(57)【要約】【課題】露光装置における露光時間が長くなることを抑え、且つ露光装置にて露光処理を終えてからレジスト膜における露光された領域の現像液に対する溶解性を変化させるために行われる加熱処理を行うまでの時間のばらつきによるレジストパターンの形状のばらつきを抑えること。【解決手段】レジスト膜に供給されるエネルギー量が、そのレジスト固有の範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を受け渡し手段により受け取り、加熱モジュールに搬送して、加熱モジュールにて前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給し、当該基板を加熱板により加熱して前記溶解性を変化させる。【選択図】図１
2009194242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する塗布モジュールと、
前記レジスト膜に供給されるエネルギー量が前記固有の範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を受け取る受け渡し手段と、
この受け渡し手段により露光後の基板が受け渡され、前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給するエネルギー供給部と、当該基板を加熱して前記溶解性を変化させるための加熱板と、を備えた加熱モジュールと、
前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成するための現像モジュールと、
を備え、
前記エネルギー供給部は、前記加熱板へ搬入される途中の基板にエネルギーを供給するかまたは、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給するように構成されていることを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
前記加熱モジュールは、前記受け渡し手段から受け取った基板を加熱板へと搬送する搬送手段を備え、
前記エネルギー供給部は、前記搬送手段により搬送される基板にエネルギーを供給することを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、基板が載置される載置面を備え、前記エネルギー供給手段から基板への距離を制御するために、この載置面に基板を吸着させる吸着手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
前記吸着手段は、基板を静電的に吸着する静電チャックを備え、前記載置面は、この静電チャックの表面により構成されることを特徴とする請求項３記載の塗布、現像装置。
【請求項５】
前記吸着手段は、基板の裏面を吸引して前記載置面に吸着させるための吸引手段により構成されることを特徴とする請求項３記載の塗布、現像装置。
【請求項６】
前記搬送手段は加熱板により加熱された基板が載置され、その基板を冷却する冷却プレートであることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
【請求項７】
前記エネルギー供給部は、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給するために加熱板に対向するように設けられ、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給することを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項８】
前記加熱板は、前記エネルギー供給部から基板へ距離を制御するために、その載置面に基板を吸着させる吸着手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の塗布、現像装置。
【請求項９】
前記吸着手段は、基板を静電的に吸着する静電チャックを備え、前記載置面は、この静電チャックの表面により構成されることを特徴とする請求項８記載の塗布、現像装置。
【請求項１０】
前記吸着手段は、基板の裏面を吸引して前記載置面に吸着させるための吸引手段により構成されることを特徴とする請求項８記載の塗布、現像装置。
【請求項１１】
エネルギー供給部は、基板を露光する光源を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
【請求項１２】
エネルギー供給部は、基板上で放電を発生させ、基板に荷電粒子を供給するための荷電粒子供給源により構成されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
【請求項１３】
前記荷電粒子供給源は、下方に向かって伸びる針状に形成され、基板上で放電を起こすための電極により構成されることを特徴とする請求項１２記載の塗布、現像装置。
【請求項１４】
前記加熱板は処理容器内に設けられ、その処理容器内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
【請求項１５】
供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
前記レジストを、当該レジストに供給されるエネルギーが前記範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を、受け渡し手段により加熱モジュールに受け渡す工程と、
その加熱モジュールに設けられたエネルギー供給部により、前記加熱板へ搬入される途中の基板かまたは、加熱板に載置された基板における前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給する工程と、
前記加熱モジュールに設けられた加熱板に基板を載置する工程と、
前記加熱板により基板を加熱して前記溶解性を変化させる工程と、
前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像方法。
【請求項１６】
加熱モジュールに設けられた搬送手段により、前記搬入領域を介して露光装置にて露光された基板を加熱板に搬送する工程を備え、
前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程は、前記搬送手段により搬送される基板に対して行われることを特徴とする請求項１５記載の塗布、現像方法。
【請求項１７】
前記加熱モジュールに設けられた加熱板に基板を載置する工程が実施された後に前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程が実施されることを特徴とする請求項１６記載の塗布、現像方法。
【請求項１８】
前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程は、加熱板に載置された基板に対して、加熱板により基板を加熱する工程の実施中に実施されることを特徴とする請求項１７記載の塗布、現像方法。
【請求項１９】
供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する塗布モジュールと、
前記レジストを、当該レジストに供給されるエネルギーが前記固有の範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を受け取る受け渡し手段と、前記受け渡し手段によって受け渡された基板を加熱する加熱板を備えた加熱モジュールと、前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成するための現像モジュールと、を備えた塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶され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１５ないし１８のいずれか一つに記載の塗布、現像方法を実施するためのものであ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、化学増幅型のレジストが塗布され、パターンに沿って露光された基板の表面全体に対してエネルギーを供給し、前記パターンに沿って露光された領域の現像液に対する溶解性を変化させるエネルギー供給部を備えた加熱モジュールを含んだ塗布、現像装置、塗布、現像方法及びこの方法を実施するプログラムが記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光した後に現像してレジストパターンを形成している。このような処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われている。
【０００３】
前記レジストとしては、露光されることでエネルギーが供給されて酸を発生させる酸発生剤を含有した化学増幅型レジストが主流として用いられており、その化学増幅型レジストによりレジスト膜が形成され、露光されたウエハは、現像処理前にＰＥＢと呼ばれる加熱処理を受ける。このＰＥＢ処理で露光により生じた酸は熱拡散してレジスト内で化学増幅反応（酸触媒反応）が進行し、露光された領域が変質して、現像液に対する溶解性が変化する。
【０００４】
前記露光装置における露光プロセスは、当該露光装置に設けられた光源からの光のパルスのエネルギーを所定の領域に照射し、その照射領域を順次移動させて所定のパターンに沿ってレジストに供給するプロセスである。前記レジストに加えられるエネルギーの総量がそのレジストについて固有の範囲を越えないと、ＰＥＢ処理時において前記酸触媒反応を進行させるだけの十分な量の酸が酸発生剤から発生しないので、前記レジストに加えられるエネルギーが固有の範囲を越えた場合に、露光された領域の現像液に対する溶解性が急激に変化する。従って、前記露光装置による露光では、一つの照射領域についてそのように固有の範囲を越えるエネルギーが供給されるまで露光が続けられることになる。
【０００５】
前記露光装置の光源としては例えばＡｒＦレーザーを出力するＡｒＦ光源を備えたものがあり、また、微細なパターンを形成するために前記レジスト膜上に光を透過する液膜を形成し、この液膜を介して前記ＡｒＦ光源などの光源からの光を照射する、いわゆる液浸露光と呼ばれるプロセスが行われる場合もある。また、パターンの線幅のさらなる微細化の要請に対応するために、前記ＡｒＦ光源を用いた液浸露光に代わってＡｒＦ光源よりも低い波長の光を出力するＥＵＶ（極紫外線）を発するＥＵＶ光源を用いて露光処理を行うことが検討されており、具体的に用いられる光源やレジスト材料などについての検討が進められている。
【０００６】
しかし、前記ＡｒＦレーザーなどに比べてＥＵＶはそのエネルギーが弱く、またレジストの感度を高くすることについても限界があるため、ＥＵＶを露光装置に適用した場合は一つの照射領域を露光する時間が長くなる。その結果として、露光処理のスループットが低下してしまう。
【０００７】
ところで、特許文献１には、厚いレジスト膜について良好な形状のパターンを形成するために先ず所定のパターンに沿って第１の露光を行い、その後ウエハ全体を露光する第２の露光を行い、第２の露光終了時に第１の露光を受けた領域のみについて、そこに供給されたエネルギーの総量を一定値以上にして、現像液に対する溶解性を変化させる手法について記載されている。そこで、ＥＵＶで露光処理を行う場合にも特許文献１に記載のように２回に分けて露光を行うことが考えられる。
【０００８】
しかし、塗布、現像装置に設けられた搬送手段は、レジスト塗布処理が行われたウエハを露光装置に搬送する一方で、露光を終えたウエハを塗布、現像装置に戻すようにその動作を制御しなければならないため、例えば露光終了後、各ウエハは露光装置やＰＥＢを行う加熱モジュールに至るまでの経路に設置されたモジュールで、搬送手段による搬送準備が整うまで待機しなければならず、その待機する時間がウエハ毎に異なってしまう場合がある。このように露光領域を変質させるだけの十分な量の酸が発生した後、ＰＥＢを行うまでの時間（ＰＥＤ時間）がウエハ毎にばらつくと、当該ＰＥＢを行うまでに発生した酸の分布がばらつき、その結果としてレジストパターンの形状にばらつきが生じることが知られている。前記特許文献１では露光を行った後のＰＥＢ処理をどのようなタイミングで行うかについては記載されていない。従って、特許文献１の発明ではレジストパターンの形状の劣化を抑えるためには不十分である。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１４２９１８（第１図など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、露光装置における露光時間が長くなることを抑え、且つ露光装置にて露光処理を終えてから化学増幅型のレジストに発生した酸により、露光された領域の現像液に対する溶解性を変化させるために行われる加熱処理を行うまでの時間が基板毎にばらついても、基板毎に形成されるレジストパターンの形状のばらつきを抑えることができる塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその方法を実施する記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の塗布、現像装置は、供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する塗布モジュールと、
前記レジスト膜に供給されるエネルギー量が前記固有の範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を受け取る受け渡し手段と、
この受け渡し手段により露光後の基板が受け渡され、前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給するエネルギー供給部と、当該基板を加熱して前記溶解性を変化させるための加熱板と、を備えた加熱モジュールと、
前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成するための現像モジュールと、
を備え、
前記エネルギー供給部は、前記加熱板へ搬入される途中の基板にエネルギーを供給するかまたは、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記加熱モジュールは、例えば前記受け渡し手段から受け取った基板を加熱板へと搬送する搬送手段を備え、
前記エネルギー供給部は、前記搬送手段により搬送される基板にエネルギーを供給するようにしてもよく、その場合、前記搬送手段は、基板が載置される載置面を備え、前記エネルギー供給手段から基板への距離を制御するために、この載置面に基板を吸着させる吸着手段を備えてもよい。前記吸着手段は、例えば基板を静電的に吸着する静電チャックを備え、前記載置面は、この静電チャックの表面により構成されるか、あるいは、基板の裏面を吸引して前記載置面に吸着させるための吸引手段により構成されていてもよい。前記搬送手段は、例えば加熱板により加熱された基板が載置され、その基板を冷却する冷却プレートである。
【００１３】
また、前記エネルギー供給部は、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給するために加熱板に対向するように設けられ、加熱板に載置された基板にエネルギーを供給してもよく、その場合前記加熱板は、前記エネルギー供給部から基板へ距離を制御するために、その載置面に基板を吸着させる吸着手段を備えていてもよい。前記吸着手段は、基板を静電的に吸着する静電チャックを備え、前記載置面は、この静電チャックの表面により構成されるか、あるいは、基板の裏面を吸引して前記載置面に吸着させるための吸引手段により構成されていてもよい。
【００１４】
エネルギー供給部は、例えば基板を露光する光源を備えているか、あるいは基板上で放電を発生させ、基板に荷電粒子を供給するための荷電粒子供給源により構成される。また、前記荷電粒子供給源は、下方に向かって伸びる針状に形成され、基板上で放電を起こすための電極により構成されてもよい。前記加熱板は例えば、処理容器内に設けられ、その処理容器内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段を備えていてもよい。
【００１５】
本発明の塗布、現像方法は、供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
前記レジストを、当該レジストに供給されるエネルギーが前記範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を、受け渡し手段により加熱モジュールに受け渡す工程と、
その加熱モジュールに設けられたエネルギー供給部により、前記加熱板へ搬入される途中の基板かまたは、加熱板に載置された基板における前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給する工程と、
前記加熱モジュールに設けられた加熱板に基板を載置する工程と、
前記加熱板により基板を加熱して前記溶解性を変化させる工程と、
前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
例えば、加熱モジュールに設けられた搬送手段により、前記搬入領域を介して露光装置にて露光された基板を加熱板に搬送する工程を備え、
前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程は、前記搬送手段により搬送される基板に対して行われる。また、前記加熱モジュールに設けられた加熱板に基板を載置する工程が実施された後に前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程が実施されてもよい。その場合、前記エネルギー供給部によりエネルギーを供給する工程は、加熱板に載置された基板に対して、加熱板により基板を加熱する工程の実施中に実施される。
【００１７】
本発明の記憶媒体は、供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストを基板表面に塗布してレジスト膜を形成する塗布モジュールと、
前記レジストを、当該レジストに供給されるエネルギーが前記固有の範囲を越えないように露光装置にてパターンに沿って露光された基板を受け取る受け渡し手段と、前記受け渡し手段によって受け渡された基板を加熱する加熱板を備えた加熱モジュールと、前記加熱モジュールにて加熱された基板を現像して前記レジスト膜にパターンを形成するための現像モジュールと、を備えた塗布、現像装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の塗布、現像方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の塗布、現像装置によれば、供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越え、さらに加熱されることでそのエネルギーが供給された領域における現像液に対する溶解性が変化する化学増幅型のレジストにより基板にレジスト膜を形成し、露光装置において前記範囲を越えないエネルギー量でパターンに沿って露光した後、その基板を加熱モジュールに搬送する。そして、加熱モジュールに設けられたエネルギー供給部により、加熱板に搬入される途中かあるいは加熱板に載置された基板の前記レジスト膜全体に、前記固有の範囲を越えない量のエネルギーであって、前記露光時に供給されたエネルギー量との総和は前記固有の範囲を越えるエネルギーを供給している。従って、露光装置によるパターン露光においては、各露光領域に供給するエネルギー量が抑えられるため、当該パターン露光に要する時間を抑えることができ、且つそのパターン露光によりレジスト膜中に発生する酸の量を抑えることができる。そして、エネルギー供給部によるエネルギー供給で、パターン露光された領域に酸の量が増えた後は速やかに加熱板による加熱を行うことができるので、露光装置による露光後、加熱モジュールに搬送するまでの時間が基板毎にばらついても、酸の分布がばらつくことが抑えられるため、レジストパターンの形状が基板毎にばらつくことが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の実施の形態の要部であるＰＥＢ処理を行う加熱モジュール（ＰＥＢモジュール）の第１の実施形態について、その縦断側面図、横断平面図である図１、図２を参照しながら説明する。図に示す加熱モジュール１は後述の塗布、現像装置８内における大気雰囲気中に設けられ、例えば化学増幅型のポジ型のレジスト（以下単にレジストと記載する）によるレジスト膜が形成され、そのレジスト膜が塗布、現像装置８に接続された露光装置Ｃ４にて所定のパターンに沿って露光されたウエハＷが搬入される。
【００２０】
この加熱モジュール１は筐体１１を備えており、筺体１１の側壁にはウエハＷの搬送口１２が開口している。筺体１１内には当該筐体１１内を上下に仕切る仕切り板１３が設けられている。仕切り板１３の上側はウエハＷを加熱板４１へ搬入するための搬入領域１９として構成されている。搬送口１２に向かう側を手前側とすると、この搬入領域１９の手前側には水平な冷却プレート２が設けられている。冷却プレート２はその裏面側に、例えば温度調節水を流すための図示しない冷却流路を備えており、当該冷却プレート２の表面である載置面２０に載置されたウエハＷを冷却するように構成されている。
【００２１】
冷却プレート２の表面部２１は誘電体により構成され、この表面部２１内には電極２２が設けられている。電極２２は例えば高電圧を印加する電源部２３に接続されており、後述する制御部８０により、この電源部２３から電極２２への電圧の印加が制御される。このような構成を有することにより冷却プレート２は静電チャックとして構成され、その表面部２１上に載置されたウエハＷの裏面全体が冷却プレート２に吸着される。
【００２２】
冷却プレート２は載置されたウエハＷを搬送する搬送手段として構成されており、支持部２４を介して、駆動部２５に接続され、この駆動部２５により、筐体１１内を手前側から奥側へと水平方向に移動できるように構成されている。駆動部２５は例えば図示しない速度調整器を備えており、制御部８０から送信される制御信号に応じて、冷却プレート２を任意の速度で移動させることができる。図２中１８は、支持部２４が通過するためのスリットである。
【００２３】
図中１４は昇降ピンであり、昇降機構１５により手前側に移動した冷却プレート２上にて突没して、搬送口１２を介して筐体１１内に進入した搬送手段と冷却プレート２との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００２４】
搬入領域１９には、例えば冷却プレート２の進行方向と直交するように伸長したエネルギー供給部３が設けられている。エネルギー供給部３は基部３１とその基部３１の下方に設けられた例えば棒状の光源３２とにより構成されており、光源３２は例えばＵＶランプにより構成され、下方に向けて帯状に紫外光を照射する。このエネルギー供給部３には光源３２の出力を調整する出力調整部３３が接続されている。出力調整部３３は、制御部８０からの制御信号に基づいて光源３２からの光の出力を制御する。
【００２５】
図３（ａ）、（ｂ）に示すようにウエハＷをその載置面２０に吸着した冷却プレート２がエネルギー供給部３の下方を手前側から奥側に移動するときに光源３２の下方を通過し、ウエハＷの表面全体に光源３２からの光が供給される。このとき上記のようにウエハＷが冷却プレート２に吸着されるので、図中ｈ１で示す光源３２とその下方のウエハＷとの距離は、冷却プレート２の移動中一定に保たれる。
【００２６】
筐体１１の奥側にはウエハＷが載置され、その載置されたウエハＷについて加熱する円形の加熱板４１が設けられている。加熱板４１の内部にはヒータ４２が設けられており、ヒータ４２は制御部８０からの制御信号を受けて加熱板４１の表面であるウエハＷの載置面４０の温度を制御し、その載置面４０に載置されたウエハＷを任意の温度で加熱する。図中４１ａ、４１ｂは加熱板４１を支持する支持部材である。図中１６は昇降ピンであり、昇降機構１７を介して加熱板４１上にて突没し、加熱板４１上に移動した冷却プレート２と加熱板４１との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００２７】
加熱板４１の周囲にはリング状の排気部４３が設けられており、排気部４３の表面には当該排気部４３の周方向に沿って開口した複数の排気口４４が設けられている。排気部４３には排気管４６の一端が接続されており、排気管４６の他端は真空ポンプなどにより構成される排気手段４７に接続されている。排気手段４７により排気管４６及び排気部４３内に形成された排気流路４５を介して排気孔４４から排気が行われる。排気手段４７は不図示の圧力制御手段を有し、制御部８０から送信された制御信号を受け、その制御信号に応じてその排気量を制御する。
【００２８】
加熱板４１上には支持部材５１ａを介して昇降機構５２により昇降自在な円形の蓋体５１が設けられており、この蓋体５１はその周縁部が下方に突出している。蓋体５１は下降したときに図３に示すようにその周縁部がリング状の密着部材４８を介して排気部４３の周縁に密着し、加熱板４１に載置されたウエハＷの周囲が密閉空間である処理空間Ｓとして構成される。排気部４３及び蓋体５１は処理容器５０を構成する。
【００２９】
図４に示すように蓋体５１の中央にはガス供給管６１の一端が接続されている。蓋体５１には、ウエハＷ上の空間を上下方向に仕切るように整流板５４，５５が各々水平に設けられており、これら整流板５４、５５により互いに区画された第１の通気室５６及び第２の通気室５７が形成されている。整流板５４、５５には夫々多数のガス吐出口５４ａ，５５ａが設けられており、ガス供給管６１から第１の通気室５６に供給されたガスは、ガス吐出口５４ａ、第２の通気室５７、ガス吐出口５５ａをこの順に流通して、処理空間Ｓに供給され、ウエハＷ表面全体に供給される。図中５８は水蒸気の結露を防ぐためのヒータを備えた加熱部である。
【００３０】
図中６１ａは、ガス供給管６１内で水蒸気が結露することを防ぐためにガス供給管６１に巻装されたテープヒータであり、例えばガス供給管６５内を流通するガスの温度に応じて加熱される。また、図１に示すように、前記ガス供給管６１の他端は純水が貯留された容器６２の気相部に開口しており、容器６２はその内部の純水の温度を検出する温度センサ６３を備えている。図中６４は容器６２の外周を囲むように設けられた加熱手段であるマントルヒータであり、ヒータ６４ａと、ヒータ６４ａを囲む断熱材６４ｂと、断熱材６４ｂを囲う外装部６４ｃとにより構成されており、前記温度センサ６３が容器６２内の水温の検出結果に応じた信号を制御部８０に出力し、その出力に基づき制御部８０がマントルヒータ６４に制御信号を出力して、容器６２内の水温が設定温度に制御される。
【００３１】
また、容器６２内の液相部分にはバブリングを行うためのノズル６７が浸漬され、ノズル６７はガス供給管６８を介してＮ2ガスなどの不活性ガスが貯留されたガス供給源６９に接続されている。また、ガス供給管６１の上流側は容器６２に向かう途中で分岐して分岐管６５を形成し、分岐管６５の上流側は前記ガス供給源６９に接続されている。
【００３２】
分岐管６５及びガス供給管６８にはバルブやマスフローコントローラなどにより構成されるガス供給機器群６６が介設されており、これら各管へのＮ2ガスの給断が制御される。ガス供給管６８からノズル６７から容器６２内にＮ2ガスが吐出されると、前記マントルヒータ６４により加熱されながらバブリングされ、Ｎ2ガスは加湿され、ガス供給管６１に流入する。また、分岐管６５を介してガス供給管６１に流入したＮ2ガスは当該ガス供給管６１内で加湿されたＮ2ガスと混合され、処理空間Ｓにはレジストにおける酸触媒反応を促進させるように所定の量の水蒸気を含んだＮ2ガスが供給される。
【００３３】
次に加熱モジュール１を含む塗布、現像装置８の構成について説明する。図５は塗布、現像装置８に露光装置Ｃ４が接続されたシステムの平面図であり、図６は同システムの斜視図である。また、図７は同システムの縦断面図である。この装置８にはキャリアブロックＣ１が設けられており、その載置台８１上に載置された密閉型のキャリアＣから受け渡しアーム８２がウエハＷを取り出して処理ブロックＣ２に受け渡し、処理ブロックＣ２から受け渡しアーム８１が処理済みのウエハＷを受け取ってキャリアＣに戻すように構成されている。
【００３４】
前記処理ブロックＣ２は、図６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、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層に形成される反射防止膜の形成を行うための第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。
【００３５】
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜、レジスト膜を被覆する保護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を構成する棚ユニットと、前記塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。前記棚ユニットは搬送アームＡが移動する搬送領域Ｒ１に沿って配列され、夫々上記の加熱、冷却系のモジュールが積層されることにより構成される。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても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。上記の第２〜第４のブロックＢについては、後述の第１のブロックＢ１と平面視同様のレイアウトで構成されている。
【００３６】
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図７に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に前記塗布モジュールに対応する現像モジュール８３が２段に積層されており、この現像モジュール８３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を構成する棚ユニットＵ１〜Ｕ４が設けられている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像モジュール８３と、前記処理モジュールとにウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像モジュールに対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。また、このＤＥＶ層Ｂ１における例えば棚ユニットＵ４は、上述の加熱モジュール１により構成されている。
【００３７】
更に処理ブロックＣ２には、図５及び図７に示すように搬送アームＡがアクセスできる位置に棚ユニットＵ５が設けられている。この棚ユニットＵ５は、図７に示すように、各ブロックＢ１〜Ｂ４の搬送アームＡ１〜Ａ４との間でウエハＷの受け渡しを行うように、受け渡しステージＴＲＳ及び温調機能を備えた受け渡しステージＣＰＬ及び複数枚のウエハを一時滞留させることができる受け渡しステージＢＦを備えている。棚ユニットＵ５の近傍には昇降自在な搬送アームＤ１が設けられ、これら棚ユニットＵ５に設けられたステージにアクセスすることができる。また、受け渡しアーム８２もＢＣＴ層Ｂ２及びＤＥＶ層Ｂ１に対応する高さ位置に設けられたステージにアクセスできる。
【００３８】
また、処理ブロックＣ２には、搬送領域Ｒ１のインターフェイスブロックＣ３と隣接する領域において、図７に示すように搬送アームＡ１及び後述のシャトルアーム８４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ６が設けられている。前記棚ユニットＵ６は、棚ユニットＵ５と同様に受け渡しステージＴＲＳ及びＣＰＬを備えている。
【００３９】
ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しステージＣＰＬから棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しステージＣＰＬ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８４が設けられている。また、インターフェイスブロックＣ３には、棚ユニットＵ６の各ステージと露光装置Ｃ４との間でウエハＷを受け渡すことができる受け渡し手段を構成するインターフェイスアーム８５が設けられている。
【００４０】
また、塗布、現像装置８に接続される露光装置Ｃ４の光源としては、例えば極紫外光（ＥＵＶ）を照射するものが用いられ、このＥＵＶの波長は１３ｎｍ〜１４ｎｍである。
【００４１】
塗布、現像装置８は例えばコンピュータからなる制御部８０を備えており、この制御部８０はプログラム、メモリ、ＣＰＵなどにより構成されている。前記プログラムには制御部８０から塗布、現像装置１の各部に制御信号を送り、後述の塗布、現像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８０にインストールされる。
【００４２】
また、制御部８０は不図示の入力画面を備えており、例えば装置のオペレータが、ウエハＷのロット毎に加熱モジュール１におけるエネルギー供給部３での露光量、加熱板４１での加熱温度などの処理条件を設定できるようになっている。そのように設定された前記露光量に応じて、出力調整部３３及び駆動部２５に制御信号が送信され、光源部３３からそれに応じた出力で光が照射されると共に駆動部２５による冷却プレート２の移動速度が制御され、冷却プレート２上のウエハＷがその設定した露光量で露光される。
【００４３】
続いて塗布、現像装置８の作用についてウエハＷ表面に形成されたレジスト膜の変化の様子を示した縦断側面図である図８を参照しながら説明する。なお、図８（ａ）〜（ｃ）のレジスト膜９１においては、図示の便宜上、供給されたエネルギー量に応じて各領域に点や斜線を付して示しており、斜線を付した領域のみが断面を表すものではない。先ず、予め装置８のオペレータが加熱モジュール１における各ロットの加熱温度及びそのロットのエネルギー供給部３の露光量などを設定する。前記露光量は、塗布されるレジストの性質と、露光装置Ｃ４における露光量とに基づいて設定される。
【００４４】
この例では図９に示すように供給されたエネルギーの総和が１１ｍＪ／ｃｍ2〜１２ｍＪ／ｃｍ2よりも多くなり、さらに加熱されたときに、そのエネルギーが供給された領域の現像液への溶解性が急激に増大するポジ型の化学増幅型レジストがウエハＷに塗布されるものとし、また露光装置Ｃ４は例えば７ｍＪ／ｃｍ2で後述のように所定のパターンに沿った露光を行う。ここでは例えば露光装置Ｃ４で露光された領域に１２ｍＪ／ｃｍ2よりも多いエネルギーが供給されるように、例えばエネルギー供給部３による露光量（ドース量）は７ｍＪ／ｃｍ2に設定されたものとする。
【００４５】
その設定後、例えば外部からウエハＷの収納されたキャリアＣが載置部８２に載置され、キャリアＣからのウエハＷは第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２に対応する受け渡しステージＣＰＬ２に、受け渡しアーム８２によって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しステージＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各モジュール（反射防止膜形成モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群）に搬送し、これらモジュールにてウエハＷに反射防止膜が形成される。
【００４６】
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しステージＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しステージ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、そのＣＯＴ層Ｂ３の塗布ユニットに搬送される。その塗布ユニットにて、ウエハＷにポジ型の化学増幅型レジストが供給され、レジスト膜が形成される。
【００４７】
レジスト膜が形成されたウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ５の受け渡しステージＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚ユニットＵ５における受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なお、レジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に保護膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しステージＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、保護膜が形成された後搬送アームＡ４により受け渡しステージＴＲＳ４に受け渡される。
【００４８】
レジスト膜や更に保護膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しステージＢＦ３、ＴＲＳ４から受け渡しステージＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアーム８４により棚ユニットＵ６の受け渡しステージＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＣ３に取り込まれる。
【００４９】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアーム８５により露光装置Ｃ４に搬送され、そこで不図示の光源から発せられた光が、矢印で示すように所定の開口部９３を備えた露光マスク９２を介してウエハＷ表面に供給され、レジスト膜９１において、開口部９３に対応した領域９４が露光される。そして例えばマスク９２を水平移動して順次露光領域を移動させながら、所定のパターンに沿ってレジスト膜９１が露光（パターン露光）される（図８（ａ））。上記のようにこのときパターン露光された領域９４に供給されるエネルギーは７ｍＪ／ｃｍであり、このエネルギー供給量では露光領域中にほとんど酸は発生せず、図９に示すようにこのまま加熱処理、現像処理を続けて行ってもほとんど現像液に溶解されない。
【００５０】
露光装置Ｃ４にて露光処理を終えたウエハＷは、インターフェイスアーム８５により、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ６に載置され、然る後搬送アームＡ１によりＤＥＶ層Ｂ１の棚ユニットＵ１の加熱モジュール１に搬送される。昇降ピン１４がウエハＷを受け取ると、電源部２３により、加熱モジュール１の手前側（搬送口１１側）に待機している冷却プレート２の電極２２に電圧が印加される。続いて昇降ピン１４が下降すると、ウエハＷ全体が冷却プレート２上に吸着される。然る後、制御部８０により光源３２から予め設定された露光量に応じた出力で光が照射されると共に冷却プレート２がその露光量に応じた速度でエネルギー供給部３の光源３２の下方を加熱板４１上へ向けて移動し、ウエハＷ表面全体に光源３２から紫外光が照射され、７ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーが供給される。
【００５１】
光源３２からの露光よって図９のグラフに示すように、先に露光装置Ｃ４でパターン露光された領域９４において供給されたエネルギーの総和が１４ｍＪ／ｃｍ2になり、当該領域９４においては後にＰＥＢ処理を行ったときに十分な酸触媒反応（化学増幅反応）が起こり、現像処理時に領域９４全体が可溶になるように十分な量の酸が発生する。その一方で、露光装置Ｃ４にて露光されなかった領域９５の露光量は７ｍＪ／ｃｍ2に留まっているので、領域９４に比べて酸の発生は抑えられ、当該領域９５ではＰＥＢ処理時に酸触媒反応が進行せず、領域９５は現像処理時にほとんど溶解されない。
【００５２】
エネルギー供給部３により露光されたウエハＷを保持した冷却プレート２が加熱板４１上に位置すると、光源３２からの光の照射が停止し、昇降ピン１６を介してウエハＷが加熱板４１に受け渡され、冷却プレート２は加熱モジュール１の手前側に戻る。続いて蓋体５１が下降して、密閉された処理空間Ｓが形成される。続いてウエハＷ表面全体に水蒸気を含んだＮ2ガスが供給され、このＮ2ガスは排気口４４に吸引されてウエハＷの周方向に向かい、排気される。このような気流に曝されながらウエハＷが加熱板４１の熱により加熱され、レジスト膜９１のパターン露光された領域９４においては酸触媒反応が進行する。
【００５３】
ウエハＷが加熱板４１に載置されてから所定の時間が経過すると、ウエハＷへのガス供給が停止し、ウエハＷは処理容器５０への搬入動作とは逆の動作で加熱板４１から冷却プレート２に受け渡され、当該冷却プレート２により冷却されたウエハＷは搬送アームＡ１を介して現像モジュールＤＥＶに搬送される。ＤＥＶで現像液が供給されると図８（ｃ）に示すように、レジスト膜９１において露光装置Ｃ４にてパターン露光された領域９４のみが現像液に溶解し、パターン９６が形成される。然る後、ウエハＷは搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５の受け渡し台ＴＲＳ１に受け渡され、その後、受け渡しアーム８２を介してキャリアＣに戻される。
【００５４】
この塗布、現像装置８においては、ウエハＷにＰＥＢ処理を行う加熱モジュール１の加熱板４１への搬入領域１９に所定のパターンに沿って露光されたレジスト膜が形成されたウエハＷの表面全体を露光するエネルギー供給部３が設けられており、このエネルギー供給部３にて露光したときに、露光装置Ｃ４にてパターン露光された領域に十分な量の酸が発生し、ＰＥＢ処理を行ったときにその領域の現像液に対する溶解性が変化する一方で露光装置Ｃ４にてパターン露光が行われなかった領域はＰＥＢ処理を行ったときにその溶解性がほとんど変化しない。このような構成にすることで、露光装置Ｃ４におけるパターン露光において各露光量域に供給するエネルギー量が抑えられるため、当該パターン露光に要する時間を抑えることができ、且つそのパターン露光によりレジスト膜中に発生する酸の量を抑えることができる。そして、エネルギー供給部３によるエネルギー供給でパターン露光された領域に酸の量が増えた後は速やかに加熱板４１により加熱を行うことができる。その結果として、露光装置Ｃ４による露光後、加熱モジュールに搬送するまでの時間がウエハＷ毎にばらついても、酸の分布がばらつくことが抑えられ、レジストパターンの形状がウエハＷ毎にばらつくことが抑えられる。
【００５５】
また、冷却プレート２により加熱板４１へウエハＷを搬送中にエネルギー供給部３による露光を行っているので、スループットの低下が抑えられる。また、この例のように加熱モジュール１内が大気雰囲気として構成される場合、例えばウエハＷに反りがあったり、ウエハＷが変形していたりして、光源３２の下方を通過するときに光源３２とウエハＷの各部の距離とがばらつくと、空気によるエネルギー減衰のため、ウエハＷの各部に供給されるエネルギーにばらつきが生じるおそれがある。しかし、加熱モジュール２ではそのように反りのあるウエハＷが搬入されても、冷却プレート２にウエハＷ全体を吸着させ、ウエハＷ全体が水平に保持されるため、冷却プレート２が加熱板４１へ移動するときに、光源３２とその下方のウエハＷの各部との距離が一定になるので、供給されるエネルギーが各部でばらつくことを抑えることができる。従って、ウエハ毎にレジストパターンの形状がばらつくことをより確実に抑えるができる。
【００５６】
また、この加熱モジュール１ではウエハＷの加熱時に水蒸気を供給し、加熱板４１によるウエハＷの加熱時にレジスト膜９１の露光された領域９４における酸の拡散を活性化して、促進している。従って、水蒸気を供給しない場合に比べて露光された領域９４で発生している酸が少なくても、前記領域９４を現像液に対して可溶にすることができるので、露光装置Ｃ４にてレジストに供給するエネルギーをより大きく抑えることを図ることができる。そのように露光装置Ｃ４にて供給するエネルギーが抑えられる場合、露光装置Ｃ４における露光時間の短縮を図ることができ、１枚のウエハＷについて露光開始から露光終了までの時間が短くなる。従って加熱モジュール１にて加熱を行うまでにこの露光装置Ｃ４による露光で発生した酸のウエハＷの面内における分布の均一性が低下することが抑えられるので、ウエハＷの面内で均一性の高いパターンを形成することができる。
【００５７】
冷却プレートの移動中において光源３２とその下方のウエハＷの距離ｈ１を一定にするために、冷却プレートは例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにバキュームポートとして構成してもよい。図１０の冷却プレート１０１はその表面に多数の開口部１０２を備えており、開口部１０２は冷却プレート１０１内の流路１０３を介して排気管１０４の一端に接続され、排気管１０４の他端は吸引手段を構成するエジェクタ１０５に接続されている。制御部８０から出力された制御信号を受けて、エジェクタ１０５が開口部１０２から所定の流量で吸引を行い、ウエハＷが冷却プレート１０１上に吸着される。
【００５８】
また、エネルギー供給部３の光源部としては、上述の光源３２のようにウエハＷに帯状に光を照射するものに限られない。図１１（ａ）に示す光源部１０６は、下方に点状に光を照射するように構成され、基部３１に駆動部１０７を介して取り付けられている。駆動部１０７は冷却プレート２の移動速度に応じた速度で基部３１の一端と他端とを繰り返し往復移動し、図１１（ｂ）に示すように加熱板４１上へ搬送されるウエハＷ全体に光を照射できるようになっている。
【００５９】
エネルギー供給部３の光源部としては紫外光などの短波長光を照射するものに限られず、ウエハＷにエネルギーを与えることが可能であれば、電子ビームを照射するものや、イオンビームを照射するものを用いてもよい。また、露光装置Ｃ４としてもＥＵＶによる露光を行うものの他に、従来使用されている例えばＫｒＦ光源やＡｒＦ光源を備えたものを用いてもよいし、またウエハ上に液膜を形成しその液膜を介して露光を行う液浸露光を行うものを使用してもよい。
【００６０】
（第２の実施形態）
続いてＰＥＢを行う加熱モジュールの第２の実施形態について説明する。図１２は加熱モジュール１１１の縦断側面を示している。加熱モジュール１と同様に構成された箇所については同じ符号を付し、説明は省略する。この加熱モジュール１１１における冷却プレート１１２は静電チャックとして構成されておらず、加熱板４１へウエハＷを搬入する搬入領域１９にエネルギー供給部３が設けられていない。処理容器５０を構成する蓋体１１３は蓋体５１と同様に構成されているが、その整流板５５には、図１３に示すようにエネルギー供給部を構成する多数の針電極１１４が下方へ向けて突出するように形成されている。整流板５５を介して電源部１１５により針電極１１４に電圧が印加されるようになっており、電圧が印加された針電極１１４は処理空間Ｓにコロナ放電を発生させ、その放電により生成されたプラズマ中の荷電粒子がウエハＷ表面全体に供給される。
【００６１】
図１４（ａ）は整流板５５の下面を示しており、針電極１１４は例えばこのように正方格子状に配置されている。また図においてガス吐出口５４ａは省略しているが、針電極１１４と針電極１１４との間にウエハＷに均一にガスを供給できるように形成される。また、針電極１１４の配置としてはこの例に限られず、例えば図１４（ｂ）に示すように三方格子状に配置してもよい。
【００６２】
所望のエネルギーをウエハＷに与えることができ、且つウエハＷに過度に荷電粒子が供給されてウエハＷがダメージを受けないように図中ｈ２で示す各針電極１１４と、ウエハＷとの距離及び針電極１１４に印加される電圧とが設定されるが、例えばｈ２としては５ｍｍ〜９ｍｍ程度であり、針電極１１４に印加する電圧としては±２ｋＶ〜±１２ｋＶである。また、電源部１１５を構成する電源としては直流電源であっても交流電源であってもよい。
【００６３】
また加熱板４１の表面部は静電チャック１２１として構成されており、当該静電チャック１２１を介してヒータ４２によりウエハＷが加熱される。静電チャック１２１は冷却プレート２と同様にその表面が誘電体１２２により構成されており、誘電体１２２内部には電源部１２４に接続された電極１２３が埋め込まれている。静電チャック１２１の上面をなすウエハＷの載置面は水平に形成され、ウエハＷの裏面全体を吸着し、冷却プレート２と同様にウエハ全体を水平に保持できるように構成されている。ウエハＷに静電チャック１２１から印加される電圧を制御することによって、ウエハＷに供給される荷電粒子のエネルギー量を制御してもよい。また、このようにウエハＷに印加する電圧は静電チャック１２１上に突出したピンを設け、ウエハＷをわずかに静電チャック１２１表面から浮かせることで制御してもよい。
【００６４】
このように針電極１１４によりウエハＷにエネルギーを供給する場合、露光する場合と同様に空気によるエネルギーの減衰が起きることに加えて、針電極１１４とウエハＷとの距離が変化すると、電界強度が変化するためにコロナ放電により発生する荷電粒子数に違いが生じ、ウエハＷのレジスト膜に供給されるエネルギー量が異なってしまう。そこで、上記のように静電チャック１２１によりウエハＷを吸着してその各部を水平に保持し、前記各針電極１１４とその下方のウエハＷとの距離ｈ２を一定にして、ウエハＷの各部及び各ウエハ間で供給されるエネルギーにばらつきが発生することを抑えている。
【００６５】
続いて、加熱モジュール１１１の作用について説明する。この加熱モジュール１１１に上記のように露光装置Ｃ３にて露光されたウエハＷが搬入され冷却プレート１１２を介して処理容器５０にウエハＷが搬入されると、静電チャック１２１の電極１２３に電圧が印加され、昇降ピン１６を介して静電チャック１２１に載置されたウエハＷ全体が当該静電チャック１２１上に吸着され、加熱板４１の熱によりウエハの温度が上昇する。続いて蓋体１１３が下降し、密閉された処理空間Ｓが形成され、針電極１１４とウエハＷ表面との距離が一定に保たれる。
【００６６】
電源部１１５により針電極１１４に電圧が印加されてコロナ放電が発生し、放電により発生したプラズマ中の荷電粒子がウエハＷ表面全体に供給される。例えば７ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーが供給され、露光装置Ｃ４で露光された領域の酸が増加すると、放電が停止する。ウエハＷは加熱されているので、発生した酸が露光装置Ｃ４にて露光された領域に拡散して、化学増幅反応が起きる。加熱板４１に載置されてから所定の時間経過後、ウエハＷは第１の実施形態と同様に処理容器５０から搬出される。
【００６７】
このような構成であってもパターンに沿った領域に供給されるエネルギーが所定の量に達し、当該領域にて酸が発生する直後にその酸が加熱され、拡散するので上述の実施形態と同様に露光後に酸が発生してから、ＰＥＢ処理が行われるまでの時間がウエハ毎にばらつくことが抑えることができる。従ってレジストパターンの形状がウエハ毎にばらつくことを抑えることができる。また、このように荷電粒子の供給とＰＥＢ処理とを同時に行うことで、処理時間の低下を図ることができるし、このように処理時間が短くなることで、レジストが加熱されて生じた昇華物の整流板５５や蓋体５１への付着抑制を図ることができ、従ってその付着した昇華物がパーティクルとしてウエハＷ上に落下することが抑えられる。
【００６８】
この実施形態において、針電極１１４に電圧を印加するタイミング及び電圧の印加を停止するタイミングとしては上記の例に限られず、得ようとする化学増幅促進効果に応じて行ってよい。例えばウエハＷに荷電粒子を供給し、その供給を停止してから、加熱板４１の温度を上昇させてＰＥＢ処理を行ってもよい
【００６９】
第２の実施形態の変形例として、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように蓋体５１内にて棒状の支持部１２５の下方に支持部１２５の長さ方向に沿って直線上に配列された多数の針電極１１４が、その配列方向と直交するように前記支持部１２５を介して水平移動し、ウエハＷ全体に荷電粒子が供給されてもよい。また、図１６に矢印で示すようにその下方に１本の針電極１１４が設けられた支持部１２６を縦横に移動させ、ウエハＷ全体に荷電粒子を供給してもよい。
【００７０】
また、第２の実施形態において、蓋体５１内に針電極１１４を設ける代わりに例えば紫外線を発する光源を設けて露光を行い、ウエハＷ全体を露光してもよい。第１の実施形態においてこの針電極１１４により荷電粒子を供給してもよく、例えば図１７（ａ）、（ｂ）に示すように基部３１の下部に針電極１１４を設けて、その針電極１１４の下方を通過するウエハＷに荷電粒子を供給してもよい。
【００７１】
また、この第２の実施形態においても加熱板４１の表面を静電チャック１２１として構成する代わりに、図１８に示すようにウエハＷの裏面を前記加熱板４１の載置面１２０へ吸引する、冷却プレート１０１と同様に構成されたバキュームポート１２７として構成して、ウエハＷを水平に保持するようにしてもよい。図中１２８はバキュームポート１２７の表面に開口した多数の開口部であり、排気管１０４を介して当該開口部１２８からウエハＷの裏面が吸引される。また、第２の実施形態及びその変形例についても、ウエハＷの加熱時に水蒸気を供給してもよい。
【００７２】
上記の各実施形態では、露光などにより供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越えた場合に、そのエネルギーが供給された領域が現像時に溶解するポジ型レジストが塗布された場合について説明したが、供給されたエネルギーの総量が固有の範囲を越えた場合に、そのエネルギーが供給された領域が現像時に不溶になるネガ型レジストを塗布してもよい。
【００７３】
（評価試験）
（評価試験１）
レジスト膜がその表面に形成された複数のウエハＷを用意し、既述の露光装置を用いて所定のパターンに沿って、ウエハ毎に異なる露光量で露光を行った後、それらウエハＷ表面全体を夫々異なる露光量（ドース量）で露光し、さらにＰＥＢ後、現像処理を行った。そして、現像液に対する溶解性の変化を観察し、所定の露光量でパターンに沿って露光された領域の現像液に対する溶解性を変化させるには、最低どれだけの全面露光量が必要になるかを調べた。
【００７４】
図１９に示すようにその縦軸、横軸にパターン露光量、全面露光量を夫々設定して、上記試験の結果を角状の点でプロットした。なお、全面露光量が０ｍＪ／ｃｍ2のときには全面露光を行わず、露光装置のみによって露光を行っている。このグラフ図に示されるように、パターンに沿った露光量が少なくなれば必要な全面露光量が多くなる。言い換えれば、全面露光量が増えると、パターンに沿った露光量を少なくすることができる。従って本発明のようにパターンに沿った後で全体露光を行うプロセスにすることで、露光装置における露光量を抑えることができ、スループットの向上を図ることができることが示された。なお、参考試験として、ウエハＷ全体を露光してから露光装置によるパターン露光を行い、評価試験１と同様に現像液への溶解性を変化させるために必要なパターン露光量の最低値を調べ、その結果を丸状の点としてプロットした。この参考試験の結果からも現像液に対する溶解性を変化させるために必要なパターン露光量と全面露光量とは互いに相関することが分かる。
【００７５】
（評価試験２）
ネガ型の電子ビーム露光用のレジストが塗布されたウエハＷを図２０（ａ）に示すように密閉された処理容器１３０に設けられた載置台４１に載置した。そしてウエハＷ中央に配置された針電極１１４に電圧を印加し、前記ウエハＷに荷電粒子を供給した後、ＰＥＢ処理を行った。加熱板４１と針電極１１４との距離ｈ３は７．５ｍｍであり、処理容器１３０の天板と加熱板４１との距離ｈ４は１６．５ｍｍである。針電極１１４に印加する電圧は、あるウエハの処理時には＋１２ｋＶ、他のウエハの処理時には−１２ｋＶに夫々設定した。
【００７６】
ＰＥＢ処理が行われたウエハＷを観察したところ、＋１２ｋＶの電圧を印加した場合も、−１２ｋＶの電圧を印加した場合も酸の拡散が見られた。従って、上述の実施形態のように加熱モジュールにて露光を行う代わりに荷電粒子により、レジストにエネルギーを供給してもよいことが確認された。
【００７７】
（評価試験３）
続いて反射防止膜、レジスト膜、保護膜がこの順に下から上に積層された複数のウエハＷについて図２０（ｂ）（ｃ）に示すように針電極１１４を用いて荷電粒子をその中心に供給した。針電極１１４とウエハＷとの距離ｈ５は７．５ｍｍであり、針電極１１４に印加する電圧は、あるウエハＷについては＋１２ｋＶ、その他のウエハＷについては−１２ｋＶに夫々設定した。このウエハＷにはレジスト膜形成後加熱処理（ＰＡＢ）を行っているが、露光処理は行っていない。荷電粒子供給後は、１１５℃で６０秒ＰＥＢ処理を行い、現像処理を行い、然る後ウエハＷの中心の様子を観察した。
【００７８】
＋１２ｋＶで電圧を印加した場合も、−１２ｋＶで電圧を印加した場合もウエハＷの中心付近においては化学増幅反応が観察された。従って、この評価試験からも露光を行う代わりに荷電粒子を供給することで、露光を行った場合と同じようにレジスト中の酸を増大させることが可能であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の塗布、現像装置に設けられる第１の実施の形態に係る加熱モジュールの縦断側面図である。
【図２】前記加熱モジュールの横断平面図である。
【図３】前記加熱モジュールにてウエハが露光される様子を示した説明図である。
【図４】前記加熱モジュールにてウエハが加熱される様子を示した説明図である。
【図５】前記塗布、現像装置の平面図である。
【図６】前記塗布、現像装置の斜視図である。
【図７】前記塗布、現像装置の縦断側面図である。
【図８】前記塗布、現像装置により形成されたレジスト膜の縦断側面図である。
【図９】レジストの露光量と現像液への溶解量との関係を示したグラフである。
【図１０】加熱モジュールにおける冷却プレートの他の構成例を示した縦断側面図である。
【図１１】加熱モジュールにおける表面露光部の他の構成例を示した縦断側面図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る加熱モジュールの縦断側面図である。
【図１３】前記加熱モジュールの蓋体の縦断側面図である。
【図１４】前記蓋体に設けられる針電極の配置例を示した平面図である。
【図１５】前記加熱モジュールの針電極の他の構成例を示した説明図である。
【図１６】前記加熱モジュールの針電極の他の構成例を示した説明図である。
【図１７】第１の実施形態に針電極を適用した構成図である。
【図１８】前記加熱モジュールの他の構成例を示した説明図である。
【図１９】評価試験の結果を示したグラフである。
【図２０】評価試験で用いた装置の構成を示した概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ            ウエハ
１            加熱モジュール
２            冷却プレート
３            エネルギー供給部
３２          光源部
３３          出力調整部
４１          加熱板
４２          ヒータ
５０          処理容器
８            塗布、現像装置
８０          制御部
９１          レジスト膜
１１４        針電極
【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】
2009194242.tif 000017
【図１６】
2009194242.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2009194242.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月20日(2008.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2009194242.tif 000033
【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】
2009194242.tif 000039
【図１８】
2009194242.tif 000040
【図１９】
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【図２０】
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