JP2002033300A - フォトレジスト膜除去方法及び装置 - Google Patents
フォトレジスト膜除去方法及び装置Info
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Abstract
置は、濃度230g/Nm3 程度のオゾンを発生させる
オゾン発生装置1、これを800g/Nm3 程度に高濃
度化するオゾン高濃度化装置2、純水供給系3、この系
に設けられオゾン水を45℃程度に加熱する加熱器4、
超純水中にオゾンを50ppm程度の高濃度で溶解させ
るオゾン溶解モジュール5、等で構成されている。 【効果】例えばリンイオン打ち込み環境に曝されたよう
な難剥離性のフォトレジスト膜であっても10分以内の
短時間で剥離処理することができる。
Description
純水をフォトレジスト膜の残留している基板と接触させ
てフォトレジスト膜を除去するフォトレジスト膜除去方
法及びこの方法を実施するための装置に関し、例えばシ
リコンウエハや化合物半導体のIC、フラットパネルデ
ィスプレーのような半導体等の電子部品の微細加工を行
う工程においてフォトレジスト膜を剥離する工程部分に
好都合に利用される。
れるフォトレジスト膜を剥離するめには、硫酸及び過酸
化水素からなる薬品を使用したり有機溶剤を使用して処
理する方法が一般的であった。これに対して、取り扱い
の難しい薬品に代えてオゾン水を使用した革新的方法及
び装置が提案されている(特表平9−501017号公
報参照)。
べきフォトレジスト膜の付着した多数枚のウエハを並設
し、容器内の脱イオン水を冷却器で5〜9℃の温度に冷
却しつつ循環させると共に、オゾン発生器でオゾンを発
生させて容器内に供給し、PTFE等から成り25〜4
0μm程度の大きさの多孔を有するガス透過性部材を備
えたガスディフューザーを容器内に設け、この膜にオゾ
ンを通すことによってオゾンを微細化し、これを容器内
の脱イオン水中に拡散させ、低温による飽和溶解度上昇
効果と小気泡オゾンの拡散効果とによって脱イオン水中
の溶存オゾン濃度を高くし、高濃度に溶解したオゾン水
によってフォトレジスト膜を剥離しようとするものであ
る。
0.5gpm(約2L/mim )という低流量で冷却脱イ
オン水の連続流れを提供するようにしている。この流量
は、仮にピッチ5mmで8インチのウエハが25枚入れ
られているとすれば、レジスト面に対する脱イオン水の
流速が0.001m/sec 程度になる流量である。即
ち、従来の数%乃至数10%という濃度の薬品処理時の
0又は低流速処理時の低流速に相当する程度の流速であ
る。
うな装置では、純水中の溶存オゾン濃度を上げられると
しても、オゾン水の温度を低くするため、酸化反応が緩
慢でフォトレジスト膜の剥離速度が遅いという問題があ
る。そこで本発明は、従来技術に於ける上記問題を解決
し、半導体製品製造工程において実用可能な程度に短時
間でフォトレジスト膜を剥離できるフォトレジスト膜除
去方法及びこの方法の実施に有効な装置を提供すること
を課題とする。
するために、請求項1の発明は、オゾン含有純水をフォ
トレジスト膜の残留している基板と接触させて前記フォ
トレジスト膜を除去するフォトレジスト膜除去方法にお
いて、前記オゾン含有純水をほぼ22℃以上の温度とほ
ぼ30ppm以上の溶存オゾン濃度とを含む条件にする
ことを特徴とする。
去するために前記フォトレジスト膜の残留している基板
と接触されるオゾン含有純水を純水中にオゾンを溶解さ
せて製造するオゾン含有純水製造装置において、前記オ
ゾンとして固体高分子電解質膜を備えた電解式オゾン発
生装置の発生させるオゾン濃度以上の濃度のオゾンを供
給するオゾン供給装置と、前記純水を供給する純水供給
系と、前記純水又は前記オゾン含有純水のうちの少なく
とも何れかを加熱する加熱器と、を有することを特徴と
する。
ゾン供給装置はオゾンを発生させるオゾン発生装置と発
生させたオゾンを高濃度化して前記オゾン溶解装置に供
給するオゾン高濃度化装置とで構成されていることを特
徴とする。
トレジスト膜の残留している基板と接触させて前記フォ
トレジスト膜を除去するためのオゾン水接触装置におい
て、前記基板が複数枚並列して支持されるように設けら
れた支持部と前記オゾン含有水が前記並列方向に前記基
板を通過するように設けられた供給口及び排出口と通過
する前記オゾン含有純水の自由表面を閉鎖するように設
けられた天井部と該天井部から外部に導通するように設
けられた開口と前記排出口から前記供給口に前記オゾン
含有水を流すように設けられた循環系と前記天井部まで
前記オゾン含有純水を充満させるように設けられたオゾ
ン含有純水補給系とを有することを特徴とする。
トレジスト膜の残留している基板と接触させて前記フォ
トレジスト膜を除去するためのオゾン水接触装置におい
て、前記基板が前記フォトレジスト膜の形成された膜面
を上面にして置かれる支持部と前記膜面と対向するよう
に間隙を持って配置された覆い部と前記膜面に前記オゾ
ン含有純水を流すように設けられたオゾン含有純水供給
部とを有することを特徴とする。
ジスト膜除去方法の構成例を示す。フォトレジスト膜除
去方法は、オゾンを純水に溶解させて製造されるオゾン
含有純水であるオゾン水を、フォトレジスト膜を用いて
加工されフォトレジスト膜の残留している例えば半導体
ウエハのような電子部品等の基板100と接触させ、前
記フォトレジスト膜を除去する方法であり、オゾン水を
ほぼ22℃以上の温度にする加熱工程A1、加熱された
オゾン水をほぼ30ppm以上の溶存オゾン濃度にする
オゾン溶解工程A2、等で構成されている。この場合、
加熱工程A1とオゾン溶解工程A2とは何れの工程が前
であってもよい。
本例では超純水を供給する超純水供給工程、オゾン溶解
工程A2を実施するために高濃度にオゾンを含有するオ
ゾンガスを発生させるオゾンガス製造工程、必要によっ
て設けられオゾンガスを超高濃度化させるオゾンガス濃
縮工程、及びオゾン水を適当な流速で基板100に接触
させるオゾン水接触工程である。
造するための超純水が供給される系統に加熱器を設けて
超純水を加熱することにより、供給するオゾン水を加熱
するようにしている。但し、オゾン水を22℃程度の低
い側の温度に加熱する場合において、超純水を製造する
装置自体に加熱器が設けられていて、超純水を製造する
ための原料水の温度が低いときにその加熱器によって加
熱されて22℃程度の超純水が供給されるときには、超
純水供給系に別に加熱器を設けてこれによってオゾン水
を再加熱する必要はない。
除去用オゾン水製造装置の全体構成の一例を示す。本装
置は、上記フォトレジスト膜除去方法に好都合に適用さ
れる装置であり、オゾン供給装置としてのオゾン発生装
置1及びオゾン高濃度化装置2、純水供給系3、加熱器
4、オゾンを溶解させるために設けられたオゾン溶解装
置であるオゾン溶解モジュール5、等によって構成され
ている。オゾン供給装置は固体高分子電解質膜を備えた
電解式オゾン発生装置の発生させるオゾン濃度以上の濃
度のオゾンを供給するが、本例では上記の如く、オゾン
発生装置1とオゾン高濃度化装置2とで構成されてい
る。
極板11及び陰極板12間に陽極13及び陰極14並び
にそれらの間に固体高分子電解質膜15を設けて形成さ
れている。この装置では、開口16から原料水として純
水が供給され、その一部分が酸素、水素及びオゾンに電
気分解され、陽極側の開口17から酸素及びオゾンが取
り出され、陰極側の開口18から水素が取り出される。
符号19及び20は純水循環系及び気液分離タンクであ
る。陽極側から発生するオゾン含有ガスは、高純度のオ
ゾンを200〜250g/Nm3 という高濃度で含んで
いる。
高濃度のオゾンを発生させる特殊構造の放電式オゾン発
生装置も最近開発されているが、このような装置を使用
するようにしてもよい。剥離されるべきフォトレジスト
膜の種類等によっては、オゾン発生装置で発生させたオ
ゾンを更に高濃度化させるオゾン高濃度化装置2を省略
した構成にすることができるが、上記のような超高濃度
オゾンを発生させる装置であれば、そのような構成が一
層容易になる。
1で発生させたオゾンを高濃度化してオゾン溶解モジュ
ール5に供給する装置であり、本例では除湿器20と第
1乃至第4の吸脱着槽21〜24とで構成されている。
吸脱着槽21〜24は、それぞれ冷却用の冷媒配管及び
加熱用の温水配管を備えていて、内部にシリカゲルが充
填されている通常の構造のものであり、シリカゲルを例
えば温度−20℃と40℃との間で交互に冷却−加熱を
繰り返すように構成されている。そして、4基の吸脱着
槽21〜24のそれぞれでは、冷却−加熱サイクルの位
相が1/4サイクル分だけずれるように運転設定されて
いる。なお、このような除湿器及び吸脱着装置に代え
て、オゾンを低温で液化させて濃縮するような装置も使
用可能である。
装置で製造された常温の超純水が供給される。加熱器4
は、電熱式や温水又は蒸気加熱式等の適当な形式のもの
であり、所定の温度として、電子部品等に形成され剥離
処理されるべきフォトレジスト膜の剥離難易性等の性状
に応じて、純水である超純水を22℃程度から45〜5
0℃程度の温度に加熱する。
加熱すればよいが、本例では純水供給系3に加熱器4を
設けて、供給される超純水を加熱することにより、オゾ
ン溶解モジュール5を出た後のオゾン水を加熱された状
態にしている。このようにすれば、加熱器4に耐オゾン
性のある材料を使用する必要がなくなると共に、オゾン
溶解後の加熱によるオゾン気泡発生の可能性を防止する
ことができる。一方、加熱器4をオゾン溶解モジュール
5の後のオゾン水供給系に設ければ、使用先でのオゾン
水の温度をより正確に管理できると共に、溶存オゾン濃
度を飽和又は過飽和にしてより高い値にすることができ
る。この場合、加熱器4を、図4に示すオゾン水循環供
給系66に設けるようにしてもよい。
類によって22℃程度に加熱すれば良い場合には、超純
水製造装置に設けられる加熱器を利用し、図2の加熱器
4を省略できる可能性がある。又、図示していないが温
度センサや温度制御器等を必要に応じて設けることがで
きる。
フッ素樹脂製の多孔質中空ファイバーから成る多孔性チ
ューブ51を多本数備えていて、入口側の水室52から
加熱器4で加熱された超純水が供給されると共に、オゾ
ン発生装置1で発生しオゾン高濃度化装置2で高濃度化
されたオゾンがオゾン入口53から胴体54内で多孔性
チューブ51の外側に超純水と対向流になる状態で供給
され、このオゾンが多孔性チューブ51を透過して超純
水中に溶解されるように構成されている通常の構造のも
のである。符号55乃至57は、出口の水室、オゾン出
口及び排オゾン分解器である。
は1μ程度の微小サイズになっていて、オゾンが超純水
中に拡散して気泡を含むことなく溶解していく。その結
果、オゾン溶解効率が極めて良い。この場合、オゾンの
溶解度を上げるために、通常、超純水を0.1〜0.2
MPa程度の圧力で流され、オゾン側の圧力も0.05
〜0.1MPa程度まで上げられる。超純水に溶解しな
かった余剰オゾンはオゾン出口56から排出され、二酸
化マンガン等のオゾン分解触媒を有する排オゾン分解器
57によって分解処理される。
の概略構造の一例を示す。オゾン水接触装置である基板
平行配置式のオゾン水接触装置6は、オゾン水をフォト
レジスト膜の残留している基板100と接触させてフォ
トレジスト膜を除去するための装置であり、槽本体6
1、基板100が複数枚並列して支持されるように設け
られた支持部62、オゾン水が基板100の並列方向に
これらの間を通過するように設けられた供給口63及び
排出口64、通過するオゾン水の自由表面を閉鎖するよ
うに設けられ天井部65、この部分から外部に導通する
ように槽本体61の上端を部分的に切り欠いて形成され
た開口66、排出口64から供給口63にオゾン水を流
すように設けられた循環系67を構成する管系67a及
び循環ポンプ67b、天井部65までオゾン水を充満さ
せるように設けられたオゾン含有水供給系であるオゾン
水補給系68、等で構成されている。符号69はオゾン
水を平行層流化するための抵抗付与用の多孔板である。
えば25枚並設された8インチウエハから成る基板10
0の並設方向の両端であって図において紙面に直角方向
の両端に設けられた支持板62a、両端を支持板62a
で支持され中間にピッチ4.5mmで設けられた基板保
持用の溝62bを備えた2本の支持棒62c等で形成さ
れている。このような支持構造によれば、オゾン水の流
れを妨げる部分が最小になるため、基板のピッチ間にオ
ゾン水を効果的流すことができる。
は、循環水と製造されたオゾン水から成る補給水とを供
給口63から槽内に入れ、循環水量に相当する量を排出
口64から排出して再循環させると共に、補給水量に相
当する量を開口66からオーバーフローさせるようにし
ている。符号70はオーバーフロー水を受けるトレイで
ある。
の概略構造の他の例を示す。本例の基板平面配置式のオ
ゾン水接触装置7は、基板100がフォトレジスト膜の
形成された膜面100aを上面にして置かれる支持部で
ある台板71、膜面100aと対向するように0.5m
m程度の狭い間隙を持って配置された覆い部であるカバ
ー72、基板100のほぼ中心位置である中心Cから膜
面100aにオゾン水を流すようにカバー72に設けら
れたオゾン水供給部である水路部73、等で構成されて
いる。符号74は基板100の外周の外側部分に形成さ
れた排水溝で、符号75は排水溝部分に等ピッチで多数
個形成された排水穴である。
1枚の基板を処理するように示しているが、1列状又は
面状に多数枚の基板を置けるような装置にして、多数枚
の基板を同時処理できるようにしてもよい。又、基板1
00がウエハのように円板状のものであれば、図5の如
く中心Cからオゾン水を流すのが良いが、LCDガラス
基板のように角形の場合には、その何れかの側面側から
オゾン水を流すようにしてもよい。
ン水製造装置は次のように運転され、このオゾン水及び
オゾン水接触装置を用いてフォトレジスト膜除去方法が
実施され、本発明の作用効果が発生する。
れる超純水は、加熱工程A1において加熱器4で例えば
45℃に加熱され、オゾン溶解工程A2においてオゾン
溶解モジュール5の入口側の水室52に導入され、その
中の多孔性チューブ51内を流れて出口側の水室55か
ら送出される。
は、オゾン発生装置1で230g/Nm3 程度に高濃度
にオゾンを含んだオゾン含有ガスが発生し、このガスは
オゾンガス濃縮工程B3において、除湿器20を通過す
るときに随伴している水蒸気分を除去されて乾燥し、吸
脱着槽21〜24に送られる。吸脱着槽21〜24で
は、それぞれの槽でほぼ等しく位相をずらして冷媒供給
及び温水供給が行われていて、槽内に充填されているシ
リカゲルは−20℃に冷却されたり40℃に加熱されて
いる。そして、オゾン含有ガス中のオゾンは、シリカゲ
ルが冷却され低温になっているときにこれに吸着され、
加熱されて温度が高くなっているときにシリカゲルから
脱着され、オゾンが濃縮されてオゾン含有ガス中のオゾ
ン濃度が800g/Nm3 又はこれより少し高い程度に
超高濃度化されて排出され、オゾン溶解モジュール5に
送られる。
程A2においてオゾン入口53からオゾン溶解モジュー
ル5に導入されると、多数の多孔性チューブ51の外側
の周囲からチューブ内を流れる超純水と対向流に流れ、
多孔性チューブ51の1μ程度の微小孔から超純水側に
透過し、内部に拡散しつつ溶解する。従って、従来技術
で示されている25〜40μ程度の小孔を持つ膜状部材
からオゾンを気泡状に噴出される方法に較べて、オゾン
の溶解効率が格段に良くなる。その結果、独立に装備さ
れオゾン溶解効率の良いオゾン溶解モジュール5とオゾ
ン高濃度化装置2による超高濃度オゾン含有ガスの供給
との総合作用により、本来的にはオゾン溶解度の低い加
熱された超純水に対しても、50ppm程度の高濃度に
オゾンを溶解させたオゾン水を製造することができる。
を溶解した加熱高濃度オゾン水は、従来の薬品処理の薬
液の流速又は従来のオゾン処理のオゾン水の流速より格
段に速い流速である約0.05m/sec 以上の流速でオ
ゾン水を基板100に接触させるオゾン水接触工程B4
に供給される。このオゾン水は、薬品処理時の薬品濃度
に較べると1/100〜1/1000の50ppmとい
う低濃度であるが、高流速化によってオゾン分を連続し
て基板表面に供給するようにしているため、電子部品等
のフォトレジスト膜を表面から強力に酸化して剥離され
るようにこれを除去することができる。そして、例えば
イオン打ち込みの環境に曝されたような難剥離性フォト
レジスト膜であっても、実用可能な剥離速度で処理する
ことができる。即ち、通常1μ程度の厚みに形成されて
いるフォトレジスト膜を、0.1μm/分以上の速度で
剥離し、5〜10分程度という実際の装置に採用可能な
時間で処理を終了することができる。
えば図4に示す如く、多数の基板100を並設した槽本
体61内に上記オゾン水を基板面に平行に0.05m/
sec程度以上で通常0.1m/sec の適当な速度で5〜
10分程度流し、一度に全基板のフォトレジスト膜を剥
離するバッチ処理を行う。この場合、加熱高濃度オゾン
水を供給すると共に、槽本体61を介してオゾン水を循
環させることにより、その流速を上記の如く適当に速く
する。
する量の水を天井部65に設けた開口66からオーバー
フローさせ、槽本体内において天井部65までオゾン水
を充満させることによってオゾン水の外気との接触を防
止するようにしているので、オゾン水の濃度維持性が良
い。その結果、フォトレジスト膜の剥離性を良くするこ
とができる。
オゾン水接触装置7を使用することもできる。この装置
では、カバー72を開けた状態で基板100を台板71
上に設置してカバー72を閉じ、中心Cの水路部73か
らオゾン水を圧送し、最も遅い基板外周部での流速が例
えばほぼ0.1m/sec 程度の適当な流速になるよう
に、基板の膜面100a上の0.5mm程度の狭い間隙
内に流し、排水溝74及び排水穴75を介して反応済み
のオゾン水を排出する。この処理では、基板100を1
枚づつ順次枚葉処理することが多い。
オゾン水の水量が一定であれば、膜面上の間隙によって
オゾン水の流速を定めることができる。この場合、この
ような間隙を十分狭く自由に定めることができるので、
例えば0.5mm程度の隙間にすることにより、少ない
オゾン水量で必要な剥離速度の得られる流速にすること
ができる。又、オゾン水が中心から放射状に流れるの
で、ウエハのように円形の基板では、オゾン水が無駄な
く基板面に作用することになる。更に、基板の外周部で
必要流速を維持するようにすれば、外周部から内側の中
心までの部分では流速が速くなるので、中心近傍の部分
では膜剥離速度が加速され、全体としてフォトレジスト
膜を速く剥離することができる。
レジスト膜の種類によっては、ある程度容易に剥離する
ものもあり、そのような製品に対しては、加熱温度、オ
ゾン発生装置で発生させるオゾン濃度、オゾン高濃度化
装置の採否等にある程度の選択性がある。この点につい
ては後述する。
発明を適用した図1の方法、図2及び図4の装置並びに
図2の装置の加熱器4を冷却器として使用した装置によ
り、各種フォトレジスト膜を有する製品のサンプルを用
いて以下のような実験を行った。図4の装置では、基板
100のフォトレジスト膜面に対するオゾン水の流速を
ほぼ0.1m/sec とした。 〔使用したフォトレジスト膜〕特にサブミクロンの微細
加工に最適に利用されるポジ型ノボララック系のフォト
レジスト膜をシリコンウエハの基板上に塗布後、 C−160℃で20分間焼成したもの B−更にフッ素系ガスにより400 Wで20分間プラズマエ
ッチングしたもの A−同様に焼成しリンイオンを打ち込み強度として1c
m2 当たりの原子数を10の14乗したもの E−120℃で20分間焼成したもの D−更にフッ素系ガスにより400 Wで20分間プラズマエ
ッチングしたもの 〔実験結果1−上記A使用時〕 オゾン水温度 溶存オゾン濃度 膜剥離速度 (℃) (ppm) (μm/分) 実施例1−1 45 50 0.16 比較例1−1 35 70 0.04 比較例1−2 25 110 0.016 比較例1−3 7 110 0.001 〔実験結果2−前記B使用時〕 オゾン水温度 溶存オゾン濃度 膜剥離速度 (℃) (ppm) (μm/分) 実施例2 25 50 0.25 比較例2 7 50 0.1 〔実験結果3−前記C使用時〕 オゾン水温度 溶存オゾン濃度 膜剥離速度 (℃) (ppm) (μm/分) 実施例3 25 50 0.5 比較例3 7 50 0.13 〔実験結果4−前記D使用時〕 オゾン水温度 溶存オゾン濃度 膜剥離速度 (℃) (ppm) (μm/分) 実施例4 22 50 0.25 実施例5 22 100 0.4 比較例4 7 50 0.11 〔実験結果5−前記E使用時〕 オゾン水温度 溶存オゾン濃度 膜剥離速度 (℃) (ppm) (μm/分) 実施例6 22 50 0.33 実施例7 22 100 0.5 比較例4 7 50 0.17 以上の実験結果を考察すれば次のとおりである。 ・実施例1−1 剥離非容易性の最も高い難剥離性フォトレジスト膜Aで
あっても、本発明を適用した図2の装置で実施例1−1
のような条件で運転すれば、膜剥離速度を0.16μm
/分とし、通常の1μm厚みのフォトレジスト膜を約6
分という十分実用性のある短い時間で剥離することがで
きた。 ・比較例1−1〜3 難剥離性フォトレジスト膜Aでは、比較例1−1〜3に
示すように、オゾン水温度を35℃以下にすると、溶存
オゾン濃度を上げることはできても、総合的効果として
剥離速度が低下し、従来技術のように温度条件を7℃に
したものを含めて、実用可能なレベルには到達しないこ
とが明確になった。 ・実施例2 剥離非容易性が中程度の通常剥離性フォトレジスト膜B
では、本発明を適用した図2の装置により、実施例2−
1のように加熱器でオゾン水を常温より少し高い温度で
ある25℃程度の温度まで加熱することにより、0.2
5μm/分という十分に実用性のある剥離速度を得るこ
とができた。なお、このようにオゾン水が25℃であれ
ば、図2の装置によって前記比較例1−2のように溶存
オゾン濃度を110ppmまで上げられるが、実施例2
ではその実験目的からオゾン水濃度を50ppmまで下
げて運転した。
度化装置2を省略することも可能である。即ち、オゾン
水が25℃であれば、比較例1−2のように濃度800
g/Nm3 の超高濃度オゾンで110ppmの超高濃度
オゾン水を製造できるので、例えばオゾン発生装置1で
濃度200〜250g/Nm3 の高濃度オゾンを発生さ
せ、オゾン高濃度化装置2を使用することなく、30p
pm程度以上のオゾン水を製造可能であることが推定さ
れる。
が、温度25℃の水に対する濃度200g/Nm3 のオ
ゾンガスの飽和溶解度は約54ppmであるため、実質
的には溶存オゾン濃度40ppm程度のオゾン水を得る
ことが可能である。従って、上記30ppm程度の濃度
のオゾン水の製造は確実に実現可能であり、この濃度の
オゾン水でも、約0.15μm/分のフォトレジスト膜
剥離速度が得られることになる。その結果、通常剥離性
フォトレジスト膜Bを処理する場合には、オゾン高濃度
化装置を設けない構成にすることが可能である。なお、
オゾン発生装置1を特殊放電式の濃度350〜400g
/Nm3 の装置にすれば、オゾン高濃度化装置を設ける
ことなく剥離時間を短縮することができる。 ・比較例2 通常剥離性フォトレジスト膜Bでは、本発明のオゾン水
を加熱する構成部分を適用することなく、その反対にオ
ゾン水を7℃まで冷却しても、オゾン高濃度化装置を設
ける構成を採用すれば、比較例2から一応実用可能な剥
離速度が得られる。しかし、冷却して溶存オゾン濃度を
上げるのは、総合的膜剥離効果の点で不利になる方向で
あると共に、冷水や冷媒を必要とする冷却は加熱に較べ
て実施容易性の点で劣っていることから、比較例2の方
法は実用的でないということができる。 ・実施例3及び比較例3 剥離容易なフォトレジスト膜Cを対象とした実施例3及
び比較例3は、上記実施例2及び比較例2と同様の結果
になっている。但し、実施例3では膜剥離速度がより大
きくなっているので、オゾン発生装置1としてオゾン濃
度200〜250g/Nm3 程度の電解式オゾン発生装
置を使用し、オゾン高濃度化装置2を設けることなく、
約0.3μm/分という十分高い剥離速度を得ることが
できる。 ・実験結果4及び5 更に剥離容易なフォトレジスト膜D及びEでは、各実施
例のようにオゾン水温度を22℃まで低くしても、十分
高い膜剥離速度が得られた。そしてこの速度は、比較例
の温度7℃の場合よりも十分高い値であった。
を上げることが溶存オゾン濃度を上げる点で相当のマイ
ナス作用をすることが知られているにもかかわらず、敢
えてオゾン水を加熱・昇温させることにより、酸化作用
を促進させる効果が大きくなり、プラスマイナスを総合
した効果としてフォトレジスト膜剥離に極めて有効であ
ることを見出した。
し、オゾン高濃度化装置を設けた装置構成にすれば、難
剥離性フォトレジスト膜Aのような製品にも対処可能で
あるが、温度条件や装置構成としては、処理対象となる
フォトレジスト膜の剥離難易性やオゾン発生装置の種類
とオゾン濃度等によって選択の幅がある。そのような選
択性を実験データ又は実験データからの推定によってま
とめると、次のようになる。
では、上記Cのオゾン濃度条件で最低加熱温度を22℃
まで下げても十分速い膜剥離速度を得ることができる。
実験に加えて、発明者等は、本発明を適用した図4の装
置の特に循環系の効果を実証するために次のような比較
実験を行った。 〔実験条件〕 使用したフォトレジスト膜:前記D及びE オゾン水温度 :22℃ オゾン水濃度 :100ppm 循環水量 :120 L/mim 、60L/mim 又は0の3種類 新補給オゾン水量 :10L/mim 〔実験結果6〕 A)フォトレジスト膜Dの剥離速度(μm/分) 循環水量120L/mim のとき : 0.4 60L/mim のとき : 0.05 0 のとき : 0.02 B)フォトレジスト膜Eの剥離速度(μm/分) 循環水量120L/mim のとき : 0.5 60L/mim のとき : 0.08 0 のとき : 0.03 以上のような実験結果によれば、循環水量を補給水量の
10倍程度より多くすれば、極めて大きな膜剥離速度を
得られることが明らかになった。その結果、本発明を適
用した図4の装置によれば、オゾン発生装置1、オゾン
高濃度化装置2、オゾン溶解モジュール5等の高価な主
要機器の容量を大きくしてオゾン水量を増加させること
なく、管系67a及び循環ポンプ67bを設けるだけの
極めて安価で簡易な構成により、膜剥離速度を大きく
し、処理時間を短縮した実用性の高い装置を提供するこ
とができる。なお、上記の循環水量120L/mim のと
きには、基板100のフォトレジスト膜面に対するオゾ
ン水の流速はほぼ0.1m/sec であった。
発明においては、オゾン含有純水(以下「オゾン水」と
いう)をフォトレジスト膜の残留している基板と接触さ
せてフォトレジスト膜を除去するフォトレジスト膜除去
方法を、オゾン水をほぼ22℃以上の温度とほぼ30p
pm以上の溶存オゾン濃度とを含む条件にするので、例
えば120℃で20分間焼成したフォトレジスト膜やこ
れをフッ素ガスによるプラズマエッチング条件に曝した
程度の比較的剥離容易な膜から、焼成温度を上げたりイ
オン打ち込み条件に曝した難剥離性膜まで、オゾン水の
温度及び濃度に対応して、0.1μm/mim 程度以上の
剥離速度でフォトレジスト膜を剥離できるという実用的
なフォトレジスト膜除去方法を提供することができる。
ト膜剥離用オゾン水製造装置が所定の構成を備えたオゾ
ン供給装置と純水供給系と加熱器とを有するので、半導
体部品等の製造過程で形成されるフォトレジスト膜の種
類に対応して、その膜剥離工程部分における膜剥離処理
を実用的な処理速度で行うことができるオゾン水を製造
することができる。
ッチング条件に曝された程度のフォトレジスト膜であっ
て剥離難易性が通常程度である膜では、オゾン供給装置
を固体高分子電解質膜を備えた電解式オゾン発生装置と
して200〜250g/m3程度の濃度のオゾンを発生
させ、純水供給系から供給される純水中に高い溶存オゾ
ン濃度で溶解させ、純水供給系又はこれから後流側のオ
ゾン水供給系の純水を22℃程度以上に加熱することに
より、少なくとも純水中の溶存オゾン濃度を30ppm
程度にすると共に加熱によるオゾン水酸化反応を促進さ
せることにより、総合的にフォトレジスト膜の剥離速度
を約0.15μm/分程度という速い速度にすることが
できる。なお、オゾンを純水に溶解させる装置として
は、多数の多孔性チューブを備えオゾン溶解効率の高い
通常オゾン溶解モジュールと称されるオゾン溶解装置を
独立して設けることが望ましい。
レジスト膜を実用可能な速度である10分程度以内の短
時間で剥離することができる。なお、オゾン供給装置を
特殊構造の放電式のものであって濃度350〜400g
/m3 のオゾンを発生可能な装置にすれば、更に剥離時
間を短縮することができる。
水製造装置によれば、オゾン供給装置と純水供給系とオ
ゾン溶解装置と加熱器という通常の構成機器から成る簡
易な装置構成にすることができる。そして、取り扱いの
難しい薬品を使用することなく、又、従来のオゾン使用
の剥離装置のように長い剥離時間を必要とすることな
く、半導体の製造工場等におけるフォトレジスト膜剥離
工程に実際に使用可能なオゾン水を供給することができ
る。
置をオゾン発生装置と発生させたオゾンを高濃度化して
オゾン溶解装置に供給するオゾン高濃度化装置とで構成
するので、例えばオゾン発生装置を上記電解式の200
〜250g/m3 程度の濃度のオゾンを発生させる装置
とし、このオゾンを吸脱着式等のオゾン高濃度化装置で
800g/m3 又はこれより少し高い程度の濃度まで高
濃度化すると共に、加熱器によって純水を45℃程度に
加熱することにより、フォトレジスト膜のうち最も剥離
の困難なイオン打ち込み条件に曝された膜であっても、
十分実用可能な剥離時間で剥離させるオゾン水を供給す
ることができる。
ォトレジスト膜の残留している基板と接触させてフォト
レジスト膜を除去するためのオゾン水接触装置を、所定
の構成を備えた支持部とオゾン水供給口と天井部と開口
とオゾン水供給系とを有する構成にするので、供給オゾ
ン水量に相当する量の水を天井部に設けた開口からオー
バーフローさせ、槽本体内において天井部までオゾン水
を充満させることにより、オゾン水の外気と接触を防止
することができる。その結果、オゾン水の濃度維持性が
良く、フォトレジスト膜の剥離性の良いオゾン接触装置
を提供することができる。
を供給口まで戻す循環系とを設けているので、オゾン供
給装置やオゾン溶解装置等の諸装置を大きくしたり純水
供給量を多くしてオゾン水量を増やすことなく、基板を
通過するオゾン水の膜面に対する流速を速くして、膜面
へのオゾン供給量を多くすることができる。その結果、
フォトレジスト膜の剥離性を一層良くすることができ
る。
置を、基板がフォトレジスト膜の形成された膜面を上面
にして置かれる支持部と膜面と対向するように間隙を持
って配置された覆い部と膜面にオゾン水を流すように設
けられたオゾン水供給部とを有する構成にするので、前
記間隙を十分狭く自由に定めることができる。
速度の得られる流速を得ることができる。又、基板がウ
エハのような円形の場合には、オゾン水供給部を膜面の
中心位置にすることにより、オゾン水を中心から放射状
に流し、オゾン水を無駄なく基板面に作用させることが
できる。又、基板の外周部で必要流速を維持するように
すれば、外周部から内側の中心までの部分では流速が速
くなるので、中心近傍の部分では膜剥離速度が加速さ
れ、全体としてフォトレジスト膜を速く剥離することが
できる。
一例を示す説明図である。
レジスト膜除去用オゾン水製造装置の全体構成の一例を
示す説明図である。
図である。
水接触装置の構造例を示す説明図である。
水接触装置の他の構造例を示す説明図である。
オゾン供給装置) 2 オゾン高濃度化装置(オゾン供給装
置) 3 純水供給系 4 加熱器 6 基板平行配置式のオゾン水接触装置 7 基板平面配置式のオゾン水接触装置 20 除湿器(オゾン高濃度化装置) 21〜24 吸脱着槽(オゾン高濃度化装置) 62 支持部 63 供給口 64 排出口 65 天井部 66 開口 67 循環系 67a 管系(循環系) 67b 循環ポンプ(循環系) 68 オゾン水補給系(オゾン含有水供給
系) 71 台板(支持部) 72 カバー(覆い部) 73 水路部(オゾン含有純水供給部) 100 基板 100a 膜面 A1 加熱工程 A2 オゾン溶解工程 C 中心(中
心位置)
Claims (5)
- 【請求項1】 オゾン含有純水をフォトレジスト膜の残
留している基板と接触させて前記フォトレジスト膜を除
去するフォトレジスト膜除去方法において、 前記オゾン含有純水をほぼ22℃以上の温度とほぼ30
ppm以上の溶存オゾン濃度とを含む条件にすることを
特徴とするフォトレジスト膜除去方法。 - 【請求項2】 フォトレジスト膜を除去するために前記
フォトレジスト膜の残留している基板と接触されるオゾ
ン含有純水を純水中にオゾンを溶解させて製造するオゾ
ン含有純水製造装置において、 前記オゾンとして固体高分子電解質膜を備えた電解式オ
ゾン発生装置の発生させるオゾン濃度以上の濃度のオゾ
ンを供給するオゾン供給装置と、前記純水を供給する純
水供給系と、前記純水又は前記オゾン含有純水のうちの
少なくとも何れかを加熱する加熱器と、を有することを
特徴とするフォトレジスト膜除去用オゾン水製造装置。 - 【請求項3】 前記オゾン供給装置はオゾンを発生させ
るオゾン発生装置と発生させたオゾンを高濃度化して前
記オゾン溶解装置に供給するオゾン高濃度化装置とで構
成されていることを特徴とする請求項2に記載のフォト
レジスト膜剥離用オゾン水製造装置。 - 【請求項4】 オゾン含有純水をフォトレジスト膜の残
留している基板と接触させて前記フォトレジスト膜を除
去するためのオゾン水接触装置において、 前記基板が複数枚並列して支持されるように設けられた
支持部と前記オゾン含有水が前記並列方向に前記基板を
通過するように設けられた供給口及び排出口と通過する
前記オゾン含有純水の自由表面を閉鎖するように設けら
れた天井部と該天井部から外部に導通するように設けら
れた開口と前記排出口から前記供給口に前記オゾン含有
水を流すように設けられた循環系と前記天井部まで前記
オゾン含有純水を充満させるように設けられたオゾン含
有純水供給系とを有することを特徴とするオゾン水接触
装置。 - 【請求項5】 オゾン含有純水をフォトレジスト膜の残
留している基板と接触させて前記フォトレジスト膜を除
去するためのオゾン水接触装置において、 前記基板が前記フォトレジスト膜の形成された膜面を上
面にして置かれる支持部と前記膜面と対向するように間
隙を持って配置された覆い部と前記膜面に前記オゾン含
有純水を流すように設けられたオゾン含有純水供給部と
を有することを特徴とするオゾン水接触装置。
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