DE69118164T2 - Verfahren zum entfernen organischer überzüge - Google Patents

Verfahren zum entfernen organischer überzüge

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei einem Naßverfahren zur Entfernung des Photolackfilms wird normalerweise Schwefelsäure verwendet, die gewöhnlich mit Wasserstoffperoxid vermischt wird, um die Oxidationsfähigkeit der Schwefelsäure zu erhöhen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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
  • Fig. 1 zeigt eine Behandlung zur Entfernung eines organischen Films mit einem Naßverfahren;
  • Fig. 2 zeigt eine Behandlung zur Entfernung eines organischen Films mit einem Trockenverfahren mittels Ozon;
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, sowohl positive als auch negative Photolackfilme zu entfernen.
  • Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Zur Vermeidung der Kontamination des Arbeitsbereichs mit Ozon, das aus dem Ozonbehandlungstank austritt, ist eine Ozonzersetzungseinrichtung 70 vorgesehen.
  • Im folgenden werden die Merkmale der Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben.
  • (Beispiel 1)
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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)
  • 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)
  • 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)
  • 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)
  • 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.
  • 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)
  • 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.
  • 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
  • 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.

Claims (4)

1. Verfahren zum Entfernen eines organischen Überzugs von einem Substrat, bei dem der organische Film in einem Trockenverfahren mittels eines Gases, das ein Sauerstoffplasma oder Ozon enthält, oder in einem Naßverfahren mittels einer Lösung, die ein Oxidationsmittel enthält, entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner das Eintauchen des Substrats in einen Ozonbearbeitungstank, der eine Lösung von Ozon in ultrareinem Wasser enthält, umfaßt, wobei Ozon in das ultrareine Wasser injiziert wird und den organischen Überzug auf dem Substrat in Form von Gasblasen kontaktiert.
2. Verfahren zum Entfernen eines organischen Überzugs nach Anspruch 1, wobei das Oxidationsmittel eine gemischte Lösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid ist.
3. Verfahren zum Entfernen eines organischen Überzugs nach Anspruch 1, wobei der organische Überzug durch reaktives Ionenätzen oder Ionenimplantation hergestellt worden ist.
4. Verfahren zum Entfernen eines organischen Überzugs nach Anspruch 1, wobei die Lösung in dem Ozonbearbeitungstank erwärmt wird.
DE69118164T 1990-10-09 1991-10-09 Verfahren zum entfernen organischer überzüge Expired - Fee Related DE69118164T2 (de)

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DE69118164D1 DE69118164D1 (de) 1996-04-25
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