JPH0346225A - レジスト灰化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体技術分野、特にフォトリソグラフィーで
用いられるレジストを除去するレジスト灰化装置に関す
る。

〔従来の技術〕

現在、半導体膜や絶縁膜等を所望の形状に加工する場合
、まずレジストをバターニングし、レジストが被覆され
ていない領域をエツチング加工したのち、レジストを除
去する方法が広く用いられている。

レジストを除去する装置としては、表面にレジストを有
する基板をレジスト剥離液に浸漬する方式あるいは、剥
離液をシャワー状に散布する方式のものが一般的である
。このような湿式とは別に、酸素プラズマ中でレジスト
を灰化する乾式の装置も用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

レジストを除去する前の工程、すなわち、半導体膜や絶
縁体膜等をエツチング加工する工程では、例えばエツチ
ング加工手段としてドライエツチングのようにプラズマ
が用いられる場合には、イオン衝撃や熱によりレジスト
が変質しゃすく、そのために剥離液を用いた湿式装置で
は、レジストを完全除去するのが困難となる場合が多い
。

一方、酸素プラズマを利用した灰化装置では、レジスト
の除去性は上述の湿式装置に比べて優れているが、半導
体表面がレジストに含まれる不純物で汚染さされやすい
という欠点を有する。

このため、上述した従来法の欠点を解決しつる新しいレ
ジスト除去装置が望まれている。

本発明の目的は前記課題を解決したレジスト灰化装置を
提供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点］ 上述した従来のレジスト除去装置に対して、本発明は、
レジスト剥離性を向上させ、かつ半導体表面への汚染を
回避するためにレジストを除去すめ方式として、従来と
は全く異なり、紫外線とオゾンとを用いたレジスト灰化
方式を用いている。

特に、本発明では、大面積の基板に対しても均一にレジ
スト灰化を行うためにオゾンの散布機構に特徴を有する
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係るレジスト灰化装
置においては、水平に置かれた基板を水平方向に一定速
度で搬送させるベルト搬送機構と、搬送ベルト下に設置
されたホットプレートからなる基板加熱機構と、オゾン
散布管の吹き出し孔を通してオゾンを基板面上方から散
布するオゾン散布機構と、オゾン散布管に対して一定周
期で交互に配列された低圧水銀ランプをもつ紫外線照射
機構とを有するものである。

〔作用〕

オゾン雰囲気中で、レジストを加熱しながら紫外線照射
を行うとレジストが灰化するという現象は既に知られて
いる（例えば第３５回応用物理学関係連合講演会予稿集
（１９８８）Ｐ、５１２）。

本発明はこの現象に基づいて、レジスト灰化を均一性よ
く行うためのレジスト灰化装置を提供するものである。

レジスト灰化を均一に行うためには、基板表面のレジス
トに対して新鮮なオゾンを均一に供給することが必要で
ある。本発明では、オゾンを均一に供給するために、一
定間隔でオゾン散布管が搬送ベルト上方に複数本配列さ
れている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を模式的に示す断面図である
。第２図は平面図である。

表面にレジストを有する基板４は、搬送ベルトｌにより
水平方向に搬送される。搬送ベルトｌの上方には上Ｍ９
を設けてあり、搬送ベルト１の下方には基板を加熱する
ためのホットプレート３を設けである。搬送ベルト１の
上方には、オゾン散布管５と低圧水銀ランプ７とを１本
ずつ交互に配置し、低圧水銀ランプ７の裏側には紫外線
の散逸を防ぐための反射板８を設けである。オゾン導入
管１２を通してオゾン散布管５からオゾン６が上方より
基板４の表面に供給されたのち、装置の両側に設けられ
た排気管ＩＯから排気１１される。低圧水銀ランプ７と
して、長さ３５ｃｍ、１００ワツトのランプを用い、反
射板８として半径４ｃｍの半円筒状のアルミ板を用いた
。オゾン散布管５として外径１．５ＣＩ１１．長さ３５
ｃｍのステンレス管に、直径２ｍの吹き出し孔１４が基
板４と相対する側の約１２０＠の領域に４間ピッチで多
数個設けられているような管を用いた。低圧水銀ランプ
７の中心とオゾン散布管５の中心とを互いに４３＋ｍ＋
＋離した状態で、低圧水銀ランプを１’Ｏ本、オゾン散
布管を１１本、交互に並べた。

基板４と低圧水銀ランプ７との距離は約２０ｍｍである
。ホットプレート３としては、内部にシリコンバーヒー
タが埋め込まれたものを用いた。搬送ベルトｌとしてテ
フロングラファイトベルトを用いた。基板４としては次
のようなものを用いた。大きさ３００　Ｘ　３００閣、
厚さ１ｍのガラス（商品名：コーニング７０５９　）上
に、プラズマ化学気相堆積法によりアモルファスシリコ
ン膜を３００ＯＡ堆積したのち、厚さ７０００　Ａのレ
ジスト（東京応化０ＦＰＲ８００）を塗布し、通常のフ
ォトリソグラフィー技術により大きさ２０　Ｘ　２０　
Ｐｍ　ｐ　ピッチ５０ＩＬｍの多数のレジスト島を形成
した。次に、４弗化炭素（ＣＦ４）を用いたドライエツ
チングにより、レジストで被覆されていない領域のアモ
ルファスシリコン膜を除去してレジスト灰化実験に用い
た。

基板を搬送ベルト１上に置き、毎分３０ｃｍの速度で水
平方向に移動しながら、低圧水銀ランプ７゜オゾン散布
管５により基板表面に紫外線照射及びオゾン供給を行っ
た。オゾンの供給には酸素の中にオゾンを７ｖｏ１％混
ぜたものを用い、オゾン散布管１本当り、毎分５Ｑの酸
素・オゾン混合ガスを散布していた。基板加熱温度は２
００℃とした。このような条件下で基板４を処理した結
果、アモルファスシリコン膜上のレジストを完全に灰化
することができた。レジスト灰化後のアモルファスシリ
コン膜表面の不純物分析を行ったがレジスト中に含まれ
るＮａ等の不純物は検出されなかった。

本実施例では、基板加熱温度として２００℃の場合につ
いて述べたが、基板加熱温度はこれに限定されたもので
はなく、２００℃より低い場合でも、搬送速度を小さく
することで本発明の目的を達成することができる。

又、本実施例では基板としてガラスを用いたが、他の材
質、例えばシリコンウェーハに対しても本発明は熱論有
効である。

又、本発明は搬送方式を用いているため、他の処理装置
との連結が容易となり、例えば第３図に示すように、湿
式エツチング装置における乾燥部の後に本発明の装置を
連結することにより、エツチングからレジスト除去まで
を効率よく処理することができ、処理能力を大幅に改善
することが可能となる。

（実施例２） 第４図、第５図は本発明の実施例２を示す図である。

レジスト灰化を均一に行うには、基板表面のレジストに
対して新鮮なオゾンを均一に供給することが必要である
。

本実施例では複数個の吹き出し孔１４を有するオゾン散
布管５を一定間隔で複数本搬送ベルトｌの上方に配列し
、かつオゾン散布管５の中心軸１５のまわりを一定角度
範囲内で揺動させることによってオゾンを均一に散布す
るようにしたものである。

その他の構成は実施例１と同じである。

本実施例ではオゾン散布管５として外径１．５ｃｍ。

長さ３５ｃｍのステンレス管に直径３ｍｍの吹き出し孔
１４が基板と相対する側に約１２０＠の領域にわたって
８ｍｍのピッチで多数設けられているような管を用いた
。低圧水銀ランプ７の中心と、オゾン散布管５の中心と
を互いに４３（１）離した状態で、低圧水銀ランプ７を
１０本、オゾン散布管５を１１本、交互に並べた。基板
４と低圧水銀ランプ７どの距離は約２０ｍｍである。ホ
ットプレート３としては、内部にシリコンバーヒータが
埋め込まれたものを用いた。

搬送ベルト１としてテフロングラファイトベルトを用い
た。基板４としては次のようなものを用いた。大きさ３
００Ｘ３００Ｍ　、厚さ１ｍｍのガラス（商品名：コー
ニング７０５９）上に、プラズマ化学気相堆積法により
アモルファスシリコン膜を３０００　Ａ堆積したのち、
厚さ７０００人のレジスト（商品名：０ＦＰＲ８００）
を塗布し、通常のフォトリソグラフィー技術により大き
さ２０　Ｘ　２０ｐｍ　、ピッチ５０ｐ　ｍの多数のレ
ジスト島を形成した。次に、４弗化炭素（ＣＦ４）を用
いたドライエツチングにより、レジストで被覆されてい
ない領域のアモルファスシリコン膜を除去してレジスト
灰化実験に用いた。基板を搬送ベルト１上に置き、毎分
３０ｃｍの速度で水平方向に移動させながら、低圧水銀
ランプ７、オゾン散布管５により基板表面に紫外線照射
及びオゾン供給を行った。オゾン散布では、オゾン散布
管５を第４図に示す中心軸１５のまわりに約６０度の範
囲で揺動方向６に沿って２秒間に１往復の周期で揺動さ
せながらオゾンを散布した。ガスとしては、酸素の中に
オゾンを７ｖｏ１％混ぜたものを用い、オゾン導入管１
２及びフレキシブル接続管１３を通してオゾン散布管５
の１本当り毎分５Ｑの酸素・オゾン混合ガスを散布した
。基板加熱温度は２００℃とした。このような条件下で
基板４を処理した結果、アモルファスシリコン膜上のレ
ジストを完全に灰化できた。

又、レジスト灰化後のアモルファスシリコン膜表面の不
純物分析を行ったがレジスト中に含まれるナトリウム（
Ｎａ）等の不純物は検出されなかった。

本実施例は、オゾン散布管５を一定角度、一定周期で揺
動させながら、オゾン６を散布する機構を有しているた
め、大面積基板４上にオゾン６を均一に散布することが
でき、従って均一な灰化処理を行うことができるという
利点がある。

なお、オゾン散布において、オゾン散布管を揺動させな
かった場合には、レジストの残留が見られ、オゾン散布
管５を一定周期で揺動させながらオゾンを散布すること
によって、レジストが均一に灰化されることが確認でき
た。

本実施例ではオゾン散布管５の揺動周期を２秒としたが
、この周期は固定されたものではなく、オゾン散布管の
揺動角度、基板の搬送速度に応じて選定されるべきもの
である。

又、本実施例では基板加熱温度を２００℃としたが、基
板加熱温度はこれに限定されたものではなく、２００℃
より低い場合でも搬送速度を小さくすることにより本発
明の目的を達成することができる。

更に、本実施例では基板としてガラスを用いたが、他の
材質、例えばシリコンウェーハに対しても本発明は熱論
有効である。

（実施例３） 第６図に本発明の実施例３を示す図である。

第６図に示すように、低圧水銀ランプ７が２本隣接して
設けられている点が実施例１と異なる。

低圧水銀ランプ７のサイズ、ワット数は実施例１と同じ
で、２本の中心間距離は８０醜とした。低圧水銀ランプ
７とオゾン散布管５との距離、オゾン散布管５の寸法等
は実施例１と全く同じとした。

第５図に示すような配列の仕方で、低圧水銀ランプを１
６本、オゾン散布管を９本設けた。

実施例１と同じ基板構造、処理条件を用いて灰化処理を
行った結果、レジストを完全に除去することができた。

本実施例では低圧水銀ランプの数が多いため、実施例１
の場合よりも大きな搬送速度を用いることが可能となり
、毎分４０ｃｍの搬送速度でもレジストを除去すること
ができた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は半導体膜表面を汚染する
ことなく、大面積基板上のレジストを低温で、均一に除
去できる。又、本発明の装置は乾式であるため、これま
で湿式では不可欠であった剥離液が不要となり、廃液処
理のわずられしさから解放される。更に、本発明はベル
ト搬送方式を用いている用いているため、他の処理装置
との連結も容易で、例えば湿式エツチング装置における
乾燥部の後に本発明の装置を連結することにより、エツ
チングからレジスト除去までを効率よく処理できるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す断面図、第２図は同平
面図、第３図は本発明の詳細な説明するための装置構成
模式図、第４図は本発明の実施例２におけるオゾン散布
管を示す斜視図、第５図は本発明の実施例２を示す平面
図、第６図は本発明の実施例３を示す断面図である。 １・・・搬送ベルト　　　　　２・・・ローラー３・・
・ホットプレート　　　４・・・基板５．１３・・・オ
ゾン散布管　　　６・・・オゾン７・・・低圧水銀ラン
プ　　　８・・・反射板９・・・上蓋　　　　　　　　
１０・・・排気管１１・・・排気　　　　　　　　１２
・・・オゾン導入管１４・・・吹き出し孔　　　　　１
５・・・中心軸第２図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平に置かれた基板を水平方向に一定速度で搬送
   させるベルト搬送機構と、搬送ベルト下に設置されたホ
   ットプレートからなる基板加熱機構と、オゾン散布管の
   吹き出し孔を通してオゾンを基板面上方から散布するオ
   ゾン散布機構と、オゾン散布管に対して一定周期で交互
   に配列された低圧水銀ランプをもつ紫外線照射機構とを
   有することを特徴とするレジスト灰化装置。