KR101853141B1 - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판에 용제를 공급하여, 레지스트 패턴 표면의 거칠기를 개선하는 데에 있어서, 높은 면내 균일성으로 레지스트 패턴의 표면의 요철을 평탄화하는 것을 과제로 한다. 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(W)를 처리 용기(11) 내로 도입하고, 용제 분위기 내에서 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에서 가열한 후, 승강 핀(24)에 의해 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21)로부터 상승시켜 냉각시키고 레지스트 패턴 표면(91)을 용제로 팽윤시킨다. 승강 핀(24)에 의해 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에 강하시켜 가열하고, 용제를 휘발시켜, 레지스트 패턴 표면(91)을 건조시킨다. 이들 냉각과 가열을, 처리 용기(11)의 배기를 행하지 않고 용제 분위기를 형성한 채, 복수회 반복한다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 LCD 기판의 제조 프로세스에 있어서는, 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라 함) 표면에 레지스트액을 도포하여 노광한 후, 현상 처리를 행함으로써, 웨이퍼 표면에 소정의 패턴 마스크(이하 「레지스트 패턴」이라 함)를 형성하는 것이 행해지고 있다. 이때, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 현상 처리 후의 레지스트 패턴의 표면에는 미세한 요철이 존재하여, 후공정에서 에칭 처리를 행할 때에, 이 표면의 요철이 패턴 선 폭에 악영향을 미치는 경우가 있는 것이 알려져 있다. 이로 인해, 레지스트 패턴의 러프니스[LER:Line Edge Roughness(표면의 거칠기)나, LWR:Line Width Roughness(패턴 폭의 편차)]를 개선하는 스무딩 처리가 제안되어 있다.
이 스무딩 처리는, 레지스트 패턴을 용해하는 유기 용제 증기 중에 레지스트 패턴을 노출시켜, 상기 유기 용제를 레지스트 패턴의 표층부를 팽윤시킴으로써 행해진다. 이에 의해, 상기 표층부가 유기 용제에 용해되어 평활화되어, 패턴 표면의 거칠기가 개선되어 패턴 형상이 수정된다. 이 후, 가열 처리를 실시함으로써, 유기 용제를 휘발시켜 제거하고 있다.
상기 특허문헌 1에는, 노즐과 기판을 상대적으로 이동시키면서, 상기 노즐로부터 용제 기체를 기판에 대해 공급하고, 기판의 처리막의 표면만을 용해함으로써, 기판의 처리막의 표면 거칠기를 개선하는 기술이 기재되어 있다. 이 방법에서는, 노즐을 이동시킨 상태에서 노즐로부터 기판에 용제 기체를 공급하고 있으므로, 기판 면내에 있어서, 처음에 용제 기체가 공급되는 영역과, 마지막에 용제 기체가 공급되는 영역에서는, 용제 기체의 공급량이 다를 우려가 있다. 이로 인해, 용제 기체의 공급량이 적은 영역과 공급량이 많은 영역 사이에서, 레지스트 패턴의 표층부의 용해의 정도가 달라, 표면 처리에 대해 높은 면내 균일성을 확보하는 것이 어렵게 될 우려가 있다.
특허 제4328667호
본 발명은, 이와 같은 배경 하에 이루어진 것으로, 기판에 형성된 레지스트 패턴의 거칠기를 높은 면내 균일성으로 개선할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 용제를 사용하여 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 방법에 있어서, 처리 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 상기 처리 용기 내에 상기 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 제1 온도의 상태로 하여 레지스트 패턴의 표면을 상기 용제에 의해 팽윤시키는 스텝과, 다음에 상기 기판을, 상기 제1 온도보다도 높은 제2 온도까지 가열하는 스텝을 반복하는 공정과, 그 후, 상기 기판을 처리 용기의 외부로 반출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 용제를 사용하여 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 용제의 증기 분위기를 형성하기 위한 처리 용기와, 이 처리 용기 내에 설치되고, 기판을 적재하기 위한 적재부와, 이 적재부에 적재된 기판을 가열하기 위한 가열부와, 상기 용제의 증기를 포함하는 가스를, 상기 처리 용기 내에 공급하는 용제 공급부와, 상기 처리 용기 내의 용제 증기를 배기하기 위한 배기부와, 상기 처리 용기 내에 상기 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 제1 온도의 상태로 하여 레지스트 패턴의 표면을 용제에 의해 팽윤시키는 스텝과, 다음에 상기 기판을, 상기 제1 온도보다도 높은 제2 온도까지 가열하는 스텝을 반복하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 상기 레지스트 패턴 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체이며, 상기 컴퓨터 프로그램은, 상술한 기판 처리 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 기판의 표면에 형성된 레지스트 패턴의 거칠기를 용제에 의해 평탄화하는 처리를 행하는 데에 있어서, 처리 용기 내에 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 제1 온도의 상태로 하여 레지스트 패턴의 표면을 용제로 팽윤시키는 스텝과, 레지스트 패턴의 표면의 용제에 의한 팽윤이 억제되는, 제1 온도보다 고온인 제2 온도까지 가열하는 스텝을 반복하도록 하고 있다. 따라서 용제의 증기 분위기에 놓인 기판을 냉각하여 레지스트 패턴의 표면 전체가 대략(실질적으로) 동시에 팽윤하고, 또한 팽윤한 레지스트 패턴의 표면 전체가 대략(실질적으로) 동시에 건조하는 공정이 포함되므로, 기판의 면내 균일성이 높은 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 종단면도.
도 2는 상기 기판 처리 장치를 도시하는 횡단 평면도.
도 3은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 4는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 5는 상기 기판 처리 장치에 설치된 처리실에서 행해지는 표면 처리를 설명하기 위한 단면도.
도 6은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 7은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 8은 상기 기판 처리 장치의 공정의 흐름을 설명하기 위한 타임차트.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 변형예의 작용을 설명하기 위한, 상기 기판 처리 장치의 종단면도.
도 10은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 종단면도.
도 12는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 13은 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 14는 상기 기판 처리 장치의 작용을 설명하기 위한 종단면도.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 종단면도.
이하, 본 발명의 기판 처리 방법의 실시 형태를, 이 방법을 실시하는 기판 처리 장치와 함께 도면을 참조하여 설명한다. 이 기판 처리 장치는, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 상기 레지스트 패턴의 거칠기를 개선하는 표면 처리 방법을 행하기 위한 장치이다.
도 1은 기판 처리를 행하기 위한 처리 모듈이고, 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 용기에 상당하는 처리실(11) 및 냉각실(41)을 구비하고 있다. 처리실(11)과 냉각실(41)은 도 1 및 도 2 중 좌우 방향(X축 방향)으로 배열되도록 설치되어 있다.
도 1에서는 상기 처리실(11)의 좌측면부에는, 기판인 웨이퍼(W)의 반출입구(63)가 형성되는 동시에, 처리실(11)과 냉각실(41) 사이에는 연통구(64)가 형성되어 있다. 반출입구(63) 및 연통구(64)는, 각각 분위기를 구획하는 구획 부재인 셔터(61, 62)에 의해 개폐되도록 구성된다. 처리실(11)의 바닥부에는, 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 가열부인 가열 플레이트(21)가 설치되어 있다. 이 가열 플레이트(21)에는 저항 발열체로 이루어지는 히터(22)가 내장되어 있어, 가열 플레이트(21)에 적재되는 웨이퍼(W)가 가열되도록 설정되어 있다.
또한, 웨이퍼(W)를 보유 지지하여 승강시키기 위한 승강 부재를 이루는, 예를 들어 3개의 승강 핀(24)이, 처리실(11) 바닥부의 하방으로부터 가열 플레이트(21)의 내부에 관통하여 설치되어 있다. 이 승강 핀(24)은 승강 기구(23)에 의해 승강한다. 승강 핀(24) 및 승강 기구(23)는, 승강 핀(24)의 관통 구멍을 통해 처리실(11) 내의 분위기가 외부로 누출되지 않도록 하기 위해, 커버(27)에 의해 덮여 있다.
처리실(11)의 상부에는, 가열 플레이트(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 표면 전체와 대향하도록 천장 부재(25)가 설치되어 있다. 이 천장 부재(25)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 구성되고, 웨이퍼(W)와 대향하는 면이 상기 가열 플레이트(21) 상의 웨이퍼(W)의 온도보다도 낮은 온도로 유지되도록 구성되어 있다. 이 예에서는, 천장 부재(25)의 내부에는, 예를 들어 히터나 온도 조절 유로에 의해 구성된 온도 조정 기구(26)가 설치되어 있어, 천장 부재(25)의 온도 조정이 행해진다.
처리실(11)의 상부 중앙에는 용제 증기를 포함하는 프로세스 가스 공급구(13)가 웨이퍼(W)의 반송 방향에 직교하는 방향(Y 방향)으로 신장되고, 웨이퍼(W)의 직경을 커버하는 길이 치수의 슬릿 형상 구조로 형성되어 있다. 프로세스 가스 공급구(13)는 가스 공급관(76) 및 가스 공급 제어 기기군(75)을 통해 용제 공급원(71)에 접속되어 있다. 상기 가스 공급관(76)은 도중에 분기되고, 가스 공급 제어 기기군(75)을 통해 N2 가스 공급원(72)에 접속되어 있다. V1 내지 V5는 밸브, f1 내지 f6은 유량계이고, 설명의 간략화를 위해, 이들을 통합하여 가스 공급 제어 기기군(75)으로서 취급하고 있다. 가스 공급 제어 기기군(75)은, 가스를 가온할 수 있는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 가스 공급 제어 기기군(75)을 케이스체에 수납하고, 당해 케이스체 내에 히터를 설치하는 구성 등이 채용된다. 또한, 가스 공급 제어 기기군(75) 중의 배관 및 가스 공급관(76)은, 예를 들어 단열재에 의해 피복되도록 해도 되고, 혹은 테이프 히터를 권취하는 등, 가열 기구를 설치하여 가스를 가온할 수 있도록 해도 된다.
상기 처리실(11)에는 반출입구(63)에 각각 상하로부터 대향하여 면하도록, 치환 가스인 N2 가스를 공급하기 위한 N2 가스 공급로(14a, 15a)가 형성되는 동시에, 이들 N2 가스 공급로(14a, 15a)보다도 내측[처리실(11)의 중앙 부근]에 배기로(14b, 15b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 처리실(11)에는, 연통구(64)에 각각 상하로부터 서로 대향하여 면하도록, 마찬가지로 N2 가스 공급로(16a, 17a) 및 배기로(16b, 17b)가 형성되어 있다.
N2 가스 공급로(14a, 15a, 16a, 17a)는 Y 방향으로 신장되고, 웨이퍼(W)의 직경을 커버하는 길이 치수의 슬릿 형상 구조로 형성되고, 처리실(11) 내에 있는 토출구는 외벽측으로부터 용기 내부로 비스듬한 방향으로 가스를 토출하도록 형성되어 있다. N2 가스 공급로(14a, 15a, 16a, 17a)는, 가스 공급관(76) 및 가스 공급 제어 기기군(75)을 통해 N2 가스 공급원(72)에 접속되어 있다.
또한, 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)에 대해서도, Y 방향으로 신장되고, 웨이퍼(W)의 직경을 커버하는 길이 치수의 슬릿 형상 구조로 형성되어 있다. 이들 배기로는 배기관을 통해 처리실(11)의 외부에서 합류하고, 밸브 Vb를 경유하여 배기 기구(73)에 접속되어 있다.
상기 냉각실(41) 내에는, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 보유 지지 부재인 냉각 아암(51)이 설치되어 있다. 상기 냉각 아암(51)은, 이동 기구(52)에 의해 연통구(64)를 통해 처리실(11) 내로 수평 이동하는 것이 가능하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 냉각 아암(51) 상에는, 상기 승강 핀(24)과 평면적으로 간섭하지 않도록, 냉각 아암(51)의 이동 방향으로 신장하는 슬릿(54)이 형성되어 있다. 상기 냉각실(41)의 바닥면에는 Y 방향으로 신장하는 슬릿 형상의 배기로(18b)가 설치되어 있고, 배관을 통하여 밸브 Vb를 경유하여 배기 기구(73)에 접속되어 있다. 상기 냉각실(41)의 상부 중앙에는 Y 방향으로 신장되고, 웨이퍼(W)의 직경을 커버하는 길이 치수의 슬릿 형상 구조로 형성되어 있는 N2 가스 공급구(18a)가 형성되고, 가스 공급 제어 기기군(75)을 통해 N2 가스 공급원(72)에 접속되어 있다.
이와 같이 하여 용제 농도와 N2 농도가 적절하게 조제된 프로세스 가스를 처리실(11) 전체에 공급하는 것과, N2 가스를 처리실(11) 내 및 냉각실(41) 내에 공급하는 것이 가능하게 되어 있다.
여기서, 상기 용제로서는, 레지스트 패턴을 용해하는 성질을 갖는 용제가 사용되고, 일례로서는 아세톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 시클로헥사논, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), γ부틸락톤, 피리딘, N메틸2피롤리디논(NMP), 락트산에틸, 2-헵타논, 아세트산부틸, 메틸이소부틸케톤, 디에틸에테르, 아니솔, 디메틸술폭시드(DMSO), m-크레졸 등이 사용된다.
이상으로 설명해 온 기판 처리 장치는, 제어부(100)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 이 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램, 메모리, CPU를 구비하고 있다. 상기 프로그램에는 제어부(100)로부터 기판 처리 장치의 각 부에 제어 신호를 보내고, 후술하는 동작을 실행하여 소정의 표면 처리를 행하도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 이 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, M0(광자기 디스크) 등의 기억부에 저장되어 제어부(100)에 인스톨된다.
여기서 상기 프로그램에는, 히터(22), 승강 핀의 승강 기구(23), 온도 조정 기구(26), 웨이퍼 반송 아암(31), 냉각 아암의 이동 기구(52), 셔터(61, 62), 용제 공급원(71), N2 가스 공급원(72), 배기 기구(73), 가스 공급 제어 기기군(75)을 제어하기 위한 프로그램도 포함되어 있고, 제어부(100)의 메모리에 미리 기억된 프로세스 레시피에 따라, 상기 각 부가 제어되도록 되어 있다.
계속해서, 도 1, 도 3 내지 도 7을 사용하여 본 발명의 표면(스무딩) 처리 방법에 대해 설명한다. 또한, 용제 공급원(71), N2 가스 공급원(72), 배기 기구(73), 가스 공급 제어 기기군(75), 제어부(100) 등에 대해서는 기재를 생략하고 있는 경우도 있다. 또한, 여기서는 용제의 예로서 PGMEA를 사용하는 것으로 하여 설명을 진행시킨다.
우선, 도 1에 도시하는 가열 플레이트(21)를 포함하는 처리실(11) 내의 온도를 히터(22) 및 온도 조정 기구(26)에 의해, 후술하는 프로세스 가스 분위기에 있어서 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴이 PGMEA에 팽윤될 때의 온도보다도, 예를 들어 1℃ 내지 10℃ 정도 높은 온도로 가열한다. 또한, 반출입구(63)측의 N2 가스 공급로(14a, 15a)로부터 N2 가스를 토출시켜 가스 커튼을 형성하고, 반출입구(63)측의 배기로(14b, 15b)로부터 배기를 개시한다.
그리고, 예를 들어 실온의 웨이퍼(W)를 보유 지지한 웨이퍼 반송 기구인 외부의 웨이퍼 반송 아암(31)을 반출입구(63)로부터 처리실(11) 내로 반입한다. 다음에 승강 핀(24)을 상승시키고, 승강 핀(24)과 웨이퍼 반송 아암(31)의 협동 작업에 의해 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 아암(31)으로부터 승강 핀(24)에 전달하고, 웨이퍼 반송 아암(31)을 반출입구(63)로부터 반출한 후, 셔터(61)에 의해, 반출입구(63)를 밀폐한다.
계속해서 승강 핀(24)을 하강시키고, 상술한 바와 같이 가열한 가열 플레이트(21) 상에 웨이퍼(W)를 적재한다. 또한, 반출입구(63)를 셔터(61)에 의해 폐쇄한 후, 상기 N2 가스의 부호 14a, 15a로부터의 토출 및 상기 배기로(14b, 15b)로부터의 배기를 정지시킨다.
그 후, 도 3에 도시한 바와 같이 프로세스 가스 공급구(13)로부터 프로세스 가스를 처리실(11) 내로 공급한다. 도 3 중, 화살표는 기체의 흐름을 나타내고 있다. 여기서, 프로세스 가스는, PGMEA의 이슬점 이상의 온도 상태에서 공급한다. 프로세스 가스의 온도가 PGMEA의 이슬점 이하이면, PGMEA의 결로에 의해 레지스트 패턴이 용해되어 버리기 때문이다. 또한, 프로세스 가스 중의 PGMEA의 농도는, 프로세스 가스의 이슬점보다도 높은 온도, 예를 들어 이슬점보다 10℃ 이상 높은 온도에 있어서, PGMEA가 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴 표면을 팽윤시킬 수 있도록 충분한 농도로 설정된다.
프로세스 가스 공급의 순서로서는, 우선 용제 공급원(71)으로부터 PGMEA를 기화 상태에서 배관으로 공급한다. 그리고 N2 가스 공급원(72)으로부터의 N2 가스와 혼합하고, 프로세스 가스 공급구(13)로부터 처리실(11) 내로 공급한다. 이 프로세스 가스는, 가스 공급 제어 기기군(75)에 의해 상기한 온도 조건 및 농도 조건을 만족시키도록 조제된다. 처리실 내가 균일하게 프로세스 가스로 치환되도록, 도 3에 도시한 바와 같이 동시에 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터 배기를 행한다. 화살표는 프로세스 가스 및 배기의 흐름이다.
프로세스 가스로의 치환 중, 가열 플레이트(21) 상의 웨이퍼(W)는, 히터(22)에 의해, PGMEA의 이슬점 온도보다 높고, 비점보다도 낮은 온도, 예를 들어 50℃로 가열된다. 또한, 온도 조정 기구(26)에 의해 천장 부재(25)는 가열 플레이트(21)보다도 낮은 온도, 예를 들어 40℃로 가열된다. 처리실(11) 내를 프로세스 가스로 균일하게 치환한 후, 프로세스 가스의 공급 및 배기를 정지한다. 그리고 도 4의 파선으로 나타내는 바와 같이, 승강 핀(24)을 상승시켜, 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21)로부터 미리 설정된 높이 위치까지 상승시킨다.
가열 플레이트(21)로부터 이격한 것에 의해, 웨이퍼(W)의 온도가 하강하고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 주위의 PGMEA가 응축하여, 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 표면에 침투하고, 레지스트 패턴 표면은 PGMEA에 의해 팽윤한 상태로 된다. 웨이퍼(W)를 냉각할 때에는, 이미 처리실(11) 내에는 용제의 증기 분위기가 형성되어 있으므로, 상술한, PGMEA가 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 표면을 팽윤시킬 수 있는 온도까지 냉각되면, 표면 전체에 걸쳐 대략 동시에 레지스트 패턴의 팽윤이 일어난다. 이대로 웨이퍼(W)를 냉각시켜 가면, PGMEA가 레지스트 패턴 내부까지 침투하여, 레지스트 패턴이 과팽윤하여, 부서지거나 용해되어 버릴 우려가 있다. 따라서 과팽윤하기 전에 도 4의 실선으로 나타내는 바와 같이 다시 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21)로 하강시켜 가열한다. 웨이퍼(W)를 가열함으로써, 레지스트 패턴 표면의 PGMEA를 휘발시켜, 레지스트 패턴을 건조시킨다.
그 후, 다시 웨이퍼(W)를 승강 핀에 의해 상승시켜 냉각하여, 레지스트 패턴 표면을 PGMEA로 팽윤시키고, 그 후 다시 웨이퍼(W)를 하강시켜 가열하여, 레지스트 패턴을 건조시키는 상술한 공정을 반복한다. 도 4는 이 반복 공정을 도시하고 있다.
이 냉각과 가열의 반복에 의해, 레지스트 패턴 표면의 요철이 개선된다. 이 작용을 도 5에 도시한다. 도 5에 있어서, (a)는 레지스트 패턴 표면의 처리 전의 상태이고, 레지스트 패턴 표면(91)에 요철이 보인다. 웨이퍼(W)를 가열한 후 냉각시키고, 레지스트 패턴 표면(91)을 PGMEA로 팽윤시킨 상태가 (b)이다. 이 상태에서는 PGMEA는 레지스트 패턴 표면(91)에 흡수되지만, 웨이퍼(W)의 열에 의해, 레지스트 패턴 내부까지는 침투하지 않는다. 레지스트 패턴 표면(91)이 용제로 용해되기 전에 웨이퍼(W)를 재가열하여, 용제를 휘발시킨다. 재가열 후의 상태가 (c)이다. (a)와 비교하면 요철의 차가 축소되어 있다.
요철이 개선되는 이유는, 레지스트 패턴 표면(91)이 일단 용제로 팽윤하고, 당해 부위에서는 용제에 의해 레지스트 패턴 표면이 연화되는 것과, 웨이퍼(W)를 재가열하는 동안 레지스트 패턴의 점도가 저하되어, 레지스트 패턴 표면(91)의 유동성이 일시적으로 향상되는 것에 의한다. 이 결과, 레지스트 패턴 표면의 미세한 요철만이 평탄화되어, 패턴의 표면의 거칠기가 개선되어, 패턴 선 폭의 편차가 저감된다.
이 요철 개선 현상은, 웨이퍼의 냉각과 가열을 반복함으로써 가일층의 효과를 나타낸다. 도 5의 (c)의 이후에, 다시 웨이퍼(W)를 냉각하여, 레지스트 패턴 표면(91)을 용제로 팽윤시킨 상태가 (d)이고, (d)의 이후에 다시 웨이퍼(W)를 가열하여, 용제를 휘발시킨 상태가 (e)이다. (c)와 (e)를 비교하면, 표면의 요철이 더욱 평탄화되어 있다.
이와 같이 하여 레지스트 패턴의 표면을 평탄화시키기 위해, 예를 들어 3회, 웨이퍼(W)의 냉각과 가열을 반복한다. 그리고 마지막에 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에서 충분히 가열하여, 레지스트 패턴으로부터 PGMEA를 완전하게 휘발시킨다.
그 후, 도 1의 셔터(62)를 개방하고, 승강 핀(24)에 의해 웨이퍼(W)를 상승시킨다. 웨이퍼(W)의 상승과 동시에, 상부의 프로세스 가스 공급구(13)와 연통구(64)측의 N2 가스 공급로(16a, 17a)로부터 N2 가스를 토출시킨다. N2 가스 공급로(16a, 17a)로부터의 N2 가스는 처리실(11)에 있어서의 연통구(64)의 가스 커튼의 역할을 하는 것이고, 그 토출량은 냉각실(41)로 유출되지 않는 정도의 유량이다. 또한, 예를 들어 동시에 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터 배기를 개시한다.
다음에, 냉각 아암의 이동 기구(52)에 의해, 냉각 아암(51)을 가이드 레일(53)을 따라 이동시켜, 연통구(64)로부터 처리실(11) 내에 반입한다. 냉각 아암(51)이 처리실(11) 내의 웨이퍼(W)의 전달 위치에 도달한 시점에서, 승강 핀(24)을 하강시키고, 웨이퍼(W)를 냉각 아암(51) 상에 전달한다. 그 후, 냉각 아암(51)을, 도 6에 도시한 바와 같이 연통구(64)로부터 냉각실(41)에 저장하고, 셔터(62)에 의해, 연통구(64)를 밀폐한다.
상술한 웨이퍼(W)를 냉각실에 저장하는 과정에서, 프로세스 가스 공급구(13)로부터 N2 가스를 토출시키는 이유는, 웨이퍼(W)가 처리실(11)과 냉각실(41)에 걸쳤을 때, 레지스트 패턴에 접하는 분위기를 일치시켜, 표면 처리의 불균일성의 요인으로 될 염려를 배제하기 위해서이다. 따라서 프로세스 가스 공급구(13)로부터 N2 가스를 토출시키고, 반출입구(63)측의 배기로(14b, 15b)로부터도 배기를 행하여, 웨이퍼(W) 표면에 고르게 N2 가스가 닿도록 하여, 웨이퍼(W) 표면으로부터 용제를 제거하도록 하고 있다.
웨이퍼(W)를 냉각실에 저장한 후, 처리실(11)에 있어서, 처리실(11) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하고, 용제 증기를 처리실(11) 내로부터 배출한다. 프로세스 가스 공급구(13)로부터는 N2 가스를 공급하는 동시에, N2 가스 공급로(14a, 15a, 16a, 17a)로부터도 N2 가스를 공급하고, 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터는 배기를 행한다.
한편, 냉각실(41)에 있어서는, 웨이퍼(W)를 냉각 아암(51)에서 냉각하는 동시에, N2 가스 공급구(18a)로부터 N2 가스를 공급하고, 배기로(18b)로부터 배기를 행한다. 이와 같이 함으로써, 냉각실(41) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하고, 용제를 냉각실(41) 내로부터 배출한다.
처리실(11) 및 냉각실(41)을 N2 가스로 치환한 후, 셔터(62)를 개방하고, 연통구(64)를 통해 웨이퍼(W)를 냉각 아암(51)에 의해 처리실(11)에 반입한다. 그리고 도 7에 도시한 바와 같이 승강 핀(24)을 상승시키고, 냉각 아암(51)으로부터 웨이퍼(W)를 승강 핀(24)에 전달한다. 그 후, 냉각 아암(51)을 냉각실(41)에 저장하고, 셔터(62)에 의해, 연통구(64)를 밀폐한다.
그리고 셔터(61)를 개방하고, 반출입구(63)측의 N2 가스 공급로인 부호 14a, 15a로부터 N2 가스를 토출시키고, 배기로(14b, 15b)로부터 배기를 개시한다. 웨이퍼 반송 아암(31)을 반출입구(63)로부터 처리실(11) 내로 반입한다. 이때 N2 가스 공급로(14a, 15a)로부터 토출되어 있는 상기 N2 가스는, 웨이퍼 반송 아암(31)에 대해 토출되어 있고, 처리실(11)의 가스 커튼의 역할을 한다.
웨이퍼 반송 아암(31)을 소정의 전달 위치까지 삽입한 후, 승강 핀(24)을 하강시켜, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 아암(31)에 전달하고, 계속해서 웨이퍼 반송 아암(31)을 반출입구(63)로부터 반출한다. 그리고 셔터(61)에 의해 반출입구(63)를 밀폐하고, 상기 N2 가스의 부호 14a, 15a로부터의 토출 및 상기 배기로(14b, 15b)로부터의 배기를 정지한다.
이상, 설명한 작용에 대해, 도 8에 타임차트를 나타낸다.
상술한 실시 형태에서는, 도 5의 설명에서 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴 표면의 용제에 의한 팽윤과 용제의 휘발을 반복함으로써, 레지스트 패턴 표면의 거칠기가 단계적으로 개선된다. 이로 인해 팽윤이 과도하게 진행되어 패턴 형상이 악화되는 것을 억제할 수 있다. 그리고 처리 용기 내에 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 웨이퍼(W)를 냉각시켜 레지스트 패턴의 표면의 팽윤을 행하고, 계속해서 웨이퍼(W)를 가열함으로써 팽윤을 정지시키도록 하고 있다. 따라서 레지스트 패턴의 표면 전체가 대략 동시에 팽윤하고, 또한 레지스트 패턴의 표면 전체가 대략 동시에 건조하므로, 면내 균일성이 높은 상태에서 표면 처리가 진행된다. 이 결과, 레지스트 패턴의 표면의 거칠기(LER:Line Edge Roughness)를 높은 면내 균일성을 갖고 개선할 수 있고, 결과적으로 양호한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 이로 인해, 이후의 공정에 있어서, 정밀도가 높은 패턴 형상을 사용하여 에칭 처리를 행할 수 있다. 그 결과로서, 패턴 폭의 편차(LWR:Line Width Roughness)의 발생이 억제된다.
또한, 기판 처리에 사용되는 용제 등은 환경에 대해 유해한 물질이 많다. 또한, 작업 효율의 관점으로부터도, 잔류 용제의 농도를 컨트롤할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 스무딩 처리 중에는 처리실(11)의 반출입구(63) 및 연통구(64)의 각각에 N2 가스에 의한 가스 커튼을 설치하고, 스무딩 처리 후에는 처리실(11) 및 냉각실(41) 모두 N2 가스로 퍼지를 행하고 있다. 이들 공정에 의해, 웨이퍼가 장치의 외부로 반출되어 갈 때에, 외부 환경으로 누설되어 가는 용제 증기의 양을 억제할 수 있다.
계속해서, 제1 실시 형태의 장치를 사용하고, 다른 수순으로 스무딩 처리를 행하는 변형예에 대해, 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다.
스무딩 처리에 앞서, 웨이퍼(W)를 처리실(11)에 반입하기 전에, 예를 들어 웨이퍼(W)를 외부의 도시하지 않은 가열 플레이트를 구비한 모듈에 의해 가열해 둔다. 이때의 웨이퍼(W)의 가열 온도는, 그 후 반송 아암에 의해 처리실(11) 내에 반입되었을 때에 레지스트 패턴 표면이 용제에 의해 팽윤되지 않는 온도로 유지되도록, 반송 도중의 웨이퍼(W)의 온도의 하강분을 예상하여 설정된다. 또한, 처리실(11) 내의 온도는, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 프로세스 가스 분위기에 있어서 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴이 용제에 의해 팽윤될 때의 온도로부터, 예를 들어 1℃ 내지 10℃ 정도 높은 온도로 가열하여 둔다. 가열된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 아암(31)에 의해, 처리실(11) 내에 반입되고, 도 9에 도시한 바와 같이, 승강 핀(24)에 전달된다. 웨이퍼(W)의 반입 시에는, 반출입구(63)측의 N2 가스 공급로(14a, 15a)로부터 온도 조절된 N2 가스를 토출하고, 웨이퍼(W)의 온도 저하를 억제한다.
웨이퍼 반송 아암(31)을 반출한 후, 셔터(61)를 폐쇄하고, N2 가스 공급을 정지한다. 웨이퍼(W)는 승강 핀(24)에 의해 가열 플레이트(21)의 상방 위치에서 보유 지지되어 있고, 도 10에 도시한 바와 같이, 이 상태에서 프로세스 가스 공급구(13)로부터 프로세스 가스를 공급한다. 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터는 배기를 행하여, 처리실(11) 내의 분위기를 프로세스 가스로 치환한다. 처리실(11) 내의 프로세스 가스 농도가 균일, 또한 소정의 농도로 된 시점에서 가스 공급 및 배기를 정지한다. 계속해서, 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에 적재한다. 이 경우, 가열 플레이트(21)의 온도보다 웨이퍼(W)의 온도 쪽이 높으므로, 가열 플레이트(21)에의 적재에 의해 웨이퍼(W)의 온도는 저하된다.
N2 가스로부터 프로세스 가스로의 치환의 타이밍은, 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에 적재한 상태이어도 된다. 이 경우에도, 처리실(11) 내의 프로세스 가스 농도가 균일, 또한 소정의 농도로 된 시점에서 가스 공급 및 배기를 정지한다.
그리고 상술한 도 4에 도시한 수순과 마찬가지로, 웨이퍼(W)를 승강시키고, 온도 변화에 의해 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 표면을 용제로 팽윤시킨 상태와 건조시킨 상태로 하는 것을 반복한다. 마지막에 웨이퍼(W)를 충분히 가열하여, 용제를 기화시켜 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 그 후의, 웨이퍼(W)의 냉각, 처리실(11) 내 및 냉각실(41)의 N2 가스에 의한 퍼지 수순, 및 웨이퍼(W)의 장치 외부로의 반출 수순은 상술한 예와 마찬가지이다.
이 변형예에서는, 처리실(11) 내에 웨이퍼(W)를 스무딩 처리 온도보다도 고온으로 반입하여, 처음에 레지스트 패턴의 표면이 팽윤되지 않도록 하는 점에 특징이 있다. 스무딩 처리에 의해 얻어지는 효과는 상술한 예와 마찬가지이다.
[제2 실시 형태]
계속해서, 제2 실시 형태에 관한 장치에 대해 도 11 내지 도 14를 사용하여 설명한다. 또한, 도 11 내지 도 14 중, 제1 실시 형태에 상당하는 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다. 또한, 도 12 내지 도 14에서는, 승강 핀의 승강 기구(23), 웨이퍼 반송 아암(31), 셔터(61), 용제 공급원(71), 배기 기구(73), 제어부(100) 등에 대해서는 기재를 생략하고 있다.
도 11에 있어서 처리실(12)은, 제1 실시 형태에 있어서의 처리실(11)에 상당하고, 냉각실은 설치되어 있지 않다. 처리실(12)의 바닥면에는, N2 가스 공급구(13a)가 형성되고, 반출입구(63)에는 N2 가스 공급로(14a, 15a)가 형성되어 있다.
우선, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 처리실(12) 내를 스무딩 처리 시의 온도보다 고온으로 가열해 둔다. 반출입구(63)에 면하는 N2 가스 공급로(14a, 15a)로부터 N2 가스를 토출시킬 때 배기로(14b, 15b)로부터 배기를 개시한다.
그리고 실온의 웨이퍼(W)를 외부의 웨이퍼 반송 아암(31)에 의해, 반출입구(63)를 통해 처리실(12) 내에 반입하고, 승강 핀(24)과 웨이퍼 반송 아암(31)의 협동 작업으로, 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에 적재한다. 웨이퍼 반송 아암(31)을 반출한 후, 셔터(61)를 폐쇄하고, 반출입구(63)를 밀폐함과 동시에 상기 N2 가스 공급로(14a, 15a)로부터의 가스 토출 및 상기 배기로(14b, 15b)로부터의 배기도 정지시킨다.
계속해서, 도 12에 도시한 바와 같이, 프로세스 가스 공급구(13)로부터 프로세스 가스를 공급한다. 프로세스 가스의 온도 및 농도의 조건은 제1 실시 형태의 제1 예와 마찬가지이다. 한편, 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터도 배기를 행하여, 처리실(12) 내의 분위기를 프로세스 가스로 균일하게 치환한 후, 도 13에 도시한 바와 같이, 가열된 웨이퍼(W)를 상승시키고, 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 표면을 냉각함으로써 용제에 의해 팽윤한 상태로 한다. 계속해서, 웨이퍼(W)를 하강시켜 가열 플레이트(21) 상에 적재하여 가열하여, 건조시킨 상태로 한다. 이들 2개의 상태의 반복을, 예를 들어 3회 행한 후, 마지막에 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(21) 상에서 충분히 가열하여, 용제를 기화시키고 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 이 레지스트 패턴 표면 처리에 있어서의 작용은, 도 5에서 도시한 제1 실시 형태에 있어서의 작용과 마찬가지이다.
상기한 표면 처리의 이후에, 도 14에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 승강 핀(24)에 의해 가열 플레이트(21)의 상방 위치에서 보유 지지한다. 그리고 프로세스 가스 공급구(13) 및 N2 가스 공급구(13a), 즉 처리실(12)의 상하로부터 온도 조절된 상태의 N2 가스를 공급하고, 각 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터 배기를 행함으로써, 처리실(12) 내를 N2 가스로 퍼지한다.
N2 가스를 온도 조절된 상태로 하는 이유는, 처리실(12) 내에 있어서의 용제 기체의 액적화를 방지하기 위해서이다. 또한, N2 가스를 상하 양면으로부터 공급하는 이유는, 편면 중앙으로부터의 N2 가스 공급뿐인 경우, 웨이퍼(W) 상에서 용제의 휘발 속도가 부위에 따라 다르고, 즉 중앙부로부터 우선적으로 용제가 휘발되기 때문이다. 그 결과로서 레지스트 패턴 표면의 요철의 개선 효율이 중앙에서는 높지만, 외주부일수록 낮아진다. 따라서 이면으로부터도 N2 가스를 공급함으로써, 외주부의 용제의 휘발을 촉진시켜, 웨이퍼(W) 전체에서 용제의 휘발량을 평균화시키도록 하고 있다.
최종적으로는 제1 실시 형태에서 설명한 수순과 마찬가지로, 승강 핀(24)과 웨이퍼 반송 아암(31)과의 협동 작업에 의해 처리실(12) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출한다.
이 제2 실시 형태에 대해서도, 제1 실시 형태에서 나타낸 상술한 변경예를 적용할 수 있다.
[제3 실시 형태]
계속해서, 제3 실시 형태에 관한 장치에 대해 도 15를 사용하여 설명한다. 도 15 중, 제1, 제2 실시 형태의 구성과 동일한 구성의 부위에는 동일한 번호를 부여하고, 설명을 생략한다. 또한, 용제 공급원(71), N2 가스 공급원(72), 제어부(100) 등에 대해서는 기재를 생략하고 있다.
도 15 중, 처리실(12)은 도 1과 동일한 승강 핀(24)에 의해 외부 기구(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 처리실(12)의 좌측면에는, 벽면 내 상부와 하부에 각각 배기로(14b)와 배기로(15b), 처리실(12)의 우측면에는, 벽면 내 상부와 하부에 각각 배기로(16b)와 배기로(17b), 덮개의 상면 중앙에는 프로세스 가스 공급구(13)가 형성되어 있다. 각 배기로 및 프로세스 가스 공급구(13)는 Y 방향으로 신장되는 슬릿 형상이다.
처리실(12) 내 바닥면에는 LED(발광 다이오드) 모듈(81)이 적재되어 있다. 이 LED 모듈(81)은, 다수의 LED 램프의 조합에 의해, 적외선을 방사한다. 그리고 프로세스 가스는 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 가스 공급 제어 기기군(75)에서 조제되고, 프로세스 가스 공급구(13)로부터 공급된다.
이 장치에 있어서의 처리 방법은 이하와 같다. 우선, 외부 반송 기구(도시하지 않음)로부터 승강 핀(24)에 웨이퍼(W)를 전달한 후, LED 모듈(81)의 상방에서, 승강 핀(24)에 의해 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 승강 핀(24)의 대체로서, LED 모듈(81)을 덮는 형태의 석영의 베이스를 처리실(12) 내에 설치하고, 그 상부에 웨이퍼(W)를 적재해도 된다.
그리고 LED 모듈(81)을 점등시켜, 웨이퍼(W)를 가열한다. 웨이퍼(W)가 용제에 의해 팽윤하지 않는 온도까지 가열된 시점에서, 프로세스 가스 공급구(13)로부터 프로세스 가스를 공급하고, 동시에 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터 배기를 행함으로써 전술한 실시 형태와 동일한 프로세스 가스 분위기를 형성한다. 프로세스 가스 조건이 구비된 시점에서, 가스 공급 및 배기를 정지시킨다.
그 후, LED 모듈(81)을 소등시켜, 웨이퍼(W)를 냉각한다. 그리고 웨이퍼(W)의 온도가 전술한 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴 표면을 용제로 팽윤시킬 수 있는 일정 온도 이하로 되면, 상술한 도 5의 (b)의 상태, 즉 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴의 표면이 용제에 의해 팽윤한 상태로 된다. 이 시점에서 다시 LED 모듈(81)을 점등시키면, 적외선이 다시 웨이퍼(W)에 공급되므로, 웨이퍼의 온도는 상승한다. 그리고 레지스트 패턴의 표면 중의 용제는 휘발되어, 도 5의 (c)의 레지스트 패턴의 표면이 건조한 상태로 된다.
이후 LED 모듈(81)의 소등과 점등을 복수회 반복함으로써, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 레지스트 패턴의 표면의 용제에 의한 팽윤과 건조를 반복한다. 이 레지스트 패턴 표면 처리에 있어서의 작용은, 도 5에서 도시한 제1 실시 형태에 있어서의 작용과 마찬가지이다. 마지막으로 LED 모듈(81)을 점등시켜, 웨이퍼(W)의 레지스트 패턴의 표면을 건조시킨다. 그리고 N2 가스를 프로세스 가스 공급구(13)로부터 공급하고, 동시에 배기로(14b, 15b, 16b, 17b)로부터 배기를 행하여, 처리실(12) 내의 분위기를 N2 가스로 퍼지한 후에, 처리실(12)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다.
이상의 실시 형태 및 실시예에서, 웨이퍼(W)의 처리에 대해서는, 우선 웨이퍼(W)를 처리실 내에 실온에서 반입하고, 이 상태에서 프로세스 가스를 공급하여 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴을 팽윤시키고, 그 후 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 가열과 냉각을 반복하고, 예를 들어 마지막에 가열한 후에 처리실 내로부터 반출해도 된다.
제1 실시 형태와 같이 냉각실에서 웨이퍼(W)의 냉각을 행하는 경우에는, 웨이퍼(W)를 냉각한 후, 직접 냉각실 내로부터 반출해도 된다.
또한, 각 실시 형태에서, 웨이퍼의 처리를 연속해서 행하는 경우에는, 웨이퍼를 장치 외부로 반출할 때의 용제의 누설량을 저감시키는 관점으로부터, 웨이퍼 1매마다, 전술한 처리 용기 내를 퍼지하는 공정을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 처리실(11) 및 냉각실(41)의 N2 가스 퍼지 및 처리실(12) 내의 N2 가스 퍼지는, 웨이퍼 1매를 처리할 때마다 행해지는 것이 요망된다.
또한, 각 실시 형태에서, 웨이퍼를 처리 용기 내에 적재한 후, 또한 프로세스 가스를 장치 내로 공급하기 전에, 일단 진공 배기를 행하도록 구성해도 된다. 진공 배기를 미리 행해 둠으로써, 프로세스 가스에 의해 처리실의 분위기를 치환하는 시간을 단축할 수 있고, 또한 처리실 내의 프로세스 가스의 농도도 안정되기 쉬워지기 때문이다.
W : 웨이퍼
11 : 처리실
12 : 처리실
13 : 프로세스 가스 공급구
21 : 가열 플레이트
22 : 히터
24 : 승강 핀
31 : 웨이퍼 반입 플레이트
41 : 냉각실
51 : 냉각 아암
71 : 용제 공급원
72 : N2 가스 공급원
73 : 배기 기구
81 : LED 모듈
91 : 레지스트 패턴 표면
100 : 제어부

Claims (10)

  1. 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 용제를 사용하여 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 방법에 있어서,
    (a) 처리 용기 내에 기판을 반입하는 공정과,
    (b) 상기 처리 용기 내에 상기 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 제1 온도의 상태로 하여 레지스트 패턴의 표면을 상기 용제에 의해 팽윤시키는 스텝과, 다음에 상기 기판을, 상기 제1 온도보다도 높은 제2 온도까지 가열하는 스텝을 반복하는 공정과,
    (c) 상기 처리 용기에 구획 부재를 개재하여 접속한 냉각실에 설치된 이동 가능한 냉각용의 보유 지지 부재를 상기 처리 용기 내에 반입시켜 상기 기판을 상기 보유 지지 부재에 이동시키고, 그 후 상기 보유 지지 부재를 냉각실로 이동시켜 기판을 냉각하는 공정과,
    (d) 기판을 처리 용기의 외부로 반출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)의 공정과 (b)의 공정 사이에, 상기 레지스트 패턴의 표면에 용제가 팽윤하지 않는 온도까지 상기 기판이 가열되어 있는 상태가 존재하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레지스트 패턴의 표면을 팽윤시키는 스텝은, 레지스트 패턴의 표면에 상기 용제가 팽윤하지 않는 온도까지 가열된 기판을, 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태를 유지하면서, 상기 제1 온도까지 상기 기판을 냉각하는 스텝인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 스텝은, 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태를 유지하면서, 상기 제2 온도까지 기판을 가열하는 스텝인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    처리 용기 내에는 가열 플레이트와 가열 플레이트에 대해 상대적으로 승강하는 승강 부재가 설치되어 있고,
    기판의 가열은, 가열 플레이트의 상에 기판을 적재함으로써 행해지고, 기판의 냉각은 상기 승강 부재에 의해 가열 플레이트의 상방 위치에 보유 지지함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  6. 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 용제를 사용하여 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 용제의 증기 분위기를 형성하기 위한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 기판을 적재하기 위한 적재부와,
    상기 적재부에 적재된 기판을 가열하기 위한 가열부와,
    상기 용제의 증기를 포함하는 가스를, 상기 처리 용기 내에 공급하는 용제 공급부와,
    상기 처리 용기 내의 용제 증기를 배기하기 위한 배기부와,
    상기 처리 용기에 분위기의 구획 부재를 개재하여 접속되는 동시에 이동 가능한 냉각용의 보유 지지 부재가 설치된 냉각실과,
    상기 처리 용기 내에 상기 용제의 증기 분위기가 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 제1 온도의 상태로 하여 레지스트 패턴의 표면을 용제에 의해 팽윤시키는 스텝과, 다음에 상기 기판을, 상기 제1 온도보다도 높은 제2 온도까지 가열하는 스텝을 반복하고, 다음에 상기 냉각용의 보유 지지 부재를 상기 처리 용기 내에 반입시켜 상기 기판을 상기 보유 지지 부재에 이동시키고, 그 후 상기 보유 지지 부재를 냉각실로 이동시켜 기판을 냉각하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에, 가열부에 대해 상대적으로 승강하는 승강부를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  8. 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대해, 상기 레지스트 패턴의 표면의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기록된 기억 매체이며,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
  9. 삭제
  10. 삭제
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