DE102014210882B4

DE102014210882B4 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102014210882B4
Application number: DE102014210882.9A
Authority: DE
Inventors: Sunao Aya; Shozo Shikama; Hideaki YUKI
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2034-06-07
Also published as: US20140370445A1; CN104238280B; DE102014210882A1; CN104238280A; US9188872B2; KR20140145550A; JP5940022B2; JP2015002184A; KR20160007460A

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das einen Photolithographieprozess umfasst, wobei der Photolithographieprozess einen Entwicklungslösungs-Tränkprozess umfasst, und
der Entwicklungslösungs-Tränkprozess die folgenden Schritte umfasst:
(a) Tropfen einer Entwicklungslösung (3) auf ein Halbleitersubstrat (1) und Ausbilden eines Entwicklungslösungsfilms (4) so, dass er eine Filmdicke von mehr als 6 µm aufweist; und
(b) Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) auf 6 µm oder weniger, so dass die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) auf weniger als eine Größe von Mikroblasen (5) eingestellt wird, die im Entwicklungslösungsfilm (4) erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik, die Mikroblasen, die Musterdefekte verursachen, in einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einem Photolithographieprozess verringern kann.
Im Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung besteht eine Resistmusterausbildung, die ein wichtiger Mikroherstellungsprozess im Photolithographieprozess ist, aus den nachstehenden Unterschritten. (1) Zuerst wird ein Photoresist (lichtempfindliches Material) auf eine Oberfläche eines Halbleitersubstrats aufgebracht, um einen Photoresistfilm auszubilden. (2) Als nächstes wird eine Maske in einer Ultraviolettbelichtungsvorrichtung verwendet, um ein Schaltungsmuster im Photoresistfilm zu drucken. (3) Schließlich wird ein Entwicklungsbearbeitungsschritt des Photoresistfilms durchgeführt und die Resistmusterausbildung wird vollendet.
Der Entwicklungsbearbeitungsschritt besteht aus den nachstehenden Schritten. (4) Zuerst wird der Photoresistfilm, auf dem das Schaltungsmuster gedruckt ist, mit einer Entwicklungslösung getränkt. (5) Als nächstes wird er mit einer Entwicklungsstopplösung (Spüllösung) wie z. B. reinem Wasser getränkt und die Entwicklungslösung wird durch die Spüllösung ersetzt, um die Entwicklung zu stoppen. (6) Schließlich wird das Halbleitersubstrat gedreht, um die zu trocknende Spüllösung zu verteilen.
In Schritt (4) des Entwicklungslösungs-Tränkprozesses wird, nachdem oder während die Entwicklungslösung auf das Halbleitersubstrat getropft wird, das Halbleitersubstrat in vielen Fällen gedreht, um die Entwicklungslösung vollständig auf einer oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats zu verteilen. Zu diesem Zeitpunkt kann Luft aufgenommen werden. Überdies kann die Entwicklungslösung mit Stickstoff oder Luft mit Druck beaufschlagt werden, um die Entwicklungslösung aufzutropfen. Unterdessen kann der Stickstoff in der Entwicklungslösung gelöst werden, und nachdem die Entwicklungslösung aufgetropft wurde, nimmt der Druck an der Entwicklungslösung auf den Atmosphärendruck ab, wodurch der in der Entwicklungslösung gelöste Stickstoff schäumen kann. In einem Fall der Belichtung eines Photoresists vom positiven Typ mit einem Novolakharz wird ferner der Stickstoff während einer lichtempfindlichen Reaktion freigesetzt und vor der Entwicklung in den Photoresistfilm aufgenommen, so dass er schäumen kann, wenn er mit der Entwicklungslösung getränkt wird.
Aufgrund der vorstehend erwähnten mehreren Faktoren werden, wenn die Entwicklungslösung auf die Oberfläche des Photoresistfilms getropft wird, Mikroblasen (Blasen) im Entwicklungslösungsfilm gebildet. Einige der Mikroblasen haften an der Oberfläche des Photoresistfilms. Die anhaftenden Mikroblasen verhindern, dass die Entwicklungslösung mit dem Photoresistfilm in Kontakt kommt, rufen Entwicklungsdefekte hervor, verursachen Musterdefekte und verringern die Ausbeuten der Halbleitervorrichtung.
US 5 821 035 A offenbart ein Verfahren zum Entwickeln eines Photoresists auf einem Substrat, insbesondere mehrmaliges Verteilen einer Entwicklungslösung auf dem Photoresist oder Wiederholungen von Rotation und Stoppen des Substrats nach dem Verteilen der Entwicklungslösung auf dem Photoresist, um Mikroblasen in der Entwicklungslösung zu entfernen.
JP 2002-184679 A , JP H10-339956 A und JP 2001-044115 A offenbaren, dass ein Substrat rotiert wird während eine Entwicklungslösung auf einem Photoresist auf dem Substrat verteilt wird. In JP 2002-184679 A und JP H10-339956 A wird ein Bereich eines Rotationsgeschwindigkeitswerts für Verringern von Mikroblasen angegeben. In JP 2001-044115 A wird die Konstruktion einer Düse, aus der die Entwicklungslösung ausgegeben wird, angegeben.
JP 2009-004597 A offenbart ein Entwicklungsverfahren eines Photoresists auf einem Substrat, bei dem das Substrat, auf dem eine Entwicklungslösung verteilt ist, während der Entwicklung rotiert wird und die Entwicklungslösung in einem dünnen Zustand gehalten wird.
US 2004-0043329 A1 offenbart ein Verfahren zur Entwicklung eines Photoresists auf einem Halbleitersubstrat, bei dem eine Entwicklungslösung auf das ruhende Substrat verteilt wird, ein Teil des Photoresists auf dem ruhenden Substrat entwickelt wird, das Substrat für eine bestimmte Zeit rotiert wird, um einen Teil der Entwicklungslösung zu entfernen, und das Ganze wiederholt wird.
US 6 265 323 B1 offenbart ein Verfahren zur Behandlung eines Substrat, bei dem ein flüssiger Stoff wie ein Entwickler auf einer Oberfläche des Substrat verteilt wird, der flüssige Stoff zwischen dem Substrat und einem Halter zum Halten des flüssigen Stoffs gehalten wird, und entweder das Substrat oder der Halter oder beide in einer Richtung parallel zur Hauptoberfläche des Substrats bewegt werden während das Substrat mit dem flüssigen Stoff behandelt wird.
US 5 897 982 A offenbart ein Photoresist-Entwicklungs-Verfahren mit einem Schritt des Verteilens eines ersten Entwicklers auf einem Halbleiter-Wafer, der mit einem Photoresist beschichtet ist, einem Schritt des Entwickelns des Photoresists, einem Schritt des Verteilens eines zweiten Entwicklers auf der Wafer-Oberfläche, während der Wafer rotiert, und einem Schritt des Spülens der Wafer-Oberfläche mit Wasser.
JP 3708433 B2 (2005) offenbart das Herstellungsverfahren, das die Mikroblasen entfernt und die Produktionseffizienz einer Halbleitervorrichtung verbessert.
Das in JP 3708433 B2 (2005) offenbarte Herstellungsverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das die Entwicklungslösung auf das Halbleitersubstrat tropft und den Photoresistfilm, der auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, entwickelt, um das obige Problem zu lösen. Das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung umfasst einen ersten Schritt, einen zweiten Schritt und einen dritten Schritt. Im ersten Schritt wird die Entwicklungslösung auf das Halbleitersubstrat getropft, während das Halbleitersubstrat mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 500 min^-1 gedreht wird, und die Oberflächenbenetzbarkeit des Halbleitersubstrats wird verbessert. Im zweiten Schritt wird das Auftropfen der Entwicklungslösung gestoppt und das Halbleitersubstrat wird mit einer Geschwindigkeit von 500 bis 1500 min^-1 gedreht. Im dritten Schritt wird die Entwicklungslösung wieder aufgetropft, während das Halbleitersubstrat in Ruhe bleibt oder mit einer Geschwindigkeit von 100 min^-1 oder weniger gedreht wird, und nach dem Puddeln der Entwicklungslösung auf dem Halbleitersubstrat wird die Spüllösung auf das Halbleitersubstrat getropft und die Entwicklungslösung wird ausgewaschen.
In dem in JP 3708433 B2 (2005) offenbarten Herstellungsverfahren kann der erste Schritt die Blasen, die zum Zeitpunkt des Tropfens der Entwicklungslösung erzeugt werden, signifikant verringern, der zweite Schritt kann Musterdefekte verringern, die erzeugt werden, da die Blasen, die ursprünglich in der Entwicklungslösung existieren, nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeit an derselben Stelle bleiben, und der dritte Schritt kann die Blasen verringern, die zum Zeitpunkt des Tropfens der Entwicklungslösung auf das Halbleitersubstrat erzeugt werden.
Leider stellen stellten die Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, dass, selbst wenn die Entwicklungsbearbeitungsschritte im Herstellungsverfahren, das in JP 3708433 B2 (2005) offenbart ist, durchgeführt werden, die Erzeugung der Mikroblasen in einigen Fällen zum Zeitpunkt des Auftropfens der Entwicklungslösung nicht verringert werden kann, wodurch Musterdefekte in einigen Fällen nicht verringert werden können. Es ist erwünscht, diesen Punkt zu verbessern und Ausbeuten insbesondere bei der Herstellung einer Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung, bei der ein Wafer teuer ist, zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, das Mikroblasen weiter verringern kann, die zum Zeitpunkt des Tropfens einer Entwicklungslösung erzeugt werden, und ferner Musterdefekte verringern kann, und für die Herstellung einer Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die Schritte eines Entwicklungslösungs-Tränkprozesses den Schritt (a) zum Tropfen einer Entwicklungslösung auf ein Halbleitersubstrat und Ausbilden eines Entwicklungslösungsfilms so, dass er eine Filmdicke von mehr als 6 µm aufweist, und den Schritt (b) zum Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms auf 6 µm oder weniger. Um den Entwicklungslösungsfilm auf 6 µm oder weniger zu verringern, was kleiner ist als die Größe von Mikroblasen, die zum Zeitpunkt des Tropfens der Entwicklungslösung auf das Halbleitersubstrat anhaften, können daher die Mikroblasen im Entwicklungslösungsfilm weiter verringert werden und folglich können die Musterdefekte weiter verringert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

1A, 1B, 1C und 1D Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform zeigen;
2 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Drehaufspannvorrichtung und einer Filmdicke eines Entwicklungslösungsfilms; und
3A, 3B, 3C und 3D Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigen.

<Erste bevorzugte Ausführungsform>
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf Diagramme beschrieben. 1A, 1B, 1C und 1D sind Diagramme, die ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (beispielsweise einer Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung) gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigen, die insbesondere Schritte eines Entwicklungslösungs-Tränkprozesses in einem Photolithographieprozess zeigen. 1A ist ein Diagramm, das einen Schritt zum Auftropfen einer Entwicklungslösung 3 zeigt. 1B ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Entwicklungslösungsfilm 4 im Schritt zum Auftropfen der Entwicklungslösung 3 ausgebildet wird. 1C ist ein Diagramm, das einen Schritt zum Drehen eines Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 zeigt. 1D ist ein Diagramm, das einen Schritt zum erneuten Auftropfen der Entwicklungslösung 3 zeigt. Das Verfahren zur Herstellung des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats ist mit dem Photolithographieprozess mit den Schritten des Entwicklungslösungs-Tränkprozesses versehen. Die Schritte des Entwicklungslösungs-Tränkprozesses werden nachstehend beschrieben.
Wie in 1A gezeigt, wird das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 an einer Drehaufspannvorrichtung 11 mittels einer Unterdruckkraft befestigt und ein Photoresistfilm 2 wird auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausgebildet. Die Entwicklungslösung 3 wird von einer Düse 12 auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 getropft, auf dem der Photoresistfilm 2 ausgebildet ist. Wie in 1B gezeigt, wird die Entwicklungslösung 3 auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausreichend gepuddelt, um den Entwicklungslösungsfilm 4 mit einer Filmdicke von mehr als 6 µm auszubilden (Schritt (a)). Zu diesem Zeitpunkt werden Mikroblasen 5 im Entwicklungslösungsfilm 4 erzeugt und einige der Mikroblasen 5 haften an einer Oberfläche des Photoresistfilms 2. In Schritt (a) wird ein Motor (nicht dargestellt), der mit der Drehaufspannvorrichtung 11 verbunden ist, gedreht und das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 kann gedreht werden oder kann ohne Drehung in Ruhestellung bleiben.
Wie in 1C gezeigt, wird anschließend der mit der Drehaufspannvorrichtung 11 verbundene Motor gedreht, um das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 zu drehen. Das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 wird gedreht, um eine Oberflächenseite des Entwicklungslösungsfilms 4 auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 nach außen zu schieben, um die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 zu verringern (Schritt (b)). Hier wird die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf 6 µm oder weniger, insbesondere auf einen Bereich von 1 µm bis 6 µm verringert.
Als nächstes wird der Grund dafür, dass die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 im Bereich von 1 µm bis 6 µm liegt, mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen der Drehaufspannvorrichtung 11 (des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1) und der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten experimentell fest, dass die Größe der Mikroblasen 5, die im Entwicklungslösungsfilm 4 erzeugt werden, in einem Bereich von mehreren µm bis mehreren zehn µm liegt. Die Mikroblasen 5 mit dieser Größe sind auf der Oberfläche des Photoresistfilms 2 angeordnet, der als laminare Unterschicht bezeichnet wird, wo die Strömung kaum gestört wird. Es ist denkbar, dass sich die Mikroblasen 5 kaum bewegen.
Aus diesem Grund ist es, um die Mikroblasen 5 zu entschäumen, wirksam, die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf weniger als die Größe der Mikroblasen 5 einzustellen. Wenn die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf 6 µm oder weniger eingestellt wird, werden die meisten Mikroblasen 5 entschäumt. Es besteht jedoch eine Grenze für die Verringerung der Dicke. Der Grund besteht darin, dass, wenn Feuchtigkeit im Entwicklungslösungsfilm 4 verdampft wird und die Konzentration der Entwicklungslösung 3 zunimmt, eine ungleichmäßige Entwicklung auftreten kann. In 2 ist eine Entwicklungslösungs-Konzentrationsanstiegsgrenze durch eine Linie mit abwechselnden langen und kurzen Strichen angegeben. Überdies ist eine diagonal schraffierte Fläche über der Linie mit abwechselnden langen und kurzen Strichen, die die Entwicklungslösungs-Konzentrationsanstiegsgrenze angibt, wo die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 6 µm oder weniger ist, ein Bereich, in dem das Entschäumen ohne Anstieg der Konzentration der Entwicklungslösung zugelassen ist.
Wenn beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen der Drehaufspannvorrichtung 11 1000 min^-1 ist und die Umdrehungszeit für mehr als 10 Sekunden verlängert wird, wird die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf ungefähr 2 µm verringert. In diesem Fall übersteigt sie die Entwicklungslösungs-Konzentrationsanstiegsgrenze, so dass eine hohe Möglichkeit besteht, dass eine ungleichmäßige Entwicklung auftritt. Um dies zu verhindern, gibt es den Schritt in 1D, der später beschrieben wird. In einem Fall, in dem die Anzahl von Umdrehungen der Drehaufspannvorrichtung 11 auf mehr als 1000 min^-1 erhöht wird, wird die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 dünner als im Fall, in dem die Anzahl von Umdrehungen 1000 min^-1 ist. Die für die Umdrehung zugelassene Zeit wird jedoch eine kürzere Zeitdauer. In einem Fall, in dem beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen der Drehaufspannvorrichtung 11 4000 min^-1 ist, kann die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf ungefähr 1 µm verringert werden, wobei 3 Sekunden für die Umdrehung zugelassen sind. Wenn jedoch die Zeit, die für die Umdrehung zugelassen ist, eine kürzere Zeitdauer wird, wird es schwieriger, die Umdrehungszeit mit der Drehaufspannvorrichtung 11 zu steuern.
Der dünne Entwicklungslösungsfilm 4 mit maximal 6 µm, in dem die meisten Mikroblasen 5 entschäumt werden, verhindert, dass die Mikroblasen 5 an der Oberfläche des Photoresistfilms 2 anhaften, selbst wenn die Entwicklungslösung 3 im anschließenden Schritt aufgetropft wird.
Mit Rückkehr zur Beschreibung von 1C wird, wenn der Motor, der mit der Drehaufspannvorrichtung 11 verbunden ist, gedreht wird, um das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 zu drehen, die Umdrehungszeit t oder die Anzahl von Umdrehungen ω der Drehaufspannvorrichtung 11 in einem nachstehenden Ausdruck erhalten. $h = \frac{1}{\sqrt{4 k t}}$
$k = \frac{ρ ω^{2}}{3 η}$
Hier stellen h, ρ und η die Filmdicke, die Schwerkraft bzw. die Viskosität dar.
In dieser Weise wird die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf 6 µm oder weniger eingestellt und die Umdrehungszeit t wird gemäß der Anzahl von Umdrehungen ω eingestellt, so dass die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 geringer ist als die Größe der Mikroblasen 5, wodurch die Mikroblasen 5 entschäumt werden. Ferner verhindert dies das Auftreten einer ungleichmäßigen Entwicklung, die erzeugt wird, da die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 zu dünn ist. Der Zustand wird für die vorbestimmte Zeit wartend beibehalten und anschließend wird die Spüllösung aufgetropft. Dies verringert die Konzentration der Entwicklungslösung und der Entwicklungslösungsfilm 4 wird schließlich durch die Spüllösung ersetzt, um die Entwicklung zu stoppen.
In einem Fall der Verringerung der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf ungefähr 1 µm, da die Größe der zu entschäumenden Mikroblasen 5 klein ist, wird Feuchtigkeit verdampft und die Konzentration der Entwicklungslösung nimmt zu, wodurch eine hohe Möglichkeit besteht, dass eine ungleichmäßige Entwicklung auftritt. Um dies zu verhindern, ist es, wie in 1D gezeigt, bevorzugt, die Entwicklungslösung 3 wieder unmittelbar nach dem Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 aufzutropfen (Schritt (c)). In dieser Weise wird die Zeit zum Tränken mit der Entwicklungslösung 3 mit einer hohen Konzentration verkürzt, was einen gleichmäßigen Entwicklungsprozess ermöglicht.
Wie vorstehend beschrieben, ist im Verfahren zur Herstellung der Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Entwicklungslösungs-Tränkprozess mit Schritt (a) zum Auftropfen der Entwicklungslösung 3 auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 und Ausbilden des Entwicklungslösungsfilms 4 so, dass er die Filmdicke von mehr als 6 µm aufweist, und Schritt (b) zum Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf 6 µm oder weniger versehen.
Daher wird der Entwicklungslösungsfilm 4 auf 6 µm oder weniger verringert, was geringer ist als die Mikroblasen 5, die anhaften, wenn die Entwicklungslösung 3 auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 getropft wird. Folglich können die Mikroblasen 5 im Entwicklungslösungsfilm 4 weiter verringert werden und somit können die Musterdefekte weiter verringert werden. Folglich können die Ausbeuten der Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung verbessert werden.
In Schritt (b) kann, um die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf den Bereich von 1 µm bis 6 µm zu verringern, wie in 2 gezeigt, ein Anstieg der Konzentration der Entwicklungslösung 3 unterdrückt werden und folglich kann das Auftreten einer ungleichmäßigen Entwicklung unterdrückt werden.
In Schritt (b) ist in einem Fall, in dem das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 mit 1000 min^-1 gedreht wird, beispielsweise in einem Fall, in dem die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf ungefähr 2 µm verringert wird, die Umdrehungszeit der Drehaufspannvorrichtung 11 mehr als 10 Sekunden, was eine relativ lange Zeitdauer ist. Folglich ist es nicht schwierig, die Umdrehungszeit mit der Drehaufspannvorrichtung 11 zu steuern.
In Schritt (b) kann, um den obigen Ausdruck zu erfüllen, die Umdrehungszeit t des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 leicht auf die Umdrehungszeit t eingestellt werden, die eine erwünschte Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf der Basis des Ausdrucks erreicht.
In Schritt (c) wird die Entwicklungslösung 3 wieder auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 getropft. Um die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4, die in Schritt (b) verringert wurde, zu erhöhen, wird Feuchtigkeit verdampft, um die Zeit des Tränkens mit der Entwicklungslösung 3 mit einer hohen Konzentration zu verringern, was den gleichmäßigen Entwicklungsprozess ermöglicht. Ferner verhindert der dünne Entwicklungslösungsfilm 4 von maximal 6 µm ohne die Mikroblasen 5, dass die Mikroblasen 5 an der Oberfläche des Photoresistfilms 2 anhaften, selbst wenn die Entwicklungslösung 3 anschließend irgendwie aufgetropft wird.
<Zweite bevorzugte Ausführungsform>
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 3A, 3B, 3C und 3D sind Diagramme, die das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigen. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind dieselben Komponenten wie die in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschriebenen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, die hier nicht beschrieben werden.
Im Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4, der auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausgebildet ist, unter Verwendung einer Klinge 13 anstatt Drehen des Siliziumcarbid-Halbleitersubstrats 1 in Schritt (b) verringert.
Wie in 3A gezeigt, wird das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 an der Drehaufspannvorrichtung 11 mittels einer Unterdruckkraft befestigt und der Photoresistfilm 2 wird auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausgebildet. Die Entwicklungslösung 3 wird von der Düse 12 auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 getropft, auf dem der Photoresistfilm 2 ausgebildet ist. Wie in 3B gezeigt, wird die Entwicklungslösung 3 auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausreichend gepuddelt, um den Entwicklungslösungsfilm 4 mit der Filmdicke von mehr als 6 µm auszubilden (Schritt (a)). Die Mikroblasen 5 werden im Entwicklungslösungsfilm 4 erzeugt und einige der Mikroblasen 5 haften an der Oberfläche des Photoresistfilms 2. Die Größe der Mikroblasen 5 ist mehrere µm bis mehrere zehn µm.
Anschließend wird die Klinge 13 entlang der Oberfläche des Entwicklungslösungsfilms 4 auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 bewegt (Schritt (b)). Ein Spitzenabschnitt der Klinge 13 kommt mit der Oberfläche des Entwicklungslösungsfilms 4 in Kontakt und die Bewegung der Klinge 13 schiebt die Oberflächenseite des Entwicklungslösungsfilms 4 auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 nach außen, wodurch die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf den Bereich von 1 µm bis 6 µm verringert werden kann. Wie in 3C gezeigt, ist die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 geringer als die Größe der Mikroblasen 5, was zum Entschäumen der Mikroblasen 5 führt. Der Zustand wird für die vorbestimmte Zeit wartend beibehalten und anschließend wird die Spüllösung aufgetropft. Dies verringert die Konzentration der Entwicklungslösung und der Entwicklungslösungsfilm 4 wird schließlich durch die Spüllösung ersetzt, um die Entwicklung zu stoppen.
In einem Fall, in dem die Größe der zu entschäumende Mikroblasen 5 klein ist und die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf ungefähr 1 µm verringert werden muss, wird Feuchtigkeit verdampft und die Konzentration der Entwicklungslösung nimmt zu, wodurch eine hohe Möglichkeit besteht, dass eine ungleichmäßige Entwicklung auftritt. Um dies zu verhindern, ist es bevorzugt, wie in 3D gezeigt, die Entwicklungslösung 3 erneut unmittelbar nach dem Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 aufzutropfen (Schritt (c)). In dieser Weise wird die Zeit zum Tränken mit der Entwicklungslösung 3 mit einer hohen Konzentration verkürzt, was den gleichmäßigen Entwicklungsprozess ermöglicht.
Wie vorstehend beschrieben, wird im Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform in Schritt (b) die Klinge 13 entlang der Oberfläche des Entwicklungslösungsfilms 4 bewegt, der auf dem Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 auf den Bereich von 1 µm bis 6 µm zu verringern. Aus diesem Grund können die Mikroblasen 5 weiter verringert werden und somit kann der Musterdefekt weiter verringert werden. Das Unterdrücken eines Anstiegs der Konzentration der Entwicklungslösung 3 kann überdies das Auftreten einer ungleichmäßigen Entwicklung unterdrücken.
In Schritt (c) wird die Entwicklungslösung 3 erneut auf das Siliziumcarbid-Halbleitersubstrat 1 getropft. Um die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms 4 zu erhöhen, die in Schritt (b) verringert wurde, wird Feuchtigkeit verdampft, um die Zeit des Tränkens mit der Entwicklungslösung 3 mit einer hohen Konzentration zu verkürzen, was den gleichmäßigen Entwicklungsprozess ermöglicht. Ferner verhindert der dünne Entwicklungslösungsfilm 4 mit maximal 6 µm ohne die Mikroblasen 5, dass die Mikroblasen 5 an der Oberfläche des Photoresistfilms 2 haften, selbst wenn die Entwicklungslösung 3 anschließend irgendwie aufgetropft wird.
In der ersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der Fall, in dem die vorliegende Erfindung auf die Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung als Beispiel einer Halbleitervorrichtung angewendet wird, beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist breit auf eine Halbleitervorrichtung mit einem anderen Verbundhalbleiter anwendbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können außerdem innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung die obigen bevorzugten Ausführungsformen beliebig kombiniert werden oder jede bevorzugte Ausführungsform kann geeignet verändert oder weggelassen werden.
Obwohl die Erfindung im Einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorangehende Beschreibung in allen Aspekten erläuternd und nicht einschränkend. Daher können selbstverständlich zahlreiche Modifikationen und Veränderungen entwickelt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das einen Photolithographieprozess umfasst, wobei der Photolithographieprozess einen Entwicklungslösungs-Tränkprozess umfasst, und der Entwicklungslösungs-Tränkprozess die folgenden Schritte umfasst: (a) Tropfen einer Entwicklungslösung (3) auf ein Halbleitersubstrat (1) und Ausbilden eines Entwicklungslösungsfilms (4) so, dass er eine Filmdicke von mehr als 6 µm aufweist; und (b) Verringern der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) auf 6 µm oder weniger, so dass die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) auf weniger als eine Größe von Mikroblasen (5) eingestellt wird, die im Entwicklungslösungsfilm (4) erzeugt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in Schritt (b) die Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) auf einen Bereich von 1 µm bis 6 µm verringert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Entwicklungslösungs-Tränkprozess ferner den Schritt (c) zum erneuten Tropfen einer Entwicklungslösung (3) auf das Halbleitersubstrat (1) und Erhöhen der Filmdicke des Entwicklungslösungsfilms (4) mehr als die Filmdicke in Schritt (b), die verringert wurde, umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei in Schritt (b) das Halbleitersubstrat (1) mit 1000 min^-1 gedreht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei in Schritt (b) die Umdrehungszeit t des Halbleitersubstrats (1) einen nachstehenden Ausdruck erfüllt, in dem h, ρ, ω und η die Filmdicke, die Schwerkraft, die Anzahl von Umdrehungen pro Minute und die Viskosität darstellen. $h = \frac{1}{\sqrt{4 k t}}$
$k = \frac{ρ ω^{2}}{3 η}$
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei in Schritt (b) eine Klinge (13) entlang einer Oberfläche des Entwicklungslösungsfilms (4) bewegt wird, der auf dem Halbleitersubstrat (1) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Halbleitervorrichtung eine Siliziumcarbid-Halbleitervorrichtung ist.