[发明专利]基板的处理方法、程序和计算机存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及在基板上形成抗蚀剂图案的基板的处理方法、程序和计算机存储介质。

背景技术

在例如半导体器件的制造工艺中的光刻工序中，例如依次进行在晶片表面的被处理膜上涂敷抗蚀剂液来形成抗蚀剂膜的涂敷处理、对晶片上的抗蚀剂膜照射规定图案的光来使抗蚀剂膜曝光的曝光处理、对已曝光的抗蚀剂膜进行显影的显影处理等，从而在晶片上形成规定的抗蚀剂图案。然后，在该抗蚀剂图案的形成处理后，以该抗蚀剂图案作为掩膜，被处理膜被蚀刻，在该被处理膜形成规定的图案。

在形成上述抗蚀剂图案时，为实现半导体器件的进一步高集成化，要求抗蚀剂图案的精细化。为此，与现有技术相比曝光光源的短波长化得到进展。不过，曝光光源的短波长化存在技术上的、成本上的极限，仅通过开展光的短波长化，难以形成例如数纳米量级的精细抗蚀剂图案。

因此，考虑到进行两次光刻工序，将两个抗蚀剂图案合成来形成精细的抗蚀剂图案的方法(以下称“双重图案化”)。作为该双重图案化的方法，提出下述方法(专利文献1)，即，在第一抗蚀剂膜形成第一抗蚀剂图案，并通过之后第二次的第二抗蚀剂膜的形成、曝光、显影来在第二抗蚀剂膜形成第二抗蚀剂图案。然后，通过这些第一抗蚀剂图案的第二抗蚀剂图案的合成，能够实现精细的抗蚀剂图案。

上述双重图案化中，在形成第二抗蚀剂膜时，例如向形成有第一抗蚀剂图案的晶片上供给抗蚀剂液，利用晶片旋转的离心力使抗蚀剂液扩散，从而在晶片整个面上形成第二抗蚀剂膜。不过，这时因为抗蚀剂液相对于第一抗蚀剂图案的接触角较大，抗蚀剂液难以扩散，所以需要大量的抗蚀剂液。

因此，本发明者们为了抑制抗蚀剂液的供给量，例如尝试进行预湿。该预湿是下述方法，即，在供给第二抗蚀剂膜形成用的抗蚀剂液之前，在晶片上即第一抗蚀剂图案上供给抗蚀剂液的溶剂例如环己酮(cyclohexanone)，从而使抗蚀剂液容易扩散。不过，当在双重图案化中进行预湿的情况下，第一抗蚀剂图案会被抗蚀剂液的溶剂溶解，该第一抗蚀剂图案可能无法形成规定的尺寸。

专利文献1：日本特开2009-3160号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题完成，其目的在于，在将双重图案化中第二次的抗蚀剂液的供给量控制得较少的同时，在基板上形成规定的抗蚀剂图案。

为达成上述目的，本发明的在基板上形成抗蚀剂图案的基板的处理方法，其特征在于，包括：第一图案化工序，在基板上涂敷抗蚀剂液形成第一抗蚀剂膜后，有选择地将该第一抗蚀剂膜曝光、显影从而形成第一抗蚀剂图案；表面改性工序，在上述第一图案化工序之后，在上述第一抗蚀剂图案的表面涂敷醚类表面改性剂，对该表面进行改性；和第二图案化工序，在上述表面改性工序后，在形成有上述第一抗蚀剂图案的基板上涂敷抗蚀剂液形成第二抗蚀剂膜，之后有选择地将该第二抗蚀剂膜曝光、显影从而在与上述第一抗蚀剂图案相同的层形成第二抗蚀剂图案。另外，本发明的基板也包含：在基板表面形成有规定的被处理膜——例如以抗蚀剂图案为掩膜蚀刻而得的被处理膜的基板。

根据发明者们的研究可知，在基板上形成第一抗蚀剂膜后，若在第一抗蚀剂图案上涂敷醚类表面改性剂，第一抗蚀剂图案的表面得到改性，抗蚀剂液相对于第一抗蚀剂图案的接触角变小。这样，在之后形成第二抗蚀剂膜时，第一抗蚀剂图案上的抗蚀剂液的流动性得到提高。即，根据本发明，即使抗蚀剂液的供给量很少，该抗蚀剂液也能够在基板上顺利地扩散，以规定的膜厚适宜地形成第二抗蚀剂膜。而且，因为之后还在与第一抗蚀剂图案相同的层形成第二抗蚀剂图案，所以通过合成这些第一抗蚀剂图案的第二抗蚀剂图案，能够以规定的尺寸在基板上形成精细的抗蚀剂图案。

在上述表面改性工序中，也可以利用上述表面改性剂除去上述第一抗蚀剂图案的表层，并将新露出的上述第一抗蚀剂图案的表面改性。另外，在该表面改性工序中，表面改性剂在例如不对第一抗蚀剂图案的线宽和高度等尺寸产生影响的范围内薄薄地除去第一抗蚀剂图案的表层。即，即使第一抗蚀剂图案的表层被表面改性剂除去，该第一抗蚀剂图案也能形成为规定的尺寸。

在上述第二图案化工序中，上述第二抗蚀剂膜也可以按照下述方式形成，即，在使基板静止的状态下向该基板的中心部供给抗蚀剂液后，使基板旋转从而使上述抗蚀剂液扩散到基板的整个面上。

上述表面改性剂可以是甲基异丁基甲醇(Methyl IsoButyl Carbinol)。此外，上述表面改性剂也可以是丙二醇丁醚(Propylene Glycol Butyl ether)。