(57)【要約】【課題】基板に厚い液状のレジストを回転塗布するときに、液状のレジストの糸引きを防止し、基板の外周部まで均一で厚い液状のレジストを塗布できるレジスト塗布方法を提供すること。【解決手段】液状のレジスト２がウェハ１（基板）上へ吐出され、ウェハ１が回転を開始し、液状のレジスト２がウェハ１の外周端３に達するまでの時刻より前にレジスト除去液６を吐出し、基板の回転が停止するまでの間レジスト除去液６を吐出し続けることにより、液状のレジスト２を回転塗布できる限界付近の膜厚とした場合でも、液状のレジスト２の糸引きを起こらないようにしてウェハ１の外周端３まで均一な液状のレジスト２を塗布することができ、この液状のレジスト２の糸引きによって生じるゴミの発生を防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する基板上に液状のレジストを塗布するレジスト塗布方法において、前記基板外周を被覆する前記液状のレジストを溶解して除去するレジスト溶解剤を、前記液状のレジストが前記基板の外端部に達する時刻より前に吐出させ、前記基板の回転が終了する時刻以後に前記レジスト溶解剤の吐出を停止させることを特徴とするレジスト塗布方法。
【請求項２】
前記レジスト溶解液の吐出を前記基板の回転と同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のレジスト塗布方法。
【請求項３】
前記基板が半導体ウェハもしくは導電膜を被覆した半導体ウェハであることを特徴とする請求項１または２に記載のレジスト塗布方法。
【請求項４】
前記液状のレジストの回転塗布された後の厚みが、２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のレジスト塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液状のフォトレジスト（以下、レジストと称す）を回転する基板上に塗布するレジスト塗布方法に関する。特に、半導体ウェハなどの基板上に液状のレジストを回転塗布する際に、液状のレジストが糸引きするのを防止できて、基板の外周部まで均一な厚みの液状のレジスト（硬化させると均一な膜厚のレジスト膜となる）を形成できるレジスト塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体基板に各種デバイスを形成する場合、フォトリソグラフィ工程があり、このフォトリソグラフィ工程ではレジストが多用されている。このレジストは、レジスト樹脂と溶媒とを混ぜた状態の液状のレジストを基板に塗布した後、硬化させてレジスト膜として利用する。基板への塗布は、基板を回転させ、その基板の中央部上に液状のレジストを滴下し、遠心力で液状のレジストを外周部に向かって塗り延ばす方法が行われている。
近年のパターンの微細化、単位素子の高密度化に伴い、製造プロセス中で発生する異物（ゴミなど）の大きさや数について、厳しい管理をしなければ良品率を維持することができない。
フォトリソグラフィ工程での異物発生原因の一つとして、図７に示すように、液状のレジスト５２の塗布時に、基板（ウェハ５１）の外周部５６に塗布された液状のレジスト５２の盛り上がり５３がレジストの硬化処理で固まり、硬化したレジストの固まりがウェハ５１の搬送時に脱落し、ゴミとなることが挙げられる。この硬化したレジストの固まりは、液状のレジスト５２を回転塗布したときのウェハ５１の外周端５６での液状のレジスト５２の盛り上がりによる固まり５３が主要な原因である。
【０００３】
そこで最近では、このウェハ５１の外周端５６の液状のレジスト５２の盛り上がり５３を除去するために、図８に示すように、回転するウェハ５１の外周部５６（２〜３ｍｍの幅）にレジスト除去液５５（レジスト溶解剤）を吐出ノズル５４から吐出させて液状のレジスト５２の盛り上がり５３を除去する、所謂、エッジリンス（もしくはサイドリンス）と呼ばれる処理を行なっている。
近年、半導体基板上に形成される電気配線はその電気抵抗を低減するために、電気配線の厚さを厚くする傾向にある。また、薄型化を狙いにＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）が多用されるようになり、そのＣＳＰには高さが高いバンプが形成される。例えば、厚い電気配線は抵抗率の小さい銅で形成される場合が多く、図９に示すように、半導体基板（ウェハ５１）上に厚い銅配線５７をめっきで形成する場合には、銅配線５７を形成する箇所を開口した厚いレジスト膜５８が用いられる。この厚いレジスト膜５８の開口部に厚い銅配線５７が電解めっきで形成される。
【０００４】
このように厚いレジスト膜５８を形成するためには、液状のレジスト５２を厚く均一に半導体基板（ウェハ５１）上に塗布することが求められる。
特許文献１において、ウェハ外周のレジスト除去時に溶解剤が跳ね返ってウェハ外周部以外の部分に容易に付着しないスピンコータについて記載されている。このスピンコータはレジスト溶解剤をウェハ外周に送出して洗落すノズルを備え、その先端にはノズル穴をもつ平面と１個の突起部が形成され、この突起部のノズル口側の側面がウェハチャックの回転軸に対し凹で、下方に垂直に伸びた凹面壁を有するエッジリンスノズルを備える。ウェハチャックにウェハを装着し回転させ、平面がウェハ外周の僅か上方にあり、凹面壁はウェハの僅か外側に位置するように前記ノズルを配置する。ノズル穴から溶解剤を流出して先端の凹面壁、平面とウェハ外周との間に液溜まりを形成する。ウェハ外周のレジストは液溜まりの溶解剤中に溶解して遠心力によりウェハ外へと飛散するので、溶解剤はウェハ外周以外には付着されず除去されることが報告されている。
【０００５】
特許文献２において、カップ内で発生する液状のレジストのミストを低減できるスピンコータと液状のレジストの塗布方法が記載されている。それによると、基板の周囲を取り囲むように外側カップが設けられている。外側カップの内側には基板の周囲を取り囲むように内側カップが上下動可能に設けられている。レジストノズルにより基板上に滴下された液状のレジストは基板の回転により基板の全面に塗り広げられ、遠心力により外方に飛散する。飛散した液状のレジストは外側カップの内壁に付着する。リンス処理時には、内側カップが上昇する。エッジリンスノズルにより吐出されたリンス液およびバックリンスノズルより吐出されたリンス液は、基板の回転による遠心力で基板の外方に飛散し、内側カップの内壁に付着する。
【特許文献１】特開平９−２６０２７７号公報
【特許文献２】特開平１０−３０９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の従来のエッジリンスにおいては、図７に示すように、ウェハ５１の外周端まで液状のレジスト５２を塗り広げたのちに、図８に示すように、外周部５６の液状のレジスト５２のみをレジスト除去液５５を吐出ノズル５４から吐出させて除去する方法であった。そのため、液状のレジスト５２が厚い場合は、図１０で示すようにウェハ５１の外周部５６の液状のレジスト５２の盛り上がり５３は図７より範囲が広く厚みが厚くなる。そのため、これまでのエッジリンスの時間では十分除去することができなくなり、図１１のＡ部で示すように液状のレジスト５２の盛り上がり５３が外周部５６に残留する。
これは、ウェハ５１の外周部５６の液状のレジスト５２が排気により乾燥が促進され、回転により振り飛ばされるはずであった液状のレジスト５２が、そのままウェハ５１の外周部５６に定着してしまうために起こる現象である。この盛り上がり５３の厚さは、中央部の液状のレジスト５２の厚さの２倍から３倍になる。
【０００７】
図１２に、ウェハの回転の開始と停止時刻、液状のレジスト２の塗布時間およびレジスト溶解液の吐出時間を示す。ウェハ５１の回転と同時に液状のレジスト５２が回転するウェハ５１上に滴下され塗布が開始される。塗布された液状のレジスト５２がウェハ５１の外周端に達し、ウェハ５２上全面に液状のレジスト５２が行き渡りその膜厚の変化がほぼなくなり安定した時刻にレジスト溶解液５５をウェハ５１の外周部５６に吐出する。外周部５６の液状のレジスト５２が除去された時刻にウェハ５１の回転を停止する。当然、液状のレジスト５２の塗布（塗り広げること）とレジスト溶解液５５の吐出も停止する。
液状のレジスト５２の厚みが２０μｍ程度以上になった場合には、液状のレジスト５２の粘度は高くなる。そのために、図１３で示すように、ウェハ５１などに滴下された液状のレジスト５２は、ウェハ５１が回転し始めウェハ５１の中心から遠心力でウェハ５２外へ飛ばされる際にウェハ５１上に残っている液状のレジスト５２とウェハ５１端から外に振り飛ばされ、処理カップ６０に付着する液状のレジスト５２があり、図１４に示すように振り飛ばされた液状のレジスト５２が糸引き状態となる。この糸引き状態で回転が続けられると、この糸状になった液状のレジスト５２がさらに引き伸ばされて細いレジストの糸６１となり処理カップ６０の気流の影響により、図１５に示すように、ウェハ５１の中心部へ付着して、液状のレジスト５２の塗布は良好に行われなくなる。
【０００８】
また、特許文献１では、ウェハへのレジストのコーティング時またはコーティング後に、回転しているウェハ外周にノズルから一定の条件でレジストを溶解する溶解剤をウェハの外周に吹き付け、ウェハ外周のレジストを溶解・除去していると記載されているが、コーティング時のどの段階で溶解剤を吹き付けるかは記載されていない。
また、特許文献２では、ウェハ全体にレジストを広げた後に、リンス液をウェハ外周に吐出させることが記載されているが、これは前記された内容と同じである。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、基板に厚い液状のレジストを回転塗布するときに、液状のレジストの糸引きを防止し、基板の外周部まで均一で厚い液状のレジストを塗布できるレジスト塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、回転する基板上に液状のレジストを塗布するレジスト塗布方法において、前記基板外周を被覆する前記液状のレジストを溶解して除去するレジスト溶解剤を、前記液状のレジストが前記基板の外端部に達する時刻より前に吐出させ、前記基板の回転が終了する時刻以後に前記レジスト溶解剤の吐出を停止させる方法とする。  また、前記レジスト溶解液の吐出を前記基板の回転と同時に行うとよい。これは前記液状のレジストが前記基板の外端部に達する時刻の確認が困難な場合に有効である。
また、前記基板が半導体ウェハもしくは導電膜を被覆した半導体ウェハであるとよい。導電膜を被覆した半導体ウェハの場合は導電膜上に液状のレジストを塗布する。
また、前記液状のレジストの回転塗布された後の厚みが、２０μｍ以上であると効果的である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、液状のレジストが基板上へ吐出され、基板が回転を開始し、液状のレジストが基板の端部に達するまでの時刻より前にレジスト除去液を吐出し、基板の回転が停止するまでの間レジスト除去液を吐出し続けることにより、液状のレジストの厚さを２０μｍ以上と厚くした場合でも、液状のレジストの糸引きを起こらないようにして基板の端部まで均一な液状のレジストを塗布することができ、この液状のレジストの糸引きによって生じるゴミの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態について以下の実施例で説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１から図３は、この発明の第１実施例のレジスト塗布方法を説明する模式図であり、工程順に示す図である。図１〜図３の（ａ）は平面図、図１〜図３の（ｂ）は図１〜図３の（ａ）のＸ−Ｘ線で切断したそれぞれの断面図である。
ウェハ１を回転させ、液状のレジスト２を回転するウェハ１上に滴下する。ウェハ１の回転と同時にレジスト除去液６を吐出ノズル５からウェハ１の外周部４に吐出する（図１）。
つぎに、回転により液状のレジスト２が塗り広げられ、ウェハ１の外周端３に到達する。外周部４の液状のレジスト２はレジスト除去液６で除去され、また、レジスト除去液６の吐出でウェハ１から外に飛散する液状のレジスト２は糸引き状態にはならない。ここでは、ウェハ１を回転と同時に液状のレジスト２を滴下させたが、回転と滴下の時刻は前後しても構わない（図２）。
【００１３】
つぎに、ウェハ１上全面に液状のレジスト２が行き渡りその膜厚の変化がほぼなくなり安定し、ウェハ１の外周部４の液状のレジスト２がレジスト溶解液６で除去された後でウェハ１の回転を停止させ、レジスト除去液６の吐出も停止する（図３）。
図４は、ウェハ１の回転時間、液状のレジスト２の塗布時間およびレジスト溶解液の吐出時間を示す。ウェハ１の回転開始と同時に液状のレジスト２の塗布が始まり、回転停止と同時に吐出を停止する。
また、図５に示すように、液状のレジスト１の吐出開始時刻は液状のレジスト２が図６で示すようにウェハ１の外周端３に達する時刻より前であればよく、また、吐出停止は回転停止時刻の後であればよい。この条件を満たせば、ウェハ１から外へ飛散する液状のレジスト２はレジスト溶解液６で吹き飛ばされて、液状のレジスト２の糸引きはなくなる。この液状のレジスト２がウェハ１の外周端３に到達したか否かの検知は、回転するウェハ１の外周部４上にＣＣＤカメラなどを設置し、このＣＣＤカメラの像から検知することができる。勿論、検知した時点で吐出ノズル５に信号を送り、レジスト溶解液６の吐出を開始すればよい。
【００１４】
また、液状のレジスト２の厚さＷを２０μｍ以上とした場合、液状のレジスト２の粘度を９００ｃｐｓ〜１０００ｃｐｓ程度とし、ウェハ１の回転数を５００ｒｐｍ程度とするとよい。
前記のようにすることで、液状のレジスト２を２０μｍ以上の膜厚とした場合でも、液状のレジスト２の糸引きを起こらないようにできて、ウェハ１の外周端３まで均一な液状のレジスト２を塗布することができる。この液状のレジスト２の糸引きによって生じるレジストの糸（ゴミ）の発生も防止することができる。
尚、前記の説明ではウェハ１上に液状のレジスト２を塗布する場合を例に挙げたが、ウェハ１上にＡｌなどの導電膜を被覆し、この導電膜上に液状のレジスト２を塗布する場合にも適用できる。また、ウェハ１以外の絶縁基板などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１実施例のレジスト塗布方法を説明する工程図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図２】図１に続く、この発明の第１実施例のレジスト塗布方法を説明する工程図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図３】図２に続く、この発明の第１実施例のレジスト塗布方法を説明する工程図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した断面図
【図４】本実施例のウェハの回転の開始と停止時刻、液状のレジストの塗布時間およびレジスト溶解液の吐出時間を示す図
【図５】本発明のウェハの回転の開始と停止時刻、液状のレジストの塗布時間およびレジスト溶解液の吐出時間を示す図
【図６】液状のレジストがウェハの外周端に到達したことを示す図
【図７】薄い液状のレジストを塗布した状態を示す図
【図８】図７の薄い液状のレジストを塗布した後、ウェハの外周部の液状のレジストを除去した後の図
【図９】厚い銅配線を形成するためのパターニングされた厚いレジスト膜の断面図
【図１０】厚い液状のレジストを塗布した状態を示す図
【図１１】図１０の薄い液状のレジストを塗布した後、ウェハの外周部の液状のレジストを除去した後の図
【図１２】従来のウェハの回転の開始と停止時刻、液状のレジストの塗布時間およびレジスト溶解液の吐出時間を示す図
【図１３】厚い液状のレジストを塗布している状態を説明する図
【図１４】液状のレジストが糸引き状態となる図
【図１５】レジストの糸がウェハの中央部に付着した状態を示す図
【符号の説明】
【００１６】
１    ウェハ
２    液状のレジスト
３    外周端
４    外周部
５    吐出ノズル
６    レジスト溶解液
【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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