JP4373979B2 - レジスト除去方法及びレジスト除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板表面のレジストを高効率に除去することができるレジスト除去方法及びレジスト除去装置に関する。

半導体基板上に回路を形成する場合や、液晶基板上に色相の異なる複数の着色画素をパターン状に形成する場合には、フォトリソグラフィー工程が必須の工程である。例えば、半導体基板上に回路を形成する場合は、ウエハ上にレジストを塗布し、通常のフォトプロセスにてレジストパターンからなる画像を形成し、これをマスクとしてエッチングした後、不要となったレジストを除去して回路を形成し、次の回路を形成するために、再度レジストを塗布して、画像形成−エッチング−レジストの除去というサイクルを繰り返し行う。
不要となったレジストを除去するレジスト除去工程では、従来、半導体基板のレジスト除去には、アッシャー（灰化手段）や、硫酸や過酸化水素等を用いたＲＣＡ洗浄法が用いられており、液晶基板のレジスト除去には、有機溶媒とアミンとの混合溶液等が用いられていた。しかし、レジストの除去にアッシャーを用いると、高温のため半導体にダメージを与える恐れがあることに加え、無機系の不純物を除去することはできない。また、溶剤や薬品を用いてレジスト除去を行う場合は、十数バッチごとに新たな薬液に交換しなければならないことから、大量の薬液が必要とされ薬液コストがかさむとともに、大量の廃液が生じ、廃液処理の際にもコスト面及び環境面の両面で大きな不利益があった。
一方、オゾンガスを水に溶解して得られるオゾン水は、オゾンの持つ強い酸化力により殺菌・脱臭・漂白等に優れた効果を発揮し、しかもオゾンガスは時間とともに無害な酸素（気体）に自己分解して残留性がないことから、環境にやさしい殺菌・洗浄・漂白剤等として注目されている。近年、環境への関心が高まる中、上述のレジスト除去方法に代わる方法として、オゾン水を用いたレジスト除去プロセスが注目されている。
しかし、常温常圧下ではオゾンは水に５０ｐｐｍ程度の濃度にしか溶解することができず、この濃度のオゾン水ではレジスト除去に長時間を要することから、工業的に応用することは困難であった。
これに対して、有機酸、特に酢酸は水に比べれば高濃度にオゾンを溶解することができ、また、オゾンによって分解することもなく安定して用いることができる。特に有機酸濃度が５０万ｐｐｍ以上になると、極めて高濃度のオゾンを溶解することができる。そこで有機酸に溶解させたオゾン−有機酸液をレジスト除去に用いることが考えられた。
例えば、特開２００１−３４０８１７号公報には、気体中のオゾンとの分配係数が０．６以上である有機溶剤にオゾンを溶解させてなる汚染物質除去用洗浄剤が開示されており、このような有機溶剤として酢酸が例示されている。しかしながら、このような高純度（高濃度）の酢酸等は、刺激臭が強く引火性があり、また、排水処理等にも極めてコストがかかるという問題点があった。また、高濃度有機酸を用いることにより確かにオゾン濃度は向上するものの、レジストの種類によっては、期待された程のレジスト除去効率が得られないという問題があった。
発明の要約
本発明は、上記現状に鑑み、基板表面のレジストを高効率に除去することができるレジスト除去方法及びレジスト除去装置を提供することを目的とする。
第１の本発明は、基板表面のレジストを除去する方法であって、少なくとも、処理面にオゾン溶液を作用させる工程１と、処理面に有機溶剤を作用させる工程２とを有するレジスト除去方法である。第１の本発明のレジスト除去方法では、有機溶剤は、水溶性有機溶剤であることが好ましい。
基板表面のレジストを除去するための装置であって、少なくとも、処理面にオゾン溶液を噴射する手段と、処理面に有機溶剤を噴射する手段とを有するレジスト除去装置もまた、本発明の１つである。
第２の本発明は、有機酸水溶液にオゾンガスを溶解したオゾン溶液を用いて基板表面のレジストを除去する方法であって、前記オゾン溶液中の有機酸濃度が５０００ｐｐｍ未満であるレジスト除去方法である。
第３の本発明は、オゾン水を基板に供給し、基板表面のレジストを除去する方法であって、前記オゾン水はｐＨが４〜８に調整されているレジスト除去方法である。第３の本発明のレジスト除去方法では、オゾン水は、有機酸濃度が５０００ｐｐｍ未満であることが好ましく、ｐＨのバッファー作用を有する試薬を含有することが好ましく、また、オゾン濃度が４０ｐｐｍ以上であることが好ましい。
第１、第２又は第３の本発明のレジスト除去方法において、レジストは、ノボラック型レジストであることが好ましく、紫外線を照射しながらオゾン溶液を処理面に作用させることが好ましい。

図１は、オゾン溶液を用いて除去したときのレジスト膜厚と処理時間との関係を示す図である。
図２は、実施例１及び比較例１におけるレジスト膜厚と処理時間との関係を示す図である。
図３は、実施例１及び比較例１における処理開始６０秒後における処理面の表面の状態を撮影したマイクロスコープ写真である。
図４は、実施例２、３、４及び比較例２、３におけるレジスト膜厚と処理時間との関係を示す図である。
図５は、実施例２、３及び比較例２、３における処理開始８０秒後における処理面の表面の状態を撮影したマイクロスコープ写真である。
図６は、実施例５、６、７及び比較例４、５におけるレジスト膜厚と処理時間との関係を示す図である。
発明の詳細な開示
以下に本発明を開示する。
本発明者らは、オゾン溶液によるレジストの除去の態様を詳細に調べて、除去の過程には２つの段階があることを見出した。図１に、オゾン溶液によるレジストを除去する際の、レジスト膜厚と処理時間との関係の１例を示した。
図１より、オゾン溶液によるレジストの除去には、比較的短時間で急速にレジストの膜厚が減少する第１段階と、それに続いて完全にレジストが消滅するまでの第２段階とに分けられることがわかる。
本発明者らが分析を行ったところ、第１段階で除去されるのは主として樹脂成分であり、樹脂成分が除かれた後に主に窒素を含有する成分（以下、残渣ともいう）が残存し、この残渣を除去する第２段階に第１段階以上の時間を要し、全体としてのレジスト除去効率に影響していることがわかった。
従って、全体としてのレジスト除去効率を向上させるためには、特に上記第２段階に要する時間を短縮することが重要である。
なお、このような残渣は、とりわけノボラック型レジストの場合に多くみられ、おそらくはオルトジアゾキノン等の感光剤に起因するものであると考えられる。
第１の本発明のレジスト除去方法は、基板表面のレジストを除去する方法であって、少なくとも、処理面にオゾン溶液を作用させる工程１と、処理面に有機溶剤を作用させる工程２とを有する。
本発明者らは、更に検討した結果、第１段階の除去速度は一定以上の濃度のオゾン溶液を用いる限り充分な速度が得られるのに対し、第２段階の除去速度はオゾン溶液では遅く、有機溶剤を用いることにより飛躍的に向上することを見出し、第１の本発明を完成するに至った。このような効果は、オルトジアゾキノンのみならず、ジアゾ系の化合物を用いるすべてのレジストに共通するものであると考えられる。
第１の本発明のレジスト除去方法において、工程１は、上述の第１段階に対応して主にレジストの樹脂成分を除去する工程であり、工程２は、上述の第２段階に対応して主に残渣を除去する工程である。
工程１に用いるオゾン溶液は、オゾンガスを水に溶解させることにより調製することができる。オゾンガスを溶解させる水は、酢酸等の有機酸を含有していてもよい。有機酸を含有することにより、より高濃度のオゾンを溶解することができる。
上記オゾン溶液を調製する方法としては特に限定されないが、例えば、非多孔性膜からなるガス透過膜を収容したオゾン溶解モジュールを用いることが好ましい。本明細書において、上記非多孔性膜とは、気体を透過させるが液体は透過させない膜を意味する。このようなオゾン溶解モジュールを用いれば、オゾン分子はガス透過膜を構成する樹脂の分子鎖間を透過し、有機酸水溶液中に拡散するが、ガス透過膜が目詰まりしたり、レジスト除去効率を低下させる泡が混入したりすることはない。更に、いったんレジスト除去に用いたオゾン溶液を循環して用いることもでき、容易に効率よく高オゾン濃度のオゾン溶液を得ることができる。
工程２に用いる有機溶剤としては、上記残渣を効率よく溶解できるものであれば特に限定されないが、水溶性有機溶剤が好適である。水溶性有機溶剤を用いる場合には、工程１の終了後処理面を乾燥させる等の操作を必要とせず、連続して工程２を行うことができる。また、水溶性有機溶剤を用いる場合には、水と水溶性有機溶剤との混合液として用いてもかまわない。
上記水溶性有機溶剤としては特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、エチレングリコール等のアルコール類；エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のオキサイド類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキザール、アセトン等のアルデヒド・ケトン類；ギ酸、酢酸、ｎ−酪酸、シュウ酸、クエン酸等のカルボン酸類；トリエタノールアミン等の脂肪族アミン類；メタンスルホン酸、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機イオウ化合物等が挙げられる。
上記工程１における処理面にオゾン溶液を作用させる条件、及び上記工程２における処理面に有機溶剤を作用させる条件としては特に限定されず、レジストの種類や厚さによって適宜選択できる。レジストの除去速度は、上記オゾン溶液中のオゾン濃度に影響を及ぼさない範囲で高温なほど速くなる傾向にあることから、処理温度としては５０℃程度が好適である。また、工程１においてオゾン溶液を作用させる際、工程２において有機溶剤を作用させる際には、基板がＧａＡｓ基板等の紫外線に侵されやすい基板でない限りにおいては、紫外線を照射しながらオゾン溶液を処理面に作用させることが好ましい。紫外線を併用することにより、より高いレジストの剥離効果が得られる。ただし、反応槽が複雑化する、ランプ交換等にランニングコストが発生する等の問題点もある。
上記紫外線としては、波長が２５４ｎｍ程度のものが好ましい。また、紫外線の照射強度としては特に限定されないが、０．０１ｍＷ／ｃｍ^２程度以上の強度で照射すれば充分な効果が得られる。
第１の本発明のレジスト除去方法が適用されるレジストとしては特に限定されないが、特に上記残渣の量が多いノボラック型レジストに対しては有効である。
なお、ノボラック型レジストとは、ノボラック樹脂を主成分とし、更にオルトジアゾキノン等の感光剤等を含有するものであり、光照射によりアルカリ溶液への溶解性を変化させることができる。ノボラック型レジストは、現在、ガラス基板、化合物基板、シリコン基板等のほとんどの基板に多用されている。
第１の本発明のレジスト除去方法によれば、基板表面のレジストを高効率に除去することができる。特に有機溶剤として、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤を水との混合液として用いる場合には、排出される有機溶剤量を最小限に抑えることができ、環境に対する負荷もごく小さなものとすることができる。
このような第１の本発明のレジスト除去方法は、処理面にオゾン溶液を噴射する手段と、処理面に有機溶剤を噴射する手段とを有するレジスト除去装置を用いることにより、好適に実施することができる。
このような、基板表面のレジストを除去するための装置であって、少なくとも、処理面にオゾン溶液を噴射する手段と、処理面に有機溶剤を噴射する手段とを有するレジスト除去装置もまた、本発明の１つである。
上記処理面にオゾン溶液を噴射する手段及び処理面に有機溶剤を噴射する手段としては特に限定されず、従来公知のノズル等を用いることができる。また、この場合ノズルはオゾン溶液用と有機溶媒用とに別々に設けられていてもよく、また、１つのノズルを共用してもよい。
上記ノズルは、棒流状ノズルであることが好ましい。これにより、更に高い効率でレジストを除去することができる。
本明細書において、上記棒流状ノズルとは、ノズルより噴射されたオゾン水をノズルの内径を大きく超えて広がることなく、ノズル内径と略同径の棒流として基板の処理面に到達させることのできるノズルを意味する。上記棒流状ノズルの噴射角、即ちノズルより噴射されたオゾン水の広がり角度の好ましい上限は１０°、より好ましい上限は５°である。更に好ましくは、ノズルより噴射された直後と基板の処理面に到達した時の噴射方向に対して垂直方向のオゾン水の断面形状がほぼ相似であり、基板の処理面の到達点での噴射方向に対して垂直方向のオゾン水の断面積がノズルの開口面積の１２０％以内である。
このような棒流状ノズルは、管状の部材にドリルやレーザー等を用いて穴あけ加工を行ったり、中空糸をノズルとして用いたりすることにより得ることができる。
また、上記ノズルは、処理に供する基板の略全表面に対してオゾン溶液又は有機溶剤を噴射できるように配置されていることが好ましい。このようにオゾン溶液又は有機溶剤を噴射することにより、基板の全表面のレジストを均一に効率よく除去することができる。
第２の本発明は、有機酸水溶液にオゾンガスを溶解したオゾン溶液を用いて基板表面のレジストを除去する方法であって、上記オゾン溶液中の有機酸濃度が５０００ｐｐｍ未満であるレジスト除去方法である。
有機酸水溶液を用いることにより、オゾンガスをより高濃度に溶解することができ、高濃度のオゾン溶液を用いれば、より高い効率でレジストを除去することができる。しかし、一方でオゾン溶液中の有機酸濃度が高くなると、刺激臭や引火性、排水処理等の問題が生じることに加え、かえってレジストの除去効率が悪化する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、一定の濃度域の有機酸水溶液を用いれば、刺激臭や引火性、排水処理等の問題の発生を押さえることができ、極めて高い効率でレジストを除去できることを見出し、第２の本発明を完成するに至った。
これは、上述のように、オゾン溶液によるノボラック型レジストの除去は、主としてノボラック樹脂成分を除去する第１段階と、それに続いて、おそらくはオルトジアゾキノン等の感光剤に起因する窒素成分からなる残渣を除去する第２段階とに分けられるが（図１参照）、本発明者らが更に検討した結果、第１段階の除去速度は、有機酸濃度が一定以上になるとほぼ一定の速度になるのに対し、第２段階の除去速度は、有機酸濃度が高くなるとかえって遅くなることがわかり、これが原因であると考えられる。
第２の本発明のレジストの除去方法においては、オゾン溶液中の有機酸濃度を５０００ｐｐｍ未満に限定することにより、第１段階では必要充分な除去速度が得られ、かつ、第２段階では窒素成分からなる残渣の除去を妨げることがない。このような効果は、オルトジアゾキノンのみならず、ジアゾ系の化合物を用いるすべてのレジストに共通するものであると考えられる。
上記有機酸としては特に限定されないが、例えば、オゾンとの反応性が低い酢酸、ｎ−酪酸、しゅう酸、クエン酸、又は、それらの誘導体等が好ましい。なかでも、酢酸、ｎ−酪酸、クエン酸、又は、それらの誘導体がより好ましく、比較的毒性が低い酢酸、クエン酸、又は、その誘導体が更に好ましい。
上記酢酸の誘導体としては特に限定されないが、オゾンとの反応性が低いことから、例えば、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のハロゲン化酢酸等が好適である。
上記有機酸のオゾン溶液中における濃度は５０００ｐｐｍ未満である。５０００ｐｐｍ以上であると、高度な排水処理が必要となることに加え、レジストの種類によっては除去効率が悪化する。好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
上記有機酸はごく少量添加するだけで極めて高いオゾン溶解効率の向上効果が得られることから、上記有機酸のオゾン溶液中における濃度の下限は特にないが、０．００１ｐｐｍ以上が好ましく、０．００５ｐｐｍ以上がより好ましい。
第２の本発明のレジスト除去方法が適用されるレジストとしては特に限定されないが、なかでも上記第１の本発明のレジスト除去方法と同様にノボラック型レジストに対しては特に有効である。
第２の本発明のレジストの除去方法に用いる上記オゾン溶液を調製する方法としては特に限定されないが、例えば、上述した第１の本発明のレジスト除去方法におけるオゾン溶液を調製する方法と同様の非多孔性膜からなるガス透過膜を収容したオゾン溶解モジュールを用いることが好ましい。
第２の本発明のレジストの除去方法においては、処理に供する基板の略全表面に対して上記オゾン溶液を４６０ｃｍ／ｓｅｃ以上の線速度で噴射することが好ましい。このようにオゾン溶液を噴射することにより、基板の全表面のレジストを均一に効率よく除去することができる。
第２の本発明のレジストの除去方法における、上記オゾン溶液の処理条件としては特に限定されず、レジストの種類や厚さ等に応じて適宜決定される。レジストの除去速度は、上記オゾン溶液中のオゾン濃度に影響を及ぼさない範囲で高温なほど速くなる傾向にあることから、処理温度としては５０℃程度が好適である。
また、上記第１の本発明のレジスト除去方法と同様に、紫外線を照射しながらオゾン溶液を処理面に作用させることが好ましい。
第２の本発明のレジストの除去方法によれば、一定濃度域の有機酸濃度のオゾン溶液を用いることにより、刺激臭や引火性、排水処理等の問題の発生を抑えることができる。更に、ノボラック型レジストにあっては、高濃度の有機酸溶液を用いる場合に比較して、基板表面のレジストを高効率に除去することができる。
第３の本発明は、オゾン水を用いて基板表面のレジストを除去する方法であって、上記オゾン水はｐＨが４〜８に調整されているレジスト除去方法である。
本発明者らは、オゾン水による基板表面のレジストの除去の態様を更に詳細に検討した結果、図１に示す第１段階の除去速度は、オゾン濃度が一定以上であれば溶液のｐＨによらず一定であるのに対して、第２段階の除去速度は、オゾン水のｐＨに大きく依存し、一定の範囲にｐＨに調整した場合に極めて高い効率で残渣を除去でき、全体としてのレジスト除去速度が向上することを見出し、第３の本発明を完成するに至った。
第３の本発明のレジスト除去方法は、シリコン基板、化合物基板、液晶基板及びマスク基板等のいずれの基板にも有効である。
上記オゾン水はｐＨ４〜８である。４未満であると、上記第２段階における残渣の除去速度が遅くなり、全体としてのレジスト除去速度も遅くなる。８を超えると、オゾンの溶解濃度が低くなり、レジスト除去速度が遅くなる。好ましくは４．５〜７であり、より好ましくは４．８〜６．５である。
第３の本発明のレジスト除去方法におけるオゾン水は、有機酸水溶液にオゾンガスを溶解したものであってもよい。オゾン水を高オゾン濃度とすることができるからである。ただし、上述した第２の本発明のレジスト除去方法におけるオゾン水と同様に、有機酸濃度が５０００ｐｐｍ未満であることが好ましい。５０００ｐｐｍ以上であると、高度な排水処理が必要となることに加え、レジストの種類によっては除去効率が悪化することがある。
上記オゾン水のｐＨを調整する方法としては特に限定されないが、処理を通じて安定なｐＨを維持するために、オゾン水にｐＨのバッファー作用を有する試薬を含有させることが好ましい。
上記バッファー作用を有する試薬としては、オゾンにより分解等の化学変性することがないものであれば特に限定されず、例えば、酢酸アンモニウム、酢酸ナトリウム等の酢酸バッファー；クエン酸三アンモニウム、クエン酸一ナトリウム等のクエン酸バッファー；リン酸一カリウム、リン酸二ナトリウム等のリン酸バッファー；四硼酸ナトリウム、硼酸アンモニウム等の硼酸バッファー；グリシルグリシン、グリシン、Ｌ−アルギニン、Ｎ−ε−ラウロリル−Ｌ−リジン等のアミノ酸系バッファー等が挙げられる。これらの試薬は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ただし、基板の種類や用途によっては、カリウム、ナトリウム等の金属や、リン、ホウ素等による汚染が問題になる場合があることから、このような場合にはこれらの元素を含有しないバッファーが好適であり、例えば、酢酸アンモニウム、クエン酸三アンモニウム又はアミノ酸系バッファー等が好適である。
上記オゾン水は、オゾン濃度が４０ｐｐｍ以上であることが好ましい。４０ｐｐｍ未満であると、効率的なレジスト除去が困難であることがある。より好ましくは５０ｐｐｍ以上である。上記オゾン水のオゾン濃度の上限は特に限定されないが、２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。２００ｐｐｍを超えると、オゾン水を製造するための装置が大型化し、高コストとなることがある。
第３の本発明のレジスト除去方法に用いる上記オゾン水を調製する方法としては特に限定されないが、例えば、上述した第１の本発明のレジスト除去方法におけるオゾン溶液を調製する方法と同様の非多孔性膜からなるガス透過膜を収容したオゾン溶解モジュールを用いることが好ましい。
第３の本発明のレジスト除去方法においては、処理に供する基板の略全表面に対して上記オゾン水を４６０ｃｍ／ｓｅｃ以上の線速度で噴射することが好ましい。このようにオゾン水を噴射することにより、基板の全表面のレジストを均一に効率よく除去することができる。
第３の本発明のレジスト除去方法における、上記オゾン水の処理条件としては特に限定されず、基板の種類、レジストの種類や厚さ等に応じて適宜決定される。第３の本発明のレジスト除去方法においては特に温度がレジストの剥離速度に影響を与える。レジストの剥離反応は化学反応であることから、原則的には処理温度が高い方が促進される。一方、オゾン水中のオゾンは、オゾン水が酸性である場合には安定であるのに対して、ｐＨが中性〜アルカリ性になるにつれて急速に分解が進む。このようなオゾンの分解は、温度が高いほど進む傾向にある。第３の本発明においてはオゾン水のｐＨを４〜８に調整するが、ｐＨ及び温度の設定によっては、オゾン水中のオゾン濃度が急速に減少してしまい、その結果、レジストの剥離速度が下がってしまう場合がある。また、ガリウム砒素基板等では加熱によりダメージが生じる等、基板の種類によっても温度を選択する必要がある。
最適な処理温度は、用いるバッファーの種類やｐＨの設定にもよるが、概ね３０〜５０℃程度が好適であり、ガリウム砒素基板等の特に耐熱性に劣る基板の場合には２０〜３０℃程度が好適である。
第３の本発明のレジスト除去方法が適用されるレジストとしては特に限定されないが、なかでも上記第１の本発明のレジスト除去方法と同様にノボラック型レジストに対しては特に有効である。
また、上記第１の本発明のレジスト除去方法と同様に、第３の本発明のレジスト除去方法においても、紫外線を照射しながらオゾン水を処理面に作用させることも可能である。
第３の本発明のレジストの除去方法によれば、一定のｐＨのオゾン水を用いることにより、基板表面のレジストを高効率に除去することができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

５０℃に調整した１００００ｐｐｍの酢酸水溶液に対してオゾンガスを溶解してオゾン溶液を得た。
一方、処理サンプルとして、ＧａＡｓ基板（φ１００ｍｍ、厚さ０．６２５ｍｍ）を、スピンコーター（３０００ｒｐｍ、３０秒）を用いてＨＭＤＳ（ナガセケムテック社製、ＮＰ−１００）で処理して水洗した後、レジスト液（富士フィルムアーチ社製、ＦＨｉ３９５０）を塗布し、スピンコーター（ミカサ社製、１Ｈ−ＤＸ２型）にて３０００ｒｐｍ、３０秒間処理した後、更に１０５℃２０分間乾燥したものを１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさにカットし、Ｉ線ステッパーを用いて露光したものをアルカリ系で現像した。この処理サンプルの処理面におけるレジストの厚さは約１．０μｍであった。
得られたオゾン溶液を処理サンプルの処理面に対して垂直方向から到達時の線速度が１５００ｃｍ／ｓｅｃとなるようにオゾン水を５０秒間連続的に噴射した。
次いで、処理サンプルの処理面に対して垂直方向から到達時の線速度が１５００ｃｍ／ｓｅｃとなるようにメタノールを１０秒間連続的に噴射した。
膜厚計（大塚電子社製、ＦＥ−３０００型）を用いて、レジストの厚さを測定した。処理時間とレジスト膜厚との関係を図２に示した。
また、処理開始６０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。これを図３ａに示した。
（比較例１）
途中でメタノール噴射に切り換えることなく、オゾン溶液を噴射し続けた以外は実施例１と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行った。
また、処理開始６０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。これを図３ｂに示した。
図２より、実施例１ではオゾン溶液噴射により処理面のレジスト膜厚は急速に減少し、更に、メタノール噴射に切り換えるとまもなくレジストは完全に除去された。一方、比較例１では、オゾン溶液噴射により処理面のレジスト膜厚は急速に減少したが、そのままオゾン溶液を噴射し続けても、完全にはレジストを除去することはできなかった。
また、図３より、実施例１では処理開始６０秒後には、完全にレジストが認められないのに対して、比較例１では明らかに残存するレジストが認められた。

５０℃に調整した５０ｐｐｍの酢酸水溶液に対してオゾンガスを溶解して濃度８６ｐｐｍのオゾン溶液を得た。
一方、処理サンプルとして、ＧａＡｓ基板（φ１００ｍｍ、厚さ０．６２５ｍｍ）をＨＭＤＳ（ナガセケムテック社製、ＮＰ−１００）で処理して水洗した後、レジスト液（富士フィルムアーチ社製、ＦＨｉ３９５０）を塗布し、スピンコーター（ミカサ社製、１Ｈ−ＤＸ２型）にて３０００ｒｐｍ、３０秒間処理した後、更に１０５℃２０分間乾燥したものを１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさにカットし、Ｉ線ステッパーを用いて露光したものをアルカリ系で現像した。この処理サンプルの処理面におけるレジストの膜厚は１．１８９μｍであった。
得られたオゾン溶液を処理サンプルの処理面に対して垂直方向から到達時の線速度が１５００ｃｍ／ｓｅｃとなるようにオゾン水を連続的に噴射した。膜厚計（大塚電子社製、ＦＥ−３０００型）を用いて、処理開始４０、６０、８０、１００及び１２０秒後のレジストの膜厚を測定した。
処理時間とレジスト膜厚との関係を図４に示した。
なお、図４ａは開始直後からのレジスト膜厚の変化をプロットしたものであり、図４ｂは、開始４０秒後からのレジスト膜厚の変化を縦軸のスケールを拡大してプロットしたものである。
また、処理開始８０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。
これを図５ａに示した。

５０℃に調整した５００ｐｐｍの酢酸水溶液に対してオゾンガスを溶解して濃度８７ｐｐｍのオゾン溶液を得た。
得られたオゾン溶液を用いた以外は実施例２と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行なった。また、処理開始８０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。これを図５ｂに示した。
（比較例２）
５０℃に調整した蒸留水に対してオゾンガスを溶解して濃度７５ｐｐｍのオゾン溶液を得た。
得られたオゾン溶液を用いた以外は実施例２と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行なった。また、処理開始８０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。これを図５ｃに示した。
（比較例３）
５０℃に調整した５０００ｐｐｍの酢酸水溶液に対してオゾンガスを溶解して濃度８７ｐｐｍのオゾン溶液を得た。
得られたオゾン溶液を用いた以外は実施例２と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行なった。また、処理開始８０秒後の処理面の表面の状態をマイクロスコープを用いて撮影した。これを図５ｄに示した。

５０℃に調整した５０ｐｐｍの酢酸水溶液に対してオゾンガスを溶解して濃度８６ｐｐｍのオゾン溶液を得た。
一方、処理サンプルとして、Ｓｉ基板（φ１００ｍｍ、厚さ０．６２５ｍｍ）をＨＭＤＳで処理して水洗した後、レジスト液（東京応化社製、ＴＨＭＲＩＰ３１００）を塗布し、スピンコーター（ミカサ社製、１Ｈ−ＤＸ２型）にて３０００ｒｐｍ、３０秒間処理した後、更に１０５℃２０分間乾燥したものを１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさにカットし、Ｉ線ステッパーを用いて露光したものをアルカリ系で現像した。この処理サンプルの処理面におけるレジストの膜厚は１．１８９μｍであった。
得られたオゾン溶液を処理サンプルの処理面に対して垂直方向から到達時の線速度が１５００ｃｍ／ｓｅｃとなるようにオゾン水を連続的に噴射した。このとき、波長２５４ｎｍのＵＶランプ（ケミトロニクス社製、Ｃ−２５０ＷＦ）を用いて、処理面における紫外線強度が１．２ｍＷ／ｃｍ^２となるように紫外線を処理面に照射しながら操作を行った。膜厚計（大塚電子社製、ＦＥ−３０００型）を用いて、処理開始４０、６０、８０、１００及び１２０秒後のレジストの膜厚を測定した。
処理時間とレジスト膜厚との関係を図４に示した。
図４より、実施例２、３では、処理開始後急速にレジスト厚が減少し、その後８０秒後までにほぼ完全にレジストが除去された。これに対して、比較例２では蒸留水中では充分に高いオゾン濃度が得られず、レジストの除去は極めて遅いものであった。一方、比較例３では、５０００ｐｐｍの酢酸溶液を用いたことにより極めて高濃度のオゾン溶液が得られたにも係わらず、初期のレジスト除去速度こそ実施例２、３の場合よりも速いものの、６０秒以降は逆転しなかなか完全にはレジストが除去されなかった。
実施例４では、初期のレジスト除去速度は比較例３と同等であり、しかも、実施例２、３と同様に８０秒後までにほぼ完全にレジストが除去された。
また、図５より、処理開始８０秒後の処理面の表面の状態を比較したところ、実施例２ではレジストは全く認められず、実施例３でも痕跡程度のレジストが残されているのみであった。これに対して、比較例２ではほとんど未処理のものと変わりなく、また、比較例３でも明確に残存するレジストが認められた。
更に、実施例２〜４において、レジスト除去後の液をＵＶ照射処理した廃液について、ＪＩＳ Ｋ ０１０２−１７（１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤ_Ｍｎ））に準拠した方法によりＣＯＤ、及び、ＪＩＳ Ｋ ０１０２−２２．２（赤外線式ＴＯＣ自動計測法）に準拠した方法によりＴＯＣ（有機体炭素）を測定した。
この結果を表１に示した。

表１より、実施例２〜４の廃液のＣＯＤは、日本国が定める工場の排水基準（排水基準を定める総理府令別表２：平成５年８月２７日総理府令第４０号改定）である１６０ｍｇ／Ｌを大きく下回っており、環境に対する負荷が極めて小さいことがわかった。

ナガセケムテック社のポジ型ｉ線レジスト８９５ｉを塗布した厚さ０．２５インチのマスクブランクス（基板表面におけるレジストの厚さ約０．５μｍ）を３０ｍｍ×３０ｍｍの大きさにカットし、処理サンプルとした。
５０ｐｐｍの酢酸水溶液を６４ｐｐｍの酢酸アンモニウムを用いてｐＨ５に調整した。この溶液にオゾンガスを溶解して、オゾン水を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は８０ｐｐｍ、ｐＨは４．８であった。
得られたオゾン水を５０℃に加熱し、処理サンプルの処理面の略全面に対して垂直方向から到達時の線速度が１５００ｃｍ／ｓｅｃとなるように連続的に噴射した。膜厚計（大塚電子社製、ＦＥ−３０００型）を用いて、処理開始１５、３０、４５、６０及び９０秒後のレジストの膜厚を測定した。
処理時間とレジスト膜厚との関係を図６に示した。
なお、図６ａは開始直後からのレジスト膜厚の変化をプロットしたものであり、図６ｂは、開始４０秒後からのレジスト膜厚の変化を縦軸のスケールを拡大してプロットしたものである。

５０ｐｐｍのクエン酸水溶液を６０ｐｐｍのクエン酸アンモニウムを用いてｐＨ８に調整した。この溶液にオゾンガスを溶解して、オゾン水を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は６０ｐｐｍ、ｐＨは７．７であった。
得られたオゾン水を３０℃に加熱して用いた以外は実施例５と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行った。
結果を図６に示した。

濃度０．７ｍｏｌ／Ｌのリン酸−硼酸バッファーでｐＨ７に調整した水溶液にオゾンガスを溶解して、オゾン水を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は７７ｐｐｍ、ｐＨは６．５であった。
得られたオゾン水を３０℃に加熱して用いた以外は実施例５と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行った。
結果を図６に示した。
（比較例４）
５０ｐｐｍの酢酸水溶液を１％のアンモニウムを用いてｐＨ９．０に調整した。この溶液にオゾンガスを溶解して、オゾン水を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は５ｐｐｍ、ｐＨは９．０であった。
得られたオゾン水を３０℃に加熱して用いた以外は実施例５と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行った。
結果を図６に示した。
（比較例５）
超純水（ｐＨ６．５）にオゾンガスを溶解して、オゾン水を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は７０ｐｐｍ、ｐＨは３．２であった。
得られたオゾン水を５０℃に加熱して用いた以外は実施例５と同様にして処理サンプルのレジスト除去を行った。
結果を図６に示した。
図６より、実施例５〜７では、処理開始後急速にレジスト厚が減少し、その後８０秒後までにほぼ完全にレジストが除去された。これに対して、比較例４では高ｐＨにしたことにより充分に高いオゾン濃度が得られず、レジストの除去は極めて遅いものであった。一方、比較例５では、初期のレジスト除去速度こそ実施例５〜７の場合と同等であるものの、なかなか完全にはレジストが除去されなかった。

本発明によれば、基板表面のレジストを高効率に除去することができるレジスト除去方法を提供することができる。

Claims (5)

1. オゾン水を基板に供給し、基板表面のレジストを除去する方法であって、
   前記オゾン水はｐＨが４〜８に調整されており、
   前記オゾン水は、有機酸水溶液にオゾンガスを溶解したものであって、有機酸濃度が５０００ｐｐｍ未満である
   ことを特徴とするレジスト除去方法。
2. オゾン水は、ｐＨのバッファー作用を有する試薬を含有することを特徴とする請求の範囲第１項記載のレジスト除去方法。
3. オゾン水は、オゾン濃度が４０ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載のレジスト除去方法。
4. レジストは、ノボラック型レジストであることを特徴とする請求の範囲第１、２又は３項記載のレジスト除去方法。
5. 紫外線を照射しながらオゾン水を処理面に作用させることを特徴とする請求の範囲第１、２、３又は４項記載のレジスト除去方法。

Images