(57)【要約】【課題】液浸露光時における基板表面の疎水性不足に起因したレジストパターン形成不良の発生を抑制することができるレジストパターン形成方法を提供すること。【解決手段】露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間に液浸液を介在させて前記露光処理を行う液浸型の露光によりレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、前記被処理基板上にレジスト膜を形成する第１工程と、前記レジスト膜上に疎水性を有する保護膜を形成する第２工程と、前記被処理基板表面の疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定する第３工程と、前記疎水性の度合いが所定のレベル以上である場合にのみ前記液浸型の露光により前記レジスト膜に潜像を形成する第４工程と、前記潜像を形成したレジスト膜を加熱する第５工程と、前記加熱したレジスト膜を現像する第６工程と、を含む。【選択図】        図１
2010080626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間に液浸液を介在させて前記露光処理を行う液浸型の露光によりレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、
前記被処理基板上にレジスト膜を形成する第１工程と、
前記レジスト膜上に疎水性を有する保護膜を形成する第２工程と、
前記被処理基板表面の疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定する第３工程と、
前記疎水性の度合いが所定のレベル以上である場合にのみ前記液浸型の露光により前記レジスト膜に潜像を形成する第４工程と、
前記潜像を形成したレジスト膜を加熱する第５工程と、
前記加熱したレジスト膜を現像する第６工程と、
を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項２】
前記第３工程では、前記第２工程を実施後の前記被処理基板の表面の疎水性を測定し、この疎水性の測定結果に基づいて前記被処理基板表面の疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定すること、
を特徴とする請求項１に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項３】
前記疎水性の測定として、前記被処理基板上の液滴の表面接触角の測定、または回転させた状態もしくは傾斜させた状態にある前記被処理基板の表面における液滴の移動速度の測定を行うこと、
を特徴とする請求項２に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項４】
前記レジスト膜および前記保護膜が、トップコートレスレジスト膜からなり、
前記第３工程では、前記第２工程を実施後の前記被処理基板の表面の表面分析を行い、この表面分析の分析結果に基づいて前記被処理基板表面の疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定すること、
を特徴とする請求項１に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項５】
前記表面分析では、エリプソメトリまたはスキャトロメトリを用いて前記被処理基板の表面の屈折率を測定すること、
を特徴とする請求項４に記載のレジストパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレジストパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造工程において、液浸露光方法と呼ばれる露光方法が注目されている。この液浸露光方法とは、露光装置の投影光学系（投影レンズ）と露光処理が施される被処理基板（被露光基板）上に設けられているレジスト膜との間を高屈折率の液体（液浸液）で満たしつつレジスト膜にパターニングする露光方法である。投影光学系とレジスト膜との間を液浸液で満たすことにより、より深い焦点深度を得ることができる。現在、液浸液としては純水が一般的に用いられている。
【０００３】
一方、液浸露光方法によるレジストパターン形成方法においては、レジスト膜上に純水が存在すると、レジスト膜内から純水内に光酸発生剤などが溶出するおそれがある。レジスト膜内から純水内に光酸発生剤が溶出すると、レジスト膜を適正にパターニングすることが困難になる。すなわち、溶出したレジスト中の成分がレンズへのコンタミを引き起こし、露光精度の低下によりレジストパターン形成不良が発生する。
【０００４】
このような問題を回避するために、レジスト膜上に疎水性を有する保護膜をさらに設けることによりレジスト膜への純水の侵入を防止する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。その他にも、レジスト膜中に疎水性成分を添加することで、レジスト膜表面に疎水性を持たせる技術を用いたレジスト（トップコートレスレジスト：疎水性成分含有レジスト）も提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、保護膜の塗布忘れや塗布不良に起因してレジスト膜表面の疎水性が不足した被処理基板が露光装置内に搬送されることにより、前述のレジストパターン形成不良が発生する。
【０００６】
レジスト膜表面の保護膜の有無を確認する方法としては、ベベル検査装置や表面検査装置が知られているが、これらの技術では、今後本格的な使用が想定されるトップコートレスレジスト膜と従来のレジスト膜との違いを見極めることができない。この場合、疎水性成分含有レジスト膜が形成されているにもかかわらず、レジスト膜表面に保護膜が無いと判定され、正常な処理が施された被処理基板を正確に判定することができない、という問題がある。また、トップコートレスレジストにおいては、疎水性の劣化、疎水性成分の添加調整ミス等で十分な疎水性が得られない場合は上記レジストパターン形成不良を防止できない、という問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１９２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液浸露光時における基板表面の疎水性不足に起因したレジストパターン形成不良の発生を抑制することができるレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間に液浸液を介在させて前記露光処理を行う液浸型の露光によりレジストパターンを形成するレジストパターン形成方法であって、前記被処理基板上にレジスト膜を形成する第１工程と、前記レジスト膜上に疎水性を有する保護膜を形成する第２工程と、前記被処理基板表面の疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定する第３工程と、前記疎水性の度合いが所定のレベル以上である場合にのみ前記液浸型の露光により前記レジスト膜に潜像を形成する第４工程と、前記潜像を形成したレジスト膜を加熱する第５工程と、前記加熱したレジスト膜を現像する第６工程と、を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液浸露光時における基板表面の疎水性不足に起因したレジストパターン形成不良の発生を抑制することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレジストパターン形成方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法を図１〜図８を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法の手順を示すフローチャートである。図２は、第１の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。図３は液浸型の露光装置の一構成例を示す模式図である。図４は露光順路の一例を示す平面図である。
【００１３】
まず、図２（ａ）に示すように、被処理基板である半導体基板１上に反射防止膜２として例えば厚さ８０ｎｍの有機反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom  Anti Reflective  Coating）を形成する（ステップＳ１１０）。反射防止膜２は、以下の手順で形成される。半導体基板１上に反射防止膜用塗布材料を滴下してスピンコート法により塗布した後、例えば２１５℃の温度で１分間加熱処理を行う。なお、ＳＯＧ（Spin on Glass）をスピンコート法により塗布した後で加熱処理することで反射防止膜２を形成しても良い。
【００１４】
続いて、図２（ｂ）に示すように、被加工膜として反射防止膜２上に例えば厚さ１６５ｎｍのレジスト膜３を形成する（ステップＳ１２０）。レジスト膜３は、以下の手順で形成される。反射防止膜２上に、例えば酸発生材を含むＡｒＦ化学増幅型ポジレジストを滴下してスピンコート法により塗布した後、例えば１２５℃の温度で１分間加熱処理を行って、塗布材料に含まれる溶剤を除去する。
【００１５】
さらに、図２（ｃ）に示すように、後の液浸露光時の液浸溶液である純水に対して疎水性を有する保護膜４をレジスト膜３上に形成する（ステップＳ１３０）。保護膜４は、レジスト膜３上に保護膜４をスピンコート法により塗布し、例えば９０℃の温度で１分間加熱処理を行うことで形成する。なお、保護膜４はレジスト膜３、反射防止膜２など半導体基板１上の成膜物質が後の露光時に液浸溶液に触れないように、半導体基板１表面（レジスト膜３表面）から外周面にわたって被覆する。
【００１６】
次に、半導体基板１表面の疎水性を測定して、半導体基板１の表面の疎水性の度合いをチェックし（ステップＳ１４０）、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否か、すなわち半導体基板１の表面に保護膜４が形成されているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ここで、所定のレベルとは、レジスト膜３と液浸液である純水６との接触に起因したレンズへのコンタミの発生が生じないレベルであり、保護膜４が正常に形成されている場合のレベルである。
【００１７】
半導体基板１表面の疎水性の測定は、半導体基板１の表面での水滴の表面接触角を測定することにより行うことができる。図５は、半導体基板１表面の疎水性の測定方法の一例であり、半導体基板１の表面での水滴の表面接触角を測定する方法を説明するための模式図である。例えば図５に示すように、給水管２１より半導体基板１の表面に水滴２２を滴下し、半導体基板１の表面での水滴２２の表面接触角αを接触角測定装置により測定する。ここで、表面接触角αは、図６に示すように、水滴２２の半導体基板１上における中心Ａと水滴の最外端Ｂとを結ぶ直線と、半導体基板１の表面と、がなす角度である。図６は、表面接触角αを説明するための模式図である。
【００１８】
測定した表面接触角αの大きさにより、半導体基板１の表面の疎水性の度合いを評価する。この表面接触角αが大きいほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが高く、表面接触角αが小さいほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが低い。そして、この半導体基板１の表面の疎水性の度合いにより、半導体基板１の表面における保護膜４の有無を判定することができる。
【００１９】
すなわち、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上（表面接触角αが所定のレベル以上）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていると判定することができる。また、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満（表面接触角αが所定のレベル未満）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていないと判定することができる。
【００２０】
また、半導体基板１表面の疎水性は、回転する半導体基板１表面における水滴の移動速度により測定することができる。図７は、半導体基板１表面の疎水性の測定方法の一例であり、回転する半導体基板１表面における水滴の移動速度を測定する方法を説明するための模式図である。例えば図７に示すように半導体基板１を略水平に配置し、半径方向の延長上に漏水センサ２３を配置する。そして、半導体基板１を周方向に所定の速度で回転させた状態で、給水管２１より半導体基板１の表面に水滴２２を滴下する。水滴２２は遠心力により半導体基板１の半径方向に移動して漏水センサ２３に捕らえられる。このとき、水滴２２を滴下してから該水滴２２が漏水センサ２３に捕らえられるまでの移動時間Ｔ１を測定する。また、予め、半導体基板１表面に保護膜４が正常に形成されている場合の上記の移動時間を測定し、基準移動時間ＴＳ１を準備しておく。
【００２１】
そして、半導体基板１において測定した移動時間Ｔ１により、半導体基板１の表面の疎水性の度合いを評価する。この移動時間が短いほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが高く、移動時間が長いほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが低い。したがって、この半導体基板１の表面の疎水性の度合いにより、半導体基板１の表面における保護膜４の有無を判定することができる。
【００２２】
すなわち、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上（移動時間Ｔ１が基準移動時間ＴＳ１以下）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていると判定することができる。また、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満（移動時間Ｔ１が基準移動時間ＴＳ１より大）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていないと判定することができる。なお、半導体基板１に水滴２２を滴下した後に半導体基板１を回転させ、半導体基板１が回転を開始した時点から水滴２２が漏水センサ２３に捕らえられるまでの時間を測定し、評価しても良い。
【００２３】
また、半導体基板１表面の疎水性は、傾斜した半導体基板１の表面における水滴の移動速度により測定することができる。図８は、半導体基板１表面の疎水性の測定方法の一例であり、傾斜した半導体基板１の表面における水滴の移動速度を測定する方法を説明するための模式図である。例えば図８に示すように半導体基板１を所定の角度で傾けて配置し、半導体基板１の最下端の下部周辺領域に漏水センサ２３を配置する。そして、給水管２１より半導体基板１の表面に水滴２２を滴下すると、半導体基板１が傾けられているために水滴２２は半導体基板１の最下端方向に移動して漏水センサ２３に捕らえられる。このとき、水滴２２が滴下されてから漏水センサ２３に捕らえられるまでの移動時間Ｔ２を測定する。また、予め、半導体基板１表面に保護膜４が形成されている場合の上記の移動時間を測定し、基準移動時間ＴＳ２を準備しておく。
【００２４】
そして、半導体基板１において測定した移動時間Ｔ２により、半導体基板１の表面の疎水性の度合いを評価する。この移動時間が短いほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが高く、移動時間が長いほど、半導体基板１表面における疎水性の度合いが低い。したがって、この半導体基板１の表面の疎水性の度合いにより、半導体基板１の表面における保護膜４の有無を判定することができる。移動時間Ｔ２の測定は、半導体基板１の表面における複数の半径方向に対して行う。
【００２５】
すなわち、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上（移動時間Ｔ２が基準移動時間ＴＳ２以下）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていると判定することができる。また、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満（移動時間Ｔ２が基準移動時間ＴＳ２より大）である場合は、半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていないと判定することができる。なお、水平に配置した半導体基板１に水滴２２を滴下した後に半導体基板１を傾けて、半導体基板１を傾けた時点から水滴２２が漏水センサ２３に捕らえられるまでの時間を測定し、評価しても良い。
【００２６】
上述したような半導体基板１表面の疎水性の度合いのチェックを行い、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満である、すなわち半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていないと判定された場合は（ステップＳ１５０否定）、半導体基板１を露光装置に搬送することなくリワーク工程に回される。また、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上である、すなわち半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていると判定された場合は（ステップＳ１５０肯定）、半導体基板１を露光装置に搬送する。そして、図２（ｄ）に示すように半導体基板１の表面との間に純水６を介在させた状態で露光ヘッド５を移動させながら液浸露光を実施し、レチクルに形成されたパターンをレジスト膜３に転写し、潜像を形成する（ステップＳ１６０）。
【００２７】
液浸露光は、例えば図３に示したような露光ヘッド５を有する液浸型の露光装置を用いて、図４に示したような露光順路で行われる。図３に示した液浸型の露光装置は、図示されない照明光学系の下方にレチクルステージ１１が配置されている。レチクルステージ１１上にレチクル１２が設置されている。レチクルステージ１１は平行移動可能である。レチクルステージ１１の下方に投影レンズ系１３が配置されている。投影レンズ系１３の下方にウェハステージ１４が配置されている。ウェハステージ１４上に前述した処理が行われた半導体基板１が設置される。ウェハステージ１４は、半導体基板１と共に平行移動する。半導体基板１の周囲にはサポート板１７が設けられている。
【００２８】
投影レンズ系１３の下方には、フェンス１５が取り付けられている。投影レンズ系１３の横にフェンス１５内への純水（液浸溶液）の供給及びフェンス１５内からの純水の排出を行う一対の水供給・排出器１６が設けられている。露光時、フェンス１５と投影レンズ系１３で囲まれた領域の半導体基板１と投影レンズ系１３との空間は純水の液膜で満たされる。投影レンズ系１３から射出する露光光は純水の層を通過して照射領域に到達する。そして、照射領域にあたる半導体基板１表面のフォトレジストにレチクル１２上のマスクパターン（図示せず）の像が投影され、潜像が形成される。
【００２９】
図６において、上向きの矢印・下向きの矢印はそれぞれ、露光スリット領域が移動する方向を示している。図６に示すように、一つの露光フィールドをスキャン露光し、隣の露光フィールドをスキャン露光するときには走査の向きが逆になっている。このような動作を繰り返しながら半導体基板１全面の露光を行う。
【００３０】
本実施の形態においては、露光装置としてＡｒＦ液浸露光装置（ＮＳＲＳ６１０Ｃ、ニコン社製）を使用し、ＮＡ＝０．６８、σ＝０．７５、ε＝２／３の照明条件で、透過率６％のハーフトーンマスクを用いて露光した。前述したように半導体基板１表面の疎水性の度合いをチェックして半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていることが確認されているため半導体基板１表面は十分な疎水性を有しており、露光ヘッド５の純水６が半導体基板１表面に接触してもコンタミは発生せず、問題なく露光を行うことができた。
【００３１】
露光後、半導体基板１を露光装置から搬出して洗浄し（ステップＳ１７０）、例えば１１５℃の温度で１分間加熱処理（ＰＥＢ）を行う（ステップＳ１８０）。この加熱により露光段階で発生した酸の拡散、増幅反応を行う。
【００３２】
次いでレジスト膜３表面にある保護膜４の除去を行う。保護膜４が後の現像液に可溶である場合には現像時に保護膜４を除去しても良い。さらに前述の半導体基板１を現像装置に搬送し、例えば２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液で現像することで（ステップＳ１９０）、図２（ｅ）に示すようにＡｒＦレジストパターンとしてラインアンドスペースパターン７が形成される。
【００３３】
上述したように、本実施の形態にかかるレジストパターン形成方法によれば、半導体基板１上にレジスト膜３と疎水性を有する保護膜４とをこの順で形成し、半導体基板１を露光装置に搬入する前に、該半導体基板１の表面の疎水性の度合いをチェックするチェック工程を実施する。そして、チェック工程において、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上である、すなわち半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていると判定された場合は半導体基板１を露光装置に搬送し、液浸露光を実施する。また、チェック工程において、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満である、すなわち半導体基板１の表面に保護膜４が形成されていないと判定された場合は、半導体基板１を露光装置に搬送しない。
【００３４】
このようなチェック工程を実施することにより、半導体基板１が露光装置内に搬送される前に半導体基板１表面の疎水性のレベルを判定することができるため、保護膜４の塗布忘れや塗布不良に起因して表面の疎水性が不足した半導体基板１が露光装置内に搬送されることを防止することができ、レジスト膜３と液浸液である純水との接触によりレジスト膜３中の成分が純水に溶出することに起因したレンズへのコンタミの発生を防止することができる。これにより、液浸露光における露光精度の低下を防止して、レジストパターン形成不良の発生を抑制することができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法を図９〜図１１を参照して説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法の手順を示すフローチャートである。図１０は、第２の実施の形態にかかるレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【００３６】
まず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板１上に反射防止膜２として例えば厚さ８０ｎｍの有機反射防止膜（ＢＡＲＣ）を形成する（ステップＳ２１０）。反射防止膜２は、以下の手順で形成される。半導体基板１上に反射防止膜用塗布材料を滴下してスピンコート法により塗布した後、例えば２１５℃の温度で１分間加熱処理を行う。なお、ＳＯＧをスピンコート法により塗布した後で加熱処理することで反射防止膜２を形成しても良い。
【００３７】
続いて、図１０（ｂ）に示すように、反射防止膜２上に被加工膜となるレジスト膜３として例えば表層に疎水性層４ａを有するトップコートレスレジスト膜を厚さ１６５ｎｍで形成する（ステップＳ２２０）。トップコートレスレジスト膜は、以下の手順で形成される。反射防止膜２上にトップコートレスレジストを滴下してスピンコート法により塗布した後、例えば１２５℃の温度で１分間加熱処理を行って、塗布材料に含まれる溶剤を除去する。なお、トップコートレスレジスト膜は、反射防止膜２など半導体基板１上の成膜物質が後の露光時に液浸溶液に触れないように、半導体基板１表面（反射防止膜２）から外周面にわたって被覆する。
【００３８】
次に、半導体基板１の表面の疎水性の度合いをチェックし（ステップＳ２３０）、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、所定のレベルとは、レジスト膜３と液浸液である純水６との接触に起因したレンズへのコンタミの発生が生じないレベルである。
【００３９】
半導体基板１表面の疎水性の測定は、エリプソメトリやスキャトロメトリの技術を用いた半導体基板１表面の表面分析を行うことにより行うことができる。具体的には、半導体基板１表面の光学特性として半導体基板１表面の屈折率を求める。図１１は、エリプソメータによる半導体基板１表面の表面分析方法を説明するための模式図である。例えば図１１に示すようなエリプソメータ３１において、光源３２から出た入射光３２ａは、回転可能なポラライザ（図示省略）を通過することにより、偏光面（Ｓ偏光、Ｐ偏光）が調整されるとともに位相が揃えられ、半導体基板１の表面に向けて照射される。半導体基板１の表面で反射された反射光３２ｂは、その波長に応じて分光光学系（図示省略）によって空間的に波長分離され、その分離光はアレー状に光電検出器が配列した光検出器３３により波長ごとのＳ偏光及びＰ偏光の強度比や位相差が検出される。それらの情報は図示しない計算機へと送られ、計算機４６ではその情報に基づいて半導体基板１表面の屈折率を求める。そして、求められた半導体基板１表面の屈折率の大きさにより、半導体基板１の表面の疎水性の度合いを評価する。
【００４０】
上述したような半導体基板１表面の疎水性の度合いのチェックを行い、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満であると判定された場合は（ステップＳ２４０否定）、半導体基板１を露光装置に搬送することなくリワーク工程に回される。また、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上であると判定された場合は（ステップＳ２４０肯定）、半導体基板１を露光装置に搬送する。そして、図１０（ｃ）に示すように露光ヘッド５を移動させながら液浸露光を実施し、レチクルに形成されたパターンをレジスト膜３に転写し、潜像を形成する（ステップＳ２５０）。
【００４１】
本実施の形態においては、露光装置としてＡｒＦ液浸露光装置（ＮＳＲＳ６１０Ｃ、ニコン社製）を使用し、ＮＡ＝０．６８、σ＝０．７５、ε＝２／３の照明条件で、透過率６％のハーフトーンマスクを用いて露光した。前述したように半導体基板１表面の疎水性の度合いをチェックして半導体基板１の表面が十分な疎水性を有していることが確認されているため、露光ヘッド５の純水６が半導体基板１表面に接触してもコンタミは発生せず、問題なく露光を行うことができた。
【００４２】
露光後、半導体基板１を露光装置から搬出して洗浄し（ステップＳ２６０）、例えば１１５℃の温度で１分間加熱処理（ＰＥＢ）を行う（ステップＳ２７０）。この加熱により露光段階で発生した酸の拡散、増幅反応を行う。
【００４３】
次いで、半導体基板１を現像装置に搬送し、例えば２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液で現像することで（ステップＳ２８０）、図１０（ｄ）に示すようにＡｒＦレジストパターンとしてラインアンドスペースパターン７が形成される。
【００４４】
上述したように、本実施の形態にかかるレジストパターン形成方法によれば、半導体基板１上にトップコートレスレジスト膜を形成し、半導体基板１を露光装置に搬入する前に、該半導体基板１の表面の疎水性の度合いをチェックするチェック工程を実施する。そして、チェック工程において、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル以上である、すなわち半導体基板１の表面が十分な疎水性を有すると判定された場合は半導体基板１を露光装置に搬送し、液浸露光を実施する。また、チェック工程において、半導体基板１表面における疎水性の度合いが所定のレベル未満である、すなわち半導体基板１の表面が十分な疎水性を有していないと判定された場合は、半導体基板１を露光装置に搬送しない。
【００４５】
このようなチェック工程を実施することにより半導体基板１が露光装置内に搬送される前に半導体基板１表面の疎水性のレベルを判定することができるため、レジスト膜３であるトップコートレスレジスト膜における疎水効果が十分に発揮されずに表面の疎水性が不足した半導体基板１が露光装置内に搬送されることを防止することができ、レジスト膜３と液浸液である純水との接触によりレジスト膜３中の成分が純水に溶出することに起因したレンズへのコンタミの発生を防止することができる。したがって、本実施の形態にかかるレジストパターン形成方法によれば、液浸露光における露光精度の低下を防止して、レジストパターン形成不良の発生を抑制することができる。
【００４６】
また、通常、保護膜４は半導体基板１の露光面から外周面にわたって形成される。そして、外周面への保護膜４の塗布忘れや塗布不良に起因して外周面での疎水性が不足した半導体基板１が露光装置内に搬送された場合には、純水が半導体基板１の外周面を伝って半導体基板１の裏面側に回り込むことによりウェハステージ１４上への漏水が発生し、露光装置に悪影響を与える。しかしながら、本実施の形態にかかるレジストパターン形成方法によれば、半導体基板１の露光面から外周面にわたって表面分析を行い、半導体基板１表面の疎水性の有無を判定することができるため、上記のようなウェハステージ１４上への漏水を防止することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態においては、半導体基板上に反射防止膜とレジストとをこの順で成膜した後に、レジストをパターンニングする場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、各種工程において適宜応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の一実施形態に従ったレジストパターン形成方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】この発明の一実施形態に従ったレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に従った液浸型の露光装置の一構成例を示す模式図である。
【図４】この発明の一実施形態に従った露光順路の一例を示す平面図である。
【図５】この発明の一実施形態に従った半導体基板表面の疎水性の測定方法の一例を説明するための模式図である。
【図６】この発明の一実施形態に従った表面接触角を説明するための模式図である。
【図７】この発明の一実施形態に従った半導体基板表面の疎水性の測定方法の一例を説明するための模式図である。
【図８】この発明の一実施形態に従った半導体基板表面の疎水性の測定方法の一例を説明するための模式図である。
【図９】この発明の一実施形態に従ったレジストパターン形成方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の一実施形態に従ったレジストパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】この発明の一実施形態に従った半導体基板表面の表面分析方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  半導体基板、２  反射防止膜、３  レジスト膜、４  保護膜、５  露光ヘッド、６  純水、７  ラインアンドスペースパターン、１１  レチクルステージ、１２  レチクル、１３  投影レンズ系、１４  ウェハステージ、１５  フェンス、１６  水供給・排出器、１７  サポート板、２１  給水管、２２  水滴、２３  漏水センサ、３１  エリプソメータ、３２  光源、３２ａ  入射光、３２ｂ  反射光、Ａ  水滴の半導体基板上における中心、Ｂ  水滴の最外端、α  表面接触角。
【図１】
2010080626.tif 000003
【図２】
2010080626.tif 000004
【図３】
2010080626.tif 000005
【図４】
2010080626.tif 000006
【図５】
2010080626.tif 000007
【図６】
2010080626.tif 000008
【図７】
2010080626.tif 000009
【図８】
2010080626.tif 000010
【図９】
2010080626.tif 000011
【図１０】
2010080626.tif 000012
【図１１】
2010080626.tif 000013