KR101967503B1 - 기판 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

기판 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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KR101967503B1
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마코토 무라마츠
다카히로 기타노
다다토시 도미타
게이지 다노우치
가즈토시 야노
겐이치 시게토미
아키히로 도요자와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 제1 폴리머와 제2 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로서, 블록 공중합체를, 기판 상 또는 기판 상에 도포된 하지막 상에 도포하는 블록 공중합체 도포 공정과, 기판 상의 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하여, 블록 공중합체를 제1 폴리머와 제2 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 처리 시스템{SUBSTRATE TREATMENT METHOD, COMPUTER STORAGE MEDIUM, AND SUBSTRATE TREATMENT SYSTEM}
본 발명은, 친수성을 갖는 친수성 폴리머와 소수성을 갖는 소수성 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용한 기판 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
본원은, 2012년 10월 2일에 일본에 출원된 특원 2012-220819호 및 2013년 8월 20일에 일본에 출원된 특원 2013-170120호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
예컨대 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 상기 레지스트막에 정해진 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등을 순차 행하는 포토리소그래피 처리를 하여, 웨이퍼 상에 정해진 레지스트 패턴이 형성된다. 그리고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 웨이퍼 상의 피처리막의 에칭 처리를 하고, 그 후 레지스트막의 제거 처리 등을 하여, 피처리막에 정해진 패턴이 형성된다.
그런데, 최근 반도체 디바이스의 한층더 고집적화를 도모하기 위해서, 전술한 피처리막의 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 때문에, 레지스트 패턴의 미세화가 진행되고 있고, 예컨대 포토리소그래피 처리에 있어서의 노광 처리의 빛의 단파장화가 진행되고 있다. 그러나, 노광 광원의 단파장화에는 기술적, 비용적인 한계가 있어, 빛의 단파장화를 진행시키는 방법만으로는, 예컨대 수 나노미터 오더의 미세한 레지스트 패턴을 형성하기가 곤란한 상황에 있다.
그래서, 2 종류의 블록쇄(폴리머)로 구성된 블록 공중합체를 이용한 웨이퍼 처리 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1). 이러한 방법에서는, 우선, 웨이퍼 상에 2 종류의 폴리머에 대하여 중간의 친화성을 갖는 중성층을 하지막(下地膜)으로서 형성하고, 이 중성층 상에 예컨대 레지스트에 의해 가이드 패턴을 형성한다. 그 후, 중성층 상에 블록 공중합체를 도포하여, 블록 공중합체를 상(相) 분리시킨다. 그 후, 어느 한쪽의 폴리머를, 예컨대 에칭 등에 의해 선택적으로 제거함으로써, 웨이퍼 상에 다른 쪽의 폴리머에 의해 미세한 패턴이 형성된다. 그리고, 이 폴리머의 패턴을 마스크로 하여 피처리막의 에칭 처리가 행해져, 피처리막에 정해진 패턴이 형성된다.
특허문헌 1 : 일본국 특허 공개 제2008-36491호 공보
그런데, 전술한 블록 공중합체는, 정해진 이상의 온도에서 열처리함으로써 서서히 상 분리되고, 상 분리 후의 폴리머가 정해진 형상으로 배열된다. 또한, 폴리머의 결합을 촉진시켜 폴리머에 의한 패턴의 길이를 길게 하기 위해서는 폴리머를 확산시킬 필요가 있고, 이를 위해서는 보다 고온에서 열처리할 필요가 있다.
그러나, 폴리머에 의한 패턴을 길게 하기 위해서 열처리 온도를 높게 한 경우, 온도가 높을수록, 또한 열처리 시간이 길수록, 상 분리 후의 폴리머에 의한 패턴에 변동이 생기는 것이 확인되었다.
이 점에 관해서 본 발명자들이 예의 검토한 바, 패턴의 변동은 열처리에 의해 블록 공중합체의 폴리머가 산화하는 것, 또는 하지막으로서 이용하는 중성층이 산화하는 것, 혹은 블록 공중합체의 폴리머와 중성층 양쪽이 산화하는 것이 원인이라고 추찰된다. 그래서, 블록 공중합체를 상 분리시키기 위한 열처리를 산소 농도가 낮은 분위기에서 행한 바, 폴리머나 하지막으로서의 중성층의 산화를 방지하여 변동이 없는 패턴을 형성할 수 있다는 것이 확인되었다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 친수성 폴리머와 소수성 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용한 기판 처리에 있어서, 기판 상에 정해진 패턴을 적절하게 형성하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 제1 폴리머와 제2 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로서, 상기 블록 공중합체를 기판 상 또는 상기 기판 상에 도포된 하지막 상에 도포하는 블록 공중합체 도포 공정과, 상기 기판 상의 상기 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 블록 공중합체를 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 공정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 폴리머 분리 공정에서, 기판 상의 상기 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리한다. 따라서, 열처리에 의해 블록 공중합체의 폴리머나 하지막이 산화하는 것을 방지할 수 있어, 변동이 없는 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이 기판 상에 정해진 미세한 패턴을 적절하게 형성할 수 있기 때문에, 상기 친수성 폴리머 또는 소수성 폴리머의 패턴을 마스크로 한 피처리막의 에칭 처리를 적절히 행할 수 있어, 피처리막에 정해진 패턴을 형성할 수 있다.
다른 관점에 의한 본 발명은, 상기 기판 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해서 실행시키기 위해서, 상기 기판 처리 시스템을 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨퍼 판독 가능한 기억 매체이다.
또 다른 관점에 의한 본 발명은, 제1 폴리머와 제2 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여 기판을 처리하는 시스템으로서, 상기 블록 공중합체를, 기판 상 또는 상기 기판 상에 도포된 하지막 상에 도포하는 블록 공중합체 도포 장치와, 상기 기판 상의 상기 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 블록 공중합체를 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 장치를 갖는다.
본 발명에 따르면, 친수성 폴리머와 소수성 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용한 기판 처리에 있어서, 기판 상에 정해진 패턴을 적절하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 2는 도포 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도포 현상 처리 장치의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 4는 도포 현상 처리 장치의 내부 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 5는 에칭 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 6은 폴리머 분리 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 7은 폴리머 분리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 8은 웨이퍼 처리의 주된 공정을 설명한 흐름도이다.
도 9는 웨이퍼 상에 반사방지막과 중성층이 형성된 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 10은 웨이퍼 상에 레지스트 패턴이 형성된 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 11은 웨이퍼 상의 중성층의 노출면을 친수화한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 12는 레지스트 패턴을 제거한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 13은 웨이퍼 상에 블록 공중합체를 도포한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 14는 폴리머 분리 장치에 있어서의 열처리 온도를 도시하는 설명도이다.
도 15는 블록 공중합체를 친수성 폴리머와 소수성 폴리머로 상 분리한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 16은 블록 공중합체를 친수성 폴리머와 소수성 폴리머로 상 분리한 모습을 도시하는 평면의 설명도이다.
도 17은 친수성 폴리머를 제거한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 18은 다른 실시형태에 있어서 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼 상에 블록 공중합체를 도포한 모습을 도시하는 평면의 설명도이다.
도 19는 다른 실시형태에 있어서 블록 공중합체를 친수성 폴리머와 소수성 폴리머로 상 분리한 모습을 도시하는 평면의 설명도이다.
도 20은 소수성 폴리머를 제거한 모습을 도시하는 종단면의 설명도이다.
도 21은 다른 실시형태에 따른 폴리머 분리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 22는 다른 실시형태에 따른 폴리머 분리 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 23은 웨이퍼가 냉각판에 전달된 상태를 도시하는 설명도이다.
도 24는 냉각판이 열판 상으로 이동한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 25는 웨이퍼가 냉각판에서 승강 핀으로 전달된 상태를 도시하는 설명도이다.
도 26은 웨이퍼가 열판으로부터 정해진 거리 이격된 상태에서 승강 핀을 유지한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 27은 웨이퍼가 승강 핀에서 열판으로 전달된 상태를 도시하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이 기판으로서의 웨이퍼에 포토리소그래피 처리를 하는 도포 현상 처리 장치(2)와, 웨이퍼에 에칭 처리를 하는 에칭 처리 장치(3)를 갖고 있다. 한편, 기판 처리 시스템(1)에서 처리되는 웨이퍼 상에는, 미리 피처리막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도포 현상 처리 장치(2)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 예컨대 외부와의 사이에서 여러 장의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 반입출되는 카세트 스테이션(10)과, 포토리소그래피 처리 중에 매엽식으로 정해진 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 갖춘 처리 스테이션(11)과, 처리 스테이션(11)에 인접하는 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W) 전달을 하는 인터페이스 스테이션(13)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(10)에는 카세트 배치대(20)가 설치되어 있다. 카세트 배치대(20)에는, 복수 예컨대 4개의 카세트 배치판(21)이 설치되어 있다. 카세트 배치판(21)은, 수평 방향의 X 방향(도 2에서 위아래 방향)으로 일렬로 늘어서 설치되어 있다. 이들 카세트 배치판(21)에는, 도포 현상 처리 장치(2)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입출할 때에, 카세트(C)를 배치할 수 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 X 방향으로 뻗는 반송로(22) 위를 자유롭게 이동하는 웨이퍼 반송 장치(23)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(23)는, 위아래 방향 및 수직축 둘레(θ 방향)로도 이동이 자유로우며, 각 카세트 배치판(21) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)의 전달 장치와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는, 각종 장치를 갖춘 복수 예컨대 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 마련되어 있다. 예컨대 처리 스테이션(11)의 정면측(도 2의 X 방향 부방향측)에는 제1 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(11)의 배면측(도 2의 X 방향 정방향측)에는 제2 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(11)의 카세트 스테이션(10)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는 제3 블록(G3)이 마련되고, 처리 스테이션(11)의 인터페이스 스테이션(13)측(도 2의 Y 방향 정방향측)에는 제4 블록(G4)이 마련되어 있다.
예컨대 제1 블록(G1)에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 복수의 액처리 장치, 예컨대 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 장치(30), 웨이퍼(W) 상에 유기 용제를 도포하여 웨이퍼(W)를 세정하는 세정 장치(31), 웨이퍼(W) 상에 반사방지막을 형성하는 반사방지막 형성 장치(32), 웨이퍼(W) 상에 중성제를 도포하여 하지막으로서의 중성층을 형성하는 중성층 형성 장치(33), 웨이퍼(W) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(34), 웨이퍼(W) 상에 블록 공중합체를 도포하는 블록 공중합체 도포 장치(35)가 아래부터 순차 겹쳐져 있다.
예컨대 현상 장치(30), 세정 장치(31), 반사방지막 형성 장치(32), 중성층 형성 장치(33), 레지스트 도포 장치(34), 블록 공중합체 도포 장치(35)는, 각각 수평 방향으로 3개 나란하게 늘어서 배치되어 있다. 한편, 이들 현상 장치(30), 세정 장치(31), 반사방지막 형성 장치(32), 중성층 형성 장치(33), 레지스트 도포 장치(34), 블록 공중합체 도포 장치(35)의 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 장치(30), 세정 장치(31), 반사방지막 형성 장치(32), 중성층 형성 장치(33), 레지스트 도포 장치(34), 블록 공중합체 도포 장치(35)에서는, 예컨대 웨이퍼(W) 상에 정해진 도포액을 도포하는 스핀코팅이 행해진다. 스핀코팅에서는, 예컨대 도포 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 도포액을 토출하고, 웨이퍼(W)를 회전시켜, 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다.
한편, 블록 공중합체 도포 장치(35)에 의해 웨이퍼(W) 상에 도포되는 블록 공중합체는, 제1 폴리머와 제2 폴리머를 갖는다. 제1 폴리머로서는, 소수성을 갖는 (극성을 갖지 않는) 소수성(무극성) 폴리머가 이용되고, 제2 폴리머로서는, 친수성(극성)을 갖는 친수성(유극성) 폴리머가 이용된다. 본 실시형태에서는, 친수성 폴리머로서 예컨대 폴리메타크릴산메틸(PMMA)이 이용되고, 소수성 폴리머로서는 예컨대 폴리스티렌(PS)이 이용된다. 또한, 블록 공중합체에 있어서의 친수성 폴리머의 분자량 비율은 예컨대 40%~60%이고, 블록 공중합체에 있어서의 소수성 폴리머의 분자량 비율은 60%~40%이다. 그리고, 블록 공중합체는, 이들 친수성 폴리머와 소수성 폴리머가 직선적으로 화합된 고분자이다.
또한, 중성층 형성 장치(33)에 의해 웨이퍼(W) 상에 형성되는 중성층은, 친수성 폴리머와 소수성 폴리머에 대하여 중간의 친화성을 갖는다. 본 실시형태에서는, 중성층으로서 예컨대 폴리메타크릴산메틸과 폴리스티렌과의 랜덤 공중합체나 교대 공중합체가 이용된다. 이하에서, 「중성」이라고 하는 경우는, 이와 같이 친수성 폴리머와 소수성 폴리머에 대하여 중간의 친화성을 갖는 것을 의미한다.
예컨대 제2 블록(G2)에는, 도 4에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 열처리하는 열처리 장치(40), 웨이퍼(W) 상의 중성층에 자외선을 조사하여 그 중성층을 표면 처리하는 중성층 처리 장치로서의 자외선 조사 장치(41), 웨이퍼(W)를 소수화처리하는 어드히젼 장치(42), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(43), 블록 공중합체 도포 장치(35)에 의해 웨이퍼(W) 상에 도포된 블록 공중합체를 친수성 폴리머와 소수성 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 장치(44)가 위아래 방향과 수평 방향으로 나란하게 늘어서 설치되어 있다. 이 폴리머 분리 장치(44)의 구성에 관해서는 후술한다. 열처리 장치(40)는, 웨이퍼(W)를 배치하여 가열하는 열판과, 웨이퍼(W)를 배치하여 냉각하는 냉각판을 구비하여, 가열 처리와 냉각 처리 양쪽의 처리를 할 수 있다. 자외선 조사 장치(41)는, 웨이퍼(W)를 배치하는 배치대와, 배치대 상의 웨이퍼(W)에 대하여, 예컨대 파장이 172 nm인 자외선을 조사하는 자외선 조사부를 갖고 있다. 또한, 열처리 장치(40), 자외선 조사 장치(41), 어드히젼 장치(42), 주변 노광 장치(43), 폴리머 분리 장치(44)의 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.
예컨대 제3 블록(G3)에는, 복수의 전달 장치(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)가 아래부터 순차 설치되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는, 복수의 전달 장치(60, 61, 62)가 아래부터 순차 설치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이 제1 블록(G1)~제4 블록(G4)에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 예컨대 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(70)는, 예컨대 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 위아래 방향으로 이동이 자유로운 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4의 블록(G4) 내의 정해진 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
웨이퍼 반송 장치(70)는, 예컨대 도 4에 도시하는 바와 같이 위아래로 여러 대 배치되며, 예컨대 각 블록(G1~G4)의 같은 정도 높이의 정해진 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예컨대 Y 방향으로 직선적으로 이동이 자유롭게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y 방향으로 이동하고, 제3 블록(G3)의 전달 장치(52)와 제4의 블록(G4)의 전달 장치(62)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이 제3 블록(G3)의 X 방향 정방향측의 이웃에는, 웨이퍼 반송 장치(100)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예컨대 X 방향, θ 방향 및 위아래 방향으로 이동이 자유로운 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 위아래로 이동하고, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(13)에는, 웨이퍼 반송 장치(110)와 전달 장치(111)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예컨대 Y 방향, θ 방향 및 위아래 방향으로 이동이 자유로운 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예컨대 반송 아암에 웨이퍼(W)를 지지하고, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(111) 및 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
에칭 처리 장치(3)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 에칭 처리 장치(3)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하는 카세트 스테이션(200), 웨이퍼(W)를 반송하는 공통 반송부(201), 웨이퍼(W) 상에서 상 분리된 블록 공중합체에 에칭 처리를 하여, 친수성 폴리머 또는 소수성 폴리머 중 어느 것을 선택적으로 제거하는 폴리머 제거 장치로서의 에칭 장치(202, 203), 웨이퍼(W) 상의 피처리막을 정해진 패턴으로 에칭하는 에칭 장치(204, 205)를 갖고 있다.
카세트 스테이션(200)은, 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(210)가 내부에 설치된 반송실(211)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 기구(210)는, 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 2개의 반송 아암(210a, 210b)을 갖고 있고, 이들 반송 아암(210a, 210b) 중 어느 것에 의해서 웨이퍼(W)를 유지하면서 반송하는 구성으로 되어 있다. 반송실(211)의 측방에는, 웨이퍼(W)를 여러 장 나란하게 하여 수용할 수 있는 카세트(C)가 배치되는 카세트 배치대(212)가 구비되어 있다. 도시하는 예에서는, 카세트 배치대(212)에는, 카세트(C)를 복수, 예컨대 3개 배치할 수 있게 되어 있다.
반송실(211)과 공통 반송부(201)는, 진공 배기 가능한 2개의 로드록 장치(213a, 213b)를 통해 상호 연결되어 있다.
공통 반송부(201)는, 예컨대 위쪽에서 봤을 때 대략 다각형상(도시하는 예에서는 육각형)을 이루도록 형성된 밀폐 가능한 구조의 반송실 챔버(214)를 갖고 있다. 반송실 챔버(214) 내에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(215)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(215)는, 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 2개의 반송 아암(215a, 215b)을 갖고 있고, 이들 반송 아암(215a, 215b) 중 어느 것에 의해서 웨이퍼(W)를 유지하면서 반송하는 구성으로 되어 있다.
반송실 챔버(214)의 외측에는, 에칭 장치(202, 203, 204, 205), 로드록 장치(213b, 213a)가, 반송실 챔버(214)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 에칭 장치(202, 203, 204, 205), 로드록 장치(213b, 213a)는, 예컨대 위쪽에서 봤을 때 시계 회전 방향에서 이 순서로 나란하도록, 또한, 반송실 챔버(214)의 6개의 측면부에 대하여 각각 대향하도록 하여 배치되어 있다.
한편, 에칭 장치(202~205)로서는, 예컨대 RIE(Reactive Ion Eching) 장치가 이용된다. 즉, 에칭 장치(202~205)에서는, 예컨대 산소(O2) 등의 반응성의 기체(에칭 가스)나 이온, 라디칼에 의해서, 소수성 폴리머나 피처리막을 에칭하는 드라이 에칭이 행해진다.
이어서, 전술한 폴리머 분리 장치(44)의 구성에 관해서 설명한다. 도 6은 폴리머 분리 장치(44)의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이고, 도 7은 폴리머 분리 장치(44)의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
예컨대 폴리머 분리 장치(44)는, 내부를 폐쇄할 수 있는 처리 용기(170)를 지니고, 처리 용기(170)의 웨이퍼 반송 장치(70)에 대향하는 측면에는, 웨이퍼(W)의 반입출구(171)가 형성되어 있다. 또한, 폴리머 분리 장치(44)는, 처리 용기(170) 내에, 웨이퍼(W)를 배치하여 가열하는 열판(172)과, 웨이퍼(W)를 배치하여 온도 조절하는 냉각판(173)을 갖는 열처리 장치이며, 가열 처리와 냉각 처리 양쪽의 처리를 할 수 있다.
열판(172)은, 두께가 있는 대략 원반 형상을 갖고 있다. 열판(172)은, 수평인 상면을 가지며, 이 상면에는, 예컨대 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 열판(172) 상에 흡착 유지할 수 있다.
열판(172)의 내부에는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 가열 기구로서의 전기 히터(174)가 설치되어 있고, 후술하는 제어부(300)에 의해 전기 히터(174)에의 전력 공급량을 제어함으로써, 열판(172)을 정해진 설정 온도로 제어할 수 있다.
열판(172)에는, 위아래 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(175)이 형성되어 있다. 관통 구멍(175)에는 승강 핀(176)이 설치되어 있다. 승강 핀(176)은, 실린더 등의 승강 구동 기구(177)에 의해서 위아래 이동할 수 있다. 승강 핀(176)은, 관통 구멍(175) 안을 삽입 관통하여 열판(172)의 상면으로 돌출되며, 웨이퍼(W)를 지지하여 승강할 수 있다.
열판(172)에는, 상기 열판(172)의 외주부를 유지하는 환형의 유지 부재(178)가 설치되어 있다. 유지 부재(178)에는, 상기 유지 부재(178)의 외주를 둘러싸고, 승강 핀(176)을 수용하는 통 형상의 서포트 링(179)이 설치되어 있다.
냉각판(173)은, 두께가 있는 대략 원반 형상을 갖고 있다. 냉각판(173)은, 수평인 상면을 가지며, 이 상면에는, 예컨대 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 냉각판(173) 상에 흡착 유지할 수 있다.
냉각판(173)의 내부에는, 예컨대 펠티에 소자 등의 냉각 부재(도시하지 않음)가 내장되어 있어, 냉각판(173)을 정해진 설정 온도로 조정할 수 있다.
냉각판(173)의 그 밖의 구성은 열판(172)과 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 냉각판(173)에는, 위아래 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(180)이 형성되어 있다. 관통 구멍(180)에는 승강 핀(181)이 설치되어 있다. 승강 핀(181)은, 실린더 등의 승강 구동 기구(182)에 의해서 위아래 이동할 수 있다. 승강 핀(181)은, 관통 구멍(180) 안을 삽입 관통하여 냉각판(173)의 상면으로 돌출되며, 웨이퍼(W)를 지지하여 승강할 수 있다.
냉각판(173)에는, 이 냉각판(173)의 외주부를 유지하는 환형의 유지 부재(183)가 설치되어 있다. 유지 부재(183)에는, 이 유지 부재(183)의 외주를 둘러싸고, 승강 핀(181)을 수용하는 통 형상의 서포트 링(184)이 설치되어 있다.
처리 용기(170)의 반입출구(171)와 반대쪽의 측면에는, 처리 용기(170) 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급구(190)가 형성되어 있다. 가스 공급구(190)에는 가스 공급관(191)을 통해 가스 공급원(192)이 접속되어 있다. 가스 공급관(191)에는 유량 조정 기구(193)가 설치되어, 가스 공급원(192)으로부터 처리 용기(170) 내에 공급하는 처리 가스의 양을 조정할 수 있다. 유량 조정 기구(193)는 후술하는 제어부(300)에 의해 제어된다. 처리 가스에는, 웨이퍼(W)를 열처리하여 블록 공중합체 도포 장치(35)에 의해 웨이퍼(W) 상에 도포된 블록 공중합체를 친수성 폴리머와 소수성 폴리머로 상 분리시킬 때에, 그 폴리머를 산화시키지 않는 비산화성 가스가 이용된다. 비산화성 가스로서는, 예컨대 질소 가스나 아르곤 가스와 같은, 산소를 포함하지 않은 가스가 이용된다. 한편, 열처리 장치(40)의 구성은, 처리 용기(170)에 가스 공급구(190)가 형성되어 있지 않은 점을 제외하고 폴리머 분리 장치(44)와 같은 구성을 갖고 있다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 제어부(300)가 설치되어 있다. 제어부(300)는 예컨대 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 전술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 후술하는 기판 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 한편, 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그네토 옵티칼 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있었던 것이며, 그 기억 매체로부터 제어부(300)에 인스톨된 것이라도 좋다.
이어서, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼 처리에 관해서 설명한다. 도 8은 이러한 웨이퍼 처리의 주된 공정의 예를 도시하는 흐름도이다.
우선, 복수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가, 도포 현상 처리 장치(2)의 카세트 스테이션(10)에 반입되어, 정해진 카세트 배치판(21)에 배치된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차 빼내어져, 처리 스테이션(11)의 전달 장치(53)에 반송된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 열처리 장치(40)에 반송되어, 온도 조절된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 반사방지막 형성 장치(32)에 반송되어, 도 9에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W) 상에 반사방지막(400)이 형성된다(도 8의 공정 S1). 그 후 웨이퍼(W)는, 열처리 장치(40)에 반송되어, 가열되고, 온도 조절된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 중성층 형성 장치(33)에 반송된다. 중성층 형성 장치(33)에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 반사방지막(400) 상에 중성제가 도포되고, 하지막으로서의 중성층(401)이 형성된다(도 8의 공정 S2). 그 후 웨이퍼(W)는, 열처리 장치(40)에 반송되고, 가열되어, 온도 조절되고, 그 후 전달 장치(53)로 복귀된다. 한편, 열처리 장치(40)에 있어서의 중성층(401) 형성 후의 웨이퍼(W)의 가열 온도는 대략 200℃~300℃가 바람직하고, 본 실시형태에서는 예컨대 약 250℃이다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해서 전달 장치(54)에 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 어드히젼 장치(42)에 반송되어, 어드히젼 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 레지스트 도포 장치(34)에 반송되고, 웨이퍼(W)의 중성층(401) 상에 레지스트액이 도포되어, 레지스트막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 열처리 장치(40)에 반송되어, 프리베이크 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 전달 장치(55)에 반송된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 주변 노광 장치(43)에 반송되어, 주변 노광 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 전달 장치(56)에 반송된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해서 전달 장치(52)에 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해서 전달 장치(62)에 반송된다.
그 후 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(13)의 웨이퍼 반송 장치(110)에 의해서 노광 장치(12)에 반송되어, 노광 처리된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(110)에 의해서 노광 장치(12)로부터 전달 장치(60)에 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 열처리 장치(40)에 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 현상 장치(30)에 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 열처리 장치(40)에 반송되어, 포스트베이크 처리된다. 이렇게 해서, 도 10에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 중성층(401) 상에 정해진 레지스트 패턴(402)이 형성된다(도 8의 공정 S3). 본 실시형태에서는, 레지스트 패턴(402)은, 평면에서 봤을 때 직선형의 라인부(402a)와 직선형의 스페이스부(402b)를 가지며, 소위 라인&스페이스의 레지스트 패턴이다. 한편, 스페이스부(402b)의 폭은, 후술하는 바와 같이 스페이스부(402b)에 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)가 교대로 홀수층에 배치되도록 설정된다.
레지스트 패턴(402)이 형성된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 자외선 조사 장치(41)에 반송된다. 자외선 조사 장치(41)에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이 레지스트 패턴(402)(스페이스부(402b))으로부터 노출된 중성층(401)의 노출면에 자외선이 조사된다. 이 때, 172 nm의 파장을 갖는 자외선이 조사된다. 그러면, 상기 중성층(401)의 노출면이 산화되어 친수화된다(도 8의 공정 S4). 이하, 이와 같이 친수화된 중성층(401)의 영역을 친수성 영역(403)이라고 하는 경우가 있다.
한편, 발명자들이 예의 검토한 결과, 중성층(401)에 친수성 영역(403)을 형성하기 위한 자외선의 파장은 300 nm 이하이면 되는 것을 알 수 있었다. 구체적으로는, 300 nm 이하의 파장을 갖는 자외선을 조사하면, 처리 분위기 속의 산소로부터 활성 산소를 생성할 수 있고, 이 활성 산소에 의해서 중성층(401)의 노출면이 산화되어 친수화된다. 한편, 활성 산소를 보다 용이하게 생성하기 위해서는, 처리 분위기로서 오존을 이용하는 편이 좋다는 것을 알 수 있다. 또한, 특히 자외선의 파장이 172 nm인 경우, 처리 분위기로서 오존을 이용한 경우는 물론, 처리 분위기가 대기 분위기라도, 이 대기 분위기 속의 산소로부터 효율적으로 활성 산소를 생성할 수 있다는 것도 알 수 있다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 세정 장치(31)에 반송된다. 세정 장치(31)에서는, 웨이퍼(W) 상에 유기 용제가 공급되어, 도 12에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W) 상의 레지스트 패턴(402)이 제거된다(도 8의 공정 S5). 그러면, 중성층(401)에 있어서, 친수성 영역(403)의 표면은 친수성을 갖고, 그 밖의 영역의 표면은 중성을 갖는다. 그리고, 중성층(401)의 표면은 평탄하게 유지된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 전달 장치(50)에 반송된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해서 전달 장치(55)에 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 블록 공중합체 도포 장치(35)에 반송된다. 블록 공중합체 도포 장치(35)에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 중성층(401) 상에 블록 공중합체(404)가 도포된다(도 8의 공정 S6). 이 때, 중성층(401)의 표면은 평탄하게 유지되고 있기 때문에, 블록 공중합체(404)도 그 막 두께가 균일하게 되도록 도포된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 폴리머 분리 장치(44)에 반송되어, 열판(172)에 배치된다. 그와 함게, 폴리머 분리 장치(44)의 처리 용기(170) 내에 비산화성 가스로서 질소 가스가 공급된다. 이 때, 제어부(300)에 의해 유량 조정 기구(193)가 제어되어, 처리 용기(170) 내의 산소 농도가 30 ppm~50 ppm으로 조정된다.
폴리머 분리 장치(44)에서는, 우선 열판(172)에 의해 웨이퍼(W)가 열처리된다. 이 열처리에서는, 예컨대 도 14에 도시하는 온도 패턴이 이용된다. 도 14의 종축은 열판(172)의 온도, 횡축은 열처리 시간이다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 열처리에서는 열판(172)을 제1 온도(T1)까지 승온하여 일정 시간 유지한다. 이 제1 온도(T1)에서의 열처리에 의해, 폴리머를 확산시킨다. 본 실시형태에서의 제1 온도는 예컨대 350℃이다. 한편, 폴리머를 확산시켜 패턴을 길게 한다고 하는 관점에서는, 제1 온도를 블록 공중합체의 질서 무질서 전이 온도(TOD) 이상의 온도로 하는 것이 바람직하지만, 통상, 블록 공중합체의 폴리머는 TOD 이하의 온도에서 휘발해 버린다. 그 때문에, 제1 온도는 폴리머의 휘발 온도 이하에서 최대한 높은 온도로 하는 것이 바람직하다.
웨이퍼(W)가 제1 온도(T1)에서 정해진 시간 열처리되면, 도 14에 도시하는 바와 같이 열판(172)이 제1 온도(T1)보다 낮은 제2 온도(T2)로 강온되어, 일정 시간 유지된다. 이 제2 온도(T2)에서 정해진 시간 열처리함으로써, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W) 상의 블록 공중합체(404)가 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)로 상 분리된다(도 8의 공정 S7). 본 실시형태에서의 제2 온도는 예컨대 170℃이다. 웨이퍼(W)가 제2 온도(T2)에서 정해진 시간 열처리되면, 폴리머 분리 장치(44)에서의 열처리를 종료하고, 열판(172)이 강온된다.
여기서, 전술한 바와 같이 블록 공중합체(404)에 있어서, 친수성 폴리머(405)의 분자량 비율은 40%~60%이고, 소수성 폴리머(406)의 분자량 비율은 60%~40% 이다. 그러면, 공정 S6에서, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)는 라멜라(lamella) 구조로 상 분리된다. 또한, 전술한 공정 S3에서 레지스트 패턴(402)의 스페이스부(402b)의 폭이 정해진 폭으로 형성되어 있기 때문에, 중성층(401)의 친수성 영역(403) 상에는, 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)가 교대로 홀수층, 예컨대 3층으로 배치된다. 구체적으로는, 친수성 영역(403)의 표면은 친수성을 갖기 때문에, 이 친수성 영역(403) 상의 한가운데에 친수성 폴리머(405)가 배치되고, 그 양측에 소수성 폴리머(406, 406)가 배치된다. 그리고, 중성층(401)의 그 밖의 영역 상에도, 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)가 교대로 배치된다.
그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해서 전달 장치(50)에 반송되고, 그 후 카세트 스테이션(10)의 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해서 정해진 카세트 배치판(21)의 카세트(C)에 반송된다.
도포 현상 처리 장치(2)에 있어서 웨이퍼(W)에 정해진 처리가 행해지면, 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)는, 도포 현상 처리 장치(2)로부터 반출되고, 이어서 에칭 처리 장치(3)에 반입된다.
에칭 처리 장치(3)에서는, 우선, 웨이퍼 반송 기구(210)에 의해서, 카세트 배치대(212) 상의 카세트(C)로부터 1장의 웨이퍼(W)가 빼내어져, 로드록 장치(213a) 내에 반입된다. 로드록 장치(213a) 내에 웨이퍼(W)가 반입되면, 로드록 장치(213a) 안이 밀폐되어, 감압된다. 그 후, 로드록 장치(213a) 안과 정해진 진공도로 배기된 반송실 챔버(214) 안이 연통되게 된다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(215)에 의해서, 웨이퍼(W)가 로드록 장치(213a)로부터 반출되어, 반송실 챔버(214) 내에 반입된다.
반송실 챔버(214) 내에 반입된 웨이퍼(W)는, 이어서 웨이퍼 반송 기구(215)에 의해서 에칭 장치(202)에 반송된다. 에칭 장치(202)에서는, 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 하여, 도 17에 도시하는 바와 같이 친수성 폴리머(405)를 선택적으로 제거하여, 소수성 폴리머(406)의 정해진 패턴이 형성된다(도 8의 공정 S8). 이 때, 블록 공중합체(404)의 막 두께는 균일하기 때문에, 소수성 폴리머(406)의 패턴 높이도 균일하게 된다.
그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 기구(215)에 의해서 에칭 장치(204)에 반송된다. 에칭 장치(204)에서는, 웨이퍼(W) 상의 소수성 폴리머(406)를 마스크로 하여, 웨이퍼(W) 상의 피처리막이 에칭된다. 그 후, 소수성 폴리머(406) 및 반사방지막이 제거되고, 피처리막에 정해진 패턴이 형성된다(도 8의 공정 S9).
그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 기구(215)에 의해서 다시 반송실 챔버(214) 내로 복귀된다. 그리고, 로드록 장치(213b)를 통해 웨이퍼 반송 기구(210)에 전달되어, 카세트(C)에 수납된다. 그 후, 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가 에칭 처리 장치(3)로부터 반출되어 일련의 웨이퍼 처리가 종료된다.
이상의 실시형태에 따르면, 공정 S7에서, 웨이퍼(W) 상의 블록 공중합체(404)를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하기 때문에, 블록 공중합체(404)의 친수성 폴리머(405) 및 소수성 폴리머(406)가 산화되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 친수성 폴리머(405), 소수성 폴리머(406)의 산화에 의한 패턴의 변동을 방지하여, 웨이퍼(W) 상에 정해진 미세한 패턴을 형성할 수 있다. 그 결과, 공정 S9에서 상기 패턴을 마스크로 한 피처리막의 에칭 처리를 적절히 행할 수 있어, 피처리막에 정해진 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 공정 S7에서, 웨이퍼(W) 상의 블록 공중합체(404)를 우선 제1 온도(T1)에서 열처리하기 때문에, 폴리머(405, 406)의 확산을 촉진하여 보다 긴 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 라멜라 구조를 형성하는 경우, 폴리머(405, 406)가 레지스트 패턴(402)의 라인부(402a)의 길이 방향을 따라서 변동 없이 배열시킬 것이 요구되기 때문에, 제1 온도(T1)에서 열처리하는 것이 유효하다.
여기서, 종래, 공정 S4와 같이 웨이퍼(W) 상에 친수성을 갖는 영역과 중성을 갖는 영역을 형성하기 위해서, 레지스트 패턴을 마스크로 한 중성층의 에칭이 행해지고 있었다. 그러면, 중성층이 제거된 면은 반사방지막이 노출되어 친수성을 가지고, 중성층이 잔존하는 면은 중성을 갖는다. 그러나, 이러한 경우, 중성층을 에칭하기 위해서, 웨이퍼(W)를 일단 도포 현상 처리 장치(2)로부터 반출하여, 에칭 처리 장치(3)에 반송할 필요가 있었다.
이상의 실시형태에서는, 공정 S4에서 도포 현상 처리 장치(2) 내의 자외선 조사 장치(41)에 의해 중성층(401)의 노출면에 자외선 조사를 하고, 이에 따라 중성층(401)을 표면 처리하여 친수화하고 있다. 여기서, 종래, 공정 S4와 같이 웨이퍼(W) 상에 친수성을 갖는 영역과 중성을 갖는 영역을 형성하기 위해서, 레지스트 패턴을 마스크로 한 중성층의 에칭도 행해지고 있었다. 그러면, 중성층이 제거된 면은 반사방지막이 노출되어 친수성을 가지고, 중성층이 잔존하는 면은 중성을 갖는다. 그러나, 이러한 경우, 중성층을 에칭하기 위해서, 웨이퍼(W)를 일단 도포 현상 처리 장치(2)로부터 반출하여, 에칭 처리 장치(3)에 반송할 필요가 있었다. 이 점에서 본 실시형태에서는 자외선 조사를 하여 중성층(401)을 친수화하기 때문에, 전술한 도포 현상 처리 장치(2)에서 에칭 처리 장치(3)로의 웨이퍼(W)의 반송을 생략할 수 있다. 그리고, 공정 S1~S7의 웨이퍼 처리는 하나의 도포 현상 처리 장치(2)에서 행해진다. 따라서, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 공정 S4에서 중성층(401)의 노출면에 자외선을 조사하여 그 노출면을 친수화하고 있었지만, 노출면을 친수화하는 수단은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 중성층(401)의 노출면에 친수성을 갖는 친수막을 형성하여도 좋다.
또한, 이상의 실시형태에서는, 중성층(401)의 노출면을 친수화하고 있었지만, 표면 처리로서 상기 노출면을 소수화하도록 하여도 좋다. 중성층(401)의 노출면을 소수화하는 경우, 소수화된 영역의 한가운데에 소수성 폴리머(406)가 배치되고, 그 양측에 친수성 폴리머(405, 405)가 배치된다. 그리고, 웨이퍼(W) 상에는, 중성층(401)의 노출면을 친수화한 경우와 반대의 배치로, 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)가 교대로 배치된다.
이상의 실시형태에서는, 친수성 폴리머(405)를 선택적으로 제거함에 있어서 에칭 처리 장치(3)에서 소위 드라이 에칭 처리를 했지만, 친수성 폴리머(405)의 제거는, 웨트 에칭 처리에 의해 행하여도 좋다.
구체적으로는, 공정 S7에서 블록 공중합체(404)를 상 분리한 웨이퍼(W)를, 공정 S8에서 에칭 처리 장치(3) 대신에 자외선 조사 장치(41)에 반송한다. 그리고, 웨이퍼(W)에 자외선을 조사함으로써, 친수성 폴리머(405)인 폴리메타크릴산메틸의 결합쇄를 절단하고, 소수성 폴리머(406)인 폴리스티렌을 가교 반응시킨다. 그 후, 웨이퍼(W)를 세정 장치(31)에 반송하고, 이 세정 장치(31)에서 웨이퍼(W)에 예컨대 이소프로필알코올(IPA)을 공급한다. 이에 따라, 자외선 조사로 결합쇄가 절단된 친수성 폴리머(405)가 용해 제거된다.
친수성 폴리머(405)를 소위 드라이 에칭 처리에 의해 제거하는 경우, 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)의 선택비는 예컨대 3~7:1 정도이기 때문에, 소수성 폴리머(406)의 막 감소를 피할수 없다. 그 한편, 친수성 폴리머(405)를, 유기 용제를 이용한 소위 웨트 에칭에 의해 제거하는 경우는, 소수성 폴리머(406)는 거의 유기 용제에 용해되지 않기 때문에, 막 감소를 피할 수 있다. 그 결과, 그 후의 공정에서 소수성 폴리머(406)의 패턴을 마스크로 하여 피처리막의 에칭 처리를 행할 때에, 마스크로서의 충분한 막 두께를 확보할 수 있다.
또한, 친수성 폴리머(405)를 웨트 에칭에 의해 제거함으로써, 전술한 도포 현상 처리 장치(2)에서 에칭 처리 장치(3)로의 웨이퍼(W)의 반송을 생략할 수 있다. 따라서, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 친수성 폴리머로서 폴리메타크릴산메틸을 이용했지만, 친수성 폴리머로서 다른 폴리머를 이용하여도 좋다. 폴리메타크릴산메틸을 대신하는 폴리머로서는, 예컨대 폴리디메틸실록산(PDMS)을 이용할 수 있다. 친수성 폴리머(405)로서 폴리디메틸실록산을 이용하는 경우, 블록 공중합체(404)에 있어서의 친수성 폴리머(405)의 분자량 비율이 20%~40%이고, 소수성 폴리머(406)의 분자량 비율이 80%~60%이다. 한편, 본 실시형태에서도, 상기 실시형태와 같은 구조를 갖는 기판 처리 시스템(1)이 이용된다.
이러한 경우, 공정 S3에서 형성되는 레지스트 패턴을 가이드로 하여 폴리머(405, 406)의 패턴을 형성하기 때문에, 공정 S4에서의 중성층(401)의 표면 처리(친수화) 및 공정 S5에서의 레지스트 패턴 제거는 행하지 않고, 공정 S3에서 형성한 레지스트 패턴에, 도 18에 도시하는 바와 같이, 직접 블록 공중합체(404)가 도포된다(공정 S6).
그 후, 공정 S7에서 블록 공중합체(404)를 폴리머 분리 장치(44)에서 열처리한다. 이 때, 폴리머 분리 장치(44)의 처리 용기(170) 안은 비산화성의 분위기이다. 이에 따라, 도 19에 도시하는 바와 같이, 단면 형상이 소수성 폴리머(406)의 위아래를 친수성 폴리머(405)에 의해 사이에 끼워지고 또 소수성 폴리머(406)의 내부에 친수성 폴리머(405)가 원 형상으로 배치된, 실린더 구조의 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)로 상 분리된다. 도 19와 같은 실린더 구조가 되는 것은, 친수성 폴리머(405)에 이용하는 폴리디메틸실록산의 표면장력이 소수성 폴리머(406)로서 이용하는 폴리스티렌에 비해서 매우 작고, 중성층(401)의 표면을 따라서 층상으로 상 분리되기 때문이다. 또한, 표면장력이 작으므로, 친수성 폴리머(405)는 대기 측에도 층상으로 상 분리되고, 소수성 폴리머(406)는 친수성 폴리머(405)의 사이에 끼워진 형태로 상 분리한다. 그리고, 블록 공중합체(404)에 있어서 친수성 폴리머(405)의 분자량 비율은 40%~60%이고, 소수성 폴리머(406)의 분자량 비율은 60%~40%이기 때문에, 나머지 친수성 폴리머(405)가 소수성 폴리머(406)의 내부에서 실린더 형상으로 된다.
그 후, 공정 S8에서는, 예컨대 세정 장치(31)에 의해 대기 측에 층상으로 형성된 친수성 폴리머(405)에 유기 용제가 공급되어 상기 친수성 폴리머(405)가 제거된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 에칭 처리 장치(3)에 의해 레지스트 패턴(402) 및 소수성 폴리머(406)를 선택적으로 제거하여, 도 20에 도시하는 바와 같이, 실린더형의 친수성 폴리머(405)와 그 하부에 남은 소수성 폴리머(406)에 의해 패턴이 형성된다.
한편, 그 밖의 공정 S1, S2, S9의 공정은 상기 실시형태와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시형태에 따르면, 블록 공중합체(404)를 실린더 구조의 친수성 폴리머(405)와 소수성 폴리머(406)로 적절히 상 분리할 수 있어, 피처리막은 적절하게 에칭 처리할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 공정 S9에서 웨이퍼(W) 상의 피처리막을 에칭했지만, 본 발명의 웨이퍼 처리 방법은 웨이퍼(W) 자체를 에칭할 때에도 적용할 수 있다.
한편, 이상의 실시형태의 폴리머 분리 장치(44)는, 열판(172)과 냉각판(173)이 처리 용기(170) 내에 배치되어 있었지만, 비산화성 가스 분위기로 하는 것은, 열판(172)으로 웨이퍼(W) 상의 블록 공중합체(404)를 열처리하는 경우만으로 족하기때문에, 예컨대 열판(172)만을 내부를 폐쇄할 수 있는 처리 용기 내에 배치하도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 비산화성 가스의 공급량을 저감시킬 수 있기 때문에, 폴리머 분리 장치의 운전 비용을 저감할 수 있다.
이 폴리머 분리 장치의 일례에 관해서 설명한다. 도 21은 다른 실시형태에 따른 폴리머 분리 장치(500)의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이고, 도 22는 폴리머 분리 장치(500)의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다. 한편, 폴리머 분리 장치(44)와 동일한 구성을 갖는 것에 관해서는, 도 21 및 도 22에서, 동일한 부호를 부여함으로써 그 설명은 생략하고, 이하에서는 도 6 및 도 7에 도시되는 폴리머 분리 장치(44)와의 주된 상이점에 관해서 기재한다.
폴리머 분리 장치(500)는, 하우징(501)을 가지며, 하우징(501)의 웨이퍼 반송 장치(70) 측에는 웨이퍼(W)를 배치하여 온도 조절하는 냉각판(502)이 설치되고, 냉각판(502)을 사이에 두고서 웨이퍼 반송 장치(70) 측과 반대쪽에는, 열판(172)이 설치되어 있다. 하우징(501)의 냉각판(502) 측은, 예컨대 천장부가 전면에 걸쳐 개구되어 있고, 열판(172) 측만이 천장을 갖는 용기형으로 형성되어 있다. 하우징(501)의 냉각판(502)과 열판(172)과의 사이에는 냉각판(502)이 통과하는 반송구(503)가 형성되어 있다.
냉각판(502)은, 도 22에 도시하는 바와 같이 대략 사각형의 평판 형상을 가지며, 열판(172) 측의 단부면이 원호형으로 만곡되어 있다. 냉각판(502)에는, Y 방향을 따른 2 라인의 슬릿(510)이 형성되어 있다. 슬릿(510)은, 냉각판(502)의 열판(172) 측의 단부면에서부터 냉각판(502)의 중앙부 부근까지 형성되어 있다. 이 슬릿(510)에 의해, 냉각판(502)이 승강 핀(176, 181)과 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 냉각판(502)에는, 예컨대 펠티에 소자 등의 온도 조절 부재(도시하지 않음)가 내장되어 있다.
냉각판(502)은, 도 21에 도시하는 바와 같이 지지 아암(511)에 지지되어 있다. 지지 아암(511)에는 구동부(512)가 부착되어 있다. 구동부(512)는, Y 방향으로 연신하는 레일(513)에 부착되어 있다. 레일(513)은, 냉각판(502)의 아래쪽에서부터 반송구(503)의 아래쪽 근방까지 연신되어 있다. 이 구동부(512)에 의해, 냉각판(502)은, 레일(513)을 따라서 열판(172)의 위쪽까지 이동할 수 있게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 냉각판(502)은 열판(172)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반송 기구로서도 기능한다.
열판(172)의 위쪽에는, 예컨대 서포트 링(179)과 동일한 직경을 갖는 통 형상의 덮개(520)가 마련되어 있다. 덮개(520)의 천장부이며, 중앙부 근방에는 가스 공급구(190)가 형성되어 있고, 가스 공급구(190)에는 가스 공급원(192)이 접속되어 있다. 가스 공급구(190)에는 대략 원반 형상으로 형성된 공급 노즐(521)이 설치되어 있다. 공급 노즐(521)의 외주부에는, 도시하지 않는 공급구가 형성되어 있고, 가스 공급원(192)으로부터 공급된 비산화성 가스를 웨이퍼의 직경 방향으로 방사상으로 공급할 수 있다.
덮개(520)는 도시하지 않는 승강 기구에 의해 승강이 자유롭게 형성되어 있고, 예컨대, 도 22에 도시하는 바와 같이, 덮개(520)를 하강시켜, 이 덮개(520)의 하단면을 서포트 링(179)의 상면에 접촉시킴으로써, 유지 부재(178), 서포트 링(179) 및 열판(172)과 덮개(520)로 둘러싸이는 공간을 거의 밀폐 상태로 할 수 있다. 따라서, 덮개(520)를 서포트 링(179)에 접촉시킨 상태에서 가스 공급원(192)으로부터 비산화성 가스를 공급함으로써, 최소한의 비산화성 가스로 열판(172) 상의 웨이퍼(W)를 비산화성 가스의 분위기로 덮을 수 있다. 이러한 경우, 유지 부재(178), 서포트 링(179) 및 열판(172)과 덮개(520)는, 내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기로서 기능한다. 한편, 예컨대 유지 부재(178)의 상면에는, 도시하지 않는 배기구가 형성되어 있어, 가스 공급원(192)으로부터 공급된 비산화성 가스를 배기할 수 있다.
또한, 덮개(520)의 예컨대 천장부의 하면에는, 산소 농도 검출 기구(522)가 설치되어 있다. 산소 농도 검출 기구(522)의 검출 결과는 제어부(300)에 입력된다.
폴리머 분리 장치(500)는 이상과 같이 구성되어 있으며, 이어서, 이 폴리머 분리 장치(500)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리에 관해서 도 23~도 27을 이용하여 설명한다. 한편, 도 23~도 27에서는 주요한 기기만을 기재하고 있다.
폴리머 분리 장치(500)로 열처리를 함에 있어서는, 우선, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 도 23에 도시하는 바와 같이, 냉각판(502)에 웨이퍼(W)가 전달된다. 이어서, 도 24에 도시하는 바와 같이, 반송구(503)를 통해 냉각판(502)을 열판(172)의 위쪽 방향으로 이동시킨다. 이 때, 덮개(520)는, 이 덮개(520)의 아래쪽을 열판(172)이 통과할 수 있도록 열판(172)의 위쪽에서 대기하고 있다. 또한, 열판(172)은 미리 제1 온도(T1)까지 승온되어 있다.
그 후, 도 25에 도시하는 바와 같이 승강 핀(176)이 상승하여 웨이퍼(W)가 승강 핀(176)에 전달되고, 이어서 냉각판(502)이 덮개(520)의 아래쪽에서 후퇴한다. 그 후, 덮개(520)가 하강하여, 덮개(520)의 하단면과 서포트 링(179)의 상면이 접촉한다. 그 후, 공급 노즐(521)로부터 비산화성 가스로서의 질소 가스가 공급된다. 덮개(520)와 열판(172)으로 둘러싸인 공간 내부가 서서히 비산화성 가스로 치환된다. 덮개(520)의 하강과 병행하여 승강 핀(176)이 하강한다. 이 때, 승강 핀(176)은, 예컨대 도 26에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 열판(172)의 상면에서 정해진 거리 이격된 상태에서 일정 시간 유지된다. 이 때의 웨이퍼(W)와 열판(172)의 거리는, 예컨대 웨이퍼(W)의 온도가 200℃를 넘지 않는 거리로 조정된다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 주위의 분위기가 비산화성 가스로 치환되기 전에 웨이퍼(W)가 열판(172)에 배치되어, 블록 공중합체(404)의 친수성 폴리머(405) 및 소수성 폴리머(406)가 산화되는 것을 방지할 수 있다.
그 후, 산소 농도 검출 기구(522)에 의해 검출된 값에 기초하여, 예컨대 제어부(300)에 있어서 산소 농도가 예컨대 50 ppm 이하로 되었다고 판정되면, 승강 핀(176)이 더 강하하여, 도 27에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 열판(172) 상에 배치된다. 한편, 웨이퍼(W)가 열판(172)의 상면에서 정해진 거리 이격된 상태에서 유지하는 시간은, 산소 농도 검출 기구(522)에 의한 측정 결과에 기초하여 정하여도 좋고, 미리 행해지는 시험 등에 기초하여, 산소 농도가 50 ppm 이하가 되는 시간을 구하여 정하여도 좋다. 그 후, 웨이퍼(W)가 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 정해진 시간 가열되면, 덮개(520)와 승강 핀(176)이 상승하여, 폴리머 분리 장치(500)에서의 열처리가 종료된다. 이어서, 도 23~도 25와 반대의 순서로 각 기기가 동작함으로써, 웨이퍼(W)가 냉각판(502)에 전달된다. 그 후, 웨이퍼(W)가 냉각판(502)에서 정해진 시간 냉각되어 온도 조정되고, 폴리머 분리 장치(500)에서의 처리가 종료된다.
이러한 폴리머 분리 장치(500)에 의하면, 덮개(520)와 열판(172)으로 둘러싸인 공간 내에만 비산화성 가스가 공급되기 때문에, 폴리머 분리 장치(44)와 비교하여 비산화성 가스의 소비량을 저감하여, 운전 비용을 저감할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)가 열판(172)의 상면에서 정해진 거리 이격된 상태에서 일정 시간 유지될 때, 보다 구체적으로는, 덮개(520)와 열판(172)으로 둘러싸인 공간 내에 산소 농도가 정해진 값으로 될 때까지는, 웨이퍼(W)가 열판(172)에 배치되지 않기 때문에, 블록 공중합체(404)의 친수성 폴리머(405) 및 소수성 폴리머(406)가 산화되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이상의 실시형태에서는, 블록 공중합체(404)의 하지막으로서 중성층(401)이 이용되었지만, 하지막의 종류는 본 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 소수성 폴리머인 폴리스티렌을 정해진 온도, 예컨대 350℃에서 가열하여 가교시킨 것을 하지막으로서 이용하여도 좋다.
한편, 하지막으로서 이용하는 중성층(401)이나 폴리스티렌은, 가열에 의해 산화되면, 표면 상태의 물성에 변동이 생긴다. 그 결과, 예컨대 중성층(401)이라면, 중성층(401) 상에 중성 부분과 중성이 아닌 부분이 생기거나, 폴리스티렌이라면, 예컨대 소수성을 갖는 부분과 소수성을 갖지 않는 부분이 생기거나 하는 경우가 있다. 따라서, 하지막으로서의 중성층(401)이나 폴리스티렌막의 산화를 보다 효율적으로 억제하기 위해서, 공정 S2 후이며 공정 S3 전에 행해지는 가열 처리에 있어서, 비산화성 가스 분위기로 가열 처리를 하여도, 예컨대 하지막 형성 장치를 이용하여 가열 처리를 하여도 좋다. 이러한 하지막 형성 장치로서는, 전술한 폴리머 분리 장치(44)나 폴리머 분리 장치(500)를 이용하여도 좋고, 폴리머 분리 장치(44, 500)와 동일한 구성을 갖는 다른 열처리 장치를 이용하여도 좋다. 한편, 패턴 변동의 원인으로서, 하지막의 산화가 지배적인 경우는, 예컨대 공정 S2 후이며 공정 S3 전에 하지막 형성 장치에서 행해지는 가열 처리만을 비산화성 가스 분위기에서 행하고, 공정 S7에서의 가열 처리는 비산화성 가스 이외의 분위기에서 행하도록 하여도 좋다.
또한, 웨이퍼(W)에 폴리스티렌을 도포함에 있어서는, 예컨대 중성층 형성 장치(33) 등의 액처리 장치에 폴리스티렌을 공급하는 노즐을 설치하여도 좋고, 폴리스티렌을 도포하여 폴리스티렌막을 형성하는 폴리스티렌 도포 장치를 별도 설치하도록 하여도 좋다. 한편, 폴리스티렌 도포 장치의 구성은, 중성층 형성 장치(33)나 블록 공중합체 도포 장치(35)와 같은, 다른 액처리 장치와 같은 구성이라도 좋다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 분명하며, 이들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 다양한 양태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은, 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명은, 예컨대 친수성을 갖는 친수성 폴리머와 소수성을 갖는 소수성 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여 기판을 처리할 때에 유용하다.
1: 기판 처리 시스템, 2; 도포 현상 처리 장치, 3: 에칭 처리 장치, 30: 현상 장치, 31: 세정 장치, 32: 반사방지막 형성 장치, 33: 중성층 형성 장치, 34: 레지스트 도포 장치, 35: 블록 공중합체 도포 장치, 40: 열처리 장치, 41: 자외선 조사 장치, 42: 어드히젼 장치, 43: 주변 노광 장치, 44: 폴리머 분리 장치, 202~205; 에칭 장치, 300:제어부, 400: 반사방지막, 401: 중성층, 402: 레지스트 패턴, 402a: 라인부, 402b, 402c: 스페이스부, 403: 친수성 영역, 404: 블록 공중합체, 405: 친수성 폴리머, 406: 소수성 폴리머, W: 웨이퍼

Claims (26)

  1. 제1 폴리머와 제2 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여, 기판을 처리하는 방법으로서,
    상기 블록 공중합체를, 기판 상에 도포된 하지막(下地膜) 상에 도포하는 블록 공중합체 도포 공정과,
    상기 기판 상의 상기 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 블록 공중합체를 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 공정을 포함하고,
    상기 제1 폴리머는 친수성을 갖는 친수성 폴리머이고, 상기 제2 폴리머는 소수성을 갖는 소수성 폴리머이며,
    상기 친수성 폴리머는 폴리메타크릴산메틸이고, 상기 소수성 폴리머는 폴리스티렌이거나, 또는
    상기 친수성 폴리머는 폴리디메틸실록산이고, 상기 소수성 폴리머는 폴리스티렌이며,
    상기 하지막은, 블록 공중합체 도포 공정 전에 기판 상에 폴리스티렌을 도포하고, 이 폴리스티렌을 비산화성 가스 분위기에 있어서 미리 정해진 온도에서 가열하여 형성된 것이고,
    상기 폴리스티렌의 미리 정해진 온도에서의 가열은,
    내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기 내에 설치된, 기판을 배치면에 배치하여 열처리하는 배치대로부터, 상기 기판을 미리 정해진 거리 이격한 상태에서 상기 배치면을 미리 정해진 기간 가열하고, 상기 미리 정해진 기간 경과 후, 기판을 배치대에 배치하여 가열함으로써 행해지고,
    상기 폴리머 분리 공정에서는, 제1 온도에서 가열하여 상기 블록 공중합체의 제1 폴리머와 제2 폴리머를 확산시키고, 그 후 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 가열하여 제1 폴리머와 제2 폴리머를 상 분리시키며, 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머는 상기 제2 온도에서 가열되는 공정에 의해 상 분리되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상 분리된 블록 공중합체로부터, 상기 제1 폴리머 또는 상기 제2 폴리머 중 어느 것을 선택적으로 제거하는 폴리머 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 제거 공정에서는, 플라즈마 에칭 처리, 또는 유기 용제의 공급에 의해서, 상기 제1 폴리머 또는 상기 제2 폴리머 중 어느 것을 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 분리 공정에서는, 내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기 내에 설치된, 기판을 배치면에 배치하여 열처리하는 배치대로부터, 상기 기판을 미리 정해진 거리 이격한 상태에서 상기 배치면을 미리 정해진 기간 가열하고,
    상기 미리 정해진 기간 경과 후, 기판을 상기 배치대에 배치하여 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리머 분리 공정에서는, 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 측정하고,
    상기 처리 용기 내의 산소 농도가 미리 정해진 농도 이하로 된 후에, 기판을 배치대에 배치하여 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리스티렌의 미리 정해진 온도에서의 가열에 있어서는,
    상기 처리 용기 내의 산소 농도를 측정하고,
    상기 처리 용기 내의 산소 농도가 미리 정해진 농도 이하가 된 후에, 기판을 상기 배치대에 배치하여 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해서 실행시키기 위해서, 상기 기판 처리 시스템을 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
  8. 제1 폴리머와 제2 폴리머를 포함하는 블록 공중합체를 이용하여, 기판을 처리하는 시스템으로서,
    상기 블록 공중합체를, 기판 상에 도포된 하지막 상에 도포하는 블록 공중합체 도포 장치와,
    상기 기판 상의 상기 블록 공중합체를 비산화성 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 블록 공중합체를 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머로 상 분리시키는 폴리머 분리 장치를 포함하고,
    상기 제1 폴리머는 친수성을 갖는 친수성 폴리머이고, 상기 제2 폴리머는 소수성을 갖는 소수성 폴리머이며,
    상기 친수성 폴리머는 폴리메타크릴산메틸이고, 상기 소수성 폴리머는 폴리스티렌이거나, 또는
    상기 친수성 폴리머는 폴리디메틸실록산이고, 상기 소수성 폴리머는 폴리스티렌이며,
    상기 하지막은, 상기 친수성 폴리머와 상기 소수성 폴리머에 대하여 중간의 친화성을 갖는 중성층을 미리 정해진 온도에서 가열한 것이고,
    블록 공중합체가 도포되기 전의 기판 상에 중성제를 도포하여 중성층을 형성하는 중성층 형성 장치와,
    상기 중성층을 미리 정해진 온도에서 가열하여 상기 하지막을 형성하는 하지막 형성 장치를 더 구비하고,
    상기 하지막 형성 장치는,
    내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되어, 기판을 배치하는 배치대와,
    상기 배치대에 있어서의 기판의 배치면을 가열하는 가열 기구와,
    상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하는 가스 공급원과,
    기판을 유지하고, 이 유지한 기판을, 상기 배치대의 배치면에 대하여 상대적으로 위아래 이동시키는 승강 기구와,
    상기 승강 기구와의 사이에서 기판을 전달하는 반송 기구와,
    상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하도록 가스 공급원을 제어하고, 상기 승강 기구에 기판을 전달하도록 상기 반송 기구를 제어하며,
    이어서, 기판이 배치대의 배치면으로부터 미리 정해진 거리 이격된 상태에서, 상기 배치대의 배치면을 미리 정해진 기간 가열하도록, 상기 승강 기구 및 상기 가열 기구를 제어하고,
    상기 미리 정해진 기간 경과 후, 기판을 배치대에 배치하여 가열하도록, 상기 승강 기구 및 상기 가열 기구를 더 제어하는 제어를 하는 제어부를 포함하며,
    상기 폴리머 분리 장치에서는, 제1 온도에서 가열하여 상기 블록 공중합체의 제1 폴리머와 제2 폴리머를 확산시키고, 그 후 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 가열하여 제1 폴리머와 제2 폴리머를 상 분리시키며, 상기 제1 폴리머와 상기 제2 폴리머는 상기 제2 온도에서 가열되는 공정에 의해 상 분리되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 상 분리된 블록 공중합체로부터, 상기 제1 폴리머 또는 상기 제2 폴리머 중 어느 것을 선택적으로 제거하는 폴리머 제거 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폴리머 제거 장치는, 플라즈마 에칭 처리 장치, 또는 유기 용제를 공급하여 상기 제1 폴리머 또는 상기 제2 폴리머 중 어느 것을 선택적으로 제거하는 용제 공급 장치인 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 분리 장치는,
    내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되어, 기판을 배치하는 배치대와,
    상기 배치대에 있어서의 기판의 배치면을 가열하는 가열 기구와,
    상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하는 가스 공급원과,
    기판을 유지하고, 이 유지한 기판을, 상기 배치대의 배치면에 대하여 상대적으로 위아래 이동시키는 승강 기구와,
    상기 승강 기구와의 사이에서 기판을 전달하는 반송 기구와,
    상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하도록 가스 공급원을 제어하고, 상기 승강 기구에 기판을 전달하도록 상기 반송 기구를 제어하며,
    이어서, 기판이 배치대의 배치면으로부터 미리 정해진 거리 이격된 상태에서, 상기 배치대의 배치면을 미리 정해진 기간 가열하도록, 상기 승강 기구 및 상기 가열 기구를 제어하고,
    상기 미리 정해진 기간 경과 후, 기판을 배치대에 배치하여 가열하도록, 상기 승강 기구 및 상기 가열 기구를 더 제어하는 제어를 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폴리머 분리 장치는, 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 검출 기구를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 처리 용기 내의 산소 농도가 미리 정해진 농도 이하로 된 후에, 기판을 배치대에 배치하여 가열하도록, 상기 승강 기구 및 상기 가열 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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