤保持具３を保持した蓋体１２により処理チャンバ１を閉じ、ステージ２１上のウエハＷが溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱すれば、この熱により溶剤保持具３に吸収されている溶剤が蒸発し、飽和蒸気雰囲気が形成される。このため、必ずしも蓋体１２に設けられた天井部材２５に温調機構を設ける必要はない。
【０１０９】
また、第２の実施の形態の装置における処理チャンバ１Ａでは、液溜め部７１により天井部材２５の下面に溶剤を結露させる際、天井部材２５の温度を露点以下の温度に温度調整すれば、より結露しやすい状態となるが、天井部材２５の温度が加熱プレート７４の温度よりも低ければ結露が生じるため、必ずしも天井部材２５を露点温度以下に温度調整する必要はない。また、蓋体１２１により処理チャンバ１Ａを閉じ、ステージ２１上のウエハＷが溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱すれば、この熱により天井部材２５に吸収されている溶剤が蒸発して、飽和蒸気雰囲気が形成される。従って、この点からも必ずしも天井部材２５に温調機構を設ける必要はない。また、本発明の表面処理は、半導体ウエハＷ以外のＦＰＤ（Flａt Panel Display）用ガラス基板やリソグラフィ用マスク基板等の基板に対して適用することができる。
【０１１０】
ところで、ウエハＷ表面に形成されたパターンマスクは処理が進むにつれて次第に膨潤し、柔らかさが増すことになる。過度に膨潤するとパターンが溶解したり倒れやすくなるので、より確実にそのような不具合を防ぐ処理について説明する。図３０はこの処理を行う処理チャンバ１０である。処理チャンバ１０は処理チャンバ１と略同様の構成であり、差異点としては、蓋体１２の周縁部が下方に突出して環状部２７を構成し、昇降機構１３により処理チャンバ１０が閉じられたときに、環状部２７に基体１１の上部周縁が囲まれることが上げられる。この環状部２７は、後述するように蓋体１２が上昇したときであっても処理チャンバ１０を密閉してその内部に溶剤の飽和蒸気雰囲気が維持されるように、処理チャンバ１０を外部から区画する役割を有する。
【０１１１】
処理チャンバ１０を用いた処理について説明すると、各実施形態で説明したように蓋体１２が上昇位置に位置するときにウエハＷをステージ２１に載置した後、図３０に示すように例えば溶剤保持具３の枠体３２が基体１１の側壁部１１ａに接する位置に蓋体１２を下降させて、下方空間Ｓ２に溶剤の飽和蒸気雰囲気を形成してウエハＷに処理を行う。蓋体１２の下降後、予め設定された時間が経過すると、例えば図３１に示すように昇降機構１３により蓋体１２は次第に上昇される。それによって下方空間Ｓ２の高さが大きくなり、ウエハＷ及びステージ２１から溶剤保持具３への輻射熱が低下し、溶剤保持具３からの溶剤の蒸発量が次第に低下する結果、ウエハＷに供給される溶剤の量が低下する。蓋体１２が上昇を続けると、下方空間Ｓ２が外部（処理室１８内の空間）に開放されて処理が終了する。
【０１１２】
このような処理によって、処理の後半では前半に比べてウエハＷへの溶剤供給量を低下させることができ、それによって上記のパターン倒れやパターンの溶解のリスクをより確実に低減させて、パターン表面の荒れやその荒れによる寸法（ＣＤ）のばらつきを改善することができる。また、この手法は処理チャンバ１１からウエハＷを取り出すために蓋体１２を開く動作と兼用されるため、処理時間が長くなることを抑えることができるという利点もある。上記の各実施形態にこの手法を適用することができる。
【０１１３】
この手法では、処理の後半において、処理の前半よりも蓋体１２がヒータ２２により加熱されるステージ２１及びウエハＷから離れればよいので、蓋体１２については図３０に示す位置で一旦静止させてから上昇させてもよいし、静止させずに上昇を続けるようにしてもよい。また、蓋体１２を上昇中に一旦静止させた後、再度上昇させてもよい。また、このように蓋体１２を昇降させる代わりに、基体１１に昇降機構１３を接続して基体１１を昇降させてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
Ｗ            ウエハ
１，１Ａ      処理チャンバ
１１          基体
１２，１２１  蓋体
２１          加熱プレート
２２          加熱ヒータ
２５          天井部材
３            基板保持部
３１          吸収体
３２          枠体
４            格納部
５            供給ノズル
６            保持具搬送機構
６１，６２    アーム
７            蒸気発生室
７１          液溜め部
７２          蓋体
８            加熱アーム機構
８２          加熱アーム
８５          載置台
８７          ウエハ搬送機構
【図１】
0005704093.tif 000002
【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】
0005704093.tif 000020
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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