(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた層の上面に形成された厚膜レジストを露光後に現像する厚膜レジストの現像方法であって、
前記層の上面に、前記厚膜レジストを形成する工程と、
前記厚膜レジストを露光する工程と、
前記露光後に、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で前記基板を回転させながら、前記厚膜レジストの上方から現像液を供給することで、前記厚膜レジストの上面に前記現像液よりなるパドルを形成し、該パドルにより前記厚膜レジストを現像して、前記厚膜レジストに前記層の上面を露出する開口部を形成する工程と、
を含み、
前記厚膜レジストを形成する工程は、前記層の上面をＨＭＤＳ処理する段階と、前記ＨＭＤＳ処理された前記層の上面に、第１の粘性値を有した第１のポジ−ネガ反転型レジストを形成する段階と、 前記第１のポジ−ネガ反転型レジスト上に、前記第１の粘性値よりも大きい第２の粘性値を有した第２のポジ−ネガ反転型レジストを形成する段階と、を有するものであり、
前記厚膜レジストを露光する工程は、前記層の上面のうち、前記開口部が形成される面に照射される光を遮断する遮光部を有した露光用マスクを介して、前記厚膜レジストを露光する第１の露光段階と、前記第１の露光段階後に、前記厚膜レジスト膜をベーク処理することで、前記厚膜レジストの特性をポジからネガに反転させる段階と、前記ベーク処理後、前記厚膜レジストを全面露光する段階と、を含むものであることを特徴とする厚膜レジストの現像方法。
【請求項２】
前記厚膜レジストの現像が完了するまで、前記現像液を連続して供給することを特徴とする請求項１記載の厚膜レジストの現像方法。
【請求項３】
前記厚膜レジストを現像する工程の最初或いは途中で、前記基板の回転を停止させ、その後、前記基板を回転させることを特徴とする請求項１または２記載の厚膜レジストの現像方法。
【請求項４】
前記厚膜レジストは、７μｍ以上の厚さとなるように形成することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
【請求項５】
前記層及び現像された前記厚膜レジストに付着した前記現像液を除去する工程と、
前記現像液を除去後に、現像された前記厚膜レジストをポストベークする工程と、
を含むことを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
【請求項６】
前記厚膜レジストを形成する工程では、ポジ−ネガ反転型レジストを形成することを特徴とする請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法により、前記開口部を有した前記厚膜レジストを形成する工程と、
前記厚膜レジストの上面側から、蒸着法により、厚膜とされた金属膜を成膜する工程と、
前記金属膜を成膜後、前記厚膜レジストをリフトオフすることで、前記層の上面に前記金属膜よりなる厚膜金属電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記金属膜は、厚さが６μｍ以上となるように形成することを特徴とする請求項７記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記基板として、炭化珪素基板を用いることを特徴とする請求項７または８記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記層として、パワーデバイス素子を有する回路素子層を形成することを特徴とする請求項７ないし９のうち、いずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記厚膜金属電極は、外部接続用電極として機能する電極パッドであり、ワイヤボンディング法により金属ワイヤが接続されることを特徴とする請求項７ないし１０のうち、いずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚膜レジストの現像方法、及び該厚膜レジストの現像方法を用いた半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、半導体材料のうちの１つであり、他の半導体材料である珪素（Ｓｉ）や砒化ガリウム（ＧａＡｓ）等と比較して、バンドギャップが大きいことから、  炭化珪素基板を用いて、パワーデバイス、高周波デバイス、及び高温動作デバイス等の炭化珪素デバイスを形成する研究が行なわれている。
【０００３】
炭化珪素基板を備えた厚さが７μｍ以上の厚膜レジストを現像する技術ではないが、炭化珪素基板と、該炭化珪素基板上に形成され、かつパワーデバイス素子を備えた回路素子層と、回路素子層上に形成され、かつパワーデバイス素子と電気的に接続されたパッド電極と、を有する。
【０００４】
パワーデバイスを構成するパッド電極には、配線基板とパワーデバイスとを電気的に接続する際、ワイヤボンディング法により金属ワイヤが接続される。このため、パッド電極は、十分な機械的強度を有する厚さに形成する必要がある。
【０００５】
また、パワーデバイスを構成するパッド電極には、大電流が流されるため、パワーデバイスが発熱しやすくい。このため、パワーデバイスの熱を、電極パッドを介して放熱する必要がある。言い換えれば、電極パッドを放熱部材として機能させる必要がある。
【０００６】
上記２つの理由により、炭化珪素基板を備えた炭化珪素デバイスでは、電極パッドの厚さを６μｍ以上にする必要があった。
また、従来、電極パッドは、回路素子層の上面に逆テーパー形状とされた開口部を有するレジストを形成し、次いで、該レジストの上方から金属膜を蒸着し、その後、該レジストを除去するリフトオフ法により形成される。
【０００７】
上記リフトオフ法を用いて、厚さが６μｍ以上とされた電極パッドを形成する場合、回路素子層上に、厚さが７μｍ以上の厚膜レジストを塗布し、その後、露光・現像処理を行なう必要がある。
また、一般的に、レジストの厚さが厚くなると基板の外周部の厚さが他の部分の厚さと比較して厚くなる。そのため、厚さが７μｍ以上の厚膜レジストを現像する場合、炭化珪素基板の外周部にレジスト残渣が発生することなく、十分に現像することが、パワーデバイスの歩留まりの観点から重要となる。
【０００８】
特許文献１には、厚さが７μｍ以上の厚膜レジストを現像する技術ではないが、基板の表面に供給された現像液が基板周縁より飛散するような高速（例えば、１０００ｒｐｍ）で基板を回転させながら、基板表面へ小流量の現像液を吐出してフォトレジスト膜を粗現像した後、基板表面に供給された現像液が基板の表面全体に拡がる程度の低速（例えば、４００ｒｐｍから１００ｒｐｍへと段階的に切り替える）で基板を回転させながら、基板表面へ大流量の現像液を吐出して基板表面に現像液層を形成し、基板を低速回転させるか停止させてフォトレジスト膜を現像する技術が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、厚さが７μｍ以上の厚膜レジストを現像する技術ではないが、レジストで被覆され、回転が停止した状態の半導体ウエハ上に現像液を散布してパドルを形成し、該パドルによりレジストの一部分を溶解することによって半導体ウエハの表面上でレジストを現像し、半導体ウエハの表面上に新たな現像液を散布し、一方で、別のパドルを形成せずに半導体ウエハの表面上に存在するレジストの溶解した部分を含む現像液の濃度が減少するように半導体ウエハを回転させる工程を有することで、新たな現像液の散布によって溶解されたレジストを含む現像液を置換し、水によるリンスによって現像液に含まれるレジストが沈殿してブリッジの形成を防止する技術が開示されている。
【００１０】
さらに、特許文献２には、回転が停止した状態の半導体ウエハ上に現像液を散布してパドルを形成する工程と、該パドルによりレジストの一部分を溶解して半導体ウエハの表面上でレジストを現像する工程と、を少なくとも３回行なうことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１９９４１０号公報
【特許文献２】特開平９−３２６３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１では、基板表面に供給された現像液を基板の表面全体に拡げるために、基板の回転数を４００ｒｐｍから１００ｒｐｍへと段階的に切り替えている。
しかしながら、１００〜４００ｒｐｍという回転速度で基板を回転させ、基板表面に現像液を供給した場合、基板の回転速度が速すぎるため、基板の外周部を十分に現像する前に、基板の外周縁から現像液が飛散してしまう。
【００１３】
このため、特許文献１に記載の方法を用いて、厚さが７μｍ以上の厚膜レジストの現像を行なった場合、他の部分と比較してレジストの厚さの厚い基板の外周部に、レジスト残渣が発生してしまうという問題があった。
上記レジスト残渣の問題は、厚膜レジストを粘性の高いレジストを用いて形成する場合に顕著となる。
【００１４】
また、特許文献２に記載のパドル法（具体的には、回転が停止した状態の半導体ウエハ上に現像液によりパドルを形成し、該パドルによりレジストの一部分を溶解する方法）を用いて、厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジストの現像を行なった場合、半導体ウエハの外周部に形成された厚膜レジスト上の現像液の厚さが他の部分と比較して薄くなる。
これにより、半導体ウエハの外周部に位置する厚膜レジストを十分に現像することが困難となり、半導体ウエハの外周部にレジスト残渣が発生してしまうという問題があった。
【００１５】
また、回転が停止した状態の半導体ウエハ上に現像液を散布してパドルを形成する工程と、該パドルによりレジストの一部分を溶解して半導体ウエハの表面上でレジストを現像する工程と、を少なくとも３回行なう特許文献２に記載の現像方法を用いて、厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジストの現像を行なった場合でも、半導体ウエハの外周部にレジスト残渣が発生してしまうという問題があった。
【００１６】
また、パドルを形成する工程と、該パドルによりレジストの一部分を溶解して半導体ウエハの表面上でレジストを現像する工程と、を少なくとも３回行なう特許文献２に記載の現像方法では、現像工程に要する時間が長くなるため、生産性が低下してしまうという問題があった。
【００１７】
さらに、パドルを形成する工程と、該パドルによりレジストの一部分を溶解して半導体ウエハの表面上でレジストを現像する工程と、を繰り返し行ったとしても、半導体ウエハの外周部にレジスト残渣が発生してしまうという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、基板の外周部にレジスト残渣が発生することを抑制可能な厚膜レジストの現像方法、及び半導体デバイスの製造方法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】
【００１９】
すなわち、上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１）  基板上に設けられた層の上面に形成された厚膜レジストを露光後に現像する厚膜レジストの現像方法であって、前記層の上面に、前記厚膜レジストを形成する工程と、前記厚膜レジストを露光する工程と、前記露光後に、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で前記基板を回転させながら、前記厚膜レジストの上方から現像液を供給することで、前記厚膜レジストの上面に前記現像液よりなるパドルを形成し、該パドルにより前記厚膜レジストを現像して、前記厚膜レジストに前記層の上面を露出する開口部を形成する工程と、を含むことを特徴とする厚膜レジストの現像方法。
（２）  前記厚膜レジストの現像が完了するまで、前記現像液を連続して供給することを特徴とする前項（１）記載の厚膜レジストの現像方法。
（３）  前記厚膜レジストを現像する工程の最初或いは途中で、前記基板の回転を停止させ、その後、前記基板を回転させることを特徴とする前項（１）または（２）記載の厚膜レジストの現像方法。
（４）  前記厚膜レジストは、７μｍ以上の厚さとなるように形成することを特徴とする前項（１）ないし（３）のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
（５）  前記層及び現像された前記厚膜レジストに付着した前記現像液を除去する工程と、前記現像液を除去後に、現像された前記厚膜レジストをポストベークする工程と、を含むことを特徴とする前項（１）ないし（４）のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
（６）  前記厚膜レジストを形成する工程では、ポジ−ネガ反転型レジストを形成することを特徴とする前項（１）ないし（５）のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
（７）  前記厚膜レジストを形成する工程は、前記層の上面をＨＭＤＳ処理する段階と、前記ＨＭＤＳ処理された前記層の上面に、第１の粘性値を有した第１のポジ−ネガ反転型レジストを形成する段階と、前記第１のポジ−ネガ反転型レジスト上に、前記第１の粘性値よりも大きい第２の粘性値を有した第２のポジ−ネガ反転型レジストを形成する段階と、を有することを特徴とする前項（１）ないし（６）のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法。
（８）  前記厚膜レジストを露光する工程は、前記層の上面のうち、前記開口部が形成される面に照射される光を遮断する遮光部を有した露光用マスクを介して、前記厚膜レジストを露光する第１の露光段階と、前記第１の露光段階後に、前記厚膜レジスト膜をベーク処理することで、前記厚膜レジストの特性をポジからネガに反転させる段階と、前記ベーク処理後、前記厚膜レジストを全面露光する段階と、を含むことを特徴とする前項（７）記載の厚膜レジストの現像方法。
（９）  前項（１）ないし（８）のうち、いずれか１項記載の厚膜レジストの現像方法により、前記開口部を有した前記厚膜レジストを形成する工程と、前記厚膜レジストの上面側から、蒸着法により、厚膜とされた金属膜を成膜する工程と、前記金属膜を成膜後、前記厚膜レジストをリフトオフすることで、前記層の上面に前記金属膜よりなる厚膜金属電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
（１０）  前記金属膜は、厚さが６μｍ以上となるように形成することを特徴とする前項（９）記載の半導体デバイスの製造方法。
（１１）  前記基板として、炭化珪素基板を用いることを特徴とする前項（９）または（１０）記載の半導体デバイスの製造方法。
（１２）前記層として、パワーデバイス素子を有する回路素子層を形成することを特徴とする前項（９）または（１１）のうち、いずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法。
（１３）  前記厚膜金属電極は、外部接続用電極として機能する電極パッドであり、ワイヤボンディング法により金属ワイヤが接続されることを特徴とする前項（９）ないし（１２）のうち、いずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、層の上面に形成された厚膜レジストを露光後に、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で基板を回転させながら、厚膜レジストの上方から現像液を供給することで、厚膜レジストの上面に現像液よりなるパドルを形成し、パドルにより厚膜レジストを現像することにより、現像液を供給時の基板の回転速度が低速なため、基板の面内に形成された厚膜レジストのうち、最も厚さの厚い基板の外周部分に、十分な量の現像液を均一に供給することが可能となる。
【００２１】
これにより、例えば、厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジストを現像する場合でも、基板の外周部分にレジスト残渣が発生することを抑制できる。
【００２２】
また、基板を回転させながら現像液を供給することで、現像時に発生したゴミを、現像液により、基板の外周縁から基板の外部に流すことが可能となる。これにより、現像後の開口部にゴミ（例えば、溶解したレジスト屑）が付着することを抑制できる。
【００２３】
さらに、基板を低速で回転させながら現像液を供給することで、新しい現像液を基板の外周部に位置する厚膜レジストに供給することが可能となる。これにより、基板の回転を停止させてパドルにより現像する場合と比較して、短時間で現像処理を行なうことが可能となるので、生産性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その３）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その４）である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その５）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その６）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その７）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その８）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その９）である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１０）であり、本実施の形態に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための図（その１）である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１１）であり、本実施の形態に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための図（その２）である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１２）である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１３）である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１４）である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１５）である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図（その１６）である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の第１変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図（その１）である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の第１変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図（その２）である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図（その１）である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図（その２）である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図（その３）である。
【図２２】実施例１，２のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【図２３】比較例１，２のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【図２４】比較例３のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【図２５】比較例４のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【図２６】比較例５，６のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の炭化珪素デバイスの寸法関係とは異なる場合がある。
【００２６】
（実施の形態）
図１〜図１６は、本発明の実施の形態に係る半導体デバイスの製造工程を示す断面図である。また、図１１は、本実施の形態に係る厚膜レジスト２７（厚さが７μｍ以上とされたレジスト）の現像方法を説明するための図である。
【００２７】
図１〜図１６を参照して、本実施の形態の半導体デバイス１０の製造方法を説明する。また、本実施の形態の半導体デバイス１０の製造方法を説明していく中で、図１０及び図１１を参照して、本実施の形態の厚膜レジスト２７の現像方法について説明する。
【００２８】
始めに、図１に示す工程では、基板である炭化珪素基板１１の表面１１ａに、回路素子層１２（厚膜レジスト２７が形成される層）が形成された構造体１４を準備する。
炭化珪素基板１１としては、例えば、直径が３インチのものを用いることが可能である。図１〜図１６では、一例として、直径が３インチの炭化珪素基板１１を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００２９】
回路素子層１２は、周知の手法により形成することができる。図１６に示す半導体デバイス１０が、例えば、パワーデバイスの場合、回路素子層１２には、パワーデバイス素子（図示せず）が形成されている。
回路素子層１２の上面１２ａは、厚膜金属電極１３（後述する図１６参照）が形成される電極形成面１２ｂを有する。電極形成面１２ｂは、パワーデバイス素子（図示せず）と電気的に接続された図示していない導体（図１５に示す厚膜金属電極１３と接続される導体）の上面を露出している。
【００３０】
次いで、図２に示す工程では、構造体１４を構成する回路素子層１２の上面１２ａ（電極形成面１２ｂを含む）に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）液１５を供給することで、ＨＭＤＳ処理（表面処理の１種）を行なう。
これにより、回路素子層１２の上面１２ａを疎水性にすることができる。なお、後述する図３に示す液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１は、疎水性で、かつ第１の粘性値（小さい粘性値）を有したレジスト液である。第１の粘性値は、例えば、３０ｃｐ以下にすることが好ましい。
【００３１】
このように、ＨＭＤＳ処理により、回路素子層１２の上面１２ａを疎水性にすることで、回路素子層１２の上面１２ａに、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１（図３参照）を滴下させた後に行なう構造体１４の回転（液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を均一な厚さにするための回転）により、粘性値の低い第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１が構造体１４の外側に流れ出ることを抑制可能となる。
これにより、後述する図３に示す工程において、回路素子層１２の上面１２ａに、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を均一な厚さで形成できる。
【００３２】
次いで、図３に示す工程では、回転軸１６の上端に接続されたステージ１７上に、図２に示す構造体１４を固定（例えば、吸着）し、次いで、ＨＭＤＳ処理された回路素子層１２の上面１２ａ側に配置されたディスペンサー１８から、第１の粘性値を有し、かつ液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を供給する。
【００３３】
次いで、ステージ１７上に固定された構造体１４を、回転軸１６を介して、所定の回転数（例えば、１２００ｒｐｍ）で一定時間回転させることで、炭化珪素基板１１の面内において、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の厚さＴ１を均一にする。
このとき、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の厚さＴ１は、後述する図４に示す工程で行なうプリベークにより、硬化した第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の厚さＴ２が５μｍ以下となるように設定する。
【００３４】
このように、ＨＭＤＳ処理された回路素子層１２の上面１２ａに、第１の粘性値を有した第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成することにより、均一な厚さとされ、かつある程度の厚さ（例えば、５μｍ以下）とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成することが可能となる。
【００３５】
また、１回の液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の滴下、及び回転により、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の厚さを十分に確保できない場合には、図３で説明した処理を複数回行なってもよい。
【００３６】
なお、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の第１の粘性値は、小さい値であるため、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の滴下後に行なう構造体１４の回転により、構造体１４の外側に流れやすい。
そのため、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１の滴下、及び回転を複数回繰り返したとしても、図４に示す第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の厚さＴ２が５μｍを超えるように、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成することは非常に困難である。
【００３７】
次いで、図４に示す工程では、ヒーター２３上に、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１が形成された構造体１４を載置し、その後、ヒーター２３の熱により、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１をプリベークして硬化させる。
具体的には、例えば、加熱温度が１００℃、加熱時間が６０秒の条件で、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１をプリベーク処理する。
【００３８】
これにより、厚さＴ２が５μｍ以下とされ、かつ硬化した第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２（以下、単に「第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２」という）が形成される。なお、図３及び図４に示す工程が、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の形成工程に相当する。
【００３９】
次いで、図５に示す工程では、回転軸１６の上端に接続されたステージ１７上に、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２が形成された構造体１４を固定（例えば、吸着）し、次いで、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の上面２１−２ａ側に配置されたディスペンサー２５から、第１の粘性値よりも大きい第２の粘性値を有し、かつ液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を供給する。
【００４０】
液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１は、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を滴下後に構造体１４を回転させた際に、粘性値の小さい第１のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１と比較して、構造体１４の外側に流れにくいレジストである。第１の粘性値が３０ｃｐ以下の場合、第２の粘性値は、例えば、８０ｃｐ以上にするとよい。
【００４１】
次いで、ステージ１７上に固定された構造体１４を、回転軸１６を介して、所定の回転数（例えば、２５００ｒｐｍ）で一定時間回転させることで、炭化珪素基板１１の面内において、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１の厚さＴ３を均一にする。
このとき、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１の厚さＴ３は、後述する図６に示す工程で行なうプリベーク処理により、硬化した第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の厚さＴ４が３μｍ以上となるように設定する。
【００４２】
また、図５に示す工程では、後述する図６に示す第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の厚さＴ２、及び硬化した第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の厚さＴ４の合計の厚さＴ５が７μｍ以上となるように、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を形成する。
【００４３】
次いで、図６に示す工程では、ヒーター２３上に、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１が形成された構造体１４を載置し、その後、ヒーター２３の熱により、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１をプリベークして硬化させる。
具体的には、例えば、加熱温度が１００℃、加熱時間が９０秒の条件で、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１をプリベーク処理する。
【００４４】
これにより、厚さＴ４が３μｍ以上とされ、かつ硬化した第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２（以下、単に「第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２」という）が形成される。なお、図５及び図６に示す工程が、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の形成工程に相当する。
また、以下の説明では、硬化した第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２よりなるポジ−ネガ反転型レジストを厚膜レジスト２７という。
【００４５】
このように、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２上に、第１の粘性値よりも大きい第２の粘性値（例えば、８０ｃｐ以上）を有した第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２を形成することで、均一な厚さとされ、かつある程度の厚さ（例えば、３μｍ以上）とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２を形成することが可能となる。
【００４６】
これにより、第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２よりなり、かつ厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジスト２７の面内バラツキ（不均一性）を、所望の範囲内（炭化珪素基板１１の直径が３インチ、エッジカットが５ｍｍの場合、例えば、５％以内）にすることができる。
【００４７】
次いで、図７に示す工程では、露光装置（図示せず）内のステージ上に、厚膜レジスト２７（硬化した第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２）が形成された構造体１４を載置する。
次いで、透明基板２８（例えば、ガラス基板）、及び透明基板２８に形成され、かつ電極形成面１２ｂと対向する遮光部２９（例えば、クロムマスク）を有した露光用マスク３１を介して、厚膜レジスト２７を露光する。遮光部２９は、後述する図１１に示す開口部４２に露出される電極形成面１２ｂに照射される光を遮断する。
【００４８】
厚膜レジスト２７の厚さＴ５（第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２の合計の厚さ）が７．５μｍの場合、図７に示す工程での露光量は、例えば、５５ｍＪ／ｃｍ２とすることができる。
【００４９】
この段階では、厚膜レジスト２７は、ポジ型感光性レジストの特性を有している。そのため、光が照射された領域Ａに対応する厚膜レジスト２７が現像液に溶けやすくなり、光が照射されていない領域Ｂ（遮光部２９と対向する領域）に対応する厚膜レジスト２７が現像液に溶解されない。
【００５０】
なお、図７では、遮光部２９の外形と領域Ｂの外形とが略等しくなるように図示したが、実際には、露光装置として縮小投影型露光装置（具体的には、ステッパー）を用いて露光を行なうので、領域Ｂの外形は、遮光部２９の外形よりも小さくなる。
【００５１】
次いで、図８に示す工程では、ヒーター２３上に、厚膜レジスト２７が形成された構造体１４を載置し、その後、ヒーター２３の熱により、厚膜レジスト２７をベーク処理（反転ベーク処理）することで、厚膜レジスト２７の特性をポジからネガに反転させる。
具体的には、例えば、加熱温度が１１５℃、加熱時間が１２０秒の条件で、厚膜レジスト２７をベーク処理する。
【００５２】
これにより、ネガ型とされた厚膜レジスト２７のうち、電極形成面１２ｂの上方に位置する部分に、断面が逆テーパー形状とされ、かつ現像液に溶解しやすい領域Ｃが形成され、領域Ｃ以外の部分に現像液に溶解されない領域Ｄが形成される。
【００５３】
次いで、図９に示す工程では、露光装置（図示せず）内のステージ上に、ネガ型とされた厚膜レジスト２７が形成された構造体１４を載置する。
次いで、遮光部が形成されていない露光用マスク３３を介して、第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２を全面露光する。このときの露光量は、図７に示す工程での露光量の１０倍程度とするとよい。
厚膜レジスト２７の厚さＴ５が７．５μｍの場合、図９に示す工程での露光量は、例えば、４０００ｍＪ／ｃｍ２とすることができる。
【００５４】
次いで、図１０に示す工程では、回転軸３５の上端に接続されたステージ３６上に、全面露光された厚膜レジスト２７が形成された構造体１４を固定（例えば、吸着）する。次いで、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ側に配置されたディスペンサー３８から、厚膜レジスト２７の上面２７ａ（第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ）の中心に現像液３９を供給して、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成する。
【００５５】
その後、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で構造体１４を回転させながら、厚膜レジスト２７の上面２７ａの中心に現像液３９を供給することで、厚膜レジスト２７の上面２７ａにパドル４１が形成されたままの状態を維持して、厚膜レジスト２７の現像処理を行う。
【００５６】
ところで、３０ｒｐｍよりも遅い速度で回転する構造体１４の中心（炭化珪素基板１１の中心）に現像液３９を供給すると、回転力不足により、炭化珪素基板１１の外周部に現像液３９が均一に広がらないため、炭化珪素基板１１の外周部にレジスト残渣が発生してしまう。
【００５７】
また、５０ｒｐｍよりも速い速度で回転する構造体１４の中心（炭化珪素基板１１の中心）に現像液３９を供給すると、現像液３９が炭化珪素基板１１の外周部に留まることなく、遠心力により炭化珪素基板１１の外周縁から飛び出してしまうため、炭化珪素基板１１の外周部にレジスト残渣が発生してしまう。
【００５８】
つまり、現像液３９を滴下する際の構造体の回転速度が、３０ｒｐｍよりも遅いか、或いは５０ｒｐｍよりも速いと、厚膜レジスト２７の上面２７ａを覆う良好なパドル４１を形成することが困難となる。
【００５９】
次いで、図１１に示す工程では、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で構造体１４を回転させながら、パドル４１により、図１０に示す領域Ｃに形成された厚膜レジスト２７を溶解させることで、断面が逆テーパー形状とされ、かつ電極形成面１２ｂを露出する開口部４２を形成する。
【００６０】
このように、回路素子層１２の上面１２ａに形成された厚膜レジスト２７を露光後に、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で構造体１４（炭化珪素基板１１を含む）を回転させながら、厚膜レジスト２７の上方から現像液３９を供給して、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成し、パドル４１により厚膜レジスト２７を現像することで、現像液３９を供給時の構造体１４の回転速度が低速なため、炭化珪素基板１１の面内に形成された厚膜レジスト２７のうち、最も厚さの厚い炭化珪素基板の外周部分に、十分な量の現像液３９を均一に供給することが可能となる。
【００６１】
これにより、例えば、厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジスト２７を現像する場合でも、炭化珪素基板１１の外周部分にレジスト残渣が発生することを抑制できる。
【００６２】
また、構造体１４を回転させながら現像液３９を供給することで、現像時に発生したゴミを、現像液３９により炭化珪素基板１１の外周縁から外部に流すことが可能となる。これにより、現像後の開口部４２にゴミ（例えば、溶解したレジスト屑）が付着することを抑制できる。
【００６３】
さらに、構造体１４を低速で回転させながら現像液３９を供給することで、新しい現像液３９を炭化珪素基板１１の外周部に位置する厚膜レジスト２７に供給することが可能となるので、炭化珪素基板１１の回転を停止させてパドルにより現像する場合と比較して、短時間で現像処理を行うことが可能となるので、生産性の低下を抑制できる。
【００６４】
また、現像液３９は、厚膜レジスト２７の現像処理が完了するまでの間、連続して供給し続けるとよい。
このように、厚膜レジスト２７の現像処理が完了するまでの間、連続して現像液３９を供給することで、厚膜レジスト２７の上面２７ａ全体に、常に新しい現像液３９が供給されるため、さらに短時間で厚膜レジスト２７の現像を行うことができると共に、現像後の開口部４２にゴミ（例えば、溶解したレジスト屑）が付着することがさらに抑制することができる。
【００６５】
なお、現像液３９は、必ずしも厚膜レジスト２７の現像処理が完了するまでの間、連続して供給し続ける必要はない。例えば、現像液３９を一定時間供給し、一度、現像液３９の供給を停止し、その後、現像液３９の供給を再開してもよい。これにより、現像液３９のコストを抑制することができる。
【００６６】
また、回路素子層１２の上面１２ａのうち、厚膜金属電極１３が形成される電極形成面１２ｂと対向する遮光部２９を有した露光用マスク３１を介して、厚膜レジスト２７を露光し、次いで、厚膜レジスト２７をベーク処理することで、厚膜レジスト２７の特性をポジからネガに反転させ、次いで、厚膜レジスト２７を全面露光し、その後、厚膜レジスト２７を現像処理することで、厚膜レジスト２７に、電極形成面１２ｂを露出し、かつ良好な逆テーパー形状とされた開口部４２を形成できる。
【００６７】
次いで、図１２に示す工程では、開口部４２を有する厚膜レジスト２７が形成された構造体１４の上面側に、ディスペンサー４３を介して、純水４４を供給した状態で、所定の回転数で構造体１４を回転させて、洗浄を行なう。
【００６８】
次いで、図１３に示す工程では、図１２に示す純水４４を停止させる。その後、構造体１４を高速回転させることで、開口部４２が形成された厚膜レジスト２７を有した構造体１４を乾燥させる。
【００６９】
次いで、図１４に示す工程では、ヒーター２３上に、開口部４２を有する厚膜レジスト２７が形成された構造体１４を載置し、その後、ヒーター２３の熱により、厚膜レジスト２７をポストベーク処理する。
具体的には、例えば、加熱温度が１０５℃、加熱時間が６０秒の条件で、厚膜レジスト２７をポストベーク処理する。
【００７０】
次いで、図１５に示す工程では、開口部４２を有する厚膜レジスト２７が形成された構造体１４の上面側から、蒸着法により、厚膜金属電極１３の母材となり、かつ厚さが６μｍ以上とされた金属膜４５を成膜する。金属膜４５としては、例えば、アルミニウム膜を用いることができる。
【００７１】
これにより、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ、及び電極形成面１２ｂに金属膜４５が成膜される。このとき、開口部４２の断面形状が逆テーパー形状になっているため、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａに形成された金属膜４５と電極形成面１２ｂに形成された金属膜４５とは、完全に分離されており、接触していない。
【００７２】
次いで、図１６に示す工程では、金属膜４５が形成された厚膜レジスト２７をリフトオフさせる。具体的には、例えば、図１５に示す構造体を、有機溶剤（例えば、アセトンやイソプロピルアルコール（ＩＰＡ））に浸漬させた状態で、超音波処理することで、金属膜４５が形成された厚膜レジスト２７をリフトオフさせる。
【００７３】
これにより、炭化珪素基板１１と、炭化珪素基板１１上に形成された回路素子層１２と、回路素子層１２の電極形成面１２ｂに形成され、金属膜４５よりなり、かつ厚さＴ６が６μｍ以上とされた厚膜金属電極１３（パッド電極）と、を備えた半導体デバイス１０が製造される。
【００７４】
このように、開口部４２を形成後に、厚膜レジスト２７をポストベークし、次いで、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面側２６−２ａから、蒸着法により、厚膜金属電極１３の母材となり、かつ厚さＴ６が６μｍ以上とされた金属膜４５を成膜する。
その後、厚膜レジスト２７をリフトオフすることで、炭化珪素基板１１の面内に、厚さＴ６が６μｍ以上とされ、かつ良好な形状（エッジ部にバリがない形状）とされた厚膜金属電極１３を形成できる。
【００７５】
厚膜金属電極１０は、ワイヤボンディング法により、金属ワイヤ（図示せず）が接続される外部接続用のパッド電極である。また、回路素子層１２には、パワーデバイス素子（図示せず）が形成されている。該パワーデバイス素子は、厚膜金属電極１３と電気的に接続されている。
【００７６】
なお、図１６では、１つの厚膜金属電極１３のみを図示したが、実際には、炭化珪素基板１１の外周部から中央部に亘って複数の厚膜金属電極１３が形成されている。また、図１６では、炭化珪素基板１１に対してかなり大きく厚膜金属電極１３を図示したが、厚膜金属電極１３は、実際には、かなり小さい。
【００７７】
本実施の形態の厚膜レジストの現像方法によれば、回路素子層１２の上面１２ａに形成された厚膜レジスト２７を露光後に、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で炭化珪素基板１１（構造体１４）を回転させながら、厚膜レジスト２７の上方から現像液３９を供給して、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成し、パドル４１により厚膜レジスト２７を現像することで、現像液３９を供給時の炭化珪素基板１１の回転速度が低速（３０〜５０ｒｐｍの範囲内の速度）となるため、炭化珪素基板１１の面内に形成された厚膜レジスト２７のうち、最も厚さの厚い炭化珪素基板１１の外周部分に、十分な量の現像液３９を均一に供給することが可能となる。
【００７８】
これにより、例えば、厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジスト２７を現像する場合でも、炭化珪素基板１１の外周部分にレジスト残渣が発生することを抑制できる。
【００７９】
また、炭化珪素基板１１を回転させながら現像液３９を供給することで、現像時に発生したゴミを、現像液３９により、炭化珪素基板１１の外周縁から炭化珪素基板１１の外部に流すことが可能となる。これにより、現像後の開口部４２にゴミ（例えば、溶解したレジスト屑）が付着することを抑制できる。
【００８０】
さらに、炭化珪素基板１１を低速（３０〜５０ｒｐｍの範囲内の速度）で回転させながら現像液３９を供給することで、新しい現像液３９を炭化珪素基板１１の外周部に位置する厚膜レジスト２７に供給することが可能となるので、炭化珪素基板１１の回転を停止させてパドル４１により現像する場合と比較して、短時間で現像処理を行なうことが可能となるので、生産性の低下を抑制できる。
【００８１】
また、本実施の形態の半導体デバイスの製造方法によれば、本実施の形態の厚膜レジストの現像方法を適用して、回路素子層１２の電極形成面１２ｂを露出する開口部４２を有した厚膜レジスト２７を形成し、次いで、厚膜レジスト２７の上面２７ａ側から、蒸着法を用いて厚膜とされた金属膜４５を成膜し、その後、厚膜レジストをリフトオフすることで、回路素子層１２の電極形成面１２ｂに金属膜４５よりなる厚膜金属電極１３を形成することにより、良好な逆テーパー形状とされた開口部４２を形成することが可能となるので、厚さＴ６が６μｍ以上とされ、かつ良好な形状（エッジ部にバリがない形状）とされた厚膜金属電極１３を形成できる。これにより、半導体デバイス１０の信頼性及び歩留まりを向上させることができる。
【００８２】
図１７及び図１８は、本発明の第１の実施の形態の第１変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図である。図１７及び図１８において、先に説明した図１０〜図１２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００８３】
第１の実施の形態では、図１〜図１６を参照して、基板である炭化珪素基板１１の直径が３インチの場合を例に挙げて説明したが、炭化珪素基板１１の直径が３インチよりも大口径の場合の厚膜レジスト２７の現像方法について、図１７及び図１８を参照して説明する。
【００８４】
この場合、先に説明した図１〜図９に示す工程の処理を行った後、図１７に示す工程において、図９に示す構造体（具体的には、回路素子層１２上に全面露光された厚膜レジスト２７が形成された炭化珪素基板１１）をステージ３６に吸着させる。
【００８５】
次いで、炭化珪素基板１１を回転させない状態（つまり、図９に示す構造体をステージ３６上に停止させた状態）で、ディスペンサー３８から、厚膜レジスト２７の上面２７ａ（第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ）の中心に現像液３９を供給して、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成し、しばらくこの状態を維持する。これにより、図示してはいないが、厚膜レジスト２７の現像が進行する。
【００８６】
一般的に、大口径化された基板を回転させると、口径の小さい基板と比較して基板の外周縁における遠心力は大きくなり、基板の外周縁から現像液３９が飛び出してしまう。このため、炭化珪素基板１１の外周部に対して均一に現像液を供給することは難しい。
【００８７】
そこで、炭化珪素基板１１の回転を停止させた状態で、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成し、この状態をしばらく維持することで、炭化珪素基板１１の外周部に位置する厚膜レジスト２７に対して均一に現像液３９を供給することが可能となるので、炭化珪素基板１１の外周部に位置する厚膜レジスト２７にレジスト残渣が発生することを抑制できる。
【００８８】
また、図１７に示す工程では、パドル４１を形成後において、現像液３９の供給を停止させてもよいし、現像液３９の供給と停止とを繰り返し行ってもよいし、連続して現像液３９を供給してもよい。
【００８９】
次いで、図１８に示す工程では、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で炭化珪素基板１１を回転させた状態で、パドル４１の中心に現像液３９を供給することで、パドル４１を形成させたままの状態で、厚膜レジスト２７の現像処理を継続する。つまり、第１の実施の形態の第１変形例の厚膜レジスト２７の現像方法は、２段階のステップを有する。
【００９０】
上記説明したように、厚膜レジスト２７の現像工程の最初に、炭化珪素基板１１の回転を停止させた状態でパドル４１を形成して現像を行い、その後、炭化珪素基板１１を回転させ、かつ現像液３９を供給させながら、パドル４１により現像処理を継続させることにより、３インチ以上の口径とされた炭化珪素基板１１に形成され、かつ厚さが７μｍ以上とされた厚膜レジスト２７を現像する場合でも、炭化珪素基板１１の外周部分にレジスト残渣が発生することを抑制できる。
【００９１】
図１９〜図２１は、本発明の第１の実施の形態の第２変形例に係る厚膜レジストの現像方法を説明するための断面図である。図１９〜図２１において、先に説明した図１０〜図１２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００９２】
第１の実施の形態では、図１〜図１６を参照して、基板である炭化珪素基板１１の直径が３インチの場合を例に挙げて説明したが、炭化珪素基板１１の直径が３インチよりも大口径の場合の厚膜レジスト２７の現像方法について、図１９〜図２１を参照して説明する。
【００９３】
この場合、先に説明した図１〜図９に示す工程の処理を行った後、図１９に示す工程では、図９に示す構造体（具体的には、回路素子層１２上に全面露光された厚膜レジスト２７が形成された炭化珪素基板１１）をステージ３６に吸着させる。
【００９４】
次いで、炭化珪素基板１１を３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で構造体１４を回転させながら、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ側に配置されたディスペンサー３８から、厚膜レジスト２７の上面２７ａ（第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の上面２６−２ａ）の中心に現像液３９を供給して、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成して、しばらく現像処理を行う。
【００９５】
次いで、図２０に示す工程では、炭化珪素基板１１の回転を停止させた後、厚膜レジスト２７に形成されたパドル４１により、しばらく現像処理を行う。
【００９６】
次いで、図２１に示す工程では、炭化珪素基板１１を３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で構造体１４を回転させながら、パドル４１の中心に現像液３９を供給することで、現像処理を行う。つまり、第１の実施の形態の第２変形例の厚膜レジスト２７の現像方法は、３段階のステップを有する。
【００９７】
このような手法により、厚膜レジスト２７を現像処理する第１の実施の形態の第２変形例の厚膜レジストの現像方法は、先に説明した第１の実施の形態の第１変形例の厚膜レジストの現像方法と同様な効果を得ることができる。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９９】
例えば、本実施の形態では、異なる粘性を有した２種類のポジ−ネガ反転型レジストを積層塗布し、該積層塗布されたポジ−ネガ反転型レジストを現像する場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態の厚膜レジストの現像方法は、１種類のポジ−ネガ反転型レジストを塗布し、該ポジ−ネガ反転型レジストを現像する場合にも適用可能である。
【０１００】
また、本実施の形態では、厚膜レジスト２７が形成される基板として、炭化珪素基板１１を用いる場合を例に挙げたが、厚膜レジスト２７が形成される基板は、炭化珪素基板１１に限定されない。例えば、半導体基板である単結晶シリコン基板に、厚膜レジスト２７を形成してもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態では、第１の粘性値が３０ｃｐ以下の第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成する場合を例に挙げて説明したが、第１の粘性値が３０ｃｐ以下の第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２に替えて、第１の粘性値が５０ｃｐ前後の値とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を用いて、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成してもよい。この場合、本実施の形態の厚膜レジストの現像方法と同様な効果を得ることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、一回の第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１の滴下、及び回転により、均一な厚さとされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を形成する場合を例に挙げて説明したが、厚膜レジスト２７の厚さＴ５をさらに厚くしたい場合には、図５で説明した処理を複数回行なってもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、半導体デバイス１０の一例として、パワーデバイスを例に挙げて説明したが、本発明は、高周波デバイス、及び高温動作デバイス等にも適用可能である。
【０１０４】
以下、本発明の効果を、実施例を用いて具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【０１０５】
（実施例１）
始めに、図１に示す構造体１４として、パワーデバイスを備えた回路素子層１２が形成された直径が３インチの炭化珪素基板１１を準備した。
次いで、図２に示す工程では、回路素子層１２の上面１２ａをＨＭＤＳ処理した。次いで、図３に示す工程では、ＨＭＤＳ処理された回路素子層１２の上面１２ａに、第１の粘性値が２９ｃｐとされた液状の第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を滴下させ、構造体１４を１２００ｒｐｍの速度で回転させることで、均一な厚さとされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を形成した。第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を塗布後のエッジリンス処理として、リンス液により炭化珪素基板１１の最外周から０．５ｍｍのエリアの第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を除去した。
【０１０６】
次いで、図４に示す工程では、ヒーター２３を用いた加熱（加熱温度１００℃、加熱時間６０秒）により、液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−１を硬化させることで、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２を形成した。第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の厚さＴ２は、５μｍであった。
【０１０７】
次いで、図５に示す工程では、ＨＭＤＳ処理を行なうことなく、第１のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２の上面２１−２ａに、第２の粘性値が８５ｃｐとされた液状の第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を滴下させ、構造体１４を２５００ｒｐｍの速度で回転させることで、均一な厚さとされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を形成した。第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を塗布後のエッジリンス処理として、リンス液にて炭化珪素基板１１の最外周から０．５ｍｍのエリアの第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を除去した。
【０１０８】
次いで、図６に示す工程では、ヒーター２３による加熱（加熱温度１００℃、加熱時間９０秒）により、液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−１を硬化させることで、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２を形成した。このとき、第２のポジ−ネガ反転型レジスト２６−２の厚さＴ４は、３μｍであった。また、第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２よりなる厚膜レジスト２７の厚さＴ５は、８μｍ（７μｍ以上）であった。
また、エッジカットが５ｍｍの条件で厚膜レジスト２７の面内の膜厚を測定し、厚膜レジスト２７の面内バラツキ（不均一性）を測定した結果、目標値である５％よりも小さい４．８％であった。
【０１０９】
次いで、図７に示す工程では、縮小投影型露光装置（具体的には、ステッパー）により、露光用マスク３１を介して、第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２を露光した。このときの露光量は、５５ｍＪ／ｃｍ２を用いた。
次いで、図８に示す工程では、ヒーター２３により、厚膜レジスト２７をベーク処理（加熱温度１１５℃、加熱時間１２０秒）することで、厚膜レジスト２７を構成する第１及び第２のポジ−ネガ反転型レジスト２１−２，２６−２の特性をポジからネガに反転させることで、図１０に示す現像液４１により溶解され、かつ逆テーパー形状とされた領域Ｃを形成した。
【０１１０】
次いで、図９に示す工程では、厚膜レジスト２７を全面露光した。このときの露光量は、４０００ｍＪ／ｃｍ２とした。
次いで、図１０及び図１１に示す工程では、ＡＺ３００ＭＩＦデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を現像液３９として用いてパドル４１を形成し、３０ｒｐｍの回転速度で炭化珪素基板１１を回転させた状態で、ＡＺ３００ＭＩＦデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を供給し続けながら、パドル４１により厚膜レジスト２７の現像処理を行うことで、厚膜レジスト２７に開口部４２を形成した。また、現像液３９の供給量は、１００ｓｃｃｍとした。
次いで、図１２に示す工程では、純水４４により、開口部４２が形成された厚膜レジスト２７を備えた構造体１４に付着した現像液４１を洗い流した。
【０１１１】
次いで、図１３に示す工程では、図１２に示す純水４４を停止し、構造体１４を高速で回転させることで、開口部４２が形成された厚膜レジスト２７を備えた構造体１４を乾燥させることで、実施例１のサンプルを作成した。その後、光学顕微鏡を用いて、実施例１のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した実施例１のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２２に示す。図２２は、実施例１，２のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【０１１２】
（実施例２）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を５０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、実施例２のサンプルを作成した。
【０１１３】
その後、光学顕微鏡を用いて、実施例２のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した実施例２のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２２に示す。
【０１１４】
（比較例１）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を０ｒｐｍに変更した（言い換えれば、炭化珪素基板１１を停止させた）以外は、実施例１と同様な手法により、比較例１のサンプルを作成した。
【０１１５】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例１のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例１のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２３に示す。図２３は、比較例１，２のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【０１１６】
（比較例２）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を１０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、比較例２のサンプルを作成した。
【０１１７】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例２のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例２のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２３に示す。
【０１１８】
（比較例３）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を８０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、比較例３のサンプルを作成した。
【０１１９】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例３のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例３のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２４に示す。図２４は、比較例３のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【０１２０】
（比較例４）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を１００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、比較例４のサンプルを作成した。
【０１２１】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例４のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例４のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２５に示す。図２５は、比較例４のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【０１２２】
（比較例５）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を２０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、比較例５のサンプルを作成した。
【０１２３】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例５のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例５のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２６に示す。図２６は、比較例５，６のサンプルの炭化珪素基板の外周部の光学顕微鏡写真である。
【０１２４】
（比較例６）
図１０及び図１１に示す厚膜レジスト２７の現像工程における炭化珪素基板１１の回転数を６０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、比較例６のサンプルを作成した。
【０１２５】
その後、光学顕微鏡を用いて、比較例６のサンプルの外周部におけるレジスト残渣の有無を確認した。このとき、撮影した比較例６のサンプルの炭化珪素基板１１の外周部の写真を図２６に示す。
【０１２６】
（現像処理後の実施例１，２及び比較例１〜６のレジスト残渣の有無について）
図２３及び図２６を参照するに、比較例１，２，５のサンプルの写真データから、炭化珪素基板１１の回転数が０〜２０ｒｐｍの範囲内では、回転数が早くなるにつれて、レジスト残渣が減少することが確認できた。
【０１２７】
これは、炭化珪素基板１１の回転数が遅すぎて、炭化珪素基板１１の外周部に現像液３９が均一に広がらないことが原因であると考えられる。
また、炭化珪素基板１１の回転数が１０ｒｐｍの比較例２のサンプルでは、レジスト残渣が少量あり、未だレジストが完全に除去できていなかった。また、回転数が２０ｒｐｍの比較例５のサンプルでは、レジスト残渣無しが確認できた。これにより、回転数２０ｒｐｍの条件は、レジスト残渣有り無しの境目に値すると思われる。
【０１２８】
一方、図２２を参照するに、実施例１（炭化珪素基板１１の回転数が３０ｒｐｍ）のサンプルでは、炭化珪素基板１１の外周部にレジスト残渣が見られなかった。つまり、炭化珪素基板１１の回転数を３０ｒｐｍとして現像処理した場合、炭化珪素基板１１の外周部に現像液３９が均一に広がるため、レジスト残渣が発生しないことが確認できた。
【０１２９】
図２４〜図２６を参照するに、比較例３，４，６のサンプルの写真データから、炭化珪素基板１１の回転数が６０〜１００ｒｐｍの範囲内では、回転数が早くなるにつれて、レジスト残渣が増加することが確認できた。
これは、現像液３９が炭化珪素基板１１の外周部に留まることなく、遠心力により炭化珪素基板１１の外周縁から飛び出してしまうことが原因であると考えられる。
【０１３０】
一方、図２２を参照するに、実施例２（炭化珪素基板１１の回転数が５０ｒｐｍ）のサンプルでは、炭化珪素基板１１の外周部にレジスト残渣が見られなかった。つまり、炭化珪素基板１１の回転数を５０ｒｐｍとして現像処理した場合、炭化珪素基板１１の外周部に現像液３９が均一に広がるため、レジスト残渣が発生しないことが確認できた。
【０１３１】
上記図２２〜図２５に示す光学顕微鏡写真から、３０〜５０ｒｐｍの範囲内の一定の回転速度で炭化珪素基板１１を回転させながら、厚膜レジスト２７の上方から現像液３９を供給する（図１０参照）ことで、厚膜レジスト２７の上面２７ａに現像液３９よりなるパドル４１を形成し、パドル４１により厚膜レジスト２７を現像することで、現像処理後の炭化珪素基板１１の外周部におけるレジスト残渣の発生を抑制可能なことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、生産性を低下させることなく、基板の外周部にレジスト残渣が発生することを抑制可能な厚膜レジストの現像方法、及び半導体デバイスの製造方法に利用可能である。
【０１３３】
１０…半導体デバイス、１１…炭化珪素基板、１１ａ…表面、１２…回路素子層、１２ａ…上面、１２ｂ…電極形成面、１３…厚膜金属電極、１４…構造体、１５…ＨＭＤＳ液、１６，３５…回転軸、１７，３６…ステージ、１８，２５，３８，４３…ディスペンサー、２１−１…液状とされた第１のポジ−ネガ反転型レジスト、２１−２…第１のポジ−ネガ反転型レジスト、２１−２ａ，２６−２ａ，２７ａ…上面、２３…ヒーター、２６−１…液状とされた第２のポジ−ネガ反転型レジスト、２６−２…第２のポジ−ネガ反転型レジスト、２７…厚膜レジスト、２８…透明基板、２９…遮光部、３１，３３…露光用マスク、３９…現像液、４１…パドル、４２…開口部、４４…純水、４５…金属膜、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…領域、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５…厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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