JP6418531B2 - レジスト現像装置、レジスト現像方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レジスト現像装置、レジスト現像方法及び半導体装置の製造方法に関する。

従来、複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアを公転運動させながら当該キャリアに向かって現像液を噴射して、半導体ウェーハに形成されているレジストを現像するレジスト現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のレジスト現像装置９００は、図１２に示すように、回転軸Ａを中心に自転運動する回転体９１０と、回転体９１０に支持され、キャリア１００を公転運動させるためにキャリア１００を保持した状態で回転軸Ａを中心に公転運動するクレイドル９２０と、キャリア１００の公転運動における軌道の内側に配設され、キャリア１００の公転運動における軌道の内側から当該軌道の外側に向かって現像液を噴射する複数のスプレーノズル９３２を備える。複数のスプレーノズル９３２はノズル複合体９３０の一部である。

従来のレジスト現像装置９００は、図１３に示すように、スプレーノズル９３２における現像液の噴射方向と半導体ウェーハＷの裏面とのなす角が０°となるように構成されている（すなわち、スプレーノズル９３２における現像液の噴射方向と半導体ウェーハＷの裏面とが平行となるように構成されている。図１３（ａ）参照。）。また、従来のレジスト現像装置９００におけるスプレーノズル９３２は円形の噴射孔９３３を有するスプレーノズルである（図１３（ｂ）参照。）。このため、スプレーノズル９３２は、スプレーノズル９３２から噴射方向側に向かってみたとき、円形の噴射範囲で現像液を噴射する。

なお、半導体ウェーハＷの裏面とは、半導体ウェーハＷを収納したキャリア１００をクレイドルに保持させたときの鉛直下側の面をいう。また、半導体ウェーハＷの裏面に対する表の面（以下、単に半導体ウェーハＷの表面という）とは、半導体ウェーハＷを収納したキャリア１００をクレイドルに保持させたときの鉛直上側の面をいう。

従来のレジスト現像装置９００によれば、複数のスプレーノズル９３２を備えるため、半導体ウェーハに形成されているレジストを現像する際に複数のスプレーノズル９３２から絶えず新しい現像液を噴射可能であり、レジストを効率よく現像することが可能となる。

また、従来のレジスト現像装置９００によれば、複数の半導体ウェーハＷを収納可能なキャリア１００に向かって現像液を噴射して半導体ウェーハＷに形成されているレジストを現像するため、複数の半導体ウェーハＷを一度に現像処理することが可能となる。その結果、従来のレジスト現像装置９００は、生産性の高いレジスト現像装置となる。

実開昭５５−１０８７４２号公報

しかしながら、レジスト現像装置の技術分野においては、半導体ウェーハの現像を一層確実に行うために、半導体ウェーハに一層多くの現像液を供給したいという要求がある。しかも、噴射する現像液の量を単純に増やすのでは現像液の無駄が多くなってしまうため、現像液の量を増やすことなく上記要求を満たすことが好ましい。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置よりも半導体ウェーハに一層多くの現像液を供給することが可能なレジスト現像装置を提供することを目的とする。また、このようなレジスト現像装置を用いて現像するレジスト現像方法を提供することを目的とする。さらにまた、このようなレジスト現像方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

［１］本発明のレジスト現像装置は、複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアを公転運動させながら当該キャリアに向かって現像液を噴射して、前記半導体ウェーハに形成されているレジストを現像するレジスト現像装置であって、回転軸を中心に自転運動可能な回転体と、前記回転体に支持され、前記キャリアを保持した状態で前記回転軸を中心とする所定の回転方向に沿って公転運動可能なクレイドルと、前記キャリアの前記公転運動における軌道の内側に配設され、前記軌道の内側から前記軌道の外側に向かって前記現像液を噴射する複数の内側スプレーノズルとを備え、前記レジスト現像装置における任意の構成要素を前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルは、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定する噴射孔を有することを特徴とする。

［２］本発明のレジスト現像装置においては、前記噴射孔を有する前記内側スプレーノズルの前記現像液の噴射方向から見たとき、前記噴射孔の前記一方の側において前記噴射範囲を規定する部分の最上部と最下部とを結ぶ直線と、前記回転軸とのなす角度が３０°〜８５°の範囲内にあることが好ましい。

［３］本発明のレジスト現像装置においては、前記噴射孔は、スリット状の形状を有することが好ましい。

［４］本発明のレジスト現像装置においては、前記複数の内側スプレーノズルを構成する全ての内側スプレーノズルが前記噴射孔を有することが好ましい。

［５］本発明のレジスト現像装置においては、前記レジスト現像装置は、前記キャリアの前記公転運動における前記軌道の外側に配設され、前記軌道の外側から前記軌道の内側に向かって前記現像液を噴射する複数の外側スプレーノズルをさらに備えることが好ましい。

［６］本発明のレジスト現像装置においては、前記複数の外側スプレーノズルは、前記複数の内側スプレーノズルの下手側であって、前記回転軸に平行かつ前記複数の内側スプレーノズルの噴射方向を含む第１仮想面と前記第１仮想面に垂直かつ前記回転軸を含む第２仮想面との間に配置され、前記複数の外側スプレーノズルのうち少なくとも１つのスプレーノズルは、前記複数の外側スプレーノズルと前記回転軸とを結ぶ第３仮想面よりも一方の側に向けて前記現像液を噴射することが好ましい。

［７］本発明のレジスト現像方法は、複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアに前記半導体ウェーハを収納して、レジスト現像装置の回転体に支持されたクレイドルに当該キャリアを保持させるキャリア保持工程と、前記キャリアを前記回転体の回転軸を中心に公転運動させながら、前記キャリアの公転運動における軌道の内側に配設された複数の内側スプレーノズルから当該軌道の外側に向かって現像液を噴射することによって前記半導体ウェーハに形成されたレジストを現像するレジスト現像工程とをこの順序で含み、前記複数の内側スプレーノズルを前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、前記レジスト現像工程においては、前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルから、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定して前記現像液を噴射することを特徴とする。

［８］本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体ウェーハにレジストを塗布するレジスト塗布工程と、前記レジストを露光して前記レジストに所定のパターンを転写するパターン転写工程と、所定のパターンが転写された前記レジストを現像してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法であって、前記レジストパターン形成工程は、前記複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアに前記半導体ウェーハを収納して、レジスト現像装置の回転体に支持されたクレイドルに当該キャリアを保持させるキャリア保持工程と、前記キャリアを前記回転体の回転軸を中心に公転運動させながら、前記キャリアの公転運動における軌道の内側に配設された複数の内側スプレーノズルから当該軌道の外側に向かって現像液を噴射することによって前記半導体ウェーハに形成された前記レジストを現像するレジスト現像工程とをこの順序で含み、前記複数の内側スプレーノズルを前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、前記レジスト現像工程においては、前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルから、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定して前記現像液を噴射するレジスト現像方法を用いて前記レジストを現像することを特徴とする。

本発明のレジスト現像装置によれば、複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルは、現像液の噴射範囲のうち一方の側（クレイドルの公転運動の上手側。つまり、レジスト現像時において半導体ウェーハが現像液の噴射範囲に突入する側）の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側（クレイドルの公転運動の下手側。つまり、レジスト現像時において半導体ウェーハが現像液の噴射範囲から脱出する側）ほど重力方向上側に、回転軸に対して斜めに規定する噴射孔を有する。このため、一方の側を斜めに規定した現像液の噴射範囲に半導体ウェーハを突入させることで、半導体ウェーハの進行方向側の端部を浮き上がらせることができる。端部が浮き上がった状態の半導体ウェーハは、端部が浮き上がっていない状態の半導体ウェーハよりも多くの現像液と接触するようになる。その結果、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置よりも半導体ウェーハに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

本発明のレジスト現像方法によれば、本発明のレジスト現像装置を用いて現像を行うため、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置を用いて現像を行うよりも半導体ウェーハに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、本発明のレジスト現像装置を用いて現像を行う本発明のレジスト現像方法を含むため、半導体ウェーハの現像を一層確実に行うことが可能となり、その結果、高い歩留りで半導体装置を製造することが可能となる。

実施形態１に係るレジスト現像装置１の図である。図１（ａ）はレジスト現像装置１の側断面図であり、図１（ｂ）はレジスト現像装置１の平面図である。なお、図１はキャリア１００を装着した状態で図示している。また、図１（ｂ）においては、クレイドル２０の図示を省略している。さらに、図１（ａ）においては、内側スプレーノズル３２は、１つについてのみ符号を図示している。以降の図面においても、スプレーノズルについては１つについてのみ符号を図示することもある。 キャリア１００の斜視図である。 実施形態１における内側ノズル複合体３０を説明するために示す図である。図３（ａ）は複数の内側スプレーノズル３２（内側ノズル複合体３０）とキャリア１００との関係を説明するために示す図であり、図３（ｂ）は内側ノズル複合体３０の正面図であり、図３（ｃ）は内側スプレーノズル３２の正面図である。なお、図３（ａ）では、クレイドル２０等説明に不要な構成要素の図示は省略している。 実施形態１における内側スプレーノズル３２の現像液の噴射範囲３２ａと半導体ウェーハＷとの関係を説明するために示す図である。図４（ａ）は噴射範囲３２ａに半導体ウェーハＷが突入する直前の様子を示す模式図であり、図４（ｂ）は噴射範囲３２ａの中を半導体ウェーハＷが通過する様子を示す模式図である。なお、図４では、キャリア１００等の説明に不要な構成要素の図示は省略している。 実施形態１に係る半導体装置の製造方法のフローチャートである。 実施形態２に係るレジスト現像装置２の図である。図６（ａ）はレジスト現像装置２の側断面図であり、図６（ｂ）はレジスト現像装置２の平面図である。なお、図６はキャリア１００を装着した状態で図示している。また、図６（ｂ）においては、クレイドル２０の図示を省略している。 実施形態２における内側スプレーノズル３２及び外側スプレーノズル４２の正面図である。図７（ａ）は内側スプレーノズル３２の正面図であり、図７（ｂ）は外側スプレーノズル４２の正面図である。なお、図７（ａ）は図３（ｃ）と同様の図であるが、内側スプレーノズル３２と外側スプレーノズル４２との比較のために再掲する。 実施形態３に係るレジスト現像装置３を説明するために示す図である。図８（ａ）はレジスト現像装置３の平面図であり、図８（ｂ）は外側ノズル複合体６０の正面図であり、図８（ｃ）は外側スプレーノズル６２の正面図である。 変形例１における内側ノズル複合体７０の正面図である。図９においては、内側ノズル複合体７０の上半分だけを表示している。 変形例２における内側スプレーノズル８２の正面図である。 変形例３における内側スプレーノズル９２の正面図である。 従来のレジスト現像装置９００を説明するために示す図である。 従来のレジスト現像装置９００におけるノズル複合体９３０を説明するために示す図である。図１３（ａ）はノズル複合体９３０とキャリア１００との関係を説明するために示す図であり、図１３（ｂ）はスプレーノズル９３２の正面図（噴射孔９３３側からみた図）である。

以下、本発明のレジスト現像装置、レジスト現像方法及び半導体装置の製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。
なお、本発明のレジスト現像装置等を説明する図面においては、回転軸Ａに沿う方向をｚ軸、ｚ軸に垂直な一方の方向（実施形態１において内側スプレーノズル３２が現像液を噴射する方向と平行な方向）をｘ軸、ｚ軸に垂直な他方の方向（実施形態１において内側スプレーノズル３２が現像液を噴射する方向と垂直な方向）をｙ軸として座標を図示する。

本明細書の説明で「上」又は「重力方向上側」というときには、鉛直方向に沿って上又は上側（重力方向とは反対の方向又はその側）であることを意味する。また、本明細書の説明で「下」又は「重力方向下側」というときには、鉛直方向に沿って下又は下側（重力方向に沿う方向又はその側）であることを意味する。
また、本明細書の説明で「噴射方向」というときには、スプレーノズルの正面視中心から噴射された現像液の噴射方向（スプレーノズルの正面視中心から現像液が噴射されない場合には、スプレーノズルから噴射される現像液の噴射方向を平均した方向）のことをいう。

［実施形態１］
まず、実施形態１に係るレジスト現像装置１の構成を説明する。
実施形態１に係るレジスト現像装置１は、複数の半導体ウェーハＷを所定間隔で平行に収納可能なキャリア１００を公転運動させながら当該キャリア１００に向かって現像液を噴射して、半導体ウェーハＷに形成されているレジストを現像するレジスト現像装置である。

レジスト現像装置１は、図１に示すように、回転体１０と、クレイドル２０と、複数の内側スプレーノズル３２を有する内側ノズル複合体３０と、チャンバー５０とを備える。

半導体ウェーハＷは、両面にレジストが塗布された後、当該レジストに所定のパターンが転写された状態となっている。半導体ウェーハＷとしては、シリコンウェーハ、ＳｉＣウェーハ、ＧａＮウェーハ等を用いることができる。

キャリア１００は、図２に示すように、底面部１１０と、底面部１１０の外縁から立設された側面部１２０と、半導体ウェーハＷを出し入れするための開口部１３０と、内側に配設された複数の溝１４０を備える。底面部１１０の中央には孔が空いており、現像液や空気が出入り可能となっている。キャリア１００は、内側の溝１４０に複数の半導体ウェーハＷの周縁部を差し込むことで複数の半導体ウェーハＷを所定間隔で平行に収納可能である。キャリア１００に収納可能な半導体ウェーハＷの枚数は、例えば、２５枚である。キャリア１００の材質としては、ポリプロピレンやポリカーボネート等の樹脂が主に用いられる。

回転体１０は、図１（ａ）に示すように、駆動部（実施形態１ではチャンバー５０の外部に設けられている。）によって、回転軸Ａを中心に自転運動可能である。回転体１０は、チャンバー５０内の下部に設けられたターンテーブル１２と当該ターンテーブル１２に設けられた支持部１４とを有する。
ターンテーブル１２は、回転軸Ａに垂直な円盤形状をしており、回転軸Ａを中心に回転可能である。
支持部１４は、ターンテーブル１２に接続され、後述するクレイドル２０を支持する構造を有する。
なお、回転体１０は、チャンバー５０内の上側に配設された回転レールをさらに有してもよい。このような構成とすることにより、クレイドル２０を上側からも支持することが可能となる。

回転体１０の回転速度は、５０〜２００ｒｐｍとすることが好ましく、例えば、１５０ｒｐｍとすることができる。回転速度が５０ｒｐｍ未満の場合には現像効率が悪い。また、回転速度が２００ｒｐｍを超える場合には、公転運動が速すぎて、半導体ウェーハＷに現像液を供給することが困難となる。

クレイドル２０は、回転体１０に支持され、キャリア１００を保持した状態で回転軸Ａを中心とする所定の回転方向Ｄに沿って公転運動可能である。クレイドル２０は、キャリア１００の側面部１２０を囲むことができるように構成されたかご体である。
キャリア１００をクレイドル２０に嵌め込むことによって、クレイドル２０はキャリア１００を保持する。このとき、半導体ウェーハＷを出し入れするための開口部１３０は、回転軸Ａ側を向いている。

クレイドル２０は、回転体１０の支持部１４に支持されている。このため、回転体１０が自転運動を開始すると、その回転にあわせてクレイドル２０が回転軸Ａを中心に公転運動する。クレイドル２０の公転運動の軌道は、図１（ｂ）に示すように円軌道である（符号Ｄ参照。）。
クレイドル２０は、図１（ａ）に示すように、半導体ウェーハＷが水平となるようにキャリア１００を保持するように構成されている。

内側ノズル複合体３０は、図１（ａ）及び図３に示すように、複数の内側スプレーノズル３２とノズル基部３４とからなる。
複数の内側スプレーノズル３２は、図１に示すように、キャリア１００の公転運動における軌道の内側に配設され、軌道の内側から軌道の外側に向かって現像液を噴射する。内側スプレーノズル３２における現像液の噴射方向は、回転軸Ａに対して垂直な方向（水平方向）である。

ここで、実施形態１における内側スプレーノズル３２について、さらに説明する。
方向をわかりやすくするため、レジスト現像装置１における任意の構成要素を回転軸Ａと垂直な側からみた場合に、クレイドル２０の公転運動の上手側を一方の側とし、クレイドル２０の公転運動の下手側を他方の側とする。
複数の内側スプレーノズル３２を構成する全ての内側スプレーノズル３２は、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸Ａに対して斜めに規定する噴射孔３３を有する（噴射範囲については、図４の符号３２ａ参照。）。

噴射孔３３を有する内側スプレーノズル３２の現像液の噴射方向から見たとき（図３（ｃ）参照。）、噴射孔３３の一方の側において噴射範囲を規定する部分の最上部と最下部とを結ぶ直線Ｌ１と、回転軸Ａとのなす角度θが３０°〜８５°の範囲内にある。ここでいう「なす角度」は、ある直線と他の直線とが交差するときにできる２つの角のうち小さい方の角の角度のことをいう。角度θの範囲設定の意味は後述する。
噴射孔３３は、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、スリット状の形状を有する。

噴射孔３３から噴射された現像液は、図４に示すように、一方の側の噴射範囲が、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸Ａに対して斜めに規定されている。ここに半導体ウェーハＷが突入すると、斜めに規定された現像液の噴射範囲に乗るようにして、半導体ウェーハＷが浮き上がる（図４（ｂ）参照。）。なお、図４（ｂ）において符号ｈで示す破線は、水平を示す基準線である。

ところで、直線Ｌ１と回転軸Ａとのなす角度θが３０°〜８５°の範囲内にあることとしたのは、以下の理由による。すなわち、角度θが３０°より小さい場合には、噴射範囲を規定する角度が急すぎて、半導体ウェーハＷを十分に浮かせることができないことがあるためである。また、角度θが８５°より大きい場合には、噴射範囲を規定する角度が浅すぎて、やはり半導体ウェーハＷを十分に浮かせることができないことがあるためである。
なお、上記観点からは、直線Ｌ１と回転軸Ａとがなす角度θは４０°〜８０°の範囲内にあることが一層好ましい。実施形態１における角度θは４０°〜８０°の範囲内にあり、例えば、６０°である。

ノズル基部３４は、回転軸Ａ上に設けられている。複数の内側スプレーノズル３２は、ノズル基部３４上に、所定の間隔で、かつ、鉛直方向に一列になるように配設されている。
内側スプレーノズル３２から噴射される現像液としては、レジストに対応するものを用いることができ、例えば、キシレンやイソパラフィン系炭化水素を用いることができる。

内側ノズル複合体３０は、現像液の噴射量を調整する機能をさらに有する。現像液の噴射量については後述する。

チャンバー５０は、隔壁で覆われた円筒形状をしており、回転体１０の一部、クレイドル２０及び複数の内側スプレーノズル３２を内部に格納している。チャンバー５０内には、上部に空気流入口（図示せず。）が設けられ、下部に吸引ポンプ（図示せず。）が設けられている。レジスト現像装置１を使用する際、吸引ポンプによってチャンバー５０内の空気が吸引され、吸気流入口からは空気が流入する。このため、チャンバー５０内においては、上から下に流れる空気の流れが形成されることになる。

次に、実施形態１に係るレジスト現像方法及び実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明する。
実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、図５に示すように、「半導体ウェーハ準備工程Ｓ１０」、「レジスト塗布工程Ｓ２０」、「パターン転写工程Ｓ３０」、「レジストパターン形成工程Ｓ４０」及び「素子形成工程Ｓ５０」をこの順序で含む。

（ａ）半導体ウェーハ準備工程Ｓ１０
まず、半導体ウェーハＷを準備する。実施形態１においては、半導体ウェーハＷの表面及び裏面に酸化膜（図示せず。）が形成されている。

（ｂ）レジスト塗布工程Ｓ２０
次に、半導体ウェーハＷの両面にレジストを塗布する。具体的には、スピンコーターやスリットコーター等を用いて、半導体ウェーハＷを回転させながらレジスト液を滴下して半導体ウェーハＷの表面及び裏面に均一な厚さのレジストを塗布する。実施形態１においては、感光しない部分が現像されるタイプ（ネガタイプ）のレジストを用いる。

（ｃ）パターン転写工程Ｓ３０
次に、半導体ウェーハＷ上のレジストに所定のパターンを転写する。具体的には、露光装置、例えば、ステッパ、ミラープロジェクション、密着式・近接式露光装置、表裏同時露光装置等にフォトマスクを装着し、フォトマスクと半導体ウェーハＷを目合わせする。次に、フォトマスクを通して紫外光（可視光又はレーザーでもよく、レジストの種類によって適切なものを用いることができる。）をレジストに露光し、所定のパターンを転写する。なお、表面と裏面に形成されるパターンは同じでもよいし、異なっていてもよい。

（ｄ）レジストパターン形成工程Ｓ４０
次に、所定のパターンが転写されたレジストを現像することによって、レジストパターンを形成する。レジストパターン形成工程Ｓ４０は、「キャリア保持工程Ｓ４１」と「レジスト現像工程Ｓ４２」と「リンス工程Ｓ４５」とをこの順序で含む。このうち、「キャリア保持工程Ｓ４１」及び「レジスト現像工程Ｓ４２」は、実施形態１に係るレジスト現像方法である。

（ｄ−１）キャリア保持工程Ｓ４１
まず、複数の半導体ウェーハＷを所定間隔で平行に収納可能なキャリア１００にレジストに所定のパターンが転写された半導体ウェーハＷを収納して、レジスト現像装置１の回転体１０に支持されたクレイドル２０に当該キャリア１００を保持させる。具体的には、キャリア１００の内側に形成された溝１４０に各半導体ウェーハＷの周縁部を差し込むことで各半導体ウェーハＷを所定間隔で平行に収納する。

（ｄ−２）レジスト現像工程Ｓ４２
次に、キャリア１００を回転体１０の回転軸Ａを中心に公転運動させながら、キャリア１００の公転運動における軌道の内側に配設された複数の内側スプレーノズル３２から当該軌道の外側に向かって現像液を噴射することによって半導体ウェーハＷに形成されたレジストを現像するレジスト現像工程Ｓ４２を実施する。このようにすることによって、レジストのうち感光していない部分が現像され、レジストのうち感光した部分がレジストパターンとして残る。

ここで、レジスト現像装置１を説明したときと同様に、複数の内側スプレーノズル３２を回転軸Ａと垂直な側からみた場合に、クレイドル２０の公転運動の上手側を一方の側とし、クレイドル２０の公転運動の下手側を他方の側とする。
レジスト現像工程Ｓ４２においては、複数の内側スプレーノズル３２のうち少なくとも１つの内側スプレーノズル３２（実施形態１においては全ての内側スプレーノズル３２）から、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸Ａに対して斜めに規定して現像液を噴射する。

レジスト現像工程Ｓ４２においては、現像液を噴射するとともにキャリア１００を公転運動させるため、現像された非感光レジスト（ネガ）を半導体ウェーハＷの裏面からキャリア１００の公転運動における軌道の外側へ公転運動の遠心力によって振り飛ばすだけでなく、内側スプレーノズル３２から噴射された現像液の流れによっても振り飛ばすことが可能となる。その結果、現像された非感光レジスト（ネガ）が半導体ウェーハＷに付着するのを防ぐことが可能となる。

（ｄ−３）リンス工程Ｓ４５
次に、内側スプレーノズル３２からリンス液（主に、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル等）を噴射して、半導体ウェーハＷの表面及び裏面に対する現像を停止する。このようにすることにより、半導体ウェーハＷの表面及び裏面の過現像を防止することが可能となる。

以上の工程により、半導体ウェーハＷにレジストパターンを形成することが可能となる。

（ｅ）素子形成工程Ｓ５０
次に、レジストパターン形成工程Ｓ４０で形成されたレジストパターンに従って、エッチングやイオン注入を半導体ウェーハＷに実施して素子形成を行う。その後、レジストパターンをプラズマアッシングや有機系薬品、強酸等（例えば、硫酸及び過酸化水素水、発煙硝酸）で除去する。

その後、素子形成、酸化膜形成、電極形成等を行うことにより、半導体装置を製造することができる。

以下、実施形態１に係るレジスト現像装置１、レジスト現像方法及び半導体装置の製造方法の効果について説明する。

実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、内側スプレーノズル３２は、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸Ａに対して斜めに規定する噴射孔３３を有する。このため、一方の側を斜めに規定した現像液の噴射範囲に半導体ウェーハＷを突入させることで、半導体ウェーハＷの進行方向側の端部を浮き上がらせることができる。端部が浮き上がった状態の半導体ウェーハＷは、端部が浮き上がっていない状態の半導体ウェーハよりも多くの現像液と接触するようになる。その結果、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置よりも半導体ウェーハＷに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、複数の内側スプレーノズル３２を備えるため、半導体ウェーハＷに形成されているレジストを現像する際に、複数の内側スプレーノズル３２から絶えず新しい現像液を噴射可能であり、レジストを効率よく現像することが可能となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、複数の半導体ウェーハＷを収納可能なキャリア１００に向かって現像液を噴射して半導体ウェーハＷに形成されているレジストを現像するため、複数の半導体ウェーハＷを一度に現像処理することが可能となる。その結果、実施形態１に係るレジスト現像装置１は、生産性の高いレジスト現像装置となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、直線Ｌ１と回転軸Ａとのなす角度θが３０°〜８５°の範囲内にあるため、噴射範囲を規定する角度を適切なものとして、半導体ウェーハＷを十分に浮かせることが可能となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、直線Ｌ１と回転軸Ａとのなす角度θが４０°〜８０°の範囲内にあるため、噴射範囲を規定する角度を一層適切なものとして、半導体ウェーハＷを一層十分に浮かせることが可能となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、噴射孔３３は、スリット状の形状を有するため、比較的単純な形状の噴射孔３３で半導体ウェーハＷに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

また、実施形態１に係るレジスト現像装置１によれば、複数の内側スプレーノズル３２を構成する全ての内側スプレーノズル３２が噴射孔３３を有するため、複数の半導体ウェーハＷ全てについて一層多くの現像液を供給することが可能となる。

実施形態１に係るレジスト現像方法によれば、実施形態１に係るレジスト現像装置１を用いて現像を行うため、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置を用いて現像を行うよりも半導体ウェーハＷに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、実施形態１に係るレジスト現像装置１を用いて現像を行う実施形態１に係るレジスト現像方法を含むため、半導体ウェーハＷの現像を一層確実に行うことが可能となり、その結果、高い歩留りで半導体装置を製造することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２に係るレジスト現像装置２は、基本的には実施形態１に係るレジスト現像装置１と同様の構成を有するが、複数の外側スプレーノズルを備える点で実施形態１に係るレジスト現像装置１の場合と異なる。すなわち、実施形態２に係るレジスト現像装置２は、図６に示すように、キャリア１００の公転運動における軌道の外側に配設され、軌道の外側から軌道の内側に向かって現像液を噴射する複数の外側スプレーノズル４２を備える。なお、複数の外側スプレーノズル４２は、外側ノズル複合体４０の構成要素である。

外側ノズル複合体４０は、図６（ａ）に示すように、複数の外側スプレーノズル４２とノズル基部４４とからなる。外側ノズル複合体４０は、以下で説明する事項以外は内側ノズル複合体３０と基本的に同様の構成を有する。
複数の外側スプレーノズル４２は、回転軸Ａ及び複数の内側スプレーノズル３２の噴射方向により規定される第１仮想面Ｐ１に沿う方向に現像液を噴射する（図６（ｂ）参照。）。

複数の外側スプレーノズル４２を構成する全ての外側スプレーノズル４２は、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸Ａに対して斜めに規定する噴射孔４３を有する（図７（ｂ）参照。）。なお、外側スプレーノズル４２は内側スプレーノズル３２とは反対側に向かって現像液を噴射するため、外側スプレーノズル４２における噴射孔４３の形状は内側スプレーノズル３２における噴射孔３３の形状とは鏡面対称の関係にある（図７参照。）。

噴射孔４３を有する外側スプレーノズル４２の現像液の噴射方向から見たとき（図７（ｂ）参照。）、噴射孔４３の一方の側において噴射範囲を規定する部分の最上部と最下部とを結ぶ直線Ｌ２と、回転軸Ａとのなす角度θが３０°〜８５°の範囲内にある。直線Ｌ２と回転軸Ａとのなす角度θについても好ましい範囲は、実施形態１における直線Ｌ１と回転軸Ａとのなす角度θと同様であるため、説明を省略する。
なお、外側スプレーノズル４２が噴射孔４３を有することの効果は、内側スプレーノズル３２が噴射孔３３を有することの効果と同様である。
噴射孔４３は、スリット状の形状を有する。

このように、実施形態２に係るレジスト現像装置２は、複数の外側スプレーノズルを備える点が実施形態１に係るレジスト現像装置１の場合とは異なるが、内側スプレーノズル３２が噴射孔３３を有するため、実施形態１に係るレジスト現像装置１と同様に半導体ウェーハＷの進行方向側の端部を浮き上がらせることができる。このため、実施形態２に係るレジスト現像装置２によれば、実施形態１に係るレジスト現像装置１と同様に、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置よりも半導体ウェーハＷに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

また、実施形態２に係るレジスト現像装置２によれば、複数の外側スプレーノズル４２を備えるため、半導体ウェーハＷのうち公転運動の外縁に位置する領域にも現像液がかかりやすくなる。その結果、実施形態２に係るレジスト現像装置２によれば、半導体ウェーハＷの当該領域における現像不良の発生を十分に抑制することが可能となる。

なお、実施形態２に係るレジスト現像装置２は、複数の外側スプレーノズルを備える点以外の点においては実施形態１に係るレジスト現像装置１と同様の構成を有するため、実施形態１に係るレジスト現像装置１が有する効果のうち該当する効果を有する。

［実施形態３］
実施形態３に係るレジスト現像装置３は、基本的には実施形態２に係るレジスト現像装置２と同様の構成を有するが、複数の外側ノズルの構成が異なる。すなわち、実施形態３に係るレジスト現像装置３においては、図８に示すように、複数の外側スプレーノズル６２を有する外側ノズル複合体６０は、複数の内側スプレーノズル３２の下手側であって、回転軸Ａに平行かつ複数の内側スプレーノズル３２の噴射方向を含む第１仮想面Ｐ１と第１仮想面Ｐ１に垂直かつ回転軸Ａを含む第２仮想面Ｐ２との間に配置される。
複数の外側スプレーノズル６２のうち少なくとも１つの外側スプレーノズル６２（実施形態３においては全ての外側スプレーノズル６２）は、複数の外側スプレーノズル６２と回転軸Ａとを結ぶ第３仮想面Ｐ３よりも一方の側（公転運動の上手側）に向けて現像液を噴射する。

外側ノズル複合体６０は、基本的には実施形態２における外側ノズル複合体４０と同様の構成を有するが、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、全ての外側スプレーノズル６２が円形の噴射孔６３を有する。

このように、実施形態３に係るレジスト現像装置３は、複数の外側スプレーノズルの構成が実施形態２に係るレジスト現像装置２の場合とは異なるが、内側スプレーノズル３２が噴射孔３３を有するため、実施形態２に係るレジスト現像装置２と同様に半導体ウェーハＷの進行方向側の端部を浮き上がらせることができる。このため、実施形態３に係るレジスト現像装置３によれば、実施形態２に係るレジスト現像装置２と同様に、噴射する現像液の量を増やさなくても、従来のレジスト現像装置よりも半導体ウェーハＷに一層多くの現像液を供給することが可能となる。

また、実施形態３に係るレジスト現像装置３によれば、複数の外側スプレーノズル６２は、複数の内側スプレーノズル３２の下手側であって、第１仮想面Ｐ１と、第２仮想面Ｐ２との間に配置され、複数の外側スプレーノズル６２のうち少なくとも１つの外側スプレーノズル６２（実施形態３においては全ての外側スプレーノズル６２）は、第３仮想面Ｐ３よりも一方の側に向けて現像液を噴射するため、複数の内側スプレーノズル３２で浮かせた半導体ウェーハＷの裏面に複数の外側スプレーノズル６２からの現像液が供給される。その結果、実施形態３に係るレジスト現像装置３によれば、半導体ウェーハＷの裏面により一層多くの現像液を供給し、半導体ウェーハＷの裏面における現像不良の発生を一層減少させることが可能となる。

なお、実施形態３に係るレジスト現像装置３は、複数の外側スプレーノズルの構成以外の点においては実施形態２に係るレジスト現像装置２と同様の構成を有するため、実施形態２に係るレジスト現像装置２が有する効果のうち該当する効果を有する。

以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ、角度等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記各実施形態においては、複数の内側スプレーノズルとして、全て同様の構成を有する内側スプレーノズルからなるものを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、最上段の内側スプレーノズル７２のみ、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸に対して斜めに規定する噴射孔を有し、他の内側スプレーノズル７６は円形の噴射孔を有するようにしてもよい。また、レジスト現像装置の種類や性質に応じて、噴射孔を有する内側スプレーノズルを任意の場所に及び任意の個数で用いることができる。
なお、これは複数の外側スプレーノズルにおいても同様である。

（３）上記各実施形態においては、スリット状の形状を有する噴射孔を有する内側スプレーノズル及び外側スプレーノズルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、円形の一方の側を斜めに埋めたような形状の噴射孔を用いてもよいし、図１１に示すように、階段状の縁を有する噴射孔を用いてもよい。もちろん、現像液の噴射範囲のうち一方の側の噴射範囲を、一方の側ほど重力方向下側に、かつ、他方の側ほど重力方向上側に、回転軸に対して斜めに規定する噴射孔であれば、上記以外の形状の噴射孔を用いることができる。
なお、これは外側スプレーノズルにおいても同様である。

（４）上記各実施形態のレジスト現像装置は、ノズル上下揺動機構（図示せず。）を備えていてもよい。ノズル上下揺動機構は、複数の内側スプレーノズル及び複数の外側スプレーノズルの両方又は片方を上下に揺動させる機構である。
なお、上下揺動の周期や位相はそれぞれ適宜に決定することができるが、上下揺動の周期はキャリアの公転周期と共鳴しないような周期であることが好ましい。
このような構成とすることにより、半導体ウェーハをキャリアのどこに収納するかに関らず半導体ウェーハを均一に現像することが可能となる。

（５）上記各実施形態のレジスト現像装置は、キャリア上下揺動機構（図示せず。）を備えていてもよい。キャリア上下揺動機構は、キャリアを上下に揺動させる機構である。
なお、上下揺動の周期や位相はそれぞれ適宜に決定することができるが、上下揺動の周期はキャリアの公転周期と共鳴しないような周期であることが好ましい。
このような構成とすることにより、半導体ウェーハをキャリアのどこに収納するかに関らず半導体ウェーハを均一に現像することが可能となる。

（６）上記各実施形態のレジスト現像装置は、クレイドルに収納される半導体ウェーハの
重心を中心にキャリアを自転運動させる機能（図示せず。）を有していてもよい。
このような構成とすることで、半導体ウェーハの周辺部にかかる現像液の量を均一にすることが可能となる。

１，２，３…レジスト現像装置、１０…回転体、１２…ターンテーブル、１４…支持部、２０…クレイドル、３０，７０…内側ノズル複合体、３２，７２，７６，８２，９２…内側スプレーノズル、３２ａ…噴射範囲、３３，４３，６３，８３，９３…噴射孔、３４，４４，７４…ノズル基部、４０，６０…外側ノズル複合体、４２，６２…外側スプレーノズル、５０…チャンバー、１００…キャリア、１１０…底面部、１２０…側面部、１３０…開口部、１４０…溝、Ａ…回転軸、Ｄ…回転方向、Ｐ１…第１仮想面、Ｐ２…第２仮想面、Ｐ３…第３仮想面、Ｗ…半導体ウェーハ、θ…角度

Claims (8)

1. 複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアを公転運動させながら当該キャリアに向かって現像液を噴射して、前記半導体ウェーハに形成されているレジストを現像するレジスト現像装置であって、
   回転軸を中心に自転運動可能な回転体と、
   前記回転体に支持され、前記キャリアを保持した状態で前記回転軸を中心とする所定の回転方向に沿って公転運動可能なクレイドルと、
   前記キャリアの前記公転運動における軌道の内側に配設され、前記軌道の内側から前記軌道の外側に向かって前記現像液を噴射する複数の内側スプレーノズルとを備え、
   前記レジスト現像装置における任意の構成要素を前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、
   前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルは、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定する噴射孔を有することを特徴とするレジスト現像装置。
2. 請求項１に記載のレジスト現像装置において、
   前記噴射孔を有する前記内側スプレーノズルの前記現像液の噴射方向から見たとき、前記噴射孔の前記一方の側において前記噴射範囲を規定する部分の最上部と最下部とを結ぶ直線と、前記回転軸とのなす角度が３０°〜８５°の範囲内にあることを特徴とするレジスト現像装置。
3. 請求項１又は２に記載のレジスト現像装置において、
   前記噴射孔は、スリット状の形状を有することを特徴とするレジスト現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のレジスト現像装置において、
   前記複数の内側スプレーノズルを構成する全ての内側スプレーノズルが前記噴射孔を有することを特徴とするレジスト現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のレジスト現像装置において、
   前記レジスト現像装置は、前記キャリアの前記公転運動における前記軌道の外側に配設され、前記軌道の外側から前記軌道の内側に向かって前記現像液を噴射する複数の外側スプレーノズルをさらに備えることを特徴とするレジスト現像装置。
6. 請求項５に記載のレジスト現像装置において、
   前記複数の外側スプレーノズルは、前記複数の内側スプレーノズルの下手側であって、前記回転軸に平行かつ前記複数の内側スプレーノズルの噴射方向を含む第１仮想面と前記第１仮想面に垂直かつ前記回転軸を含む第２仮想面との間に配置され、
   前記複数の外側スプレーノズルのうち少なくとも１つのスプレーノズルは、前記複数の外側スプレーノズルと前記回転軸とを結ぶ第３仮想面よりも前記一方の側に向けて前記現像液を噴射することを特徴とするレジスト現像装置。
7. 複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアに前記半導体ウェーハを収納して、レジスト現像装置の回転体に支持されたクレイドルに当該キャリアを保持させるキャリア保持工程と、
   前記キャリアを前記回転体の回転軸を中心に公転運動させながら、前記キャリアの公転運動における軌道の内側に配設された複数の内側スプレーノズルから当該軌道の外側に向かって現像液を噴射することによって前記半導体ウェーハに形成されたレジストを現像するレジスト現像工程とをこの順序で含み、
   前記複数の内側スプレーノズルを前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、
   前記レジスト現像工程においては、前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルから、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定して前記現像液を噴射することを特徴とするレジスト現像方法。
8. 複数の半導体ウェーハにレジストを塗布するレジスト塗布工程と、
   前記レジストを露光して前記レジストに所定のパターンを転写するパターン転写工程と、
   所定のパターンが転写された前記レジストを現像してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法であって、
   前記レジストパターン形成工程は、
   前記複数の半導体ウェーハを所定間隔で平行に収納可能なキャリアに前記半導体ウェーハを収納して、レジスト現像装置の回転体に支持されたクレイドルに当該キャリアを保持させるキャリア保持工程と、
   前記キャリアを前記回転体の回転軸を中心に公転運動させながら、前記キャリアの公転運動における軌道の内側に配設された複数の内側スプレーノズルから当該軌道の外側に向かって現像液を噴射することによって前記半導体ウェーハに形成された前記レジストを現像するレジスト現像工程とをこの順序で含み、
   前記複数の内側スプレーノズルを前記回転軸と垂直な側からみた場合に、前記公転運動の上手側を一方の側とし、前記公転運動の下手側を他方の側とするとき、
   前記レジスト現像工程においては、前記複数の内側スプレーノズルのうち少なくとも１つの内側スプレーノズルから、前記現像液の噴射範囲のうち前記一方の側の噴射範囲を、前記一方の側ほど重力方向下側に、かつ、前記他方の側ほど重力方向上側に、前記回転軸に対して斜めに規定して前記現像液を噴射するレジスト現像方法を用いて前記レジストを現像することを特徴とする半導体装置の製造方法。