(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法であって、
基板上に形成されたレジスト膜に対して露光処理を行い、次いで現像液を供給して現像処理を行うことで、当該基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
その後、前記レジストパターンにエネルギー線を照射して、当該レジストパターンの側鎖を切断する側鎖切断工程と、
前記側鎖が切断されたレジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理工程と、
を有し、
前記金属処理工程において、前記処理剤は気体状で基板上に供給されることを特徴とする、基板処理方法。
【請求項２】
前記処理剤は金属アルコキシド、金属アシレート又は金属キレートの少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法であって、
基板上に形成されたレジスト膜に対して露光処理を行い、次いで現像液を供給して現像処理を行うことで、当該基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
その後、前記レジストパターンにエネルギー線を照射して、当該レジストパターンの側鎖を切断する側鎖切断工程と、
前記側鎖が切断されたレジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理工程と、
を有し、
前記金属処理工程において、基板上に前記処理剤を供給して前記レジストパターンに前記処理剤を進入させた後、前記金属を含有する金属含有剤を基板上に供給して前記レジストパターンに前記金属を浸潤させ、
前記処理剤と前記金属含有剤は、それぞれ気体状で基板上に供給されることを特徴とする、基板処理方法。
【請求項４】
前記処理剤はアルコールであることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記エネルギー線は、波長が１８４ｎｍ以下の紫外線、または電子線の少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記エネルギー線の照射は、酸素雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記金属処理工程において前記レジストパターンに浸潤する前記金属の浸潤量の制御は、少なくとも前記金属処理工程において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理工程における前記処理剤の温度、前記金属処理工程で処理される前記レジストパターン中の溶剤の量、又は前記側鎖切断工程において照射するエネルギー線の照射量を調整して行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システム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。
【請求項９】
請求項８に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項１０】
基板上に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、
露光装置後のレジスト膜に対して現像液を供給して現像処理し、基板上にレジストパターンを形成する現像装置と、
前記レジストパターンにエネルギー線を照射するエネルギー線照射装置と、
前記レジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理装置と、を有し、
前記金属処理装置は、前記処理剤を気体状で基板上に供給する処理剤供給部を有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項１１】
前記処理剤は金属アルコキシド、金属アシレート又は金属キレートの少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１０に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
基板上に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、
露光装置後のレジスト膜に対して現像液を供給して現像処理し、基板上にレジストパターンを形成する現像装置と、
前記レジストパターンにエネルギー線を照射するエネルギー線照射装置と、
前記レジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理装置と、を有し、
前記金属処理装置は、基板上に前記処理剤を気体状で供給する処理剤供給部と、前記金属を含有する金属含有剤を気体状で基板上に供給する金属含有剤供給部とを有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項１３】
前記処理剤はアルコールであることを特徴とする、請求項１２に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記エネルギー線は、波長が１８４ｎｍ以下の紫外線、または電子線の少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項１５】
前記エネルギー線の照射は、酸素雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項１６】
少なくとも前記金属処理装置において前記金属を浸潤させる
時間、前記金属処理装置における前記処理剤の温度、前記金属処理装置で処理される前記レジストパターン中の溶剤の量、又は前記エネルギー線照射装置において照射するエネルギー線の照射量を調整して、前記金属処理装置において前記レジストパターンに浸潤する前記金属の浸潤量を制御する制御装置をさらに有することを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、及び当該基板処理方法を実行するための基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイス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。）表面の被処理膜上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、ウェハ上のレジスト膜に所定パターンの光を照射してレジスト膜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等が順次行われて、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンの形成処理後に、このレジストパターンをマスクとして被処理膜がエッチングされ、当該被処理膜に所定のパターンが形成される。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー処理により形成されたレジストパターンの側壁には、露光処理に起因するラインエッジラフネス（ＬＥＲ：Ｌｉｎｅ  Ｅｄｇｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）と呼ばれる微小な凹凸が現れる。レジストパターン側面の凹凸は、エッチングの過程において被処理膜に転写されるが、近年の半導体デバイスの高速化及び微細化の進展に伴い、この凹凸が無視できなくなってきている。
【０００４】
このＬＥＲについては、例えばレジストパターンを加熱することで改善することが知られている。例えば特許文献１には、ウェハに紫外線を照射することでレジストパターンを加熱し、ラインエッジラフネスを改善する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００１−３３２４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ラインエッジラフネスを改善する手法によっては、レジストパターンの矩形性を損ねたり、レジストパターンの高さが低下したりという弊害が生じる場合がある。また、レジストの側鎖が切断され、レジストパターンのエッチング耐性が低下する場合もある。そうすると、被処理膜に対するエッチングの選択比が低下し、被処理膜に対して所望のパターンを形成することが困難となる。特に、近年に半導体デバイスの微細化に伴い、パターンのアスペクト比が大きくなっているため、選択比の低下は大きな問題となる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、レジストパターンのエッチング耐性を低下させることなく、当該レジストパターンのラインエッジラフネスを改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上にレジストパターンを形成する基板処理方法であって、基板上に形成されたレジスト膜に対して露光処理を行い、次いで現像液を供給して現像処理を行うことで、当該基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、その後、前記レジストパターンにエネルギー線を照射して、当該レジストパターンの側鎖を切断する側鎖切断工程と、前記側鎖が切断されたレジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理工程と、を有し、前記金属処理工程において、基板上に前記処理剤を供給して前記レジストパターンに前記処理剤を進入させた後、前記金属を含有する金属含有剤を基板上に供給して前記レジストパターンに前記金属を浸潤させ、前記処理剤と前記金属含有剤は、それぞれ気体状で基板上に供給されることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、金属処理工程において、レジストパターンに処理剤を進入させるので、当該処理剤を進入経路として金属をレジストパターンに進入させることができる。そして、レジストパターンに進入した金属は、側鎖切断工程において切断されたレジストパターンの側鎖と結合する。その結果、レジストパターンの内部に金属が浸潤し、金属を含有するレジストパターンが形成される。このような、金属を含有するレジストパターンは高いエッチング耐性を備え、基板上の被処理膜に対して高いエッチング選択比を有している。このため、当該レジストパターンをマスクとして被処理膜に対してエッチング処理を行うことで、被処理膜に高アスペクト比のパターンを形成することができる。
【００１０】
また、側鎖切断工程によりレジストパターンに対してエネルギー線を照射することで、レジストパターン側面の凹凸が平滑化される。したがって本発明によれば、高いエッチング耐性を有し、且つラインエッジラフネスが改善されたレジストパターンを形成することができる。
【００１１】
前記エネルギー線は、波長が１８４ｎｍ以下の紫外線、または電子線の少なくともいずれかであってもよい。
【００１２】
前記エネルギー線の照射は、酸素雰囲気中で行われてもよい。
【００１３】
前記金属処理工程において前記レジストパターンに浸潤する前記金属の浸潤量の制御は、少なくとも前記金属処理工程において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理工程における前記処理剤の温度、前記金属処理工程で処理される前記レジストパターン中の溶剤の量、又は前記側鎖切断工程において照射するエネルギー線の照射量を調整して行われてもよい。
【００１４】
前記処理剤は金属アルコキシド、金属アシレート又は金属キレートの少なくともいずれかであってもよい。
【００１５】
前記金属処理工程において、前記処理剤は液体状又は気体状で基板上に供給されてもよい。
【００１６】
前記金属処理工程において、基板上に前記処理剤を供給して前記レジストパターンに前記処理剤を進入させた後、前記金属を含有する金属含有剤を基板上に供給して前記レジストパターンに前記金属を浸潤させてもよい。かかる場合、前記処理剤はアルコールであってもよい。
【００１９】
別な観点による本発明によれば、前記基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システム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が提供される。
【００２０】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【００２１】
さらに別な観点による本発明は、基板上に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、露光装置後のレジスト膜に対して現像液を供給して現像処理し、基板上にレジストパターンを形成する現像装置と、前記レジストパターンにエネルギー線を照射するエネルギー線照射装置と、前記レジストパターンに処理剤を進入させ、且つ前記レジストパターンに前記処理剤を介して金属を浸潤させる金属処理装置と、を有し、前記金属処理装置は、前記処理剤を気体状で基板上に供給する処理剤供給部を有することを特徴としている。
【００２２】
前記エネルギー線は、波長が１８４ｎｍ以下の紫外線、または電子線の少なくともいずれかであってもよい。
【００２３】
前記エネルギー線の照射は、酸素雰囲気中で行われてもよい。
【００２４】
少なくとも前記金属処理装置において前記金属を浸潤させる時間、前記金属処理装置における前記処理剤の温度、前記金属処理装置で処理される前記レジストパターン中の溶剤の量、又は前記エネルギー線照射装置において照射するエネルギー線の照射量を調整して、前記金属処理装置において前記レジストパターンに浸潤する前記金属の浸潤量を制御する制御装置をさらに有していてもよい。
【００２５】
前記処理剤は金属アルコキシド、金属アシレート又は金属キレートの少なくともいずれかであってもよい。
【００３０】
前記処理剤はアルコールであってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、レジストパターンのエッチング耐性を低下させることなく、当該レジストパターンのラインエッジラフネスを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】塗布現像処理装置の構成の概略を示す平面図である。
【図３】塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す側面図である。
【図４】塗布現像処理装置の内部構成の概略を示す側面図である。
【図５】塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図７】エッチング処理装置の構成の概略を示す平面図である。
【図８】ウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示す説明図である。
【図９】レジストパターンの側面に凹凸部が形成されている子を示す説明図である。
【図１０】レジストパターンの内部に金属が浸潤した様子を示す説明図である。
【図１１】レジストパターンを熱処理して硬化レジストパターンが形成されて様子を示す説明図である。
【図１２】被処理膜に所定のパターンが形成された様子を示す説明図である。
【図１３】他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図１４】他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる塗布処理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】
【００３３】
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１の構成の概略を示す説明図である。なお、本実施の形態の基板処理システム１で処理される基板としてのウェハ上には、後述するように予め被処理膜が形成されている。
【００３４】
基板処理システム１は、図１に示すようにウェハにフォトリソグラフィー処理を行う塗布現像処理装置２と、ウェハにエッチング処理を行うエッチング処理装置３とを有している。
【００３５】
塗布現像処理装置２は、図２に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２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１３とを一体に接続した構成を有している。
【００３６】
カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、複数、例えば４つのカセット載置板２１が設けられている。カセット載置板２１は、水平方向のＸ方向（図２中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板２１には、塗布現像処理装置２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。
【００３７】
カセットステーション１０には、図２に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１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。
【００３８】
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば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１１の正面側（図２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１１の背面側（図２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１１のカセットステーション１０側（図１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１１のインターフェイスステーション１３側（図２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。
【００３９】
例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置が鉛直方向に積層されている。例えばウェハＷを現像処理する現像装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷ上にレジスト膜を形成すると共に、レジストパターンに金属を浸潤させる金属処理装置として機能する塗布処理装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下から順に４段に重ねられている。
【００４０】
現像装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ処理時にウェハＷを収容するカップＰを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。塗布処理装置３２の詳細な構成については後述する。
【００４１】
なお、これら現像装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、塗布処理装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。また第１のブロックＧ１には、ウェハＷに撥水性の保護膜を形成するための処理液を供給して露光用の保護膜を形成する保護膜形成装置や、ウェハＷの裏面及び周縁のベベル部に洗浄液を供給してウェハＷの裏面を洗浄する裏面洗浄装置等が配置されていてもよい。
【００４２】
例えば第２のブロックＧ２には、図４に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２、ウェハＷにエネルギー線としての紫外線を照射するエネルギー線照射装置として機能する紫外線照射装置４３が上下方向と水平方向に並べて設けられている。
【００４３】
熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。紫外線照射装置４３は、ウェハＷを載置する載置台と、載置台上のウェハＷにエネルギー線としての紫外線を照射する光源を有している。光源から照射される紫外線は、後述する側鎖切断工程において、レジストパターンの側鎖を切断することができるように、例えば約５ｅＶ以上のエネルギーを有する波長のもの、より具体的には、１８４ｎｍ以下の波長のものが用いられる。好ましい波長としては、例えば１７２ｎｍ〜１８４ｎｍであり、本実施の形態では、例えば１７２ｎｍのＥＵＶ光が照射される。波長が１７２ｎｍのＥＵＶ光のエネルギーは、約７ｅＶである。なお、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２及び紫外線照射装置４３の数や配置は、任意に選択できる。
【００４４】
例えば第３のブロックＧ３には、図２及び図３に示すように複数の受け渡し装置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、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
【００４５】
図２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、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
【００４６】
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７１を有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、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。
【００４７】
ウェハ搬送装置７０は、例えば図４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装置にウェハＷを搬送できる。
【００４８】
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装置８０が設けられている。
【００４９】
シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００５０】
図２に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００５１】
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００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を有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
【００５２】
次に、上述した塗布処理装置３２の構成について説明する。塗布処理装置３２は、図５に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１１０を有している。処理容器１１０のウェハ搬送領域Ｄ側の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が例えば３箇所に形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。また、これら３つの搬入出口は、後述する金属処理部１２０、洗浄処理部１２１、レジスト膜形成部１２２に対応する位置に形成されている。なお、金属処理部１２０は本発明における金属処理装置として機能する。
【００５３】
処理容器１１０の内部には、例えば後述するようにウェハＷ上のレジストパターンに処理剤としての、アルコキシド等を用いた有機金属化合物（金属アルコキシド）を進入させ、当該アルコキシドを形成するアルコール等の溶剤を介してレジストパターンに金属を浸潤させる金属処理部１２０と、処理剤供給後のウェハＷに洗浄液供給して処理剤を洗い流す洗浄処理部１２１と、ウェハＷ上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成部１２２とが設けられている。金属処理部１２０、洗浄処理部１２１、レジスト膜形成部１２２は、Ｙ方向負方向（図５の左方向）側からＹ方向正方向（図５の右方向）側にこの順で並べて配置されている。
【００５４】
金属処理部１２０には、図６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１３０が設けられている。スピンチャック１３０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１３０上に吸着保持できる。
【００５５】
スピンチャック１３０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１３１が設けられている。スピンチャック１３０は、チャック駆動部１３１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１３１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１３０は昇降自在になっている。
【００５６】
スピンチャック１３０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１３２が設けられている。カップ１３２の下面には、回収した液体を排出する排出管１３３と、カップ１３２内の雰囲気を排気する排気管１３４が接続されている。
【００５７】
図５に示すようにカップ１３２のＸ方向負方向（図５中の下方向）側には、Ｙ方向（図５中の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップ１３２のＹ方向負方向（図５中の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５中の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。
【００５８】
アーム１４１には、図５及び図６に示すようにウェハＷ上に処理剤としての液体状の処理液を供給する、処理剤供給部としての処理液ノズル１４２が支持されている。アーム１４１は、図５に示すノズル駆動部１４３により、レール１４０上を移動自在である。これにより、処理液ノズル１４２は、カップ１３２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１４４からカップ１３２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷ上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１４１は、ノズル駆動部１４３によって昇降自在であり、処理液ノズル１４２の高さを調整できる。
【００５９】
処理液ノズル１４２には、図６に示すように処理液供給源１４５に連通する供給管１４６が接続されている。処理液供給源１４５内には、処理液としての金属アルコキシドの溶液が貯留されている。供給管１４６には、処理液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１４７が設けられている。金属アルコキシドに含有される金属としては、例えばＴｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｗ（タングステン）などが用いられる。なお、この金属は微小な径を有し、例えば５ｎｍ以下の径のナノパーティクルである。
【００６０】
洗浄処理部１２１には、図６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１５０が設けられている。スピンチャック１５０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１５０上に吸着保持できる。
【００６１】
スピンチャック１５０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１５１が設けられている。スピンチャック１５０は、チャック駆動部１５１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１５１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１５０は昇降自在になっている。
【００６２】
スピンチャック１５０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１５２が設けられている。カップ１５２の下面には、回収した液体を排出する排出管１５３と、カップ１５２内の雰囲気を排気する排気管１５４が接続されている。
【００６３】
なお、レジスト膜形成部１２２にも、上記洗浄処理部１２１と同様に、スピンチャック１５０、チャック駆動部１５１、カップ１５２、排出管１５３、排気管１５４が設けられている。
【００６４】
図５に示すように洗浄処理部１２１とレジスト膜形成部１２２のカップ１５２のＸ方向負方向（図５中の下方向）側には、Ｙ方向（図５中の左右方向）に沿って延伸するレール１６０が形成されている。レール１６０は、例えば洗浄処理部１２１のカップ１５２のＹ方向負方向（図５中の左方向）側の外方から、レジスト膜形成部１２２のカップ１５２のＹ方向正方向（図５中の右方向）側の外方まで形成されている。レール１６０には、例えばアーム１６１が取り付けられている。
【００６５】
アーム１６１には、図５及び図６に示すようにウェハＷに洗浄液を供給する洗浄液ノズル１６２ａと、ウェハＷにレジスト液を供給するレジスト液ノズル１６２ｂが支持されている。アーム１６１は、図５に示すノズル駆動部１６３により、レール１６０上を移動自在である。これにより、洗浄液ノズル１６２ａ及びレジスト液ノズル１６２ｂは、洗浄処理部１２１のカップ１５２とレジスト膜形成部１２２のカップ１５２との間に設置された待機部１６４からカップ１５２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷ上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１６１は、ノズル駆動部１６３によって昇降自在であり、洗浄液ノズル１６２ａ及びレジスト液ノズル１６２ｂの高さを調整できる。
【００６６】
洗浄液ノズル１６２ａには、図６に示すように洗浄液供給源１６５に連通する供給管１６６が接続されている。洗浄液供給源１６５内には、洗浄液が貯留されている。供給管１６６には、洗浄液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１６７が設けられている。なお、洗浄液としては、処理液を洗い流すという観点から、処理液ノズル１４２から供給される処理液に対する溶解度が大きいものが用いられ、本実施の形態では例えば純水であるが、当該洗浄液にどのようなものを用いるかは本実施の形態の内容に限定されるものではなく、用いられる処理液に応じて適宜選定される。
【００６７】
レジスト液ノズル１６２には、図６に示すようにレジスト液供給源１６８に連通する供給管１６９が接続されている。レジスト液供給源１６８内には、レジスト液が貯留されている。供給管１６９には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１７０が設けられている。
【００６８】
次に、上述したエッチング処理装置３の構成について説明する。エッチング処理装置３は、図７に示すようにエッチング処理装置３に対するウェハＷの搬入出を行うカセットステーション２００、ウェハＷの搬送を行う共通搬送部２０１、ウェハＷ上のレジストパターンをマスクとして下部反射防止膜及び被処理膜を所定のパターンにエッチングするエッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５を有している。
【００６９】
カセットステーション２００は、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構２１０が内部に設けられた搬送室２１１を有している。ウェハ搬送機構２１０は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム２１０ａ、２１０ｂを有しており、これら搬送アーム２１０ａ、２１０ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。搬送室２１１の側方には、ウェハＷを複数枚並べて収容可能なカセットＣが載置されるカセット載置台２１２が備えられている。図示の例では、カセット載置台２１２には、カセットＣを複数、例えば３つ載置できるようになっている。
【００７０】
搬送室２１１と共通搬送部２０１は、真空引き可能な２つのロードロック装置２１３ａ、２１３ｂを介して互いに連結させられている。
【００７１】
共通搬送部２０１は、例えば上方からみて略多角形状（図示の例では六角形状）をなすように形成された密閉可能な構造の搬送室チャンバ２１４を有している。搬送室チャンバ２１４内には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構２１５が設けられている。ウェハ搬送機構２１５は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム２１５ａ、２１５ｂを有しており、これら搬送アーム２１５ａ、２１５ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
【００７２】
搬送室チャンバ２１４の外側には、エッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５、ロードロック装置２１３ｂ、２１３ａが、搬送室チャンバ２１４の周囲を囲むように配置されている。エッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５、ロードロック装置２１３ｂ、２１３ａは、例えば上方からみて時計回転方向においてこの順に並ぶように、また、搬送室チャンバ２１４の６つの側面部に対してそれぞれ対向するようにして配置されている。
【００７３】
なお、エッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５としては、例えば例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｃｈｉｎｇ）装置が用いられる。すなわち、エッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５では、反応性の気体（エッチングガス）やイオン、ラジカルによって、下部反射防止膜や被処理膜をエッチングするドライエッチングが行われる。
【００７４】
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御装置３００が設けられている。制御装置３００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、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、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に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置３００にインストールされたものであってもよい。
【００７５】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。図８は、ウェハ処理の各工程におけるウェハＷの状態を模式的に示している。なお、図８に示すように基板処理システム１で処理されるウェハＷ上には、予め被処理膜４００が形成されている。
【００７６】
先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが、塗布現像処理装置２のカセットステーション１０に搬入され、所定のカセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。
【００７７】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、図８に示すようにウェハＷの被処理膜４００上に下部反射防止膜４０１が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後受け渡し装置５３に戻される。
【００７８】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって塗布処理装置３２のレジスト膜形成部１２２に搬送される。
【００７９】
レジスト膜形成部１２２に搬送されたウェハＷは、スピンチャック１５０に吸着保持される。続いて、アーム１６１によって待機部１６４のレジスト液ノズル１６２ｂをウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック１５０によってウェハＷを回転させながら、レジスト液ノズル１６２ｂからウェハＷの中心部にレジスト液を供給する。ウェハＷ上に供給された供給されたレジスト液は、ウェハＷの回転により生じる遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。こうしてウェハＷ上にレジスト液が塗布され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
【００８０】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって受け渡し装置５５に搬送される。
【００８１】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜（図示せず）が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４２に搬送されて、ウェハＷ上のレジスト膜の周縁部に対して周辺露光処理が行われる。
【００８２】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって受け渡し装置５６に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって受け渡し装置６２に搬送される。
【００８３】
次にウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置１００によって露光装置１２に搬送される。露光装置１２では、ウェハＷ上のレジスト膜に光が照射され、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。
【００８４】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって露光装置１２から受け渡し装置６０に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。
【００８５】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像装置３０に搬送される。現像装置３０では、ウェハＷ上のレジスト膜に現像液が供給されて現像処理され、図８に示すようにウェハＷ上にレジストパターン４０２が形成される。このとき、図９に示すようにレジストパターン４０２の両側面には、ラインエッジラフネスと呼ばれる微小な凹凸部４０３が現れる。
【００８６】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって紫外線照射装置４３に搬送される。紫外線照射装置４３では、ウェハＷに紫外線が照射され、ウェハＷのレジストパターン４０２が加熱されると共に、紫外線のエネルギーにより、レジストパターン４０２の側鎖が切断される。この紫外線照射により、レジストパターン４０２の凹凸部４０３の表面が滑らかに均され、凹凸の無いレジストパターン４０２が形成される。
【００８７】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって塗布処理装置３２の金属処理部１２０に搬送される。
【００８８】
金属処理部１２０に搬送されたウェハＷは、スピンチャック１３０に吸着保持される。続いて、アーム１４１によって待機部１４４の処理液ノズル１４２をウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック１３０によってウェハＷを回転させながら、処理液ノズル１４２からウェハＷの中心部に処理液を供給する。ウェハＷ上に供給された処理液は、ウェハＷの回転により生じる遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。
【００８９】
このようにウェハＷ上に処理液が塗布されると、処理液はレジストパターン４０２の内部に進入する。そして、レジストパターン４０２に進入した処理液としての金属アルコキシドに含有される金属は、紫外線照射装置４３での紫外線照射により切断されたレジストパターン４０２の側鎖と結合して、図１０に示すように、金属４０４がレジストパターン４０２の内部の全体に浸潤する。
【００９０】
次にウェハＷは、洗浄処理部１２１に搬送され、スピンチャック１５０に吸着保持される。続いて、アーム１６１によって待機部１６４の洗浄液ノズル１６２ａをウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、スピンチャック１５０によってウェハＷを回転させながら、洗浄液ノズル１６２ａからウェハＷの中心部に洗浄液としての純水を供給する。これによりウェハＷ上の処理液が洗浄液により洗い流される。
【００９１】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、所定の温度で熱処理される。この熱処理によりレジストパターン４０２に進入した金属アルコキシドを構成するアルコール分が揮発して、レジストパターン４０２内に金属のみが残留する。これにより、図１１に示すように、浸潤した金属により全体が硬化した硬化レジストパターン４０５が形成される。この硬化レジストパターン４０５は、浸潤した金属により高いエッチング耐性を備えている。したがって、下部反射防止膜４０１と被処理膜４００に対して高いエッチング選択比を有している。
【００９２】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって受け渡し装置５４に搬送され、その後カセットステーション１０のウェハ搬送装置２３によって所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送される。
【００９３】
塗布現像処理装置２においてウェハＷに所定の処理が行われると、ウェハＷを収納したカセットＣは、塗布現像処理装置２から搬出され、次にエッチング処理装置３に搬入される。
【００９４】
エッチング処理装置３では、先ず、ウェハ搬送機構２１０によって、カセット載置台２１２上のカセットＣから１枚のウェハＷが取り出され、ロードロック装置２１３ａ内に搬入される。ロードロック装置２１３ａ内にウェハＷが搬入されると、ロードロック装置２１３ａ内が密閉され、減圧される。その後、ロードロック装置２１３ａ内と大気圧に対して減圧された状態（例えば略真空状態）の搬送室チャンバ２１４内とが連通させられる。そして、ウェハ搬送機構２１５によって、ウェハＷがロードロック装置２１３ａから搬出され、搬送室チャンバ２１４内に搬入される。
【００９５】
搬送室チャンバ２１４内に搬入されたウェハＷは、次にウェハ搬送機構２１５によって例えばエッチング装置２０２に搬送される。エッチング装置２０２では、例えばＯ２ガス（Ｏ２プラズマ）やＣＦガス（ＣＦプラズマ）を用いてウェハＷ上の硬化レジストパターン４０５をマスクとして、ウェハＷ上の下部反射防止膜４０１と被処理膜４００がそれぞれエッチングされる。このとき、硬化レジストパターン４０５は下部反射防止膜４０１と被処理膜４００に対して高いエッチング選択比を有しているので、図１２に示すように下部反射防止膜４０１に所定のパターン４０６が適切な形状で形成されると共に、被処理膜４００に所定のパターン４０７が適切な形状で形成される。
【００９６】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送機構２１５によって再び搬送室チャンバ２１４内に戻される。そして、ロードロック装置２１３ｂを介してウェハ搬送機構２１０に受け渡され、カセットＣに収納される。その後、ウェハＷを収納したカセットＣがエッチング処理装置３から搬出されて一連のウェハ処理が終了する。
【００９７】
以上の実施の形態によれば、先ず、ウェハＷ上のレジストパターン４０２に対して紫外線を照射して加熱するので、ウェハＷ側面の凹凸部４０３が均されてレジストパターン４０２の側面が平坦化する。即ち、レジストパターン４０２のラインエッジラフネスが改善する。次いで当該レジストパターン４０２に処理液として金属アルコキシドを進入させ、当該処理液を進入経路として、レジストパターン４０２の内部に金属４０４を進入させる。そうすると、紫外線の照射の際に当該紫外線のエネルギーにより切断されたレジストパターン４０２の側鎖と、レジストパターン４０２の内部に進入した金属４０４とが結合して、高いエッチング耐性を備える硬化レジストパターン４０５が形成される。したがって、硬化レジストパターン４０５をマスクとして被処理膜４００に対してエッチング処理を行う際、高いエッチング選択比を得ることができ、被処理膜４００に例えば高アスペクト比のパターンを形成することができる。この際、ウェハＷ側面の凹凸部４０３が均されているので、被処理膜４００に凹凸部４０３が転写されることなく、良好な形状のパターンを形成することができる。
【００９８】
また、硬化レジストパターン４０５はウェハＷ上の被処理膜４００に対して高いエッチング選択比を有していることから、硬化レジストパターン４０５の高さが低くても（レジスト膜の膜厚が薄くても）、当該硬化レジストパターン４０５は、エッチング装置において被処理膜４００をエッチングする際のマスクとしての機能を十分に発揮する。したがって、レジストパターン４０２のアスペクト比を小さくすることができるので、高いアスペクト比のレジストパターンにおいて生じる、いわゆるパターン倒れを回避することができ、ウェハＷ上に所望のパターンを適切に形成することができる。
【００９９】
また従来であれば、被処理膜４００上にＳＯＣ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ）膜とＳｉＡＲＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ）膜を被処理膜４００側からこの順で積層してエッチング耐性を向上させる場合があった。これに対して、本実施の形態では、硬化レジストパターン４０５自体のエッチング耐性が高いので、被処理膜４００上に下部反射防止膜４０１のみを設けるだけでよい。したがって、ウェハ処理のスループットを向上させることができると共に、製品の製造コストも低廉化することができる。
【０１００】
以上の実施の形態において、レジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の浸潤量、すなわちレジストパターン４０２中の金属４０４の濃度は、例えば以下の４つのパラメータのいずれか又はすべてを調整することによって制御される。
【０１０１】
１つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置３２の金属処理部１２０における金属４０４の浸潤時間が挙げられる。処理液ノズル１４２から金属含有液を供給する時間を長くすれば、レジストパターン４０２に金属４０４を浸潤させる時間を長くすることができ、当該金属４０４の浸潤量を多くすることができる。一方、金属４０４の浸潤時間を短くすれば、当該金属４０４の浸潤量を少なくすることができる。
【０１０２】
２つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置３２の金属処理部１２０において処理液ノズル１４２から供給される処理液の温度が挙げられる。処理液ノズル１４２からの処理液の温度を高くすると、レジストパターン４０２に金属４０４が浸潤し易くなり、当該金属４０４の浸潤量を多くすることができる。一方、処理液の温度を低くすると、当該金属４０４の浸潤量を少なくすることができる。
【０１０３】
３つめのパラメータとしては、例えば塗布処理装置３２の金属処理部１２０において処理されるレジストパターン４０２中の溶剤の量が挙げられる。この溶剤の量の調整は種々の方法を用いることができる。
【０１０４】
例えば塗布処理装置３２のレジスト膜形成部１２２でウェハＷ上にレジスト膜が形成された後、熱処理装置４０で熱処理（プリベーク処理）を行う際、当該熱処理の温度や時間を調整することで、レジスト膜中の溶剤の量、すなわちレジストパターン４０２中の溶剤の量を調整することができる。熱処理の温度を低く、或いは熱処理の時間を短くすれば、レジストパターン４０２中の溶剤の量を多くすることができる。そうすると、レジストパターン４０２の内部に進入する処理液の量を多くすることができ、さらにレジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の浸潤量を多くすることができる。一方、熱処理の温度を高く、或いは熱処理の時間を長くすれば、レジストパターン４０２中の溶剤の量が少なくなり、レジストパターン４０２に進入する処理液の量を少なくすることができ、レジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の浸潤量を少なくすることができる。
【０１０５】
また、例えば別途設けられた溶剤供給装置（図示せず）においてレジスト膜に溶剤を供給して、当該レジスト膜中の溶剤の量を積極的に増加させてもよい。さらに、例えばレジスト膜形成部１２２のレジスト液ノズル１６２ｂから供給されるレジスト液の材料を変更することで、レジスト膜中の溶剤の量を調整してもよい。
【０１０６】
４つめのパラメータとしては、例えば紫外線照射装置４３における紫外線の照射量、即ち紫外線の照射強度及び照射時間が挙げられる。照射量を大きくすると、レジストパターン４０２の側鎖がより多く切断される。そして、レジストパターン４０２に進入した処理液中の金属４０４は、この切断された側鎖と結合することでレジストパターン４０２に浸潤するので、切断された側鎖の量を制御することで、レジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の量を制御することができる。
【０１０７】
なお、紫外線の照射量を大きくすると、レジストパターン４０２の側鎖のみならず主鎖も切断されるが、主鎖が切断されると、レジストパターン４０２にいわゆるリフローと呼ばれる、レジストパターン４０２の幅方向への広がりが生じるので、レジストパターン４０２の形状を好ましい状態に維持するという観点からは、紫外線の照射量は、レジストパターン４０２の側鎖のみを切断するように調整することが好ましい。
【０１０８】
以上のようにレジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の浸潤量を制御することができる。また、レジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の浸潤量は、エッチング装置２０２、２０３、２０４、２０５におけるエッチング処理で必要とされるエッチング選択比に応じて制御できる。このため、当該エッチング処理をより適切に行うことができる。
【０１０９】
以上の実施の形態では、レジストパターン４０２を加熱して凹凸部４０３を均す際に紫外線を照射したが、レジストパターン４０２を加熱し、且つレジストパターンの側鎖を切断するエネルギーをレジストパターン４０２に与えられるものであれば例えば紫外線に代えて電子線を用いてもよい。電子線を用いる場合も、電子線の照射量を適宜調整することで、レジストパターン４０２に浸潤する金属４０４の量を制御することができる。
【０１１０】
以上の実施の形態では、処理剤として金属アルコキシドを用いたが、レジストパターン４０２に進入させて当該レジストパターン４０２に金属を浸潤させることができるものであれば、処理剤として金属アルコキシド以外のものを用いてもよい。金属アルコキシド以外の処理剤としては、例えば金属アシレート又は金属キレートなどを用いることができる。なお、処理剤として金属アルコキシド、金属アシレート、金属キレートのいずれを用いるかについては、レジストパターン４０２に浸潤させる金属の種類、およびレジストパターン４０２そのものの組成におうじて適宜選定される。即ち、レジストパターン４０２に対する処理剤の溶解度などによりレジストパターン４０２への処理剤の進入し易さが変化するので、レジストパターン４０２に浸潤させる金属の量に応じて、適宜処理剤を選定することが好ましい。なお、浸潤させる金属としては、既述のように、チタン、ジルコニウム、タングステン等が挙げられる。
【０１１１】
なお、ウェハＷのレジストパターン４０２に紫外線を照射する際に、酸素雰囲気中で紫外線を照射するようにしてもよい。酸素雰囲気中で紫外線を照射すると、酸素が紫外線により活性酸素（酸素ラジカル）が生成される。そうすると、レジストパターン４０２側面の凹凸部４０３にレジストと活性酸素が反応してレジストが分解し、凹凸部４０３がより平坦に均される。
【０１１２】
以上の実施の形態では、塗布処理装置３２の金属処理部１２０においてレジストパターン４０２に金属４０４を進入させるに際し、処理剤として金属アルコキシドをウェハＷ上に供給していたが、例えば処理剤として先ずアルコールをウェハＷ上に供給し、その後金属４０４を含有する金属含有液をウェハＷ上に供給するようにしてもよい。
【０１１３】
かかる場合、図１３及び図１４に示すように金属処理部１２０のアーム１４１には、ウェハＷ上に処理剤としての液体状のアルコールを供給する、処理剤供給部としてのアルコールノズル５００と、ウェハＷ上に金属４０４を含有する金属含有剤としての液体状の金属含有液を供給する、金属含有剤供給部としての金属含有液ノズル５０１とが支持されている。
【０１１４】
アルコールノズル５００には、図１４に示すようにアルコール供給源５１０に連通する供給管５１１が接続されている。供給管５１１には、アルコールの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群５１２が設けられている。なお、アルコールとしては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール、ブタノール、ＭＩＢＣ（メチルイソブチルカルビノール）等が用いられる。
【０１１５】
金属含有液ノズル５０１には、金属含有液供給源５２０に連通する供給管５２１が接続されている。供給管５２１には、金属含有液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群５２２が設けられている。なお、金属含有液中の金属４０４としては上記実施の形態と同様の金属が用いられるが、その溶媒には種々の溶媒を用いることができる。溶媒としては、例えば純水等、金属４０４を溶解し、且つレジスト膜を溶解しない材料であれば、種々の材料を用いることができる。
【０１１６】
金属処理部１２０のその他の構成は、上記実施の形態の金属処理部１２０と同様であるので説明を省略する。なお、以上の構成では、アルコールノズル５００と金属含有液ノズル５０１は同一のアーム１４１に支持されていたが、それぞれ別々のアームに支持されていてもよい。
【０１１７】
本実施の形態の金属処理部１２０では、スピンチャック１３０でウェハＷを吸着保持した後、アーム１４１によって待機部１４４のアルコールノズル５００をウェハＷの中心部の上方まで移動させる。続いて、スピンチャック１３０によってウェハＷを回転させながらアルコールノズル５００からウェハＷの中心部にアルコールを供給する。ウェハＷ上に供給されたアルコールは、ウェハＷの回転により生じる遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。
【０１１８】
このようにウェハＷ上にアルコールが塗布されると、アルコールは、レジストパターン４０２の切断された側鎖等、親和性の良い結合手をターゲットにしてレジストパターン４０２の内部に進入する。
【０１１９】
その後、アーム１４１によって金属含有液ノズル５０１をウェハＷの中心部の上方まで移動させる。続いて、スピンチャック１３０によってウェハＷを回転させながら、金属含有液ノズル５０１からウェハＷの中心部に金属含有液を供給する。ウェハＷ上に供給された供給された金属含有液は、ウェハＷの回転により生じる遠心力によってウェハＷの表面全面に拡散する。
【０１２０】
このようにウェハＷ上に金属含有液が塗布されると、レジストパターン４０２中のアルコールを進入経路として金属含有液がレジストパターン４０２に進入する。そして、当該金属含有液中の金属４０４は既述の通りレジストパターン４０２の切断された側鎖と結合して、図１０に示したように金属４０４がレジストパターン４０２に浸潤する。その後、ウェハＷを熱処理してアルコールを揮発させることで、図１１に示したような、硬化レジストパターンをウェハＷ上適切に形成することができる。したがって、アルコールと金属４０４を別々に供給した場合であっても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
【０１２１】
以上の実施の形態では、処理液ノズル１４２からウェハＷに供給される処理剤は液体状であったが、気体状であってもよい。即ち、金属アルコキシド等の処理剤を、気体状で供給してもよい。気体状の処理剤を供給する場合の塗布処理装置について説明する。
【０１２２】
図１５に示すように塗布処理装置６００は、内部を閉鎖可能な処理容器６１０を有している。処理容器６１０のウェハ搬送領域Ｄ側の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。処理容器６１０の底面には、内部の雰囲気を排気する排気管６１１が接続されている。
【０１２３】
処理容器６１０内の底面には、ウェハＷが載置される載置台６２０が設けられている。載置台６２０内には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン６２１が例えば３本設けられている。昇降ピン６２１は、昇降駆動部６２２により上下動できる。載置台６２０の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔６２３が例えば３箇所に形成されている。そして昇降ピン６２１は、貫通孔６２３を挿通するようになっている。
【０１２４】
処理容器６１０内の天井面であって、載置台６２０の上方には、ウェハＷ上に気体状の処理剤を下方に供給するシャワーヘッド６３０が設けられている。シャワーヘッド６３０は、載置台６２０に載置されたウェハＷに対向して配置されている。シャワーヘッド６３０の内部には、後述する処理剤供給源６４０から供給された処理剤が導入される内部空間６３１が形成されている。シャワーヘッド６３０の下面には、内部空間６３１に導入された処理剤を下方に向かって供給する複数の供給口６３２が、シャワーヘッド６３０の下面全体に分布させられた状態で設けられている。すなわち、シャワーヘッド６３０からウェハＷに対して、気体状の処理剤が水平面内で均一に供給されるように複数の供給口６３２が形成されている。
【０１２５】
シャワーヘッド６３０には、処理剤供給源６４０に連通する供給管６４１が接続されている。処理剤供給源６４０の内部には、例えば処理剤としての金属アルコキシドが液体状で貯留され、この液体状の処理剤を加熱して気化させて気体状の処理剤が生成される。供給管６４１には、処理剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群６４２が設けられている。
【０１２６】
かかる場合、レジストパターン４０２が形成されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって塗布処理装置６００に搬送される。塗布処理装置６００にウェハＷが搬入されると、ウェハＷは予め上昇して待機していた昇降ピン６２１に受け渡される。続いて昇降ピン６２１を下降させ、ウェハＷを載置台６２０に載置する。その後、シャワーヘッド６３０からウェハＷ上に気体状の処理剤が供給される。そうすると、レジストパターン４０２に処理剤が進入し、当該処理剤を進入経路として金属４０４がレジストパターンに進入する。こうして、レジストパターン４０２に金属４０４を浸潤させることができる。なお、処理剤を気体状で供給する場合は、処理剤供給後の洗浄処理は不要である。
【０１２７】
同様にアルコールノズル５００から供給されるアルコール５３０と、金属含有液ノズル５０１からウェハＷに供給される金属含有液とは、それぞれ液体状であったが、気体状であってもよい。かかる場合でも、塗布処理装置６００と同様の装置が用いられ、ウェハＷ上に気体状のアルコール５３０と気体状の金属含有剤を供給し、レジストパターン４０２に金属４０４を浸潤させることができる。
【０１２８】
以上の実施の形態では、金属処理部１２０、洗浄処理部１２１、レジスト膜形成部１２２とは同一の塗布処理装置３２内に設けられていたが、別々の装置に設けられていてもよい。
【０１２９】
以上の実施の形態では、処理剤と金属含有液を個別に供給する場合、レジストパターン４０２に金属４０４を進入させるための処理剤としてアルコールを用いたが、レジストパターン４０２に進入する材料であればこれに限定されない。
【０１３０】
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。
【符号の説明】
【０１３１】
１      基板処理システム
２      塗布現像処理装置
３      エッチング処理装置
１２    露光装置
３０    現像装置
３１    下部反射防止膜形成装置
３２    塗布処理装置
３３    上部反射防止膜形成装置
４０    熱処理装置
４３    紫外線照射装置
１２０  金属処理部
１２１  洗浄処理部
１２２  レジスト膜形成部
１４２  処理液ノズル
１６２ａ  洗浄液ノズル
１６２ｂ  レジスト液ノズル
２０２、２０３、２０４、２０５  エッチング装置
３００  制御装置
４００  被処理膜
４０１  下部反射防止膜
４０２  レジストパターン
４０３  凹凸部
４０４  金属
４０５  硬化レジストパターン
４０６  （下部反射防止膜の）パターン
４０７  （被処理膜の）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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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