JPH06275515A

JPH06275515A - 液槽内ワークのフォトレジスト除去方法およびその装置

Info

Publication number: JPH06275515A
Application number: JP5828293A
Authority: JP
Inventors: Izumi Serizawa; 澤和泉芹
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】安全な処理溶液を使用し、処理時間が早く、さ
らに完全にフォトレジストの除去ができ、イオンインプ
ラされたフォトレジストの除去も可能であると共に、ワ
ークに影響が少ない液槽内ワークのフォトレジスト除去
方法および装置を提供することを目的とする。【構成】液槽３内の所定位置に特定波長の紫外線を照射
するランプ４を設け、前記液槽３内に露光済みワーク５
を浸漬させ、前記ランプ４を照射してワーク５に残留し
た所定箇所のフォトレジストに光化学反応を起こさせる
ことを特徴とする液槽内ワークのフォトレジストの除去
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】この発明は、ＩＣディバイス等の
製造過程で、フォトレジストを施したシリコン基板を露
光し、パターン回路部分に光化学反応を起こさせた後、
残存しているフォトレジストの不要部分を液体中で取り
除く液槽内ワークのフォトレジスト除去方法および装置
に関する。

【０００１】

【従来の技術】一般に、ＩＣディバイス等のワークは、
シリコン基板上に、酸化膜（エピタキシャル成長層）、
感光性膜であるフォトレジスト等を順次積層して構成さ
れている。そして、ウエハ加工工程でワークにパターン
回路を形成するため、次の工程を行っている。はじめ
に、露光装置によりガラスマスクシートなど介して紫外
線を照射してワークを露光し、フォトレジストに光化学
反応を起こさせる。その後、光化学反応の起こらなかっ
たフォトレジスト部分を現像工程により取り除く現像処
理を行う。さらに、エッチング工程で所定の酸化膜を除
いた後、フォトレジスト除去工程で、残っているフォト
レジストを除去して所定回路を形成している。

【０００２】前記レジスト除去工程は、ドライ法と、ウ
エット法があり、そのうちドライ法は、Ｏ₂プラズマ法
や、Ｏ₂プラズマ−ダウンフロー法および紫外線Ｏ₃法
などが行われている。そして、前記Ｏ₂プラズマ法は、
Ｏ₂雰囲気プラズマ中でにワークを曝して処理を行って
いる。また、Ｏ₂プラズマ−ダウンフロー法は、プラズ
マにより生成した活性な酸素をプラズマの外に導き出し
てワークを処理している。さらに、紫外線Ｏ₃法は、Ｏ
₃に紫外線を照射し、活性酸素を生成させワークを処理
する。この場合、気体の温度を高温（２５０度〜３００
度程度）に維持する必要がある。

【０００３】一方、ウエット除去法は、腐食性アルカリ
性溶液または、酸性有機性溶液などを使用している。そ
のため、溶液を希釈などの処理した後、溶液槽に収納
し、所定温度（５０ないし８０度）に溶液を上昇維持し
て使用している。また、この溶液は、引火性が強いた
め、換気等の設備を設け換気を行っている。そして、ワ
ークを処理する際は、その処理溶液中に一定時間ワーク
を浸漬させることで、残留しているフォトレジストを化
学反応させ除去している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフォト
レジストの除去方法では次のような問題点があった。ドライ除去法のプラズマ法では、荷電粒子によるワ
ークへのダメージが大きく、不良品を作る可能性が高
い。ドライ除去法は、イオンインプラされたレジストが
除去できないため、後工程の処理に影響があり、歩留り
の向上が望めない。紫外線Ｏ₃法は、２５０度から３００度程度の高温
で処理しなければならず、また、Ｏ₃をワークに均等に
吹きつけること、および、ワークの温度を均等にしなけ
れば、ワークの残留フォトレジストが完全に除去するこ
とができなかった。ウエット除去方法は、使用される処理溶液が有害で
あり、処理溶液の貯蔵管理方法が大変である。

【０００５】使用後の処理溶液は、そのまま廃棄で
きないため、希釈などの処理をしてから廃棄する必要が
ある。処理溶液は、フォトレジストを除去する際に、ワー
クの他の部分に影響を与える可能性が高い。この発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであ
り、安全な処理溶液を使用し、処理温度が低く、さらに
完全にフォトレジストの除去ができ、ワークに影響が少
ない等上記の問題を解決することができる液槽内ワーク
のフォトレジスト除去方法および装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、この発明は、「液槽内の所定位置に紫外線を照射す
るランプを設け、前記液槽内に露光済みワークを浸漬さ
せ、前記ランプを照射してワークに残留している所定箇
所のフォトレジストに光化学反応を起こさせる液槽内ワ
ークのフォトレジストの除去方法。」として構成した。
また、「液体を収納する液槽と、この液槽内に設けた特
定波長の紫外線を照射するランプと、このランプを所定
温度に維持する温度維持手段とを備える液槽内ワークの
フォトレジスト除去装置。」として構成し、そして、
「前記液槽内の液体を所定温度に加熱する加熱手段と、
前記液体の温度を検知する検知手段とを備えた前記液槽
内ワークのフォトレジスト除去装置。」として構成し
た。

【０００７】さらに、「前記液槽内のワークに超音波振
動を与える超音波振動手段を備えた前記液槽内ワークの
フォトレジスト除去装置。」として構成し、また、「前
記液槽内の液体にオゾンを供給するオゾン供給手段を備
えた前記液槽内ワークのフォトレジスト除去装置。」と
して構成し、そして、「前記液槽内のワークを載置する
載置台を設け、この載置台に電位を印加する電位印加手
段を備え、前記液体は、純水を用いた前記液槽内ワーク
のフォトレジスト除去装置。」として構成した。

【０００８】

【作用】この発明は上記のように構成したので以下のよ
うな作用を有している。ワークに残留しているフォトレジストは、液中に浸
漬され、かつ紫外線照射されるため、液中ではＯ＊
（＊は活性ラジカル）＋Ｈ₂Ｏ→２ＯＨとなり、また、
Ｏ₃＋Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋２Ｈ₂Ｏとなる。そして、こらら
Ｏ＊，ＯＨ＊などの活性ラジカルが、レジスト（有機
物）と反応し、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏなどに分解される。その
とき、金属イオンが共存する場合は、Ｏ₃やＯＨは、Ｏ
₃マイナスイオンおよびＯＨマイナスイオンとなりワー
クに正電位を与えるため、レジスト表面に効果的にこれ
らイオンを反応させることができる。液中に浸漬しているワークの残留しているフォトレ
ジストは、紫外線の照射により液体中のＯ＊やＯＨ＊に
より反応して取り除くことが可能になる。そして、液槽
内の液体は供給部および排出部を介して循環されている
ことと、純水を使用しているため、反応したフォトレジ
ストが分解して混在した純水は、常に紫外線により浄化
されていることになる。また、ランプの温度を一定温度
に維持することで、ランプ内の封入ガスがコントロール
され、紫外線の発行効率を高める。

【０００９】液槽内に超音波を与える超音波発生手
段を備えているため、フォトレジスト部分にキャビテー
ションが発生し、フォトレジストの除去を促進すると共
に、Ｏ＊およびＯＨ＊の発生効率を高めることができ
る。液槽内にオゾン発生手段を備えているため、液体中
にオゾンガスを供給することと、紫外線ランプの照射に
より、Ｏ＊およびＯＨ＊の発生効率を高めることができ
る。液槽内に浸漬したワークは、載置台に載置され、載
置台は、正の電圧をかけられるため、載置台周辺にＯマ
イナスイオンおよびＯＨマイナスイオンを集めることが
できる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１ないし図３は第１の実施例を示すものであ
り、図１はフォトレジスト除去装置の全体を示す構造
図、図２は純水中および空気中でのフォトレジストの除
去状態を示す図表、図３は紫外線照射ランプの温度変化
による紫外線照射率を示す図表である。

【００１１】図１で示すように、フォトレジスト除去装
置１は、液体２の供給部３ａおよび排出部３ｂを備えた
液槽３と、その液槽３の上部に備えた特定波長の紫外線
を照射する低圧水銀灯４とを備えている。前記液体２
は、純水が使用されており、この純水は、液槽３の供給
部３ａからポンプ等により一定量が供給され、液槽３の
排出部３ｂから一定量が排出されている。また、図示し
ていないが、排出された純水は、フィルターなどを備え
た循環経路を循環して再び供給部３ａから供給される構
成としている。

【００１２】そして、図１で示すように、液槽３内の水
面高さは、液槽の上部側に所定間隔の空間が形成される
ように調整されており、その空間部分に突出するように
低圧水銀等４が取り付けられている。また、この空間部
分には、不活性ガスが絶えず充満しているように、液槽
３の上部側に、不活性ガスの供給部３ｃおよび排出部３
ｄを形成している。なお、図示していないが、ワーク５
の収納口をフォトレジスト除去装置１の上部側に形成し
ている。

【００１３】前記低圧水銀灯４は、波長が１８４．９ｎ
ｍおよび２５３．７ｎｍの紫外線を照射するように構成
され、発光部分４ａが水平になるように、その基部４を
液槽４の側面に取り付けている。そして、ランプを照射
した際に、これら紫外線が液槽３外に出ないように、液
槽３のすくなくとも側面および上面には、紫外線などを
反射する部材として、反射フィルム（図示せず）などを
設けておくと都合が良い。この反射フィルムは、干渉反
射膜などで形成され、所定の光学的厚さをもつ薄膜を数
層重ねて形成されている。なお、反射フィルムの代わり
に、液槽の所定部位で、その表面に金属（アルミ、銀な
ど）膜を真空蒸着等の手段により形成したものや、反射
鏡を隣接させても構わない。

【００１４】また、図３で示すように、低圧水銀灯４か
ら照射される２５３．７ｎｍおよび１８４．９ｎｍの紫
外線は、封入ガスの温度を４０度前後に保つと、その照
度が強められるため、温度維持手段（図示せず）によ
り、封入ガスの温度を一定に保っている。この温度維持
手段としては、不活性ガスを加熱して温度を上昇させる
ことや、低温水銀灯４の電極部分を液密にし、その電極
部分に温水を循環させることで低圧水銀灯４の封入ガス
の温度を調整することができる。なお、図１では図示し
てしないが、ワーク５は、石英ガラスなどで形成された
載置台の上にバケット等に入れられた状態で載置されて
おり、水面から１ないし１０センチメートル程度に配置
されている。

【００１５】つぎに、上記実施例の装置の使用方法を説
明する。はじめに、ワーク５をフォトレジスト除去装置
１の収納口から液槽３内の純水２に浸漬する。

【００１６】そして、不活性ガスを供給口３ｃから供給
すると共に、純水２を供給部３ａから液槽３を介して排
出部３ｂ側に循環するようにポンプ（図示せず）を作動
させる。その後、低圧水銀灯４を点灯させる。このと
き、特定波長の紫外線の照射により、レジストが分解す
ると共に、純水中では、Ｏ＊＋Ｈ₂Ｏ→２ＯＨとなり、
また、Ｏ₃＋Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋２ＯＨとなる。したがっ
て、Ｏ＊，ＯＨ＊等の活性ラジカルが、フォトレジスト
に強力な酸化作用を与え有機化合物を揮発性の物質に変
化させ（ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ等に）分解し、ワーク５上のフ
ォトレジストを完全に除去する。

【００１７】また、液槽３の外周には、反射フィルム等
が設けられているため、紫外線ランプから照射された紫
外線を反射し、ワークの残留フォトレジストに照射する
紫外線の照射を効果的に行うことができる。そして、外
部に紫外線が漏れないため、作業者の目などに対する安
全が図れる。

【００１８】なお、ワーク５に塗布されているフォトレ
ジストは、ノボラック系ポジ型フォトレジストを使用
し、露光、現像、エッジング等行った後、１×１０¹⁴ａ
ｔｍ／ｃｍ²のリン（Ｐ）をイオン打ち込みしたもの
を、フォトレジスト除去の工程で使用している。

【００１９】図２に示すように、純水中でフォトレジス
ト除去作業を行った場合は、符号８で示すように１７０
００Å前後のフォトレジスト膜の厚みを８時間強の時間
で零、つまり完全に除去することができる。なお、図２
の符号７で示すものは、同じ条件で、純水を用いず気体
中で行ったフォトレジストの除去時間の経過を示すもの
である。

【００２０】フォトレジストの除去が終了したらワーク
５を収納口（図示せず）から取り出し、フォトレジスト
除去工程は終了する。このように、前記したフォトレジ
ストの除去工程が繰り返し行われることにより、純水２
の再利用のため、浄化設備にイオン交換フィルター、紫
外線処理槽などが必要であるが、低圧水銀灯４の紫外線
照射により純水２は常に浄化されることになるため、液
槽３外で行われる純水２の浄化設備を簡易なものにする
ことが可能となる。

【００２１】つぎに、図４を参照して、この発明の第２
の実施例を説明する。図４に示すように、フォトレジス
ト除去装置１１は、液槽１３の所定位置に純水１２の供
給部１３ａおよび排出部１３ｂを設け、純水１２の水位
を所定高さに維持している。そして、純粋１２の水面上
に空間部分を形成し、この空間部分に低圧水銀１４の発
光部分１４ａが位置するように、低圧水銀灯１４の基部
１４ｂを液槽１３の上部側面に取り付けている。そし
て、前記空間部分に不活性ガスを供給するための供給口
１３ｃおよび排出するための排出口１３ｄを液槽１３の
上部側に形成している。また、液槽１３内に超音波発生
装置１７を備えている。

【００２２】この実施例によると、はじめに、液槽１３
内に超音波発生装置１７を作動させる。そして、低圧水
銀灯１４からの紫外線をワーク５の残留フォトレジスト
に照射して光化学反応を起こさせる。このとき、超音波
をワーク５に作用させることで純水１２中にキャビテー
ション現象が起こり、ワーク５の残留フォトレジストの
除去を促進する。そして、超音波を発生させることで、
Ｏ＊，ＯＨ＊の発生効率を高める結果となり、さらにフ
ォトレジストの除去を促進することとなる。

【００２３】また、図５を参照して、この発明の第３の
実施例を説明する。図５に示すように、フォトレジスト
除去装置２１は、液槽２３の所定位置に純水２２の供給
部２３ａおよび排出部２３ｂを設け、純水２２の水位を
所定高さに維持している。そして、純粋２２の水面上に
空間部分を形成し、この空間部分に低圧水銀２４の発光
部分２４ａが位置するように、低圧水銀灯２４の基部２
４ｂを液槽２３の上部側面に取り付けている。そして、
前記空間部分に不活性ガスを供給するための供給口２３
ｃおよび排出するための排出口２３ｄを液槽２３の上部
側に形成している。また、液槽２３内にオゾン発生装置
２７を備えている。

【００２４】前記オゾン発生装置２７は、液槽２３の底
部側にオゾン発生部２７ｂを有し、このオゾン発生部２
７ｂに液槽２３外から接続したオゾン供給部２７ａとか
ら構成されている。また、前記不活性ガスの排出口２３
ｄ側に、オゾン発生装置２７で発生したオゾンを分解す
るオゾン分解装置２３ｅを配置している。

【００２５】この実施例によると、純水２２中にオゾン
（Ｏ₃）ガスを強制的に発生させているため、Ｏ＊，Ｏ
Ｈ＊の発生量が多くなり、フォトレジスト除去速度が促
進される。なお、Ｏ₃の代わりに、Ｏ₂を使用しても促
進効果がある。

【００２６】つぎに、この発明の第４の実施例を図６を
参照して説明する。図６に示すように、フォトレジスト
除去装置３１は、液槽３３の所定位置に純水３２の供給
部３３ａおよび排出部３３ｂを設け、純水３２の水位を
所定高さに維持している。そして、純粋３２の水面上に
空間部分を形成し、この空間部分に低圧水銀３４の発光
部分３４ａが位置するように、低圧水銀灯３４の基部３
４ｂを液槽３３の上部側面に設けている。そして、前記
空間部分に不活性ガスを供給するための供給口３３ｃお
よび排出するための排出口３３ｄを液槽３３の上部側に
形成している。また、液槽３３内にワーク５に電位を印
加する電位印加手段３７を備えている。

【００２７】前記電位印加手段３７は、ワーク５の載置
台３７ａと、この載置台３７ａに一端を接続し、他端を
アースした接続コード３７ｄと、この接続コードの中間
に設けた電源３７ｂと、液槽３３の外則面に一端を接続
し他端をアースした接続コード３７ｃとから構成されて
いる。そして、載置台３７ａは、電導性の部材で形成さ
れ電極として構成されている。

【００２８】この実施例によると、電位印加手段３７を
作動して載置台３７ａに正の電圧を印加することで、ワ
ーク周辺にＯマイナスイオンおよびＯＨマイナスイオン
を集めることができるため、低圧水銀灯１４からの紫外
線をワーク５の残留フォトレジストに照射して光化学反
応を起こさせる際、その５の残留フォトレジストの除去
を促進する。また、載置台に正の電圧が印加されること
で、電界を生じＯ＊，ＯＨ＊の発生量を促進するため、
残留フォトレジストの除去作業を促進する。なお、第２
実施例ないし第４実施例では、低圧水銀灯の温度維持手
段は、第１実施例で使用したものと同じ構成としてい
る。そして、フォトレジストの厚みを１７０００Åとし
て行った場合、第２実施例ないし第４実施例では、超音
波発生手段、オゾン発生手段、電位印加手段の作用によ
り、除去時間がはぼ、半分になることが分かっている。
したがって、さらに各手段を併用することで、フォトレ
ジストの除去時間を短縮する可能性が十分あることにな
る。

【００２９】つぎに、この発明の第５の実施例を図７を
参照して説明する。図７に示すように、フォトレジスト
除去装置４１は、液槽４３の所定位置に純水４２の供給
部４３ａおよび排出部４３ｂを設け、純水４２の水位を
所定高さに維持している。そして、純水４２に低圧水銀
灯４４の発光部分４４ａが位置するように、低圧水銀灯
４４の基部４４ｂを液密に、液槽４３の上部側面に取り
付けている。また、液槽４３には、低圧水銀灯４４を一
定温度に維持する温度維持手段４７を備えている。

【００３０】前記温度維持手段は、液槽４３の下部に純
水４２の温度を上昇するためのヒータ４７ｃと、液槽４
３内に設けた温度センサ４７ｂと、温度センサ４７ｂか
らの信号に基づいて前記ヒータ４７ｃを制御する制御部
４７ａを備えている。

【００３１】したがって、温度維持手段４７を作動さ
せ、水温を４０度以上にすることで、純水４２中にある
低圧水銀灯３４の封入ガスを４０度前後に維持した状態
で点灯することができる。そのため、図３で示すよう
に、各紫外線の照射効率を高めることが可能となり、ワ
ーク５の残留フォトレジストの除去作用を促進する。

【００３２】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、低圧水銀灯の封入ガスの温度維
持手段として、発光部分のランプにコイルを大まかに巻
き付け、このコイルに電流を流すことで発光部分を加熱
することや、液体は、純水に代わるものとして、過酸化
水素（Ｈ₂Ｏ₂）を混入した溶液や、液体のペーハーが
６〜８の範囲内の溶液などを使用しても構わないこと
や、前記した各実施例を適宜組み合わせて各手段の作用
が適正にワークの残留フォトレジストに影響を与えるよ
うに使用すること、また、フォトレジストを使用してワ
ークに回路パターンを形成するシリコン基板以外の他の
基板のフォトレジストの除去に対応できること等、この
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができること
は勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明は次の優れた
効果を発揮する。ワークに残留しているフォトレジストは、液中に浸
漬され、かつ紫外線照射されるため、フォトレジスト
に光化学反応が起きると共に、液体中のＯ＊（＊は活性
ラジカル）と、ＯＨ＊などの活性ラジカルが、レジスト
（有機物）と反応して効率よく分解する。したがって、
荷電粒子などの影響を受けることがなく、不良品を作る
可能性がない。また、金属イオンが共存する場合は、Ｏ₃やＯＨは、Ｏ
₃マイナスイオンおよびＯＨマイナスイオンとなり基板
に正電位を与えるため、レジスト表面に効果的にこれら
イオンを反応させることができ、イオンインプラされた
フォトレジストを効率よく除去するため、歩留りの向上
が可能である。液体として純水などの安全な溶液を使用しているた
め、溶液の貯蔵や廃棄等の管理・処理が簡単にできる。
また、反応したフォトレジストが分解して混在した純水
は、常に紫外線により浄化されるため、ワークの他の部
分に影響を及ぼすことはない。そして、ランプの温度を
一定温度に維持することで、ランプ内の封入ガスがコン
トロールされ、紫外線の発光効率を高めるため、フォト
レジストの除去を促進する。

【００３４】液槽内に超音波を与える超音波発生手
段を備えているため、フォトレジスト部分にキャビテー
ションが発生し、フォトレジストの除去を促進すると共
に、Ｏ＊およびＯＨ＊の発生効率を高めることができ、
フォトレジストの除去作業を促進する。液槽内にオゾン発生手段を備えているため、液体中
にオゾンガスを供給するため、紫外線ランプの照射によ
り、Ｏ＊およびＯＨ＊の発生効率を高めることができ
る。したがって、ワークの残留フォトレジストの除去を
促進することができる。液槽内に浸漬したワークは、載置台に載置され、載
置台は、正の電圧をかけられるため、Ｏ＊およびＯＨ＊
を増大すると共に、載置台周辺にＯマイナスイオンおよ
びＯＨマイナスイオンを集めることができ、ワークの残
留フォトレジストの除去を促進する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示すフォトレジスト
除去装置の全体を示す構成図である。

【図２】この発明の残留フォトレジスト除去状態を示す
図表である。

【図３】この発明の紫外線ランプの紫外線照射効率を示
す図表である。

【図４】この発明の第２の実施例を示すフォトレジスト
除去装置の全体を示す構成図である。

【図５】この発明の第３の実施例を示すフォトレジスト
除去装置の全体を示す構成図である。

【図６】この発明の第４の実施例を示すフォトレジスト
除去装置の全体を示す構成図である。

【図７】この発明の第５の実施例を示すフォトレジスト
除去装置の全体を示す構成図である。

【符号の説明】１、１１、２１、３１、４１フォトレジスト除
去装置２、１２、２２、３２、４２純水（液体）３、１３、２３、３３、４３液槽４、１４、２４、３４、４４紫外線ランプ５ワーク１７超音波発生手段２７オゾン発生手段３７電位印加手段４７温度維持手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液槽内の所定位置に特定波長の紫外線を照
射するランプを設け、前記液槽内に露光済みワークを浸
漬させ、前記ランプを照射してワークに残留した所定箇
所のフォトレジストに光化学反応を起こさせることを特
徴とする液槽内ワークのフォトレジスト除去方法。
【請求項２】液体を供給する供給部および排出する排出
部とを有する液槽と、この液槽内に設けた特定波長の紫
外線を照射する紫外線ランプと、この紫外線ランプを所
定温度に維持する温度維持手段とを備える液槽内ワーク
のフォトレジスト除去装置。
【請求項３】前記液槽内のワークに超音波振動を与える
超音波振動手段を備えた請求項２に記載の液槽内ワーク
のフォトレジスト除去装置。
【請求項４】前記液槽内の液体にオゾンを供給するオゾ
ン供給手段を備えた請求項３または４に記載の液槽内ワ
ークのフォトレジスト除去装置。
【請求項５】前記液槽内のワークを載置する載置台を設
け、この載置台に電位を印加する電位印加手段を備え、
前記液体は、純水を用いた請求項２、３または４に記載
の液槽内ワークのフォトレジスト除去装置。【０００１】