JPH09260278A - レジスト現像方法およびレジスト現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細なレジストパターンを精度よく形成する
ことができ、現像欠陥を有効に抑えることができ、しか
も基板面内での現像均一性が高いレジスト現像方法およ
びレジスト現像装置を提供する。 【解決手段】 露光済みレジストが形成されたウェハー
１を回転させながら、ウェハー１の中心付近または一周
辺部においてその上に現像ノズル６から現像液を吐出
し、現像液を吐出した状態で、現像ノズル６をウェハー
１上でその中心付近または一周辺部から出発する所定の
経路に沿って円弧状に走査することによりレジストを現
像する。この際、ウェハー１の大きさ、レジストの種
類、レジストパターンの形状、現像液の種類などに応じ
て、現像ノズル６の移動速度、移動回数、移動方向、ウ
ェハー１からの現像ノズル６の高さ、現像ノズル６から
の現像液の吐出量、現像ノズル６の交換などを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レジスト現像方
法およびレジスト現像装置に関し、例えば、半導体装置
の製造工程におけるレジストの現像に適用して好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの集積度の向上とともにそのデザ
インルールは縮小し、それに伴ってＬＳＩ製造工程にお
けるリソグラフィー工程に用いられるレジストの性能お
よびレジスト現像方法も、より高度なものが要求されて
いる。レジストの性能は、一般に、現像時の露光部と未
露光部との溶解速度の差、すなわちいわゆる溶解コント
ラストが大きいほどよいとされている。それは、この溶
解コントラストが大きいほど現像により得られるレジス
トパターンの断面形状は矩形に近くなるが、このように
現像により得られるレジストパターンの断面形状が矩形
に近いほど、次の工程、例えばエッチング工程において
このレジストパターンをマスクとして行われるエッチン
グ時のパターン変換差やばらつきが小さくなり、高精度
の加工が可能となるからである。また、溶解コントラス
トが大きいほど、レジストの解像度は高く、より微細な
パターンの形成が可能となる。

【０００３】これまで、この溶解コントラストを大きく
するために、レジストに様々な改良が加えられてきた。
その一つに、レジストに表面難溶化効果を持たせること
が挙げられる。これは、未露光部のレジストに現像液が
接触すると、レジストの溶解速度が極端に減少するとい
う効果である。この表面難溶化効果をレジストに持たせ
ることにより、レジストの解像度や現像により得られる
レジストパターンの形状は大きく向上した。一方、レジ
ストの現像方法も、より微細なパターンを精度よく形成
するために改良が加えられた。一般に、レジストの解像
度やレジストパターンの断面形状は現像液の攪拌が少な
い方がよく、また、現像の均一性についてはできるだけ
レジストに物理的アタックを与えない方がよいことがわ
かっている。

【０００４】そこで、レジストに対する物理的アタック
を少なくし、レジスト上によりソフトに現像液を盛るこ
とができ、微細なレジストパターンを精度よく形成する
ことができるレジスト現像方法およびそれに用いる現像
液供給用ノズル（以下「現像ノズル」ともいう。）が開
発され、実用化されている。その一例について、図１
６、図１７および図１８を参照しながら説明する。ここ
で、図１６は平面図、図１７は側面図、図１８は図１６
および図１７に示す現像ノズルの拡大底面図である。図
１６、図１７および図１８に示すように、この従来のレ
ジスト現像方法においては、現像を行うべき露光済みの
レジスト（図示せず）が形成されたウェハー１０１の一
直径上にこの直径とほぼ同一の長さを有する現像ノズル
１０２を配置し、この現像ノズル１０２の底部に互いに
隣接して一列に多数設けられた現像液吐出用の穴１０３
からウェハー１０１上に現像液を吐出した状態でこのウ
ェハー１０１を１／２回転させることにより、ウェハー
１０１の全面に現像液を供給し、レジストの現像を行
う。

【０００５】図１９および図２０は、レジストに対する
物理的アタックを少なくした従来のレジスト現像方法の
他の例を示す。図１９および図２０に示すように、この
従来のレジスト現像方法においては、現像を行うべき露
光済みのレジスト（図示せず）が形成されたウェハー２
０１の中心付近の真上に現像ノズル２０２がくるように
し、ウェハー２０１を回転させながら、現像ノズル２０
２の先端に設けられた５個の現像液吐出用の穴２０３か
らウェハー２０１上に現像液を図１９および図２０中矢
印で示すように吐出することにより、ウェハー２０１の
全面に現像液を供給し、レジストの現像を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、溶解コ
ントラストが高い高解像度レジストを用い、しかもレジ
ストに対する物理的アタックが少ないレジスト現像方法
を採用することにより高集積度のＬＳＩの製造が可能に
なったが、新たな問題としてレジストの現像欠陥が発生
するようになった。

【０００７】ここで、この現像欠陥とは、コンタクトホ
ール形成用のフォトマスクを用いて露光されたレジスト
を現像したときに、ウェハー上数個から数十個のコンタ
クトホールが開口されない現象である。この現像欠陥に
ついてより具体的に説明すると、次の通りである。すな
わち、図２１Ａに示すように、ウェハー３０１上にレジ
スト３０２を塗布した後、図示省略したフォトマスクを
用いてこのレジスト３０２の露光を行うと、このレジス
ト３０２に潜像３０３が形成される。次に、図２１Ｂに
示すように、レジスト３０２の現像を行うために、ウェ
ハー３０１上に現像ノズル（図示せず）から現像液３０
４を吐出すると、潜像３０３が形成された部分のレジス
ト３０２が溶解する。このとき、現像ノズルからの吐出
時に圧力が加えられた現像液３０４がウェハー３０１上
に供給されて大気圧に戻ることにより、この現像液３０
４中に溶存していた気体が溶出して泡となり、いわゆる
マイクロバブル３０５が形成される。そして、このマイ
クロバブル３０５が、レジスト３０２のうちの溶解すべ
き部分、すなわち潜像３０３が形成された部分の上にか
ぶさると、この部分に対する現像液３０４の供給が不十
分となり、現像が進まなくなる。この結果、図２１Ｃに
示すように、現像により得られるレジストパターン３０
６にコンタクトホール３０６ａが開口されない部分、す
なわち現像欠陥３０７が発生する。

【０００８】溶解コントラストが高い高解像度レジスト
を用いたときに現像欠陥３０７が発生するのは、次のよ
うな理由による。すなわち、一般に、溶解コントラスト
が高い高解像度レジストは表面の疎水性が高く、表面難
溶化層が形成されやすい。このため、レジストの表面と
この表面に付着したマイクロバブルとの隙間に現像液が
入り込めないことから、マイクロバブルは長時間付着し
た状態になり、これによって現像欠陥が発生する。ま
た、物理的アタックの少ないレジスト現像方法を用いた
ときに現像欠陥３０７が発生するのは、次のような理由
による。すなわち、このレジスト現像方法においては、
レジストに対する物理的アタックを弱くするために、そ
のアタックの強さの分布がウェハー上で不均一になって
しまう。この結果、レジスト表面に付着したマイクロバ
ブルを除去することができず、現像欠陥が発生してしま
う。

【０００９】一方、レジスト膜厚むらが周期的に放射状
に発生する、いわゆるストライエーションを防止する目
的でレジスト中に界面活性剤を添加することがあるが、
この界面活性剤の影響でレジスト表面の疎水性が高くな
り過ぎることによっても、同様な現像欠陥が発生してい
る。さらに、ウェハー上に現像液を盛る時の現像液のぶ
つかり合いにより現像液中に空気が巻き込まれ、マイク
ロバブルとなる現象も確認されている。以上のような現
像欠陥の発生は、ＬＳＩの製造歩留まりを確実に低下さ
せる大きな問題であることから、微細なレジストパター
ンを精度よく形成し、かつ、現像欠陥を抑える技術が強
く望まれている。

【００１０】したがって、この発明の目的は、微細なレ
ジストパターンを精度よく形成することができ、かつ、
現像欠陥を有効に抑えることができるレジスト現像方法
およびレジスト現像装置を提供することにある。この発
明の他の目的は、基板面内での現像均一性が高いレジス
ト現像方法およびレジスト現像装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。本発明者が実験により得た知
見によれば、現像欠陥の原因となるマイクロバブルがレ
ジスト表面に付着するのは、ウェハー上に現像液を吐出
して液盛りを行ったときである。また、ウェハー上の現
像欠陥の分布から、液盛り時の物理的アタックのばらつ
きも現像欠陥に影響することがわかった。したがって、
現像液の吐出時に現像液供給用ノズルをウェハー上で走
査することによりウェハー全面に物理的アタックを比較
的均一に与えれば、レジスト表面に付着したマイクロバ
ブルを除去することができる。すなわち、現像欠陥を抑
えるためには、回転するウェハー上で現像液供給用ノズ
ルをあるパターンで走査しながらこのウェハー上に現像
液供給用ノズルから現像液を吐出して現像を行うのが有
効である。

【００１２】さらに、本発明者の知見によれば、現像欠
陥はウェハーの周辺部に発生しやすいことから、現像液
供給用ノズルをウェハー上で円弧状に走査すれば、ウェ
ハーの周辺部における現像液供給用ノズルのウェハーの
半径方向の速度がウェハーの中心付近に比べて遅くな
り、ウェハーの周辺部に重点的に物理的アタックを与え
ることができ、レジスト表面に付着したマイクロバブル
をより有効に除去することができる。

【００１３】現像液供給用ノズルをウェハー上で走査す
ることにより現像欠陥を抑えることができることは上述
の通りであるが、このように現像液供給用ノズルを走査
すると、ウェハー面内での現像均一性が悪くなるおそれ
がある。このような現像不均一性もまた、ＬＳＩの製造
歩留まりを低下させる大きな問題である。この現像不均
一性が生ずるのは、ウェハー面内での現像液供給量、現
像液による物理的アタック、現像時間などのばらつきが
主な原因と考えられる。そこで、現像均一性を高めるた
めには、現像液供給量をウェハー面内で均一にし、さら
に現像液による物理的アタックをウェハー面内で均一に
することが有効である。

【００１４】さて、上述のように現像液供給用ノズルを
ウェハー上で走査することにより現像を行う場合に、現
像液供給用ノズルの移動速度や現像液の吐出量を一定と
すると、現像液供給用ノズルの下方を通過するウェハー
の速度は、外側へ行くほど大きくなるため、そこに盛ら
れる現像液の液量はそれに反比例して減少する。そこ
で、現像液供給用ノズルの移動速度、現像液の吐出量、
現像液の吐出開始点、現像液の吐出停止点などを制御す
れば、現像液供給量をウェハー面内で均一にし、さらに
物理的アタックをウェハー面内で均一にすることがで
き、現像均一性を高めることができる。

【００１５】すなわち、今、現像液供給用ノズルから現
像液が一辺ｄの正方形状にウェハー上に供給されると
し、現像液供給用ノズルの移動速度をｖ、ウェハーの角
速度をｗ、単位時間および単位面積当たりの現像液の吐
出量（流量）をｌとする。すると、ｖ＜ｄのとき、現像
液供給用ノズルは、ウェハーの中心から距離ｒ（＞ｄ）
のウェハー上の点Ｐを（ｗｄ／２πｖ）回通過する。ま
た、１回の通過にかかる時間を（ｄ／ｗｒ）と近似する
と、１回に供給される液量は（ｄｌ／ｗｒ）となる。し
たがって、現像液の総供給量は（ｗｄ／２πｖ）×（ｄ
ｌ／ｗｒ）＝ｄ²ｌ／２πｒｖとなるから、これがウェ
ハー面内の任意の点（ｒ＞ｄ）で一定となればよい。言
い換えれば、次の関係式が成り立てばよい。 ｌ／ｒｖ＝ｋ（ただし、ｋは定数） （１） （１）式より、現像液供給用ノズルがウェハーの外側に
行くにしたがって、すなわちｒの増加に伴って、（１）
式が成り立つようにｖを小さくするか、ｌを大きくすれ
ばよい。さらに、より一般的には、（１）式が成り立つ
ように、ｌ、ｒおよびｖを制御すればよい。

【００１６】一方、現像工程においては、レジストの種
類、現像により形成されるレジストパターンの形状、現
像液の種類、大きさなどが異なる種々のウェハーを処理
する必要があるが、この場合に現像速度や感度がウェハ
ーにより異なることがある。このような場合には、処理
するウェハーに応じて、現像液供給用ノズルの移動方
向、現像液供給用ノズルの形状、ウェハーからの現像液
供給用ノズルの高さ、現像液供給用ノズルの移動回数、
現像液供給用ノズルの移動速度、現像液供給用ノズルか
らの現像液の吐出量をそれぞれ最適に設定することによ
り、現像均一性を高めることができる。

【００１７】さらに、開発段階における現像プロセスの
変更には、上述のような種々の現像パラメータの検討を
要するが、これまでのように手作業で変更を行う場合に
は多くの手間と時間とがかかる。これを防止するために
は、これらの現像パラメータを統合的に処理し、現像プ
ロセスを自動制御するのが有効である。また、同一の製
造ライン上でレジストの種類、レジストパターンの形
状、現像液の種類、ウェハーの大きさなどに応じて現像
プロセスを変更することは、これまで不可能であった
が、これも現像プロセスを自動制御することにより可能
となる。この本発明は、以上の検討に基づいて案出され
たものである。

【００１８】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明は、レジストが形成された基板上に
現像液供給用ノズルから現像液を吐出することによりレ
ジストの現像を行うようにしたレジスト現像方法におい
て、基板を回転させながら、基板上に現像液供給用ノズ
ルから現像液を吐出し、現像液を吐出した状態で、現像
液供給用ノズルを基板上で走査し、その際、現像液供給
用ノズルの移動の制御および現像液供給用ノズルからの
現像液の吐出の制御のうちの少なくとも一つを行うよう
にしたことを特徴とするものである。

【００１９】この発明の第１の発明の典型的な一実施形
態においては、基板の大きさ、レジストの種類、レジス
トの現像により形成されるレジストパターンの形状およ
び現像液の種類のうちの少なくとも一つに応じて、現像
液供給用ノズルの移動速度の制御、現像液供給用ノズル
の移動回数の制御、現像液供給用ノズルの移動方向の制
御、基板からの現像液供給用ノズルの高さの制御、現像
液供給用ノズルからの現像液の単位時間および単位面積
当たりの吐出量の制御および現像液供給用ノズルの交換
の制御のうちの少なくとも一つを行う。この発明の第１
の発明の一実施形態においては、現像液供給用ノズルの
移動速度をｖ、現像液供給用ノズルからの現像液の単位
時間および単位面積当たりの吐出量をｌ、基板の中心か
らの現像液供給用ノズルの距離をｒとしたとき、ｌ／ｒ
ｖ＝ｋ（ただし、ｋは定数）なる関係式に基づいてｌ、
ｒおよびｖのうちの少なくとも一つを制御する。例え
ば、ｒの変化に応じてｌおよびｖのうちの少なくとも一
つをｌ／ｒｖ＝ｋなる関係式に基づいて制御する。

【００２０】この発明の第２の発明は、レジストが形成
された基板上に現像液供給用ノズルから現像液を吐出す
ることによりレジストの現像を行うようにしたレジスト
現像方法において、基板を回転させながら、基板上に現
像液供給用ノズルから現像液を吐出し、現像液を吐出し
た状態で、現像液供給用ノズルを基板上で走査し、その
際、基板上における現像液供給用ノズルからの現像液の
吐出開始点および吐出停止点の制御、基板上における現
像液供給用ノズルの位置に対する現像液供給用ノズルの
移動速度の制御ならびに基板上における現像液供給用ノ
ズルの位置に対する現像液供給用ノズルからの現像液の
単位時間および単位面積当たりの吐出量の制御のうちの
少なくとも一つを行うようにしたことを特徴とするもの
である。

【００２１】この発明の第２の発明の一実施形態におい
ては、現像液供給用ノズルの移動速度をｖ、現像液供給
用ノズルからの現像液の単位時間および単位面積当たり
の吐出量をｌ、基板の中心からの現像液供給用ノズルの
距離をｒとしたとき、ｌ／ｒｖ＝ｋ（ただし、ｋは定
数）なる関係式に基づいてｌ、ｒおよびｖのうちの少な
くとも一つを制御する。例えば、ｒの変化に応じてｌお
よびｖのうちの少なくとも一つをｌ／ｒｖ＝ｋなる関係
式に基づいて制御する。

【００２２】この発明の第３の発明は、レジストが形成
された基板上に現像液供給用ノズルから現像液を吐出す
ることによりレジストの現像を行うようにしたレジスト
現像方法において、基板を回転させながら、基板上に現
像液供給用ノズルから現像液を吐出し、現像液を吐出し
た状態で、現像液供給用ノズルを基板上で走査し、その
際、基板の大きさ、レジストの種類、レジストの現像に
より形成されるレジストパターンの形状および現像液の
種類のうちの少なくとも一つに応じて、現像液供給用ノ
ズルの形状および基板からの現像液供給用ノズルの高さ
の制御、現像液供給用ノズルの移動方向の制御、現像液
供給用ノズルの移動回数の制御、現像液供給用ノズルの
移動速度の制御ならびに現像液供給用ノズルからの現像
液の単位時間および単位面積当たりの吐出量の制御のう
ちの少なくとも一つを行うようにしたことを特徴とする
ものである。

【００２３】この発明の第４の発明は、レジストが形成
された基板上に現像液供給用ノズルから現像液を吐出す
ることによりレジストの現像を行うようにしたレジスト
現像装置において、基板を回転させながら、基板上に現
像液供給用ノズルから現像液を吐出し、現像液を吐出し
た状態で、現像液供給用ノズルを基板上で走査し、その
際、現像液供給用ノズルの移動の制御および現像液供給
用ノズルからの現像液の吐出の制御のうちの少なくとも
一つを行うようにしたことを特徴とするものである。

【００２４】この発明において、各種の制御は、好適に
は自動制御により行う。この発明における現像液供給用
ノズルの走査パターンの例を図１〜図１２に概念的に示
す。ただし、図１〜図１２において、ａ点は基板の一周
辺部、ｂ点は基板の中心付近、ｃ点は基板の中心に関し
てａ点と反対側の周辺部を示す。この発明において、基
板の回転数は例えば０〜１０００ｒｐｍ、現像液供給用
ノズルの移動速度は例えば０〜２０ｃｍ／秒、現像液の
吐出量は例えば０〜３０ｍｌ／秒、基板からの現像液供
給用ノズルの高さは例えば０．１〜５ｃｍ、現像液供給
用ノズルの移動回数は例えば０〜１０回である。

【００２５】上述のように構成されたこの発明において
は、現像液供給用ノズルを走査しながら基板上に現像液
供給用ノズルから現像液を吐出するようにしていること
により、現像液による物理的アタックを基板全面に均一
に与えることができ、これによってレジスト表面に付着
したマイクロバブルを除去することができる。特に、現
像液供給用ノズルを円弧状に走査した場合には、現像欠
陥が発生しやすい基板の周辺部において現像液供給用ノ
ズルの基板の半径方向の速度が遅くなることから、この
基板の周辺部に重点的に物理的アタックを与えることが
でき、レジスト表面に付着したマイクロバブルをより有
効に除去することができる。

【００２６】また、レジストの種類、レジストパターン
の形状、現像液の種類、基板の大きさなどの種々の現像
パラメータに応じて、現像液供給用ノズルの移動速度、
移動方向、移動回数、形状、高さ、現像液の単位時間お
よび単位面積当たりの吐出量などを最適化することがで
きるので、現像均一性を高めることができる。さらに、
これらの現像パラメータの変更、したがって現像プロセ
スの変更を自動制御で行うことにより、開発段階におけ
る現像プロセスの変更を容易に行うことができる。ま
た、製造ラインにおいて、これまで不可能であった現像
プロセスの変更を容易に行うことができるので、多彩な
現像プロセスに迅速に対応することができ、最適条件で
現像を行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、この発明の実施
形態において用いられる現像装置について説明する。図
１３はこの現像装置を示す略線図である。また、図１４
はこの現像装置の要部の平面図である。

【００２８】図１３および図１４に示すように、この現
像装置においては、現像を行うべき露光済みのレジスト
（図示せず）が形成されたウェハー１を保持するウェハ
ーチャック２が現像カップ３内に設けられている。この
ウェハーチャック２は、モーター４により、その中心軸
の周りに回転可能になっている。モーター４の回転数お
よび回転角度は、このモーター４の回転軸４ａの周囲に
設けられた回転センサー５により検出することができる
ようになっている。この回転センサー５の出力はコンピ
ュータ６に入力され、この入力に応じてコンピュータ６
によりモーター４の回転を制御することができるように
なっている。

【００２９】ウェハーチャック２の上方には、現像ノズ
ルアーム７が設けられている。この現像ノズルアーム７
の先端には、現像液を供給するための現像ノズル８が設
けられている。この現像ノズル８としては、例えば、先
端に現像液吐出用の穴が５個設けられた、図１９および
図２０に示す現像ノズル２０２と同様なものが用いられ
る。現像ノズルアーム７は、装置本体に取り付けられた
駆動装置９により、ウェハーチャック２に保持されたウ
ェハー１に平行な面内でその一端の回転軸を中心として
回転可能になっている。駆動装置９はコンピュータ６と
接続され、このコンピュータ６により駆動装置９を制御
することによって現像ノズルアーム７の動作を制御する
ことができるようになっている。これによって、現像ノ
ズルアーム７の先端に取り付けられた現像ノズル８を、
現像ノズルアーム７の回転により、この現像ノズルアー
ム７の回転軸を中心として円弧状に移動させることがで
きるようになっている。

【００３０】駆動装置９には現像ノズル高さコントロー
ラー１０が取り付けられ、この現像ノズル高さコントロ
ーラー１０により現像ノズルアーム７を上下させること
によって現像ノズル８の高さを制御することができるよ
うになっている。また、現像ノズルアーム７には流量コ
ントローラー１１が取り付けられており、この流量コン
トローラー１１により、現像ノズル８からの現像液の吐
出量を制御することができるようになっている。また、
現像ノズル８とは別に、リンス用純水供給用ノズル（以
下「リンスノズル」という。）１２が設けられている。

【００３１】さらに、現像ノズル８は、現像ノズルアー
ム７に着脱自在になっており、必要に応じて他の現像ノ
ズルと交換することができるようになっている。符号１
３は交換用現像ノズル８を収納するための現像ノズルケ
ースを示す。ここで、現像ノズルアーム７に対する現像
ノズル８の取り付け方法の一例について説明すると、次
の通りである。すなわち、図１５Ａに示すように、現像
ノズルアーム７の先端下部にノズル取り付け部７ａを設
け、このノズル取り付け部７ａに現像ノズル８の上部を
はめ合わせる。このとき、ノズル取り付け部７ａと現像
ノズル８とのシールはＯリング１４により行う。また、
現像ノズル８は、固定リング１５によりノズル取り付け
部７ａに固定する。現像ノズルアーム７から現像ノズル
８を取り外すときは、固定リング１５を図３Ａ中矢印で
示すようにノズル取り付け部７ａの上部に移動させて図
１５Ｂに示すようにした後、現像ノズル８を下方に引っ
張ってノズル取り付け部７ａから取り外せばよい。

【００３２】次に、この発明の第１の実施形態によるレ
ジスト現像方法について説明する。この第１の実施形態
においては、現像均一性を高めるために、現像ノズル８
の移動速度の制御を行う。また、ここでは、一例として
８インチのウェハー１を処理する場合を考える。この第
１の実施形態によるレジスト現像方法においては、図１
３および図１４に示す現像装置を用いて、次のようにし
てレジストの現像を行う。すなわち、まず、現像を行う
べき露光済みのレジスト（図示せず）が形成されたウェ
ハー１をウェハーチャック２に保持する。次に、駆動装
置９により現像ノズルアーム７を回転させることによっ
てその先端の現像ノズル８をウェハー１の中心付近（図
１３中のｂ点）に移動させるとともに、モーター４によ
りウェハーチャック２を例えば２０ｒｐｍの回転数で回
転させる。

【００３３】次に、現像ノズル８からウェハー１上に現
像液（図示せず）を例えば１０ｃｃ／秒の速度で吐出す
る。次に、現像液を吐出した状態で、現像ノズル８を例
えば４０ｍｍ／秒の移動速度でウェハー１の中心付近
（図１３中のｂ点）から周辺部（図１３中のａ点）に向
かって円弧状に移動させる。現像ノズル８がウェハー１
の中心から例えば２０ｍｍの点に達した後、現像ノズル
８の移動速度を（１）式にしたがって減少させる。この
とき、ウェハー１の中心から１００ｍｍの点で現像ノズ
ル６の速度は８ｍｍ／秒に低下する。

【００３４】このときの現像ノズル６の走査パターンは
図１に示すようになる。以上のようにしてウェハー１の
全面に現像液を供給した後、現像ノズル８からの現像液
の吐出を停止するとともに、ウェハー１の回転を停止す
る。任意の時間経過後、例えば６０秒経過後、現像ノズ
ルアーム７により現像ノズル８をウェハー１から外れた
位置に移動させ、代わりにウェハー１上にリンスノズル
１２を位置させ、このリンスノズル１２からウェハー１
上に純水を供給するとともに、ウェハー１を例えば１０
００ｒｐｍの回転数で回転させる。これによって、ウェ
ハー１から現像液が洗い流され、現像が停止する。次
に、リンスノズル１２からの純水の供給を停止するとと
もに、ウェハー１の回転数を例えば４０００ｒｐｍに上
げてウェハー１上の純水を振り切る。この後、ウェハー
１の回転を停止する。以上により、レジストの現像工程
が終了する。

【００３５】以上のようにしてレジストの現像を行った
ところ、ウェハー１当たりの現像欠陥は、従来１０個程
度であったものが０個に減少した。また、現像の線幅均
一性も、０．３５μｍ径のコンタクトホールに対して±
０．０２μｍが得られた。以上のように、この第１の実
施形態によれば、現像ノズル８から現像液を吐出した状
態でこの現像ノズル８を回転するウェハー１上で走査す
ることにより現像を行っていることにより、レジスト表
面に付着したマイクロバブルを除去することができ、こ
れによって現像欠陥を抑えることができる。さらに、現
像ノズル８の走査に際しては、ウェハー１の中心からの
現像ノズル８の距離に応じてこの現像ノズル８の速度を
（１）式にしたがって変化させるていることにより、ウ
ェハー１の面内での現像均一性を高くすることができ
る。これらにより、ウェハー１を用いて製造される半導
体装置、例えばＬＳＩの製造歩留まりを大幅に向上させ
ることができる。

【００３６】次に、この発明の第２の実施形態によるレ
ジスト現像方法について説明する。この第２の実施形態
においては、現像均一性を高めるために、現像ノズル８
からの現像液の吐出量の制御を行う。この第２の実施形
態によるレジスト現像方法においては、図１３および図
１４に示す現像装置を用いて、次のようにしてレジスト
の現像を行う。すなわち、まず、現像を行うべき露光済
みのレジスト（図示せず）が形成されたウェハー１をウ
ェハーチャック２に保持する。次に、駆動装置９により
現像ノズルアーム７を回転させることによってその先端
の現像ノズル８をウェハー１の中心付近（図１３中のｂ
点）に移動させるとともに、モーター４によりウェハー
チャック２を例えば２０ｒｐｍの回転数で回転させる。

【００３７】次に、現像ノズル８からウェハー１上に現
像液（図示せず）を例えば５ｃｃ／秒の速度で吐出す
る。次に、現像液を吐出した状態で、現像ノズル８を例
えば２０ｍｍ／秒の移動速度でウェハー１の中心付近
（図１３中のｂ点）から周辺部（図１３中のａ点）に向
かって円弧状に移動させる。現像ノズル８がウェハー１
の中心から例えば２０ｍｍの点に達した後、現像ノズル
８からの現像液の吐出量を（１）式にしたがって増加さ
せる。このとき、ウェハー１の中心から１００ｍｍの点
で現像ノズル８からの現像液の吐出量は２５ｃｃ／秒に
増加する。このときの現像ノズル８の走査パターンは図
１に示すようになる。

【００３８】以上のようにしてウェハー１の全面に現像
液を供給した後、現像ノズル８からの現像液の吐出を停
止するとともに、ウェハー１の回転を停止する。任意の
時間経過後、例えば６０秒経過後、現像ノズルアーム７
により現像ノズル８をウェハー１から外れた位置に移動
させ、代わりにウェハー１上にリンスノズル１２を位置
させ、このリンスノズル１２からウェハー１上に純水を
供給するとともに、ウェハー１を例えば１０００ｒｐｍ
の回転数で回転させる。これによって、ウェハー１から
現像液が洗い流され、現像が停止する。次に、リンスノ
ズル１２からの純水の供給を停止するとともに、ウェハ
ー１の回転数を例えば４０００ｒｐｍに上げてウェハー
１上の純水を振り切る。この後、ウェハー１の回転を停
止する。以上により、レジストの現像工程が終了する。

【００３９】以上のようにしてレジストの現像を行った
ところ、ウェハー１当たりの現像欠陥は、従来１０個程
度であったものが０個に減少した。また、現像の線幅均
一性も、０．３５μｍ径のコンタクトホールに対して±
０．０２μｍが得られた。この第２の実施形態によれ
ば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。

【００４０】次に、この発明の第３の実施形態によるレ
ジスト現像方法について説明する。この第３の実施形態
においては、ウェハー１の大きさ、レジストの種類およ
びレジストパターンの形状の変更に伴って、現像均一性
を高めるのに最適な現像ノズル８を用いる。すなわち、
この第３の実施形態によるレジスト現像方法において
は、ウェハー１の大きさ、レジストの種類およびレジス
トパターンの形状の変更に伴う現像ノズル８の変更を、
あらかじめコンピュータ６にプログラムしておく。ま
た、現像ノズルケース１３には、ウェハー１の大きさ、
レジストの種類およびレジストパターンの形状に応じた
各種の現像ノズル８を用意しておく。そして、現像工程
においてウェハー１の大きさ、レジストの種類およびレ
ジストパターンの形状に変更が生じた場合には、まず、
それまで使用していた現像ノズル８を現像ノズルアーム
７から取り外して現像ノズルケース１３の空きスペース
に格納する。次に、ウェハー１の大きさ、レジストの種
類およびレジストパターンの形状に応じた新たな現像ノ
ズル８を現像ノズルケース１３から取り出して現像ノズ
ルアーム７に取り付け、現像ノズル高さコントローラー
１０により現像ノズル８の高さをその最適位置に調節し
た後、現像を再開し、例えば第１の実施形態または第２
の実施形態と同様にしてウェハー１上で現像ノズル８を
走査することによりレジストの現像を行う。

【００４１】以上のように、この第３の実施形態によれ
ば、ウェハー１の大きさ、レジストの種類およびレジス
トパターンの形状に応じて、現像均一性を高めるのに最
適な現像ノズル８を用いることができるので、ウェハー
１の面内での現像均一性を高くすることができる。ま
た、現像ノズル８を走査していることにより、レジスト
表面に付着したマイクロバブルを除去することができ、
現像欠陥を抑えることができる。さらに、従来の現像装
置においては、現像ノズル８は現像ノズルアーム７に着
脱自在にはなっておらず、必要があるときに現像ノズル
８を取り外して交換することができるだけであるが、こ
の第３の実施形態によれば、現像ノズル８は交換を当初
から予定して現像ノズルアーム７に着脱自在に構成され
ているので、従来に比べて現像ノズル８の交換に要する
時間を例えば１／２０程度に大幅に短縮することがで
き、現像工程の生産性の向上を図ることができる。

【００４２】次に、この発明の第４の実施形態によるレ
ジスト現像方法について説明する。この第４の実施形態
においては、ウェハー１の大きさ、レジストの種類、レ
ジストパターンの形状および現像液の種類の変更に伴
い、現像均一性を高めるのに最適な現像プロセスを変更
する。すなわち、この第４の実施形態によるレジスト現
像方法においては、ウェハー１の大きさ、レジストの種
類、レジストパターンの形状および現像液の種類の変更
に伴うウェハー１の現像プロセスの最適シーケンスをあ
らかじめコンピュータ６にプログラムしておく。

【００４３】そして、製造ラインにおいて、ある時点に
おいてある種類のウェハー１の現像処理を行った後、こ
のウェハー１と大きさ、レジストの種類、レジストパタ
ーンの形状および現像液の種類が異なる他のウェハー１
の現像処理を行う。すなわち、まず、コンピュータ６の
プログラムにしたがい、第３の実施形態と同様にして現
像ノズル８の交換を行い、最適なものにする。このと
き、現像ノズル８の高さの調節も併せて行う。次に、コ
ンピュータ６のプログラムにしたがい、現像ノズル８の
移動速度、移動回数、移動方向、現像液の吐出量、現像
液の種類などを最適なものにする。次に、例えば第１の
実施形態または第２の実施形態と同様にして現像処理を
行う。以上のようにして現像工程が終了する。この後、
さらに現像プロセスの変更を行う必要がある場合には、
上述と同様なことを繰り返す。

【００４４】この第４の実施形態によれば、第１の実施
形態および第２の実施形態と同様な利点に加えて、イン
ラインプロセスにより、種々のウェハー１をそれぞれの
最適条件で現像することが可能となるという利点を得る
ことができる。

【００４５】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙
げた数値はあくまでも例に過ぎず、これと異なる数値を
用いてもよい。また、上述の実施形態において用いられ
た図１３および図１４に示す現像装置においては、現像
液吐出用の穴が５個設けられた現像ノズル８を用いてい
るが、この現像液吐出用の穴の個数は５個以外の個数で
あってもよく、場合によっては１個だけでもよい。さら
に、場合によっては、上述の実施形態において、走査開
始時、走査中または走査終了時に現像ノズル６がウェハ
ー１から外れた位置にくるようにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるレ
ジスト現像方法によれば、微細なレジストパターンを精
度よく形成することができ、かつ、現像欠陥を有効に抑
えることができるとともに、基板面内での現像均一性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図２】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図３】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図４】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図５】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図６】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図７】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図８】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図９】この発明によるレジスト現像方法における現像
液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図であ
る。

【図１０】この発明によるレジスト現像方法における現
像液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図で
ある。

【図１１】この発明によるレジスト現像方法における現
像液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図で
ある。

【図１２】この発明によるレジスト現像方法における現
像液供給用ノズルの走査パターンの一例を示す略線図で
ある。

【図１３】この発明の実施形態において用いられる現像
装置を示す略線図である。

【図１４】図１３に示す現像装置の平面図である。

【図１５】現像ノズルアームに対する現像ノズルの取り
付け方法を説明するための断面図である。

【図１６】従来のレジスト現像方法の一例を説明するた
めの平面図である。

【図１７】従来のレジスト現像方法の一例を説明するた
めの側面図である。

【図１８】従来のレジスト現像方法の一例を説明するた
めの拡大底面図である。

【図１９】従来のレジスト現像方法の他の例を説明する
ための平面図である。

【図２０】従来のレジスト現像方法の他の例を説明する
ための側面図である。

【図２１】従来のレジスト現像方法によりレジストの現
像を行った場合に発生する現像欠陥を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１・・・ウェハー、２・・・ウェハーチャック、３・・
・現像カップ、４・・・モーター、５・・・回転センサ
ー、６・・・コンピュータ、７・・・現像ノズルアー
ム、８・・・現像ノズル、９・・・駆動装置、１０・・
・現像ノズル高さコントローラー、１１・・・流量コン
トローラー

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストが形成された基板上に現像液供
   給用ノズルから現像液を吐出することにより上記レジス
   トの現像を行うようにしたレジスト現像方法において、 上記基板を回転させながら、上記基板上に上記現像液供
   給用ノズルから現像液を吐出し、上記現像液を吐出した
   状態で、上記現像液供給用ノズルを上記基板上で走査
   し、 その際、上記現像液供給用ノズルの移動の制御および上
   記現像液供給用ノズルからの上記現像液の吐出の制御の
   うちの少なくとも一つを行うようにしたことを特徴とす
   るレジスト現像方法。
2. 【請求項２】 上記基板の大きさ、上記レジストの種
   類、上記レジストの現像により形成されるレジストパタ
   ーンの形状および上記現像液の種類のうちの少なくとも
   一つに応じて、上記現像液供給用ノズルの移動速度の制
   御、上記現像液供給用ノズルの移動回数の制御、上記現
   像液供給用ノズルの移動方向の制御、上記基板からの上
   記現像液供給用ノズルの高さの制御、上記現像液供給用
   ノズルからの上記現像液の単位時間および単位面積当た
   りの吐出量の制御および上記現像液供給用ノズルの交換
   の制御のうちの少なくとも一つを行うようにしたことを
   特徴とする請求項１記載のレジスト現像方法。
3. 【請求項３】 上記現像液供給用ノズルの移動速度を
   ｖ、上記現像液供給用ノズルからの上記現像液の単位時
   間および単位面積当たりの吐出量をｌ、上記基板の中心
   からの上記現像液供給用ノズルの距離をｒとしたとき、
   ｌ／ｒｖ＝ｋ（ただし、ｋは定数）なる関係式に基づい
   てｌ、ｒおよびｖのうちの少なくとも一つを制御するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載のレジスト現像
   方法。
4. 【請求項４】 ｒの変化に応じてｌおよびｖのうちの少
   なくとも一つをｌ／ｒｖ＝ｋなる関係式に基づいて制御
   するようにしたことを特徴とする請求項３記載のレジス
   ト現像方法。
5. 【請求項５】 上記制御を自動制御により行うようにし
   たことを特徴とする請求項１記載のレジスト現像方法。
6. 【請求項６】 レジストが形成された基板上に現像液供
   給用ノズルから現像液を吐出することにより上記レジス
   トの現像を行うようにしたレジスト現像方法において、 上記基板を回転させながら、上記基板上に上記現像液供
   給用ノズルから現像液を吐出し、上記現像液を吐出した
   状態で、上記現像液供給用ノズルを上記基板上で走査
   し、 その際、上記基板上における上記現像液供給用ノズルか
   らの上記現像液の吐出開始点および吐出停止点の制御、
   上記基板上における上記現像液供給用ノズルの位置に対
   する上記現像液供給用ノズルの移動速度の制御ならびに
   上記基板上における上記現像液供給用ノズルの位置に対
   する上記現像液供給用ノズルからの上記現像液の単位時
   間および単位面積当たりの吐出量の制御のうちの少なく
   とも一つを行うようにしたことを特徴とするレジスト現
   像方法。
7. 【請求項７】 上記基板上における上記現像液供給用ノ
   ズルからの上記現像液の吐出開始点および吐出停止点の
   制御を行うようにしたことを特徴とする請求項６記載の
   レジスト現像方法。
8. 【請求項８】 上記基板上における上記現像液供給用ノ
   ズルの位置に対する上記現像液供給用ノズルの移動速度
   の制御を行うようにしたことを特徴とする請求項６記載
   のレジスト現像方法。
9. 【請求項９】 上記基板上における上記現像液供給用ノ
   ズルの位置に対する上記現像液供給用ノズルからの上記
   現像液の単位時間および単位面積当たりの吐出量の制御
   を行うようにしたことを特徴とする請求項６記載のレジ
   スト現像方法。
10. 【請求項１０】 上記現像液供給用ノズルの移動速度を
    ｖ、上記現像液供給用ノズルからの上記現像液の単位時
    間および単位面積当たりの吐出量をｌ、上記基板の中心
    からの上記現像液供給用ノズルの距離をｒとしたとき、
    ｌ／ｒｖ＝ｋ（ただし、ｋは定数）なる関係式に基づい
    てｌ、ｒおよびｖのうちの少なくとも一つを制御するよ
    うにしたことを特徴とする請求項６記載のレジスト現像
    方法。
11. 【請求項１１】 ｒの変化に応じてｌおよびｖのうちの
    少なくとも一つをｌ／ｒｖ＝ｋなる関係式に基づいて制
    御するようにしたことを特徴とする請求項１０記載のレ
    ジスト現像方法。
12. 【請求項１２】 上記制御を自動制御により行うように
    したことを特徴とする請求項６記載のレジスト現像方
    法。
13. 【請求項１３】 レジストが形成された基板上に現像液
    供給用ノズルから現像液を吐出することにより上記レジ
    ストの現像を行うようにしたレジスト現像方法におい
    て、 上記基板を回転させながら、上記基板上に上記現像液供
    給用ノズルから現像液を吐出し、上記現像液を吐出した
    状態で、上記現像液供給用ノズルを上記基板上で走査
    し、 その際、上記基板の大きさ、上記レジストの種類、上記
    レジストの現像により形成されるレジストパターンの形
    状および上記現像液の種類のうちの少なくとも一つに応
    じて、上記現像液供給用ノズルの形状および上記基板か
    らの上記現像液供給用ノズルの高さの制御、上記現像液
    供給用ノズルの移動方向の制御、上記現像液供給用ノズ
    ルの移動回数の制御、上記現像液供給用ノズルの移動速
    度の制御ならびに上記現像液供給用ノズルからの上記現
    像液の単位時間および単位面積当たりの吐出量の制御の
    うちの少なくとも一つを行うようにしたことを特徴とす
    るレジスト現像方法。
14. 【請求項１４】 上記現像液供給用ノズルの形状および
    上記基板からの上記現像液供給用ノズルの高さの制御を
    行うようにしたことを特徴とする請求項１３記載のレジ
    スト現像方法。
15. 【請求項１５】 上記現像液供給用ノズルの移動方向の
    制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１３記載
    のレジスト現像方法。
16. 【請求項１６】 上記現像液供給用ノズルの移動回数の
    制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１３記載
    のレジスト現像方法。
17. 【請求項１７】 上記現像液供給用ノズルの移動速度の
    制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１３記載
    のレジスト現像方法。
18. 【請求項１８】 上記現像液供給用ノズルからの上記現
    像液の単位時間および単位面積当たりの吐出量の制御を
    行うようにしたことを特徴とする請求項１３記載のレジ
    スト現像方法。
19. 【請求項１９】 上記制御を自動制御により行うように
    したことを特徴とする請求項１３記載のレジスト現像方
    法。
20. 【請求項２０】 レジストが形成された基板上に現像液
    供給用ノズルから現像液を吐出することにより上記レジ
    ストの現像を行うようにしたレジスト現像装置におい
    て、 上記基板を回転させながら、上記基板上に上記現像液供
    給用ノズルから現像液を吐出し、上記現像液を吐出した
    状態で、上記現像液供給用ノズルを上記基板上で走査
    し、 その際、上記現像液供給用ノズルの移動の制御および上
    記現像液供給用ノズルからの上記現像液の吐出の制御の
    うちの少なくとも一つを行うようにしたことを特徴とす
    るレジスト現像装置。