JPS60176236A

JPS60176236A - レジスト処理装置

Info

Publication number: JPS60176236A
Application number: JP59032066A
Authority: JP
Inventors: Kei Kirita; 桐田　慶; Toshiaki Shinozaki; 篠崎　俊昭; Yoshihide Kato; 加藤　芳秀; Takashi Suzuki; 隆鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1985-09-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、レジストパターンの形成技術に係わり、特に
レジストの感度を制御して高精度のレジストパターンを
形成するためのレジスト処理装置に関する。

〔発明の技術的背明とその問題点〕

超Ｌ″Ｓ−’Ｉを始めとして、半導体素子の集積度が高
まるにつれて、微細にして且つ高精度のパターン形成技
術が要求されている。このため、最先端分野では、ロイ
ンチロマスク或いは５インチ径ウェハの場合、パターン
の基板面内平均寸法値に対する寸法誤差として例えば３
ρ＜Ｏｙｌ［μＴｒＬ］が要求されている。また、量産
ラインでは、パターン形成プロセスの迅速性も必須であ
り、レジストの感度としては高いものが望まれている。

しかし、従来のレジストは解像性が劣るために所定のパ
ターン寸法精度を得ることが困難であり、逆に高解像性
を有するレジストは低感度であるために量産ラインにお
いてパターン形成の高スループツト化がはかれない等の
問題があった。

第１図は従来技術によるレジストパターン形成プロセス
を示すフローチャートである。まず、被処理基板上に周
知の回転塗布法により所定の膜厚にレジストを塗布する
。次いで、塗布溶媒の除去並びにレジストと基板との密
着性を向上させるために、オーブン等を用いレジストに
応じた所定の温度＜　ｒ−ｂ　’＞でレジストのベーク
〈プリベーク〉を行う。この後、オーブンから取り出さ
れたレジスト膜付被処理基板を大気中で支持台にて自然
放冷することにより、室温まで２０〜３０分かけて冷却
する。冷却の完了したレジスト膜付被処理基板に対して
、レジストの種類に応じた所定の照射量で所定波長域の
電磁波、例えば紫外光或いは所定エネルギーの粒子線、
例えば電子線を選択的に照射してレジストを露光する。

その後、現像・リンス処理工程を経て所望のレジストパ
ターンが形成されることになる。

ところで、上述した自然放冷中の被処理基板上のレジス
ト膜についてζある断点における膜面全体の温度分布を
赤外線放射温度計によって本発明者等が調べたところ、
第２図に示すような結果が得られた。なお、この場合の
自然放冷に先立つべ−り時の温度Ｔｂは〜１６０　［℃
１であった。第２図において、レジスト膜付被処理基板
２１の中央部上方（Ａ点）では温度が高く（冷却のされ
方が遅り）、中心領［（Ｂ点）を経て下方（０点）に進
むにつれて温度が低く（冷却のされ方が速く）なってい
る。なお、図中の各曲線は等混線である。

第３図は第２図のＡ、Ｂ、Ｃ各点における詩間に対する
温度変化を示したもので、曲線３１．３２゜３３はそれ
ぞれＡ、Ｂ、０点に対応する冷却特性である。Ａ点とＢ
点の最大温度差は１５［’Ｃ］程度、Ａ点と０点の最大
温度差は３０［℃］程度であった。これらの温度測定は
レジスト膜上の被測定部分に熱電対を接触させて行った
。このような温度分布（冷部速度村）が生じる原因とし
ては、自然放冷中波処理基板が支持台等の上に立てられ
ているために、熱放散による雰囲気の自然対流が基板面
に沿って上向きに起り易いこと、及び基板下方部が支持
台により熱を奪われ易いこと等が考えられる。また、本
発明者等は上記レジスト膜付被処理基板の冷却時温度分
布と照射・現像処理後の膜付レジストパターンの寸法精
度との関係について着目し、第２図の温度測定点Ａ、Ｂ
、Ｃ領域にお番プる形成パターンの寸法を測定したとこ
ろ、本来例えば２［μｔｒｔ　］の同寸法であるべきバ
ターンに８点において０．１［μ７７Ｌ］、、Ｃ点にお
いて０．２［μｍ］程度の誤差が生じており、レジスト
膜付基板の冷却時の温度分布と形成されるレジストパタ
ーンの寸法分布とが、レジストの感度分布を通して完全
に対応していることを確認した。

従って、パターン寸法むらのない高感度のレジトスパタ
ーンを得るには、レジストベーク後基板面内で温度分布
を生じせしめないような均一な冷却が不可欠であること
が判った。

一方、本発明者等がベーク後のレジストの冷却過程とレ
ジスト感度との関係に着目し、種々実験を重ねた結果、
レジスト膜を該レジストのガラス転移温度以上の温度で
ベークした後急速に冷却させると、レジスト感度が飛躍
的に高まることを見出だした。また、ガラス転移温度以
上でレジストベークを行った後、冷却時間若しくは冷却
速度を制御してレジスト冷却を行えば、レジスト感度を
任意の値に制御できることも見出だした。加えて、これ
ら急速冷却過程を経て形成されたレジストパターン及び
制御された冷却過程を経て形成されたレジストパターン
の解像性はいずれも、レジスト本来のパターン解像性に
比べていささかも劣化していないことが判った。また、
上記レジスト膜の冷却を基板面上全体に亙っで均一に行
うことにより寸法精度の高いレジストパターンが得られ
ることも判明した。

さらに、本発明者等はレジスト膜を所定の温度Ｔｂで所
定時間ベータした後、該レジスト膜の温度をまずＴｂか
ら任意の中間冷却温度Ｔｍまで下げ、次いでＴｍから例
えば室温以下の任意の最終冷却温度ＴＣまで急速冷却さ
せる（Ｔｂ≧Ｔｍ≧Ｔｃ）ことによって、先と同様にレ
ジストの感度を完全に再現性良く制御できることを見出
だした。

また、本発明者等が更に鋭意研究を重ねた結果、上記制
御されたベータ・冷却工程によって生じる諸効果は、該
ベータ・冷却工程をレジスト膜の露光工程の直前に施し
ても、また露光工程後で現像工程の直前に施しても、同
様に現われることを確認した。

このようにレジスト膜のベーク冷却を制御することによ
って、レジスト膜の感度を任意に設定し１ｑることが判
ったが、上述したレジスト処理に好適する装置は今だ実
用化されていない。特に、レジスト膜の冷却を膜面全体
に亙って均一に行い、且つその冷却速度や冷却時間を任
意に可変できるレジスト処理装置は全く存在しないのが
現状である。

（発明の目的〕本発明の目的は、解像性を劣化させることなく、レジス
トの電磁波若しくは粒子線照射に対する感度を任意に制
御し、高精度のレジストパターンを効率良く且つ迅速に
形成するためのレジスト処理装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、レジスト膜のベーク及び冷却を同一場
所で行うと共に、該膜の冷却をスプレー法によって均一
に行うことにある。

即ち本発明は、レジストをベーク冷却するレジスト処理
装置において、レジスト感度を塗布された被処理基板が
載置されるテーブルと、上記基板を上記レジストのガラ
ス転移温度以上に加熱づる加熱機構と、この加熱機構に
よる前記基板の加熱を阻害する熱遮蔽機構と、複数個の
ノズルからなり前記基板に対して冷却用冷媒を吹き付は
該基板を冷却する冷却機構とを設け、レジストの冷却を
均一に行い、且つ冷却速度を任意に制御するようにした
ものである。

また本発明は、上記構成に加えテーブルを回転可能な構
造とし、被処理基板の中心付近に液状のレジストを滴下
するレジスト滴下機構を設け、べ−り・冷却と共にレジ
スト塗布も同一場所で行うようにしたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レジスト膜のベータ・冷却を同じテー
ブル上で行うことができる。しかも、レジスト冷却のた
めに冷却用冷媒を吹き付けるためのノズルを複数個用い
ているので、レジスト膜の冷却を均一に行うことができ
、且つレジスト膜の冷却速度を任意に制御することがで
きる。従って、前述したベーク冷却工程を施すことが容
易であり、このためレジストの１ｍ波若しくは粒子線照
射に対する感度を、その解像性を劣化させることなく、
任意に設定することができる。故に、低感度のレジトス
でも解像性を劣化させることなく高感度化され、電磁波
若しくは粒子線による照射処理時間を短縮することがで
きる。しかも、ベーク後のレジスト膜が膜全体に亙って
均一に冷却されるので、被処理基板上全体に亙って寸法
ばらつきの少ない極めて高精度のレジストパターンを形
成することができる。また、ベーク冷却を同一の装置で
行うことができるので、全体のシステムの簡略化をはか
り得る等の利点がある。また、レジスト滴下機構を付加
することにより、レジストの塗布、べ−り、冷却の全て
を同一場所で行うことができ、これにより全体のシステ
ムのより一層の簡略化をはかり得る等の利点もある。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明の一実施例に係わるレジスト処理装置を
示す概略構成図である。図中４１は被処理基板４２が載
置されるテーブルで、このテーブル４１は真空チャック
等により被処理基板４２を固定し、図示しないモータ等
により回転するものとなっている。テーブル４１の周囲
には、ヒータ（加熱機構）４３が配置されている。この
ヒータ４３はレジスト膜付被処理基板４２を該レジスト
のガラス転移温度Ｔ（１以上の所定温度Ｔｂまで加熱す
るものである。また、テーブル４１とヒータ４３との間
には、熱遮蔽板（熱遮蔽機構）４４が配置されている。

この熱遮蔽板４４は、図示しない駆動部により上下方向
に移動可能な構成となっている。そして、レジスト膜付
被処理基板４２のベーク時には上方に移動され、基板４
２の冷却時には図に示す如くテーブル４１とヒータ４３
との間に介在されるものとなっている。

一方、テーブル４１の上方には冷却用冷媒をテーブル４
１上の基板４２に吹き付けるための複数のノズル（冷却
ｉ構）４５が設けられている。これらのノズル４５は、
例えばテーブル４１の中心を通る直線上に配置され、且
つ中心部より周辺部の方が密に配置されている。そして
、これらのノズル４５から温度及び流量が各ノズル毎に
独立的に制御されて、基板４２上に冷却用冷媒が吹き付
けられ、これによりレジスト膜付被処理基板４２が冷却
されるものとなって戸る。

このような構成であれば、熱遮蔽板４４を上方に移動し
た状態で、ヒータ４３によりレジスト膜付被処理基板４
２を該レジストのガラス転移温度Ｔｇ以上の所定温度Ｔ
ｂまで加熱することができる。その後、熱遮蔽板４４を
ヒータ４３とテーブル４１との間に移動し、ノズル４５
から冷却用冷媒をテーブル４１上の基板４２に吹き付け
ることによって、基板４２を上記温度Ｔｂから最終冷却
温度ＴＣまで急速且つ均一に冷却することができる。こ
のため、レジスト付被処理基板４２のべ一り冷却処理を
効果的に行うことができる。

なお、均一冷却を行うためにはノズルの数及び開孔面積
を適正に設定しておくことが重要であり、それぞれのノ
ズルを通流させる冷媒の温度や流量を個々に独立的に制
御できることが重要である。

さらに、ノズルの配置位置は基板４２の均一冷却を可能
ならしめるならば基板周囲の如何なる位置であってもよ
い。また、冷却用冷媒としては清浄な窒素ガス等を用い
ればよい。

第５図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ上記実施例装置を用い
たレジストパターン形成プロセスを示ずフローチャート
である。第５図（ａ）の場合は、まず被処理基板４２上
にレジスト膜を塗布する。

このレジスト塗布は前記テーブル４１とは別の場所で、
例えばスピンコード法により行う。次いで、ヒータ４３
によりレジスト膜を該レジストのガラス転移温度ｌ＋以
上の所定温度Ｔｂにて所定の時間ベーク（プリベーク）
する。次いで、レジスト膜付被処理基板４２を回転させ
ながら該基板面に複数個のノズル４５を用いて冷却用冷
媒をスプレーし、レジスト膜全体に亙る均一な冷却を行
う。

この場合、冷却時間若しくは冷却速度を制御しながら均
一な温度分布の冷却を行うために、上記複数個のノズル
４５からは予め独立的にプログラムされた温度及び流量
の冷媒をスプレーする。この冷却１粉の後、レジスト膜
付基板に対して所定波長の電磁波或いは所定エネルギー
の粒子線を選択的に照射して該レジスト膜を露光する。

その後、現像・リンス処理を施すことによって、所望の
レジストパターンが形成されることになる。

第５図（ｂ）は中間冷却温度Ｔｍを設けた方法である。

即ち、レジストのべＬり工程までは同図（ａ）と同様で
あり、この後レジスト膜付基板４２をベータ温度Ｔｂか
ら任意の中間濃度Ｔｍ（Ｔｂ　＞Ｔｍ　）へ下げる第１
の冷却を行う。次いで、中間温度Ｔ　Ｉｌｌから最終冷
却温度Ｔｃまで下げる第２の冷却を先と同様にノズル４
５を用いたスプレー法にて行う。これ以降は先の例と同
様である。

第５図（ｃ）（ｄ）に示す例はそれぞれ同図（ａ）（Ｅ
））の改良で、レジストのベーク・冷却を露光後に行う
ようにした方法である。即ち、第５図（Ｃ）に示す例は
露光工程までは従来と同様であり、露光後現像処理の前
に同図（ａ）に示したようなベーク・冷却工程を施す方
法である。さらに、第５図（ｄ）に示す例は露光工程ま
では従来と同様であり、露光後同図（ｂ）に示したよう
なベーク・冷却工程を施すようにした方法である。

なお、上記各工程ではレジスト膜の塗布を前記テーブル
４１と異なる場所で行っているが、第６図に示す如くレ
ジスト滴下機構６１を新たに設けることによって、レジ
スト塗布、ベーク、冷却の各工程を同一の場所で行うこ
とが可能である。ここで、レジスト滴下機構６１は導管
部６２を回動させることによりレジスト射出部６３をテ
ーブル４１上に移動するものとなっている。そして、レ
ジストを塗布する場合、テーブル４１を回転させながら
テーブル４１上の基板４２の中心部に液状のレジストを
滴下することにより、該レジストがスビンコー１〜され
るものとなっている。この場合、レジストの塗布、ベー
ク、冷却の各工程を同一の場所で行うことができ、全体
のシステムの簡略化をはかり得る。

次に、上記各実施例装置を用いた前記第５図（ａ）〜（
ｄ）に相当する実際のレジストパターン形成工程につい
て説明する。

〈実験例１〉この例ではポリ（２，２，２−１−リフルオロエチル−
α−クロロアクリレ−１−）よりなるポジ形電子線感応
しジストを用い、第５図（ａ＞の工程に対応するレジス
トパターン形成工程について述べる。まず、上記レジス
トを周知の回転塗布法により被処理基板上に塗布する。

塗布膜厚は、例えば０．３〜１［μ７７１］程度でよい
が、ここでは０゜８ｃμｍ〕とした。被処理基板として
は、半導体ウェハやガラス基板等様々あるが、ここでは
金属膜付ガラス基板を用いた。次に、前記レジスト処理
装置を用い、レジメ１〜膜のベーク・冷却処理を行った
。へ−ク渇度Ｔｂは上記レジストのガラス転移温度Ｔｇ
　（〜１１０℃）を越える１９０［℃］に設定した。約
１時間のベータの後、室温までの冷却を冷却時間（冷却
速度）を変えて行った。温度Ｔｂから室温までの冷却時
間は、例えば■３０分、■５分、■１分、■１０秒、０
５秒となるように冷ｍ９１！１理を操作した。第７図は
これらの冷却処理時における基板温度変化について示し
たちのである。これらのベータ・冷却プロセスを経たレ
ジスト試料について電子線感度特性を調べた結果、第８
図に示す如き感度曲線が得られた。第８図の感度特性は
、上記ベーク・冷却プロレスを経た、レジスト塗布に加
速電圧２０［Ｋｅ’Ｖ］の電子線を照０Ａ（ｌ、室温で
メチルイソブヂルケ１−ン（ＭＩＢＫ）：イソプロビル
アルコール（ＩＰＡ）＝７：３現像液で１０分間の現像
処理を施し、次いてＩＰＡにて３０秒間のリンス処理を
施して得られたもので、第７図のそれぞれの冷却プロセ
スに対応するレジスト感度（残ＩＩＩ亭ゼロとなる電子
線照射量）は■４Ｘ　１０−６　［ｃ／ｃｉ］　、■２
Ｘ１０−”［Ｃ／ｃＩＡｌ　、　＠９ｘ　１０−　Ｔ［
Ｃ／ｃｒｌ］　、　＠５ｘ１０−７［Ｃ／ｃｆｆｌ］　
、■３Ｘ　１０−７［ｃ、／ｃｎｆＪであった。一方、
これら■、■、■、■、■と同様のベーク・冷却プロセ
スを経たレジスト膜付被処理基板（金属膜付６インチロ
ガラス基板）へ、加速電圧２０　［ＫｅＶ］の電子線描
画装置により、それぞれに対応する感度（照射量）で選
択的にパターン露光を行ない、室温におけるＭＩＢＫ／
１ＰＡ　（＝７／３）現像、ＩＰＡリンス処理を行って
レジストパターンを形成した。■〜■いずれのプロセス
を経たレジストパターンも解像性は良好であった。また
、例えば線幅０．５〜２．０Ｌμｍ］の範囲のレジスト
パターンの寸法精度で基板面内の寸法変動誤差３ρ＜０
．１　［μｍ］を十分に満足させるものであった。

〈実験例２〉この例は第５図（ｂ）に対応する方法である。

レジスト材料、塗布膜厚及び被処理基板は実験例１と同
様であり、またレジスト塗布工程も同様である。次いで
、前記レジスト処理装置を用いてレジスト膜のベーク・
冷却処理を行った。ベーク温度Ｔｂはレジストのカラス
転移温度Ｔｌ１ｌを越える１８０［℃］に設定した。約
４０分のベークの後、リンス１へ膜付基板の温度を任意
の中間温度Ｔｍ（Ｔｍ　＜Ｔｂ　）まで均一に下げた。

次いで、被処理基板を中間湿度Ｔｍから最終冷却温度Ｔ
ｃまで冷媒スプレーにより急速且つ均一に冷却した。

ここで、中間冷ｆＪＩ温度（急速冷却開始温度）ＴＩＩ
ｌは該レジスト膜のガラス転移温度Ｔｏを挟んだ、１８
０〜４０［℃コの範囲で１０［’Ｃ］ずつ変化させた。

また、最終冷ｆｉＩ］温度Ｔｃとして空温（２５”Ｃ）
を選んだ。第９図は中間冷ｆＪＩ温度、即ち急速冷却開
始温度Ｔｍが、例えば１５０［’Ｃ］の場合の上記レジ
スト膜付被処理基板の冷却時の温度変化Ｔｂ　−＋Ｔｍ
−＋Ｔｃを示したもので、被処理基板上のレジスト面で
前記第２図に示したＡ。

Ｂ、Ｃ領域と略同等の３領域における温度変化を測定し
た結果である。上記Ａ、Ｂ、’Ｃ各領域の温度変化に対
応する特性がそれぞれ曲線９１．９２゜９３で、第３図
の従来法の場合の冷却特性に比べ全体に屋って（Ｔｂ→
Ｔｃ）均一な冷却がなされ、特にＴｍ−）ＴＯの冷却領
域では均−且つ急速な冷却が行われていることがよく判
る。このような均一　（Ｔｂ　−）ＴＩＩｌ　−＋Ｔｃ
　）で急速（Ｔｌｌｌ　−＋ＴＯ）な冷却は他の任意の
Ｔｌ１ｌについても同様に認められた。なお、被処理基
板それぞれのＴｍから”ｌｃまでの冷却時間は、本例の
場合いずれも１０秒以下であった。中間冷却温度、即ち
急速冷却開始温度Ｔｍの値を種々変えた場合の上記ベー
ク・冷却プロセス（Ｔｂ＝１８０℃−）Ｔｍ　−＞Ｔｏ
　＝　２５℃）を経たそれぞれのレジスト試料について
電子線に対する感度（所定現像条件下でレジスト膜の膜
厚残存率がゼロとなる場合の電子線照射量）を調べた結
果、第１０図（ａ）に示す特性が得られた。

第１０図（ａ）の特性は、前記それぞれのベーク・冷却
プロセスを経たリンス１へ膜に２０　［ＫｅＶ］の電子
線を照射後、空温でメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ
）：イソプロビルアルコール（ＩＰＡ）−７：３現像液
で１０分間の現像処理、次いでＩＰＡ液にて３０秒間の
リンス処理を施して得られたものである。第１０図（ａ
）に見られるように、Ｔｌ１−ＩＴＩＩＩ→ＴＣのレジ
スト冷却過程で、中間冷却温度、即ち急速冷却開始）温
度Ｔｍが該リンストのガラス転移温度Ｔｏ　（〜１３３
℃）と略等しくなる温度領域でレジスト感度に幅広い変
化が現れる。Ｔｂ≧Ｔｌ１ｌ＞ＴＩＪ領域では高いレジ
スト感度が得られ、ＴｌｎがＴｂに近付くにつれて感度
が高くなり、最大レジスト感度として〜１．２×１０−
Ｂ　［Ｃ／ｃｄコが得られる。７ｇ　＞Ｔｍ　＞Ｔｃ　
（＝２５℃）領域では、急速冷却開始温度Ｔｍが下降す
るにつれてレジスト感度が低くなり、従来の自然放冷の
場合の感度〜８Ｘ１０’［Ｃ／’ｄ］に近付く。

一方、上記したプロセスと同様のベーク・冷却工程を施
した該レジスト膜付被処理基板（金属膜付６インチロガ
ラス基板）の周辺部分を除く全面へ、２０　［ＫｅＶ］
電子線描画装置を用いて、上記それぞれの感度に対応す
る照射量で選択的パターン照射を行ない、空温における
ＭＩＢＫ／ＩＰＡ（＝７／３）現像、ＩＰＡリンス処理
工程を行ってレジストパターンを形成した。これらレジ
ストパターンの解像性は全て良好であった。また、例え
ば線幅０．５〜２．ＯＦμ尻］の範囲のレジストパター
ンの寸法精度を測定評価した結果、いずれの場合のレジ
ストパターンも全て高精度で、基板面内の寸法変動誤差
３ρ＜０．１　［μｍ］を十分に満足するものであった
。

〈実膿例３〉この例ではレジストとしてポリメチルメタクリレートを
用い、第５図（Ｃ）の工程に対応するレジストパターン
形成工程について述べる。実験例１と同様に被処理基板
として金属膜付ガラス基板を用い、まず該基板上に上記
レジスト膜を膜厚０゜８［ＩＩＴｒＬ］に塗布形成する
。次に、上記レジスト膜をプリベークし、自然放冷した
。プリベーク温度は１６０［’Ｃ］であり、プリベーク
時間は３０分であった。自然放冷時におけるレジスト膜
全体に亙る温度分布については意図的な均一冷却は行わ
なかった。次いで、前記レジスト感度に加速電圧２０　
［ＫｅＶ］の電子線を照射し該レジスト膜を露光する。

しかるのち、前記レジスト処理装置を用いて前記レジス
ト膜の現像前ベークと制御された均一冷却を行った。現
像前ベータ時のベーク温度Ｔｂは、本レジストのガラス
転移温度下ｇ〜１１０［’Ｃ］を越える１８０［℃］に
設定した。現像前ベーク温度時間は長くなる必要はなく
、ここでは１０分間とした。前記現像前ベーク後、前記
装置の均一制御冷却により室温までの冷却時間を■３０
分、■５分、■１分、■１０秒、■５秒と変えた。これ
らのリンスＩ・試料に室温で１３分間のＭＩＢＫ現像、
３０秒間のＩＰＡリンスを行って、それぞれに対応する
感度を調べた結果、■９Ｘ１０−Ｂ　［ｃ／ｃＭ］、■
６．’５Ｘ１０−６　［Ｃ／ｃＩＩｌ　コ　、　■５ｘ
　１　０−　’　［Ｃ／　７］　、■３　、５　×１０
−６［ｃ’／ＣＩＡ］　、■２．５Ｘ１０−６　Ｃｃ／
ｃｒＡ　］であった。

一方、上記レジスト膜を〜０．８［μｍ］の厚さに塗布
したレジスト膜付基板（金属膜付６インチロガラス基板
を用いて、上記と同様のプリベーク、自然放冷を行った
後、該レジスト膜付基板の周辺部分を除く全面へ２０［
ＫｅＶ］電子線描画装置を用いて、上記■〜■それぞれ
の感度に対応する照射凹で選択的にパターン露光を行っ
た。しかるのち、前記それぞれの感度が得られるように
、それぞれに対応する現像前ベーク（Ｔｂ＝１８０℃）
と均一スプレー冷却処理を行い、室温にお（）るＭＩＢ
Ｋ現像、ＩＰＡリンス処理を施してレジストパターンを
形成した。■〜Ｏいずれのプロセスを経たレジストパタ
ーンも解像性は良好であった。また、先の実験例１と同
様に線幅０．５〜２゜０［μｍ］の範囲のレジストパタ
ーンの寸法精度を評価した結果、いずれのレジストパタ
ーンも高精度で基板面内の寸法変動誤差３ρ＜０．１［
μＴｒＬ］を十分に満足するものであった。

〈実験例４〉この例は第５図（ｄ）に対応する方法である。

レジスト材料、塗布膜厚及び被処理基板は実験例３と同
様であり、またレジスト膜の露光工程までは同様である
。次いで、前記レジスト処理装置を用いてレジスト膜の
ベーク・冷却処理を行った。

べ−り温度Ｔｂはリンストのガラス転移温度ＴＯを越え
る１７０［℃］に設定した。ベーク時間は１０分とした
。この現像前ベークの後、ベーク温度Ｔｂ＝１７０［℃
］からレジスト膜付基板の温度を任意の中間温度Ｔｍ　
（Ｔｍ　＜Ｔｂ　＞まで均一に下げた。次いて、被処理
基板を中間温度Ｔｆｆｌから最終冷却温度Ｔｃまで冷媒
スプレーにより急速且つ均一に冷却した。

ここで、中間冷却温度（急速冷却開始温度）ＴＤＩは該
レジスト膜のガラス転移温度Ｔ（＋を挟んだ、１７０〜
４０［℃］の範囲で１０［℃コずつ変化させた。また、
最終冷却温度Ｔｃとして室温（２５℃）を選んだ。それ
ぞれのＴｍからＴｃまでの冷却時間は本例の場合につい
ても〜１０秒以下であった。上記種々の冷却プロセスを
経たレジスト膜に室温にて１３分間のＭＩＢＫ現像、３
０分間のＩＰＡす・ンス処理工程を行って、それぞれの
感度特性を調べた。第、１０図（ｂ）は中間冷却温度、
即ち急速冷却開始温度Ｔｍに対するレジスト感度の変化
を現わしたものである。この例においても、急速冷却温
度Ｔｌｌ＋がレジストのガラス転移温度Ｔｇ　（〜１１
０℃）と略等しくなる温度領域でレジスト感度に幅広い
変化が現れる。Ｔ　ｌ）≧Ｔｌ１ｌ＞Ｔ（］領域ではＴ
ｍを高くする程レジスト感度が高くなり、〜２×１０−
６　［Ｃ／ｃＩＩｉ］もの感度に達する。ＴＱ　＞Ｔ１
１＋　＞ＴＯ（＝２５℃）領域では、Ｔｍを下げる程す
ンスト感痕は低くなり、従来の自然放冷の場合の感度〜
ｌＸｌ０’　［ｃ／ｄ］に近付く。

一方、上記したレジストを〜０．８［μＴｒＬ］の厚さ
に塗布したレジスト膜付被処理基板（金属膜付ロインチ
ロカラス基板）を用意し、上記と同様のプリベータ、自
然放冷、露光（電子線照射量は上記それぞれの電子線感
度に対応）、現像前べ一り、Ｔｂ−＋Ｔｍ−ＩＴＣ冷却
プロセス（上記それぞれの感度に対応する冷却プロセス
）、現像、リンス処理等の処理を施し、レジストパター
ンを形成した。その結果、全ての基板上全体に亙りレジ
ストパターンの解像性は良好であった。また、例えば線
幅０．５〜２．○［μｍ］の範囲のレジストパターンの
寸法精度を測定評価した結果、いずれの場合のレジスト
パターンも全て高精度で、基板面内の寸法変動誤差３ρ
＜０．１　［μ７１１１を十分に満足するものであった
。

このように本実施例装置を用いることにより、レジスト
感度の均−冷却及び冷却速度の制御を効果的に行うこと
ができ、基板面内の寸法誤差の極めて小さい高精度なレ
ジストパターンを形成することが可能となった。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記被処理基板を加熱する機構としては、
ヒータに限らず被処理基板に熱風を吹き付けるものであ
ってもよい。また、冷却機構してのノズルの数、開孔面
積、配置位置及びノズルに通流させる冷媒の温度、流量
等の条件は仕様に応じて適宜定めればよい。さらに、冷
却用冷媒としては、レジスト膜を変質させないガスであ
れば何でもよく、ガスの他水、フレオン或いｔよ高級ア
ルコール等の液体材料を用いることも可能である。但し
、急速冷却用冷媒としては熱容量の大きいものが望まし
い。また、前記テーブルの材料としては特に限定されな
いが、レジスト膜付被処理基板の急速冷却が迅速にでき
るように熱容量の小さいものが望ましい。ざらに、被処
理基板とテーブルとの接触面積もできるだけ小さい方が
望ましい。その他、本発明の要旨を逸肌しない範囲で、
種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレジストパターン形成工程を概略的に示
す流れ作業図、第２図は従来工程におけるレジストベー
ク後の被処理基板の各点の温度変化の様子を等温曲線で
示す模式図、第３図は前記）温度変化の様子を時間対温
度曲線で示す特性図、第４図は本発明の一実施例に係わ
るリンスト処理装置を示す概略構成図、第５図（ａ）〜
（ｄ）は上記実施例装置を用いたレジストパターン形成
工程を概略的に示す流れ作業図、第６図は他の実施例装
置を示す概略構成図、第７図乃至第１０図はそれぞれ上
記実施例装置を用いた実験例を説明するためのもので第
７図はレジスト冷却速度を示す特性図、第８図は照射量
と膜厚残存間との関係を示す特性図、第９図はレジスト
冷却速度を示す特性図、第１０図（ａ）（ｂ）はレジス
ト感度に関する特性図である。４１・・・テーブル、４２・・・被処理基板、４３・・
・ヒータ（加熱機構）、４４・・・熱遮蔽板　（熱遮蔽
機構）、４５・・・ノズル（冷却ｍｔｆ４）、、６１・
・・レジスト滴下機構、６２・・・導入管、６３・・・
レジスト射出部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図叫Ｆ、Ｆｌ　［貧］□ 第４図第６図２第５図（ａ）　（ｂ）一−Ｈ二１ｍ（ｃ）　（ｄ）ニニニニニコ ■■二＝＝コ第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】（１）　レジストを塗布された被処理基板が載置される
テーブルと、上記基板を上記レジストのガラス転移温度
以上に加熱する加熱機構と、この加熱機構による前記基
板の加熱を阻害する熱遮蔽機構と、複数個のノズルから
なり前記基板に対して冷却用冷媒を吹き付は該基板を冷
却する冷却（幾構とを具備してなることを特徴とするレ
ジスト処理装置。（２前記テーブルは、回転可能に構成され、前記加熱機
構による加熱時及び前記冷却機構による冷却時に回転さ
れるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレジスト処理装置。（３）前記加熱機構は、電気抵抗加熱体からなり、前記
テーブルの外周外側に該テーブルと離間して配置された
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のレジスト処理装置。（４）前記熱遮蔽機構は、移動可能に設けられた熱遮蔽
板からなり、前記冷却機構による冷却時に前記テーブル
と加熱機構との間に介在されるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のレジスト処理装置。（５）前記冷却機構は、前記ノズルから吹き出される冷
媒の温度及び流量を各ノズル毎に独立的に制御して前記
基板を冷却するものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のレジスト処理装置。（６）被処理基板が載置される回転テーブルと、このテ
ーブル上の基板の中心付近に液状のレジストを滴下し該
基板上にレジストをスピンコードするレジスト滴下機構
と、前記基板を前記レジストのガラス転移温度以上に加
熱する加熱機構と、この加熱機構による前記基板の加熱
を阻害する熱遮蔽機構と、複数個のノズルからなり前記
基板に対して冷却用冷媒を吹き付は該基板を冷却する冷
却機構とを具備してなることを特徴とするレジスト処理
装置。（７）　前記加熱ｌＩＩ構は、電気抵抗加熱体からなり
、前記テーブルの外周外側に該テーブルと離間して配置
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第６
項記載のレジスト処理装置。（８）　前記熱遮蔽機構は、移動可能に設けられた熱遮
蔽板からなり、前記冷却機構による冷却時に前記テーブ
ルと加熱機構との間に介在されるものであることを特徴
とする特許請求の範囲第６項記載のレジスト処理装置。（９）　前記冷却機構は、前記ノズルから吹き出される
冷媒の温度及び流量を各ノズル毎に独立的に制御して前
記基板を冷却するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載のレジスト処理装置。