JP2001027812A - 基板表面のレジストまたは異物の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特に複雑な装置は必要とせず、簡単な操作でレ
ジストや異物を除去できる方法を提供することを目的と
する。 【構成】硬質基材５の周囲に弾性質層６を有し、この弾
性質層の外表面に粘着層７を有する円筒型の回転体１
を、基板表面上に接触して回転移動させることにより、
基板表面上のレジストまたは異物を粘着層に付着させて
取り除くことを特徴とする基板表面のレジストまたは異
物の除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や電子デバ
イスの製造過程において、基板表面の不要なレジストあ
るいは製造工程で副生成したり付着した異物を容易にか
つ迅速に除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路などの半導体デバイスあ
るいは電子デバイスは近年、微細化、高集積化、高速化
の流れが著しく、これに応じて製造工程も複雑になって
おり、細かく分類すればその数、数百工程とも千工程超
とも言われる。このため、精度の高い加工技術や純度の
高い材料、特殊な機能を有する材料等が要求されている
が、同時にデバイスの低コスト化も重要な課題であり、
工程の簡略化や設備投資の抑制等の検討が進められてい
る。また、地球環境の問題も重要であり、製造工程で用
いられる特殊ガスの除害技術やリサイクル技術、あるい
は廃棄物自体を減少することが必要である。半導体集積
回路を例にとると、その製造の前工程は大きく分けてシ
リコン基板上にトランジスタやコンデンサ等の回路素
子、絶縁膜、配線層を形成する工程に分けられる。これ
らの工程は、成膜、フォトリソグラフィ、エッチング、
クリーニング、イオンドープ、研磨、洗浄等の単位操作
からなり、これらの組合せと繰返しにより集積回路が形
成されていく。従って、集積回路が形成されたウェハを
製造するために各操作が数〜数十回繰返し行われること
になる。他の薄膜トランジスタや太陽電池等のデバイス
も材料や工程数は異なるが、上述のような集積回路と類
似の操作でデバイスが組上げられる。

【０００３】これらの半導体デバイスや電子デバイスの
製造工程の中で、煩雑な操作を必要とするものとして、
基板表面の不要物の除去が挙げられる。具体的には、レ
ジストマスクを用いたパターニングの工程が終了した後
のレジストマスクであるレジスト膜を除去する操作や、
エッチングの過程で副生成する高分子状の化合物や金属
を含む化合物からなる異物を除去する操作等が挙げられ
る。これらは従来、酸素プラズマで灰化（アッシング）
除去する方法や溶剤を用いて溶解除去する方法等が一般
的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら酸素プラ
ズマによるアッシングの場合、不要物を完全に灰化除去
するためには長時間を要するため、レジスト下層部の絶
縁膜や金属膜もが高温に曝されることになる。このた
め、レジスト中の不純物や金属イオンの拡散や金属膜の
酸化、膜質の変化等の悪影響を及ぼす可能性があった。
さらに集積回路に使用される層間絶縁膜の材料として、
誘電率を低下させるために酸化珪素主体の従来の無機質
膜にかわる有機質の膜が検討されているが、有機質の膜
が用いられるようになると従来のプラズマ灰化によるレ
ジストや副生成物の除去は困難となる。

【０００５】また溶剤によるレジスト除去の場合は、湿
式の操作となり操作が煩雑になること、溶剤がデバイス
に悪影響を及ぼす場合があること、溶剤除去のため十分
な後洗浄が必要であること、廃液の処理が必要であるこ
と等好ましくない問題点が生じていた。

【０００６】これに対し、例えば特開平６−２６７８９
３号公報、特開平６−１４０３１８号公報、特開平６−
１９６３９８号公報には、粘着テープをレジスト膜に貼
り付け、その後剥離する方法が開示されている。この方
法を用いれば、プラズマや溶剤を用いることなく容易に
レジスト膜を剥離することが可能である。

【０００７】しかしながら、該方法でレジスト膜を剥離
するためには、テープの貼り付け操作と剥離操作が必要
であり、またレジストを完全に剥離できない場合や表面
に粘着剤が残った場合には、更にその除去のためテープ
の貼付けと剥離の繰り返しの操作が必要であること、そ
の操作のたびにテープが廃棄物として生成すること等の
問題点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これらの問題点を解決す
るため、本発明者らが鋭意検討を進めたところ、粘着層
を表面に備えたローラー状の回転体を使用すれば、特に
複雑な装置は必要とせず、基板表面を回転させるだけで
不要物の除去ができること、レジスト膜や粘着剤の残存
があった場合にも、十分な大きさを有する回転体を選定
すれば、回転回数を増すだけで対応することができるこ
と、除去終了後は回転体の表面の粘着層に付着した不要
物だけを洗い流せばよいこと等、操作を格段に簡略化で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、基板上の不要なレジスト膜また
は異物を除去するに際し、硬質の基材の周囲に弾性質の
層を有し、この弾性質の層の外表面に粘着層を有する円
筒型の回転体を、基板表面上に接触して回転移動させる
ことにより、基板表面上のレジストまたは異物を粘着層
に付着させて取り除くことを特徴とする基板表面のレジ
スト膜または異物の除去方法である。

【００１０】本発明の基板は、半導体部品や電子部品の
一部を構成する基板であることが望ましい。すなわち半
導体部品や電子部品の製造工程でレジストをマスクとし
て用いる工程で加工された状態の基板、あるいはエッチ
ング工程や研摩工程などを経て異物が表面に残存しうる
状態の基板である。半導体部品としては、例えばトラン
ジスタやダイオード、キャパシタ、レジスタ等の半導体
素子、あるいはそれらの組合せからなる集積回路、液晶
用薄膜トランジスタ、太陽電池、半導体レーザ、ＣＣＤ
等が例示できる。また電子部品としては、薄膜磁気ヘッ
ド、ＭＲヘッド、表面弾性波素子あるいはプリント配線
基板などが例示できる。上記以外にも電子部品や半導体
部品としては、レジストを用いてパターン形成する工程
を含む製造工程で製造されるデバイスにも広く適用でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で、基板表面のレジスト膜または異物の除去に使
用する器具は、例えば図１に示すような断面形状を有し
ており、円筒型の回転体１とそれを支える軸３とからな
る。円筒型の回転体は、硬質基材５の周囲に弾性質層
６、弾性質層６の外表面に粘着層７が形成されている。
回転体１は軸３を回転軸として自由に回転でき、軸３は
その両端が支持材４（一部のみを図示）に連結されてい
る。そして例えばシリコンウェハ２上のレジスト膜８に
粘着層７が接触する。

【００１２】この回転体の径や長さに特に制限はなく、
対象となる基板の形状やサイズに応じて適当な大きさを
選定することができる。例えば２００ｍｍ径半導体ウェ
ハ上のレジスト膜の剥離が目的であれば、径７０ｍｍφ
以上、長さ２００ｍｍ以上の回転体を用いれば、１本の
回転体でウェハ全面を覆うことができるが、１回の操作
で除去が不十分な場合には数回の操作を行うべく、更に
大型の回転体を使用すればよい。もちろん数本の回転体
を準備し複数回の操作を行うこともできる。また、基板
上の点在する異物の除去が目的であれば、回転体の大き
さはその異物の除去量に応じて自由に変更できる。

【００１３】弾性質層６は、基板表面に形成された例え
ば回路パターンなどによる凹凸を吸収し、粘着層が除去
されるべきレジスト膜や異物に十分に接触せしめる機能
を有するものである。従って、材質的には特に制限はな
いが、例えばブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコー
ンゴム等が好適に使用可能である。

【００１４】また、その下層部の硬質基材５も除去操作
の際に、回転体を基板表面に十分接触させるために加え
る負荷に耐え得る強度を有するという条件を満たしてい
れば、その材質が特に制限されるものではなく、例えば
硬質ゴム、硬質プラスチック、金属等が好適に使用され
る。

【００１５】粘着層７の役割は、基板表面に接触して荷
重を受けることにより、基板表面の不要のレジストまた
は異物を粘着固定するものである。粘着層を形成する方
法としては、例えば、弾性質の層の表面に分散媒に分散
した粘着層成分を塗布した後、乾燥して分散媒を除去す
る方法が一般的ではあるが、その他にも例えば、弾性質
の層に両面テープ等で粘着テープ等を固定する方法、弾
性質層の表面を粘着質に変性する方法等も挙げられる。
もちろんこの何れであっても、粘着層の本来の機能を有
するものであれば、方法は特定されず本発明を遂行する
に何ら支障はない。

【００１６】このような構造なので粘着力が低下した場
合にも、再度粘着層のみを形成することもできるため、
廃棄物の量も著しく減少することができる。粘着層を形
成する成分に関しても特に限定はされないが、使用する
対象が高いクリーン度が要求される半導体デバイスであ
ることから、粘着層に含まれる添加物、界面活性剤等の
不純物でデバイスを汚染しないような材質が好ましく選
択される。このような観点から粘着剤の材料として、例
えばブチルアクリレートやエチルアクリレートのような
ガラス転移温度の低いモノマーを主体としたアクリル樹
脂、トリレンジイソシアナートと分子量数千のポリオキ
シプロピレングリコールの縮合を主体としたウレタン樹
脂、その他スチレンブタジエン樹脂や酢酸ビニル樹脂等
が好適に使用可能である。

【００１７】これらの材料を用いた粘着層は、レジスト
などの不要物に対する粘着力が基板の最表面と不要物間
の密着強度よりも高くすることができる。さらに粘着層
の材料を非水溶性にすることが好ましい。非水溶性の材
料であれば除去操作を行ったあと粘着層に付着した不要
物を除去して再生するための洗浄に純水を用いることが
できるので廃液の処理が容易となるからである。粘着層
の厚みも特定できるものではないが、厚すぎると除去操
作の際に粘着質が基板表面に残存しやすくなる、薄すぎ
ると除去効果が得られないため、１０〜５００ミクロン
の厚み範囲が好ましい。

【００１８】以上説明したような粘着層を表面に備えた
回転体を使用すれば、基板表面を転がすだけで不要物を
除去することができる。該操作の際に特に複雑な装置は
必要とせず、また１回の操作でレジスト膜や異物、粘着
剤の残存があった場合でも、テープを使用した場合のよ
うに貼り付けと剥離の操作や装置は必要なく、十分な大
きさの回転体を使用すれば、除去操作を繰り返し行うこ
とは極めて容易である。

【００１９】

【実施例】以下本発明を実施例に従って説明する。

【００２０】

【実施例１】硬質の基材として硬質塩化ビニル樹脂、そ
の周囲の弾性質の層としてシリコーンゴムからなる直径
８０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの回転体を２本準備した。こ
のシリコーンゴム表面に、水に分散したアクリルエマル
ション樹脂（三井化学社製アクリルエマルション：ＳＢ
−１３５ＳＣＮ）を塗布した後、１４０℃で１時間乾燥
して厚さが４０μｍの粘着層を形成し、それぞれ本発明
に用いる粘着質回転体とした。図２のように、フィール
ド酸化膜１０及び熱酸化によりゲート酸化膜１２を形成
した１５０ｍｍシリコンウェハに、アルシン含有シラン
ガスを用いた減圧ＣＶＤ法でＮ型不純物ドープ多結晶シ
リコン膜１３を形成した。このシリコンウェハにノボラ
ック樹脂とジアゾナフトキノンからなるポジ型フォトレ
ジストをスピンコータで塗布、露光用マスクを通して露
光した後、ＴＭＡＨで現像した。その後フォトレジスト
をベーキングし、現像された多結晶シリコン膜をプラズ
マ塩素ガスでエッチングした。

【００２１】このようにパターニング処理が終わり、ソ
ース１１、ゲート、ドレイン１５を含むＭＯＳトランジ
スタ領域の形成されたウェハを真空チャックで固定し、
表面上で該回転体を１ｋｇＷの荷重をかけつつ約１ｃｍ
／秒の速度で回転移動させ、レジスト膜１４の剥離を行
った。回転体と基板であるシリコンウェハの位置関係を
図３に示す。１回目の回転体の移動方向と直角の方向か
らもう一本の回転体で、２度目の回転操作を行うことに
より、レジストはすべて除去され、粘着層のウェハ表面
への残存も認められなかった。また、レジストを剥離し
たウェハの断面を走査型電子顕微鏡で観察したが、多結
晶シリコン膜や酸化膜には異常は観測されなかった。１
回の除去作業が終わった回転体は、純水中で超音波洗浄
したのち乾燥させることにより、粘着層に付着したレジ
スト等を除去するとともに粘着力の再生ができ、再使用
が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた如く、表面に粘着層を備えた
回転体を使用すれば、容易に基板表面の不要物を除去す
ることができる。該操作のために特に複雑な装置は必要
とせず、また１回の操作で不要のレジスト膜や異物の残
存があった場合でも、除去操作を繰り返すことは極めて
容易である。そして１回の除去作業の終了後も、表面粘
着層に付着した不要物だけを洗い流せば再使用が可能と
なるので、廃棄物の量も著しく減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる回転体の断面構造を示す図。

【図２】実施例に用いたシリコンウェハ表面の拡大模式
図。

【図３】実施例の回転体とシリコンウェハの位置関係を
示す図。

【符号の説明】

１・・ 回転体 ２・・ シリコンウェハ ３・・ 軸 ４・・ 支持材 ５・・ 硬質基材 ６・・ 弾性質層 ７・・ 粘着層 ８・・ レジスト膜 １０・・フィールド酸化膜 １１・・ ソース １２・・ゲート酸化膜 １３・・ 多結晶シリコン
ゲート膜 １４・・レジスト膜 １５・・ ドレイン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬質の基材の周囲に弾性質の層を有し、こ
   の弾性質の層の外表面に粘着層を有する円筒型の回転体
   を、基板表面上に接触して回転移動させることにより、
   基板表面上のレジストまたは異物を粘着層に付着させて
   取り除くことを特徴とする基板表面のレジストまたは異
   物の除去方法。
2. 【請求項２】前記基板は、半導体部品や電子部品の一部
   を構成する基板であることを特徴とする請求項１に記載
   の基板表面のレジストまたは異物の除去方法。