JPH07106218A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JPH07106218A JPH07106218A JP5242954A JP24295493A JPH07106218A JP H07106218 A JPH07106218 A JP H07106218A JP 5242954 A JP5242954 A JP 5242954A JP 24295493 A JP24295493 A JP 24295493A JP H07106218 A JPH07106218 A JP H07106218A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- exposure
- wafer
- temperature
- heating
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細パターンのレジスト露光時の脱ガスを抑
え、レジスト発泡による形成パターンの崩れを防いで不
良品発生率を低減化する。 【構成】 ウェファ１上に微細パターン形成用のレジス
トを塗布して、０℃程度の温度まで冷却した後露光を行
い、その後徐々に加熱する。
え、レジスト発泡による形成パターンの崩れを防いで不
良品発生率を低減化する。 【構成】 ウェファ１上に微細パターン形成用のレジス
トを塗布して、０℃程度の温度まで冷却した後露光を行
い、その後徐々に加熱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に半導体装置等の微
細パターンの形成工程に適用して好適な電子線レジス
ト、フォトレジスト等の露光方法に係わる。
細パターンの形成工程に適用して好適な電子線レジス
ト、フォトレジスト等の露光方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】露光時に光分解してガスが発生する感光
性樹脂いわゆるレジストは、室温において急激に発生ガ
スが増加するのでウェファ表面とレジスト層の間に溜ま
るガスが体積膨張し、レジスト層を押し上げてレジスト
発泡を引き起こしていた。
性樹脂いわゆるレジストは、室温において急激に発生ガ
スが増加するのでウェファ表面とレジスト層の間に溜ま
るガスが体積膨張し、レジスト層を押し上げてレジスト
発泡を引き起こしていた。
【０００３】例えば、ポリマとしてノボラック樹脂と、
感光剤（ＰＡＣ）であるナフトキノンジアジド化合物を
含むレジストは、以下の化１で示すように、光分解した
ときに窒素ガスＮ2 を発生させ、その後Ｈ2 Ｏを加えて
アルカリ可溶化させる。
感光剤（ＰＡＣ）であるナフトキノンジアジド化合物を
含むレジストは、以下の化１で示すように、光分解した
ときに窒素ガスＮ2 を発生させ、その後Ｈ2 Ｏを加えて
アルカリ可溶化させる。
【０００４】
【化１】
【０００５】また、例えば感光剤としてビスアジド化合
物、ポリマとして下記の化２に示すような環化ゴムとを
含むレジストは、下記の化３に示すように、同様に露光
によりＮ2 ガスを生成する。
物、ポリマとして下記の化２に示すような環化ゴムとを
含むレジストは、下記の化３に示すように、同様に露光
によりＮ2 ガスを生成する。
【０００６】
【化２】
【０００７】
【化３】
【０００８】このように、感光剤ナフトキノンジアジド
化合物やビスアジド化合物が露光されるとＮ2 ガスを生
成する。このＮ2 ガスは、レジスト膜厚が厚くなるほど
外部への拡散が遅くなってレジスト内に溜まりやすく、
２μｍ以上のレジスト膜厚ではガス発生が急激であるこ
とからレジスト発泡が生じ形成パターンを損なって不良
品発生の原因となる恐れがある。
化合物やビスアジド化合物が露光されるとＮ2 ガスを生
成する。このＮ2 ガスは、レジスト膜厚が厚くなるほど
外部への拡散が遅くなってレジスト内に溜まりやすく、
２μｍ以上のレジスト膜厚ではガス発生が急激であるこ
とからレジスト発泡が生じ形成パターンを損なって不良
品発生の原因となる恐れがある。
【０００９】一方、ウェファに塗布したレジストのうち
特に周辺部の不要のレジストを除去するためのパターン
露光の際にレジスト発泡を防ぐ方法として、例えば第１
段の露光時には比較的ウェファを高温として比較的弱い
照度で露光してガス出しをしておき、第２段の露光でウ
ェファを室温程度に戻し、比較的強い照度で感光に充分
な露光を行う方法が提案されている（例えば特開平2 −
139916号公開公報、特開平2 −177420号公開公報等）。
特に周辺部の不要のレジストを除去するためのパターン
露光の際にレジスト発泡を防ぐ方法として、例えば第１
段の露光時には比較的ウェファを高温として比較的弱い
照度で露光してガス出しをしておき、第２段の露光でウ
ェファを室温程度に戻し、比較的強い照度で感光に充分
な露光を行う方法が提案されている（例えば特開平2 −
139916号公開公報、特開平2 −177420号公開公報等）。
【００１０】しかしながらこの方法は、ウェファ周縁部
及び裏側にまで塗布される不要のレジストを除去する場
合に適用し得るもので、このような比較的精度を要しな
い露光には適するものであるが、ウェファ中央部の例え
ば集積回路の微細パターンの露光を行う場合には、露光
回数が増えるとパターンが重複して精度が落ちてしまう
恐れがあるという不都合を有する。特に近年高集積化従
って微細化が進んでいる超ＬＳＩ等におけるサブミクロ
ン程度のパターニングの際には適用し難いという問題が
ある。
及び裏側にまで塗布される不要のレジストを除去する場
合に適用し得るもので、このような比較的精度を要しな
い露光には適するものであるが、ウェファ中央部の例え
ば集積回路の微細パターンの露光を行う場合には、露光
回数が増えるとパターンが重複して精度が落ちてしまう
恐れがあるという不都合を有する。特に近年高集積化従
って微細化が進んでいる超ＬＳＩ等におけるサブミクロ
ン程度のパターニングの際には適用し難いという問題が
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
特に微細パターンのレジスト露光時の脱ガスを抑えるこ
とによって、レジスト発泡による形成パターンの崩れを
防いで不良品発生の原因を除くことを目的とする。
特に微細パターンのレジスト露光時の脱ガスを抑えるこ
とによって、レジスト発泡による形成パターンの崩れを
防いで不良品発生の原因を除くことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、レジスト
を塗布して冷却した後露光し、その後徐々に加熱する。
また更に本発明は、上述のレジスト塗布後の冷却温度
を、０℃以下とする。更に本発明は、上述の露光後の加
熱時の昇温速度を２０℃／分以上５０℃／分以下とす
る。
を塗布して冷却した後露光し、その後徐々に加熱する。
また更に本発明は、上述のレジスト塗布後の冷却温度
を、０℃以下とする。更に本発明は、上述の露光後の加
熱時の昇温速度を２０℃／分以上５０℃／分以下とす
る。
【００１３】
【作用】上述したように本発明によれば、レジストを塗
布した後所定温度まで冷却することから、その後の露光
時の発熱を抑えて、このレジスト内のガスの昇温による
体積膨張を実質的に抑制し、これによりレジスト発泡を
効果的に抑制することができる。また露光後に徐々に加
熱することによって、昇温によりレジスト内から急激に
ガスが漏れてしまうことを回避して、ポリマ−マトリク
ス間をガス分子を抜けさせて外部に拡散させることによ
ってレジスト発泡を抑制することができる。
布した後所定温度まで冷却することから、その後の露光
時の発熱を抑えて、このレジスト内のガスの昇温による
体積膨張を実質的に抑制し、これによりレジスト発泡を
効果的に抑制することができる。また露光後に徐々に加
熱することによって、昇温によりレジスト内から急激に
ガスが漏れてしまうことを回避して、ポリマ−マトリク
ス間をガス分子を抜けさせて外部に拡散させることによ
ってレジスト発泡を抑制することができる。
【００１４】特に、レジストを露光前に０℃以下に冷却
しておくことによって、確実に露光時のガスの体積膨張
によるレジスト発泡を防ぐことができ、また、露光後の
加熱を２０℃／分以上とすることによって生産性の劣化
を抑えることができ、また５０℃／分以下程度とするこ
とによって、この昇温時のガス体積の急激な膨張を抑制
し、同様にレジスト発泡を確実に防ぐことができる。
しておくことによって、確実に露光時のガスの体積膨張
によるレジスト発泡を防ぐことができ、また、露光後の
加熱を２０℃／分以上とすることによって生産性の劣化
を抑えることができ、また５０℃／分以下程度とするこ
とによって、この昇温時のガス体積の急激な膨張を抑制
し、同様にレジスト発泡を確実に防ぐことができる。
【００１５】従ってこのような本発明によれば、レジス
ト発泡による形成パターンの崩れを防ぎ、不良品の発生
率を抑制して歩留りの向上をはかることができる。
ト発泡による形成パターンの崩れを防ぎ、不良品の発生
率を抑制して歩留りの向上をはかることができる。
【００１６】
【実施例】以下本発明による実施例を図面を参照して詳
細に説明する。この例においては、フォトレジストのパ
ターン露光を行う際に本発明を適用した場合を示す。
細に説明する。この例においては、フォトレジストのパ
ターン露光を行う際に本発明を適用した場合を示す。
【００１７】先ず、本実施例に用いた露光装置の概略構
成を図１を参照して説明する。図１において、２はＳｉ
等のウェファ１を保持するウェファチャックで、ここに
吸着等によってウェファ１が固定される。そして、この
ウェファチャック２には、水冷管や、ペルティエ素子を
用いたいわゆる熱電素子や冷却Ｈｅガスを循環させる等
の冷却手段及びヒータ等の加熱手段が設けられ、所定の
温度に設定されるように温度制御手段３により制御され
る。そして、ウェファ１に対向するように、露光光の投
影レンズ４が設けられ、更にマスク５を介して光源から
の光が矢印Ｌで示すように照射される。
成を図１を参照して説明する。図１において、２はＳｉ
等のウェファ１を保持するウェファチャックで、ここに
吸着等によってウェファ１が固定される。そして、この
ウェファチャック２には、水冷管や、ペルティエ素子を
用いたいわゆる熱電素子や冷却Ｈｅガスを循環させる等
の冷却手段及びヒータ等の加熱手段が設けられ、所定の
温度に設定されるように温度制御手段３により制御され
る。そして、ウェファ１に対向するように、露光光の投
影レンズ４が設けられ、更にマスク５を介して光源から
の光が矢印Ｌで示すように照射される。
【００１８】このような装置により、以下の材料を用い
てレジストの露光を行った。先ず、ウェファ１の上に、
ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物から成
り、粘度５０ｍＰａ・ｓの例えばポジ型のフォトレジス
トを、例えば回転数３５００ｒｐｍでスピンコートし、
９０℃のホットプレート等により９０秒間プリベークし
て溶剤を蒸発させると共にウェファへの密着性を高める
処理を施し、膜厚例えば２μｍのレジスト層を形成す
る。
てレジストの露光を行った。先ず、ウェファ１の上に、
ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物から成
り、粘度５０ｍＰａ・ｓの例えばポジ型のフォトレジス
トを、例えば回転数３５００ｒｐｍでスピンコートし、
９０℃のホットプレート等により９０秒間プリベークし
て溶剤を蒸発させると共にウェファへの密着性を高める
処理を施し、膜厚例えば２μｍのレジスト層を形成す
る。
【００１９】そして次に、このウェファを図１において
説明した露光装置のウェファチャック２に設置して、露
光を行う。この場合、図２に示す温度シーケンスにより
その冷却、露光及び加熱を行った。図２においてＡはア
ンロード即ち露光装置へのウェファの設置、Ｂは冷却処
理、Ｃは露光処理、Ｄは加熱処理、Ｅは露光装置から外
部への取り出しいわゆるアンロードを示す。ｔA 〜ｔF
は各処理の開始タイミングを示す。
説明した露光装置のウェファチャック２に設置して、露
光を行う。この場合、図２に示す温度シーケンスにより
その冷却、露光及び加熱を行った。図２においてＡはア
ンロード即ち露光装置へのウェファの設置、Ｂは冷却処
理、Ｃは露光処理、Ｄは加熱処理、Ｅは露光装置から外
部への取り出しいわゆるアンロードを示す。ｔA 〜ｔF
は各処理の開始タイミングを示す。
【００２０】先ず、ウェファ１を室温状態から徐々に冷
却し、温度制御手段３により設定温度まで下がったら冷
却を停止して、露光を開始する。この例においては、冷
却処理時に室温から０℃の例えば−２０℃までウェファ
１を冷却して、その後露光処理を行った。
却し、温度制御手段３により設定温度まで下がったら冷
却を停止して、露光を開始する。この例においては、冷
却処理時に室温から０℃の例えば−２０℃までウェファ
１を冷却して、その後露光処理を行った。
【００２１】露光が完了したら、ウェファ１を冷却状態
から室温状態に戻すように、徐々に加熱する。ウェファ
１の温度が室温に戻ったらウェファ１をアンロード即ち
露光装置から移動させて次の製造プロセス、即ち現像工
程を開始する。この例においては、加熱の際の昇温速度
を２０〜５０℃／分の例えば４３℃／分とし、即ち時刻
ｔD 〜ｔE までの時間を１分程度とした。
から室温状態に戻すように、徐々に加熱する。ウェファ
１の温度が室温に戻ったらウェファ１をアンロード即ち
露光装置から移動させて次の製造プロセス、即ち現像工
程を開始する。この例においては、加熱の際の昇温速度
を２０〜５０℃／分の例えば４３℃／分とし、即ち時刻
ｔD 〜ｔE までの時間を１分程度とした。
【００２２】このように冷却温度を０℃以下の特に−２
０℃とする場合、確実に露光時のレジスト発泡を抑える
ことができた。また、加熱時の昇温速度を２０℃／分未
満とするとこの加熱時間が長引くことにより生産性の低
下を招く恐れがあり、一方５０℃／分を超える昇温速度
とすると、急激なガス体積の膨張により、レジストが発
泡する恐れがある。従って、本発明においてはこの昇温
速度を２０〜５０℃／分とするものである。
０℃とする場合、確実に露光時のレジスト発泡を抑える
ことができた。また、加熱時の昇温速度を２０℃／分未
満とするとこの加熱時間が長引くことにより生産性の低
下を招く恐れがあり、一方５０℃／分を超える昇温速度
とすると、急激なガス体積の膨張により、レジストが発
泡する恐れがある。従って、本発明においてはこの昇温
速度を２０〜５０℃／分とするものである。
【００２３】上述したように本発明においては、一旦冷
却した後露光することによって、露光時の脱ガスによる
レジスト発泡を抑え、また露光完了後に徐々に加熱する
ことによって、Ｎ2 ガスの体積膨張を徐々に行ってレジ
スト層のポリマ−マトリクス間を徐々に透過させ、レジ
スト層を押し上げるようなレジスト発泡の発生を回避す
ることができる。
却した後露光することによって、露光時の脱ガスによる
レジスト発泡を抑え、また露光完了後に徐々に加熱する
ことによって、Ｎ2 ガスの体積膨張を徐々に行ってレジ
スト層のポリマ−マトリクス間を徐々に透過させ、レジ
スト層を押し上げるようなレジスト発泡の発生を回避す
ることができる。
【００２４】尚、本発明は上述の実施例に限定されるこ
となく、その他種々の感光性樹脂、例えば電子線レジス
ト、Ｘ線レジスト等に適用するとか、また露光時の照
度、露光時間や温度シーケンスを変更する等、種々の変
更が可能であることはいうまでもない。
となく、その他種々の感光性樹脂、例えば電子線レジス
ト、Ｘ線レジスト等に適用するとか、また露光時の照
度、露光時間や温度シーケンスを変更する等、種々の変
更が可能であることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、露光時に光分解により
発生するガスの急激な体積膨張を抑え、露光時の脱ガス
を格段に抑制してレジスト発泡を回避することができる
ことから、パターン形成を損なうことなく微細なパター
ニングを歩留り良く形成することができ、不良品の発生
を抑制することができる。
発生するガスの急激な体積膨張を抑え、露光時の脱ガス
を格段に抑制してレジスト発泡を回避することができる
ことから、パターン形成を損なうことなく微細なパター
ニングを歩留り良く形成することができ、不良品の発生
を抑制することができる。
【００２６】また、その冷却温度を０℃以下の望ましく
は−２０℃以下とすることによって、レジスト発泡を確
実に抑えることができる。更に、露光後の昇温速度を２
０℃／分〜５０℃／分することにより、生産性の低下を
招くことなく、且つ確実にレジスト発泡を抑えることが
できる。
は−２０℃以下とすることによって、レジスト発泡を確
実に抑えることができる。更に、露光後の昇温速度を２
０℃／分〜５０℃／分することにより、生産性の低下を
招くことなく、且つ確実にレジスト発泡を抑えることが
できる。
【００２７】更に、露光時の光反応が、発熱反応或いは
吸熱反応であっても、ウェファチャックに冷却手段及び
加熱手段を設けて、温度制御機能を付加することによっ
て、チャック上でのウェファの伸縮を一定以下に抑える
ことができることから、パターンの形成の重ね合わせ精
度を安定化させることができる。
吸熱反応であっても、ウェファチャックに冷却手段及び
加熱手段を設けて、温度制御機能を付加することによっ
て、チャック上でのウェファの伸縮を一定以下に抑える
ことができることから、パターンの形成の重ね合わせ精
度を安定化させることができる。
【図１】本発明方法に用いる露光装置の一例の概略構成
図である。
図である。
【図２】温度シーケンスの一例を示す図である。
１ ウェファ ２ ウェファチャック ３ 温度制御手段 ４ 投影レンズ ５ マスク
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】 レジスト塗布後に冷却した後、露光し、
その後徐々に加熱することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 上記レジスト塗布後の冷却温度を、０℃
以下とすることを特徴とする上記請求項１に記載の露光
方法。 - 【請求項３】 上記露光後の加熱時の昇温速度を２０℃
／分以上５０℃／分以下とすることを特徴とする上記請
求項１に記載の露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242954A JPH07106218A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242954A JPH07106218A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106218A true JPH07106218A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17096702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5242954A Pending JPH07106218A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106218A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100286348B1 (ko) * | 1999-04-02 | 2001-03-15 | 김영환 | 반도체 포토공정의 노광방법 |
| CN113534624A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-22 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 光刻方法 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5242954A patent/JPH07106218A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100286348B1 (ko) * | 1999-04-02 | 2001-03-15 | 김영환 | 반도체 포토공정의 노광방법 |
| CN113534624A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-22 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 光刻方法 |
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