JP2014175357A - 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム - Google Patents

基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム Download PDF

Info

Publication number
JP2014175357A
JP2014175357A JP2013044421A JP2013044421A JP2014175357A JP 2014175357 A JP2014175357 A JP 2014175357A JP 2013044421 A JP2013044421 A JP 2013044421A JP 2013044421 A JP2013044421 A JP 2013044421A JP 2014175357 A JP2014175357 A JP 2014175357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
resist film
wafer
processing
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013044421A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumiko Iwao
文子 岩尾
Satoru Shimura
悟 志村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2013044421A priority Critical patent/JP2014175357A/ja
Priority to US14/177,322 priority patent/US9280052B2/en
Priority to KR1020140023471A priority patent/KR20140109815A/ko
Priority to TW103107271A priority patent/TWI547972B/zh
Publication of JP2014175357A publication Critical patent/JP2014175357A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/265Selective reaction with inorganic or organometallic reagents after image-wise exposure, e.g. silylation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67167Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers surrounding a central transfer chamber
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

【課題】基板上にレジストパターンを適切に形成する。
【解決手段】ウェハWの被処理膜400上にレジスト膜401を形成する(図8(a))。レジスト膜401を所定のパターンに露光し、当該レジスト膜401に露光部402と未露光部403を形成する(図8(b))。露光部402にアルコールを進入させ、且つ露光部402中にアルコールを介して金属404を浸潤させる(図8(c))。未露光部403上に堆積した金属を除去する。未露光部403を除去し、ウェハW上にレジストパターン405を形成する(図8(d))。レジストパターン405をマスクとして被処理膜400をエッチング処理し、当該被処理膜400に所定のパターン406を形成する(図8(e))。
【選択図】図8

Description

本発明は、基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、及び当該基板処理方法を実行するための基板処理システムに関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、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、ウェハ表面のレジスト膜に所定のパターンの光を照射してレジスト膜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等が順次行われて、ウェハ表面のレジスト膜に所定のレジストパターンが形成される。
上述した現像処理は、例えばウェハのレジスト膜上に現像液を供給して行われる。かかる場合、現像液の表面張力がレジストパターンに作用して、当該レジストパターンが傾斜して倒れる、いわゆるパターン倒れが発生する場合がある。
そこで、現像原液に有機溶剤を混合させて表面張力を小さくした現像液を用いて、現像処理を行うことが提案されている(特許文献1)。
特開2012−22244号公報
しかしながら、特許文献1に記載された現像液を用いて現像処理を行った場合、その現像液の表面張力を小さくした分、パターン倒れを抑制することはできるが、現実的にはまだ改善の余地がある。
特に近年の半導体デバイスは例えば20nm以下に微細化しており、レジストパターンの微細化が進められている。換言すれば、レジストパターンのアスペクト比が大きくなっている。このため、パターン倒れの問題が顕著になっており、かかる観点からもパターン倒れを抑制して、レジストパターンを適切に形成する必要がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上にレジストパターンを適切に形成することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法であって、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を所定のパターンに露光する露光工程と、前記レジスト膜において前記露光工程で露光された露光部中に処理剤を進入させ、且つ前記露光部中に前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理工程と、前記レジスト膜において前記露光工程で露光されていない未露光部を除去し、基板上にレジストパターンを形成するレジスト膜除去工程と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、露光工程でレジスト膜を露光すると、レジスト膜の露光部にOH基(水酸基)が形成される。その後、金属処理工程では、露光部中のOH基等の親和性の良い官能基をターゲットにして露光部中に処理剤が進入する。この露光部中への処理剤の進入に伴い、当該処理剤を進入経路として金属も露光部中に進入する。その後、レジスト膜除去工程においてレジスト膜の未露光部を除去すると、金属が浸潤した露光部が残り、基板上にレジストパターンが形成される。このように本発明によれば、従来のように現像液を用いた現像処理を省略することができるので、パターン倒れを抑制することができ、基板上にレジストパターンを適切に形成することができる。
しかも、本発明のレジストパターンは金属を含有しており、基板上の被処理膜に対して高いエッチング選択比を有している。したがって、アスペクト比の高いレジストパターンを形成する必要がなく、かかる観点からもパターン倒れを抑制することができる。
さらに、このようにレジストパターンが被処理膜に対する高いエッチング選択比を有しているので、当該レジストパターンをマスクとして被処理膜をエッチングすると、被処理膜に所定のパターンを適切に形成することができる。
前記金属処理工程において前記露光部中に浸潤する前記金属の浸潤量の制御は、少なくとも前記金属処理工程において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理工程における前記処理剤の温度、前記金属処理工程で処理される前記レジスト膜中の溶剤の量、又は前記露光工程における露光量を調整して行われてもよい。
前記金属処理工程において、前記露光部中に前記金属を浸潤させた後、前記未露光部上に堆積した金属を除去してもよい。
前記金属処理工程において、前記処理剤中に前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給し、前記露光部中に前記金属含有剤を進入させて、前記露光部中に前記金属を浸潤させてもよい。
前記金属処理工程において、前記金属含有剤は液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給されてもよい。
前記金属処理工程において、前記レジスト膜上に前記処理剤を供給して前記露光部中に前記処理剤を進入させた後、前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給して前記露光部中に前記金属を浸潤させてもよい。
前記金属処理工程において、前記処理剤と前記金属含有剤は、それぞれ液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給されてもよい。
前記処理剤はアルコールであってもよい。
別な観点による本発明によれば、前記基板処理方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
さらに別な観点による本発明は、基板上にレジストパターンを形成する基板処理システムであって、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置と、前記レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置と、前記レジスト膜において前記露光装置で露光された露光部中に処理剤を進入させ、且つ前記露光部中に前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理装置と、前記レジスト膜において前記露光装置で露光されていない未露光部を除去し、基板上にレジストパターンを形成するレジスト膜除去装置と、を有することを特徴としている。
前記基板処理システムは、少なくとも前記金属処理装置において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理装置における前記処理剤の温度、前記金属処理装置において処理される前記レジスト膜中の溶剤の量、又は前記露光装置における露光量を調整して、前記金属処理装置において前記露光部中に浸潤する前記金属の浸潤量を制御する制御装置をさらに有していてもよい。
前記金属処理装置は、前記露光部中に前記金属を浸潤させた後、前記未露光部上に堆積した金属を除去してもよい。
前記金属処理装置は、前記処理剤中に前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給する金属含有剤供給部を有していてもよい。
金属含有剤供給部は、前記金属含有剤を液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給してもよい。
前記金属処理装置は、前記レジスト膜上に前記処理剤を供給する処理剤供給部と、前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給する金属含有剤供給部とを有していてもよい。
前記処理剤供給部と前記金属含有剤供給部は、前記処理剤と前記金属含有剤をそれぞれ液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給してもよい。
前記処理剤はアルコールであってもよい。
本発明によれば、基板上にレジストパターンを適切に形成することができる。
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。 塗布現像処理装置の構成の概略を示す平面図である。 塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す側面図である。 塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す側面図である。 塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 エッチング処理装置の構成の概略を示す平面図である。 ウェハ処理の説明図であり、(a)はウェハ上にレジスト膜が形成された様子を示し、(b)はレジスト膜が露光された様子を示し、(c)はレジスト膜の露光部中に金属が浸潤した様子を示し、(d)はウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示し、(e)は被処理膜に所定のパターンが形成された様子を示す。 他の実施の形態にかかるウェハ処理の説明図であり、(a)はレジスト膜の露光部の上部中に金属が浸潤した様子を示し、(b)はウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示し、(c)は被処理膜に所定のパターンが形成された様子を示す。 他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかるウェハ処理の説明図であり、(a)はレジスト膜の露光部中にアルコールが進入した様子を示し、(b)は露光部中に金属が浸潤した様子を示し、(c)はウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示し、(d)は被処理膜に所定のパターンが形成された様子を示す。 他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
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。なお、本実施の形態の基板処理システム1で処理される基板としてのウェハ上には、後述するように予め被処理膜が形成されている。
基板処理システム1は、図1に示すようにウェハにフォトリソグラフィー処理(現像処理を除く。)を行う塗布現像処理装置2と、ウェハにエッチング処理を行うエッチング処理装置3とを有している。
塗布現像処理装置2は、図2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が搬入出されるカセットステーション10と、フォトリソグラフィー処理の中で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、処理ステーション11に隣接する露光装置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。
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2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。
カセットステーション10には、図2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を搬送できる。
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2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2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2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。
例えば第1のブロックG1には、図3に示すように複数の液処理装置が鉛直方向に積層されている。例えばウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下、「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置30、ウェハWにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成すると共に、レジスト膜に所定の液を塗布してレジスト膜中に金属を浸潤させる塗布処理装置31、32、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下、「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置33が下から順に4段に重ねられている。なお、塗布処理装置31、32は、本発明におけるレジスト膜形成装置として機能すると共に、金属処理装置として機能する。
下部反射防止膜形成装置30、上部反射防止膜形成装置33は、それぞれ処理時にウェハWを収容するカップPを水平方向に複数有し、複数のウェハWを並行して処理することができる。塗布処理装置31、32の詳細な構成については後述する。
なお、これら下部反射防止膜形成装置30、塗布処理装置31、32、上部反射防止膜形成装置33の数や配置は、任意に選択できる。また第1のブロックG1には、ウェハWに撥水性の保護膜を形成するための処理液を供給して露光用の保護膜を形成する保護膜形成装置や、ウェハWの裏面及び周縁のベベル部に洗浄液を供給してウェハWの裏面を洗浄する裏面洗浄装置等が配置されていてもよい。
例えば第2のブロックG2には、図4に示すようにウェハWの熱処理を行う熱処理装置40や、ウェハWを疎水化処理するアドヒージョン装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置40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40、アドヒージョン装置41及び周辺露光装置42の数や配置は、任意に選択できる。
例えば第3のブロックG3には、図3及び図4に示すように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、63、64、65、66が下から順に設けられている。
図2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。
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71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。
ウェハ搬送装置70は、例えば図4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。
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。
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。
図2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90が設けられている。ウェハ搬送装置90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90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。
インターフェイスステーション13には、ウェハ搬送装置100と受け渡し装置101が設けられている。ウェハ搬送装置100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100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、受け渡し装置101及び露光装置12との間でウェハWを搬送できる。
次に、上述した塗布処理装置31、32の構成について説明する。塗布処理装置31は、図5に示すように内部を閉鎖可能な処理容器110を有している。処理容器110のウェハ搬送領域D側の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が例えば3箇所に形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。また、これら3つの搬入出口は、後述する金属処理部120、レジスト膜形成部121、122に対応する位置に形成されている。なお、金属処理部120は本発明における金属処理装置として機能し、レジスト膜形成部121、122は本発明におけるレジスト膜形成装置として機能する。
処理容器110の内部には、例えばウェハW上のレジスト膜において露光装置12で露光された露光部中に処理剤としてのアルコールを進入させ、且つ露光部中にアルコールを介して金属を浸潤させる金属処理部120と、ウェハW上にレジスト膜を形成する2つのレジスト膜形成部121、122とが設けられている。金属処理部120、レジスト膜形成部121、122は、Y方向負方向(図5の左方向)側からY方向正方向(図5の右方向)側にこの順で並べて配置されている。
金属処理部120には、図6に示すようにウェハWを保持して回転させるスピンチャック130が設けられている。スピンチャック130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をスピンチャック130上に吸着保持できる。
スピンチャック130の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部131が設けられている。スピンチャック130は、チャック駆動部131により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部131には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック130は昇降自在になっている。
スピンチャック130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132が設けられている。カップ132の下面には、回収した液体を排出する排出管133と、カップ132内の雰囲気を排気する排気管134が接続されている。
図5に示すようにカップ132のX方向負方向(図5中の下方向)側には、Y方向(図5中の左右方向)に沿って延伸するレール140が形成されている。レール140は、例えばカップ132のY方向負方向(図5中の左方向)側の外方からY方向正方向(図5中の右方向)側の外方まで形成されている。レール140には、例えば2本のアーム141、142が取り付けられている。
第1のアーム141には、図5及び図6に示すようにウェハW上に金属含有剤としての液体状の金属含有液を供給する、金属含有剤供給部としての金属含有液ノズル143が支持されている。第1のアーム141は、図5に示すノズル駆動部144により、レール140上を移動自在である。これにより、金属含有液ノズル143は、カップ132のY方向正方向側の外方に設置された待機部145からカップ132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上をウェハWの径方向に移動できる。また、第1のアーム141は、ノズル駆動部144によって昇降自在であり、金属含有液ノズル143の高さを調整できる。
金属含有液ノズル143には、図6に示すように金属含有液供給源146に連通する供給管147が接続されている。金属含有液供給源146内には、金属含有液が貯留されている。供給管147には、金属含有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148が設けられている。
金属含有液供給源146内には、処理剤としてのアルコールに金属が溶解した金属含有液が貯留されている。アルコールとしては、例えばIPA(イソプロピルアルコール)、エタノール、ブタノール、MIBC(メチルイソブチルカルビノール)等が用いられる。また金属としては、例えばZr(ジルコニウム)、Ti(チタン)、W(タングステン)等が用いられる。なお、この金属は微小な径を有し、例えば5nm以下の径のナノパーティクルである。
第2のアーム142には、図5及び図6に示すようにウェハWに洗浄液を供給する洗浄液ノズル150が支持されている。第2のアーム142は、図5に示すノズル駆動部151により、レール140上を移動自在である。これにより、洗浄液ノズル150は、カップ132のY方向負方向側の外方に設置された待機部152からカップ132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上をウェハWの径方向に移動できる。また、第2のアーム142は、ノズル駆動部151によって昇降自在であり、洗浄液ノズル150の高さを調整できる。
洗浄液ノズル150には、図6に示すように洗浄液供給源153に連通する供給管154が接続されている。洗浄液供給源153内には、洗浄液としてアルコール、例えばIPA(イソプロピルアルコール)、エタノール、ブタノール、MIBC(メチルイソブチルカルビノール)等が貯留されている。供給管154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155が設けられている。
レジスト膜形成部121には、図6に示すようにウェハWを保持して回転させるスピンチャック160が設けられている。スピンチャック160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をスピンチャック160上に吸着保持できる。
スピンチャック160の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部161が設けられている。スピンチャック160は、チャック駆動部161により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部161には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック160は昇降自在になっている。
スピンチャック160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162が設けられている。カップ162の下面には、回収した液体を排出する排出管163と、カップ162内の雰囲気を排気する排気管164が接続されている。
なお、レジスト膜形成部122にも、上記レジスト膜形成部121と同様に、スピンチャック160、チャック駆動部161、カップ162、排出管163、排気管164が設けられている。
図5に示すようにレジスト膜形成部121、122のカップ162のX方向負方向(図5中の下方向)側には、Y方向(図5中の左右方向)に沿って延伸するレール170が形成されている。レール170は、例えばレジスト膜形成部121のカップ162のY方向負方向(図5中の左方向)側の外方から、レジスト膜形成部122のカップ162のY方向正方向(図5中の右方向)側の外方まで形成されている。レール170には、例えばアーム171が取り付けられている。
アーム171には、図5及び図6に示すようにウェハWにレジスト液を供給するレジスト液ノズル172が支持されている。アーム171は、図5に示すノズル駆動部173により、レール170上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル172は、レジスト膜形成部121のカップ162とレジスト膜形成部122のカップ162との間に設置された待機部174からカップ162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上をウェハWの径方向に移動できる。また、アーム171は、ノズル駆動部173によって昇降自在であり、レジスト液ノズル172の高さを調整できる。
レジスト液ノズル172には、図6に示すようにレジスト液供給源175に連通する供給管176が接続されている。レジスト液供給源175内には、レジスト液が貯留されている。供給管176には、レジスト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177が設けられている。
なお、塗布処理装置32の構成は、上述した塗布処理装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
次に、上述したエッチング処理装置3の構成について説明する。エッチング処理装置3は、図7に示すようにエッチング処理装置3に対するウェハWの搬入出を行うカセットステーション200、ウェハWの搬送を行う共通搬送部201、ウェハW上のレジスト膜において露光装置12で露光されていない未露光部を除去し、ウェハW上にレジストパターンを形成するレジスト膜除去装置としての第1のエッチング装置202、203、ウェハW上のレジストパターンをマスクとして被処理膜を所定のパターンにエッチングする第2のエッチング装置204、205を有している。
カセットステーション200は、ウェハWを搬送するウェハ搬送機構210が内部に設けられた搬送室211を有している。ウェハ搬送機構210は、ウェハWを略水平に保持する2つの搬送アーム210a、210bを有しており、これら搬送アーム210a、210bのいずれかによってウェハWを保持しながら搬送する構成となっている。搬送室211の側方には、ウェハWを複数枚並べて収容可能なカセットCが載置されるカセット載置台212が備えられている。図示の例では、カセット載置台212には、カセットCを複数、例えば3つ載置できるようになっている。
搬送室211と共通搬送部201は、真空引き可能な2つのロードロック装置213a、213bを介して互いに連結させられている。
共通搬送部201は、例えば上方からみて略多角形状(図示の例では六角形状)をなすように形成された密閉可能な構造の搬送室チャンバ214を有している。搬送室チャンバ214内には、ウェハWを搬送するウェハ搬送機構215が設けられている。ウェハ搬送機構215は、ウェハWを略水平に保持する2つの搬送アーム215a、215bを有しており、これら搬送アーム215a、215bのいずれかによってウェハWを保持しながら搬送する構成となっている。
搬送室チャンバ214の外側には、第1のエッチング装置202、203、第2のエッチング装置204、205、ロードロック装置213b、213aが、搬送室チャンバ214の周囲を囲むように配置されている。第1のエッチング装置202、203、第2のエッチング装置204、205、ロードロック装置213b、213aは、例えば上方からみて時計回転方向においてこの順に並ぶように、また、搬送室チャンバ214の6つの側面部に対してそれぞれ対向するようにして配置されている。
なお、第1のエッチング装置202、203、第2のエッチング装置204、205としては、例えば例えばRIE(Reactive Ion Eching)装置が用いられる。すなわち、第1のエッチング装置202、203、第2のエッチング装置204、205では、反応性の気体(エッチングガス)やイオン、ラジカルによって、レジスト膜や被処理膜をエッチングするドライエッチングが行われる。
以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御装置300が設けられている。制御装置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。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装置300にインストールされたものであってもよい。
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Wの処理方法について説明する。図8は、ウェハ処理の各工程におけるウェハWの状態を模式的に示している。なお、図8(a)に示すように基板処理システム1で処理されるウェハW上には、予め被処理膜400が形成されている。
先ず、複数枚のウェハWを収容したカセットCが、塗布現像処理装置2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50に搬送される。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送され、温度調節される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって下部反射防止膜形成装置30に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される。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、その後受け渡し装置51に戻される。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置90によって受け渡し装置53に搬送される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によってアドヒージョン装置41に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送され、温度調節される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって塗布処理装置31のレジスト膜形成部121に搬送される。
レジスト膜形成部121に搬送されたウェハWは、スピンチャック160に吸着保持される。続いて、アーム171によって待機部174のレジスト液ノズル172をウェハWの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック160によってウェハWを回転させながら、レジスト液ノズル172からウェハWの中心部にレジスト液を供給する。ウェハW上に供給された供給されたレジスト液ノズル172は、ウェハWの回転により生じる遠心力によってウェハWの表面全面に拡散する。こうしてウェハWの被処理膜400上にレジスト液が塗布され、図8(a)に示すようにウェハW上にレジスト膜401が形成される。なお、ウェハW上にはレジスト膜401の下層において、上述した下部反射防止膜が形成されているが、図示の例においては省略している。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送されて、プリベーク処理される。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55に搬送される。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって上部反射防止膜形成装置33に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜(図示せず)が形成される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって周辺露光装置42に搬送されて、ウェハW上のレジスト膜401の周縁部に対して周辺露光処理が行わる。
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。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置90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。
次にウェハ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100によって露光装置12に搬送される。露光装置12では、ウェハWのレジスト膜401に光が照射され、当該レジスト膜401に所定のパターンが選択的に露光される。そして、図8(b)に示すようにレジスト膜401において、露光された露光部402と露光されてない未露光部403のパターンが形成される。また露光部402が露光されることによって、この露光部402にはOH基(水酸基)が形成される。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置100によって露光装置12から受け渡し装置63に搬送される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって塗布処理装置31の金属処理部120に搬送される。
金属処理部120に搬送されたウェハWは、スピンチャック130に吸着保持される。続いて、第1のアーム141によって待機部145の金属含有液ノズル143をウェハWの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック130によってウェハWを回転させながら、金属含有液ノズル143からウェハWの中心部に金属含有液を供給する。ウェハW上に供給された供給された金属含有液は、ウェハWの回転により生じる遠心力によってウェハWのレジスト膜401の表面全面に拡散する。
このようにレジスト膜401上に金属含有液が塗布されると、金属含有液中のアルコールは、レジスト膜401の露光部402中のOH基等、親和性の良い官能基をターゲットにして露光部402中に進入する。この露光部402中へのアルコールの進入に伴い、当該アルコールを進入経路として金属も露光部402中に進入する。そして、金属は露光部402中のOH基と結合して、図8(c)に示すように金属404が露光部402中に浸潤する。なおこのとき、未露光部403中には金属が進入せず、当該未露光部403の表面には金属が堆積する。
その後、第1のアーム141によって金属含有液ノズル143をウェハWの中心部から待機部145に移動させると共に、第2のアーム142によって待機部152の洗浄液ノズル150をウェハWの中心部の上方まで移動させる。
続いて、スピンチャック130によってウェハWを回転させながら、洗浄液ノズル150からウェハWの中心部に洗浄液を供給する。ウェハW上に供給された洗浄液は、ウェハWの回転により生じる遠心力によってウェハWのレジスト膜401の表面全面に拡散する。この洗浄液によって、未露光部403上に堆積した金属が除去され、レジスト膜401の表面が洗浄される。
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって受け渡し装置54に搬送され、その後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に搬送される。
塗布現像処理装置2においてウェハWに所定の処理が行われると、ウェハWを収納したカセットCは、塗布現像処理装置2から搬出され、次にエッチング処理装置3に搬入される。
エッチング処理装置3では、先ず、ウェハ搬送機構210によって、カセット載置台212上のカセットCから1枚のウェハWが取り出され、ロードロック装置213a内に搬入される。ロードロック装置213a内にウェハWが搬入されると、ロードロック装置213a内が密閉され、減圧される。その後、ロードロック装置213a内と大気圧に対して減圧された状態(例えば略真空状態)の搬送室チャンバ214内とが連通させられる。そして、ウェハ搬送機構215によって、ウェハWがロードロック装置213aから搬出され、搬送室チャンバ214内に搬入される。
搬送室チャンバ214内に搬入されたウェハWは、次にウェハ搬送機構215によって第1のエッチング装置202に搬送される。第1のエッチング装置202では、例えばOガス(Oプラズマ)を用いてウェハWにエッチング処理を行う。このとき、レジスト膜401の露光部402は金属404を含有するため、未露光部403に比べてエッチング耐性が高い。このため、ウェハWにエッチング処理を行うと、未露光部403のみが選択的に除去され、露光部402が残る。そして図8(d)に示すようにウェハWの被処理膜400上に所定のレジストパターン405(露光部402)が形成される。
次にウェハWは、ウェハ搬送機構215によって第2のエッチング装置204に搬送される。第2のエッチング装置204では、例えばCFガス(CFプラズマ)を用いてウェハW上のレジストパターン405をマスクとして、ウェハW上の被処理膜400がエッチングされる。このとき、レジストパターン405は被処理膜400に対して高いエッチング選択比を有しているので、図8(d)に示すように被処理膜400に所定のパターン406が適切な形状で形成される。
その後ウェハWは、ウェハ搬送機構215によって再び搬送室チャンバ214内に戻される。そして、ロードロック装置213bを介してウェハ搬送機構210に受け渡され、カセットCに収納される。その後、ウェハWを収納したカセットCがエッチング処理装置3から搬出されて一連のウェハ処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、露光装置12でレジスト膜401を露光すると、レジスト膜401の露光部402にOH基が形成される。そうすると、塗布処理装置31の金属処理部120において、露光部402中にアルコールを進入させ、当該アルコールを進入経路として金属404を露光部402中に進入させることができる。すなわち、レジスト膜401において、露光部402が金属404を含有する分、未露光部403に比べてエッチング耐性を高くすることができる。このため、第1のエッチング装置202において、レジスト膜401の未露光部403のみを選択的に除去することができ、露光部402を残して、ウェハWの被処理膜400上にレジストパターン405を適切に形成することができる。このように本実施の形態によれば、従来フォトリソグラフィー処理のように現像液を用いた現像処理を省略することができるので、レジストパターン405のパターン倒れを抑制することができる。
しかも、本実施の形態のレジストパターン405は金属404を含有しており、ウェハW上の被処理膜400に対して高いエッチング選択比を有している。したがって、アスペクト比の高いレジストパターン405を形成する必要がなく、かかる観点からもパターン倒れを抑制することができる。
さらに、このようにレジストパターン405が被処理膜400に対する高いエッチング選択比を有しているので、第2のエッチング装置204においてレジストパターン405をマスクとして被処理膜400をエッチングすると、当該被処理膜400に所定のパターン406を適切に形成することができる。
また塗布処理装置31の金属処理部120において、レジスト膜401の露光部402中に金属404を浸潤させた後、未露光部403上に堆積した金属を除去しているので、その後の第1のエッチング装置202におけるエッチング処理を適切に行うことができる。なお、未露光部403上の金属の除去は本実施の形態の方法に限定されず、種々の方法で行うことができる。例えばエッチング処理を行って、未露光部403上の金属を除去してもよい。但し、本実施の形態のように金属処理部120の洗浄液ノズル150を用いた場合、ウェハWの搬送等を別途行う必要がなく、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
以上の実施の形態において、レジスト膜401の露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量、すなわち露光部402中の金属404の濃度又は露光部402中の金属404の浸潤深さは、例えば以下の4つのパラメータのいずれか又はすべてを調整することによって制御される。なお、これら4つのパラメータを調整することで、露光部402中に浸潤する金属404の浸潤速度も制御できる。例えば露光部402において100nmの深さまで金属404を浸潤させる場合、30秒〜5分の間で金属404の浸潤速度を制御することができる。
1つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置31の金属処理部120における金属404の浸潤時間が挙げられる。金属含有液ノズル143から金属含有液を供給する時間を長くすれば、露光部402中に金属404を浸潤させる時間を長くすることができ、当該金属404の浸潤量を多くすることができる。一方、金属404の浸潤時間を短くすれば、当該金属404の浸潤量を少なくすることができる。
2つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置31の金属処理部120において金属含有液ノズル143から供給される金属含有液中のアルコールの温度が挙げられる。金属含有液ノズル143からのアルコールの温度を高くすると、露光部402中に金属404が浸潤し易くなり、当該金属404の浸潤量を多くすることができる。一方、アルコールの温度を低くすると、当該金属404の浸潤量を少なくすることができる。
3つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置31の金属処理部120において処理されるレジスト膜401中の溶剤の量が挙げられる。この溶剤の量の調整は種々の方法を用いることができる。
例えば塗布処理装置31のレジスト膜形成部121でウェハW上にレジスト膜401が形成された後、熱処理装置40で熱処理(プリベーク処理)を行う際、当該熱処理の温度や時間を調整することで、レジスト膜401中の溶剤の量を調整することができる。熱処理の温度を低く、或いは熱処理の時間を短くすれば、レジスト膜401中の溶剤の量を多くすることができる。そうすると、レジスト膜401の露光部402中に進入するアルコールの量を多くすることができ、さらに露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量を多くすることができる。一方、熱処理の温度を高く、或いは熱処理の時間を長くすれば、レジスト膜401中の溶剤の量が少なくなり、露光部402中に進入するアルコールの量を少なくすることができ、さらに露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量を少なくすることができる。また、このようにレジスト膜401中の溶剤の量を少なくすると、未露光部403中に金属が進入するのをより確実に抑制できるという効果も享受できる。
また、例えば別途設けられた溶剤供給装置(図示せず)においてレジスト膜401に溶剤を供給して、当該レジスト膜401中の溶剤の量を積極的に増加させてもよい。さらに、例えばレジスト膜形成部121のレジスト液ノズル172から供給されるレジスト液の材料を変更することで、レジスト膜401中の溶剤の量を調整してもよい。
4つめのパラメータとしては、例えば露光装置12における露光量(ドーズ量)が挙げられる。露光量を大きくすると、レジスト膜401の露光部402中にOH基が多く形成される。そうすると、露光部402中に進入するアルコールの量を多くすることができ、さらに露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量を多くすることができる。一方、露光量を小さくすると、露光部402中に形成されるOH基が少なくなり、露光部402中に進入するアルコールの量を少なくすることができ、さらに露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量を少なくすることができる。
以上のようにレジスト膜401の露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量を制御することができる。そして上記実施の形態では、図8(c)に示したように、露光部402の上部から下部まで全体に金属404を浸潤させていたが、金属404の浸潤量を調整して、図9(a)に示すように露光部402の上部のみに金属404を浸潤させてもよい。かかる場合でも、露光部402の上部は、未露光部403に比べてエッチング耐性が高いため、第1のエッチング装置202においてエッチング処理を行うと、未露光部403のみが選択的に除去され、図9(b)に示すようにウェハWの被処理膜400上に所定のレジストパターン405を形成することができる。また露光部402の上部が被処理膜400に対して高いエッチング選択比を有しているため、第2のエッチング装置204においてエッチング処理を行うと、図9(c)に示すように被処理膜400に所定のパターン406を適切な形状で形成することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
またこのように露光部402中に浸潤する金属404の浸潤量は、第2のエッチング装置204におけるエッチング処理で必要とされるエッチング選択比に応じて制御できる。このため、当該エッチング処理をより適切に行うことができる。
なお、図9に示した例では露光部402の下部に金属404が浸潤していないため、第1のエッチング装置202と第2のエッチング装置204でのエッチング処理において、当該露光部402の下部も若干程度エッチングされるおそれがある。したがって、かかる観点からすると、図8に示したように露光部402の全体に金属404を浸潤させた方が、エッチング処理をより適切に行うことができるため好ましい。
以上の実施の形態では、塗布処理装置31の金属処理部120においてレジスト膜401の露光部402中に金属404を浸潤させるに際し、アルコールに金属404が溶解した金属含有液をウェハW上に供給していたが、これらアルコールと金属404を別々にウェハW上に供給してもよい。
図10及び図11に示すように金属処理部120の第1のアーム141には、ウェハW上に処理剤としての液体状のアルコールを供給する、処理剤供給部としてのアルコールノズル500と、ウェハW上に金属404を含有する金属含有剤としての液体状の金属含有液を供給する、金属含有剤供給部としての金属含有液ノズル501とが支持されている。
アルコールノズル500には、図11に示すようにアルコール供給源510に連通する供給管511が接続されている。供給管511には、アルコール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512が設けられている。なお、アルコールとしては、上記実施の形態と同様のアルコールが用いられる。
金属含有液ノズル501には、金属含有液供給源520に連通する供給管521が接続されている。供給管521には、金属含有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522が設けられている。なお、金属含有液中の金属404としては上記実施の形態と同様の金属が用いられるが、その溶媒には種々の溶媒を用いることができる。溶媒としては、例えば純水等、金属404を溶解し、且つレジスト膜401を溶解しない材料であれば、種々の材料を用いることができる。
金属処理部120のその他の構成は、上記実施の形態の金属処理部120と同様であるので説明を省略する。なお、以上の構成では、アルコールノズル500と金属含有液ノズル501は同一の第1のアーム141に支持されていたが、それぞれ別々のアームに支持されていてもよい。また、本実施の形態においては第2のアーム142に洗浄液ノズル150が設けられているが、洗浄液としてアルコールを用いる場合、アルコールノズル500を用いて未露光部403上の金属を除去し、レジスト膜401の表面を洗浄してもよい。かかる場合、洗浄液ノズル150及びこれに付随する部材(第2のアーム142、ノズル駆動部151、待機部152、洗浄液供給源153、供給管154、供給機器群155)を省略することができる。
本実施の形態の金属処理部120では、スピンチャック130でウェハWを吸着保持した後、第1のアーム141によって待機部145のアルコールノズル500をウェハWの中心部の上方まで移動させる。続いて、スピンチャック130によってウェハWを回転させながらアルコールノズル500からウェハWの中心部にアルコールを供給する。ウェハW上に供給された供給されたアルコールは、ウェハWの回転により生じる遠心力によってウェハWのレジスト膜401の表面全面に拡散する。
このようにレジスト膜401上にアルコールが塗布されると、図12(a)に示すようにアルコール530は、レジスト膜401の露光部402中のOH基等、親和性の良い官能基をターゲットにして露光部402中に進入する。
その後、第1のアーム141によって金属含有液ノズル501をウェハWの中心部の上方まで移動させる。続いて、スピンチャック130によってウェハWを回転させながら、金属含有液ノズル501からウェハWの中心部に金属含有液を供給する。ウェハW上に供給された金属含有液は、ウェハWの回転により生じる遠心力によってウェハWのレジスト膜401の表面全面に拡散する。
このようにレジスト膜401上に金属含有液が塗布されると、露光部402中のアルコール530を進入経路として金属含有液が露光部402中に進入する。そして、当該金属含有液中の金属404は露光部402中のOH基と結合して、図12(b)に示すように金属404が露光部402中に浸潤する。
かかる場合でも、露光部402は未露光部403に比べてエッチング耐性が高いため、第1のエッチング装置202においてエッチング処理を行うと、未露光部403のみが選択的に除去され、図12(c)に示すようにウェハWの被処理膜400上に所定のレジストパターン405を形成することができる。また露光部402が被処理膜400に対して高いエッチング選択比を有しているため、第2のエッチング装置204においてエッチング処理を行うと、図12(d)に示すように被処理膜400に所定のパターン406を適切な形状で形成することができる。したがって、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
以上のように露光部402中に金属404を浸潤させるに際して、アルコール530に金属404が溶解した金属含有液をウェハW上に供給してもよいし、これらアルコール530と金属404を別々にウェハW上に供給してもよく、いずれの場合でも同様の効果を享受できる。但し、スループットの観点からは、前者のようにアルコール530に金属404が溶解した金属含有液をウェハW上に供給する方が好ましい。
以上の実施の形態では、金属含有液ノズル143からウェハWに供給される金属含有液は液体状であったが、気体状であってもよい。この気体状の金属含有剤をウェハWに供給する塗布処理装置600は、塗布現像処理装置2において任意の場所に設置することができ、例えば第1のブロックG1に設置される。
図13に示すように塗布処理装置600は、内部を閉鎖可能な処理容器610を有している。処理容器610のウェハ搬送領域D側の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。処理容器610の底面には、内部の雰囲気を排気する排気管611が接続されている。
処理容器610内の底面には、ウェハWが載置される載置台620が設けられている。載置台620内には、ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン621が例えば3本設けられている。昇降ピン621は、昇降駆動部622により上下動できる。載置台620の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔623が例えば3箇所に形成されている。そして昇降ピン621は、貫通孔623を挿通するようになっている。
処理容器610内の天井面であって、載置台620の上方には、ウェハW上に気体状の金属含有剤を下方に供給するシャワーヘッド630が設けられている。シャワーヘッド630は、載置台620に載置されたウェハWに対向して配置されている。シャワーヘッド630の内部には、後述する金属含有剤供給源640から供給された金属含有剤が導入される内部空間631が形成されている。シャワーヘッド630の下面には、内部空間631に導入された金属含有剤を下方に向かって供給する複数の供給口632が、シャワーヘッド630の下面全体に分布させられた状態で設けられている。すなわち、シャワーヘッド630からウェハWに対して、気体状の金属含有剤が水平面内で均一に供給されるように複数の供給口632が形成されている。
シャワーヘッド630には、金属含有剤供給源640に連通する供給管641が接続されている。金属含有剤供給源640の内部では、例えばアルコール530に金属404を溶解した金属含有液が液体状で貯留され、この金属含有液を加熱して気化させて気体状の金属含有剤が生成される。供給管641には、金属含有剤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642が設けられている。
かかる場合、レジスト膜401が形成されたウェハWは、ウェハ搬送装置70によって塗布処理装置600に搬送される。塗布処理装置600にウェハWが搬入されると、ウェハWは予め上昇して待機していた昇降ピン621に受け渡される。続いて昇降ピン621を下降させ、ウェハWを載置台620に載置する。その後、シャワーヘッド630からウェハW上に気体状の金属含有剤が供給される。そうすると、レジスト膜401の露光部402中にアルコール530が進入し、当該アルコール530を進入経路として金属404が露光部402中に進入する。こうして、露光部402中に金属404を浸潤させることができる。
同様にアルコールノズル500から供給されるアルコール530と、金属含有液ノズル501からウェハWに供給される金属含有液とは、それぞれ液体状であったが、気体状であってもよい。かかる場合でも、塗布処理装置600と同様の装置が用いられ、ウェハW上に気体状のアルコール530と気体状の金属含有剤を供給し、レジスト膜401の露光部402中に金属404を浸潤させることができる。
以上の実施の形態では、金属処理部120とレジスト膜形成部121、122とは同一の塗布処理装置31内に設けられていたが、別々の装置に設けられていてもよい。
以上の実施の形態では、レジスト膜401の露光部402中に金属404を進入させるための処理剤としてアルコールを用いたが、露光部402に進入する材料であればこれに限定されない。
また以上の実施の形態では、第1のエッチング装置202においてレジスト膜401の未露光部403を除去し、第2のエッチング装置204において被処理膜400をエッチングしていたが、これら未露光部403の除去と被処理膜400のエッチング処理を、同一のエッチング装置内においてエッチングガスを切り替えて行ってもよい。
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。
1 基板処理システム
2 塗布現像処理装置
3 エッチング処理装置
12 露光装置
31、32 塗布処理装置
40 熱処理装置
120 金属処理部
121、122 レジスト膜形成部
143 金属含有液ノズル
150 洗浄液ノズル
172 レジスト液ノズル
202、203 第1のエッチング装置
300 制御装置
400 被処理膜
401 レジスト膜
402 露光部
403 未露光部
404 金属
405 レジストパターン
406 (被処理膜の)パターン
500 アルコールノズル
501 金属含有液ノズル
530 アルコール
600 塗布処理装置
630 シャワーヘッド
W ウェハ

Claims (18)

  1. 基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法であって、
    基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
    前記レジスト膜を所定のパターンに露光する露光工程と、
    前記レジスト膜において前記露光工程で露光された露光部中に処理剤を進入させ、且つ前記露光部中に前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理工程と、
    前記レジスト膜において前記露光工程で露光されていない未露光部を除去し、基板上にレジストパターンを形成するレジスト膜除去工程と、を有することを特徴とする、基板処理方法。
  2. 前記金属処理工程において前記露光部中に浸潤する前記金属の浸潤量の制御は、少なくとも前記金属処理工程において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理工程における前記処理剤の温度、前記金属処理工程で処理される前記レジスト膜中の溶剤の量、又は前記露光工程における露光量を調整して行われることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理方法。
  3. 前記金属処理工程において、前記露光部中に前記金属を浸潤させた後、前記未露光部上に堆積した金属を除去することを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板処理方法。
  4. 前記金属処理工程において、前記処理剤中に前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給し、前記露光部中に前記金属含有剤を進入させて、前記露光部中に前記金属を浸潤させ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方法。
  5. 前記金属処理工程において、前記金属含有剤は液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給されることを特徴とする、請求項4に記載の基板処理方法。
  6. 前記金属処理工程において、前記レジスト膜上に前記処理剤を供給して前記露光部中に前記処理剤を進入させた後、前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給して前記露光部中に前記金属を浸潤させ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方法。
  7. 前記金属処理工程において、前記処理剤と前記金属含有剤は、それぞれ液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給されることを特徴とする、請求項6に記載の基板処理方法。
  8. 前記処理剤はアルコールであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の基板処理方法。
  9. 請求項1〜8のいずかに記載の基板処理方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  10. 請求項9に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
  11. 基板上にレジストパターンを形成する基板処理システムであって、
    基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置と、
    前記レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置と、
    前記レジスト膜において前記露光装置で露光された露光部中に処理剤を進入させ、且つ前記露光部中に前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理装置と、
    前記レジスト膜において前記露光装置で露光されていない未露光部を除去し、基板上にレジストパターンを形成するレジスト膜除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
  12. 少なくとも前記金属処理装置において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理装置における前記処理剤の温度、前記金属処理装置において処理される前記レジスト膜中の溶剤の量、又は前記露光装置における露光量を調整して、前記金属処理装置において前記露光部中に浸潤する前記金属の浸潤量を制御する制御装置をさらに有することを特徴とする、請求項11に記載の基板処理システム。
  13. 前記金属処理装置は、前記露光部中に前記金属を浸潤させた後、前記未露光部上に堆積した金属を除去することを特徴とする、請求項11又は12に記載の基板処理システム。
  14. 前記金属処理装置は、前記処理剤中に前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給する金属含有剤供給部を有することを特徴とする、請求項11〜13のいずれかに記載の基板処理システム。
  15. 金属含有剤供給部は、前記金属含有剤を液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給することを特徴とする、請求項14に記載の基板処理システム。
  16. 前記金属処理装置は、前記レジスト膜上に前記処理剤を供給する処理剤供給部と、前記金属を含有する金属含有剤を前記レジスト膜上に供給する金属含有剤供給部とを有することを特徴とする、請求項11〜13のいずれかに記載の基板処理システム。
  17. 前記処理剤供給部と前記金属含有剤供給部は、前記処理剤と前記金属含有剤をそれぞれ液体状又は気体状で前記レジスト膜上に供給することを特徴とする、請求項16に記載の基板処理システム。
  18. 前記処理剤はアルコールであることを特徴とする、請求項11〜17のいずれかに記載の基板処理システム。
JP2013044421A 2013-03-06 2013-03-06 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム Pending JP2014175357A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013044421A JP2014175357A (ja) 2013-03-06 2013-03-06 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
US14/177,322 US9280052B2 (en) 2013-03-06 2014-02-11 Substrate treatment method, non-transitory computer storage medium and substrate treatment system
KR1020140023471A KR20140109815A (ko) 2013-03-06 2014-02-27 기판 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 처리 시스템
TW103107271A TWI547972B (zh) 2013-03-06 2014-03-04 基板處理方法、電腦記憶媒體及基板處理系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013044421A JP2014175357A (ja) 2013-03-06 2013-03-06 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014175357A true JP2014175357A (ja) 2014-09-22

Family

ID=51488226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013044421A Pending JP2014175357A (ja) 2013-03-06 2013-03-06 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9280052B2 (ja)
JP (1) JP2014175357A (ja)
KR (1) KR20140109815A (ja)
TW (1) TWI547972B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5827939B2 (ja) 2012-12-17 2015-12-02 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び成膜装置
JP5871844B2 (ja) * 2013-03-06 2016-03-01 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP5926753B2 (ja) * 2014-02-26 2016-05-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP2019053228A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 東芝メモリ株式会社 パターン形成方法及びパターン形成材料
JP7213642B2 (ja) * 2018-09-05 2023-01-27 東京エレクトロン株式会社 レジスト膜の製造方法
JP2020046496A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 キオクシア株式会社 パターン形成方法および半導体装置の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0876385A (ja) * 1994-07-05 1996-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細パターン形成方法
JPH09189998A (ja) * 1995-11-10 1997-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd パターン形成材料及びパターン形成方法
JPH09312247A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Hitachi Ltd パターン形成方法及びパターン形成装置
JP2014120620A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Tokyo Electron Ltd 成膜方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び成膜装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04151668A (ja) 1990-10-15 1992-05-25 Mitsubishi Electric Corp パターン形成方法
JP3317582B2 (ja) 1994-06-01 2002-08-26 菱電セミコンダクタシステムエンジニアリング株式会社 微細パターンの形成方法
EP1028353A1 (en) * 1997-02-20 2000-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern forming method
DE19828969A1 (de) 1998-06-29 1999-12-30 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen
JP4121658B2 (ja) 1999-02-22 2008-07-23 大日本印刷株式会社 有機絶縁樹脂層の加工方法
JP2001272786A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Toshiba Corp パターン形成方法
JP3848070B2 (ja) 2000-09-27 2006-11-22 株式会社東芝 パターン形成方法
EP1375699A1 (en) * 2001-03-26 2004-01-02 Nippon Paint Co., Ltd. Method for forming metal pattern
JP4343022B2 (ja) 2004-05-10 2009-10-14 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法及び基板の処理装置
JP5187274B2 (ja) 2009-05-28 2013-04-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP2012022244A (ja) 2010-07-16 2012-02-02 Tokyo Electron Ltd フォトレジスト用現像液及び現像処理装置
US20120325671A2 (en) 2010-12-17 2012-12-27 Tel Nexx, Inc. Electroplated lead-free bump deposition
JP5871844B2 (ja) 2013-03-06 2016-03-01 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0876385A (ja) * 1994-07-05 1996-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細パターン形成方法
JPH09189998A (ja) * 1995-11-10 1997-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd パターン形成材料及びパターン形成方法
JPH09312247A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Hitachi Ltd パターン形成方法及びパターン形成装置
JP2014120620A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Tokyo Electron Ltd 成膜方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び成膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI547972B (zh) 2016-09-01
US20140255852A1 (en) 2014-09-11
TW201447978A (zh) 2014-12-16
US9280052B2 (en) 2016-03-08
KR20140109815A (ko) 2014-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5926753B2 (ja) 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
KR102640367B1 (ko) 기판 처리 방법 및 열처리 장치
JP5871844B2 (ja) 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP4527670B2 (ja) 加熱処理装置、加熱処理方法、制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体
JP4853536B2 (ja) 塗布、現像装置、塗布、現像方法及び記憶媒体
JP5827939B2 (ja) 成膜方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び成膜装置
JP2014175357A (ja) 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP2006222158A (ja) 塗布、現像装置及び塗布、現像方法
JP2010219168A (ja) 基板処理装置、基板処理方法、塗布、現像装置、塗布、現像方法及び記憶媒体
JP5584176B2 (ja) 現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2010141162A (ja) 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP7158549B2 (ja) 基板処理方法、基板処理システム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP6955073B2 (ja) 熱処理方法及び熱処理装置
JP2011035186A (ja) 塗布処理装置、塗布処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2011049353A (ja) 塗布膜形成方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP4748263B2 (ja) 塗布、現像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160303

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160802