JPH02318A - Lift-off treatment method and equipment therefor - Google Patents

Lift-off treatment method and equipment therefor

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JPH02318A
JPH02318A JP23702088A JP23702088A JPH02318A JP H02318 A JPH02318 A JP H02318A JP 23702088 A JP23702088 A JP 23702088A JP 23702088 A JP23702088 A JP 23702088A JP H02318 A JPH02318 A JP H02318A
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Abstract

PURPOSE:To enable lift-off while foreign material is prevented from re-attaching by jetting lift-off solvent on a semiconductor wafer surface, via a nozzle, while high frequency ultrasonic wave of 0.5-2.0MHz is applied, and utilizing its pulverizing effect. CONSTITUTION:While a spin head 2 is rotated, MEK 4, as solvent, is made to pass an ultrasonic wave oscillation nozzle 5 at a pressure of 0.5kg/cm<2>, and the solvent is jetted on the surface of a wafer. In the ultrasonic oscillation nozzle 5, a resonator to obtain ultrasonic wave oscillation of 0.8MHz and 30W is contained. The MEK 6 passes the resonator and is energized by the ultrasonic wave. As the result, high speed vibration is induced at the molecular level, and the resultant acceleration pulverizes photoresist 14 and a metal film 15. By adding pulverizing effect to the MEK having original capability to melt the photoresist 14, the melting and exfoliating of the photoresist 14 are progressed, and the lift-off of the metal film 15 is achieved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体デバイスウェハーを製造する過程でのリ
フトオフ処理に関し、特にその処理方法とそれに用いる
処理装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to lift-off processing in the process of manufacturing semiconductor device wafers, and particularly to a processing method and a processing apparatus used therein.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体デバイス製造に於けるリフトオフの典型例を第9
図および第10図を用いて説明する。
Typical examples of lift-off in semiconductor device manufacturing are shown in Part 9.
This will be explained with reference to the drawings and FIG.

最も単純なものとして第9図(a)に示すように半導体
ウェハー(以下ウェハーと略称する)1上に通常のホト
リソグラフィ技術にてホトレジスト14をパターニング
し、次に第9図(b)の如くメタル膜15を蒸着法にて
付着させる。この場合ホトレジスト14の厚みは意図的
に金属膜15厚より厚くシ、ホトレジス)14のパター
ンエツジ24で金属膜15が段切れるようにしている。
In the simplest case, as shown in FIG. 9(a), a photoresist 14 is patterned on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as wafer) 1 using ordinary photolithography technology, and then as shown in FIG. 9(b). A metal film 15 is deposited by vapor deposition. In this case, the thickness of the photoresist 14 is intentionally made thicker than the thickness of the metal film 15 so that the metal film 15 is broken at the pattern edges 24 of the photoresist 14.

このメタル膜150段切れをより確かなものとするため
に第10図(a)に示すようにウェハー1上に酸化膜(
SiOz膜)16を通常のCVD法にて堆積させ、その
上にホトレジスト14パターンを形成し、これをエツチ
ングマスクとして露出しているSiO2膜16を例えば
バッフアート弗酸にてエツチングする。SiO2膜16
のエツチングは縦(深さ)方向ばかりでなく横方向のエ
ツチングも生じる所謂、等方性エツチングであるため、
パターンエツジ2゛4.では5if2膜16のアンダー
カット17ができる。次に第7図(b)メタル膜15を
蒸着にて付着すると、5in2膜16のスペーサーとア
ンダーカット17により前述の第9図の方法に比ベパタ
ーンエッジ24の金属膜15段切れは確実なものとなる
In order to ensure that the metal film is cut in 150 steps, an oxide film (
A SiOz film 16 is deposited by the usual CVD method, a photoresist 14 pattern is formed thereon, and this is used as an etching mask to etch the exposed SiO2 film 16 using buffered hydrofluoric acid, for example. SiO2 film 16
The etching is so-called isotropic etching, in which etching occurs not only in the vertical (depth) direction but also in the horizontal direction.
Pattern edge 2゛4. In this case, an undercut 17 of the 5if2 film 16 is formed. Next, as shown in FIG. 7(b), when the metal film 15 is deposited by vapor deposition, the spacer and undercut 17 of the 5in2 film 16 ensure that the metal film 15 is cut in 15 steps at the pattern edge 24 compared to the method shown in FIG. 9 described above. Become something.

このようにして被着したメタル膜15の内、不要な金属
膜15即ち、ホトレジス)14上の金属膜15を取り除
くために第9図(C)、第1θ図(C)では溶剤として
ホトレジスト14を溶解するが金属膜15、ウェハー1
および5if2膜16については腐食しないもの、例え
ば有機溶剤ではメチルエチルケトン(MEK)をウェハ
ー1に浸漬させ、その中で周波数20〜50KHzの超
音波を照射しながらホトレジスト14を溶解しつつウェ
ハー1から剥離させ同時に金属膜15も剥離、破砕して
いく。
Of the metal film 15 deposited in this manner, in order to remove unnecessary metal film 15 (ie, metal film 15 on photoresist) 14, photoresist 14 is used as a solvent in FIGS. 9(C) and 1θ(C). The metal film 15 and the wafer 1 are melted.
As for the 5if2 film 16, the wafer 1 is immersed in a non-corrosive organic solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), and the photoresist 14 is dissolved and peeled off from the wafer 1 while being irradiated with ultrasonic waves with a frequency of 20 to 50 KHz. At the same time, the metal film 15 is also peeled off and crushed.

以上のプルセスをリフトオフと言う。The above process is called lift-off.

従来、この種のリフトオフの処理方法として具体的には
第11図に示すように超音波振動子17を配した浴槽1
8に振動媒体として水19を入れ、その中にMEK4の
入ったビーカー2oを置きウェハー1を一枚一枚超音波
照射する方法と第12図に示すようにMEK4の入った
浴槽21に複数枚のウェハーlを収納したキャリア22
を没入させ、ウェハー1の縦方向に生じる超音波の強弱
(定在波)の影響を回避するためにキャリア22毎上下
に数十間の揺動23を行いながら超音波処理する方法が
ある。何れも、超音波の周波数は20〜50KHzであ
るためMEKd内ではキャビテーション効果が主体とな
ってホトレジスト14とメタル膜15の剥離を促進させ
ている。
Conventionally, as a treatment method for this type of lift-off, specifically, as shown in FIG.
A method of placing water 19 as a vibration medium in a wafer 8 and placing a beaker 2o containing MEK4 therein and irradiating the wafers 1 one by one with ultrasonic waves.As shown in FIG. Carrier 22 containing wafers l
There is a method in which the carrier 22 is immersed in the wafer 1 and the wafer 1 is immersed in the wafer 1, and ultrasonic processing is performed while the carrier 22 is oscillated up and down for several tens of times in order to avoid the influence of the strength (standing waves) of the ultrasonic waves generated in the longitudinal direction of the wafer 1. In both cases, since the frequency of the ultrasonic waves is 20 to 50 KHz, the cavitation effect plays a major role in MEKd, promoting the separation of the photoresist 14 and the metal film 15.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のリフトオフ処理方法は、何れも超音波処
理中にウェハー1から一旦剥がれた金属膜15が再付着
しやすいということとリフトオフ処理時間がウェハー1
−枚処理の場合でも30分以上要しスルーブツトが低い
という欠点がある。
In all of the conventional lift-off processing methods described above, the metal film 15 once peeled off from the wafer 1 during ultrasonic treatment is likely to re-attach, and the lift-off processing time is short.
- Even in the case of sheet processing, it takes more than 30 minutes and the throughput is low.

再付着については溶剤(MEK)の交換頻度を高めその
確率を軽減することもできるが、交換頻度を高めると、
溶剤の使用量は増え例えばウェハー1枚当たり21の溶
剤を必要とし、経済性に欠く。また、第12図のバッチ
処理タイプのものはキャリア22に剥がれたメタル膜1
5の屑が付着しそれが汚染源となるという欠点がある。
Regarding redeposition, it is possible to reduce the probability of re-deposition by increasing the frequency of replacing the solvent (MEK), but increasing the replacement frequency
The amount of solvent used increases, for example, 21 parts of solvent are required per wafer, which is uneconomical. In addition, in the batch processing type shown in FIG. 12, the metal film 1 peeled off on the carrier 22 is
There is a disadvantage that the debris of No. 5 adheres and becomes a source of contamination.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
リフトオフ後の金属層等の異物が再付着することが防止
され、異物による汚染が防止されるリフトオフ処理方法
およびリフトオフ処理装置を提供することを目的とする
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a lift-off processing method and a lift-off processing apparatus in which re-deposition of foreign substances such as a metal layer after lift-off is prevented and contamination by foreign substances is prevented.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、ホトレジストパターン上に除去すべき
金属層を有する半導体ウェハーである被リフトオフ試料
を自転させ、周波数0.5〜2.0MHzの超音波を帯
びた溶剤を被リフトオフ試料の被リフトオフ面に照射し
、この溶剤照射を、照射軌跡が被リフトオフ試料の回転
軸を通過して同心方向に走査する第1の照射と、被リフ
トオフ試料の外周のみ照射する第2の照射とを同時に行
うリフトオフ処理方法を得る。このリフトオフ処理方法
に先立って被リフトオフ面を溶剤に浸しておくと更に効
果的である。
According to the present invention, a sample to be lifted off, which is a semiconductor wafer having a metal layer to be removed on a photoresist pattern, is rotated, and a solvent containing ultrasonic waves with a frequency of 0.5 to 2.0 MHz is applied to the sample to be lifted off. This solvent irradiation is carried out at the same time as the first irradiation, in which the irradiation trajectory passes through the rotation axis of the lift-off sample and scans in the concentric direction, and the second irradiation, in which only the outer periphery of the lift-off sample is irradiated. Obtain a lift-off processing method. It is more effective if the surface to be lifted off is soaked in a solvent prior to this lift-off treatment method.

更に、本発明によれば、半導体ウェハー表面のホトレジ
ストパターン上に被着された金属層をリフトオフするリ
フトオフ処理装置において、ホトレジストパターンを溶
解する溶剤を半導体ウェハー表面に向けて噴射するノズ
ルと、0.5乃至2.0MHzの超音波を前記ノズルか
ら噴射される溶剤に印加する超音波印加手段と、前記半
導体ウェハーを自転させる駆動手段とを有するリフトオ
フ処理装置を得る。
Further, according to the present invention, in a lift-off processing apparatus for lifting off a metal layer deposited on a photoresist pattern on a surface of a semiconductor wafer, a nozzle for spraying a solvent for dissolving the photoresist pattern toward the surface of the semiconductor wafer; A lift-off processing apparatus is obtained, which includes an ultrasonic wave applying means for applying ultrasonic waves of 5 to 2.0 MHz to the solvent injected from the nozzle, and a driving means for rotating the semiconductor wafer.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、ノズルから溶剤が半導体ウェハーに
向けて噴射され、この溶剤に対して超音波印加手段によ
り0.5乃至1.0MHzの超音波が印加される。
In the present invention, a solvent is injected from a nozzle toward a semiconductor wafer, and an ultrasonic wave applying means applies ultrasonic waves of 0.5 to 1.0 MHz to the solvent.

このように、高周波超音波が付加された溶剤が半導体ウ
ェハーの表面に噴射されると、その破砕効果によりホト
レジストが除去され、ホトレジスト上の金属層がリフト
オフされる。
In this manner, when a solvent to which high-frequency ultrasonic waves are applied is injected onto the surface of a semiconductor wafer, the photoresist is removed due to its crushing effect, and the metal layer on the photoresist is lifted off.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の最も基本的な実施例である第1の実施
例を示した構成図である。第1図(a)に示すように、
リフトオフする面を上にしてウェハー1をスピンヘッド
2に真空吸着もしくはメカニカルチャック(図は真空吸
着)にてセットする。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment, which is the most basic embodiment of the present invention. As shown in Figure 1(a),
The wafer 1 is set on the spin head 2 with the side to be lifted off facing up using vacuum suction or a mechanical chuck (vacuum suction shown).

尚、ウェハー1の中心はスピンヘッド2の回転軸3と合
うようにしている。スピンヘッド2を回転させながら溶
剤としてMEKをo、5Kg/−の圧力で超音波発振ノ
ズル5に通し、高速で自転しているウェハー1表面に照
射する。超音波発振ノズル5の中には周波数0.8MH
z、出力30Wの超音波振動を得る振動子が内蔵さhて
おり、これを通過し超音波を帯だMEK6は分子レベル
で高速振動を起こし、生じた加速度によりホトレジスト
14および金属膜15を破砕する効果がある。
Note that the center of the wafer 1 is aligned with the rotation axis 3 of the spin head 2. While rotating the spin head 2, MEK as a solvent is passed through the ultrasonic oscillation nozzle 5 at a pressure of 5 kg/- to irradiate the surface of the wafer 1 which is rotating at high speed. The ultrasonic oscillation nozzle 5 has a frequency of 0.8MH.
There is a built-in vibrator that generates ultrasonic vibrations with an output of 30 W, and the MEK6 that passes through this and emits ultrasonic waves causes high-speed vibration at the molecular level, and the resulting acceleration crushes the photoresist 14 and metal film 15. It has the effect of

従って、もともとホトレジスト14溶解力のあるMEK
4に超高周波の超音波による破砕効果を加えることによ
りホトレジスト14の溶解、剥離が進行し金属膜15の
リフトオフが果たせる。
Therefore, MEK originally has the ability to dissolve photoresist 14.
By adding the crushing effect of ultra-high frequency ultrasonic waves to 4, the photoresist 14 is dissolved and peeled off, and the metal film 15 can be lifted off.

尚、メガヘルツ帯の超音波は指向性が強いので一旦つエ
バー1表面に当たったあとは急激に減衰することから、
MEK6照射がウェハ−1企図に且つ照射回数を多くと
る必要がある。このためウェハー1の回転(自転)に加
え超音波発振ノズル5をウェハー1の同心方向に走査さ
せる。第1図(b)にMEK6照射のウェハー1上での
軌跡9を示す。これは首振り型のノズルであるため弧状
の軌跡9であるが直線の軌跡であってもよい。重要なこ
とは必ず軌跡9が回転軸(つまりウェハー1の中心)を
通過することである。このようにして、剥がれたメタル
膜15の屑や溶剤はスピンアウトしカップ7に受けられ
ドレイン8を通して排出され金属屑の再付着がないまま
リフトオフできる。
Furthermore, megahertz band ultrasonic waves are highly directional, so once they hit the Ever-1 surface, they attenuate rapidly.
MEK6 irradiation is planned for wafer 1 and it is necessary to increase the number of irradiations. For this purpose, in addition to the rotation (rotation) of the wafer 1, the ultrasonic oscillation nozzle 5 is caused to scan in the concentric direction of the wafer 1. FIG. 1(b) shows a trajectory 9 of MEK6 irradiation on the wafer 1. Since this is an oscillating nozzle, the trajectory 9 is arcuate, but it may be a straight trajectory. What is important is that the trajectory 9 always passes through the rotation axis (that is, the center of the wafer 1). In this way, the scraps of the peeled metal film 15 and the solvent are spun out, received by the cup 7 and discharged through the drain 8, and can be lifted off without any metal scraps being reattached.

以上、述べたように、リフトオフ処理した場合のリフト
オフ時間とウェハー回転数の関係を第4図に示す。図中
、実線で示したラインがリフトオフの境界を表し、ハツ
チング領域メタル残りがありリフトオフ未了を意味する
。ウェハーlの回転数を上げるに従いリフトオフに掛か
る時間は短くなり、回転数が400Orpm以上では約
30秒間で完了し、前述の従来技術に比べ所要時間が大
幅に短縮されていることが分かる。このデータは回転数
を上げることにより照射回数が増しその結果、メタル膜
の剥離性が高まったことを裏づけるものであり、400
0〜5000rpmという回転数は通常のスピンナーが
持つマシン能力範囲にあり実用状支障ない。
As described above, FIG. 4 shows the relationship between lift-off time and wafer rotation speed when lift-off processing is performed. In the figure, the solid line represents the boundary of lift-off, and there is metal remaining in the hatched area, meaning that lift-off has not been completed. As the rotational speed of the wafer I increases, the time required for lift-off becomes shorter, and when the rotational speed is 400 rpm or more, the lift-off is completed in about 30 seconds, which shows that the required time is significantly shortened compared to the above-mentioned conventional technology. This data confirms that increasing the rotation speed increases the number of irradiations, and as a result, the peelability of the metal film increases.
The rotational speed of 0 to 5000 rpm is within the range of machine capabilities of ordinary spinners and poses no problem in practical use.

第5図は本発明の第2の実施例を示すもので、同図(a
)は縮小投影露光法によりウェハー1上にホトレジスト
をパターニングし金属膜な被着した状態のもので、フィ
ールド11内に1〜数チツプの素子が露光され、ウェハ
ー全面の露光はステップ・アンド・リピートを行いバタ
ーニングしている。高精度のパターンアラメイントを要
する場合、チップアラメイント(または、ダイ・パイ・
ダイアラメインド)方式をとることから、フィールドの
一部が欠け、アラメイントマークが欠損するようなウェ
ハ−1外周領域12には露光を行わない(特に、GaA
s基板の如く表面平坦性の悪いもの)。従って、ポジ型
レジストを用いた場合、この外周領域12はホトレジス
トがそのまま残りその上にメタル膜が被着しており数−
以上に亘る被リフトオフ領域が生ずる。このようにウェ
ハ−1外周領域12に 広範囲の被リフトオフ部を有す
るものを第1図の実施例で処理すると、30秒程度の短
時間処理では第5図(b)に示すように金属残り13が
生じ、これを除去するには少なくとも2分以上の照射を
必要とする。金属残り13が生じやすい原因のもうひと
つはウェハ−1中央部と外周部の角速度の違いであり、
外周方向に行くに連れ実行的な超音波照射時間が短くな
るからである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
) is a state in which a photoresist is patterned on a wafer 1 using a reduction projection exposure method and a metal film is deposited on the wafer 1. One to several chips of elements are exposed in a field 11, and the exposure of the entire wafer is performed by step-and-repeat. and buttering. When high-precision pattern alignment is required, chip alignment (or die, pie,
Since the dial-a-main method is adopted, the outer peripheral region 12 of the wafer 1, where part of the field is missing and the a-la-main mark is missing, is not exposed (in particular, the GaA
s substrate with poor surface flatness). Therefore, when a positive resist is used, the photoresist remains in this outer peripheral region 12 and a metal film is deposited on it, resulting in several
The above-mentioned lift-off region is generated. When a wafer 1 having a wide area to be lifted off in the outer circumferential area 12 is processed in the embodiment shown in FIG. occurs, and irradiation for at least 2 minutes is required to remove it. Another reason why the metal residue 13 is likely to occur is the difference in angular velocity between the center and the outer periphery of the wafer 1.
This is because the effective ultrasonic irradiation time becomes shorter as one goes toward the outer circumference.

本発明の第3の実施例の2番目として前述のケースウェ
ハー1に対処すべく第2図の方法を示す、第2図(a)
は第1図の実施例を基本にして超音波発振ノズル4をひ
とつ加え、第2図(b)に示すようにウェハーlの外周
に照射10し、角速度の影響を解消するものである。こ
の方法によりウェハー1回転数500Orpm、30秒
照射の条件で処理した結果、第5図(c)に示すように
ウェハー1の外周領域12には金属残り13は無くなる
FIG. 2(a) shows the method of FIG. 2 for dealing with the case wafer 1 described above as a second embodiment of the third embodiment of the invention.
This is based on the embodiment shown in FIG. 1, and one ultrasonic oscillation nozzle 4 is added to irradiate the outer periphery of the wafer 10 as shown in FIG. 2(b), thereby eliminating the influence of angular velocity. As a result of processing this method under the conditions of irradiation for 30 seconds at a wafer rotation speed of 500 rpm, there is no remaining metal 13 in the outer circumferential region 12 of the wafer 1, as shown in FIG. 5(c).

次に、本発明の第4の実施例として第3図(a)超音波
照射前にウェハー1表面にMEK4を約10mu滴下さ
せ、表面張力を利用してウェハー1上でMEK4を停留
させる。このように表面デイツプ処理を5分行い、次に
第3図(b)の如く第2の実施例と同様に超音波照射す
る。表面デイツプ処理を施すことでホトレジスト14パ
ターンの工、ジ部24の溶解が進行するため、第4図の
破線カーブが示すように例えば5000rpmでは僅か
5秒でリフトオフが完了する。このとき−枚当たりの溶
剤(ME K 4 )使用量はおよそ120rallで
あり従来技術(第11図)の10%以下の消費量で済ま
せることが可能となる。
Next, as a fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3(a), about 10 mu of MEK4 is dropped onto the surface of the wafer 1 before ultrasonic irradiation, and the MEK4 is stopped on the wafer 1 using surface tension. The surface dip treatment was carried out for 5 minutes in this manner, and then ultrasonic waves were irradiated as in the second embodiment as shown in FIG. 3(b). By performing the surface dip treatment, the etching of the photoresist 14 pattern and the dissolution of the groove 24 proceed, so that lift-off is completed in only 5 seconds at 5000 rpm, for example, as shown by the broken line curve in FIG. At this time, the amount of solvent (MEK 4 ) used per sheet is approximately 120 rall, which is 10% or less of the amount consumed in the prior art (FIG. 11).

次に、本発明のリフトオフ処理装置のいくつかの例につ
いて添付の図面を参照して説明する。第5図は本発明の
リフトオフ処理装置の第1の例を示す断面図である。ス
ピンヘッド111は通常のレジスト塗布機、現像機又は
ウォータージェットスクラバと同様にウェハー101を
真空吸着する。
Next, some examples of the lift-off processing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a sectional view showing a first example of the lift-off processing apparatus of the present invention. The spin head 111 vacuum-chucks the wafer 101 in the same way as a typical resist coater, developer, or water jet scrubber.

このスピンヘッド111は回転軸112上に固定されて
おり、その中心の周りに、500乃至3000rpmの
回転速度で自転する。スピンヘッド111の周りには、
スピンヘッド111に真空吸着されたウェハー101を
取囲むようにしてカップ113が配設されている。この
カップ113の底部にはドレイン114が取付けられて
いる。このドレイン114を介してカップ113内の溶
剤が回収槽内に回収される。
This spin head 111 is fixed on a rotating shaft 112 and rotates about its center at a rotation speed of 500 to 3000 rpm. Around the spin head 111,
A cup 113 is disposed to surround the wafer 101 vacuum-adsorbed by the spin head 111. A drain 114 is attached to the bottom of this cup 113. The solvent in the cup 113 is collected into the collection tank through the drain 114.

スピンヘッド111の上方には、リフトオフ溶剤のME
Kをスピンヘッド111に吸着されたウェハー101上
に噴射するノズル115が配設されている。ノズル11
5内には、例えば、0.8MHzの周波数の超音波を発
振する超音波発振板(図示せず)が内蔵されており、こ
のノズル115にリフトオフ溶剤であるMEKを提供す
ると、前記超音波発振板によりMEKに超音波振動が付
加され、この超音波を帯びたMEK116はノズル11
5から自転しているウェハー101の表面に噴射される
Above the spin head 111 is a lift-off solvent ME.
A nozzle 115 is provided for spraying K onto the wafer 101 adsorbed by the spin head 111. Nozzle 11
5 has a built-in ultrasonic oscillation plate (not shown) that oscillates ultrasonic waves at a frequency of 0.8 MHz, for example, and when MEK, which is a lift-off solvent, is supplied to this nozzle 115, the ultrasonic oscillation Ultrasonic vibrations are applied to the MEK by the plate, and the MEK 116 tinged with ultrasonic waves passes through the nozzle 11.
5 onto the surface of the rotating wafer 101.

次に、このように構成されたリフトオフ処理装置の動作
について説明する。先ず、スピンヘッド111に半導体
ウェハー101を真空吸着させる。
Next, the operation of the lift-off processing apparatus configured as described above will be explained. First, the semiconductor wafer 101 is vacuum-adsorbed by the spin head 111.

そして、スピンヘッド111を所定の回転速度で回転さ
せてウェハー101を自転させつつ、ノズル115から
MEK116をウェハー101の表面に向けて噴射する
。この場合に、ノズル115内の超音波発振板によりM
EKに高周波超音波振動を付加する。
Then, MEK 116 is injected from the nozzle 115 toward the surface of the wafer 101 while rotating the spin head 111 at a predetermined rotational speed to cause the wafer 101 to rotate. In this case, the ultrasonic oscillation plate in the nozzle 115
Adds high frequency ultrasonic vibration to EK.

通常、0.4MHzを超える周波数になると、溶剤(こ
の場合はMEK)A、低周波数(数十KHz)の場合の
ようにキャビテーション効果は生じないで、溶剤液分子
が高速振動する際の加速度による破砕効果が主体となっ
てレジスト又は金属等の汚れを除去する。従って、元来
レジスト溶解力を有するMEKに前述の破砕効果が加わ
り、ウェハー101の表面上のレジストの溶解及び剥離
が進行し、金属層がリフトオフされる。このような高周
波超音波は指向性が強いので、−旦つエバー表面に照射
された後は急激に減衰するため、MEK照射がウェハー
101の全面に行き渡るように、。
Normally, when the frequency exceeds 0.4 MHz, the cavitation effect does not occur with the solvent (MEK in this case) A, as it does with low frequencies (several tens of KHz), but due to the acceleration of the solvent liquid molecules when they vibrate at high speed. The crushing effect is mainly used to remove stains from resist or metal. Therefore, the above-mentioned crushing effect is added to MEK, which originally has resist-dissolving power, so that the resist on the surface of the wafer 101 progresses in dissolution and peeling, and the metal layer is lifted off. Since such high-frequency ultrasonic waves have strong directivity, they rapidly attenuate once they are irradiated onto the Ever surface, so that the MEK irradiation is spread over the entire surface of the wafer 101.

ウェハー101を自転させると共に、超音波発振ノズル
115をウェハー112の円心方向にスライドさせるこ
とにより、剥離した金属屑をウェハー101の表面上か
らスピンアウトさせる。これにより、剥離層の再付着が
防止される。このスピンアウトした金属屑及び溶剤ME
Kはカップ113に受は止められ、ドレイン114に排
出される。
By rotating the wafer 101 and sliding the ultrasonic oscillation nozzle 115 in the direction of the center of the wafer 112, the peeled metal debris is spun out from the surface of the wafer 101. This prevents the release layer from re-adhering. This spun out metal scrap and solvent ME
K is received in a cup 113 and discharged to a drain 114.

次に、第7図(a)、 (b)を参照して本発明のリフ
トオフ処理に用いるリフトオフ処理装置の第2の例につ
いて説明する。この装置例は溶剤の使用量を減少させて
高効率でリフトオフする場合、又は金属層が展延性の高
いAuであって、リフトオフし難い場合に好適のもので
ある。第7図(a)、 (b)において、第6図と同一
物には同一符号を付して説明を省略する。この装置例に
おいては、超音波発振ノズル115の近傍にMEK滴下
ノズル116を配設した点が第1の装置例と異なる。
Next, a second example of the lift-off processing apparatus used in the lift-off processing of the present invention will be described with reference to FIGS. 7(a) and 7(b). This device example is suitable for highly efficient lift-off by reducing the amount of solvent used, or for cases where the metal layer is made of highly malleable Au and is difficult to lift-off. In FIGS. 7(a) and 7(b), the same parts as those in FIG. 6 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. This device example differs from the first device example in that a MEK dripping nozzle 116 is disposed near the ultrasonic oscillation nozzle 115.

この装置においては、先ず、第7図(a)に示すように
、滴下ノズル118からMEK119を、例えば、約1
0m1だけウェハー101の表面に滴下し、表面張力に
よりMEK119をウェハー101上に盛り上がった状
態で保持し、1分間放置する。この間にパターンエツジ
24におけるレジストの溶解が進行し、アンダーカット
したようになる。
In this device, first, as shown in FIG.
A drop of 0 ml was dropped on the surface of the wafer 101, and the MEK 119 was held in a raised state on the wafer 101 due to surface tension, and left for 1 minute. During this time, the resist at the pattern edge 24 continues to dissolve, resulting in an undercut.

次に、第7図(b)に示すように、スピンへラド111
を回転させてウェハー101上のMEK119を振り切
る。必要に応じて、滴下、放置及び振り切りを複数回繰
り返してから、同−力、プ113内でMEKの供給を滴
下ノズル118から超音波発振ノズル115に切り換え
、第6図と同様にして処理する。この場合に、予め、ア
ンダーカット処理をしているため、第1の装置例の場合
に比して短時間のMEK116の照射でリフトオフが完
了し、溶剤MEKの使用量を低減することができる。
Next, as shown in FIG. 7(b), the spin head rad 111
rotate to shake off the MEK 119 on the wafer 101. If necessary, after repeating dropping, leaving, and shaking off several times, the supply of MEK is switched from the dropping nozzle 118 to the ultrasonic oscillation nozzle 115 in the same force in the pipe 113, and processing is performed in the same manner as in FIG. 6. . In this case, since the undercut treatment is performed in advance, lift-off is completed with MEK 116 irradiation for a shorter time than in the case of the first device example, and the amount of solvent MEK used can be reduced.

次に、第8図(a)乃至(c)を参照して、本発明のリ
フトオフに用いる第3の装置例について説明する。この
装置例はLSIレベルのリフトオフ処理をする場合のも
のである。第8図(a)、 (b)は夫々第7図(a)
、 (b)と同様の装置を示し、この第7図の手順と同
様の工程を実施する。
Next, a third example of the device used for lift-off of the present invention will be described with reference to FIGS. 8(a) to 8(c). This device example is for performing LSI level lift-off processing. Figures 8(a) and (b) are respectively Figure 7(a)
, (b) shows an apparatus similar to that shown in FIG. 7, and performs a process similar to that shown in FIG.

第8図(c)は別のカップ113a内に配置されたスピ
ンヘッド111aを示し、このスピンへ。
FIG. 8(c) shows a spin head 111a placed in another cup 113a, to which spin.

ド1llaも回転軸112aにより自転する。このスピ
ンへラド111aの上方には、高圧のMEK116を噴
出するジェットノズル20が配設されている。
The door 1lla also rotates around the rotating shaft 112a. A jet nozzle 20 for ejecting high-pressure MEK 116 is provided above the spin rad 111a.

この装置例においては、第8図(b)に示すように、超
音波発振ノズル115から超音波振動が付加されたME
K116を半導体ウェハー101の表面に噴射した後、
第8図(c)に示すように、50乃至150kg/cf
lfに加圧されたMEK16をジェットノズル120か
らウェハー101上に噴射し、半導体ウェハー101の
表面の微細なパターンに引っかかった金属屑及びレジス
トを除去する。
In this device example, as shown in FIG. 8(b), the ME
After spraying K116 onto the surface of the semiconductor wafer 101,
As shown in Figure 8(c), 50 to 150 kg/cf
MEK 16 pressurized to lf is injected onto the wafer 101 from the jet nozzle 120 to remove metal debris and resist caught in the fine pattern on the surface of the semiconductor wafer 101.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、リフトオフ溶剤を
0.5乃至2.0MHzの高周波超音波を付加しつつノ
ズルを介して半導体ウェハー表面に噴射し、その破砕効
果を利用してリフトオフすると共に、ウェハーを自転さ
せてこのリフトオフ効果をウェハー表面全体に均一に亘
らせるから、異物の再付着を防止しつつリフトオフする
ことができる。また、本発明によれば、基本的な構成は
従来から広く使われているスピンナー装置をそのまま利
用し、新たに超音波発振板を内蔵したノズルを設ける等
、溶剤を噴射するノズルと溶剤に超音波を付加する手段
とを加えるだけで装置を容易に構成することができ、ま
た自動化も容易にできる。
As explained above, according to the present invention, a lift-off solvent is injected onto the surface of a semiconductor wafer through a nozzle while applying high-frequency ultrasonic waves of 0.5 to 2.0 MHz, and lift-off is performed using the crushing effect. Since the wafer is rotated and this lift-off effect is uniformly spread over the entire wafer surface, lift-off can be performed while preventing foreign matter from re-adhering. In addition, according to the present invention, the basic configuration uses the spinner device that has been widely used as is, and a nozzle with a built-in ultrasonic oscillation plate is newly installed, so that the nozzle that sprays the solvent and the The device can be easily constructed by simply adding a means for applying sound waves, and it can also be easily automated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)は本発明のリフトオフ処理方法による第1
の実施例の一工程を示す断面図、同図(b)はその噴射
溶剤の軌跡を示す図、第2図(a)は本発明の′リフト
オフ処理方法による第3の実施例の一工程を示す断面図
、同図(b)はその噴射溶剤の軌跡を示す図、第3図(
a)および(b)は本発明のリフトオフ処理方法による
第4の実施例を示す断面図、第4図は本発明のリフトオ
フ処理方法のウェハー回転数とリフトオフ処理時間との
関係を示すグラフ、第5図(a)、 (b)、 (c)
は本発明のリフトオフ処理方法のノズル数によるリフト
オフ処理状態の違いを示す図、第6図は本発明のリフト
オフ処理に用いる処理装置の第1の装置例を示す断面図
、第7図(a)、 (b)は本発明のリフトオフ処理に
用いる処理装置の第2の装置例を処理工程毎に示す断面
図、第8図(a)、 (b)、 (c)は本発明のリフ
トオフ処理に用いる処理装置の第3の装置例を処理工程
毎に示す断面図、第9図(a)、 (b)。 (C)はリフトオフ処理の第1の従来例を工程順に示す
断面図、第10図(a)、 (b)、 (c)はリフト
オフ処理の第2の従来例を工程順に示す断面図、第11
図はリフトオフ処理装置の第1の従来例を示す断面図、
第12図はリフトオフ処理装置の第2の従来例を示す断
面図である。 1.101・・・・・・ウェハー 2,111・・・・
・・スピンヘッド、3・・・・・・回転軸、4,116
,119・・・・・・MEK、5,115・・・・・・
超音波発振ノズル、6・・・・・・超音波を帯びたME
K、7,113・・・・・・カップ、8,114・・・
・・・ドレイン、9・川・・軌跡、10・・・・・・外
周照射、11・・・・・・フィールド、12・・・・・
・外周領域、13・・・・・・メタル残り、14・・・
・・・ホトレジスト、15・・・・・・金属膜、16・
旧・・5iCh膜、17・・・・・・超音波振動子、1
8・・・・・・浴槽、19・旧・・水、20,1・・・
・・・ビーカー、21・・・・・・浴槽、22・旧・・
キャリア、23・・・・・・揺動、24・旧・・パター
ンエツジ、118・・・・・・滴下ノズル、120・・
・・・・ジェットノズル 代理人 弁理士  内 原   音 (a) (I)) $ 1 回 (a) (J、) 茅 3 z Ca) 茅2 石 茶 4WI (b) 茶7 圀 (al (ム2 (Cン 茅 囚 (C) (CI 茅 閏 羊It)閏 (^) 華 閏 茅 図 手続補正書 (方式) 6、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」 の欄
FIG. 1(a) shows the first treatment using the lift-off treatment method of the present invention.
FIG. 2(b) is a cross-sectional view showing one step of the embodiment, FIG. 2(b) is a diagram showing the trajectory of the sprayed solvent, and FIG. Figure 3 (b) is a cross-sectional view showing the trajectory of the sprayed solvent, Figure 3 (
a) and (b) are cross-sectional views showing a fourth embodiment of the lift-off processing method of the present invention; FIG. 4 is a graph showing the relationship between wafer rotation speed and lift-off processing time in the lift-off processing method of the present invention; Figure 5 (a), (b), (c)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first example of the processing apparatus used for the lift-off processing of the present invention; FIG. 7(a) , (b) is a cross-sectional view showing a second example of the processing apparatus used for the lift-off processing of the present invention for each processing step, and FIGS. FIGS. 9(a) and 9(b) are cross-sectional views showing a third example of the processing apparatus used for each processing step. (C) is a sectional view showing the first conventional example of lift-off processing in the order of steps; FIGS. 10(a), (b) and (c) are sectional views showing the second conventional example of lift-off processing in order of steps; 11
The figure is a sectional view showing a first conventional example of a lift-off processing device.
FIG. 12 is a sectional view showing a second conventional example of a lift-off processing apparatus. 1.101...Wafer 2,111...
... Spin head, 3 ... Rotating shaft, 4,116
,119...MEK,5,115...
Ultrasonic oscillation nozzle, 6...ME tinged with ultrasonic waves
K, 7,113...Cup, 8,114...
...Drain, 9. River...Trajectory, 10...Peripheral irradiation, 11...Field, 12...
・Outer area, 13...Metal remaining, 14...
...Photoresist, 15...Metal film, 16.
Old...5iCh membrane, 17...Ultrasonic transducer, 1
8...Bathtub, 19.Old...Water, 20,1...
... Beaker, 21... Bathtub, 22 Old...
Carrier, 23... Rocking, 24 Old... Pattern edge, 118... Dripping nozzle, 120...
...Jet nozzle agent Patent attorney Uchihara Oto (a) (I)) $ 1 time (a) (J,) Kaya 3 z Ca) Kaya 2 Ishicha 4WI (b) Cha 7 Kuni (al (Mu) 2 (C) (C) (CI 茅閏过It) 鏏(^) 茅閏茅 协视Proceedings procedural amendment (method) 6. ``Brief explanation of the drawings'' column of the specification to be amended

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体ウェハー表面に形成したホトレジストパタ
ーンの上に金属膜を被着した後、このホトレジストパタ
ーン上の前記金属膜のみリフトオフ法により除去するリ
フトオフ処理方法に於いて、ホトレジストを溶解する溶
剤を周波数0.5〜2.0MHzの超音波を発振する振
動子を内蔵したディスペンスノズルを通して、前記半導
体ウェハーを回転数1000〜8000rpmで自転せ
しめながら、前記半導体ウェハーのリフトオフする面に
照射することを特徴とするリフトオフ処理方法。
(1) In a lift-off processing method in which a metal film is deposited on a photoresist pattern formed on the surface of a semiconductor wafer and only the metal film on this photoresist pattern is removed by a lift-off method, a solvent for dissolving the photoresist is heated at a high frequency. The ultrasonic wave is irradiated onto the surface of the semiconductor wafer to be lifted off while the semiconductor wafer is rotated at a rotation speed of 1000 to 8000 rpm through a dispensing nozzle containing a built-in vibrator that oscillates ultrasonic waves of 0.5 to 2.0 MHz. lift-off processing method.
(2)前記ディスペンスノズルから照射した前記溶剤が
前記半導体ウェハーの回転軸を通過し円心方向に走査す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のリフトオフ処理方法。
(2) The lift-off processing method according to claim 1, wherein the solvent irradiated from the dispense nozzle passes through the rotation axis of the semiconductor wafer and scans in a circular direction.
(3)前記半導体ウェハーの外周にのみ前記溶剤を他の
ディスペンスノズルから照射することを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載のリフトオフ処理方法。
(3) The lift-off processing method according to claim 2, characterized in that the solvent is irradiated only onto the outer periphery of the semiconductor wafer from another dispense nozzle.
(4)前記溶剤を照射する前に前記半導体ウェハーのリ
フトオフする面を前記溶剤に浸漬することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のリフトオフ処理方法。
(4) The lift-off processing method according to claim 1, wherein the surface of the semiconductor wafer to be lifted off is immersed in the solvent before irradiating the solvent.
(5)半導体ウェハー表面のホトレジストパターン上に
被着された金属層をリフトオフするリフトオフ処理装置
において、前記ホトレジストパターンを溶解する溶剤を
前記半導体ウェハーに向けて噴射するノズルと、0.5
乃至2.0MHzの超音波を前記ノズルから噴射される
溶剤に印加する超音波印加手段と、前記半導体ウェハー
を自転させる駆動手段とを有することを特徴とするリフ
トオフ処理装置。
(5) In a lift-off processing apparatus for lifting off a metal layer deposited on a photoresist pattern on a surface of a semiconductor wafer, a nozzle for spraying a solvent that dissolves the photoresist pattern toward the semiconductor wafer;
A lift-off processing apparatus comprising: ultrasonic wave applying means for applying ultrasonic waves of 2.0 MHz to 2.0 MHz to the solvent sprayed from the nozzle; and driving means for rotating the semiconductor wafer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03236217A (en) * 1990-02-13 1991-10-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Method and apparatus for peeling photoresist film
JP2008004879A (en) * 2006-06-26 2008-01-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN100409941C (en) * 2003-06-17 2008-08-13 辽宁科隆化工实业有限公司 Catalyzer used in glycolphenylate preparing process
US8376573B2 (en) 2005-07-13 2013-02-19 Perkinelmer Technologies Gmbh & Co. Kg Flashlamp cartridge for removable connection to a socket

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