TWI567786B - 圖案形成方法及圖案形成裝置 - Google Patents

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TWI567786B
TWI567786B TW102112905A TW102112905A TWI567786B TW I567786 B TWI567786 B TW I567786B TW 102112905 A TW102112905 A TW 102112905A TW 102112905 A TW102112905 A TW 102112905A TW I567786 B TWI567786 B TW I567786B
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北野高廣
富田忠利
田內啓士
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Description

圖案形成方法及圖案形成裝置
本發明係關於一種定向自組裝的(DSA；Directed self-assembly)微影技術，亦關於一種使用該技術的圖案形成方法、圖案形成裝置及儲存有使圖案形成裝置實施圖案形成方法之電腦程式的電腦可讀取記憶媒體。
現今正討論一種使用嵌段共聚物自組裝排列之性質的自組裝微影技術的實用化(例如專利文獻1及2、及非專利文獻1)。自組裝微影技術中，首先將例如包含A聚合物鏈與B聚合物鏈的嵌段共聚物之溶液塗佈於基板上，以形成嵌段共聚物之薄膜。接著，若將基板加熱，則在薄膜中相互地任意固溶的A聚合物鏈與B聚合物鏈產生相分離，而形成規則的排列A聚合物區域與B聚合物區域。
這樣的規則排列，係藉由以親和力使A聚合物彼此群聚，且使B聚合物彼此群聚的性質來實現。然而，若僅依賴這樣的性質，則會有A聚合物區域與B聚合物區域無法穩定排列，而不能得到期望之圖案的情況。於是，為了輔助或是促進A聚合物及B聚合物排列成期望的圖案，使用引導A聚合物及B聚合物的引導圖案。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2005-29779號公報
【專利文獻2】日本特開2007-125699號公報
【非專利文獻】
【非專利文獻1】
K. W. Guarini, et al., "Optimization of Diblock Copolymer Thin Film Self Assembly", Advanced Materials, 2002, 14, No. 18, September 16, pp.1290-1294. (p. 1290, ll.31-51)
作為引導圖案，具有使用以光微影技術形成之光阻圖案的情況。此處具有下述情況：光阻圖案的側面若具有凹凸，則凹凸亦會反映在嵌段共聚物的圖案上。另外，光阻圖案的側面若具有凹凸，例如2種聚合物中，本該難以吸附於光阻圖案之側面的聚合物吸附於例如凸部，而妨礙A聚合物區域與B聚合物區域的交互排列。
另外，在以嵌段共聚物形成孔洞的情況中，首先使包含孔洞的光阻圖案形成為引導圖案。接著，以嵌段共聚物埋入該孔洞，若加熱，則一聚合物形成沿著孔洞內面的筒狀部，另一聚合物形成埋入筒狀部之中空部的柱狀部。若去除柱狀部，則形成構成筒狀部的一聚合物所造成的孔洞(所謂的孔洞收縮)。此處，若光阻圖案的孔洞內面具有凹凸，則嵌段共聚物不會相分離，而具有無法形成筒狀部與柱狀部的情況。
本發明鑒於上述之情事，提供一種圖案形成方法、圖案形成裝置及電腦可讀取記憶媒體，可促進構成嵌段共聚物之相異的聚合物，排列成為期望的圖案。
本發明之第1態樣，提供一種圖案形成方法，包含：在基板上形成光阻膜的步驟；將該光阻膜圖案化以形成光阻圖案的步驟；使該光阻圖案的表面平滑化的步驟；在該光阻圖案已平滑化的該基板上，塗佈至少包含2種聚合物的嵌段共聚物，並形成嵌段共聚物之薄膜的步驟；將形成有該薄膜的該基板加熱的步驟；對該薄膜照射紫外光的步驟；及使該至少2種聚合物之一方溶解的步驟。
本發明之第2態樣，提供一種圖案形成裝置，包含：光阻膜形成部，對基板供給光阻，以在該基板上形成光阻膜；顯影部，對經曝光的該光阻膜進行顯影，以形成光阻圖案；光阻處理部，使該光阻圖案平滑化；薄膜形成部，對該光阻圖案已平滑化的該基板，供給包含至少2種聚合物的嵌段共聚物，以在該基板上形成該嵌段共聚物的薄膜；加熱部，將該薄膜加熱；紫外光照射部，對經加熱部加熱的該薄膜照射紫外光；溶劑供給部，對經照射紫外光的該薄膜提供溶劑，使該至少2種聚合物的一方溶解。
根據本發明之實施態樣，提供一種圖案形成方法、圖案形成裝置、及電腦可讀取記憶媒體，可促進構成嵌段共聚物之相異的聚合物排列成期望的圖案。
2‧‧‧旋轉夾頭
5‧‧‧供給噴嘴
6‧‧‧杯體
6b‧‧‧排氣口
6a‧‧‧排液口
10‧‧‧圖案形成裝置
12‧‧‧伺服馬達
14‧‧‧支持銷
15‧‧‧升降驅動機構
16‧‧‧排氣管
20‧‧‧移動機構
21‧‧‧薄膜
22‧‧‧搬送手臂
32‧‧‧塗佈單元
39‧‧‧供給源
51A‧‧‧惰性氣體導入口
51B‧‧‧惰性氣體排氣口
53‧‧‧框體
54‧‧‧穿透窗
55‧‧‧基座平台
55a‧‧‧水流路徑
56‧‧‧支柱
57‧‧‧載置台
58‧‧‧支持銷
59‧‧‧升降銷
60‧‧‧夾頭
60a‧‧‧晶圓保持部
60b‧‧‧支柱
161‧‧‧驅動部
162‧‧‧加熱器
163‧‧‧溫度調整器
61‧‧‧加熱單元
62‧‧‧冷卻單元
63‧‧‧疏水化單元
64‧‧‧暫存單元
65‧‧‧校準單元
66‧‧‧熱電共生單元
67‧‧‧暫存單元
69‧‧‧燈具收納體
69R‧‧‧反射板
69L‧‧‧燈具
69W‧‧‧穿透窗
70‧‧‧杯體
70a‧‧‧外杯體
70b‧‧‧內杯體
70c‧‧‧基座
71‧‧‧臂部
72‧‧‧電源
73‧‧‧框體
75a‧‧‧排液口
75b‧‧‧排氣口
77‧‧‧噴淋器
80‧‧‧軌道
81‧‧‧臂部
82‧‧‧驅動部
83‧‧‧噴嘴
84‧‧‧驅動控制部
85‧‧‧吐出部
86‧‧‧吐出口
87‧‧‧溶劑氣體供給源
88‧‧‧溶劑供給管
90‧‧‧儲存槽
91‧‧‧載體氣體供給管
92‧‧‧流量檢測器
93‧‧‧調整閥
94‧‧‧流量控制部
100‧‧‧光阻處理裝置
100a‧‧‧框體
100b‧‧‧搬送口
100c‧‧‧閘門
101‧‧‧控制部
101a‧‧‧製程控制器
101b‧‧‧使用者介面部
101c‧‧‧記憶部
101d‧‧‧程式記錄媒體
170‧‧‧排出管
200‧‧‧曝光裝置
210‧‧‧來回擺動．升降臂部
310C‧‧‧框體
310‧‧‧BCP膜形成裝置
311‧‧‧BCP膜處理裝置
320‧‧‧顯影單元
400‧‧‧紫外光照射裝置
510‧‧‧晶圓腔室
520‧‧‧光源腔室
600‧‧‧升降機構
610‧‧‧冷卻水供給裝置
740‧‧‧照射窗
800‧‧‧沖洗液吐出噴嘴
800a‧‧‧待機部
AS‧‧‧酸性溶液
C‧‧‧匣盒
DP‧‧‧聚苯乙烯聚合物區域之圖案
DM‧‧‧PMMA聚合物區域
DS‧‧‧聚苯乙烯聚合物區域
HP‧‧‧加熱板
L‧‧‧線
LS‧‧‧光源
OS‧‧‧有機溶劑
P‧‧‧光阻圖案
PR‧‧‧光阻膜
R1‧‧‧棚架單元
R2‧‧‧棚架單元
S1‧‧‧基板匣盒站
S2‧‧‧處理站
S3‧‧‧介面站
SV‧‧‧溶劑氣體
UV‧‧‧紫外光
W‧‧‧晶圓
XL‧‧‧光
【圖1】(a)~(d)、(B)、(D)係說明本發明之第1實施態樣的圖案形成方法的說明圖。
【圖2】(e)~(h)、(E)接續圖1，說明本發明之第1實施態樣的圖案形成方法的說明圖。
【圖3】(i)~(j)接續圖2，說明本發明之第1實施態樣的圖案形成方法的說明圖。
【圖4】(a)~(d)係說明本發明之第2實施態樣的圖案形成方法的說明圖。
【圖5】(a)~(c)係說明本發明之第3實施態樣的圖案形成方法的說明圖。
【圖6】係表示實施本發明之實施態樣的圖案形成方法時，適合使用之光阻處理裝置的概略側面圖。
【圖7】係表示圖6所示之光阻處理裝置的概略俯視圖。
【圖8】係表示圖6所示之光阻處理裝置中的溶劑供給噴嘴的立體圖。
【圖9】係表示實施本發明之實施態樣的圖案形成方法時，適合使用之液體處理裝置的概略側面圖。
【圖10】係表示實施本發明之實施態樣的圖案形成方法時，適合使用之紫外光照射裝置的概略側視圖。
【圖11】係表示將圖6所示的光阻處理裝置、圖9所示的液體處理裝置及圖10所示的紫外光照射裝置組合的圖案形成裝置的概略立體圖。
【圖12】係圖11所示的圖案形成裝置之概略俯視圖。
【圖13】係表示圖11所示的圖案形成裝置之處理站的概略立體圖。
以下，參照添附圖式，就非限定本發明之例示的實施態樣進行說明。添附的所有圖式中，同一或是對應的元件或是零件，附上同一或是對應的參照符號，並省略其重複說明。
(第1實施態樣)
參照圖1，說明本發明之第1實施態樣的圖案形成方法。圖1(a)至圖3(j)，係在各步驟中，以該圖案形成方法所處理的基板(例如半導體晶圓)的部分剖面圖。又，圖1(B)，係與圖1(b)對應的俯視圖，沿著圖1(B)中的I-I線之剖面圖相當於圖1(b)。相同的關係，亦存在於圖1(D)與圖1(d)之間、圖2(E)與圖2(e)之間。
(光阻圖案形成步驟)
首先，如圖1(a)所示，將光阻塗佈於半導體晶圓W(以下稱為晶圓W)，形成光阻膜PR。接著，以具有既定圖案的光罩(圖中未顯示)對光阻膜PR 進行曝光、顯影，如圖1(b)所示，得到光阻圖案P。光阻圖案P，在本實施態樣中，具有在既定方向上隔著既定間隔大致平行延伸的複數的線L。光阻圖案P，具有在形成後述之嵌段共聚物(以下亦有記為BCP之情況)的圖案時作為引導圖案的功能。又，線L的側面，具有產生圖1(B)所示起伏(凹凸)的情況。作為產生這樣的起伏的原因之一，可舉例如：在對光阻膜PR進行曝光時曝光之光源的干涉。
又，光阻圖案P的形成，可使用一般的旋轉塗佈機、加熱裝置、曝光裝置及顯影裝置。
(光阻圖案平滑化步驟)
接著，對於形成光阻圖案P的晶圓W，供給溶劑氣體SV，使線L曝露於溶劑氣體SV(圖1(c))。若曝露於溶劑氣體，線L表面(側面、頂面)摻入溶劑氣體，圖1(d)示意地表示線L的表面溶解而膨潤的情況。又，可藉由載體氣體對儲存於既定容器內的溶劑打氣而得到液體溶劑。作為溶劑，只要對光阻圖案P具有溶解性，則並無限定，可為例如：丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA；Propylene Glycol Mono-methyl Ether Acetate)、氮甲基吡咯烷酮(NMP；N-Methyl Pyrrolidone)中的任一項，亦可為該等的混合液。另外，可使用氦(He)或氬(Ar)等稀有氣體或氮氣等惰性氣體作為上述載體氣體。
接著，如圖2(e)所示，若藉由例如光XL的照射而使晶圓W加熱，則溶劑從線L之膨潤的表面蒸發，結果表面收縮且硬化。線L的側面具有如上述之起伏，但若線L表面吸收溶劑氣體而膨潤，則藉由膨潤部分所產生的表面張力，則可將起伏平滑化(參照圖1(D))。之後，若將晶圓W加熱，因為膨潤部分以平滑的態樣硬化，與形成光阻圖案P之後相比，可使線L的側面平滑化(參照圖2(E))。
(DSA圖案形成步驟)
形成有光阻圖案P的晶圓W，在冷卻至室溫(例如約23℃)後，例如將聚苯乙烯(PS)-聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)嵌段共聚物(以下記為 PS-b-PMMA)溶解至有機溶劑的溶液(亦稱為塗佈液)，以例如旋轉塗佈法，塗佈到晶圓W上。藉此，如圖2(f)所示，形成PS-b-PMMA的薄膜21。在該薄膜21中，PS聚合物與PMMA聚合物係相互任意混合。
接著，如圖2(g)所示，若以例如加熱板HP，將形成有PS-b-PMMA的薄膜21的晶圓W加熱至既定溫度，則在PS-b-PMMA中產生相分離。此時，因為光阻圖案P之線L的側面優先吸附具有親水性的PMMA聚合物，故從線L依序交互排列由PMMA聚合物所構成的PMMA聚合物區域DM，及由PS聚合物所構成的PS聚合物區域DS。又，線L之間的間距，係以等於PMMA聚合物區域DM的寬度與PS聚合物區域DS之寬度合計的整數倍(圖中為2倍)，再加上PMMA聚合物區域DM的寬度的方式預先決定。
加熱結束後，在氬氣(Ar)或氦氣(He)等的稀有氣體，或氮氣等惰性氣體的氛圍下，對如圖2(h)示意地表示的晶圓W上的PS-b-PMMA的薄膜21照射紫外光UV。紫外光UV，只要具有屬於紫外光區域的波長成分即可，並未特別限定，但宜具有例如，200nm以下的波長成分。另外，紫外光更宜包含可被PMMA吸收之185nm以下的波長成分。在使用具有波長200nm以下之波長成分的紫外光的情況中，適合使用產生波長172nm之紫外光的Xe準分子燈(Excimer Lamp)作為光源LS。
若對PS-b-PMMA的薄膜21照射紫外光，可認為是因為PS聚合物中產生交聯反應，故PS聚合物變得難以溶解至有機溶劑，另一方面，因為PMMA聚合物中的主鏈被切斷，則PMMA聚合物變得容易溶解至有機溶劑。
接著，如圖3(i)所示，對PS-b-PMMA的薄膜21供給有機溶劑OS。薄膜21中的PMMA聚合物區域DM因為有機溶劑OS而溶解，而PS聚合物區域DS則殘留在晶圓W的表面上。此處，適合使用例如異丙醇(IPA；Isopropyl alcohol)作為有機溶劑OS。
在經過既定時間後，若使晶圓W的表面乾燥，如圖3(j)所示，在晶圓W上，得到PS聚合物區域DS之圖案DP。
如上所述，本實施態樣之圖案形成方法，藉由將具有作為PS-b-PMMA之圖案DP的引導圖案功能的光阻圖案P，曝露於溶劑氣體OS以使其膨潤，使光阻圖案P之側面的起伏(凹凸)平滑化。若光阻圖案P之線L的側面具有起伏，則會有下述情形：在例如突出部分，吸附有難以吸附於線L側面的PS聚合物，而妨礙PMMA聚合物區域DM吸附於線L的側面。此情況中，亦會形成妨礙PMMA聚合物區域DM與PS聚合物區域DS之交互排列的情形。然而，本實施態樣之圖案形成方法，因為使作為引導圖案的光阻圖案P之側面平滑化，與光阻圖案P之親和性高的PMMA聚合物，更優先吸附於光阻圖案P的側面，而能夠使PMMA聚合物區域DM與PS聚合物區域DS更確實地交互排列。
(第2實施態樣)
接著，就本發明之第2實施態樣的圖案形成方法進行說明。
(光阻圖案形成步驟)
本實施態樣之圖案形成方法中，首先進行第1實施態樣的圖案形成方法中的光阻圖案形成步驟，如圖4(a)所示，在晶圓W上形成具有線L的光阻圖案P。如上所述，在線L的側面具有起伏。
(光阻圖案細化步驟)
圖4(b)所示，對形成有光阻圖案P的晶圓W，供給酸性溶液AS。作為酸性溶液AS的一例，可舉例如，用於形成反射防止膜的溶液。將光阻圖案P之線L以既定時間曝露於酸性溶液AS，並使酸性溶液AS擴散至線L內。接著，去除晶圓W上之酸性溶液AS後，若將晶圓W加熱至例如約從50℃至約120℃的範圍，則在線L的表面形成可溶層。又，此處晶圓W的加熱，可使用例如加熱板等加熱裝置進行，亦可以光照射進行。
接著，如圖4(c)所示，例如將鹼性溶劑(或是包含鹼性溶劑之蒸氣的氣體)LS噴灑至晶圓W上之光阻圖案P，以去除可溶層。藉此，線L僅以可溶層的量變細。又，在線L的表面使酸性溶液AS擴散，形成可溶層時，因為酸性溶液AS可不反映出線L之側面的起伏而進行擴散，故在可溶層被去除的線L之露出面中，緩和起伏的情況。亦即，藉由細化，線L不僅變細，且線L的側面亦平滑化。
(DSA圖案形成步驟)
之後，若進行與第1實施態樣的圖案形成方法中的DSA圖案形成步驟相同的步驟，可在圖4(d)所示之晶圓W上，形成PS聚合物區域DS之圖案DP。
本實施態樣之圖案形成方法，係使用酸性溶液在線L表面形成可溶層，並以鹼性溶劑之噴霧去除可溶層，藉此使線L細化。因為藉由細化使線L的側面平滑化，可發揮與在第1實施態樣中說明的效果相同的效果。
又，第2實施態樣中，細化後的線L之間的間距，係以等於PMMA聚合物區域DM的寬度與PS聚合物區域DS之寬度合計的整數倍(圖中為2倍)，再加上PMMA聚合物區域DM的寬度的方式預先設定。
另外，可溶層的厚度，可由線L曝露於酸性溶液中的時間，及酸性溶液之酸性度等條件進行調整，故宜進行初步實驗等來決定條件。
另外，光阻圖案P之線L的細化，可例如在第1實施態樣中，進行下述步驟：對線L供給溶劑氣體，使線L的表面膨潤後，將有機溶劑供給至晶圓W上，使膨潤部分溶解。可使用剝離液等作為有機溶劑。剝離液等，只要是對所使用的光阻具有溶解度的液體即可，具體而言，可為膽鹼(Choline)水溶液(三甲基-2-羥乙基氫氧化銨水溶液)或氫氧化鉀溶液等。另外，亦可使用顯影液代替剝離液。
(第3實施態樣)
接著，就本發明之第3實施態樣的圖案形成方法進行說明。
(光阻圖案形成步驟及光阻圖案平滑化步驟)
首先，進行第1實施態樣中的光阻圖案形成步驟，及光阻圖案平滑化步驟，如圖5(a)所示，在晶圓W上形成具有線L的光阻圖案P。此處，藉由光阻圖案平滑化步驟，使線L的側面平滑化。
(光阻圖案的親水化處理步驟)
接著，在大氣氛圍下，對形成有光阻圖案P的晶圓W照射紫外光(圖5(b))。藉此，大氣中的氧氣因為紫外光而活化而產生活性氧，光阻圖案P的線L的表面因為活性氧而親水化。
(DSA圖案形成步驟)
之後，進行第1實施態樣的圖案形成方法中的DSA圖案形成步驟，如圖5(c)所示，在晶圓W上形成PS聚合物區域DS之圖案DP。
光阻圖案P的線L的表面(側面)，雖本質上即具有親水性，但即使如此，還是具有吸附易吸附於疏水性表面(與疏水性之親和性較高)的聚合物的情況。然而，本實施態樣之圖案形成方法，藉由以紫外光產生的活性氧，可確實地將線L表面親水化。因此，在DSA圖案形成步驟中，將PS-b-PMMA的薄膜21加熱時，薄膜21中的PMMA聚合物可優先吸附於線L的側面。亦即，PMMA聚合物區域，以連接於線L之側面的方式形成，而PS聚合物區域則以與PMMA聚合物區域鄰接的方式形成。因此，可使PMMA聚合物區域與PS聚合物區域，更加確實地交互排列。
又，作為大氣氛圍下之紫外光照射的替代，亦可將光阻圖案P曝露於矽烷偶合劑的溶液(或是包含矽烷偶合劑之蒸氣的氣體)以進行光阻圖案P的親水化。作為矽烷偶合劑，可使用例如1-丙醇、2-丁醇、異丁醇、第三戊醇、β-甲烯丙基醇、3-甲基-3-戊醇、1,2-二甲基-2-丙烯-1-醇等。
另外，亦可在線L表面堆積氧化矽膜，或是在線L表面塗佈PMMA聚合物，以進行光阻圖案P的親水化。又，即使在線L的頂面，及線L之基底層(本實施態樣中為晶圓W)的頂面堆積氧化矽膜，因為係形成PMMA聚合物區域連接於線L之側面的態樣，故可更確實地使PMMA聚合物區域與PS聚合物區域交互排列。然而，宜以例如使用CF系氣體電漿的乾式蝕刻，去除線L的頂面及線L基底層(本實施態樣中為晶圓W)的頂面之氧化矽膜，而在線L的側面殘留氧化矽膜。
接著，一邊參照圖6至圖8，一邊說明適合進行第1實施態樣中之光阻圖案平滑化步驟的光阻處理裝置。
如圖6及圖7所示，光阻處理裝置100，包含：杯體70，設於框體100a內的略中央部；夾頭60，配置於杯體70內；噴淋器77，對夾頭60所保持之晶圓W的表面供給剝離液等；及溶劑供給噴嘴83，將溶劑氣體供給至該晶圓W上的光阻膜。另外，參照圖7，框體100a中，為了進行晶圓W的搬出及搬入，設有：搬送口100b，容許以外部搬送裝置13所搬送的晶圓W通過；閘門100c，使搬送口100b開閉。
杯體70，如圖6所示，具有外杯體70a、內杯體70b及基座70c。外杯體70a，接收供給至晶圓W上，且因為晶圓W之旋轉而飛散的剝離液等或其噴霧，並將其排出光阻處理裝置100之外。內杯體70b，接收從外杯體70a噴濺回來的剝離液等及從晶圓W流下的剝離液等。
外杯體70a與內杯體70b，藉由基座70c而配置成約略同心圓狀。基座70c的底部，設有排液口75a及排氣口75b。排液口75a，與排出剝離液等的排液管(圖中未顯示)連接，將從外杯體70a及內杯體70b流下的剝離液等往外部排出。排氣口75b端與排氣系統(圖中未顯示)連接，藉此使杯體70內進行排氣。
杯體70內側，設置保持晶圓W且使其旋轉的夾頭60。夾頭60，具有晶圓保持部60a，保持晶圓W；及支柱60b，支持晶圓保持部60a。晶圓保持部60a，以形成略水平的方式被支柱60b所支持，具有平坦的頂面，且具有與晶圓W的直徑約略相同的直徑。晶圓保持部60a中，設有在頂面開口的複數吸引口(圖中未顯示)，藉由透過該等吸引口吸引晶圓W，使晶圓W保持於晶圓保持部60a的頂面。另外，夾頭60的支柱60b，與驅動部161結合。藉由驅動部161，夾頭60可旋轉且上下移動。藉由夾頭60的上下移動，可與搬送裝置13之間搬送晶圓W。
參照圖6，位於框體100a之頂部的杯體70上方的位置，設有將保持於夾頭60之晶圓W加熱的燈具69L、收納燈具69L且下方具有穿透窗69W的燈具收納體69，及在燈具收納體69內配置於燈具69L上方的反射板69R。作為燈具69L，可使用例如氙氣閃光燈。另外，穿透窗69W，宜使用使氙氣閃光燈所發出的光透過的例如石英玻璃製作。
氙氣閃光燈中封入氙氣，具有：玻璃管，兩端設有電極；放電電容器，相對於兩電極並聯連接；觸發電路，與玻璃管及放電電容器並列設置；及觸發電極，透過變壓器與觸發電路連接，並以接近玻璃管之外周面的方式設置(圖中皆未顯示)。在對放電電容器充電的同時，將因為變壓器而升壓至數千伏特的電壓施加至觸發電極，在玻璃管內產生絶緣破壞，從放電電容器放出靜電能量，而在兩電極間瞬間流出電流。藉由此時的焦耳熱，使氙氣加熱以放出光線。因為從放電電容器而來的靜電能量，是在數毫秒內放出，故可在極短的時間內放出光線，而以此光加熱晶圓W。
參照圖7，在光阻處理裝置100內，於杯體70的-X方向側，設有沿著Y方向延伸的軌道80。軌道80的一端位於杯體70的-Y方向側，另一他位於杯體70的+Y方向側。軌道80上，以可來回的方式配置例如含有線性馬達的驅動部82，驅動部82上安裝有臂部81。臂部81的前端，安裝有作為對晶圓W吐出溶劑氣體之噴嘴的溶劑供給噴嘴83。藉由這樣的構成，溶劑供給噴嘴83藉由驅動部82驅動，而能以通過夾頭60上方的方式移動。另 外，溶劑供給噴嘴83的移動，係藉由控制驅動部82之動作的驅動控制部84所控制，藉由該驅動控制部84，可使溶劑供給噴嘴83在Y方向上以既定的速度移動。
溶劑供給噴嘴83具有在X方向上延伸的細長形狀，溶劑供給噴嘴83之一端(安裝臂部81的部分)，位於夾頭60之晶圓保持部60a的-X方向側，而另一端位於晶圓保持部60a的+X方向側。另外，如圖8所示，溶劑供給噴嘴83的底面，在長邊方向上，從一端至另一端，形成吐出部85。吐出部85中，沿著溶劑供給噴嘴83的長邊方向，形成在吐出部85的底面開口的複數吐出口86。該等吐出口86，與溶劑供給噴嘴83之內部的導管(圖中未顯示)連通，此導管與連接於溶劑供給噴嘴83之頂部的溶劑供給管88(圖6)連通。溶劑供給管88，與圖6所示的溶劑氣體供給源87連接。藉由這樣的構成，溶劑供給噴嘴83，從溶劑供給管88導入從溶劑氣體供給源87而來的溶劑氣體，並將所導入的溶劑氣體從底面的吐出口86朝向下方均勻地吐出。
如圖6所示，溶劑氣體供給源87，例如包含：儲存槽90，與溶劑供給管88連接，儲存液體溶劑；及載體氣體供給管91，將載體氣體供給至儲存槽90內。從載體氣體供給管91將載體氣體供給至儲存槽90之液體溶劑內(打氣)，藉此可將包含溶劑之蒸氣的載體氣體(以下稱為溶劑氣體)壓送至溶劑供給管88內。藉此，透過溶劑供給管88將溶劑氣體供給至溶劑供給噴嘴83。
另外，溶劑供給管88上，設有檢測溶劑氣體之流量的流量檢測器92，及調節流量的閥93。將流量檢測器92檢測的檢測結果，輸出至流量控制部94，流量控制部94，根據該檢測結果，調整閥93的開閉度，藉此可調整供給至溶劑供給噴嘴83之溶劑氣體的流量。
噴淋器77，將剝離液(第2溶劑)等供給至晶圓W上的經圖案化的光阻膜。噴淋器77，可藉由驅動部(圖中未顯示)旋轉，且可配置於圖7中以虛 線所示的待機位置，及以實線所示的供給位置。另外，噴淋器77及驅動部，具有從驅動部的下端至噴淋器77之前端的2支內部導管(圖中未顯示)，可透過一內部導管吐出剝離液等，而透過另一內部導管吐出洗淨用的純水及去離子水。藉由這樣的構成，噴淋器77可選擇性地對晶圓W供給剝離液等及純水等。
具有上述構成的光阻處理裝置100中，可依以下的順序，實施第1實施態樣中的光阻圖案平滑化步驟。
首先，將形成有光阻圖案P(參照圖1(b))的晶圓W，透過搬送口100b，搬入框體100a內，並保持於夾頭60。接著，使溶劑供給噴嘴83在圖7的箭號A所示的-Y方向上移動。溶劑供給噴嘴83，從杯體70的外側，到達晶圓保持部60a之一端的上方，例如使杯體70的排氣一度停止，在溶劑供給噴嘴83中，從吐出口86開始吐出一定流量的溶劑氣體。之後，溶劑供給噴嘴83，一邊吐出溶劑氣體，一邊以一定的速度往晶圓W的另一端側(-Y方向)移動，藉此，晶圓W上的光阻圖案P曝露於溶劑氣體。接著，溶劑供給噴嘴83在移動至晶圓保持部60a之-Y方向側的端部上方後折返，從晶圓W的另一端移動至一端(+Y方向)。如此，溶劑供給噴嘴83在晶圓W上來回移動，而溶劑氣體供給至晶圓W上的光阻圖案P(圖1(c))的表面。溶劑供給噴嘴83來回移動結束後，停止溶劑氣體的供給，再次開啟杯體70的排氣。
溶劑供給噴嘴83退避至杯體70的外側後，以燈具69L對晶圓W照射光線，以將晶圓W及光阻圖案P加熱。
藉由上述順序，光阻圖案P(線L)的表面，因為曝露於溶劑氣體而膨潤，再以燈具69L加熱，使溶劑氣體從經膨潤的表面蒸發而形成硬化的態樣。因為係膨潤後硬化，可使光阻圖案P之線L的側面平滑化。亦即，若根據光阻處理裝置100，可發揮與第1實施態樣之圖案形成方法相同的效果。
又，亦可在光阻圖案P曝露於溶劑氣體後，從噴淋器77將剝離液等供給至晶圓W上，藉由使光阻圖案P之線L表面的膨潤部分溶解，使線L細化。
另外，光阻處理裝置100中，可從噴淋器77吐出酸性溶液、從溶劑供給噴嘴83噴出含有鹼性溶劑的氣體，而可以此方式進行變形。藉此，可對保持於夾頭60的晶圓W吐出酸性溶液，以燈具69L加熱晶圓W，並以噴霧狀將含有鹼性溶劑的氣體供給至晶圓W。亦即，光阻處理裝置100中，可進行第2實施態樣中的光阻圖案細化的步驟。
接著，一邊參照圖9及圖10，一邊說明適用於第1至第3實施態樣中的DSA圖案形成步驟的嵌段共聚物(BCP)薄膜形成裝置、BCP膜處理裝置及紫外光照射裝置。
(BCP膜形成裝置)
若參照圖9，BCP膜形成裝置310具有框體310C，此框體310C內具備：旋轉夾頭2，以可旋轉的方式保持晶圓W；供給噴嘴5，可沿著保持於旋轉夾頭2之晶圓W的表面移動，而將嵌段共聚物的塗佈液供給(吐出)至晶圓W；杯體6，圍住被旋轉夾頭2所保持之晶圓W的外周，並接受從供給噴嘴5供給至晶圓W表面後因為晶圓W之旋轉而飛散的塗佈液。又，框體310C的一側壁上，設有晶圓W的搬入搬出口(圖中未顯示)，而該搬入搬出口可藉由閘門(圖中未顯示)開閉。
杯體6，形成例如底面封閉而頂面開口的圓筒狀。杯體6的底部，設有排氣口6a與排液口6b。排氣口6a，與連接於排氣泵等的排氣裝置(圖中未顯示)之排氣管16連接。另外，排液口6b，與例如連接至工廠的排液部(圖中未顯示)的排出管170連接，藉由杯體6將回收的塗佈液排出至BCP膜形成裝置310的外部。
旋轉夾頭2與例如伺服馬達12連結，藉由伺服馬達12使旋轉夾頭2以及保持於旋轉夾頭2之晶圓W以既定的旋轉速度旋轉。
另外，以圍住旋轉夾頭2的方式，設置支持晶圓W並使其升降的例如3個支持銷14(圖9中顯示2個支持銷14)。支持銷14，藉由例如汽缸等的升降驅動機構15，通過形成於杯體6底部的貫通孔(圖中未顯示)自由升降。支持銷14，藉由升降驅動機構15，可突出至比旋轉夾頭2的頂面更高的位置，而可對旋轉夾頭2進行晶圓W的傳遞。
供給噴嘴5，如圖9所示，配置於杯體6的外側，係由與具有水平來回擺動及升降機能的移動機構20連結的來回擺動．升降臂部210所支持。藉由移動機構20，供給噴嘴5可在杯體6的外側位置(以虛線所示的位置)，及晶圓W的中央上方的位置(以實線所示的位置)之間移動。
另外，供給噴嘴5，透過供給管39L與例如儲存PS-b-PMMA之溶液(塗佈液)的供給源39連接，可從供給源39對晶圓W供給塗佈液。
若根據如上述之構成的BCP膜形成裝置310，從供給噴嘴5對旋轉夾頭2所保持的晶圓W供給塗佈液，藉由使晶圓W以既定的轉數旋轉，於晶圓W上形成PS-b-PMMA的薄膜。在後述的紫外光照射裝置中，對該薄膜進行加熱處理及紫外光的照射。
(BCP膜處理裝置)
對於已進行加熱處理及紫外光照射的PS-b-PMMA的薄膜供給有機溶劑，使PMMA聚合物區域溶解。可將BCP膜處理裝置用於PMMA聚合物區域的溶解。BCP膜處理裝置，除了BCP膜形成裝置310的供給源39中，係儲存例如IPA等有機溶劑，並且可從供給噴嘴5對晶圓W供給有機溶劑此點之外，其與BCP膜形成裝置310具有約略相同的構成。因此省略重複的說明。
又，BCP膜處理裝置中，亦可在如圖9所示的杯體6的外側，設有沖洗液吐出噴嘴800，其朝向旋轉夾頭2所保持的晶圓W供給沖洗液。另外，沖洗液吐出噴嘴800，與供給噴嘴5同樣地藉由移動機構及來回擺動．升降臂部(圖中未顯示)，可在晶圓W的中央上方與待機部800a之間移動。另外，沖洗液吐出噴嘴800，透過沖洗液供給管(圖中未顯示)，與沖洗液供給源(圖中未顯示)連接。藉由這樣的構成，可以從沖洗液供給源所供給的沖洗液，沖洗殘留於晶圓W上的有機溶劑。
(紫外光照射裝置)
接著，一邊參照圖10，一邊說明紫外光照射裝置400。如圖10所示，紫外光照射裝置400包含：晶圓腔室510，收納晶圓W；及光源腔室520，對收納於晶圓腔室510內的晶圓W照射紫外光。
晶圓腔室510具備：框體53；穿透窗54，設於框體53的頂部，可使紫外光穿透；載置台57，載置晶圓W。穿透窗54，係以例如石英玻璃形成。
載置台57，具有圓板形狀，且在內部具有加熱器162。加熱器162與溫度調整器163連接，藉此使載置台57維持既定的溫度。另外，載置台57的頂面，設有支持晶圓W的複數(例如3個)支持銷58。載置台57，具有與晶圓W相等或是稍大的直徑，宜以具有高熱傳導率的例如碳化矽(SiC)或鋁形成。
複數支持銷58，具有抑制晶圓W過度加熱，且促進加熱後之晶圓W的冷卻的功能。因此，期望以具有例如100W/(m．k)以上之高熱傳導率的材料，例如碳化矽(SiC)形成支持銷58。又，為了促進從晶圓W對載置台57的熱傳導，並不限於3個支持銷58，更可設置多數的支持銷58。
另外，如圖10所示，基座平台55的內部，形成冷卻水的水流路徑55a。接著，從冷卻水供給裝置610將冷卻水供給至水流路徑55a，使基座平台 55整體冷卻至既定溫度。另外，設於基座平台55上，支持載置台57的支柱56，宜以例如鋁形成。
另外，晶圓腔室510中，設有：升降銷59，藉由貫通基座平台55及載置台57且進行升降動作，在晶圓W搬出入時，從下方支持晶圓W並使其升降；及升降機構600，使升降銷59升降。
另外，框體53的一側壁上，形成晶圓W的搬出入口(圖中未顯示)，通過該搬出入口，將晶圓W搬入晶圓腔室510內，或將晶圓W從晶圓腔室510搬出。搬出入口設有閘門(圖中未顯示)，可藉由閘門使搬出入口開閉。閘門宜氣密性地封閉搬出入口。
更進一步，框體53的側壁上，設有惰性氣體導入口51A，框體53的底部設有惰性氣體排氣口51B。惰性氣體導入口51A，與儲存(充填)惰性氣體的惰性氣體供給源81連接，將惰性氣體從惰性氣體供給源81通過惰性氣體導入口51A供給至晶圓腔室510的內部。
另一方面，配置於晶圓腔室510上方的光源腔室520具備：光源LS，對晶圓腔室510內之晶圓W照射紫外光；電源72，對光源LS供給電力。光源LS收納於框體73。框體73的底部，為了使從光源LS放射的紫外光透出至晶圓腔室510，設置以例如石英玻璃所形成的照射窗740。從光源LS而來的紫外光，透過照射窗740，朝向晶圓腔室510放射，對晶圓W照射透過晶圓腔室510之穿透窗54的紫外光。
如上述之構成的紫外光照射裝置400中，BCP膜形成裝置310中，對形成於晶圓W上的PS-b-PMMA薄膜，進行如下之加熱、曝光。亦即，將形成有PS-b-PMMA薄膜的晶圓W搬入晶圓腔室510，以升降銷59接受該晶圓W，並將其支持於載置台57上的支持銷58。在關閉閘門，使晶圓腔室510內與外部環境隔離後，以既定的時間，從惰性氣體供給源81對晶圓腔室510內供給例如氮氣等惰性氣體，以將殘留於晶圓腔室510內的空氣吹淨。藉此在晶圓腔室510內形成惰性氣體氛圍。
在以惰性氣體對晶圓腔室510內進行吹淨的期間，藉由載置台57的加熱器162，將支持於支持銷58的晶圓W加熱至既定的溫度。在經過既定時間後，停止對加熱器162供給電力，則晶圓W的熱通過支持銷58及載置台57傳遞至基座平台55，以使晶圓W冷卻至例如室溫(約23℃)左右。
在晶圓W成為室溫左右之後，從電源72對光源LS供給電力，並從光源LS放射紫外光。紫外光，通過光源腔室520的照射窗740，及晶圓腔室510的穿透窗54，在惰性氣體氛圍之下照射晶圓W的表面。因為PS-b-PMMA薄膜之曝光所需的劑量，係以「照度×照射時間」所決定，故宜透過例如初步實驗，決定與紫外光之照度相應的照射時間。
在以既定時間照射紫外光後，將晶圓W，以與晶圓W搬入時相反的順序，搬出紫外光照射裝置400。之後，將晶圓W搬送至BCP膜處理裝置，在此對PS-b-PMMA薄膜供給有機溶劑(例如IPA)。藉此，PMMA聚合物區域溶解，得到以PS聚合物區域所構成的圖案DP(圖1至圖3)。
接著，一邊參照圖11至圖13，一邊說明上述的光阻處理裝置100、BCP膜形成裝置310、BCP膜處理裝置及紫外光照射裝置400所組合而成的圖案形成裝置。
圖11係表示本實施態樣之圖案形成裝置10的概略立體圖，圖12係表示圖案形成裝置10的概略俯視圖。參照圖11及圖12，圖案形成裝置10，具有晶圓匣盒裝卸站S1、處理站S2及介面站S3。
晶圓匣盒裝卸站S1中，設有匣盒載台21及搬送手臂22(圖12)。匣盒載台21，放置可收納複數片(例如25片)晶圓W的複數(圖示的例為4個)匣盒C。為了便於瞭解，以下說明中，使匣盒C並排的方向作為X方向，並使與此垂直的方向作為Y方向。
搬送手臂22，為了在匣盒載台21上的匣盒C與處理站S2之間進行晶圓W的搬送，而係以可升降、可在X方向移動、可在Y方向伸縮、可繞著垂直軸旋轉的方式構成。
處理站S2，結合於相對晶圓匣盒裝卸站S1的+Y方向側。處理站S2中，沿著Y方向配置有：塗佈單元32，將光阻塗佈至晶圓W上，以形成光阻膜；顯影單元320，對曝光裝置200中曝光的光阻膜進行顯影。另外，塗佈單元32上，依序重疊配置有BCP膜形成裝置310與紫外光照射裝置400，顯影單元320之上，配置有光阻處理裝置100與BCP膜處理裝置311(圖11)。另外，若參照圖12，相對紫外光照射裝置400的+X方向側配置有棚架單元R1，相對BCP膜處理裝置311的+X方向側配置有棚架單元R2。棚架單元R1及R2中，堆疊有與對晶圓進行後述之處理對應的處理單元。
處理站S2的約略中央，設有主搬送機構MA(圖12)，主搬送機構MA具有臂部71。臂部71，為將了晶圓W搬出入塗佈單元32、顯影單元320、BCP膜形成裝置310、光阻處理裝置100、紫外光照射裝置400、BCP膜處理裝置311及棚架單元R1及R2中的各處理單元，故以可升降、可在X方向及Y方向上移動，可繞著垂直軸旋轉的方式構成。
如圖13所示，棚架單元R1中，於縱向上排列有：加熱單元61，將晶圓W加熱；冷卻單元62，冷卻晶圓W；疏水化單元63，使晶圓表面疏水化；暫存單元64，具有暫時放置晶圓W之平台；及校準單元65，進行晶圓W的定位。另外，棚架單元R2中，在縱向上排列有：複數熱電共生(CHP)單元66，加熱晶圓W，接著使其冷卻；及暫存單元67，具有暫時放置晶圓W的平台。又，棚架單元R1及R2中各單元的種類及排列，並不限於圖12所示者，可進行各種變化。
另外，參照圖11及圖12，處理站S2的+Y方向側結合有介面站S3，介面站S3的+Y方向側結合有曝光裝置200。
另外，介面站S3中配置有搬送機構76(圖12)。搬送機構76，為了可在處理站S2內之棚單元R2的暫存單元67(圖13)與曝光裝置200之間搬出 及搬入晶圓W，故以可升降、可在X方向移動、可在Y方向上伸縮、可繞垂直軸旋轉的方式構成。
另外，圖案形成裝置10中，如圖12所示，設有控制部101，用以控制裝置整體的動作。控制部101中，具備以中央處理器(CPU；Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)等形成的處理器，並設有控制圖案形成裝置10之各零件或是元件的製程控制器101a、使用者介面部101b及記憶部101c。
使用者介面部101b，為了使步驟管理者管理圖案形成裝置10，係以進行指令之輸入操作的鍵盤，及表示圖案形成裝置10之運作狀況的顯示器等所構成。
記憶部101c中，儲存有記憶控制程式(軟體)或處理條件資料等的配方，該控制程式，係用以使製程控制器101a，實現在圖案形成裝置10中所實行之各種處理。接著，相應於需求，藉由從使用者介面部101b而來的指示等，從記憶部101c呼叫任意的配方，並於製程控制器101a中實行，藉此在製程控制器101a的控制之下，使圖案形成裝置10實行期望的功能，以進行期望的處理。亦即，程式，係以使圖案形成裝置10具有作為例如實行前述之本發明實施態樣的圖案形成方法的機構之功能的方式，控制電腦。另外，程式(及處理條件資料等配方)，儲存於可以電腦讀取之程式記錄媒體101d(例如硬碟、軟碟、光碟、記憶卡、快閃記憶體等)，並透過既定的輸出入(I/O)裝置(圖中未顯示)，安裝於記憶部101c。或是，亦可從例如伺服器裝置等其他裝置，透過例如專用線路，安裝於記憶部101c。
若根據上述構成的圖案形成裝置10，可在控制部101的控制下，實行第1至第3實施態樣的圖案形成方法。因此，可藉由圖案形成裝置10，發揮與各第1至第3實施態樣中所發揮之效果相同的效果。
以上，雖參照本發明之較佳實施態樣，對本發明進行說明，但本發明並不限定於上述實施態樣，只要在添附之申請專利範圍內所記載的本發明主旨的範圍內，可進行各種變形或是變化。
例如，第3實施態樣中，在進行第1實施態樣中的光阻圖案平滑化步驟之後，雖進行使光阻圖案P之線L親水化的親水化處理，但亦可在第2實施態樣中的光阻圖案細化步驟後，接著進行親水化處理。
另外，光阻圖案形成步驟中，亦可在形成光阻膜PR(圖1(a))之前，在晶圓W上形成反射防止膜，並於其上形成光阻膜PR。
另外，作為引導圖案，雖以具有線L的光阻圖案P(亦即，線及間隔的圖案)為例，說明第1至第3實施態樣，但即使是將含有孔洞的光阻圖案作為引導圖案使用的情況，亦可藉由使該孔洞的內面平滑化且/或親水化，明顯促進PS-b-PMMA的圖案形成。
另外，第3實施態樣中，雖說明光阻圖案P的線L的表面的親水化，但亦可使線L表面疏水化。疏水化，可藉由將線L曝露於例如矽烷化劑等的疏水化劑之溶液(或是還有該蒸氣的氣體)來進行。作為矽烷化劑，可使用例如三甲基矽基二甲胺(TMSDMA)、二甲基矽基二甲胺DMSDMA)、三甲基矽基二乙胺(TMSDEA)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三甲基二矽氮烷(TMDS)。若使線L的表面(側面)疏水化，則形成與疏水化面之親和性高的聚合物(PS-b-PMMA中為PS聚合物)優先吸附於線L的態樣。因此，PS聚合物區域及PMMA聚合物區域，會依此順序從線L的側面交互排列。另外，在將含有孔洞的光阻圖案作為引導圖案使用的情況中，以PS聚合物沿著孔洞內面形成筒狀部，而以PMMA聚合物形成埋入筒狀部之中空部的柱狀部。若藉由IPA等有機溶劑去除PS聚合物(筒狀部)，則剩下柱狀部。這樣的柱狀部，適合用於形成3維記憶體或3維電晶體。
另外，上述的實施態樣中，雖例示PS-b-PMMA以作為嵌段共聚物，但並不限定於此，亦具有例如聚丁二烯-聚二甲基矽氧烷、聚丁二烯-4-乙烯吡啶、聚丁二烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯-聚甲基丙烯酸第三丁基酯、聚丁二烯丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚-4-乙烯吡啶、聚乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚-2-乙烯吡啶、聚乙烯-聚-2-乙烯吡啶、聚乙烯-聚-4-乙烯吡啶、聚異戊二烯-聚-2-乙烯吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚丁二烯-聚苯乙烯、聚異戊二烯-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚-2-乙烯吡啶、聚苯乙烯-聚-4-乙烯吡啶、聚苯乙烯-聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯-聚-N,N-二甲基丙烯醯胺、聚丁二烯-聚丙烯酸鈉、聚丁二烯-聚環氧乙烷、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚環氧乙烷、聚苯乙烯-聚丙烯酸、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸等。
另外，作為使PS-b-PMMA薄膜中的PMMA聚合物區域溶解的有機溶劑，並不限於IPA，亦可使用例如IPA與甲基異丁基酮(MIBK)的混合液或醋酸。又，在將光阻圖案作為引導圖案使用的情況中，宜使用IPA作為有機溶劑。這是因為光阻難以在IPA中溶解。
另外，在以有機溶劑溶解PS-b-PMMA薄膜中的PMMA聚合物區域的情況中，亦可對應所使用的有機溶劑，而將有機溶劑升溫。若為IPA的情況，宜升溫至例如40℃至60℃的溫度。藉由升溫，可提高PMMA聚合物區域在有機溶劑中的溶解度。
另外，並不限於以有機溶劑溶解PS-b-PMMA薄膜中的PMMA聚合物區域，亦可以例如使用氧電漿的乾式蝕刻去除。
上述實施態樣中，雖例示將發出波長172nm之紫外光的Xe準分子燈作為紫外光的光源LS，亦可使用例如，發出在波長185nm及波長254nm具有較強之峰值的紫外光的低壓紫外燈具(低壓水銀燈)，或是發出波長222nm之單一波長光的KrCl準分子燈。另外，以例如具有從遠紫外區域到 真空紫外區域之較寬的發光光譜的燈具，或是以將例如比約230nm之波長更長之波長遮蔽的波長截止濾波器構成光源LS亦無妨。
P‧‧‧光阻圖案
L‧‧‧線
AS‧‧‧酸性溶液
LS‧‧‧光源
DP‧‧‧聚苯乙烯聚合物區域之圖案
DS‧‧‧聚苯乙烯聚合物區域
W‧‧‧晶圓

Claims (11)

  1. 一種圖案形成方法，包含：在基板上形成光阻膜的步驟；將該光阻膜圖案化以形成光阻圖案的步驟；使該光阻圖案之表面平滑化的步驟；在該平滑化的步驟之後，對該光阻圖案進行既定之表面處理的步驟；在該光阻圖案已平滑化的該基板上，塗佈包含至少2種聚合物的嵌段共聚物，以形成嵌段共聚物之薄膜的步驟；將形成該薄膜之該基板加熱的步驟；及選擇性地去除該至少2種聚合物中的一方的步驟；該表面處理係使該光阻圖案親水化的親水化處理，該親水化處理包含在大氣氛圍下對該光阻圖案照射紫外光的步驟，以利用該紫外光所產生的活性氧使該光阻圖案親水化。
  2. 一種圖案形成方法，包含：在基板上形成光阻膜的步驟；將該光阻膜圖案化以形成光阻圖案的步驟；使該光阻圖案之表面平滑化的步驟；在該平滑化的步驟之後，對該光阻圖案進行既定之表面處理的步驟；在該光阻圖案已平滑化的該基板上，塗佈包含至少2種聚合物的嵌段共聚物，以形成嵌段共聚物之薄膜的步驟；將形成該薄膜之該基板加熱的步驟；及選擇性地去除該至少2種聚合物中的一方的步驟；該表面處理係使該光阻圖案親水化的親水化處理，該親水化處理包含對該光阻圖案供給矽烷偶合劑的溶液的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該平滑化步驟更包含：供給對該光阻圖案具有溶解性之溶劑的步驟；及將已受供給該溶劑之該光阻圖案加熱的步驟。
  4. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該平滑化的步驟更包含： 對該光阻圖案供給酸性溶液的步驟；藉由將已受供給該酸性溶液之該光阻圖案加熱，在該光阻圖案表面形成可溶層的步驟；及溶解該可溶層的步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中更包含：接續於該加熱的步驟之後，對該薄膜照射紫外光的步驟；於該去除的步驟中，將經該紫外光照射的該薄膜中的該至少2種聚合物選擇性地溶解。
  6. 一種圖案形成裝置，包含：光阻膜形成部，對基板供給光阻，以在該基板上形成光阻膜；顯影部，將已曝光的該光阻膜顯影，以形成光阻圖案；光阻處理部，使該光阻圖案平滑化；薄膜形成部，對該光阻圖案已平滑化的該基板，供給包含至少2種聚合物的嵌段共聚物，以在該基板上形成該嵌段共聚物之薄膜；加熱部，加熱該薄膜；紫外光照射部，對於經加熱部加熱的該薄膜照射紫外光；及溶劑供給部，對於經照射紫外光的該薄膜供給溶劑，以使該至少2種聚合物中的一方溶解。
  7. 如申請專利範圍第6項之圖案形成裝置，其中更包含：紫外光光源，對於經由該光阻處理部平滑化的該光阻圖案照射紫外光。
  8. 如申請專利範圍第7項之圖案形成裝置，其中，該紫外光光源，設於該光阻處理部。
  9. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中，該平滑化步驟更包含：供給對該光阻圖案具有溶解性之溶劑的步驟；及將已受供給該溶劑之該光阻圖案加熱的步驟。
  10. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中，該平滑化的步驟更包含：對該光阻圖案供給酸性溶液的步驟； 藉由將已受供給該酸性溶液之該光阻圖案加熱，在該光阻圖案表面形成可溶層的步驟；及溶解該可溶層的步驟。
  11. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中更包含：接續於該加熱的步驟之後，對該薄膜照射紫外光的步驟；於該去除的步驟中，將經該紫外光照射的該薄膜中的該至少2種聚合物選擇性地溶解。
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