JPS6114724A - 半導体ウエハ−への紫外線照射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体ウェハーへの紫外線照射方法に関するも
のである。

半導体の製造工程において、光化学蒸着法々どにより基
板上に酸化膜、窒化膜、金属膜などを形成したり、その
予備洗浄として表面に付着した有機汚染物を分解洗浄す
るためなどに紫外線照射が利用されているが、最近はＬ
　Ｓ　Ｉのベーキング工程への適用が注目されている。

このベーキング工程とけ、酸化膜などが蒸着さね、更に
その一ヒに感光剤が塗布された半導体ウエハーを感光さ
せて感光剤を部分的に除去する感光工程と、この感光剤
が除去された部分の酸化膜などを除去してパターンを形
成するエツチング工程との中間で、酸化膜などの接着強
Ｖ＋内向上せることなどを目的として、１２０〜２００
℃程度の温度でベークする工程を言うが、この温度は高
い方が接着強度が向上して好ましい。しかし、この温度
を１４０℃以上にすれば、感光剤の表面や垂直面がいび
つとなって形成パターンの形状が悪くなり、ＬＳＴの性
能が低下する問題点がある。また、形成パターンの硬度
が不十分々と１！け、エツチング工程においてこの形成
パターンも研磨されて減量し７、性能が低下する。そこ
でベーキング工程の前に半導体ウェハーに紫外＠を照射
すれば、形成パターンが硬化さね、ベーキング工程で加
熱温度を１４０℃以上としても形成パターンがいびつと
ならず、更にエツチング工程で減量さねにくいことが知
られている。

ところで、この効果を十分なものとするためには、形成
パターンの硬化は表面のみでなく、その内部も十分に行
われなくてはならない。そして、紫外線の照射時に紫外
線ランプの熱によって形成パターンが変形１７たり、紫
外線のために変質したりしないように注意する必要があ
る。従来より、紫外線ランプとしては、低圧水銀灯と高
圧水銀灯がよく知られている。このうち、低圧水銀灯は
主として波長２５４ｎｍの紫外線が照射されるが、これ
は波長が短かいために透過性が低く、形成パターンの表
面は硬化されても内部の硬化が不十分となる欠点がある
。一方、高圧水銀灯は、３０５゜３１０．５６５ｎｍな
どの波長の長い紫外線が照射されるので内部まで硬化さ
せるのには都合が良いが、発熱量が大きいために未硬化
の形成パターンに直接照射すると熱変形を起し、また、
３６５ｎｍの紫外線を同じく未硬化の形成パターンに照
射すると表面にＮ、ガスの微細々気泡が噴出して変質す
る問題点も知られている。

そこで本発明は、形成パターンの内部まで硬化でき、熱
変形や変質を起さないものであって、べ一キング工程に
おいて高温に加熱することが可能であり、エツチング工
程においても減量されない半導体ウェハーへの紫外線照
射方法を提供することを目的とする。そして、その構成
は、高圧水銀灯として使用されるよう設計された水銀灯
を、波長が３６５ｎｍの紫外線発光１１ｔ　Ｕ３４５　
＋　２５４　ｎｍの紫外線発光量ｆＵ２ｓａとするとき
、Ｕ　５６ＶＵ２５４の値が１／２より小さい状態で点
灯する第１の点灯状態で被照射物である半導体ウェハー
を照射する工程と、次に、前記水銀灯ｆ　ＩＪ”５／Ｕ
　２５４の値が勢よね大きい状態で点灯する第２の点灯
状態で被照射物を照射する工程とを含むことを特徴とす
るものである。

以下に図面に基いて本発明の実施例を具体的に説明する
。

装置箱１のはＶ中央にけ主ミラー２が水平に配置され、
その周辺の下方には垂直の副ミラー３が配電されて箱形
を形成している。このミラー２゜３で囲まれる空所に、
直管状の紫外線ランプ４が並設されて略正方形の面光源
が形成されているが、この紫外線ランプ４は、アーク長
が２０ｃｒｎ、定格電力が１０００Ｗであって、高圧水
銀灯として使用されるよう設計された水銀灯である。そ
して、定格電力が入力されると、３０５．３１０．３６
５　ｎｍなとの長い波長の紫外線が主に発生するが、３
６５ｎｍの発光１１Ｕｓ６ｓと２５４ｎｎｌＤ発光量Ｕ
　２５４　ノ比Ｕ”５／Ｕ２５４の値は勢より大きいも
のである。

この紫外線ランプ４の下方には一辺が約２００■の方形
の石英ガラスからなる前面ガラス５が設けられ、紫外線
ランプ４よりの紫外線がこの前面ガラス５ｆ透過して下
方に照射される。被照射物６である半導体ウェハーは直
径が６インチ（約１５５■）であり、紫外線ランプから
の距離が２．５ｅｆＲの位置に図示略の支持具で支持さ
れている。そして、装置箱１の側面には冷却ファン７が
設けられ、紫外線ランプ４とミラー２．３１−冷却する
。ことに、冷却風量を増強することＫより、紫外線ラン
プ４の電極部を取り囲むバルブ部が強く冷却さね、その
部分の温度？２０〜４０℃に調節できる。この結果、そ
の内部に水銀粒が溜り、入力電力を低くすれば低圧水銀
灯としても動作させることができるようになっている。

しかして、感光工程の終った半導体ウェハーを前記の位
置に支持し、紫外線ランプ４に通電してウオーミングア
ツプを行うが、これが完了すると、冷却ファン７ｆ作動
さ（するとともに、入力電力を定格の１／１ｏ程度に低
下させる。この結果、紫外線ランプ４け、高圧水銀灯と
【７て使用されるよう設計された本のではあるが、低圧
水銀灯として動作し、Ｕｓａｓ７Ｕ２５．の値が１／２
より小さい状態で点灯する。このため、波長２５４ｎｍ
の紫外線が強く半導体ウェハーに照射されるが、この紫
外線は波長が短かいために透禰性が低く、半導体ウェハ
ーの表面に形成されたパターンの表面部分を硬化させる
。

次に、形成パターンの表面硬化が完了すると、入力電力
が定格まで上昇され、電極部ｆ取り囲むバルブ部の局部
的な冷却も弱められる。この結果、紫外線ランプ４け設
計通りに高圧水銀灯として動作し、Ｕ　５４５／　、　
ｚｓ、４の値が６／２以−ヒの状態で点灯する。このた
め、３０５，３１０，３６５ｎｍなとの波長の長い紫外
線が強く半導体ウエハーに照射されるが、これらの紫外
線は透過性が大きく、短時間で形成パターンの内部まで
硬化させる。なお、従来のように、未硬化の形成パター
ンに高圧水銀灯で照射するとランプの発熱により熱変形
したり、表面に微細なＮ、ガスの気泡が噴出して変質す
る問題点があったが、本発明では、最初にまず表面を硬
化させているので、これらの不具合が生じることなく、
内部まで硬化させることができる。

次に、この照射工程にて形成パターンの内部まで硬化さ
れた半導体ウェハーを２００℃の温度でベーキングし、
プラズマエツチングによりパターンを完成させたが、ベ
ーキング温度が２００℃の高温であったにもかかわらず
、広い面積の全域にわたって一様に歪みの小さいパター
ンを得ることができ、またエツチング工程においてもパ
ターンはほとんど減縮さｔｌず、性能の優れたＬ　Ｓ　
Ｔの製造が可能になる。

以−ト説明したように、本発明は、水銀灯を０５６５／
Ｕ２５４の値が１／２より小さい状態で点灯する第１の
点灯状態で照射し、次に、この値が６．／２よね大きい
状態で点灯する第２の点灯状態で照射するようにしたの
で、形成パターンの内ｉｔで硬化でき、その際に熱変形
や変質を起さない。よって、本発明に従えば、ベーキン
グ工程で高ｍ加熱が可能となって接着強度が向ヒ１７、
エツチング工程においてもパターンが減縮されない半導
体ウエハーへの紫外線照射方法を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用される装置の正面断面図
、第２図は同じく側面断面図を示す。 １・・・装置箱　２・・・主ミラー　３・・・副ミラー
４・・・紫外線ランプ　５・・・前面ガラス６・・・被
照射物（半導体ウエノ１−）７・・・冷却ファン 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高圧水銀灯として使用されるように設計された水銀灯
   を、波長が３６５ｎｍの紫外線発光量をＵ＿３＿６＿５
   、２５４ｎｍの紫外線発光量をＵ＿２＿５＿４とすると
   き、Ｕ＿３＿６＿５／Ｕ＿２＿５＿４の値が１／２より
   小さい状態で点灯する第１の点灯状態で被照射物である
   半導体ウエハーを照射する工程と、次に、前記水銀灯を
   Ｕ＿３＿６＿５／Ｕ＿２＿５＿４の値が３／２より大き
   い状態で点灯する第２の点灯状態で被照射物を照射する
   工程とを含むことを特徴とする半導体ウエハーへの紫外
   線照射方法。