TW201426845A - 基板處理方法、程式、電腦記憶媒體及基板處理系統 - Google Patents

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Makoto Muramatsu
Takahiro Kitano
Tadatoshi Tomita
Keiji Tanouchi
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Abstract

[課題]在利用包含親水性聚合物與疏水性聚合物之嵌段共聚物的基板處理中，在基板上適當地形成預定圖案。[解決手段]在晶圓上形成對親水性聚合物與疏水性聚合物具有中間親和性之中性層(工程S2)。然後，對由光阻圖案所露出之中性層的露出面進行親水化(工程S4)。然後，在中性層上塗佈嵌段共聚物(工程S6)。然後，使嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物(工程S7)。然後，由已相分離之嵌段共聚物選擇性地去除疏水性聚合物(工程S8)。

Description

基板處理方法、程式、電腦記憶媒體及基板處理系統
本發明係關於利用包含具有親水性之親水性聚合物與具有疏水性之疏水性聚合物之嵌段共聚物的基板處理方法、程式、電腦記憶媒體及基板處理系統。
例如在半導體裝置之製造工程中進行光微影處理，其係依序進行例如在半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)上塗佈光阻液且形成光阻膜的光阻塗佈處理、在該光阻膜曝光預定圖案的曝光處理、對所曝光之光阻膜進行顯像的顯像處理等，而在晶圓上形成預定的光阻圖案。且，將該光阻圖案作為光罩進行晶圓上之被處理膜的蝕刻處理，然後，進行光阻膜之去除處理等，並在被處理膜形成預定圖案。
但，近年來，為了實現更高積體化的半導體裝置，因此，上述之被處理膜需進行圖案微細化。為此，進行光阻圖案之微細化，例如使光微影處理中曝光處理的光進行短波長化。但是，在曝光光源的短波長化中有技術、成本的限制，而僅在進行光之短波長化的方法中，例 如形成數奈米等級之微細的光阻圖案就是困難的狀況。
在此，建議利用包含具有親水性之親水性聚合物與具有疏水性之疏水性聚合物之嵌段共聚物的晶圓處理方法(非專利文獻1)。在該方法中，首先，在晶圓之反射防止膜上形成光阻圖案後，在反射防止膜與光阻圖案上，對親水性聚合物與疏水性聚合物形成具有中間親和性的中性層。然後，一同去除光阻圖案與該光阻圖案上的中性層，如圖28所示，在晶圓W之反射防止膜600上形成中性層601之圖案。然後，如圖29所示，在反射防止膜600與中性層601上塗佈嵌段共聚物610，並從嵌段共聚物610相分離親水性聚合物611與疏水性聚合物612。此時，由於反射防止膜600具有親水性，因此在反射防止膜600上，例如依照疏水性聚合物612、親水性聚合物611、疏水性聚合物612該順序排列而予以分離。然後，藉由去除例如親水性聚合物611，在晶圓W上形成疏水性聚合物612之微細的圖案。且，將疏水性聚合物612之圖案作為光罩，進行被處理膜之蝕刻處理，在被處理膜形成預定圖案。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]”Cost-Effective Sub-20nm Lithography: Smart Chemicals to the Rescue”, Ralph R. Dammel, Journal of PhotopolymerScience and Technology Volume 24, Number 1 (2011) 33-42
但，在利用記載於非專利文獻1之晶圓處理方法的情況下，如圖28所示，於晶圓W上，在中性層601中反射防止膜600露出之部份會凹陷而產生高低差。有該高低差時，如圖29所示，在塗佈於晶圓W上之嵌段共聚物610中，親水性聚合物611之圖案的高度在晶圓面內將變得不均等。然後，由嵌段共聚物610去除親水性聚合物611後，將疏水性聚合物612之圖案作為光罩而進行被處理膜之蝕刻處理時，晶圓面內中的蝕刻深度將變得不均等。因此，會產生無法適當地進行被處理膜之蝕刻處理而在被處理膜上無法適當地形成預定圖案的情況。
本發明係鑑於該點所進行發明者，以在利用包含親水性聚合物與疏水性聚合物之嵌段共聚物的基板處理中，在基板上適當地形成預定圖案為目的。
為了達成前述目的，本發明係利用包含第1聚合物與第2聚合物之嵌段共聚物來處理基板之方法，其特徵係具有：中性層形成工程，在基板上形成對前述第1聚合物與前述第2聚合物具有中間親和性之中性層；中性層處理工程，對在前述中性層上形成光阻圖案之基板，對 由前述光阻圖案所露出之前述中性層之露出面進行表面處理；嵌段共聚物塗佈工程，在前述中性層處理工程後，對去除前述光阻圖案之基板，將前述嵌段共聚物塗佈於前述中性層上；聚合物分離工程，使前述中性層上之前述嵌段共聚物相分離為前述第1聚合物與前述第2聚合物。
根據本發明，在中性層處理工程中，對由光阻圖案所露出之中性層的露出面進行表面處理，而中性層之表面係維持為平坦狀態。然後，在接下來的嵌段共聚物塗佈工程中，即使在中性層上塗佈嵌段共聚物，該嵌段共聚物之表面亦平坦地形成。因此，接下來進行聚合物分離工程與聚合物去除工程，並能夠使形成於基板上之親水性聚合物或疏水性聚合物的圖案高度均等。如此，能夠在基板上適當地形成預定的微細圖案，因此能夠適當地進行將該親水性聚合物或疏水性聚合物之圖案作為光罩之被處理膜的蝕刻處理，並能夠在被處理膜上形成預定圖案。
前述中性層處理工程中的表面處理係亦可為前述中性層之露出面的疏水化處理或親水化處理的任一處理。
形成於前述中性層上之光阻圖案係亦可為藉由回流擴大線寬者。
前述光阻圖案之間隔部，係亦可為具有在前述聚合物分離工程中進行相分離之第1聚合物或第2聚合物中任一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度者。
在前述中性層處理工程中，亦可對前述中性 層之露出面照射紫外線且對該露出面進行親水化。
前述紫外線之波長亦可為172nm。
在前述中性層處理工程中，在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有親水性之親水膜，並對該露出面進行親水化，在前述嵌段共聚物塗佈工程所處理之基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述親水膜，亦可僅在前述中性層之露出面殘留有前述親水膜。
在前述中性層處理工程中，在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有疏水性之疏水膜，並對該露出面進行疏水化，在前述嵌段共聚物塗佈工程中所處理之基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述疏水膜，亦可僅在前述中性層之露出面殘留有前述疏水膜。
亦可由前述所相分離之嵌段共聚物，選擇性地去除前述第1聚合物或前述第2聚合物之任一聚合物。
前述光阻圖案係在平面視中具有直線狀之線部與直線狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係亦可為40%~60%。
在前述聚合物分離工程中，於前述間隔部，前述第1聚合物與前述第2聚合物亦可交互相分離為奇數層。
前述光阻圖案係在平面視中具有圓形形狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分 子量的比率係亦可為20%~40%。
前述第1聚合物係具有親水性之親水性聚合物，前述第2聚合物係亦可具有疏水性之疏水性聚合物。在該情況下，前述親水性聚合物係聚甲基丙烯酸酯(Polymethylmethacrylate)，前述疏水性聚合物係亦可為聚苯乙烯(Polystyrene)。
又，根據另一個觀點之本發明，提供一種為了藉由基板處理系統執行前述基板處理方法，而在控制該基板處理系統之控制部的電腦上進行動作的程式。
又，根據另一個觀點之本發明，提供一種儲存前述程式之可讀取的電腦記憶媒體。
且，根據另一個觀點之本發明，係利用包含第1聚合物與第2聚合物之嵌段共聚物來處理基板之系統，其特徵係具有：中性層形成裝置，在基板上形成對前述第1聚合物與前述第2聚合物具有中間親和性之中性層；中性層處理裝置，對在前述中性層上形成光阻圖案之基板，對由前述光阻圖案所露出之前述中性層之露出面進行表面處理；嵌段共聚物塗佈裝置，以前述中性層處理裝置表面處理前述露出面後，對去除前述光阻圖案之基板，將前述嵌段共聚物塗佈於前述中性層上；聚合物分離裝置，使前述中性層上之前述嵌段共聚物相分離為前述第1聚合物與前述第2聚合物。
前述中性層處理裝置中的表面處理係亦可為前述中性層之露出面的疏水化處理或親水化處理的任一處 理。
亦可具有藉由回流來擴大形成於前述中性層上之光阻圖案之線寬的回流裝置。
基於前述回流裝置之回流後之光阻圖案的間隔部，係亦可在前述聚合物分離工程中，具有相分離之第1聚合物或第2聚合物中任一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度。
在前述中性層處理裝置的表面處理中，亦可對前述中性層之露出面照射紫外線且對該露出面進行親水化。
前述紫外線之波長亦可為172nm。
前述中性層處理裝置，係在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有親水性之親水膜，並對該露出面進行親水化，在前述嵌段共聚物塗佈裝置所處理之基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述親水膜，亦可僅在前述中性層之露出面殘留有前述親水膜。
前述中性層處理裝置，係在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有疏水性之疏水膜，並對該露出面進行疏水化，在前述嵌段共聚物塗佈裝置中所處理之基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述疏水膜，亦可僅在前述中性層之露出面殘留有前述疏水膜。
亦可具有由前述所相分離之嵌段共聚物，選擇性地去除前述第1聚合物或前述第2聚合物中任一聚合 物的聚合物去除工程。
前述光阻圖案係在平面視中具有直線狀之線部與直線狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係亦可為40%~60%。
前述聚合物分離裝置係亦可在前述間隔部，使前述第1聚合物與前述第2聚合物交互相分離為奇數層。
前述光阻圖案係在平面視中具有圓形形狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係亦可為20%~40%。
前述第1聚合物係具有親水性之親水性聚合物，前述第2聚合物係亦可具有疏水性之疏水性聚合物。在該情況下，前述親水性聚合物係聚甲基丙烯酸酯(Polymethylmethacrylate)，前述疏水性聚合物係亦可為聚苯乙烯(Polystyrene)。
根據本發明，在利用包含親水性聚合物與疏水性聚合物之嵌段共聚物的基板處理中，能夠適當地在基板上形成預定圖案。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧塗佈顯像處理裝置
3‧‧‧蝕刻處理裝置
30‧‧‧顯像裝置
31‧‧‧洗淨裝置
32‧‧‧反射防止膜形成裝置
33‧‧‧中性層形成裝置
34‧‧‧光阻塗佈裝置
35‧‧‧嵌段共聚物塗佈裝置
40‧‧‧熱處理裝置
41‧‧‧紫外線照射裝置
202~205‧‧‧蝕刻裝置
300‧‧‧控制部
400‧‧‧反射防止膜
401‧‧‧中性層
402‧‧‧光阻圖案
402a‧‧‧線部
402b、402c‧‧‧間隔部
403‧‧‧親水性區域
404‧‧‧嵌段共聚物
405‧‧‧親水性聚合物
406‧‧‧疏水性聚合物
500‧‧‧親水膜形成裝置
510‧‧‧親水膜
550‧‧‧疏水膜形成裝置
560‧‧‧疏水膜
W‧‧‧晶圓
[圖1]表示本實施形態之基板處理系統之構成之概略 的說明圖。
[圖2]表示塗佈顯像處理裝置之構成之概略的平面圖。
[圖3]表示塗佈顯像處理裝置之內部構成之概略的側視圖。
[圖4]表示塗佈顯像處理裝置之內部構成之概略的側視圖。
[圖5]表示蝕刻處理裝置之構成之概略的平面圖。
[圖6]說明晶圓處理之主要工程的流程圖。
[圖7]表示在晶圓上形成反射防止膜與中性層之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖8]表示在晶圓上形成光阻圖案之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖9]表示對晶圓上之中性層的露出面進行親水化之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖10]表示去除光阻圖案之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖11]表示在晶圓上塗佈嵌段共聚物之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖12]表示將嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖13]表示將嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之平面的說明圖。
[圖14]表示去除疏水性聚合物之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖15]表示其他實施形態之塗佈顯像處理裝置之內部構成之概略的側視圖。
[圖16]表示在晶圓上形成親水膜之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖17]表示去除光阻圖案與光阻圖案上之親水膜之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖18]表示其他實施形態之塗佈顯像處理裝置之內部構成之概略的側視圖。
[圖19]表示將嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖20]表示嵌段共聚物與親水化區域之縱長方向成正交且相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之平面的說明圖。
[圖21]表示對光阻圖案進行回流之狀態的說明圖。
[圖22]拍攝已回流之光阻圖案之平面狀態的圖。
[圖23]表示對回流後之晶圓上之中性層的露出面進行親水化之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖24]表示將嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖25]表示在回流後之晶圓上形成親水膜之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖26]表示於其他實施形態中在晶圓上形成光阻圖案之狀態之平面的說明圖。
[圖27]表示在其他實施形態中將嵌段共聚物相分離為 親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之平面的說明圖。
[圖28]表示在以往的晶圓處理中於晶圓上形成中性層之圖案之狀態之縱剖面的說明圖。
[圖29]表示在以往的晶圓處理中將嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物之狀態之縱剖面的說明圖。
以下，對本發明之實施形態進行說明。圖1係表示本實施形態之基板處理系統1之構成之概略的說明圖。
基板處理系統1係如圖1所示具有：塗佈顯像處理裝置2，對作為基板之晶圓進行光微影處理；蝕刻處理裝置3，對晶圓進行蝕刻處理。另外，在基板處理系統1所處理之晶圓上，事先形成被處理膜(未圖示)。
塗佈顯像處理裝置2係如圖2所示，例如具有一體連接下述之構成，其構成係包括：卡匣站10，在與外部之間搬入搬出收容複數片晶圓W之匣盒C；處理站11，具備在光微影處理中逐片式進行預定處理之複數個各種處理裝置；介面站13，在與鄰接於處理站11之曝光裝置12之間收授晶圓W。
在卡匣站10中係設有匣盒載置台20。在匣盒載置台20中設有複數個例如4個匣盒載置板21。匣盒載置板21係排列成一列且設置於水平方向之X方向(圖2 中的上下方向)。在該些之匣盒載置板21中，對塗佈顯像處理裝置2之外部，搬入搬出匣盒C時能夠載置匣盒C。
在卡匣站10中，如圖2所示，設有在X方向延伸之搬送路22上自由移動之晶圓搬送裝置23。晶圓搬送裝置23亦可沿上下方向及垂直軸周圍(θ方向)自由移動，能夠在各匣盒載置板21上的匣盒C與後述之處理站11之第3區塊G3的收授裝置之間搬送晶圓W。
在處理站11中設有具備各種裝置之複數個例如4個區塊G1、G2、G3、G4。例如在處理站11的正面側(圖2之X方向負方向側)設有第1區塊G1，在處理站11的背面側(圖2之X方向正方向側)設有第2區塊G2。又，在處理站11的卡匣站10側(圖1之Y方向負方向側)設有第3區塊G3，在處理站11之介面站13側(圖2之Y方向正方向側)設有第4區塊G4。
例如在第1區塊G1中，如圖3所示，由下依順序層疊顯像裝置30、洗淨裝置31、反射防止膜形成裝置32、中性層形成裝置33、光阻塗佈裝置34、嵌段共聚物塗佈裝置35，該顯像裝置30係對複數個液體處理裝置例如晶圓W進行顯像處理，該洗淨裝置31係在晶圓W上塗佈有機溶劑並洗淨晶圓W，該反射防止膜形成裝置32係在晶圓W上形成反射防止膜，該中性層形成裝置33係在晶圓W上塗佈中性劑並形成中性層，該光阻塗佈裝置34係在晶圓W上塗佈光阻液並形成光阻膜，該嵌段共聚 物塗佈裝置35係在晶圓W上塗佈嵌段共聚物。
例如顯像裝置30、洗淨裝置31、反射防止膜形成裝置32、中性層形成裝置33、光阻塗佈裝置34、嵌段共聚物塗佈裝置35，係各別並排配置3個於水平方向上。另外，該些顯像裝置30、洗淨裝置31、反射防止膜形成裝置32、中性層形成裝置33、光阻塗佈裝置34、嵌段共聚物塗佈裝置35的個數或配置能夠任意選擇。
在該些顯像裝置30、洗淨裝置31、反射防止膜形成裝置32、中性層形成裝置33、光阻塗佈裝置34、嵌段共聚物塗佈裝置35中，例如在晶圓W上進行塗佈預定之塗佈液的旋轉塗佈。在旋轉塗佈中，例如由塗佈噴嘴向晶圓W上吐出塗佈液，並同時使晶圓W旋轉且使塗佈液擴散至晶圓W的表面。
另外，以嵌段共聚物塗佈裝置35所塗佈於晶圓W上之嵌段共聚物係具有第1聚合物與第2聚合物。使用具有疏水性(非極性)之疏水性聚合物作為第1聚合物，使用具有親水性(極性)之親水性聚合物作為第2聚合物。在本實施形態中，例如使用聚甲基丙烯酸酯(PMMA)作為親水性聚合物，例如使用聚苯乙烯(PS)作為疏水性聚合物。又，嵌段共聚物中的親水性聚合物之分子量的比率為40%~60%，嵌段共聚物中的疏水聚合物之分子量的比率為60%~40%。且，嵌段共聚物係該些親水性聚合物與疏水性聚合物線性結合的高分子。
又，以中性層形成裝置33所形成於晶圓W上 的中性層係對親水性聚合物與疏水性聚合物具有中間親和性。在本實施形態中，例如使用聚甲基丙烯酸酯與聚苯乙烯之隨機共聚物或交替共聚物作為中性層。在下述中，稱為「中性」的情況係指如同對親水性聚合物與疏水性聚合物具有中間親和性。
例如在第2區塊G2中，如圖4所示，熱處理裝置40、紫外線照射裝置41、黏著裝置42、周邊曝光裝置43係並排設於上下方向與水平方向，該熱處理裝置40係進行晶圓W之熱處理，該紫外線照射裝置41係作為對晶圓W上之中性層照射紫外線並對該中性層進行表面處理的中性層處理裝置，該黏著裝置42係對晶圓W進行疏水化處理，該周邊曝光裝置43係對晶圓W的外周部進行曝光。熱處理裝置40係具有熱板與冷卻板，並能夠同時進行加熱處理與冷卻處理，其中，該熱板係載置晶圓W並進行加熱，而該冷卻板係載置晶圓W並進行冷卻。紫外線照射裝置41係具有：載置台，載置晶圓W；紫外線照射部，對載置台上之晶圓W照射例如波長為172nm的紫外線。另外，複數個熱處理裝置40中一部份的熱處理裝置40係作為聚合物分離裝置的功能，該聚合物分離裝置係使以嵌段共聚物塗佈裝置35所塗佈於晶圓W上之嵌段共聚物相分離為親水性聚合物與疏水性聚合物。又，熱處理裝置40、紫外線照射裝置41、黏著裝置42、周邊曝光裝置43的個數或配置係能夠任意進行選擇。
例如在第3區塊G3中，由下依順序設有複數 個收授裝置50、51、52、53、54、55、56。又，在第4區塊G4中，由下依順序設有複數個收授裝置60、61、62。
如圖1所示，在包圍第1區塊G1~第4區塊G4的區域中，形成晶圓搬送區域D。在晶圓搬送區域D中配置例如晶圓搬送裝置70。
晶圓搬送裝置70係例如具有沿Y方向、X方向、θ方向及上下方向自由移動之搬送臂。晶圓搬送裝置70係在晶圓搬送區域D內移動，能夠將晶圓W搬送至周圍的第1區塊G1、第2區塊G2、第3區塊G3及第4區塊G4內的預定裝置。
晶圓搬送裝置70係如圖4所示，上下配置複數台，例如能夠將晶圓W搬送至與各區塊G1~G4大致相同高度的預定裝置。
又，在晶圓搬送區域D中，在第3區塊G3與第4區塊G4之間設有直線地搬送晶圓W之穿梭搬送裝置80。
穿梭搬送裝置80係例如可在Y方向直線地自由移動。穿梭搬送裝置80係在支撐晶圓W的狀態下沿Y方向移動，能夠在第3區塊G3之收授裝置52與第4區塊G4之收授裝置62之間搬送晶圓W。
如圖1所示在第3區塊G3之X方向正方向側旁，設有晶圓搬送裝置100。晶圓搬送裝置100係例如具有沿X方向、θ方向及上下方向自由移動之搬送臂。晶圓 搬送裝置100係在支撐晶圓W的狀態下上下移動，並能夠將晶圓W搬送至第3區塊G3內之各收授裝置。
在介面站13中，設有晶圓搬送裝置110與收授裝置111。晶圓搬送裝置110係例如具有沿Y方向、θ方向及上下方向自由移動之搬送臂。晶圓搬送裝置110係例如在搬送臂支撐晶圓W，並能夠在第4區塊G4內之各收授裝置、收授裝置111及曝光裝置12之間搬送晶圓W。
蝕刻處理裝置3係如圖5所示，具有：卡匣站200，對蝕刻處理裝置3搬入搬出晶圓W；共通搬送部201，搬送晶圓W；蝕刻裝置202、203，作為在晶圓W上所相分離之嵌段共聚物進行蝕刻處理，並選擇性地去除親水性聚合物或疏水性聚合物中任一聚合物的聚合物去除裝置；蝕刻裝置204、205，將晶圓W上之被處理膜蝕刻為預定圖案。
卡匣站200係具有搬送室211，該搬送室211係在內部設有搬送晶圓W之晶圓搬送機構210。晶圓搬送機構210係具有使晶圓W大致保持水平之2個搬送臂210a、210b，藉由該些搬送臂210a、210b的任一個搬送臂來保持晶圓W，並同時進行搬送的構成。在搬送室211側邊具備有匣盒載置台212，該匣盒載置台212係載置有可並排複數片晶圓W並進行收容的匣盒C。在圖示的例子中，在匣盒載置台212中，能夠載置複數個例如3個匣盒C。
搬送室211與共通搬送部201係經由可進行眞空拉製之2個承載裝置213a、213b彼此連結。
共通搬送部201係例如具有搬送室腔體214，該搬送室腔體214係由上方觀看，形成為構成大致多角形狀(圖示中的例子為六角形狀)之可密閉的構造。搬送室腔體214內設有搬送晶圓W之晶圓搬送機構215。晶圓搬送機構215係具有使晶圓W保持大致水平之2個搬送臂215a、215b，藉由該些搬送臂215a、215b之任一搬送臂來保持晶圓W並進行搬送之構成。
在搬送室腔體214的外側，係以包圍搬送室腔體214周圍的方式配置蝕刻裝置202、203、204、205、承載裝置213b、213a。蝕刻裝置202、203、204、205、承載裝置213b、213a係例如由上方觀看以順時鐘方向依該順序排列，又對搬送室腔體214之6個側面部以各別對向的方式予以配置。
另外，使用例如RIE(Reactive Ion Eching)裝置作為蝕刻裝置202~205。亦即，在蝕刻裝置202~205中，藉由反應性氣體(蝕刻氣體)或離子、自由基來進行蝕刻疏水性聚合物或被處理膜的乾蝕刻。
在以上之基板處理系統1中，如圖1所示設有控制部300。控制部300係例如為電腦，具有程式儲存部(未圖示)。在程式儲存部中，儲存有控制基板處理系統1中晶圓W之處理的程式。又，在程式儲存部中，控制上述各種處理裝置或搬送裝置等之驅動系統的動作，且 亦儲存用於執行基板處理系統1中後述之剝離處理的程式。另外，前述程式係記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之電腦可讀取之記憶媒體者，亦可為由其記憶媒體安裝於控制部300者。
接下來，說明關於利用如上述所構成之剝離系統1而進行的晶圓處理。圖6係表示晶圓處理之主要工程之例子的流程圖。
首先，收納複數片晶圓W之匣盒C被搬入至塗佈顯像處理裝置2之卡匣站10，並被載置於預定的匣盒載置板21。然後，藉由晶圓搬送裝置23依次取出匣盒C內之各晶圓W，並搬送至處理站11之收授裝置53。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70搬送至熱處理裝置40並進行溫度調節。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至反射防止膜形成裝置32，而如圖7所示在晶圓W上形成反射防止膜400(圖6之工程S1)。然後，晶圓W被搬送至熱處理裝置40進行加熱、溫度調節。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至中性層形成裝置33。在中性層形成裝置33中，如圖7所示，在晶圓W之反射防止膜400上塗佈中性劑，並形成中性層401(圖6之工程S2)。然後，晶圓W被搬送至熱處理裝置40進行加熱、溫度調節，接下來，返回收授裝置53。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置100被搬送至收授裝置54。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至黏著裝置42，並進行黏著處理。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至光阻塗佈裝置34，並在晶圓W之中性層401上塗佈光阻液，且形成光阻膜。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40並進行預烘處理。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至收授裝置55。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至周邊曝光裝置43並進行周邊曝光處理。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至收授裝置56。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置100被搬送至收授裝置52，並藉由穿梭搬送裝置80被搬送至收授裝置62。
然後，晶圓W係藉由介面站13之晶圓搬送裝置110被搬送至曝光裝置12，並進行曝光處理。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置110由曝光裝置12被搬送至收授裝置60。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40，並在曝光後進行烘烤處理。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至顯像裝置30並進行顯像。顯像結束後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40，並進行後烘烤處理。因此，如圖8所示，在晶圓W之中性層401上形成預定之光阻圖案402(圖6之工程S3)的本實施形態 中，光阻圖案402具有在平面視中呈直線狀之線部402a與直線狀之間隔部402b，即所謂的線與空間的光阻圖案。另外，間隔部402b的寬度係如後述，被設定為在間隔部402b中親水性聚合物405與疏水性聚合物406交互配置為奇數層。
形成光阻圖案402之晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至紫外線照射裝置41。在紫外線照射裝置41中，如圖9所示，向由光阻圖案402(間隔部402b)所露出之中性層401的露出面照射紫外線。此時，照射具有172nm之波長的紫外線。然後，該中性層401之露出面會氧化且被親水化(圖6之工程S4)。以下，有將像這樣被親水化之中性層401的區域稱作親水性區域403的情況。
另外，發明者們所致力探討的結果，可知用於在中性層401形成親水性區域403的紫外線的波長若為300nm以下即可。具體而言，照射具有300nm以下之波長的紫外線時，則能夠由處理環境中的氧氣來產生活性氧，藉由該活性氧，中性層401之露出面會氧化且親水化。另外，了解到為了更輕易產生活性氧，因此使用臭氧作為處理環境為佳。又，亦可了解到特別是紫外線的波長為172nm時，利用臭氧作為處理環境的情況當然不用說，即使處理環境係大氣環境，亦能夠由該大氣環境中的氧氣有效率的產生活性氧。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬 送至洗淨裝置31。在洗淨裝置31中，供給有機溶劑至晶圓W上，如圖10所示，去除晶圓W上的光阻圖案402(圖6的工程S5)。因此，在中性層401中，親水性區域403的表面具有親水性，其他區域的表面具有中性。且，中性層401的表面係維持平坦狀態。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至收授裝置50。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置100被搬送至收授裝置55。然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至嵌段共聚物塗佈裝置35。在嵌段共聚物塗佈裝置35中，如圖11所示，在晶圓W之中性層401上塗佈嵌段共聚物404(圖6之工程S6)。此時，中性層401之表面係維持平坦狀態，因此嵌段共聚物404其膜厚亦以均等的方式來進行塗佈。
接下來，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至熱處理裝置40。在熱處理裝置40中，於晶圓W進行預定溫度的熱處理。然後，如圖12及圖13所示，晶圓W上之嵌段共聚物404被相分離為親水性聚合物405與疏水性聚合物406(圖6之工程S7)。
在此，如上述，在嵌段共聚物404中，親水性聚合物405之分子量的比率為40%~60%，疏水聚合物406之分子量的比率為60%~40%。然後，在工程S6中，如圖12及圖13所示親水性聚合物405與疏水性聚合物406被相分離為層狀結構。又，在上述之工程S3中，光阻圖案402之間隔部402b的寬度形成為預定寬度，因 此在中性層401之親水性區域403上，親水性聚合物405與疏水性聚合物406交互配置為奇數層例如3層。具體而言，親水性區域403的表面係具有親水性，因此在該親水性區域403上的正中央配置親水性聚合物405，在其兩側配置疏水性聚合物406、406。且，亦在中性層401之其他區域上交互配置親水性聚合物405與疏水性聚合物406。
然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置70被搬送至收授裝置50，接下來，藉由卡匣站10之晶圓搬送裝置23被搬送至預定之匣盒載置板21的匣盒C。
在塗佈顯像處理裝置2中，在晶圓W上進行預定處理時，收納晶圓W之匣盒C係由塗佈顯像處理裝置2被搬出，接下來被搬入至蝕刻處理裝置3。
在蝕刻處理裝置3中，首先，藉由晶圓搬送機構210，由匣盒載置台212上的匣盒C取出1片晶圓W，並搬入至承載裝置213a內。晶圓W被搬入至承載裝置213a內時，承載裝置213a內會被密封而進行減壓。然後，可使承載裝置213a內與對大氣壓進行減壓之狀態(例如大致為真空狀態)的搬送室腔體214內連通。且，藉由晶圓搬送機構215，晶圓W由承載裝置213a被搬出，並搬入至搬送室腔體214內。
被搬入至搬送室腔體214內的晶圓W，係接下來藉由晶圓搬送機構215被搬送至蝕刻裝置202。在蝕刻裝置202中，在晶圓W上進行蝕刻處理，並如圖14所 示選擇性地去除親水性聚合物405，形成疏水性聚合物406之預定圖案(圖6之工程S8)。此時，嵌段共聚物404的膜厚為均等狀態，因此疏水性聚合物406之圖案高度亦為均等狀態。
然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置215被搬送至蝕刻裝置204。在蝕刻裝置204中，將晶圓W上之疏水性聚合物406作為光罩，而晶圓W上之被處理膜會被蝕刻。然後，去除疏水性聚合物406及反射防止膜，並在被處理膜上形成預定圖案(圖6之工程S9)。
然後，晶圓W係藉由晶圓搬送裝置215再次返回至搬送至搬送室腔體214內。且，經由承載裝置213b被收授至晶圓搬送機構210，並收納至匣盒C。然後，收納晶圓W之匣盒C由蝕刻處理裝置3被搬出並結束一連串的晶圓處理。
根據上述實施形態，在工程S4中，對由光阻圖案402(間隔部402b)所露出之中性層401的露出面進行表面處理且進行親水化，而中性層401之表面係維持平坦狀態。然後，在接下來的工程S6中，即使在中性層401上塗佈嵌段共聚物404，該嵌段共聚物404之表面亦平坦地形成。因此，能夠進行接下來的工程S7與工程S8，並使形成於晶圓W上之疏水性聚合物406的圖案高度均等。如此，能夠在晶圓W上適當地形成疏水性聚合物406之預定的微細圖案，因此在工程S9中能夠適當地進行將該圖案作為光罩之被處理膜的蝕刻處理，並能夠在 被處理膜上形成預定圖案。
在此，以往，如工程S4，在晶圓W上形成具有親水性之區域與具有中性之區域，因此，亦可將光阻圖案作為光罩並對中性層進行蝕刻。然後，去除中性層的面係露出反射防止膜並具有親水性，而殘存有中性層的面係具有中性。但是，在該情況中，由於對中性層進行蝕刻，因此，必需暫時由塗佈顯像處理裝置2搬出晶圓W並搬送至蝕刻處理裝置3。
該點，在本實施形態之工程S4中，在塗佈顯像處理裝置2內的紫外線照射裝置41中，藉由紫外線照射對中性層401的露出面進行表面處理並親水化。因此，能夠省略從上述之塗佈顯像處理裝置2將晶圓W搬送至蝕刻處理裝置3的步驟。且，工程S1~S7之晶圓處理係以一塗佈顯像處理裝置2來進行。因此，能夠提高基板處理系統1中晶圓處理的生產率。
又，在工程S4中，照射於中性層401之露出面的紫外線波長係172nm，因此，與利用其他波長之紫外線的情況相比，能夠有效率的由大氣環境中的氧氣產生活性氧。因此，更能夠輕易地對中性層401之露出面進行親水化。
又，在工程S3所形成之光阻圖案402係線與空間的光阻圖案，在嵌段共聚物404中，親水性聚合物405之分子量的比率係40%~60%，疏水聚合物406之分子量的比率係60%~40%，因此，在工程S7中，能夠使 嵌段共聚物404層狀結構地相分離為親水性聚合物405與疏水性聚合物406。且，在上述之工程S3中，光阻圖案402之間隔部402b的寬度形成為預定寬度，因此在中性層401之親水性區域403上，親水性聚合物405與疏水性聚合物406交互配置為奇數層例如3層。然後，能夠在晶圓W上以適當的層狀結構來形成親水性聚合物405與疏水性聚合物406。
在以上實施形態中，在工程S4中，雖向中性層401的露出面照射紫外線並對該露出面進行親水化，但對露出面進行親水性的手段並不限定於此。例如，亦可在中性層401之露出面形成具有親水性的親水膜。
該情況下，如圖15所示，在塗佈顯像處理裝置2之第1區塊G1中，設有親水膜形成裝置500，該親水膜形成裝置500係在晶圓W上塗佈具有親水性的塗佈液並形成親水膜。另外，親水膜形成裝置500的個數或配置能夠任意選擇。親水膜形成裝置500中，與第1區塊G1的其他液體處理裝置相同，例如在晶圓W上進行塗佈預定塗佈液的旋轉塗佈。另外，具有親水性之塗佈液並不特別限定，在本實施形態中，利用使羥基結合於例如聚甲基丙烯酸酯的液體(PMMA-OH)。
且，在工程S3形成光阻圖案402之晶圓W，被搬送至親水膜形成裝置500。在親水膜形成裝置500中，如圖16所示，在晶圓W之中性層401的露出面與光阻圖案402上塗佈塗佈液，並形成親水膜510。然後，晶 圓W被搬送至熱處理裝置40進行加熱、溫度調節。
然後，在工程S5中，以洗淨裝置31在晶圓W上供給有機溶劑，如圖17所示，一同去除晶圓W上的光阻圖案402與該光阻圖案402上的親水膜510。又，中性層401之露出面上之親水膜510的上部亦同時被去除。因此，僅在中性層401的露出面，形成例如膜厚為5nm之薄的親水膜510。另外，在圖示的例子中，雖可見親水膜510，但實際上對中性層401的膜厚，親水膜510的膜厚小到幾乎可忽視，且中性層401的表面係維持平坦的狀態。
另外，其他工程S1~S3、S6~S9的工程係與上述實施形態相同，因此省略說明。
根據本實施形態，能夠在中性層401之露出面形成薄膜的親水膜510，因此能夠對該露出面進行親水化。因此，能夠享受與上述實施形態相同的效果。亦即，能夠在晶圓W上適當地形成親水性聚合物405之預定的微細圖案，且能夠在工程S9中適當地進行將該圖案作為光罩之被處理膜的蝕刻處理。又，亦能夠提高基板處理系統1中晶圓處理的生產率。
在以上的實施形態中，作為工程S4中的表面處理，雖對中性層401之露出面進行親水化，但作為表面處理，亦可對該露出面進行疏水化。
該情況下，如圖18所示，在塗佈顯像處理裝置2之第1區塊G1中，設有疏水膜形成裝置550，該疏 水膜形成裝置550係在晶圓W上塗佈具有疏水性的塗佈液並形成疏水膜。另外，疏水膜形成裝置550的個數或配置能夠任意選擇。在疏水膜形成裝置550中，與第1區塊G1的其他液體處理裝置相同，例如在晶圓W上進行塗佈預定塗佈液的旋轉塗佈。另外，具有疏水性之塗佈液並不特別限定，在本實施形態中，利用使羥基結合於例如聚苯乙烯的液體(PS-OH)。
且，在工程S3形成光阻圖案402之晶圓W，被搬送至疏水膜形成裝置550。在疏水膜形成裝置550中，在晶圓W之中性層401的露出面與光阻圖案402上塗佈塗佈液，並形成疏水膜。然後，晶圓W被搬送至熱處理裝置40進行加熱、溫度調節。
然後，在工程S5中，在晶圓W上供給有機溶劑，如圖19所示，一同去除晶圓W上的光阻圖案402與該光阻圖案402上的疏水膜。又，中性層401之露出面上之疏水膜的上部亦同時被去除。因此，僅在中性層401的露出面，形成例如膜厚為5nm之薄的疏水膜560。
另外，其他工程S1~S3、S6~S9的工程係與上述實施形態相同，因此省略說明。但，在工程S7中，由於中性層401的露出面被疏水化，因此，如圖19所示，在疏水膜560上，於該疏水膜560上的正中央配置疏水性聚合物406，並在其兩側配置親水性聚合物405、405。且，在晶圓W上，以與對中性層401之露出面進行親水化時相反的配置，來交互配置親水性聚合物405與疏 水性聚合物406。
根據本實施形態，能夠在中性層401之露出面形成薄膜的疏水膜560，因此能夠對該露出面進行疏水化。因此，能夠享受與上述實施形態相同的效果。亦即，能夠在晶圓W上適當地形成親水性聚合物405之預定的微細圖案，且能夠在工程S9中適當地進行將該圖案作為光罩之被處理膜的蝕刻處理。又，亦能夠提高基板處理系統1中晶圓處理的生產率。
其中，根據本發明者們，確認有以下兩種情況，其包括有：如上述，向藉由表面處理對由光阻圖案402所露出之露出面進行親水化或疏水化之平坦的中性層401上塗佈嵌段共聚物404的情況、及無法以所希望之圖案相分離為層狀結構的情況。具體而言，所期望之層狀結構係例如圖13所示，係沿著藉由在中性層401進行表面處理而形成之親水化區域403之縱長方向者。但是，在平坦的中性層401上塗佈嵌段共聚物404並相分離為層狀結構時，例如圖20所示，會導致有與親水化區域403之縱長方向成正交並配列層狀結構的狀況。另外，在圖20中省略了關於未進行表面處理之中性層401中嵌段共聚物404之圖案的繪圖。
這被認為是親水化區域403的寬度被配置為親水性聚合物405與疏水性聚合物406交互成奇數層例如3層，而能夠與親水化區域403之縱長方向成正交並延伸聚合物405、406的原因。在此，本發明者們構想以與親 水化區域403之縱長方向成正交而不配列層狀結構的方式，來將光阻圖案402之間隔部402b的寬度設為親水性聚合物405、疏水性聚合物406中任一聚合物之1層以上、2層未滿。但是，間隔部402b的寬度即使在親水性聚合物405與疏水性聚合物406交互配置為3層時，作為光阻劑之圖案化亦十分細微，而無法藉由光阻劑形成1層間隔部402b。
在此，本發明者們係考慮加熱光阻圖案402，並藉由所謂的回流來擴大光阻圖案402之線部402a的寬度，藉此，可擴大間隔部402b的寬度者。以下，說明具體的手法。
藉由回流來擴大光阻圖案402之線部402a的寬度時，在工程S3中結束顯像與後烘烤而形成光阻圖案402的晶圓W，係被搬送至熱處理裝置40。在熱處理裝置40中，以光阻劑之玻璃轉移點溫度以上且光阻劑之耐熱溫度以下的溫度，加熱預定時間例如以160℃加熱一分鐘。此時，熱處理裝置40係具有回流裝置的功能。且，在熱處理裝置40以玻璃轉移點溫度以上的溫度加熱晶圓W，藉此產生回流，例如圖21中以虛線所示，剖面形狀為矩形之光阻圖案402的線部402a係如圖21中以實線所示，下部會變形為擴大至側邊的大致倒U字形狀。此時，藉由適當地設定上述加熱條件，來控制線部402a的擴大，並將間隔部402b調整為所期望之寬度亦即相分離成層狀結構後之親水性聚合物405、疏水性聚合物406中任 一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度。另外，線部402a係如圖21所示，分佈在縱長方向而寬度大致均等地擴大。
圖22(a)係以光阻劑之玻璃轉移點溫度以下之140℃，加熱晶圓W時之光阻圖案402的平面畫像，圖22(b)係以光阻劑之玻璃轉移點溫度以上且光阻劑之耐熱溫度以下之160℃來加熱晶圓W，並使其回流後的畫像。在圖22(a)中，加熱溫度低於光阻劑之玻璃轉移點溫度，因此不會產生回流，在圖22(b)中，能夠藉由回流來確認平面視中線部402a的寬度會擴大，而間隔部402b之寬度會縮短。
藉由回流調整間隔部402b之寬度的晶圓W，係在工程S4中被搬送至紫外線照射裝置41，如圖23所示，對由光阻圖案402所露出之間隔部402b的中性層401照射紫外線。藉此，相分離後之聚合物405、406之1層的親水性區域403係形成於中性層401。
然後，在工程S5去除光阻圖案402，在工程S6塗佈嵌段共聚物404。接下來，在工程S7中，嵌段共聚物404會被相分離為親水性聚合物405與疏水性聚合物406。此時，如圖24所示，親水性區域403係具有1層親水性聚合物405的寬度，因此，在該親水性區域403中確實地配置親水性聚合物405，在其兩側配置疏水性聚合物406、406。且，亦在中性層401之其他區域上交互配置親水性聚合物405與疏水性聚合物406。
另外，其他工程S1~S2、S8~S9的工程係與上述實施形態相同，因此省略說明。
根據本實施形態，以藉由回流擴大線部402a的寬度來將間隔部402b的寬度調整成例如親水性聚合物405、疏水性聚合物406中任一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度。因此，在平坦的中性層401上塗佈嵌段共聚物404並相分離為層狀結構時，能夠防止與親水化區域403之縱長方向成正交並配列層狀結構。因此，在本實施形態中，能夠沿著親水化區域403之縱長方向而確實地配置層狀結構。
在以上實施形態中，雖然藉由以熱處理裝置40進行加熱來進行回流，但亦可將回流專用的熱處理裝置另外設置於塗佈顯像處理裝置2。又，在上述之實施形態中，雖在工程S3的後烘烤後以另外的熱處理裝置40進行加熱且進行回流，但亦可在後烘烤時藉由調整加熱時間與加熱溫度來同時進行回流。又，除了加熱晶圓W之外，亦可使晶圓W曝露於光阻劑的溶媒環境中，並使光阻劑溶解而進行回流。
另外，在進行回流時，使用高耐熱溫度且容易調整回流之線部402a之寬度的負光阻為較佳。又，因回流而導致所擴大之線部402a的寬度，係亦可根據成為光阻圖案402之基底之膜的種類來進行變化。因此，關於回流之加熱溫度或加熱時間並不限定為上述的實施形態者，亦可依照光阻劑或其基底膜的種類等來適當地進行設 定。
另外，在上述之實施形態中，以藉由紫外線照射對中性層401進行親水化時為例來進行說明，當然，在中性層401之露出面形成親水膜510時或形成疏水膜560時，亦可藉由回流來縮小間隔部402b的寬度。即使在該情況下，亦可以形成親水膜510的情況為例，例如圖25所示，在露出於間隔部402b的中性層401與光阻圖案402上塗佈塗佈液，並形成親水膜510，而該間隔部402b係藉由回流而縮小至1層的寬度。然後，在工程S5中，藉由去除光阻圖案402，來一同去除光阻圖案402與親水膜510，並僅在藉由回流而寬度被縮小之間隔部402b上形成親水膜510。
另外，其他工程S1~S3、S6~S9的工程係與上述實施形態相同。
即使在本實施形態中，亦能夠在中性層401之露出面，形成聚合物405、406之1層寬度的親水膜510。因此，藉由紫外線照射能夠享受與形成親水性區域403時相同的效果。亦即，能夠防止與親水膜510之縱長方向成正交並配列層狀結構。
在上述實施形態中，雖將晶圓W上之嵌段共聚物404相分離為層狀結構之親水性聚合物405與疏水性聚合物406，但本發明之晶圓處理方法係亦能夠適用於將嵌段共聚物404相分離為柱體結構之親水性聚合物405與疏水性聚合物406的情況。
在本實施形態所使用之嵌段共聚物404係親水性聚合物405之分子量的比率為20%~40%，嵌段共聚物404中的疏水聚合物406之分子量的比率為80%~60%。另外，在本實施形態亦使用具有與上述實施形態相同之構造的基板處理系統1。
該情況下，在工程S3中，如圖26所示，在晶圓W上形成在平面視中具有圓形形狀的間隔部402c之光阻圖案。該間隔部402c的配置係在平面視配置為鋸齒狀。
然後，在工程S7中，對嵌段共聚物404進行相分離時，如圖27所示，將被相分離為柱體結構之親水性聚合物405與疏水性聚合物406。親水性聚合物405係被形成於被親水化之間隔部402c上與2個間隔部402c、402c間的光阻圖案402上。疏水性聚合物406係被形成於其他光阻圖案402上。然後，在接下來的工程S9中，將親水性聚合物405作為光罩對晶圓W上的被處理膜進行蝕刻時，則在該被處理膜形成孔狀的預定圖案。
另外，其他工程S1、S2、S4~S6、S8的工程係與上述實施形態相同，因此省略說明。
根據本實施形態，能夠將嵌段共聚物404適當地相分離為柱體結構的親水性聚合物405與疏水性聚合物406，並能夠適當地進行被處理膜的蝕刻處理。
在上述實施形態之嵌段共聚物404中，雖具有聚甲基丙烯酸酯(PMMA)與聚苯乙烯(PS)，但若包 含具有親水性之親水性聚合物與具有疏水性之疏水性聚合物，則不限定於此。亦可例如在親水性聚合物使用矽氧橡膠(PDMS)。
在上述實施形態中，工程S4中的中性層401之親水化或疏水化，雖在基板處理系統1之塗佈顯像處理裝置2進行，但亦可在蝕刻處理裝置3之蝕刻裝置202~205例如RIE裝置進行該中性層401的親水化或疏水化。
在上述實施形態中，在工程S9中雖對晶圓W上的被處理膜進行蝕刻，但本發明之晶圓處理方法係亦能夠適用於蝕刻晶圓W本身時。
以上，參閱添附圖片說明本發明之合適的實施形態，但本發明係不限定於該些例子。若為所屬技術領域中具有通常知識者，於申請專利範圍所記載之思想範圍內，可想到之各種變形例或修正例係顯而易見的，關於該些當然也是屬於本發明之技術範圍者。本發明係不限於該例子，可採用各種態樣者。本發明亦適用於基板為晶圓以外之FPD(平板顯示器)、光掩膜用之光罩光柵(mask reticle)等之其他基板的情況。
[產業上之可利用性]
本發明係使用包含具有例如親水性之親水性聚合物與具有疏水性之疏水性聚合物之嵌段共聚物，且對處理基板時為有用的。

Claims (30)

  1. 一種基板處理方法，係利用包含第1聚合物與第2聚合物之嵌段共聚物來處理基板的方法，其特徵係具有：中性層形成工程，在基板上形成對前述第1聚合物與前述第2聚合物具有中間親和性之中性層；中性層處理工程，對在前述中性層上形成光阻圖案之基板，對由前述光阻圖案所露出之前述中性層之露出面進行表面處理；嵌段共聚物塗佈工程，在前述中性層處理工程後，對去除前述光阻圖案之基板，將前述嵌段共聚物塗佈於前述中性層上；聚合物分離工程，使前述中性層上之前述嵌段共聚物相分離為前述第1聚合物與前述第2聚合物。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，前述中性層處理工程中的表面處理係前述中性層之露出面的疏水化處理或親水化處理中的任一處理。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中，形成於前述中性層上之光阻圖案係藉由回流擴大線寬者。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理方法，其中，前述光阻圖案之間隔部，係具有在前述聚合物分離工程中進行相分離之第1聚合物或第2聚合物中任一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度。
  5. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方 法，其中，在前述中性層處理工程的表面處理中，對前述中性層之露出面照射紫外線，並對該露出面進行親水化。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中，前述紫外線之波長係172nm。
  7. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，在前述中性層處理工程中，在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有親水性之親水膜，並對該露出面進行親水化，在前述嵌段共聚物塗佈工程所處理的基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述親水膜，並僅在前述中性層之露出面殘留有前述親水膜。
  8. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，在前述中性層處理工程中，在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有疏水性之疏水膜，並對該露出面進行疏水化，在前述嵌段共聚物塗佈工程所處理的基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述疏水膜，並僅在前述中性層之露出面殘留有前述疏水膜。
  9. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，具有由前述所相分離之嵌段共聚物，選擇性地去除前 述第1聚合物或前述第2聚合物中任一聚合物的聚合物去除工程。
  10. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，前述光阻圖案係在平面視中具有直線狀之線部與直線狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係40%~60%。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中，在前述聚合物分離工程中，在前述間隔部，前述第1聚合物與前述第2聚合物係交互相分離為奇數層。
  12. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，前述光阻圖案係在平面視中具有圓形形狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係20%~40%。
  13. 如申請專利範圍第2~4項中任一項之基板處理方法，其中，前述第1聚合物係具有親水性之親水性聚合物，前述第2聚合物係具有疏水性之疏水性聚合物。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，前述親水性聚合物係聚甲基丙烯酸酯，前述疏水性聚合物係聚苯乙烯。
  15. 一種程式，為了藉由基板處理系統執行申請專利範圍第1~14項中任一項之基板處理方法，因此在控制該基板處理系統之控制部的電腦上進行動作。
  16. 一種可讀取之電腦記憶媒體，係儲存如申請專利範圍第15項之程式。
  17. 一種基板處理系統，係利用包含第1聚合物與第2聚合物之嵌段共聚物來處理基板之系統，其特徵係具有：中性層形成裝置，在基板上形成對前述第1聚合物與前述第2聚合物具有中間親和性之中性層；中性層處理裝置，對在前述中性層上形成光阻圖案之基板，將由前述光阻圖案所露出之前述中性層的露出面進行表面處理；嵌段共聚物塗佈裝置，在前述中性層處理裝置進行表面處理前述露出面後，對去除前述光阻圖案之基板，將前述嵌段共聚物塗佈於前述中性層上；聚合物分離裝置，使前述中性層上之前述嵌段共聚物相分離為前述第1聚合物與前述第2聚合物。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板處理系統，其中，前述中性層處理裝置中的表面處理係前述中性層之露出面的疏水化處理或親水化處理中的任一處理。
  19. 如申請專利範圍第18項之基板處理系統，其中，具有藉由回流來擴大形成於前述中性層上之光阻圖案之線寬的回流裝置。
  20. 如申請專利範圍第19項之基板處理系統，其中， 基於前述回流裝置之回流後之光阻圖案的間隔部，係具有在前述聚合物分離工程中進行相分離之第1聚合物或第2聚合物中任一聚合物之1層以上、2層未滿的寬度。
  21. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，在前述中性層處理裝置的表面處理中，對前述中性層之露出面照射紫外線，並對該露出面進行親水化。
  22. 如申請專利範圍第21項之基板處理系統，其中，前述紫外線之波長係172nm。
  23. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，前述中性層處理裝置，係在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有親水性之親水膜，並對該露出面進行親水化，在前述嵌段共聚物塗佈裝置所處理的基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述親水膜，並僅在前述中性層之露出面殘留有前述親水膜。
  24. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，前述中性層處理裝置，係在前述中性層之露出面與前述光阻圖案上形成具有疏水性之疏水膜，並對該露出面進行疏水化，在前述嵌段共聚物塗佈裝置所處理的基板中，一同去除前述光阻圖案與該光阻圖案上的前述疏水膜，並僅在前 述中性層之露出面殘留有前述疏水膜。
  25. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，具有由前述所相分離之嵌段共聚物，選擇性地去除前述第1聚合物或前述第2聚合物中任一聚合物的聚合物去除裝置。
  26. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，前述光阻圖案係在平面視中具有直線狀之線部與直線狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係40%~60%。
  27. 如申請專利範圍第26項之基板處理系統，其中，前述聚合物分離裝置，係在前述間隔部將前述第1聚合物與前述第2聚合物交互相分離為奇數層。
  28. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，前述光阻圖案係在平面視中具有圓形形狀之間隔部的圖案，前述嵌段共聚物中的前述第1聚合物之分子量的比率係20%~40%。
  29. 如申請專利範圍第18~20項中任一項之基板處理系統，其中，前述第1聚合物係具有親水性之親水性聚合物，前述 第2聚合物係具有疏水性之疏水性聚合物。
  30. 如申請專利範圍第29項之基板處理系統，其中，前述親水性聚合物係聚甲基丙烯酸酯，前述疏水性聚合物係聚苯乙烯。
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