(57)【要約】【課題】  ウエハ面内の疎水化処理分布の均一性を向上させる。【解決手段】  ウエハ４Ｗの主面上にレジスト膜を塗布するのに先立って、ウエハ４Ｗの主面に対してＨＭＤＳガスにより疎水化処理を施す際に、上記ＨＭＤＳガスを、疎水化処理室２ｃのウエハ４Ｗを載置する載置面においてウエハ４Ｗの外側に形成された溝５から疎水化処理室２ｃ内に供給しつつ、上記載置面に対向する天井面においてウエハ４Ｗの主面中央の上方に形成された排気口７から疎水化処理室２ｃの外部に排気しながら上記疎水化処理を施すようにした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガスを用いた疎水化処理を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して露光処理を施す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して現像処理を施すことによりレジストパターンを形成する工程を有し、
前記（ｂ）工程は、以下の下位の工程を含む：
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では、前記処理ガスを、前記載置面に形成された供給口から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口から外部に排気しながら前記疎水化処理を施し、
前記処理ガスの前記供給口は、前記ウエハの外周に接する位置または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成されている。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記載置面の前記供給口は、前記ウエハの外周に沿って延在する溝とされている。
【請求項３】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記載置面の前記供給口は、前記複数の穴とされている。
【請求項４】
請求項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記複数の穴は、前記ウエハの外周に沿って分散されて配置されている。
【請求項５】
請求項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記複数の穴は、前記ウエハの上下左右に対称となるように配置されている。
【請求項６】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の面内範囲に配置されている。
【請求項７】
請求項６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の中央に配置されている。
【請求項８】
請求項６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、複数個分散されて配置されている。
【請求項９】
請求項８記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の中央に配置された第１排気口と、前記第１排気口を中心とする円に沿って分散されて配置された複数個の第２排気口とを有し、前記第２排気口の寸法は、前記第１排気口の寸法よりも小さい。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記有機シリコン系化合物ガスは、ヘキサメチルジシラザンガスである。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程との間に、前記ウエハの第１主面上に絶縁層を堆積する工程を有し、前記（ｂ）工程においては、前記絶縁層に対して前記疎水化処理を施す。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記絶縁層は、酸化シリコンまたは窒化シリコンである。
【請求項１３】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程との間に、前記ウエハの第１主面上に金属層または半導体層を堆積する工程を有し、前記（ｂ）工程においては、前記金属層または半導体層に対して前記疎水化処理を施す。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記レジストパターンは、孤立パターンである。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記レジストパターンの前記ウエハの第１主面に沿う方向の寸法は、前記レジストパターンの前記ウエハの第１主面に交差する方向の寸法よりも小さい。
【請求項１６】
請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記疎水化処理室の前記載置面に交差する方向に処理室を積み重ねる構成を有する製造装置を用いる。
【請求項１７】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガスを用いた疎水化処理を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜を形成する工程を有し、
前記（ｂ）工程は、以下の下位の工程を含む：
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では、前記処理ガスを、前記載置面に形成された供給口から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口から外部に排気しながら前記疎水化処理を施し、
前記処理ガスの前記供給口は、前記ウエハの外周に接する位置または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成されている。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記疎水化処理室の前記載置面の前記供給口は、前記ウエハの外周に沿って延在する溝とされている。
【請求項１９】
請求項１７記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記疎水化処理室の前記載置面の前記供給口は、前記複数の穴とされている。
【請求項２０】
請求項１７記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の面内範囲に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、フォトレジスト塗布前のウエハの表面に対するＨＭＤＳ（hexamethyl disilazane:ヘキサメチルジシラザン：（ＣＨ3）3ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ3）3）を用いた疎水化処理技術に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＭＤＳを用いた疎水化処理は、ウエハにフォトレジスト膜を塗布するのに先立って、フォトレジスト膜と下地との密着性を向上させる目的で、ウエハの表面にＨＭＤＳガスを吹き付け、ウエハの表面を疎水化する処理である。
【０００３】
このＨＭＤＳを用いた疎水化処理については、例えば日本特開平２−２３８６１６号公報に記載があり、ウエハを載置する熱板の外周を取り囲むように複数のノズルが配置されており、ＨＭＤＳ蒸気を供給する場合、この蒸気の流れを均一にできることが開示されている（特許文献１参照）。また、例えば日本特開２００１−２５０７６７号公報（米国特許６６２０２５１）には、ＨＭＤＳ蒸気の供給および排気をウエハの外周部から行う構成が開示されている（特許文献２参照）。さらに、例えば日本特開２０００−１３８２１２号公報（米国特許６３５０３１６）には、ＨＭＤＳ薬液をウエハに直接滴下する方式が開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平２−２３８６１６号公報
【特許文献２】特開２００１−２５０７６７号公報（米国特許６６２０２５１）
【特許文献３】特開２０００−１３８２１２号公報（米国特許６３５０３１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者が検討した疎水化処理では、ＨＭＤＳガスをウエハの主面中央上方より供給しているが、以下のような課題があることを本発明者は見出した。
【０００５】
すなわち、ウエハはウエハ載置台側のホットプレートにより加温されているが、ウエハの主面中央では、その上方から直接吹き付けられたＨＭＤＳガスにより熱が奪われるためウエハの外周側よりも温度が低くなる。ＨＭＤＳガスによる疎水化処理は、化学反応なので、処理時の温度が低くなると処理効率が低下する。このため、相対的に低温となるウエハの主面中央では充分な疎水化処理が行われず、ウエハの主面内の疎水化処理の均一性が阻害される問題が生じる。その結果、ウエハの主面中央では、フォトレジスト膜と下地との密着性が低下し、フォトレジスト膜が剥離する問題が生じる。特に、近年は、疎水化処理室内の高さ（ウエハの厚さ方向の高さ）が低くなる傾向になり、ＨＭＤＳガスの供給口とウエハの主面との距離が短くなってきているため、上記のような問題が顕著になりつつある。
【０００６】
本願に開示されたひとつの発明の一つの目的は、ウエハ面内の疎水化処理分布の均一性を向上させることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００８】
すなわち、本願に開示された一つの発明の概要は、疎水化処理ガスを、ウエハの下部のウエハの外側から供給し、前記ウエハの主面上方から排気するものである。
【０００９】
また、本願において開示される発明のうち、他の代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
すなわち、本願に開示された一つの発明の概要は、（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガスを用いた疎水化処理を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して露光処理を施す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して現像処理を施すことによりレジストパターンを形成する工程、
（ｆ）前記レジストパターンを不純物導入マスクとして前記ウエハに不純物を導入する工程を有し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では、前記処理ガスを、前記載置面の前記ウエハの外周に接する位置または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成された供給口から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口から外部に排気しながら前記疎水化処理を施し、
前記（ｆ）工程では、前記ウエハを回転させながら前記不純物を導入するものである。
【００１１】
また、本発明は、（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガスを用いた疎水化処理を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して露光処理を施す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して現像処理を施すことによりレジストパターンを形成する工程、
（ｆ）前記レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチング処理を施す工程を有し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では、前記処理ガスを、前記載置面の前記ウエハの外周に接する位置または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成された供給口から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口から外部に排気しながら前記疎水化処理を施すものである。
【００１２】
また、本願に開示された一つの発明の概要は、（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガスを用いた疎水化処理を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して露光処理を施す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して現像処理を施すことによりレジストパターンを形成する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記ウエハを回転させながら洗浄および乾燥させる工程を有し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では、前記処理ガスを、前記載置面の前記ウエハの外周に接する位置または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成された供給口から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口から外部に排気しながら前記疎水化処理を施すものである。
【００１３】
また、本願に開示されたその他の発明の概要を箇条書きで示すと、以下のごとくである。
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）第１主面および前記第１主面の反対側の第２主面を持つウエハを用意する工程（集積回路の製造工程におけるウエハ工程途上のウエハを意味する）、
（ｂ）前記ウエハの第１主面に対して有機シリコン系化合物ガスを含む処理ガス（原料は液体でも固体でもガスでもよい。供給されたときに、ガス状またはミスト状であるのが一般的である。液状で供給することを排除するものではない）を用いた疎水化処理（表面疎水化によるレジスト接着性向上処理または脱水処理）を施す工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程後の前記ウエハの第１主面上にレジスト膜（中間膜の存在を排除しない。他の膜堆積工程も同じ）を形成する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して露光処理を施す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記ウエハの前記レジスト膜に対して現像処理を施すことによりレジストパターンを形成する工程を有し、
前記（ｂ）工程は、以下の下位工程を含む：
（ｂ１）前記ウエハを疎水化処理室内に収容する工程（先行する処理と同室で処理してもよい）、
（ｂ２）前記疎水化処理室内に前記疎水化処理の雰囲気を形成する工程（一般に供給口から排気口に至る流れを維持する）、
を有し、
前記（ｂ１）工程では、前記ウエハの第２主面を前記疎水化処理室内の載置面に向け、かつ、前記ウエハの第１主面を前記載置面に対向する天井面に向けた状態とし、
前記（ｂ２）工程では（ウエハを上記状態に維持して）、前記処理ガスを、前記載置面に形成された供給口（または供給部）から前記疎水化処理室内に供給し、前記載置面に対向する天井面に形成された排気口（または排気部）から外部に排気しながら前記疎水化処理を施し、
前記処理ガスの前記供給口は、（２次元的に見て）前記ウエハの外周に接する位置（その内外近傍）または前記ウエハの外周よりも外側の位置に形成されている。
２．前記項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記載置面の前記供給口は、前記ウエハの外周に沿って延在する溝とされている。
３．前記項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記載置面の前記供給口は、前記複数の穴とされている。
４．前記項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記複数の穴は、前記ウエハの外周に沿って分散されて配置されている。
５．前記項３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記複数の穴は、前記ウエハの上下左右に対称となるように配置されている。
６．前記項１から５のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の面内範囲に配置されている。
７．前記項６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の中央に配置されている。
８．前記項１から７のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、複数個分散されて配置されている。
９．前記項８記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記天井面の前記排気口は、前記ウエハの第１主面の中央に配置された第１排気口と、前記第１排気口を中心とする円に沿って分散されて配置された複数個の第２排気口とを有し、前記第２排気口の寸法は、前記第１排気口の寸法よりも小さい。
１０．前記項１から９のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記有機シリコン系化合物ガスは、ヘキサメチルジシラザンガスである。
１１．前記項１から１０のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程との間に、前記ウエハの第１主面上に絶縁層を堆積する工程を有し、前記（ｂ）工程においては、前記絶縁層に対して前記疎水化処理を施す。
１２．前記項１１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記絶縁層は、酸化シリコン（ＳｉＯＣ，ＳｉＯ２，各種のシリカガラス、シリカ系有機絶縁膜等の無機または有機系の酸化シリコン系絶縁膜）または窒化シリコン（窒化酸化シリコン、シリコンカーバイド、窒化炭化シリコンを含む。言うまでもないことであるが、ここで窒化酸化シリコン等の非酸化シリコンは水素を含有することを許容する）である。
１３．前記項１から１０のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程との間に、前記ウエハの第１主面上に金属層または半導体層を堆積する工程を有し、前記（ｂ）工程においては、前記金属層または半導体層に対して前記疎水化処理を施す。
１４．前記項１から１３のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記レジストパターンは、孤立パターンである。
１５．前記項１から１４のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記レジストパターンの前記ウエハの第１主面に沿う方向の寸法は、前記レジストパターンの前記ウエハの第１主面に交差する方向の寸法よりも小さい。
１６．前記項１から１５のいずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記疎水化処理室の前記載置面に交差する方向に処理室を積み重ねる構成を有する製造装置を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１５】
すなわち、疎水化処理ガスをウエハの下部のウエハの外側から供給し、前記ウエハの主面上方から排気することにより、ウエハの面内の温度分布の均一性を向上させることできるので、ウエハの面内の疎水化処理分布の均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明の実施の形態を詳細に説明する前に、本実施の形態における用語の意味を説明すると次の通りである。
【００１７】
１．ウエハとは、集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（半導体ウエハ：一般にほぼ平面円形状）、エピタキシャル基板、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、半絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。また、言うまでもなく、未加工のウエハだけでなく、ウエハ工程（ウエハプロセスまたは前工程）途中の絶縁膜や導体膜等が形成されたものも含まれる。
【００１８】
２．半導体集積回路装置というときは、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨が明示された場合を除き、ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。
【００１９】
３．デバイス面とは、ウエハの主面（第１主面）であって、その面にリソグラフィにより、複数のチップ領域に対応するデバイスパターンが形成される面を言う。また、第１主面等というときは、裸のウエハ主面のみでなく、状況に応じて、ウエハプロセス途上のウエハは最上面またはそのときに問題としている主面を指すものとする。
【００２０】
４．レジストパターンとは、感光性樹脂膜（レジスト膜）をフォトリソグラフィの手法により、パターニングした膜パターンを言う。
【００２１】
５．マスク（光学マスク）とは、マスク基板上に光を遮光するパターンや光の位相を変化させるパターンを形成したものである。実寸の数倍のパターンが形成されたレチクルも含む。
【００２２】
６．ステップ・アンド・リピート露光とは、マスク上の回路パターンの投影像に対してウエハを繰り返しステップすることで、マスク上の回路パターンをウエハ上の所望の部分に転写する露光方法をいう。ステップ・アンド・リピート露光装置をステッパという。
【００２３】
７．スキャン露光（スキャンニング露光）とは、細いスリット状の露光帯を、ウエハとマスクに対して、スリットの長手方向と直交する方向に（斜めに移動させてもよい）相対的に連続移動（走査）させることによって、マスク上の回路パターンをウエハ上の所望の部分に転写する露光方法をいう。スキャン露光を行う露光装置をスキャナという。
【００２４】
８．ステップ・アンド・スキャン露光とは、上記スキャンニング露光とステッピング露光を組み合わせてウエハ上の露光すべき部分の全体を露光する方法であり、上記スキャンニング露光の下位概念に当たる。
【００２５】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。
このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、同様に、ガス、液体、その他の薬剤、材料等の物質名を示したときは、その物質のみを含むことを示したものではなく、その他の混合材料、添加物等を排除するものではない。すなわち、その材料が一般的に主要な構成要素のうちの一つであることを示す。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
まず、図１〜図３に本実施の形態１のレジスト処理装置１の一例を示す。図１はレジスト処理装置１の上面図、図２は図１のレジスト処理装置１の正面図、図３は図１のレジスト処理装置１の背面図をそれぞれ示している。
【００２７】
レジスト処理装置１は、キャリアステーション１Ａ、処理ステーション１Ｂおよびインターフェースステーション１Ｃを有している。
【００２８】
キャリアステーション１Ａは、ウエハのローダ・アンローダ部であり、キャリアステージと、受渡アームとを備えている。キャリアステージは、ウエハカセット等のようなキャリアを載置する構成部であり、複数個のキャリアを載置することが可能な構成となっている。個々のキャリアには、例えば２５枚のウエハが収容されている。上記受渡アームは、キャリアステージ上のキャリアと処理ステーション１Ｂとの間でウエハの受け渡しを行う機構部であり、昇降動作、水平移動動作および鉛直軸を中心とする回転動作が可能な構成となっている。
【００２９】
このようなキャリアステーション１Ａに隣接する処理ステーション１Ｂは、ウエハに対して各種の処理を行う処理部であり、処理部ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤと、メインアームＭＡと、アーム通路ＡＬと、電装部Ｅとを備えている。処理部ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤは、処理ステーション１Ｂの中央のアーム通路ＡＬの両脇に設置されている。各処理部ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤには、複数のユニットＵが地面（レジスト処理装置１の設置面）に対して垂直な方向に３段以上積み重ねられた状態で設置されている。ユニットＵを地面に対して水平に設置する構成のレジスト処理装置の場合、ウエハの大口径化に伴いレジスト処理装置の設置面積も大きくなる。このようにユニットＵを多段に積み重ねることにより、レジスト処理装置１の設置面積を小さくすることができる。
【００３０】
複数のユニットＵのうち、Ｕｒｃはレジスト塗布ユニット、Ｕｄは現像ユニット、Ｕａｒは反射防止膜塗布ユニット、Ｕｗｈはホットプレートユニット、Ｕｗｃはウエハ冷却ユニット、Ｕａｄは疎水化処理ユニット、Ｕｃａはウエハ受渡ユニットをそれぞれ示している。ここでは、レジスト塗布ユニットＵｒｃがレジスト処理装置１の前面側に１台、現像ユニットＵｄがレジスト処理装置１の前面側に２台、疎水化処理ユニットＵａｄがレジスト処理装置１の背面側に１台それぞれ設置されている場合が例示されているが、ユニットＵの配置や個数等はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。
【００３１】
上記メインアームＭＡは、各ユニットＵ間のウエハの受け渡しを行う機構部であり、方向Ｚへの昇降動作、方向Ｘへの水平移動動作および方向Ｚの軸を中心とする回転動作が可能な構成となっている。この他、メインアームＭＡが、方向Ｘに対して直交する方向Ｙに水平移動可能なものもある。
【００３２】
このような処理ステーション１Ｂに隣接するインターフェースステーション１Ｃは、レジスト処理装置１と露光装置との間でウエハの受け渡しを行う機構部であり、受渡アームを有している。このインターフェースステーション１Ｃの受渡アームは、処理ステーション１Ｂと露光装置との間でウエハの受け渡しを行う機構部であり、昇降動作、水平移動動作および鉛直軸を中心とする回転動作が可能な構成となっている。これにより、レジスト処理装置１と露光装置とを連結し、レジスト塗布、露光および現像工程をインライン化することができるようになっている。
【００３３】
次に、本実施の形態１の上記疎水化処理ユニットＵａｄの構成について説明する。疎水化処理ユニットＵａｄは、ウエハの主面（デバイス面）上にレジスト膜を塗布するのに先立って、レジスト膜とウエハの下地との密着性（接着性）を向上させる目的で、ウエハの主面を疎水化処理ガスに曝して、ウエハの主面（処理表面）を疎水化（脱水）するための処理部である。疎水化処理ガスとしては、例えばＨＭＤＳ（hexamethyl disilazane:ヘキサメチルジシラザン）ガス等のシラザン類（シラザン系有機化合物）のような有機シリコン系化合物ガス等（常温では液体である）が使用される。ＨＭＤＳは、（ＣＨ3）3ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ3）3を有する界面活性剤の一種である。疎水化処理はレジスト接着性向上処理（Adhesion Promotion）とも言い、反応的には脱水反応である。このような性質を有する有機シリコン系化合物としては、ＨＭＤＳの外、ＴＭＳＤＥＡ（Trimethyl-silyl-diethylamine）、ＤＥＡＴＳ（N,N-diethyl-amino-methyl-silane）等のアミン含有有機シリコン系化合物または窒素含有有機シリコン系化合物、またはそれらの混合物がある（他の添加物質を許容することは言うまでもない）。これらは特に絶縁膜（たとえばＳｉＯＣ等有機系を含むシリコン酸化膜系、非シリコン酸化膜系、すなわち、シリコン窒化膜系、シリコンカーバイド、ＳｉＣＮ，ＳｉＯＮ等のシリコン含有絶縁膜）が主体の下地に有効であるが（金属への適用を排除するものではない）、金属（アルミニウム系、タングステン系、銅系またはその上の高融点金属またはその窒化物バリアメタル）が主体の下地に対しては、キレートシラン系接着強化剤（Chelating-silane adhesion promoter）が有効である。たとえば、トリメチルシリルアセトアミド（Trimethyl-sily-acetamide）等がある。
【００３４】
図４は本実施の形態１の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の一例の全体平面図、図５は図４の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の断面図、図６はＨＭＤＳガスの供給口の配置の説明図、図７はＨＭＤＳガスの排気口の配置の説明図、図８は疎水化処理ガス発生源（以下、単にガス発生源という）３の説明図をそれぞれ示している。なお、図４では図面を見易くするため、疎水化処理ユニットＵａｄの内部を透かして見せている。また、図４〜図６の矢印Ａ１はＨＭＤＳガスの流れの様子を模式的に示している。
【００３５】
疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２は、ウエハ載置台２ａと、ウエハ載置台２ａのウエハ載置面側に被せられているチャンバカバー２ｂとを有しており、そのウエハ載置台２ａのウエハ載置面と、これに対向するチャンバカバー２ｂの天井面との間に密閉状態の疎水化処理室２ｃが形成されている。上記のようにユニットＵを多段に積み重ねる型式のレジスト処理装置１では、ユニットＵの多段化に伴い各ユニットＵの高さ方向の制約が厳しくなってきている。このため、疎水化処理ユニットＵａｄも、疎水化処理に関する全ての機構部を、ウエハ載置台２ａのウエハ載置面から垂直に１００ｍｍ程度上方の高さまでの間に収容しなければならない状況にある。しかも、その１００ｍｍには、チャンバ２の上下のストローク分も含めなければならないので、疎水化処理時のチャンバ２の全体の高さ（ウエハ載置面に垂直な方向の高さ）ｈ１は、例えば５０ｍｍ程度とされている。このため、疎水化処理室２ｃの高さ（ウエハ載置台２ａのウエハ載置面からチャンバカバー２ｂの天井面までの距離）ｈ２は、レジスト処理装置１の型式によっても異なるので一概には言えないが、例えば１０ｍｍ程度とされており、疎水化処理時におけるウエハ４Ｗの主面からチャンバカバー２ｂの天井面までの距離も極めて短くなっている。
【００３６】
疎水化処理に際してウエハ４Ｗは、ウエハ載置台２ａのウエハ載置面の中央に載置される。ウエハ４Ｗは、例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶を基板とする半導体ウエハからなり、デバイスパターンが形成される主面（デバイス面：第１主面）と、その反対側の裏面（第２主面）とを有している。ウエハ４Ｗは、その主面をチャンバカバー２ｂの天井面に向け、かつ、ウエハ４Ｗの裏面をウエハ載置台２ａのウエハ載置面に向けた状態で載置されている。ウエハ４Ｗは、ウエハ４Ｗの裏面がウエハ載置面に接した状態で載置される場合もあるし、異物付着防止の観点から複数のピンで支持されウエハ載置面から数ｍｍ程度離れた状態で載置される場合もある。ウエハ４Ｗの直径は、例えば６インチ（１５２．４ｍｍ）または８インチ（２０３．２ｍｍ）程度とされている。なお、破線ＸＬ１とこれに直交する破線ＹＬ１との交点はウエハ４Ｗの中心を示している。
【００３７】
ウエハ載置台２ａには、ウエハ加熱手段が設けられており、ウエハ４Ｗをその裏面側から加熱し、ウエハ４Ｗの温度を所望の値にすることが可能な構成となっている。疎水化処理時のウエハ４Ｗの加熱温度は、例えば６０〜１２０℃程度である。
【００３８】
また、ウエハ載置台２ａのウエハ載置面において、ウエハ４Ｗの外周よりも外側の位置、すなわち、ウエハ４Ｗの外周から離れた位置には、ウエハ載置面に垂直な方向に凹む溝（供給口）５が、二次元的に見てウエハ４Ｗの外周の全てを取り囲むように形成されている。この溝５の側面には、ＨＭＤＳガス供給用の配管６と繋がるガス供給口が形成されている。ここでは、配管６のガス供給口が、図４に示すように、破線ＹＬ１の右側の溝５の側面の２箇所に配置されている場合が例示されている。すなわち、配管６のガス供給口は、破線ＸＬ１を中心線として上下対称に配置されているが、破線ＹＬ１を中心線としては左右非対称となるように配置されている。
【００３９】
この溝５は、ＨＭＤＳガスを疎水化処理室２ｃ内に供給する供給口としての役割を果たしている。疎水化処理ガス発生源３で発生したＨＭＤＳガスは、配管６を通じて溝５に流れ、この溝５を通じて疎水化処理室２ｃ内に流れるようになっている。すなわち、本実施の形態１では、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗの外周の離れた位置から供給されるので、常温のＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗに直接吹き付けられることがない。また、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗの外周の分散された位置から供給されるので、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗの局部的に集中して吹き付けられることもない。したがって、ＨＭＤＳガスによるウエハ４Ｗの局部的な温度低下を解消できるので、ウエハ４Ｗの主面内の温度分布の均一性を向上させることができる。このため、ウエハ４Ｗの主面内において疎水化のための化学反応が均一に生じるので、ウエハ４Ｗの主面内の疎水化処理分布の均一性を向上させることができる。
【００４０】
また、ＨＭＤＳガスを供給する配管６の周囲では結露が生じる場合があるが、ＨＭＤＳガスの供給口がウエハ４Ｗの主面上方に位置する型式の疎水化処理ユニットの場合、配管６もウエハ４Ｗの主面上方側にあるので配管６の周囲で生じた水滴がウエハ４Ｗの主面に落ちる虞がある。これに対して、本実施の形態１では、ＨＭＤＳガスの供給口（すなわち、溝５）がウエハ４Ｗの下部側にあるので、上記結露に起因する問題も回避できる。したがって、半導体集積回路装置の歩留まりおよび信頼性を向上させることができる。
【００４１】
図６に示すように、溝５は溝５の内径Ｌｔがウエハ４Ｗの直径Ｌｗよりも大きくなるように形成することが最も好ましい。この場合、図４で説明したように、溝５がウエハ４Ｗの外周から離れた位置にあり、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗに直接また局部的に吹き付けられることがないので、ウエハ４Ｗの温度分布の均一性を向上させることができる。ただし、溝５は溝５の内径Ｌｔとウエハ４Ｗの直径Ｌｗとが等しくなるように形成しても良い。すなわち、溝５をウエハ４Ｗの外周に接する位置（またはその内外近傍）に形成しても良い。また、溝５は溝５の内径Ｌｔがウエハ４Ｗの直径Ｌｗの３／４程度となるように形成しても良い。すなわち、溝５がウエハ４Ｗの外周下に若干入り込むようにしても良い。溝５をウエハ４Ｗの外周に接する位置またはウエハ４Ｗの外周下に若干入り込む位置に形成した場合、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗに直接吹き付けられるものの、本実施の形態１の場合、ＨＭＤＳガスは、溝５によりウエハ４Ｗの外周に分散されて吹き付けられ、ウエハ４Ｗの一部に局所的に吹き付けられるものではないので、ウエハ４Ｗの温度分布の均一性を大幅に低下させるものではないからである。また、ウエハ４Ｗの外周から、例えば３〜３．５ｍｍ程度内側の領域は、デバイスが形成されない領域なので、疎水化処理が充分に行われなくてもデバイス形成上の問題が生じないからである。また、後述の周辺露光処理によりウエハ４Ｗの外周のレジストは現像時に除去してしまうのでウエハ４Ｗの外周のレジストの剥離による異物発生の問題もないからである。
【００４２】
一方、上記チャンバカバー２ｂの天井面（ウエハ４Ｗの主面およびウエハ載置台２ａのウエハ載置面の対向面）の中央には、疎水化処理室２ｃ内のＨＭＤＳガスを外部に排出する排気口７が配置されている。排気口７は配管８と接続されており、ＨＭＤＳガスは、矢印Ａ１で示すように、排気口７および配管８を通じて外部に排気されるようになっている。図４では、排気口７がウエハ４Ｗの主面中心（破線ＸＬ１，ＹＬ１の交点）の直上に配置されている場合が例示されている。すなわち、本実施の形態１では、溝５を通じて流疎水化処理室２ｃ内に流れてきたＨＭＤＳガスは、矢印Ａ１で示すように、ウエハ４Ｗの外周からウエハ４Ｗの中心までウエハ４Ｗの主面全面にむらの無いように接しながら連続的に流れ、排気口７に至り排気口７を通じてチャンバ２の外部に排気されるようになっている。すなわち、本実施の形態１の疎水化処理では、このようなＨＭＤＳガスの流れを所望の時間維持することで疎水化処理室２ｃ内に疎水化処理雰囲気を形成する。したがって、本実施の形態１では、疎水化処理においてＨＭＤＳガスをウエハ４Ｗの主面全面にむら無く均一に行き渡らせることができるので、ウエハ４Ｗの主面内の疎水化処理分布の均一性を向上させることができる。
【００４３】
排気口７の配置位置は、ウエハ４Ｗの主面内の範囲であれば良い。ただし、本実施の形態１の場合、ＨＭＤＳガスの供給口である溝５がウエハ４Ｗの外周を取り囲むように形成されているので、ＨＭＤＳガスをウエハ４Ｗの主面内全面に均一に供給する上で、排気口７をウエハ４Ｗの主面中心に配置した方が好ましい。しかし、本実施の形態１の場合、配管６のガス供給口が図４に示したように右側に偏って配置されておりその右側からのＨＭＤＳガスの供給量の方が左側よりも多くなることも予想される。そのような場合には、図７に示すように、排気口７の位置をウエハ４Ｗの主面中心から配管６のガス供給口が無い図７の左側にずらしても良い。これにより、ＨＭＤＳガスをウエハ４Ｗの主面内に均一に供給することができる。
【００４４】
上記ガス発生源３は、チャンバ２内に供給するＨＭＤＳガスを発生させるものである。ガス発生源３は、密封された容器３ａを有している。この容器３ａ内には、処理ガスの原料のＨＭＤＳ液３ｂが入っている。この容器３ａには、３つの配管３ｃ〜３ｅが接続されている。配管３ｃは、ＨＭＤＳ液３ｂ中にバブリング用の窒素ガス（Ｎ2）を吹き込むためのバブリング管であり、その一部が上記ＨＭＤＳ液３ｂ中に入る程度まで差し込まれている。ＨＭＤＳ液３ｂへのＮ2バブリングにより、ＨＭＤＳ液３ｂを蒸発させている。このバブリングは、例えば４リットル／ｍｉｎで行う。配管３ｄは、容器３ａ内で生じたＨＭＤＳガスを外部に送り出すための配管であり、上記チャンバ２の配管６と接続されている。配管３ｅは、容器３ａ内のＨＭＤＳ液３ｂが不足した場合に、容器３ａ内にＨＭＤＳ液を補給するための配管である。疎水化処理時のＨＭＤＳ液３ｂやＮ2の温度は、例えば常温（２０℃程度）またはそれより若干低い程度である。処理ガスの原料は、液体でも固体でもガスでも良い。疎水化処理室２ｃ内に供給された時に、ガス状またはミスト状であることが一般的であるが、液状で供給することを排除するものではない。
【００４５】
次に、図９は上記レジスト塗布ユニットＵｒｃの要部の一例を示している。レジスト塗布ユニットＵｒｃの塗布カップ１０ａ内には、回転支持台１０ｂが回転軸１０ｃに軸支された状態で設置されている。回転支持台１０ｂは、回転軸１０ｃを介してモータ１０ｄと接続されており、ウエハ４Ｗの主面内に水平に回転可能な構成とされている。また、回転支持台１０ｂは真空吸着機能を有しており、ウエハ４Ｗをしっかりと固定することが可能な構成とされている。さらに、回転支持台１０ｂは、昇降機構により昇降自在に構成されており、塗布カップ１０ａの上方に位置している時に、上記メインアームＭＡとの間でウエハ４Ｗの受け渡しが行われるようになっている。ウエハ４Ｗの主面中央の上方には、レジスト液吐出用のノズル１０ｅが設置されている。レジスト塗布処理に際しては、レジスト液をノズル１０ｅからウエハ４Ｗの主面中央に滴下した後、回転支持台１０ｂを回転させてレジスト液をウエハ４Ｗの主面上に伸展させることで塗布（形成）するようになっている（中間膜の存在を排除しない。このことは他の膜堆積工程についても同じである）。
【００４６】
次に、図１０は上記現像ユニットＵｄの要部の一例を示している。現像ユニットＵｄの構成は、図９のレジスト塗布ユニットＵｒｃとほぼ同一である。すなわち、現像カップ１１ａ内の回転支持台１１ｂは、ウエハ４Ｗの主面内に水平に回転可能なように回転軸１１ｃに軸支され、回転軸１１ｃを介してモータ１１ｄと接続されている。回転支持台１１ｂが真空吸着機能を有することや昇降機構により昇降自在であり上昇時に上記メインアームＭＡとの間でウエハ４Ｗの受け渡しが行われることも回転支持台１０ｂと同様である。ウエハ４Ｗの主面中央の上方には、現像液吐出用のノズル１１ｅが設置されており、現像処理に際しては、現像液をノズル１１ｅからウエハ４Ｗの主面中央に滴下または霧状に吹きつけることで、ウエハ４Ｗの主面上のレジスト膜Ｒに対して現像処理を施す。ここでは、ウエハ４Ｗを回転させながら現像処理を行う他、ウエハ４Ｗを回転させながら現像後の洗浄および乾燥処理も行うことが可能な構成となっている。
【００４７】
次に、図１１〜図１３は上記露光装置の一例の説明図である。露光装置１２は、上記スキャナの一例を示している。露光装置１２は、例えば縮小比４：１の走査型縮小投影露光装置である。露光装置１２の光源は、例えば波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを使用し、光学レンズの開口数ＮＡは、例えば０．７０である。
【００４８】
露光光源１２ａから発する露光光ＥＸＬは、フライアイレンズ１２ｂ、アパーチャ１２ｃ、コンデンサレンズ１２ｄ１、１２ｄ２およびミラー１２ｅを介してマスク（レチクル）１３を照明する。光学条件のうち、コヒーレントファクタはアパーチャ１２ｆの開口部の大きさを変化させることにより調整した。マスク１３上には異物付着によるパターン転写不良等を防止するためのペリクルＰＥが設けられている。マスク１３上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ１２ｇを介して試料基板であるウエハ４Ｗの主面のレジスト膜に投影される。なお、マスク１３は、マスク位置制御手段１２ｈおよびミラー１２ｉ１で制御されたマスクステージ１２ｉ２上に載置され、その中心と投影レンズ１２ｇの光軸とは正確に位置合わせがなされている。
【００４９】
ウエハ４Ｗは、試料台１２ｊ上に真空吸着されている。試料台１２ｊは、投影レンズ１２ｇの光軸方向、すなわち、試料台１２ｊのウエハ載置面に垂直な方向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージ１２ｋ上に載置され、さらに試料台１２ｊのウエハ載置面に平行な方向に移動可能なＸＹステージ１２ｍ上に搭載されている。Ｚステージ１２ｋ及びＸＹステージ１２ｍは、主制御系１２ｎからの制御命令に応じてそれぞれの駆動手段１２ｐ，１２ｑによって駆動されるので、所望の露光位置に移動可能である。その位置はＺステージ１２ｋに固定されたミラー１２ｒの位置として、レーザ測長機１２ｓで正確にモニタされている。また、ウエハ４Ｗの表面位置は、通常の露光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。計測結果に応じてＺステージ１２ｋを駆動させることにより、ウエハ４Ｗの主面は常に投影レンズ１２ｇの結像面と一致させることができる。
【００５０】
マスク１３とウエハ４Ｗとは、縮小比に応じて同期して駆動され、露光領域がマスク１３の主面を走査しながらマスクパターンをウエハ４Ｗの主面のレジスト膜に縮小転写する。このとき、ウエハ４Ｗの主面位置も上述の手段によりウエハ４Ｗの走査に対して動的に駆動制御される。ウエハ４Ｗに形成された回路パターンに対してマスク１３上の回路パターンを重ね合わせ露光する場合、ウエハ４Ｗ上に形成されたマークパターンの位置をアライメント検出光学系１２ｔを用いて検出し、その検出結果からウエハ４Ｗを位置決めして重ね合わせ転写する。主制御系１２ｎはネットワーク装置１２ｕと電気的に接続されており、露光装置１２の状態の遠隔監視等が可能となっている。
【００５１】
図１２は上記露光装置１２のスキャンニング露光動作を模式的に示した説明図を示し、図１３は露光装置１２の露光領域を抜き出して模式的に示した説明図を示している。なお、図１２および図１３では図面を見易くするため一部にハッチングを付す。
【００５２】
露光装置１２を用いたスキャンニング露光処理では、マスク１３とウエハ４Ｗとを各々の主面を平行に保ちながら相対的に逆方向に移動させる。すなわち、マスク１３と、ウエハ４Ｗとは鏡面対称の関係になるので、露光処理に際し、マスク１３のスキャン（走査）方向と、ウエハ４Ｗのスキャン（走査）方向とは、図１２の矢印で示すステージスキャン方向Ｂ，Ｃに示すように逆向きになる。駆動距離は、縮小比４：１の場合、マスク１３の移動量の４に対して、ウエハ４Ｗの移動量は1になる。このとき、露光光ＥＸＬを、アパーチャ１２ｆの平面帯状のスリット１２ｆｓを通じてマスク１３に照射する。すなわち、投影レンズ１２ｇの有効露光領域１２ｇａ内に含まれるスリット状の露光領域（露光帯）ＳＡ１を実効的な露光領域として用いる。特に限定されないが、そのスリット１２ｆｓの幅（短方向寸法）は、通常、ウエハ４Ｗ上において、例えば４〜７ｍｍ程度である。そして、そのスリット状の露光領域ＳＡ１を、スリット１２ｆｓの幅（短）方向（すなわち、スリット１２ｆｓの長手方向に対して直交または斜めに交差する方向）に連続移動（走査）させ、さらに結像光学系（投影レンズ１２ｇ）を介してウエハ４Ｗの主面に照射する。これにより、マスク１３の転写領域内のマスクパターン（集積回路パターン）をウエハ４Ｗの複数のチップ領域ＣＡの各々に転写する。なお、ここでは、露光装置１２の機能を説明するために必要な部分のみを示したが、その他の通常のスキャナに必要な部分は通常の範囲で同様である。図１４に、上記ステッパを用いた場合の露光領域ＳＡ２（図面を見易くするためハッチングを付す）を示す。ステッパでは、１ショット（１チップまたは複数チップ）の露光が終わるとステージを次のショット位置まで移動させ、同様の露光を繰り返すことでウエハ４Ｗの主面全面を露光するようになっている。ステッパの場合、投影レンズ１２ｇの有効露光領域１２ｇａ内の平面正方形状の露光領域ＳＡ２を実効的な露光領域として用いる。この露光領域ＳＡ２は、その四隅が有効露光領域１２ｇａに内接されている。本実施の形態１の方法は、露光装置としてステッパを使用することもできる。
【００５３】
次に、本実施の形態１のレジスト処理装置１でのフォトリソグラフィ処理を図１〜図１８により説明する。図１５はフォトリソグラフィ処理フローを示す工程図、図１６はＨＭＤＳ処理フローを示す工程図、図１７はフォトリソグラフィ処理時のレジスト処理装置１の各ユニットＵでの処理状況の説明図、図１８はＨＭＤＳ処理時の化学反応式を模式的に示した説明図である。なお、図１７の丸付き数字はウエハ番号を示している。
【００５４】
まず、ウエハ４ＷをホットプレートユニットＵｗｈから取り出し、疎水化処理ユニットＵａｄ内に搬入し、レジスト塗布前処理としてウエハ４Ｗに対し疎水化処理を施す（図１５の工程１００）。レジストは、親水性表面における吸着水分により、接着性が低下するため、ウエハ４Ｗの表面への水分吸着を回避する必要がある。特にＰＳＧ（Phospho Silicate Glass）膜の表面、フッ酸エッチング処理後の酸化シリコン（ＳｉＯ2等）膜の表面は、吸着水分やシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）のため親水性が著しいので上記高温ベークによる脱水反応やシランカップリング処理（疎水化処理）による表面のアルキル基化（Ｓｉ−ＣＨ3）が必要である。図１８は疎水化処理時のウエハ４Ｗの表面での化学反応を示している。疎水化処理では、ウエハ４Ｗが収容された真空状態または密閉状態の疎水化処理室２ｃ内に、例えばＨＭＤＳガスやジメチルクロルシランガス等のような有機シリコン系化合物ガス（有機シラン系化合物ガス）を供給し、この状態でウエハ４Ｗをベーキングする。すると、ウエハ４Ｗの表面の水酸基（ＯＨ基）の水素（Ｈ）がＳｉ（ＣＨ3）3と置換され、ウエハ４Ｗの表面がアルキル基化（Ｓｉ−ＣＨ3）する。これにより、処理が施されたウエハ４Ｗの表面は、水に対してはなじみ難い状態となる一方で、レジスト膜に対してはレジスト膜が延び易くレジスト膜との密着性（接着性）が高い状態となる。疎水化処理が施されるウエハ４Ｗの表面の材質は、上記のＰＳＧ膜や酸化シリコン膜に限定されるものではなくプロセスに応じて種々のものがあり、例えばＳｉＯＣ，各種のシリカガラス、シリカ系有機絶縁膜等の無機または有機系の酸化シリコン系絶縁膜の他、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4等）、窒化酸化シリコン、シリコンカーバイド、窒化炭化シリコンを含む。言うまでもないことであるが、ここで窒化酸化シリコン等の非酸化シリコンは水素を含有することを許容する。また、疎水化処理が施されるウエハ４Ｗの表面の材質は、絶縁膜に限定されるものではなく、例えばアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）等のような金属膜、あるいはシリコン（Ｓｉ）や多結晶シリコン等のような半導体膜等がある。
【００５５】
このような疎水化処理の具体的な工程の一例を説明すると次の通りである。まず、１枚のウエハ４Ｗを疎水化処理ユニットＵａｄのウエハ載置台２ａ上に載置する。ウエハ４Ｗは、その主面をチャンバカバー２ｂの天井面上に向け、その裏面をウエハ載置台２ａのウエハ載置面に向けた状態とする。続いて、疎水化処理室２ｃ内の空気を強制的に排気した後（図１６の工程１００ａ）、ウエハ４Ｗをウエハ載置台２ａの加熱手段により加温し、ウエハ４Ｗの温度を所望の温度に保つ。加熱手段の温度は、例えば６０〜１２０℃程度である。この状態で疎水化処理室２ｃ内にＨＭＤＳガスを供給する。すなわち、ウエハ４Ｗの外周の溝５（供給口）からウエハ４Ｗの主面中央上方の排気口に向かってＨＭＤＳガスを流し、このようなＨＭＤＳガスの流れを所望の時間維持することで、疎水化処理室２ｃ内に疎水化処理雰囲気を形成し、ウエハ４Ｗに対して疎水化処理を施す（図１６の工程１００ｂ）。疎水化処理時の疎水化処理室２ｃ内の圧力は、例えば０．３〜０．５ｋｇ／ｃｍ2（３０〜５０ｋＰａ）程度である。また、疎水化処理時間は、例えば４５秒程度である。続いて、上記のような疎水化処理後、疎水化処理室２ｃ内の残留雰囲気を強制的に排出し（図１６の工程１００ｃ）、疎水化処理室２ｃ内を大気圧に戻す（図１６の工程１００ｄ）。
【００５６】
本実施の形態１では、上記疎水化処理に際して、上記したようにガス発生源３で発生させたＨＭＤＳガスを、配管３ｄ，６を通じてウエハ４Ｗの外周のウエハ４Ｗの下部の溝５に供給し、さらに溝５から疎水化処理室２ｃ内に供給しつつ、ウエハ４Ｗの主面中心上方の排気口７を通じてチャンバ２の外部に排気する。本実施の形態１によれば、常温のＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗに対して直接また局部的に吹き付けられることがないので、ウエハ４Ｗの温度分布の均一性を向上させることができる。また、ＨＭＤＳガスがウエハ４Ｗの最外周からウエハ４Ｗの中央まで流れるので、ＨＭＤＳガスをウエハ４Ｗの主面内にむら無く均一に供給できる。これらにより、ウエハ４Ｗの主面内の疎水化処理の均一性を向上させることができる。したがって、ウエハ４Ｗの主面全面においてレジスト膜との密着性（接着性）を向上させることができる。疎水化処理は、先行する処理と同室で処理しても良い。
【００５７】
次いで、疎水化処理後、ウエハ４Ｗを疎水化処理ユニットＵａｄから取り出し、ホットプレートユニットＵｈｗ内に搬入する。ここでは、ウエハ４Ｗをその主面を上に向け、その裏面をホットプレートに向け載置した状態でウエハ４Ｗを加温して脱水ベーク処理を施す（図１５の工程１０１）。この脱水ベーク処理により、ウエハ４Ｗの表面の残留水分を蒸発させＨＭＤＳ処理の効果を向上させることができる。脱水ベーク処理時間は、例えば６０秒程度である。
【００５８】
なお、疎水化処理と脱水ベークの処理順序は、上記処理順序に限定するものではなく、脱水ベーク処理後に疎水化処理を実施する事もある。
【００５９】
続いて、ウエハ４Ｗを、ホットプレートユニットＵｈｗから取り出し、ウエハ冷却ユニットＵｗｃ内にて、例えば５０秒程、冷却した後（レジスト塗布前冷却：図１７参照）、ウエハ冷却ユニットＵｗｃから取り出してレジスト塗布ユニットＵｒｃ内に搬入する。ここでは、室温に戻したウエハ４Ｗを、その主面を上に向け、その裏面を回転支持台１０ｂに向けた状態で真空チャックにより回転支持台１０ｂに固定する。続いて、ウエハ４Ｗの主面中央上のノズル１０ｅから液状のレジストをウエハ４Ｗの主面の中央に滴下しつつ、ウエハ４Ｗを低速回転させてウエハ４Ｗの疎水化処理が施された主面全面にレジストを広げる。その後、ウエハ４Ｗを高速回転させて、余分なレジストを遠心力で飛散させて、ウエハ４Ｗの主面上に均一な厚さの薄いレジスト膜を形成する（回転塗布法：図１５の工程１０２）。レジストは、ポジ型およびネガ型のいずれも使用できる。露光光としてｇ線（波長：４３６ｎｍ）やｉ線（波長：３６５ｎｍ）を使用する場合には、例えばノボラック系樹脂、感光剤および溶媒の混合液体を有するレジスト等がある。また、露光光源としてＫｒＦ（波長：２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（波長：１９３ｎｍ）あるいはＦ2（波長：１５７ｎｍ）のようなエキシマレーザを使用する場合には、例えば樹脂、酸発生剤および溶剤の混合液体を有する化学増幅型のレジストがある。本実施の形態１では、いずれのレジストの場合においても、ウエハ４Ｗの主面全面の疎水化処理が良好にかつ均一に行われているので、ウエハ４Ｗの主面全面においてレジスト膜との密着性（接着性）を良好にかつ均一にできる。レジスト塗布処理時間は、例えば５５秒程度である。
【００６０】
続いて、ウエハ４Ｗを、レジスト塗布ユニットＵｒｃから取り出し、ホットプレートＵｈｗに搬入し、ウエハ４Ｗに対してプリベーク処理を施す（図１５の工程１０３）。プリベーク処理では、ウエハ４Ｗを、その主面（レジスト塗布面）を上に向けた状態でホットプレート上に載置した後、ウエハ４Ｗに対して加熱乾燥処理を施すことにより、レジスト膜中の残留溶剤を揮発させ、紫外線照射による光化学変化効率を向上させる他、レジスト膜とウエハ４Ｗとの接着性を向上させる。プリベーク処理時間は、例えば１２０秒程度である。プリベーク処理は、ホットプレートによる方法の他、例えば熱風を濾過・循環させた炉中でウエハ４Ｗを加熱乾燥させる熱風循環ベーク法、赤外線の輻射熱を利用した赤外線線加熱ベーク法、マイクロ波を照射して溶融分子を熱振動させて揮散させるマイクロ波ベーク法、減圧チャンバ内の比較的低温下で溶媒の揮散を行う真空ベーク法などがある。
【００６１】
続いて、ウエハ４Ｗを、ホットプレートＵｈｗから取り出して、インターフェースステーション１Ｃを介して露光装置１２（図１１〜図１４参照）に搬入する。露光装置１２では、ウエハ４Ｗおよびマスク１３を装着し、正確な位置合わせを行った後、露光光源１２ａから放射された露光光ＥＸＬをマスク１３を介してウエハ４Ｗの主面に照射し、マスク１３の集積回路パターンをウエハ４Ｗの主面のレジスト膜に縮小投影露光することにより、マスク１３の集積回路パターンをウエハ４Ｗの主面上のレジスト膜に転写する（図１５の工程１０４）。露光処理時間は、例えば４５秒程度である。続いて、ウエハ４Ｗの外周に対して周辺露光処理を施す（図１５の工程１０５）。これにより、現像時にウエハの外周辺部に付着するレジストを選択的に除去することができる。周辺露光処理時間は、例えば４０秒程度である。
【００６２】
次いで、ウエハ４Ｗを露光装置１２からインターフェースステーション１Ｃを介してレジスト処理装置１のホットプレートユニットＵｈｗに搬入し、ウエハ４Ｗに対してＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理を施す（図１５の工程１０６）。このＰＥＢ処理では、ウエハ４Ｗをプリベーク処理と同様にセッティングした後、ウエハ４Ｗに対して熱処理を施す。この処理は、ｇ線やｉ線用のレジストを露光する時に定在波の影響によりパターンエッジに露光ムラが生じることを緩和して寸法のバラツキを低減するためや、エキシマレーザ用の化学増幅型のレジストでは触媒反応により酸の発生を加速するため等の目的で行われる。ＰＥＢ処理時間は、例えば１２０秒程度である。
【００６３】
続いて、ウエハ４ＷをホットプレートユニットＵｈｗから取り出し、ウエハ冷却ユニットＵｗｃ内にて、例えば５０秒程、冷却した後（現像前冷却：図１７参照）、ウエハ冷却ユニットＵｗｃから取り出して現像ユニットＵｄ内に搬入し、ウエハ４Ｗのレジスト膜に対して現像処理を施す（図１５の工程１０７）。現像処理時間は、例えば１２０秒程度である。現像処理に際しては、現像液をノズル１１ｅからウエハ４Ｗの主面中央に滴下または霧状に吹きつけることで、ウエハ４Ｗの主面上のレジスト膜Ｒに対して現像処理を施す。これにより、露光処理によって光化学変化したレジスト膜の不要部分を溶出し、レジストパターンを形成する。例えばレジストがポジ型の場合は、露光部分をテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等のような有機アンモニウム水溶液（現像液）に溶出させ、ウエハ４Ｗを回転させながら現像液を水洗する。一方、レジストがネガ型の場合は、未露光部分をキシレン等を含む溶媒（現像液）に溶出させた後、ウエハ４Ｗを回転させながらブチルアセテート（リンス液）等により現像液を洗浄し、さらにウエハ４Ｗを回転させて乾燥を行う。ところで、上記のようにウエハ４Ｗを回転させながら現像、洗浄および乾燥処理を行う場合に、レジストパターンとウエハ４Ｗとの密着性が低いと遠心力によってレジストパターンが剥がれてしまう場合がある。これに対して、本実施の形態１では、上記のようにウエハ４Ｗの主面全面においてレジストパターンＲＢ２とウエハ４Ｗとの密着性を向上させることができるので、現像、洗浄および乾燥工程中にレジストパターンＲＢ２が剥離してしまう問題を抑制または防止することができる。
【００６４】
その後、現像処理後のウエハ４Ｗを現像ユニットＵｄから取り出して、ホットプレートユニットＵｈｗに搬入し、ウエハ４Ｗに対してポストベーク処理を施す（図１５の工程１０８）。ポストベーク処理時間は、例えば１２０秒程度である。ポストベーク処理は、現像処理後のレジスト膜またはウエハ４Ｗの表面に残留した現像液、リンス液、洗浄液を揮発、除去し、レジストパターンの耐エッチング性や下地界面との接着性を強化するための熱処理である。ポストベーク処理方法は、上記プリベーク処理方法（装置）と同様である。ポストベーク処理は、高温ほど効果が上がるため、レジストが軟化して溶融変形するまぎわの温度（例えば１２０〜１５０℃）で行われる。後の工程で過酷なドライエッチングを行う場合は、現像後のレジストパターンに紫外線を照射し、レジストパターンの表面薄層を硬化させる場合もある。
【００６５】
次に、本実施の形態１の半導体集積回路装置の製造方法の一例を図１９〜図２５により説明する。なお、図１９〜図２５は本実施の形態１の半導体集積回路装置の製造工程中のウエハ４Ｗの要部断面図を示している。
【００６６】
本実施の形態１では、パワー系の電界効果トランジスタ（以下、単にパワーＭＯＳ・ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor・Field Effect Transistor）という）を有する半導体集積回路装置の製造工程を例として説明する。
【００６７】
まず、図１９に示すように、ｎ型のシリコン単結晶からなる基板４Ｓを持つウエハ４Ｗを用意する。続いて、ウエハ４Ｗに対して酸化処理を施すことにより、ウエハ４Ｗの主面（デバイス面：第１面）上に、例えば酸化シリコン等からなるゲート絶縁層１５を形成する。その後、ゲート絶縁層１５上に、例えば低抵抗な多結晶シリコンからなる導体層をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりウエハ４Ｗの主面上に堆積した後、上記疎水化処理、レジスト塗布、露光および現像等を含む一連のフォトリソグラフィ工程により形成されたポジ型のレジストパターンをエッチングマスクとして、上記多結晶シリコンからなる導体膜に対してドライエッチング処理を施すことことにより、ウエハ４Ｗの主面上のゲート絶縁層１５上にゲート電極１６を形成する。その後、ウエハ４Ｗに対して軽く熱酸化処理を施すことにより、ウエハ４Ｗの主面のゲート電極１６の無い領域に、例えば酸化シリコンからなる絶縁層ＩＬを形成する。
【００６８】
次いで、ウエハ４Ｗの主面上に、上記フォトリソグラフィ工程により、例えば厚さ１．３μｍ程度のポジ型のレジストパターンＲＡを形成した後、これをマスクとして、ウエハ４Ｗの基板４Ｓに、例えばホウ素（Ｂ）等のような不純物をイオン注入法等により導入する。符号１７は不純物導入領域を示している。この不純物導入工程は、パワーＭＯＳ・ＦＥＴのチャネル領域を形成するための工程である。続いて、レジストパターンＲＡを除去した後、例えば窒素ガス等のような不活性ガス雰囲気（ウエハ４Ｗを酸化させない雰囲気）中においてウエハ４Ｗに対して熱拡散処理を施して不純物導入領域１７の不純物を拡散させることにより、図２０に示すように、基板４Ｓにチャネル領域形成用のｐ型の半導体領域１７ＣＨを形成する。
【００６９】
次いで、図２１に示すように、ウエハ４Ｗの主面上に、上記フォトリソグラフィ処理により、例えば厚さ１．３μｍ程度のポジ型のレジストパターンＲＢを形成する。図２１は平面図であるが、図面を見易くするためレジストパターンＲＢに梨地のハッチングを付す。レジストパターンＲＢは、パワーＭＯＳ・ＦＥＴのソース領域を形成するための不純物導入時の不純物阻止用のマスキングパターンであり、レジストパターンＲＢ１，ＲＢ２を有している。レジストパターンＲＢ１は、ゲート電極１６の形成領域にゲート電極１６に接触した状態で形成されており、比較的面積の広いパターンとされている。一方、レジストパターンＲＢ２は、ゲート電極１６の無い開口部において基板４Ｓ上の絶縁層ＩＬに接触した状態で形成されている。レジストパターンＲＢ２は、上記レジストパターンＲＢ１から完全に孤立した、例えば平面円形状の孤立パターンとされている。レジストパターンＲＢ２の直径（ウエハ４Ｗの主面に沿う方向の寸法）は、例えば１μｍ程度とされている。すなわち、レジストパターンＲＢ２は、ウエハ４Ｗ（上記絶縁層ＩＬ）との接触面積がレジストパターンＲＢ１に比べて極端に小さいパターンとされている。その上、レジストパターンＲＢ２は、その直径がレジストパターンＲＢ２の厚さ（ウエハ４Ｗの主面に交差する方向の寸法）よりも小さく、レジストパターンＲＢ２のアスペクト比（厚さ／直径）が１以上とされ、ウエハ４Ｗの主面に対して直交する方向に高く延びるパターンとされている。このようなレジストパターンＲＢ２（すなわち、孤立であること、ウエハ４Ｗとの接触面積が小さいこと、アスペクト比が高いことの１または２以上の要素を持つレジストパターン）の場合、ウエハ４Ｗ（ここでは絶縁層ＩＬ）に対する疎水化処理が充分に施されていないと、ウエハ４Ｗの下地面との密着性（接着性）が低下するため、その後の工程でレジストパターンＲＢ２が特に剥がれ易い。これに対して、本実施の形態１では、ウエハ４Ｗの主面全面（ここではゲート電極１６と絶縁層ＩＬとの露出表面）に対して充分な疎水化処理を施すことができるので、レジストパターンＲＢ２とウエハ４Ｗとの密着性（接着性）を向上させることができる。したがって、たとえ上記のような要素を持つレジストパターンＲＢ２であってもレジストパターンＲＢ２がウエハ４Ｗから剥がれてしまうのを抑制または防止することができる。ただし、疎水化処理が不充分な場合に剥離し易いレジストパターンは、上記のような寸法および平面形状のレジストパターンＲＢ２に限定されるものではない。本発明者の検討によれば、例えば厚さ１．７μｍ程度、幅０．８μｍ程度の細長いライン状の化学増幅型のレジストからなるレジストパターンや厚さ１．７μｍ程度、直径２μｍ程度の孤立円柱状の化学増幅型のレジストからなるレジストパターンでも同様の剥離の問題が生じている。これらのレジストパターンについても本実施の形態１で説明した疎水化処理を施すことにより、レジストパターンの剥離を抑制または防止できる。
【００７０】
続いて、図２３に示すように、レジストパターンＲＢをマスクとして、ウエハ４Ｗの基板４Ｓに、例えばヒ素（Ａｓ）等のような不純物をイオン注入法等により導入する。符号１８は不純物導入領域を示している。この不純物導入工程は、パワーＭＯＳ・ＦＥＴのソース領域を形成するための工程である。ところで、パワーＭＯＳ・ＦＥＴのソース領域形成のための不純物導入工程は、高ドーズ仕様であるためビーム量が小さくなり、処理時間が長くなってしまう。そこで、１枚のウエハ４Ｗに対する処理時間を稼ぐため、ウエハ４Ｗを公転させながら不純物イオンを注入している。ところが、上記のようにウエハ４Ｗの主面内における疎水化処理にムラがあり、疎水化処理が充分に行われていない部分があると、その部分のレジストパターンがイオン注入時の遠心力により剥離してしまう問題がある。特に上記のようなレジストパターンＲＢ２の場合は、孤立しており、ウエハ４Ｗとの接触面積が小さく、アスペクト比が高いので剥離の問題が生じ易い。これに対して、本実施の形態１では、上記のようにウエハ４Ｗの主面全面（ここでは絶縁層ＩＬの露出表面）において、レジストパターンＲＢ２とウエハ４Ｗとの密着性（接着性）を向上させることができるので、不純物導入工程中にレジストパターンＲＢ２が剥離してしまう問題を抑制または防止することができる。
【００７１】
続いて、レジストパターンＲＢを除去した後、例えば窒素ガス等のような不活性ガス雰囲気中においてウエハ４Ｗに対して熱処理を施して不純物導入領域１８の不純物を拡散させることにより、図２４に示すように、基板４Ｓにｎ型の半導体領域１８Ｓを形成する。その後、図２５に示すように、ウエハ４Ｗの主面上に、例えばＰＳＧ膜およびＳＯＧ（Spin On Glass）膜を下層から順に堆積して絶縁層１９を形成する。その後、絶縁層１９上に、上記フォトリソグラフィ工程によりポジ型のレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとして、絶縁層１９，ＩＬにドライエッチング処理を施すことにより、絶縁層１９，ＩＬのゲート電極１６の無い領域に基板４Ｓの主面の一部が露出するようなコンタクトホール２０を形成する。その後、コンタクトホール形成用のレジストパターンを除去した後、例えばホウ素を上記コンタクトホール２０を通じて基板４Ｓにイオン注入してｐ型の半導体領域２１を形成する。
【００７２】
次いで、例えばウエハ４Ｗの主面上に、例えばモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2）等のようなシリサイド層をスパッタリング法により堆積した後、その上に、例えばアルミニウム等のような金属層からなる主配線材料を上記シリサイド層よりも厚く堆積して導体層を形成する。続いて、その導体層上に、上記フォトリソグラフィ工程によりポジ型のレジストパターンを形成し、さらにこれをエッチングマスクとして、上記導体層にエッチング処理を施すことにより、導体層からなるソース電極２２を形成する。このソース電極２２は、コンタクトホール２０を通じてソース領域であるｎ型の半導体領域１８Ｓと電気的に接続されている上、ｐ型の半導体領域２１と接続されており、これを通じてチャネル領域であるｐ型の半導体領域１７ＣＨと電気的に接続されている。このようにしてパワーＭＯＳ・ＦＥＴＱを形成する。
【００７３】
次いで、上記ソース電極２２の形成用のレジストパターンを除去した後、ウエハ４Ｗの主面上に、例えばポリイミド樹脂からなる表面保護層２３を回転塗布法等により塗布する。続いて、表面保護層２３上に上記フォトリソグラフィ工程によりネガ型のレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとして、表面保護層２３にウエットエッチング処理を施すことにより、ソース電極２２の一部が露出するような開口部を形成する。その後、ウエハ４Ｗの裏面を研削した後、その裏面に裏面電極２４を形成する。裏面電極２４は、ウエハ４Ｗの裏面から順に、例えばチタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）を堆積してなる導体層またはニッケル、チタン、ニッケルおよび金を堆積してなる導体層からなる。このようにしてパワーＭＯＳ・ＦＥＴＱを有する半導体集積回路装置を製造する。
【００７４】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、疎水化処理室への疎水化処理ガスの供給口の変形例について説明する。
【００７５】
図２６は本実施の形態２の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の一例の全体平面図、図２７は図２６の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の断面図をそれぞれ示している。なお、図２６でも図面を見易くするため、疎水化処理ユニットＵａｄの内部を透かして見せている。
【００７６】
本実施の形態２では、ウエハ載置台２ａのウエハ載置面に形成された溝５の上部（溝５と疎水化処理室２ｃとの境界部）に溝５を塞ぐように蓋２８が設けられている。この蓋２８には、疎水化処理室２ｃと溝５とを繋ぐ平面円形状の微細な穴（供給口）２９が、ウエハ４Ｗの外周方向に沿って均等な間隔で複数個分散された状態で配置されている。穴２９の直径は、例えば１ｍｍ程度である。この穴２９は、疎水化処理室２ｃ内に供給される上記疎水化処理ガスの流れの分布がウエハ４Ｗの主面全面内で均一になるように制御する機能を有している。すなわち、溝５に流れてきた疎水化処理ガスは、ウエハ４Ｗの外周に沿って分散配置された複数の穴２９の各々を通じて疎水化処理室２ｃ内に供給され、ウエハ４Ｗの外周の全域からウエハ４Ｗの主面中央に向かって流れるようになっている。これにより、ウエハ４Ｗの主面全面においてほぼ均一に疎水化処理ガスを流すことができる。なお、穴６の平面形状は、円形に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば楕円形状や溝５に沿って細長く延びるスリット形状でも良い。また、複数の穴２９は、ウエハ４Ｗの主面内の疎水化処理ガスの流れを均一にする趣旨からは上下左右対称に均等に配置されていることが好ましいが、非対称であり不均等に配置されていても良い。
【００７７】
また、配管６が溝５に繋がるガス供給口が、図２６に示すように、破線ＹＬ１の左右の溝５の側面に２箇所ずつ分散された状態で配置されている。すなわち、本実施の形態２では、配管６のガス供給口が、破線ＸＬ１を中心線として上下対称に配置され、破線ＹＬ１を中心線として左右対称となるように配置されている。これにより、配管６を通じて溝５に流れてくる疎水化処理ガスを溝５に対しても偏りの無いように供給することができる。
【００７８】
このような本実施の形態２によれば、前記実施の形態１で得られた効果の他に、以下の効果を得ることができる。
【００７９】
すなわち、複数の穴２９を設けたこと、また、配管６のガス供給口も複数箇所均等な間隔で分散配置したことにより、前記実施の形態１の場合よりもウエハ４Ｗの主面全面に流れる疎水化処理ガスの流れの分布の均一性をさらに向上させることができるので、ウエハ４Ｗの主面全面の疎水化処理の均一性をさらに向上させることができる。したがって、ウエハ４Ｗの主面全面におけるレジスト膜（レジストパターン）との密着性をさらに向上させることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、疎水化処理室内の疎水化処理ガスの排気口の変形例について説明する。
【００８１】
前記実施の形態１，２では、疎水化処理ユニットＵａｄにおいて疎水化処理ガスの排気口７がウエハ４Ｗの主面中心直上に１つだけ配置されている場合について説明した。しかし、この場合、上記疎水化処理ガスがウエハ４Ｗの外周から中心に向かって流れてくる最中にウエハ４Ｗ（ウエハ載置台２ａ）側からの熱をひろってしまうため、ウエハ４Ｗの中央の温度がウエハ４Ｗの外周の温度よりも相対的に高くなる虞がある。すなわち、ウエハ４Ｗの主面内に温度分布が生じ、ウエハ４Ｗの主面内の疎水化処理が不均一になる虞がある。一方、ウエハ４Ｗの中央の温度上昇を抑えるため、ウエハ載置台２ａ側の温度を低くしてしまうと疎水化処理の進行が遅くなり処理時間が増大する。
【００８２】
そこで、本実施の形態３では、疎水化処理ガスの排気口をウエハ４Ｗの主面上方に複数個分散させて設けた。これにより、本実施の形態３では、前記実施の形態１，２で得られた効果の他に、ウエハ４Ｗの主面中央の温度が相対的に高くなってしまうのを抑制または防止することができるので、ウエハ４Ｗの主面全面内の温度分布を均一にできる。したがって、ウエハ４Ｗの主面全面の疎水化処理の均一性を向上させることができる。また、ウエハ載置台２ａ側の温度を低くする必要もないので、処理時間が増大することもない。
【００８３】
図２８は本実施の形態３の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の具体的な一例の全体平面図、図２９は図２８の疎水化処理ユニットＵａｄのチャンバ２の断面図、図３０および図３１は図２８の疎水化処理ユニットＵａｄの疎水化処理ガスの排気口の配置の説明図をそれぞれ示している。なお、図２８でも図面を見易くするため、疎水化処理ユニットＵａｄの内部を透かして見せている。
【００８４】
本実施の形態３では、チャンバカバー２ｂの天井面に複数の排気口７（７ａ，７ｂ）が形成されている。排気口７ａはウエハ４Ｗの主面中心の直上に１つ配置されている。排気口（第１排気口）７ａの直径ｄ１は、例えば１ｍｍ程度である。この排気口７ａの周囲には、この排気口７ａを中心とする円を描いた時にその円に沿って均等な間隔毎に複数の排気口（第２排気口）７ｂが分散された状態で配置されている。排気口７ｂの直径は、例えば０．３〜０．５ｍｍ程度であり、中心の排気口７ａの直径よりも小さい。これにより、疎水化処理ガスがウエハ４Ｗの外周からウエハ４Ｗの主面中心まで流れてくるようにすることができる。排気口７ｂの数は、例えば６〜８個程度である。ここでは、排気口７ｂが８個形成されている場合が例示されている。
【００８５】
排気口７（７ａ，７ｂ）の一群は、上記疎水化処理ガスの流れを均一にする趣旨からウエハ４Ｗの主面中央に配置されていることが好ましい。ただし、排気口７の一群の配置は、ウエハ４Ｗの主面内に配置されていれば良い。例えば排気口７の一群は、排気口７（７ａ，７ｂ）の一群の配置領域（ウエハ４Ｗの主面中心を中心とする円形状の領域）の直径Ｌｅが、例えばウエハ４Ｗの直径Ｌｗの３／４〜１／４程度、好ましくはウエハ４Ｗの直径Ｌｗの１／２〜１／３程度となるように配置されている。
【００８６】
また、ここでは、排気口７ａを中心とする１つの円に沿って複数の排気口７ｂを配置した場合について説明したが、排気口７ａを中心とする直径の異なる複数の円の各々に沿って複数の排気口７ｂを上記と同様に配置しても良い。この場合もウエハ４Ｗの中心から外周に向かって排気口７ｂの直径を小さくするか、またはウエハ４Ｗの中心から外周に向かって各円上の排気口７ｂの数を減らすようにする。これにより、疎水化処理ガスがウエハ４Ｗの外周からウエハ４Ｗの主面中心まで流れてくるようにすることができる。
【００８７】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、レジスト処理装置の変形例を説明する。図３２は、本実施の形態４のレジスト処理装置１の斜視図を示している。本実施の形態４のレジスト処理装置１では、ユニットＵの多段構成が２段程度とされている。例えばホットプレートユニットＵｗｈは２段とされている。また、疎水化処理ユニットＵａｄは、例えばウエハ冷却ユニットＵｗｃ上に積み重ねらている。本実施の形態４の場合は、複数のユニットＵが地面に対して水平な方向に並べられており、疎水化処理ユニットＵａｄの高さｈ１の規制が前記実施の形態１〜３よりは緩和されているものの、疎水化処理ユニットＵａｄについては２段目に設けているので、積み重ね構成としないものと比べると疎水化処理ユニットＵａｄの高さｈ１がある程度規制を受けている。なお、符号のＵｅｐは周辺露光ユニットを示している。周辺露光ユニットＵｅｐ（Ｕ）は、上記周辺露光を行うユニットである。周辺露光ユニットＵｅｐの構成は、図１１〜図１４で説明した露光装置１２と同じである。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８９】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えば液晶装置の基板の製造方法やマイクロマシンの製造方法にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、半導体集積回路装置の製造業に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法で用いるレジスト処理装置の上面図である。
【図２】図１のレジスト処理装置の正面図である。
【図３】図１のレジスト処理装置の背面図である。
【図４】図１のレジスト処理装置の疎水化処理ユニットのチャンバの一例の全体平面図である。
【図５】図４の疎水化処理ユニットのチャンバの断面図である。
【図６】疎水化処理ガスの供給口の配置の説明図である。
【図７】疎水化処理ガスの排気口の配置の説明図である。
【図８】疎水化処理ガス発生源の説明図である。
【図９】図１のレジスト処理装置のレジスト塗布ユニットの要部の一例の説明図である。
【図１０】図１のレジスト処理装置の現像ユニットの要部の一例の説明図である。
【図１１】露光装置の一例の説明図である。
【図１２】図１１の露光装置のスキャンニング露光動作を模式的に示した説明図である。
【図１３】図１１の露光装置の露光領域を抜き出して模式的に示した説明図である。
【図１４】ステッパの露光領域の説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ処理フローを示す工程図である。
【図１６】図１５の疎水化処理フローの工程図である。
【図１７】フォトリソグラフィ処理時のレジスト処理装置の各ユニットでの処理状況の説明図である。
【図１８】疎水化処理時の化学反応式を模式的に示した説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部断面図である。
【図２０】図１９に続く半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部平面図である。
【図２２】図２１のＸ１−Ｘ１線のウエハの断面図である。
【図２３】図２１および図２２に続く半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体集積回路装置の製造工程中のウエハの要部断面図である。
【図２６】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法で用いる疎水化処理ユニットのチャンバの一例の全体平面図である。
【図２７】図２６の疎水化処理ユニットのチャンバの断面図である。
【図２８】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法で用いる疎水化処理ユニットのチャンバの一例の全体平面図である。
【図２９】図２８の疎水化処理のチャンバの断面図である。
【図３０】図２８の疎水化処理ユニットの疎水化処理ガスの排気口の配置の説明図である。
【図３１】図２８の疎水化処理ユニットの疎水化処理ガスの排気口の配置の説明図であ。
【図３２】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法で用いるレジスト処理装置の説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  レジスト処理装置
１Ａ  キャリアステーション
１Ｂ  処理ステーション
１Ｃ  インターフェースステーション
２  チャンバ
２ａ  ウエハ載置台
２ｂ  チャンバカバー
２ｃ  疎水化処理室
３  疎水化処理ガス発生源
３ａ  容器
３ｂ  ＨＭＤＳ液
３ｃ〜３ｅ  配管
４Ｗ  ウエハ
５  溝（供給口）
６  配管
７  排気口
７ａ  排気口（第１排気口）
７ｂ  排気口（第２排気口）
８  配管
１０ａ  塗布カップ
１０ｂ  回転支持台
１０ｃ  回転軸
１０ｄ  モータ
１０ｅ  ノズル
１１ａ  現像カップ
１１ｂ  回転支持台
１１ｃ  回転軸
１１ｄ  モータ
１１ｅ  ノズル
１２  露光装置
１２ａ  露光光源
１２ｂ  フライアイレンズ
１２ｃ  アパーチャ
１２ｄ１，１２ｄ２  コンデンサレンズ
１２ｅ  ミラー
１２ｆ  アパーチャ
１２ｆｓ  スリット
１２ｇ  投影レンズ
１２ｇａ  有効露光領域
１２ｈ  マスク位置制御手段
１２ｉ１  ミラー
１２ｉ２  マスクステージ
１２ｊ  試料台
１２ｋ  Ｚステージ
１２ｍ  ＸＹステージ
１２ｎ  主制御系
１２ｐ，１２ｑ  駆動手段
１２ｒ  ミラー
１２ｓ  レーザ測長機
１２ｔ  アライメント検出光学系
１２ｕ  ネットワーク装置
１３  マスク
１５  ゲート絶縁層
１６  ゲート電極
１７  不純物導入領域
１７ＣＨ  ｐ型の半導体領域
１８  不純物導入領域
１８Ｓ  ｎ型の半導体領域
１９  絶縁層
２０  コンタクトホール
２１  ｐ型の半導体領域
２２  ソース電極
２３  表面保護層
２４  裏面電極
２８  蓋
２９  穴（供給口）
ＭＡ  メインアーム
ＡＬ  アーム通路
Ｅ  電装部
Ｕ  ユニット
Ｕｒｃ  レジスト塗布ユニット
Ｕｄ  現像ユニット
Ｕａｒ  反射防止膜塗布ユニット
Ｕｗｈ  ホットプレートユニット
Ｕｗｃ  ウエハ冷却ユニット
Ｕａｄ  疎水化処理ユニット
Ｕｃａ  ウエハ受渡ユニット
Ｕｅｐ  周辺露光ユニット
ＰＥ  ペリクル
ＥＸＬ  露光光
ＳＡ１，ＳＡ２  露光領域
Ｒ  レジスト膜
ＲＡ  レジストパターン
ＲＢ，ＲＢ１，ＲＢ２  レジストパターン
ＩＬ  絶縁層
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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