JP2010129837A - Method for removing resist - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レジストの除去方法に関するものである。 The present invention relates to a resist removal method.
従来、下記特許文献1から3に開示されているように、半導体層等の基層の上にパターン形成されたレジストを除去する方法が種々知られている。特許文献1に開示されている除去方法では、レジストを露光した後、不要となったレジストを除去する際に、現像液に溶解させてレジストを洗い流すようにしている。 Conventionally, as disclosed in Patent Documents 1 to 3 below, various methods for removing a resist patterned on a base layer such as a semiconductor layer are known. In the removal method disclosed in Patent Document 1, when removing a resist that is no longer needed after the resist is exposed, the resist is washed away by dissolving in a developer.
また、特許文献2には、基板のレジストにオゾンガスを接触させてレジストの成分を分解するガス処理工程と、レジストに紫外線を照射してレジストの成分をアルカリ水溶液に可溶とする紫外線処理工程と、アルカリ水溶液によってレジストを除去するアルカリ処理工程とを含むレジスト除去方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a gas treatment process in which ozone gas is brought into contact with a substrate resist to decompose the resist components, and an ultraviolet treatment process in which the resist components are irradiated with ultraviolet rays to make the resist components soluble in an alkaline aqueous solution. And a resist removal method including an alkali treatment step of removing the resist with an alkaline aqueous solution.
また、特許文献3には、高ドーズのイオン注入が行われた基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することを目的として、基板表面に紫外線を照射した後、無水硫酸と過酸化水素水を含むレジスト剥離液でレジストを剥離させる方法が開示されている。
前記特許文献1の方法では、レジストを露光後、現像液を用いてレジストを除去するため、製造コストを抑えることが可能であるが、不純物元素の拡散工程やイオン注入工程等を経由していると、レジストの除去が困難となる。 In the method of Patent Document 1, since the resist is removed using a developer after the resist is exposed, the manufacturing cost can be reduced. However, the process goes through an impurity element diffusion process, an ion implantation process, and the like. Then, it becomes difficult to remove the resist.
また、特許文献2の方法では、高速にレジストを除去できることが期待できるが、オゾンガスで処理するため、非常に高価で大掛かりな装置が必要となる。しかも、その比較例7として、ソースドレイン配線を作成した後のレジスト、即ち高濃度にイオン注入がなされたレジストについては、除去できないことが示されている。 Further, in the method of Patent Document 2, it can be expected that the resist can be removed at a high speed, but since it is processed with ozone gas, a very expensive and large-scale apparatus is required. Moreover, as Comparative Example 7, it is shown that the resist after the source / drain wiring is formed, that is, the resist that has been ion-implanted at a high concentration cannot be removed.
また、特許文献3の方法では、高濃度にイオンが注入されているレジストを剥離することが可能となっているが、この方法では、酸性のレジスト剥離液で処理を行うため、基板を酸化させてしまい、基板にダメージを与える虞がある。 Further, in the method of Patent Document 3, it is possible to remove a resist in which ions are implanted at a high concentration. However, in this method, since the treatment is performed with an acidic resist remover, the substrate is oxidized. As a result, the substrate may be damaged.
そこで、本発明の目的は、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去する方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for removing a resist having a hardened layer formed so as not to damage a base layer.
前記の目的を達成するため、本発明は、レジストが被着された基層から当該レジストを剥離する方法であって、イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for removing a resist from a base layer to which a resist is applied, and curing a resist formed by ion implantation into a resist into which ions are implanted. It is a resist removal method including an irradiation step of irradiating the layer with ultraviolet light that causes alkali solubility in the layer, and a removal step of bringing the resist into contact with an alkaline solution to peel the resist from the base layer.
本発明では、照射工程において、レジストの硬化層がアルカリ可溶性になる程度の照射量でレジストに紫外光を照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジストであっても、レジストを剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジストを除去することができるようになる。すなわち、本発明では、紫外光の照射によってレジストの硬化層をアルカリ可溶性にする。このため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジストにアルカリ溶液を接触させることによって基層からレジストを剥離させるため、基層を酸化させることはない。この結果、基層にダメージを与えることなく、レジストを除去することができる。 In the present invention, in the irradiation step, the resist is irradiated with ultraviolet light at an irradiation amount so that the cured layer of the resist becomes alkali-soluble. The resist can be peeled off, and the resist can be removed with an alkaline solution in the removing step. That is, in the present invention, the cured layer of the resist is alkali-soluble by irradiation with ultraviolet light. For this reason, plasma ashing treatment and ozone gas treatment are unnecessary, and a large-scale apparatus is unnecessary. In addition, since the resist is peeled off from the base layer by bringing an alkaline solution into contact with the resist, the base layer is not oxidized. As a result, the resist can be removed without damaging the base layer.
前記レジストには、1×1014〜1×1017個/cm2のイオンが注入されていてもよい。 The resist may be implanted with ions of 1 × 10 14 to 1 × 10 17 ions / cm 2 .
また、前記レジストに、1×1014〜5×1015個/cm2のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも1800mJ/cm2とし、前記除去工程では、60℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、5×1015個/cm2のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。 Further, in the case where ions of 1 × 10 14 to 5 × 10 15 ions / cm 2 are implanted into the resist, an irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is set to at least 1800 mJ / cm 2 , and the removal step Then, you may make it use the said alkaline solution heated at 60 degreeC or more. In this aspect, even if the resist is implanted with ions of 5 × 10 15 ions / cm 2 , the resist can be peeled off from the base layer in almost the entire region.
この態様において、前記紫外光は、3分間以上かけて1800mJ/cm2の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を3分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。 In this embodiment, the ultraviolet light is preferably irradiated with an irradiation amount of 1800 mJ / cm 2 over 3 minutes. In this aspect, since the ultraviolet light irradiation is performed for 3 minutes or more, the temperature of the resist is increased, thereby making the cured layer easily soluble in alkali.
一方、前記レジストに、1×1014個/cm2以下のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも1800mJ/cm2とし、前記除去工程では、40℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるのが好ましい。この態様では、1×1014個/cm2のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。 On the other hand, when ions of 1 × 10 14 ions / cm 2 or less are implanted into the resist, the irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is at least 1800 mJ / cm 2, and in the removal step, 40 ° C. It is preferable to use the alkali solution heated as described above. In this aspect, even if the resist is implanted with ions of 1 × 10 14 ions / cm 2 , the resist can be peeled off from the base layer in almost the entire region.
この態様において、前記紫外光は、3分間以上かけて1800mJ/cm2以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を3分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。 In this aspect, the ultraviolet light is preferably irradiated with an irradiation amount of 1800 mJ / cm 2 or more over 3 minutes or more. In this aspect, since the ultraviolet light irradiation is performed for 3 minutes or more, the temperature of the resist is increased, thereby making the cured layer easily soluble in alkali.
また、前記レジストに、1×1014〜5×1015個/cm2のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも4200mJ/cm2とし、前記除去工程では、40℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いることもできる。この態様では、5×1015個/cm2のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。 In addition, when ions of 1 × 10 14 to 5 × 10 15 ions / cm 2 are implanted into the resist, the irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is set to at least 4200 mJ / cm 2 , and the removal step Then, the said alkaline solution heated at 40 degreeC or more can also be used. In this aspect, even if the resist is implanted with ions of 5 × 10 15 ions / cm 2 , the resist can be peeled off from the base layer in almost the entire region.
この態様において、前記紫外光は、7分間以上かけて4200mJ/cm2以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を7分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。 In this embodiment, the ultraviolet light is preferably irradiated with an irradiation amount of 4200 mJ / cm 2 or more over 7 minutes or more. In this aspect, since the ultraviolet light irradiation is performed for 7 minutes or longer, the temperature of the resist is increased, thereby making the cured layer easily soluble in alkali.
前記照射工程と前記除去工程を繰り返し行うようにしてもよい。 The irradiation step and the removal step may be repeated.
この場合、前記レジストには、1×1014〜1×1017個/cm2のイオンが注入されていてもよい。 In this case, ions of 1 × 10 14 to 1 × 10 17 ions / cm 2 may be implanted into the resist.
そして、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも6000mJ/cm2とし、前記除去工程では、70℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、1×1017個/cm2のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。 And the irradiation amount of the ultraviolet light in the said irradiation process shall be at least 6000 mJ / cm < 2 >, and you may make it use the said alkaline solution heated at 70 degreeC or more in the said removal process. In this aspect, even if the resist is implanted with ions of 1 × 10 17 ions / cm 2 , the resist can be peeled from the base layer in almost the entire region.
この態様において、前記紫外光は、10分間以上かけて6000mJ/cm2以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を10分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。 In this aspect, the ultraviolet light is preferably irradiated with an irradiation amount of 6000 mJ / cm 2 or more over 10 minutes. In this aspect, since the ultraviolet light irradiation is performed for 10 minutes or longer, the temperature of the resist is increased, thereby making the cured layer easily soluble in alkali.
前記紫外光の照射強度は、3mW/cm2以上であってもよい。 The irradiation intensity of the ultraviolet light may be 3 mW / cm 2 or more.
前記レジストにはPAGが含まれていてもよい。 The resist may contain PAG.
前記アルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はトリメチル2ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液であってもよい。 The alkaline solution may be a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution or a trimethyl 2-hydroxyethylammonium hydroxide aqueous solution.
前記基層は、半導体層、酸化シリコン層、窒化シリコン層及び金属層の何れかであってもよい。 The base layer may be any one of a semiconductor layer, a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, and a metal layer.
前記除去工程では、超臨界二酸化炭素中に前記アルカリ溶液と、このアルカリ溶液と前記超臨界二酸化炭素との中和反応を抑制する薬液と、を注入して、前記レジストを前記基層から剥離させるようにしてもよい。 In the removing step, the alkali solution and a chemical solution that suppresses a neutralization reaction between the alkali solution and the supercritical carbon dioxide are injected into supercritical carbon dioxide so that the resist is peeled off from the base layer. It may be.
この態様では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。 In this aspect, the chemical solution that can peel the resist without damaging the fine pattern due to supercritical carbon dioxide without surface tension, and suppresses salt precipitation due to the neutralization reaction between the supercritical carbon dioxide and the alkaline solution. Can also be prevented from reacting with the supercritical carbon dioxide and the alkali solution to precipitate the salt.
以上説明したように、本発明によれば、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去することができる。 As described above, according to the present invention, the resist on which the hardened layer is formed can be removed without damaging the base layer.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置10を示している。このレジスト除去装置10は、半導体基板Wからレジストを除去するための装置である。
FIG. 1 shows a
レジスト除去装置10は、装置本体12と、この装置本体12に半導体基板Wを供給するための基板カセット14とを備えている。装置本体12は、載置台18、紫外線照射ユニット20、アルカリ水溶液供給部22、純水供給部24、超音波ユニット26、搬送装置28等を主要な構成機器として備えている。載置台18は、レジストを除去する半導体基板Wを載置するためのテーブルであり、半導体基板Wを回転させるためのモータ(図示省略)が内蔵されている。半導体基板Wは、回転板18aに保持されて回転する。
The
紫外線照射ユニット20は、載置台18上の半導体基板Wに紫外線を照射可能な照射部20aと、図略の制御部とを有する。制御部は、照射部20aから照射される紫外線の波長、照射強度、照射時間、照射距離等を制御可能に構成されている。照射部20aは、222nmの波長を中心とする波長の紫外光(KrClエキシマ光)、248nmの波長を中心とする波長の紫外光(KrFエキシマ光)、193nmの波長を中心とする波長の紫外光(ArFエキシマ光)、172nmの波長を中心とする波長の紫外光(Xeエキシマ光)等を出射可能である。照射される紫外光の波長は、レジストのタイプに応じて選定することができる。また、照射部20aから照射される紫外光の照射強度は、少なくとも3mW/cm2以上の範囲で設定可能となっている。また、照射部20aは、スタンド30に上下移動可能に支持されており、半導体基板Wとの距離が数mm〜数百mmの範囲で調整可能となっている。なお、照射部20aは、波形の反射板を有しており、反射板によって乱反射した紫外光を半導体基板Wに照射することができる。これにより、レジスト側面にも紫外光が照射され易くなっている。
The
アルカリ水溶液供給部22は、半導体基板Wに紫外光を照射した後、半導体基板Wの表面にアルカリ水溶液を供給するためのものであり、第1ノズル22aと図略の温度制御器とを有する。温度制御器は、第1ノズル22aから噴出されるアルカリ水溶液の温度を所望の温度に調整する。例えば、アルカリ水溶液は、加熱されることなく常温のままで吐出することも可能であるが、40℃〜70℃に加熱される。アルカリ水溶液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.38%水溶液が用いられる。なお、アルカリ水溶液として、コリン水溶液(トリメチル2ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)を用いるようにしてもよい。
The alkaline aqueous
純水供給部24は、半導体基板Wの表面をリンスするためのものであり、第2ノズル24aを有する。第2ノズル24aは、超純水を噴出する。第1ノズル22a及び第2ノズル24aは、上下方向に移動可能にスタンド32に支持されるとともに、スタンド32の軸回りに回動可能となっている。したがって、第1ノズル22a及び第2ノズル24aは、半導体基板Wとの相対位置関係を容易に変えることができる。
The pure
超音波ユニット26は、アルカリ水溶液処理時及びリンス時に使用されるものであり、剥離したレジストが半導体基板Wに再付着しないように振動を与える。
The
搬送装置28は、基板カセット14と載置台18との間で半導体基板Wを搬送する。
The
次に、本レジスト除去装置10を用いたレジスト除去方法について説明する。ここでは、半導体基板Wの製造工程において、ソースドレインが形成された半導体基板Wからレジストを除去する場合について説明する。半導体基板Wを例示すると、例えば図2に示すように、半導体基板Wは、p−ウエル領域51、n−ウエル領域52、素子分離層53、ソース電極54、ドレイン電極55が形成されたシリコン基板56を有する。シリコン基板56は、レジスト60が被着される基層をなすものであり、シリコン基板56上には、酸化膜を介してゲート電極62が形成されている。半導体基板Wは、p−MOSトランジスター部64とn−MOSトランジスター部66とを有し、p−MOSトランジスター部64には、イオン注入等の際に使用されるレジスト60が残っている。イオン注入によりレジスト60の表面には硬化層60aが形成されている。硬化層60aは、高ドーズのイオン注入がなされることでレジスト60表面が変質(硬化)したものである。注入されているイオンは、例えば砒素(As)である。レジスト60は、PAG(Photo Acid Generator;光酸化発生剤)が含まれている化学増幅型のフォトレジスト60である。そして、本レジスト除去装置10は、このレジスト60をシリコン基板56から除去するのに使用することができる。
Next, a resist removal method using the resist
このレジスト除去装置10では、搬送装置28が基板カセット14から半導体基板Wを取り出し、載置台18に搬送する。そして、搬送装置28は、載置台18の回転板18a上に半導体基板Wを載置し、回転板18aに半導体基板Wがセットされると、紫外線照射ユニット20は、半導体基板Wに紫外光を照射する(照射工程)。この照射工程では、照射部20aと半導体基板Wとの距離が例えば155mmに設定され、照射部20aは、10mW/cm2の照射強度で半導体基板Wに紫外光を照射する。
In the resist removing
照射時間は、レジスト60に注入されているイオン量に応じて設定される。すなわち、レジスト除去装置10に搬入される半導体基板Wのタイプ等が予め分かっているため、そのタイプに応じて照射時間を設定しておけばよい。例えば、イオンのドーズ量が1×1014個/cm2のレジスト60に対しては、照射時間は3分に設定され、イオンのドーズ量が5×1015個/cm2のレジスト60に対しては、照射時間は7分に設定される。換言すれば、ドーズ量が1×1014個/cm2のレジスト60に対しては、1800mJ/cm2の照射量に設定され、ドーズ量が5×1015個/cm2のレジスト60に対しては、4200mJ/cm2の照射量に設定される。前記の時間をかけて紫外光を照射することで、レジスト60が昇温され、レジスト表面の硬化層60aがアルカリ可溶性になり易くなると推測される。
The irradiation time is set according to the amount of ions implanted into the resist 60. That is, since the type or the like of the semiconductor substrate W carried into the resist removing
照射工程が終了すると、アルカリ水溶液供給部22かららアルカリ水溶液が供給される(除去工程)。アルカリ水溶液は、第1ノズル22aから半導体基板Wに降りかけられる。このため、除去工程では、半導体基板表面のレジスト60はアルカリ水溶液と接触する。このとき、回転板18aが回転するので、半導体基板Wの表面でアルカリ水溶液が流動する。このため、半導体基板表面の全域に亘ってアルカリ水溶液を満遍なく行き渡らせることができ、しかも、常に新鮮なアルカリ水溶液をレジスト60に接触させることができる。アルカリ可溶性のレジスト60がアルカリ水溶液に接触することで、レジスト60はシリコン基板56から剥離する。またこのとき、必要に応じて超音波ユニット26から超音波を発生させる。これにより、シリコン基板56から剥離したレジスト60が再びシリコン基板56に付着しないようにすることができる。
When the irradiation step is completed, the alkaline aqueous solution is supplied from the alkaline aqueous solution supply unit 22 (removal step). The alkaline aqueous solution is applied to the semiconductor substrate W from the
アルカリ水溶液の供給が所定時間行われると、続いてリンスを行う。リンス工程では、超純水が半導体基板表面に降りかけられ、これにより、半導体基板表面に残っているアルカリ水溶液が除去される。このときも超音波ユニット26から超音波が発生される。所定時間リンスされた後、半導体基板Wは、乾燥されて、搬送装置28によって搬出されて、一連のレジスト除去工程が終了する。
When the alkaline aqueous solution is supplied for a predetermined time, rinsing is subsequently performed. In the rinsing step, ultrapure water is applied to the surface of the semiconductor substrate, whereby the alkaline aqueous solution remaining on the surface of the semiconductor substrate is removed. Also at this time, ultrasonic waves are generated from the
以上説明したように、本実施形態によれば、照射工程において、レジスト60の硬化層60aがアルカリ可溶性になる程度の照射量をレジスト60に照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジスト60であっても、レジスト60を剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジスト60を除去することができる。すなわち、紫外光の照射によってレジスト60の硬化層60aをアルカリ可溶性にしているため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジスト60にアルカリ溶液を接触させることによってレジスト60をシリコン基板56から剥離させるため、シリコン基板56を酸化させることはない。この結果、シリコン基板56にダメージを与えることなく、レジスト60を除去することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the irradiation process, the resist 60 is irradiated with an irradiation amount to such an extent that the cured
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図3に示すように、液晶ガラス基板W1に設けられたレジストを除去するためのレジスト除去装置70によって実施することも可能である。液晶ガラス基板W1では、例えば電極等が成膜されていて、その電極等にレジストが被着されているので、このレジストを除去するために本レジスト除去装置70が使用される。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. 3, it is also possible to carry out with a resist removing apparatus 70 for removing the resist provided on the liquid crystal glass substrate W1. In the liquid crystal glass substrate W1, for example, an electrode or the like is formed, and a resist is deposited on the electrode or the like. Therefore, the resist removing apparatus 70 is used to remove the resist.
この除去装置70では、液晶ガラス基板W1が収納される基板カセット14が設けられている。そして、搬送装置28は、基板カセット14から液晶ガラス基板W1を取り出して、載置台18上にセットする。この載置台18は、回転板を有しないため、液晶ガラス基板W1は固定された状態にセットされる。アルカリ水溶液供給部22の第1ノズル22aは、スタンド32に固定されたレール22bに沿って水平方向に移動可能に支持されている。スタンド32には、不活性ガスを噴出可能なガスノズル72を備えている。不活性ガスは、液晶ガラス基板W1を乾燥させるために使用される。この除去装置70においても、前記実施形態のレジスト除去装置10と同様に照射工程及び除去工程が実施される。その他の構成、動作等は前記実施形態のレジスト除去装置10と同様である。
In the removing device 70, a
前記実施形態では、アルカリ水溶液をノズル22aから噴出させて半導体基板Wに降りかけるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、アルカリ水溶液を超臨界二酸化炭素とともに半導体基板Wに接触させてレジストの除去を行うようにしてもよい。具体的には、図4に示すように、レジスト除去装置10は、紫外線照射ユニット20に加え、洗浄チャンバ81と、この洗浄チャンバ81に超臨界二酸化炭素、アルカリ溶液及び薬液を供給する洗浄流体供給部82と、を有する。載置台18は、紫外線照射ユニット20が配置された紫外線照射セクションと、洗浄チャンバ81との間で半導体基板Wを搬送可能に構成されている。洗浄チャンバ81は、洗浄対象となる半導体基板Wを収容可能な洗浄室81aを有する。洗浄流体供給部82は、洗浄チャンバ81に接続された循環回路83と、この循環回路83に超臨界二酸化炭素が含まれる洗浄流体を供給する超臨界流体供給部84と、循環回路83にアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部85と、循環回路83に薬液を供給する薬液供給部86と、循環回路83の洗浄流体を排出可能な洗浄流体排出部87と、を有する。循環回路83には、洗浄流体を循環させるためのポンプ83aと、異物を除去するためのフィルタ83bとが設けられている。超臨界流体供給部84は、循環回路83及び超臨界二酸化炭素の供給源に接続された供給管84aと、この供給管84aに設けられたヒータ84b及び開閉弁84cとを有する。洗浄流体排出部87は、排出管87aと、この排出管87aに設けられた開閉弁87bとを有する。アルカリ溶液供給部85は、循環回路83に接続された供給管85aと、この供給管85aに設けられたアルカリ溶液ポンプ85b及び開閉弁85cとを有する。アルカリ溶液ポンプ85bにより、超臨界領域の圧力下でも溶液を注入できる。アルカリ溶液供給部85は、アルカリ溶液を加熱するためのヒータ(図示省略)を有していてもよい。薬液供給部86は、循環回路83に接続された供給管86aと、この供給管86aに設けられた薬液ポンプ86b及び開閉弁86cとを有する。薬液ポンプ86bにより、超臨界領域の圧力下でも薬液を注入できる。薬液としては、水、メタノール等が用いられる。この薬液は、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制するためのものである。洗浄チャンバ81には、超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液と薬液とが混合された洗浄流体が供給され、この洗浄流体による半導体基板Wの洗浄が行われる。超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液とともに薬液を注入することにより、中和反応による塩の析出を抑制することができる。
In the above-described embodiment, the alkaline aqueous solution is ejected from the
したがって、この実施形態では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, the resist can be peeled off without damaging the fine pattern by supercritical carbon dioxide having no surface tension, and salt precipitation by neutralization reaction between the supercritical carbon dioxide and the alkali solution is possible. Since the chemical | medical solution to suppress is also inject | poured, it can suppress that a supercritical carbon dioxide and an alkali solution react and salt precipitation.
続いて、実際に確認した実施例について説明する。 Next, examples actually confirmed will be described.
(実施例1)
実施例1では、300mmシリコン基板を用いた。シリコン基板には、図2に示すようにレジスト60が被着されおり、ソース電極54およびドレイン電極55に砒素イオンが注入されている。レジスト60は、PAGが含まれているKrF用の化学増幅型フォトレジストであり、その厚みは1200nmである。砒素イオンのドーズ量は5×1015ions/cm2であり、加速電圧50keVの条件でイオン注入した。イオン注入後のレジスト60の硬化層60aは、180nm程度の厚みであることを電子顕微鏡写真で確認している。このシリコン基板56を15×15mmの大きさに割った半導体基板Wを用いて、以下の処理を行った。
Example 1
In Example 1, a 300 mm silicon substrate was used. As shown in FIG. 2, a resist 60 is deposited on the silicon substrate, and arsenic ions are implanted into the
まず、紫外線照射装置により半導体基板Wに紫外線を照射した。照射した紫外光はKrClエキシマ光であり、222nmの波長を中心とする波長を有する。紫外光を照射するランプの照射強度は10mW/cm2である。紫外線照射装置のランプと半導体基板Wとの距離を155mmとし、照射時間を7分とした。したがって、紫外光の照射量は4200mJ/cm2である。次に、TMAHの2.38%水溶液を30ml用い、この水溶液の温度を40℃に安定させ、その中に半導体基板Wを浸漬した。浸漬時間は10分とした。この処理後の半導体基板Wを光学顕微鏡で観察した。 First, the semiconductor substrate W was irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device. The irradiated ultraviolet light is KrCl excimer light, and has a wavelength centered at 222 nm. The irradiation intensity of the lamp that irradiates ultraviolet light is 10 mW / cm 2 . The distance between the lamp of the ultraviolet irradiation device and the semiconductor substrate W was 155 mm, and the irradiation time was 7 minutes. Therefore, the irradiation amount of ultraviolet light is 4200 mJ / cm 2 . Next, 30 ml of a 2.38% aqueous solution of TMAH was used, the temperature of this aqueous solution was stabilized at 40 ° C., and the semiconductor substrate W was immersed therein. The immersion time was 10 minutes. The semiconductor substrate W after this treatment was observed with an optical microscope.
(実施例2)
実施例2は、半導体基板Wへの紫外線照射時間を10分(照射量6000mJ/cm2)とした点を除いて、実施例1と同じである。
(Example 2)
Example 2 is the same as Example 1 except that the semiconductor substrate W is irradiated with ultraviolet light for 10 minutes (irradiation amount: 6000 mJ / cm 2 ).
(比較例1)
比較例1では、実施例1と同じ半導体基板Wを用いた。この半導体基板Wへの紫外線照射時間を5分(照射量3000mJ/cm2)とした点を除き、比較例1は実施例1と同じである。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the same semiconductor substrate W as in Example 1 was used. Comparative Example 1 is the same as Example 1 except that the semiconductor substrate W is irradiated with ultraviolet rays for 5 minutes (amount of irradiation 3000 mJ / cm 2 ).
(比較例2)
比較例2では、実施例1と同じ半導体基板Wを用いた。この半導体基板Wへの紫外線照射時間を3分(照射量1800mJ/cm2)とした点を除き、比較例2は実施例1と同じである。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the same semiconductor substrate W as in Example 1 was used. Comparative Example 2 is the same as Example 1 except that the semiconductor substrate W is irradiated with ultraviolet rays for 3 minutes (irradiation amount: 1800 mJ / cm 2 ).
(実施例3)
実施例3では、実施例1と同じ半導体基板Wを用いた。この半導体基板Wへの紫外線照射時間を3分(照射量1800mJ/cm2)とし、TMAH水溶液の温度を60℃とした点を除いて、実施例3は実施例1と同じである。
(Example 3)
In Example 3, the same semiconductor substrate W as in Example 1 was used. Example 3 is the same as Example 1 except that the semiconductor substrate W is irradiated with ultraviolet light for 3 minutes (irradiation amount: 1800 mJ / cm 2 ) and the temperature of the TMAH aqueous solution is 60 ° C.
(比較例3)
比較例3は、半導体基板Wへの紫外線照射時間を1分(照射量600mJ/cm2)とした点を除いて、実施例3と同じである。
(Comparative Example 3)
The comparative example 3 is the same as the example 3 except that the ultraviolet irradiation time to the semiconductor substrate W is 1 minute (irradiation amount 600 mJ / cm 2 ).
(実施例4)
実施例4では、砒素イオンのドーズ量が1×1014ions/cm2である半導体基板Wを用いた。実施例1と同様に、イオン注入は加速電圧50keVの条件下で行った。半導体基板Wへの紫外線照射時間を3分(照射量1800mJ/cm2)とし、TMAH水溶液の温度を40℃とした。それ以外の条件は、実施例1と同じである。
Example 4
In Example 4, the semiconductor substrate W having a dose amount of arsenic ions of 1 × 10 14 ions / cm 2 was used. Similar to Example 1, ion implantation was performed under the condition of an acceleration voltage of 50 keV. The ultraviolet irradiation time to the semiconductor substrate W was 3 minutes (irradiation amount 1800 mJ / cm 2 ), and the temperature of the TMAH aqueous solution was 40 ° C. Other conditions are the same as those in the first embodiment.
(実施例5)
実施例5は、TMAH水溶液の温度を60℃とした点を除いて、実施例4と同じである。
(Example 5)
Example 5 is the same as Example 4 except that the temperature of the TMAH aqueous solution was 60 ° C.
(比較例4)
比較例4は、紫外線照射時間を1分(照射量600mJ/cm2)とした点を除いて、実施例4と同じである。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 is the same as Example 4 except that the ultraviolet irradiation time was 1 minute (irradiation amount 600 mJ / cm 2 ).
(比較例5)
比較例5は、TMAH水溶液の温度を60℃とした点を除いて、比較例4と同じである。
(Comparative Example 5)
Comparative Example 5 is the same as Comparative Example 4 except that the temperature of the TMAH aqueous solution was 60 ° C.
(実施例6)
実施例6では、砒素イオンのドーズ量が1×1017ions/cm2である半導体基板Wを用いた。実施例1と同様に、イオン注入は加速電圧50keVの条件下で行った。半導体基板Wへの紫外線照射時間を10分(照射量6000mJ/cm2)とし、TMAH水溶液の温度を70℃とした。TMAH水溶液への浸漬時間を30秒とした。そして、紫外線の照射とTMAH水溶液への浸漬を3回繰り返した。このとき、紫外線の照射とTMAH水溶液への浸漬を行うごと(1サイクルごと)に光学顕微鏡でレジスト60の剥離状況を観察した。
(Example 6)
In Example 6, the semiconductor substrate W having a dose amount of arsenic ions of 1 × 10 17 ions / cm 2 was used. Similar to Example 1, ion implantation was performed under the condition of an acceleration voltage of 50 keV. The ultraviolet irradiation time for the semiconductor substrate W was 10 minutes (irradiation amount: 6000 mJ / cm 2 ), and the temperature of the TMAH aqueous solution was 70 ° C. The immersion time in the TMAH aqueous solution was 30 seconds. Then, irradiation with ultraviolet rays and immersion in an aqueous TMAH solution were repeated three times. At this time, the peeling state of the resist 60 was observed with an optical microscope every time the ultraviolet irradiation and the immersion in the TMAH aqueous solution were performed (every cycle).
(実施例7)
実施例7では、ホウ素(B)イオンが注入された半導体基板Wを用いた。注入イオンのドーズ量は1×1017ions/cm2である。それ以外の条件は、実施例6と同じである。
(Example 7)
In Example 7, the semiconductor substrate W into which boron (B) ions were implanted was used. The dose amount of implanted ions is 1 × 10 17 ions / cm 2 . The other conditions are the same as in Example 6.
以上の実施例1〜7、比較例1〜5について、光学顕微鏡を用いてレジスト剥離状況を観察した結果を表1及び表2に示す。表1中の「○」は、レジスト60がほぼ全域で除去されている場合を示し、「×」はそれ以外の場合である。また、表2中の数値は、レジスト60が剥離した面積の割合を示している。 Tables 1 and 2 show the results of observing the resist peeling state using Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 using an optical microscope. “◯” in Table 1 indicates a case where the resist 60 is removed almost all over, and “x” indicates the other cases. Moreover, the numerical value in Table 2 has shown the ratio of the area where the resist 60 peeled.
表1に示すように、イオンドーズ量が5×1015ions/cm2の半導体基板Wに対して、TMAH水溶液温度が40℃の場合には、紫外線照射量が少なくとも4200mJ/cm2(照射時間7分)であれば、レジスト60は除去される(実施例1)。そして、TMAH水溶液温度が60℃であれば、紫外線照射量を少なくとも1800mJ/cm2(照射時間3分)とすれば、レジスト60は除去される(実施例3)。 As shown in Table 1, when the TMAH aqueous solution temperature is 40 ° C. with respect to the semiconductor substrate W having an ion dose of 5 × 10 15 ions / cm 2 , the ultraviolet irradiation amount is at least 4200 mJ / cm 2 (irradiation time) 7 minutes), the resist 60 is removed (Example 1). If the TMAH aqueous solution temperature is 60 ° C., the resist 60 is removed if the ultraviolet ray irradiation amount is at least 1800 mJ / cm 2 (irradiation time 3 minutes) (Example 3).
一方、イオンドーズ量が1×1014ions/cm2の半導体基板Wに対しては、TMAH水溶液温度が40℃の場合であっても60℃の場合であっても、紫外線照射量を少なくとも1800mJ/cm2(照射時間3分)とすれば、レジスト60は除去される(実施例4,5)。 On the other hand, for a semiconductor substrate W having an ion dose of 1 × 10 14 ions / cm 2 , the ultraviolet irradiation dose is at least 1800 mJ, regardless of whether the TMAH aqueous solution temperature is 40 ° C. or 60 ° C. If it is / cm 2 (irradiation time 3 minutes), the resist 60 is removed (Examples 4 and 5).
表2に示すように、紫外線の照射とTMAH水溶液への浸漬を繰り返すことで、レジスト60の剥離量が増加することが分かる。そして、イオンドーズ量が1×1017ions/cm2の半導体基板Wに対しては、3回繰り返すことによりほぼ全域でレジスト60を除去することができる(実施例6,7)。 As shown in Table 2, it can be seen that the amount of peeling of the resist 60 increases by repeating the irradiation with ultraviolet rays and the immersion in the TMAH aqueous solution. Then, for the semiconductor substrate W having an ion dose of 1 × 10 17 ions / cm 2 , the resist 60 can be removed in almost the entire region by repeating three times (Examples 6 and 7).
なお、各実施例及び比較例では、ランプと半導体基板Wとの距離を155mmとしたが、これに限られるものではない。ランプと半導体基板Wとの距離を25mmとして実験を行ったが、同様の結果が得られている。 In each example and comparative example, the distance between the lamp and the semiconductor substrate W is 155 mm, but the present invention is not limited to this. The experiment was conducted with the distance between the lamp and the semiconductor substrate W being 25 mm, and similar results were obtained.
また、実施例4では、イオンドーズ量が1×1014ions/cm2である半導体基板Wを用いたが、例えばイオンドーズ量が1×1012ions/cm2程度の半導体基板Wに対して、実施例4と同じ条件で処理を行ったとしても、レジスト60が剥離することは明らかである。 In Example 4, the semiconductor substrate W having an ion dose of 1 × 10 14 ions / cm 2 was used. For example, for a semiconductor substrate W having an ion dose of about 1 × 10 12 ions / cm 2 . Even when processing is performed under the same conditions as in Example 4, it is clear that the resist 60 is peeled off.
また、各実施例及び比較例では、半導体基板WをTMAH水溶液に浸漬するようにしたが、前記実施形態に示したように、半導体基板WにTMAH水溶液を噴きかけるようにしても処理時間に差がないことを確認している。 Further, in each of the examples and comparative examples, the semiconductor substrate W is immersed in the TMAH aqueous solution. However, as shown in the above embodiment, even if the TMAH aqueous solution is sprayed on the semiconductor substrate W, there is a difference in processing time. Make sure there is no.
W 半導体基板
W1 液晶ガラス基板
10 レジスト除去装置
12 装置本体
14 基板カセット
18 載置台
18a 回転板
20 紫外線照射ユニット
20a 照射部
22 アルカリ水溶液供給部
22a 第1ノズル
22b レール
24 純水供給部
24a 第2ノズル
26 超音波ユニット
28 搬送装置
30 スタンド
32 スタンド
51 p−ウエル領域
52 n−ウエル領域
53 素子分離層
54 ソース電極
55 ドレイン電極
56 シリコン基板
60 レジスト
60a 硬化層
62 ゲート電極
64 p−MOSトランジスター部
66 n−MOSトランジスター部
70 レジスト除去装置
72 ガスノズル
81 洗浄チャンバ
81a 洗浄室
82 洗浄流体供給部
83 循環回路
83a ポンプ
83b フィルタ
84 超臨界流体供給部
84a 供給管
84b ヒータ
84c 開閉弁
85 アルカリ溶液供給部
85a 供給管
85b アルカリ溶液ポンプ
85c 開閉弁
86 薬液供給部
86a 供給管
86b 薬液ポンプ
86c 開閉弁
87 洗浄流体排出部
87a 排出管
87b 開閉弁
W Semiconductor substrate W1 Liquid
Claims (17)
イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、
前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法。 A method of peeling the resist from the base layer to which the resist is applied,
Irradiation step of irradiating the resist into which ions are implanted with ultraviolet light to an extent that causes alkali solubility in the cured layer of the resist formed by the ion implantation;
Removing the resist in contact with an alkaline solution and peeling the resist from the base layer.
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも1800mJ/cm2とし、
前記除去工程では、60℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項1に記載のレジスト除去方法。 The resist is implanted with ions of 1 × 10 14 to 5 × 10 15 ions / cm 2 ,
The irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is at least 1800 mJ / cm 2 ,
The resist removal method according to claim 1, wherein the alkaline solution heated to 60 ° C. or higher is used in the removing step.
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも1800mJ/cm2とし、
前記除去工程では、40℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項1に記載のレジスト除去方法。 The resist is implanted with ions of 1 × 10 14 ions / cm 2 or less,
The irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is at least 1800 mJ / cm 2 ,
The resist removal method according to claim 1, wherein the alkaline solution heated to 40 ° C. or higher is used in the removing step.
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも4200mJ/cm2とし、
前記除去工程では、40℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項1に記載のレジスト除去方法。 The resist is implanted with ions of 1 × 10 14 to 5 × 10 15 ions / cm 2 ,
The irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is at least 4200 mJ / cm 2 ,
The resist removal method according to claim 1, wherein the alkaline solution heated to 40 ° C. or higher is used in the removing step.
前記除去工程では、70℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項10に記載のレジスト除去方法。 The irradiation amount of ultraviolet light in the irradiation step is at least 6000 mJ / cm 2 ,
The resist removal method according to claim 10, wherein the alkaline solution heated to 70 ° C. or higher is used in the removing step.
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