JPS6045247A - フオトレジストの硬化方法及び硬化装置 - Google Patents

フオトレジストの硬化方法及び硬化装置

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JPS6045247A
JPS6045247A JP59102754A JP10275484A JPS6045247A JP S6045247 A JPS6045247 A JP S6045247A JP 59102754 A JP59102754 A JP 59102754A JP 10275484 A JP10275484 A JP 10275484A JP S6045247 A JPS6045247 A JP S6045247A
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photoresist
irradiation
thermal
ballast
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FUYUUJIYON SEMIKONDAKUTAA SYSTEMS
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FUYUUJIYON SEMIKONDAKUTAA SYSTEMS
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    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2024—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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 本発明はフォトレジスト材料の硬化方法及び硬化装置に
関する。より詳細には、本発明はＵＶ（紫外線）照用、
特に深色乃至中間色のＵＶ照射を使用してポジティブフ
ォトレジスト材料を硬化するための改良されたｈ法に閏
する。本光明は集積回路の製造において特に右利である
。本発明はまたＵｖ照射中に７オトレジストの温度を制
御７ることができる装置に関（る。
従」Ｕえ韮一 種々の製品を製造する場合、表面の予め選択した区域を
保護しその間にその表面の他の１ス域に特定の処理及び
／又はプロセス処理を施すことがしばしば必要となる。
たとえば、半轡体基質上に酸化物層を形成させて半導体
デバイスを製造する場合、適当な不純物が酸化物層のな
い部分（開口部）を通ってその下にある半導体基質の中
へ拡散することができるように、酸化物層の３■択した
部分を除去することがしばしば必要である。そのような
処理の例は、半導体デバイスたとえば単結晶電弄効果１
−ランジスタの製造である。
上記の型のデバイスは、適当な小軸物を単結晶シリコン
のウェーハ中へ蒸気拡散さＵ単結晶シリコン中に適当に
ドーピングさせたＩＩ域を形成することにより作られる
。このデバイスが適切に作φカするために必要な別々の
Ｐ又はＮ領域を生じさせるために、この拡散は基質の限
られた部分ｅのみ起るべきである。通常、これは、基質
の予め選択された区域への拡散を防止するためにつくら
れた保護マスクの形をした拡散耐性材料、たとえば二酸
化珪素によって基質をマスキングすることにより行なわ
れる。
二酸化珪素のマスクは、典型的には、つｌ−ハ基質上に
均一な酸化物層を生成さけ、その後酸化物層に一連の間
口部をつくることによって形成される。不純物は限定さ
れた区域にの開口部を通過して直接下の基質表面に達す
ることができる。
これらの開口部は二酸化珪素をフォトレジストとして知
られている材料で被覆することにより容易につくること
ができる。フォトレジストにはネガティブフォトレジス
ト材料とポジティブフ第１〜し　１；１．１′ シスト材料がある。ネガティブフォト・レジスト材料と
は、光をあてると重合し不溶化づるようなフォトレジス
ト材判をいう。従つ′て、ネガティブフォトレジスト材
料を使用する場合、かかるフ第１・レジスト層を選択的
に光に露光し、その後の処理において保護しようと意図
する二１１１化珪素領域の上部のフ第１・レジメ１〜部
分に重合を起させることができる。フォトレジストの非
露光部分は、フォトレジストの重合部分を溶解しない溶
媒によって除去し、二酸化珪素の適当なエツチング試薬
たとえば弗化水素又はプラズマを使用して二酸化珪素の
非保護領域を除去する。
一方、ポジティブフ第１ヘレジスト材料とは、非露光部
分が溶解しない溶媒に、光に露光すると可溶化すること
ができるようなフ第１・レジスト材料をいう。従って、
ボジテイプフ７Ｉｌ・レジスト材料を使用する場合、か
かるフォトレジスト祠料を選択的に光に露光し、その後
の処理にＪｊいて保護することを意図しない二酸化珪素
領域の上部のフ第１−レジス１一部分に反応を起させる
ことができる。
フォトレジストの露光した部分はｉ＊Ｗによって除去さ
れるが、この溶媒は該フォトレジストの非露光部分を溶
解することができないようなものである。次いで二酸化
珪素をエツチングして保護していない酸化物領域を除去
する。
同様にして、フォトレジスト材籾を使用してか“゛６デ
ｔ＜　（）、　（Ｑ他０部分ｔ″８１１多結８′°１°
′、−領域及び金属製相互連結部分を処理することかで
きる。
普通に使用されているフォトレジストの多くは、最近使
用されている加工技術たとえばプラズマエツチングにお
いて出会う比較的高い温度にさらす場合、フロー（ｆｌ
ｏｗ）及びゆがみ（ｒｌｉｓｔ旧’ｔｉ０１１＞に対し
て特に抵抗力があるわけではない。その上、たとえば酸
化物領域処理後に残る）第１−レジストを、多（の用途
においてドーピングのような処理における保ｉｉ層とし
て使用゛することが望ましい。
これはまたフォトレジストを約２００℃を越える高温に
さらす。
そのような目的に適合するように、より高）品でフロー
に対して抵抗力のある材料が開弁されフォトレジストと
しＣ使用されている。さらに、あるイ重のポジティブフ
オトレジスｊ〜は、ノアＩＩ−レジスト中にパターンを
形成させた後、深色ＵＶを照射して架橋させ、このフォ
トレジスト祠利を高温に対して安定化させることが提案
され（いる。ポジティブフ第１ヘレジストの硬化又は架
橋のための深色ＵＶ照射の使用についてのかかる議論は
、たとえば、イエン（ＹｅｎＪらの、Ｄ　ｃＯｐ　ＬＪ
　Ｖ　ａｎｄＰ　Ｉａｓｍａ　Ｈａｒｄｅｎｉｎｏ　ｏ
ｆ　Ｐｏ５ｉＮｖｅ　Ｐｌ＋ｏｔｏｒｅｓｉｓｔｐ　ｉ
’ｌｊ［ｅｒｎｓ、集積回路研究所、ゼロックス・パロ
アルト・す→ナーヂセンター、パロ／７　）しくへ、カ
リ７ィルニア；平岡らの、Ｈｉｇｂ　Ｔｅｍ＋＋ｅｒａ
ｔｕｒｅ　Ｆ　ｌｏｗＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｍ
ｉｃｒｏｎ　３ｉｚｅｄ　Ｉｍａｇｅｓ　１ｎＡＺ　Ｒ
ｅ５ｉｓｔｓ、ＡＺ　Ｒｅ５ｉｓｔｓ、、Ｖｏｌ、１２
８゜Ｎｏ、１２．２６４５〜２６４７頁；及びマ（〜Ｉ
ａ　）の、ｐ　Ｉａｓｍａ　Ｒｅｓｉｓｔ　ｌ　ｍａｇ
ｅ　Ｓ　ｔａｌ＋１ｌｌｚａＮｏｎ「ｅｃｌ＋ｎ１ｑｕ
ｅ　（Ｐ　ＲＩ　Ｓ　Ｔ　）　Ｗ４．近眼、Ｓ　Ｐ　Ｉ
　ＥＶ　０１．　３３３　、　Ｓ　ｕｌ＋ｍ１ｃｒｏｎ
　Ｌ口ｂ　ｏ　ｇ　ｃ　ａ　ｌ）＋１　ｙ　。
１９８２年１〜２３頁、に記載されている。
かかる安定化のための深色ＬＪＶ照射の使用は必ずしも
満足のいくものではない。なぜならば凹通に使用されて
いる多くのノオトレジストに必要な照射時間は約１０・
〜３０分であると報告されているが、これはかなり長い
時間であるからである。
本発明の要約 本発明は、必要な照射時間を著しく減少させることを可
能とするＵＶ照射によるポジデイフフＡ１〜レジス］〜
材料の硬化方法を提供する。たとえば本発明は１分より
も短かい時間３２０　ｎｍま′Ｃの波長を有するＵｖを
照射して、多くのボジデイブフｔ１−レジストの安定化
を行なうことを可能とする。
さらに、本発明は、多くの場合ポス１ヘベーキング（ｐ
ｏｓｔｂａｋｉ＋ｔｇ　）を省略し、あるいはより高温
で及び／又はより短時間でポストベーキンクを行なうこ
とを可能とする。
より詳細には、本発明は、フッ１１〜レジスト材料のフ
ィルムにＩＪＶ（紫外線）を照射し、その際該Ｕｖ照割
による該フォトレジスト材石の重合度の増加に伴って高
められた；席度に該フィルムをさら１ことによるボシテ
ィフフ片トレジス（への硬化方法に関する。上記高めら
れた温Ｉｆ　ｔ、Ｌフィルムの）１」一温度（ｆｌｏｗ
　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）よりし低く保つ。
本明細書において使用するフロー）温度とは、フォトレ
ジストに３０分間適用したときにノオトレジスｊ−にゆ
がみを生じさＬるＪｆｉｔｌ　ｍをいう。フォトレジス
トは、ＵＶ照射中にＵｖ照用聞始時のフォ１−レジスト
のフロ一温度よりもへい温１■まで加熱する。
本発明はまた、ＵＶ照射中に７７１１〜レジストの温度
を制御するために上記方法にＡ３いて使用するサーマル
チャック（ｔｌ）ｅｒｍａｌ　ｃｈｕｃｋ　）に関する
。
サーマルチャックは基質を支持し、Ｕｖの照射中に熱を
該基質及びフ第１−レジストへ伝達し且つ該基質及びフ
ォトレジストから伝達丈るための熱伝導性材料力１３な
）ノーマルバラスｌ−（ｔｈｅｒｍａｌ　ｂａｌ−＋ａ
ｓｔ　）を含有する。この４）−マルバラストの質ｍは
、フォトレジストの温度をｕＶの照射開始時のフォトレ
ジストのフロー）温度よりも高く、シカシ温度を上押さ
せたときのノＡトレジストのフロ一温度よりも低く上昇
させるように選択する。
本発明はまた、上記サーマルチャック及び紫外線と熱を
放射することができるランプを有するフォ１−レジスト
の硬化装置に関する。
本右明を、　するための好ましい重々の態様の説」 本発明方法においては極めて多ｆ１類のフォトレジスト
材料を使用することができる。とくに適していることが
知られているフ７Ｉｊ・レジスト材料の中には、３２０
ｎｌｌｌまでのＵｖを照射したときに架橋しうるポジテ
ィブフオトレジスト、とくにジアゾ化合物で増感したフ
オトレジス１へがある。かかるジアゾ増感剤の例は、デ
フォレスｊ〜（ＤｅＦＯｒｅＳｔ　）　、　ｐｌＩＯｔ
ｏｌｓｉｓｔ　ＭａｔＣｉｌ゛１ａｌＳ　ａｌｌ（ＩＰ
ｒｏｃｅｓｓｅｓ、　Ｍｃ　Ｇｒａｗ−ＨＮＩ　Ｂｏｏ
ｋ　Ｃｏｍｔ＋ａｎｙ。
１９７５年、４８〜５５頁において議論されている。本
明細書においてその開示を参照する。
ジアゾ化合物の例として、ベンゾキノン−１゜２−ジア
ジド−４−スルホクロライド；２−ジアゾ−′Ｉ−ナフ
１−−ルー５−スルボン酸エステル；ノー７１〜キノン
−１，２−ジアジ（ニー５−スルホクロライド；ナフト
キノン−１，２−ジアジド−４−スルホクロライド；）
−フｈキノンー２，１−ジアジド−４−スルホクロライ
ド及びナノ１−キノン−２，１−ジアジド−５−スルホ
り１」ライトを挙げることができる。
使用される好ましいフオ（ヘレジスト材ｒＦＩはジアゾ
化合物で増感したフェノールホルムアルデヒド型ノボラ
ック重合体である。）１．／−ル角はフェノール（石炭
酸）及び置換フェノール類たとえはクレゾールを含む。
かかるものの１−１４定の例は、シブレイＩ　Ｓ　ｈｉ
ｐｌｅｙ）　１３５０　テある。シブレイ１３５０はｍ
−クレゾールーポルノ１１ルデヒド型ノボラック重合体
組成物である。このものはポジティブフォトレジスト組
成物であつＣ１その中にジアゾケトンたとえば２−ジア
ゾ−１−ナフ］−−ル＝５−スルボン酸エステルを含有
する。そのような組成物中でオルトジアゾケトンは光化
学反応の間にカルボン酸に転化する。
上記組成物は、通常、約１５重量％程度のジアゾケトン
化合物を含有する。本光明ｌｊ法を実施づるのに適する
若干の他の市販のフォトレジストの例は、シブレイ（３
ｈｉｐｌｅｙ）から市販されているＡＺ１３７０及びＡ
Ｚ１４７０：アメリカンヘキスｈ　（Ａ　ｍｅｒｉｃａ
ｎ　ｌ−１ｏｅｃｈｓｔ　）の△Ｚフ１１−レジスト事
県部から市販されている△２４１１０及びＡＺ４２１０
：フィリップ・１−・ハン１−（Ｐｌ＋１ｌ−１１ｔｌ
　Ａ、　Ｈｕｎｔ　）から市販されている）ｌＰＲ２０
４並びにコダック（Ｋ　ｏｄａｋ）から市販されている
コダック８２０である。
使用するＵｖは、重合体を架橋させるのに充分な量の、
約３２０ｎｌｌｌ及びそれよりも短かい波長、Ｄｉｒ　
ｔ　ｔ、、＜　Ｇ“０′°０〜°′°”１°ｉＩ　ａ　
Ｋ　４“＄ｂ　、ｉ＋、、１９０〜２６Ｏｎｌｌｌの波
長をもつ深色乃至中間色のＵｖを含有しなければならな
い。多くの場合３２Ｑｌｌｌｌｌ及びそれ以下の波長の
（Ｊ　Ｖの７７１１−レジストに対する照削吊は少くと
も約１０ジ」−ル、／’Ｃｍａである。
本発明はいずれの深色紫外線ランプを用いても実ＩＩＡ
することかできるが、とくに適づるランプを第２図に数
字５を付して略図で示す。このランプ５は必要な深色乃
至中間色の紫外線を放出するのに加えて、本発明を実施
するときに必要な熱を）第１−レジスＩ〜に供給するの
に充分な量の赤外線（Ｉ　Ｒ）を同時に放出する。ラン
プ５はマイクロウェーブ作動無電極ランプ（ＩＩＩＩＣ
ｒ（ｌＷｆｌＶｅ　１ｌＯＷｅｒｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄ
ｅｌｅｓｓ　ｌａｍｐ＞であり、これはハウジング７の
中で細長く延びたランプ１ンｚＸＬ：Ｉ−プ８を有する
２個の別々のマイクロウェーブ作動無電極ランプ６を含
有する。このランプは、ｌ’　Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏｄ−ｅ
ｌｅｓｓ　ｌ　ａｍｐ　ＬＪ　５ｔｌｌｌＪ　ａ　Ｓ　
ｔｌｌｇｌｅ　Ｎ’１ａＱＩＩｅＨ’０１１　８１１ｄ
ｌ　ｍｐｒｏｖｅｄ　Ｌ　ａｍｐ　Ｅ　ｎｖｅｌｏｐｅ
　ｌ−１＋ｅｒｅｆｏｒｅＪと題する１９８２年６月３
０日出願の、ｌ−ノー（Ｕｒｎ）らの米国特許出願第３
９３８５６号（その開示を本明細書において参照する）
に詳しく記載されているので、このランプについてのよ
り詳細な説明は必要であるとは思われない。米国出願第
３９３８５６号の開示と第２図に示したランプとの基本
的な相違は、上記米国出願第３９３８５６号には１個の
そのようなランプが明示的に記載されているのとは対照
的に、２個の分離した各々がマイクロウェーブで作動さ
れるランプ６がハウジング７内に設置されていることで
ある。ランプ６は互いに約１９〜２０″の角度にある。
このランプは、米国出願第３９３８５６号に記載されて
いるように細長いエンベロープと楕円形の反射体を含む
。
２個のランプは、本態様においては、ウェーハとフォト
レジストの均一照射を確保するだめの単なる予防的手段
として使用されている。しかしながら、理解されるよう
に、必要な照射を提供りることができるいかなるランプ
も使用することがｒきる。
開示されているのと同様のランプ１；１１、Ｊｌｙｌｉ
ｃｒ−ｏｌｉｔｅ　１２６△　Ｒｅ５ｉｓｔ　５ｔａｌ
＋ｌｌ１ｚｅｒ　Ｕｎｉｔ　ＪなるＵｔｍ名の下にフュ
ージョン・システムズ・コーポレーション（ＦＬＩＳｆ
Ｏｎ　３　ｙＳ（ｅｍｓ　ＣＯＩ’Ｊ）Ｏｒａ（１ｏｎ
）の子会社であるフュージョン・レミコンタクタ・シス
テムズ・コーポレーション（ＦＩｌｓｉｏｎＳｅｍｉＣ
ＯｌｌｄｌｌＣｔＯｒ　３ｙｓｔｅｍｓ　Ｃｏｒｌ＋ｏ
ｒａｔｉｏｎ）から入手することができる。
必要な照射時間は、本発明にしたがって７オトレジスト
をＵＶ照射中に高温に保持ケることによって著しく短縮
される。その泥痕は、被覆又はそれからできたパターン
の変形又はゆがみを生じさせるフ第１−レジストのフロ
一温度よりも低くなければならない。フオトレジストは
照射中ずつと高温にさらり一必要はないけれども、少く
とも実質的に全照相詩間にわたって高温を使用りること
が好ましい。フォトレジストは、照射中に、照射開始時
の７７１１ヘレシストのフローン晶１真コ；りも高い温
度に＋Ｊ［］熱づる。
フォ１〜レジストのフロ一温度は、フォトレジストの重
合度あるいは架橋度が増大する結果照射の間に着実に増
加する。したがっ−Ｃ、フォ１−レジストをゆがみを生
じさぜることなく加熱づることができる温度は、照射に
よる架橋又は重合が進行するにつれて上昇する。
本発明の好ましい態様においては、フォ１〜レジストの
温度は、照射中に、フォ１〜レジストの温度がフロ一温
度に等しくなったりフロ一温度を越えたりすることが決
してないようにしながら、フォトレジストの温度がフロ
一温度の上昇とほぼ同じ速さで上昇するように制御づる
。この照射は７０一温度がフォトレジストの所望のハー
トｌ＼−り温度（１＋ａｒｄ　ｂａｋｅ　ｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅ　）を越えるまで続ける。
本発明の別の態様には、フＡＩ〜レジメ１〜に照射され
ていないフォトレジストのフＤ　−温度よりも低い温度
で上記Ｕｖを照射する第１段階と７４１−レジストに照
射されていないフＡ１−レジメ１〜のノロ一温度を実質
的に越える温度で」−配Ｕｖを照射する第２段階とを有
する２段階法がある。所望の場合、第１段階のＵＶ照射
源と稈Ｉ２段階のＵＶ照射源を別のものとづることがで
きる。
集積回路の製造において使用する明白、ノア１１−レジ
ス（〜は通常１００００〜約２００００オングストロー
ムの厚さで使用する。
本明細書において上で言及した３１１Ｊのジアゾ増感フ
ェノール−ボルムアルデヒド型）７Ｉｔ−レジスｉ〜は
、本発明を実施する場合、通畠少くとも約１００℃、好
ましくは少くども約１２０　’Ｃ１より好ましくは少く
とも約２００℃に加熱覆る。本発明を実施するための典
型的な範囲は約１００〜２００℃であり、より典型的に
は約１２０−約２００℃である。もちろん、特定の好ま
しい１品度は、使用するフォトレジストの伸類とフィル
ムの厚さに依存する。
第１図を参照づると、本発明を実滴り−るのに適する装
置が略図で示されている。Ｊ：り詳細には、十〇説明し
たように、数字５はランプ系を表わしており、このラン
プ系は、ランプの放出部（敢割部）の下方にある石英板
１０のところに配置したフ第１−レジスト１△及びウェ
ーハ１に３２０　ｎｅｔでの紫外線と加熱のための赤外
線を供給づる。厚さ約１００００〜約２００００オンゲ
ストロームのフォトレジストを表面上にもつ直径約２〜
６インチのウェーハの典型的応用において、ランプ放出
部に相対する石英板１０からウェーハとフォトレジスト
の組合せ物までの距離は約８分の′１インチである。こ
のウェーハとフオ］−レジストはり一マルバラスト２に
より支持されている。
υ−マルバラスト２の材料と質量は、７７１１〜レジス
ト１Ａにランプから供給される熱によりフォトレジスト
の温度が上昇するように選択し、サーマルバラス１へ２
は、フ第１−レジスト１Δの）温度をＵｖ照射開始時に
存在していたフｔ　ｌ−レジストの７０−温（資）より
も高く、しかし温度が上昇したときのフオトレジスト１
Ａの７０一濡度よりも低く上昇させるようなものである
。
サーマルバラスト（ヒートバラスト）２は、ウェーハ１
への熱伝達及びウェーハ１からの熱伝達を行なうように
機能する。とくに、サーマルバラスト２は、ＵＶ照射開
始前及び開始１１・Ｙに熱をウェーハ１へ伝達するため
に約１００〜′１２０℃に予熱する。υ−マルバラスト
２は、ＬＪ　Ｖ照射が進行する間に、フォトレジストの
温石がｉのフロ一温度を越えるのを防止するようにつＪ
−八から実際に熱を除去する。
リーーマルバラスト２は熱を伝えることができる材料た
とえば金属又は金属合金でｄうる。
そのような材料の例はアルミニウム及びステンレス鋼で
ある。サーマルバラスト２の質量は通常ウェーハ１の質
量と少くとも同じ大きさであるべきであり、多くの場合
ウェーハ１Ｑ１１の約３０倍までの大きさであるべきで
ある。曲型的な使用においてサーマルバラスＩ・は、厚
さが約８分の１〜約１６分の１インチであり、つＪ−へ
の直径に対応する約２〜約６インチの直径をもち、申さ
は約５０〜約１００ｇである。所望の場合、ウェーハと
サーマルバラスト２との間にＭ！！な接触を確保するた
め、真空（図示されていない）をサーマルバラスト２に
適用することができる。真空は、サーマルバラスト２の
上部表面に小さな溝を与えサーマルバラスト２の裏側を
通して接続した管によって真空源と連結することにより
適用することができる。所望の場合につｌ−ハを固定し
配置する正確な機構は、かかることを実行Ｊる先行技術
に多数存在しているので、示されていない。
さらに、本態様はランプ自体からの熱の供給及びサーマ
ルバラストの使用を例示しているけれども、フォトレジ
ストに熱を供給づることができるランプ以外の方法たと
えば所定の時間光をあてた後外部手段により支持体２に
熱を供給し温度を所Ｗ　（７）ｌ／　Ｑ　／ｌｚ　Ｇ、
：上昇＊　ｔｔ　６　ｔ；：め０調節器８使用１６　．
１方法がある。しかしながら、木用ｍｌに開示した手段
は、所望の限界内でフｔトレジストの瀧噴を自動的に制
御！’Ｄ　するための非常に便ｉｌｌ　’ｒ且つ比較的
簡単な手段を提供する。ある特定の厚さのある特定の７
オトレジストにある時間Ｕｖを照射した後に使用するこ
とができる温度は、過大な実験を行なうことなく簡単な
予備試験でそのノロ一温度を決定することにより、決定
°丈ることができる。
使用されているとおりのサーマルバラストは、バラス１
への特定の質量とバラスＩ−がランプからの赤外光にさ
らされる時間とに応じである量の熱を取り出すことによ
り温度上昇を自動的に制限する。
したがって、水明ＩＩ書において上で記述した材ｖｔと
質量を選択することにより、つ■−ハとフ第１−レジス
トの温度上昇を所望の範囲内に容易に制御することがで
きる。ウェーハ上の非熱伝導体たとえば二酸化珪素の存
在は熱伝達に対していくらかの効果を及ぼすかも知れな
いけれども、そのフィルムは非常に薄いので、その効１
　ｊＪ、、熱源及びサーマルバラスト２の熱反射容量が
及ばす優勢な効果と対照的に、極めて小さい。
ヒートシンク４の中を通って伸びている絶縁スタンドオ
フ　（５ｔａｎｄ−ｏｆｆｓ）あるいはビン３はサーマ
ルバラスト２から下方に伸びている。ビン３は、その下
方端部でビンを動かし順にサーマルバラスト２をヒート
シンク４から引き離し又はヒートシンク４と接触させる
機械的装置（図示されていない）に連結させることがで
きる。このビンは非熱伝導体及び非反射体たとえば石英
からつくることができる。照射完了と同時に、サーマル
バラスト２を約１００℃又はそれ以下に冷却するため、
ウェーハ及びフォトレジストをν“−マルバラスト２か
ら引き離し、次いでビン３を手動で下方のヒートシンク
４の方へ動かしそれによってサーマルバラスト２をヒー
トシンク４と接触させる。ピー１−シンク４はまた熱伝
導性材料たとえばアルミニウム又はステンレス朔からつ
くることができ、ｖ−マルバラスト２から容易に熱を除
去する。ピー１−シンク４は冷却空気又はその他の冷却
媒体を供給することにより冷却することができる。この
時点においで新しいウェーハをサーマルバラス（−２に
供給りることができ、次いて接触しているサーマルバラ
スｈ　２をピー１〜シンク４　ｈ口う引離し照射のため
の位四におくため、ピン３を手動で上方へ勤かづことに
より１ノーマルバラスト２を動かずことができる。
第３図を参照すると、木用川内にＪ３いて上で記載した
型のポジティブフッ１トレシストについ−Ｃ１２００℃
てＴｌ＋ａｋｅ　（ベーク温１１１ｔ）、Ｒは−「５ｔ
ａｌ）ｉｌｉ−２ａｔｉｏｎ　（安定化湿度）を１りる
のに０東な相対時間が示されている。曲ｍｌは、照９・
１中にフＡトレジストを約２０〜４０℃の普通の周囲ン
晶度に保持した場合の値を示す。温度は、サーマルバラ
ストを使用せず【こ、その代りにヒートシンク４上のウ
ェーハを使用づるだｔノでこのレベルに保持づる。
曲ｍ’２は、照ｑ］中に約１００・〜１２０℃の温度に
保持したフΔ（−レシス（・にＸ＝Ｉりるｌｌｌ′ｉ４
・示づ。これらの温度は照的開始時の７７１１−　シｒ
ジス（〜の］Ｕｆｌｉｉｌ＆よりも高くはない。温度は
、サーマルバラストを使用しないが、曲線１の場合と同
様のに−１〜シンクを使用して照射前にピー１〜シンク
を約１００℃に予熱することによりこのしＩ＼ルに保持
する。
曲線３は、フォｌ〜レジストの温度はＵＶ照射中に上昇
させるが、しかしフカ１ヘレジス］・のフロ一温度より
も低く保持Ｊる条件での値を示Ｊ０フォトレジストの最
終温度は、ノーＡ１−レジメ１〜の最初のノロ−湿度よ
りも高い２００℃である。
第１図に示した装置、直径４インチのウェーハ上の厚さ
約１４０００．ｄングスｊ−ロームのＩ−Ｉ　Ｐ　Ｒ２
０４フｔ１−レジスト及び直径４インチのアルミニウム
製サーマルバラスｊ−を使用した場合、下記の条件に対
して下記の結果が得られた。
ピー１〜シンクは周囲温度　２０〜　／ＩＯ’に　９０
秒Ｖ−マルバラス１へなし、 ビー１−シンクを１００℃に予熱　１００〜１２（丁（
：　５０秒４インチのサーマルバラスト 上記の結果は、本願発明方法か、〕７１１〜レジストに
Ｕｖを照射す゛る必要がｄうる１１〜間を箸しく短縮づ
ることを示している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施りるのｉ；：　Ｊする装置の一
８図である。 第２図は、本発明で使用する紫外線照射を供給するのに
適するランプの略図である。 第３図は、ＵＶ照射中の異なるイ晶度条件に対づるフロ
ー温Ｉ′ＩＸ刊照剛時間の関係を示づグラフである。欝
軸は照射開始からの相対照Ｑ：１時間を示し、縦軸はノ
ロ−湿度を示で。 １・・・ウェーハ １Ａ・・・フオ（−レジスト ２・・・サーマルバラス（〜 ３・・・ビン ４・・・ヒートシンク ５・・・ランプ又はランプ系 ６・・・ランプ ７・・・ハウジング ８・・・ランプエンベロープ １０・・・石英板 特許出願人　フュージョン・セミコンダクター・イ 図面の浄７１２（内容に変更なし） ＦＩＧ　２ ＦＩＧ　Ｂ Ｆｒ−近ｄｔ　有口　−１−１三　−ニー（方式）１リ
イ和ｊ；り隼′７月２７１１ 特許庁艮官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭５５ノー１　（１２”７５４号 ２、発明の名称 フォトレジストの硬化力法及び硬化装置６、補正の対象 図面 ７、補止の内容 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １．７オ１〜レジスト材料のノイル１１にＵＶ（紫外線
    ）を照射し、その際該ＵＶ照射による該フォトレジス！
    ・材料の重合度の増加に伴って高められた温度に該フィ
    ルムをさらし、しかして上記の高められた）温度は該フ
    ィルムのフロー）温度（ｆｌｏｗｔ　ｅ　ＩＩＩ　１１
    　ｅ　ｌ’　ａ　ｔ　Ｕ　ｒ　ｅ　）よりも低く、且つ
    該ＵＶ照射中にＵＶ照射の開始時の該フォトレジス１へ
    のフロ一温度よりもより大なる高められた温度に該フｔ
    　ｌ−レジストをさらすことを特徴とするノオトレジス
    ！−の硬化方法。 ２、該フォトレジストにＵＶを照ｑ・１しくいないフォ
    トレジストのフロ一温度よりも１１（いン品度で該Ｕ■
    を照射し、次いで該フォ］−レジストに高められた温度
    で該Ｕを照射する特許請求の範囲１１項記載の方法。 ３、さらに該ンオトレジストの温度をＲＵ　Ｖ照射中に
    、該フォトレジストの温度が該フロー）ｈ度と等しくな
    ったり該フロ一温度を越えたりづることが決してないよ
    うにしつつ、該フォトレジストの温度が該フロ一温度が
    上昇り゛るのとほぼ同じ速さで上昇するように制御する
    特許請求の範囲ｍ　１１Ｒ記載の方法。 ４、ポジティブフォトレジスト材料のフィルムに約３２
    ０１ｍ及びそれ以下の波長を含むＵＶを照射し、その際
    該ＵＶ照射による該フォトレジスト材料の重合度の増加
    に伴って高められた温度に該フィルムをさらし、しかし
    て上記の高められたｉｌｌは該フィルムのフロ一温度よ
    りも低く、且つ該（）Ｖ照射中にＵＶ照射の開始時の該
    フォ］−レジストのフロ一温度よりもより大なる高めら
    れた濡ｍに該フォトレジストをさらすことを特徴とづる
    ポジティブフォトレジストの硬化方法。 ５、該ＵＶ照射が約１８０〜３２０ｎＩ１１の波長を含
    有する特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、該Ｕｖ照則が約１９０〜２　（３０Ｉ’ｍの波長を
    含有する特許請求の範囲第４項記載の方法。 ７、該高められた温度が約１０　（、）　’によりも高
    い特許請求の範囲第４項記載の方法。 ８、該フォトレジスト である特許請求の範囲第４項記載の方法。 ９、該重合体がフェノール−ホルムアルデヒ１〜ノボラ
    ック型である特許請求の範囲ｍ８項記載の方法。 １０、該高められた濃度が約”ｌ　２０　’に　Ｊ：り
    も高い特許請求の範囲第４項記載の方法。 １１、該フオｉ・レジストを約２００℃の高められた温
    度に加熱する特許請求の範囲第４項記載の方法、１２、
    該ポジティブフォトレジスト材料のフィルムが約１００
    ０Ｑ〜約２００００オングストロームの厚さを有する特
    許請求の範囲第４項記載の方法。 １３、基質を支持し、ｕｖの照射中に熱を該基質及びフ
    ォトレジストへ伝達し且つ該基質及びフォ１〜レジスト
    から伝達するための熱伝導性材料からなるサーマルバラ
    ストを含有し、該サーマルバラストの質量を、該フォト
    レジストの温度を該活性光の照射開始時の該フォトレジ
    ス１へのフロ一温度よりも高く、しかし温度を上昇させ
    たときの該フオトレジストのフロ一温度よりも低く上昇
    させるように選択することを特徴とするＵＶ照射中に基
    質上のフォトレジストの温度を制御づるためのサーマル
    チャック。 １４、該サーマルバラストの質量が少くとも該基ガの質
    量に等しい特許請求の範囲第１３ＪＪ’！記載のり一マ
    ルチャック〇 １５、該サーマルバラストの質量が該基質の質量の約３
    ０倍までである特許請求の範囲第１３項記載のサーマル
    チャック。 １６、該サーマルバラストが金属又は金属合金である特
    許請求の範囲第１３項記載のサーマルチャック。 １１、該サーマルバラストがアルミニウムである特許請
    求の範囲第１３項記載のサーマルチャック。 １８、該υ−マルバラストを冷却するだめの冷却手段を
    含有する特許請求の範囲第１３項記載のサーマルチャッ
    ク。 １９、該冷却手段が該サーマルバラストに物理的に接触
    リ−るピー１−シンクである特ｊ′［請求の範囲第１８
    項記載の１ノーマルチヤツク。 ２０、該サーマルバラストを該ヒートシンクに係合し又
    は該ピー１〜シンクから脱着づるｔこめｔこ該サーマル
    バラスト及び該ピー１〜シンクを移動させる手段を含有
    する特許請求の範囲第１９Ｊｉ記載のサーマルチャック
    。 ２１、該移動させる手段が非熱伝導性材料からできてい
    る特許請求の範囲第２０項記載のり一マルチャック。 ２２、該移動させる手段が石英である特許請求の範囲第
    ２０項記載のり一−マルチャック。 ２３、ＵＶを照射（ることができるランプ、熱を供給す
    る手段及び該ランプの出力部の近くに配置された下記の
    サーマルチャック、す゛なわち基質を支持し、ＵＶの照
    射中に熱を該基質及びフォトレジストへ伝達し且つ該基
    質及び〕第１〜レジストから伝達するための熱伝導性材
    料からなるサーマルバラストを含有し、該サーマルバラ
    ストの質量を、該フォトレジストの温度を該活性光の照
    射開始時の該フォトレジストのフロ一温度よりも高く、
    しかし温度を上昇させたときの該フオトレジストのフロ
    一温度よりも低く上昇させるように選択するＵＶ照射中
    に基質上のフ第１−レジストの温度を制御するためのサ
    ーマルチャックを含有するフＡ（〜レジストの硬化装置
    。 ２４、該ランプが核熱を供給することができる特許請求
    の範囲第２３項記載の装置。
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