CN1212645C - 图形形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在半导体集成电路装置的制造过程等中使用的图形形成方法。在基板上形成由有机材料构成的低介电常数绝缘膜后，在第1室内，在低介电常数绝缘膜的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层。然后在第1室的内部保持低介电常数绝缘膜后，在第2室内，在第1分子层的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层。然后，在形成第1分子层和第2分子层的低介电常数绝缘膜上形成由化学增幅型抗蚀材料构成的抗蚀膜，对于该抗蚀膜进行曝光和显影从而形成抗蚀层图形。由此可以使在具有空穴或者含有有机材料的被处理膜上形成的化学增幅型抗蚀膜构成的抗蚀层图形良好。

Description

图形形成方法
技术领域
本发明涉及一种在半导体集成电路装置的制造过程等中使用的图形形成方法。
背景技术
在半导体集成电路装置的制造过程中，伴随着半导体集成电路的大集成化，通过石印法技术形成的抗蚀层图形的大小(图形宽)被要求进一步微细化。
另外，随着半导体元件的高性能化，人们期望绝缘膜的比介电常数进一步降低，从而提出了使用比通常所用硅氧化膜的比介电常数低的低介电常数绝缘膜例如具有空穴的绝缘膜或者含有有机材料的绝缘膜。
以下，参照图8(a)～(c)和图9(a)、(b)对于以往的图形形成方法进行说明。
首先准备具有以下组成的化学增幅型抗蚀材料。
聚[(甲氧基丙烯酸甲酯)-(γ-丁内酯甲基丙烯酸酯)](但是，甲氧基丙烯酸甲酯：γ-丁内酯甲基丙烯酸酯＝70mol％～30mol％)(基本聚合物)……………………………………………………………2g三苯基锍三氟盐(triphenylsulphoniumtriflate)(酸发生剂)…0.4g丙二醇单甲基醚乙酸酯(溶剂) ……………………………………20g
然后如图8(a)所示，在基板1上沉积由不含氟的芳香烃构成的有机聚合物[例如日立化成社制：SiLK(比介电常数：2.65)]，在形成作为被处理膜的低介电常数绝缘膜2后，以90℃的温度边对基板1加热边在低介电常数绝缘膜2的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷3 90秒钟，在低介电常数绝缘膜2的表面上形成由三甲基硅烷基构成的分子层4。
然后，如图8(b)所示，在表面上形成分子层4的低介电常数绝缘膜2的上面涂布所述化学增幅型抗蚀材料，从而形成具有0.4μm厚度的抗蚀膜5。
然后，如图8(c)所示，对于抗蚀膜5，通过具有所需形状的光掩模6，照射由ArF激元激光发生装置(开口数：NA＝0.60)发出的ArF激元激光7进行图形曝光。
接着，如图9(a)所示，通过以105℃的温度下对基板1加热90秒钟，对抗蚀膜5进行曝光后加热(PEB)。由此，抗蚀膜5的曝光部5a，由于酸发生剂产生酸，所以对于碱性显影液使其变为可溶性，另一方面，抗蚀膜5的未曝光部5b，由于酸发生剂不产生酸，所以对于碱性显影液仍然为难溶性。
接着对于图形曝光后的抗蚀膜5，通过由2.38wt％的四甲基铵氢化氧化物水溶液构成的碱性显影液进行60秒钟的显影后，用纯水清洗60秒钟，之后，一旦对图形曝光后的抗蚀膜5进行干燥，如图9(b)所示，就可以得到由抗蚀膜5的未曝光部5b构成并具有0.11μm的图形宽度的抗蚀层图形8。
但是，如图9(b)所示，抗蚀层图形8的剖面形状形成锯齿状态，图形形状不良。
图8(a)～(c)和图9(a)、(b)为形成阳极型抗蚀层图形的情况，但在形成阴极型抗蚀层图形时，抗蚀层图形的剖面形状，形成为外阶梯形状态，仍然图形形状不良。
对于被处理膜，一旦在掩模中对图形形状不良的抗蚀层图形进行蚀刻时，由于所得被处理膜的图形形状也不良，所以具有半导体元件的成品率降低的问题。
发明内容
鉴于所述问题，本发明的目的在于形成良好的抗蚀层图形形状。
为达到本发明的目的，本发明人等，对抗蚀层图形的形状成为不良的原因进行了各种探讨，结果发现，被处理膜具有空穴时或者被处理膜含有有机材料时，抗蚀层图形的形状变为不良。
另外，对在具有空穴或者含有有机材料的被处理膜上形成的抗蚀层图形的剖面形状变为不良的理由进行了探讨，结果发现以下现象。即，例如，具有空穴的多孔膜或者由于含有有机材料而表面粗糙的有机膜等的低介电常数绝缘膜中含有的水分或者碱性杂质，通过分子层的间隙，向抗蚀膜的底部移动，对于抗蚀膜，在进行图形曝光后，由于酸发生剂产生的酸因水分酸性变弱或者因碱性杂质被中和从而导致失活，所以在抗蚀膜的曝光部的底部中，由于酸的量不足，所以酸的催化反应不能充分地进行。由此，在阳极型抗蚀膜的曝光部的底部，失去对显影液的可溶化，另外，在阴极型的抗蚀膜的曝光部的底部，失去对显影液的不溶化，结果在阳极型的抗蚀层图形中产生锯齿，另外在阴极型的抗蚀层图形中产生外阶梯形。
本发明是根据所述的见解所完成的，通过以下的构成使其具体化。
本发明的第1图形形成方法，包括：在基板上形成具有空穴或者含有有机材料的被处理膜的工序；在第1室的内部中通过边对基板加热边在被处理膜的表面上供给六甲基二硅氨烷，在被处理膜的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层的工序；将形成第1分子层的被处理膜保持在第1室的外部的工序；在第2室的内部，通过向第1分子层的表面供给六甲基二硅氨烷而在第1分子层的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层的工序；在形成第2分子层的被处理膜上形成由化学增幅型抗蚀材料构成的抗蚀膜的工序；对于抗蚀膜选择性照射曝光的光进行图形曝光的工序；以及对图形曝光后的抗蚀膜进行显影并形成抗蚀层图形的工序。另外，在本发明的第1图形形成方法中，第1室和第2室可以可以是同一室，也可以是不同的室。
在第1图形形成方法中，将被处理膜保持在第1室的外部的工序可以不包括加热基板的工序。
在第1图形形成方法中，形成第2分子层的工序可以不包括加热基板的工序。
本发明的第2图形的形成方法，包括：在基板上形成具有空穴或者含有有机材料的被处理膜的工序；在室的内部中通过边对基板加热边在被处理膜的表面上供给六甲基二硅氨烷，在被处理膜的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层的工序；在室的内部中，以停止供给六甲基二硅氨烷的状态继续保持保持被处理膜的工序；在室的内部中通过在第1分子层的表面上供给六甲基二硅氨烷，在第1分子层的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层的工序；在形成第2分子层的被处理膜的表面上形成由化学增幅型抗蚀材料构成的抗蚀膜的工序；对于抗蚀膜选择性地照射曝光的光进行图形曝光的工序；以及对图形曝光后的抗蚀膜进行显影并形成抗蚀层图形的工序。
根据本发明的第1或者第2图形形成方法，因为在表面形成由第1分子层和第2分子层构成的两层分子层的被处理膜上形成化学增幅型抗蚀膜，由于被处理膜中含有的水分或者碱性杂质被阻止在两层的分子层中，所以很难达到抗蚀膜的底部。由此，在对于抗蚀膜及进行图形曝光后，就难于发生酸发生剂产生的酸由于水分而减弱酸性或者由于碱性杂质被中和从而导致失活的现象，由于在抗蚀膜的曝光部的底部酸的催化反应能够充分地进行，所以可以得到没有锯齿状或者外梯形状的良好剖面形状的抗蚀层图形。
在第2图形形成方法中，在室的内部中继续保持被除膜的工序可以不含有加热基板的工序。
在第2图形形成方法中，形成第2分子层的工序可以不含有加热基板的工序。
附图说明
图1(a)～(d)是表示第1实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图2(a)～(d)是表示第1实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图3(a)～(d)是表示第2实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图4(a)～(d)是表示第2实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图5(a)～(d)是表示第3实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图6(a)～(d)是表示第3实施方式的图形形成方法的各工序的剖面图。
图7是在第1～第3实施方中在第1分子层上形成第2分子层时的模式图。
图8(a)～(c)是表示以往的图形形成方法的各工序的剖面图。
图9(a)和(b)是表示以往的图形形成方法的各工序的剖面图。
图中：100基板，101低介电常数绝缘膜(被处理膜)，102第1室，103第1热板，104六甲基二硅氨烷，105第1分子层，106第2室，107第2热板，108六甲基二硅氨烷，109第2分子层，110抗蚀膜，110a曝光部，110b未曝光部，111光掩模，112ArF激元激光，113第3热板，114抗蚀层图形，200基板，201低介电常数绝缘膜，202室，203第1热板，204六甲基二硅氨烷，205第1分子层，206六甲基二硅氨烷，207第2分子层，208抗蚀膜，208a曝光部，208b未曝光部，209光掩模，210ArF激元激光，211第2热板，212抗蚀层图形，300基板，301低介电常数绝缘膜，302第1室，303第1热板，304六甲基二硅氨烷，305第1分子层，306第2室，307第2热板，308六甲基二硅氨烷，309第2分子层，310抗蚀膜，310a曝光部，310b未曝光部，311光掩模，312KrF激元激光，313第3热板，314抗蚀层图形。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照图1(a)～(d)和图2(a)～(c)对第1实施方式的图形形成方法进行说明。
首先，准备具有以下组成的化学增幅型抗蚀材料。
聚[(甲氧基丙烯酸甲酯)-(γ-丁内酯甲基丙烯酸酯)](但是，甲氧基丙烯酸甲酯：γ-丁内酯甲基丙烯酸酯＝70mol％～30mol％)(基本聚合物)……………………………………………………………2g三苯基锍三氟盐(triphenylsulphoniumtriflate)(酸发生剂)…0.4g丙二醇单甲基醚乙酸酯(溶剂) ……………………………………20g
然后如图1(a)所示，在基板100上沉积由不含氟的芳香烃构成的有机聚合物[例如日立化成社制：SiLK(比介电常数：2.65)]，在形成作为被处理膜的低介电常数绝缘膜101后，将基板100移送至第1室102地内部，并保持在第1热板103上。之后通过第1热板103以90℃的温度边对基板100加热边在低介电常数绝缘膜101的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷104 90秒钟，在低介电常数绝缘膜101的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层105。
然后，如图1(b)所示，在第1室102的外部将基板100取出，使低介电常数绝缘膜101保持在第1室102的外部。由此，如图7所示，第1分子层105的整列状态打乱。
然后如图1(c)所示，将基板100向第2室106的内部移送，并在第1热板107上保持。之后，通过第2热板107以90℃的温度边对基板100加热边在第1分子层105的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷108 90秒钟，在第1分子层105上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层109。由此，如图7所示，以在整列状态打乱后的第1分子层105的三甲基硅烷基之间嵌入第2分子层109的三甲基硅烷基的状态形成第2分子层109。
然后，如图1(d)所示，在第2室106的外部取出基板100后，在表面形成第2分子层109的低介电常数绝缘膜101的上面涂布所述化学增幅型抗蚀材料，形成具有0.4μm厚度的抗蚀膜110。
然后如图2(a)所示，对于抗蚀膜110，通过具有所需形状的光掩模111，照射由ArF激元激光发生装置(数值孔径：NA＝0.60)发出的ArF激元激光112进行图形曝光。
接着，如图2(b)所示，通过第3热板113以105℃的温度下对基板100加热90秒钟，对抗蚀膜110进行曝光后加热(PEB)。由此，抗蚀膜110的曝光部110a，由于酸发生剂产生酸，所以对于碱性显影液使其变为可溶性，另一方面，抗蚀膜110的未曝光部110b，由于酸发生剂不产生酸，所以对于碱性显影液仍然为难溶性。
接着对于图形曝光后的抗蚀膜110，通过由2.38wt％的四甲基铵氢化氧化物水溶液构成的碱性显影液进行60秒钟的显影后，用纯水清洗60秒钟，之后，一旦对图形曝光后的抗蚀膜110进行干燥，如图2(c)所示，就可以得到由抗蚀膜110的未曝光部110b构成并具有0.11μm的图形宽度的、没有锯齿状的、矩形形状剖面的良好抗蚀层图形114。
根据第1实施方式，因为在表面形成由第1分子层105和第2分子层109构成的两层分子层的低介电常数绝缘膜101上形成抗蚀膜110，由于低介电常数绝缘膜101中含有的水分或者碱性杂质被阻止在两层的分子层中，所以很难达到抗蚀膜110的底部。由此，在对于抗蚀膜110进行图形曝光后，就难于发生酸发生剂产生的酸由于水分而减弱酸性或者由于碱性杂质被中和从而导致失活的现象，由于在抗蚀膜110的曝光部101a的底部酸的催化反应能够充分地进行，所以可以得到没有锯齿状或者外梯形状的良好剖面形状的抗蚀层图形114。
另外，在第1实施方式中，在将低介电常数绝缘膜101保持在第1室102的外部时，可以对基板100加热，也可以不加热。
另外，在第1实施方式中，在第1分子层105上形成第2分子层109的工序，是边对基板100加热边供给六甲基二硅氨烷108，另外，也可以不对基板100加热而供给六甲基二硅氨烷108。
另外，在第1实施方式中，第1室102和第2室106可以是同一室，也可以是不同室。
(第2实施方式)
以下，参照图3(a)～(d)和图4(a)～(c)对第2实施方式的图形形成方法进行说明。
首先，准备具有以下组成的化学增幅型抗蚀材料。
聚[(甲氧基丙烯酸甲酯)-(γ-丁内酯甲基丙烯酸酯)](但是，甲氧基丙烯酸甲酯：γ-丁内酯甲基丙烯酸酯＝70mol％～30mol％)(基本聚合物)……………………………………………………………2g三苯基锍三氟盐(triphenylsulphoniumtriflate)(酸发生剂)…0.4g丙二醇单甲基醚乙酸酯(溶剂) ……………………………………20g
然后如图3(a)所示，在基板200上沉积由不含氟的芳香烃构成的有机聚合物[例如日立化成社制：SiLK(比介电常数：2.65)]，在形成作为被处理膜的低介电常数绝缘膜201后，将基板200移送至第1室202的内部，并保持在第1热板203上。之后通过第1热板203以90℃的温度边对基板200加热边在低介电常数绝缘膜201的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷204 90秒钟，在低介电常数绝缘膜201的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层205。
然后，如图3(b)所示，在停止向室202的内部供给第1的六甲基二硅氨烷204的同时，通过第1热板203以120℃的温度对基板200加热120秒钟。由此，如图7所示，第1分子层205的整列状态打乱。
然后如图3(c)所示，在室202的内部中，通过第1热板203以100℃的温度边对基板200加热边在第1分子层205的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷206 90秒钟，在第1分子层205上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层207。由此，如图7所示，以在整列状态打乱后的第1分子层205的三甲基硅烷基之间嵌入第2分子层207的三甲基硅烷基的状态形成第2分子层207。
然后，如图3(d)所示，在第2室202的外部取出基板200后，在表面形成第2分子层207的低介电常数绝缘膜201的上面涂布所述化学增幅型抗蚀材料，形成具有0.4μm厚度的抗蚀膜208。
然后如图4(a)所示，对于抗蚀膜208，通过具有所需形状的光掩模209，照射由ArF激元激光发生装置(数值孔径：NA＝0.60)发出的ArF激元激光210进行图形曝光。
接着，如图4(b)所示，通过第2热板211以105℃的温度下对基板200加热90秒钟，对抗蚀膜208进行曝光后加热(PEB)。由此，抗蚀膜208的曝光部208a，由于酸发生剂产生酸，所以对于碱性显影液使其变为可溶性，另一方面，抗蚀膜208的未曝光部208b，由于酸发生剂不产生酸，所以对于碱性显影液仍然为难溶性。
接着对于图形曝光后的抗蚀膜208，通过由2.38wt％的四甲基铵氢化氧化物水溶液构成的碱性显影液进行60秒钟的显影后，用纯水清洗60秒钟，之后，一旦对图形曝光后的抗蚀膜208进行干燥，如图4(c)所示，就可以得到由抗蚀膜208的未曝光部208b构成并具有0.11μm的图形宽度的、没有锯齿状的、矩形形状剖面的良好抗蚀层图形212。
根据第2实施方式，因为在表面形成由第1分子层205和第2分子层207构成的两层分子层的低介电常数绝缘膜201上形成抗蚀膜208，由于低介电常数绝缘膜201中含有的水分或者碱性杂质被阻止在两层的分子层中，所以很难达到抗蚀膜208的底部。由此，在对于抗蚀膜208进行图形曝光后，就难于发生酸发生剂产生的酸由于水分而减弱酸性或者由于碱性杂质被中和从而导致失活的现象，由于在抗蚀膜208的曝光部208a的底部酸的催化反应能够充分地进行，所以可以得到没有锯齿状的良好剖面形状的抗蚀层图形212。
另外，在第2实施方式中，以停止供给六甲基二硅氨烷204的状态，在室202的内部保持低介电常数绝缘膜201时通过第1热板203在120℃下对家不能200进行加热，另外，也可以通过第1基板203的余热对基板200进行加热。
另外，在第2分子层205上形成第2分子层209的工序，是边对基板200加热边供给六甲基二硅氨烷206，另外，也可以不对基板200加热而供给六甲基二硅氨烷206。
(第3实施方式)
以下，参照图5(a)～(d)和图6(a)～(c)对第3实施方式的图形形成方法进行说明。
首先，准备具有以下组成的化学增幅型抗蚀材料。
聚乙烯酚(基本聚合物)…………………………………………6g
2，4，6-三(甲氧基甲基)氨基-1，3，5-S-三连氮(胶联剂)…
……………………………………………………………………0.12g
苯邻二酰亚胺三氟盐(phthalimide triflate)(酸发生剂)…0.2g
丙二醇单甲基醚乙酸酯(溶剂)…………………………………30g
然后如图5(a)所示，在基板300上沉积由不含氟的芳香烃构成的有机聚合物[例如日立化成社制：SiLK(比介电常数：2.65)]，在形成作为被处理膜的低介电常数绝缘膜301后，将基板300移送至第1室302的内部，并保持在第1热板303上。之后通过第1热板303以90℃的温度边对基板300加热边在低介电常数绝缘膜301的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷304 90秒钟，在低介电常数绝缘膜301的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层305。
然后，如图5(b)所示，在第1室302的外部将基板300取出，使低介电常数绝缘膜301保持在第1室302的外部。由此，如图7所示，第1分子层305的整列状态打乱。
然后如图5(c)所示，将基板300向第2室306的内部移送，在第1分子层305的表面上供给气相状态的六甲基二硅氨烷308 120秒钟，在第1分子层305上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层309。由此，如图7所示，以在整列状态打乱后的第1分子层305的三甲基硅烷基之间嵌入第2分子层309的三甲基硅烷基的状态形成第2分子层309。
然后，如图5(d)所示，在第2室306的外部取出基板300后，在表面形成第2分子层309的低介电常数绝缘膜301的上面涂布所述化学增幅型抗蚀材料，形成具有0.4μm厚度的抗蚀膜310。
然后如图6(a)所示，对于抗蚀膜310，通过具有所需形状的光掩模311，照射由KrF激元激光发生装置(数值孔径：NA＝0.68)发出的KrF激元激光312进行图形曝光。
接着，如图6(b)所示，通过第3热板313以120℃的温度下对基板300加热90秒钟，对抗蚀膜310进行曝光后加热(PEB)。由此，抗蚀膜310的曝光部310a，由于酸发生剂产生酸，所以对于碱性显影液使其变为可溶性，另一方面，抗蚀膜310的未曝光部310b，由于酸发生剂不产生酸，所以对于碱性显影液仍然为难溶性。
接着对于图形曝光后的抗蚀膜310，通过由2.38wt％的四甲基铵氢化氧化物水溶液构成的碱性显影液进行60秒钟的显影后，用纯水清洗60秒钟，之后，一旦对图形曝光后的抗蚀膜310进行干燥，如图6(c)所示，就可以得到由抗蚀膜310的曝光部310a构成并具有0.13μm的图形宽度的、没有外梯形状的、矩形形状剖面的良好抗蚀层图形314。
根据第3实施方式，因为在表面形成由第1分子层305和第2分子层309构成的两层分子层的低介电常数绝缘膜301上形成抗蚀膜310，由于低介电常数绝缘膜301中含有的水分或者碱性杂质被阻止在两层的分子层中，所以很难达到抗蚀膜310的底部。由此，在对于抗蚀膜310进行图形曝光时，就难于发生酸发生剂产生的酸通过水分而减弱酸性或者通过碱性杂质被中和从而导致失活的现象，由于在抗蚀膜310的曝光部310a的底部酸的催化反应能够充分地进行，所以可以得到没有外梯形状的良好剖面形状的抗蚀层图形314。
另外，在第3实施方式中，在将低介电常数绝缘膜301保持在第1室302的外部时，可以对基板300加热，也可以不加热。
另外，在第3实施方式中，在第1分子层305上形成第2分子层309的工序，是边对基板300加热边供给六甲基二硅氨烷308，另外，也可以不对基板300加热而供给六甲基二硅氨烷308。
另外，在第3实施方式中，第1室302和第2室306可以是同一室，也可以是不同室。
另外，在第3实施方式，与第1实施方式对应，但也可以与第2实施方式相同，在同一室内部，在低介电常数绝缘膜301的表面上形成第1分子层305后，停止供给六甲基二硅氨烷，之后在第1分子层上形成第2分子层309。
根据本发明的第1或者第2图形形成方法，因为在表面形成由第1分子层和第2分子层构成的两层分子层的被处理膜上形成化学增幅型抗蚀膜，在对于抗蚀膜进行图形曝光后，就难于发生酸发生剂产生的酸由于水分而减弱酸性或者由于碱性杂质被中和从而导致失活的现象，由于在抗蚀膜的曝光部的底部酸的催化反应能够充分地进行，所以可以得到没有锯齿状或者外梯形状的良好剖面形状的抗蚀层图形。

Claims (6)

1.一种图形形成方法，其特征在于，包括：在基板上形成具有空穴或者含有有机材料的被处理膜的工序；
在第1室的内部中通过边对所述基板加热边在所述被处理膜的表面上供给六甲基二硅氨烷，在所述被处理膜的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层的工序；
将形成第1分子层的被处理膜保持在第1室的外部的工序；
在第2室的内部，通过向所述第1分子层的表面供给六甲基二硅氨烷而在所述第1分子层的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层的工序；
在形成所述第2分子层的所述被处理膜上形成由化学增幅型抗蚀材料构成的抗蚀膜的工序；
对所述抗蚀膜选择性地照射曝光的光，从而对其进行图形曝光的工序；
以及对图形曝光后的所述抗蚀膜进行显影并形成抗蚀层图形的工序。
2.根据权利要求1所述的图形形成方法，其特征在于，在所述第1室外部保持所述被处理膜的工序包括加热所述基板的工序。
3.根据权利要求1所述的图形形成方法，其特征在于，形成所述第2分子层的工序包括加热所述基板的工序。
4.一种图形形成方法，其特征在于，包括：在基板上形成具有空穴或者含有有机材料的被处理膜的工序；
在室的内部中通过边对所述基板加热边在所述被处理膜的表面上供给六甲基二硅氨烷，在所述被处理膜的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第1分子层的工序；
在所述室的内部中，以停止供给所述六甲基二硅氨烷的状态继续保持被处理膜的工序；
在所述室的内部中通过在所述第1分子层的表面上供给六甲基二硅氨烷，在所述第1分子层的表面上形成由三甲基硅烷基构成的第2分子层的工序；
在形成所述第2分子层的所述被处理膜的表面上形成由化学增幅型抗蚀材料构成的抗蚀膜的工序；
对所述抗蚀膜选择性地照射曝光的光，从而对其进行图形曝光的工序；
以及对图形曝光后的所述抗蚀膜进行显影并形成抗蚀层图形的工序。
5.根据权利要求4所述的图形形成方法，其特征在于，在所述室的内部保持所述被处理膜的工序包括加热所述基板的工序。
6.根据权利要求4所述的图形形成方法，其特征在于，形成所述第2分子层的工序包括加热所述基板的工序。
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JP3115134B2 (ja) * 1992-11-27 2000-12-04 松下電器産業株式会社 薄膜処理装置および薄膜処理方法
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