JP2009295716A - 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レジスト膜の縁の膜質が縁以外の膜質と同じ状態で液浸露光できると共に、レジスト膜の縁を効果的に除去できる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、被加工膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜をベークし、レジスト膜を液侵露光し、レジスト膜をポストエクスポージャベークし、レジスト膜を現像し、ポストエクスポージャベークした後にレジスト膜の縁を除去することを特徴とする。また、基板処理装置は、被加工膜上に形成されたレジスト膜の縁を周辺露光する周辺露光装置と、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後であって現像する前に、レジスト膜の縁を加熱する加熱装置と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図4
【解決手段】半導体装置の製造方法は、被加工膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜をベークし、レジスト膜を液侵露光し、レジスト膜をポストエクスポージャベークし、レジスト膜を現像し、ポストエクスポージャベークした後にレジスト膜の縁を除去することを特徴とする。また、基板処理装置は、被加工膜上に形成されたレジスト膜の縁を周辺露光する周辺露光装置と、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後であって現像する前に、レジスト膜の縁を加熱する加熱装置と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。
半導体素子の製造方法は、一般に、シリコンウェーハ上に被加工膜として複数の物質を堆積し、その被加工膜を所望のパターンにパターニングする一連の工程を多数含む。この被加工膜をパターニングする工程について以下に説明する。まず、一般にレジストと呼ばれる感光性物質を被加工膜上に塗布してレジスト膜を形成する。次に、このレジスト膜の所定の領域を露光する。次に、レジスト膜の露光領域または未露光領域の何れかを現像処理により除去してレジストパターンを形成する。さらに、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて、被加工膜をドライエッチングする。これにより、被加工膜にパターンを形成する。
近年、パターンの微細化に伴い、高NA(開口数)化が可能な液浸リソグラフィーが使用されるようになってきている。この液浸リソグラフィーでは、露光用レンズとレジスト膜の表面との間を液浸用の液体(例えば純水)で満たして液浸露光する。また、液浸リソグラフィーでは、露光用レンズと液浸用の液体とをレジスト膜の表面に沿ってスキャンして所定の範囲を液浸露光するスキャン露光が行われている。そこで、液浸用の液体と接することを考慮すると共に、露光用レンズと液浸用の液体とを高速にスキャンするために、液浸リソグラフィープロセス対応のレジスト膜(トップコートレスレジスト膜)が開発されている。
また、液浸露光した後、レジスト膜の縁(つまりウェーハ表面上に形成されたレジスト膜のうち、ウェーハ面内の周辺部に存在する部分)は露光されずに未露光領域となる。ポジ型レジストを用いた場合、この未露光領域は現像処理によっては除去されず残存してしまう。そこで、予めレジスト膜の縁を周辺露光(WEE;Wafer Edge Exposure)してから液浸露光し、その後に現像して、レジスト膜の縁を除去している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来通りに液浸露光する前に周辺露光した場合、液浸露光する時にレジスト膜の縁の膜質が縁以外の膜質とは異なっているという問題があった。
特開2006−235230号公報
本発明の目的は、レジスト膜の縁の膜質が縁以外の膜質と同じ状態で液浸露光できると共に、レジスト膜の縁を効果的に除去できる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することにある。
本願発明の一態様によれば、被加工膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜をベークし、前記レジスト膜を液侵露光し、前記レジスト膜をポストエクスポージャベークし、前記レジスト膜を現像し、前記ポストエクスポージャベークした後に前記レジスト膜の縁を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
また、本願発明の他の一態様によれば、被加工膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜をベークし、前記レジスト膜を液侵露光し、前記レジスト膜の縁を周辺露光し、前記レジスト膜をポストエクスポージャベークし、前記レジスト膜を現像し、前記液浸露光した後であって、前記ポストエクスポージャベークする前に前記レジスト膜を冷却することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
また、本願発明の他の一態様によれば、被加工膜上に形成されたレジスト膜の縁を周辺露光する周辺露光装置と、前記周辺露光するのと同時に、または前記周辺露光した後であって前記レジスト膜を現像する前に、前記レジスト膜の前記縁を加熱する加熱装置と、を備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。
本発明によれば、レジスト膜の縁の膜質が縁以外の膜質と同じ状態で液浸露光できると共に、レジスト膜の縁を効果的に除去できる。
本発明の実施形態の説明に先立ち、発明者が本発明をなすに至った経緯について説明する。以下、本明細書においてレジスト膜とは、液浸リソグラフィープロセス対応のレジスト膜(トップコートレスレジスト膜)を表す。
発明者は、背景技術の項で述べた様に、液浸露光する前に周辺露光した場合、液浸露光する時にレジスト膜の縁の膜質が変化しており、縁以外の膜質とは異なっていることに気付いた。そのため、縁の膜質が変化したレジスト膜をスキャン露光方式により液浸露光すると、レジスト膜の縁が原因となって液浸用の液体が漏れることを発明者は独自に知得した。また、液浸用の液体が漏れると、漏れた液体が原因でウェーハの温度変化が引き起こされ、例えばフォーカスずれなど、液浸露光に悪影響が及ぼされることを発明者は独自に知得した。
発明者は、背景技術の項で述べた様に、液浸露光する前に周辺露光した場合、液浸露光する時にレジスト膜の縁の膜質が変化しており、縁以外の膜質とは異なっていることに気付いた。そのため、縁の膜質が変化したレジスト膜をスキャン露光方式により液浸露光すると、レジスト膜の縁が原因となって液浸用の液体が漏れることを発明者は独自に知得した。また、液浸用の液体が漏れると、漏れた液体が原因でウェーハの温度変化が引き起こされ、例えばフォーカスずれなど、液浸露光に悪影響が及ぼされることを発明者は独自に知得した。
上記現象について、図1を参照してより詳細に説明する。図1は、液浸露光する前に周辺露光した場合のレジスト膜の状態を示す断面図である。同図は、ウェーハ1枚の断面を模式的に表す。同図に示す様に、ウェーハ10上の未露光のレジスト膜11の縁15には、周辺露光により生じた周辺露光領域11aが存在している。この状態で液浸露光用ノズル13をレジスト膜11及び周辺露光領域11aの表面に沿ってスキャンして、レジスト膜11に対して液浸露光する場合について考える。この場合、周辺露光領域11aの上部を液浸露光用ノズル13が通過すると、液浸露光用ノズル13とレジスト膜11との間に存在する液浸用の液体が周辺露光領域11aを介して漏れる様になる。
この液体の漏れは、次の様に説明できることを発明者は独自に知得した。即ち、液浸露光用ノズル13がスキャンされても、未露光のレジスト膜11はその表面に液浸用の液体が残存しない膜質を有している。しかし、周辺露光領域11aは露光が完了しているので未露光のレジスト膜11の膜質から変化している。そのため、スキャン動作によって液浸露光用ノズル13が周辺露光領域11aの上部を通過した後に、周辺露光領域11aの表面に液浸用の液体が残存してしまう。従って、その残存した液体がウェーハ10の外部に漏れ出す。
上記問題を解決するために、液浸露光した後であってポストエクスポージャベークする前に周辺露光する方法が考えられる。しかし、発明者は、この方法では液浸露光した後にポストエクスポージャベークを開始するまでの時間が長くなるので、新たな問題が生じることにも気付いた。つまり、この方法ではレジスト膜の液浸露光した領域での化学反応の進行に変化が生じてパターン寸法が設計値とは異なってしまうポストエクスポージャディレイ(PED;Post Exposure Delay)が問題となることを発明者は知得した。
発明者は、上述した独自の知得に基づいて本発明をなすに至った。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。
以下の実施形態では、液浸露光する前に周辺露光せずにレジスト膜の縁を除去することを基本的な原理とする。即ち、図2に示す様に、レジスト膜11の縁15の膜質が縁15以外の膜質と同じ状態で液浸露光して、液浸露光している間に縁15を介した液漏れが発生しない様にする。
また、以下の実施形態では、シリコンなどの半導体基板上に形成されたシリコン酸化膜等の層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する一例について説明する。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。
以下の実施形態では、液浸露光する前に周辺露光せずにレジスト膜の縁を除去することを基本的な原理とする。即ち、図2に示す様に、レジスト膜11の縁15の膜質が縁15以外の膜質と同じ状態で液浸露光して、液浸露光している間に縁15を介した液漏れが発生しない様にする。
また、以下の実施形態では、シリコンなどの半導体基板上に形成されたシリコン酸化膜等の層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する一例について説明する。
(第1の実施形態)
図3〜図5を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
図3、図4は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、同図はウェーハ1枚の断面を模式的に示す。
図3〜図5を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
図3、図4は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、同図はウェーハ1枚の断面を模式的に示す。
[工程1]
まず、図3(a)に示すウェーハ(シリコン基板)10上に、有機系下層膜31を所定の膜厚となるようにスピンコートにより形成する(図3(b))。その後、ベーキング処理を行う。次に、有機系下層膜31の上に、シリコン含有中間膜32を所定の膜厚となるようにスピンコートにより形成する(図3(c))。その後、ベーキング処理を行う。
まず、図3(a)に示すウェーハ(シリコン基板)10上に、有機系下層膜31を所定の膜厚となるようにスピンコートにより形成する(図3(b))。その後、ベーキング処理を行う。次に、有機系下層膜31の上に、シリコン含有中間膜32を所定の膜厚となるようにスピンコートにより形成する(図3(c))。その後、ベーキング処理を行う。
[工程2]レジスト膜形成
次に、ArF用のポジ型トップコートレスレジスト材料をスピンコートして、レジスト膜11を所定の膜厚となるように形成する(図3(d))。
次に、ArF用のポジ型トップコートレスレジスト材料をスピンコートして、レジスト膜11を所定の膜厚となるように形成する(図3(d))。
[工程3]ベーク
次に、ベーキング処理を約125℃で約60秒間行う。
次に、ベーキング処理を約125℃で約60秒間行う。
[工程4]液浸露光(パターン露光)
次に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置を用いてArFエキシマレーザー40をレジスト膜11の所定の領域に照射して液浸露光する(図4(a))。この液浸露光は、所定のハーフトーンマスクを用いて、液浸露光用ノズルをウェーハ10の面内方向にスキャンして行う(スキャン露光)。この液浸露光により、ハーフトーンマスクに応じたパターンを有する露光領域11bをレジスト膜11に形成する。
次に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置を用いてArFエキシマレーザー40をレジスト膜11の所定の領域に照射して液浸露光する(図4(a))。この液浸露光は、所定のハーフトーンマスクを用いて、液浸露光用ノズルをウェーハ10の面内方向にスキャンして行う(スキャン露光)。この液浸露光により、ハーフトーンマスクに応じたパターンを有する露光領域11bをレジスト膜11に形成する。
[工程5]ポストエクスポージャベーク
次に、ベーキング処理を約115℃で約60秒間行う。
次に、ベーキング処理を約115℃で約60秒間行う。
[工程6]現像
次に、所定の濃度のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、パドル現像を所定の時間行う。このパドル現像によりレジスト膜11の露光領域11bを除去して、未露光領域からなるパターンを得る(図4(b))。
次に、所定の濃度のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、パドル現像を所定の時間行う。このパドル現像によりレジスト膜11の露光領域11bを除去して、未露光領域からなるパターンを得る(図4(b))。
[工程7]レジスト膜の縁の除去(エッジカット)
その後、例えばシンナー(有機溶媒)を用いてレジスト膜11の縁15を除去する(図4(c))。除去するレジスト膜の幅は例えば約1mmである。
その後、例えばシンナー(有機溶媒)を用いてレジスト膜11の縁15を除去する(図4(c))。除去するレジスト膜の幅は例えば約1mmである。
ここで、図5を参照して上記工程7について更に説明する。
図5(a)は、レジスト膜の縁を除去する様子を表す断面図である。同図に示す様に、ウェーハ10を回転させながら吐出装置51からシンナー50をレジスト膜11の縁15に対して吐出する。これにより、シンナー50をレジスト膜11cに塗布して、レジスト膜11cを溶解して除去する。つまり、レジスト膜11の縁15は、ウェーハ10の外周に沿って円形に除去される。
図5(a)は、レジスト膜の縁を除去する様子を表す断面図である。同図に示す様に、ウェーハ10を回転させながら吐出装置51からシンナー50をレジスト膜11の縁15に対して吐出する。これにより、シンナー50をレジスト膜11cに塗布して、レジスト膜11cを溶解して除去する。つまり、レジスト膜11の縁15は、ウェーハ10の外周に沿って円形に除去される。
以上の形成方法により、例えば約45nm間隔のライン・アンド・スペース(L/S)のレジストパターンを形成できる。
上記工程に続き、レジストパターンをマスクとしてシリコン含有中間膜32をドライエッチングする工程やイオン注入工程などの一連の工程を行い、半導体装置が形成される。
上記工程に続き、レジストパターンをマスクとしてシリコン含有中間膜32をドライエッチングする工程やイオン注入工程などの一連の工程を行い、半導体装置が形成される。
本実施形態によれば、液浸露光する前に周辺露光しないので、レジスト膜11の縁15の膜質が縁15以外の膜質と同じ状態で液浸露光できる。従って、液浸露光している間にレジスト膜11の縁15を介して液浸用の液体が漏れない。その上で、レジスト膜11の縁15を効果的に除去できる。
また、本実施形態によれば、液浸露光後に短時間でポストエクスポージャベークを開始できる。従って、ポストエクスポージャディレイが発生し難い。
また、本実施形態によれば、液浸露光後に短時間でポストエクスポージャベークを開始できる。従って、ポストエクスポージャディレイが発生し難い。
(第1の実施形態の変形例)
次に、上述した第1の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、前記レジスト膜の縁の除去(工程7)を、前記ポストエクスポージャベーク(工程5)の後であって前記現像(工程6)の前に行う点が、第1の実施形態と異なる。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
次に、上述した第1の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、前記レジスト膜の縁の除去(工程7)を、前記ポストエクスポージャベーク(工程5)の後であって前記現像(工程6)の前に行う点が、第1の実施形態と異なる。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
この工程7では、第1の実施形態と同様にしてレジスト膜11の縁15の除去が行われる。即ち、図5(b)に示す様に、ウェーハ10を回転させながら吐出装置51からシンナー50をレジスト膜11の縁15に対して吐出する。これにより、シンナー50をレジスト膜11cに塗布して、レジスト膜11cを溶解して除去する。つまり、レジスト膜11の縁15は、ウェーハ10の外周に沿って円形に除去される。
本変形例によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、半導体装置の製造工場などにおいて、半導体装置の生産効率を最適化するために、上述した第1の実施形態とその変形例とを並行して行っても良い。
なお、半導体装置の製造工場などにおいて、半導体装置の生産効率を最適化するために、上述した第1の実施形態とその変形例とを並行して行っても良い。
(第2の実施形態)
次に、図6〜図8を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、以下の工程が第1の実施形態と異なる。即ち、前記ポストエクスポージャベーク(工程5)の後であって前記現像(工程6)の前に、周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後であって前記現像(工程6)の前にレジスト膜の縁を加熱して、その温度を室温よりも高温にする。また、前記工程7は行わない。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
次に、図6〜図8を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、以下の工程が第1の実施形態と異なる。即ち、前記ポストエクスポージャベーク(工程5)の後であって前記現像(工程6)の前に、周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後であって前記現像(工程6)の前にレジスト膜の縁を加熱して、その温度を室温よりも高温にする。また、前記工程7は行わない。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
上述した、周辺露光してレジスト膜の縁を加熱する工程について説明する。この工程は、図6に示す基板処理装置を用いて行われる。
図6は、本実施形態に係る基板処理装置の主要部の構成を表す概略図である。図6(a)は上面図を表し、図6(b)は側面図を表す。同図に示す様に、基板処理装置はヒーター60(加熱装置)を周囲に備えているステージ61と、周辺露光装置62とを備えている。ステージ61は、処理対象のウェーハを上部に保持して回転させる。ヒーター60は、ウェーハ上のレジスト膜の縁を加熱できる位置に配置されている。周辺露光装置62は、移動してレジスト膜の縁を周辺露光する。
なお、同図は周辺露光してレジスト膜の縁を加熱する工程に関係する構成要素のみを示している。また、基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
図6は、本実施形態に係る基板処理装置の主要部の構成を表す概略図である。図6(a)は上面図を表し、図6(b)は側面図を表す。同図に示す様に、基板処理装置はヒーター60(加熱装置)を周囲に備えているステージ61と、周辺露光装置62とを備えている。ステージ61は、処理対象のウェーハを上部に保持して回転させる。ヒーター60は、ウェーハ上のレジスト膜の縁を加熱できる位置に配置されている。周辺露光装置62は、移動してレジスト膜の縁を周辺露光する。
なお、同図は周辺露光してレジスト膜の縁を加熱する工程に関係する構成要素のみを示している。また、基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
次に、ヒーター60の構造の一例について説明する。
図7は、本実施形態に係るヒーター60の構造を表す概略図である。図7(a)に示すヒーター60は、直径が互いに異なる円形の複数の熱線60a〜60cを備えている。これらの熱線60a〜60cは、ウェーハの直径とほぼ同じ直径を有している。通電する熱線60a〜60cの数と位置とを制御することで、このヒーター60はレジスト膜の縁のみを所望の温度に加熱できる。また、別の一例として図7(b)に示すヒーター60は、小型の熱線60dを複数備えている。通電する熱線60dの数と位置とを制御することで、このヒーター60はレジスト膜の縁のみを所望の温度に加熱できる。
図7は、本実施形態に係るヒーター60の構造を表す概略図である。図7(a)に示すヒーター60は、直径が互いに異なる円形の複数の熱線60a〜60cを備えている。これらの熱線60a〜60cは、ウェーハの直径とほぼ同じ直径を有している。通電する熱線60a〜60cの数と位置とを制御することで、このヒーター60はレジスト膜の縁のみを所望の温度に加熱できる。また、別の一例として図7(b)に示すヒーター60は、小型の熱線60dを複数備えている。通電する熱線60dの数と位置とを制御することで、このヒーター60はレジスト膜の縁のみを所望の温度に加熱できる。
図8は、図6の基板処理装置を用いて周辺露光とレジスト膜の縁の加熱とが行われる様子を表す断面図である。前述した様に、ウェーハ10はステージ61とヒーター60との上に載せられる。その他の構成要素は、図4の第1の実施形態及び図6と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
この工程では、まず周辺露光装置62をレジスト膜11の縁15の位置に移動して光を照射し、周辺露光する。この時、ステージ61を用いてウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って円形に周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後にヒーター60を加熱する。これにより、レジスト膜11の縁15のみを加熱(ベーク)して、その温度を室温よりも高温にする。
この工程では、まず周辺露光装置62をレジスト膜11の縁15の位置に移動して光を照射し、周辺露光する。この時、ステージ61を用いてウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って円形に周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後にヒーター60を加熱する。これにより、レジスト膜11の縁15のみを加熱(ベーク)して、その温度を室温よりも高温にする。
ここで、レジスト膜11の縁15を加熱する理由を説明する。一旦ポストエクスポージャベークされると、未露光領域であるレジスト膜11の縁15は、その後に光が照射されるだけでは現像液に十分に溶解する状態まで化学反応が進行し難くなる。そこで、レジスト膜11の縁15の内部での化学反応を十分に進行させるために、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後に、レジスト膜11の縁15の温度を室温よりも高くする。その結果、レジスト膜11の縁15は現像液に十分に溶解する状態まで化学反応が進行した周辺露光領域11aになる。そして、続く現像(工程6)によって、露光領域11bと周辺露光領域11aとを除去する。
本実施形態によれば、液浸露光する前に周辺露光しないので、レジスト膜11の縁15の膜質が縁15以外の膜質と同じ状態で液浸露光できる。従って、液浸露光している間にレジスト膜11の縁15を介して液浸用の液体が漏れない。その上で、レジスト膜11の縁15を効果的に除去できる。
また、本実施形態によれば、液浸露光した後に短時間でポストエクスポージャベークを開始できる。従って、ポストエクスポージャディレイは発生し難い。
また、本実施形態によれば、液浸露光した後に短時間でポストエクスポージャベークを開始できる。従って、ポストエクスポージャディレイは発生し難い。
(第2の実施形態の変形例)
次に、図9,図10を参照して第2の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、ウェーハの周辺部のレジスト膜に赤外線を照射して、その周辺部のレジスト膜の温度を室温よりも高温にする点が第2の実施形態と異なる。その他の工程は第2の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
この周辺露光してレジスト膜の縁の温度を室温よりも高温にする工程について、以下に説明する。この工程は、図9に示す基板処理装置を用いて行われる。
次に、図9,図10を参照して第2の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、ウェーハの周辺部のレジスト膜に赤外線を照射して、その周辺部のレジスト膜の温度を室温よりも高温にする点が第2の実施形態と異なる。その他の工程は第2の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
この周辺露光してレジスト膜の縁の温度を室温よりも高温にする工程について、以下に説明する。この工程は、図9に示す基板処理装置を用いて行われる。
図9は、本実施形態に係る基板処理装置の主要部の構成を表す概略図である。図9(a)は上面図を表し、図9(b)は側面図を表す。同図に示す様に、基板処理装置はステージ90と、赤外線照射装置91(加熱装置)と、周辺露光装置62と、を備えている。ステージ90は、処理対象のウェーハを上部に保持して回転させる。赤外線照射装置91は、移動してウェーハ上のレジスト膜の縁に赤外線を照射して加熱する。周辺露光装置62は、移動してレジスト膜の縁を周辺露光する。
なお、同図は周辺露光してレジスト膜の縁を加熱する工程に関係する構成要素のみを示している。また、基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
なお、同図は周辺露光してレジスト膜の縁を加熱する工程に関係する構成要素のみを示している。また、基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
図10は、図9の基板処理装置を用いて周辺露光とレジスト膜の縁の加熱とが行われる様子を表す断面図である。前述した様に、ウェーハ10はステージ90の上に載せられる。その他の構成は、図4の第1の実施形態及び図9と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
この工程では、まず周辺露光装置62をレジスト膜11の縁15の位置に移動して光を照射し、周辺露光する。この時、ステージ90を用いてウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って円形に周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後に、赤外線照射装置91を移動してレジスト膜11の縁15に赤外線を照射する。これにより、レジスト膜11の縁15のみを加熱してその温度を室温よりも高温にする。赤外線を照射する時にもステージ90によってウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って加熱する。
この工程では、まず周辺露光装置62をレジスト膜11の縁15の位置に移動して光を照射し、周辺露光する。この時、ステージ90を用いてウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って円形に周辺露光する。そして、周辺露光するのと同時に、または周辺露光した後に、赤外線照射装置91を移動してレジスト膜11の縁15に赤外線を照射する。これにより、レジスト膜11の縁15のみを加熱してその温度を室温よりも高温にする。赤外線を照射する時にもステージ90によってウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って加熱する。
本変形例によれば、赤外線によってレジスト膜11の縁15の温度が室温よりも高温に加熱されるので、第2の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、上述した第2の実施形態及び第2の実施形態の変形例において、レジスト膜11の縁15を加熱する時に、冷却装置を用いてレジスト膜11の縁15以外の領域を冷却しても良い。
なお、上述した第2の実施形態及び第2の実施形態の変形例において、レジスト膜11の縁15を加熱する時に、冷却装置を用いてレジスト膜11の縁15以外の領域を冷却しても良い。
(第3の実施形態)
次に、図11を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。
本実施形態では、以下の工程が第1の実施形態と異なる。即ち、前記液浸露光(工程4)後であって前記ポストエクスポージャベーク(工程5)前に、レジスト膜を冷却してレジスト膜を周辺露光する。また、前記工程7は行わない。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
次に、図11を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。
本実施形態では、以下の工程が第1の実施形態と異なる。即ち、前記液浸露光(工程4)後であって前記ポストエクスポージャベーク(工程5)前に、レジスト膜を冷却してレジスト膜を周辺露光する。また、前記工程7は行わない。その他の工程は第1の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
このレジスト膜を冷却して、周辺露光する工程について説明する。この工程は、冷却装置を備える基板処理装置を用いて行われる。
図11は、基板処理装置を用いて周辺露光とレジスト膜の冷却とが行われる様子を表す断面図である。ウェーハ10はステージを兼ねる冷却装置110の上に載せられる。周辺露光装置62は、移動してレジスト膜11の縁15を周辺露光する。その他の構成要素は、図4の第1の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
図11は、基板処理装置を用いて周辺露光とレジスト膜の冷却とが行われる様子を表す断面図である。ウェーハ10はステージを兼ねる冷却装置110の上に載せられる。周辺露光装置62は、移動してレジスト膜11の縁15を周辺露光する。その他の構成要素は、図4の第1の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
この工程では、レジスト膜11と、液浸露光(工程4)により形成された露光領域11bとを冷却装置110を用いて冷却し、その温度を室温よりも低温にする。そして、この状態で周辺露光装置62をレジスト膜11の縁15の位置に移動して光を照射し、周辺露光する。この時、ステージ61を用いてウェーハ10を回転させて、レジスト膜11の縁15をウェーハ10の外周に沿って円形に周辺露光する。この周辺露光により、周辺露光領域11aが形成される。なお、冷却処理は、液浸露光(工程4)後であってポストエクスポージャベーク(工程5)前であれば、周辺露光する前後に関わらずいつ開始しても良い。ただし、液浸露光した後に短時間で冷却処理を開始した方がポストエクスポージャディレイは発生し難くなる。
冷却処理を停止した後に、ポストエクスポージャベーク(工程5)以降の処理を行う。そして、現像(工程6)によって、露光領域11bと周辺露光領域11aとを除去する。
冷却処理を停止した後に、ポストエクスポージャベーク(工程5)以降の処理を行う。そして、現像(工程6)によって、露光領域11bと周辺露光領域11aとを除去する。
本実施形態によれば、液浸露光する前に周辺露光しないので、レジスト膜11の縁15の膜質が縁15以外の膜質と同じ状態で液浸露光できる。従って、液浸露光している間にレジスト膜11の縁15を介して液浸用の液体が漏れない。その上で、レジスト膜11の縁15を効果的に除去できる。
また、液浸露光した後にレジスト膜11と露光領域11bの温度が室温よりも低温になるので、液浸露光で形成された露光領域11bに発生している酸の活性エネルギーを低下させることができる。従って、レジスト膜11と露光領域11bでの化学反応の進行が遅くなるので、ポストエクスポージャディレイが発生し難くなる。
なお、同図は周辺露光と冷却とに関係する構成要素のみを示している。また、冷却装置を備える基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
また、液浸露光した後にレジスト膜11と露光領域11bの温度が室温よりも低温になるので、液浸露光で形成された露光領域11bに発生している酸の活性エネルギーを低下させることができる。従って、レジスト膜11と露光領域11bでの化学反応の進行が遅くなるので、ポストエクスポージャディレイが発生し難くなる。
なお、同図は周辺露光と冷却とに関係する構成要素のみを示している。また、冷却装置を備える基板処理装置は、塗布現像装置であっても良く、露光装置であっても良い。
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
例えば、シリコンウェーハ上に形成された酸化膜、窒化膜、拡散層、または配線層などの上にレジストパターンを形成しても良い。
例えば、シリコンウェーハ上に形成された酸化膜、窒化膜、拡散層、または配線層などの上にレジストパターンを形成しても良い。
10 シリコン基板、11,11c レジスト膜、11a 周辺露光領域、11b 露光領域、31 有機系下層膜、32 シリコン含有中間膜、50 シンナー、51 吐出装置、60 ヒーター、61,90 ステージ、62 周辺露光装置、91 赤外線照射装置、110 冷却装置
Claims (5)
- 被加工膜上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をベークし、
前記レジスト膜を液侵露光し、
前記レジスト膜をポストエクスポージャベークし、
前記レジスト膜を現像し、
前記ポストエクスポージャベークした後に前記レジスト膜の縁を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記レジスト膜の前記縁の前記除去は、
前記レジスト膜の前記縁に有機溶媒を塗布して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記レジスト膜の前記縁の前記除去は、
前記ポストエクスポージャベークした後であって前記現像する前に、前記レジスト膜の前記縁を周辺露光し、
前記周辺露光するのと同時に、または前記周辺露光した後であって前記現像する前に、前記レジスト膜の前記縁を加熱し、
前記現像により行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 被加工膜上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜をベークし、
前記レジスト膜を液侵露光し、
前記レジスト膜の縁を周辺露光し、
前記レジスト膜をポストエクスポージャベークし、
前記レジスト膜を現像し、
前記液浸露光した後であって、前記ポストエクスポージャベークする前に前記レジスト膜を冷却することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 被加工膜上に形成されたレジスト膜の縁を周辺露光する周辺露光装置と、
前記周辺露光するのと同時に、または前記周辺露光した後であって前記レジスト膜を現像する前に、前記レジスト膜の前記縁を加熱する加熱装置と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
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