(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置の製造歩留りを向上する。【解決手段】多層レジストを用いる半導体装置の製造方法において、ウエハに液浸露光のための撥水性処理を施す前に、ウエハエッジ部に塗布された反射防止膜や下層膜、中間層膜をリンス処理により除去する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法；
（ａ）上面と前記上面に対向する裏面と前記上面と前記裏面との間の側面とを有する半導体ウエハを準備する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの前記上面に被加工膜を形成する工程、
（ｃ）前記半導体ウエハの前記上面および前記側面に、前記被加工膜を覆うように第１マスク膜となる第１絶縁層を塗布する工程、
（ｄ）前記半導体ウエハに洗浄を施すことにより、前記半導体ウエハの側面に形成された前記第１絶縁層の一部を除去する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記半導体ウエハに撥水性処理を施す工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記半導体ウエハ上に、第２マスク膜となる第２絶縁層を塗布する工程、
（ｇ）フォトリソグラフィにより前記第２絶縁層に所定のパターンを転写し、前記第２マスク膜を形成する工程、
（ｈ）前記第２マスク膜の前記パターンを前記第１絶縁層に転写することにより、前記第１マスク膜を形成する工程、
（ｉ）前記第１マスク膜を用いて、前記被加工膜にエッチング処理を施す工程。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１絶縁層は、少なくとも下層膜および中間層膜の二層を含む複合膜である半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記中間層膜は、その成分にシリコンを含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１絶縁層は、光を吸収する膜である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｇ）工程のフォトリソグラフィに液浸露光を用いる半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記撥水性処理は、気相導入法によるＨＭＤＳ処理である半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｅ）工程および前記（ｆ）工程の間に、以下の工程を有する半導体装置の製造方法；
（ｊ）前記半導体ウエハ上に第３マスク膜となる第３絶縁層を塗布する工程、
（ｋ）前記半導体ウエハに洗浄を施すことにより、前記半導体ウエハの側面に形成された前記第３絶縁層の一部を除去する工程。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第３絶縁層は、その成分にシリコンを含む半導体装置の製造方法。
【請求項９】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法；
（ａ）上面と前記上面に対向する裏面と前記上面と前記裏面との間の側面とを有する半導体ウエハを準備する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの上面に被加工膜を形成する工程、
（ｃ）前記半導体ウエハの前記上面および前記側面に、前記被加工膜を覆うように第１絶縁層を塗布する工程、
（ｄ）前記半導体ウエハの前記側面に塗布された前記第１絶縁層の一部を洗浄により除去する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記半導体ウエハに撥水性処理を施す工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記半導体ウエハ上に、第２絶縁層を塗布する工程、
（ｇ）フォトリソグラフィにより前記第２絶縁層に所定のパターンを転写し、マスク膜を形成する工程、
（ｈ）前記マスク膜を用いて、前記第１絶縁層および前記被加工膜にエッチング処理を施す工程。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１絶縁層は、光を吸収するＢＡＲＣ膜である半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｇ）工程のフォトリソグラフィに液浸露光を用いる半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記撥水性処理は、気相導入法によるＨＭＤＳ処理であ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、半導体装置の製造方法に関し、特に、多層レジストを用いる半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主に４５ｎｍノードプロセス以降適用されている液浸露光工程においては、ウエハエッジ部からの発塵が露光不良や露光装置のレンズの汚染につながり、ウエハ上に形成される集積回路に欠陥を発生させ、製造歩留りを低下させることが大きな問題として顕在化している。（図１２）
そのため、液浸露光時にウエハエッジ部での撥水性を確保する為、撥水性を有するトップコート材やレジストがウエハエッジ部を含むウエハ表面に対して制御性良く塗布される必要がある。また、半導体基板であるウエハ表面にはＨＭＤＳ処理（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの撥水性処理も必須となっている。
【０００３】
さらに、微細化に伴い半導体基板からの反射を抑えるために低反射防止膜であるＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ−Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−Ｃｏａｔｉｎｇ）や低反射防止機能と耐エッチングを兼ね備えた珪素（Ｓｉ）含有の中間層とカーボン系の下層からなる塗布型Ｃ−ＨＭプロセス（Ｃａｒｂｏｎ−Ｈａｒｄ−Ｍａｓｋ）などの多層レジストプロセスの導入も行われている（図１３）
これらの有機膜のウエハエッジ部（特にベベル部）からの発塵を防止するため、有機膜のエッジ部の処置として、それらの有機膜塗布時の各種溶剤によるエッジリンスやバックリンス、ベベルリンスによる除去およびベベルエッチやベベル研磨などによるウエハエッジ部の残渣の除去が検討されている。
【０００４】
しかしながら、ベベルエッチやベベル研磨などは、基板露出によるその後のバリアメタル膜形成時の膜剥れや層間絶縁膜成膜時の異常放電による発塵、ベベル部の基板削れによる液浸露光時の液漏れなどの懸念も多い。
【０００５】
また、各種溶剤によるエッジリンスやバックリンス、ベベルリンスにおいても、エッジ部での有機膜の除去性やカット面の制御性など多くの課題が残されている。（図１４）
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、被加工膜成膜直後にＨＭＤＳ処理を行う技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、塗布装置のノズルから撥水化剤薬液を滴下することで撥水化処理を行う技術が開示されている。
【０００７】
非特許文献１では、基板上に処理されるＨＭＤＳ処理条件の最適化や液浸露光処理前のプリリンス処理の有効性、撥水性を有する材料などに関する検討がなされている。
【０００８】
また、非特許文献２では、ウエハのベベル形状による依存性や各種溶剤でのエッジリンスとベベルリンスによるＢＡＲＣの除去性やカット面の制御性に関する検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２７７７４８号公報
【特許文献２】特許第４８９７０５６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｐｒｏｃ．／ＳＰＩＥ／Ｖｏｌ．７２７４／Ｃｏｎｔｒｏｌ−ａｎｄ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ−ｏｆ−ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ−ｄｅｆｅｃｔｉｖｉｔｙ−ｆｏｒ−ｙｉｅｌｄ−ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ−ａｔ−ｈｉｇｈ−ｖｏｌｕｍｅ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ／７２７４１Ｐ／Ｎａｋａｎｏ／２００９
【非特許文献２】Ｐｒｏｃ．／ＳＰＩＥ／Ｖｏｌ．７２７４／Ｄｅｆｅｃｔｉｖｉｔｙ−Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ−ｂｙ−Ｍｏｄｉｆｉｅｄ−Ｗａｆｅｒ−Ｅｄｇｅ−Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ−ｉｎ−Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ−Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ／７２７４１Ｇ／Ｆｕｊｉｔａ／２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、半導体装置の製造工程、特に、液浸露光技術を利用する半導体装置の製造工程においては、液浸露光工程でのウエハエッジ部からの発塵防止が製造歩留りを向上する上で重要な課題となっている。
【００１２】
本願の出願人は、ＢＡＲＣプロセスやＣ−ＨＭプロセスを用いた液浸露光時におけるウエハエッジ部の発塵を防止するため、それらの有機膜の除去性やカット面の制御性などに優れた半導体装置の製造方法について検討を行っている。
【００１３】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施の形態によれば、多層レジストを用いる半導体装置の製造方法において、ウエハに撥水性処理を施す前に、ウエハエッジ部に塗布された膜を洗浄により除去する。
【発明の効果】
【００１５】
前記一実施の形態によれば、半導体装置の製造歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図２】一般的な半導体装置の製造工程の一部を示す一部断面図である。
【図３】一般的な半導体装置の製造工程の一部を示す一部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を示す一部断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図７】ウエハエッジ部を模式的に示す図である。
【図８】ウエハ裏面位置とリンス液の接触角の関係を示すグラフである。
【図９】ウエハ裏面におけるリンス液の流れ方を模式的に示す図である。
【図１０】一般的な半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図１２】液浸露光プロセスの課題を模式的に示す図である。
【図１３】ウエハエッジ部を模式的に示す一部断面図である。
【図１４】ウエハエッジ部の課題を模式的に示す図である。
【図１５】半導体装置の製造工程の概要を示すフローチャートである。
【図１６】半導体装置の製造工程の前工程の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてその詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００１８】
先ず、図１乃至図３を用いて、一般的な半導体装置の製造方法について説明する。図１は、被加工膜が成膜されたシリコンウエハなどの半導体基板上に多層レジストを形成する工程を示すフローチャートである。図２は、図１の各ステップにおけるウエハエッジ部の断面図である。また、図３は、図１および図２に示す工程において形成された多層レジストを用いて被加工膜をエッチングした際のウエハエッジ部の断面図である。
【００１９】
なお、図１乃至図３に示すプロセスは、有機塗布型のＣ−ＨＭ（カーボンハードマスク）を用いたプロセスである。
【００２０】
図１及び図２に示すように、半導体基板であるシリコンウエハ１上に被加工膜２を成膜する。次いで、被加工膜２上にＨＭＤＳ処理を行い、ＨＭＤＳ処理層３を形成する。続いて、露光装置の露光光に対して光吸収性能を有し、基板からの反射により生じる定在波や乱反射を防止するための下層膜４をスピンコート（塗布装置）により塗布する。シリコンウエハ１に下層膜４を塗布した後、ウエハエッジ部に塗布された余分な下層膜４をベベルリンスおよびバックリンスにより除去する。
【００２１】
その後、下層膜４と同様に露光装置の露光光に対して光吸収性能を有し、基板からの反射により生じる定在波や乱反射を防止するための中間層膜５を塗布装置により塗布する。中間層膜５塗布後、下層膜４と同様にウエハエッジ部に塗布された余分な中間層膜５をベベルリンスおよびバックリンスにより除去する。
【００２２】
最後に、感光性材料からなるレジスト膜６を塗布する。必要に応じて、さらにトップコート膜７の塗布を行う場合がある。
【００２３】
ここで、図２に示すように、従来、ＢＡＲＣプロセスやＣ−ＨＭプロセスにおいて多層レジストをシリコンウエハ１に形成した場合、ウエハエッジ部はＢＡＲＣ膜や下層膜、中間層膜などの各種有機膜のカット面の制御性が悪いため、図１４に示すように中間層膜５が下層膜４のエッジに乗り上げるなどして、ベベル部にハンプ（Ｈｕｍｐ）と呼ばれる膜の盛り上がり部８が生じる。
【００２４】
図３を用いて、上記により形成した多層レジストを用いて被加工膜２を加工（エッチング）するプロセスフローについて説明する。
【００２５】
図１および図２に示すプロセスフローにより形成された多層レジストの最上層のレジスト膜６に液浸露光装置を用いて露光処理を行い、続いて現像処理を行うことで中間層膜５上にレジストパターンを形成する。
【００２６】
中間層膜５上に形成されたレジストパターンをマスクにして、中間層膜５をエッチングする。中間層膜５には、一般的に珪素（Ｓｉ）原子を含有するポリマーなどが多く使われる。次いで、レジストパターンとエッチング加工された中間層をマスクにして下層膜４のエッチングが行われる。最後に、残った中間層５とエッチング加工された下層をマスクにしてＨＭＤＳ処理層３と被加工膜２がエッチングされる。
【００２７】
ここで、上記で説明したように、シリコンウエハ１のべベル部に形成されたハンプ、すなわち盛り上がり部８が形成されているため、そのハンプが原因でエッチング残となり、発塵の原因となっている。
【００２８】
なお、Ｃ−ＨＭプロセスにおいては、有機塗布型の膜とＣＶＤなどで形成する無機膜の二種類がある。無機膜の場合は、ＣＶＤで成膜したアモルファスカーボン膜などを下層膜として用い、その下層膜の上にＣＶＤ法でシリコン系のハードマスク（珪素酸化膜、珪素窒化膜、珪素窒化酸化膜など）を形成する場合がある。
【００２９】
但し、この無機膜で形成した中間層で窒素原子を含む場合は、レジストパターン形成時に中間層の基板付近でレジストパターンが裾引き形状になる場合がある。その場合、レジスト形状改善のため、中間層上にさらにＢＡＲＣ膜を形成する場合もある。
【００３０】
次に、図４および図５を用いて、本実施例における半導体装置の製造方法について説明する。図４は、本実施例における多層レジストを形成する工程を示すフローチャートである。図５は、図４に示す工程において形成された多層レジストを用いて被加工膜をエッチングした際のウエハエッジ部の断面図である。
【００３１】
なお、図４および図５に示すプロセスは、図１乃至図３と同様に有機塗布型のＣ−ＨＭ（カーボンハードマスク）を用いたプロセスである。
【００３２】
図４に示すように、半導体基板であるシリコンウエハ上に被加工膜を成膜する。次いで、基板からの反射によって生じる定在波や乱反射を防止するための下層膜すなわち基板からの反射によって生じる定在波や乱反射を吸収する膜をスピンコート（塗布装置）により塗布する。シリコンウエハに下層膜を塗布した後、ウエハエッジ部に塗布された余分な下層膜をベベルリンスおよびバックリンスにより除去する。
【００３３】
この下層膜としては、例えば、ポリヒドロキシスチレン系樹脂をベースとしたものを乳酸エチルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）の混合溶媒に溶かしたものを膜厚５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲でスピンコート（塗布）した後に１５０℃〜４００℃でプリベークすることで形成する。
【００３４】
なお、下層膜の材料としては、ポリヒドロキシスチレンとアクリル酸エステルの共重合体、ポリフルオレンを含有するもの、ノルトリシクレン共重合体、水素添加ナフトールノボラック樹脂、ナフトールジシクロペンタジエン共重合体、フェノールジシクロペンタジエン共重合体、フルオレンビルフェノールノボラック、アセナフチレン共重合、インデン共重合体、フェノール基を有するフラーレン、ビスフェノール化合物及びこのノボラック樹脂、ビスフェノール化合物及びこのノボラック樹脂、アダマンタンフェノール化合物のノボラック樹脂、ヒドロキシビニルナフタレン共重合体、ビスナフトール化合物およびこのノボラック樹脂、ＲＯＭＰ（Ｒｉｎｇ−Ｏｐｅｎｉｎｇ−Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：開環メタセシス重合）、トリシクロペンタジエン共重合物のような樹脂化合物なども用いてもよい。
【００３５】
また、これらの共重合樹脂およびポリマーブレンドからなるものなども使用してもよく、これらに限定されるものではない。
【００３６】
その後、下層膜と同様に基板からの反射によって生じる定在波や乱反射を防止するための中間層膜すなわち基板からの反射によって生じる定在波や乱反射を吸収する膜を塗布装置により塗布する。中間層膜を塗布後、下層膜と同様にウエハエッジ部に塗布された余分な中間層膜をベベルリンスおよびバックリンスにより除去する。
【００３７】
この中間層膜としては、例えば、珪素（Ｓｉ）含有のポリシルセスキオキサンベース材料をプロピレングリコールモノメチルエーテルの溶媒に溶かしたものを膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲でスピンコート（塗布）した後８０℃〜３００℃でプリベークすることで形成する。
【００３８】
なお、中間層膜の材料としては、シルセスキオキサンベースの珪素化合物を含み、反射防止機能を有しているものやシロキサン樹脂等の珪素を含有するものなどを用いてもよく、これらに限定されるものではない。中間層膜に珪素（シリコン）を成分として含む材料を用いることで、中間層膜のエッチング耐性を向上することができる。
【００３９】
次いで、中間層膜上にＨＭＤＳ処理を行い、ＨＭＤＳ処理層を形成する。このＨＭＤＳ処理は、ＨＭＤＳ液に窒素（Ｎ２）ガスを導入し、窒素ガスによるＨＭＤＳの圧送、すなわち気相導入法などを用いて行う。気相導入法を用いた場合、ウエハ表面により均一なＨＭＤＳ処理を行うことができる。
【００４０】
最後に、感光性材料からなるレジスト膜をＨＭＤＳ処理層上に塗布する。必要に応じて、さらにトップコート膜７の塗布を行う場合がある。
【００４１】
以上説明したように、ＨＭＤＳ処理をレジスト塗布直前に行うことで、図５の最も左側のウエハエッジ部の断面図に示すように、下層及び中間層のべベル部での制御性が図れ、下層と中間層のハンプの発生を抑えることができる。
【００４２】
一般的にＨＭＤＳ処理はウエハ裏面にも回り込んでしまうため、Ｃ−ＨＭプロセスなどの有機膜塗布時に各種溶剤によるバックリンスやべベルリンスをする際に、リンス液が均一にベベル部に回り込まず、有機膜カット面の乱れを発生させたり、ベベル部のハンプの原因となっている。
【００４３】
一方、本実施例におけるＣ−ＨＭプロセスでは、下層および中間層塗布時の各種溶剤によるバックリンスやべベルリンスをする際にリンス液が均一にベベル部に回り込むようになる。
【００４４】
つまり、図４に示すように中間層形成後のリンス処理（バックリンスやべベルリンス）を行った後に、液浸露光時のウエハベベル部の撥水性を確保する為のＨＭＤＳ処理を行うことによって有機膜カット面の乱れやハンプの発生を防止することができる。
【００４５】
なお、エッジリンスやバックリンス、ベベルリンスで使用するリンス液には、例えば、シクロヘキサノンを用いる。このリンス液は、下層と中間層が溶解するものであればよく、メチル−２−アミルケトン等のケトン類、３−メトキシブタノール，３−メチル−３−メトキシブタノール，１−メトキシ−２−プロパノール，１−エトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル，エチレングリコールモノメチルエーテル，プロピレングリコールモノエチルエーテル，エチレングリコールモノエチルエーテル，プロピレングリコールジメチルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート，プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート，乳酸エチル，ピルビン酸エチル，酢酸ブチル，３−メトキシプロピオン酸メチル，３−エトキシプロピオン酸エチル，酢酸ｔｅｒｔ−ブチル，プロピオン酸ｔｅｒｔ−ブチル，プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート，プロピレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等のエステル類を用いてもよい。
【００４６】
さらに、これらのうち２種以上を混合して使用してもよく、これらに限定されるものではない。
【００４７】
また、ＨＭＤＳ処理層上に塗布するレジスト膜は、例えば、化学増幅型ＡｒＦレジストを膜厚５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲でスピンコート（塗布）した後に８０℃〜１５０℃でプリベークすることで形成する。
【００４８】
図５を用いて、上記により形成した多層レジストを用いて被加工膜を加工（エッチング）するプロセスフローについて説明する。
【００４９】
図４に示す工程により各種有機膜を塗布した半導体基板であるシリコンウエハ１をＡｒＦ液浸露光装置で露光したのち、１００℃〜１５０℃のＰｏｓｔ−Ｅｘｐｏｓｕｒｅ−Ｂａｋｅ（ＰＥＢ）処理を行う。続いて、２．３８％程度のアルカリ現像液により現像処理を行うことにより、レジスト膜６に所定のパターンを形成する。
【００５０】
ＨＭＤＳ処理層３上に形成されたレジストパターンをマスクとしてＨＭＤＳ処理層３および中間層膜５をエッチングする。続いて残ったＨＭＤＳ処理層３および加工された中間層膜５をマスクにして下層膜４のエッチングが行われる。最後に、残った中間層膜５と加工された下層膜４にて、被加工膜２のエッチングを行う。
【００５１】
なお、中間層膜５のエッチングはフロン系のガスを用い、レジストパターンをマスクにして中間層膜５の加工を行う。また、下層膜４のエッチングには、酸素（Ｏ２）ガスまたは水素（Ｈ２）ガスに加えて、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスや、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アンモニア（ＮＨ３）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、窒素（Ｎ２）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）、水素（Ｈ２）ガスを加えることも可能である。
【００５２】
或いは、酸素（Ｏ２）ガス又は水素（Ｈ２）ガスを使わずにＣＯ、ＣＯ２、ＮＨ３、ＳＯ２、Ｎ２、ＮＯ２ガスだけでエッチングを行うこともできる。
【００５３】
被加工膜のエッチングも、常法によって行うことができ、半導体基板上に形成された被加工膜がシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリカ系低誘電率絶縁膜などの場合、フロン系ガスを主体としたエッチングを行い、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）やアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）の場合は、塩素（Ｃｌ）系、臭素（Ｂｒ）系ガスを主体としたエッチングを行う。
【００５４】
以上で説明した本実施例におけるＣ−ＨＭプロセスにより形成したウエハのエッジ部（ベベル部）の様子を図７に示す。図７は、ベベル部を光学顕微鏡により観察し、撮影した顕微鏡写真を分かりやすいようにトレースしたものである。
【００５５】
一般的なＣ−ＨＭプロセスでは中間層のハンプ（べベル部の膜の盛り上がり部）によるエッチング残（中間層膜残）が発生していたが、本実施例によれば、このエッチング残（中間層膜残）が解消していることが分かる。
【００５６】
このようにＨＭＤＳ処理をレジスト塗布直前に行うことで、図５に示すように、下層膜４および中間層膜５のべベル部での制御性が図れ、下層膜４と中間層膜５のハンプの発生を抑えることができる。その結果、エッチング後にエッチング残（中間層膜残）の発生のないウエハベベル部を形成することが可能となる。
【００５７】
本実施例における製造工程により、ウエハエッジ部でのハンプ（盛り上がり部）形成を防止できる理由を詳しく説明する。
【００５８】
図１および図２に示したように、液浸露光時にウエハベベル部の撥水性を確保する為、従来はウエハ基板上にまず密着強化剤であるＨＤＭＳ処理を実施しているが、本実施例においては、図４に示したように、そのウエハ基板上へのＨＭＤＳ処理をＣ−ＨＭプロセスの中間層塗布後であり、かつ、レジスト塗布直前に変更することで、下層膜、中間層膜などの有機膜のカット面の制御性の向上が図れ、ハンプ発生の抑制をすることが出来る。つまり、ＨＭＤＳ処理などの撥水処理を行う前に下層膜や中間層膜などの有機膜のリンス処理（バックリンスやべベルリンス）を行う。
【００５９】
上記のように、液浸露光を使用する際、ウエハベベル部の撥水性を確保するために、ウエハ（半導体基板）上にＨＭＤＳ処理を実施しているが、ＨＭＤＳ処理ではウエハ裏面にもＨＭＤＳ液が回り込んでしまう。
【００６０】
図８にウエハ上にＨＭＤＳ処理を実施した後のウエハ裏面のリンス液との接触角を示す。裏面ウエハエッジより６０ｍｍ程度までＨＭＤＳが回り込むため、接触角が高くなっていることが分かる。そのため、リンス液が弾かれ易くなり、図９に示すように、バックリンスやべベルリンスの際にリンス液がウエハ裏面に均一に拡がらず、結果として、Ｃ−ＨＭプロセスの下層膜や中間層膜の有機膜のカット面の乱れを生じさせる原因となる。
【００６１】
本実施例では、Ｃ−ＨＭの下層や中間層塗布後のリンス処理（バックリンスやべベルリンス）時にＨＭＤＳ処理がなされていないため、ウエハ裏面のリンス液が均一に拡がり、各種有機膜カット面の制御性が向上し、ハンプ発生を抑えることができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法によれば、ウエハ基板上へのＨＭＤＳ処理をＣ−ＨＭプロセスの有機膜塗布後に実施することで、有機膜カット面の制御性が向上し、ハンプ発生を抑える効果が得られる。そのため、各種有機膜塗布時のベベル部のハンプ発生によるエッチング後のポリマー残りや成膜残渣などの発生を抑えることができ、ウエハエッジからの発塵を防止することができる。これにより、半導体装置の製造工程において、製造歩留り或いは工程歩留りを向上することができる。
【実施例２】
【００６３】
図６を用いて、実施例２における半導体装置の製造方法について説明する。図６は、本実施例における多層レジストを形成する工程を示すフローチャートである。実施例１では、図４に示すようにＣ−ＨＭプロセスにおいて下層膜および中間層膜を塗布した後に撥水性処理であるＨＭＤＳ処理を行う。一方、本実施例では、図６に示すように下層膜を塗布した後のバックリンスやベベルリンスの後で、かつ、中間層膜を塗布する前にＨＭＤＳ処理を行う点において、実施例１のプロセスフローとは異なる。
【００６４】
図１４に示すように、従来のＣ−ＨＭプロセスでは、中間層膜５のエッジが下層膜４のエッジを追越して中間層膜に膜厚増大部が形成され、ウエハエッジ部のハンプとなる。
【００６５】
上記のように、下層膜を塗布した後のバックリンスやベベルリンスの後で、かつ、中間層膜を塗布する前にＨＭＤＳ処理を行うことにより、下層膜のべベル部のカット面制御性を向上することができ、ウエハエッジ部におけるハンプ（盛り上がり部）の形成を抑制することができる。
【実施例３】
【００６６】
図１０および図１１を用いて、実施例３における半導体装置の製造方法について説明する。図１０は、ＢＡＲＣを用いた一般的な半導体装置の製造工程を示し、図１１は、本実施例におけるＢＡＲＣを用いた半導体装置の製造工程を示している。
【００６７】
従来の半導体装置の製造工程においては、無機材料を用いた基板上（下層に無機のアモルファスカーボン（α−Ｃ）などを用い、中間層にＣＶＤ法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ−Ｌａｙｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等で、珪素酸化膜（ＳｉＯ膜）、珪素窒化膜（ＳｉＮ膜）、珪素酸化窒化膜（ＳｉＯＮ膜）などの無機の低反射防止膜を用いる無機のＣ−ＨＭプロセスやノボラック系樹脂などのカーボンを多く含んだ有機の下層と無機のＳｉＯ２膜などを組み合わせたプロセスの基板など）に有機のＢＡＲＣ膜を塗布する液浸露光時においてもウエハベベル部も撥水性を確保する為、ＢＡＲＣの有機膜を形成する前にウエハ基板上にＨＭＤＳ処理を実施している。
【００６８】
図１０に示すように、従来のＢＡＲＣプロセスでは、半導体基板であるシリコンウエハ上に被加工膜を成膜する。次いで、被加工膜上にＨＭＤＳ処理を行い、ＨＭＤＳ処理層を形成する。続いて、露光装置の露光光に対して光吸収性能を有し、基板からの反射により生じる定在波や乱反射を防止するためのＢＡＲＣ膜をスピンコート（塗布装置）により塗布する。シリコンウエハにＢＡＲＣ膜を塗布した後、ウエハエッジ部に塗布された余分なＢＡＲＣ膜をベベルリンスおよびバックリンスにより除去する。
【００６９】
最後に、感光性材料からなるレジスト膜を塗布する。必要に応じて、さらにトップコート膜の塗布を行う場合がある。
【００７０】
上記で説明した従来のＢＡＲＣプロセスでは、図１０に示すように、ＢＡＲＣ膜のウエハへの塗布前にウエハ表面にＨＭＤＳ処理を行うため、図９において説明したように、ＢＡＲＣ塗布後のリンス処理（バックリンスやべベルリンス）の際にリンス液がウエハ裏面に均一に拡がらず、結果として、ＢＡＲＣ膜のカット面の乱れを生じさせる原因となる。これにより、ウエハエッジ部の膜剥がれが生じる。
【００７１】
一方、本実施例においては、図１１に示すように、ＢＡＲＣ膜塗布後のリンス処理（バックリンスやバックリンス）後であって、かつ、レジスト塗布前にＨＭＤＳ処理を行うことにより、ＢＡＲＣ膜のべベル部のカット面制御性を向上することができ、ウエハエッジ部におけるハンプ（盛り上がり部）の形成を抑制することができる。その結果、ウエハエッジ部の膜剥がれを防止し、半導体装置の製造歩留りや工程歩留りを向上することができる。
【００７２】
なお、ＢＡＲＣとしては、一般的なＡｒＦリソグラフィーで用いられるものとして、ＡＲＣ−２９Ａ、ＡＲＣ−９３（日産化学工業（株）製）、ＡＲ−４０（ローム・アンド・ハース社製）など挙げることができるが、その他のＢＡＲＣでも構わない。膜厚としては、３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲でスピンコートした後に１５０℃〜３００℃でプリベークすることで形成する。
【実施例４】
【００７３】
図１５および図１６を用いて、実施例１乃至実施例３で説明したプロセスフローによるマイコンやメモリなどの半導体装置の製造方法について説明する。図１５は、半導体装置の製造工程の概要を示すフローチャートである。また、図１６は、半導体装置の製造工程の前工程の概要を示すフローチャートである。
【００７４】
マイコンやメモリなどの半導体装置の製造工程は、図１５に示すように、大別すると３工程に分けられる。
【００７５】
先ず、半導体回路を設計し、その回路設計に基づき、マスクを作成する。
【００７６】
次に、前工程と呼ばれるウエハ処理工程で、シリコンなどの半導体基板（ウエハ）の表面に各種表面処理を複数回繰り返すことにより集積回路を形成する。この前工程は、大きく分けると、図１５に示すように、素子形成および素子分離層形成を行う工程、素子形成およびトランジスタ形成を行う工程、各素子およびトランジスタ間に配線を形成する配線形成工程、完成したウエハを検査する工程などがある。
【００７７】
さらに、後工程において、表面に集積回路が形成されたウエハを個別に分離し、半導体装置として組み立て、検査を行う。
【００７８】
ウエハ処理工程である前工程においては、図１６に示す複数の表面処理ａ工程からｊ工程が複数回繰り返される。
【００７９】
先ず、半導体基板であるウエハの表面を洗浄し、ウエハ表面に付着した異物や不純物を除去する。（工程ａ）
次に、ＣＶＤ装置などを用いて、ウエハ表面に薄膜を成膜する。この薄膜は、シリコン酸化膜のような層間絶縁膜やアルミニウム膜のような配線を形成するための膜などである。（工程ｂ）
ウエハ表面に薄膜を成膜した後、表面に付着した異物や不純物を再度洗浄により除去する。（工程ｃ）
層間絶縁膜や配線を形成するための膜が表面に成膜されたウエハ上に、感光性材料などからなるレジスト材料を塗布する。（工程ｄ）
所望の回路パターンが形成されたマスクを用いて、露光装置により回路パターンをレジストに転写する。（工程ｅ）
現像処理にて、不要な部分のレジストを除去し、ウエハ上のレジストに所望の回路パターンを形成する。（工程ｆ）
所望の回路パターンが形成されたレジストをエッチングマスクとして、ドライエッチング装置により、ウエハ上に成膜された薄膜の不要な部分をエッチングにより除去し、薄膜に所望の回路パターンを形成する。（工程ｇ）
この後、必要に応じて、イオン打ち込み装置でウエハ表面に不純物注入を行う。（工程ｈ）
ウエハ上に形成したレジストをアッシング処理や洗浄により剥離（除去）する。（工程ｉ）
最後に、ウエハ上の異物の有無や薄膜に所望の回路パターンが正確に形成されていることを異物検査装置や外観検査装置で検査する。（工程ｊ）
なお、上記のａ工程からｊ工程の間において、必要に応じてウエハの洗浄や乾燥などの処理が行われる。
【００８０】
本実施例における半導体装置の製造方法では、実施例１乃至実施例３で説明したＢＡＲＣプロセスやＣ−ＨＭプロセスのような多層レジストを上記の工程ｄに適用し、工程ｅの露光工程において液浸露光装置を用いて露光処理を行う。
【００８１】
以上のように、実施例１乃至実施例３で説明したプロセスフローをマイコンやメモリなどの半導体装置の製造工程に適用することにより、それらの製造歩留りや工程歩留りを向上することができる。
【００８２】
なお、半導体装置の製造工程では、図１６に示す複数の表面処理が複数回繰り返されるため、ウエハエッジ部のハンプ（盛り上がり部）が形成されることによる膜剥がれ異物は、露光工程(工程ｅ)だけでなく、洗浄工程（工程ａ）や成膜工程（工程ｂ）、エッチング工程(工程ｇ)などの他の工程で使用する製造装置に膜剥がれ異物の影響を与えてしまう恐れがある。
【００８３】
上述したように、実施例１乃至実施例３のプロセスフローを半導体装置の製造工程に適用することにより、半導体製造工程で使用される複数の半導体製造装置での発塵を抑えることができる。
【００８４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１，９，１６…シリコンウエハ、２…被加工膜、３…ＨＭＤＳ処理層、４…下層膜、５…中間層膜、６…レジスト膜、７…トップコート膜、８…盛り上がり部（ハンプ）、１０…バックリンスノズル、１１…リンス液、１２…露光装置のステージ、１３…露光装置のカバープレート、１４…露光装置のノズル、１５…液浸水、１７…積層膜、１８…ウエハエッジ部からの膜剥がれ異物、１９…ＢＡＲＣ膜。
【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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