JPH02230252A - パターン形成方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパターン形成方法に関し、ざらに詳しくは半導
体集積回路等の製造に際して用いられるフォトレジスト
膜のパターン形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、半導体集積回路等のＭＯＳＩＣＩｕ造プロセスで
、フォトレジスト膜の微細かつ良好なパターン形状を得
る方法として、フォトレジスト膜を露光した後に熱処理
を行い、現像を行う方法が用いられていた。このような
従来の方法は、例えばエドワード・ジョン・ウォーカー
（　ＥｄＷａｒｄ　ＪｏｈｎＷａｌｋｅｒ　）の発表と
してインターナショナル・オブ・エレクトリック・アン
ド・エレクトロニクス●エンジニアリング（　Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ　　ａｎｄ
　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ　　）　　，　　講演予稿集，　１９７５年，７月，
４６４頁に記載されている。

第４図は、この従来の方法を工程順に示した基板の部分
断面図である。この方法は、まず、第４図（ａ）に示す
ように、基板１０上にポジ型フォトレジスト膜１２をス
ピン塗布法によって塗膜し、次に第４図（ｂ）に示すよ
うに露光１４を行う。次いで露光時に発生するポジ型フ
ォトレジスト膜中の定在波を熱拡散で低減させるために
、第４図（Ｃ）に示すように、対流式オーブン炉１６内
に前記露光後の基板を入れ、窒素ガス導入孔２０より窒
素ガス１８を導入して熱処理を行う。次いで現像を行う
と、第４図（ｄ）に示すように良好なパターン形状を有
するポジ型フォトレジスト膜パターン１２ｂが形成ざれ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第４図（Ｃ）のように、露光後の熱処理
を対流式オーブン炉を用いて行うと、オーブン炉内の温
度分布、導入ガスによる気流の発生から生ずる温度分布
、またオーブン炉内温度の設定温度に対する制御性能等
によって、熱処理が均一に、かつ制御性よく行われない
ことがある。

このため、第５図（ａ）のように、ボジ型フォトレジス
ト膜１２を露光した時に露光領ｌＭ１１２ａに発生する
定在波２８は、熱処理後において第５図（ｂ）に示すよ
うに、定在波２８の低減化が同一基板上で不均一となる
ことがあった。その結果、現像後は第５図（Ｃ）のよう
にボジ型フォトレジスト膜パターン１２ｂの寸法および
形状にばらつきを生じ、熱処理工程の再現性が得られず
、半導体装置の歩留まりが低下するという問題点があっ
た。

本発明の目的は、以上述べたような従来の問題点を解決
し、工程の再現性が良く、半導体装置の製造歩留まりの
向上したパターン形成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、段差を有し得る５ｉ基板上にフォトレジスト
膜を用いてパターン形成を行うパターン形成方法におい
て、Ｓｉ基板上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を露光する工程と、前記露光後、
前記フォトレジスト膜表面に波長７５０〜１０００　ｎ
ｍの近赤外線を照射する工程と、前記照劃後、フォトレ
ジスト膜を現像する工程とを備えてなることを特徴とす
るパターン形成方法である。

［作用］ 露光領域に発生する定在波は、露光時にフォトレジスト
膜を透過した入射光が下地基板表面で反射して反射光と
なり、この入射光路と反射光路の干渉する強弱が定在波
となって現われたものである。また単一波長を用いて露
光を行うと定在波の発生は、より顕著となる。

露光時に発生した定在波は、フォトレジスト膜に熱を加
えることにより、この熱がフォトレジスト膜中を拡散し
、入射光路と反射光路の干渉する強弱が緩和される。ま
た、熱処理温度は露光領域の７ォトレジスト膜が・現像
時の現像液に対して、溶解可能な温度であることが重要
である。

本発明では、この熱処理について、フォトレジスト膜表
面に波長７５０〜１０００　ｎｍの近赤外線を照射する
ことにより行う。波長７５０〜１０００　ｎｍの近赤外
線は、通常のフォトレジスト膜に対しては吸収を持たな
いため透過し、該膜下のＳｉ基板に対しては吸収される
。このため、８１基板側から吸収熱が発生し、これがフ
ォトレジスト膜へ熱伝導することによって、該膜の熱処
理が行われる。このため従来に比べて局所的に高温とな
ることがなく、比較的低温で熱処理が行われるのでフォ
トレジスト膜および８１基板に損傷を与えることがない
。また、その温度制御ならびに温度均一化も容易になり
、高精度、高信頼性を有する熱処理が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を主要工程順
に示す基板の部分断面図である。

第１図（ａ）に示すように、段差が約１μｍ形成された
Ｓｉ基板３０上にボジ型フォトレジストとして｝１ｃＰ
Ｒ　２０００８　（三菱化成社′ｔＡ）を用い、スピン
塗イｈ法により約１廟の膜厚で形成し、１００’Ｃの温
麿で熱処理を行い、ポジ型フォトレジスト膜３２とする
。

次に波長４３６ｎｍをもつ１／５縮小投影露光装置を用
いて最適な露光量で露光３４を行うと、ボジ型フォトレ
ジスト膜３２中の露光領域３２ａに定在波３８が発生す
る。

次に第１図（ｂ）に示すように、波長１０００　ｎｌｌ
ｌの赤外線を発光する管状ランプ４２と、該ランプ４２
上に、赤外線が平行光線となるような半円形ミラー４０
とを設け、管状ランプ４２を１０秒間発光する。

この時、管状ランプ４２から発した赤外線は半円形ミラ
ー４０の作用により分布の良好な赤外線４４となり、基
板３０表面に垂直に入射する。管状ランプ４２から発光
ざれた赤外線４４はボジ型フォトレジスト膜が照躬した
波長１０００　ｎｍに吸収を持たないため、ポジ型フォ
トレジストＰ３３２を透過する。透過した赤外線３４は
Ｓｉ基板３０に吸収ざれて吸収熱となり、この時の温度
は１２０℃を示す。Ｓｉ基板３０の温度は、第１図（Ｃ
）に示すようにボジ型フォトレジスト膜３２へ熱伝導４
６シ、ボジ型フォトレジスト膜３２の熱処理が行われる
。

次にボジ型フォトレジスト膜３２の現像を行うと、第１
図（ｄ）に示すように定在波の低減した良好なパターン
形状を有するボジ型フォトレジスト膜パターン３２ｂが
形成ざれる。

以上の実施例では、赤外線を発光させる方法として、管
状ランプを用いたが、波長７５０〜１０００ｎｍの赤外
線を発光できる円板状ランプ、ヒータ加熱によるヒータ
ブロック等を用いてもよい。

また他の熱処理方式として第２図に示すように、管状ラ
ンプ４２を用い、楕円形ミラー５０により赤外線を集光
しつつ基板３０を移動してもよく、また、第３図のよう
に、管状ランプ４２と基板３０の間にスリット５６を形
成した遮光板５８を介して基板３０上にスリット状照射
面６０を形成して基板３０を移動する方式を用いること
もできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば平坦、あるいは段
差を有し得るＳｉ基板上にフォトレジスト膜を形成し、
露光した後、赤外線ランプを用いてポジ型フォトレジス
ト膜表面から短時間の熱処理を行う。このため、熱処理
温度の不均一性および温度制御の不安定性が解消ざれて
定在波が低減し、フォトレジス［・膜および基板に損傷
を与えることなく良好なパターン形状を持つフォトレジ
スト膜パターンの形成が可能となり、高集積ＬＳＩの製
造歩沼まりを著しく向上する効宋を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を主要工程順に示した基板の
部分断面図、第２．図は本発明の他の一実施例を示す露
光部の断面図、第３図はさらに別の一実施例を示す露光
部の斜視図、第４図および第５図は従来のパターン形成
方法を主要工程順に示した基板の部分断面図である。 １０・・・基板 １２．　３２・・・ポジ型フォトレジスト膜１２ａ　，
　３２ａ　−・・露光ｆｉ域１２ｂ　，　３２ｂ・・・
ボジ型フ汁トレジスト膜パターン１４．　３４・・・露
光 １６・・・対流式オーブン炉　　１８・・・窒素ガス２
０・・・窒素ガス導入孔　　　２２・・・排気孔２６．
　３６・・・露光領域　　　　２８，　３８・・・定在
波３０・・・Ｓｉ基板　　　　　　４０・・・半円形ミ
ラー４２・・・管状ランプ　　　　　４４・・・赤外線
４６・・・熱伝導　　　　　　　５０・・・楕円形ミラ
ー５６・・・スリット　　　　　　５８・・・遮光板６
０・・・スリット状照則而

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）段差を有し得るＳｉ基板上にフォトレジスト膜を
   用いてパターン形成を行うパターン形成方法において、
   Ｓｉ基板上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記
   フォトレジスト膜を露光する工程と、前記露光後、前記
   フォトレジスト膜表面に波長７５０〜１０００ｎｍの近
   赤外線を照射する工程と、前記照射後、フォトレジスト
   膜を現像する工程とを備えてなることを特徴とするパタ
   ーン形成方法。