Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines organischen
Überzugs, und insbesondere ein Verfahren zur Entfernung eines Photolackfilmes,
nämlich einer organischen makromolekularen Verbindung, die bei der Herstellung
von Halbleitervorrichtungen mittels Photolithographie ohne Beschädigung der
Halbleitervorrichtung verwendet wird.
Stand der Technik
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung wie
beispielsweise einem IC, LSI, etc., wird eine organische photosensitive makromolekulare
Verbindung auf ein Halbleitersubstrat, wie beispielsweise Silizium, oder ein
Glassubstrat beschichtet, um ein feines elektrisches Element oder einen Schaltkreis zu
bilden, wonach es einer ionisierenden Strahlung wie beispielsweise einer
Ultraviolettstrahlung durch eine Photomaske, in welcher ein Muster, wie beispielsweise
ein vorbestimmter Schaltkreis ausgebildet ist, ausgesetzt wird. Anschließend wird
der Photolack entwickelt und ein positives oder negatives Schaltkreismuster wird
auf dem Photolack auf dem Substrat hergestellt, ein Film wird auf dem Substrat
ohne dem Photolack mittels SVD, Sputtern, etc. gebildet. Oder es wird eine
chemische Atzung, RIE (reaktives Ionenätzen), Diffusion durch Erwärmen eines
Fremdkörperelements oder eine Ionenimplantation durchgeführt. Wenn eine Serie
von Verfahrensschritten abgeschlossen ist, wird der Photolackfilm auf dem
Substrat in einem chemischen Verfahren entfernt. Bei einem Verfahren zur
Herstellung von IC und LSI wird, nach verschiedenen Verfahrensschritten zum
Beschichten dieses Photolacks, der Photolackfilm nicht nur in einem einzelnen
Verfahrensschritt, sondern mittels mehrerer Verfahrensschritte entfernt.
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Zur Entfernung des Photolackfilmes werden verschiedene Verfahren angewandt,
und es ist erforderlich, den Photolackfilm vollständig zu entfernen, da die
nachfolgenden Verfahrensschritte nachteilig beeinflußt werden, wenn die Entfernung des
Photolacks unvollständig ist. Insbesondere in dem Fall, daß die Linienbreite eines
zu bildenden Schaltkreises einer Halbleitervorrichtung infolge der Einführung
höher integrierter Halbleitervorrichtungen in den letzten Jahren feiner ist, ist der
Einfluß
von Rückständen des Photolackfilmes stärker als im Falle niedriger
Integration, und es ist notwendig, ihn vollständig zu entfernen.
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Verschiedene Verfahren werden für die Entfernung des Photolackfilmes
verwendet, einschließlich eines Naßverfahrens, bei dem eine chemische Lösung
verwendet wird, und eines Trockenverfahrens, bei dem ein Sauerstoffplasma verwendet
wird.
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Bei einem Naßverfahren zur Entfernung des Photolackfilms wird normalerweise
Schwefelsäure verwendet, die gewöhnlich mit Wasserstoffperoxid vermischt wird,
um die Oxidationsfähigkeit der Schwefelsäure zu erhöhen.
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In dem Fall, in dem der Photolackfilm mittels einer Mischlösung aus
Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid entfernt wird, wird eine chemische Lösung wie
beispielsweise Schwefelsäure, die auf dem Film gebunden ist, nach der Entfernung
des Photolackfilmes entfernt, wobei ultrareines Wasser für die Entfernung und
Reinigung des Rückstandes verwendet wird.
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Um einen organischen Film in einem normalen Naßverfahren zu entfernen,
werden eine Vielzahl von Wafern 2 mit organischen Filmen 1, die auf ihnen
aufgebracht sind, in eine Waferkassette 3 eingebracht, und diese wird für eine
bestimmte Zeitspanne in einem Behandlungstank 5, der mit einer Behandlungslösung 4,
wie beispielsweise einer Mischlösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid
gefüllt ist, eingetaucht, wie in Fig. 1(A) gezeigt. Dann wird sie in einen Spültank 6
mit ultrareinem Wasser eingetaucht, um die auf dem Substrat oder dem übrigen
Photolackfilm anhaftende chemische Lösung zu entfernen. Es gibt verschiedene
Arten von Spültanks, wobei weitestgehend ein Überlauftank verwendet wird, der
mit einem Einlaß 7 für das ultrareine Wasser und einem Auslaß 8 für die Lösung
ausgerüstet ist.
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Bei der Entfernung des Photolackfilms mittels der Mischlösung aus Schwefelsäure
und Wasserstoffperoxid spielt die oxidative Zersetzung des Photolackfilmes
mittels Sauerstoff, der durch die Zersetzung des Wasserstoffperoxids gebildet wird,
eine wichtige Rolle. Um die Oxidationsfähigkeit dieser Mischlösung
aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, eine neue Lösung nachzufüllen durch Entfernung der
Schwefelsäure und des Wasserstoffperoxids, welche durch die
Oxidationszersetzung des Photolackfilmes verbraucht wurden und in ihrer Konzentration
abgenommen haben.
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In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 52-12063 ist ein Verfahren
vorgeschlagen, bei welchem zur Entfernung des Photolackfilms der Schwefelsäure
Ozon zugeführt wird, um den selben Effekt ohne Verarbeitung einer Abfallösung
mit deren Entfernungsfähigkeit oder ohne dem Verfahrensschritt zur Nachfüllung
der Lösung zu erhalten.
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Im Fall eines normalen Photolackfilmes ist es möglich, den Photolackfilm durch
Einleitung von Ozon in die Schwefelsäure, wie oben beschrieben, zu entfernen. In
einigen Fällen jedoch, wenn eine reaktive Ionenätzung durchgeführt wird oder
hochkonzentriertes Arsen bei der Ionenimplantation zum Dotieren von
Verunreinigungen im Halbleiter verwendet wird, wird der Photolackfilm nicht vollständig
entfernt und es verbleibt ein Rückstand. Werden hochenergetische Ionen bei dem
Ionenimplantationsverfahren verwendet, kann Arsen und anderes bei der
Ionenimplantation verwendetes Material mit dem Photolack chemisch reagieren und
der Photolackfilm kann in eine Substanz umgewandelt werden, die nicht leicht zu
oxidieren ist. Im Ergebnis wird die oxidative Zersetzung wegen der
Behandlungslösung verhindert.
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Die zur Behandlung des Photolackfilms verwendete Schwefelsäure ist
hochkonzentriert, und der Wasseranteil in der Behandlungslösung für den Photolackfilm ist
niedrig. Wenn Ozon mit geringerer Löslichkeit in Schwefelsäure in die
Schwefelsäure, die einen geringeren Anteil an Wasser aufweist, eingebracht wird, löst sich
Ozon in der Behandlungslösung kaum. Folglich führt das Einbringen von Ozon in
die Behandlungslösung nicht notwendigerweise zu einer effektiven Verwendung
des Ozons. Demzufolge wird, selbst wenn Ozon in die Schwefelsäure eingebracht
wird, die Oxidationsfähigkeit des Ozons nicht effektiv genutzt.
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Auf der anderen Seite werden bei einer Behandlung mit einer chemischen
Lösung, die Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid enthält, oder einer chemischen
Lösung mit gelöstem Ozon verschiedene Einrichtungen zum Einführen der
chemischen Lösung benötigt, ferner sind Einrichtungen zur Behandlung der Abfallösung
erforderlich. Ferner ist ein Verfahren erforderlich, um die chemische Lösung durch
vollständiges Spülen mit ultrareinem Wasser nach der Verarbeitung der
chemischen Lösung zu entfernen.
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Unter diesen Umständen wird zu Behandlung das Trockenverfahren nun häufiger
verwendet anstelle der Naßbehandlungsmethode, die eine chemische Lösung
benutzt. Ein typisches Trockenverfahren zur Entfernung eines Photolackfilms ist
ein Verfahren, bei dem ein Sauerstoffplasma verwendet wird. Gemäß diesem
Verfahren wird mit hochfrequenter Energie ein Sauerstoffplasma, das eine hohe
Oiydationsfähigkeit besitzt, zur Oxidation des Photolackfilms erzeugt. Während
der Erzeugung des Plasmas aber werden hochenergetisch geladene Partikel und
Ionen erzeugt, und ein dielektrischer Durchschlag tritt auf oder Eigenschaften der
herzustellenden Halbleitervorrichtung werden verschlechtert, weshalb eine starke
Forderung nach einem Trockenverfahren zur Entfernung von Photolack ohne
derartige Probleme besteht.
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Um diese Schwierigkeiten zu bewältigen wird nunmehr ein Verfahren angewandt,
um den Plasmagenerator von der Behandlungseinheit für die Entfernung der
organischen Substanz zu trennen. Ein weiteres Trockenverfahren, bei dem Ozon
verwendet wird, wird zur Entfernung eines organischen Films verwendet, welches
eine hohe Oxidationsfähigkeit nahe dem Fluor hat.
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Fig. 2 zeigt ein Naßverfahren zur Entfernung einer organischen Substanz mittels
Ozon. Ein Wafer 22 wie beispielsweise Silizium, auf dem ein organischer Film 21
aufgebracht ist, wird auf einem Substratträger 25, der mittels einer Heizeinrichtung
24 in einer Behandlungseinrichtung 23 auf 200ºC bis 300ºC gehalten wird,
angeordnet, und ein Gas, mit einer hohen Konzentration an Ozon, welches mittels
eines Ozongenerators 27 erzeugt wird, wird auf den organischen Film durch
Einblasdüsen 26, die in einem oberen Bereich der Behandlungseinrichtung
angeordnet
sind, eingedüst, und der organische Film wird mittels des Ozons entfernt. Um
eine gleichförmige Behandlung des organischen Films zu erreichen, wird der
Substratträger 25 gedreht. Um das Ozon, das anfällig für die thermische
Zersetzung ist, effektiv zu nutzen, werden die Bereiche zum Einbringen und Eindüsen
des Ozons gekühlt, so daß hochzentriertes Ozon in die Behandlungseinrichtung
eingebracht werden kann. Um Ozon, das in dem Gas, welches aus der
Behandlungseinrichtung austritt, zu zersetzen, ist eine Ozonzersetzungseinrichtung 28
vorgesehen.
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Das Trockenverfahren mit Ozon ist ein sehr effektives Verfahren ohne
Beschädigung der Halbleitervorrichtung, und es ist möglich, den Photolackfilm im Falle
eines normalen Photolackfilmes mit der Ozonbehandlung zu entfernen. Wenn
jedoch eine reaktive Ionenätzung durchgeführt wird oder im Falle der Dotierung von
Verunreinigungen wie beispielsweise Arsen bei hohen Konzentrationen mittels der
Ionenimplantation wird der Photolackfilm nicht vollständig entfernt, und es
verbleibt ein Rückstand.
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Selbst in einem solchen Fall ist es möglich, die Behandlung durch Erhöhung der
Heiztemperatur des Substratträgers der Behandlungseinrichtung zu erreichen,
wobei aber das Metall, beispielsweise Aluminium, das bei der
Halbleitervorrichtung verwendet wird, infolge der Wärme unnötigerweise diffundiert und die
Eigenschaften der Halbleitereinrichtung verschlechtert werden können. Folglich besteht
auch bei der Behandlung bei hoher Temperatur ein Problem.
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Bei der Entfernung des organischen Filmes mittels eines Sauerstoffplasmas kann
die lang andauernde Plasmabehandlung die Halbleitervorrichtung nachteilig
beeinflussen, und es besteht ein Problem bei der langdauernden Behandlung mit
Sauerstoffplasma im Fall eines organischen Filmes mit hoher Ionenimplantation
und mit hoher Toleranz zum Sauerstoffplasma.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem
die Entfernung eines Photolackfilmes möglich ist, der in einem Naßverfahren mit
chemischer Lösung schwierig zu entfernen ist, und ferner eines Photolackfilmes,
welcher durch Ionenimplantation verschlechtert ist und der ohne langdauernder
Hochtemperaturbehandlung in einem Trockenverfahren mittels einer kurzzeitigen
Behandlung bei relativ niedriger Temperatur und ohne Beeinträchtigung der
Halbleitereinrichtung schwierig zu entfernen ist.
Offenbarung der Erfindung
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Ein Photolackfilm wird durch Eintauchen in eine Mischlösung, die Schwefelsäure
und Wasserstoffperoxid enthält, gemäß einem normalen Naßverfahren zur
Entfernung eines Photolackfilms behandelt, und/oder ein Trockenverfahren, bei dem
Ozon oder ein Sauerstoffplasma verwendet wird, wird dann bei relativ niedriger
Temperatur in relativ kurzer Zeit ohne Beeinträchtigung der Halbleitereinrichtung
durchgeführt. Ein Substrat, beispielsweise Silizium, von welchem eine organische
Substanz nicht vollständig entfernt worden ist, wird mit ultrareinem Wasser, das
Ozon in gelöstem Zustand und blasenförmig enthält (hierin als "Ozon
beinhaltende Lösung" benannt), gespült. Demzufolge kann ein Photolackfilm nach der
Ionenimplantation, an welchem ein Rückstand anhaftet, der normalerweise mittels
einer normalen Naßbehandlung oder mittels einer Ozonbehandlung nicht
entfernbar ist, vollständig entfernt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 zeigt eine Behandlung zur Entfernung eines organischen Films mit einem
Naßverfahren;
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Fig. 2 zeigt eine Behandlung zur Entfernung eines organischen Films mit einem
Trockenverfahren mittels Ozon;
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Fig. 3 stellt eine Behandlung zur Entfernung mit ultrareinem Wasser, das Ozon
enthält, nach einer Naßbehandlung, bei welcher ein erfindungsgemäßes
Oxidationsmittel verwendet worden ist, dar; und
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Fig. 4 zeigt eine Behandlung zur Entfernung mittels ultrareinem Wasser, das Ozon
enthält, nach einer Trockenbehandlung einer organischen Substanz, bei welcher
Ozon verwendet wird, gemäß der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsform
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Photolackfilm durch Eintauchen in
eine Mischlösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid im Rahmen eines
normalen Naßverfahrens zur Entfernung eines Photolackfilmes behandelt, und
eine Trockenbehandlung mit einem Sauerstoffplasma wird bei niedriger
Temperatur und relativ kurzer Zeit ohne Beeinträchtigung der Halbleitereinrichtung
durchgeführt. Demgemäß wird ein Substrat, beispielsweise Silizium, von welchem eine
organische Substanz nicht vollständig entfernt worden ist, mit einer Lösung
gespült, die Ozon in gelöstem Zustand und blasenförmig (eine Ozon enthaltende
Lösung) enthält, die durch Einbringen von Ozon in ultrareines Wasser hergestellt
worden ist. Im Ergebnis kann ein Photolackfilm nach einer Ionenimplantation mit
daran anhaftendem Rückstand, der bei einer normalen Naßbehandlung oder
Ozonbehandlung nicht entfernbar ist, vollständig entfernt werden.
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Die Ozonbehandlung wird mit behandeltem Prozeßwasser durchgeführt, welches
durch Einbringen eines Gases, das Ozon enthält, in ultrareines Wasser hergestellt
ist. Beim Einbringen von Ozon in ultrareines Wasser wird nicht nur gasförmiges
Ozon verwendet, das von einem Generator für eine stille Entladung erhalten wird,
sondern auch hochkonzentriertes Ozonwasser, das mit einer Elektrolyseeinheit für
Wasser erhalten wird, in welcher hochkonzentriertes Ozonwasser, hergestellt
durch Lösen von gasförmigem Ozon in ultrareinem Wasser im voraus oder eine
Bleidioxidelektrode als Anode und eine Kationentauschermembran vom
Fluororesin-Typ (fluororesin type) als makromolekularer Festelektrolyt verwendet werden.
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Um hochkonzentriertes Ozon in einem Ozongenerator vom Typ einer stillen
Entladung zu erhalten, ist es wünschenswert, dem Ozongenerator ein Gas mit hoher
Sauerstoffkonzentration wie beispielsweise reinen Sauerstoff zuzuführen.
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Da der Photolackfilm bei der Ozonbehandlung durch die stark oxidierende
Wirkung von Sauerstoff, der bei der Zersetzung von Ozon erzeugt wird, oxidiert und
zersetzt wird, ist es möglich, die Behandlung durch Eindüsen von Ozon bei
erhöhter Temperatur des ultrareinen Wassers in einem Ozonbehandlungstank zu
unterstützen. In diesem Fall wird die Temperatur im Ozonbehandlungstank bei 40ºC
bis 100ºC gehalten.
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Wenn die Konzentration des Ozon enthaltenden Gases, das in den
Ozonbehandlungstank eingebracht werden soll, höher ist, kann ein stärkerer Spüleffekt erreicht
werden. Eine porige Platte aus Glas, Keramik etc. mit vielen feinen Poren kann an
einem Bereich, an welchem Ozon in das ultrareine Wasser eingebracht wird,
angeordnet sein. Demzufolge ist es möglich, die Ozonbehandlung durch
Unterstützung der Lösung des Ozon enthaltenden Gases im ultrareinen Wasser durch
erhöhten Kontakt mit dem ultrareinen Wasser infolge der Bildung feiner Blasen
durch die porige Platte zu unterstützen.
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Da Ozon einen sehr hohen Oxidationseffekt besitzt und für den menschlichen
Körper schädlich ist, ist es erforderlich, das im Ozonbehandlungstank austretende
Ozon mittels einer Zersetzungseinrichtung zu Sauerstoff zu zersetzen.
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Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, sowohl positive als
auch negative Photolackfilme zu entfernen.
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Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, die in einem Verfahren zu verwenden ist, in welchem
ein Photolackfilm in ultrareinem Wasser, das Ozon enthält, entfernt wird, nachdem
der Photolackfilm mit einer chemischen Lösung behandelt worden ist. Wie in Fig.
3(A) gezeigt, werden eine Vielzahl von Substraten 32, auf welchen
Photolackfilme aufgebracht sind, in einer Kassette 33 angeordnet, und diese wird für eine
bestimmte Zeit in einen Naßbehandlungstank 34, der mit einer
Behandlungslösung, beispielsweise einer Mischlösung aus Schwefelsäure und
Wasserstoffperoxid, gefüllt ist, eingetaucht, und der Photolackfilm wird mittels eines
Naßverfahrens
entfernt. Anschließend wird die Kassette in einen Ozonbehandlungstank 35,
wie in Fig. 3(B) dargestellt, eingetaucht und behandelt. Der
Ozonbehandlungstank umfaßt ein Zufuhrrohr 36 für ultrareines Wasser, ein Ozonzufuhrrohr 38
für die Zufuhr von in einem Ozongenerator 37 erzeugten Ozon, und ein
Lösungsabflußrohr 39. Die Temperatur der Lösung in dem Ozonbehandlungstank ist
mittels eines Heizers 40 und eines Temperaturregulators 41 auf einen gewünschten
Wert eingestellt.
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Um eine Kontamination des Arbeitsbereichs mit Ozon, das aus dem
Ozonbearbeitungstank austritt, zu verhindern, ist eine Ozonzersetzungseinheit 42 vorgesehen,
womit ein Austritt von Ozon in den Arbeitsbereich verhindert wird.
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Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Behandlung eines Photolackfilms in ultrareinem
Wasser, das Ozon enthält, durch Eindüsen von Ozon, nachdem der Film in einer
Trockenbehandlung mit Ozon behandelt worden ist.
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Wie in Fig. 4(A) gezeigt, ist ein Substrat 52, auf dem ein Photolackfilm 51
aufgebracht ist, auf einem Substratträger 54 in einer Behandlungskammer 53
angeordnet. Der Substratträger 54 ist mittels eines Drehmechanismus 55 rotierbar, und
ein Heizelement 56 ist am Substratträger angeordnet und die Temperatur wird
mittels einer Temperatursteuerung 57 auf einem vorbestimmten Wert gehalten.
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Ein Ozon enthaltendes Gas wird in einem Ozongenerator 58 erzeugt und durch
eine Vielzahl von Injektionsdüsen 59, die dem Substrat gegenüberliegend
angeordnet sind, in Richtung auf die Substratoberfläche eingeblasen. Um die
Zersetzung des Ozon enthaltenden Gases durch die Wärme zu verhindern, werden ein
Kanal in Richtung der Behandlungskammer und die Injektionsdüsen mit einem
Kühlmedium 60 gekühlt, so daß das Gas, das das hochkonzentrierte Ozon
enthält, die Substratoberfläche gleichförmig erreicht.
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In dem Gas, das die Ozonbehandlungskammer verläßt, verbleibt unverbrauchtes
Ozon zusammen mit Kohlendioxid, welches von sich zersetzenden organischen
Substanzen und Wasser gebildet wird, und dies kann nicht abgelassen werden.
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Demzufolge ist es erforderlich, das Gas dann abzulassen, wenn das Ozon mit der
Ozonzersetzungseinrichtung 61, die einen Ozonzersetzungsheizer oder einen
Ozonzersetzungskatalysator beinhaltet, vollständig zersetzt worden ist.
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Im Falle, daß eine Trockenbehandlung mit Ozon in einem Verfahren vom Blattyp
("Ieaf type processing") wie in der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, kann
die Verfahrensgeschwindigkeit wesentlich durch Anordnung einer Vielzahl von
Behandlungskammern in einer Trockenbehandlungseinheit, die Ozon verwendet,
erhöht werden.
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Nachdem die Ozonbehandlung beendet worden ist, wird das Substrat 52 in einer
Kassette 62, wie in Fig. 4(B) gezeigt, eingeschlossen, genau wie im Falle der
Beendigung der Substratbehandlung mit einer chemischen Lösung. Diese wird dann
in den Ozonbehandlungstank 63 eingetaucht, und der Rückstand wird mittels
Ozon enthaltendem Wasser entfernt.
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Der Ozonbehandlungstank umfaßt ein Zufuhrrohr 64 für ultrareines Wasser, ein
Zufuhrrohr 66 für Ozon zum Einbringen von Ozon, das in einem Ozongenerator
65 erzeugt worden ist, und ein Rohr 67 zum Auslassen der Lösung. Die
Lösungstemperatur im Ozonbehandlungstank wird mittels eines Heizers 68 und
eines Temperaturregulators 69 auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt.
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Vorzugsweise wird der Einlaß des Zufuhrrohrs 64 für das ultrareine Wasser in
einem unteren Bereich des Ozonbehandlungstanks und das Lösungsauslaßrohr in
einem oberen Bereich des Ozonbehandlungstanks angeordnet, so daß die
Lösung durch Überlaufen austritt.
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Zur Vermeidung der Kontamination des Arbeitsbereichs mit Ozon, das aus dem
Ozonbehandlungstank austritt, ist eine Ozonzersetzungseinrichtung 70
vorgesehen.
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Im folgenden werden die Merkmale der Erfindung unter Bezugnahme auf
verschiedene Beispiele beschrieben.
(Beispiel 1)
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Auf einem Siliziumwafer mit 150 mm Durchmesser ist ein Positivphotolack
(OFPR-800; Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) mit einer Dicke von 1,5 µm beschichtet
und eine Belichtung und Entwicklung wurden durchgeführt. Anschließend wurde
eine Ionenimplantation mit Arsen in einer Konzentration von 1 · 10¹&sup5;/cm² bis 3 ·
10¹&sup5;/cm² durchgeführt. Der Wafer wurde 5 Minuten in eine Behandlungslösung,
die Schwefelsäure in 90%iger Konzentration und Wasserstoffperoxid in 35%iger
Konzentration in einem Mischungsverhältnis von 4 : 1 enthielt, getaucht. Ferner
wurde er für 5 Minuten bei Raumtemperatur in ultrareines Wasser mit einem Gas,
das eine variierende Ozonkonzentration enthielt, getaucht und anschließend in
fließendem ultrareinen Wasser gespült.
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Die Entfernung des Photolackfilms von der Waferoberfläche wurde nicht
gleichmäßig erreicht, sondern wurde durch das auf der Photolackoberfläche
ausgebildete Muster beeinflußt. Die Erfinder untersuchten ein Verfahren, um die Entfernung
des Photolackfilms zu bewerten und beurteilten sie anhand der folgenden
Methode.
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Die Art der Ablösung ist unterschiedlich, abhängig von der Form, der Linienbreite,
dem Gebiet, etc., und je größer die Linienbreite oder das Gebiet ist, desto seltener
tritt eine Ablösung auf. Demzufolge wurde das Muster zur Beobachtung in vier
Teile unterteilt: einen Identifikationssymbol-Abschnitt (portion with identification
symbol), Kontaktflächen-Abschnitt (pad portion), Kontaktleitungs-Abschnitt (lead
portion) und Verschaltungs-Abschnitt (wiring portion) mit
Ablösungsschwierigkeiten in dieser Reihenfolge. Schließlich wurde der Verschaltungs-Abschnitt zur
Beobachtung unterteilt in einen Bereich der Verschaltungsbahn-Oberseite und einen
Bereich um die Verschaltung.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die vollständige Ablösung des
Photolackfilms ist mit gekennzeichnet, ein teilweise verbleibender Photolackfilm
ist mit einem Δ dargestellt und ein nicht entfernbarerer Photolackfilm ist mit einem
x gekennzeichnet. Der Vergleich wurde ebenso mit Zahlenwerten angestellt,
wobei die vollständige Entfernung 100 beträgt.
Tabelle 1
Arseninfusionskonz. Ozonkonz. Identifikationssymbol Kontaktfläche Verschaltg. Gesamtbeurteilung der Ablösung
(Beispiel 2)
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Anstelle des dem Ozonbehandlungstank zugeführten Gases, das Ozon enthält,
wurde ultrareines Wasser mit gelöstem Ozon verwendet, und es wurde die selbe
Behandlung wie im Beispiel 1 durchgeführt. Diese wurde mit dem selben
Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt, die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Die
Ozonkonzentration im ultrareinen Wasser ist in Tabelle 2 als
Wasserozonkonzentration angegeben.
Tabelle 2
Arseninfusionskonz. Wasserozonkonz. Identifikationssymbol
Kontaktfläche Kontaktleitung Verschaltung Gesamtbeurteilung der Ablösung
(Beispiel 3)
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Nach Veränderung der Temperatur des ultrareinen Wassers im
Ozonbehandlungstank wurde das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt,
ausgenommen, daß das Ozon enthaltende Gas eingedüst wurde. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 zusammengefaßt.
Tabelle 3
Arseninfusionskonz. Flüssigkeitstemp. Ozonkonz. Identifikationssymbol Kontaktfläche Kontaktleitung Verschaltung Gesamtbeurteilung der Ablösung
(Beispiel 4)
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Die Behandlung wurde nur mit der Mischlösung aus Schwefelsäure und
Wasserstoffperoxid und nicht mit Ozon durchgeführt, die Beurteilung des Photolacks
wurde mit dem selben Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4
Arseninfusionskonz. Identifikations-Symbol
Kontaktfläche Kontaktleitung Verschaltung Gesamtbeurteilung der Ablösung
(Beispiel 5)
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Auf einem Siliziumwafer mit 150 mm Durchmesser wurde ein Positivphotolack
(OFPR-800; Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) in einer Dicke von 1,5 µm aufgebracht,
und eine Belichtung und Entwicklung durchgeführt. Anschließend wurde eine
Ionenimplantation mit Arsen in einer Konzentration von 1 · 10¹&sup5;/cm² bis 4 · 10¹&sup5;/cm²
durchgeführt. Der Wafer wurde auf einem Substrattisch in einer
Trockenozonbehandlungseinrichtung angeordnet. Der Substratträger wurde auf 300ºC gehalten,
Sauerstoff, der Ozon in einer Konzentration von 60.000 ppm enthält, wurde über
die Einblasdüsen mit einer Flußrate von 10 Liter/min. für 2 Minuten eingebracht.
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In dem Ozonbehandlungstank mit dem Gas, das Ozon in einer Konzentration von
95.000 ppm im ultrareinen Wasser enthält, wurde eine 5-minütige Spülung
durchgeführt, nachdem die Arsenkonzentration 3 · 10¹&sup5;/cm² betrug, und für 6 Minuten,
als sie 4 · 10¹&sup5;/cm² betrug. Dies wurde mit dem selben Verfahren wie in Beispiel 1
beurteilt, die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Arseninfusionskonz. Flüssigkeitstemp. Ozonkonz. Identifikationssymbol Kontaktfläche Kontaktleitung Verschaltung Gesamtbeurteilung der Ablösung
(Beispiel 6)
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Eine Ionenimplantation wurde mit dem selben Verfahren wie in Beispiel 5 an
einem Siliziumwafer mit einer Arsenkonzentration von 3 · 10¹&sup5;/cm² und 4 · 10¹&sup5;/cm²
durchgeführt, und dieser wurde anschließend für 5 Minuten in eine
Behandlungslösung, die Schwefelsäure in 90%iger Konzentration und Wasserstoffperoxid in
35%iger Konzentration, in einem Mischungsverhältnis von
4 : 1 enthält,
eingetaucht. Anschließend wurde der Wafer in eine Ozonbehandlungslösung aus
ultrareinem Wasser, das Ozon enthält, für 5 Minuten eingetaucht, als die
Arsenkonzentration 3 · 10¹&sup5;/cm², und für 6 Minuten, als die Arsenkonzentration 4 ·
10¹&sup5;/cm² betrug, und anschließend wurde er für 5 Minuten unter laufendem
ultrareinem Wasser gespült.
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Die Entfernung des Photolacks wurde mit dem selben Verfahren wie in Beispiel 5
bestimmt, die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
Tabelle 6
Arseninfusionskonz. Flüssigkeitstemp. Ozonkonz. Identifikationssymbol Kontaktfläche Kontaktleitung Verschaltung Gesamtbeurteilung der Ablösung
Industrielle Anwendbarkeit
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung eines organischen Films
ist es möglich, einen Photolackfilm, der durch Ionenimplantation mit hoher
Konzentration oder durch reaktives Ionenätzen verschlechtert wurde und der in der
Vergangenheit mit einem Trockenbehandlungsverfahren zur Entfernung des
organischen Films oder einem Naßbehandlungsverfahren mit einer Lösung, die
Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid enthält, schwierig entfernbar war,
vollständig zu entfernen. Dies ermöglicht es, den Herstellungsprozeß zu verkürzen
und den Fehlerprozentsatz bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen zu
reduzieren.