JPS6269613A - レジストパタ−ンのハ−ドニング方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明はレジストパターンのハードニング方法に関し、
特にレジストパターン下地の被エツチング部材に対する
オゾンによる悪影響を除去すると共にレジストの耐熱性
および耐ドライエツチ性を向上させるようにしたレジス
トパターンのハードニング方法に関するものである。

〔背景技術〕

近年、半導体装置においてはＡｔ多層配線化と共にＡｔ
配線の微細化が行なわれている。このＡｔ配線の微細化
に伴ない、Ａｔ配線は、Ａｔ−８ｉから更に金属（Ｃｕ
やＴｉなど）をドープしたｋＬ−Ｃｕ−８ｉやＡＡ−Ｔ
ｉ−８ｌなどが用いられるに至った。

そして微細化配線は、反応性イオンエツチング（以下、
ＲＩＥと略称する。）装置などの高出力エラチャによる
Ａｔ膜（以下、−例としてｋＬ−Ｃｕ−８ｉ膜をさすも
のとする。）のレジストパターンに合せたエツチングに
より形成される。この高出力エラチャの使用によりウェ
ハの温度は高温になる。従ってレジストパターンのレジ
ストはこの高温でのエツチング処理に耐えられるもので
なげ名ばならない。

そこで、従来のレジストパターンのノーードニング方法
を、半導体ウェハ（以下、ウエノ１という。）上に形成
したＡｔ膜をパターニングしてＡｔ配線を形成する場合
を例にとり、以下説明する。

ウェハ上の被エツチング部材であるＡｔ膜上にレジスト
パターンを形成した後、第２図に示す処理装置内にその
ウェハ１を入れて遠紫外線照射とハードベークとを行な
う。即ち下側の室１０のベース２上にウェハ１を載置し
、電源３に接続された加熱用ヒータ４によりベース２を
介してウエノ１１を加熱すると共に、同時にチャンバ５
内を２分する隔壁６の中央部に設けられた石英窓７を通
して上側の室８の大気中に配置された低圧水釧灯９によ
り遠紫外線照射を行なう。

しかしながら、ウェハ１は下側の窓１０の大気中にある
ため、遠紫外線照射により大気中のＯ２が励起されてＯ
，（オゾン）が発生する。このオゾンは、レジストパタ
ーン下地の被エツチング部材の露出部分、即ちＡｔ配線
形成用Ａｔ膜の露出表面にある添加物であるＣｕのグレ
インと反応して酸化物が生成さＪする。従って次の高出
力エラチャによるたとえばＩ’ｔＩＥ法によるエツチン
グ工程でレジストパターンに合せて人を膜をエツチング
した際に、この酸化物部分のエッチ遅れによりエツチン
グ残渣が生ずる。この残渣までエッチすると、レジスト
パターン直下のＡｔ膜がオーバエッチされてしまい、Ａ
ｔ配線パターンの寸法が細くなり、このためコンタクト
合せかうまくいかなくなると共に位置ずれしたコンタク
トができてしまう。よってデバイスの信頼性が悪くなる
。

以上はＡｔ膜のパターニングの場合であるが、その他の
被エツチング部材のパターニングについても前述したと
同様のことがいえる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は被処理部材に遠紫外線照射を行なっても
オゾンが発生せず、レジストパターン下地の被エツチン
グ部材とオゾンとの反応が防止さね、よって被エツチン
グ部材を、エツチング残渣が生ぜずにレジストパターン
通りにエッチすることができ、信頼性の向上を図るよう
にしたレジストパターンのハードニング方法を提供する
ことにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、レジストパターンが形成されたウェハに対し
、低圧でかつ不活性ガスの雰囲気中で、遠紫外線照射と
ノ・−ドペーク処理とを行なって、レジストの耐熱性お
よび耐ドライエツチ性をもたせるようにすると共に、こ
の遠紫外線照射によりオゾンが発生しないことによりレ
ジストパターン下地の被エツチング部材（たとえばＡｔ
膜など）の露出部分とオゾンとの反応が防止され、被エ
ツチング部材の露出部分に化合物（酸化物）が生成され
ないようにしたものである。よって被エツチング部材を
レジストパターン通りに、しかも残渣を残さずにエッチ
することができ、デバイスの信頼性の向上を図ることが
できるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明によるレジストパターンの７１−ドニン
グ方法を実施するための処理装置の一実施例を示すもの
である。ここでは被処理部材としてウェハを用い、しか
もＡｔ膜（以下、前述した）Ｌ−Ｃｕ−８ｔ膜をさす）
をパターニングしてＡｔ配線を形成する場合を例にとり
、以下本発明を説明する。

ウェハ上の被エツチング部材であるＡｔ膜上にレジスト
パターンを形成した後、処理装置内にそのウェハを入れ
て、低圧、Ｎ、ガス雰囲気中で、遠紫外線照射とハード
ベークとを同時に行なう。

即ち、第１図に示すように低圧でＮ、ガス雰囲気とした
下側の室１２のベース１３上にウェハ１１を載置し、電
源１４に接続された加熱用ヒータ１５によりベース１３
を介してウェハ１１を加熱すると共に、同時にチャンバ
１６内の隔壁１７の中央部に設けられた石英窓１８を通
して上側の室１９の大気中に配置された低圧水銀灯２０
により、ウェハ１１に対して遠紫外線照射を行なう。な
お、下側の窓１２は低真空圧排気系により排気口２１を
通して排気し、その後ガス導入口２２よりＮ。

ガスを導入して低圧、かつＮ、ガス雰囲気となる。

また２３は反射鏡である。

またチャンバ１６内にはゲートパルプ２４を介して室１
２の前にＮ、＆換室２５が設けられており、予め処理す
べきウェハ１１を室２５内に入れ内部の大気を排気口２
６より排気して導入ガス口２７よりＮ、ガスを導入して
低圧、Ｎ、ガスの雰囲気にしてお（。なお、画室１２．
２５とを同時に排気して低圧としＮ、ガスを導入するこ
とにより画室１２．２５を一緒に低圧、Ｎ、ガス雰囲気
としてもよい。そしてゲートパルプ２４を介して処理す
べきウェハ１１を室２５側から室１２側へ送りこんで室
１２０ベース上に載置して遠紫外線照射とハードベーク
処理とを行なう。この処理を終えたウェハ］１はゲート
パルプ２４を介して室２５へ取り出し更に外部へ取り出
す。一方、処理すべき新たなウェハ１１を室２５側から
ゲートパルプ２４を介して室１２のベース１３上に載置
し前述したと同様の処理を行なう。これにより室１２は
常に外部のＯ，の侵入が遮断され、低真空。

Ｎガスの雰囲気中でウェハ１１の枚様処理を次々と行な
うことができる。なお、図示していないがベルトコンベ
ア式の連続処理方式としてもよい。

このようにＮｔ置換室２５を設けるととＫより室１２は
常に低圧、Ｎ、ガス雰囲気に維持されていると共に処理
すべきウェハ１１が室２５内の低圧ＩＮＩガス雰囲気中
に予め用意されているため、連続的処理を行なう場合の
処理時間の効率化が図られ、スルーブツトの向上が図ら
れる。

以上のように、本発明では、レジストパターンが形成さ
れたウエノ・１】を低圧、Ｎ、ガス雰囲気中で遠紫外線
照射とハードベークとを行なったので、室１２内にＯ３
が存在せず、遠紫外線照射により０．が発生せず、従っ
て人を膜の露出部分表面のＣｕグレインと０．との反応
が起らず、その化合物である酸化物も生成されない。そ
してレジストパターンのレジストの耐熱性および耐ドラ
イエツチ性を上げることができる。よって次工程での高
出力ドライエラチャによるたとえばＲＩＥ法によるエツ
チングによっても、Ａｔ膜はレジストパターン通りにエ
ツチングされ、しかもエツチング残渣（エッチ残り）が
全く生じない。Ａｔ配線パターンはオーバエッチされる
ことなくレジストパターン通りに形成される。このため
従来のようなコンタクト合せかうまくいかなかったり、
位置ずれしたコンタクトが生じるなどの問題は解決され
る。またレジストの耐熱性および耐ドライエツチ性が向
上するので高出力エラチャが使用でき、ｈｔ膜の微細加
工が容易となる。以上よりデバイスの信頼性の向上が図
られる。

〔効果〕

（１）　　被処理部材に対し、低圧でかつＮｔ雰囲気中
で遠紫外線照射を行なうので、被処理部材表面に酸素分
子（０，）が存在しなくなり、従ってオゾン（Ｏ５）が
発生せず、このためオゾンとレジストパターン下地の被
エツチング部材の露出表面との反応による化合物（酸化
物）が生成しないようにできる。

（２）前記（１）により、次のエツチング工程でレジス
トパターン通りに被エツチング部材をエッチすることが
でき、しかも従来の如きエツチング残渣が生じない。よ
ってレジストパターン直下の被エツチング部材がオーバ
エッチされることはなく、従来のような問題を解消でき
る。

（３）　　また、前記（１）と併せ、レジストパターン
のレジストの耐熱性および耐ドライエツチ性を向上させ
ることができるので、高出力ドライエラチャでの被エツ
チング部材に対する微細加工（微細パターン加工）がき
わめて容易となる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、被エツチン
グ部材としてＡｔ膜を用いているが、これに限定される
ものではない。

また遠紫外線照射とハードベーク処理とを同時九行なっ
ているが、遠紫外線照射なノ・−ドベーク処理より先に
行なってもよく、また遠紫外線処理をハードベーク処理
より後釦行なってもよい。また不活性ガスとしてＮ、ガ
スを用いているが、Ａｒ（アルゴン）などを用いてもよ
い。

また第１図でＮ、置換室２５を設けているが、これを設
けなくてもよい。

また第１図においてウェハに対する遠紫外線照射とハー
ドベーク処理を、低圧、Ｎ！ガス算囲気の中で行なって
いるが、強制排気せず、加圧Ｎ。

を室１２内に送り内部のＯｌを排気孔などから押し出し
て室１２内を陽圧として行なってもよい。

この場合も、前述したと同様の作用効果が得られる。

〔利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレジストパターンのハードニング
方法の一実施例を示す説明図、第２図は従来のレジスト
パターンのハードニング方法の一例を示す説明図である
。 １１・・・ウェハ、１２・・・下側の室、１３・・・ベ
ース、１５・・・加熱用ヒータ、１６・・・チャンバ、
１７・・・隔壁、１８・・・石英窓、２０・・・低圧水
銀灯、２４・・・ゲートパルプ、２５・・・Ｎ２置換室
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レジストパターンが形成された被処理部材に対し、
   低圧で、かつ不活性ガスの雰囲気中で、遠紫外線照射と
   ハードベーク処理を行なうようにしたことを特徴とする
   レジストパターンのハードニング方法。 ２、前記被処理部材として半導体ウェハを用いてなる特
   許請求の範囲第１項記載のレジストパターンのハードニ
   ング方法。 ３、前記遠紫外線照射と前記ハードベーク処理とを同時
   に行なうようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のレジストパターンのハードニング方法。 ４、前記遠紫外線照射を行なった後前記ハードベーク処
   理を行なうようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のレジストパターンのハードニング方法。 ５、前記不活性ガスとしてＮ＿２ガスを用いてなる特許
   請求の範囲第１項記載のレジストパターンのハードニン
   グ方法。