[發明專利]涂布顯影裝置、涂布顯影方法和存儲介質

有效

• 申請號: 201010135525.8
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN101840151A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 本武幸一;京田秀治
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種涂布顯影裝置、涂布顯影方法和存儲介質。

背景技術

在作為半導體制造工序之一的光致抗蝕劑的工序中，在半導體晶片(以下稱為晶片)的表面涂布抗蝕劑，在以規定的圖案將該抗蝕劑曝光后進行顯影而形成抗蝕劑圖案。這種處理，一般使用將曝光裝置連接到進行抗蝕劑的涂布、顯影的涂布顯影裝置的系統來進行。

近年來，為了形成微細的抗蝕劑圖案，有在上述曝光裝置中進行液浸曝光的情況。下面對這種液浸曝光進行簡單地說明，其是這樣一種曝光方式，即，如圖16(a)所示，在曝光單元10的曝光透鏡11與晶片W之間形成例如由純水組成的液膜12，然后，如圖16(b)所示，使曝光單元10橫向移動并在與下一個轉印區域(拍攝區域)11A對應的位置配置該曝光單元10，反復進行照射光的動作，由此，將規定電路圖案轉印到抗蝕劑膜14上。圖中13A、13B分別是用于形成液膜12的液體供給流路、排液流路。此外，在圖16(b)中顯示的轉印區域11A比實際的大。

晶片W的側端面和與該側端面相鄰連接的上側和下側的傾斜面被稱為斜面部，在上述液浸曝光中，構成上述液膜12的純水有可能附著在該斜面部上，并從斜面部回流到晶片W的背面。這樣附著在作為晶片W的側面部的斜面部上，回流到背面側周緣部的液體干燥后變為顆粒，從而污染了晶片W。因此，例如，在晶片W上涂布抗蝕劑之前，從晶片W的表面向斜面部供給例如含有HMDS(六甲基二硅氮烷)的氣體進行疏水處理(撥水化處理、疏水化處理)，防止上述純水附著在斜面部上以及從斜面部向晶片W的背面回流。

但是，為了實現抗蝕劑圖案的線寬的進一步微細化，研究了使用被稱為雙圖案(double?patterning、二次圖形曝光)的方法。參照作為表示其一實例的流程圖的圖17對雙圖案方法的順序進行簡要的說明，其按如下的順序進行處理：首先，對上面已經說明的晶片W和斜面部進行疏水處理→第一次抗蝕劑涂布處理→用于除去抗蝕劑的溶劑成分的加熱處理(PAB處理)→曝光前的晶片W的清洗處理→第一次的曝光處理→曝光后的用于促進化學反應的加熱處理(PEB處理，未圖示)→第一次顯影處理，如圖18(a)所示，形成由凹部15a和凸部15b組成的抗蝕劑圖案15，顯影后，進行用于除去因顯影處理產生的水分的加熱處理(后烘焙處理)。

之后，再順序進行第二次抗蝕劑涂布處理以形成新的抗蝕劑膜17、并進行加熱處理和曝光前的清洗處理，以與第一次曝光區域偏離的方式進行曝光晶片W的第二次曝光處理。然后，進行第二次顯影處理，如圖18(b)所示，形成抗蝕劑圖案16，進行加熱處理。之后，將晶片W搬送到蝕刻裝置，將抗蝕劑圖案16作為掩膜進行蝕刻。對于這種雙圖案而言，進行第二次光刻蝕處理，由此形成比通過一次光刻蝕處理形成的抗蝕劑圖案更微細致密的抗蝕劑圖案。

在半導體器件中，在其制造工序中要求形成這樣的抗蝕劑圖案，即，構成抗蝕劑圖案16的凹部16a的線寬L1與凸部16b的線寬L2的大小之比，例如如圖18(b)所示，為1∶1。如果使用這種雙圖案，因為在如上所述的第一次顯影后形成的圖案15的凹部15a內在第二次顯影后能夠形成凸部16b，因此，作為曝光裝置，根據能夠形成凹部的線寬與凸部的線寬的大小之比為3∶1的抗蝕劑圖案的性能，則能夠形成L1∶L2＝1∶1的抗蝕劑圖案。由于在不改變曝光裝置時，就能夠微細化L1∶L2＝1∶1的圖案，因此，是用于形成該比例的抗蝕劑圖案的特別有利的方法。

但是，如在后述的參考試驗中所顯示的，考查通過HMDS處理的晶片的顯影處理前后的接觸角，顯影后的接觸角比顯影前的抵觸角小，總之，通過與顯影液的接觸，由HMDS的疏水處理的效果降低，由此可知，晶片W的疏水性降低。因此，在使用進行液浸曝光的曝光裝置進行上述雙圖案處理的情況下，如圖19(a)所示，因為在第一次曝光時提高了斜面部的疏水性，由此能夠防止純水附著在該斜面部上，但是，因為在第二次曝光時，降低了晶片W的斜面部的疏水性，如圖19(b)所示，因此，擔心發生這樣的情況，即，純水向斜面部附著以及純水向晶片W的背面回流，產生上述的顆粒。

雖然在例如專利文獻1和專利文獻2中對晶片W的周緣部進行疏水化的方法有所記載，但是，沒有關于進行上述的雙圖案處理的記載，對解決這種雙圖案的問題不充分。

專利文獻1：日本特開2005-175079

專利文獻2：日本特開2007-214279

發明內容