JPH02209724A - フォトレジスト硬化方法 - Google Patents

フォトレジスト硬化方法

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JPH02209724A
JPH02209724A JP1302319A JP30231989A JPH02209724A JP H02209724 A JPH02209724 A JP H02209724A JP 1302319 A JP1302319 A JP 1302319A JP 30231989 A JP30231989 A JP 30231989A JP H02209724 A JPH02209724 A JP H02209724A
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photoresist
temperature
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2024—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】 技術分野 本発明はフォトレジスト材料の硬化方法及び硬化装置に
関する。より詳細には、本発明はＵＶ（紫外線）照射、
特に深色乃至中間色のＵＶ照射ヲ使用してポジライブフ
ォトレジスト材料を硬化するための改良された方法に関
する。本発明は集積回路の製造において特に有利である
。本発明はまたＵＶ照射中にフォトレジストの温度を制
ｔｉｌｌすることができる装置に関する。
ＬＬＬ 種々の製品を製造する場合、表面の予め選択した区域を
保護しその間にその表面の他の区域に特定の処理及び／
°又はプロセス処理を施すことがしばしば必要となる。
たとえば、半導体基質上に酸化物層を形成させて半導体
デバイスを製造する場合、適当な不純物が酸化物層のな
い部分（開口部）を通ってその下にある半導体基質の中
へ拡散することができるように、酸化物層の選択した部
分を除去することがしばしば必要である。そのような処
理の例は、半導体デバイスたとえば単結晶電界効果トラ
ンジスタの製造である。
上記の型のデバイスは、適当な不純物を単結晶シリコン
のウェーハ中へ蒸気拡散させ単結晶シリコン中に適当に
ドーピングさせた領域を形成することにより作られる。
このデバイスが適切に作動するために必要な別々のＰ又
はＮ＠域を生じさせるために、この拡散は基質の限られ
た部分でのみ起るべきである。通常、これは、基質の予
め選択された区域への拡散を防止するためにつくられた
保護マスクの形をした拡散耐性材料、たとえば二酸化珪
素によって基質をマスキングすることにより行なわれる
。
二酸化珪素のマスクは、典型的には、ウェーハ重質上に
均一な酸化物層を生成させ、その後酸化物層に一連の開
口部をつくることによって形成される。不純物は限定さ
れた区域でこの開口部を通過して直接下の基質表面に達
することができる。
これらの開口部は二酸化珪素をフォトレジストとして知
られている材料で被覆することにより容易につくること
ができる。フォトレジストにはネガティブフォトレジス
ト材料とポジティブフォトレジスト材料がある。ネガテ
ィブフォトレジスト材料とは、光をあてると重合し不溶
化するようなフォトレジスト材料をいう。従って、ネガ
ティブフォトレジスト材料を使用する場合、かかるフォ
トレジスト層を選択的に光に露光し、その後の処理にお
いて保護しようと意図する二酸化珪素領域の上部のフォ
トレジスト部分に重合を起させることができる。フォト
レジストの非露光部分は、フォトレジストの重合部分を
溶解しない溶媒によって除去し、二酸化珪素の適当なエ
ツチング試薬たとえば弗化水素又はプラズマを使用して
二酸化珪素の非保護領域を除去する。
一方、ポジティブフォトレジスト材料とは、非露光部分
が溶解しない溶媒に、光に露光すると可溶化することが
できるようなフォトレジスト材料をいう。従って、ポジ
ティブフォトレジスト材料を使用する場合、かかるフォ
トレジスト材料を選択的に光に露光し、その後の処理に
おいて保護することを意図しない二酸化珪素領域の上部
のフォトレジスト部分に反応を起させることができる。
フォトレジストの露光した部分は溶媒によって除去され
るが、この溶媒は該フォトレジストの非露光部分を溶解
することができないようなものである。次いで二酸化珪
素をエツチングして保護していない酸化物領域を除去す
る。
同様にして、フォトレジスト材料を使用してかかるデバ
イスの他の部分たとえば多結晶シリコン領域及び金属製
相互連結部分を処理することができる。
普通に使用されているフォトレジストの多くは、最近使
用されている加工技術たとえばプラズマエツチングにお
いて出会う比較的高い温度にさらす場合、フロー（ｆｌ
ｏｗ）及びゆがみ（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）に対して特
に抵抗力があるわけではない。その上、たとえば酸化物
領域処理後に残るフォトレジストを、多くの用途におい
てドーピングのような処理における保護層として使用す
ることが望ましい。
これはまたフォトレジストを約２００’Ｃを越える高温
にさらす。
そのような目的に適合するように、より高温でフローに
対して抵抗力のある材料が開発されフォトレジストとし
て使用されている。さらに、ある種のポジティブフォト
レジストは、フォトレジスト中にパターンを形成させた
後、深色Ｕｖを照射して架橋させ、このフォトレジスト
材ＦＩを高温に対して安定化させることが提案されてい
る。ポジティ１フオトレジストの硬化又は架橋のための
深色ＵＶ照射の使用についてのかかる議論は、たとえば
、イエン（Ｙｅｌｌ）らの、Ｄａｅｌ）　Ｌ）Ｖ　ａｎ
ｄｐｌａｓｔｓａ　Ｉｌ−４ａｒｄｅｎＩｎ　ｏｒ　Ｐ
ｏ５ｉｔｉｖｅ　Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｐ　ａｔｔｅ
ｒｎｓ、集積回路研究所、ゼロックス・パロアルト・リ
サーチセンター、パロフルト、カリフォルニア：平岡ら
の、Ｈｉｇｈ丁ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｆ　１ｏｗＲ
ｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　　Ｍｉｃｒｏｎ　５ｉｚａ
ｄ　　Ｉｍａｏｅｓ　１ｎＡＺ　　Ｒｅ５ｉｓｔｓ、　
ＡＺ　　Ｒｅ５ｉｓｔｓ、　Ｖｏｌ、１２８゜Ｎｏ、１
２．２６４５〜２６４７頁；及び？　（Ｍａ　”）の、
Ｐｌａｓｍａ　Ｒｅ５ｉｓｔ　ｌｒｘａｇｅ　　５ｔａ
ｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ７　ｅｃｈｎｉｑｕｅ　（Ｐ　Ｒ
Ｉ　Ｓ−Ｔ　）　Ｒ近版、Ｓ　Ｐ−Ｉ　ＥＶｏｌ、　３
３３．　Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ　　ｌ　ｉｔｈｏｇｒａｐ
ｈｙ。
１９８２年１〜２３頁、に記載されている。
かかる安定化のための深色Ｕｖ前照射使用は必ずしも満
足のいくものではない。なぜならば普通に使用されてい
る多（のフォトレジストに必要な照射時間は約１０〜３
０分であると報告されているが、これはかなり長い時間
であるからである。
、ｉＥ　Ｒ１１７にｌ粗 本発明は、必要な照射時間を著しく減少させることを可
能とするＵｖ照射によるポジティブフォトレジスト材料
の硬化方法を提供する。たとえば本発明は１分よりも短
かい時間３２０ｎＩｌまでの波長を有するＵＶを照射し
て、多くのポジティブフォトレジストの安定化を行なう
ことを可能とする。
さらに、本発明は、多くの場合ポストベーキング（ｐｏ
ｓｔｂａｋｉｎｇ）を省略し、あるいはより高温で及び
／又はより短時間でポストベーキングを行なうことを可
能とする。
より詳細には、本発明は、フォトレジスト材料のフィル
ムにＵＶ（紫外線）を照射し、その際該Ｕｖ照射による
該フォトレジスト材料の重合度の増加に伴って高められ
た温度に該フィルムをさらすことによるポジティブフォ
トレジストの硬化方法に関する。上記高められた温度は
フィルムのフロー温度（ｆｌｏｗ　（ｅａ＋ｐｅｒａ（
ｕｒｅ）よりも低く保つ。
本明細書において使用するフロー温度とは、フォトレジ
ストに３０分間適用したときにフォトレジストにゆがみ
を生じさせる温度をいう。フォトレジストは、ＵＶ照射
中にＵｖ照射開始時のフォトレジストのフロー温度より
も高い温度まで加熱する。
本発明はまた、ＵＶ照射中にフォトレジストの温度を制
御するために上記方法において使用するサー？／ｌｚヂ
ｔ”／り（ｔｈｅｒｒａａｌ　ｃｈｕｃｋ　）に関する
。
サーマルチャックは基質を支持し、Ｕｖの照射中に熱を
該基質及びフォトレジストへ伝達し且つ該基質及びフォ
トレジストから伝達するための熱伝導性材料からなサー
マルバラスト（ｔｈｅｒｍａｌ　ｂａｌ−ａｓｔ　＞を
含有する。このサーマルパラストの質量は、フォトレジ
ストの温度をＵＶの照射開始時のフォトレジストのフロ
ー温度よりも高く、しかし温度を上昇させたときのフォ
トレジストのフロー温度よりも低く上昇させるように選
択する。
本発明はまた、上記サーマルチャック及び紫外線と熱を
放射することができるランプを有するフォトレジストの
硬化装置に関する。
本　　を　　するための好ましい種々の　様の凹− 本発明方法においては極めて多種類のフォトレジスト材
料を使用することができる。とくに適していることが知
られているフォトレジスト材料の中には、３２０ｎ１１
までのＵｖを照射したときに架橋しうるポジティブフォ
トレジスト、とくにジアゾ化合物で増感したフォトレジ
ストがある。かかるジアゾ増感剤の例は、デフォレスト
（Ｄｅ１９７５年、４８〜５５頁において議論されてい
る。本明細書においてその開示を参照する。
ジアゾ化合物の例として、ベンゾキノン−１゜２−ジア
ジド−４−スルホクロライド；２−ジアゾ−１−ナフト
ール−５−スルホン酸エステル：ナフトキノン−１，２
−ジアジド−５−スルホクロライド；ナフトキノン−１
，２−ジアジド−４−スルホクロライド；ナフトキノン
−２，１−ジアジド−４−スルホクロライド及びナフト
キノン−２，１−ジアジド−５−スルホクロライドを挙
げることができる。
使用される好ましいフォトレジスト材料はジアゾ化合物
で増感したフェノールホルムアルデヒド型ノボラック重
合体である。フェノール類はフェノール（石炭酸）及び
置換フェノール類たとえばクレゾールを含む。かかるも
のの特定の例は、シブレイ（Ｓ　ｈｉｐｌｅｙ）　１３
５０である。シブレイ１３５０はｌ−クレゾールーホル
ムアルデヒド型ノボラック重合体組成物である。このも
のはポジティブフォトレジスト組成物であって、その中
にジアゾケトンたとえば２−ジアゾ−１−ナフトール−
５−スルホン酸エステルを含有する。そのような組成物
中でオルトジアゾケトンは光化学反応の間にカルボン酸
に転化する。
上記組成物は、通常、約１５重量％程度のジアゾケトン
化合物を含有する。本発明方法を実施するのに適する若
干の他の市販のフォトレジストの例は、シブレイ（Ｓ　
ｈｉｐｌｅｙ）から市販されているＡ２１３７０及びＡ
Ｚ１４７０：アメリカンヘキスト（Ａ　ｎｅｒｉｃａｎ
　Ｈｏｅｃｈｓｔ　）のＡＺフォトレジスト事業部から
市販されているＡ２４２１０及びＡ２４２１０：フィリ
ップ・ニー・ハント（ｐｈｉｌ−＋ｔｐ　Ａ、　Ｈｕｎ
ｔ　）から市販されているＨＰＲ２０４並びにコダック
（Ｋ　ｏｄａｋ）から市販されているコダック８２０で
ある。
使用するＵＶは、重合体を架橋させるのに充分な量の、
約３２０ｎｌＢ及びそれよりも短かい波長、好ましくは
約１８０〜３２０ｎＩ１１１より普通には約１９０〜２
６０ｎａの波長をもつ深色乃至中間色のＵｖを含有しな
ければならない。多くの場合３２Ｑｒ＋ｍ及びそれ以下
の波長のＵＶのフォトレジストに対する照射量は少くと
も約１０ジユール／ａｔｅ’である。
本発明はいずれの深色紫外線ランプを用いても実施する
ことができるが、とくに適するランプを第２図に数字５
を付して略図で示す。このランプ５は必要な深色乃至中
間色の紫外線を放出するのに加えて、本発明を実施する
ときに必要な熱をフォトレジストに供給するのに充分な
量の赤外線（ＪＲ）を同時に放出する。ランプ５はマイ
クロウェーブ作動無電極ランプ（ｌｉｃｒＯＷａＶｅ　
ｐＯＷｅｒｅ（１ｅｌｅｃｔｒｏｃｌｅｌｅｓｓ　ｌａ
ｍｐ）であり、これはハウシンク７の中で細長く延びた
ランプエンベロープ８を有する２ｆ！Ａの別々のマイク
ロウェーブ作動無電極ランプ６を含有する。このランプ
は、ｒ　Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏｄ−ｅｌｅｓｓ　Ｌ　ａＢ　
（Ｊ　ｓｉｎｇ　ａ　　３　ｉｎｇｌｅ　Ｍａｇｎｅｔ
ｒｏｎ　ａｎｄｌ　ｍｐｒｏｖｅｄ　Ｌ　ａＩｌｐ　Ｅ
　ｎｖｅｌｏｐｅ　Ｔ　ｈｅｒｅｆｏｒｅＪと題する１
９８２年６月３０日出願のユーリー（Ｕｒｙ）らの米国
特許出願用３９３８５６４（その開示を本明細書におい
て参照する）に詳しく記載されているので、このランプ
についてのより詳細な説明は必要であるとは思われない
。米国出願第３９３８５６号の開示と第２図に示したラ
ンプとの基本的な相違は、上記米国出願第３９３８５６
号には１個のそのようなランプが明示的に記載されてい
るのとは対照的に、２個の分離した各々がマイクロウェ
ーブで作動されるランプ６がハウジング７内に設置され
ていることである。ランプ６は互いに約１９〜２０”の
角度にある。このランプは、米国出願第３９３８５６号
に記載されているように細長いエンベロープと楕円形の
反射体を含む。
２個のランプは、本態様に６いては、ウェーハとフォト
レジストの均一照射を確保するための単なる予防的手段
として使用されている。しかしながら、理解されるよう
に、必要な照射を提供することができるいかなるランプ
も使用することができる。
開示されているのと同様のランプは、「Ｍ　１ｃｒｏ１
ｉｔｅ　１２６Ａ　　Ｒｅ５ｉｓｔ　３ｔａｂｉｌｉｚ
ｅｒ　ＬＪｎｉｔ　Ｊなる商標名の下に２ニージヨン・
システムズ・コーポレーション（Ｆ　ｕｓｉｏｎ　Ｓ　
ｙｓｔｅｎｓ　　（：、　ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の子
会社であるフュージョン・セミコンダクタ・システムズ
・コーポレーション（１：　ｕｓｉｏｎ３　ｅｓｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒ　　３　ｙｓｔｅｎｓ　　Ｑ　ｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ）から入手することができる。
必要な照射時間は、本発明にしたがって７オトレジスト
をＵＶ照射中に高温に保持することによって著しく急縮
される。その温度は、被覆又はそれからできたパターン
の変形又はゆがみを生じさせるフォトレジストのフロー
温度よりも低くなければならない。フォトレジストは照
射中ずつと高温にさらす必要はないけれども、少くとも
実質的に全照射時間にわたって高１を使用することが好
ましい。フォトレジストは、照射中に、照射開始時のフ
ォトレジストのフロー温度よりも高い温度に加熱する。
フォトレジストのフロー温度は、フォトレジストの重合
度あるいは架橋度が増大する結果照射の間に着実に増加
する。したがって、フォトレジストをゆがみを生じさせ
ることなく加熱することができる温度は、照射による架
橋又は重合が進行するにつれて上昇する。
本発明の好ましいＦ！３様においては、フォトレジスト
の温度は、照射中に、フォトレジストの１度がフロー温
度に等しくなったりフロー温度を越えたりすることが決
してないようにしながら、フォトレジストの温度がフｏ
−１度の上昇とほぼ同じ速さで上昇するように制御する
。この照射はフロー温度が７オトレジストの所望のハー
ドベーク１度（ｈａｒｄ　ｂａｋｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ　）を越えるまで続ける。
本発明の別の態様には、フォトレジストに照射されてい
ないフォトレジストのフロー温度よりも低い温度で上記
ＵＶを照射する第１段階とフォトレジストに照射されて
いないフォトレジストのフロー温度を実質的に越える１
度で上記Ｕｖを照射する第２段階とを有する２段階法が
ある。所望の場合、第１段階のＬＪＶ照射源と第２段階
のＵＶ照射源を別のものとすることができる。
集積回路の製造において使用する場合、フォトレジスト
は通常ｉ　ｏｏｏｏ〜約２００００オングストロームの
厚さで使用する。
木切細円において上で言及した型のジアゾ増感フェノー
ル−ホルムアルデヒド型フォトレジストは、本発明を実
施する場合、通常少くとも約１゜０℃、好ましくは少く
とも約１２０”Ｃ１より好ましくは少くとも約２００℃
に加熱する。本発明を実施するための典型的な範囲は約
１００〜２００℃であり、より典型的には約１２０〜約
２００’Ｃである。もらろん、特定の好ましい温度は、
使用するフォトレジストの種類とフィルムの厚さに依存
する。
第１図を参照すると、本発明を実施するのに適する装置
が略図で示されている。より詳細には、上で説明したよ
うに、数字５はランプ系を表わしており、このランプ系
は、ランプの放出部（放射部）の下方にある石英板１０
のところに配置したフォトレジスト１Ａ及びウェーハ１
に３２０ｎｍまでの紫外線と加熱のための赤外線を供給
する。厚さ約ｉ　ｏｏｏｏ〜約２００００オングストロ
ームのフォトレジストを表面上にもつ直径約２〜６イン
チのウェーハの典型的応用において、ランプ放出部に相
対する石英板１ｏからウェーハとフォトレジストの組合
せ物までの距離は約８分の１インチである。このウェー
ハとフォトレジストはサーマルバラスト２により支持さ
れている。
サーマルバラスト２の材料と質量は、フォトレジスト１
Ａにランプから供給される熱によりフォトレジストの温
度が上昇するように選択し、サーマルバラスト２は、フ
ォトレジスト１Ａの温度をＵＶ照射開始時に存在してい
たフォトレジストのフロー温度よりも高く、しかし温度
が上昇したときのフォトレジスト１△のフロー温度より
も低く上昇させるようなものである。
サーマルバラスト（ヒートバラスト）２は、つ工−ハ１
への熱伝達及びウェーハ１からの熱伝達を行なうように
機能する。とくに、サーマルバラスト２は、ＵＶ照射開
始前及び開始時に熱をウェーハ１へ伝達するために約１
００〜１２０℃に予熱する。サーマルバラスト２は、Ｕ
Ｖ照射が進行する間に、フォトレジストの温度がそのフ
ロー温度を越えるのを防止するようにウェーハから実際
に熱を除去する。
サーマルバラスト２は熱を伝えることができる材料たと
えば金属又は金屑合金である。
そのような材料の例はアルミニウム及びステンレス鋼で
ある。サーマルバラスト２の質量は通常ウェーハ１の質
量と少くとも同じ大きざであるべきであり、多くの場合
ウェーハ１の質量の約３゜倍までの大きざであるべきで
ある。典型的な使用においてサーマルバラストは、厚さ
が約８分の１〜約１６分の１インチであり、ウェーハの
直径に対応する約２〜約６インチの直径をもち、重さは
約５０〜約１００ｇである。所望の場合、ウェーハとサ
ーマルバラスト２との間に緊密な接触を確保するため、
真空（図示されていない）をサーマルバラスト２に適用
することができる。真空は、サーマルバラスト２の上部
表面に小さな溝を与えサーマルバラスト２の裏側を通し
て接続した管によって真空源と連結することにより適用
することができる。所望の場合にウェーハを固定し配置
する正確な機構は、かかることを実行する先行技術に多
数存在しているので、示されていない。
さらに、本態様はランプ自体からの熱の供給及びサーマ
ルバラストの使用を例示しているけれども、フォトレジ
ストに熱を供給することができるランプ以外の方法たと
えば所定の時間光をあてた後外部手段により支持体２に
熱を供給し温度を所望のレベルに上昇させるための調節
器を使用する方法がある。しかしながら、木切１１１ｍ
に開示した手段は、所望の限界内でフォトレジストの温
度を自動的に制御するための非常に便利で且つ比較的簡
単な手段を提供する。ある特定の厚さのある特定のフォ
トレジストにある時間Ｕｖを照射した後に使用すること
ができる温度は、過大な実験を行なうことなく簡単な予
備試験でそのフロー温度を決定することにより、決定す
ることができる。
使用されているとおりのサーマルバラストは、バラスト
の特定の質量とバラストがランプからの赤外光にさらさ
れる時間とに応じである母の熱を取り出すことにより温
度上昇を自動的に制限する。
したがって、本明細書において上で記述した材料と質量
を選択することにより、ウェーハとフォトレジストの温
度上昇を所望の範囲内に容易に制御することができる。
ウェーハ上の非熱伝導体たとえば二酸化珪素の存在は熱
伝達に対していくらかの効果を及ぼすかも知れないけれ
ども、そのフィルムは非常に薄いので、その効果は、熱
源及びサーマルバラスト２の熱反射容量が４及ぼす優勢
な効果と対照的に、極めて小さい。
ヒートシンク４の中を通って伸びている絶縁スタンドオ
フ（５ｔａｎｄ−ｏｐｓ）あるいはピン３はサーマルバ
ラスト２から下方に伸びている。ビン３は、その下方端
部でピンを動かし順にサーマルバラスト２をヒートシン
ク４から引き離し又はヒートシンク４と接触させる別械
的装置（図示されていない）に連結させることができる
。このビンは非熱伝導体及び非反射体たとえば石英から
つくることができる。照射完了と同時に、サーマルバラ
スト２を約１ｏＯ℃又はそれ以下に冷却するため、つ工
−ハ及びフォトレジストをサーマルバラスト２から引き
離し、次いでピン３を手動で下方のヒートシンク４の方
へ動かしそれによってサーマルバラスト２をヒートシン
ク４と接触させる。ヒートシンク４はまた熱伝導性材料
たとえばアルミニウム又はステンレス鋼からつ（ること
ができ、サーマルバラスト２から容易に熱を除去する。
ヒートシンク４は冷却空気又はその他の冷却媒体を供給
することにより冷却することができる。この時点におい
で新しいウェーハをサーマルバラスト２に供給すること
ができ、次いで接触しているサーマルバラスト２をヒー
トシンク４から引離し照射のための位Ｕにお（ため、ビ
ン３を手動で上方へ動かすことによりサーマルバラスト
２を動かすことができる。
第３図を参照すると、本明細書に６いて上で記載した型
のポジティブフォトレジストについて、２００℃テＴ　
ｂａｋｅ　（ベーク温度）又はＴｓｔａｂｚａｔｉｏｎ
　（安定化塩度）を得るのに必要な相対時間が示されて
いる。曲線１は、照射中にフォトレジストを約２０〜４
０℃の普通の周囲温度に保持した場合の値を示す。温度
は、サーマルバラストを使用せずに、その代りにヒート
シンク４上のつ工−ハを使用するだけでこのレベルに保
持する。
曲線２は、照射中に約１００〜１２０℃の１度に保持し
たフォトレジストに対する値を示す。これらの温度は照
射開始時のフォトレジストのフロー温度よりも高くはな
い。温度は、サーマルバラストを使用しないが、曲線１
の場合と同様のヒートシンクを使用して照射前にヒート
シンクを約１００”Ｃに予熱することによりこのレベル
に保持する。
曲線３は、フォトレジストの温度はＵＶ照射中に上昇さ
せるが、しかしフォトレジストのフロー温度よりも低く
保持する条件での値を示す。フォトレジストの最終温度
は、フォトレジストの最初のフロー温度よりも高い２０
０℃である。
第１図に示した装置、直径４インチのウェーハ上の厚ざ
約１４０００オングストロームのＨＰＲ２０４フォトレ
ジスト及び直径４インチのアルミニウム製サーマルパラ
ストを使用した場合、下記の条件に対して下記の結果が
得られた。
フォトレジストの温度 哀り工ゑ裏二旦肛翌 ヒートシンクは周囲温度 ２０〜４０℃ ９０秒 サーマルバラストなし、 ヒートシンクを１００℃に予熱 １００〜１２０℃　　　　　５０秒 ４インチのサーマルバラスト 使用、厚ざ１／８インチ、 重さ６７グラム、アルミニウム製 １００〜１８０℃　　　　　３０秒 上記の結果は、本願発明方法が、フォトレジストにＵｖ
を照射する必要がある時間を著しく類縮することを示し
ている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施するのに適する装置の略図であ
る。 第２図は、本発明で使用する紫外線照射を供給するのに
適するランプの略図である。 第３図は、ＵＶ照射中の異なるｆＡ度条件に対するフロ
ー温度対照射時間の関係を示すグラフである。横軸は照
射開始からの相対照射時間を示し、縦軸はフロー温度を
示す。 １・・・ウェーハ １△・・・フォトレジスト ２・・・サーマルバラスト ３・・・ピン ４・−・ヒートシンク ５・・・ランプ又はランプ系 ６・・・ランプ ７・・・ハウジング ８・・・ランプエンベロープ １０・・・石英板 ＦＩＧ、２ 荷Ｓす出瀬人 ７ユージヨン・仁くコンタクタ−。 システム入

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、画像露光後のフォトレジスト硬化方法において、Ｕ
    Ｖ成分を含有する照射をフォトレジストに付与しながら
    前記フォトレジストを加熱してその温度を上昇させ、そ
    の際に前記フォトレジストの温度上昇が処理中に次第に
    上昇する前記フォトレジストの軟化点温度を超えないよ
    うに制御することを特徴とするフォトレジスト硬化方法
    。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記フォトレジス
    トの温度を、所定の態様で時間の関数として第１温度か
    ら第２温度へ連続的に上昇させることを特徴とするフォ
    トレジスト硬化方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記フォトレジス
    トの温度を第１温度から第２温度へ段階的に上昇させる
    ことを特徴とするフォトレジスト硬化方法。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項の内のいずれか１
    項において、加熱後の前記フォトレジストの温度が、前
    記フォトレジストへの照射前に存在していた前記フォト
    レジストの軟化点温度を超えるものであることを特徴と
    するフォトレジスト硬化方法。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第４項の内のいずれか１
    項において、前記照射が更に前記フォトレジストの加熱
    にも貢献するＩＲ成分を含有することを特徴とするフォ
    トレジスト硬化方法。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項の内のいずれか１
    項において、前記フォトレジストの硬化は、前記フォト
    レジストの軟化点温度が前記フォトレジストの特性に依
    存して決定される安定化温度に到達する迄継続すること
    を特徴とするフォトレジスト硬化方法。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記安定化温度は
    前記フォトレジストのハードベーク温度であることを特
    徴とするフォトレジスト硬化方法。 ８、特許請求の範囲第１項乃至第７項の内のいずれか１
    項において、前記フォトレジストの温度は、前記フォト
    レジストの軟化点温度の上昇に実質的に追従して上昇し
    、且つ前記フォトレジストの温度が前記フォトレジスト
    の軟化点温度以上となることがないように制御すること
    を特徴とするフォトレジスト硬化方法。 ９、特許請求の範囲第１項乃至第８項の内のいずれか１
    項において、前記照射前に、前記フォトレジストを所定
    の温度へ予熱することを特徴とするフォトレジスト硬化
    方法。 １０、特許請求の範囲第１項乃至第９項の内のいずれか
    １項において、前記ＵＶ成分は３２０ｎｍ以下の波長を
    有していることを特徴とするフォトレジスト硬化方法。 １１、特許請求の範囲第１項乃至第１０項の内のいずれ
    か１項において、前記フォトレジストはジアゾ増感ポジ
    ティブフォトレジストであることを特徴とするフォトレ
    ジスト硬化方法。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記フォトレ
    ジストはノボラック樹脂を有することを特徴とするフォ
    トレジスト硬化方法。 １３、高い熱伝導物質から構成されており低い熱容量を
    持った支持プレートの支持表面上にフォトレジストが付
    着されているウェハを載置し、少なくとも前記フォトレ
    ジストにＵＶ成分を有する所定波長の照射を付与してい
    る間に前記支持プレートの温度を初期温度から所定の昇
    温速度で第１所定時間で目標温度に昇温させ、次いで前
    記支持プレートを冷却して前記第１所定時間に続く第２
    所定時間で前記初期温度へ復帰させることを特徴とする
    フォトレジスト硬化方法。 １４、特許請求の範囲第１３項において、初期温度に復
    帰後新たなウェハを前記支持プレート上に載置して繰返
    し硬化処理を行うことを特徴とするフォトレジスト硬化
    方法。 １５、特許請求の範囲第１３項又は第１４項において、
    前記支持プレートの熱容量は、前記支持プレートとウェ
    ハとの間で両方向に熱伝達が起こる程度のものであり、
    ウェハが過剰に加熱された場合には、ウェハから支持プ
    レートへ熱伝達が発生し、一方支持プレートの方が高温
    である場合には支持プレートからウェハへの熱伝達が発
    生することを特徴とするフォトレジスト硬化方法。 １６、特許請求の範囲第１３項乃至第１５項の内のいず
    れか１項において、前記ウェハの加熱は少なくとも部分
    的には前記照射中のＩＲ成分の吸収によるものであるこ
    とを特徴とするフォトレジスト硬化方法。 １７、特許請求の範囲第１３項乃至第１５項の内のいず
    れか１項において、前記ウェハの加熱は少なくとも部分
    的には前記支持プレートによって加熱されることを特徴
    とするフォトレジスト硬化方法。
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