TW202303288A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

[課題] 使利用適用於EUV微影之光阻材料的基板之曝光時的靈敏度在平面內均勻。 [解決手段] 基板處理裝置(1)具有：光源(42)，其係對形成有EUV微影用光阻材所致之光阻膜的基板，於曝光處理前照射包含真空紫外光的光；及作為光量抑制構件的有孔板(52)，其係被設置在來自上述光源之光的光路徑上，將到達至上述基板表面之光的光量，在照射區域全體性地抑制成微弱光，包含上述真空紫外光的光係包含波長10nm～200nm所含的至少一部分之頻帶的連續的光譜成分。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本揭示係關於基板理裝置及基板處理方法。
在專利文獻1，揭示對被形成在基板上之光阻膜，與曝光處理不同地另外照射紫外線，以謀求提升光阻圖案之膜壓或線寬之精度或面內均勻性的輔助曝光裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2013-186191號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示係提供能夠使使用適於EUV微影的光阻材料的基板中之曝光時的靈敏度在平面內均勻的技術。 [用以解決課題之手段]
本揭示之一態樣所致的基板處理裝置具有：光源，該光源係對形成有EUV微影用光阻材所致之光阻膜的基板，於曝光處理前照射真空紫外光，和光量抑制構件，該光量抑制構件係被設置在來自上述光源之光的光路徑上，將到達至上述基板表面的光之光量在照射區域全體性地抑制成微弱光，上述真空紫外光包含波長10nm～200nm所含的至少一部分之頻帶的連續光譜成分。 [發明之效果]
若藉由本揭示時，提供能夠使使用適於EUV微影的光阻材料的基板中之曝光時的靈敏度在平面內均勻的技術。
以下，針對各種例示性實施型態予以說明。
在一個例示性實施型態中，基板處理裝置具有：光源，該光源係對形成有EUV微影用光阻材所致的光阻膜的基板，於曝光處理前照射真空紫外光的光，和光量抑制構件，該光量抑制構件係被設置在來自上述光源之光的光路徑上，將到達至上述基板表面的光之光量在照射區域全體性地抑制成微弱光，包含上述真空紫外光的光係含有包含在波長10nm～200nm之至少一部分之頻帶的連續光譜成分。
若藉由上述基板處理裝置時，藉由光量抑制構件被調整為微弱光之包含真空紫外光的光被照射至基板表面的照射區域。因此，可以對基板表面照射包含微弱光之真空紫外光的光，適當地進行光阻膜曝光時之靈敏度調整。其結果，可以使基板中之曝光時的靈敏度在平面內均勻。
上述光量抑制構件可以設為包含在厚度方向形成有複數開口之有孔板的態樣。
藉由將上述般之有孔板當作光量抑制構件使用，針對包含來自光源之真空紫外光的光，能夠不用使其光譜成分變化，以微弱光對基板照射。因此，可以適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
上述光量抑制構件可以設為包含將來自上述光源之光的光量抑制成上述微弱光並使穿透的構件的態樣。
藉由使用上述般將來自上述般之光源之光的光量抑制成上述微弱光並使穿透的構件，能夠在維持來自光源之光的分布之狀態，以微弱光對基板照射。因此，可以適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
可以設為進一步具有下述構件的態樣：於照射來自上述光源之光之時，一面使上述基板旋轉一面予以支持的基板支持部，和被設置在上述光源和上述基板之間的位置，以相對於上述基板之表面面積較小的面積，且朝向上述基板之外周側變大之方式，在上述基板表面形成上述照射區域的遮光構件。
如上述般，藉由設為使用在基板表面形成照射區域的遮光構件，對旋轉的基板照射來自光源的光的構成，能夠對基板表面的全面，使光量更均勻地照射來自光源的光。因此，可以在基板表面適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
上述光量抑制構件可以設為在上述照區域之中較中央部更外周部，以每單位面積之光之照射強度變大之方式，形成光量之梯度的態樣。
在對旋轉的基板照射來自光源之光之情況，藉由光量抑制構件在照射區域之中較中央部更外周部，以每單位面積之光的照射強度變大之方式，形成光量之梯度，依此因可調整由於在基板之中央部和外周部的圓周速度之差而引起的光量之差，故能夠使光量更均勻地照射來自光源之光。
上述光量抑制構件可以設為包含在厚度方向形成有複數開口的有孔板，藉由較上述中央部更增大上述外周部之開口率，形成光量之梯度的態樣。
如上述般，藉由比中央部更靠在外周部增大有孔板之開口率而形成光量的梯度之情況，可以以更簡單的構成調整在基板之中央部和外周部之光量的差。
上述遮光構件可以設為在俯視下與上述基板之中心重疊的位置無形成開口的態樣。
來自光源的光即使在較遮光構件更下方也被擴散。因此，藉由在俯視下與基板之中心重疊的位置，無形成遮光構件之開口，可以防止在基板之中心，來自光源之光集中之情形。
上述光源可以設為光軸相對於上述基板表面呈傾斜之態樣。
在光源之光軸相對於基板表面呈傾斜之情況，能夠一面縮小光源和基板之距離，一面對基板表面照射包含微弱光之真空紫外光的光。因此，可以適當地進行光阻膜曝光時之靈敏度調整。
在一個例示性實施型態中，基板處理方法具有：對形成有EUV微影用光阻材所致的光阻膜的基板，於曝光處理前從光源照射包含真空紫外光的光之步驟，和在上述照射的步驟中，藉由被設置在來自上述光源之光的光路徑上的光量抑制構件，將到達至上述基板表面的光之光量在照射區域全體性地抑制成微弱光之步驟，上述包含真空紫外光的光係包含波長10nm～200nm所含的至少一部分之頻帶的連續光譜成分。
若藉由上述基板處理方法時，藉由光量抑制構件在照射區域被調整為微弱光之包含真空紫外光的光被照射至基板表面。因此，可以對基板表面照射包含微弱光之真空紫外光的光，適當地進行光阻膜曝光時之靈敏度調整。其結果，可以使基板中之曝光時的靈敏度在平面內均勻。
可以設為在上述照射的步驟中，在一面使上述基板旋轉一面支持基板，在上述照射的步驟中，進一步包含藉由被設置在上述光源和上述基板之間的位置的遮光構件，在上述基板表面形成相對於上述基板之表面面積較小的面積，且朝向上述基板之外周側變大的照射區域的態樣。
如上述般，藉由設為使用在基板表面形成上述照射區域的遮光構件，對旋轉的基板照射來自光源的光的構成，能夠對基板表面的全面，使光量更均勻地照射來自光源的光。因此，可以在基板表面適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
以下，參照圖面，針對各種例示實施型態予以詳細說明。另外，在各圖面中，針對相同或相當之部分賦予相同符號。
[基板處理裝置之構成] (第1構成例) 圖1為表示本實施型態之基板處理裝置之第1構成例的示意圖(縱斷側面圖)。圖1所示之基板處理裝置1係對工件W照射處理用之光。例如，基板處理裝置1係被構成對被形成在工件W之表面的光阻膜或光阻圖案照射包含真空紫外光(VUV光：Vacuum Ultra Violet Light)的光。藉由基板處理裝置1所致的包含真空紫外光的光之照射，能夠提升該些光阻膜之曝光時之靈敏度。再者，藉由照射包含真空紫外光的光，能夠改善藉由曝光顯像處理而獲得的光阻圖案之表面的粗糙度。
處理對象之工件W係例如基板，或藉由施予特定處理，形成膜或電路等之狀態的基板。工件W所含的基板以一例而言，為包含矽的晶圓。雖然工件W(基板)以呈現圓板狀作為一例，但是即使圓形之一部分被切除，或呈現多角形等之圓形以外的形狀亦可。即使處理對象之工件W為玻璃基板、光罩基板、FPD(Flat Panel Display)等亦可，即使為對該些基板施予特定處理而獲得的中間體亦可。
在基板處理裝置1中，具有對工件W之表面照射處理用之光L1的功能。就以一例而言，在基板上於SOC膜(Silicon-on-Carbon)及SOC膜上之SOG膜(Silicon-on-Glass)上形成光阻膜之後，藉由進行曝光顯像處理，形成特定之圖案之光阻圖案。光阻圖案係用以對作為下層膜的SOC膜及SOG膜進行蝕刻而在該些下層膜形成圖案之光罩圖案。基板處理裝置1具有例如對形成有光阻圖案之工件W之表面照射處理用之光L1，藉此具有改善光阻圖案之表面之粗糙度的功能。另一方面，在本實施型態中，針對於形成光阻膜之後，對進行曝光顯像處理之前的工件W進行基板處理裝置1所致的處理用之光L1之照射之情況予以說明。
另外，在本實施型態所涉及之基板處理裝置1中，針對被使用於光阻圖案之形成的光阻材為適合於將EUV雷射設為曝光光源之EUV微影之材料的情況予以說明。另外，EUV雷射（Extreme Ultraviolet）為波長13.5nm之雷射。對形成有光阻材所致之光阻膜的工件W使用基板處理裝置1，以特定的條件進行上述包含VUV光的光之照射。其結果，提升之後的曝光處理中之靈敏度。並且，藉由曝光顯像處理而形成有光阻圖案之時的光阻之表面的粗糙度被改善。再者，即使針對將該光阻圖案作為遮罩而進行蝕刻之結果的圖案，亦能改善表面之粗糙。
針對基板處理裝置1之各部進行說明。基板處理裝置1係如圖1所示般，具備處理室20、光照射機構40(光源部)、光量調整機構50、控制器100(控制部)。
處理室20包含框體21(處理容器)、搬運口22、旋轉支持部25、氣體供給部30、氣體排出部32和氛圍調整部34。框體21為例如被設置在大氣氛圍中之真空容器的一部分，被構成能夠收納藉由搬運機構(無圖示)而被搬運的工件W。即是，框體21係在內部作為進行工件W所涉及之處理的處理容器而發揮功能。另外，框體21內即使如後述般，其上下藉由透光板53被區隔亦可。
在基板處理裝置1中，在工件W被收納於框體21內之狀態，進行對工件W的處理。在框體21之側壁形成搬運口22。搬運口22為用以對框體21搬入搬出工件W的開口。搬運口22係藉由閘閥23而被開關。
旋轉支持部25具有在框體21中，根據控制器100之指示，一面使工件W旋轉一面保持的功能。旋轉支持部25具有例如保持部26，和旋轉驅動部27。保持部26係支持使形成有光阻圖案之表面朝上而被配置成水平的工件W之中央部分，藉由例如真空吸附等保持該工件W。旋轉驅動部27具有使保持工件W之保持部26與該工件W一起繞垂直的軸線A1旋轉的機能。旋轉驅動部27係例如將電動馬達設為動力源的旋轉致動器。
氣體供給部30係被構成經由被形成在框體21之貫通孔21a而對框體21內供給惰性氣體(例如，氬、氮等)。氣體供給部30具有氣體源30a和閥體30b和配管30c。氣體源30a貯留惰性氣體，作為惰性氣體的供給源而發揮功能。閥體30b係根據來自控制器100之動作訊號而動作，使配管30c開放及封閉。配管30c係從上游側依序連接氣體源30a、閥體30b及貫通孔21a。
氣體排出部32係經由被形成在框體21之貫通孔21b而排出來自框體21的氣體。氣體排出部32具有真空泵32a和配管32c。真空泵32a係從框體21內排出氣體。配管32c係連接貫通孔21b和真空泵32a。
氛圍調整部34係能經由被形成在框體21之貫通孔21c而將框體21內調整成大氣氛圍。氛圍調整部34具有閥體34b和配管34c。閥體34b係根據來自控制器100之動作訊號而動作，使配管34c開放及封閉。配管34c能將貫通孔21c與大氣氛圍連接。即是，於開放閥體34b之時，框體21內被調整成大氣氛圍。
光照射機構40包含框體41、光源42和開關43。框體41被設置在框體21之上部。光源42被收容在框體41內。在圖1中，光源42被配置在作為保持部26之旋轉軸的軸線A1上。藉由光源42，光被照射至藉由保持部26被保持的工件W之表面全體。開關43係為了切換光源42之點燈的接通斷開而被設置。開關43之動作係藉由例如控制器100而被控制。另外，光源42之配置例為一例，適當被變更。另外，雖然詳細後述，但是即使藉由調整光源42和工件W之位置關係，調整對工件W照射的光之光量亦可。
光源42係照射包含例如115nm～400nm之波長範圍之光的光。以一例而言，光源42係照射構成115nm～400nm之連續光譜的光。「構成連續光譜的光」若為包含波長10nm～200nm(對應於真空紫外光(VUV光)之波長頻帶)所含的至少一部分(例如，波長寬為10nm以上)之頻帶的連續光譜成分的光即可。再者，從光源42射出的光除了VUV光外，即使包含波長較VUV光更大的近紫外光(近紫外線)亦可。以一例而言，來自光源42之光可以設為包含波長160nm以下之頻帶之光的構成。如此一來，有將至少包含VUV光而從光源42被射出的光稱為「包含VUV光的光」之情況。
光源42為例如氘燈，即使被構成照射波長為200nm以下之VUV光亦可。即使連續光譜之峰值之波長為例如160nm以下亦可，即使為150nm以上亦可。再者，即使來自光源42之光構成具有複數次峰值的連續光譜亦可。另外，來自光源42之光不被限定於連續光譜，例如，包含115nm～400nm之波長範圍之1以上之波長的光。「包含特定範圍之光」係指包含該波長範圍所含之1以上之波長的光。
因從光源42被照射的光之光譜之波長頻帶比較寬，故工件W上之光阻膜接受各種波長之光的能量。其結果，在光阻膜之表面引起各種反應。具體而言，藉由構成光阻膜之分子中之各種位置中之化學鍵結被切斷，相對於光阻膜之曝光的靈敏度上升。因此，即使為較少的曝光量，曝光也被適當進行。再者，因藉由上述化學鍵結之切斷而生成各種化合物，故在光照射前存在於光阻膜中之分子持有的定向性被消除。其結果，在光阻膜中之表面自由能下降，內部應力下降。即是，藉由使用光源42作為光源，光阻膜之表面的流動性容易變高，其結果，可以提升形成光阻圖案之時之表面之粗糙的改善效果。
另外，在從光源42照射包含VUV光之光的情況下，當在工件W上之光阻膜接受的光之能量產生偏差時，有可能在被照射VUV光之工件W表面，於光阻之特性產生偏差。因此，包含VUV光的光被要求在工件W表面全體盡可能地均等地被照射。再者，在藉由來自光源42之光的照射，欲調整工件W表面之光阻膜之特性之情況，有需要光的照射量之情況。因此，在基板處理裝置1中，使用光量調整機構50進行光量的調整。
光量調整機構50係如上述般具有在光源42被照射之光L1之光路徑上，調整從光源42被照射之光的光量的功能。在圖1所示的例中，具有擋板51、有孔板52、透光板53及遮光板54作為光量調整機構50。
擋板51具有切換來自光源42之光L1到達至工件W之狀態，和欲到達之狀態的機能。擋板51具有例如能夠配置在光L1之光路徑上的遮蔽板51a，和能夠移動地支持遮蔽板51a的支持部51b。遮蔽板51a被設為能夠遮蔽來自光源42之光L1全部的大小。再者，支持部51b係在例如遮蔽板51a相對於光L1之光軸呈正交之狀態下，在光路徑上和光路徑之外之區域之間，能夠移動地支持遮蔽板51a。藉由支持部51b使遮蔽板51a移動，可以切換來自光源42之光L1到達至工件W之狀態，和不到達之狀態。另外，在圖1中，表示遮蔽板51a被配置在光路徑上之狀態。
有孔板52具有被設置在從光源42被照射之光L1之光路徑上，使來自光源42之光L1減光的機能。即是，有孔板52能夠作為光量抑制構件而發揮功能。有孔板52係例如圖2所示般，在厚度方向形成有複數開口52a的板。具體而言，作為有孔板52，可以使用例如形成多數複數開口的沖孔金屬。另外，無須在有孔板52之全面設置複數開口，至少在照射光L1之範圍，設置開口以使能夠發揮作為有孔板52的功能即可。有孔板52之開口率(在光L1之照射範圍的開口率)可以設為例如1%～50%程度。雖然被設置在有孔板52之開口的形狀及大小並無特別限定，例如能夠選擇通過有孔板52之光L1比起通過前之光，波長分布為相同程度，強度整體而言變弱的有孔板52。
透光板53係被設置在較擋板51更下方(從光源42間隔開之側)，具有使光L1穿透的所謂分隔牆之功能。即是，透光板53係被配置成將框體21內之空間區劃成光源42側和工件W側。依此，較透光板53更下方的空間成為與上述空間獨立的封閉空間。在將氣體供給部30、氣體排出部32及氛圍調整部34配置在較透光板53更下方之情況，能夠適當地進行在較透光板53更下方之存在工件W的空間之氛圍的調整。即使透光板53為例如玻璃(例如，氟化鎂玻璃)亦可。另外，即使透光板53全體實質上能夠100%穿透光L1亦可，若至少光L1之光路徑上能夠穿透光L1即可。再者，作為透光板53，藉由使用使光L1衰減的材料，即使針對透光板53，亦設為具有作為光量抑制構件之功能的構成亦可。
遮光板54具有調整從光源42被照射之光L1之照射範圍(工件W表面中之光L1之到達範圍)的作為遮光構件的功能。在圖1所示的例中，以藉由遮光板54，來自光源42之光L1到達至工件W之全面之方式，調整光L1之照射範圍。另外，遮光板54之形狀，能夠藉由光源42對工件W的配置而變更。再者，將在工件W表面中之光L1之照射範圍稱為照射區域AR。在圖1所示的例中，工件W之表面全體成為照射區域AR。
從光源42被射出的光L1藉由經過光量調整機構50，光量被抑制，其結果，成為微弱光。在本實施型態中，「微弱光」係指對工件W照射光之時的工件W之溫度之變化，相對於外部之溫度(框體21外之溫度、室溫)被抑制成未達1℃之程度的光。再者，經過光量調整機構50之後的光L1在工件W表面的光L1之照射區域AR之全體能夠被調整為微弱光。
(第2構成例) 接著，針對變更光源42之配置的第2構成例所涉及之基板處理裝置1A，一面參照圖3一面予以說明。
在基板處理裝置1A中，以藉由旋轉支持部25使工件W旋轉為前提，非工件W全體，而將光源42之照射位置區分為一部分的構成。具體而言，光源42之光軸A2成為相對於工件W之旋轉軸A1沿著工件W之徑向而朝外側移動的配置。在圖3所示的例中，來自光源42之光L1邊照射工件W之中央附近，邊以能夠照射工件W之一端(在圖3中為右側端部)之程度，光軸A2被移動。在此情況，因相對於工件W之全面不照射來自光源42之光L1，故可以使光源42和工件W之距離接近。
另外，雖然也取決於將工件W之旋轉軸A1 和光軸A2之距離何種程度，或光源42和工件W之距離，但是也考慮例如旋轉軸A1和光軸A2之距離調整成相對於工件W之半徑成為10%～100%程度。
另外，一面設為基板處理裝置1A之構成，一面設為欲均勻地對工件W之全面照射來自光源42之光之情況，尤其，被要求調整遮光板56之形狀而調整光從光源42對工件W的照射量。
圖4為表示在基板處理裝置1A中能夠被使用之遮光板56之形狀之一例。遮光板56係包含使來自光源42之光通過之開口56a而被構成。此時，即使將開口56a設為例如將俯視下對應於工件W之中心的保持部26之軸線A1設為頂角，具有在工件W之徑向延伸的二等邊56b、56b的等腰三角形亦可。此情況，以等腰三角形之底邊56c成為超過工件W之周緣Wp之位置之方式，設定二等邊56b、56b之長度。在圖4之例中，成為底邊56c與工件W之周緣Wp重疊的位置。但是，實際上，如圖3等所示般，因即使在較遮光板56更下方，光L也擴散，故因應遮光板56之配置，設置開口56a之形狀及大小。
一面藉由旋轉支持部25以特定旋轉速度(角速度)使工件W旋轉，一面從光源42照射光L1之情況，比起在工件W之中央附近，在周緣，周速度變大。考慮該點，如圖4所示般，以來自光源42之光之照射區域從工件W之中心朝向周緣Wp擴散之方式，即是能夠設定遮光板56之形狀及大小。當設為如此形狀時，在工件W上之照射區域AR(參照圖3)成為概略三角形狀。
另外，在圖3中，表示光L1之照射區域AR被設定在包含工件W的中心之某程度寬的範圍。即使因應從光源42被照射的光之強度分布等，以被照射至工件W表面之光的強度成為均勻之方式，調整照射區域亦可。
藉由調整照射區域AR，能夠更均勻地調整被照射至工件W表面之各位置的光L1之光量。因此，即使因應從光源42被射出之光之光量分布，調整照射區域AR亦可。
(控制器) 基板處理裝置1之控制器100係控制旋轉支持部25、氣體供給部30、氣體排出部32、氛圍調整部34、光照射機構40、光量調整機構50(尤其，擋板51)。
再者，控制器100係藉由一個或複數控制用電腦而構成。例如控制器100具有圖5所示之電路120。電路120具有一個或複數處理器121、記憶體122、儲存器123和輸入輸出埠124。儲存器123具有例如硬碟等、藉由電腦可讀取的記憶媒體。記憶媒體係記憶使基板處理裝置1實行後述基板處理順序的程式。即使記憶媒體為非揮發性之半導體記憶體、磁碟及光碟等之能取出的媒體亦可。記憶體122係暫時性地記憶從儲存器123之記憶媒體載入的程式及處理器121所致的運算結果。處理器121藉由與記憶體122合作而實行上述程式，構成上述各功能模組。輸入輸出埠124係依照來自處理器121之指令，在控制器100控制的各部之間進行電訊號之輸入輸出。
另外，控制器100之硬體構成不一定要限定在藉由程式構成各功能模組者。例如，控制器100之各功能模組即使藉由專用的邏輯電路或將此予以積體的ASIC (Application Specific Integrated Circuit)而被構成亦可。
[基板處理方法] 接著，針對包含在基板處理裝置之動作的基板處理方法予以說明。本實施型態所示的基板處理方法係對形成有光阻膜之工件W，使用基板處理裝置1(或基板處理裝置1A)於曝光前照射包含VUV光的光。
圖6係流程圖表示對工件W形成光阻圖案之時的程序。
在步驟S01中，對工件W之表面塗佈光阻液，形成光阻膜。光阻膜之形成方法並無特別限定。即使在形成光阻膜之前的工件W之表面形成下層膜等亦可。在該階段，相對於工件W之表面之全面形成光阻膜。
在步驟S02中，使用基板處理裝置1而對形成有光阻膜之工件W之表面照射包含VUV光的光。對以框體21被保持的工件W，照射來自光源42之光L1作為VUV光。光L1為包含VUV光的光。在以下的實施型態中，有將從光源42被射出的「包含VUV光的光L1」簡稱為「VUV光」之情況。以下，針對在步驟S02中之基板處理裝置1之操作予以說明。
圖7為表示框體21內之壓力之歷時變化的概略的曲線圖。另外，「框體21內」係指存在工件W之空間內(以透光板53被區劃的空間之中，存在工件W之下方的空間)。再者，圖7之曲線圖的橫軸係表示處理中之經過時間，縱軸係表示成為處理容器之框體21內之壓力(單位：Pa)，成為示意性地大概表示對數軸者。
首先，在氣體供給部30及氣體排出部32之動作被停止的狀態下，工件W藉由搬運機構被搬入至框體21內。當工件W被載置於旋轉支持部25之保持部26時，閘閥23被封閉，框體21內被氣密。此時，框體21內被設為例如標準氣壓之大氣氛圍(圖7之時刻t0)。之後，藉由氣體排出部32之動作，降低框體21內之壓力。
當進行減壓，框體21內之壓力成為1Pa時(時刻t1)，該時間被維持特定時間。在暫時維持1Pa之減壓狀態之後(時刻t2)，氣體供給部30之閥體30b被開啟而Ar氣體被供給至框體21內。依此，在框體21內形成Ar氣體氛圍，同時該框體21內之壓力上升。另外，減壓速度及升壓速度可以藉由氣體供給部30及氣體排出部32之動作而進行控制。再者，減壓速度及升壓速度即使為一定亦可，即使在途中變動亦可。
當藉由Ar氣體，例如框體21內之壓力到達至10000Pa時，在維持框體21內之壓力的狀態下，從光源42對工件W照射包含VUV光的光(時刻t3)。此時，假設如基板處理裝置1A般，一面使工件W旋轉，一面照射包含VUV光的光之情況，在藉由旋轉支持部25使工件W旋轉的狀態下進行照射。另外，在如基板處理裝置1般，來自光源42之光到達至工件W全體之情況，即使不使工件W旋轉亦可。當在特定時間，例如30秒間，從光源42照射光時，該光照射被停止(時刻t4)。之後，氣體供給部30及氣體排出部32之動作被停止，框體21內之壓力返回至大氣氛圍之後，工件W從框體21內被搬出。藉由上述，基板處理裝置1所致的工件W之處理結束。
在包含VUV光的光之照射時的每單位面積的光量(有稱為積算照射量，或線量之情況)，比起照射光阻圖案之後，對工件W之表面照射包含VUV光的光之情況變小。具體而言，比起於藉由曝光顯像處理而形成光阻圖案之後，對工件W之表面照射包含VUV光的光，以謀求表面之粗糙度改善之情況，包含VUV光的光之照射量被調整成為1%～2%。例如，在對光阻圖案照射包含VUV光的光之情況，能夠將包含VUV光的光之光量調整為25mj/cm 2～100mj/cm 2。另一方面，在對進行曝光處理之前的光阻膜照射包含VUV光的光之情況，包含VUV光的光之光量能調整為1mj/cm 2～2mj/cm 2程度。如此一來，在對曝光處理前之光阻膜照射包含VUV光的光之情況，照射光之光量能被調整為較小。
在包含VUV光的光之照射中，即使工件W之溫度上升被抑制亦可。如上述般，當包含VUV光的光之光量被調整為變小，並且框體21內之壓力被調整為較大氣壓小時，防止工件W本身的溫度上升。因此，在工件W之溫度與氛圍溫度(例如，框體21之外部的溫度)略同等的狀態，能夠進行上述包含VUV光的光之照射。在與工件W之溫度(外部之)氛圍溫度略同等的狀態下進行照射之情況，防止受到工件W之溫度變化之影響，光阻膜之特性變化之情形。就一例而言，即使包含VUV光的光之照射時之工件W之溫度的變化被抑制成相對於外部之溫度(框體21外之溫度、室溫)未達1℃亦可。
作為縮小工件W之每單位之光的照射量的方法，可舉出例如縮小從光源42被射出之光的光量本身(調整電流值)。再者，作為其他方法，可舉出縮小工件W之表面和光源42之距離(調整成光源42相對於工件W變遠)、縮短照射時間等的眾知方法。即使藉由改變工件W之表面和光源42之距離，同時在從光源42照射光之期間改變光路周邊之壓力，亦可以調整到達至工件W之表面的光的能量。即使組合該些手法而使每單位面積之包含VUV光的光之照射量變化亦可。
在基板處理裝置1中，有孔板52也有助於工件W之每單位面積之光的照射量的調整。因因應有孔板52之開口率，來自光源42之光量減少，故工件W之每單位面積之光的照射量變小。再者，在基板處理裝置1A中，除了有孔板52，遮光板54之形狀也有助於工件W之每單位面積之光之照射量的調整。
另外，如上述般，在基板處理裝置1中，於從光源42對工件W照射光時，進行氣體供給部30所致的氣體之供給，和氣體排出部32所致的氣體之排出。因此，可稱在框體21內之壓力被維持的狀態下發生Ar氣體的替換。
即使從光源42照射光之期間(時刻t3～時刻t4之期間）、框體21內之壓力為一定亦可，即使緩緩地變化亦可。在圖6所示之例中，從光源42照射光之期間，為了抑制來自工件W表面的除氣(排氣)，將框體21內之壓力設為10000Pa。但是，可想像在從光源42照射光之期間，除去之發生量緩緩地變少。在此情況，即使進行使框體21內之壓力緩緩地小變化的控制亦可。藉由進行如此的構成，能夠在更接近於真空的狀態下，能夠進行光對工件W的照射。
在步驟S03中，對照射包含VUV光的光之後的工件W進行加熱處理。在該階段的加熱處理，係對未固化的光阻膜的加熱處理，為所謂的PAB(Pre Applied Bake)的熱處理。
在步驟S04中，進行對加熱處理(PAB)後之工件W的曝光處理。在曝光處理中，使用液浸曝光等之方法，對被形成在工件W的光阻膜之曝光對象部分照射能量線。
在步驟S05中，對曝光處理後之工件W進行加熱處理。在該階段的加熱處理，係對未固化的光阻膜的加熱處理，為所謂的PEB(Pre Exposure Bake)的熱處理。
在步驟S06中，進行對加熱處理(PEB)後之工件W的顯像處理。在顯像處理中，於在工件W之表面上塗佈顯像液之後，藉由沖洗液沖洗此。依此，在工件W之表面上形成特定的圖案。另外，即使於顯像處理後，再次進行加熱處理(PB：Post Bake)亦可。另外，在步驟S01及步驟S03～S06中說明的塗佈處理、加熱處理(PAB，PEB)、曝光處理及顯像處理係可以使用例如包含眾知之塗佈顯像裝置及曝光裝置的基板處理系統等。
藉由進行上述一連串的處理，與以往的基板處理方法進行比較，能獲得提升在光阻膜的曝光靈敏度，並且改善曝光顯像處理後之光阻圖案的粗糙度的效果。
[評估結果] 藉由設為上述構成，可以對工件W表面均勻地照射被設為微弱光的來自光源42的光L1。圖8表示針對該點評估後的結果。
圖8(a)～圖8(c)係示意性地表示評估在工件W表面中之來自光源42之光L1之分布的結果。在圖8(a)～圖8(c)中，將工件W之中心設為位置0，將工件W之外周部(相當於周緣Wp之部分)以「+」「-」表示。
圖8(a)係表示在基板處理裝置1中，不進行使用有孔板52的減光，而對工件W照射光之情況的光量的分布。再者，圖8(b)係表示如基板處理裝置1般，配置開口率為10%之有孔板52之情況之光量的分布。而且，圖8(c)係表示如基板處理裝置1A般，光源42之光軸A2設為工件W之中心(相對於軸線A1偏離的位置)後，使用遮光板56之情況的光量之分布。在圖8(c)所示之例中，有孔板52之開口率為19%，在遮光板56之開口56a之形狀係如圖4所示般，中央部成為頂角之等腰三角形，且由於將頂角設為60°，實質上為正三角形狀。
從比較圖8(a)和圖8(b)的結果，確認出藉由設置有孔板52，可以大幅度抑制光量。再者，藉由使用有孔板52，也抑制工件W之中央部和外周部之間的光量的偏差。但是，即使在圖8(b)所示的結果中，也確認出比起外周部，在中央部，工件W表面接受的光L1之光量大。對此，在圖8(c)中，確認出在工件W之中央部和外周部之間，工件W表面接受的光L1之光量的差變小。
如此一來，藉由使用有孔板52，可以大幅度地抑制光量。而且，確認出在一面使工件W旋轉，一面照射之情況，藉由調整遮光板之形狀，可以更均勻地（縮小光量之差的狀態）照射來自光源42之光。
[作用] 若藉由上述基板處理裝置及基板處理方法時，藉由使用作為光量抑制構件而發揮功能的有孔板52，被調整成微弱光之真空紫外光的光被照射至基板表面之照射區域AR。因此，可以對基板表面照射包含微弱光之真空紫外光的光，適當地進行光阻膜曝光時之靈敏度調整。其結果，可以使基板中之曝光時的靈敏度在平面內均勻。
在曝光前照射包含真空紫外光的光之情況，會需要照射調整成微弱光的光。但是，當欲穩定地從光源42輸出包含真空紫外光的光時，需要在將光量提高至某程度的狀態下的輸出。為了減少到達至基板之光的光量，也可考慮增大光源和基板之距離。但是，當增大光源和基板之距離時，需要使裝置大型化(例如，高背化)。對此，藉由設為上述構成等，可以在使用光量抑制構件而將光量抑制成微弱光之狀態，對基板照射包含真空紫外光的光。因此，可以一面防止裝置之大型化，一面適當地調整在基板中之曝光時的靈敏度。
再者，如上述實施型態般，即使使用在厚度方向形成有複數開口52a的有孔板52作為光量抑制構件亦可。在此情況，針對包含來自光源42之真空紫外光的光，能夠不使其光譜成分變化而以微弱光對基板照射。因此，可以適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
再者，作為光量抑制構件，即使例如透光板53般，包含將來自光源42之光的光量抑制成微弱光並使穿透的構件亦可。在使用如此之光量抑制構件之情況，因能夠在維持來自光源之光的分布之狀態，以微弱光對基板照射，故可以適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。即是，如有孔板52般，與如光僅能通過開口52a之構成比較，因光能夠通過之位置被限制，可以減少光的偏差。
再者，在上述基板處理裝置1A中，使用以相對於基板之表面面積較小的面積，且朝向基板之外周側變大之方式，在上述基板表面形成上述照射區域AR之遮光構件的遮光板56。而且，於將來自光源42之光經由遮光板56而調整照射區域AR之後，對旋轉的基板照射。藉由設為如此的構成，依據調整遮光板56，能夠對基板表面之全面，使光量更均勻地照射來自光源42之光。因此，可以適當地進行包含真空紫外光的光所致的光阻膜之靈敏度的調整。
(變形例) 以上，雖然針對各種例示性實施型態予以說明，但是不限定於上述例示性實施型態，即使進行各種省略、置換及變更亦可。再者，能夠組合不同的實施型態中之要素而形成其他實施型態。
例如，作為遮光構件之遮光板的形狀可以適當地變更。在圖9(a)～(c)係表示遮光板之2種類的變形例。
圖9(a)所示的遮光板56X與遮光板56之開口56a相比較，開口56a之形狀不同。即是，遮光板56X係在俯視下與工件W之中心重疊的位置(對應於軸線A1之位置)，不形成開口56a。如圖1及圖3所示般，來自光源42的光即使在較作為遮光構件之遮光板54、56更下方也被擴散。另一方面，因工件W之中心就算工件W旋轉位置也幾乎不變化，故工件W之中心比起其周圍，來自光源42之光L1的到達量會變大。對此，藉由在俯視下與工件W之中心重疊的位置，無形成遮光板56X之開口56a，可以防止在工件W之中心來自光源42的光集中之情形。在圖9(a)所示的遮光板56X藉由將開口56a之形狀設為梯形而非三角形，使用與工件W的中心重疊的位置，無形成開口56a，但可適當變更開口的形狀。例如，即使將中央側之開口設為曲線狀亦可。
圖9(b)及圖9(c)所示的遮光板56Y係表示在中央部和外周部調整通過之光的光量的構成。遮光板56Y除了開口56a之外，具有有孔部56e。因此，遮光板56Y也具有將到達至工件W之光的光量調整成微弱光的光量抑制構件之功能。再者，與遮光板56X相同，開口56a之區域設為梯形，在對應於工件W之中央部之側，形成有孔部56e。其結果，遮光板56Y具有以每單位面積之光的照射強度變大之方式，形成光量的梯度的功能。
在對旋轉的工件W照射來自光源42之光的情況，因比起外周部，中央部之圓周速度變小，故照射來自光源42之光的時間帶容易有變長的傾向。對此，在照射區域AR中較中央部更外周部，當以每單位面積之光的照射強度變大之方式，形成光量的梯度時，可以調整由於圓周速度之差而衍生的光量之差。因此，能夠在使光量更均勻的狀態下照射來自光源42之光。
尤其，如遮光板56Y般，在光量抑制構件包含有孔板，且該有孔板包含在厚度方向形成有複數開口之情況，即使藉由較中央部增大外周部之開口率，形成光量之梯度亦可。
另外，在圖9中，雖然表示在遮光板56Y設置有孔部56e，但是即使在有孔板52，以藉由較中央部更增大外周部之開口率，每單位面積之光的照射強度變大之方式，形成光量的梯度亦可。
作為其他變形例，即使光源係光軸A2相對於基板表面呈傾斜亦可。在光源42之光軸A2相對於基板之表面呈傾斜之情況，能夠一面縮小光源42和基板之距離，一面對基板表面照射包含微弱光之真空紫外光的光。因此，可以適當地進行光阻膜曝光時之靈敏度調整。即是，可以一面使基板處理裝置低背化，一面實現上述構成。
另外，在使光源相對於基板表面呈傾斜之情況，來自光源42之光的光量分布，比起光軸A2為垂直之情況會變化。因此，即使使用有孔板52、透光板53、遮光板54等，調整成光量成為適當的分布亦可。
再者，在上述構成中，雖然說明於光源42和工件W之間，依序配置有孔板52、擋板51、透光板53、遮光板54之構成，但是可以適當變更該順序。
再者，在上述中，雖然說明基板處理方法之一例，但是即使例如變更VUV光之照射(S02)和加熱處理(S03)之順序亦可。再者，即使設為不進行曝光前之加熱處理(S03)本身之構成亦可。
從以上的說明可理解為了說明的目的，本說明書中說明本公開的各種實施型態，並且可以在不脫離本公開的範圍和主旨的情況下進行各種變更。因此，本說明書公開的各種實施型態無限定的意圖，真正的範圍和要旨藉由所附的專利申請範圍表示。
1,1A:基板處理裝置 20:處理室 21:框體 25:旋轉支持部 26:保持部 27:旋轉驅動部 30:氣體供給部 32:氣體排出部 34:氛圍調整部 40:光照射機構 41:框體 42:光源 50:光量調整機構 51:擋板 52:有孔板 52a:開口 53:透光板 54,56,56X,56Y:遮光板 56a:開口 56e:有孔部 100:控制器
[圖1]係一個例示性實施型態所涉及之基板處理裝置的圖。 [圖2]為表示基板處理裝置中之有孔板之一例的圖。 [圖3]為表示基板處理裝置之變更例之一例的圖。 [圖4]為表示基板處理裝置中之遮光板之一例的圖。 [圖5]為例示控制器之硬體構成的方塊圖。 [圖6]為說明基板處理方法之一例的流程圖。 [圖7]為表示基板處理裝置中之基板處理時之壓力變化之一例的圖。 [圖8(a)、(b)、(c)]為表示來自光源之光的分布之評估結果之一例的圖。 [圖9(a)、(b)、(c)]為表示遮光板之構成之變更例的圖。
1:基板處理裝置
20:處理室
21:框體
21a:貫通孔
21b:貫通孔
21c:貫通孔
22:搬運口
23:閘閥
26:保持部
27:旋轉驅動部
30:氣體供給部
30a:氣體源
30b:閥體
30c:配管
32:氣體排出部
32a:真空泵
32c:配管
34:氛圍調整部
34b:閥體
34c:配管
40:光照射機構
41:框體
42:光源
43:開關
51:擋板
51a:遮蔽板
51b:支持部
52:有孔板
53:透光板
54:遮光板
100:控制器
AR:照射區域
W:工件

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，具有： 光源，其係對形成有EUV微影用光阻材所致之光阻膜的基板，於曝光處理前照射包含真空紫外光的光；及 光量抑制構件，其係被設置在來自上述光源之光的光路徑上，將到達至上述基板表面之光的光量，在照射區域全體性地抑制成微弱光， 包含上述真空紫外光的光係包含波長10nm～200nm所含的至少一部分之頻帶的連續的光譜成分。
  2. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中 上述光量抑制構件包含 在厚度方向形成有複數開口的有孔板。
  3. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中 上述光量抑制構件包含 包含將來自上述光源之光的光量抑制成上述微弱光並使穿透的構件。
  4. 如請求項1記載之基板處理裝置，其中 進一步具有：基板支持部，其係於照射來自上述光源之光之時，一面使上述基板旋轉一面予以支持；及 遮光構件，其係被設置在上述光源和上述基板之間的位置，以相對於上述基板之表面面積較小的面積，且朝向上述基板之外周側變大之方式，在上述基板表面形成上述照射區域。
  5. 如請求項4記載之基板處理裝置，其中 上述光量抑制構件係以在上述照射區域較中央部更外周部，每單位面積之光的照射強度變大之方式，形成光量的梯度。
  6. 如請求項5記載之基板處理裝置，其中 上述光量抑制構件包含在厚度方向形成複數開口的有孔板， 藉由較上述中央部更增大上述外周部之開口率，形成光量的梯度。
  7. 如請求項4記載之基板處理裝置，其中 上述遮光構件係在俯視下與上述基板之中心重疊的位置無形成開口。
  8. 如請求項1至7中之任一項記載之基板處理裝置，其中 上述光源係光軸相對於上述基板表面呈傾斜。
  9. 一種基板處理方法，具有： 對形成有EUV微影用光阻材所致之光阻膜的基板，於曝光處理前從光源照射包含真空紫外光的光之步驟；及 在上述照射的步驟中，藉由被設置在來自上述光源之光的光路徑上的光量抑制構件，將到達至上述基板表面之光的光量，在照射區域全體性地抑制成微弱光之步驟， 包含上述真空紫外光的光係包含波長10nm～200nm所含的至少一部分之頻帶的連續的光譜成分。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中 在上述照射的步驟中，一面使基板旋轉一面支持基板， 在上述照射的步驟中，進一步包含藉由被設置在上述光源和上述基板之間之位置的遮光構件，在上述基板表面形成相對於上述基板之表面面積較小的面積，且朝向上述基板之外周側變大的照射區域。
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