(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項２】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する駆動手段と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項３】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置される第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と、
上記被ベーキング基板を冷却する冷却板と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項４】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置される第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
少なくとも上記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するイオン化手段と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項５】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動し、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する際に、上記第２の加熱板と上記第１の加熱板との間隔が所定値よりも狭くなった後に、上記第２の加熱板が上記第１の加熱板に近接するのに伴って上記第２の加熱板の駆動速度を順次低下せしめるようにする駆動手段と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の加熱板にはヒータ及び温度検出手段がそれぞれ設けられ、前記第１及び第２の加熱板は上記温度検出手段の出力が入力する温度調節手段によって独立に温度が調整されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項７】
前記温度調節手段は、前記第２の加熱板における温度が前記第１の加熱板における温度よりも高くなるように前記第１及び第２の加熱板の温度を調整することを特徴とする請求項６に記載の基板ベーキング装置。
【請求項８】
前記温度調節手段は、前記第１及び第２の加熱板における温度差が０．２ないし５．０℃の範囲となるように前記第１及び第２の加熱板の温度を調整することを特徴とする請求項７に記載の基板ベーキング装置。
【請求項９】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられ、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項１０】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられ、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する駆動手段と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項１１】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられている第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と、
上記被ベーキング基板を冷却する冷却板と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項１２】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられている第１の加熱板と、
上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、
上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、
少なくとも上記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するイオン化手段と、
上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と
を具備したことを特徴とする基板ベーキング装置。
【請求項１３】
前記レジストが化学増幅型レジストであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、９、１０、１１、１２のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１４】
前記第２の加熱板の厚みを、中央部から周辺部に向かって順次厚くすることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１５】
前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間の距離を、中央部から周辺部に向かって順次短くすることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１６】
前記第２の加熱板の中央部付近に空洞を設けることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１７】
前記第１の加熱板と第２の加熱板との間の間隙を任意に調整するための手段が設けられていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１８】
前記第２の加熱板の周辺部にはガス注入孔が設けられ、前記第２の加熱板の中央部には開孔部がそれぞれ設けられ、かつ前記容器のこの開孔部に対応した位置近傍には排気孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項１９】
前記第２の加熱板に設けられた前記ガス注入孔から所定のガスを所定の流量で注入するガス注入手段がさらに設けられ、かつ前記排気孔には前記第２の加熱板の中央部の前記開孔部から排出されるガスを所定の流量で排出するガス排出手段がさらに設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の基板ベーキング装置。
【請求項２０】
前記第１の加熱板の周辺部にはこの第１の加熱板及び前記均熱板を貫通するガス注入孔が設けられ、前記第２の加熱板の中央部には開孔部がそれぞれ設けられ、かつ前記容器のこの開孔部に対応した位置近傍には排気孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項２１】
前記第１の加熱板に設けられた前記ガス注入孔から所定のガスを所定の流量で注入するガス注入手段が設けられ、かつ前記排気孔には前記第２の加熱板の中央部の前記開孔部から排出されるガスを所定の流量で排出するガス排出手段が設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の基板ベーキング装置。
【請求項２２】
前記均熱板は、前記被ベーキング基板の厚みと対応する厚みを有し、かつ前記被ベーキング基板を収納するための前記被ベーキング基板の平面形状と対応する形状を有する収納部を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置。
【請求項２３】
前記均熱板はさらに、前記収納部の周囲に沿って流体を通過させるための溝を備えていることを特徴とする請求項２２に記載の基板ベーキング装置。
【請求項２４】
前記イオン化手段が、前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間隙に光を照射することによって前記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するものであることを特徴とする請求項４に記載の基板ベーキング装置。
【請求項２５】
前記イオン化手段が軟Ｘ線イオン発生器であることを特徴とする請求項２４に記載の基板ベーキング装置。
【請求項２６】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を所定時間、冷却板上に載置して被ベーキング基板の温度を均一化し、
その後、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲むと共に被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする基板ベーキング方法。
【請求項２７】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を冷却して温度を均一化し、
その後、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲むと共に被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、
ベーキング後の被ベーキング基板を冷却板上に載置し被ベーキング基板上から冷却用ガスを放出させて被ベーキング基板を冷却し、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする基板ベーキング方法。
【請求項２８】
表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲み、
第２の加熱板を上記第１の加熱板の上方から上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動して、上記第１の加熱板上に上記第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、
ベーキング後は上記第２の加熱板を上記第１の加熱板上から遠ざかる方向に駆動し、
上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする基板ベーキング方法。
【請求項２９】
前記第２の加熱板における温度が前記第１の加熱板における温度よりも高くなるように前記被ベーキング基板をベーキングすることを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２の加熱板における温度差が０．２ないし５．０℃の範囲となるように前記被ベーキング基板をベーキングすることを特徴とする請求項２９に記載の基板ベーキング方法。
【請求項３１】
前記レジストが化学増幅型レジストであることを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法。
【請求項３２】
前記第２の加熱板の周辺部にガス注入孔を設け、被ベーキング基板の加熱の際に、上記ガス注入孔から前記第１の加熱板に対して所定のガスを所定の流量で供給することによってガス流による壁を形成し、このガス流による壁と前記第１、第２の加熱板によって被ベーキング基板を囲んだ状態でベーキングを行なうことを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法。
【請求項３３】
前記容器に排気孔を設け、被ベーキング基板をベーキングする際に、この排気孔から所定の流量で排気を行なうことを特徴とする請求項３２に記載の基板ベーキング方法。
【請求項３４】
前記第２の加熱板を前記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する際に、前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間隔が所定値よりも狭くなった後に、前記第２の加熱板が前記第１の加熱板に近接するのに伴って前記第２の加熱板の駆動速度を順次低下せしめ、
前記第２の加熱板を前記第１の加熱板上から遠ざかる方向に駆動する際は、前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間隔が所定値に達する前は前記第２の加熱板の駆動速度を順次上昇せしめるようにすることを特徴とする請求項２８に記載の基板ベーキング方法。
【請求項３５】
前記被ベーキング基板をベーキングする際に、前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間隙に光を照射することによって少なくとも前記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するようにしたことを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法。
【請求項３６】
前記光として軟Ｘ線を使用することを特徴とする請求項３５に記載の基板ベーキング方法。
【請求項３７】
前記均熱板は、前記被ベーキング基板を収納するための収納部とこの収納部の周囲に沿って設けられた溝とを備え、前記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記溝内に流体を供給するようにしたことを特徴とする請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法。
【請求項３８】
前記流体がイオン化された気体であることを特徴とする請求項３７に記載の基板ベーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板、液晶基板をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際にこれら基板のベーキングを行なう基板ベーキング装置及び基板ベーキング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置を製造する際のフォトリソグラフィ技術で使用されるフォトマスクは、石英基板上に金属薄膜例えばＣｒ（クロム）をスパッタ形成し、その上にフォトレジストを塗布し、プリベークし、電子線描画装置でパターンを描画した後、レジスト現像処理、ポストベーク、金属薄膜の選択エッチング、レジスト剥離等の各工程を経て完成される。
【０００３】
従来のリソグラフィ技術ではパターン寸法の解像度及び基板面内の寸法の均一性はそれ程厳しく要求されず、使用されるフォトレジストについてもこれらの特性がベーキング装置の温度バラツキに依存しないものが用いられていた。
【０００４】
ここで、フォトマスクのベーキング工程で使用される従来のベーキング装置について、図１６の断面図を用いて説明する。図示のように、従来のベーキング装置は単に加熱板７１が設けられているのみであり、この加熱板７１上にフォトレジストが塗布された石英等の基板７２がプロキシミティギャップと称される数十μ程度の間隙を介して載置されることにより、所定時間のベークが行なわれる。なお、図中の符号７３は上記プロキシミティギャップを確保するためのシール部材である。すなわち、従来では、基板７２は開放系下にてベークされ、ベーク終了後は加熱板７１上から外されて室温の下で自然冷却される。
【０００５】
ところで、最近のフォトリソグラフィ技術では、半導体装置の微細化に伴いパターン寸法の解像度及び基板面内の寸法の均一性が厳しくなってきている。このような状況下において、高解像性を有する化学増幅型レジストが実用化され始めている。この代表的なものとして例えばシプレー社のＳＡＬ６０１がある。この化学増幅型レジストには、架橋反応（ネガティブタイプ）や分解反応（ポジティブタイプ）が起こることが知られており、このようなことから一般にベーキング工程等の熱工程の際にパターン寸法が著しく影響を受けることが知られている。従って、基板面内の寸法の均一性が高い高性能のベーキング装置が必要になる。
【０００６】
しかし、従来のベーキング装置では、周囲の気流や熱源の影響を直接に受けるために、加熱板の面内温度のバラツキが大きくなり、ベーキング工程中の基板の中央部と周辺部とでは大きな温度差が見られる。例えば、６インチマスク（ 152.4× 152.4× 6.4ｍｍの石英基板）を用いて、ベーキング設定温度を１２０℃とした場合、ベーキング温度上昇時の過渡期（６３℃）では基板面内の温度差は２９℃、温度安定期（１０９℃）では基板面内の温度差は７．２℃もあり、過渡期及び温度安定期共に非常に大きな面内温度差が生じている。
【０００７】
化学増幅型レジストは、一般に約１００℃でベーキングして感度増幅を行なうので、ベーキング時の温度の均一性によりパターン寸法が大きく変化する。従って、この後、レジスト現像処理、金属薄膜の選択エッチング、レジスト剥離の各工程を経てパターン形成された基板は面内寸法バラツキが非常に大きくなり、規格内に入らずに致命的欠陥となることが判明した。
【０００８】
また、上記のようなプロキシミティギャップを介さずに加熱板上に直接に基板を載置するような場合もあり、このときの基板面内の温度バラツキはさらに大きなものとなる。
【０００９】
さらに、従来のベーキング装置では加熱板が外気に開放された構造になっているために、ベーキング工程中、レジストにダストの付着が発生しやすくなり、これも欠陥発生の原因になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のベーキング装置では、ベーキング工程の際に基板に大きな面内温度差が生じるために、完成後に面内寸法バラツキが非常に大きくなるという欠点がある。
【００１１】
この発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ベーキング工程の際に基板の面内温度の均一性を向上させることができる基板ベーキング装置及び基板ベーキング方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する駆動手段と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置される第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と、上記被ベーキング基板を冷却する冷却板とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置される第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような形状にされており、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、少なくとも上記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するイオン化手段と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動し、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する際に、上記第２の加熱板と上記第１の加熱板との間隔が所定値よりも狭くなった後に、上記第２の加熱板が上記第１の加熱板に近接するのに伴って上記第２の加熱板の駆動速度を順次低下せしめるようにする駆動手段と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の基板ベーキング装置は、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第１及び第２の加熱板にはヒータ及び温度検出手段がそれぞれ設けられ、前記第１及び第２の加熱板は上記温度検出手段の出力が入力する温度調節手段によって独立に温度が調整されることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の基板ベーキング装置は、請求項６に記載の基板ベーキング装置において、前記温度調節手段が、前記第２の加熱板における温度が前記第１の加熱板における温度よりも高くなるように前記第１及び第２の加熱板の温度を調整することを特徴とする。
【００１９】
請求項８の基板ベーキング装置は、請求項７に記載の基板ベーキング装置において、前記温度調節手段が、前記第１及び第２の加熱板における温度差が０．２ないし５．０℃の範囲となるように前記第１及び第２の加熱板の温度を調整することを特徴とする。
【００２０】
請求項９の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられ、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられ、上記被ベーキング基板を加熱するための第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、上記被ベーキング基板を加熱するための第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板を上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する駆動手段と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられている第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器と、上記被ベーキング基板を冷却する冷却板とを具備したことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２の基板ベーキング装置は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板が直接にもしくは所定の間隙を保って載置され、上記被ベーキング基板の載置面中央部に窪みが設けられている第１の加熱板と、上記被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に配置され、下面が上記被ベーキング基板の周辺部に近接するように設けられた第２の加熱板と、上記被ベーキング基板の周囲を取り囲むように上記第１の加熱板上に設けられる均熱板と、少なくとも上記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するイオン化手段と、上記第１、第２の加熱板及び上記均熱板を収納する容器とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
請求項１３の基板ベーキング装置は、請求項１、２、３、４、５、９、１０、１１、１２のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記レジストが化学増幅型レジストであることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４の基板ベーキング装置は、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第２の加熱板の厚みを、中央部から周辺部に向かって順次厚くすることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１５の基板ベーキング装置は、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間の距離を、中央部から周辺部に向かって順次短くすることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする。
【００２７】
請求項１６の基板ベーキング装置は、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第２の加熱板の中央部付近に空洞を設けることにより、前記被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにされていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１７の基板ベーキング装置は、請求項１、３、４のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第１の加熱板と第２の加熱板との間の間隙を任意に調整するための手段が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１８の基板ベーキング装置は、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第２の加熱板の周辺部にはガス注入孔が設けられ、前記第２の加熱板の中央部には開孔部がそれぞれ設けられ、かつ前記容器のこの開孔部に対応した位置近傍には排気孔が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１９の基板ベーキング装置は、請求項１８に記載の基板ベーキング装置において、前記第２の加熱板に設けられた前記ガス注入孔から所定のガスを所定の流量で注入するガス注入手段がさらに設けられ、かつ前記排気孔には前記第２の加熱板の中央部の前記開孔部から排出されるガスを所定の流量で排出するガス排出手段がさらに設けられていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２０の基板ベーキング装置は、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記第１の加熱板の周辺部にはこの第１の加熱板及び前記均熱板を貫通するガス注入孔が設けられ、前記第２の加熱板の中央部には開孔部がそれぞれ設けられ、かつ前記容器のこの開孔部に対応した位置近傍には排気孔が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
請求項２１の基板ベーキング装置は、請求項２０に記載の基板ベーキング装置において、前記第１の加熱板に設けられた前記ガス注入孔から所定のガスを所定の流量で注入するガス注入手段が設けられ、かつ前記排気孔には前記第２の加熱板の中央部の前記開孔部から排出されるガスを所定の流量で排出するガス排出手段が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
請求項２２の基板ベーキング装置は、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板ベーキング装置において、前記均熱板は、前記被ベーキング基板の厚みと対応する厚みを有し、かつ前記被ベーキング基板を収納するための前記被ベーキング基板の平面形状と対応する形状を有する収納部を備えていることを特徴とする。
【００３４】
請求項２３の基板ベーキング装置は、請求項２２に記載の基板ベーキング装置において、前記均熱板はさらに、前記収納部の周囲に沿って流体を通過させるための溝を備えていることを特徴とする。
【００３５】
請求項２４の基板ベーキング装置は、請求項４に記載の基板ベーキング装置において、前記イオン化手段が、前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間隙に光を照射することによって前記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するものであることを特徴とする。
【００３６】
請求項２５の基板ベーキング装置は、請求項２４に記載の基板ベーキング装置において、前記イオン化手段が軟Ｘ線イオン発生器であることを特徴とする。
【００３７】
請求項２６の基板ベーキング方法は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を所定時間、冷却板上に載置して被ベーキング基板の温度を均一化し、その後、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲むと共に被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする。
【００３８】
請求項２７の基板ベーキング方法は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を冷却して温度を均一化し、その後、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲むと共に被ベーキング基板のレジスト塗布面の上方に第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、ベーキング後の被ベーキング基板を冷却板上に載置し被ベーキング基板上から冷却用ガスを放出させて被ベーキング基板を冷却し、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする。
【００３９】
請求項２８の基板ベーキング方法は、表面にレジストが塗布された被ベーキング基板をベーキングするにあたり、被ベーキング基板を第１の加熱板上に載置し、かつ被ベーキング基板の周囲を均熱板で取り囲み、第２の加熱板を上記第１の加熱板の上方から上記第１の加熱板に近付ける方向に駆動して、上記第１の加熱板上に上記第２の加熱板を配置させた状態で容器内でベーキングし、ベーキング後は上記第２の加熱板を上記第１の加熱板上から遠ざかる方向に駆動し、上記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記第２の加熱板の被ベーキング基板に対する加熱量が中央部から周辺部に向かって順次多くなるような状態で加熱することを特徴とする。
【００４０】
請求項２９の基板ベーキング方法は、請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法において、前記第２の加熱板における温度が前記第１の加熱板における温度よりも高くなるように前記被ベーキング基板をベーキングすることを特徴とする。
【００４１】
請求項３０の基板ベーキング方法は、請求項２９に記載の基板ベーキング方法において、前記第１及び第２の加熱板における温度差が０．２ないし５．０℃の範囲となるように前記被ベーキング基板をベーキングすることを特徴とする。
【００４２】
請求項３１の基板ベーキング方法は、請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法において、前記レジストが化学増幅型レジストであることを特徴とする。
【００４３】
請求項３２の基板ベーキング方法は、請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法において、前記第２の加熱板の周辺部にガス注入孔を設け、被ベーキング基板の加熱の際に、上記ガス注入孔から前記第１の加熱板に対して所定のガスを所定の流量で供給することによってガス流による壁を形成し、このガス流による壁と前記第１、第２の加熱板によって被ベーキング基板を囲んだ状態でベーキングを行なうことを特徴とする。
【００４４】
請求項３３の基板ベーキング方法は、請求項３２に記載の基板ベーキング方法において、前記容器に排気孔を設け、被ベーキング基板をベーキングする際に、この排気孔から所定の流量で排気を行なうことを特徴とする。
【００４５】
請求項３４の基板ベーキング方法は、請求項２８に記載の基板ベーキング方法において、前記第２の加熱板を前記第１の加熱板に近付ける方向に駆動する際に、前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間隔が所定値よりも狭くなった後に、前記第２の加熱板が前記第１の加熱板に近接するのに伴って前記第２の加熱板の駆動速度を順次低下せしめ、
前記第２の加熱板を前記第１の加熱板上から遠ざかる方向に駆動する際は、前記第２の加熱板と前記第１の加熱板との間隔が所定値に達する前は前記第２の加熱板の駆動速度を順次上昇せしめるようにすることを特徴とする。
請求項３５の基板ベーキング方法は、請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法において、前記被ベーキング基板をベーキングする際に、前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間隙に光を照射することによって少なくとも前記第１の加熱板上の雰囲気をイオン化するようにしたことを特徴とする。
請求項３６の基板ベーキング方法は、請求項３５に記載の基板ベーキング方法において、前記光として軟Ｘ線を使用することを特徴とする。
請求項３７の基板ベーキング方法は、請求項２６ないし２８のいずれか一つに記載の基板ベーキング方法において、前記均熱板は、前記被ベーキング基板を収納するための収納部とこの収納部の周囲に沿って設けられた溝とを備え、前記被ベーキング基板をベーキングする際に、上記溝内に流体を供給するようにしたことを特徴とする。
請求項３８の基板ベーキング方法は、請求項３７に記載の基板ベーキング方法において、前記流体がイオン化された気体であることを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明を実施の形態により説明する。
図１はこの発明に係るベーキング装置をフォトマスク基板のベーキングを行なうものに実施した場合の全体の構成を示す平面図である。
【００４７】
このベーキング装置は、ベーキングチャンバ部１１、冷却部１２、搬送機構部１３、基板キャリア１４及び操作パネル１５等で構成されている。
このような構成において、操作パネル１５から操作命令を入力することにより、予め基板キャリア１４内に収納されている複数毎のフォトマスク基板１６が搬送機構部１３によって１枚ずつ取り出され、冷却部１２又はベーキングチャンバ部１１まで搬送された後に冷却又はベーキングが行なわれる。そして、全てのベーキング工程が終了したフォトマスク基板１６は再び搬送機構部１３によって基板キャリア１４まで搬送され、収納される。
【００４８】
ここで、このベーキング装置では、操作パネル１５からの操作命令入力により、予めプログラムされた手順に従って、基板キャリア１４からのフォトマスク基板１６の取り出し、冷却、ベーキング、冷却が順次行なわれ、一連のベーキング工程が完了して再び基板キャリア１４に収納されるまでの工程が自動的に行なわれる。
【００４９】
図２は図１のベーキング装置において、基板の加熱処理を行なうベーキングチャンバ部１１の詳細な構成を示すこの発明の第１の実施の形態に係る断面図である。図において、２１は下部加熱板（第１の加熱板）である。この下部加熱板２１の上部にはプロキシミティギャップを介して、表面にフォトレジストが塗布された平面形状が方形状のフォトマスク基板１６が載置される。なお、図中、下部加熱板２１に設けられている溝２２は、前記搬送機構部１３の図示しない基板搬送用チャックを挿入するためのものである。
【００５０】
下部加熱板２１は、図３の断面図に示すように、加熱板４１に加熱手段としてのヒータ４２を取り付けた構造となっており、温度調節を可能とするために、加熱板４１の中央部に熱電対４３が埋め込まれており、この熱電対４３の出力を受ける温度調節器４４の出力によって応じてヒータ４２が制御されるようになっている。
【００５１】
また、図２に示すように、下部加熱板２１上には、上記フォトマスク基板１６の周囲を取り囲むように均熱リング（均熱板）２３が固定されている。なお、この均熱リング２３の厚さはフォトマスク基板１６と実質的に同じ厚さにされており、その周辺部には所定の角度でテーパが付けられたテーパ部２４が形成されており、かつ中央部には図４の平面図に示すようにフォトマスク基板１６を収納するために、このフォトマスク基板１６に対応した形状を持ち、フォトマスク基板１６の寸法よりも若干大きめの収納部２５が形成されている。
【００５２】
さらに、図２に示すように、下部加熱板２１の上方には上部加熱板（第２の加熱板）２６が設けられている。この上部加熱板２６も、下部加熱板２１と同様に加熱板が設けられ、ヒータを熱源とし、かつ温度調節を可能とするために熱電対と温度調節器とが設けられている。また、この上部加熱板２６では、下部加熱板２１上に載置される上記フォトマスク基板１６に対する加熱量が、中央部で最も少なく、中央部から周辺部に向かって順次多くなるように、中央部での厚さが最も薄く、中央部から周辺部に向かって厚さが順次厚くなっていくような形状にされている。
【００５３】
上部加熱板２６上にはチャンバ２７（容器）が設けられており、ベーキング工程時にはこのチャンバ２７によりベーキングチャンバ部１１全体が覆われて外気と遮断され、外部からの影響が与えられないようになっている。
【００５４】
さらに、上部加熱板２６の周辺部の下部加熱板２１のテーパ部２４に対応した位置にはガス注入孔２８が形成されている。このガス注入孔２８は、図５の平面図に示すように、上部加熱板２６のほぼ全周に渡って形成されている。そして、このガス注入孔２８からは図２中に示すガス供給手段２９により不活性ガス、例えば窒素ガスが所定の流量で注入されるようになっており、この窒素ガス流により、上部加熱板２６と下部加熱板２１との間には窒素ガスによる壁が形成されるようになっている。この窒素ガス流は均熱リング２３に形成されたテーパ部２４に衝突して、フォトマスク基板１６を収納している側とは反対側、すなわち外側に拡散され、窒素ガス流の一部はフォトマスク基板１６を収納している側にも流れ込む。このときの窒素ガス流がフォトマスク基板１６に当たることにより、フォトマスク基板１６が帯電する。なお、この窒素ガス流の温度は、基板温度の均一性を損なわないような温度、またはそれよりも数度高く設定される。このような窒素ガス流の温度と流量の変化により、基板面内の温度の均一性が向上する。
【００５５】
また、図２及び図５に示すように、上部加熱板２６の中央部には開孔部３０が設けられ、さらにチャンバ２７のこの開孔部３０と対応する位置にも開孔部３１が設けられている。そして、この開孔部３１からは図２中に示す排気手段３２により所定の流量で排気が行なわれるようになっている。
【００５６】
ところで、一般に化学増幅型レジストを用いたフォトリソグラフィ工程は、図６の（ａ）の工程に示すような順序で行なわれる。すなわち、表面にクロム膜が形成された基板にレジストが塗布された後、基板が室温まで冷却される。次にプリベークされ、さらに再び室温まで冷却された後に電子線描画装置でパターンが描画（ＥＢ描画）される。この後に再び室温まで冷却され、電子線描画後ベーク（ＰＥＢ）が行なわれ、さらに室温まで冷却され、続いてレジストの現像処理が行なわれ、続いてクロム膜の選択エッチング、レジスト剥離が行なわれる。
【００５７】
他方、非化学増幅型レジストを用いたフォトリソグラフィ技術は、一般に図６の（ｂ）の工程に示すような順序で行なわれる。すなわち、ＥＢ描画までは化学増幅型レジストの場合と同様であるが、ＥＢ描画後に現像処理が行なわれ、その後、冷却（室温）、ポストベーク、冷却（室温）が行なわれ、その後は化学増幅型レジストの場合と同様にクロム膜の選択エッチング、レジスト剥離が行なわれる。
【００５８】
上記実施の形態のベーキング装置は、化学増幅型レジストを用いた場合、上記フォトリソグラフィ技術の工程中の冷却（室温）、プリベーク及び冷却（室温）からなる第１ベーキング工程と、冷却（室温）、ＰＥＢ及び冷却（室温）からなる第２ベーキング工程とを行なう際に使用されるものであり、次にこのような化学増幅型レジストを用いた場合のベーキング工程について説明する。ここで、フォトマスク基板としては、例えば６インチマスク（ 152.4× 152.4× 6.4ｍｍの石英基板）が用いられるものとし、上部加熱板２６の注入孔２８から供給される窒素ガスの流量は０．５〜５リットル／分の範囲で設定が可能であり、かつチャンバ２７の開孔部３１からの排気の流量は０．１〜３リットル／分の範囲で設定が可能であるとする。さらに、前記冷却部１２には、予め室温、例えば２３℃に設定保持された冷却板が設けられているものとする。
【００５９】
まず、第１ベーキング工程の前工程として、レジスト塗布装置によりフォトマスク基板１６上に化学増幅型レジストを滴下し、スピン回転により所定の膜厚のレジスト層を形成する。次に複数枚の基板１６を前記基板キャリア１４にセットした後、操作パネル１５から操作命令を入力する。これにより、基板１６がまず冷却部１２に搬送され、２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。次に、チャンバ２７内の吸排気流量が０．５リットル／分、下部加熱板２１の設定温度が１００℃、上部加熱板２６の設定温度が９０℃に設定されている状態で、チャンバ２７内の下部加熱板２１上に基板１６が載置されてプリベークが開始される。なお、上部及び下部加熱板の温度はいずれも６０〜２００℃の範囲で調整が可能である。このプリベークの際に、下部加熱板２１上で基板１６の周囲には均熱リング２３が設けられており、この均熱リング２３により基板１６の側面からも熱が加わるために、基板１６の中央部と周辺部の温度のバラツキを非常に小さくすることができる。
【００６０】
また、基板１６の上部には温度調整が可能な上部加熱板２６が設けられているために、基板１６に対し上方より熱を加えて基板全体を加熱することにより、温度分布を均一化することができる。しかも、上部加熱板２６の形状は、基板１６に対する加熱量が中央部で最も少なく、中央部から周辺部に向かって順次多くなるように、中央部での厚さが最も薄く、中央部から周辺部に向かって厚さが順次厚くなっていくような形状にされているので、下部加熱板２１による加熱により最も温度が低くなっている周辺部を中央部よりも多い加熱量で加熱することができ、これにより基板１６の面内温度差をより少なくすることができる。
【００６１】
このプリベーク工程は、基板上に塗布されたレジスト中の溶媒の一部を蒸発させて、感度を向上させる効果があるが、このベーキングはレジストの出来上がり寸法の面内均一性に大きな影響を与える。このため基板の面内温度均一性を改善することにより、出来上がり寸法の面内均一性の向上を図ることができる。
【００６２】
上記プリベークを例えば１０分間行なった後に、基板１６が直ちに冷却部１２に搬送され、ここで２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。
【００６３】
基板１６の冷却に使用される冷却部１２は、例えば図８の側面図に示すように構成されている。基板１６は、前記搬送機構部１３によって冷却板５１の４本のピン５２ａ〜５２ｄ（５２ａ、５２ｂのみを図示）の先端上に載置される。一方、ノズル５３の先端に緩衝板５４及び整流板５５が固着されている。緩衝板５４は、気体が流通自在な構造、例えば一部切除されたネジ５６によってノズル５３に固着されている。また、上記４本のピン５２ａ〜５２ｄはエアシリンダ５７に固定されている。
【００６４】
このような構成の冷却部１２では、基板１６が４本のピン５２ａ〜５２ｄ上に載置された後、エアシリンダ５７が動作してピン５２ａ〜５２ｄが下降し、冷却板５１と基板１６との間隙が０．１ｍｍ程度となるまで両者を接近させた後、図示しない機構により、緩衝板５４及び整流板５５が固着されているノズル５３が基板１６の上方に位置するように移動する。
【００６５】
そして、ノズル５３の注入孔５８から清浄な窒素ガスが導入され、この窒素ガスが緩衝板５４に当たって外周に拡散される。さらに整流板５５と基板１６とがガイドになって一様な流れを形成して基板１６が冷却される。ここで、整流板５５の大きさを基板１６よりも大きくすることによって、基板１６上面の窒素ガスの流れを均一にすることができるので、冷却効果も均一なものとなる。
【００６６】
また、整流板５５と基板１６との間隙を２０ｍｍ以上にすると、窒素ガスの乱流が発生し、一様に外周に流れないようになるために冷却が不規則になるので、上記の間隙は２０ｍｍ以下にすることが必要である。
【００６７】
さらに、窒素ガスの流量が少ないと、基板１６の外周から冷却が進むので中央部との間の温度差が大きくなり、基板面内でレジスト感度に大きな差が発生しやすくなる。逆に流量が多すぎると中央部の冷却が早くなり、この場合にも基板面内でレジスト感度に大きな差が発生しやすくなる。本発明者らが実験したところ、窒素ガスの流量を５〜３０リットル／分の範囲で設定すれば、２〜５℃の範囲の温度差で均一に冷却できることが判明した。
【００６８】
次に、図６（ａ）中の冷却（室温）、ＰＥＢ及び冷却（室温）からなる第２ベーキング工程について説明する。ＥＢ描画が終了した基板１６は、先の第１ベーキング工程の場合と同様にまず冷却部１２に搬送され、２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。次に、チャンバ２７内の吸排気流量が０．５リットル／分、下部加熱板２１の設定温度が例えば１０９℃、上部加熱板２６の設定温度が例えば１１３℃に設定されている状態で、チャンバ２７内の下部加熱板２１上に基板１６が載置されてベークが開始される。
【００６９】
このＰＥＢベークの際にも、均熱リング２３により基板１６の側面からも熱が加わるために、基板１６の中央部と周辺部の温度のバラツキを非常に小さくすることができる。また、基板１６に対し上方より熱を加えて基板全体を加熱するので温度分布を均一化することができる。また、基板１６との間の距離が下部加熱板２１に比べて大きい上部加熱板２６の設定温度を、下部加熱板２１の設定温度よりも高くしているので、特に基板１６の上下方向における温度分布の均一化を図ることができる。
【００７０】
なお、第２ベーキング工程の際に、上部加熱板２６と下部加熱板２１の設定温度の差を、上記説明では４．０℃に設定する場合について説明したが、この温度差は、上部加熱板２６と下部加熱板２１との間の距離にもよるが、０．２〜５．０℃の範囲となるように調整することが好ましい。なお、このとき、フォトマスク基板１６の上面と上部加熱板２６との間の距離は０．５〜１０ｍｍの範囲である。
【００７１】
さらに、上部加熱板２６の形状は、基板１６に対する加熱量が中央部で最も少なく、中央部から周辺部に向かって順次多くなるように、中央部での厚さが最も薄く、中央部から周辺部に向かって厚さが順次厚くなっていくような形状にされているので、下部加熱板２１による加熱により最も温度が低くなっている周辺部を中央部よりも多い加熱量で加熱することができ、これにより基板１６の面内温度差をより少なくすることができる。そして、このＰＥＢの際に基板１６の温度を測定したところ、ベーキング温度上昇時の過渡期（６０℃）において面内温度バラツキとして３．０℃の値が得られた。この値は従来装置を用いた場合の２９℃と比べて大幅に低下している。
【００７２】
図７は上記ＰＥＢ工程の昇温時における基板の面内平均温度と面内温度バラツキの状態を、従来装置によるものと比較した結果を示す特性図である。図示のように、ベーク開始後から６０秒が経過した過渡期における面内温度バラツキは、従来では２５℃もあったのに対しこの実施の形態の場合には３．０℃と大幅に減少している。また、ベーク開始後から４００秒が経過した安定期では、従来が８℃であるのに対してこの実施の形態では０．２℃を実現することができた。
【００７３】
このように上記実施の形態では、ベーク工程の際の基板の面内温度均一性を従来に比べて大幅に改善できた。
このＰＥＢは、化学増幅型レジストにとって、レジスト寸法のバラツキを決定付ける重要な工程であり、ベーキング装置の加熱板における面内温度バラツキ及び装置周辺の環境の影響を受けやすい。
【００７４】
上記ＰＥＢを例えば８分間行なった後は、基板１６が直ちに冷却部１２に搬送され、ここで２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。この冷却の途中で基板１６の面内温度差を測定したところ４．５℃の値が得られた。この値は従来装置を用いた場合の１２℃と比べて大幅に低下している。
【００７５】
次に非化学増幅型レジストを用いた場合の、図６（ｂ）中のポストベーク工程について説明する。レジスト現像後に、基板は冷却部１２に搬送され、２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。次に、チャンバ２７内の吸排気流量が０．５リットル／分、下部加熱板２１の設定温度が９０℃、上部加熱板２６の設定温度も９０℃に設定されている状態で、チャンバ２７内の下部加熱板２１上に基板が載置され、この後に例えば１０分間のベークが行なわれる。このポストベーク工程は、現像液により膨脹したレジストパターンを加熱することにより現像液を蒸発させて、パターンを収縮させる役割があるが、この工程の際にも出来上がりのレジストパターン寸法の基板内均一性を良好とすることができる。この後は、基板が直ちに冷却部１２に搬送され、ここで２３℃の室温に設定保持された冷却板上で所定時間、強制的に冷却される。
【００７６】
次に、上記実施の形態に係る基板ベーキング装置の種々の変形例について説明する。上記実施の形態において、上部加熱板２６は、下部加熱板２１上に載置される基板１６に対する加熱量が、中央部で最も少なく、中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにするために、図２に示したように、中央部での厚さが最も薄く、中央部から周辺部に向かって厚さが順次厚くなっていくような形状にされている場合について説明した。しかし、上部加熱板２６の形状は同様の機能を有するものであるならばどのような形状もしくは構造のものでも使用が可能である。
【００７７】
図９の（ａ）に示した上部加熱板２６は、中央部での厚さが最も薄く、中央部から周辺部に向かって厚さが段階的に順次厚くなっていくような形状にしたものである。
【００７８】
図９の（ｂ）に示した上部加熱板２６は一様な厚さにされているが、中央部が凸状となるような山形にして、下部加熱板２１との間の距離が中央部から周辺部に向かって順次短くなるようにしたものである。
【００７９】
図９の（ｃ）に示した上部加熱板２６は、中央部付近に空洞６１を設けるようにしたものである。
図９の（ｄ）に示した上部加熱板２６は、図示しないが前記ヒータの調整により基板１６に対する加熱量が中央部で最も少なく、中央部から周辺部に向かって順次多くなるようにしたものである。
【００８０】
また、上記実施の形態では上部加熱板２６にガス注入孔２８を形成し、このガス注入孔２８から窒素ガスを注入し、この窒素ガス流により上部加熱板２６と下部加熱板２１との間に窒素ガスによる壁を形成する場合について説明したが、これは図１０に示すように、下部加熱板２１側に上記ガス注入孔２８を形成し、このガス注入孔２８から前記ガス供給手段２９により窒素ガスを注入して前記の壁を形成するようにしてもよい。
【００８１】
さらに上記実施の形態では、下部加熱板２１の上面、すなわち、フォトマスク基板１６の載置面の構造については特に言及していなかったが、これは図１１に示すように、下部加熱板２１を構成する加熱板４１の表面中央部に平面形状が円形の窪み６２を形成することにより、ベーク時にフォトマスク基板１６の中央部の温度を下げることができる。この窪み６２の直径と深さにより中央部の温度は変化するが、先の６インチマスクの場合、直径を５０ｍｍ、深さを０．２ｍｍとした時の中央部の温度は基板面内の平均温度に対して０．５℃低くなり、窪み６２が存在していない場合に比べて大幅に小さくすることができる。
【００８２】
次にこの発明のベーキング装置の第２の実施の形態に係るベーキングチャンバ部１１を図１２を参照して説明する。
図１２に示したベーキングチャンバ部１１は、上部加熱板２６を上下方向に駆動する駆動機構を設けるようにしたものである。すなわち、この実施の形態に係るベーキングチャンバ部１１では、図２に示すものに対し、上部加熱板２６を固定するアーム６３、ボールネジ６４及びモータ６５からなる駆動機構を追加し、モータ６５の回転に従ってボールネジ６４を回転させてアーム６３を上下駆動することにより、上部加熱板２６を上下方向に駆動するようにしたものである。
【００８３】
この実施の形態によるベーキングチャンバ部１１では、下部加熱板２１上にフォトマスク基板１６をセットする際には予め上部加熱板２６を上方に移動させておくことによりフォトマスク基板１６のセットを容易にし、ベーキング時には上部加熱板２６を降下させて下部加熱板２１に近接させるようにする。
【００８４】
ところで、フォトマスク基板１６を下部加熱板２１上にセットした後は、できるだけ早く一定の温度環境を作ることが均熱性を高める上で必要である。しかし、上部加熱板２６の駆動速度をあまり速くし過ぎると、ゴミの巻き上げや吸い込みを発生させ、フォトマスク基板１６上にゴミが付着し、ベーキング時にゴミの焼き付けを発生させる原因となる。
【００８５】
そこで、この実施の形態では、上部加熱板２６を下方に移動させる際は、図１３の（ａ）に示すように、下部加熱板２１との間の間隔Ｔが所定値Ｔ0 （例えば５ｍｍ）よりも狭くなった後は、上部加熱板２６の駆動速度Ｖを順次低下させるように前記モータ６５の回転速度を調整している。これにより、フォトマスク基板１６上へのゴミの付着が防止できる。
【００８６】
一方、ベーキング後、下部加熱板２１上にセットされたフォトマスク基板１６を取り出す際は、上部加熱板２６を上方に移動させる。この際は、図１３の（ｂ）に示すように、下部加熱板２１との間の間隔Ｔが所定値Ｔ0 （例えば５ｍｍ）に達していない期間は、上部加熱板２６の駆動速度Ｖが順次上昇するように前記モータ６５の回転速度を調整している。そして、間隔Ｔが所定値Ｔ0 を越えた後は、上部加熱板２６の駆動速度Ｖをある程度速い一定の速度にすることによって、スループットの向上を図るようにしている。また、上部加熱板２６の移動後はフォトマスク基板１６が上部加熱板２６から引き上げられるが、この引き上げ時にフォトマスク基板１６の下側にエアーが流れ込み、フォトマスク基板１６が帯電する恐れがある。従って、フォトマスク基板１６の引き上げ時にも、始めは引き上げ速度が順次上昇するように引き上げ、その後はある程度速い一定の速度で引き上げることにより、フォトマスク基板１６の帯電を防止することができる。
【００８７】
このように、上部加熱板２６の駆動時に、上部加熱板２６が上部加熱板２６と近接しているときには、上部加熱板２６の駆動速度を遅くすることによって、フォトマスク基板１６上へのゴミの付着を防止することができる。また、
また、この実施の形態によれば、ベーキング時における下部加熱板２１と上部加熱板２６との間の間隔を自由に調整することができ、フォトマスク基板１６の厚さに応じて下部加熱板２１と上部加熱板２６との間の距離を最適なものに設定することができる。
【００８８】
次に第３の実施の形態に係るベーキングチャンバ部１１について、図１４を参照して説明する。
この発明のベーキング装置を用いてフォトマスク基板のベーキングを行なっている際、フォトマスク基板が設置されている環境は非常に乾燥している。このために、ベーキング時及びベーキングが終了してフォトマスク基板を取り出す際に、フォトマスク基板には静電気が発生し、ゴミが付着し易くなる。
【００８９】
そこで、この実施の形態に係るベーキングチャンバ部１１では、前記図１２に示すような構成のベーキングチャンバ部に対し、さらにイオナイザ、例えば軟Ｘ線イオナイザ（軟Ｘ線イオン発生器）３３を付加したものである。なお、この実施の形態に係るベーキングチャンバ部において、前記図１２のものと対応する箇所には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００９０】
上記軟Ｘ線イオナイザ３３は、例えば前記チャンバ２７の側部に取り付けられており、チャンバ２７の側部に設けられた窓部３４から軟Ｘ線を照射することができる。これにより、下部加熱板２１と上部加熱板２６との間の間隙に横方向から軟Ｘ線が照射され、下部加熱板２１と上部加熱板２６との間の、図中斜線を施した領域の雰囲気がイオン化される。
【００９１】
そして、上記軟Ｘ線イオナイザ３３を、例えば、ベーキングが終了し、上部加熱板２６を上方向に駆動する際に動作させるようにする。上記軟Ｘ線イオナイザ３３を動作させると、フォトマスク基板１６の表面上にはイオンが発生するので、上部加熱板２６を駆動する際にフォトマスク基板１６に静電気が発生しても、このイオンにより中和され、フォトマスク基板１６上へのゴミの付着を防止することができる。また、前記したようにベーキング終了後にフォトマスク基板１６を上部加熱板２６から引き上げる際もフォトマスク基板１６が帯電する恐れがあるので、この際にも軟Ｘ線イオナイザ３３を動作させるようにすれば、フォトマスク基板１６の帯電を防止することができる。
【００９２】
なお、上記実施の形態では、上部加熱板２６を上下方向に駆動する駆動機構を設けたものに軟Ｘ線イオナイザ３３を設ける場合について説明したが、これは駆動機構が設けられていないもの、例えば図２、図１０等に示すものに軟Ｘ線イオナイザ３３を設けるようにしても良い。また、軟Ｘ線イオナイザ３３の代わりに、流速を伴わないでイオン化できるものであればそれを使用することができる。そして、この場合もベーキング終了後にフォトマスク基板１６を上部加熱板２６から引き上げる際に動作させることによって、フォトマスク基板１６の帯電を防止することができる。
【００９３】
上記したこの発明の各実施の形態及び各変形例では、ベーキングを行なう基板としてフォトマスク基板を用いる場合について説明したが、この発明はシリコン基板やサファイア基板等の半導体基板、または液晶基板等にも実施できることはもちろんである。
【００９４】
また、上記各実施の形態ではベーキング前及び後にそれぞれ基板を室温に冷却していたが、この冷却工程は場合によっては省略することができる。さらに、上記実施の形態では電子線描画装置を用いてレジストにパターンを形成する場合について説明したが、これはその他に光、Ｘ線等のリソグラフィ技術のベーキング工程の全てに適用することができる。
【００９５】
さらに、前記下部加熱板２１上に固定されている前記均熱リング２３は、図４に示すような構成のものの他に、図１５に示すような構成のものも使用することができる。
【００９６】
図１５（ａ）はこの発明の変形例による均熱リング２３の平面図であり、図１５（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。すなわち、この均熱リング２３は、先の図４に示したものと同様に、フォトマスク基板１６を収納する収納部２５、周辺部のテーパ部２４（図１５では図示せず）が形成されている。そして、この図１５の均熱リング２３では、さらに、収納部２５の周囲に沿って流体を通過させるための溝部３５が設けられている。
【００９７】
このような構成の均熱リング２３を用いてベーキングを行なう際に、均熱リング２３の溝部３５内に所定温度の気体を供給することにより、フォトマスク基板１６の温度の均一性が図られる。さらに、上記溝部３５内にイオン化気体を供給すれば、静電気の発生が防止できて、ゴミの付着も防止することができる。
また、上記均熱リング２３に設けた溝部３５と同様の溝部は、上部加熱板２６に設けるようにしても良い。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、ベーキング工程の際に基板の面内温度の均一性を向上させることができる基板ベーキング装置及び基板ベーキング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るベーキング装置をフォトマスク基板のベーキングを行なうものに実施した場合の全体の構成を示す平面図。
【図２】第１の実施の形態に係るベーキングチャンバ部の詳細な構成を示す断面図。
【図３】図２に示すベーキングチャンバ部内の下部加熱板の断面図。
【図４】図２に示すベーキングチャンバ部内の均熱リングの平面図。
【図５】図２に示すベーキングチャンバ部内の上部加熱板の平面図。
【図６】一般的なフォトリソグラフィ工程を示す図。
【図７】図６中のプリベーク工程の昇温時における基板の面内平均温度と面内温度バラツキの状態を従来装置によるものと比較した結果を示す特性図。
【図８】図１のベーキング装置における冷却部の詳細な構成を示す側面図。
【図９】上部加熱板の変形例の構成を示す断面図。
【図１０】図１のベーキング装置におけるベーキングチャンバ部の変形例の構成を示す断面図。
【図１１】下部加熱板の変形例の断面図。
【図１２】この発明の第２の実施の形態に係るベーキングチャンバ部の詳細な構成を示す断面図。
【図１３】図１２の実施の形態を説明するための特性図。
【図１４】この発明の第３の実施の形態に係るベーキングチャンバ部の詳細な構成を示す断面図。
【図１５】この発明の変形例に係る均熱リングを示す平面図及び断面図。
【図１６】従来のベーキング装置の断面図。
【符号の説明】
１１…ベーキングチャンバ部、１２…冷却部、１３…搬送機構部、１４…基板キャリア、１５…操作パネル、１６…フォトマスク基板、２１…下部加熱板、２２…溝、２３…均熱リング、２４…テーパ部、２５…収納部、２６…上部加熱板、２７…チャンバ（容器）、２８…ガス注入孔、２９…ガス供給手段、３０…開孔部、３１…開孔部、３２…排気手段、３３…軟Ｘ線イオナイザ（軟Ｘ線イオン発生器）、３４…窓部、３５…溝部、４１…加熱板、４２…ヒータ、４３…熱電対、４４…温度調節器、５１…冷却板、５２ａ〜５２ｄ…ピン、５３…ノズル、５４…緩衝板、５５…整流板、５６…ネジ、５７…エアシリンダ、５８…注入孔、６１…空洞、６２…窪み、６３…アーム、６４…ボールネジ、６５…モータ。
【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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