JP2023142946A - 基板処理方法、記憶媒体及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属含有レジストを用いたレジストパターンの線幅を制御することができる、新規な基板処理方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】基板に対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理を行う基板処理方法であって、前記金属含有レジストの膜の現像処理までの間に基板処理装置内における前記基板が存在する基板存在空間の酸濃度を変化させる。【選択図】図13
Description
本開示は、基板処理方法、記憶媒体及び基板処理装置に関する。
特許文献1に開示のレジスト塗布現像装置は、露光後、基板表面に形成された潜像パターンの線幅を潜像線幅測定装置にて測定し、その線幅測定値が予め設定された適正値の範囲から外れている場合に、現像後のレジストパターンの線幅を適正化させるべく、ポストベーキンク温度を補正する。
本開示にかかる技術は、金属含有レジストを用いたレジストパターンの線幅を制御することができる、新規な基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
本開示の一態様は、基板に対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理を行う基板処理方法であって、前記金属含有レジストの膜の現像処理までの間に基板処理装置内における前記基板が存在する基板存在空間の酸濃度を変化させる。
本開示によれば、金属含有レジストを用いたレジストパターンの線幅を制御することができる、新規な基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。
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露光後加熱処理(PEB(Post
Exposure Bake)処理)、露光されたレジスト膜を現像しレジストパターンを形成する現像処理等である。
Exposure Bake)処理)、露光されたレジスト膜を現像しレジストパターンを形成する現像処理等である。
レジストパターンに関しては、所望の線幅のレジストパターンが得られるよう種々の提案がなされている。さらに、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。
そこで、本発明者らは、露光装置が接続された塗布現像装置を用いて、下地膜としてスピンオンカーボン(SoC)膜が形成されたウェハ上に、ネガ型の金属(具体的にはスズ)含有レジストのパターンを形成し、複数個所について線幅を測定する試験A~Dを行った。図1~図4はそれぞれ、試験A~Dの結果としてウェハWの各部分における線幅の測定結果を示す図である。また、図1~図4では、線幅を濃淡で示しており、線幅が細いほど濃く示し、太いほど薄く示している。
試験A~Dには、塗布現像装置として、以下の点を除き、従前と同様のものを用いた。
・塗布現像装置内に清浄な空気を送り込むFFU(ファンフィルタユニット)に酸性ガスを除去するフィルタを設けた点(「塗布現像処理装置内」とは、具体的には処理モジュール間や処理モジュールと露光装置との間でのウェハ搬送が行われる搬送領域内及び各処理モジュール内である。)
・酢酸ガスを含む処理ガスを吹き付ける酸性雰囲気処理を局所的に行う酸性雰囲気処理モジュールを設けた点。
・酢酸ガスを含む処理ガスを吹き付ける酸性雰囲気処理を局所的に行う酸性雰囲気処理モジュールを設けた点。
試験Aでは、以下の処理(a)~(e)を順に行い、前述の局所的な酸性雰囲気処理は行わなかった。
(a)金属含有レジストの膜を形成する処理(レジスト塗布処理)
(b)金属含有レジストの膜が形成されたウェハを加熱する処理(PAB処理)
(c)露光処理
(d)露光後の金属含有レジスト膜内の化学反応が促進するようウェハを加熱する処理(PEB処理)
(e)現像処理
(a)金属含有レジストの膜を形成する処理(レジスト塗布処理)
(b)金属含有レジストの膜が形成されたウェハを加熱する処理(PAB処理)
(c)露光処理
(d)露光後の金属含有レジスト膜内の化学反応が促進するようウェハを加熱する処理(PEB処理)
(e)現像処理
試験B~Dでは、以下の順で処理を行った。
・試験B
(a)レジスト塗布処理→局所的な酸性雰囲気処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→(d)PEB処理→(e)現像処理
・試験C
(a)レジスト塗布処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→局所的な酸性雰囲気処理→(d)PEB処理→(e)現像処理
・試験D
(a)レジスト塗布処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→(d)PEB処理→局所手な酸性雰囲気処理→(e)現像処理
(a)レジスト塗布処理→局所的な酸性雰囲気処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→(d)PEB処理→(e)現像処理
・試験C
(a)レジスト塗布処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→局所的な酸性雰囲気処理→(d)PEB処理→(e)現像処理
・試験D
(a)レジスト塗布処理→(b)PAB処理→(c)露光処理→(d)PEB処理→局所手な酸性雰囲気処理→(e)現像処理
また、試験A~Dでは目標線幅を145nmとし、試験B~Dでは、酸性雰囲気処理を、ウェハWにおける図2~図4の右下にあたる部分に、5~6秒間にわたって、局所的に行った。
図1に示すように、試験Aの場合すなわち局所的な酸性雰囲気処理を行わない場合、金属含有レジストのパターンの線幅は、ウェハ面内において目標線幅で均一であった。
それに対し、試験Bの場合すなわちレジスト塗布処理後であってPAB処理前に局所的な酸性雰囲気処理を行った場合、酸性雰囲気処理を行った部分すなわち酸性ガスを含む処理ガスが吹き付けられた部分において、金属含有レジストのパターンの線幅が細くなっていた。
また、試験Cの場合すなわち露光処理後であってPEB処理前に局所的な酸性雰囲気処理を行った場合、酸性雰囲気処理を行った部分において、金属含有レジストのパターンの線幅が細くなっていたが、細くなる度合いが試験Bより小さかった。
また、試験Dの場合すなわちPEB処理後であって現像処理前に局所的な酸性雰囲気処理を行った場合、酸性雰囲気処理を行った部分において、金属含有レジストのパターンの線幅が太くなっていた。
すなわち、本発明者らは、試験A~Dを通じ、以下の(X)~(Z)を知見した。
(X)レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を細くすることが可能であること。
(Y)露光処理後であってPEB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を若干細くすることが可能であること。
(Z)PEB処理後であって現像処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を太くすることが可能であること。
(X)レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を細くすることが可能であること。
(Y)露光処理後であってPEB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を若干細くすることが可能であること。
(Z)PEB処理後であって現像処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を太くすることが可能であること。
酸性雰囲気処理が、PEB処理より前かPEB処理より後かによって、金属含有レジストのパターンの線幅の影響が正反対となるメカニズムとしては以下が考えられる。
金属含有レジストは、金属錯体の配位子(リガンド)が外れ、その状態の金属錯体が脱水縮合することにより、金属酸化膜となる。この反応は、カルボン酸とアルコールとが脱水縮合する反応であるエステル化に似ている。また、エステル化により生成されるエステルは、加水分解により、カルボン酸とアルコールとなる。エステルと同様に脱水縮合により生成された金属酸化膜についても、エステルと同様、加水分解される、と考えられる。
金属含有レジストでは、脱水縮合と加水分解が同時に生じており、露光前においては、脱水縮合より加水分解が優位である。すなわち、加水分解が生じやすい。
また、金属含有レジストにおいて露光された露光領域は、露光により加水分解の優位性が若干弱まるものの、加水分解が優位である。
さらに、金属含有レジストの露光領域は、露光後にPEB処理することにより、加水分解より脱水縮合が遥かに優位となる。
また、金属含有レジストにおいて露光された露光領域は、露光により加水分解の優位性が若干弱まるものの、加水分解が優位である。
さらに、金属含有レジストの露光領域は、露光後にPEB処理することにより、加水分解より脱水縮合が遥かに優位となる。
そのため、金属含有レジストの露光領域は、基本的に、PEB処理後の現像時において加水分解された割合よりも脱水縮合された割合が十分大きくなり、現像されたときに残る
ただし、図5に示すように、金属含有レジストの露光領域A1における未露光領域A2に近い部分には、露光されるが露光領域A1の中心より露光量が少ない中間露光領域A3が存在する。この中間露光領域A3は、露光量が未露光領域A2に向けて次第に少なくなっており、よって、中間露光領域A3には、現像時に残るほど脱水縮合された割合が十分な領域と不十分な領域との境界Bが存在する。
ただし、図5に示すように、金属含有レジストの露光領域A1における未露光領域A2に近い部分には、露光されるが露光領域A1の中心より露光量が少ない中間露光領域A3が存在する。この中間露光領域A3は、露光量が未露光領域A2に向けて次第に少なくなっており、よって、中間露光領域A3には、現像時に残るほど脱水縮合された割合が十分な領域と不十分な領域との境界Bが存在する。
また、酸性ガスは、金属含有レジストにH+を触媒として供給し、加水分解及び脱水縮合の両方の反応を促進させる。そのため、元々加水分解が優位であれば、加水分解の優位性が酸性ガスにより高まり、また、元々脱水縮合が優位であれば、脱水縮合の優位性が酸性ガスにより高まる。
したがって、元々加水分解が優位なPEB処理前の金属含有レジスト(具体的には露光前の金属含有レジスト及び露光後且つPEB処理前の金属含有レジスト)に酸性雰囲気処理を行うことにより、加水分解の優位性がさらに高まる。そのため、図6に示すように、あたかも中間露光領域A3及び前述の境界Bが露光領域A1の中心側に移動したようになる。その結果、金属含有レジストのパターンの線幅が細くなる。
また、元々脱水縮合が優位なPEB処理後の金属含有レジストに酸性雰囲気処理を行うことにより、脱水縮合の優位性がさらに高まる。そのため、図7に示すように、あたかも中間露光領域A3内において前述の境界Bが未露光領域A2側に移動したようになる。その結果、金属含有レジストのパターンの線幅が太くなる。
また、元々脱水縮合が優位なPEB処理後の金属含有レジストに酸性雰囲気処理を行うことにより、脱水縮合の優位性がさらに高まる。そのため、図7に示すように、あたかも中間露光領域A3内において前述の境界Bが未露光領域A2側に移動したようになる。その結果、金属含有レジストのパターンの線幅が太くなる。
以上が、酸性雰囲気処理が、PEB処理より前かPEB処理より後かによって、金属含有レジストのパターンの線幅への影響が正反対となるメカニズムとして考えられる。
以上を踏まえ、本開示にかかる技術は、前述の知見に基づき、金属含有レジストを用いたレジストパターンの線幅を制御することができる、新規な基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
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8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9及び図10はそれぞれ、塗布現像処理装置1の正面側及び背面側の内部構成の概略を示す図である。
図8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9及び図10はそれぞれ、塗布現像処理装置1の正面側及び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、ネガ型の金属含有レジストを用いて、基板としてのウェハWにレジストパターンを形成する。なお、金属含有レジストに含まれる金属は任意であるが、本実施形態においてはスズである。
塗布現像処理装置1は、図8~図10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。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、処理ステーション3に隣接する露光装置4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8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8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の受け渡し装置との間でウェハ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8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8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8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8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9に示すように複数の液処理ユニット、例えば現像処理ユニット30、レジスト塗布ユニット31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。具体的には、現像処理ユニット30は、PEB処理が施されたウェハWの金属含有レジスト膜に現像処理を施す。レジスト塗布ユニット31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、レジスト塗布ユニット31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、レジスト塗布ユニット31の数や配置は、任意に選択できる。
現像処理ユニット30、レジスト塗布ユニット31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。
また、本実施形態では、後述のウェハ存在空間(本開示にかかる基板存在空間の一例)の酸濃度を変化させる処理(以下、酸濃度変化処理)をウェハWに行う酸濃度変化部として、酸性雰囲気処理ユニット32が、第1のブロックG1に設けられている。酸性雰囲気処理ユニット32は、酸濃度変化処理等の所定の処理をウェハWに対し行う処理空間の酸素濃度を上昇させる処理を、酸濃度変化処理として行う。酸性雰囲気処理ユニット32が行う酸濃度変化処理は、より具体的には、酸性ガスを含む処理ガスをウェハWに局所的に吹き付ける酸性雰囲気処理である。
酸性雰囲気処理ユニット32は、例えば、レジスト塗布ユニット31の上方に、水平方向に3つ並べて配置される。酸性雰囲気処理ユニット32の数や配置は任意に選択できる。酸性雰囲気処理ユニット32の構成については後述する。
例えば第2のブロックG2には、図9に示すようにウェハWの加熱や冷却といった熱処理を施す熱処理ユニット40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、PAB処理、PEB処理、現像処理後のウェハWを加熱処理す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。
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9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10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8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。
ここで、塗布現像処理装置1内(具体的にはウェハ搬送部11内)におけるウェハWが存在する空間をウェハ存在空間とする。塗布現像処理装置1は、ウェハ存在空間として、処理空間と搬送空間とを含む。
処理空間は、前述のようにウェハWに対し所定の処理を行う空間であり、具体的には、レジスト塗布ユニット31内の空間や、酸性雰囲気処理ユニット32内の空間である。
搬送空間は、処理空間に対しウェハWを搬送する搬送ユニットが設けられた空間であり、具体的には、搬送ユニット70、90、100等が設けられた空間である。
処理空間は、前述のようにウェハWに対し所定の処理を行う空間であり、具体的には、レジスト塗布ユニット31内の空間や、酸性雰囲気処理ユニット32内の空間である。
搬送空間は、処理空間に対しウェハWを搬送する搬送ユニットが設けられた空間であり、具体的には、搬送ユニット70、90、100等が設けられた空間である。
また、塗布現像処理装置1では、図10に示すように、清浄な空気を送り込むFFU201~204が、上述の搬送空間に対し設けられている。
塗布現像処理装置1では、酸性雰囲気処理ユニット32による処理により所望の結果が得られるよう、上述の搬送空間の酸濃度が、酸性雰囲気処理ユニット32の処理空間の最低酸濃度以下に維持されている。具体的には、FFU201~204それぞれに、酸性ガスを除去するフィルタ(図示せず)が設けられ、FFU201、202、203から搬送空間に、酸性ガスが除去された清浄な空気が送り込まれるよう構成されている。
また、酸性雰囲気処理ユニット32以外の処理ユニット(例えば現像処理ユニット30やレジスト塗布ユニット31、熱処理ユニット40等)に設けられたFFU(図示せず)にも、酸性ガスを除去するフィルタ(図示せず)を設けてもよい。
以上の塗布現像処理装置1には、図8に示すように制御部Uが設けられている。制御部U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動作を制御して、後述のウェハ処理を制御する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Hに記録されていたものであって、当該記憶媒体Hから制御部Uにインストールされたものであってもよい。記憶媒体Hは、一時的なものであっても、非一時的なものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
<酸性雰囲気処理ユニット>
続いて、上述の酸性雰囲気処理ユニット32の構成について説明する。図11及び図12はそれぞれ、酸性雰囲気処理ユニット32の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
続いて、上述の酸性雰囲気処理ユニット32の構成について説明する。図11及び図12はそれぞれ、酸性雰囲気処理ユニット32の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
酸性雰囲気処理ユニット32は、図11に示すように内部を閉鎖可能な処理容器300を有している。処理容器300は、その内部に処理空間Kを形成する。処理容器300の側面には、図12に示すようにウェハWの搬入出口301が形成され、搬入出口301には、開閉シャッタ302が設けられている。
処理容器300内の中央部には、図11に示すように、ウェハWを保持して回転させるスピンチャック310が設けられている。スピンチャック310は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWをスピンチャック310上に吸着保持できる。
スピンチャック310は、チャック駆動機構311に接続されており、そのチャック駆動機構311により所望の速度に回転できる。チャック駆動機構311は、スピンチャック310の回転のための駆動力を発生するモータ等の回転駆動源(図示せず)を有する。また、チャック駆動機構311には、シリンダ等の昇降駆動源が設けられており、スピンチャック310は上下動可能である。
スピンチャック310の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ312が設けられている。カップ312の下面には、回収した液体を排出する排出管313と、カップ312内を排気する排気管314が接続されている。
図12に示すように、カップ312のX方向負方向(図12の下方向)側には、Y方向(図12の左右方向)に沿って延伸するレール320が形成されている。レール320は、例えばカップ312のY方向負方向(図12の左方向)側の外方からY方向正方向(図12の右方向)側の外方まで形成されている。レール320には、アーム321が取り付けられている。
アーム321には、図11及び図12に示すように、吐出ノズル322が支持されている。吐出ノズル322は、酸性ガスを含む処理ガスとして、酢酸ガスを含むドライエアを、スピンチャック310に保持されたウェハWの一部分に向けて吐出する。アーム321は、図12に示すノズル駆動部323により、レール320上を移動自在である。これにより、吐出ノズル322は、カップ312のY方向正方向側の外方からカップ312内のウェハWの中心部上方まで移動できる。また、アーム321は、ノズル駆動部323によって昇降自在であり、吐出ノズル322の高さを調節できる。
吐出ノズル322は、図11に示すように、供給管330を介して供給機構331に接続されている。
供給機構331は、酢酸ガスを含むドライエアを吐出ノズル322に供給する。供給機構331は、例えば、酢酸を貯留するボトル332と、ボトル332にドライエアを供給する供給管333と、供給管333に介設された開閉弁334と、を有する。ドライエアの供給源(図示せず)からのドライエアを、供給管333を介してボトル332に供給することにより、酢酸ガスを含むドライエアを、供給管330を介して吐出ノズル322に供給することができる。供給機構331は制御部Uにより制御される。
供給機構331は、酢酸ガスを含むドライエアを吐出ノズル322に供給する。供給機構331は、例えば、酢酸を貯留するボトル332と、ボトル332にドライエアを供給する供給管333と、供給管333に介設された開閉弁334と、を有する。ドライエアの供給源(図示せず)からのドライエアを、供給管333を介してボトル332に供給することにより、酢酸ガスを含むドライエアを、供給管330を介して吐出ノズル322に供給することができる。供給機構331は制御部Uにより制御される。
さらに、カップ312の上方には、下方に向けて清浄な空気を送り込むFFU340が設けられている。FFU340は、酸性ガスを除去するフィルタ(図示せず)が設けられており、スピンチャック310に保持されたウェハWに向けて、酸性ガスが除去された清浄な空気を送り込むよう構成されている。
<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例を説明する。以下に説明するウェハ処理の例1~4はいずれも、ウェハWに対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理である。また、ウェハ処理の例1~4はいずれも、塗布現像処理装置1内(具体的にはウェハ搬送部11内)へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に、酸濃度変化処理として酸性雰囲気処理を行う。ただし、ウェハ処理の例1~4は、酸性雰囲気処理を行うタイミングが互いに異なる。また、ウェハ処理の例1~4に用いられるウェハWの表面には、金属含有レジスト膜の下地膜としてSoC膜が予め形成されている。なお、ウェハ処理の例1~4はいずれも、制御部U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例を説明する。以下に説明するウェハ処理の例1~4はいずれも、ウェハWに対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理である。また、ウェハ処理の例1~4はいずれも、塗布現像処理装置1内(具体的にはウェハ搬送部11内)へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に、酸濃度変化処理として酸性雰囲気処理を行う。ただし、ウェハ処理の例1~4は、酸性雰囲気処理を行うタイミングが互いに異なる。また、ウェハ処理の例1~4に用いられるウェハWの表面には、金属含有レジスト膜の下地膜としてSoC膜が予め形成されている。なお、ウェハ処理の例1~4はいずれも、制御部Uの制御の下、行われる。
<ウェハ処理の例1>
図13は、ウェハ処理の例1の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例1では、レジスト塗布処理から露光処理までの間に酸性雰囲気処理が行われる。具体的には、ウェハ処理の例1では、前述の知見(X)に基づき、レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理が行われる。
図13は、ウェハ処理の例1の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例1では、レジスト塗布処理から露光処理までの間に酸性雰囲気処理が行われる。具体的には、ウェハ処理の例1では、前述の知見(X)に基づき、レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理が行われる。
(ステップS1)
ウェハ処理の例1では、まず、塗布現像処理装置1内にウェハWが搬入される。
具体的には、複数のウェハWを収納したカセットCが、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に載置される。その後、搬送ユニット20によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、ウェハ搬送部11内に搬入され、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。
ウェハ処理の例1では、まず、塗布現像処理装置1内にウェハWが搬入される。
具体的には、複数のウェハWを収納したカセットCが、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に載置される。その後、搬送ユニット20によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、ウェハ搬送部11内に搬入され、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。
(ステップS2)
次に、レジスト塗布処理が行われ、ウェハWに金属含有レジスト膜が形成される。
具体的には、ウェハWが、搬送ユニット70によってレジスト塗布ユニット31に搬送され、金属含有レジストが、ウェハWの表面に回転塗布され、下地膜としてのSoC膜を覆うように、金属含有レジスト膜が形成される。
次に、レジスト塗布処理が行われ、ウェハWに金属含有レジスト膜が形成される。
具体的には、ウェハWが、搬送ユニット70によってレジスト塗布ユニット31に搬送され、金属含有レジストが、ウェハWの表面に回転塗布され、下地膜としてのSoC膜を覆うように、金属含有レジスト膜が形成される。
(ステップS3)
次いで、酸性雰囲気処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、搬送ユニット70によって、酸性雰囲気処理ユニット32に搬送されて、スピンチャック310に保持される。続いて、スピンチャック310に保持されたウェハWにおける、予め定められた処理対象領域の上方に吐出ノズル322が移動され、当該処理対象領域に向けて、酢酸ガスを含むドライエアが供給される。上記処理対象領域は、例えば、当該領域に酸性雰囲気処理を行わないと(すなわち酢酸ガスを含むドライエアが供給されないと)、金属含有レジストの線幅が他の領域より太くなってしまう領域である。また、酢酸ガスを含むドライエアの供給時間は例えば5~10秒である。これにより、処理対象領域内の金属含有レジスト膜の表面に、触媒としてのH+が供給される。
次いで、酸性雰囲気処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、搬送ユニット70によって、酸性雰囲気処理ユニット32に搬送されて、スピンチャック310に保持される。続いて、スピンチャック310に保持されたウェハWにおける、予め定められた処理対象領域の上方に吐出ノズル322が移動され、当該処理対象領域に向けて、酢酸ガスを含むドライエアが供給される。上記処理対象領域は、例えば、当該領域に酸性雰囲気処理を行わないと(すなわち酢酸ガスを含むドライエアが供給されないと)、金属含有レジストの線幅が他の領域より太くなってしまう領域である。また、酢酸ガスを含むドライエアの供給時間は例えば5~10秒である。これにより、処理対象領域内の金属含有レジスト膜の表面に、触媒としてのH+が供給される。
酢酸ガスを含むドライエアの供給の際、FFU340からスピンチャック310に保持されたウェハWへの清浄空気の供給も行われる。これにより、酢酸ガスを含むドライエアが、ウェハWにおける処理対象領域以外の領域に達するのを抑制することができ、処理対象領域以外の領域が酸性雰囲気処理されるのを抑制することができる。
なお、この工程でウェハWに供給される酢酸ガスを含むドライエアの酸濃度(具体的には酢酸濃度)は、例えば10μg/m3以上である。また、塗布現像処理装置1内のウェハ存在空間のうち、酸性雰囲気処理ユニット32内の処理空間K以外の空間(前述の搬送空間を含む)は、例えば、酸濃度が10ng/m3未満とされる。
(ステップS4)
続いて、PAB処理が行われる。
具体的には、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処理される。次いで、ウェハWが、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に搬送された後、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。
続いて、PAB処理が行われる。
具体的には、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処理される。次いで、ウェハWが、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に搬送された後、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。
(ステップS5)
次いで、露光処理が行われる。
具体的には、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、ウェハW上のレジスト膜がEUV光を用いて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。
次いで、露光処理が行われる。
具体的には、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、ウェハW上のレジスト膜がEUV光を用いて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。
(ステップS6)
次に、PEB処理が行われる。
具体的には、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、PEB処理される。
次に、PEB処理が行われる。
具体的には、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、PEB処理される。
(ステップS7)
続いて、現像処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、現像処理ユニット30に搬送され、現像処理が行われ、ラインアンドスペースのレジストパターンが形成される。
続いて、現像処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、現像処理ユニット30に搬送され、現像処理が行われ、ラインアンドスペースのレジストパターンが形成される。
(ステップS8)
その後、POST処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、POST処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、POST処理される。
その後、POST処理が行われる。
具体的には、ウェハWが、POST処理用の熱処理ユニット40に搬送されて、POST処理される。
(ステップS9)
そして、ウェハWが塗布現像処理装置1から搬出される。
具体的には、ウェハWが、ステップS1と逆の手順でカセットCに戻される。
そして、ウェハWが塗布現像処理装置1から搬出される。
具体的には、ウェハWが、ステップS1と逆の手順でカセットCに戻される。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上のように、ウェハ処理の例1では、レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理を行うため、金属含有レジストのパターンの線幅を、当該線幅が細くなるよう制御することができる。特に、ウェハ処理の例1では、ウェハWにおいて酸性雰囲気処理を行わないと線幅が他の領域より太くなる処理対象領域にのみ局所的に酸性雰囲気処理を行うため、当該処理対象領域の線幅を細くすることができ、線幅をウェハ面内でより均一にすることができる。
また、ウェハ処理の例1では、図14に示すように、ウェハW上の金属含有レジスト膜Fの表面(上面)に、酸性雰囲気処理により、触媒としてのH+が供給される。そのため、酸性雰囲気処理により線幅が細くなる効果は、金属含有レジストのパターンの上部で大きい。したがって、酸性雰囲気処理を一切行わないと図15に示すように金属含有レジストのパターンPの上部において下部よりも線幅が太くなるようなパターン形状崩れが発生する場合に、ウェハ処理の例1のように酸性雰囲気処理を行うことにより、以下の効果が得られる。すなわち、図16に示すように金属含有レジストのパターンPの線幅を高さ方向の位置によらず均一にすることができる。
また、酸性雰囲気処理を一切行わないと上述のような上部が太くなるパターン形状崩れがウェハWの一部に発生する場合に、ウェハ処理の例1のように酸性雰囲気処理を局所的に行い且つ処理対象領域を上記形状崩れが発生する領域とすることにより、金属含有レジストのパターン形状をウェハ面内でより均一にすることができる。
<ウェハ処理の例2>
図17は、ウェハ処理の例2の主な工程を示すフローチャートである。
レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、ウェハW上の金属含有レジスト膜の表面(すなわち上面)に、触媒としてのH+が供給されることを鑑みれば、前述の知見(X)から、以下の点(X’)が推測される。
(X’)レジスト塗布処理前に酸性雰囲気処理を行い、その後にウェハW上に形成される金属含有レジスト膜の下面に触媒としてのH+が供給されるようにすることにより、金属含有レジストのパターンの線幅を細くすることが可能であること。
図17は、ウェハ処理の例2の主な工程を示すフローチャートである。
レジスト塗布処理後であってPAB処理前に酸性雰囲気処理を行うことにより、ウェハW上の金属含有レジスト膜の表面(すなわち上面)に、触媒としてのH+が供給されることを鑑みれば、前述の知見(X)から、以下の点(X’)が推測される。
(X’)レジスト塗布処理前に酸性雰囲気処理を行い、その後にウェハW上に形成される金属含有レジスト膜の下面に触媒としてのH+が供給されるようにすることにより、金属含有レジストのパターンの線幅を細くすることが可能であること。
ウェハ処理の例2では、上記推測(X’)に基づき、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入からレジスト塗布処理までの間に、具体的にはレジスト塗布処理前に、酸性雰囲気処理を行う。
より具体的には、ウェハ処理の例2では、まず、図17に示すように、ウェハ処理の例1と同様、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入(ステップS1)が行われる。
次いで、ウェハ処理の例1とは異なり、レジスト塗布処理(ステップS2)の前に、酸性雰囲気処理(ステップS3A)が行われる。
具体的には、前述のステップS3と同様に、酸性雰囲気処理が処理対象領域に対して局所的に行われる。これにより、処理対象領域内の下地膜の表面に、触媒としてのH+が供給される。
その後、レジスト塗布処理(ステップS2)、PAB処理(ステップS4)、露光処理(ステップS5)、PEB処理(ステップS6)、現像処理(ステップS7)、POST処理(ステップS8)、塗布現像処理装置1からのウェハWの搬出(ステップS9)がこの順で行われる。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上のように、ウェハ処理の例2では、レジスト塗布処理前に酸性雰囲気処理を行うため、金属含有レジストのパターンの線幅を、当該線幅が細くなるよう制御することができる。特に、ウェハ処理の例2では、ウェハWにおいて酸性雰囲気処理を行わないと線幅が他の領域より太くなる処理対象領域にのみ局所的に酸性雰囲気処理を行うため、当該処理対象領域の線幅を細くすることができ、線幅をウェハ面内でより均一にすることができる。
また、ウェハ処理の例2では、図18に示すように、ウェハW上の金属含有レジスト膜Fの下面に、酸性雰囲気処理により、触媒としてのH+が供給される。そのため、酸性雰囲気処理により線幅が細くなる効果は、金属含有レジストのパターンの下部で大きい。したがって、酸性雰囲気処理を一切行わないと、図19に示すように金属含有レジストのパターンPの下部において上部よりも線幅が太くなるようなパターン形状崩れが発生する場合に、ウェハ処理の例2のように酸性雰囲気処理を行うことにより、以下の効果が得られる。すなわち、図16に示すように金属含有レジストのパターンPの線幅を高さ方向の位置によらず均一にすることができる。
また、酸性雰囲気処理を一切行わないと上述のよう下部が太くなるパターン形状崩れがウェハWの一部に発生する場合に、ウェハ処理の例2のように酸性雰囲気処理を局所的に行い且つ処理対象領域を上記形状崩れが発生する領域とすることにより、以下の効果が得られる。すなわち、金属含有レジストのパターン形状をウェハ面内でより均一にすることができる。
<ウェハ処理の例3>
図20は、ウェハ処理の例3の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例3では、前述の知見(Y)に基づき、露光処理からPEB処理までの間に、具体的には、露光処理後であってPEB処理前に、酸性雰囲気処理を行う。
図20は、ウェハ処理の例3の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例3では、前述の知見(Y)に基づき、露光処理からPEB処理までの間に、具体的には、露光処理後であってPEB処理前に、酸性雰囲気処理を行う。
より具体的には、ウェハ処理の例3では、まず、図20に示すように、ウェハ処理の例1と同様、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入(ステップS1)、レジスト塗布処理(ステップS2)がこの順で行われる。
次いで、ウェハ処理の例1とは異なり、レジスト塗布処理(ステップS2)の後に、PAB処理(ステップS4)、露光処理(ステップS5)がこの順で行われる。その後、酸性雰囲気処理(ステップS3B)が行われる。
具体的には、前述のステップS3と同様に、酸性雰囲気処理が処理対象領域に対して局所的に行われる。これにより、処理対象領域内の露光後の金属含有レジスト膜の表面に、触媒としてのH+が供給される。
酸性雰囲気処理後、PEB処理(ステップS6)、現像処理(ステップS7)、POST処理(ステップS8)、塗布現像処理装置1からのウェハWの搬出(ステップS9)がこの順で行われる。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上のように、ウェハ処理の例3では、露光処理後であってPEB処理前に酸性雰囲気処理を行うため、金属含有レジストのパターンの線幅を、当該線幅が細くなるよう制御することができる。特に、ウェハ処理の例3では、ウェハWにおいて酸性雰囲気処理を行わないと線幅が他の領域より太くなる処理対象領域にのみ局所的に酸性雰囲気処理を行うため、当該処理対象領域の線幅を細くすることができ、線幅をウェハ面内でより均一にすることができる。
また、ウェハ処理の例3では、ウェハ処理の例1と同様、ウェハW上の金属含有レジスト膜Fの表面に、酸性雰囲気処理により、触媒としてのH+が供給される。しかし、ウェハ処理の例1では、露光前であり加水分解反応量が少ないため(すなわち加水分解が進む余地があるため)、触媒供給の有無により反応速度に差が大きく生じるのに対し、ウェハ処理の例3では、露光後であり加水分解がほぼ終了しているため、触媒供給の有無により加水分解の反応速度に差が生じにくい。そのため、ウェハ処理の例3において、酸性雰囲気処理により線幅が細くなる効果は、金属含有レジストのパターンの上部と下部で略同一である。言い換えれば、ウェハ処理の例3によれば、金属含有レジストのパターンの線幅を高さ方向の位置によらず略均一に細くすることができる。
<ウェハ処理の例4>
図21は、ウェハ処理の例4の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例4では、前述の知見(Z)に基づき、PEB処理から現像処理までの間に、具体的には、PEB処理後であって現像処理前に、酸性雰囲気処理を行う。
図21は、ウェハ処理の例4の主な工程を示すフローチャートである。ウェハ処理の例4では、前述の知見(Z)に基づき、PEB処理から現像処理までの間に、具体的には、PEB処理後であって現像処理前に、酸性雰囲気処理を行う。
より具体的には、ウェハ処理の例4では、まず、図21に示すように、ウェハ処理の例3と同様、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入(ステップS1)、レジスト塗布処理(ステップS2)、PAB処理(ステップS4)、露光処理(ステップS5)がこの順で行われる。次いで、ウェハ処理の例3と異なり、PEB処理(ステップS6)が行われる。
その後、酸性雰囲気処理(ステップS3C)が行われる。
具体的には、前述のステップS3と同様に、酸性雰囲気処理が処理対象領域に対して局所的に行われる。これにより、処理対象領域内のPEB処理後の金属含有レジスト膜の表面に、触媒としてのH+が供給される。ただし、本例4の酸性雰囲気処理の処理対象領域は、ウェハ処理の例1と異なり、当該領域に酸性雰囲気処理を行わないと、金属含有レジストの線幅が他の領域より細くなってしまう領域である。
酸性雰囲気処理後、現像処理(ステップS7)、POST処理(ステップS8)、塗布現像処理装置1からのウェハWの搬出(ステップS9)がこの順で行われる。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上で、一連のウェハ処理が完了する。
以上のように、ウェハ処理の例4では、PEB処理後であって現像処理前に酸性雰囲気処理を行うため、金属含有レジストのパターンの線幅を、当該線幅が太くなるよう制御することができる。特に、ウェハ処理の例4では、ウェハWにおいて酸性雰囲気処理を行わないと線幅が他の領域より細くなる処理対象領域にのみ局所的に酸性雰囲気処理を行うため、当該処理対象領域の線幅を太くすることができ、線幅をウェハ面内でより均一にすることができる。
また、ウェハ処理の例4では、ウェハ処理の例1と同様、ウェハW上の金属含有レジスト膜Fの表面に、酸性雰囲気処理により、触媒としてのH+が供給される。しかし、ウェハ処理の例1と異なり、ウェハ処理の例4は、PEB処理後であり加水分解よりも脱水縮合の方が優位であるが、脱水縮合がある程度進行しているため、触媒供給の有無により脱水縮合の反応速度に差が生じにくい。そのため、ウェハ処理の例4において、酸性雰囲気処理により線幅が太くなる効果は、金属含有レジストのパターンの上部と下部で略同一である。言い換えれば、ウェハ処理の例4によれば、金属含有レジストのパターンの線幅を高さ方向の位置によらず略均一に太くすることができる。
さらに、ウェハ処理の例4によれば、露光量が少なくても、太い線幅の金属含有レジストのパターンを得ることができる。つまり、ウェハ処理の例4によれば、目標の線幅のパターンを得るための露光量を抑えることができる。そのため、大きな電力が必要なEUV用の露光装置4で消費される電力を抑えることができるので、電力生成に伴うCO2の発生量を低減することができる。
以上のように、本開示は、ウェハWに対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理を行う方法であって、現像処理までの間にウェハ存在空間の酸濃度を変化させる方法を提供する。この方法によれば、金属含有レジストのパターンの線幅を適切に制御することができる。
<変形例>
以上では、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に、1つの期間でのみ(すなわち1回のみ)、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行っていた。これに代えて、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に含まれる複数の期間それぞれで、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行ってもよい。
以上では、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に、1つの期間でのみ(すなわち1回のみ)、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行っていた。これに代えて、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入後から現像処理までの間に含まれる複数の期間それぞれで、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行ってもよい。
上記複数の期間は、例えば、PEB処理の前と、PEB処理の後の2つである。また、PEB処理の前とは、レジスト塗布処理から露光処理までの間(具体的にはレジスト塗布処理からPAB処理までの間)と露光処理から露光後加熱処理までの間との少なくともいずれか一方である。
以下、PEB処理の前とPEB処理の後との両方で、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行う理由について説明する。
以下、PEB処理の前とPEB処理の後との両方で、酸性雰囲気処理ユニット32による酸性雰囲気処理を行う理由について説明する。
図5を用いて説明したように、金属含有レジストの露光領域A1における未露光領域A2に近い部分には、露光されるが露光領域A1の中心より露光量が少ない中間露光領域A3が存在する。酸性雰囲気処理を一切行わない従来の方法で、図22に示すように目標線幅Tの金属含有レジストのパターンPが得られたとしても、当該パターンPに中間露光領域A3に相当する部分P1が含まれていると、当該部分P1の緻密度が不足し、当該パターンPのエッチング耐性が不十分となる。
PEB処理の後に酸性雰囲気処理を行うことにより、中間露光領域A3内で脱水縮合が進み、金属含有レジストのパターンにおける中間露光領域A3に相当する部分の緻密度が高まる。しかし、図23に示すように金属含有レジストのパターンにおける中間露光領域A3に相当する部分P1が広がってしまい、パターンの線幅が目標線幅Tより太くなってしまうおそれがある。
そこで、PEB処理の前とPEB処理の後との両方で酸性雰囲気処理を行う。
具体的には、PEB処理の前に酸性雰囲気処理を行うことにより、図24に示すように、あたかも中間露光領域A3の略全体が目標線幅Tとなる領域の内側に移動するようにする。そして、PEB処理の後にも酸性雰囲気処理を行い、中間露光領域A3の略全体を緻密化させる。その後に現像することにより得られるパターンPは、図25に示すように、中間露光領域A3に相当する部分P1を含むが、当該部分P1を含め全体的に緻密度及びエッチング耐性が高く、且つ、目標線幅Tを有するものとなる。
言い換えると、パターンの線幅を抑えながら、パターンのエッチング耐性を向上させることができる。
具体的には、PEB処理の前に酸性雰囲気処理を行うことにより、図24に示すように、あたかも中間露光領域A3の略全体が目標線幅Tとなる領域の内側に移動するようにする。そして、PEB処理の後にも酸性雰囲気処理を行い、中間露光領域A3の略全体を緻密化させる。その後に現像することにより得られるパターンPは、図25に示すように、中間露光領域A3に相当する部分P1を含むが、当該部分P1を含め全体的に緻密度及びエッチング耐性が高く、且つ、目標線幅Tを有するものとなる。
言い換えると、パターンの線幅を抑えながら、パターンのエッチング耐性を向上させることができる。
また、以上の例では、ウェハWに対し、酸性雰囲気処理を局所的に行っていたが、ウェハWの全面に対し、酸性雰囲気処理を行ってもよい。
図26は、酸性雰囲気処理ユニットの他の例の概略を示す縦断面図である。
図26の酸性雰囲気処理ユニット32Aは、ウェハWの全面に対し、酸性雰囲気処理を行うための装置であり、図11の酸性雰囲気処理ユニット32と同様、スピンチャック310やカップ312を有する。ただし、酸性雰囲気処理ユニット32Aは、図11の酸性雰囲気処理ユニット32と異なり、吐出ノズル322及びFFU340を有さず、代わりに、ガス流形成ユニット350を有する。ガス流形成ユニット350は、酸性ガスを含む処理ガスとしての、酢酸ガスを含むドライエアの下降気流を形成し、当該ドライエアをカップ312内のウェハWの全面に一度に供給する。
図26は、酸性雰囲気処理ユニットの他の例の概略を示す縦断面図である。
図26の酸性雰囲気処理ユニット32Aは、ウェハWの全面に対し、酸性雰囲気処理を行うための装置であり、図11の酸性雰囲気処理ユニット32と同様、スピンチャック310やカップ312を有する。ただし、酸性雰囲気処理ユニット32Aは、図11の酸性雰囲気処理ユニット32と異なり、吐出ノズル322及びFFU340を有さず、代わりに、ガス流形成ユニット350を有する。ガス流形成ユニット350は、酸性ガスを含む処理ガスとしての、酢酸ガスを含むドライエアの下降気流を形成し、当該ドライエアをカップ312内のウェハWの全面に一度に供給する。
ガス流形成ユニット350は、供給管330を介して供給機構331Aに接続されている。供給機構331Aは、酢酸ガスを含むドライエアをガス流形成ユニット350に供給する。供給機構331Aでは、ドライエアの供給源(図示せず)からのドライエアを、供給管333を介してボトル332に供給することにより、酢酸ガスを含むドライエアを、供給管330を介してガス流形成ユニット350に供給することができる。
ガス流形成ユニット350は昇降可能に構成されていてもよい。昇降可能に構成されている場合、酸性雰囲気処理の際、カップ312の上部開口がガス流形成ユニット350で塞がれるように、ガス流形成ユニット350を加工させてもよい。
前述のウェハ処理の例1と同様に、レジスト塗布処理後であってPAB処理前にウェハWの全面に対し酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅及び金属含有レジストのパターン形状を、異なるウェハW間で均一にすることができる。
また、前述のウェハ処理の例2と同様に、塗布現像処理装置1内へのウェハWの搬入後であってレジスト塗布処理前に、酸性雰囲気処理をウェハWの全面に対し行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅及び金属含有レジストのパターン形状を、異なるウェハW間で均一にすることができる。
前述のウェハ処理の例3と同様に、露光処理後であってPEB処理前に、ウェハWの全面に対し酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を、異なるウェハW間で均一にすることができる。
前述のウェハ処理の例4と同様に、PEB処理後であって現像処理前に、ウェハWの全面に対し酸性雰囲気処理を行うことにより、金属含有レジストのパターンの線幅を、異なるウェハW間で均一にすることができ、また、CO2の発生量を低減することができる。
なお、ウェハWの全面に対する酸性雰囲気処理を、図26の酸性雰囲気処理ユニット32Aではなく、図11の酸性雰囲気処理ユニット32で行ってもよい。
また、以上の例では、酸性雰囲気処理に酸性ガスとして酢酸ガスを用いていたが、他の有機酸ガスを用いてもよいし、有機酸ガス以外の酸性ガスであってもよい。なお、PEB処理後であって現像処理前に行う酸性雰囲気処理には、酢酸、クエン酸、シュウ酸、ギ酸等のカルボン酸のガスが好適に用いられる。
以上の例では、金属含有レジストの下地膜がSoC膜であった。しかし、上記下地膜は、SoC膜に限られず、例えば、SiC膜であってもよいし、シリコン含有反射防止コーティング膜として用いられる膜であってもよい。
また、以上の例では、金属含有レジストの下地膜としてのSoC膜がウェハWに予め形成されているものとしたが、上記下地膜は塗布現像処理装置1で形成されてもよい。
また、以上の例では、金属含有レジストの下地膜としてのSoC膜がウェハWに予め形成されているものとしたが、上記下地膜は塗布現像処理装置1で形成されてもよい。
さらに、以上の例では、酸性雰囲気処理ユニットは、現像処理ユニット30等の液処理ユニットと別体であったが、一体であってもよい。
以上の例では、酸性雰囲気処理ユニットは、処理ステーション3における現像処理ユニット30等の液処理ユニットと平面視で重なる領域に設けられていたが、処理ステーション3における他の領域に設けられてもよい。また、酸性雰囲気処理ユニットは、塗布現像処理装置1における処理ステーション3以外の領域に設けられていてもよい。例えば、露光処理後であってPEB処理前に酸性雰囲気処理を行う場合には、当該酸性雰囲気処理を行う酸性雰囲気処理ユニットをインターフェイスステーション5に設けてもよい。これにより、酸性雰囲気処理を行う場合のスループットを向上させることができる。
以上の例では、酸性雰囲気処理ユニットは、処理ステーション3における現像処理ユニット30等の液処理ユニットと平面視で重なる領域に設けられていたが、処理ステーション3における他の領域に設けられてもよい。また、酸性雰囲気処理ユニットは、塗布現像処理装置1における処理ステーション3以外の領域に設けられていてもよい。例えば、露光処理後であってPEB処理前に酸性雰囲気処理を行う場合には、当該酸性雰囲気処理を行う酸性雰囲気処理ユニットをインターフェイスステーション5に設けてもよい。これにより、酸性雰囲気処理を行う場合のスループットを向上させることができる。
以上の例では、酸性雰囲気処理ユニットは、塗布現像処理装置に組み込まれていた。すなわち、酸性雰囲気処理を行う装置と塗布現像処理装置とが一体化されていた。ただし、酸性雰囲気処理を行う装置は、塗布現像処理装置と別体であってもよい。より詳細には、酸性雰囲気処理を行う装置は、レジスト塗布処理、PAB処理、PEB処理、現像処理の少なくともいずれか1つを行う装置とは、別体の装置であってもよい。
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。
1 塗布現像処理装置
32 酸性雰囲気処理ユニット
32A 酸性雰囲気処理ユニット
K 処理空間
P (金属含有レジスト膜の)パターン
W ウェハ
32 酸性雰囲気処理ユニット
32A 酸性雰囲気処理ユニット
K 処理空間
P (金属含有レジスト膜の)パターン
W ウェハ
Claims (12)
- 基板に対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理を行う基板処理方法であって、
前記金属含有レジストの膜の現像処理までの間に基板処理装置内における前記基板が存在する基板存在空間の酸濃度を変化させる、基板処理方法。 - 前記基板存在空間は、
前記基板に対し所定の処理を行う処理空間と、
前記処理空間に対し基板を搬送する搬送機構が設けられた搬送空間と、を含み、
前記基板存在空間の酸濃度を変化させる際、前記処理空間の酸濃度を上昇させ、
前記搬送空間の酸濃度は、前記処理空間の最低酸濃度以下に維持される、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記金属含有レジストの膜の形成から当該膜に対する露光処理までの間に前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記金属含有レジストの膜に対する露光処理から露光後加熱処理までの間に前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 露光後加熱処理から前記現像処理までの間に前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記基板処理装置内への前記基板の搬入から前記金属含有レジストの膜の形成までの間に前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項1~5のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記現像処理までの間に含まれる複数の期間それぞれで前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項1~6のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記複数の期間は、露光後加熱処理の前と、前記露光後加熱処理の後である、請求項7に記載の基板処理方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の基板処理方法を前記基板処理装置に実行させるために、前記基板処理方法を制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムを記憶した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
- 基板に対し金属含有レジストのパターンを形成するための処理を行う基板処理装置であって、
前記金属含有レジストの膜の現像処理までの間に当該基板処理装置内における前記基板が存在する基板存在空間の酸濃度を変化させる酸濃度変化部を有する、基板処理装置。 - 前記基板存在空間は、
前記基板に対し所定の処理を行う処理空間と、
前記処理空間に対し基板を搬送する搬送機構が設けられた搬送空間と、を含み、
前記酸濃度変化部は、前記基板存在空間の酸濃度を変化させる際、前記処理空間の酸濃度を上昇させ、
前記搬送空間の酸濃度は、前記処理空間の最低酸濃度以下に維持される、請求項10に記載の基板処理装置。 - 前記酸濃度変化部は、前記現像処理までの間に含まれる複数の期間それぞれで前記基板存在空間の酸濃度を上昇させる、請求項10または11に記載の基板処理装置。
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