JP2014063908A - 基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】親水性ポリマーと疎水性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、基板上に所定のパターンを適切に形成する。
【解決手段】第１のポリマーと第２のポリマーとを含むブロック共重合体を用いてウェハＷを処理する基板処理システム１は、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と、基板に塗布された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装置と、を備えた処理ステーション１１と、相分離したブロック共重合体から、第１のポリマー又は第２のポリマーのいずれかを選択的に除去するポリマー除去装置を備えたエッチングステーション１２と、処理ステーション１１とエッチングステーション１２の双方に隣接して設けられ、処理ステーション１１とエッチングステーション１２との間でウェハＷの受け渡しを行なうインターフェイスステーション１３を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、親水性（極性）を有する親水性（有極性）ポリマーと疎水性を有する（極性を有さない）疎水性（無極性）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に関する。

例えば半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウェハ（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、基板処理システムにより順次行われ、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。

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。

そこで、２種類のブロック鎖（ポリマー）から構成され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２種類のポリマーに対して中間の親和性を有する中性層を形成し、当該中性層上に例えばレジストによりガイドパターンを形成する。その後、中性層上にブロック共重合体を塗布し、ブロック共重合体を相分離させる。その後、いずれか一方のポリマーを、例えばエッチング等により選択的に除去することで、ウェハ上に他方のポリマーにより微細なパターンが形成される。そして、このポリマー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。

特開２００８−３６４９１号公報

ところで、現状は上述のようなブロック共重合体の塗布から相分離後のポリマーの選択的除去といった、ウェハに対する処理を一貫して行うような基板処理システムは存在しない。そのため、各処理を個別に設けられた処理装置で行っているのが現状である。

しかしながら、ブロック共重合体の塗布から、ポリマーの相分離を行った後の処理であるエッチング等を行うまでのスループットが一定でなかったり、ウェハの熱履歴がばらついたりした場合、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることが確認されている。

そのため、現状のように各処理を個別の処理装置で行う場合、各処理装置間の搬送時間のばらつきによりスループットや熱履歴が一定とならず、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることを避けるのが困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ブロック共重合体を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保ちつつ、ブロック共重合体の塗布から相分離後のポリマーの選択的除去までウェハを一貫して処理することを目的としている。

前記の目的を達成するため、本発明は、第１のポリマーと第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システムであって、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、前記基板に塗布された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、を備えた処理ステーションと、前記相分離したブロック共重合体から、前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかを選択的に除去するポリマー除去装置と、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置の双方に隣接して設けられ、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェイスステーションを有していることを特徴としている。

本発明によれば、ブロック共重合体塗布装置やポリマー分離装置を備えた処理ステーションにインターフェイスステーションを介してポリマー除去装置が隣接して設けられているので、ブロック共重合体の塗布からポリマーの相分離、その後のポリマーの選択除去に至るまでの工程における搬送経路及び搬送時間を一定とすることができる。その結果、ブロック共重合体を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができる。

前記処理ステーションは、前記ブロック共重合体塗布装置でブロック共重合体が塗布される前の基板に、中性層を形成する中性層形成装置をさらに有していてもよい。

前記インターフェイスステーションは、ロードロックと、前記ロードロック内に配置され、前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なう中継搬送機構と、を有し、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置はロードロックを介して接続されていてもよい。

前記ポリマー除去装置は、プラズマ処理により前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかをエッチングするプラズマ処理装置であってもよい。

前記処理ステーションは、前記相分離した前記ブロック共重合体上に有機溶剤を供給して前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかを選択的に除去する溶剤供給装置をさらに備えていてもよい。

前記処理ステーションとの間で基板を搬入出する搬入出ステーションを有し、前記ポリマー除去装置は前記処理ステーションと前記搬入出ステーションとの間に隣接して配置されていてもよい。

前記処理ステーションは、前記基板に反射防止膜を形成する反射防止膜形成装置と、前記基板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と、露光処理後の前記レジスト膜を現像する現像装置と、をさらに有していてもよい。

前記ポリマー除去装置で前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかが除去された基板を検査する基板検査装置を有していてもよい。

前記基板検査装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置との間に配置されていてもよい。

前記ポリマー除去装置で除去されなかった前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかをマスクとして前記基板をエッチングする基板エッチング装置を有し、前記エッチング処理装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置の間に配置されていてもよい。

前記エッチング装置は、プラズマ処理により前記基板をエッチングしてもよい。

前記第１のポリマーは親水性を有する親水性ポリマーであり、前記第２のポリマーは、疎水性を有する疎水性ポリマーであってもよい

前記親水性ポリマーはポリメタクリル酸メチルであり、前記疎水性ポリマーはポリスチレンであってもよい。

本発明によれば、親水性ポリマーと疎水性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、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。

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説明図である。 基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 中継搬送装置の構成の概略を示す説明図である。 現像装置の構成の概略を示す縦断面図である。 現像装置の構成の概略を示す横断面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 紫外線照射装置の構成の概略を示す縦断面図である。 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。 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。 ウェハ上に中性層が形成された様子を示す縦断面の説明図である。 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。 ブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性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。 ブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性ポリマーに相分離した様子を示す平面の説明図である。 親水性ポリマーを除去した様子を示す縦断面の説明図である。 他の実施の形態において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。 他の実施の形態においてブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性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。 他の実施の形態において中性層に紫外線を照射した様子を示す縦断面の説明図である。 他の実施の形態において中性層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。 他の実施の形態においてブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性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。 レジストパターンとポリスチレン膜により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。 レジストパターンを除去した様子を示す縦断面の説明図である。 反射防止膜上に中性層が形成された様子を示す縦断面の説明図である。 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。 ブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性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。 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説明図である。 他の実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 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。 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説明図である。 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説明図である。 他の実施の形態においてウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示す平面の説明図である。 他の実施の形態においてブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性ポリマーに相分離した様子を示す平面の説明図である。

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。

基板処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出される、搬入出ステーションとしてのカセットステーション１０と、カセットステーション１０に搬入されたウェハに対して枚葉式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、ウェハに対してエッチング処理を施す後述のエッチング装置１２０、１２１を備えたエッチングステーション１２と、処理ステーション１１とエッチングステーション１２の双方に隣接し、処理ステーション１１とエッチングステーション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。なお、本実施の形態では、基板処理システム１で処理されるウェハＷには、予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施された場合を例にして説明する。

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、複数、例えば４つのカセット載置板２１が設けられている。カセット載置板２１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板２１には、塗布現像処理装置２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を載置することができる。

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を搬入出できる。

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。

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に形成された露光後のレジストを現像してレジストパターンを形成する現像装置３０、レジストパターン形成後のウェハ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３１、中性層形成後のウェハＷに有機溶剤を塗布してウェハＷを洗浄する洗浄装置３２、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３３が下から順に重ねられている。

例えば現像装置３０、中性層形成装置３１、洗浄装置３２、ブロック共重合体塗布装置３３は、それぞれ水平方向に２つ並べて配置されている。なお、これら現像装置３０、中性層形成装置３１、洗浄装置３２、ブロック共重合体塗布装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像装置３０、中性層形成装置３１、洗浄装置３２、ブロック共重合体塗布装置３３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。これら液処理装置の構成については後述する。

なお、ブロック共重合体塗布装置３３でウェハＷ上に塗布されるブロック共重合体は、第１のポリマーと第２のポリマーとを有する。第１のポリマーとしては、疎水性（非極性）を有する疎水性ポリマーが用いられ、第２のポリマーとしては、親水性（極性）を有する親水性ポリマーが用いられる。本実施の形態では、親水性ポリマーとして例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が用いられ、疎水性ポリマーとしては例えばポリスチレン（ＰＳ）が用いられる。また、ブロック共重合体における親水性ポリマーの分子量の比率は４０％〜６０％であり、ブロック共重合体における疎水ポリマーの分子量の比率は６０％〜４０％である。そして、ブロック共重合体は、これら親水性ポリマーと疎水性ポリマーが、直線的に化学した高分子である。

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に紫外線を照射して改質する紫外線照射装置４０、ウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４１、４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。紫外線照射装置４０は、ウェハＷを載置する載置台と、載置台上のウェハＷに対して紫外線を照射する紫外線照射部を有している。この紫外線照射装置４０の構成については後述する。

熱処理装置４１、４２は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置４１は、中性層形成前後の熱処理に用いられる。また、熱処理装置４２は、ブロック共重合体塗布装置３３でブロック共重合体が塗布されたウェハＷの熱処理を行い、ブロック共重合体を親水性ポリマーと疎水性ポリマーに相分離させるポリマー分離装置として機能する。この熱処理装置４１、４２の構成については後述する。なお、紫外線照射装置４０、熱処理装置４１、４２の数や配置は、任意に選択できるが、処理ステーション１１内でのウェハＷの搬送時間が最短となるように配置することが好ましい。

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。

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、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。

ウェハ搬送装置７０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している。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。

ウェハ搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。

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。

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。

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。

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、ロードロック１１１、１１２が設けられている。ロードロック１１１、１１２は、ウェハ搬送装置１１０を挟んで配置されている。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及びロードロック１１１、１１２との間でウェハＷを搬送できる。ロードロック１１１、１１２のウェハ搬送装置１１０と対向する面にはそれぞれシャッター１１３、１１４が設けられている。シャッター１１３、１１４を閉じた状態でロードロック１１１、１１２内を排気機構（図示せず）により排気することで、ロードロック１１１、１１２の内部を減圧雰囲気とすることができる。

エッチングステーション１２には、エッチング装置１２０、１２１が設けられている。各エッチング装置１２０、１２１は、それぞれシャッター１２２、１２３を介してロードロック１１１、１１２に接続されている。エッチング装置１２０、１２１は、ウェハＷ上で相分離したブロック共重合体にエッチング処理を行い、新水性ポリマーを選択的に除去するポリマー除去装置として機能する。

なお、エッチング装置１２０、１２１としては、例えばプラズマ処理装置であるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｃｈｉｎｇ）装置が用いられる。すなわち、エッチング装置１２０、１２１では、例えば酸素（Ｏ_２）などの反応性の気体（エッチングガス）を例えばＲＦ電力によりプラズマ励起し、このプラズマにより疎水性ポリマーをエッチングするドライエッチングが行われる。

ロードロック１１１、１１２とエッチング装置１２０、１２１との間のウェハＷの搬送は、ロードロック１１１、１１２内にそれぞれ設けられた中継搬送機構１２４、１２４により行われる。中継搬送機構１２４は、図４に示すように、支持台１２５と、支持台１２５に接続されたリンク部１２６と、リンク部１２５に接続されたアーム部１２７を有している。リンク部１２６は、図示しない駆動機構に接続されており、アーム部１２７を支持台１２５の上方の位置とエッチング装置１２０との間で移動させることができる。支持台１２４には、その上端でウェハＷを支持する昇降ピン１２６が例えば３本が埋設されている。昇降ピン１２８は鉛直方向に昇降自在に構成されており、ウェハ搬送装置１１０を支持台１２５の上方に待機させた状態で昇降ピン１２８を昇降させることで、昇降ピン１２８とウェハ搬送装置１１０との間でウェハＷを受け渡すことができる。同様に、支持台１２５の上方でアーム部１２７を待機させ、昇降ピン１２８を昇降させることで、アーム部１２７との間でウェハＷを受け渡せる。

次に、上述した現像装置３０の構成について説明する。現像処理装置３０は、図５に示すように側面にウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器１３０を有している。

処理容器１３０内には、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１４０が設けられている。スピンチャック１４０の上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷがスピンチャック１４０上に吸着保持される。

スピンチャック１４０は、例えばモータなどのチャック駆動部１４１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１４１には、シリンダなどの昇降駆動源（図示せず）が設けられており、スピンチャック１４０は昇降自在になっている。

スピンチャック１４０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１４２が設けられている。カップ１４２は、上面にスピンチャック１４０が昇降できるようにウェハＷよりも大きい開口部が形成されている。カップ１４２の下面には、回収した液体を排出する排出管１４３と、カップ１４２内の雰囲気を排気する排気管１４４が接続されている。

図６に示すようにカップ１２２のＸ方向負方向（図６の下方向）側には、Ｙ方向（図６の左右方向）に沿って延伸するレール１５０が形成されている。レール１５０は、例えばカップ１４２のＹ方向負方向（図６の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図６の右方向）側の外方まで形成されている。レール１５０には、例えば二本のアーム１５１、１５２が取り付けられている。

第１のアーム１５１には、図５及び図６に示すように現像液及び有機溶剤を供給する供給ノズル１５３が支持されている。第１のアーム１５１は、図６に示すノズル駆動部１５４により、レール１５０上を移動自在である。これにより、供給ノズル１５３は、カップ１５２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１５５からカップ１４２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、第１のアーム１５１は、ノズル駆動部１５４によって昇降自在であり、供給ノズル１５３の高さを調整できる。

供給ノズル１５３には、図５に示すように、現像液供給源１５６に連通する現像液供給管１５７及び有機溶剤供給管１５８が接続されている。

第２のアーム１５２には、洗浄液、例えば純水を供給する洗浄液ノズル１６０が支持されている。第２のアーム１５２は、図６に示すノズル駆動部１６１によってレール１５０上を移動自在であり、洗浄液ノズル１６０を、カップ１４２のＹ方向負方向側の外方に設けられた待機部１６２からカップ１４２内のウェハＷの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部１６１によって、第２のアーム１５２は昇降自在であり、洗浄液ノズル１６０の高さを調節できる。

洗浄液ノズル１６０には、図５に示すように洗浄液供給源１６３に連通する洗浄液供給管１６４が接続されている。洗浄液供給源１６３内には、洗浄液が貯留されている。洗浄液供給管１６４には、洗浄液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１６５が設けられている。なお、以上の構成では、現像液を供給する供給ノズル１５３と洗浄液を供給する洗浄液ノズル１６０が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、供給ノズル１５３と洗浄液ノズル１６０の移動と供給タイミングを制御してもよい。

他の液処理装置である中性層形成装置３１、洗浄装置３２、ブロック共重合体塗布装置３３の構成は、ノズルから供給される液が異なる点以外は、上述した現像処理装置３０の構成と同様であるので説明を省略する。

次に、上述した熱処理装置４１の構成について説明する。図７は、熱処理装置４１の構成の概略を示す横断面図であり、図８は、熱処理装置４１の構成の概略を示す縦断面図である。

例えば熱処理装置４１は、内部を閉鎖可能な処理容器１７０を有し、処理容器１７０のウェハ搬送装置７０に対向する側面には、ウェハＷの搬入出口１７１が形成されている。また、熱処理装置４１は、処理容器１１０内に、ウェハＷを載置して加熱する熱板１７２と、ウェハＷを載置して温度調節する冷却板１７３を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。

熱板１７２は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１７２は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷを熱板１７２上に吸着保持できる。

熱板１７２の内部には、図８に示すように、電気ヒータ１７３が設けられており、後述する制御装置３００により電気ヒータ１７３への電力の供給量を制御することにより、熱板１７２を所定の設定温度に制御することができる。

熱板１７２には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１７４が形成されている。貫通孔１７４には、昇降ピン１７５が設けられている。昇降ピン１７５は、シリンダなどの昇降駆動機構１７６によって上下動できる。昇降ピン１７５は、貫通孔１７４内を挿通して熱板１７２の上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

熱板１７２には、当該熱板１７２の外周部を保持する環状の保持部材１７７が設けられている。保持部材１７７には、当該保持部材１７７の外周を囲み、昇降ピン１７５を収容する筒状のサポートリング１７８が設けられている。

冷却板１７３は、厚みのある略円盤形状を有している。冷却板１７３は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷを冷却板１７３上に吸着保持できる。

冷却板１７３の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材（図示せず）が内蔵されており、冷却板１７３を所定の設定温度に調整できる。

冷却板１７３のその他の構成は、熱板１７２と同様の構成を有している。すなわち、冷却板１７３には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１８０が形成されている。貫通孔１８０には、昇降ピン１８１が設けられている。昇降ピン１８１は、シリンダなどの昇降駆動機構１８２によって上下動できる。昇降ピン１８１は、貫通孔１８０内を挿通して冷却板１７３の上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

冷却板１７３には、当該冷却板１７３の外周部を保持する環状の保持部材１８３が設けられている。保持部材１８３には、当該保持部材１８３の外周を囲み、昇降ピン１８１を収容する筒状のサポートリング１８４が設けられている。なお、熱処理ユニット４２の構成については、熱処理ユニット４１の構成と同一であるので、説明を省略する。

次に、上述した紫外線照射装置４０の構成について説明する。図９は、紫外線照射装置４０の構成の概略を示す縦断面図である。紫外線照射装置４０は、内部を閉鎖可能な処理容器２００を有し、処理容器２００内には、ウェハＷを載置する載置台２１０と、載置台２１０の上方に設けられた紫外線照射ランプ２１１と、載置台２１０と紫外線照射ランプ２１１との間に設けられた遮光板２１２が設けられている。処理容器２００のウェハ搬送装置７０に対向する側面には、ウェハＷの搬入出口２１３が形成されている。

載置台２１０には、上下方向に貫通する貫通孔２２０が複数形成されている。各貫通孔２２０には、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成された昇降ピン２２１がそれぞれ設けられている。昇降ピン２２１は、貫通孔２２０内を挿通して載置台２１０の上面に突出し、ウェハＷを支持することができる。

紫外線照射ランプ２１１は、図示しない保持部材により処理容器２００内に保持されている。紫外線照射ランプ２１１としては、例えば波長が１７２ｎｍの、直線状のエキシマランプ等が用いられる。なお、図９では３本の紫外線ランプ２１１が描図されているが、紫外線照射ランプ２１１の形状や本数、配置については任意に設定できる。

遮光板２１２は略円盤形状を有し、その中央部には所定のパターンで紫外線を透過する窓２１２ａが形成されている。そのため、紫外線照射ランプ２１１すると、遮光板の窓２１２が紫外線に対するマスクとして機能し、ウェハＷの周辺部への紫外線が遮られると共に、ウェハＷの中央部に所定のパターンで紫外線が照射される。これにより、ウェハＷの紫外線が照射された領域の改質が行なわれる。なお、遮光版２１２としては、紫外線ランプ２１１から照射される紫外線を透過せず、且つ紫外線によって劣化し難い材料、例えばセラミックス板や金属板が用いられる。

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における各種の処理を所定のタクトタイムで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に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部３００にインストールされたものであってもよい。

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１０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。

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、所定のカセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。なお、基板処理システム１で処理されるウェハＷには、予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施されている。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像装置３０に搬送される。現像装置３０では、ウェハＷに現像液が供給され、レジストが所定のパターンに現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４１に搬送され、ポストベーク処理される。こうして、図１１に示すようにウェハＷに所定のレジストパターン４００が形成される（図１０の工程Ｓ１）。本実施の形態では、レジストパターン４００は、平面視において直線状のライン部４００ａと直線状のスペース部４００ｂを有し、いわゆるラインアンドスペースのレジストパターンである。なお、スペース部４００ｂの幅は、後述するようにスペース部４００ｂに親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に奇数層に配置されるように設定される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって中性層形成装置３１に搬送される。中性層形成装置３１では、図１２に示すようにウェハＷ上に中性剤が塗布されて、中性層４０１が形成される（図１０の工程Ｓ２）。その後ウェハＷは、熱処理装置４１に搬送され、加熱され、温度調節され、その後受け渡し装置５３に戻される。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって洗浄装置３２に搬送される。洗浄装置３２では、中性層４０１形成後のウェハＷ上に有機溶剤が供給され、レジストパターン４００上及び中性層４０１上の異物が洗い流される。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってブロック共重合体塗布装置３３に搬送される。ブロック共重合体塗布装置３３では、図１３に示すようにウェハＷの中性層４０１上にブロック共重合体４０２が塗布される（図１０の工程Ｓ３）。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４２に搬送される。熱処理装置４２では、ウェハＷに所定の温度の熱処理が行われる。この際、熱処理装置４２内を低酸素雰囲気にするために例えば窒素ガスが供給され、この窒素ガス雰囲気内で熱処理が行なわれる。そうすると、図１４及び図１５に示すようにウェハＷ上のブロック共重合体４０２が、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に相分離される（図１０の工程Ｓ４）。

ここで、上述したようにブロック共重合体４０２において、親水性ポリマー４０３の分子量の比率は４０％〜６０％であり、疎水ポリマー４０４の分子量の比率は６０％〜４０％である。そうすると、工程Ｓ４において、図１４及び図１５に示すように親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４はラメラ構造に相分離される。また、レジストパターン４００のスペース部４００ｂの幅が所定の幅に形成されているので、レジストパターンのスペース部４００ｂには、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に奇数層配置される。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって受け渡し装置５６に搬送される。次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって受け渡し装置６２に搬送される。

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によってロードロック１１１に搬送される。ロードロック１１１内にウェハＷが搬入されると、シャッター１１３、１２２が閉じてロードロック１１１内が密閉され、減圧される。その後、ロードロック１１１内が所定の真空度に到達するとシャッター１２２が開き、ロードロック１１１と予め減圧された状態のエッチング装置１２０とが連通させられる。そして、ウェハＷは中継搬送機構１２４によりエッチング装置１２０に搬送される。

エッチング装置１２０では、ウェハＷにプラズマ処理によるエッチングを行い、図１６に示すように親水性ポリマー４０３を選択的に除去し、疎水性ポリマー４０４により所定のパターンが形成される（図１０の工程Ｓ５）。

その後ウェハＷは、中継搬送機構１２４により再びロードロック１１１に戻される。そして、ウェハ搬送装置１１０により受け渡し装置６２に搬送される。次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって受け渡し装置５２に搬送される。その後ウェハは、カセットステーション１０のウェハ搬送装置２３によって所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送され基板処理システム１から搬出される。

以上の実施の形態によれば、処理ステーション１１がブロック共重合体塗布装置３３やポリマー分離装置としての熱処理装置４２、及び処理ステーション１１内でウェハＷを搬送するウェハ搬送装置７０を備え、当該処理ステーション１１にポリマー除去装置としてのエッチング装置１２０、１２１を備えたエッチングステーションが隣接して設けられている。そのため、ブロック共重合体４０２の塗布からブロック共重合体４０２の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４への相分離、及びその後のエッチングによる親水性ポリマーの選択除去に至るまでの工程において、搬送経路や搬送時間を一定とすることができる。その結果、ブロック共重合体４０２を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができ、ポリマーで形成されたパターンにばらつきが生じることを避けることができる。

なお、以上の実施の形態では、中性層４０１形成した後のウェハにブロック共重合体４０２を塗布したが、中性層４０１は必ずしも塗布する必要はない。換言すれば、中性層形成装置３１は必ずしも設ける必要はない、

例えば、レジストパターン４００を形成するフォトリソグラフィー処理においては、レジスト膜の下地として反射防止膜が形成される。そして、この反射防止膜は親水性を有しているので、例えば図１７に示すように、レジストパターン４００のスペース部４００ｂの幅を親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に例えば３層配置されるように設定する。そうすると、反射防止膜４１０は親水性を有しているので、図１８に示すように、スペース部４００ｂの真ん中に親水性ポリマー４０３が配置され、その両側に疎水性ポリマー４０４が配置される。かかる場合、工程Ｓ１でレジストパターン４００を形成した後、中性層形成装置３１ではなくブロック共重合体塗布装置３３に搬送し、ブロック共重合体４０２の塗布（工程Ｓ３）が行なわれる。なお、その他の工程Ｓ４〜Ｓ５の工程は上記実施の形態と同様である。

かかる場合においても、ブロック共重合体４０２の塗布からブロック共重合体４０２の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４への相分離、及びその後のエッチングによる親水性ポリマーの選択除去に至るまでの工程において、搬送経路や搬送時間を一定とすることができるので、ブロック共重合体４０２を用いたパターン形成においてスループットや熱履歴を一定に保つことができる。

以上の実施の形態では、ウェハＷに予めレジスト膜が形成され、当該レジスト膜には所定のパターンで露光処理が施された場合について説明したが、基板処理システム１で処理できるウェハＷは本実施の形態に限定されない。例えば、露光処理されたレジストではなく、予め中性膜４０１が塗布されたウェハＷの処理を行ってもよい。また、予めレジストパターンが形成されたウェハＷの処理を行ってもよい。予め中性膜４０１が塗布されたウェハＷを処理する場合について、先ず説明する。

中性層４０１が塗布されたウェハＷを塗布する場合、カセットＣから取り出されたウェハＷは、先ず紫外線照射装置４０に搬送される。紫外線照射装置４０では、図１９に示すようにウェハＷ上の中性層４０１に紫外線が照射される。このとき、中性層４０１には、遮光板２１２により所定のパターン、例えば親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に３層配置される幅に紫外線が照射される。そうすると、紫外線が照射された中性層４０１が酸化して親水化される。以下、このように親水化された中性層４０１の領域を親水性領域４２０という場合がある。

ウェハＷに３００ｎｍ以下の波長を有する紫外線を照射すると、処理雰囲気中の酸素から活性酸素を生成でき、この活性酸素によって中性層４０１の露出面が酸化して親水化する。なお、活性酸素をより容易に生成するためには、処理雰囲気としてオゾンを用いたほうがよいことが分かっている。また、特に紫外線の波長が１７２ｎｍである場合、処理雰囲気としてオゾンを用いた場合はもちろんのこと、処理雰囲気が大気雰囲気であっても、当該大気雰囲気中の酸素から効率よく活性酸素を生成できることも分かっている。

次にウェハＷは、熱処理装置４１に搬送され、熱処理される。その後ウェハＷは、ブロック共重合体塗布装置３３に搬送される。ブロック共重合体塗布装置３３では、図２０に示すようにウェハＷの中性層４０１上にブロック共重合体４０２が塗布される。

次にウェハＷは、熱処理装置４２に搬送され、ブロック共重合体４０４が、図２１に示すように親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に相分離される。この際、紫外線を照射した領域が所定の幅に形成されているので、中性層４０１の親水性領域４２０上には、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に３層に配置される。具体的には、親水性領域４２０の表面は親水性を有するので、当該親水性領域４２０上の真中に親水性ポリマー４０３が配置され、その両側に疎水性ポリマー４０４、４０４が配置される。そして、中性層４０１のその他の領域上にも、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に配置される。その後ウェハＷは、工程Ｓ５においてエッチング処理される。

次に、予めレジストパターンが形成されたウェハＷの処理について説明する。予めレジストパターン４００が形成されたウェハＷには、図２２に示すように、レジストパターン４００の下面に予めポリスチレン膜４１１が形成されている。この際、ポリスチレン膜４１１とレジストパターン４００のライン部４００ａは、ラインアンドスペースのレジストパターンであり、ライン部４００ａの幅は、当該ライン部４０２ａに親水性ポリマー４０５が１層だけ配置されるように設定されている。また、スペース部４００ｂの幅は、スペース部４００ｂに親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４が交互に奇数層だけ配置されるように設定される。なお、レジストパターン４００の下地には、下部反射防止膜４１０が形成されている。

レジストパターン４００とポリスチレン膜４１１によるウェハＷを塗布する場合、カセットＣから取り出されたウェハＷは、先ず洗浄装置３２に搬送され、有機溶剤で洗浄される。こうして、図２３に示すようにウェハＷ上のレジストパターン４００が除去され、ウェハＷ上にポリスチレン膜４１１のパターンが形成される。

次にウェハＷは、中性層形成装置３１に搬送される。中性層形成装置３１では、図２４に示すようにウェハＷの反射防止膜４１０上に中性層４０１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、加熱され、温度調節される。

その後ウェハＷは、ブロック共重合体塗布装置３３に搬送される。ブロック共重合体塗布装置３３では、図２５に示すようにウェハＷの中性層４０１及びポリスチレン膜４１１のパターン上にブロック共重合体４０２が塗布される。

次にウェハＷは、熱処理装置４２に搬送されて熱処理され、図２６に示すように、ブロック共重合体４０２が、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に層分離される。この際、上述したレジストパターン４００のライン部４００ａとスペース部４００ｂの幅がそれぞれ所定の幅に形成されているので、ポリスチレン膜４１１上には疎水性ポリマー４０４が１層配置され、中性層４０１上には親水性ポリマー４０５と疎水性ポリマー４０６が交互に奇数層配置される。その後ウェハＷは、工程Ｓ５においてエッチング処理される。

以上の実施の形態では、親水性ポリマー４０３を選択的に除去するにあたりエッチング装置１２０、１２１においていわゆるドライエッチング処理を行ったが、親水性ポリマー４０３の除去は、ウェットエッチング処理により行ってもよい。かかる場合、例えば図２１に示すように塗布現像処理装置２の第１のブロックＧ１には、ウェハＷ上に有機溶剤を供給する溶剤供給装置５００が設けられる。なお、親水膜形成装置５００の数や配置は、任意に選択できるが、ウェハＷの搬送を最短とするために、ブロック共重合体塗布装置３３の上方に配置することが好ましい。溶剤供給装置５００では、第１のブロックＧ１の他の液処理装置と同様に、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。

溶剤供給装置５０を用いる場合には、工程Ｓ４においてブロック共重合体４０２を相分離したウェハＷを、工程Ｓ５においてエッチング装置１２０に変えて、先ず紫外線照射装置４０に搬送する。そして、ウェハＷに波長２００ｎｍ以下、例えば１７２ｎｍの紫外線を照射することで、親水性ポリマー４０３であるポリメタクリル酸メチルの結合鎖を切断すると共に、疎水性ポリマー４０４であるポリスチレンを架橋反応させる。この際、紫外線の照射は遮光板２１２を用いず、ウェハＷの全面に行なわれる。その後、ウェハＷを溶剤供給装置５００に搬送し、当該溶剤供給装置５００においてウェハＷに例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を供給する。これにより、紫外線照射で結合鎖が切断された親水性ポリマー４０３が溶解除去される。

親水性ポリマー４０３をいわゆるドライエッチング処理により除去する場合、親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４の選択比は例えば３〜７：１程度であるため、疎水性ポリマー４０４の膜べりが避けられない。その一方、親水性ポリマー４０３を、有機溶剤を用いたいわゆるウェットエッチングにより除去する場合は、疎水性ポリマー４０４はほとんど有機溶剤に溶解しないため、膜べりを避けることができる。その結果、その後の工程において疎水性ポリマー４０４のパターンをマスクとして被処理膜のエッチング処理を行なう際に、マスクとしての十分な膜厚を確保することができる。

以上の実施の形態では、基板処理システム１において、主にブロック共重合体４０２の塗布処理にかかる処理を行ったが、基板処理システム１において、ブロック共重合体４０２塗布の前処理であるレジストパターン４００の形成を行ってもよい。

かかる場合、例えば図２７に示すように、エッチングステーション５１０が、カセットステーション１０と処理ステーション１１との間に隣接して設けられる。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０と反対の側には、露光装置５１１が配置される。なお、図２７においては、インターフェイスステーション１３に設けられていたウェハ搬送装置１１０と、ロードロック１１１、１１２をエッチング装置１２０、１２１に対して直線状にエッチングステーション５１０に配置し、インターフェイスステーション１３を省略した状態を描図しているが、これは、ウェハ搬送装置１１０とウェハ搬送装置１００との間でのウェハＷの受け渡しを考慮したことによる。ウェハ搬送装置１１０とウェハ搬送装置１００との間でウェハＷの受け渡しが適宜行えるなら、エッチングステーション１２及びインターフェイスステーション５１０内の機器配置は本実施の形態に限定されず、任意に設定が可能である。

例えば図２８に示すように、処理ステーション１１の第1のブロックＧ１には、ウェハＷ上に下部反射防止膜を形成する下部反射防止膜形成装置５２０、ウェハＷ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装置５２１、レジスト膜上に上部反射防止膜を形成する上部反射膜形成装置５２２がさらに設けられる。下部反射防止膜形成装置５２０、レジスト塗布装置５２１、上部反射膜形成装置５２２は、現像装置３０の下方に、下からこの順に配置される。

次にこの基板処理システム１におけるウェハＷの処理について、図２４に示すフローチャートと共に説明する。基板処理システム１においてレジストパターン４００の形成を行うにあたっては、先ずウェハＷは下部反射防止膜形成装置５２０に搬送され、ウェハＷに下部反射防止膜が形成される（図２９の工程Ｔ１）。その後ウェハＷは、熱処理装置４１に搬送され、加熱され、温度調節される。

その後ウェハＷは、レジスト塗布装置５２１に搬送され、ウェハＷの下部反射防止膜上にレジスト液が塗布されて、レジスト膜が形成される（図２９の工程Ｔ２）。その後ウェハＷは、熱処理装置４１に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、上部反射防止膜形成装置５２２に搬送され、レジスト膜上に上部反射防止膜が形成される（図２９の工程Ｔ３）。その後ウェハＷは露光装置５１１に搬送され、所定のパターンで露光処理される（図２９の工程Ｔ４）。

次にウェハＷは、熱処理装置４１において、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、現像装置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４１に搬送され、ポストベーク処理される。こうして、ウェハＷ上に所定のレジストパターンが形成される（図２９の工程Ｓ１）。その他の工程２〜Ｓ５の工程は上記実施の形態と同様である。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷへのレジストパターンの形成から、疎水性ポリマー４０４によるパターン形成までの処理を一貫して基板処理システム１で行うことができる。そのため、ウェハＷのスループットや熱履歴を一定とし、それによりポリマーで形成されたパターンのばらつきを避けることができる。

なお、図２７に示す基板処理システム１においては、工程Ｓ４におけるブロック共重合体４０２の層分離後のウェハＷが、処理ステーション１１のカセットステーション１０側に配置されたエッチングステーション１２に搬送される点において上記実施の形態とは搬送ルートが異なる。

また、基板処理システム１は、エッチングステーション１２で親水性ポリマー４０３を除去し所定のパターンが形成されたウェハＷの検査を行う検査ステーションをさらに有していてもよい。かかる場合、図３０に示すように、エッチングステーション１２とカセットステーション１０との間に、ウェハＷの検査を行なう検査ステーション５３０が配置され、エッチングステーション１２で所定のパターンが形成されたウェハＷが検査ステーション５３０に搬送されて検査される。

検査ステーション５３０では、ウェハＷに形成されたパターンが例えばＣＣＤカメラにより撮像され、パターンの良否が判定される。良好にパターン形成されていると判断された場合、ウェハＷはカセットステーション１０のカセットＣに搬送され、パターンに異常があると判断された場合、例えば回収用のカセットＣＡに回収される。

このように、検査ステーション５３０においてパターンの良否を判定することで、別途他の検査装置で検査することなく、良品ウェハと不良ウェハとを選別することができ、後工程に不良ウェハを持ち込むことがなくなる。

また、基板処理システム１は、エッチングステーション１２で親水性ポリマー４０３が除去されることにより形成された疎水性ポリマー４０４のパターンをマスクとしてウェハＷのエッチング処理を行う、基板エッチング装置としてのウェハエッチング装置を備えたウェハエッチングステーションを有していてもよい。図３１に示すように、ウェハエッチングステーション５４０は、エッチングステーション１２とカセットステーション１０との間に配置される。

ウェハエッチングステーション５４０は、図２７に示されるエッチングステーション５１０と同様の構成を有しており、ウェハエッチングステーション５４０にはウェハエッチング装置５５０、５５１、ロードロック５５２、５５３、ウェハ搬送装置５６０が直線状に配置されている。ウェハエッチング装置５５０、５５１、ロードロック５５２、５５３、ウェハ搬送装置５６０の構成は、それぞれウェハエッチング装置１２０、１２１、ロードロック１１１、１１２、ウェハ搬送装置１１０と同様である。

図３１に示す基板処理システム１では、工程Ｔ１〜Ｔ４及び工程Ｓ１〜Ｓ５を経てエッチングステーション５１０で親水性ポリマー４０３が除去されたウェハＷが、ウェハエッチングステーション５４０に搬送される。ウェハエッチングステーション５４０に搬送されたウェハＷは、ウェハエッチング装置５５２に搬送され、疎水性ポリマー４０４をマスクとして、例えばウェハＷやウェハＷの上面に予め形成された被処理膜のエッチングが行われる。エッチング処理の終了したウェハＷは、カセットステーション１０に搬送され、カセットＣに収容される。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷへのレジストパターンの形成から、ウェハＷのエッチング処理までを一貫して基板処理システム１で行うことができる。そのため、ウェハＷのスループットや熱履歴を一定とし、それによりポリマーで形成されたパターンのばらつきを避けることができる。

以上の実施の形態では、ウェハＷ上のブロック共重合体４０２をラメラ構造の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に相分離したが、本発明の基板処理システム１は、ブロック共重合体４０２をシリンダ構造の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に相分離する場合にも適用できる。

本実施の形態で用いられるブロック共重合体４０２は、親水性ポリマー４０３の分子量の比率が２０％〜４０％であり、ブロック共重合体４０２における疎水ポリマー４０４の分子量の比率が８０％〜６０％である。

かかる場合、図３２に示すようにウェハＷ上に、平面視において円形状のスペース部４００ｃを有するレジストパターンが形成される。このスペース部４００ｃの配置は、平面視において千鳥状に配置される。

そして、工程Ｓ５においてブロック共重合体４０２を相分離する際、図３３に示すようにシリンダ構造の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０５に相分離される。親水性ポリマー４０３は、親水化されたスペース部４００ｃ上と、２つのスペース部４００ｃ、４００ｃ間のレジストパターン４００上に形成される。疎水性ポリマー４０４は、その他のレジストパターン４００上に形成される。そうすると、親水性ポリマー４０３をマスクとしてウェハＷ上の被処理膜にエッチングすると、当該被処理膜にホール状の所定のパターンが形成される。

本実施の形態によれば、ブロック共重合体４０２をシリンダ構造の親水性ポリマー４０３と疎水性ポリマー４０４に適切に層分離することができ、被処理膜のエッチング処理を適切に行うことができる。

以上の実施の形態のブロック共重合体４０２には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）とポリスチレン（ＰＳ）を有していたが、親水性を有する親水性ポリマーと疎水性を有する疎水性ポリマーを含めばこれに限定されない。例えば親水性ポリマーにシリコーンゴム（ＰＤＭＳ）やポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリエチレンポリブタジエン（ＰＢＤ）、ポリビニルピリジン（ＰＶＰ）などを用いてもよい。

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。

本発明は、例えば親水性を有する親水性ポリマーと疎水性を有する疎水性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。

１ 基板処理システム
３０ 現像装置
３１ 中性層形成装置
３２ 洗浄装置
３３ ブロック共重合体塗布装置
４０ 紫外線照射装置
４１、４２ 熱処理装置
１１１、１１２ ロードロック
１２０、１２１ エッチング装置
３００ 制御部
４００ レジストパターン
４０１ 中性層
４０２ ブロック共重合体
４０３ 親水性ポリマー
４０４ 疎水性ポリマー
Ｗ ウェハ

Claims (13)

1. 第１のポリマーと第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システムであって、
   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、前記基板に塗布された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、を備えた処理ステーションと、
   前記相分離したブロック共重合体から、前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかを選択的に除去するポリマー除去装置と、
   前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置の双方に隣接して設けられ、前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェイスステーションを有していることを特徴とする、基板処理システム。
2. 前記処理ステーションは、前記ブロック共重合体塗布装置でブロック共重合体が塗布される前の基板に、中性層を形成する中性層形成装置をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理システム。
3. 前記インターフェイスステーションは、
   ロードロックと、
   前記ロードロック内に配置され、前記ポリマー除去装置との間で基板の受け渡しを行なう中継搬送機構と、を有し、
   前記処理ステーションと前記ポリマー除去装置はロードロックを介して接続されていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の基板処理システム。
4. 前記ポリマー除去装置は、プラズマ処理により前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかをエッチングするプラズマ処理装置であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理システム。
5. 前記処理ステーションは、前記相分離した前記ブロック共重合体上に有機溶剤を供給して前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかを選択的に除去する溶剤供給装置をさらに備えていることを特徴とする、請求項４に記載の基板処理システム。
6. 前記処理ステーションとの間で基板を搬入出する搬入出ステーションを有し、
   前記ポリマー除去装置は前記処理ステーションと前記搬入出ステーションとの間に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理システム。
7. 前記処理ステーションは、前記基板に反射防止膜を形成する反射防止膜形成装置と、前記基板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と、露光処理後の前記レジスト膜を現像する現像装置と、をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の基板処理システム。
8. 前記ポリマー除去装置で前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかが除去された基板を検査する基板検査装置を有することを特徴する、請求項７に記載の基板処理システム。
9. 前記基板検査装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置との間に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理システム。
10. 前記ポリマー除去装置で除去されなかった前記第１のポリマー又は前記第２のポリマーのいずれかをマスクとして前記基板をエッチングする基板エッチング装置を有し、
    前記エッチング処理装置は、前記搬入出ステーションと前記ポリマー除去装置の間に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の基板処理システム。
11. 前記エッチング装置は、プラズマ処理により前記基板をエッチングすることを特徴とする、請求項１０に記載の基板処理システム。
12. 前記第１のポリマーは親水性を有する親水性ポリマーであり、前記第２のポリマーは、疎水性を有する疎水性ポリマーであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の基板処理システム。
13. 前記親水性ポリマーはポリメタクリル酸メチルであり、
    前記疎水性ポリマーはポリスチレンであることを特徴とする、請求項１２に記載の基板処理システム。
    
    

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