專(zhuān)利名稱(chēng)：基板的處理方法、程序和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基板上形成抗蝕劑圖案的基板的處理方法、程序和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介 質(zhì)。
背景技術(shù)：
在例如半導(dǎo)體器件的制造工藝中的光刻工序中，例如依次進(jìn)行在晶片表面的被處 理膜上涂敷抗蝕劑液來(lái)形成抗蝕劑膜的涂敷處理、對(duì)晶片上的抗蝕劑膜照射規(guī)定圖案的光 來(lái)使抗蝕劑膜曝光的曝光處理、對(duì)已曝光的抗蝕劑膜進(jìn)行顯影的顯影處理等，從而在晶片 上形成規(guī)定的抗蝕劑圖案。然后，在該抗蝕劑圖案的形成處理后，以該抗蝕劑圖案作為掩 膜，被處理膜被蝕刻，在該被處理膜形成規(guī)定的圖案。在形成上述抗蝕劑圖案時(shí)，為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步高集成化，要求抗蝕劑圖 案的精細(xì)化。為此，與現(xiàn)有技術(shù)相比曝光光源的短波長(zhǎng)化得到進(jìn)展。不過(guò)，曝光光源的短波 長(zhǎng)化存在技術(shù)上的、成本上的極限，僅通過(guò)開(kāi)展光的短波長(zhǎng)化，難以形成例如數(shù)納米量級(jí)的 精細(xì)抗蝕劑圖案。因此，考慮到進(jìn)行兩次光刻工序，將兩個(gè)抗蝕劑圖案合成來(lái)形成精細(xì)的抗蝕劑圖 案的方法(以下稱(chēng)“雙重圖案化”)。作為該雙重圖案化的方法，提出下述方法(專(zhuān)利文獻(xiàn) 1)，即，在第一抗蝕劑膜形成第一抗蝕劑圖案，并通過(guò)之后第二次的第二抗蝕劑膜的形成、 曝光、顯影來(lái)在第二抗蝕劑膜形成第二抗蝕劑圖案。然后，通過(guò)這些第一抗蝕劑圖案的第二 抗蝕劑圖案的合成，能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)的抗蝕劑圖案。上述雙重圖案化中，在形成第二抗蝕劑膜時(shí)，例如向形成有第一抗蝕劑圖案的晶 片上供給抗蝕劑液，利用晶片旋轉(zhuǎn)的離心力使抗蝕劑液擴(kuò)散，從而在晶片整個(gè)面上形成第 二抗蝕劑膜。不過(guò)，這時(shí)因?yàn)榭刮g劑液相對(duì)于第一抗蝕劑圖案的接觸角較大，抗蝕劑液難以 擴(kuò)散，所以需要大量的抗蝕劑液。因此，本發(fā)明者們?yōu)榱艘种瓶刮g劑液的供給量，例如嘗試進(jìn)行預(yù)濕。該預(yù)濕是下述 方法，即，在供給第二抗蝕劑膜形成用的抗蝕劑液之前，在晶片上即第一抗蝕劑圖案上供給 抗蝕劑液的溶劑例如環(huán)己酮(cyclohexanone)，從而使抗蝕劑液容易擴(kuò)散。不過(guò)，當(dāng)在雙重 圖案化中進(jìn)行預(yù)濕的情況下，第一抗蝕劑圖案會(huì)被抗蝕劑液的溶劑溶解，該第一抗蝕劑圖 案可能無(wú)法形成規(guī)定的尺寸。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2009-3160號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題完成，其目的在于，在將雙重圖案化中第二次的抗蝕劑液的 供給量控制得較少的同時(shí)，在基板上形成規(guī)定的抗蝕劑圖案。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的在基板上形成抗蝕劑圖案的基板的處理方法，其特征 在于，包括第一圖案化工序，在基板上涂敷抗蝕劑液形成第一抗蝕劑膜后，有選擇地將該 第一抗蝕劑膜曝光、顯影從而形成第一抗蝕劑圖案；表面改性工序，在上述第一圖案化工序之后，在上述第一抗蝕劑圖案的表面涂敷醚類(lèi)表面改性劑，對(duì)該表面進(jìn)行改性；和第二圖案 化工序，在上述表面改性工序后，在形成有上述第一抗蝕劑圖案的基板上涂敷抗蝕劑液形 成第二抗蝕劑膜，之后有選擇地將該第二抗蝕劑膜曝光、顯影從而在與上述第一抗蝕劑圖 案相同的層形成第二抗蝕劑圖案。另外，本發(fā)明的基板也包含在基板表面形成有規(guī)定的被 處理膜一例如以抗蝕劑圖案為掩膜蝕刻而得的被處理膜的基板。根據(jù)發(fā)明者們的研究可知，在基板上形成第一抗蝕劑膜后，若在第一抗蝕劑圖案 上涂敷醚類(lèi)表面改性劑，第一抗蝕劑圖案的表面得到改性，抗蝕劑液相對(duì)于第一抗蝕劑圖 案的接觸角變小。這樣，在之后形成第二抗蝕劑膜時(shí)，第一抗蝕劑圖案上的抗蝕劑液的流動(dòng) 性得到提高。即，根據(jù)本發(fā)明，即使抗蝕劑液的供給量很少，該抗蝕劑液也能夠在基板上順 利地?cái)U(kuò)散，以規(guī)定的膜厚適宜地形成第二抗蝕劑膜。而且，因?yàn)橹筮€在與第一抗蝕劑圖案 相同的層形成第二抗蝕劑圖案，所以通過(guò)合成這些第一抗蝕劑圖案的第二抗蝕劑圖案，能 夠以規(guī)定的尺寸在基板上形成精細(xì)的抗蝕劑圖案。在上述表面改性工序中，也可以利用上述表面改性劑除去上述第一抗蝕劑圖案的 表層，并將新露出的上述第一抗蝕劑圖案的表面改性。另外，在該表面改性工序中，表面改 性劑在例如不對(duì)第一抗蝕劑圖案的線寬和高度等尺寸產(chǎn)生影響的范圍內(nèi)薄薄地除去第一 抗蝕劑圖案的表層。即，即使第一抗蝕劑圖案的表層被表面改性劑除去，該第一抗蝕劑圖案 也能形成為規(guī)定的尺寸。在上述第二圖案化工序中，上述第二抗蝕劑膜也可以按照下述方式形成，即，在使 基板靜止的狀態(tài)下向該基板的中心部供給抗蝕劑液后，使基板旋轉(zhuǎn)從而使上述抗蝕劑液擴(kuò) 散到基板的整個(gè)面上。上述表面改性劑可以是甲基異丁基甲醇(Methyl IsoButyl Carbinol)。此外，上 述表面改性劑也可以是丙二醇丁醚(Propylene Glycol Butyl ether)。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，為利用基板處理裝置執(zhí)行上述基板的處理方法，提供了 在控制該基板處理裝置的控制部的計(jì)算機(jī)上動(dòng)作的程序。根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了存儲(chǔ)有上述程序的可讀取的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，能夠在將雙重圖案化中第二次的抗蝕劑液的供給量控制得較少的同 時(shí)，在基板上以規(guī)定的尺寸形成精細(xì)的抗蝕劑圖案。


圖1是表示執(zhí)行本實(shí)施方式的基板的處理方法的涂敷顯影處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概 要的俯視圖。圖2是本實(shí)施方式的涂敷顯影處理系統(tǒng)的正視圖。圖3是本實(shí)施方式的涂敷顯影處理系統(tǒng)的背視圖。圖4是表示抗蝕劑涂敷裝置的結(jié)構(gòu)的概要的縱截面圖。圖5是表示抗蝕劑涂敷裝置的結(jié)構(gòu)的概要的橫截面圖。圖6是表示晶片處理的各工序的流程圖。圖7是表示晶片處理的各工序中晶片上的膜的狀態(tài)的說(shuō)明圖，(a)表示在晶片上 預(yù)先形成了被處理膜的狀態(tài)，(b)表示在晶片上形成了第一抗蝕劑膜的狀態(tài)，(c)表示在晶 片上形成了第一抗蝕劑圖案的狀態(tài)，(d)表示第一抗蝕劑圖案的表面被表面改性劑改性的狀態(tài)，(e)表示在晶片上形成了第二抗蝕劑圖膜的狀態(tài)，(f)表示在晶片上形成了第二抗蝕 劑圖案的狀態(tài)。 圖8是表示其它實(shí)施方式中晶片上的膜的狀態(tài)的說(shuō)明圖，(a)表示第一抗蝕劑圖 案的表層被表面改性劑除去的狀態(tài)，(b)表示第一抗蝕劑圖案的表面被表面改性劑改性的
狀態(tài)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1涂敷顯影處理系統(tǒng)
20、21、22抗蝕劑涂敷裝置
120旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)
133抗蝕劑液噴嘴
140表面改性劑噴嘴
200控制部
F被處理膜
Rl第一抗蝕劑膜
R2第二抗蝕劑膜
P抗蝕劑圖案
Pl第一抗蝕劑圖案
Pla表面
Plb表層
Ρ2第二抗蝕劑圖案
W晶片
具體實(shí)施例方式以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示執(zhí)行本實(shí)施方式的基板的處理方法的基 板處理裝置——即涂敷顯影處理系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的概要的俯視圖。圖2是涂敷顯影處理系統(tǒng) 1的正視圖，圖3是涂敷顯影處理系統(tǒng)1的背視圖。涂敷顯影處理系統(tǒng)1如圖1所示具有一體連接的盒裝卸臺(tái)(cassette station) 2、 處理臺(tái)3、交接臺(tái)(interface station) 5的結(jié)構(gòu)，其中，該盒裝卸臺(tái)2將例如25片晶片W以 盒為單位從外部對(duì)涂敷顯影處理裝置1搬入搬出，或?qū)蠧搬入搬出晶片W，該處理臺(tái)3多 層式地配置有在光刻工序中片式(枚葉式)實(shí)施規(guī)定處理的多個(gè)各種處理裝置，該交接臺(tái) 5在該處理臺(tái)3和與該處理臺(tái)3鄰接設(shè)置的曝光裝置4之間進(jìn)行晶片W的交接。盒裝卸臺(tái)2中設(shè)置有盒載置臺(tái)6，該盒載置臺(tái)6能夠自由地將多個(gè)盒C在X方向 (圖1中的上下方向)上載置為一列。盒裝卸臺(tái)2設(shè)置有能夠沿X方向在搬送路7上移動(dòng) 的晶片搬送體8。晶片搬送體8在收容于盒C中的晶片W的排列方向(Z方向、鉛垂方向) 上也能夠自由移動(dòng)，能夠有選擇地對(duì)在X方向上排列的各盒C內(nèi)的晶片W進(jìn)行選取。晶片搬送體8能夠向繞Z軸旋轉(zhuǎn)的θ方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也能夠接近后述的屬于處理臺(tái)3 側(cè)的第三處理裝置組G3的溫度調(diào)節(jié)裝置60和用于進(jìn)行晶片W的交接的過(guò)渡裝置61。在與盒裝卸臺(tái)2鄰接的處理臺(tái)3中，多個(gè)處理裝置配置為多層，例如具備5個(gè)處理 裝置組Gl G5。在處理臺(tái)3的X方向負(fù)方向(圖1中的下方向)側(cè)，從盒裝卸臺(tái)2側(cè)起依次配置有第一處理裝置組Gl和第二處理裝置組G2。在處理臺(tái)3的X方向正方向(圖1中 的上方向)側(cè)，從盒裝卸臺(tái)2側(cè)起依次配置有第三處理裝置組G3、第四處理裝置組G4和第 五處理裝置組G5。在第三處理裝置組G3與第四處理裝置組G4之間設(shè)置有第一搬送裝置 Al，在第一搬送裝置Al的內(nèi)部，設(shè)置有支承晶片W進(jìn)行搬送的第一搬送臂10。第一搬送臂 10能夠有選擇地接近第一處理裝置組G1、第三處理裝置組G3和第四處理裝置組G4內(nèi)的各 處理裝置，對(duì)晶片W進(jìn)行搬送。在第四處理裝置組G4與第五處理裝置組G5之間設(shè)置有第 二搬送裝置A2，在第二搬送裝置A2的內(nèi)部，設(shè)置有支承晶片W進(jìn)行搬送的第二搬送臂11。 第二搬送臂11能夠有選擇地接近第二處理裝置組G2、第四處理裝置組G4和第五處理裝置 組G5內(nèi)的各處理裝置，對(duì)晶片W進(jìn)行搬送。如圖2所示，在第一處理裝置組Gl中，對(duì)晶片W供給規(guī)定的液體來(lái)進(jìn)行處理的液 處理裝置——例如對(duì)晶片W涂敷抗蝕劑液的抗蝕劑涂敷裝置20、21、22、形成防止曝光處理 時(shí)的光的反射的反射防止膜的底部涂層裝置23、24，從下到上依次重疊為5層。第二處理 裝置組G2中，液處理裝置——例如對(duì)晶片W供給顯影液來(lái)進(jìn)行顯影處理的顯影處理裝置 30 34，從下到上依次重疊為5層。另外，在第一處理裝置組Gl和第二處理裝置組G2的 最下層，分別設(shè)置有用于向各處理裝置組Gl、G2內(nèi)的液處理裝置供給各種處理液的化學(xué)室 40,41ο如圖3所示，在第三處理裝置組G3中，溫度調(diào)節(jié)裝置60、過(guò)渡裝置61、在高精度的 溫度管理下對(duì)晶片W進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的高精度溫度調(diào)節(jié)裝置62、63和在高溫下對(duì)晶片W進(jìn)行 加熱處理的高溫度熱處理裝置64 67，從下到上依次重疊為8層。在第四處理裝置組G4中，對(duì)抗蝕劑涂敷處理后的晶片W進(jìn)行加熱處理的預(yù)烘 (pre-baking)裝置70 73和對(duì)顯影處理后的晶片W進(jìn)行加熱處理的后烘(post-baking) 裝置74 77，從下到上依次重疊為8層。在第五處理裝置組G5中，對(duì)晶片W進(jìn)行熱處理的多個(gè)熱處理裝置，例如高精度溫 度調(diào)節(jié)裝置80 82、曝光后熱烘(post exposure baking)裝置83 87從下側(cè)起按順序
重疊為8層。如圖1所示，在第一搬送裝置Al的X方向正方向側(cè)，配置有多個(gè)處理裝置，如圖3 所示，用于對(duì)晶片W進(jìn)行疏水化處理的疏水化處理裝置90、91和對(duì)晶片W進(jìn)行加熱的加熱 裝置92、93，從下到上依次重疊為4層。如圖1所示，在第二搬送裝置A2的X方向正方向 側(cè)，配置有例如有選擇地只對(duì)晶片W的邊緣部進(jìn)行曝光的周邊曝光裝置94。如圖1所示，在交接臺(tái)5設(shè)置有在沿X方向延伸的搬送路100上移動(dòng)的晶片搬送 體101和緩沖盒102。晶片搬送體101能夠在Z方向上移動(dòng)，并且也能夠在θ方向旋轉(zhuǎn)， 能夠接近與交接臺(tái)5鄰接的曝光裝置4、緩沖盒102和第五處理裝置組G5，對(duì)晶片W進(jìn)行搬 送。接著，對(duì)上述抗蝕劑涂敷裝置20、21、22的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖4所示，抗蝕劑涂 敷裝置20具有在側(cè)面形成有晶片W的搬入搬出口(未圖示)的處理容器110。在處理容器110內(nèi)的中央部，設(shè)置有保持晶片W并使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120。旋轉(zhuǎn) 卡盤(pán)120具有水平的上表面，該上表面設(shè)置有例如吸引晶片W的吸引口(未圖示)。利用來(lái) 自該吸引口的吸引力，晶片W被吸附保持在旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120上。旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120具有例如具備電動(dòng)機(jī)等的卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)121，能夠通過(guò)該卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)121的作用而以規(guī)定的速度旋轉(zhuǎn)。另外，在卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)121設(shè)置有汽缸等升降驅(qū)動(dòng) 源，旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120能夠上下移動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120的周?chē)?，設(shè)置有接收、回收從晶片W飛散或落下的液體的杯體122。 杯體122的下表面設(shè)置有用于排出回收的液體的排出管123和對(duì)杯體122內(nèi)的氣氛進(jìn)行排 氣的排氣管124。如圖5所示，在杯體122的X方向負(fù)方向(圖5的下方向)側(cè)，形成有沿Y方向 (圖5的左右方向)延伸的軌道130。軌道130例如從杯體122的Y方向負(fù)方向(圖5的 左方向)側(cè)的外側(cè)形成到Y(jié)方向正方向(圖5的右方向)側(cè)的外側(cè)。軌道130安裝有例如 二根臂 131、132。如圖4和圖5所示，在第一臂131支承有對(duì)晶片W供給抗蝕劑液的抗蝕劑液噴嘴 133。第一臂131通過(guò)圖5所示的噴嘴驅(qū)動(dòng)部134在軌道130上自由移動(dòng)。由此，抗蝕劑液 噴嘴133能夠從設(shè)置于杯體122的Y方向正方向側(cè)的外側(cè)的待機(jī)部135移動(dòng)到杯體122內(nèi) 的晶片W的中心部上方，并進(jìn)一步沿晶片W的徑向在該晶片W的表面上移動(dòng)。另外，第一臂 131能通過(guò)噴嘴驅(qū)動(dòng)部134自由升降，能夠調(diào)整抗蝕劑液噴嘴133的高度。如圖4所示，在抗蝕劑液噴嘴133連接有與抗蝕劑液供給源136連通的供給管 137。抗蝕劑液供給源136內(nèi)儲(chǔ)存有抗蝕劑液。供給管137設(shè)置有包含用于控制抗蝕劑液 的流動(dòng)的閥和流量調(diào)節(jié)部等的供給設(shè)備組138。在第二臂132，支承有用于供給醚類(lèi)表面改性劑的表面改性劑噴嘴140。第二臂 132通過(guò)圖5所示的噴嘴驅(qū)動(dòng)部141在軌道130上自由移動(dòng)，能夠使表面改性劑噴嘴140從 設(shè)置于杯體122的Y方向負(fù)方向側(cè)的外側(cè)的待機(jī)部142移動(dòng)到杯體122內(nèi)的晶片W的中心 部上方。另外，第二臂132能通過(guò)噴嘴驅(qū)動(dòng)部141自由升降，能夠調(diào)整表面改性劑噴嘴140 的高度。另外，本實(shí)施方式中，使用例如甲基異丁基甲醇(Methyl IsoButyl Carbinol，以下 稱(chēng)為“MIBC”)作為表面改性劑。如圖4所示，在表面改性劑噴嘴140連接有與表面改性劑供給源143連通的供給 管144。表面改性劑供給源143內(nèi)儲(chǔ)存有上述醚類(lèi)表面改性劑。供給管144設(shè)置有包含用 于控制表面改性劑的流動(dòng)的閥和流量調(diào)節(jié)部等的供給設(shè)備組145。另外，在以上結(jié)構(gòu)中，供 給抗蝕劑液的抗蝕劑液噴嘴133和供給溶劑的表面改性劑噴嘴140分別由不同的臂支承， 但也可以由相同的臂支承，通過(guò)該臂的移動(dòng)的控制來(lái)控制抗蝕劑液噴嘴133和表面改性劑 噴嘴140的移動(dòng)及供給時(shí)機(jī)。另外，抗蝕劑涂敷裝置21、22的結(jié)構(gòu)與上述抗蝕劑涂敷裝置20的結(jié)構(gòu)相同因而省 略說(shuō)明。在以上的涂敷顯影處理系統(tǒng)1中，如圖1所示，設(shè)置有控制部200。控制部200例 如是計(jì)算機(jī)，具有程序存儲(chǔ)部(未圖示)。程序存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)有執(zhí)行抗蝕劑涂敷裝置20、21、 22中的晶片W的抗蝕劑涂敷處理的程序。除此之外，程序存儲(chǔ)部還存儲(chǔ)有對(duì)盒裝卸臺(tái)2、 處理臺(tái)3、曝光裝置4、交接臺(tái)5間的晶片W的搬送和處理臺(tái)3中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作等進(jìn)行控 制的，執(zhí)行涂敷顯影處理系統(tǒng)1的晶片處理的程序。另外，該程序例如是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀 取的硬盤(pán)(HD)、軟盤(pán)(FD)、光盤(pán)(CD)、磁光盤(pán)(MO)、存儲(chǔ)卡等計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)H中 的程序，也可以是從該存儲(chǔ)介質(zhì)H安裝到控制200中的程序。本實(shí)施方式涉及的涂敷顯影處理系統(tǒng)1按以上方式構(gòu)成。接著，對(duì)該涂敷顯影處理系統(tǒng)1中進(jìn)行的晶片處理進(jìn)行說(shuō)明。圖6是表示該晶片處理的主要處理工序的流程圖、 圖7是表示該晶片處理的各工序中晶片W上的膜的狀態(tài)的說(shuō)明圖。另外，如圖7(a)所示，盒C內(nèi)的晶片W的表面預(yù)先形成有被處理膜F。被處理膜F 是以后述的抗蝕劑圖案為掩膜而被蝕刻的被處理膜。在涂敷顯影處理系統(tǒng)1中，首先在晶片W上形成第一抗蝕劑圖案，開(kāi)始第一次圖案 化處理。首先，盒載置臺(tái)6上的盒C內(nèi)的晶片W被晶片搬送體8 一片片地取出，搬送到第三 處理裝置組G3的溫度調(diào)節(jié)裝置60。被搬送至溫度調(diào)節(jié)裝置60的晶片W，被進(jìn)行溫度調(diào)節(jié) 而達(dá)到規(guī)定溫度。之后，晶片W被第一搬送裝置Al搬送到底部涂層裝置23，在晶片W的被 處理膜F上形成反射防止膜(未圖示)。形成有反射防止膜的晶片W被第一搬送裝置Al依 次搬送到加熱裝置92、高精度溫度調(diào)節(jié)裝置62、疏水化處理裝置90，在各裝置內(nèi)實(shí)施規(guī)定 的處理。之后，晶片W被第一搬送裝置Al搬送到抗蝕劑涂敷裝置20。搬入抗蝕劑涂敷裝置20的晶片W首先被旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120吸附保持。接著，待機(jī)部135 的抗蝕劑噴嘴133由第一臂131移動(dòng)到晶片W的中心部上方。之后，一面使晶片W以規(guī)定 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，一面從抗蝕劑液噴嘴133供給規(guī)定量的抗蝕劑液。所供給的抗蝕劑液由于晶 片W的旋轉(zhuǎn)而在晶片W的被處理膜F上擴(kuò)散。這樣，通過(guò)所謂的動(dòng)態(tài)涂敷法，如圖7(b)所 示，在晶片W上形成第一抗蝕劑膜Rl。形成有第一抗蝕劑膜Rl的晶片W被第一搬送裝置Al搬送到預(yù)烘裝置70，實(shí)施預(yù) 烘處理。接著被第二搬送裝置A2依次搬送到周邊曝光裝置94、高精度溫度調(diào)節(jié)裝置82，在 各裝置中實(shí)施規(guī)定的處理。之后，晶片W被交接臺(tái)5的晶片搬送體101搬送到曝光裝置4， 晶片W上的第一抗蝕劑膜Rl上規(guī)定的圖案被有選擇地曝光。結(jié)束曝光處理的晶片W被晶片搬送體101搬送到曝光后熱烘裝置83，實(shí)施曝光后 熱烘處理。之后晶片W被第二搬送裝置A2搬送到高精度溫度調(diào)節(jié)裝置81實(shí)施溫度調(diào)節(jié)。之后，晶片W被第二搬送裝置A2搬送到顯影處理裝置30。在顯影處理裝置30中， 晶片W上的第一抗蝕劑膜Rl被顯影，第一抗蝕劑膜Rl的曝光部分溶解，如圖7(c)所示晶 片W上形成了第一抗蝕劑圖案P1。之后，晶片W被第二搬送裝置A2搬送到后烘裝置74實(shí) 施后烘處理，然后被第一搬送裝置Al搬送到高精度溫度調(diào)節(jié)裝置63實(shí)施溫度調(diào)節(jié)。這樣， 第一次圖案化處理(第一圖案化工序)結(jié)束(圖6的工序Si)。接著，晶片W被第一搬送裝置Al搬送到抗蝕劑涂敷裝置21中。另外，晶片W在第 一次圖案化處理結(jié)束后，也可以由晶片搬送體8暫搬回盒C，之后在規(guī)定的時(shí)機(jī)搬送到抗蝕 劑涂敷裝置21中。搬入抗蝕劑涂敷裝置21的晶片W，首先被旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120吸附保持。接著，待機(jī)部 142的表面改性劑噴嘴140通過(guò)第二臂132移動(dòng)到晶片W的中心部上方。接著，在晶片W停 止的狀態(tài)下，從表面改性劑噴嘴140向晶片W的中心部供給規(guī)定量的表面改性劑。之后，控 制卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)121，利用旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)120使晶片W旋轉(zhuǎn)，使其轉(zhuǎn)速上升至例如3000rpm。通 過(guò)使晶片W以該3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)例如2秒鐘，使供給到晶片W的中心部的表面改性劑 擴(kuò)散到晶片W的整個(gè)面。這時(shí)，如圖7(d)所示，第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla被表面改性 劑改性(圖6的工序S》。而且，根據(jù)發(fā)明者的研究可知，通過(guò)像這樣使第一抗蝕劑圖案Pl 的表面Pla改性，抗蝕劑液相對(duì)于該表面Pla的接觸角變小。例如可知，在不對(duì)第一抗蝕劑 圖案的表面改性的情況下，抗蝕劑液的接觸角為四.6度，而若使用本實(shí)施方式的MIBC對(duì)第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla改性，則抗蝕劑液的接觸角減小到15. 9度。之后，通過(guò)進(jìn)一步使晶片W例如旋轉(zhuǎn)15秒鐘，第一抗蝕劑圖案Pl上的表面改性劑 干燥。在像這樣使晶片W上的表面改性劑干燥的期間，表面改性劑噴嘴140從晶片W的中 心部上方移開(kāi)，并且待機(jī)部135的抗蝕劑液噴嘴133通過(guò)第一臂131移動(dòng)到晶片W的中心 部上方。之后使晶片W停止旋轉(zhuǎn)，從抗蝕劑液噴嘴133向晶片W的中心部供給規(guī)定量的抗 蝕劑液。接著使晶片W以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使晶片W上的抗蝕劑液擴(kuò)散。這時(shí)，因?yàn)榈谝豢?蝕劑圖案Pl的表面Pla被表面改性劑改性，抗蝕劑液相對(duì)于表面Pla的接觸角變小，所以 供給到晶片W上的抗蝕劑液順利地在表面Pla上擴(kuò)散。這樣，利用所謂靜態(tài)、、“” 々)涂敷法，如圖7(e)所示，在晶片W上形成了第二抗蝕劑膜R2。另外，第二抗蝕劑膜R2 例如以覆蓋第一抗蝕劑圖案Pl的方式形成。形成有第二抗蝕劑膜R2的晶片W，被第一搬送裝置Al搬送到預(yù)烘裝置71，實(shí)施預(yù) 烘處理。接著被第二搬送裝置A2依次搬送到周邊曝光裝置94、高精度溫度調(diào)節(jié)裝置80，在 各裝置中實(shí)施規(guī)定的處理。之后，晶片W被交接臺(tái)5的晶片搬送體101搬送到曝光裝置4， 晶片W上的第二抗蝕劑膜R2上規(guī)定的圖案被有選擇地曝光。該第二次曝光，按照未曝光部 分與第一次曝光中的未曝光部分錯(cuò)開(kāi)的方式進(jìn)行。結(jié)束曝光處理的晶片W被晶片搬送體101搬送到曝光后熱烘裝置84，實(shí)施曝光后 熱烘處理。之后晶片W被第二搬送裝置A2搬送到高精度溫度調(diào)節(jié)裝置82實(shí)施溫度調(diào)節(jié)。之后，晶片W被第二搬送裝置A2搬送到顯影處理裝置31。在顯影處理裝置31中， 晶片W上的第二抗蝕劑膜R2被顯影，第二抗蝕劑膜R2的曝光部分溶解，如圖7(f)所示在 與第一抗蝕劑圖案Pl相同的層形成了第二抗蝕劑圖案P2。即，第一抗蝕劑圖案Pl和第二 抗蝕劑圖案P2在被處理膜F上錯(cuò)位地形成，從而形成所希望的抗蝕劑圖案P。之后，晶片W 被第二搬送裝置A2搬送到后烘裝置75實(shí)施后烘處理，然后被第一搬送裝置Al搬送到高精 度溫度調(diào)節(jié)裝置62實(shí)施溫度調(diào)節(jié)。這樣，第二次圖案化處理(第二圖案化工序)結(jié)束(圖 6的工序S3)。之后，晶片W被第一搬送裝置Al搬送到過(guò)渡(transition)裝置61，由晶片搬送體 8搬回盒C，結(jié)束一系列光刻工序。另外，在一系列光刻工序結(jié)束后，晶片W例如被從涂敷顯 影處理系統(tǒng)1搬送到蝕刻裝置，被處理膜F以抗蝕劑圖案P為掩膜被進(jìn)行蝕刻。根據(jù)以上實(shí)施方式，在工序Sl中在晶片W上形成第一抗蝕劑圖案Pl后，在工序S2 中在第一抗蝕劑圖案Pl上涂敷有醚類(lèi)表面改性劑，所以第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla被 改性，能夠使抗蝕劑液相對(duì)于該表面Pla的接觸角變小。因此，在后續(xù)的工序S3中形成第 二抗蝕劑膜R2時(shí)，第一抗蝕劑圖案Pl上的抗蝕劑液的流動(dòng)性得到提高。即，根據(jù)本實(shí)施方 式，即使抗蝕劑液的供給量較少，也能夠使該抗蝕劑液在晶片W上順利地?cái)U(kuò)散，以規(guī)定的膜 厚適宜地形成第二抗蝕劑膜R2。而且，之后還在與第一抗蝕劑圖案Pl相同的層形成第二抗 蝕劑圖案P2，所以通過(guò)將這些第一抗蝕劑圖案Pl與第二抗蝕劑圖案P2合成，能夠以規(guī)定的 尺寸在晶片W的被處理膜F上形成精細(xì)的抗蝕劑圖案P。另外，根據(jù)發(fā)明者的研究可知，在例如使用本實(shí)施方式的MIBC對(duì)第一抗蝕劑圖 案Pl的表面Pla改性的情況下，與不對(duì)第一抗蝕劑圖案的表面改性的情況相比，能夠減少 20%用于適宜地形成第二抗蝕劑膜R2的抗蝕劑液的供給量。
在以上實(shí)施方式中，在工序S3中，利用靜態(tài)涂敷法形成第二抗蝕劑膜R2，但也可 以利用動(dòng)態(tài)涂敷法來(lái)形成，其中，靜態(tài)涂敷法是下述方法，即，在使晶片W停止的狀態(tài)下向 晶片W的中心部供給抗蝕劑液、并在之后使晶片W旋轉(zhuǎn)從而使抗蝕劑液擴(kuò)散到晶片W的整 個(gè)面。即，也可以一面使晶片W旋轉(zhuǎn)一面供給抗蝕劑液，使該抗蝕劑液在晶片W上擴(kuò)散從而 形成第二抗蝕劑膜R2。不管在哪一種情況下，因?yàn)樵诠ば騍2中第一抗蝕劑圖案Pl的表面 Pla被改性，所以與不對(duì)第一抗蝕劑圖案的表面改性的情況相比，都能夠使用于形成第二抗 蝕劑膜R2的抗蝕劑液順利地在晶片W上擴(kuò)散。于是，能夠減少抗蝕劑液的供給量。另外，若 對(duì)靜態(tài)涂敷法和動(dòng)態(tài)涂敷法進(jìn)行比較，則靜態(tài)涂敷法能夠進(jìn)一步減少抗蝕劑液的供給量。另外，在工序Sl中，利用動(dòng)態(tài)涂敷法形成第一抗蝕劑膜R1，但也可以利用靜態(tài)涂 敷法來(lái)形成第一抗蝕劑膜Rl，其中，動(dòng)態(tài)涂敷法是下述方法一面使晶片W旋轉(zhuǎn)一面供給抗 蝕劑液，使該抗蝕劑液在晶片W上擴(kuò)散。即，可以在使晶片W旋轉(zhuǎn)前涂敷抗蝕劑液，之后使 晶片W旋轉(zhuǎn)從而使抗蝕劑液在晶片W上擴(kuò)散，形成第一抗蝕劑膜Rl。在以上實(shí)施方式中，使用MIBC作為表面改性劑，但只要是醚類(lèi)表面改性劑即可， 并不限定于此。例如也可以使用丙二醇丁醚(Propylene Glycol Butyl ether，以下稱(chēng) “PGB”)作為表面改性劑。在使用PGB作為表面改性劑的情況下，在工序S2中對(duì)第一抗蝕劑圖案Pl的表面 Pla改性時(shí)，首先，在晶片W停止的狀態(tài)下，從表面改性劑噴嘴140向晶片W的中心部供給 規(guī)定量的表面改性劑。之后，通過(guò)使晶片W以例如3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)2秒鐘，使供給到晶 片W的中心部的表面改性劑擴(kuò)散到晶片W的整個(gè)面。這樣，如圖8(a)所示，第一抗蝕劑圖 案Pl的表層Plb被表面改性劑薄薄地除去。這時(shí)除去的表層Plb的厚度極其微小，例如為 4. 4nm，對(duì)第一抗蝕劑圖案Pl的尺寸沒(méi)有影響。即，即使表層Plb被表面改性劑除去，第一 抗蝕劑圖案Pl也形成為規(guī)定的線寬、規(guī)定的高度。而且，如圖8(b)所示，新露出的第一抗 蝕劑圖案Pl的表面Pla被改性劑改性。之后，通過(guò)進(jìn)一步使晶片W旋轉(zhuǎn)例如40秒鐘，第一 抗蝕劑圖案Pl上的表面改性劑干燥。另外，其它的工序Sl和工序S3與上述實(shí)施方式相同 因而省略說(shuō)明。根據(jù)發(fā)明者的研究可知，像本實(shí)施方式這樣使用PGB作為表面改性劑的情況下的 抗蝕劑液的接觸角，能夠比例如不對(duì)第一抗蝕劑圖案的表面改性的情況下的抗蝕劑液的接 觸角小，還能夠比上述實(shí)施方式的使用MIBC的情況下的抗蝕劑液的接觸角小。具體而言， 如上述實(shí)施方式所述，在不對(duì)第一抗蝕劑圖案的表面改性的情況下的抗蝕劑液的接觸角為 四.6度，使用MIBC作為表面改性劑的情況下的抗蝕劑液的接觸角為15. 9度。與此相對(duì)，在 使用本實(shí)施方式的PGB對(duì)第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla改性時(shí)，抗蝕劑液的接觸角減小到 3. 0 度。另外，像這樣，與使用MIBC作為表面改性劑的情況相比，使用PGB作為表面改性劑 的情況下能夠使抗蝕劑液的接觸角減小的原因，能夠考慮為是在工序S2中表面改性劑除 去了第一抗蝕劑圖案Pl的表層Plb。即，能夠考慮為，在工序Sl中，在形成第一抗蝕劑膜 Rl后進(jìn)行曝光處理、顯影處理從而形成第一抗蝕劑圖案P1，但在該顯影處理時(shí)第一抗蝕劑 圖案Pl的表層Plb變性(變質(zhì))，第一抗蝕劑圖案Pl難以被表面改性劑改性。關(guān)于這一 點(diǎn)，MIBC幾乎不除去表層Plb，但因?yàn)楸緦?shí)施方式的PGB除去該表面Plb，所以新露出的表 面Pla容易改性，抗蝕劑液的接觸角變小。根據(jù)本實(shí)施方式，在工序S2中第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla被改性， 能夠使抗蝕劑液相對(duì)于該表面Pla的接觸角進(jìn)一步減小。因此，即使在后續(xù)的工序S3中抗 蝕劑液的供給量很少，該抗蝕劑液也在能夠順利地在晶片W上擴(kuò)散，適宜地形成第二抗蝕 劑膜R2。根據(jù)發(fā)明者的研究可知，在例如使用本實(shí)施方式的PGB對(duì)第一抗蝕劑圖案Pl的表 面Pla改性的情況下，與不對(duì)第一抗蝕劑圖案的表面改性的情況相比，能夠減少60%用于 適宜地形成第二抗蝕劑膜R2的抗蝕劑液的供給量。以上參照附圖對(duì)本發(fā)明的合適的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于該 例。只要是本行從業(yè)者，就明顯能在專(zhuān)利權(quán)利要求記載的思想的范疇內(nèi)想到各種變更例或 修正例，這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。本發(fā)明并不限定為該例子，能夠采用各種方 式。例如在上述實(shí)施方式中，形成抗蝕劑圖案的圖案化的次數(shù)為二次，但三次以上的情況 也能夠應(yīng)用本發(fā)明。另外，在基板為晶片之外的FPD(平板顯示器)、光掩膜用的中間掩膜 (mask reticule)等其它基板的情況下，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明例如在半導(dǎo)體晶片等的基板上形成抗蝕劑圖案時(shí)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種基板的處理方法，用于在基板上形成抗蝕劑圖案，該基板的處理方法的特征在 于，包括第一圖案化工序，在基板上涂敷抗蝕劑液形成第一抗蝕劑膜后，有選擇地將該第一抗 蝕劑膜曝光、顯影從而形成第一抗蝕劑圖案；表面改性工序，在所述第一圖案化工序之后，在所述第一抗蝕劑圖案的表面涂敷醚類(lèi) 表面改性劑，對(duì)該表面進(jìn)行改性；和第二圖案化工序，在所述表面改性工序后，在形成有所述第一抗蝕劑圖案的基板上涂 敷抗蝕劑液形成第二抗蝕劑膜，之后有選擇地將該第二抗蝕劑膜曝光、顯影從而在與所述 第一抗蝕劑圖案相同的層形成第二抗蝕劑圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的基板的處理方法，其特征在于在所述表面改性工序中，利用所述表面改性劑除去所述第一抗蝕劑圖案的表層，并將 新露出的所述第一抗蝕劑圖案的表面改性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基板的處理方法，其特征在于在所述第二圖案化工序中，所述第二抗蝕劑膜按照下述方式形成在使基板靜止的狀 態(tài)下向該基板的中心部供給抗蝕劑液后，使基板旋轉(zhuǎn)而使所述抗蝕劑液擴(kuò)散到基板整個(gè)面 上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基板的處理方法，其特征在于所述表面改性劑是甲基異丁基甲醇。
5.如權(quán)利要求1或2所述的基板的處理方法，其特征在于所述表面改性劑是丙二醇丁醚。
6.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于存儲(chǔ)有權(quán)利要求1或2所述的程序，并為能夠讀取的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供基板的處理方法、程序和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，在將雙重圖案化中第二次的抗蝕劑液的供給量控制為少量，并在基板上形成規(guī)定的抗蝕劑圖案。在形成有被處理膜(F)的晶片(W)上涂敷抗蝕劑液形成第一抗蝕劑膜(R1)(圖7(b))。之后，有選擇地將第一抗蝕劑膜(R1)曝光、顯影從而形成第一抗蝕劑圖案(P1)(圖7(c))。之后，在第一抗蝕劑圖案(P1)的表面(P1a)涂敷醚類(lèi)表面改性劑，將該表面(P1a)改性(圖7(d))。之后，在形成有第一抗蝕劑(P1)的晶片(W)上涂敷抗蝕劑液形成第二抗蝕劑膜(R2)(圖7(e))。之后，有選擇地將第二抗蝕劑膜(R2)曝光、顯影從而在與第一抗蝕劑圖案(P1)相同的層形成第二抗蝕劑圖案(P2)(圖7(f))。
文檔編號(hào)H01L21/027GK102103988SQ20101053049
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者丹羽崇文, 京田秀治, 本武幸一 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社