JP2002134401A - Substrate processing method, substrate processing device, and method of manufacturing electronic device - Google Patents
Substrate processing method, substrate processing device, and method of manufacturing electronic deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基材処理方法、基
材処理装置及び電子デバイスの製造方法に係り、特に製
造工程で使用される有機物の除去を行うための基材処理
方法、基材処理装置及び電子デバイスの製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and an electronic device manufacturing method, and more particularly, to a substrate processing method for removing organic substances used in a manufacturing process, and a substrate. The present invention relates to a processing apparatus and a method for manufacturing an electronic device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気製品、コンピューターを始めとする
様々な機器には、各種半導体装置、各種液晶表示装置な
どの電子デバイスが用いられている。このような電子デ
バイスを製造するためには、製造の途中で半導体ウェハ
ーや液晶パネル用基板上にレジスト層を設け、露光、現
像により所望のパターンを形成し、かかるレジスト層を
マスクとして、エッチングを行い、半導体ウェハーや液
晶パネル基板上に所望の形状を得るフォトリソグラフィ
ー工程が不可欠である。2. Description of the Related Art Various electronic devices, such as various semiconductor devices and various liquid crystal display devices, are used for various appliances including electric appliances and computers. In order to manufacture such an electronic device, a resist layer is provided on a semiconductor wafer or a liquid crystal panel substrate in the course of manufacture, a desired pattern is formed by exposure and development, and etching is performed using the resist layer as a mask. A photolithography step for obtaining a desired shape on a semiconductor wafer or a liquid crystal panel substrate is indispensable.
【０００３】このレジスト層は、エッチングを行う際に
は必要なものであるが、エッチング終了後は不要、かつ
微量でも残存した場合、完成した半導体装置や液晶表示
装置の電気特性、表示特性、信頼性に多大な悪影響を及
ぼすことになる。従って、微量の残渣も無いように分解
除去する必要がある。This resist layer is necessary when etching is performed, but is unnecessary after etching is completed, and if it remains even in a very small amount, the electrical characteristics, display characteristics and reliability of a completed semiconductor device or liquid crystal display device are reduced. This will have a significant adverse effect on sex. Therefore, it is necessary to decompose and remove the residue so that there is no trace of residue.
【０００４】このようなレジスト層を除去する方法とし
ては、１）レジスト層を有機溶媒を含む剥離液で処理し
て溶解除去する方法、２）レジスト層をアルカリ溶液で
処理して分解除去する方法、３）レジスト層を熱濃硫
酸、「熱濃硫酸＋過酸化水素水」等で処理して酸化分解
する方法、及び４）レジスト層をＯ2プラズマで処理し
て灰化除去（アッシング）する方法、が知られている。As a method of removing such a resist layer, 1) a method of dissolving and removing the resist layer by treating it with a stripping solution containing an organic solvent, and 2) a method of treating and decomposing and removing the resist layer with an alkaline solution. , 3) the resist layer to hot concentrated sulfuric acid, to "hot concentrated sulfuric acid + hydrogen peroxide" method oxidative decomposing treated with such, and 4) the resist layer is treated with O 2 plasma ashing removing (ashing) The method is known.
【０００５】しかし、上記１）〜３）の方法は、濃厚な
薬液を使用する必要があるため、危険性も高く、環境へ
の負荷も大きい。また、高価な剥離液を用いなければな
らない場合もある。さらに、薬液の種類によっては、レ
ジスト層を除去する際に薬液を加熱しなければならず、
設備コスト、エネルギーコストが膨大なものとなる。さ
らには、薬液の種類、処理条件によっては、半導体ウェ
ハー表面や液晶パネル基板表面に単分子層レベルの残渣
が発生する場合がある。[0005] However, the above-mentioned methods 1) to 3) need to use a concentrated chemical solution, and therefore have a high risk and a large burden on the environment. In some cases, an expensive stripper must be used. Furthermore, depending on the type of the chemical, the chemical must be heated when removing the resist layer,
Equipment costs and energy costs are enormous. Further, depending on the type of the chemical solution and the processing conditions, a residue at a monomolecular layer level may be generated on the surface of the semiconductor wafer or the surface of the liquid crystal panel substrate.
【０００６】一方、上記４）の方法では、レジスト層や
アッシング装置由来の粒子が、半導体ウェハー表面や液
晶パネル用基板表面に付着し、後工程に悪影響を与え
る。このため、レジスト層を除去後、半導体ウェハーや
液晶パネル用基板の洗浄を行う必要があり、工程数の増
加は避けられない。しかも、上記４）の方法は真空環境
下で行わなければならず、またプラズマ発生のための電
力も必要であり、このための設備コストおよび電力、エ
ネルギーコストは膨大なものとなる。さらには、上記
４）の方法を行なうと、半導体ウェハーの表面がプラズ
マダメージにより劣化する場合がある。On the other hand, in the above method 4), the particles derived from the resist layer and the ashing device adhere to the surface of the semiconductor wafer or the surface of the substrate for a liquid crystal panel, which adversely affects the subsequent steps. For this reason, after removing the resist layer, it is necessary to clean the semiconductor wafer and the substrate for the liquid crystal panel, and an increase in the number of steps is inevitable. In addition, the method 4) must be performed in a vacuum environment, and requires power for plasma generation, which requires enormous equipment costs, power and energy costs. Further, when the method 4) is performed, the surface of the semiconductor wafer may be deteriorated due to plasma damage.
【０００７】上記のような問題点を克服するため、最
近、レジスト層を、オゾン含有水で処理することによ
り、分解除去する方法が学会等で発表された。さらに、
処理速度を上げるため、オゾンガス雰囲気下において温
純水スプレー処理を行うことにより、レジスト層を分解
除去する方法（特開平5-152203号公報）についても、特
許出願がなされている。[0007] In order to overcome the above problems, a method of decomposing and removing the resist layer by treating the resist layer with ozone-containing water has recently been presented at academic conferences and the like. further,
A patent application has also been filed for a method of decomposing and removing the resist layer by performing hot pure water spraying in an ozone gas atmosphere in order to increase the processing speed (JP-A-5-152203).
【０００８】これらオゾンを応用した有機物除去技術
は、（１）薬液をまったく使用しないか、使用したとし
ても極低濃度の薬液を使用するだけであり、また処理後
のオゾンの分解が容易であるため環境への負荷が極めて
小さく、（２）Ｏ2プラズマ処理に比較すると半導体ウ
ェハー表面や液晶パネル用基板表面に対してダメージが
小さいという優れた特徴を有している。[0008] These organic substance removal techniques using ozone (1) do not use a chemical solution at all, or use only an extremely low concentration of a chemical solution even if it is used, and it is easy to decompose ozone after treatment. Therefore, it has an excellent feature that the load on the environment is extremely small and that damage to the surface of the semiconductor wafer and the surface of the substrate for a liquid crystal panel is small as compared with (2) O 2 plasma treatment.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、本
発明者の研究から、レジスト材料やこのレジスト材料の
上下に施されることがある有機反射防止膜(ARC)の種類
によっては、または半導体製造プロセス中で加えられる
ドライエッチングによるダメージやイオン打ち込みによ
るダメージによっては、単なるオゾン含有水による処
理、オゾンガスを含む気体雰囲気下での温純水スプレー
処理、オゾンガス及び水蒸気を含む雰囲気下での処理な
どでは、除去できないか、除去できたとしても十分な除
去速度が得られない場合があることがわかった。However, according to the researches of the present inventors, depending on the type of the resist material and the organic anti-reflection film (ARC) which may be applied on and under the resist material, or during the semiconductor manufacturing process, The damage caused by dry etching or ion implantation caused by the above, can not be removed by simple treatment with ozone-containing water, hot pure water spray treatment in a gas atmosphere containing ozone gas, treatment in an atmosphere containing ozone gas and water vapor, etc. It was found that even if it could be removed, a sufficient removal rate could not be obtained.
【００１０】このような課題を解決するため、本発明者
は、有機物に紫外線照射を行いつつオゾン水処理を行う
ことにより、オゾン水のみでは分解が困難又は除去速度
の遅いレジスト材料や有機反射防止膜について、分解及
び除去速度が向上することを見出し、特許出願をしてい
る（特願2000-3941号）。この方法により多量の有機物
の速やかな分解が可能となったが、高濃度のイオン打ち
込みが行われたレジストなどについてはまだ除去が困難
であるという課題があった。また、除去が可能な有機物
についてもさらなる除去速度の増大が望まれるという課
題があった。In order to solve such a problem, the present inventor has performed an ozone water treatment while irradiating an organic substance with ultraviolet rays, so that a resist material which is difficult to decompose only with ozone water or has a low removal rate, or an organic anti-reflection coating. The inventors have found that the decomposition and removal rates of the membrane are improved, and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 2000-3941). Although this method enabled rapid decomposition of a large amount of organic substances, there was a problem that it was still difficult to remove resists and the like in which high-concentration ion implantation was performed. There is also a problem that it is desired to further increase the removal rate of organic substances that can be removed.
【００１１】本発明の目的は、これら課題を解決し、レ
ジスト材料に代表される有機物を、好適に、残渣なく、
より速やかに処理することが可能な基材処理方法、基材
処理装置及び及びこの基材処理方法を工程の一部として
有する電子デバイスの製造方法を提供することにある。[0011] An object of the present invention is to solve these problems and to remove organic substances typified by resist materials preferably without residues.
It is an object of the present invention to provide a base material processing method, a base material processing apparatus, and a method for manufacturing an electronic device having the base material processing method as a part of a process capable of performing processing more quickly.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１８）の本発明により達成される。 （１） 本発明の基材処理方法は、処理すべき基材に紫
外線を照射し、次いでこの基材に、オゾンガスを含む気
体雰囲気下で、水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させ
ることにより、基材表面に付着する有機物を分解及び除
去することを特徴とする。本発明の基材処理方法による
と、紫外線を用いない場合には分解除去できなかった有
機物の除去が可能となる。この理由は、紫外線により有
機物が光分解され、よりオゾンによって分解されやすい
形態になったからと考えられる。この場合、特に水蒸気
を用いた場合、ひび割れが発生し、剥離現象が見られる
場合もあった。該ひび割れ、剥離現象は、紫外線照射を
行なうことにより、より促進される。この方式は、１Ｅ
１５atoms/cm2の高濃度イオン打ち込みダメージにより
表面に変質層ができたレジスト膜や２μmを超える厚膜
レジストを除去する際に特に有効であった。この理由
は、上記した変質レジスト膜や厚膜レジスト膜の膨潤に
ひび割れが発生し、該ひび割れから浸透したオゾンおよ
び水がレジスト下層側からもレジスト樹脂を分解し、剥
離、分解の同時進行が起き、速やかなレジスト除去が可
能となったからと考えられる。This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (18). (1) The substrate treatment method of the present invention includes irradiating a substrate to be treated with ultraviolet rays, and then contacting the substrate with steam, water, or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas. It is characterized by decomposing and removing organic substances adhering to the substrate surface. According to the substrate treatment method of the present invention, it is possible to remove organic substances that could not be decomposed and removed without using ultraviolet rays. It is considered that the reason for this is that the organic matter was photodegraded by the ultraviolet light, and became more easily decomposed by the ozone. In this case, particularly when water vapor is used, cracks may occur and a peeling phenomenon may be observed. The cracking and peeling phenomena are further promoted by performing ultraviolet irradiation. This method is 1E
It was particularly effective in removing a resist film having an altered layer on the surface due to high concentration ion implantation damage of 15 atoms / cm 2 or a thick resist exceeding 2 μm. This is because cracks occur in the swelling of the altered resist film and the thick resist film, and the ozone and water permeated from the cracks also decompose the resist resin from the lower layer side of the resist, and simultaneous peeling and decomposition occur. It is considered that rapid removal of the resist became possible.
【００１３】（２） 上記（１）の基材処理方法におい
ては、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有水を吹き付
けることにより、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有
水を接触させることが好ましい。基材周辺に効率的に水
蒸気，水，またはオゾン水を供給することが可能だから
である。(2) In the method for treating a substrate according to the above (1), the substrate may be contacted with steam, water or ozone-containing water by spraying the substrate with steam, water or ozone-containing water. preferable. This is because steam, water, or ozone water can be efficiently supplied around the base material.
【００１４】（３） 上記（１）の基材処理方法におい
て、前記紫外線の３２０ｎｍから３９０ｎｍの波長帯域
あるいはｉ線における照度が、５０ｍＷ／ｃｍ2以下、
２５ｍＷ／ｃｍ2以上であることが好ましい。ここで基
材に対して紫外線を照射すれば、有機物の表面に形成さ
れる変質層とその下層側に相当するノンダメージ層との
間、あるいは、ノンダメージ層と基材との間に、有機物
から生じたガスによって剥離が生じる。ここで紫外線の
照射条件を上記条件に合わせて設定すれば、有機物から
好適にガスを発生させ、かつ、強度な紫外線あるいは高
温による有機物の硬化、基材への固着を抑制でき、その
後の工程において変質層を容易に除去することが可能と
なる。(3) In the substrate processing method of the above (1), the illuminance of the ultraviolet ray in a wavelength band of 320 nm to 390 nm or i-line is 50 mW / cm 2 or less.
It is preferably at least 25 mW / cm 2 . Here, when the substrate is irradiated with ultraviolet light, the organic substance is formed between the deteriorated layer formed on the surface of the organic substance and the non-damaged layer corresponding to the lower layer, or between the non-damaged layer and the substrate. Separation occurs due to the gas generated from the gas. Here, if the irradiation conditions of the ultraviolet rays are set in accordance with the above conditions, it is possible to appropriately generate a gas from the organic substance, and to suppress the curing of the organic substance by strong ultraviolet rays or a high temperature, and to suppress the fixation to the base material. The altered layer can be easily removed.
【００１５】（４） 上記（１）の基材処理方法におい
て、紫外線のｉ線における照度が、５０ｍＷ／ｃｍ2以
下、２５ｍＷ／ｃｍ2以上であることが好ましい。基材
に対してｉ線の照度が上記の条件である紫外線を照射す
れば、有機物の表面に形成される変質層と、その下層側
に相当するノンダメージ層との間、あるいは、ノンダメ
ージ層と基材との間に、有機物から生じたガスによって
剥離が生じる。ここで紫外線の照射条件を上記条件に合
わせて設定すれば、有機物から好適にガスを発生させ、
かつ、強度な紫外線あるいは高温による有機物の硬化、
基材への固着を抑制でき、その後の工程において変質層
を容易に除去することが可能となる。(4) In the substrate treatment method of the above (1), it is preferable that the illuminance of the ultraviolet ray at the i-line is 50 mW / cm 2 or less and 25 mW / cm 2 or more. By irradiating the base material with the ultraviolet ray having the illuminance of the i-line under the above condition, between the altered layer formed on the surface of the organic substance and the non-damage layer corresponding to the lower layer, or the non-damage layer Separation occurs between the substrate and the substrate due to a gas generated from an organic substance. Here, if the irradiation conditions of the ultraviolet rays are set in accordance with the above conditions, a gas is preferably generated from the organic matter,
And curing of organic matter by strong ultraviolet light or high temperature,
Adhesion to the substrate can be suppressed, and the altered layer can be easily removed in a subsequent step.
【００１６】（５） 上記（１）の基材処理方法におい
て、紫外線照射中の基材温度を８０℃以下２０℃以上に
保持した状態で行うことが好ましい。このように基材処
理時の温度を設定すれば、有機物から好適にガスを発生
させ、かつ、強度な紫外線あるいは高温による有機物の
硬化、基材への固着を抑制でき、その後の工程において
変質層を容易に除去することが可能となる。(5) In the method for treating a base material of the above (1), it is preferable to carry out the method while maintaining the temperature of the base material during irradiation with ultraviolet rays at 80 ° C. or lower and 20 ° C. or higher. By setting the temperature at the time of processing the base material in this manner, it is possible to appropriately generate gas from the organic material, and to suppress the hardening of the organic material due to strong ultraviolet light or high temperature and the fixation to the base material. Can be easily removed.
【００１７】（６） 上記（１）乃至（５）の基材処理
方法においては、前記気体雰囲気の温度が２００℃以下
であることが好ましい。(6) In the substrate processing method of (1) to (5), it is preferable that the temperature of the gas atmosphere is 200 ° C. or less.
【００１８】（７） 上記（１）乃至（５）の基材処理
方法においては、前記気体雰囲気の温度が１００℃以下
であることがより好ましい。気体雰囲気の温度は、高い
ほど化学反応速度が上昇し除去に有利となるが、気相中
でオゾンガスの分解が起こり易くなり有機物分解反応に
寄与するオゾン分子の濃度が薄くなる。また、基材表面
に存在する水分へのオゾンの溶解度が低くなってしま
う。このため、気体雰囲気の温度は２００℃以下が好ま
しく、１００℃以下がより好ましい。(7) In the substrate processing method of (1) to (5), it is more preferable that the temperature of the gas atmosphere is 100 ° C. or less. The higher the temperature of the gas atmosphere is, the higher the chemical reaction rate is, which is advantageous for removal. However, the decomposition of ozone gas tends to occur in the gas phase, and the concentration of ozone molecules contributing to the decomposition reaction of organic substances becomes thin. In addition, the solubility of ozone in water existing on the surface of the base material becomes low. For this reason, the temperature of the gas atmosphere is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.
【００１９】（８） 上記（１）乃至（７）のいずれか
の基材処理方法においては、前記気体雰囲気の圧力が１
気圧以上であることが好ましい。(8) In the substrate processing method according to any one of the above (1) to (7), the pressure of the gas atmosphere is 1
It is preferably at least atmospheric pressure.
【００２０】（９） 上記（１）乃至（７）のいずれか
の基材処理方法においては、前記気体雰囲気の圧力が
１．５気圧以上であることが好ましい。基材表面に存在
する水分へのオゾンの溶解量が高くなり、処理が促進さ
れるからである。それに加えて、基材表面における有機
物への水分やオゾン分子の浸透力が高くなり、分解及び
剥離現象をより促進することができるからである。この
ため、気体雰囲気の圧力は１気圧以上が好ましく、１．
５気圧以上がより好ましい。(9) In the substrate processing method according to any one of the above (1) to (7), it is preferable that the pressure of the gas atmosphere is 1.5 atm or more. This is because the amount of ozone dissolved in water present on the surface of the base material increases, and the treatment is accelerated. In addition, the penetration of moisture and ozone molecules into the organic matter on the surface of the base material is increased, so that the decomposition and peeling phenomena can be further promoted. For this reason, the pressure of the gas atmosphere is preferably at least 1 atm.
5 atm or more is more preferable.
【００２１】（１０） 本発明の基材処理方法は、処理
すべき基材の表面に紫外線を照射しつつ、この基材に、
オゾンガスを含む気体雰囲気下で、水蒸気、水又はオゾ
ン含有水を接触させることにより、基材表面に付着する
有機物を分解及び除去することを特徴とする。本発明の
基材処理方法によると、紫外線を用いない場合には分解
除去できなかった有機物の除去が可能となる。この理由
は、紫外線により有機物が光分解され、よりオゾンによ
って分解されやすい形態になったからと考えられる。こ
の場合、特に水蒸気を用いた場合、ひび割れが発生し、
剥離現象が見られる場合もあった。該ひび割れ、剥離現
象は、紫外線照射を行なうことにより、より促進され
る。この方式は、１Ｅ１５atoms/cm2の高濃度イオン打
ち込みダメージにより表面に変質層ができたレジスト膜
や２μmを超える厚膜レジストを除去する際に特に有効
であった。この理由は、上記した変質レジスト膜や厚膜
レジスト膜の膨潤にひび割れが発生し、該ひび割れから
浸透したオゾンおよび水がレジスト下層側からもレジス
ト樹脂を分解し、剥離、分解の同時進行が起き、速やか
なレジスト除去が可能となったからと考えられる。(10) In the method for treating a substrate according to the present invention, the surface of the substrate to be treated is irradiated with ultraviolet rays,
By contacting water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas, organic substances adhering to the substrate surface are decomposed and removed. According to the substrate treatment method of the present invention, it is possible to remove organic substances that could not be decomposed and removed without using ultraviolet rays. It is considered that the reason for this is that the organic matter was photodegraded by the ultraviolet light, and became more easily decomposed by the ozone. In this case, especially when steam is used, cracks occur,
In some cases, a peeling phenomenon was observed. The cracking and peeling phenomena are further promoted by performing ultraviolet irradiation. This method was particularly effective in removing a resist film having an altered layer on the surface due to high concentration ion implantation damage of 1E15 atoms / cm 2 or a thick resist exceeding 2 μm. This is because cracks occur in the swelling of the altered resist film and the thick resist film, and the ozone and water permeated from the cracks also decompose the resist resin from the lower layer side of the resist, and simultaneous peeling and decomposition occur. It is considered that rapid removal of the resist became possible.
【００２２】（１１） 上記（１０）の基材処理方法に
おいては、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有水を吹
き付けることにより、前記基材に水蒸気、水又はオゾン
含有水を接触させることを特徴とする。基材周辺に効率
的に水蒸気，水，またはオゾン水を供給することが可能
だからである。(11) In the substrate treatment method of the above (10), it is preferable that the substrate is contacted with water vapor, water or ozone-containing water by spraying water vapor, water or ozone-containing water onto the substrate. Features. This is because steam, water, or ozone water can be efficiently supplied around the base material.
【００２３】（１２） 上記（１０）又は（１１）の基
材処理方法においては、前記気体雰囲気の温度が２００
℃以下であることが好ましい。(12) In the substrate processing method according to the above (10) or (11), the temperature of the gas atmosphere is 200
It is preferable that the temperature is not higher than ° C.
【００２４】（１３） 上記（１０）又は（１１）の基
材処理方法においては、前記気体雰囲気の温度が１００
℃以下であることがさらに好ましい。気体雰囲気の温度
は、高いほど化学反応速度が上昇し除去に有利となる
が、気相中でオゾンガスの分解が起こり易くなり有機物
分解反応に寄与するオゾン分子の濃度が薄くなる。ま
た、基材表面に存在する水分へのオゾンの溶解度が低く
なってしまう。このため、気体雰囲気の温度は２００℃
以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。(13) In the substrate processing method according to the above (10) or (11), the temperature of the gas atmosphere is 100
It is more preferable that the temperature is not higher than ° C. The higher the temperature of the gas atmosphere is, the higher the chemical reaction rate is, which is advantageous for removal. However, the decomposition of ozone gas tends to occur in the gas phase, and the concentration of ozone molecules contributing to the decomposition reaction of organic substances becomes thin. In addition, the solubility of ozone in water existing on the surface of the base material becomes low. Therefore, the temperature of the gas atmosphere is 200 ° C.
Or less, and more preferably 100 ° C. or less.
【００２５】（１４） 上記（１０）乃至（１３）のい
ずれかの基材処理方法においては、前記気体雰囲気の圧
力が１気圧以上であることが好ましい。(14) In the substrate processing method according to any one of the above (10) to (13), it is preferable that the pressure of the gas atmosphere is 1 atm or more.
【００２６】（１５） 上記（１０）乃至（１３）のい
ずれかの基材処理方法においては、前記気体雰囲気の圧
力が１．５気圧以上であることがさらに好ましい。基材
表面に存在する水分へのオゾンの溶解量が高くなり、処
理が促進されるからである。それに加えて、基材表面に
おける有機物への水分やオゾン分子の浸透力が高くな
り、分解及び剥離現象をより促進することができるから
である。このため、気体雰囲気の圧力は１気圧以上が好
ましく、１．５気圧以上がより好ましい。(15) In the substrate processing method according to any one of the above (10) to (13), it is more preferable that the pressure of the gas atmosphere is 1.5 atm or more. This is because the amount of ozone dissolved in water present on the surface of the base material increases, and the treatment is accelerated. In addition, the penetration of moisture and ozone molecules into the organic matter on the surface of the base material is increased, so that the decomposition and peeling phenomena can be further promoted. For this reason, the pressure of the gaseous atmosphere is preferably at least 1 atm, more preferably at least 1.5 atm.
【００２７】（１６） 上記（１）乃至（１５）のいず
れかの基材処理方法においては、前記基材にオゾンガス
を含む気体雰囲気下で水蒸気、水又はオゾン含有水を接
触させた後、さらに水又はオゾン含有水で前記基材を洗
浄することもできる。このことにより、 気体雰囲気下
での処理により残渣が残った場合においても、この残渣
を水流により洗い流すことが可能になる。この場合、オ
ゾン含有水を用いると、有機物を分解しつつ、洗い流す
ことが可能になるため、より残渣除去性を高めることが
できる。(16) In the method for treating a substrate according to any one of the above (1) to (15), after contacting the substrate with steam, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas, The substrate may be washed with water or ozone-containing water. This makes it possible to wash away the residue with a water stream even if the residue remains after the treatment under a gaseous atmosphere. In this case, when the ozone-containing water is used, it is possible to wash away while decomposing the organic matter, so that the residue removing property can be further improved.
【００２８】（１７） 上記（１）乃至（１６）のいず
れかの基材処理方法においては、前記基材が半導体ウェ
ハー又は液晶パネル基板であることができる。(17) In the substrate processing method according to any one of the above (1) to (16), the substrate may be a semiconductor wafer or a liquid crystal panel substrate.
【００２９】（１８） 上記（１）乃至（１７）のいず
れかの基材処理方法においては、前記有機物がレジスト
材料又は有機反射防止膜からなることができる。したが
って、本発明においては、半導体基板や液晶パネル用基
板におけるレジスト剥離、有機反射防止膜の処理に効果
がある。(18) In the substrate processing method according to any one of the above (1) to (17), the organic substance may be a resist material or an organic antireflection film. Therefore, the present invention is effective in removing resist on a semiconductor substrate or a substrate for a liquid crystal panel and treating an organic antireflection film.
【００３０】（１９） 本発明の基材処理装置は、上記
（１）又は（１０）に記載の基材処理方法を実施するこ
とのできる基材処理装置であって、基材に紫外線を照射
する手段、及び基材にオゾンガスを含む気体雰囲気下で
水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させる手段を備えた
ことを特徴とする。(19) The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus capable of performing the substrate processing method described in (1) or (10) above, and irradiates the substrate with ultraviolet rays. And a means for contacting water vapor, water, or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas to the substrate.
【００３１】（２０） 上記（１９）に記載の基材処理
装置においては、基材にオゾンガスを含む気体雰囲気下
で水蒸気、水又はオゾン含有水と接触させる手段が、基
材に水蒸気、水又はオゾン含有水を吹き付ける手段を含
むことが好ましい。(20) In the substrate processing apparatus according to the above (19), the means for bringing the substrate into contact with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas comprises: It is preferable to include a means for spraying ozone-containing water.
【００３２】（２１） 本発明の電子デバイスの製造方
法は、上記（１）乃至（１８）のいずれかに記載の基材
処理方法によって、基材表面に付着する有機物を除去す
る工程を有することを特徴とする。このため、基材表面
からレジスト等をより完全に除去することができるの
で、製造される電子デバイス（半導体装置や液晶装置）
の信頼性を高めることができる。また、基材表面からレ
ジスト等をより効率的に除去することができるので、電
子デバイス（半導体装置や液晶装置）をより低コストで
製造することができる。(21) The method of manufacturing an electronic device according to the present invention includes a step of removing organic substances adhering to the surface of the substrate by the substrate processing method according to any one of the above (1) to (18). It is characterized by. For this reason, the resist and the like can be more completely removed from the surface of the base material, so that the manufactured electronic device (semiconductor device or liquid crystal device)
Reliability can be improved. Further, since the resist and the like can be more efficiently removed from the surface of the base material, an electronic device (semiconductor device or liquid crystal device) can be manufactured at lower cost.
【００３３】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て、詳細に説明する。 （実施形態１）以下に本発明の実施形態１を図面に基づ
いて説明する。図１は実施形態１に係るレジスト剥離処
理の説明図である。処理すべき基板１は、表面にレジス
トが残留するエッチング後の半導体ウエーハである。基
材処理装置１００は、石英製の容器７、基板１を保持す
るロータ２、オゾンガスを導入するオゾンガス導入孔
４、水蒸気、水又はオゾン含有水を導入する水蒸気等供
給ノズル５、装置内を排気する排気孔６、及び基板に紫
外線を照射するＵＶランプ３を備えている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. (Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a resist stripping process according to the first embodiment. The substrate 1 to be processed is an etched semiconductor wafer having a resist remaining on the surface. The substrate processing apparatus 100 includes a vessel 7 made of quartz, a rotor 2 holding the substrate 1, an ozone gas introduction hole 4 for introducing ozone gas, a supply nozzle 5 for introducing steam, water or ozone-containing water, and exhausting the inside of the apparatus. And a UV lamp 3 for irradiating the substrate with ultraviolet light.
【００３４】実施形態１では、処理すべき基材に紫外線
を照射し、次いでこの基材に、オゾンガスを含む気体雰
囲気下で、水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させるこ
とにより、基材表面に付着する有機物を分解及び除去し
ている。この実施形態１では、まず、有機物が付着した
基材、具体的にはレジスト付きの半導体ウェハーに紫外
線を照射する。次いでオゾンガスを含む気体を導入し、
該雰囲気下において、水蒸気、水又はオゾン水を共存さ
せて処理する。In the first embodiment, the substrate to be treated is irradiated with ultraviolet rays, and then the substrate is brought into contact with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas, so that the surface of the substrate is treated. Decompose and remove adhering organic matter. In the first embodiment, first, a substrate to which an organic substance is adhered, specifically, a semiconductor wafer with a resist is irradiated with ultraviolet rays. Next, a gas containing ozone gas is introduced,
In this atmosphere, the treatment is performed in the presence of steam, water or ozone water.
【００３５】紫外線照射およびオゾンガス雰囲気下での
処理は、別々の処理装置または容器で行なっても良い
し、同一の処理装置または容器で行なっても良い。図１
では、同一の処理容器で行う場合を示している。The ultraviolet irradiation and the treatment in the ozone gas atmosphere may be performed in separate processing apparatuses or containers, or may be performed in the same processing apparatus or container. FIG.
Shows a case where the processing is performed in the same processing container.
【００３６】（実施形態２）実施形態２では、処理すべ
き基材の表面に紫外線を照射しつつ、この基材に、オゾ
ンガスを含む気体雰囲気下で、水蒸気、水又はオゾン含
有水を接触させることにより、基材表面に付着する有機
物を分解及び除去している。この実施形態２では、有機
物が付着した基材、具体的にはレジスト付きの半導体ウ
ェハーを、石英ガラスの窓のついた処理容器に入れる。
石英ガラス窓を通して、紫外線を照射しつつ、オゾンガ
スを導入し、該気体雰囲気下において、水蒸気、水又は
オゾン水を共存させて処理する。(Embodiment 2) In Embodiment 2, while irradiating the surface of a substrate to be treated with ultraviolet rays, this substrate is brought into contact with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas. This decomposes and removes organic substances adhering to the substrate surface. In the second embodiment, a substrate to which an organic substance is attached, specifically, a semiconductor wafer with a resist, is placed in a processing container having a quartz glass window.
Ozone gas is introduced while irradiating ultraviolet rays through a quartz glass window, and treatment is performed in the gaseous atmosphere in the presence of steam, water or ozone water.
【００３７】実施形態１、実施形態２とも、オゾンガス
と、水蒸気、水又はオゾン水を共存させる方法として
は、１）処理容器内にオゾンガス及び水蒸気を供給する
方法、２）処理容器内にオゾンガスを供給し、超純水又
はオゾン水をスプレー又はシャワーで供給する方法があ
げられる。その際、半導体ウェハー上の薄い水膜形成は
問題ないが、結露、スプレー又はシャワーによる水滴の
付着により、処理のむらが起きる場合がある。該水滴を
防止し、かつ、反応に関与する物質の供給、除去を速や
かに行うため、半導体ウェハーあるいはウェハーの入っ
たカセットを回転させても良い。In both the first and second embodiments, as a method of coexisting ozone gas and water vapor, water or ozone water, 1) a method of supplying ozone gas and water vapor into the processing vessel, and 2) a method of supplying ozone gas into the processing vessel. And a method of supplying ultrapure water or ozone water by spraying or showering. At this time, the formation of a thin water film on the semiconductor wafer is not a problem, but the processing may be uneven due to condensation, spraying, or adhesion of water droplets by a shower. In order to prevent the water droplets and to promptly supply and remove substances involved in the reaction, the semiconductor wafer or the cassette containing the wafer may be rotated.
【００３８】また、オゾンガスと共存させる水蒸気、水
又はオゾン水については、オゾンガスと同時に供給して
もよいが、水蒸気、水又はオゾン水を供給した後、オゾ
ンガスの供給を開始しても良い。処理の雰囲気温度につ
いては、オゾンガスと水蒸気を共存させて処理を行う場
合、高温でのオゾンガスの分解を防ぐため、２００℃以
下、好ましくは、８０ないし１５０℃で処理することが
望ましい。オゾンガスと水、オゾン水を共存させて処理
を行う場合は、１００℃以下、好ましくは２０〜９０℃
が望ましい。また、処理容器内の圧力を上げ処理を行う
事により、除去効率を上げることが可能である。The steam, water or ozone water coexisting with the ozone gas may be supplied simultaneously with the ozone gas, but the supply of the ozone gas may be started after the supply of the steam, water or ozone water. Regarding the atmosphere temperature of the treatment, when the treatment is carried out in the presence of ozone gas and water vapor, it is desirable to carry out the treatment at 200 ° C. or lower, preferably 80 to 150 ° C., in order to prevent the decomposition of the ozone gas at a high temperature. When the treatment is performed in the presence of ozone gas, water, and ozone water, the temperature is 100 ° C. or less, preferably 20 to 90 ° C.
Is desirable. Further, the removal efficiency can be increased by increasing the pressure in the processing container and performing the processing.
【００３９】（実施例１）i線露光用ネガ型レジスト(JS
R NFR015)が４μｍ付いた半導体ウェハーを、低圧水銀
ランプ(日本電池 L650TS)を用いて紫外線を２分間照射
した後、処理容器にセットした。処理容器および内部の
雰囲気を１００℃に加熱し、半導体ウェハー近傍に設置
したノズルより水蒸気を吐出し、水蒸気雰囲気とした。
次いで、濃度３００ｍｇ／Lのオゾンガス１L／分を供給
し、１０分間の処理を行った。処理容器から取り出し、
５０ｐｐｍオゾン水で３分間リンスを行ったところ、該
レジストは除去されていた。ここで上述のｉ線露光用レ
ジストとは、紫外域の３６５ｎｍの波長をピークとした
輝線スペクトルをもつ紫外線ランプに対応して用いられ
るものである。また４３６ｎｍの波長をピークとした輝
線スペクトルをもつ紫外線ランプに対応したｇ線露光用
レジストも知られている。Example 1 Negative resist for i-line exposure (JS
(RNFR015) was irradiated with ultraviolet rays for 2 minutes using a low-pressure mercury lamp (Nihon Battery L650TS) and set in a processing container. The atmosphere in the processing vessel and the inside was heated to 100 ° C., and steam was discharged from a nozzle provided near the semiconductor wafer to form a steam atmosphere.
Subsequently, ozone gas at a concentration of 300 mg / L was supplied at a rate of 1 L / min, and the treatment was performed for 10 minutes. Remove from processing container,
After rinsing with 50 ppm ozone water for 3 minutes, the resist had been removed. Here, the above-mentioned resist for i-line exposure is used corresponding to an ultraviolet lamp having a bright line spectrum having a peak at a wavelength of 365 nm in an ultraviolet region. A g-line exposure resist corresponding to an ultraviolet lamp having a bright line spectrum having a peak at a wavelength of 436 nm is also known.
【００４０】（比較例１）実施例１における紫外線照射
を省いた。レジスト膜の一部は剥離除去されたが、大部
分は残存していた。Comparative Example 1 The ultraviolet irradiation in Example 1 was omitted. A part of the resist film was peeled and removed, but most remained.
【００４１】（実施例２）i線露光用ネガ型レジスト(JS
R NFR015)４μmにＡｓ+を１Ｅ１５atoms／cm2イオン打
ち込みを行った変質レジスト膜が付いた半導体ウェハー
を、石英ガラス製の窓を持つ処理容器にセットした。処
理容器および内部の雰囲気を１００℃に加熱した後、高
圧水銀ランプ(日本電池 HI-6)を用いて紫外線を照射し
つつ、半導体ウェハー近傍に設置したノズルより水蒸気
を吐出し水蒸気雰囲気とした。次いで濃度３００ｍｇ／
Ｌのオゾンガス１Ｌ／分を供給し、１０分間の処理を行
ったところ、該レジストは除去されていた。(Example 2) Negative resist for i-line exposure (JS
(RNFR015) A semiconductor wafer having an altered resist film obtained by ion-implanting 4 μm of As + with 1E15 atoms / cm 2 was set in a processing vessel having a window made of quartz glass. After heating the processing container and the internal atmosphere to 100 ° C., while irradiating ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp (Nihon Battery HI-6), water vapor was discharged from a nozzle provided near the semiconductor wafer to form a water vapor atmosphere. Then a concentration of 300 mg /
After supplying L ozone gas at 1 L / min for 10 minutes, the resist was removed.
【００４２】（比較例２）実施例２における紫外線照射
を省いた。レジスト膜にひび割れが発生していたが、大
部分は残存していた。Comparative Example 2 The ultraviolet irradiation in Example 2 was omitted. Cracks occurred in the resist film, but most remained.
【００４３】（実施例３）反射防止膜 (信越化学DUV-4
2)が０．１μｍ付いたレジスト膜を、石英ガラス製の窓
を持つ処理容器にセットした。処理容器および内部の雰
囲気を１００℃に加熱した後、高圧水銀ランプ(日本電
池 HI-6)を用いて紫外線を照射しつつ、半導体ウェハー
近傍に設置したノズルより水蒸気を吐出し水蒸気雰囲気
とした。次いで、濃度３００ｍｇ／Ｌのオゾンガス１Ｌ
／分を供給し、５分間の処理を行ったところ、該レジス
トは除去されていた。Example 3 Antireflection film (Shin-Etsu Chemical DUV-4)
The resist film having the thickness 2) of 0.1 μm was set in a processing container having a window made of quartz glass. After heating the processing container and the internal atmosphere to 100 ° C., while irradiating ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp (Nihon Battery HI-6), water vapor was discharged from a nozzle provided near the semiconductor wafer to form a water vapor atmosphere. Next, 1 L of ozone gas having a concentration of 300 mg / L
/ Min and the treatment was performed for 5 minutes, the resist was removed.
【００４４】（比較例３）実施例３における紫外線照射
を省いた。処理前後で反射防止膜の膜厚にほとんど変化
はなく、除去不能であった。Comparative Example 3 The ultraviolet irradiation in Example 3 was omitted. There was almost no change in the thickness of the antireflection film before and after the treatment, and the film could not be removed.
【００４５】（実施例４）i線露光用ポジ型レジスト(三
菱化学 MCPR i8000P)１μｍ膜厚にＢＦ2-を１Ｅ１５ato
ms／cm2イオン打ち込みを行った変質レジスト膜が付い
た半導体ウェハーを、低圧水銀ランプ(日本電池 L650T
S)を用いて紫外線を２分間照射した後、処理容器にセッ
トした。処理容器および内部の雰囲気を１００℃に加熱
し、半導体ウェハー近傍に設置したノズルより水蒸気を
吐出し、水蒸気雰囲気とした。その際、容器内圧力を
０．２ＭＰａとした。該圧力を保ったまま、濃度３００
ｍｇ／Ｌのオゾンガス１Ｌ／分を供給し、１０分間の処
理を行った。処理容器から取り出し、５０ｐｐｍオゾン
水で３分間リンスを行ったところ、該レジストは除去さ
れていた。(Example 4) Positive resist for i-line exposure (Mitsubishi Chemical MCPR i8000P) 1E15ato BF 2 -to 1 μm film thickness
ms / cm 2 ion implantation semiconductor wafer-degraded resist film with which was carried out, a low-pressure mercury lamp (Japan Storage Battery L650T
After irradiating with ultraviolet light for 2 minutes using S), it was set in a processing container. The atmosphere in the processing vessel and the inside was heated to 100 ° C., and steam was discharged from a nozzle provided near the semiconductor wafer to form a steam atmosphere. At that time, the pressure in the container was set to 0.2 MPa. While maintaining the pressure, a concentration of 300
1 L / min of ozone gas of 1 mg / L was supplied, and the treatment was performed for 10 minutes. The resist was removed from the processing container and rinsed with 50 ppm ozone water for 3 minutes.
【００４６】（比較例４）実施例４における紫外線照射
を省いた。レジスト膜の一部は剥離除去されたが、残渣
が見られた。Comparative Example 4 The ultraviolet irradiation in Example 4 was omitted. Although a part of the resist film was peeled and removed, a residue was observed.
【００４７】（実施例５）エキシマ露光用ポジ型レジス
ト(東京応化TDUR-P015)が１μｍ付いた半導体ウェハー
を、石英ガラス製の窓を持つ処理容器にセットした。濃
度３００ｍｇ／Ｌのオゾンガス１Ｌ／分を供給しなが
ら、低圧水銀ランプを用いて、石英ガラスを通して、紫
外線を照射した。該条件下で半導体ウェハーに、８０℃
の温水を流量０．２５Ｌ／分で６分間スプレーすること
により、レジストはすべて除去されていた。Example 5 A semiconductor wafer provided with a 1 μm excimer exposure positive resist (Tokyo Ohka TDUR-P015) was set in a processing vessel having a quartz glass window. Ultraviolet rays were irradiated through quartz glass using a low-pressure mercury lamp while supplying 1 L / min of ozone gas having a concentration of 300 mg / L. Under these conditions, the semiconductor wafer is heated to 80 ° C.
Was sprayed at a flow rate of 0.25 L / min for 6 minutes to remove all the resist.
【００４８】（比較例５）実施例５における紫外線照射
を省いた。レジスト膜を除去するのに１０分間を要し
た。ところで発明者は、上記の実験以外にも、種々の実
験や検討を行い、紫外線の照射条件について特異性のあ
ることを見出した。Comparative Example 5 The ultraviolet irradiation in Example 5 was omitted. It took 10 minutes to remove the resist film. By the way, the inventor conducted various experiments and studies other than the above-mentioned experiments, and found that the irradiation conditions of the ultraviolet rays were specific.
【００４９】図２は、本実施の形態に係る基材処理方法
を行うための実験装置の説明図である。同図に示すよう
に実験装置１０は、基材となる半導体ウェハ１２に紫外
線をあてる照射部１４と、当該照射部１４の後段に設け
られるオゾン処理部１６とで構成されている。FIG. 2 is an explanatory view of an experimental apparatus for performing the substrate processing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the experimental apparatus 10 includes an irradiation unit 14 that irradiates a semiconductor wafer 12 serving as a base material with ultraviolet rays, and an ozone processing unit 16 provided at a subsequent stage of the irradiation unit 14.
【００５０】照射部１４は、筐体１８を本体としてお
り、当該筐体１８内の天井側には、紫外線ランプ２０が
取り付けられているとともに、前記紫外線ランプ２０の
下方側には、昇降可能なステージ２２が設けられてい
る。このため当該ステージ２２に半導体ウェハ１２を登
載することで、紫外線ランプ２０に対する半導体ウェハ
１２の照射距離を調整することができる。なお紫外線ラ
ンプ２０は、その電力が６００Ｗ（ランプ電圧：１３０
Ｖ、ランプ電流：４．９Ａ）となっており、発する紫外
線のピーク波長は、２５４ｎｍおよび３６５ｎｍとなっ
ている。The irradiating section 14 has a housing 18 as a main body. An ultraviolet lamp 20 is mounted on the ceiling side of the housing 18, and the illuminating section 14 can be moved up and down below the ultraviolet lamp 20. A stage 22 is provided. Therefore, by mounting the semiconductor wafer 12 on the stage 22, the irradiation distance of the semiconductor wafer 12 to the ultraviolet lamp 20 can be adjusted. The ultraviolet lamp 20 has a power of 600 W (lamp voltage: 130
V, lamp current: 4.9 A), and the peak wavelengths of the emitted ultraviolet light are 254 nm and 365 nm.
【００５１】また、ステージ２２には、冷凍機（チラ
ー）２４からの冷却水が循環しており、当該冷凍機２４
を稼働させることで、紫外線ランプ２０により上昇した
半導体ウェハ１２の温度をあらかじめ設定した温度まで
冷却できるようになっている。Further, cooling water from a refrigerator (chiller) 24 is circulated through the stage 22.
Is operated, the temperature of the semiconductor wafer 12 raised by the ultraviolet lamp 20 can be cooled to a preset temperature.
【００５２】一方、実験装置１０を構成する他方側のオ
ゾン処理部１６は、チャンバ２６を本体としており、そ
の内部は二重床構造となっており、上側床板２８は、多
孔質構造となっている。なお実験に用いるオゾン処理部
１６を構成するチャンバ２６の容積は、８３５ｃｍ3と
なっている。On the other hand, the ozone treatment section 16 on the other side of the experimental apparatus 10 has a chamber 26 as a main body, the inside of which has a double floor structure, and the upper floor plate 28 has a porous structure. I have. The volume of the chamber 26 constituting the ozone treatment unit 16 used in the experiment is 835 cm 3 .
【００５３】そして上側床板２８にはオゾン水３２が張
られるとともに、このオゾン水３２の水面上側にはステ
ージ３０が設けられ、前記半導体ウェハ１２を登載可能
にしている。またチャンバ２６における底面３４と上側
床板２８との間には、オゾンガスを送気可能とする導入
管が設けられるとともに、チャンバ２６の天井側にはチ
ャンバ２６内に発生したガスを排気するための排気管３
８が設けられており、チャンバ２６のガスの通流を図れ
るようになっている。そして底面３４の表面には加熱用
のヒータ（図示せず）が設けられ、オゾン水３２の気化
を図れるようにしている。An ozone water 32 is provided on the upper floor plate 28, and a stage 30 is provided above the surface of the ozone water 32 so that the semiconductor wafer 12 can be mounted thereon. An inlet pipe through which ozone gas can be supplied is provided between the bottom surface 34 and the upper floor plate 28 in the chamber 26, and an exhaust gas for exhausting gas generated in the chamber 26 is provided on the ceiling side of the chamber 26. Tube 3
8 are provided to allow the gas to flow through the chamber 26. A heater (not shown) for heating is provided on the surface of the bottom surface 34 so that the ozone water 32 can be vaporized.
【００５４】このように構成された実験装置１０を用い
て発明者は、紫外線の照射条件を変化させ、半導体ウェ
ハ１２の表面に形成された有機物となるレジスト膜が除
去し易くなる条件を見出した。以下に実施例６から実施
例９まで、各実験の詳細とその結果を示す。Using the experimental apparatus 10 configured as described above, the inventor has changed the irradiation conditions of ultraviolet rays and found conditions under which the resist film which is formed on the surface of the semiconductor wafer 12 and becomes an organic substance can be easily removed. . The details of each experiment and the results from Example 6 to Example 9 are shown below.
【００５５】（実施例６）実施例６は、レジスト膜４０
に照射する紫外線の照射時間を固定し、照射距離（いわ
ゆる照度強さ）による影響を比較したものである。同実
施例によれば、実験対象となる半導体ウェハ１２の表面
にまずノボラック系の（ポジ）レジスト膜４０を１μm
の厚みで形成しておき、次いで前記レジスト膜４０の上
方から、当該レジスト膜４０の表面に向かってリン
（Ｐ）を１Ｅ１５atoms／ｃm2だけイオン注入する（打
ち込みエネルギは、３０ｋｅＶ）。このようにレジスト
膜４０の表面に対しイオン注入を行えば、レジスト膜４
０の表面が変質層となり、当該レジスト膜４０は、変質
層と、この変質層の下層に位置するノンダメージ層との
２層構造となる（図７を参照）。(Embodiment 6) In Embodiment 6, the resist film 40 is used.
Is a comparison of the effects of the irradiation distance (so-called illuminance intensity) while fixing the irradiation time of the ultraviolet light to be applied to the object. According to this embodiment, a novolak-based (positive) resist film 40 is first formed on the surface of the semiconductor wafer 12 to be tested by 1 μm.
Then, phosphorus (P) is ion-implanted from above the resist film 40 toward the surface of the resist film 40 by 1E15 atoms / cm 2 (implantation energy is 30 keV). By performing ion implantation on the surface of the resist film 40 in this manner, the resist film 4
The surface of No. 0 becomes an altered layer, and the resist film 40 has a two-layer structure of an altered layer and a non-damage layer located below the altered layer (see FIG. 7).
【００５６】このような工程を経た半導体ウェハ１２を
筐体１８の内部に入れ、ステージ２２に登載する。そし
て半導体ウェハ１２をステージ２２に登載した後は、当
該ステージ２２を昇降させ、半導体ウェハ１２と紫外線
ランプ２０との間を任意の距離に設定し、その状態で紫
外線照射を２分間行う。The semiconductor wafer 12 having undergone such a process is placed in the housing 18 and mounted on the stage 22. After the semiconductor wafer 12 is mounted on the stage 22, the stage 22 is moved up and down to set an arbitrary distance between the semiconductor wafer 12 and the ultraviolet lamp 20, and in that state, ultraviolet irradiation is performed for 2 minutes.
【００５７】そして照射部１４において一定の紫外線照
射を行った後は、半導体ウェハ１２を照射部１４からオ
ゾン処理部１６へと移動させ、後述する表に示すような
条件にてレジスト膜４０の除去をおこなう。After the irradiation of the ultraviolet light in the irradiation unit 14, the semiconductor wafer 12 is moved from the irradiation unit 14 to the ozone processing unit 16, and the resist film 40 is removed under the conditions shown in the table below. Perform
【００５８】図３は、半導体ウェハと紫外線ランプとの
距離を段階的に設定し、照射強度を変動させた後、オゾ
ン処理部におけるレジスト膜の除去度合いを比較した結
果を示す表と、各条件における半導体ウェハの表面状態
を示す拡大図である。FIG. 3 is a table showing the results of comparing the degree of removal of the resist film in the ozone treatment section after the distance between the semiconductor wafer and the ultraviolet lamp is set in stages and the irradiation intensity is varied, and each condition is shown. FIG. 3 is an enlarged view showing a surface state of a semiconductor wafer in FIG.
【００５９】同図に示すように紫外線ランプ２０に対す
る半導体ウェハ１２の距離を１１５ｍｍ〜２５２ｍｍの
間で５段階に区切り、半導体ウェハ１２に照射される紫
外線の照度を２７．３ｍＷ／ｃｍ2〜９０ｍＷ／ｃｍ2の
間で変化させた。なお同図（１）における最右側の欄
は、剥離の状態を数字で示したものであり、１が最良の
状態であり、次いで２、３の順で示される。また紫外線
ランプ２０の照度については、ステージ２２上に露光計
を設置して計測をおこなった。As shown in the figure, the distance of the semiconductor wafer 12 to the ultraviolet lamp 20 is divided into five steps between 115 mm and 252 mm, and the illuminance of the ultraviolet light applied to the semiconductor wafer 12 is 27.3 mW / cm 2 -90 mW / It was varied between cm 2. In the rightmost column in FIG. 1A, the state of peeling is indicated by a numeral, where 1 is the best state and then 2 and 3. The illuminance of the ultraviolet lamp 20 was measured by installing an exposure meter on the stage 22.
【００６０】同図（２）は、オゾン処理部１６によって
レジスト膜４０の除去がなされた半導体ウェハ１２の状
態を拡大観察したものであるが、Ｎｏ９のサンプルがレ
ジスト膜４０が除去された面積が最も広いものとなって
いる。さらに半導体ウェハ１２の表面に残留したレジス
ト膜４０は、紫外線の照射、及びオゾンガスを含む気体
雰囲気下での処理により、剥離し浮き上がっており、そ
の後の水洗で除去することが可能であった。また、水洗
にオゾン水を用いることで、残渣無く、より好適に除去
することが可能であった。FIG. 2B is an enlarged view of the state of the semiconductor wafer 12 from which the resist film 40 has been removed by the ozone treatment section 16. The sample No. 9 has an area from which the resist film 40 has been removed. It is the widest one. Furthermore, the resist film 40 remaining on the surface of the semiconductor wafer 12 was peeled off and lifted by irradiation with ultraviolet rays and treatment in a gas atmosphere containing ozone gas, and could be removed by subsequent washing with water. Further, by using ozone water for washing, it was possible to remove the residue more favorably without residue.
【００６１】なお同図（２）において、ハッチングの無
い範囲は、半導体ウェハの表面が露出している部分を示
し、斜め方向にハッチングされた範囲は、ノンダメージ
層の表面が露出している部分を示し、上下方向にハッチ
ングされた範囲は、変質層の表面が露出している部分を
示している（図４〜図６についても同様）。In FIG. 2B, the area without hatching indicates a portion where the surface of the semiconductor wafer is exposed, and the area hatched diagonally indicates a portion where the surface of the non-damage layer is exposed. And the range hatched in the vertical direction indicates a portion where the surface of the altered layer is exposed (the same applies to FIGS. 4 to 6).
【００６２】これに対してＮｏ２やＮｏ６のサンプルに
示すように、紫外線の照射強度を高くすると、半導体ウ
ェハ１２表面の温度が上昇するので、レジスト膜４０を
構成するノンダメージ層が半導体ウェハ１２の表面に密
着してしまい（こびりついてしまい）、レジスト膜４０
の除去を行うことが困難になる。またＮｏ１０のサンプ
ルでは、紫外線の照射強度が弱く、また半導体ウェハ１
２表面の温度が上昇しないため、剥離を十分に起こさせ
ることが難しいことが判明する。On the other hand, as shown in the samples No. 2 and No. 6, when the irradiation intensity of the ultraviolet light is increased, the temperature of the surface of the semiconductor wafer 12 is increased. The resist film 40 adheres (sticks) to the surface, and
Removal becomes difficult. Further, in the sample of No. 10, the irradiation intensity of the ultraviolet light was weak and the semiconductor wafer 1
2. Since the temperature of the surface does not rise, it turns out that it is difficult to cause sufficient peeling.
【００６３】（実施例７）実施例７は、レジスト膜４０
に照射する紫外線の照射時間による影響を比較したもの
であり、その他条件は同一である。同実施例によれば、
実施例６で説明したレジスト膜４０が形成された半導体
ウェハ１２を、照射部１４へと投入し、紫外線ランプ２
０の照射時間を異ならせ、レジスト膜４０の除去に違い
がみられるか確認を行った。(Embodiment 7) In the embodiment 7, the resist film 40
The comparison of the effects of the irradiation time of the UV light applied to the sample, and other conditions were the same. According to the embodiment,
The semiconductor wafer 12 on which the resist film 40 described in the sixth embodiment is formed is put into the irradiation unit 14 and the ultraviolet lamp 2
The irradiation time of 0 was varied, and it was confirmed whether there was a difference in the removal of the resist film 40.
【００６４】図４は、紫外線ランプによる照射時間を変
動させ、オゾン処理部におけるレジスト膜の除去度合い
を比較した結果を示す表と、各条件における半導体ウェ
ハの表面状態を示す拡大図である。同図（２）の拡大図
に示すように紫外線ランプによる照射時間を変動させて
も、その後のレジスト膜の除去度合いに違いが見られる
ことは無く、２分程度の照射で十分な効果があることが
確認された。また、半導体ウェハ１２の表面に残留した
レジスト膜４０は、紫外線の照射、及びオゾンガスを含
む気体雰囲気下での処理により、剥離し浮き上がってお
り、その後の水洗で除去することが可能であった。ま
た、水洗にオゾン水を用いることで、残渣なく、より好
適に除去することが可能であった。FIG. 4 is a table showing the results of comparison of the degree of removal of the resist film in the ozone treatment section while varying the irradiation time by the ultraviolet lamp, and an enlarged view showing the surface condition of the semiconductor wafer under each condition. As shown in the enlarged view of FIG. 2B, even if the irradiation time by the ultraviolet lamp is varied, there is no difference in the degree of removal of the resist film thereafter, and irradiation for about 2 minutes has a sufficient effect. It was confirmed that. Further, the resist film 40 remaining on the surface of the semiconductor wafer 12 was peeled off and lifted by irradiation with ultraviolet rays and a treatment under a gas atmosphere containing ozone gas, and could be removed by subsequent washing with water. In addition, by using ozone water for washing, it was possible to remove the residue more preferably without residue.
【００６５】（実施例８）実施例８は、紫外線の照射を
する際、半導体ウェハ１２の温度を変動させ、これによ
りオゾン処理部におけるレジスト膜の除去度合いが変動
するかを比較検討したものであり、その他の条件は同一
である。同実施例によれば、実施例６で説明したレジス
ト膜４０が形成された半導体ウェハ１２を、照射部１４
へと投入する。そして冷凍機２４を稼働しステージ２２
に冷却水を循環させて、半導体ウェハ１２の温度を制御
する。本実施例では、紫外線照射中における半導体ウェ
ハ１２の温度を３段階に設定し、その後のレジスト膜の
除去度合いが変動するか、確認を行った。なお、紫外線
照射中に半導体ウェハ１２の温度が上昇するため、該温
度は処理中に到達した最高温度を示している。(Embodiment 8) Embodiment 8 compares the temperature of the semiconductor wafer 12 when irradiating with ultraviolet rays, and thus, examines whether or not the degree of removal of the resist film in the ozone processing section changes. Yes, other conditions are the same. According to the present embodiment, the semiconductor wafer 12 on which the resist film 40 described in the sixth embodiment is formed is
To. Then, the refrigerator 24 is operated and the stage 22 is operated.
The temperature of the semiconductor wafer 12 is controlled by circulating cooling water. In this example, the temperature of the semiconductor wafer 12 during the irradiation of ultraviolet rays was set at three levels, and it was confirmed whether the degree of removal of the resist film after that fluctuated. In addition, since the temperature of the semiconductor wafer 12 increases during the irradiation of the ultraviolet rays, the temperature indicates the highest temperature reached during the processing.
【００６６】図５は、半導体ウェハの温度を変動させ、
オゾン処理部におけるレジスト膜の除去度合いを比較し
た結果を示す表と、各条件における半導体ウェハの表面
状態を示す拡大図である。同図（２）の拡大図に示すよ
うに、Ｎｏ９のサンプルが最もレジスト膜４０の除去度
合いが高く、次いでＮｏ２０、Ｎｏ１９の順番になって
いる。なお剥離状態の判断基準は、上述した実施例６と
同様である。Ｎｏ１９のサンプルでは、レジスト膜４０
が細かくひび割れ、除去自体も殆ど行われていないが、
これはレジスト膜４０の内部から加熱によって発生する
ガス（Ｎ2等）がレジスト膜４０に多量に生じたひび割
れから排出されてしまい、変質層の除去が十分にできな
かったことと、高温によりノンダメージ層が半導体ウェ
ハ１２の表面に密着してしまい（こびりついてしま
い）、レジスト膜４０の除去を行うことが困難になった
ためだと考えられる。また後水洗によって、Ｎｏ９のサ
ンプルについては、残渣が剥離、除去されたが、Ｎｏ２
０のサンプルについては、一部の残渣が除去されるに留
まった。さらにＮｏ１９のサンプルについては、残渣は
半導体ウェハ１２に強固に固着し、除去不可能であっ
た。FIG. 5 shows that the temperature of the semiconductor wafer is varied,
It is the table which showed the result of having compared the removal degree of the resist film in the ozone processing part, and the enlarged view which shows the surface state of the semiconductor wafer under each condition. As shown in the enlarged view of FIG. 2B, the sample of No. 9 has the highest degree of removal of the resist film 40, followed by No. 20 and No. 19 in order. The criterion for determining the peeling state is the same as that in the sixth embodiment. In the sample of No. 19, the resist film 40
Although it is finely cracked and hardly removed,
This is because a large amount of gas (such as N 2 ) generated from the inside of the resist film 40 by heating is exhausted from cracks generated in the resist film 40 and the deteriorated layer cannot be sufficiently removed. It is considered that this is because the damaged layer adhered (sticked) to the surface of the semiconductor wafer 12 and it became difficult to remove the resist film 40. Further, the residue of the sample of No. 9 was peeled and removed by the post-water washing.
For the zero sample, only some of the residue was removed. Furthermore, for the sample of No. 19, the residue was firmly fixed to the semiconductor wafer 12 and could not be removed.
【００６７】（実施例９）実施例９は、レジスト膜４０
に紫外線を照射した後、放置時間を設定し、これにより
オゾン処理部におけるレジスト膜の除去度合いが変動す
るかを比較検討したものであり、その他の条件は同一で
ある。同実施例によれば、既に実施例６〜実施例８で判
明した最良の条件で前記半導体ウェハ１２に紫外線照射
を行い、その後の放置時間の差で、レジスト膜４０の除
去に違いがみられるか確認を行った。(Embodiment 9) In Embodiment 9, the resist film 40 is used.
After irradiating the ozone with ultraviolet rays, a leaving time was set, and it was compared and examined whether or not the degree of removal of the resist film in the ozone-treated portion fluctuated. The other conditions were the same. According to the present embodiment, the semiconductor wafer 12 is irradiated with ultraviolet rays under the best conditions already found in the sixth to eighth embodiments, and the difference in the removal time of the resist film 40 is found due to the difference in the subsequent leaving time. Was confirmed.
【００６８】図６は、紫外線照射後の放置時間を変動さ
せ、オゾン処理部におけるレジスト膜の除去度合いを比
較した結果を示す表と、各条件における半導体ウェハの
表面状態を示す拡大図である。同図（２）の拡大図に示
すように、紫外線をレジスト膜４０に照射した後、放置
時間が長くなるにつれてレジスト膜４０の剥離性が悪化
することが確認された。これは紫外線照射によってレジ
スト膜４０における変質層とノンダメージ層との界面、
あるいはノンダメージ層と基材との界面の接合強度が低
下するが、放置による温度低下などの要因で変質層とノ
ンダメージ層、あるいはノンダメージ層と基材とが再度
密着してしまうという現象が考えられる。同実施例の結
果により、紫外線を照射させた半導体ウェハ１２は速や
かに照射部１４からオゾン処理部１６へと移動させ、レ
ジスト膜４０の除去作業を行うことが好ましい。FIG. 6 is a table showing the results of comparing the degree of removal of the resist film in the ozone treatment section while varying the standing time after irradiation with ultraviolet rays, and an enlarged view showing the surface condition of the semiconductor wafer under each condition. As shown in the enlarged view of FIG. 2B, it was confirmed that after the resist film 40 was irradiated with ultraviolet rays, the peelability of the resist film 40 deteriorated as the standing time became longer. This is because the interface between the altered layer and the non-damaged layer in the resist film 40 due to the irradiation of ultraviolet rays,
Alternatively, the bonding strength at the interface between the non-damaged layer and the base material is reduced, but the phenomenon that the altered layer and the non-damaged layer or the non-damaged layer and the base material adhere again due to factors such as a decrease in temperature due to standing. Conceivable. According to the result of the embodiment, it is preferable that the semiconductor wafer 12 irradiated with the ultraviolet rays is promptly moved from the irradiation section 14 to the ozone processing section 16 and the resist film 40 is removed.
【００６９】以上、上述した実施例６から実施例９に示
すように、紫外線の照射条件によってレジスト膜４０の
除去度合いが大きく異なることが確認された。そしてこ
れら諸条件の違いによって、レジスト膜４０の除去度合
いが変動する理由や、変質層に剥離が生じる理由につい
て下記のように推定する。As described above, as shown in Examples 6 to 9, it was confirmed that the degree of removal of the resist film 40 was significantly different depending on the irradiation conditions of the ultraviolet rays. The reason why the degree of removal of the resist film 40 varies due to the difference between these conditions and the reason why peeling occurs in the deteriorated layer is estimated as follows.
【００７０】図７は、レジスト膜が形成された半導体ウ
ェハの略断面図である。同図に示すように、半導体ウェ
ハ１２の表面にはレジスト膜４０が形成されている。そ
して当該レジスト膜４０はリン（Ｐ）等のドープによ
り、変質層４２が形成され、レジスト膜４０は当該変質
層４２と、この変質層４２の下層に位置するノンダメー
ジ層４４との２層構造になっている。FIG. 7 is a schematic sectional view of a semiconductor wafer on which a resist film has been formed. As shown in the figure, a resist film 40 is formed on the surface of the semiconductor wafer 12. The resist film 40 has a deteriorated layer 42 formed by doping with phosphorus (P) or the like. The resist film 40 has a two-layer structure of the deteriorated layer 42 and a non-damage layer 44 located below the deteriorated layer 42. It has become.
【００７１】そして同図に示すように、レジスト膜４０
にPイオン(1Ｅ16)注入した後、変質層だけを回収し、31
Ｐと13ＣのＮＭＲ分析を行ったがレジストの構成材であ
るノボラック樹脂の基本構造はイオン注入後も失われて
おらずＰとＣの結合が観測され、ノボラック樹脂のベン
ゼン環をＰが相互に架橋しているとされている。Then, as shown in FIG.
After P ions (1E16) injection, only the affected layer was collected, 31
NMR analysis of P and 13 C revealed that the basic structure of the novolak resin, which is a constituent material of the resist, was not lost even after ion implantation, and a bond between P and C was observed. It is said to be crosslinked.
【００７２】このようなレジスト膜４０に紫外線を照射
すると、レジスト中の窒素（Ｎ）の結合が切断され、加
熱によりガス化、気泡が発生し、そこから変質層４２が
剥離すると考えられる。レジスト膜４０においては、除
去が困難である変質層をいかに効率よくウェハ表面から
剥離させるかが焦点となる。すなわち発生するガスが変
質層とノンダメージ層との界面に生じ、前記変質層を浮
き上がらせるような条件を設定することが重要である。
そして変質層を効率よく剥離させることができれば、下
層側となるノンダメージ層の除去は変質層に比べ容易で
あるため、レジスト膜４０の除去を効率よく行うことが
できる。When the resist film 40 is irradiated with ultraviolet rays, the bond of nitrogen (N) in the resist is broken, and gasification and bubbles are generated by heating, and it is considered that the deteriorated layer 42 is separated therefrom. The focus of the resist film 40 is how to efficiently remove the deteriorated layer that is difficult to remove from the wafer surface. In other words, it is important to set conditions so that generated gas is generated at the interface between the altered layer and the non-damage layer, and the altered layer is raised.
If the deteriorated layer can be peeled off efficiently, the removal of the resist film 40 can be performed efficiently because the non-damaged layer on the lower layer side is easier to remove than the deteriorated layer.
【００７３】また、上述した実施例で示されるように、
処理時の温度の増加に伴って剥離性が落ちる原因は、紫
外線照射下での温度の上昇に伴って、膜の硬化、基材へ
の固着が起き、かえって除外され難い状態に変化するた
めと考えられる。また、高温によって多く発生したひび
割れからガスが逃げ、膜浮きが起き難くなることも原因
の一つと推定できる。As shown in the above embodiment,
The reason that the peelability decreases with the increase in the temperature during processing is because the film hardens, adheres to the substrate, and changes to a state that is difficult to be excluded, with the rise in temperature under ultraviolet irradiation. Conceivable. In addition, it can be estimated that one of the causes is that the gas escapes from the cracks generated by the high temperature and the film is hardly floated.
【００７４】なお本実施の形態においては、レジストの
種類をノボラック系のｉ線ポジレジスト（ＰＦＩ−５８
Ａ７やＭＣＰＲ−ｉ８０００Ｐ）としたが、この形態に
限定されることもなく、例えばノボラック系のｉ線ネガ
レジスト（ＮＦＲ−０１５）や、ＫｒＦエキシマスチレ
ン系レジスト（ＴＤＵＲ−Ｐ０１５ＡＣ）を用いるよう
にしてもよく、これらレジストを用いても、紫外線の照
射と、オゾン／水蒸気の組み合わせで前記レジストが除
去されることが確認されている。In this embodiment, the type of the resist is a novolak i-line positive resist (PFI-58).
A7 or MCPR-i8000P), but the present invention is not limited to this mode. For example, a novolak i-line negative resist (NFR-015) or a KrF excimer styrene resist (TDUR-P015AC) may be used. It has been confirmed that even when these resists are used, the resist can be removed by a combination of irradiation of ultraviolet rays and ozone / water vapor.
【００７５】また半導体ウェハ１２にイオン注入される
原子は、リン（Ｐ）に限定されることもなく、ボロン
（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）を用いるようにしてもよ
い。さらに、レジスト膜４０の表面に形成される変質層
４２は、イオン注入によって形成されるものに限定され
ず、例えばドライエッチングによって形成されるものも
含まれることはいうまでもない。The atoms to be ion-implanted into the semiconductor wafer 12 are not limited to phosphorus (P), but may be boron (B) or aluminum (Al). Further, the deteriorated layer 42 formed on the surface of the resist film 40 is not limited to a layer formed by ion implantation, and it is needless to say that a layer formed by dry etching is also included.
【００７６】[0076]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればレジ
スト材料に代表される有機物を、好適に、残渣なく、よ
り速やかに、分解、除去することが可能となる。本発明
は、高濃度イオン打ち込みによるダメージにより表面に
変質層ができたレジスト膜や２μmを超える厚膜レジス
ト膜を除去する際に特に有効であった。また、本発明に
より、半導体装置や液晶表示装置などの電子デバイスを
製造する場合、半導体ウェハーや液晶パネル用基板など
の表面性状を劣化させずに、レジスト材料、有機汚染を
好適に除去することができる。そして、本発明の最も優
れている点は、環境問題の解決に貢献しつつ、以上述べ
たような利点を享受できることにある。As described above, according to the present invention, it is possible to decompose and remove organic substances typified by a resist material more preferably and without residues. The present invention was particularly effective when removing a resist film having a deteriorated layer on the surface due to damage caused by high-concentration ion implantation or a thick resist film having a thickness exceeding 2 μm. Further, according to the present invention, when manufacturing an electronic device such as a semiconductor device or a liquid crystal display device, it is possible to preferably remove a resist material and organic contamination without deteriorating the surface properties of a semiconductor wafer or a substrate for a liquid crystal panel. it can. The most excellent point of the present invention is that the advantages described above can be enjoyed while contributing to solving environmental problems.
【図１】 本発明の実施形態１に係るレジスト剥離処理
の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a resist stripping process according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本実施の形態に係る基材処理方法を行うため
の実験装置の構造説明図である。FIG. 2 is a structural explanatory view of an experimental apparatus for performing the substrate processing method according to the present embodiment.
【図３】半導体ウェハと紫外線ランプとの距離を段階的
に設定し、照射強度を変動させた後、オゾン処理部にお
けるレジスト膜の除去度合いを比較した結果を示す表
と、各条件における半導体ウェハの表面状態を示す拡大
図である。FIG. 3 is a table showing the results of comparing the degree of removal of a resist film in an ozone processing unit after changing the irradiation intensity by setting the distance between a semiconductor wafer and an ultraviolet lamp stepwise and the semiconductor wafer under each condition. It is an enlarged view which shows the surface state of.
【図４】紫外線ランプによる照射時間を変動させ、オゾ
ン処理部におけるレジスト膜の除去度合いを比較した結
果を示す表と、各条件における半導体ウェハの表面状態
を示す拡大図である。FIG. 4 is a table showing the results of comparing the degree of removal of the resist film in the ozone treatment section while varying the irradiation time by the ultraviolet lamp, and an enlarged view showing the surface state of the semiconductor wafer under each condition.
【図５】半導体ウェハの温度を変動させ、オゾン処理部
におけるレジスト膜の除去度合いを比較した結果を示す
表と、各条件における半導体ウェハの表面状態を示す拡
大図である。FIGS. 5A and 5B are a table showing a result of comparing the degree of removal of a resist film in an ozone treatment section while changing the temperature of the semiconductor wafer, and an enlarged view showing a surface state of the semiconductor wafer under each condition.
【図６】紫外線照射後の放置時間を変動させ、オゾン処
理部におけるレジスト膜の除去度合いを比較した結果を
示す表と、各条件における半導体ウェハの表面状態を示
す拡大図である。FIG. 6 is a table showing the results of comparison of the degree of removal of the resist film in the ozone treatment section while varying the standing time after ultraviolet irradiation, and an enlarged view showing the surface state of the semiconductor wafer under each condition.
【図７】レジスト膜が形成された半導体ウェハの略断面
図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a semiconductor wafer on which a resist film is formed.
１………ウエーハ（基板）、２………ロータ、３………
紫外線ランプ、４………オゾンガス導入孔、５………水
蒸気等供給ノズル、６………排気孔、７………石英容
器、１０………実験装置、１２………半導体ウェハ、１
４………照射部、１６………オゾン処理部、１８………
筐体、２０………紫外線ランプ、２２………ステージ、
２４………冷凍機、２６………チャンバ、２８………上
側床板、３０………ステージ、３２………オゾン水、３
４………底面、３６………導入管、３８………排気管、
４０………レジスト膜、４２………変質層、４４………
ノンダメージ層、１００………基材処理装置1 wafer (substrate) 2 rotor 3
UV lamps, 4 ozone gas introduction holes, 5 steam supply nozzles, 6 exhaust holes, 7 quartz containers, 10 experimental devices, 12 semiconductor wafers, 1
4 ... irradiation unit, 16 ... ozone treatment unit, 18 ...
Casing, 20 UV lamp, 22 Stage
24 ... refrigerator, 26 ... chamber, 28 ... upper floor plate, 30 ... stage, 32 ... ozone water, 3
4 ... bottom surface, 36 ... introduction pipe, 38 ... exhaust pipe,
40: resist film, 42: altered layer, 44:
Non-damage layer 100
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｚ ５７２Ａ (72)発明者 鈴木 克己 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 AA25 AA27 CA06 JA04 LA02 5F043 AA40 BB30 CC16 DD10 GG10 5F046 MA05 MA13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 572Z 572A (72) Inventor Katsumi Suzuki 3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Pref. Seiko Epson Corporation In-house F term (reference) 2H096 AA25 AA27 CA06 JA04 LA02 5F043 AA40 BB30 CC16 DD10 GG10 5F046 MA05 MA13
Claims (21)
でこの基材に、オゾンガスを含む気体雰囲気下で、水蒸
気、水又はオゾン含有水を接触させることにより、基材
表面に付着する有機物を分解及び除去することを特徴と
する基材処理方法。An organic substance adhered to the surface of a substrate by irradiating a substrate to be treated with ultraviolet rays and then bringing the substrate into contact with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing an ozone gas. A substrate treatment method, comprising decomposing and removing the substrate.
て、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有水を吹き付け
ることにより、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有水
を接触させることを特徴とする基材処理方法。2. The method according to claim 1, wherein the substrate is contacted with steam, water or ozone-containing water by spraying the substrate with water vapor, water or ozone-containing water. Substrate processing method.
て、前記紫外線の３２０ｎｍから３９０ｎｍの波長帯域
における照度が、５０ｍＷ／ｃｍ2以下、２５ｍＷ／ｃ
ｍ2以上であることを特徴とする基材処理方法。3. The substrate processing method according to claim 1, wherein the illuminance of the ultraviolet light in a wavelength band from 320 nm to 390 nm is 50 mW / cm 2 or less and 25 mW / c.
m 2 or more.
て、前記紫外線のｉ線における照度が、５０ｍＷ／ｃｍ
2以下、２５ｍＷ／ｃｍ2以上であることを特徴とする基
材処理方法。4. The substrate processing method according to claim 1, wherein the illuminance of the ultraviolet ray at an i-line is 50 mW / cm.
2 or less, 25 mW / cm 2 or more.
て、紫外線照射中の基材温度を８０℃以下２０℃以上に
保持した状態で行うことを特徴とする基材処理方法。5. The method for treating a substrate according to claim 1, wherein the temperature of the substrate is kept at 80 ° C. or less and 20 ° C. or more during ultraviolet irradiation.
処理方法において、前記気体雰囲気の温度が２００℃以
下であることを特徴とする基材処理方法。6. The substrate processing method according to claim 1, wherein the temperature of the gas atmosphere is 200 ° C. or less.
処理方法において、前記気体雰囲気の温度が１００℃以
下であることを特徴とする基材処理方法。7. The substrate processing method according to claim 1, wherein the temperature of the gas atmosphere is 100 ° C. or less.
処理方法において、前記気体雰囲気の圧力が１気圧以上
であることを特徴とする基材処理方法。8. The substrate processing method according to claim 1, wherein the pressure of the gas atmosphere is 1 atm or more.
処理方法において、前記気体雰囲気の圧力が１．５気圧
以上であることを特徴とする基材処理方法。9. The substrate processing method according to claim 1, wherein the pressure of the gas atmosphere is 1.5 atm or more.
しつつ、この基材に、オゾンガスを含む気体雰囲気下
で、水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させることによ
り、基材表面に付着する有機物を分解及び除去すること
を特徴とする基材処理方法。10. A method for adhering to the surface of a substrate to be treated by irradiating the surface of the substrate with ultraviolet rays and contacting the substrate with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing an ozone gas. A substrate treatment method, comprising decomposing and removing organic substances.
いて、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有水を吹き付
けることにより、前記基材に水蒸気、水又はオゾン含有
水を接触させることを特徴とする基材処理方法。11. The substrate processing method according to claim 10, wherein the substrate is contacted with steam, water, or ozone-containing water by spraying the substrate with steam, water, or ozone-containing water. Substrate processing method.
方法において、前記気体雰囲気の温度が２００℃以下で
あることを特徴とする基材処理方法。12. The substrate processing method according to claim 10, wherein the temperature of the gas atmosphere is 200 ° C. or less.
方法において、前記気体雰囲気の温度が１００℃以下で
あることを特徴とする基材処理方法。13. The substrate processing method according to claim 10, wherein the temperature of the gas atmosphere is 100 ° C. or less.
の基材処理方法において、前記気体雰囲気の圧力が１気
圧以上であることを特徴とする基材処理方法。14. The substrate processing method according to claim 10, wherein the pressure of the gas atmosphere is 1 atm or more.
の基材処理方法において、前記気体雰囲気の圧力が１．
５気圧以上であることを特徴とする基材処理方法。15. The substrate processing method according to claim 10, wherein the pressure of the gas atmosphere is 1.
A method for treating a substrate, wherein the pressure is 5 atm or more.
基材処理方法において、前記基材にオゾンガスを含む気
体雰囲気下で水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させた
後、さらに水又はオゾン含有水で前記基材を洗浄するこ
とを特徴とする基材処理方法。16. The method for treating a substrate according to claim 1, wherein the substrate is contacted with water vapor, water or ozone-containing water in a gas atmosphere containing ozone gas, and then water or ozone is added. A method for treating a substrate, comprising washing the substrate with water.
基材処理方法において、前記基材が半導体ウェハー又は
液晶パネル基板であることを特徴とする基材処理方法。17. The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate is a semiconductor wafer or a liquid crystal panel substrate.
基材処理方法において、前記有機物がレジスト材料又は
有機反射防止膜からなることを特徴とする基材処理方
法。18. The substrate processing method according to claim 1, wherein the organic substance comprises a resist material or an organic antireflection film.
法を実施することのできる基材処理装置であって、基材
に紫外線を照射する手段、及び基材にオゾンガスを含む
気体雰囲気下で水蒸気、水又はオゾン含有水を接触させ
る手段を備えたことを特徴とする基材処理装置。19. A substrate processing apparatus capable of performing the substrate processing method according to claim 1 or 2, wherein the substrate is irradiated with ultraviolet light, and the substrate is exposed to a gas atmosphere containing ozone gas. And a means for contacting steam, water or ozone-containing water.
いて、基材にオゾンガスを含む気体雰囲気下で水蒸気、
水又はオゾン含有水と接触させる手段が、基材に水蒸
気、水又はオゾン含有水を吹き付ける手段を含むことを
特徴とする基材処理装置。20. The substrate processing apparatus according to claim 19, wherein the substrate is provided with water vapor in a gas atmosphere containing ozone gas,
A substrate processing apparatus, wherein the means for contacting with water or ozone-containing water includes means for spraying steam, water or ozone-containing water onto the substrate.
基材処理方法によって、基材表面に付着する有機物を除
去する工程を有することを特徴とする電子デバイスの製
造方法。21. A method for manufacturing an electronic device, comprising a step of removing an organic substance adhered to a surface of a substrate by the substrate processing method according to any one of claims 1 to 18.
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