(57)【要約】【課題】  保護膜の端部の位置制御バラツキを可能な液浸露光用塗布装置を提供する。【解決手段】本発明の液浸露光用塗布装置２０は、基板上に第１の有機膜５、第２の有機膜６、および第３の有機膜７を塗布可能なトップノズル２３と、基板から第１の有機膜５を除去可能な第１溶剤、第２の有機膜６を除去可能な第２溶剤、および第３の有機膜７を除去可能な第３溶剤を前記基板上に供給可能なボトムノズルと、第１〜第３溶剤の基板への到達位置を制御する制御ユニット５１を有し、制御ユニット５１は、第３の有機膜７の端部が第１の有機膜５の端部と第２の有機膜６の端部の間に位置するように第１〜第３溶剤の到達位置を制御する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１膜、第２膜、および第３膜をこの順に塗布可能な塗布装置と、
前記基板から前記第１膜を除去可能な第１溶剤、前記第２膜を除去可能な第２溶剤、および前記第３膜を除去可能な第３溶剤のいずれかを前記基板上に供給可能な供給装置と、
前記第１〜第３溶剤の前記基板への到達位置を制御する制御ユニットと、
を有する液浸露光用塗布装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記第１〜第３溶剤の前記基板への到達位置を制御する、請求項１に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、
前記第１〜第３溶剤の流量を、前記第１〜３膜への到達距離に応じて制御する流量制御装置を有する、請求項１記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項４】
前記基板を回転させる回転装置を有し、
前記制御ユニットは、前記回転装置の回転速度を制御するコントローラを有する、請求項１または２のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、
前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記流量制御装置が前記第１〜第３溶剤の流量を制御する、請求項４に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、
前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記回転制御装置が前記回転装置の回転速度を制御する、請求項５に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項７】
前記基板はベベル部を有し、
前記制御ユニットは、
前記第１膜のうち、前記ベベル部の下面および側面に塗布された部分が溶解されるように第１溶剤の流量を制御し、
前記第２膜のうち、前記ベベル部の全面に塗布された部分が溶解されるように前記第２溶剤の流量を制御し、
前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように第３溶剤の流量を制御する、請求項３〜６のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、
前記第１膜のうち、前記ベベル部の下面および側面に塗布された部分が溶解されるように前記回転装置の回転速度を制御し、
前記第２膜のうち、前記ベベル部の全面に塗布された部分が溶解されるように前記回転装置の回転速度を制御し、
前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記回転装置の回転速度を制御する、請求項７に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項９】
前記第１膜は反射防止膜であり、前記第２膜はフォトレジストであり、前記第３膜は前記フォトレジストを水から保護する保護膜であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項１０】
前記塗布装置は、
前記第１膜を塗布する第１トップノズルと、
前記第２膜を塗布する第２トップノズルと、
前記第３膜を塗布する第３トップノズルと、
を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項１１】
前記供給装置は、
前記第１溶剤を供給する第１ボトムノズルと、
前記第２溶剤を供給する第２ボトムノズルと、
前記第３溶剤を供給する第３ボトムノズルと、
を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布装置。
【請求項１２】
（ａ）基板上に第１膜を形成し、
（ｂ）前記第１膜上に第２膜を形成し、
（ｃ）前記第２膜上に第３膜を形成し、
前記（ｃ）は、前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記第３膜を形成する、液浸露光用塗布方法。
【請求項１３】
前記第１膜は反射防止膜であり、前記第２膜はフォトレジストであり、前記第３膜は前記フォトレジストを水から保護する保護膜であることを特徴とする請求項１２記載の液浸露光用塗布方法。
【請求項１４】
前記（ａ）は、基板上に第１膜を形成した後に前記第１膜の端部が除去されるような流量の第１溶剤で前記第１膜の端部を溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第２膜を形成した後に前記第２膜の端部が前記第１膜の端部よりも内側に位置するような流量の第２溶剤で前記第２膜の端部を溶解し、
前記（ｃ）は、基板上に第３膜を形成した後に前記第３膜の端部を、その端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するような流量の第３溶剤で溶解する、請求項１２または１３のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布方法。
【請求項１５】
前記（ａ）は、基板上に第１膜を形成した後に前記第１膜の端部が除去されるような回転数で前記基板を回転させながら前記第１溶剤で前記第１膜の端部を溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第２膜を形成した後に前記第２膜の端部が前記第１膜の端部よりも内側に位置するような回転数で前記基板を回転させながら前記第２溶剤で前記第２膜の端部を溶解し、
前記（ｃ）は、基板上に第３膜を形成した後に前記第３膜の端部を、その端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するような回転数で前記基板を回転させながら前記第３溶剤で溶解する、請求項１４に記載の液浸露光用塗布方法。
【請求項１６】
前記（ａ）は、ベベル部を有する基板上に第１膜を形成した後に前記第１膜のうち、前記ベベル部の下面および側面に塗布された部分を第１溶剤で溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第２膜を形成した後に前記第２膜のうち、前記ベベル部の全面に塗布された部分を第２溶剤で溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第３膜を形成した後に前記第３膜の端部を、その端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように第３溶剤で溶解する、請求項１４または１５のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布方法。
【請求項１７】
前記（ａ）は、ベベル部を有する基板上に第１膜を形成した後に、前記基板を回転させながら前記第１膜のうち、前記ベベル部の下面および側面に塗布された部分を第１溶剤で溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第２膜を形成した後に、前記基板を回転させながら前記第２膜のうち、前記ベベル部の全面に塗布された部分を第２溶剤で溶解し、
前記（ｂ）は、基板上に第３膜を形成した後に、前記基板を回転させながら、前記第３膜の端部を、その端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように第３溶剤で溶解する、請求項１６に記載の液浸露光用塗布方法。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の液浸露光用塗布方法により基板上に形成された液浸露光用膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸露光用塗布装置、液浸露光用塗布方法および液浸露光用膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、フォトリソグラフィによってフォトレジストに形成した回路パターンをマスクとして、フォトレジストの下地となっている薄膜をエッチングすることで、薄膜へ回路パターンを転写している。このように、回路パターンは薄膜に転写されるので、薄膜に微細なパターンを形成するためには、露光装置によるフォトリソグラフィの加工精度を向上させなければならない。
【０００３】
加工精度を向上させるには、露光装置の解像度（Ｒ：Resolution）を上げる必要がある。解像度Ｒは以下の式（１）で表される。
【０００４】
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ  …（１）
ｋ１：プロセス定数
λ：光源の波長
ＮＡ：光学レンズの開口数
【０００５】
式（１）より明らかなように、光源の波長λをさらに短波長化するか、露光装置における光学レンズの開口数ＮＡを高くすることで、解像度Ｒを上げる（小さくする）ことができる。
【０００６】
このうち、光源の短波長化は、高圧水銀灯のｇ線（波長：４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎｍ）を経て、ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）へと進展し、現在はＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）を使用するに至っている。さらに、ＡｒＦレーザに続いて、ＥＵＶ[Extreme Ultra Violet：極端紫外線]（１３．５ｎｍ）の開発も進められているが、ＥＵＶは実用化には至っていない。そのため、現行のＡｒＦレーザを用いつつ、ＮＡを高くする方法として、液浸露光法が実用化されている。
【０００７】
液浸露光法とは、露光装置の光学レンズとウェハとの間に、屈折率ｎが空気（ｎ＝１程度）よりも大きい液体を充填して、ＮＡを高くする方法である。これはＮＡとｎの関係が、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθ（θ：光学レンズの開口角）で示されるためであり、空気のＮＡは０．９５程度が上限であるので、空気よりも高屈折率となる液体であるほど、ＮＡを高くすることができる。さらに、露光量のバラツキを低減するため、高い透明性も求められているが、このような特性を満たす液体として、現在は純水（ｎ＝１．３３）が用いられている（特許文献１）。
【０００８】
しかし、ウェハ上に純水を満たすと、フォトレジストの回路パターンが歪んでしまう場合がある（特許文献２）。この現象は、純水がウェハ上のフォトレジスト内へ浸透したり、逆にフォトレジスト成分が純水中に溶出したりすることに起因している。このため、フォトレジスト上に直接純水を満たすのではなく、フォトレジストと純水を遮断する保護膜をフォトレジスト上に形成して、保護膜上に純水を満たす方法が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−８０４０４号公報
【特許文献２】特開２０１１−００７８７６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３０７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような保護膜は、シリコン基板との密着性が悪く、純水に浸されると容易にシリコン基板から剥がれてしまうので、フォトレジストの下層膜である反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti Reflective Coating）上に形成する必要があった。そのため、保護膜の端部は、フォトレジストの端部を覆って、ＢＡＲＣの端部が露出する位置となるように制御されなければならない。従って、夫々の膜の端部は、塗布装置によってウェハへ塗布されてから、最適な溶剤を用いて加工されるが、塗布装置における溶剤流量の変更は困難であったので、膜毎に変更可能なプロセスパラメータは、ウェハの回転数と処理時間だけに制限されていた。その結果、プロセス条件の調整不足が生じて、膜の端部の位置を十分に制御できないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、保護膜の端部の位置制御バラツキを低減することが可能な液浸露光用塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基板上に第１膜、第２膜、および第３膜をこの順に塗布可能な塗布装置と、前記基板から前記第１膜を除去可能な第１溶剤、前記第２膜を除去可能な第２溶剤、および前記第３膜を除去可能な第３溶剤のいずれかを前記基板上に供給可能な供給装置と、前記第１〜第３溶剤の前記基板への到達位置を制御する制御ユニットと、を有する液浸露光用塗布装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、（ａ）基板上に第１膜を形成し、（ｂ）前記第１膜上に第２膜を形成し、（ｃ）前記第２膜上に第３膜を形成し、前記（ｃ）は、前記第３膜の端部が前記第１膜の端部と前記第２膜の端部の間に位置するように前記第３膜を形成する、液浸露光用塗布方法である。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の液浸露光用塗布方法により基板上に形成された液浸露光用膜構造である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、保護膜の端部の位置制御バラツキを低減することが可能な液浸露光用塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】液浸露光用膜構造１００を備えたウェハ２１を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】液浸露光用塗布装置２０を示す平面図である。
【図４】図３の側面図（一部断面図）である。
【図５】液浸露光用膜構造１００の形成の手順および露光現像の手順を示すフロー図である。
【図６】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図７】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図８】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図９】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１０】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１１】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図であって、（ａ）は図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１２】溶剤流量の最適領域と溶解速度の関係を示す図である。
【図１３】図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図であって、図１２において溶解速度がＶ３の第３溶剤を、白丸１に対応した流量で塗布した場合を示す図である。
【図１４】図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図であって、図１２において溶解速度がＶ３の第３溶剤を、白丸２に対応した流量で塗布した場合を示す図である。
【図１５】図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図であって、図１２において溶解速度がＶ３の第３溶剤を、白丸３に対応した流量で塗布した場合を示す図である。
【図１６】図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図であって、図１２において溶解速度がＶ３の第３溶剤を、白丸４に対応した流量で塗布した場合を示す図である。
【図１７】図１の破線で囲まれた領域に対応した領域の平面図であって、図１２において溶解速度がＶ３の第３溶剤を、白丸５に対応した流量で塗布した場合を示す図である。
【図１８】液浸露光用膜構造１００の形成の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る液浸露光用膜構造１００を備えたウェハ２１の構造について説明する。
【００１９】
ここではウェハ２１として、半導体装置の製造に用いられるウェハが例示されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、ウェハ２１は、基板１上に第１の有機膜５と第２の有機膜６と第３の有機膜７が順次形成されており、液浸露光用膜構造１００を構成している。
【００２１】
第１の有機膜５は反射防止膜であり、第２の有機膜６はフォトレジスト（化学増幅型レジスト）であり、第３の有機膜７はフォトレジストを水から保護する保護膜である。
【００２２】
また、夫々の有機膜の端部は、ベベル部に位置しており、ウェハ２１の端部から第１の有機膜５の端部までの距離は、Ｘ１となっている。同様に第２の有機膜６の端部までの距離はＸ２、第３の有機膜７の端部までの距離はＸ３で、夫々の距離は、Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ１となっており、第３の有機膜７は第２の有機膜６の上面および側面を覆っている。
【００２３】
なお、ベベル部とは、図２に示したように、基板１の端部における端面２と、基板１の主面側の傾斜面（以降、上部傾斜面３と称する）と、裏面側の傾斜面（以降、下部傾斜面４と称する）とを統合した総称である。
【００２４】
また、基板１の主面とは、基板１が有している２つの表面のうち、半導体デバイスを形成する一方の表面、即ち液浸露光用膜構造１００が形成される表面を意味し、他の表面は裏面と称する。
【００２５】
このように、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の位置関係を規定することにより、保護膜が確実にフォトレジストを保護でき、かつ保護膜の剥離も防止できる。
【００２６】
次に、液浸露光用膜構造１００を形成するための液浸露光用塗布装置２０の構造について、図３および図４を参照して説明する。
【００２７】
図３および図４に示すように、液浸露光用塗布装置２０は、主面の中心を軸にしてウェハ２１を回転させるスピンチャック２２と、ウェハ２１上へ第１〜第３の有機膜の原料である第１〜第３のポリマーのいずれかを選択して供給するトップノズル２３と、ベベル部の下部傾斜面４近傍に、基板１から第１〜第３の有機膜を除去する第１〜第３溶剤のいずれかを選択して供給するボトムノズル２４を有している。トップノズル２３は、第１の有機膜５の原料である第１のポリマーを供給する第１のトップノズル２３ａと、第２の有機膜６の原料である第２のポリマーを供給する第２のトップノズル２３ｂと、第３の有機膜７の原料である第３のポリマーを供給する第３のトップノズル２３ｃを有している。また、ボトムノズル２４は、第１溶剤を供給する第１のボトムノズル２４ａと、第２溶剤を供給する第２のボトムノズル２４ｂと、第３溶剤を供給する第３のボトムノズル２４ｃを有している。
【００２８】
スピンチャック２２には、スピンモータ２５が接続されており、両者は筐体となるプレート３４に固定されている。さらにスピンモータ２５に接続されたコントローラである回転制御装置２６によって、スピンチャック２２に真空吸着されたウェハ２１の回転速度と回転時間が制御される。
【００２９】
トップノズル２３には、配管２７が接続されており、配管２７は第１のポリマーを供給する第１の配管２７ａと、第２のポリマーを供給する第２の配管２７ｂと、第３のポリマーを供給する第３の配管２７ｃを有している。さらに配管２７の途中には、液体流量バルブ２８が設けられてコントローラ２９と接続されており、ウェハ２１上に供給するポリマーの流量が制御される。なおトップノズル２３には、ウェハ２１をスピンチャック２２へ移載する際の干渉を避けるため、ウェハ２１上から退避する（図３の白矢印参照）図示しない退避機構が備わっている。
【００３０】
ボトムノズル２４には、配管３０が接続されており、配管３０は第１溶剤を供給する第１の配管３０ａと、第２溶剤を供給する第２の配管３０ｂと、第３溶剤を供給する第３の配管３０ｃを有している。さらに配管３０の途中には、流量制御装置３１を構成する液体流量バルブ３２とコントローラ３３が接続されており、流量制御装置３１によって下部傾斜面４へ吐出させる溶剤の流量が制御される。さらに、吐出された溶剤の飛散を防止するため、プレート３４の側面並びに底面の周囲を覆うように槽壁３５が設置されており、槽壁３５の底面には、飛散した溶剤を排出する廃液口３６が設けられている。
【００３１】
また、流量制御装置３１と回転制御装置２６とで制御ユニット５１を構成している。
【００３２】
次に、液浸露光用塗布装置２０を用いてウェハ２１上に液浸露光用膜構造１００を形成する方法および露光現像方法について、図５〜図１８を参照して説明する。
【００３３】
まず、基板１の主面に形成する第１の有機膜５を基板１に密着させるため、基板１を加熱して、主面に吸着している水分を除去する。水分が除去されると、加熱された基板１で塗布途中の第１のポリマーが硬化しないように、基板１を常温まで冷却する（以上、図５のＳ１）。
【００３４】
次に、真空吸着によって、ウェハ２１をスピンチャック２２上に固定した後、ウェハ２１の主面の中心部にトップノズル２３を移動させる。移動が完了すると、第１の配管２７ａから第１のトップノズル２３ａを経由させて、例えばアクリル樹脂を主成分とする第１のポリマーをウェハ２１上に吐出させる。次に、回転制御装置２６を用いてスピンモータ２５を回転させ、ウェハ２１を所定の回転数で所定の間保持して、図６に示すように、第１の有機膜５をウェハ２１の全面に広げ、所定の膜厚の第１の有機膜５を形成する。このとき、第１の有機膜５は、ウェハ２１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆っている（以上、図５のＳ２）。
【００３５】
次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を所定の回転数で回転させた状態で、流量制御装置３１を制御して、第１の配管３０ａから第１のボトムノズル２４ａを経由させて、第１の有機膜５を溶解させる第１溶剤をウェハ２１の裏面から上部傾斜面３の一部にまで到達するように吐出させ、図７に示すように、ウェハ２１の端部から第１の有機膜５の端部までの距離が、Ｘ１になるように裏面、端面２、および上部傾斜面３の一部を覆っている第１の有機膜５を除去する。除去が完了すると、第１溶剤の吐出を止め、回転制御装置２６を用いてウェハ２１を所定の速度で回転させ、基板１および第１の有機膜５を乾燥させる（以上、図５のＳ３）。
【００３６】
次に、基板１の主面に残留している第１の有機膜５を硬化させるため、基板１を加熱して、第１の有機膜５に含まれる溶媒を除去するベーク処理を行う。さらに、第１の有機膜５が硬化すると、加熱された基板１で、第１の有機膜５上に次に塗布する第２のポリマーが塗布途中に硬化しないようにするため、基板１を常温まで冷却するクーリング処理を行う（以上、図５のＳ４）。
【００３７】
次に、第２の配管２７ｂから第２のトップノズル２３ｂを経由させて、例えばアクリル樹脂を主成分とする第２のポリマーをウェハ２１上に吐出させる。次に、回転制御装置２６を用いてスピンモータ２５を回転させ、ウェハ２１を所定の回転数で保持して、図８に示すように、第２のポリマーをウェハ２１の全面に広げ、ウェハ２１上に第２の有機膜６を形成する。このとき、第２の有機膜６は、フォトレジストとなって、基板１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆っている（以上、図５のＳ５）。
【００３８】
次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を所定の回転数で回転させた状態で、流量制御装置３１を用いることで、第２の配管３０ｂから第２のボトムノズル２４ｂを経由させて、第２の有機膜６を溶解させる第２溶剤を吐出させ、第２溶剤の流量を制御して、第２溶剤を上部傾斜面３の一部にまで到達させる。この際、図９に示すように、ウェハ２１の端部から第２の有機膜６の端部までの距離がＸ２となるように、上部傾斜面３から第２の有機膜６の一部を除去する。除去が完了すると、第２溶剤の吐出を止め、ウェハ２１を所定の速度で回転させ、基板１および第２の有機膜６を乾燥させる（以上、図５のＳ６）。
【００３９】
次に、基板１の主面に残留している第２の有機膜６を硬化させるため、基板１を加熱して、第２の有機膜６に含まれる溶媒を除去するベーク処理を行う。溶媒が除去されると、加熱された基板１で、第２の有機膜６上に次に塗布する第３のポリマーが塗布途中に硬化しないように、基板１を常温まで冷却するクーリング処理を行う（以上、図５のＳ７）。
【００４０】
次に、第３の配管２７ｃから第３のトップノズル２３ｃを経由させて、アクリル樹脂を主成分とする第３のポリマーをウェハ２１上に吐出させる。次に、回転制御装置２６を用いてウェハ２１を回転させ、図１０に示すように、第３のポリマーをウェハ２１の全面に広げ、ウェハ２１上に第３の有機膜７を形成する。このとき、第３の有機膜７は、保護膜となって、基板１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆っている（以上、図５のＳ８）。
【００４１】
次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を所定の回転数で回転させた状態で、流量制御装置３１を用いて第３の配管３０ｃから第３のボトムノズル２４ｃを経由させて、第３の有機膜７を溶解させる第３溶剤を吐出させ、第３溶剤の流量を制御して第３溶剤を上部傾斜面３の一部にまで到達させ、図１１に示すように、第３の有機膜７の端部までの距離がＸ３となるように、上部傾斜面３から第３の有機膜７の一部を除去する。除去が完了すると、第３溶剤の吐出を止め、回転制御装置２６を用いてスピンモータ２５を回転させ、ウェハ２１を回転させて基板１および第３の有機膜７を乾燥させる（以上、図５のＳ９）。
【００４２】
次に、基板１の主面に残留している第３の有機膜７を硬化させるため、基板１を加熱して、第３の有機膜７に含まれる溶媒を除去するベーク処理を行い、溶媒が除去されると、基板１を常温まで冷却するクーリング処理を行う（以上、図５のＳ１０）。
【００４３】
以上の手順により、ウェハ２１上に第１の有機膜５と第２の有機膜６と第３の有機膜７を有する液浸露光用膜構造１００が、図１および図２に示すような端部の位置関係を有する態様にて形成される。 
ここまでが、液浸露光用膜構造１００の形成の手順である。
【００４４】
ここからは露光現像の手順について説明する。 
まず液浸露光装置を用いて、第１〜第３の有機膜にレチクルのパターンを露光する（図５のＳ１１）。
【００４５】
次に、液浸露光で用いる液浸液が微小な水滴となって第３の有機膜７上に残留するため、第３の有機膜７上を純水で洗浄して、水滴を除去する（図５のＳ１２）。
【００４６】
次に、化学増幅型レジストである第２の有機膜６における露光寸法を制御するため、基板１を加熱して、第２の有機膜中で酸触媒反応を促進させる（図５のＳ１３）。次に、基板１を現像液に浸した際に、第１〜第３の有機膜における現像速度を安定させるため、基板１を常温まで冷却する（図５のＳ１４）。次に、基板１を現像液に浸して、第１〜第３の有機膜にパターンを形成する（図５のＳ１５）。次に、基板１を加熱して、基板１上に残留している現像液並びに水分を除去する。さらに、基板１を常温まで冷却する（以上、図５のＳ１６）。 
以上の手順により、露光現像が行われる。
【００４７】
ここで、図１２〜図１７を参照して、第１〜第３の有機膜の成膜の際のプロセス条件について、説明する。
【００４８】
液浸露光用塗布装置２０のプロセス条件は、溶剤の流量とウェハ２１の回転数と処理時間である。ここで、第３の有機膜７の処理を例にすると、第３の有機膜７の端部を処理する際の第３溶剤の流量は、第３溶剤を第３の有機膜７の端部まで到達させるための主要なプロセスパラメータであり、ウェハ２１の回転数は、ベベル部における第３溶剤に遠心力を与えて、第３溶剤の一部を端面２から飛散させることによって、第３の有機膜７の端部に到達する第３溶剤の流量を微調整するパラメータである。なお、第３の有機膜７の端部に到達した第３溶剤は、直ちに回転するウェハ２１の遠心力によってウェハ２１の外周部から飛散するため、第３溶剤の溶解速度に応じた十分な溶解時間を確保できるように、処理時間を設定する。
【００４９】
図１２に示すように、溶剤流量の最適領域は溶解速度と逆比例しており、溶剤の溶解速度が速いほど流量は少なくなる。しかし、最適領域よりも少ない過少領域では、有機膜の端部が十分に除去できずに、基板１の端部からの距離Ｘが狙いよりも小さくなって有機膜が剥がれたり、逆に過多領域では、端部が過剰に除去されて距離Ｘが狙いよりも大きくなるので、下地となっている有機膜が露出したりすることになる。
【００５０】
図１３〜図１７に示した白丸１〜白丸５は、図１２において第３溶剤の溶解速度がＶ３の場合に、流量を白丸１〜白丸５とした場合に対応しており、符号の降順とともに流量は少なくなっている。図１３に示すように、白丸１は、図１２で流量を白丸１として処理した場合の図１の破線部における夫々の有機膜の端部の配置を示したものであり、白丸２〜白丸５も同様である。
【００５１】
第３の有機膜７の端部は、第１の有機膜５の端部と第２の有機膜６の端部の間に位置しなければならない。しかしながら、過多領域における溶剤流量で処理した白丸１では、第３の有機膜７で覆われていなければならない第２の有機膜６の一部が露出した状態となっており、第３の有機膜７が過剰に除去されている。過多領域でも白丸１より流量を減らした白丸２では、第２の有機膜６の露出面積が少なくなっているが、まだ完全に覆われていない状態となっている。最適領域で処理した白丸３では、第３の有機膜７における全ての端部が、第１の有機膜５の端部と第２の有機膜６の端部の間に位置している。これに対して、過少領域の白丸４では、第３の有機膜７が、第２の有機膜６だけでなく第１の有機膜５の一部も覆った状態となっている。過少領域でも白丸４よりもさらに流量を減らした白丸５は、第３の有機膜７が第１の有機膜５を完全に覆っており、第１の有機膜５の剥がれを誘発する状態となっている。このように、第３の有機膜７における端部の位置は、溶剤３７の流量に依存して大きく変動するので、流量が重要な管理項目となっている。しかしながら、溶解速度は溶剤毎に異なるので、最適な流量も異なっている。例えば図１２に示すように、第１の有機膜５に適用する第１溶剤の溶解速度Ｖ１は、第３溶剤の溶解速度Ｖ３よりも遅いので、最適な流量は白丸３よりも多い白丸７となる。また第２の有機膜６に適用する第２溶剤の溶解速度Ｖ２は、Ｖ３よりも速いので、最適な流量は白丸３よりも少ない白丸６となる。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、液浸露光用塗布装置２０は、基板１上に第１の有機膜５、第２の有機膜６、および第３の有機膜７を塗布可能なトップノズル２３と、基板１から第１の有機膜５を除去可能な第１溶剤、第２の有機膜６を除去可能な第２溶剤、および第３の有機膜７を除去可能な第３溶剤を基板１上に供給可能なボトムノズル２４と、トップノズル２３およびボトムノズル２４の動作を制御する流量制御装置３１と、基板１の回転を制御する回転制御装置２６を有し、流量制御装置３１および回転制御装置２６は、第３の有機膜７の端部が第１の有機膜５の端部と第２の有機膜６の端部の間に位置するように第１〜第３溶剤の基板１への到達位置を制御する。 
そのため、膜の端部の位置制御バラツキを低減することが可能である。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例に基づき、本発明をより具体的に説明する。
【００５４】
図３および図４に示す液浸露光用塗布装置２０を用いて液浸露光用膜構造１００の形成およびそれを用いた露光・現像を試みた。具体的な手順は以下の通りである。
【００５５】
まず、基板１を１５０℃に加熱して、主面に吸着している水分を除去し、その後、常温まで冷却した。
【００５６】
次に、真空吸着によって、ウェハ２１をスピンチャック２２上に固定した後、ウェハ２１の主面の中心部にトップノズル２３を移動させた。
【００５７】
次に、第１の配管２７ａから第１のトップノズル２３ａを経由させて、アクリル樹脂を主成分とする第１のポリマーをウェハ２１上に０．５〜２．０ｍｌ吐出させた。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を１５００〜３０００ｒｐｍの回転数で３秒間保持して、第１のポリマーをウェハ２１の全面に広げた。次に、回転数を８００〜２０００ｒｐｍに変更して、３０秒間保持することで、ウェハ２１上に５０〜１５０ｎｍ厚の第１の有機膜５を形成した。このとき、第１の有機膜５は、反射防止膜となって、基板１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆った。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を３００〜２０００ｒｐｍで回転させた状態で、第１の配管３０ａから第１のボトムノズル２４ａを経由させて、第１の有機膜５を溶解させるプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ；Propylene Glycol Mono Ethyl ether Acetate ）とプロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ；Propylene Glycol Mono Ethyl ether）の混合液を主成分とする第１溶剤をウェハ２１の裏面に吐出させて、２１の裏面における第１の有機膜５による汚れを除去した。このとき、裏面へ吐出された第１溶剤の流量は、第１溶剤が端面２までしか到達できないように設定したため、端面２を覆っていた第１の有機膜５ａは除去されたが、上部傾斜面３を覆っている第１の有機膜５ｂは残留した。次に、流量制御装置３１を用いることで、第１溶剤の流量を７０〜９０ｍｌ／ｓｅｃとして、第１溶剤を上部傾斜面３の一部にまで到達させた。この状態を２〜７秒間保持して、第１の有機膜５の端部までの距離Ｘ１が０〜１００μｍとなるように、上部傾斜面３から第１の有機膜５の一部を除去した。次に第１溶剤の吐出を止め、ウェハ２１を１５００〜２０００ｒｐｍで回転させ、基板１および第１の有機膜５を乾燥させた。
【００５８】
次に、第１の有機膜５のベーク処理として、基板１を２００℃に加熱して、第１の有機膜５に含まれる溶媒を除去し、その後、クーリング処理として常温まで冷却した。
【００５９】
次に、第２の配管２７ｂから第２のトップノズル２３ｂを経由させて、アクリル樹脂を主成分とする第２のポリマーをウェハ２１上に０．５〜２．０ｃｃ吐出させた。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を１５００〜３０００ｒｐｍの回転数で３秒間保持して、第２のポリマーをウェハ２１の全面に広げた。次に、回転数を８００〜２０００ｒｐｍに変更して、３０秒間保持することで、ウェハ２１上に５０〜１５０ｎｍ厚の第２の有機膜６を形成した。このとき、第２の有機膜６は、フォトレジストとなって、基板１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆っていた。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を３００〜２０００ｒｐｍで回転させた状態で、第２の配管３０ｂから第２のボトムノズル２４ｂを経由させて、第２の有機膜６を溶解させるＰＧＭＥＡとＰＧＭＥの混合液を主成分とする第２溶剤をウェハ２１の裏面に吐出させて、ウェハ２１の裏面における第２の有機膜６による汚れを除去した。このとき、裏面へ吐出された第２溶剤の流量は、第２溶剤が端面２までしか到達できないように設定したので、端面２を覆っていた第２の有機膜６ａは除去されたが、上部傾斜面３を覆っている第２の有機膜６ｂは残留した。次に、流量制御装置３１を用いることで、第２溶剤の流量を１０〜３０ｍｌ／ｓｅｃとして、第２溶剤を上部傾斜面３の一部にまで到達させた。この状態を２〜７秒間保持して、第２の有機膜６の端部までの距離Ｘ２が２１０〜３００μｍとなるように、上部傾斜面３から第２の有機膜６の一部を除去した。次に第２溶剤の吐出を止め、ウェハ２１を１５００〜２０００ｒｐｍで回転させ、基板１および第２の有機膜６を乾燥させた。
【００６０】
次に、第２の有機膜６のベーク処理として、基板１を１２０℃に加熱して、第２の有機膜６に含まれる溶媒を除去し、その後、クーリング処理として常温まで冷却した。
【００６１】
次に、第３の配管２７ｃから第３のトップノズル２３ｃを経由させて、アクリル樹脂を主成分とする第３のポリマーをウェハ２１上に０．５〜２.０ｍｌ吐出させた。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を１５００〜３０００ｒｐｍの回転数で３秒間保持して、第３のポリマーをウェハ２１の全面に広げた。次に、回転数を８００〜２０００ｒｐｍに変更して、３０秒間保持することで、ウェハ２１上に２０〜５０ｎｍ厚の第３の有機膜７を形成した。このとき、第３の有機膜７は、保護膜となって、基板１の上部傾斜面３と端面２の一部を覆っていた。次に、回転制御装置２６によって、ウェハ２１を３００〜２０００ｒｐｍで回転させた状態で、第３の配管３０ｃから第３のボトムノズル２４ｃを経由させて、第３の有機膜７を溶解させるＰＧＭＥＡとＰＧＭＥの混合液を主成分とする第３溶剤をウェハ２１の裏面に吐出させて、ウェハ２１の裏面における第３の有機膜７による汚れを除去した。このとき、裏面へ吐出された第３溶剤の流量は、第３溶剤が端面２までしか到達できないように設定したので、端面２を覆っていた第３の有機膜７ａは除去されたが、上部傾斜面３を覆っている第３の有機膜７ｂは残留した。次に、流量制御装置３１を用いることで、第３溶剤の流量を４０〜６０ｍｌ／ｓｅｃとして、第３溶剤を上部傾斜面３の一部にまで到達させた（図１８の符号３７が第３溶剤）。この状態を２〜７秒間保持して、第３の有機膜７の端部までの距離Ｘ３が１１０〜２００μｍとなるように、上部傾斜面３から第３の有機膜７の一部を除去した。次に第３溶剤の吐出を止め、ウェハ２１を１５００〜２０００ｒｐｍで回転させ、基板１および第３の有機膜７を乾燥させた。
【００６２】
次に、第３の有機膜７のベーク処理として、基板１を１００℃に加熱して、第２の有機膜６に含まれる溶媒を除去し、その後、クーリング処理として常温まで冷却した。 
以上の手順により、図１および２に示す液浸露光構造を形成できた。
【００６３】
次に、液侵露光装置を用いて、第１〜第３の有機膜にレチクルのパターンを露光した。次に、第３の有機膜上を純水で洗浄した。次に、基板１を９０℃に加熱して、第２の有機膜中で酸触媒反応を促進させた。次に、基板１を常温まで冷却した。次に、基板１を現像液に浸して、第１〜第３の有機膜にパターンを形成した。次に、基板１を１１０℃に加熱して、基板１上に残留している現像液並びに水分を除去した。最後に、基板１を常温まで冷却した。 
以上の手順により、露光・現像ができた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例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言うまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１      基板
２      端面
３      上部傾斜面
４      下部傾斜面
５      第１の有機膜
５ａ    第１の有機膜
５ｂ    第１の有機膜
６      第２の有機膜
６ａ    第２の有機膜
６ｂ    第２の有機膜
７      第３の有機膜
７ａ    第３の有機膜
７ｂ    第３の有機膜
２０    液浸露光用塗布装置
２１    ウェハ
２２    スピンチャック
２３    トップノズル
２３ａ  第１のトップノズル
２３ｂ  第２のトップノズル
２３ｃ  第３のトップノズル
２４    ボトムノズル
２４ａ  第１のボトムノズル
２４ｂ  第２のボトムノズル
２４ｃ  第３のボトムノズル
２５    スピンモータ
２６    回転制御装置
２７    配管
２７ａ  第１の配管
２７ｂ  第２の配管
２７ｃ  第３の配管
２８    液体流量バルブ
２９    コントローラ
３０    配管
３０ａ  第１の配管
３０ｂ  第２の配管
３０ｃ  第３の配管
３１    流量制御装置
３２    液体流量バルブ
３３    コントローラ
３４    プレート
３５    槽壁
３６    廃液
５１    制御ユニット
【図１】
2013008766.tif 000003
【図２】
2013008766.tif 000004
【図３】
2013008766.tif 000005
【図４】
2013008766.tif 000006
【図５】
2013008766.tif 000007
【図６】
2013008766.tif 000008
【図７】
2013008766.tif 000009
【図８】
2013008766.tif 000010
【図９】
2013008766.tif 000011
【図１０】
2013008766.tif 000012
【図１１】
2013008766.tif 000013
【図１２】
2013008766.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2013008766.tif 000016
【図１５】
2013008766.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2013008766.tif 000019
【図１８】
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