抗蚀剂膜形成用装置和方法以及模具原版制造用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了抗蚀剂膜形成用装置和方法以及模具原版制造用方法。所述装置包括：涂布部，其被设置成在让基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开；加热部，其被设置用于加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所述抗蚀剂；计量部，其被设置用于测量正在被加热的所述样品的重量；以及控制部，其被设置成通过如下方式来控制多个抗蚀剂层在所述样品上的层叠：基于所测量到的所述样品的重量，执行所述加热部的加热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，由此实现在所述基板上形成抗蚀剂层的工序，并且通过对所述涂布部和所述加热部进行同样的控制，使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序重复预定的次数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抗蚀剂膜形成用装置、抗蚀剂膜形成用方法和模具原版制造用方法， 并且具体地涉及一种技术，其通过采用光刻技术对抗蚀剂膜进行三维图形化处理，并基于所得到的图形来加工模具原版。
技术介绍
在典型的光刻步骤中，首先,通过旋转涂布机(spin coater)使基板旋转(例如， 以3000rpm的转速进行20秒)，从而将抗蚀剂均匀地涂布在基板上。接着，利用已经经过表面处理的平坦金属板(加热板)进行预烘(pre-baking),从而蒸发掉抗蚀剂层中的溶剂。 然后，让光通过掩模照射在抗蚀剂层上，在所述掩模中通过安装有数字微镜器件(digital mirror device ;DMD)等的曝光装置形成有预定图形。接着,涂布有抗蚀剂层的基板被浸入显影液中以除去抗蚀剂层上的未被曝光的部分。最后，进行后烘(post-baking),从而蒸发掉已经渗入到抗蚀剂层中的显影液。然而，在三维光刻技术中，为了增大目标物品的高度(例如，增大至100 μ m)，需要在基板上涂布厚的抗蚀剂。在此情况下，如图1中所示，在让旋转涂布机Iio旋转的同时将抗蚀剂103涂布在基板102上，并且利用加热了的平坦金属板(加热板)进行预烘。通过重复该步骤，能够形成厚的抗蚀剂涂层(参照图1的右侧)。在图1中所示的示例中，在基板 102上形成有第一抗蚀剂层Rl至第二十抗蚀剂层R20。这样形成的三维抗蚀剂图形被用来制造模具原版(母版)，并且该模具原版被转印从而制造出复制版(replica)。然后,利用复制版就能够大量地生产需要的物品。然而，当利用上述技术反复涂布抗蚀剂时，如图2中所示，产生了显影残留 (development residue)R’。显影残留是指当抗蚀剂的显影不彻底时,在不需要的位置中有抗蚀剂剩余的现象。该现象被认为是这样导致而来的最初涂布的抗蚀剂层由于后续抗蚀剂层的层叠而过热，使得最初涂布的抗蚀剂层中的溶剂超出预期地被蒸发，从而产生了显影残留。如果为了抑制在最初涂布的抗蚀剂层上发生的显影残留而减弱加热，那么最后涂布的抗蚀剂层(例如，第二十抗蚀剂层R20)将会只是半干燥的。解决这个问题的一种方法例如是围绕着样品(基板)的周边设置堤部(bank)，并且利用抹刀状的刮板(spatula-shaped squeegee)来使抗蚀剂铺开。然而,在此情况下，由于加热不足，在厚厚涂布的抗蚀剂层的中心部分处无法实现所需程度的溶剂蒸发。图3图示了在抗蚀剂层中剩余有超过9%的溶剂的情况下所获得的经过曝光之后的畸形图形(misshapen pattern)的一个示例。本应该是矩形形状的抗蚀剂图形Pl的四边发生了变形，并且甚至在该矩形的内部形成了大量的类似于褶皱Pla的图形。图4图示了在抗蚀剂层中的溶剂被合适地蒸发的情况下经过曝光之后的微细图 形。当全体而言抗蚀剂层中的溶剂被蒸发至合适的程度(例如，9%以下)时，能够获得如图 4中所示那样的无畸变的矩形抗蚀剂图形P2。作为用于在晶片上形成具有精确图形的微细结构的技术，例如，日本专利文献JP 2008-130685A披露了如下的用于处理微细结构的方法该方法中，在不破坏形成于晶片上 的微细结构图形的前提下执行干燥处理。
技术实现思路
当采用光刻技术时，尤其当形成三维形状时，必须在如下区域内涂布厚的抗 蚀剂该区域在高度方向上远超过当实现以前的半导体和微机电系统(Micro Electro Mechanical System ;MEMS)时的范围。因此,在形成并且层叠各抗蚀剂层的步骤中，需要甚 至更加精确的曝光形状。考虑到上述情况，本专利技术通过从抗蚀剂层中蒸发掉适量的溶剂来实现曝光后的精 确抗蚀剂图形。本专利技术的一个实施方案提供了一种抗蚀剂膜形成用装置，其包括涂布部，所述涂 布部被设置成在让基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开；加热部，所述加热部被设置 用于加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所述抗蚀剂；计量部，所述计量部被设置用 于测量正在被所述加热部加热的所述样品的重量；以及控制部，所述控制部被设置成通过 如下方式来控制多个抗蚀剂层在所述样品上的层叠基于由所述计量部测量到的所述样品 的重量，执行所述加热部的加热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的 溶剂，以此实现在所述基板上形成抗蚀剂层的工序，并且通过对所述涂布部和所述加热部 进行同样的控制，使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序重复预定 的次数。本专利技术的另一实施方案提供了一种抗蚀剂膜形成用方法，其包括如下步骤在让 基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开；加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所 述抗蚀剂；测量正在被加热的所述样品的重量；基于所测量到的所述样品的重量，执行加 热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，由此实现在所述基板上 形成抗蚀剂层的工序；以及使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序 重复预定的次数，由此在所述样品上层叠多个抗蚀剂层。本专利技术的又一实施方案提供了一种模具原版制造用方法，其包括以下步骤在让 基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开；加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所 述抗蚀剂；测量正在被加热的所述样品的重量；基于所测量到的所述样品的重量，执行加 热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，由此实现在所述基板上 形成抗蚀剂层的工序；使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序重复 预定的次数，由此在所述样品上层叠多个抗蚀剂层；利用具有不透明部的掩模，对由所述多 个抗蚀剂层形成的抗蚀剂膜进行光照射并曝光；以及对曝光后的所述样品进行显影，在所 述抗蚀剂膜上形成预定的图形。根据本专利技术的上述实施方案，对样品加热，所述样品中通过在让基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开从而在基板上涂布有抗蚀剂。在此时，用计量部测量正在被加热 的所述样品的重量。然后，基于被测量到的所述样品的重量，通过进行加热直到从涂布于所 述样品上的所述抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，在所述基板上形成抗蚀剂层。然后，使在形 成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的步骤重复预定的次数，从而通过在所述 样品上层叠多个抗蚀剂层来形成厚的抗蚀剂膜。根据本专利技术的再一实施方案，由于能够在单独管理从层叠的各抗蚀剂层的每一者 蒸发的溶剂量的同时进行加热，所以能够从各抗蚀剂层蒸发掉适量的溶剂。根据本专利技术的上述各实施方案，通过在控制从抗蚀剂层蒸发的溶剂量的同时层叠 抗蚀剂层，能够凭借从各抗蚀剂层蒸发适量的溶剂来实现曝光后的精确抗蚀剂图形。附图说明图1是图示了以前的光刻步骤的概要的说明图2是显影残留的说明图3是图示了当从抗蚀剂层蒸发掉的溶剂量不合适的时候抗蚀剂图形的示例的 示意性平面图4是图示了当从抗蚀剂层蒸发掉的溶剂量合适的时候抗蚀剂图形的示例的示 意性平面图5是图示了本专利技术实施方案的利用抗蚀剂膜形成用方法的模具原版制造用方 法的概要的说明图6是图示了本专利技术实施方案的抗蚀剂膜形成用装置的结构示例的说明图7是图示了在本专利技术实施方案的利用抗蚀剂膜形成用方法形成的样品中的厚 度测量位置的示例的平面图8是图示了本专利技术实施方案中的样品的厚度的测量结果的图表；图9是图示了在本专利技术实施方案的抗蚀剂膜形成用方法中烘焙时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗蚀剂膜形成用装置，其包括：涂布部，所述涂布部被设置成在让基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开；加热部，所述加热部被设置用于加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所述抗蚀剂；计量部，所述计量部被设置用于测量正在被所述加热部加热的所述样品的重量；以及控制部，所述控制部被设置成通过如下方式来控制多个抗蚀剂层在所述样品上的层叠：基于由所述计量部测量到的所述样品的重量，执行所述加热部的加热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，以此实现在所述基板上形成抗蚀剂层的工序，并且通过对所述涂布部和所述加热部进行同样的控制，使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序重复预定的次数。

【技术特征摘要】
2011.09.30 JP 2011-2184681.一种抗蚀剂膜形成用装置，其包括 涂布部，所述涂布部被设置成在让基板旋转的同时使抗蚀剂滴落、旋转并铺开； 加热部，所述加热部被设置用于加热样品，所述样品中在所述基板上涂布有所述抗蚀剂； 计量部，所述计量部被设置用于测量正在被所述加热部加热的所述样品的重量；以及控制部，所述控制部被设置成通过如下方式来控制多个抗蚀剂层在所述样品上的层叠基于由所述计量部测量到的所述样品的重量，执行所述加热部的加热操作直到从涂布于所述样品上的抗蚀剂中蒸发掉预定量的溶剂，以此实现在所述基板上形成抗蚀剂层的工序，并且通过对所述涂布部和所述加热部进行同样的控制，使在形成于所述样品上的抗蚀剂层上形成新的抗蚀剂层的工序重复预定的次数。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂膜形成用装置，其中， 在所要形成的所述抗蚀剂膜中，将所述溶剂的蒸发量的阈值设定成使得所述阈值从最下层的抗蚀剂层到最上层的抗蚀剂层是增大的， 并且，所述控制部被设置成进行如下控制执行所述加热部的加热操作直到从各个抗蚀剂层中蒸发掉的溶剂量达到对应的阈值。3.根据权利要求2所述的抗蚀剂膜形成用装置，还包括水平度保持部，所述水平保持部被设置用来当所述样品正在被所述加热部加热时保持所述样品的水平度。4.根据权利要求3所述的抗蚀剂膜形成用装置，其中，所述加热部被设置成将所述样品封闭在密闭的空间内进行加热。5.根据权利要求4所述的抗蚀剂膜形成用装置，还包括 传送托盘，所述传送托盘布置于所述涂布部的旋转平台上，在所述涂布部中，所述样品被放置于所述传送托盘的上表面上；以及 传送部，所述传送部被设置用于在所述涂布部与所述加热部之间传送处于放置有所述样品的状态下的所述传送托盘。6.根据权利要求5所述的抗蚀剂膜形成用装置，其中，在所述基板的上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：城崎友秀，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：