JP5484373B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記の事情に鑑み、ブロック共重合体を用いて簡便にパターンを形成することが可能なパターン形成方法、及びパターン形成装置を提供する。
図1から図5までを参照しながら、本発明の第1の実施形態によるパターン形成方法について説明する。この方法においては、まず、ポリスチレン(PS)−ポリメチルメタクリレート(PMMA)ブロック共重合体(以下、PS−b−PMMA)を有機溶媒に溶解した溶液(塗布液とも言う)が用意される。有機溶媒は、PS−b−PMMAを構成するPS及びPMMAと相溶性の高いものであれば特に限定されることなく、例えばトルエン、プロピレングリコール・モノメチルエーテル・アセテート(PGMEA)などであって良い。
まず、PS−b−PMMAの塗布液を用意した。この塗布液は、例えばトルエンを溶媒として用い、この溶媒にPS−b−PMMAを溶かすことにより作製した。塗布液中のPS−b−PMMAの固形成分濃度は2体積%であった。スピンコータにより、この塗布液を基板上に塗布し、基板上にPS−b−PMMAの膜(厚さ約60nm)を形成した。
次に、実施例1と同様にPS−b−PMMA膜を形成し、加熱し、低圧水銀灯の代わりにXeエキシマランプ(発光波長172nm)で露光し、TMAHで現像した結果を図4に示す。図4(a)の斜視像及び図4(b)の断面像に示すように、Xeエキシマランプを用いた場合であっても、指紋状のパターンが形成されることが分かる。
<第2の実施形態>
次に、図5及び図6を参照しながら、本発明の第2の実施形態によるパターン形成方法について、ライン幅及びスペース幅がともに12nmのライン・アンド・スペース・パターンを有するエッチングマスクを作製する場合を例にとって説明する。
次に、フォトレジスト膜13に対し、所定のパターンを有するフォトマスクを介して電子線を照射することによってフォトレジスト膜13を露光し、露光されたフォトレジスト膜13を有機溶媒で現像することにより、図5(b)に示すように、フォトレジストパターン13aが得られる。本実施形態では、フォトレジストパターン13aは、例えば30nmのライン幅と132nmのスペース幅とを有している。
<第3の実施形態>
次に、図7から図11までを参照しながら、第1の実施形態によるパターン形成方法及び第2の実施形態によるパターン形成方法の実施をするのに好適な、本発明の第3の実施形態によるパターン形成装置について説明する。図7は、本実施形態によるパターン形成装置100を示す概略斜視図であり、図8は、パターン形成装置100を示す概略上面図である。図示のとおり、パターン形成装置100は、カセットステーションS1、処理ステーションS2、及びインターフェイスステーションS3を有している。
搬送アーム22は、カセットステージ21上に置かれるカセットCと処理ステーションS2との間でウエハWの受け渡しを行なうため、昇降可能、X方向に移動可能、Y方向に伸縮可能、鉛直軸まわりに回転可能に構成されている。
サセプタ57は、図12に示すように、円板状のプレート57pと、プレート57pの表面に設けられる例えば赤外(又は遠赤外)光を発する複数の発光素子62と、プレート57pの表面に設けられ、ウエハWを支持する複数の支持ピン58とを有している。円板状のプレート57pは、ウエハWと等しいか又は僅かに大きい直径を有しており、好ましくは、高い熱伝導率を有する熱伝導率、例えば炭化ケイ素(SiC)やアルミニウムにより形成される。
次に、サセプタ57の発光素子62に電力が供給され、発光素子62から赤外(又は遠赤外)光が放射され、これにより、ウエハWが所定の温度に加熱される。所定の時間経過後、発光素子62をオフすると、ウエハWの熱が、支持ピン58及びプレート57pを通してベースプレート55へ伝わり、ウエハWが例えば室温(約23℃)程度まで冷却される。
続けて、現像液供給ノズル38Bが、ホーム位置から供給位置へ移動してウエハW上に現像液を供給する。供給された現像液は、ウエハWの表面全面に広がって、表面張力により所定の厚さでウエハWの表面上に留まる。ウエハWの表面上に留まる現像液に、PMMA領域が溶け出し、ブロック共重合体が現像(パターニング)される。この後、ウエハ回転部340によりウエハWが回転することにより、ウエハWの表面上に留まる現像液が除去されると共に、図示しないリンス液供給ノズルからリンス液が供給されて、ウエハWの表面が洗浄される。
なお、ウエハチャンバ510に隣接して冷却機構(図示せず)を設け、ウエハWを加熱した後に、上部筐体53Tを上昇させてウエハWを冷却機構へ搬入し、冷却機構においてウエハWを冷却しても良い。
第3の実施形態においては、サセプタ57(変形例においては加熱部620)に発光素子62が設けられているが、ブロック共重合体の膜が形成されるウエハWを加熱するために、発光素子62でなく、サセプタ57(加熱部620)に電熱ヒータを設けても良い。また、サセプタ57内に流体流路を形成し、温度調整した流体を流すことにより、サセプタ57上のウエハWを加熱しても良い。さらに、発光素子62は、サセプタ57(加熱部620)にではなく、光源チャンバ52に設け、照射窓74及び透過窓54を通してウエハWに赤外(又は遠赤外)光を照射しても良い。また、光源チャンバ52に赤外線ランプを設けても良い。また、光源L内に発光素子又は赤外線ランプを設けても良い。
Claims (8)
- 少なくとも2種類のポリマーを含むブロック共重合体の膜を基板に形成するステップと、
前記ブロック共重合体の膜を加熱するステップと、
加熱された前記ブロック共重合体の膜に紫外光を照射するステップと、
紫外光が照射された前記ブロック共重合体の膜に現像液を供給するステップと、
を含み、
前記少なくとも2種類のポリマーのうちの一のポリマーはケトン基を含み、他のポリマーはケトン基を含まず、
前記照射するステップは、前記紫外光を前記ブロック共重合体の膜の前記ケトン基に照射して、エステルを生成し、
前記供給するステップは、前記現像液を用いて、生成した前記エステルを加水分解して、該エステルを除去する、
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 前記一のポリマーは、ポリメチルメタクリレートであり、
前記他のポリマーは、ポリスチレンであり、
前記現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであり、
前記照射するステップは、前記エステルとして、アルカン酸エステルを生成し、
前記供給するステップは、前記水酸化テトラメチルアンモニウムに含まれる水分子を用いて、前記アルカン酸エステルを加水分解して、アルカン酸を生成する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のパターン形成方法。 - 前記照射するステップにおいて、紫外光の光源として低圧紫外ランプが使用される、請求項1又は請求項2に記載のパターン形成方法。
- 前記照射するステップにおいて、紫外光の光源としてXeエキシマランプ及びKrClエキシマランプの双方又はいずれか一方が使用される、請求項1又は請求項2に記載のパターン形成方法。
- 電子線フォトレジストにより形成されるフォトレジスト膜をパターニングして、電子線フォトレジストで形成される複数の第1のラインを形成するステップと、
前記第1のラインの間のスペースを、少なくとも2種類のポリマーを含むブロック共重合体の膜で埋めるステップと、
前記ブロック共重合体の膜を加熱するステップと、
加熱された前記ブロック共重合体の膜に紫外光を照射するステップと、
紫外光の照射を経た前記ブロック共重合体の膜に現像液を供給するステップと、
を含み、
前記少なくとも2種類のポリマーのうちの一のポリマーはケトン基を含み、他のポリマーはケトン基を含まず、
前記照射するステップは、前記紫外光を前記ブロック共重合体の膜の前記ケトン基に照射して、エステルを生成し、
前記供給するステップは、前記現像液を用いて、生成した前記エステルを加水分解して、該エステルを除去する、
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 前記一のポリマーは、ポリメチルメタクリレートであり、
前記他のポリマーは、ポリスチレンであり、
前記現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウムであり、
前記照射するステップは、前記エステルとして、アルカン酸エステルを生成し、
前記供給するステップは、前記水酸化テトラメチルアンモニウムに含まれる水分子を用いて、前記アルカン酸エステルを加水分解して、アルカン酸を生成する、
ことを特徴とする、請求項5に記載のパターン形成方法。 - 前記照射するステップにおいて、低圧紫外ランプからの紫外光が前記ブロック共重合体の膜に照射される、請求項5又は請求項6に記載のパターン形成方法。
- 前記照射するステップにおいて、Xeエキシマランプ及びKrClエキシマランプの双方又はいずれか一方からの紫外光が前記ブロック共重合体の膜に照射される、請求項5又は請求項6に記載のパターン形成方法。
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