[發明專利]圖案形成方法和加熱裝置

在審

• 申請號: 201380016312.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104812503A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 村松誠;北野高廣;富田忠利;田內啟士
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05C9/14;B05D3/02;B05D3/10;G03F7/004;G03F7/38;H01L21/027
• 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

本發明涉及定向自組裝(DSA)光刻技術，涉及利用該技術的圖案形成方法和加熱裝置。

背景技術

對于利用嵌段共聚物的定向自組裝排列的性質的定向自組裝光刻技術的實用化進行著研究(例如專利文獻1和2、非專利文獻1)。在定向自組裝光刻技術中，首先，例如在基板上涂覆包括A聚合物鏈和B聚合物鏈的嵌段共聚物的溶液，利用嵌段共聚物形成薄膜。

接著，對基板進行加熱，在薄膜中，彼此無規固溶的A聚合物鏈和B聚合物鏈發生相分離，形成規則排列的A聚合物區域和B聚合物區域。

嵌段共聚物的相分離，通過加熱A聚合物和B聚合物流動化，A聚合物之間聚集、B聚合物之間聚集，由此能夠實現。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-29779號公報

專利文獻2：日本特開2007-125699號公報

非專利文獻

非專利文獻1：K.W.Guarini,et?al.,“Optimization?of?Diblock?Copolymer?Thin?Film?Self?Assembly”,Advanced?Materials,2002,14,No.18,September?16.pp.1290-1294,(p.1290,11,31-51)

發明內容

發明要解決的技術問題

對形成有嵌段共聚物的薄膜的基板進行加熱，使嵌段共聚物相分離，形成A聚合物區域和B聚合物區域，此時，通常加熱溫度越高或者加熱時間越長，相分離越可靠。但是，在加熱溫度過高時，存在A聚合物和B聚合物的溶媒蒸發、各自難以流動化，或者A聚合物和/或B聚合物蒸發的問題。并且，如果延長加熱時間，也會存在制造生產能力下降的問題。

本發明鑒于上述情況，提供一種通過促進嵌段共聚物的聚合物的流動化、從而促進相分離的圖案形成方法和加熱裝置。

用于解決技術問題的手段

根據本發明的第一方式，本發明提供一種在基板上形成圖案的圖案形成方法，包括：在基板上形成至少包括兩種聚合物的嵌段共聚物的膜的步驟；在溶劑蒸氣氛圍下對上述嵌段共聚物的膜進行加熱，使上述嵌段共聚物相分離的步驟；和將被相分離的上述嵌段共聚物的膜中的一種聚合物除去的步驟。

根據本發明的第二方式，本發明提供一種對基板進行加熱的加熱裝置，包括：在容器內配置的、載置形成有嵌段共聚物的膜的基板的載置臺；內置于上述載置臺的、對在該載置臺上載置的上述基板進行加熱的加熱部；將包含溶劑的蒸氣的氣體供給到上述容器內的溶劑蒸氣供給部；和對上述容器內的上述氣體進行排氣的排氣部。

發明效果

根據本發明，提供一種能夠通過促進嵌段共聚物的聚合物的流動化來促進相分離的圖案形成方法和加熱裝置。

附圖說明

圖1(a)～(e)是按工序對本發明實施方式的圖案形成方法進行說明的說明圖。

圖2(a)～(c)是依據各個本發明實施方式的圖案形成方法形成的圖案的表面像。

圖3是本發明的實施方式的加熱裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發明的非限定的、示例的實施方式進行說明。在所有附圖中，對相同或相對應的部件或零件標注相同或相對應的參考符號，省略重復說明。

圖1是表示利用本發明實施方式的圖案形成方法處理的基板(例如半導體晶片)在各步驟中的部分截面。

首先，例如利用旋轉涂覆法，在作為基板的半導體晶片(以下簡稱為晶片)W上，涂覆在有機溶劑中溶解有聚苯乙烯(PS)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段共聚物(以下稱為PS-b-PMMA)的溶液(以下也稱為涂覆液)。如圖1(a)所示，形成PS-b-PMMA的膜21。在該膜21中，PS聚合物和PMMA聚合物彼此無規地混合。

接著，如圖1(b)所示，將形成有PS-b-PMMA膜21的晶片W搬入加熱裝置F內，載置在熱板HP上。通過熱板HP，在溶劑蒸氣氛圍下，以規定溫度對晶片W進行加熱，在晶片W的膜21內，PS-b-PMMA發生相分離。通過相分離使得PS聚合物區域DS和PMMA聚合物區域DM交替地排列。并且，為了使PS-b-PMMA的PS聚合物區域DS和PMMA聚合物區域DM以規定的圖案排列，優選在晶片W的表面形成導引圖案。