JP2006339463A - 現像方法および現像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像ステージ102を一定角度106で傾斜させ、現像液供給手段107がウエハ101に対して移動しながら、ウエハ表面に現像液を供給して、ウエハ上に現像液を多段階で攪拌させることを特徴とする。このような現像ステージ102と多段階攪拌により、現像液の流れ現象を均一に行えることで、ウエハ全面が均一な濃度の現像液に覆われるため、現像速度が基板面内において均一になる。
【選択図】 図1
Description
図8において、まず、露光されたウエハ101がステージ102に搬入され、ウエハ101を静止した状態でウエハ101上に、現像液供給部107が現像液を吐出しながらウエハ101上を全面に順次現像液を供給するように移動することで現像液がウエハ101上に盛られる。その後、現像液が露光されたレジスト部分と化学反応を起こすことで溶出する。最後に、純水を吐出しながら、ウエハを回転させることで、リンス洗浄を行い、露光された部分と露光されていない部分が切り分けられ、ウエハ上にデバイスパターンが形成される(例えば、特許文献1参照)。
請求項6記載の現像装置は、半導体装置のパターン形成を行う現像装置であって、パターン形成を行うウエハを保持し、前記ウエハを任意の角度に傾斜させる現像ステージと、前記現像ステージを回転させることにより保持された前記ウエハを回転させる回転モーターと、前記現像ステージと前記回転モーターとを接続する回転軸と、前記回転モーターを固定する回転モーター固定台と、前記ウエハの全面に渡り現像液を供給するように移動しながら現像液を吐出する現像液供給部とを有し、ウエハを傾斜させた状態で前記現像液の供給および回転攪拌を行うことを特徴とする。
以下、実施の形態1における現像方法および現像装置について、図1,図2,図3,図4を用いて説明する。
図1,図2において、本発明の現像装置は、レジスト塗布し、露光装置で露光されたウエハ101が水平状態にある現像ステージ102に保持される。その後、現像ステージ102に接続された回転軸103,回転モーター104を固定した回転モーター固定台105のうち、前記回転軸103または前記回転モーター固定台105の角度変更が可能な仕組みを有し、図2に示す前記ウエハ101の水平面Aから傾斜面Bまで傾斜をもたすことができる構造である。この時、図2(b)に示すように、ウエハ101が傾斜しているため、現像液が現像液流れ方向205に流れて余分な現像液が現像液切れ204として排出され、現像液面202が平均化される。
この方法では、まず、露光処理時に適用されるマスクのパターン開口率分布を設計パターンレイアウトから算出する(ステップ201)。
次に、ステップ201で求められたマスクのパターン開口率分布および用いるレジストの溶解速度に対応して、開口率が高い箇所に現像液が多く供給されるように現像ステージをある角度106に傾斜させる。その後、緩やかな回転と静止を複数回繰り返し行うことにより、図2(a)に示す傾斜を有すると、溶解生成物を含む現像液が前記ウエハの中央に集まり、前記ウエハ外周と中央で、現像液濃度に差が生じることになる。図2(b)に示す傾斜を有すると、溶解生成物のあまり含まない現像液が前記ウエハに均一に供給されるため、前記ウエハの現像液濃度が均一になる。これはマスクのパターン開口率が高いものになるにつれ、溶解生成物が多くなり、現像液濃度の均一性に影響を与える。角度の設定は、予めデータ採取された図4に示すグラフより、デバイスの必要とする前記ウエハ面内ばらつき(3σ)と開口率から現像ステージの角度を求め、現像ステージを傾斜させる(ステップS205)。
傾斜角度は0.05deg以上0.15deg以下程度が好ましく、例えば、上記条件にて、マスクのパターン開口率毎に、現像ステージの角度を0degから0.15degまで変更した結果の一例を図4に示す。本発明の現像方法により、基板面内寸法ばらつき3σは、従来の現像ステージの角度が0degである現像方法に比べて、0.15degの時には、開口率95%,開口率85%,開口率70%の場合、それぞれ、約60%,40%,30%に抑えることが可能であることがわかる。
(実施の形態2)
開口率が低いホールパターンの形成において、パーティクルの発生しやすいレジストを適用した場合、基板の周辺部でレジストの膜減りが発生する。これは、現像時の現像液が基板の周辺部に液溜まりが起こり、パーティクルの発生しやすいレジストを用いた場合、溶解速度が速くなるために、特にレジストの膜減りを起こしやすい。
図5は本発明の実施の形態2における現像方法を示すフローチャート図、図6は本発明の実施の形態2におけるばらつき抑制効果を示す図である。
次に、ステップ301で求められたレジスト種,マスクのパターン開口率分布および用いるレジストの溶解速度から求めたレジスト濃度分布に対応して、開口率が高い箇所に現像液が多く供給されて基板の周辺部に液溜まりをなくすように現像ステージをある角度106に傾斜させる(ステップ305)。
(実施の形態3)
以下、実施の形態3における現像方法について図7を用いて説明する。また、装置の構成は図1,図2に示す構成と同様である。
図7において、まず、レジスト塗布(ステップ501)、露光処理(ステップ502)された前記ウエハ101が水平状態にある現像ステージ102に保持される(ステップ503)。
実施の形態3では、傾斜させる角度を0.15degまでとしたが、実施の形態1または実施の形態2で求めた傾斜角度まで連続的に傾斜させても同様の効果を奏する。
102 ステージ
103 回転軸
104 回転モーター
105 回転モーター固定台
106 角度(傾斜)
107 現像液供給部
201 現像液流れ方向
202 現像液面
203 現像液の溜まり
Claims (6)
- 半導体装置のパターン形成を行う現像方法であって、
パターン形成を行うウエハにレジストを塗布および露光する工程と、
前記ウエハをあらかじめ定められた所定の角度に傾斜させる工程と、
前記ウエハを傾斜させた状態で前記ウエハ全面に対して順次現像液を供給する工程と、
前記ウエハに対して緩やかな回転と静止を複数回繰り返し行って前記ウエハ上の現像液を攪拌する工程と
を有し、前記ウエハ上に前記現像液の濃度を均一に供給することを特徴とする現像方法。 - 半導体装置のパターン形成に伴う現像方法であって、
パターン形成を行うウエハにレジストを塗布および露光する工程と、
前記ウエハを0degからあらかじめ定められた所定の角度まで連続的に傾斜させる工程と、
前記ウエハの傾斜中に前記ウエハ全面に対して順次現像液を供給する工程と、
前記ウエハの傾斜中で前記現像液を前記ウエハ全面に供給後に前記ウエハに対して緩やかな回転と静止を複数回繰り返し行って前記ウエハ上の現像液を攪拌する工程と
を有し、前記ウエハ上に前記現像液の濃度を均一に供給することを特徴とする現像方法。 - 傾斜する前記角度を、形成される前記パターンの開口率分布とレジストの溶解速度から前記ウエハ面内の現像液濃度が均一になるように傾斜する傾きを算出することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の現像方法。
- 傾斜する前記角度を、形成される前記パターンの開口率分布,レジスト種類およびレジストの溶解速度から求めたレジスト濃度分布より、前記ウエハ面内の現像液濃度が均一になるように傾斜する傾きを算出することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の現像方法。
- 前記角度が0.15degであることを特徴とする請求項2記載の現像方法。
- 半導体装置のパターン形成を行う現像装置であって、
パターン形成を行うウエハを保持し、前記ウエハを任意の角度に傾斜させる現像ステージと、
前記現像ステージを回転させることにより保持された前記ウエハを回転させる回転モーターと、
前記現像ステージと前記回転モーターとを接続する回転軸と、
前記回転モーターを固定する回転モーター固定台と、
前記ウエハの全面に渡り現像液を供給するように移動しながら現像液を吐出する現像液供給部と
を有し、ウエハを傾斜させた状態で前記現像液の供給および回転攪拌を行うことを特徴とする現像装置。
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