JP2007194454A - Method of development of resist and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a resist developing method and a semiconductor device manufacturing method.
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。 In the wafer process step, a resist pattern is formed by a photolithography technique. The resist pattern is used as a mask for etching the base layer and a mask for ion implantation. The resist pattern includes, for example, a resist coating process in which a photoresist is applied onto an underlayer on the wafer surface, an exposure process in which a photomask pattern is transferred to the applied photoresist, and a developer is dropped onto the exposed photoresist. And a developing process for revealing the latent pattern.
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。
FIG. 2 is a time chart showing a photoresist development sequence according to a conventional example. The development processing along this time chart is performed using a spin coater 10 provided with a dropping
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。
As shown in FIG. 2, in the development sequence according to the conventional example, first, the wafer W is stepwise rotated by rotating the chuck stage 1, which sucks and fixes the vicinity of the center of the back surface of the wafer W, about the
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。
Here, as shown in FIG. 2, in the conventional example, the dropping of the developing solution 13 (that is, liquid accumulation) is performed for 0.3 seconds in a state where the wafer W is stopped. Next, while dropping the developing
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。
In this conventional example, a development sequence using a type of apparatus (that is, a nozzle fixed type spin coater) that drips developer from the tip of the nozzle position is described. There are things other than the nozzle fixing system. For example, Patent Document 1 describes a developing sequence using a device of a type in which a developer is dropped from its tip while moving a nozzle in the horizontal direction (that is, a scanning spin coater 10).
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。
By the way, in the above conventional example, the
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。
When bubbles or
Therefore, the present invention has been made paying attention to such a problem to be solved, so that the entire surface of the photoresist can be wetted with the developer with high reproducibility while suppressing the amount of the developer used. An object of the present invention is to provide a resist development method and a semiconductor device manufacturing method.
〔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。 [Invention 1] In order to achieve the above object, the resist development method of Invention 1 rotates a wafer having a photoresist exposed with a predetermined pattern on its surface while increasing the number of rotations from a low speed to a high speed. A method of developing the photoresist by dropping a developer from a plurality of nozzles arranged along the diameter of the wafer toward the photoresist on the rotating wafer surface, The position of the nozzle is fixed above the wafer so that the center of the wafer and the center of the nozzle array overlap in a plan view, and the developer is dropped before the wafer reaches the high speed rotation. Instead, the developer is dropped after the wafer reaches the high speed rotation. Here, “the diameter of the wafer” is a line segment having both ends on the outer periphery through the center of the wafer. The “high-speed rotation” is, for example, a rotation of 900 [rpm] or more and 1100 [rpm] or less, preferably 1000 [rpm].
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。 According to the resist development method of the first aspect, even if bubbles are included in the dropped developer from the beginning, or microbubbles are generated due to collisions between the developers spreading on the surface of the photoresist, these are rotated at high speed. Therefore, the entire surface of the photoresist can be wetted with the developer with high reproducibility while suppressing the amount of the developer used.
〔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。
[Invention 2] The resist development method of
According to the resist development method of the second aspect, not only the centrifugal force but also the developer can be directly supplied from the nozzle to a wide area from the center to the outer periphery of the wafer, so that the entire surface of the photoresist can be made in a shorter time. Can be wetted with developer. Therefore, it is possible to contribute to an improvement in throughput put of development processing.
〔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。
[Invention 3] A method of manufacturing a semiconductor device according to Invention 3 uses a step of applying a photoresist to the surface of a wafer, a step of exposing a predetermined pattern to the photoresist, and a resist development method of Invention 1 or
With such a configuration, since the resist development methods of
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a time chart showing a photoresist development sequence according to an embodiment of the present invention. The development processing along this time chart is performed using a nozzle fixed spin coater 10 as in the conventional example.
That is, as shown in FIG. 3A, the spin coater 10 used in the present embodiment includes a dropping
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。
As shown in FIG. 1, in the development sequence according to the present embodiment, first, the chuck stage 1 that is sucked and fixed near the center of the back surface of the wafer W is rotated about its
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。
Next, when the rotation speed of the chuck stage 1 and the wafer W reaches around 1000 [rpm], the rotation speed is maintained, for example, for 1.0 second from all the
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。
The subsequent steps are the same as the conventional development sequence (see FIG. 2). That is, a method (so-called paddle development) is performed on the wafer W wet with the
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。
As described above, according to the resist developing method according to the embodiment of the present invention, the
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。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, a
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。
In this embodiment, the dropping
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 1 Chuck Stage, 2 Rotating Axis, 5 Dropping Nozzle, 5a Nozzle, 11 Photoresist, 13 Developer, 15 Micro Bubble, W Wafer
Claims (3)
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。 A wafer having a photoresist with a predetermined pattern exposed on the surface is rotated while increasing the number of rotations from a low speed rotation to a high speed rotation, and rotated from a plurality of nozzles arranged along the diameter of the wafer. A method of developing the photoresist by dripping a developer toward the photoresist on the wafer surface,
The position of the nozzle is fixed above the wafer so that the center of the wafer and the center of the array of nozzles overlap in plan view,
A resist developing method, wherein the developer is not dropped before the wafer reaches the high-speed rotation, and the developer is dropped after the wafer reaches the high-speed rotation.
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。 Applying a photoresist to the surface of the wafer;
Exposing the photoresist to a predetermined pattern;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: developing the photoresist exposed to the predetermined pattern using the resist developing method according to claim 1.
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