(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の外側領域の周りにレジストのない部分を連続したリング状に設ける方法を提供する。【解決手段】紫外線放出口ＵＶＳが、既にｉ線紫外線放射で露光されたレジスト１の領域と、以前に照射を受けた領域１を囲むレジストＲの部分も照射する。深紫外線放射線でレジストＲを照射することで、層３が形成される。この層３は、他のプロセスの間で、架橋によって形成される重合層である。レジストＲ内のＩＣＡは、ノバテック構造でエステルを形成する。残留するＰＡＣ重合体がノバテック構造で結合を形成する（例えば、加硫プロセスが起こる）。重合層３は、ＭＩＢ現像液またはＭＩＦ現像液内で溶解しない。さらに、重合層３は、紫外線に対して非感光となる。【選択図】図２ｂ
2008153637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板上にリングシールを形成する方法であって、基板上にリング状のレジストを深紫外線放射で照射することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リング状レジストからパターンを除去するため、または照射されたリング状レジストにパターン付与されることを防止するために、前記リング状のレジストが照射されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記深紫外線放射の波長が、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、２５０ｎｍまたは２７５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記深紫外線放射の波長が、前記リング状レジストに架橋を起こさせるか、または重合を発生させるのに十分な波長であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
レジストに照射して架橋された層または重合した層を形成することを含み、架橋層または重合層が、後にレジストが現像されるとき、層の下に位置するレジストの現像を防止するのに十分な厚さであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記架橋層または重合層が、少なくとも２００ｎｍの厚さであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
深紫外線放射放出口に対して基板を回転させて、深紫外線放射で前記リング状レジストを照射することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
基板の周りに深紫外線放射放出光を移動させ、深紫外線放射で前記リング状レジストを照射することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板上のレジストを放射で露光してレジストにパターンを付与することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記リング状のレジストを深紫外線放射で照射した後に、基板を放射で露光することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記リング状のレジストを深紫外線放射で照射する前に、基板を放射で露光することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
露光放射線がｉ線、ｇ線、ｈ線、または広域紫外線放射であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
露光放射線が、深紫外線放射の波長よりも長い波長を有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記リング状レジストを加熱することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記リング状レジストを深紫外線放射で照射する前、照射中、または照射後に、前記リング状レジストを加熱することをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
深紫外線放射による照射が起こるとき、前記リング状レジストの近傍にガスを導くことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガスが窒素であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
レジストでコーティングされた基板のベーキングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
レジストが放射で露光された後に、レジストでコーティングされた基板のベーキングをすることをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
基板上のリング状レジストを深紫外線放射で照射することによって、少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板上にリングシールを形成することを含むリソグラフィ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この仮出願でない出願は、２００６年１１月２１日に出願された米国仮出願第６０／８６０，２１４号の利益と優先権を主張し、その全ての内容が参照により本出願に援用される。
【０００２】
本発明は、リソグラフィ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。この場合、マスク、レチクルとも呼ばれるパターニング用デバイスを用いて、ＩＣの個々のレイヤに対応する回路パターンを生成することができ、照射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコンウェハ）上の目標部分（例えば、一つまたは複数のダイの部分からなる）にこのパターンを転写することができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接する目標部分のネットワークを有する。既知のリソグラフィ装置には、いわゆるステッパといわゆるスキャナとがある。ステッパでは、各目標部分にパターンの全体を一度に露光することによって、各目標部分が照射される。スキャナでは、所与の方向（「走査」方向）にビームを用いてパターンを走査する一方、この方向と平行にまたは逆平行に基板を同期させて走査することによって、各目標部分が照射される。
【０００４】
ある状況では、例えば基板の外側領域上のレジストの特定部分を容易に除去可能とすることが望ましい場合もあり得る。外側領域は、例えば基板の周縁領域（例えば端の領域）であってもよい。
【０００５】
ＩＣを「パッケージング」（すなわち基板上へ搭載）するとき、このような状況の一つが生じる。従来、ＩＣを基板に接続するためには導線を使用していた。しかしながら、近年、導線で結合しなくてはならない場所間の距離が次第に小さくなり、ワイヤボンディングの使用がより困難になっている。ＩＣを基板に接続するために、結線の代わりに、フリップチップバンピングとして知られるプロセスが用いられることが多くなっている。フリップチップバンピングでは、基板の各ＩＣ上の特定の位置にはんだ（または、一部の他の金属）が配置される。基板を反転し、例えばはんだを加熱して溶かし再び冷却することで、別の基板と結合される。
【０００６】
はんだ（または、他の金属）自体をリソグラフィプロセスによって特定の場所に配置してもよい。このようなプロセスでは、複数のＩＣを備えられる基板は、照射感受性材料（レジスト）の層を有している。リソグラフィ装置を使用して、ソルダー「バンプ」が必要とされる特定の位置にレジストを照射し、続いてレジストを選択的に除去することができる。当業者は、ポジティブ型またはネガティブ型のいずれを使用するかに応じて、これら領域が照射領域でも非照射領域でもよいことを理解するであろう）。続いて、ＩＣに電気メッキ（electroplating）ステップを施して、特定の位置でＩＣにはんだを塗布してもよい。理解されるように、この電気メッキプロセスは、金属を堆積する対象物に対して電気接続を行う必要がある。したがって、電気メッキステップでは、電気接続をするために、レジストのない（レジストフリーの）基板領域が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような電気接続をするにはレジストのない単一の点を準備すれば十分であるとも言えるが、基板の外側領域の周りにレジストのない部分を連続したリング状に設けることが有利な場合もある。このような態様によって、さらに信頼性の高い電気接続が可能となり得る。さらに、基板の外縁部の周りに連続したレジストのないリングを設けることで、レジストのない領域を使用して電気メッキバスの形成が便利になる。例えば、基板のレジストのない領域に直立の壁を設置すれば、基板で電気メッキ槽の底を作ることができる。
【０００８】
例えば、基板に対する良好な電気接続を保証するためには、レジストフリーのリングは連続であり、レジストがなく汚染のない状態とすべきである。この保証を補助するために、基板のパターン付与された領域がレジストのない領域（または、後にレジストのない領域とされる予定の領域）に進入しないか、または直接隣接しないようにすることが有利であり得る。これは、基板のパターン付与された領域の処理で使用される化学物質や溶剤などが、レジストのない領域に漏れ出ないようにするためである。パターン付与された領域の周囲にバリアまたはシール（リングシールと呼ぶ）を形成することで、このような漏出を防止することができる。
【０００９】
例えば、このようなリングシールを形成するための新規な装置および方法を低供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、リングシール形成装置提供される。この装置は、少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板を保持するようにされた基板ホルダと、レジストの領域を照射するように構成された深紫外線照射放出口と、を備え、基板ホルダと深紫外線放射放出口との会田の相対移動が可能であり、リングシール形成装置の使用時に、深紫外線照射放出口により照射されるレジスト領域がリング形状となるように、相対移動が調整される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によると、リングシール形成装置を備えるリソグラフィ装置が提供される。リングシール形成装置は、少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板を保持するようにされた基板ホルダと、レジストの領域を照射するように構成された深紫外線照射放出口と、を備える。基板ホルダと深紫外線照射放出口とは、レジストをリング状に加熱してリングシールを形成するために、基板ホルダと深紫外線照射放出口との間で相対移動可能であるように構成されている。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によると、基板上でリング状のレジストを深紫外線照射で照射することによって形成されたリングシールを備える基板が提供される。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によると、少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板上にリングシールを形成する方法が提供され、この方法は、基板上でリング状のレジストを深紫外線照射で照射することを含む。
【００１４】
本発明のさらに別の態様によると、基板上でリング状のレジストを深紫外線照射で照射することによって、少なくとも一部がレジストでコーティングされた基板上にリングシールを形成することを含むリソグラフィ方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して、例示のみを目的として本発明の実施形態を以下に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の特定の実施形態に従ったリソグラフィ装置を模式的に示す。この装置は、以下の構成要素を含む。
【００１７】
照射ビームＰＢ（例えば、紫外線照射または深紫外線照射）を調整する照明系（照射器）ＩＬ。
【００１８】
パターニング用デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持し、ＰＬに対してパターニング用デバイスを正確に位置決めするよう第１位置決め装置ＰＭに接続される支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ。
【００１９】
基板（例えば、レジストコートされたウェハ）Ｗを保持するよう構成され、ＰＬに対して基板を正確に位置決めするよう第２位置決め装置ＰＷに接続される基板テーブル（例えば、ウェハテーブル）ＷＴ。
【００２０】
基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つまたは複数のダイからなる）に、パターニング用デバイスＭＡによって照射ビームＰＢに与えられたパターンをイメージングするように構成された投影系（例えば、屈折投影レンズ）ＰＬ。
【００２１】
基板Ｗの少なくとも一部をコーティングしているレジストの選択された部分を加熱するよう構成された加熱装置ＨＤ。この意義については、以下でより詳細に説明する。
【００２２】
図示するように、リソグラフィ装置は透過型（例えば、透過型マスクを使用）である。代替的に、リソグラフィ装置は反射型（例えば、上述したタイプのプログラム可能なミラーアレイを使用）であってもよい。
【００２３】
本明細書で使用される「パターニング用デバイス」という用語は、照射ビームの断面にパターンを与え、基板の目標部分にパターンを形成するために使用可能であるデバイスを参照するものとして、広く解釈されるべきである。照射ビームに与えられるパターンが、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応していなくてもよいことに注意する。通常、照射ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、目標部分に作成されるデバイス内の特定の機能層と対応している。
【００２４】
パターニング用デバイスは、透過型でも反射型でもよい。パターニング用デバイスの例には、マスク、プログラム可能なミラーアレイ、プログラム可能なＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィ分野では周知であり、バイナリマスク、交互位相シフト（alternating phase-shift）マスク、ハーフトーン型位相シフト（attenuated phase-shift）マスク、および様々なハイブリッド型マスクタイプなどのマスクタイプがある。プログラム可能なミラーアレイの例では、小型ミラーがそれぞれ個別に傾斜して入射する照射ビームを異なる方向に反射させることが可能な、小型ミラーのマトリックス配列を使用する。このようにして、反射されたビームにパターンが付与される。
【００２５】
支持構造は、パターニング用デバイスを支持する。支持構造は、パターニング用デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、例えばパターニング用デバイスが真空環境に保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニング用デバイスを保持する。支持構造は、機械的クランプ、バキューム、または真空条件下での静電気クランプなどの他の固定技術を使用することができる。支持構造は、フレーム状またはテーブル状であってもよく、例えば、必要に応じて固定されていても移動可能でもよい。支持構造により、例えば投影系に対してパターニング用デバイスを確実に所望の位置に配置することができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語のいかなる使用も、より一般的な用語である「パターニング用デバイス」と同義であるとみなしてよい。
【００２６】
本明細書で使用される「投影系」という用語は、例えば、使用中の露光照射に適した、あるいは液浸の使用または真空の使用といった他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む様々なタイプの投影系を包含するものとして広く解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語のいかなる使用も、より一般的な用語である「投影系」と同義であるとみなしてよい。
【００２７】
照明系は、照射ビームの進行方向を決め、成形し、または制御するための屈折光学部品、反射光学部品、または反射屈折光学部品を含む様々な種類の光学部品で構成されており、このような部品は、以下において集合的にまたは単独で「レンズ」と呼ばれることもある。
【００２８】
リソグラフィ装置は、二つの基板テーブルを有するタイプ（デュアルステージ）であっても、より多数の基板テーブル（および／または二つ以上の支持構造）を有するタイプであってもよい。このような「マルチステージ」の装置では、追加のテーブルおよび／または支持構造を並列して使用してもよいし、または、一以上のテーブルおよび／または支持構造に対して準備ステップを実行する一方、一以上の他のテーブルおよび／または支持構造を露光用として使用してもよい。
【００２９】
リソグラフィ装置は、投影系の最終構成要素と基板の間の空間を満たすように、比較的屈折率の高い液体（例えば、水）の中に基板が浸されているタイプの装置であってもよい。リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影系の最初の構成要素との間にも液浸を適用してもよい。液浸技術は、投影系の開口数を増大する技術として周知である。
【００３０】
照明器ＩＬは照射源ＳＯから照射ビームを受け取る。例えば照射源がエキシマレーザである場合、照射源とリソグラフィ装置は別個のものであってもよい。この場合、照射源はリソグラフィ装置の一部を形成するとはみなされず、例えば適切な配向ミラー（directing mirror）および／またはビーム・エキスパンダを備えるビーム伝送系ＢＤを用いて、照射源ＳＯから照明器ＩＬに照射ビームが渡される。他の場合、例えば照射源が水銀灯である場合、照射源はリソグラフィ装置と一体的な部品であってもよい。照射源ＳＯと照明器ＩＬ、必要であればビーム伝送系ＢＤを合わせて、照射系と称してもよい。
【００３１】
照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節するための調節手段ＡＭを備えてもよい。一般に、照明器の瞳面における強度分布の外径範囲および／または内径範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を少なくとも調節することができる。加えて、照明器ＩＬは、インテグレータＩＮおよび集光器ＣＯ等の様々な他の構成要素を通常備えている。照明器は、その断面において所望の均一性および強度分布を有する調節された照射ビームＰＢを提供する。
【００３２】
照射ビームＰＢは、支持構造上に保持されたパターニング用デバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射する。パターニング用デバイスＭＡを横切ると、ビームＰＢは投影系ＰＬを通過し、そこでビームが基板Ｗの目標部分Ｃに合焦される。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動して、例えば異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置することができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示せず）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械的復帰の後にまたは走査中に、ビームＰＢの経路に対してパターニング用デバイスＭＡを正確に配置することができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を形成する長ストロークモジュール（粗い位置決め）と短ストロークモジュール（微細な位置決め）を用いて達成することができる。しかしながら、ステッパの場合には、スキャナとは対照的に、支持構造ＭＴが短ストロークのアクチュエータにのみ接続されていてもよいし、または固定されていてもよい。パターニング用デバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とを用いて、パターニング用デバイスＭＡと基板Ｗを位置合わせしてもよい。
【００３３】
図示する装置は、以下の好適なモードで使用することができる。
【００３４】
１．ステップモードでは、支持構造ＭＴと、基板テーブルＷＴとが本質的に静止状態を保つ一方、ビームＰＢに与えられたパターン全体が目標部分Ｃ上に一度に投影される（つまり、単一の静的露光）。続いて、基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動して、異なる目標部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光領域の最大サイズにより、単一の静的露光で像が与えられる目標部分Ｃのサイズが制限される。
【００３５】
２．走査モードでは、支持構造ＭＴと基板テーブルＷＴとが同期して走査される一方、ビームＰＢに与えられたパターンが目標部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影系ＰＬの倍率（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光領域の最大サイズが単一の動的露光における目標部分の（非走査方向における）幅を制限するのに対して、走査移動の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
【００３６】
３．他のモードでは、支持構造ＭＴが、プログラム可能なパターニング用デバイスを本質的に静的に保持し続ける。基板テーブルＷＴが移動すなわち走査する一方、ビームＰＢに与えられたパターンが目標部分Ｃ上に投影される。このモードでは、通常、パルス照射源が使用され、基板テーブルＷＴの毎回の移動後に、または走査中の連続する照射パルスの間に、プログラム可能なパターニング用デバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上述したようなプログラマブルミラーアレイなどのプログラム可能なパターニング用デバイスを利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。
【００３７】
上述の使用モードの組み合わせおよび／または変形や、または全く異なる使用モードも利用することができる。
【００３８】
上述のリソグラフィ装置を使用して、フリップチップバンピングのソルダーバンプを形成することができる。パターニング用デバイスＭＡは、所望のソルダーバンプを構成するパターンを備えている。このパターンは、基板Ｗ上に設けられるレジストの厚い層（すなわち、従来のリソグラフィで使用されるレジストの層よりも厚い層）の上にイメージングされる。続いて、レジストが現像および処理され、その結果、ソルダーバンプが必要となる場所に凹部が形成される。続いて、レジストの凹部内にはんだが電気メッキされる。レジストが除去され、基板の最上面からソルダーバンプが上方に突出するようになる。
【００３９】
したがって、本明細書における「基板」への言及が、複数の被処理層（例えば、ＩＣを形成する層）を既に有する基板を含むことは明らかである。
【００４０】
上述したように、パターン付与された領域が、レジストのない領域（あるいは、その後レジストのない領域とされる予定の領域）に進入したり、または直接隣接したりするのを防止することが有利である場合がある。
【００４１】
図２ａは、ポジティブ型のレジストＲでコーティングされた基板Ｗに対する紫外線放出口ＵＶＳを示す。紫外線放出口ＵＶＳは、例えば光ファイバまたはミラー装置によって２５０ｎｍ（すなわち、深紫外線（ＤＵＶ）放射）の波長で照射をするように構成された紫外線源に接続される。紫外線源は、基板の近傍の紫外線放出口ＵＶＳから離して配置される。あるいは、紫外線放出口ＵＶＳが紫外線源自身であってもよい。レジストＲはｉ線レジストである。これは、ｉ線放射（例えば、３６５ｎｍ／４３６ｎｍ）で照射することでレジストにパターン付与できることを意味する。例えば、パターン化マスクまたはレチクル（図２ａに示さず）を通してレジストを照射することによって、レジストＲに既にパターンが付与されたことが、図２ａから理解できる。
【００４２】
図２ａは、レジスト１の照射を受けた部分を示す。これらの照射を受けた部分１は互いに離れており、レジストＲの全体に広がることが理解できる。当分野で既知のように、レジストＲには３つの基本要素がある。すなわち、樹脂（ノボラック）、感光剤（光活性化合物（ＰＡＣ）、Diazonaphthoquinone（ＤＮＱ））、および溶媒である。ＵＶ照射で露光されると、ＤＮＱ分子が活性化され、水の存在下で、インデンカルボン酸（ＩＣＡ）として知られる化合物を生成する窒素ガスを放出する。ＩＣＡは極性分子であり、したがって、金属イオンフリー（ＭＩＦ：metal ion free）の現像液および金属イオン保持（ＭＩＢ：metal ion bearing）の現像液などの基本水溶液に非常に良く溶ける。ノボラック樹脂の可溶性は、ＩＣＡの存在下では劇的に強化される。このように、ｉ線紫外線照射で露光された樹脂Ｒの部分１は、通常、適当な現像液を使用して容易に除去できる。
【００４３】
基板Ｗの外縁部に、レジストのない領域２が設けられており、基板Ｗへの電気接続を容易に行うことができる。
【００４４】
使用時に、紫外線放出口ＵＶＳは、基板Ｗ上のレジストＲに対して配置される。紫外線放出口ＵＶＳは、紫外線放出口ＵＶＳを移動させるか、基板Ｗを移動させるか、または紫外線放出口ＵＶＳと基板Ｗの両方を移動させることによって、レジストＲの適当な部分に関連して配置することができる。
【００４５】
図２ｂは、紫外線放出口ＵＶＳから発せられる紫外線放射によって照射を受けているレジストＲの外縁部を示す。紫外線放出口ＵＶＳが、既にｉ線紫外線放射で露光されたレジスト１の領域を照射することが分かる。紫外線放出口ＵＶＳはまた、以前に照射を受けた領域１を囲むレジストＲの部分も照射する。深紫外線放射線でレジストＲを照射することで、層３が形成される。この層３は、他のプロセスの間で、架橋によって形成される重合層である。レジストＲ内のＩＣＡは、ノバテック構造でエステルを形成する。残留するＰＡＣ重合体がノバテック構造で結合を形成する（例えば、加硫プロセスが起こる）。重合層３は、ＭＩＢ現像液またはＭＩＦ現像液内で溶解しない。さらに、重合層３は、紫外線に対して非感光となる。
【００４６】
紫外線放出口ＵＶＳによるレジストＲの領域の照射は、露光後ベークの前および／または後に行われてもよい。紫外線放出口ＵＶＳによってレジストＲの適当な領域を照射した後に行われる露光後ベークにより、重合層３の架橋が強化され、またレジストＲの熱安定性が強化される。
【００４７】
図２ｃは、現像されるときのレジストＲを示す。現像プロセスにより、ｉ線紫外線によって照射を受けた大多数の領域１が除去されたことが分かる。レジストＲの現像により、図２ａおよび図２ｂに示すレジストの照射を受けた領域１はもはや存在せず、代わりに、レジストＲの隙間またはくぼみ４で置き換えられたことが分かる。現像プロセスにより、ｉ線紫外線による照射を受けたレジスト領域１の大部分が除去されたにもかかわらず、ｉ線照射を受けたレジスト１の一領域が残っていることが分かる。残留したｉ線照射を受けたレジスト１の領域は、重合層３の下に位置する。重合層３は現像液内で溶解しないので、ｉ線照射にさらされた領域１が現像されることを防止したのである。したがって、紫外線放出口ＵＶＳを使用して、レジストＲの外縁部を深紫外線放射にさらしたことにより、レジストのない領域２とレジストＲのパターン付与領域４との間に非パターン付与領域が形成される。したがって、重合層３は、基板Ｗのパターン付与領域が、レジストのない領域２に進入したり、または直接隣接したりしないようにする。これは、例えば、基板Ｗのパターン付与領域のプロセスで使用される化学物質や溶剤が、レジストのない領域２に漏れ出すことがないことを意味する。したがって、重合層３はシールを形成する。
【００４８】
上述したように、基板Ｗの周縁部の周りにシールが延びること、すなわちシールがリング形状であることを確実にすることが望ましい。図３ａないし図３ｃは、このようなリングシールを形成可能な方法を示す。
【００４９】
レジストのない領域２は、基板Ｗの周縁部に広がることが分かる。レジスト１の部分は、上述したように、ｉ線紫外線放射にさらされている。図３ａでは、紫外線放出口ＵＶＳが基板Ｗの中心に対して半径方向に移動可能であることが分かる。紫外線放出口ＵＶＳは、基板Ｗの中心周りをさらに移動可能（すなわち、リング状に）でもよいし、あるいは中心周りのみ移動可能であってもよい。紫外線放出口ＵＶＳがこのように移動可能であるので、円弧状またはリング状のレジストＲを深紫外線放射線で照射することができる。この円弧またはリングの厚みは、紫外線放出口ＵＶＳの適切な半径方向移動により制御可能である。図３ｂでは、紫外線放出口ＵＶＳの半径方向移動が可能であるが、紫外線放出口ＵＶＳは、（一実施形態では可能であった）基板Ｗの中心周りに移動可能ではない。その代わり、基板自身が回転して、レジストＲの異なる領域を紫外線放出口ＵＶＳと基板Ｗの間に移動させることができる。基板Ｗは、基板を適所に保持する基板テーブルまたは基板ホルダ（図２および図３に示さず）により回転させることができる。図３ｃは、図３ａまたは図３ｂのプロセスを用いて露光後に、重合したリング形状の層３が形成されることを示す。上述したように、リング形状の重合層３にはパターンが付与されていないことが分かる。さらに、重合層は現像液内で溶解せず、紫外線放射に対して非感光である。リング形状の重合層３はリングシールである。
【００５０】
上述の装置および方法によって形成された重合層３は、重合層３の下に位置するレジストを現像から防止するのに十分な厚さがある限り、任意の所望の厚さであってよい。レジストＲの典型的な厚さは、５μｍから２００μｍ厚であってよい。対照的に、重合層３は、例えば２００ｎｍから２μｍの厚さであってよい。重合層３が厚くなるほど、強度が高くなる。例えば、重合層３が厚くなるほど、現像液に対して一層強固となる。しかしながら、重合層３が厚くなるほど、（後の処理ステップで必要となり得る）重合層の除去が困難になる。重合層３は、化学物質を使用して層を除去することが不可能であるような、または少なくとも非常に困難であるような厚さであってもよい。重合層３がプラズマを使用してのみ除去可能であることもある。重合層３が薄くなるほど、適切な化学物質を使用して除去が容易になる。しかしながら、薄い重合層３は、より厚い層ほど強度が強くなく、また現像液内での溶解の影響をより受けやすい。
【００５１】
リングシールを形成するプロセスの一例を、図４ａに示す。最初に基板が準備される、例えば清浄にされることが分かる。次に、ｇ線、ｈ線、ｉ線または広域フォトレジストで基板がコーティングされる。それから、ｇ線、ｈ線、ｉ線または広域紫外線放射にレジストをさらすことによってレジストにパターンが付与される。続いて、重合層を形成すべくリング状のレジストを深紫外線放射にさらすことによって、リングシールが基板上に形成される。続いて露光後ベークが実施され、重合層の架橋を強化し、またレジストの熱安定性を強化する。その後、レジストが現像される。しかしながら、重合層は紫外線に対して非感光であるので、露光プロセスが逆であってもよい。例えば、原則として、レジストＲの適切な領域が深紫外線放射にさらされて、例えばリングシールを形成し、その後、レジストＲの残りの部分がｉ線放射にさらされてレジストＲ内に所望のパターンを形成する。重合層３は紫外線に対して非感光なので、ｉ線放射によってパターン付与されることがない。したがって、リングシールが傷つけられることはない。
【００５２】
リングシールを形成する別のプロセスが図４ｂに示される。最初に基板が準備される、例えば洗浄されることが分かる。次に、ｇ線、ｈ線、ｉ線または広域フォトレジストで基板がコーティングされる。リング状のレジストを深紫外線放射にさらして重合層を形成することによって、基板上にリングシールが形成される。続いて、ｇ線、ｈ線、ｉ線または広域紫外線放射にレジストをさらすことによって、（リングシールを形成していない）レジストにパターンが付与される。続いて露光後ベークが実施され、重合層の架橋が強化され、またレジストの熱安定性が強化される。続いて、レジストが現像される。
【００５３】
例えばｉ線放射でパターン付与する前に、レジストＲを深紫外線放射にさらす場合、重合層３を形成するために低ドースの深紫外線放射が必要である。必要なドース量が低いので、重合層３の形成をより迅速に実施でき、またはより低い強度の紫外線源ＵＶＳを使用することができる。しかしながら、深紫外線放射への露光は、基板ＷとレジストＲにわずかに歪みを起こしうる熱を生成するので、例えばｉ線を使用してパターンを付与した後に、レジストＲを深紫外線放射にさらすことが望ましいかもしれない。これは、レジストＲに歪んだパターンを付与する可能性を低減する。
【００５４】
紫外線放出口ＵＶＳから発せられる放射を制御するために、レンズおよび／またはミラーシステムを設けてもよい。例えば、レンズおよび／またはミラーシステムは、紫外線放出口ＵＶＳから発せられる放射ビームの幅または断面形状を制御してもよい。レンジおよび／またはミラーシステムを使用して、０．５ｍｍから３ｍｍの間の直径を有する放射ビームを形成してもよい。基板の中心に関して半径方向に紫外線放出口ＵＶＳを移動させる代わりに、または移動させるとともに、レンズおよび／またはミラーシステムを使用して、リングシール（すなわち重合層３）の幅を定めてもよい。あるいは、他の方法でシールリングの幅を定めてもよい。例えば、例えば紫外線放出口ＵＶＳをレジストＲに近づけるかさらに遠ざけるように移動させることによって定めてもよいし、または、紫外線源ＵＶＳから発せられる放射の選択された部分をマスクで隠すことによって、定めてもよい。
【００５５】
上述したように、露光後ベークを実施して、重合層３の架橋を改善することができる。露光後ベークの代わりに、またはこれとともに、深紫外線放射にさらされたレジストＲの領域を加熱してもよい。この加熱は、深紫外線露光前、露光中、または露光後に実施してもよい。リングシールを形成することになる領域を直接加熱することで、例えば、架橋（重合）層の架橋特性を改善するとともに、その熱安定性を増加することができる。レジストＲの適切な部分の加熱は、任意の適切な熱源を使用して行うことができる。例えば、移動可能な加熱フィラメントを使用してもよいし、赤外線放射源を使用してもよい。赤外線放射源とともに、放射源から発せられる放射ビームの特性（例えば、幅および形状）を制御可能な単純なレンズシステムまたはミラーシステムを使用してもよい。紫外線放出口ＵＶＳ用の紫外線源と同様に、赤外線放射源は、基板ＷとレジストＲの近隣に配置されてもよいし、または、どこか別の場所に配置して、基板ＷおよびレジストＲの近傍の赤外線放射放出口用の出口へ、例えば光ファイバを介して放射を伝達してもよい。
【００５６】
一部の状況では、温度変化により、加熱プロセスの近傍の機器および材料に悪影響を与える可能性があるため、加熱プロセスの使用が望ましくない場合もあり得る。例えば、架橋プロセスを加速するために深紫外線照射されたレジストの領域を加熱することによって、不注意に隣接レジスト領域を架橋して不溶性としてしまう可能性がある。別の例では、リソグラフィ装置の内部および周囲の装置は、温度変化の影響を極端に受けやすい。わずかな温度変化でさえも、リソグラフィ装置および他の機器、材料等の動作に悪影響を与える可能性がある。したがって、一部の状況では、加熱プロセスと照射プロセスの使用が望ましくないが、代わりに照射プロセスのみを使用する場合もある。
【００５７】
架橋化学反応が発生する環境を変化させることで、架橋プロセスを加速することができる。例えば、化学反応が起こる環境（すなわち、照射領域内）に窒素（または、他の任意の適切なガス）を導入すると、架橋プロセスを加速できるだろう。架橋プロセスが加速する場合、リングシールをより迅速に形成することができる。逆に、例えば、ＯＨ（水酸化物）などの特定のガスまたは化学物質が、架橋化学反応の発生する雰囲気に存在しないことを確実にすることが望ましいこともあり得る。例えば、水酸化物は架橋プロセスを妨げるか、またはレジストが（現像液内で）より溶けやすい化学構造をとることを促進しさえする。このような望ましくないガスおよび化学物質は、例えば、架橋を促進するガス、または不活性ガスを雰囲気中に導入することによって、追い出すことができる。適切な場所、例えばレジストＲが露光される領域に所望のガスまたはパージ用ガスを導くために、ノズルを設けてもよい。レジストＲの上面から、任意のガス排出要素または望ましくないガス、化学物質を排出するために、排気装置を設けてもよい。
【００５８】
上述の例では、ｉ線紫外線でレジストを照射することによって基板Ｗ上のレジストＲにパターンが付与されることを説明した。しかしながら、任意の適切な放射線も使用できることは認められよう。例えば、使用する放射線は、ｉ線、ｇ線、ｈ線または広域紫外線であってもよい。レジストにパターン付与するために用いる放射は、レジスト自体の性質に依存することは認められよう。
【００５９】
上述の例では、レジストＲを照射し重合層３を形成するために使用される深紫外線放射が２５０ｎｍの波長を有することを述べた。しかしながら、深紫外線領域内の任意の波長を有する紫外線放射を使用可能であることが認められよう。２４０ｎｍから３００ｎｍの範囲の波長を有する深紫外線放射を使用することができる。より具体的には、２４８ｎｍ、２７５ｎｍ、１９３ｎｍ等の波長を有する深紫外線放射を使用することができる。機能的に必要であるのは、シールを形成するために使用される放射が、現像液内で溶解せず、かつ、ＵＶ放射へのさらなる露光によるパターン付与に対して非感光であり得る重合層をレジスト内に形成可能であるという点だけである。放射は、深紫外線放射または他の任意の適切な放射でもあってもよい。
【００６０】
上述の例では、紫外線放出口ＵＶＳが、レジストＲの特定の部分に向けて放射を発するものとして示した。これは必須ではなく、レジストＲの適切な部分を照射する別の方法も可能であることは認められよう。例えば、レジストＲの特定領域のみが深紫外線放射にさらされるようにするマスクを採用してもよい。マスクにより覆われないレジストＲの部分（すなわち、深紫外線放射にさらされない部分）は、一般的に、架橋し、現像液内で溶解しなくなり、ＵＶ放射へのさらなる露光に対して非感光となる。
【００６１】
図１ないし図３において、紫外線放出口ＵＶＳを、リソグラフィ装置に組み込まれる機器の別の部品であるものとして説明した。しかしながら、紫外線放出口ＵＶＳがリソグラフィ装置から独立していてもよいことは認められよう。この場合、深紫外線放射に対するレジストＲの露光は、リソグラフィ装置の外部で実施されてもよい。例えば、ベーキングプロセスの前後にプレ位置合わせステージまたは位置合わせ場所で実施されてもよいし、または、エッジビード除去装置等の装置の別の場所で実施されてもよい。
【００６２】
単一の照射源（例えば、図１の放射源ＳＯ）によりレジストＲにパターン付与し、また（異なる時間、およびもしかすると異なる波長で）レジストＲの領域を架橋して、現像液内で溶解せず、ＵＶ放射に対して非感光とすることができる。例えば、一つの波長で放射源がレジストＲにパターンを付与し、別の波長でレジストＲの部分を架橋するように、放射源ＳＯの波長を変更することができる。これは、一つまたは複数の適切なフィルタの使用により達成可能である。
【００６３】
上述の実施形態では、照射プロセスを使用して重合したリング形状層３を形成することを示した。しかしながら、任意の適切なパターンを形成できることは認められよう。例えば、半円や他の円弧型パターン、矩形、楕円形等のリングまたは形などである。
【００６４】
フリップチップバンピングに関して上述の装置および方法を説明した。しかしながら、フリップチップバンピングに限られず、任意の所要の目的に本装置および本方法を使用できることは認められよう。本装置および本方法は、特に、レジストをリング状または円弧状に加熱する必要があるアプリケーションに適している。
【００６５】
ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導および検出パターン（guidance and detection pattern）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツールまたは検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。
【００６６】
本明細書で使用される「照射」および「ビーム」という用語は、あらゆるタイプの電磁気照射、例えば、紫外線（ＵＶ）照射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、極紫外線（ＥＵＶ）照射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子線を包含する。
【００６７】
本発明の特定の実施形態について上述したが、説明した以外の方法で本発明を実施できることが認められよう。明細書の記載は本発明の限定を意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２ａ】基板と、本発明の一実施形態によるリングシール形成装置とを示す図である。
【図２ｂ】基板と、本発明の一実施形態によるリングシール形成装置とを示す図である。
【図２ｃ】基板と、本発明の一実施形態によるリングシール形成装置とを示す図である。
【図３ａ】本発明の実施形態の動作原理を示す図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態の動作原理を示す図である。
【図３ｃ】本発明の実施形態の動作原理を示す図である。
【図４ａ】リングシールを形成するために実施可能な本発明の実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図４ｂ】リングシールを形成するために実施可能な本発明の実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図１】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【外国語明細書】
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