KR20060074857A - 액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060074857A
KR20060074857A KR1020050129525A KR20050129525A KR20060074857A KR 20060074857 A KR20060074857 A KR 20060074857A KR 1020050129525 A KR1020050129525 A KR 1020050129525A KR 20050129525 A KR20050129525 A KR 20050129525A KR 20060074857 A KR20060074857 A KR 20060074857A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
exposure
substrate
wafer
film
Prior art date
Application number
KR1020050129525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100753270B1 (ko
Inventor
겐따로 마쯔나가
다꾸야 고노
신이찌 이또
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20060074857A publication Critical patent/KR20060074857A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100753270B1 publication Critical patent/KR100753270B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply

Abstract

액침 노광 방법, 이 액침 노광 방법은, 노광 처리가 실시되는 피처리 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하고, 상기 노광 장치가 구비하는 상기 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역과 상기 액체와의 접촉각에 비해, 상기 피처리 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 중 적어도 외연부와 상기 액체와의 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하고, 상기 노광 처리를 행하는 것을 포함한다.
노광 처리, 스핀 코팅, 액침액, 포토레지스트

Description

액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법{LIQUID IMMERSION EXPOSURE METHOD, LIQUID IMMERSION TYPE EXPOSURE DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 반도체 기판을 도시하는 단면도.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치에서 반도체 기판의 외주부를 노광하는 상태를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도.
도 4는, 제7 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도.
도 5는, 제7 실시 형태에 따른 반도체 기판을 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 액침형 노광 장치
2: 피처리 기판(웨이퍼)
3a: 기판 지지부
3b: 주면(표면)
4: 투영 렌즈
5: 액침액
6a: 액체 공급 장치
6b: 액체 배출 장치
[특허문헌 1] 일본 특개평10-303114호 공보
본 출원은 앞서 2004년 12월 27일 출원된 일본 특허 출원 제2004-378299호를 우선권으로 주장하며, 상기 우선권 주장 출원서의 내용은 여기에 참고로 첨부되어 있다.
본 발명은, 반도체 장치의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 노광 장치의 투영 광학계와 노광 처리가 실시되는 피처리 기판 사이를 액체로 채운 상태에서 노광 처리를 행하는 액침 노광 공정에서의 기판 오염 방지 대책을 도모한 액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 소위 액침형 노광 장치라고 불리는 노광 장치, 및 이 액침형 노광 장치를 이용하는 액침 노광 방법이라고 불리는 노광 방법이 주목받고 있다. 이 기술은, 예를 들면 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 이 액침형 노광 장치란, 간결하게 설명하면, 피노광 기판 위에 형성된 레지스트막의 표면과 노광 장치의 투영 광학계 사이를 액침액이라고 불리는 액체로 채운 상태에서, 레지스트막에 대하여 노광을 행하는 장치이다. 그리고, 액침 노광 방법이란, 이러한 액침형 노광 장치를 이용하여 노광 작업을 행하는 노광 방법이다.
일반적인 액침형 노광 장치에서는, 피노광 기판이 재치되는 노광 스테이지의 위치 정밀도의 계측 기기나 각종 배선 등, 액침액과의 접촉을 피할 필요가 있는 중요한 장치나 구조물이 노광 스테이지의 외주부에 배치되어 있다. 이들 장치나 구조물은, 액침액에 접촉하면 고장날 가능성이 높다. 예를 들면, 액침형 노광 장치에서, 노광 스테이지의 외주부의 표면이, 그 액침액에 대한 접촉각을 낮은 상태로 설정하고 있다. 구체적으로는, 액침액으로서 물을 이용하는 액침형 노광 장치에서, 노광 스테이지의 외주부의 표면이 친수성이 높은 상태, 즉 발수성이 낮은 상태로 설정되어 있다. 그러면, 피노광 기판의 외주부를 노광했을 때에, 액침액이 노광 스테이지의 외주부에 침투하여 노광 스테이지의 외주부에 배치된 장치나 구조물에 접촉하고, 이들 장치나 구조물이 고장날 가능성이 높아진다. 이러한 것을 회피하기 위해, 액침형 노광 장치에서는, 액침액이 노광 스테이지의 외주부에 배치된 장치나 구조물에 접촉하지 않도록, 노광 스테이지의 외주부의 표면이, 그 액침액에 대한 접촉각이 매우 높은 상태로 설정되어 있다. 구체적으로는, 액침액으로서 물을 이용하는 액침형 노광 장치에서는, 노광 스테이지의 외주부의 표면은, 친수성이 낮은 상태, 즉 높은 발수성을 발휘할 수 있는 구조로 되어 있다.
그러나, 피노광 기판의 표면의 액침액에 대한 접촉각이, 노광 스테이지의 외주부의 표면의 액침액에 대한 접촉각에 비해 낮은 경우에, 액침액이 노광 스테이지와 웨이퍼의 쌍방에 걸쳐 위치하면, 액침액은 노광 스테이지의 외주부 측으로부터 피노광 기판 측을 향해 보다 이동하기 쉬워진다. 예를 들면, 피노광 기판의 외주부를 노광하는 경우나, 노광 장치의 투영 광학계가 노광 대기 상태나 노광량 보정 등의 경정 상태로부터 노광 상태에 들어가는 경우 등, 투영 광학계가 노광 스테이지의 외주부를 이동하는 경우에, 액침액은 노광 스테이지의 외주부 측으로부터 피노광 기판 측을 향해 보다 이동하기 쉬워진다. 보다 구체적으로는, 피노광 기판 및 노광 스테이지의 외주부의 양방의 표면 위에 액침액이 존재하는 경우나, 피노광 기판의 외주부 근방에 노광 장치의 투영 광학계가 존재하는 경우 등에, 액침액은 노광 스테이지의 외주부 측으로부터 피노광 기판 측을 향해 이동하기 쉬워진다.
그와 같은 경우, 노광 스테이지의 외주부 위에 존재하는 불순물이 액침액에 피복되어 있으면, 노광 스테이지의 외주부 측으로부터 피노광 기판 측을 향해 이동하는 액침액의 흐름을 타고, 불순물이 노광 스테이지의 외주부 위로부터 피노광 기판 위로 이동할 가능성이 매우 높다. 그리고, 이러한 불순물의 이동에 의해서 피노광 기판의 표면이 오염되면, 패턴을 노광하거나 혹은 패턴을 형성하거나 할 때에, 패턴 중에 결함이 생길 가능성이 매우 높아진다. 결과적으로, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 증가하고, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율이 저하할 우려가 매우 높아진다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 노광 처리가 실시되는 피처리 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법으로서,
상기 노광 장치가 구비하는 상기 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역과 상기 액체와의 접촉각에 비해, 상기 피처리 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 중 적어도 외연부와 상기 액체와의 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하고,
상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 노광 처리가 실시되는 피처리 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법으로서,
상기 피처리 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 위에 상기 액체와 제1 각도로 접촉하는 흡수막을 형성하고,
이 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 레지스트막을 형성하고,
상기 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 상기 레지스트막을 피복하여 상기 액체와 제2 각도로 접촉하는 보호막을 형성하고,
상기 흡수막, 상기 레지스트막, 및 상기 보호막이 형성된 상기 피처리 기판을 상기 노광 장치가 구비하는 상기 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체에 지지시킴과 함께, 이 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역에 상기 제1 각도보다도 작은 각도로 상기 액체와 접촉하는 보조 부재를 설치하고,
상기 피처리 기판에 대하여 상기 노광 처리를 실시하고,
상기 노광 처리에 의해 상기 레지스트막에 노광된 패턴을 현상하는 액침 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 노광 처리가 실시되어 패턴이 노광되는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체를 구비함과 함께, 투영 광학계와 상기 피처리 기판 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침형 노광 장치로서,
상기 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 기판 지지체에 지지된 상기 피처리 기판의 외연부보다도 외측의 표면은, 상기 피처리 기판의 외연부 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 상기 액체와의 접촉각이 연속적 또는 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있는 액침형 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 노광 처리가 실시되는 반도체 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
상기 노광 장치가 구비하는 상기 반도체 기판을 지지하는 기판 지지체의 상기 반도체 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 반도체 기판의 외연부에 인접하는 영역과 상기 액체와의 접촉각에 비해, 상기 반도체 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 중 적어도 외연부와 상기 액체와의 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하고,
상기 노광 처리를 행함으로써 상기 반도체 기판의 상기 주면 위에 패턴을 형 성하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 노광 처리가 실시되는 반도체 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
상기 반도체 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 위에 상기 액체와 제1 각도로 접촉하는 흡수막을 형성하고,
이 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 레지스트막을 형성하고,
상기 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 상기 레지스트막을 피복하여 상기 액체와 제2 각도로 접촉하는 보호막을 형성하고.
상기 흡수막, 상기 레지스트막, 및 상기 보호막이 형성된 상기 반도체 기판을 상기 노광 장치가 구비하는 상기 반도체 기판을 지지하는 기판 지지체에 지지시킴과 함께, 이 기판 지지체의 상기 반도체 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 반도체 기판의 외연부에 인접하는 영역에 상기 제1 각도보다도 작은 각도로 상기 액체와 접촉하는 보조 부재를 설치하고,
상기 반도체 기판에 대하여 상기 노광 처리를 실시하고,
상기 노광 처리를 행함으로써 상기 레지스트막에 패턴을 노광하고,
이 패턴을 현상함으로써 상기 반도체 기판의 상기 주면 위에 상기 패턴을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 각 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1 실시 형태)
먼저, 본 발명에 따른 제1 실시 형태를 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 반도체 기판을 도시하는 단면도이다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치에서 반도체 기판의 외주부를 노광하는 상태를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시 형태에서는, 액침형 노광 장치가 구비하는 기판 지지체의 기판 지지부의 외측의 더러움을 피처리 기판의 표면, 측면, 및 이면에 부착시키지 않기 위해, 기판 지지체의 외주부의 표면의 액체에 대한 접촉각보다도 피처리 기판의 표면의 액체에 대한 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하여, 피처리 기판의 표면에 노광 처리를 실시하는 액침 노광 방법에 대해 설명한다. 또한, 피처리 기판의 표면의 액체에 대한 접촉각보다도 기판 지지체의 외주부의 표면의 액체에 대한 접촉각을 작게 하는 처리가 실시된 표면 상태를 갖는 기판 지지체를 구비하는 액침형 노광 장치에 대해서도 설명한다. 이하, 자세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 액침형 노광 장치(1)에 대해 설명한다. 이 액침형 노광 장치(1)는, 보다 구체적으로는 액침형 스캔 노광 장치이다. 이 액침형 스캔 노광 장치(1)는, 노광 처리가 실시되어 패턴이 노광되는 피처리 기판(2)을 지지하는 기판 지지체(3)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 기판 지지체(3)는, 그 한쪽의 주면 위에 피처리 기판(2)으로서의 웨이퍼(반도체 기판)가 재치되는 웨이퍼 스테이지이다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)는 웨이퍼 스테이지(3)의 중앙부(3a)에 재치되는 설정으로 한다. 또한, 이하의 설명에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 중앙부(3a)를 기판 지지부 혹은 웨이퍼 재치부라고도 하는 것으로 한다.
또한, 웨이퍼 스테이지(3)의 웨이퍼(2)가 재치되는 측의 주면(표면)(3b)에 대향하여, 웨이퍼(2)의 한쪽의 주면(표면)(2a) 위에 패턴을 투영하여 노광하기 위한 노광 장치(1)의 투영 광학계(4)가 설치되어 있다. 도 1에서는, 노광 장치(1)의 투영 광학계를 대표로 하여, 투영 렌즈(4)만을 도시한다.
또한, 투영 렌즈(4)의 측방에는, 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(2)의 표면(2a) 사이에 노광용의 액체(5)를 공급함과 함께, 불필요해진 액체(5)를 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(2)의 표면(2a) 사이로부터 제거하는 액체 급배 장치(6)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 투영 렌즈(4)의 우측에 배치되어 있는 액체 급배 장치로서의 액체 공급 장치(6a)로부터 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(2)의 표면(2a) 사이에 노광용의 액체인 액침액(5)을 공급하는 설정으로 한다. 그와 함께, 투영 렌즈(4)의 좌측에 배치되어 있는 액체 급배 장치로서의 액체 배출 장치(6b)에 의해 불필요해진 액침액(5)을 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(2)의 표면(2a) 사이로부터 제거하는 설정으로 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 액침액(5)으로서 순수를 이용하는 것으로 한다.
또한, 투영 렌즈(4)를 삽입하여 웨이퍼 스테이지(3)의 반대 측에는, 웨이퍼(2)에 투영할 패턴이 형성되어 있는 레티클(7)을 지지하는 레티클 지지체로서의 레 티클 스테이지(8)가 설치되어 있다. 도시는 생략하지만, 레티클(7)에 형성되어 있는 패턴(마스크 패턴)은, 노광 장치(1)의 조명 광학계가 발하는 노광광에 의해 조명됨으로써, 그 상이 투영 렌즈(4) 내에 입사한다. 투영 렌즈(4)를 통과한 마스크 패턴의 상은, 액침액(순수)(5)을 통하여 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 투영된다. 이것에 의해, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 마스크 패턴이 노광된다. 즉, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 노광 처리가 실시된다.
또한, 본 실시 형태의 노광 장치(1)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b) 중 중앙부인 웨이퍼 재치부(3a)를 제외한 영역의 표면(3b)이, 웨이퍼 재치부(3a)로부터 멀어짐에 따라 순수(5)와의 접촉각이 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있다. 즉, 웨이퍼 스테이지(3)에 재치된 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)에 인접하는 영역인 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표면(3b)은, 그 내측인 웨이퍼 재치부(3a)(웨이퍼(2)의 외연부(2b)) 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 순수(5)와의 접촉각이 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있다. 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b) 중, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 가장 내측인 웨이퍼 재치부(3a)의 외연부 부근에서의 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b)과 그 위에 공급되는 순수(5)와의 접촉각은 약 70°로 설정되어 있다. 그리고, 웨이퍼 재치부(3a)의 외연부 부근으로부터 웨이퍼 스테이지(3)의 외연을 향함에 따라, 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b)과 순수(5)와의 접촉각이 약 70°로부터 단속적으로 작아지도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(표층부)(3b)에 설치되어 있는 도시하지 않은 액체 회수 기구(배액 기구)의 내측(앞)에서 의 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b)과 순수(5)와의 접촉각은, 약 50°로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 노광 장치(1)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표면(3b)은, 그 내측인 웨이퍼 재치부(3a) 측으로부터 그 외측을 향함과 함께, 외주부(3c)의 표면(3b) 위에 공급되는 순수(5)의 표면장력이 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있다. 즉, 노광 장치(1)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표면(3b)은, 그 내측인 웨이퍼 재치부(3a) 측으로부터 그 내측을 향함과 함께, 외주부(3c)의 표면(3b) 위에 공급되는 순수(5)에 대한 발수성이 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있다. 혹은, 노광 장치(1)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표면(3b)은, 그 내측인 웨이퍼 재치부(3a) 측으로부터 그 외측을 향함에 따라, 외주부(3c)의 표면(3b) 위에 공급되는 순수(5)에 대한 친수성이 단속적으로 커지는 표면 상태로 설정되어 있다. 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b) 위의 불필요한 순수(5)는, 상기한 액체 배출 장치(6b)에 의해 웨이퍼 스테이지(3)와 투영 렌즈(4) 사이로부터 제거됨과 함께, 액체 회수 기구(배액 기구)를 통하여 웨이퍼 스테이지(3)의 외부에 배출된다.
다음으로, 도 2를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 반도체 기판(웨이퍼)(2)에 대해 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시하는 웨이퍼(2)를 확대하여, 그 구성을 보다 정확하게 도시하는 단면도이다.
먼저, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에, 노광 처리에서 이용하는 도시하지 않은 노광광의 다중 반사의 위상을 조정하는 막으로서, 반사 방지막(9)을 도포법에 의해 형성한다. 계속해서, 이 반사 방지막(9)의 위에, 마스크 패턴이 노광되어 전사되는 레지스트막(10)을 도포법에 의해 형성한다. 이 후, 웨이퍼(2)에 노광 처리를 실시하는 전단계로서, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 중 적어도 외연부(2b)와 순수(5)와의 접촉각을, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표면(3b)과 순수(5)와의 접촉각에 비해 크게 하는 처리를 웨이퍼(2)에 실시한다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 레지스트막(10)을 마련한 후, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)와 순수(5)와의 접촉각보다도 큰 각도로 순수(5)와 접촉하는 보호막(11)을, 레지스트막(10)을 피복하여 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 형성한다. 구체적으로는, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 도포법에 의해 형성한다. 본 실시 형태에서는, 순수(5)에 대한 접촉각이 약 80°로 설정되어 있는 보호막(11)을 이용하는 것으로 한다. 지금까지의 공정에 의해, 도 2에 도시하는 본 실시 형태에 따른 웨이퍼(2)를 얻는다.
이하의 설명에서는, 웨이퍼(2) 그 자체뿐 아니라, 반사 방지막(9), 레지스트막(10) 및 보호막(11)이 형성된 웨이퍼(2) 전체도 웨이퍼(2)라고 한다. 또한, 이상 설명한 순수(5)에 대한 접촉각은, 이하와 같이 정의한다. 즉, 순수(5)가 다른 물질에 접촉하고 있는 상태에서, 순수(5)의 표면과 다른 물질의 표면과의 접촉점에서의 순수(5)의 표면의 접선 방향으로부터 다른 물질의 표면까지의 각도 중, 순수(5)의 내측으로부터 측정한 각도이다. 예를 들면, 순수(5)와 보호막(11) 사이의 접촉각이란, 도 2 중 θ1이나 θ2로 나타내는 각도이다. 이것은, 상기한 웨이퍼 스테이지(3)의 표면(3b)과 순수(5)와의 접촉각을 비롯한, 다른 접촉각에 대해서도 마찬가지이다.
다음으로, 도 1∼도 3을 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법에 대해 설명한다. 이 액침 노광 방법은, 상기한 액침형 스캔 노광 장치(1) 및 웨이퍼(2)를 이용하여 노광 작업을 행하는 것이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 반사 방지막(9), 레지스트막(10), 및 보호막(11)이 형성된 웨이퍼(2)를, 액침형 스캔 노광 장치(1)의 웨이퍼 스테이지(3) 위에 반송한다. 그리고, 웨이퍼(2)를 이들 각 막(9, 10, 11)이 투영 렌즈(4)에 대향하도록 웨이퍼 스테이지(3)의 웨이퍼 재치부(3a)에 재치한다. 이 후, 액체 공급 장치(6a)로부터 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(2)의 표면(2a) 사이에 순수(5)를 공급하면서 레티클(7)에 형성되어 있는 도시하지 않은 마스크 패턴(반도체 소자 패턴)을 레지스트막(10)의 표면 위에 노광 투영하여 전사하고, 레지스트막(10)의 표면에 잠상을 형성한다. 즉, 액침 노광을 개시한다. 또한, 이 액침 노광을 행하기 전에, 순수(5)와의 접촉각이 약 80°로 설정되어 있는 보호막(11)이 웨이퍼(2)의 외주부(외연부)(2b)를 적정하게 피복하고 있는지의 여부를 확인하는 것이 바람직하다.
이 확인 작업은, 웨이퍼(2)의 외연부(엣지부)(2b)를, 적어도 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 평행한 방향, 즉 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 바로 옆으로부터 관찰함으로써 행하는 것이 바람직하다. 이러한 관찰에 의해, 보호막(11)의 연부(엣지부)가 원하는 위치에 있는지의 여부를 판단한다. 즉, 보호막(11)의 엣지부가 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 적정하게 피복하고 있는지의 여부를 판단한다. 보호막(11)의 엣지부가 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 적정하게 피복하고 있는 경우, 노광 작업을 실행한다. 또한, 보호막(11)의 엣지부가 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 적정하게 피복하고 있지 않은 경우, 노광 작업을 행하지 않는 것이 바람직하다. 이 경우, 그 엣지부(2b)가 보호막(11)의 엣지부에 의해 적정하게 피복되어 있는 웨이퍼(2)로 변환한 후, 노광 작업을 행하면 된다.
이와 같이, 노광 작업을 행하는 데 앞서서 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 적정한 방법으로 관찰하여 노광의 가부를 판단한다. 이것에 의해, 보호막(11)의 엣지부가 적정한 위치에 없는 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광하여 순수(5)를 웨이퍼(2)의 이면으로 돌아가게 하여 웨이퍼(2)의 표면(2a)이나 웨이퍼 스테이지(노광 스테이지)(3)의 표면(3b) 등이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)의 관찰은, 반드시 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 바로 옆으로부터만 행할 필요는 없다. 예를 들면, 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 경사 상방이나 경사 하방으로부터라 하더라도, 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 적정하게 관찰할 수 있다. 또한, 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)를 그 바로 옆으로부터도 관찰함으로써, 웨이퍼(2)의 엣지부(2b)의 보호막(11)에 의한 피복 상태에 대해 입체적인 이미지를 얻을 수 있으므로, 보다 정확한 판단이 가능하게 된다.
다음으로, 도 3을 참조하면서, 웨이퍼(2)의 외주부(외연부, 엣지부)(2b)의 액침 노광을 행하는 경우에 대해 설명한다. 웨이퍼(2)의 외주부(2b)에 노광 처리를 실시하는 경우, 투영 렌즈(4)가 웨이퍼(2)의 외주부(2b)의 상방까지 이동하면, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)의 표면(2a) 및 웨이퍼 스테이지(노광 스테이지)(3)의 외주 부(3c)의 표면(3b)과 투영 렌즈(4) 사이에 액체 공급 장치(6a)로부터 순수(5)가 공급된다. 이 후, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)에 대하여 액침 노광을 개시한다.
여기서, 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 위에 불순물(더스트)(12)이 존재하고, 또한, 이 더스트(12)가 순수(5)에 의해 피복되어 있는 경우를 생각한다. 이와 같은 경우, 배경 기술에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치에서는, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 측으로부터 웨이퍼(2) 측을 향해 이동하는 순수(5)의 흐름을 타고, 더스트(12)가 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)측 위로부터 웨이퍼(2) 위로 이동할 가능성이 매우 높다. 그리고, 이러한 더스트(12)의 이동에 의해서 웨이퍼(2)의 표면(2a)이 오염되면, 패턴을 노광 혹은 패턴을 형성할 때, 패턴 중에 결함이 생길 가능성이 매우 높아진다. 결과적으로, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 증가하고, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율이 저하할 가능성이 매우 높아진다.
이에 반해, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 스캔 노광 장치(1)에서는, 순수(5)와의 접촉각이 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)와 순수(5)와의 접촉각보다도 큰 보호막(11)에 의해 표면(2a)이 피복되어 있는 웨이퍼(2)를 이용한다. 이것에 의해, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 위에 더스트(12)가 존재하고, 또한, 이 더스트(12)가 순수(5)에 의해 피복되어 있는 경우에도, 더스트(12)는 순수(5)의 흐름을 타고 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위로 이동하는 것은 거의 불가능하다. 즉, 노광 스테이지(3) 위에 존재하는 더스트(12)에 의해 웨이퍼(2)의 표면(2a)이 오염될 우려는 거의 없다. 결과적으로, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결 함이 생길 우려는 거의 없다. 또한, 도시는 생략하지만, 본 실시 형태의 노광 장치(1)에는, 노광 스테이지(3)의 표층부(3a) 중, 적어도 노광 스테이지(3)에 재치된 웨이퍼(2)의 외연부(2b)에 인접하는 영역인 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)를 세정하는, 기판 지지체 세정 기구로서의 클리닝 기구가 설치되어 있다. 이 클리닝 기구에 의해, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 위에 존재하는 더스트(12)는, 순수(5)의 흐름을 타고 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위로 이동하지 않고, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)로부터 제거된다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 액침형 스캔 노광 장치(1)가 구비하는 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)에는, 액체 회수 기구(배액 기구)로서의 드레인(13)이 형성되어 있다. 노광 스테이지(3)의 표면(3b) 위의 불필요한 순수(5)는, 상기한 액체 배출 장치(6b)에 의해 노광 스테이지(3)와 투영 렌즈(4) 사이로부터 제거됨과 함께, 드레인(13)을 통하여 노광 스테이지(3)의 외부에 배출된다. 또한, 도시는 생략하지만, 액침형 스캔 노광 장치(1)에서는, 노광 스테이지(3)의 위치 정밀도의 계측 기기나 각종 배선 등, 순수(5)와의 접촉을 피할 필요가 있는 중요한 장치나 구조물은, 순수(5)에 노출되지 않도록 드레인(13)의 외측에 설치되어 있다.
본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 스캔 노광 장치(1)에 의해 패턴이 형성된 웨이퍼(2)는, 계속해서 에칭 처리 등의 여러 가지 공정을 거쳐 원하는 상태로 완성된 후, 도시하지 않은 반도체 장치의 주요한 구성 부품의 하나로서 이용된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제1 실시 형태에서는, 노광 스테이지(3)의 외주 부(3c)의 표면(3b)의 액침액(5)에 대한 접촉각이, 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각에 비해 작게 설정되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)에 노광 처리를 실시할 때에, 투영 렌즈(4)가 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 및 웨이퍼(2)의 외주부(2b)의 쌍방의 위에 위치하는 경우나, 투영 렌즈(4)가 웨이퍼(2)의 외주부(2b) 위에 위치하는 경우에도, 투영 렌즈(4)의 하방에 존재하는 액침액(5)은 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 측으로부터 웨이퍼(2)의 외주부(2b) 측으로 거의 이동하지 않는다. 즉, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)에 노광 처리를 실시할 때에도, 투영 렌즈(4)의 하방에 존재하는 액침액(5)은 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 위에 존재한다. 이에 수반하여, 투영 렌즈(4)의 하방의 액침액(5)에 피복되어 있는 불순물(12)도, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c) 측으로부터 웨이퍼(2)의 외주부(2b) 측으로는 거의 이동하지 않는다. 이 결과, 웨이퍼(2)는 불순물(12)에 의해 오염될 가능성은 거의 없다. 결과적으로, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 가능성은 거의 없다. 또한, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율을 저감시켜, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 향상시키는 것이 가능하다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치(1)에서의 피처리 기판(2)의 오염 방지 대책이 도모되어 있고, 패턴의 노광 정밀도가 열화할 우려가 억제되어 있다. 그와 함께, 패턴의 노광 정밀도가 열화할 가능성이 억제된 액침 노광 방법을 이용하므로, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율의 저하를 억제하여, 반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액침액으로서 순수(5)를 이용하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 액침액(5)이 이온수나 유기물이나 실리콘 화합물을 포함한 액체라 하더라도, 웨이퍼(2)에 대한 액침액(5)의 접촉각과 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에 대한 액침액(5)의 접촉각의 대소 관계를, 본 실시 형태와 마찬가지의 설정으로 함으로써, 본 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제2 실시 형태를 상기한 제1 실시 형태와 마찬가지로 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)와 액침액(5)과의 접촉각을 크게 하는 처리로서, 제1 실시 형태와는 서로 다른 방법을 채용하는 경우에 대해 설명한다. 단, 액침형 노광 장치는 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)를 이용하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 형성한 후, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 형성한다. 단, 이 상태에서는, 보호막(11)의 순수(액침액)(5)에 대한 접촉각은, 약 70°로 제1 실시 형태의 접촉각에 비해 약 10°작게 설정되어 있다.
계속해서, 웨이퍼(2)에 대하여, 순수(5)에 대한 접촉각을 크게 하는 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 형성된 보호막(11)에 대하여, 발수화 처리를 실시한다. 구체적으로는, 보호막(11)의 표면에 대하여 불소 가스를 약 30초간 분무하여, 보호막(11)의 표면에 불소 가스를 흡착시킨다. 이것에 의해, 보호막(11)의 표면을 발수 코팅한다. 이 발수 코팅 처리에 의해, 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각은, 약 110°로 된다. 즉, 코팅 처리 후의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각은, 코팅 처리 전의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각에 비해, 약 40°나 크게 된다. 이 후, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광 처리를 개시한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제2 실시 형태에 따르면, 상기한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(2)에 대한 발수 코팅 치리(불소 가스 처리) 후의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각이, 제1 실시 형태 보다도 한층 더 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에 대한 액침액(5)의 접촉각보다 커진다. 이 때문에, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c) 위의 더스트(12) 등은, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위로 보다 이동하기 어렵게 되어 있다. 즉, 웨이퍼(2)의 표면(2a)은, 웨이퍼 스테이지(3) 위의 더스트(12) 등의 영향을 보다 받기 어렵게 되어 있고, 보다 오염되기 어렵게 되어 있다. 결과적으로, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 우려가 보다 낮아진다. 또한, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 보다 저감되어 있고, 반도체 장치의 제조 공 정에서의 수율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제3 실시 형태를 상기한 제1 및 제2 각 실시 형태와 마찬가지로 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1 및 제2 각 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서도, 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)와 액침액(5)과의 접촉각을 크게 하는 처리로서, 제1 실시 형태와는 다른 방법을 채용하는 경우에 대해 설명한다. 단, 액침형 노광 장치는 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)를 이용하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 형성한 후, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 형성한다. 단, 이 상태에서는, 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 약 95°로 제1 실시 형태의 접촉각에 비해 약 15°크게 설정되어 있다.
계속해서, 웨이퍼(2)에 대하여, 액침액(5)에 대한 접촉각을 크게 하는 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 형성된 보호막(11)에 대하여, 액침액(5)에 대한 접촉각을 크게 하는 처리를 실시한다. 구체적으로는, 보호막(11)이 형성된 웨이퍼(2)를 도시하지 않은 O2 플라즈마 에칭 장치의 처리실에 수용하고, O2 플라즈마의 분위기 하에 약 3초간 노출한다. 이것에 의해, 보호막(11)의 표면 상태를, O2 플라즈마의 분위기 하에 노출되기 전과 비교하여 거칠게 한다. 이 O2 플라즈마 처리에 의해, 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 약 105°로 된다. 즉, O2 플라즈마 처리 후의 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, O2 플라즈마 처리 전의 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각에 비해, 약 10°나 커진다. 이 후, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 각 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광 처리를 개시한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제3 실시 형태에 따르면, 상기한 제1 및 제2 각 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 웨이퍼(2)에 대한 O2 플라즈마 처리 후의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각이, 제1 실시 형태 보다도 한층 더 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에 대한 액침액(5)의 접촉각보다 커져 있다. 이 때문에, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c) 위의 더스트(12) 등은, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보다 이동하기 어렵게 되어 있다. 즉, 웨이퍼(2)의 표면(2a)은, 웨이퍼 스테이지(3) 위의 더스트(12) 등의 영향을 보다 받기 어렵게 되어 있고, 보다 오염되기 어렵게 되어 있다. 결과적으로, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 우려가 보다 낮게 되어 있다. 또한, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 보다 저감되어 있고, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제4 실시 형태를 상기한 제1∼제3 각 실시 형태와 마찬가지로 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1∼제3 각 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서도, 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)와 액침액(5)과의 접촉각을 크게 하는 처리로서, 제1 실시형태와는 다른 방법을 채용하는 경우에 대해 설명한다. 단, 액침형 노광 장치는 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)를 이용하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 형성한 후, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 형성한다. 단, 이 상태에서에는, 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각은, 약 95°로 제1 실시 형태의 접촉각에 비해 약 15°크게 설정되어 있다.
계속해서, 웨이퍼(2)에 대하여, 순수(5)에 대한 접촉각을 크게 하는 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 형성된 보호막(11)에 대하여, 발수화 처리를 실시한다. 구체적으로는, 도시는 생략하지만, 보호막(11)의 표면에 대하여 불소 수지의 미립자를 분무하여, 보호막(11)의 표면 위에 불소 수지의 미립자로 피복된 발수성을 갖는 막을 형성한다. 이것에 의해, 보호막(11) 의 표면을 발수 코팅한다. 이 발수 코팅 처리에 의해, 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각은, 약 110°로 된다. 즉, 코팅 처리 후의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각은, 코팅 처리 전의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각에 비해, 약 15°나 커진다. 이 후, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1∼제3 각 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광 처리를 개시한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제4 실시 형태에 따르면, 상기한 제1∼제3 각 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 웨이퍼(2)에 대한 불소 수지의 미립자 처리(불소 수지막 코팅) 후의 보호막(11)의 순수(5)에 대한 접촉각이, 제1 실시 형태보다도 한층 더 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에 대한 액침액(5)의 접촉각보다 커져 있다. 이 때문에, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c) 위의 더스트(12) 등은, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보다 이동하기 어려워진다. 즉, 웨이퍼(2)의 표면(2a)은, 웨이퍼 스테이지(3) 위의 더스트(12) 등의 영향을 보다 받기 어렵게 되어 있고, 보다 오염되기 어렵게 되어 있다. 나아가서는, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 가능성이 보다 낮게 되어 있다. 또한, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 보다 저감되어 있고, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
(제5 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제5 실시 형태를 상기한 제1∼제4 각 실시 형태와 마찬가지로 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1∼제4 각 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1∼제4 각 실시 형태와 달리, 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각을, 영역마다 서로 다른 크기로 설정하는 경우에 대해 설명한다. 구체적으로는, 웨이퍼(2)의 패턴 형성 영역인 웨이퍼(2)의 중앙부의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각을, 웨이퍼(2)의 외주부(주연부)(2b)의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각에 대하여 상대적으로 작게 하는 경우에 대해 설명한다. 단, 액침형 노광 장치는 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)를 이용하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 형성한 후, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 형성한다. 단, 이 상태에서는, 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 약 80°로 제1 실시 형태의 접촉각과 대략 동일한 크기로 설정되어 있다. 또한, 레지스트막(10)의 액침액(35)에 대한 접촉각은 약 65°로 설정되어 있다.
계속해서, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 피복하여 웨이퍼(2) 위에 형성되어 있는 보호막(11)의 중앙부에 보호막 박리제(보호막 제거제)로서의 신너를 공급하여, 보호막(11)의 중앙부만을 웨이퍼(2) 위로부터 박리(제거)한다. 이것에 의해, 웨이퍼(2) 위에서의 패턴 형성 영역인 레지스트막(10)의 표면이 외부에 노출된 상태로 된다. 이 후, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1∼제4 각 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광 처리를 개시한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제5 실시 형태에 따르면, 상기한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 패턴 형성 영역인 레지스트막(10)의 표면이 외부에 노출된 상태로 되어 있으므로, 제1∼제4 각 실시 형태에 비해 패턴을 노광할 때의 보호막(11)에 의한 간섭을 받기 어렵다. 즉, 패턴을 보다 높은 정밀도로 레지스트막(10)에 노광하여 전사할 수 있다. 결과적으로, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율이 보다 저감되어 있고, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
(제6 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제6 실시 형태를 상기한 제1∼제5 각 실시 형태와 마찬가지로 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1∼제5 각 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서도, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 또한, 제1∼제4 각 실시 형태와 달리, 웨이퍼(2)의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각을, 영역마다 서로 다른 크기로 설정하는 경우에 대해 설명한다. 구체적으로는, 웨이퍼(2)의 패턴 형성 영역인 웨이퍼(2)의 중앙부의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각을, 웨이퍼(2)의 외주부(주연부)(2b)의 표면(2a)의 액침액(5)에 대한 접촉각에 대하여 상대적으로 작게 하는 경우에 대해 설명한다. 단, 액침형 노광 장치는 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)를 이용하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10)을 형 성한 후, 반사 방지막(9) 및 레지스트막(10), 및 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)를 피복하여, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 보호막(11)을 형성한다. 단, 이 상태에서는, 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 약 80°로 제1 및 제5 각 실시 형태의 접촉각과 대략 동일한 크기로 설정되어 있다. 또한, 레지스트막(10)의 액침액(35)에 대한 접촉각도, 약 65°로 제5 실시 형태의 접촉각과 대략 동일한 크기로 설정되어 있다.
계속해서, 웨이퍼(2)에 대하여, 액침액(5)에 대한 접촉각을 일부 작게 하는 처리를 실시한다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(2)의 표면(2a) 위에 형성된 보호막(11)의 중앙부에 대하여, 친수화 처리를 실시한다. 구체적으로는, 도시는 생략하지만, 웨이퍼(2) 위에서의 패턴 형성 영역인 보호막(11)의 중앙부의 표면에 대하여 오존을 분무한다. 이것에 의해, 보호막(11)의 중앙부의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각을 작게 한다. 이 오존 분무 처리에 의해, 보호막(11)의 중앙부의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 약 50°로 된다. 즉, 오존 분무 처리 후의 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각은, 오존 분무 처리 전의 보호막(11)의 액침액(5)에 대한 접촉각에 비해, 약 30°나 작아진다. 이 후, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1∼제5 각 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 웨이퍼(2)에 대하여 액침 노광 처리를 개시한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제6 실시 형태에 따르면, 상기한 제1 및 제5 각 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 패턴 형성 영역인 보호막(11)의 중앙부의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각이 제1∼제4 각 실시 형태보다도 작아지는 처리가 실시되어 있지만, 보호막(11)의 표면 중, 보호막(11)의 중앙부를 제외한 보호막(11)의 주연부의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각은 제1 및 제4 각 실시 형태와 대략 동일하다. 이 때문에, 웨이퍼(2)는 불순물(12)에 의해 오염될 가능성은 거의 없다. 결과적으로, 레지스트막(10)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 가능성은 거의 없다. 또한, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율을 저감시켜, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 오존 대신에 오존수, 산소, 혹은 산성수 등의 산화 작용을 갖는 재료를 이용해도 본 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(제7 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 따른 제7 실시 형태를 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 노광 장치를 간략화하여 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 5는, 본 실시 형태에 따른 반도체 기판을 도시하는 단면도이다. 또한, 상기한 제1∼제6 각 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 자세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에서의 액침액(5)에 대한 접촉각을 웨이퍼(23)의 외주부(23b)에서의 액침액(5)에 대한 접촉각보다도 작게 하는 처리를, 상기한 제1∼제6 각 실시 형태와는 다른 방법에 의해 실현한 경우에 대해 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면서 본 실시 형태에 따른 액침형 노광 장치(21)에 대해 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 액침형 노광 장치(21)도 제1 실시 형태의 액침형 노광 장치(1)와 동일하게, 액침형 스캔 노광 장치이다. 그리고, 이 액침형 노광 장치(21)의 구조나 구성도, 액침형 노광 장치(1)와 대략 동일하다. 단, 이 액침형 노광 장치(21)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 표층부(3b) 중, 웨이퍼 스테이지(3)에 재치된 웨이퍼(23)의 외연부(23b)에 인접하는 영역인 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표층부에, 웨이퍼(23)의 외연부(23b) 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 액침액(5)과의 접촉각이 연속적 또는 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있는 보조 부재(22)가 설치되어 있다. 그와 함께, 웨이퍼 스테이지(3)의 표층부(3b) 중, 보조 부재(22)가 설치되어 있는 영역의 외측에는, 액침액(5)을 회수하는 액체 회수 기구(13)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표층부에, 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)에서의 액침액(5)에 대한 접촉각을 웨이퍼(23)의 외주부(23b)에서의 액침액(5)에 대한 접촉각보다도 작게 하는 보조 부재로서의 보조판(22)이 매립되어 있다. 이 보조판(22)은, 그 표면과 액침액(접촉수)(5)과의 접촉이 약 65°로 설정되어 있다. 그리고, 웨이퍼 스테이지(3)의 표층부(3b) 중, 보조 부재(22)가 설치되어 있는 영역의 외측에는, 드레인(13)이 형성되어 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 반도체 기판(웨이퍼)(23)에 대해 설명한다. 도 5는, 도 4에 도시하는 웨이퍼(23)를 확대하여, 그 구성을 보다 정확하게 도시하는 단면도이다.
먼저, 웨이퍼(23)의 표면(23a) 위에 전사막용 도포 재료를 적하하여 스핀 코팅법에 의해 회전시켜 넓힌 후, 그 전사막용 도포 재료에 대하여 가열 처리를 실시 한다. 이것에 의해, 웨이퍼(23)의 표면(23a) 위에, 막 두께가 약 300nm의 반사 흡수막(24)을 형성한다. 이때, 웨이퍼(2)의 외연부(외주부)(2b)가, 전사막으로서의 반사 흡수막(24)의 연부에 의해 피복되도록 반사 흡수막(24)을 형성한다. 이 반사 흡수막(24)은, 액침액으로서의 순수(5)와 제1 각도로 접촉하도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 반사 흡수막(24)은, 순수(5)와 약 80°로 접촉하도록 설정되어 있다. 또한, 이 반사 흡수막(24)은, 패턴 전사 시의 전사막으로서도 기능한다.
계속해서, 반사 흡수막(24) 위에, 노광광의 다중 반사의 위상을 조정하는 기능과 전사 기능을 겸비한 실리콘 원자를 함유하는 스핀 온 글래스(Spin on Glass:SOG) 재료를 적하하고, 스핀 코팅법에 의해 회전시켜 넓힌다. 이 후, SOG 재료에 대하여 가열 처리를 실시한다. 이것에 의해, 반사 흡수막(24)의 표면 위에, 막 두께가 약 50nm인 반사 방지막으로서의 SOG막(25)을 형성한다. 이 SOG막(25)은, 웨이퍼(23)의 외연(외주)으로부터 그 내측을 향해 약 5mm의 폭이 신너에 의해 제거되어 형성된다. 즉, SOG막(25)은, 웨이퍼(23) 위의 투영 렌즈(4)와 대향하는 측의 면 내에 형성된다.
계속해서, SOG막(25) 위에, 산 발생재를 포함하는 ArF 화학 증폭형 레지스트막(26)을 약 200nm의 막 두께로 형성한다. 이 화학 증폭형 레지스트막(26)은, 반사 방지막(25) 위에 화학 증폭형 레지스트용 도포 재료를 적하하여 스핀 코트법에 의해 회전시켜 넓힌다. 이 후, 화학 증폭형 레지스트용 도포 재료에 가열 처리를 실시하여, 화학 증폭형 레지스트용 도포 재료에 포함되는 용제를 제거함으로써 형성된다. 이 ArF 화학 증폭형 레지스트막(26)은, 웨이퍼(23)의 외연(외주)으로부터 그 내측을 향해 약 7mm의 폭이 신너에 의해 제거되어 형성된다. 즉, ArF 화학 증폭형 레지스트막(26)은, SOG막(25) 위의 투영 렌즈(4)와 대향하는 측의 면 내에 형성된다.
계속해서, ArF 화학 증폭형 레지스트막(26) 위에 보호막 재료를 적하하여 스핀 코팅법에 의해 회전시켜 넓힌다. 이 후, 보호막 재료에 가열 처리를 실시하여, ArF 화학 증폭형 레지스트막(26) 및 SOG막(25)을 피복하여, 반사 흡수막(24) 위에 보호막(27)을 약 30nm의 막 두께로 형성한다. 이 보호막(27)은, 웨이퍼(23)의 외연(외주)으로부터 그 내측을 향해 약 31nm의 폭이 신너에 의해 제거되어 형성된다. 즉, 보호막(27)은, 반사 흡수막(24) 위의 투영 렌즈(4)와 대향하는 측의 면 내에 ArF 화학 증폭형 레지스트막(26) 및 SOG막(25)을 피복하여 형성된다. 또한, 보호막(27)은, 순수(액침액)(5)와 제2 각도로 접촉하도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 보호막(27)은, 순수(5)와 약 70°로 접촉하도록 설정되어 있다.
지금까지의 공정에 의해, 도 5에 도시하는 본 실시 형태에 따른 웨이퍼(23)를 얻는다. 즉, 웨이퍼(23) 위에, 반사 흡수막(24), SOG막(25), ArF 화학 증폭형 레지스트막(26), 및 보호막(27)으로 이루어지는 4층의 막이 형성된 웨이퍼(23)를 얻는다. 이들 각 막(24, 25, 26, 27) 중, 웨이퍼(23) 위에 노출되어 있는 막은, 반사 흡수막(24) 및 보호막(27)의 2막뿐이다. 반사 흡수막(24)은, 웨이퍼(23)의 외연부(외주부)(23b)로부터 약 3mm의 폭으로 웨이퍼(23) 위에 노출되어 있고, 제1 각도인 약 80°로 순수(액침액)(5)와 접촉하도록 설정되어 있다. 또한, 웨이퍼(23)의 중앙부는 보호막(27)에 의해 피복되어 있다. 이 보호막(27)은, 제2 각도인 약 70°로 순수(액침액)(5)와 접촉하도록 설정되어 있다.
즉, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼(23)는, 상기한 제5 및 제6 각 실시 형태와 마찬가지로, 패턴 형성 영역인 웨이퍼(23)의 중앙부의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각이, 웨이퍼(23)의 중앙부를 제외한 웨이퍼(23)의 주연부(23b)의 표면의 액침액(5)에 대한 접촉각보다도 작게 설정되어 있다.
또한, 상기한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼(23)에 대하여 액침 노광을 행하기 전에, 순수(5)와의 접촉각이 약 80°로 설정되어 있는 반사 흡수막(24)이 웨이퍼(23)의 외주부(외연부)(23b)를 적정하게 피복하고 있는지의 여부를 확인하는 것이 바람직하다.
이 확인 작업은, 웨이퍼(23)의 외연부(엣지부)(23b)를, 적어도 웨이퍼(23)의 표면(23a)에 평행한 방향, 즉 웨이퍼(23)의 표면(23a)의 바로 옆으로부터 관찰함으로써 행하는 것이 바람직하다. 이러한 관찰에 의해, 반사 흡수막(24)의 연부(엣지부)가 원하는 위치에 있는지의 여부를 판단한다. 즉, 반사 흡수막(24)의 엣지부가 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 적정하게 피복하고 있는지의 여부를 판단한다. 반사 흡수막(24)의 엣지부가 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 적정하게 피복하고 있는 경우에는, 그대로 노광 작업을 실행한다. 또한, 반사 흡수막(24)의 엣지부가 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 적정하게 피복하고 있지 않은 경우에는, 노광 작업을 행하지 않는 것이 바람직하다. 이 경우, 웨이퍼(23)를, 그 엣지부(23b)가 반사 흡수막(24)의 엣지부에 의해 적정하게 피복되어 있는 웨이퍼(23)로 변환한 후, 노광 작업을 행하면 된다.
이와 같이, 노광 작업을 행하는 데 앞서서 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 적정한 방법으로 관찰하여 노광의 가부를 판단한다. 이것에 의해, 반사 흡수막(24)의 엣지부가 적정한 위치에 없는 웨이퍼(23)를 액침 노광하여 순수(5)를 웨이퍼(23)의 이면으로 돌아가게 하여 웨이퍼(23)의 표면(23a)이나 웨이퍼 스테이지(노광 스테이지)(3)의 표면(3b) 등이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)의 관찰은, 반드시 웨이퍼(23)의 표면(23a)의 바로 옆으로부터만 행할 필요는 없다. 예를 들면, 웨이퍼(23)의 표면(23a)의 경사 상방이나 경사 하방으로부터라 하더라도, 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 적정하게 관찰할 수 있다. 또한, 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)를 그 바로 옆으로부터도 관찰함으로써, 웨이퍼(23)의 엣지부(23b)의 반사 흡수막(24)에 의한 피복 상태에 대해 입체적인 이미지를 얻을 수 있으므로, 보다 정확한 판단이 가능해진다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법에 대해 설명한다. 이 액침 노광 방법은, 상기한 액침형 스캔 노광 장치(21) 및 웨이퍼(23)를 이용하여 노광 작업을 행하는 것이다.
먼저, 도 4에 도시한 바와 같이 반사 흡수막(24), SOG막(25), ArF 화학 증폭형 레지스트막(26), 및 보호막(27)이 형성된 웨이퍼(23)를, 액침형 스캔 노광 장치(21)의 웨이퍼 스테이지(3) 위에 반송한다. 그리고, 웨이퍼(23)를, 이들 각 막(24, 25, 26, 27)이 투영 렌즈(4)에 대향하는 자세로 웨이퍼 스테이지(3)의 웨이퍼 재치부(3a)에 재치한다. 이 후, 액체 공급 장치(6a)로부터 투영 렌즈(4)와 웨이퍼(23)의 표면(23a) 사이에 순수(5)를 공급하면서 레티클(7)에 형성되어 있는 도시하 지 않은 마스크 패턴(반도체 소자 패턴)을 레지스트막(26)의 표면 위에 노광 투영하여 전사하고, 레지스트막(26)의 표면에 잠상을 형성한다. 즉, 액침 노광을 개시한다. 또한, 이 액침 노광을 행하기 전에, 상기한 보호막(27)이 웨이퍼(23)의 외주부(외연부)(23b)를 적정하게 피복하고 있는지의 여부의 확인 작업은 이미 적정하게 끝마쳐져 있고, 웨이퍼(23)의 외주부(23b)는 보호막(27)에 의해 적정하게 피복되어 있는 것이 확인된 것으로 한다.
노광 작업은, 투영 렌즈를 비롯한 투영 광학계(4)가 웨이퍼(23)의 중앙부로부터 웨이퍼(23)의 외주부(23b)를 향해 이동하면서 행해진다. 투영 렌즈(4)가 웨이퍼(2)의 외주부(2b)의 상방까지 이동하면, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)의 표면(2a), 웨이퍼 스테이지(노광 스테이지)(3)의 외주부(3c)의 표면(3b), 및 보조판(22)과 투영 렌즈(4) 사이에 액체 공급 장치(6a)로부터 순수(5)가 공급된다. 이 후, 웨이퍼(2)의 외주부(2b)에 대하여 액침 노광을 개시한다.
본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 스캔 노광 장치(21)에서는, 상기한 제1 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 스캔 노광 장치(1)와 마찬가지로, 순수(5)와의 접촉각이 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)에 설치되어 있는 보조판(22)과 순수(5)와의 접촉각보다도 큰 보호막(27)에 의해 표면(2a)이 피복되어 있는 웨이퍼(23)를 이용한다. 이것에 의해, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)에 설치되어 있는 보조판(22) 위에 더스트(12)가 존재하고, 또한, 이 더스트(12)가 순수(5)에 의해 피복되어 있는 경우에도, 더스트(12)는 순수(5)의 흐름을 타고 웨이퍼(23)의 표면(23a) 위로 이동하는 것은 거의 불가능하다. 즉, 노광 스테이지(3) 위 에 존재하는 더스트(12)에 의해 웨이퍼(23)의 표면(23a)이 오염될 우려는 거의 없다. 나아가서는, 레지스트막(26)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 우려는 거의 없다. 본 실시 형태에서는, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)에 설치되어 있는 보조판(22) 위에 존재하는 더스트(12)는, 순수(5)의 흐름을 타고 웨이퍼(23)의 표면(23a) 위로 이동하지 않고, 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)를 클리닝하는 도시하지 않은 클리닝 기구에 의해 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)로부터 제거된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 액침형 스캔 노광 장치(21)가 구비하는 노광 스테이지(3)의 외주부(3c)에는, 액체 회수 기구(배액 기구)로서의 드레인(13)이 형성되어 있다. 노광 스테이지(3)의 표면(3b) 위의 불필요한 순수(5)는, 상기한 액체 배출 장치(6b)에 의해 노광 스테이지(3)와 투영 렌즈(4) 사이로부터 제거됨과 함께, 드레인(13)을 통하여 노광 스테이지(3)의 외부에 배출된다. 또한, 도시는 생략하지만, 액침형 스캔 노광 장치(1)에서는, 노광 스테이지(3)의 위치 정밀도의 계측 기기나 각종 배선 등, 순수(5)와의 접촉을 피할 필요가 있는 중요한 장치나 구조물은, 순수(5)에 노출되지 않도록 드레인(13)의 외측에 설치되어 있다.
이 후, 노광 후 베이크(Post Exposure Bake:PEB) 공정, 보호막을 박리하는 공정, 및 레지스트막(26)에 전사된 패턴을 현상하는 공정 등, 소정의 공정을 거침으로써, 웨이퍼(23)의 표면(23a)이 더스트(12) 등에 의해 오염되어 있지 않고, 결함이 없는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태에 따른 액침 노광 방법 및 액침형 스캔 노광 장치(21)에 의해 패턴이 형성된 웨이퍼(23)는, 계속해서 에칭 처리 등의 여러 가지 공정을 거쳐 원하는 상태로 마무리된 후, 도시하 지 않은 반도체 장치의 주요한 구성 부품의 하나로서 이용된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제7 실시 형태에 따르면, 상기한 제1∼제6 각 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(23)와 SOG막(25), ArF 화학 증폭형 레지스트막(26), 및 보호막(27) 사이에 반사 흡수막(24)을 형성함으로써, 보다 높은 정밀도로 패턴 노광을 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 액침형 스캔 노광 장치(21)에서는, 웨이퍼 스테이지(3)의 표층부(3b) 중, 웨이퍼 스테이지(3)에 재치된 웨이퍼(23)의 외연부(23b)에 인접하는 영역인 웨이퍼 스테이지(3)의 외주부(3c)의 표층부에, 웨이퍼(23)의 외연부(23b) 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 액침액(5)과의 접촉각이 연속적 또는 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있는 보조판(22)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(23)의 표면(23a)이 더스트(12) 등에 의해 오염될 우려는 매우 저감되어 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 레지스트막(26)에 전사되는 패턴 중에 결함이 생길 가능성은 매우 낮다. 결과적으로, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율을 대폭 저감시켜, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 매우 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 노광 방법, 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법은, 상기한 제1∼제7 각 실시 형태에는 제약되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 이들의 구성, 혹은 제조 공정 등의 일부를 여러 가지 다양한 설정으로 변경하거나, 혹은 각종 설정을 적절하게, 적당하게 조합하여 이용하거나 하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 레지스트 패턴 형성 공정은, 상기한 방향에 한정되지 않는다. 또한, 보호막 박리 공정은 현상 공정에서 동시에 알칼리 현상액으로 보호막을 제거해도 상관없다.
추가적인 장점 및 변경은 당업계의 숙련된 자에게 용이하게 발생할 것이다. 따라서, 보다 넓은 관점에서의 본 발명은 본 명세서에 도시되고 서술된 특정한 설명 및 대표적인 실시예들에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같은 일반적인 발명의 개념 및 그 균등한 것의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 반도체 장치의 성능, 품질, 및 신뢰성 등이 열화하여 불량품으로 될 비율을 대폭 저감시켜, 반도체 장치의 제조 공정에서의 수율을 매우 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (20)

  1. 노광 처리가 실시되는 피처리 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법으로서,
    상기 노광 장치가 구비하는 상기 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역과 상기 액체와의 접촉각에 비해, 상기 피처리 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 중 적어도 외연부와 상기 액체와의 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하고,
    상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서, 또한,
    상기 접촉각을 크게 하는 처리로서, 상기 피처리 기판의 상기 주면 위에 레지스트막을 형성한 후, 상기 기판 지지체의 상기 영역과 상기 액체와의 접촉각보다도 큰 각도로 상기 액체와 접촉하는 막을, 상기 레지스트막을 피복하여 상기 주면 위에 형성하는 액침 노광 방법.
  3. 제1항에 있어서, 또한,
    상기 접촉각을 크게 하는 처리로서, 상기 피처리 기판의 상기 주면 측에 발 수화 처리를 실시하는 액침 노광 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체는, 순수, 이온수, 유기물을 포함한 액체, 및 실리콘 화합물을 포함한 액체 중의 어느 하나인 액침 노광 방법.
  5. 제1항에 있어서, 또한,
    상기 피처리 기판의 상기 주면 측에 오존을 분무하여 친수화 처리를 실시하는 액침 노광 방법.
  6. 제2항에 있어서, 또한,
    상기 노광 처리를 행하는 데 앞서서, 상기 기판 지지체의 상기 영역과 상기 액체와의 접촉각보다도 큰 각도로 상기 액체와 접촉하는 상기 막에 대하여 O2 플라즈마 처리를 실시하는 액침 노광 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 발수화 처리로서, 상기 피처리 기판의 상기 주면 측에 불소 가스를 분무하는 액침 노광 방법.
  8. 노광 처리가 실시되는 피처리 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침 노광 방법으로서,
    상기 피처리 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 위에 상기 액체와 제1 각도로 접촉하는 흡수막을 형성하고,
    이 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 레지스트막을 형성하고,
    상기 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 상기 레지스트막을 피복하여 상기 액체와 제2 각도로 접촉하는 보호막을 형성하고,
    상기 흡수막, 상기 레지스트막, 및 상기 보호막이 형성된 상기 피처리 기판을 상기 노광 장치가 구비하는 상기 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체에 지지시킴과 함께, 이 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역에 상기 제1 각도보다도 작은 각도로 상기 액체와 접촉하는 보조 부재를 설치하고,
    상기 피처리 기판에 대하여 상기 노광 처리를 실시하고,
    상기 노광 처리에 의해 상기 레지스트막에 노광된 패턴을 현상하는 액침 노광 방법.
  9. 제8항에 있어서, 또한,
    상기 흡수막과 상기 레지스트막 사이에, 상기 노광 처리에서 이용하는 노광 광의 다중 반사의 위상을 조정하는 막을 더 형성하는 액침 노광 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 액체는, 순수, 이온수, 유기물을 포함한 액체, 및 실리콘 화합물을 포함한 액체 중 어느 하나인 액침 노광 방법.
  11. 노광 처리가 실시되어 패턴이 노광되는 피처리 기판을 지지하는 기판 지지체를 구비함과 함께, 투영 광학계와 상기 피처리 기판 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 액침형 노광 장치로서,
    상기 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 기판 지지체에 지지된 상기 피처리 기판의 외연부보다도 외측의 표면은, 상기 피처리 기판의 외연부 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 상기 액체와의 접촉각이 연속적 또는 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있는 액침형 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서, 또한,
    상기 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 기판 지지체에 지지된 상기 피처리 기판의 외연부에 인접하는 영역에는, 상기 피처리 기판의 외연부 측으로부터 그 외측을 향함에 따라 상기 액체와의 접촉각이 연속적 또는 단속적으로 작아지는 표면 상태로 설정되어 있는 보조 부재가 설치되어 있고,
    상기 기판 지지체의 상기 피처리 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 보조 부재가 설치되어 있는 영역의 외측에는, 상기 액체를 회수하는 액체 회수 기구가 설치되어 있는 액침형 노광 장치.
  13. 제11항에 있어서, 또한,
    상기 투영 광학계와 상기 피처리 기판 사이에 상기 액체를 공급함과 함께, 불필요해진 상기 액체를 상기 투영 광학계와 상기 피처리 기판 사이로부터 제거하는, 액체 급배 장치가 설치되어 있는 액침형 노광 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 액체는, 순수, 이온수, 유기물을 포함한 액체, 및 실리콘 화합물을 포함한 액체 중의 어느 하나인 액침형 노광 장치.
  15. 노광 처리가 실시되는 반도체 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
    상기 노광 장치가 구비하는 상기 반도체 기판을 지지하는 기판 지지체의 상기 반도체 기판을 지지하는 측의 표면 중 상기 반도체 기판의 외연부에 인접하는 영역과 상기 액체와의 접촉각에 비해, 상기 반도체 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 중 적어도 외연부와 상기 액체와의 접촉각을 크게 하는 처리를 실시하고,
    상기 노광 처리를 행함으로써 상기 반도체 기판의 상기 주면 위에 패턴을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 또한,
    상기 접촉각을 크게 하는 처리로서, 상기 반도체 기판의 상기 주면 위에 레지스트막을 형성한 후, 상기 기판 지지체의 상기 영역과 상기 액체와의 접촉각보다도 큰 각도로 상기 액체와 접촉하는 막을, 상기 레지스트막을 피복하여 상기 주면 위에 형성하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 또한,
    상기 접촉각을 크게 하는 처리로서, 상기 반도체 기판의 상기 주면 측에 발수화 처리를 실시하는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 액체는, 순수, 이온수, 유기물을 포함한 액체, 및 실리콘 화합물을 포함한 액체 중의 어느 하나인 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 노광 처리가 실시되는 반도체 기판과 상기 노광 처리를 행하는 노광 장치의 투영 광학계 사이의 적어도 일부를 액체로 채우면서 상기 노광 처리를 행하는 반도체 장치의 제조 방법으로서,
    상기 반도체 기판의 상기 노광 처리가 실시되는 측의 주면 위에 상기 액체와 제1 각도로 접촉하는 흡수막을 형성하고,
    이 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 레지스트막을 형성하고,
    상기 흡수막 위의 상기 투영 광학계와 대향하는 측의 면 내에 상기 레지스트막을 피복하여 상기 액체와 제2 각도로 접촉하는 보호막을 형성하고,
    상기 흡수막, 상기 레지스트막, 및 상기 보호막이 형성된 상기 반도체 기판을 상기 노광 장치가 구비하는 상기 반도체 기판을 지지하는 기판 지지체에 지지시킴과 함께, 이 기판 지지체의 상기 반도체 기판을 지지하는 측의 표층부 중 상기 반도체 기판의 외연부에 인접하는 영역에 상기 제1 각도보다도 작은 각도로 상기 액체와 접촉하는 보조 부재를 설치하고,
    상기 반도체 기판에 대하여 상기 노광 처리를 실시하고,
    상기 노광 처리를 행함으로써 상기 레지스트막에 패턴을 노광하고,
    이 패턴을 현상함으로써 상기 반도체 기판의 상기 주면 위에 상기 패턴을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 또한,
    상기 흡수막과 상기 레지스트막 사이에, 상기 노광 처리에서 이용하는 노광광의 다중 반사의 위상을 조정하는 막을 더 형성하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020050129525A 2004-12-27 2005-12-26 액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조방법 KR100753270B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004378299A JP4551758B2 (ja) 2004-12-27 2004-12-27 液浸露光方法および半導体装置の製造方法
JPJP-P-2004-00378299 2004-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060074857A true KR20060074857A (ko) 2006-07-03
KR100753270B1 KR100753270B1 (ko) 2007-08-29

Family

ID=36739007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050129525A KR100753270B1 (ko) 2004-12-27 2005-12-26 액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7423728B2 (ko)
JP (1) JP4551758B2 (ko)
KR (1) KR100753270B1 (ko)
TW (1) TWI290339B (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101737B1 (ko) * 2002-12-10 2012-01-05 가부시키가이샤 니콘 노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법
JP4696558B2 (ja) * 2005-01-07 2011-06-08 Ｊｓｒ株式会社 フォトレジストパターン形成方法、及びフォトレジストパターン形成用基板
WO2006080250A1 (ja) * 2005-01-25 2006-08-03 Jsr Corporation 液浸型露光システム、液浸型露光用液体のリサイクル方法及び供給方法
EP1895571A4 (en) * 2005-06-21 2011-04-27 Nikon Corp EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, MAINTENANCE METHOD AND COMPONENT MANUFACTURING METHOD
US20070085989A1 (en) * 2005-06-21 2007-04-19 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method, maintenance method, and device manufacturing method
JP2007142181A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Toshiba Corp 基板処理方法及びリンス装置
JP2007194503A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Toshiba Corp 基板処理方法および基板処理装置
JP4830523B2 (ja) 2006-02-08 2011-12-07 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像装置、塗布、現像方法及びその方法を実施するためのコンピュータプログラム。
US20070269724A1 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 Micronic Laser Systems Ab Method and process for immersion exposure of a substrate
JP4368365B2 (ja) 2006-08-02 2009-11-18 Ｔｄｋ株式会社 液浸露光用基板およびその製造方法、ならびに液浸露光方法
JP4772620B2 (ja) * 2006-08-11 2011-09-14 東京エレクトロン株式会社 液浸露光用塗布膜の処理条件決定方法および処理条件決定装置
JP2008060302A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Sokudo:Kk 基板処理装置
JP5029611B2 (ja) * 2006-09-08 2012-09-19 株式会社ニコン クリーニング用部材、クリーニング方法、露光装置、並びにデバイス製造方法
JP4813333B2 (ja) 2006-11-21 2011-11-09 東京エレクトロン株式会社 膜形成方法、膜形成装置、パターン形成方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
US20080198346A1 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and method for manufacturing device
US20080241489A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Renesas Technology Corp. Method of forming resist pattern and semiconductor device manufactured with the same
US8435593B2 (en) * 2007-05-22 2013-05-07 Asml Netherlands B.V. Method of inspecting a substrate and method of preparing a substrate for lithography
US20090009733A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
KR100871749B1 (ko) * 2007-07-20 2008-12-05 주식회사 동부하이텍 이머전 리소그라피 장치 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
JP2009117832A (ja) 2007-11-06 2009-05-28 Asml Netherlands Bv リソグラフィの基板を準備する方法、基板、デバイス製造方法、密封コーティングアプリケータ及び密封コーティング測定装置
NL1036186A1 (nl) * 2007-12-03 2009-06-04 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
JP2009260264A (ja) * 2008-03-24 2009-11-05 Canon Inc 露光装置およびデバイス製造方法
NL2003362A (en) * 2008-10-16 2010-04-19 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
JP2010135428A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Toshiba Corp 基板保持部材及び半導体装置の製造方法
JP2010140958A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Canon Inc 露光装置及びデバイス製造方法
US8760630B2 (en) 2011-01-01 2014-06-24 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and method of manufacturing device
CA2856196C (en) 2011-12-06 2020-09-01 Masco Corporation Of Indiana Ozone distribution in a faucet
WO2014021235A1 (ja) * 2012-07-31 2014-02-06 Hoya株式会社 反射型マスクブランク及びその製造方法、反射型マスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法
CN108463437B (zh) 2015-12-21 2022-07-08 德尔塔阀门公司 包括消毒装置的流体输送系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3747566B2 (ja) 1997-04-23 2006-02-22 株式会社ニコン 液浸型露光装置
DE10332112A1 (de) 2003-07-09 2005-01-27 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsverfahren und Projektionsbelichtungssystem
TWI232357B (en) 2002-11-12 2005-05-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101101737B1 (ko) * 2002-12-10 2012-01-05 가부시키가이샤 니콘 노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법
JP4595320B2 (ja) * 2002-12-10 2010-12-08 株式会社ニコン 露光装置、及びデバイス製造方法
JP4604452B2 (ja) * 2003-02-26 2011-01-05 株式会社ニコン 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
KR101528089B1 (ko) * 2003-06-13 2015-06-11 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 기판 스테이지, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
JP3993549B2 (ja) 2003-09-30 2007-10-17 株式会社東芝 レジストパターン形成方法
JP4295712B2 (ja) * 2003-11-14 2009-07-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及び装置製造方法
JP4513590B2 (ja) * 2004-02-19 2010-07-28 株式会社ニコン 光学部品及び露光装置
JP4622340B2 (ja) * 2004-03-04 2011-02-02 株式会社ニコン 露光装置、デバイス製造方法
JP4220423B2 (ja) 2004-03-24 2009-02-04 株式会社東芝 レジストパターン形成方法
JP2005302880A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Canon Inc 液浸式露光装置
KR101202231B1 (ko) * 2004-07-21 2012-11-16 가부시키가이샤 니콘 노광 방법 및 디바이스 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW200633010A (en) 2006-09-16
US7423728B2 (en) 2008-09-09
JP4551758B2 (ja) 2010-09-29
TWI290339B (en) 2007-11-21
US20060177776A1 (en) 2006-08-10
JP2006186112A (ja) 2006-07-13
KR100753270B1 (ko) 2007-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100753270B1 (ko) 액침 노광 방법, 액침형 노광 장치, 및 반도체 장치의 제조방법
TWI467340B (zh) An exposure method and an element manufacturing method, and a substrate and a manufacturing method thereof
TWI436403B (zh) A cleaning method, a substrate processing method, an exposure apparatus, and an element manufacturing method
JP4634822B2 (ja) レジストパターン形成方法および半導体装置の製造方法
KR100889891B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조방법
US8084194B2 (en) Substrate edge treatment for coater/developer
US20070128554A1 (en) Semiconductor device manufacturing method to form resist pattern, and substrate processing apparatus
US9627203B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2009117873A (ja) 浸漬露光前の基板のプレウェッティング
US7907250B2 (en) Immersion lithography method
US20070177119A1 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP4718893B2 (ja) パターン形成方法
JP2010040748A (ja) 液浸露光方法および液浸露光装置
US20120154771A1 (en) Immersion multiple-exposure method and immersion exposure system for separately performing multiple exposure of micropatterns and non-micropatterns
KR100698093B1 (ko) 포토레지스트 패턴의 형성방법
JP2009212132A (ja) 基板、基板の処理方法及び処理装置、基板の処理システム、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
KR20090004734A (ko) 노광장치
JP2010157671A (ja) 基板処理装置、現像装置、並びに露光方法及び装置
KR20060039549A (ko) 반도체 제조용 인라인 설비
KR19990069185A (ko) 반도체 웨이퍼의 현상장치 및 이를 이용한 현상방법
KR19990070673A (ko) 반도체소자 제조용 트랙장비의 스핀유니트

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120802

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130801

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140722

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee