图案形成方法和加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定向自组装(DSA)光刻技术，涉及利用该技术的图案形成方法和加热
目.ο
【背景技术】
[0002]对于利用嵌段共聚物的定向自组装排列的性质的定向自组装光刻技术的实用化进行着研宄(例如专利文献I和2、非专利文献I)。在定向自组装光刻技术中，首先，例如在基板上涂覆包括A聚合物链和B聚合物链的嵌段共聚物的溶液，利用嵌段共聚物形成薄膜。
[0003]接着，对基板进行加热，在薄膜中，彼此无规固溶的A聚合物链和B聚合物链发生相分离，形成规则排列的A聚合物区域和B聚合物区域。
[0004]嵌段共聚物的相分离，通过加热A聚合物和B聚合物流动化，A聚合物之间聚集、B聚合物之间聚集，由此能够实现。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2005-29779号公报
[0008]专利文献2:日本特开2007-125699号公报
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献I:K.ff.Guarini, et al.，“Optimizat1n of Diblock Copolymer ThinFilm Self Assembly”，Advanced Materials，2002，14，N0.18，September 16.pp.1290—1294，(p.1290，11，31-51)
【发明内容】
[0011]发明要解决的技术问题
[0012]对形成有嵌段共聚物的薄膜的基板进行加热，使嵌段共聚物相分离，形成A聚合物区域和B聚合物区域，此时，通常加热温度越高或者加热时间越长，相分离越可靠。但是，在加热温度过高时，存在A聚合物和B聚合物的溶媒蒸发、各自难以流动化，或者A聚合物和/或B聚合物蒸发的问题。并且，如果延长加热时间，也会存在制造生产能力下降的问题。
[0013]本发明鉴于上述情况，提供一种通过促进嵌段共聚物的聚合物的流动化、从而促进相分离的图案形成方法和加热装置。
[0014]用于解决技术问题的手段
[0015]根据本发明的第一方式，本发明提供一种在基板上形成图案的图案形成方法，包括:在基板上形成至少包括两种聚合物的嵌段共聚物的膜的步骤；在溶剂蒸气氛围下对上述嵌段共聚物的膜进行加热，使上述嵌段共聚物相分离的步骤；和将被相分离的上述嵌段共聚物的膜中的一种聚合物除去的步骤。
[0016]根据本发明的第二方式，本发明提供一种对基板进行加热的加热装置，包括:在容器内配置的、载置形成有嵌段共聚物的膜的基板的载置台；内置于上述载置台的、对在该载置台上载置的上述基板进行加热的加热部；将包含溶剂的蒸气的气体供给到上述容器内的溶剂蒸气供给部；和对上述容器内的上述气体进行排气的排气部。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明，提供一种能够通过促进嵌段共聚物的聚合物的流动化来促进相分离的图案形成方法和加热装置。
【附图说明】
[0019]图1(a)?(e)是按工序对本发明实施方式的图案形成方法进行说明的说明图。
[0020]图2(a)?(C)是依据各个本发明实施方式的图案形成方法形成的图案的表面像。
[0021]图3是本发明的实施方式的加热装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面，参照附图对本发明的非限定的、示例的实施方式进行说明。在所有附图中，对相同或相对应的部件或零件标注相同或相对应的参考符号，省略重复说明。
[0023]图1是表示利用本发明实施方式的图案形成方法处理的基板(例如半导体晶片)在各步骤中的部分截面。
[0024]首先，例如利用旋转涂覆法，在作为基板的半导体晶片(以下简称为晶片)W上，涂覆在有机溶剂中溶解有聚苯乙烯(PS)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段共聚物(以下称为PS-b-PMMA)的溶液(以下也称为涂覆液)。如图1(a)所示，形成PS_b_PMMA的膜21。在该膜21中，PS聚合物和PMMA聚合物彼此无规地混合。
[0025]接着，如图1 (b)所示，将形成有PS-b-PMMA膜21的晶片W搬入加热装置F内，载置在热板HP上。通过热板HP，在溶剂蒸气氛围下，以规定温度对晶片W进行加热，在晶片W的膜21内，PS-b-PMMA发生相分离。通过相分离使得PS聚合物区域DS和PMMA聚合物区域DM交替地排列。并且，为了使PS-b-PMMA的PS聚合物区域DS和PMMA聚合物区域DM以规定的图案排列，优选在晶片W的表面形成导引图案。
[0026]在此，作为溶剂，只要是PS聚合物和PMMA聚合物能够溶解的物质，就没有特别限定，例如能够使用甲苯、丙酮、乙醇、甲醇和环己酮等。此外，例如使用雾化器将溶剂喷雾化，利用不活泼气体将溶剂的喷雾输送到加热装置F内，由此，能够在加热装置F内生成溶剂蒸气氛围。此外，加热中的膜21的温度，优选比PS-b-PMMA的玻璃化转变温度高，例如可以为约150°C到约350 °C的范围的温度。
[0027]经过规定的时间后，停止向加热装置F内供给溶剂的蒸气，为了使膜21干燥，在不活泼气体(氮气、氩气或氦气等稀有气体)的氛围下，再次对PS-b-PMMA的膜21进行加热。由此，膜21中的溶剂(和溶媒)蒸发。其中，优选干燥时的膜21的温度比玻璃化转变温度低，以使得干燥时PS聚合物和PMMA聚合物不流动。
[0028]在加热结束后，如图1(c)的示意图所示，在氩气(Ar)或氦气(He)等稀有气体、或者氮气等不活泼气体的氛围下，向晶片W上的PS-b-PMMA的膜21照射紫外光。紫外光只要是具有属于紫外线区域的波长成分，就没有特别限定，例如优选具有200nm以下的波长成分。此外，紫外光更优选含有PMMA能够吸收的185nm以下的波长成分。在使用具有波长200nm以下的波长成分的紫外光时，作为光源L，适宜使用发出波长172nm的紫外光的Xe准分子灯O
[0029]向PS-b-PMMA的膜21上照射紫外光时，在PS中发生交联反应，因此PS难以溶解到有机溶剂中，另一方面，在PMMA中主链被切断，因此PMMA容易溶解到有机溶剂中。其中，在使用波长172nm的紫外光的情况下，其照射强度(注入量)为约ISOmJ以下。这是因为如果以大于180mJ的注入量向PS-b-PMMA的膜21照射波长172nm的紫外光，则在随后对PS-b-PMMA的膜21供给有机溶剂时，有机溶剂容易渗透至PS聚合物区域DS，结果，PS聚合物区域DS发生膨润，PMMA聚合物区域DM难以被除去。并且，在紫外光的注入量大于180mJ的情况下，PMMA聚合物区域DM可能发生变质凝固，难以溶解到有机溶剂中。
[0030]其中，由于不活泼气体使得晶片W周围的氛围中的氧浓度降低，具体而言，只要不活泼气体氛围中的氧浓度例如为400ppm以下就足够了。
[0031 ] 接着，如图1 (d)所示，向PS-b-PMMA的膜21供给有机溶剂OS。通过有机溶剂OS，膜21中的PMMA聚合物区域DM溶解，PS聚合物区域DS残留在晶片W的表面上。在此，作为有机溶剂OS，例如适合使用异丙醇(IPA)。
[0032]经过规定的时间后，使晶片W的表面干燥，如图1 (e)所示，在晶片W的表面上得到由PS聚合物区域DS形成的图案。
[0033]根据上述本实施方式的图案形成方法，由于PS-b-PMMA的膜21的加热在溶剂蒸气氛围下进行，因此，溶剂能够被加热中的膜21吸收。因此，膜21中残留的溶媒即使在加热中蒸发，也能够通过吸收的溶剂抑制膜21中的PS聚合物和PMMA聚合物的(相对于溶媒和溶剂)浓度降低。因此，能够维持P