JP3139718B2 - レジストの除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レジストの除去方法に
関し、特に半導体装置等のフォトリソグラフィーによる
製造においてネガレジストのパターンを除去する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等に代表される半導体装置
の製造工程では、シリコン等の半導体基板やガラス基板
上に、微細な電気的な素子を形成するために基板上に、
感光性の有機高分子化合物を塗布し、所定の回路等のパ
ターンを形成したフォトマスクを介して紫外線等の電離
放射線によって露光した後にレジスト膜を現像して、基
板上にレジスト膜のパターンを形成して各種の処理を行
った後に、基板上のレジスト膜は化学的な処理によって
除去している。

【０００３】レジスト膜の除去には各種の方法が採用さ
れているが、レジスト膜の除去が不完全であるとその後
の工程に悪影響を与えるためにレジスト膜を完全に除去
することが必要であるが、同時にレジストの除去工程に
おいて半導体装置そのものに損傷を与えないようにする
ことが求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】レジスト膜の除去には
各種の方法が採用されており、薬液を使用する湿式によ
る方法と酸素プラズマ等を使用する乾式方法が行われて
いる。

【０００５】レジスト膜の湿式による除去方法では、通
常は硫酸が使用されており、硫酸の酸化能力を高めるた
めに過酸化水素水を混合することが行われている。とこ
ろが、硫酸と過酸化水素水等の薬液による処理は、薬液
を導入するための各種の設備が必要であるだけではなく
廃液の処理設備も必要であり、薬液の処理の後に超純水
で十分にリンスして薬液を除去する工程が必要となる。

【０００６】このために、薬液を使用する湿式による処
理方法に代わって乾式の処理方法が広く用いられるよう
になっている。乾式によるレジスト膜の除去の代表的な
方法は、酸素プラズマによる方法である。この方法は、
高周波によるエネルギーによって酸素のプラズマを生成
させて、レジスト膜を酸化するもので大きな酸化能力を
有しているために広く利用されている。ところが、酸素
プラズマの発生の際にエネルギーの高いイオンが生じ、
このために製造すべき半導体装置の絶縁破壊や特性を劣
化させる場合が生じることがある。また、酸素プラズマ
によって、ポリイミド膜等の有機物被膜等からなる保護
膜あるいはパッシベーション膜上に形成したフォトレジ
スト膜の除去を行おうとすると、フォトレジスト膜と下
地の有機物層との選択性が十分に得られないので、下層
の有機物層を部分的に剥離するおそれがある。

【０００７】そこで、乾式による有機物上のレジストの
除去方法としてオゾンによるネガレジストの除去方法を
検討したが、ネガレジストをオゾンによって処理をする
と、ネガレジストの流れ出しが生じ、均一なネガレジス
トの除去を行うことができないことが明かとなった。ネ
ガレジストの除去速度の不均一性は好ましくないが、と
くにネガレジストの下地層がオゾンに対して十分に耐食
性を有していない有機物層である場合には、ネガレジス
トの流れ出しのために、有機物層上のネガレジストの厚
みが不均一になると有機物層が部分的に損傷を受けた
り、あるいは逆にネガレジストの膜厚が厚くなった部分
はネガレジストの除去が十分にできないという問題があ
った。

【０００８】図２は、シリコン等の基板上に形成したポ
リイミドからなる有機物層上に形成したネガレジストを
除去する工程を示す図であるが、（ａ）基板２１上にポ
リイミド膜２２を形成する。次いで、（ｂ）ポリイミド
膜上にネガレジスト２３を塗布する。次に、（ｃ）所定
のパターン有するフォトマスク２４を介して露光２５し
た後に現像し、レジストパターンを形成する。（ｄ）ポ
リイミド膜をエッチングしてポリイミドのパターンを設
ける。次いで、（ｅ）オゾンによってレジストパターン
を除去すると、ネガレジストの流れ出し２６がおこり、
ネガレジストの除去が不均一となるとともに、ネガレジ
ストを完全に除去しようとするとポリイミド膜に損傷が
生じる。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、有機物
上にパターン形成した除去すべきネガレジスト膜に紫外
線を照射した後にオゾンによってネガレジスト膜を除去
をすることによって、オゾンによる処理を行ってもネガ
レジストの流れ出しが起こらず、均一にネガレジストを
除去することが可能となり、とくに有機物層上にネガレ
ジストのパターンを形成した場合であっても有機物層に
損傷を与えることなく確実にネガレジスト膜を除去する
ことができることを見いだした。

【００１０】図１は、本発明の方法によるレジストの除
去工程を説明する図であるが、（ａ）基板１上にポリイ
ミド膜２を形成し、（ｂ）ポリイミド膜上にネガレジス
ト３を塗布する。次に、（ｃ）所定のパターンを有する
フォトマスク４を介して露光５した後に現像し、レジス
トパターンを形成する。（ｄ）ポリイミド膜をエッチン
グしてポリイミドのパターンを設ける。（ｅ）ネガレジ
ストのパターンに紫外線照射６してネガレジストの処理
を行う。（ｆ）紫外線照射処理した後にオゾンによって
ネガレジストを除去するが、均一にレジストの除去が進
行し、（ｇ）レジストの除去が完全に行われ、ポリイミ
ド膜も損傷を受けない。また、レジストの除去の際に
は、オゾンによる処理に紫外線の照射を併用しても良
い。

【００１１】フォトリソグラフィー工程においては、塗
布したレジストを現像後して得られるレジストパターン
を、１４０℃ないし１８０℃に加熱してレジストの硬化
を促進してエッチング工程でのレジストの耐食性を高め
るポストベーク処理が行われるが、ポストベーク工程を
経た硬化が進んだレジストであってもオゾンによって処
理するとレジストの流れ出しが起こるが、本発明の方法
のようにレジストを除去する前に紫外線を照射すると、
レジストの流れ出しを防止することができる。除去すべ
きレジストに照射する紫外線は、２００ｎｍないし６０
０ｎｍの波長を使用し、１ｍＷ／ｃｍ² ないし５０ｍＷ
／ｃｍ² の強度で、１秒ないし６０秒間照射することが
好ましく、このような紫外線はフォトリソグラフィー工
程で使用されている超高圧水銀灯、低圧水銀灯、高圧水
銀灯、メタルハライドランプ等の光源を使用することに
よって容易に得ることができる。

【００１２】レジストの除去に利用するオゾンは、沿面
放電式などの無声放電を利用したオゾン発生装置を使用
して発生することができるが、高濃度のオゾンを得るた
めには純酸素等の酸素濃度の高い気体を供給することが
好ましく、使用するオゾンの濃度は、４０，０００ｐｐ
ｍないし１００，０００ｐｐｍの範囲が好ましい。ま
た、処理温度は１５０℃ないし３５０℃であることが好
ましい。

【００１３】

【作用】本発明は、レジストをオゾンによって除去する
際に、オゾンによる処理の前に、除去すべきレジストを
紫外線によって照射処理したものであり、その結果オゾ
ンによる処理においてもネガレジストの流れ出し等の現
象が生じることがなく、均一な厚みで処理することがで
きるので、下地層が有機物層の場合であってもネガレジ
ストと下地層との十分な選択性が得られ、確実にネガレ
ジストのみを除去することができる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 直径６インチのシリコンのウエハ上にポリアミック酸を
硬化後の厚みが５μｍとなるように塗布し、段階的に昇
温し、最終的に３５０℃にて２時間熱処理を行いポリイ
ミドを硬化させた。ネガレジスト（東京応化工業（株）
製 ＯＭＲ−８３）を１μｍの厚さに塗布し、８０℃で
３０分間プリベークした。

【００１５】次いで、フォトマスクを介して、２５０Ｗ
の超高圧水銀灯を使用して４０５ｎｍの紫外線によって
露光した。

【００１６】現像液（東京応化工業（株）製 ＯＭＲ−
ＳＧ）で現像の後に、リンスを行い、１４５℃で３０分
間ポストベークした。ポリイミド膜をヒドラジンで室温
にてエッチングを行った後に、ネガレジストに波長２５
４ｎｍの紫外線を２００Ｗの低圧水銀灯で１０秒間照射
した後に、オゾン処理室内において温度２５０℃で濃度
８００００ｐｐｍのオゾン含有気体を供給して、オゾン
による処理を１５秒間行った。

【００１７】得られた基板上にはネガレジストは残留せ
ず完全に除去されていた。また、ポリイミド層も損傷を
受けることはなかった。

【００１８】比較例 ネガレジストパターンをオゾンによって除去する前に紫
外線を照射したことを除いて実施例と同様の方法でオゾ
ンによるネガレジストを除去したところ、ネガレジスト
が流れ出して、ポリイミドのパターンの溝内に入り込
み、均一なネガレジストの除去を行うことはできなかっ
た。また、下地のポリイミド層が一部変質していた。

【００１９】

【発明の効果】本発明の方法は、オゾン等による乾式の
レジストの除去工程において、除去すべきレジストに紫
外線を照射したことにより、レジストの除去工程でのレ
ジストの流れ出しを防止することができ、均一な厚みで
の除去が可能となり、ポリイミド膜のような有機物膜上
のネガレジストを下地の有機物膜に損傷を与えることな
くネガレジストを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネガレジストの除去工程を示す図。

【図２】従来の方法のよるネガレジストの除去工程を示
す図。

【符号の説明】

１…基板、２…ポリイミド膜、３…ネガレジスト、４…
フォトマスク、５…露光、６…紫外線照射、２１…基
板、２２…ポリイミド膜、２３…ネガレジスト、２４…
フォトマスク、２５…露光、２６…流れ出し

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−154629（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268130（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−96330（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71520（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−295114（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204920（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−314323（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/302 H01L 21/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストの除去方法において、有機物膜
   上に形成された除去すべきレジストに紫外線を照射しレ
   ジストの流れ出しを防止したのちに、乾式処理によって
   除去することを特徴とするレジストの除去方法。
2. 【請求項２】 乾式処理がオゾン、あるいは紫外線を併
   用したオゾンを用いることを特徴とする請求項１記載の
   レジストの除去方法。
3. 【請求項３】 レジストがネガレジストであることを特
   徴とする請求項１記載のレジストの除去方法。