(57)【要約】【課題】スループットの低下を抑制しつつ、基板上に微細なパターンを形成できる基板処理装置を提供する。【解決手段】塗布・現像装置Ｅ２は、ウェハＷ上に形成されたレジスト膜の現像処理を行うための現像処理ユニットと、ＥＵＶ光に比べ波長が長いＵＶ光をレジスト膜に照射するための光照射ユニットＵ７と、制御部Ｒ１とを備える。制御部Ｒ１は、レジスト膜にＥＵＶ露光が施された後に、当該レジスト膜の現像処理を行うように現像処理ユニットを制御し、現像処理ユニットがレジスト膜の現像処理を行う前に、当該レジスト膜におけるＥＵＶ露光の対象部分を含む領域にＵＶ光を照射するように光照射ユニットＵ７を制御する。【選択図】図５
2015015291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された感光性被膜に対する現像処理を行うための現像処理部と、
ＥＵＶ光に比べ波長が長いＵＶ光を前記感光性被膜に照射するための光照射部と、
前記感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われた後に、当該感光性被膜に対する前記現像処理を行うように前記現像処理部を制御する現像制御部と、
前記現像処理部が前記感光性被膜に対する前記現像処理を行う前に、当該感光性被膜における前記ＥＵＶ露光の対象部分を含む領域に前記ＵＶ光を照射するように前記光照射部を制御する光照射制御部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記感光性被膜に対する加熱処理を行うための熱処理部と、
前記感光性被膜に対する前記ＥＵＶ露光と前記現像処理との間に、当該感光性被膜に対する加熱処理を行うように前記熱処理部を制御する加熱制御部と、を更に備え、
前記光照射制御部は、前記熱処理部が前記感光性被膜に対する前記加熱処理を行う前に、当該感光性被膜に前記ＵＶ光を照射するように前記光照射部を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記光照射制御部は、前記感光性被膜に対する前記ＥＵＶ露光が行われる前に、当該感光性被膜に前記ＵＶ光を照射するように前記光照射部を制御する、請求項１又は２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記光照射部は、２２０〜２８０ｎｍの波長の前記ＵＶ光を照射する、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】
請求項１〜４のいずれか一項記載の基板処理装置と、
前記基板の前記感光性被膜に対する前記ＥＵＶ露光を行うＥＵＶ露光装置と、を備える基板処理システム。
【請求項６】
基板上に形成された感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われた後に、当該感光性被膜に対する現像処理を行い、
前記感光性被膜に対する前記現像処理を行う前に、ＥＵＶ光に比べ波長が長いＵＶ光を当該感光性被膜に照射する、基板処理方法。
【請求項７】
前記感光性被膜に対する前記ＥＵＶ露光と前記現像処理との間に、当該感光性被膜に対する加熱処理を行い、
前記感光性被膜に対する前記加熱処理を行う前に、当該感光性被膜に前記ＵＶ光を照射する、請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記感光性被膜に対する前記ＥＵＶ露光が行われる前に、当該感光性被膜に前記ＵＶ光を照射する、請求項６又は７記載の基板処理方法。
【請求項９】
２２０〜２８０ｎｍの波長の前記ＵＶ光を照射する、請求項６〜８のいずれか一項記載の基板処理方法。
【請求項１０】
基板処理装置に、請求項６〜９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、基板処理システム、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】
基板上に形成された感光性被膜に露光処理及び現像処理を施すことで、基板上にパターンを形成する技術が広く用いられている。例えば半導体製造工程では、ウェハ（基板）の表面に形成された感光性のレジスト膜（感光性被膜）に露光処理及び現像処理を施すことで、エッチング用のレジストパターンが形成されている。半導体の高集積化に伴い、レジストパターンの微細化が求められている。レジストパターンの微細化を実現するために、ＫｒＦエキシマレーザーを用いた露光処理が実用化され、ＡｒＦエキシマレーザーを用いた露光処理も実用化されている。近年においては、一層のパターンの微細化を実現するために、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ；極端紫外）光を用いた露光処理が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７８７４４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、ＡｒＦレーザー等に比べてＥＵＶはそのエネルギーが弱い。これを補うべくレジスト膜の感度を高くするのにも限界がある。このため、ＥＵＶ露光を採用すると一つの照射領域を露光する時間が長くなり、その結果スループットが落ちることにより生産性が低下してしまう。
【０００５】
そこで本発明は、スループットの低下を抑制しつつ、基板上に微細なパターンを形成できる基板処理装置、基板処理システム、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】
【０００６】
本発明に係る基板処理装置は、基板上に形成された感光性被膜に対する現像処理を行うための現像処理部と、ＥＵＶ光に比べ波長が長いＵＶ光を感光性被膜に照射するための光照射部と、感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われた後に、当該感光性被膜に対する現像処理を行うように現像処理部を制御する現像制御部と、現像処理部が感光性被膜に対する現像処理を行う前に、当該感光性被膜におけるＥＵＶ露光の対象部分を含む領域にＵＶ光を照射するように光照射部を制御する光照射制御部とを備える。
【０００７】
この基板処理装置によれば、現像処理に先立ってＵＶ光の照射（以下、「ＵＶ露光」という。）及びＥＵＶ露光の両方が行われる。これにより、ＥＵＶ露光の対象箇所には、ＥＵＶ光及びＵＶ光の両方が照射される。ＥＵＶ光の照射にＵＶ光の照射を組み合わせることによりＥＵＶ光の照射量を削減し、ＥＵＶ露光の時間を短縮できる。また、ＥＵＶ光に比べ、ＵＶ光はそのエネルギーを強くし易い。更に、ＥＵＶ露光の補助としてのＵＶ露光では、ＵＶ光をＥＵＶ露光の対象箇所に選択的に照射する必要はなく、広範囲に同時にＵＶ光を照射できる。これらのことから、ＥＵＶ露光単独で露光処理を行うのに比べ露光時間を短縮できる。従って、スループットの低下を抑制しつつ、ＥＵＶ露光を採用して微細なパターンを形成できる。
【０００８】
なお、ＵＶ露光においては、ＵＶ光の照射により酸発生剤が分解されて酸を発生する。この酸は、感光性被膜の溶解性を変化させる反応の触媒となる。ＥＵＶ露光においては、ＥＵＶ光の照射により原子がイオン化して２次電子を発生する。２次電子は、酸発生剤を分解させて酸を発生させる。この酸も、感光性被膜の溶解性を変化させる反応の触媒となる。このように、ＵＶ露光とＥＵＶ露光とでは反応機構が大きく異なるものの、触媒としての酸を発生させる点では共通している。この共通点が、ＥＵＶ露光をＵＶ露光により補助することを可能としている。
【０００９】
感光性被膜に対する加熱処理を行うための熱処理部と、感光性被膜に対するＥＵＶ露光と現像処理との間に、当該感光性被膜に対する加熱処理を行うように熱処理部を制御する加熱制御部と、を更に備え、光照射制御部は、熱処理部が感光性被膜に対する加熱処理を行う前に、当該感光性被膜にＵＶ光を照射するように光照射部を制御してもよい。この場合、ＥＵＶ露光により開始された反応及びＵＶ露光により開始された反応の両方が加熱処理により促進されるので、スループットを向上させることができる。
【００１０】
光照射制御部は、感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われる前に、当該感光性被膜にＵＶ光を照射するように光照射部を制御してもよい。この場合、ＥＵＶ露光を行う前に、ＥＵＶ露光の障害物質がＵＶ露光により減らされるので、パターンをより高精度に形成できる。
【００１１】
光照射部は、２２０〜２８０ｎｍの波長のＵＶ光を照射してもよい。この場合、スループットの低下をより確実に抑制しつつ、より高精度にパターンを形成できる。
【００１２】
本発明に係る基板処理システムは、上記基板処理装置と、基板の感光性被膜に対するＥＵＶ露光を行うＥＵＶ露光装置とを備える。この基板処理システムによれば、上記基板処理装置とＥＵＶ露光装置とを用いることで、スループットの低下を抑制しつつ微細なパターンを形成できる。
【００１３】
本発明に係る基板処理方法は、基板上に形成された感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われた後に、当該感光性被膜に対する現像処理を行い、感光性被膜に対する現像処理を行う前に、ＥＵＶ光に比べ波長が長いＵＶ光を当該感光性被膜に照射する。
【００１４】
この基板処理方法によれば、現像処理に先立ってＵＶ光の照射（以下、「ＵＶ露光」という。）及びＥＵＶ露光の両方が行われる。これにより、ＥＵＶ露光の対象箇所には、ＥＵＶ光及びＵＶ光の両方が照射される。ＥＵＶ光の照射にＵＶ光の照射を組み合わせることによりＥＵＶ光の照射量を削減し、ＥＵＶ露光の時間を短縮できる。また、ＥＵＶ光に比べ、ＵＶ光はそのエネルギーを強くし易い。更に、ＥＵＶ露光の補助としてのＵＶ露光では、ＵＶ光をＥＵＶ露光の対象箇所に選択的に照射する必要はなく、広範囲に同時にＵＶ光を照射できる。これらのことから、ＥＵＶ露光単独で露光処理を行うのに比べ露光時間を短縮できる。従って、スループットの低下を抑制しつつ、ＥＵＶ露光を採用して微細なパターンを形成できる。
【００１５】
感光性被膜に対するＥＵＶ露光と現像処理との間に、当該感光性被膜に対する加熱処理を行い、感光性被膜に対する加熱処理を行う前に、当該感光性被膜にＵＶ光を照射してもよい。この場合、ＥＵＶ露光により開始された反応及びＵＶ露光により開始された反応の両方が加熱処理により促進されるので、スループットを向上させることができる。
【００１６】
感光性被膜に対するＥＵＶ露光が行われる前に、当該感光性被膜にＵＶ光を照射してもよい。この場合、ＥＵＶ露光を行う前に、ＥＵＶ露光の障害物質がＵＶ露光により減らされるので、パターンをより高精度に形成できる。
【００１７】
２２０〜２８０ｎｍの波長のＵＶ光を照射してもよい。この場合、スループットの低下をより確実に抑制しつつ、より高精度にパターンを形成できる。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明によれば、スループットの低下を抑制しつつ、基板上に微細なパターンを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る基板処理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】図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】光照射装置の模式図である。
【図７】図２中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】レジストパターン形成手順を示すフローチャートである。
【図９】スループット及びレジストパターンの精度の評価結果を示す図である。
【図１０】スループット及びレジストパターンの精度の評価結果を示す図である。
【図１１】ＵＶ光の波長と吸光度との関係を示すグラフである。
【図１２】ＵＶ光の波長と透過率との関係を示すグラフである。
【図１３】ＵＶ光のＤｏｓｅ量と、現像処理後のレジスト膜の厚さとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示すように、基板処理システム１は、ＥＵＶ露光装置Ｅ１と塗布・現像装置（基板処理装置）Ｅ２とを備える。ＥＵＶ露光装置Ｅ１は、ウェハ（基板）の表面に形成されたレジスト膜（感光性被膜）の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法により、レジスト膜の露光対象部分に選択的にＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、極端紫外線）光を照射する。ＥＵＶ光の波長は、例えば１３．５ｎｍである。
【００２３】
塗布・現像装置Ｅ２は、ＥＵＶ露光装置Ｅ１による露光処理の前に、ウェハ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、ＥＵＶ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Ｅ２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Ｒ１とを備える。以下、塗布・現像装置Ｅ２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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
処理ブロックＳ２は、下層膜形成（ＢＣＴ）ブロック１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック１５と、保護膜形成（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。
【００２７】
図３に示すように、ＢＣＴブロック１４は、塗布ユニットＵ１と、加熱・冷却ユニット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Ａ２とを内蔵している。塗布ユニットＵ１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Ｕ２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。
【００２８】
図４に示すように、ＣＯＴブロック１５は、塗布ユニットＵ３と、加熱・冷却ユニットＵ４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Ｕ３は、レジスト膜形成用の薬液（レジスト剤）を下層膜の上に塗布する。加熱・冷却ユニットＵ４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。
【００２９】
図５に示すように、ＴＣＴブロック１６は、塗布ユニットＵ５と、加熱・冷却ユニットＵ６と、光照射ユニットＵ７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Ｕ５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Ｕ６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。
【００３０】
光照射ユニットＵ７は、支持台２１と光照射部２２とを有する（図６参照）。支持台２１は、レジスト膜Ｗａを上にして水平に配置されたウェハＷを支持する。光照射部２２は、支持台２１上のウェハＷに対して空隙をもって対向するように配置されている。光照射部２２は、複数の光源２３を有する。複数の光源２３は、光照射部２２の下側の全域に亘って配置され、それぞれＵＶ光を下方に出射する。これにより光照射部２２は、レジスト膜Ｗａの全域にＵＶ光を照射する。ＵＶ光の波長は、２２０〜２８０ｎｍであることが好ましく、２２２ｎｍ、２４８ｎｍ又は２５４ｎｍであることがより好ましく、２４８ｎｍであることが特に好ましい。なお、ＵＶ光の照射領域は必ずしもレジスト膜Ｗａの全域でなくてよく、レジスト膜ＷａにおけるＥＵＶ露光の対象部分を含む領域であればよい。なお、光照射部２２がレジスト膜ＷａにＵＶ光を照射する際に、支持台２１と光照射部２２との間には空気が介在する。空気に代えて窒素ガス等の不活性ガスを支持台２１と光照射部２２との間に介在させてもよいし、支持台２１と光照射部２２との間を真空にしてもよい。不活性ガス中又は真空中でＵＶ光を照射することにより、空気中に微量に含まれるアミン成分に起因する酸の失活を抑制できる。
【００３１】
図７に示すように、ＤＥＶブロック１７は、複数の現像処理ユニット（現像処理部）Ｕ８と、複数の加熱・冷却ユニット（熱処理部）Ｕ９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。
【００３２】
現像処理ユニットＵ８は、露光されたレジスト膜Ｗａの現像処理を行う。具体的には、レジスト膜Ｗａ上に例えばアルカリ性の現像液を塗布してレジスト膜Ｗａの不要部分を溶解させ、例えば純水等のリンス液により洗い流す。
【００３３】
加熱・冷却ユニットＵ９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Ｗａを加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却する。これにより加熱・冷却ユニットＵ９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Ｗａを加熱する処理である。ＰＢは、現像処理後にレジスト膜Ｗａを加熱する処理である。
【００３４】
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。
【００３５】
インターフェースブロックＳ３は、ＥＵＶ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ＥＵＶ露光装置Ｅ１にウェハＷを渡し、ＥＵＶ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。
【００３６】
制御部Ｒ１は、基板処理方法を塗布・現像装置Ｅ２に実行させるための制御用コンピュータである。制御部Ｒ１は、基板処理方法における各処理の条件設定画面を表示する表示部（不図示）と、各処理の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、塗布・現像装置Ｅ２に基板処理方法を実行させるためのプログラムが記録されており、このプログラムが制御部Ｒ１の読取部によって読み取られる。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、メモリカード等が挙げられる。制御部Ｒ１は、入力部に入力された各処理の条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて塗布・現像装置Ｅ２を制御する。以下、その制御手順を説明する。
【００３７】
図８に示すように、制御部Ｒ１は、まず下層膜を形成する処理を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０１）。具体的には、キャリア１１内のウェハＷをＢＣＴブロック１４に対応するセルＣ３３に搬送するように受け渡しアームＡ１及び昇降アームＡ７を制御し、ウェハＷの表面に下層膜を形成するように塗布ユニットＵ１、加熱・冷却ユニットＵ２及び搬送アームＡ２を制御する。下層膜の形成後のウェハＷは、搬送アームＡ２によりセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。
【００３８】
次に、制御部Ｒ１は、下層膜の上にレジスト膜Ｗａを形成する処理を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０２）。具体的には、セルＣ３４のウェハＷをＣＯＴブロック１５に対応するセルＣ３５に搬送するように昇降アームＡ７を制御し、下層膜の上にレジスト膜Ｗａを形成するように塗布ユニットＵ３、加熱・冷却ユニットＵ４及び搬送アームＡ３を制御する。レジスト膜Ｗａの形成後のウェハＷは、搬送アームＡ３によりセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。
【００３９】
次に、制御部Ｒ１は、レジスト膜Ｗａの上に保護膜を形成する処理を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０３）。具体的には、セルＣ３６のウェハＷをＴＣＴブロック１６に対応するセルＣ３７に搬送するように昇降アームＡ７を制御し、レジスト膜Ｗａの上に保護膜を形成するように塗布ユニットＵ５、加熱・冷却ユニットＵ６及び搬送アームＡ４を制御する。
【００４０】
次に、制御部Ｒ１は、レジスト膜ＷａにＵＶ光を照射する処理を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０４）。具体的には、ウェハＷを光照射ユニットＵ７に搬送するように搬送アームＡ４を制御し、レジスト膜Ｗａの全域にＵＶ光を照射するように光照射部２２を制御する。すなわち、制御部Ｒ１は光照射制御部として機能する。ＵＶ光の照射により、レジスト膜Ｗａ中の酸発生剤が分解されて酸を発生する。ＵＶ光の照射量（Ｄｏｓｅ量）は、８ｍＪ／ｃｍ２以下であることが好ましい。制御部Ｒ１は、ＵＶ光の照射後のウェハＷを光照射ユニットＵ７から搬出してセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送するように搬送アームＡ４を制御する。
【００４１】
次に、制御部Ｒ１は、ＥＵＶ露光装置Ｅ１へのウェハＷの送出を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０５）。具体的には、セルＣ３８のウェハＷを直接搬送アームＡ６に対応するセルＣ３２に搬送するように昇降アームＡ７を制御し、セルＣ３２のウェハＷを棚ユニットＵ１１のセルＣ４２に搬送するように直接搬送アームＡ６を制御し、セルＣ４２のウェハＷをＥＵＶ露光装置Ｅ１に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。ＥＵＶ露光装置Ｅ１に送り出されたウェハＷのレジスト膜Ｗａに対しては、ＥＵＶ露光が行われる（Ｓ０６）。ＥＵＶ露光では、ＥＵＶ光の照射によりレジスト膜Ｗａ中の原子がイオン化されて２次電子を発生する。
【００４２】
次に、制御部Ｒ１は、ＥＵＶ露光装置Ｅ１からのウェハＷの受入を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０７）。具体的には、ＥＵＶ露光後のウェハＷをＥＵＶ露光装置Ｅ１から受け入れてセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送するように受け渡しアームＡ８を制御する。
【００４３】
次に、制御部Ｒ１は、ＰＥＢを行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０８）。具体的には、セルＣ４０，Ｃ４１のウェハＷをＤＥＶブロック１７内の加熱・冷却ユニットＵ９に搬送するように搬送アームＡ５を制御し、ウェハＷを加熱してレジスト膜Ｗａに加熱処理を行うように加熱・冷却ユニットＵ９を制御する。すなわち、制御部Ｒ１は加熱制御部として機能する。
【００４４】
ＰＥＢにおいては、ＥＵＶ光の照射により発生した２次電子により酸発生剤が分解して酸を発生し、この酸を触媒にしてレジスト膜Ｗａの溶解性を変化させる反応が進行する。ＵＶ光の照射により発生した酸も、レジスト膜Ｗａの溶解性を変化させる反応の触媒となる。レジスト剤がポジ型である場合には、酸を触媒とする脱保護反応が進行することで、レジスト膜Ｗａ中のアルカリ不溶性樹脂がアルカリ可溶性となる。レジスト剤がネガ型である場合には、酸を触媒とする架橋反応が進行することで、レジスト膜Ｗａ中のアルカリ可溶性樹脂がアルカリ不溶性となる。
【００４５】
次に、制御部Ｒ１は、現像処理を行うように塗布・現像装置Ｅ２を制御する（Ｓ０９）。具体的には、ＰＥＢ後のウェハＷを現像処理ユニットＵ８に搬送するように搬送アームＡ５を制御し、レジスト膜Ｗａの現像処理を行うように現像処理ユニットＵ８を制御する。すなわち、制御部Ｒ１は現像制御部として機能する。これにより、ウェハＷの表面にレジストパターンが形成される。
【００４６】
次に、制御部Ｒ１は、セルＣ３２の下のセルＣ３０，Ｃ３１にウェハＷを搬送するように搬送アームＡ５を制御し、ウェハＷをキャリア１１内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。
【００４７】
以上の手順により基板処理方法が実行され、ウェハＷの上にレジストパターンが形成される。この基板処理方法によれば、現像処理に先立ってＵＶ光の照射（以下、「ＵＶ露光」という。）及びＥＵＶ露光の両方が施される。これにより、ＥＵＶ露光の対象箇所には、ＥＵＶ光及びＵＶ光の両方が照射される。ＥＵＶ光の照射にＵＶ光の照射を組み合わせることによりＥＵＶ光の照射量を削減し、ＥＵＶ露光の時間を短縮できる。また、ＥＵＶ光に比べ、ＵＶ光はそのエネルギーを強くし易い。更に、ＥＵＶ露光の補助としてのＵＶ露光では、ＵＶ光をＥＵＶ露光の対象箇所に選択的に照射する必要はなく、広範囲に同時にＵＶ光を照射できる。これらのことから、ＥＵＶ露光単独で露光処理を行うのに比べ露光時間を短縮できる。従って、スループットの低下を抑制しつつ、ＥＵＶ露光を採用して微細なパターンを形成できる。
【００４８】
なお、上述したように、ＵＶ露光においては、ＵＶ光の照射により酸発生剤が分解されて酸を発生する。この酸は、レジスト膜Ｗａの溶解性を変化させる反応の触媒となる。ＥＵＶ露光においては、ＥＵＶ光の照射により原子がイオン化して２次電子を発生する。２次電子は、酸発生剤を分解させて酸を発生させる。この酸も、レジスト膜Ｗａの溶解性を変化させる反応の触媒となる。このように、ＵＶ露光とＥＵＶ露光とでは反応機構が大きく異なるものの、触媒としての酸を発生させる点では共通している。この共通点が、ＥＵＶ露光をＵＶ露光により補助することを可能としている。
【００４９】
ＥＵＶ露光と現像処理との間にＰＥＢが行われ、ＵＶ露光はＰＥＢの前に行われる。このため、ＥＵＶ露光により開始された反応及びＵＶ露光により開始された反応の両方がＰＥＢにより促進されるので、スループットを向上させることができる。
【００５０】
ＵＶ露光はＥＵＶ露光の前に行われる。これにより、ＥＵＶ露光を行う前に、ＥＵＶ露光の障害物質（クエンチャ）がＵＶ露光により減らされるので、レジストパターンをより高精度に形成できる。
【００５１】
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、必ずしもＴＣＴブロック１６に光照射ユニットＵ７を設けなくてもよく、例えばＤＥＶブロック１７に光照射ユニットＵ７を設けてもよい。必ずしも保護膜の形成とＥＵＶ露光との間にＵＶ露光を行わなくてもよく、レジスト膜Ｗａの形成と保護膜の形成との間にＵＶ露光を行ってもよい。この場合、ＣＯＴブロック１５に光照射ユニットＵ７を設けてもよい。ＥＵＶ露光とＰＥＢとの間にＵＶ露光を行ってもよい。この場合、ＤＥＶブロック１７に光照射ユニットＵ７を設けることが好ましい。
【実施例】
【００５２】
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。
【００５３】
〔ＵＶ露光の効果の確認〕
以下の実施例１，２，３及び比較例１を比較することで、ＵＶ露光の効果を確認した。
【００５４】
（実施例１）
上述した実施形態に係る基板処理方法により、ウェハ上にレジストパターンを形成した。下層膜の厚さを８５ｎｍとし、レジスト膜の厚さを８０ｎｍとし、保護膜の厚さを９０ｎｍとした。レジスト膜の形成には、ＥＵＶ露光用に調整したポジ型のレジスト剤を用いた。ＵＶ露光では、ＵＶ光の波長を１７２ｎｍとし、照射量（Ｄｏｓｅ量）を４ｍＪ／ｃｍ２とした。ＥＵＶ露光におけるＥＵＶ光の照射量（Ｄｏｓｅ量）は、現像処理後のレジストパターンの線幅が約４５ｎｍとなるように設定した。
【００５５】
（実施例２）
ＵＶ露光におけるＵＶ光の波長を１９３ｎｍとし、Ｄｏｓｅ量を１．５ｍＪ／ｃｍ２とし、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。
【００５６】
（実施例３）
ＵＶ露光におけるＵＶ光の波長を２４８ｎｍとし、Ｄｏｓｅ量を１．５ｍＪ／ｃｍ２とし、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。
【００５７】
（比較例１）
ＵＶ露光を行わず、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。すなわち、ＥＵＶ光のみで露光処理を行ってレジストパターンを形成した。
【００５８】
（スループットの評価）
上述したように、ＥＵＶ光の照射量を減らすことでスループットが向上する。そこで、比較例１を基準にしたＥＵＶ光のＤｏｓｅ量の削減率（以下、「ＥＵＶ光の削減率」という。）を実施例１〜３のそれぞれについて算出し、削減率の大きさに基づいてスループットの向上の程度を評価した。比較例１及び実施例１〜３のＥＵＶ光のＤｏｓｅ量と、実施例１〜３のＥＵＶ光の削減率とを図９に示す。
【００５９】
（レジストパターンの精度の評価）
比較例１及び実施例１〜３のそれぞれについて、現像処理後に形成されたレジストパターンの線幅・高さを測定し、ＬＷＲ（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；線幅のばらつき）を算出した。更に、比較例１を基準にしたＬＷＲの削減率を実施例１〜３のそれぞれについて算出した。そして、レジストパターンの高さ及びＬＷＲの削減率に基づいてレジストパターンの精度を評価した。比較例１及び実施例１〜３のレジストパターンの線幅・高さ・ＬＷＲと、実施例１〜３のＬＷＲの削減率とを図９に示す。なお、図９において、ＬＷＲの削減率が負の値であることは、比較例１に比べてＬＷＲが増大したことを意味する。
【００６０】
（スループットの比較）
実施例１，２，３におけるＥＵＶ光の削減率はそれぞれ３９．３％、４０％、４０％であった。すなわち、実施例１，２，３のいずれにおいても比較例１に比べてスループットが向上することが確認された。従って、ＥＵＶ露光にＵＶ露光を組み合わせることにより、スループットの低下を抑制しつつ、ＥＵＶ露光を採用してウェハ上に微細なパターンを形成できることが確認された。
【００６１】
（レジストパターンの精度の比較）
実施例１，２におけるＬＷＲの削減率はそれぞれ−１１８．３％，−４５．２％であった。すなわち、実施例１，２におけるＬＷＲは比較例１に比べて増大した。また、実施例１，２では、レジストパターンの高さがそれぞれ２７ｎｍ，２９ｎｍであり、比較例１におけるレジストパターンの高さ（６０ｎｍ）に対して低下した。すなわち、実施例１，２のいずれによっても比較例１に比べてレジストパターンの精度が低下することが確認された。
【００６２】
これに対し、実施例３におけるＬＷＲの削減率は１４．１％であった。また、実施例３では、レジストパターンの高さが６０ｎｍであり、比較例１におけるレジストパターンの高さ（６０ｎｍ）と同等であった。すなわち、実施例３によれば比較例１に比べてレジストパターンの精度が向上することが確認された。
【００６３】
以上の結果から、ＵＶ光の波長を１７２ｎｍ，１９３ｎｍとするのに比べ、２４８ｎｍとすることが好ましいことが確認された。なお、レジストパターンの精度を決定づける主要因としては、レジスト膜におけるＵＶ光の吸光度及び透過率が考えられる。図１１は、ＵＶ光の波長と吸光度との関係を示すグラフである。図１２は、ＵＶ光の波長と透過率との関係を示すグラフである。図１１及び図１２に示されるように、ＵＶ光の波長が２２０〜２５０ｎｍであれば、吸光度及び透過率は、ＵＶ光の波長が２４８ｎｍである場合に比べ同等となる。このため、ＵＶ光の波長が２２０〜２５０ｎｍであれば、ＵＶ光の波長が２４８ｎｍである場合と同様にレジストパターンの精度を向上させられることが期待される。
【００６４】
ＵＶ光の波長が２２０ｎｍを下回ると、ＵＶ光の波長が２４８ｎｍである場合に比べ吸光度は大きくなり、透過率は小さくなる。このため、ＵＶ露光による反応がレジスト膜Ｗａの表層に集中し易くなり、レジストパターンの精度が低下することが予測される。
【００６５】
一方、ＵＶ光の波長が２５０ｎｍを上回ると、ＵＶ光の波長が２４８ｎｍである場合に比べ吸光度は小さくなり、透過率は同等となる。この場合、ＵＶ露光による反応がレジスト膜Ｗａの表層に集中し易くなることはないので、レジストパターンの精度が大幅に低下することはないと考えられる。但し、ＵＶ光の波長が２８０ｎｍを上回ると、吸光度が略０となるので、ＵＶ露光による反応の進行が極めて遅くなり、スループットを十分に向上させられないことが予測される。
【００６６】
これらのことから、ＵＶ光の波長は２２０〜２８０ｎｍであることが好ましいことが推定される。
【００６７】
また、ＵＶ光の波長が２４８ｎｍの場合、ＵＶ光のＤｏｓｅ量が１．５ｍＪ／ｃｍ２であれば、比較例１に比べたレジストパターンの精度の低下は生じないことが確認された。図１３は、レジスト膜に対しＵＶ露光（波長２４８ｎｍ）を単独で施した場合に、現像処理後に残存するレジスト膜の厚さを示すグラフである。横軸はＵＶ光のＤｏｓｅ量を示し、縦軸はレジスト膜の厚さを示す。図１３に示すように、Ｄｏｓｅ量が８ｍＪ／ｃｍ２以下であれば、レジスト膜の厚さの減少は無視できる程度に小さい。従って、ＵＶ光のＤｏｓｅ量は、８ｍＪ／ｃｍ２以下であることが好ましいことが推定される。
【００６８】
〔ＵＶ露光を行うタイミングの影響の確認〕
以下の実施例４，５及び比較例２，３を比較することで、ＵＶ露光を行うタイミングがスループット及びレジストパターンの精度に及ぼす影響を確認した。
【００６９】
（実施例４）
ＵＶ露光をレジスト膜の形成と保護膜の形成との間に行い、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。
【００７０】
（実施例５）
ＵＶ露光をＥＵＶ露光とＰＥＢとの間に行い、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。
【００７１】
（比較例２）
ＵＶ露光を行わず、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。すなわち、ＥＵＶ光のみで露光処理を行ってレジストパターンを形成した。
【００７２】
（比較例３）
ＵＶ露光をＰＥＢと現像処理との間に行い、その他の条件を実施例１と同じにしてウェハ上にレジストパターンを形成した。
【００７３】
（スループットの評価）
比較例２を基準にしたＥＵＶ光のＤｏｓｅ量の削減率を比較例３及び実施例４，５のそれぞれについて算出し、削減率の大きさに基づいてスループットの向上の程度を評価した。比較例２，３及び実施例４，５のＥＵＶ光のＤｏｓｅ量と、比較例３及び実施例４，５のＥＵＶ光の削減率とを図１０に示す。
【００７４】
（レジストパターンの精度の評価）
比較例２，３及び実施例４，５のそれぞれについて、現像処理後に形成されたレジストパターンの線幅・高さを測定し、ＬＷＲ（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を算出した。更に、比較例２を基準にしたＬＷＲの削減率を比較例３及び実施例４，５のそれぞれについて算出した。そして、ＬＷＲの削減率に基づいてレジストパターンの精度を評価した。比較例２，３及び実施例４，５のレジストパターンのＬＷＲと、比較例３及び実施例４，５のＬＷＲの削減率とを図１０に示す。
【００７５】
（スループットの比較）
実施例４，５におけるＥＵＶ光の削減率はそれぞれ３８．８％，３７．９％であり、比較例３におけるＥＵＶ光の削減率は０．３％であった。これらのことから、ＵＶ露光のタイミングがＰＥＢ前であれば、保護膜の形成処理の前であっても、ＥＵＶ露光後であってもスループットが向上することが確認された。一方、ＵＶ露光のタイミングがＰＥＢ後であると、スループットは実質的に向上しないことが確認された。
【００７６】
（レジストパターンの精度の比較）
実施例４，５におけるＬＷＲの削減率はそれぞれ６．４％，１．８％であった。また、上述したように実施例３におけるＬＷＲの削減率は１４．１％であった。実施例３，４におけるＬＷＲの削減率が、実施例５におけるＬＷＲの削減率に比べ大きいことから、ＵＶ露光をＥＵＶ露光の前に行う方が、ＥＵＶ露光の後に行うのに比べレジストパターンの精度が向上することが確認された。また、実施例４におけるＬＷＲの削減率が実施例３におけるＬＷＲの削減率に比べ小さいことから、ＵＶ露光を保護膜の形成後に行う方が、保護膜の形成前に行うのに比べレジストパターンの精度が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
１…基板処理システム、２２…光照射部、Ｅ１…露光装置、Ｅ２…塗布・現像装置、Ｒ１…制御部（現像制御部、加熱制御部、光照射制御部）、Ｕ８…現像処理ユニット（現像処理部）、Ｕ９…加熱・冷却ユニット（熱処理部）、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…レジスト膜（感光性被膜）。
【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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