TWI540615B - 基板處理方法、電腦記憶媒體及基板處理系統 - Google Patents

基板處理方法、電腦記憶媒體及基板處理系統 Download PDF

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TWI540615B
TWI540615B TW103107274A TW103107274A TWI540615B TW I540615 B TWI540615 B TW I540615B TW 103107274 A TW103107274 A TW 103107274A TW 103107274 A TW103107274 A TW 103107274A TW I540615 B TWI540615 B TW I540615B
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岩尾文子
志村悟
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東京威力科創股份有限公司
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    • 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
    • G03F7/405—Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal

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Description

基板處理方法、電腦記憶媒體及基板處理系統
本發明係關於一種，於基板上形成光阻圖案之基板處理方法、程式、電腦記憶媒體、及用於實行該基板處理方法之基板處理系統。
例如半導體元件之製程中的光微影步驟，依序施行例如：於半導體晶圓(以下稱作「晶圓」)表面之被處理膜上塗布光阻液而形成光阻膜之光阻塗布處理、對晶圓上之光阻膜照射既定圖案的光線而將光阻膜曝光之曝光處理、將經曝光的光阻膜顯影之顯影處理等，於晶圓上形成既定的光阻圖案。而在光阻圖案之形成處理後，將此一光阻圖案作為遮罩而蝕刻被處理膜，於該被處理膜形成既定圖案。
近年之半導體元件細微化至例如20nm以下，上述光阻圖案的細微化受到要求。然而，現狀的光阻圖案，在將對於被處理膜之蝕刻選擇比增高上具有極限，難以確保蝕刻加工技術的精度。
而為了提高蝕刻加工技術的精度，有人提議將在光阻膜之下層形成對於被處理膜具有高蝕刻選擇比的矽膜(專利文獻1)。此一情況，施行光微影處理，於晶圓上之光阻膜形成光阻圖案後，將此一光阻圖案作為遮罩而蝕刻矽膜，於矽膜形成既定圖案。之後，將矽膜的圖案作為遮罩，蝕刻被處理膜。
【習知技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特表2003-519434號公報
然而，伴隨上述之光阻圖案的細微化，光阻圖案的寬高比變大，故容易發生光阻圖案傾斜而倒塌之，所謂的圖案崩塌。此點，在專利文獻1所揭露之方法中，由於矽膜的蝕刻係將光阻圖案作為遮罩而施行，故有發生此等圖案崩塌之疑慮。
此外，使用專利文獻1所揭露之方法蝕刻被處理膜的情況，必須施行矽膜之形成與矽膜之蝕刻，晶圓處理的製程變得繁雜。
鑒於此一問題，本發明之目的為，於基板上適當且效率良好地形成光阻圖案。
為了達成上述目的，本發明為一種基板處理方法，於基板上形成光阻圖案，其特徵為包含如下步驟：光阻圖案形成步驟，對基板施行光微影處理，於該基板上形成光阻圖案；以及金屬處理步驟，使處理劑進入該光阻圖案之側面，並藉由該處理劑使金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
此處，若在光阻圖案形成步驟中對基板施行光微影處理，於基板上形成光阻圖案，則在該光阻圖案之側面，形成所謂的中間曝光區域。光微影處理為，於基板上形成光阻膜後，將光阻膜曝光，進一步將經曝光之光阻膜藉由顯影液顯影。如此地，原本光阻膜中未曝光之部分未溶解於顯影液，殘存而形成光阻圖案。然而，至少在光阻圖案側面，實際上若干程度被曝 光。亦即，於光阻圖案之側面，儘管應為不溶於顯影液的區域，但仍形成產生些微可溶性基之具有可溶層與不溶層之中間性質的區域，即上述之中間曝光區域。而後於中間曝光區域，藉由曝光而形成OH基(氫氧基)。
依本發明，則若於金屬處理步驟中，使處理劑進入至光阻圖案之側面，則金屬可將該處理劑作為進入通道而進入至光阻圖案之側面。此金屬與光阻圖案之側面的中間曝光區域中之OH基結合，金屬浸潤於光阻圖案之側面。如此地使含有金屬之光阻圖案，相對於基板上之被處理膜具有高的蝕刻選擇比。因此，即便光阻圖案的高度低(即便光阻膜的膜厚小)，該光阻圖案，仍充分地發揮作為蝕刻被處理膜時之遮罩的功能。因此，可減小光阻圖案的寬高比，故可抑制圖案崩塌，可於基板上適當形成光阻圖案。
此外，不必非得如同習知地另行施行矽膜的形成與矽膜的蝕刻，僅將光阻圖案改質即可。因此，可使晶圓處理簡易化，可提高晶圓處理的處理量。
該金屬處理步驟中浸潤於該光阻圖案之該金屬的浸潤量之控制，可至少調整以下因子而施行：該金屬處理步驟中使該金屬浸潤的時間、該金屬處理步驟中之該處理劑的溫度、在該金屬處理步驟處理的該光阻圖案中之溶劑的量、或該光阻圖案形成步驟中將光阻膜曝光時的曝光量。
該金屬處理步驟後，可去除該光阻圖案中該金屬浸潤之側面的內側之未浸潤該金屬之部分，於基板上形成另外的光阻圖案。
該金屬處理步驟中，可與該光阻圖案之側面中的該金屬之浸潤同樣地，使該金屬浸潤於該光阻圖案之頂面。
該金屬處理步驟中，可將在該處理劑中含有該金屬之含金屬劑供給至基板上，使該含金屬劑進入該光阻圖案之側面，使該金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
該金屬處理步驟中，可將該含金屬劑以液體狀或氣體狀供給至基板上。
該金屬處理步驟中，可在將該處理劑供給至基板上而使該處理劑進入該光阻圖案之側面後，將含有該金屬之含金屬劑供給至基板上而使該金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
該金屬處理步驟中，可將該處理劑與該含金屬劑，分別以液體狀或氣體狀供給至基板上。
該處理劑可為醇。
依其他觀點之本發明，則提供一種程式，則提供一種程式，在控制基板處理系統之控制裝置的電腦上運作，供藉由該基板處理系統實行該基板處理方法所用。
此外依另一觀點之本發明，則提供一種記錄有上述程式的電腦可讀取之記憶媒體。
進一步，再另一觀點之本發明為一種基板處理系統，於基板上形成光阻圖案，其特徵為具備如下裝置：光阻膜形成裝置，於基板上形成光阻膜；曝光裝置，將以該光阻膜形成裝置形成之光阻膜曝光；顯影裝置，將以該曝光裝置曝光之光阻膜顯影，於基板上形成光阻圖案；以及金屬處理裝置，使處理劑進入該光阻圖案之側面，並藉由該處理劑使金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
該基板處理系統，可更具備控制裝置，至少將該金屬處理步驟中使該金屬浸潤的時間、該金屬處理步驟中之該處理劑的溫度、以該金屬處理裝置處理的該光阻圖案中之溶劑的量、或調整該曝光裝置中的曝光量加以調整，控制該金屬處理裝置中浸潤於該光阻圖案之該金屬的浸潤量。
該基板處理系統可更具備光阻圖案去除裝置，將以該金屬處理裝置使該金屬浸潤的該光阻圖案之側面的內側，其未浸潤該金屬之部分去除，於基板上形成另外的光阻圖案。
該金屬處理裝置，可與該光阻圖案之側面中的該金屬之浸潤同樣地，使該金屬浸潤於該光阻圖案之頂面。
該金屬處理裝置可具備含金屬劑供給部，將在該處理劑中含有該金屬之含金屬劑供給至基板上。
該含金屬劑供給部，可將該含金屬劑以液體狀或氣體狀供給至基板上。
該金屬處理裝置可具備：將該處理劑供給至基板上之處理劑供給部、以及將含有該金屬之含金屬劑供給至基板上之含金屬劑供給部。
該處理劑供給部與該含金屬劑供給部，可將該處理劑與該含金屬劑分別以液體狀或氣體狀供給至基板上。
該處理劑可為醇。
依本發明，則可於基板上將光阻圖案適當且效率良好地形成。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧塗布顯影處理裝置
3‧‧‧蝕刻處理裝置
10、200‧‧‧晶圓匣盒裝卸站
11‧‧‧處理站
12‧‧‧曝光裝置
13‧‧‧介面站
20、212‧‧‧晶圓匣盒載置台
21‧‧‧晶圓匣盒載置板
22‧‧‧搬運路
23、70、90、100‧‧‧晶圓搬運裝置
30‧‧‧顯影裝置
31‧‧‧下部反射防止膜形成裝置
32、600‧‧‧塗布處理裝置
33‧‧‧上部反射防止膜形成裝置
40‧‧‧熱處理裝置
41‧‧‧附著裝置
42‧‧‧周邊曝光裝置
50、51、52、53、54、55、56、60、61、62、101‧‧‧傳遞裝置
71、210a、210b、215a、215b‧‧‧搬運臂部
80‧‧‧穿梭搬運裝置
110、610‧‧‧處理容器
120‧‧‧金屬處理部
121、122‧‧‧光阻膜形成部
130、150‧‧‧旋轉夾盤
131、151‧‧‧夾盤驅動部
132、152、P‧‧‧杯體
133、153‧‧‧排出管
134、154、611‧‧‧排氣管
140、160‧‧‧軌道
141、161‧‧‧臂部
142、501‧‧‧含金屬液噴嘴
143、163‧‧‧噴嘴驅動部
144、164‧‧‧待機部
145、520‧‧‧含金屬液供給源
146、166、511、521、641‧‧‧供給管
147、167、512、522、642‧‧‧供給機器群
162‧‧‧光阻液噴嘴
165‧‧‧光阻液供給源
201‧‧‧共通搬運部
202、203‧‧‧第1蝕刻裝置
204、205‧‧‧第2蝕刻裝置
210、215‧‧‧晶圓搬運機構
211‧‧‧搬運室
213a、213b‧‧‧真空預備裝置
214‧‧‧搬運室腔室
300‧‧‧控制裝置
400‧‧‧被處理膜
401‧‧‧下部反射防止膜
402‧‧‧第1光阻圖案
403‧‧‧中間曝光區域
404‧‧‧未曝光區域
405‧‧‧金屬
406‧‧‧第2光阻圖案
407‧‧‧(下部反射防止膜的)既定圖案
408‧‧‧(被處理膜的)既定圖案
410‧‧‧曝光區域
500‧‧‧醇噴嘴
501‧‧‧含金屬液噴嘴
510‧‧‧醇供給源
530‧‧‧醇
620‧‧‧載置台
621‧‧‧升降銷
622‧‧‧升降驅動部
623‧‧‧貫通孔
630‧‧‧沖淋頭
631‧‧‧內部空間
632‧‧‧供給口
640‧‧‧含金屬劑供給源
C‧‧‧晶圓匣盒
D‧‧‧晶圓搬運區域
G1~G4‧‧‧第1區塊~第4區塊
W‧‧‧晶圓
圖1 顯示本實施形態之基板處理系統的構成之概略的說明圖。
圖2 顯示塗布顯影處理裝置的構成之概略的俯視圖。
圖3 顯示塗布顯影處理裝置的內部構成之概略的側視圖。
圖4 顯示塗布顯影處理裝置的內部構成之概略的側視圖。
圖5 顯示塗布處理裝置的構成之概略的橫剖面圖。
圖6 顯示塗布處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。
圖7 顯示蝕刻處理裝置的構成之概略的俯視圖。
圖8 晶圓處理的說明圖，(a)顯示於晶圓上形成有第1光阻圖案的樣子；(b)顯示金屬浸潤於第1光阻圖案之中間曝光區域的樣子；(c)顯示於晶圓上形成有第2光阻圖案的樣子；(d)顯示於被處理膜形成有既定圖案的樣子。
圖9 顯示於第1光阻圖案之側面形成中間曝光區域的樣子之說明圖。
圖10 顯示金屬浸潤於第1光阻圖案之中間曝光區域的樣子之說明圖。
圖11 顯示其他實施形態中，於第1光阻圖案之頂面形成有曝光區域的樣子之說明圖。
圖12 顯示其他實施形態中，金屬浸潤於第1光阻圖案之中間曝光區域與曝光區域的樣子之說明圖。
圖13 其他實施形態之晶圓處理的說明圖，(a)顯示金屬浸潤於晶圓上的第1光阻圖案之中間曝光區域與曝光區域的樣子；(b)顯示於被處理膜形成有既定圖案的樣子。
圖14 顯示其他實施形態中，於第1光阻圖案之頂面與側面形成中間曝光區域的樣子之說明圖。
圖15 顯示其他實施形態之塗布處理裝置的構成之概略的橫剖面圖。
圖16 顯示其他實施形態之塗布處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。
圖17 顯示其他實施形態中，醇進入至第1光阻圖案之中間曝光區域的樣子之說明圖。
圖18 顯示其他實施形態之塗布處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。
【實施本發明之最佳形態】
以下，對本發明之實施形態加以說明。圖1為，顯示本實施形態之基板處理系統1的構成之概略的說明圖。另，在以本實施形態之基板處理系統1處理的作為基板之晶圓上，如同後述地預先形成被處理膜。
基板處理系統1，如圖1所示地具有對晶圓施行光微影處理之塗布顯影處理裝置2、以及對晶圓施行蝕刻處理之蝕刻處理裝置3。
塗布顯影處理裝置2，如圖2所示地具有例如將如下元件一體化地連接之構成：晶圓匣盒裝卸站10，在與外部之間將收納有複數枚晶圓W之晶圓匣盒C搬出入；處理站11，具備複數個在光微影處理中單片式地施行既定處理之各種處理裝置；以及介面站13，在與鄰接於處理站11的曝光裝置12之間施行晶圓W的傳遞。
於晶圓匣盒裝卸站10，設置晶圓匣盒載置台20。於晶圓匣盒載置台20，設置複數張，例如4張晶圓匣盒載置板21。晶圓匣盒載置板21，於水平方向的X方向(圖2中的上下方向)一列地並排設置。於此等晶圓匣盒載置板21，在對塗布顯影處理裝置2之外部將晶圓匣盒C搬出入時，可載置晶圓匣盒C。
於晶圓匣盒裝卸站10，如圖2所示地設置往X方向延伸之可在搬運路22上任意移動的晶圓搬運裝置23。晶圓搬運裝置23，亦可往上下方向及圍繞鉛直軸(θ方向)地任意移動，可在各晶圓匣盒載置板21上之晶圓匣盒C、與後述之處理站11的第3區塊G3之傳遞裝置間，搬運晶圓W。
於處理站11，設置具備有各種裝置之複數個，例如4個區塊G1、G2、G3、G4。例如於處理站11之正面側(圖2的X方向負方向側)，設置第1區塊G1；於處理站11之背面側(圖2的X方向正方向側)，設置第2區塊G2。此外，於處理站11之晶圓匣盒裝卸站10側(圖1的Y方向負方向側)，設置第3區塊G3；於處理站11之介面站13側(圖2的Y方向正方向側)，設置第4區塊G4。
例如於第1區塊G1，如圖3所示地於鉛直方向堆疊複數個液處理裝置。例如將以下元件自下方起依序重疊為4層：顯影裝置30，將晶圓W顯影處 理；下部反射防止膜形成裝置31，於晶圓W之光阻膜的下層形成反射防止膜(以下以「下部反射防止膜」稱之)；塗布處理裝置32，在晶圓W上形成光阻膜，並使金屬浸潤於第1光阻圖案之側面；以及上部反射防止膜形成裝置33，於晶圓W之光阻膜的上層形成反射防止膜(以下以「上部反射防止膜」稱之)。另，塗布處理裝置32，作為本發明之光阻膜形成裝置而作用，並作為金屬處理裝置而作用。
顯影裝置30、下部反射防止膜形成裝置31、上部反射防止膜形成裝置33，於水平方向各自具有複數個在處理時收納晶圓W之杯體P，可將複數枚晶圓W並行處理。對於塗布處理裝置32之詳細構成將於後描述。
另，此等顯影裝置30、下部反射防止膜形成裝置31、塗布處理裝置32、上部反射防止膜形成裝置33的數目與配置，可任意選擇。此外亦可於第1區塊G1，配置供給供在晶圓W形成撥水性的保護膜所用之處理液以形成曝光用的保護膜之保護膜形成裝置、對晶圓W的背面及邊緣之斜面部供給洗淨液以洗淨晶圓W的背面之背面洗淨裝置等。
例如於第2區塊G2，如圖4所示地在上下方向與水平方向並排設置：施行晶圓W的熱處理之熱處理裝置40、將晶圓W疎水化處理之附著裝置41、將晶圓W的外周部曝光之周邊曝光裝置42。熱處理裝置40，具有載置晶圓W而將其加熱之熱板、及載置晶圓W而將其冷卻之冷卻板，可兼施行加熱處理與冷卻處理兩者。另，熱處理裝置40、附著裝置41及周邊曝光裝置42的數目與配置，可任意選擇。
例如於第3區塊G3，如圖2及圖3所示地自下方起依序設置複數個傳遞裝置50、51、52、53、54、55、56。此外，於第4區塊G4，自下方起依序設置複數個傳遞裝置60、61、62。
如圖2所示地在被第1區塊G1~第4區塊G4包圍的區域，形成晶圓搬運區域D。於晶圓搬運區域D，配置例如晶圓搬運裝置70。
晶圓搬運裝置70，具有例如可往Y方向、X方向、θ方向及上下方向任意移動之搬運臂部71。晶圓搬運裝置70，在晶圓搬運區域D內移動，可將晶圓W搬運至周圍之第1區塊G1、第2區塊G2、第3區塊G3及第4區塊G4內的既定裝置。
晶圓搬運裝置70，例如如圖4所示地於上下配置複數台，可將晶圓W搬運至例如與各區塊G1~G4同程度高度的既定裝置。
此外，於晶圓搬運區域D，設置在第3區塊G3與第4區塊G4之間直線地搬運晶圓W之穿梭搬運裝置80。
穿梭搬運裝置80，例如可在Y方向直線地任意移動。穿梭搬運裝置80，以支承晶圓W的狀態於Y方向移動，可在第3區塊G3之傳遞裝置52與第4區塊G4之傳遞裝置62間搬運晶圓W。
如圖2所示地於第3區塊G3的X方向正方向側之鄰近，設置晶圓搬運裝置90。晶圓搬運裝置90，具有例如可在X方向、θ方向及上下方向任意移動之搬運臂部。晶圓搬運裝置90，以支持晶圓W之狀態上下地移動，可將晶圓W搬運至第3區塊G3內的各傳遞裝置。
於介面站13，設置晶圓搬運裝置100與傳遞裝置101。晶圓搬運裝置100，具有例如可在Y方向、θ方向及上下方向任意移動之搬運臂部。晶圓搬運裝置100，例如於搬運臂部支承晶圓W，可在與第4區塊G4內的各傳遞裝置、傳遞裝置101及曝光裝置12之間搬運晶圓W。
其次，對上述塗布處理裝置32之構成加以說明。塗布處理裝置32，如圖5所示地具有內部可閉鎖之處理容器110。在處理容器110的晶圓搬運區域D側之側面，將晶圓W之搬出入口(未圖示)形成於例如3處，並在該搬出入口設置開閉閘門(未圖示)。此外，此等3個搬出入口，形成於與 後述之金屬處理部120、光阻膜形成部121及122對應的位置。另，金屬處理部120作為本發明之金屬處理裝置而作用，光阻膜形成部121、122作為本發明之光阻膜形成裝置而作用。
於處理容器110之內部設置例如：金屬處理部120，如同後述地使作為處理劑的醇進入形成在晶圓W上的第1光阻圖案之側面的中間曝光區域，並於中間曝光區域藉由醇使金屬浸潤；以及2個光阻膜形成部121、122，於晶圓W上形成光阻膜。金屬處理部120、光阻膜形成部121與122，以此一順序自Y方向負方向(圖5的左方)側起往Y方向正方向(圖5的右方)側並排配置。
於金屬處理部120，如圖6所示地設置保持晶圓W而使其旋轉之旋轉夾盤130。旋轉夾盤130，具有水平的頂面，於該頂面，例如設置抽吸晶圓W之抽吸口(未圖示)。藉由來自此一抽吸口的抽吸，可將晶圓W吸附保持於旋轉夾盤130上。
於旋轉夾盤130之下方，設置例如具有馬達等之夾盤驅動部131。旋轉夾盤130，可藉由夾盤驅動部131以既定的速度旋轉。此外，於夾盤驅動部131，設置例如壓力缸筒等升降驅動源，可將旋轉夾盤130任意升降。
於旋轉夾盤130之周圍設置杯體132，承擋自晶圓W飛散或落下的液體，加以回收。在杯體132之底面，連接將回收的液體排出之排出管133、以及將杯體132內的氣體環境排氣之排氣管134。
如圖5所示地於杯體132的X方向負方向(圖5中的下方向)側，形成沿著Y方向(圖5中的左右方向)延伸之軌道140。軌道140，例如自杯體132的Y方向負方向(圖5中的左方向)側之外方起，形成至Y方向正方向(圖5中的右方向)側之外方為止。於軌道140，安裝臂部141。
於臂部141，如圖5及圖6所示地支承作為含金屬劑供給部之含金屬液噴嘴142，該含金屬液噴嘴142對晶圓W上供給作為含金屬劑之液體狀的含金屬液。臂部141，藉由圖5所示之噴嘴驅動部143，而可於軌道140上任意移動。藉此，含金屬液噴嘴142，可自設置於杯體132的Y方向正方向側之外方的待機部144起，移動至杯體132內的晶圓W之中心部上方為止，更可於該晶圓W上往晶圓W的徑方向移動。此外，臂部141，藉由噴嘴驅動部143而可任意升降，可調整含金屬液噴嘴142的高度。
含金屬液噴嘴142，如圖6所示地與和含金屬液供給源145連通之供給管146相連接。於含金屬液供給源145內，儲存含金屬液。於供給管146設置供給機器群147，包含控制含金屬液之流動的閥與流量調節部等。
在含金屬液供給源145內，儲存將金屬溶解於作為處理劑的醇之含金屬液。作為醇，使用例如IPA(異丙醇)、乙醇、丁醇、MIBC(甲基異丁基甲醇)等。此外作為金屬，使用例如Zr(鋯)、Ti(鈦)、W(鎢)等。另，該金屬具有微小的徑，例如為5nm以下之徑的奈米微粒。
於光阻膜形成部121，如圖6所示地設置將晶圓W保持而使其旋轉之旋轉夾盤150。旋轉夾盤150，具有水平的頂面，於該頂面，例如設置抽吸晶圓W之抽吸口(未圖示)。藉由來自此一抽吸口的抽吸，可將晶圓W吸附保持於旋轉夾盤150上。
於旋轉夾盤150之下方，設置例如具有馬達等之夾盤驅動部151。旋轉夾盤150，可藉由夾盤驅動部151以既定的速度旋轉。此外，於夾盤驅動部151，設置例如壓力缸筒等升降驅動源，可將旋轉夾盤150任意升降。
於旋轉夾盤150之周圍設置杯體152，承擋自晶圓W飛散或落下的液體，加以回收。在杯體152之底面，連接將回收的液體排出之排出管153、以及將杯體152內的氣體環境排氣之排氣管154。
另，於光阻膜形成部122，亦與上述光阻膜形成部121同樣地，設置旋轉夾盤150、夾盤驅動部151、杯體152、排出管153、排氣管154。
如圖5所示地於光阻膜形成部121、122之杯體152的X方向負方向(圖5中的下方向)側，形成沿著Y方向(圖5中的左右方向)延伸之軌道160。軌道160，例如自光阻膜形成部121之杯體152的Y方向負方向(圖5中的左方向)側之外方起，形成至光阻膜形成部122之杯體152的Y方向正方向(圖5中的右方向)側之外方為止。於軌道160，安裝例如臂部161。
臂部161，如圖5及圖6所示地支承對晶圓W供給光阻液之光阻液噴嘴162。臂部161，藉由圖5所示之噴嘴驅動部163，而可於軌道160上任意移動。藉此，光阻液噴嘴162，可自設置在光阻膜形成部121之杯體152與光阻膜形成部122之杯體152間的待機部164起，移動至杯體152內的晶圓W之中心部上方為止，更於該晶圓W上往晶圓W的徑方向移動。此外，臂部161，藉由噴嘴驅動部163而可任意升降，可調整光阻液噴嘴162的高度。
光阻液噴嘴162，如圖6所示地與和光阻液供給源165連通之供給管166相連接。於光阻液供給源165內，儲存光阻液。於供給管166設置供給機器群167，包含控制光阻液之流動的閥與流量調節部等。
其次，對上述蝕刻處理裝置3之構成加以說明。蝕刻處理裝置3，如圖7所示地具有：晶圓匣盒裝卸站200，施行對於蝕刻處理裝置3之晶圓W的搬出入；共通搬運部201，施行晶圓W的搬運；作為光阻圖案去除裝置之第1蝕刻裝置202、203，如同後述地去除晶圓W上的第1光阻圖案之中間曝光區域的內側，其未浸潤金屬之未曝光區域，於晶圓上形成第2光阻圖案；以及第2蝕刻裝置204、205，將晶圓W上的第2光阻圖案作為遮罩而將下部反射防止膜及被處理膜蝕刻為既定圖案。
晶圓匣盒裝卸站200，具有將搬運晶圓W之晶圓搬運機構210設置在內部的搬運室211。晶圓搬運機構210，具有2根將晶圓W略水平地保持之搬運臂部210a、210b，成為藉由此等搬運臂部210a、210b之任一保持並搬運晶圓W的構成。於搬運室211之側方具備晶圓匣盒載置台212，載置可並排收納複數枚晶圓W之晶圓匣盒C。圖示的例子中，於晶圓匣盒載置台212，可載置複數個，例如3個晶圓匣盒C。
搬運室211與共通搬運部201，藉由2個可抽真空之真空預備裝置213a、213b而互相連結。
共通搬運部201，具有例如形成為自上方觀察時呈略多角形(圖示的例子為六角形)之可密閉構造的搬運室腔室214。於搬運室腔室214內，設置搬運晶圓W之晶圓搬運機構215。晶圓搬運機構215，具有2根將晶圓W略水平地保持之搬運臂部215a、215b，成為藉由此等搬運臂部215a、215b之任一保持並搬運晶圓W的構成。
於搬運室腔室214之外側，將第1蝕刻裝置202與203、第2蝕刻裝置204與205、真空預備裝置213b與213a，以包圍搬運室腔室214之周圍的方式配置。例如以配置為自上方觀察時，於順時鐘方向中以第1蝕刻裝置202與203、第2蝕刻裝置204與205、真空預備裝置213b與213a的順序並列，此外，以對於搬運室腔室214之6個側面部分別對向的方式配置。
另，作為第1蝕刻裝置202、203，及第2蝕刻裝置204、205，使用例如RIE(Reactive Ion Eching，反應性離子蝕刻)裝置。亦即，第1蝕刻裝置202、203，與第2蝕刻裝置204、205，藉由反應性之氣體(蝕刻氣體)、離子、或自由基，施行蝕刻光阻膜、下部反射防止膜、或被處理膜之乾蝕刻。
於以上的基板處理系統1，如圖1所示地設置控制裝置300。控制裝置300，例如為電腦，具有程式收納部(未圖示)。於程式收納部，記錄有控 制基板處理系統1中之晶圓W的處理之程式。另，該程式，被記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等可於電腦讀取之記憶媒體，亦可為自該記憶媒體安裝於控制裝置300之程式。
接著，對於使用如同以上地構成的基板處理系統1所施行之晶圓W的處理方法加以說明。圖8，示意晶圓處理之各步驟中的晶圓W之狀態。另，如圖8(a)所示地在以基板處理系統1處理的晶圓W上，預先形成被處理膜400。
首先，將收納有複數枚晶圓W之晶圓匣盒C，搬入至塗布顯影處理裝置2之晶圓匣盒裝卸站10，載置於既定的晶圓匣盒載置板21。之後，藉由晶圓搬運裝置23依序取出晶圓匣盒C內的各晶圓W，搬運至處理站11之傳遞裝置53。
其次，將晶圓W藉由晶圓搬運裝置70搬運至熱處理裝置40，加以溫度調節。之後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至下部反射防止膜形成裝置31，如圖8(a)所示地於晶圓W上形成下部反射防止膜401。接著將晶圓W搬運至熱處理裝置40，將其加熱，加以溫度調節，而後回到傳遞裝置53。
接著，藉由晶圓搬運裝置90將晶圓W搬運至傳遞裝置54。其後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至附著裝置41，加以附著處理。其後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至熱處理裝置40，加以溫度調節。接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至塗布處理裝置32之光阻膜形成部121。
將搬運至光阻膜形成部121之晶圓W，於旋轉夾盤150吸附保持。接著，藉由臂部161使待機部164的光阻液噴嘴162移動至晶圓W之中心部的上方為止。之後，藉由旋轉夾盤150使晶圓W旋轉，並自光阻液噴嘴162 起對晶圓W之中心部供給光阻液。供給至晶圓W上的光阻液噴嘴162，藉由以晶圓W的旋轉產生之離心力而於晶圓W的表面全面擴散。如此地於晶圓W上塗布光阻液，在晶圓W上形成光阻膜。
接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至熱處理裝置40，加以預烘烤處理。而後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至傳遞裝置55。
接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至上部反射防止膜形成裝置33，於晶圓W上形成上部反射防止膜(未圖示)。之後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至熱處理裝置40，將其加熱，加以溫度調節。接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至周邊曝光裝置42，對晶圓W上之光阻膜的邊緣部施行周邊曝光處理。
之後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至傳遞裝置56。而後，藉由晶圓搬運裝置90將晶圓W搬運至傳遞裝置52，並藉由穿梭搬運裝置80搬運至傳遞裝置62。
接著，藉由介面站13之晶圓搬運裝置100將晶圓W搬運至曝光裝置12。曝光裝置12，對晶圓W上之光阻膜照射光線，於該光阻膜將既定圖案選擇性地曝光。
其後，藉由晶圓搬運裝置100將晶圓W自曝光裝置12搬運至傳遞裝置60。之後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至熱處理裝置40，進行曝光後烘烤處理。
接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至顯影裝置30。顯影裝置30，對晶圓W上之光阻膜供給顯影液而使其顯影。具體而言，藉由顯影液，選擇性地去除以曝光裝置12曝光之光阻膜。而後，留下未曝光的光阻膜，如圖8(a)所示地於晶圓W上形成第1光阻圖案402。
此時，如圖9所示地於第1光阻圖案402之兩側面，形成所謂的中間曝光區域403、403。第1光阻圖案402，原本雖係留下未以曝光裝置12曝光之光阻膜而形成，但該第1光阻圖案402之側面，實際上若干程度被曝光。亦即，於第1光阻圖案402之側面，儘管應為不溶於顯顯影液的區域，但仍形成產生些微可溶性基之，具有可溶層與不溶層之中間性質的區域，即上述之中間曝光區域403。之後，於此一中間曝光區域403，藉由曝光而形成OH基(氫氧基)。此外在第1光阻圖案402中，於中間曝光區域403、403之間，形成未曝光的未曝光區域404。另，作為上述中間曝光區域403形成的原因，例如列舉：隨著半導體元件的細微化進展，在被曝光之區域與未被曝光之區域的邊界變得難以確保足夠的曝光量之對比。
接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至熱處理裝置40，進行後烘烤處理。而後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至傳遞裝置50。
接著，藉由晶圓搬運裝置90將晶圓W搬運至傳遞裝置54。之後，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至塗布處理裝置32之金屬處理部120。
將搬運至金屬處理部120之晶圓W，於旋轉夾盤130吸附保持。接著，藉由臂部141使待機部144的含金屬液噴嘴142移動至晶圓W之中心部的上方為止。之後，藉由旋轉夾盤130使晶圓W旋轉，並自含金屬液噴嘴142起對晶圓W之中心部供給含金屬液。供給至晶圓W上的含金屬液，藉由以晶圓W的旋轉產生之離心力而於晶圓W的表面全面擴散。
若如此地於晶圓W上塗布含金屬液，則含金屬液中的醇，以第1光阻圖案402之中間曝光區域403中的OH基等，親和性佳的官能基為標靶，進入至中間曝光區域403。伴隨醇進入此一中間曝光區域403，金屬亦將該醇作為進入通道而進入至中間曝光區域403。接著，金屬與中間曝光區域403中的OH基結合，如圖10所示地使金屬405浸潤於中間曝光區域403。之後，如圖8(b)所示地在第1光阻圖案402之兩側面，形成金屬405浸潤的係金屬浸潤層之中間曝光區域403。
接著，藉由晶圓搬運裝置70將晶圓W搬運至傳遞裝置54，之後，藉由晶圓匣盒裝卸站10之晶圓搬運裝置23搬運至既定的晶圓匣盒載置板21之晶圓匣盒C。
若於塗布顯影處理裝置2中對晶圓W施行既定的處理，則將收納有晶圓W的晶圓匣盒C，自塗布顯影處理裝置2搬出，接著搬入至蝕刻處理裝置3。
蝕刻處理裝置3中，首先，藉由晶圓搬運機構210，自晶圓匣盒載置台212上之晶圓匣盒C取出1枚晶圓W，搬入至真空預備裝置213a內。一將晶圓W搬入至真空預備裝置213a內，則將真空預備裝置213a內密閉，使其減壓。之後，將真空預備裝置213a內與對大氣壓減壓之狀態(例如略真空狀態)的搬運室腔室214內連通。而後，藉由晶圓搬運機構215，將晶圓W自真空預備裝置213a起搬出，並搬入至搬運室腔室214內。
將搬入至搬運室腔室214內的晶圓W，接著藉由晶圓搬運機構215搬運至第1蝕刻裝置202。第1蝕刻裝置202，例如使用O2氣體(O2電漿)對晶圓W施行蝕刻處理。此時，第1光阻圖案402之中間曝光區域403含有金屬405，故與未曝光區域404相比蝕刻耐性高。因此，若對晶圓W施行蝕刻處理，則僅選擇性地去除未曝光區域404，留下中間曝光區域403。而後如圖8(c)所示地於晶圓W上形成作為另外的光阻圖案之第2光阻圖案406(中間曝光區域403)。
接著，藉由晶圓搬運機構215將晶圓W搬運至第2蝕刻裝置204。第2蝕刻裝置204，例如使用O2氣體(O2電漿)、CF氣體(CF電漿)並將晶圓W上的第2光阻圖案406作為遮罩，分別蝕刻晶圓W上之下部反射防止膜401與被處理膜400。此時，第2光阻圖案406相對於下部反射防止膜401與被處理膜400具有高的蝕刻選擇比，因而如圖8(d)所示地在下部 反射防止膜401以適切的形狀形成既定圖案407，並在被處理膜400以適切的形狀形成既定圖案408。
之後，藉由晶圓搬運機構215使晶圓W再度回到搬運室腔室214內。接著，藉由真空預備裝置213b傳遞至晶圓搬運機構210，將其收納於晶圓匣盒C。而後，將收納有晶圓W的晶圓匣盒C自蝕刻處理裝置3搬出而結束一連串的晶圓處理。
依以上實施形態，則在第1光阻圖案402之中間曝光區域403形成OH基。如此一來，則塗布處理裝置32之金屬處理部120內，使醇進入至中間曝光區域403，金屬405可將該醇作為進入通道，進入中間曝光區域403而加以浸潤。亦即，第1光阻圖案402中，與未曝光區域404相比，蝕刻耐性變高中間曝光區域403含有金屬405的分。因此，第1蝕刻裝置202中，可選擇性地僅去除未曝光區域404，可留下中間曝光區域403，於晶圓上適當形成微細的第2光阻圖案406。因此，本實施形態可應用在製造近年之細微化的半導體元件之時，亦可應用於所謂被稱作SaDP(Self Aligned Double Patterning，自對準雙圖案)之雙重圖案化。
此外，含有金屬405之第2光阻圖案406對於晶圓W上之被處理膜400具有高的蝕刻選擇比。因此，即便第2光阻圖案406的高度低(即便光阻膜的膜厚小)，該第2光阻圖案406，仍充分地發揮作為於第2蝕刻裝置204中蝕刻被處理膜400時之遮罩的功能。因此，可減小第2光阻圖案406的寬高比，故可抑制圖案崩塌，可於晶圓W上適當形成第2光阻圖案406。
進一步，如此地使第2光阻圖案406對被處理膜400具有高的蝕刻選擇比，故若在第2蝕刻裝置204中將第2光阻圖案406作為遮罩而蝕刻被處理膜400，則可於該被處理膜400適當形成既定圖案408。
另，依本實施形態，則不必非得如同習知地另行形成相對於被處理膜400具有高蝕刻選擇比的矽膜等而蝕刻，僅將第1光阻圖案402改質即可。因此，可使晶圓處理簡易化，可提高晶圓處理的處理量。
以上實施形態中，浸潤於第1光阻圖案402的中間曝光區域403之金屬405的浸潤量，亦即中間曝光區域403中之金屬405的濃度或中間曝光區域403中之金屬405的浸潤深度，例如係藉由調整以下4個參數之任一或全部而控制。另，藉由調整此等4個參數，而亦可控制浸潤於中間曝光區域403之金屬405的浸潤速度。
作為第1個參數，列舉例如塗布處理裝置32之金屬處理部120中的金屬405之浸潤時間。若將自含金屬液噴嘴142供給含金屬液的時間拉長，則可使金屬405浸潤於中間曝光區域403的時間增長，可將該金屬405的浸潤量增多。另一方面，若使金屬405之浸潤時間減短，則可將該金屬405的浸潤量減少。
作為第2個參數，列舉例如塗布處理裝置32之金屬處理部120中自含金屬液噴嘴142供給的含金屬液中之醇的溫度。若使來自含金屬液噴嘴142之醇的溫度增高，則金屬405變得容易浸潤於中間曝光區域403，可使該金屬405的浸潤量增多。另一方面，若將醇的溫度降低，則可使該金屬405的浸潤量減少。
作為第3個參數，列舉例如塗布處理裝置32之金屬處理部120中處理的第1光阻圖案402中之溶劑的量。此一溶劑的量之調整可使用各種方法。
例如以塗布處理裝置32之光阻膜形成部121於晶圓W上形成光阻膜後，以熱處理裝置40施行熱處理(預烘烤處理)時，調整該熱處理的溫度、時間，藉而可調整光阻膜中之溶劑的量，亦即可調整第1光阻圖案402中之溶劑的量。若降低熱處理的溫度，或減短熱處理的時間，則可增多第1 光阻圖案402中之溶劑的量。如此一來，則可使進入至第1光阻圖案402的中間曝光區域403之醇的量增多，進一步可使浸潤於中間曝光區域403之金屬405的浸潤量增多。另一方面，若使熱處理的溫度增高，或將熱處理的時間拉長，則第1光阻圖案402中之溶劑的量變少，可使進入至中間曝光區域403之醇的量減少，進一步可使浸潤於中間曝光區域403之金屬405的浸潤量減少。
此外，亦可例如在另行設置之溶劑供給裝置(未圖示)中對光阻膜供給溶劑，積極地使該光阻膜中之溶劑的量增加。進一步，亦可例如改變自光阻膜形成部121的光阻液噴嘴162供給之光阻液的材料，藉以調整光阻膜中之溶劑的量。
作為第4個參數，列舉例如曝光裝置12的曝光量(劑量)。若使曝光量增大，則於第1光阻圖案402之中間曝光區域403中形成大量OH基。如此一來，則可使進入至中間曝光區域403之醇的量增多，進一步可使浸潤於中間曝光區域403之金屬405的浸潤量增多。另一方面，若減小曝光量，則中間曝光區域403中形成的OH基變少，可使進入至中間曝光區域403之醇的量減少，進一步可使浸潤於中間曝光區域403之金屬405的浸潤量減少。
可如同以上地控制浸潤於第1光阻圖案402的中間曝光區域403之金屬405的浸潤量。此外，浸潤於此一中間曝光區域403之金屬405的浸潤量，可因應在第2蝕刻裝置204中的蝕刻處理所必需之蝕刻選擇比加以控制。因此，可更適切地施行該蝕刻處理。
另，以上實施形態，雖於第1蝕刻裝置202中去除第1光阻圖案402之未曝光區域404，於第2蝕刻裝置204中蝕刻下部反射防止膜401與被處理膜400，但亦可將此等未曝光區域404的去除與下部反射防止膜401及被處理膜400的蝕刻處理，於同一蝕刻裝置內切換蝕刻氣體加以施行。
以上實施形態中，作為蝕刻被處理膜400時之遮罩，於晶圓W上形成第2光阻圖案406，但亦可使用第1光阻圖案402。
上述實施形態中如圖9所示地，在形成於晶圓W上的第1光阻圖案402之側面，形成中間曝光區域403。本實施形態中，將如此地形成有第1光阻圖案402之晶圓W再度搬運至曝光裝置12，於該曝光裝置12中僅將第1光阻圖案402之頂面曝光。如此一來，則如圖11所示地於第1光阻圖案402之頂面形成曝光區域410。在此曝光區域410形成OH基。亦即，第1光阻圖案402，於中間曝光區域403與曝光區域410形成OH基。進一步為了增多金屬對光阻圖案之的潤濕量，亦可將與該曝光裝置12不同的UV照射單元設置於塗布顯影處理裝置2，對光阻圖案全體照射例如172nm的UV光約15秒，將光阻圖案全體脫保護。
之後，於熱處理裝置40中將晶圓W後烘烤處理後，將該晶圓W搬運至塗布處理裝置32之金屬處理部120。
金屬處理部120，使吸附保持於旋轉夾盤130之晶圓W旋轉，並自含金屬液噴嘴142對晶圓W之中心部供給含金屬液。供給至晶圓W上的含金屬液，藉由以晶圓W的旋轉產生之離心力而於晶圓W的表面全面擴散。
若如此地於晶圓W上塗布含金屬液，則含金屬液中的醇，以第1光阻圖案402之中間曝光區域403與曝光區域410中的OH基等，親和性佳的官能基為標靶，進入至該中間曝光區域403與曝光區域410。伴隨醇進入此一中間曝光區域403與曝光區域410，金屬405亦將該醇作為進入通道而進入至中間曝光區域403與曝光區域410。接著，金屬405與中間曝光區域403及曝光區域410中的OH基結合，如圖12所示地使金屬405浸潤於中間曝光區域403與曝光區域410。之後，如圖13(a)所示地，於第1光阻圖案402之兩側面與頂面，分別形成浸潤金屬405的中間曝光區域403與曝光區域410。
之後，將晶圓W搬運至蝕刻處理裝置3之第2蝕刻裝置204。第2蝕刻裝置204，例如使用O2氣體(O2電漿)、CF氣體(CF電漿)並將晶圓W上之第1光阻圖案402作為遮罩，分別蝕刻晶圓W上之下部反射防止膜401與被處理膜400。此時，暴露於蝕刻氣體(蝕刻電漿)的第1光阻圖案402之頂面(曝光區域410)與側面(中間曝光區域403)，含有金屬405，故相對於下部反射防止膜401與被處理膜400具有高的蝕刻選擇比。因此，如圖13(b)所示地可在下部反射防止膜401以適切的形狀形成既定圖案407，並可在被處理膜400以適切的形狀形成既定圖案408。
本實施形態中，亦可享受與上述實施形態同樣的效果。亦即，第1光阻圖案402之中間曝光區域403與曝光區域410含有金屬405，相對於被處理膜400具有高的蝕刻選擇比，故即便第1光阻圖案402的高度低，該第1光阻圖案402，仍充分地發揮作為蝕刻被處理膜400時之遮罩的功能。因此，可將第1光阻圖案402的寬高比減小，故可抑制圖案崩塌，可於晶圓W上適當形成第1光阻圖案402。此外可將第1光阻圖案402的寬高比減小，因而亦可將該第1光阻圖案402細微化。
進一步，如此地使第1光阻圖案402對於被處理膜400具有高的蝕刻選擇比，則若在第2蝕刻裝置204中將第1光阻圖案402作為遮罩而蝕刻被處理膜400，則可於該被處理膜400適當形成既定圖案408。
另，依本實施形態，則不必非得如同習知地另行形成相對於被處理膜400具有高蝕刻選擇比的矽膜而蝕刻，僅將第1光阻圖案402改質即可。因此，可使晶圓處理簡易化，可提高晶圓處理的處理量。
若為過去，則有於被處理膜400上將SOC(Spin On Carbon)膜與SiARC(Silicon-containing Anti-Reflective Coating，含矽抗反射塗佈)膜自被處理膜400側起以此一順序疊層而提高蝕刻耐性的情況。與此相對，本實施形態，因第1光阻圖案402本身的蝕刻耐性高，故可於被處理膜400 上僅設置下部反射防止膜401。亦即，可使習知之3層多層膜為2層雙層膜。因此，可提高晶圓處理的處理量，並可使製品的製造成本亦低廉化。
進一步亦可任意設定下部反射防止膜401的膜厚，故製程範圍亦擴大，提高晶圓處理的自由度。
另，本實施形態，無去除第1光阻圖案402之未曝光區域404的必要，故蝕刻處理裝置3之第1蝕刻裝置202、203，亦可施行與第2蝕刻裝置204、205同樣的處理。
以上實施形態，雖對於將晶圓W上之第1光阻圖案402的中間曝光區域403，形成在該第1光阻圖案402之側面的情況加以說明。但此點，於曝光裝置12中將晶圓W上之光阻膜曝光時，因近年之圖案的細微化、光阻的材料、曝光條件等，而有光線若干程度地迴繞至倍縮光罩之下方，第1光阻圖案402之頂面被曝光若干程度的情況。如此一來，則如圖14所示地於第1光阻圖案402，在頂面與側面雙方形成中間曝光區域403。
此一情況，在如圖8所示地於蝕刻被處理膜400之際使用第2光阻圖案406的情況，使金屬405浸潤於第1光阻圖案402之頂面與側面之中間曝光區域403後，例如施行蝕刻處理以去除第1光阻圖案402之頂面的中間曝光區域403即可。如此一來，則可如圖8(b)所示地僅於第1光阻圖案402之側面，形成浸潤金屬405的中間曝光區域403。
另一方面，在如圖13所示地於蝕刻被處理膜400之際使用第1光阻圖案402的情況，直接使用圖14所示之第1光阻圖案402即可。亦即，不必如同上述實施形態地將第1光阻圖案402之頂面積極地曝光而形成曝光區域410。
以上實施形態，於塗布處理裝置32之金屬處理部120內使金屬405浸潤於第1光阻圖案402之中間曝光區域403(或曝光區域410)時，雖對晶 圓W上供給將金屬405溶解於醇的含金屬液，但亦可將此等醇與金屬405分別供給至晶圓W上。
如圖15及圖16所示地，於金屬處理部120之臂部141支承作為處理劑供給部之醇噴嘴500以及作為含金屬劑供給部之含金屬液噴嘴501，前者往晶圓W上供給作為處理劑之液體狀的醇，後者往晶圓W上供給含有金屬405的作為含金屬劑之液體狀的含金屬液。
醇噴嘴500，如圖16所示地與和醇供給源510連通之供給管511相連接。於供給管511設置供給機器群512，包含控制醇之流動的閥與流量調節部等。另，作為醇，使用與上述實施形態同樣的醇。
含金屬液噴嘴501，與和含金屬液供給源520連通之供給管521相連接。於供給管521設置供給機器群522，包含控制含金屬液之流動的閥與流量調節部等。另，作為含金屬液中的金屬405雖使用與上述實施形態相同的金屬，但其溶媒可使用各種溶媒。作為溶媒，可使用例如純水等，若為溶解金屬405，且不溶解光阻膜之材料，則可使用各種材料。
金屬處理部120之其他構成，由於與上述實施形態之金屬處理部120相同故省略說明。另，以上之構成，雖於同一臂部141支承醇噴嘴500與含金屬液噴嘴501，但亦可將兩者分別支承於個別的臂部。
本實施形態之金屬處理部120，以旋轉夾盤130吸附保持晶圓W後，藉由臂部141使待機部144的醇噴嘴500移動至晶圓W之中心部的上方為止。接著，藉由旋轉夾盤130使晶圓W旋轉，並自醇噴嘴500對晶圓W之中心部供給醇。供給至晶圓W上的醇，藉由以晶圓W的旋轉產生之離心力而於晶圓W的表面全面擴散。
若如此地於晶圓W上塗布醇，則如圖17所示地，醇530以第1光阻圖案402之中間曝光區域403中的OH基等，親和性佳的官能基為標靶，進入至中間曝光區域403。
之後，藉由臂部141使含金屬液噴嘴501移動至晶圓W之中心部的上方為止。接著，藉由旋轉夾盤130使晶圓W旋轉，並自含金屬液噴嘴501起對晶圓W之中心部供給含金屬液。供給至晶圓W上的含金屬液，藉由以晶圓W的旋轉產生之離心力而於晶圓W的表面全面擴散。
若如此地於晶圓W上塗布含金屬液，則含金屬液以中間曝光區域403中的醇530作為進入通道而進入至中間曝光區域403。之後，該含金屬液中的金屬405與中間曝光區域403中的OH基結合，如圖10所示地使金屬405浸潤於中間曝光區域403。
即便為此一情況，仍可如圖8所示地於晶圓W上適當形成第2光阻圖案406，此外可如圖13所示地適當形成第1光阻圖案402。因此，可享受與上述實施形態同樣的效果。
如同以上地使金屬405浸潤於中間曝光區域403時，可對晶圓W上供給將金屬405溶解於醇530的含金屬液，亦可將此等醇530與金屬405分別供給至晶圓W上，任一情況皆可享受同樣的效果。然則，自處理量的觀點來看，較宜如同前者地對晶圓W上供給將金屬405溶解於醇530的含金屬液。
以上實施形態，自含金屬液噴嘴142對晶圓W供給的含金屬液雖為液體狀，但亦可為氣體狀。將此氣體狀之含金屬劑供給至晶圓W的塗布處理裝置600，於塗布顯影處理裝置2中可設置在任意處，例如設置在第1區塊G1。
如圖18所示地，塗布處理裝置600，具有內部可閉鎖之處理容器610。於處理容器610的晶圓搬運區域D側之側面，形成晶圓W之搬出入口(未圖示)，在該搬出入口設置開閉閘門(未圖示)。於處理容器610之底面，連接將內部氣體環境排氣之排氣管611。
於處理容器610內之底面，設置載置晶圓W之載置台620。在載置台620內，設置例如3根用於自下方支承晶圓W而使其升降之升降銷621。升降銷621，可藉由升降驅動部622上下移動。於載置台620之頂面，例如在3處形成於厚度方向貫通該頂面之貫通孔623。而升降銷621，貫穿貫通孔623。
於處理容器610內之頂棚面，其載置台620之上方，設置將氣體狀之含金屬劑往下方供給至晶圓W上的沖淋頭630。沖淋頭630，與載置於載置台620之晶圓W相對向地配置。於沖淋頭630之內部形成內部空間631，導入從後述之含金屬劑供給源640供給的含金屬劑。在沖淋頭630之底面，使將被導入至內部空間631的含金屬劑朝向下方供給之複數個供給口632，以分布於沖淋頭630之底面全體的狀態設置。亦即，以使氣體狀之含金屬劑，自沖淋頭630起對晶圓W於水平面內均一地供給的方式，形成複數個供給口632。
沖淋頭630，與和含金屬劑供給源640連通之供給管641相連接。
含金屬劑供給源640之內部，例如以液體狀儲存使金屬405溶解於醇530的含金屬液，將此含金屬液加熱而氣化，而產生氣體狀之含金屬劑。於供給管641設置供給機器群642，包含控制含金屬液之流動的閥與流量調節部等。
此一情況，將形成有第1光阻圖案402的晶圓W，藉由晶圓搬運裝置70搬運至塗布處理裝置600。一將晶圓W搬入至塗布處理裝置600，則晶圓W被傳遞至預先上升而待機的升降銷621。接著使升降銷621下降，將晶圓W載置於載置台620。之後，自沖淋頭630對晶圓W上供給氣體狀之 含金屬劑。如此一來，則醇530進入至第1光阻圖案402之中間曝光區域403(或曝光區域410)，金屬405將該醇530作為進入通道而進入至中間曝光區域403。如此地，可使金屬405浸潤於中間曝光區域403。
同樣地自醇噴嘴500供給的醇530、與自含金屬液噴嘴501對晶圓W供給的含金屬液，雖各自為液體狀，但亦可為氣體狀。此一情況，亦使用與塗布處理裝置600同樣的裝置，對晶圓W上供給氣體狀之醇530與氣體狀之含金屬劑，可使金屬405浸潤於第1光阻圖案402之中間曝光區域403。
以上實施形態，金屬處理部120與光阻膜形成部121、122雖設置於同一塗布處理裝置32內，但亦可設置於不同的裝置。
以上實施形態，雖使用醇作為供使金屬405進入至第1光阻圖案402之中間曝光區域403(或曝光區域410)所用的處理劑，但若為進入中間曝光區域403之材料則不限為醇。
以上，雖參考附圖並對本發明之最佳實施形態進行說明，但本發明並未限定為此例。若為所屬技術領域中具有通常知識者，則自然可在申請專利範圍所揭露之思想的範疇內，思及各種變更例或修正例，關於其等案例，應了解其自然屬於本發明之技術範圍。
400‧‧‧被處理膜
401‧‧‧光阻膜
402‧‧‧曝光部
403‧‧‧未曝光部
404‧‧‧金屬
406‧‧‧(被處理膜的)圖案
407‧‧‧(下部反射防止膜的)既定圖案
408‧‧‧(被處理膜的)既定圖案
W‧‧‧晶圓

Claims (17)

  1. 一種基板處理方法，於基板上形成光阻圖案，其特徵為包含如下步驟：光阻圖案形成步驟，對基板施行光微影處理，於該基板上形成光阻圖案；以及金屬處理步驟，使處理劑進入該光阻圖案之側面，並藉由該處理劑使金屬浸潤於該光阻圖案之側面；該金屬處理步驟裡浸潤於該光阻圖案之該金屬的浸潤量之控制，係至少調整以下因子而施行：該金屬處理步驟中之該處理劑的溫度、在該金屬處理步驟中所處理的該光阻膜中之溶劑的量、或該光阻圖案形成步驟中將光阻膜曝光時的曝光量。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟後，去除該光阻圖案中該金屬浸潤之側面的內側之未浸潤該金屬的部分，於基板上形成另外的光阻圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟中，與該光阻圖案之側面中的該金屬之浸潤同樣地，使該金屬浸潤於該光阻圖案之頂面。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟中，將在該處理劑中含有該金屬之含金屬劑供給至基板上，使該含金屬劑進入該光阻圖案之側面，使該金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟中，將該含金屬劑以液體狀或氣體狀供給至基板上。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟中，在將該處理劑供給至基板上而使該處理劑進入該光阻圖案之側面後，將含有該金屬之含金屬劑供給至基板上而使該金屬浸潤於該光阻圖案之側面。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理方法，其中，該金屬處理步驟中，將該處理劑與該含金屬劑，分別以液體狀或氣體狀供給至基板上。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中， 該處理劑為醇。
  9. 一種電腦可讀取之記憶媒體，記錄在控制基板處理系統之控制裝置的電腦上運作之程式，供利用於藉由該基板處理系統實行申請專利範圍第1項之基板處理方法。
  10. 一種基板處理系統，於基板上形成光阻圖案，其特徵為具備如下裝置：光阻膜形成裝置，於基板上形成光阻膜；曝光裝置，將以該光阻膜形成裝置形成之光阻膜曝光；顯影裝置，將以該曝光裝置曝光之光阻膜顯影，於基板上形成光阻圖案；金屬處理裝置，使處理劑進入該光阻圖案之側面，並藉由該處理劑使金屬浸潤於該光阻圖案之側面；以及控制裝置，至少將該金屬處理裝置中之該處理劑的溫度、以該金屬處理裝置處理的該光阻圖案中之溶劑的量、或該曝光裝置中的曝光量加以調整，控制該金屬處理裝置中浸潤於該光阻圖案之該金屬的浸潤量。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中，更具備光阻圖案去除裝置，將以該金屬處理裝置使該金屬浸潤的該光阻圖案之側面的內側中之未浸潤該金屬之部分去除，於基板上形成另外的光阻圖案。
  12. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中，該金屬處理裝置，與該光阻圖案之側面中的該金屬之浸潤同樣地，使該金屬浸潤於該光阻圖案之頂面。
  13. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中，該金屬處理裝置具備含金屬劑供給部，將在該處理劑中含有該金屬之含金屬劑供給至基板上。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理系統，其中，該含金屬劑供給部，將該含金屬劑以液體狀或氣體狀供給至基板上。
  15. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中，該金屬處理裝置具備：將該處理劑供給至基板上之處理劑供給部、以及將含有該金屬之含金屬劑供給至基板上的含金屬劑供給部。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板處理系統，其中， 該處理劑供給部與該含金屬劑供給部，將該處理劑與該含金屬劑分別以液體狀或氣體狀供給至基板上。
  17. 如申請專利範圍第10項之基板處理系統，其中，該處理劑為醇。
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