JPH04354321A

JPH04354321A - 薄膜除去方法

Info

Publication number: JPH04354321A
Application number: JP3156021A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Mogi; 清茂木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-08

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
ェハ）等の基板上に被着された薄膜（レジスト層）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方法に関するものである。

【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、ウェハ上の露光領域の各々に付随して設けられたア
ライメント（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
マスクのパターンとウェハ（露光領域）とを相対的に位
置合わせしている。通常、ウェハのアライメントは、ア
ライメントマーク（以下、「マーク」と略記する）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なわれる。

【０００３】しかしながら、露光前のウェハには必然的
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。アライメントを露光装置の投影光学系
、レチクル（投影原板）を介して行う場合（ＴＴＲ方式
：Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｒｅｔｉｃｌｅ）、投影光
学系は強い色収差を有しているので、アライメントの際
にも露光光を使用する必要があるが、当然ながら露光光
はレジストに吸収されるため、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、マークが微小な段差構造をとること
から、マーク周辺でレジスト膜厚が不均一になることは
避けられない。このため、レジスト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
スト膜厚のムラ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計るために多層
レジストを使う場合等は、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。

【０００７】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のような高
強度の短パルス紫外光を照射すると、レーザを吸収した
照射部分のレジストの分子結合が切断されて、分解、飛
散するアブレーション現象に基づくものと考えられてい
る。

【０００８】さて、このようなエキシマレーザによるア
ブレーション現象は、レジストの除去方法として優れた
特徴をもつものであるが、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レジスト層の断面の化学組成
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。しかし、この方法はレジスト以外の薄膜
にも応用可能であり、例えば本出願人による特開昭６２
−２５２１３６号にこの考えを実施するための装置の一
例がみられる。

【０００９】ここで、図２を用いてレジスト除去装置と
露光装置のシステムについて説明する。まず、露光装置
Ｂとこの装置における基本的なＴＴＲ方式のアライメン
ト方式について説明する。

【００１０】露光用照明系１から水平方向に射出された
露光光は、メインコンデンサレンズ２でほぼ均一な照度
分布にされ、ダイロクイックミラー３で垂直方向に反射
されてレチクルＲを照明する。レチクルＲのパターンは
、投影レンズ４によって表面にレジスト層が形成された
ウェハＷ上に投影露光される。このウェハＷは、ステッ
プアンドリピート方式で２次元移動するステージ５に載
置されている。

【００１１】レチクルＲとウェハＷとのアライメントは
、ダイクロイックミラー３の上方に設けられたアライメ
ント系（対物レンズ６のみ図示）を用いて実行される。ここで、対物レンズ６には不図示の照明系から、前記露
光光と同一波長のアライメント用の照明光が入射し、こ
の照明光はレチクルＲのアライメントマークＲＭを照射
すると共に投影レンズ４を介してウェハＷ上のアライメ
ントマークＷＭを照射する。そして、マークＲＭ，ＷＭ
の各々からの反射光は、対物レンズ６を介してアライメ
ント系に入射し、マークＲＭとＷＭとのズレが観察され
る。

【００１２】一方、レジスト除去装置Ａには、レジスト
除去用のエキシマレーザ光源１０とアライメント用の照
明系１２とが設けられている。このエキシマレーザ光は
、レンズ系１３、ビームスプリッタ１４及びレンズ系１
５を介して可変開口絞り（可変アパーチャ）１６を均一
に照射する。そして、可変アパーチャ１６の開口像は、
対物レンズ１７によりウェハＷの表面に縮小結像される
。

【００１３】このウェハＷの表面にはレジスト層がコー
ティングされており、このウェハＷは干渉計等で位置計
測されて２次元移動するステージ２０に載置される。ま
た、照明系１２からのアライメント用照明光は、ビーム
スプリッタ２２で反射されて、アライメント用対物レン
ズ２３に入射し、ウェハＷの表面を照明する。

【００１４】そして、ウェハＷ上のマークからの反射光
は、対物レンズ２３，ビームスプリッタ２２を介してリ
レー系２４を通って観察系（不図示）に導かれる。この
対物レンズ２３，ビームスプリッタ２２，リレー系２４
等によって、オフ・アクシス方式のウェハアライメント
系が構成される。

【００１５】また、対物レンズ１７を介して加工点（レ
ジスト除去部）を直接観察するために、対物レンズ１７
とアパーチャ１６の間の光路中に進退可能なビームスプ
リッタ２６が配置される。

【００１６】このビームスプリッタ２６が光路中にある
とき、照明系１２からの照明光は対物レンズ１７に導か
れ、ウェハＷ上の加工部を照明する。そして、ウェハＷ
の表面からの反射光は、対物レンズ１７，ビームスプリ
ッタ２６及び可変アパーチャ１６を通り、さらにレンズ
系１５，ビームスプリッタ１４を介してリレー系２８に
入射し、観察系（不図示）に導かれる。

【００１７】ここで、ウェハＷと可変アパーチャ１６と
は互いに共役なので、リレー系２８を介して可変アパー
チャ１６の開口像と、ウェハＷ上の加工部とが同時観察
される。すなわち、可変アパーチャ１６の開口内にマー
クＷＭが位置するようにステージ２０を位置決めした後
、ビームスプリッタ２６を退避させて、エキシマレーザ
光源１０からのエキシマレーザ光（パルス光）を照射さ
せれば、マークＷＭを含む局所領域のみのレジスト層が
アブレーション過程によって除去されることになる。

【００１８】また、アブレーション過程によって飛散し
た粒子等が対物レンズ１７に付着するとレーザ光パワー
の低下等の不都合が生じる。このため、対物レンズ１７
とウェハＷとの間に石英の透過板３０を配置し、透過板
３０は、交換、あるいは取り外して洗浄可能な構造とす
る。上記構成において、ビームスプリッタ１４はダイク
ロイックミラーのような波長選択性のもにし、照明系１
２の波長は可視域にすることが望ましい。

【００１９】さて、レジスト除去装置Ａで加工された後
のウェハＷは、搬送装置Ｃによって露光装置Ｂに搬送さ
れる。図３（Ａ）　はウェハＷ上のＩＣ露光領域とマー
クＷＭとの配置を示す平面図であり、各ＩＣ露光領域Ｓ
Ａは、ｘ方向，ｙ方向に伸びた細い帯状のスクライブ領
域ＣＬによって区画されている。そして、各ＩＣ露光領
域ＳＡは、ＩＣ露光装置（ステッパー）において回路パ
ターンが１回で投影露光される大きさに対応している。なお、本説明においてマークＷＭは１つのＩＣ露光領域
ＳＡに付随した２ケ所にｘ方向用とｙ方向用とで別々に
設けられ、ｘ方向用のマークをＷＭｘ，ｙ方向用のマー
クをＷＭｙとする。

【００２０】次に、図３（Ｂ）　は１つのＩＣ露光領域
ＳＡに付随したマークＷＭｘの拡大配置を示す図であり
、マークＷＭｘは全体にスリット状の形状で、ｙ方向に
細長く伸びている。このマークＷＭｘは、図３（Ｂ）　
中の上方のＩＣ露光領域ＳＡに付随して形成されたもの
で、マークＷＭｘのｙ方向の寸法はスクライブ領域ＣＬ
のｙ方向の幅Ｄよりも十分小さくなる様に定められてい
る。ここで、通常の幅Ｄは１００μｍ程度に定められて
いるので、マークＷＭｘのｙ方向の長さは８０μｍ程度
に制限される。

【００２１】さて、マークＷＭｘの周辺の破線で示した
矩形領域ＡＡは、一般にマーク形成領域とも呼ばれるも
ので、この領域ＡＡ内にはマーク以外のいかなるパター
ンの形成も禁止される。これは、この領域ＡＡが露光装
置Ｂのアライメント用の対物レンズ６によってレチクル
ＲのマークＲＭとともに観察される部分となり、この領
域ＡＡ内に他のパターンが存在すると、光電検出系を用
いたオートアライメントが不可能になるからである。

【００２２】このため、領域ＡＡの大きさもスクライブ
領域ＣＬの幅Ｄより小さく定められ、領域ＡＡの境界は
ＩＣ露光領域ＳＡから間隔Ｅだけ離れるように定められ
る。そして、領域ＡＡよりも大きく幅Ｄよりも小さな領
域ＰＡが、レジスト除去装置によって除去されるレジス
ト層部分である。したがって、除去されるレジスト層部
分ＰＡとＩＣ露光領域ＳＡとの間隔Ｆは約１０μｍ未満
の大きさとなる。

【００２３】次に、レジスト除去の工程について図４を
用いて説明する。まず、図４（ａ）　に示されるように
、基板１０４上に形成されたレジスト層１０２の上方か
らレーザ光１０３を照射する。照射されたレーザ光１０
３は、レジスト層１０２の除去部分ＰＡの上層部１２１
で吸収される（図４（ｂ）　）。レーザ光１０３を吸収
した上層部１２１では、アブレーション過程に基づいて
分解された粒子１２２が飛散する（図４（ｃ）　）。そ
して、アブレーションによって発生する飛散粒子１２２
の一部は、レーザ照射領域ＰＡ（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（図４（ｄ）　）
。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この堆積部
分１１２は、露光の有無に関わらず後の現像工程におい
て不溶となる現象（以下、「不溶現象」と記する）が起
こる問題がある。この現象の起こる原因として、飛散粒
子１２２がレジスト現像液に不溶である場合、現像時に
表面に堆積した飛散粒子がマスクとして作用し、飛散粒
子１２２が堆積した部分１１２のレジストが残ってしま
うことが考えられる。あるいは、アブレーションによる
飛散粒子１２２は、非常に高温であることが予想される
ので、これらの粒子の堆積した部分１１２のレジスト層
が熱硬化し、現像液に不溶不融となることが考えられる
。

【００２５】実験によれば、部分１１２の大きさ（範囲
）は、照射するレーザ光のエネルギー密度とレーザ光の
照射面積によって変化する。一例として、大気中にてレ
ーザ光の照射領域を８０μｍ角とした場合のエネルギー
密度Ｐと不溶となる部分１１２の範囲（不溶範囲）の大
きさＬの関係を図５に示す。

【００２６】この図からも明らかなように、アブレーシ
ョン現象が起こる最低のエネルギー密度Ｐ１においても
不溶範囲の大きさＬは約２０μｍである。この様な場合
、この堆積した部分１１２の幅Ｌは、図３（Ｂ）　にお
ける幅Ｆを越え、不溶範囲がＩＣパターンを転写すべき
領域にまで達する。すると、この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ＩＣパターンを得る事ができない不都合が生じる
。

【００２７】これを防ぐためには、あらかじめ不溶範囲
の大きさＬを考慮してスクライブ領域の幅Ｄを設定して
おく必要があるが、幅Ｄが大きくなると１枚のウェハか
ら製作できるＩＣチップの数は減少し生産性を低下させ
ることになる。

【００２８】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方法において、除去領域周囲の
薄膜の不溶範囲を最小とできる除去方法を提供すること
を目的とするものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本願
請求項１に記載の発明では、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方法において
、前記支持基板及び薄膜をガス雰囲気中に配置して、前
記エネルギービームの照射を行うことを特徴とする。

【００３０】また、請求項２に記載の発明では、前記支
持基板及び薄膜を流動するガス雰囲気中に配置して行う
。

【００３１】一方、請求項３に記載の発明では、前記支
持基板及び薄膜を大気圧以上のガス雰囲気中に配置して
行う。

【００３２】ここで、請求項４に記載の発明では、請求
項１、２又は３記載の薄膜除去方法において、前記ガス
が、熱伝導率の大きな気体、もしくは酸化作用のある気
体であることを特徴とする。

【００３３】又、請求項５に記載の発明では、前記薄膜
をガス雰囲気中に配置してエネルギービームを照射する
ことに代え、前記支持基板及び薄膜を、液体中に配置す
るか、薄膜の全部あるいは一部の表面上に液体の層を形
成し、該液体を透して前記エネルギービームの照射を行
うことで、前記薄膜の所望の部分を除去することを特徴
とする。

【００３４】

【作用】本発明は上記のように構成されているため、基
板上に被着された薄膜を、例えばヘリウム・ガス、また
は酸素，あるいはオゾンを含むガス雰囲気中に載置して
、それぞれの場合において、実験等により求められた前
記不溶範囲を最小にできるエネルギー密度に調整された
エネルギービームを薄膜に照射する。そして、これらの
ガスの作用により、薄膜表面の熱的な変化、あるいは粒
子の堆積を防止し、薄膜の不溶範囲を小さく抑えること
によって、上記の課題を達成している。

【００３５】ここで、請求項２に記載の発明では、基板
上に被着された薄膜を流動するガス雰囲気中に配置して
行うことで、飛散粒子を排除してこれらの堆積を防ぐ。

【００３６】また、請求項３に記載の発明では、基板上
に被着された薄膜を高圧の空気あるいは窒素ガス等の雰
囲気中に載置することで、飛散粒子の堆積範囲を最小に
する。

【００３７】さらに、請求項４に記載の発明では熱伝導
率の大きな気体、もしくは酸化作用のある気体のガス雰
囲気中で行うため、飛散粒子の熱を（飛散している間に
）下げて薄膜への熱の影響を排除し、あるいは飛散粒子
を（飛散している間に）酸化させて変質させ、薄膜への
付着を防止する。

【００３８】一方、請求項５に記載の発明では、基板上
に被着された薄膜を、例えば純水（水）中で載置するか
、もしくは薄膜上に純水層を形成し、前記発明同様に実
験等により求められた前記不溶範囲を最小にできるエネ
ルギー密度に調整されたエネルギービームを薄膜に照射
する。本発明では、この液体の作用により、薄膜表面の
熱的な変化、あるいは粒子の堆積を防止し、薄膜の不溶
範囲を小さく抑えることによって、上記の課題を達成し
ている。

【００３９】即ち、液体層を薄膜上に形成した状態でエ
ネルギービームを照射すれば、薄膜除去に際して生ずる
飛散粒子は液体中に捕獲されて浮遊し、同時に液体分子
によって熱が奪われるため、薄膜上に粒子が堆積するこ
ともなく、熱の影響をも排除できるものとなっている。以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

【００４０】

【実施例】本発明における各ガス雰囲気中での薄膜除去
の条件について、レジストを除去する際の一例を用い、
図６，図７及び図８を参照して説明する。図６（ａ）　
は、レジストを塗布した基板（ウェハ）を１気圧のヘリ
ウム・ガスを充填したチャンバー内に載置した場合のレ
ーザの照射エネルギー密度Ｐと不溶範囲Ｌの大きさとを
測定した結果のグラフである。

【００４１】このグラフより明らかなように、１パルス
当たりのエネルギー密度がＰＨＥ（レジストの種類（感
度特性等）によって一義的に定められる）以下のレーザ
照射では、不溶範囲Ｌは最小となっており、かつその大
きさは数μｍ程度である。しかし、エネルギー密度がＰ
ＨＥを越えるレーザ照射ではエネルギー密度Ｐの対数（
ｌｏｇＰ）に比例してＬが増大（不溶範囲Ｌが拡大）す
ることがわかる。

【００４２】また、一方のガス導入口からヘリウム・ガ
スを流入し、他方の口から同量のヘリウム・ガスが排出
される様なチャンバーとして、チャンバー内のガスがあ
る一定量以上に流動するようにしてもほぼ同様な結果が
得られる。

【００４３】このヘリウム・ガスによる効果は、ヘリウ
ムの熱伝導率が高いためにアブレーションによって飛散
した粒子がレジスト面に堆積される以前に冷却され、飛
散粒子がレジスト表面に付着しても、レジスト層に熱的
な影響を与えることがないため、もしくは、粒子が堆積
し、加熱されたレジスト面は、ヘリウムにより急速に熱
が奪われるため熱の影響が極わずかであるためと考えら
れる。よって、この場合、ヘリウム・ガスに限らず熱伝
導率の高いガスであれば同様な効果が得られる。

【００４４】図６（ｂ）　は、チャンバー内のヘリウム
・ガスの圧力を４気圧までの範囲で変化させ、ＰＨＥ以
下のエネルギー密度のレーザ照射を行った場合の不溶範
囲Ｌの大きさを測定した結果のグラフである。このグラ
フより明らかな様に、１気圧以上のヘリウム・ガス雰囲
気中において不溶範囲Ｌは最小となることがわかる。

【００４５】従って、１気圧以上のヘリウム・ガス雰囲
気中において、かつ、パルス当たりのエネルギー密度が
ＰＨＥ以下であるようなエネルギービームを照射するこ
とによって、レジストの不溶範囲Ｌを最小にすることが
できる。この時の不溶範囲の大きさＬは数μｍ程度であ
り、従来のスクライブ領域の幅においても前述した（Ｌ
＜Ｆ）が成り立つことから、不溶範囲がＩＣ露光領域Ｓ
Ａに及ぶのを防止することができる。

【００４６】図７（ａ）　は、レジストを塗布したウェ
ハを１気圧の酸素ガスを充填したチャンバー内に載置し
た場合のレーザの照射エネルギー密度Ｐと不溶範囲Ｌの
大きさを測定した結果のグラフである。

【００４７】このグラフより明らかな様に、１パルス当
たりのエネルギー密度がＰ０１以下のレーザ照射では、
不溶範囲Ｌは図５に示した大気中における場合とほぼ同
様な軌跡を示す。しかし、エネルギー密度がＰ０１以上
においては、エネルギー密度の上昇に伴い不溶範囲Ｌは
減少して、Ｐ０２以上において最小となり、その大きさ
は数μｍ程度である。また、一方のガス導入口から酸素
ガスを流入し、他方の口から同量の酸素ガスが排出され
る様なチャンバーとして、チャンバー内のガスがある一
定流量以上に流動するようにしてもほぼ同様な結果が得
られる。

【００４８】この酸素による効果は、酸素の酸化作用に
よるためと考えられる。即ち、アブレーション現象によ
って飛散した粒子が酸化されて揮発性物質となるのでレ
ジスト面に堆積せず、結果としてレジスト層に熱的な影
響を与えることがないためと考えられる。よって、この
場合、本実施例で使用した酸素に限らず酸化作用のある
例えばオゾン等のガスであれば同様な効果が得られる。

【００４９】図７（ｂ）　は、チャンバー内の酸素ガス
の圧力を４気圧までの範囲で変え、Ｐ０２以上のエネル
ギー密度の照射を行った場合の不溶範囲Ｌの大きさを測
定した結果のグラフである。このグラフより明らかな様
に、圧力が高いほど不溶範囲Ｌは減少することがわかる
。

【００５０】従って、なるべく高い圧力の酸素ガス雰囲
気中において、且つ、パルス当たりのエネルギー密度が
Ｐ０２以上であるようなエネルギービームを照射するこ
とによって、レジストの不溶範囲を最小にすることがで
きる。この時の不溶範囲の大きさＬはやはり数μｍ程度
にでき、従来のスクライブ領域の幅においても前述した
（Ｌ＜Ｆ）が成り立つことから、不溶範囲がＩＣ露光領
域ＳＡに及ぶのを防止することができる。

【００５１】図８は、チャンバー内に空気、あるいは窒
素ガスを充填しその圧力を４気圧までの範囲で変えた場
合の不溶範囲Ｌの大きさを測定した結果のグラフである
。このグラフより明らかな様に、圧力が高いほど不溶範
囲Ｌは減少する。よって、空気、あるいは窒素ガスを用
いる場合には、なるべく高い圧力状態で行うことで不溶
範囲Ｌを最小にできる。

【００５２】以上、ヘリウム以外のいずれのガスにおい
ても高圧状態において不溶範囲が小さくなるのは、アブ
レーション現象による飛散粒子がガス分子と衝突する確
立が増加し、飛散が抑えられるためと考えられている。

【００５３】次に、本発明の方法を実現するための装置
の一実施例を図面を参照して説明する。図１（ａ）　は
、この実施例にかかる装置の一部を示すものであり、図
２に示す従来のレジスト除去装置Ａにおいて、ステージ
２０の上にチャンバーＣＲを設けた構造になっている。このため、これら図において共通する番号は、同様の部
材を示すものとする。

【００５４】この図において、チャンバーＣＲの上面は
、加工用のエネルギービームＥＢ、アライメント用の照
明光を透過するように石英ガラス窓３１で構成されてい
る。この石英ガラス窓３１は、容易に交換、あるいは取
り外して洗浄できる構成となっている。また、チャンバ
ーＣＲには、上記ガスを導入するための導入口３２、及
び排出のための排出口３３が設けられている。

【００５５】次に、この装置におけるレジスト除去工程
を説明する。まず、レジスト層ＲＬを被着したウェハＷ
をチャンバーＣＲ内に載置し、次に排出口３３を通して
不図示の真空ポンプ等でチャンバー内のガスを排気した
後に、導入口３２により前記のガスを導入する。

【００５６】この時、チャンバーＣＲ内のガスの圧力は
、使用するガスの種類に応じて最適な値（例えば図６（
ｂ）　、図７（ｂ）　、図８中に示した如く不溶範囲が
最小となるような圧力）になるようにガスが導入される
。また、ヘリウム、酸素等のガスを使用する場合は、導
入口３２よりガスを導入すると同時に排気口３３よりガ
スを排気してチャンバーＣＲ内のガスが、導入口３２か
ら導入したガスで十分に置換された後に、後述する手順
に従いレジストの除去を行う。

【００５７】次いで、対物レンズ２３等からなるウェハ
アライメント系でオフ・アクシス方式によるステージ２
０の位置とマークＷＭ位置との対応付けが行われた後、
エネルギービームＥＢの照射位置（対物レンズ２３の光
軸）にマークＷＭが位置するようにステージ２０と共に
チャンバーＣＲを移動する。

【００５８】この状態で、石英ガラス窓３１を通してエ
ネルギービームＥＢをマークＷＭを含むレジスト除去領
域に塗布されたレジスト層ＲＬに照射して、該当部分の
レジストの除去がなされる。この時、照射されるエネル
ギービームＥＢのエネルギー密度Ｐは、導入ガスに対し
て前述した最適なエネルギー密度となるように適当な減
光フィルター等（図示せず）で調節されているものとす
る。（またはエキシマレーザ光源にあっては印加電圧（
もしくは充電電圧）を変化させることにより調節される
）。

【００５９】そして、ウェハＷ上の全て、あるいは特定
のマークＷＭに対して除去が行われた後、ウェハＷはチ
ャンバーＣＲより取り出され、一つのウェハＷに対する
レジスト除去工程が終了する。尚、図１（ａ）　ではウ
ェハＷごとチャンバーＣＲのなかに入れていたが、レジ
スト層ＲＬのみが上記ガスに触れるように構成しても良
い。

【００６０】また、別の実施例として図１（ｂ）　に示
す様に、前記のようなチャンバーを設けずに、使用する
ガスをレジスト面のエネルギービームの照射位置に直接
吹き付ける構成としてもよい。

【００６１】この実施例では、ノズル３４を通してガス
を照射位置に吹き付けた状態でレジスト除去を行うもの
であり、ノズル３４の先端部近傍の部分領域、即ち前記
照射位置におけるレジスト層ＲＬの除去領域ＰＡを含む
部分領域のみをノズル３４から噴射されるガス雰囲気中
に配置する構成となる。

【００６２】この実施例では、ノズル３４からは連続し
てガスが噴出されるため、流動するガス雰囲気中におい
てレジスト除去工程を行うものと同等の作用を生ずる。この場合に使用するガスは、作業上の安全性等を考慮し
て、ヘリウム等の熱伝導率の高いガス、あるいは酸素等
の酸化作用のあるガスに限定することが望ましい。

【００６３】一方、図１（ｃ）　に示す別の実施例では
、ステージ２０ごとレジスト層ＲＬを被着したウェハＷ
を密封するチャンバーＣＲｓを設け、ガス排出機構４０
をエネルギービームＥＢの照射位置近傍（レジストの除
去領域の上方）に設けている。そして、レジスト除去工
程におけるレーザ照射による飛散粒子を、ガス排出機構
４０により吸引排気して強制的に取り除くことで、効果
的に飛散粒子のレジスト面への不着を防止する構成とな
っている。

【００６４】この実施例では、使用するガスを導入口３
２ｃから導くと共に、ガス排出機構４０から排出される
ガスを排出管４１，フィルタ手段４２，循環ポンプ４４
を介して循環口４６から再度チャンバーＣＲｓ内に循環
させる構成と成っているため、前記飛散粒子はフィルタ
手段４２で取除かれ、この一度使用したガスを再利用す
ることができる利点がある。

【００６５】また、石英ガラス窓３１ｃは、レジスト除
去工程におけるレーザ照射領域、即ちガス排出機構４０
の上部のみに設けられており、アライメント用の照明光
を透過させる窓３８は一般ガラスで構成してもよい。こ
れらの石英ガラス窓３１ｃは、前述した実施例同様に、
容易に交換、あるいは取り外して洗浄できる構成となっ
ている。尚、当然ながら図１（ａ）　中の窓３１と同様
に窓３１ｃと窓３８とを一体に構成しても良い。

【００６６】次に、液体を用いる薄膜除去の方法を実現
するための装置の実施例を図９を用いて説明する。図９
（ａ）　は、この実施例にかかる装置の一部を示すもの
であり、図２に示す従来のレジスト除去装置Ａにおいて
、ステージ２０の上にチャンバー５０を設けた構造にな
っている。このため、これら図において共通する番号は
、同様の部材を示すものとする。

【００６７】この図において、チャンバー５０の上面は
、加工用のエネルギービーム、アライメント用の照明光
を透過するように石英ガラス窓５１で構成されている。また、チャンバー５０には、上記液体を導入するための
導入口５２、及び排出のための排出口５３が設けられて
いる。

【００６８】次に、この装置におけるレジスト除去工程
を説明する。まず、レジストを被着したウェハＷをチャ
ンバー５０内に載置し、次に導入口５２により前記液体
を導入する。この時の液体は、前記エネルギービームに
対して、吸収の小さなものであり、かつ、レジスト特性
になんら悪影響を与えるものであってはならない。また
安全上、可燃性でないものが好ましい。更には、熱伝導
率が高い液体であることが好ましい。また取り扱いが容
易なもの、この様な理由から、純水（水）が最も適当で
あると考えられる。

【００６９】次いで、対物レンズ２３等からなるウエハ
アライメント系でオフ・アクシス方式によるステージ２
０の位置とマークＷＭ位置との対応付けが行われた後、
エネルギービームの照射位置にマークＷＭが位置するよ
うにステージ２０と共にチャンバー５０を移動する。

【００７０】この状態で、石英ガラス窓５１を通してエ
ネルギービームをマークＷＭを含むレジスト除去領域に
塗布されたレジストに照射して該当部分のレジストの除
去がなされる。この時、照射されるエネルギービームの
エネルギー密度は、導入ガスに対して前述した最適なエ
ネルギー密度となるように適当な減光フィルター等（図
示せず）で調節されているものとする。

【００７１】そして、ウェハＷ上の全て、あるいは特定
のマークＷＭに対して除去が行われた後、排出口５３か
ら液体を排出した後ウェハＷはチャンバー５０より取り
出され、一つのウェハＷに対するレジスト除去工程が終
了する。

【００７２】また、別の実施例として、前記のようなチ
ャンバーを設けずに、レジスト面上に液体層を形成する
構成としてもよい。例えば、液体の表面張力を利用し、
図９（ｂ）　のようにノズル６０から、液体を流下し、
レジスト面の一部又は全体に液体層を形成するようにし
てもよい。

【００７３】さらに、図９（ｃ）　に示す別の実施例の
ように、回転テーブル７０上にレジストを塗布したウェ
ハＷを置き、ノズル７１から液体を流下しながら回転テ
ーブル７０を高速回転させ、液層を形成する方式を採用
してもよい。この実施例では、回転するウェハＷ上のア
ライメントマークがエネルギービームの照射位置に来る
と同時にビームを照射する構成となっている。

【００７４】以上の実施例によれば、エネルギービーム
の照射に際し飛散粒子の拡散を防止し、或は飛散粒子を
飛散中に冷却する為、飛散粒子の影響によるレジストの
不溶範囲を最小にできる効果がある。

【００７５】さらに、ウェハのアライメントマーク上の
レジストを有効に除去できるので、このウエハを利用し
た後のＩＣ製造工程において、アライメント精度の向上
を計ることができると共に、レジスト面への悪影響（不
溶範囲の存在等）を排除できるため、生産性を向上させ
ることができる利点がある。

【００７６】なお、以上の実施例ではレジストを除去す
るものについてのみ説明したが、この方法は他の薄膜を
除去する際にも使用できるものである。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、薄
膜を除去する際に、飛散粒子を取り除き、或は飛散領域
を狭く限定することで、飛散粒子の薄膜への再被着を防
止し、或は被着領域を狭く限定する。

【００７８】また、飛散粒子を飛散中に冷却するため、
あるいは加熱された薄膜面から急速に熱を奪うため、飛
散粒子が薄膜面に被着しても熱により薄膜が変質するこ
とが無い利点がある。

【００７９】このため、除去領域の周囲の薄膜に被着し
た飛散粒子の存在、或は飛散粒子の熱による薄膜の変質
等に基づく悪影響を防止（例えば、前述したレジストの
不溶範囲の限定や発生防止等）する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスを利用した薄膜除去方法を実施す
るための装置の一実施例を示す説明図であり、同（ａ）
，（ｂ），（ｃ）　はそれぞれ異なる実施例を示すもの
である。

【図２】一般的なレジスト除去装置と露光装置のシステ
ム構成を示す説明図である。

【図３】一般的なウェハのＩＣ露光領域とマークとの配
置を示す説明図であり、同（Ａ）はウェハＷ上のＩＣ露
光領域とマークＷＭとの配置を示す概略平面図であり、
同（Ｂ）　は１つのＩＣ露光領域ＳＡに付随したマーク
ＷＭｘの拡大配置を示す部分拡大平面図である。

【図４】レーザ照射によるレジスト除去の状態を示す説
明図であり、同（ａ）〜（ｄ）　はそれぞれの工程にお
ける状態の概念を示すものである。

【図５】照射するレーザ光のエネルギー密度と不溶範囲
の大きさＬとの関係を示す線図である。

【図６】本発明の一実施例において、レーザ光のエネル
ギー密度或はガス圧力と不溶範囲の大きさＬとの関係を
示す線図であり、同（ａ）　は、レジストを塗布したウ
ェハを１気圧のヘリウム・ガスを充填したチャンバー内
に載置した場合のレーザの照射エネルギー密度Ｐと不溶
範囲Ｌの大きさとを測定した結果を示し、同（ｂ）　は
、チャンバー内のヘリウム・ガスの圧力を４気圧までの
範囲で変化させ、ＰＨＥ以下のエネルギー密度のレーザ
照射を行った場合の不溶範囲Ｌの大きさを測定した結果
を示すものである。

【図７】本発明の一実施例において、レーザ光のエネル
ギー密度或はガス圧力と不溶範囲の大きさＬとの関係を
示す線図であり、同（ａ）　は、レジストを塗布したウ
ェハを１気圧の酸素ガスを充填したチャンバー内に載置
した場合のレーザの照射エネルギー密度Ｐと不溶範囲Ｌ
の大きさを測定した結果を示し、同（ｂ）　は、チャン
バー内の酸素ガスの圧力を４気圧までの範囲で変え、Ｐ
０２以上のエネルギー密度の照射を行った場合の不溶範
囲Ｌの大きさを測定した結果を示すものである。

【図８】本発明の一実施例において、チャンバー内に空
気、あるいは窒素ガスを充填しその圧力を４気圧までの
範囲で変えた場合の不溶範囲Ｌの大きさを測定した結果
を示す線図である。

【図９】本発明の液体を利用した薄膜除去方法を実施す
るための装置の一実施例を示す説明図であり、同（ａ）
，（ｂ），（ｃ）　はそれぞれ異なる実施例を示すもの
である。

【符号の説明】

１７…対物レンズ（レーザ投影光学系用）２０…ステー
ジ２３…対物レンズ（アライメント光学系用）２０ｃ…ス
テージ３０，３０ｃ…チャンバー３１…石英ガラス窓（レーザ投影光学系用）３１ｃ…石
英ガラス窓（レーザ投影光学系用）３２，３２ｃ…ガス
導入口３３…ガス排出口３４…ノズル３８…ガラス窓（アライメント光学系用）４０…ガス排
出機構４２…フィルタ４４…ポンプ４６…循環口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　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方法において、前記基板上の
薄膜の少なくとも除去すべき部分領域をガス雰囲気中に
配置して、前記エネルギービームの照射を行うことを特
徴とする薄膜除去方法。
【請求項２】　　前記基板及び薄膜を流動するガス雰囲
気中に配置して行うことを特徴とする請求項１記載の薄
膜除去方法。
【請求項３】　　前記基板及び薄膜を大気圧以上のガス
雰囲気中に配置して行うことを特徴とする請求項１記載
の薄膜除去方法。
【請求項４】　　前記ガスが、熱伝導率の大きな気体、
もしくは酸化作用のある気体であることを特徴とする請
求項１、２又は３記載の薄膜除去方法。
【請求項５】　　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方法において、前記支持基板
及び薄膜を、液体中に配置するか、薄膜の全部あるいは
一部の表面上に液体の層を形成し、該液体を透して前記
エネルギービームの照射を行うことを特徴とする薄膜除
去方法。