JP2014063908A - Substrate processing system - Google Patents

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卓 榎木田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately form a prescribed pattern on a substrate in substrate processing which uses a block copolymer including a hydrophilic polymer and a hydrophobic polymer.SOLUTION: A substrate processing system 1 which processes a wafer W using a block copolymer including a first polymer and a second polymer comprises: a processing station 11 comprising a block copolymer coating device which coats a block copolymer on the wafer W and a polymer separation device which separates the block copolymer coated on the substrate into a first polymer and a second polymer by phase separation; an etching station 12 including a polymer removal device which selectively removes the first polymer or the second polymer from the phase-separated block copolymer; and an interface station 13 which is provided adjacent to both the processing station 11 and the etching station 12 and transfers the wafer W between the processing station 11 and the etching station 12.

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.

特開2008−36491号公報JP 2008-36491 A

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.

本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the substrate processing system concerning this Embodiment. 基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of a substrate processing system. 基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of a substrate processing system. 中継搬送装置の構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of a relay conveyance apparatus. 現像装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of a developing device. 現像装置の構成の概略を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing the outline of the configuration of the developing device. 熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the outline of a structure of the heat processing apparatus. 熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of the heat processing apparatus. 紫外線照射装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of an ultraviolet irradiation device. ウェハ処理の主な工程を説明したフローチャートである。It is the flowchart explaining the main processes of wafer processing. ウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the resist pattern was formed on the wafer. ウェハ上に中性層が形成された様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the neutral layer was formed on the wafer. ウェハ上にブロック共重合体を塗布した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was apply | coated on the wafer. 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した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer. 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した様子を示す平面の説明図である。It is explanatory drawing of the plane which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer. 親水性ポリマーを除去した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the hydrophilic polymer was removed. 他の実施の形態においてウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the resist pattern was formed on the wafer in other embodiment. 他の実施の形態において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した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer in other embodiment. 他の実施の形態において中性層に紫外線を照射した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the ultraviolet rays were irradiated to the neutral layer in other embodiment. 他の実施の形態において中性層上にブロック共重合体を塗布した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was apply | coated on the neutral layer in other embodiment. 他の実施の形態において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した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer in other embodiment. レジストパターンとポリスチレン膜によりパターンが形成された様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the pattern was formed with the resist pattern and the polystyrene film. レジストパターンを除去した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the resist pattern was removed. 反射防止膜上に中性層が形成された様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the neutral layer was formed on the antireflection film. ウェハ上にブロック共重合体を塗布した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was apply | coated on the wafer. 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した様子を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer. 他の実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the substrate processing system concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of the substrate processing system concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかるウェハ処理の主な工程を説明したフローチャートである。It is the flowchart explaining the main processes of the wafer processing concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the substrate processing system concerning other embodiment. 他の実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the substrate processing system concerning other embodiment. 他の実施の形態においてウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示す平面の説明図である。It is explanatory drawing of the plane which shows a mode that the resist pattern was formed on the wafer in other embodiment. 他の実施の形態において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した様子を示す平面の説明図である。It is explanatory drawing of the plane which shows a mode that the block copolymer was phase-separated into the hydrophilic polymer and the hydrophobic polymer in other embodiment.

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 substrate processing system 1 according to the present embodiment.

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 substrate processing system 1 is loaded into a cassette station 10 as a loading / unloading station where a cassette C containing a plurality of wafers W is loaded / unloaded from / to the outside, for example. A processing station 11 including a plurality of various processing apparatuses that perform predetermined processing on a wafer in a single wafer manner, an etching station 12 that includes etching apparatuses 120 and 121 described below that perform etching processing on the wafer, and processing An interface station 13 that is adjacent to both the station 11 and the etching station 12 and that transfers the wafer W between the processing station 11 and the etching station 12 is integrally connected. In the present embodiment, a case where a resist film is formed in advance on the wafer W processed by the substrate processing system 1 and the resist film is subjected to an exposure process in a predetermined pattern will be described as an example. .

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 cassette station 10 is provided with a cassette mounting table 20. The cassette mounting table 20 is provided with a plurality of, for example, four cassette mounting plates 21. The cassette mounting plates 21 are arranged in a line in the horizontal X direction (vertical direction in FIG. 1). The cassette C can be placed on these cassette placement plates 21 when the cassette C is carried in and out of the coating and developing treatment apparatus 2.

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 cassette station 10 is provided with a wafer transfer device 23 that is movable on a transfer path 22 that extends in the X direction. The wafer transfer device 23 is also movable in the vertical direction and the vertical axis direction (θ direction), and includes a cassette C on each cassette mounting plate 21 and a delivery device for a third block G3 of the processing station 11 described later. The wafer W can be carried in and out.

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 processing station 11 is provided with a plurality of, for example, four blocks G1, G2, G3, and G4 having various devices. For example, the first block G1 is provided on the front side of the processing station 11 (X direction negative direction side in FIG. 1), and the second block is provided on the back side of the processing station 11 (X direction positive direction side in FIG. 1). Block G2 is provided. A third block G3 is provided on the cassette station 10 side (Y direction negative direction side in FIG. 1) of the processing station 11, and the interface station 13 side (Y direction positive direction side in FIG. 1) of the processing station 11 is provided. Is provided with a fourth block G4.

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 device 30 for developing a resist after exposure formed on the wafer W to form a resist pattern, A neutral layer forming device 31 that forms a neutral layer by applying a neutral agent on the wafer W, a cleaning device 32 that applies an organic solvent to the wafer W after forming the neutral layer and cleans the wafer W, and a wafer W A block copolymer coating device 33 for coating the block copolymer is stacked on the top in order from the bottom.

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 devices 30, neutral layer forming devices 31, cleaning devices 32, and block copolymer coating devices 33 are arranged side by side in the horizontal direction. Note that the number and arrangement of the developing device 30, the neutral layer forming device 31, the cleaning device 32, and the block copolymer coating device 33 can be arbitrarily selected.

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 device 30, the neutral layer forming device 31, the cleaning device 32, and the block copolymer coating device 33, for example, spin coating for coating a predetermined coating solution on the wafer W is performed. In spin coating, for example, a coating liquid is discharged onto the wafer W from a coating nozzle, and the wafer W is rotated to diffuse the coating liquid to the surface of the wafer W. The configuration of these liquid processing apparatuses will be described later.

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 copolymer coating apparatus 33 includes a first polymer and a second polymer. A hydrophobic polymer having hydrophobicity (nonpolar) is used as the first polymer, and a hydrophilic polymer having hydrophilicity (polarity) is used as the second polymer. In the present embodiment, for example, polymethyl methacrylate (PMMA) is used as the hydrophilic polymer, and for example, polystyrene (PS) is used as the hydrophobic polymer. The ratio of the molecular weight of the hydrophilic polymer in the block copolymer is 40% to 60%, and the ratio of the molecular weight of the hydrophobic polymer in the block copolymer is 60% to 40%. The block copolymer is a polymer obtained by linearly chemicalizing these hydrophilic polymer and hydrophobic polymer.

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 ultraviolet irradiation device 40 for modifying the wafer W by irradiating ultraviolet rays, and heat treatment devices 41 and 42 for performing heat treatment of the wafer W are arranged in the vertical direction and the horizontal direction. Is provided. The ultraviolet irradiation device 40 includes a mounting table on which the wafer W is mounted, and an ultraviolet irradiation unit that irradiates the wafer W on the mounting table with ultraviolet rays. The configuration of the ultraviolet irradiation device 40 will be described later.

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 heat treatment apparatuses 41 and 42 have a hot plate for placing and heating the wafer W and a cooling plate for placing and cooling the wafer W, and can perform both heat treatment and cooling treatment. The heat treatment apparatus 41 is used for heat treatment before and after forming the neutral layer. The heat treatment device 42 is a polymer separation device that performs heat treatment of the wafer W coated with the block copolymer by the block copolymer coating device 33 and phase-separates the block copolymer into a hydrophilic polymer and a hydrophobic polymer. Function. The configuration of the heat treatment apparatuses 41 and 42 will be described later. Although the number and arrangement of the ultraviolet irradiation device 40 and the heat treatment devices 41 and 42 can be arbitrarily selected, it is preferable to arrange the wafer W so that the transfer time of the wafer W in the processing station 11 is the shortest.

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 delivery devices 50, 51, 52, 53, 54, 55, and 56 are provided in order from the bottom. The fourth block G4 is provided with a plurality of delivery devices 60, 61, 62 in order from the bottom.

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 wafer transfer device 70 is disposed in the wafer transfer region D.

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 wafer transfer device 70 has a transfer arm that is movable in the Y direction, the X direction, the θ direction, and the vertical direction, for example. The wafer transfer device 70 moves in the wafer transfer area D and transfers the wafer W to a predetermined device in the surrounding first block G1, second block G2, third block G3, and fourth block G4. it can.

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 wafer transfer apparatuses 70 are arranged in the vertical direction, and the wafer W can be transferred to, for example, a predetermined apparatus having the same height of each of the blocks G1 to G4.

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 shuttle transfer device 80 that transfers the wafer W linearly between the third block G3 and the fourth block G4 is provided.

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 shuttle transport device 80 is movable linearly in the Y direction, for example. The shuttle transfer device 80 moves in the Y direction while supporting the wafer W, and can transfer the wafer W between the transfer device 52 of the third block G3 and the transfer device 62 of the fourth block G4.

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 wafer transfer apparatus 100 is provided next to the third block G3 on the positive side in the X direction. The wafer transfer apparatus 100 has a transfer arm that is movable in the X direction, the θ direction, and the vertical direction, for example. The wafer transfer device 100 can move up and down while supporting the wafer W, and can transfer the wafer W to each delivery device in the third block G3.

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 interface station 13 is provided with a wafer transfer device 110 and load locks 111 and 112. The load locks 111 and 112 are arranged with the wafer transfer device 110 interposed therebetween. The wafer transfer device 110 has a transfer arm that is movable in the Y direction, the θ direction, and the vertical direction, for example. For example, the wafer transfer device 110 can transfer the wafer W between the transfer devices and the load locks 111 and 112 in the fourth block G4 by supporting the wafer W on a transfer arm. Shutters 113 and 114 are provided on the surfaces of the load locks 111 and 112 facing the wafer transfer device 110, respectively. By evacuating the load locks 111 and 112 with an exhaust mechanism (not shown) with the shutters 113 and 114 closed, the inside of the load locks 111 and 112 can be in a reduced pressure atmosphere.

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。   Etching apparatuses 120 and 121 are provided in the etching station 12. The etching apparatuses 120 and 121 are connected to load locks 111 and 112 via shutters 122 and 123, respectively. The etching apparatuses 120 and 121 function as a polymer removing apparatus that performs an etching process on the block copolymer phase-separated on the wafer W and selectively removes a new aqueous polymer.

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(O)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 etching apparatuses 120 and 121, for example, an RIE (Reactive Ion Etching) apparatus that is a plasma processing apparatus is used. That is, in the etching apparatuses 120 and 121, dry etching is performed in which a reactive gas (etching gas) such as oxygen (O 2 ) is plasma-excited by RF power, for example, and the hydrophobic polymer is etched by this plasma.

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 etching apparatuses 120 and 121 is performed by relay transfer mechanisms 124 and 124 provided in the load locks 111 and 112, respectively. As shown in FIG. 4, the relay transport mechanism 124 includes a support base 125, a link part 126 connected to the support base 125, and an arm part 127 connected to the link part 125. The link portion 126 is connected to a drive mechanism (not shown), and the arm portion 127 can be moved between a position above the support base 125 and the etching apparatus 120. For example, three elevating pins 126 that support the wafer W at the upper end thereof are embedded in the support base 124. The elevating pins 128 are configured to be movable up and down in the vertical direction. The elevating pins 128 are moved up and down in a state where the wafer transfer device 110 is kept on the upper side of the support base 125. Wafers W can be delivered between them. Similarly, the arm part 127 is made to stand by above the support base 125 and the elevating pins 128 are moved up and down, so that the wafer W can be delivered to and from the arm part 127.

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 device 30 described above will be described. As shown in FIG. 5, the development processing apparatus 30 includes a processing container 130 having a wafer W loading / unloading port (not shown) formed on a side surface.

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 spin chuck 140 that holds and rotates the wafer W is provided in the processing container 130. On the upper surface of the spin chuck 140, for example, a suction port (not shown) for sucking the wafer W is provided. By suction from the suction port, the wafer W is sucked and held on the spin chuck 140.

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 spin chuck 140 can be rotated at a predetermined speed by a chuck driving unit 141 such as a motor. The chuck driving unit 141 is provided with an elevating drive source (not shown) such as a cylinder, and the spin chuck 140 is movable up and down.

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 spin chuck 140, there is provided a cup 142 that receives and collects the liquid scattered or dropped from the wafer W. The cup 142 has an opening larger than the wafer W so that the spin chuck 140 can be moved up and down on the upper surface. A discharge pipe 143 that discharges the collected liquid and an exhaust pipe 144 that exhausts the atmosphere in the cup 142 are connected to the lower surface of the cup 142.

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 rail 150 extending along the Y direction (left and right direction in FIG. 6) is formed on the negative side of the cup 122 in the X direction (downward direction in FIG. 6). The rail 150 is formed, for example, from the outside of the cup 142 in the Y direction negative direction (left direction in FIG. 6) to the outside in the Y direction positive direction (right direction in FIG. 6). For example, two arms 151 and 152 are attached to the rail 150.

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 first arm 151 supports a supply nozzle 153 that supplies a developer and an organic solvent. The first arm 151 is movable on the rail 150 by a nozzle driving unit 154 shown in FIG. As a result, the supply nozzle 153 can move from the standby portion 155 installed on the outer side of the cup 152 on the positive side in the Y direction to above the center of the wafer W in the cup 142, and further on the surface of the wafer W It can move in the radial direction of W. The first arm 151 can be moved up and down by a nozzle driving unit 154, and the height of the supply nozzle 153 can be adjusted.

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 supply nozzle 153 is connected to a developer supply pipe 157 and an organic solvent supply pipe 158 that communicate with the developer supply source 156.

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 liquid nozzle 160 for supplying a cleaning liquid, for example, pure water, is supported on the second arm 152. The second arm 152 is movable on the rail 150 by the nozzle driving unit 161 shown in FIG. 6, and the cleaning liquid nozzle 160 is moved from the standby unit 162 provided on the Y direction negative direction side of the cup 142 to the cup. 142 can be moved to above the center of the wafer W. Further, the second arm 152 can be moved up and down by the nozzle driving unit 161, and the height of the cleaning liquid nozzle 160 can be adjusted.

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 liquid supply pipe 164 that communicates with a cleaning liquid supply source 163 is connected to the cleaning liquid nozzle 160. The cleaning liquid is stored in the cleaning liquid supply source 163. The cleaning liquid supply pipe 164 is provided with a supply device group 165 including a valve for controlling the flow of the cleaning liquid, a flow rate adjusting unit, and the like. In the above configuration, the supply nozzle 153 for supplying the developer and the cleaning liquid nozzle 160 for supplying the cleaning liquid are supported by separate arms. However, the supply nozzle is supported by the same arm and controlled by movement of the arms. The movement and supply timing of 153 and the cleaning liquid nozzle 160 may be controlled.

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 layer forming device 31, the cleaning device 32, and the block copolymer coating device 33, which are other liquid processing devices, are the same as those of the development processing device 30 described above except that the liquid supplied from the nozzle is different. The description is omitted because it is similar.

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 heat treatment apparatus 41 described above will be described. FIG. 7 is a transverse cross-sectional view showing an outline of the configuration of the heat treatment apparatus 41, and FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing an outline of the configuration of the heat treatment apparatus 41.

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 heat treatment apparatus 41 includes a processing container 170 whose inside can be closed, and a loading / unloading port 171 for the wafer W is formed on a side surface of the processing container 170 facing the wafer transfer apparatus 70. In addition, the heat treatment apparatus 41 includes a heat plate 172 for placing and heating the wafer W in the processing container 110 and a cooling plate 173 for placing and adjusting the temperature of the wafer W. You can do both.

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 hot plate 172 has a substantially disk shape with a large thickness. The hot plate 172 has a horizontal upper surface, and a suction port (not shown) for sucking the wafer W, for example, is provided on the upper surface. By suction from the suction port, the wafer W can be sucked and held on the hot plate 172.

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 electric heater 173 is provided inside the heat plate 172, and the control device 300 (to be described later) controls the amount of electric power supplied to the electric heater 173, so that the heat plate 172 is predetermined. Can be controlled to the set temperature.

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 holes 174 are formed in the hot plate 172 so as to penetrate in the vertical direction. A lift pin 175 is provided in the through hole 174. The lift pins 175 can be moved up and down by a lift drive mechanism 176 such as a cylinder. The elevating pins 175 are inserted through the through holes 174 and protrude from the upper surface of the hot plate 172 so that the elevating pins 175 can move up and down while supporting the wafer W.

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 hot plate 172 is provided with an annular holding member 177 that holds the outer peripheral portion of the hot plate 172. The holding member 177 is provided with a cylindrical support ring 178 that surrounds the outer periphery of the holding member 177 and accommodates the elevating pins 175.

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 cooling plate 173 has a thick substantially disk shape. The cooling plate 173 has a horizontal upper surface, and a suction port (not shown) for sucking, for example, the wafer W is provided on the upper surface. By suction from this suction port, the wafer W can be sucked and held on the cooling plate 173.

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 cooling plate 173, and the cooling plate 173 can be adjusted to a predetermined set temperature.

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 cooling plate 173 has the same configuration as the hot plate 172. That is, the cooling plate 173 is formed with a plurality of through holes 180 penetrating in the vertical direction. Elevating pins 181 are provided in the through hole 180. The lift pins 181 can be moved up and down by a lift drive mechanism 182 such as a cylinder. The elevating pins 181 are inserted through the through-holes 180 and project from the upper surface of the cooling plate 173 so that the elevating pins 181 can move up and down while supporting the wafer W.

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 cooling plate 173 is provided with an annular holding member 183 that holds the outer periphery of the cooling plate 173. The holding member 183 is provided with a cylindrical support ring 184 that surrounds the outer periphery of the holding member 183 and accommodates the lifting pins 181. Note that the configuration of the heat treatment unit 42 is the same as the configuration of the heat treatment unit 41, and thus description thereof is omitted.

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 ultraviolet irradiation device 40 described above will be described. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the ultraviolet irradiation device 40. The ultraviolet irradiation device 40 includes a processing container 200 that can be closed inside. In the processing container 200, a mounting table 210 on which the wafer W is mounted, and an ultraviolet irradiation lamp 211 provided above the mounting table 210. A light shielding plate 212 provided between the mounting table 210 and the ultraviolet irradiation lamp 211 is provided. A loading / unloading port 213 for the wafer W is formed on the side surface of the processing container 200 facing the wafer transfer device 70.

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 holes 220 penetrating in the vertical direction. Each through hole 220 is provided with an elevating pin 221 configured to be moved up and down by an elevating mechanism (not shown). The elevating pins 221 are inserted through the through holes 220 and protrude from the upper surface of the mounting table 210 to support the wafer W.

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 ultraviolet irradiation lamp 211 is held in the processing container 200 by a holding member (not shown). As the ultraviolet irradiation lamp 211, for example, a linear excimer lamp having a wavelength of 172 nm is used. Although three ultraviolet lamps 211 are illustrated in FIG. 9, the shape, number, and arrangement of the ultraviolet irradiation lamps 211 can be arbitrarily set.

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 light shielding plate 212 has a substantially disk shape, and a window 212a that transmits ultraviolet rays in a predetermined pattern is formed at the center thereof. Therefore, when the ultraviolet irradiation lamp 211 is used, the window 212 of the light shielding plate functions as a mask for ultraviolet rays, blocks ultraviolet rays to the peripheral portion of the wafer W, and irradiates the central portion of the wafer W with ultraviolet rays in a predetermined pattern. As a result, the region of the wafer W irradiated with the ultraviolet rays is modified. The light shielding plate 212 is made of a material that does not transmit the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp 211 and is not easily deteriorated by the ultraviolet rays, such as a ceramic plate or a metal plate.

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 substrate processing system 1 is provided with a control unit 300 as shown in FIG. The control unit 300 is a computer, for example, and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores a program for controlling the processing of the wafer W in the substrate processing system 1. The program storage unit also stores a program for controlling operations of drive systems such as the above-described various processing apparatuses and transfer apparatuses to realize various processes in the substrate processing system 1 with a predetermined tact time. Yes. The program is recorded on a computer-readable storage medium such as a computer-readable hard disk (HD), flexible disk (FD), compact disk (CD), magnetic optical desk (MO), or memory card. Or installed in the control unit 300 from the storage medium.

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 substrate processing system 1 configured as described above will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an example of main steps of such wafer processing.

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 cassette station 10 of the substrate processing system 1 and placed on a predetermined cassette placement plate 21. Thereafter, the wafers W in the cassette C are sequentially taken out by the wafer transfer device 23 and transferred to the transfer device 53 of the processing station 11. Note that a resist film is formed in advance on the wafer W to be processed by the substrate processing system 1, and the resist film is subjected to exposure processing in a predetermined pattern.

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 device 30 by the wafer transfer device 70. In the developing device 30, a developing solution is supplied to the wafer W, and the resist is developed into a predetermined pattern. After the development is completed, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 41 by the wafer transfer apparatus 70 and subjected to a post-bake process. Thus, a predetermined resist pattern 400 is formed on the wafer W as shown in FIG. 11 (step S1 in FIG. 10). In the present embodiment, the resist pattern 400 is a so-called line-and-space resist pattern having a straight line portion 400a and a straight space portion 400b in plan view. The width of the space portion 400b is set so that the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arranged in the odd number layers in the space portion 400b as described later.

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 layer forming device 31 by the wafer transfer device 70. In the neutral layer forming apparatus 31, as shown in FIG. 12, a neutral agent is applied on the wafer W to form a neutral layer 401 (step S2 in FIG. 10). Thereafter, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 41, heated, temperature-controlled, and then returned to the delivery apparatus 53.

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 cleaning device 32 by the wafer transfer device 70. In the cleaning device 32, an organic solvent is supplied onto the wafer W after the neutral layer 401 is formed, and foreign matters on the resist pattern 400 and the neutral layer 401 are washed away.

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 copolymer coating device 33 by the wafer transfer device 70. In the block copolymer coating device 33, the block copolymer 402 is coated on the neutral layer 401 of the wafer W as shown in FIG. 13 (step S3 in FIG. 10).

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 heat treatment apparatus 42 by the wafer transfer apparatus 70. In the heat treatment apparatus 42, heat treatment at a predetermined temperature is performed on the wafer W. At this time, for example, nitrogen gas is supplied to make the inside of the heat treatment apparatus 42 into a low oxygen atmosphere, and the heat treatment is performed in the nitrogen gas atmosphere. Then, as shown in FIGS. 14 and 15, the block copolymer 402 on the wafer W is phase-separated into a hydrophilic polymer 403 and a hydrophobic polymer 404 (step S4 in FIG. 10).

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 block copolymer 402, the molecular weight ratio of the hydrophilic polymer 403 is 40% to 60%, and the molecular weight ratio of the hydrophobic polymer 404 is 60% to 40%. Then, in step S4, as shown in FIGS. 14 and 15, the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are phase-separated into a lamellar structure. In addition, since the width of the space portion 400b of the resist pattern 400 is formed to a predetermined width, the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arranged in odd layers in the space portion 400b of the resist pattern.

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 delivery device 56 by the wafer transfer device 70. Next, the wafer W is transferred to the transfer device 52 by the wafer transfer device 100 and transferred to the transfer device 62 by the shuttle transfer device 80.

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 load lock 111 by the wafer transfer device 110 of the interface station 13. When the wafer W is loaded into the load lock 111, the shutters 113 and 122 are closed, the inside of the load lock 111 is sealed, and the pressure is reduced. Thereafter, when the inside of the load lock 111 reaches a predetermined degree of vacuum, the shutter 122 is opened, and the load lock 111 and the etching apparatus 120 that has been previously depressurized are communicated. Then, the wafer W is transferred to the etching apparatus 120 by the relay transfer mechanism 124.

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 etching apparatus 120, the wafer W is etched by plasma processing to selectively remove the hydrophilic polymer 403 as shown in FIG. 16, and a predetermined pattern is formed by the hydrophobic polymer 404 (step S5 in FIG. 10). ).

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 load lock 111 again by the relay transfer mechanism 124. Then, the wafer is transferred to the delivery device 62 by the wafer transfer device 110. Next, the wafer W is transferred to the transfer device 52 by the wafer transfer device 100 and transferred to the transfer device 52 by the shuttle transfer device 80. Thereafter, the wafer is transferred to the cassette C of the predetermined cassette mounting plate 21 by the wafer transfer device 23 of the cassette station 10 and unloaded from the substrate processing system 1.

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 processing station 11 includes the block copolymer coating device 33, the heat treatment device 42 as a polymer separation device, and the wafer transfer device 70 for transferring the wafer W in the processing station 11, and the processing An etching station provided with etching apparatuses 120 and 121 as polymer removing apparatuses is provided adjacent to the station 11. Therefore, in the steps from application of the block copolymer 402 to phase separation of the block copolymer 402 into the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 and subsequent selective removal of the hydrophilic polymer by etching, a conveyance path And the conveyance time can be made constant. As a result, the throughput and thermal history can be kept constant in pattern formation using the block copolymer 402, and variations in the pattern formed of the polymer can be avoided.

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 block copolymer 402 is applied to the wafer after the neutral layer 401 is formed. However, the neutral layer 401 is not necessarily applied. In other words, the neutral layer forming device 31 is not necessarily provided.

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 pattern 400, an antireflection film is formed as a base of the resist film. Since this antireflection film has hydrophilicity, for example, as shown in FIG. 17, for example, three layers of hydrophilic polymer 403 and hydrophobic polymer 404 are alternately arranged in the width of the space portion 400b of the resist pattern 400. Set to be. Then, since the antireflection film 410 has hydrophilicity, as shown in FIG. 18, the hydrophilic polymer 403 is disposed in the middle of the space portion 400b, and the hydrophobic polymer 404 is disposed on both sides thereof. In such a case, after forming the resist pattern 400 in step S1, the resist pattern 400 is transferred to the block copolymer coating device 33 instead of the neutral layer forming device 31, and coating of the block copolymer 402 (step S3) is performed. The other steps S4 to S5 are the same as in the above embodiment.

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 block copolymer 402 to the phase separation of the block copolymer 402 into the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 and the subsequent selective removal of the hydrophilic polymer by etching. Since the transport path and transport time can be made constant, the throughput and thermal history can be kept constant in pattern formation using the block copolymer 402.

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 neutral film 401 is applied in advance may be processed. Further, the wafer W on which a resist pattern is formed in advance may be processed. First, the case where the wafer W on which the neutral film 401 has been applied in advance is processed will be described.

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 neutral layer 401 is applied, the wafer W taken out from the cassette C is first transported to the ultraviolet irradiation device 40. In the ultraviolet irradiation device 40, the neutral layer 401 on the wafer W is irradiated with ultraviolet rays as shown in FIG. At this time, the neutral layer 401 is irradiated with ultraviolet rays in a predetermined pattern, for example, a width where three layers of the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arranged by the light shielding plate 212. Then, the neutral layer 401 irradiated with ultraviolet rays is oxidized and hydrophilized. Hereinafter, the region of the neutral layer 401 thus made hydrophilic may be referred to as a hydrophilic region 420.

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 neutral layer 401 is oxidized and hydrophilized by this active oxygen. In addition, in order to generate | occur | produce active oxygen more easily, it turns out that it is better to use ozone as a process atmosphere. In particular, when the wavelength of ultraviolet rays is 172 nm, not only when ozone is used as a processing atmosphere, but also when the processing atmosphere is an air atmosphere, active oxygen can be efficiently generated from oxygen in the air atmosphere. I know.

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 heat treatment apparatus 41 and subjected to heat treatment. Thereafter, the wafer W is transferred to the block copolymer coating device 33. In the block copolymer coating device 33, the block copolymer 402 is coated on the neutral layer 401 of the wafer W as shown in FIG.

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 heat treatment apparatus 42, and the block copolymer 404 is phase-separated into a hydrophilic polymer 403 and a hydrophobic polymer 404 as shown in FIG. At this time, since the region irradiated with ultraviolet rays has a predetermined width, the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arranged in three layers on the hydrophilic region 420 of the neutral layer 401. . Specifically, since the surface of the hydrophilic region 420 has hydrophilicity, the hydrophilic polymer 403 is disposed in the middle of the hydrophilic region 420, and the hydrophobic polymers 404 and 404 are disposed on both sides thereof. And the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arrange | positioned also on the other area | region of the neutral layer 401. FIG. Thereafter, the wafer W is etched in step S5.

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 polystyrene film 411 is formed in advance on the lower surface of the resist pattern 400 on the wafer W on which the resist pattern 400 has been formed in advance. At this time, the line part 400a of the polystyrene film 411 and the resist pattern 400 is a line-and-space resist pattern, and the width of the line part 400a is such that only one layer of the hydrophilic polymer 405 is disposed in the line part 402a. Is set. In addition, the width of the space portion 400b is set so that the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 are alternately arranged in the space portion 400b by an odd number of layers. A lower antireflection film 410 is formed on the base of the resist pattern 400.

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 pattern 400 and the polystyrene film 411, the wafer W taken out from the cassette C is first transported to the cleaning device 32 and cleaned with an organic solvent. Thus, as shown in FIG. 23, the resist pattern 400 on the wafer W is removed, and a pattern of the polystyrene film 411 is formed on the wafer W.

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 layer forming apparatus 31. In the neutral layer forming apparatus 31, a neutral layer 401 is formed on the antireflection film 410 of the wafer W as shown in FIG. Thereafter, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 40, heated, and the temperature is adjusted.

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 copolymer coating device 33. In the block copolymer coating apparatus 33, the block copolymer 402 is coated on the neutral layer 401 and the polystyrene film 411 of the wafer W as shown in FIG.

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 heat treatment apparatus 42 and subjected to heat treatment, and the block copolymer 402 is separated into a hydrophilic polymer 403 and a hydrophobic polymer 404 as shown in FIG. At this time, since the widths of the line part 400a and the space part 400b of the resist pattern 400 described above are formed to have predetermined widths, one layer of the hydrophobic polymer 404 is disposed on the polystyrene film 411, and the neutral layer 401 is formed. On the top, an odd number of layers of hydrophilic polymer 405 and hydrophobic polymer 406 are alternately arranged. Thereafter, the wafer W is etched in step S5.

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 etching apparatuses 120 and 121 to selectively remove the hydrophilic polymer 403. However, the hydrophilic polymer 403 may be removed by a wet etching process. In such a case, for example, as shown in FIG. 21, a solvent supply device 500 that supplies an organic solvent onto the wafer W is provided in the first block G <b> 1 of the coating and developing treatment apparatus 2. The number and arrangement of the hydrophilic film forming apparatuses 500 can be arbitrarily selected. However, in order to minimize the conveyance of the wafer W, it is preferable to dispose the hydrophilic film forming apparatus 500 above the block copolymer coating apparatus 33. In the solvent supply device 500, for example, spin coating for applying a predetermined coating solution onto the wafer W is performed in the same manner as the other liquid processing devices of the first block G1.

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 solvent supply device 50 is used, the wafer W obtained by phase-separating the block copolymer 402 in step S4 is first transferred to the ultraviolet irradiation device 40 in place of the etching device 120 in step S5. Then, by irradiating the wafer W with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less, for example, 172 nm, the bond chain of polymethyl methacrylate, which is the hydrophilic polymer 403, is cut, and the polystyrene, which is the hydrophobic polymer 404, is crosslinked. At this time, ultraviolet irradiation is performed on the entire surface of the wafer W without using the light shielding plate 212. Thereafter, the wafer W is transferred to the solvent supply device 500, and isopropyl alcohol (IPA) is supplied to the wafer W in the solvent supply device 500. As a result, the hydrophilic polymer 403 whose bond chain has been cut by ultraviolet irradiation is dissolved and removed.

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 hydrophilic polymer 403 is removed by a so-called dry etching process, since the selection ratio of the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 is, for example, about 3 to 7: 1, film slippage of the hydrophobic polymer 404 cannot be avoided. On the other hand, when the hydrophilic polymer 403 is removed by so-called wet etching using an organic solvent, since the hydrophobic polymer 404 is hardly dissolved in the organic solvent, film slippage can be avoided. As a result, a sufficient film thickness as a mask can be ensured when the film to be processed is etched using the pattern of the hydrophobic polymer 404 as a mask in subsequent steps.

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 substrate processing system 1 mainly performs the processing related to the coating process of the block copolymer 402. However, in the substrate processing system 1, the resist pattern which is the pre-processing of the coating of the block copolymer 402 is performed. 400 may be formed.

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 etching station 510 is provided adjacent to the cassette station 10 and the processing station 11. An exposure device 511 is disposed on the side of the processing station 11 opposite to the cassette station 10. In FIG. 27, the wafer transfer device 110 and the load locks 111 and 112 provided in the interface station 13 are arranged in the etching station 510 in a straight line with respect to the etching devices 120 and 121, and the interface station 13 is omitted. This is because the transfer of the wafer W between the wafer transfer apparatus 110 and the wafer transfer apparatus 100 is taken into consideration. As long as the wafer W can be transferred between the wafer transfer apparatus 110 and the wafer transfer apparatus 100 as appropriate, the arrangement of the devices in the etching station 12 and the interface station 510 is not limited to this embodiment, and can be arbitrarily set. .

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 processing station 11, a lower antireflection film forming apparatus 520 that forms a lower antireflection film on the wafer W, a resist solution is applied to the wafer W, and a resist solution is applied. A resist coating apparatus 521 for forming a film and an upper reflective film forming apparatus 522 for forming an upper antireflection film on the resist film are further provided. The lower antireflection film forming device 520, the resist coating device 521, and the upper reflection film forming device 522 are arranged below the developing device 30 in this order from the bottom.

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 substrate processing system 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In forming the resist pattern 400 in the substrate processing system 1, the wafer W is first transferred to the lower antireflection film forming apparatus 520, and a lower antireflection film is formed on the wafer W (step T1 in FIG. 29). Thereafter, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 41, heated, and the temperature is adjusted.

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 coating device 521, and a resist solution is applied onto the lower antireflection film of the wafer W to form a resist film (step T2 in FIG. 29). Thereafter, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 41 and prebaked. Thereafter, the wafer W is transferred to the upper antireflection film forming apparatus 522, and an upper antireflection film is formed on the resist film (step T3 in FIG. 29). Thereafter, the wafer W is transferred to the exposure apparatus 511 and subjected to exposure processing with a predetermined pattern (step T4 in FIG. 29).

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 heat treatment apparatus 41. Thereafter, the wafer W is transferred to the developing device 30 and developed. After completion of the development, the wafer W is transferred to the heat treatment apparatus 41 and subjected to a post baking process. Thus, a predetermined resist pattern is formed on the wafer W (step S1 in FIG. 29). The other steps 2 to S5 are the same as in the above embodiment.

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 hydrophobic polymer 404 can be performed consistently by the substrate processing system 1. Therefore, the throughput and thermal history of the wafer W can be made constant, thereby avoiding variations in the pattern formed by the polymer.

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 substrate processing system 1 shown in FIG. 27, the wafer W after the layer separation of the block copolymer 402 in step S4 is transferred to the etching station 12 disposed on the cassette station 10 side of the processing station 11. However, the transport route is different from the above embodiment.

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 substrate processing system 1 may further include an inspection station that inspects the wafer W on which a predetermined pattern is formed by removing the hydrophilic polymer 403 at the etching station 12. In this case, as shown in FIG. 30, an inspection station 530 for inspecting the wafer W is arranged between the etching station 12 and the cassette station 10, and the wafer W on which a predetermined pattern is formed in the etching station 12 is inspected. Transported to station 530 for inspection.

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 inspection station 530, the pattern formed on the wafer W is imaged by, for example, a CCD camera, and the quality of the pattern is determined. If it is determined that the pattern is well formed, the wafer W is transferred to the cassette C of the cassette station 10, and if it is determined that there is an abnormality in the pattern, it is recovered, for example, in a recovery cassette CA.

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 inspection station 530, it is possible to sort out a good wafer and a defective wafer without separately inspecting with another inspection apparatus, and it is possible to bring a defective wafer into a subsequent process. Disappear.

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 substrate processing system 1 is a wafer etching apparatus as a substrate etching apparatus that performs an etching process on the wafer W using a pattern of the hydrophobic polymer 404 formed by removing the hydrophilic polymer 403 at the etching station 12 as a mask. The wafer etching station provided with may be provided. As shown in FIG. 31, the wafer etching station 540 is disposed between the etching station 12 and the cassette station 10.

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 wafer etching station 540 has the same configuration as that of the etching station 510 shown in FIG. 27. In the wafer etching station 540, wafer etching apparatuses 550 and 551, load locks 552 and 553, and a wafer transfer apparatus 560 are linear. Is arranged. The configurations of wafer etching apparatuses 550 and 551, load locks 552 and 553, and wafer transfer apparatus 560 are the same as those of wafer etching apparatuses 120 and 121, load locks 111 and 112, and wafer transfer apparatus 110, respectively.

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 substrate processing system 1 shown in FIG. 31, the wafer W from which the hydrophilic polymer 403 has been removed in the etching station 510 through steps T1 to T4 and steps S1 to S5 is transferred to the wafer etching station 540. The wafer W transferred to the wafer etching station 540 is transferred to the wafer etching apparatus 552, and the wafer W or a film to be processed previously formed on the upper surface of the wafer W is etched using the hydrophobic polymer 404 as a mask. The wafer W after the etching process is transferred to the cassette station 10 and accommodated in the cassette C.

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 substrate processing system 1. Therefore, the throughput and thermal history of the wafer W can be made constant, thereby avoiding variations in the pattern formed by the polymer.

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 block copolymer 402 on the wafer W is phase-separated into the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 having a lamellar structure. However, the substrate processing system 1 of the present invention uses the block copolymer 402 as the block copolymer 402. The present invention can also be applied to the case where phase separation into a hydrophilic polymer 403 and a hydrophobic polymer 404 having a cylinder structure.

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 block copolymer 402 used in the present embodiment, the ratio of the molecular weight of the hydrophilic polymer 403 is 20% to 40%, and the ratio of the molecular weight of the hydrophobic polymer 404 in the block copolymer 402 is 80% to 60%. It is.

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 circular space 400c in plan view is formed on the wafer W. The space portions 400c are arranged in a staggered manner in a plan view.

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 block copolymer 402 is phase-separated in step S5, it is phase-separated into a hydrophilic polymer 403 having a cylindrical structure and a hydrophobic polymer 405 as shown in FIG. The hydrophilic polymer 403 is formed on the hydrophilic space portion 400c and on the resist pattern 400 between the two space portions 400c and 400c. The hydrophobic polymer 404 is formed on the other resist pattern 400. Then, when the film to be processed on the wafer W is etched using the hydrophilic polymer 403 as a mask, a predetermined hole-shaped pattern is formed in the film to be processed.

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 block copolymer 402 can be appropriately separated into the hydrophilic polymer 403 and the hydrophobic polymer 404 having a cylindrical structure, and the etching process of the film to be processed can be appropriately performed.

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 block copolymer 402 of the above embodiment has polymethyl methacrylate (PMMA) and polystyrene (PS), but includes a hydrophilic polymer having hydrophilicity and a hydrophobic polymer having hydrophobicity. It is not limited to this. For example, silicone rubber (PDMS), polyethylene oxide (PEO), polyethylene polybutadiene (PBD), polyvinyl pyridine (PVP), or the like may be used as the hydrophilic polymer.

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 SYMBOLS 1 Substrate processing system 30 Developing device 31 Neutral layer forming device 32 Cleaning device 33 Block copolymer coating device 40 Ultraviolet irradiation device 41, 42 Heat treatment device 111, 112 Load lock 120, 121 Etching device 300 Control unit 400 Resist pattern 401 Medium Layer 402 block copolymer 403 hydrophilic polymer 404 hydrophobic polymer W wafer

Claims (13)

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. .
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することを特徴とする、請求項1に記載の基板処理システム。 The said processing station further has a neutral layer formation apparatus which forms a neutral layer in the board | substrate before apply | coating a block copolymer with the said block copolymer application apparatus, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The substrate processing system as described. 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、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ることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理システム。 The substrate processing according to claim 1, wherein the polymer removing apparatus is a plasma processing apparatus that etches either the first polymer or the second polymer by plasma processing. system. 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ることを特徴とする、請求項4に記載の基板処理システム。 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. The substrate processing system according to claim 4, wherein: 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、をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の基板処理システム。 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 The substrate processing system according to claim 6, further comprising 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することを特徴する、請求項7に記載の基板処理システム。 The substrate processing system according to claim 7, further comprising a substrate inspection device that inspects a substrate from which either the first polymer or the second polymer is removed by the polymer removal device. 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ることを特徴とする、請求項8に記載の基板処理システム。 The substrate processing system according to claim 8, wherein the substrate inspection apparatus is 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することを特徴とする、請求項10に記載の基板処理システム。 The substrate processing system according to claim 10, wherein the etching apparatus etches 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ることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の基板処理システム。 The substrate according to any one of claims 1 to 11, wherein the first polymer is a hydrophilic polymer having hydrophilicity, and the second polymer is a hydrophobic polymer having hydrophobicity. Processing system. 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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