(57)【要約】【課題】ウエハ上にレジストや液浸保護膜等の塗布膜を回転塗布するときに、ウエハの外周端部に塗布むらが発生することを防止して、液浸露光を適正に実行可能にする。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、回転可能に設けられると共に回転中心に対してＸＹ方向に移動可能に設けられたステージ４、５の上に円板状の半導体基板６を載置して保持する工程と、半導体基板６の中心とステージ４の回転中心との位置のずれを検知する工程と、位置のずれに基づいてステージ５をＸＹ方向に移動させることにより、半導体基板６の中心とステージ５の回転中心とを一致させる工程と、半導体基板６上に塗布液を供給すると共に、半導体基板６を回転させることにより、半導体基板６上に塗布膜を形成する工程とを備えて構成されている。【選択図】図１
2010062439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられると共に回転中心に対してＸＹ方向に移動可能に設けられたステージの上に円板状の半導体基板を載置して保持する工程と、
前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心との位置のずれを検知する工程と、
前記位置のずれに基づいて前記ステージをＸＹ方向に移動させることにより、前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心とを一致させる工程と、
前記半導体基板上に塗布液を供給すると共に、前記半導体基板を回転させることにより、前記半導体基板上に塗布膜を形成する工程と
を備えてなる半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ステージは、回転可能に設けられた第１のステージと、前記第１のステージに対してＸＹ方向に移動可能に設けられた第２のステージとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
円板状の半導体基板を載置して保持するものであって、回転可能に設けられると共に回転中心に対してＸＹ方向に移動可能に設けられたステージと、
前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心との位置のずれを検知する検知手段と、
前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心とを一致させるように、前記位置のずれに基づいて前記ステージをＸＹ方向に移動させる移動制御手段とを備え、
前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心とを一致させた状態で、前記半導体基板上に塗布液を供給すると共に、前記半導体基板を回転させることにより、前記半導体基板上に塗布膜を形成するように構成したことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記ステージは、回転可能に設けられた第１のステージと、前記第１のステージに対してＸＹ方向に移動可能に設けられた第２のステージとから構成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上にレジストや保護膜等の塗布膜を回転塗布する半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液浸露光方法と呼ばれる露光方法が注目されている。この液浸露光方法とは、露光装置の投影レンズと、半導体基板（ウエハ）上に設けられたレジスト膜との間を高屈折率の液体（液浸液）で満たしつつ、レジスト膜にパターニングする露光方法である。投影レンズとレジスト膜との間を液浸液で満たすことにより、より深い焦点深度を得ることができる。液浸液としては純水が一般的に用いられている。液浸露光に関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
さて、回転塗布装置により、ウエハにレジストを塗布する場合、ウエハの外周端部、特には、ベベル部（径方向内側から外側に向かうに連れて厚さが薄くなるように傾斜が付けられた形状の部分）には、レジストの塗布むらが発生することが多かった。しかし、従来の露光装置によって露光する場合には、ウエハの外周端部にレジストの塗布むらがあったとしても、露光前、もしくは、露光後に実行する周辺露光によって、ウエハの外周端部のレジスト（塗布むらがあるレジスト）は、最終的に現像で除去されることから、上記レジストの塗布むらは、問題がなかった。
【０００４】
これに対して、上記した液浸露光装置によって露光する場合には、ウエハの外周端部にレジストの塗布むらがあると、液浸液に空気のバブル（泡）が発生したり、レジストが剥がれたりすることがあった。このような不具合が生ずると、液浸露光を適正に行うことが困難になり、製品歩留まりが悪化するという問題点があった。
【０００５】
尚、液浸露光装置によって露光する場合、レジスト膜上に液浸液としての純水が存在すると、レジスト膜内から純水内に光酸発生剤などが溶出するおそれがあるため、この溶出を回避するために、レジスト膜上に液浸保護膜を塗布する必要がある。この液浸保護膜を塗布する場合も、上記レジストと同様に、ウエハの外周端部（のベベル部）に液浸保護膜の塗布むらが発生し、液浸露光を適正に行うことが困難になるという問題点があった。
【特許文献１】特開２００７−１９４５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ウエハ上にレジストや液浸保護膜等の塗布膜を回転塗布するときに、ウエハの外周端部に塗布むらが発生することを防止できて、液浸露光を適正に実行することができる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法は、回転可能に設けられると共に回転中心に対してＸＹ方向に移動可能に設けられたステージの上に円板状の半導体基板を載置して保持する工程と、前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心との位置のずれを検知する工程と、前記位置のずれに基づいて前記ステージをＸＹ方向に移動させることにより、前記半導体基板の中心と前記ステージの回転中心とを一致させる工程と、前記半導体基板上に塗布液を供給すると共に、前記半導体基板を回転させることにより、前記半導体基板上に塗布膜を形成する工程とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体基板上にレジストや液浸保護膜等の塗布膜を回転塗布するときに、半導体基板の外周端部に塗布むらが発生することを防止できて、液浸露光を適正に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明を回転塗布装置に適用した場合の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
【００１０】
図１は、本実施形態の回転塗布装置１の概略構成を示す縦断面図である。この図１に示すように、回転塗布装置１は、上部が開口した容器状の装置本体２内に配設されており、回転軸３を中心として回転可能に設けられた第１のステージ４と、この第１のステージ４上にＸＹ方向に移動可能に設けられた第２のステージ５とを備えている。第２のステージ５は、真空チャック等を備えており、円板状のウエハ６を載置して吸着保持することが可能になっている。
【００１１】
第２のステージ５は、第１のステージ４上において、Ｘ方向駆動装置７によりＸ方向に移動駆動されると共に、Ｙ方向駆動装置８によりＹ方向に移動駆動されるように構成されている。第１のステージ４には、第２のステージ５をＸＹ方向に移動可能にする状態と、第２のステージ５を第１のステージ４に固定する状態とを切り替える切り替え装置（図示しない）が設けられている。
【００１２】
第１のステージ４は、装置本体２の内底部に配設された駆動モータ９により回転軸３を介して回転駆動されるように構成されている。これにより、第１のステージ４に第２のステージ５を固定すれば、第２のステージ５上に保持されているウエハ６を駆動モータ９により回転駆動することが可能になっている。
【００１３】
ウエハ６の外周部の上方部位には、４個の計測装置１０がほぼ等間隔に配設されている。各計測装置１０は、ＣＣＤカメラ等のイメージセンサや音波アレイセンサ等で構成されており、ウエハ６の外周端部の位置を検知することが可能なように構成されている。この場合、ウエハ６を少なくとも１回転回転させながら、４個の計測装置１０により検知したウエハ６の外周端部の位置の検知結果を制御装置（図示しない）に与えると、制御装置は、これら検知結果に基づいて、ウエハ６の中心が第１のステージ４の回転中心に対してどれくらいずれているか、即ち、偏差方向および偏差量を計算することができるように構成されている。
【００１４】
更に、制御装置は、上記計算した偏差方向および偏差量に基づいて、Ｘ方向駆動装置７およびＹ方向駆動装置８を駆動制御して第２のステージ５（即ち、ウエハ６）をＸＹ方向に移動させることにより、ウエハ６の中心を第１のステージ４の回転中心に一致させるように制御することが可能な構成となっている。そして、制御装置は、この状態で切り替え装置を駆動して第２のステージ５を第１のステージ４に固定し、駆動モータ９を通電制御することにより、第１のステージ４、第２のステージ５およびウエハ６を回転駆動することが可能である。
【００１５】
尚、上記４個の計測装置１０のうちの少なくとも１個の計測装置１０は、ウエハ６の外周端面のレジストや液浸保護膜等の塗布状態を検知可能な位置（例えば図１中１点鎖線で示す位置）まで移動できるように構成されており、上記塗布状態を検出した結果を前記制御装置へ与える。
【００１６】
また、レジストや液浸保護膜等の塗布膜の塗布液は、ウエハ６の上方に設けられた塗布液供給部（図示しない）から供給されて、ウエハ６上にその中央部分から塗布されるように構成されている。そして、ウエハ６は、前述したように回転されるので、塗布液は遠心作用によりウエハ６の外周端部側へ流れていくことにより、ウエハ６の上面に塗布される。また、上記塗布液供給部は、塗布液供給源（図示しない）に塗布液供給管（図示しない）を介して接続されており、塗布液供給管にはバルブやポンプ（いずれも図示しない）が設けられている。バルブやポンプは、前記制御装置により駆動制御されるように構成されており、制御装置は塗布液供給部から供給される塗布液の流量や流速を制御できる構成となっている。
【００１７】
次に、上記構成の動作、具体的には、予めレジストを塗布したウエハ６に対して液浸保護膜を塗布する処理について、図３に示すフロチャートを参照して説明する。まず、図３のステップＳ１０において、レジスト塗布済みのウエハ６を搬送装置（図示しない）によって搬送し、第２のステージ５上に載置して保持する。この場合、ウエハ６は、搬送装置の機械的な位置決め精度のみで第２のステージ５上に搬送されて保持されるので、ウエハ６の中心と第１のステージ４（第２のステージ５）の回転中心とが一致することは少ない。そこで、上記２つの中心を一致させる処理を行なう。
【００１８】
まず、ステップＳ２０へ進み、第１のステージ４に第２のステージ５を固定した状態で、駆動モータ９を駆動してウエハ６を少なくとも１回転分回転させながら、４個の計測装置１０によりウエハ６の外周端部の位置（いわゆるＡＰＥＸ位置）のずれ（変化）を検知する。そして、制御装置は、上記４個の計測装置１０の検知結果に基づいて、ウエハ６の中心が第１のステージ４の回転中心に対してどれくらいずれているか、即ち、偏差方向および偏差量を計算する。
【００１９】
続いて、ステップＳ３０へ進み、上記計算した偏差方向および偏差量に基づいてウエハ６の中心と第１のステージ４の回転中心とが一致しているか否かを判断する。この場合、上記計算した偏差方向および偏差量が判断用の基準値以内であるか否かで判断する。そして、ステップＳ３０において、２つの中心が一致していないと判断されると、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ４０へ進み、第１のステージ４に対する第２のステージ５の固定を解除した状態で、ウエハ６をＸＹ方向に移動させることにより、ウエハ６の中心を第１のステージ４の回転中心に一致させる。この場合、上記計算した偏差方向および偏差量に基づいてウエハ６の中心を第１のステージ４の回転中心に一致させるようにウエハ６をＸＹ方向に移動させる。
【００２０】
この後、ステップＳ５０へ進み、液浸保護膜を塗布する処理を実行する。この場合、第１のステージ４に第２のステージ５を固定する状態に切り替えた後、ウエハ６を回転させながら、液浸保護膜の塗布処理を行なう。尚、上記ステップＳ３０において、ウエハ６の中心と第１のステージ４の回転中心とが一致していると判断されたときは、「ＹＥＳ」へ進み、上記ステップＳ５０へ進む。
【００２１】
続いて、ステップＳ６０へ進み、液浸保護膜の塗布状態を検査する。この場合、４個の計測装置１０のうちの少なくとも１個の計測装置１０を、ウエハ６の外周端面の液浸保護膜等の塗布状態を検査可能な位置（例えば図１中１点鎖線で示す位置）まで移動させてから、ウエハ６を少なくとも１回転分回転させながら、計測装置１０によるウエハ６の外周端面の塗布状態の検査を実行する。
【００２２】
そして、ステップＳ７０へ進み、上記検知結果に基づいて、液浸保護膜の塗布状態が正常であるか否かを判断する。ここで、液浸保護膜の塗布むら等があって塗布状態が正常でないと判断されたときには、「ＮＯ」へ進み、ウエハ６を再処理する装置へウエハ６を搬送する（再処理工程へ進む）。一方、ステップＳ７０において、塗布状態が正常であると判断されたときには、「ＹＥＳ」へ進み、ウエハ６を液浸露光する装置（液浸露光装置）へウエハ６を搬送する（露光工程へ進む）。
【００２３】
このような構成の本実施形態によれば、第２のステージ５上に保持されたウエハ６の中心と第１のステージ４の回転中心とが一致していないときには、第２のステージ５をＸＹ方向に移動させることによりウエハ６の中心と第１のステージ４の回転中心とを一致させるように構成したので、ウエハ６（のレジスト）上に液浸保護膜を塗布むら等を発生させることなく良好に塗布することができる。この結果、液浸露光を適正に実行することができ、ウエハ６の外周端部付近まで製品（チップ）を良好に製造することができるから、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２４】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
【００２５】
上記実施形態では、液浸保護膜を塗布する構成に適用したが、レジスト等の他の塗布膜を塗布する構成に適用しても良い。特に、液浸保護膜が不要なトップコートレスレジストを塗布する構成に適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を示す回転塗布装置の概略縦断面図
【図２】ウエハおよび計測手段の上面図
【図３】塗布工程を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
図面中、１は回転塗布装置、２は装置本体、３は回転軸、４は第１のステージ、５は第２のステージ、６はウエハ、７はＸ方向駆動装置、８はＹ方向駆動装置、９は駆動モータ、１０は計測装置である。
【図１】
2010062439.tif 000003
【図２】
2010062439.tif 000004
【図３】
2010062439.tif 000005