CN115202154A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种基板处理装置和基板处理方法，使利用了适于EUV光刻的抗蚀剂材料的基板中的曝光时的感光度在面内均匀。基板处理装置(1)具有：光源(42)，在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前该光源(42)向该基板照射包括真空紫外光的光；以及作为光量抑制构件的有孔板(52)，其设置于来自所述光源的光的光路上，用于将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，其中，包括真空紫外光的光包括10nm～200nm波长中所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种辅助曝光装置，该辅助曝光装置针对形成于基板上的抗蚀剂膜与曝光处理分开地照射紫外线，由此实现抗蚀剂图案的膜压或者线宽的精度或面内均匀性的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-186191号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够使利用了适于EUV光刻的抗蚀剂材料的基板中的曝光时的感光度在面内均匀的技术。
用于解决问题的方案
基于本公开的一个方式的基板处理装置具有：光源，在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前该光源向该基板照射真空紫外光；以及光量抑制构件，其设置于来自所述光源的光的光路上，用于将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，其中，所述真空紫外光包括10nm～200nm波长中所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。
发明的效果
根据本公开，提供一种能够使利用了适于EUV光刻的抗蚀剂材料的基板中的曝光时的感光度在面内均匀的技术。
附图说明
图1是表示一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的图。
图2是表示基板处理装置中的有孔板的一例的图。
图3是表示基板处理装置的变更例的一例的图。
图4是表示基板处理装置中的遮光板的一例的图。
图5是例示控制器的硬件结构的框图。
图6是说明基板处理方法的一例的流程图。
图7是表示基板处理装置中的基板处理时的压力变化的一例的图。
图8a、图8b、图8c是表示来自光源的光的分布的评价结果的一例的图。
图9a、图9b、图9c是表示遮光板的结构的变更例的图。
具体实施方式
下面，对各种例示性的实施方式进行说明。
在一个例示性的实施方式中，基板处理装置具有：光源，在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前该光源向该基板照射包括真空紫外光的光；以及光量抑制构件，其设置于来自所述光源的光的光路上，用于将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，其中，所述包括真空紫外光的光包括10nm～200nm波长所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。
根据上述的基板处理装置，被光量抑制构件调整为微弱光的包括真空紫外光的光照射于基板表面的照射区域。因此，能够适当地进行通过对基板表面照射微弱光的包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜曝光时的感光度调整。其结果，能够使基板中的曝光时的感光度在面内均匀。
能够设为以下方式：所述光量抑制构件包括形成有多个沿厚度方向的开口的有孔板。
通过使用上述那样的有孔板作为光量抑制构件，对于来自光源的包括真空紫外光的光，能够不使其光谱成分变化地以微弱光对基板进行照射。因此，能够适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
能够设为以下方式：所述光量抑制构件包括使来自所述光源的光的光量以被抑制为所述微弱光的方式透过的构件。
通过使用上述那样的使来自光源的光的光量以被抑制为所述微弱光的方式透过的构件，能够以维持来自光源的光的分布的状态以微弱光对基板进行照射。因此，能够适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
能够设为以下方式：还具有：基板支承部，在从所述光源照射光时，所述基板支承部一边使所述基板旋转一边支承所述基板；以及遮光构件，其设置于所述光源与所述基板之间的位置，以使所述照射区域的面积相对于所述基板的表面面积小且去向所述基板的外周侧变大的方式在所述基板表面形成所述照射区域。
通过如上述那样设为以使用在基板表面形成照射区域的遮光构件的方式对旋转的基板照射来自光源的光的结构，能够对基板表面的整个面以使光量更均匀的方式照射来自光源的光。因此，能够在基板表面适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
能够设为以下方式：所述光量抑制构件以使所述照射区域的外周部的每单位面积的光的照射强度比中心部的每单位面积的光的照射强度大的方式形成光量的梯度。
在对旋转的基板照射来自光源的光的情况下，通过由光量抑制构件以使照射区域的外周部的每单位面积的光的照射强度比中央部的每单位面积的光的照射强度大的方式形成光量的梯度，能够调整源于基板的中央部与外周部的周速度之差的光量差，因此能够以使光量更均匀的方式照射来自光源的光。
能够设为以下方式：所述光量抑制构件包括形成有多个沿厚度方向的开口的有孔板，通过使所述外周部的开口率比所述中央部的开口率大来形成光量的梯度。
在如上述那样通过使有孔板的外周部的开口率比中央部的开口率大来形成光量的梯度的情况下，能够以更简单的结构来调整基板的中央部与外周部的光量差。
能够设为以下方式：所述遮光构件在当俯视观察时与所述基板的中心重叠的位置未形成有开口。
来自光源的光在比遮光构件靠下方的位置还会扩散。因此，通过设为在俯视观察时在与基板的中心重叠的位置未形成有遮光构件的开口，能够防止在基板的中心处来自光源的光集中。
能够设为以下方式：所述光源的光轴相对于所述基板表面倾斜。
在光源的光轴相对于基板表面倾斜的情况下，能够在减小光源与基板的距离的同时对基板表面照射微弱光的包括真空紫外光的光。因此，能够适当地进行抗蚀剂膜曝光时的感光度调整。
在一个例示性的实施方式中，基板处理方法包括以下步骤：在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前从光源向该基板照射包括真空紫外光的光；以及在所述照射中，通过设置于来自所述光源的光的光路上的光量抑制构件，将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，其中，所述包括真空紫外光的光包括10nm～200nm波长所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。
根据上述的基板处理方法，通过光量抑制构件在照射区域中被调整为微弱光的包括真空紫外光的光照射于基板表面。因此，能够适当地进行通过对基板表面照射微弱光的包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜曝光时的感光度调整。其结果，能够使基板中的曝光时的感光度在面内均匀。
能够设为以下方式：还包括以下步骤：在所述照射中，一边使所述基板旋转一边支承基板，在所述照射中，通过设置于所述光源与所述基板之间的位置的遮光构件，在所述基板表面形成面积相对于所述基板的表面面积小且去向所述基板的外周侧变大的照射区域。
通过如上述那样设为以使用在基板表面形成所述照射区域的遮光构件的方式对旋转的基板照射来自光源的光的结构，能够对基板表面的整个面以使光量更均匀的方式照射来自光源的光。因此，能够在基板表面适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
下面，参照附图来详细地说明各种例示性的实施方式。此外，在各附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记。
[基板处理装置的结构]
(第一结构例)
图1是表示本实施方式的基板处理装置的第一结构例的示意图(纵剖侧视图)。图1所示的基板处理装置1对工件W照射处理用的光。例如，基板处理装置1构成为对形成于工件W的表面的抗蚀剂膜或抗蚀剂图案照射包括真空紫外光(VUV光：Vacuum Ultra VioletLight)的光。通过由基板处理装置1进行的包括真空紫外光的光的照射，能够提高这些抗蚀剂膜的曝光时的感光度。另外，通过照射包括真空紫外光的光，还能够改善通过曝光显影处理得到的抗蚀剂图案的表面的粗糙度。
作为处理对象的工件W例如为基板、或者通过被实施规定的处理而形成有膜和电路等的状态的基板。作为一例，工件W所包括的基板是包括硅的晶圆。作为一例，工件W(基板)呈圆板状，但也可以使圆形的一部分缺口、或者呈除圆形以外的多边形等形状。作为处理对象的工件W可以是玻璃基板、掩模基板、FPD(Flat Panel Display：平板显示器)等，也可以是对这些基板等实施规定的处理而得到的中间体。
在基板处理装置1中，具有对工件W的表面照射处理用的光L1的功能。作为一例，在基板上的SOC膜(Silicon-on-Carbon)和SOC膜上的SOG膜(Silicon-on-Glass)上形成了抗蚀剂膜后，通过进行曝光显影处理来在基板上形成规定图案的抗蚀剂图案。抗蚀剂图案是用于对下层膜的SOC膜及SOG膜进行蚀刻来在这些下层膜形成图案的掩模图案。基板处理装置1例如具有通过对形成有抗蚀剂图案的工件W的表面照射处理用的光L1来改善抗蚀剂图案的表面的粗糙的功能。另一方面，在本实施方式中，说明以下情况：对在形成了抗蚀剂膜之后且被进行曝光显影处理之前的工件W进行由基板处理装置1进行的处理用的光L1的照射。
此外，在本实施方式所涉及的基板处理装置1中，对在抗蚀剂图案的形成中使用的抗蚀剂材料为适于以EUV激光为曝光光源的EUV光刻的材料的情况进行说明。此外，EUV激光(Extreme Ultraviolet：极紫外)是指波长为13.5nm的激光。针对通过抗蚀剂材料形成有抗蚀剂膜的工件W，使用基板处理装置1以规定的条件进行上述的包括VUV光的光的照射。其结果，之后的曝光处理中的感光度提高。并且，通过曝光显影处理形成了抗蚀剂图案时的抗蚀剂的表面的粗糙得到改善。另外，对于将该抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻所得到的图案，表面的粗糙也能够得到改善。
对基板处理装置1的各部进行说明。如图1所示，基板处理装置1具备处理室20、光照射机构40(光源部)、光量调整机构50以及控制器100(控制部)。
处理室20包括壳体21(处理容器)、搬送口22、旋转支承部25、气体供给部30、气体排出部32以及气氛调整部34。壳体21例如是设置于大气气氛中的真空容器的一部分，以能够收纳由搬送机构(未图示)搬送来的工件W的方式构成。即，壳体21作为在内部进行与工件W有关的处理的处理容器发挥功能。此外，也可以如后述那样，由透光板53将壳体21内进行上下的划分。
在基板处理装置1中，在壳体21内收纳了工件W的状态下进行对工件W的处理。在壳体21的侧壁形成有搬送口22。搬送口22是用于相对于壳体21搬入搬出工件W的开口。搬送口22由闸阀23进行开闭。
旋转支承部25具有在壳体21中一边基于控制器100的指示使工件W旋转一边保持该工件W的功能。旋转支承部25例如具有保持部26和旋转驱动部27。保持部26支承以使形成有抗蚀剂图案的表面朝上的方式水平地配置的工件W的中央部分，并例如通过真空吸附等来保持该工件W。旋转驱动部27具有使保持工件W的保持部26与该工件W一同绕铅垂的轴线A1旋转的功能。旋转驱动部27例如是以电动马达为动力源的旋转致动器。
气体供给部30构成为经由形成于壳体21的贯通孔21a来向壳体21内供给非活性气体(例如氩、氮等)。气体供给部30具有气体源30a、阀30b以及配管30c。气体源30a贮存非活性气体，作为非活性气体的供给源发挥功能。阀30b基于来自控制器100的动作信号进行动作，使配管30c打开和关闭。配管30c从上游侧起依次将气体源30a、阀30b以及贯通孔21a相连接。
气体排出部32经由形成于壳体21的贯通孔21b从壳体21排出气体。气体排出部32具有真空泵32a和配管32c。真空泵32a从壳体21内排出气体。配管32c将贯通孔21b与真空泵32a相连接。
气氛调整部34能够经由形成于壳体21的贯通孔21c来将壳体21内调整为大气气氛。气氛调整部34具有阀34b和配管34c。阀34b基于来自控制器100的动作信号进行动作，使配管34c打开和关闭。配管34c能够将贯通孔21c与大气气氛进行连接。即，在打开了阀34b时，壳体21内被调整为大气气氛。
光照射机构40包括壳体41、光源42以及开关43。壳体41设置于壳体21的上部。光源42收容于壳体41内。在图1中，光源42配置于保持部26的旋转轴的轴线A1上。由光源42向由保持部26保持的工件W的表面整体照射光。也可以设置开关43以切换光源42的点亮的接通断开。开关43的动作例如由控制器100来控制。另外，光源42的配置例是一例，能够适当地变更。此外，也可以通过调整光源42与工件W的位置关系来调整对工件W照射的光的光量，在后文叙述详细情况。
光源42例如照射包括115nm～400nm的波长范围的光的光。作为一例，光源42照射形成115nm～400nm的连续光谱的光。“形成连续光谱的光”包括以下光即可：该光包括10nm～200nm波长(与真空紫外光(VUV光)的波长区域对应)中所包含的至少一部分(例如波长宽度为10nm以上)的波长带的连续的光谱成分。另外，也可以是，从光源42射出的光除了包括VUV光以外还包括波长比VUV光的波长长的近紫外光(近紫外线)。作为一例，能够设为来自光源42的光包括160nm波长以下的波长带的光的结构。有时将像这样至少包括VUV光而从光源42射出的光称作“包括VUV光的光”。
光源42例如是氘灯，可以构成为照射波长为200nm以下的VUV光。连续光谱的峰的波长例如可以为160nm以下，也可以为150nm以上。另外，来自光源42的光也可以是形成具有多个副峰的连续光谱的光。另外，来自光源42的光并不限定于连续光谱，例如包括115nm～400nm的波长范围的一个以上的波长的光。“包括特定的波长范围的光”是指包括该波长范围所包括的一个以上的波长的光。
由于从光源42照射的光的光谱的波长区域比较宽，因此工件W上的抗蚀剂膜受到各种波长的光的能量。其结果，在抗蚀剂膜的表面发生各种反应。具体地说，构成抗蚀剂膜的分子中的各个位置处的化学键被切断，由此抗蚀剂膜对曝光的感光度上升。因此，即使是更少的曝光量也能够适当地进行曝光。另外，由于上述的化学键的切断而生成各种化合物，因此在光照射前抗蚀剂膜中所存在的分子所具有的取向性被消除。其结果，抗蚀剂膜中的表面自由能下降，内部应力下降。也就是说，通过使用光源42作为光源，抗蚀剂膜的表面的流动性容易增高，作为其结果，能够提高形成了抗蚀剂图案时的表面粗糙的改善效果。
此外，在从光源42照射包括VUV光的光的情况下，如果工件W上的抗蚀剂膜受到的光的能量产生偏差，则可能使被照射了VUV光的工件W表面的抗蚀剂的特性产生偏差。因此，要求包括VUV光的光在工件W的表面整体尽量均等地照射。另外，在想要通过来自光源42的光的照射来调整工件W表面的抗蚀剂膜的特性的情况下，有时需要光的照射量。因此，在基板处理装置1中，使用光量调整机构50来进行光量的调整。
如上所述，光量调整机构50具有在从光源42照射的光L1的光路上调整从光源42照射的光的光量的功能。在图1所示的例子中，作为光量调整机构50，具有遮光器51、有孔板52、透光板53以及遮光板54。
遮光器51具有将来自光源42的光L1在到达工件W的状态与不到达工件W的状态之间进行切换的功能。遮光器51例如具有能够配置于光L1的光路上的遮蔽板51a和以能够使遮蔽板51a移动的方式支承遮蔽板51a的支承部51b。遮蔽板51a被设为能够将来自光源42的光L1全部挡住的大小。另外，支承部51b例如在遮蔽板51a相对于光L1的光轴正交的状态下能够以使遮蔽板51a在光路上与除光路以外的区域之间移动的方式支承遮蔽板51a。通过由支承部51b使遮蔽板51a移动，能够将来自光源42的光L1在到达工件W的状态与不到达工件W的状态之间进行切换。此外，在图1中示出遮蔽板51a配置于光路上的状态。
有孔板52设置于从光源42照射的光L1的光路上，具有使来自光源42的光L1减少的功能。也就是说，有孔板52能够作为光量抑制构件发挥功能。例如图2所示，有孔板52是形成有多个沿厚度方向的开口52a的板。具体地说，例如能够使用形成有大量的多个开口的冲孔金属来作为有孔板52。此外，无需在有孔板52的整个面设置有多个开口，至少在被照射光L1的范围设置开口以使能够发挥作为有孔板52的功能即可。有孔板52的开口率(光L1的照射范围内的开口率)例如能够设为1％～50％左右。对设置于有孔板52的开口的形状和大小没有特别限定，例如，能够选择如下的有孔板52：使通过了有孔板52的光L1的波长分布与通过有孔板52前的光的波长分布为同等程度，且使通过了有孔板52的光L1的强度与通过有孔板52前的光的强度相比整体变弱。
透光板53设置于比遮光器51靠下方的位置(远离光源42的一侧)，还具有作为使光L1透过的所谓分隔壁的功能。即，透光板53被配置为将壳体21内的空间划分为光源42侧和工件W侧。由此，比透光板53靠下方的空间成为与上方的空间独立的封闭的空间。在将气体供给部30、气体排出部32以及气氛调整部34配置于比透光板53靠下方的位置的情况下，能够适当地进行比透光板53靠下方的、工件W所存在的空间的气氛的调整。透光板53例如可以是玻璃(例如氟化镁玻璃)。此外，可以不是透光板53整体均能够使光L1实质100％透过，透光板53至少在光L1的光路上能够使光L1透过即可。另外，通过使用使光L1衰减的材料作为透光板53，也可以将透光板53设为具有作为光量抑制构件的功能的结构。
遮光板54具有作为调整从光源42照射的光L1的照射范围(工件W表面中的光L1的到达范围)的遮光构件的功能。在图1所示的例子中，由遮光板54以使来自光源42的光L1到达工件W的整个面的方式调整光L1的照射范围。此外，能够根据光源42相对于工件W的配置来变更遮光板54的形状。另外，将工件W表面中的光L1的照射范围称作照射区域AR。在图1所示的例子中，工件W的表面整体为照射区域AR。
从光源42射出的光L1通过经由光量调整机构50而被抑制光量，其结果成为微弱光。在本实施方式中，“微弱光”是对工件W照射光时的工件W的相对于外部的温度(壳体21外的温度、室温)的温度变化被抑制为小于1℃左右的光。另外，经由光量调整机构50后的光L1能够在工件W表面中的整个的光L1的照射区域AR被调整为微弱光。
(第二结构例)
接着，参照图3来说明变更光源42的配置而得到的第二结构例所涉及的基板处理装置1A。
在基板处理装置1A中，以由旋转支承部25使工件W旋转为前提，设为不将光源42的照射位置设为工件W整体而是将光源42的照射位置划分为工件W的一部分的结构。具体地说，为光源42的光轴A2相对于工件W的旋转轴A1沿着工件W的径向向外侧进行了移动的配置。在图3所示的例子中，以使来自光源42的光L1能够照射工件W的中央附近且能够照射工件W的一端(在图3中为右侧端部)的程度移动光轴A2。在该情况下，由于不对工件W的整个面照射来自光源42的光L1，因此能够使光源42与工件W的距离靠近。
此外，将工件W的旋转轴A1与光轴A2的距离设为何种程度还取决于光源42与工件W的距离，但是例如考虑将旋转轴A1与光轴A2的距离调整为相对于工件W的半径的10％～100％左右。
此外，在设为基板处理装置1A的结构的同时想要对工件W的整个面均匀地照射来自光源42的光的情况下，尤其要求调整遮光板56的形状来调整来自光源42的光向工件W照射的照射量。
图4示出能够在基板处理装置1A中使用的遮光板56的形状的一例。遮光板56以包括使来自光源42的光通过的开口56a的方式构成。此时，可以将开口56a例如设为等腰三角形，该等腰三角形以在俯视观察时与工件W的中心对应的保持部26的轴线A1为顶角，具有沿工件W的径向延伸的腰56b、56b。在该情况下，以等腰三角形的底边56c的位置超过工件W的周缘Wp的方式设定腰56b、56b的长度。在图4的例子中，底边56c被设为与工件W的周缘Wp重叠的位置。但是，实际上，如图3等所示，光L1在比遮光板56靠下方的位置还会扩展，因此根据遮光板56的配置来设定开口56a的形状和大小。
在一边由旋转支承部25使工件W以规定的旋转速度(角速度)旋转一边从光源42照射光L1的情况下，与工件W的中央附近相比，周缘的周速度大。考虑该点，能够如图4所示那样以使来自光源42的光的照射区域从工件W的中心向周缘Wp扩展的方式设定遮光板56的形状和大小。当设为这样的形状时，工件W上的照射区域AR(参照图3)成为大致三角形的形状。
此外，在图3中示出在包括工件W的中心的某程度宽的范围设定有光L1的照射区域AR的例子。也可以根据从光源42照射的光的强度分布等来调整照射区域，以使照射于工件W表面的光的强度均匀。
通过调整照射区域AR，能够更均匀地调整照射于工件W表面的各位置的光L1的光量。因此，可以与从光源42射出的光的光量分布相应地调整照射区域AR。
(控制器)
基板处理装置1的控制器100控制旋转支承部25、气体供给部30、气体排出部32、气氛调整部34、光照射机构40以及光量调整机构50(尤其是遮光器51)。
另外，控制器100由一个或多个控制用计算机构成。例如，控制器100具有图5所示的电路120。电路120具有一个或多个处理器121、存储器122、存储装置123以及输入输出端口124。存储装置123例如具有硬盘等能够由计算机读取的存储介质。存储介质存储有用于使基板处理装置1执行后述的基板处理过程的程序。存储介质也可以是非易失性的半导体存储器、磁盘以及光盘等可取出的介质。存储器122暂态地存储从存储装置123的存储介质加载来的程序以及处理器121的运算结果。处理器121与存储器122协作来执行上述程序，由此构成上述的各功能模块。输入输出端口124按照来自处理器121的指令，来与控制器100控制的各部之间进行电信号的输入输出。
此外，控制器100的硬件结构不一定限于通过程序构成各功能模块。例如，控制器100的各功能模块也可以由专用的逻辑电路或集成有该专用的逻辑电路的ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)构成。
[基板处理方法]
接着说明包括基板处理装置中的动作的基板处理方法。在本实施方式所示的基板处理方法中，针对形成有抗蚀剂膜的工件W，在进行曝光前使用基板处理装置1(或基板处理装置1A)来照射包括VUV光的光。
图6以流程图示出对工件W形成抗蚀剂图案时的过程。
在步骤S01中，对工件W的表面涂布抗蚀剂液来形成抗蚀剂膜。对抗蚀剂膜的形成方法没有特别限定。也可以在形成抗蚀剂膜之前的工件W的表面形成下层膜等。在该阶段，针对工件W的整个表面形成抗蚀剂膜。
在步骤S02中，使用基板处理装置1对形成有抗蚀剂膜的工件W的表面照射包括VUV光的光。针对在壳体21中被保持的工件W照射来自光源42的光L1来作为VUV光。光L1是包括VUV光的光。在下面的实施方式中，有时将从光源42射出的“包括VUV光的光L1”简称为“VUV光”。下面，对步骤S02中的基板处理装置1的操作进行说明。
图7是表示壳体21内的压力的随时间变化的概要的曲线图。此外，“壳体21内”是指工件W所存在的空间内(由透光板53划分出的空间中的、工件W所存在的下方的空间)。另外，图7的曲线图的横轴表示处理过程中的经过时间，纵轴表示作为处理容器的壳体21内的压力(单位：Pa)，对纵轴大致示意性地示出对数轴。
首先，在气体供给部30和气体排出部32的动作停止的状态下，由搬送机构将工件W搬入壳体21内。当将工件W载置于旋转支承部25的保持部26时，关闭闸阀23来使壳体21内气密。此时，壳体21内例如被设为标准大气压的大气气氛(图7的时刻t0)。之后，通过气体排出部32的动作来降低壳体21内的压力。
当减压进展使得壳体21内的压力成为1Pa时(时刻t1)，将该压力维持规定时间。在暂且维持1Pa的减压状态之后(时刻t2)，打开气体供给部30的阀30b来向壳体21内供给Ar气。由此，在壳体21内形成Ar气气氛，并且该壳体21内的压力上升。此外，能够通过气体供给部30和气体排出部32的动作来控制减压速度和升压速度。另外，减压速度和升压速度可以是固定的，也可以在中途使其变动。
当通过Ar气例如使壳体21内的压力达到10000Pa时，在维持壳体21内的压力的状态下从光源42对工件W照射包括VUV光的光(时刻t3)。此时，在假定如基板处理装置1A那样一边使工件W旋转一边照射包括VUV光的光的情况下，在由旋转支承部25使工件W旋转的状态下进行照射。此外，在如基板处理装置1那样使来自光源42的光到达工件W整体的情况下，也可以不使工件W旋转。当从光源42照射规定的时间例如30秒钟的光时，停止该光照射(时刻t4)。之后，停止气体供给部30和气体排出部32的动作，并在壳体21内的压力恢复为大气气氛之后将工件W从壳体21内搬出。通过以上步骤，基板处理装置1对工件W的处理结束。
包括VUV光的光的照射时的每单位面积的光量(有时称为累计照射量或剂量)相比于在形成抗蚀剂图案之后对工件W的表面照射包括VUV光的光的情况被设得小。具体地说，与在通过曝光显影处理形成抗蚀剂图案后对工件W的表面照射包括VUV光的光来实现表面的粗糙度改善的情况相比，包括VUV光的光的照射量被调整为1％～2％。例如，在对抗蚀剂图案照射包括VUV光的光的情况下，能够将包括VUV光的光的光量调整为25mj/cm2～100mj/cm2。另一方面，在对进行曝光处理之前的抗蚀剂膜照射包括VUV光的光的情况下，能够将包括VUV光的光的光量调整为1mj/cm2～2mj/cm2左右。像这样，在对曝光处理前的抗蚀剂膜照射包括VUV光的光的情况下，能够将照射光的光量调整得较小。
在包括VUV光的光的照射中，也可以抑制工件W的温度上升。当如上述那样进行调整使得包括VUV光的光的光量变小并且进行调整使得壳体21内的压力小于大气压时，能够防止工件W自身的温度上升。因此，能够以使工件W的温度与气氛温度(例如壳体21的外部的温度)大致相等的状态进行上述的包括VUV光的光的照射。在以使工件W的温度与(外部的)气氛温度大致相等的状态进行照射的情况下，能够防止抗蚀剂膜的特性受到工件W的温度变化的影响而发生变化。作为一例，可以将包括VUV光的光的照射时的工件W的相对于外部的温度(壳体21外的温度、室温)的温度变化抑制为小于1℃。
作为减小工件W的每单位面积的光的照射量的方法，例如能够举出减小从光源42射出的光的光量自身(调整电流值)。另外，作为其它方法，能够举出增大工件W的表面与光源42的距离(进行调整使得光源42相对于工件W变远)、缩短照射时间等公知的方法。通过改变工件W的表面与光源42的距离并且在从光源42照射光的期间改变光路周边的压力，也能够调整到达工件W的表面的光的能量。也可以将这些方法进行组合来使每单位面积的包括VUV光的光的照射量变化。
在基板处理装置1中，有孔板52也有助于工件W的每单位面积的光的照射量的调整。来自光源42的光量与有孔板52的开口率相应地减少，因此工件W的每单位面积的光的照射量变小。另外，在基板处理装置1A中，除了有孔板52以外，遮光板54的形状也有助于工件W的每单位面积的光的照射量的调整。
此外，如上所述，在基板处理装置1中，在从光源42向工件W照射光时，通过气体供给部30进行气体的供给，并通过气体排出部32进行气体的排出。因而，可以说以维持着壳体21内的压力的状态发生Ar气的更换。
在从光源42照射光的期间(时刻t3～时刻t4的期间)，壳体21内的压力可以是固定的，也可以使其逐渐地变化。在图6所示的例子中，在从光源42照射光的期间，将壳体21内的压力设为10000Pa，以抑制从工件W表面的脱气(degas)(排气(outgas))。然而，考虑在从光源42进行光的照射的期间脱气的产生量逐渐减少。在该情况下，也可以进行使壳体21内的压力逐渐变小的控制。通过设为这样的结构，能够在更接近真空的状态下对工件W进行光的照射。
在步骤S03中，对被照射包括VUV光的光之后的工件W进行加热处理。该阶段的加热处理是对未硬化的抗蚀剂膜的加热处理，是被称为PAB(Pre Applied Bake：预烘焙)的热处理。
在步骤S04中，对加热处理(PAB)后的工件W进行曝光处理。在曝光处理中，使用液浸曝光等方法来对形成于工件W的抗蚀剂膜的曝光对象部分照射能量射线。
在步骤S05中，对曝光处理后的工件W进行加热处理。该阶段的加热处理是对未硬化的抗蚀剂膜的加热处理，是被称为PEB(Post Exposure Bake：曝光后烘烤)的热处理。
在步骤S06中，对加热处理(PEB)后的工件W进行显影处理。在显影处理中，在工件W的表面上涂布显影液之后，通过冲洗液将该显影液冲洗掉。由此在工件W的表面上形成规定的图案。此外，也可以在显影处理后再次进行加热处理(PB：Post Bake：后烘)。此外，例如能够使用公知的包括涂布显影装置和曝光装置的基板处理系统等来进行在步骤S01及步骤S03～S06中说明的涂布处理、加热处理(PAB、PEB)、曝光处理以及显影处理。
通过进行上述的一系列的处理，与以往的基板处理方法相比，能够得到提高抗蚀剂膜的曝光感光度并且改善曝光显影处理后的抗蚀剂图案的粗糙度的效果。
[评价结果]
通过设为上述的结构，能够对工件W表面均匀地照射被设为微弱光的来自光源42的光L1。图8a～图8c表示对该点进行评价的结果。
图8a～图8c示意性地表示对来自光源42的光L1在工件W表面的分布进行评价的结果。在图8a～图8c中，将工件W的中心设为位置0，将工件W的外周部(相当于周缘Wp的部分)表示为“+”“-”。
图8a表示在基板处理装置1中不使用有孔板52进行减光地对工件W照射光的情况下的光量的分布。另外，图8b表示在如基板处理装置1那样配置有开口率为10％的有孔板52的情况下的光量的分布。并且，图8c表示在如基板处理装置1A那样在将光源42的光轴A2设为相对于工件W的中心(轴线A1)偏移的位置的基础上使用遮光板56的情况下的光量的分布。在图8c所示的例子中，有孔板52的开口率为19％，遮光板56的开口56a的形状如图4所示那样为中央部为顶角的等腰三角形的形状，且将顶角设为了60°，由此实质上为正三角形的形状。
根据将图8a与图8b进行比较的结果确认，通过设置有孔板52能够大幅度地抑制光量。另外，通过使用有孔板52，还抑制了工件W的中央部与外周部之间的光量的偏差。但是，在图8b所示的结果中还确认，相比于外周部，在中央部处工件W表面受到的光L1的光量大。与此相对，在图8c中确认，在工件W的中央部与外周部之间，工件W表面受到的光L1的光量差小。
像这样，通过使用有孔板52，能够大幅度地抑制光量。并且确认，在一边使工件W旋转一边进行照射的情况下，通过调整遮光板的形状，能够更均匀地(以减小了光量差的状态)照射来自光源42的光。
[作用]
根据上述的基板处理装置和基板处理方法，通过使用作为光量抑制构件发挥功能的有孔板52，被调整为微弱光的包括真空紫外光的光照射于基板表面的照射区域AR。因此，能够适当地进行通过对基板表面照射微弱光的包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜曝光时的感光度调整。其结果，能够使基板中的曝光时的感光度在面内均匀。
在曝光前照射包括真空紫外光的光的情况下，能够要求照射被调整为微弱光的光。然而，当想要从光源42稳定地输出包括真空紫外光的光时，要求在将光量提高到某种程度的状态下进行输出。为了减少到达基板的光的光量，也考虑增大光源与基板的距离。然而，当增大光源与基板的距离时，需要将装置大型化(例如高背化)。与此相对，通过设为上述的结构等，能够以使用光量抑制构件将光量抑制为微弱光的状态对基板照射包括真空紫外光的光。因此，能够防止装置的大型化，并且能够适当地调整基板中的曝光时的感光度。
另外，如上述实施方式那样，作为光量抑制构件，也可以使用形成有多个沿厚度方向的开口52a的有孔板52。在该情况下，对于来自光源42的包括真空紫外光的光，能够不使其光谱成分变化地以微弱光对基板进行照射。因此，能够适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
另外，作为光量抑制构件，例如也可以包括如透光板53那样使来自光源42的光的光量以被抑制为微弱光的方式透过的构件。在使用这样的光量抑制构件的情况下，能够在维持来自光源的光的分布的状态下以微弱光对基板进行照射，因此能够适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。也就是说，相比于如有孔板52那样仅开口52a能够使光通过的结构，能够使光通过的位置没有受到限制，因此能够减少光的偏差。
另外，在上述的基板处理装置1A中，使用作为遮光构件的遮光板56，该遮光构件以使所述照射区域AR的面积相对于基板的表面面积小且去向基板的外周侧变大的方式在所述基板表面形成所述照射区域AR。而且，在借助遮光板56调整了照射区域AR之后，对旋转的基板照射来自光源42的光。通过设为这样的结构，能够通过调整遮光板56，来对基板表面的整个面以使光量更均匀的方式照射来自光源42的光。因此，能够在基板表面适当地进行通过包括真空紫外光的光进行的抗蚀剂膜的感光度的调整。
[变形例]
以上，对各种例示性的实施方式进行了说明，但不限定于上述的例示性的实施方式，也可以进行各种省略、置换以及变更。另外，能够将不同的实施方式中的要素进行组合来形成其它的实施方式。
例如，能够适当地变更作为遮光构件的遮光板的形状。在图9a～图9c中示出遮光板的两种变形例。
与遮光板56的开口56a相比较，图9a所示的遮光板56X的开口56a的形状不同。即，遮光板56X在当俯视观察时与工件W的中心重叠的位置(与轴线A1对应的位置)未形成有开口56a。如图1和图3所示，来自光源42的光在比作为遮光构件的遮光板54、56靠下方的位置还会扩散。另一方面，即使工件W旋转，工件W的中心的位置也几乎不变，因此，相比于工件W的中心的周围，工件W的中心的来自光源42的光L1的到达量可能大。对此，通过设为在当俯视观察时与工件W的中心重叠的位置未形成遮光板56X的开口56a，能够防止在工件W的中心处来自光源42的光集中。在图9a所示的遮光板56X中，通过将开口56a的形状不设为三角形而设为梯形，来使得在与工件W的中心重叠的位置未形成开口56a，但能够适当地变更开口的形状。例如，也可以将开口的中央侧的端部设为曲线状。
图9b和图9c所示的遮光板56Y示出在中央部和外周部对通过的光的光量进行调整的结构。遮光板56Y除了具有开口56a以外还具有有孔部56e。因此，遮光板56Y还具有作为将到达工件W的光的光量调整为微弱光的光量抑制构件的功能。另外，与遮光板56X同样，开口56a的区域被设为梯形，在与工件W的中央部对应的一侧形成有孔部56e。其结果，遮光板56Y具有以使每单位面积的光的照射强度变大的方式形成光量的梯度的功能。
在对旋转的工件W照射来自光源42的光的情况下，中央部的周速度比外周部的周速度小，因此被照射来自光源42的光的时间段容易变长。对此，当以使照射区域AR的外周部的每单位面积的光的照射强度比中央部的每单位面积的光的照射强度大的方式形成光量的梯度时，能够调整缘于周速度之差的光量差。因此，能够以使光量更均匀的状态照射来自光源42的光。
尤其是，在如遮光板56Y那样在光量抑制构件中具备包括形成有多个沿厚度方向的开口的有孔部的有孔板的情况下，也可以通过使外周部的开口率比中央部的开口率大来形成光量的梯度。
此外，在图9a～图9c中示出了在遮光板56Y设置有孔部56e的例子，但也可以通过使有孔板52的外周部的开口率比中央部的开口率大，来以使每单位面积的光的照射强度变大的方式形成光量的梯度。
作为其它变形例，也可以使光源的光轴A2相对于基板表面倾斜。在光源42的光轴A2相对于基板的表面倾斜的情况下，能够在减小光源42与基板的距离的同时对基板表面照射微弱光的包括真空紫外光的光。因此，能够适当地进行抗蚀剂膜曝光时的感光度调整。也就是，能够在使基板处理装置低背化的同时实现上述的结构。
此外，在使光源相对于基板表面倾斜的情况下，来自光源42的光的光量分布与光轴A2垂直的情况相比较能够发生变化。因此，也可以使用有孔板52、透光板53、遮光板54等进行调整，以使光量成为适当的分布。
另外，在上述的结构中，对在光源42与工件W之间依次配置有孔板52、遮光器51、透光板53以及遮光板54的结构进行了说明，但该顺序能够适当地变更。
另外，在上述中，对基板处理方法的一例进行了说明，但例如也可以变更VUV光的照射(S02)和加热处理(S03)的顺序。另外，还可以设为不进行曝光前的加热处理(S03)本身的结构。
能够理解的是，出于说明的目的通过以上的说明在本说明书中说明了本公开的各种实施方式，但能够不脱离本公开的范围及其主旨地进行各种变更。因而，意不在于限定本说明书所公开的各种实施方式，真正的范围和主旨通过所附的权利要求书示出。
附图标记说明
1、1A：基板处理装置；20：处理室；21：壳体；25：旋转支承部；26：保持部；27：旋转驱动部；30：气体供给部；32：气体排出部；34：气氛调整部；40：光照射机构；41：壳体；42：光源；50：光量调整机构；51：遮光器；52：有孔板；52a：开口；53：透光板；54、56、56X、56Y：遮光板；56a：开口；56e：有孔部；100：控制器。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，包括：
光源，在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前该光源向该基板照射包括真空紫外光的光；以及
光量抑制构件，其设置于来自所述光源的光的光路上，用于将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，
其中，所述包括真空紫外光的光包括10nm～200nm波长中所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述光量抑制构件包括形成有多个沿厚度方向的开口的有孔板。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述光量抑制构件包括使来自所述光源的光的光量以被抑制为所述微弱光的方式透过的构件。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还具有：
基板支承部，在从所述光源照射光时，所述基板支承部一边使所述基板旋转一边支承所述基板；以及
遮光构件，其设置于所述光源与所述基板之间的位置，以使所述照射区域的面积相对于所述基板的表面面积小且去向所述基板的外周侧变大的方式在所述基板表面形成所述照射区域。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述光量抑制构件以使所述照射区域的外周部的每单位面积的光的照射强度比中央部的每单位面积的光的照射强度大的方式形成光量的梯度。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述光量抑制构件包括形成有多个沿厚度方向的开口的有孔板，
通过使所述外周部的开口率比所述中央部的开口率大来形成光量的梯度。
7.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述遮光构件在当俯视观察时与所述基板的中心重叠的位置未形成有开口。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述光源的光轴相对于所述基板表面倾斜。
9.一种基板处理方法，包括以下步骤：
在对利用EUV光刻用抗蚀剂材料形成了抗蚀剂膜的基板进行曝光处理前从光源向该基板照射包括真空紫外光的光；以及
在所述照射中，通过设置于来自所述光源的光的光路上的光量抑制构件，将到达所述基板表面的光的光量在照射区域中整体性地抑制为微弱光，
其中，所述包括真空紫外光的光包括10nm～200nm波长中所包含的至少一部分波长带的连续的光谱成分。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述照射中，一边使所述基板旋转一边支承所述基板，
在所述照射中，通过设置于所述光源与所述基板之间的位置的遮光构件，在所述基板表面形成面积相对于所述基板的表面面积小且去向所述基板的外周侧变大的照射区域。
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