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

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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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JP
Japan
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resist
wafer
hot plate
reduced pressure
reduced
Prior art date
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Pending
Application number
JP7026687A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Hirose
実 廣瀬
Kota Yoshikawa
浩太 吉川
Masako Mizushima
賢子 水島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • 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。

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。
〔産業上の利用分野〕
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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
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
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
〔作用〕
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。
〔実施例〕
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。
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。
、 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    。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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。
JP7026687A 1987-03-26 1987-03-26 レジストハ−ドニング方法 Pending JPS63237418A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991016724A1 (en) * 1990-04-23 1991-10-31 Tadahiro Ohmi Resist processing device, resist processing method and resist pattern
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WO2008096835A1 (ja) * 2007-02-05 2008-08-14 Tokyo Electron Limited 基板処理方法及び塗布現像処理装置

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