(57)【要約】【課題】現像液の使用量を抑えつつ、フォトレジストの表面全体を現像液で再現性高く濡らすことができるようにしたレジスト現像方法及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】所定のパターンが露光されたフォトレジストを表面に有するウエーハを低速回転から高速回転へと回転数を引き上げながら回転させると共に、ウエーハの直径と同じ長さの滴下ノズルから、回転しているウエーハ表面のフォトレジストに向けて現像液を滴下することによって、当該フォトレジストを現像する方法であって、滴下ノズルの中心とウエーハの中心とが平面視で重なり合うように当該滴下ノズルの位置は該ウエーハの上方で固定されており、ウエーハが高速回転に到達する前は現像液を滴下しないで（ステップＡ）、ウエーハが高速回転に到達してから現像液を滴下する（ステップＢ、Ｃ）。【選択図】図１
2007194454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンが露光されたフォトレジストを表面に有するウエーハを低速回転から高速回転へと回転数を引き上げながら回転させると共に、前記ウエーハの直径に沿って配列された複数本のノズルから、回転している前記ウエーハ表面の前記フォトレジストに向けて現像液を滴下することによって、当該フォトレジストを現像する方法であって、
前記ウエーハの中心と前記ノズルの配列の中心とが平面視で重なり合うように当該ノズルの位置は該ウエーハの上方で固定されており、
前記ウエーハが前記高速回転に到達する前は前記現像液を滴下しないで、前記ウエーハが前記高速回転に到達してから前記現像液を滴下する、ことを特徴とするレジスト現像方法。
【請求項２】
前記ノズルの配列の一端から他端までの長さは、前記ウエーハの直径に等しいことを特徴とする請求項１に記載のレジスト現像方法。
【請求項３】
ウエーハの表面にフォトレジストを塗布する工程と、
前記フォトレジストに所定のパターンを露光する工程と、
請求項１又は請求項２に記載のレジスト現像方法を用いて、前記所定のパターンが露光された前記フォトレジストを現像する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト現像方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエーハプロセス工程においては、フォトリソグラフィー技術によるレジストパターンの形成が行われる。レジストパターンは、下地層のエッチングの際のマスクやイオン注入時のマスクとして用いられる。レジストパターンは、例えば、ウエーハ表面の下地層上にフォトレジストを塗布するレジスト塗布工程と、塗布されたフォトレジストにフォトマスクのパターンを転写する露光工程と、露光済みのフォトレジストに現像液を滴下して潜在パターンを顕在化させる現像工程と、によって形成される。
【０００３】
図２は、従来例に係るフォトレジストの現像シーケンスを示すタイムチャートである。このタイムチャートに沿った現像処理は、図３（Ａ）に示すように、チャックステージ１の上方に滴下ノズル５を備えたスピンコータ１０を用いて行う。この滴下ノズル５は複数本のノズル５ａから構成されており、これらのノズル５ａは、ウエーハＷの直径（即ち、ウエーハＷの中心を通ってその外周に両端を有する線分）に沿ってライン状に配置されている。滴下ノズル５の一端から他端までの長さはウエーハＷの直径にほぼ等しい。また図３（Ｂ）に示すように、滴下ノズル５は、滴下ノズル５の中心とウエーハＷの中心とが平面視で重なり合うようにその位置が固定されており、現像液１３を滴下するときは、全てのノズル５ａから現像液１３をほぼ同時に滴下するようになっている。
【０００４】
図２に示すように、従来例に係る現像シーケンスでは、まず始めに、ウエーハＷ裏面の中心付近を吸着固定したチャックステージ１をその回転軸２を中心に回転させて、ウエーハＷを段階的に２００［ｒｐｍ］付近まで回転させる。次に、チャックステージ１を止めてウエーハＷの回転数（回転速度）を０［ｒｐｍ］にする。そして、全てのノズル５ａからウエーハＷに向けて現像液を滴下する。
【０００５】
ここで図２に示すように従来例では、ウエーハＷを停止させた状態での現像液１３の滴下（即ち、液盛り）は０．３秒間行う。次に、現像液１３を滴下させつつ、チャックステージ１を低速で回転駆動させてウエーハＷの回転数を３０［ｒｐｍ］まで上昇させる。この現像液１３を滴下させながらのウエーハＷの低速回転は１．０秒間行い、これによりウエーハＷ上に滴下された現像液１３はウエーハＷの周辺方向へ広がる。現像液滴下の合計時間は、１．３（＝０．３＋１．０）秒である。
【０００６】
次に、ウエーハＷに対して、静止と回転とを繰り返し行うことによって現像を促す方法（いわゆるパドル現像）を行う。続いて、ウエーハＷを２０００［ｒｐｍ］で高速回転させリンス処理を行い、現像液を除去する。その後、ウエーハＷを４０００［ｒｐｍ］で高速回転させスピンドライを行って、フォトレジスト１１の現像処理を終了する。
なお、本従来例では、ノズル位置を固定したままその先端部から現像液を滴下するタイプの装置（即ち、ノズル固定方式のスピンコータ）を用いた現像シーケンスについて説明したが、現像処理に用いるスピンコータにはノズル固定方式以外のものもある。例えば特許文献１には、ノズルを水平方向に動かしながらその先端部から現像液を滴下するタイプの装置（即ち、スキャン方式のスピンコータ１０）を用いた現像シーケンスが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−３３９９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来例では、複数のノズル５ａからウエーハＷに向けて現像液１３を同時に滴下するようになっていたが、この方法では図４（Ａ）に示すようにフォトレジスト１１の表面上で広がる現像液１３同士のぶつかり合いによってマイクロバブル１５が生じてしまうことがある。また、滴下される現像液に最初から気泡が含まれていることもある。
【０００８】
現像液１３に気泡やマイクロバブル１５が存在すると、これらの存在によってフォトレジスト１１表面に現像液１３で濡れない部分が生じてしまい、その部分で現像処理が進まないことがあった。その結果、例えば図４（Ｂ）に示すように、ウエーハＷ表面にその直径に沿ってパターン異常１７が発生してしまうことがあった。
そこで、この発明はこのような解決すべき問題に着目してなされたものであって、現像液の使用量を抑えつつ、フォトレジストの表面全体を現像液で再現性高く濡らすことができるようにしたレジスト現像方法及び半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１のレジスト現像方法は、所定のパターンが露光されたフォトレジストを表面に有するウエーハを低速回転から高速回転へと回転数を引き上げながら回転させると共に、前記ウエーハの直径に沿って配列された複数本のノズルから、回転している前記ウエーハ表面の前記フォトレジストに向けて現像液を滴下することによって、当該フォトレジストを現像する方法であって、前記ウエーハの中心と前記ノズルの配列の中心とが平面視で重なり合うように当該ノズルの位置は該ウエーハの上方で固定されており、前記ウエーハが前記高速回転に到達する前は前記現像液を滴下しないで、前記ウエーハが前記高速回転に到達してから前記現像液を滴下する、ことを特徴とするものである。ここで、「ウエーハの直径」とは、ウエーハの中心を通ってその外周に両端を有する線分のことである。また、「高速回転」とは、例えば９００［ｒｐｍ］以上、１１００［ｒｐｍ］以下の回転のことであり、望ましくは１０００［ｒｐｍ］の回転のことである。
【００１０】
発明１のレジスト現像方法によれば、滴下する現像液に最初から気泡が含まれていたり、フォトレジストの表面上で広がる現像液同士のぶつかり合いによってマイクロバブル生じたりしても、これらを高速回転によって直ちに振り切ることができるので、現像液の使用量を抑えつつ、フォトレジストの表面全体を現像液で再現性高く濡らすことができる。
【００１１】
〔発明２〕  発明２のレジスト現像方法は、発明１のレジスト現像方法において、前記ノズルの配列の一端から他端までの長さは、前記ウエーハの直径に等しいことを特徴とするものである。ここで、「等しい」とは、厳密に等しいことを意味するものではなく、例えば数ミリから十数ミリ程度の差を許容誤差とする程度に等しいということを意味する。
発明２のレジスト現像方法によれば、遠心力に頼るだけでなく、ウエーハの中心から外周にかけての広い領域に現像液をノズルから直接供給することができるので、フォトレジストの表面全体をより短時間のうちに現像液で濡らすことができる。従って、現像処理のスループットプット向上に寄与することが可能である。
【００１２】
〔発明３〕  発明３の半導体装置の製造方法は、ウエーハの表面にフォトレジストを塗布する工程と、前記フォトレジストに所定のパターンを露光する工程と、発明１又は発明２のレジスト現像方法を用いて、前記所定のパターンが露光された前記フォトレジストを現像する工程と、を含むことを特徴とするものである。
このような構成であれば、発明１、２のレジスト現像方法が応用されるので、現像液の使用量を抑えつつ、フォトレジストの表面全体を現像液で再現性高く濡らすことができる。これにより、例えば図５に示したようなパターン異常の発生を防止することができるので、半導体装置の歩留まり向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るフォトレジストの現像シーケンスを示すタイムチャートである。このタイムチャートに沿った現像処理は、従来例と同様、ノズル固定方式のスピンコータ１０を用いて行う。
即ち、本実施の形態で使用するスピンコータ１０は、図３（Ａ）に示したように、チャックステージ１の上方に滴下ノズル５を備え、この滴下ノズル５は複数本のノズル５ａから構成されている。これらのノズル５ａは、ウエーハＷの直径（即ち、ウエーハＷの中心を通ってその外周に両端を有する線分）に沿ってライン状に配置されている。滴下ノズル５の一端から他端までの長さはウエーハＷの直径にほぼ等しく、その誤差は例えば数ミリから十数ミリ程度である。また図３（Ｂ）に示すように、滴下ノズル５の中心とウエーハＷの中心とが平面視で重なり合うように当該滴下ノズル５の位置は該ウエーハＷの上方で固定されており、現像液１３を滴下するときは、全てのノズル５ａから現像液１３をほぼ同時に滴下するようになっている。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る現像シーケンスでは、まず始めに、ウエーハＷ裏面の中心付近を吸着固定したチャックステージ１をその回転軸２を中心に回転させ、チャックステージ１及びウエーハＷを低速回転から高速回転へと段階的に回転数を引き上げながら回転させる。この処理が図１のステップＡである。ステップＡでは現像液１３は滴下しない。
【００１５】
次に、チャックステージ１及びウエーハＷの回転数が１０００［ｒｐｍ］付近に到達したら、その回転数を維持したまま例えば１．０秒間、全てのノズル５ａからウエーハＷ表面のフォトレジスト１１に向けて現像液１３を滴下する。この処理が図１のステップＢである。さらに、次の１秒間は現像液１３の滴下を継続しつつ、チャックステージ１及びウエーハＷの回転数を１０００［ｒｐｍ］から３０［ｒｐｍ］まで引き下げる。この処理が図１のステップＣである。図１のステップＢ及びＣにおける現像液１３の滴下流量は、例えば０．８［リットル／ｍｉｎ］以上である。ステップＣの後、現像液１３の滴下を終了し、チャックステージ１を止めてウエーハＷの回転数（回転速度）を０［ｒｐｍ］にする。
【００１６】
これ以降は、従来例に係る現像シーケンス（図２参照。）と同じである。即ち、現像液１３で濡れた状態のウエーハＷに対して、静止と回転とを繰り返し行うことによって現像を促す方法（いわゆるパドル現像）を行う。続いて、ウエーハＷを２０００［ｒｐｍ］で高速回転させリンス処理を行い、現像液１３を除去する。その後、ウエーハＷを４０００［ｒｐｍ］で高速回転させスピンドライを行って現像処理を終了する。
【００１７】
このように、本発明の実施の形態に係るレジスト現像方法によれば、滴下する現像液１３に最初から気泡が含まれていたり、フォトレジスト１１の表面上で広がる現像液１３同士のぶつかり合いによってマイクロバブル１５生じたりしても、これらを高速回転によって直ちに振り切ることができる。従って、現像液１３の使用量を抑えつつ、フォトレジスト１１の表面全体を現像液１３で再現性高く濡らすことができる。
【００１８】
また、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、ウエーハＷの表面にフォトレジスト１１を塗布し、フォトレジスト１１に所定のパターンを露光する。その後、図１に示した現像シーケンスで、所定のパターンが露光されたフォトレジスト１１を現像する。このような構成であれば、現像液１３の使用量を抑えつつ、フォトレジスト１１の表面全体を現像液１３で再現性高く濡らすことができるので、例えば図５に示したようなパターン異常の発生を防止することができる。従って、半導体装置の歩留まり向上に寄与することができる。
【００１９】
この実施の形態では、滴下ノズル５が本発明の「ノズルの配列」に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係るフォトレジストの現像シーケンスを示すタイムチャート。
【図２】従来例に係るフォトレジストの現像シーケンスを示すタイムチャート。
【図３】スピンコータの構成例とウエーハに対するノズルの位置とを示す図。
【図４】従来例の問題点を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１  チャックステージ、２  回転軸、５  滴下ノズル、５ａ  ノズル、１１  フォトレジスト、１３  現像液、１５  マイクロバブル、Ｗ  ウエーハ
【図１】
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【図２】
2007194454.tif 000004
【図３】
2007194454.tif 000005
【図４】
2007194454.tif 000006