JP5625378B2 - Method for forming resin film pattern and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for forming resin film pattern and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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本発明は、樹脂膜パターンの形成方法及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a resin film pattern forming method and a semiconductor device manufacturing method.

従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、優れた耐熱性、電気特性、機械特性及び膜形成性の点でポリイミド系、ポリベンゾオキサゾール系の樹脂が広く使用されている。   Conventionally, polyimide-based and polybenzoxazole-based resins have been widely used for surface protection films and interlayer insulating films of semiconductor elements in terms of excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and film formation.

ポジ型感光性ポリイミド組成物としては、o−ニトロベンジル基をエステル結合により導入したポリイミド前駆体、フェノール性水酸基を含むポリアミド酸エステルとo−キノンジアジド化合物を含む組成物等が知られている。ポリイミドを表面保護膜又は層間絶縁膜として使用する場合、スルーホール等の形成工程は、主にホトレジストを用いるエッチングプロセスによって行われている。   As a positive photosensitive polyimide composition, a polyimide precursor in which an o-nitrobenzyl group is introduced by an ester bond, a composition containing a polyamic acid ester containing a phenolic hydroxyl group and an o-quinonediazide compound are known. When polyimide is used as a surface protective film or an interlayer insulating film, a process for forming a through hole or the like is mainly performed by an etching process using a photoresist.

また、半導体の高機能化、高性能化に伴い、ポリベンゾオキサゾールの半導体への適用が行われている。   In addition, with the increase in functionality and performance of semiconductors, polybenzoxazole has been applied to semiconductors.

一般に、これら樹脂を形成する耐熱性重合性組成物は、シリコンウエハ等の半導体素子基板に、スピナーを用いた回転塗布により塗布され、均一な膜に形成される。その後、余分な溶剤を揮発、乾燥させる(プリベークする)ためホットプレートに搬送される。   Generally, the heat-resistant polymerizable composition for forming these resins is applied to a semiconductor element substrate such as a silicon wafer by spin coating using a spinner to form a uniform film. Thereafter, the excess solvent is conveyed to a hot plate for volatilization and drying (pre-baking).

塗膜を乾燥する工程において、通常、チャンバ内で、塗膜付きウエハ(以下、単にウエハともいう)をホットプレートに密着させて設定時間プリベークする。その後、ウエハはピンで押し上げられ、ホットプレートから浮いた状態を経てチャンバから排出され、回収される。
しかし装置の異常やワニス用のボトル交換等によって装置のフローを停止しなければならない場合、ウエハはプリベーク後、チャンバ内でピン上に停滞する。この停滞により塗膜は過剰乾燥となり、現像後の開口寸法が設計よりも小さくなるという問題があった。
In the step of drying the coating film, a wafer with a coating film (hereinafter also simply referred to as a wafer) is usually brought into close contact with a hot plate in a chamber and prebaked for a set time. Thereafter, the wafer is pushed up by pins, discharged from the chamber through a state of floating from the hot plate, and collected.
However, if the flow of the apparatus must be stopped due to an abnormality of the apparatus or replacement of a bottle for varnish, the wafer stagnates on the pins in the chamber after pre-baking. Due to this stagnation, the coating film was excessively dried, and there was a problem that the opening size after development was smaller than the design.

本発明の目的は、プリベーク後のウエハのピン上停滞による塗膜の過剰乾燥及びそれによりもたらされる現像後の開口寸法の縮小を抑制できる樹脂膜パターンの形成方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for forming a resin film pattern capable of suppressing over-drying of a coating film due to stagnation of a pin on a wafer after pre-baking and reduction of an opening size after development caused thereby.

本発明によれば、以下の樹脂膜パターンの形成方法等が提供される。
1.(a)ウエハ上に感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する塗布工程、
(b)前記塗膜をホットプレート上で乾燥するプリベーク工程、
(c)前記乾燥した塗膜を露光する露光工程、及び、
(d)前記露光した塗膜を現像する現像工程
をこの順で含み、前記(b)プリベーク工程が、
(b1)前記塗膜を有するウエハを、ホットプレート上で保持する工程、及び、
(b2)前記塗膜を有するウエハを、ホットプレートから浮いた状態で保持する工程をこの順で含む樹脂膜パターンの形成方法。
2.(b1)工程の時間が、(b2)工程を行わない場合において設定される、ホットプレート上での最適保持時間よりも短い時間とする1記載の樹脂膜パターンの形成方法。
3.(b1)工程の時間が30〜110秒、前記ホットプレートの温度が120〜135℃であり、(b2)工程の時間が30〜110秒、前記ホットプレートの温度が120〜135℃である1又は2記載の樹脂膜パターンの形成方法。
4.(b2)工程において、ピンを用いて、ウエハをホットプレートから浮いた状態にする1〜3のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。
5.前記感光性樹脂組成物が、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含むポジ型感光性樹脂組成物である1〜4のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。
6.前記ウエハのサイズが5〜10インチであり、形成する樹脂膜パターンの膜厚が、(b2)工程後露光前の膜厚で8〜12μmである1〜5のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。
7.1〜6のいずれか記載の方法によりウエハ上に樹脂膜パターンを形成し、前記樹脂膜パターンの付いたウエハを切断して半導体チップを得、この半導体チップを用いて半導体装置を製造する方法。
According to the present invention, the following resin film pattern forming method and the like are provided.
1. (A) a coating process in which a photosensitive resin composition is coated on a wafer to form a coating film;
(B) a pre-baking step of drying the coating film on a hot plate;
(C) an exposure step of exposing the dried coating film, and
(D) includes a developing step for developing the exposed coating film in this order, and (b) the pre-baking step includes:
(B1) a step of holding the wafer having the coating film on a hot plate; and
(B2) A method of forming a resin film pattern including the steps of holding the wafer having the coating film in a state of being floated from a hot plate in this order.
2. (B1) The method for forming a resin film pattern according to 1, wherein the time of the step is set when the (b2) step is not performed, and is shorter than the optimum holding time on the hot plate.
3. (B1) The time of the process is 30 to 110 seconds and the temperature of the hot plate is 120 to 135 ° C. The (b2) time of the process is 30 to 110 seconds and the temperature of the hot plate is 120 to 135 ° C. Or the formation method of the resin film pattern of 2.
4). (B2) The method for forming a resin film pattern according to any one of 1 to 3, wherein in the step, the wafer is floated from the hot plate using pins.
5. The formation method of the resin film pattern in any one of 1-4 whose said photosensitive resin composition is a positive photosensitive resin composition containing a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor.
6). The size of the wafer is 5 to 10 inches, and the film thickness of the resin film pattern to be formed is (b2) the film thickness before exposure after the process is 8 to 12 μm. Forming method.
A resin film pattern is formed on the wafer by the method according to any one of 7.1 to 6, a semiconductor chip is obtained by cutting the wafer with the resin film pattern, and a semiconductor device is manufactured using the semiconductor chip Method.

本発明によれば、プリベーク後のウエハのピン上停滞による塗膜の過剰乾燥及びそれによりもたらされる現像後の開口寸法の縮小を抑制できる樹脂膜パターンの形成方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the formation method of the resin film pattern which can suppress the excessive drying of the coating film by the pin top stagnation of the wafer after a prebaking, and the reduction | decrease of the opening dimension after image development caused by it can be provided.

また、本発明によれば、歩留まり良く信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供できる。   In addition, according to the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device with high yield and high reliability can be provided.

(a)はホットプレート上のウエハの乾燥を示し、(b)はウエハがホットプレートから浮いた状態での乾燥を示す模式図である。(A) shows drying of the wafer on a hot plate, (b) is a schematic diagram which shows drying in the state which the wafer floated from the hot plate.

以下、本発明による樹脂膜パターンの形成方法及び半導体装置の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。ただし、これにより本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a method for forming a resin film pattern and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereby.

本発明の方法は、ウエハ上に感光性樹脂組成物を用いて樹脂膜パターンを形成する方法であり、以下の(a)〜(d)工程をこの順で含む。
(a)ウエハ上に感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する塗布工程
(b)塗膜をホットプレート上で乾燥するプリベーク工程
(c)乾燥した塗膜を露光する露光工程
(d)露光した塗膜を現像する現像工程
The method of the present invention is a method for forming a resin film pattern on a wafer using a photosensitive resin composition, and includes the following steps (a) to (d) in this order.
(A) Application process for forming a coating film by applying a photosensitive resin composition on a wafer (b) Pre-baking process for drying the coating film on a hot plate (c) Exposure process for exposing the dried coating film (d) ) Development process to develop the exposed coating film

(b)工程は以下の(b1)、(b2)工程をこの順で含む。
(b1)塗膜を有するウエハを、ホットプレート上で保持する工程
(b2)塗膜を有するウエハを、ホットプレートから浮いた状態で保持する工程
The step (b) includes the following steps (b1) and (b2) in this order.
(B1) The process of holding the wafer which has a coating film on a hot plate (b2) The process of holding the wafer which has a coating film in the state which floated from the hot plate

従来は、プリベーク工程において、必要な乾燥を全てホットプレート上で実施していた。従って、ホットプレート上からウエハを浮かし次の工程に移る際、トラブル等によりこのホットプレートの上方で浮いた状態が続くと、過剰乾燥となり開口寸法が小さくなりすぎて不良品となる場合がある。しかしながら、本発明では、プリベーク工程において乾燥を前工程(b1)と後工程(b2)に分け、前工程では従来通りホットプレート上で直にウエハを乾燥し、後工程でホットプレートから浮かしてさらに乾燥させる。例えば、前工程の乾燥を最適乾燥より少なくし、後工程で乾燥することによりそれを補ってもよい。または、前工程の乾燥を不十分な、必要最低限の乾燥に足りなくし、後工程で必要最低限を超える乾燥状態としてもよい。好ましくは、前工程と後工程を合わせて、従来の工程と同じように、最適な乾燥を完了させる。後工程の間にトラブル等が生じその状態が持続しても、予め設定してある後工程の乾燥時間を超えた分だけが過剰乾燥になり、製品に与える影響が少ない。   Conventionally, all necessary drying is performed on a hot plate in the pre-bake process. Accordingly, when the wafer is lifted from the hot plate and moved to the next process, if the state of floating above the hot plate continues due to troubles or the like, it may become excessively dry and the opening size becomes too small, resulting in a defective product. However, in the present invention, in the pre-baking process, drying is divided into a pre-process (b1) and a post-process (b2). In the pre-process, the wafer is directly dried on the hot plate as usual, and then floated from the hot plate in the post process. dry. For example, the drying in the previous process may be less than the optimal drying, and this may be compensated by drying in the subsequent process. Alternatively, the drying in the previous process may be insufficient and the necessary minimum drying may be insufficient, and the drying process may exceed the necessary minimum in the subsequent process. Preferably, the pre-process and the post-process are combined to complete the optimal drying as in the conventional process. Even if a trouble or the like occurs during the post-process and the state continues, only the portion exceeding the preset dry time of the post-process is excessively dried, and the influence on the product is small.

従来の過剰乾燥を原因とする歩留まりの低下は、特に大きなウエハを処理するとき大きな損失となる。従って、本発明は、5〜12インチ程度の大きなウエハを用いるときに特に効果的である。   The reduction in yield due to conventional overdrying is a significant loss, especially when processing large wafers. Therefore, the present invention is particularly effective when a large wafer of about 5 to 12 inches is used.

感光性樹脂組成物としては、特に制限はないが、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体の少なくとも一種を含むポジ型感光性樹脂組成物を用いることができる。溶剤は特に制限はなく、γ−ブチロラクトン(BLO)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、N−メチルピロリドン(NMP)、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、アルコール等が使用できる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a photosensitive resin composition, The positive photosensitive resin composition containing at least 1 type of a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor can be used. The solvent is not particularly limited, and γ-butyrolactone (BLO), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), N-methylpyrrolidone (NMP), toluene, xylene, tetrahydrofuran, alcohol and the like can be used.

(a)塗布工程は、例えばスピンコーター等の塗布装置を使用して、回転するウエハ(半導体素子基板)の上面に感光性樹脂組成物を滴下して塗布する。この時、滴下された樹脂組成物は、回転による遠心力でウエハの端縁部まで均一に広げられる。これにより、樹脂組成物をウエハ上に均一に塗布することができる。   (A) In the coating process, for example, a photosensitive resin composition is dropped onto the upper surface of a rotating wafer (semiconductor element substrate) using a coating apparatus such as a spin coater. At this time, the dropped resin composition is spread evenly to the edge of the wafer by centrifugal force due to rotation. Thereby, a resin composition can be uniformly apply | coated on a wafer.

(b)工程((b1)、(b2)工程)は、ホットプレートを備える熱乾燥装置により行うことができる。   The step (b) (steps (b1) and (b2)) can be performed by a heat drying apparatus equipped with a hot plate.

(b1)、(b2)工程の乾燥条件は適宜調整できる。例えば、乾燥温度は、時間、組成物成分の種類等により変わり、乾燥時間は、温度、組成物成分の種類等により変わる。
通常、(b1)及び(b2)工程のホットプレート温度は、90〜140℃が好ましく、110〜140℃がより好ましく、120〜135℃がさらに好ましく、120〜130℃が最も好ましい。
The drying conditions in the steps (b1) and (b2) can be adjusted as appropriate. For example, the drying temperature varies depending on the time, the type of composition component, and the like, and the drying time varies depending on the temperature, the type of composition component, and the like.
Usually, the hot plate temperature in the steps (b1) and (b2) is preferably 90 to 140 ° C, more preferably 110 to 140 ° C, further preferably 120 to 135 ° C, and most preferably 120 to 130 ° C.

(b1)工程の時間は、(b2)工程を行わない場合において設定されるホットプレート上での最適保持時間よりも短く設定できる。(b1)工程の時間は、最適保持時間の例えば10〜80%、より好ましくは20〜70%、さらに好ましくは30〜70%とできる。なお、ここで最適保持時間とは、本発明における(b1)工程で設定する温度と同じ温度で、(b2)工程を行わずに(b1)工程のみでプリベーク工程を行い、次いで、本発明で適用するのと同じ露光条件で(c)露光工程を行い、さらに、本発明で適用するのと同じ条件で(d)現像工程を行った場合に、目的とするパターンが最も良好に形成できる時間を言う。   The time for the (b1) step can be set shorter than the optimum holding time on the hot plate that is set when the (b2) step is not performed. The time for the (b1) step can be, for example, 10 to 80% of the optimum holding time, more preferably 20 to 70%, and even more preferably 30 to 70%. Here, the optimum holding time is the same temperature as that set in step (b1) in the present invention, the pre-baking step is performed only in step (b1) without performing step (b2), and then in the present invention. When (c) the exposure process is performed under the same exposure conditions as those applied, and (d) the development process is performed under the same conditions as those applied in the present invention, the time during which the target pattern can be most satisfactorily formed. Say.

(b1)工程のプリベーク時間は、600秒以下と設定することが好ましく、110秒以下と設定することがより好ましく、70秒以下と設定することが特に好ましい。一方10秒以上と設定することが好ましく、30秒以上と設定することがより好ましい。(b2)工程の時間は、10秒以上と設定することが好ましく、30秒以上と設定することがより好ましい、一方、600秒以下と設定することが好ましく、300秒以下と設定することがより好ましく、110秒以下と設定することがさらに好ましい。   The pre-bake time in the step (b1) is preferably set to 600 seconds or less, more preferably set to 110 seconds or less, and particularly preferably set to 70 seconds or less. On the other hand, it is preferably set to 10 seconds or more, and more preferably set to 30 seconds or more. (B2) The time of the step is preferably set to 10 seconds or more, more preferably set to 30 seconds or more. On the other hand, it is preferably set to 600 seconds or less, and more preferably set to 300 seconds or less. Preferably, it is more preferably set to 110 seconds or less.

(b2)工程において、ウエハをホットプレートから浮いた状態にする手段としては、ピンで持ち上げる方法が好ましい。通常、ウエハはホットプレートから1〜10cmの高さで持ち上げられる。   In the step (b2), as a means for bringing the wafer into a state of floating from the hot plate, a method of lifting with a pin is preferable. Usually, the wafer is lifted 1-10 cm above the hot plate.

(b)工程後の樹脂組成物の膜厚は、好ましくは2〜40μm、より好ましくは5〜20μmである。   (B) The film thickness of the resin composition after a process becomes like this. Preferably it is 2-40 micrometers, More preferably, it is 5-20 micrometers.

(c)露光工程や(d)現像工程は、通常の装置や方法を採用することができる。例えば、露光工程では、ウエハ上で被膜となった感光性樹脂組成物に、マスクを介して紫外線、可視光線、放射線などの活性光線を照射することがでできる。照射装置は各種露光装置、例えば365nmのi線単色光を露光するi線ステッパ等を用いることができる。また、現像工程では、露光部(ポジ型感光性樹脂組成物を用いた場合)を現像液で除去することによりパターンを得ることができ、現像液としては、例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられ、その溶液の塩基濃度は通常0.1〜10重量%とされる。   For the (c) exposure step and (d) development step, ordinary apparatuses and methods can be employed. For example, in the exposure step, the photosensitive resin composition formed into a film on the wafer can be irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and radiations through a mask. As the irradiation apparatus, various exposure apparatuses such as an i-line stepper that exposes 365 nm i-line monochromatic light can be used. In the development step, a pattern can be obtained by removing the exposed portion (in the case of using a positive photosensitive resin composition) with a developer. As the developer, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) An aqueous alkali solution such as is preferred, and the base concentration of the solution is usually 0.1 to 10% by weight.

(d)工程の後にリンス、スピンドライ、現像後ベーク等の処理を行うこともできる。   After the step (d), treatments such as rinsing, spin drying, post-development baking, etc. can be performed.

各工程で用いる塗布装置、加熱乾燥装置、露光装置、現像装置をそれぞれ別々に設置して、搬送手段を用いて、1装置での工程が終了した後にウエハを別の装置に搬送してもよいし、幾つかの装置又は全部の装置を一体とした装置構成であってもよい。   A coating apparatus, a heating / drying apparatus, an exposure apparatus, and a developing apparatus used in each process may be separately installed, and the wafer may be transferred to another apparatus after the process of one apparatus is completed using a transfer unit. However, an apparatus configuration in which several apparatuses or all apparatuses are integrated may be employed.

本発明の半導体装置の製造方法は、上記の方法により得られるウエハを切断して得られる半導体チップを用いる。好ましくは上記の方法により得られる樹脂膜パターンを表面保護膜、層間絶縁膜として用いる。   The semiconductor device manufacturing method of the present invention uses a semiconductor chip obtained by cutting a wafer obtained by the above method. Preferably, the resin film pattern obtained by the above method is used as the surface protective film and the interlayer insulating film.

本発明の樹脂膜パターンの製造方法は、半導体素子作製における基板(ウエハ)上に樹脂組成物膜を形成する際に、5μm以上のパターンについての外観及び塗布膜形状に優れたレリーフパターンを形成することができる。従って、歩留まりよく信頼性の高い電子部品を製造できる。   In the method for producing a resin film pattern of the present invention, when a resin composition film is formed on a substrate (wafer) in semiconductor element fabrication, a relief pattern excellent in appearance and coating film shape for a pattern of 5 μm or more is formed. be able to. Therefore, a highly reliable electronic component can be manufactured with a high yield.

実施例1
日本電子製塗布現像装置Mark−7のスピンコーターで、6インチシリコンウエハ上に、ワニスHD−8000(ポリイミド前駆体、溶媒BLO・PGMEA混合溶媒)(日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)を塗布し、2030rpmで30秒間スピンを行った。次に、これをチャンバ内のホットプレート上で130℃60秒間プリベークを行い(図1(a))、その後、チャンバ内でウエハをピンで持ち上げ、そのままウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態(図1(b))で、さらに130℃で70秒間プリベークをした(設定ピン上待機)。
なお、設定ピン上待機を行わなかった場合の、最適保持時間は、130秒である。
Example 1
On a 6-inch silicon wafer, varnish HD-8000 (polyimide precursor, solvent BLO / PGMEA mixed solvent) (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems) Spin was performed at 2030 rpm for 30 seconds. Next, this is pre-baked on a hot plate in the chamber at 130 ° C. for 60 seconds (FIG. 1A), and then the wafer is lifted with pins in the chamber, and the wafer is supported by the pins and floats off the hot plate. In this state (FIG. 1B), prebaking was further performed at 130 ° C. for 70 seconds (standby on the setting pin).
Note that the optimum holding time when the standby on the setting pin is not performed is 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつき(トラブル等の製造フローの停止による過剰乾燥の影響)を観察する目的で、さらに0,90又は180秒間、ウエハが浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)し、ウエハをチャンバから取り出した。   Continue to keep the wafer floating for 0, 90, or 180 seconds for the purpose of observing variations in the opening size due to the waiting time on the pins (effects of excessive drying due to the stop of the manufacturing flow due to troubles, etc.) The wafer was removed from the chamber.

その後、キャノン製FPA−3000iWを用いて、ウエハ上の塗膜を波長365nmの光により210mJ/cmで設計寸法5μmとして露光した。 Then, using FPA-3000iW manufactured by Canon, the coating film on the wafer was exposed to light having a wavelength of 365 nm with a design dimension of 5 μm at 210 mJ / cm 2 .

次に上記塗布現像装置を用いて、ウエハを50rpmで回転させながら2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)(現像液)により35秒間2回現像した。ウエハを純水で15秒間リンスし、3500rpmで10秒間スピンドライし、ホットプレート上で140℃180秒間、現像後ベークを行った。表1に樹脂膜パターンの形成条件、プリベーク後及び現像後ベーク後の膜厚を示す。   Next, using the coating and developing apparatus, the wafer was developed twice with 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (developer) while rotating the wafer at 50 rpm for 35 seconds. The wafer was rinsed with pure water for 15 seconds, spin-dried at 3500 rpm for 10 seconds, and baked after development at 140 ° C. for 180 seconds on a hot plate. Table 1 shows the formation conditions of the resin film pattern, the film thickness after pre-baking and after baking after development.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚が6.7〜7.0μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、開口寸法(CD)を求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference Lambda VM8000-LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and it was confirmed that the film thickness was 6.7 to 7.0 μm.
Further, this polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 times to obtain an opening dimension (CD). The results are shown in Table 2.

実施例2
実施例1と同様にワニスHD−8820(ポリイミド前駆体、溶媒BLO・PGMEA混合溶媒)(日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)を塗布しスピンを行った。その後チャンバ内で、ホットプレート上で125℃70秒間プリベークを行い、さらにウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態で、125℃で60秒間プリベークを行った(設定ピン上待機)。
なお、設定ピン上待機を行わなかった場合の、最適保持時間は、130秒である。
Example 2
In the same manner as in Example 1, varnish HD-8820 (polyimide precursor, solvent BLO / PGMEA mixed solvent) (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems Co., Ltd.) was applied and spun. Thereafter, pre-baking was performed at 125 ° C. for 70 seconds on the hot plate in the chamber, and further, pre-baking was performed at 125 ° C. for 60 seconds (standby on the setting pins) in a state where the wafer was supported by the pins and floated from the hot plate.
Note that the optimum holding time when the standby on the setting pin is not performed is 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、さらに0,100,200又は300秒間、ウエハが浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)し、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   For the purpose of observing the variation of the opening size due to the waiting time on the pin, the wafer is kept floating for 0, 100, 200 or 300 seconds (waiting on the trouble pin), and the wafer is taken out from the hot plate chamber. It was.

露光量を230mJ/cmとし、TMAHにより28秒間2回現像した他は実施例1と同様に露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。 Exposure, development, rinsing, spin drying and post-development baking were performed in the same manner as in Example 1 except that the exposure amount was 230 mJ / cm 2 and development was performed twice for 28 seconds with TMAH.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚が6.7〜7.0μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference Lambda VM8000-LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and it was confirmed that the film thickness was 6.7 to 7.0 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

比較例1
実施例1と同様にワニスを塗布し、1250rpmで30秒間スピンを行った。その後チャンバ内で、125℃130秒間ホットプレート上でプリベークを行った。
Comparative Example 1
Varnish was applied in the same manner as in Example 1, and spin was performed at 1250 rpm for 30 seconds. Thereafter, pre-baking was performed in a chamber on a hot plate at 125 ° C. for 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、0,90又は180秒間、ウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)した後に、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   For the purpose of observing the variation of the opening dimension etc. due to the waiting time on the pins, the wafer is supported by the pins for 0, 90 or 180 seconds and kept floating from the hot plate (waiting on the trouble pins), then the wafer Was removed from the hot plate chamber.

露光量を320mJ/cmとし、TMAHにより40秒間2回現像した他は実施例1と同様に露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。 Exposure, development, rinsing, spin drying, and post-development baking were performed in the same manner as in Example 1 except that the exposure amount was 320 mJ / cm 2 and development was performed twice for 40 seconds with TMAH.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚は9.9〜10.2μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the prepared polyimide film was measured with a large interference lambda VM-8000 / LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and it was confirmed that the film thickness was 9.9 to 10.2 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

比較例2
実施例1と同様にワニスを塗布し、2030rpmで30秒間スピンを行った。その後チャンバ内で、125℃130秒間ホットプレート上でプリベークを行った。
Comparative Example 2
Varnish was applied in the same manner as in Example 1, and spin was performed at 2030 rpm for 30 seconds. Thereafter, pre-baking was performed in a chamber on a hot plate at 125 ° C. for 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、0,100、200、又は300秒間、ウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)した後に、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   The wafer was supported by the pins and kept floating from the hot plate for 0, 100, 200, or 300 seconds for the purpose of observing variations in the opening size and the like due to the waiting time on the pins (waiting on the trouble pins). Later, the wafer was removed from the hot plate chamber.

その後、露光量を250mJ/cmとした以外は実施例1と同様に、露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。 Thereafter, exposure, development, rinsing, spin drying, and post-development baking were performed in the same manner as in Example 1 except that the exposure amount was 250 mJ / cm 2 .

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚は6.9〜7.1μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference lambda VM-8000 / LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. The film thickness was confirmed to be 6.9 to 7.1 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

比較例3
日本電子製塗布現像装置Mark−7のスピンコーターで、6インチシリコンウエハ上に、ワニスHD−8000(ポリイミド前駆体、溶媒BLO・PGMEA混合溶媒)(日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)を塗布し、3500rpmで30秒間スピンを行った。その後チャンバ内で、120℃130秒間ホットプレート上でプリベークを行った。
Comparative Example 3
On a 6-inch silicon wafer, varnish HD-8000 (polyimide precursor, solvent BLO / PGMEA mixed solvent) (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems) Spin was performed at 3500 rpm for 30 seconds. Thereafter, pre-baking was performed in a chamber on a hot plate at 120 ° C. for 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、0,90又は180秒間、ウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)した後に、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   For the purpose of observing the variation of the opening dimension etc. due to the waiting time on the pins, the wafer is supported by the pins for 0, 90 or 180 seconds and kept floating from the hot plate (waiting on the trouble pins), then the wafer Was removed from the hot plate chamber.

その後、キャノン製FPA−3000iWを用いて、上記のウエハを波長365nmの光により480mJ/cm露光した。 Thereafter, the wafer was exposed at 480 mJ / cm 2 with light having a wavelength of 365 nm using Canon FPA-3000iW.

TMAHにより41秒間2回現像した他は実施例1と同様に露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。   Except for development twice with TMAH for 41 seconds, exposure, development, rinsing, spin drying and post-develop baking were performed in the same manner as in Example 1.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚は9.7〜10.0μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference lambda VM-8000 / LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and it was confirmed that the film thickness was 9.7 to 10.0 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

比較例4
日本電子製塗布現像装置Mark−7のスピンコーターで、6インチシリコンウエハ上に、ワニスHD−8000(ポリイミド前駆体、溶媒BLO・PGMEA混合溶媒)(日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)を塗布し、3290rpmで30秒間スピンを行った。その後チャンバ内で、120℃130秒間ホットプレート上でプリベークを行った。
Comparative Example 4
On a 6-inch silicon wafer, varnish HD-8000 (polyimide precursor, solvent BLO / PGMEA mixed solvent) (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems) Spin was performed at 3290 rpm for 30 seconds. Thereafter, pre-baking was performed in a chamber on a hot plate at 120 ° C. for 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、0、又は180秒間、ウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)した後に、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   For the purpose of observing the variation of the opening size etc. due to the waiting time on the pin, the wafer is supported by the pin for 0 or 180 seconds and kept floating from the hot plate (waiting on the trouble pin). Removed from hot plate chamber.

その後、キャノン製FPA−3000iWを用いて、上記のウエハを波長365nmの光により350mJ/cm露光した。 Thereafter, the wafer was exposed to 350 mJ / cm 2 with light having a wavelength of 365 nm using Canon FPA-3000iW.

TMAHにより35秒間2回現像した他は実施例1と同様に露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。   Except for development twice with TMAH for 35 seconds, exposure, development, rinsing, spin drying and post-develop baking were performed in the same manner as in Example 1.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚は7.0〜7.2μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference lambda VM-8000 / LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and the film thickness was confirmed to be 7.0 to 7.2 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

比較例5
日本電子製塗布現像装置Mark−7のスピンコーターで、6インチシリコンウエハ上に、ワニスHD−8000(ポリイミド前駆体、溶媒BLO・PGMEA混合溶媒)(日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)を塗布し、2030rpmで30秒間スピンを行った。その後チャンバ内で、130℃130秒間ホットプレート上でプリベークを行った。
Comparative Example 5
On a 6-inch silicon wafer, varnish HD-8000 (polyimide precursor, solvent BLO / PGMEA mixed solvent) (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems) Spin was performed at 2030 rpm for 30 seconds. Thereafter, pre-baking was performed in a chamber on a hot plate at 130 ° C. for 130 seconds.

ピン上での待機時間による開口寸法等のばらつきを観察する目的で、0,90又は180秒間、ウエハがピンに支持されてホットプレートから浮いた状態を継続(トラブルピン上待機)した後に、ウエハをホットプレートチャンバから取り出した。   For the purpose of observing the variation of the opening dimension etc. due to the waiting time on the pins, the wafer is supported by the pins for 0, 90 or 180 seconds and kept floating from the hot plate (waiting on the trouble pins), then the wafer Was removed from the hot plate chamber.

その後、キャノン製FPA−3000iWを用いて、上記のウエハを波長365nmの光で210mJ/cm露光した。 Subsequently, the wafer was exposed to 210 mJ / cm 2 with light having a wavelength of 365 nm using Canon FPA-3000iW.

TMAHにより47秒間2回現像した他は実施例1と同様に露光、現像、リンス、スピンドライ及び現像後ベークを行った。 Except for development twice with TMAH for 47 seconds, exposure, development, rinsing, spin drying and post-develop baking were performed in the same manner as in Example 1.

大日本スクリーン製造製光干渉型膜厚計大型ラムダÅVML8000−LS/DNSにより、作製したポリイミド膜の膜厚を測定し、膜厚は6.7〜7.0μmであることを確認した。
また、このポリイミド膜を、オリンパス製デジタル金属顕微鏡により倍率100倍で観察し、CDを求めた。結果を表2に示す。
The film thickness of the produced polyimide film was measured by a large interference lambda VM-8000 / LS / DNS manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., and it was confirmed that the film thickness was 6.7 to 7.0 μm.
The polyimide film was observed with an Olympus digital metal microscope at a magnification of 100 to obtain CD. The results are shown in Table 2.

表2に示すように、実施例では過剰乾燥による開口寸法への影響が少なかった。   As shown in Table 2, in the examples, the influence on the opening size due to excessive drying was small.

本発明の樹脂膜パターンの形成方法は半導体素子等の電子部品の製造に使用できる。   The method for forming a resin film pattern of the present invention can be used for manufacturing electronic parts such as semiconductor elements.

Claims (7)

(a)ウエハ上に感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する塗布工程、
(b)前記塗膜をホットプレート上で乾燥するプリベーク工程、
(c)前記乾燥した塗膜を露光する露光工程、及び、
(d)前記露光した塗膜を現像する現像工程
をこの順で含み、前記(b)プリベーク工程が、
(b1)前記塗膜を有するウエハを、ホットプレート上で保持する工程、及び、
(b2)前記塗膜を有するウエハを、ホットプレートから浮いた状態で保持する工程
をこの順で含む樹脂膜パターンの形成方法であって、(b1)工程の時間が、(b2)工程を行わない場合において設定される、ホットプレート上での最適保持時間よりも短い時間であり、(b1)工程の時間が30〜600秒、(b2)工程の時間が10〜600秒である、樹脂膜パターンの形成方法。
(A) a coating process in which a photosensitive resin composition is coated on a wafer to form a coating film;
(B) a pre-baking step of drying the coating film on a hot plate;
(C) an exposure step of exposing the dried coating film, and
(D) includes a developing step for developing the exposed coating film in this order, and (b) the pre-baking step includes:
(B1) a step of holding the wafer having the coating film on a hot plate; and
(B2) A method of forming a resin film pattern including, in this order, a step of holding the wafer having the coating film in a state of floating from a hot plate , wherein (b1) time of step (b2) is performed A resin film that is shorter than the optimum holding time on the hot plate, set in the case where there is not, (b1) the time of the step is 30 to 600 seconds, and (b2) the time of the step is 10 to 600 seconds Pattern formation method.
前記(b1)工程のホットプレートの温度が90〜140℃であり、(b2)工程のホットプレートの温度が90〜140℃である請求項1記載の樹脂膜パターンの形成方法。The method of forming a resin film pattern according to claim 1, wherein the temperature of the hot plate in the step (b1) is 90 to 140 ° C, and the temperature of the hot plate in the step (b2) is 90 to 140 ° C. 前記(b1)工程のホットプレートの温度が110〜140℃であり、(b2)工程のホットプレートの温度が110〜140℃である請求項1又は2に記載の樹脂膜パターンの形成方法。  The method for forming a resin film pattern according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the hot plate in the step (b1) is 110 to 140 ° C, and the temperature of the hot plate in the step (b2) is 110 to 140 ° C. (b2)工程において、ピンを用いて、ウエハをホットプレートから浮いた状態にする請求項1〜3のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。   The method for forming a resin film pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step (b2), the wafer is floated from the hot plate by using a pin. 前記感光性樹脂組成物が、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含むポジ型感光性樹脂組成物である請求項1〜4のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。   The method for forming a resin film pattern according to claim 1, wherein the photosensitive resin composition is a positive photosensitive resin composition containing a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor. 前記ウエハのサイズが5〜12インチであり、形成する樹脂膜パターンの膜厚が、(b2)工程後露光前の膜厚で8〜12μmである請求項1〜5のいずれか記載の樹脂膜パターンの形成方法。 The resin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the size of the wafer is 5 to 12 inches, and the film thickness of the resin film pattern to be formed is 8 to 12 µm in the film thickness before (b2) post-exposure exposure. Pattern formation method. 請求項1〜6のいずれか記載の方法によりウエハ上に樹脂膜パターンを形成し、前記樹脂膜パターンの付いたウエハを切断して半導体チップを得、この半導体チップを用いて半導体装置を製造する方法。   A resin film pattern is formed on a wafer by the method according to claim 1, the wafer with the resin film pattern is cut to obtain a semiconductor chip, and a semiconductor device is manufactured using the semiconductor chip. Method.
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