JP2007019161A - パターン形成方法及び被膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面張力がパターンに作用しない工夫を図ることにより、高アスペクト比のパターンの倒壊を防止することができる。
【解決手段】 基板Ｗを乾燥させつつ基板Ｗにポリマー１１を供給して感光性被膜の全面をポリマー１１で覆い、リンス液９が乾燥してパターン７間に表面張力が作用する前に、パターン７の間をポリマー１１で覆う。乾燥時にリンス液９がパターン７間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターン７の倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターン７をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においても液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターン７から生成される最終パターンであっても倒壊を防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法及び被膜形成装置に関する。

近年、基板に形成するパターンの微細化に伴い、フォトレジスト被膜のパターンにおける高さ／幅の比率（アスペクト比と呼ばれる）が高くなっている。特に、アスペクト比が２．５〜３を越えると、現像過程においてフォトレジスト被膜のパターンが倒壊する現象が生じる。これは、現像段階におけるリンス液が乾燥する際に、リンス液の表面張力がフォトレジスト被膜のパターンに働き、高アスペクト比のパターンが表面張力により働く力に対して強度的に耐えられなくなるからである。

このような問題を解決するために、従来、最終のリンス過程において、リンス液に生じる表面張力を低下させる溶剤（低表面張力溶剤）として、例えばパーフルオロカーボン系の溶剤を含むリンス液を供給してリンス処理を行う第１の方法がある（例えば、特許文献１）。

また、リンス液に溶解する樹脂を含む液をリンス液に混合し、これをフォトレジスト被膜のパターン上に供給して樹脂を堆積させ、表面張力を低下させるとともに、樹脂を効果させることでパターンの基部の強度を高める第２の方法がある（例えば、特許文献２）。
特開２００４−１４８４４号公報 特開平７−３３５５１９号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第１の方法は、たとえ表面張力を低下させるリンス液を用いるとはいっても、リンス液が乾燥する際、つまり液面がパターン間の底に向かって下がってゆく際には、必ずパターン間に表面張力が生じる。したがって、パターンの倒壊を避けることができないという問題がある。

また、従来の第２の方法は、樹脂でパターンの強度を高めているものの、樹脂を剥離した上でパターンをマスクにしたエッチング処理等を行うので、エッチング液によって作用する表面張力でパターンの倒壊が生じるという問題がある。なお、さらにアスペクト比が高くなると、たとえパターンの基部を樹脂で補強してあったても、リンス液による表面張力でパターンが倒壊することは避けられない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、表面張力がパターンに作用しない工夫を図ることにより、高アスペクト比のパターンの倒壊を防止することができるパターン形成方法及び被膜形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載のパターン形成方法は、基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法において、基板上に被着され、パターンの潜像が形成されている感光性被膜に対して現像液を供給し、感光性被膜のパターンを形成する過程と、現像液をリンス液で置換する過程と、基板を乾燥させながらリンス液に可溶なポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆う過程と、感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方をドライエッチングにより除去する過程と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、現像により感光性被膜のパターンを形成した後、現像液をリンス液で置換し、基板を乾燥させつつ基板にポリマーを供給して感光性被膜の全面をポリマーで覆う。つまり、リンス液が乾燥してパターン間に表面張力が作用する前に、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においてもパターンに対して液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明は、基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法において、基板上に被着され、パターンの潜像が形成されている感光性被膜に対して現像液を供給し、感光性被膜のパターンを形成する過程と、現像液をリンス液で置換するとともに、リンス液に可溶なポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆う過程と、基板を乾燥させる過程と、感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方をドライエッチングにより除去する過程と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、現像により感光性被膜のパターンを形成した後、現像液をリンス液で置換し、そのリンス液にポリマーを供給して感光性被膜の全面をポリマーで覆った後に、基板の乾燥を行う。つまり、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においてもパターンに対して液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止することができる。

また、本発明において、ポリマーは、ドライエッチングにおけるエッチングレートが前記感光性被膜よりも低いことが好ましい（請求項３）。エッチングにより感光性被膜だけを除去してポリマーのパターンを形成することができる。この場合、最終的に通常とは逆のパターンが基板に生成されるので、露光マスクのパターンを逆ものとすればよい。なお、露光マスクを逆パターンのものとする代わりに、感光性被膜を逆特性のものにしてもよい。つまり、例えば、元々ポジティブ型の感光性被膜を想定して露光マスクのパターンを設計している場合には、それに代えてネガティブ型の感光性被膜を採用すればよい。

また、本発明において、ポリマーは、シロキサン系、Ｓｉ−Ｏを骨格とした珪素酸系、ガラス樹脂系のいずれかであることが好ましい（請求項４）。なお、ポリマーは、主成分としてこれらのいずれかを含むポリマー含有処理液であってもよい。

また、請求項５に記載の発明は、基板に被膜を形成する被膜形成装置において、基板を回転可能に支持する回転支持手段と、前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させながら、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、ドライエッチングにより感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を除去可能な被膜を基板に形成する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、回転支持手段に基板を支持させた状態で現像液供給手段から現像液を供給させて感光性被膜のパターンを形成させた後、リンス液供給手段からリンス液を供給させて現像液を置換させ、回転支持手段で基板を乾燥させながら、ポリマー供給手段からポリマーを供給させて感光性被膜の全面をポリマーで覆わせるように制御手段が制御する。つまり、リンス液が乾燥してパターン間に表面張力が作用する前に、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。したがって、その後に、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチングによって除去することにより高アスペクト比のパターンを生成可能な被膜を基板に形成することができる。

また、請求項６に記載の発明は、基板に被膜を形成する被膜形成装置において、基板を回転可能に支持する回転支持手段と、前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させるとともに、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させ、ドライエッチングにより感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を除去可能な被膜を基板に形成する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、回転支持手段に基板を支持させた状態で現像液供給手段から現像液を供給させて感光性被膜のパターンを形成させた後、リンス液供給手段からリンス液を供給させて現像液を置換させ、ポリマー供給手段からポリマーを供給させて感光性被膜の全面をポリマーで覆わせた後に、基板の乾燥を行わせるように制御手段が制御する。つまり、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。したがって、その後に、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチングによって除去することにより高アスペクト比のパターンを生成可能な被膜を基板に形成することができる。

また、本発明において、ポリマー供給手段は、ドライエッチングにおけるエッチングレートが前記感光性被膜よりも低いポリマーを供給することが好ましく（請求項７）、ポリマー供給手段は、シロキサン系、Ｓｉ−Ｏを骨格とした珪素酸系、ガラス樹脂系のいずれかのポリマーを供給することが好ましい（請求項８）。

なお、本明細書は、次のような基板処理装置に係る発明も開示している。

（１）基板にパターンを形成するパターン形成装置において、
基板を回転可能に支持する回転支持手段と、
前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、
前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、
前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、
被膜またはポリマーを灰化するドライエッチング手段と、
前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させながら、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、前記ドライエッチング手段により感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を灰化する制御手段と、
を備えたことを特徴とするパターン形成装置。

前記（１）に記載の発明によれば、回転支持手段に基板を支持させた状態で現像液供給手段から現像液を供給させて感光性被膜のパターンを形成させた後、リンス液供給手段からリンス液を供給させて現像液を置換させ、回転支持手段で基板を乾燥させながら、ポリマー供給手段からポリマーを供給させて感光性被膜の全面をポリマーで覆わせ、その後ドライエッチング手段により感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を灰化するように制御手段が制御する。つまり、リンス液が乾燥してパターン間に表面張力が作用する前に、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチング手段によって除去することにより、エッチング時においてもパターンに対して液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止することができるパターン形成装置を提供できる。

（２）基板にパターンを形成するパターン形成装置において、
基板を回転可能に支持する回転支持手段と、
前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、
前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、
前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、
被膜またはポリマーを灰化するドライエッチング手段と、
前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させるとともに、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させ、前記ドライエッチング手段により感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を灰化する制御手段と、
を備えたことを特徴とするパターン形成装置。

前記（２）に記載の発明によれば、回転支持手段に基板を支持させた状態で現像液供給手段から現像液を供給させて感光性被膜のパターンを形成させた後、リンス液供給手段からリンス液を供給させて現像液を置換させ、ポリマー供給手段からポリマーを供給させて感光性被膜の全面をポリマーで覆わせた後に、基板の乾燥を行わせ、その後ドライエッチング手段により感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を灰化するように制御手段が制御する。つまり、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチング手段によって除去することにより、エッチング時においてもパターンに対して液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止することができるパターン形成装置を提供できる。

本発明に係るパターン形成方法によれば、現像により感光性被膜のパターンを形成した後、現像液をリンス液で置換し、そのリンス液にポリマーを供給して感光性被膜の全面をポリマーで覆った後に、基板の乾燥を行う。つまり、パターンの間を隙間無くポリマーで覆うことにより、乾燥時にリンス液がパターン間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターンの倒壊が防止できる。その後、感光性被膜のパターンかポリマーのいずれか一方をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においてもパターンに対して液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止できる。

まず、パターン形成方法について二つの実施例を挙げて説明し、次いで、これらの方法を実施するのに好適な装置について一つの実施例を挙げて説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図１〜３は、実施例１に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。

基板Ｗは、その上面に感光性被膜１が被着されており、この感光性被膜１に所定のパターンを有するマスクを通して露光がされ、所定のパターンに応じた潜像３が形成されている（図１（ａ））。感光性被膜１は、フォトレジスト被膜とも呼ばれ、例えば、回転塗布装置（スピンコータとも呼ばれる）を用いて回転塗布されて形成される。

基板Ｗの感光性被膜１上に現像液５が供給され、この状態を所定時間維持すると、例えば、露光された部分の感光性被膜１が現像液に溶解されて潜像３がパターン７として形成される（図１（ｂ））。現像処理は、液流によるパターン倒れを抑制するために、基板Ｗを回転させずに液盛りして行う、いわゆるパドル現像が好ましい。

現像液５の供給を停止し、次いでリンス液９を供給して現像処理を停止する（図１（ｃ））。リンス液９としては、例えば、純水が挙げられるが、感光性被膜１の種類によっては溶剤を含むリンス液が用いられる。

リンス液９によるリンスを所定時間だけ行った後、リンス液９の供給を停止するとともに、パターン７を覆っているリンス液９を除去するための基板Ｗの乾燥を行う（図1（ｄ））。パターン７の倒れを抑制するために、回転振り切りによる乾燥を行うには、低速回転が好ましい。

上記のように基板Ｗの乾燥を行いながら、リンス液９がパターン７を覆っている状態にてポリマー１１を供給する（図２（ａ））。そして、ポリマー１１で各パターン７の間及び各パターン７の上部を覆う（図２（ｂ））。

なお、ポリマー１１は、リンス液９が覆っている状態で供給するので、十分にポリマー１１が馴染むようにリンス液９に可溶性のものである。具体的には、シロキサン系、Ｓｉ−Ｏを骨格とした珪素酸系、ガラス樹脂系のいずれかであることが好ましい。また、後述するドライエッチング処理の関係上、上述した感光性被膜１とポリマー１１には、ドライエッチング処理におけるそれぞれのエッチングレートに差異がある材料を選択する。本実施例では、一例として、ドライエッチング処理における感光性被膜１（パターン７）のエッチングレートが高い（エッチング量が大きい）ものとする。

ポリマー１１でパターン７を覆ってポリマー１１を乾燥させた後、ドライエッチング処理を行う（図２（ｃ））。具体的には、プラズマを用いたアッシングを行う。このアッシングにおける初期の段階では、基板Ｗの全面をポリマー１１が覆っているのでこれのみが徐々に灰化される（図３（ａ））。その後、パターン７が露出した状態では、ポリマー１１の灰化よりもパターン７が著しく早く灰化される（図３（ｂ））。これにより、パターン７の跡が形成され、パターン７とは反転したポリマー１１による最終パターン１３が形成される。なお、この場合、通常とは逆の最終パターン１３が基板に生成されるので、予め露光マスクのパターンを逆ものとすればよい。但し、感光性被膜を逆特性のものにした場合には、この限りではない。つまり、例えば、元々ポジティブ型の感光性被膜を想定して露光マスクのパターンが設計されている場合には、露光マスクを逆パターンのものとすることに代えて、感光性被膜をネガティブ型のものとすればよい。

このように現像により感光性被膜１のパターン７を形成した後、現像液５をリンス液９で置換し、基板Ｗを乾燥させつつ基板Ｗにポリマー１１を供給して感光性被膜１の全面をポリマー１１で覆う。つまり、リンス液９が乾燥してパターン７間に表面張力が作用する前に、パターン７の間を隙間無くポリマー１１で覆うことにより、乾燥時にリンス液９がパターン７間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターン７の倒壊が防止できる。その後、感光性被膜１のパターン７をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においても液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターン７から生成される最終パターン１３であっても倒壊を防止することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図４及び図５は、実施例２に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。本実施例は、ポリマー１１を供給するタイミングの点において上述した実施例１と相違する。

基板Ｗには感光性被膜１が被着されており、この感光性被膜１に所定のパターンに応じた潜像３が形成されている（図４（ａ））。そして、現像液５を供給してパターン７を形成し（図４（ｂ））、現像液５をリンス９で置換する（図４（ｃ））。

リンス液９で置換するとともに、リンス液９の供給を維持したままポリマー１１を供給する（図４（ｄ））。そして、リンス液９を停止した後、ポリマー１１の供給を停止する。これにより、各パターン７がポリマー１１で覆われる（図５（ａ））。

ポリマー１１でパターン７を覆ってポリマー１１を乾燥させた後、ドライエッチング処理を行う（図４（ｂ）〜（ｄ））。これにより、パターン７の跡が形成され、パターン７とは反転したポリマー１１による最終パターン１３が形成される。

このように、現像により感光性被膜１のパターン７を形成した後、現像液５をリンス液９で置換し、そのリンス液９にポリマー１１を供給して感光性被膜１の全面をポリマー１１で覆った後に、基板Ｗの乾燥を行う。つまり、パターン７の間を隙間無くポリマー１１で覆うことにより、乾燥時にリンス液９がパターン７間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターン７の倒壊が防止できる。その後、感光性被膜１のパターン７をドライエッチングによって除去する。したがって、エッチング時においても液体による表面張力が働くことがなく、高アスペクト比のパターンであっても倒壊を防止することができる。

次に、上述した各実施例１，２を実施するのに好適な装置について、図面を参照して本発明の実施例３として説明する。なお、図６は、被膜形成装置の一実施例を示すブロック図であり、図７は、ドライエッチング装置の一実施例を示す図である。

被膜形成装置２１は、基板Ｗの上面に塗布被膜１のパターン７を形成した後、各パターン７をポリマー１１で覆った被膜を形成する。本発明における回転支持手段に相当するスピンチャック２３は、基板Ｗの下面中心部を吸着して基板Ｗを水平姿勢で保持する。スピンチャック２３の下部には、回転軸２５が連結されており、その下部がモータ２７の回転軸に連動連結されている。スピンチャック２３の周囲には、昇降自在に構成された飛散防止カップ２９が配備されている。飛散防止カップ２９は、基板Ｗの外周から周囲に飛散する現像液等の処理液を下方へ案内するとともに回収する機能を備える。

飛散防止カップ２９の側方には、二点鎖線で示した回転中心Ｐ付近にあたる「供給位置」と、図６に実線で示す「待機位置」とにわたって移動可能に構成された第１ノズル３１，第２ノズル３２，第３ノズル３３が配備されている。第１ノズル３１は、本発明における現像液供給手段に相当し、第２ノズル３２は、本発明におけるリンス液供給手段に相当し、第３ノズル３３は、本発明におけるポリマー供給手段に相当する。

第１ノズル３１には、配管３５を介して現像液供給源３７が連通接続されている。配管３５には、現像液の供給・停止を制御する開閉弁３９が取り付けられている。第２ノズル３２には、配管４１を介してリンス液供給源４３が連通接続されており、配管４１にはリンス液の供給を制御する開閉弁４５が取り付けられている。第３ノズル３３には、配管４７を介してポリマー供給源４９が連通接続されており、その供給が配管４７に設けられた開閉弁５１によって行われる。

上述したモータ２７、開閉弁３９，４５，５１の制御や、第１ノズル３１、第２ノズル３２、第３ノズル３３の移動制御等は、本発明における制御手段に相当する制御部５３によって行われる。各部の制御タイミング等は、処理手順を規定したレシピを予め記憶しているメモリ５５を参照して実施される。

図７を参照する。
ドライエッチング装置５７は、ベーク装置５９と、搬送ユニット６１と、プラズマアッシャー６３とを順に備えている。ベークユニット５９は、基板Ｗに形成されたポリマー１１の最終パターン１３に含まれているリンス液等の水分を除去するため、高温で基板Ｗを熱処理するためのものである。処理温度は、例えば、１００〜１４０℃程度である。なお、プラズマアッシャー６３は、本発明におけるドライエッチング手段に相当する。

搬送ユニット６１は、ベークユニット５９で熱処理した基板Ｗをプラズマアッシャー６３に搬送する。

プラズマアッシャー６３は、上述したように最終パターン１３を形成するために、感光性被膜１のパターン７を灰化する処理を行う。このプラズマアッシャー６３による処理を終えると、基板Ｗには最終パターン１３が形成される。なお、この例では、基板Ｗを水平姿勢にして一枚ずつ基板を処理する枚葉式のプラズマアッシャー６３であるが、複数枚の基板Ｗを搬送ユニット６１から受け取って、起立姿勢にした複数枚の基板Ｗを同時に処理するバッチ式のプラズマアッシャー６３としてもよい。

次に、上述した装置による処理について、図１〜３を参照しつつ説明する。
被膜形成装置２１の制御部５３は、メモリ５５にアクセスして上述した実施例１に応じたレシピを参照し、現像液５を供給するために、第１ノズル３１を供給位置に移動させて所定量の現像液５を基板Ｗに供給して液盛りを行う。所定時間が経過して現像処理が完了すると、続いてリンス液９を供給するために、第２ノズル３２を供給位置に移動させ、モータ２７を低速回転させつつリンス液９を供給し、リンス液９で現像液５を置換する。そして、所定時間のリンス処理が完了すると、リンス液９の供給を停止して第２ノズル３２を待避させるとともに、第３ノズル３３を供給位置に移動させる。そして、リンス液９からパターン７が露出する前の所定時間後に、ポリマー１１を供給させる。ポリマー１１がパターン７を覆って基板Ｗの表面全体を覆う供給時間が経過した後、ポリマー１１の供給を停止し、モータ２７の回転数を挙げてポリマー１１の余剰分を振り切るとともに乾燥させる。

このように、現像液５を供給させて感光性被膜１のパターン７を形成させた後、リンス液９を供給させて現像液５を置換させ、基板Ｗを乾燥させながら、ポリマー１１を供給させて感光性被膜１の全面をポリマー１１で覆わせるように制御部５３が制御する。つまり、リンス液９が乾燥してパターン７間に表面張力が作用する前に、パターン７の間を隙間無くポリマー１１で覆うことにより、乾燥時にリンス液９がパターン７間に表面張力を作用させることないので、現像処理におけるパターン７の倒壊が防止できる。したがって、その後に、感光性被膜１のパターン７をドライエッチングによって除去することにより高アスペクト比の最終パターン１３を生成可能な被膜を基板Ｗに形成することができる。

次に、ポリマー１１で覆われた基板Ｗをドライエッチング装置５７のベーク装置５９に搬入し、ポリマー１１に含まれる水分等を熱処理により除去する。その後、基板Ｗは、搬送ユニット６１によりプラズマアッシャー６３に搬送される。ここでは、一部のポリマー１１及びパターン７が灰化され、最終パターン１３が基板Ｗに形成される。

なお、被膜形成装置２１の制御部５３が、メモリ５５にアクセスして上述した実施例２に応じたレシピを参照した場合には、実施例２で詳述したように、ポリマー１１の供給タイミングが異なるだけで、他の処理は上記同様である。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例１，２では、ドライエッチング処理において、感光性被膜１のパターン７を除去したが、逆にポリマー１１を除去するようにしてもよい。これにより、露光マスクとして通常使用しているものを使うことができる。

（２）上述した実施例３では、被膜形成装置２１とドライエッチング装置５７を別体の構成としているが、これらを一体の構成としたパターン形成装置としてもよい。これにより、処理の効率化を図ることができる。

（３）実施例３におけるプラズマアッシャー６３に代えて、例えば、反応性イオンエッチング装置や反応性スパッタエッチング装置を採用してもよい。

（４）上述した実施例３では、被膜形成装置２１において回転支持手段として吸着式のスピンチャック２３を採用しているが、ベース部材の外周部に複数本の支持ピンを立設し、基板Ｗの外周縁を当接支持する、いわゆるメカチャックを採用してもよい。

（ａ）〜（ｄ）は、実施例１に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施例１に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。 （ａ），（ｂ）は、実施例１に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施例２に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施例２に係るパターン形成方法による基板の処理過程を示す基板の縦断面図である。 被膜形成装置の一実施例を示すブロック図である。 ドライエッチング装置の一実施例を示す図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 感光性被膜
３ … 潜像
５ … 現像液
７ … パターン
９ … リンス液
１１ … ポリマー
１３ … 最終パターン
２１ … 被膜形成装置
２３ … スピンチャック
３１ … 第１ノズル（現像液供給手段）
３２ … 第２ノズル（リンス液供給手段）
３３ … 第３ノズル（ポリマー供給手段）
５３ … 制御部（制御手段）
５７ … ドライエッチング装置
５９ … ベーク装置
６１ … 搬送ユニット
６３ … プラズマアッシャー（ドライエッチング手段）

Claims (8)

1. 基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法において、
   基板上に被着され、パターンの潜像が形成されている感光性被膜に対して現像液を供給し、感光性被膜のパターンを形成する過程と、
   現像液をリンス液で置換する過程と、
   基板を乾燥させながらリンス液に可溶なポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆う過程と、
   感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方をドライエッチングにより除去する過程と、
   を備えていることを特徴とするパターン形成方法。
2. 基板上に所定のパターンを形成するパターン形成方法において、
   基板上に被着され、パターンの潜像が形成されている感光性被膜に対して現像液を供給し、感光性被膜のパターンを形成する過程と、
   現像液をリンス液で置換するとともに、リンス液に可溶なポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆う過程と、
   基板を乾燥させる過程と、
   感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方をドライエッチングにより除去する過程と、
   を備えていることを特徴とするパターン形成方法。
3. 請求項１または２に記載のパターン形成方法において、
   前記ポリマーは、ドライエッチングにおけるエッチングレートが前記感光性被膜よりも低いことを特徴とするパターン形成方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のパターン形成方法において、
   前記ポリマーは、シロキサン系、Ｓｉ−Ｏを骨格とした珪素酸系、ガラス樹脂系のいずれかであることを特徴とするパターン形成方法。
5. 基板に被膜を形成する被膜形成装置において、
   基板を回転可能に支持する回転支持手段と、
   前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、
   前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、
   前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、
   前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させながら、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、ドライエッチングにより感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を除去可能な被膜を基板に形成する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする被膜形成装置。
6. 基板に被膜を形成する被膜形成装置において、
   基板を回転可能に支持する回転支持手段と、
   前記回転支持手段の上方から現像液を供給する現像液供給手段と、
   前記回転支持手段の上方からリンス液を供給するリンス液供給手段と、
   前記回転支持手段の上方から、リンス液に可溶なポリマーを供給するポリマー供給手段と、
   前記回転支持手段に支持された、パターンの潜像が形成されている感光性被膜を被着された基板に対して、前記現像液供給手段から現像液を供給し、前記リンス液供給手段からリンス液を供給して現像液を置換させるとともに、前記ポリマー供給手段からポリマーを供給して、基板上の感光性被膜全面をポリマーで覆わせ、前記回転支持手段で基板を回転させて乾燥させ、ドライエッチングにより感光性被膜のパターンまたはポリマーのいずれか一方を除去可能な被膜を基板に形成する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする被膜形成装置。
7. 請求項５または６に記載の被膜形成装置において、
   前記ポリマー供給手段は、ドライエッチングにおけるエッチングレートが前記感光性被膜よりも低いポリマーを供給することを特徴とする被膜形成装置。
8. 請求項５から７のいずれかに記載の被膜形成装置において、
   前記ポリマー供給手段は、シロキサン系、Ｓｉ−Ｏを骨格とした珪素酸系、ガラス樹脂系のいずれかのポリマーを供給することを特徴とする被膜形成装置。
   

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