JP6685791B2 - 基板処理方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明に係る基板処理方法は、レジストパターンの溶解エリア寸法に関する目標に基づいて、基板の表面を疎水化するときの処理条件を決定する決定工程と、基板の表面にレジスト膜を塗布する前に、前記決定工程で決定された前記処理条件で基板の表面を疎水化する処理工程と、を備える基板処理方法である。
実施例1に係る方法を行うための基板処理装置を概略構成を説明する。
図1は、基板処理装置の概要構成を示す平面図である。図2は、基板処理装置の概要構成を示す側面図である。
実施例1に係る基板処理方法の概略を説明する。図3は、基板処理方法の手順を示すフローチャートである。説明の便宜上、ステップS1については後述し、ステップS2ーS5を説明する。図4(a)−4(d)は、基板処理方法の各工程における基板Wを模式的に示す断面図である。
図5は、疎水化処理ユニットおよびこれに関連する構成を示す図である。疎水化処理ユニット31は、プレート53と基板温調部54とカバー55と昇降機構56を備える。プレート53は基板Wを載置する。基板温調部54はプレート53に載置された基板Wの温度を調節する。基板温調部54は、例えばプレート53に取り付けられている。基板温調部54は例えばヒータである。カバー55はプレート53の上方に設けられている。昇降機構56はカバー55を下方位置と上方位置との間で昇降させる。図5では、下方位置にあるカバー55を実線で示し、上方位置にあるカバー55を点線で示す。昇降機構56は例えばエアシリンダである。カバー55が下方位置にあるとき、カバー55とプレート53との間の空間(以下、「処理空間という)Bを略密閉する。基板Wは、処理空間Bの内部で、疎水化される。カバー55が上方位置にあるとき、処理空間Bが開放される。処理空間Bが開放されているとき、基板Wをプレート53に載置でき、基板Wをプレート53から搬出できる。
図7は、図3に示すステップS1、S2の手順を詳細に示すフローチャートである。図7に示すステップS2a−S2gの全体が、図3に示すステップS2(疎水化処理工程)に相当する。
制御部85は、目標Eと関連情報F1とに基づいてガス濃度Gを決定する。この際、制御部85は、記憶部87から目標Eを取得してもよいし、入力部89から目標Eを取得してもよい。あるいは、制御部85は、記憶部87に記憶された情報と入力部89に入力された情報に基づいて目標Eを特定してもよい。また、制御部85は、記憶部87から関連情報F1を取得する。
カバー55は上方位置にある。不図示の基板搬送機構がプレート53上に載置する。制御部85は、基板温調部54を制御して基板Wを所定の温度に調整する。
制御部85は、昇降機構56を制御して、カバー55を下方位置に位置させる。処理空間Bが略密閉される。
制御部85は、決定されたガス濃度Gに基づいて流量調整弁68、72を制御し、処理ガスを生成し、生成された処理ガスを不活性ガスで希釈する。これにより、処理ガスは、決定されたガス濃度Gに調整される。
制御部85は、流量調整弁68、72を閉じる。これにより、基板Wに対する処理ガスの吹出を止める。この際、制御部85は、吸引機構83を停止させる。これにより、処理ガスが処理空間B内に満たされる。すなわち、基板に対する処理ガスの吹出を行わずに基板の表面を前記処理ガスで覆った状態になる。
制御部85は三方弁74を制御して、不活性ガスを疎水化処理ユニット31に供給させるとともに、制御部85は吸引機構83に吸引動作をさせ、排気孔58を通じて処理空間Bから処理ガスを排出する。処理空間Bの気体は、処理ガスから不活性ガスに置換される。
制御部85は、昇降機構56を制御して、カバー55を上方位置に位置させる。処理空間Bが開放される。
不図示の搬送機構がプレート53から基板Wを搬出する。
決定工程(ステップS1)はスペース幅Dに関する目標Eに基づいてガス濃度Gを決定するので、適切なガス濃度Gを決定できる。また、処理工程(ステップS2)は決定されたガス濃度Gで基板Wの表面を疎水化する。疎水化された基板Wの表面にレジスト膜Rを形成し、レジスト膜Rを現像すれば、基板W上に寸法精度の高いレジストパターンRPを形成できる。具体的には、スペースSの寸法精度を向上できる。すなわち、実際に得られるスペースSは、目標Eに規定された目標値に一層近いスペース幅Dを有する。
実施例2は、基板にレジストパターンを形成する基板処理方法である。実施例2に係る方法についても、実施例1で説明した基板処理装置1で行うことができる。よって、基板処理装置1の構成に関する説明を省略する。
制御部85は、目標Eと関連情報F2とに基づいて保持時間Jを決定する。図9を参照する。例えば目標Eが値d2である場合、制御部85は保持時間Jを値j2に決定する。
不図示の基板搬送機構がプレート53上に載置する(ステップS2a)。カバー55が下方位置に移動する(ステップS2b)。
制御部85は、流量調整弁68、三方弁74および吸引機構83を制御し、処理ガスを疎水化処理ユニット31に送る。ノズル57は、プレート53上の基板Wの表面に処理ガスを吹き出す。この際、制御部85は、流量調整弁72と空調制御装置79を制御して、処理ガスのガス濃度Gおよび温度を一定に保つ。
制御部85は、流量調整弁68、72を閉じ、吸引機構83を停止させる。これにより、保持状態となる。制御部85は、保持状態を保持時間Jにわたって維持する。
保持時間Jが経過すると、制御部85は三方弁74を制御して、不活性ガスを疎水化処理ユニット31に供給させるとともに、制御部85は吸引機構83に吸引動作をさせ、排気孔58を通じて処理空間Bから処理ガスを排出する。処理空間Bの気体は、処理ガスから不活性ガスに置換される。すなわち、保持状態が解除される。
カバー55が上方位置に移動する(ステップS2f)。不図示の搬送機構がプレート53上の基板Wを搬出する(ステップS2g)。
実施例3は、基板にレジストパターンを形成する基板処理方法である。実施例3に係る方法についても、実施例1で説明した基板処理装置1で行うことができる。よって、基板処理装置1の構成に関する説明を省略する。
制御部85は、目標Eと関連情報F3とに基づいてガス温度Kを決定する。図10、11を参照する。例えば目標Eが値d3である場合、制御部85は、スペース幅d3に対応する接触角θ3を特定し、接触角θ3に対応するガス温度k3を特定する。そして、制御部85は、ガス温度k3をガス温度Kとして決定する。
不図示の基板搬送機構がプレート53上に載置する(ステップS2a)。カバー55が下方位置に移動する(ステップS2b)。
制御部85は、流量調整弁68、三方弁74、空調制御装置79および吸引機構83を制御し、ガス温度Kに調整された処理ガスを疎水化処理ユニット31に送る。具体的には、制御部85は、空調制御装置79を制御して、温調エアの温度および供給量を制御する。空調制御装置79は、所定温度に調整された温調エアを所定流量で導入管78に供給する。導入管78は、温調エアを第1外側配管77の内部に供給する。供給された温調エアは配管65の外面上を流れる。すなわち、配管65の外面が温調エアに晒される。これにより、配管65の内部を流れる処理ガスを、ガス温度Kに調整する。ノズル57は、ガス温度Kに調整された処理ガスを基板Wの表面に吹き出す。
制御部85は、流量調整弁68、72を閉じ、吸引機構83を停止させる。これにより、保持状態となる。
制御部85は三方弁74を制御して、不活性ガスを疎水化処理ユニット31に供給させるとともに、制御部85は吸引機構83に吸引動作をさせ、排気孔58を通じて処理空間Bから処理ガスを排出する。処理空間Bの気体は、処理ガスから不活性ガスに置換される。
カバー55が上方位置に移動する(ステップS2f)。不図示の搬送機構がプレート53上の基板Wを搬出する(ステップS2g)。
実施例4は、基板にレジストパターンを形成する基板処理方法である。実施例4に係る方法についても、実施例1で説明した基板処理装置1で行うことができる。よって、基板処理装置1の構成に関する説明を省略する。
・ガス濃度Gが同じである場合、保持時間Jが長くなるにしたがって、スペース幅Dが大きくなる。
・保持時間Jが同じである場合、ガス濃度ghに対応するスペース幅Dは、ガス濃度glに対応するスペース幅Dよりも大きい。
制御部85は、目標Eと関連情報F6とに基づいてガス濃度Gおよび保持時間Jを決定する。図12を参照する。例えば目標Eが値dwである場合、制御部85は、ガス濃度Gを値ghに決定し、保持時間Jを保持時間j4に決定する。例えば目標Eが値dwより小さい値dsである場合、制御部85は、ガス濃度Gを値glに決定し、保持時間Jを保持時間j4に決定する。
不図示の基板搬送機構がプレート53上に載置する(ステップS2a)。カバー55が下方位置に移動する(ステップS2b)。
制御部85は、流量調整弁68、三方弁74および吸引機構83を制御し、ガス濃度Gに調整された処理ガスを基板Wの表面に供給する。
制御部85は、流量調整弁68、72を閉じ、吸引機構83を停止させる。これにより、保持状態となる。
制御部85は三方弁74を制御して、不活性ガスを疎水化処理ユニット31に供給させるとともに、制御部85は吸引機構83に吸引動作をさせ、排気孔58を通じて処理空間Bから処理ガスを排出する。処理空間Bの気体は、処理ガスから不活性ガスに置換される。
カバー55が上方位置に移動する(ステップS2f)。不図示の搬送機構が、プレート53上の基板Wを搬出する(ステップS2g)。
実施例5は、基板にレジストパターンを形成する基板処理方法である。実施例5に係る方法についても、実施例1で説明した基板処理装置1で行うことができる。よって、基板処理装置1の構成に関する説明を省略する。
制御部85は、目標Eと関連情報F1に基づいてガス濃度Gを決定する。
制御部85は、今回、決定された処理条件と、前回、決定された処理条件との間で、処理ガス条件が変わったか否かを判断する。処理ガス条件が変わったと判断された場合、ステップS12に進む。そうでない場合、ステップS2に進む。
プレート53上には基板Wが載置されていない。この状態で、カバー55が下方位置に移動し、処理空間Bが略密閉される。制御部85は、流量調整弁68、三方弁74および吸引機構83を制御し、処理ガスを今回、決定されたガス濃度Gに調整して、処理空間Bに吹き出す。処理空間Bに吹き出された処理ガスは、処理ガス排出部81によって排出される。プリディスペンス工程が終了すると、ステップS2に進む。
実施例6は処理ガス温調部76の構成において実施例1と異なる。よって、以下では、処理ガス温調部76の構成について詳述する。なお、実施例1と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
制御部85が空調制御装置79を制御することによって、空調制御装置79は導入管78に温調エアを供給する。導入管78は第1外側配管77の内部に温調エアを導入する。
基板処理装置1は第1外側配管77と導入管78を備えているので、配管65の内部を流れる処理ガスの温度を好適に変更および調整できる。これにより、基板Wの表面を精度良く疎水化でき、基板W上に寸法精度の高いレジストパターンRPを形成できる。
・基板Wに吹き出す処理ガスのガス流量
・基板Wの温度
・処理ガスを基板Wに吹き出す吹出時間
・基板Wの表面を疎水化する処理時間
ここで、吹出時間は、吹出工程を行う時間に相当する。
処理時間は、保持時間Jおよび吹出時間などの含む包括的な概念であり、疎水化処理工程に応じて適宜に定義される。例えば、疎水化処理工程が吹出工程または保持工程を有しない場合であっても、処理時間を適宜に定義できる。
上述した実施例に係る基板処理方法において、レジスト膜の表面に保護膜を形成する工程を備えてもよい。レジスト膜の表面に保護膜を形成する工程は、レジスト膜形成工程の後で露光工程程の前に実行されることが好ましい。
基板処理装置であって、
基板を処理する処理ユニットと、
前記処理ユニットに処理ガスを供給する処理ガス管と、
前記処理ガス管の外側に設けられ、前記処理ガス管の少なくとも一部を収容する第1外側管と、
前記第1外側管の内部に温調された気体を供給する導入部と、
を備えている基板処理装置。
付記1に記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管の一端は、前記処理ユニットに接続され、
前記第1外側管の一端は、前記処理ガス管に沿って前記処理ガス管の前記一端の近傍まで延びている基板処理装置。
付記2に記載の基板処理装置において、
前記第1外側管は、前記第1外側管の前記一端または前記一端の近傍に形成され、前記第1外側管の内部の気体を排出する第1排出口を有する基板処理装置。
付記3に記載の基板処理装置において、
前記第1外側管は、前記第1排出口よりも前記第1外側管の他端に近い位置で、前記導入部と接続する基板処理装置。
付記1から付記4のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管と接続され、処理ガスを生成する気化容器と、
前記気化容器を収容する筐体と、
を備え、
前記導入部は、さらに、前記筐体の内部に温調された気体を供給する基板処理装置。
付記5に記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管は、前記筐体を貫通するように設置され、
前記第1外側管は、前記筐体に接続されており、
前記第1外側管の内部と前記筐体の内部とは、互いに連通しており、
前記導入管部は、前記第1外側管の内部から前記筐体の内部に温調された気体を流入させる基板処理装置。
基板処理装置であって、
基板を処理する処理ユニットと、
前記処理ユニットに処理ガスを供給する処理ガス管と、
前記処理ガスに連通接続され、処理ガスを生成する気化容器と、
前記気化容器を収容する筐体と、
前記筐体の内部に温調された気体を供給する導入部と、
を備える基板処理装置。
付記5から付記7のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管の少なくとも一部は、前記筐体の内部に設置されている基板処理装置。
付記5から付記8のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記筐体内に設けられ、前記気化容器に処理液を供給する処理液供給源を備えている基板処理装置。
付記5から付記9のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記筐体は、前記筐体の内部の気体を排出する筐体用排出口を有する基板処理装置。
付記5から付記10のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記気化容器に処理液を供給する処理液管を備え、
前記処理液管の少なくとも一部は、前記筐体の内部に設置されている基板処理装置。
付記5から付記11のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記気化容器に不活性ガスを供給する不活性ガス管を備え、
前記不活性ガス管の少なくとも一部は、前記筐体の内部に設置されている基板処理装置。
付記1から付記12のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管と接続され、処理ガスを生成する気化容器と、
前記気化容器に処理液を供給する処理液管と、
前記処理液管の外側に設けられ、前記処理液管の少なくとも一部を収容する第2外側管と、
を備え、
前記導入部は、さらに、前記第2外側管の内部に温調された気体を供給する基板処理装置。
付記1から付記13のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ガス管と接続され、処理ガスを生成する気化容器と、
前記気化容器に不活性ガスを供給する不活性ガス管と、
前記不活性ガス管の外側に設けられ、前記不活性ガス管の少なくとも一部を収容する第3外側管と、
を備え、
前記導入部は、さらに、前記第3外側管の内部に温調された気体を供給する基板処理装置。
付記1から付記14のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ガスの温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて前記処理ガスの温度を監視する制御部と、
を備える基板処理装置。
付記15に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて警報の発報、前記処理ガスの供給の中断、前記処理ユニットによる処理の中断の少なくともいずれかを行う基板処理装置。
付記15または付記16に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出された温度が、予め設定されている基準範囲内にあるか否かを判断する基板処理装置。
付記1から付記17のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理ユニットは疎水化処理ユニットであり、
前記処理液は疎水化処理剤である基板処理装置。
31 … 疎水化処理ユニット(処理ユニット)
34 … 塗布ユニット
44 … 現像ユニット
EXP … 露光機
60 … 処理ガス供給部
61 … 疎水化処理剤供給源(処理液供給源)
62 … 配管(処理液管)
64 … 気化容器
65 … 配管(処理ガス管)
67 … 配管(不活性ガス管)
68 … 流量調整弁
71 … 配管
72 … 流量調整弁
75 … 配管
76 … 処理ガス温調部
77 … 第1外側管
77a … 排出口(第1排出口)
78 … 導入管(導入部)
79 … 空調制御装置
85 … 制御部85
91 … キャビネット(筐体)
91a … 排出口(筐体用排出口)
92 … 配管(不活性ガス管)
93 … 温度検出部
101 … 導入管(導入部)
102 … 第2外側配管
102a… 排出口(第2排出口)
103 … 導入管(導入部)
107 … 第3外側配管
107a… 排出口(第3排出口)
109 … 導入管(導入部)
B … 処理空間
C … 可溶部幅
D … スペース幅(溶解エリア寸法)
E … 目標
F、F1−F6… 関連情報
F4 … 関連情報(第1関連情報)
F5 … 関連情報(第2関連情報)
G、 … ガス濃度
J … 保持時間
K … ガス温度
L … ライン
R … レジスト膜
Ra … 可溶部
Rb … 不溶部
RP … レジストパターン
S … スペース(溶解エリア)
W … 基板
θ … 接触角
Claims (18)
- レジストパターンの溶解エリア寸法に関する目標に基づいて、基板の表面を疎水化するときの処理条件を決定する決定工程と、
基板の表面にレジスト膜を形成する前に、前記決定工程で決定された前記処理条件で基板の表面を疎水化する処理工程と、
を備え、
前記レジストパターンは、スペース、ライン、ホールおよびドットの少なくともいずれかを含み、
前記溶解エリア寸法は、スペースの寸法、ホールの寸法、および、ドット間の距離の少なくともいずれかであり、
前記目標が第1目標であるとき、前記決定工程は第1処理条件に決定し、
前記目標が前記第1目標よりも広い溶解エリア寸法を規定する第2の目標であるとき、前記決定工程は、前記第1処理条件よりも基板の表面における接触角を増大させる第2処理条件に決定する基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法において、
前記処理条件によって基板の表面における接触角が変わる基板処理方法。 - 請求項1または2に記載の基板処理方法において、
前記目標は、前記溶解エリア寸法の目標値、または、前記溶解エリア寸法の基準値に対する調整量の少なくともいずれかである基板処理方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理条件は、前記処理工程に用いる処理ガスのガス濃度を含み、
前記ガス濃度は、処理ガスにおける疎水化処理剤の濃度であり、
前記目標が第1目標であるとき、前記決定工程は第1ガス濃度に決定し、
前記目標が前記第1目標よりも広い溶解エリア寸法を規定する第2目標であるとき、前記決定工程は前記第1ガス濃度よりも高い第2ガス濃度に決定する基板処理方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理条件は、基板に対する処理ガスの吹出を行わずに、基板の表面を前記処理ガスで覆った状態を保つ保持時間を含み、
前記目標が第1目標であるとき、前記決定工程は第1保持時間に決定し、
前記目標が前記第1目標よりも広い溶解エリア寸法を規定する第2目標であるとき、前記決定工程は、前記第1保持時間よりもよりも長い第2保持時間に決定する基板処理方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理条件は、前記処理工程に用いる処理ガスのガス温度を含み、
前記目標が第1目標であるとき、前記決定工程は第1ガス温度に決定し、
前記目標が前記第1目標よりも広い溶解エリア寸法を規定する第2目標であるとき、前記決定工程は、前記第1ガス温度よりもよりも高い第2ガス温度に決定する基板処理方法。 - 請求項1から6のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理条件は、
前記処理工程に用いる処理ガスのガス濃度、
前記処理ガスのガス温度、
基板に吹き出す前記処理ガスのガス流量、
前記処理ガスを基板に吹き出す吹出時間、
基板に対する前記処理ガスの吹出を行わずに、基板の表面を前記処理ガスで覆った状態を保つ保持時間、
基板の表面を疎水化する処理時間、
および、基板の温度、
の少なくともいずれかであり、
前記ガス濃度は、処理ガスにおける疎水化処理剤の濃度である基板処理方法。 - 請求項1から6のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記決定工程は、前記目標に基づいて少なくとも2種類以上の処理条件を決定する基板処理方法。 - 請求項1から8のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記決定工程は、前記溶解エリア寸法と前記処理条件との関係を規定する関連情報を参照することによって、前記処理条件を決定する基板処理方法。 - 請求項1から9のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理工程は、
処理ガスを不活性ガスで希釈することによって処理ガスのガス濃度を調整し、前記ガス濃度が調整された前記処理ガスを基板の表面に吹き出す吹出工程と、
基板に対する前記処理ガスの吹出を行わずに、基板の表面を前記処理ガスで覆った状態を保つ保持工程と、
を含み、
前記ガス濃度は、処理ガスにおける疎水化処理剤の濃度である基板処理方法。 - 請求項10に記載の基板処理方法において、
前記吹出工程は、前記処理ガスのガス温度を調整する基板処理方法。 - 請求項1から11のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板処理方法は、さらに、処理ガスを基板以外に向けて吹き出して、前記処理ガスを捨てる事前吹出工程を備え、
前記処理条件は、前記処理工程に用いる処理ガスに関する処理ガス条件を含み、
前記決定工程によって前記処理ガス条件が変わったとき、前記事前吹出工程を行う基板処理方法。 - 請求項1から12のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記レジストパターンが形成されるレジスト膜の膜厚は厚膜である基板処理方法。 - 請求項1から13のいずれかに記載の基板処理方法において、
疎水化された基板の表面にレジスト膜を形成する塗布工程と、
基板の表面上のレジスト膜に現像液を供給する現像工程と、
を備えている基板処理方法。 - 請求項14に記載の基板処理方法において、
前記塗布工程の後で前記現像工程の前に行われる露光処理により、前記レジスト膜の一部が可溶部となり、かつ、前記レジスト膜のその他の部分が不溶部となり、
前記溶解エリア寸法は、前記可溶部の寸法よりも広くならない基板処理方法。 - 請求項15に記載の基板処理方法において、
前記可溶部と前記不溶部の境界は、基板の表面に対して垂直である基板処理方法。 - 請求項1から16のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記スペースの寸法は、スペース幅であり、
前記ホールの寸法は、ホール径である基板処理方法。 - 請求項1から17のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記レジストパターンは、前記ラインと前記スペースを含み、
前記スペースの下部における幅寸法は、前記スペースの上部における幅寸法よりも広くならない基板処理方法。
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