JPS6114725A - 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、光化学蒸着法などにより基
板上に酸化膜、窒化膜、金属膜など全形成したり、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、最近けＴ
、　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れ、更
にその上に感光剤が塗布された半導体ウェハーを感光さ
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
度を向上さ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
全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、Ｔ、　Ｓ　
Ｉの性能が低下する問題点がある。また、形成パターン
の硬度が不十分なときけ、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、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線を照
射すわば、形成パターンが硬化され、ベーキング工程で
加熱温度を１４０℃以ヒ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縮されにくいことが
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、その内部も十分圧行
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したり、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、６０５゜３１０．３６５ｎｍ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、３
６５ｎｍ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Ｋ　Ｎ、ガスの微細な気泡が噴出して変質す
る問題点も知られている。

そこで本発明け、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−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
程においても減縮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、波長が５６５ｎｍの紫外線発光量をＵｓｂｓ　＋　
２５４　ｎｍ　　の紫Ｕ・　Ｕ２，４ 外線発光量をＵ２５４とするとき、　　６５／　　　の
値が１／！より小さい低圧水銀灯と、Ｕ３６５／ｕ　、
５４の値がＶ２より大きい高圧水銀灯とを点灯させ、被
照射物である半導体ウェハーに、最初に前記低圧水銀灯
より、続いて前記高圧水銀灯より紫外線を照射すること
を特徴とする。

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、
この主ミラー２の両端部と中央部には垂直の副ミラー３
が下方に配置されて２個の箱形空間が形成されている。

このミラー２，３で囲まれる２個の空間に、それぞれ低
圧水銀灯４と高圧水銀灯５が並設され面光源が形成され
ているが、この低圧水銀灯４け、アーク長が１１０ｍ、
定格電力が１１０Ｗであり、波長２５４ｎｍの紫外線が
主に発生するが、３６５ｎｍの発光１１Ｕｓ６ｓと２５
４ｎｍの発光１ｔｌＪ２５４ノ比ＴＪ５４５／Ｕ２．の
値が１／２より小さい状態で点灯する。一方、高圧水銀
灯５け、アーク長が２０口、定格電力が１０００Ｗであ
り、５０５゜！＋１０．３６５ｎｍノ波長ノ紫外線カ発
生シ、Ｕ３６５／Ｕ２５４の値け３／２より大きい状態
で点灯する。

この水銀灯４，５の下方には石英ガラスからなる前面ガ
ラス６．６が設けられ、水銀灯４，５よりの紫外線がこ
の前面ガラス６を透過して下方に照射される。被照射物
７である半導体ウエノ＼−は直径が６インチ（約１５５
ｍ）であり、水銀灯４゜５からの距離が２．５ｃｒｎの
位置で支持具８に支持されて、低圧水銀灯４の下方から
高圧水銀灯５の下方の方向に移動されるよう罠なってい
る。そして、装置箱１の側面には冷却ファン９が設けら
れ、水銀灯４．５とミラー２．３を冷却する。ことに、
低圧水銀灯４の電極部を取り囲みバルブ部が強く冷却さ
れるようになっており、最冷点位置の温度を２０〜４０
℃に調節できるよう罠なっている。

しかして、低圧水銀灯４と高圧水銀灯５が点灯され、冷
却ファン９が作動される。そして、感光工程の終った半
導体ウエノ・−７が支持具８に支持されて、まず、低圧
水銀灯４の下方に入って来る。

このとき、低圧水銀灯４はＵＳ４５／Ｕ２５Ｊの値が１
／２より小さい状態で点灯しているので、波長２５４ｎ
ｍの紫外線が強く半導体ウェハー７に照射されるが、こ
の紫外線は波長が短かいために透過性が低く、半導体ウ
ェハー７の表面に形成されたパターンの表面部分を移動
方向の先頭から順次硬化させる。そして、表面部分が硬
化された部分が高圧水銀灯５の下方に進み、高圧水銀灯
５よりの紫外線が照射されるが、ＵＳ６Ｓ／Ｕ２ｓ４の
値が５／２以上の状態で点灯しているので、３０５．３
１０．３６５　ｎｍなとの波長の長い紫外線が強く半導
体ウェハー７に照射される。このとき、これらの紫外線
は透過性が大きいために、その下方を移動する時間内で
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れず、性能の優れたＴ、　Ｓ　
Ｔの製造が可能になる。

以上説明したように、本発明け、Ｕ３６５１０２５４の
値が３／２より小さい低圧水銀灯により先ず照射し、続
いてこの値が５／２より大きい高圧水銀灯により照射す
るようにしたので、形成パターンの内部まで硬化でき、
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温加熱が可能となって接着強
度が向上し、エツチング工程においてもパターンが減縮
されない半導体ウェ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図は本発明の実権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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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
   さい低圧水銀灯と、Ｕ＿３＿６＿５／Ｕ＿２＿５＿４の
   値が３／２より大きい高圧水銀灯とを点灯させ、被照射
   物である半導体ウエハーに、最初に前記低圧水銀灯より
   、続いて前記高圧水銀灯より紫外線を照射することを特
   徴とする半導体ウエハーへの紫外線照射方法。