(57)【要約】【課題】超高精細な加工が要求される半導体集積回路等の製造等に用いられるベイキング装置に関し、被加熱体をムラなく均一に加熱できるベイキング装置を提供することを目的としている。【解決手段】板状の被加熱体２０を上面に固定して搬送するステージ１と、前記ステージがチャンバー内Aに出入りできる搬入口２と、チャンバー内壁周囲に間接加熱方式の加熱部３と、前記ステージ上の前記被加熱体を保持するアーム４を具備するベイキング装置１０であって、前記ステージは被加熱体２０をチャンバー内水平に搬送して所定の位置に停止し、その後前記アームにて保持される位置まで上下し、保持された後に前記動作を逆手順でチャンバー外に排出する機構を有し、前記アームは、前記被加熱体の対向する位置に２本配置されてなり、一方の端部がチャンバー内壁に固定され、他方の端部が前記被加熱体を保持し、且つ回転機構を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加熱体を上面に固定して搬送するステージと、前記ステージがチャンバー内に出入りできる搬入口と、チャンバー内壁周囲に間接加熱方式の加熱部と、前記ステージ上の前記被加熱体を保持するアームを具備するベイキング装置であって、
前記ステージは、前記被加熱体を水平に保持して、チャンバー内水平に搬送して所定の位置に停止し、その後前記アームにて保持される位置まで上下し、保持された後に前記動作を逆に行ってチャンバー外に排出する機構を有し、
前記アームは、前記被加熱体の対向する位置に２本配置されてなり、いずれのアームも、一方の端部がチャンバー内壁に固定され、他方の端部が前記被加熱体を保持し、且つ回転機構を有することを特徴とするベイキング装置。
【請求項２】
前記搬入口は、その内壁に間接加熱方式の加熱部を有することを特徴とする請求項１に記載のベイキング装置。
【請求項３】
前記ステージは、その最上面に前記被加熱体を固定するための吸引方式の台座を有し、且つ前記台座のサイズが前記被加熱体のサイズより小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のベイキング装置。
【請求項４】
前記アームの他方の端部が押し圧方式の機構により前記被加熱体を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベイキング装置。
【請求項５】
前記アームの他方の端部が把持式冶具により前記被加熱体を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベイキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路等の製造等に用いられるベイキング装置、特に電子線に感度を有する感光性材料上に電子線を照射された状態でのベイキング装置の機構及び、装置内でのベイキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は、集積度の向上や電力消費量の低減のため、より微細化が進み、それに伴い製造難易度も高くなってきている。またこれに伴い、半導体集積回路形成のために用いられるフォトマスクも高精度化が要求されている。特に半導体集積回路形成のウェハープロセスや、フォトマスクのフォトマスク作製プロセスで形成されるパターン寸法精度に関する要求は、年々厳しくなってきている。
【０００３】
フォトマスクの製造方法は、ガラス基板上に金属遮光膜を形成し、さらに電子に感度を有するフォトレジストを塗布し、電子線描画装置を用いて回路パターンの描画を行う。
【０００４】
回路パターンを描画形成した後、電子線によって露光された露光部と露光されていない非露光部とのレジスト上のコントラストを向上させるため、熱を与えて露光部の酸を拡散させ、露光部の矩形成を向上させる必要がある。
【０００５】
前記から、フォトマスク製造過程の現像後において、露光部の酸を拡散させるための熱を与えるため、材料を一度ベイキング装置に投入させる必要がある。またこれはフォトマスクを用いてウェハー転写する際にもほぼ同様の工程をたどることになる。フォトマスクを介して露光された、ウェハー材に塗布されたレジストの露光部も、酸を拡散させるためにベイキング装置を用いて加熱させる必要がある。
【０００６】
現行のベイキング装置には様々な形態があるが、電子線によって露光されたフォトレジストもしくは光、ＥＵＶによって露光されたフォトレジストは、レジスト全面を等しく均一に熱を与えることが必要になり、その目的にかなった装置機構はパターンが微細化になればなるほど高精度なものが要求される。
【０００７】
しかしながら従来の加熱方法では、例えば、汎用のヒーターを有したホットプレートで基板材料に直接熱を加える場合、材料面内において温度ムラが発生するという問題がある。これは、ホットプレート面内の温度調節には温度計測器センサレーを用いて、ムラが無くかつ材料面内で温度変化量やばらつきが最小になるように都度調節を行っているが、材料毎に細かく調節が必要なことや、ホットプレート自身の使用し続けることによる汚れなどで温度上昇レートが変化してしまうなど、安定性を阻害してしまう要素が多いことが要因として挙げられる。また温度計測器による計測値は実際の基板材料面内の温度を計測することができず、ホットプレート上の計測値であり、実際の温度とは異なる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特願平９−１５９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、超高精細な加工が要求される半導体集積回路等の製造等に用いられるベイキ
ング装置に関し、被加熱体をムラなく均一に加熱できるベイキング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、板状の被加熱体を上面に固定して搬送するステージと、前記ステージがチャンバー内に出入りできる搬入口と、チャンバー内壁周囲に間接加熱方式の加熱部と、前記ステージ上の前記被加熱体を保持するアームを具備するベイキング装置であって、
前記ステージは、前記被加熱体を水平に保持して、チャンバー内水平に搬送して所定の位置に停止し、その後前記アームにて保持される位置まで上下し、保持された後に前記動作を逆に行ってチャンバー外に排出する機構を有し、
前記アームは、前記被加熱体の対向する位置に２本配置されてなり、いずれのアームも、一方の端部がチャンバー内壁に固定され、他方の端部が前記被加熱体を保持し、且つ回転機構を有することを特徴とするベイキング装置である。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、前記搬入口は、前記チャンバーの内壁側に間接加熱方式の加熱部を有することを特徴とする請求項１に記載のベイキング装置である。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、前記ステージは、その最上面に前記被加熱体を固定するための吸引方式の台座を有し、且つ前記台座のサイズが前記被加熱体のサイズより小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のベイキング装置である。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、前記アームの他方の端部が押し圧方式の機構により前記被加熱体を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベイキング装置である。
【００１４】
また、請求項５に係る発明は、前記アームの他方の端部が把持式冶具により前記被加熱体を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベイキング装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係る発明によれば、板状の被加熱体を上面に固定して搬送するステージと、前記ステージがチャンバー内に出入りできる搬入口と、チャンバー内壁周囲に間接加熱方式の加熱部と、前記ステージ上の前記被加熱体を保持するアームを具備するベイキング装置であって、従来のような前記被加熱体を上面に乗せた状態で前記被加熱体をその上からのみ加熱するのではなく、２本のアームで前記被加熱体を対称位置で保持することにより、上下左右から加熱処理をすることができ、効率的で均一な加熱処理ができる。
【００１６】
また、前記アームが回転機構を有することで、前記被加熱体を回転させながら加熱処理できるため、より効率的で均一な加熱処理ができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、前記搬入口のチャンバー内壁側に間接加熱方式の加熱部を有することで、チャンバー内壁周辺により満遍なく間接加熱部を設けることができ、前記被加熱体をより均一な温度分布で加熱することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、前記ステージが、その最上面に前記被加熱体を固定するための吸引方式の台座を有し、且つ前記台座のサイズが前記被加熱体のサイズより小さいことにより、前記アームによる前記被加熱体の側面端部の保持が、任意の2点の対称位置で容易に行うことが出来る。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、前記アームの他方の端部を押し圧方式の機構とすること
で、前記被加熱体の端部側面で保持することが容易となる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、前記アームの他方の端部を把持式冶具とすることで、前記被加熱体の特に端部角部を保持することが容易となる。
【００２１】
本発明のベイキング装置によれば、従来のステージ型のホットプレートを介せず、基板材料を中心に全方位から加熱することで、加熱ムラを防ぐことができ、さらに基板材料自体を回転させることで加熱の効率を上げることができ、あらゆる材料を高精度かつ安定して加熱させることができる。加熱の効率、精度向上により電子線感光部の酸が効率良く拡散し、レジスト上の露光部、非露光部のコントラストを向上させることができ、微細パターンの矩形性が向上し、パターン寸法精度が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るベイキング装置の一実施形態を示す断面概略図である。
【図２】図１に記載のベイキング装置の主要動作の一実施形態を示す断面概略図である。  （ａ）ステージ及び被加熱体のチャンバー内への搬送（搬入）  （ｂ）被加熱体のアームによる保持  （ｃ）ステージのチャンバー外への搬送（搬出）  （ｄ）被加熱体のアームによる回転
【図３】本発明に係るアーム一実施形態を示す概略図である。  （ａ）先端部が平坦な押し込み方式の断面図  （ｂ）被加熱体を保持した時の平面図
【図４】本発明に係るアーム一実施形態を示す概略図である。  （ａ）先端部が把持式冶具の断面図  （ｂ）被加熱体を保持した時の平面図
【図５】実施例の測長結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るベイキング装置の一実施形態について、図を参照に具体的に説明する。
【００２４】
本発明のベイキング装置は、図１に示すように、板状の被加熱体２０を上面に固定して搬送するステージ１と、前記ステージがチャンバー内Ａに出入りできる搬入口２と、チャンバー内壁周囲に間接加熱方式の加熱部と、前記ステージ１上の前記被加熱体２０を保持するアーム４を具備するベイキング装置１０である。以下、図２に基づきより具体的に説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、前記ステージ１は前記被加熱体２０を水平に保持して、チャンバー内Ａに水平に搬送して所定の位置に停止する。その後、図２（ｂ）に示すように、前記アーム４にて保持される位置まで上下し、図２（ｃ）に示すように保持された後に前記動作を逆に行ってチャンバー外に排出する機構を有する。前記アーム４は、前記被加熱体２０の対向する位置に２本配置されてなり、一方の端部がチャンバー内壁に固定され、他方の端部が前記被加熱体を保持し、且つ、図２（ｄ）に示すようにアーム４は回転機構を有する。
【００２６】
なお、図１では、前記アーム４の一方の端部がチャンバー内壁に取り付けられる位置が、チャンバー内Ａの空間の中央に搬入される被加熱体２０に対して、対角線上に対向する位置の一実施形態を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
前記ステージ１は、最上面に前記被加熱体２０を固定するために、吸引方式の台座を有
しており、且つ前記台座のサイズは前記被加熱体のサイズより小さいことを特徴とする。前記台座が前記被加熱体のサイズより小さいことにより、後述する前記アーム４による前記被加熱体の側面端部での保持を容易に行うことが出来る。
【００２８】
また、前記ステージは水平に移動してチャンバー内Ａの所定の位置で停止し、その後、最上部に固定した被加熱体が前記アームで保持される位置まで、任意に上昇・降下のいずれかの動作により位置調整することができる。前記被加熱体２０がアーム４で保持された後は、吸引を解除して前記被加熱体からフリーとなり、任意に上昇・降下のいずれかの逆動作を行うことで水平位置に戻り、チャンバー外へと排出される機構を有する。
【００２９】
また、チャンバー内壁全体を加熱部３としているが、本発明に係る前記搬入口２は、チャンバーの内壁側に間接加熱方式の加熱部３ａを有することが好ましい。前記加熱部３ａの位置や表面積は特に限定するものではないが、前記搬入口２の中央部に位置し、より広い表面積を有することがより好ましい。これにより、チャンバー内周囲に設けられる加熱部の作用をより効果的にすることができる。なお、本発明における前記間接加熱方式とは、公知の加熱方法により加熱された空気などの二次熱媒体を利用することを意味する。
【００３０】
本発明に係る前記アーム４は、前記被加熱体の対向する位置に２本配置されてなり、いずれのアーム４も、一方の端部がチャンバー内壁に固定され、他方の端部が前記被加熱体を保持し、且つ回転機構を有することを特徴とする。以下、具体的に説明する。
【００３１】
図３は本発明に係るアーム４の機構の一実施形態を示すものであり、図３（ａ）は前記被加熱体２０を保持する先端部が平坦な押し圧方式の断面図、図３（ｂ）は前記被加熱体２０を保持した時の平面図である。
【００３２】
図３（ａ）に示すアーム４は、具体的にはその一方がチャンバー内壁に固定された支持体４１と、伸縮可能な継手４２と、被加熱体を固定するために先端が定型の冶具４３で構成される押し圧方式である。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、上記のアーム４では、前記被加熱体２０を保持するために、対向する２本のアーム４のそれぞれの伸縮可能な継手４２の距離調整を行い、先端面が定型の冶具４３を被加熱体の側面端部２１に押し付けて保持する。この方式のアーム４は被加熱体２０の端部側面２１を対向する位置から固定する場合に好ましい。
【００３４】
なお、前記距離調整には上記の方法に限らず、例えば先端面が定型の冶具４３が伸縮可能な機能を有してもよい。また、伸縮可能な継手４２と伸縮可能な先端面が定型の冶具４３を併用することもできる。
【００３５】
一方、図４に示すアーム４は、その一方がチャンバー内壁に固定された支持体４１と、伸縮可能な継手４２と、被加熱体の固定冶具（把持式冶具）４４で構成される把持方式である。すなわち、前記アーム４の先端部は開閉して挟み込む把持式冶具４４により被加熱体を保持する。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、上記のアーム４では、前記被加熱体２０を保持するために、対向する２本のアーム４のそれぞれの伸縮可能な継手４２の距離調整を行い、それぞれの先端の把持式冶具４４を開閉して被加熱体を挟んで保持する。この方式のアーム４は被加熱体２０の端部角部２２を対向する位置から固定する場合に好ましい。
【００３７】
なお、前記距離調整には上記の方法に限らず、例えば前記把持冶具４４が伸縮可能な機能を有してもよい。また、伸縮可能な継手４２と伸縮可能な前記把持冶具４４を併用する
こともできる。
【００３８】
また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）で示すような、前記被加熱体２０を前記アーム４に把持された状態で、２本の前記アーム４を同調回転させることにより、より均一に、且つ効率的に加熱することができる。なお、前記２本のアーム４は前記被加熱体に対して対向する位置であれば、チャンバー内壁に固定される位置を限定するものではない。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により、より詳細に説明する。
【００４０】
＜実施例１＞
被加熱体の基板として、横１５．２４ｃｍ、縦１５．２４ｃｍのＣｒ／ＭｏＳｉ遮光膜ブランクス基板（信越化学社製）を用い、その上に感光性レジスト（信越化学社製：ＳＥＢＰ９０１２）を塗布し、その後、１１×１１の均一配列したＬ／Ｓ−Ｌ（設計値１０００μｍ）のパターンを電子線描画装置にて露光し、その後現像して被加熱体を得た。
【００４１】
次に、図１に示すチャンバー内壁に対角４５度で対向する位置に2本のアームを備えたベイキング装置を用いて、横１２ｃｍ、縦１２ｃｍのステージの上に上記被加熱体を吸引により保持し、チャンバー中央に搬送した。なお、チャンバー内の温度は１１０℃に調整した。
【００４２】
次に、前記ステージの後部を持ち上げ、2本の前記アーム（押し圧式固定冶具）の前記被加熱体までの距離を調整して前記被加熱体を保持し、その後、ステージの吸引をオフにして元の位置に戻し、チャンバー外に搬出して搬入口を閉じ、2本の前記アームを回転させて、１１０℃で１０分間、加熱処理をしてフォトマスクを作製した。
【００４３】
＜比較例１＞
従来の汎用のヒーターを有したホットプレート型のベイキング装置を用いた以外は、実施例１と同様にしてフォトマスクを作製した。
【００４４】
＜評価＞
実施例１及び比較例１で得られたフォトマスクを用いて、それぞれの、１１×１１の均一配列したＬ／Ｓ−Ｌ（設計値１０００μｍ）のパターンの仕上がり寸法を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて測長し、寸法精度の指標を表す面内均一性を３シグマで比較した。結果を図５に示す。
【００４５】
＜比較結果＞
図５に示すように、実施例１で得られたフォトマスクのパターンの寸法精度は、１．９６ｎｍで、従来法で得られた比較例品の５．１２ｎｍより３ｎｍ以上向上し、本発明のバイキング装置により寸法精度が向上することが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、フォトマスクプロセスおよびウェハープロセス開発において、微細寸法を高精度で材料全面に作製することに有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・ステージ
２・・・搬入口
３・・・加熱部
３ａ・・加熱部付シャッター
４・・・アーム
４１・・一方がチャンバー内壁に固定された支持体
４２・・伸縮可能な継手
４３・・先端部が定型の固定冶具（押し圧方式）
４４・・被加熱体の固定冶具（把持式冶具）
１０・・ベイキング装置
２０・・被加熱体
【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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