JP4030787B2

JP4030787B2 - 基板加熱方法、基板加熱装置及び塗布、現像装置

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Publication number: JP4030787B2
Application number: JP2002105834A
Authority: JP
Inventors: 浩新屋; 高広北野
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Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2008-01-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト液の塗布された基板の加熱を行うことで当該基板の表面から溶剤を揮発させる基板加熱方法、基板加熱装置及びこの基板加熱装置を適用した塗布、現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスやＬＣＤの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により被処理基板へのレジスト処理が行われている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジスト液を塗布して当該ウエハの表面に液膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われる。このような工程においては、露光処理の前後にＰＡＢ（ＰｏｓｔＡｐｐｌｉｅｄＢａｋｅ）及びＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）と呼ばれる二度の加熱処理が行われており、これらのうちＰＡＢにおける加熱処理には例えば図８に示す装置が使われている。
【０００３】
この装置は下側部分１１と蓋体１２とで構成される処理容器１の中にヒータ１３を内蔵した加熱プレート１４を備えている。この加熱プレート１４の表面には突起１５が設けられており、基板である半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗを水平姿勢に保つと共に加熱プレート１４上に載置したとき、当該ウエハＷと加熱プレート１４表面との間には微小距離例えば０．１ｍｍの隙間が形成され、加熱プレート１４表面のパーティクルが付着しないようになっている。また図示は省略するが、蓋体１２には処理容器１内に例えば室温のパージガスを供給するためのガス供給管と、処理容器１からの排気を行う排気管とが接続されている。これらはプロセス時においてウエハＷ表面近傍に気流を形成し、当該表面に温度分布が生じることを抑える役割を担うものである。
【０００４】
上記装置におけるウエハＷの温度の制御は、加熱プレート１４の表面部の温度を温度センサ１６により検出し、その検出信号を制御系１７にフィードバックして加熱プレート１４の表面部の温度が所定のプロセス温度に維持されるようにヒータ１３の電力を制御することにより行われる。プロセス時における各種条件は開始から終了に至るまで一定であり、具体的には例えばウエハＷを１００℃まで加熱して、係る状態を９０秒間継続することで処理が完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以前から発明者は一部のレジスト（例えばＫｒＦ−ａｃｅｔａｌ）を用いた場合において、ＰＡＢにおける処理条件が変わると最終的にウエハＷの表面に形成されるレジストパターンの線幅に変化が現れることを把握していた。従って、ＰＡＢがレジスト膜の膜質に何らかの影響を与えていることになるが、処理条件をどのように見直すことでレジスト膜の膜質を安定させることができるのかは分からなかった。
【０００６】
既述のように、ＰＡＢは表面にレジスト液の塗布がなされたウエハＷについて露光前に加熱（ベーク）を行って、レジスト溶液に含まれる溶剤を一定量揮発させることを目的とする。そこで発明者は加熱時間に着目し、加熱時間と処理後のレジスト膜との間に如何なる相関関係があるか調査を行い、レジスト膜の膜特性（Ｒｍｉｎ）に着目したところ加熱時間との間に一定の相関関係があることを突き止めた。Ｒｍｉｎとは、ＰＡＢにおける加熱処理が終了した未露光のレジスト膜に現像液を供給したときの溶解したレジスト膜の厚さｈ１（図９（ａ）参照）を示すものであり、このｈ１の値が小さいほど現像液に対して安定しており、従って膜質の面内均一性が高く、結果として線幅の面内均一性が高いことを意味する。
【０００７】
そして図９（ｂ）の特性図に示すように、Ｒｍｉｎの値は加熱時間ｔ０にて最も低く、これを境にＶ字型を描く。Ｒｍｉｎの値がこのような変化をみせる理由について先ずｔ０に至るまでについては、加熱時間が少ないため、まだレジスト膜が十分に固まっていない（安定していない）ことによるものと考えられる。そしてｔ０以降については以下のように考えている。即ち、ベーク時におけるレジスト膜減少の主な要因は溶剤揮発によるものであるため、例えば図１０（ａ）に示すように、レジスト液中に含まれるレジスト成分をなすポリマーの総量に変化はなく、レジスト膜全体におけるポリマーの占める割合が徐々に増加していく。その一方で既述のように加熱条件は一定とされているため、例えば図１０（ｂ）に示すように膜厚が低下するにつれてポリマーの受ける熱エネルギーの割合が増加することとなる。ポリマーに対する熱エネルギーの過剰供給は、ポリマーの保護基を分解したり、ポリマーの形成を変化させる原因となるため、これがＲｍｉｎの増加に結びつくものと考えられる。
【０００８】
以上のことは、溶剤の揮発量に応じてレジスト膜に与える熱量を変化させることで膜質の最適化が図れることを示唆するものであるが、従来のようなレジスト膜の成分に拘わらず常に一定のプロセス条件下でベークを行う手法では膜質の不均一性を解消することはできないため、発明者はＰＡＢにおける新たな加熱方法を模索していた。
【０００９】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、レジスト液の塗布された基板に対し、露光の前に行われる加熱処理において、レジスト膜の膜質の面内均一性を向上させることができる技術を提供することにある。また本発明おける他の目的は、上記発明と同様の加熱処理を行う基板加熱装置を塗布、現像装置に適用したときに、製品の歩留まりを向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板加熱方法は、レジスト液を塗布した基板を処理容器内の加熱板に載置して基板加熱する方法において、
前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられた膜厚監視手段を用いて、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出する工程と、
前記加熱板より熱エネルギーを基板に与えてレジスト液中の溶剤を揮発させる第１の工程と、
次いで単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくしてレジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる第２の工程と、を含み
前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が予め決められた値よりも小さくなったときに、前記第１の工程から前記第２の工程への切り替えを行うことを特徴とする。前記第２の工程では、基板と加熱板との距離を第１の工程時よりも大きくすることにより、単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくしてもよいし、加熱板の温度を第１の工程時よりも低くすることにより小さくしてもよい。温度を低くする手法は、加熱板に設けられている抵抗加熱発熱体に供給される電力を小さくすることであってもよいし、加熱板に冷媒を供給することであってもよい。また、処理容器内にはパージガスが供給され、第２の工程では、パージガスの温度を第１の工程時よりも低くすることにより、単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくするようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る基板加熱装置は、レジスト液を塗布した基板を処理容器内にて加熱する装置において、処理容器内に設けられ、基板がその上に載置される加熱板と、基板を加熱板に対して相対的に昇降させるための昇降手段と、前記処理容器内にて、前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられ、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出するための膜厚監視手段と、基板と加熱板との距離を第１の距離に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が予め決められた値よりも小さくなったときに、前記基板と加熱板との距離を第１の距離よりも大きい第２の距離に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。制御手段は、基板と加熱板との距離に替えて、加熱板の温度を第１の温度に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、その後膜厚監視手段を用いた上述のタイミングにて、前記加熱板の温度を第１の温度よりも低い第２の温度に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させるように構成してもよい。また、処理容器内にパージガスを供給するパージガス供給手段を更に備え、制御手段はパージガスの温度を第１の温度に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、その後既述のタイミングにて、前記パージガスの温度を第１の温度よりも低い第２の温度に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させるように構成してもよい。
【００１２】
また本発明に係る塗布、現像装置は、複数枚の基板を収納した基板カセットが載置されるカセットステージと、基板にレジスト液を塗布する塗布ユニットと、基板にレジストを塗布する前に基板に対して前処理を行う前処理ユニットと、レジスト液が塗布された基板を加熱するための、既述の基板加熱装置と、露光後の基板に対して現像処理を行う現像ユニットと、基板を前記基板カセット、塗布ユニット、前処理ユニット、基板加熱装置及び現像ユニットの間で受け渡すための手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る基板加熱装置の実施の形態（第１の実施の形態）について、図１に示す縦断面図を参照しながら説明を行う。この装置は、下方側を脚部２１により支持された下側部分２２とその上部側の昇降自在な蓋体３とからなる処理容器２０を、筐体１００に収めた構成とされており、筐体１００の側面には基板であるウエハＷの搬入出用の開口部Ｅが形成されている。この処理容器２０について先ず下側から説明を行うと、下側部分２２の内側には円柱状の加熱板である加熱プレート２３が設けられており、下側部分２２の内壁面と加熱プレート２３の外壁面との間には全周に亘って凹部２４が形成されている。また、加熱プレート２３はウエハＷの載置台をなすものでもあり、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）によって形成されている。
【００１４】
加熱プレート２３の表面（上面）近傍には、例えば複数に分割された抵抗加熱発熱体であるヒータ２５と、温度検出手段である熱電対ＴＣとが埋設されており、熱電対ＴＣにて得られた温度データは制御部４へと送信され、制御部４ではこの温度データに基づき、電力供給部２５ａを介してヒータ２５に供給する電力量の調節を行うように構成されている。また加熱プレート２３の表面上には例えば高さ０．１ｍｍの３つの突起２６が周方向に３等分した位置に設けられており、基板であるウエハＷはこれらにより前記加熱プレート２３表面から僅かに浮いた状態で水平に支持される。ウエハＷの支持される位置の下方側には加熱プレート２３を貫通して、例えば三本のリフトピン２７が突没自在に設けられている。リフトピン２７は図示しないウエハ搬送アームと加熱プレート２３との間でウエハＷの受け渡しを行う役割を有すると共に、詳細は後述するがプロセス時においては高さを調節することでウエハＷの受ける熱量を調節する役割をも有し、例えば図示しないリニアモータや支持部材２７ａ等からなる昇降手段である昇降機構２８の働きによりその高さを変えることができるようになっている。また駆動機構２８の駆動制御は、制御部４により行われる。
【００１５】
次に処理容器２０の上側について説明を行う。蓋体３は図示しない駆動機構と接続する昇降部材３１により昇降自在とされており、ウエハＷの加熱処理時にはその下端が前記凹部２４と嵌合してウエハＷの周囲を囲うように構成されている。この蓋体３にはパージガス供給手段であるガス供給管３２と排気管３３とが接続されており、ガス供給管３２からガス孔３４，３５を介して処理容器２０内へ例えば窒素ガスや空気等のパージガスの供給を行うと共に、排気口３６を介して排気管３３から排気を行うことでウエハＷ表面に気流を形成できるようになっている（図中矢印参照）。また蓋体３には、先端がウエハＷと対向するように膜厚監視手段である膜厚検出センサ３７が例えば天井部を貫通して設けられており、ウエハＷ表面上のレジスト膜の膜厚データを制御部４へ送信するように構成されている。この膜厚検出センサ３７は例えばウエハＷと一定の距離を保つことができるように、位置決め機構３８を介して昇降自在とされており、その制御は制御部４から行われる。
【００１６】
ところで、図示は省略するがガス供給管３２を介して処理容器２０内へ供給されるパージガスの流量調節は、制御部４から行う構成とされている。即ち、制御部４はパージガスの流量調節とヒータ２５の温度制御とを一括して行うものであり、このような制御は、例えば塗布膜の種類などに応じて予め用意されたレシピをメモリ４１内から読み出し、このレシピの内容に沿って行われる。
【００１７】
次に上述実施の形態の作用について説明を行う。先ず図示しない駆動機構の働きにより蓋体３を持ち上げた状態で、蓋体３と下側部分２２との隙間から図示しないウエハ搬送アームが加熱プレート２３の上方へと進入し、ウエハＷは下方側から突出するリフトピン２７により水平に支持され、リフトピン２７が下降することでウエハＷは突起２６により水平に支持される。そして蓋体３を下降させると、蓋体３及び下側部分２２により囲まれるウエハＷの処理空間が形成され、しかる後、既述のように所定のレシピに沿ってヒータ２５による加熱、及び処理容器２０内へのパージガス例えばＮ２（窒素）ガスの供給、排気が開始される。
【００１８】
このときリフトピン２７は加熱プレート２３の表面下に完全に埋没した状態即ちウエハＷは加熱プレート２３から０．１ｍｍの高さ（第１の距離）に位置し、膜厚検出センサ３７はウエハＷ表面から例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ上方に位置決めされ、係る状態でウエハＷ表面のレジスト膜の膜厚データを継続して制御部４へと送信する。なお、後述のようにウエハＷは加熱処理の進行に伴いリフトピン２７によって上昇させられるが、膜厚検出センサ３７についても、このリフトピン２７の上昇に応じて位置決め機構３８により高さ調整がなされ、例えばウエハＷとの距離が一定に保たれるように高さ制御を行うようにしてもよい。
【００１９】
加熱開始当初は、ウエハＷに加わる熱量の大部分がレジスト膜中の溶剤の揮発に費やされるため、図２の特性図に示すように膜厚は急激に減少していくが、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、ある時点を越えるとレジスト膜中に含まれるポリマーに過剰な熱量が加わることなるため、ウエハＷが受ける熱量を減らす制御が行われる。この「ある時点」とは図９（ｂ）にて示したｔ０時点に相当するものであり、ｔ０時点の判断は単位時間当たりの膜厚の減少量（以下膜厚減少速度という）により判断される。これは例えば図３に示すように時刻ｂ１からｂ２に至るまでの間に減少した膜厚の値（ａ１−ａ２）を（ｂ２−ｂ１）にて割ることで算出でき、この値は図示する曲線からも分かるように時間の経過と共に小さくなっていく。
【００２０】
ところでｔ０時点と膜厚減少速度との関係は図９（ｂ）及び図１０（ｂ）の関係から予め把握されており、ここでｔ０時点に至るまでを第１の工程、ｔ０以降を第２の工程と呼ぶものとすると、第２の工程とはウエハＷに加わる単位時間当たりの熱量（熱エネルギー）を減少させることでポリマーに過剰な熱量が加わることを抑えつつ、継続してレジスト膜中の溶剤を揮発させる工程である。このため制御部４では、ｔ０時点に至ったことを把握すると、つまり膜厚検出センサ３７からの膜厚検出値に基づいて算出した膜厚の減少量が予め設定した設定値よりもちいさくなったときにウエハＷに加わる熱量が所定の値まで減少するように昇降機構２８に指令を発し、リフトピン２７を上昇させる。リフトピンの高さとウエハＷが受ける単位時間あたりの熱量との関係は、レシピに記録されるヒータ２５の加熱パターンに基づいて予め把握されており、このデータに基づいてリフトピン２７は高さＰ１（第２の距離）まで上昇する。
【００２１】
ｔ０時点におけるリフトピン２７の高さＰ１は、ウエハＷの受ける単位時間あたりの熱量が、例えばポリマー保護基が分解などしてしまう限界値よりも幾分低くなるように設定されており、前記熱量の値がｔ１時点において再び前記限界値に近づくと、その後リフトピン２７を徐々に上昇させながらウエハＷの受ける熱量を小さくしていく。なおリフトピン２７をｔ０時点で一旦上昇させた後は、その後の温度変化や処理内容に応じて高さを自由に変化させるようにしてもよい。従って、ここではｔ１時点以降リフトピン２７をなだらかに上昇させる例を示したが、逆に下降させてもよいし、一旦下降させて再び上昇させるようにしてもよい。
【００２２】
こうしてウエハＷは加熱プレート２３との距離において、０．１ｍｍ（リフトピン２７が上昇していない状態）から例えば２５ｍｍの間で上昇（または下降）し、プロセス終了後、搬入時と逆の手順で処理容器２０から搬出される。
【００２３】
これまで述べてきたように、本実施の形態によれば、ウエハＷ表面に形成したレジスト膜における膜質の面内均一性を表す指標（Ｒｍｉｎ）とＰＡＢにおけるウエハＷの加熱時間との関係に着目し、レジスト膜の膜厚減少速度に応じてウエハＷの高さを変えることで、当該レジスト膜に与えられる熱量を調節する構成としているため、レジスト膜の膜質を最適化することができる。即ち、溶剤が概ね揮発するまでは大きな熱エネルギーを与えて揮発を促し、その後残存する僅かな溶剤を揮発させる間は保護基やポリマーに過大な熱量が与えられないようにし、結果として加熱（ベーク）処理を迅速に行いながら、良好な膜質を確保することができる。また、既述のようにレジスト膜における膜質の面内均一性と後工程である露光処理後に得られるレジストパターンの線幅精度との間には相関関係があることから、最適化されたレジスト膜からは線幅精度の高いレジストパターンを得ることができる。
【００２４】
更にまた、複数の処理を連続して行う場合において、従来は常に一定の加熱パターンとなるように処理を行ってきたところを、本実施の形態ではレジスト膜の成分変化に応じて当該レジスト膜に与えられる熱エネルギーを変化させるようにしているため、いずれのウエハＷについても処理を最適化することができ、結果として歩留まりが向上する。
【００２５】
なお本実施の形態における加熱処理時にウエハＷが受ける熱エネルギーを調節する手法は、上述したようなウエハＷと加熱プレート２３の距離を変化させるものに限定されず、例えば以下に述べる第２の実施の形態のように加熱プレート２３の表面温度を変化させることでも同様の効果を得ることができる。
【００２６】
本実施の形態は、加熱プレート２３の温度制御をヒータ２５へ供給する電力量の調節により実現しようとするものであり、図４は加熱処理を行った場合の膜厚変化と、加熱プレート２３の温度（熱電対ＴＣの温度）との関係を示す特性図である。図示するように制御部４は、第１の工程では加熱プレート２３を温度Ｑ１（第１の温度）に維持して溶剤を積極的に揮発させると共に、上述実施の形態と同様に膜厚検出センサ３７にて得た膜厚データに基づいてｔ０時点のタイミングを見極め、ｔ０時点にて電力供給部２５ａにおける出力値を下げて第２の工程へと移行する。
【００２７】
すると加熱プレート２３の温度は急激に低下し、ｔ２時点にて例えばＱ１よりも１０℃〜２０℃低下した温度Ｑ２（第２の温度）となり、このまま当該加熱プレート２３の温度が維持される。制御部４はｔ３時点におけるプロセスの終了に伴い、加熱プレート２３の温度が第１の工程と同じ温度Ｑ１になるまでヒータ２５を昇温させて次の処理の準備を行い、処理の終了したウエハＷを処理容器２０から搬出すると共に新たな未処理ウエハを搬入し、同様に所定枚数分の加熱処理を繰り返す。ここで加熱プレート２３の表面温度を変化させる方法は、ヒータ２５への電力量調節に限定されず、例えば加熱プレート２３内に図示しない冷媒流路を形成しておき、ここに加熱プレート２３の表面温度が図４と同様になるように適当なタイミングで冷媒を流すようにしてもよいし、あるいは加熱プレート２３の裏面側に冷媒を接触させる、例えば冷却用のガスを供給するようにしてもよい。
【００２８】
またウエハＷが受ける熱エネルギーの調節は、パージガスの温度を変化させることでも上記の例と同様の効果を得ることができる。図５（ａ）はこの第３の実施の形態におけるパージガス供給系について示す概略説明図であり、本実施の形態では第１の実施の形態におけるガス供給管３２の途中に上流側から順に例えばパージガス例えば空気の温度を０℃〜３０℃の間で変化させることができる温度調節部５１と流量計５２とが介設されている。図５（ｂ）は本実施の形態における膜厚の変化とパージガスの温度変化について示す特性図であり、制御部４は、先ず第１の工程ではパージガスの温度をＲ１に維持しながら膜厚データに基づきｔ０時点の判断を行い、ｔ０時点になると例えば流量計５２から得たパージガスの流量に基づき温度調節部５１におけるガス温度を急激に低下させる。そしてパージガスの温度がＲ２まで低下するｔ４時点でガスの温度をそのまま維持し、処理終了に伴いガス温度をＲ１まで戻し、次の未処理ウエハＷの搬入に備えるようになっている。なお、ｔ０時点を境としてウエハＷに与える単位時間当たりの熱量を小さくすればよいので、パージガスの温度と流量とを組み合わせて供給熱量を調節するようにしてもよい。
【００２９】
以上において、ｔ０時点の判断についてリアルタイムで行う例を示したが、予め取得しておいたデータに基づき、ある時刻になると制御部４が第１の工程から第２の工程へと制御を切り替えるようにしてもよい。この場合には例えばダミーウエハを用い、上述実施の形態と同様に例えば膜厚検出センサを用いてレジスト膜の膜厚変化を計測しながら加熱処理を行い、膜厚減少速度の変化データに基づいて、レジスト液中の溶剤が概ね揮発される時点を求め、その時点をメモリ内に記憶させといてもよい。そして２枚目以降は製品用のウエハＷを用いて、膜厚の計測を行わずに前記算出結果に基づき加熱処理を行う。
【００３０】
また特許請求の範囲における第１の温度、第２の温度、第１の距離及び第２の距離の用語は常に一定の値であることを意味するものではなく、その値が段階的に変化する場合も含まれるものである。即ち、例えば第２の実施の形態であれば、第１の温度に相当する温度Ｑ１は、第２の温度に相当する温度Ｑ２よりも高い値を維持する限り、加熱開始からｔ０時点に至るまでの間に変化していても構わない。具体的には温度Ｑ１がｔ０に至るまでの間に徐々に低下し、ｔ０時点から更に急激に温度が低下する場合等が含まれる。
【００３１】
最後に上述の基板加熱装置をユニット化して組み込んだ塗布、現像装置の一例について図６及び７を参照しながら説明する。図中Ｓ１はウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたカセットＣを搬入出するためのカセット載置部であり、カセットＣを複数個載置可能な載置台６１と、カセットＣからウエハＷを取り出すための受け渡し手段６２とが設けられている。
【００３２】
カセット載置部Ｓ１の奥側には筐体７０にて周囲を囲まれる処理部Ｓ２が接続されており、この処理部Ｓ２には手前側から順に、上述の基板加熱装置を含む加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段７１Ａ，７１Ｂとが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段７１Ａ，７１Ｂはカセット載置部Ｓ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理部Ｓ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ２まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段７１Ａ，７１Ｂは、カセット載置部Ｓ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁７２により囲まれる空間内に置かれている。また図中７３，７４は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００３３】
液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図７に示すように塗布液（レジスト液）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部７５の上に、塗布ユニットＣＯＴ、現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層した構成とされている。また既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされている。
【００３４】
処理部Ｓ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイス部Ｓ３を介して露光部Ｓ４が接続されている。インターフェイス部Ｓ３は、処理部Ｓ１と露光部Ｓ４との間に設けられる第１の搬送室７６及び第２の搬送室７７にて構成されており、その内部には２つの受け渡し手段７８，７９、棚ユニットＵ６及びバッファカセットＣ０を備え、例えば棚ユニットＵ６内にある塗布液の塗布されたウエハＷを受け渡し手段７８→棚ユニットＵ６→受け渡し手段７９→露光部Ｓ４の経路で搬送することができるように構成されている。露光の終了したウエハＷは逆の順路を経て処理部Ｓ２へと戻され、例えば現像処理等を行った後にカセットＣへと収納される。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、レジスト液の塗布された基板に対し、露光の前に行われる加熱処理において、レジスト膜の膜質の面内均一性を向上させることができる。また他の発明によれば、上記発明と同様の加熱処理を行う基板加熱装置を塗布、現像装置に適用したときに、製品の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板加熱装置の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】前記実施の形態の作用を表す作用説明図である。
【図３】前記実施の形態の作用を示す作用説明図である。
【図４】前記基板加熱装置の他の実施の形態について、その作用を表す作用説明図である。
【図５】前記基板加熱装置の更に他の実施の形態について説明するための概略説明図である。
【図６】前記基板加熱装置を組み込んだ塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図７】前記基板加熱装置を組み込んだ塗布、現像装置の一例を示す斜視図である。
【図８】従来技術に係る基板加熱装置を示す概略説明図である。
【図９】発明が解決しようとする課題を説明するための概略説明図である。
【図１０】発明が解決しようとする課題を説明するための概略説明図である。
【符号の説明】
Ｗ半導体ウエハ（基板）
２０処理容器
２３加熱プレート（加熱板）
２５ヒータ（抵抗加熱発熱体）
２５ａ電力供給部
２６突起
２７リフトピン
２８昇降機構
３蓋体
３２ガス供給管（パージガス供給手段）
３７膜厚検出センサ（膜厚検出手段）
４制御部（制御手段）
５１温度調節部

Claims

レジスト液を塗布した基板を処理容器内の加熱板に載置して基板加熱する方法において、
前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられた膜厚監視手段を用いて、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出する工程と、
前記加熱板より熱エネルギーを基板に与えてレジスト液中の溶剤を揮発させる第１の工程と、
次いで単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくしてレジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる第２の工程と、を含み
前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が予め決められた値よりも小さくなったときに、前記第１の工程から前記第２の工程への切り替えを行うことを特徴とする基板加熱方法。
前記第２の工程では、基板と加熱板との距離を第１の工程時よりも大きくすることにより、単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくすることを特徴とする請求項１記載の基板加熱方法。
前記第２の工程では、加熱板の温度を第１の工程時よりも低くすることにより、単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくすることを特徴とする請求項１記載の基板加熱方法。
加熱板に設けられている抵抗加熱発熱体に供給される電力を小さくすることにより加熱板の温度を低くすることを特徴とする請求項３記載の基板加熱方法。
加熱板に冷媒を供給することにより加熱板の温度を低くすることを特徴とする請求項３記載の基板加熱方法。
処理容器内にはパージガスが供給され、前記第２の工程では、パージガスの温度を第１の工程時よりも低くすることにより、単位時間に基板に与える熱量を第１の工程時よりも小さくすることを特徴とする請求項１記載の基板加熱方法。
レジスト液を塗布した基板を処理容器内にて加熱する装置において、
処理容器内に設けられ、基板がその上に載置される加熱板と、
基板を加熱板に対して相対的に昇降させるための昇降手段と、
前記処理容器内にて、前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられ、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出するための膜厚監視手段と、
基板と加熱板との距離を第１の距離に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が予め決められた値よりも小さくなったときに、前記基板と加熱板との距離を第１の距離よりも大きい第２の距離に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる制御手段と、を備えたことを特徴とする基板加熱装置。
レジスト液を塗布した基板を処理容器内にて加熱する装置において、
処理容器内に設けられ、基板がその上に載置される加熱板と、
前記処理容器内にて、前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられ、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出するための膜厚監視手段と、
加熱板の温度を第１の温度に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が、予め決められた値よりも小さくなったときに、前記加熱板の温度を第１の温度よりも低い第２の温度に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる制御手段と、を備えたことを特徴とする基板加熱装置。
レジスト液を塗布した基板を処理容器内にて加熱する装置において、
処理容器内に設けられ、基板がその上に載置される加熱板と、
処理容器内にパージガスを供給するパージガス供給手段と、
前記処理容器内にて、前記加熱板に載置された基板と対向する位置に設けられ、加熱されている基板上のレジスト液の膜厚を検出するための膜厚監視手段と、
パージガスの温度を第１の温度に設定してレジスト液中の溶剤を揮発させ、前記膜厚監視手段により検出された膜厚の単位時間当たりの減少量が、予め決められた値よりも小さくなったときに、前記パージガスの温度を第１の温度よりも低い第２の温度に設定し、レジスト膜中に残存する溶剤を揮発させる制御手段と、を備えたことを特徴とする基板加熱装置。
複数枚の基板を収納した基板カセットが載置されるカセットステージと、
基板にレジスト液を塗布する塗布ユニットと、
基板にレジストを塗布する前に基板に対して前処理を行う前処理ユニットと、
レジスト液が塗布された基板を加熱するための請求項７ないし９のいずれかに記載された基板加熱装置と、
露光後の基板に対して現像処理を行う現像ユニットと、
基板を前記基板カセット、塗布ユニット、前処理ユニット、基板加熱装置及び現像ユニットの間で受け渡すための手段と、を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。