CN100573331C - 曝光装置及图案形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种曝光装置及图案形成方法，能够得到优良的由平板印刷制造的抗蚀膜，尤其是由液体浸泡平板印刷制造的抗蚀膜的形状。曝光装置，包括用洗净液(25)洗净形成在晶片(20)上的抗蚀膜表面的洗净部(30)，和在抗蚀膜和投影透镜(44)之间填充液体浸泡用液体(26)进行图案曝光的曝光部(40)。

Description

曝光装置及图案形成方法
技术领域
本发明涉及一种用于半导体装置的制造过程中的曝光装置及用它的图案形成方法。
背景技术
随着半导体集成电路的大集成化及半导体元件的小型化，期望着平版印刷技术开发的加速。现在，作为曝光光线，使用水银灯、氪氟(KrF)受激准分子激光、或者氩氟(ArF)受激准分子激光等通过光平板印刷进行图案的形成，同时也在考虑使用波长更短的氟气(F2)激光，但是因为曝光装置及抗蚀材料中还存在着很多课题，短波波长的曝光光线实际运用于平板印刷的时代还是未来的事。
根据这样的状况，最近，为了使用以前的曝光光线进一步将图案精细化，提出了液体浸泡平板印刷(immersion lithography)法(参照非专利文件1)。
根据这个液体浸泡平板印刷法，因为在曝光装置内的投影透镜和晶片上的抗蚀膜之间的区域充满了折射率为n(n＞1)的液体，曝光装置的NA(开口数)的值就成为n·NA，所以，提高了抗蚀膜的析像性。
以下，参照图9(a)至图9(d)说明使用以前的液体浸泡平极印刷法的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的阳极型化学成长型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-t-丁烯羟化物)(50mol％)-(顺丁烯二酸酐)(50mol％))(基本聚合物)……………………………2.000g
{poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)(50mol％)-(maleic anhydride)(50mol％))(Base polymer)}
三苯基锍三氟丁磺酸脂(生酸剂)…………………………………0.060g
{triphenylsulfonium triflate(Acid generator)}
三羟乙基胺(消光剂)……………………………………………0.002g
{triethanolamine(Quencher)}
丙烯乙二醇聚乙基乙醚乙酸脂(溶剂)………………………20.000g
{propylene glycol monomethyl ether acetate(Solvent)}
接下来，如图9(a)所示，在基板1上涂布上述化学成长型抗蚀材料形成具有0.35μm厚度的抗蚀膜2。
接下来，如图9(b)所示，在抗蚀膜2和投影透镜5之间放置液体(水)，将由NA为0.68的氩氟(ArF)受激准分子激光形成的曝光光线4通过掩膜照射抗蚀膜2进行图案曝光。
接下来，如图9(c)所示，对进行了图案曝光的抗蚀膜2用热板在105℃的温度下进行60秒加热后，再用浓度为0.26N的氢氧化四甲铵显像液(Atetramethylammonium hydroxide developer)进行显像，这样，就如图9(d)所示，就可以得到由抗蚀膜2未曝光部分形成的具有0.09μm线宽的抗蚀图案2a。
(非专利文件1)M.Switkes and M.Rothschild，″Immersion lithography at157 nm″，J.Vac.Sci.Technol.，Vol.B19，P.2353(2001)
(发明所要解决的课题)
然而，如图9(d)所示，用以前的液体浸泡平板印刷的图案形成方法得到的抗蚀图案2a的图案形状有欠缺。
本申请的发明者们，再三研究液体浸泡平板印刷所得到的抗蚀图案的形状不良的原因，其结果，是因为在抗蚀图案2a表面附着的粒子浮游到液体浸泡用液体3中使曝光光线4发生散乱的结果，确认了使图案形状不良的原因。
因此，由通过这样的包含粒子的液体进行的曝光使抗蚀图案的形状变得不良，再用不良形状的抗蚀图案进行蚀刻，在被蚀刻膜上得到的图案的形状也变得不良，发生了半导体装置的制造过程中的生产性和成品率的低下的问题。
还有，在不使用液体浸泡用液体的以前的干燥状态下进行的曝光(以下称干曝光)中，也是附着在成膜后的抗蚀膜上的粒子影响曝光光线，降低曝光精度(析像度)。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于得到优良的由平板印刷制造的抗蚀膜，尤其是由液体浸泡平板印刷制造的抗蚀膜的形状。
(解决课题的方法)
为了达成上述的目的，本发明是这样一种构成，通过将曝光装置，特别是使用液体浸泡用曝光装置的图案形成方法，通过在曝光前将抗蚀膜的表面洗净或者是溶解除去抗蚀膜表面残存的粒子。
在此，就液体浸泡曝光与干曝光相比除去抗蚀膜表面的粒子的重要性加以说明。在液体浸泡曝光中，如前所述，通过在晶片上形成的抗蚀膜和曝光透镜之间填满水等液体，提高了实际的开口数(NA)的值。因此，抗蚀膜的表面残存了粒子的话，在抗蚀膜上填充液体时，残存的粒子就开始在液体中浮游。在干曝光的情况下，曝光异常，只限于粒子附着在抗蚀膜上的位置。而液体浸泡曝光的情况下，曝光时因为抗蚀膜和浸泡用液体直接接触，所以粒子很容易从抗蚀膜表面脱离浮游在液体中，于任意的位置散乱曝光光线。再有，还引起浮游粒子附着在精度重要的曝光透镜等问题。也就是，液体浸泡曝光的情况下，因为一颗粒子能够在复数个位置降低曝光精度，抗蚀膜上附着粒子这一情况，与干曝光相比成为极其深刻的问题。
因此，本发明者们领悟到，不管是在液体浸泡曝光还是干曝光，通过将晶片上成膜的曝光前的抗蚀膜的表面洗净或溶解，除去粒子，再通过曝光及显像可以得到良好的抗蚀膜的形状。
本发明，是领悟到以上所述而得到的，具体地由以下的构成实现。
本发明所涉及的第1曝光装置，是以包括洗净部，洗净晶片上形成的抗蚀膜的表面；和曝光部，在抗蚀膜和曝光透镜之间填充液体进行图案曝光为特征的。
根据第1曝光装置，因为包括洗净晶片上形成的抗蚀膜表面的洗净部，一般在洁净度高的曝光装置内部，对晶片上成膜了的且曝光前的抗蚀膜进行洗净后，通过在填充液体的状态下进行曝光的曝光部进行液体浸泡曝光，就可以防止液体浸泡曝光中由于粒子引起的图案不良。
本发明所涉及的第2曝光装置，是以包括洗净部，洗净晶片上形成的抗蚀膜的表面；以及曝光部，在抗蚀膜上进行图案曝光为特征。
根据第2曝光装置，因为包括洗净晶片上形成的抗蚀膜表面的洗净部，一般在洁净度高的曝光装置内部，对晶片上成膜了的且曝光前的抗蚀膜进行洗净后，通过进行图像曝光的曝光部，可以进行干曝光或液体浸泡曝光，就可以防止由于粒子引起的图案不良。
第1或第2曝光装置，各自还包括上表面可以固定晶片的第1晶片支撑台和第2晶片支撑台，最好的是第1晶片支撑台及第2晶片支撑台之一包含在曝光部，而另一个包含在洗净部中。这样做，在一个曝光装置内，因为可以在第1晶片支撑台上进行抗蚀膜的洗净之后，将洗净了该抗蚀膜的晶片移动到第2晶片支撑台进行图案曝光，所以，即便是追加洗净工序也不会过多降低曝光工序的生产能力。
本发明所涉及的第1图案形成方法，是以包括：在基板上形成抗蚀膜的工序；洗净抗蚀膜表面的工序；在表面洗净了的抗蚀膜上充满液体的状态下，对抗蚀膜有选择地照射曝光光线进行图案曝光的工序；对进行了图案曝光后的抗蚀膜进行显像形成抗蚀图案的工序为特征。
根据第1图案形成方法，在基板上形成抗蚀膜，再洗净形成的抗蚀膜的表面。其后，因为是在洗净了表面的抗蚀膜上充满液体的状态下进行图案曝光，就可以防止进行液体浸泡曝光情况的由于粒子的图案不良。
本发明所涉及的第2图案形成方法，是以包括：在基板上形成抗蚀膜的工序；溶解形成的抗蚀膜表面的工序；在表面溶解了的抗蚀膜上充满液体的状态下，对抗蚀膜有选择地照射曝光光线进行图案曝光的工序；对进行了图案曝光后的抗蚀膜进行显像形成抗蚀图案的工序为特征。
根据第2图案形成方法，因为是在基板上形成抗蚀膜，再溶解形成的抗蚀膜的表面，所以，附着在抗蚀膜表面的粒子被溶解与抗蚀膜一起分离后除去。其后，因为是在溶解了表面的粒子再除去后的抗蚀膜上充满液体的状态下进行图案曝光，所以就可以防止进行液体浸泡曝光情况的由于粒子的图案不良。
本发明所涉及的第3图案形成方法，是以包括：在基板上形成抗蚀膜的工序；洗净抗蚀膜表面的工序；在表面洗净了的抗蚀膜上充满液体的状态下，对抗蚀膜有选择地照射曝光光线进行图案曝光的工序为特征。
根据第3图案形成方法，在基板上形成抗蚀膜，再洗净形成的抗蚀膜的表面。其后，因为是在洗净了表面的抗蚀膜上充满液体的状态下进行图案曝光，就可以防止进行液体浸泡曝光情况的由于粒子的图案不良。
本发明所涉及的第4图案形成方法，是以包括：在基板上形成抗蚀膜的工序；溶解形成的抗蚀膜表面的工序；在表面溶解了的抗蚀膜上充满液体的状态下，对抗蚀膜有选择地照射曝光光线进行图案曝光的工序；对进行了图案曝光后的抗蚀膜进行显像形成抗蚀图案的工序为特征。
根据第4图案形成方法，因为是在基板上形成抗蚀膜，再溶解形成的抗蚀膜的表面，所以，附着在抗蚀膜表面的粒子被溶解与抗蚀膜一起分离后除去。其后，因为是在溶解了表面的粒子再除去后的抗蚀膜上充满液体的状态下进行图案曝光，所以就可以防止进行液体浸泡曝光情况的由于粒子的图案不良。
且，在第1～第4图案形成方法中，对曝光前进行的抗蚀膜的洗净工序或溶解工序，并不在意是在曝光装置内部进行还是外部进行。
第1或第3图案形成方法中，对抗蚀膜的洗净可以用水或者是臭氧水。
还有，第2或第4图案形成方法中，对抗蚀膜的溶解可以用碱溶液进行。这时，除去的抗蚀膜的厚度为0.1nm～10nm，最好的是数nm。
这种情况下，碱溶液，可以使用显像抗蚀膜的显像液或者是稀释了该显像液的稀释显像液。还有，这时的稀释显像液最好的是0.01N以上且0.26N以下的浓度，但是并不只限于该数值范围。
还有，在本发明的第1曝光装置或者第1及第2图案形成方法中，液体浸泡用液体可以使用水或全氟聚醚(perfluoropolyether)。
还有，本发明的第1及第2曝光装置还有第1～第4图案形成方法中，使用的曝光光源，可以是氪氟受激准分子激光，氩氟受激准分子激光，氟气激光，氙气激光，氩气激光，或氩氪激光。
-发明的效果-
根据本发明所涉及的曝光装置及使用它的图案形成方法，因为可以清除抗蚀膜上残存的粒子，就可以防止由于粒子的曝光异常，所以能够得到具有良好状态的抗蚀图案。
附图说明
图1，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的主要部分的模式剖面构成图。
图2(a)，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的方块图。
图2(b)，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的模式平面图。
图3(a)，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的洗净部的模式构成剖面图。
图3(b)，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的图案曝光部的部分构成剖面图。
图4(a)至图4(e)，是表示本发明第1实施方式所涉及的由浸泡液体曝光的图案形成方法的工序剖面图。
图5(a)至图5(e)，是表示本发明第2实施方式所涉及的由浸泡液体曝光的图案形成方法的工序剖面图。
图6，是表示本发明的第3实施方式所涉及的曝光装置的主要部分的模式剖面构成图。
图7(a)至图7(e)，是表示本发明第3实施方式所涉及的由干曝光的图案形成方法的工序剖面图。
图8(a)至图8(e)，是表示本发明第4实施方式所涉及的由干曝光的图案形成方法的工序剖面图。
图9(a)至图9(d)，是表示以前的由浸泡液体曝光的图案形成方法的工序剖面图。
(符号说明)
10    曝光装置
11    暗箱
12    工作平台
20    晶片
20a   曝光区域
21    抗蚀膜
21a   抗蚀图案
25    洗净液
26    浸泡用液体
27    碱溶液
30    洗净部
31    第1可动支撑台
32    洗净液提供喷嘴
40    图案曝光部
41    第2可动支撑台
42    照明光学系统
43    掩膜
44    投影透镜(曝光透镜)
45    供给口
46    排出口
47    曝光光线
50    成膜单元
60    移送机
61    臂部
62    固定晶片头部
101   晶片
102   抗蚀膜
103   投影透镜
104   曝光光线
110   曝光装置
111   暗箱
112   工作平台
130   洗净部
131   第1可动支撑台
132   提供洗净液喷嘴
140   图案曝光部
141   第2可动支撑台
142  照明光学系统
143  掩膜
144  投影透镜(曝光透镜)
201  晶片
202  抗蚀膜
202a 抗蚀图案
204  曝光光线
205  掩膜
301  晶片
302  抗蚀膜
302a 抗蚀图案
304  曝光光线
305  掩膜
具体实施方式
(第1实施例)
下面，参照附图说明本发明的第1实施方式。
图1，是表示本发明的第1实施方式所涉及的曝光装置的主要部分的模式剖面构成图。如图1所示，第1实施方式所涉及的曝光装置10，设置在暗箱11中。还具有洗净形成在晶片20的主面上的抗蚀膜(图中未示)洗净部30和进行洗净后抗蚀膜的图案曝光的图案曝光部40。
在暗箱11的下部，设置了支撑安放晶片20的晶片支撑台的工作平台12。在此，晶片支撑台，例如是由第1可动支撑台31及第2可动支撑台41形成的一对晶片支撑台构成。第1可动支撑台31及第2可动支撑台41，在工作平台12上相隔一定的间隔，各自配置为可由工作平台12处于可动状态。
洗净部30，包括第1可动支撑台31上方的，用洗净液25洗净形成了抗蚀膜的晶片20的抗蚀膜表面的洗净液提供喷嘴32。
图案曝光部40包括：包含图案曝光光源的照明光学系统42和设置在该照明光学系统42下面的投影透镜44。投影透镜44，包括将通过具有向抗蚀膜投影设计图案的掩膜(reticule＝分度镜)43射入的来自照明光学系统42的曝光光线，经过液体浸泡用液体26向抗蚀膜投影的投影透镜44。在该投影透镜44的下侧，配置着支撑晶片20的第2可动支撑台41。在此，投影透镜44，固定为在曝光时接触填充在晶片20的抗蚀膜上的液体26的液面的形式。
以下，用图2(a)表示曝光装置10中晶片的流向。图2(a)简略表示构成曝光装置的单元。如图2(a)所示，首先，在通常的成膜单元50中晶片的主面上通过涂敷抗蚀膜而成膜，再将成膜了抗蚀膜的晶片送到曝光装置10。送到曝光装置10的洗净部30的晶片，在洗净部30中洗净抗蚀膜的表面。接下来，在曝光装置的洗净部30，洗净了抗蚀膜表面的晶片，被移送到曝光装置10的图案曝光部40，在该图案曝光部40进行液体浸泡曝光。
接下来，用图2(b)表示曝光装置10中详细的晶片流向。在此，省略图案曝光部40中的照明光学系统42及投影透镜44。如图2(b)所示，在洗净部30和图案曝光部40之间，设置了可能将晶片20移送到洗净部30和图案曝光部40之间的移送机60。
移送机60，包括臂部61和固定晶片头部62。具体地讲，臂部61，设置为以曝光装置的中央部为中心复数个臂部呈放射状的形式。也就是，如图2(b)所示，臂部61，是由与工作平台12的主面平行且具有相互交叉的交叉部的两条臂构成。还有，臂部61具有以该交叉部为轴相对于工作平台12的主面可以平行旋转的旋转轴。两条臂交叉形成的四条臂部61，相邻的两臂部成90°角固定。在各臂部61的先端，各自安装着固定晶片头部62。成膜后被送来的晶片20，通过大气压等吸附固定在固定晶片头部62上。
从成膜单元50送来的成膜了抗蚀膜的晶片20，固定在移送机60的一个固定晶片头部62上，被移送到第1可动支撑台31。被移送到第1可动支撑台31上的晶片20，由从洗净液提供喷嘴32提供的洗净液25冲洗附着在抗蚀膜21上的粒子。这时，使第1可动支撑台31在支撑平台面内旋转，由离心力加速粒子的除去。抗蚀膜的洗净结束后，将洗净后的晶片20再次固定到移送机60的固定晶片头部62上，这次是移送到第2可动支撑台41。通常，晶片20，并不是一次性曝光晶片20的主面，而是分割为复数个曝光区域20a分别曝光每个曝光区域20a。因此，移送到图案曝光部40的第2可动支撑台41的晶片20，按所希望的设计图案逐个曝光各曝光区域20a以后，移送到下一工序的显像单元(图中未示)。
接下来，用图3(a)及图3(b)说明曝光装置10的洗净部30及图案曝光部40的动作。
首先，如图3(a)所示，成膜了抗蚀膜状态下的晶片20，固定在洗净部30的第1可动支撑台31上。接下来，在第1可动支撑台31旋转状态下，洗净液25从设置在第1可动支撑台31上方的洗净液提供喷嘴32滴到抗蚀膜上。在此，洗净液25，可以使用水(纯净水)或者是溶解了臭氧(O3)的臭氧水。这种情况下，洗净液25以液滴的形式滴到抗蚀膜表面以外，还列举了减小粒径，也就是以雾状的形式由喷雾的方法。在液滴滴到抗蚀膜表面时，由滴下的冲击会使抗蚀膜表面受到影响。
接下来，如图3(b)所示，在投影透镜44的侧面，设置了将液体浸泡用液体26提供到晶片20上的供给口45和将提供的液体26从晶片20上排出的排出口46。洗净了抗蚀膜的晶片20，被移送到图案曝光部40的第2可动支撑台41后，对晶片20的一个曝光区域20a从供给口45向抗蚀膜和投影透镜44之间的区域提供液体浸泡用液体26。接下来，在抗蚀膜和投影透镜44之间填充了液体26的状态下的曝光区域20a进行所规定的图案曝光，其后，液体26从排出口排出。接下来，为了曝光其他的曝光区域20a，按规定量移动第2可动支撑台41后，向其他曝光区域20a上提供液体26，其后，进行其他曝光区域20a上的所规定的图案曝光。这样，顺次曝光晶片20上的所有曝光区域20a。在此，为了提高液体浸泡曝光工序的生产能力，最好的是连续进行液体浸泡用液体26的提供动作、曝光动作及液体26排出动作。
这样，根据第1实施方式所涉及的曝光装置10，在洗净度高的暗箱11内的洗净部30中，因为将形成了抗蚀膜的晶片20的抗蚀膜表面在即将图案曝光之前洗净，除去了附着在抗蚀膜表面的粒子，所以，在图案曝光时不再受粒子的影响，可以从抗蚀膜得到具有良好形状的抗蚀图案。
且，在第1实施方式中，在晶片20上的每一个曝光区域20a填充液体浸泡用液体26，使用的是所谓的液滴法，但是本发明并不限于液滴法，将晶片20自身浸泡到液体浸泡用液体中，即所谓的液体浸泡法也是有效的。
还有，在第1实施方式所涉及的曝光装置10中，在暗箱11中设置了洗净部30和图案曝光部40，但是，洗净部30设置在曝光装置10的外部亦可。再有，设置曝光装置10的环境(空气)清洁度充分高的情况下，亦不是一定要暗箱11的。
(图案形成方法)
以下，用上述那样构成的曝光装置参照图4(a)至图4(e)说明图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的阳极型化学成长型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-t-丁烯羟化物)(50mol％)-(顺丁烯二酸酐)(50mol％))(基本聚合物)……………………………2.000g
{poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)(50mol％)-(maleic anhydride)(50mol％))(Base polymer)}
三苯基锍三氟丁磺酸脂(生酸剂)………………………………0.060g
{triphenylsulfonium triflate(Acid generator)}
三羟乙基胺(消光剂)……………………………………………0.002g
{triethanolamine(Quencher)}
丙烯乙二醇聚乙基乙醚乙酸脂(溶剂)…………………………20.000g
{propylene glycol monomethyl ether acetate(Solvent)}
接下来，如图4(a)所示，在晶片20上涂布上述化学成长型抗蚀材料形成具有0.35μm厚度的抗蚀膜21。
接下来，如图4(b)所示，在图1所示的曝光装置10的洗净部30中，例如用水做洗净液25洗净形成的抗蚀膜21。
接下来，如图4(c)所示，在以水作为液体26填充抗蚀膜21和投影透镜44之间的状态下，用开口数为0.68的氩氟(ArF)受激准分子激光作为曝光光线47通过未图示的掩膜照射抗蚀膜21进行图案曝光。
接下来，如图4(d)所示，对进行了图案曝光的抗蚀膜21，用热板在105℃的温度下进行60秒加热后，再用浓度为0.26N的氢氧化四甲铵显像液进行显像，这样，就如图4(e)所示，就可以得到由抗蚀膜21未曝光部分形成的具有0.09μm线宽且具有良好形状的抗蚀图案21a。
这样，根据第1实施方式所涉及的图案形成方法，因为将形成了抗蚀膜21的晶片20的该抗蚀膜21表面在即将图案曝光之前用洗净液25洗净，除去了附着在抗蚀膜21表面的粒子，所以，在图案曝光时不再受粒子的影响，可以从抗蚀膜21得到具有良好形状的抗蚀图案21a。
(第2实施方式)
以下，参照图5(a)至图5(e)说明本发明的第2实施方式所涉及的由液体浸泡曝光的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的阳极型化学成长型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-t-丁烯羟化物)(50mol％)-(顺丁烯二酸酐)(50mol％))(基本聚合物)……………………………2.000g
{poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)(50mol％)-(maleic anhydride)(50mol％))(Base polymer)}
三苯基锍三氟丁磺酸脂(生酸剂)………………………………0.060g
{triphenylsulfonium triflate(Acid generator)}
三羟乙基胺(消光剂)……………………………………………0.002g
{triethanolamine(Quencher)}
丙烯乙二醇聚乙基乙醚乙酸脂(溶剂)………………………20.000g
{propylene glycol monomethyl ether acetate(Solvent)}
接下来，如图5(a)所示，在晶片101上涂布上述化学成长型抗蚀材料形成具有0.35μm厚度的抗蚀膜102。
接下来，如图5(b)所示，将形成了抗蚀膜102的表面用0.1N的氢氧化四甲铵显像液制成的碱性水溶液27溶解。在此，由碱性水溶液27除去抗蚀膜102的表层部分。这时，所除去的抗蚀膜102的表层厚度，根据碱性水溶液的浓度和与碱性水溶液接触的时间发生变化，为0.1nm～10nm程度。
接下来，如图5(c)所示，在以水作为液体26填充抗蚀膜21和投影透镜44之间的状态下，用开口数为0.68的氩氟(ArF)受激准分子激光作为曝光光线104通过未图示的掩膜照射抗蚀膜102进行图案曝光。
接下来，如图5(d)所示，对进行了图案曝光的抗蚀膜102，用热板在105℃的温度下进行60秒加热后，再用浓度为0.26N的氢氧化四甲铵显像液进行显像，这样，就如图5(e)所示，就可以得到由抗蚀膜102未曝光部分形成的具有0.09μm线宽且具有良好形状的抗蚀图案102a。
这样，根据第2实施方式所涉及的图案形成方法，因为将形成了抗蚀膜102的晶片101的该抗蚀膜102表面用稀释通常的碱性显像液的碱性水溶液27溶解，除去了附着在抗蚀膜21表面的粒子，所以，在图案曝光时不再受粒子的影响，可以从抗蚀膜102得到具有良好形状的抗蚀图案102a。
(第3实施例)
下面，参照附图说明本发明的第3实施方式。
图6，是表示本发明的第3实施方式所涉及的曝光装置的主要部分的模式剖面构成图。如图6所示，第3实施方式所涉及的曝光装置110，具有设置在该暗箱11中，洗净涂敷在晶片201的主面上所形成的抗蚀膜(图中未示)的洗净部30和进行洗净后抗蚀膜的图案曝光的图案曝光部140。
在暗箱111的下部，设置了一对支撑台的第1可动支撑台131及第2可动支撑台141，它们相隔一定的间隔且各自配置为可由工作平台12处于可动状态。
洗净部130，包括在第1可动支撑台131上方的，用洗净液25洗净形成了抗蚀膜的晶片201的抗蚀膜表面的洗净液提供喷嘴132。
图案曝光部140具有：包含图案曝光光源的照明光学系统142、和设置在该照明光学系统142的下方，包括将通过具有向抗蚀膜投影设计图案的掩膜(reticule＝分度镜)143射入的来自照明光学系统142的曝光光线向抗蚀膜投影的投影透镜144，在该投影透镜144的下侧配置着支撑晶片201的第2可动支撑台141。
且，第3实施方式所涉及的曝光装置110的洗净部130及图案曝光部140的平面构成，与图2(b)所示的第1实施方式所涉及的曝光装置10的情况相同。
还有，在第3实施方式中，在暗箱111中设置了洗净部130和图案曝光部140，但是，洗净部130设置在曝光装置110的外部亦可。再有，设置曝光装置110的环境(空气)清洁度充分高的情况下，亦不是一定要暗箱111的。
(图案形成方法)
以下，用上述那样构成的干曝光装置参照图7(a)至图7(e)说明图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的阳极型化学成长型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-t-丁烯羟化物)(50mol％)-(顺丁烯二酸酐)(50mol％))(基本聚合物)……………………………2.000g
{poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)(50mol％)-(maleic anhydride)(50mol％))(Base polymer)}
三苯基锍三氟丁磺酸脂(生酸剂)…………………………………0.060g
{triphenylsulfonium triflate(Acid generator)}
三羟乙基胺(消光剂)………………………………………………0.002g
{triethanolamine(Quencher)}
丙烯乙二醇聚乙基乙醚乙酸脂(溶剂)…………………………20.000g
{propylene glycol monomethyl ether acetate(Solvent)}
接下来，如图7(a)所示，在晶片201上涂布上述化学成长型抗蚀材料形成具有0.35μm厚度的抗蚀膜202。
接下来，如图7(b)所示，例如用水做洗净液25洗净形成的抗蚀膜21。
接下来，如图7(c)所示，用开口数为0.68的氩氟(ArF)受激准分子激光作为曝光光线204通过掩膜205照射抗蚀膜202进行图案曝光。
接下来，如图7(d)所示，对进行了图案曝光的抗蚀膜202，用热板在105℃的温度下进行60秒加热后，再用浓度为0.26N的氢氧化四甲铵显像液进行显像，这样，就如图7(e)所示，就可以得到由抗蚀膜202未曝光部分形成的具有0.09μm线宽且具有良好形状的抗蚀图案202a。
这样，第3实施方式所涉及的图案形成方法为干曝光，因为将形成了抗蚀膜202的晶片201的该抗蚀膜202表面在即将图案曝光之前用洗净液25洗净，除去了附着在抗蚀膜21表面的粒子，所以，在图案曝光时不再受粒子的影响，可以从抗蚀膜202得到具有良好形状的抗蚀图案202a。
(第4实施方式)
以下，参照图8(a)至图8(e)说明本发明的第2实施方式所涉及的由干曝光的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的阳极型化学成长型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-t-丁烯羟化物)(50mol％)-(顺丁烯二酸酐)(50mol％))(基本聚合物)……………………………2.000g
{poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)(50mol％)-(maleic anhydride)(50mol％))(Base polymer)}
三苯基锍三氟丁磺酸脂(生酸剂)………………………………0.060g
{triphenylsulfonium triflate(Acid generator)}
三羟乙基胺(消光剂)……………………………………………0.002g
{triethanolamine(Quencher)}
丙烯乙二醇聚乙基乙醚乙酸脂(溶剂)…………………………20.000g
{propylene glycol monomethyl ether acetate(Solvent)}
接下来，如图8(a)所示，在晶片301上涂布上述化学成长型抗蚀材料形成具有0.35μm厚度的抗蚀膜302。
接下来，如图8(b)所示，将形成了抗蚀膜302的表面用0.1N的氢氧化四甲铵显像液制成的碱性水溶液27溶解。
接下来，如图8(c)所示，用开口数为0.68的氩氟(ArF)受激准分子激光作为曝光光线304通过未图示的掩膜照射抗蚀膜302进行图案曝光。
接下来，如图8(d)所示，对进行了图案曝光的抗蚀膜302，用热板在105℃的温度下进行60秒加热后，再用浓度为0.26N的氢氧化四甲铵显像液进行显像，这样，就如图8(e)所示，就可以得到由抗蚀膜302未曝光部分形成的具有0.09μm线宽且具有良好形状的抗蚀图案302a。
这样，根据第4实施方式所涉及的图案形成方法为干曝光，因为将形成了抗蚀膜302的晶片301的该抗蚀膜302表面用稀释通常的碱性显像液的碱性水溶液27溶解，除去了附着在抗蚀膜302表面的粒子，所以，在图案曝光时不再受粒子的影响，可以从抗蚀膜302得到具有良好形状的抗蚀图案102a。
且，在第1至第4实施方式中，液体浸泡用液体26使用了水，但是水以外还可以使用全氟聚醚。
还有，作为图案曝光光线，不限制于氩氟(ArF)受激准分子激光，氪氟(KrF)受激准分子激光、氟气(F2)激光、氙气激光、氩气激光还有氩氪激光均可用。
还有，作为图案曝光的曝光对象的抗蚀膜，不只限于正型抗蚀膜，也可以是负型抗蚀膜，再有，不需说也不限制于化学成长型抗蚀材料。
-产业上的利用可能性-
本发明所涉及的曝光装置及图案形成方法，因为在曝光前除去了抗蚀膜上的粒子，所以，防止了由该粒子为起因的图案不良，得到具有良好形状的抗蚀图案是有效的，作为用于半导体装置的制造过程等的精细图案形成方法是有用的。

Claims (7)

1.一种图案形成方法，其特征为，包括：
在基板上形成抗蚀膜的工序；
溶解形成的所述抗蚀膜的表面的工序；
对表面溶解了的上述抗蚀膜有选择地照射曝光光线进行图案曝光的工序；
对进行了图案曝光后的上述抗蚀膜进行显像形成抗蚀图案的工序。
2.根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征为，进行所述图案曝光的工序包括：
在上述抗蚀膜上充满液体的工序；
经由所述液体对所述抗蚀膜照射所述曝光光线的工序。
3.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其特征为：
对上述抗蚀膜的溶解用碱溶液进行。
4.根据权利要求3所述的图案形成方法，其特征为：
上述碱溶液，为显像上述抗蚀膜的显像液或者是稀释了该显像液的稀释显像液。
5.根据权利要求4所述的图案形成方法，其特征为：
上述稀释显像液的浓度，为0.01N或大于0.01N且小于0.26N。
6.根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征为：
上述液体，使用水或全氟聚醚。
7.根据权利要求1或2任何一项所述的图案形成方法，其特征为：
上述曝光光线，为氪氟受激准分子激光，氩氟受激准分子激光，氟气激光，氙气激光，氩气激光，或氩氪激光。
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