JP2010040748A - 液浸露光方法および液浸露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部分液浸露光法を用いた液浸リソグラフィ処理において、基板エッジ部での液浸液のウェハステージの移動に対する追従性を確保することができる液浸露光方法を提供する。
【解決手段】素子が形成される領域である中央部と、中央部の周囲に形成され、端部に向かって厚さが減少する領域であるエッジ部と、を有し、上面に被加工膜が形成された基板の中央部を含む領域上に下層膜を形成する工程と、下層膜を形成した基板上の中央部と、エッジ部の中央部との境界から端部までの範囲であるベベル部に、基板と下層膜よりも疎水性の高い被処理膜を形成する工程と、部分液浸露光方法によって露光を行い、被処理膜に潜像を形成する工程と、被処理膜を現像する工程と、を含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被処理基板上に液浸露光によってレジストパターンを形成する前に行われる液浸露光方法および液浸露光装置に関するものである。

近年、さらなる半導体装置の微細化に対応するために、様々なリソグラフィ技術が検討されている。その中のひとつに、液浸露光法が挙げられる。液浸露光法は、投影レンズと露光対象であるレジスト膜との間の光路を空気に比べて屈折率の大きな液浸液で満たすことで、光路媒質が空気の場合に比べて、限界解像以下での微細パターンの形成を可能にするものである。現在、主流とされている液浸露光装置は、投影レンズとレジスト膜との間に位置する光路周辺部のみに光路媒質を占める方式（部分液浸露光装置）である（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、部分液浸露光装置を用いた液浸リソグラフィ工程においては、以下の問題が発生することが懸念される。一つは、液浸液が基板と直接接触するため、レジスト膜の含有成分または吸着成分が液浸液に溶出してしまう場合があるという問題である。レジスト膜中のＰＡＧ（Photo Acid Generator）などは光学系を劣化させ、所望のレジストパターンの精度を得られなくしてしまう。このため、レジスト膜の樹脂の種類または溶出する添加物であるＰＡＧ自身の種類、レジスト薬液の溶剤の変更などが検討されている。また、レジスト膜の上層に保護膜を形成し、レジスト膜からの溶出を抑制することも検討されている。

もう一つは、基板エッジ部の単位露光領域を露光する際に、液浸液のウェハステージへの回り込みが生じてしまうという問題である。これは、エッジ部で厚さが薄くなる構造を有する基板のエッジ部を液浸露光装置のシャワーヘッドおよび内部に保持された液浸液は通過するが、このとき、シャワーヘッドと基板間に表面張力によって保持された液浸液が、ウェハステージの移動に追従できなくなることによる。その結果、液浸液は基板エッジ部からウェハステージに廻り込むことによって、ウェハステージ温度および液浸液の温度が低下し、線幅異常が生じ、レジストパターン寸法精度が劣化してしまうという問題点があった。

特開２００７−１９４５０３号公報

本発明は、部分液浸露光法を用いた液浸リソグラフィ処理において、基板エッジ部での液浸液のウェハステージの移動に対する追従性を確保することができる液浸露光方法および液浸露光装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、素子が形成される領域である中央部と、前記中央部の周囲に形成され、端部に向かって厚さが減少する領域であるエッジ部と、を有し、上面に被加工膜が形成された基板の前記中央部を含む領域上に下層膜を形成する下層膜形成工程と、前記下層膜を形成した前記基板上の中央部と、前記エッジ部の前記中央部との境界から前記端部までの範囲であるベベル部に、前記基板と前記下層膜よりも疎水性の高い被処理膜を形成する被処理膜形成工程と、部分液浸露光方法によって露光を行い、前記被処理膜に潜像を形成する露光工程と、前記被処理膜を現像する現像工程と、を含むことを特徴とする液浸露光方法が提供される。

また、本発明の一態様によれば、素子が形成される領域である中央部と、前記中央部の周囲に形成され、端部に向かって厚さが減少する領域であるエッジ部と、を有し、上面に被加工膜と下層膜が順に形成された基板の上面の前記中央部と、前記エッジ部の前記中央部との境界から前記端部までの範囲であるベベル部とに、前記基板と前記下層膜よりも疎水性の高い被処理膜を形成する被処理膜形成手段と、部分液浸露光方法によって露光を行い、前記被処理膜に潜像を形成する露光手段と、前記被処理膜が、前記エッジ部の表面側のベベル部にのみ形成されているか否かを判定し、前記エッジ部の表面側のベベル部にのみ前記被処理膜が形成されている基板のみを前記露光手段に送る判定手段と、を備えることを特徴とする液浸露光装置が提供される。

本発明によれば、部分液浸露光法を用いた液浸リソグラフィ処理において、レジスト膜の成分の液浸液への混入や溶出を防ぎ、基板エッジ部での液浸液のウェハステージの移動に対する追従性を確保することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる液浸露光方法および液浸露光装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。

まず、実施の形態を説明する前に、この明細書で使用される用語について定義する。図１は、シリコン基板を含む半導体基板などの一般的な基板の断面形状を示す図である。この図に示される基板１０において、素子形成領域であって、厚さが均一で平坦とみなせる領域を中央部１０１といい、この中央部１０１を囲む基板１０の外周部をエッジ部１０２というものとする。このエッジ部１０２は、搬送中のダストやウェハ割れを防止するために基板１０の終端部（周縁部）を面取り加工したベベル部１０３と、基板面に平行な方向の基板１０の最外周部分を形成する端部１０４と、を有する。ベベル部１０３は、中央部１０１との境界から端部１０４に向かって薄くなるように傾斜を有しているが、この傾斜は直線的なものであってもよいし、曲率を持ったものであってもよい。また、被膜を形成する側を表側１１１といい、その対向する側を裏側１１２という。

さらに、以下では、エッジ部１０２への化学増幅型レジストの形成の度合いとして、被覆高さを用いる。図２は、被覆高さを説明するための図である。この被覆高さとは、化学増幅型レジスト膜または保護膜などの疎水性の高い被処理膜１５の周端部のエッジ部１０２上での位置Ｔを、表側の中央部１０１を構成する表面を基準として、その平面に垂直な方向に測った距離ｈをいう。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態にかかる液浸露光処理を行う液浸露光装置の概要の一例を模式的に示す図である。この液浸露光装置２０は、下層膜やレジスト膜などの被処理膜を塗布する塗布室３０と、基板１０に塗布した被処理膜が後述するように適切に塗布されたかを検査判定する検査判定室４０と、適切に被処理膜が塗布された基板１０を部分液浸露光法によって露光する露光室５０と、露光された基板１０を現像する現像室６０とを備え、これらの塗布室３０、検査判定室４０、露光室５０および現像室６０の間を基板１０が搬送機構によって搬送され、インラインで処理可能な構成となっている。

塗布室３０は、基板１０の中央部１０１に形成された炭素からなる反射防止膜である下層膜１１上に、酸発生剤を含むＡｒＦ化学増幅型レジスト膜（以下、単にレジスト膜ともいう）１２を形成する回転塗布装置を含む。この塗布室３０では、後述するように、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２が、下層膜１１上と基板１０の端部１０４付近を含むエッジ部１０２に形成される。

検査判定室４０では、レジスト膜１２が基板１０のエッジ部１０２の端部１０４付近まで形成されているか否かが検査される。エッジ部１０２の端部１０４付近までレジスト膜１２が形成されていない場合には、以後の工程で使用できない基板１０であると判定され、その基板１０はラインから排出される。一方、エッジ部１０２の端部１０４付近までレジスト膜１２が形成されている場合には、以後の工程で使用可能な基板１０であると判定され、露光室５０に基板１０が搬送される。

露光室５０では、部分液浸露光法を用いて、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２が露光される。現像室６０では、露光されたレジスト膜が現像される。この露光室５０および現像室６０で用いられる部分液浸露光装置として、従来知られている装置を用いることができる。

つぎに、第１の実施の形態にかかる液浸露光方法について説明する。図４は、第１の実施の形態による液浸露光方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図５は、基板の被処理膜を形成する手順の一例を示す断面図である。

まず、液浸露光装置２０の塗布室３０に素子形成に用いる被加工膜が形成された基板１０を搬送し、図５（ａ）に示すように、図示しない被加工膜が形成された基板１０の中央部１０１上に下層膜１１を形成する（ステップＳ１０１）。この下層膜１１は、たとえば炭素含有量の高い有機膜を回転塗布によって形成した後、加熱処理を行うことによって形成することができる。このときの加熱処理条件として、２００℃の温度で６０秒間の加熱処理を例示することができる。なお、加熱処理は、２段階の温度で行ってもよく、その工程は同一ユニットまたは別々のユニットで行ってもよい。また、下層膜１１の形成方法の他の例としては、スパッタ法によって炭素膜層を形成することもできる。

ついで、下層膜１１に酸発生材を含むＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２を回転塗布法によって形成する（ステップＳ１０２）。通常の回転塗布においては、基板１０の表側（表側のベベル部１０３を含む）の他にも、基板１０の端部１０４および裏側（裏側のベベル部１０３を含む）にも塗膜が形成される。基板１０の端部１０４や裏側の塗膜は、基板搬送過程においてダスト源になるなどの問題を引き起こす場合があるので、第１の実施の形態では、基板１０の端部１０４と裏側に塗膜が形成されないように回転塗布を行う。

そこで、図５（ｂ）に示されるように、レジスト膜１２の回転塗布中において、基板１０の裏側のエッジ部１０２に設けられた基板端部洗浄ノズル３１からリンス液３２を吐出し、基板１０の裏側のエッジ部１０２と端部１０４にリンス液３２を供給するバックリンスを実施する。この際、基板１０の表側の中央部１０１とベベル部１０３の全面にのみレジスト膜１２が被覆されるように、リンス液３２の供給量や供給角度、基板１０の回転数などのバックリンス条件を制御する。また、基板１０の端部１０４および裏側の表面状態やベベル部１０３の形状よって、バックリンス時における基板１０表側のベベル部１０３でのレジスト膜１２の被覆のされ方は異なる。そのため、バックリンス時の基板１０の回転数として適宜適切な値を選択することで、レジスト膜１２が基板１０表側のベベル部１０３全体を被覆し、端部１０４以下には被覆されないようにする。

たとえば、リンス液３２の吐出時には、基板１０を回転させながら、基板１０の裏側から端部１０４に向けてリンス液３２が吐出される。リンス液３２は基板端部洗浄ノズル３１から基板１０の回転方向に沿うような方向に吐出される。また、リンス液３２は供給位置が基板１０上に描く円軌跡の当該供給位置における接線よりも基板１０の外側に向けて吐出される。これによって、エッジ部１０２に供給されたリンス液３２が基板１０の中央部１０１に向けて流れることを防止しつつ、エッジ部１０２のレジスト膜１２にむらなくリンス液３２を供給することができ、基板１０の搬送時に搬送アームと接触する領域（基板１０のエッジ部１０２の裏側と端部１０４）に含まれるレジスト膜１２を取り除くことができる。なお、図５（ｂ）での基板端部洗浄ノズル３１の向きは模式的なものであり、実際の配置状態を示すものではない。

図６は、回転塗布装置の他の構成例を示す図である。この回転塗布装置３３は、基板１０を保持し、水平回転させる回転保持手段であるスピンチャック３４と、保持される基板１０のエッジ部の裏側にリンス液３２を供給する基板端部洗浄ノズル３１と、基板端部洗浄ノズル３１よりもスピンチャック３４側に配置される裏面洗浄ノズル３５と、を備える。

上記したように、基板端部洗浄ノズル３１は、基板１０のエッジ部の裏面と端部に塗布されるレジスト膜１２を除去するように、エッジ部の裏側からリンス液３２を供給する。また、裏面洗浄ノズル３５は、基板端部洗浄ノズル３１からエッジ部に供給されたリンス液３２が基板１０裏側の中央部に向けて流れることを防止する。なお、この図６における基板端部洗浄ノズル３１と裏面洗浄ノズル３５の向きは模式的なものであり、実際の配置状態を示すものではない。

このような構成の回転塗布装置３３でも、基板１０のエッジ部に供給されたリンス液３２が、裏側の中央部に向けて流れることを防止しつつ、レジスト膜１２が基板１０の表側の中央部とベベル部のみを被覆するように制御することができる。

以上のような回転塗布を行うことによって、図５（ｃ）に示されるように、基板１０のエッジ部１０２において、表面のベベル部１０３にのみＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２が形成され、エッジ部１０２の裏面と端部１０４にはＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２が形成されない基板１０が得られる。

レジスト膜１２を回転塗布形成工程で基板１０の表側にのみ形成した後、レジスト膜１２の加熱処理を行う（ステップＳ１０３）。レジスト膜１２の加熱処理は、レジスト樹脂のガラス転移温度以下で行うことが多く、一般的に９０〜１５０℃の範囲で行われる。以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理が、塗布工程であり、図１の塗布室３０で行われる。

ついで、塗布工程でＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２が塗布された基板１０を、検査判定室４０に搬送する。図７は、検査判定装置の構成の一例を模式的に示す図である。この検査判定装置４１は、基板１０を保持し、水平回転させる回転保持手段であるスピンチャック４２と、スピンチャック４２に保持され、回転される基板１０の端部を撮像する撮像手段であるカメラ４３と、カメラ４３で撮像された画像からレジスト膜１２が基板１０の表側の端部より上のエッジ部（ベベル部）の全面に形成されているか否かを判定する基板エッジ部判定部４４と、を備える。

カメラ４３では、スピンチャック４２で基板１０を１周させる間に、基板１０の端部１０４を撮影する。また、基板エッジ部判定部４４では、基板１０表側のベベル部の全面にレジスト膜１２が被覆されているか否かを判定する。判定の一例として、レジスト膜１２の端部の被覆高さの平均値が所定の範囲内に存在するか否かを判定する方法が挙げられる。表側のベベル部のみに化学増幅型レジスト膜１２が形成されていることが望ましいが、被覆高さの平均値が、ベベル部１０３と端部１０４との境界付近にあってもよい。そして、被覆高さが許容される所定の範囲内に存在する場合には、露光室５０へと基板１０を搬送するが、被覆高さが許容される所定の範囲内に存在しない場合には、その基板１０を使用しない。

このような検査判定装置４１での検査判定工程での処理手順について説明する。検査判定室４０内の検査判定装置４１のスピンチャック４２上に基板１０がセットされると、スピンチャック４２によって基板１０を回転させながら、検査判定装置４１内のカメラ４３によってエッジ部１０２が観察される（ステップＳ１０４）。そして、回転していた基板１０が再び観察開始点に戻ってきた時点で基板１０の回転は停止し、エッジ部１０２の観察は終了する。このとき、カメラ４３で観察したデータは随時、基板エッジ部判定部４４に転送される。

ついで、基板エッジ部判定部４４は、観察されたデータから、エッジ部１０２でのレジスト膜１２の被覆高さを計測し、つぎの露光現像処理で使用可能な基板１０か否かを判定する（ステップＳ１０５）。つぎの露光現像処理で使用できない基板１０の場合（ステップＳ１０５でＮｏの場合）、具体的には、レジスト膜１２の被覆高さが十分でなかった場合や、基板１０の端部１０４または裏側までレジスト膜１２が被覆されていた場合には、つぎの潜像を形成する工程に被処理基板１０を搬送しないように指示を出し、基板１０が払い出される（ステップＳ１０６）。そして、この基板１０は、つぎの工程で使用されず、処理が終了する。

一方、つぎの露光現像処理で使用できる基板１０の場合（ステップＳ１０５でＹｅｓの場合）、具体的には、レジスト膜１２の被覆高さが、表面のベベル部１０３全体を覆うのに十分であり、かつ基板１０の端部１０４および裏側まで被覆されていない場合には、基板１０を露光室５０へと搬送し、部分液浸露光装置に設置する。

その後、部分液浸露光装置を用いてレチクルに形成された半導体素子パターンをＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２に転写し、潜像を形成する（ステップＳ１０７）。パターン露光後の基板１０に対しては、必要に応じて、レジスト種に応じた加熱工程(ＰＥＢ)を実施する（ステップＳ１０８）。ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２において典型的なＰＥＢ条件は９０〜１５０℃の範囲であり、ＰＥＢ時間は６０秒である。

ついで、基板１０を現像室６０へと搬送し、化学増幅型レジスト膜１２に対して、所定の現像液による現像工程を行う（ステップＳ１０９）。レジスト膜１２がポジ型レジストであれば、所定の露光量以上が照射された部位が現像液に溶解する。現像液は典型的には２．３８％のＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammonium Hydroxide）水溶液であるが、これに界面活性剤を添加する場合もある。現像後の化学増幅型レジスト膜１２に対してさらにリンス工程を実施し、溶解したレジスト膜、現像液およびリンス液を除去し、所望のレジストパターンを得る。以上によって、この第１の実施の形態による液浸露光方法の処理が終了する。これ以降は、形成したレジストパターンを加工マスクにして、下層膜１１を加工し、さらに、下層膜１１を加工マスクにして、基板１０上の被加工膜を加工する。

ここで、この第１の実施の形態によるレジスト膜１２の形成方法と、従来例によるレジスト膜の形成方法と比較した場合の効果について説明する。

（比較例１）
図８は、比較例１における基板端部のレジスト膜形成時のリンス処理の様子を模式的に示す断面図である。なお、これらの図において、上述した説明と同一の構成要素には同一の符号を付している。

この比較例１では、図８（ａ）に示されるように、レジスト膜１２形成時のリンス処理時において、基板１０の裏側の基板端部洗浄ノズル３１からエッジ部１０２にリンス液３２を供給するとともに、表側の基板端部洗浄ノズル３６からもエッジ部１０２にリンス液３２を供給する。この工程以外は、上述した第１の実施の形態と同様にして処理を行う。

その結果、図８（ｂ）に示されるように、レジスト膜１２は、基板１０の裏面と表面のエッジ部１０２には被覆されないようになる。すなわち、エッジ部１０２は、疎水性の低い下層膜１１または基板１０自身が最表面になる。

このため、このような基板１０に対して部分液浸露光を行うと、シャワーヘッドが基板１０のエッジ部１０２を通過する際には、シャワーヘッドと基板１０または下層膜１１との間に表面張力によって保持された液浸液はウェハステージの移動に追従できない可能性がある。その結果、液浸液のエッジ部１０２からウェハステージへの廻り込みが生じ、ウェハステージおよび液浸液の温度が低下し、ウェハステージの高さ制御（フォーカス制御）が狂い、線幅異常が生じてしまう。

（比較例２）
図９は、比較例２における基板端部のレジスト膜形成時のリンス処理の様子を模式的に示す断面図である。なお、これらの図において、上述した説明と同一の構成要素には同一の符号を付している。

この比較例２では、図９（ａ）に示されるように、レジスト膜１２形成時のリンス処理時において、基板１０の裏側のエッジ部１０２からリンス液３２が表面のベベル部１０３にまで到達するような条件でリンス処理を行っている場合が示されている。この工程以外は、上述した第１の実施の形態と同様にして処理を行う。

その結果、図９（ｂ）に示されるように、レジスト膜１２は、基板１０の表側のベベル部１０３の一部には被覆されているが、一部には被覆されていないという状態になる。つまり、ベベル部１０３の中央部１０１の周囲にはレジスト膜１２が形成されているが、ベベル部１０３の周縁部付近には、レジスト膜１２が形成されていない状態になる。そのため、レジスト膜１２の下に形成されている下層膜１１または基板１０が一部では最表面に露出している状態となっている。

このため、このような基板１０に対して部分液浸露光を行うと、レジスト膜１２が基板１０の表側のベベル部１０３を十分に被覆していない部分では、比較例１同様にシャワーヘッドと基板１０または下層膜１１との間を表面張力によって保持された液浸液はウェハステージの移動に追従できない可能性がある。その結果、液浸液はエッジ部１０２からウェハステージへの廻り込みが生じ、ウェハステージと液浸液の温度が低下し、ウェハステージの高さ制御（フォーカス制御が）狂い、線幅異常が生じてしまう。

このように第１の実施の形態によれば、レジスト膜１２を基板１０表面の中央部１０１とベベル部１０３全体を覆い、端部１０４と基板１０裏面には形成しないようにしたので、部分液浸露光を行っても、エッジ部１０２での液浸液の追従性が劣化することなく、良好な液浸露光を行うことができる。そのため、比較例１，２で示したように、液浸液がエッジ部１０２からウェハステージや基板１０裏側に回りこむことがなく、ウェハステージと液浸液の温度が低下せず、ウェハステージの高さ制御（フォーカス制御）が狂ってしまうことがないので、線幅異常も生じない。その結果、比較例１，２で示したエッジ部１０２の段差起因の問題は改善され、上記の問題を未然に防止することができるという効果を有する。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、下層膜を形成した基板表面の中央部とエッジ部の全面にレジスト膜を形成した場合を示したが、この第２の実施の形態では、下層膜上にレジスト膜を形成した基板表面の中央部とエッジ部の全面にレジスト膜から液浸液への溶出を抑制するための保護膜を形成する場合について説明する。

図１０は、第２の実施の形態による液浸露光方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。第１の実施の形態の図４のステップＳ１０１〜１０３と同様に、素子形成に用いる被加工膜が形成された基板１０上に下層膜１１を形成し、下層膜１１上に酸発生材を含むＡｒＦ化学増幅型レジスト膜１２を回転塗布によって形成した後、レジスト膜１２を加熱処理する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）。なお、このレジスト膜１２は、第１の実施の形態の場合とは異なり、基板１０表面のベベル部１０３上の全面に塗布する必要はない。

ついで、レジスト膜１２上に現像液に可溶な保護膜を形成する（ステップＳ２０３）。図１１は、第２の実施の形態による保護膜の形成処理の一例を模式的に示す図である。保護膜の形成方法の典型例は回転塗布法である。回転塗布においては、基板１０表側（表側のベベル部１０３含む）の他にも、基板１０の端部１０４および基板１０裏側（裏側のベベル部１０３を含む）にも塗膜が形成される。端部１０４や裏側の塗膜は、基板搬送過程においてダスト源になるなどの問題を引き起こす場合がある。そこで、第１の実施の形態でも説明したように、回転塗布工程中において、基板１０裏側からリンス液３２を供給するバックリンスを実施し、基板１０の搬送時に搬送アームと接触する端部１０４および裏側の膜を除去する。この際、基板１０の周縁部において、表側のベベル部１０３の全面のみに保護膜１３が被覆されるようにバックリンス条件を制御する。また、基板１０の端部１０４および裏側の表面状態やベベル部１０３の形状よって、リンス時における基板１０表側のベベル部１０３への保護膜１３の被覆のされ方は異なる。そのため、リンス時のウェハの回転数を適宜適切な値を選択することで、保護膜１３が基板１０表側のベベル部１０３を被覆するように制御する。

具体的には、図１１（ａ）に示されるように、リンス液３２の吐出時には、基板１０を回転させながら、端部１０４に向けてリンス液３２が吐出される。リンス液３２は基板端部洗浄ノズル３１から基板１０の回転方向に沿うような方向に吐出される。また、リンス液３２は供給位置が基板１０上に描く円軌跡の当該供給位置における接線よりも基板１０の外側に向けて吐出される。これにより、基板１０のエッジ部１０２に供給されたリンス液３２が中央部１０１に向けて流れることを防止しつつ、裏側のエッジ部１０２の保護膜１３にむらなくリンス液３２を供給することができ、この領域に含まれる保護膜１３を取り除くことができる。これによって、エッジ部１０２に供給されたリンス液３２が基板１０の中央部１０１に向けて流れることを防止しつつ、保護膜１３が基板１０表側のベベル部１０３を被覆するように制御することができる。なお、この図１１における基板端部洗浄ノズル３１の向きは模式的なものであり、実際の配置状態を示すものではない。また、第１の実施の形態の図６で示したように、裏面洗浄ノズル３５からもリンス液３２を吐出させることで、基板端部洗浄ノズル３１から吐出されたリンス液３２の被処理基板１０の裏面への廻りこみを抑制し、基板１０を保持しているスピンチャック３４の汚染を防止できる。この処理によって、図１１（ｂ）に示されるように、端部１０４以下の基板１０の裏側に保護膜１３が形成されずに、基板１０の表側の中央部１０１とベベル部１０３のみに保護膜１３を形成することができる。

保護膜１３を回転塗布法によって形成した後、加熱処理を行う（ステップＳ２０４）。保護膜１３の加熱処理は、保護膜樹脂のガラス転移温度以下で行うことが多く、一般的に９０〜１５０℃の範囲で行う。

その後は、第１の実施の形態の図４のフローチャートのステップＳ１０５〜Ｓ１０９で示したように、保護膜１３が形成された基板１０のエッジ部１０２をカメラで観察し、保護膜１３が基板１０表面のベベル部１０３の全面にのみ形成されているか否かを判定し、保護膜１３が基板１０表面のベベル部１０３の全面にのみ形成されていない状態の場合には、その基板１０を後の工程で使用せず、保護膜１３が基板１０表面のベベル部１０３の全面にのみ形成されている場合には、露光室５０で液浸露光を行い、現像室６０で現像を行ってレジストパターンを形成する（ステップＳ２０５〜Ｓ２１０）。そして、レジストパターンを加工マスクにして、下層膜１１を加工する。続いて、下層膜１１を加工マスクにして、基板１０上の被加工膜を加工する。

この第２の実施の形態によれば、保護膜１３を基板１０表面の中央部１０１とベベル部１０３全体を覆うように形成し、端部１０４と基板１０裏面には形成しないようにしたので、部分露光を行っても、エッジ部１０２での液浸液の追従性が劣化することなく、良好な液浸露光を行うことができる。そのため、比較例１，２で示したように、液浸液がエッジ部１０２からウェハステージや基板１０裏側に回りこむことがなく、ウェハステージと液浸液の温度が低下せず、ウェハステージの高さ制御（フォーカス制御）が狂ってしまうことがないので、線幅異常も生じない。その結果、比較例１，２で示したエッジ部１０２の段差起因の問題は改善され、上記の問題を未然に防止することができるという効果を有する。

なお、上述した説明では、塗布室３０、検査判定室４０、露光室５０および現像室６０をそれぞれ別々のユニットとして構成した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、液浸露光装置において、上記のフローチャートで示した塗布工程と、検査判定工程と、露光現像工程を行うことができれば、どのような構成であってもよい。たとえば、塗布室３０と検査判定室４０を同じユニット内に設けるようにしてもよいし、検査判定室４０と露光室５０を同じユニット内に設けるようにしてもよい。

シリコン基板などの一般的な半導体基板の断面形状を示す図である。 被覆高さを説明するための図である。 第１の実施の形態にかかる液浸露光処理を行う液浸露光装置の概要の一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態による液浸露光方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 基板の被処理膜を形成する手順の一例を示す断面図である。 回転塗布装置の他の構成例を示す図である。 検査判定装置の構成の一例を模式的に示す図である。 比較例１における基板端部のレジスト膜形成時のリンス処理の様子を模式的に示す断面図である。 比較例２における基板端部のレジスト膜形成時のリンス処理の様子を模式的に示す断面図である。 第２の実施の形態による液浸露光方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態による保護膜の形成処理の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１０…基板、１１…下層膜、１２…ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜、２０…液浸露光装置、３０…塗布室、４０…検査判定室、５０…露光室、６０…現像室、１０１…中央部、１０２…エッジ部、１０３…ベベル部、１０４…端部。

Claims (5)

1. 素子が形成される領域である中央部と、前記中央部の周囲に形成され、端部に向かって厚さが減少する領域であるエッジ部と、を有し、上面に被加工膜が形成された基板の前記中央部を含む領域上に下層膜を形成する下層膜形成工程と、
   前記下層膜を形成した前記基板上の中央部と、前記エッジ部の前記中央部との境界から前記端部までの範囲であるベベル部に、前記基板と前記下層膜よりも疎水性の高い被処理膜を形成する被処理膜形成工程と、
   部分液浸露光方法によって露光を行い、前記被処理膜に潜像を形成する露光工程と、
   前記被処理膜を現像する現像工程と、
   を含むことを特徴とする液浸露光方法。
2. 前記被処理膜は、化学増幅型レジスト膜または前記化学増幅型レジスト膜上に形成される保護膜であることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
3. 前記被処理膜形成工程の後で前記露光工程の前に、前記被処理膜が、前記エッジ部の表面側の前記ベベル部にのみ形成されているか否かを判定し、前記エッジ部の表面側の前記ベベル部にのみ前記被処理膜が形成されている基板のみを前記露光工程に送る検査判定工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の液浸露光方法。
4. 前記被処理膜形成工程では、前記基板上に回転塗布法によって前記被処理膜を塗布しながら、前記基板の裏面と前記端部に付着した前記被処理膜を除去するリンス液を前記基板の裏面側から供給して、前記基板上の中央部とベベル部にのみ前記被処理膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液浸露光方法。
5. 素子が形成される領域である中央部と、前記中央部の周囲に形成され、端部に向かって厚さが減少する領域であるエッジ部と、を有し、上面に被加工膜と下層膜が順に形成された基板の上面の前記中央部と、前記エッジ部の前記中央部との境界から前記端部までの範囲であるベベル部とに、前記基板と前記下層膜よりも疎水性の高い被処理膜を形成する被処理膜形成手段と、
   部分液浸露光方法によって露光を行い、前記被処理膜に潜像を形成する露光手段と、
   前記被処理膜が、前記エッジ部の表面側のベベル部にのみ形成されているか否かを判定し、前記エッジ部の表面側のベベル部にのみ前記被処理膜が形成されている基板のみを前記露光手段に送る判定手段と、
   を備えることを特徴とする液浸露光装置。

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