JP2003270803A - レジスト膜剥離方法 - Google Patents

レジスト膜剥離方法

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JP2003270803A
JP2003270803A JP2002073078A JP2002073078A JP2003270803A JP 2003270803 A JP2003270803 A JP 2003270803A JP 2002073078 A JP2002073078 A JP 2002073078A JP 2002073078 A JP2002073078 A JP 2002073078A JP 2003270803 A JP2003270803 A JP 2003270803A
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JP
Japan
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resist film
stripping
solution
temperature
chemical liquid
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JP2002073078A
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English (en)
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Akinori Shindo
昭則 進藤
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジスト膜の除去性能を容易に高めることが
できるようにする。 【解決手段】 レジスト膜3の剥離を行う際、被洗浄物
であるウェハ1に対し剥離液による温度差を与えること
で、被エッチング膜である金属膜2とレジスト膜3との
界面に応力を発生させ、レジスト膜3の密着性を弱める
とともに、その界面にマイクロクラックを生じさせるこ
とにより、その界面への剥離液の浸透性を高めレジスト
膜3の溶解を促進させるようにする。また、低温剥離液
処理槽10内の剥離液の温度を、レジスト膜3の融点以
上とし、被洗浄物であるウェハ1を低温剥離液処理槽1
0内の剥離液に浸漬した際もレジスト膜3の溶解を促進
させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造に
おけるレジスト膜剥離方法に係り、特に現像工程後の処
理であるレジスト剥離工程でのレジスト膜の剥離を容易
に行うレジスト膜剥離方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置製造における現像工程後のレ
ジスト剥離工程においては、たとえば硫酸と過酸化水素
水との混合液(硫酸過水)からなる剥離液又はアセトン、
エタノール、トルエン等の有機溶剤の薬液によるレジス
ト剥離が行われるようになっている。
【0003】剥離液によるものでは、100℃前後に加
熱した混合液(硫酸過水)に被洗浄物であるウェハを浸漬
すると、硫酸と過酸化水素水との反応生成物により、硫
酸そのものの酸化性を高めることで、レジスト膜が溶解
される。
【0004】一方、有機溶剤によるものでは、70〜1
00℃前後に加熱したその溶剤に被洗浄物であるウェハ
を浸漬することで、レジスト膜が溶解される。ここで、
一般的に化学反応性は液温に比例するため、安全性との
折衷を見極めて、加熱するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した剥
離液や有機溶剤の薬液は、その性質、使用温度、工程、
或はデザインルールの微細化に応じて使用されるが、薬
液によっては超音波等の物理的な補助機能を使用するこ
とができない。そのため、液温に比例させた薬液の化学
反応による溶解性のみでレジスト膜の除去性能が決定さ
れてしまうことになり、レジスト膜の除去性能を高めよ
うとすると、安全性にリスクを伴うことになる。この場
合、薬液を新たなものに交換することでも加熱による安
全性を確保しつつレジスト膜の除去性能を高めることが
できるが、薬液の更新頻度を上げることによって薬液の
使用量が増す等の問題が発生する。ちなみに、従来から
被洗浄物に対し揺動等をもたらす装置が一部補助的に用
いられているが、仕掛が大がかりになる割には効果が低
いものであった。
【0006】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、レジスト膜の除去性能を容易に高めるこ
とができるレジスト膜剥離方法を提供することができる
ようにするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のレジス
ト剥離方法は、被エッチング膜のエッチングマスクであ
るレジスト膜を薬液により剥離するレジスト膜剥離方法
であって、薬液による処理は、2以上の異なる温度によ
って処理し、レジスト膜の剥離を行うことを特徴とす
る。
【0008】また、異なる温度による薬液処理は、被洗
浄物を、低温薬液処理槽内の低温の薬液に浸漬した後、
高温薬液処理槽内の高温の薬液に浸漬するようにするこ
とができる。
【0009】また、異なる温度による薬液処理は、被洗
浄物に対し、低温薬液処理槽内の低温の薬液への浸漬と
高温薬液処理槽内の高温の薬液への浸漬とを繰返すよう
にすることができる。
【0010】また、薬液は、硫酸、過酸化水素水、硫酸
と過酸化水素水との混合液の何れかの剥離液であるよう
にすることができる。
【0011】また、薬液は、有機溶剤であるようにする
ことができる。
【0012】また、低温の薬液の温度は、薬液の融点以
上であるようにすることができる。
【0013】本発明に係るレジスト膜剥離方法において
は、レジスト膜の剥離を行う際、被洗浄物に対し薬液に
よる温度差を与えることで、被エッチング膜とレジスト
膜との界面に応力を発生させ、レジスト膜の密着性を弱
めるとともに、その界面にマイクロクラックを生じさせ
ることにより、その界面への薬液の浸透性を高めレジス
ト膜の溶解を促進させるようにする。なお、レジスト
は、被エッチング膜と異なる熱膨張率のものを用いるこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0015】図1は、本発明のレジスト膜剥離方法の一
実施の形態を示す図、図2及び図3は、図1のレジスト
剥離工程の詳細を説明するための図、図4は、図2の剥
離液を有機溶剤に代えた場合の他の実施の形態を示す
図、図5は、図1のウェハ上の金属膜をガラス膜とした
場合を説明するための図である。
【0016】本実施の形態では、現像工程後のレジスト
剥離工程において、低温薬液処理槽内の薬液であるたと
えば過酸化水素水(H)の剥離液に被洗浄物であ
るウェハを浸漬した後、高温薬液処理槽内の薬液である
たとえば硫酸(HSO)の剥離液にウェハを浸漬す
ることで、ウェハに温度差を与えつつレジスト膜剥離を
行うようにしている。
【0017】まず、たとえば洗浄工程、成膜工程、成膜
後の洗浄工程、レジスト塗布工程、露光工程後の図1
(a)に示す現像工程において、被洗浄物であるたとえ
ばSiOからなるウェハ1上の被エッチング膜であ
るたとえば金属膜2上に露光工程において焼付けられた
回路パターンに相当するレジストマスクであるレジスト
膜3が形成される。次いで、図1(b)に示すエッチン
グ工程にてレジスト膜3下方以外の金属膜3が除去され
た後、図1(c)に示すレジスト剥離工程にて金属膜3
上のレジスト膜3が除去される。
【0018】ここでのレジスト剥離工程においては、ま
ず図2(a)に示すように、被洗浄物であるウェハ1を
低温薬液処理槽である低温剥離液処理槽10内の低温の
剥離液に浸漬してウェハ1の温度をなじませた後、その
ウェハ1を高温薬液処理槽である高温剥離液処理槽20
内の高温の剥離液に浸漬する。
【0019】ここで、低温剥離液処理槽10内には、た
とえば過酸化水素水(H)の剥離液が収容されて
いる。また、その剥離液の温度はたとえば−15℃の低
温に設定されている。このため、低温の剥離液に浸漬さ
れたウェハ1上の金属膜2及びレジスト膜3には、図3
に示すように、熱収縮が生じる。また、高温剥離液処理
槽20内には、硫酸(HSO)の剥離液が収容され
ている。また、その剥離液の温度はたとえば+120℃
の高温に設定されている。このため、高温の剥離液に浸
漬されたウェハ1上の金属膜2及びレジスト膜3には、
図3に示すように、熱膨張が生じる。
【0020】このとき、金属膜2及びレジスト膜3のそ
れぞれの熱収縮率や熱膨張率が異なるため、金属膜2と
レジスト膜3との界面に応力が発生し、金属膜2に対す
るレジスト膜3の密着性が弱められるとともに、金属膜
2とレジスト膜3との界面にマイクロクラックが生じ
る。これにより、剥離液の酸化性物質が金属膜2とレジ
スト膜3との界面に浸透し易くなるため、レジスト膜3
の溶解が促進されると同時に、レジスト膜3のリフトオ
フ効果によってレジスト膜3の除去が容易に行われる。
【0021】ここで、図2(b)に示すように、低温剥
離液処理槽10内の剥離液を、たとえば硫酸(HSO
)と過酸化水素水(H)との混合液(硫酸過水)
とし、高温剥離液処理槽20内の剥離液を、たとえば硫
酸(HSO)としてもよい。また、図2(c)に示
すように、低温剥離液処理槽10内及び高温剥離液処理
槽20内の剥離液を、たとえば硫酸(HSO)とし
てもよい。
【0022】また、図2(a)〜(c)の高温剥離液処
理槽20には、硫酸(HSO)と過酸化水素水(H
)との混合液(硫酸過水)の剥離液を収容してもよ
い。また、図2(a)〜(c)においては、低温剥離液
処理槽10及び高温剥離液処理槽20への被洗浄物の浸
漬を繰返すようにしてもよい。
【0023】ちなみに、本実施の形態での被洗浄物に与
えられる温度差ΔTは、15℃+120℃=135℃で
ある。これに対し、従来での被洗浄物に与えられる温度
差ΔTは、120℃−26℃(室温)=94℃である。
よって、本実施の形態での温度差ΔTは、従来より41
℃だけ大きいことになるため、結果としてレジスト膜3
の除去性能がより高められる。
【0024】このように、本実施の形態では、レジスト
膜3の剥離を行う際、被洗浄物であるウェハ1に対し剥
離液による温度差を与えることで、被エッチング膜であ
る金属膜2とレジスト膜3との界面に応力を発生させ、
レジスト膜3の密着性を弱めるとともに、その界面にマ
イクロクラックを生じさせることにより、その界面への
剥離液の浸透性を高めレジスト膜3の溶解を促進させる
ようにしたので、レジスト膜3の除去性能を容易に高め
ることができ、短時間で効率のよいレジスト膜3の剥離
を行うことができる。なお、金属膜2とレジスト膜3と
の界面に生じる応力は、金属膜2とレジスト膜3との熱
膨張率の違いから生じると考えられる。
【0025】また、本実施の形態では、低温剥離液処理
槽10内の剥離液の温度を、レジスト膜3の融点以上と
しているので、被洗浄物であるウェハ1を低温剥離液処
理槽10内の剥離液に浸漬した際もレジスト膜3の溶解
を促進させることができる。
【0026】また、本実施の形態では、レジスト剥離工
程において、被洗浄物であるウェハ1に対し剥離液によ
る温度差を与えるようにしたので、レジスト剥離の前処
理でのたとえば成膜工程、レジスト塗布工程、露光工
程、現像工程においてウェハ1に付着する異物等の除去
も、上記同様の理由から容易かつ確実に行うことができ
る。
【0027】なお、本実施の形態での低温剥離液処理槽
10内の剥離液の温度は、上述した−15℃に限らず、
レジスト膜3の融点以上の低温であればよい。高温剥離
液処理槽20内の剥離液の温度も上述した+120℃に
限らず、高温処理による安全性が保たれる温度であれば
よい。
【0028】また、本実施の形態では、薬液を、過酸化
水素水(H)や硫酸(HSO)等の剥離液と
した場合について説明したが、この例に限らず、その薬
液をアセトン、エタノール、トルエン等の有機溶剤とす
ることもできる。この場合、たとえば図4に示すよう
に、低温薬液処理槽である低温溶剤処理槽10a及び高
温薬液処理槽である高温溶剤処理槽20aにそれぞれ有
機溶剤を収容して被洗浄物への浸漬を行うようにする。
【0029】またこの場合、低温溶剤処理槽10a内の
有機溶剤の温度は、図示のように−15℃に限らず、レ
ジスト膜3の融点以上の低温であればよい。また、高温
溶剤処理槽20内の有機溶剤の温度も図示のように+1
00℃に限らず、高温処理による安全性が保たれる温度
であればよい。また、低温溶剤処理槽10内の溶剤は、
剥離液と混合可能な低融点のものであってもよい。
【0030】ちなみに、有機溶剤により被洗浄物に与え
られる温度差ΔTは、15℃+100℃=115℃であ
る。これに対し、従来での被洗浄物に与えられる温度差
ΔTは、120℃−26℃(室温)=94℃である。よ
って、有機溶剤による温度差ΔTは、従来より21℃だ
け大きいことになるため、結果としてレジスト膜3の除
去性能が容易に高められる。
【0031】また、本実施の形態では、被洗浄物である
ウェハ1上の被エッチング膜を金属膜2とした場合につ
いて説明したが、たとえば図5に示すように、被エッチ
ング膜を、エッチングによってたとえばコンタクトホー
ル5が形成されるBPSG(Boro-Phospho-Silicate-Gla
ss)やSOG(Spin-on-Glass)等のガラス膜4とした場合
においても上記同様に、短時間で効率のよいレジスト剥
離を行うことができる。
【0032】また、本実施の形態では、被洗浄物に対し
薬液である剥離液や有機溶剤による温度差を与えること
で、レジスト膜3の溶解を促進させるようにしているた
め、薬液の加熱温度を必要以上に高める必要がないこと
から、安全性に対するリスクを容易に回避することがで
きる。
【0033】また、本実施の形態では、被洗浄物に対し
薬液である剥離液や有機溶剤による温度差を与えること
で、レジスト膜3の溶解を促進させるようにしているた
め、薬液の交換頻度を低くすることができ、薬液使用量
の増加を抑制することも可能である。
【0034】また、本発明の半導体装置は、半導体基板
上に形成されるものに限定されず、基板上に配線、トラ
ンジスタ、ダイオードを形成するものを含み、たとえば
液晶ディスプレイを含む。
【0035】
【発明の効果】以上の如く本発明に係るレジスト膜剥離
方法によれば、レジスト膜の剥離を行う際、被洗浄物に
対し薬液による温度差を与えることで、被エッチング膜
とレジスト膜との界面に応力を発生させ、レジスト膜の
密着性を弱めるとともに、その界面にマイクロクラック
を生じさせることにより、その界面への薬液の浸透性を
高めレジスト膜の溶解を促進させるようにしたので、レ
ジスト膜の除去性能を容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のレジスト膜剥離方法の一実施の形態
を示す図である。
【図2】 図1のレジスト剥離工程の詳細を説明するた
めの図である。
【図3】 図1のレジスト剥離工程の詳細を説明するた
めの図である。
【図4】 図2の剥離液を有機溶剤に代えた場合の他の
実施の形態を示す図である。
【図5】 図1のウェハ上の金属膜をガラス膜とした場
合を説明するための図である。
【符号の説明】
1 ウェハ 2 金属膜 3 レジスト膜 4 ガラス膜 5 コンタクトホール 10 低温剥離液処理槽 10a 低温溶剤処理槽 20 高温剥離液処理槽 20a 高温溶剤処理槽

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被エッチング膜のエッチングマスクであ
    るレジスト膜を薬液により剥離するレジスト膜剥離方法
    であって、 前記薬液による処理は、2以上の異なる温度によって処
    理し、前記レジスト膜の剥離を行うことを特徴とするレ
    ジスト膜剥離方法。
  2. 【請求項2】 前記異なる温度による薬液処理は、被洗
    浄物を、低温薬液処理槽内の低温の前記薬液に浸漬した
    後、高温薬液処理槽内の高温の前記薬液に浸漬すること
    を特徴とする請求項1に記載のレジスト膜剥離方法。
  3. 【請求項3】 前記異なる温度による薬液処理は、被洗
    浄物に対し、低温薬液処理槽内の低温の前記薬液への浸
    漬と高温薬液処理槽内の高温の前記薬液への浸漬とを繰
    返すことを特徴とする請求項1に記載のレジスト膜剥離
    方法。
  4. 【請求項4】 前記薬液は、硫酸、過酸化水素水、硫酸
    と過酸化水素水との混合液の何れかの剥離液であること
    を特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のレジスト膜
    剥離方法。
  5. 【請求項5】 前記薬液は、有機溶剤であることを特徴
    とする請求項1〜3の何れかに記載のレジスト膜剥離方
    法。
  6. 【請求項6】 前記低温の薬液の温度は、前記薬液の融
    点以上であることを特徴とする請求項2〜5の何れかに
    記載のレジスト膜剥離方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131836A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ジャパン・フィールド株式会社 洗浄槽内の洗浄溶剤の大気への拡散防止方法

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