DE3687749T2

DE3687749T2 - Photolack-behandlungsverfahren.

Info

Publication number: DE3687749T2
Application number: DE19863687749
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Mimura; Shinji Sugioka; Hiroko Suzuki; Shinji Suzuki; Kazuya Tanaka; Kazuyoshi Ueki
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2006-11-26
Also published as: EP0233333A3; DE3687749D1; EP0233333A2; JPS62187345A; JPH0574060B2; EP0233333B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von auf einen Halbleiterwafer aufgetragenen Fotolackmaterialien und insbesondere auf ein Verfahren zum Behandeln der Fotolackmaterialien unter Verwendung von ultravioletter Strahlung.
Was die Behandlung von Fotolack mit ultravioletter Strahlung beim Stand der Technik betrifft, so wird dort bei einer Behandlung, bei welcher ein Maskenmuster durch Belichtung des auf einem Halbleiterwafer aufgetragenen Fotolackes gebildet wird, der Verfahrensschritt, den Fotolack einer Ultraviolettstrahlung auszusetzen, in einer Vorreinigungsbehandlung verwendet, bei der auf der Oberfläche der Halbleiterwafer anhaftende organische Verunreinigungen aufgelöst und weggespült werden usw., und seit kurzem wurde der Anwendung dieses Verfahrens auf besondere Behandlungen von Fotolacken, wie z. B. Einbrennfotolackmaterialien Aufmerksamkeit gewidmet.
Der Einbrennprozeß ist ein Zwischending zwischen einem Prozeß zum Herstellen eines Fotolackmusters durch Auftragen, Belichten und Entwickeln des Fotolacks und einem Prozeß zum Ausführen einer Ionenimplantation, Plasmaätzen, etc., unter Verwendung des Fotolackmusters und er ist ein Erwärmungsprozeß zur Verbesserung der Haftfähigkeit des Fotolackes auf einem Halbleitersubstrat, der Hitzebeständigkeit, etc.. Es sind kürzlich Studien bezüglich eines Verfahrens durchgeführt worden, bei dem nach dem Entwickeln vor oder während des Einbrennprozesses der Fotolack mit ultravioletten Strahlen behandelt wurde, um die Hitzebeständigkeit und Plasmabeständigkeit des Fotolackes aufgrund des Einbrennprozesses in kürzerer Zeit zu erhöhen.
Die GB-A 21 43 961 offenbart ein Verfahren zum Härten eines Fotolacks, bei welchem der Fotolack während der UV-Bestrahlung erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Die Fotolacktemperatur wird derart gesteuert, daß sie immer unterhalb der Fließtemperatur, die sich während der Belichtung erhöht, liegt.
Wenn allerdings zu Beginn des Belichtens der Fotolack mit Licht mit hoher ultravioletter Intensität bestrahlt wird, wird ein im Fotolack enthaltenes organisches Lösungsmittel zersetzt und verdampft oder es finden fotochemische Reaktionen im Fotolack selbst oder in Mitteln statt, die auf den Wafer als Vorbehandlung für die Anwendung des Fotolacks aufgetragen werden, und dann wird ein Gas vom Fotolack erzeugt und dieses Gas verursacht eine Deformation oder einen Riß des Fotolackfilms.
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren vorzusehen, das eine wirksame Behandlung des Fotolacks unter Verwendung ultravioletter Strahlung erlaubt, indem die Deformation des Fotolacks, die durch dessen Belichtung mit stark ultravioletter Strahlung zu Beginn der Belichtung verursacht wird, verhindert wird.
Der Fotolack wird zu Beginn der Belichtung ultravioletter Strahlung niedriger Intensität ausgesetzt und dann ultravioletter Strahlung ausgesetzt, deren Intensität nach und nach oder schrittweise verstärkt wird.
Auf diese leise wird das zuvor erwähnte Gas aus dem Fotolack langsam erzeugt und nach und nach an die Luft freigegeben. Darüber hinaus steigt die Intensität der ultravioletten Strahlung nach und nach oder schrittweise, nachdem das Erzeugen des Gases im wesentlichen aufhört. Demzufolge wird die für die Fotolackbehandlung erforderliche Zeit verkürzt und eine wirksame Behandlung des Fotolackes, bei der keine Deformation des Fotolackes durch ultraviolette Bestrahlung verursacht wird, wird geschaffen.
Andere Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung deutlich werden, die in den beigefügten Zeichnungen, welche einen Teil dieser Beschreibung bilden, dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Fotolackbehandlung, um eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Fotolackbehandlung gemäß dieser Erfindung zu erläutern. Fig. 2 zeigt ein Strahlungsspektrum einer Hochdruckquecksilberdampflampe, die eingesetzt wird, um das Verfahren zur Fotolackbehandlung gemäß dieser Erfindung auszuführen. Fig. 3 zeigt einen Halbleiterwafer, auf dem ein Fotolack aufgetragen ist. Fig. 4 zeigt Diagramme der Intensität der ultravioletten Bestrahlung in Bezug auf die Belichtungszeit.
Die Erfindung wird nachfolgend auf der Grundlage der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen konkret beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung einer Vorrichtung zur Fotolackbehandlung, um eine Ausführung eines Verfahrens zu Fotolackbehandlungen gemäß dieser Erfindung zu erläutern.
Ein Muster eines Fotolackes 4 ist auf einem Halbleiterwafer 5, der auf einer Halterung 6 plaziert ist, ausgebildet. Die Halterung 6 wird von einer Heizung 10 erwärmt, die über eine Heizungszuführungsleitung 9 mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, oder durch Kühlwasser, das durch eine Kühlleitung 11 fließt, abgekühlt. Die Temperatur des Halbleiterwafers 5 wird durch diese Erwärmungs- und Kühlmechanismen gesteuert. Desweiteren ist die Halterung 6 mit Vakuum Adsorptionslöchern 7 versehen, deren Funktion es ist, den Halbleiterwafer 5 auf der Halterung 6 in festen Kontakt mit diesen über die Vakuumadsorption zu halten, die über ein Verbindungsrohr 8 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Ein Teil der ultravioletten Bestrahlung setzt sich aus einer Hochdruckquecksilberdampflampe 1, einem Konkavspiegel 2 und einem Verschluß 3, der geöffnet und geschlossen werden kann, etc. zusammen.
Eine Figur einer elektrischen Schaltung zum Zünden der Hochdruckquecksilberdampflampe 1 ist weggelassen. Die Intensität der ultravioletten Strahlung wird durch Änderung der elektrischen Schaltungskonstanten gewechselt. Als elektrische Schaltung zum Zünden der Hochdruckquecksilberdampflampe 1 ist eine solche verfügbar, die öffentlich bekannt ist und öffentlich verwendet wird und in öffentlichen Dokumenten offenbart ist.
Fig. 2 zeigt das Strahlungsspektrum der Hochdruckquecksilberdampflampe. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Diagrammes der Intensität der ultravioletten Bestrahlung, die nach und nach oder schrittweise erhöht wird, indem die elektrische Schaltungskonstante der elektrischen Schaltung zum Zünden der Hochdruckquecksilberdampflampe geändert wird. Diese Figur ist ein orthogonales Koordinatensystem mit der relativen Intensität der ultravioletten Bestrahlung auf der vertikalen Achse und der Belichtungszeit auf der waagrechten Achse. Die Fig. 4(a), 4(b), 4(c) zeigen Änderungen der Intensität der ultravioletten Bestrahlung, die nach und nach für die gesamte Belichtungszeit erhöht wird, die nach und nach für eine dazwischenliegende Belichtungszeit erhöht wird bzw. die schrittweise hochgeschaltet wird. Das Nachfolgende ist eine konkretere Beschreibung der Fig. 4(c). Ein Positivfotolack, der aus Novolak-Harz, etc., ausgebildet wurde, wurde dem Strahlungslicht mit einer Wellenlänge unterhalb 350 nm ausgesetzt. Die Intensität dieses bestrahlenden Lichtes betrug 100 mW/cm² für 10 Sekunden am Anfang der Belichtung und für 30 Sekunden bis 40 Sekunden danach 500 mW/cm². In diesem Fall wurde keine Deformation des Fotolackes, keine Bildung von Blasen und keine Deformation des Fotolackfilmes verursacht und eine wirksame Behandlung des Fotolacks wurde ermöglicht. Allerdings trat in Teilen eine Bildung von Blasen, eine Deformation des Fotolackfilmes, etc. auf, wenn die Intensität des bestrahlenden Lichtes vom Anfang der Belichtung bis zum Ende 500 mW/cm² betrug.
In der oben erwähnten Ausführung wird die Intensität des auf den Fotolack strahlenden Lichtes durch Änderung der Intensität des Lichtes, das von der Hochdruckquecksilberdampflampe ausgestrahlt wird, gesteuert. Die Einrichtung zur Steuerung der Intensität des den Fotolack bestrahlenden Lichtes ist darauf nicht beschränkt. Es können genauso gut auch eine Einrichtung zur Steuerung der Intensität des auf den Fotolack strahlenden Lichtes durch Einsetzen einer Lichtquelle, die eine gleichmäßige Intensität des strahlenden Lichtes aufrechterhält, und einer Einrichtung zur Verringerung der ultravioletten Bestrahlung, wie z. B. ein Filter, das zwischen der Hochdruckquecksilberdampflampe und dem Wafer eingesetzt wird, verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Wärmebeständigkeit eines entwickelten Fotolackmusters auf einem Halbleiter-Wafer, welches in der Lage ist, ein Gas zu erzeugen, wenn es ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

das Fotolackmuster wird einer ultravioletten Strahlung ausgesetzt, die eine Intensität aufweist, die ausreichend niedrig ist, um zu Beginn des Aussetzens das Gas zu erzeugen und freizugeben, ohne daß Blasen gebildet werden, das Fotolackmuster deformiert wird oder der Fotolackfilm deformiert wird, und

anschließend wird die Intensität der Ultraviolettstrahlung verstärkt, während das Fotolackmuster weiterhin der ultravioletten Strahlung ausgesetzt wird, ohne daß eine Deformation durch das am Beginn des Aussetzens erzeugte und frei gegebene Gas erfolgt.