KR101946654B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판의 상면을 덮도록 기초층이 형성되고, 기초층상에 가이드 패턴이 형성된다. 가이드 패턴이 형성되어 있지 않은 기초층상의 영역에, 2종류의 중합체로 구성되는 DSA 막이 형성된다. 기판상의 DSA 막에 용제가 공급되면서 열처리가 행해진다. 이에 의해, DSA 막의 마이크로상 분리가 발생한다. 그 결과, 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴 및 다른 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴이 형성된다. 마이크로상 분리 후의 DSA 막에 노광 처리 및 현상 처리가 순서대로 행해짐으로써, 다른 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴이 제거된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판에 처리를 실시하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 기판, 액정 표시 장치용 기판, 플라스마 디스플레이용 기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광자기디스크용 기판, 포토 마스크용 기판 등의 각종 기판에 여러가지 처리를 행하기 위해, 기판 처리 장치가 이용되고 있다.
일본국 특허 공개 2003－324139호 공보에 기재되는 기판 처리 장치에 있어서는, 기판상에 반사 방지막 및 레지스트막이 순서대로 형성된다. 별체의 노광 장치에 있어서, 기판상의 레지스트막에 노광 처리가 행해진 후, 기판 처리 장치에 있어서, 노광 처리 후의 기판에 현상 처리가 행해진다. 이에 의해, 기판상에 레지스트 패턴이 형성된다.
기판상의 패턴의 한층 더 미세화를 실현하기 위해, 블록 공중합체의 마이크로상(相) 분리를 이용한 DSA(Directed Self Assembly; 유도 자기 조직화)기술이 제안되어 있다. 패턴 형성에 이용하는 블록 공중합체로서는, 여러가지 재료를 생각할 수 있다. 그러나, 블록 공중합체의 종류에 따라서는, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시키는 것이 어렵다.
본 발명은, 여러가지 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 적절하게 발생시키는 것이 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일국면에 따른 기판 처리 장치는, 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하도록 구성된 처리막 형성 유닛과, 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하도록 구성된 열처리 유닛을 구비한 것이다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, 처리막 형성 유닛에 있어서 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막이 형성된다. 그 후, 열처리 유닛에 있어서 기판상의 처리막에 용제가 공급되면서 열처리가 행해진다. 이 경우, 처리막의 열처리시에 용제를 공급함으로써, 처리막을 팽윤시킬 수 있고, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 촉진할 수 있다. 그것에 의해, 여러가지 유도 자기 조직화 재료를 이용했을 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다. 그 결과, 기판상에 미세한 패턴을 정도(精度) 좋게 형성할 수 있다.
(2) 열처리 유닛은, 처리막이 형성된 기판이 올려 놓여지고, 올려 놓여진 기판의 온도를 조정하도록 구성된 열처리 플레이트와, 열처리 플레이트의 상방의 공간을 둘러싸도록 구성된 커버부와, 커버부 내에 기화된 용제를 공급하도록 구성된 용제 공급부를 포함해도 된다.
이 경우, 처리막이 형성된 기판이 열처리 플레이트상에 올려 놓여진 상태로, 커버부 내에 기화된 용제가 공급되면서 열처리 플레이트에 의해 기판의 온도가 조정된다. 그것에 의해, 간단한 구성으로 효율적으로 기판상의 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행할 수 있다.
(3) 용제 공급부는, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 시클로헥사논, 이황화탄소 및 테트라히드로푸란 중 하나 또는 복수를 용제로서 공급하도록 구성되어도 된다.
이 경우, 여러가지 유도 자기 조직화 재료를 이용했을 경우에 있어서,마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다.
(4) 용제 공급부는, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 공급 가능하도록 구성되어도 된다.
이 경우, 처리막에 이용되는 유도 자기 조직화 재료의 종류 또는 형성해야 할 패턴의 형상 등에 따라, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 기판상의 처리막에 공급할 수 있다. 그것에 의해, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 보다 적절하게 발생시킬 수 있다.
(5) 용제 공급부는, 복수 종류의 용제를 혼합하여 공급 가능하도록 구성되어도 된다.
이 경우, 처리막에 이용되는 유도 자기 조직화 재료의 종류 또는 형성해야 할 패턴의 형상 등에 따라, 복수 종류의 용제를 혼합하여 기판상의 처리막에 공급할 수 있다. 그것에 의해, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 보다 적절하게 발생시킬 수 있다.
(6) 열처리 유닛은, 커버부 내를 감압하는 감압부를 더 포함해도 된다. 이 경우, 용제의 사용량을 저감할 수 있다. 또, 커버부 내에 있어서의 용제의 농도를 균일하게 유지할 수 있어, 기판상의 처리막의 전면에 균일하게 용제를 공급할 수 있다.
(7) 기판 처리 장치는, 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하도록 구성된 노광 처리 유닛과, 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하도록 구성된 제1 현상 처리 유닛을 더 구비해도 된다.
이 경우, 노광 처리 유닛에 있어서 처리막에 노광 처리가 행해짐으로써, 마이크로상 분리 후의 처리막 중에서 상이한 종류의 중합체간의 결합이 절단된다. 이어서, 제1 현상 처리 유닛에 있어서 처리액에 현상액이 공급됨으로써, 불필요한 중합체가 제거된다. 그것에 의해, 기판상에 원하는 패턴이 형성된다.
(8) 기판 처리 장치는, 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 드라이 에칭에 의해 현상 처리를 행하도록 구성된 제2 현상 처리 유닛을 더 구비해도 된다.
이 경우, 드라이 에칭에 의해 마이크로상 분리 후의 처리막으로부터 불필요한 중합체가 제거된다. 그것에 의해, 기판상에 원하는 패턴이 형성된다.
(9) 본 발명의 다른 국면에 따르는 기판 처리 방법은, 처리막 형성 유닛에 있어서, 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하는 공정과, 열처리 유닛에 있어서, 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하는 공정을 포함하는 것이다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 처리막 형성 유닛에 있어서 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막이 형성된다. 그 후, 열처리 유닛에 있어서 기판상의 처리막에 용제가 공급되면서 열처리가 행해진다. 이 경우, 처리막의 열처리시에 용제를 공급함으로써, 처리막을 팽윤시킬 수 있고, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 촉진할 수 있다. 그것에 의해, 여러가지 유도 자기 조직화 재료를 이용했을 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다. 그 결과, 기판상에 미세한 패턴을 정도 좋게 형성할 수 있다.
(10) 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 시클로헥사논, 이황화탄소 및 테트라히드로푸란 중 하나 또는 복수를 용제로서 공급하는 공정을 포함해도 된다.
이 경우, 여러가지 유도 자기 조직화 재료를 이용한 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다.
(11) 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 공급하는 공정을 포함해도 된다.
이 경우, 처리막에 이용되는 유도 자기 조직화 재료의 종류에 따라, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 기판상의 처리막에 공급할 수 있다. 그것에 의해, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 보다 적절하게 발생시킬 수 있다.
(12) 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 복수 종류의 용제를 혼합하여 공급하는 공정을 포함해도 된다.
이 경우, 처리막에 이용되는 유도 자기 조직화 재료의 종류에 따라, 복수 종류의 용제를 혼합하여 기판상의 처리막에 공급할 수 있다. 그것에 의해, 유도 자기 조직화 재료의 마이크로상 분리를 보다 적절하게 발생시킬 수 있다.
(13) 노광 처리 유닛에 있어서, 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하는 공정과, 제1 현상 처리 유닛에 있어서, 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하는 공정을 더 포함해도 된다.
이 경우, 노광 처리 유닛에 있어서 처리막에 노광 처리가 행해짐으로써, 마이크로상 분리 후의 처리막 중에서 상이한 종류의 중합체간의 결합이 절단된다. 이어서, 제1 현상 처리 유닛에 있어서 처리액에 현상액이 공급됨으로써, 불필요한 중합체가 제거된다. 그것에 의해, 기판상에 원하는 패턴이 형성된다.
(14) 제2 현상 처리 유닛에 있어서, 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 드라이 에칭에 의해 현상 처리를 행하는 공정을 더 포함해도 된다.
이 경우, 드라이 에칭에 의해 마이크로상 분리 후의 처리막으로부터 불필요한 중합체가 제거된다. 그것에 의해, 기판상에 원하는 패턴이 형성된다.
본 발명에 의하면, 여러가지 유도 자기 조직화 재료를 이용했을 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 모식적 평면도,
도 2는, 도 1의 도포 현상 처리부의 개략 측면도,
도 3은, 도 1의 열처리부의 개략 측면도,
도 4는, 반송부의 모식적 측면도,
도 5(a)~(d)는, 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 제1 처리예에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도,
도 6(a)~(d)은, 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 제2 처리예에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도,
도 7은, 열처리 유닛의 구성을 도시하는 모식적 단면도,
도 8은, 노광 처리 유닛의 구성을 도시하는 모식적 단면도,
도 9는, 노광 처리 유닛의 다른 예를 도시하는 모식적 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 액정 표시 장치용 기판, 플라스마 디스플레이용 기판, 포토 마스크용 유리 기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광자기디스크용 기판 및 포토 마스크용 기판 등을 말한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 모식적 평면도이다. 도 1 및 도 2 이후의 소정의 도에는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해 서로 직교하는 X방향, Y방향 및 Z방향을 도시하는 화살표를 붙이고 있다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직 방향에 상당한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 인덱서 블록(11) 및 처리 블록(12)을 구비한다. 인덱서 블록(11)은, 복수의 캐리어 재치(載置)부(40) 및 반송부(112)를 포함한다. 각 캐리어 재치부(40)에는, 복수의 기판(W)을 다단으로 수용하는 캐리어(C)가 각각 올려 놓여진다. 본 실시 형태에서는, 캐리어(C)로서 FOUP(Front Opening Unified Pod)가 이용된다.
반송부(112)에는, 제어부(114) 및 반송 기구(115)가 설치된다. 제어부(114)는, 기판 처리 장치(100)의 여러가지 구성 요소를 제어한다. 반송 기구(115)는, 기판(W)을 유지하기 위한 핸드(116)를 가진다. 반송 기구(115)는, 핸드(116)에 의해 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송한다. 후술의 도 4에 도시하는 바와 같이, 반송부(112)에는, 캐리어(C)와 반송 기구(115)의 사이에서 기판(W)을 수도(受渡)하기 위한 개구부(117)가 형성된다.
반송부(112)의 측면에는, 메인 패널(PN)이 설치된다. 유저는, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 처리 상황 등을 메인 패널(PN)로 확인할 수 있다. 또, 메인 패널(PN)의 근방에는, 예를 들어 키보드로 이루어지는 조작부(도시하지 않음)가 설치된다. 유저는, 조작부를 조작함으로써, 기판 처리 장치(100)의 동작 설정 등을 행할 수 있다.
처리 블록(12)은, 도포 현상 처리부(121), 반송부(122) 및 열처리부(123)를 포함한다. 도포 현상 처리부(121) 및 열처리부(123)는, 반송부(122)를 사이에 끼워 대향하도록 설치된다. 반송부(122)와 인덱서 블록(11)의 사이에는, 기판(W)이 올려 놓여지는 기판 재치부(PASS1) 및 후술하는 기판 재치부(PASS2~PASS4)(도 4)가 설치된다. 반송부(122)에는, 기판(W)을 반송하는 반송 기구(127) 및 후술하는 반송 기구(128)(도 4)가 설치된다.
(2) 도포 현상 처리부의 구성
도 2는, 도 1의 도포 현상 처리부(121)의 개략 측면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포 현상 처리부(121)에는, 현상 처리실(21, 23) 및 도포 처리실(22, 24)이 계층적으로 설치된다. 현상 처리실(21, 23)의 각각에는, 현상 처리 유닛(129)이 설치된다. 도포 처리실(22, 24)의 각각에는, 도포 처리 유닛(139)이 설치된다.
각 현상 처리 유닛(129)은, 기판(W)을 유지하는 스핀척(25) 및 스핀척(25)의 주위를 덮도록 설치되는 컵(27)을 구비한다. 본 실시 형태에서는, 각 현상 처리 유닛(129)에 2조의 스핀척(25) 및 컵(27)이 설치된다. 각 스핀척(25)은, 도시하지 않은 구동 장치(예를 들어, 전동 모터)에 의해 회전 구동된다. 또, 각 현상 처리 유닛(129)은, 스핀척(25)에 의해 유지되는 기판(W)에 현상액을 공급하기 위한 노즐(28)을 구비한다. 본 예에서는, 복수의 스핀척(25)에 각각 대응하도록 복수의 노즐(28)이 설치되지만, 복수의 스핀척(25)에 대해 공통의 노즐(28)이 이용되어도 된다.
각 도포 처리 유닛(139)은, 기판(W)을 유지하는 스핀척(35) 및 스핀척(35)의 주위를 덮도록 설치되는 컵(37)을 구비한다. 본 실시 형태에서는, 각 도포 처리 유닛(139)에 2조의 스핀척(35) 및 컵(37)이 설치된다. 각 스핀척(35)은, 도시하지 않은 구동 장치(예를 들어, 전동 모터)에 의해 회전 구동된다. 또, 각 도포 처리 유닛(139)은, 스핀척(35)에 의해 유지되는 기판(W)에 처리액을 공급하기 위한 노즐(38)을 구비한다. 본 예에서는, 복수의 스핀척(35)에 각각 대응하도록 복수의 노즐(38)이 설치되지만, 복수의 스핀척(35)에 대해 공통의 노즐(38)이 이용되어도 된다.
도포 처리실(22, 24)의 도포 처리 유닛(139)에 있어서는, DSA(Directed Self Assembly；유도 자기 조직화) 기술에 이용되는 자기 조직화 재료(이하, DSA 재료라 부른다)로 이루어지는 처리액이 기판(W)에 도포된다. 이에 의해, 기판(W)상에 DSA 재료로 이루어지는 막(이하, DSA 막이라 부른다)이 형성된다. DSA 재료는, 복수 종류의 중합체에 의해 구성되는 블록 공중합체로 이루어진다. 블록 공중합체를 구성하는 복수 종류의 중합체는, 서로 비상용(非相溶)인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 2종류의 중합체로 구성되는 DSA 재료가 이용된다. 2종류의 중합체의 조합으로서, 예를 들어, 폴리스티렌-폴리메틸메타크릴레이트(PS－PMMA), 폴리스티렌-폴리디메틸실록산(PS－PDMS), 폴리에틸렌-폴리페로세닐디메틸실란(PS－PFS), 폴리스티렌-폴리에틸렌옥시드(PS－PEO), 폴리스티렌-폴리비닐피리딘(PS－PVP), 폴리에틸렌-폴리히드록시스티렌(PS－PHOST), 및 폴리메틸메타크릴레이트-폴리메타크릴레이트 폴리헤드랄 올리고메릭 실세스퀴옥산(PMMA－PMAPOSS) 등을 들 수 있다.
현상 처리실(21, 23)의 현상 처리 유닛(129)에 있어서는, DSA 막이 형성된 기판(W)에 현상 처리가 행해진다. 구체적으로는, DSA 막이 형성된 기판(W)에 현상액이 공급됨으로써, DSA 막의 불필요한 부분이 제거된다. 현상액으로서는, 예를 들어, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PGME), 시클로헥사논, 초산 또는 테트라히드로푸란 등이 이용된다. 현상 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포 현상 처리부(121)의 일단에는 유체 박스부(50)가 설치된다. 유체 박스부(50) 내에는, 현상 처리 유닛(129) 및 도포 처리 유닛(139)으로의 처리액 및 현상액의 공급과 현상 처리 유닛(129) 및 도포 처리 유닛(139)으로부터의 폐액 및 배기 등에 관한 도관, 커플링, 밸브, 유량계, 레귤레이터, 펌프, 온도 조절기 등의 유체 관련 기기가 수납된다.
(3) 열처리부의 구성
도 3은, 도 1의 열처리부(123)의 개략 측면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 열처리부(123)는, 상방에 설치되는 상단 열처리부(301) 및 하방에 설치되는 하단 열처리부(302)를 가진다. 상단 열처리부(301) 및 하단 열처리부(302)의 각각에는, 복수의 열처리 유닛(200), 복수의 노광 처리 유닛(250) 및 복수의 냉각 유닛(CP)이 설치된다.
열처리 유닛(200)에 있어서는, DSA 막의 형성 후의 기판(W)에 용제를 이용한 열처리(이하, 용제 열처리라고 부른다)가 행해진다. 노광 처리 유닛(250)에 있어서는, 용제 열처리 후의 기판(W)에 노광 처리가 행해진다. 열처리 유닛(200) 및 노광 처리 유닛(250)의 상세에 대해서는 후술한다. 냉각 유닛(CP)에 있어서는, DSA 막의 형성 전의 기판(W) 및 용제 열처리 후의 기판(W)에 냉각 처리가 행해진다.
(4) 반송부의 구성
도 4는, 반송부(112, 122)의 모식적 측면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 반송부(122)는, 상단 반송실(125) 및 하단 반송실(126)을 가진다. 상단 반송실(125)에는 반송 기구(127)가 설치되고, 하단 반송실(126)에는 반송 기구(128)가 설치된다.
반송부(112)와 상단 반송실(125)의 사이에는, 기판 재치부(PASS1, PASS2)가 설치되고, 반송부(112)와 하단 반송실(126)의 사이에는, 기판 재치부(PASS3, PASS4)가 설치된다.
기판 재치부(PASS1, PASS3)에는, 인덱서 블록(11)으로부터 처리 블록(12)으로 반송되는 기판(W)이 올려 놓여진다. 기판 재치부(PASS2, PASS4)에는, 처리 블록(12)으로부터 인덱서 블록(11)으로 반송되는 기판(W)이 올려 놓여진다.
반송 기구(127, 128)의 각각은, 가이드 레일(311, 312, 313), 이동 부재(314), 회전 부재(315) 및 핸드(H1, H2)를 구비한다. 가이드 레일(311, 312)은, 상하 방향으로 연장되도록 각각 설치된다. 가이드 레일(313)은, 가이드 레일(311)과 가이드 레일(312) 사이에서 수평 방향(X방향)으로 연장되도록 설치되며, 상하 이동 가능하도록 가이드 레일(311, 312)에 장착된다. 이동 부재(314)는, 수평 방향(X방향)으로 이동 가능하도록 가이드 레일(313)에 장착된다.
이동 부재(314)의 상면에, 회전 부재(315)가 회전 가능하도록 설치된다. 회전 부재(315)에는, 기판(W)을 유지하기 위한 핸드(H1) 및 핸드(H2)가 장착된다. 핸드(H1, H2)는, 회전 부재(315)를 기준으로 진퇴 가능하도록 구성된다.
이러한 구성에 의해, 반송 기구(127, 128)의 각각은, 핸드(H1, H2)를 이용하여 기판(W)을 유지하고, X방향 및 Z방향으로 이동하며 기판(W)을 반송할 수 있다. 반송 기구(127)는, 기판 재치부(PASS1, PASS2), 현상 처리실(21)(도 2), 도포 처리실(22)(도 2) 및 상단 열처리부(301)(도 3)의 사이에서 기판을 반송한다. 반송 기구(128)는, 기판 재치부(PASS3, PASS4), 현상 처리실(23)(도 2), 도포 처리실(24)(도 2) 및 하단 열처리부(302)(도 3)의 사이에서 기판을 반송한다.
(5) 기판의 처리
기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 처리의 개요에 대해 설명한다.
(5－1) 제1 처리예
도 5는, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 제1 처리예에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
제1 처리예에서는, 기판(W)이 기판 처리 장치(100)에 반입되기 전의 초기 상태로서, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 상면을 덮도록 기초층(L1)이 형성되고, 기초층(L1)상에 예를 들어 포토 레지스트로 이루어지는 가이드 패턴(L2)이 형성된다.
기판 처리 장치(100)에 있어서, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 가이드 패턴(L2)이 형성되어 있지 않은 기초층(L1)상의 영역에, 2종류의 중합체로 구성되는 DSA 막(L3)이 형성된다. 다음에, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 용제 열처리가 행해짐으로써, DSA 막(L3)의 마이크로상 분리가 발생한다. 그 결과, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴(P1) 및 다른 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴(P2)이 형성된다. 본 예에서는, 가이드 패턴(L2)을 따르도록, 선형상의 패턴(P1) 및 선형상의 패턴(P2)이 교호로 형성된다.
다음에, 마이크로상 분리 후의 DSA 막(L3)의 전면에 노광 처리가 행해짐으로써, 한쪽의 중합체와 다른 한쪽의 중합체의 사이의 결합이 절단되어, 패턴(P1)과 패턴(P2)이 분리된다. 다음에, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 현상 처리가 행해짐으로써, 도 5(d)에 도시하는 바와 같이, 패턴(P2)이 제거된다. 최종적으로, 기판(W)상에 패턴(P1)이 잔존한다.
(5－2) 제2 처리예
도 6은, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 제2 처리예에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
제2 처리예에서는, 기판(W)이 기판 처리 장치(100)에 반입되기 전의 초기 상태로서, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 선형상의 영역(R1)이 간격을 두고 노출하도록, 기판(W)의 상면상에 기초층(L1)이 형성된다.
기판 처리 장치(100)에 있어서, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 영역(R1) 및 기초층(L1)을 덮도록 2종류의 중합체로 구성되는 DSA 막(L3)이 형성된다. 다음에, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 용제 열처리가 행해짐으로써, DSA 막(L3)의 마이크로상 분리가 발생한다. 그 결과, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴(P1) 및 다른 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴(P2)이 형성된다. 본 예에서는, 각 영역(R1)상에 선형상의 패턴(P2)이 형성되고, 그 패턴(P2)을 따르도록, 기초층(L1)상에 선형상의 패턴(Pl) 및 선형상의 패턴(P2)이 교호로 형성된다.
그 후, 도 5의 예와 마찬가지로, 마이크로상 분리 후의 DSA 막(L3)의 전면에 노광 처리가 행해지고, 노광 처리 후의 DSA 막(L3)에 현상 처리가 행해짐으로써, 도 6(d)에 도시하는 바와 같이, 패턴(P2)이 제거된다. 최종적으로, 기판(W)상에 패턴(P1)이 잔존한다.
(6) 동작
기판 처리 장치(100)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 인덱서 블록(11)의 캐리어 재치부(40)(도 1)에, 초기 상태(도 5(a) 및 도 6(a) 참조)의 기판(W)이 수용된 캐리어(C)가 올려 놓여진다. 반송 기구(115)는, 캐리어(C)로부터 기판 재치부(PASS1) 및 기판 재치부(PASS3)(도 4)에 교호로 초기 상태의 기판(W)을 반송한다.
기판 재치부(PASS1)에 올려 놓여진 기판(W)은, 반송 기구(127)(도 4)의 핸드(H1)에 의해 취출된다. 다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H2)에 의해 상단 열처리부(301)(도 3)의 소정의 냉각 유닛(CP)으로부터 냉각 처리 후의 기판(W)을 취출하고, 핸드(H1)에 유지되는 기판(W)을 그 냉각 유닛(CP)에 반입한다. 이 경우, 냉각 유닛(CP)에 있어서, 기판(W)의 온도가 DSA 막(L3)의 형성에 적절한 온도로 조정된다.
다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H1)에 의해 도포 처리실(22)(도 2)의 스핀척(35)상으로부터 DSA 막(L3)이 형성된 후의 기판(W)(도 5(b) 및 도 6(b))을 취출하고, 핸드(H2)에 유지되는 냉각 처리 후의 기판(W)을 그 스핀척(35)상에 올려 놓는다. 도포 처리실(22)에 있어서, 도포 처리 유닛(139)(도 2)에 의해, 기판(W)상에 DSA 막(L3)이 형성된다(도 5(b) 및 도 6(b) 참조).
다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H2)에 의해 상단 열처리부(301)(도 3)의 소정의 열처리 유닛(200)으로부터 용제 열처리 후의 기판(W)(도 5(c) 및 도 6(c) 참조)을 취출하고, 핸드(H1)에 유지되는 DSA 막(L3)의 형성 후의 기판(W)을 그 열처리 유닛(200)에 반입한다. 열처리 유닛(200)에 있어서, 기판(W)의 용제 열처리가 행해진다(도 5(c) 및 도 6(c) 참조).
다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H1)에 의해 상단 열처리부(301)(도 3)의 소정의 냉각 유닛(CP)으로부터 냉각 처리 후의 기판(W)을 취출하고, 핸드(H2) 에 유지되는 용제 열처리 후의 기판(W)을 그 냉각 유닛(CP)에 반입한다. 이 경우, 냉각 유닛(CP)에 있어서, 기판(W)의 온도가 노광 처리에 적절한 온도로 조정된다.
다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H2)에 의해 상단 열처리부(301)(도 3)의 소정의 노광 처리 유닛(250)으로부터 노광 처리 후의 기판(W)을 취출하고, 핸드(H1)에 유지되는 냉각 처리 후의 기판(W)을 그 노광 처리 유닛(250)에 반입한다. 노광 처리 유닛(250)에 있어서, 용제 열처리 후의 기판(W)에 노광 처리가 행해진다.
다음에, 반송 기구(127)(도 4)는, 핸드(H1)에 의해 현상 처리실(21)(도 2)의 스핀척(25)상으로부터 현상 처리 후의 기판(W)(도 5(d) 및 도 6(d) 참조)을 취출하고, 핸드(H2)에 유지되는 노광 처리 후의 기판(W)을 그 스핀척(35)상에 올려 놓는다. 현상 처리실(21)에 있어서, 현상 처리 유닛(129)에 의해, 노광 처리 후의 기판(W)에 현상 처리가 행해진다(도 5(d) 및 도 6(d) 참조). 그 후, 반송 기구(127)는, 핸드(H1)에 유지되는 현상 처리 후의 기판(W)을 기판 재치부(PASS2)(도 4)에 올려 놓는다.
반송 기구(127)가 상기의 처리를 반복함으로써, 처리 블록(12) 내에 있어서 복수의 기판(W)에 소정의 처리가 연속적으로 행해진다.
반송 기구(128)는, 반송 기구(127)와 같은 동작에 의해, 기판 재치부(PASS3, PASS4), 현상 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에 대해 기판(W)의 반입 및 반출을 행한다. 현상 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에 있어서, 현상 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)와 같은 처리가 행해진다.
이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 반송 기구(127)에 의해 반송되는 기판(W)은, 현상 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)에 있어서 처리되고, 반송 기구(128)에 의해 반송되는 기판(W)은, 현상 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에 있어서 처리된다. 이 경우, 상단의 처리부(현상 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)) 및 하단의 처리부(현상 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302))에 있어서 병행하여 기판(W)의 처리를 행할 수 있다.
(7) 열처리 유닛
도 7은, 열처리 유닛(200)의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 열처리 유닛(200)은, 둘레벽(211) 및 덮개(212)로 이루어지는 챔버(210)를 구비한다. 둘레벽(211)의 내측에는, 기판(W)을 올려 놓기 위한 플레이트(220)가 설치된다.
둘레벽(211)의 상단면에는, 실링 부재(SE)가 장착된다. 실링 부재(SE)는, 예를 들어 O링으로 이루어진다. 덮개(212)는, 덮개 승강 기구(213)에 접속된다. 덮개 승강 기구(213)에 의해 덮개(212)가 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 승강된다. 덮개(212)가 상방 위치에 배치되는 경우, 둘레벽(211)의 상부 개구가 개방된다. 덮개(212)가 하방 위치에 배치되는 경우, 둘레벽(211)의 상부 개구가 폐색된다. 이 경우, 덮개(212)의 하면이 실링 부재(SE)에 밀착하여, 챔버(210)의 내부에 기밀인 처리 공간(PS)이 형성된다.
플레이트(220)의 상면에는, 복수(예를 들어 3개)의 근접볼(proximity ball)(221)이 설치된다. 플레이트(220)의 상면으로부터 일정 거리(예를 들어 O.1 mm)만큼 이격하도록 복수의 근접볼(221)상에 기판(W)이 올려 놓여진다. 플레이트(220)를 상하 방향으로 관통하도록, 복수(예를 들어 3개)의 관통 구멍(222)이 설치된다. 복수의 관통 구멍(222)에 복수(예를 들어 3개)의 지지핀(230)이 각각 삽입된다. 각 지지핀(230)의 선단부에는, 원판형상의 실링부(230a)가 설치된다. 플레이트(220)에 있어서, 복수의 관통 구멍(222)의 상단부에, 복수의 실링부(230a)를 각각 수용 가능한 복수의 오목부(222a)가 설치된다. 각 관통 구멍(222)의 상부 개구를 둘러싸도록, 각 오목부(222a)의 바닥면상에 실링 부재(281)가 장착된다. 실링 부재(281)는, 예를 들어 O링으로 이루어진다.
복수의 지지핀(230)은, 플레이트(220)의 하방에 배치된 지지핀 승강 기구(231)와 접속된다. 지지핀 승강 기구(231)는, 예를 들어 에어 실린더에 의해 구성된다. 지지핀 승강 기구(231)에 의해, 복수의 지지핀(230)이 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 일체적으로 승강된다. 지지핀(230)이 상방 위치에 배치되는 경우, 지지핀(230)의 실링부(230a)상에 기판(W)이 지지된다. 지지핀(230)이 하방 위치에 배치되는 경우, 지지핀(230)의 실링부(230a)의 하면이 실링 부재(281)와 밀착한다. 이에 의해, 관통 구멍(222)의 상단부가 기밀로 실링된다.
플레이트(220) 내에는, 온조부(240)가 설치된다. 온조부(240)는, 예를 들어 히터이다. 온조부(240)에 의해, 플레이트(220)의 온도가 조정된다. 그것에 의해, 플레이트(220)상에 올려 놓여진 기판(W)의 열처리가 행해진다.
플레이트(220)의 주위를 둘러싸도록, 챔버(210)의 둘레벽(211)에 배기홈(241)이 형성된다. 배기홈(241)에는, 복수의 래버린스링(242)이 설치된다. 복수의 래버린스링(242)은, 배기홈(241) 내의 압력(배기압)이 대략 균일하게 되도록 구성된다. 배기홈(241)의 하단부에 연통하도록, 둘레벽(211)에 배기 구멍(243)이 형성된다. 배기 구멍(243)은, 회수 라인(244)을 개재하여 드레인 탱크(245)와 접속된다. 회수 라인(244)에는, 펌프(PP)가 끼워 넣어진다. 펌프(PP)가 동작함으로써, 처리 공간(PS)의 분위기 및 용제가 회수 라인(244)을 통해 드레인 탱크(245)로 인도된다. 이에 의해, 처리 공간(PS)이 감압된다.
챔버(210)의 덮개(212)에는, 처리 공간(PS)에 용제를 도입하기 위한 도입 구멍(212a)이 형성된다. 도입 구멍(212a)의 일단은, 덮개(212)의 하면의 대략 중앙에 위치한다. 도입 구멍(212a)의 타단에, 공급관(214)의 일단이 접속된다. 공급관(214)의 타단은 복수(본 예에서는 3개)의 공급관(215) 및 하나의 공급관(216)으로 분기한다. 복수의 공급관(215)은, 복수(본 예에서는 3개)의 용제 공급원(SS)에 각각 접속된다. 복수의 용제 공급원(SS)은, 서로 상이한 종류의 용제가 기화된 상태로 공급한다. 공급관(216)은, 가스 공급원(GS)에 접속된다. 가스 공급원(GS)은, 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급한다. 각 공급관(215)에는 밸브(V2)가 끼워 넣어진다. 공급관(216)에는 밸브(V3)가 끼워 넣어진다.
복수의 밸브(V2)는 복수의 용제 공급원(SS)에 각각 대응한다. 복수의 밸브(V2) 중 하나 또는 복수의 밸브(V2)가 선택적으로 열림으로써, 그 밸브(V2)에 대응하는 용제 공급원(SS)으로부터 기화된 용제가 공급관(215, 214) 및 덮개(212)의 도입 구멍(212a)을 통해 처리 공간(PS)에 도입된다. 이에 의해, 복수 종류의 용제 중 선택된 1종류의 용제를 기판(W)에 공급할 수 있다. 또, 복수 종류의 용제 중 선택된 2종류 이상의 용제를 혼합하여 기판(W)에 공급할 수 있다.
기판(W)에 공급되는 용제는, DSA 막(L3)(도 5(c) 및 도 6(c))에 대해 양호한 용매인 것이 바람직하다. 예를 들어, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PGME), 시클로헥사논, 이황화탄소 또는 테트라히드로푸란 등이 용제로서 이용된다. 이 경우, 여러가지 DSA 재료를 이용했을 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다.
밸브(V3)가 열림으로써, 가스 공급원(GS)으로부터 불활성 가스가 공급관( 216, 214) 및 덮개(212)의 도입 구멍(212a)을 통해 처리 공간(PS)에 도입된다. 복수의 밸브(V2) 중 하나 또는 복수의 밸브(V2)가 열림과 더불어 밸브(V3)가 열림으로써, 선택된 하나 또는 복수의 용제와 불활성 가스가 혼합되어 처리 공간(PS)에 도입된다. 이에 의해, 기판(W)에 공급되는 용제의 농도(혼합비)를 조정할 수 있다. 또, 모든 밸브(V2)가 닫혀짐과 더불어 밸브(V3)가 열림으로써, 불활성 가스만을 처리 공간(PS)에 도입할 수도 있다.
열처리 유닛(200)에 있어서의 용제 열처리에 대해 설명한다. 열처리 유닛(200)의 각 구성 요소의 동작은, 도 1의 제어부(114)에 의해 제어된다.
우선, 덮개 승강 기구(213)에 의해 덮개(212)가 상방 위치에 배치됨과 더불어, 지지핀 승강 기구(231)에 의해 복수의 지지핀(230)이 상방 위치에 배치된다. 이 상태로, 반송 기구(127) 또는 반송 기구(128)에 의해 복수의 지지핀(230)상에 기판(W)이 올려 놓여진다. 이 기판(W)은, 도포 처리 유닛(139)(도 2)에 의해 형성된 DSA 막(L3)(도 5 및 도 6)을 가진다.
다음에, 지지핀 승강 기구(231)에 의해 복수의 지지핀(230)이 하방 위치까지 하강된다. 이에 의해, 플레이트(220)상(근접볼(221)상)에 기판(W)이 올려 놓여진다. 또, 덮개 승강 기구(213)에 의해 덮개(212)가 하방 위치까지 하강된다.
이 상태로, 온조부(240)에 의해 플레이트(220)의 온도가 조정되며, 기판(W)의 열처리가 행해진다. 이 경우, 기판(W)의 온도는, DSA 재료를 구성하는 고분자 사슬의 열분해 온도 이하이며, 예를 들어 상온 이상 250℃ 이하의 범위로 조정된다. 또, 복수의 밸브(V2) 및 밸브(V3) 중 적어도 하나의 밸브(V2)가 열린다. 그것에 의해, 대응하는 용제 공급원(SS)으로부터 기화된 용제가 공급관(215, 214) 및 덮개(212)의 도입 구멍(212a)을 통해 처리 공간(PS)에 도입된다. 이 경우, DSA 막(L3)에 이용되는 DSA 재료의 종류 또는 형성해야 할 패턴의 형상 등에 따라, 복수 종류의 용제 중 1종류 또는 복수 종류의 용제가 선택적으로 기판(W)에 공급된다.
또, 펌프(PP)가 구동됨으로써, 처리 공간(PS)이 배기되어 감압된다. 이에 의해, 덮개(212)의 도입 구멍(212a)으로부터 배기홈(241)을 향한 용제의 흐름이 형성되고, 기판(W)상의 DSA 막(L3)의 전체에 용제가 공급된다. 이와 같이 하여, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 용제 열처리가 행해진다.
본 실시 형태에서는, 상기와 같이, DSA 막(L3)에 이용되는 DSA 재료의 종류 또는 형성해야 할 패턴의 형상 등에 따라, 복수 종류의 용제 중 1종류 또는 복수 종류의 용제가 선택적으로 기판(W)에 공급된다. 그것에 의해, DSA 재료의 마이크로상 분리를 보다 적절하게 발생시킬 수 있다. 또, 처리 공간(PS)이 감압된 상태로 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 용제가 공급된다. 그것에 의해, 용제의 사용량을 저감할 수 있다. 또, 처리 공간(PS) 내의 용제의 농도를 균일하게 유지할 수 있으며, 기판(W)상의 DSA 막(L3)의 전면에 균일하게 용제를 공급할 수 있다. 또, 챔버(210)의 외부로 용제가 누출하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
소정 시간이 경과한 후, 모든 밸브(V2)가 닫히고, 밸브(V3)가 열린다. 이에 의해, 처리 공간(PS)의 용제가 불활성 가스로 치환된다. 이어서, 펌프(PP)의 동작이 정지되고, 처리 공간(PS)이 상압으로 돌아온다. 다음에, 밸브(V3)가 닫혀짐과 더불어, 덮개 승강 기구(213)에 의해 덮개(212)가 상방 위치까지 상승된다. 또, 지지핀 승강 기구(231)에 의해 복수의 지지핀(230)이 상방 위치까지 상승되고, 기판(W)이 플레이트(220)로부터 이격된다. 그 후, 복수의 지지핀(230)상의 기판(W)이 반송 기구(127) 또는 반송 기구(128)에 의해 수취되고, 열처리 유닛(200)으로부터 반출된다.
(8) 노광 처리 유닛
도 8은, 노광 처리 유닛(250)의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 노광 처리 유닛(250)은, 하우징(251)을 구비한다. 하우징(251)의 측부에는 기판(W)의 반입 및 반출을 행하기 위한 반입 반출구(251a)가 설치된다. 반입 반출구(251a)의 내측에 셔터(252)가 설치된다. 셔터(252)는, 셔터 구동 장치(252a)에 의해 승강된다. 셔터(252)에 의해 반입 반출구(251a)가 폐색 또는 개방된다.
하우징(251)의 바닥면상에 복수의 지지핀(253)이 설치된다. 복수의 지지핀(253)상에 기판(W)이 올려 놓여진다. 하우징(251) 내의 상부에, 복수의 광출사부(254)가 배치된다. 복수의 광출사부(254)는, 한 방향으로 연장되도록 각각 설치되며, 서로 병렬로 배치된다. 도 8에 있어서는, 하나의 광출사부(254)만이 도시된다.
노광 처리 유닛(250)의 동작에 대해 설명한다. 노광 처리 유닛(250)의 각 구성 요소의 동작은, 도 1의 제어부(114)에 의해 제어된다.
우선, 셔터 구동 장치(252a)에 의해 셔터(252)가 상승되고, 반입 반출구(251a)가 개방된다. 이 상태로, 반송 기구(127) 또는 반송 기구(128)에 의해 지지핀(253)상에 기판(W)이 올려 놓여진다. 이 기판(W)은, 열처리 유닛(200)(도 7)에 의한 용제 열처리 후이며 또한 냉각 유닛(CP)에 의한 냉각 처리 후의 상분리한 DSA 막(L3)을 가진다.
다음에, 셔터 구동 기구(252a)에 의해 셔터(252)가 하강되고, 반입 반출구(251a)가 폐색된다. 이어서, 도시하지 않은 공급구로부터 하우징(251) 내에 불활성 가스(예컨대, 질소 가스 또는 아르곤 가스 등)가 도입된다. 그에 의해, 하우징(251) 내의 산소 농도가 조정되고 유지된다. 그 상태로, 복수의 광출사부(254)에 의해 지지핀(253)상에 올려 놓여진 기판(W)상의 DSA 막(L3)의 전체에 광이 조사된다. 이에 의해, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 노광 처리가 행해진다.
소정 시간이 경과한 후, 복수의 광출사부(254)에 의한 광의 조사가 정지된다. 이어서, 셔터 구동 장치(252a)에 의해 셔터(252)가 상승되고, 반입 반출구(251a)가 개방된다. 그 후, 지지핀(253)상의 기판(W)이 반송 기구(127) 또는 반송 기구(128)에 의해 수취되고, 노광 처리 유닛(250)으로부터 반출된다.
(9) 노광 처리 유닛의 다른 예
도 9는, 노광 처리 유닛(250)의 다른 예를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 9의 노광 처리 유닛(250)에 대해, 도 8의 예와 상이한 점을 설명한다.
도 9의 노광 처리 유닛(250)은, 셔터(255) 및 셔터 구동 장치(256)를 더 구비한다. 셔터(255)는, 복수의 광출사부(254)보다 낮은 위치에 있어서 대략 수평으로 설치된다. 셔터 구동 장치(256)에 의해 셔터(255)가 수평 방향으로 이동된다.
본 예에서는, 복수의 광출사부(254)가 계속적으로 광을 출사한다. 지지핀(253)상에 기판(W)이 올려 놓여진 상태로, 셔터(255)가 수평 방향으로 이동됨으로써, 광출사부(254)로부터의 광이 셔터(255)에 의해 차단되는 상태, 또는 광출사부(254)로부터의 광이 기판(W)에 조사되는 상태로 전환할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 대한 노광 처리의 시간이 조정된다.
또한, 도 8 및 도 9의 예에서는, 복수의 지지핀(253)상에 기판(W)이 올려 놓여지지만, 노광 처리 유닛(250)에 냉각 플레이트가 설치되고, 그 냉각 플레이트상에 기판(W)이 올려 놓여져도 된다.
(10) 효과
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 도포 처리 유닛(139)에 의해 기판(W)상에 DSA 막(L3)이 형성된 후, 열처리 유닛(200)에 의해 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 용제가 공급되면서 열처리가 행해진다. 이 경우, 용제에 의해 DSA 막(L3)을 팽윤시킬 수 있고, DSA 재료의 마이크로상 분리를 촉진할 수 있다. 그것에 의해, 여러가지 DSA 재료를 이용했을 경우에 있어서, 마이크로상 분리를 적절하게 발생시킬 수 있다. 그 결과, 기판(W)상에 미세한 패턴을 정도 좋게 형성할 수 있다.
(11) 다른 실시 형태
(11－1)
상기 실시 형태에서는, 현상 처리 유닛(129)이, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하도록 구성되지만, 이에 한정하지 않고, 현상 처리 유닛(129)이, 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 플라스마 에칭 등의 드라이 에칭을 행함으로써 현상 처리를 행하도록 구성되어도 된다.
구체적으로는, 마이크로상 분리 후의 DSA 막(L3)에 대해, 현상 처리 유닛(129)에 있어서 드라이 에칭이 행해짐으로써, DSA 막(L3)으로부터 불필요한 중합체(도 5 및 도 6의 패턴(P2))가 제거된다. 이 경우, 마이크로상 분리 후의 DSA 막(L3)에 노광 처리를 행하는 일 없이 현상 처리를 행할 수 있다. 그것에 의해, 처리 공정수가 삭감되고, 스루풋이 향상된다. 또, 노광 처리 유닛(250)을 설치하지 않아도 되므로, 기판 처리 장치(100)의 소형화가 가능해진다.
(11－2)
상기 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(100)가 노광 처리 유닛(250) 및 현상 처리 유닛(129)을 구비하지만, 노광 처리 유닛(250) 및 현상 처리 유닛(129) 중 적어도 한쪽이 기판 처리 장치(100)의 외부 장치로서 설치되어도 된다.
(11－3)
상기 실시 형태에서는, 열처리 유닛(200)에 있어서, 복수 종류의 용제 중 1 종류 또는 복수 종류의 용제가 선택적으로 기판(W)상의 DSA 막(L3)에 공급되지만, DSA 막(L3)의 마이크로상 분리를 적절하게 발생시키는 것이 가능하다면, 미리 정해진 1종류의 용제만이 이용되어도 된다.
(12) 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소와의 대응
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 요소와의 대응의 예에 대해 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 장치의 예이고, 도포 처리 유닛(139)이 처리막 형성 유닛의 예이며, 열처리 유닛(200)이 열처리 유닛의 예이고, 플레이트(220)가 열처리 플레이트의 예이며, 챔버(210)가 커버부의 예이며, 도입 구멍(212a)이 용제 공급부의 예이고, 펌프(PP)가 감압부의 예이며, 노광 처리 유닛(250)이 노광 처리 유닛의 예이며, 현상 처리 유닛(129)이 제1 및 제2 현상 처리 유닛의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 가지는 다른 여러가지 요소를 이용할 수도 있다.

Claims (18)

  1. 기판상에 복수 종류의 중합체로 구성되는 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하도록 구성된 처리막 형성 유닛과,
    상기 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 마이크로상 분리가 발생하도록, 당해 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하는 열처리 유닛과,
    마이크로상 분리 후의 처리막에 있어서의 상기 복수 종류의 중합체 사이의 결합이 절단되도록, 상기 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막의 전면에 노광 처리를 행하는 노광 처리 유닛과,
    상기 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하도록 구성된 현상 처리 유닛과,
    기판을 유지하기 위한 핸드를 가지며, 기판을 상기 핸드에 의해 유지하여 상기 처리막 형성 유닛, 상기 노광 처리 유닛 및 상기 현상 처리 유닛에 대해 반송하는 제1 반송 기구를 구비한, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 처리부, 제2 처리부 및 반송부를 더 구비하고,
    상기 처리막 형성 유닛 및 상기 현상 처리 유닛은, 상기 제1 처리부에 설치되며,
    상기 열처리 유닛 및 상기 노광 처리 유닛은, 상기 제2 처리부에 설치되고,
    상기 제1 반송 기구는, 상기 반송부에 설치되며,
    상기 반송부는, 상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부 사이에 설치되는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열처리 유닛 및 상기 노광 처리 유닛은, 서로 인접하도록 상기 제2 처리부에 설치되는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 반송부와 인접하도록 설치된 인덱서 블록을 더 구비하며,
    상기 인덱서 블록은,
    복수의 기판이 수용되는 캐리어가 올려 놓여지는 재치대와,
    상기 재치대상에 올려 놓여지는 캐리어와 상기 반송부 사이에서 기판을 반송하는 제2 반송 기구를 포함하고,
    상기 인덱서 블록 및 상기 반송부는, 수평인 제1 방향으로 늘어서도록 설치되며, 상기 제1 처리부, 상기 반송부 및 상기 제2 처리부는, 수평이면서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 늘어서도록 설치되는, 기판 처리 장치.
  5. 제1 처리부와,
    제2 처리부와,
    상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부 사이에 설치되는 반송부와,
    상기 제1 처리부에 설치되고, 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하도록 구성된 처리막 형성 유닛과,
    상기 제2 처리부에 설치되고, 상기 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하도록 구성된 열처리 유닛과,
    상기 제2 처리부에 설치되고, 상기 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하도록 구성된 노광 처리 유닛과,
    상기 제1 처리부에 설치되고, 상기 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하도록 구성된 현상 처리 유닛과,
    상기 반송부에 설치되고, 기판을 유지하기 위한 핸드를 가지며, 기판을 상기 핸드에 의해 유지하여 상기 처리막 형성 유닛, 상기 노광 처리 유닛 및 상기 현상 처리 유닛에 대해 반송하는 제1 반송 기구를 구비하며,
    상기 반송부는, 상하로 설치된 상단 반송실 및 하단 반송실을 포함하고,
    상기 처리막 형성 유닛은, 상기 상단 반송실과 인접하도록 상기 제1 처리부에 설치된 상단 처리막 형성 유닛과, 상기 하단 반송실과 인접하도록 상기 제1 처리부에 설치된 하단 처리막 형성 유닛을 포함하며,
    상기 현상 처리 유닛은, 상기 상단 반송실과 인접하도록 상기 제1 처리부에 설치된 상단 현상 처리 유닛과, 상기 하단 반송실과 인접하도록 상기 제1 처리부에 설치된 하단 현상 처리 유닛을 포함하고,
    상기 열처리 유닛은, 상기 상단 반송실과 인접하도록 상기 제2 처리부에 설치된 상단 열처리 유닛과, 상기 하단 반송실과 인접하도록 상기 제2 처리부에 설치된 하단 열처리 유닛을 포함하며,
    상기 노광 처리 유닛은, 상기 상단 반송실과 인접하도록 상기 제2 처리부에 설치된 상단 노광 처리 유닛과, 상기 하단 반송실과 인접하도록 상기 제2 처리부에 설치된 하단 노광 처리 유닛을 포함하고,
    상기 제1 반송 기구는,
    상기 상단 처리막 형성 유닛, 상기 상단 현상 처리 유닛, 상기 상단 열처리 유닛 및 상기 상단 노광 처리 유닛에 대해 기판을 반송하도록 상기 상단 반송실에 설치된 상단 반송 기구와,
    상기 하단 처리막 형성 유닛, 상기 하단 현상 처리 유닛, 상기 하단 열처리 유닛 및 상기 하단 노광 처리 유닛에 대해 기판을 반송하도록 상기 하단 반송실에 설치된 하단 반송 기구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 기판상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하도록 구성된 처리막 형성 유닛과,
    상기 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하도록 구성된 열처리 유닛과,
    상기 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하도록 구성된 노광 처리 유닛과,
    상기 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하도록 구성된 현상 처리 유닛과,
    기판을 유지하기 위한 핸드를 가지며, 기판을 상기 핸드에 의해 유지하여 상기 처리막 형성 유닛, 상기 노광 처리 유닛 및 상기 현상 처리 유닛에 대해 반송하는 제1 반송 기구와,
    상기 열처리 유닛에 의한 열처리 전이고 상기 처리막 형성 유닛에 의한 처리막의 형성 전의 기판에 냉각 처리를 행하고, 상기 열처리 유닛에 의한 열처리 후이고 상기 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 전의 처리막에 냉각 처리를 행하는 냉각 유닛을 구비하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 열처리 유닛은,
    상기 처리막이 형성된 기판이 올려 놓여지고, 올려 놓여진 기판의 온도를 조정하도록 구성된 열처리 플레이트와,
    상기 열처리 플레이트의 상방의 공간을 둘러싸도록 구성된 커버부와,
    상기 커버부 내에 기화된 용제를 공급하도록 구성된 용제 공급부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용제 공급부는, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 시클로헥사논, 이황화탄소 및 테트라히드로푸란 중 하나 또는 복수를 용제로서 공급하도록 구성된, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 용제 공급부는, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 공급 가능하도록 구성된, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 용제 공급부는, 복수 종류의 용제를 혼합하여 공급 가능하도록 구성된, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 용제 공급부는, 기판상의 처리막으로부터 형성되어야 할 패턴의 형상에 따라, 복수 종류의 용제 중 1 종류 또는 복수 종류의 용제를 선택적으로 공급하는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 열처리 유닛은, 상기 커버부 내를 감압하는 감압부를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 노광 처리 유닛은, 상기 노광 처리의 시간을 조정 가능하게 구성된, 기판 처리 장치.
  14. 반송 기구의 핸드에 의해 기판을 유지하여 처리막 형성 유닛에 반송하는 공정과,
    상기 처리막 형성 유닛에 있어서, 기판상에 복수 종류의 중합체로 구성되는 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막을 형성하는 공정과,
    상기 처리막 형성 유닛에 의해 처리막이 형성된 기판을 상기 반송 기구의 핸드에 의해 유지하여 열처리 유닛에 반송하는 공정과,
    상기 열처리 유닛에 있어서, 상기 처리막 형성 유닛에 의해 기판상에 형성된 처리막에 마이크로상 분리가 발생하도록, 당해 처리막에 용제를 공급하면서 열처리를 행하는 공정과,
    상기 처리막 형성 유닛에 의해 처리막에 열처리가 행해진 후의 기판을 상기 반송 기구의 핸드에 의해 유지하여 노광 처리 유닛에 반송하는 공정과,
    상기 노광 처리 유닛에 있어서, 마이크로상 분리 후의 처리막에 있어서의 상기 복수 종류의 중합체 사이의 결합이 절단되도록, 상기 열처리 유닛에 의한 열처리 후의 처리막의 전면에 노광 처리를 행하는 공정과,
    상기 노광 처리 유닛에 의해 처리막에 노광 처리가 행해진 후의 기판을 상기 반송 기구의 핸드에 의해 유지하여 현상 처리 유닛에 반송하는 공정과,
    상기 현상 처리 유닛에 있어서, 상기 노광 처리 유닛에 의한 노광 처리 후의 처리막에 현상액을 공급함으로써 현상 처리를 행하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 시클로헥사논, 이황화탄소 및 테트라히드로푸란 중 하나 또는 복수를 용제로서 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 복수 종류의 용제 중 어느 하나를 선택적으로 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  17. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 열처리를 행하는 공정은, 기판상에 형성된 처리막에, 복수 종류의 용제를 혼합하여 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 열처리를 행하는 공정은, 기판상의 처리막으로부터 형성되어야 할 패턴의 형상에 따라, 복수 종류의 용제 중 1 종류 또는 복수 종류의 용제를 선택적으로 기판에 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
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