(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を成膜する成膜装置であって、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板を保持する保持台と、
前記保持台に保持された基板に対して、前記分子レジストの蒸気を供給するレジスト膜用蒸着ヘッドと、
前記処理容器内の雰囲気を真空雰囲気に減圧する減圧機構と、を有することを特徴とする、成膜装置。
【請求項２】
基板上の被処理膜と前記レジスト膜との間に形成され、当該被処理膜をエッチングする際のマスクとなる犠牲膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記被処理膜上に供給する犠牲膜用蒸着ヘッドと、
前記犠牲膜と前記レジスト膜との間に反射防止膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記犠牲膜上に供給する反射防止膜用蒸着ヘッドと、
前記保持台に保持された基板を搬送する搬送機構と、を有し、
前記犠牲膜用蒸着ヘッド、前記反射防止膜用蒸着ヘッド及び前記レジスト膜用蒸着ヘッドは、基板の搬送方向にこの順で配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドは、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給することを特徴とする、請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドには、基板の搬送方向と垂直方向に基板の幅以上に長く延伸し、基板上に蒸気を供給する供給口がそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記犠牲膜用蒸着ヘッドと前記反射防止膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記犠牲膜を架橋させる第１の架橋手段と、
前記反射防止膜用蒸着ヘッドと前記レジスト膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記反射防止膜を架橋させる第２の架橋手段と、を有することを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジストパターンを形成する基板処理システムであって、
基板上にレジスト膜を成膜する成膜装置と、
前記成膜されたレジスト膜を露光する露光装置と、
前記露光されたレジスト膜を現像する現像装置と、を備え、
前記成膜装置は、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板を保持する保持台と、
前記保持台に保持された基板に対して、前記分子レジストの蒸気を供給するレジスト膜用蒸着ヘッドと、
前記処理容器内の雰囲気を真空雰囲気に減圧する減圧機構と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項７】
前記成膜装置は、
基板上の被処理膜と前記レジスト膜との間に形成され、当該被処理膜をエッチングする際のマスクとなる犠牲膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記被処理膜上に供給する犠牲膜用蒸着ヘッドと、
前記犠牲膜と前記レジスト膜との間に反射防止膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記犠牲膜上に供給する反射防止膜用蒸着ヘッドと、
前記保持台に保持された基板を搬送する搬送機構と、を有し、
前記犠牲膜用蒸着ヘッド、前記反射防止膜用蒸着ヘッド及び前記レジスト膜用蒸着ヘッドは、基板の搬送方向にこの順で配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドは、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給することを特徴とする、請求項７に基板処理システム。
【請求項９】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドには、基板の搬送方向と垂直方向に基板の幅以上に長く延伸し、基板上に蒸気を供給する供給口がそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記成膜装置は、
前記犠牲膜用蒸着ヘッドと前記反射防止膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記犠牲膜を架橋させる第１の架橋手段と、
前記反射防止膜用蒸着ヘッドと前記レジスト膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記反射防止膜を架橋させる第２の架橋手段と、を有することを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１１】
基板を熱処理する熱処理装置と、
前記現像装置における現像処理後、基板上の前記レジストパターンの寸法を測定する寸法測定装置と、
前記寸法測定装置での測定結果に基づいて、少なくとも前記成膜装置の処理条件、前記露光装置の処理条件又は前記熱処理装置の処理条件を補正する制御装置と、を有することを特徴とする、請求項６〜１０のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記成膜装置における成膜処理後、基板上の前記レジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、
前記膜厚測定装置での測定結果に基づいて、前記成膜装置の処理条件を補正する制御装置と、を有することを特徴とする、請求項６〜１０のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１３】
前記成膜装置の処理条件は、前記分子レジストの蒸気の少なくとも温度又は供給量であることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記成膜装置の条件は、前記分子レジストの蒸気を搬送するキャリアガスの供給流量であることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１５】
前記成膜装置、前記露光装置及び前記現像装置に基板を搬送するための基板搬送部と、
前記基板搬送部に対して基板を搬入出する基板搬入出部と、を有することを特徴とする、請求項６〜１４のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１６】
前記成膜装置、前記露光装置及び前記現像装置に基板を搬送するための基板搬送部と、
前記基板搬送部に基板を搬入する基板搬入部と、
前記基板搬送部から基板を搬出する基板搬出部と、を有することを特徴とする、請求項６〜１４のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１７】
前記成膜装置において成膜処理を行う前に、基板の表面を洗浄する前処理装置を有することを特徴とする、請求項６〜１６のいずれかに記載の基板処理システム。
【請求項１８】
基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジストパターンを形成する基板処理方法であって、
真空雰囲気下で、基板上に前記分子レジストの蒸気を供給し、当該分子レジストを基板上に蒸着させてレジスト膜を成膜する成膜工程と、
その後、前記レジスト膜を熱処理する第１の熱処理工程と、
その後、前記レジスト膜を露光する露光工程と、
その後、前記レジスト膜を熱処理する第２の熱処理工程と、
その後、前記レジスト膜を現像する現像工程と、
その後、前記レジスト膜を熱処理する第３の熱処理工程と、を有することを特徴とする、基板処理方法。
【請求項１９】
前記成膜工程において、
真空雰囲気下で、基板の被処理膜上に所定の成膜材料の蒸気を供給し、当該成膜材料を前記被処理膜上に蒸着させて犠牲膜を形成し、
その後、真空雰囲気下で、前記犠牲膜上に所定の成膜材料の蒸気を供給し、当該成膜材料を前記犠牲膜上に蒸着させて反射防止膜を形成し、
その後、前記反射防止膜上に前記レジスト膜を成膜することを特徴とする、請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記成膜工程において、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給することを特徴とする、請求項１９に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記成膜工程において、
前記犠牲膜を形成した後であって前記反射防止膜を形成する前に、前記犠牲膜を架橋させ、
前記反射防止膜を形成した後であって前記レジスト膜を形成する前に、前記反射防止膜を架橋させることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
前記第３の熱処理工程後、基板上の前記レジストパターンの寸法を測定し、当該測定結果に基づいて、少なくとも前記成膜工程の処理条件、前記露光工程の処理条件、前記第１の熱処理工程の処理条件、前記第２の熱処理工程の処理条件又は前記第３の熱処理工程の処理条件を補正することを特徴とする、請求項１８〜２１のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２３】
前記成膜工程後、基板上の前記レジスト膜の膜厚を測定し、当該測定結果に基づいて、前記成膜工程の処理条件を補正することを特徴とする、請求項１８〜２１のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２４】
前記成膜工程の処理条件は、前記分子レジストの蒸気の少なくとも温度又は供給量であることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の基板処理方法。
【請求項２５】
前記成膜工程の条件は、前記分子レジストの蒸気を搬送するキャリアガスの供給流量であることを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２６】
前記成膜工程の前に、基板の表面を洗浄する前処理工程を有することを特徴とする、請求項１８〜２５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項２７】
請求項１８〜２６のいずれかに記載の基板処理方法を行って基板上にレジストパターンを形成した後、
前記レジストパターンをマスクとして基板上の被処理膜をエッチングして、半導体装置を製造することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を成膜する成膜装置、基板処理システム、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体装置の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
上述したレジストパターンを形成する際、半導体装置のさらなる高集積化を図るため、近年、当該レジストパターンの微細化が求められている。このため、露光処理に用いられる光を短波長化することが進められている。具体的には、従来、露光光源として例えばＫｒＦレーザ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）などを出力する光源を用いていたが、これらレーザよりさらに短波長、例えば１３ｎｍ〜１４ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ；Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）を出力する光源を用いることが検討されている。
【０００４】
しかしながら、レジスト塗布処理を容易に行うという観点から、従来より、レジスト液中の分子レジストには高分子化合物が用いられていた。この高分子化合物は分子サイズが大きく、分子鎖の絡まり合いが強いため、露光処理工程において微細なパターン通りに解像し難い。この結果、特にレジストパターンのＬＥＲ（Ｌｉｎｅ  Ｅｄｇｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）やＬＷＲ（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増大する。
【０００５】
そこで、例えばＥＵＶなどの短波長の光を出力する露光装置に対応した、低分子化合物の分子レジスト（以下、「低分子レジスト」という場合がある。）が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９８６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したレジスト塗布処理では、回転中のウェハの中心部にノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハ上でレジスト液を拡散することよってウェハ上にレジスト液を塗布する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【０００８】
しかしながら、このスピン塗布法を用いて、特許文献１の低分子レジストを溶媒に溶解させたレジスト液をウェハ上に塗布する場合、下記のような懸念がある。
【０００９】
すなわち、スピン塗布法を用いた場合、ウェハ上でレジスト液を均一に拡散させるのが困難であり、特にウェハ上にレジスト膜を薄膜状に形成する場合、膜厚を均一に制御することが困難になる。また、低分子レジストは分子鎖の絡まり合いが弱いため、ウェハ上に塗布すると結晶化し易い。この結果、レジストパターンのＬＥＲやＬＷＲが増大する。さらに、レジスト液をウェハ上に塗布した後、当該ウェハを熱処理しても、ウェハ上にレジスト液の溶媒が残存する場合がある。かかる場合、後続の露光処理において、残った溶媒によって処理雰囲気の真空度が悪化して、露光処理を適切に行うことができない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を適切に成膜することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を成膜する成膜装置であって、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられ、基板を保持する保持台と、前記保持台に保持された基板に対して、前記分子レジストの蒸気を供給するレジスト膜用蒸着ヘッドと、前記処理容器内の雰囲気を真空雰囲気に減圧する減圧機構と、を有することを特徴としている。なお、低分子化合物とは、例えば分子量が２０００以下の低分子量の化合物をいう。
【００１２】
本発明によれば、真空雰囲気下で、基板上に前記分子レジストの蒸気を供給し、当該分子レジストを基板上に蒸着させてレジスト膜を成膜することができる。かかる場合、分子レジストの蒸気の供給量を調節することで、基板上のレジスト膜の膜厚を調節することができ、当該レジスト膜の膜厚を基板面内で均一にすることができる。また、真空雰囲気下で基板上に蒸気を供給するので、分子レジストがアモルファス状態で供給される。このため、分子レジストが低分子化合物であっても、当該分子レジストが結晶化し難い。したがって、基板上のレジスト膜をパターニングしても、レジストパターンのＬＥＲやＬＷＲを抑えることができる。さらに、基板上に供給される蒸気には分子レジストを溶解させるための溶媒が含まれていないので、従来のように基板上に溶媒が残存することがない。したがって、後続の露光処理において、残った溶媒によって処理雰囲気の真空度が悪化することがなく、当該露光処理を適切に行うことができる。以上のように本発明によれば、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を適切に成膜することができる。
【００１３】
前記成膜装置は、基板上の被処理膜と前記レジスト膜との間に形成され、当該被処理膜をエッチングする際のマスクとなる犠牲膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記被処理膜上に供給する犠牲膜用蒸着ヘッドと、前記犠牲膜と前記レジスト膜との間に反射防止膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記犠牲膜上に供給する反射防止膜用蒸着ヘッドと、前記保持台に保持された基板を搬送する搬送機構と、を有し、前記犠牲膜用蒸着ヘッド、前記反射防止膜用蒸着ヘッド及び前記レジスト膜用蒸着ヘッドは、基板の搬送方向にこの順で配置されていてもよい。
【００１４】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドは、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給してもよい。
【００１５】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドには、基板の搬送方向と垂直方向に基板の幅以上に長く延伸し、基板上に蒸気を供給する供給口がそれぞれ形成されていてもよい。
【００１６】
前記犠牲膜用蒸着ヘッドと前記反射防止膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記犠牲膜を架橋させる第１の架橋手段と、前記反射防止膜用蒸着ヘッドと前記レジスト膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記反射防止膜を架橋させる第２の架橋手段と、を有していてもよい。
【００１７】
別な観点による本発明は、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジストパターンを形成する基板処理システムであって、基板上にレジスト膜を成膜する成膜装置と、前記成膜されたレジスト膜を露光する露光装置と、前記露光されたレジスト膜を現像する現像装置と、を備え、前記成膜装置は、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられ、基板を保持する保持台と、前記保持台に保持された基板に対して、前記分子レジストの蒸気を供給するレジスト膜用蒸着ヘッドと、前記処理容器内の雰囲気を真空雰囲気に減圧する減圧機構と、を有することを特徴としている。
【００１８】
前記成膜装置は、基板上の被処理膜と前記レジスト膜との間に形成され、当該被処理膜をエッチングする際のマスクとなる犠牲膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記被処理膜上に供給する犠牲膜用蒸着ヘッドと、前記犠牲膜と前記レジスト膜との間に反射防止膜を形成する成膜材料の蒸気を、前記犠牲膜上に供給する反射防止膜用蒸着ヘッドと、前記保持台に保持された基板を搬送する搬送機構と、を有し、前記犠牲膜用蒸着ヘッド、前記反射防止膜用蒸着ヘッド及び前記レジスト膜用蒸着ヘッドは、基板の搬送方向にこの順で配置されていてもよい。
【００１９】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドは、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給してもよい。
【００２０】
前記レジスト膜用蒸着ヘッド、前記犠牲膜用蒸着ヘッド及び前記反射防止膜用蒸着ヘッドには、基板の搬送方向と垂直方向に基板の幅以上に長く延伸し、基板上に蒸気を供給する供給口がそれぞれ形成されていてもよい。
【００２１】
前記成膜装置は、前記犠牲膜用蒸着ヘッドと前記反射防止膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記犠牲膜を架橋させる第１の架橋手段と、前記反射防止膜用蒸着ヘッドと前記レジスト膜用蒸着ヘッドとの間に設けられ、前記反射防止膜を架橋させる第２の架橋手段と、を有していてもよい。
【００２２】
前記基板処理システムは、基板を熱処理する熱処理装置と、前記現像装置における現像処理後、基板上の前記レジストパターンの寸法を測定する寸法測定装置と、前記寸法測定装置での測定結果に基づいて、少なくとも前記成膜装置の処理条件、前記露光装置の処理条件又は前記熱処理装置の処理条件を補正する制御装置と、を有していてもよい。なお、レジストパターンの寸法とは、例えばレジストパターンの高さ、レジストパターンの線幅、レジストパターンのサイドウォールアングル、コンタクトホールの径などである。
【００２３】
また、前記基板処理システムは、前記成膜装置における成膜処理後、基板上の前記レジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、前記膜厚測定装置での測定結果に基づいて、前記成膜装置の処理条件を補正する制御装置と、を有していてもよい。
【００２４】
前記成膜装置の処理条件は、前記分子レジストの蒸気の少なくとも温度又は供給量であってもよい。また、前記成膜装置の条件は、前記分子レジストの蒸気を搬送するキャリアガスの供給流量であってもよい。
【００２５】
前記基板処理システムは、前記成膜装置、前記露光装置及び前記現像装置に基板を搬送するための基板搬送部と、前記基板搬送部に対して基板を搬入出する基板搬入出部と、を有していてもよい。
【００２６】
また、前記基板処理システムは、前記成膜装置、前記露光装置及び前記現像装置に基板を搬送するための基板搬送部と、前記基板搬送部に基板を搬入する基板搬入部と、前記基板搬送部から基板を搬出する基板搬出部と、を有していてもよい。
【００２７】
前記基板処理システムは、前記成膜装置において成膜処理を行う前に、基板の表面を洗浄する前処理装置を有していてもよい。
【００２８】
また別な観点による本発明は、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジストパターンを形成する基板処理方法であって、真空雰囲気下で、基板上に前記分子レジストの蒸気を供給し、当該分子レジストを基板上に蒸着させてレジスト膜を成膜する成膜工程と、その後、前記レジスト膜を熱処理する第１の熱処理工程と、その後、前記レジスト膜を露光する露光工程と、その後、前記レジスト膜を熱処理する第２の熱処理工程と、その後、前記レジスト膜を現像する現像工程と、その後、前記レジスト膜を熱処理する第３の熱処理工程と、を有することを特徴としている。
【００２９】
前記成膜工程において、真空雰囲気下で、基板の被処理膜上に所定の成膜材料の蒸気を供給し、当該成膜材料を前記被処理膜上に蒸着させて犠牲膜を形成し、その後、真空雰囲気下で、前記犠牲膜上に所定の成膜材料の蒸気を供給し、当該成膜材料を前記犠牲膜上に蒸着させて反射防止膜を形成し、その後、前記反射防止膜上に前記レジスト膜を成膜してもよい。
【００３０】
前記成膜工程において、キャリアガスを用いて基板上に蒸気を供給してもよい。
【００３１】
前記成膜工程において、前記犠牲膜を形成した後であって前記反射防止膜を形成する前に、前記犠牲膜を架橋させ、前記反射防止膜を形成した後であって前記レジスト膜を形成する前に、前記反射防止膜を架橋させてもよい。
【００３２】
前記第３の熱処理工程後、基板上の前記レジストパターンの寸法を測定し、当該測定結果に基づいて、少なくとも前記成膜工程の処理条件、前記露光工程の処理条件、前記第１の熱処理工程の処理条件、前記第２の熱処理工程の処理条件又は前記第３の熱処理工程の処理条件を補正してもよい。
【００３３】
また、前記成膜工程後、基板上の前記レジスト膜の膜厚を測定し、当該測定結果に基づいて、前記成膜工程の処理条件を補正してもよい。
【００３４】
前記成膜工程の処理条件は、前記分子レジストの蒸気の少なくとも温度又は供給量であってもよい。また、前記成膜工程の条件は、前記分子レジストの蒸気を搬送するキャリアガスの供給流量であってもよい。
【００３５】
前記基板処理方法は、前記成膜工程の前に、基板の表面を洗浄する前処理工程を有していてもよい。
【００３６】
さらに別な観点による本発明は、前記基板処理方法を行って基板上にレジストパターンを形成した後、前記レジストパターンをマスクとして基板上の被処理膜をエッチングして、半導体装置を製造することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、基板上に低分子化合物の分子レジストからなるレジスト膜を適切に成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】本実施の形態にかかる成膜装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】犠牲膜用蒸着ヘッドの斜視図である。
【図４】ウェハ処理の各工程におけるウェハの状態を示した説明図であり、（ａ）は予めウェハ上に被処理膜が形成された様子を示し、（ｂ）は被処理膜上に犠牲膜が形成された様子を示し、（ｃ）は犠牲膜上に反射防止膜が形成された様子を示し、（ｄ）は反射防止膜上にレジスト膜が形成された様子を示し、（ｅ）はレジスト膜にレジストパターンが形成された様子を示す。
【図５】他の実施の形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図６】他の実施の形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図７】他の実施の形態にかかる成膜装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム１の構成の概略を示す平明図である。実施の形態のウェハ処理システム１では、基板としてのウェハＷ上にフォトリソグラフィー処理を行い、ウェハＷ上にレジストパターンを形成する。また、ウェハ処理システム１で処理されるウェハＷ上には、後述するように予め被処理膜、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）が形成されている。
【００４０】
なお、本実施の形態で用いられるレジストは、いわゆる化学増幅型のレジストであって、感光性を有している。また、本実施の形態で用いられるレジストは、後述するように例えば分子量が２０００以下、より好ましくは分子量が１０００以下の低分子化合物の分子レジスト（以下、「低分子レジスト」という場合がある。）である。
【００４１】
ウェハ処理システム１は、図１に示すように例えば複数のウェハＷをカセット単位で外部とウェハ処理システム１との間で搬入出したり、カセットＣや後述する主搬送室２０に対してウェハＷを搬入出したりする基板搬入出部としての搬入出ステーション２と、ウェハＷに対して枚葉式に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。
【００４２】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。すなわち、搬入出ステーション２は、複数のウェハＷを保有可能に構成されている。
【００４３】
搬入出ステーション２において、カセット載置台１０のＹ方向正方向（図１中の右方向）側には、搬送室１１が隣接されている。搬送室１１には、Ｘ方向に延伸する搬送路１２上を移動可能なウェハ搬送体１３が設けられている。ウェハ搬送体１３は、水平方向に伸縮自在、且つ鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）にも移動自在であり、カセットＣと後述する処理ステーション３のロードロック室２１、２２との間でウェハＷを搬送できる。
【００４４】
処理ステーション３の中央部には、内部を減圧可能な基板搬送部としての主搬送室２０が設けられている。主搬送室２０は、例えば平面視において略多角形状（図示の例では八角形状）に形成され、その周囲にロードロック室２１、２２と、例えば７つの処理装置２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９が接続されている。ロードロック室２１、２２と、処理装置２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９は、平面視において、主搬送室２０の周囲に時計回転方向にこの順で並ぶように配置されている。
【００４５】
搬送室１１とロードロック室２１、２２との間、主搬送室２０と各ロードロック室２１、２２及び各処理装置２３〜２９との間には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されたゲートバルブ３０がそれぞれ設けられている。
【００４６】
主搬送室２０は、内部を密閉可能な構造の搬送室チャンバ４０を有している。搬送室チャンバ４０内には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４１が設けられている。ウェハ搬送機構４１は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム４２、４２を有している。各搬送アーム４２は、水平方向に伸縮自在、且つ鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）に移動自在に構成されている。そして、ウェハ搬送機構４１は、主搬送室２０の周囲のロードロック室２１、２２及び処理装置２３〜２９に対してウェハＷを搬送することができる。
【００４７】
ロードロック室２１、２２は、主搬送室２０と搬入出ステーション２との搬送室１１の間に配置され、主搬送室２０と搬送室１１を接続している。ロードロック室２１、２２は、ウェハＷの載置部（図示せず）を有し、室内を減圧雰囲気に維持できる。なお、以下において、ロードロック室２１を「第１のロードロック室２１」といい、ロードロック室２２を「第２のロードロック室２２」という場合がある。
【００４８】
処理装置２３は、ウェハＷの表面（被処理膜が形成された表面）を洗浄する前処理装置２３である。前処理装置２３では、例えばウェハＷの表面に紫外線を照射する。そして、この紫外線によってウェハＷ上の有機物等が除去され、当該ウェハＷの表面が洗浄される。なお、ウェハＷの表面の洗浄は、例えばアルゴンガス等の処理ガスをプラズマ化し、当該プラズマをウェハＷの表面に供給して行ってもよい。
【００４９】
処理装置２４、２５は、ウェハＷを熱処理する熱処理装置２４、２５である。熱処理装置２４、２５は、例えばウェハＷを載置して加熱する熱板（図示せず）と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板（図示せず）を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。また、熱処理装置２４、２５における熱処理温度は、例えば後述する制御装置１００により制御される。
【００５０】
処理装置２６は、ウェハＷ上にレジスト膜を成膜する成膜装置２６である。成膜装置２６の構成については後述する。
【００５１】
処理装置２７は、ウェハＷ上のレジスト膜を露光処理する露光装置２７である。露光装置２７は、ＥＵＶ（波長１３ｎｍ〜１４ｎｍ）を出力する光源（図示せず）を有している。そして、露光装置２７では、ウェハＷ上のレジスト膜にＥＵＶが照射され、当該レジスト膜に所定のパターンが選択的に露光される。
【００５２】
処理装置２８は、ウェハＷ上のレジスト膜を現像処理する現像装置２８である。現像装置２８では、例えば露光装置２７で露光されたウェハＷ上のレジスト膜に現像液を供給する。そして、この現像液によってレジスト膜が現像され、ウェハＷ上にレジストパターンが形成される。なお、現像装置２８では、上述した現像液によるウェット現像に代えて、例えばプラズマ状の現像液を用いたドライ現像を行ってもよい。すなわち、現像装置２８内の現像処理は、大気雰囲気下で行われる場合もあれば、所定の真空雰囲気下で行われる場合もある。したがって、現像処理が大気雰囲気下で行われる場合には、必ずしもウェハＷを真空雰囲気下で搬送する必要はなく、当該現像処理をウェハ処理システム１の外部で行ってもよい。
【００５３】
処理装置２９は、ウェハＷ上のレジストパターンの寸法を測定する寸法測定装置２９である。寸法測定装置２９では、例えばスキャトロメトリ（Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ）法を用いてレジストパターンの寸法を測定する。スキャトロメトリ法は、測定対象のウェハＷのレジストパターンに光を照射することで検出されるウェハ面内の光強度分布と、予め記憶されている仮想の光強度分布とをマッチングし、光強度分布が適合した仮想のレジストパターンの寸法を実際のレジストパターンの寸法と推定する方法である。なお、本実施の形態においては、レジストパターンの寸法として、例えばレジストパターンの高さが測定される。
【００５４】
次に、上述した成膜装置２６の構成について説明する。成膜装置２６は、図２に示すようにウェハＷを収容し、内部を密閉可能な構造の処理容器５０を有している。処理容器５０の主搬送室２０側の側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口５１が形成されている。搬入出口５１には、上述したゲートバルブ３０が設けられている。
【００５５】
処理容器５０の底面には、当該処理容器５０の内部の雰囲気を所定の真空雰囲気まで減圧するための吸気口５２が形成されている。吸気口５２には、例えば真空ポンプ５３に連通する吸気管５４が接続されている。なお、本実施の形態においては、吸気口５２、真空ポンプ５３及び吸気管５４が本発明の減圧機構を構成している。
【００５６】
処理容器５０の内部には、ウェハＷを水平に保持する保持台６０が設けられている。保持台６０は、例えば静電吸着によってウェハＷを保持する。また、ウェハＷは、被処理膜が形成された表面を上に向けたフェースアップの状態で保持台６０に保持される。保持台６０の下方には、例えばモータ等を内蔵した駆動部６１が設けられている。駆動部６１は、処理容器５０の底面に設けられ、Ｙ方向に沿って延伸するレール６２に取り付けられている。この駆動部６１により、保持台６０はレール６２に沿って移動し、ウェハＷを搬送できる。なお、本実施の形態では、レール６２が延伸するＹ方向がウェハＷの搬送方向Ｌとなる。また、本実施の形態においては、駆動部６１とレール６２が本発明の搬送機構を構成している。
【００５７】
処理容器５０の天井面には、３つの蒸着ヘッド７０、７１、７２が、ウェハＷの搬送方向Ｌにこの順で並べて配置されている。
【００５８】
蒸着ヘッド７０は、キャリアガスを用いて、ウェハＷ上の被処理膜をエッチングする際のマスクとなる犠牲膜を形成する成膜材料（以下、「犠牲膜用材料」という場合がある。）の蒸気を、被処理膜上に供給する犠牲膜用蒸着ヘッド７０である。犠牲膜用材料には、犠牲膜用蒸着ヘッド７０からウェハＷ上に供給できる程度に低分子量の化合物であって、且つ被処理膜に対して良好なエッチング選択比を確保できる材料が用いられ、例えばベンゼン環を有する分子化合物が用いられる。なお、本実施の形態では、成膜装置２６で成膜されるレジスト膜の膜厚が薄いため、当該レジスト膜に形成されるレジストパターンをマスクとすると、被処理膜を適切にエッチングできない場合がある。このため、レジストパターンを補完して被処理膜のマスクとして用いるために、本実施の形態では犠牲膜を別途形成している。
【００５９】
犠牲膜用蒸着ヘッド７０には、当該犠牲膜用蒸着ヘッド７０に犠牲膜用材料の蒸気を供給する蒸気供給源７３が、蒸気供給管７４を介して接続されている。蒸気供給管７４には、犠牲膜用材料の蒸気の流れを制御するバルブや供給量調節部等を含む供給機器群７５が設けられている。なお、蒸気供給源７３には、当該蒸気供給源７３内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管７３ａが接続されている。キャリアガスには、例えば不活性ガスが用いられる。そして、キャリアガス供給管７３ａから蒸気供給源７３内に供給されたキャリアガスは犠牲膜用材料の蒸気と所定の濃度で均一に混合される。またこのキャリアガスによって、犠牲膜用材料の蒸気は、犠牲膜用蒸着ヘッド７０に供給され、さらに犠牲膜用蒸着ヘッド７０から被処理膜上に供給される。
【００６０】
蒸着ヘッド７１は、キャリアガスを用いて、露光処理時の光の反射を防止するための反射防止膜を形成する成膜材料（以下、「反射防止膜用材料」という場合がある。）の蒸気を犠牲膜上に供給する反射防止膜用蒸着ヘッド７１である。反射防止膜用蒸着ヘッド７１には、当該反射防止膜用蒸着ヘッド７１に反射防止膜用材料の蒸気を供給する蒸気供給源７６が、蒸気供給管７７を介して接続されている。蒸気供給管７７には、反射防止膜用材料の蒸気の流れを制御するバルブや供給量調節部等を含む供給機器群７８が設けられている。なお、蒸気供給源７６には、当該蒸気供給源７６内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管７６ａが接続されている。キャリアガスには、例えば不活性ガスが用いられる。そして、キャリアガス供給管７６ａから蒸気供給源７６内に供給されたキャリアガスは反射防止膜用材料の蒸気と所定の濃度で均一に混合される。またこのキャリアガスによって、反射防止膜用材料の蒸気は、反射防止膜用蒸着ヘッド７１に供給され、さらに反射防止膜用蒸着ヘッド７１から犠牲膜上に供給される。
【００６１】
蒸着ヘッド７２は、キャリアガスを用いて、低分子レジストの蒸気を反射防止膜上に供給するレジスト膜用蒸着ヘッド７２である。低分子レジストは、上述したように例えば分子量が２０００以下、より好ましくは分子量が１０００以下の低分子量の化合物である。レジスト膜用蒸着ヘッド７２には、当該レジスト膜用蒸着ヘッド７２に低分子レジストの蒸気を供給する蒸気供給源７９が、蒸気供給管８０を介して接続されている。蒸気供給管８０には、低分子レジストの蒸気の流れを制御するバルブや供給量調節部等を含む供給機器群８１が設けられている。なお、蒸気供給源７９には、当該蒸気供給源７９内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管７９ａが接続されている。キャリアガスには、例えば不活性ガスが用いられる。そして、キャリアガス供給管７９ａから蒸気供給源７９内に供給されたキャリアガスは低分子レジストの蒸気と所定の濃度で均一に混合される。またこのキャリアガスによって、低分子レジストの蒸気は、レジスト膜用蒸着ヘッド７２に供給され、さらにレジスト膜用蒸着ヘッド７２から反射防止膜上に供給される。
【００６２】
蒸着ヘッド７０、７１、７２は、図２及び図３に示すように略直方体形状を有し、ウェハＷの搬送方向Ｌと垂直方向（図中のＸ方向）にそれぞれ延伸している。また、蒸着ヘッド７０、７１、７２の下面には、ウェハＷ上に成膜材料（犠牲膜材料、反射防止膜用材料、低分子レジスト）の蒸気を供給する供給口８２がそれぞれ形成されている。各供給口８２は、ウェハＷの搬送方向Ｌと垂直方向（図中のＸ方向）にウェハＷのＸ方向の幅以上に長く延伸している。かかる構成により、蒸気ヘッド７０、７１、７２から成膜材料の蒸気がウェハＷの幅方向に均一に供給される。なお、図３では犠牲膜用蒸着ヘッド７０を図示したが、反射防止膜用蒸着ヘッド７１とレジスト膜用蒸着ヘッド７２も同様の構成を有している。
【００６３】
そして、保持台６０に保持したウェハＷを搬送方向Ｌに沿って搬送しながら、蒸着ヘッド７０、７１、７２から犠牲膜用材料の蒸気、反射防止膜用材料の蒸気、低分子レジストの蒸気をウェハＷ上に順次供給することにより、ウェハＷの被処理膜上に犠牲膜、反射防止膜、レジスト膜がこの順で成膜される。このとき、蒸着ヘッド７０、７１、７２はキャリアガスを用いて成膜材料の蒸気を供給しているので、当該成膜材料の蒸気はウェハＷ上に均一に供給される。したがって、ウェハＷの被処理膜上に犠牲膜、反射防止膜、レジスト膜をそれぞれ均一に成膜することができる。なお、蒸着ヘッド７０、７１、７２とウェハＷとの間の距離を短くすることにより、成膜材料の蒸気を効率よく使用することができる。
【００６４】
処理容器５０の天井面には、図２に示すように犠牲膜用蒸着ヘッド７０と前記反射防止膜用蒸着ヘッド７１との間において、ウェハＷ上の犠牲膜を架橋させるため、当該犠牲膜に電子ビームを照射する第１の架橋手段としての第１の電子ビーム照射部９０が設けられている。また、反射防止膜用蒸着ヘッド７１とレジスト膜用蒸着ヘッド７２との間には、ウェハＷ上の反射防止膜を架橋させるため、当該反射防止膜に電子ビームを照射する第２の架橋手段としての第２の電子ビーム照射部９１が設けられている。第１の電子ビーム照射部９０と第２の電子ビーム照射部９１は、それぞれウェハＷの搬送方向Ｌと垂直方向（図中のＸ方向）にウェハＷのＸ方向の幅以上に長く延伸している。かかる構成により、第１の電子ビーム照射部９０及び第２の電子ビーム照射部９１からの電子ビームがウェハＷの幅方向に均一に照射される。なお、本実施の形態では、第１の電子ビーム照射部９０と第２の電子ビーム照射部９１からそれぞれ犠牲膜と反射防止膜に電子ビームを照射していたが、犠牲膜と反射防止膜を架橋させることができれば、電子ビーム以外の他の手段を用いることができる。例えば犠牲膜と反射防止膜に対して、紫外線を照射してもよいし、他の電子線等の荷電粒子線などを照射してもよい。
【００６５】
以上のウェハ処理システム１には、図１に示すように制御装置１００が設けられている。制御装置１００は、例えば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、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどの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、その記憶媒体Ｈから制御装置１００にインストールされたものであってもよい。
【００６６】
次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１で行われるウェハ処理について説明する。図４は、ウェハ処理の主な工程におけるウェハＷの状態を示している。なお、図４（ａ）に示すようにウェハ処理システム１で処理されるウェハＷ上には、予め被処理膜Ｆが形成されている。被処理膜Ｆは、上述したように例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である。
【００６７】
先ず、ウェハ搬送体１３によって、搬入出ステーション２のカセット載置台１０上のカセットＣからウェハＷが取り出され、第１のロードロック室２１に搬送される。その後、第１のロードロック室２１の搬入出ステーション２側のゲートバルブ３０を閉じる。そして、第１のロードロック室２１内を排気して、内部を所定の真空雰囲気まで減圧する。
【００６８】
その後、主搬送室２０と第１のロードロック室２１との間のゲートバルブ３０を開き、ウェハ搬送機構４１によって第１のロードロック室２１内のウェハＷが主搬送室２０に搬送される。このとき、主搬送室２０内の雰囲気は、所定の真空雰囲気に維持されている。
【００６９】
ウェハＷが主搬送室２０内に搬送されると、主搬送室２０と第１のロードロック室２１との間のゲートバルブ３０を閉じる。なお、その後、各処理装置２３〜２９においてウェハＷに所定の処理が行われるが、これら処理装置２３〜２９へのウェハＷの搬送はウェハ搬送機構４１によって行われる。そして、ウェハ搬送機構４１が各処理装置２３〜２９に対してウェハＷを搬入出する際には、その都度、ゲートバルブ３０の開閉が行われる。以下においては、主搬送室２０と各処理装置２３〜２９との間のゲートバルブ３０の開閉の説明を省略する。
【００７０】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、主搬送室２０内のウェハＷが前処理装置２３に搬送される。前処理装置２３では、ウェハＷの表面に紫外線が照射される。そして、ウェハＷ上、すなわちウェハＷの被処理膜Ｆ上の有機物等が除去され、当該ウェハＷの表面が洗浄される。
【００７１】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、前処理装置２３内のウェハＷが主搬送室２０を通って成膜装置２６に搬送される。成膜装置２６に搬送されたウェハＷは、被処理膜Ｆが形成された表面を上に向けた状態で保持台６０に保持される。そして、保持台６０に保持されたウェハＷは、搬送方向Ｌに沿って搬送される。なお、成膜装置２６においてウェハＷを処理する間、当該成膜装置２６の処理容器５０内の雰囲気は、真空ポンプ５３によって所定の真空雰囲気に維持されている。
【００７２】
成膜装置２６では、先ず、搬送中のウェハＷの被処理膜Ｆ上に、犠牲膜用蒸着ヘッド７０から犠牲膜用材料の蒸気が供給される。そして、図４（ｂ）に示すように犠牲膜用材料が被処理膜Ｆ上に蒸着して犠牲膜Ｈが形成される。続いて、犠牲膜Ｈに第１の電子ビーム照射部９０から電子ビームが照射され、当該犠牲膜Ｈ中の犠牲膜用材料が架橋する。こうして、被処理膜Ｆ上に犠牲膜Ｈが適切に形成される。
【００７３】
続いて、ウェハＷの犠牲膜Ｈ上に、反射防止膜用蒸着ヘッド７１から反射防止膜用材料の蒸気が供給される。そして、図４（ｃ）に示すように反射防止膜用材料が犠牲膜Ｈ上に蒸着して反射防止膜Ｂが形成される。続いて、反射防止膜Ｂに第２の電子ビーム照射部９１から電子ビームが照射され、当該反射防止膜Ｂ中の反射防止膜用材料が架橋する。こうして、犠牲膜Ｈ上に反射防止膜Ｂが適切に形成される。
【００７４】
その後、ウェハＷの反射防止膜Ｂ上に、レジスト膜用蒸着ヘッド７２から低分子レジストの蒸気が供給される。そして、図４（ｄ）に示すように低分子レジストが反射防止膜Ｂ上に蒸着してレジスト膜Ｒが形成される。
【００７５】
なお、成膜装置２６において、蒸着ヘッド７０、７１、７２から供給される蒸気の供給量は、犠牲膜Ｈの膜厚、反射防止膜Ｂの膜厚、レジスト膜Ｒの膜厚がそれぞれ所定の膜厚になるように調節されている。
【００７６】
ウェハＷ上にレジスト膜Ｒが形成されると、ウェハ搬送機構４１によって、成膜装置２６内のウェハＷが主搬送室２０を通って熱処理装置２４に搬送される。熱処理装置２４では、ウェハＷが加熱処理され、いわゆるプリベーキング処理（ＰＡＢ処理）が行われる。
【００７７】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、熱処理装置２４内のウェハＷが主搬送室２０を通って露光装置２７に搬送される。露光装置２７では、ウェハＷ上のレジスト膜ＲにＥＵＶが照射され、当該レジスト膜Ｒに所定のパターンが選択的に露光される。
【００７８】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、露光装置２７内のウェハＷが主搬送室２０を通って熱処理装置２５に搬送される。熱処理装置２５では、ウェハＷが加熱処理され、いわゆるポストエクスポージャーベーキング処理（ＰＥＢ処理）が行われる。
【００７９】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、熱処理装置２５内のウェハＷが主搬送室２０を通って現像装置２８に搬送される。現像装置２８では、露光されたレジスト膜Ｒに現像液が供給され、当該レジスト膜Ｒが現像される。こうして、図４（ｅ）に示すようにウェハＷの反射防止膜Ｂ上にレジストパターンＰが形成される。
【００８０】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、現像装置２８内のウェハＷが主搬送室２０を通って熱処理装置２５に搬送される。熱処理装置２５では、ウェハＷが加熱処理され、いわゆるポストベーキング処理（ＰＯＳＴ処理）が行われる。
【００８１】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、熱処理装置２５内のウェハＷが主搬送室２０を通って寸法測定装置２９に搬送される。寸法測定装置２９では、スキャトロメトリ法によりウェハＷ上のレジストパターンＰの高さが測定される。
【００８２】
寸法測定装置２９の測定結果は、制御装置１００に出力される。制御装置１００では、測定されたレジストパターンＰの高さが所望の高さになっていない場合に、当該測定結果に基づいて、成膜装置２６の処理条件を補正する。具体的には、レジスト膜用蒸着ヘッド７２から供給される低分子レジストの蒸気の温度と供給量が補正される。なお、低分子レジストの蒸気の温度又は供給量のいずれか一方のみを補正してもよい。こうして成膜装置２６の処理条件がフィードバック制御される。そして、補正後の処理条件で後続のウェハＷが処理されて、当該ウェハＷ上にレジスト膜Ｒが適切な膜厚で成膜される。
【００８３】
その後、ウェハ搬送機構４１によって、寸法測定装置２９内のウェハＷが主搬送室２０を通って第２のロードロック室２２に搬送される。このとき、第２のロードロック室２２の内部は、所定の真空雰囲気まで減圧されている。その後、ウェハ搬送体１３によって、搬入出ステーション２のカセット載置台１０上のカセットＣにウェハＷが搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【００８４】
以上の実施の形態によれば、成膜装置２６において、真空雰囲気下で、レジスト膜用蒸着ヘッド７２からウェハＷ上に低分子レジストの蒸気を供給し、当該低分子レジストをウェハＷ上に蒸着させてレジスト膜Ｒを成膜することができる。かかる場合、低分子レジストの蒸気の供給量を調節することで、ウェハＷ上のレジスト膜Ｒの膜厚を調節することができ、当該レジスト膜Ｒの膜厚をウェハ面内で均一にすることができる。また、レジスト用蒸着ヘッド７２の供給口８２がウェハＷの幅以上に長く延伸しているので、低分子レジストの蒸気がウェハＷの幅方向に均一に供給される。したがって、レジスト膜Ｒの膜厚をウェハ面内でより均一にすることができる。
【００８５】
また、成膜装置２６において、真空雰囲気下でウェハＷ上に低分子レジストの蒸気を供給するので、低分子レジストがアモルファス状態で供給される。このため、分子レジストが低分子化合物であっても、当該低分子レジストが結晶化し難い。したがって、その後ウェハＷ上に形成されるレジストパターンＰのＬＥＲやＬＷＲを抑えることができる。
【００８６】
さらに、成膜装置２６において、ウェハＷ上に供給される低分子レジストの蒸気には分子レジストを溶解させるための溶媒が含まれていないので、従来のようにウェハＷ上に溶媒が残存することがない。したがって、後続の露光装置２７における露光処理において、残った溶媒によって処理雰囲気の真空度が悪化することがなく、当該露光処理を適切に行うことができる。
【００８７】
また、成膜装置２６では、ウェハＷの被処理膜Ｆ上に犠牲膜Ｈ、反射防止膜Ｂ、レジスト膜Ｒが順次形成される。このように一の装置で異なる種類の膜を形成することができるので、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。しかも、これら犠牲膜Ｈ、反射防止膜Ｂ、レジスト膜Ｒは、それぞれ犠牲膜用材料の蒸気、反射防止膜用材料の蒸気、低分子レジストの蒸気を用いて形成される。すなわち、これらの膜を成膜するために、成膜材料の溶媒が用いられない。したがって、一の膜の成膜材料の溶媒が他の膜にダメージを与えることが無く、犠牲膜Ｈ、反射防止膜Ｂ、レジスト膜Ｒを適切に積層することがでる。また、これら犠牲膜Ｈ、反射防止膜Ｂ、レジスト膜Ｒの層間の界面も明確にできる。
【００８８】
また、成膜装置２６では、ウェハＷ上の犠牲膜Ｈと反射防止膜Ｂに電子ビームを照射するので、これら犠牲膜Ｈと反射防止膜Ｂを架橋させることができる。したがって、犠牲膜Ｈと反射防止膜Ｂを適切に成膜することができる。
【００８９】
また、ウェハ処理システム１は、上述した成膜装置２６を有しているので、ウェハＷ上にレジストパターンＰを適切に形成できる。さらに、ウェハ処理システム１は、ウェハ処理を行う各種処理装置２３〜２９を主搬送室２０に接続した構成を有しているので、当該ウェハ処理を効率よく行うことができる。
【００９０】
また、ウェハ処理システム１では、当該ウェハ処理システム１でウェハＷ上に形成されたレジストパターンＰの高さに基づき、成膜装置２６の処理条件をフィードバック制御しているので、後続のウェハＷを適切に処理することができる。これによって、製品である半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【００９１】
以上の実施の形態では、寸法測定装置２９において、ウェハＷ上のレジストパターンＰの高さを測定していたが、レジストパターンＰの他の寸法を測定してもよい。例えばレジストパターンＰの線幅、レジストパターンＰのサイドウォールアングル、コンタクトホールの径などを測定してもよい。いずれのレジストパターンの寸法を測定しても、当該測定結果に基づいて、成膜装置２６の処理条件をフィードバック制御できる。
【００９２】
また、以上の実施の形態では、寸法測定装置２９におけるレジストパターンＰの寸法の測定結果に基づいて、成膜装置２６の処理条件を補正していたが、例えば熱処理装置２４、２５の処理条件や露光装置２９の処理条件を補正してもよい。熱処理条件２４、２５の処理条件とは、例えばウェハＷの熱処理温度や熱処理時間等である。また、露光装置２９の処理条件とは、例えば露光量（露光光源の光のドーズ量）や露光処理時のフォーカス値等である。また、これら成膜装置２６の処理条件、熱処理装置２４、２５の処理条件、露光装置２９の処理条件のうち、いずれか一つの処理条件を補正してもよいし、複数の処理条件を補正してもよい。
【００９３】
以上の実施の形態のウェハ処理システム１は、ウェハＷ上のレジストパターンＰの寸法を測定する寸法測定装置２９を有していたが、図５に示すようにウェハＷ上のレジスト膜Ｒの膜厚を測定する膜厚測定装置１１０を有していてもよい。なお、図示の例においては、寸法測定装置２９に代えて膜厚測定装置１１０を配置したが、ウェハ処理システム１内に寸法測定装置２９と膜厚測定装置１１０を両方設けてもよい。
【００９４】
膜厚測定装置１１０は、例えばエリプソメトリ（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）法を用いてレジスト膜Ｒの寸法を測定する。エリプソメトリ法は、測定対象のウェハＷのレジスト膜Ｒに光を照射して、光が反射する際の入射と反射の偏光状態の変化を測定し、当該測定結果からレジスト膜Ｒの膜厚を算出する方法である。
【００９５】
そして、成膜装置２６でウェハＷ上にレジスト膜Ｒが形成されると、膜厚測定装置１１０においてレジスト膜Ｒの膜厚が測定される。この膜厚測定装置１１０の測定結果は、制御装置１００に出力される。制御装置１００では、測定されたレジスト膜Ｒの膜厚が所望の膜厚になっていない場合に、当該測定結果に基づいて、成膜装置２６の処理条件を補正する。具体的には、レジスト膜用蒸着ヘッド７２から供給される低分子レジストの蒸気の少なくとも温度又は供給量が補正される。あるいは、成膜装置２６の処理条件として、低分子レジストの蒸気を搬送するための供給流量を補正してもよい。こうして成膜装置２６の処理条件がフィードバック制御される。そして、補正後の処理条件で後続のウェハＷが処理されて、当該ウェハＷ上にレジスト膜Ｒが適切な膜厚で成膜される。
【００９６】
以上の実施の形態のウェハ処理システム１の搬入出ステーション２は、処理ステーション３に対してウェハＷを搬入出していたが、処理ステーションに対するウェハＷの搬入部と搬出部を分離し、ウェハＷを一方向に搬送しながらウェハ処理を行ってもよい。
【００９７】
かかる場合、図６に示すようにウェハ処理システム２００は、複数のウェハＷを外部からウェハ処理システム２００に搬入したり、後述する主搬送室２１０にウェハＷを搬入したりする基板搬入部としての搬入ステーション２０１と、ウェハＷに対して枚葉式に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた処理ステーション２０２と、複数のウェハＷをウェハ処理システム２００から外部に搬出したり、後述する主搬送室２１０からウェハＷを搬出したりする基板搬出部としての搬出ステーション２０３と、をＹ方向に一体に接続した構成を有している。
【００９８】
搬入ステーション２０１の構成と搬出ステーション２０３の構成は、それぞれ上記実施の形態の搬入出ステーション２と同様の構成であるので説明を省略する。
【００９９】
処理ステーション２０２には、内部を減圧可能な基板搬送部としての主搬送室２１０が設けられている。主搬送室２１０は、例えば平面視において略長方形に形成されている。主搬送室２１０と搬入ステーション２０１との間には第１のロードロック室２１が設けられ、主搬送室２１０と搬出ステーション２０３との間には第２のロードロック室２２が設けられている。また、主搬送室２１０のＸ方向正方向（図６中の上方向）側には、前処理装置２３、成膜装置２６、露光装置２７、現像装置２８が搬入ステーション２０１側からこの順で設けられている。主搬送室２１０のＸ方向負方向（図６中の下方向）側には、熱処理装置２４、２５、２５、寸法測定装置２９が搬入ステーション２０１側からこの順で設けられている。搬送室１１とロードロック室２１、２２との間、主搬送室２１０と各ロードロック室２１、２２及び各処理装置２３〜２９との間には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されたゲートバルブ３０がそれぞれ設けられている。なお、これらロードロック室２１、２２と処理装置２３〜２９の構成は上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【０１００】
主搬送室２１０は、内部を密閉可能な構造の搬送室チャンバ２１１を有している。搬送室チャンバ２１１内には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構２１２が設けられている。ウェハ搬送機構２１２は、例えば水平方向に伸縮自在、且つ鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）に移動自在な搬送アームを有している。そして、ウェハ搬送機構２１２は、搬送室チャンバ２１１内を移動し、主搬送室２０の周囲のロードロック室２１、２２及び処理装置２３〜２９に対してウェハＷを搬送することができる。
【０１０１】
以上の構成を有するウェハ処理システム２００では、先ず、搬入ステーション２０１のウェハ搬送体１３によって、カセット載置台１０上のカセットＣからウェハＷが取り出され、第１のロードロック室２１に搬送される。続いて、ウェハ搬送機構２１２によって、第１のロードロック室２１内のウェハＷが主搬送室２１０内に搬送される。
【０１０２】
主搬送室２１０に搬送されたウェハＷには各処理装置２３〜２９において所定の処理が行われ、当該ウェハＷ上にレジストパターンＰが形成される。なお、これら処理装置２３〜２９における所定の処理は上記実施の形態のウェハ処理と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
その後、ウェハ搬送機構２１２によって、主搬送室２１０内のウェハＷが第２のロードロック室２２に搬送される。続いて、搬出ステーション２０３のウェハ搬送体１３によって、カセット載置台１０上のカセットＣにウェハＷが搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【０１０４】
本実施の形態のウェハ処理システム２００においても、ウェハＷ上にレジスト膜Ｒを適切に成膜できると共にレジストパターンＰを適切に形成することができ、上記実施の形態と同様の効果を享受できる。
【０１０５】
なお、以上の実施の形態のウェハ処理システム１、２００において、処理装置の配置や数は任意に設定することができる。例えば処理ステーション３、２０２では、各処理に要する処理時間に応じて各処理装置の数を変更してもよい。また、処理ステーション３、２０２において、精度の高い温度管理下でウェハＷの温度を調節する高精度温度調節装置などの他の処理装置を配置してもよい。
【０１０６】
また、成膜装置２６の構成は上記実施の形態の構成に限定されず、真空雰囲気下で低分子レジストを蒸着させるものであればよい。例えば図７に示すように成膜装置２５０は、ウェハＷを収容し、内部を密閉可能な構造の処理容器２６０を有している。処理容器２６０の主搬送室２０側の側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口２６１が形成されている。搬入出口２６１には、上述したゲートバルブ３０が設けられている。
【０１０７】
処理容器２６０の天井面には、当該処理容器２６０の内部の雰囲気を所定の真空雰囲気まで減圧するための吸気口２６２が形成されている。吸気口２６２には、例えば真空ポンプ２６３に連通する吸気管２６４が接続されている。
【０１０８】
また、処理容器２６０内の天井面には、ウェハＷを水平に保持する保持台２７０が設けられている。保持台２７０は、例えば静電吸着によってウェハＷを保持する。また、ウェハＷは、被処理膜Ｆが形成された表面を下に向けたフェースダウンの状態で保持台２７０に保持される。
【０１０９】
保持台２７０の下方には、いわゆるポイントソース型の蒸着ヘッド２８０が設けられている。蒸着ヘッド２８０には、当該蒸着ヘッド２８０に低分子レジストの蒸気を供給する蒸気供給源２８１が、蒸気供給管２８２を介して接続されている。蒸気供給管２８２には、低分子レジストの蒸気の流れを制御するバルブや供給量調節部等を含む供給機器群２８３が設けられている。
【０１１０】
そして、成膜装置２５０において、保持台２７０にウェハＷが保持されると、処理容器２６０内の雰囲気が真空ポンプ２６３によって所定の真空雰囲気に維持される。その後、蒸着ヘッド２８０からウェハＷに低分子レジストの蒸気が供給される。そして、低分子レジストがウェハＷ上に蒸着してレジスト膜Ｒが形成される。
【０１１１】
なお、成膜装置２５０ではウェハＷが保持台２７０にフェースダウンの状態で保持されるため、ウェハ処理システム１、２００にはウェハＷの表裏面を反転させる反転機構が設けられる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、成膜装置２５０においてウェハＷ上にレジスト膜Ｒを形成したが、上記実施の形態と同様にウェハＷ上に犠牲膜Ｈと反射防止膜Ｂを形成する場合には、成膜装置２５０と同様の構成の成膜装置が別途設けられる。すなわち、犠牲膜Ｈを成膜するための成膜装置と反射防止膜Ｂを成膜するための成膜装置が別途設けられる。
【０１１３】
なお、以上のようにウェハ処理システム１、２００では、ウェハＷ上にレジストパターンＰが形成される。その後、ウェハ処理システム１の外部において、レジストパターンＰをマスクとしてウェハＷ上の被処理膜Ｆがエッチングされる。こうして、半導体装置が製造される。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１    ウェハ処理システム
２    搬入出ステーション
３    処理ステーション
２０  主搬送室
２１  第１のロードロック室
２２  第２のロードロック室
２３  前処理装置
２４、２５  熱処理装置
２６  成膜装置
２７  露光装置
２８  現像装置
２９  寸法測定装置
５０  処理容器
５２  吸気口
５３  真空ポンプ
５４  吸気管
６０  保持台
６１  駆動部
６２  レール
７０  犠牲膜用蒸着ヘッド
７１  反射防止膜用蒸着ヘッド
７２  レジスト膜用蒸着ヘッド
８２  供給口
９０  第１の電子ビーム照射部
９１  第２の電子ビーム照射部
１００  制御装置
１１０  膜厚測定装置
２００  ウェハ処理システム
２０１  搬入ステーション
２０２  処理ステーション
２０３  搬出ステーション
２１０  主搬送室
Ｂ    反射防止膜
Ｆ    被処理膜
Ｈ    犠牲膜
Ｒ    レジスト膜
Ｐ    レジストパターン
Ｗ    ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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