JP2005166999A - 基板の処理方法及び基板の露光時の露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェハの露光時の露光量と焦点位置が変動することに起因するウェハの処理への影響を低減する。【解決手段】 ＰＥＢ装置４４は，加熱前室６１と加熱室６２に分けられ，各室６１，６２に乾燥気体供給装置７７から乾燥気体が供給できるようになっている。そして，レジスト塗布処理時にフッ素含有化合物を含むレジスト液が塗布されたウェハＷは，露光処理後に加熱前室６１に搬送される。加熱前室６１は，その後乾燥雰囲気に置換される。その後，ウェハＷは，予め乾燥雰囲気に維持された加熱室６２内に移送され，乾燥雰囲気内で加熱される。このようにレジスト塗布処理時にウェハＷにフッ素含有化合物を含むレジスト液を塗布し，露光後の加熱処理時にウェハＷを乾燥雰囲気内で加熱することによって，露光時の露光量と焦点位置の変動によるウェハ上のパターン線幅に対する影響が低減される。
【選択図】 図４

Description

本発明は，基板の処理方法と，基板の露光時の露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では，半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）上にレジスト液が塗布されて，ウェハ上にレジスト膜が形成されるレジスト塗布処理，ウェハ上のレジスト膜に所定のパターンが露光される露光処理，レジスト膜の化学反応を促進させるための加熱処理，ウェハが現像される現像処理等が行われ，最終的にはウェハ上に所定の回路パターンが形成されている。

上述の回路パターンを形成するためのフォトリソ技術は，現在回路パターンの線幅が１３０ｎｍ程度のものが実現されているが，近年，次世代の７０ｎｍ以下の回路パターンの線幅を実現するため，露光波長１５７ｎｍのＦ_２レーザを用いたＦ_２リソグラフィと呼ばれるフォトリソ技術が研究，開発されている。（例えば，特許文献１参照。）。

ところで，例えば最終的にウェハ上に形成される回路パターンの線幅は，上記露光処理時の基板に対する露光量と光源の焦点位置により大きく左右される。一般的に，露光波長が短ければ短いほど，露光量と焦点位置が変動した場合に，回路パターンの線幅が大きく影響を受けることが知られている。つまり，短波長光を用いた場合，所望の線幅を得るための露光量と焦点位置のばらつきの許容範囲が狭くなる。したがって，上記Ｆ_２リソグラフィのように短波長光を用いたときには，例えば光源の劣化や外乱により露光処理時の露光量や焦点位置が僅かに変動した場合であっても，所望の線幅が得られなくなる。現在，Ｆ_２リソグラフィのように露光用光源に短波長光を用いた場合に，露光量と焦点位置の変動によって引き起こされる線幅の変動などのウェハ処理への影響を低減することが重要な課題となっている。

特開２００１−２２６４３２号公報

本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，露光処理時の露光量と焦点位置の変動によるウェハなどの基板の処理への影響を低減することができる基板の処理方法と，基板の露光時における露光量と焦点位置の変動による基板への影響を低減する方法とを提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，基板の処理のフォトリソグラフィー工程において，基板にフッ素含有化合物を含むレジスト液を塗布し，基板を露光した後であって基板を現像する前に，乾燥した雰囲気内で基板を加熱することを特徴とする。なお，前記乾燥した雰囲気は，少なくとも露光，現像時の基板の処理湿度よりも低い，例えば４５％未満の相対湿度の雰囲気である。

発明者の実験によると，フッ素含有化合物を含むレジスト液を使用し，露光と現像の間に行われる基板の加熱時に基板を乾燥雰囲気内で加熱した場合，基板上に形成されるパターンの線幅が，露光時の露光量や焦点位置の変動に影響され難くなることが確認された。つまり，基板上に所望の線幅を得るための露光量と焦点位置の許容変動幅が広がった。したがって，本発明によれば，露光時における露光量と焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減することができる。

前記フッ素含有化合物は，化学式（１）

（１）
（式中のＸ，Ｙは，自然数であり，Ｒは，水素原子又はアルキル基などの炭化水素基である。）
で示されるモノサイクリック（Ｍｏｎｏｃｙｃｌｉｃ）系化合物（環状炭化水素化合物）であってもよい。
また，前記フッ素含有化合物は，化学式（２）

（２）
（式中のＲ１，Ｒ２は，アルキル基，アリール基などの炭化水素基であり，Ｒ１，Ｒ２の少なくともといずれか一方は，フッ素化炭化水素基である。）
で示されるシロキサン（Ｓｉｌｏｘａｎｅ）系化合物であってもよい。かかる場合，露光時における露光量と焦点位置の変動による線幅変動を大幅に低減できる。

前記基板を加熱する際には，基板が収容される処理容器内に乾燥気体が導入され，前記乾燥気体は，当該乾燥気体中のアミン系化合物が除去されてから前記処理容器内に導入されるようにしてもよい。この場合，フッ素含有化合物を含むレジスト液とアミン系化合物とが反応し，基板上に塗布されたレジスト液が変質し劣化することが防止できる。なお，前記乾燥気体は，少なくとも露光，現像時の基板の処理湿度よりも低い，例えば４５％未満の低湿度の気体である。

本発明によれば，基板の処理のフォトリソグラフィー工程において，レジスト塗布処理時に，基板にフッ素含有化合物を含むレジスト液を塗布し，露光処理後であって現像処理前に行われる加熱処理時に，基板を乾燥した雰囲気内で加熱することを特徴とする，基板の露光時における露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法が提供される。

この発明によれば，例えば所望のパターン線幅を得るための露光量と焦点位置の許容変動幅が広がる。したがって，基板の露光時における露光量と焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減することができる。

前記フッ素含有化合物は，モノサイクリック系化合物であってもよく，シロキサン系化合物であってもよい。かかる場合，露光時における露光量と焦点位置の変動による線幅変動を大幅に低減できる。なお，前記加熱処理時には，基板が収容される処理容器内に乾燥気体が導入され，前記乾燥気体は，当該乾燥気体中のアミン系化合物が除去されてから前記処理容器内に導入されるようにしてもよい。

本発明によれば，基板の露光時における露光量と焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減することができるので，露光に例えば１５７ｎｍの短波長光を使用した場合であっても，基板の処理が安定して行われ，歩留まりの向上が図られる。

以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる基板の処理方法が実施される基板の処理システムである塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。

塗布現像処理システム１は，図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置４との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部５とを一体に接続した構成を有している。なお，露光処理４は，露光用光源として，１５７ｎｍの短波長光を放射するＦ_２レーザを備えている。

カセットステーション２では，載置部となるカセット載置台６上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）とカセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。

ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。

処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第１及び第２の処理装置群G1，G2は，塗布現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4は，インターフェイス部５に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群G1，G2，G3，G4，G5に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，任意に選択可能である。

第１の処理装置群G1では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を塗布し，ウェハＷ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，露光後にウェハＷを現像処理する現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。第２の処理装置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。

第３の処理装置群G3では，例えば図３に示すようにウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３２，レジスト膜中の溶剤を蒸発させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５が下から順に例えば６段に重ねられている。

第４の処理装置群G4では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光後の加熱処理を行う加熱処理装置としてのポストエクスポージャーベーキング装置（以下，「ＰＥＢ装置」とする。）４４，４５及びポストベーキング装置４６が下から順に例えば７段に積み重ねられている。

インターフェイス部５の中央部には，図１に示すように例えばウェハ搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１露光装置４に対してアクセスして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成されている。

次に，上述のＰＥＢ装置４４，４５の詳しい構成を，ＰＥＢ装置４４を例に採って説明する。図４は，ＰＥＢ装置４４の構成の概略を示す縦断面の説明図であり，図５は，ＰＥＢ装置４４の構成の概略を示す横断面の説明図である。

ＰＥＢ装置４４は，例えば図４に示すように閉鎖可能な筐体６０を有し，筐体６０内に，加熱処理前のウェハＷを待機させる加熱前室６１と，ウェハＷを加熱する加熱室６２を備えている。加熱前室６１と加熱室６２との間には，遮蔽板６３が設けられており，加熱前室６１内と加熱室６２内の雰囲気を互いに遮断することができる。遮蔽板６３には，ウェハＷの搬送口６４が形成されており，搬送口６４には，シャッタ６５が設けられている。したがって，加熱前室６１と加熱室６２との間でウェハＷを搬送する時以外は，シャッタ６５により搬送口６４を閉鎖することができる。

加熱前室６１内には，例えばウェハＷを載置する載置板７０が設けられている。
載置板７０は，例えば図５に示すように加熱室６２側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。例えば図４に示すように載置板７０の下方には，Ｘ方向（図４の左右方向）に沿って形成されたレール７１が設けられている。載置板７０は，駆動部７２によってレール７１上を移動し，加熱室６２内の後述する熱板９４上まで移動できる。

載置板７０には，図５に示すようにＸ方向に沿った２本のスリット７３が形成されている。スリット７３は，載置板７０の加熱室６２側の端部から中央部付近まで形成されている。スリット７３は，載置板７０が加熱室６２側に移動した時に，載置板７０が加熱室６２の後述する第２の昇降ピンに衝突しないように形成されている。スリット７３の下方には，第１の昇降ピン７４が設けられており，第１の昇降ピン７４は，図４に示すように載置板７０の下方に設けられたシリンダなどの昇降駆動部７５によって昇降できる。この第１の昇降ピン７４によって，ウェハＷを載置板７０上で昇降させて，載置板７０と主搬送装置１３との間のウェハＷの受け渡しを行うことができる。なお，載置板７０に，冷却機構を取り付け，載置板７０をウェハＷの冷却板として機能させてもよい。

例えば筐体６０の加熱前室６１側の上面には，所定の乾燥気体を導入するための第１の気体導入口７６が開口している。第１の気体導入口７６には，例えばＰＥＢ装置４４の外部に設置された乾燥気体供給装置７７に連通する第１の導入管７８が接続されている。乾燥気体供給装置７７には，例えば供給する気体の湿度を調整する湿度調整部７９が設けられている。また，第１の導入管７８には，第１のバルブ８０と，通過する乾燥気体からアンモニアなどのアミン系化合物を除去する第１のフィルタ８１が設けられている。乾燥気体供給装置７７において所定の湿度に調整された乾燥気体は，第１の導入管７８を通って，アミン系化合物を除去されてから加熱前室６１内に導入される。

例えば筐体６０の加熱前室６１側の下面には，例えば工場排気に通じる第１の排気管８２が接続されており，この第１の排気管８２から加熱前室６１内の雰囲気を排気できる。また，図５に示すように加熱前室６１側の筐体６０のＹ方向（図５の上下方向）側の両側面には，ウェハＷを搬入出するための搬入出口８３，８４が設けられており，各搬入出口８３，８４には，それぞれシャッタ８５，８６が設けられている。

加熱室６２内には，図４に示すように例えば上下動自在な蓋体９０と，蓋体９０の下方に位置し当該蓋体９０と一体となって加熱処理室Ｓを形成するサポートリング９１が設けられている。

サポートリング９１は，例えば上下面が開口した略円筒状の形態を有している。サポートリング９１の内側には，平面から見て円状の基台９２が設けられている。基台９２上には，環状の支持部材９３が設けられており，当該支持部材９３上には，ウェハＷを載置して加熱する熱板９４が設けられている。熱板９４は，例えば厚みのある円盤形状を有している。熱板９４の下面には，例えば給電により発熱するヒータ９５が接着されており，このヒータ９５によって熱板９４の温度を調整できる。

熱板９４の中央付近には，例えば貫通孔９６が形成されている。各貫通孔９６には，ウェハＷを支持して昇降する第２の昇降ピン９７がそれぞれ挿入されている。第２の昇降ピン９７は，例えばシリンダなどの昇降駆動部９８により上下動し，ウェハＷを熱板９４上で昇降できる。

サポートリング９１の上面には，加熱処理室Ｓに開口する排気口９９が設けられている。排気口９９は，例えばサポートリング９１の内部を通過する排気経路１００に連通しており，排気経路１００は，例えば工場排気に連通する第２の排気管１０１に接続されている。また，サポートリング９１の上面には，蓋体９０の下端部と接触するＯリング１０２が設けられており，このＯリング１０２により，加熱処理室Ｓ内を気密に維持できる。

蓋体９０は，上面側が天板１１０により閉口し下面側が開口した略円筒形状の形態を有している。天板１１０の中央部には，乾燥気体を導入する第２の気体導入口１１１が形成されている。天板１１０の上部には，第２の気体導入口１１１に連通する導入室１１２が形成されている，導入室１１２には，上述の乾燥気体供給装置７７に連通する第２の導入管１１３が接続されている。第２の導入管１１３には，第２の弁１１４と，通過する乾燥気体からアミン系化合物を除去する第２のフィルタ１１５が設けられている。乾燥気体供給装置７７から第２の導入管１１３を通じて供給される乾燥気体は，第２のフィルタ１１５を通過し，導入室１１２を通って第２の気体導入口１１１から加熱処理室Ｓ内に供給される。

蓋体９０の内側であって天板１００と熱板９４との間には，例えば円盤状の二枚の整流板１１６，１１７が上下に並設されている。この二枚の整流板１１６，１１７には，多数の通気孔１１８，１１９が均等に形成されている。整流板１１６の通気孔１１８と整流板１１７の通気孔１１９は，平面から見て異なる位置に形成されている。蓋体９０の第２の気体導入口１１１から導入された乾燥気体は，二枚の整流板１１６，１１７を通過し，分散され，熱板９４上に均等に供給される。

例えば筐体６０の加熱室６２側の上面には，乾燥気体を導入するための第３の気体導入口１３０が形成されている。第３の気体導入口１３０には，上述の乾燥気体供給装置７７に連通する第３の導入管１３１が接続されている。第３の導入管１３１には，第３のバルブ１３２と，通過する乾燥気体からアミン系化合物を除去する第３のフィルタ１３３が設けられている。乾燥気体供給装置７７から第３の導入管１３１に供給された乾燥気体は，第３のフィルタ１３３を通過し，第３の気体導入口１３０から加熱室６２内の全体に導入される。

例えば筐体６０の加熱室６２側の下面には，例えば工場排気に通じる第３の排気管１３４が接続されており，この第３の排気管１３４から加熱室６２内の全体の雰囲気を排気できる。

次に，以上の構成の塗布現像処理システム１において行われる本実施の形態にかかる基板の処理のフォトリソグラフィー工程について説明する。

塗布現像処理システム１の稼働中，塗布現像処理システム１の全体は，例えば温度２３℃，相対湿度４５％の雰囲気に維持されている。そして，ウェハ処理が開始されると，先ずウェハ搬送体７によりカセットＣから未処理のウェハＷが１枚取り出され，第３の処理装置群G3に属するエクステンション装置３２に搬送される。次いでウェハＷは，主搬送装置１３によってアドヒージョン装置３１に搬入され，ウェハＷ上にレジスト液の密着性を向上させる，例えばHMDSが塗布される。次にウェハＷは，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。所定温度に冷却されたウェハＷは，主搬送装置１３によって，例えばレジスト塗布装置１７に搬送される。

レジスト塗布装置１７では，例えばウェハＷ上にフッ素含有化合物を含むレジスト液が塗布されて，ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。こうしてレジスト塗布処理が終了したウェハＷは，主搬送装置１３によってプリベーキング装置３３に搬送され，レジスト膜中の溶剤が蒸発された後，エクステンション・クーリング装置４１に搬送されて冷却される。その後ウェハＷは，ウェハ搬送体５０によって周辺露光装置５１に搬送され，その後露光装置４に搬送される。露光装置４では，光源に短波長光のＦ_２レーザを用いた露光処理が行われる。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送され，その後，主搬送装置１３によってＰＥＢ装置４４に搬送される。

ここで，ＰＥＢ装置４４で行われる加熱処理について詳しく説明する。先ず，ＰＥＢ装置４４では，ウェハＷが搬入される前に，例えば第３のバルブ１３２が開放され，図６に示すように乾燥気体供給装置７７の乾燥気体が第３の導入管１３１を通じて加熱室６２内に導入される。このとき導入される乾燥気体には，例えば酸素ガス，窒素ガス，エアなどが用いられ，その乾燥気体は，乾燥気体供給装置７７において例えばシステム１内の雰囲気の湿度よりも低い４５％未満の所定の湿度に調整されている。また乾燥気体は，第３の導入管１３１の通過時に，第３のフィルタ１３３によってアミン系化合物が除去される。乾燥気体の導入と同時に，加熱室６２の第３の排気管１３４から加熱室６２内の排気が行われ，加熱室６２内の雰囲気は，所定の湿度の乾燥雰囲気に置換される。

そして，ＰＥＢ装置４４にウェハＷが搬入される際には，先ず加熱前室６１側のシャッタ８５が開放され，ウェハＷは，主搬送装置１３によって搬入出口８３から加熱前室６１内に搬入される。加熱前室６１内に搬入されウェハＷは，予め上昇して待機していた第１の昇降ピン７４に受け渡され，その後第１の昇降ピン７４が下降して，ウェハＷが載置板７０上に載置される。主搬送装置１３は，ウェハＷを受け渡した後，加熱前室６１内から退避し，その後搬入出口８３のシャッタ８５が閉められる。シャッタ８５が閉められると，第１のバルブ８０が開放され，図７に示すように乾燥気体供給装置７７の上述の乾燥気体が加熱前室６１内にも導入される。加熱前室６１の第１の排気管８２からは，加熱前室６１内の排気が行われ，加熱前室６１の雰囲気が所定の湿度の乾燥雰囲気に置換される。

加熱前室６１が所定の湿度の乾燥雰囲気に置換されると，遮蔽板６３のシャッタ６５が開放され，載置板７０が搬送口６４を通過し，加熱室６２側に移動する。このとき，加熱前室６１と加熱室６２とが同じ湿度の乾燥雰囲気に維持されているので，加熱室６２内の湿度が変動することはない。載置板７０が熱板９４上まで移動すると，例えば第２の昇降ピン９７が上昇し，ウェハＷを下から持ち上げて，ウェハＷが第２の昇降ピン９７に受け渡される。載置板７０は，ウェハＷを受け渡した後，再び加熱前室６１側に戻され，シャッタ６５が閉じられる。

続いて，加熱室６２では，図８に示すように第２の昇降ピン９７がウェハＷを載置板７０の上方で支持した状態で，蓋体９０が下降し，サポートリング９１と一体となって加熱処理室Ｓが形成される。加熱処理室Ｓが形成されると，第２のバルブ１１３が開放され，乾燥気体供給装置７７からの上述の乾燥気体が第３の気体導入口１１１から導入される。これと同期して排気口９９からは加熱処理室Ｓ内の雰囲気が排気され，加熱処理室Ｓ内には，乾燥気体のダウンフローが形成される。このダウンフローにより，加熱処理室Ｓ内は，パージされ，それと同時に４５％未満の所定の湿度の乾燥雰囲気に維持される。なお，加熱処理室Ｓ内の雰囲気の湿度は，０〜１０％程度に維持することがより望ましい。

乾燥気体の導入と排気の開始後，図９に示すように第２の昇降ピン９７が下降し，ウェハＷは，所定の加熱温度，例えば１１０℃程度に維持された熱板９４上に載置される。こうしてウェハＷが加熱され，ウェハＷ上のレジスト膜の化学反応が促進される。

所定時間が経過すると，ウェハＷは，第２の昇降ピン９７によって熱板９４上から上昇され，ウェハＷの加熱が終了する。その後，蓋体９０が上昇し，加熱処理室Ｓが開放され，第２の気体導入口１１１からの乾燥気体の導入と排気口９９からの排気が停止される。そして，再びシャッタ６５が開放され，加熱前室６１の載置板７０が熱板９４とウェハＷとの間に進入する。第２の昇降ピン９７が下降し，ウェハＷが載置板７０に受け渡されると，載置板７０は，加熱前室６１に移動し，シャッタ６５が閉じられる。加熱前室６１に戻されたウェハＷは，第１の昇降ピン７４によって持ち上げられ，搬入出口８３から進入した主搬送装置１３に受け渡される。このとき，第１の気体導入口７６からの乾燥気体の供給と第１の排気管８２からの排気が停止される。主搬送装置１３に受け渡されたウェハＷは，搬入出口８３からＰＥＢ装置４４の外部に搬出される。こうして，ウェハＷの一連の加熱処理が終了する。

ＰＥＢ装置４４から搬出されたウェハＷは，例えばクーリング装置４３に搬送され，冷却処理された後，現像処理装置１８に搬送され現像処理される。その後ウェハＷは，ポストベーキング装置４６及びクーリング装置３０に順次搬送され，各装置において所定の処理が施された後，エクステンション装置３２を介してカセットＣに戻される。こうして，一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

次に，以上のフォトリソグラフィー工程によりウェハ処理を行った場合のウェハＷ上に形成されるパターンの線幅に対する効果を，図１０，図１１に示す実験結果に基づいて説明する。図１０のグラフは，上記レジスト塗布時にモノサイクリック系化合物のフッ素含有化合物を含むレジスト液を使用した場合であって，９０ｎｍ±１０％の精度の線幅を得るための，露光時の露光量と焦点位置の許容変動幅を示すものである。縦軸が露光量の許容変動幅であり，横軸が焦点位置の許容変動幅である。図１０の折れ線ａは，加熱処理時の処理雰囲気の湿度が０％のものであり，折れ線ｂは，処理雰囲気の湿度が他の処理時と同じ４５％のものである。図１０のグラフによると，０％の湿度にした場合，４５％の湿度の時に比べて全体的に露光時の露光量と焦点位置の許容変動幅が大きくなることが分かる。つまり，乾燥雰囲気内で露光後の加熱処理を行うと，露光時の露光量と焦点位置が変動による線幅に対する影響が低減されることが分かる。

図１１のグラフは，レジスト塗布時にシロキサン系化合物のフッ素含有化合物を含むレジスト液を使用した場合の実験結果である。図１１の折れ線ｃは，加熱処理時の処理雰囲気の湿度が０％のものであり，折れ線ｄは，処理雰囲気の湿度が他の処理時と同じ４５％のものである。図１１のグラフによると，０％の湿度にした場合，４５％の湿度の時に比べて全体的に露光時の露光量と焦点位置の許容変動幅が大きくなることが分かる。つまり，乾燥雰囲気内で露光後の加熱処理を行うと，露光時の露光量と焦点位置が変動しても，ウェハＷ上のパターンの線幅が変動し難いことが分かる。

以上のように，前記実施の形態で記載したウェハＷの処理方法によれば，露光時の露光量と焦点位置の変動によるウェハ処理への影響が低減される。したがって，露光にＦ_２レーザなどの短波長光の光源を用いた場合であっても，所望の線幅のパターンが安定して形成される。

また，前記実施の形態では，ＰＥＢ装置４４内に導入される乾燥気体からアミン系化合物が除去されたので，アンモニアなどのアミン系化合物がレジスト液と反応し，レジスト液が変質することを防止できる。

さらに，前記実施の形態では，ＰＥＢ装置４４に加熱前室６１を設け，この加熱前室６１に乾燥気体を導入できるようにしたので，ウェハＷを加熱前室６１から加熱室６２に搬送する際に，加熱前室６１内を乾燥雰囲気にすることができる。この結果，加熱室６２に対するウェハＷの搬入出時に，加熱室６２内の乾燥度が低下することが防止される。したがって，加熱室６２内を常時乾燥雰囲気に維持することができ，またウェハＷが搬入出される度に加熱室６２の乾燥度を回復させる必要もない。

前記実施の形態で記載したウェハＷの加熱処理は，加熱前室６１を備えたＰＥＢ装置４４で行っていたが，ウェハＷの加熱処理は，加熱前室６１のないＰＥＢ装置で行ってもよい。例えば図１２は，かかる場合のＰＥＢ装置１５０の構成を示すものであり，ＰＥＢ装置１５０は，例えば上記ＰＥＢ装置４４の加熱前室６１側を取り除いた加熱室６２側と同様の構成を有している。なお，本実施の形態におけるＰＥＢ装置１５０内の構成部材の名称や符号には，ＰＥＢ装置４４と同じものを用い，その説明は省略する。

ＰＥＢ装置１５０においてウェハＷが加熱処理される際には，先ず，ウェハＷが筐体６０内に搬入される前に第３の気体導入管１３１から筐体６０内に乾燥気体が導入され，第３の排気管１３４からは筐体６０内の雰囲気が排気される。こうして筐体６０内には，乾燥気体の下降気流が形成され，筐体６０の内壁や蓋体９０などの筐体６０内の部材に付着した水分が除去される。乾燥気体の下降気流が形成された状態で，図１３に示すようにウェハＷは筐体６０内に搬入され，予め上昇して待機していた第２の昇降ピン９７に受け渡され，熱板９４に対して所定距離離された状態で支持される。このときウェハＷは，熱板９４からの輻射熱による温度上昇が抑えられ，レジスト膜内の化学反応が開始される温度を越えない第１の温度，例えば９０℃未満の５０℃程度の温度に維持される。

その後，図１４に示すようにウェハＷと熱板９４が所定距離離された状態で，蓋体９０が下降し，サポートリング９１と一体となって加熱処理室Ｓが形成される。加熱処理室Ｓが形成されると，第２の気体導入口１１１からの乾燥気体の導入と，排気口９９からの排気が開始され，加熱処理室Ｓ内にウェハ周辺を通過する気流が形成される。この乾燥気体の気流により，ウェハＷ上のレジスト膜中或いはレジスト膜の表面の水分やアミン系化合物が除去される。ウェハＷ上から水分とアミン系化合物が除去され，加熱処理室Ｓ内の湿度が４５％以下の所定の湿度に低下すると，第２の昇降ピン９７が下降し，ウェハＷが熱板９４上に載置される。こうしてウェハＷは，レジスト膜内の化学反応が開始される温度よりも高い第２の温度，例えば９０℃以上の例えば１１０℃で加熱される。

所定時間経過後，第２の昇降ピン９７が上昇してウェハＷの加熱が終了し，蓋体９０が上昇して加熱処理室Ｓが開放される。その後ウェハＷが筐体６０内から搬出されて一連の加熱処理が終了する。

かかるＰＥＢ装置１５０における加熱処理においても，上述の実施の形態と同様にウェハＷの加熱が湿度４５％以下の乾燥雰囲気内で行われるので，露光時の露光量と焦点位置の変動によるウェハ処理への影響を低減できる。また，ウェハＷを熱板９４から所定距離離した状態でウェハＷに乾燥気体を供給するので，ウェハＷの温度をレジスト膜内の化学反応が開始されない温度に維持した状態で，ウェハＷ上から水分とアミン系化合物を除去することができる。したがって，ウェハＷから水分やアミン系化合物が除去される前にレジスト膜内の反応が始まることがなく，加熱時にレジスト膜が水分やアミン系化合物により変質することが防止される。

なお，上記ＰＥＢ装置１５０において，図１５に示すように第２の昇降ピン９７に支持されたウェハＷの温度を検出するための温度センサ１５１と，加熱処理室Ｓ内の湿度を検出するための湿度センサ１５２が設けられていてもよい。かかる場合，例えば温度センサ１５１は，第２の昇降ピン９７の先端部に設けられ，湿度センサ１５２は，蓋体９０の内側に設けられる。温度センサ１５１と湿度センサ１５２との検出結果は，例えば昇降駆動部９８の動作を制御する制御部１５３に出力できる。制御部１５３は，例えば温度センサ１５１と湿度センサ１５２の検出結果に基づいて，昇降駆動部９８を制御して，第２の昇降ピン９７を昇降できる。

そして，加熱処理の際には，ウェハＷが第２の昇降ピン９７に支持されると，ウェハＷの温度が検出され，当該温度に基づいて第２の昇降ピン９７が昇降され，ウェハＷが高さ調整される。これにより，ウェハＷと熱板９４との距離が調整され，例えばウェハＷの温度が，レジスト膜内の化学反応が行われない第１の温度に維持される。例えば温度センサ１５１によりウェハＷの温度上昇が検出されると，第２の昇降ピン９７によりウェハＷが上昇され，ウェハＷが熱板９４から離される。こうして第１の温度にウェハＷの温度を維持した状態で，ウェハＷに乾燥気体が供給され，ウェハＷから水分やアミン系化合物が除去される。そして，湿度センサ１５２により加熱処理室Ｓ内の湿度が４５％以下の所定の湿度に低下したことが検出されると，制御部１５３によって第２の昇降ピン９７が下降され，ウェハＷが熱板９４上に載置されて，ウェハＷの加熱が開始される。かかる例によれば，温度センサ１５１，湿度センサ１５２を用いることによって，ウェハＷの温度やウェハＷの加熱開始タイミングを厳格に管理できる。

前記ＰＥＢ装置１５０を用いたウェハＷの加熱処理では，蓋体９０を完全に閉じた後に第２の気体導入口１１１から乾燥気体を導入していたが，図１６に示すように蓋体９０がウェハＷの側方を覆う程度に下降し，完全に蓋体９０を閉じない状態で第２の気体導入口１１１からウェハＷに乾燥気体を供給してもよい。かかる場合，第２の気体導入口１１１から導入された乾燥気体を，排気口９９のみならず，蓋体９０とサポートリング９１との間を通じて筐体６０の第３の排気管１３４からも排気してもよい。こうすることによって，熱板９４から発生した蓋体９０内にある熱が効率的に排熱されるので，水分を除去する前にウェハＷが昇温しレジスト膜内の化学反応が開始されることを防止できる。なお，第２の昇降ピン９７上においてウェハＷの水分やアミン系化合物を十分に除去した後は，第２の昇降ピン９７と蓋体９０とを同時に下降させて，ウェハＷを熱板９４上に載置すると共に，加熱処理室Ｓを閉鎖してウェハＷの加熱を行ってもよい。

以上の実施の形態で記載したＰＥＢ装置における加熱処理時の湿度は，予め一定の値に設定されていたが，露光装置４において露光用光源の露光量又は焦点位置の変動を検出し，その検出値に基づいて適宜露光後の加熱処理時の湿度を変更させるようにしてもよい。この場合，例えば露光用光源の露光量が低減し，又は焦点位置のずれが大きくなったときに，乾燥気体供給装置７７において乾燥気体の湿度を低下させてもよい。こうすることにより，加熱処理時にウェハＷを過剰に乾燥させることを防止できる。

以上の実施の形態は，本発明の一例を示すものであり，本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば，レジスト塗布処理時に塗布されるレジスト液は，モノサイクリック系化合物或いはシロキサン系化合物のフッ素含有化合物の他，例えば化学式（３）

（３）
（式中のＸ，Ｙは，自然数）
で示されるＴＦＥ−ＮＢ（テトラフロロエチレンノルボルネン）系化合物であってもよい。また，レジスト液は，ＮＢＨＦＡ（ノルボルネンヘキサフロロアルコール）であってもよい。さらに，本発明は，ウェハ以外の基板，例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板，マスク基板，レクチル基板等にも適用できる。

本発明は，基板のフォトリソグラフィー工程において短波長光を用いた露光処理を行う場合に，露光量や焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する際に有用である。

本実施の形態における塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。 図１の塗布現像処理システムの正面図である。 図１の塗布現像処理システムの背面図である。 ＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 ＰＥＢ装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。 ウェハを搬入する前のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 加熱前室にウェハを搬入した時のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 加熱処理室が形成された時のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 加熱時のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 レジスト液にモノサイクリック系化合物を使用した際の露光量の許容変動幅と焦点位置の許容変動幅を示すグラフである。 レジスト液にシロキサン系化合物を使用した際の露光量の許容変動幅と焦点位置の許容変動幅を示すグラフである。 加熱前室のないＰＥＢ装置の構成を示す縦断面の説明図である。 ウェハを搬入したときのＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 加熱処理室形成時のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。 温度センサ，湿度センサを備えたＰＥＢ装置の構成を示す縦断面の説明図である。 蓋体を完全に閉めないで乾燥気体を供給する場合のＰＥＢ装置内の様子を示すＰＥＢ装置の縦断面の説明図である。

符号の説明

１ 塗布現像処理システム
４４ ＰＥＢ装置
６１ 加熱前室
６２ 加熱室
７７ 乾燥気体供給装置
Ｓ 加熱処理室
Ｗ ウェハ

Claims (8)

1. 基板の処理のフォトリソグラフィー工程において，
   基板にフッ素含有化合物を含むレジスト液を塗布し，
   基板を露光した後であって基板を現像する前に，乾燥した雰囲気内で基板を加熱することを特徴とする，基板の処理方法。
2. 前記フッ素含有化合物は，モノサイクリック系化合物であることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
3. 前記フッ素含有化合物は，シロキサン系化合物であることを特徴とする，請求項１に記載の基板の処理方法。
4. 前記基板を加熱する際には，基板が収容される処理容器内に乾燥気体が導入され，
   前記乾燥気体は，当該乾燥気体中のアミン系化合物が除去されてから前記処理容器内に導入されることを特徴とする，請求項１，２又は３のいずれかに記載の基板の処理方法。
5. 基板の処理のフォトリソグラフィー工程において，
   レジスト塗布処理時に，基板にフッ素含有化合物を含むレジスト液を塗布し，
   露光処理後であって現像処理前に行われる加熱処理時に，基板を乾燥した雰囲気内で加熱することを特徴とする，基板の露光時における露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法。
6. 前記フッ素含有化合物は，モノサイクリック系化合物であることを特徴とする，請求項５に記載の基板の露光時における露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法。
7. 前記フッ素含有化合物は，シロキサン系化合物であることを特徴とする，請求項５に記載の基板の露光時における露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法。
8. 前記加熱処理時には，基板が収容される処理容器内に乾燥気体が導入され，
   前記乾燥気体は，当該乾燥気体中のアミン系化合物が除去されてから前記処理容器内に導入されることを特徴とする，請求項５，６又は７のいずれかに記載の基板の露光時における露光量又は焦点位置の変動による基板の処理への影響を低減する方法。

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