TW202115789A - 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體 - Google Patents

基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體 Download PDF

Info

Publication number
TW202115789A
TW202115789A TW109128346A TW109128346A TW202115789A TW 202115789 A TW202115789 A TW 202115789A TW 109128346 A TW109128346 A TW 109128346A TW 109128346 A TW109128346 A TW 109128346A TW 202115789 A TW202115789 A TW 202115789A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
light source
substrate
wafer
photoresist
Prior art date
Application number
TW109128346A
Other languages
English (en)
Inventor
田中啓一
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202115789A publication Critical patent/TW202115789A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明之目的在於，在使用了適用於EUV微影之光阻材料的基板中，改善表面之粗糙。 本發明之基板處理裝置1包含：固持部，將處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板加以固持；旋轉驅動部，用於使該固持部旋轉；及光源部，具有複數光源，並對被固持於藉由該旋轉驅動部以轉速0.5rpm~3rpm旋轉之該固持部的該基板之表面，照射包含真空紫外光的光。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體
本發明係關於一種基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體。
專利文獻1係記載了在半導體元件的製造過程，依序進行「對形成於基板之表面，且會在曝光後形成圖案的光阻之正面，照射波長200nm以下之光的步驟」、及「進行光阻膜之下層膜的蝕刻的步驟」。照射波長200nm以下之光的步驟（以下，僅稱為照射光的步驟），例如係以改善光阻膜之粗糙度（凸凹）為目的而進行。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3342856號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係提供一種技術，可在使用了適用於EUV微影之光阻材料的基板中，改善表面之粗糙。 [解決問題之技術手段]
依本發明之一態樣的基板處理裝置包含：固持部，將處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板加以固持；旋轉驅動部，使該固持部旋轉；及光源部，具有複數光源，並且對被固持於藉由該旋轉驅動部以轉速0.5rpm~3rpm旋轉之該固持部的該基板之表面，照射包含真空紫外光的光。 [發明效果]
依本發明可提供一種技術，可在使用了適用於EUV微影之光阻材料的基板中，改善表面之粗糙。
以下，針對各種例示的實施態樣進行說明。
在一個例示的實施態樣中，基板處理裝置包含：固持部，將處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板加以固持；旋轉驅動部，使該固持部旋轉；及光源部，具有複數光源，並且對被固持於藉由該旋轉驅動部旋轉之該固持部的該基板之表面，照射包含真空紫外光的光；在藉由該光源部照射光時的該基板之轉速為0.5rpm~3rpm。
一般認為，在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板中，當對圖案照射真空紫外光時，低波長側之光的穿透會特別不足。相對於此，依上述基板處理裝置，由於藉由將轉速設在上述範圍內，可使低波長側的光亦容易穿透至圖案，因此可提高表面之粗糙的改善效果。
此處，可設為在藉由該光源部照射光的期間，使該基板之轉速改變的態樣。
可藉由照射光時的基板之轉速，而使穿透至圖案之光的成分改變。又，藉由一邊改變轉速一邊照射光的構成，可使適用於改善表面之粗糙之光的成分穿透至圖案，而可更提高表面之粗糙的改善效果。
又，亦可設為在藉由該光源部照射光的期間，使該基板之旋轉暫時停止的態樣。
如上所述，藉由設為使旋轉暫時停止之構成，可進行照射至圖案之光量等的調整。從而，可使適用於改善表面之粗糙之光的成分穿透至圖案，而可更提高表面之粗糙的改善效果。
又，上述基板處理裝置包含：氣體供給部，將鈍性氣體供給至該處理容器內；及氣體排出部，從該處理容器內排出氣體；該氣體供給部及該氣體排出部可設為在藉由該光源部照射光的期間，一邊使該處理容器內的壓力改變，一邊進行該氣體的供給及排出之態樣。
如上所述，透過在藉由光源部照射光的期間，一邊使處理容器內的壓力改變，一邊進行氣體之供給及排出的構成，可一邊將處理容器內之壓力設為因應基板之表面狀況的狀態，一邊對圖案照射真空紫外光。
在一個例示的實施態樣中，基板處理方法係包含以下步驟：一邊使處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板，以轉速0.5rpm~3rpm旋轉，一邊從具有複數光源的光源部，對該基板之表面照射包含真空紫外光的光。依上述基板處理方法，由於藉由將轉速設在上述範圍內，可使低波長側的光亦容易穿透至圖案，因此可提高表面之粗糙的改善效果。
在另一例示的實施形態中，記錄媒體係儲存有使裝置執行上述基板處理方法之程式的電腦可讀取之記錄媒體。
以下，參照圖式詳細說明各種例示的實施態樣。又，在各圖式，對於相同或是相當的部分係賦予相同的符號。
[基板處理裝置之構成] 圖1係顯示本發明之實施態樣之基板處理裝置的示意圖（縱剖面側視圖）。圖1所顯示的基板處理裝置1，係對晶圓W（基板）照射處理用的光。例如，基板處理裝置1係對形成在晶圓W之表面的光阻膜或是光阻圖案，照射真空紫外光（VUV光：Vacuum Ultra Violet Light），以改善該等光阻材料的表面粗糙度。
晶圓W係呈圓板狀，但亦可採用圓形之一部分具有缺口、或呈多角形等圓形以外之形狀的晶圓。晶圓W例如亦可為半導體基板、玻璃基板、光罩基板、FPD（Flat Panel Display：平面顯示器）基板等各種基板。
圖2係顯示藉由基板處理裝置1對晶圓W所進行之製程的例子。如圖2（a）所示，就晶圓W而言，係在下層膜亦即SOC膜11（Silicon-on-Carbon：碳上覆矽）及SOC膜11上的SOG膜12（Silicon-on-Glass：玻璃上覆矽）上，形成光阻圖案13。在基板處理裝置1中，係藉由對如此之晶圓W的表面照射處理用的光L1，而如圖2（b）所示改善光阻圖案13的表面之粗糙。又，光阻圖案13係用於在蝕刻下層膜亦即SOC膜11及SOG膜12時於該等下層膜形成圖案的光罩圖案。
回到圖1，針對基板處理裝置1之各部進行說明。如圖1所示，基板處理裝置1包含：處理室20、光照射機構40（光源部）及控制器100（控制部）。又，在圖1中，僅顯示光照射機構40所包含之構成的一部分。
處理室20包含：殼體21（處理容器）、搬運口22、旋轉支撐部25、氣體供給部30及氣體排出部35。殼體21例如係設於大氣環境中的真空容器之一部分，可收納藉由搬運機構（未圖示）搬運之晶圓W。亦即，殼體21係作為在內部進行與晶圓W有關之處理的處理容器而發揮功能。在基板處理裝置1中，係在將晶圓W收納於殼體21內的狀態下，進行對晶圓W之處理。在殼體21的側壁形成有搬運口22。搬運口22係用於對殼體21搬入搬出晶圓W的開口。搬運口22係藉由閘門閥23而開閉。
旋轉支撐部25具有在殼體21內，基於控制器100的指示而固持晶圓W並使其旋轉的功能。旋轉支撐部25例如包含固持部26及旋轉驅動部27。固持部26係支撐「形成有光阻圖案13的表面朝上且水平配置之晶圓W的中央部分」，例如藉由真空吸附等固持該晶圓W。旋轉驅動部27具有使「固持晶圓W的固持部26與該晶圓W」一起繞著鉛直之軸線A1旋轉的功能。旋轉驅動部27例如係以電動馬達作為動力源的旋轉致動器。
氣體供給部30係將鈍性氣體（例如氬氣、氮氣等）經由形成於殼體21的穿通孔21a而供給至殼體21內。氣體供給部30包含氣體源30a、閥30b及配管30c。氣體源30a係貯存鈍性氣體，並作為鈍性氣體的供給源而發揮功能。閥30b係基於來自控制器100的動作訊號而動作，以使配管30c開放及關閉。配管30c係從上游側依序連接氣體源30a、閥30b及穿通孔21a。
氣體排出部35係經由形成於殼體21之穿通孔21b而將來自殼體21的氣體加以排出。氣體排出部35包含真空泵35a及配管35c。真空泵35a係從殼體21內排出氣體。配管35c係連接穿通孔21b與真空泵35a。
光照射機構40包含殼體41、光源42及開關43。殼體41係設於殼體21的頂部。光源42係複數收納於殼體41內。圖3係顯示光源42配置之一例的俯視圖。光源42在俯視觀察下，係沿著以固持部26之旋轉軸亦即軸線A1為中心的兩個同心圓而配置。具體而言，四個光源42會沿著內側的圓，八個光源42會沿著外側的圓，分別在周向上隔著間隔而配置。又，藉由如此配置之光源42，可將光照射至被固持部26固持之晶圓W的整個表面。又，開關43係切換光源42之點亮的開啟/關閉。開關43的動作係由控制器100控制。又，光源42的配置例僅為一例，可適當變更。
光源42例如係照射波長115nm~400nm的光，亦即115nm~400nm之成為連續光譜的光。所謂此範圍之成為連續光譜的光，係包含波長為10nm~200nm的光（亦即VUV光），並且亦可包含波長大於VUV光的近紫外光（近紫外線）。來自光源42的光可設為包含波長160nm以下之頻帶的光的構成。光源42例如為氘燈，可照射波長在200nm以下的VUV光。連續光譜之峰值的波長例如可在160nm以下，亦可在150nm以上。
由於從光源42照射之光的光譜之波長區域較廣，因此晶圓W上的光阻圖案13會接收各種波長之光的能量。其結果，會在光阻圖案13的表面產生各種的反應。具體而言，由於藉由將構成光阻圖案13之分子中的各種位置中之化學鍵結切斷，而產生各種的化合物，因此可消除在光照射前存在於光阻膜中的分子所具有之定向性。其結果，光阻圖案13中的表面自由能量會降低，並且內部應力會降低。亦即，藉由採用光源42作為光源，容易提高光阻圖案13之表面的流動性，就其結果而言，可使該表面之粗糙的改善效果提高。
又，光阻圖案13在來自光源42的光（特別是VUV光）照射中及照射後，均會產生交聯反應。藉由在光阻圖案13中同時產生交聯反應，而使光阻圖案13的表面硬化，其結果，會提高蝕刻耐受性。從而，在將此光阻圖案13作為光罩而進行下層膜的蝕刻時，可改善下層膜中之圖案的表面粗糙（粗糙度）。
一般認為，在從光源42照射的光當中，比波長160nm短波長的光之成分會明顯地有助於改善上述光阻圖案13及下層膜中之圖案的表面之粗糙（粗糙度）。例如，在僅將比波長160nm長波長的光照射至光阻圖案的情況下，證實並未充分進行表面之粗糙（粗糙度）的改善，而只有化學鍵結的切斷在進展。然而，僅照射比波長160nm短波長的光，亦未充分進行表面之粗糙的改善。因此，吾人認為，如氘燈般之包含比波長160nm長波長的光及短波長的光兩者且成為連續光譜的光，對於表面之粗糙的改善非常重要。
又，對照射至光阻圖案13之來自光源42的光而言，在波長越長，其強度越強的情況下，可到達該光阻圖案13的深層。然而，由於從光源42照射之光的光譜之峰值波長，係如上述般被包含於VUV光的頻帶（10nm~200nm），因此，對從光源42照射之光而言，係具有較長的波長但光的強度較小。從而，從光源42照射之光到達光阻膜之深層者較少，而可在該光阻膜的深層中，抑制上述分子之鍵結的切斷。亦即，藉由採用光源42，可將光阻圖案13中因光照射而反應的區域限定在表面。
對VUV光之頻帶的光而言，同樣係根據波長而改變在光阻圖案中的到達深度。亦即，如上所述，波長長於光強度最強之波長150nm~160nm附近的光之成分，可到達光阻圖案13的深層（例如，150nm以上）。另一方面，波長短於150nm的成分，只能到達光阻圖案13的表面附近（例如，50nm以下）。又，波長短於150nm的成分，在VUV光之中和峰值的波長帶相比強度亦較小。亦即，有助於改善表面之粗糙（粗糙度）的比波長160nm短波長的光之成分，僅會到達光阻圖案13的表面附近（無法到達深層），而在表面附近促進藉由交聯反應而達成之光阻圖案13的表面硬化。如此，吾人認為，比波長160nm短波長的光之成分對於促進在光阻圖案13之表面附近的交聯反應非常重要。如此，比波長160nm短波長的光對於光阻圖案13的影響較大，並且會促進光阻圖案13所包含之成分的側鍵等的解離、內部應力的降低及交聯反應。另一方面，由於在改善整個光阻圖案13的膜質時，亦需要比波長160nm長波長的光，因此，藉由以適度的平衡照射該等光，可實現膜質的改善。
光源42係產生和高斯分布的光相比，強度分布為平坦的平頂（Top Hat）型的光。又，即使係平頂型的光，強度分布亦非完全平坦。亦即，從光源42內的點光源44（參照圖1）照射具有擴散射出的光，具體而言，係向晶圓W照射以點光源44為頂點之成為圓錐狀光路的真空紫外光。如此，從光源42照射的光，在照射面中，其照射範圍會成為圓形。又，在圖3中，係以虛線表示從各光源42輸出之光在晶圓W表面之傳播範圍的標準。
由於VUV光在氧存在的環境中會與該氧反應，故會導致光阻圖案13之粗糙的改善效果降低。又，如後所述，為了在晶圓W處理時去除殼體21內的氧，係在殼體21內形成真空環境。此處，如上所述，因光照射切斷鍵結而產生之分子量較小的分子，較容易作為氣體而釋放至此真空環境，但由於如上所述，在光阻膜的深層中，難以產生如此之鍵結的切斷，故可抑制來自此深層之氣體的釋放。從而，對該光阻圖案13而言，可抑制「產生高度改變或寬度改變等外形改變」之情形。
回到圖1，基板處理裝置1的控制器100係控制旋轉支撐部25、氣體供給部30、氣體排出部35及光照射機構40。如圖4所例示，控制器100作為功能性構成（以下，稱為「功能模組」），包含：照射控制部111、氣體供給控制部112、排氣控制部113及搬入搬出控制部114。該等功能模組僅為了方便說明而將控制器100的功能劃分成複數模組，並不代表構成控制器100的硬體必須劃分成如此之模組。
照射控制部111係控制光照射機構40，以在所期望的時間點照射VUV光。例如，照射控制部111係控制光照射機構40，以在照射的時間點之前，使所有的光源42點亮。又，照射控制部111係控制光照射機構40，以在照射的時間點過後，使所有的光源42熄滅。
氣體供給控制部112係控制閥30b，以將鈍性氣體從穿通孔21a供給至殼體21內。排氣控制部113係控制真空泵35a，以將殼體21內的氣體經由穿通孔21b而排氣至外部。
搬入搬出控制部115係控制閘門閥23，以使搬運口22隨著將晶圓W搬入殼體21內及從殼體21內搬出晶圓W而開閉，並控制旋轉支撐部25，切換藉由固持部26所進行之晶圓W的固持與釋放。
控制器100係由一個或複數控制用電腦構成。例如，控制器100包含圖5所示的電路120。電路120包含一個或複數處理器121、記憶體122、儲存裝置123及輸入輸出埠124。儲存裝置123例如包含硬碟等電腦可讀取之記錄媒體。記錄媒體係儲存有用於使基板處理裝置1執行後述基板處理步驟的程式。記錄媒體亦可為非揮發性的半導體記憶體、磁氣碟片及光碟等可取出之媒體。記憶體122係暫時儲存從儲存裝置123之記錄媒體載入之程式、及藉由處理器121所執行的運算結果。處理器121係與記憶體122協同而執行上述程式，藉此構成上述各功能模組。輸入輸出埠124係依照來自處理器121的指令，而在與控制器100所控制之各部之間，進行電訊號的輸入輸出。
又，控制器100的硬體構成並不一定限於藉由程式而構成各功能模組者。例如，控制器100的各功能模組亦可藉由專用的邏輯電路或是將該邏輯電路整合後的ASIC（Application Specific Integrated Circuit：特殊應用積體電路）構成。
[基板處理方法] 接著，參照圖1及圖6並說明基板處理裝置1的動作（基板處理方法）。圖6係顯示殼體21內之壓力隨時間改變之概略的圖表。圖6之圖表的橫軸係顯示處理中的經過時間，縱軸係顯示作為處理容器之殼體21內的壓力（單位：Pa），並示意地顯示概略的對數軸。首先，在停止氣體供給部30及氣體排出部35之動作的狀態下，藉由搬運機構將晶圓W搬入殼體21內。將晶圓W載置於旋轉支撐部25的固持部26後，關閉閘門閥23而使殼體21內成為氣密狀態。此時，殼體21內例如為標準氣壓的大氣環境（圖6的時刻t0）。其後，藉由氣體排出部35之動作，使殼體21內的壓力降低。
當減壓進行，且殼體21內的壓力成為1Pa時（時刻t1），該壓力會維持既定時間。將1Pa的減壓狀態暫時維持後（時刻t2），開啟氣體供給部30的閥30b而將Ar氣體供給至殼體21內。藉此，在殼體21內形成Ar氣體環境的同時，該殼體21內的壓力會上升。又，減壓速度及升壓速度可藉由氣體供給部30及氣體排出部35之動作而控制。又，減壓速度及升壓速度可為固定，亦可在途中變動。
當藉由Ar氣體例如使殼體21內的壓力達到10000Pa時，在維持住殼體21內之壓力的狀態下，從光源42對晶圓W照射包含VUV光的光（時刻t3）。當從光源42照射光既定時間，例如30秒後，停止該光照射（時刻t4）。其後，停止氣體供給部30及氣體排出部35的動作，在殼體21內的壓力回到大氣環境後，將晶圓W從殼體21內搬出。如以上所述，藉由基板處理裝置1所進行之晶圓W的處理便結束。
如此，在基板處理裝置1中，當從光源42對晶圓W照射光時，亦進行藉由氣體供給部30所執行的氣體供給、及藉由氣體排出部35所執行的氣體排出。從而，可謂在維持住殼體21內之壓力的狀態下，進行Ar氣體的置換。
又，在從光源42照射光的期間（時刻t3~時刻t4之間），殼體21內的壓力可為固定，亦可逐漸改變。在圖6所示的例子中，從光源42照射光的期間，為了抑制來自晶圓W表面的出氣（outgas），係將殼體21內的壓力設為10000Pa。然而，吾人認為在從光源42照射光的期間，出氣的產生量會逐漸減少。此情況下，亦可進行使殼體21內的壓力逐漸變小的控制。藉由如此之構成，可在更接近真空的狀態下對晶圓W進行光的照射。
[關於將EUV微影用光阻材料作為對象的基板處理] 此處，在依本發明之實施態樣的基板處理裝置1中，當「使用於光阻圖案13之光阻材料」為「適用於將EUV雷射作為曝光光源的EUV微影之材料」時，吾人發現以下情況。亦即，發現藉由在既定條件下進行包含上述VUV的光之照射，可改善光阻圖案13的表面之粗糙，並且對於將此光阻圖案13作為光罩而進行蝕刻後之結果的圖案而言，亦可改善表面之粗糙。又，所謂EUV雷射（Extreme Ultraviolet）係波長13.5nm的雷射。在以下的實施態樣中，針對「光阻材料係用於EUV微影之材料」時的表面粗糙之改善，進行說明。
在EUV微影中，係要求高解析化、降低表面之粗糙及高敏感化。吾人認為EUV微影用的光阻材料可對應於如此之要求。又，在以下的實施態樣中，係針對使用一般EUV微影用光阻材料的情況加以說明。又，在光阻材料中，亦可包含酸產生劑等添加劑、溶劑、分解物等。
如上所述，藉由基板處理裝置1中的包含VUV光之光的照射，將晶圓W中構成光阻圖案13之分子中的各種位置中之化學鍵結切斷，藉此產生各種化合物。此時，吾人認為由於化學鍵結的切斷係在各種位置產生，因此可緩和光阻圖案13之表面中的粗糙。又，藉由在包含VUV之光的照射中及照射後所產生之交聯反應，光阻圖案13的表面會硬化，其結果，蝕刻耐受性會提高。亦即，藉由VUV光的照射，光阻圖案13中的化學鍵結之切斷及交聯反應會適當地進行。又，藉由此化學鍵結之切斷及交聯反應，可改善光阻圖案13、及將光阻圖案13作為光罩而進行蝕刻後之下層膜中的表面之粗糙（粗糙度）。
然而，在光阻圖案13中的化學鍵結之切斷及交聯反應中之任一者不充分或是過剩的情況，上述表面之粗糙（粗糙度）的改善效果會變低。換言之，藉由將基板處理裝置1中的包含VUV光之光的照射程度適度地調整，可提高表面之粗糙的改善效果。就此點而言，以下說明驗證後的結果。特別是，由於在EUV微影用之光阻中使用的樹脂材料，對於來自包含VUV光之光源42的光的回應性較低，故藉由各種添加劑而控制其特性。因此，根據光阻材料所包含的添加劑等對於來自光源42的光會如何反應，亦會改變表面之粗糙的改善效果。關於此點亦會進行說明。
在基板處理裝置1中，作為變更對光阻圖案13照射VUV光時的照射條件之元素，係列舉：「照射劑量（累計照射量）」、「照射時的Ar流量」、「照射時的晶圓之轉速」及「光源的電流修正值（補償）」。這當中，「照射劑量」係對應於從光源42對光阻圖案13射出之光（VUV光）的能量之總量。又，「照射時的Ar流量」及「光源的電流修正值」係與從光源42射出之光的透射性有關。亦即，會影響VUV光對於光阻圖案13能到達何種程度。又，「晶圓的轉速」，會影響從光源42射出之VUV光對光阻圖案13會產生何種程度的改質效果。以下針對「一邊變更與上述元素有關之條件，一邊進行評價後的結果」進行說明。
（關於Ar流量及燈具修正值） 在基板處理裝置1中照射來自光源42的光而進行光阻圖案13的改質時，Ar流量及燈具修正值，均係和從光源42射出之光的透射性有關的值。例如，Ar流量係在光的照射中，一邊將殼體21內維持在既定壓力一邊供給至殼體21內的Ar之流量。從而，若Ar的流量增加，則從殼體21排至外部的氣體排出量亦會增加，因此亦會促進在殼體21內所產生之雜質（昇華物等）排出至外部。相反地，若Ar的流量減少，則在殼體21內所產生的雜質便容易滯留在殼體21內。因此，從光源42射出之光的一部分會被雜質等吸收或是擴散。其結果，相對於來自光源42的光而言，照射至晶圓W之光的光譜可能會改變。如此，Ar流量係可能對「從光源42射出之光的透射性或波長特性」產生影響的元素。
又，燈具修正值係和從光源42射出之光的強度有關的值，若使修正值變大，則來自光源42之光的強度會變高，而使到達光阻圖案13的光量變大。如此，使Ar流量變大的情況、及使燈具修正值變大的情況中之任一者，均會使到達光阻圖案13之光的量變大。因此，和使Ar流量變小的情況或是使燈具修正值變小的情況相比，可使光阻圖案13中的反應進行。
雖然細節會在之後敘述，但吾人認為EUV微影用光阻材料和用於其他用途的光阻材料相比，EUV微影用光阻材料較不易吸收從包含VUV光之光源42照射的光，且對於來自光源42的光的回應性較低。因此，吾人認為充分地照射來自光源42的光，對於光阻圖案13的改質有其效用。從而，吾人認為和將用於其他用途之光阻材料進行改質的情況相比，藉由使Ar流量增加而提高光的透射性，且使燈具修正值變大而增加光量，可更適當地進行光阻圖案13的改質。
（關於表面之粗糙的改善） （評價測試1） 關於評價測試1，係針對使晶圓之轉速在三個條件下改變的情況、及使「照射來自光源42之光」時的燈具之電流修正值在兩個條件下改變的情況，評價LWR（line width roughness：線寬粗糙度）的改變。LWR係圖案之粗糙的指標，值越低表示圖案之表面的粗糙越小。評價的對象為光阻圖案13、及將光阻圖案13作為光罩而進行下層膜之蝕刻時，下層膜中的圖案。
關於評價對象，係準備在SOC膜11及SOG膜12上形成有光阻圖案13的晶圓W。又，晶圓W的圖案寬度為20nm。光阻圖案13係以PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯樹脂）與PHS作為樹脂材料所構成，並為了改善粗糙度等，而使用了「除了PAG、淬滅劑以外更添加了光分解型的淬滅劑作為添加劑」的光阻材料。
在基板處理裝置1的殼體21內，收納在其表面形成有光阻圖案13的晶圓W，並將殼體21內進行減壓。在殼體21內達到設定壓力後，藉由光源42照射光。一連串的操作係與上述基板處理方法相同。使照射量在50mj/cm2 、75mj/cm2 之間以兩階段改變。又，使藉由光源42所進行之光照射時的晶圓轉速（照射既定量之光之期間的晶圓轉速）以旋轉一圈、旋轉三圈、旋轉五圈三階段改變。再者，使光源42中之燈具的修正值（電流修正值）以2.5及3.5兩階段改變。在使該等設定值改變的條件下，分別針對光阻圖案13（ADI）、及將光阻圖案13作為光罩而進行下層膜之蝕刻時，下層膜中的圖案（AEI），測量LWR。又，藉由光源42所進行之光照射時的Ar流量為20mL。
在圖7中，係顯示LWR的測量結果。在圖7中，係將未進行「使用基板處理裝置1之來自光源42的光（VUV光）照射」時的測量結果作為參照值（Ref）而顯示。又，顯示了關於燈具修正值2.5的情況、關於照射劑量50mj/cm2 且旋轉圈數為1的情況、及關於照射劑量75mj/cm2 且旋轉圈數為1、3、5的情況之測量結果。又，顯示了關於燈具修正值3.5的情況、關於照射劑量50mj/cm2 且旋轉圈數為1的情況、及關於照射劑量75mj/cm2 且旋轉圈數為1的情況之測量結果。
如圖7所示，證實在照射劑量50mj/cm2 及照射劑量75mj/cm2 之任一者中，和光阻圖案13（ADI）的LWR相比，下層膜圖案（AEI）的LWR均較低。又，在燈具修正值2.5且旋轉圈數為1的情況，和照射劑量50mj/cm2 相比，當照射劑量75mj/cm2 時，下層膜圖案（AEI）的LWR較低。由此推測，當照射劑量75mj/cm2 時，光阻圖案13中的蝕刻耐受性會提高，並且會改善下層膜圖案（AEI）中的表面之粗糙（粗糙度）。
又，在照射劑量50mj/cm2 的情況下，下層膜圖案（AEI）之LWR的測量結果於燈具修正值2.5與燈具修正值3.5之間會改變，當燈具修正值3.5時，LWR較低。相對於此，在照射劑量75mj/cm2 的情況下，下層膜圖案（AEI）之LWR的測量結果於燈具修正值2.5與燈具修正值3.5之間幾乎沒有改變。又，在燈具修正值3.5的情況下，LWR的測量結果於照射劑量50mj/cm2 與照射劑量75mj/cm2 之間幾乎沒有差異。由此推測，在照射劑量50mj/cm2 且燈具修正值2.5的情況下，藉由來自包含VUV光之光源42的光所進行之化學鍵結的切斷及交聯反應並未充分地進行，而使LWR的改善並不充分（尚有進一步改善的餘地）。另一方面，在照射劑量50mj/cm2 且燈具修正值3.5的情況、及照射劑量75mj/cm2 的情況，推測藉由來自包含VUV光之光源42的光所進行之化學鍵結的切斷及交聯反應，在某種程度上充分地進行。
（關於轉速所產生的影響） 接著，在燈具修正值2.5且照射劑量75mj/cm2 的條件下，將旋轉圈數改變為1、3、5時的三個結果加以比較時，光阻圖案13（ADI）的LWR在三者中幾乎相同。相對於此，證實下層膜圖案（AEI）的LWR在轉速較小時更為改善（LWR變小）。就此結果而言，吾人認為即使在對光阻圖案13照射相同照射劑量之光（VUV光）的情況下，亦會因為轉速而改變穿透至光阻圖案13內部的傾向。又，吾人認為在本發明之實施態樣中所說明的光阻圖案13之情況，係暗示了藉由使轉速降低可提高LWR的改善效果。關於此點，係參照圖8並加以說明。
圖8係說明在晶圓W旋轉時，因為晶圓W上的特定位置與光源42之相對位置的改變，而使該位置接收的光之強度改變的圖式。圖8（a）係顯示來自光源42的光之擴散分布的圖式。圖8（a）所示的照射位置C0係與光源42內之點光源44對應的位置（正下方），來自光源42之光的強度為最大。另一方面，光的強度會隨著從與點光源44對應之照射位置C0遠離而變小，在端部的照射位置C1中，光的強度最小。如此，其光量會根據與光源42的位置關係而大幅改變。因此，在基板處理裝置1中，係試圖藉由使晶圓W旋轉，而使晶圓W表面之各位置中所接收的光量在一定程度上均一。
圖8（b）係示意地將晶圓W旋轉時的晶圓W相對於光源42之特定一點（此處稱為特定點）的移動作為箭頭R1而顯示。在圖8（b）中，係顯示將四個光源42配置於與照射位置C0對應之位置的狀態。又，藉由旋轉晶圓W，晶圓W上的特定點會沿著箭頭R1而旋轉。此時，晶圓W會通過兩個照射位置C0，並通過四個照射位置C1。如上所述，照射位置C0係來自光源42之光的強度最大的位置，另一方面，照射位置C1係來自光源42之光的強度最小的位置。亦即，在晶圓W上之特定點沿著箭頭R1而移動（旋轉）時，特定點所接收之光的強度會因應通過照射位置C0與照射位置C1兩者而改變。圖8（c）及圖8（d）係示意地顯示沿著箭頭R1移動之晶圓W上的特定點所接收之光的強度之改變的圖式。圖8（d）所示的例子和圖8（c）相比轉速較高。即使在轉速較高的情況下，由於特定點的移動路徑（相當於箭頭R1）並未改變，因此特定點亦會通過照射位置C0、C1兩者。然而，在轉速較高的情況下，特定點所接收之光的強度改變的速度亦較快。
在光的強度較高的狀態（例如，圖8中的照射位置C0等）下，來自光源42的光中，VUV光當中強度較高之波長區域的光及強度較低之波長區域的光，均容易穿透至光阻圖案13。另一方面，在光的強度較低的狀態（例如，圖8中的照射位置C1等）下，來自光源42的光中，VUV光當中強度較高之波長區域的光會穿透至光阻圖案13，但強度較低之波長區域的光會成為難以穿透至光阻圖案13的狀態。亦即，吾人認為在光的強度較低的狀態下，與VUV光之連續光譜對應的各波長成分的光中，特別是強度較低之波長區域的光，對於促進光阻圖案13中的改質並未照射充分的光量。
又，吾人認為本發明之實施態樣所使用的適用於EUV微影的光阻材料，和用於其他用途的光阻材料相比，難以吸收從包含VUV光之光源42照射的光，且對於來自光源42之光的回應性較低。因此，吾人認為當使轉速較高時，即使處於光的強度較高的狀態下，VUV光當中強度較低之波長區域的光亦難以穿透至光阻圖案13內。因此，如圖7所示，吾人認為和轉速較高的情況相比，使轉速降低更可提高光對於光阻圖案13的穿透率，而可促進光阻圖案13中之化學鍵結的切斷及交聯反應的進行。此化學鍵結的切斷及交聯反應有助於蝕刻耐受性的提高。在圖7所示的結果中，證實就光阻圖案13（ADI）而言，LWR幾乎為相同程度，但就下層膜圖案（AEI）而言，和轉速較高時相比，轉速較低時LWR較小，因而改善了表面之粗糙（粗糙度）。亦即，吾人認為光阻圖案13的蝕刻耐受性之提高效果會因為轉速而有不同，此結果會導致將光阻圖案13作為光罩使用後的下層膜圖案（AEI）的LWR改變。如此，吾人認為對於EUV微影用光阻材料的光阻圖案13照射來自包含VUV之光源42的光時，持續光照射的時間非常重要。亦即，與其將光照射之面內均勻性列入考慮而使轉速增加，可優先持續且長時間地確保光之強度較高的狀態（例如，通過C0的時間），以使光在各位置中充分穿透至光阻圖案13。吾人認為藉由實現如上所述之狀態，可提高改善下層膜圖案中的表面之粗糙（粗糙度）的效果。
又，關於具體的轉速，例如舉出在將75mj/cm2 之照射劑量的光照射至晶圓W的期間，將晶圓W設為旋轉一圈~旋轉四圈左右。此值例如，由於在將來自光源42的光照度設為0.8mW/cm2 的情況下，一個製程所需要的時間為93.75秒，故相當於將固持部26的旋轉速度設為0.5rpm~3rpm左右。
又，晶圓W的轉速在進行來自光源42之光照射的期間，亦可不設為固定。如上所述，若轉速較高，則VUV光當中強度較高之波長區域的光，容易穿透至光阻圖案13。從而，藉由一邊改變轉速，一邊對晶圓W照射來自光源42的光，而調整來自光源42之光的照射，以使特定波長區域的光容易更多地穿透至晶圓W。
（關於由光源位置所得之光照度分布） 又，當使如晶圓W般圓形的基板以某角速度旋轉時，在晶圓W的內側（中央附近）與外側（端部附近），相對於光源42的移動速度不同，同時與光源42的位置關係亦明顯不同。具體而言，由於若離旋轉中心的距離較遠，則實質上的移動速度會較快，因此晶圓W的內側相對於光源42的移動速度較慢，而外側相對於光源42的移動速度較快。又，在晶圓W旋轉一圈之期間所通過的照射區域，在晶圓W的內側與外側中亦明顯不同。例如，當光源42如圖3之配置時，晶圓W的內側在晶圓W旋轉一圈之期間，會通過藉由內側之四個光源42所照射的照射區域。另一方面，晶圓W的外側在晶圓W旋轉一圈之期間，會通過藉由外側之八個光源42所照射的照射區域。從而，晶圓W的外側會通過更多藉由光源42所照射的照射區域，故通過光的強度較高之區域的次數會較多。如此，即使晶圓W係以某個固定的速度旋轉，但根據晶圓W的位置（特別是離旋轉之中心的距離），晶圓W之表面的光阻圖案13所接收之光（特別是照射之光的強度改變的速度）會有所不同。因此，就結果而言，吾人認為根據晶圓W之表面的位置，光阻圖案13的表面之粗糙的改善程度會有所不同。又，在圖3所示之配置的情況下，晶圓W之外側會重複通過藉由光源42所照射之光的強度較高之區域，而通過光的強度較低之區域中之一個的時間帶會變短。因此，由於晶圓W強烈地受到「通過藉由光源42所照射之光的強度較高之區域的時間帶」的影響，故可促進光阻圖案13中之藉由光所進行的改質。
在圖9中，係顯示在一邊使晶圓W旋轉，一邊照射來自複數光源42之光的情況下，在晶圓W之各位置中所接收之光的光照度分布（光的照射量之分布）之一例。此處，光源42的配置係如圖3所示般於內外配置有複數個光源42的情況。在圖9所示的例子中，證實在晶圓W的外側與內側，晶圓W表面所接收之光的光照度會產生偏差。具體而言，相對於在晶圓W外側的區域W1中，接收之光的光照度為中等程度，在晶圓W內側的區域W2，接收之光的光照度較低（區域W2為Min.側的顏色）。又，在中央附近，於區域W1與區域W2之間，亦存在光照度根據離中心之距離而改變的區域。關於產生如此之光的光照度之偏差的原因，如上所述，可舉例為「晶圓W相對於光源42之移動速度會因晶圓W的位置而不同」。又，吾人認為以何種方式通過各光源42的照射區域中，強度較強之區域（例如，圖8中的照射位置C0等）與強度較弱之區域（例如，圖8中的照射位置C1等），亦係光照度會因晶圓W之各位置而不同的原因之一。吾人認為如此之光照度分布的偏差，亦會影響光阻圖案13及下層膜圖案之表面粗糙（粗糙度）的改善效果之偏差。
在晶圓W表面的各位置中（特別是徑向上）產生光照度分布之偏差的情況下，作為改善光照度分布之偏差之方法，吾人認為係變更從複數光源42對晶圓W照射之光的強度。
使從光源42對晶圓W照射之光的強度因應晶圓W之位置（特別是在內側與外側）而不同的具體手法，並無特別限定。例如，吾人認為可變更光源42的配置、光源42的數量、及從各光源42輸出之光的強度等。例如，在圖3所示的十二個光源42中，藉由將內側之四個光源的電流修正值設為3.5，將外側之八個光源的電流修正值設為2.5，可使從內側之光源42輸出之光的強度，大於來自外側之光源之光的強度。又，亦可不進行電流修正值等的變更，而係藉由變更光源的配置等，使如圖9所示之光照度分布的偏差減低。如上所述，從光源42輸出的光，即使在照射區域內，於中央附近（C0）與端部附近（C1）其強度會有明顯不同。又，在中央附近（C0）與端部附近（C1），當通過該區域時，光阻圖案13中之光到達深層的程度、及基於接收到之光的光阻圖案13之改質程度會有明顯不同。再者，藉由將鄰接之光源42彼此接近配置，以使照射區域之端部附近重疊，可在通過重疊之區域時，使晶圓W所接收之光的量增加。從而，藉由調整重疊之區域的大小等，亦可調整光阻圖案13所接收之光的量。如此，特別是藉由變更與光源42有關之各種構成，可實現使從光源42對晶圓W照射之光的強度，因應晶圓W之位置（特別是在內側與外側）而不同的構成。
又，所謂晶圓W的「內側」與「外側」，係表示相對的位置關係。因此，將內側與外側的邊界設於何處並無特別限定。根據光源42的數量及其配置，沿著晶圓W之徑向的光照度分布之偏差所產生的位置可能會改變。然而，由於一邊使晶圓W旋轉一邊從光源42照射光，故內側中晶圓W的移動速度較慢，而外側中晶圓W的移動速度較快。因此，有較高的傾向，和晶圓W的外側相比，晶圓W的內側在光阻圖案13的改質（化學鍵結的切斷及交聯反應）上，較難以接收到充分的光。考慮到此點，只要使從光源42對晶圓W照射之光的強度，在晶圓W的內側與外側不同即可。
（關於EUV微影用光阻材料中之添加劑的影響） 在上述評價測試1中，光阻圖案13係選擇PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯樹脂）作為樹脂材料，並進一步採用添加了光分解型淬滅劑作為添加劑的光阻材料。然而，在EUV微影中，由於添加劑的添加量亦會大幅影響光阻的光學特性，因此有時會改變添加劑的添加量。又，針對藉由使添加劑之添加量改變而造成的光阻圖案13之光學特性的改變（特別是，照射來自包含VUV光的光源42之光時的改變），顯示進行探討的結果。在以下的評價測試中，係使用與上述評價測試1所使用之光阻材料相同的樹脂材料，並選擇同一種類的光分解型淬滅劑作為添加劑。
（評價測試2及結果） 使用與評價測試1所使用之光阻材料相同的樹脂材料，並準備三種將同一種類之光分解型淬滅劑作為添加劑而添加的光阻材料。然而，在三種光阻材料中添加劑的添加量不同。此處，將三種光阻材料設為光阻A、光阻B及光阻C。
三種光阻材料當中，光阻A係與評價測試1中使用的光阻材料相同。又，光阻B及C和光阻A相比，係將光分解型淬滅劑的添加量（光阻材料之每單位重量的添加量）增加者。又，光分解型淬滅劑的添加量，其關係為A＜B＜C。
準備三種測試用晶圓，並將上述藉由三種光阻材料所形成之光阻圖案13，分別形成在SOC膜11及SOG膜12上。又，藉由各光阻材料所形成之圖案大小分別不同，光阻A為20nm、光阻B為19nm、光阻C為22nm。一般而言，吾人知悉圖案大小越大的光阻材料，與表面之粗糙（粗糙度）有關的LWR越小。
在基板處理裝置1中，從光源42對各測試用晶圓照射既定照射劑量之光後，測量LWR，並將其結果顯示於圖10。圖10的橫軸係從光源42射出之光（包含VUV光）的照射劑量。所謂照射劑量0mj/cm2 ，係表示未對光阻圖案13進行來自光源42之光的照射。
如圖10所示，證實在與有無來自光源42之光的照射無關的情況下，LWR係依光阻A、B、C的順序變小。又，就光阻A而言，在將來自光源42之光的照射劑量增加至100mj/cm2 左右時，LWR幾乎為最小，但就光阻B及光阻C而言，係將來自光源42之光的照射劑量設為50~75mj/cm2 左右時，LWR幾乎為最小。如此，證實了即使在添加同一種類之添加劑的情況下，光阻對於來自包含VUV光之光源42的光之特性，亦會根據其添加量而改變。
（評價測試3及結果） 針對光阻A及光阻B，分別準備在SOC膜11及SOG膜12上將它們平坦地塗布成膜狀的兩種測試用晶圓，並測量光阻膜厚。其後，在基板處理裝置1中，從光源42對各測試用晶圓照射既定照射劑量之光後，測量光阻膜厚，並測量因光之照射而造成的光阻膜厚之改變。再者，對照射光後的光阻以既定條件進行蝕刻，再測量因蝕刻而造成的膜厚之改變量。另一方面，作為比較對象，係準備與上述同樣的測試用晶圓，並在不進行藉由光源42所執行之光的照射下，測量以同一條件進行完蝕刻後的因蝕刻而造成的膜厚之改變量。
從上述測量結果來看，由於可根據有無來自光源42之光的照射，而得知在同一條件下進行蝕刻後的蝕刻深度之差異，因此可評價藉由來自光源42之光的照射，將蝕刻耐受性提高了多少程度。又，光阻膜厚會因為「由來自光源42之光的照射所造成的光阻材料之改質（化學鍵結的切斷及交聯反應）」而改變（膜厚變小）。將此改變量亦納入考量，而評價出「蝕刻耐受性如何受到來自光源42之光的照射而改變」的結果，係顯示於圖11。圖11的橫軸係從光源42射出之光（包含VUV光）的照射劑量。又，縱軸係顯示蝕刻耐受性的改善程度。又，為了證實有無光之照射所造成的在光阻材料之表層的改變，係將蝕刻時間縮短，例如設在5s以下而進行評價。
如圖11所示，證實了隨著來自光源42之光的照射量（照射劑量）從100mj/cm2 增加到200mj/cm2 以上，光阻A的蝕刻耐受性之改善有所進展。另一方面，證實了即使在來自光源42之光的照射劑量較低的情況（100mj/cm2 ）下，光阻B的蝕刻耐受性之改善亦有某種程度的進展，且即使照射劑量增加亦不太會改變。如上所述，由於光阻B和光阻A相比，光分解型淬滅劑的添加量較高，故如圖11所示，吾人認為蝕刻耐受性的改善狀況已經改變。如此，吾人認為EUV微影用光阻材料，可根據添加劑的種類或是添加量，而改變照射包含VUV光之光時的光阻圖案中之特性的改變程度、或其傾向。
（關於因添加劑之添加量而造成的表面之粗糙的改善傾向之差異） （評價測試4） 關於評價測試4，係以和光阻A同樣的方式，在將與光之照射有關的各種條件變更後，針對光阻C評價表面之粗糙（粗糙度）的改善。圖12係顯示評價測試4之結果的圖式。
具體而言，係針對「使晶圓之轉速在兩個條件下改變的情況」、及「使來自光源42之光照射時的燈具之電流修正值在兩個條件下改變的情況」，進行與LWR（line width roughness：線寬粗糙度）之改變有關的評價。評價的對象係「光阻圖案13」、及「將光阻圖案13作為光罩而進行下層膜之蝕刻時，下層膜中的圖案」。使用之晶圓W的構成，係和圖7所說明之光阻A的情況相同。又，使用之光阻材料為光阻C，其和光阻A相比，光分解型淬滅劑的添加量較多。
將在其表面形成有光阻圖案13之晶圓W收納於基板處理裝置1的殼體21內，並將殼體21內進行減壓。在殼體21內達到設定壓力後，藉由光源42照射光。一連串的操作係與上述基板處理方法相同。使照射量在50mj/cm2 、75mj/cm2 之間以兩階段改變。又，在藉由光源42所進行之光照射時，使晶圓之轉速（照射既定量之光的期間之晶圓的轉速）以旋轉一圈、旋轉三圈兩階段改變。再者，使光源42中之燈具的修正值（電流修正值）以2.5及3.5兩階段改變。在使該等設定值改變的條件下，分別針對「光阻圖案13（ADI）」、及「將光阻圖案13作為光罩而進行下層膜之蝕刻時，下層膜中的圖案（AEI）」，測量LWR。又，在藉由光源42所進行之光照射時的Ar流量係設為20mL。
在圖12中，係顯示了LWR的測量結果。又，在圖12中，係將未進行「使用基板處理裝置1之來自光源42的光（VUV光）照射」時的測量結果作為參照值（Ref）。又，顯示了關於燈具修正值2.5的情況、關於照射劑量50mj/cm2 且旋轉圈數為1、3的情況、及關於照射劑量75mj/cm2 且旋轉圈數為1、3的情況的測量結果。又，顯示了關於燈具修正值3.5的情況、及關於照射劑量75mj/cm2 且旋轉圈數為1的情況的測量結果。
在圖12所示的結果中，證實了在照射劑量50mj/cm2 及照射劑量75mj/cm2 中的任一者中，和光阻圖案13（ADI）的LWR相比，下層膜圖案（AEI）的LWR較低。又，在燈具修正值2.5及燈具修正值3.5兩者中，LWR幾乎同値。由此推測，在任何條件下，光阻圖案13中的蝕刻耐受性均會提高，並且下層膜圖案（AEI）中的表面之粗糙（粗糙度）會受到改善。從圖11所示之結果推測，若光分解型淬滅劑的添加量增加，則光阻材料對於來自光源42之光的回應性會提高，而圖12所示之結果係和基於此圖11之結果的推測一致。
又，在燈具修正値2.5且照射劑量50mj/cm2 的條件下，將使旋轉圈數改變為1、3時的兩個結果進行比較，證實了光阻圖案13（ADI）的LWR在兩者間幾乎相同。另一方面，證實了在旋轉圈數為1時，下層膜圖案（AEI）的LWR較小（雖然只有些許差異）。此傾向與評價測試1（光阻A）的情況相同。如上所述，根據添加劑的添加量，光阻材料的特性可能會改變。然而，在評價測試4的結果中，由於在光阻A及光阻C顯示了同樣的傾向，因此推測若為一般的EUV微影用光阻材料，亦會顯示同樣的傾向。亦即，雖然藉由添加添加劑，會有改善光阻材料中的表面之粗糙的傾向係為人所習知，但無論添加劑的量多少，在照射VUV光的情況下，其改善效果會更加提高。
[作用] 如以上所說明，在上述基板處理裝置1及基板處理方法中，係將從光源42對基板射照射光時的基板之轉速設為0.5rpm~3rpm。藉由如此之構成，由於可使真空紫外光當中，特別是低波長側之光亦容易穿透至圖案，故可提高表面之粗糙的改善效果。如上所述，由於藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案對於光的回應性較低，因此需要花費某種程度時間來照射真空紫外光。相對於此，藉由上述構成，特別是可使光強度較低的低波長側之光亦容易穿透至圖案，而可提高表面之粗糙的改善效果。
又，可設為在照射來自光源42之光的期間，使基板之轉速改變的態樣。藉由照射光時的基板之轉速，可使穿透至圖案之光的成分改變。又，藉由一邊使轉速改變，一邊照射光的構成，可使適用於改善表面之粗糙的光之成分穿透至圖案，而可更加提高表面之粗糙的改善效果。又，在照射來自光源42之光的期間，可使基板的轉速進一步改變，而成為停止狀態，亦即，亦可設為使基板之旋轉暫時停止的態樣。由於即使為如此之構成，亦可使穿透至圖案之光的成分改變，故可更加提高表面之粗糙的改善效果。關於暫時停止時的時間等，可根據圖案等而適當調整。
又，上述基板處理裝置1具有：氣體供給部30，將鈍性氣體供給至處理容器內；及氣體排出部35，從處理容器內排出氣體。此時，在藉由光源部照射光的期間，氣體供給部30及氣體排出部35可設為一邊使處理容器內之壓力改變，一邊進行氣體之供給及排出的態樣。藉由如此之構成，可一邊將處理容器內的壓力設為因應基板之表面狀況的狀態，一邊對圖案照射真空紫外光。
以上，雖說明了各種例示的實施態樣，但本發明並不限定於上述例示的實施態樣，亦可進行各式各樣的省略、替換及變更。又，可將不同實施態樣中的元素加以組合，而形成其他實施態樣。
例如，基板處理裝置1中的光源42之配置及數量等，可適當變更。又，亦可追加用於控制從光源42射出之光的路徑的構件等。又，基板處理裝置1內的各部之配置及構成，亦可適當變更。又，上述實施態樣所說明之壓力的控制等僅為一例，亦可在包含來自光源42之光照射前的階段，變更殼體21內的壓力控制。
從以上說明應可理解，本發明之各種實施態樣，係為了說明之目的而以本說明書進行說明，在不脫離本發明之範圍及主旨的情況下，可進行各種的變更。從而，本說明書所揭露之各種實施態樣，並非意圖限定本發明，而真正的範圍與主旨係由附加之申請專利範圍來表示。
1:基板處理裝置 11:SOC膜 12:SOG膜 13:光阻圖案 20:處理室 21:殼體 21a,21b:穿通孔 22:搬運口 23:閘門閥 25:旋轉支撐部 26:固持部 27:旋轉驅動部 30:氣體供給部 30a:氣體源 30b:閥 30c:配管 35:氣體排出部 35a:真空泵 35c:配管 40:光照射機構 41:殼體 42:光源 43:開關 44:點光源 100:控制器 111:照射控制部 112:氣體供給控制部 113:排氣控制部 114:搬入搬出控制部 115:搬入搬出控制部 120:電路 121:處理器 122:記憶體 123:儲存裝置 124:輸入輸出埠 A1:軸線 C0,C1:照射位置 L1:光 R1:箭頭 W:晶圓 W1,W2:區域 t0~t3:時刻
圖1係顯示依本發明之一個例示的實施態樣之基板處理裝置的圖式。 圖2（a）、（b）係例示藉由基板處理裝置所進行之基板處理的示意圖。 圖3係例示在基板處理裝置中之光源配置的示意圖。 圖4係例示控制器之功能性構成的方塊圖。 圖5係例示控制器之硬體構成的方塊圖。 圖6係例示基板處理裝置中之基板處理時之壓力改變的圖式。 圖7係例示評價測試1之結果的圖式。 圖8（a）~（d）係例示旋轉之基板所接收之光之強度改變的圖式。 圖9係例示基板中之光照度分布的圖式。 圖10係例示評價測試2之結果的圖式。 圖11係例示評價測試3之結果的圖式。 圖12係例示評價測試4之結果的圖式。
1:基板處理裝置
20:處理室
21:殼體
21a,21b:穿通孔
22:搬運口
23:閘門閥
25:旋轉支撐部
26:固持部
27:旋轉驅動部
30:氣體供給部
30a:氣體源
30b:閥
30c:配管
35:氣體排出部
35a:真空泵
35c:配管
40:光照射機構
41:殼體
42:光源
43:開關
44:點光源
W:晶圓

Claims (6)

  1. 一種基板處理裝置，包含： 固持部，將處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板加以固持； 旋轉驅動部，用於使該固持部旋轉；及 光源部，具有複數光源，並對被固持於藉由該旋轉驅動部以轉速0.5rpm~3rpm旋轉之該固持部的該基板之表面，照射包含真空紫外光的光。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 在藉由該光源部照射光的期間，使該基板的轉速改變。
  3. 如請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 在藉由該光源部照射光的期間，使該基板的旋轉暫時停止。
  4. 如請求項1所述之基板處理裝置，更包含： 氣體供給部，將鈍性氣體供給至該處理容器內；及 氣體排出部，從該處理容器內排出氣體； 在藉由該光源部照射光的期間，該氣體供給部及該氣體排出部係一邊使該處理容器內的壓力改變，一邊進行該氣體的供給及排出。
  5. 一種基板處理方法，其包含以下步驟： 一邊使處理容器內在表面形成有藉由EUV微影用光阻材料所形成之圖案的基板，以轉速0.5rpm~3rpm旋轉，一邊從具有複數光源之光源部，對該基板的表面照射包含真空紫外光的光。
  6. 一種電腦可讀取之記錄媒體，儲存有用於使裝置執行請求項5所述之基板處理方法的程式。
TW109128346A 2019-09-03 2020-08-20 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體 TW202115789A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-160273 2019-09-03
JP2019160273A JP7336318B2 (ja) 2019-09-03 2019-09-03 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202115789A true TW202115789A (zh) 2021-04-16

Family

ID=74679332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109128346A TW202115789A (zh) 2019-09-03 2020-08-20 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11520233B2 (zh)
JP (1) JP7336318B2 (zh)
KR (1) KR20210028105A (zh)
CN (1) CN112445087A (zh)
TW (1) TW202115789A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202303301A (zh) * 2021-05-10 2023-01-16 美商應用材料股份有限公司 用於灰階微影術的方法以及設備

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786148A (ja) * 1993-09-20 1995-03-31 Fujitsu Ltd レジスト膜の硬化方法
US6251801B1 (en) * 1998-10-07 2001-06-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP3342856B2 (ja) 1999-10-22 2002-11-11 株式会社半導体先端テクノロジーズ 微細パターンの形成方法および半導体装置の製造方法
JP2005197348A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP2015119119A (ja) * 2013-12-20 2015-06-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ 基板処理方法および基板処理装置
JP6770428B2 (ja) * 2016-12-28 2020-10-14 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 除電装置および除電方法
JP6825956B2 (ja) * 2017-03-28 2021-02-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理方法および紫外線照射手段の選択方法
JP6881120B2 (ja) * 2017-07-19 2021-06-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP7186114B2 (ja) * 2019-03-15 2022-12-08 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112445087A (zh) 2021-03-05
US20210063883A1 (en) 2021-03-04
KR20210028105A (ko) 2021-03-11
JP2021040025A (ja) 2021-03-11
JP7336318B2 (ja) 2023-08-31
US11520233B2 (en) 2022-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI821289B (zh) 基板處理裝置
TW202115789A (zh) 基板處理裝置、基板處理方法及記錄媒體
US11733612B2 (en) Substrate processing apparatus and method of processing substrate
CN111492314A (zh) 光照射装置
TWI829724B (zh) 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
JP7356847B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP6768561B2 (ja) 露光装置、基板処理装置、基板の露光方法および基板処理方法
JP2013131752A (ja) レーザー処理装置
US11693319B2 (en) Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium
WO2024090327A1 (ja) 基板処理装置
TW202117455A (zh) 光照射裝置、光照射方法及記憶媒體
KR20230054293A (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
US9362150B2 (en) Substrate processing apparatus
KR102688406B1 (ko) 기판 처리 장치
CN110517952B (zh) 基片处理装置
WO2024101144A1 (ja) 基板処理装置
JP2013131753A (ja) レーザー処理装置及びその制御方法
JP2021040026A5 (zh)