(57)【要約】【課題】レジストプロセスにおける現像後のフッティング量を効果的に削減することが可能なパターン形成方法を提供すること。【解決手段】パターン形成方法は、レジスト塗布、現像装置内に配置され、被加工膜１１が形成された半導体基板１０の表面上に、加熱した洗浄液１２を供給して洗浄する工程と、前記被加工膜１１の表面上から前記洗浄液１２を除去する工程と、前記洗浄液１２の除去後に前記被加工膜１１上にレジスト膜１４を形成する工程と、前記レジスト膜１４を露光する工程と、前記レジスト膜１４を現像する工程とを含む。【選択図】      図３
2008227173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト塗布、現像装置内に配置され、被加工膜が形成された半導体基板の表面上に、加熱した洗浄液を供給して洗浄する工程と、
前記被加工膜の表面上から前記洗浄液を除去する工程と、
前記洗浄液の除去後に前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を露光する工程と、
前記レジスト膜を現像する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記洗浄液は、純水、或いは純水を活性化させた活性水である
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
レジスト塗布、現像装置内に配置され、被加工膜が形成された半導体基板の表面上に、加熱した第１の洗浄液を供給して洗浄する工程と、
前記被加工膜の表面上に前記第１の洗浄液より温度が低い第２の洗浄液を供給することにより前記第１の洗浄液と置換する工程と、
前記被加工膜の表面上から前記第２の洗浄液を除去する工程と、
前記第２の洗浄液の除去後に前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を露光する工程と、
前記レジスト膜を現像する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
前記第１の洗浄液は、純水、或いは純水を活性化させた活性水であり、
前記第２の洗浄液は、純水、或いは純水を活性化させた活性水である
ことを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
被処理基板を洗浄するための洗浄液を加熱する加熱機構と、前記被処理基板の表面に加熱された前記洗浄液を供給して洗浄する洗浄機構と、前記被処理基板の表面から前記洗浄液を除去する除去機構とを備えた洗浄ユニットと、
前記被処理基板の表面にレジスト膜を塗布する塗布ユニットと
を具備することを特徴とした基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リソグラフィー工程におけるパターン形成方法および基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化に伴い、製造プロセスに要求される配線及び分離幅は、非常に微細化されている。一般的に、微細パターンの形成は、フォトリソグラフィー技術により、レジストパターンを形成し、その後、形成したレジストパターンをマスクとして、下地膜のエッチングする方法により行われている。
【０００３】
また、微細パターンの形成方法においては、ＫｒＦ光やＡｒＦ光のＤＵＶ(Deep UltraViolet:遠紫外線)光を用いたフォトリソグラフィー技術が適用され、ＤＵＶリソグラフィー技術において重要となる化学増幅型レジストの開発が近年活発に進められている。化学増幅型レジストは、露光光によりレジスト中に含まれる光酸発生剤から発生した酸により官能基を反応させ、現像処理によりパターンを形成する、酸を触媒とした感光性樹脂膜である。
【０００４】
しなしながら、パターンの微細化に伴い、従来のパターン形成方法では、基板上に付着した雰囲気中のコンタミ（レジストに影響を与える塩基性物質）や前工程で基板洗浄に用いる洗浄液による塩基性物質の基板への付着等の影響により、レジスト中で発生した酸が失活してしまう。これに起因して現像後のレジストパターンのボトム形状がフッティングになってしまう（例えば、非特許文献１参照。）。この形状不良によって、所望のパターン寸法が得られないという問題が無視できなくなってきている。
【０００５】
この対策として塩基性物質の影響に依存性が少ないレジスト材料の開発が望まれるが（例えば、特許文献１参照。）、レジスト材料面からの改善アプローチのみでは大幅な改善は困難で、使用するレジスト材料の選択を誤った場合の影響が大きいという問題などもあり、他の手段が望まれていた。
【特許文献１】特開２００６−３２３１８１号公報
【非特許文献１】Kim R. Dean et al.,”Investigation of deep-ultraviolet photoresists on TiN substrates”,Proc. SPIE Vol.2438, pp.514-528 (1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、レジストプロセスにおける現像後のフッティング量を効果的に削減することが可能なパターン形成方法及び基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の態様に係るパターン形成方法は、レジスト塗布、現像装置内に配置され、被加工膜が形成された半導体基板の表面上に、加熱した洗浄液を供給して洗浄する工程と、前記被加工膜の表面上から前記洗浄液を除去する工程と、前記洗浄液の除去後に前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜を現像する工程とを含む。
【０００８】
この発明の第２の態様に係るパターン形成方法は、レジスト塗布、現像装置内に配置され、被加工膜が形成された半導体基板の表面上に、加熱した第１の洗浄液を供給して洗浄する工程と、前記被加工膜の表面上に前記第１の洗浄液より温度が低い第２の洗浄液を供給することにより前記第１の洗浄液と置換する工程と、前記被加工膜の表面上から前記第２の洗浄液を除去する工程と、前記第２の洗浄液の除去後に前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜を現像する工程とを含む。
【０００９】
この発明の第３の態様に係る基板処理装置は、被処理基板を洗浄するための洗浄液を加熱する加熱機構と、前記被処理基板の表面に加熱された前記洗浄液を供給して洗浄する洗浄機構と、前記被処理基板の表面から前記洗浄液を除去する除去機構とを備えた洗浄ユニットと、前記被処理基板の表面にレジスト膜を塗布する塗布ユニットとを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レジストプロセスにおける現像後のフッティング量を効果的に削減することが可能なパターン形成方法及び基板処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図面において、対応する部分には対応する符号を付し、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で示している。
【００１２】
(第１の実施形態)
本発明の第１の実施形態に関わるＫｒＦ光を用いたパターン形成方法を図１乃至図３を用いて説明する。
【００１３】
本実施形態においては、レジスト膜を形成する工程の基板前処理洗浄工程として被処理基板表面に第１の洗浄液として加熱処理した純水を供給し、洗浄したのち、第２の洗浄液として洗浄の補助および基板を冷却する為に常温の液温とした純水に置換し、乾燥する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る基板処理装置であるレジスト塗布、現像装置に備えられた洗浄機構１００の様子を示す。図２は、図１を水平方向から見た図である。本実施形態において洗浄機構１００およびそれを含んだ洗浄ユニット２００は、洗浄後にレジスト膜を塗布するレジスト塗布ユニット（図示せず）、さらにそのレジスト膜を現像する現像ユニット（図示せず）を備えた塗布・現像装置（図示せず）内に組み込まれている。図３は、本実施形態に係るレジストプロセスにおけるパターン形成方法を示す断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示す洗浄機構１００は、カップ１０１、カップ１０１内のモーター１２５に接続され吸引により半導体基板１０を保持可能なバキュームチャック１０２、二つの洗浄液供給ノズル１０４、１０５を備えた洗浄液供給器１０３等から構成される。また、図１に示すように、洗浄ユニット２００内には、さらに現像液供給器１２０及び現像液供給ノズル１２１が備えられて、同一処理装置内で一括して洗浄・塗布・現像処理が可能に構成されている。
【００１６】
洗浄機構１００が備えられた図２に示す洗浄ユニット２００内の雰囲気は、ケミカルフィルター（図示せず）でエア中の塩基性物質等のコンタミ（汚染物質）が除去されるように制御されている。また、洗浄ユニット２００を含んだレジスト塗布、現像装置（図示せず）内の雰囲気も、ケミカルフィルターでエア中の塩基性物質等のコンタミが除去されるように制御されている。
【００１７】
洗浄液供給器１０３に備えられた二つの洗浄液供給ノズル１０４及び１０５は、洗浄液供給器１０３を介してそれぞれ配管１０６及び１０７に接続されている。ノズル１０４からは、活水器１１０及び温度調節器１０８を経た第１の洗浄液１２が供給され、ノズル１０５からは、活水器１１１及び温度調節器１０９を経た第２の洗浄液１３が供給される。
【００１８】
温度調節器１０８及び１０９は配管１０６及び１０７を通る第１及び第２の洗浄液１２、１３を加熱及び温度調節することが可能である。また、活水器１１０及び１１１は配管１０６及び１０７を通る第１及び第２の洗浄液１２、１３に赤外線を吸収させて活性化することが可能である。
【００１９】
なお、図１においては第１及び第２の洗浄液１２、１３用に、ノズル１０４及び１０５、配管１０６及び１０７、温度調節器１０８及び１０９、活水器１１０及び１１１をそれぞれ設けたが、それぞれ１つずつ１系統だけ備えて、第１及び第２の洗浄液１２、１３で兼用することも可能である。
【００２０】
洗浄液供給器１０３は、それに接続された配管１０６及び１０７等と共に移動することが可能な機構となっている。従って、洗浄液供給器１０３を移動してノズル１０４或いは１０５を半導体基板１０の中央の上にセンタリングさせて、第１或いは第２の洗浄液を半導体基板１０上に供給することができる。
【００２１】
洗浄機構１００を備えたこのレジスト塗布、現像装置においては、半導体基板１０を洗浄後も、塩基性物質等のコンタミが除去されるように雰囲気制御された環境下で、塗布ユニットにおいてレジストを塗布することが可能である。また、レジスト塗布後の現像工程も塗布・現像装置内の雰囲気制御された環境下で実行可能な構成になっている。
【００２２】
本実施形態に係るパターン形成方法を以下に説明する。
【００２３】
まず、図１に示すように、２００nm膜厚のＳｉＮ膜１１が形成された半導体基板１０をバキュームチャック１０２に載置する。
【００２４】
そして、バキュームチャック１０２によって回転させられている半導体基板１０上のＳｉＮ膜１１の上に、例えばノズル１０４から第１の洗浄液１２を１０分間供給する。図３(ａ)は、供給された第１の洗浄液１２が半導体基板１０に回転によって、ＳｉＮ膜１１の表面上に十分広がった状態を示す。第１の洗浄液１２は、例えば、温度調節器１０８によって加熱処理されて水温６５℃となった純水１２である。
【００２５】
第１の洗浄液１２を１０分間供給することにより、前工程の終了時からの引き置き時間の間にＳｉＮ膜１１に付着してしまったアミン等の塩基性物質を洗浄除去することができる。このアミン等の塩基性物質は、この後のレジスト塗布、露光及び現像工程の後にフッティングの原因となるコンタミである。
【００２６】
次に、半導体基板１０を回転させたまま、今度は、例えばノズル１０５から第２の洗浄液１３をＳｉＮ膜１１の上に供給することにより、図３(ｂ)に示すように、第１の洗浄液１２と置換する。第２の洗浄液１３は、例えば、温度調節器１０９によって温度調節されて水温２５℃の常温にされた純水である。この場合、第２の洗浄液１３は水温２５℃の常温になっているのであれば、必ずしも温度調節器１０９によって温度調節される必要はない。
【００２７】
水温６５℃の純水である第１の洗浄液１２と置換した水温２５℃の純水である第２の洗浄液１３によって、半導体基板１０を３分間洗浄および冷却する。ここで半導体基板１０を冷却するのは、半導体基板１０の温度が第１の洗浄液１２からの熱によって高められたままであると、この後のレジスト塗布工程において、レジスト膜の形成を均一かつ良好に実行できなくなるからである。
【００２８】
次に、半導体基板１０を回転させるスピン乾燥によって、図３(ｃ)に示すように、第２の洗浄液１３を除去する。
【００２９】
次に、図３(ｄ)に示すように、半導体基板１０上に、化学増幅型レジスト膜１４を回転塗布法を用いて形成する。このとき、半導体基板１０はバキュームチャック１０２に載置したまま、ノズル１０４或いはノズル１０５からレジスト薬液を塗布してもよいし、図示せぬ別のノズルからレジスト薬液を塗布してもよい。また、或いは、塩基性物質等のコンタミが除去されるように雰囲気制御された環境下であるならば、装置内の別の場所に半導体基板１０を移動してレジスト塗布を実行してもよい。
【００３０】
ここでは、化学増幅型レジスト１４としてＫｒＦ光用化学増幅型ポジレジスト材料を用いて４２０nmの膜厚で成膜した。
【００３１】
以下、レジストプロセスにおける化学増幅型レジスト１４のパターン形成方法について具体的に説明する。
【００３２】
まず、透過率６％の位相シフト型露光用マスク（図示せず）を介し、ＮＡ0.85 ＫｒＦエキシマレーザーを用い、縮小投影露光装置を用いてマスクに形成された１８０nmのラインアンドスペース（Line and Space）パターンをレジスト膜１４に転写する（図示せず）。
【００３３】
次に、ポストベーク（ＰＥＢ:Post Exposure Bake)として、基板１０を１３０℃、６０secの条件で加熱処理し、露光光により化学増幅型レジスト１４内に発生した酸を触媒にして露光領域をアルカリ可溶領域にする。
【００３４】
そして、ＴＭＡＨ(TetraMethylAmmonium Hydroxide)２．３８％現像液を被処理基板上に供給し、６０秒間現像処理する（図示せず）。
【００３５】
最後に、現像後、被処理基板を回転させながら常温の純水を供給し、現像液から純水へ置換を行うことによりレジスト溶解反応を停止させる。引き続き、純水によりレジスト溶解生成物の洗浄除去を行うリンス処理を６０秒間行い、図３(ｅ)に示す１８０nmのラインアンドスペースパターン１５を得る。
【００３６】
以上の工程により得られたレジストパターン１５をTop-DownＳＥＭ観察し、レジストパターンボトムのフッティング１６の量を測定した結果、レジスト１５の側壁エッジ部から約５nmの裾引きが発生していることが確認できた。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、第１の洗浄液及び第２の洗浄液共に純水を用いたが、いずれか一方、或いは両方に、純水に赤外線を吸収させて活性化した活性水を用いた上で同様な温度調節を行って使用してもよい。即ち、図１の活水器１１０或いは１１１において第１の洗浄液或いは第２の洗浄液を活性化してから温度調節してもよい。また、活性化と温度調節の順番は図１とは異なって逆であってもよい。
【００３８】
ここで、活性水を用いる理由は以下の通りである。一般に水の分子は複数個がかたまってクラスターを形成しているが、赤外線を照射して活性化することによりクラスターを分解することができる。このように活性化された純水は、通常の純水よりも洗浄効果が高いからである。
【００３９】
また、上記実施形態においては、第１の洗浄液１２の供給によってコンタミの洗浄除去の後に、第１の洗浄液１２を常温の第２の洗浄液１３と置換することにより第１の洗浄液１２を洗い流すと同時に半導体基板１０をクーリングしているが、第２の洗浄液１３を用いなくてもよい。
【００４０】
即ち、置換する洗浄工程を削減しても、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、且つ、次の工程のレジスト塗布工程で塗布不良が発生しないのであれば、洗浄液を置換して基板を洗浄および冷却する処理工程は省略しても構わない。
【００４１】
従って例えば、第１の洗浄液１２の供給によるコンタミの洗浄除去の後に、そのまま半導体基板１０を回転させるスピン乾燥によって、第１の洗浄液１２を除去してもよい。そしてその後、第１の洗浄液１２によって加熱された半導体基板１０を冷却するためのクーリング処理を同じく塩基性物質等のコンタミが除去されるように雰囲気制御された環境下において行った後に、レジスト塗布を行ってレジスト膜を形成する。
【００４２】
以上説明した本実施形態の変形例においても、本実施形態と同様あるいはそれ以上の効果が得られる。
【００４３】
本実施形態と比較するために、従来の方法を用いて、微細パターンを形成した場合について以下に説明する。
【００４４】
従来の方法では、図４(a)に示すように、半導体基板１０の上に２００nm膜厚のＳｉＮ膜を積層した後に、特に洗浄等の処理を行わずに、図４(ｂ)に示すように、化学増幅型レジスト膜１４を回転塗布法を用いて形成する。
【００４５】
ここで、化学増幅型レジスト１４としてＫｒＦ光用化学増幅型ポジレジスト材料を用いて４２０nmの膜厚で成膜した。
【００４６】
以下、露光及び現像を含んだ、化学増幅型レジスト１４のパターン形成方法については本実施形態と同様である。純水によるリンス処理の後に、図４(ｃ)に示す１８０nmラインアンドスペースパターン１７を得る。
【００４７】
以上の工程により得られたレジストパターン１７をTop-DownＳＥＭ観察し、レジストボトムのフッティング１８の量を測定した結果、レジスト１７の側壁エッジ部から約３０nmの裾引きが発生していることが確認できた。
【００４８】
このことより、従来方法に比べて、レジスト塗布前の基板洗浄として温水リンスを行う本実施形態に係るパターン形成方法によって、レジストパターンに発生する裾引き（フッティング）量を大幅に減少できることがわかる。
【００４９】
ＳｉＮ膜に特に顕著に吸着するアミン等の塩基性物質に対する対策としては、従来は、上記したように、レジスト塗布前には特に洗浄等の処理を行わずに、塗布するレジスト材としてアミン耐性の強い、即ちアミンによって失活しないレジストを選択することがなされてきた。しかしながら、このアプローチではパターンの微細化に対処するのが難しくなってきていた。
【００５０】
本実施形態のパターン形成方法においては、半導体基板上に形成された被加工膜の表面上に、レジスト塗布前に、加熱した洗浄液を供給して洗浄することにより、アミン等の塩基性物質を除去して、効果的にフッティング量を削減することが可能となる。
【００５１】
レジストパターンのフッティングは最終的なパターン寸法精度の劣化につながり、フッティングがひどい場合には、最悪の場合、パターンの形成が不可能になることもある。
【００５２】
従って、本実施形態のパターン形成方法によって、パターンが微細化した場合においても、上記問題点を回避してパターンの寸法精度の向上を図ることができる。
【００５３】
(第２の実施形態)
本発明の第２の実施形態に関わるパターン形成方法を図１及び図３を用いて説明する。
【００５４】
まず、図１に示すように、２００nm膜厚のＳｉＮ膜１１が形成された半導体基板１０をバキュームチャック１０２に載置する。
【００５５】
本実施形態においては、バキュームチャック１０２によって回転させられている半導体基板１０上のＳｉＮ膜１１の上に、ノズル１０４から第１の洗浄液１２を供給する時間が２０分間である（図３（ａ)）。それ以外の条件及び工程は全て第１の実施形態と同じである。
【００５６】
最終的には、第１の実施形態と同様に、図３(ｅ)に示すような１８０nmラインアンドスペースパターン１５を得る。得られたレジストパターン１５をTop-DownＳＥＭ観察し、レジストパターンボトムのフッティング１６の量を測定した結果、レジスト１５の側壁エッジ部から約５nmの裾引きが発生していることが確認できた。
【００５７】
即ち、本実施形態のパターン形成方法においても、第１の実施形態と同様な効果が得られることがわかった。
【００５８】
また、本実施形態においても、第１の洗浄液及び第２の洗浄液のいずれか一方、或いは両方に、純水に赤外線を吸収させて活性化した活性水を用いた上で同様な温度調節を行って使用してもよい。即ち、図１の活水器１１０或いは１１１において第１の洗浄液或いは第２の洗浄液を活性化してから温度調節してもよい。また、活性化と温度調節の順番は図１とは異なって逆であってもよい。
【００５９】
或いはまた、置換する洗浄工程を削減しても、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、且つ、次の工程のレジスト塗布工程で塗布不良が発生しないのであれば、洗浄液を置換して基板を洗浄および冷却する処理工程は省略しても構わない。
【００６０】
従って例えば、第１の洗浄液１２の供給によるコンタミの洗浄除去の後に、そのまま半導体基板１０を回転させるスピン乾燥によって、第１の洗浄液１２を除去してもよい。そしてその後、第１の洗浄液１２によって加熱された半導体基板１０を冷却するためのクーリング処理を同じく塩基性物質等のコンタミが除去されるように雰囲気制御された環境下において行った後に、レジスト塗布を行ってレジスト膜を形成する。
【００６１】
以上説明した本実施形態の変形例においても、本実施形態と同様あるいはそれ以上の効果が得られる。
【００６２】
(第３の実施形態)
本発明の第３の実施形態に関わるパターン形成方法を図１及び図５を用いて説明する。
【００６３】
本実施形態においては、レジスト膜を形成する工程の基板前処理洗浄工程として被処理基板表面に第１の洗浄液として加熱処理した活性水を供給し、洗浄したのち、第２の洗浄液として洗浄の補助および基板を冷却する為に常温の液温とした純水に置換し、乾燥する。
【００６４】
図５は、本実施形態に係るレジストプロセスにおけるパターン形成方法を示す断面図である。
【００６５】
まず、図１に示すように、２００nm膜厚のＳｉＮ膜１１が形成された半導体基板１０をバキュームチャック１０２に載置する。
【００６６】
そして、バキュームチャック１０２によって回転させられている半導体基板１０上のＳｉＮ膜１１の上に、例えばノズル１０４から第１の洗浄液５０を１０分間供給する。図５（ａ）は、供給された第１の洗浄液５０が半導体基板１０に回転によって、ＳｉＮ膜１１の表面上に十分広がった状態を示す。
【００６７】
本実施形態において、第１の洗浄液５０は、活水器１１０によって赤外線を吸収させられて活性化した活性水が、温度調節器１０８によって加熱処理されて水温３０℃となった純水５０である。
【００６８】
第１の洗浄液５０を１０分間供給することにより、前工程の終了時からの引き置き時間の間にＳｉＮ膜１１に付着してしまったアミン等の塩基性物質を洗浄除去することができる。
【００６９】
次に、半導体基板１０を回転させたまま、今度は、例えばノズル１０５から第２の洗浄液１３をＳｉＮ膜１１の上に供給することにより、図５(ｂ)に示すように、第１の洗浄液５０と置換する。第２の洗浄液１３は、例えば、温度調節器１０９によって温度調節されて水温２５℃の常温にされた純水である。この場合、第２の洗浄液１３は水温２５℃の常温になっているのであれば、必ずしも温度調節器１０９によって温度調節される必要はない。
【００７０】
水温３０℃の活性水である第１の洗浄液５０と置換した水温２５℃の純水である第２の洗浄液１３によって、半導体基板１０を３分間洗浄および冷却する。
【００７１】
以下の工程は、第１及び第２の実施形態と同じである。
【００７２】
最終的には、第１及び第２の実施形態と同様に、図５(ｅ)に示すような１８０nmラインアンドスペースパターン１５を得る。得られたレジストパターン１５をTop-DownＳＥＭ観察し、レジストパターンボトムのフッティング１６の量を測定した結果、レジスト１５の側壁エッジ部から約５nmの裾引きが発生していることが確認できた。
【００７３】
即ち、本実施形態のパターン形成方法においても、第１及び第２の実施形態と同様な効果が得られることがわかった。
【００７４】
本実施形態においても、第２の洗浄液として、純水に赤外線を吸収させて活性化した活性水を用いた上で同様な温度調節を行って使用してもよい。即ち、図１の活水器１１１において第２の洗浄液を活性化してから温度調節してもよい。また、第１或いは第２の洗浄液共に、活性化と温度調節の順番は図１とは異なって逆であってもよい。
【００７５】
或いはまた、置換する洗浄工程を削減しても、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、且つ、次の工程のレジスト塗布工程で塗布不良が発生しないのであれば、洗浄液を置換して基板を洗浄および冷却する処理工程は省略しても構わない。
【００７６】
従って例えば、第１の洗浄液５０の供給によるコンタミの洗浄除去の後に、そのまま半導体基板１０を回転させるスピン乾燥によって、第１の洗浄液５０を除去してもよい。そしてその後、第１の洗浄液５０によって加熱された半導体基板１０を冷却するためのクーリング処理を同じく塩基性物質等のコンタミが除去されるように雰囲気制御された環境下において行った後に、レジスト塗布を行ってレジスト膜を形成する。
【００７７】
以上説明した本実施形態の変形例においても、本実施形態と同様あるいはそれ以上の効果が得られる。
【００７８】
第１及び第２の実施形態においては、レジスト塗布前の基板洗浄として、半導体基板の被処理面に６５℃の水温で１０分間、あるいは２０分間の純水を供給して洗浄を行ったが、水温条件、洗浄時間はこれに限らない。加熱処理により常温より高く沸点未満の水温範囲条件で、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き（フッティング）量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、適宜最適な水温と洗浄時間条件を選択すれば良い。
【００７９】
第３の実施形態においては、レジスト塗布前の基板洗浄として、半導体基板の被処理面に３０℃の水温で１０分間の活性化させた純水を供給して洗浄を行ったが、水温条件、洗浄時間はこれに限らない。加熱処理により常温より高く沸点未満の水温条件で、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き（フッティング）量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、適宜最適な水温と洗浄時間条件を選択すれば良い。
【００８０】
上記実施形態においては、レジスト塗布前の基板洗浄として半導体基板の被処理面に加熱処理した純水、あるいは活性化させた純水により所望の時間で洗浄したのち、半導体基板を回転させながら基板上に水温２５℃の純水あるいは活性化させた純水を供給し、加熱処理した純水あるいは活性化させた純水と置換して３分間洗浄した。しかし、置換する洗浄液と洗浄時間はこれに限定されず、レジストパターン形成後にパターンボトムの裾引き（フッティング）量を減少させる基板洗浄効果が得られる範囲で、適宜最適な置換する洗浄液と洗浄時間条件を選択すれば良い。
【００８１】
上記実施形態においては、レジスト膜としてＫｒＦレジスト膜を用い、露光装置としてＫｒＦ露光装置を用いた例を示したが、本発明の実施はこれに限られるものではない。ｇ線、ｉ線、ＡｒＦ、Ｆ2、ＥＵＶ、電子ビーム等に感度を有するレジスト膜と、それぞれに対応した露光装置を用いることが可能である。
【００８２】
以上説明したように本実施形態においては、レジストパターン形成方法において、レジスト膜を形成する工程の前処理の洗浄工程として半導体基板の被処理面に第１の洗浄液として加熱処理した純水あるいは赤外線の波長を吸収させて活性化した純水を供給して洗浄する。その後、第１の洗浄液を、ただちに除去する、或いは洗浄の補助および基板を冷却する為の第２の洗浄液である常温の液温である純水あるいは活性水と置換し、その後半導体基板の被処理面を乾燥させる。これにより、基板表面に付着したコンタミを効率的に除去することが可能となる。
【００８３】
その結果、従来報告されているパターン形成方法に対してレジストパターン、ボトム部のフッティング形状不良の発生を抑制することが可能となる。
【００８４】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置であるレジスト塗布、現像装置に備えられた洗浄機構の様子を示す図。
【図２】図１を水平方向から見た図。
【図３】本発明の第１及び第２の実施形態に関わるレジストプロセスにおけるパターン形成方法を示す断面図。
【図４】従来の方法によるレジストプロセスにおけるパターン形成方法を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に関わるレジストプロセスにおけるパターン形成方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００８６】
１０…半導体基板、１１…ＳｉＮ膜、１２、５０…第１の洗浄液、１３…第２の洗浄液、
１４…化学増幅型レジスト、１５、１７…ラインアンドスペースパターン、
１６、１８…フッティング、１００…洗浄機構、１０１…カップ、
１０２…バキュームチャック、１０３…洗浄液供給器、
１０４、１０５…洗浄液供給ノズル、１０６、１０７…配管、
１０８、１０９…温度調節器、１１０、１１１…活水器、１２０…現像液供給器、
１２１…現像液供給ノズル、１２５…モーター、２００…洗浄ユニット。
【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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