JPS63143818A - 半導体製造装置 - 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］ この発明は、を導体製造装置、特にフォトリソグラフィ
に程に使用される紫外線によりキュアのできる装置に関
するもめである。

（従来の技術） 従来より、フォトリソグラフィ工程における紫外光キュ
ア処理は、レジストのパターン形成後行われ、レジスト
に光架橋反応を生じさせることにより、後［程のドライ
エツチング処理の際に、レジストの熱だれやＭ減りを低
減することを目的としている。この紫外光キュアは素Ｔ
パターンの微小な中法ＩＩＩ御を要求される超ＬＳＩに
は、必要下　ｕ１欠な処理である。紫外光キュア処理は
、液加［基板に遠紫外光を照射して行われる７通常、こ
の照射を行う際、レジストの光架橋反応を促進するため
に、同時に液加［基板が加熱される。

第２図、第３１Ｊ　（ａ　）　〜（ｃ　）は、従来の゛
終導体製造装置の−・例を示す断面模式図、第２図は光
源反射板による光路を示す断面模式的図、第３図（ａ）
は、半球状反射板における光源からの光路を示す断面模
式図、第３図（ｂ）は、光源から直下方向の距離と照度
の関係を示す特性曲線図、第３図（ｃ）は、光源から直
下面トでの反射板の直径方向の各点と照度の関係を示す
特性曲線図である。

図中、１は光源、２は反射板、３は被加工基板、４は、
被加工基板３をａ置するステージもしくはホットプレー
ト、５は１反射板２″′ｅ反射後、集光する光の内、光
源１から集光点１ａまでの距離が最短である光の光路、
６は、反射板２を介さずに放出させる光の光路、７は、
反射板２で反射後、完敗する光の光路、８は、反射板２
で反射後、集光する光の光路、１ａは、光源１から直下
線上にある集光点の内、ｆ＆短距離の集光点、２ａ、３
ａは、光源１から直下線上の点、ｔｂは、集光点１ａを
含む光源１の直下面での照度分Ｉｔ４曲線、２ｂ、３ｂ
は、それぞれ点２ａ、３ａを含む光源１の直下面での照
度分布ｒｆｈｌｉである。

第２図ならびに第３図（ａ）に示すように、被加工基板
３に照射される光は、光源１から直接基板３に到達する
光６と、反射板２を介して到達する光８がある。又反射
板で反射された光には反射後全敗する光７と集光する光
５．８がある。

光源１と集光点１ａのｕｌｌには他の集光点は存在せず
、また、光源１から集光点１ａまでの距離は、反射板２
の山幸半径、および、光Ｗ１１と反射　　　　′板２の
位置関係により決まる。

第３図（ｂ）において、横軸は光源！に対して、直下方
向での照度を、縦軸は、九［１からの距離を示し、第３
ｔｉｌ（ａ）とは点線で示すように対応している。

第３図（ｂ）の曲線よりわかるように、光源ｌからの距
離が最短である集光点１ａでの照度が最大である。

第３［：１４（ｃ）において、縦軸は照度、横軸は、反
射板２の直径方向の位置点を示し、第３図（ａ）とは点
線で示すように対応している。

、第３ｖ４（ｃ）の曲線よりわかるように、光源１から
最短！？［１ｆｌｓにある集光点１ａを含む直下面では
集光点１ａにおける照度は最大であるが、照度がρ１い
部分の面積は小さく、面内の照度の均一性は非常に悪い
。また、集光点１ａから点２ａ、点３ａと光源１に近づ
くに従い、面内の最大照度は減少するが、面内の照度均
一性は向トすることがわかる。

ただし、光源１に接近し過ぎると、光源１がらの＋ｔｉ
接光６の影響が増大するため、面内の照度均一性は悪化
する。

ちなみに、点３ａで測定した照度の一例は、３００　ｓ
ｗ／ｃｒｎ”であった。

従来の半導体ｔｌｌ表装置、九ｍｌに被加工基板３を接
近させ、光源１より直接光６と１反射板２よりの反射光
５．８と１発散光７の個々の成分の光量の和で照射させ
る全面一括照射方式をと７ていた。

このため、被加工基板３面内の照度を均一にすることに
は限界があった。

一方、紫外光キュア処理には、レジストに対して、短時
間で充分なキュア効果を持たせ、被加工基板３面内を均
一にキュアできることが要求される。このためには破細
−［基板３面上での照度が高いこと、および基板面内の
照度の均一性が良いことが必要条件である。

また、素−ｆの微細化に伴って、使用されるレジスト中
のａｍの分子ｆｆ１ｆｉ低下する傾向にある。このこと
は、紫外光キュア処理時のレジストの光架橋反応を起り
難くするため、被加工基板３上の高照度化が益々必要に
なる。また、今後の基板の大「ｌ径比に伴い基板３の面
内照度分布を維持向上させることを強く求められること
が予想される。

この点からも、前記のように、従来の全面一括照射方式
では、基板面内照度の均一性を得ようとするために、高
い照度とすることが犠牲になる不具合がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以りのように、従来例においては、被加工基板３を光源
１に接近させる全面一括照射方式をとっ′ているため、
破細−り基板面内の照度を均一・にすることには限界が
あり、また、°基板面内照度の均一性を確保するため高
い照度を得ることが犠牲になっている問題点がある。

照度を増大しようとすれば、電源出力を増大すればよい
が、このことは、装置の大型化ならびコストアップにつ
ながる。

この発明は、上記のような問題点を解消し、今後の素子
の微細化、基板の大［１径化に対応するためになされた
もので、低出力の電源で、高い照度辷より、レジスト紀
対し、短時間に充分なキュア効果を持たせ、基板面内を
均一にキュアできる装置を得ることを目的とする。

（間眉点を解決するための手段） このため、この発明【：Ｊ？いては、高照度集光領域を
被加圧基板表面積より小さくする集光ト段と、前記高照
度集光領域が、前記被加工基板面上を走査する走査手段
を設けることにより、前記目的を達成しようとするもの
である。

（作用） この発明における集光手段は、被加工基板な光源反射板
の集光点に配置することにより、高照度集光領域を、被
加圧基板表面積より小さく集光でき、さらに走査手段の
２例えば、被加工基板固定用ステージの往復移動、また
は、光線反射板の往復移動、もしくは、光源反射板と被
加工基板固定用ステージの往復移動の併用をすることに
より、被加工基板面上が高照度集光領域により走査され
る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は、この発明の半導体製造装置の断
面模式図、第１図（ａ）は、破細８２．９・ｒ′ ■基板を光源反射板の集光点に配置した状態を示す断面
模式図、第１図（ｂ）は、集光領域が、被加工基板面一
トを走査する状態を示す模式図である。

図中、前記従来例におけると同一、または相当構成要素
は同一符号で表わし、重複脱調は省略する。

この実施例は、高照度集光領域９を被加工基板３の表面
積より小さくする集光手段（Ａ）と、高照度集光領域９
が被加工基板３の面上を走査する走査手段（Ｂ）より成
っている。

先づ、前記集光手段（Ａ）について説明する。

集光手段（Ａ）は、前記従来例と同じような光源１と、
その光源１から直下線上にある集光点の内、光源！より
最短距離で高照度集光領域９を形成する集光点１ａに集
光できる反射板２より成り、前記集光点１ａの位置に配
置した被加工基板３に対して、常に、光を高照度集光領
域９に集光できる集光手段（Ａ）をもうけた（第１図（
ａ））。

上述の集光手段（Ａ）により、被加工基板３面Ｆに、破
細［基板３の表面積より小さな高照度集光領域９を形成
する。

この場合、被加工基板３面上の照度は、前記従来例に記
載の点３ａにおける照度３００ｆｆｌ豐／ｃＩ１１２と
■−の光！！ｆ１を用いて、１３００　ｍｗ／ｃｍ２で
あった。

また、半球状反射板２には、従来例と同一の開日直杼２
００１腸φの反射板を用いたところ、被加工Ｊ＾板板面
面一での高照度集光領域９は、３０龍φの円形であり、
通常、対象となる被加工基板３の直径５０ｓ＋ｓφ〜１
００＋＋ｎφより小さい。

即ち、Ａｉ照度集光領域９を、液加ｒ、基板３ａ面積よ
り小さくすることができる。

次に、前記走査手段（Ｂ）について説明する。

走査手段（Ｂ）は、被加工基板３をａ置したステージ４
を、一定の方向に、横方向（Ｘ方向）と、縦方向（Ｙ方
向）に走査する手段である（第１図（ｂ））。

この走査手段（Ｂ）の走査機構は、従来より周知の機構
により実施可能である。

または、走査手段（Ｂ）は、ステージ４を固定し、光源
反射板２をＸ方向と、Ｙ方向に走査する′［段であり、
この手段も従来より周知の走査機構より実施可能である
。

も【）＜は、走査手段（Ｂ）は、光源反射板２の往復移
り１と液加Ｔ基板固定用ステージ４の往復移動を組合せ
、併用することにより、Ｘ方向とＹ方向に走査する１段
であり、この１段も従来より周知の走査機構により実施
ｃｉｒ能である。

上記光源反射板２の往復移動方式、または、光源反射板
２とステージ４の往復移動の組合せ方式では、光源反射
板２の開口径を被加工基板３の直径より小さくすること
が望ましい。

以上述べた走ｆＦ手段（Ｂ）によって、高照度集光領域
９が、被加工基板３面上を、Ｘ方向往復移動１１と、Ｙ
方向性８ｉ移動！２の合成であるＸＹ方向柊勤皇０で走
査する（第１図（ｂ））。

以上の構成により、上記集光手段（Ａ）で、高照度集光
領域９を、被加工基板３の表面積より小さく集光し、上
記走査手段（Ｂ）で、高照度集光領域９が被加工基板３
面上を平面的に走査する。

以上の集光手段（Ａ）と走査手段（Ｂ）により、高照度
領域９を、液加」二基板３全而を定速で均一に走査でき
るので、レジストに対して、短時間に充分なキュア機能
を生ずるζ共に、液加、ｆ基板３面内を均一にキュアす
ることができる。

尚、ステージ４を横置きにすることにより、ステージ４
や光６１、反射板２の駆動領域の占有面積を低減するこ
とができる。

更に、ステージ４に加熱機能を付加し、遠紫外光の照射
と同時に、被加工基板３を加熱すれば、レジストの光峡
化反応は促進され、紫外光キュアの処理時間は更に短縮
される。

（発明の効果〕 以］二説明したように、この発明によれば、高照度集光
領域を被加工基板表面積より小さくする集光手段で集光
し、集光した高照度集光領域で被加工基板面上を走査す
る走査手段を実施することにより、低出力電源で、レジ
ストに対し、短時間に充分にキュア機能を生じ、被加工
基板面内を均一にキュアできる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、この発明の半導体製表装Ｐ７の
破断模式図を示し、第１図（ａ）は、液加り基板を集光
点に配置した状態を示す破断模式図、第１図（ｂ）＃ｉ
、高照度集光領域が、被加工基板面上を走査する状態を
示す平面模式図、第２図　、第３ｒｉｄ（ａ）　〜（ｃ
）は、従来の紫外線キュア装置の一例を示す断面模式図
な示し。 第２図は、光源反射板による光路を示１−断面模式図、
第３図（ａ）は、半球状反射板における光源からの光路
を示す断面模式図、第３図（ｂ）は、光源から直下方向
の距離と照度の関係を示す特性山線図、′＄３図（Ｃ）
は、光源がら直下面−Ｌでの反射板の直径方向の各点と
照度の関係を示す特性＋１＋線図である。 尚、図中、同一符号は同一、又′は相当部分を示す。 １−−−−−光源 ｌａ”−−−−集光点 ２・−・−反射板 ３−一被加工基板 ４−−−−−−ステージ ９−−−−−−高照度集光領域 １０−−−−一走ｆ軒路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）高照度集光領域を被加工基板表面積より小さくす
   る集光手段と、前記高照度集光領域が、前記被加工基板
   面上を走査する走査手段を有することを特徴とする半導
   体製造装置。
2. （２）前記集光手段は、被加工基板を光源反射板の集光
   点に配置することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の半導体製造装置。
3. （３）前記走査手段は、被加工基板固定用ステージの往
   復移動であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の半導体製造装置。
4. （４）前記走査手段は、光源反射板の往復移動であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製造
   装置。
5. （５）前記走査手段は、光源反射板の往復移動と、被加
   工基板固定用ステージの往復移動の併用であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。