JP4489513B2 - 基板からフォトレジストを除去するための装置及び方法 - Google Patents

基板からフォトレジストを除去するための装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は微細電子素子を製造する装置及び方法に係り、特に、微細電子素子基板からフォトレジストを除去するのに使われる装置及び方法に関する。
フォトレジストは、光に露出した場合に、溶解性を有する物質に変わる有機ポリマーである。フォトレジストは、半導体産業、生命工学産業、立体映像産業、電子機器産業及びナノ製造産業などの多くの応用分野で使われている。例えば、半導体製造産業でチップを製造する間に回路パターンを定義することを手助けするのにフォトレジストを使用する。フォトレジストを用いると、フォトレジストで被覆されている領域のエッチング、または電気メッキが防止できる。
一般的に、「ストリッピング」として知られているフォトレジストを除去する工程に先行して、プラズマアッシング、エッチングまたは他の製造段階がある。このような段階によって、フォトレジストは損傷されるか、または炭化されるが、その結果、従来のストリッピング工程では除去し難いフォトレジスト残留物が発生する。特に、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上のドーズでイオン注入を行うと、ソフトコアを覆う堅い外皮を備えたフォトレジストが作られる。イオン注入によって引き起こされた堅い外皮４０’を備えたフォトレジストの外皮の断面図及び平面図が各々図１Ａ及び図１Ｂに示される。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、堅い外皮４０’の厚さは、約２００ないし３００Åである。
図２は、イオン注入段階を示す断面図である。図２において、１１０は基板を、１０はゲート電極を、１１は絶縁膜を、２０はｎソース／ドレイン領域を、３０はスペーサを、４０はフォトレジストパターンを、そして５０はウェルを表す。フォトレジストパターン４０が、イオン注入工程４５によって露出した場合、堅い外皮４０’が前記フォトレジストパターン４０上に形成される。
残留物も問題となる。図３Ａ及び図３Ｂは各々エッチング工程または化学機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程後に現れるフォトレジスト残留物を示す断面図及び平面図である。図３Ａにおいて、１１０は基板を、６０は被エッチング面を、７０はフォトレジストパターンを、そして７０’は注入されるイオン７５にフォトレジスト７０が露出した時に形成される堅い外皮を表す。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、８０は残留物を、９０は有機物性欠陥を表す。
従来、フォトレジストは、プラズマアッシング工程と後続するストリッピング工程とによって除去されていた。プラズマアッシング工程では、酸素（Ｏ２）プラズマを使用するが、これはその下部層に損傷を与え、フォトレジスト下部に位置する半導体素子の電気的な特性を劣化させるという問題点がある。ストリッピング工程では、チップ基板から感光性ポリマーまたはフォトレジストを除去するため、多量の毒性及び／または腐蝕性の化学物質を必要とするという短所がある。
このような問題点を克服するために、他のストリッピング方法、例えば、超臨界二酸化炭素（ＳＣＣＯ２）またはオゾン（Ｏ３）ガスを含む有機及び／または無機ストリッピング溶媒を使用する方法が提案された。ＳＣＣＯ２を使用してレジストを除去する技術は、ＣＯ２と界面活性剤、アルコールまたはアミンなどの少なくとも一つの共通溶媒とを含む濃縮化されたＣＯ２洗浄用化合物を利用する。しかし、ＳＣＣＯ２と共通溶媒とを使用する方法は、イオン注入により形成されたフォトレジストの堅い外皮を溶解させられない。
半導体ウェーハなどの基板からフォトレジストまたは他の有機物を除去する二番目の方法は、反応チャンバ内の溶媒、例えば、脱イオン水に基板を部分的に浸漬させる段階、Ｏ３などの酸化用ガスを前記反応チャンバ内に噴射する段階、そして、前記基板上の有機物性構成要素上に溶媒で厚い膜をコーティングさせるように前記基板を回転または移動させ、前記溶媒がコーティングされた構成要素をＯ３ガスに露出させて前記表面から有機物を除去する段階を含む。しかし、Ｏ３を利用するこのようなレジスト除去方法も、イオン注入により形成された堅い外皮を溶解させられない。図４はレジストを除去するためにＯ３を使用する技術による場合に、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上のドーズでイオン注入を実施した時には、フォトレジストの堅い外皮によってフォトレジストを除去することが失敗したことを表すグラフである。
本発明が解決しようとする技術的課題は、基板からフォトレジストを除去する方法及びその装置を提供することにある。
前記課題を達成するために本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去する方法は、まずフォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように第１反応物で前記フォトレジストを処理する段階、前記フォトレジストを第２反応物で処理することによって前記フォトレジストを化学的に変性させる段階及び第３反応物を使用して前記化学的に変性されたフォトレジストを除去する段階を含む。
前記課題を達成するために本発明の他の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法は、ＳＣＣＯ２を使用して前記フォトレジストを処理する段階、Ｏ３を主成分にする反応物を使用して前記フォトレジストを処理する段階及び脱イオン水で前記フォトレジストを処理する段階を含む。
前記課題を達成するために本発明のさらに他の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法は、前記基板をチャンバ内にローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）する段階、前記チャンバ内に第１反応物を注入し、前記第１反応物を超臨界状態に転換（ｃｏｎｖｅｒｔ）させる段階、前記基板及び前記超臨界第１反応物の接触を維持させる段階、前記チャンバを減圧させる段階、第２反応物を前記チャンバ内に注入する段階、前記基板及び前記第２反応物の接触を維持させる段階、前記チャンバをパージし、前記基板をアンローディングする段階、前記フォトレジストを除去する段階及び前記基板を乾燥させる段階を含む。
前記本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去する装置は、少なくとも一つ以上のチャンバ及びトランスファ手段を含む。前記一つ以上のチャンバは、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるためのもの、第２反応物で前記フォトレジストを処理して前記フォトレジストを化学的に変性させるためのもの、前記基板をリンスするためのもの、前記基板を乾燥させるためのもの及び前記基板を支持するためのものでありうる。そして、前記トランスファ手段は、前記チャンバ間で前記基板を移すためのものである。
本発明によれば、本発明は堅い外皮以外に一般的なフォトレジストを除去するための目的としても使用されうる。その上、フォトレジストの下部に位置する物質膜に損傷を与えない。また、有機汚染物質を使用することもなく、有機残留物を残さない。
本発明は後述する実施例の詳細な説明及び添付図面を参照すれば、さらに明確に理解されうる。このような実施例及び添付図面は、例示的に提供されるものであって、本発明を制限すると解釈してはならない。
本発明は、基板からフォトレジストを除去する方法において、該フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように第１反応物(反応物質）で前記フォトレジストを処理する段階と、該フォトレジストを化学的に変性させるように第２反応物で該フォトレジストを処理する段階と、第３反応物で該化学的に変性したフォトレジストを除去する段階と、を含む。前記フォトレジストは、イオン注入工程でマスクとして使われたフォトレジストであることが好ましい。前記イオン注入工程は、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２またはそれ以上のドーズで行われることが好ましい。特に、上限は限定されないが、通常、１×１０２０ｉｏｎｓ／ｃｍ２である。前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることが好ましい。前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることが好ましい。前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスと水蒸気との混合物であることが好ましい。前記オゾンガスは、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることが好ましい。前記オゾンガスは、９０，０００ｐｐｍまたはそれ以上の濃度であることが好ましい。特に、上限は限定されないが、通常、５００，０００ｐｐｍである。前記化学的に変性されたフォトレジストは、リンス工程によって除去することが好ましい。前記第３反応物は、脱イオン水であることが好ましい。前記フォトレジストは、何らの損傷も発生していない一般的なフォトレジストであることが好ましい。前記フォトレジストは、エッチング工程によって損傷を受けたフォトレジストであることが好ましい。前記フォトレジストは、有機残留物または有機汚染物質を含むことが好ましい。
また本発明は、基板からフォトレジストを除去する方法において、該フォトレジストを超臨界二酸化炭素で処理する段階と、該フォトレジストをオゾンを主とする反応物で処理する段階と、該フォトレジストを脱イオン水で除去する段階と、を含む。前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあるオゾンガスであることが好ましい。
さらに、本発明は、基板からフォトレジストを除去する方法において、該基板をチャンバ内にローディングする段階と、第１反応物を該チャンバ内へ流入させ、該第１反応物を超臨界状態に転換させる段階と、該基板と該超臨界状態の第１反応物とを所定時間接触させる段階と、該チャンバ内を減圧する段階と、第２反応物を該チャンバ内へ流入させる段階と、該基板と該第２反応物とを所定時間接触させる段階と、該チャンバをパージし、該基板をアンローディングする段階と、該フォトレジストを除去する段階と、該基板を乾燥させる段階と、を含む。前記第２反応物を注入する段階以前に、前記基板を第２チャンバにローディングする段階をさらに含み、前記接触段階と前記パージ段階とは前記第２チャンバで進められることが好ましい。前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることが好ましい。前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることが好ましい。前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることが好ましい。前記チャンバと前記オゾンを主とする反応物との間には１０ないし１５℃の温度差があることが好ましい。前記チャンバの温度は１０５℃であり、前記オゾンを主とする反応物は１１５℃の温度と６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物の濃度は、９０，０００ｐｐｍであることが好ましい。前記リンス段階は、脱イオン水で行うことが好ましい。前記超臨界二酸化炭素は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させる役割を担うことが好ましい。前記オゾンガスは、前記フォトレジストを水溶性物質に変性させることが好ましい。
本発明は、基板からフォトレジストを除去する装置において、該フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように該フォトレジストを第１反応物で処理し、該フォトレジストを化学的に変性させるように該フォトレジストを第２反応物で処理し、該基板をリンスし、該基板を乾燥させ、そして該基板を支持するための一つ以上のチャンバと、該チャンバ間で該基板を移すためのトランスファ手段と、を含む。前記フォトレジスト除去装置は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように前記フォトレジストを第１反応物で処理し、前記フォトレジストを化学的に変性させるように前記フォトレジストを第２反応物で処理するための単一チャンバを備えることが好ましい。前記フォトレジスト除去装置は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように前記フォトレジストを第１反応物で処理するためのチャンバと前記フォトレジストを化学的に変性させるように前記フォトレジストを第２反応物で処理するためのチャンバとを個別的に備えることが好ましい。前記フォトレジスト除去装置は、それぞれの工程を行うための個別チャンバを備えることが好ましい。前記トランスファ手段は、ロボットアームであることが好ましい。前記フォトレジストは、イオン注入工程でマスクとして使われたフォトレジストであることが好ましい。前記イオン注入工程は、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２またはそれ以上のドーズで行われることが好ましい。前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることが好ましい。前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることが好ましい。
さらに、基板からフォトレジストを除去する装置において、前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることが好ましい。前記オゾンガスは、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることが好ましい。前記オゾンガスのオゾン発生器での濃度は、９０，０００ｐｐｍまたはそれ以上であることが好ましい。前記リンスは、脱イオン水を使用して行うことが好ましい。前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であり、前記第２反応物はオゾンであり、前記チャンバはヒータジャケット、二酸化炭素ソース、超臨界二酸化炭素発生器、超臨界二酸化炭素循環器、二酸化炭素フィードバック、オゾンガス供給器及びオゾンガス貯蔵容器を含むことが好ましい。前記超臨界二酸化炭素発生器は、二酸化炭素圧力ポンプ及び二酸化炭素加熱器を含むことが好ましい。前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であり、前記第１個別チャンバはヒータジャケット、二酸化炭素ソース、超臨界二酸化炭素発生器、超臨界二酸化炭素循環器及び二酸化炭素フィードバックを含むことが好ましい。前記超臨界二酸化炭素発生器は、二酸化炭素圧力ポンプ及び二酸化炭素加熱器を含むことが好ましい。前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であり、前記第１個別チャンバはヒータジャケット、オゾンガス供給器、水蒸気供給器及びオゾンガス貯蔵容器を含むことが好ましい。前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることが好ましい。
図５は本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去するための装置を示す。図５において、前記装置は、一つ以上のチャンバ１００を含む。そして、少なくとも一つの基板が前記少なくとも一つのチャンバ１００に提供される。基板１１０は、カセット１２０を通じて提供されることもある。前記装置はまた、トランスファチャンバ２００、ＳＣＣＯ２処理チャンバ３００、Ｏ３ガス処理チャンバ４００、リンス（または、バス）チャンバ５００及び乾燥チャンバ６００をさらに含むこともある。機械的な手段またはロボットアーム２１０などの電気機械的な手段によって一つのチャンバ１００から他のチャンバ６００に基板１１０は移動する。
図６は本発明の実施例による図５のＳＣＣＯ２処理チャンバ及び関連構成要素を示す。図６において、３００はＳＣＣＯ２処理チャンバ、３０１はウェーハプレート、３０５はヒータジャケット、３１０はＣＯ２シリンダーなどの二酸化炭素ソース、３１２は二酸化炭素供給管、３１４は二酸化炭素圧力ポンプ、３１６は二酸化炭素加熱器を表す。また、３１７はＳＣＣＯ２発生器、３１８、３２８、３３８及び３４８は二酸化炭素流量調節弁、３２０は排出される二酸化炭素貯蔵容器などの二酸化炭素フィードバック、３２２は二酸化炭素排ガス管、３３２は循環管、そして３４２は再供給管を表す。さらに、３３４は循環ポンプなどの超臨界二酸化炭素循環器を示す。
図７は本発明の実施例による図５のＯ３ガス処理チャンバ４００を示す。図７において、４００はＯ３ガス処理チャンバ、４０１はウェーハプレート、４０５はヒータジャケット、４１０はＯ３ガス供給器、４１２はＯ３ガス供給管、そして４１８はＯ３流量調節弁を表す。また、４２０は水蒸気供給器、４２２は水蒸気供給管、４２８は水蒸気流量調節弁を表す。前記Ｏ３ガス処理チャンバ４００は、Ｏ３ガス貯蔵容器４３０、排ガス管４３２及び排ガス流量調節弁４３８をさらに含む。
図８Ａは本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去する方法を表すフローチャートを、図８Ｂは前記図８Ａのフローチャートに対応する時間と圧力との関係をグラフに示す。まず、基板１１０が前記ＳＣＣＯ２処理チャンバ３００にローディングされる（段階４２）。そして、二酸化炭素を前記ＳＣＣＯ２処理チャンバ３００に流入させ、ＳＣＣＯ２に転換させる（段階４４）。そして、前記ＳＣＣＯ２が前記基板１１０と接触するように維持する（段階４６）。そして、前記ＳＣＣＯ２処理チャンバ３００を減圧した後、前記ウェーハ１１０をアンローディングする（段階４８）。そして、前記基板１１０をＯ３ガス処理チャンバ４００にローディングした後（段階５０）、所定の条件下で前記Ｏ３ガス処理チャンバ４００にＯ３ガスを流入させる（段階５２）。そして、前記Ｏ３ガスを前記基板１１０と接触させるように維持する（段階５４）。そして、前記Ｏ３ガスチャンバ４００をパージし、基板１１０をアンローディング（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）する（段階５６）。そして、基板１１０はリンス工程を行うためにリンスまたはバスチャンバ５００に移動させた後（段階５８）、乾燥工程を行うために基板１１０を乾燥チャンバ６００に移動させる（段階６０）。
図５の実施例では多重チャンバを備える装置について記述されているが、本発明は一体型チャンバを備える装置についても適用可能である。
図９Ａは一体型チャンバを使用する本発明の一実施例を表すフローチャートを、図９Ｂは図９Ａに対応する時間に対する圧力をグラフに示す。
図９Ａにおいて、まず基板１１０を一体型チャンバ１１０にローディングする（段階６２）。そして、二酸化炭素を前記一体型チャンバに注入してＳＣＣＯ２に転換させる（段階６４）。そして、前記ＳＣＣＯ２を前記基板１１０と所定の時間接触させる（段階６６）。そして、前記一体型チャンバを減圧し（段階６８）、Ｏ３ガスを注入する（段階７０）。そして、前記Ｏ３ガスを前記基板１１０と所定時間接触させた後（段階７２）、前記一体型チャンバをパージし、前記基板１１０をアンローディングする（段階７４）。次いで、前記一体型チャンバの外部で前記基板１１０をリンスした後、乾燥させる（段階７６及び７８）。
図１０には二酸化炭素の状態図が示されているが、前記状態図は二酸化炭素が超臨界状態に転換される温度に対する圧力領域が示されている。
図１１は本発明のさらに他の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法を表すフローチャートを示す。図１１において、まず基板１１０を第１圧力チャンバにローディングする（段階８０２）。そして、前記第２圧力チャンバを密閉する（段階８０４）。そして、前記第２圧力チャンバを二酸化炭素で加圧し（段階８０６）、圧力と温度とを増加させて前記二酸化炭素をＳＣＣＯ２に転換させる（段階８０８）。二酸化炭素をＳＣＣＯ２に転換させるためには、図１０に示されるように、圧力は７３ｂａｒより大きくなければならず、温度も３１℃より高くなければならない。そして、所定時間前記ＳＣＣＯ２を前記基板１１０と接触させる（段階８１０）。前記工程の結果、前記基板１１０上にあるフォトレジストは膨潤するか、クラックが発生するか及び／または剥離する。例えば、温度を約１００℃に維持し、圧力を約１５０ｂａｒに維持すれば、前記結果が得られる。そして、前記チャンバを常圧まで減圧した後に排気する（段階８１２）。そして、前記基板１１０を第２圧力チャンバに移した後（段階８１４）、前記第２圧力チャンバを密閉する（段階８１６）。そして、前記第２圧力チャンバ内部の圧力を上昇させる（段階８１８）。例えば、６０ｋＰａより高い圧力に上昇させうる。
そして、前記段階８１８で加熱されたＯ３ガスと水蒸気とを供給する。例えば、Ｏ３ガスは約１０５℃の温度で供給し、水蒸気は約１１５℃の温度で供給する。そして、前記フォトレジストが水溶性物質に変性されるまで前記状態を維持した後（段階８２０）、前記第２チャンバを常圧まで減圧して排気する（段階８２２）。そして、前記基板をリンスして前記水溶性物質を除去する（段階８２４）。
本発明の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法は、大きく３段階を含む。第１段階は、フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように第１反応物で処理する段階であり、第２段階は前記フォトレジストが化学的に変性されるように第２反応物で処理する段階であり、第３段階は前記化学的に変性されたフォトレジストを第３反応物で除去する段階である。前述した一実施例で、前記第１反応物はＳＣＣＯ２であり、前記第２反応物はＯ３を主とする反応物であり、そして前記第３化合物は脱イオン水である。前述した他の実施例で、前記Ｏ３を主とする反応物はＯ３ガスであり、さらに他の実施例では高濃度のＯ３ガスである。そして、前記Ｏ３ガスは、９０，０００ｐｐｍの濃度であるか、またはそれ以上の濃度でありうる。さらに他の実施例では、前記Ｏ３を主とするガスは水蒸気と混合したＯ３ガスでありうる。
本発明の他の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法は、３段階を含む。第１段階は、ＳＣＣＯ２で処理する段階で、第２段階はＯ３を主とする反応物で処理する段階で、第３段階はリンス段階である。前記３段階は、次の例示的な工程条件で行える。例えば、ＳＣＣＯ２で処理する段階では、チャンバ内部の温度は１００ないし１５０℃に維持され、圧力は１５０ないし２００ｂａｒに維持されうる。高濃度で飽和されたＯ３を主とするガスで処理する段階の場合には、チャンバの温度は約１０５℃に維持され、前記ガスの温度は約１１５℃に維持されうる。実施例の場合に、チャンバと前記ガスとの温度差は約１０ないし１５℃であり、圧力差は約６０ないし８０ｋＰａでありうる。適切な安全主義の措置が遵守される場合には、８０ｋＰａ以上の圧力差を維持することも可能である。実施例において、Ｏ３発生器におけるＯ３ガスの濃度は、約９０，０００ｐｐｍであるか、またはそれ以上でありうる。
図５ないし図７に示される本発明の実施例による装置の配列は例示的なものであり、当業者によって色々な形態に変形、付加、置換が可能である。また、図８Ａ、図９Ａ及び図１１に示される本発明の実施例による方法も例示的であり、当業者によって色々な段階が変形、付加または置換されうる。
以上、添付図面を参照して本発明の実施例を記述するが、本発明は色々な形態に変形が可能であり、このような変形は本発明の技術的思想を逸脱するものではない。
本発明は高集積回路半導体素子、プロセッサ、ＭＥＭ’ｓ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈｎｉｃａｌ）素子、光電子素子、ディスプレイ素子などの微細電子素子を製造する産業に利用されうる。
はイオン注入によって引き起こされた堅い外皮を含むフォトレジストを示す断面図である。 はイオン注入によって引き起こされた堅い外皮を含むフォトレジストを示す平面図である。 従来のイオン注入工程を示す断面図である。 は従来のエッチング工程または従来の化学機械的研磨工程後に現れる残留物を示すフォトレジストの断面図である。 は従来のエッチング工程または従来の化学機械的研磨工程後に現れる残留物を示すフォトレジストに関する平面図である。 ３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上のドーズで実施されたイオン注入工程によって引き起こされたフォトレジストの堅い外皮を従来のレジスト除去技術によってＯ３を使用する技術で除去した時、前記堅い外皮が除去されていないことを示す図面である。 本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去するための装置である。 本発明の一実施例による図５のＳＣＣＯ２処理チャンバ及びこれに関連した構成要素を示す図面である。 本発明の一実施例による図５のＯ３ガス処理チャンバを示す図面である。 は本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去する方法についてのフローチャートである。 は図８Ａのフローチャートに対応する時間と圧力との関係を表すグラフの一例を示す図面である。 は一体型洗浄チャンバで実行される本発明の一実施例による基板からフォトレジストを除去する方法についてのフローチャートである。 は図９Ａのフローチャートに対応する時間と圧力との関係を表すグラフの一例を示す図面である。 ＣＯ２に関する状態図であって、ＣＯ２が超臨界状態に変化する領域での温度と圧力との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施例による基板からフォトレジストを除去する方法を示すフローチャートである。
符号の説明
１００ チャンバ
１１０ 基板
１２０ カセット
２００ トランスファチャンバ
２１０ ロボットアーム
３００ ＳＣＣＯ２処理チャンバ
４００ Ｏ３ガス処理チャンバ
５００ リンスチャンバ
６００ 乾燥チャンバ
３０１，４０１ ウェーハプレート
３０５，４０５ ヒータジャケット
３１０ ＣＯ２シリンダー
３１２ 二酸化炭素供給管
３１４ 二酸化炭素圧力ポンプ
３１６ 二酸化炭素加熱器
３１７ ＳＣＣＯ２発生器
３１８，３２８、３３８，３４８ 二酸化炭素流量調節弁
３２０ 二酸化炭素貯蔵容器
３２２ 二酸化炭素排ガス管
３３２ 循環管
３３４ 循環ポンプ
３４２ 再供給管
４１０ Ｏ３ガス供給器
４１２ Ｏ３ガス供給管
４１８ Ｏ３流量調節弁
４２０ 水蒸気供給器
４２２ 水蒸気供給管
４２８ 水蒸気流量調節弁
４３０ Ｏ３ガス貯蔵容器
４３２ 排ガス管
４３８ 排ガス流量調節弁。

Claims (50)

  1. 基板からフォトレジストを除去する方法において、
    該フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように第１反応物で前記フォトレジストを処理する段階と、
    該フォトレジストを化学的に変性させるように第２反応物で該フォトレジストを処理する段階と、
    第３反応物で該化学的に変性したフォトレジストを除去する段階と、を含むフォトレジスト除去方法。
  2. 前記フォトレジストは、イオン注入工程でマスクとして使われたフォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  3. 前記イオン注入工程は、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２またはそれ以上のドーズで行われることを特徴とする請求項２に記載のフォトレジスト除去方法。
  4. 前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  5. 前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることを特徴とする請求項４に記載のフォトレジスト除去方法。
  6. 前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  7. 前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることを特徴とする請求項６に記載のフォトレジスト除去方法。
  8. 前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスと水蒸気との混合物であることを特徴とする請求項６に記載のフォトレジスト除去方法。
  9. 前記オゾンガスは、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることを特徴とする請求項７に記載のフォトレジスト除去方法。
  10. 前記オゾンガスは、９０，０００ｐｐｍまたはそれ以上の濃度であることを特徴とする請求項７に記載のフォトレジスト除去方法。
  11. 前記化学的に変性されたフォトレジストは、リンス工程によって除去することを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  12. 前記第３反応物は、脱イオン水であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  13. 前記フォトレジストは、何らの損傷も発生していない一般的なフォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  14. 前記フォトレジストは、エッチング工程によって損傷を受けたフォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  15. 前記フォトレジストは、有機残留物または有機汚染物質を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト除去方法。
  16. 基板からフォトレジストを除去する方法において、
    該フォトレジストを超臨界二酸化炭素で処理する段階と、
    該フォトレジストを、オゾンを主とする反応物で処理する段階と、
    該フォトレジストを脱イオン水で除去する段階と、を含むフォトレジスト除去方法。
  17. 前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることを特徴とする請求項１６に記載のフォトレジスト除去方法。
  18. 前記オゾンを主とする反応物は、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあるオゾンガスであることを特徴とする請求項１６に記載のフォトレジスト除去方法。
  19. 基板からフォトレジストを除去する方法において、
    該基板をチャンバ内にローディングする段階と、
    第１反応物を該チャンバ内へ流入させ、該第１反応物を超臨界状態に転換させる段階と、
    該基板と該超臨界状態の第１反応物とを所定時間接触させる段階と、
    該チャンバ内を減圧する段階と、
    第２反応物を該チャンバ内へ流入させる段階と、
    該基板と該第２反応物とを所定時間接触させる段階と、
    該チャンバをパージし、該基板をアンローディングする段階と、
    該フォトレジストを除去する段階と、
    該基板を乾燥させる段階と、を含むフォトレジスト除去方法。
  20. 前記第２反応物を注入する段階前に、
    前記基板を第２チャンバにローディングする段階をさらに含み、前記接触段階と前記パージ段階とは前記第２チャンバで進められることを特徴とする請求項１９に記載のフォトレジスト除去方法。
  21. 前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることを特徴とする請求項１９に記載のフォトレジスト除去方法。
  22. 前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることを特徴とする請求項２１に記載のフォトレジスト除去方法。
  23. 前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることを特徴とする請求項１９に記載のフォトレジスト除去方法。
  24. 前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることを特徴とする請求項２３に記載のフォトレジスト除去方法。
  25. 前記チャンバと前記オゾンを主とする反応物との間には１０ないし１５℃の温度差があることを特徴とする請求項２３に記載のフォトレジスト除去方法。
  26. 前記チャンバの温度は１０５℃であり、前記オゾンを主とする反応物は１１５℃の温度と６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることを特徴とする請求項２５に記載のフォトレジスト除去方法。
  27. 前記オゾンを主とする反応物の濃度は、９０，０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項２３に記載のフォトレジスト除去方法。
  28. 前記リンス段階は、脱イオン水で行うことを特徴とする請求項１９に記載のフォトレジスト除去方法。
  29. 前記超臨界二酸化炭素は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させる役割を担うことを特徴とする請求項２１に記載のフォトレジスト除去方法。
  30. 前記オゾンガスは、前記フォトレジストを水溶性物質に変性させることを特徴とする請求項２４に記載のフォトレジスト除去方法。
  31. 基板からフォトレジストを除去する装置において、
    該フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように該フォトレジストを第１反応物で処理し、該フォトレジストを化学的に変性させるように該フォトレジストを第２反応物で処理し、該基板をリンスし、該基板を乾燥させ、そして該基板を支持するための一つ以上のチャンバと、
    該チャンバ間で該基板を移すためのトランスファ手段と、を含むフォトレジスト除去装置。
  32. 前記フォトレジスト除去装置は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように前記フォトレジストを第１反応物で処理し、前記フォトレジストを化学的に変性させるように前記フォトレジストを第２反応物で処理するための単一チャンバを備えることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  33. 前記フォトレジスト除去装置は、前記フォトレジストを膨潤させるか、クラックを発生させるか、または剥離させるように前記フォトレジストを第１反応物で処理するためのチャンバと前記フォトレジストを化学的に変性させるように前記フォトレジストを第２反応物で処理するためのチャンバとを個別的に備えることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  34. 前記フォトレジスト除去装置は、それぞれの工程を行うための個別チャンバを備えることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  35. 前記トランスファ手段は、ロボットアームであることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  36. 前記フォトレジストは、イオン注入工程でマスクとして使われたフォトレジストであることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  37. 前記イオン注入工程は、３×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２またはそれ以上のドーズで行われてなることを特徴とする請求項３６に記載のフォトレジスト除去装置。
  38. 前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  39. 前記超臨界二酸化炭素は、１００ないし１５０℃の温度及び１５０ないし２００ｂａｒの圧力下にあることを特徴とする請求項３８に記載のフォトレジスト除去装置。
  40. 前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  41. 前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることを特徴とする請求項４０に記載のフォトレジスト除去装置。
  42. 前記オゾンガスは、１０５ないし１１５℃の温度及び６０ないし８０ｋＰａの圧力下にあることを特徴とする請求項４１に記載のフォトレジスト除去装置。
  43. 前記オゾンガスのオゾン発生器での濃度は、９０，０００ｐｐｍまたはそれ以上であることを特徴とする請求項４１に記載のフォトレジスト除去装置。
  44. 前記リンスは、脱イオン水を使用して行われてなることを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  45. 前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であり、前記第２反応物はオゾンであり、前記チャンバはヒータジャケット、二酸化炭素ソース、超臨界二酸化炭素発生器、超臨界二酸化炭素循環器、二酸化炭素フィードバック、オゾンガス供給器及びオゾンガス貯蔵容器を含むことを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  46. 前記超臨界二酸化炭素発生器は、二酸化炭素圧力ポンプ及び二酸化炭素加熱器を含むことを特徴とする請求項４５に記載のフォトレジスト除去装置。
  47. 前記第１反応物は、超臨界二酸化炭素であり、前記第１個別チャンバはヒータジャケット、二酸化炭素ソース、超臨界二酸化炭素発生器、超臨界二酸化炭素循環器及び二酸化炭素フィードバックを含むことを特徴とする請求項３１に記載のフォトレジスト除去装置。
  48. 前記超臨界二酸化炭素発生器は、二酸化炭素圧力ポンプ及び二酸化炭素加熱器を含むことを特徴とする請求項４７に記載のフォトレジスト除去装置。
  49. 前記第２反応物は、オゾンを主とする反応物であり、前記第１個別チャンバはヒータジャケット、オゾンガス供給器、水蒸気供給器及びオゾンガス貯蔵容器を含むことを特徴とする請求項４７に記載のフォトレジスト除去装置。
  50. 前記オゾンを主とする反応物は、オゾンガスであることを特徴とする請求項４９に記載のフォトレジスト除去装置。
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