(57)【要約】【課題】塗布膜の形成が安定に行なわれる塗布装置と、それを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】塗布装置１では、半導体基板を加熱するベークチャンバー２と、そのベークチャンバー２において昇華した昇華物等を捕らえる排気トラップ１０を備えている。ベークチャンバー２と排気トラップ１０とは、排気管３によって接続されている。排気トラップ１０は、外壁部１１ａと内壁部１１ｂとを含む二重構造のトラップ本体１１を備えている。外壁部１１ａと内壁部１１ｂとの間の空間へ第１冷却水が導入される。また、内壁部１１ｂの内側の空間には冷却水配管１３が配設されて第２冷却水が導入される。その内壁部１１ｂの内側の空間に排気が送り込まれる。【選択図】図１
2009099671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に所定の熱処理を施すベークチャンバーと、
前記ベークチャンバーに接続された排気管と、
前記ベークチャンバーから排出される排気を取り入れる排気トラップと
を有し、
前記排気トラップは、前記排気管の途中に着脱可能に取り付けられ、
内壁部および前記内壁部の外側に距離を隔てられた外壁部を含み、前記内壁部の内側の空間に前記排気が取り入れられるトラップ本体と、
前記トラップ本体に取り付けられて、前記外壁部と前記内壁部との間の空間に連通する第１冷却水配管と
前記トラップ本体を貫通させて、前記内壁部の内側の空間に配設された第２冷却水配管と
を備えた、塗布装置。
【請求項２】
前記冷却水配管はスパイラル状とされた、請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記トラップ本体を貫通させて、前記内壁部の内側の空間に連通する洗浄液配管を備えた、請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記トラップ本体内において析出する析出物の量を光学的に計測するための光学計測部を有し、
前記光学計測部は、
前記トラップ本体内に向けて所定の光を発する発光部と、
前記発光部から発せられた光を受光する受光部と、
前記発光部および前記受光部と接続され、前記受光部で受光した光の強度を測定する機能を有する制御部と
を備えた、１〜３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記所定の光は紫外線を含む、請求項４記載の塗布装置。
【請求項６】
前記トラップ本体に超音波振動を与える超音波発生部を備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
前記排気管のうち前記ベークチャンバーと前記排気トラップとの間では、ヒータが装着された、請求項１〜６のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の塗布装置を適用した半導体装置の製造方法であって、
前記塗布装置により、半導体基板の表面上に、有機反射防止膜となる材料、多層レジスト材料およびビアフィル材のうちの少なくともいずれかの材料を塗布する工程を備えた、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、排気トラップを備えた塗布装置と、そのような塗布装置を用いた半導体装置の製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（半導体装置）の製造においては、半導体基板の表面上に形成される所定の膜に対して、エッチングを施すことによって所望のパターンを形成したり、イオン注入を行なうことによって、たとえば不純物領域を形成するなどの選択的な加工が施されている。ここで、所定の膜に選択的に加工を施して、加工を施さない領域を保護するために、感光性フォトレジスト被膜（以下、「フォトレジスト」と記す。）が所定の膜の上に形成される。フォトレジストは、紫外線、Ｘ線、電子線等の活性光線に感光する。
【０００３】
現在、フォトレジストのパターンの形成方法として、縮小投影露光装置による形成方法が一般的に用いられている。縮小投影露光装置では、光源として、水銀ランプのｇ線（波長＝４３６ｎｍ）、ｉ線（波長＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザー（波長＝１９３ｎｍ）が用いられて、紫外線がフォトレジストに照射されることになる。
【０００４】
縮小投影露光装置では、フォトマスクを装着して露光が行なわれる。そのフォトマスクには、ガラス基板上にクロム（Ｃｒ）やモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）などの遮光膜による回路パターンが形成されている。露光の際には、半導体基板の表面上においてすでに形成されている下地のパターンとの精密な位置合わせ（アライメント）が行なわれる。フォトマスクに描かれた回路パターンは、半導体基板の表面上に塗布されたフォトレジストに対してレンズを介して縮小され転写される。その後、フォトレジストに対して現像処理を行なうことによってフォトレジストのパターンが形成される。半導体装置が完成するまでには、このようなフォトレジストのパターン形成工程が、通常３０〜５０回程度必要とされる。最近では、半導体装置の高集積化と高性能化がますます進み、これに伴って回路パターンの微細化と高度な寸法制御が要求されている。
【０００５】
ところで、紫外線を照射することによってフォトレジストに露光処理を施す場合には、フォトレジストの下地膜において反射した露光光の影響を受けて、フォトレジストのパターン形状のばらつきや寸法のばらつきが発生することがある。特に、フォトレジストの下地膜に段差がある場合にはその影響が大きくなる。また、透明膜の表面上にレジストパターンを形成する場合にも、反射した露光光の影響が大きくなる。そこで、このような下地膜において反射する露光光の影響を抑制するために、反射防止膜が一般的に用いられる。最近では、フォトレジストと同様に塗布形成される有機反射防止膜（Bottom Anti-reflective Coating：BARC）が多く用いられている。
【０００６】
有機反射防止膜は、ベースポリマー、架橋剤および熱酸発生剤を含む有機材料から形成される。有機材料は塗布装置にて半導体基板（ウェハ）の表面上に回転塗布された後、温度１５０〜２５０℃のもとで加熱され、溶媒を気化させることによって、膜厚約３０〜１００ｎｍの有機反射防止膜が形成されることになる。なお、有機反射防止膜について開示した文献の一例として、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００５−２２３２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機反射防止膜の形成工程では、有機材料が塗布された半導体基板は、塗布装置のベークチャンバーにおいて加熱される。有機材料が加熱される際には、有機材料に含まれる溶媒が気化するだけではなく、ベースポリマーの低分子成分や架橋剤などが昇華する場合がある。そのため、ベークチャンバーの内壁面に昇華物が析出することがあった。また、気化した溶媒等を排気する排気管の内壁面にも昇華物が析出することがあった。
【０００８】
ベークチャンバーに析出した昇華物が半導体基板の表面に落下すると、パターンの欠陥を引き起こす要因の一つとなった。また、排気管の内壁面に昇華物が析出することによって排気管が詰り、所望の有機反射防止膜等の塗布膜が形成されず、レジストパターンの寸法がばらつくことがあった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、塗布膜の形成が安定に行なわれる塗布装置を提供することであり、他の目的は、そのような塗布装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る塗布装置は、ベークチャンバーと排気管と排気トラップとを有している。ベークチャンバーでは、半導体基板に所定の熱処理が施される。排気管は、ベークチャンバーに接続されている。排気トラップは、ベークチャンバーから排出される排気を取り入れる。その排気トラップは、排気管の途中に着脱可能に取り付けられ、トラップ本体と第１冷却水配管と第２冷却水配管とを備えている。トラップ本体は、内壁部および内壁部の外側に距離を隔てられた外壁部を含み、内壁部の内側の空間に排気が取り入れられる。第１冷却水配管はトラップ本体に取り付けられて、外壁部と内壁部との間の空間に連通している。第２冷却水配管は、トラップ本体を貫通させて、内壁部の内側の空間に配設されている。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項１〜７のいずれかに記載の塗布装置を適用した半導体装置の製造方法であって、その塗布装置により、半導体基板の表面上に、有機反射防止膜となる材料、多層レジスト材料およびビアフィル材のうちの少なくともいずれかの材料を塗布する工程を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る塗布装置によれば、第１冷却水配管および第２冷却水配管によって排気トラップを冷却し、ベークチャンバー内にて気化した溶媒や昇華物を排気トラップ内に析出させることで、気化した溶媒や昇華物が、ベークチャンバーの内壁面や排気管の内壁面に析出するのが抑制される。これにより、ベークチャンバーの内壁面に析出した昇華物等が半導体基板の表面に落下するようなことがなくなり、レジストパターンの欠陥が生じるのを防止することができる。また、排気管等の内壁面に昇華物等が析出することがなくなり、排気管等が析出物によって詰まることによって、所望の塗布膜が形成されなくなるような不具合を防止することができる。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、塗布装置のベークチャンバーの内壁面に析出した昇華物等が半導体基板の表面に落下するようなことや、排気管等の内壁面に昇華物等が析出することがなくなる。これにより、有機反射防止膜等を半導体基板上に安定に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る塗布装置について説明する。図１に示すように、塗布装置１では、半導体基板（ウェハ）を加熱するベークチャンバー２と、そのベークチャンバー２において昇華した昇華物等を捕らえる排気トラップ１０を備えている。ベークチャンバー２と排気トラップ１０とは、たとえば内径約１５ｍｍの排気管３によって接続されている。その排気管３の周囲には、昇華物等が排気管３の途中において析出しないように、排気管３を所定の温度に保持するためのヒータ４が配設されている。また、排気トラップ１０には、排気管３が接続される排気入口１２ａと、排気出口１２ｂが設けられている。また、排気トラップ１０には、排気トラップ１０内に導入された排気を冷却するための第１冷却水配管１４と第２冷却水配管１５とが接続されている。
【００１５】
次に、排気トラップ１０についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、排気トラップ１０は、互いに間隔を隔てられた外壁部１１ａと内壁部１１ｂによる二重構造のトラップ本体１１を備えている。外壁部１１ａと内壁部１１ｂは、硬質ガラスによって形成されている。内壁部１１ｂには、排気を導入する排気入口部１２ａと、排気を排出する排気出口部１２ｂとが外壁部１１ａを貫通するように設けられている。ベークチャンバー２から延在する排気管３は、排気入口部１２ａに接続されることになる。一方、排気出口部１２ｂには、排気管５が接続されることになる（図１参照）。
【００１６】
また、外壁部１１ａには、第１冷却水導入部１４ａと第１冷却水排出部１４ｂとが設けられて、外壁部１１ａと内壁部１１ｂとの間の空間に冷却水（第１冷却水）が導入されることになる。また、内壁部１１ｂの内側の空間（領域）には、スパイラル状の冷却水配管１３が配設されている。その冷却水配管１３には、第２冷却水導入部１５ａと第２冷却水排出部１５ｂとが、外壁部１１ａおよび内壁部１１ｂを貫通するように設けられて冷却水配管１３に冷却水（第２冷却水）が導入されることになる。図３に示すように、各排気管３，５と排気入口部１２ａまたは排気出口部１２ｂとは、たとえば、ホースバンド２７により接続されている。また、第１冷却水導入部１５ａ等についても同様である。
【００１７】
次に、上述した塗布装置１の動作について説明する。有機材料が塗布された半導体基板は、ベークチャンバー２内にて所定の温度のもとで加熱される。有機材料が加熱されることで、気化した溶媒や昇華したベースポリマー等の昇華物は、排気としてベークチャンバー２から排気管３を流れる。排気管３は、ヒータ４によって所定の温度に保持され、気化した溶媒や昇華物は、排気管３の内壁面において析出することなく排気入口部１２ａから排気トラップ１０へ送り込まれる。
【００１８】
排気トラップ１０では、トラップ本体１１の外壁部１１ａと内壁部１１ｂとの間の空間に第１冷却水が導入されるとともに、冷却水配管１３に第２冷却水が導入されている。排気トラップ１０に送り込まれた高温の気化した溶媒や昇華物を含んだ排気が内壁部１１ｂや冷却水配管１３に接触すると、排気は冷却されて、気化した溶媒や昇華物が内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出することになる。こうして、溶媒や昇華物等が取り除かれた排気は、排気出口部１２ｂから排気管５を経て塗布装置１の外へ排出される。
【００１９】
上述した塗布装置１によれば、第１冷却水および第２冷却水によって冷却された排気トラップ１０が設けられて、ベークチャンバー２内において気化した溶媒や昇華物を排気トラップ１０内に析出させることで、気化した溶媒や昇華物が、ベークチャンバー２の内壁面や排気管３の内壁面に析出するのを抑制することができる。
【００２０】
これにより、ベークチャンバー２の内壁面に析出した昇華物等が半導体基板の表面に落下するようなことがなくなり、レジストパターンの欠陥が生じるのを防止することができる。また、排気管３等の内壁面に昇華物等が析出することがなくなり、排気管３等が析出物によって詰まることによって、所望の有機反射防止膜等の塗布膜が形成されなくなるような不具合を防止することができる。
【００２１】
さらに、排気トラップ１０に取り付けられている排気管３等や冷却水配管等をホースバンド２７を緩めることによって、排気トラップ１０を塗布装置１から容易に取り外すことができる。そして、取り外された排気トラップ１０は、有機溶剤等にて洗浄されて、再び塗布装置１に装着することができ、メンテナンスの時間を必要最小限に抑えることができる。
【００２２】
なお、上述した塗布装置１の排気トラップ１０では、排気入口部１２ａがトラップ本体１０の下部に設けられる場合を例に挙げて説明したが、図４に示すように、排気入口１２ａ部をトラップ本体１０の上部に設けて、その排気入口部１２ａを内壁部１１ｂに配設された冷却水配管１３の下方の領域にまで延在させた排気トラップ１０としてもよい（第１変形例）。
【００２３】
また、図５および図６に示すように、排気入口１２ａ部をトラップ本体１０の上部に設けるとともに、内壁部１１ｂ内の空間のうち下部の領域を除いて、この領域を２分するパーティション１６を設けた排気トラップ１０としてもよい（第２変形例）。あるいは、そのようなパーティションを設けることなく、図７に示すように、単に、排気入口部１２ａ部をトラップ本体１０の上部に設けた排気トラップ１０としてもよい（第３変形例）。
【００２４】
これらの排気トラップ１０でも、ベークチャンバー２内にて気化した溶媒や昇華物を排気トラップ１０内に析出させることができて、気化した溶媒や昇華物が、ベークチャンバー２の内壁面や排気管３の内壁面に析出するのを抑制することができる。
【００２５】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る塗布装置について説明する。図８に示すように、塗布装置の排気トラップ１０では、トラップ本体１１内に有機溶剤を取り入れる薬液入口部１８ａと、トラップ本体１１内に取り入れられた有機溶剤を排出する薬液出口部１８ｂが設けられている。薬液入口部１８ａには薬液配管１７ａが接続され、薬液出口部１８ｂには薬液配管１７ｂが接続されている。有機溶剤としては、たとえば、アセトン（acetone）、シクロヘキサノン（cyclohexanone）、Ｎ−メチルピロリドン（N-methyl-2-pyrrolidone）等が使用される。なお、これ以外の構成については図７等に示す排気トラップと同様なので、同一部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
塗布装置の排気トラップ１０では、排気トラップ１０に送り込まれた高温の気化した溶媒や昇華物を含んだ排気が内壁部１１ｂや冷却水配管１３に接触すると、排気は冷却されて、気化した溶媒や昇華物が内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出することになる。内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面では、このようにして析出した析出物が徐々に堆積する。
【００２７】
上述した排気トラップ１０では、薬液入口部１８ａから有機溶剤が内壁部１１ｂ内の空間に導入されて、内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に堆積した析出物が有機溶剤に溶解される。そして、析出物が溶解された有機溶剤は、薬液出口部１８ｂから排気トラップ１０の外へ排出されることになる。これにより、前述した塗布装置による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、排気トラップ１０を塗布装置から取り外して析出物の除去作業を行なう等のメンテナンスの手間を省くことができ、塗布装置の稼働率を向上させることができる。
【００２８】
なお、上述した排気トラップ１０では、前述した図７に示す排気トラップ１０に薬液入口部１８ａと薬液出口部１８ｂを設けた構造を例に挙げて説明したが、図２に示される排気トラップ１０、あるいは、図４および図５に示される排気トラップ１０に、薬液入口部１８ａと薬液出口部１８ｂを設けた構造としてもよい。
【００２９】
実施の形態３
本発明の実施の形態３に係る塗布装置について説明する。図９に示すように、塗布装置の排気トラップ１０では、内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出して堆積する析出物を光学的にモニターする光学計測部２４が設けられている。光学計測部２４は、所定の波長の光を発光する発光部２１と、その発光部２１から発せられた光を受光する受光部２２と、受光部２２によって受光された光の強度に基づいて析出物の量を判断する制御部２３とを備えている。
【００３０】
発光部２１は外壁部１１ａの所定の位置に配設され、一方、受光部２２は、トラップ本体１１を挟んで発光部２１の位置とは反対の側の外壁部１１ａの所定の位置に配設されている。発光部２１によって発せられる所定の波長の光としては、紫外線、赤外線または可視光線が使用される。特に、定量性の観点からは紫外線が好ましい。なお、これ以外の構成については図７等に示す排気トラップと同様なので、同一部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
塗布装置の排気トラップ１０では、排気トラップ１０に送り込まれた高温の気化した溶媒や昇華物を含んだ排気が内壁部１１ｂや冷却水配管１３に接触すると、排気は冷却されて、気化した溶媒や昇華物が内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出することになる。内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面では、このようにして析出した析出物が徐々に堆積する。
【００３２】
発光部２１から発せられた紫外線は、内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に堆積した析出物を透過した後に受光部２２によって受光されることになる。析出物の量が増えると、紫外線の透過率が下がり、受光部２２によって受光される紫外線の強度が低下して析出物の付着量を定量的に見積もることができる。制御部２３により、一定量の析出物が析出した状態になったと判断されると、塗布装置による塗布処理が停止される。そして、排気トラップ１０に有機溶剤が導入されて、トラップ本体１１内に析出した析出物の除去が行なわれる。析出物の除去が完了すると、塗布処理が再開されることになる。
【００３３】
上述した塗布装置では、内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に堆積した析出物の量が光学計測部２４により定量的に測定される。これにより、前述した塗布装置による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、一定量の析出物が析出したと検知される所定の時期に排気トラップ１０の洗浄処理を行なうことができ、塗布装置のより安定な稼動を図ることができる。
【００３４】
なお、上述した塗布装置の排気トラップ１０では、光学計測部２４の発光部２１と受光部２２とを外壁部１１ａにおける互いに対向する位置に配置させた場合を例に挙げて説明したが、たとえば、図１０および図１１に示すように、トラップ本体１１の外壁部１１ａと内壁部１１ｂに、析出物を付着させる析出面を備えた光学配置部２５を設け、その光学配置部２５に、発光部２１と受光部２２とを配置させるようにしてもよい。
【００３５】
また、たとえば、図１２に示すように、発光部２１から発せられて受光部２２に至る光が、スパイラル状の冷却水配管１３のそれぞれを透過するように、発光部２１と受光部２２を外壁部１１ａの所定の位置に配置するようにしてもよい。この場合には、析出物の量が積算されて、析出量の検出感度を上げることができる。さらに、たとえば、図１３に示すように、トラップ本体１１に所定の有機溶剤１９を溜めておき、その有機溶剤１９に溶解する昇華物等の量を測定するようにしてもよい。この場合の有機溶剤として、たとえば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：Propylene glycol monomethylether acetate）が望ましい。
【００３６】
実施の形態４
本発明の実施の形態４に係る塗布装置について説明する。図１４に示すように、塗布装置の排気トラップ１０では、トラップ本体１１に超音波発生部２６が取り付けられている。超音波発生部２６により、約数十ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の振動数の超音波が発生される。その超音波発生部２６は、たとえば、箱体（箱状）とされて、トラップ本体１１はその箱体の中に配設されている。
【００３７】
また、図１５に示すように、トラップ本体１１に設けられる排気入口部１２ａ、排気出口部１２ｂ、冷却水導入部１４ａ，１５ａおよび冷却水排出部１４ｂ，１５ｂは、ホースバンド２７によって、テフロンの排気管や冷却水配管等の対応する各種配管２８に接続されている。なお、これ以外の構成については図７等に示す排気トラップと同様なので、同一部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
塗布装置の排気トラップ１０では、排気トラップ１０に送り込まれた高温の気化した溶媒や昇華物を含んだ排気が内壁部１１ｂや冷却水配管１３に接触すると、排気は冷却されて、気化した溶媒や昇華物が内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出物として徐々に堆積する。
【００３９】
析出部の量がある量に達した時点でトラップ本体１１内に有機溶剤が導入される。そして、有機溶剤がトラップ本体１１内に溜まった状態で超音波発生装置２６が作動し、トラップ本体１１に超音波が印加されてトラップ本体１１が振動することになる。トラップ本体１１が振動することで、トラップ本体１１内に付着している析出物は有機溶剤に確実に溶解される。
【００４０】
上述した塗布装置では、超音波発生装置２６によりトラップ本体１１に超音波が印加される。これにより、前述した塗布装置による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、トラップ本体１１が超音波による振動が印加されることで、排気トラップ１０の洗浄効果を向上させることができる。なお、トラップ本体１１に設けられる排気入口部１２ａ、排気出口部１２ｂ、冷却水導入部１４ａ，１５ａおよび冷却水排出部１４ｂ、１５ｂ等は、ホースバンド２７によってテフロンの排気管や冷却水配管等の対応する各種の配管２８に接続されていることで、トラップ本体１１が振動しても、配管２８への影響を阻止することができる。
【００４１】
実施の形態５
次に、本塗布装置１（図１参照）を用いた半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、塗布装置にて、半導体基板５０を回転させながら、半導体基板５０の表面に所定の有機材料を塗布し、温度２００℃のもとで時間約９０秒間の熱処理を施すことにより、図１６に示すように、膜厚約８５ｎｍの有機反射防止膜５１が形成される。引き続き、半導体基板５０を回転させながら、所定のレジスト材料有機反射防止膜５１の表面に塗布し、温度１１０℃のもとで時間約６０秒間の熱処理を施すことにより膜厚約３００ｎｍのレジスト（ＡｒＦレジスト）膜５２が形成される。
【００４２】
次に、図１７に示すように、スキャナー式露光装置にて、所定の回路パターンが形成されたフォトマスク５３を介して、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長：１９３ｎｍ）を照射することによってレジスト膜５２に露光処理が施される。次に、温度１１０℃のもとで時間約６０秒間の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）が施される。次に、現像液としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ：Tetramethylammonium hydroxide）の２.３８重量％水溶液を用いて、時間約６０秒の現像処理がレジスト膜５２に施される。こうして、図１８に示すように、フォトマスク５３に形成された回路パターンに対応したフォトレジストパターン５５が形成される。
【００４３】
一般に、フォトレジストパターンの形成工程では、フォトレジストを形成する際の熱処理に伴って、フォトレジストのベースポリマーの低分子成分や架橋剤の他に、感光剤、光酸発生剤あるいは吸光材等が昇華することによって昇華物が発生することがある。有機反射防止膜の上にフォトレジストパターンを形成する場合には、フォトレジストを有機反射防止膜の上に塗布する際に、有機反射防止膜がフォトレジストの溶媒に溶解しないことが求められる。そこで、有機反射防止膜を形成する際には、架橋反応を十分に進行させるために、フォトレジストを形成する際の温度よりも高い温度にて熱処理が施される。そのため、有機反射防止膜を形成する際の熱処理では、フォトレジストの場合よりも昇華物はより多量に発生しやすくなる。
【００４４】
上述した塗布装置による製造方法では、有機反射防止膜５１およびフォトレジストパターン５５を形成する工程において発生した昇華物は、高温の排気とともにベークチャンバーから排気管を経て排気トラップ１０に送り込まれ、排気トラップ１０の内壁部１１ｂの表面や冷却水配管１３の表面に析出物として析出することになる。これにより、昇華物等が、ベークチャンバー２の内壁面に析出するのを抑制して、昇華物等が半導体基板の表面に落下等することに起因するパターンの欠陥を防止することができる。また、昇華物等が、排気管３の内壁面に析出するのを抑制して、排気管が析出物によって詰まってしまうことに起因するパターンのばらつきを防止することができる。
【００４５】
これに対して、従来の塗布装置では、８インチウェハを用いて上述した有機反射防止膜およびフォトレジストパターンを形成したところ、約３０００枚を処理した時点で、ベークチャンバーの排気管の表面に昇華物が付着していることが認められた。また、付着した昇華物は、有機溶剤としてＮ−メチルピロリドンに容易に溶解することが確認された。
【００４６】
なお、本塗布装置による半導体装置の製造方法として、有機反射防止膜を適用したフォトレジストパターンの形成方法について説明したが、本塗布装置は、多層レジストプロセスにも適用することができる。多層レジストプロセスでは、有機反射防止膜の代わりに、所定の２つの層が形成される。すなわち、光反射防止効果を有し半導体基板に対する高いエッチング耐性を有する層（下層）と、その下層に対してマスク材となる層（中間層）とが形成される。
【００４７】
中間層は、中間層の上に形成されるフォトレジストパターンをドライ現像によって転写することによってマスク材として形成される。中間層は、ドライ現像（エッチング）条件によって、上層のフォトレジストパターンに対してエッチング選択性を有し、かつ、下層に対してエッチング耐性を有する材料から形成される。
【００４８】
この下層および中間層は、フォトレジストや有機反射防止膜と同様に、半導体基板を回転させながら所定の材料を塗布することによって形成され、温度約１５０〜３００℃による熱処理が施される。そのため、有機反射防止膜の場合と同様に、昇華物等が発生しやすくなる。したがって、このような下層および中間層の形成に本塗布装置を適用することで、発生した昇華物を排気トラップに析出させて、所望の下層および中間層を形成することができる。
【００４９】
また、本塗布装置は、ビアフィル材の形成にも適用することができる。ロジックデバイスの多層配線構造を形成するためのプロセスとして、デュアルダマシンプロセスがある。デュアルダマシンプロセスでは、絶縁膜にビア（ホール）が形成され、次に、トレンチ（溝）が形成される。トレンチを形成するためのフォトレジストパターンを写真製版する際に、ビアの段差の影響を緩和させるために、あらかじめ、ビアフィル材と称される有機膜をビアに充填する処理が一般的に施される。
【００５０】
ビアフィル材は、有機反射防止膜と同様の種類の材料からなり、その材料を回転する半導体基板に塗布することによって形成され、所定の温度による熱処理が施されることになる。そのため、有機反射防止膜の場合と同様に、昇華物等が発生しやすくなる。したがって、このようなビアフィル材の形成に本塗布装置を適用することで、発生した昇華物を排気トラップに析出させて、所望のビアフィル材を形成することができる。
【００５１】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る塗布装置の構成を示す、一部側面を含む断面図である。
【図２】同実施の形態において、排気トラップを示す、一部側面を含む断面斜視図である。
【図３】同実施の形態において、排気トラップの接続態様を示す部分斜視図である。
【図４】同実施の形態において、排気トラップの第１の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図５】同実施の形態において、排気トラップの第２の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す排気トラップの、一部断面を含む平面図である。
【図７】同実施の形態において、排気トラップの第３の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る塗布装置における排気トラップを示す、一部側面を含む断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る塗布装置における排気トラップを示す、一部側面を含む断面図である。
【図１０】同実施の形態において、排気トラップの第１の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す排気トラップにおける光学的計測部の構成を示す部分断面図である。
【図１２】同実施の形態において、排気トラップの第２の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図１３】同実施の形態において、排気トラップの第３の変形例を示す、一部側面を含む断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る塗布装置における排気トラップを示す、一部側面を含む断面図である。
【図１５】同実施の形態において、排気トラップの接続態様を示す部分斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る、塗布装置を適用した半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１８】同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  塗布装置、２  ベークチャンバー、３  排気管、４  ヒータ、５  排気管、１０  排気トラップ、１１  トラップ本体、１１ａ  外壁部、１１ｂ  内壁部、１２ａ  排気入口部、１２ｂ  排気出口部、１３  冷却水配管、１４ａ  第１冷却水導入部、１４ｂ  第１冷却水排出部、１５ａ  第２冷却水導入部、１５ｂ  第２冷却水排出部、１６  パーティション、１７ａ  薬液配管、１７ｂ  薬液配管、１８ａ  薬液入口部、１８ｂ  薬液出口部、２１  発光部、２２  受光部、２３  制御部、２４  光学計測部、２５  光学系配置部、２６  超音波発生部、２７  ホースバンド、２８  各種配管、５０  半導体基板、５１  有機反射防止膜、５２  ＡｒＦレジスト、５３  フォトマスク、５４  露光光、５５  フォトレジストパターン。
【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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