JPH08264418A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH08264418A
JPH08264418A JP6557295A JP6557295A JPH08264418A JP H08264418 A JPH08264418 A JP H08264418A JP 6557295 A JP6557295 A JP 6557295A JP 6557295 A JP6557295 A JP 6557295A JP H08264418 A JPH08264418 A JP H08264418A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
positive resist
integrated circuit
circuit device
manufacturing
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JP6557295A
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English (en)
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Noboru Moriuchi
昇 森内
Toshihiko Onozuka
利彦 小野塚
Kazuyuki Watanabe
和幸 渡辺
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レジスト剥がれによる異物の発生を低減して
半導体製造の歩留まりを向上させる。 【構成】 半導体ウエハ1の表面にレジストパターンを
形成する際、高濃度アルカリ溶液吐出用ノズル8から、
現像工程で用いられる露光部のポジ型レジストを除去す
るアルカリ溶液よりも濃度の高い高濃度アルカリ溶液を
半導体ウエハ1の裏面に吐出させ、これを半導体ウエハ
1の表面に回り込ませることによって、半導体ウエハ1
上に塗布されたポジ型レジスト4のうち、周縁部のポジ
型レジスト4を溶解して除去し、周縁部のポジ型レジス
ト4の剥がれによる異物の発生を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造方法に関し、特に、半導体ウエハ上にポジ型レジス
トによって所定のレジストパターンを形成するフォトリ
ソグラフィ技術に適用して有効な技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】フォトリソグラフィ技術は、例えば、エ
チレンセロソルブアセテートなどの有機溶剤で薄められ
た樹脂および感光剤から成るポジ型感光性有機高分子材
料(ポジ型レジスト)を半導体ウエハ上に塗布する塗布
工程、所定の集積回路の設計パターンを描いたマスクを
通して露光光をポジ型レジストに照射する露光工程、ベ
ーキングによってポジ型レジストから有機溶剤を除去す
るベーク工程、ポジ型レジストの露光光で照射された露
光部をアルカリ水溶液から成る現像液で溶解して除去
し、レジストパターンを形成する現像工程によって構成
される。
【0003】なお、この種のフォトリソグラフィで使用
するレジスト処理装置については、工業調査会、平成5
年11月20日発行の「超LSI製造・試験ガイドブッ
ク」P76〜P80などに記載がある。
【0004】しかし、前記フォトリソグラフィ技術にお
いては、半導体ウエハ上に塗布されたポジ型レジストの
うち、周縁部のポジ型レジストおよび裏面に付着したポ
ジ型レジストが剥がれ、これが異物となって半導体ウエ
ハの表面に付着するため、半導体集積回路装置の欠陥密
度が増して、製品の歩留まりの低下が生じている。
【0005】この対策として、本発明者は、半導体ウエ
ハ表面の周縁部のポジ型レジストおよび裏面に付着した
ポジ型レジストを除去して、異物の発生を抑える検討を
行なった。以下は、本発明者によって検討された技術で
あり、その概要は次のとおりである。
【0006】すなわち、ポジ型レジストが塗布された半
導体ウエハを回転させながら、半導体ウエハの裏面の下
部に設置された有機溶剤吐出用ノズルからエチレンセロ
ソルブアセテートなどのポジ型レジストを溶解すること
のできる有機溶剤を吐出させる。
【0007】この有機溶剤によって半導体ウエハの裏面
に付着したポジ型レジスト(図示せず)を溶解して除去
すると同時に、有機溶剤を半導体ウエハの表面に回り込
ませることによって、半導体ウエハ上に塗布されたポジ
型レジストのうち、周縁部のポジ型レジストを溶解して
除去する。
【0008】しかし、有機溶剤によってポジ型レジスト
を除去する前記方法では、半導体ウエハの裏面に付着し
たポジ型レジストは除去できるが、表面側は、ポジ型レ
ジストが除去された周縁部の幅が狭く、ポジ型レジスト
の剥がれを防止するために必要とする十分な幅が得られ
ないため、異物の発生を防止する効果が弱い。
【0009】そこで、一旦、有機溶剤によって半導体ウ
エハ上の周縁部のポジ型レジストを除去した後、さらに
半導体ウエハ上の所定の周縁領域に露光光を照射し、こ
の周縁領域を現像工程にて現像液で溶解させることによ
り、半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジストを所定の
幅で除去することが考えられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジストを除去
する前記方法において以下の問題があることを見いだし
た。
【0011】すなわち、有機溶剤によって半導体ウエハ
上の周縁部のポジ型レジストを溶解すると、ポジ型レジ
ストを構成する樹脂および感光剤のうち、樹脂の低分子
量成分および感光剤は有機溶剤に溶出するが、樹脂の高
分子量成分は溶出せずに残ってしまう。
【0012】樹脂のこの高分子量成分は、後に露光光を
照射し、次いで現像液に浸しても除去できず、半導体ウ
エハ上の周縁部に残り、これが剥がれて製品の歩留まり
を低下させる異物となる。
【0013】本発明の目的は、半導体集積回路装置の製
造工程における歩留まりを向上させることにある。
【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
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。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0016】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、半導体ウエハ上にポジ型レジストを塗布す
る塗布工程、所定の設計パターンを描いたマスクを通し
て露光光を前記ポジ型レジストに照射する露光工程、前
記ポジ型レジストをべーキングするベーク工程、前記ポ
ジ型レジストの露光部を第1のアルカリ溶液で除去する
現像工程、前記半導体ウエハ上の周縁部の前記ポジ型レ
ジストを、前記現像工程で用いる前記アルカリ溶液より
も濃度の高い第2のアルカリ溶液で除去する周縁除去工
程を有している。
【0017】
【作用】上記した手段によれば、高濃度のアルカリ溶液
によって、ポジ型レジストを構成する樹脂の低分子量成
分および感光剤だけでなく、樹脂の高分子量成分も溶解
することができ、半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジ
ストを完全に取り除くことができるので、ポジ型レジス
トの剥離による半導体ウエハ上の異物の発生を低減する
ことができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0019】本発明の一実施例である半導体ウエハ上の
周縁部のポジ型レジストを除去する方法を図1および図
2を用いて説明する。
【0020】まず、レジスト塗布装置のカップと呼ばれ
る容器内で、半導体ウエハ上に有機溶剤で薄められた樹
脂および感光剤から構成されるポジ型レジストを滴下し
た後、半導体ウエハを数1000rpmで回転させ、ポ
ジ型レジストを薄膜状に成型する(塗布工程)。
【0021】次に、図1に示すように、同一のレジスト
塗布装置のカップ(図示せず)内で半導体ウエハ1を回
転させながら、半導体ウエハ1の裏面の下部に設置され
た有機溶剤吐出用ノズル2から、例えば、エチレンセロ
ソルブアセテートなどの有機溶剤3を吐出させる。この
有機溶剤3によって、半導体ウエハ1の裏面に付着した
ポジ型レジスト(図示せず)を溶解して除去すると同時
に、有機溶剤3を半導体ウエハ1の表面に回り込ませる
ことによって、半導体ウエハ1上に塗布されたポジ型レ
ジスト4のうち、周縁部のポジ型レジスト4を溶解して
除去する(裏面除去工程)。
【0022】次に、所定の集積回路の設計パターンを描
いたマスクを通して露光光を半導体ウエハ1上のポジ型
レジスト4に照射した後(露光工程)、ベーキングによ
ってポジ型レジスト4からレジスト中の有機溶剤を除去
する(ベーク工程)。次に、マスクを通して半導体ウエ
ハ1上の所定の周縁領域に露光光を照射する(周縁露光
工程)。
【0023】次に、図2に示すように、現像装置のカッ
プ5内の基板保持用チャック6上に半導体ウエハ1を設
置し、この半導体ウエハ1の表面の上部に設けられた現
像液滴下用ノズル7から低濃度アルカリ溶液である濃度
2.38%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド(TMAH)溶液を吐出させ、半導体ウエハ1上のポ
ジ型レジスト4をこのTMAH溶液に浸す(現像工
程)。
【0024】これによって、露光光で照射された露光部
のポジ型レジスト4が溶解して除去されるので、半導体
ウエハ1上のポジ型レジスト4に設計パターンを形成す
ると同時に、半導体ウエハ1上の周縁部のポジ型レジス
ト4を所定の幅で除去できる。
【0025】続いて、同一の現像装置のカップ5内で、
半導体ウエハ1の裏面の下部に設置された高濃度アルカ
リ溶液吐出用ノズル8から溶液が吐出するバックリンス
方式によって、高濃度アルカリ溶液である濃度2.5%以
上のTMAH溶液を吐出させ、このTMAH溶液を半導
体ウエハ1の表面に回り込ませることによって、半導体
ウエハ1上の周縁部のポジ型レジスト4を完全に溶解し
て除去する(周縁除去工程)。
【0026】最後に、同一の現像装置のカップ5内で、
半導体ウエハ1の裏面の下部に設置された純水吐出用ノ
ズル9から純水を吐出して、半導体ウエハ1を洗浄す
る。
【0027】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
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。
【0028】例えば、前記実施例では、高濃度アルカリ
溶液によって半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジスト
を除去する周縁除去工程を、現像工程の後に行なった
が、現像工程の前に行なってもよく、この場合も現像工
程の後に行なった場合と同様な効果が得られる。
【0029】また、前記実施例では、高濃度アルカリ溶
液による半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジストを除
去する周縁除去工程は、現像工程の後に行なったが、裏
面除去工程の後に行なってもよく、この場合も現像工程
の後に行なった場合と同様な効果が得られる。なお、こ
の際、半導体ウエハ上にポジ型レジストを塗布するレジ
スト塗布装置を用いて、高濃度アルカリ溶液を半導体ウ
エハへ吐出させてもよい。
【0030】また、前記実施例では、半導体ウエハ上の
周縁部への高濃度アルカリ溶液の吐出に、半導体ウエハ
の裏面の下部に設置されたノズルから溶液が吐出するバ
ックリンス方式を採用したが、半導体ウエハの表面の周
縁部の上部に設置されたノズルから半導体ウエハ上の周
縁部へ溶液を吐出するエッジリンス方式を採用してもよ
い。
【0031】また、前記実施例では、半導体ウエハ上の
周縁領域に露光光を照射する周縁感光工程は、ベーク工
程の後に行なったが、塗布工程の後から現像工程の前ま
での間であれば、いずれの工程の間で行なってもよい。
【0032】また、前記実施例では、半導体ウエハ上の
周縁領域に露光光を照射する周縁露光を行なっている
が、例えば、エッジリンス方式によって高濃度アルカリ
溶液で半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジストを除去
すると、所定の幅の周縁部が除去できるので、この場合
は必ずしも周縁露光を行なう必要はない。
【0033】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0034】本発明によれば、半導体ウエハ上の周縁部
におけるポジ型レジストを有効に除去することができる
ので、ポジ型レジストによる半導体ウエハ上の異物の発
生が低減でき、半導体集積回路装置の製造工程における
歩留まりを向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である半導体ウエハ上の周
縁部のポジ型レジストを有機溶剤で除去する方法を示す
半導体ウエハの要部断面図であり、(a)は半導体ウエ
ハの裏面から有機溶剤を吐出した時の半導体ウエハの要
部断面図、(b)は周縁部のポジ型レジストが除去され
た半導体ウエハの要部断面図である。
【図2】 本発明の一実施例で用いられる現像装置の模
式図を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体ウエハ 2 有機溶剤吐出用ノズル 3 有機溶剤 4 ポジ型レジスト 5 カップ 6 基板保持用チャック 7 現像液滴下用ノズル 8 高濃度アルカリ溶液吐出用ノズル 9 純水吐出用ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和幸 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハ上にポジ型レジストを塗布
    する塗布工程、所定の設計パターンを描いたマスクを通
    して露光光を前記ポジ型レジストに照射する露光工程、
    前記ポジ型レジストをべーキングするベーク工程、前記
    ポジ型レジストの露光部を第1のアルカリ溶液で除去す
    る現像工程、前記半導体ウエハ上の周縁部の前記ポジ型
    レジストを、前記現像工程で用いる前記アルカリ溶液よ
    りも濃度の高い第2のアルカリ溶液で除去する周縁除去
    工程を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 半導体ウエハ上にポジ型レジストを塗布
    する塗布工程、所定の設計パターンを描いたマスクを通
    して露光光を前記ポジ型レジストに照射する露光工程、
    前記ポジ型レジストをべーキングするベーク工程、前記
    半導体ウエハ上の周縁部のポジ型レジストに露光光を照
    射する周縁露光工程、前記ポジ型レジストの露光部を第
    1のアルカリ溶液で除去する現像工程、前記半導体ウエ
    ハ上の周縁部の前記ポジ型レジストを、前記現像工程で
    用いる前記アルカリ溶液よりも濃度の高い第2のアルカ
    リ溶液で除去する周縁除去工程を有することを特徴とす
    る半導体集積回路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記第2のアルカリ溶液は、
    濃度2.5%以上のテトラメチルアンモニウムハイドロオ
    キサイド溶液であることを特徴とする半導体集積回路装
    置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記第2のアルカリ溶液は、
    前記半導体ウエハの裏面の下部に設置されたノズルから
    溶液を吐出するバックリンス方式または前記半導体ウエ
    ハの表面の周縁部の上部に設置されたノズルから溶液を
    吐出するエッジリンス方式によって、前記半導体ウエハ
    に吐出されることを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記周縁除去工程は、前記塗
    布工程の後、前記現像工程の前または前記現像工程の後
    に行なわれることを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記周縁除去工程は、前記半
    導体ウエハ上に前記ポジ型レジストを塗布するレジスト
    塗布装置と同一の装置によって行なわれることを特徴と
    する半導体集積回路装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記周縁除去工程は、前記ポ
    ジ型レジストの露光部を前記アルカリ溶液で除去する現
    像装置と同一の装置によって行なわれることを特徴とす
    る半導体集積回路装置の製造方法。
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