JPH04233716A - 薄膜除去装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体基板（ウ
エハ）等の支持基板上に被着された薄膜に選択的にエネ
ルギービームを照射することにより、薄膜の所望の部分
を除去する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造の光リソグラフィ工程で
は、ウエハの露光領域に付随して設けられたアライメン
トマーク（位置合わせマーク）からの光情報を光電検出
することによって、重ね合わせ露光すべきレチクルやマ
スクとウエハとを相対的に位置合わせしている。通常、
ウエハのアライメントは、アライメントマークに光を照
射し、そのマークからの反射光、散乱光、又は回折光等
を光電検出することによって行われる。

【０００３】しかしながら、露光前のウエハには必然的
にレジストが被着されているため、アライメントマーク
の検出はレジスト層（１〜２μｍ　の厚さ）を介して行
われることになる。ウエハ上のアライメントマークを露
光装置の投影光学系を介して検出する場合（ＴＴＬ：Ｔ
ｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ方式）、投影光学系は
強い色収差をもっている（露光波長のもとで色収差補正
されている）ので、アライメントの際にも露光光を用い
る必要があるが、当然ながら露光光はレジストに吸収さ
れるため、アライメントマークから発生する光情報がレ
ジスト層の影響で弱められてしまうという不都合が生じ
る。

【０００４】また、アライメントマークが微少な段差構
造をとることから、マーク周辺でレジストの膜厚が不均
一になることは避けられない。このため、薄膜固有の干
渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいはマーク
両側でレジスト膜厚が非対称になったりすること等によ
ってアライメント精度が低下してしまう。

【０００５】更に、パターンの微細化を図るために多層
レジストを使う場合等は、アライメントマークそのもの
が照明波長のもとで光学的に見えなくなるといった現象
が起こり得るため、アライメント精度の確保はなかなか
難しい問題となっている。

【０００６】そこで、アライメント動作に先だって、エ
キシマレーザ等の紫外域の高エネルギービームをアライ
メントマーク（特にファインアライメントマーク）上部
のレジスト層に照射することでレジストを部分的に除去
することが考えられている。このレジスト除去のメカニ
ズムは、有機高分子材料からなるレジストにエキシマレ
ーザーのような高強度の短パルス紫外光を照射すると、
照射部分のレジスト分子がプラズマ状になり分子結合が
切断されて、発光と衝撃音を伴って分解・飛散するアブ
レーション過程に基づくものと考えられる。このアブレ
ーションによる除去では、除去される部分の断面がシャ
ープであり、また、エネルギービームによって照射部分
の周囲に熱的な損傷・歪がない等の利点があるとされる
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、このようにエキ
シマレーザアブレーションは薄膜の除去方法として優れ
た特徴をもつものではあるが、これによって発生する飛
散粒子の分析やレーザ照射後の薄膜表面、断面の化学組
成の研究が現在もなされている段階であり、不明な点も
多く残っている。

【０００８】アブレーションによって発生する飛散粒子
は、プラズマ化により正、負いずれかの電荷を帯びた粒
子から成ると考えられ、これら飛散粒子の一部はレーザ
照射領域（除去領域）周辺のレジスト表面に堆積するこ
とが予想される。この飛散粒子が、レジスト現像液やレ
ジスト剥離液に不溶である場合や、酸素プラズマアッシ
ング等によるドライ処理に対する耐性が強い場合には、
表面に堆積した飛散粒子がマスクとして作用し、その部
分のレジストが残ってしまう恐れがある。

【０００９】あるいは、プラズマを構成する粒子が高温
であるために、これらの粒子の堆積によりレジスト表面
が熱的に変質し現像液に不溶となり、その後のＩＣプロ
セスの障害となるような不都合が予想される。更には、
この粒子の飛散範囲がアライメントマークの領域範囲を
越え、本来のＩＣパターンを転写すべき領域にまで達し
た場合、飛散粒子が堆積した部分のレジストはパターン
露光の有無に関わらず現像されずに残ってしまい、所望
のレジストパターンを得ることができない不都合が生じ
る。

【００１０】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、エネルギービームの照射によって薄膜の所望
領域を除去する薄膜除去装置において、除去領域周囲の
薄膜表面の汚染が回避できる薄膜除去装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、エネルギー
ビームを射出する光源を有し、支持基板上に被着された
薄膜にエネルギービームを選択的に照射することにより
、前記薄膜の所望の部分を除去する薄膜除去装置におい
て、前記支持基板上の薄膜表面に電荷を与えるための帯
電手段を備え、前記エネルギービームの照射により生ず
る帯電粒子の薄膜表面への付着を防止することによって
、上記の課題を達成している。

【００１２】

【作用】本発明では、薄膜除去装置に、薄膜表面に電荷
を与えるための帯電手段を備えており、この帯電手段に
より薄膜の除去工程に先立って薄膜表面に一様な電荷を
帯電させておく。このような帯電手段としては、コロナ
帯電方式や、α粒子放射でイオンを発生させる放射線源
による帯電方式、帯電させた他の板をレジスト表面に接
近させて行う正電荷誘起による帯電方式、数百Ｖの電圧
が印加された半導性ゴムローラを薄膜表面に密着移動さ
せて帯電させる方式等を用いることが考えられる。これ
らの帯電方法において、安全度、クリーン度の点からコ
ロナ帯電方式を用いることが好ましい。

【００１３】さて、前述した光リソグラフィ工程でアブ
レーションによって除去されたレジスト（薄膜）はプラ
ズマ状の飛散粒子となる。一般に、プラズマ状態は電子
と、正に帯電した粒子の集合体により構成されることか
ら、レジスト表面に堆積し、障害となる粒子は、正の電
荷を帯びているものと考えられる。このように堆積を防
止すべき粒子が正に帯電していると想定した場合には、
前述の帯電手段によって、レジスト表面を正に帯電させ
ておけば、飛散粒子とレジスト表面に帯電された電荷と
の間にクーロン反発力が生じるので、レジスト表面への
再付着を防止できる。また、飛散粒子が負に帯電してい
る場合には、レジスト表面を負に帯電させ、粒子とレジ
ストの帯電極性を等しくすれば、同様の理由で再付着を
防止できる。

【００１４】さらに、帯電させる部位を制御する帯電制
御機構を設けた場合には、帯電手段からレジスト表面に
向かうイオン流を制御することにより、レジスト表面の
全面を帯電させるのではなく、選択的にレジスト表面の
一部のみを帯電させることができる。このようにすれば
、除去しようとするアライメントマーク領域毎に、その
除去工程に先立ってアライメントマーク領域周辺のみに
電荷を帯電させられるので、複数のマーク領域のレジス
トを除去する際に、除去過程の途中で帯電状態が減衰し
てしまうなどの不都合をなくすことができる。

【００１５】本発明では、帯電制御機構として、帯電手
段とレジスト表面との間にエネルギービームの透過に充
分な大きさの開口を有するほぼ平行な２枚の電極を設け
る。この各電極に電圧を印加して該電極間の電界の方向
を変化させることにより、帯電手段からレジスト表面へ
向かうイオン流を制御できる。

【００１６】また、レジスト表面と対向する位置に電極
を設けて、エネルギービームを照射し、レジストを除去
している際にレジストと電極との間に電界を形成させれ
ば、レジスト表面への堆積が妨げられた飛散粒子は荷電
粒子であるため、この電界により飛散粒子にクーロン力
を作用させることができる。このとき、飛散粒子が例え
ば正に荷電しているときは、レジスト表面から電極に向
かうように電界を形成すれば、飛散粒子は電極に吸着さ
れるかあるいは上方向への飛散速度が加速されて、速や
かにレジスト表面近傍から除外されるようになる。

【００１７】以上のように、本発明によれば、後のＩＣ
工程における障害発生の原因となる飛散粒子のレジスト
表面への堆積を防止でき、上記の課題を解決することが
できる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。本実施例の薄膜除去装置は、半導体素子の製造工
程においてウエハのアライメントマーク形成領域等のレ
ジストを除去する場合に好適に用いられるものである。

【００１９】（第１実施例）　　図１は、本実施例の薄
膜除去装置の構成を示す図である。本実施例の薄膜除去
装置は、ウエハに塗布されたレジスト表面上に正、負何
れか一方の極性の電荷を帯電させるための帯電手段１、
レーザ照射によりファインアライメントマーク上に塗布
されたレジストを除去するための除去機構２と、これら
２つの機構にウエハを搬送するためのウエハ搬送機構３
からなる。

【００２０】本実施例において、帯電手段１は、コロト
ロンと呼ばれる帯電器で、コロナ放電により生じるイオ
ン１１をレジスト表面に散布する装置であり、金属シー
ルド１２で囲まれた１本のコロナ線１３を有している。 このコロナ線１３を、接地電位にあるウエハ１４のレジ
スト１５表面へ近接して配置させ、コロナ線１３と金属
シールド１２の間に数千Ｖの電圧を印加する。このとき
コロナ線から発生するコロナにより空気分子がイオン化
され、生じたイオンがレジスト表面に付着する。帯電手
段１またはウエハ１４の一方、あるいは双方を相対的に
移動させる事によって、レジスト１５表面全体にイオン
を付着させ、一様な帯電状態を形成することができる。

【００２１】図１では、イオン１１の極性は正になって
いるが、レジスト１５表面に付着するイオンの極性は、
コロナ線１３に印加する電圧の極性により決るものであ
り、コロナ線１３に印加する電圧極性を変えることでレ
ジスト１５表面の帯電極性を正、負自由に選択すること
ができる。

【００２２】別の帯電手段として、図２のような構成の
帯電器１００を用いても良い。図２の帯電器１００はス
コロトロンと呼ばれ、前記コロトロンの金属シールド１
２で囲まれたコロナ線１３とレジスト１５表面との間に
制御グリッド１６を設けたもので、この制御グリッド１
６にはコロナ線１３と同極性である通常数百Ｖ程度の電
圧が印加される。このグリッド電圧によって、レジスト
表面の帯電を均一にすると共に過剰帯電を防止すること
が可能である。

【００２３】薄膜表面にイオンを付着させる方法として
は上記したコロナ帯電方式以外にも、α粒子放射でイオ
ンを発生させる放射線源による帯電方式、帯電させた他
の板をレジスト表面に接近させて行う正電荷誘起による
帯電方式、数百Ｖの電圧が印加された半導性ゴムローラ
をレジスト表面に密着移動させて帯電させる方式等を用
いることが考えられるが、これらの帯電方法に比べて、
安全度、クリーン度の点からコロナ帯電方式が、本装置
には最も適していると考えられる。

【００２４】次に、本実施例におけるレジスト除去機構
２について説明する。このレジスト除去機構２には、レ
ジスト除去用のエキシマレーザ光源等の光源２１とアラ
イメント用のグローバルアライメントマーク検出器３４
とが設けられている。光源２１から射出されたレーザ光
ＬＢは可変開口絞り（可変アパーチャ）２２によって所
定のビーム形状に成形された後、シャッタ２３に至る。 シャッタ２３はレーザ光ＬＢを通過または遮断させるも
のであり、シャッタ２３を通過したレーザ光ＬＢは、さ
らにレンズ系３８を介してビームスプリッタ２４で反射
された後、対物レンズ２５に入射する。可変アパーチャ
２２の開口像は対物レンズ２５により保護板２７を介し
てウエハ１４上のレジスト１５表面に縮小結像される。

【００２５】対物レンズ２５とウエハ１４との間にはレ
ーザ照射によって発生する飛散粒子を吸引排気するため
のチャンバ２６が設置されている。このチャンバ２６の
対物レンズ２５と対向する位置に装着された透明な保護
板（石英板など）２７はレーザ照射時の対物レンズ２５
の汚れ（すなわちレジスト１５からの飛散粒子が対物レ
ンズ２５に付着すること）を防止するためのものである
。この保護板２７は取り外し可能に配置されており、清
掃もしくは交換が容易にできる構成となっている。

【００２６】また、チャンバ２６のウエハ１４側には開
口２８を設けたマスク２９が固設されている。開口２８
はレーザ光ＬＢが通るのに充分な大きさの寸法で設けら
れており、マスク２９とウエハ１４との間には適当な間
隔が設けられている。レーザ照射の間、もしくは常時、
チャンバ２６内のガスはトラップ３０を介して排気ポン
プ３１等により吸引排気される。これによってウエハ１
４の表面で発生したレジストの微粒子は、後述するよう
に開口２８を介してチャンバ２６内に吸い込まれ、更に
トラップ３０内に取り込まれる。

【００２７】尚、マスク２９は特別に設ける必要はなく
、チャンバ２６を箱型としてその一部に開口を形成する
だけでも良い。

【００２８】また、ウエハ１４上の特定な位置に形成さ
れたグローバルアライメントマークを検出するためのア
ライメントマーク検出器３４が、対物レンズ２５と異な
る位置に固設されており、オフアクシス方式でウエハ１
４のアライメントを行う。この検出器３４によってウエ
ハ１４上のグローバルアライメントマークの中心がとら
えられたとき、検出器３４でアライメント信号が発生し
コントローラへ供給される。その発生したときのＸＹス
テージ３３の位置をコントローラ３２が基準点として記
憶することにより、レーザ光ＬＢの照射位置とウエハ１
４上の任意の点との対応付け（グローバルアライメント
）が完了する。これにより、レジストの除去を必要とす
るファインアライメントマーク（以下、単にマークと称
する）領域にレーザ光ＬＢが照射されるようにＸＹステ
ージ３３を移動することができる。

【００２９】また、除去機構２のレーザ光ＬＢの照射位
置とウエハ１４の相対的な位置合わせは、上記アライメ
ント系により２〜３μｍ程度の精度、すなわちマーク除
去に対して十分な精度で制御する事ができる。

【００３０】尚、グローバルアライメントを行わなくて
も、レジストを除去すべきアライメントマーク毎にその
マーク位置をマーク検出器３４によって検出し、しかる
後所定距離（レーザ光ＬＢの照射位置とマーク検出器３
４のマーク検出位置との間隔に相当）だけＸＹステージ
３３を駆動しても、レーザ照射位置にアライメントマー
クを正確に位置決めできる。

【００３１】さらに、本実施例においては対物レンズ２
５を介して加工点（レジスト除去領域）の除去状態を直
接観察するため、照明系８０からの照明光をビームスプ
リッタ８１、２４等を介してウエハ１４上の所定領域（
除去領域）に照射し、ウエハ１４の表面からの反射光を
対物レンズ２５、ビームスプリッタ２４、８１及びレン
ズ系３９を介して、ウエハ１４とほぼ共役に配置された
観察系（ＣＣＤカメラ等）４０に導くように構成してい
る。

【００３２】このような系（３９、４０、８０、８１）
をレジスト除去機構２に組込むことによって、レジスト
の除去状態を常時モニターすることが可能となっている
。従って、観察系４０で除去状態をモニターしながら、
アライメントマークが露出するまでレーザ光ＬＢの照射
を続けてレジストの除去を行うことができ、スループッ
トを低下させることなく正確にアライメントマークを露
出させることができる。

【００３３】尚、ビームスプリッタ２４での光量損失、
レジストの吸収特性等を考慮して、ビームスプリッタ２
４はダイクロイックミラー等のような波長選択性のもの
にし、照明系８０からの照明光の波長域は可視域にする
ことが望ましい。また、特に照明系８０を設けずとも、
アライメントマーク検出器３４の内部に設けられた照明
系からの照明光をビームスプリッタ８１にも導くように
構成しても良く、この場合には検出器３４と観察系４０
とで照明系を共用することが可能となる。さらに、ビー
ムスプリッタ８１の位置は図１中に示した位置に限られ
るものではなく、例えばビームスプリッタ２４と対物レ
ンズ２５との間に配置しても良い。但し、この場合には
ビームスプリッタ８１も波長選択性のものにしておくこ
とが望ましい。

【００３４】さて、ウエハ搬送機構３はＸ、Ｙ方向に２
次元的に移動するＸＹステージ３３、その位置を検出す
るレーザ干渉計等の位置検出器（以下、単に干渉計と呼
ぶ）３６、ＸＹステージ３３を駆動するモータ３７、及
びシステムコントローラ３２からの所定の駆動指令に従
い、位置検出器３６の位置情報に基づいてモータ３７を
駆動してＸＹステージ３３の位置決めを行うステージコ
ントローラ３５とから構成されている。

【００３５】ウエハ１４はＸＹステージ３３上に載置さ
れており、帯電手段１とレジスト除去機構２との間を搬
送される。この時、図中に示してある通りウエハ１４は
ＸＹステージ３３を通して接地されている。システムコ
ントローラ３２は、エキシマレーザ光源１の発振、シャ
ッター２３の開閉動作を制御するとともに、図１の如く
構成される装置全体を統括制御する。

【００３６】さらに、本実施例ではレジスト除去機構２
において、上記検出器３４によるグローバルアライメン
ト終了後、例えばウエハ１４の設計上の回路パターン（
アライメントマーク）位置に基づき、除去すべきマーク
の位置情報に対応した駆動指令をステージコントローラ
３５に与え、当該マークをレーザ光ＬＢの照射位置に位
置決めする。

【００３７】次に本発明第１実施例によるレジスト除去
工程について説明する。前記帯電手段１または１００に
よってレジスト表面が一様に帯電されたウエハ１４は、
帯電状態を維持したまま、搬送機構３によって除去機構
２の所定の位置に運ばれ、オフアクシス方式の位置合わ
せが行われる。これにより、除去機構２のレーザ照射位
置にウエハ上の除去すべき領域（マーク）が位置決めさ
れるので、レーザ照射を開始しマーク上のレジストを除
去する。

【００３８】１つのマーク上のレジスト除去が終了した
ら、レーザ照射位置に次のマークが位置するようにＸＹ
ステージ３３によってウエハ１４を移動させ、再びレー
ザ照射を行いマーク上のレジストを除去する。以下、ビ
ームの照射装置とウエハ１４を相対的に移動させて、各
マークの除去領域とビームの照射領域の位置合わせを行
い、レジスト除去を繰り返す。

【００３９】ここで、レジスト表面に正の帯電が成され
ている場合を例に、レジスト除去過程について、図３（
ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）　により詳細に説明する。前
述の帯電手段１により帯電したレジスト１５にレーザ光
ＬＢを照射する（図３（ａ）　）と、照射されたレーザ
光ＬＢはレジスト１５表面で吸収され、レジスト１５は
アブレーション過程に基づきプラズマ状態を形成する粒
子に分解され飛散する（図３（ｂ）　）。一般にプラズ
マ状態は電子と、正に帯電した粒子の集合体により構成
される。そのため、従来レジスト表面に堆積していたの
は、主に正に帯電した粒子であると考えられる。これに
基づき、正に帯電した飛散粒子の堆積が防止される場合
について以下に説明するが、負に帯電した粒子の場合に
は帯電電荷の極性、本実施例ではコロナ線１３への印加
電圧極性を逆にすれば同様にして説明できる。

【００４０】さて、正の電荷を帯びた飛散粒子は、あら
かじめレジスト表面に帯電された正の電荷により反発さ
れる。すなわち、飛散粒子がレジスト表面から遠ざかる
ような向きにクーロン力が作用し、レジスト表面への再
付着が妨げられる。一方、電子はその飛散速度が大きい
ため、その大部分が正の帯電電荷による吸着力を振り切
って拡散し、レジスト表面への再付着はほとんどないと
考えられる。再付着が妨げられた正電荷を帯びた飛散粒
子は、図１のチャンバ２６により開口２８を通してトラ
ップ３０で捕獲されるようにして排気除去される（図３
（ｃ）　）。

【００４１】なお、反発力が弱く飛散粒子がチャンバ２
６に捕獲されなかった場合でも、レジスト表面に再付着
するまでの時間を遅延させることができるので、飛散粒
子のもつ熱でレジスト表面が変質するなどの影響を取り
除くことができる。

【００４２】（第２実施例）　　本実施例では、第１実
施例で述べたレジスト除去機構において、レーザ光の照
射により生じた飛散粒子が効率良く排除されるような構
成となっている。すなわち、本実施例では、次に詳述す
るようにレジスト表面の上方の空間に電界を形成し、飛
散粒子をレジスト表面から離散させる作用をもつ電界形
成手段を備えている。

【００４３】本実施例では、図４（ａ）　に示すように
チャンバ２６に固設されたマスク２９のレジスト１５表
面と対向する側に、開口２８を囲むように、電極４１を
設けている。電極４１には、図１の帯電手段１によるレ
ジスト表面の表面帯電電位が正の場合は、該表面帯電電
位よりも低い電位になるような、また、レジスト１５表
面の表面帯電電位が負の場合は、該表面帯電電位よりも
高い電位になるような電圧を印加する。レジスト除去工
程を開始した際に、このような電圧を印加することによ
り、レジスト１５表面と電極４１との間に電界Ｅ１を形
成する。

【００４４】このとき、第１実施例のように、レジスト
１５表面への再付着が予想される飛散粒子が正の電荷を
帯びているような場合には、レジスト１５表面から電極
４１に向かう強電界Ｅ１を形成する。この強電界Ｅ１に
よって前記のクーロン反発力が増し、飛散粒子は電極４
１に吸着されるか、あるいは紙面上向きの速度が加速さ
れて、チャンバ２６に捕獲されやすくなる。

【００４５】尚、電極４１に対して常時電圧を印加して
いても、またレーザ光ＬＢの照射に同期して電圧を印加
する構成にしても良い。

【００４６】さらに、図４（ａ）　の電極４１と同様な
第２の電極４２を、電極４１に対しマスク２９の反対側
に設け、図４（ｂ）　のようにしてもよい。レジスト１
５表面の表面帯電電位が正の場合には、レジスト表面と
電極４１間の電界Ｅ１、電極４１と電極４２間の電界Ｅ
２、電極４２の上方の電界Ｅ３の方向が、図４（ｂ）　
の紙面で共に上向きになるように電極４１、４２に印加
する電圧を決める。電界Ｅ１によって電極４１の近傍に
吸い寄せられた飛散粒子は、電界Ｅ２によって上方向に
加速されチャンバ２６によって確実に吸引排気されるよ
うになる。特に電界Ｅ１、Ｅ２の強度の絶対値が｜Ｅ２
｜》｜Ｅ１｜になるようにすれば、電極４１、４２に付
着する飛散粒子の割合が小さくなり、チャンバ２６によ
って吸引排気される割合を増加させることができる。

【００４７】尚、電極の材質、大きさ（面積）は任意で
良く、飛散粒子が付着するために交換可能に構成してお
くことが望ましい。また、電極はマスクを介してチャン
バに固設されていたが、チャンバを設けない場合には、
例えば電極が固設された部材（例えば保護板２７の支持
部材）を対物レンズ２５（鏡筒）に一体に固定しても、
また対物レンズ２５の鏡筒に直接固定しても良く、その
固定位置はレーザ照射位置近傍でウエハの上方であれば
どこでも良い。さらにウエハ１４と電極との間隔は任意
で良い。

【００４８】（第３実施例）　　本実施例は、以下に説
明するようにレジスト表面において所望の部分のみを帯
電可能とするような構成としたものである。種々のＩＣ
プロセス工程の途中においては上述の実施例のようにレ
ジスト表面への帯電により、レジスト下に既に形成され
たＩＣの構成要素に特性の劣化、あるいは破壊を生じさ
せる場合がある。

【００４９】また、レジストの除去の全工程で一様にレ
ジスト表面に帯電された電荷は、大気中に存在する微量
のイオン等により中和され、時間が経つにつれ徐々にそ
の電位が減衰する。一般的にウエハ上には複数のマーク
が存在するため、全てのマーク上のレジストを連続して
除去するような場合、電荷を帯電した時点からレジスト
の除去が終了するまでの時間間隔が長くなってしまう。 このようなときは、電荷による飛散粒子の反発力が低下
し、良好なレジスト除去ができない可能性がある。

【００５０】そこで、本発明の第３の実施例においては
、レジスト除去に先立ち、各マーク毎にマーク領域を含
む部分に限って電荷を帯電させる帯電制御機構を設けた
。図５は、そのための帯電手段を示す図であり、図５の
中で、図１と同一番号は同じ部材を表すものとする。 ここでは、開口部５０を持つ２枚の電極５１と電極５２
間の電界Ｅ４の方向を変えることにより、金属シールド
１２とコロナ線１３から成るコロナ帯電器１よりレジス
ト１５の表面に向かうイオン流を制御し、レジスト表面
での部分帯電を実現している。

【００５１】その動作を図６（ａ）　、（ｂ）　で説明
する。イオン流ＩＦに対して電極間の電界Ｅ４の方向（
矢印で示す）が順方向の場合（図５（ａ）　）は、イオ
ンは開口部５０を通過してレジスト１５表面に帯電する
。逆に、イオン流ＩＦに対して電界Ｅ４の方向が逆方向
の場合（図５（ｂ）　）は、イオン流ＩＦは阻止されレ
ジスト１５表面への帯電は起こらない。そのため、一定
の時間Ｔ、電極間の電界Ｅ４の方向を図５（ｂ）　の状
態から同図（ａ）　の状態に変えることにより、レジス
ト表面の部分的な帯電を行うことができる。

【００５２】本実施例では、マーク領域毎に該マークを
囲む領域周辺のみを帯電させるため、前述したレジスト
除去機構２と同様の位置合わせ方法を用いて、ウエハ１
４上のマーク位置が電極５１、５２の開口５０の真下に
セットされた時点で、一定の時間Ｔ、電極間の電界Ｅ４
の方向を図５（ｂ）　の状態から同図（ａ）　の状態に
変えて、マーク上のレジスト１５表面に部分的な帯電を
行っている。

【００５３】この時、レジスト１５表面のイオンの帯電
電位及び帯電がなされる領域は開口５０の形状、電極間
の電界Ｅ４、上部の電極５２とコロナ線１３間の電界Ｅ
５、時間Ｔ等をパラメータとして制御される。本実施例
においては、帯電がなされる領域が、マーク領域を囲む
やや広い領域になるように上記パラメータを制御するも
のとする。また、帯電させるマーク領域はレジスト除去
を行うべきマーク領域のみでも構わないことは言うまで
もない。

【００５４】以上のようにして部分帯電が成されたウエ
ハ１４は、第１の実施例と同様な搬送機構で別の位置に
設けられた除去機構の位置に運ばれ、帯電が行われたマ
ーク領域のレジスト除去がなされる。これら部分帯電の
動作とレジスト除去の動作を各マーク毎に繰返し行う。 この時に用いるレジスト表面の汚染を防止する構成とし
ては、上記の実施例で説明したどの構成のものを用いて
も構わない。

【００５５】なお、ここでは帯電手段と除去機構との間
をステージが移動するものとして説明したが、帯電手段
と除去機構がウエハに対して相対的に移動する構成でも
良い。または、帯電手段と除去機構とで別々のステージ
を設け、搬送機構を設けてステージ間でウエハの搬送を
行うように構成しても良い。

【００５６】（第４実施例）　　本実施例は、図７に示
したように帯電手段と除去機構とが一体に構成されたも
のである。図７において６１は、図１におけるチャンバ
２６と同機能を有するチャンバであり、レジスト除去工
程において発生した飛散粒子をトラップ６２を介して排
気ポンプ６３により吸引排気するものである。

【００５７】さて、このチャンバ６１内にはコロナ線６
４とその上部にレーザ光ＬＢが通るための穴の開いた金
属シールド６５が設けられ、コロナ帯電器を構成してい
る。チャンバ６１のレジスト６７と対向する側に固設さ
れたマスク７３には開口６８が設けられている。

【００５８】また、マスク７３の両面にはこの開口を囲
むように上部電極６９、下部電極７０がそれぞれ設けら
れている。開口６８の寸法及びチャンバ６１の上部に設
けられた窓７１の寸法は、レーザ光ＬＢが通るのに充分
な大きさの寸法であると共に、開口６８は、図５（ａ）
　で説明した部分帯電を行うのに必要な寸法であるもの
とする。電極６９、７０は電荷の帯電時には、図６（ａ
）　、（ｂ）　で説明したイオン流の制御に用いられ、
一方、レジストの除去時には電極７０、あるいは両電極
６９、７０は、図４（ａ）　、（ｂ）　で説明したレジ
スト表面の電界形成手段のために用いられる。

【００５９】以下、飛散粒子が正の電荷を帯びている場
合について、本構成によるレジスト除去の過程を説明す
る。本構成では先ず、レーザ光ＬＢの照射位置と除去し
ようとするマークの位置が、ウエハステージ（図１参照
）の移動により位置合わせされた後、コロナ線６４、金
属シールド６５、電極６９、７０によってそれぞれ所定
の電圧が印加され、マーク上のレジスト表面に部分帯電
（正）が成される。

【００６０】次に、コロナ線６４への電圧印加を停止し
、電極６９、７０にはレジストのアブレーションによっ
て飛散する粒子を、効率良く取り除くための電界を発生
させるべく電圧を印加する。すなわち、図４（ａ）　、
（ｂ）　で説明したように、電極６９の上方、電極６９
と電極７０の間、電極７０とレジスト６７表面間に生じ
る電界が共に紙面上で上向きとなるような電圧を印加す
る。 この状態で、レーザ光ＬＢをレジスト６７表面に照射し
、レジスト６７の除去を行う。

【００６１】真空ポンプ６３によるチャンバ内の吸引排
気は、常時、あるいはレーザによる除去工程の間のみ行
ってもどちらでもよい。本構成では、レーザ照射の光路
中にコロナ線６４が存在するが、レーザ光ＬＢがレンズ
７２等による縮小照射を成すような構成では、レジスト
面のレーザ照射の障害となることはない。このように帯
電手段と除去機構を一体構成とした場合には、ウエハと
帯電手段及び除去機構との相対的な移動、あるいは位置
合わせが１回で済むと共に、装置の機構を簡単にするこ
とができる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明においては、レジス
トへのレーザ照射に先立ってレジスト表面に電荷の帯電
がなされており、レーザ照射によって発生する電荷を帯
びた飛散粒子のレジスト表面への堆積を前記電荷による
クーロン反発作用により回避することができる。従って
、除去領域の周囲も含めて、薄膜表面の飛散粒子による
汚染を完全に防止することができる。

【００６３】かかる薄膜除去装置を半導体素子の製造に
適用すれば、レジスト表面の汚染によってリソグラフィ
工程に支障をきたすことなく、レジストの所望の部分だ
けを除去することが可能であり、例えばウエハのアライ
メントマーク上のレジストを除去することにより、アラ
イメント精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例による薄膜除去装置の構成図
である。

【図２】本発明第１実施例による帯電器の構成図である
。

【図３】本発明第１実施例によるレジスト除去過程を示
す概念図である。

【図４】本発明第２実施例によるレジスト除去過程を示
す概念図である。

【図５】本発明第３実施例による帯電器の構成図である
。

【図６】本発明第３実施例による帯電制御の原理を示す
図である。

【図７】本発明第４実施例による薄膜除去装置の要部を
示す図である。

【符号の説明】

１　　帯電手段 ２　　レジスト除去機構 ３　　搬送機構 １２　　金属シールド １３　　コロナ線 １４　　ウエハ １５　　レジスト ２１　　エキシマレーザ光源 ２２　　可変アパーチャー ２５　　加工用対物レンズ ２６　　チャンバ ２９　　マスク ４１、４２　　電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エネルギービームを射出する光源を有
   し、支持基板上に被着された薄膜にエネルギービームを
   選択的に照射することにより、前記薄膜の所望の部分を
   除去する薄膜除去装置において、前記支持基板上の薄膜
   表面に電荷を与えるための帯電手段を備え、前記エネル
   ギービームの照射により生ずる飛散粒子の薄膜表面への
   付着を防止することを特徴とする薄膜除去装置。
2. 【請求項２】　　前記薄膜表面と対向する位置に配置さ
   れ、前記エネルギービームの透過に充分な大きさの開口
   を有する電極を備え、該電極と前記支持基板との間に電
   界を形成する電界形成手段を有することを特徴とする請
   求項１記載の薄膜除去装置。
3. 【請求項３】　　前記エネルギービームの透過に充分な
   大きさの開口を有し、前記薄膜表面と対向するように配
   置された支持部材と、該支持部材の上面、下面それぞれ
   に、前記開口を囲むように設けられた前記電極とを備え
   、各電極にそれぞれ電圧を印加し、上部電極の上方、両
   電極間、及び下部電極と薄膜表面間に電界を形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の薄膜除去装置。
4. 【請求項４】　　前記エネルギービームの透過に充分な
   大きさの開口を有し、前記帯電手段と薄膜表面との間に
   配置された２枚のほぼ平行な電極からなり、前記帯電手
   段によって帯電する部位を制御する帯電制御機構を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の薄膜除去装置。
5. 【請求項５】　　前記帯電制御機構として前記電界形成
   手段を構成する２枚の電極を用いることを特徴とする請
   求項４記載の薄膜除去装置。