JPS6352410A - 半導体装置の製造方法および加熱処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、半導体装置の製造技術に関するもので１例え
ば、半導体集積回路パターンの形成に利用して有効な技
術に関するものである。

［従来の技術］ 半導体集積回路パターンの形成にあたり、例えば、プラ
ズマエツチングを行なう場合、半導体ウェハを支持する
プレートがプラズマによって加熱されるので、この加熱
によって、半導体ウェハ上のレジスト膜が軟化溶融して
、レジストパターンにダレが生じてしまうという問題が
ある。そこで、従来、プラズマエツチングのように半導
体ウェハが高温下に晒されるエツチング等の処理を行な
う場合には、予め、エツチング時のマスクとなるレジス
トを硬化させ、耐熱性の向上を図ることが必要とされる
。

このようなレジスト硬化技術については、例えば、株式
会社サイエンスフォーラムから１９８５年７月に発行さ
れたｒＵＬｓＩＪ第３３頁〜第３７頁に記載されている
。その概要は下記のとおりである。

第２図は従来のレジスト硬化装置の一例を示すもので、
１は容器を表している。この容器１の内部は石英ガラス
２によって上下に区画されており。

石英ガラス２の上方がランプ室３とされ、一方、石英ガ
ラス２の下方がベーク室４となされている。

このうち、ランプ室３内には、遠紫外線領域の波長の光
の照射源たるランプ５と、このランプ５からの光をベー
ク室４の方向へ指向させる反射板６とが設置されている
。他方、ベーク室４には、半導体ウェハ７を支持するプ
レート８が設置されている。また、プレート８には加熱
手段９が付設され、この加熱手段９によってプレート８
の加熱を行なうことができるようになっている。

そうして、このようなレジスト硬化装置によるレジスト
硬化は従来衣のようにして行なわれていた。

即ち、レジストの露光・現像によってレジストパターン
を形成した後、半導体ウェハ７をプレート８上に設置し
、加熱手段９によって加熱された半導体ウェハ７上のレ
ジストパターンに遠紫外線領域の波長の光（波長２００
ｎｍ〜３００ｎｍの光）を照射する。これによって、レ
ジスト中の母材（ベースレジン）を重合させ、レジスト
を硬化する。

このようにすれば、レジストの耐熱性が増し、プラズマ
エツチング中のレジストの軟化溶融が回避されることに
なる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし、反面、このような方法では次のような問題点が
惹起されることになる。

即ち、加熱によってレジストの硬化促進が図られ、レジ
ストの表層から中心に向けて硬化が速やかに進み、第３
図に示すように、その表面に表皮Ｒよが形成されるため
、加熱によってレジストＲ中に生起されたボイドＢが該
レジスト外に充分放出されず、レジストＲ中のボイドＢ
の放出が上記表皮Ｒ工によってトラップされてしまう、
この結果、トラップされたボイドＢによってレジストパ
ターンの変形が惹き起こされることになる。そしてこの
レジストパターンの変形は集積回路パターンの寸法精度
の低下を惹き起こすことになる。

そのため、この方法ではボイドが発生しないような範囲
若しくはボイドが発生した後にレジストの硬化が行なわ
れるような範囲で、光の照射条件及び半導体ウェハ７の
加熱条件を選定することが必要となる。しかし、その条
件幅の選定は難しい。

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、遠紫外
光の照射条件及び半導体ウェハの加熱条件の選定が容易
で、しかも集積回路パターンの寸法精度の向上を図るこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。

本発明の他の目的は、遠紫外光の照射条件及び半導体ウ
ェハの加熱条件の選定が容易で、しかも集積回路パター
ンの寸法精度の向上を図ることができる加熱処理装置を
提供することである。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点を解決するための手段］ 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
を説明すれば、下記のとおりである。

即ち、レジストパターンに加熱下で遠紫外光を照射する
にあたって、減圧状態下で半導体ウェハ加熱するように
したものである。

［作用コ 上記の手段によれば、半導体ウェハが減圧下で加熱され
、レジスト硬化の際には、ボイドがレジスト内から十分
放出されるという作用で、遠紫外光の照射条件および半
導体ウェハの加熱条件幅の選定を容易にし、しかもレジ
ストパターン精度を向上するという上記目的が達成され
る。

［実施例］ 第１図は本発明に係るレジスト硬化装置を示している。

同図において、１は容器を示している。この容器１の内
部は石英ガラス２によって上下に区画されており、この
石英ガラス２の上方が、光源が収容さ゛れている室であ
るランプ室３とされ、一方。

石英ガラス２の下方が、ウェハ加熱処理室であるベーク
室４となされている。このうち、ランプ室３内には、遠
紫外線領域の波長の光の照射源たるランプ５と、このラ
ンプ５からの光をベーク室４の方向へ指向させる反射板
６とが設置されている。

他方、ベーク室４には、半導体ウェハ７を支持するプレ
ート８が設置されている。また、プレート８には加熱手
段９が付設され、この加熱手段９によってプレート８の
加熱を行なうことができるようになっている。さらに、
ベーク室４の下方には排気管１１が付設され、この排気
管１１に付設された真空ポンプ（図示せず）によってベ
ーク室４を減圧状態とすることができるようになってい
る。

このようなレジスト硬化装置によって半導体装置の製造
方法は以下のように行われる。

先ず、レジストパターン形成後の半導体ウェハ７を容器
１内のプレート８上に載置する。次いで、レジストの耐
熱温度より低い温度で単導体ウェハ７を、加熱手段９に
よって加熱する。またこのとき、真空ポンプ（図示せず
）によってベーク室４内を減圧状態（絶対真空でなくて
良い）にし、レジスト内に生起されるボイドの放出を促
す、そして、ボイドが十分に放出されたなら、ランプ５
によって遠紫外線領域の波長の光（例えば波長が２００
ｎｍ〜３００ｎｍの光）をレジストに照射してレジスト
中の母材（ベースレジン）を重合させる。

そして、この母材の重合によってレジストの表層中に硬
化層が形成されたなら、加熱温度を漸次上げ（例えば必
要とする耐熱１度まで上げろ）、さらにレジストの母材
の重合を促進させろ。このようにして、レジストの硬化
を行ない、その後、該レジストパターンを用いてエツチ
ングを行なう。

上記実施例の半導体装置の製造方法によれば、下記のよ
うな効果を得ることができる。

（１）遠紫外線の照射前に減圧下で加熱を行うようにし
ているので、レジスト内のボイドが遠紫外線領域の光の
照射前にレジスト外に放出されるという作用で、その後
にレジストを硬化させた場合に、ボイドの発生が抑制さ
れ、その結果、レジストパターンの変形を招くことがな
く、エツチング後の集積回路パターンの寸法精度を向上
できるという効果を得ることができる。

（２）また、減圧下で加熱を行ってから遠紫外線の照射
を行うようにしているので、ボイドが十分に放出される
という作用で、遠紫外光の照射時間、加熱温度の設定が
容易になり、半導体装置の製造時間の短縮化を図ること
ができるという効果を得ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
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。例えば、真空ベーク前に
ポストベークを行なっておいても良い、この場合には、
さらに、ベーク時間が短縮化されることになる。また、
遠紫外光の照射初期に真空ベークを行なっても良い。

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リングラフィ工程に
ついて説明してきたが、それに限定されるものではなく
、半導体装置製造技術一般に利用できる。

［発明の効果コ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

即ち、半導体装置の製造にあたり、半導体集積回路パタ
ーンの寸法精度の向上およびその製造時間の短縮化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレジスト硬化装置の概略構成図、 第２図は従来のレジスト硬化装置の概略構成図、第３図
は従来のレジスト硬化方法によって得られたレジストパ
ターンの概略図である。 １・・・・容器、５・・・・ランプ、７・・・・半導体
ウェハ、８・・・・プレート、９・・・・加熱手段。 、′〜＼、 代理人　弁理士　小川勝男　、′ン　　パ・ミ 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハ上にレジストパターンを形成し、その
   後、遠紫外線領域の波長の光を加熱下にあるレジストに
   照射して該レジストを硬化させる工程を含んでなる半導
   体装置の製造方法において、レジストへの光の照射前若
   しくは照射初期に、上記レジストを減圧下で加熱するこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２、遠紫外線領域の波長の光をレジストに照射した後に
   、レジストの加熱温度を逐次上げるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造
   方法。 ３、ポストベークの後に、遠紫外線領域の波長の光をレ
   ジストに照射するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 ４、ウェハ処理室に光照射を行なう光源と、減圧可能な
   排気手段を有するウェハ処理室と、ウェハ処理室に収容
   されてなるウェハ支持用プレートであって加熱手段を具
   備しているプレートとを有することを特徴とする加熱処
   理装置。 ５、光源としては、遠紫外線領域の波長の光の照射源で
   あるランプを用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の加熱処理装置。