JP2024055150A - 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents
基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024055150A JP2024055150A JP2022161845A JP2022161845A JP2024055150A JP 2024055150 A JP2024055150 A JP 2024055150A JP 2022161845 A JP2022161845 A JP 2022161845A JP 2022161845 A JP2022161845 A JP 2022161845A JP 2024055150 A JP2024055150 A JP 2024055150A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- metal
- wafer
- precursor
- containing resist
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 61
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 202
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 119
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 92
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 73
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 69
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 37
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 28
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 18
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 8
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 167
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 43
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
- H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
- H01L21/67178—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers vertical arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
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)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Robotics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【課題】金属含有レジストの被膜の感度の低下を抑制しながら、金属含有レジストのパターンのラフネスを向上させる。【解決手段】金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、基板処理方法である。【選択図】図6
Description
本開示は、基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体に関する。
特許文献1には、金属含有レジストによる被膜が形成され、当該被膜に露光処理が施された基板について、熱板において支持して加熱することで熱処理する方法が開示されている。
本開示にかかる技術は、金属含有レジストの被膜の感度の低下を抑制しながら、金属含有レジストのパターンのラフネスを向上させる。
本開示の一態様は、金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、基板処理方法である。
本開示によれば、金属含有レジストの被膜の感度の低下を抑制しながら、金属含有レジストのパターンのラフネスを向上させることができる。
半導体デバイス等の製造プロセスでは、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上にレジストパターンを形成するため所定の処理が行われる。上記所定の処理とは、例えば、ウェハ上にレジスト液を供給しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理や、レジスト膜を露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応が促進するよう加熱するPEB(Post Exposure Bake)処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理等である。
近年では、レジストとして、化学増幅型レジストに代えて、金属含有レジストが用いられる場合がある。ただし、金属含有レジストを用いる場合、ミクロ領域の寸法均一性が良好なレジストパターンすなわちラフネスの小さいレジストパターンを形成できないことがある。また、PEB処理時のウェハを低温にすることで、高温にした場合に比べて、ラフネスを小さくすることができるが、金属含有レジストの被膜の露光量感度(以下、感度という。)が低下してしまう。
そこで、本開示にかかる技術は、金属含有レジストの被膜の感度の低下を抑制しながら、金属含有レジストによるレジストパターンのラフネスを向上させる。
以下、本実施形態にかかる基板処理方法及び基板処理装置を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<塗布現像処理装置>
図1は、本実施形態にかかる基板処理装置としての塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す説明図である。図2及び図3はそれぞれ、塗布現像処理装置1の正面側と背面側の内部構成の概略を示す図である。
図1は、本実施形態にかかる基板処理装置としての塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す説明図である。図2及び図3はそれぞれ、塗布現像処理装置1の正面側と背面側の内部構成の概略を示す図である。
塗布現像処理装置1は、金属を含有するレジストである金属含有レジストとして、ネガ型のものを用いて、基板としてのウェハWにレジストパターンを形成する。塗布現像処理装置1が用いる金属含有レジストは、より具体的には酸素も含有するものである。なお、金属含有レジストに含まれる金属は任意であるが、例えばスズである。
塗布現像処理装置1は、図1~図3に示すように、ウェハWを複数収容可能な容器であるカセットCが搬入出されるカセットステーション2と、レジスト塗布処理等の所定の処理を施す各種処理ユニットを複数備えた処理ステーション3と、を有する。また、塗布現像処理装置1は、当該塗布現像処理装置1に隣接する露光装置4と処理ステーション3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5を有する。そして、塗布現像処理装置1は、カセットステーション2と、処理ステーション3と、インターフェイスステーション5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2は、例えばカセット搬入出部10とウェハ搬送部11に分かれている。例えばカセット搬入出部10は、塗布現像処理装置1のY方向負方向(図1の左方向)側の端部に設けられている。カセット搬入出部10には、カセット載置台12が設けられている。カセット載置台12上には、複数、例えば4つの載置板13が設けられている。載置板13は、水平方向のX方向(図1の上下方向)に一列に並べて設けられている。これらの載置板13には、塗布現像処理装置1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。
ウェハ搬送部11には、ウェハWを搬送する搬送ユニット20が設けられている。搬送ユニット20は、X方向に延びる搬送路21を移動自在に構成されている。搬送ユニット20は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各載置板13上のカセットCと、後述する処理ステーション3の第3のブロックG3の受け渡しユニットとの間でウェハWを搬送できる。
処理ステーション3には、各種ユニットを備えた複数、例えば第1~第4の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3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3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3のカセットステーション2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3のインターフェイスステーション5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。
第1のブロックG1には、図2に示すように複数の液処理ユニット、例えば現像部としての現像処理ユニット30、レジスト塗布部としてのレジスト塗布ユニット32が下からこの順に配置されている。現像処理ユニット30は、ウェハWに現像処理を施す。下部反射防止膜形成ユニット31は、ウェハWの金属含有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。レジスト塗布ユニット32は、ウェハWに金属含有レジストを塗布して金属含有レジストの被膜すなわち金属含有レジスト膜を形成する。
例えば現像処理ユニット30、下部反射防止膜形成ユニット31、レジスト塗布ユニット32は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、これら現像処理ユニット30、下部反射防止膜形成ユニット31、レジスト塗布ユニット32の数や配置は、任意に選択できる。
現像処理ユニット30、下部反射防止膜形成ユニット31、レジスト塗布ユニット32では、例えばスピン塗布法でウェハW上に所定の処理液を塗布する。スピン塗布法では、例えば吐出ノズルからウェハW上に処理液を吐出すると共に、ウェハWを回転させて、処理液をウェハWの表面に拡散させる。
第1のブロックG1には、ウェハWの金属含有レジスト膜の上層に反射防止膜を形成する上部反射防止膜形成ユニットがさらに配置されていてもよい。
第1のブロックG1には、ウェハWの金属含有レジスト膜の上層に反射防止膜を形成する上部反射防止膜形成ユニットがさらに配置されていてもよい。
例えば第2のブロックG2には、図3に示すように、加熱部及び冷却部としての熱処理ユニット40、疎水化処理ユニット41及び周辺露光ユニット42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理ユニット40は、加熱処理や冷却処理といった熱処理をウェハWに施す。疎水化処理ユニット41は、金属含有レジストとウェハWとの定着性を高めるために疎水化処理をウェハWに施す。周辺露光ユニット42は、ウェハW上のレジスト膜の周縁部を露光する。これら熱処理ユニット40、疎水化処理ユニット41、周辺露光ユニット42の数や配置についても、任意に選択できる。なお、熱処理ユニット40では、レジスト塗布処理後のウェハWに対する加熱処理であるプリベーキング処理(以下、「PAB処理」という。)、後述の第1の加熱処理、後述の第2の加熱処理としてのPEB処理、現像処理後のウェハWに対する加熱処理であるポストベーキング処理(以下、「POST処理」という。)等を行う。
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡しユニット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、複数の受け渡しユニット60、61、62が下から順に設けられている。
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Wを搬送する基板搬送ユニットとしての搬送ユニット70が配置されている。
搬送ユニット70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70aを有している。搬送ユニット70は、ウェハWを保持した搬送アーム70aをウェハ搬送領域D内で移動させ、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。搬送ユニット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ユニットにウェハ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ユニット80が設けられている。
シャトル搬送ユニット80は、支持したウェハWをY方向に直線的に移動させ、同程度の高さの第3のブロックG3の受け渡しユニット51と第4のブロックG4の受け渡しユニット60との間でウェハWを搬送できる。
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側には、搬送ユニット90が設けられている。搬送ユニット90は、例えばθ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム90aを有している。搬送ユニット90は、ウェハWを保持した搬送アーム90aを上下に移動させ、第3のブロックG3内の各受け渡しユニットに、ウェハWを搬送できる。
インターフェイスステーション5には、搬送ユニット100と受け渡しユニット101が設けられている。搬送ユニット100は、例えばθ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム100aを有している。搬送ユニット100は、搬送アーム100aにウェハWを保持して、第4のブロックG4内の各受け渡しユニット、受け渡しユニット101及び露光装置4との間でウェハWを搬送できる。
以上の塗布現像処理装置1には、図1に示すように制御部200が設けられている。制御部200は、例えばCPU等のプロセッサやメモリ等を備えたコンピュータであり、プロセッサにより実行される指令を含むプログラムを格納するプログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、上述の各種処理ユニットや各種搬送ユニット等の駆動系の動作を制御して、後述のウェハ処理を行うための指令を含むプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Mに記録されていたものであって、当該記憶媒体Mから制御部200にインストールされたものであってもよい。記憶媒体Mは、一時的な記憶媒体であっても、非一時的な記憶媒体であってもよい。
<熱処理ユニット>
次に、熱処理ユニット40のうち、後述の第1の加熱処理に用いられる熱処理ユニット40について説明する。図4及び図5はそれぞれ、第1の加熱処理に用いられる熱処理ユニット40の構成の概略を模式的に示す縦断面図及び横断面図である。
次に、熱処理ユニット40のうち、後述の第1の加熱処理に用いられる熱処理ユニット40について説明する。図4及び図5はそれぞれ、第1の加熱処理に用いられる熱処理ユニット40の構成の概略を模式的に示す縦断面図及び横断面図である。
図4及び図5の熱処理ユニット40は、ウェハWに加熱処理を施す加熱部とウェハWに冷却処理を施す冷却部とが一体化すなわち連結されたものであり、内部を閉鎖可能な筐体300を有している。筐体300のウェハ搬送領域D側すなわち後述の冷却領域311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。
筐体300の内部には、ウェハWに加熱処理が施される加熱領域310と、ウェハWに冷却処理が施される冷却領域311が設けられている。加熱領域310と冷却領域311はY方向に並べて配置されている。
加熱領域310には、後述の熱板340上の処理空間Sを覆い熱処理時にウェハWを収容するチャンバ320が設けられている。チャンバ320は、上側に位置して昇降自在な上部チャンバ(蓋体ともいう。)321と、下側に位置して上部チャンバ321と一体となって処理空間Sを形成する下部チャンバ322と、を有している。
上部チャンバ321は、下面が開口した略円筒形状を有している。上部チャンバ321の上面中央部には、排気口330が設けられている。処理空間S内の雰囲気は、排気口330から排気される。
下部チャンバ322は、上面が開口した略円筒形状を有している。下部チャンバ322の上面開口部には、ウェハWを支持して加熱する熱板340と、当該熱板340を収容して熱板340の外周部を保持する環状の保持部材341と、が設けられている。熱板340は、厚みのある略円盤形状を有する。また、熱板340には、例えばヒータ342が内蔵されている。熱板340の温度は、例えば、制御部200により所定の設定温度になるように制御される。
下部チャンバ322の内部であって熱板340の下方には、ウェハWを下方から支持し昇降させる昇降ピン350が例えば3本設けられている。昇降ピン350は、モータ等の駆動源を有する昇降駆動部351により昇降自在である。熱板340の中央部付近には、当該熱板340を厚み方向に貫通する貫通孔343が例えば3箇所に形成されている。そして、昇降ピン350は貫通孔343を通過し、熱板340の上面から突出可能になっている。
冷却領域311には、ウェハWを支持して冷却する冷却板360が設けられている。冷却板360は、略方形の平板形状を有し、熱板340側の端面が円弧状に湾曲している。冷却板360には、Y方向に沿った2本のスリット361が形成されている。スリット361は、冷却板360の熱板340側の端面から冷却板360の中央部付近まで形成されている。このスリット361により、冷却板360が、加熱領域310の昇降ピン350及び冷却領域311の後述する昇降ピン370と干渉するのを防止できる。また、冷却板360には、例えば冷却水の流路やペルチェ素子等の温度調節部材(図示せず)が内蔵されている。冷却板360の温度は、例えば、制御部200により所定の設定温度になるように制御される。
冷却板360は、支持アーム362に支持されている。支持アーム362には、モータ等の駆動源を有する駆動部363が取り付けられている。駆動部363は、Y方向に延伸するレール364に取り付けられている。レール364は、冷却領域311から加熱領域310まで延伸している。上述の駆動部363により、冷却板360は、レール364に沿って冷却領域311内の初期位置と加熱領域310内の受け渡し位置との間を移動可能になっている。冷却板360、支持アーム362及びレール364は、ウェハWを搬送する搬送機構を構成する。つまり、本実施形態では、冷却板360は上記搬送機構を構成する。
冷却板360の下方には、ウェハWを下方から支持し昇降させる昇降ピン370が例えば3本設けられている。昇降ピン370は、モータ等の駆動源を有する昇降駆動部371により昇降自在である。そして、昇降ピン370はスリット361を通過し、冷却板360の上面から突出可能になっている。
なお、第1の加熱処理に用いられる熱処理ユニット40の構成と、PAB処理やPEB処理、POST処理に用いられる熱処理ユニット40の構成とは、同様であってもよい。
<ウェハ処理>
次に、塗布現像処理装置1を用いたウェハ処理の一例について説明する。図6は、塗布現像処理装置1を用いたウェハ処理の主な工程を示すフローチャートである。図7は、後述のステップS5及びステップS6中のウェハWの温度履歴を示す図である。なお、以下の処理は制御部200の制御の下、行われる。
次に、塗布現像処理装置1を用いたウェハ処理の一例について説明する。図6は、塗布現像処理装置1を用いたウェハ処理の主な工程を示すフローチャートである。図7は、後述のステップS5及びステップS6中のウェハWの温度履歴を示す図である。なお、以下の処理は制御部200の制御の下、行われる。
まず、塗布現像処理装置1内にウェハWが搬入される(ステップS1)。
具体的には、例えば、まず、塗布現像処理装置1のカセットステーション2に搬入され載置板13に載置されたカセットCから、搬送ユニット20により、ウェハWが取り出され、処理ステーション3の第3のブロックG3の受け渡しユニット53に搬送される。
具体的には、例えば、まず、塗布現像処理装置1のカセットステーション2に搬入され載置板13に載置されたカセットCから、搬送ユニット20により、ウェハWが取り出され、処理ステーション3の第3のブロックG3の受け渡しユニット53に搬送される。
次に、ウェハWに金属含有レジスト膜が形成される(ステップS2)。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によって第2のブロックG2の熱処理ユニット40に搬送され温度調節処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第1のブロックG1の下部反射防止膜形成ユニット31に搬送され、搬送ユニット70によってウェハW上に下部反射防止膜が形成される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第2のブロックG2の熱処理ユニット40に搬送され、加熱処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット53に戻される。
次に、ウェハWは、搬送ユニット90によって同じ第3のブロックG3の受け渡しユニット54に搬送される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第2のブロックG2の疎水化処理ユニット41に搬送され、疎水化処理が行われる。
そして、ウェハWは、搬送ユニット70によってレジスト塗布ユニット32に搬送され、ウェハW上に金属含有レジスト膜が形成される。
そして、ウェハWは、搬送ユニット70によってレジスト塗布ユニット32に搬送され、ウェハW上に金属含有レジスト膜が形成される。
続いて、ウェハWにPAB処理が施される(ステップS3)。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPAB処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、PAB処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット55に搬送される。
次いで、ウェハWは、搬送ユニット70によって周辺露光ユニット42に搬送され、周辺露光処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット56に搬送される。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPAB処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、PAB処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット55に搬送される。
次いで、ウェハWは、搬送ユニット70によって周辺露光ユニット42に搬送され、周辺露光処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット56に搬送される。
次に、ウェハWは、搬送ユニット90によって受け渡しユニット52に搬送され、シャトル搬送ユニット80によって第4のブロックG4の受け渡しユニット62に搬送される。
次いで、ウェハWに露光処理が施される(ステップS4)
具体的には、例えば、ウェハWが、インターフェイスステーション5の搬送ユニット100によって露光装置4に搬送され、EUV光を用いた所定のパターンで露光される。その後、ウェハWは、搬送ユニット100によって第4のブロックG4の受け渡しユニット60に搬送される。
具体的には、例えば、ウェハWが、インターフェイスステーション5の搬送ユニット100によって露光装置4に搬送され、EUV光を用いた所定のパターンで露光される。その後、ウェハWは、搬送ユニット100によって第4のブロックG4の受け渡しユニット60に搬送される。
続いて、ウェハWに、露光された金属含有レジストを熱により前駆体化させる前駆体化処理が施される。すなわち、ウェハWに、第1の加熱処理が施され、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストが前駆体化される(ステップS5)。
ところで、金属含有レジストは、露光処理におけるEUVによって、当該レジスト中の金属とリガンド(有機金属錯体)との結合が切断されアクティブな状態となる。このアクティブな状態の金属含有レジストは、周囲の雰囲気中等の酸素含有成分(例えば水分)と反応することにより、金属含有レジスト中の金属におけるリガンドとの結合が切断された部分に、酸素含有基(例えば水酸基)が結合し、前駆体となる。そして、前駆体化された金属含有レジスト同士が縮合(酸素含有基が水酸基の場合は脱水縮合)することにより、金属含有レジストは現像液に対して不溶となる。
本ステップS5では、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストの前駆体化と縮合とのうち、前駆体化のみが進められ縮合が進められず、または、前駆体が主として進められ縮合は若干進められる。これにより、金属含有レジスト膜の露光領域において、上記縮合を生じさせずに、または、ほとんど生じさせずに、金属含有レジストの前駆体化を十分に進める。このようにする理由については後述する。
本ステップS5では、具体的には、ウェハWが、例えば、まず、搬送ユニット70によって、第1の加熱処理用の熱処理ユニット40に搬入され、昇降ピン370を介して、初期位置の冷却板360に載置される。その後、図7に示すように、ウェハWに第1の加熱処理(pre PEB処理とも言う。)と冷却処理がこの順で交互に施される。
第1の加熱処理の際は、例えば、まず、駆動部363により冷却板360がレール364に沿って熱板340の上方の受け渡し位置まで移動される。続いて、昇降ピン350が上昇され、ウェハWが昇降ピン350に受け渡される。その後、冷却板360が初期位置まで戻される。次いで、上部チャンバ321が下降され下部チャンバ322に当接され、チャンバ320の内部が密閉される。その後、昇降ピン350が下降され、ウェハWが熱板340に載置される。そして、ウェハWに第1の加熱処理が施され、すなわち、ウェハWが熱板340により所定時間加熱される。なお、熱板340によるウェハWの加熱中、排気口330を介して処理空間S内は排気され、加熱中に生じる金属含有昇華物を含んだガスは回収される。
この第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度(すなわち熱板340の設定温度)T1は、例えば、前駆体化が進みやすい80℃以上、且つ、縮合が進むPEB処理におけるウェハWの目標到達温度T2以下、好ましくは、80℃以上140℃以下で、一定である。
第1の加熱処理の処理時間は、例えば、ウェハWの温度を80℃~140℃の温度域に到達させるために20秒以上とされ、また、PEB処理の処理時間以下である。
第1の加熱処理の処理時間は、例えば、ウェハWの温度を80℃~140℃の温度域に到達させるために20秒以上とされ、また、PEB処理の処理時間以下である。
第1の加熱処理後に冷却処理が施される際は、例えば、まず、排気口330を介した排気が継続されたまま、昇降ピン350が上昇され、ウェハWが、昇降ピン350に受け渡され、待機位置まで移動され、また、上部チャンバ321が上昇される。次いで、冷却板360が駆動部363によりレール364に沿って熱板340の上方の受け渡し位置まで移動される。続いて、昇降ピン350が下降され、ウェハWが冷却板360に受け渡され支持される。その後、冷却板360が初期位置まで戻される。そして、ウェハWに冷却処理が施され、すなわち、ウェハWが冷却板360により所定時間冷却される。このように、本実施形態では、冷却処理は、ウェハWを搬送する機構を構成する冷却板360にウェハWが支持された状態で施される。
この冷却処理では、ウェハWが例えば50℃以下まで冷却される。これにより、第1の加熱処理で生じてしまった金属含有レジストの縮合を一旦停止させることができる。
第1の加熱処理用の熱処理ユニット40内での処理が完了すると、ウェハWが、昇降ピン370を介して、搬送ユニット70に受け渡され、当該搬送ユニット70によって搬出される。
次いで、図6に示すように、ウェハWに、第2の加熱処理としてのPEB処理が施され、金属含有レジストの露光領域において、前駆体化された金属含有レジストが縮合される(ステップS6)。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPEB処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、熱板340を用いてPEB処理が施される。これにより、ステップS5で前駆体化が十分進められた金属含有レジスト膜の露光領域において、上記前駆体化を進めさせずに、または、ほとんど進めさせずに、縮合を生じさせる。
このPEB処理におけるウェハWの目標到達温度(すなわち熱板340の設定温度)T2は、例えば、縮合が生じやすい140℃以上250℃以下で、一定である。なお、250℃以下とする理由は、温度が高過ぎると金属含有レジスト膜の分解が始まるため、である。また、PEB処理の処理時間は、例えば30秒以上180秒以下である。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPEB処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、熱板340を用いてPEB処理が施される。これにより、ステップS5で前駆体化が十分進められた金属含有レジスト膜の露光領域において、上記前駆体化を進めさせずに、または、ほとんど進めさせずに、縮合を生じさせる。
このPEB処理におけるウェハWの目標到達温度(すなわち熱板340の設定温度)T2は、例えば、縮合が生じやすい140℃以上250℃以下で、一定である。なお、250℃以下とする理由は、温度が高過ぎると金属含有レジスト膜の分解が始まるため、である。また、PEB処理の処理時間は、例えば30秒以上180秒以下である。
続いて、ウェハWに現像処理が施される(ステップS7)。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によって現像処理ユニット30に搬送され、現像処理が施され、金属含有レジストによるパターンがウェハW上に形成される。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によって現像処理ユニット30に搬送され、現像処理が施され、金属含有レジストによるパターンがウェハW上に形成される。
その後、ウェハWにPOST処理が施される(ステップS8)
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPOST処理用の熱処理ユニット40に搬送され、POST処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット51に搬送される。
具体的には、例えば、ウェハWが、搬送ユニット70によってPOST処理用の熱処理ユニット40に搬送され、POST処理が施される。その後、ウェハWは、搬送ユニット70によって第3のブロックG3の受け渡しユニット51に搬送される。
そして、ウェハWが塗布現像処理装置1から搬出される(ステップS13)。
具体的には、ウェハWが、ステップS1とは逆の手順でカセットCに戻される。
これで、一連のウェハ処理が完了する。
具体的には、ウェハWが、ステップS1とは逆の手順でカセットCに戻される。
これで、一連のウェハ処理が完了する。
<本実施形態の主な作用効果>
本実施形態の主な作用効果について図8~図10を用いて説明する。図8及び図9は、金属含有レジスト膜の感度と、金属含有レジストによるパターンのラフネスとの関係を示す図である。図10は、単に加熱処理の時間を長くすると、金属含有レジストによるパターンのラフネスが悪化してしまう理由を説明するための図である。
本実施形態の主な作用効果について図8~図10を用いて説明する。図8及び図9は、金属含有レジスト膜の感度と、金属含有レジストによるパターンのラフネスとの関係を示す図である。図10は、単に加熱処理の時間を長くすると、金属含有レジストによるパターンのラフネスが悪化してしまう理由を説明するための図である。
本実施形態と異なり、ウェハWに第1の加熱処理が施されずに第2の加熱処理すなわちPEB処理のみが施される形態(比較の形態)では、以下の課題が存在する。すなわち、図8に示すように、金属含有レジストによるパターンのラフネス(具体的にはLCDU(Local Critical Dimension Uniformity))を小さくするために、PEB処理におけるウェハWの目標到達温度T2を低くすると、金属含有レジストの感度が低下(すなわち所望の寸法を得るためのドーズ量が増加)してしまう。同様に、金属含有レジストによるパターンのラフネスを小さくするために、PEB処理の時間を短くすると、金属含有レジストの感度が低下してしまう。なお、以下では、「ラフネス」とは金属含有レジストによるパターンのラフネスを意味し、「感度」は金属含有レジストの感度を意味する
この点に関し、本発明者らは、ウェハWに以下の条件P1~P7で加熱処理を施す実験を行った。なお、目標到達温度すなわち熱板340の設定温度は一定とした。
条件P1:目標到達温度160℃、処理時間60秒の加熱処理を1回。
条件P2:目標到達温度160℃、処理時間30秒の加熱処理を1回。その後、目標到達温度160℃、処理時間60秒の加熱処理を1回。
条件P3:目標到達温度160℃、処理時間60秒の加熱処理を2回。
条件P4:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を1回。
条件P5:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を2回。
条件P6:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を3回。
条件P7:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を4回。
条件P2:目標到達温度160℃、処理時間30秒の加熱処理を1回。その後、目標到達温度160℃、処理時間60秒の加熱処理を1回。
条件P3:目標到達温度160℃、処理時間60秒の加熱処理を2回。
条件P4:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を1回。
条件P5:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を2回。
条件P6:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を3回。
条件P7:目標到達温度120℃、処理時間60秒の加熱処理を4回。
また、条件P2、P3、P5~P7それぞれにおいて、加熱処理と加熱処理との間に、ウェハWに冷却処理を施しウェハWを室温まで冷却した。
この実験において、図9に示すように、条件P1と処理時間と処理回数が同じであり目標到達温度が条件P1より低い条件P4では、条件P1よりラフネスが小さくなっていたが、感度が低下していた。ただし、条件P4と同じ加熱処理を繰り返し施していくと、条件P4~P7の結果から明らかなように、条件P4のラフネスを維持したまま、処理回数に応じて感度が向上していた。同様に、ウェハWに加わる総熱量が大きくなるよう、条件P1と目標到達温度が同じ加熱処理を繰り返し施すと、条件P1~P3の結果から明らかなように、条件P1のラフネスを維持したまま、ウェハWの総熱量に応じて感度が向上していた。
この実験において、図9に示すように、条件P1と処理時間と処理回数が同じであり目標到達温度が条件P1より低い条件P4では、条件P1よりラフネスが小さくなっていたが、感度が低下していた。ただし、条件P4と同じ加熱処理を繰り返し施していくと、条件P4~P7の結果から明らかなように、条件P4のラフネスを維持したまま、処理回数に応じて感度が向上していた。同様に、ウェハWに加わる総熱量が大きくなるよう、条件P1と目標到達温度が同じ加熱処理を繰り返し施すと、条件P1~P3の結果から明らかなように、条件P1のラフネスを維持したまま、ウェハWの総熱量に応じて感度が向上していた。
この実験結果から、加熱処理全体を通じてウェハWに加わる総熱量は感度に影響を与えるが、ラフネスに大きな影響を与えるのは、上記総熱量ではなく、加熱処理全体における初期の目標到達温度であることが、分かる。なお、初期の目標到達温度すなわち初期の熱板340の設定温度が初期のウェハWの加熱速度に対応することを鑑みると、上述の実験結果から分かる点は、上記総熱量は感度に影響を与えるが、ラフネスに大きな影響を与えるのは、加熱処理全体における初期のウェハWの加熱速度である、ということができる。すなわち、この実験結果に基づけば、十分な総熱量を加えながら上記加熱速度を考慮することで、感度の悪化を抑制しながらラフネスを改善することができる。
加熱処理における初期のウェハWの目標到達温度及びウェハWの加熱速度がラフネスに大きな影響を与える理由としては以下が推測される(なお、ここでは露光後のウェハWに施される加熱処理の回数は1回であるものとする)。
すなわち、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストは、前述のように、前駆体化された後、縮合される。また、加熱処理の開始前に、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストが全て前駆体化されていれば、加熱処理で生じる反応は、縮合のみである。しかし、加熱処理の開始前に、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストが全て前駆体化されていることはなく、一部のみ前駆体化されている。
すなわち、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストは、前述のように、前駆体化された後、縮合される。また、加熱処理の開始前に、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストが全て前駆体化されていれば、加熱処理で生じる反応は、縮合のみである。しかし、加熱処理の開始前に、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストが全て前駆体化されていることはなく、一部のみ前駆体化されている。
そのため、加熱処理が開始されると、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストの前駆体化が生じる。ただし、加熱処理における初期のウェハWの目標到達温度が高くウェハWの加熱速度が大きいと、加熱処理において、金属含有レジストの縮合が生じる温度にウェハWの温度を維持するときまでに、金属含有レジストの前駆体化が十分生じず、その結果、以下の反応パス(A)、(B)の両方の反応が生じ得る。
(A)前駆体化された金属含有レジストの縮合
(B)金属含有レジストの前駆体化→その後、前駆体化された金属含有レジストの縮合
加熱処理
(B)金属含有レジストの前駆体化→その後、前駆体化された金属含有レジストの縮合
加熱処理
したがって、(B)の反応パスは反応の速度が遅いため(すなわち反応が完了するのに要する時間が長いため)、(B)の反応パスで反応が進む部分は、縮合が不十分となり、現像処置が施されたときに、除去されてしまい、凹所を形成してしまう。
また、(B)の反応パスで反応が進む部分の縮合を十分とするために、加熱処理の時間を長くすると、以下のようにして、ラフネスが悪化してしまう。すなわち、(A)の反応パスで反応が進む部分は、クラスター(すなわち粒子)を形成し、また、反応が継続すると、クラスター径が大きくなり続ける。そして、(B)の反応パスで反応が進む部分の縮合を十分とするために加熱処理の時間を長くし(A)の反応パスでの反応すなわち縮合を継続すると、図10に示すように、大径のクラスターCLの一部が、金属含有レジストによるパターンの表面Hから大きく突出する凸部H1を形成し、その結果、ラフネスが悪化してしまう。
また、(B)の反応パスで反応が進む部分の縮合を十分とするために、加熱処理の時間を長くすると、以下のようにして、ラフネスが悪化してしまう。すなわち、(A)の反応パスで反応が進む部分は、クラスター(すなわち粒子)を形成し、また、反応が継続すると、クラスター径が大きくなり続ける。そして、(B)の反応パスで反応が進む部分の縮合を十分とするために加熱処理の時間を長くし(A)の反応パスでの反応すなわち縮合を継続すると、図10に示すように、大径のクラスターCLの一部が、金属含有レジストによるパターンの表面Hから大きく突出する凸部H1を形成し、その結果、ラフネスが悪化してしまう。
以上が、加熱処理における初期のウェハWの目標到達温度及びウェハWの加熱速度がラフネスに大きな影響を与える理由である。
上記を踏まえ、本実施形態では、前述のように、ステップS5において、金属含有レジスト膜が形成され露光処理が施されたウェハWに第1の加熱処理を施し、金属含有レジスト膜の露光領域において、金属含有レジストを前駆体化させる。これにより、金属含有レジスト膜の露光領域において、上記縮合を生じさせずに、または、ほとんど生じさせずに、金属含有レジストの前駆体化を十分に進める。そして、続くステップS6において、ウェハWに加熱処理を施し、金属含有レジスト膜の露光領域において、前駆体化された金属含有レジストを縮合させる。これにより、ステップS5で前駆体化が十分進められた金属含有レジスト膜の露光領域において、前駆体化を進めさせずに、またはほとんど進めさせずに、縮合を生じさせる。
すなわち、本実施形態では、金属含有レジスト膜の露光領域において、前駆体化された金属含有レジストを縮合させる段階の前に、前駆体化が十分進められるため、上記縮合させる段階で上記(B)の反応パスでの反応が進む部分は殆どない。また、そのため、(B)の反応パスで反応が進む部分の縮合を十分とするために、加熱処理の時間を長くする必要がない。したがって、本実施形態によれば、金属含有レジストによるパターンのラフネスを改善することができる。また、本実施形態によれば、第1の加熱処理を施す時間または第2の加熱処理を施す時間の少なくとも一方を調整して、露光後且つ現像前の加熱処理によりウェハWに対し十分な熱量を加えることで、金属含有レジストの感度を確保することができる。すなわち、本実施形態によれば、金属含有レジストの被膜の感度の低下を抑制しながら、金属含有レジストのパターン表面のラフネスを向上させることができる
さらに、本実施形態では、金属含有レジスト膜の露光領域において金属含有レジストを前駆体化させるステップS5において、ウェハWに第1の加熱処理と冷却処理を交互に繰り返し施していた。そのため、第1の加熱処理で縮合が生じていた場合でも、冷却処理によって縮合が一旦停止するため、図10を用いて説明したような、縮合を継続することによるクラスターの肥大化を抑制することができる。したがって、金属含有レジストのパターンのラフネスをさらに向上させることができる。
<前駆体化処理の他の例>
以上の例では、ステップS5において、金属含有レジスト膜の露光領域において金属含有レジストを前駆体化させる際、ウェハWに第1の加熱処理と冷却処理が交互に繰り返し施され、また、第1の加熱処理を施す熱処理ユニット40によって最後の冷却処理が施されていた。この最後の冷却処理は、第2の加熱処理としてのPEB処理を施す熱処理ユニット40によって施されてもよい。
以上の例では、ステップS5において、金属含有レジスト膜の露光領域において金属含有レジストを前駆体化させる際、ウェハWに第1の加熱処理と冷却処理が交互に繰り返し施され、また、第1の加熱処理を施す熱処理ユニット40によって最後の冷却処理が施されていた。この最後の冷却処理は、第2の加熱処理としてのPEB処理を施す熱処理ユニット40によって施されてもよい。
また、ステップS5において前駆体化させる際、ウェハWに第1の加熱処理と冷却処理が交互に繰り返し施されることに代えて、ウェハWに第1の加熱処理と冷却処理とを1回ずつこの順番で施されるようにしてもよい。
さらに、第1の加熱処理が複数回施される場合も1回のみ施される場合も、冷却処理が省略されてもよい。
また、図11に示すように、ステップS5において前駆体化させる際、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度を連続的に上昇させてもよい。本例の場合、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度は、第1の加熱処理におけるウェハWの目標温度を第2の加熱処理としてのPEB処理におけるウェハWの目標到達温度と等しくしたときの処理開始時より、ウェハWの昇温速度が低くなるよう、設定される。具体的には、本例の場合、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度の平均上昇速度は6℃/s以下とされる。また、本例の場合、第1の加熱処理におけるウェハWの最終目標到達温度は、PEB処理におけるウェハWの目標到達温度以下である。
さらに、図12に示すように、ステップS5において前駆体化させる際、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度を段階的に上昇させてもよい。本例の場合も、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度は、第1の加熱処理におけるウェハWの目標温度を第2の加熱処理としてのPEB処理におけるウェハWの目標温度と等しくして一定としたときの処理開始時より、ウェハWの平均昇温速度が低くなるよう、設定される。具体的には、本例の場合も第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度の平均上昇速度は6℃/s以下とされる。また、本例の場合も、第1の加熱処理におけるウェハWの最終目標到達温度は、PEB処理におけるウェハWの目標到達温度以下である。
また、ステップS5において前駆体化させる際、第1の加熱処理におけるウェハWの目標到達温度を連続的に上昇させる場合、及び、段階的に上昇させる場合、第1の加熱処理が施される回数は1回とし、冷却処理を省略し、第1の加熱処理に続いてPEB処理が施されてもよい。
以上の例では、第1の加熱処理とPEB処理が、別々の熱処理ユニット40で施されていたが、共通の熱処理ユニット40及び共通の熱板340を用いて施されてもよい。特に、第1の加熱処理とPEB処理とで、ウェハWの目標到達温度すなわち熱板340の設定温度が等しく且つ一定である場合や冷却処理を省略し第1の加熱処理に続いてPEB処理が施される場合等においては、第1の加熱処理と第2の加熱処理とで同じ熱処理ユニット40が用いられてもよい。
<熱処理ユニットの他の例>
また、以上の例では、第1の加熱処理を施す加熱部と冷却処理を施す冷却部とが一体化されていたが、これらは別体であってもよい。
さらに、以上の例では、第1の加熱処理を施す加熱部と冷却処理を施す冷却部とが一体化されているのに対し、PEB処理を施す加熱部は別体であった。これに代えて、第1の加熱処理を施す加熱部と冷却処理を施す冷却部とPEB処理を施す加熱部との3つが一体化されていてもよい。具体的には、第1の加熱処理用の熱板と、PEB処理用の熱板と、冷却処理用の冷却板が、熱処理ユニットにおける共通の筐体内に設けられていてもよい。
さらに、以上の例では、第1の加熱処理を施す加熱部と冷却処理を施す冷却部とが一体化されているのに対し、PEB処理を施す加熱部は別体であった。これに代えて、第1の加熱処理を施す加熱部と冷却処理を施す冷却部とPEB処理を施す加熱部との3つが一体化されていてもよい。具体的には、第1の加熱処理用の熱板と、PEB処理用の熱板と、冷却処理用の冷却板が、熱処理ユニットにおける共通の筐体内に設けられていてもよい。
この場合、冷却部を施す冷却部、第1の加熱処理を施す加熱部及びPEB処理を施す加熱部が、ウェハ搬送領域Dが延びるX方向に沿って、この順で並んでいてもよい。また、冷却部を施す冷却部、第1の加熱処理を施す加熱部及びPEB処理を施す加熱部が、水平面内で上記X方向と直交するY方向に沿って、ウェハ搬送領域D側から順に並んでいてもよい。
さらに、この場合、冷却処理用の冷却板が搬送機構を構成し、冷却板を介して、第1の加熱処理用の熱板及びPEB処理用の熱板に対するウェハWの搬送が行われてもよい。また、冷却処理用の冷却板とは別に、搬送機構を筐体内に設け、当該搬送機構により、第1の加熱処理用の熱板、PEB処理用の熱板及び冷却処理用の冷却板に対するウェハWの搬送が行われてもよい。
<第1の加熱処理が施される加熱領域の他の例>
図13は、第1の加熱処理が施される加熱領域の他の例を模式的に示す縦断面図である。
図13の加熱領域310Aでは、上部チャンバ321Aの内部であって、熱板340に対向する位置には、前駆体化を促進させるガス(以下、前駆体化ガス)を処理空間Sに吐出する、ガス吐出部としてのシャワーヘッド400が設けられている。前駆体化ガスは、具体的には、金属及び酸素を含有する前駆体への変化を促進させるガスであり、より具体的には、水分を含むガスすなわち水分含有ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガスまたはこれらの2以上の組み合わせである。水分含有ガスが用いられる場合、水分濃度が例えば20%~80%のものが用いられる。
図13は、第1の加熱処理が施される加熱領域の他の例を模式的に示す縦断面図である。
図13の加熱領域310Aでは、上部チャンバ321Aの内部であって、熱板340に対向する位置には、前駆体化を促進させるガス(以下、前駆体化ガス)を処理空間Sに吐出する、ガス吐出部としてのシャワーヘッド400が設けられている。前駆体化ガスは、具体的には、金属及び酸素を含有する前駆体への変化を促進させるガスであり、より具体的には、水分を含むガスすなわち水分含有ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガスまたはこれらの2以上の組み合わせである。水分含有ガスが用いられる場合、水分濃度が例えば20%~80%のものが用いられる。
シャワーヘッド400は、具体的には、熱板340に支持されたウェハWに設けて前駆体化ガスを吐出する。また、シャワーヘッド400は、上部チャンバ321Aと同期して昇降自在に構成されている。
シャワーヘッド400の下面には、複数のガス供給孔401が形成されている。複数のガス供給孔401は、シャワーヘッド400の下面において、後述する中央排気路410以外の部分に均一に配置されている。シャワーヘッド400には、ガス供給管402が接続されている。さらにガス供給管402には、シャワーヘッド400に前駆体ガスを供給するガス供給源403が接続されている。また、ガス供給管402には、前駆体化ガスの流通を制御するバルブや流量調節弁等を含む供給機器群404と、前駆体化ガスの温度を所定の範囲(例えば20℃~50℃)に調整する温度調整機構405が設けられている。
さらに、シャワーヘッド400には、処理空間Sを排気する排気部として中央排気路410が設けられている。中央排気路410は、シャワーヘッド400の下面中央部から上面中央部に延伸するように形成されている。中央排気路410には、上部チャンバ321Aの上面中央部に設けられた中央排気管411が接続されている。さらに中央排気管411には、例えば真空ポンプ等の排気装置412が接続されている。また、中央排気管411には、排気されたガスの流通を制御するバルブ等を有する排気機器群413が設けられている。中央排気路410は、処理空間Sを、熱板340に支持されたウェハWの中央の上方から、排気することができる。
図13の加熱領域310Aを採用する場合、ガス供給孔401から吐出される前駆体化ガスの雰囲気中で、ウェハWに第1の加熱処理が施されてもよい。これにより、第1の加熱処理で、前駆体化をさらに促進させることができる。
また、同様に、ステップS5の前駆体化における冷却処理が施される冷却領域311に、ガス供給孔を設け、ガス供給孔から吐出される前駆体化ガスの雰囲気中で、ウェハWに上記冷却処理が施されてもよい。
<PEB処理を施す加熱部の例>
図14は、PEB加熱処理が施される加熱領域の例を模式的に示す縦断面図である。
図14の加熱領域310Bでは、上部チャンバ321Bの内部であって、熱板340に対向する位置には、前駆体化を抑制しつつ縮合を促進させるガス(以下、縮合促進ガス)を処理空間Sに吐出する、他のガス吐出部としてのシャワーヘッド500が設けられている。縮合促進ガスは、具体的には、水分を含まない、または、殆ど含まないガスであり、より具体的には、ドライエア、不活性ガス(例えば窒素ガス)またはこれらの混合ガスである。
図14は、PEB加熱処理が施される加熱領域の例を模式的に示す縦断面図である。
図14の加熱領域310Bでは、上部チャンバ321Bの内部であって、熱板340に対向する位置には、前駆体化を抑制しつつ縮合を促進させるガス(以下、縮合促進ガス)を処理空間Sに吐出する、他のガス吐出部としてのシャワーヘッド500が設けられている。縮合促進ガスは、具体的には、水分を含まない、または、殆ど含まないガスであり、より具体的には、ドライエア、不活性ガス(例えば窒素ガス)またはこれらの混合ガスである。
シャワーヘッド500は、具体的には、熱板340に支持されたウェハWに設けて縮合促進ガスを吐出する。また、シャワーヘッド500は、上部チャンバ321Bと同期して昇降自在に構成されている。
シャワーヘッド500の下面には、複数のガス供給孔501が形成されている。複数のガス供給孔501は、シャワーヘッド500の下面において、中央排気路410以外の部分に均一に配置されている。シャワーヘッド500には、ガス供給管502が接続されている。さらにガス供給管502には、シャワーヘッド500に縮合促進ガスを供給するガス供給源503が接続されている。また、ガス供給管502には、縮合促進ガスの流通を制御するバルブや流量調節弁等を含む供給機器群504と、縮合促進ガスの温度を所定の範囲に調整する温度調整機構505が設けられている。
図14の加熱領域310Bを採用する場合、ガス供給孔501から吐出される縮合促進ガスの雰囲気中で、ウェハWにPEB処理が施されてもよい。これにより、PEB処理で、前駆体化を抑制しながら縮合をさらに促進させることができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成例も本開示の技術的範囲に属する。
(1)金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、基板処理方法。
(2)前記第1の加熱処理における前記基板の最終目標到達温度は、80℃以上である、前記(1)に記載の基板処理方法。
(3)前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理を施した後、冷却処理を施す、前記(1)または(2)に記載の基板処理方法。
(4)前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理と前記冷却処理を交互に繰り返し施す、前記(3)に記載の基板処理方法。
(5)前記前駆体化させる工程において、前記基板に対する前記冷却処理を、当該基板を搬送する搬送機構に当該基板を支持した状態で施す、前記(3)または(4)に記載の基板処理方法。
(6)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を連続的に上昇させる、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(7)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を段階的に上昇させる、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(8)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度の平均上昇速度は6℃/s以下である、前記(6)または(7)に記載の基板処理方法。
(9)前記前駆体化させる工程において、前駆体化を促進させるガスの雰囲気中で、前記基板に処理を施す、前記(1)~(8)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(10)前記縮合させる工程において、前駆体化を抑制しつつ縮合を促進させるガスの雰囲気で、前記基板に処理を施す、前記(1)~(9)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(11)基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板に加熱処理を施す加熱部と、
前記基板に現像処理を施す現像部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された前記基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を当該基板処理装置が実行するよう制御を行う、基板処理装置。
(12)基板を処理する基板処理方法を基板処理装置によって実行させるように、当該基板処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作する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であって、
前記基板処理方法は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、コンピュータ記憶媒体。
(1)金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、基板処理方法。
(2)前記第1の加熱処理における前記基板の最終目標到達温度は、80℃以上である、前記(1)に記載の基板処理方法。
(3)前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理を施した後、冷却処理を施す、前記(1)または(2)に記載の基板処理方法。
(4)前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理と前記冷却処理を交互に繰り返し施す、前記(3)に記載の基板処理方法。
(5)前記前駆体化させる工程において、前記基板に対する前記冷却処理を、当該基板を搬送する搬送機構に当該基板を支持した状態で施す、前記(3)または(4)に記載の基板処理方法。
(6)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を連続的に上昇させる、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(7)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を段階的に上昇させる、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(8)前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度の平均上昇速度は6℃/s以下である、前記(6)または(7)に記載の基板処理方法。
(9)前記前駆体化させる工程において、前駆体化を促進させるガスの雰囲気中で、前記基板に処理を施す、前記(1)~(8)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(10)前記縮合させる工程において、前駆体化を抑制しつつ縮合を促進させるガスの雰囲気で、前記基板に処理を施す、前記(1)~(9)のいずれか1に記載の基板処理方法。
(11)基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板に加熱処理を施す加熱部と、
前記基板に現像処理を施す現像部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された前記基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を当該基板処理装置が実行するよう制御を行う、基板処理装置。
(12)基板を処理する基板処理方法を基板処理装置によって実行させるように、当該基板処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作する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であって、
前記基板処理方法は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、コンピュータ記憶媒体。
1 塗布現像処理装置
30 現像処理ユニット
40 熱処理ユニット
200 制御部
M 記憶媒体
W ウェハ
30 現像処理ユニット
40 熱処理ユニット
200 制御部
M 記憶媒体
W ウェハ
Claims (12)
- 金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、基板処理方法。 - 前記第1の加熱処理における前記基板の最終目標到達温度は、80℃以上である、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理を施した後、冷却処理を施す、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記前駆体化させる工程において、前記基板に、前記第1の加熱処理と前記冷却処理を交互に繰り返し施す、請求項3に記載の基板処理方法。
- 前記前駆体化させる工程において、前記基板に対する前記冷却処理を、当該基板を搬送する搬送機構に当該基板を支持した状態で施す、請求項3に記載の基板処理方法。
- 前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を連続的に上昇させる、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度を段階的に上昇させる、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記第1の加熱処理における前記基板の目標到達温度の平均上昇速度は6℃/s以下である、請求項6に記載の基板処理方法。
- 前記前駆体化させる工程において、前駆体化を促進させるガスの雰囲気中で、前記基板に処理を施す、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記縮合させる工程において、前駆体化を抑制しつつ縮合を促進させるガスの雰囲気中で、前記基板に処理を施す、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板に加熱処理を施す加熱部と、
前記基板に現像処理を施す現像部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された前記基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を当該基板処理装置が実行するよう制御を行う、基板処理装置。 - 基板を処理する基板処理方法を基板処理装置によって実行させるように、当該基板処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作する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であって、
前記基板処理方法は、
金属含有レジストの被膜が形成され露光処理が施された基板に第1の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前記金属含有レジストを前駆体化させる工程と、
その後、前記基板に第2の加熱処理を施し、前記被膜の露光領域において、前駆体化された前記金属含有レジストを縮合させる工程と、
その後、前記基板に現像処理を施す工程と、を含む、コンピュータ記憶媒体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022161845A JP2024055150A (ja) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 |
US18/473,459 US20240120217A1 (en) | 2022-10-06 | 2023-09-25 | Substrate treatment method, substrate treatment apparatus, and computer storage medium |
CN202311251986.5A CN117850175A (zh) | 2022-10-06 | 2023-09-26 | 基片处理方法、基片处理装置和计算机存储介质 |
KR1020230129408A KR20240048484A (ko) | 2022-10-06 | 2023-09-26 | 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 컴퓨터 기억 매체 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022161845A JP2024055150A (ja) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024055150A true JP2024055150A (ja) | 2024-04-18 |
Family
ID=90540742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022161845A Pending JP2024055150A (ja) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240120217A1 (ja) |
JP (1) | JP2024055150A (ja) |
KR (1) | KR20240048484A (ja) |
CN (1) | CN117850175A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7359680B2 (ja) | 2019-07-22 | 2023-10-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置及び処理方法 |
-
2022
- 2022-10-06 JP JP2022161845A patent/JP2024055150A/ja active Pending
-
2023
- 2023-09-25 US US18/473,459 patent/US20240120217A1/en active Pending
- 2023-09-26 CN CN202311251986.5A patent/CN117850175A/zh active Pending
- 2023-09-26 KR KR1020230129408A patent/KR20240048484A/ko unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240120217A1 (en) | 2024-04-11 |
KR20240048484A (ko) | 2024-04-15 |
CN117850175A (zh) | 2024-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102640367B1 (ko) | 기판 처리 방법 및 열처리 장치 | |
JP4450784B2 (ja) | 塗布、現像装置及びその方法 | |
JP4601080B2 (ja) | 基板処理装置 | |
KR101168102B1 (ko) | 가열 장치, 가열 방법, 도포 장치 및 기억 매체 | |
JP5575706B2 (ja) | 疎水化処理装置、疎水化処理方法、プログラム及びコンピュータ記録媒体。 | |
JP2002313709A (ja) | 基板の処理装置及び搬送アーム | |
WO2003036694A1 (fr) | Materiel de traitement thermique et procede de traitement thermique | |
TWI790339B (zh) | 基板處理裝置、基板處理方法及電腦記錄媒體 | |
JP3585215B2 (ja) | 基板処理装置 | |
JP2008192844A (ja) | 基板処理方法及び塗布現像処理装置 | |
JP2002093687A (ja) | 基板の熱処理方法及び基板の熱処理装置 | |
JP2013140833A (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
JP2009076869A (ja) | 基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 | |
JP2002083859A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
JP2024055150A (ja) | 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 | |
JP5415881B2 (ja) | 疎水化処理装置、疎水化処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 | |
WO2023276723A1 (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
JP7365387B2 (ja) | 加熱処理装置及び加熱処理方法 | |
JP7432770B2 (ja) | 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体 | |
US20240036473A1 (en) | Substrate treatment method, and computer storage medium | |
KR100542629B1 (ko) | 반도체 소자 제조 장치 및 방법 | |
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 | |
WO2020100633A1 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
WO2022270411A1 (ja) | 基板処理方法及び基板処理システム | |
JP2024073500A (ja) | 熱処理方法、プログラム及び熱処理装置 |