JP6239813B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板に処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関する。
半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。
特許文献１に記載される基板処理装置においては、基板上に反射防止膜およびレジスト膜が順に形成される。別体の露光装置において、基板上のレジスト膜に露光処理が行われた後、基板処理装置において、露光処理後の基板に現像処理が行われる。これにより、基板上にレジストパターンが形成される。
特開２００３−３２４１３９号公報
基板上のパターンのさらなる微細化を実現するため、ブロック共重合体のミクロ相分離を利用したＤＳＡ（Directed Self Assembly；誘導自己組織化）技術が提案されている。パターン形成に用いるブロック共重合体としては、種々の材料が考えられる。しかしながら、ブロック共重合体の種類によっては、ミクロ相分離を適正に生じさせることが困難である。
本発明は、種々の誘導自己組織化材料のミクロ相分離を適正に生じさせることが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
本発明に係る基板処理装置は、基板上に複数種類の重合体から構成される誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜にミクロ相分離が生じるように、当該処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行う熱処理ユニットと、ミクロ相分離後の処理膜における複数種類の重合体の間の結合が切断されるように、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜の全面に露光処理を行う露光処理ユニットと、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、基板を保持するためのハンドを有し、基板をハンドにより保持して処理膜形成ユニット、露光処理ユニットおよび現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構とを備えたものである。
この基板処理装置においては、処理膜形成ユニットにおいて基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成される。その後、熱処理ユニットにおいて基板上の処理膜に溶剤が供給されつつ熱処理が行われる。この場合、処理膜の熱処理時に溶剤を供給することにより、処理膜を膨潤させることができ、誘導自己組織化材料のミクロ相分離を促進することができる。それにより、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。その結果、基板上に微細なパターンを精度よく形成することができる。
また、露光処理ユニットにおいて処理膜に露光処理が行われることにより、ミクロ相分離後の処理膜中で異なる種類の重合体間の結合が切断される。続いて、第１の現像処理ユニットにおいて処理液に現像液が供給されることにより、不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
基板処理装置は、第１の処理部、第２の処理部および搬送部をさらに備え、処理膜形成ユニットおよび現像処理ユニットは、第１の処理部に設けられ、熱処理ユニットおよび露光処理ユニットは、第２の処理部に設けられ、第１の搬送機構は、搬送部に設けられ、搬送部は、第１の処理部と第２の処理部との間に設けられてもよい。
熱処理ユニットおよび露光処理ユニットは、互いに隣接するように第２の処理部に設けられてもよい。
基板処理装置は、搬送部と隣接するように設けられたインデクサブロックをさらに備え、インデクサブロックは、複数の基板が収容されるキャリアが載置される載置台と、載置台上に載置されるキャリアと搬送部との間で基板を搬送する第２の搬送機構とを含み、インデクサブロックおよび搬送部は、水平な第１の方向に並ぶように設けられ、第１の処理部、搬送部および第２の処理部は、水平でかつ第１の方向と交差する第２の方向に並ぶように設けられてもよい。
本発明に係る基板処理装置は、第１の処理部と、第２の処理部と、第１の処理部と第２の処理部との間に設けられる搬送部と、第１の処理部に設けられ、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、第２の処理部に設けられ、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うように構成された熱処理ユニットと、第２の処理部に設けられ、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行うように構成された露光処理ユニットと、第１の処理部に設けられ、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、搬送部に設けられ、基板を保持するためのハンドを有し、基板をハンドにより保持して処理膜形成ユニット、露光処理ユニットおよび現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構とを備え、搬送部は、上下に設けられた上段搬送室および下段搬送室を含み、処理膜形成ユニットは、上段搬送室と隣接するように第１の処理部に設けられた上段処理膜形成ユニットと、下段搬送室と隣接するように第１の処理部に設けられた下段処理膜形成ユニットとを含み、現像処理ユニットは、上段搬送室と隣接するように第１の処理部に設けられた上段現像処理ユニットと、下段搬送室と隣接するように第１の処理部に設けられた下段現像処理ユニットとを含み、熱処理ユニットは、上段搬送室と隣接するように第２の処理部に設けられた上段熱処理ユニットと、下段搬送室と隣接するように第２の処理部に設けられた下段熱処理ユニットとを含み、露光処理ユニットは、上段搬送室と隣接するように第２の処理部に設けられた上段露光処理ユニットと、下段搬送室と隣接するように第２の処理部に設けられた下段露光処理ユニットとを含み、搬送機構は、上段処理膜形成ユニット、上段現像処理ユニット、上段熱処理ユニットおよび上段露光処理ユニットに対して基板を搬送するように上段搬送室に設けられた上段搬送機構と、下段処理膜形成ユニット、下段現像処理ユニット、下段熱処理ユニットおよび下段露光処理ユニットに対して基板を搬送するように下段搬送室に設けられた下段搬送機構とを含むものである。
本発明に係る基板処理装置は、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うように構成された熱処理ユニットと、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行うように構成された露光処理ユニットと、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、基板を保持するためのハンドを有し、基板をハンドにより保持して処理膜形成ユニット、露光処理ユニットおよび現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構と、熱処理ユニットによる熱処理前であって処理膜形成ユニットによる処理膜の形成前の基板に冷却処理を行い、熱処理ユニットによる熱処理後であって露光装置による露光処理前の処理膜に冷却処理を行う冷却ユニットとを備えたものである。
熱処理ユニットは、処理膜が形成された基板が載置され、載置された基板の温度を調整するように構成された熱処理プレートと、熱処理プレートの上方の空間を取り囲むように構成されたカバー部と、カバー部内に気化された溶剤を供給するように構成された溶剤供給部とを含んでもよい。
この場合、処理膜が形成された基板が熱処理プレート上に載置された状態で、カバー部内に気化された溶剤が供給されつつ熱処理プレートにより基板の温度が調整される。それにより、簡単な構成で効率よく基板上の処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うことができる。
溶剤供給部は、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給するように構成されてもよい。
この場合、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
溶剤供給部は、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給可能に構成されてもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
溶剤供給部は、複数種類の溶剤を混合して供給可能に構成されてもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤を混合して基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
溶剤供給部は、基板上の処理膜から形成されるべきパターンの形状に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤を選択的に供給してもよい。
熱処理ユニットは、カバー部内を減圧する減圧部をさらに含んでもよい。この場合、溶剤の使用量を低減することができる。また、カバー部内における溶剤の濃度を均一に維持することができ、基板上の処理膜の全面に均一に溶剤を供給することができる。
露光処理ユニットは、露光処理の時間を調整可能に構成されてもよい。
本発明に係る基板処理方法は、搬送機構のハンドにより基板を保持して処理膜形成ユニットに搬送する工程と、処理膜形成ユニットにおいて、基板上に複数種類の重合体から構成される誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、処理膜形成ユニットにより処理膜が形成された基板を前記搬送機構のハンドにより保持して熱処理ユニットに搬送する工程と、熱処理ユニットにおいて、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜にミクロ相分離が生じるように、当該処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行う工程と、処理膜形成ユニットにより処理膜に熱処理が行われた後の基板を搬送機構のハンドにより保持して露光処理ユニットに搬送する工程と、露光処理ユニットにおいて、ミクロ相分離後の処理膜における複数種類の重合体の間の結合が切断されるように、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜の全面に露光処理を行う工程と、露光処理ユニットにより処理膜に露光処理が行われた後の基板を搬送機構のハンドにより保持して現像処理ユニットに搬送する工程と、現像処理ユニットにおいて、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行う工程とを含むものである。
この基板処理方法によれば、処理膜形成ユニットにおいて基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成される。その後、熱処理ユニットにおいて基板上の処理膜に溶剤が供給されつつ熱処理が行われる。この場合、処理膜の熱処理時に溶剤を供給することにより、処理膜を膨潤させることができ、誘導自己組織化材料のミクロ相分離を促進することができる。それにより、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。その結果、基板上に微細なパターンを精度よく形成することができる。
また、露光処理ユニットにおいて処理膜に露光処理が行われることにより、ミクロ相分離後の処理膜中で異なる種類の重合体間の結合が切断される。続いて、第１の現像処理ユニットにおいて処理液に現像液が供給されることにより、不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給する工程を含んでもよい。
この場合、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給する工程を含んでもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類に応じて、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤を混合して供給する工程を含んでもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類に応じて、複数種類の溶剤を混合して基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
熱処理を行う工程は、基板上の処理膜から形成されるべきパターンの形状に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤を選択的に基板に供給する工程を含んでもよい。
本発明によれば、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の模式的平面図である。 図１の塗布現像処理部の概略側面図である。 図１の熱処理部の概略側面図である。 搬送部の模式的側面図である。 基板処理装置における基板の第１の処理例について説明するための模式的断面図である。 基板処理装置における基板の第２の処理例について説明するための模式的断面図である。 熱処理ユニットの構成を示す模式的断面図である。 露光処理ユニットの構成を示す模式的断面図である。 露光処理ユニットの他の例を示す模式的断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板およびフォトマスク用基板等をいう。
（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の模式的平面図である。図１および図２以降の所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。
図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサブロック１１および処理ブロック１２を備える。インデクサブロック１１は、複数のキャリア載置部４０および搬送部１１２を含む。各キャリア載置部４０には、複数の基板Ｗを多段に収容するキャリアＣがそれぞれ載置される。本実施の形態では、キャリアＣとしてＦＯＵＰ（front opening unified pod）が用いられる。
搬送部１１２には、制御部１１４および搬送機構１１５が設けられる。制御部１１４は、基板処理装置１００の種々の構成要素を制御する。搬送機構１１５は、基板Ｗを保持するためのハンド１１６を有する。搬送機構１１５は、ハンド１１６により基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを搬送する。後述の図４に示すように、搬送部１１２には、キャリアＣと搬送機構１１５との間で基板Ｗを受け渡すための開口部１１７が形成される。
搬送部１１２の側面には、メインパネルＰＮが設けられる。ユーザは、基板処理装置１００における基板Ｗの処理状況等をメインパネルＰＮで確認することができる。また、メインパネルＰＮの近傍には、例えばキーボードからなる操作部（図示せず）が設けられる。ユーザは、操作部を操作することにより、基板処理装置１００の動作設定等を行うことができる。
処理ブロック１２は、塗布現像処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を含む。塗布現像処理部１２１および熱処理部１２３は、搬送部１２２を挟んで対向するように設けられる。搬送部１２２とインデクサブロック１１との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ１および後述する基板載置部ＰＡＳＳ２〜ＰＡＳＳ４（図４）が設けられる。搬送部１２２には、基板Ｗを搬送する搬送機構１２７および後述する搬送機構１２８（図４）が設けられる。
（２）塗布現像処理部の構成
図２は、図１の塗布現像処理部１２１の概略側面図である。図２に示すように、塗布現像処理部１２１には、現像処理室２１，２３および塗布処理室２２，２４が階層的に設けられる。現像処理室２１，２３の各々には、現像処理ユニット１２９が設けられる。塗布処理室２２，２４の各々には、塗布処理ユニット１３９が設けられる。
各現像処理ユニット１２９は、基板Ｗを保持するスピンチャック２５およびスピンチャック２５の周囲を覆うように設けられるカップ２７を備える。本実施の形態では、各現像処理ユニット１２９に２組のスピンチャック２５およびカップ２７が設けられる。各スピンチャック２５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、各現像処理ユニット１２９は、スピンチャック２５により保持される基板Ｗに現像液を供給するためのノズル２８を備える。本例では、複数のスピンチャック２５にそれぞれ対応するように複数のノズル２８が設けられるが、複数のスピンチャック２５に対して共通のノズル２８が用いられてもよい。
各塗布処理ユニット１３９は、基板Ｗを保持するスピンチャック３５およびスピンチャック３５の周囲を覆うように設けられるカップ３７を備える。本実施の形態では、各塗布処理ユニット１３９に２組のスピンチャック３５およびカップ３７が設けられる。各スピンチャック３５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、各塗布処理ユニット１３９は、スピンチャック３５により保持される基板Ｗに処理液を供給するためのノズル３８を備える。本例では、複数のスピンチャック３５にそれぞれ対応するように複数のノズル３８が設けられるが、複数のスピンチャック３５に対して共通のノズル３８が用いられてもよい。
塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１３９においては、ＤＳＡ（Directed Self Assembly；誘導自己組織化）技術に用いられる自己組織化材料（以下、ＤＳＡ材料と呼ぶ）からなる処理液が基板Ｗに塗布される。これにより、基板Ｗ上にＤＳＡ材料からなる膜（以下、ＤＳＡ膜と呼ぶ）が形成される。ＤＳＡ材料は、複数種類の重合体によって構成されるブロック共重合体からなる。ブロック共重合体を構成する複数種類の重合体は、互いに非相溶であることが好ましい。
本実施の形態では、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ材料が用いられる。２種類の重合体の組み合わせとして、例えば、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）、ポリエチレン−ポリフェロセニルジメチルシラン（ＰＳ−ＰＦＳ）、ポリスチレン−ポリエチレンオキシド（ＰＳ−ＰＥＯ）、ポリスチレン−ポリビニルピリジン（ＰＳ−ＰＶＰ）、ポリエチレン−ポリヒドロキシスチレン（ＰＳ−ＰＨＯＳＴ）、およびポリメチルメタクリレート−ポリメタクリレートポリヘドラルオリゴメリックシルスセスキオキサン（ＰＭＭＡ−ＰＭＡＰＯＳＳ）等が挙げられる。
現像処理室２１，２３の現像処理ユニット１２９においては、ＤＳＡ膜が形成された基板Ｗに現像処理が行われる。具体的には、ＤＳＡ膜が形成された基板Ｗに現像液が供給されることにより、ＤＳＡ膜の不要な部分が除去される。現像液としては、例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、酢酸またはテトラヒドロフラン等が用いられる。現像処理の詳細については後述する。
図１および図２に示すように、塗布現像処理部１２１の一端には流体ボックス部５０が設けられる。流体ボックス部５０内には、現像処理ユニット１２９および塗布処理ユニット１３９への処理液および現像液の供給ならびに現像処理ユニット１２９および塗布処理ユニット１３９からの廃液および排気等に関する導管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器等の流体関連機器が収納される。
（３）熱処理部の構成
図３は、図１の熱処理部１２３の概略側面図である。図３に示すように、熱処理部１２３は、上方に設けられる上段熱処理部３０１および下方に設けられる下段熱処理部３０２を有する。上段熱処理部３０１および下段熱処理部３０２の各々には、複数の熱処理ユニット２００、複数の露光処理ユニット２５０および複数の冷却ユニットＣＰが設けられる。
熱処理ユニット２００においては、ＤＳＡ膜の形成後の基板Ｗに溶剤を用いた熱処理（以下、溶剤熱処理と呼ぶ）が行われる。露光処理ユニット２５０においては、溶剤熱処理後の基板Ｗに露光処理が行われる。熱処理ユニット２００および露光処理ユニット２５０の詳細については後述する。冷却ユニットＣＰにおいては、ＤＳＡ膜の形成前の基板Ｗおよび溶剤熱処理後の基板Ｗに冷却処理が行われる。
（４）搬送部の構成
図４は、搬送部１１２，１２２の模式的側面図である。図４に示すように、搬送部１２２は、上段搬送室１２５および下段搬送室１２６を有する。上段搬送室１２５には搬送機構１２７が設けられ、下段搬送室１２６には搬送機構１２８が設けられる。
搬送部１１２と上段搬送室１２５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が設けられ、搬送部１１２と下段搬送室１２６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が設けられる。
基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ３には、インデクサブロック１１から処理ブロック１２へ搬送される基板Ｗが載置される。基板載置部ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ４には、処理ブロック１２からインデクサブロック１１へ搬送される基板Ｗが載置される。
搬送機構１２７，１２８の各々は、ガイドレール３１１，３１２，３１３、移動部材３１４、回転部材３１５およびハンドＨ１，Ｈ２を備える。ガイドレール３１１，３１２は、上下方向に延びるようにそれぞれ設けられる。ガイドレール３１３は、ガイドレール３１１とガイドレール３１２と間で水平方向（Ｘ方向）に延びるように設けられ、上下動可能にガイドレール３１１，３１２に取り付けられる。移動部材３１４は、水平方向（Ｘ方向）に移動可能にガイドレール３１３に取り付けられる。
移動部材３１４の上面に、回転部材３１５が回転可能に設けられる。回転部材３１５には、基板Ｗを保持するためのハンドＨ１およびハンドＨ２が取り付けられる。ハンドＨ１，Ｈ２は、回転部材３１５を基準に進退可能に構成される。
このような構成により、搬送機構１２７，１２８の各々は、ハンドＨ１，Ｈ２を用いて基板Ｗを保持し、Ｘ方向およびＺ方向に移動して基板Ｗを搬送することができる。搬送機構１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２、現像処理室２１（図２）、塗布処理室２２（図２）および上段熱処理部３０１（図３）の間で基板を搬送する。搬送機構１２８は、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、現像処理室２３（図２）、塗布処理室２４（図２）および下段熱処理部３０２（図３）の間で基板を搬送する。
（５）基板の処理
基板処理装置１００における基板Ｗの処理の概要について説明する。
（５−１）第１の処理例
図５は、基板処理装置１００における基板Ｗの第１の処理例について説明するための模式的断面図である。
第１の処理例では、基板Ｗが基板処理装置１００に搬入される前の初期状態として、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの上面を覆うように下地層Ｌ１が形成され、下地層Ｌ１上に例えばフォトレジストからなるガイドパターンＬ２が形成される。
基板処理装置１００において、図５（ｂ）に示すように、ガイドパターンＬ２が形成されていない下地層Ｌ１上の領域に、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。次に、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に溶剤熱処理が行われることにより、ＤＳＡ膜Ｌ３のミクロ相分離が生じる。その結果、図５（ｃ）に示すように、一方の重合体からなるパターンＰ１および他方の重合体からなるパターンＰ２が形成される。本例では、ガイドパターンＬ２に沿うように、線状のパターンＰ１および線状のパターンＰ２が交互に形成される。
次に、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３の全面に露光処理が行われることにより、一方の重合体と他方の重合体との間の結合が切断され、パターンＰ１とパターンＰ２とが分離される。次に、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に現像処理が行われることにより、図５（ｄ）に示すように、パターンＰ２が除去される。最終的に、基板Ｗ上にパターンＰ１が残存する。
（５−２）第２の処理例
図６は、基板処理装置１００における基板Ｗの第２の処理例について説明するための模式的断面図である。
第２の処理例では、基板Ｗが基板処理装置１００に搬入される前の初期状態として、図６（ａ）に示すように、複数の線状の領域Ｒ１が間隔をおいて露出するように、基板Ｗの上面上に下地層Ｌ１が形成される。
基板処理装置１００において、図６（ｂ）に示すように、領域Ｒ１および下地層Ｌ１を覆うように２種類の重合体から構成されるＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。次に、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に溶剤熱処理が行われることにより、ＤＳＡ膜Ｌ３のミクロ相分離が生じる。その結果、図６（ｃ）に示すように、一方の重合体からなるパターンＰ１および他方の重合体からなるパターンＰ２が形成される。本例では、各領域Ｒ１上に線状のパターンＰ２が形成され、そのパターンＰ２に沿うように、下地層Ｌ１上に線状のパターンＰ１および線状のパターンＰ２が交互に形成される。
その後、図５の例と同様に、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３の全面に露光処理が行われ、露光処理後のＤＳＡ膜Ｌ３に現像処理が行われることにより、図６（ｄ）に示すように、パターンＰ２が除去される。最終的に、基板Ｗ上にパターンＰ１が残存する。
（６）動作
基板処理装置１００の動作について説明する。まず、インデクサブロック１１のキャリア載置部４０（図１）に、初期状態（図５（ａ）および図６（ａ）参照）の基板Ｗが収容されたキャリアＣが載置される。搬送機構１１５は、キャリアＣから基板載置部ＰＡＳＳ１および基板載置部ＰＡＳＳ３（図４）に交互に初期状態の基板Ｗを搬送する。
基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗは、搬送機構１２７（図４）のハンドＨ１により取り出される。次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図３）の所定の冷却ユニットＣＰから冷却処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ１に保持される基板Ｗをその冷却ユニットＣＰに搬入する。この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、基板Ｗの温度がＤＳＡ膜Ｌ３の形成に適した温度に調整される。
次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ１により塗布処理室２２（図２）のスピンチャック３５上からＤＳＡ膜Ｌ３が形成された後の基板Ｗ（図５（ｂ）および図６（ｂ））を取り出し、ハンドＨ２に保持される冷却処理後の基板Ｗをそのスピンチャック３５上に載置する。塗布処理室２２において、塗布処理ユニット１３９（図２）により、基板Ｗ上にＤＳＡ膜Ｌ３が形成される（図５（ｂ）および図６（ｂ）参照）。
次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図３）の所定の熱処理ユニット２００から溶剤熱処理後の基板Ｗ（図５（ｃ）および図６（ｃ）参照）を取り出し、ハンドＨ１に保持されるＤＳＡ膜Ｌ３の形成後の基板Ｗをその熱処理ユニット２００に搬入する。熱処理ユニット２００において、基板Ｗの溶剤熱処理が行われる（図５（ｃ）および図６（ｃ）参照））。
次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ１により上段熱処理部３０１（図３）の所定の冷却ユニットＣＰから冷却処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ２に保持される溶剤熱処理後の基板Ｗをその冷却ユニットＣＰに搬入する。この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、基板Ｗの温度が露光処理に適した温度に調整される。
次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図３）の所定の露光処理ユニット２５０から露光処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ１に保持される冷却処理後の基板Ｗをその露光処理ユニット２５０に搬入する。露光処理ユニット２５０において、溶剤熱処理後の基板Ｗに露光処理が行われる。
次に、搬送機構１２７（図４）は、ハンドＨ１により現像処理室２１（図２）のスピンチャック２５上から現像処理後の基板Ｗ（図５（ｄ）および図６（ｄ）参照）を取り出し、ハンドＨ２に保持される露光処理後の基板Ｗをそのスピンチャック３５上に載置する。現像処理室２１において、現像処理ユニット１２９により、露光処理後の基板Ｗに現像処理が行われる（図５（ｄ）および図６（ｄ）参照）。その後、搬送機構１２７は、ハンドＨ１に保持される現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２（図４）に載置する。
搬送機構１２７が上記の処理を繰り返すことにより、処理ブロック１２内において複数の基板Ｗに所定の処理が連続的に行われる。
搬送機構１２８は、搬送機構１２７と同様の動作により、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２に対して基板Ｗの搬入および搬出を行う。現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２において、現像処理室２１、塗布処理室２２および上段熱処理部３０１と同様の処理が行われる。
このように、本実施の形態においては、搬送機構１２７によって搬送される基板Ｗは、現像処理室２１、塗布処理室２２および上段熱処理部３０１において処理され、搬送機構１２８によって搬送される基板Ｗは、現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２において処理される。この場合、上段の処理部（塗布処理室２１，２２および上段熱処理部３０１）および下段の処理部（塗布処理室２３，２４および下段熱処理部３０２）において並行して基板Ｗの処理を行うことができる。
（７）熱処理ユニット
図７は、熱処理ユニット２００の構成を示す模式的断面図である。図７に示すように、熱処理ユニット２００は、周壁２１１および蓋２１２からなるチャンバ２１０を備える。周壁２１１の内側には、基板Ｗを載置するためのプレート２２０が設けられる。
周壁２１１の上端面には、シール部材ＳＥが取り付けられる。シール部材ＳＥは、例えばＯリングからなる。蓋２１２は、蓋昇降機構２１３に接続される。蓋昇降機構２１３によって蓋２１２が上方位置と下方位置との間で昇降される。蓋２１２が上方位置に配置される場合、周壁２１１の上部開口が開放される。蓋２１２が下方位置に配置される場合、周壁２１１の上部開口が閉塞される。この場合、蓋２１２の下面がシール部材ＳＥに密着し、チャンバ２１０の内部に気密な処理空間ＰＳが形成される。
プレート２２０の上面には、複数（例えば３つ）のプロキシミティボール２２１が設けられる。プレート２２０の上面から一定距離（例えば０．１ｍｍ）だけ離間するように複数のプロキシミティボール２２１上に基板Ｗが載置される。プレート２２０を上下方向に貫通するように、複数（例えば３つ）の貫通孔２２２が設けられる。複数の貫通孔２２２に複数（例えば３つ）の支持ピン２３０がそれぞれ挿入される。各支持ピン２３０の先端部には、円板状の封止部２３０ａが設けられる。プレート２２０において、複数の貫通孔２２２の上端部に、複数の封止部２３０ａをそれぞれ収容可能な複数の凹部２２２ａが設けられる。各貫通孔２２２の上部開口を取り囲むように、各凹部２２２ａの底面上にシール部材２８１が取り付けられる。シール部材２８１は、例えばＯリングからなる。
複数の支持ピン２３０は、プレート２２０の下方に配置された支持ピン昇降機構２３１と接続される。支持ピン昇降機構２３１は、例えばエアシリンダにより構成される。支持ピン昇降機構２３１により、複数の支持ピン２３０が上方位置と下方位置との間で一体的に昇降される。支持ピン２３０が上方位置に配置される場合、支持ピン２３０の封止部２３０ａ上に基板Ｗが支持される。支持ピン２３０が下方位置に配置される場合、支持ピン２３０の封止部２３０ａの下面がシール部材２８１と密着する。これにより、貫通孔２２２の上端部が気密に封止される。
プレート２２０内には、温調部２４０が設けられる。温調部２４０は、例えばヒータである。温調部２４０により、プレート２２０の温度が調整される。それにより、プレート２２０上に載置された基板Ｗの熱処理が行われる。
プレート２２０の周囲を取り囲むように、チャンバ２１０の周壁２１１に排気溝２４１が形成される。排気溝２４１には、複数のラビリンスリング２４２が設けられる。複数のラビリンスリング２４２は、排気溝２４１内の圧力（排気圧）が略均一になるように構成される。排気溝２４１の下端部に連通するように、周壁２１１に排気孔２４３が形成される。排気孔２４３は、回収ライン２４４を介してドレインタンク２４５と接続される。回収ライン２４４には、ポンプＰＰが介挿される。ポンプＰＰが動作することにより、処理空間ＰＳの雰囲気および溶剤が回収ライン２４４を通してドレインタンク２４５に導かれる。これにより、処理空間ＰＳが減圧される。
チャンバ２１０の蓋２１２には、処理空間ＰＳに溶剤を導入するための導入孔２１２ａが形成される。導入孔２１２ａの一端は、蓋２１２の下面の略中央に位置する。導入孔２１２ａの他端に、供給管２１４の一端が接続される。供給管２１４の他端は複数（本例では３つ）の供給管２１５および１つの供給管２１６に分岐する。複数の供給管２１５は、複数（本例では３つ）の溶剤供給源ＳＳにそれぞれ接続される。複数の溶剤供給源ＳＳは、互いに異なる種類の溶剤を気化された状態で供給する。供給管２１６は、ガス供給源ＧＳに接続される。ガス供給源ＧＳは、窒素ガス等の不活性ガスを供給する。各供給管２１５にはバルブＶ２が介挿される。供給管２１６にはバルブＶ３が介挿される。
複数のバルブＶ２は複数の溶剤供給源ＳＳにそれぞれ対応する。複数のバルブＶ２のうち１または複数のバルブＶ２が選択的に開かれることにより、そのバルブＶ２に対応する溶剤供給源ＳＳから気化された溶剤が供給管２１５，２１４および蓋２１２の導入孔２１２ａを通して処理空間ＰＳに導入される。これにより、複数種類の溶剤のうち選択された１種類の溶剤を基板Ｗに供給することができる。また、複数種類の溶剤のうち選択された２種類以上の溶剤を混合して基板Ｗに供給することができる。
基板Ｗに供給される溶剤は、ＤＳＡ膜Ｌ３（図５（ｃ）および図６（ｃ））に対して良溶媒であることが好ましい。例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、二硫化炭素またはテトラヒドロフラン等が溶剤として用いられる。この場合、種々のＤＳＡ材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
バルブＶ３が開かれることにより、ガス供給源ＧＳから不活性ガスが供給管２１６，２１４および蓋２１２の導入孔２１２ａを通して処理空間ＰＳに導入される。複数のバルブＶ２のうち１または複数のバルブＶ２が開かれるとともにバルブＶ３が開かれることにより、選択された１または複数の溶剤と不活性ガスとが混合されて処理空間ＰＳに導入される。これにより、基板Ｗに供給される溶剤の濃度（混合比）を調整することができる。また、全てのバルブＶ２が閉じられるとともにバルブＶ３が開かれることにより、不活性ガスのみを処理空間ＰＳに導入することもできる。
熱処理ユニット２００における溶剤熱処理について説明する。熱処理ユニット２００の各構成要素の動作は、図１の制御部１１４により制御される。
まず、蓋昇降機構２１３により蓋２１２が上方位置に配置されるとともに、支持ピン昇降機構２３１により複数の支持ピン２３０が上方位置に配置される。この状態で、搬送機構１２７または搬送機構１２８により複数の支持ピン２３０上に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは、塗布処理ユニット１３９（図２）により形成されたＤＳＡ膜Ｌ３（図５および図６）を有する。
次に、支持ピン昇降機構２３１により複数の支持ピン２３０が下方位置まで下降される。これにより、プレート２２０上（プロキシミティボール２２１上）に基板Ｗが載置される。また、蓋昇降機構２１３により蓋２１２が下方位置まで下降される。
この状態で、温調部２４０によりプレート２２０の温度が調整され、基板Ｗの熱処理が行われる。この場合、基板Ｗの温度は、ＤＳＡ材料を構成する高分子鎖の熱分解温度以下であり、例えば常温以上２５０℃以下の範囲で調整される。また、複数のバルブＶ２およびバルブＶ３のうち少なくとも１つのバルブＶ２が開かれる。それにより、対応する溶剤供給源ＳＳから気化された溶剤が供給管２１５，２１４および蓋２１２の導入孔２１２ａを通して処理空間ＰＳに導入される。この場合、ＤＳＡ膜Ｌ３に用いられるＤＳＡ材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤が選択的に基板Ｗに供給される。
また、ポンプＰＰが駆動されることにより、処理空間ＰＳが排気されて減圧される。これにより、蓋２１２の導入孔２１２ａから排気溝２４１に向かう溶剤の流れが形成され、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３の全体に溶剤が供給される。このようにして、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に溶剤熱処理が行われる。
本実施の形態では、上記のように、ＤＳＡ膜Ｌ３に用いられるＤＳＡ材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤が選択的に基板Ｗに供給される。それにより、ＤＳＡ材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。また、処理空間ＰＳが減圧された状態で基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に溶剤が供給される。それにより、溶剤の使用量を低減することができる。また、処理空間ＰＳ内の溶剤の濃度を均一に維持することができ、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３の全面に均一に溶剤を供給することができる。また、チャンバ２１０の外部に溶剤が漏出することを確実に防止することができる。
所定時間が経過した後、全てのバルブＶ２が閉じられ、バルブＶ３が開かれる。これにより、処理空間ＰＳの溶剤が不活性ガスに置換される。次いで、ポンプＰＰの動作が停止され、処理空間ＰＳが常圧に戻る。次に、バルブＶ３が閉じられるとともに、蓋昇降機構２１３により蓋２１２が上方位置まで上昇される。また、支持ピン昇降機構２３１により複数の支持ピン２３０が上方位置まで上昇され、基板Ｗがプレート２２０から離間される。その後、複数の支持ピン２３０上の基板Ｗが搬送機構１２７または搬送機構１２８により受け取られ、熱処理ユニット２００から搬出される。
（８）露光処理ユニット
図８は、露光処理ユニット２５０の構成を示す模式的断面図である。図８に示すように、露光処理ユニット２５０は、筐体２５１を備える。筐体２５１の側部には基板Ｗの搬入および搬出を行うための搬入搬出口２５１ａが設けられる。搬入搬出口２５１ａの内側にシャッター２５２が設けられる。シャッター２５２は、シャッター駆動装置２５２ａにより昇降される。シャッター２５２により搬入搬出口２５１ａが閉塞または開放される。
筐体２５１の底面上に複数の支持ピン２５３が設けられる。複数の支持ピン２５３上に基板Ｗが載置される。筐体２５１内の上部に、複数の光出射部２５４が配置される。複数の光出射部２５４は、一方向に延びるようにそれぞれ設けられ、互いに並列に配置される。図８においては、１つの光出射部２５４のみが示される。
露光処理ユニット２５０の動作について説明する。露光処理ユニット２５０の各構成要素の動作は、図１の制御部１１４により制御される。
まず、シャッター駆動装置２５２ａによりシャッター２５２が上昇され、搬入搬出口２５１ａが開放される。この状態で、搬送機構１２７または搬送機構１２８により支持ピン２５３上に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは、熱処理ユニット２００（図７）による溶剤熱処理後でありかつ冷却ユニットＣＰによる冷却処理後の相分離したＤＳＡ膜Ｌ３を有する。
次に、シャッター駆動機構２５２ａによりシャッター２５２が下降され、搬入搬出口２５１ａが閉塞される。次いで、複数の光出射部２５４により支持ピン２５３上に載置された基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３の全体に光が照射される。これにより、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に露光処理が行われる。
所定時間が経過した後、複数の光出射部２５４による光の照射が停止される。次いで、シャッター駆動装置２５２ａによりシャッター２５２が上昇され、搬入搬出口２５１ａが開放される。その後、支持ピン２５３上の基板Ｗが搬送機構１２７または搬送機構１２８により受け取られ、露光処理ユニット２５０から搬出される。
（９）露光処理ユニットの他の例
図９は、露光処理ユニット２５０の他の例を示す模式的断面図である。図９の露光処理ユニット２５０について、図８の例と異なる点を説明する。
図９の露光処理ユニット２５０は、シャッター２５５およびシャッター駆動装置２５６をさらに備える。シャッター２５５は、複数の光出射部２５４より低い位置において略水平に設けられる。シャッター駆動装置２５６によりシャッター２５５が水平方向に移動される。
本例では、複数の光出射部２５４が継続的に光を出射する。支持ピン２５３上に基板Ｗが載置された状態で、シャッター２５５が水平方向に移動されることにより、光出射部２５４からの光がシャッター２５５により遮られる状態、または光出射部２５４からの光が基板Ｗに照射される状態に切り替えられる。これにより、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に対する露光処理の時間が調整される。
なお、図８および図９の例では、複数の支持ピン２５３上に基板Ｗが載置されるが、露光処理ユニット２５０に冷却プレートが設けられ、その冷却プレート上に基板Ｗが載置されてもよい。
（１０）効果
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、塗布処理ユニット１３９により基板Ｗ上にＤＳＡ膜Ｌ３が形成された後、熱処理ユニット２００により基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に溶剤が供給されつつ熱処理が行われる。この場合、溶剤によってＤＳＡ膜Ｌ３を膨潤させることができ、ＤＳＡ材料のミクロ相分離を促進することができる。それにより、種々のＤＳＡ材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。その結果、基板Ｗ上に微細なパターンを精度よく形成することができる。
（１１）他の実施の形態
（１１−１）
上記実施の形態では、現像処理ユニット１２９が、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成されるが、これに限らず、現像処理ユニット１２９が、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３にプラズマエッチング等のドライエッチングを行うことにより現像処理を行うように構成されてもよい。
具体的には、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３に対して、現像処理ユニット１２９においてドライエッチングが行われることにより、ＤＳＡ膜Ｌ３から不要な重合体（図５および図６のパターンＰ２）が除去される。この場合、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３に露光処理を行うことなく現像処理を行うことができる。それにより、処理工程数が削減され、スループットが向上される。また、露光処理ユニット２５０を設けなくてもよいので、基板処理装置１００の小型化が可能となる。
（１１−２）
上記実施の形態では、基板処理装置１００が露光処理ユニット２５０および現像処理ユニット１２９を備えるが、露光処理ユニット２５０および現像処理ユニット１２９の少なくとも一方が基板処理装置１００の外部装置として設けられてもよい。
（１１−３）
上記実施の形態では、熱処理ユニット２００において、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤が選択的に基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に供給されるが、ＤＳＡ膜Ｌ３のミクロ相分離を適正に生じさせることが可能であれば、予め定められた１種類の溶剤のみが用いられてもよい。
（１２）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、基板処理装置１００が基板処理装置の例であり、塗布処理ユニット１３９が処理膜形成ユニットの例であり、熱処理ユニット２００が熱処理ユニットの例であり、プレート２２０が熱処理プレートの例であり、チャンバ２１０がカバー部の例であり、導入孔２１２ａが溶剤供給部の例であり、ポンプＰＰが減圧部の例であり、露光処理ユニット２５０が露光処理ユニットの例であり、現像処理ユニット１２９が第１および第２の現像処理ユニットの例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
（１３）参考形態
参考形態に係る基板処理装置は、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うように構成された熱処理ユニットとを備えたものである。
この基板処理装置においては、処理膜形成ユニットにおいて基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成される。その後、熱処理ユニットにおいて基板上の処理膜に溶剤が供給されつつ熱処理が行われる。この場合、処理膜の熱処理時に溶剤を供給することにより、処理膜を膨潤させることができ、誘導自己組織化材料のミクロ相分離を促進することができる。それにより、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。その結果、基板上に微細なパターンを精度よく形成することができる。
熱処理ユニットは、処理膜が形成された基板が載置され、載置された基板の温度を調整するように構成された熱処理プレートと、熱処理プレートの上方の空間を取り囲むように構成されたカバー部と、カバー部内に気化された溶剤を供給するように構成された溶剤供給部とを含んでもよい。
この場合、処理膜が形成された基板が熱処理プレート上に載置された状態で、カバー部内に気化された溶剤が供給されつつ熱処理プレートにより基板の温度が調整される。それにより、簡単な構成で効率よく基板上の処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うことができる。
溶剤供給部は、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給するように構成されてもよい。
この場合、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
溶剤供給部は、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給可能に構成されてもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
溶剤供給部は、複数種類の溶剤を混合して供給可能に構成されてもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類または形成すべきパターンの形状等に応じて、複数種類の溶剤を混合して基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
熱処理ユニットは、カバー部内を減圧する減圧部をさらに含んでもよい。この場合、溶剤の使用量を低減することができる。また、カバー部内における溶剤の濃度を均一に維持することができ、基板上の処理膜の全面に均一に溶剤を供給することができる。
基板処理装置は、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行うように構成された露光処理ユニットと、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された第１の現像処理ユニットとをさらに備えてもよい。
この場合、露光処理ユニットにおいて処理膜に露光処理が行われることにより、ミクロ相分離後の処理膜中で異なる種類の重合体間の結合が切断される。続いて、第１の現像処理ユニットにおいて処理液に現像液が供給されることにより、不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
基板処理装置は、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜にドライエッチングにより現像処理を行うように構成された第２の現像処理ユニットをさらに備えてもよい。
この場合、ドライエッチングによりミクロ相分離後の処理膜から不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
参考形態に係る基板処理方法は、処理膜形成ユニットにおいて、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、熱処理ユニットにおいて、処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行う工程とを含むものである。
この基板処理方法によれば、処理膜形成ユニットにおいて基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成される。その後、熱処理ユニットにおいて基板上の処理膜に溶剤が供給されつつ熱処理が行われる。この場合、処理膜の熱処理時に溶剤を供給することにより、処理膜を膨潤させることができ、誘導自己組織化材料のミクロ相分離を促進することができる。それにより、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。その結果、基板上に微細なパターンを精度よく形成することができる。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給する工程を含んでもよい。
この場合、種々の誘導自己組織化材料を用いた場合において、ミクロ相分離を適正に生じさせることができる。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給する工程を含んでもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類に応じて、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤を混合して供給する工程を含んでもよい。
この場合、処理膜に用いられる誘導自己組織化材料の種類に応じて、複数種類の溶剤を混合して基板上の処理膜に供給することができる。それにより、誘導自己組織化材料のミクロ相分離をより適正に生じさせることができる。
露光処理ユニットにおいて、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行う工程と、第１の現像処理ユニットにおいて、露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行う工程とをさらに含んでもよい。
この場合、露光処理ユニットにおいて処理膜に露光処理が行われることにより、ミクロ相分離後の処理膜中で異なる種類の重合体間の結合が切断される。続いて、第１の現像処理ユニットにおいて処理液に現像液が供給されることにより、不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
第２の現像処理ユニットにおいて、熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜にドライエッチングにより現像処理を行う工程をさらに含んでもよい。
この場合、ドライエッチングによりミクロ相分離後の処理膜から不要な重合体が除去される。それにより、基板上に所望のパターンが形成される。
本発明は、種々の基板の処理に利用可能である。
１１ インデクサブロック
１２ 処理ブロック
２１，２３ 現像処理室
２２，２４ 塗布処理室
４０ キャリア載置部
１００ 基板処理装置
１１２，１２２ 搬送部
１１４ 制御部
１２１ 塗布現像処理部
１２３ 熱処理部
１２９ 現像処理ユニット
１３９ 塗布処理ユニット
２００ 熱処理ユニット
２１０ チャンバ
２１２ａ 導入孔
２２０ プレート
２５０ 露光処理ユニット
ＣＰ 冷却ユニット
Ｌ１ 下地層
Ｌ２ ガイドパターン
Ｌ３ ＤＳＡ膜
Ｐ１，Ｐ２ パターン
ＰＰ ポンプ
Ｗ 基板

Claims (18)

  1. 基板上に複数種類の重合体から構成される誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、
    前記処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜にミクロ相分離が生じるように、当該処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行う熱処理ユニットと、
    ミクロ相分離後の処理膜における前記複数種類の重合体の間の結合が切断されるように、前記熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜の全面に露光処理を行う露光処理ユニットと、
    前記露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、
    基板を保持するためのハンドを有し、基板を前記ハンドにより保持して前記処理膜形成ユニット、前記露光処理ユニットおよび前記現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構とを備えた、基板処理装置。
  2. 第１の処理部、第２の処理部および搬送部をさらに備え、
    前記処理膜形成ユニットおよび前記現像処理ユニットは、前記第１の処理部に設けられ、
    前記熱処理ユニットおよび前記露光処理ユニットは、前記第２の処理部に設けられ、
    前記第１の搬送機構は、前記搬送部に設けられ、
    前記搬送部は、前記第１の処理部と前記第２の処理部との間に設けられる、請求項１記載の基板処理装置。
  3. 前記熱処理ユニットおよび前記露光処理ユニットは、互いに隣接するように前記第２の処理部に設けられる、請求項２記載の基板処理装置。
  4. 前記搬送部と隣接するように設けられたインデクサブロックをさらに備え、
    前記インデクサブロックは、
    複数の基板が収容されるキャリアが載置される載置台と、
    前記載置台上に載置されるキャリアと前記搬送部との間で基板を搬送する第２の搬送機構とを含み、
    前記インデクサブロックおよび前記搬送部は、水平な第１の方向に並ぶように設けられ、前記第１の処理部、前記搬送部および前記第２の処理部は、水平でかつ前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶように設けられる、請求項２または３記載の基板処理装置。
  5. 第１の処理部と、
    第２の処理部と、
    前記第１の処理部と前記第２の処理部との間に設けられる搬送部と、
    前記第１の処理部に設けられ、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、
    前記第２の処理部に設けられ、前記処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うように構成された熱処理ユニットと、
    前記第２の処理部に設けられ、前記熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行うように構成された露光処理ユニットと、
    前記第１の処理部に設けられ、前記露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、
    前記搬送部に設けられ、基板を保持するためのハンドを有し、基板を前記ハンドにより保持して前記処理膜形成ユニット、前記露光処理ユニットおよび前記現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構とを備え、
    前記搬送部は、上下に設けられた上段搬送室および下段搬送室を含み、
    前記処理膜形成ユニットは、前記上段搬送室と隣接するように前記第１の処理部に設けられた上段処理膜形成ユニットと、前記下段搬送室と隣接するように前記第１の処理部に設けられた下段処理膜形成ユニットとを含み、
    前記現像処理ユニットは、前記上段搬送室と隣接するように前記第１の処理部に設けられた上段現像処理ユニットと、前記下段搬送室と隣接するように前記第１の処理部に設けられた下段現像処理ユニットとを含み、
    前記熱処理ユニットは、前記上段搬送室と隣接するように前記第２の処理部に設けられた上段熱処理ユニットと、前記下段搬送室と隣接するように前記第２の処理部に設けられた下段熱処理ユニットとを含み、
    前記露光処理ユニットは、前記上段搬送室と隣接するように前記第２の処理部に設けられた上段露光処理ユニットと、前記下段搬送室と隣接するように前記第２の処理部に設けられた下段露光処理ユニットとを含み、
    前記第１の搬送機構は、
    前記上段処理膜形成ユニット、前記上段現像処理ユニット、前記上段熱処理ユニットおよび前記上段露光処理ユニットに対して基板を搬送するように前記上段搬送室に設けられた上段搬送機構と、
    前記下段処理膜形成ユニット、前記下段現像処理ユニット、前記下段熱処理ユニットおよび前記下段露光処理ユニットに対して基板を搬送するように前記下段搬送室に設けられた下段搬送機構とを含む、基板処理装置。
  6. 基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成するように構成された処理膜形成ユニットと、
    前記処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行うように構成された熱処理ユニットと、
    前記熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜に露光処理を行うように構成された露光処理ユニットと、
    前記露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行うように構成された現像処理ユニットと、
    基板を保持するためのハンドを有し、基板を前記ハンドにより保持して前記処理膜形成ユニット、前記露光処理ユニットおよび前記現像処理ユニットに対して搬送する第１の搬送機構と、
    前記熱処理ユニットによる熱処理前であって前記処理膜形成ユニットによる処理膜の形成前の基板に冷却処理を行い、前記熱処理ユニットによる熱処理後であって前記露光処理ユニットによる露光処理前の処理膜に冷却処理を行う冷却ユニットとを備える、基板処理装置。
  7. 前記熱処理ユニットは、
    前記処理膜が形成された基板が載置され、載置された基板の温度を調整するように構成された熱処理プレートと、
    前記熱処理プレートの上方の空間を取り囲むように構成されたカバー部と、
    前記カバー部内に気化された溶剤を供給するように構成された溶剤供給部とを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記溶剤供給部は、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給するように構成された、請求項７記載の基板処理装置。
  9. 前記溶剤供給部は、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給可能に構成された、請求項７または８記載の基板処理装置。
  10. 前記溶剤供給部は、複数種類の溶剤を混合して供給可能に構成された、請求項７〜９のいずれかに記載の基板処理装置。
  11. 前記溶剤供給部は、基板上の処理膜から形成されるべきパターンの形状に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤を選択的に供給する、請求項７または８記載の基板処理装置。
  12. 前記熱処理ユニットは、前記カバー部内を減圧する減圧部をさらに含む、請求項７〜１１のいずれかに記載の基板処理装置。
  13. 前記露光処理ユニットは、前記露光処理の時間を調整可能に構成された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  14. 搬送機構のハンドにより基板を保持して処理膜形成ユニットに搬送する工程と、
    前記処理膜形成ユニットにおいて、基板上に複数種類の重合体から構成される誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、
    前記処理膜形成ユニットにより処理膜が形成された基板を前記搬送機構のハンドにより保持して熱処理ユニットに搬送する工程と、
    前記熱処理ユニットにおいて、前記処理膜形成ユニットにより基板上に形成された処理膜にミクロ相分離が生じるように、当該処理膜に溶剤を供給しつつ熱処理を行う工程と
    前記処理膜形成ユニットにより処理膜に熱処理が行われた後の基板を前記搬送機構のハンドにより保持して露光処理ユニットに搬送する工程と、
    前記露光処理ユニットにおいて、ミクロ相分離後の処理膜における前記複数種類の重合体の間の結合が切断されるように、前記熱処理ユニットによる熱処理後の処理膜の全面に露光処理を行う工程と、
    前記露光処理ユニットにより処理膜に露光処理が行われた後の基板を前記搬送機構のハンドにより保持して現像処理ユニットに搬送する工程と、
    前記現像処理ユニットにおいて、前記露光処理ユニットによる露光処理後の処理膜に現像液を供給することにより現像処理を行う工程とを含む、基板処理方法。
  15. 前記熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、二硫化炭素およびテトラヒドロフランのうち１または複数を溶剤として供給する工程を含む、請求項１４記載の基板処理方法。
  16. 前記熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤のいずれかを選択的に供給する工程を含む、請求項１４または１５記載の基板処理方法。
  17. 前記熱処理を行う工程は、基板上に形成された処理膜に、複数種類の溶剤を混合して供給する工程を含む、請求項１４または１５記載の基板処理方法。
  18. 前記熱処理を行う工程は、基板上の処理膜から形成されるべきパターンの形状に応じて、複数種類の溶剤のうち１種類または複数種類の溶剤を選択的に基板に供給する工程を含む、請求項１４または１５記載の基板処理方法。
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