JP2014063908A - Substrate processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、親水性(極性)を有する親水性(有極性)ポリマーと疎水性を有する(極性を有さない)疎水性(無極性)ポリマーとを含むブロック共重合体を用いて基板を処理する基板処理システムに関する。 The present invention treats a substrate using a block copolymer comprising a hydrophilic (polar) polymer having hydrophilicity (polarity) and a hydrophobic (nonpolar) polymer having hydrophobicity (no polarity). The present invention relates to a substrate processing system.
例えば半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などを順次行うフォトリソグラフィー処理が、基板処理システムにより順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。そして、このレジストパターンをマスクとして、ウェハ上の被処理膜のエッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、被処理膜に所定のパターンが形成される。 For example, in the manufacturing process of a semiconductor device, for example, a resist coating process for coating a resist solution on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) to form a resist film, an exposure process for exposing a predetermined pattern on the resist film, Photolithographic processing for sequentially performing development processing for developing the exposed resist film is sequentially performed by the substrate processing system, and a predetermined resist pattern is formed on the wafer. Then, using the resist pattern as a mask, an etching process is performed on the film to be processed on the wafer, and then a resist film removing process is performed to form a predetermined pattern on the film to be processed.
ところで、近年、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、上述した被処理膜のパターンの微細化が求められている。このため、レジストパターンの微細化が進められており、例えばフォトリソグラフィー処理における露光処理の光を短波長化することが進められている。しかしながら、露光光源の短波長化には技術的、コスト的な限界があり、光の短波長化を進める方法のみでは、例えば数ナノメートルオーダーの微細なレジストパターンを形成するのが困難な状況にある。 Incidentally, in recent years, in order to further increase the integration of semiconductor devices, it is required to make the pattern of the film to be processed finer. For this reason, miniaturization of the resist pattern has been advanced, and for example, the light of the exposure process in the photolithography process has been shortened. However, there are technical and cost limitations to shortening the wavelength of the exposure light source, and it is difficult to form a fine resist pattern on the order of several nanometers, for example, only by the method of advancing the wavelength of light. is there.
そこで、2種類のブロック鎖(ポリマー)から構成されたブロック共重合体を用いたウェハ処理方法が提案されている(特許文献1)。かかる方法では、先ず、ウェハ上に2種類のポリマーに対して中間の親和性を有する中性層を形成し、当該中性層上に例えばレジストによりガイドパターンを形成する。その後、中性層上にブロック共重合体を塗布し、ブロック共重合体を相分離させる。その後、いずれか一方のポリマーを、例えばエッチング等により選択的に除去することで、ウェハ上に他方のポリマーにより微細なパターンが形成される。そして、このポリマーのパターンをマスクとして被処理膜のエッチング処理が行われ、被処理膜に所定のパターンが形成される。 Thus, a wafer processing method using a block copolymer composed of two types of block chains (polymers) has been proposed (Patent Document 1). In this method, first, a neutral layer having an intermediate affinity for two types of polymers is formed on a wafer, and a guide pattern is formed on the neutral layer by using, for example, a resist. Then, a block copolymer is apply | coated on a neutral layer and a block copolymer is phase-separated. Thereafter, by selectively removing one of the polymers by, for example, etching or the like, a fine pattern is formed on the wafer by the other polymer. Then, the processing target film is etched using the polymer pattern as a mask to form a predetermined pattern on the processing target film.
ところで、現状は上述のようなブロック共重合体の塗布から相分離後のポリマーの選択的除去といった、ウェハに対する処理を一貫して行うような基板処理システムは存在しない。そのため、各処理を個別に設けられた処理装置で行っているのが現状である。 By the way, at present, there is no substrate processing system that consistently performs processing on a wafer, such as application of a block copolymer as described above and selective removal of a polymer after phase separation. Therefore, at present, each processing is performed by a processing apparatus provided individually.
しかしながら、ブロック共重合体の塗布から、ポリマーの相分離を行った後の処理であるエッチング等を行うまでのスループットが一定でなかったり、ウェハの熱履歴がばらついたりした場合、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることが確認されている。 However, if the throughput from the application of the block copolymer to the etching after the phase separation of the polymer is not constant or the thermal history of the wafer varies, it is formed of the polymer. It has been confirmed that variations occur in the pattern.
そのため、現状のように各処理を個別の処理装置で行う場合、各処理装置間の搬送時間のばらつきによりスループットや熱履歴が一定とならず、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることを避けるのが困難である。 Therefore, when each process is performed by an individual processing apparatus as in the present situation, the throughput and the heat history are not constant due to variations in the transport time between the processing apparatuses, and variations in the pattern formed by the polymer are avoided. Is difficult.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ブロック共重合体を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保ちつつ、ブロック共重合体の塗布から相分離後のポリマーの選択的除去までウェハを一貫して処理することを目的としている。 The present invention has been made in view of such points, and in the formation of a pattern using a block copolymer, while maintaining a constant throughput and thermal history, the selection of the polymer after the phase separation from the application of the block copolymer. The goal is to process the wafer consistently until removal.
前記の目的を達成するため、本発明は、第1のポリマーと第2のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて基板を処理するシステムであって、基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、前記基板に塗布されたブロック共重合体を前記第1のポリマーと前記第2のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、を備えた処理ステーションと、前記相分離したブロック共重合体から、前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかを選択的に除去するポリマー除去装置と、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置の双方に隣接して設けられ、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェイスステーションを有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a system for processing a substrate using a block copolymer containing a first polymer and a second polymer, wherein the block copolymer is coated on the substrate. A processing unit comprising: a block copolymer coating device that performs phase separation of the block copolymer applied to the substrate into the first polymer and the second polymer; and the phase separation A polymer removing device that selectively removes either the first polymer or the second polymer from the block copolymer, and is provided adjacent to both the processing station and the polymer removing device, An interface station for transferring a substrate between the processing station and the polymer removing apparatus is provided.
本発明によれば、ブロック共重合体塗布装置やポリマー分離装置を備えた処理ステーションにインターフェイスステーションを介してポリマー除去装置が隣接して設けられているので、ブロック共重合体の塗布からポリマーの相分離、その後のポリマーの選択除去に至るまでの工程における搬送経路及び搬送時間を一定とすることができる。その結果、ブロック共重合体を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができる。 According to the present invention, since the polymer removal device is provided adjacent to the processing station equipped with the block copolymer coating device and the polymer separation device via the interface station, the block copolymer coating to the polymer phase can be performed. The conveyance path and conveyance time in the process from separation to subsequent selective removal of the polymer can be made constant. As a result, the throughput and thermal history can be kept constant in pattern formation using the block copolymer.
前記処理ステーションは、前記ブロック共重合体塗布装置でブロック共重合体が塗布される前の基板に、中性層を形成する中性層形成装置をさらに有していてもよい。 The processing station may further include a neutral layer forming device that forms a neutral layer on the substrate before the block copolymer is applied by the block copolymer coating device.
前記インターフェイスステーションは、ロードロックと、前記ロードロック内に配置され、前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なう中継搬送機構と、を有し、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置はロードロックを介して接続されていてもよい。 The interface station includes a load lock, and a relay transfer mechanism that is disposed in the load lock and transfers a substrate to and from the polymer removing apparatus. The processing station and the polymer removing apparatus are load locked. It may be connected via.
前記ポリマー除去装置は、プラズマ処理により前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかをエッチングするプラズマ処理装置であってもよい。 The polymer removal apparatus may be a plasma processing apparatus that etches either the first polymer or the second polymer by plasma processing.
前記処理ステーションは、前記相分離した前記ブロック共重合体上に有機溶剤を供給して前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかを選択的に除去する溶剤供給装置をさらに備えていてもよい。 The processing station further includes a solvent supply device that supplies an organic solvent onto the phase-separated block copolymer to selectively remove either the first polymer or the second polymer. Also good.
前記処理ステーションとの間で基板を搬入出する搬入出ステーションを有し、前記ポリマー除去装置は前記処理ステーションと前記搬入出ステーションとの間に隣接して配置されていてもよい。 There may be a loading / unloading station for loading / unloading the substrate to / from the processing station, and the polymer removing apparatus may be disposed adjacent to the processing station and the loading / unloading station.
前記処理ステーションは、前記基板に反射防止膜を形成する反射防止膜形成装置と、前記基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置と、露光処理後の前記レジスト膜を現像する現像装置と、をさらに有していてもよい。 The processing station develops the antireflection film forming apparatus that forms an antireflection film on the substrate, a resist coating apparatus that forms a resist film by applying a resist solution to the substrate, and the resist film after the exposure processing And a developing device.
前記ポリマー除去装置で前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかが除去された基板を検査する基板検査装置を有していてもよい。 You may have the board | substrate inspection apparatus which test | inspects the board | substrate from which either the said 1st polymer or the said 2nd polymer was removed with the said polymer removal apparatus.
前記基板検査装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置との間に配置されていてもよい。 The substrate inspection apparatus may be disposed between the carry-in / out station and the polymer removal apparatus.
前記ポリマー除去装置で除去されなかった前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかをマスクとして前記基板をエッチングする基板エッチング装置を有し、前記エッチング処理装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置の間に配置されていてもよい。 A substrate etching apparatus that etches the substrate using either the first polymer or the second polymer that has not been removed by the polymer removing apparatus as a mask, and the etching processing apparatus includes the carry-in / out station, You may arrange | position between polymer removal apparatuses.
前記エッチング装置は、プラズマ処理により前記基板をエッチングしてもよい。 The etching apparatus may etch the substrate by plasma processing.
前記第1のポリマーは親水性を有する親水性ポリマーであり、前記第2のポリマーは、疎水性を有する疎水性ポリマーであってもよい The first polymer may be a hydrophilic polymer having hydrophilicity, and the second polymer may be a hydrophobic polymer having hydrophobicity.
前記親水性ポリマーはポリメタクリル酸メチルであり、前記疎水性ポリマーはポリスチレンであってもよい。 The hydrophilic polymer may be polymethyl methacrylate, and the hydrophobic polymer may be polystyrene.
本発明によれば、親水性ポリマーと疎水性ポリマーとを含むブロック共重合体を用いた基板処理において、基板上に所定のパターンを適切に形成することができる。 According to the present invention, a predetermined pattern can be appropriately formed on a substrate in substrate processing using a block copolymer containing a hydrophilic polymer and a hydrophobic polymer.
以下、本発明の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処理システム1の構成の概略を示す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a
基板処理システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出される、搬入出ステーションとしてのカセットステーション10と、カセットステーション10に搬入されたウェハに対して枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション11と、ウェハに対してエッチング処理を施す後述のエッチング装置120、121を備えたエッチングステーション12と、処理ステーション11とエッチングステーション12の双方に隣接し、処理ステーション11とエッチングステーション12との間でウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション13とを一体に接続した構成を有している。なお、本実施の形態では、基板処理システム1で処理されるウェハWには、予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施された場合を例にして説明する。
As shown in FIG. 1, the
カセットステーション10には、カセット載置台20が設けられている。カセット載置台20には、複数、例えば4つのカセット載置板21が設けられている。カセット載置板21は、水平方向のX方向(図1中の上下方向)に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板21には、塗布現像処理装置2の外部に対してカセットCを搬入出する際に、カセットCを載置することができる。
The
カセットステーション10には、図1に示すようにX方向に延びる搬送路22上を移動自在なウェハ搬送装置23が設けられている。ウェハ搬送装置23は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板21上のカセットCと、後述する処理ステーション11の第3のブロックG3の受け渡し装置との間でウェハWを搬入出できる。
As shown in FIG. 1, the
処理ステーション11には、各種装置を備えた複数例えば4つのブロックG1、G2、G3、G4が設けられている。例えば処理ステーション11の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1のブロックG1が設けられ、処理ステーション11の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2のブロックG2が設けられている。また、処理ステーション11のカセットステーション10側(図1のY方向負方向側)には、第3のブロックG3が設けられ、処理ステーション11のインターフェイスステーション13側(図1のY方向正方向側)には、第4のブロックG4が設けられている。
The
例えば第1のブロックG1には、図2に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWに形成された露光後のレジストを現像してレジストパターンを形成する現像装置30、レジストパターン形成後のウェハW上に中性剤を塗布して中性層を形成する中性層形成装置31、中性層形成後のウェハWに有機溶剤を塗布してウェハWを洗浄する洗浄装置32、ウェハW上にブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置33が下から順に重ねられている。
For example, in the first block G1, as shown in FIG. 2, a plurality of liquid processing apparatuses, for example, a developing
例えば現像装置30、中性層形成装置31、洗浄装置32、ブロック共重合体塗布装置33は、それぞれ水平方向に2つ並べて配置されている。なお、これら現像装置30、中性層形成装置31、洗浄装置32、ブロック共重合体塗布装置33の数や配置は、任意に選択できる。
For example, two developing
これら現像装置30、中性層形成装置31、洗浄装置32、ブロック共重合体塗布装置33では、例えばウェハW上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハW上に塗布液を吐出すると共に、ウェハWを回転させて、塗布液をウェハWの表面に拡散させる。これら液処理装置の構成については後述する。
In the developing
なお、ブロック共重合体塗布装置33でウェハW上に塗布されるブロック共重合体は、第1のポリマーと第2のポリマーとを有する。第1のポリマーとしては、疎水性(非極性)を有する疎水性ポリマーが用いられ、第2のポリマーとしては、親水性(極性)を有する親水性ポリマーが用いられる。本実施の形態では、親水性ポリマーとして例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)が用いられ、疎水性ポリマーとしては例えばポリスチレン(PS)が用いられる。また、ブロック共重合体における親水性ポリマーの分子量の比率は40%〜60%であり、ブロック共重合体における疎水ポリマーの分子量の比率は60%〜40%である。そして、ブロック共重合体は、これら親水性ポリマーと疎水性ポリマーが、直線的に化学した高分子である。
In addition, the block copolymer applied on the wafer W by the block
例えば第2のブロックG2には、図3に示すようにウェハWに紫外線を照射して改質する紫外線照射装置40、ウェハWの熱処理を行う熱処理装置41、42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。紫外線照射装置40は、ウェハWを載置する載置台と、載置台上のウェハWに対して紫外線を照射する紫外線照射部を有している。この紫外線照射装置40の構成については後述する。
For example, in the second block G2, as shown in FIG. 3, an
熱処理装置41、42は、ウェハWを載置して加熱する熱板と、ウェハWを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置41は、中性層形成前後の熱処理に用いられる。また、熱処理装置42は、ブロック共重合体塗布装置33でブロック共重合体が塗布されたウェハWの熱処理を行い、ブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性ポリマーに相分離させるポリマー分離装置として機能する。この熱処理装置41、42の構成については後述する。なお、紫外線照射装置40、熱処理装置41、42の数や配置は、任意に選択できるが、処理ステーション11内でのウェハWの搬送時間が最短となるように配置することが好ましい。
The
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置60、61、62が下から順に設けられている。
For example, in the third block G3, a plurality of
図1に示すように第1のブロックG1〜第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばウェハ搬送装置70が配置されている。
As shown in FIG. 1, a wafer transfer region D is formed in a region surrounded by the first block G1 to the fourth block G4. For example, a
ウェハ搬送装置70は、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置70は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
The
ウェハ搬送装置70は、例えば図3に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックG1〜G4の同程度の高さの所定の装置にウェハWを搬送できる。
For example, as shown in FIG. 3, a plurality of
また、ウェハ搬送領域Dには、第3のブロックG3と第4のブロックG4との間で直線的にウェハWを搬送するシャトル搬送装置80が設けられている。
Further, in the wafer transfer region D, a
シャトル搬送装置80は、例えばY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置80は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置62との間でウェハWを搬送できる。
The
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置100が設けられている。ウェハ搬送装置100は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置100は、ウェハWを支持した状態で上下に移動して、第3のブロックG3内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a
インターフェイスステーション13には、ウェハ搬送装置110と、ロードロック111、112が設けられている。ロードロック111、112は、ウェハ搬送装置110を挟んで配置されている。ウェハ搬送装置110は、例えばY方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置110は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置及びロードロック111、112との間でウェハWを搬送できる。ロードロック111、112のウェハ搬送装置110と対向する面にはそれぞれシャッター113、114が設けられている。シャッター113、114を閉じた状態でロードロック111、112内を排気機構(図示せず)により排気することで、ロードロック111、112の内部を減圧雰囲気とすることができる。
The
エッチングステーション12には、エッチング装置120、121が設けられている。各エッチング装置120、121は、それぞれシャッター122、123を介してロードロック111、112に接続されている。エッチング装置120、121は、ウェハW上で相分離したブロック共重合体にエッチング処理を行い、新水性ポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置として機能する。
なお、エッチング装置120、121としては、例えばプラズマ処理装置であるRIE(Reactive Ion Eching)装置が用いられる。すなわち、エッチング装置120、121では、例えば酸素(O2)などの反応性の気体(エッチングガス)を例えばRF電力によりプラズマ励起し、このプラズマにより疎水性ポリマーをエッチングするドライエッチングが行われる。
As the
ロードロック111、112とエッチング装置120、121との間のウェハWの搬送は、ロードロック111、112内にそれぞれ設けられた中継搬送機構124、124により行われる。中継搬送機構124は、図4に示すように、支持台125と、支持台125に接続されたリンク部126と、リンク部125に接続されたアーム部127を有している。リンク部126は、図示しない駆動機構に接続されており、アーム部127を支持台125の上方の位置とエッチング装置120との間で移動させることができる。支持台124には、その上端でウェハWを支持する昇降ピン126が例えば3本が埋設されている。昇降ピン128は鉛直方向に昇降自在に構成されており、ウェハ搬送装置110を支持台125の上方に待機させた状態で昇降ピン128を昇降させることで、昇降ピン128とウェハ搬送装置110との間でウェハWを受け渡すことができる。同様に、支持台125の上方でアーム部127を待機させ、昇降ピン128を昇降させることで、アーム部127との間でウェハWを受け渡せる。
The transfer of the wafer W between the load locks 111 and 112 and the
次に、上述した現像装置30の構成について説明する。現像処理装置30は、図5に示すように側面にウェハWの搬入出口(図示せず)が形成された処理容器130を有している。
Next, the configuration of the developing
処理容器130内には、ウェハWを保持して回転させるスピンチャック140が設けられている。スピンチャック140の上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWがスピンチャック140上に吸着保持される。
A
スピンチャック140は、例えばモータなどのチャック駆動部141により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部141には、シリンダなどの昇降駆動源(図示せず)が設けられており、スピンチャック140は昇降自在になっている。
The
スピンチャック140の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ142が設けられている。カップ142は、上面にスピンチャック140が昇降できるようにウェハWよりも大きい開口部が形成されている。カップ142の下面には、回収した液体を排出する排出管143と、カップ142内の雰囲気を排気する排気管144が接続されている。
Around the
図6に示すようにカップ122のX方向負方向(図6の下方向)側には、Y方向(図6の左右方向)に沿って延伸するレール150が形成されている。レール150は、例えばカップ142のY方向負方向(図6の左方向)側の外方からY方向正方向(図6の右方向)側の外方まで形成されている。レール150には、例えば二本のアーム151、152が取り付けられている。
As shown in FIG. 6, a
第1のアーム151には、図5及び図6に示すように現像液及び有機溶剤を供給する供給ノズル153が支持されている。第1のアーム151は、図6に示すノズル駆動部154により、レール150上を移動自在である。これにより、供給ノズル153は、カップ152のY方向正方向側の外方に設置された待機部155からカップ142内のウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハWの表面上をウェハWの径方向に移動できる。また、第1のアーム151は、ノズル駆動部154によって昇降自在であり、供給ノズル153の高さを調整できる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
供給ノズル153には、図5に示すように、現像液供給源156に連通する現像液供給管157及び有機溶剤供給管158が接続されている。
As shown in FIG. 5, the
第2のアーム152には、洗浄液、例えば純水を供給する洗浄液ノズル160が支持されている。第2のアーム152は、図6に示すノズル駆動部161によってレール150上を移動自在であり、洗浄液ノズル160を、カップ142のY方向負方向側の外方に設けられた待機部162からカップ142内のウェハWの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部161によって、第2のアーム152は昇降自在であり、洗浄液ノズル160の高さを調節できる。
A cleaning
洗浄液ノズル160には、図5に示すように洗浄液供給源163に連通する洗浄液供給管164が接続されている。洗浄液供給源163内には、洗浄液が貯留されている。洗浄液供給管164には、洗浄液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群165が設けられている。なお、以上の構成では、現像液を供給する供給ノズル153と洗浄液を供給する洗浄液ノズル160が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、供給ノズル153と洗浄液ノズル160の移動と供給タイミングを制御してもよい。
As shown in FIG. 5, a cleaning
他の液処理装置である中性層形成装置31、洗浄装置32、ブロック共重合体塗布装置33の構成は、ノズルから供給される液が異なる点以外は、上述した現像処理装置30の構成と同様であるので説明を省略する。
The configurations of the neutral
次に、上述した熱処理装置41の構成について説明する。図7は、熱処理装置41の構成の概略を示す横断面図であり、図8は、熱処理装置41の構成の概略を示す縦断面図である。
Next, the configuration of the
例えば熱処理装置41は、内部を閉鎖可能な処理容器170を有し、処理容器170のウェハ搬送装置70に対向する側面には、ウェハWの搬入出口171が形成されている。また、熱処理装置41は、処理容器110内に、ウェハWを載置して加熱する熱板172と、ウェハWを載置して温度調節する冷却板173を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。
For example, the
熱板172は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板172は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWを熱板172上に吸着保持できる。
The
熱板172の内部には、図8に示すように、電気ヒータ173が設けられており、後述する制御装置300により電気ヒータ173への電力の供給量を制御することにより、熱板172を所定の設定温度に制御することができる。
As shown in FIG. 8, an
熱板172には、上下方向に貫通する複数の貫通孔174が形成されている。貫通孔174には、昇降ピン175が設けられている。昇降ピン175は、シリンダなどの昇降駆動機構176によって上下動できる。昇降ピン175は、貫通孔174内を挿通して熱板172の上面に突出し、ウェハWを支持して昇降できる。
A plurality of through
熱板172には、当該熱板172の外周部を保持する環状の保持部材177が設けられている。保持部材177には、当該保持部材177の外周を囲み、昇降ピン175を収容する筒状のサポートリング178が設けられている。
The
冷却板173は、厚みのある略円盤形状を有している。冷却板173は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWを冷却板173上に吸着保持できる。
The
冷却板173の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材(図示せず)が内蔵されており、冷却板173を所定の設定温度に調整できる。
A cooling member (not shown) such as a Peltier element is built in the
冷却板173のその他の構成は、熱板172と同様の構成を有している。すなわち、冷却板173には、上下方向に貫通する複数の貫通孔180が形成されている。貫通孔180には、昇降ピン181が設けられている。昇降ピン181は、シリンダなどの昇降駆動機構182によって上下動できる。昇降ピン181は、貫通孔180内を挿通して冷却板173の上面に突出し、ウェハWを支持して昇降できる。
The other configuration of the
冷却板173には、当該冷却板173の外周部を保持する環状の保持部材183が設けられている。保持部材183には、当該保持部材183の外周を囲み、昇降ピン181を収容する筒状のサポートリング184が設けられている。なお、熱処理ユニット42の構成については、熱処理ユニット41の構成と同一であるので、説明を省略する。
The
次に、上述した紫外線照射装置40の構成について説明する。図9は、紫外線照射装置40の構成の概略を示す縦断面図である。紫外線照射装置40は、内部を閉鎖可能な処理容器200を有し、処理容器200内には、ウェハWを載置する載置台210と、載置台210の上方に設けられた紫外線照射ランプ211と、載置台210と紫外線照射ランプ211との間に設けられた遮光板212が設けられている。処理容器200のウェハ搬送装置70に対向する側面には、ウェハWの搬入出口213が形成されている。
Next, the configuration of the
載置台210には、上下方向に貫通する貫通孔220が複数形成されている。各貫通孔220には、昇降機構(図示せず)によって昇降自在に構成された昇降ピン221がそれぞれ設けられている。昇降ピン221は、貫通孔220内を挿通して載置台210の上面に突出し、ウェハWを支持することができる。
The mounting table 210 is formed with a plurality of through
紫外線照射ランプ211は、図示しない保持部材により処理容器200内に保持されている。紫外線照射ランプ211としては、例えば波長が172nmの、直線状のエキシマランプ等が用いられる。なお、図9では3本の紫外線ランプ211が描図されているが、紫外線照射ランプ211の形状や本数、配置については任意に設定できる。
The
遮光板212は略円盤形状を有し、その中央部には所定のパターンで紫外線を透過する窓212aが形成されている。そのため、紫外線照射ランプ211すると、遮光板の窓212が紫外線に対するマスクとして機能し、ウェハWの周辺部への紫外線が遮られると共に、ウェハWの中央部に所定のパターンで紫外線が照射される。これにより、ウェハWの紫外線が照射された領域の改質が行なわれる。なお、遮光版212としては、紫外線ランプ211から照射される紫外線を透過せず、且つ紫外線によって劣化し難い材料、例えばセラミックス板や金属板が用いられる。
The
以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御部300が設けられている。制御部300は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、基板処理システム1におけるウェハWの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム1における各種の処理を所定のタクトタイムで実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部300にインストールされたものであってもよい。
The
次に、以上のように構成された基板処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。図10は、かかるウェハ処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
Next, wafer processing performed using the
先ず、複数のウェハWを収納したカセットCが、基板処理システム1のカセットステーション10に搬入され、所定のカセット載置板21に載置される。その後、ウェハ搬送装置23によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、処理ステーション11の受け渡し装置53に搬送される。なお、基板処理システム1で処理されるウェハWには、予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施されている。
First, a cassette C storing a plurality of wafers W is carried into the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって現像装置30に搬送される。現像装置30では、ウェハWに現像液が供給され、レジストが所定のパターンに現像される。現像終了後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置41に搬送され、ポストベーク処理される。こうして、図11に示すようにウェハWに所定のレジストパターン400が形成される(図10の工程S1)。本実施の形態では、レジストパターン400は、平面視において直線状のライン部400aと直線状のスペース部400bを有し、いわゆるラインアンドスペースのレジストパターンである。なお、スペース部400bの幅は、後述するようにスペース部400bに親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に奇数層に配置されるように設定される。
Next, the wafer W is transferred to the developing
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって中性層形成装置31に搬送される。中性層形成装置31では、図12に示すようにウェハW上に中性剤が塗布されて、中性層401が形成される(図10の工程S2)。その後ウェハWは、熱処理装置41に搬送され、加熱され、温度調節され、その後受け渡し装置53に戻される。
Next, the wafer W is transferred to the neutral
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって洗浄装置32に搬送される。洗浄装置32では、中性層401形成後のウェハW上に有機溶剤が供給され、レジストパターン400上及び中性層401上の異物が洗い流される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によってブロック共重合体塗布装置33に搬送される。ブロック共重合体塗布装置33では、図13に示すようにウェハWの中性層401上にブロック共重合体402が塗布される(図10の工程S3)。
Thereafter, the wafer W is transferred to the block
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置42に搬送される。熱処理装置42では、ウェハWに所定の温度の熱処理が行われる。この際、熱処理装置42内を低酸素雰囲気にするために例えば窒素ガスが供給され、この窒素ガス雰囲気内で熱処理が行なわれる。そうすると、図14及び図15に示すようにウェハW上のブロック共重合体402が、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に相分離される(図10の工程S4)。
Next, the wafer W is transferred to the
ここで、上述したようにブロック共重合体402において、親水性ポリマー403の分子量の比率は40%〜60%であり、疎水ポリマー404の分子量の比率は60%〜40%である。そうすると、工程S4において、図14及び図15に示すように親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404はラメラ構造に相分離される。また、レジストパターン400のスペース部400bの幅が所定の幅に形成されているので、レジストパターンのスペース部400bには、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に奇数層配置される。
Here, as described above, in the
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって受け渡し装置56に搬送される。次にウェハWは、ウェハ搬送装置100によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置80によって受け渡し装置62に搬送される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
その後ウェハWは、インターフェイスステーション13のウェハ搬送装置110によってロードロック111に搬送される。ロードロック111内にウェハWが搬入されると、シャッター113、122が閉じてロードロック111内が密閉され、減圧される。その後、ロードロック111内が所定の真空度に到達するとシャッター122が開き、ロードロック111と予め減圧された状態のエッチング装置120とが連通させられる。そして、ウェハWは中継搬送機構124によりエッチング装置120に搬送される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
エッチング装置120では、ウェハWにプラズマ処理によるエッチングを行い、図16に示すように親水性ポリマー403を選択的に除去し、疎水性ポリマー404により所定のパターンが形成される(図10の工程S5)。
In the
その後ウェハWは、中継搬送機構124により再びロードロック111に戻される。そして、ウェハ搬送装置110により受け渡し装置62に搬送される。次にウェハWは、ウェハ搬送装置100によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置80によって受け渡し装置52に搬送される。その後ウェハは、カセットステーション10のウェハ搬送装置23によって所定のカセット載置板21のカセットCに搬送され基板処理システム1から搬出される。
Thereafter, the wafer W is returned to the
以上の実施の形態によれば、処理ステーション11がブロック共重合体塗布装置33やポリマー分離装置としての熱処理装置42、及び処理ステーション11内でウェハWを搬送するウェハ搬送装置70を備え、当該処理ステーション11にポリマー除去装置としてのエッチング装置120、121を備えたエッチングステーションが隣接して設けられている。そのため、ブロック共重合体402の塗布からブロック共重合体402の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404への相分離、及びその後のエッチングによる親水性ポリマーの選択除去に至るまでの工程において、搬送経路や搬送時間を一定とすることができる。その結果、ブロック共重合体402を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができ、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることを避けることができる。
According to the above embodiment, the
なお、以上の実施の形態では、中性層401形成した後のウェハにブロック共重合体402を塗布したが、中性層401は必ずしも塗布する必要はない。換言すれば、中性層形成装置31は必ずしも設ける必要はない、
In the above embodiment, the
例えば、レジストパターン400を形成するフォトリソグラフィー処理においては、レジスト膜の下地として反射防止膜が形成される。そして、この反射防止膜は親水性を有しているので、例えば図17に示すように、レジストパターン400のスペース部400bの幅を親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に例えば3層配置されるように設定する。そうすると、反射防止膜410は親水性を有しているので、図18に示すように、スペース部400bの真ん中に親水性ポリマー403が配置され、その両側に疎水性ポリマー404が配置される。かかる場合、工程S1でレジストパターン400を形成した後、中性層形成装置31ではなくブロック共重合体塗布装置33に搬送し、ブロック共重合体402の塗布(工程S3)が行なわれる。なお、その他の工程S4〜S5の工程は上記実施の形態と同様である。
For example, in the photolithography process for forming the resist
かかる場合においても、ブロック共重合体402の塗布からブロック共重合体402の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404への相分離、及びその後のエッチングによる親水性ポリマーの選択除去に至るまでの工程において、搬送経路や搬送時間を一定とすることができるので、ブロック共重合体402を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができる。
Even in such a case, in the process from the application of the
以上の実施の形態では、ウェハWに予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施された場合について説明したが、基板処理システム1で処理できるウェハWは本実施の形態に限定されない。例えば、露光処理されたレジストではなく、予め中性膜401が塗布されたウェハWの処理を行ってもよい。また、予めレジストパターンが形成されたウェハWの処理を行ってもよい。予め中性膜401が塗布されたウェハWを処理する場合について、先ず説明する。
In the above embodiment, the case where a resist film is formed on the wafer W in advance and the resist film is subjected to an exposure process in a predetermined pattern has been described. It is not limited to the form. For example, instead of the resist subjected to the exposure process, the wafer W to which the
中性層401が塗布されたウェハWを塗布する場合、カセットCから取り出されたウェハWは、先ず紫外線照射装置40に搬送される。紫外線照射装置40では、図19に示すようにウェハW上の中性層401に紫外線が照射される。このとき、中性層401には、遮光板212により所定のパターン、例えば親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に3層配置される幅に紫外線が照射される。そうすると、紫外線が照射された中性層401が酸化して親水化される。以下、このように親水化された中性層401の領域を親水性領域420という場合がある。
When applying the wafer W to which the
ウェハWに300nm以下の波長を有する紫外線を照射すると、処理雰囲気中の酸素から活性酸素を生成でき、この活性酸素によって中性層401の露出面が酸化して親水化する。なお、活性酸素をより容易に生成するためには、処理雰囲気としてオゾンを用いたほうがよいことが分かっている。また、特に紫外線の波長が172nmである場合、処理雰囲気としてオゾンを用いた場合はもちろんのこと、処理雰囲気が大気雰囲気であっても、当該大気雰囲気中の酸素から効率よく活性酸素を生成できることも分かっている。
When the wafer W is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less, active oxygen can be generated from oxygen in the processing atmosphere, and the exposed surface of the
次にウェハWは、熱処理装置41に搬送され、熱処理される。その後ウェハWは、ブロック共重合体塗布装置33に搬送される。ブロック共重合体塗布装置33では、図20に示すようにウェハWの中性層401上にブロック共重合体402が塗布される。
Next, the wafer W is transferred to the
次にウェハWは、熱処理装置42に搬送され、ブロック共重合体404が、図21に示すように親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に相分離される。この際、紫外線を照射した領域が所定の幅に形成されているので、中性層401の親水性領域420上には、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に3層に配置される。具体的には、親水性領域420の表面は親水性を有するので、当該親水性領域420上の真中に親水性ポリマー403が配置され、その両側に疎水性ポリマー404、404が配置される。そして、中性層401のその他の領域上にも、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に配置される。その後ウェハWは、工程S5においてエッチング処理される。
Next, the wafer W is transferred to the
次に、予めレジストパターンが形成されたウェハWの処理について説明する。予めレジストパターン400が形成されたウェハWには、図22に示すように、レジストパターン400の下面に予めポリスチレン膜411が形成されている。この際、ポリスチレン膜411とレジストパターン400のライン部400aは、ラインアンドスペースのレジストパターンであり、ライン部400aの幅は、当該ライン部402aに親水性ポリマー405が1層だけ配置されるように設定されている。また、スペース部400bの幅は、スペース部400bに親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404が交互に奇数層だけ配置されるように設定される。なお、レジストパターン400の下地には、下部反射防止膜410が形成されている。
Next, processing of the wafer W on which a resist pattern has been formed in advance will be described. As shown in FIG. 22, a
レジストパターン400とポリスチレン膜411によるウェハWを塗布する場合、カセットCから取り出されたウェハWは、先ず洗浄装置32に搬送され、有機溶剤で洗浄される。こうして、図23に示すようにウェハW上のレジストパターン400が除去され、ウェハW上にポリスチレン膜411のパターンが形成される。
When applying the wafer W made of the resist
次にウェハWは、中性層形成装置31に搬送される。中性層形成装置31では、図24に示すようにウェハWの反射防止膜410上に中性層401が形成される。その後ウェハWは、熱処理装置40に搬送され、加熱され、温度調節される。
Next, the wafer W is transferred to the neutral
その後ウェハWは、ブロック共重合体塗布装置33に搬送される。ブロック共重合体塗布装置33では、図25に示すようにウェハWの中性層401及びポリスチレン膜411のパターン上にブロック共重合体402が塗布される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the block
次にウェハWは、熱処理装置42に搬送されて熱処理され、図26に示すように、ブロック共重合体402が、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に層分離される。この際、上述したレジストパターン400のライン部400aとスペース部400bの幅がそれぞれ所定の幅に形成されているので、ポリスチレン膜411上には疎水性ポリマー404が1層配置され、中性層401上には親水性ポリマー405と疎水性ポリマー406が交互に奇数層配置される。その後ウェハWは、工程S5においてエッチング処理される。
Next, the wafer W is transferred to the
以上の実施の形態では、親水性ポリマー403を選択的に除去するにあたりエッチング装置120、121においていわゆるドライエッチング処理を行ったが、親水性ポリマー403の除去は、ウェットエッチング処理により行ってもよい。かかる場合、例えば図21に示すように塗布現像処理装置2の第1のブロックG1には、ウェハW上に有機溶剤を供給する溶剤供給装置500が設けられる。なお、親水膜形成装置500の数や配置は、任意に選択できるが、ウェハWの搬送を最短とするために、ブロック共重合体塗布装置33の上方に配置することが好ましい。溶剤供給装置500では、第1のブロックG1の他の液処理装置と同様に、例えばウェハW上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。
In the above embodiment, the so-called dry etching process is performed in the
溶剤供給装置50を用いる場合には、工程S4においてブロック共重合体402を相分離したウェハWを、工程S5においてエッチング装置120に変えて、先ず紫外線照射装置40に搬送する。そして、ウェハWに波長200nm以下、例えば172nmの紫外線を照射することで、親水性ポリマー403であるポリメタクリル酸メチルの結合鎖を切断すると共に、疎水性ポリマー404であるポリスチレンを架橋反応させる。この際、紫外線の照射は遮光板212を用いず、ウェハWの全面に行なわれる。その後、ウェハWを溶剤供給装置500に搬送し、当該溶剤供給装置500においてウェハWに例えばイソプロピルアルコール(IPA)を供給する。これにより、紫外線照射で結合鎖が切断された親水性ポリマー403が溶解除去される。
When the
親水性ポリマー403をいわゆるドライエッチング処理により除去する場合、親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404の選択比は例えば3〜7:1程度であるため、疎水性ポリマー404の膜べりが避けられない。その一方、親水性ポリマー403を、有機溶剤を用いたいわゆるウェットエッチングにより除去する場合は、疎水性ポリマー404はほとんど有機溶剤に溶解しないため、膜べりを避けることができる。その結果、その後の工程において疎水性ポリマー404のパターンをマスクとして被処理膜のエッチング処理を行なう際に、マスクとしての十分な膜厚を確保することができる。
When the
以上の実施の形態では、基板処理システム1において、主にブロック共重合体402の塗布処理にかかる処理を行ったが、基板処理システム1において、ブロック共重合体402塗布の前処理であるレジストパターン400の形成を行ってもよい。
In the above embodiment, the
かかる場合、例えば図27に示すように、エッチングステーション510が、カセットステーション10と処理ステーション11との間に隣接して設けられる。また、処理ステーション11のカセットステーション10と反対の側には、露光装置511が配置される。なお、図27においては、インターフェイスステーション13に設けられていたウェハ搬送装置110と、ロードロック111、112をエッチング装置120、121に対して直線状にエッチングステーション510に配置し、インターフェイスステーション13を省略した状態を描図しているが、これは、ウェハ搬送装置110とウェハ搬送装置100との間でのウェハWの受け渡しを考慮したことによる。ウェハ搬送装置110とウェハ搬送装置100との間でウェハWの受け渡しが適宜行えるなら、エッチングステーション12及びインターフェイスステーション510内の機器配置は本実施の形態に限定されず、任意に設定が可能である。
In such a case, for example, as shown in FIG. 27, an
例えば図28に示すように、処理ステーション11の第1のブロックG1には、ウェハW上に下部反射防止膜を形成する下部反射防止膜形成装置520、ウェハW上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置521、レジスト膜上に上部反射防止膜を形成する上部反射膜形成装置522がさらに設けられる。下部反射防止膜形成装置520、レジスト塗布装置521、上部反射膜形成装置522は、現像装置30の下方に、下からこの順に配置される。
For example, as shown in FIG. 28, in the first block G1 of the
次にこの基板処理システム1におけるウェハWの処理について、図24に示すフローチャートと共に説明する。基板処理システム1においてレジストパターン400の形成を行うにあたっては、先ずウェハWは下部反射防止膜形成装置520に搬送され、ウェハWに下部反射防止膜が形成される(図29の工程T1)。その後ウェハWは、熱処理装置41に搬送され、加熱され、温度調節される。
Next, processing of the wafer W in the
その後ウェハWは、レジスト塗布装置521に搬送され、ウェハWの下部反射防止膜上にレジスト液が塗布されて、レジスト膜が形成される(図29の工程T2)。その後ウェハWは、熱処理装置41に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハWは、上部反射防止膜形成装置522に搬送され、レジスト膜上に上部反射防止膜が形成される(図29の工程T3)。その後ウェハWは露光装置511に搬送され、所定のパターンで露光処理される(図29の工程T4)。
Thereafter, the wafer W is transferred to the resist
次にウェハWは、熱処理装置41において、露光後ベーク処理される。その後ウェハWは、現像装置30に搬送され、現像処理される。現像終了後、ウェハWは、熱処理装置41に搬送され、ポストベーク処理される。こうして、ウェハW上に所定のレジストパターンが形成される(図29の工程S1)。その他の工程2〜S5の工程は上記実施の形態と同様である。
Next, the wafer W is subjected to post-exposure baking in the
以上の実施の形態によれば、ウェハWへのレジストパターンの形成から、疎水性ポリマー404によるパターン形成までの処理を一貫して基板処理システム1で行うことができる。そのため、ウェハWのスループットや熱履歴を一定とし、それによりポリマーで形成されたパターンのばらつきを避けることができる。
According to the above embodiment, the processing from the formation of the resist pattern on the wafer W to the pattern formation by the
なお、図27に示す基板処理システム1においては、工程S4におけるブロック共重合体402の層分離後のウェハWが、処理ステーション11のカセットステーション10側に配置されたエッチングステーション12に搬送される点において上記実施の形態とは搬送ルートが異なる。
In the
また、基板処理システム1は、エッチングステーション12で親水性ポリマー403を除去し所定のパターンが形成されたウェハWの検査を行う検査ステーションをさらに有していてもよい。かかる場合、図30に示すように、エッチングステーション12とカセットステーション10との間に、ウェハWの検査を行なう検査ステーション530が配置され、エッチングステーション12で所定のパターンが形成されたウェハWが検査ステーション530に搬送されて検査される。
The
検査ステーション530では、ウェハWに形成されたパターンが例えばCCDカメラにより撮像され、パターンの良否が判定される。良好にパターン形成されていると判断された場合、ウェハWはカセットステーション10のカセットCに搬送され、パターンに異常があると判断された場合、例えば回収用のカセットCAに回収される。
In the
このように、検査ステーション530においてパターンの良否を判定することで、別途他の検査装置で検査することなく、良品ウェハと不良ウェハとを選別することができ、後工程に不良ウェハを持ち込むことがなくなる。
In this way, by determining whether the pattern is good or bad at the
また、基板処理システム1は、エッチングステーション12で親水性ポリマー403が除去されることにより形成された疎水性ポリマー404のパターンをマスクとしてウェハWのエッチング処理を行う、基板エッチング装置としてのウェハエッチング装置を備えたウェハエッチングステーションを有していてもよい。図31に示すように、ウェハエッチングステーション540は、エッチングステーション12とカセットステーション10との間に配置される。
Further, the
ウェハエッチングステーション540は、図27に示されるエッチングステーション510と同様の構成を有しており、ウェハエッチングステーション540にはウェハエッチング装置550、551、ロードロック552、553、ウェハ搬送装置560が直線状に配置されている。ウェハエッチング装置550、551、ロードロック552、553、ウェハ搬送装置560の構成は、それぞれウェハエッチング装置120、121、ロードロック111、112、ウェハ搬送装置110と同様である。
The
図31に示す基板処理システム1では、工程T1〜T4及び工程S1〜S5を経てエッチングステーション510で親水性ポリマー403が除去されたウェハWが、ウェハエッチングステーション540に搬送される。ウェハエッチングステーション540に搬送されたウェハWは、ウェハエッチング装置552に搬送され、疎水性ポリマー404をマスクとして、例えばウェハWやウェハWの上面に予め形成された被処理膜のエッチングが行われる。エッチング処理の終了したウェハWは、カセットステーション10に搬送され、カセットCに収容される。
In the
以上の実施の形態によれば、ウェハWへのレジストパターンの形成から、ウェハWのエッチング処理までを一貫して基板処理システム1で行うことができる。そのため、ウェハWのスループットや熱履歴を一定とし、それによりポリマーで形成されたパターンのばらつきを避けることができる。
According to the above embodiment, from the formation of the resist pattern on the wafer W to the etching process of the wafer W can be performed consistently by the
以上の実施の形態では、ウェハW上のブロック共重合体402をラメラ構造の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に相分離したが、本発明の基板処理システム1は、ブロック共重合体402をシリンダ構造の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に相分離する場合にも適用できる。
In the above embodiment, the
本実施の形態で用いられるブロック共重合体402は、親水性ポリマー403の分子量の比率が20%〜40%であり、ブロック共重合体402における疎水ポリマー404の分子量の比率が80%〜60%である。
In the
かかる場合、図32に示すようにウェハW上に、平面視において円形状のスペース部400cを有するレジストパターンが形成される。このスペース部400cの配置は、平面視において千鳥状に配置される。
In such a case, as shown in FIG. 32, a resist pattern having a
そして、工程S5においてブロック共重合体402を相分離する際、図33に示すようにシリンダ構造の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー405に相分離される。親水性ポリマー403は、親水化されたスペース部400c上と、2つのスペース部400c、400c間のレジストパターン400上に形成される。疎水性ポリマー404は、その他のレジストパターン400上に形成される。そうすると、親水性ポリマー403をマスクとしてウェハW上の被処理膜にエッチングすると、当該被処理膜にホール状の所定のパターンが形成される。
Then, when the
本実施の形態によれば、ブロック共重合体402をシリンダ構造の親水性ポリマー403と疎水性ポリマー404に適切に層分離することができ、被処理膜のエッチング処理を適切に行うことができる。
According to the present embodiment, the
以上の実施の形態のブロック共重合体402には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)とポリスチレン(PS)を有していたが、親水性を有する親水性ポリマーと疎水性を有する疎水性ポリマーを含めばこれに限定されない。例えば親水性ポリマーにシリコーンゴム(PDMS)やポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレンポリブタジエン(PBD)、ポリビニルピリジン(PVP)などを用いてもよい。
The
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。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。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
本発明は、例えば親水性を有する親水性ポリマーと疎水性を有する疎水性ポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する際に有用である。 The present invention is useful when a substrate is treated with a block copolymer including, for example, a hydrophilic polymer having hydrophilicity and a hydrophobic polymer having hydrophobicity.
1 基板処理システム
30 現像装置
31 中性層形成装置
32 洗浄装置
33 ブロック共重合体塗布装置
40 紫外線照射装置
41、42 熱処理装置
111、112 ロードロック
120、121 エッチング装置
300 制御部
400 レジストパターン
401 中性層
402 ブロック共重合体
403 親水性ポリマー
404 疎水性ポリマー
W ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、前記基板に塗布されたブロック共重合体を前記第1のポリマーと前記第2のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、を備えた処理ステーションと、
前記相分離したブロック共重合体から、前記第1のポリマー又は前記第2のポリマーのいずれかを選択的に除去するポリマー除去装置と、
前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置の双方に隣接して設けられ、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェイスステーションを有していることを特徴とする、基板処理システム。 A system for processing a substrate using a block copolymer comprising a first polymer and a second polymer,
A block copolymer coating device for coating the block copolymer on a substrate; a polymer separation device for phase-separating the block copolymer coated on the substrate into the first polymer and the second polymer; A processing station with
A polymer removing device for selectively removing either the first polymer or the second polymer from the phase-separated block copolymer;
A substrate processing system comprising an interface station that is provided adjacent to both of the processing station and the polymer removing apparatus and transfers a substrate between the processing station and the polymer removing apparatus. .
ロードロックと、
前記ロードロック内に配置され、前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なう中継搬送機構と、を有し、
前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置はロードロックを介して接続されていることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の基板処理システム。 The interface station is
Load lock,
A relay transfer mechanism that is arranged in the load lock and transfers a substrate to and from the polymer removing device,
The substrate processing system according to claim 1, wherein the processing station and the polymer removing apparatus are connected via a load lock.
前記ポリマー除去装置は前記処理ステーションと前記搬入出ステーションとの間に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の基板処理システム。 A loading / unloading station for loading / unloading a substrate to / from the processing station;
The substrate processing system according to claim 1, wherein the polymer removing apparatus is disposed adjacent to the processing station and the loading / unloading station.
前記エッチング処理装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置の間に配置されていることを特徴とする、請求項7に記載の基板処理システム。 A substrate etching apparatus that etches the substrate using either the first polymer or the second polymer that has not been removed by the polymer removing apparatus as a mask;
The substrate processing system according to claim 7, wherein the etching processing apparatus is disposed between the carry-in / out station and the polymer removing apparatus.
前記疎水性ポリマーはポリスチレンであることを特徴とする、請求項12に記載の基板処理システム。
The hydrophilic polymer is polymethyl methacrylate;
The substrate processing system according to claim 12, wherein the hydrophobic polymer is polystyrene.
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