(57)【要約】【課題】酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いた基板処理において、酸素原子を有する第１のポリマーを選択的に除去する際に高い選択比を確保し、基板上に所定のパターンを適切に形成する。【解決手段】所定のパターンが形成されたウェハ上に酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布工程（工程Ｓ４）と、ブロック共重合体を第１のポリマーと第２のポリマーに相分離させるポリマー分離工程（工程Ｓ５）と、ポリマー分離工程後に、低酸素雰囲気中で、ウェハを加熱処理して、相分離したブロック共重合体から第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去工程（工程Ｓ６）と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する方法であって、
所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布工程と、
前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離工程と、
前記ポリマー分離工程後に、低酸素雰囲気中で前記基板を加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去工程と、を有することを特徴とする、基板処理方法。
【請求項２】
前記ポリマー分離工程では、前記ブロック共重合体塗布後の基板を第１の温度で加熱処理して前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させ、
前記ポリマー除去工程における加熱処理は、前記第１の温度より高い第２の温度で行われ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】
前記第２の温度は、４５０℃以下であることを特徴とする、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する方法であって、
所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布工程と、
前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離工程と、
前記ポリマー分離工程後に、前記基板に対して紫外線を照射する紫外線照射工程と、
前記紫外線照射後の基板を低酸素雰囲気中で加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去工程と、を有することを特徴とする、基板処理方法。
【請求項５】
前記ポリマー除去工程における加熱処理の温度は、２００℃〜３５０℃であることを特徴とする、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記ポリマー除去工程後に、基板に対して極性を有する有機溶剤を供給する溶剤供給工程を更に有することを特徴とする、請求項４または５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記ポリマー除去工程における雰囲気中の酸素濃度は、５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍであ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】
前記第１のポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ジメチルポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、ポリメチルシロキサン又はポリビニルピロリトンであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８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部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項１０】
請求項９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１１】
酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、
所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、
前記前記ブロック共重合体塗布後の基板を、第１の温度で加熱処理して、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、
低酸素雰囲気中において、前記第１の温度より高い第２の温度で基板を加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項１２】
前記第２の温度は、４５０℃以下であることを特徴とする、請求項１１に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、
所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、
前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、
低酸素雰囲気中において、基板を加熱処理して相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項１４】
酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、
所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、
前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、
前記ポリマー分離装置で加熱処理した基板に対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、
前記紫外線照射装置で紫外線を照射した後の基板を低酸素雰囲気中で加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【請求項１５】
前記ポリマー除去装置における加熱処理の温度は、２００℃〜３５０℃であることを特徴とする、請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項１６】
前記ポリマー除去装置で前記第１のポリマーを除去した後の基板に対して、極性を有する有機溶剤を供給する溶剤供給装置を更に有することを特徴とする、請求項１４または１５のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項１７】
前記ポリマー除去装置での加熱処理における雰囲気中の酸素濃度は、５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍであることを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記第１のポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ジメチルポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、ポリメチルシロキサン又はポリビニルピロリトンであることを特徴とする、請求項１１〜１７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、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーを含むブロック共重合体を用いた基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び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工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）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、当該レジスト膜に所定のパターン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などを順次行うフォトリソグラフィー処理が行われ、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、このレジストパターンをマスクとして、ウェハ上の被処理膜のエッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、被処理膜に所定のパターンが形成される。
【０００３】
ところで、近年、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、上述した被処理膜のパターンの微細化が求められている。このため、レジストパターンの微細化が進められており、例えばフォトリソグラフィー処理における露光処理の光を短波長化することが進められている。しかしながら、露光光源の短波長化には技術的、コスト的な限界があり、光の短波長化を進める方法のみでは、例えば数ナノメートルオーダーの微細なレジストパターンを形成するのが困難な状況にある。
【０００４】
そこで、フォトリソグラフィー処理に替わるパターン形成方法として、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）とポリスチレン（ＰＳ）といった２種類の高分子（ポリマー）を組み合わせたブロック共重合体を用いたウェハ処理方法が提案されている（特許文献１）。かかる方法では、先ず、ウェハ上に一方のポリマーに対して親和性の高い領域のパターンを形成しておき、当該領域上に例えばレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンが形成されたウェハ上にブロック共重合体を塗布し、その後、当該ブロック共重合体を相分離させる。これにより、相分離後のポリマーの一方は、自身と親和性の高い領域に配列し、他方のポリマーは配列したポリマーにならって相分離する。
【０００５】
そして、一方のポリマー（この場合ポリメタクリル酸メチル）を、例えば酸素プラズマ等を用いてエッチングして選択的に除去することで、ウェハ上に他方のポリマーであるポリスチレンによって微細なパターンが形成される。そして、このポリスチレンのパターンをマスクとして被処理膜のエッチング処理が行われ、被処理膜に所定のパターンが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５３２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような酸素プラズマを用いたエッチングにおけるポリメタクリル酸メチルとポリスチレンの選択比は概ね３〜７：１程度であるため、ポリメタクリル酸メチルを除去する際にポリスチレンの膜厚も減少してしまう。そのため、その後の工程でポリスチレンをエッチングのマスクとして用いる際に要求される膜厚を確保できなくなるという問題が生じる。
【０００８】
そこで本発明者らは、ブロック共重合体の相分離後に、いずれか一方のポリマーを選択的に除去する際の選択比を高める方法について鋭意検討した。その結果、相分離後のブロック共重合体を低酸素雰囲気中で加熱処理すると、酸素原子を有する第１のポリマーはその大半が分解、揮発して消失してしまうのに対して、酸素原子を有さない第２のポリマーはほとんど膜厚が変化しないという知見を得た。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いた基板処理において、酸素原子を有する第１のポリマーを選択的に除去する際に高い選択比を確保し、基板上に所定のパターンを適切に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する方法であって、所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布工程と、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離工程と、前記ポリマー分離工程後に、低酸素雰囲気中で前記基板を加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、基板上のブロック共重合体を第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させた後に、当該基板を低酸素雰囲気中において加熱処理する。その結果、高い選択比で酸素原子を有する第１のポリマーを選択的に除去することができる。したがって、第２のポリマーによって、基板上に所定のパターンを適切に形成することができる。
【００１２】
前記ポリマー分離工程では、前記ブロック共重合体塗布後の基板を第１の温度で加熱処理して前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させ、前記ポリマー除去工程における加熱処理は、前記第１の温度より高い第２の温度で行われてもよい。
【００１３】
前記第２の温度は、４５０℃以下であってもよい。
【００１４】
別の観点による本発明は、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する方法であって、所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布工程と、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離工程と、前記ポリマー分離工程後に、前記基板に対して紫外線を照射する紫外線照射工程と、前記紫外線照射後の基板を低酸素雰囲気中で加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去工程と、を有することを特徴としている。
【００１５】
前記ポリマー除去工程における加熱処理の温度は、２００℃〜３５０℃以下であってもよい。
【００１６】
前記ポリマー除去工程後に、基板に対して極性を有する有機溶剤を供給する溶剤供給工程を更に有していてもよい。
【００１７】
前記ポリマー除去工程における雰囲気中の酸素濃度は、５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍであってもよい。
【００１８】
前記第１のポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ジメチルポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、ポリメチルシロキサン又はポリビニルピロリトンであり、前記第２のポリマーは、ポリスチレンであってもよい。
【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ために、当該基板処理システムを制御する制御部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、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、前記前記ブロック共重合体塗布後の基板を、第１の温度で加熱処理して、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、低酸素雰囲気中において、前記第１の温度より高い第２の温度で基板を加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴としている。
【００２２】
前記第２の温度は、４５０℃以下であってもよい。
【００２３】
また、別な観点による本発明は、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、低酸素雰囲気中において、基板を加熱処理して相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【００２４】
さらに、別な観点による本発明は、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する基板処理システムであって、所定のパターンが形成された基板上に前記ブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置と、前記前記ブロック共重合体塗布後の基板を加熱処理して、前記ブロック共重合体を前記第１のポリマーと前記第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置と、前記ポリマー分離装置で加熱処理した基板に対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、前記紫外線照射装置で紫外線を照射した後の基板を低酸素雰囲気中で加熱処理して、相分離した前記ブロック共重合体から前記第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
【００２５】
前記ポリマー除去装置における加熱処理の温度は、２００℃〜３５０℃以下であってもよい。
【００２６】
前記ポリマー除去装置で前記第１のポリマーを除去した後の基板に対して、極性を有する有機溶剤を供給する溶剤供給装置を更に有していてもよい。
【００２７】
前記ポリマー除去装置での加熱処理における雰囲気中の酸素濃度は、５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍであってもよい。
【００２８】
前記第１のポリマーは、ポリメタクリル酸メチル、ジメチルポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、ポリメチルシロキサン又はポリビニルピロリトンであり、前記第２のポリマーは、ポリスチレンであってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、酸素原子を有する第１のポリマーと酸素原子を有しない第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いた基板処理において、酸素原子を有する第１のポリマーを選択的に除去する際に高い選択比を確保し、基板上に所定のパターンを適切に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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平面図である。
【図２】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正面図である。
【図３】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背面図である。
【図４】ポリマー除去装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】ポリマー除去装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】ウェハ処理の主な工程を説明したフローチャートである。
【図７】ウェハ上に反射防止膜と中性層が形成された様子を示す縦断面の説明図である。
【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縦断面の説明図である。
【図９】ウェハ上にブロック共重合体を塗布した様子を示す縦断面の説明図である。
【図１０】ブロック共重合体を第１のポリマーと第２のポリマーに相分離した様子を示す縦断面の説明図である。
【図１１】ブロック共重合体を第１のポリマーと第２のポリマーに相分離した様子を示す平面の説明図である。
【図１２】ポリマー除去装置の冷却板が熱板上に移動した状態を示す説明図
【図１３】ウェハを熱板上に受け渡して蓋体を降下させた状態を示す説明図である。
【図１４】大気中でウェハを第２の温度で加熱処理した場合の膜厚の変化量を示すグラフである。
【図１５】低酸素雰囲気中でウェハを第２の温度で加熱処理した場合の膜厚の変化量を示すグラフである。
【図１６】第１のポリマーを選択的に除去した状態を示す縦断面の説明図である。
【図１７】低酸素雰囲気中でウェハを加熱処理した場合の膜厚の変化量を示すグラフである。
【図１８】紫外線を照射した後に低酸素雰囲気中でウェハを加熱処理した場合の膜厚の変化量を示すグラフである。
【図１９】他の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背面図である。
【図２０】他の実施の形態にかかるウェハ処理の主な工程を説明したフローチャートである。
【図２１】他の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背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す正面図及び背面図である。
【００３２】
基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハ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、ウェハＷ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。
【００３３】
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、基板処理システム１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、例えば４つのカセット載置板２１が設けられている。
【００３４】
カセットステーション１０には、図１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。
【００３５】
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１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１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１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。
【００３６】
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷ上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成装置３１、ウェハＷ上に中性剤を塗布して中性層を形成する中性層形成装置３２、ウェハＷ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装置３３、ウェハＷ上にブロック共重合体を塗布するブロック共重合体塗布装置３４が下からこの順に配置されている。
【００３７】
例えば現像処理装置３０、反射防止膜形成装置３１、中性層形成装置３２、レジスト塗布装置３３及びブロック共重合体塗布装置３４は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら液処理装置の数や配置は、任意に選択できる。また、これらの液処理装置では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に所定の塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。
【００３８】
なお、ブロック共重合体塗布装置３４でウェハＷ上に塗布されるブロック共重合体は第１のモノマーと第２のモノマーが直鎖状に重合した、第１のポリマー（第１のモノマーの重合体）と第２のポリマー（第２のモノマーの重合体）とを有する高分子（共重合体）である。第１のポリマーとしては、その高分子の構造中に酸素原子を有するポリマーが用いられ、第２のポリマーとしては、高分子の構造中に酸素原子を有しないポリマーが用いられる。本実施の形態では、第１のポリマーとして例えばポリメタクリル酸メチルが用いられ、第２のポリマーとしては例えばポリスチレンが用いられる。また、ブロック共重合体における第１のポリマーの分子量の比率は約４０％〜６０％であり、ブロック共重合体における第２のポリマーの分子量の比率は約６０％〜４０％である。そして、本実施の形態におけるブロック共重合体は、これら第１のポリマーと第２のポリマーの共重合体を溶媒により溶解して溶液状としたものである。なお、溶媒には、例えばヘプタンなどが用いられる。
【００３９】
また、中性層形成装置３２でウェハＷ上に形成される中性層は、第１のポリマーと第２のポリマーに対して中間の親和性を有している。本実施の形態では、中性層として例えば第１のポリマーと第２のポリマーとのランダム共重合体や交互共重合体が用いられる。以下において、「中性」という場合は、このように第１のポリマーと第２のポリマーに対して中間の親和性を有することを意味する。
【００４０】
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、ブロック共重合体塗布装置３４でウェハＷ上に塗布されたブロック共重合体を第１の温度で加熱処理して第１のポリマーと第２のポリマーに相分離させるポリマー分離装置４１、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４２、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４３、ポリマー相分離後のウェハＷを第２の温度で加熱処理して例えば第１のポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置４４が上下方向と水平方向に並べて設けられている。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を載置して温度調節する温度調節板を有し、加熱処理と温度調節処理の両方を行うことができる。なお、ポリマー分離装置４１やポリマー除去装置４４もウェハＷに対して熱処理を施す装置であり、その構成については後述する。また、熱処理装置４０、ポリマー分離装置４１、アドヒージョン装置４２、周辺露光装置４３、ポリマー除去装置４４の数や配置は、任意に選択できる。
【００４１】
例えば第３のブロックＧ３には、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。
【００４２】
図１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を有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図１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１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００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１００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。
【００４６】
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０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１１０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１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
【００４７】
次に、上述したポリマー除去装置４４の構成について説明する。図４は、ポリマー除去装置４４の構成の概略を示す横断面図であり、図５は、ポリマー除去装置４４の構成の概略を示す縦断面図である。
【００４８】
例えばポリマー除去装置４４は、筐体１５０と、ウェハＷを載置して温度調節する温度調節板１５１と、ウェハＷを載置して加熱する熱板１５２が設けられている。温度調節板１５１と熱板１５２は、筐体１５０の内側に、例えば図４のＹ方向に沿って並んで設けられている。筐体１５０は、温度調節板１５１側の天井部が全面にわたって開口しており、熱板１５２側のみが天井を有する容器状に形成されている。筐体１５０の温度調節板１５１と熱板１５２との間には温度調節板１５１が通過する搬送口１５０ａが形成されている。
【００４９】
熱板１５２は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１５２は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する図示しない吸引口が設けられており、この吸引口からの吸引により、ウェハＷを熱板１５２上に吸着保持できる。
【００５０】
熱板１５２の内部には、図５に示すように、熱板１５２を加熱する加熱機構１５３が設けられている。加熱機構１５３としては、例えば電気ヒータなどが用いられ、後述する制御部３００により加熱機構１５３への電力の供給量を制御することにより、熱板１５２を所定の設定温度に制御することができる。
【００５１】
熱板１５２には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１５４が形成されている。貫通孔１５４には、昇降ピン１５５が設けられている。昇降ピン１５５は、シリンダなどの昇降駆動機構１５６によって上下動できる。昇降ピン１５５は、貫通孔１５４内を挿通して熱板１５２の上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。
【００５２】
熱板１５２には、当該熱板１５２の外周部を保持する環状の保持部材１５７が設けられている。保持部材１５７には、当該保持部材１５７の外周を囲み、昇降ピン１５５を収容する筒状のサポートリング１５８が設けられている。
【００５３】
温度調節板１５１は、図４に示すように略方形の平板形状を有し、熱板１５２側の端面が円弧状に湾曲している。温度調節板１５１には、Ｙ方向に沿った２本のスリット１６０が形成されており、温度調節板１５１が、昇降ピン１５５及び温度調節板１５１の下方に設けられた昇降ピン１６１と干渉するのを防止できる。昇降ピン１６１は、シリンダなどの昇降駆動機構１６２によって上下動できる。また、温度調節板１５１には、例えばペルチェ素子などの温度調節部材（図示せず）が内蔵されている。
【００５４】
温度調節板１５１は、図４に示すように支持アーム１７０に支持されている。支持アーム１７０には、駆動部１７１が取り付けられている。駆動部１７１は、Ｙ方向に延伸するレール１７２に取り付けられている。レール１７２は、温度調節板１５１の下方から搬送口１５０ａの下方近傍まで延伸している。この駆動部１７１により、温度調節板１５１は、レール１７２に沿って熱板１５２の上方まで移動可能になっている。このような構成により、温度調節板１５１は熱板１５２との間でウェハＷの受け渡しを行う搬送機構としても機能する。
【００５５】
熱板１５２の上方には、例えばサポートリング１５８と概ね同じ直径を有する筒状の蓋体１８０が設けられている。蓋体１８０の天井部であって、中央部近傍にはガス供給口１９０が形成されており、ガス供給口１９０にはガス供給源１９２が接続されている。ガス供給口１９０には略円盤状に形成された供給ノズル１９３が設けられている。供給ノズル１９３の外周部には、図示しない供給口が形成されており、ガス供給源１９２から供給された所定のガスや蒸気をウェハの直径方向に放射状に供給できる。
【００５６】
蓋体１８０は図示しない昇降機構により昇降自在に形成されており、例えば、図５に示すように、蓋体１８０を下降させて、当該蓋体１８０の下端面をサポートリング１５８の上面に当接させることで、保持部材１５７、サポートリング１５８及び熱板１５２と蓋体１８０とで囲まれる空間Ａをほぼ気密な状態とすることができる。また、例えば保持部材１５７の上面には、図示しない排気口が形成されており、ガス供給源１９２から供給された処理ガスを排気することができる。したがって、蓋体１８０をサポートリング１５８に当接させた状態で空間Ａを排気しつつ、ガス供給源１９２から所定のガスや蒸気（以下、所定のガスや蒸気を総称して「処理ガス」という場合がある）を供給することで、最小限の処理ガスで熱板１５２上のウェハＷを処理ガスの雰囲気で覆うことができる。なお、本実施の形態でガス供給源１９２から供給される処理ガスは非酸化性のガスであり、空間Ａの内部が低酸素雰囲気に維持される。非酸化性ガスとしては、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを用いることができる。
【００５７】
なお、ポリマー分離装置４１の構成はポリマー除去装置４４の構成と同様であり、熱処理装置４０の構成についても蓋体１８０にガス供給口１９０が形成されていない点を除いてポリマー除去装置４４と同様の構成を有している。
【００５８】
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部３００が設けられている。制御部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。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。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Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部３００にインストールされたものであってもよい。
【００５９】
本実施の形態にかかる基板処理システム１は以上のように構成されている。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処理について説明する。図６は、かかるウェハ処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
【００６０】
先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。
【００６１】
次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて温度調節された後、反射防止膜形成装置３１に搬送され、図７に示すようにウェハＷ上に反射防止膜４００が形成される（図６の工程Ｓ１）。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節される。
【００６２】
次にウェハＷは、中性層形成装置３２に搬送され、図７に示すようにウェハＷの反射防止膜４００上に中性剤が塗布されて、中性層４０１が形成される（図６の工程Ｓ２）。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節される。
【００６３】
次にウェハＷは、アドヒージョン装置４２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、レジスト塗布装置３３に搬送され、ウェハＷの中性層４０１上にレジスト液が塗布されて、レジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、周辺露光装置４３に搬送され、周辺露光処理される。
【００６４】
その後ウェハ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１１０によって露光装置１２に搬送され、露光処理される。
【００６５】
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１１０によって露光装置１２に搬送され、露光処理される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、現像処理装置３０に搬送され、現像処理される。現像終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。こうして、図８に示すようにウェハＷの中性層４０１上にレジスト膜による所定のレジストパターン４０２が形成される（図６の工程Ｓ３）。本実施の形態におけるレジストパターン４０２は、平面視において直線状のライン部４０２ａと直線状のスペース部４０２ｂを有する、いわゆるラインアンドスペースのパターンである。なお、スペース部４０２ｂの幅は、後述するようにスペース部４０２ｂに第１のポリマーと第２のポリマーが交互に奇数層に配置されるように設定される。
【００６６】
レジストパターン４０２が形成されたウェハＷは、ブロック共重合体塗布装置３４に搬送され、図９に示すようにウェハＷ上にブロック共重合体４０３が塗布される（ブロック共重合体塗布工程。図６の工程Ｓ４）。
【００６７】
次にウェハＷは、ポリマー分離装置４１に搬送され、第１の温度で加熱処理が行われる。第１の温度としては、溶液状のブロック共重合体４０３を第１のポリマーと第２のポリマーに相分離し、且つブロック共重合体４０３中の溶媒を実質的に揮発させる程度の温度であり、概ね常温〜３００℃、より好ましくは２００〜３００℃である。なお、ブロック共重合体４０３中の溶媒を実質的に揮発させるとは、溶液状のブロック共重合体４０３を相分離させた後に溶媒を揮発させることで、ブロック共重合体４０３の流動性がほとんど無くなるようにすることを意味し、必ずしもブロック共重合体４０３中の溶媒を全て揮発させることまでを意味しない。これにより、図１０及び図１１に示すように、ウェハＷ上のブロック共重合体４０３が、第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５に相分離される（ポリマー分離工程。図６の工程Ｓ５）。本実施の形態では、上述のとおりブロック共重合体４０３において第１のポリマー４０４の分子量の比率は４０％〜６０％であり、第２のポリマー４０５の分子量の比率は６０％〜４０％である。また、レジストパターン４０２のスペース部４０２ｂの幅は、第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５が交互に奇数層に配置されるように設定されている。そうすると、第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５は、図１０及び図１１に示すように、交互に配列するラメラ構造に相分離される。
【００６８】
なお、ポリマー分離装置４１でブロック共重合体４０３の相分離を行う際、ウェハ周囲の雰囲気は任意に設定できる。例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気であったり、所定圧力の真空であったりしてもよく、大気雰囲気であったり、低酸素雰囲気であったり、或いはブロック共重合体４０３の溶剤の蒸気雰囲気であったりしてもよい。また、ブロック共重合体の相分離は常温でも起こり得るため、相分離の際に必ずしも加熱処理を行う必要はなく、例えばウェハＷを常温下で所定時間保持するようにしてもよい。
【００６９】
その後ウェハＷは、ポリマー除去装置４４に搬送される。ポリマー除去装置４４では、例えば図１２に示すように、温度調節板１５１にウェハＷを載置した状態で熱板１５２の上方向に移動させる。この際、蓋体１８０は、当該蓋体１８０の下方を熱板１５２が通過できるように、熱板１５２の上方で待機している。また、熱板１５２は予め所定の温度に設定されている。
【００７０】
その後、昇降ピン１５５を介してウェハＷが熱板１５２上に受け渡されると共に、図１３に示すように蓋体１８０が下降して空間Ａが形成される。その後、供給ノズル１９３から処理ガスとして例えば窒素ガスが供給され、空間Ａが窒素ガスで満たされる。これにより、空間Ａが低酸素雰囲気に維持される。
【００７１】
そして、ポリマー除去装置４４では、空間Ａを低酸素雰囲気に維持した状態で、ウェハＷを第２の温度で加熱処理して第１のポリマー４０４を選択的に除去する（ポリマー除去工程。図６の工程Ｓ６）。第２の温度は、第１の温度よりも高い温度であり、本実施の形態のように第１のポリマーとしてポリメタクリル酸メチルを、第２のポリマー４０５としてポリスチレンを用いる場合、第２の温度は、概ね４５０℃以下、好ましくは３５０℃〜４００℃の範囲で設定できる。この第２の温度は後述する試験の結果に基づくものである。また、この際の加熱時間は概ね１０分である。
【００７２】
ここで、ポリマー除去装置４４において相分離後のブロック共重合体４０３を第２の温度で加熱処理する理由、及びその作用について説明する。
【００７３】
ブロック共重合体４０３を構成するポリマーは、一般に耐熱温度（ポリマーの揮発温度）以上の温度で加熱すると熱エネルギーにより主鎖が切断され、その結果、当該ポリマーは熱分解する。したがって、例えば当該ポリマーを塗布して膜を形成した場合、加熱処理をするとその膜厚は減少することとなる。なお、工程Ｓ５におけるブロック共重合体４０３の相分離については、当然に耐熱温度よりも低い温度で行われる。
【００７４】
図１４は、例えば第１のポリマー４０４としてのポリメタクリル酸メチル及び第２のポリマー４０５としてのポリスチレンをそれぞれ２０ｎｍの膜厚でウェハＷに塗布した後に一旦加熱処理して硬化させ、その後、ウェハＷを例えば第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５の耐熱温度以上の約３５０℃で更に加熱処理した場合の、膜厚の変化を示すグラフである。図１４の縦軸は各ポリマーの膜厚であり、斜線で示す棒グラフは、硬化させた後であって３５０℃で加熱処理する前のポリメタクリル酸メチルとポリスチレンのそれぞれの膜厚であり、斜線の無い棒グラフは、３５０℃で加熱処理した後の膜厚である。なお、図１４に示す場合、３５０℃での加熱処理は大気雰囲気下で行っている。また、加熱時間は概ね１０分である。
【００７５】
図１４に示すように、耐熱温度以上の３５０℃で加熱処理することで、ポリメタクリル酸メチルとポリスチレンのいずれにおいても、膜厚が７０％〜８０％程度減少していることが確認できる。
【００７６】
その一方、本発明者らによれば、ポリメタクリル酸メチルとポリスチレンを低酸素雰囲気で加熱処理した場合、ポリメタクリル酸メチルは依然として膜厚が大幅に減少するものの、ポリスチレンについてはほとんど膜厚が変化しないことが確認されている。
【００７７】
図１５に、ポリメタクリル酸メチルとポリスチレンを低酸素雰囲気で加熱処理した場合の膜厚の変化を示す。加熱温度、膜厚及び加熱時間は、図１４の場合と同様にそれぞれ３５０℃、２０ｎｍ、１０分である。また、雰囲気中の酸素濃度は、概ね５０ｐｐｍである。図１５に示すように、低酸素雰囲気中で加熱処理した場合、耐熱温度以上の温度で加熱したにもかかわらず、ポリスチレンはほとんど膜厚が変化しない。その一方、ポリメタクリル酸メチルの膜厚は概ね５０％程度減少している。これは、低酸素雰囲気中での加熱処理によってブロック共重合体４０３に含まれる２つのポリマーのうちの一方のポリマー、本実施の形態ではポリメタクリル酸メチルを選択的に減少させられることを意味している。
【００７８】
そして本発明者らによれば、加熱時間を長くすることでポリメタクリル酸メチルの膜厚の減少量を増加させ、最終的に、膜厚を概ね０（ゼロ）にすることが可能であることが確認されている。また、ポリメタクリル酸メチルの膜厚の減少は、概ね２５０℃程度から始まり、高温になるほど膜厚の減少量は大きくなっていく。換言すれば、加熱時間を長くしたり、加熱温度を高くしたりすることで、高い選択比を確保することができる。本発明はこの知見に基づくものであり、これが、本実施の形態において相分離後のブロック共重合体４０３を第２の温度で加熱処理する理由である。なお、低酸素雰囲気中での加熱処理においてポリメタクリル酸メチルとポリスチレンの膜厚の減少量に差が生じるのは、以下の理由によるものと考えられる。即ち、その高分子の構造中に酸素原子を有するポリメタクリル酸メチルは、雰囲気中の酸素の有無によらず、加熱処理により自身の有する酸素が原因で酸化して膜厚が減少するが、高分子の構造中に酸素原子を有しないポリスチレンは、雰囲気を低酸素状態とすれば酸化しないため、膜厚の減少が避けられるものと考えられる。
【００７９】
ポリマー除去装置４４において相分離後のブロック共重合体４０３を第２の温度で加熱処理して、第１のポリマー４０４が選択的に除去されると、図１６に示すように、第２のポリマー４０５により所定のパターンが形成される。この際、第２のポリマー４０５の膜厚はほとんど減少していない。
【００８０】
その後、ウェハＷは、基板処理システム１の外部に設けられたエッチング処理装置（図示せず）に搬送され、第２のポリマー４０５をマスクとしてエッチング処理される。これにより、ウェハＷに第２のポリマー４０５のパターンが転写される。なお、エッチング処理装置としては、例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｃｈｉｎｇ）装置が用いられる。すなわち、エッチング処理装置では、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、第１のポリマー４０４や反射防止膜４００、中性層４０１といった膜をエッチングするドライエッチングが行われる。
【００８１】
その後、ウェハＷが再度エッチング処理され、ウェハＷ上の第２のポリマー４０５や中性層４０１及び反射防止膜４００が除去される。その後、ウェハＷがエッチング処理装置から搬出されて一連のウェハ処理が終了する。
【００８２】
以上の実施の形態によれば、工程Ｓ５において第１の温度でウェハＷを加熱処理してブロック共重合体４０３を第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５に相分離させた後、工程Ｓ６において、第１の温度よりも高い第２の温度でウェハＷを更に加熱処理する。この加熱処理は低酸素雰囲気中で行われる。その結果、高い選択比で第１のポリマー４０４を選択的に除去することができる。したがって、第２のポリマー４０５の膜厚をほとんど減少させることなく、当該第２のポリマー４０５によってウェハＷ上に所定のパターンを形成することができる。これにより、例えば後工程において第２のポリマー４０５のパターンをエッチング処理のマスクとして用いる場合に、マスクとしての十分な膜厚みを確保することができる。
【００８３】
また、従来のようにドライエッチングを用いて第１のポリマー４０４を選択的に除去する場合、ウェハＷを基板処理システム１からエッチング処理装置（図示せず）に搬送する必要があるが、本実施の形態のように、基板処理システム１内での加熱処理により第１のポリマー４０４を除去することで、基板処理システム１とエッチング処理装置との間でのウェハＷの搬送を省略することができる。したがって、基板処理システム１におけるウェハ処理のスループットを向上させることができる。
【００８４】
なお、以上の実施の形態では、第２の温度を第１の温度よりも高い温度としていたが、本発明者らによれば、ブロック共重合体４０３を第１の温度で加熱処理して相分離させた後に、相分離後のブロック共重合体４０３、即ち第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５に対して紫外線を照射することで、第２の温度を低下させられることが確認されている。この点について具体的に説明する。
【００８５】
加熱処理により第１のポリマー４０４を選択的に除去するにあたり、加熱時間を短縮できればウェハ処理のスループットが向上し、加熱温度を低減できればウェハＷへの熱負荷が減少する。そこで本発明者らは、より低温での第１のポリマー４０４を選択的に除去する方法について鋭意検討し、第２の温度で加熱処理を行う前に、第１のポリマー４０４にエネルギーを与えてポリマーの主鎖を切断することで、当該第１のポリマー４０４がより分解しやすくなる可能性があると想到した。
【００８６】
そこで本発明者らは、紫外線の照射の有無により、その後の加熱処理による第１のポリマー４０４及び第２のポリマーの膜厚の減少量がどのように変化するかを、加熱処理の温度を２００℃〜４５０℃の範囲で、５０℃刻みで変化させて確認した。照射する紫外線の波長は、例えば１７２ｎｍや２２２ｎｍのものが用いられ、紫外線のエネルギーは１８０ｍＪである。その結果を図１７、図１８に示す。図１７は、第１のポリマー４０４としてのポリメタクリル酸メチルの膜厚を１００ｎｍで、第２のポリマー４０５としてのポリスチレンを２０ｎｍの膜厚で、それぞれウェハＷに塗布した後に一旦加熱処理して硬化させ、その後、紫外線を照射することなくウェハＷを所定の温度で加熱した場合の膜厚の変化を示すグラフである。図１８は、硬化処理後であって所定温度で加熱処理する前に紫外線を照射した場合の膜厚の変化を示すグラフである。図１７、図１８の縦軸は各ポリマーの膜厚の変化量であり、横軸は加熱温度である。また、加熱処理は、いずれの場合も酸素濃度５０ｐｐｍの低酸素雰囲気で行っている。
【００８７】
図１７に示すように、紫外線照射を行わない場合、ポリメタクリル酸メチルは概ね３００℃程度から膜厚の減少が始まり、４００℃で急激に膜厚の減少がみられる。また、ポリスチレンについては、４００℃程度まではほとんど膜厚の減少がみられず、４５０℃程度で膜厚が減少し始める。したがってこの結果から、紫外線照射を行わない場合、第２の温度は概ね４５０℃以下とすることが好ましく、より好ましい温度としては３５０℃〜４００℃であることが分かる。
【００８８】
次に、紫外線照射を行った場合、図１８に示すように、ポリメタクリル酸メチルは概ね２００℃程度から膜厚の減少が始まり、概ね３５０℃以降では膜厚の減少量が飽和してほとんど変化しないという結果が得られた。また、ポリスチレンについては、概ね４００℃程度から膜厚の減少が始まり、４５０℃程度では２０ｎｍの膜厚のほとんどがなくなってしまっていることが確認できる。したがってこの結果から、紫外線を照射することで、特にポリメタクリル酸メチルの単位時間あたりの膜厚の減少量が増加すると共に、より低温でポリメタクリル酸メチルの膜厚の減少が始まることが確認できる。かかる場合、紫外線を照射した後に第１のポリマー４０４を選択的に除去する場合の加熱温度（第２の温度）は、第２のポリマー４０５であるポリスチレンの膜厚が減少する温度未満で、且つポリメタクリル酸メチルの膜の減少量がほとんど変化しなくなる温度である、概ね３５０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、概ね２００℃〜３５０℃である。そうすることで、ポリメタクリル酸メチルとポリスチレンの選択比を適切な値とすることができる。
【００８９】
したがって、上述した工程Ｓ５の後であって工程Ｓ６の前にウェハＷに対して紫外線を照射することで、ポリマー除去装置４４における加熱処理の温度を低下させる、あるいは加熱時間を短縮するようにしてもよい。かかる場合、図１９に示すように、例えば第２のブロックＧ２に、ウェハＷに対して紫外線を照射する紫外線照射装置４５０を備えた基板処理システム５００が用いられる。
【００９０】
基板処理システム５００を用いた場合のウェハ処理について説明する。図２０は、基板処理システム５００によるウェハ処理の主な工程の例を示すフローチャートである。なお、図２０に示す通り、工程Ｓ１〜Ｓ５については基板処理システム１を用いた場合と同様であるので説明を省略する。
【００９１】
基板処理システム５００において、工程Ｓ５でブロック共重合体４０３の相分離が行われると、次にウェハＷは紫外線照射装置４５０に搬送されて、ウェハＷ上に紫外線が照射される（紫外線照射工程。図２０の工程Ｔ１）。
【００９２】
次いでウェハＷは、ポリマー除去装置４４に搬送される。ポリマー除去装置４４では、空間Ａを低酸素雰囲気に維持した状態で、ウェハＷを例えば第１の温度と同程度の例えば３００℃程度で加熱処理して第１のポリマー４０４を選択的に除去する（ポリマー除去工程。図２０の工程Ｓ６）。その後、ウェハＷを、基板処理システム５００の外部に設けられたエッチング処理装置（図示せず）に搬送し、所定のエッチング処理を行うことで、ウェハＷ上に第２のポリマー４０５のパターンが転写される。
【００９３】
以上の実施の形態によれば、工程Ｓ５と工程Ｓ６の間の工程Ｔ１において、ウェハＷに対して紫外線を照射するので、その後の工程Ｓ６において、紫外線を照射しない場合と比較して、より低い加熱処理を採用できる。したがって、ウェハＷ上に耐熱温度があまり高くない膜などが形成されている場合などにおいても、加熱処理により第１のポリマー４０４を選択的に除去するという手法が採用可能となる。また、工程Ｓ６における加熱温度を低減することで、ウェハＷへの熱負荷も低減できる。
【００９４】
また、工程Ｔ１において紫外線を照射することで、単位時間あたりの第１のポリマー４０４の膜厚の減少量が増加するので、工程Ｓ６に要する時間を短縮できる。その結果、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
【００９５】
なお、以上の実施の形態では、ウェハＷの加熱処理としてポリマー分離装置４１とポリマー除去装置４４を設けていたが、工程Ｓ５と工程Ｓ６は必ずしも別々の装置で行う必要はなく、例えばポリマー分離装置４１とポリマー除去装置４４のいずれかの装置で工程Ｓ５及び工程Ｓ６を実行するようにしてもよい。
【００９６】
なお、以上の実施の形態では、第１のポリマー４０４としてポリメタクリル酸メチルを用いたが、第１のポリマー４０４はポリメタクリル酸メチルに限定されるものではなく、分子中に酸素を含む、例えばジメチルポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、ポリメチルシロキサン又はポリビニルピロリトンなどをポリメタクリル酸メチルに代えて用いることができる。また、これら第１のポリマーは、ポリスチレンとは異なる、酸素原子を有しない他の第２のポリマーとも組み合わせて用いることができる。
【００９７】
また、以上の実施の形態では、ポリマー除去装置４４でウェハＷを加熱処理する際の第２の温度が、紫外線照射を行わない場合は４５０℃以下で概ね３５０℃〜４００℃の範囲、紫外線照射を行う場合は３５０℃以下で概ね２００℃〜３５０℃の範囲であったが、当該第２の温度は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、酸素原子を有する第１のポリマー４０４と酸素原子を有しない第２のポリマー４０５との組み合わせにより適宜定まるものである。即ち、低酸素雰囲気下の加熱において、第１のポリマー４０４の膜厚が減少し始める温度や、第２のポリマーの減少し始める温度は、各ポリマー固有のものであるため、ポリマーの組み合わせに応じて、適宜選択比が確保できる温度範囲を設定することが好ましい。
【００９８】
また、本実施の形態で第１のポリマー４０４として用いたポリメタクリル酸メチルは極性を有する（親水性）ポリマーであり、第２のポリマー４０５として用いたポリスチレンは極性を有さない（疎水性）ポリマーである。かかる場合、例えば工程Ｔ１において紫外線を照射し、工程Ｓ６で加熱処理により第１のポリマー４０４を選択的に除去した後に、ウェハＷに対して極性を有する有機溶剤（極性有機溶剤）を供給してもよい（溶剤供給工程）。紫外線の照射により第１のポリマー４０４の主鎖が切断されると共に、第２のポリマー４０５は架橋反応により硬化するので、極性有機溶剤により第１のポリマー４０４のみが選択的に除去される。これによって、より確実に第１のポリマー４０４をウェハＷ上から除去することができる。かかる場合、例えば図２１に示すように、基板処理システム５００の第１のブロックＧ１に、ウェハＷに対して極性有機溶剤を供給する溶剤供給装置５０１が設けられる。なお、溶剤供給装置５０１としては、例えばレジスト塗布装置３３といった他の液処理装置と同様に、スピンコーティングによる液の供給が行われる。
【００９９】
以上の実施の形態では、ポリマー除去装置４４で加熱処理する際の雰囲気の酸素濃度は５０ｐｐｍであったが、本発明者らによれば、酸素濃度は概ね５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの範囲であれば、第１のポリマー４０４と第２のポリマー４０５の選択比を所望のものとできることが確認されている。したがって、本実施の形態における低酸素雰囲気とは、酸素濃度が概ね５０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの範囲であることを意味している。
【０１００】
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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、例えば高分子の構造中に酸素原子を有するポリマーと酸素原子を有さないポリマーとを含むブロック共重合体を用いて、基板を処理する際に有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    基板処理システム
３０  現像処理装置
３２  中性層形成装置
３３  レジスト塗布装置
３４  ブロック共重合体塗布装置
４０  熱処理装置
４１  ポリマー分離装置
４２  アドヒージョン装置
４３  周辺露光装置
４４  ポリマー除去装置
３００  制御部
４００  反射防止膜
４０１  中性層
４０２  レジストパターン
４０３  ブロック共重合体
４０４  第１のポリマー
４０５  第２のポリマー
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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【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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