(57)【要約】  本開示は、ＬＷＲの更なる改善と生産性の向上とを共に達成することが可能な基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。  基板処理方法は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成することと、半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、半固化膜を露光することと、半固化膜の露光後に、基板に対して現像液を供給することとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、
前記塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成することと、
前記半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、前記半固化膜を露光することと、
前記半固化膜の露光後に、前記基板に対して現像液を供給することとを含む、基板処理方法。
【請求項２】
ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、
前記塗布膜のうちの外表面の部分から溶剤を揮発させて、前記塗布膜の内部よりも乾燥した皮膜が外表面に設けられた半固化膜を形成することと、
前記半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、前記半固化膜を露光することと、
前記半固化膜の露光後に、前記基板に対して現像液を供給することとを含む、基板処理方法。
【請求項３】
前記半固化膜を形成することは、前記塗布膜が形成されている前記基板を、減圧されたチャンバ内に収容することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記半固化膜を形成することは、前記塗布膜が形成されている前記基板を、２００ｍＴｏｒｒ以下に減圧されたチャンバ内に９０秒以上収容することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記半固化膜を形成することは、前記塗布膜の外表面にガスを流動させることを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成するように構成されたレジスト液供給部と、
前記塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成するように構成された揮発部と、
前記基板に対して現像液を供給するように構成された現像部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板の表面に前記塗布膜を形成するように前記レジスト液供給部を制御する処理と、
前記塗布膜を前記半固化膜とするように前記揮発部を制御する処理と、
前記半固化膜に対するＥＵＶ光の照射後に、前記基板に対して現像液を供給するように前記現像部を制御する処理とを実行する、基板処理装置。
【請求項７】
ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成するように構成されたレジスト液供給部と、
前記塗布膜のうちの外表面の部分から溶剤を揮発させて、前記塗布膜の内部よりも乾燥した皮膜が外表面に設けられた半固化膜を形成するように構成された揮発部と、
前記基板に対して現像液を供給するように構成された現像部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板の表面に前記塗布膜を形成するように前記レジスト液供給部を制御する処理と、
前記塗布膜を前記半固化膜とするように前記揮発部を制御する処理と、
前記半固化膜に対するＥＵＶ光の照射後に、前記基板に対して現像液を供給するように前記現像部を制御する処理とを実行する、基板処理装置。
【請求項８】
前記揮発部は内部を減圧可能に構成されたチャンバであり、
前記揮発部を制御する処理は、前記塗布膜が形成されている前記基板を、減圧された前記揮発部内に収容することを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記揮発部を制御する処理は、前記塗布膜が形成されている前記基板を、２００ｍＴｏｒｒ以下に減圧された前記揮発部内に９０秒以上収容することを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記揮発部を制御する処理は、前記塗布膜の外表面にガスを流動させることを含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記揮発部を制御する処理は、４リットル／ｍｉｎ以上の流速で前記塗布膜の外表面にガスを流動させることを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記揮発部を制御する処理は、前記塗布膜の外表面側の雰囲気温度が、前記塗布膜が形成されている前記基板の温度よりも高くなるように、前記雰囲気温度又は前記基板の温度の少なくとも一方を調節することを含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記揮発部を制御する処理は、前記基板の温度が２３℃以下となるように前記基板を冷却することを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記揮発部を制御する処理は、６０℃〜１１０℃に加熱されたガスを前記塗布膜に供給することを含む、請求項７〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記半固化膜を加熱するように構成された加熱部をさらに備え、
前記制御部は、露光後で且つ現像前の前記半固化膜を加熱して前記半固化膜を固化するように前記加熱部を制御する処理をさらに実行する、請求項６〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記塗布膜又は前記半固化膜に極性溶媒を供給するように構成された極性溶媒供給部をさらに備える、請求項６〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記極性溶媒と前記レジスト液とが混合された混合液を前記基板の表面に供給するか、又は前記極性溶媒と前記レジスト液とをそれぞれ前記基板の表面に供給するように前記レジスト液供給部及び極性溶媒供給部を制御する処理をさらに実行する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記極性溶媒供給部は、液状、霧状又は蒸気状の前記極性溶媒を前記塗布膜又は前記半固化膜に供給するように構成されている、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記極性溶媒の双極子モーメントは１．５デバイ〜３．５デバイである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法を基板処理装置に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの露光工程において、回路の高集積化と高速度化に伴い、レジストパターンをより微細に形成するための手法が求められている。その手法の一つとして、短波長のエネルギー線を照射可能な照射源を用いることが提案されている。短波長のエネルギー線としては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、Ｆ２エキシマレーザー光、イオンビーム、電子線、Ｘ線、極紫外線（ＥＵＶ：extreme ultraviolet）などが挙げられる。【０００３】
特許文献１は、ＥＵＶ光をレジスト膜に照射することと、露光後のレジスト膜を現像して極微細なレジストパターン（例えば２０ｎｍ以下）を形成することと、得られたレジストパターンをスリミングすることとを含む基板処理方法を開示している。このように、パターニング後にスリミング処理が行われることにより、レジストパターンの線幅のラフネス（ＬＷＲ：Line Width Roughness）が改善する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５３９３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、ＬＷＲの更なる改善と生産性の向上とを共に達成することが可能な基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一つの観点に係る基板処理方法は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成することと、半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、半固化膜を露光することと、半固化膜の露光後に、基板に対して現像液を供給することとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、ＬＷＲの更なる改善と生産性の向上とを共に達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、基板処理システムの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、処理モジュール（ＢＣＴモジュール、ＨＭＣＴモジュール及びＤＥＶモジュール）を示す上面図である。
【図４】図４は、処理モジュール（ＣＯＴモジュール）を示す上面図である。
【図５】図５は、液処理用のユニットを示す模式図である。
【図６】図６は、基板処理システムの主要部を示すブロック図である。
【図７】図７は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。
【図８】図８は、レジストパターンの形成工程を説明するための概略図である。
【図９】図９は、レジストパターンの形成工程を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）は、ＰＡＢを経て形成されるレジストパターンの概略斜視図であり、図１０（ｂ）は、本実施形態に係るレジストパターンの形成工程を経て形成されるレジストパターンの概略斜視図である。
【図１１】図１１は、液処理用のユニットの他の例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、液処理用のユニットの他の例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、レジストパターンの形成工程の他の例を説明するための概略図である。
【図１４】図１４は、レジストパターンの形成工程の他の例を説明するための概略図である。
【図１５】図１５は、レジストパターンの形成工程の他の例を説明するための概略図である。
【図１６】図１６は、レジストパターンの形成工程の他の例を説明するための概略図である。
【図１７】図１７（ａ）は実施例１−１、実施例１−２及び比較例１の相対ＬＷＲを示すグラフであり、図１７（ｂ）は実施例１−１、実施例１−２及び比較例１の相対ドーズ量を示すグラフである。
【図１８】図１８（ａ）は実施例１−１のレジストパターンの電子顕微鏡写真であり、図１８（ｂ）は実施例１−２のレジストパターンの電子顕微鏡写真であり、図１８（ｃ）は比較例１のレジストパターンの電子顕微鏡写真である。
【図１９】図１９は、実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれのレジストパターンの膜厚を示すグラフである。
【図２０】図２０は、実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量を示すグラフである。
【図２１】図２１は、実施例１−２、実施例２−１、比較例１、比較例２−１及び比較例２−２の相対ＬＷＲを示すグラフである。
【図２２】図２２は、実施例１−１、実施例１−２、実施例３及び比較例１の相対ＬＷＲを示すグラフである。
【図２３】図２３は、実施例１−１、実施例１−２、実施例３のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）は実施例１−２、実施例４−１〜４−３及び比較例１の相対ＬＷＲを示すグラフであり、図２４（ｂ）は実施例１−２、実施例４−１〜実施例４−３及び比較例１の相対ドーズ量を示すグラフである。
【図２５】図２５（ａ）は実施例５−１〜５−３及び比較例１の相対ＬＷＲを示すグラフであり、図２５（ｂ）は実施例５−１〜５−３及び比較例１の相対ドーズ量を示すグラフである。
【図２６】図２６（ａ）は実施例６及び比較例１の相対ＬＷＲを示すグラフであり、図２６（ｂ）は実施例６及び比較例１の相対ドーズ量を示すグラフである。
【図２７】図２７は、実施例１−１、実施例６−１及び比較例１のそれぞれのレジストパターンの膜厚を示すグラフである。
【図２８】図２８は、実施例１−１、実施例６−１及び比較例１のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１０】
［基板処理システム］
図１に示されるように、基板処理システム１（基板処理装置）は、塗布現像装置２（基板処理装置）と、露光装置３と、コントローラ１０（制御部）とを備える。
【００１１】
露光装置３は、ウエハＷ（基板）の表面Ｗａ（図５参照委）に形成されたレジスト膜の露光処理（パターン露光）を行うように構成されている。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分に選択的に放射線Ｉ（図８（ｃ）参照）を照射する。
【００１２】
露光装置３において照射される放射線Ｉとしては、例えば、電離放射線又は非電離放射線が挙げられる。電離放射線は、原子又は分子を電離させるのに十分なエネルギーを有する放射線である。電離放射線としては、例えば、ＥＵＶ（波長：１３．５ｎｍ）、電子線、イオンビーム、Ｘ線、α線、β線、γ線、重粒子線、陽子線等が挙げられる。非電離放射線は、原子又は分子を電離させるのに十分なエネルギーを有しない放射線である。非電離放射線としては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長：２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長：１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザー光（波長：１５７ｎｍ）、遠紫外線（波長：１９０ｎｍ〜３００ｎｍ）等が挙げられる。
【００１３】
塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷの表面Ｗａにレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。
【００１４】
図１〜図４に示されるように、塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。
【００１５】
キャリアブロック４は、図１、図３及び図４に示されるように、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、少なくとも一つのウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１の側面１１ａには、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（図示せず）が設けられている。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。
【００１６】
搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２及び処理ブロック５の間に位置している。搬入搬出部１３は、複数の開閉扉１３ａを有する。キャリアステーション１２上にキャリア１１が載置される際には、キャリア１１の開閉扉が開閉扉１３ａに面した状態とされる。開閉扉１３ａ及び側面１１ａの開閉扉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、搬送アームＡ１を内蔵している。搬送アームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻すように構成されている。
【００１７】
処理ブロック５は、図１〜図４に示されるように、処理モジュール１４〜１７を有する。これらの処理モジュールは、床面側から処理モジュール１７、処理モジュール１４、処理モジュール１５、処理モジュール１６の順に並んでいる。
【００１８】
処理モジュール１４は、ウエハＷの表面Ｗａ上に下層膜を形成するように構成されており、ＢＣＴモジュールとも呼ばれる。処理モジュール１４は、図２及び図３に示されるように、複数の塗布用のユニットＵ１と、複数の熱処理用のユニットＵ２と、これらのユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵している。処理モジュール１４のユニットＵ１は、下層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面Ｗａに塗布して塗布膜を形成するように構成されている。処理モジュール１４のユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。処理モジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止（ＳｉＡＲＣ）膜が挙げられる。
【００１９】
処理モジュール１５は、下層膜上に中間膜（ハードマスク）を形成するように構成されており、ＨＭＣＴモジュールとも呼ばれる。処理モジュール１５は、図２及び図３に示されるように、複数の塗布用のユニットＵ１と、複数の熱処理用のユニットＵ２と、これらのユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。処理モジュール１５のユニットＵ１は、中間膜形成用の塗布液をウエハＷの下層膜上に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。処理モジュール１５のユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。処理モジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。
【００２０】
処理モジュール１６は、中間膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されており、ＣＯＴモジュールとも呼ばれる。処理モジュール１６は、図２及び図４に示されるように、複数の塗布用のユニットＵ１と、ユニットＵ１にウエハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。処理モジュール１６のユニットＵ１は、レジスト膜形成用の塗布液（レジスト液）を中間膜の上に塗布して塗布膜Ｒ１（図８（ａ）参照）を形成するように構成されている。すなわち、塗布膜Ｒ１はウエハＷの表面Ｗａに設けられている。
【００２１】
処理モジュール１７（現像部）は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されており、ＤＥＶモジュールとも呼ばれる。処理モジュール１７は、図２及び図３に示されるように、複数の現像用のユニットＵ１と、複数の熱処理用のユニットＵ２（加熱部）と、これらのユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットＵ１，Ｕ２を経ずにウエハＷを棚ユニットＵ１１，Ｕ１０（後述する）間において直接搬送する搬送アームＡ６とを内蔵している。処理モジュール１７のユニットＵ１は、レジスト膜を部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。処理モジュール１７のユニットＵ２は、例えば熱板Ｕ２ａ（図８（ｄ）参照）によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。処理モジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：post exposure bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：post bake）等が挙げられる。
【００２２】
処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には、図２〜図４に示されるように、棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面から処理モジュール１５にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には搬送アームＡ７が設けられている。搬送アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。
【００２３】
処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には、棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面から処理モジュール１７の上部にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
【００２４】
インターフェースブロック６は、搬送アームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。搬送アームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。
【００２５】
コントローラ１０は、基板処理システム１を部分的又は全体的に制御する。コントローラ１０の詳細については後述する。
【００２６】
［液処理用のユニットの構成］
続いて、図５を参照して、液処理用のユニットＵ１についてさらに詳しく説明する。ユニットＵ１は、図５に示されるように、回転保持部２０（揮発部）と、液供給部３０と、液供給部４０（極性溶媒供給部）とを備える。
【００２７】
回転保持部２０は、回転部２１と、シャフト２２と、保持部２３とを有する。回転部２１は、コントローラ１０からの動作信号に基づいて動作し、シャフト２２を回転させる。回転部２１は、例えば電動モータ等の動力源である。保持部２３は、シャフト２２の先端部に設けられている。保持部２３上にはウエハＷが配置される。保持部２３は、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面Ｗａに対して垂直な中心軸Ａｘ（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。図５の例では、回転保持部２０は、上方から見て時計回りにウエハＷを所定の回転数で回転させる。
【００２８】
液供給部３０は、ウエハＷの表面Ｗａに処理液Ｌ１を供給するように構成されている。処理モジュール１４，１５において、処理液Ｌ１は、下層膜又は中間膜を形成するための各種塗布液である。処理モジュール１６において、処理液Ｌ１は、塗布膜Ｒ１を形成するためのレジスト液である。この場合、液供給部３０は、レジスト液供給部として機能する。処理モジュール１７において、処理液Ｌ１は現像液である。この場合、液供給部３０は、現像液供給部として機能する。
【００２９】
レジスト液Ｌは、感光性レジスト材料（例えば、化学増幅型レジスト材料等）を含有していてもよい。化学増幅型レジスト材料は、主として、ベース成分と、光酸発生剤（ＰＡＧ：Photo Acid Generator）とを含む。レジスト液Ｌが含有するレジスト材料は、ポジ型レジスト材料であってもよいし、ネガ型レジスト材料であってもよい。ポジ型レジスト材料は、パターン露光部が溶け出しパターン未露光部（遮光部）が残るレジスト材料である。ネガ型レジスト材料は、未露光部が溶け出し、露光部（遮光部）が残るレジスト材料である。
【００３０】
液供給部３０は、液源３１と、ポンプ３２と、バルブ３３と、ノズル３４と、配管３５と、駆動機構３６とを有する。液源３１は、処理液Ｌ１の供給源として機能する。ポンプ３２は、コントローラ１０からの動作信号に基づいて動作し、液源３１から処理液Ｌ１を吸引し、配管３５及びバルブ３３を介してノズル３４に送り出す。
【００３１】
ノズル３４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル３４は、ポンプ３２から送り出された処理液Ｌ１を、ウエハＷの表面Ｗａに吐出可能である。配管３５は、上流側から順に、液源３１、ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４を接続している。駆動機構３６は、コントローラ１０からの動作信号に基づいて動作し、ノズル３４を水平方向及び上下方向に移動させるように構成されている。
【００３２】
液供給部４０は、ウエハＷの表面Ｗａに処理液Ｌ２を供給するように構成されている。処理モジュール１４，１５において、処理液Ｌ２は、下層膜又は中間膜をウエハＷから部分的に除去するための各種有機溶剤である。この場合、液供給部４０は、溶剤供給部として機能する。処理モジュール１６において、処理液Ｌ２は極性溶媒である。この場合、液供給部４０は、極性溶媒供給部として機能する。処理モジュール１７において、処理液Ｌ２はリンス液である。この場合、液供給部４０は、リンス液供給部として機能する。
【００３３】
極性溶媒は、双極子モーメントを有する液体であればよい。極性溶媒の双極子モーメントは、０デバイより大きくてもよいし、１．５デバイ〜３．５デバイであってもよいし、１．５デバイ〜２．７５デバイであってもよいし、１．７５デバイ〜２．７５デバイであってもよい。極性溶媒としては、現像液又はリンス液に溶媒として含まれている液体であってもよく、例えば、純水（ＤＩＷ：deionized water）、イソプロピルアルコール、２−ヘプタノン、ｎ−ブチルアルコールであってもよい。純水の双極子モーメントは１．９４デバイ程度である。イソプロピルアルコールの双極子モーメントは１．６８デバイ程度である。２−ヘプタノンの双極子モーメントは２．５９デバイ程度である。ｎ−ブチルアルコールの双極子モーメントは１．８４デバイ程度である。
【００３４】
液供給部４０は、液源４１と、ポンプ４２と、バルブ４３と、ノズル４４と、配管４５と、駆動機構４６とを有する。液源４１は、処理液Ｌ２の供給源として機能する。ポンプ４２は、液源４１から処理液Ｌ２を吸引し、配管４５及びバルブ４３を介してノズル４４に送り出す。
【００３５】
ノズル４４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル４４は、ポンプ４２から送り出された処理液Ｌ２を、ウエハＷの表面Ｗａに吐出可能である。配管４５は、上流側から順に、液源４１、ポンプ４２、バルブ４３及びノズル４４を接続している。駆動機構４６は、コントローラ１０からの動作信号に基づいて動作し、ノズル４４を水平方向及び上下方向に移動させるように構成されている。
【００３６】
［コントローラの構成］
コントローラ１０は、図６に示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、塗布膜形成制御部Ｍ３と、半固化膜形成制御部Ｍ４と、加熱制御部Ｍ５と、現像制御部Ｍ６とを含む。これらの機能モジュールは、コントローラ１０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ１０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）により実現されるものであってもよい。
【００３７】
読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る機能を有する。記録媒体ＲＭは、基板処理システム１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
【００３８】
記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶する機能を有する。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み出したプログラム、ウエハＷを処理する際の各種データ（いわゆる処理レシピ）、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。
【００３９】
塗布膜形成制御部Ｍ３は、保持部２３に載置された状態のウエハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する機能を有する。塗布膜形成制御部Ｍ３は、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜Ｒ１を形成するために、回転中のウエハＷの表面Ｗａに対してレジスト液及び極性溶媒を供給させるようにポンプ３２，４２、バルブ３３，４３及び駆動機構３６，４６を制御する機能を有する。
【００４０】
半固化膜形成制御部Ｍ４は、表面Ｗａに形成された塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤の一部又は全部を揮発させて塗布膜を半固化膜Ｒ２（図８（ｂ）参照）とするために、保持部２３に載置されたウエハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する機能を有する。
【００４１】
加熱制御部Ｍ５は、露光後の半固化膜Ｒ２を加熱するように処理モジュール１７のユニットＵ２を制御する機能を有する。
【００４２】
現像制御部Ｍ６は、半固化膜Ｒ２の加熱後に、回転中のウエハＷの表面Ｗａに向けて現像液及びリンス液を供給させるようにポンプ３２，４２、バルブ３３，４３及び駆動機構３６，４６を制御する機能を有する。
【００４３】
コントローラ１０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ１０は、ハードウェア上の構成として、例えば図７に示される回路１０Ａを有する。回路１０Ａは、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路１０Ａは、具体的には、プロセッサ１０Ｂと、メモリ１０Ｃ（記憶部）と、ストレージ１０Ｄ（記憶部）と、入出力ポート１０Ｅとを有する。プロセッサ１０Ｂは、メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１０Ｅを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１０Ｅは、プロセッサ１０Ｂ、メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄと、基板処理システム１の各種装置との間で、信号の入出力を行う。
【００４４】
本実施形態では、基板処理システム１は、一つのコントローラ１０を備えているが、複数のコントローラ１０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理システム１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ１０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ１０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０が複数のコンピュータ（回路１０Ａ）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路１０Ａ）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路１０Ａ）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０は、複数のプロセッサ１０Ｂを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のプロセッサ１０Ｂによって実現されていてもよい。
【００４５】
［基板処理方法］
続いて、図８及び図９を参照して、ウエハＷの表面Ｗａにレジストパターンを形成する方法（基板処理方法）について説明する。なお、以下の各工程は、２０℃〜３０℃程度（室温）で実行されてもよいし、２３℃程度で実行されてもよい。
【００４６】
まず、コントローラ１０は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷをキャリア１１から処理モジュール１６のユニットＵ１に搬送する。なお、この前に、コントローラ１０は、基板処理システム１の各部を制御してウエハＷを処理モジュール１４，１５に搬送し、ウエハＷの表面Ｗａに下層膜及び中間膜をそれぞれ形成させてもよい。
【００４７】
次に、コントローラ１０（塗布膜形成制御部Ｍ３）は、回転保持部２０を制御して、ウエハＷを保持部２３に保持させると共に、所定の回転数でウエハＷを回転させる。このときの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ程度であってもよい。ウエハＷの回転時間は、例えば、５秒〜１８０秒程度であってもよい。
【００４８】
この状態で、コントローラ１０（塗布膜形成制御部Ｍ３）は、ポンプ３２，４２、バルブ３３，４３及び駆動機構３６，４６を制御して、ノズル３４，４４をウエハＷの表面Ｗａ上において移動させつつ、ウエハＷの表面Ｗａに対してレジスト液及び極性溶媒をノズル３４，４４からそれぞれ吐出させる。これにより、極性溶媒とレジスト液との混合液がウエハＷの表面Ｗａ全体に行き渡り、極性溶媒を含有する塗布膜Ｒ１が表面Ｗａに形成される（図８（ａ）及び図９のステップＳ１１参照）。このときの塗布膜Ｒ１の膜厚は、ＥＵＶ光に対する感光性を有するレジスト液を用いた場合には、５０ｎｍ以下であってもよいし、３５ｎｍ以下であってもよい。極性溶媒とレジスト液との混合割合は、レジスト液１００重量部に対して、極性溶媒が５重量部〜２５重量部であってもよいし、１０重量部〜２０重量部であってもよい。
【００４９】
次に、コントローラ１０（半固化膜形成制御部Ｍ４）は、回転保持部２０を制御して、保持部２３に保持されているウエハＷを所定の回転数で回転させる。このときの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ程度であってもよい。ウエハＷの回転時間は、例えば、５秒〜１８０秒程度であってもよい。これにより、ウエハＷの表面Ｗａに形成されている塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤の一部又は全部が揮発して、塗布膜Ｒ１の流動性が大幅に低下する。すなわち、塗布膜Ｒ１が、加熱によらずに半固化して、半固化膜Ｒ２となる（図８（ｂ）及び図９のステップＳ１２参照）。なお、塗布膜Ｒ１を半固化膜Ｒ２とするためのウエハＷの回転は、ウエハＷへの極性溶媒及びレジスト液の供給に引き続いて連続して行われてもよい。
【００５０】
次に、コントローラ１０は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを処理モジュール１６から露光装置３に搬送する。次に、コントローラ１０とは異なるコントローラが露光装置３を制御して、ウエハＷの表面Ｗａに形成されている半固化膜Ｒ２に対して放射線Ｉを照射する。これにより、半固化膜Ｒ２が所定のパターンで露光される（図８（ｃ）及び図９のステップＳ１３参照）。このとき、ウエハＷに供給されたレジスト液が化学増幅型レジスト材料を含んでいる場合には、露光によって半固化膜Ｒ２内に酸が生ずる。
【００５１】
次に、コントローラ１０は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを露光装置３から処理モジュール１７のユニットＵ２に搬送する。次に、コントローラ１０（加熱制御部Ｍ５）は、ユニットＵ２の熱板Ｕ２ａを制御して、熱板Ｕ２ａ上に載置されているウエハＷを加熱する（ＰＥＢ）。このときの加熱温度及び加熱時間は、半固化膜Ｒ２内に存在する酸が拡散する程度に設定されていてもよい。具体的には、このときの加熱温度は、常温以上であってもよいし、４０℃〜１１０℃程度であってもよいし、６０℃〜９０℃程度であってもよい。このときの加熱時間は、６０秒以上であってもよく、９０秒〜１２０秒程度であってもよい。これにより、半固化膜Ｒ２が固化して固化膜Ｒ３（レジスト膜）となる（図８（ｄ）及び図９のステップＳ１４参照）。
【００５２】
次に、コントローラ１０は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを処理モジュール１７のユニットＵ２から処理モジュール１７のユニットＵ１に搬送する。次に、コントローラ１０（現像制御部Ｍ６）は、回転保持部２０を制御して、ウエハＷを保持部２３に保持させると共に、所定の回転数でウエハＷを回転させる。このときの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ程度であってもよい。ウエハＷの回転時間は、例えば、５秒〜１８０秒程度であってもよい。
【００５３】
この状態で、コントローラ１０（現像制御部Ｍ６）は、ポンプ３２、バルブ３３及び駆動機構３６を制御して、ノズル３４をウエハＷの表面Ｗａ上において移動させつつ、ウエハＷの表面Ｗａに対して現像液をノズル３４から吐出させる。これにより、現像液が固化膜Ｒ３全体に行き渡り、固化膜Ｒ３が現像液と反応して所定部分が溶解する。次に、コントローラ１０（現像制御部Ｍ６）は、ポンプ４２、バルブ４３及び駆動機構４６を制御して、ノズル４４をウエハＷの表面Ｗａ上において移動させつつ、ウエハＷの表面Ｗａに対してリンス液をノズル４４から吐出させる。これにより、固化膜Ｒ３のうち現像液との反応で溶解したレジストの溶解物が、リンス液によって洗い流される（図８（ｅ）及び図９のステップＳ１５参照）。こうして、ウエハＷの表面Ｗａにレジストパターンが形成される。
【００５４】
［作用］
以上の実施形態では、ベーク（ＰＡＢ：pre applied bake）により塗布膜が固化した後の固化膜を露光する場合と比較して、ＥＵＶ光が半固化膜Ｒ２に対して均一に作用しやすくなる。換言すれば、固化膜を構成する高分子同士は加熱により比較的強く結合しており、固化膜の深部（固化膜のうち基板の表面近傍の部分）にＥＵＶ光が到達し難い。そのため、現像液によって溶解しやすい部分と溶解しにくい部分とがレジスト膜に不均一に存在する傾向にあるので、ＬＷＲが大きくなりやすい（図１０（ａ）参照）。しかしながら、半固化膜Ｒ２には、そのような高分子同士の強い結合がほとんどなく、半固化膜Ｒ２の深部にまでＥＵＶ光が到達しやすい。そのため、現像液に対するレジスト膜（固化膜Ｒ３）の溶解性が均一となる傾向にあるので、ＬＷＲが小さくなりやすい（図１０（ｂ）参照）。また、以上の実施形態では、塗布膜Ｒ１を加熱するための加熱源が不要となるので、基板処理システム１の簡素化と省エネ化とが図られる。さらに、以上の実施形態では、レジスト膜（固化膜Ｒ３）が現像液に対して均一に溶けやすくなっているので、露光時のドーズ量が小さくても所望の線幅が実現される。すなわち、露光装置３による露光時間が短縮化されるので、露光に際しても省エネ化が図られると共に、ウエハＷの処理量（スループット）が向上する。以上より、本実施形態によれば、ＬＷＲの更なる改善と生産性の向上とを共に達成することが可能となる。
【００５５】
以上の実施形態では、露光後で且つ現像前の半固化膜Ｒ２を、処理モジュール１７のユニットＵ２にて加熱（ＰＥＢ）している。そのため、露光によって半固化膜Ｒ２内に生じた酸が、加熱によってレジスト膜（固化膜Ｒ３）内に拡散しやすくなる。そのため、その後の現像処理において、現像液に対するレジスト膜（固化膜Ｒ３）の溶解性がより均一となりやすくなる。従って、ＬＷＲのいっそうの改善を図ることが可能となる。
【００５６】
以上の実施形態では、塗布膜Ｒ１を形成する際に、ウエハＷの表面Ｗａにレジスト液と極性溶媒とを供給している。そのため、現像時において極性溶媒がレジスト膜（固化膜Ｒ３）に含まれた状態となる。従って、レジスト膜（固化膜Ｒ３）に含まれている極性溶媒が、現像液に含まれる極性溶媒を現像剤と共にレジスト膜に引き寄せる端緒となる。その結果、レジスト膜の現像がより促進されるので、ＬＷＲのいっそうの改善を図ることが可能となる。
【００５７】
以上の実施形態では、レジスト膜に極性溶媒を含ませるために、極性溶媒とレジスト液とをそれぞれウエハＷの表面Ｗａに供給している。この場合、極性溶媒とレジスト液とが混合しやすいので、レジスト膜に極性溶媒が均一に含まれる傾向となる。そのため、その後の現像処理において、現像液に対するレジスト膜（固化膜Ｒ３）の溶解性がより均一となりやすくなる。従って、ＬＷＲのいっそうの改善を図ることが可能となる。
【００５８】
以上の実施形態では、極性溶媒の双極子モーメントが１．５デバイ〜３．５デバイ程度となりうる。この場合、ＬＷＲの改善率をより高めることが可能となる。
【００５９】
以上の実施形態では、塗布膜Ｒ１の膜厚が５０ｎｍ以下となりうる。この場合、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤が加熱によらずにより揮発しやすくなるので、塗布膜Ｒ１をより容易に半固化膜Ｒ２とすることが可能となる。
【００６０】
以上の実施形態では、ウエハＷを回転させることにより、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤の一部又は全部を揮発させている。そのため、極めて簡易な手法で、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤を揮発させることが可能となる。
【００６１】
［変形例］
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００６２】
（１）本開示に係る装置及び方法は、ＥＵＶ用のレジストに限られず、その他のレジスト（例えば、ＡｒＦ用のレジスト、液浸ＡｒＦ用のレジストなど）にも適用可能である。
【００６３】
（２）レジスト液のウエハＷの表面Ｗａへの塗布のために、上記の実施形態のようなスピンコート法のみならず、スピンレスコート法を採用してもよい。
【００６４】
（３）レジスト膜が極性溶媒を含んでいなくてもよい。すなわち、極性溶媒の供給又は添加が行われなくてもよい。
【００６５】
（４）図１１に示されるように、処理モジュール１６のユニットＵ１において、液供給部４０がノズル４４及び駆動機構４６を含んでいなくてもよい。この場合、配管４５が、バルブ３３とノズル３４との間において配管３５と接続される。そのため、図１１の例では、液源３１からのレジスト液と、液源４１からの極性溶媒とが配管３５内で混合された混合液が、ノズル３４から吐出される。
【００６６】
（５）図１２に示されるように、処理モジュール１６のユニットＵ１において、液供給部４０がノズル４４及び駆動機構４６を含んでおらず、混合タンク３７と、ポンプ３８と、バルブ３９とをさらに含んでいてもよい。この場合、配管３５は、上流側から順に、液源３１、ポンプ３２、バルブ３３、混合タンク３７、ポンプ３８、バルブ３９及びノズル３４を接続している。配管４５の下流端は、混合タンク３７に接続されている。そのため、図１２の例では、液源３１からのレジスト液と、液源４１からの極性溶媒とが、いったん混合タンク３７内で混合される。混合タンク３７内の混合液は、コントローラ１０によるポンプ３８及びバルブ３９の制御に従い、ノズル３４から吐出される。
【００６７】
（６）図１３に示されるように、基板処理システム１は圧力ユニットＵ３（加圧部又は減圧部）をさらに含んでいてもよい。圧力ユニットＵ３は、圧力チャンバＵ３ａ（チャンバ）及びポンプＵ３ｂを含んでおり、圧力チャンバＵ３ａ内の圧力をポンプＵ３ｂによって加圧又は減圧可能に構成されている。この場合、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成（図１３（ａ）参照）と、半固化膜Ｒ２の形成（図１３（ｂ）参照）との後に、コントローラ１０が基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に搬送してもよい。ポンプＵ３ｂによって圧力チャンバＵ３ａ内が所定の圧力とされた状態で、所定の時間が経過した後に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａから搬出してもよい。圧力チャンバＵ３ａ内が加圧される場合には、１ＭＰａ〜５ＭＰａ程度の圧力が３０秒〜１２０秒程度維持されてもよい。圧力チャンバＵ３ａ内が減圧される場合には、５ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒ程度の圧力が５秒〜９００秒程度維持されてもよい。その後は、上記の実施形態と同様に、露光（図１３（ｄ）参照）と、加熱（図１３（ｅ）参照）と、現像（図１３（ｆ）参照）とが順次行われてもよい。
【００６８】
変形例６における加圧又は減圧は、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に行われてもよい。塗布膜Ｒ１又は半固化膜Ｒ２が収容されている圧力チャンバＵ３ａ内が加圧される場合、加圧により、塗布膜Ｒ１又は半固化膜Ｒ２の流動性が低下する。そのため、レジスト膜（固化膜Ｒ３）の現像が促進され、線幅がより微細になっても、レジストパターンの倒れが発生し難くなる。一方、塗布膜Ｒ１又は半固化膜Ｒ２が収容されている圧力チャンバＵ３ａ内が減圧される場合、減圧により、塗布膜Ｒ１又は半固化膜Ｒ２に含まれる不要成分が流出しやすくなる。そのため、レジストパターンの品質向上を図ることが可能となる。なお、塗布膜Ｒ１が収容されている圧力チャンバＵ３ａ内が減圧される場合、減圧により、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤が揮発しやすくなる。そのため、ウエハＷの回転の他に、圧力ユニットＵ３により塗布膜Ｒ１の雰囲気を減圧することにより、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させてもよい（減圧乾燥）。
【００６９】
（７）上記の実施形態では、極性溶媒をレジスト液と共にウエハＷに供給することで、レジスト液に極性溶媒を混合していたが、極性溶媒の供給又は添加のタイミングはこれに限られない。例えば、図１４に示されるように、ウエハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給して塗布膜Ｒ１を形成し（図１４（ａ）参照）、塗布膜Ｒ１を半固化膜Ｒ２とした（図１４（ｂ）参照）後に、半固化膜Ｒ２に対して極性溶媒を供給してもよい（図１４（ｃ）参照）。その後は、上記の実施形態と同様に、露光（図１４（ｄ）参照）と、加熱（図１４（ｅ）参照）と、現像（図１４（ｆ）参照）とが順次行われてもよい。
【００７０】
図１５に示されるように、塗布膜Ｒ１の形成（図１５（ａ）参照）と、半固化膜Ｒ２の形成（図１５（ｂ）参照）と、露光（図１５（ｃ）参照）との後に、半固化膜Ｒ２に対して極性溶媒を供給してもよい（図１５（ｄ）参照）。その後は、上記の実施形態と同様に、加熱（図１５（ｅ）参照）と、現像（図１５（ｆ）参照）とが順次行われてもよい。
【００７１】
図１６に示されるように、塗布膜Ｒ１の形成（図１６（ａ）参照）と、半固化膜Ｒ２の形成（図１６（ｂ）参照）と、露光（図１６（ｃ）参照）と、加熱（図１６（ｄ）参照）との後に、半固化膜Ｒ２に対して極性溶媒を供給してもよい（図１６（ｅ）参照）。その後は、上記の実施形態と同様に、現像（図１６（ｆ）参照）が行われてもよい。
【００７２】
（８）極性溶媒は、液状、霧状又は蒸気状の形態で塗布膜Ｒ１又は半固化膜Ｒ２に供給されてもよい。
【００７３】
（９）上記の実施形態では、露光後に、処理モジュール１７のユニットＵ２において半固化膜Ｒ２を加熱していたが、半固化膜Ｒ２の加熱が行われなくてもよい。
【００７４】
（１０）半固化膜Ｒ２は、その外表面に皮膜が設けられたものであってもよい。換言すれば、半固化膜Ｒ２は、ベース部と、皮膜とを含んでいてもよい。ベース部は、皮膜の内側に位置している。皮膜は、ベース部の外表面（例えば、ベース部がウエハＷに接している面を除いた表面）を覆っている。皮膜の厚さは、例えば、１ｎｍ以下であってもよいし、０．５ｎｍ以下であってもよいし、０．１ｎｍ以下であってもよい。
【００７５】
皮膜は、塗布膜Ｒ１が半固化膜Ｒ２となる過程で、塗布膜Ｒ１のうちの外表面の部分から溶剤が揮発することによって形成される。そのため、皮膜の溶剤の含有量は、ベース部の溶剤の含有量よりも少ない。換言すれば、皮膜は、ベース部よりも流動性が小さい。また、皮膜のポリマー密度（単位体積当たりのポリマー質量）は、ベース部のポリマー密度よりも高い。
【００７６】
この場合、特に、半固化膜Ｒ２の外表面に所定の皮膜が設けられており、半固化膜の内部においては溶剤の揮発が進行していないので、ＥＵＶ光が半固化膜の深部に到達しやすい状態が保たれている。そのため、現像液に対するレジスト膜（固化膜Ｒ３）の溶解性が均一となる傾向にあるので、ＬＷＲが小さくなりやすい。従って、ＬＷＲの更なる改善を図ることが可能となる。また、半固化膜Ｒ２の外表面に所定の皮膜が設けられているので、半固化膜Ｒ２の内部（ベース部）から溶剤が極めて揮発し難い。そのため、半固化膜Ｒ２の形成から露光までの時間がウエハＷごとに異なる場合でも、半固化膜Ｒ２の膜質にばらつきが生じ難くなる。したがって、異なる基板間における線幅の変動が抑制されるので、異なる基板間において線幅の均一性を高めることが可能となる。
【００７７】
ベース部の外表面に皮膜を形成する方法は、スキニング（skinning）と称されることもある。スキニングの一例としては、内部が減圧されたチャンバ内に塗布膜Ｒ１が形成されたウエハＷを収容することが挙げられる。この場合、減圧により、特に塗布膜Ｒ１の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜Ｒ２を効果的に形成することが可能となる。当該チャンバは、上記の圧力チャンバＵ３ａ（図１３（ｃ）参照）であってもよいし、露光装置３を構成するチャンバであってもよい。当該チャンバ内の圧力は、例えば、２００ｍＴｏｒｒ以下であってもよいし、１００ｍＴｏｒｒ以下であってもよいし、５０ｍＴｏｒｒ以下であってよいし、１０ｍＴｏｒｒ以下であってよいし、５ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。当該チャンバ内でのウエハＷの処理時間は、例えば、９０秒以上であってもよいし、１２０秒以上であってもよいし、３００秒以上であってもよいし、９００秒以上であってもよい。
【００７８】
スキニングの他の例としては、塗布膜Ｒ１の外表面にガスを流動させることが挙げられる。この場合、塗布膜Ｒ１の外表面を流れるガスにより、特に塗布膜Ｒ１の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜Ｒ２を効果的に形成することが可能となる。ガスは、不活性ガス（例えば窒素）であってもよい。ガスを塗布膜Ｒ１に向けて吹き付けることにより、塗布膜Ｒ１の外表面にガスを流動させてもよい。塗布膜Ｒ１の周囲のガスを吸引することにより、塗布膜Ｒ１の外表面にガスを流動させてもよい。塗布膜Ｒ１の近傍におけるガスの流速は、４リットル／ｍｉｎ以上であってもよい。
【００７９】
スキニングのさらに他の例としては、塗布膜Ｒ１の外表面側の雰囲気温度が、塗布膜Ｒ１が形成されているウエハＷの温度よりも高くなるように、雰囲気温度又はウエハＷの温度の少なくとも一方を調節することが挙げられる。この場合、塗布膜Ｒ１の外表面の温度が相対的に高温となるので、塗布膜Ｒ１の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜Ｒ２を効果的に形成することが可能となる。
【００８０】
塗布膜Ｒ１の外表面側を加熱することにより、雰囲気温度が相対的に高くなるように調節されてもよい。塗布膜Ｒ１の外表面側にヒータ等の加熱源が設置されていてもよいし、加熱されたガスが塗布膜Ｒ１に供給されてもよい。加熱源又は加熱されたガスの温度は、例えば、６０℃〜１１０℃程度であってもよい。この場合、塗布膜Ｒ１の外表面からの溶剤の揮発がより促進される。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜Ｒ２をより効果的に形成することが可能となる。
【００８１】
ウエハＷを冷却することにより、ウエハＷの温度（塗布膜Ｒ１がウエハＷと接する部分の温度）が相対的に低くなるように調整されてもよい。例えば、ウエハＷを保持する保持部２３に冷却モジュールが設けられており、保持部２３を通じて冷却モジュールによりウエハＷを冷却しても。保持部２３の温度は、例えば、２３℃以下であってもよいし、−５℃〜２３℃程度であってもよい。この場合、塗布膜Ｒ１の外表面の温度が相対的により高温となりやすい。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜Ｒ２をより効果的に形成することが可能となる。
【００８２】
減圧又はガスの流動によるスキニングに際しても、塗布膜Ｒ１の外表面側が加熱されてもよいし、ウエハＷが冷却されてもよいし、両者が行われてもよい。
【実施例１】
【００８３】
上記の実施形態に係る基板処理システム１を用いてレジストパターンを形成した場合に、ＬＷＲが改善していることを確認するため、以下の試験を行った。【００８４】
（実施例１−１）
実施例１−１では、上記の実施形態に係る基板処理システム１を用いて、以下の手順でレジストパターンを形成した。すなわち、まず、処理モジュール１６のユニットＵ１において、ウエハＷの表面ＷａにＥＵＶ用のレジスト液を供給し、塗布膜Ｒ１を形成した。このとき、回転数１５００ｒｐｍにて２秒間、ウエハＷを回転させた。次に、レジスト液の供給停止後も継続してウエハＷを回転させて、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤を加熱によらずに揮発し、塗布膜Ｒ１を半固化膜Ｒ２とした。このとき、回転数１０００ｒｐｍにて２秒間、ウエハＷを回転させた。次に、露光装置３において、半固化膜Ｒ２を所定のパターンで露光した。次に、処理モジュール１７のユニットＵ２において、露光後の半固化膜Ｒ２を加熱した。このとき、加熱温度９０℃にて６０秒間、半固化膜Ｒ２を加熱した。次に、処理モジュール１７のユニットＵ１において、固化膜Ｒ３（レジスト膜）を現像し、１８０ｎｍ程度の線幅を有するレジストパターンをウエハＷの表面Ｗａに形成した。以上の過程において、極性溶媒は添加又は供給しなかった。【００８５】
（実施例１−２）
実施例１−２では、処理モジュール１６のユニットＵ１において、ウエハＷの表面ＷａにＥＵＶ用のレジスト液と共に、極性溶媒として水を供給し、塗布膜Ｒ１を形成した点以外は、実施例１−１と同様とした。水とレジスト液との混合割合は、レジスト液１００重量部に対して水１０重量部とした。【００８６】
（比較例１）
比較例１では、ウエハＷを回転させることで、塗布膜Ｒ１に含まれる溶剤を加熱によらずに揮発することに代えて、塗布膜Ｒ１をベーク（ＰＡＢ）して固化膜とした点以外は、実施例１−１と同様とした。このとき、加熱温度１３０℃にて６０秒間、塗布膜Ｒ１を加熱した。【００８７】
（結果１−１）
実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれについて、電子顕微鏡を用いてレジストパターンの拡大画像データを取得し、当該画像データに基づいてレジストパターンの線幅［ｎｍ］を数千点測定した。その後、得られた線幅に基づいて、ＬＷＲを算出した。ＬＷＲは、レジストパターンの線幅のばらつきを示す値であり、ここでは標準偏差の３倍の値（３σ）を評価に用いた。【００８８】
図１７（ａ）に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図１７（ａ）に示されるように、実施例１−１では、比較例１に対して、ＬＷＲが１０．５％改善したことが確認された。図１７（ａ）に示されるように、実施例１−２では、比較例１に対して、ＬＷＲが１３．２％改善したことが確認された。【００８９】
図１８（ａ）〜（ｃ）に、実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれにおけるレジストパターンの電子顕微鏡写真を示す。これらの写真からも明らかなように、目視においても明らかに実施例１−１及び実施例１−２のＬＷＲが比較例１に対して改善していることが確認された。【００９０】
（結果１−２）
実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれについて、ドーズ量（露光装置３における光の照射強度［Ｊ／ｍ２］）を測定した。【００９１】
図１７（ｂ）に、比較例１におけるドーズ量を１００とした場合の相対的なドーズ量を示す。図１７（ｂ）に示されるように、実施例１−１では、比較例１に対して、ドーズ量が１．４％改善した。すなわち、実施例１−１では、比較例１に対して、感度が１．４％向上したことが確認された。図１７（ｂ）に示されるように、実施例１−２では、比較例１に対して、ドーズ量が２．６％改善した。すなわち、実施例１−２では、比較例１に対して、感度が２．６％向上したことが確認された。【００９２】
（結果１−３）
図１９に、実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれのレジストパターンの膜厚を示す。図１９に示されるように、ＰＡＢを通じて塗布膜から大部分の溶剤が揮発することにより膜厚が小さくなることが確認された。【００９３】
（結果１−４）
図２０に、実施例１−１、実施例１−２及び比較例１のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量［ｎｍ］を示す。ここで、「溶解量」とは、現像によってレジスト膜が溶解した量（レジスト膜の減少量）を意味する。【００９４】
図２０に示されるように、実施例１−１においてはドーズ量が１２０Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了し、実施例１−２においてはドーズ量が１００Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了し、比較例１においてはドーズ量が２３０Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了することが確認された。そのため、実施例１−１及び実施例１−２においては、比較例１に対して、ドーズ量が小さくても所望の線幅が得られることが確認された。
【実施例２】
【００９５】
上記の実施形態に係る基板処理システム１を用いてレジストパターンを形成した場合に、極性溶媒の供給又は添加のタイミングによるＬＷＲの変化を確認するため、以下の試験を行った。【００９６】
（実施例２−１）
実施例２−１では、露光後で且つ半固化膜Ｒ２の加熱前に、極性溶媒である水を半固化膜Ｒ２に供給した点以外は、実施例１−１と同様とした。【００９７】
（比較例２−１）
比較例２−１では、処理モジュール１６のユニットＵ１において、ウエハＷの表面ＷａにＥＵＶ用のレジスト液と共に、極性溶媒として水を供給し、塗布膜Ｒ１を形成した点以外は、比較例１と同様とした。【００９８】
（比較例２−２）
比較例２−２では、ＰＡＢ後で且つ露光後に、極性溶媒である水を固化膜に供給した点以外は、比較例１と同様とした。【００９９】
（結果２）
結果１−１と同様に、実施例２−１、比較例１−２及び比較例２−２のそれぞれについて、ＬＷＲを算出した。【０１００】
図２１に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図２１に示されるように、実施例２−１では、比較例１に対して、ＬＷＲが７．１％改善したことが確認された。従って、実施例１−２及び実施例２−１によれば、極性溶媒を供給又は添加することで、そのタイミングによらずにＬＷＲが改善することが確認された。一方、図２１に示されるように、プロセスにＰＡＢを含む比較例１、比較例２−１及び比較例２−２では、極性溶媒の供給又は添加のタイミングによらず、ＬＷＲにほとんど変化がないことが確認された。
【実施例３】
【０１０１】
上記の実施形態に係る基板処理システム１を用いてレジストパターンを形成した場合に、極性溶媒とレジスト液との混合割合によるＬＷＲの変化を確認するため、以下の試験を行った。【０１０２】
（実施例３）
実施例３では、水とレジスト液との混合割合を、レジスト液１００重量部に対して水２０重量部とした点以外は、実施例１−２と同様とした。【０１０３】
（結果３−１）
結果１−１と同様に、実施例３についてＬＷＲを算出した。【０１０４】
図２２に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図２２に示されるように、実施例３では、比較例１に対して、ＬＷＲが１３．２％改善したことが確認された。そのため、実施例１−１、実施例１−２及び実施例３によれば、いずれもＬＷＲが改善することが確認された。【０１０５】
（結果３−２）
図２３に、実施例１−１、実施例１−２及び実施例３のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量［ｎｍ］を示す。図２３に示されるように、実施例１−１、実施例１−２及び実施例３によれば、レジスト液に対する極性溶媒の混合割合によらずに、１２０Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了することが確認された。
【実施例４】
【０１０６】
上記の実施形態に係る基板処理システム１を用いてレジストパターンを形成した場合に、極性溶媒の種類によるＬＷＲの変化を確認するため、以下の試験を行った。【０１０７】
（実施例４−１）
実施例４−１では、極性溶媒として、水に代えてイソプロピルアルコール（双極子モーメント１．６８デバイ）を用いた点以外は、実施例１−２と同様とした。【０１０８】
（実施例４−２）
実施例４−２では、極性溶媒として、水に代えて２−ヘプタノン（双極子モーメント２．５９デバイ）を用いた点以外は、実施例１−２と同様とした。【０１０９】
（実施例４−３）
実施例４−３では、極性溶媒として、水に代えてｎ−ブチルアルコール（双極子モーメント１．８４デバイ）を用いた点以外は、実施例１−２と同様とした。【０１１０】
（結果４−１）
結果１−１と同様に、実施例４−１〜４−３のそれぞれについてＬＷＲを算出した。【０１１１】
図２４（ａ）に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図２４（ａ）に示されるように、実施例４−１では、比較例１に対して、ＬＷＲが２１．９％改善したことが確認された。図２４（ａ）に示されるように、実施例４−２では、比較例１に対して、ＬＷＲが１１．７％改善したことが確認された。図２４（ａ）に示されるように、実施例４−３では、比較例１に対して、ＬＷＲが１８．３％改善したことが確認された。従って、実施例１−２及び実施例４−１〜４−３によれば、各種の極性溶媒でＬＷＲが改善することが確認された。【０１１２】
（結果４−２）
結果１−２と同様に、実施例４−１〜４−３のそれぞれについて、ドーズ量を測定した。【０１１３】
図２４（ｂ）に、比較例１におけるドーズ量を１００とした場合の相対的なドーズ量を示す。図２４（ｂ）に示されるように、実施例４−１では、比較例１に対して、ドーズ量が０．１％改善した。すなわち、実施例４−１では、比較例１に対して、感度が０．１％向上したことが確認された。図２４（ｂ）に示されるように、実施例４−２では、比較例１に対して、ドーズ量が４．０％改善した。すなわち、実施例４−２では、比較例１に対して、感度が４．０％向上したことが確認された。図２４（ｂ）に示されるように、実施例４−３では、比較例１に対して、ドーズ量が３．２％改善した。すなわち、実施例４−３では、比較例１に対して、感度が３．２％向上したことが確認された。従って、実施例１−２及び実施例４−１〜４−３によれば、各種の極性溶媒で感度が向上することが確認された。
【実施例５】
【０１１４】
変形例６に示されるように、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷが圧力チャンバＵ３ａ内に収容された状態で圧力チャンバＵ３ａ内を加圧した場合のＬＷＲの変化を確認するため、以下の試験を行った。【０１１５】
（実施例５−１）
実施例５−１では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を５ＭＰａにて６０秒間加圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１１６】
（実施例５−２）
実施例５−２では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を３ＭＰａにて６０秒間加圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１１７】
（実施例５−３）
実施例５−３では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を１ＭＰａにて６０秒間加圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１１８】
（結果５−１）
結果１−１と同様に、実施例５−１〜５−３のそれぞれについてＬＷＲを算出した。【０１１９】
図２５（ａ）に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図２５（ａ）に示されるように、実施例５−１では、比較例１に対して、ＬＷＲが４．１％改善したことが確認された。図２５（ａ）に示されるように、実施例５−２では、比較例１に対して、ＬＷＲが６．２％改善したことが確認された。図２５（ａ）に示されるように、実施例５−３では、比較例１に対して、ＬＷＲが８．８％改善したことが確認された。従って、実施例５−１〜５−３によれば、加圧によりＬＷＲが改善することが確認された。【０１２０】
（結果５−２）
結果１−２と同様に、実施例５−１〜５−３のそれぞれについて、ドーズ量を測定した。【０１２１】
図２５（ｂ）に、比較例１におけるドーズ量を１００とした場合の相対的なドーズ量を示す。図２５（ｂ）に示されるように、実施例５−１では、比較例１に対して、ドーズ量が０．４％劣った。図２５（ｂ）に示されるように、実施例５−２では、比較例１に対して、ドーズ量が０．３％改善した。すなわち、実施例５−２では、比較例１に対して、感度が０．３％向上したことが確認された。図２５（ｂ）に示されるように、実施例５−３では、比較例１に対して、ドーズ量が０．６％改善した。すなわち、実施例５−３では、比較例１に対して、感度が０．６％向上したことが確認された。従って、実施例５−１〜５−３によれば、３ＭＰａ以下で加圧することにより感度が向上することが確認された。
【実施例６】
【０１２２】
変形例６に示されるように、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷが圧力チャンバＵ３ａ内に収容された状態で圧力チャンバＵ３ａ内を減圧した場合のＬＷＲの変化を確認するため、以下の試験を行った。【０１２３】
（実施例６−１）
実施例６−１では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を１０ｍＴｏｒｒにて９００秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２４】
（実施例６−２）
実施例６−２では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を１０ｍＴｏｒｒにて１２０秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２５】
（実施例６−３）
実施例６−１では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を１００ｍＴｏｒｒにて９００秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２６】
（実施例６−４）
実施例６−４では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を１００ｍＴｏｒｒにて１２０秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２７】
（実施例６−５）
実施例６−５では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を２００ｍＴｏｒｒにて９００秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２８】
（実施例６−６）
実施例６−６では、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜Ｒ１の形成後で且つ露光前に、ウエハＷを圧力チャンバＵ３ａ内に収容して、圧力チャンバＵ３ａ内を２００ｍＴｏｒｒにて１２０秒間減圧した点以外は、実施例１−１と同様とした。【０１２９】
（結果６−１）
結果１−１と同様に、実施例６−１についてＬＷＲを算出した。【０１３０】
図２６（ａ）に、比較例１におけるＬＷＲを１００とした場合の相対的なＬＷＲを示す。図２６（ａ）に示されるように、実施例６−１では、比較例１に対して、ＬＷＲが９．４％改善したことが確認された。従って、実施例６−１によれば、減圧によりＬＷＲが改善することが確認された。【０１３１】
（結果６−２）
結果１−２と同様に、実施例６−１について、ドーズ量を測定した。【０１３２】
図２６（ｂ）に、比較例１におけるドーズ量を１００とした場合の相対的なドーズ量を示す。図２６（ｂ）に示されるように、実施例６−１では、比較例１に対して、ドーズ量が１．１％改善した。すなわち、実施例６−１では、比較例１に対して、感度が１．１％向上したことが確認された。従って、実施例６−１によれば、減圧により感度が向上することが確認された。【０１３３】
（結果６−３）
図２７に、実施例１−１、実施例６−１〜６−６及び比較例１のそれぞれのレジストパターンの膜厚を示す。図２７に示されるように、ウエハＷが減圧環境下で処理されることで、塗布膜の外表面から溶剤が揮発して皮膜が形成されることにより、膜厚が小さくなることが確認された。また、ウエハＷが低圧で長時間処理されるほど膜厚が小さくなることが確認された。さらに、実施例６−１，６−２では膜厚がほとんど同一であることから、ウエハＷが低圧で処理されるほど短時間で皮膜が完成することが確認された。【０１３４】
（結果６−４）
図２８に、実施例１−１、実施例６−１〜６−６及び比較例１のそれぞれにおける、ドーズ量に対するレジスト膜の溶解量［ｎｍ］を示す。ここで、「溶解量」とは、現像によってレジスト膜が溶解した量（レジスト膜の減少量）を意味する。【０１３５】
図２８に示されるように、実施例１−１においてはドーズ量が１２０Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了し、実施例１−２においてはドーズ量が１００Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了し、比較例１においてはドーズ量が２３０Ｊ／ｍ２程度以上で現像が完了することが確認された。そのため、実施例１−１及び実施例１−２においては、比較例１に対して、ドーズ量が小さくても所望の線幅が得られることが確認された。【０１３６】
［例示］
例１．本開示の一つの例に係る基板処理方法は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成することと、半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、半固化膜を露光することと、半固化膜の露光後に、前記基板に対して現像液を供給することを含む。この場合、ベーク（いわゆるＰＡＢ）により塗布膜が固化した後の固化膜を露光する場合と比較して、ＥＵＶ光が半固化膜に対して均一に作用しやすくなる。換言すれば、固化膜を構成する高分子同士は加熱により比較的強く結合しており、固化膜の深部（固化膜のうち基板の表面近傍の部分）にＥＵＶ光が到達し難い。そのため、現像液によって溶解しやすい部分と溶解しにくい部分とがレジスト膜に不均一に存在する傾向にあるので、ＬＷＲが大きくなりやすい。しかしながら、半固化膜には、そのような高分子同士の強い結合がほとんどなく、半固化膜の深部にまでＥＵＶ光が到達しやすい。そのため、現像液に対するレジスト膜の溶解性が均一となる傾向にあるので、ＬＷＲが小さくなりやすい。また、例１によれば、塗布膜を加熱するための加熱源が不要となるので、装置の簡素化と省エネ化とが図られる。さらに、例１によれば、レジスト膜が現像液に対して均一に溶けやすくなっているので、露光時のドーズ量が小さくても所望の線幅が実現される。すなわち、露光機による露光時間が短縮化されるので、露光に際しても省エネ化が図られると共に、基板の処理量（スループット）が向上する。以上より、例１によれば、ＬＷＲの更なる改善と生産性の向上とを共に達成することが可能となる。【０１３７】
例２．例１の方法は、塗布膜を形成することの後で且つ露光前に、表面に塗布膜又は半固化膜が形成されている基板をチャンバ内に収容して、チャンバ内を加圧することをさらに含んでいてもよい。この場合、加圧により、塗布膜又は半固化膜の流動性が低下する。そのため、レジスト膜の現像が促進され、線幅がより微細になっても、レジストパターンの倒れが発生し難くなる。【０１３８】
例３．例１の方法は、塗布膜を形成することの後で且つ露光前に、表面に塗布膜又は半固化膜が形成されている基板をチャンバ内に収容して、チャンバ内を減圧することをさらに含んでいてもよい。この場合、減圧により、塗布膜又は半固化膜に含まれる不要成分が流出しやすくなる。そのため、レジストパターンの品質向上を図ることが可能となる。【０１３９】
例４．本開示の一つの例に係る基板処理方法は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成することと、塗布膜のうちの外表面の部分から溶剤を揮発させて、塗布膜の内部よりも乾燥した皮膜が外表面に設けられた半固化膜を形成することと、半固化膜に対してＥＵＶ光を照射して、半固化膜を露光することと、半固化膜の露光後に、基板に対して現像液を供給することとを含む。この場合、ベーク（いわゆるＰＡＢ）により塗布膜が固化した後の固化膜を露光する場合と比較して、ＥＵＶ光が半固化膜に対して均一に作用しやすくなる。換言すれば、固化膜を構成する高分子同士は加熱により比較的強く結合しており、固化膜の深部（固化膜のうち基板の表面近傍の部分）にＥＵＶ光が到達し難い。そのため、現像液によって溶解しやすい部分と溶解しにくい部分とがレジスト膜に不均一に存在する傾向にあるので、ＬＷＲが大きくなりやすい。しかしながら、半固化膜には、そのような高分子同士の強い結合がほとんどなく、半固化膜の深部にまでＥＵＶ光が到達しやすい。特に、半固化膜の外表面に所定の皮膜が設けられており、半固化膜の内部においては溶剤の揮発が進行していないので、ＥＵＶ光が半固化膜の深部に到達しやすい状態が保たれている。そのため、現像液に対するレジスト膜の溶解性が均一となる傾向にあるので、ＬＷＲが小さくなりやすい。また、例１によれば、レジスト膜が現像液に対して均一に溶けやすくなっているので、露光時のドーズ量が小さくても所望の線幅が実現される。すなわち、露光機による露光時間が短縮化されるので、露光に際しても省エネ化が図られると共に、基板の処理量（スループット）が向上する。さらに、半固化膜の外表面に所定の皮膜が設けられているので、半固化膜の内部から溶剤が極めて揮発し難い。そのため、半固化膜の形成から露光までの時間が基板ごとに異なる場合でも、半固化膜の膜質にばらつきが生じ難くなる。したがって、異なる基板間における線幅の変動を抑制することが可能となる。以上より、例４によれば、ＬＷＲの更なる改善と、生産性の向上と、基板間における線幅の均一性の向上とを共に達成することが可能となる。【０１４０】
例５．例４の方法において、半固化膜を形成することは、塗布膜が形成されている基板を、減圧されたチャンバ内に収容することを含んでいてもよい。この場合、減圧により、特に塗布膜の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜を効果的に形成することが可能となる。【０１４１】
例６．例５の方法において、半固化膜を形成することは、塗布膜が形成されている基板を、２００ｍＴｏｒｒ以下に減圧されたチャンバ内に９０秒以上収容することを含んでいてもよい。【０１４２】
例７．例４〜例６のいずれかの方法において、半固化膜を形成することは、塗布膜の外表面にガスを流動させることを含んでいてもよい。この場合、塗布膜の外表面を流れるガスにより、特に塗布膜の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜を効果的に形成することが可能となる。【０１４３】
例８．例７の方法において、半固化膜を形成することは、４リットル／ｍｉｎ以上の流速で塗布膜の外表面にガスを流動させることを含んでいてもよい。【０１４４】
例９．例４〜例８のいずれかの方法において、半固化膜を形成することは、塗布膜の外表面側の雰囲気温度が、塗布膜が形成されている基板の温度よりも高くなるように、雰囲気温度又は基板の温度の少なくとも一方を調節することを含んでいてもよい。この場合、塗布膜の外表面の温度が相対的に高温となるので、塗布膜の外表面から溶剤が揮発しやすくなる。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜を効果的に形成することが可能となる。【０１４５】
例１０．例９の方法において、半固化膜を形成することは、基板の温度が２３℃以下となるように基板を冷却することを含んでいてもよい。この場合、塗布膜の外表面の温度が相対的により高温となりやすい。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜をより効果的に形成することが可能となる。【０１４６】
例１１．例４〜例１０のいずれかの方法において、半固化膜を形成することは、６０℃〜１１０℃に加熱されたガスを塗布膜に供給することを含んでいてもよい。この場合、塗布膜の外表面からの溶剤の揮発がより促進される。そのため、外表面に皮膜が設けられた半固化膜をより効果的に形成することが可能となる。【０１４７】
例１２．例１〜例１１のいずれかの方法は、露光後で且つ現像前の半固化膜を加熱することをさらに含んでいてもよい。この場合、露光によって半固化膜内に生じた酸が、加熱によって膜内に拡散しやすくなる。そのため、その後の現像処理において、現像液に対するレジスト膜の溶解性がより均一となりやすくなる。従って、ＬＷＲのいっそうの改善を図ることが可能となる。【０１４８】
例１３．例１〜例１２のいずれかの方法は、塗布膜又は半固化膜に極性溶媒を供給することをさらに含んでいてもよい。この場合、現像時において極性溶媒がレジスト膜に含まれた状態となる。そのため、レジスト膜に含まれている極性溶媒が、現像液に含まれる極性溶媒を現像剤と共にレジスト膜に引き寄せる端緒となる。従って、レジスト膜の現像がより促進されるので、ＬＷＲのいっそうの改善を図ることが可能となる。【０１４９】
例１４．例１３の方法において、極性溶媒を供給することは、塗布膜を形成することにおいて、極性溶媒が混合された塗布膜を基板の表面に供給すること、又は、極性溶媒とレジスト液とをそれぞれ基板の表面に供給することを含んでいてもよい。この場合、極性溶媒を種々のタイミングでレジスト膜に含有させることが可能となる。【０１５０】
例１５．例１３又は例１４の方法において、極性溶媒を供給することは、液状、霧状又は蒸気状の極性溶媒を塗布膜又は半固化膜に供給することを含んでいてもよい。【０１５１】
例１６．例１３〜例１５のいずれかの方法において、極性溶媒の双極子モーメントは１．５デバイ〜３．５デバイであってもよい。この場合、ＬＷＲの改善率をより高めることが可能となる。【０１５２】
例１７．例１〜例１６のいずれかの方法において、塗布膜の膜厚は５０ｎｍ以下であってもよい。この場合、塗布膜に含まれる溶剤が加熱によらずにより揮発しやすくなるので、塗布膜をより容易に半固化膜とすることが可能となる。【０１５３】
例１８．例１〜例１７のいずれかの方法において、半固化膜を形成することは、基板を回転させることにより、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることを含んでいてもよい。この場合、極めて簡易な手法で、塗布膜に含まれる溶剤を揮発させることが可能となる。【０１５４】
例１９．本開示の他の例に係る基板処理装置は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成するように構成されたレジスト液供給部と、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させることにより半固化膜を形成するように構成された揮発部と、基板に対して現像液を供給するように構成された現像部と、制御部とを備える。制御部は、基板の表面に塗布膜を形成するようにレジスト液供給部を制御する処理と、塗布膜を半固化膜とするように揮発部を制御する処理と、半固化膜に対するＥＵＶ光の照射後に、基板に対して現像液を供給するように現像部を制御する処理とを実行する。この場合、例１と同様の作用効果を奏する。【０１５５】
例２０．例１９の装置は、基板を収容可能なチャンバ内を加圧するように構成された加圧部をさらに備え、制御部は、塗布膜を形成することの後で且つ露光前に、表面に塗布膜又は半固化膜が形成されている基板をチャンバ内に収容した状態でチャンバ内を加圧するように加圧部を制御する処理をさらに実行してもよい。この場合、例２と同様の作用効果を奏する。【０１５６】
例２１．例１９の装置は、基板を収容可能なチャンバ内を減圧するように構成された減圧部をさらに備え、制御部は、塗布膜を形成することの後で且つ露光前に、表面に塗布膜又は半固化膜が形成されている基板をチャンバ内に収容した状態でチャンバ内を減圧するように減圧部を制御する処理をさらに実行してもよい。この場合、例３と同様の作用効果を奏する。【０１５７】
例２２．本開示の他の例に係る基板処理装置は、ＥＵＶ光に対して感光性を有するレジスト液を基板の表面に供給して塗布膜を形成するように構成されたレジスト液供給部と、塗布膜のうちの外表面の部分から溶剤を揮発させて、塗布膜の内部よりも乾燥した皮膜が外表面に設けられた半固化膜を形成するように構成された揮発部と、基板に対して現像液を供給するように構成された現像部と、制御部とを備える。制御部は、基板の表面に塗布膜を形成するようにレジスト液供給部を制御する処理と、塗布膜を半固化膜とするように揮発部を制御する処理と、半固化膜に対するＥＵＶ光の照射後に、基板に対して現像液を供給するように現像部を制御する処理とを実行する。この場合、例４と同様の作用効果を奏する。【０１５８】
例２３．例２２の装置において、揮発部は内部を減圧可能に構成されたチャンバであり、揮発部を制御する処理は、塗布膜が形成されている基板を、減圧された揮発部内に収容することを含んでいてもよい。この場合、例５と同様の作用効果を奏する。【０１５９】
例２４．例２３の装置において、揮発部を制御する処理は、塗布膜が形成されている基板を、２００ｍＴｏｒｒ以下に減圧された揮発部内に９０秒以上収容することを含んでいてもよい。【０１６０】
例２５．例２２〜例２４のいずれかの装置において、揮発部を制御する処理は、塗布膜の外表面にガスを流動させることを含んでいてもよい。この場合、例７と同様の作用効果を奏する。【０１６１】
例２６．例２５の装置において、揮発部を制御する処理は、４リットル／ｍｉｎ以上の流速で塗布膜の外表面にガスを流動させることを含んでいてもよい。【０１６２】
例２７．例２２〜例２６のいずれかの装置において、揮発部を制御する処理は、塗布膜の外表面側の雰囲気温度が、塗布膜が形成されている基板の温度よりも高くなるように、雰囲気温度又は基板の温度の少なくとも一方を調節することを含んでいてもよい。この場合、例９と同様の作用効果を奏する。【０１６３】
例２８．例２７の装置において、揮発部を制御する処理は、基板の温度が２３℃以下となるように基板を冷却することを含んでいてもよい。この場合、例９と同様の作用効果を奏する。【０１６４】
例２９．例２２〜例２８のいずれかの装置において、揮発部を制御する処理は、６０℃〜１１０℃に加熱されたガスを塗布膜に供給することを含んでいてもよい。この場合、例１２と同様の作用効果を奏する。【０１６５】
例３０．例１９〜例３０のいずれかの装置は、半固化膜を加熱するように構成された加熱部をさらに備え、制御部は、露光後で且つ現像前の半固化膜を加熱して半固化膜を固化するように加熱部を制御する処理をさらに実行してもよい。この場合、例１２と同様の作用効果を奏する。【０１６６】
例３１．例１９〜例３０のいずれかの装置は、塗布膜又は半固化膜に極性溶媒を供給するように構成された極性溶媒供給部をさらに備えていてもよい。この場合、例１３と同様の作用効果を奏する。【０１６７】
例３２．例３１の装置において、制御部は、極性溶媒とレジスト液とが混合された混合液を基板の表面に供給するか、又は極性溶媒とレジスト液とをそれぞれ基板の表面に供給するようにレジスト液供給部及び極性溶媒供給部を制御する処理をさらに実行してもよい。この場合、例１４と同様の作用効果を奏する。【０１６８】
例３３．例３１又は例３２の装置において、極性溶媒供給部は、液状、霧状又は蒸気状の極性溶媒を塗布膜又は半固化膜に供給するように構成されていてもよい。【０１６９】
例３４．例３１〜例３３のいずれかの装置において、極性溶媒の双極子モーメントは１．５デバイ〜３．５デバイであってもよい。この場合、例１６と同様の作用効果を奏する。【０１７０】
例３５．例１９〜例３４のいずれかの装置において、塗布膜の膜厚は５０ｎｍ以下であってもよい。この場合、例１７と同様の作用効果を奏する。【０１７１】
例３６．例１９〜例３５のいずれかの装置において、揮発部は、基板を回転させることにより、塗布膜に含まれる溶剤を加熱せずに揮発させるように構成されていてもよい。この場合、例１８と同様の作用効果を奏する。【０１７２】
例３７．コンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例は、例１〜例１８のいずれかの基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。この場合、例１〜例１８のいずれかの方法と同様の作用効果を奏する。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。
【符号の説明】
【０１７３】
１…基板処理システム（基板処理装置）、２…塗布現像装置（基板処理装置）、１０…コントローラ（制御部）、１６…処理モジュール、１７…処理モジュール（現像部）、２０…回転保持部（揮発部）、３０…液供給部（レジスト液供給部）、４０…液供給部（極性溶媒供給部）、Ｌ１…処理液（レジスト液、現像液）、Ｌ２…処理液（極性溶媒）、Ｒ１…塗布膜、Ｒ２…半固化膜、Ｕ１…ユニット、Ｕ２…ユニット（加熱部）、Ｕ３…圧力ユニット（加圧部、減圧部）、Ｕ３ａ…圧力チャンバ（チャンバ）、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…表面。
【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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【国際調査報告】
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