JPS6076116A - 半導体ウエハ−用紫外線照射装置 - 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】 本発明は半導体ウェハー用紫外線照射装置に関するもの
である。

半導体の製造工程において、光化学蒸着法により基板上
にＳｉ薄膜を蒸着したり、その予備洗浄として表面に付
着した有機汚染物を分解洗浄するためなどに紫外線照射
が利用されているが、最近はＬＳＩのベーキング工程へ
の適用が注目されている。このベーキング工程とは、５
ｉ０２薄膜が蒸着され、更にその上に感光剤が塗布され
た半導体ウェハーを感光させて感光剤を部分的に除去す
る感光工程と、この感光剤が除去された部分の５ｉＯｚ
薄膜を除去してパターンを形成するエツチング工程との
中間で、５ｉ０２薄膜の接着強度を向上させることなど
を目的として、１２０〜２００　℃程度の温度でベーク
する工程を言うが、この温１現は高い方が接着強度が向
上して好ましい。しかし、この温度を１４０℃以上にす
れば、次のエツチング工程で残留した５ｉ０２ＩＷ膜と
感光剤の表面や垂直向がいびつとなって形成パターンが
悪くなり、ＬＳＩの性能が低下する問題点がある。そこ
でベーキング工程の前に半導体ウェハーに紫外線を照射
すれば、ベーキング温度を１４０℃以上としても残留し
たＳ　ｉＯ２薄膜と感光剤の形成パターンが悪化するこ
となく接着強度を向上できることが知られている。しか
し紫外線でも有効な波長域は２００〜３００ｎｍである
ことが分シかけて来た。

ところで最近は、半導体ウェハーは大型化し、直径４イ
ンチ（約１０２ｓ＋ｍ）以上のものが製造されるように
なったので、この大型化にともなって広い表面にできる
だけ均一に紫外線を照射することが重要なａ題となって
きた。そして、半導体の全製造工程のうちでこの紫外線
照射工程が律ｉ段階、即ちネックとなることを避けなけ
ればならず、前工程である感光工程の所要時間内に照射
工程が完了する必要がある。

そこで本発明は、直径４インチ以上の大面積の半導体ウ
ェハーに対して、波長２００〜３００ｎｍの紫外線を処
理ムラが生じない範囲で均一に照射し、かつ、迅速に処
理できる半導体ウェハー用紫外線照射装置を提供するこ
とを目的とし、その構成は、直管型紫外線ランプを並設
するか、もしくはランプの発光部を屈曲させて形成され
る面光源の前方に直径４インチ以上の円形もしくは一辺
４インチ以上の方形の前面ガラスが配置され、この面光
源の前方の１〜２．５淵離れた位置における波長２００
〜３００ｎｍの紫外線の照射強度が１０ｍＷ／−以上に
保たれ、面光源の直径または一辺の長さＬが被照射物の
直径りと面光源と被照射物との距離Ｈの和よシ大きく、
かつ面光源の発光部のパルプの間隔Ｓが前記距離Ｈよシ
小さくして照射強度のバラツキを±２０％以内に規制さ
れてなることを特徴とするものである。

以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。

装置箱１の赤１ｙ中央に社主ミラー２が水千罠配置され
、その周辺の下方には垂直の副ミラー３が配置されて箱
形を形成している。紫外線ランプ４はその発光部４ａが
ミラー２，６で囲まれる空所に、その電、極部を取り囲
むパルプ部４ｂが主ミラー２の背部である上方になるよ
うにして２本配設されている。この紫外線ランプ４はア
ーク長が１００ｇｎ余であり、波長２５４ｎｍの紫外線
が主に発生する低圧水銀灯であるが、電極部を取り囲む
パルプ部４ｂの近傍は垂直姿勢で配設され、発光部４ａ
は略Ｗ字形の蛇行状に屈曲されて水平の平面状をなして
いる。仁の紫外線ランプ４が２本隣接して配設されてい
るので光源は辺長がＬｌとＬ２の面光源をなすが、Ｌｌ
とＬ２は約２００　ｇｍではソ等しく、辺長りの略正方
形の面光源が形成されている。この発光部４ａの下方に
は一辺が約２００Ｍの方形の石英カラスからなる前面ガ
ラス５が設けられ、紫外線ランプ４よυの紫外線がこの
前面カラス５を透過して下方に照射される。被照射物６
である半導体ウェハーは直径りが６インチ（約１５３囲
）であり、発光部４ａからの距離Ｈが２．５側の位置に
図示路の支持具で支持されている。ここで発光部４ａの
パルプ間隔Ｓは１５ｗＮであり距離■（より小さい。そ
して前記の数値に示すように％Ｌ＞Ｄ＋Ｈとなっている
。

なお、紫外線ランプ４は前記のものに限られるものでは
なく、例えは直管型ランプを並設して面光源とするか、
もしくは発光部４ａを渦巻状に屈曲して円形面光源とし
てもよい。円形面光源の場合は前面ガラス５４円形とな
るが、いずれにしても前記のＩＩ＞ＳとＩ、＞Ｄ＋Ｈの
関係は満す必要がある。

そして、装置箱１の上面には冷却ファン７が設ゆられ、
冷却風がダクト８によって電極部を取シ囲むパルプ部４
ｂに導かれ、最冷点位置の温度金２０〜５０℃に、調節
できるようになっている。このために紫外線ランプ４は
効率よく作動し、被照射物６の位置において波長２００
〜５［１０チｍの紫外線の照射強度が１０ｍＷ／−以上
に保たれるようになｔ　っでいる。

しかして、感光工程の終った半導体ウヱノ・−を前記の
位置に支持し、冷却ファン７を作動させて紫外線ランプ
４を点灯すると主として波長２５４　ｎｍの紫外線が半
導体ウェハー上に照射されるが、前記の通り）ｌ　＞　
ＳとＬ　＞　Ｄ　＋　Ｈの関係が保たれているので照射
強度のバラツキを±２０チ以内に納めることができ、処
理ムラが生じることがない。そして照射強度が１０ｍＷ
／Ａ以上に保たれているので６０秒以内で照射が完ｒし
、前工程である感光工程の所要時間内で処理することが
できる。次に、この照射工程の完了した半導体ウエノ・
−を温度１８０℃でベーキングし、プラズマエツチング
によりパターンを形成したが、ベーキング温度が１８０
℃の高温であったにもかかわらず、広い面積の全面にわ
たって一様に歪みの小さいパターンを得ることができ、
またＳ　ｉｃｈ薄膜の接着強度を大きくすることができ
た。

以上説明したように、本発明は大きな面光源の紫外線ラ
ンプを用いて±２０％以内のバラツキで１０ｍＷＡｒＩ
Ｈの強度の波長２００〜３００　ｎｍの紫外線を照射で
きるようにしたので、本発明に従えば、直径４インチ以
上の大面積の半導体ウェハーに対して、処理ムラの生じ
ない範囲で均一に紫外線を照射し、かつ迅速に処理でき
る半導体ウェハー用紫外線照射装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明実施例の正面断面図、第２図は同じく側
面断面図を示す。 １・・・装置箱　２・・・主ミラー　６・・・副ミラー
４・・・紫外線ランプ　４ａ・・・発光部４ｂ・・・電
極部を取り囲むバルブ部 ５・・・前面ガラス ６・・・被照射物（半導体ウェハー） ７・・・冷却ファン　８・・・ダクト 出願人　ウシオ電機株式会社 代理人　弁理士　田原寅之助 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月１７日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願第１８１８３１号 ２、発明の名称　半導体ウェハー用紫外線照射装置３、
　補正をする者 事件との関係　特許出願人 代表者“揚重大蔵 ４、代理人 住　所　東京都港区南青山２−２−１５　ウィン青白４
２２号６　補正により増加する発明の数　なし７、補正
の対象 明細書の３発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 別紙の通り　−ハ衣 （１）　明細書第２頁５行目の［・・・光化学蒸着法−
１のあとに１など」を追加する。 （２）同上４行目のｌ−Ｓ　ｉ薄膜を蒸着」を「酸化膜
、窒化脱、金属膜などを形成」に補正する。 （３〕　同上８行目、１１行目から１２行目にかけ、１
３行目の６箇所の「Ｓ　ｒ　Ｏｔ薄膜」を「−酸化膜な
ど」に補正する。 （４）　同上１７行目がら１８行トｊにがけての「次の
エツチング工程で残留したＳｉｎ、薄膜と」を削除する
。 （５）　同第３負５行目のｒ　Ｓ　ｔ　Ｏｔ薄膜と」を
削除する。 （６）同上５行目から６行目にかけての［・・・形成パ
ターンが・・・・・・知られていＪ（ｉ＝Ｉ−・・・形
成パターンが悪化しないことが知られてい］に補正する
。 （７）　同上７行目の１−シかし」を「シかも」に補正
する。 （８）同第７貞１６行目から１７行目」の１・・・ベー
キングし、・・・・・・ベーキング温度が１８０Ｊを「
ベーキングしたところ、ベーキング温度が１８０」に補
正する。 （９）同第８頁１行目から６行目にかけての「而にわた
って一様に・・・・・・できた。」を［面にわたって感
光剤の形成パターンが悪化しなかった。」に補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直管型紫外線ラングを並設するか、もしくはランプの発
   光部を屈曲させて形成される面光源の前方に直径４イン
   チ以上の円形もしくは一辺４インチ以上の方形の前面ガ
   ラスが配置され、この面光源の前方の１〜２−５ｃｒｎ
   離れた位置における波長２００〜６０Ｄ　ｎｍ＋７）紫
   外１１Ｊ（７）照射強［カ１０　”Ｗ／ｄ以上に保たれ
   、面光源の直径または一辺の長さＬが被照射物の直径り
   と面光源と被照射物との距離Ｈの和より犬きく、かつ面
   光源の発光部のバルブの間隔Ｓが面光源と被照射物との
   距離Ｈより小さくして照射強度のバラツキを±２０％以
   内に規制されてなる半導体ウェハー用紫外線照射装置。