JP2003309098A - レジスト除去装置及びレジスト除去方法 - Google Patents
レジスト除去装置及びレジスト除去方法Info
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Abstract
活性酸素を利用してレジストを溶解除去することを可能
とし、資源・エネルギー多消費型技術からの脱却、即ち
レジストの除去に高エネルギーや化学溶剤に依存しない
環境共生型技術を実現する。 【解決手段】 基板ステージ2の下移動機構2bによ
り、基板10表面と紫外線透過板3との距離を所定距離
に調節し、O3水供給部12からO3水を、処理チャンバ
ー1の基板10表面と紫外線透過板3との間に形成され
る処理空間に供給して液膜41を形成する。この液膜4
1に紫外線ランプにより波長172nm〜310nmの
紫外線を照射し、O3を分解することで各種の活性酸素
を発生させ、これによりレジストを溶解除去する。
Description
の微細構造形成のためのリソグラフィー工程において不
可欠であるレジスト除去装置及びレジスト除去方法に関
する。
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、有機溶媒(フェノール系・ハロゲン系など有機溶
媒、90℃〜130℃)を用いてレジスト膜を加熱溶解
させる方法、または濃硫酸・過酸化水素を用いる加熱溶
解法がある。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。このよ
うな灰化や溶解による除去に替わる新しいレジスト除去
技術への要求は大きいが、剥離技術の開発は未だ数少な
い。その代表例は、剥離液を開発し高周波超音波の剥離
作用を用いる新技術である。剥離液として例えば「IP
A−H2O2成分系+フッ化物などの塩類」の剥離効果が
認められている。
ストに液膜を形成し、液膜内で発生する活性酸素を利用
してレジストを溶解除去することを可能とし、資源・エ
ネルギー多消費型技術からの脱却、即ちレジストの除去
に高エネルギーや化学溶剤に依存しない環境共生型技術
を実現するレジスト除去装置及びレジスト除去方法を提
供することである。
置は、基板上のレジストを除去するための処理空間を構
成する処理室と、前記処理室内で前記基板を支持し、前
記処理室内で前記基板を上下方向に移動せしめ、前記処
理空間を自在に調節する機構を有する基板支持手段と、
前記基板の前記レジスト上に活性酸素を含む液膜を形成
する液膜生成手段とを含み、前記液膜を形成するに際し
て、前記基板支持手段の前記移動機構により前記処理空
間を調節し、前記液膜の状態を制御する。
前記液膜生成手段は、前記基板上に形成された前記液膜
に紫外線を照射する紫外線照射機構を含む。
前記紫外線照射手段から照射する紫外線の波長が172
nm〜310nmである。
前記紫外線照射手段が低圧紫外線ランプである。
前記基板支持手段の前記移動機構により前記基板表面と
前記処理室内の上面部とを近接させ、前記液膜の状態を
前記基板上の前記レジストの略全面を覆うサイズに調節
する。
前記基板表面と前記処理室内の上面部との距離が1mm
以下である。
前記液膜生成手段は、前記液膜にオゾン水を供給するオ
ゾン供給機構を含む。
前記液膜生成手段は、前記液膜に過酸化水素水を供給す
る過酸化水素水供給機構を含む。
前記基板支持手段の前記移動機構により前記基板表面と
前記処理室内の上面部とを離間させ、前記液膜の状態を
前記基板上の前記レジスト表面で液滴として結露するよ
うに調節する。
前記液膜生成手段は、ミスト含有水蒸気を供給する機構
を含む。
前記液膜生成手段は、前記ミスト含有水蒸気供給機構で
生成されたミスト含有水蒸気にオゾンガスを供給し、前
記基板上に形成される前記液膜内に前記活性酸素を発生
せしめるオゾン供給機構を含む。
前記液膜生成手段は、多孔質セラミック板を有してお
り、前記多孔質セラミック板の空孔からミスト含有水蒸
気を供給するものである。
ストが設けられた基板と、前記レジストを除去するため
の処理空間を構成する処理室内の上面部とが近接するよ
うに距離調節し、前記基板上の前記レジストの略全面を
覆うように、活性酸素を含む液膜を前記距離に規制され
た膜厚となるように形成し、前記活性酸素の作用により
前記レジストを溶解除去する。
前記基板表面と前記処理室内の上面部との前記距離を1
mm以下に調節する。
前記液膜に紫外線を照射することにより、前記液膜内に
前記活性酸素の発生を促進せしめる。
前記液膜にオゾン水を供給することにより、前記液膜内
に前記活性酸素を発生せしめる。
前記液膜に過酸化水素水を供給することにより、前記液
膜内に前記活性酸素を発生せしめる。
ストが設けられた基板と、前記レジストを除去するため
の処理空間を構成する処理室内の上面部とが離間するよ
うに距離調節し、活性酸素を含むミスト含有水蒸気を供
給して前記レジスト表面に液滴を結露させ、前記活性酸
素の作用により前記レジストを溶解除去する。
前記液膜に紫外線を照射することにより、前記液膜内に
前記活性酸素の発生を促進せしめる。
前記液膜にオゾンガスを供給することにより、前記液膜
内に前記活性酸素を発生せしめる。
前記液膜に過酸化水素水を供給することにより、前記液
膜内に前記活性酸素を発生せしめる。
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
態のレジスト除去装置の概略構成を示す模式図である。
このレジスト除去装置は、リソグラフィー工程において
シリコンウェーハやガラス基板等の基板10上に形成さ
れたレジストを除去するためのものであり、基板10上
のレジストを除去するための処理空間を構成する処理室
であり、基板出し入れ自在とされてなる枚葉式の処理チ
ャンバー1と、処理チャンバー1内に設けられ、基板1
0が支持固定される基板ステージ2と、処理チャンバー
1の上面部に設けられ、合成石英ガラスからなる紫外線
透過板3と、紫外線透過板3の上部に設けられ、紫外線
透過板3を介して処理チャンバー1内に紫外線を照射す
る低圧の紫外線ランプ4と、処理チャンバー1の流入口
1aを介して超純水及び各種薬液を供給する液膜生成手
段5と、処理チャンバー1の流出口1bを介して処理チ
ャンバー1内の排液及び排気を行う排液・排気手段6と
を備えて構成されている。
温度を温水/冷水により調節する温度調節機構2cを有
し、更には、設置された基板10を自在に回転させる回
転機構2aとともに、上述のように設置された基板10
を上下方向に自在に移動せしめる上下移動機構2bを有
しており、基板10上のレジスト除去時には、後述する
ように上下移動機構2bの作動により基板10表面と紫
外線透過板3とを所定距離に近接させる。
超純水を供給するための超純水供給部11と、オゾン水
(O3水)水を生成して供給するためのO3水供給部12
と、過酸化水素水の水溶液(H2O2水)を生成して供給
するためのH2O2水供給部13と、レジスト除去処理の
後に基板10表面に残存する薬液を除去して基板10の
取り出しを容易にするため、基板10表面にO2/N2ガ
スを供給するO2/N2ガス供給部14とを備えて構成さ
れている。
超純水を貯蔵する超純水タンク21と、貯蔵された超純
水の液位を測定する液位計22と、所定量の超純水を例
えば周期的に正確に吸引し送出するダイヤフラムポンプ
23と、ダイヤフラムポンプ23によって送出する超純
水量を計測するフローメータ24とを備えて構成されて
いる。
る圧送タンク25と、超純水にH2O2を供給しH2O2水
を生成するH2O2供給ライン26と、所定量のH2O2水
を圧送タンク25から圧送するため、圧送タンク25内
にN2を供給する圧送機構27と、貯蔵されたH2O2水
の液位を測定する液位計28と、送出されるH2O2水量
を制御するフローコントロールバルブ29とを備えて構
成されている。
N2ガスの各流路をそれぞれ形成し、両者の混合ガスの
流路が設けられており、O2ガス及びN2ガスの各流路に
はそれぞれ圧力調節器31及びガスの流量を調節するマ
スフローコントローラ32が設けられている。
有しており、この気液分離機構33の作動により排液及
び排気を分離して行う。
のレジストを除去するには、先ず、基板ステージ2の下
移動機構2bにより、基板10表面と紫外線透過板3と
の距離を所定距離に調節する。この距離としては、後述
するように照射した紫外線を減衰させない範囲内とする
ことを考慮して、0.1mm〜1mmとすることが好ま
しい。
aにより基板10を回転させつつ、O3水供給部12か
らO3水を、処理チャンバー1の基板10表面と紫外線
透過板3との間に形成される処理空間に供給する。これ
により、図2に示すように、当該処理空間をO3水で満
たし、基板10表面と紫外線透過板3との距離(0.1
mm〜1mm)の薄膜状態に膜厚が規制されてなり、基
板10上のレジスト42の略全面を覆う液膜41が形成
される。
溶解により、以下の一連の(式1)に示すように、OH
-とO3との反応によりO3が分解し、HO2、O2 -、OH
等の種々の活性酸素が発生する。 (式1): O3+OH-→HO2+O2 - O3+HO2→2O2+OH O3+OH→O2+HO2 2HO2→O3+H2O HO2+OH→O2+H2O
化の他、副生成したO2 -,HO2,OH等の活性酸素に
よるラジカル的酸化が進行することになる(この場合、
O3以外の選択性は低下するが、酸化は強力であ
る。)。
外線ランプ4により当該液膜41に紫外線を均一に照射
する。このとき、以下の一連の(式2)に示すように、
O3が紫外線により分解し、これにより生じた励起酸素
原子と水分子の反応によりヒドロキシラジカル(OH)
の生成が助長される。この場合、照射する紫外線の波長
としては、O3を分解するためには310nm以下であ
ることを要し、また、波長が172nmの紫外線の空気
に対する50%透過距離が、酸素の光吸収断面積(0.
259×10-18分子数/cm2)から3.1mmとなる
が、50%透過距離が3.1mm以下では装置化が困難
であることから、172nm〜310nmのものを用い
ることが好ましい。本実施形態では比較的短い184.
9nm付近を採用する。ここで、当該紫外線は、水溶液
中でO3を発生させ、また発生したO3を分解する反応を
惹起するものであるため、上記のような比較的広域にわ
たる波長であっても良い。 (式2): O3+hν(λ<310nm)→O(1D)+O2(a1Δ
P) H2O+O(1D)→2OH OH+O3→O2+HO2 HO2+O3→2O2+OH
の活性酸素の有する活性作用により、有機物であるレジ
ストがH2O/CO2に分解し、溶解除去されることにな
る。
って、又はこれと共に、H2O2水供給部13からH2O2
水を供給しても良い。この場合、以下の一連の(式3)
に示すように、H2O2がO3と反応とし、ヒドロキシラ
ジカル(OH)の生成が助長される。 (式3): H2O2→H+HO2 - HO2 -+O3→OH+O2 -+O2
外線を照射することにより、以下の(式4)に示すよう
に、H2O2が直接分解し、ヒドロキシラジカル(OH)
の生成が更に助長される。 (式4): H2O2+hν(λ<310nm)→2OH
ば、基板1上のレジストに液膜41を形成し、液膜41
内で発生する各種の活性酸素を利用してレジストを溶解
除去することを可能とし、資源・エネルギー多消費型技
術からの脱却、即ちレジストの除去に高エネルギーや化
学溶剤に依存しない環境共生型技術を実現することがで
きる。
の実施形態と略同様に構成された処理チャンバー及び基
板ステージを備えたレジスト除去装置を開示するが、レ
ジスト上の供給される液膜の状態が異なる点で相違す
る。なお、第1の実施形態と共通する構成部材等につい
ては同符号を記して説明を省略する。
置の主要構成である処理チャンバー近傍の様子を示す模
式図である。このレジスト除去装置は、第1の実施形態
のレジスト除去装置と同様に紫外線透過板3や紫外線ラ
ンプ4等が設けられた処理チャンバー1と、上下移動機
構2bを有する基板ステージ2と、液膜生成手段51
と、処理チャンバー1の流出口を介して処理チャンバー
1内の排液及び排気を行う排液・排気手段(不図示:排
液・排気手段6と同様)を備えて構成されている。
バー1内に水蒸気を供給する蒸気供給部52と、処理チ
ャンバー1内に高濃度のO3ガスを供給するO3ガス供給
部(オゾナイザー)53とを備えて構成されている。
のレジストを除去するには、先ず、基板ステージ2の下
移動機構2bにより、基板10表面と紫外線透過板3と
の距離を所定距離に調節する。本実施形態では、この距
離を第1の実施形態に比して離間(10mm〜30m
m)させる。ここで、処理チャンバー1内の温度を80
℃〜90℃、基板温度を常温〜60℃に調節する。
aにより基板10を回転させつつ、蒸気供給部52から
蒸気を、O3ガス供給部53からO3ガスをそれぞれ処理
チャンバー1の基板10表面と紫外線透過板3との間に
形成される処理空間に供給する。このとき前記蒸気はミ
ストを含有する蒸気であり、処理チャンバー1内は飽和
蒸気の状態のミスト含有蒸気/O3ガスの混合雰囲気と
なる。このミスト含有蒸気とは、粒径が10μm〜50
μmのミストと蒸気が混合したものである。ミストはほ
ぼ球状であるために表面積が大きく、従ってO3ガスが
浸透し易いことから、このミスト含有蒸気を用いること
によりO3ガスを十分に供給することができる。
温度との温度差に加え、飽和した前記混合雰囲気によ
り、液滴が基板10のレジスト上に、O3ガスの溶解し
た多数の微小な薄い液膜61として結露する。このと
き、液膜61においては、第1の実施形態で説明した一
連の(式1)の反応が惹起され、O3の水溶液への溶解
によりOH-とO3との反応によりO3が分解し、HO2、
O2 -、OH等の種々の活性酸素が発生する。
化の他、副生成したO2 -,HO2,OH等の活性酸素に
よるラジカル的酸化が進行することになる。
1の実施形態と同様の条件で紫外線ランプ4により当該
液膜61に紫外線を均一に照射する。このとき、第1の
実施形態で説明した一連の(式2)の反応が惹起され、
O3が紫外線により分解し、これにより生じた励起酸素
原子と水分子の反応によりヒドロキシラジカル(OH)
の生成が助長される。
の活性酸素の有する活性作用により、有機物であるレジ
ストがH2O/CO2に分解し、溶解除去されることにな
る。
ば、基板1上のレジストに液膜61を形成し、液膜61
内(特にその表層)で発生する各種の活性酸素を利用し
てレジストを溶解除去することを可能とし、資源・エネ
ルギー多消費型技術からの脱却、即ちレジストの除去に
高エネルギーや化学溶剤に依存しない環境共生型技術を
実現することができる。
の変形例では、第2の実施形態と略同様に構成されたレ
ジスト除去装置を開示するが、紫外線ランプの替わりに
多孔質セラミック板が設けられている点で相違する。
要構成である処理チャンバー近傍の様子を示す模式図で
ある。このレジスト除去装置は、第1の実施形態のレジ
スト除去装置と同様の処理チャンバー1と、紫外線ラン
プの替わりに設けられた多孔質セラミック板71と、上
下移動機構2bを有する基板ステージ2と、高濃度のO
3ガス供給部53と、処理チャンバー1の流出口を介し
て処理チャンバー1内の排液及び排気を行う排液・排気
手段(不図示:排液・排気手段6と同様)を備えて構成
されている。
を介して、小粒径の均一なミストを含むミスト含有水蒸
気や更にO3ガスを含むミスト含有水蒸気が基板10に
供給されるように構成されている。
のレジストを除去するには、先ず、基板ステージ2の下
移動機構2bにより、基板10表面と多孔質セラミック
板71との距離を所定距離に調節する。本実施形態で
は、この距離を第1の実施形態に比して離間(10mm
〜30mm)させる。ここで、処理チャンバー1内の温
度を80℃〜90℃、基板温度を常温〜60℃に調節す
る。
aにより基板10を回転させつつ、多孔質セラミック板
71の空孔72から蒸気を、高濃度のO3ガス供給部5
3からO3ガスをそれぞれ処理チャンバー1の基板10
表面と多孔質セラミック板71との間に形成される処理
空間に供給する。このとき前記蒸気はミスト含有水蒸気
であり、処理チャンバー1内は飽和蒸気の状態のミスト
含有水蒸気/O3ガスの混合雰囲気となり、O3ガスがミ
スト含有水蒸気に溶解する。
温度との温度差に加え、飽和した前記混合雰囲気によ
り、基板10のレジスト上に液滴が多数の微小な薄い液
膜61として結露する。
化の他、副生成したO2 -,HO2,OH等の活性酸素に
よるラジカル的酸化が進行することになる。
活性酸素の有する活性作用により、有機物であるレジス
トがH2O/CO2に分解し、溶解除去されることにな
る。
レジスト上にO3を溶解した液滴が結露して液膜が形成
され、各種の活性酸素を利用してレジストを溶解除去す
ることを可能とし、資源・エネルギー多消費型技術から
の脱却、即ちレジストの除去に高エネルギーや化学溶剤
に依存しない環境共生型技術を実現することができる。
し、液膜内で発生する活性酸素を利用してレジストを溶
解除去することを可能とし、資源・エネルギー多消費型
技術からの脱却、即ちレジストの除去に高エネルギーや
化学溶剤に依存しない環境共生型技術を実現することが
できる。
を示す模式図である。
基板表面の近傍を拡大して示す模式図である。
である処理チャンバー近傍の様子を示す模式図である。
主要構成である処理チャンバー近傍の様子を示す模式図
である。
Claims (21)
- 【請求項1】 基板上のレジストを除去するための処理
空間を構成する処理室と、 前記処理室内で前記基板を支持し、前記処理室内で前記
基板を上下方向に移動せしめ、前記処理空間を自在に調
節する機構を有する基板支持手段と、 前記基板の前記レジスト上に活性酸素を含む液膜を形成
する液膜生成手段とを含み、 前記液膜を形成するに際して、前記基板支持手段の前記
移動機構により前記処理空間を調節し、前記液膜の状態
を制御することを特徴とするレジスト除去装置。 - 【請求項2】 前記液膜生成手段は、前記基板上に形成
された前記液膜に紫外線を照射する紫外線照射機構を含
むことを特徴とする請求項1に記載のレジスト除去装
置。 - 【請求項3】 前記紫外線照射手段から照射する紫外線
の波長が172nm〜310nmであることを特徴とす
る請求項2に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項4】 前記紫外線照射手段が低圧紫外線ランプ
であることを特徴とする請求項2又は3に記載のレジス
ト除去装置。 - 【請求項5】 前記基板支持手段の前記移動機構により
前記基板表面と前記処理室内の上面部とを近接させ、前
記液膜の状態を前記基板上の前記レジストの略全面を覆
うサイズに調節することを特徴とする請求項2〜4のい
ずれか1項に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項6】 前記基板表面と前記処理室内の上面部と
の距離が1mm以下であることを特徴とする請求項5に
記載のレジスト除去装置。 - 【請求項7】 前記液膜生成手段は、前記液膜にオゾン
水を供給するオゾン供給機構を含むことを特徴とする請
求項6に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項8】 前記液膜生成手段は、前記液膜に過酸化
水素水を供給する過酸化水素水供給機構を含むことを特
徴とする請求項6又は7に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項9】 前記基板支持手段の前記移動機構により
前記基板表面と前記処理室内の上面部とを離間させ、前
記液膜の状態を前記基板上の前記レジスト表面で液滴と
して結露するように調節することを特徴とする請求項2
〜4のいずれか1項に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項10】 前記液膜生成手段は、ミスト含有水蒸
気を供給する機構を含むことを特徴とする請求項9に記
載のレジスト除去装置。 - 【請求項11】 前記液膜生成手段は、前記ミスト含有
水蒸気供給機構で生成されたミスト含有水蒸気にオゾン
ガスを供給し、前記基板上に形成される前記液膜内に前
記活性酸素を発生せしめるオゾン供給機構を含むことを
特徴とする請求項10に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項12】 前記液膜生成手段は、多孔質セラミッ
ク板を有しており、前記多孔質セラミック板の空孔から
ミスト含有水蒸気を供給するものであることを特徴とす
る請求項1に記載のレジスト除去装置。 - 【請求項13】 表面にレジストが設けられた基板と、
前記レジストを除去するための処理空間を構成する処理
室内の上面部とが近接するように距離調節し、前記基板
上の前記レジストの略全面を覆うように、活性酸素を含
む液膜を前記距離に規制された膜厚となるように形成
し、前記活性酸素の作用により前記レジストを溶解除去
することを特徴とするレジスト除去方法。 - 【請求項14】 前記基板表面と前記処理室内の上面部
との前記距離を1mm以下に調節することを特徴とする
請求項13に記載のレジスト除去方法。 - 【請求項15】 前記液膜に紫外線を照射することによ
り、前記液膜内に前記活性酸素の発生を促進せしめるこ
とを特徴とする請求項13又は14に記載のレジスト除
去方法。 - 【請求項16】 前記液膜にオゾン水を供給することに
より、前記液膜内に前記活性酸素を発生せしめることを
特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のレ
ジスト除去方法。 - 【請求項17】 前記液膜に過酸化水素水を供給するこ
とにより、前記液膜内に前記活性酸素を発生せしめるこ
とを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載
のレジスト除去方法。 - 【請求項18】 表面にレジストが設けられた基板と、
前記レジストを除去するための処理空間を構成する処理
室内の上面部とが離間するように距離調節し、活性酸素
を含むミスト含有水蒸気を供給して前記レジスト表面に
液滴を結露させ、前記活性酸素の作用により前記レジス
トを溶解除去することを特徴とするレジスト除去方法。 - 【請求項19】 前記液膜に紫外線を照射することによ
り、前記液膜内に前記活性酸素の発生を促進せしめるこ
とを特徴とする請求項18に記載のレジスト除去方法。 - 【請求項20】 前記液膜にオゾンガスを供給すること
により、前記液膜内に前記活性酸素を発生せしめること
を特徴とする請求項18又は19に記載のレジスト除去
方法。 - 【請求項21】 前記液膜に過酸化水素水を供給するこ
とにより、前記液膜内に前記活性酸素を発生せしめるこ
とを特徴とする請求項18又は19に記載のレジスト除
去方法。
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