專利名稱：基板的處理方法、程序和計算機存儲介質的制作方法
技術領域：
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、程序和計算機存儲介 質。
背景技術：
在例如半導體器件的制造工藝中的光刻工序中，例如依次進行在晶片表面的被處 理膜上涂敷抗蝕劑液來形成抗蝕劑膜的涂敷處理、對晶片上的抗蝕劑膜照射規(guī)定圖案的光 來使抗蝕劑膜曝光的曝光處理、對已曝光的抗蝕劑膜進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，為實現(xiàn)半導體器件的進一步高集成化，要求抗蝕劑圖 案的精細化。為此，與現(xiàn)有技術相比曝光光源的短波長化得到進展。不過，曝光光源的短波 長化存在技術上的、成本上的極限，僅通過開展光的短波長化，難以形成例如數(shù)納米量級的 精細抗蝕劑圖案。因此，考慮到進行兩次光刻工序，將兩個抗蝕劑圖案合成來形成精細的抗蝕劑圖 案的方法(以下稱“雙重圖案化”)。作為該雙重圖案化的方法，提出下述方法(專利文獻 1)，即，在第一抗蝕劑膜形成第一抗蝕劑圖案，并通過之后第二次的第二抗蝕劑膜的形成、 曝光、顯影來在第二抗蝕劑膜形成第二抗蝕劑圖案。然后，通過這些第一抗蝕劑圖案的第二 抗蝕劑圖案的合成，能夠實現(xiàn)精細的抗蝕劑圖案。上述雙重圖案化中，在形成第二抗蝕劑膜時，例如向形成有第一抗蝕劑圖案的晶 片上供給抗蝕劑液，利用晶片旋轉的離心力使抗蝕劑液擴散，從而在晶片整個面上形成第 二抗蝕劑膜。不過，這時因為抗蝕劑液相對于第一抗蝕劑圖案的接觸角較大，抗蝕劑液難以 擴散，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，例如嘗試進行預濕。該預濕是下述 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散。不過，當在雙重 圖案化中進行預濕的情況下，第一抗蝕劑圖案會被抗蝕劑液的溶劑溶解，該第一抗蝕劑圖 案可能無法形成規(guī)定的尺寸。專利文獻1 日本特開2009-3160號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述問題完成，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，在基板上形成規(guī)定的抗蝕劑圖案。為達成上述目的，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表面改性劑，對該表面進行改性；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，第一抗蝕劑圖案上的抗蝕劑液的流動 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 利地擴散，以規(guī)定的膜厚適宜地形成第二抗蝕劑膜。而且，因為之后還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，使基板旋轉從而使上述抗蝕劑液擴 散到基板的整個面上。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算機上動作的程序。根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了存儲有上述程序的可讀取的計算機存儲介質。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，在基板上以規(guī)定的尺寸形成精細的抗蝕劑圖案。


圖1是表示執(zhí)行本實施方式的基板的處理方法的涂敷顯影處理系統(tǒng)的結構的概 要的俯視圖。圖2是本實施方式的涂敷顯影處理系統(tǒng)的正視圖。圖3是本實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構的概要的縱截面圖。圖5是表示抗蝕劑涂敷裝置的結構的概要的橫截面圖。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)的說明圖，(a)表示在晶片上 預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是表示其它實施方式中晶片上的膜的狀態(tài)的說明圖，(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)。
附圖標記說明
1涂敷顯影處理系統(tǒng)
20、21、22抗蝕劑涂敷裝置
120旋轉卡盤
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
具體實施例方式以下說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示執(zhí)行本實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的結構的概要的俯視圖。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(cassette station) 2、 處理臺3、交接臺(interface station) 5的結構，其中，該盒裝卸臺2將例如25片晶片W以 盒為單位從外部對涂敷顯影處理裝置1搬入搬出，或對盒C搬入搬出晶片W，該處理臺3多 層式地配置有在光刻工序中片式(枚葉式)實施規(guī)定處理的多個各種處理裝置，該交接臺 5在該處理臺3和與該處理臺3鄰接設置的曝光裝置4之間進行晶片W的交接。盒裝卸臺2中設置有盒載置臺6，該盒載置臺6能夠自由地將多個盒C在X方向 (圖1中的上下方向)上載置為一列。盒裝卸臺2設置有能夠沿X方向在搬送路7上移動 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，能夠有選擇地對在X方向上排列的各盒C內的晶片W進行選取。晶片搬送體8能夠向繞Z軸旋轉的θ方向轉動，也能夠接近后述的屬于處理臺3 側的第三處理裝置組G3的溫度調節(jié)裝置60和用于進行晶片W的交接的過渡裝置61。在與盒裝卸臺2鄰接的處理臺3中，多個處理裝置配置為多層，例如具備5個處理 裝置組Gl G5。在處理臺3的X方向負方向(圖1中的下方向)側，從盒裝卸臺2側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3的X方向正方向(圖1中 的上方向)側，從盒裝卸臺2側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之間設置有第一搬送裝置 Al，在第一搬送裝置Al的內部，設置有支承晶片W進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內的各 處理裝置，對晶片W進行搬送。在第四處理裝置組G4與第五處理裝置組G5之間設置有第 二搬送裝置A2，在第二搬送裝置A2的內部，設置有支承晶片W進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內的各處理裝置，對晶片W進行搬送。如圖2所示，在第一處理裝置組Gl中，對晶片W供給規(guī)定的液體來進行處理的液 處理裝置——例如對晶片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——例如對晶片W供給顯影液來進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，分別設置有用于向各處理裝置組Gl、G2內的液處理裝置供給各種處理液的化學室 40,41ο如圖3所示，在第三處理裝置組G3中，溫度調節(jié)裝置60、過渡裝置61、在高精度的 溫度管理下對晶片W進行溫度調節(jié)的高精度溫度調節(jié)裝置62、63和在高溫下對晶片W進行 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，對抗蝕劑涂敷處理后的晶片W進行加熱處理的預烘 (pre-baking)裝置70 73和對顯影處理后的晶片W進行加熱處理的后烘(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，對晶片W進行熱處理的多個熱處理裝置，例如高精度溫 度調節(jié)裝置80 82、曝光后熱烘(post exposure baking)裝置83 87從下側起按順序
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，配置有多個處理裝置，如圖3 所示，用于對晶片W進行疏水化處理的疏水化處理裝置90、91和對晶片W進行加熱的加熱 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，配置有例如有選擇地只對晶片W的邊緣部進行曝光的周邊曝光裝置94。如圖1所示，在交接臺5設置有在沿X方向延伸的搬送路100上移動的晶片搬送 體101和緩沖盒102。晶片搬送體101能夠在Z方向上移動，并且也能夠在θ方向旋轉， 能夠接近與交接臺5鄰接的曝光裝置4、緩沖盒102和第五處理裝置組G5，對晶片W進行搬 送。接著，對上述抗蝕劑涂敷裝置20、21、22的結構進行說明。如圖4所示，抗蝕劑涂 敷裝置20具有在側面形成有晶片W的搬入搬出口(未圖示)的處理容器110。在處理容器110內的中央部，設置有保持晶片W并使其旋轉的旋轉卡盤120。旋轉 卡盤120具有水平的上表面，該上表面設置有例如吸引晶片W的吸引口(未圖示)。利用來 自該吸引口的吸引力，晶片W被吸附保持在旋轉卡盤120上。旋轉卡盤120具有例如具備電動機等的卡盤驅動機構121，能夠通過該卡盤驅動機構121的作用而以規(guī)定的速度旋轉。另外，在卡盤驅動機構121設置有汽缸等升降驅動 源，旋轉卡盤120能夠上下移動。在旋轉卡盤120的周圍，設置有接收、回收從晶片W飛散或落下的液體的杯體122。 杯體122的下表面設置有用于排出回收的液體的排出管123和對杯體122內的氣氛進行排 氣的排氣管124。如圖5所示，在杯體122的X方向負方向(圖5的下方向)側，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方向負方向(圖5的 左方向)側的外側形成到Y方向正方向(圖5的右方向)側的外側。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支承有對晶片W供給抗蝕劑液的抗蝕劑液噴嘴 133。第一臂131通過圖5所示的噴嘴驅動部134在軌道130上自由移動。由此，抗蝕劑液 噴嘴133能夠從設置于杯體122的Y方向正方向側的外側的待機部135移動到杯體122內 的晶片W的中心部上方，并進一步沿晶片W的徑向在該晶片W的表面上移動。另外，第一臂 131能通過噴嘴驅動部134自由升降，能夠調整抗蝕劑液噴嘴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?？刮g劑液供給源136內儲存有抗蝕劑液。供給管137設置有包含用于控制抗蝕劑液 的流動的閥和流量調節(jié)部等的供給設備組138。在第二臂132，支承有用于供給醚類表面改性劑的表面改性劑噴嘴140。第二臂 132通過圖5所示的噴嘴驅動部141在軌道130上自由移動，能夠使表面改性劑噴嘴140從 設置于杯體122的Y方向負方向側的外側的待機部142移動到杯體122內的晶片W的中心 部上方。另外，第二臂132能通過噴嘴驅動部141自由升降，能夠調整表面改性劑噴嘴140 的高度。另外，本實施方式中，使用例如甲基異丁基甲醇(Methyl IsoButyl Carbinol，以下 稱為“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內儲存有上述醚類表面改性劑。供給管144設置有包含用 于控制表面改性劑的流動的閥和流量調節(jié)部等的供給設備組145。另外，在以上結構中，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，通過該臂的移動的控制來控制抗蝕劑液噴嘴133和表面改性劑 噴嘴140的移動及供給時機。另外，抗蝕劑涂敷裝置21、22的結構與上述抗蝕劑涂敷裝置20的結構相同因而省 略說明。在以上的涂敷顯影處理系統(tǒng)1中，如圖1所示，設置有控制部200。控制部200例 如是計算機，具有程序存儲部(未圖示)。程序存儲部中存儲有執(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，程序存儲部還存儲有對盒裝卸臺2、 處理臺3、曝光裝置4、交接臺5間的晶片W的搬送和處理臺3中驅動系統(tǒng)的動作等進行控 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，該程序例如是存儲在計算機可讀 取的硬盤(HD)、軟盤(FD)、光盤(CD)、磁光盤(MO)、存儲卡等計算機可讀取的存儲介質H中 的程序，也可以是從該存儲介質H安裝到控制200中的程序。本實施方式涉及的涂敷顯影處理系統(tǒng)1按以上方式構成。接著，對該涂敷顯影處理系統(tǒng)1中進行的晶片處理進行說明。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)的說明圖。另外，如圖7(a)所示，盒C內的晶片W的表面預先形成有被處理膜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，開始第一次圖案 化處理。首先，盒載置臺6上的盒C內的晶片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的溫度調節(jié)裝置60。被搬送至溫度調節(jié)裝置60的晶片W，被進行溫度調節(jié) 而達到規(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、高精度溫度調節(jié)裝置62、疏水化處理裝置90，在各裝置內實施規(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首先被旋轉卡盤120吸附保持。接著，待機部135 的抗蝕劑噴嘴133由第一臂131移動到晶片W的中心部上方。之后，一面使晶片W以規(guī)定 的轉速旋轉，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的旋轉而在晶片W的被處理膜F上擴散。這樣，通過所謂的動態(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搬送到預烘裝置70，實施預 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、高精度溫度調節(jié)裝置82，在 各裝置中實施規(guī)定的處理。之后，晶片W被交接臺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節(jié)裝置81實施溫度調節(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 施后烘處理，然后被第一搬送裝置Al搬送到高精度溫度調節(jié)裝置63實施溫度調節(jié)。這樣， 第一次圖案化處理(第一圖案化工序)結束(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)定的時機搬送到抗蝕 劑涂敷裝置21中。搬入抗蝕劑涂敷裝置21的晶片W，首先被旋轉卡盤120吸附保持。接著，待機部 142的表面改性劑噴嘴140通過第二臂132移動到晶片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 制卡盤驅動機構121，利用旋轉卡盤120使晶片W旋轉，使其轉速上升至例如3000rpm。通 過使晶片W以該3000rpm的轉速旋轉例如2秒鐘，使供給到晶片W的中心部的表面改性劑 擴散到晶片W的整個面。這時，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，通過像這樣使第一抗蝕劑圖案Pl 的表面Pla改性，抗蝕劑液相對于該表面Pla的接觸角變小。例如可知，在不對第一抗蝕劑 圖案的表面改性的情況下，抗蝕劑液的接觸角為四.6度，而若使用本實施方式的MIBC對第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla改性，則抗蝕劑液的接觸角減小到15. 9度。之后，通過進一步使晶片W例如旋轉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，并且待機部135的抗蝕劑液噴嘴133通過第一臂131移動到晶片W的中心 部上方。之后使晶片W停止旋轉，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)定的轉速旋轉，使晶片W上的抗蝕劑液擴散。這時，因為第一抗 蝕劑圖案Pl的表面Pla被表面改性劑改性，抗蝕劑液相對于表面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搬送到預烘裝置71，實施預 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、高精度溫度調節(jié)裝置80，在 各裝置中實施規(guī)定的處理。之后，晶片W被交接臺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開的方式進行。結束曝光處理的晶片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節(jié)裝置82實施溫度調節(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實施后烘處理，然后被第一搬送裝置Al搬送到高精 度溫度調節(jié)裝置62實施溫度調節(jié)。這樣，第二次圖案化處理(第二圖案化工序)結束(圖 6的工序S3)。之后，晶片W被第一搬送裝置Al搬送到過渡(transition)裝置61，由晶片搬送體 8搬回盒C，結束一系列光刻工序。另外，在一系列光刻工序結束后，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為掩膜被進行蝕刻。根據(jù)以上實施方式，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，第一抗蝕劑圖案Pl上的抗蝕劑液的流動性得到提高。即，根據(jù)本實施方 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上順利地擴散，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，在例如使用本實施方式的MIBC對第一抗蝕劑圖 案Pl的表面Pla改性的情況下，與不對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 以利用動態(tài)涂敷法來形成，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旋轉從而使抗蝕劑液擴散到晶片W的整 個面。即，也可以一面使晶片W旋轉一面供給抗蝕劑液，使該抗蝕劑液在晶片W上擴散從而 形成第二抗蝕劑膜R2。不管在哪一種情況下，因為在工序S2中第一抗蝕劑圖案Pl的表面 Pla被改性，所以與不對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上擴散。于是，能夠減少抗蝕劑液的供給量。另外，若 對靜態(tài)涂敷法和動態(tài)涂敷法進行比較，則靜態(tài)涂敷法能夠進一步減少抗蝕劑液的供給量。另外，在工序Sl中，利用動態(tài)涂敷法形成第一抗蝕劑膜R1，但也可以利用靜態(tài)涂 敷法來形成第一抗蝕劑膜Rl，其中，動態(tài)涂敷法是下述方法一面使晶片W旋轉一面供給抗 蝕劑液，使該抗蝕劑液在晶片W上擴散。即，可以在使晶片W旋轉前涂敷抗蝕劑液，之后使 晶片W旋轉從而使抗蝕劑液在晶片W上擴散，形成第一抗蝕劑膜Rl。在以上實施方式中，使用MIBC作為表面改性劑，但只要是醚類表面改性劑即可， 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 “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中對第一抗蝕劑圖案Pl的表面 Pla改性時，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，通過使晶片W以例如3000rpm的轉速旋轉2秒鐘，使供給到晶 片W的中心部的表面改性劑擴散到晶片W的整個面。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。這時除去的表層Plb的厚度極其微小，例如為 4. 4nm，對第一抗蝕劑圖案Pl的尺寸沒有影響。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，通過進一步使晶片W旋轉例如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與上述實施方式相同 因而省略說明。根據(jù)發(fā)明者的研究可知，像本實施方式這樣使用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， 如上述實施方式所述，在不對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，在 使用本實施方式的PGB對第一抗蝕劑圖案Pl的表面Pla改性時，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，但在該顯影處理時第一抗蝕劑 圖案Pl的表層Plb變性(變質)，第一抗蝕劑圖案Pl難以被表面改性劑改性。關于這一 點，MIBC幾乎不除去表層Plb，但因為本實施方式的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于該表面Pla的接觸角進一步減小。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，在例如使用本實施方式的PGB對第一抗蝕劑圖案Pl的表 面Pla改性的情況下，與不對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。以上參照附圖對本發(fā)明的合適的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于該 例。只要是本行從業(yè)者，就明顯能在專利權利要求記載的思想的范疇內想到各種變更例或 修正例，這些當然也屬于本發(fā)明的技術范圍內。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，也能夠應用本發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明例如在半導體晶片等的基板上形成抗蝕劑圖案時是有用的。
權利要求
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 表面改性劑，對該表面進行改性；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，使基板旋轉而使所述抗蝕劑液擴散到基板整個面 上。
4.如權利要求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。
6.一種計算機存儲介質，其特征在于存儲有權利要求1或2所述的程序，并為能夠讀取的計算機存儲介質。
全文摘要
本發(fā)明提供基板的處理方法、程序和計算機存儲介質，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H01L21/027GK102103988SQ20101053049
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2009年10月29日
發(fā)明者丹羽崇文, 京田秀治, 本武幸一 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社