JP3115822B2 - 紫外線照射装置およびその照射方法 - Google Patents
紫外線照射装置およびその照射方法Info
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- JP3115822B2 JP3115822B2 JP08141417A JP14141796A JP3115822B2 JP 3115822 B2 JP3115822 B2 JP 3115822B2 JP 08141417 A JP08141417 A JP 08141417A JP 14141796 A JP14141796 A JP 14141796A JP 3115822 B2 JP3115822 B2 JP 3115822B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に係
り、特にリソグラフィー工程において寸法精度が良く、
パターン欠陥のない微細なレジストパターンを形成する
ための紫外線照射装置およびその照射方法に関するもの
である。
り、特にリソグラフィー工程において寸法精度が良く、
パターン欠陥のない微細なレジストパターンを形成する
ための紫外線照射装置およびその照射方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、拡散層
を形成するためのイオン注入マスクやゲート電極のエッ
チングマスクなどとしてレジストパターンが良く用いら
れており、レジストパターンの出来映えが半導体装置の
特性や歩留りに大きく影響を与える。このレジストパタ
ーンは、レジストの露光工程と現像工程によって形成さ
れ、特にレジストパターンの精度向上およびパターン欠
陥の低減を図る上で現像工程が重要となってきている。
従来、微細なレジストパターンを形成するための現像方
法の一手法として、現像前にレジストに紫外線を照射し
たのち、現像を行い微細なレジストパターンを形成する
方法がある。以下、現像前に用いる紫外線を照射するた
めの従来の紫外線照射装置およびその照射方法を図を用
いて説明する。
を形成するためのイオン注入マスクやゲート電極のエッ
チングマスクなどとしてレジストパターンが良く用いら
れており、レジストパターンの出来映えが半導体装置の
特性や歩留りに大きく影響を与える。このレジストパタ
ーンは、レジストの露光工程と現像工程によって形成さ
れ、特にレジストパターンの精度向上およびパターン欠
陥の低減を図る上で現像工程が重要となってきている。
従来、微細なレジストパターンを形成するための現像方
法の一手法として、現像前にレジストに紫外線を照射し
たのち、現像を行い微細なレジストパターンを形成する
方法がある。以下、現像前に用いる紫外線を照射するた
めの従来の紫外線照射装置およびその照射方法を図を用
いて説明する。
【０００３】図２は、従来の紫外線照射装置の概略断面
図である。この従来の紫外線照射装置は、電圧が一定の
電圧源１によって、光源ランプ２を発光させた後、発光
した紫外光をミラー３で集束し、必要な波長の紫外光の
みを反射する波長選択ミラー４と、光束の均一化を行う
ための集光レンズ５と、光束の方向を変えるための全反
射ミラー６と、平行な光束を得るためのコリメータレン
ズ７と、石英プレート１１を通過して、レジスト塗布さ
れたウェハ８に紫外線が照射される構成になっている。
図である。この従来の紫外線照射装置は、電圧が一定の
電圧源１によって、光源ランプ２を発光させた後、発光
した紫外光をミラー３で集束し、必要な波長の紫外光の
みを反射する波長選択ミラー４と、光束の均一化を行う
ための集光レンズ５と、光束の方向を変えるための全反
射ミラー６と、平行な光束を得るためのコリメータレン
ズ７と、石英プレート１１を通過して、レジスト塗布さ
れたウェハ８に紫外線が照射される構成になっている。
【０００４】この装置では、ウェハ８近傍に設置した照
度計１２により紫外線照度を検知し、積算した照射量が
所定の積算量になるように照射する。なお、紫外線を照
射する場合、ウェハ８が窒素雰囲気の窒素パージユニッ
ト１０内で、加熱体９によって約１００℃程度に加熱さ
れた状態で行う。また、同一ロットのウェハ処理の間
は、光源ランプ２を連続で発光させ、シャッター１３の
開閉により各ウェハに所定の積算照射量だけ紫外線を照
射する。
度計１２により紫外線照度を検知し、積算した照射量が
所定の積算量になるように照射する。なお、紫外線を照
射する場合、ウェハ８が窒素雰囲気の窒素パージユニッ
ト１０内で、加熱体９によって約１００℃程度に加熱さ
れた状態で行う。また、同一ロットのウェハ処理の間
は、光源ランプ２を連続で発光させ、シャッター１３の
開閉により各ウェハに所定の積算照射量だけ紫外線を照
射する。
【０００５】紫外線を照射されたレジストは、エステル
化により硬化し、現像における解像度が高まるとともに
耐ドライエッチング性の良好な微細パターンを形成でき
るというものである。
化により硬化し、現像における解像度が高まるとともに
耐ドライエッチング性の良好な微細パターンを形成でき
るというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例の
紫外線照射装置では、照度計１２でウェハ８に照射され
た紫外線の照射量を検知し、レジスト硬化に必要な積算
照射量になるように照射時間を制御して所定の積算照射
量を得ている。そのため、光源ランプ２の劣化により照
度が低下すると照射時間を長くして所定の積算照射量を
得る必要がある。
紫外線照射装置では、照度計１２でウェハ８に照射され
た紫外線の照射量を検知し、レジスト硬化に必要な積算
照射量になるように照射時間を制御して所定の積算照射
量を得ている。そのため、光源ランプ２の劣化により照
度が低下すると照射時間を長くして所定の積算照射量を
得る必要がある。
【０００７】一例として、従来の紫外線照射装置におけ
る照射強度と照射時間の関係を図３に示す。この関係図
は、積算照射量が９０ｍＪ／ｃｍ2の場合で、照射強度
が低下すれば照射時間を長くして積算照射量を一定にす
る。
る照射強度と照射時間の関係を図３に示す。この関係図
は、積算照射量が９０ｍＪ／ｃｍ2の場合で、照射強度
が低下すれば照射時間を長くして積算照射量を一定にす
る。
【０００８】しかしながら、照射強度が例えば１０ｍＷ
／ｃｍ2以下では、照射時間を長くして所定の積算照射
量９０ｍＪ／ｃｍ2を得ても、紫外線の照射エネルギー
がレジスト底部まで到達しないため、レジストの上部領
域と底部領域ではレジストの硬度が変わる。そのため、
現像液で現像するとレジストの上部と底部では、現像液
に対する溶解耐性が異なるためレジストの断面形状が変
化し、所定のレジスト断面形状を得ることができないと
いう問題があった。最悪の場合には、レジスト現像後に
レジストパターンが倒れたり剥がれるという問題があっ
た。
／ｃｍ2以下では、照射時間を長くして所定の積算照射
量９０ｍＪ／ｃｍ2を得ても、紫外線の照射エネルギー
がレジスト底部まで到達しないため、レジストの上部領
域と底部領域ではレジストの硬度が変わる。そのため、
現像液で現像するとレジストの上部と底部では、現像液
に対する溶解耐性が異なるためレジストの断面形状が変
化し、所定のレジスト断面形状を得ることができないと
いう問題があった。最悪の場合には、レジスト現像後に
レジストパターンが倒れたり剥がれるという問題があっ
た。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、一定以上の照射強度を有する紫外線によって安定
したレジスト硬化ができる紫外線照射装置およびその照
射方法を提供することを目的とする。
ので、一定以上の照射強度を有する紫外線によって安定
したレジスト硬化ができる紫外線照射装置およびその照
射方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の紫外線照射装置は、紫外線を発光するための
光源ランプと、前記光源ランプに接続された可変電圧源
と、紫外線照射量を制御するための開閉シャッターと、
前記開閉シャッターと前記光源ランプとの間に設置され
た第１の照度計と、前記開閉シャッターとウェハとの間
に設置された第２の照度計と、前記第１の照度計に接続
された照射強度制御装置と、前記第２の照度計に接続さ
れた積算照射量制御装置とを備え、前記照射強度制御装
置で前記可変電圧源を制御することによって、前記光源
ランプからの紫外線の照射強度を制御し、また、前記積
算照射量制御装置で前記開閉シャッターを制御すること
によって、前記ウェハに照射される紫外線の積算照射量
を制御する構成になっている。
に本発明の紫外線照射装置は、紫外線を発光するための
光源ランプと、前記光源ランプに接続された可変電圧源
と、紫外線照射量を制御するための開閉シャッターと、
前記開閉シャッターと前記光源ランプとの間に設置され
た第１の照度計と、前記開閉シャッターとウェハとの間
に設置された第２の照度計と、前記第１の照度計に接続
された照射強度制御装置と、前記第２の照度計に接続さ
れた積算照射量制御装置とを備え、前記照射強度制御装
置で前記可変電圧源を制御することによって、前記光源
ランプからの紫外線の照射強度を制御し、また、前記積
算照射量制御装置で前記開閉シャッターを制御すること
によって、前記ウェハに照射される紫外線の積算照射量
を制御する構成になっている。
【００１１】上記紫外線照射装置を用いて紫外線を照射
する場合、まず紫外線照射量を制御するための開閉シャ
ッターを閉じた状態で可変電圧源により光源ランプから
紫外線を発光させる。次に、前記紫外線の照射強度を第
１の照度計で検知し、前記可変電圧源を制御することに
よって所定の照射強度を得る。所定の照射強度になった
後で、前記開閉シャッターを開けてウェハ上のレジスト
に紫外線を照射する。同時に、前記ウェハ上に照射され
た紫外線の照射量を第２の照度計で検知し積算する。そ
して、前記第２の照度計で積算した照射量が所定の積算
値になった時点で前記開閉シャッターを閉じ紫外線の照
射を終了する。
する場合、まず紫外線照射量を制御するための開閉シャ
ッターを閉じた状態で可変電圧源により光源ランプから
紫外線を発光させる。次に、前記紫外線の照射強度を第
１の照度計で検知し、前記可変電圧源を制御することに
よって所定の照射強度を得る。所定の照射強度になった
後で、前記開閉シャッターを開けてウェハ上のレジスト
に紫外線を照射する。同時に、前記ウェハ上に照射され
た紫外線の照射量を第２の照度計で検知し積算する。そ
して、前記第２の照度計で積算した照射量が所定の積算
値になった時点で前記開閉シャッターを閉じ紫外線の照
射を終了する。
【００１２】この構成によって、紫外線の照射強度およ
びレジストに照射される紫外線の積算照射量を制御する
ことができる。従って、レジスト底部まで硬化できる所
定の照射強度を有する紫外線を現像前のレジストに照射
することによって、現像処理後に所定のレジスト断面形
状を有する微細なレジストパターンを形成することがで
きる。
びレジストに照射される紫外線の積算照射量を制御する
ことができる。従って、レジスト底部まで硬化できる所
定の照射強度を有する紫外線を現像前のレジストに照射
することによって、現像処理後に所定のレジスト断面形
状を有する微細なレジストパターンを形成することがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の紫外線照射装置お
よびその照射方法を実施例を用いて詳しく説明する。
よびその照射方法を実施例を用いて詳しく説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例に係る紫外線照射
装置の概略断面図である。この実施例の紫外線照射装置
は、紫外線を発光するための光源ランプ２と、前記光源
ランプ２に接続された可変電圧源２１と、前記光源ラン
プ２から発光した紫外光を集束するための集束ミラー３
と、必要な波長の紫外光のみを反射する波長選択ミラー
４と、紫外光の光束の均一化を行うための集光レンズ５
と、紫外光の光束の方向を変えるための全反射ミラー６
と、紫外線照射量を制御するための開閉シャッター１３
と、紫外光を平行光束にするためのコリメータレンズ７
と、前記開閉シャッター１３の前記光源ランプ２側に設
置された第１の照度計２２と、ウェハ近傍に設置された
第２の照度計２３と、前記第１の照度計２２に接続され
た照射強度制御装置２４と、前記第２の照度計２３に接
続された積算照射量制御装置２５で構成されている。ま
た、レジスト塗布されたウェハ８は、紫外線の入射側が
石英板プレート１１になっている窒素パージユニット１
０の窒素雰囲気内で、且つ、加熱体９によって加熱され
た状態で紫外線照射される。
装置の概略断面図である。この実施例の紫外線照射装置
は、紫外線を発光するための光源ランプ２と、前記光源
ランプ２に接続された可変電圧源２１と、前記光源ラン
プ２から発光した紫外光を集束するための集束ミラー３
と、必要な波長の紫外光のみを反射する波長選択ミラー
４と、紫外光の光束の均一化を行うための集光レンズ５
と、紫外光の光束の方向を変えるための全反射ミラー６
と、紫外線照射量を制御するための開閉シャッター１３
と、紫外光を平行光束にするためのコリメータレンズ７
と、前記開閉シャッター１３の前記光源ランプ２側に設
置された第１の照度計２２と、ウェハ近傍に設置された
第２の照度計２３と、前記第１の照度計２２に接続され
た照射強度制御装置２４と、前記第２の照度計２３に接
続された積算照射量制御装置２５で構成されている。ま
た、レジスト塗布されたウェハ８は、紫外線の入射側が
石英板プレート１１になっている窒素パージユニット１
０の窒素雰囲気内で、且つ、加熱体９によって加熱され
た状態で紫外線照射される。
【００１５】上記本発明の紫外線照射装置を用いた場合
の照射方法をノボラック樹脂系のレジストを用いて説明
する。まず、開閉シャッター１３を閉じた状態で、可変
電圧源２１を入れ光源ランプ２から紫外線を発光させ
る。この発光された紫外線の照射強度を第１の照度計２
２で検知し、レジスト硬化に必要な所定の照射強度が設
定されている照射強度制御装置２４で比較を行い、所定
の照射強度になるように照射強度制御装置２４で可変電
圧源２１を制御する。所定の照射強度になった後、開閉
シャッター１３を開けてウェハ８上のレジストに紫外線
を照射する。同時に、第２の照度計２３によってウェハ
８に照射された紫外線の照射量を検知し、レジスト硬化
に必要な所定の積算値が設定されている積算照射量制御
装置２５で比較を行い、照射量が所定の積算照射量にな
った時点で積算照射量制御装置２５により開閉シャッタ
ー１３を閉じウェハ８への紫外線照射を終える。続け
て、他のウェハに紫外線を照射する場合、光源ランプ２
は連続発光させておき、開閉シャッター１３を開閉する
ことによって行う。
の照射方法をノボラック樹脂系のレジストを用いて説明
する。まず、開閉シャッター１３を閉じた状態で、可変
電圧源２１を入れ光源ランプ２から紫外線を発光させ
る。この発光された紫外線の照射強度を第１の照度計２
２で検知し、レジスト硬化に必要な所定の照射強度が設
定されている照射強度制御装置２４で比較を行い、所定
の照射強度になるように照射強度制御装置２４で可変電
圧源２１を制御する。所定の照射強度になった後、開閉
シャッター１３を開けてウェハ８上のレジストに紫外線
を照射する。同時に、第２の照度計２３によってウェハ
８に照射された紫外線の照射量を検知し、レジスト硬化
に必要な所定の積算値が設定されている積算照射量制御
装置２５で比較を行い、照射量が所定の積算照射量にな
った時点で積算照射量制御装置２５により開閉シャッタ
ー１３を閉じウェハ８への紫外線照射を終える。続け
て、他のウェハに紫外線を照射する場合、光源ランプ２
は連続発光させておき、開閉シャッター１３を開閉する
ことによって行う。
【００１６】上記実施例において、例えば照射強度制御
装置２４の照射強度を１５ｍｗ／ｃｍ2に設定し、積算
照射量制御装置２５の積算照射量を９０ｍＪ／ｃｍ2に
設定して紫外線照射を行えば、開閉シャッター１３は５
秒間開放されウェハ８に紫外線が照射される。この照射
強度であれば、図３からもわかるように問題なくレジス
ト硬化することができる。
装置２４の照射強度を１５ｍｗ／ｃｍ2に設定し、積算
照射量制御装置２５の積算照射量を９０ｍＪ／ｃｍ2に
設定して紫外線照射を行えば、開閉シャッター１３は５
秒間開放されウェハ８に紫外線が照射される。この照射
強度であれば、図３からもわかるように問題なくレジス
ト硬化することができる。
【００１７】なお、本実施例では、第１の照度計２２及
び開閉シャッター１３をコリメータレンズ７より手前の
光源ランプ２側に設置したが、コリメータレンズ７より
後のウェハ８側に設置しても良い。
び開閉シャッター１３をコリメータレンズ７より手前の
光源ランプ２側に設置したが、コリメータレンズ７より
後のウェハ８側に設置しても良い。
【００１８】また、本実施例では現像前のレジストへの
紫外線を照射する場合に用いて説明したが、紫外線を照
射する他の工程に本発明の紫外線照射装置を用いても良
い。
紫外線を照射する場合に用いて説明したが、紫外線を照
射する他の工程に本発明の紫外線照射装置を用いても良
い。
【００１９】さらに、装置クリーニングや光源ランプの
交換を知らせるために、可変電圧源２１の電圧を検知
し、電圧が所定の電圧以上になった時点で警報ランプが
点灯するようにしても良い。
交換を知らせるために、可変電圧源２１の電圧を検知
し、電圧が所定の電圧以上になった時点で警報ランプが
点灯するようにしても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線の
照射強度を一定にすることができるので、安定したレジ
スト硬化を行うことができ、且つ、所定のレジスト断面
形状を有する微細なレジストパターンを形成することが
できる。しかも、照射強度が一定になることによって、
照射時間も一定となり処理時間の短縮を図ることができ
る。
照射強度を一定にすることができるので、安定したレジ
スト硬化を行うことができ、且つ、所定のレジスト断面
形状を有する微細なレジストパターンを形成することが
できる。しかも、照射強度が一定になることによって、
照射時間も一定となり処理時間の短縮を図ることができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る紫外線照射装置の概略
断面図
断面図
【図２】従来の紫外線照射装置の概略断面図
【図３】従来の紫外線照射装置における照射強度と照射
時間の関係図
時間の関係図
２ 光源ランプ ３ 集束ミラー ４ 波長選択ミラー ５ 集光レンズ ６ 全反射ミラー ７ コリメータレンズ ８ レジスト塗布後のウェハ ９ 加熱体 １０ 窒素パージユニット １１ 石英板プレート １２ 照度計 １３ 開閉シャッター ２１ 可変電圧源 ２２ 第１の照度計 ２３ 第２の照度計 ２４ 照射強度制御装置 ２５ 積算照射量制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体製造装置において、紫外線を発光
するための光源ランプと、前記光源ランプに接続された
可変電圧源と、紫外線照射量を制御するための開閉シャ
ッターと、前記開閉シャッターと前記光源ランプとの間
に設置された第１の照度計と、前記開閉シャッターとウ
ェハとの間に設置された第２の照度計と、前記第１の照
度計に接続された照射強度制御装置と、前記第２の照度
計に接続された積算照射量制御装置とを備え、前記照射
強度制御装置で前記可変電圧源を制御することによっ
て、前記光源ランプからの紫外線の照射強度を制御し、
また、前記積算照射量制御装置で前記開閉シャッターを
制御することによって、前記ウェハに照射される紫外線
の積算照射量を制御することを特徴とする紫外線照射装
置。 - 【請求項２】 紫外線の照射において、紫外線照射量を
制御するための開閉シャッターを閉じた状態で可変電圧
源により光源ランプから紫外線を発光させる工程と、前
記紫外線の照射強度を第１の照度計で検知し、前記可変
電圧源を制御することによって所定の照射強度を得る工
程と、前記開閉シャッターを開けてウェハ上のレジスト
に紫外線を照射するのと同時に、前記ウェハ上に照射さ
れた紫外線の照射量を第２の照度計で検知し積算する工
程と、前記第２の照度計で積算した照射量が所定の積算
値になった時点で前記開閉シャッターを閉じる工程とを
備えていることを特徴とする紫外線照射装置の照射方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08141417A JP3115822B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 紫外線照射装置およびその照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08141417A JP3115822B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 紫外線照射装置およびその照射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09326346A JPH09326346A (ja) | 1997-12-16 |
| JP3115822B2 true JP3115822B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=15291529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08141417A Expired - Lifetime JP3115822B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 紫外線照射装置およびその照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115822B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4717304B2 (ja) * | 1999-06-25 | 2011-07-06 | ノバルティス アーゲー | Ｕｖ照明装置 |
| US10541159B2 (en) * | 2016-05-26 | 2020-01-21 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber with irradiance curing lens |
| JP7212507B2 (ja) * | 2018-12-03 | 2023-01-25 | 日東電工株式会社 | 紫外線照度評価方法、紫外線照度評価装置及び紫外線照射装置 |
| CN115466938A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-13 | 拓荆科技股份有限公司 | 一种紫外固化设备及其方法、一种半导体器件的加工装置 |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP08141417A patent/JP3115822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09326346A (ja) | 1997-12-16 |
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