[发明专利]图形形成方法和图形形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及图形形成方法和图形形成装置，例如通过在半导体设备中使用的液浸曝光，使抗蚀膜曝光成规定的图形，并使曝光图形显影，从而形成规定的抗蚀图形。

背景技术

在半导体设备的光刻工序中，在半导体晶片(以下简称“晶片”)上涂布抗蚀剂，根据规定的电路图形使由此形成的抗蚀膜曝光，对该曝光图形进行显影处理，从而在抗蚀膜上形成电路图形。

通过这种光刻工序，能够在最前端的区域形成线宽为90nm(90nm节点，node)左右的微细的电路图形。

近来，半导体设备电路图形的细微化迅速发展，与此相应，现在正在进行向比90nm节点更细微的45nm节点的开发，伴随着这种情况需要提高曝光的析像性能。因此，进行极端紫外曝光(EUVL，ExtremeUltra Violet Lithography)和氟二聚物(F2)曝光技术的开发，另一方面，为了改善例如氟化氩(ArF)和氟化氪(KrF)的曝光技术以提高析像性能，对于在基板表面形成有由透光液体构成的液层的状态下进行曝光的方法(以下，称“浸液曝光”)进行研究(例如，专利文献1)。

在上述这种浸液曝光中，为了避免曝光时抗蚀膜与透光的液体(以下称“浸渍液”)直接接触，正在研究在抗蚀膜上形成保护膜(以下称“外涂层”)从该外涂层上进行浸液曝光的方法(专利文献2)。

此外，与此相对，出于减少形成保护膜的工序的目的，也正在研究对未使用上述外涂层的无外涂层即直接对抗蚀膜表面进行浸液曝光的方法。

可是，在上述任何一种方法中，为了提高曝光时对浸渍液的耐水性以及曝光机的浸液头的扫描速度，必须使外涂层或者抗蚀膜的表面具有疏水性。

但是，在对这种外涂层或者抗蚀膜的表面为疏水性的晶片进行显影处理的情况下，如果在晶片上充满显影液，则晶片表面排斥显影液，难以充满液体。因此，无法均匀且稳定地使晶片显影，出现CD(CriticalDimension：临界尺寸)参差不齐、或产生缺陷等显影处理不佳的状况，无法均匀且稳定地形成规定的抗蚀图形。

专利文献1：再公表WO99/049504号

专利文献2：日本特开2005-157259号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种图形形成方法和该方法所使用的图形形成装置，即便是为了浸液曝光而使基板表面为疏水性的基板，也能够均匀且稳定地形成规定的抗蚀图形。另外，其目的还在于提供一种计算机可读取的用于实施这种方法的存储介质。

为了解决上述课题，在本发明的第一观点中提供一种图形形成方法，其特征在于，在基板表面形成抗蚀膜或者依次形成抗蚀膜和保护膜，然后，一边将形成有抗蚀膜或者抗蚀膜和保护膜的基板浸渍在液体中，一边进行曝光，通过浸液曝光在上述抗蚀膜上形成规定的曝光图形，使用显影液使曝光图形显影，形成规定的抗蚀图形。在浸液曝光之后、使曝光图形显影之前，实施亲水化处理，使构成基板表面的抗蚀膜表面或者保护膜表面亲水化至显影液润湿整个表面的程度。

在上述第一观点中，通过向上述抗蚀膜表面或者上述保护膜表面供给药液，或者通过照射紫外线，能够实施亲水化处理。通过使用上述药液，除了亲水化处理之外，还能够对基板表面进行洗净。另外，在利用上述药液的亲水化处理之前或之后或者前后双方，能够实施利用洗净液的洗净处理。而且，如上所述，能够在利用上述药液的亲水化处理之前或者之后照射紫外线。另外，还能够在进行上述紫外线照射之后，实施利用洗净液的洗净处理，然后进行利用上述药液的亲水化处理。而且能够在实施利用洗净液的洗净处理之后，进行利用上述药液的亲水化处理，然后在照射紫外线之后，再次实施利用洗净液的洗净处理。

优选这种亲水化处理在先于显影处理进行的促进抗蚀膜的酸催化反应的加热处理之前进行。另外，上述药液可以使用酸性液体，优选为稀酸。具体而言，优选醋酸、甲酸、盐酸、硫酸、全氟(perfluoroalkylsulfonic acid)烷基磺酸。

在本发明的第二观点中，提供一种图形形成装置，其特征在于，包括：涂布系处理部，在基板表面形成抗蚀膜或者依次形成抗蚀膜和保护膜；浸液曝光部，一边将形成有抗蚀膜或者抗蚀膜和保护膜的基板浸渍在液体中，一边进行曝光，在上述抗蚀膜上形成规定的曝光图形；显影处理部，使用显影液使曝光图形显影，形成规定的抗蚀图形；和亲水化机构，在利用上述浸液曝光部曝光之后、由上述显影处理部显影之前，使构成基板表面的抗蚀膜表面或者保护膜表面亲水化至显影液润湿整个表面的程度。