JP3348695B2 - 半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法及び除去装置 - Google Patents
半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法及び除去装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ上
のフォトレジストを除去する方法及び装置に関する。
のフォトレジストを除去する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセス中の一工程で
あるフォトリソグラフィープロセスにおいては、パター
ニング用マスクとしてフォトレジストが一般的に使用さ
れている。このフォトレジスト膜は半導体装置のパター
ニングが終了した時点で除去される。フォトレジスト膜
の除去処理としては、通常、摂氏１００度以上に昇温し
た硫酸−過酸化水素水混合液（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ−ａｃ
ｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔ
ｕｒｅ：以下「ＳＰＭ」と呼ぶ）を用いた処理、また
は、有機溶剤を用いた処理が多く採用されている。
あるフォトリソグラフィープロセスにおいては、パター
ニング用マスクとしてフォトレジストが一般的に使用さ
れている。このフォトレジスト膜は半導体装置のパター
ニングが終了した時点で除去される。フォトレジスト膜
の除去処理としては、通常、摂氏１００度以上に昇温し
た硫酸−過酸化水素水混合液（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ−ａｃ
ｉｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔ
ｕｒｅ：以下「ＳＰＭ」と呼ぶ）を用いた処理、また
は、有機溶剤を用いた処理が多く採用されている。
【０００３】ＳＰＭによるフォトレジストの除去処理は
摂氏１００度以上の高温で行われるため、通常、石英製
の処理槽においてＳＰＭを昇温し、使用する。このた
め、薬品の使用量は非常に多くなり、さらに、使用後の
処理液の廃液量も多大なものとなる。
摂氏１００度以上の高温で行われるため、通常、石英製
の処理槽においてＳＰＭを昇温し、使用する。このた
め、薬品の使用量は非常に多くなり、さらに、使用後の
処理液の廃液量も多大なものとなる。
【０００４】また、処理槽においてＳＰＭを高温に維持
するため、処理装置に対する負荷も大きく、このため、
処理装置に対するメンテナンスの頻度も高くせざるを得
ないと言う欠点もある。
するため、処理装置に対する負荷も大きく、このため、
処理装置に対するメンテナンスの頻度も高くせざるを得
ないと言う欠点もある。
【０００５】有機溶剤を用いたフォトレジスト膜の除去
処理においても同様の問題点が存在する。特に、有機溶
剤は揮発しやすいために、処理装置周辺への有機溶剤の
漏洩・拡散を防ぐために処理装置の密閉度を高くする必
要がある。また、使用後の廃液についても処理方法に厳
重な管理が必要となる。
処理においても同様の問題点が存在する。特に、有機溶
剤は揮発しやすいために、処理装置周辺への有機溶剤の
漏洩・拡散を防ぐために処理装置の密閉度を高くする必
要がある。また、使用後の廃液についても処理方法に厳
重な管理が必要となる。
【０００６】このように、処理装置への負荷や廃液処理
などに多くの問題を有するＳＰＭや有機溶剤に代わっ
て、フォトレジスト除去用の処理液として、オゾン溶解
水が注目を集めている。オゾンは酸化力が非常に高く、
また、廃液についても、オゾンは自然分解時間が早く、
特別な廃液処理を行う必要がないという利点を備えてい
る。このため、オゾン溶解水は比較的容易に半導体製造
ラインに適用することができる。
などに多くの問題を有するＳＰＭや有機溶剤に代わっ
て、フォトレジスト除去用の処理液として、オゾン溶解
水が注目を集めている。オゾンは酸化力が非常に高く、
また、廃液についても、オゾンは自然分解時間が早く、
特別な廃液処理を行う必要がないという利点を備えてい
る。このため、オゾン溶解水は比較的容易に半導体製造
ラインに適用することができる。
【０００７】例えば、特開平１−２３３７２９号公報、
特開平６−２７５５１５号公報及び特開平９−５０１０
１７号公報においては、オゾン溶解水を用いてフォトレ
ジストを除去する装置及び方法が提案されている。ま
た、特開平６−２２４１６８号公報においては、オゾン
ガスを用いてフォトレジストを除去する装置が提案され
ている。さらに、特開平１−１８９９２１号公報におい
ては、オゾンガスを溶解させた硫酸−過酸化水素水混合
液を用いてフォトレジストを除去する装置が提案されて
いる。
特開平６−２７５５１５号公報及び特開平９−５０１０
１７号公報においては、オゾン溶解水を用いてフォトレ
ジストを除去する装置及び方法が提案されている。ま
た、特開平６−２２４１６８号公報においては、オゾン
ガスを用いてフォトレジストを除去する装置が提案され
ている。さらに、特開平１−１８９９２１号公報におい
ては、オゾンガスを溶解させた硫酸−過酸化水素水混合
液を用いてフォトレジストを除去する装置が提案されて
いる。
【０００８】図５は従来のフォトレジスト除去装置の一
例を示す。このフォトレジスト除去装置は、ウェーハを
１枚づつ処理する方式、いわゆる枚様式のウェット処理
装置である。
例を示す。このフォトレジスト除去装置は、ウェーハを
１枚づつ処理する方式、いわゆる枚様式のウェット処理
装置である。
【０００９】図５に示すように、このフォトレジスト除
去装置は、半導体ウェーハ１を載せる回転可能なステー
ジ２と、上方が開口している、ステージ２を収容するチ
ェンバー５と、半導体ウェーハ１上に形成されたフォト
レジストにオゾン溶解水を吐出する処理液吐出ノズル３
と、処理液吐出ノズル３にオゾン溶解水を供給するオゾ
ン水製造装置４と、からなる。
去装置は、半導体ウェーハ１を載せる回転可能なステー
ジ２と、上方が開口している、ステージ２を収容するチ
ェンバー５と、半導体ウェーハ１上に形成されたフォト
レジストにオゾン溶解水を吐出する処理液吐出ノズル３
と、処理液吐出ノズル３にオゾン溶解水を供給するオゾ
ン水製造装置４と、からなる。
【００１０】このフォトレジスト除去装置は以下のよう
にして用いられる。
にして用いられる。
【００１１】先ず、ステージ２上に半導体ウェーハ１を
真空吸着させた後、半導体ウェーハ１を回転させる。こ
の状態において、処理液吐出ノズル３からオゾン溶解水
を非イオン化水６（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅ
ｒ：以下、「ＤＩＷ」と呼ぶ）とともに半導体ウェーハ
１上に吐出する。このようにして吐出されるオゾン溶解
水によって、半導体ウェーハ１上に成膜されたフォトレ
ジストが除去される。
真空吸着させた後、半導体ウェーハ１を回転させる。こ
の状態において、処理液吐出ノズル３からオゾン溶解水
を非イオン化水６（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅ
ｒ：以下、「ＤＩＷ」と呼ぶ）とともに半導体ウェーハ
１上に吐出する。このようにして吐出されるオゾン溶解
水によって、半導体ウェーハ１上に成膜されたフォトレ
ジストが除去される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
溶解水を用いてフォトレジストの除去を行う方法には以
下のような実用上の問題点があった。
溶解水を用いてフォトレジストの除去を行う方法には以
下のような実用上の問題点があった。
【００１３】ＤＩＷ中へのオゾンの溶解濃度はＤＩＷ温
度と反比例する。すなわち、ＤＩＷ温度が高くなるに従
って、ＤＩＷ中へ溶解可能なオゾン濃度は低くなる。
度と反比例する。すなわち、ＤＩＷ温度が高くなるに従
って、ＤＩＷ中へ溶解可能なオゾン濃度は低くなる。
【００１４】図６はＤＩＷ温度とオゾン溶解濃度との間
の関係を示したグラフである。例えば、ＤＩＷ液温が摂
氏５度の時には約１２０ｐｐｍのオゾンが溶解している
のに対し、摂氏２５度ではオゾン溶解濃度は約６５ｐｐ
ｍに留まっている。
の関係を示したグラフである。例えば、ＤＩＷ液温が摂
氏５度の時には約１２０ｐｐｍのオゾンが溶解している
のに対し、摂氏２５度ではオゾン溶解濃度は約６５ｐｐ
ｍに留まっている。
【００１５】オゾン溶解水によるフォトレジストのエッ
チングレートは、ＤＩＷ中のオゾン濃度に比例すると同
時に、オゾン溶解水の液温にも比例している。
チングレートは、ＤＩＷ中のオゾン濃度に比例すると同
時に、オゾン溶解水の液温にも比例している。
【００１６】従って、理想的にはオゾン溶解水中のオゾ
ン濃度が高く、かつ、オゾン溶解水の液温が高いことが
望ましい。
ン濃度が高く、かつ、オゾン溶解水の液温が高いことが
望ましい。
【００１７】しかしながら、先に述べたように、オゾン
の液温とオゾン溶解濃度は反比例の関係にあるため、低
い液温において高濃度のオゾン溶解水を製造しても、そ
の後に液温を昇温した時点で、オゾン溶解水中のオゾン
は分解し、フォトレジスト上へ吐出される際には、低濃
度のオゾン溶解水になってしまっている。
の液温とオゾン溶解濃度は反比例の関係にあるため、低
い液温において高濃度のオゾン溶解水を製造しても、そ
の後に液温を昇温した時点で、オゾン溶解水中のオゾン
は分解し、フォトレジスト上へ吐出される際には、低濃
度のオゾン溶解水になってしまっている。
【００１８】以上のように、従来のフォトレジスト除去
方法においては、高濃度かつ高液温のオゾン溶解水を用
いてフォトレジストを除去することは不可能であり、フ
ォトレジストの除去は必ずしも効率的には行われていな
かった。
方法においては、高濃度かつ高液温のオゾン溶解水を用
いてフォトレジストを除去することは不可能であり、フ
ォトレジストの除去は必ずしも効率的には行われていな
かった。
【００１９】本発明はこのような従来のフォトレジスト
除去方法における問題点に鑑みてなされたものであり、
高濃度かつ高液温のオゾン溶解水を用いてフォトレジス
トの除去を行うことを可能にするフォトレジスト除去方
法及び除去装置を提供することを目的とする。
除去方法における問題点に鑑みてなされたものであり、
高濃度かつ高液温のオゾン溶解水を用いてフォトレジス
トの除去を行うことを可能にするフォトレジスト除去方
法及び除去装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１は、オゾン溶解水を用いて半導体
ウェーハ上のフォトレジストを除去する方法において、
半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、半導体
ウェーハを昇温する第一の過程と、半導体ウェーハが所
定の温度に達したときにオゾン溶解水を半導体ウェーハ
上に吐出する第二の過程と、を備えることを特徴とする
半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法を提供す
る。
め、本発明の請求項１は、オゾン溶解水を用いて半導体
ウェーハ上のフォトレジストを除去する方法において、
半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、半導体
ウェーハを昇温する第一の過程と、半導体ウェーハが所
定の温度に達したときにオゾン溶解水を半導体ウェーハ
上に吐出する第二の過程と、を備えることを特徴とする
半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法を提供す
る。
【００２１】本請求項に係るフォトレジスト除去方法に
よれば、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ上に吐出する
直前まで、低温に維持しておくことができる。すなわ
ち、オゾン溶解水を吐出直前まで高濃度に維持しておく
ことができる。この高濃度のオゾン溶解水を半導体ウェ
ーハ上に吐出すると、半導体ウェーハは所定の温度まで
予め昇温されているため、オゾン溶解水の液温が瞬時に
上昇する。液温の上昇に伴い、半導体ウェーハの表面に
おいてオゾンの分解反応が起こる。このオゾンの分解に
よって、オゾンとフォトレジストとの間の化学反応が促
進される。このため、フォトレジストのエッチング速度
が速くなり、ひいては、フォトレジストの除去に要する
時間を短縮することができる。
よれば、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ上に吐出する
直前まで、低温に維持しておくことができる。すなわ
ち、オゾン溶解水を吐出直前まで高濃度に維持しておく
ことができる。この高濃度のオゾン溶解水を半導体ウェ
ーハ上に吐出すると、半導体ウェーハは所定の温度まで
予め昇温されているため、オゾン溶解水の液温が瞬時に
上昇する。液温の上昇に伴い、半導体ウェーハの表面に
おいてオゾンの分解反応が起こる。このオゾンの分解に
よって、オゾンとフォトレジストとの間の化学反応が促
進される。このため、フォトレジストのエッチング速度
が速くなり、ひいては、フォトレジストの除去に要する
時間を短縮することができる。
【００２２】請求項２は、オゾン溶解水を用いて半導体
ウェーハ上のフォトレジストを除去する方法において、
半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、半導体
ウェーハを昇温する第一の過程と、半導体ウェーハが所
定の温度に達したときにオゾン溶解水を半導体ウェーハ
上に吐出する第二の過程と、半導体ウェーハのリンス処
理を行う第三の過程と、半導体ウェーハを乾燥させる第
四の過程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハ
上のフォトレジスト除去方法を提供する。
ウェーハ上のフォトレジストを除去する方法において、
半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、半導体
ウェーハを昇温する第一の過程と、半導体ウェーハが所
定の温度に達したときにオゾン溶解水を半導体ウェーハ
上に吐出する第二の過程と、半導体ウェーハのリンス処
理を行う第三の過程と、半導体ウェーハを乾燥させる第
四の過程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハ
上のフォトレジスト除去方法を提供する。
【００２３】本請求項に係るフォトレジスト除去方法に
よっても、請求項１に係るフォトレジスト除去方法と同
様に、低温かつ高濃度のオゾン分解水を用いて、フォト
レジストの除去速度を上げることができる。
よっても、請求項１に係るフォトレジスト除去方法と同
様に、低温かつ高濃度のオゾン分解水を用いて、フォト
レジストの除去速度を上げることができる。
【００２４】請求項３に記載されているように、第二の
過程において、半導体ウェーハをその中心の周りに回転
させ、回転している半導体ウェーハにオゾン溶解水を吐
出することが好ましい。
過程において、半導体ウェーハをその中心の周りに回転
させ、回転している半導体ウェーハにオゾン溶解水を吐
出することが好ましい。
【００２５】半導体ウェーハを回転させることにより、
半導体ウェーハ上に均一にオゾン溶解水を吐出すること
ができる。
半導体ウェーハ上に均一にオゾン溶解水を吐出すること
ができる。
【００２６】請求項４に記載されているように、第二の
過程において、オゾン溶解水を半導体ウェーハ上に吐出
している間においても、半導体ウェーハを加熱し続ける
ことが好ましい。
過程において、オゾン溶解水を半導体ウェーハ上に吐出
している間においても、半導体ウェーハを加熱し続ける
ことが好ましい。
【００２７】このように半導体ウェーハを加熱し続ける
ことにより、半導体ウェーハを所定の温度に維持するこ
とができ、半導体ウェーハの表面上におけるオゾンの分
解反応を継続させることができる。従って、フォトレジ
ストの除去速度の低下を防止することができる。
ことにより、半導体ウェーハを所定の温度に維持するこ
とができ、半導体ウェーハの表面上におけるオゾンの分
解反応を継続させることができる。従って、フォトレジ
ストの除去速度の低下を防止することができる。
【００２８】半導体ウェーハは、請求項５に記載されて
いるように、例えば、摂氏１００度以上の温度に維持す
ることが好ましい。
いるように、例えば、摂氏１００度以上の温度に維持す
ることが好ましい。
【００２９】請求項６は、半導体ウェーハに赤外線を照
射し、半導体ウェーハを加熱する赤外線ランプと、オゾ
ン溶解水供給源から供給されるオゾン溶解水を半導体ウ
ェーハ上に吐出する吐出手段と、を備える半導体ウェー
ハ上のフォトレジスト除去装置を提供する。
射し、半導体ウェーハを加熱する赤外線ランプと、オゾ
ン溶解水供給源から供給されるオゾン溶解水を半導体ウ
ェーハ上に吐出する吐出手段と、を備える半導体ウェー
ハ上のフォトレジスト除去装置を提供する。
【００３０】本請求項に係るフォトレジスト除去装置に
よれば、赤外線ランプにより半導体ウェーハを加熱した
後に、吐出手段を介して、半導体ウェーハ上に形成され
ているフォトレジストにオゾン溶解水を吐出することが
できる。このため、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ上
に吐出する直前まで、低温に維持しておくことができ
る。すなわち、オゾン溶解水を吐出直前まで高濃度に維
持しておくことができる。この高濃度のオゾン溶解水を
半導体ウェーハ上に吐出すると、半導体ウェーハは予め
昇温されているため、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇
する。液温の上昇に伴い、半導体ウェーハの表面におい
てオゾンの分解反応が起こる。このオゾンの分解によっ
て、オゾンとフォトレジストとの間の化学反応が促進さ
れる。このため、フォトレジストのエッチング速度が速
くなり、ひいては、フォトレジストの除去に要する時間
を短縮することができる。
よれば、赤外線ランプにより半導体ウェーハを加熱した
後に、吐出手段を介して、半導体ウェーハ上に形成され
ているフォトレジストにオゾン溶解水を吐出することが
できる。このため、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ上
に吐出する直前まで、低温に維持しておくことができ
る。すなわち、オゾン溶解水を吐出直前まで高濃度に維
持しておくことができる。この高濃度のオゾン溶解水を
半導体ウェーハ上に吐出すると、半導体ウェーハは予め
昇温されているため、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇
する。液温の上昇に伴い、半導体ウェーハの表面におい
てオゾンの分解反応が起こる。このオゾンの分解によっ
て、オゾンとフォトレジストとの間の化学反応が促進さ
れる。このため、フォトレジストのエッチング速度が速
くなり、ひいては、フォトレジストの除去に要する時間
を短縮することができる。
【００３１】請求項６に記載したフォトレジスト除去装
置は、請求項７に記載されているように、半導体ウェー
ハの温度を検出するウェーハ温度検出センサーと、ウェ
ーハ温度検出センサーが検出した半導体ウェーハの温度
に応じて、赤外線ランプの赤外線照射量を制御する制御
装置と、をさらに備えることが好ましい。
置は、請求項７に記載されているように、半導体ウェー
ハの温度を検出するウェーハ温度検出センサーと、ウェ
ーハ温度検出センサーが検出した半導体ウェーハの温度
に応じて、赤外線ランプの赤外線照射量を制御する制御
装置と、をさらに備えることが好ましい。
【００３２】ウェーハ温度検出センサーを用いて半導体
ウェーハの温度をモニターすることにより、制御装置を
介して、赤外線ランプからの赤外線照射量を自在に制御
することができ、半導体ウェーハを所望の温度に維持す
ることができる。
ウェーハの温度をモニターすることにより、制御装置を
介して、赤外線ランプからの赤外線照射量を自在に制御
することができ、半導体ウェーハを所望の温度に維持す
ることができる。
【００３３】
【００３４】また、請求項８に記載されているように、
半導体ウェーハを載せるステージをさらに設け、赤外線
ランプはこのステージの内部に組み込むことが好まし
い。
半導体ウェーハを載せるステージをさらに設け、赤外線
ランプはこのステージの内部に組み込むことが好まし
い。
【００３５】半導体ウェーハを載せるステージ内に赤外
線ランプを直接組み込むことにより、効果的に半導体ウ
ェーハを加熱することができる。
線ランプを直接組み込むことにより、効果的に半導体ウ
ェーハを加熱することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第一の実施形態
に係るフォトレジスト除去装置の構成を示す概略図であ
る。このフォトレジスト除去装置は、半導体ウェーハを
１枚づつ処理する、いわゆる枚様式のウェット処理装置
である。
に係るフォトレジスト除去装置の構成を示す概略図であ
る。このフォトレジスト除去装置は、半導体ウェーハを
１枚づつ処理する、いわゆる枚様式のウェット処理装置
である。
【００３７】本実施形態に係るフォトレジスト除去装置
は、半導体ウェーハ１１を載せるステージ１２と、オゾ
ン溶解水を製造するオゾン溶解水製造装置１４と、オゾ
ン溶解水製造装置１４から供給されたオゾン溶解水を半
導体ウェーハ１１上に吐出する吐出ノズル１３と、ステ
ージ１２及び吐出ノズル１３を内部に収容しているチェ
ンバー１５と、チェンバー１５の内部においてステージ
１２の上方に取り付けられ、半導体ウェーハ１１に赤外
線を照射することにより、半導体ウェーハ１１を加熱す
る半導体ウェーハ加熱器としての赤外線ランプ１６と、
ステージ１２の内部に組み込まれ、半導体ウェーハ１１
の温度を検出するウェーハ温度検出センサー１７と、ウ
ェーハ温度検出センサー１７が検出した半導体ウェーハ
１１の温度に応じて、赤外線ランプ１６の赤外線照射量
を制御する制御装置１８と、からなっている。
は、半導体ウェーハ１１を載せるステージ１２と、オゾ
ン溶解水を製造するオゾン溶解水製造装置１４と、オゾ
ン溶解水製造装置１４から供給されたオゾン溶解水を半
導体ウェーハ１１上に吐出する吐出ノズル１３と、ステ
ージ１２及び吐出ノズル１３を内部に収容しているチェ
ンバー１５と、チェンバー１５の内部においてステージ
１２の上方に取り付けられ、半導体ウェーハ１１に赤外
線を照射することにより、半導体ウェーハ１１を加熱す
る半導体ウェーハ加熱器としての赤外線ランプ１６と、
ステージ１２の内部に組み込まれ、半導体ウェーハ１１
の温度を検出するウェーハ温度検出センサー１７と、ウ
ェーハ温度検出センサー１７が検出した半導体ウェーハ
１１の温度に応じて、赤外線ランプ１６の赤外線照射量
を制御する制御装置１８と、からなっている。
【００３８】ステージ１２はその中心軸の周りに回転可
能であるように構成されている。また、チェンバー１５
には、廃液を排出するための排出口５ａが設けられてい
る。
能であるように構成されている。また、チェンバー１５
には、廃液を排出するための排出口５ａが設けられてい
る。
【００３９】オゾン溶解水製造装置１４には非イオン化
水（ＤＩＷ）９が供給され、オゾン溶解水製造装置１４
はＤＩＷ１９にオゾンを溶解させ、オゾン溶解水を製造
する。本実施形態においては、オゾン溶解水製造装置１
４は、約１００ｐｐｍのオゾン濃度を有するオゾン溶解
水を製造する。
水（ＤＩＷ）９が供給され、オゾン溶解水製造装置１４
はＤＩＷ１９にオゾンを溶解させ、オゾン溶解水を製造
する。本実施形態においては、オゾン溶解水製造装置１
４は、約１００ｐｐｍのオゾン濃度を有するオゾン溶解
水を製造する。
【００４０】また、吐出ノズル１３にもＤＩＷ１９が供
給されており、吐出ノズル１３からは、切替バルブ２０
を介して、オゾン溶解水製造装置１４から供給されるオ
ゾン溶解水またはＤＩＷ１９の何れか一方が選択的に吐
出されるようになっている。
給されており、吐出ノズル１３からは、切替バルブ２０
を介して、オゾン溶解水製造装置１４から供給されるオ
ゾン溶解水またはＤＩＷ１９の何れか一方が選択的に吐
出されるようになっている。
【００４１】本実施形態における赤外線ランプ１６は、
半導体ウェーハ１１を摂氏１００度以上の温度に昇温す
ることが可能な構造となっている。
半導体ウェーハ１１を摂氏１００度以上の温度に昇温す
ることが可能な構造となっている。
【００４２】また、制御装置１８は、赤外線ランプ１６
の赤外線照射量の制御の他に、ステージ１２の回転の開
始及び中止の制御をも行うように構成されている。
の赤外線照射量の制御の他に、ステージ１２の回転の開
始及び中止の制御をも行うように構成されている。
【００４３】以上のような構造を有する本実施形態に係
るフォトレジスト除去装置は以下のように用いられる。
るフォトレジスト除去装置は以下のように用いられる。
【００４４】先ず、フォトレジストが成膜された半導体
ウェーハ１１をチェンバー１５内のステージ１２上に搭
載する。ステージ１２は半導体ウェーハ１１を真空吸着
する機能を有しており、半導体ウェーハ１１は真空吸着
されて、ステージ１２上に固定される。
ウェーハ１１をチェンバー１５内のステージ１２上に搭
載する。ステージ１２は半導体ウェーハ１１を真空吸着
する機能を有しており、半導体ウェーハ１１は真空吸着
されて、ステージ１２上に固定される。
【００４５】半導体ウェーハ１１がステージ１２に固定
された時点で、制御装置１８は赤外線ランプ１６を点灯
し、赤外線照射による半導体ウェーハ１１の昇温を開始
する。
された時点で、制御装置１８は赤外線ランプ１６を点灯
し、赤外線照射による半導体ウェーハ１１の昇温を開始
する。
【００４６】ウェーハ温度検出センサー１７が半導体ウ
ェーハ１１の温度が摂氏１００度に達したことを検出す
ると、ウェーハ温度検出センサー１７はその旨の信号を
制御装置１８に送り、制御装置１８はこの信号を受け
て、ステージ１２の回転を開始させる。
ェーハ１１の温度が摂氏１００度に達したことを検出す
ると、ウェーハ温度検出センサー１７はその旨の信号を
制御装置１８に送り、制御装置１８はこの信号を受け
て、ステージ１２の回転を開始させる。
【００４７】次いで、吐出ノズル１３からオゾン溶解水
製造装置１４において生成されたオゾン溶解水が半導体
ウェーハ１１上に吐出される。
製造装置１４において生成されたオゾン溶解水が半導体
ウェーハ１１上に吐出される。
【００４８】制御装置１８は、オゾン溶解水の吐出中に
おいても、赤外線ランプ１６の作動を継続させる。すな
わち、制御装置１８は、ウェーハ温度検出センサー１７
からの信号に基づいて、半導体ウェーハ１１が摂氏１０
０度に維持されるように、赤外線ランプ１６からの赤外
線の照射量を制御する。
おいても、赤外線ランプ１６の作動を継続させる。すな
わち、制御装置１８は、ウェーハ温度検出センサー１７
からの信号に基づいて、半導体ウェーハ１１が摂氏１０
０度に維持されるように、赤外線ランプ１６からの赤外
線の照射量を制御する。
【００４９】前述したように、本実施形態におけるオゾ
ン溶解水中のオゾン濃度は１００ｐｐｍに設定されてい
る。この場合のフォトレジストのエッチングレートは約
６０００Å/分であるので、膜厚１μｍのフォトレジス
トを半導体ウェーハ上に成膜している場合、オーバーエ
ッチング時間を考慮して、オゾン溶解水の吐出時間は２
分３０秒に設定する。
ン溶解水中のオゾン濃度は１００ｐｐｍに設定されてい
る。この場合のフォトレジストのエッチングレートは約
６０００Å/分であるので、膜厚１μｍのフォトレジス
トを半導体ウェーハ上に成膜している場合、オーバーエ
ッチング時間を考慮して、オゾン溶解水の吐出時間は２
分３０秒に設定する。
【００５０】オゾン溶解水によるフォトレジストの除去
処理が終了した後に、切替バルブ２０を切り換え、吐出
ノズル１３からＤＩＷ１９を半導体ウェーハ１１上に吐
出し、半導体ウェーハ１１のリンス処理を１分間行う。
処理が終了した後に、切替バルブ２０を切り換え、吐出
ノズル１３からＤＩＷ１９を半導体ウェーハ１１上に吐
出し、半導体ウェーハ１１のリンス処理を１分間行う。
【００５１】次いで、制御装置１８は、半導体ウェーハ
１１のリンス処理が終了した後に、ステージ１２を１０
００ｐｐｍの回転数で回転させることにより、半導体ウ
ェーハ１１の乾燥処理を行う。
１１のリンス処理が終了した後に、ステージ１２を１０
００ｐｐｍの回転数で回転させることにより、半導体ウ
ェーハ１１の乾燥処理を行う。
【００５２】半導体ウェーハ１１の乾燥処理が終了した
時点で、一連のフォトレジスト除去作業が終了となる。
時点で、一連のフォトレジスト除去作業が終了となる。
【００５３】なお、本実施形態におけるオゾン溶解水中
のオゾン濃度、オゾン溶解水の温度、処理時間、半導体
ウェーハ加熱温度は上述の値に限定されるものではな
く、本実施形態に係るフォトレジストの除去装置を用い
る半導体装置製造ラインの半導体装置製造能力に合わせ
て決定すれば良い。
のオゾン濃度、オゾン溶解水の温度、処理時間、半導体
ウェーハ加熱温度は上述の値に限定されるものではな
く、本実施形態に係るフォトレジストの除去装置を用い
る半導体装置製造ラインの半導体装置製造能力に合わせ
て決定すれば良い。
【００５４】本実施形態に係るフォトレジスト除去装置
によれば、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ１１上に吐
出する直前まで、低温に維持しておくことができる。す
なわち、オゾン溶解水を吐出直前まで約１００ｐｐｍの
高濃度に維持しておくことができる。この高濃度のオゾ
ン溶解水を半導体ウェーハ１１上に吐出すると、半導体
ウェーハ１１は所定の温度まで予め昇温されているた
め、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇する。液温の上昇
に伴い、半導体ウェーハ１１の表面においてオゾンの分
解反応が起こる。このオゾンの分解によって、オゾンと
フォトレジストとの間の化学反応が促進される。このた
め、フォトレジストのエッチング速度が速くなり、ひい
ては、フォトレジストの除去に要する時間を短縮するこ
とができる。
によれば、オゾン溶解水は、半導体ウェーハ１１上に吐
出する直前まで、低温に維持しておくことができる。す
なわち、オゾン溶解水を吐出直前まで約１００ｐｐｍの
高濃度に維持しておくことができる。この高濃度のオゾ
ン溶解水を半導体ウェーハ１１上に吐出すると、半導体
ウェーハ１１は所定の温度まで予め昇温されているた
め、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇する。液温の上昇
に伴い、半導体ウェーハ１１の表面においてオゾンの分
解反応が起こる。このオゾンの分解によって、オゾンと
フォトレジストとの間の化学反応が促進される。このた
め、フォトレジストのエッチング速度が速くなり、ひい
ては、フォトレジストの除去に要する時間を短縮するこ
とができる。
【００５５】図２は従来のフォトレジスト除去装置、す
なわち、半導体ウェーハの加熱を行わずに、オゾン水に
よるフォトレジスト除去処理を行う装置と上述の第一の
実施形態に係るフォトレジスト除去装置によるフォトレ
ジストのエッチングレートを示したグラフである。
なわち、半導体ウェーハの加熱を行わずに、オゾン水に
よるフォトレジスト除去処理を行う装置と上述の第一の
実施形態に係るフォトレジスト除去装置によるフォトレ
ジストのエッチングレートを示したグラフである。
【００５６】オゾン溶解水中のオゾン濃度１００ｐｐｍ
時のエッチングレートを比較すると、従来のフォトレジ
スト除去装置では約３０００Å/分のエッチングレート
であるのに対し、本実施形態に係るフォトレジスト除去
装置では約６０００Å/分になっている。すなわち、本
実施形態に係るフォトレジスト除去装置は従来のフォト
レジスト除去装置の２倍のエッチングレートを達成して
いる。換言すれば、本実施形態に係るフォトレジスト除
去装置によれば、従来のフォトレジスト除去装置の１/
２の時間で処理を終了させることが可能になる。
時のエッチングレートを比較すると、従来のフォトレジ
スト除去装置では約３０００Å/分のエッチングレート
であるのに対し、本実施形態に係るフォトレジスト除去
装置では約６０００Å/分になっている。すなわち、本
実施形態に係るフォトレジスト除去装置は従来のフォト
レジスト除去装置の２倍のエッチングレートを達成して
いる。換言すれば、本実施形態に係るフォトレジスト除
去装置によれば、従来のフォトレジスト除去装置の１/
２の時間で処理を終了させることが可能になる。
【００５７】図３は、本発明の第二の実施形態に係るフ
ォトレジスト除去装置の構成を示す概略図である。この
フォトレジスト除去装置は、第一の実施形態に係るフォ
トレジスト除去装置と同様に、半導体ウェーハを１枚づ
つ処理する、いわゆる枚様式のウェット処理装置であ
る。
ォトレジスト除去装置の構成を示す概略図である。この
フォトレジスト除去装置は、第一の実施形態に係るフォ
トレジスト除去装置と同様に、半導体ウェーハを１枚づ
つ処理する、いわゆる枚様式のウェット処理装置であ
る。
【００５８】本実施形態に係るフォトレジスト除去装置
においては、半導体ウェーハ加熱器として、第一の実施
形態における赤外線ランプ１６に代えて、ステージ２に
内蔵されている加熱ヒーター２１を備えている。この加
熱ヒーター２１は半導体ウェーハ１を摂氏１００度以上
の温度まで昇温することが可能である。
においては、半導体ウェーハ加熱器として、第一の実施
形態における赤外線ランプ１６に代えて、ステージ２に
内蔵されている加熱ヒーター２１を備えている。この加
熱ヒーター２１は半導体ウェーハ１を摂氏１００度以上
の温度まで昇温することが可能である。
【００５９】本実施形態に係るフォトレジスト除去装置
は、赤外線ランプ１６に代えて加熱ヒーター２１を備え
ている点以外は、第一の実施形態に係るフォトレジスト
除去装置と同一の構成を有している。
は、赤外線ランプ１６に代えて加熱ヒーター２１を備え
ている点以外は、第一の実施形態に係るフォトレジスト
除去装置と同一の構成を有している。
【００６０】本実施形態に係るフォトレジスト除去装置
の動作は第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置
の動作と同じであり、また、本実施形態に係るフォトレ
ジスト除去装置によっても、第一の実施形態に係るフォ
トレジスト除去装置により得られる効果と同様の効果を
得ることができる。
の動作は第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置
の動作と同じであり、また、本実施形態に係るフォトレ
ジスト除去装置によっても、第一の実施形態に係るフォ
トレジスト除去装置により得られる効果と同様の効果を
得ることができる。
【００６１】さらに、本実施形態に係るフォトレジスト
除去装置によれば、以下のように、第一の実施形態に係
るフォトレジスト除去装置よりも大きなフォトレジスト
のエッチングレートを得ることができる。
除去装置によれば、以下のように、第一の実施形態に係
るフォトレジスト除去装置よりも大きなフォトレジスト
のエッチングレートを得ることができる。
【００６２】第一の実施形態に係るフォトレジスト除去
装置においては、半導体ウェーハ１の上部に設置された
赤外線ランプ１６により間接的に半導体ウェーハ１を昇
温させるため、常温のオゾン溶解水の吐出に伴う半導体
ウェーハ１の温度の降温後、再度、半導体ウェーハ１の
温度を昇温するのに時間を要する。これに対して、本実
施形態においては、ステージ２に内蔵された加熱ヒータ
ー２１により直接的に半導体ウェーハ１を昇温させるた
め、オゾン溶解水の吐出による半導体ウェーハ１の温度
の降温を最小限に抑え、また、再度、半導体ウェーハ１
の温度を摂氏１００度まで短時間で昇温させることが可
能になる。
装置においては、半導体ウェーハ１の上部に設置された
赤外線ランプ１６により間接的に半導体ウェーハ１を昇
温させるため、常温のオゾン溶解水の吐出に伴う半導体
ウェーハ１の温度の降温後、再度、半導体ウェーハ１の
温度を昇温するのに時間を要する。これに対して、本実
施形態においては、ステージ２に内蔵された加熱ヒータ
ー２１により直接的に半導体ウェーハ１を昇温させるた
め、オゾン溶解水の吐出による半導体ウェーハ１の温度
の降温を最小限に抑え、また、再度、半導体ウェーハ１
の温度を摂氏１００度まで短時間で昇温させることが可
能になる。
【００６３】図４は、従来のフォトレジスト除去装置、
第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置及び第二
の実施形態に係るフォトレジスト除去装置におけるオゾ
ン溶解水によるフォトレジストのエッチングレートを表
したグラフである。
第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置及び第二
の実施形態に係るフォトレジスト除去装置におけるオゾ
ン溶解水によるフォトレジストのエッチングレートを表
したグラフである。
【００６４】例えば、オゾン溶解水のオゾン濃度が１０
０ｐｐｍである場合、従来のフォトレジスト除去装置に
おけるフォトレジストのエッチングレートは約３０００
Å/分、第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置
におけるフォトレジストのエッチングレートは約６００
０Å/分、第二の実施形態に係るフォトレジスト除去装
置におけるフォトレジストのエッチングレートは約９０
００Å/分である。すなわち、第二の実施形態に係るフ
ォトレジスト除去装置によれば、第一の実施形態に係る
フォトレジスト除去装置におけるフォトレジストのエッ
チングレートの１.５倍のエッチングレートを得ること
が可能である。
０ｐｐｍである場合、従来のフォトレジスト除去装置に
おけるフォトレジストのエッチングレートは約３０００
Å/分、第一の実施形態に係るフォトレジスト除去装置
におけるフォトレジストのエッチングレートは約６００
０Å/分、第二の実施形態に係るフォトレジスト除去装
置におけるフォトレジストのエッチングレートは約９０
００Å/分である。すなわち、第二の実施形態に係るフ
ォトレジスト除去装置によれば、第一の実施形態に係る
フォトレジスト除去装置におけるフォトレジストのエッ
チングレートの１.５倍のエッチングレートを得ること
が可能である。
【００６５】従って、例えば、厚さ１μｍのフォトレジ
ストをオゾン濃度１００ｐｐｍのオゾン溶解水を用いて
除去する場合、第一の実施形態に係るフォトレジスト除
去装置では約１分４０秒の時間を要するのに対し、第二
の実施形態に係るフォトレジスト除去装置では約１分１
０秒の時間でフォトレジスト除去作業を終了させること
ができる。すなわち、約３０秒の時間短縮を図ることが
できる。
ストをオゾン濃度１００ｐｐｍのオゾン溶解水を用いて
除去する場合、第一の実施形態に係るフォトレジスト除
去装置では約１分４０秒の時間を要するのに対し、第二
の実施形態に係るフォトレジスト除去装置では約１分１
０秒の時間でフォトレジスト除去作業を終了させること
ができる。すなわち、約３０秒の時間短縮を図ることが
できる。
【００６６】
【発明の効果】本発明に係る半導体ウェーハ上のフォト
レジスト除去装置及び除去方法によれば、オゾン溶解水
は、半導体ウェーハ上に吐出する直前まで、低温に維持
しておくことができる。すなわち、オゾン溶解水を吐出
直前まで高濃度に維持しておくことができる。この高濃
度のオゾン溶解水を半導体ウェーハ上に吐出すると、半
導体ウェーハは所定の温度まで予め昇温されているた
め、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇し、オゾンの分解
反応が起こる。このオゾンの分解によって、オゾンとフ
ォトレジストとの間の化学反応が促進される。このた
め、フォトレジストのエッチング速度が速くなり、ひい
ては、フォトレジストの除去に要する時間を短縮するこ
とができる。
レジスト除去装置及び除去方法によれば、オゾン溶解水
は、半導体ウェーハ上に吐出する直前まで、低温に維持
しておくことができる。すなわち、オゾン溶解水を吐出
直前まで高濃度に維持しておくことができる。この高濃
度のオゾン溶解水を半導体ウェーハ上に吐出すると、半
導体ウェーハは所定の温度まで予め昇温されているた
め、オゾン溶解水の液温が瞬時に上昇し、オゾンの分解
反応が起こる。このオゾンの分解によって、オゾンとフ
ォトレジストとの間の化学反応が促進される。このた
め、フォトレジストのエッチング速度が速くなり、ひい
ては、フォトレジストの除去に要する時間を短縮するこ
とができる。
【図１】本発明の第一の実施形態に係るフォトレジスト
除去装置の構成を示す概略図である。
除去装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来のフォトレジスト除去装置及び第一の実施
形態に係るフォトレジスト除去装置について、オゾン溶
解水中のオゾン濃度とフォトレジストのエッチングレー
トとの関係を示すグラフである。
形態に係るフォトレジスト除去装置について、オゾン溶
解水中のオゾン濃度とフォトレジストのエッチングレー
トとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第二の実施形態に係るフォトレジスト
除去装置の構成を示す概略図である。
除去装置の構成を示す概略図である。
【図４】従来のフォトレジスト除去装置、第一の実施形
態に係るフォトレジスト除去装置及び第二の実施形態に
係るフォトレジスト除去装置について、オゾン溶解水中
のオゾン濃度とフォトレジストのエッチングレートとの
関係を示すグラフである。
態に係るフォトレジスト除去装置及び第二の実施形態に
係るフォトレジスト除去装置について、オゾン溶解水中
のオゾン濃度とフォトレジストのエッチングレートとの
関係を示すグラフである。
【図５】従来のフォトレジスト除去装置の構成を示す概
略図である。
略図である。
【図６】ＤＩＷ中のオゾン濃度とＤＩＷの液温との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１１ 半導体ウェーハ １２ ステージ １３ 吐出ノズル １４ オゾン溶解水製造装置 １５ チェンバー １６ 赤外線ランプ １７ ウェーハ温度検出センサー １８ 制御装置 １９ ＤＩＷ ２０ バルブ ２１ 加熱ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/42
Claims (8)
- 【請求項１】 オゾン溶解水を用いて半導体ウェーハ上
のフォトレジストを除去する方法において、前記半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、 前
記半導体ウェーハを昇温する第一の過程と、 前記半導体ウェーハが所定の温度に達したときにオゾン
溶解水を前記半導体ウェーハ上に吐出する第二の過程
と、 を備えることを特徴とする半導体ウェーハ上のフォトレ
ジスト除去方法。 - 【請求項２】 オゾン溶解水を用いて半導体ウェーハ上
のフォトレジストを除去する方法において、前記半導体ウェーハに赤外線を照射することにより、 前
記半導体ウェーハを昇温する第一の過程と、 前記半導体ウェーハが所定の温度に達したときにオゾン
溶解水を前記半導体ウェーハ上に吐出する第二の過程
と、 前記半導体ウェーハのリンス処理を行う第三の過程と、 前記半導体ウェーハを乾燥させる第四の過程と、 を備えることを特徴とする半導体ウェーハ上のフォトレ
ジスト除去方法。 - 【請求項３】 前記第二の過程において、前記半導体ウ
ェーハをその中心の周りに回転させ、回転している前記
半導体ウェーハに前記オゾン溶解水を吐出することを特
徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェーハ上のフ
ォトレジスト除去方法。 - 【請求項４】 前記第二の過程において、前記オゾン溶
解水を前記半導体ウェーハ上に吐出している間において
も、前記半導体ウェーハを加熱し続けることを特徴とす
る請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体ウェーハ
上のフォトレジスト除去方法。 - 【請求項５】 前記所定の温度は摂氏１００度以上の温
度であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項
に記載の半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法。 - 【請求項６】 半導体ウェーハに赤外線を照射し、前記
半導体ウェーハを加熱する赤外線ランプと、 オゾン溶解水を供給するオゾン溶解水供給源と、 前記オゾン溶解水供給源から供給される前記オゾン溶解
水を前記半導体ウェーハ上に吐出する吐出手段と、 を備える半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去装置。 - 【請求項７】 前記半導体ウェーハの温度を検出するウ
ェーハ温度検出センサーと、 前記ウェーハ温度検出センサーが検出した前記半導体ウ
ェーハの温度に応じて、前記赤外線ランプの赤外線照射
量を制御する制御装置と、 をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の半導
体ウェーハ上のフォトレジスト除去装置。 - 【請求項８】 前記半導体ウェーハを載せるステージを
さらに備えており、前記赤外線ランプは前記ステージの
内部に組み込まれていることを特徴とする請求項６又は
７に記載の半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去装
置。
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|---|---|---|---|
| JP15728899A JP3348695B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法及び除去装置 |
| KR1020000030377A KR20010007205A (ko) | 1999-06-04 | 2000-06-02 | 반도체웨이퍼 상의 포토레지스트 제거 방법 및 장치 |
| US09/588,120 US6559064B1 (en) | 1999-06-04 | 2000-06-05 | Method and apparatus for removing photoresist on semiconductor wafer |
| GB0013656A GB2352873A (en) | 1999-06-04 | 2000-06-05 | Method and apparatus for removing photoresist from a semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15728899A JP3348695B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法及び除去装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15728899A Expired - Fee Related JP3348695B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 半導体ウェーハ上のフォトレジスト除去方法及び除去装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3348695B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010007205A (ja) |
| GB (1) | GB2352873A (ja) |
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| JP2000147793A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | フォトレジスト膜除去方法およびそのための装置 |
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| US6440871B1 (en) | 2000-08-16 | 2002-08-27 | Micron Technology, Inc. | Gas assisted method for applying resist stripper and gas-resist stripper combinations |
| DE102005010005A1 (de) * | 2005-03-04 | 2006-12-28 | Nunner, Dieter | Vorrichtung und Verfahren zur Beschichtung von Kleinteilen |
| JP2007165842A (ja) | 2005-11-21 | 2007-06-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法及びその装置 |
| KR100849367B1 (ko) * | 2006-08-24 | 2008-07-31 | 세메스 주식회사 | 기판을 처리하는 장치 및 방법 |
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