(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記基板の表面に凹凸パターンを形成するための処理液を供給する処理液供給部と、
リンス液を供給するリンス液供給部と、
水溶性ポリマーの水溶液であり、前記水溶性ポリマーの濃度が１〜５％である充填液を供給する充填液供給部と、
前記基板を回転させながら前記基板の表面に前記処理液を供給するように前記回転保持部及び前記処理液供給部を制御した後に、前記基板を回転させながら前記基板の表面に前記リンス液を供給するように前記回転保持部及び前記リンス液供給部を制御することで、前記基板の表面に前記凹凸パターンを形成するパターン形成制御部と、
前記基板を回転させながら前記凹凸パターン上に前記充填液を供給するように前記回転保持部及び前記充填液供給部を制御して前記リンス液を前記充填液に置換した後に、前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御して前記凹凸パターン上の前記充填液を乾燥させることで、前記凹凸パターンの凸部に対して２０〜５０％の高さの充填部を前記凹凸パターンの凹部に形成する充填制御部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記パターン形成制御部は、前記基板の表面に前記リンス液が供給される際に第一回転数で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御し、
前記充填制御部は、前記基板の表面に前記充填液が供給される際に、前記第一回転数に比べ小さい第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ大きい第三回転数で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第一回転数は５００〜１０００ｒｐｍであり、前記第三回転数は１０００〜２０００ｒｐｍである、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記充填制御部は、前記充填部の形成に伴う前記凸部の幅の増加率が３０％未満となるように前記回転保持部及び前記充填液供給部を制御する、請求項１〜３のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記充填制御部は、前記凹凸パターン上に前記充填液が存在する状態で、前記基板の回転方向を逆転させるように前記回転保持部を制御する、請求項１〜４のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板を加熱するための熱処理部を更に備え、
前記充填制御部は、前記充填液の乾燥中に前記基板を加熱するように前記熱処理部を制御する、請求項１〜５のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記パターン形成制御部は、水を前記リンス液として供給するように前記リンス液供給部を制御した後に、界面活性剤の水溶液を前記リンス液として供給するように前記リンス液供給部を制御する、請求項１〜６のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板の裏面の周縁部に裏面リンス液を供給する裏面リンス液供給部と、
前記充填部の形成途中又は形成後に、前記基板の裏面の周縁部に前記裏面リンス液を供給するように前記裏面リンス液供給部を制御する裏面リンス制御部と、を更に備える請求項１〜７のいずれか一項記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板を回転させながら前記基板の表面に処理液を供給した後に、前記基板を回転させながら前記基板の表面にリンス液を供給することで、前記基板の表面に凹凸パターンを形成し、
水溶性ポリマーの水溶液であり、前記水溶性ポリマーの濃度が１〜５％である充填液を、前記基板を回転させながら前記凹凸パターン上に供給して前記リンス液を前記充填液に置換した後に、前記基板を回転させて前記凹凸パターン上の前記充填液を乾燥させることで、前記凹凸パターンの凸部に対して２０〜５０％の高さの充填部を前記凹凸パターンの凹部に形成する、基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板の表面に前記リンス液が供給される際には第一回転数で前記基板を回転させ、
前記基板の表面に前記充填液が供給される際には、前記第一回転数に比べ小さい第二回転数で前記基板を回転させた後に、前記第一回転数に比べ大きい第三回転数で前記基板を回転させる、請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記第一回転数は５００〜１０００ｒｐｍであり、前記第三回転数は１０００〜２０００ｒｐｍである、請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記充填部の形成に伴う前記凸部の幅の増加率が３０％未満とする、請求項９〜１１のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記凹凸パターン上に前記充填液が存在する状態で、前記基板の回転方向を逆転させる、請求項９〜１２のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記充填液の乾燥中に前記基板を加熱する、請求項９〜１３のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１５】
水を前記リンス液として供給した後に、界面活性剤の水溶液を前記リンス液として供給する、請求項９〜１４のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記充填部の形成途中又は形成後に、前記基板の裏面の周縁部に裏面リンス液を供給する、請求項９〜１５のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１７】
基板処理装置に、請求項９〜１６のいずれか一項記載の基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な基板処理用記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法及び基板処理用記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程は、例えばレジストパターン等の凹凸パターンを基板上に形成する工程を含む。近年、半導体の高集積化に伴い、凹凸パターンの微細化が求められている。微細化に伴い、凹凸パターンのアスペクト比（幅に対する高さの比率）が大きくなるので、凹凸パターンの倒れが生じ易くなる。そこで、凹凸パターンのより一層の微細化を実現するためには、凹凸パターンの倒れを抑制することが重要となる。高アスペクト比のパターンの倒壊を防止するための技術として、例えば特許文献１には、凹凸パターンの形成後に凹凸パターンの凹部をポリマーで完全に充填するパターン形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記パターン形成方法によっても、凹凸パターンの倒れを十分に抑制できない場合があった。そこで本発明は、凹凸パターンの倒れを十分に抑制できる基板処理装置、基板処理方法及び基板処理用記録媒体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】
【０００５】
本発明に係る基板処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の表面に凹凸パターンを形成するための処理液を供給する処理液供給部と、リンス液を供給するリンス液供給部と、充填剤の水溶液である充填液を供給する充填液供給部と、基板を回転させながら基板の表面に処理液を供給するように回転保持部及び処理液供給部を制御した後に、基板を回転させながら基板の表面にリンス液を供給するように回転保持部及びリンス液供給部を制御することで、基板の表面に凹凸パターンを形成するパターン形成制御部と、基板を回転させながら凹凸パターン上に充填液を供給するように回転保持部及び充填液供給部を制御してリンス液を充填液に置換した後に、基板を回転させるように回転保持部を制御して凹凸パターン上の充填液を乾燥させることで、凹凸パターンの凸部に比べ低い充填部を凹凸パターンの凹部に形成する充填制御部とを備える。
【０００６】
この基板処理装置によれば、回転する基板の表面に処理液及びリンス液が順に供給される。処理液により溶解した成分が処理液と共にリンス液に洗い流されることで、凹凸パターンが形成される。次に、回転する基板の凹凸パターン上に充填液が供給され、リンス液が充填液に置換される。その後、基板の回転に伴って充填液の乾燥が進行し、凸部に比べ低い充填部が凹部に形成される。充填部は、凹凸パターンの倒れに抗する支えとして機能する。このため、充填液の乾燥に伴う表面張力が凹凸パターンに作用しても、凹凸パターンの倒れが抑制される。また、充填部の高さを凸部より低くしたことにより、凸部より高い充填部を形成するのに比べて凹凸パターンの倒れ難さが向上する。従って、凹凸パターンの倒れを十分に抑制できる。
【０００７】
なお、充填部の高さを凸部より低くすることで凹凸パターンの倒れ難さが向上する要因を、本発明者等は次のように推察する。すなわち、凸部より低い充填部を凹部に形成する場合、凸部より高い充填部を凹部に形成するのに比べ充填液の濃度を低くできる。これにより、充填液の粘性が低下するので、リンス液がより確実に充填液に置換される。このため、より細部まで充填部が行き渡り、凹凸パターンがしっかりと支えられる。
【０００８】
充填制御部は、凸部の高さに対して２０〜５０％の高さの充填部を凹部に形成するように回転保持部及び充填液供給部を制御してもよい。この場合、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【０００９】
充填制御部は、充填部の形成に伴う凸部の幅の増加率が３０％未満となるように回転保持部及び充填液供給部を制御してもよい。この場合、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１０】
充填制御部は、凹凸パターン上に充填液が存在する状態で、基板の回転方向を逆転させるように回転保持部を制御してもよい。この場合、より細部まで充填部が行き渡り、凹凸パターンが更にしっかりと支えられる。従って、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１１】
基板を加熱するための熱処理部を更に備え、充填制御部は、充填液の乾燥中に基板を加熱するように熱処理部を制御してもよい。この場合、充填部の形成が促進されるので、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１２】
パターン形成制御部は、水をリンス液として供給するようにリンス液供給部を制御した後に、界面活性剤の水溶液をリンス液として供給するようにリンス液供給部を制御してもよい。この場合、充填部を形成する際に、より細部まで充填部が行き渡るので、凹凸パターンが更にしっかりと支えられる。従って、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１３】
基板の裏面の周縁部に裏面リンス液を供給する裏面リンス液供給部と、充填部の形成途中又は形成後に、基板の裏面の周縁部に裏面リンス液を供給するように裏面リンス液供給部を制御する裏面リンス制御部とを更に備えてもよい。この場合、基板の裏面に対する充填剤の付着を防止できる。
【００１４】
本発明に係る基板処理方法は、基板を回転させながら基板の表面に処理液を供給した後に、基板を回転させながら基板の表面にリンス液を供給することで、基板の表面に凹凸パターンを形成し、基板を回転させながら凹凸パターン上に充填剤の水溶液である充填液を供給してリンス液を充填液に置換した後に、基板を回転させて凹凸パターン上の充填液を乾燥させることで、凹凸パターンの凸部に比べ低い充填部を凹凸パターンの凹部に形成する。
【００１５】
この基板処理方法によれば、回転する基板の表面に処理液及びリンス液が順に供給される。処理液により溶解した成分が処理液と共にリンス液に洗い流されることで、凹凸パターンが形成される。次に、回転する基板の凹凸パターン上に充填液が供給され、リンス液が充填液に置換される。その後、基板の回転に伴って充填液の乾燥が進行し、凸部に比べ低い充填部が凹部に形成される。充填部は、凹凸パターンの倒れに抗する支えとして機能する。このため、充填液の乾燥に伴う表面張力が凹凸パターンに作用しても、凹凸パターンの倒れが抑制される。また、充填部の高さを凸部より低くしたことにより、凸部より高い充填部を形成するのに比べて凹凸パターンの倒れ難さが向上する。従って、凹凸パターンの倒れを十分に抑制できる。
【００１６】
なお、充填部の高さを凸部より低くすることで凹凸パターンの倒れ難さが向上する要因を、本発明者等は次のように推察する。すなわち、凸部より低い充填部を凹部に形成する場合、凸部より高い充填部を凹部に形成するのに比べ充填液の濃度を低くできる。これにより、充填液の粘性が低下するので、リンス液がより確実に充填液に置換される。このため、より細部まで充填部が行き渡り、凹凸パターンがしっかりと支えられる。
【００１７】
凸部の高さに対して２０〜５０％の高さの充填部を凹部に形成してもよい。この場合、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１８】
充填部の形成に伴う凸部の幅の増加率が３０％未満としてもよい。この場合、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００１９】
凹凸パターン上に充填液が存在する状態で、基板の回転方向を逆転させてもよい。この場合、より細部まで充填部が行き渡り、凹凸パターンが更にしっかりと支えられる。従って、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００２０】
充填液の乾燥中に基板を加熱してもよい。この場合、充填部の形成が促進されるので、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００２１】
水をリンス液として供給した後に、界面活性剤の水溶液をリンス液として供給してもよい。この場合、充填部を形成する際に、より細部まで充填部が行き渡るので、凹凸パターンが更にしっかりと支えられる。従って、凹凸パターンの倒れを更に抑制できる。
【００２２】
充填部の形成途中又は形成後に、基板の裏面の周縁部に裏面リンス液を供給してもよい。この場合、基板の裏面に対する充填剤の付着を防止できる。
【００２３】
本発明に係る基板処理用記録媒体は、基板処理装置に上記基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、凹凸パターンの倒れを十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置を備える塗布・現像システムの斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】現像液を供給する工程を示す模式図である。
【図７】リンス液を供給する工程を示す模式図である。
【図８】充填部を形成する工程を示す模式図である。
【図９】比較例及び実施例により形成されたレジストパターンの断面の電子顕微鏡写真である。
【図１０】比較例及び実施例により形成されたレジストパターンの倒れ難さの評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２７】
図１に示すように、塗布・現像装置１は、露光装置Ｅ１による露光処理の前に、ウェハ（基板）の表面にレジスト剤を塗布してレジスト膜を形成する処理を行い、露光装置Ｅ１による露光処理の後に、レジスト膜の現像処理を行う。図１及び図２に示すように、塗布・現像装置１は、キャリアブロックＳ１と、キャリアブロックＳ１に隣接する処理ブロックＳ２と、処理ブロックＳ２に隣接するインターフェースブロックＳ３と、制御部２７とを備える。以下、塗布・現像装置１の説明における「前後左右」は、インターフェースブロックＳ３側を前側、キャリアブロックＳ１側を後側とした方向を意味するものとする。
【００２８】
キャリアブロックＳ１は、キャリアステーション１２と、搬入・搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、複数枚のウェハＷを密封状態で収容し、ウェハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を一側面１１ａ側に有する。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。
【００２９】
搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロックＳ２に渡し、処理ブロックＳ２からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。
【００３０】
処理ブロックＳ２は、下層反射防止膜形成（ＢＣＴ）ブロック１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック１５と、上層反射防止膜形成（ＴＣＴ）ブロック１６と、現像処理（ＤＥＶ）ブロック１７とを有する。これらのブロックは、床面側からＤＥＶブロック１７、ＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５、ＴＣＴブロック１６の順に積層されている。
【００３１】
ＢＣＴブロック１４は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をウェハＷの表面に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱して薬液を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、薬液の硬化等のための熱処理を行う。
【００３２】
ＣＯＴブロック１５は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。塗布ユニットは、レジスト膜形成用の薬液（レジスト剤）を下層反射防止膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱してレジスト剤を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、レジスト剤の硬化等のための熱処理を行う。レジスト剤は、ポジ型であってもネガ型であってもよい。
【００３３】
ＴＣＴブロック１６は、塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットは、反射防止膜形成用の薬液をレジスト膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットは、例えば熱板によりウェハＷを加熱して薬液を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却することで、薬液の硬化等のための熱処理を行う。
【００３４】
図３に示すように、ＤＥＶブロック１７は、複数の現像処理ユニット（基板処理装置）Ｕ１と、複数の加熱・冷却ユニット（熱処理部）Ｕ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずに処理ブロックＳ２の前後間でウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。
【００３５】
現像処理ユニットＵ１は、後述するように、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。加熱・冷却ユニットＵ２は、例えば熱板によりウェハＷを加熱することでレジスト膜を加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却する。加熱・冷却ユニットＵ２は、ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）、ポストベーク（ＰＢ）等の加熱処理を行う。ＰＥＢは、現像処理前にレジスト膜を加熱する処理である。ＰＢは、現像処理後にレジスト膜を加熱する処理である。
【００３６】
処理ブロックＳ２の後側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴブロック１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ３０〜Ｃ３８に区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には、昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、セルＣ３０〜Ｃ３８間でウェハＷを搬送する。処理ブロックＳ２の前側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、床面からＤＥＶブロック１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ４０〜Ｃ４２に区画されている。
【００３７】
インターフェースブロックＳ３は、露光装置Ｅ１に接続される。インターフェースブロックＳ３は、受け渡しアームＡ８を内蔵している。受け渡しアームＡ８は、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１１から露光装置Ｅ１にウェハＷを渡し、露光装置Ｅ１からウェハＷを受け取り棚ユニットＵ１１に戻す。
【００３８】
このような塗布・現像装置１では、まずキャリア１１がキャリアステーション１２に設置される。このとき、キャリア１１の一側面１１ａは搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａに向けられる。次に、キャリア１１の開閉扉と搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａとが共に開放され、受け渡しアームＡ１により、キャリア１１内のウェハＷが取り出され、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ１０のいずれかのセルに順次搬送される。
【００３９】
受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ１０のいずれかのセルに搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７により、ＢＣＴブロック１４に対応するセルＣ３３に順次搬送される。セルＣ３３に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってＢＣＴブロック１４内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。
【００４０】
下層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。セルＣ３４に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＣＯＴブロック１５に対応するセルＣ３５に搬送される。セルＣ３５に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ３によりＣＯＴブロック１５内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの下層反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。
【００４１】
レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３によってセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。セルＣ３６に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＴＣＴブロック１６に対応するセルＣ３７に搬送される。セルＣ３７に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってＴＣＴブロック１６内の各ユニットに搬送され、このウェハＷのレジスト膜の上に上層反射防止膜が形成される。
【００４２】
上層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送される。セルＣ３８に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって直接搬送アームＡ６に対応するセルＣ３２に搬送され、直接搬送アームＡ６によって棚ユニットＵ１１のセルＣ４２に搬送される。セルＣ４２に搬送されたウェハＷは、インターフェースブロックＳ３の受け渡しアームＡ８により露光装置Ｅ１に渡され、露光装置Ｅ１においてレジスト膜の露光処理が行われる。露光処理後のウェハＷは、受け渡しアームＡ８によりセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送される。
【００４３】
セルＣ４０，Ｃ４１に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ５により、ＤＥＶブロック１７内の各ユニットに搬送され、現像処理が行われる。これにより、ウェハＷの表面上にレジストパターンが形成される。レジストパターンが形成されたウェハＷは、搬送アームＡ５によって棚ユニットＵ１０のうちＤＥＶブロック１７に対応したセルＣ３０，Ｃ３１に搬送される。セルＣ３０，Ｃ３１に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、受け渡しアームＡ１がアクセス可能なセルに搬送され、受け渡しアームＡ１によって、キャリア１１内に戻される。
【００４４】
なお、塗布・現像装置１の構成は一例に過ぎずない。塗布・現像装置は、塗布ユニットや現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えるものであればよく、これら各ユニットの個数や種類、レイアウト等は適宜変更可能である。
【００４５】
続いて、現像処理ユニット（基板処理装置）Ｕ１について、更に詳細に説明する。図４に示されるように、現像処理ユニットＵ１は、回転保持部２０と、昇降装置２２と、現像液供給部（処理液供給部）２３と、リンス液供給部２４と、充填液供給部２５と、裏面リンス液供給部２６と、制御部２７とを備える。
【００４６】
回転保持部２０は、電動モータ等の動力源を内蔵した本体部２０ａと、本体部２０ａから鉛直上方に突出する回転軸２０ｂと、回転軸２０ｂの先端部に設けられたチャック２０ｃとを有する。本体部２０ａは、動力源により回転軸２０ｂ及びチャック２０ｃを回転させる。チャック２０ｃは、略水平に配置されたウェハＷの中心部を支持し、例えば吸着により保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウェハＷを水平に保持し、鉛直な軸線を中心に回転させる。
【００４７】
昇降装置２２は、回転保持部２０に隣接するように設けられ、回転保持部２０を昇降させる。これにより、ウェハＷの受け渡しを行う受け渡し高さと、現像処理を行う現像高さとの間でチャック２０ｃを昇降させることが可能となっている。
【００４８】
回転保持部２０の周囲には、カップ３０が設けられている。カップ３０は、ウェハＷ上から外側に振り切られて落下する現像液等の液体（後述）を受け止める収容器である。カップ３０は、回転保持部２０を囲む円環形状の底板３１と、底板３１の外縁から鉛直上方に突出した円筒状の外壁３２と、底板３１の内縁から鉛直上方に突出した円筒状の内壁３３とを有する。外壁３２の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの外縁より外側に位置する。外壁３２の上端３２ａは、上記現像高さのチャック２０ｃに保持されたウェハＷより上方に位置する。外壁３２の上端３２ａ側の部分には、内側に傾いた傾斜壁部３２ｂが形成されている。内壁３３の全部分は、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの外縁より内側に位置する。内壁３３の上端３３ａは、上記現像高さのチャック２０ｃに保持されたウェハＷより下方に位置する。
【００４９】
内壁３３と外壁３２との間には、内壁３３を囲むように底板３１の上面から鉛直上方に突出した仕切壁３４が設けられている。底板３１のうち、外壁３２と仕切壁３４との間の部分には、液体排出孔３１ａが形成されており、液体排出孔３１ａには排液管３５が接続されている。底板３１のうち、仕切壁３４と内壁３３との間の部分には、気体排出孔３１ｂが形成されており、気体排出孔３１ｂには排気管３６が接続されている。
【００５０】
内壁３３の上には、仕切壁３４より外側に張り出すように傘状部３７が設けられている。ウェハＷ上から外側に振り切られた液体は、外壁３２と仕切壁３４との間に導かれ、液体排出孔３１ａから排出される。仕切壁３４と内壁３３との間には、液体から発生したガス等が進入し、そのガスが気体排出孔３１ｂから排出される。
【００５１】
内壁３３に囲まれる空間の上部は、仕切板３８により塞がれている。回転保持部２０の本体部２０ａは仕切板３８の下方に位置し、チャック２０ｃは仕切板３８の上方に位置し、回転軸２０ｂは仕切板３８を貫通している。
【００５２】
図４及び図５に示すように、現像液供給部２３は、現像液の供給源２３ａと、現像液ノズル２３ｃと、移動体２３ｄとを有し、ウェハＷの表面Ｗａに現像液（処理液）を供給する。供給源２３ａは、現像液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。現像液ノズル２３ｃは、供給管２３ｂを介して供給源２３ａに接続され、供給源２３ａから供給された現像液を吐出する。移動体２３ｄは、アーム２３ｅを介して現像液ノズル２３ｃに接続されている。移動体２３ｄは、外壁３２の外側に水平に設けられたガイドレール４０に沿って移動することで、現像液ノズル２３ｃを水平方向に移送する。現像液ノズル２３ｃは、ガイドレール４０の延在方向（図示右方向又は左方向）から見て、チャック２０ｃの中心の上方に位置する。現像液ノズル２３ｃの吐出孔ｈ１は下方に開口する。吐出孔ｈ１は、ガイドレール４０の延在方向に沿ったスリット状を呈している。
【００５３】
表面Ｗａに現像液を供給する際には、移動体２３ｄにより現像液ノズル２３ｃが移送され、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの上方に配置される。そして、供給源２３ａから供給された現像液が現像液ノズル２３ｃから下方に吐出され、表面Ｗａに供給される。
【００５４】
リンス液供給部２４は、リンス液の供給源２４ａと、リンス液ノズル２４ｃと、移動体２４ｄとを有し、ウェハＷの表面Ｗａにリンス液を供給する。リンス液は、例えば純水又はＤＩＷ（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）等である。供給源２４ａは、リンス液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。リンス液ノズル２４ｃは、供給管２４ｂを介して供給源２４ａに接続され、供給源２４ａから供給されたリンス液を吐出する。移動体２４ｄは、アーム２４ｅを介してリンス液ノズル２４ｃに接続されている。移動体２４ｄは、上記ガイドレール４０に沿って移動することで、リンス液ノズル２４ｃを水平方向に移送する。アーム２４ｅに支持されたリンス液ノズル２４ｃは、ガイドレール４０の延在方向（図示右方向又は左方向）から見て、チャック２０ｃの中心の上方に位置する。リンス液ノズル２４ｃの吐出孔ｈ２は下方に開口する。
【００５５】
表面Ｗａにリンス液を供給する際には、移動体２４ｄによりリンス液ノズル２４ｃが移送され、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの上方に配置される。そして、供給源２４ａから供給されたリンス液がリンス液ノズル２４ｃから下方に吐出され、表面Ｗａに供給される。
【００５６】
充填液供給部２５は、充填液の供給源２５ａと、充填液ノズル２５ｃと、移動体２５ｄとを有し、ウェハＷの表面Ｗａに充填液を供給する。充填液は、例えば水溶性ポリマー等の充填剤の水溶液である。供給源２５ａは、充填液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。充填液ノズル２５ｃは、供給管２５ｂを介して供給源２５ａに接続され、供給源２５ａから供給された充填液を吐出する。移動体２５ｄは、アーム２５ｅを介して充填液ノズル２５ｃに接続されている。移動体２５ｄは、上記ガイドレール４０に沿って移動することで、充填液ノズル２５ｃを水平方向に移送する。アーム２５ｅに支持された充填液ノズル２５ｃは、ガイドレール４０の延在方向（図示右方向又は左方向）から見て、チャック２０ｃの中心の上方に位置する。充填液ノズル２５ｃの吐出孔ｈ３は下方に開口する。
【００５７】
表面Ｗａに充填液を供給する際には、移動体２５ｄにより充填液ノズル２５ｃが移送され、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの上方に配置される。そして、供給源２５ａから供給された充填液が充填液ノズル２５ｃから下方に吐出され、表面Ｗａに供給される。
【００５８】
なお、上記水溶性ポリマーとしては、例えば親水性基を含むビニルモノマーの単独重合体若しくは多元共重合体又は親水性基を有する重縮合体等が挙げられる。このような樹脂の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール（部分鹸化物を含む）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアセタール（部分アセタール化物を含む）、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂又はスルホンアミド等が挙げられ、更にこれらの塩が挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、また２種以上を組み合わせて用いられてもよい。充填液中の水溶性ポリマーの濃度は、１０％未満であることが好ましく、１％以上１０％未満であることがより好ましく、３％以上５％以下であることが特に好ましい。
【００５９】
ウェハＷの表面Ｗａに対する塗布性を向上させるために、充填液に活性剤を添加してもよい。活性剤としては、例えば非イオン系の活性剤が挙げられる。非イオン系の活性剤の具体例としては、ソルビタンモノオレエート、グリセロールα-モノオレエート、ポリエチレングリコールソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール直鎖アルキルエーテル、ポリエチレングリコールフェニルエーテル直鎖アルキル付加型、分岐鎖アルキル付加型、アセチレングリコール、陰イオン系のラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム又はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、また２種以上を組み合わせて用いられてもよい。充填液中の活性剤の濃度は、２０〜１００ｐｐｍであることが好ましい。
【００６０】
裏面リンス液供給部２６は、裏面リンス液の供給源２６ａと、裏面リンス液ノズル２６ｃとを有し、ウェハＷの裏面Ｗｂの周縁部に裏面リンス液を供給する。裏面リンス液は、例えば純水、ＤＩＷ又は水溶性の有機溶剤等である。水溶性の有機溶剤としては、例えばイソプロピルアルコールが挙げられる。供給源２６ａは、裏面リンス液の貯蔵容器、ポンプ及びバルブ等を有する。裏面リンス液ノズル２６ｃは、供給管２６ｂを介して供給源２６ａに接続され、供給源２６ａから供給された裏面リンス液を吐出する。裏面リンス液ノズル２６ｃは仕切板３８の上に配置され、供給管２６ｂは仕切板３８を通して配管されている。裏面リンス液ノズル２６ｃは、チャック２０ｃに保持されたウェハＷの周縁部の下方に位置する。裏面リンス液ノズル２６ｃの吐出孔ｈ２は、ウェハＷの外側に向かうように斜め上方に開口する。
【００６１】
制御部２７は、制御用のコンピュータであり、現像処理条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、現像処理条件を入力する入力部（不図示）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（不図示）とを有する。記録媒体には、本実施形態に係る現像処理方法（基板処理方法）を現像処理ユニットＵ１に実行させるためのプログラムが記録されている。記録媒体としては、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク又はメモリカード等が挙げられる。制御部２７は、入力部に入力された現像処理条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて、回転保持部２０、昇降装置２２、現像液供給部２３、リンス液供給部２４、充填液供給部２５、裏面リンス液供給部２６を制御し、現像処理を実行する。以下、制御部２７の制御手順について説明する。
【００６２】
まず、制御部２７は、チャック２０ｃを上記受け渡し高さまで上昇させるように昇降装置２２を制御した状態で待機する。この状態で、上述した搬送アームＡ５により、ウェハＷが現像処理ユニットＵ１内に搬入される。ウェハＷにはレジスト膜Ｒが形成され、レジスト膜Ｒには露光装置Ｅ１により露光処理が施されている。ウェハＷは、レジスト膜Ｒを上にした状態でチャック２０ｃ上に水平に配置される。ウェハＷが配置されると、ウェハＷを保持するようにチャック２０ｃを制御し、チャック２０ｃを上記現像高さまで下降させるように昇降装置２２を制御する。
【００６３】
次に、図６（ａ）に示すように、ウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する。これと共に、現像液ノズル２３ｃをウェハＷの外周から中心に向かって移動させながら、現像液ノズル２３ｃから現像液Ｌ１を吐出するように現像液供給部２３を制御する。これにより、渦巻き状の線に沿って、ウェハＷの表面Ｗａ全体に現像液Ｌ１が供給され、図６（ｂ）に示されるように、現像液Ｌ１のパドルが表面Ｗａ上に形成される。
【００６４】
次に、現像液ノズル２３ｃをウェハＷ上から退避させるように現像液供給部２３を制御し、代わりにリンス液ノズル２４ｃをウェハＷの中心の上方に移動させるようにリンス液供給部２４を制御する。この状態で、図７（ａ）に示すように、ウェハＷを回転数ω１で回転させるように回転保持部２０を制御する。これと共に、リンス液ノズル２４ｃからリンス液Ｌ２を吐出するようにリンス液供給部２４を制御する。これにより、ウェハＷの表面Ｗａにリンス液Ｌ２が供給される。現像液Ｌ１により溶解したレジスト膜Ｒの成分が現像液Ｌ１と共にリンス液Ｌ２に洗い流されることで、図７（ｂ）に示すようにレジストパターンＰが形成される。レジストパターンＰは、凸部Ｒａ及び凹部Ｒｂを有する凹凸パターンである。なお、回転数ω１は、例えば５００〜１０００ｒｐｍである。回転数ω１を更に大きく（例えば１０００ｒｍｐ〜１５０００ｒｐｍ）してもよい。リンス液Ｌ２の供給時間は、例えば１５〜３０秒である。この供給時間を更に大きく（例えば３０〜６００秒）してもよい。
【００６５】
このように、制御部２７は、ウェハＷを回転させながら表面Ｗａに現像液を供給するように回転保持部２０及び現像液供給部２３を制御する。その後、ウェハＷを回転させながら表面Ｗａにリンス液を供給するように回転保持部２０及びリンス液供給部２４を制御することで、表面Ｗａに凹凸パターンを形成する。すなわち、制御部２７はパターン形成制御部として機能する。
【００６６】
次に、リンス液ノズル２４ｃをウェハＷ上から退避させるようにリンス液供給部２４を制御し、代わりに充填液ノズル２５ｃをウェハＷの中心の上方に移動させるように充填液供給部２５を制御する。この状態で、図８（ａ）に示すように、ウェハＷを回転数ω２で回転させるように回転保持部２０を制御する。これと共に、充填液ノズル２５ｃから充填液Ｌ３を吐出するように充填液供給部２５を制御する。これにより、レジストパターンＰ上に充填液Ｌ３が供給される。レジストパターンＰ上の中央部においては、リンス液Ｌ２が充填液Ｌ３に置換され、充填液Ｌ３のパドルが形成される。なお、回転数ω２は例えば１００ｒｐｍである。
【００６７】
次に、図８（ｂ）に示すように、回転数ω２に比べ大きい回転数ω３でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御し、レジストパターンＰ上の全域においてリンス液Ｌ２を充填液Ｌ３に置換する。なお、回転数ω３は例えば１０００〜２０００ｒｐｍである。
【００６８】
次に、図８（ｃ）に示すように、回転数ω４でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する。これと共に、裏面リンス液ノズル２６ｃから裏面リンス液を吐出するように裏面リンス液供給部２６を制御する。これにより、ウェハＷの裏面Ｗｂの周縁部に裏面リンス液が供給される。すなわち、制御部２７は裏面リンス制御部として機能する。裏面リンス液の供給により、ウェハＷの裏面Ｗｂに対する充填剤の付着を防止できる。なお、回転数ω４は例えば１５００〜２０００ｒｐｍである。
【００６９】
次に、図８（ｄ）に示すように、回転数ω５でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御してレジストパターンＰ上の充填液を乾燥させる。これにより、レジストパターンＰ全体を充填剤の被膜Ｆで覆うと共に、凸部Ｒａに比べ低い充填部Ｆａを凹部Ｒｂに形成する。なお、回転数ω５は例えば１５００〜２０００ｒｐｍである。
【００７０】
すなわち、制御部２７は、ウェハＷを回転させながらレジストパターンＰ上に充填液Ｌ３を供給するように回転保持部２０及び充填液供給部２５を制御してリンス液Ｌ２を充填液Ｌ３に置換する。その後、ウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御してレジストパターンＰ上の充填液Ｌ３を乾燥させることで、凸部Ｒａに比べ低い充填部Ｆａを凹部Ｒｂに形成する。すなわち、制御部２７は充填制御部として機能する。
【００７１】
以上で現像処理が完了する。この現像処理ユニットＵ１によれば、リンス液Ｌ２が充填液Ｌ３に置換された後、ウェハＷの回転に伴って充填液Ｌ３の乾燥が進行し、凸部Ｒａに比べ低い充填部Ｆａが凹部Ｒｂに形成される。充填部Ｆａは、レジストパターンＰの倒れに抗する支えとして機能する。このため、充填液Ｌ３の乾燥に伴う表面張力がレジストパターンＰに作用しても、レジストパターンＰの倒れが抑制される。また、充填部Ｆａの高さを凸部Ｒａより低くしたことにより、凸部Ｒａより高い充填部Ｆａを形成するのに比べてレジストパターンＰの倒れ難さが向上する。従って、レジストパターンＰの倒れを十分に抑制できる。
【００７２】
なお、充填部Ｆａの高さを凸部Ｒａより低くすることでレジストパターンＰの倒れ難さが向上する要因を、本発明者等は次のように推察する。すなわち、凸部Ｒａより低い充填部Ｆａを形成する場合、凸部Ｒａより高い充填部Ｆａを形成するのに比べ充填液Ｌ３中の充填剤の濃度を低くできる。これにより、充填液Ｌ３の粘性が低下するので、リンス液Ｌ２がより確実に充填液Ｌ３に置換される。このため、より細部まで充填液Ｌ３が行き渡り、レジストパターンＰがしっかりと支えられる。
【００７３】
また、充填部Ｆａの高さが凸部Ｒａより低いことにより、外観上のレジストパターンＰの消失が防止されるので、充填部Ｆａを除去することなくレジストパターンＰの外観を検査し、後段のエッチング工程に送ることができる。また、後段のエッチング工程においては、ウェハＷのエッチングにより充填部Ｆａを除去できる。従って、充填部Ｆａの除去のみを目的とした工程を設ける必要がないので、スループットの低下を抑制できる。
【００７４】
充填制御部としての制御部２７は、レジストパターンＰ上に充填液Ｌ３が存在する状態で、ウェハＷの回転方向を逆転させるように回転保持部２０を制御してもよい。例えば、回転数ω３でウェハＷを回転させるときに、途中でウェハＷの回転方向を逆転させてもよい。この場合、より細部まで充填部Ｆａが行き渡り、レジストパターンＰが更にしっかりと支えられる。従って、レジストパターンＰの倒れを更に抑制できる。
【００７５】
充填制御部としての制御部２７は、充填液Ｌ３の乾燥中にウェハＷを加熱するように加熱・冷却ユニットＵ２を制御してもよい。すなわち、現像処理ユニットＵ１により構成される基板処理装置は、加熱・冷却ユニットＵ２を更に備えてもよい。この場合、充填部Ｆａの形成が促進されるので、レジストパターンＰの倒れを更に抑制できる。
【００７６】
パターン形成制御部としての制御部２７は、水をリンス液Ｌ２として供給するようにリンス液供給部２４を制御した後に、界面活性剤の水溶液をリンス液Ｌ２として供給するようにリンス液供給部２４を制御してもよい。この場合、充填部Ｆａを形成する際に、より細部まで充填部Ｆａが行き渡るので、レジストパターンＰが更にしっかりと支えられる。従って、レジストパターンＰの倒れを更に抑制できる。
【００７７】
裏面リンス制御部としての制御部２７は、回転数ω３で充填液Ｌ３が広げられたのち、回転数ω５で充填液Ｌ３を乾燥させる前に、ウェハＷの裏面Ｗｂに裏面リンス液Ｌ４を供給するように裏面リンス液供給部２６を制御する。ウェハＷの裏面Ｗｂに回り込んだ充填液Ｌ３が裏面リンス液Ｌ４により洗い流されるので、ウェハＷの裏面Ｗｂに対する充填剤の付着が防止される。
【００７８】
なお、裏面リンス液Ｌ４を供給するのは、充填部Ｆａの形成途中又は形成後であればいずれのタイミングであってもよい。例えば、ウェハＷを回転数ω３で回転させて充填液Ｌ３を広げている途中で裏面リンス液Ｌ４を供給してもよい。ウェハＷを回転数ω２で回転させて充填液Ｌ３を供給している途中で裏面リンス液Ｌ４を供給してもよい。これらの場合、回転数ω３で充填液Ｌ３を広げる際に充填液Ｌ３がウェハＷの裏面Ｗｂに回り込むことが防止されるので、ウェハＷの裏面Ｗｂに対する充填剤の付着が防止される。回転数ω５で充填液Ｌ３を乾燥させた後に裏面リンス液Ｌ４を供給し、ウェハＷの裏面Ｗｂに付着した充填剤を洗い流してもよい。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、裏面リンス液Ｌ４の供給は必須ではない。一つの液体供給機構がリンス液供給部２４及び充填液供給部２５を兼ねていてもよい。
【実施例】
【００８０】
続いて実施例及び比較例について説明するが、本発明は以下の実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００８１】
〔サンプルの作成〕
以下の実施例１〜７及び比較例１，２により、評価用のサンプルを作製した。
【００８２】
（実施例１）
２０枚のウェハＷの表面Ｗａに下層反射防止膜を形成した後、その上にＡｒＦエキシマレーザー用のレジスト膜Ｒを形成した。下層反射防止膜の厚さを３８ｎｍとし、レジスト膜の膜厚を１３５ｎｍとした。次に、各ウェハＷのレジスト膜ＲにＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）による露光処理を施した。レーザー光の照射量（Ｄｏｓｅ量）の最小値及び最大値をそれぞれ１５．５ｍＪ／ｃｍ２，２５ｍＪ／ｃｍ２とし、ウェハＷごとにＤｏｓｅ量を０．５ｍＪ／ｃｍ２刻みで変えた。また、レジストパターンＰの目標ピッチを４５ｎｍとした。
【００８３】
露光処理後の各ウェハＷに対し、上述した現像処理を行った。現像処理においては、リンス液Ｌ２をＤＩＷとし、リンス液Ｌ２の供給時間を１５秒とした。充填液Ｌ３を水溶性ポリマーの水溶液とし、充填液Ｌ３中の水溶性ポリマーの濃度（以下、「充填液の濃度」という。）を５％とした。水溶性ポリマーとしては、アクリル酸エステルを主成分とするもの用いた。充填液Ｌ３の供給時間を５秒とし、充填液Ｌ３を供給するときの回転数ω２を１００ｒｐｍとした。
【００８４】
（実施例２）
充填液の濃度を４％とし、他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００８５】
（実施例３）
充填液の濃度を３％とし、他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００８６】
（実施例４）
充填液の濃度を２％とし、他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００８７】
（実施例５）
充填液の濃度を１％とし、他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００８８】
（実施例６）
充填液Ｌ３の乾燥中にウェハＷを加熱した。他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００８９】
（実施例７）
リンス液Ｌ２の供給時間を１８０秒とした。他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００９０】
（比較例１）
充填液Ｌ３の供給を行わず、リンス液Ｌ２の供給後にリンス液Ｌ２を乾燥させた。他の条件を実施例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００９１】
（比較例２）
ＤＩＷをリンス液Ｌ２としての供給した後に、界面活性剤の水溶液をリンス液Ｌ２として供給した。ＤＩＷの供給時間を１５秒とし、界面活性剤の水溶液の供給時間を５秒とした。他の条件を比較例１と同じにしてサンプルを作製した。
【００９２】
〔レジストパターンＰの状態確認〕
実施例１〜５及び比較例１，２について、Ｄｏｓｅ量を１６ｍＪ／ｃｍ２としたサンプルのレジストパターンＰの状態確認を行った。図９（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ比較例１，２及び実施例１〜５のサンプルに形成されたレジストパターンＰの電子顕微鏡写真である。
【００９３】
比較例１のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ１及び幅Ｂ１はそれぞれ１０８．１ｎｍ，４３．７ｎｍであった。比較例２のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ２及び幅Ｂ２はそれぞれ１０５．２ｎｍ，５５．６ｎｍであった。
【００９４】
実施例１のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ３及び幅Ｂ３はそれぞれ９６．２ｎｍ，５４．６ｎｍであった。幅Ｂ３は、比較例１における幅Ｂ１に比べ約２５％大きかった。充填部Ｆａの高さｈ３は、凸部Ｒａの高さＨ３の約５０％であった。
【００９５】
実施例２のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ４及び幅Ｂ４はそれぞれ１０５．２ｎｍ，４７．６ｎｍであった。幅Ｂ４は、比較例１における幅Ｂ１に比べ約９％大きかった。充填部Ｆａの高さｈ４は、凸部Ｒａの高さＨ４の約２５％であった。
【００９６】
実施例３のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ５及び幅Ｂ５はそれぞれ１２２．０ｎｍ，４６．６ｎｍであった。幅Ｂ５は、比較例１における幅Ｂ１に比べ約７％大きかった。充填部Ｆａの高さｈ５は、凸部Ｒａの高さＨ５の約２０％であった。
【００９７】
実施例４のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ６及び幅Ｂ６はそれぞれ１１４．０ｎｍ，４４．６ｎｍであった。幅Ｂ６は、比較例１における幅Ｂ１に比べ約２％大きかった。充填部Ｆａの高さｈ６は、凸部Ｒａの高さＨ５の約１０％であった。
【００９８】
実施例５のサンプルでは、凸部Ｒａの高さＨ７及び幅Ｂ７はそれぞれ１０９．１ｎｍ，４３．７ｎｍであった。幅Ｂ７は、比較例１における幅Ｂ１と同等であった。充填部Ｆａ高さは極小であるため測定不能であった。
【００９９】
〔レジストパターンＰの倒れ難さの評価〕
実施例１〜７及び比較例１，２の各サンプルについて、レジストパターンＰの倒れの有無を評価した。評価結果を図１０に示す。図１０は、各例のサンプルの評価結果を、Ｄｏｓｅ量の昇順に行方向に並べたものである。ハッチングを施したセルは、レジストパターンＰの倒れが発生しなかったことを示し、ハッチングを施していないセルは、レジストパターンＰの倒れが発生したことを示す。Ｄｏｓｅ量が大きくなると、凸部Ｒａの幅が小さくなるのでレジストパターンＰの倒れが生じ易くなる。そこで、レジストパターンＰの倒れ難さが向上すると、図１０におけるハッチングの範囲は下方に大きくなる。
【０１００】
図１０に示すように、比較例１では、レジストパターンＰの倒れが発生しないＤｏｓｅ量の上限値は１７．５ｍＪ／ｃｍ２であった。比較例２では、レジストパターンＰの倒れが発生しないＤｏｓｅ量の上限値は１９ｍＪ／ｃｍ２であり、比較例１に比べ大きかった。すなわち、比較例２では比較例１に比べレジストパターンＰの倒れ難さが向上した。これは、リンス液をＤＩＷから界面活性剤の水溶液に切り替えたことにより、リンス液の乾燥時にレジストパターンＰに作用する表面張力が低下したためだと考えられる。
【０１０１】
実施例１〜７では、レジストパターンＰの倒れが発生しないＤｏｓｅ量の上限値はそれぞれ２２ｍＪ／ｃｍ２，２３ｍＪ／ｃｍ２，２２ｍＪ／ｃｍ２，２０ｍＪ／ｃｍ２，２０ｍＪ／ｃｍ２，２２．５ｍＪ／ｃｍ２，２３．５ｍＪ／ｃｍ２であり、いずれも比較例１，２に比べ大きかった。すなわち、実施例１〜７のいずれにおいても、比較例１，２に比べレジストパターンＰの倒れ難さが向上した。実施例１〜７のいずれにおいても、充填液の濃度は１％以上であったことから、充填液の濃度が１％以上であれば、レジストパターンＰの倒れ難さを向上させられることが確認された。
【０１０２】
実施例４，５では、実施例１〜３に比べ、レジストパターンＰの倒れ難さの向上が小さかった。これは、実施例４，５のサンプルにおける充填部Ｆａの高さが小さいためだと考えられる。上述したように、実施例３のサンプルにおける充填部Ｆａの高さｈ４は、凸部Ｒａの高さＨ４の約２０％であったことから、充填部Ｆａの高さは凸部Ｒａの高さに対して２０％以上であることが好ましいと考えられる。実施例３における充填液の濃度は３％であったことから、充填液の濃度は３％以上であることがより好ましいと考えられる。
【０１０３】
実施例２では、実施例３に比べレジストパターンＰの倒れ難さが更に向上しているのに対し、実施例１では、実施例２に比べレジストパターンＰの倒れ難さが低下していた。本発明者等は、この理由を次のように推察する。すなわち、実施例１では実施例２に比べ充填液の濃度が高いので、リンス液が充填液に置換され難くなり、充填部が細部に行き渡り難くなったものと推察する。従って、実施例１に比べ充填部Ｆａの高さを更に大きくすると、レジストパターンＰの倒れ難さが更に低下することが推定される。
【０１０４】
上述したように、実施例１のサンプルにおける充填部Ｆａの高さｈ３は、凸部Ｒａの高さＨ３の約５０％であったことから、充填部Ｆａの高さは凸部Ｒａの高さに対して５０％以下であることが好ましいと考えられる。実施例１における充填液の濃度は５％であったことから、充填液の濃度は１０％未満であることが好ましく、５％以下であることがより好ましいと考えられる。実施例１のサンプルにおける凸部Ｒａの幅Ｂ３は、比較例１における凸部Ｒａの幅Ｂ１に比べ約２５％大きかったことから、充填部Ｆａの形成に伴う凸部Ｒａの幅の増加率が３０％未満であることが好ましいと考えられる。
【０１０５】
実施例６では、実施例１に比べレジストパターンＰの倒れ難さが更に向上した。この結果から、充填液Ｌ３の乾燥中にウェハＷを加熱することで、凹凸パターンの倒れを更に抑制できることが確認された。
【０１０６】
実施例７では、実施例１に比べレジストパターンＰの倒れ難さが更に向上した。この結果から、リンス液Ｌ２の供給時間を長くすることにより、凹凸パターンの倒れを更に抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【０１０７】
２０…回転保持部、２３…現像液供給部（処理液供給部）、２４…リンス液供給部、２５…充填液供給部、２６…裏面リンス液供給部、２７…制御部（パターン形成制御部、充填制御部、裏面リンス制御部）、Ｆａ…充填部、Ｌ１…現像液（処理液）、Ｌ２…リンス液、Ｌ３…充填液、Ｌ４…裏面リンス液、Ｐ…レジストパターン（凹凸パターン）、Ｒａ…凸部、Ｒｂ…凹部、Ｕ１…現像処理ユニット（基板処理装置）、Ｕ２…加熱・冷却ユニット（熱処理部）、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面、Ｗｂ…裏面。
【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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【図８】
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【図１０】
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【図９】
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