JPS63237418A - レジストハ−ドニング方法 - Google Patents
レジストハ−ドニング方法Info
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- JPS63237418A JPS63237418A JP7026687A JP7026687A JPS63237418A JP S63237418 A JPS63237418 A JP S63237418A JP 7026687 A JP7026687 A JP 7026687A JP 7026687 A JP7026687 A JP 7026687A JP S63237418 A JPS63237418 A JP S63237418A
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
レジストプロセスにおける紫外線キュア(’UVcur
e)において、Uv−キュア前に、減圧もしくは減圧加
熱によってレジスト中の低沸点成分を除去し、効果的な
Uv−キュアを行ってエツチングの際のレジストパター
ンの変形を防止する。
e)において、Uv−キュア前に、減圧もしくは減圧加
熱によってレジスト中の低沸点成分を除去し、効果的な
Uv−キュアを行ってエツチングの際のレジストパター
ンの変形を防止する。
本発明はレジストハードニング方法に関し、特にバター
ニングした、すなわち露光、現像したレジストのパター
ンのエツチングにおける変形を防止するためのレジスト
のlv−キュアの方法に関する。
ニングした、すなわち露光、現像したレジストのパター
ンのエツチングにおける変形を防止するためのレジスト
のlv−キュアの方法に関する。
半導体プロセスにおいて描画を行う際、半導体基板上に
レジストパターンを形成し、その後ドライエツチングな
どによりレジストパターンをマスクにして基板にエツチ
ングを行い、パターンを形成する。例えば、半導体基板
表面になんらかのパターンの酸化膜を形成するには、基
板表面全体に酸化膜を形成し、その上にレジストを塗布
し、次に所望のパターンが形′成されたマスクを通して
レジストを露光し、現像すると所望のパターンのレジス
トパターンが得られるから、このレジストパターンをマ
スクにして酸化膜をエツチングすると、所望のパターン
の酸化膜が得られる。最近は、半導体簗積回路の集禎度
を高める目的でパターンの微細化が要請され、それに応
じうるため従来のウェットエツチングに代えてドライエ
ツチングが用いられ、例えば真空中でプラズマを発生さ
せてエツチングを行うリアクティブ・イオン・エツチン
グ(RIE)が採用されている。
レジストパターンを形成し、その後ドライエツチングな
どによりレジストパターンをマスクにして基板にエツチ
ングを行い、パターンを形成する。例えば、半導体基板
表面になんらかのパターンの酸化膜を形成するには、基
板表面全体に酸化膜を形成し、その上にレジストを塗布
し、次に所望のパターンが形′成されたマスクを通して
レジストを露光し、現像すると所望のパターンのレジス
トパターンが得られるから、このレジストパターンをマ
スクにして酸化膜をエツチングすると、所望のパターン
の酸化膜が得られる。最近は、半導体簗積回路の集禎度
を高める目的でパターンの微細化が要請され、それに応
じうるため従来のウェットエツチングに代えてドライエ
ツチングが用いられ、例えば真空中でプラズマを発生さ
せてエツチングを行うリアクティブ・イオン・エツチン
グ(RIE)が採用されている。
かかるドライエツチングにおいては100〜130°C
の程度の熱が発生し、マスクとなるレジストパターンが
この熱によって変形し、正確なレジストパターンが維持
されず、基板上に形成されるパターンが正確なものでな
くなる問題がある。
の程度の熱が発生し、マスクとなるレジストパターンが
この熱によって変形し、正確なレジストパターンが維持
されず、基板上に形成されるパターンが正確なものでな
くなる問題がある。
そこで、前記した熱によるレジストパターンの変形を防
止するために、遠紫外線(Deep UV )キュアに
より、レジスト中の樹脂を架橋反応させ、高分子量化し
、レジストの耐熱性を向上させる、すなわち熱によるレ
ジストの変形を防止する方法が研究されている。
止するために、遠紫外線(Deep UV )キュアに
より、レジスト中の樹脂を架橋反応させ、高分子量化し
、レジストの耐熱性を向上させる、すなわち熱によるレ
ジストの変形を防止する方法が研究されている。
従来のDeep UV−キュアの方法は第2図に示され
レジストパターン形成後のウェハ21を80〜140℃
程度のホントプレート22上に置き、Deep tlV
ランプ23で200 ’600 r+mの波長のDee
P LIV光2光合4ェハ21に照射する。場合によっ
ては、ホットプレート22の温度は徐々に昇温させても
よい。第2図でウェハ21上に塗布されたレジストは示
されず、ランプ23には例えばXe−1gランプ(照度
25 、0mW/cm2.波長350 nm)を用いる
。
レジストパターン形成後のウェハ21を80〜140℃
程度のホントプレート22上に置き、Deep tlV
ランプ23で200 ’600 r+mの波長のDee
P LIV光2光合4ェハ21に照射する。場合によっ
ては、ホットプレート22の温度は徐々に昇温させても
よい。第2図でウェハ21上に塗布されたレジストは示
されず、ランプ23には例えばXe−1gランプ(照度
25 、0mW/cm2.波長350 nm)を用いる
。
本発明者は従来のUV−キュア処理の研究を行った過程
で次の事実を確認した。
で次の事実を確認した。
Uv−キュアを施されるレジスト中にH,0が含まれて
いると架橋反応が妨害され、効率が良いレジストハード
ニングが行えない。また、このような架橋反応を妨害す
る11□0を蒸発させなからUV−キュア処理を行うべ
くレジストを100℃以上に加熱すると次のような問題
が発生する。すなわち、解像度を向上させるため分子量
が低いレジスト樹脂が用いられている場合にはレジスト
樹脂の耐熱性が低くなるので、100℃以上の加熱によ
りレジストが熱フローし、パターンが変形する。また通
常の分子量のレジスト樹脂でも塗布膜厚が厚い場合には
レジストパターンの堆積が太き(なりパターンがくずれ
易くなり、レジストパターンの破壊が起った。
いると架橋反応が妨害され、効率が良いレジストハード
ニングが行えない。また、このような架橋反応を妨害す
る11□0を蒸発させなからUV−キュア処理を行うべ
くレジストを100℃以上に加熱すると次のような問題
が発生する。すなわち、解像度を向上させるため分子量
が低いレジスト樹脂が用いられている場合にはレジスト
樹脂の耐熱性が低くなるので、100℃以上の加熱によ
りレジストが熱フローし、パターンが変形する。また通
常の分子量のレジスト樹脂でも塗布膜厚が厚い場合には
レジストパターンの堆積が太き(なりパターンがくずれ
易くなり、レジストパターンの破壊が起った。
また、UV−キュア処理に使用される紫外線光源にはレ
ジスト感光波長が含まれているので、感光剤のナフトキ
ノンジアジドが分解し、 N2が発生する。一方、紫外
線光源に含まれる光架橋反応促進波長(ノボラック樹脂
の場合には230〜400 nIII)によってレジス
ト表面より光架橋反応が進行する。
ジスト感光波長が含まれているので、感光剤のナフトキ
ノンジアジドが分解し、 N2が発生する。一方、紫外
線光源に含まれる光架橋反応促進波長(ノボラック樹脂
の場合には230〜400 nIII)によってレジス
ト表面より光架橋反応が進行する。
かくして、レジスト表面より進行する光架橋反応によっ
て硬化したレジストパターン内部に、上記のように発生
したN2(2)が溜り、過剰に溜った際はレジスト表面
の硬化部分を突き破って、レジストパターンを破壊して
しまう。加えて、[JV−キュア処理後、さらに加熱(
120℃以上)を行った場合、レジスト中の残留溶媒(
エチレングリコールエチルエーテルアセテート等)が沸
点を越えて(エチレングリコールエチルエーテルアセテ
ート;沸点145℃)蒸発し、N2が溜った場合と同様
にレジスト表面の硬化部分を突き破って、レジストパタ
ーンを破壊してしまう。
て硬化したレジストパターン内部に、上記のように発生
したN2(2)が溜り、過剰に溜った際はレジスト表面
の硬化部分を突き破って、レジストパターンを破壊して
しまう。加えて、[JV−キュア処理後、さらに加熱(
120℃以上)を行った場合、レジスト中の残留溶媒(
エチレングリコールエチルエーテルアセテート等)が沸
点を越えて(エチレングリコールエチルエーテルアセテ
ート;沸点145℃)蒸発し、N2が溜った場合と同様
にレジスト表面の硬化部分を突き破って、レジストパタ
ーンを破壊してしまう。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、レジ
ストキュアのための改善された方法を提供することを目
的とする。
ストキュアのための改善された方法を提供することを目
的とする。
c問題点を解決するための手段〕
第1図+8)と(b)は本発明実施例を説明する図で、
図中、11はその上にレジストが塗布されたウェハ、1
2はホットプレート、13はウェハとホットプレートが
収納される減圧チャンバ、14は排気バルブ、15はリ
ークバルブ、16はホットプレート、17はDCep
UVランプである。
図中、11はその上にレジストが塗布されたウェハ、1
2はホットプレート、13はウェハとホットプレートが
収納される減圧チャンバ、14は排気バルブ、15はリ
ークバルブ、16はホットプレート、17はDCep
UVランプである。
本発明においては、第1図fb)に示されるDeepU
V−キュアの前に、レジストが塗布されたウェハ11を
減圧チャンバ13内で減圧状態におき、しかる後に、D
eepυシランプ17でDeep UV−キュアを行う
。
V−キュアの前に、レジストが塗布されたウェハ11を
減圧チャンバ13内で減圧状態におき、しかる後に、D
eepυシランプ17でDeep UV−キュアを行う
。
上記した如(にレジストを減圧状態におくと、感光剤の
樹脂の架橋を妨げるレジスト中の低沸点成分(主に11
10など)が除去され、それによってDeep UV−
キュアの段階で感光剤樹脂の架橋が促進され、レジスト
の耐熱性が高まり、ドライエツチングにおいてレジスト
パターンの変形が防止されるのである。
樹脂の架橋を妨げるレジスト中の低沸点成分(主に11
10など)が除去され、それによってDeep UV−
キュアの段階で感光剤樹脂の架橋が促進され、レジスト
の耐熱性が高まり、ドライエツチングにおいてレジスト
パターンの変形が防止されるのである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
先ず本発明者の行った実験の結果について説明すると、
第1図(a)に示される如く、レジストパターンを形成
した、すなわち、レジストを塗布し、露光し、現像し終
ったレジストパターンをもったウェハ11を、減圧チャ
ンバ13内に入れ、排気し、減圧状態に保持した。この
とき、760 Torr未満で十分であるが、特に50
Torr未満であればさらに効果的である。また第1図
(alに示される如く減圧保持の状態で、ホットプレー
ト12上にウェハ11を置き、またはその他の方法でウ
ェハ11を加熱すれば、さらに効果的である。その後に
従来技術の場合と同様なりeep IJV−キュアを行
った。
第1図(a)に示される如く、レジストパターンを形成
した、すなわち、レジストを塗布し、露光し、現像し終
ったレジストパターンをもったウェハ11を、減圧チャ
ンバ13内に入れ、排気し、減圧状態に保持した。この
とき、760 Torr未満で十分であるが、特に50
Torr未満であればさらに効果的である。また第1図
(alに示される如く減圧保持の状態で、ホットプレー
ト12上にウェハ11を置き、またはその他の方法でウ
ェハ11を加熱すれば、さらに効果的である。その後に
従来技術の場合と同様なりeep IJV−キュアを行
った。
減圧もしくは減圧加熱処理後にDeep UV−キュア
を行う理由は、Deep UV−キュアにおいて樹脂の
架橋を妨げるレジスト中の低沸点成分(主にH,Oなど
)を低温で除去するためである。低沸点成分は加熱のみ
でも除去は可能であるが、除去可能温度以下の温度でレ
ジストパターンが熱変形するので、加熱方法は実施する
ことができない。
を行う理由は、Deep UV−キュアにおいて樹脂の
架橋を妨げるレジスト中の低沸点成分(主にH,Oなど
)を低温で除去するためである。低沸点成分は加熱のみ
でも除去は可能であるが、除去可能温度以下の温度でレ
ジストパターンが熱変形するので、加熱方法は実施する
ことができない。
、 かくして、上記した減圧保持の方法を採用したので
あるが、その方法は理論的根拠は次のように考えられる
。レジストは、 なる化学式で示される感光剤を含むものであるが、この
感光剤の本体であるNQD (ナフトキノン・ジアジ
ド)は 。
あるが、その方法は理論的根拠は次のように考えられる
。レジストは、 なる化学式で示される感光剤を含むものであるが、この
感光剤の本体であるNQD (ナフトキノン・ジアジ
ド)は 。
なる構造のもので、それにN2雰囲気中で光を照01g
なる構造のケテンが得られる。レジストの露光後の現像
においてはN20が取り込まれてケテンはの構造のイン
デンカルボン酸となる。この物質はそのどの部分におい
ても他の物質との結合が発生せず、従って樹脂と結合し
架橋して耐熱性を増すことがなく、最近の高解像度のレ
ジストはこの物質を大量に含むものである。
においてはN20が取り込まれてケテンはの構造のイン
デンカルボン酸となる。この物質はそのどの部分におい
ても他の物質との結合が発生せず、従って樹脂と結合し
架橋して耐熱性を増すことがなく、最近の高解像度のレ
ジストはこの物質を大量に含むものである。
そこで、本発明においては、HLOを取り込むことのな
いようケテンを減圧状態に保持し、ケテンを樹脂と結合
させ、 で表現される如く架橋を仲介させ、レジストの耐熱性を
向上させるものである。いいかえると、減圧もしくは減
圧加熱保持により、樹脂の架橋を妨げる低沸点成分が除
去されるので、その後のDeepUv−キュアによるレ
ジストハードニングが効果的に行なえるのである。
いようケテンを減圧状態に保持し、ケテンを樹脂と結合
させ、 で表現される如く架橋を仲介させ、レジストの耐熱性を
向上させるものである。いいかえると、減圧もしくは減
圧加熱保持により、樹脂の架橋を妨げる低沸点成分が除
去されるので、その後のDeepUv−キュアによるレ
ジストハードニングが効果的に行なえるのである。
本発明の一実施例において、TSMl?−8800レジ
スト(東京応化)にてパターニングしたウェハ11を減
圧チャンバ13内のホットプレート12上に置く。
スト(東京応化)にてパターニングしたウェハ11を減
圧チャンバ13内のホットプレート12上に置く。
ホットプレート12の温度はレジストパターンが熱変形
しない程度に高い温度(100℃前後)に設定されてい
る。次に、排気バルブ14を開けて、減圧チャンバ13
内を図示していないロータリーポンプ等で排気し、1O
Torr程度で数分間保持する。次に、排気バルブ14
を閉じ、リークバルブ15を開けてN2で大気圧に戻す
。
しない程度に高い温度(100℃前後)に設定されてい
る。次に、排気バルブ14を開けて、減圧チャンバ13
内を図示していないロータリーポンプ等で排気し、1O
Torr程度で数分間保持する。次に、排気バルブ14
を閉じ、リークバルブ15を開けてN2で大気圧に戻す
。
減圧加熱処理後、ウェハ11をホ・ノドプレー目6上に
置き、波長200nm〜600nmの光を持つDeep
UVランプ17にて数分間光hνを照射する。この時の
ホットプレー目6の温度は、レジストパターンが熱変形
しない程度に高い温度(100℃前後)番こ設定されて
いる。
置き、波長200nm〜600nmの光を持つDeep
UVランプ17にて数分間光hνを照射する。この時の
ホットプレー目6の温度は、レジストパターンが熱変形
しない程度に高い温度(100℃前後)番こ設定されて
いる。
上記処理を行ったウェハ11を、200℃ホ・7)プレ
ート上にて加熱したが、レジストパターンの熱菱形は全
くなかった。しかし、減圧加熱処理をせず、従来通りの
Deep UV−キュアを行ったものでは、レジストパ
ターンが熱変形してしまった。また、ドライエツチング
を行った際、上記処理を行ったウェハは設計通りのパタ
ーンができたのに対して、従来通りのDeep UV−
キュアを行ったものは設計通りのパターンができなかっ
た。
ート上にて加熱したが、レジストパターンの熱菱形は全
くなかった。しかし、減圧加熱処理をせず、従来通りの
Deep UV−キュアを行ったものでは、レジストパ
ターンが熱変形してしまった。また、ドライエツチング
を行った際、上記処理を行ったウェハは設計通りのパタ
ーンができたのに対して、従来通りのDeep UV−
キュアを行ったものは設計通りのパターンができなかっ
た。
iJfチャンバ13内にてレジストを減圧保持した後に
、同一チャンバ内でDeep UV−キュアをなすこと
も考えられるが、その方法によると、1枚のウェハごと
に、チャンバ13を大気圧にし、ウェハをチャンバ内に
入れ、次いでチャンバ内を排気しDeep LIV−キ
ュアをなし、真空をリークしてからウェハを取り出し、
次いで新たなウェハについて上記した工程を繰り返さな
ければならないので、処理時間が長くなり、スループッ
トが悪くなる。
、同一チャンバ内でDeep UV−キュアをなすこと
も考えられるが、その方法によると、1枚のウェハごと
に、チャンバ13を大気圧にし、ウェハをチャンバ内に
入れ、次いでチャンバ内を排気しDeep LIV−キ
ュアをなし、真空をリークしてからウェハを取り出し、
次いで新たなウェハについて上記した工程を繰り返さな
ければならないので、処理時間が長くなり、スループッ
トが悪くなる。
しかし、本発明の方法によると、例えばカセットに複数
のウェハを納め、このカセットをチャンバ内に入れてレ
ジストの減圧保持をなし、かかる工程の後に1枚ずつの
ウェハのDeep UV−キュアをなせばよいのである
から、処理時間が短縮され、かつ、装置が複雑なもので
なくても足りる利点がある。
のウェハを納め、このカセットをチャンバ内に入れてレ
ジストの減圧保持をなし、かかる工程の後に1枚ずつの
ウェハのDeep UV−キュアをなせばよいのである
から、処理時間が短縮され、かつ、装置が複雑なもので
なくても足りる利点がある。
以上述べてきたように本発明によれば、パターニングさ
れたレジストのエツチングにおける変形が防止され、半
導体装置の信頼性向上に有効であり、さらには製造歩留
りの増大にも効果がある。
れたレジストのエツチングにおける変形が防止され、半
導体装置の信頼性向上に有効であり、さらには製造歩留
りの増大にも効果がある。
第1図(alと(blは本発明方法を説明する図、第2
図は従来のUシーキュア方法を示す図である。 第1図において、 11はウェハ、 12はホットプレート、 13は減圧チャンバ、 14は排気バルブ、 15はリークバルブ、 16はホントプレー1・、 17はDeep tlV ランプである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 1を米のUV−キュアを示す記 第2図
図は従来のUシーキュア方法を示す図である。 第1図において、 11はウェハ、 12はホットプレート、 13は減圧チャンバ、 14は排気バルブ、 15はリークバルブ、 16はホントプレー1・、 17はDeep tlV ランプである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 1を米のUV−キュアを示す記 第2図
Claims (4)
- (1)ウェハ(11)上のパターニングされたレジスト
を減圧チャンバ(13)内にて減圧状態におき、しかる
後に大気中でウェハ(11)に紫外線を照射してレジス
トをキュアすることを特徴とするレジストハードニング
方法。 - (2)減圧チャンバ(13)内でウェハ(11)を減圧
加熱することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
方法。 - (3)紫外線照射においてウェハ(11)を加熱するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (4)前記減圧状態は大気圧(760Torr)未満で
あり、減圧加熱は、圧力が760Torr未満、温度が
20℃以上であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7026687A JPS63237418A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | レジストハ−ドニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7026687A JPS63237418A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | レジストハ−ドニング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63237418A true JPS63237418A (ja) | 1988-10-03 |
Family
ID=13426552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7026687A Pending JPS63237418A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | レジストハ−ドニング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63237418A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1987
- 1987-03-26 JP JP7026687A patent/JPS63237418A/ja active Pending
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