JP2003282517A - レジスト剥離方法 - Google Patents

レジスト剥離方法

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JP2003282517A
JP2003282517A JP2002088120A JP2002088120A JP2003282517A JP 2003282517 A JP2003282517 A JP 2003282517A JP 2002088120 A JP2002088120 A JP 2002088120A JP 2002088120 A JP2002088120 A JP 2002088120A JP 2003282517 A JP2003282517 A JP 2003282517A
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resist
water
water film
light
wavelength
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JP2002088120A
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Tetsuji Tamura
哲司 田村
Toshihiko Ikoma
俊彦 生駒
Naoyuki Nishimura
直之 西村
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
UCT Corp
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
UCT Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 温和な条件でレジストを剥離することにより
基板の損傷をなくし、且つ、廃液の排出量が少なく、有
機薬液のような有害物質を用いず、剥離速度が速いレジ
スト剥離方法を提供する。 【解決手段】 液晶基板を製造する工程中のフォトリソ
グラフィプロセスにおけるレジスト剥離方法において、
レジスト12の表面に水膜14を形成した上で前記レジ
ストの露光用光源波長と同等な波長を有する光源16か
ら紫外線を照射することによりレジストを剥離除去させ
る。存在する水分に0.01〜3%の範囲で過酸化水素
を添加し、また、前記レジストの表面に形成した水膜の
蒸発防止を図るため、石英ガラス18で水膜を覆いつつ
紫外線を照射するようにすればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶・半導体の製造
工程における、特にフォトリソグラフィプロセスにおい
て形成されたレジストを剥離除去するための方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体デバイスの製造工程では、
マスクを用いて回路パターンをフォトレジストに転写・
現像し、エッチングを行ってレジストの除去を行う工程
が数十回にわたって繰り返される。フォトリソグラフィ
は基板上へのフォトレジスト塗布に始まり、露光、現
像、エッチングを行い、使用済みのフォトレジストを除
去する一連のプロセスである。
【0003】従来、レジストの剥離においては、以下の
手法が用いられてきた。レジスト膜を除去する手法とし
ては、酸素プラズマによりレジスト膜を灰化除去する方
法と、濃硫酸・過酸化水素を用いる加熱溶解法、または
有機溶媒(フェノール系・ハロゲン系など有機溶媒)を
用いてレジスト膜を加熱溶解させる方法がある。これら
何れの手法も、レジスト膜を分解し溶解するための時
間、エネルギー及び化学材料が必要であり、リソグラフ
ィー工程の負担となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マを用いた手法では、有機物であるレジストを酸化除去
するが、活性なプラズマを用いるために基板金属の損傷
が懸念されてきた。また過酸化水素、硫酸を用いた手法
ではプロセス数が多いために、剥離に時間がかかること
や大量の廃液が発生していた。また近年有機薬液を用い
た手法が採用されているが、ここでも大量の廃液の発生
や有機溶剤のもつ有害性が問題になってきた。
【0005】本発明は、上記従来の課題に着目してなさ
れたもので、温和な条件でレジストを剥離することによ
り基板の損傷をなくし、且つ、廃液の排出量が少なく、
従来の有機薬液のような有害物質を用いず、剥離速度が
速いレジスト剥離方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るレジスト剥離方法は、液晶基板を製造
する工程中のフォトリソグラフィプロセスにおけるレジ
スト剥離方法において、レジスト表面に水膜を形成した
上で前記レジストの露光用光源波長と同等な波長の紫外
線を照射することによりレジストを剥離除去させるよう
に構成したものである。
【0007】この場合において、存在する水分に0.0
1〜3%の範囲で過酸化水素が添加されていることが望
ましい。また、存在する水分のpHが3〜7の範囲に調
整すればよい。加えて、前記レジストの表面に形成した
水膜の蒸発防止を図りつつ紫外線を照射するようにする
ことが望ましい。
【0008】また、本発明は、特定波長の光に対して反
応する感光剤を用いたポジ型レジストのうち、露光後に
ベイクし硬化させたレジストに対して、水膜を形成し、
ベイクによって樹脂を重合させたのちに若干残存してい
る感光剤部分に対して再度露光させた光と同じ波長の光
を照射し、レジストバルクの中に親水性部分を生成さ
せ、水分を浸透・膨潤させ、レジストを剥離させるよう
に構成すればよい。
【0009】
【作用】上記構成によれば、紫外線を照射は、紫外線を
レジストに吸収させることによって、レジストを構成し
ている有機分子を励起させる。このとき、水が存在する
ことによって水は有機物と反応し、レジスト中へ水分が
浸透し、レジストが膨潤してゆく。膨潤したレジスト
は、膨潤した部分とそうでない部分の間に応力が働き、
レジストへクラックが生じる。そのクラックへ更に水分
が浸透し、もしくはレジスト中を水分が浸透することに
よって、レジスト/基板界面へ水分が到達する。この水
分が更にレジスト/基板界面へ浸透してゆくことにより
レジストは基板上から浮き上がり、剥離する。
【0010】過酸化水素は、このとき、レジスト中への
水分の拡散及びレジスト基板界面への水の拡散を促進す
る働きがあり、pHが酸側にあることは、過酸化水素の
働きを更に促進する働きがある。紫外線照射はこの他に
系全体を加熱して反応を促進する働きも併せ持ってい
る。
【0011】特に、本発明におけるレジスト剥離メカニ
ズムは、g線やi線レジストなど特定波長の光に対して
反応する感光剤を用いたポジ型レジストのうち、露光後
にベイク(熱処理)し硬化させたレジストに対して、ベ
イクによって樹脂を重合させたのち若干残存した感光剤
部分に対して再度露光させた光と同じ波長の光を照射
し、レジストバルクの中に親水性部分を生成させ、水分
をWet-Vapor法などにより用いて浸透・膨潤させ、レジ
ストを剥離させる。過酸化水素はレジスト内に水が浸透
する場合に、レジストを酸化・親水化することによって
水分の浸透を促進する。pHは過酸化水素のレジストの
酸化を強化する(酸化還元電位を上げる)。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るレジスト剥
離方法の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図1は実施形態に係るレジスト剥離方法の工程図
を示している。この図に示すように、基板10の活性表
層面側に回路パターンを形成するためにレジスト12が
塗布されている。このレジスト12を使用後に除去する
ために、実施形態では水膜14を除去対象のレジスト1
2の上表面に塗布するようにしている(図1(1))。
塗布厚さはできるだけ薄くするが、厚くなると後述する
紫外線が吸収されてしまうので、紫外線の吸収が少ない
ように膜厚を薄くする。
【0013】この水膜14には純水を用い、これに0.
01〜3%の範囲で過酸化水素を添加したものを用いて
いる。そして、この存在する水分のpHが3〜7の範囲
となるように調整され弱酸性化されている。過酸化水素
が3%以上含まれると、酸化力が強くなり、基板10に
形成しているアルミ配線などの金属膜を酸化して酸化膜
を厚膜化してしまう。また、過酸化水素が0.01%未
満ではレジストの酸化速度が遅くなり、タクトタイムが
長くなって剥離処理作業効率が低下してしまう。同様
に、pHが3より小さい強酸性領域でも同様にアルミ配
線を酸化してしまうので、下限値が制限される。酸化性
物質は、架橋または酸化の促進成分として有効である。
例えば、過酸化水素はイオン注入処理レジスト膜も短時
間に変質・剥離させる。強力なラジカル反応によるレジ
ストの化学結合の酸化作用によると思われる。オゾン水
も酸化の促進成分として有効である。その他の酸化性物
質として、Cl2−H2O,Br2−H2O,I2−KI,
NaClO,NaClO4,KMnO4,K2CrO7,C
e(SO42などが選択される。
【0014】次に、本実施形態では、水膜14をレジス
ト12の表面に塗布して紫外線を照射するようにしてい
るが(後述)、水膜14は紫外線の照射により蒸発す
る。水分が蒸発してしまうと、所望のレジスト膨潤化が
得られないので、水膜14の表面に紫外線を透過する蒸
発防止板を乗せるようにしている。実施形態では石英ガ
ラス18を搭載して、蒸発を抑制するようにしている
(図1(2))。もちろん、使用する波長の紫外線を透
過する材料からなる板材であればよく、石英ガラスに限
定されるものではない。
【0015】次に、レジスト12上に過酸化水素が添加
された水膜(薬液)14を塗布した後、当該水膜14の
上から紫外線を照射する(図1(3))。光源16は紫
外線発光体であればよく、例えば水銀ランプが用いられ
る。このとき、発光する紫外線の波長が上記レジスト1
2を現像するために含有されている感光剤を露光する際
に用いられる光源の波長と同一のものを用いるのであ
る。すなわち、レジスト12は基本的にはフェノール樹
脂を骨格とし、感光剤が露光処理により重合し、樹脂の
結合によって固化する。このレジスト材料に含まれる感
光剤は全て重合処理に利用されているわけではなく、固
化したレジスト12に未反応の感光剤が残留している。
この残留感光剤を利用することにより、レジスト剥離を
行うことができる。用いられるレジスト12では、当該
感光剤が反応する特定露光光源が定められており、例え
ばg線感光剤では反応波長が436nm、i線感光剤で
は反応波長が365nmとなっている。そこで、基板1
0からレジスト12を除去するために用いる紫外線は、
その波長が当該感光剤の反応波長に一致させるようにし
たものを用いるのである。これにより、紫外線を照射す
ることにより、レジストに残留している感光剤が励起さ
れ、レジスト12にクラックを発生させ、同時に表面に
塗布されている水膜14を蒸気化して、これがクラック
を介して浸透し、レジスト12の中に親水性部分を生成
させ、水分をWet-Vapor法などにより用いて浸透・膨潤
させ、レジストを剥離させる。そして、水膜14に含ま
れている過酸化水素はレジスト12内に水が浸透する場
合に、レジスト12を酸化・親水化することによって水
分の浸透を促進する。pHは過酸化水素のレジスト12
の酸化を強化する。すなわち、酸化還元電位を上げるの
である。
【0016】ここで、図2はi線レジストの紫外線吸光
特性を示すもので、横軸は紫外線波長(nm)、縦軸は
透光率(%)を示している。ベイクの条件で感光特性が
異なるが、図示のように、ベイク条件の異なるレジスト
でも、i線の波長(365nm)での吸光が大きいこと
が解る。
【0017】次いで、十分に紫外線を照射しレジスト剥
離が可能になった段階で、石英ガラス18を取り除く
が、直接石英ガラス18を持上げ除去すると、水膜14
の表面張力により、石英ガラス18が割れてしまう。そ
こで、実施形態では、石英ガラス18はスライド移動に
より取り外すようにしている(図1(4))。そして、
最終的には、基板10の表面に純水などの洗浄液によっ
て基板10の表面からレジスト12を剥離してしまうの
である(図1(5))。
【0018】図3は上述したレジスト12の剥離作業を
連続して行わせるようにした装置例であり、レジスト1
2が形成されている基板10を搬送するローラコンベア
20を有し、このローラコンベア20のラインに沿って
搬送される基板10に対面するように、紫外線照射部2
2が配置されている。この紫外線照射部22は複数設け
られ、連続してレジスト剥離処理ができるようにしてい
る。各紫外線照射部22の直下には石英ガラス18が固
定配置され、これは搬入される基板10と水膜14の形
成隙間だけ間隔を空けるように搬入基板10と直接対面
するように設定配置されている。また、紫外線照射部2
2の入口部分には薬液ノズル24を設けている。これは
搬入する基板10のレジスト12の表面に水膜14を形
成させるためのものである。塗布された水膜14は石英
ガラス18と基板10のレジストとの間に介在され、照
射される紫外線によってレジスト剥離のための処理が行
われる。石英ガラス18を基板10から取り除く際に、
実施形態の場合には面スライドさせるため、水膜14の
表面張力により石英ガラス18が破損するようなことが
防止される。ノズル24から供給される量は、Q1≧B
×t1×V1(ただし、Bは基板の幅寸法、t1は水膜
14の厚さ、V1は搬送速度)である。
【0019】
【実施例】実施例の結果は表1〜3に示す。 実施例1.過酸化水素の濃度と剥離性能の関係(pH=
7)
【表1】 過酸化水素濃度が0.01%以下では剥離性能が低下す
ることが解る。また、過酸化水が3%以上では剥離する
が、薬液濃度が高いため、溶液コストが高くなる。 実施例2.
【表2】 水分のpHがアルカリ性(<7)では、剥離性能が低下
する。pHが3より酸性ではレジストは剥離するが、基
板の金属に損傷を与える。 実施例3.
【表3】 pHが酸性で且つ過酸化水素濃度が高いと剥離する時間
が早いことが分かる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、液晶基
板を製造する工程中のフォトリソグラフィプロセスにお
けるレジスト剥離方法において、レジスト表面に水膜を
形成した上で前記レジストの露光用光源波長と同等な波
長の紫外線を照射することによりレジストを剥離除去さ
せるように構成しているので、以下の効果がある。 1)基板の損傷がない。 2)危険な薬液を使用しないため、安全である。 3)廃液が従来に比べて少なく、コストがかからない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係るレジスト剥離方法の説明図
である。
【図2】 i線レジストの紫外線吸光特性図である。
【図3】 本実施形態に係るレジスト剥離方法を実施す
る装置構成図である。
【符号の説明】
10………基板、12………レジスト、14………水
膜、16………光源、18………石英ガラス、20……
…ローラコンベア、22………紫外線照射部、24……
…薬液ノズル。
フロントページの続き (72)発明者 生駒 俊彦 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 (72)発明者 西村 直之 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Fターム(参考) 2H096 AA25 AA28 LA02 5F046 MA04 MA06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶半導体基板を製造する工程中のフォ
    トリソグラフィプロセスにおけるレジスト剥離方法にお
    いて、レジスト表面に水膜を形成した上で前記レジスト
    の露光用光源波長と同等な波長の紫外線を照射すること
    によりレジストを剥離除去させることを特徴とするレジ
    スト剥離方法。
  2. 【請求項2】 存在する水分に0.01〜3%の範囲で
    過酸化水素が添加されていることを特徴とする請求項1
    に記載のレジスト剥離方法。
  3. 【請求項3】 存在する水分のpHが3〜7の範囲であ
    ることを特徴する請求項1に記載のレジスト剥離方法。
  4. 【請求項4】 前記レジストの表面に形成した水膜の蒸
    発防止を図りつつ紫外線を照射することを特徴とする請
    求項1に記載のレジスト剥離方法。
  5. 【請求項5】 特定波長の光に対して反応する感光剤を
    用いたポジ型レジストのうち、露光後にベイクし硬化さ
    せたレジストに対して、水膜を形成し、ベイクによって
    樹脂を重合させたのちに若干残存している感光剤部分に
    対して再度露光させた光と同じ波長の光を照射し、レジ
    ストバルクの中に親水性部分を生成させ、水分を浸透・
    膨潤させ、レジストを剥離させることを特徴とするレジ
    スト剥離方法。
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Cited By (4)

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