JPH0766119A

JPH0766119A - ホトレジスト膜の除去方法

Info

Publication number: JPH0766119A
Application number: JP23242393A
Authority: JP
Inventors: Shimao Yoneyama; 詩麻夫米山; Michiyuki Harada; 宙幸原田
Original assignee: M C ELECTRON KK
Current assignee: M C ELECTRON KK
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】安価な前処理を採用したホトレジスト膜の効率
的な除去方法を提供する。【構成】基板表面のホトレジスト膜を除去するに先立ち
予め凍結処理する。【効果】凍結処理後のホトレジスト膜の除去方法とし
て、プラズマアッシングを用いた場合は、その処理効率
を高め、または、処理条件の緩和化を図ることが出来る
利点が得られ、超音波洗浄方法、メガソニック洗浄方
法、凍結粒子によるブラスティング方法などを用いた場
合は、高価な設備を必要としない経済的に有利なホトレ
ジスト膜の除去方法を実現することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホトレジスト膜の除去
方法に関するものであり、詳しくは、安価な前処理を採
用した効率的なホトレジスト膜の除去方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製作工程は、主とし
て、半導体ウエハーの表面にホトレジストの薄膜を形成
し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマス
クパターンを紫外線照射により転写したのち現像する写
真製版（フォトリソグラフィー）工程、ホトレジスト膜
のパターンを保護膜としてウエハーをエッチングする工
程、ウエハー表面からホトレジスト膜を除去する工程か
ら構成される。ホトレジストは、上記の様に、半導体集
積回路を製作する際の写真製版（フォトリソグラフィ
ー）に用いられる光感光性の樹脂組成物であり、通常、
樹脂成分と感光成分などを含有する。

【０００３】従来、ウエハーのエッチング及びホトレジ
スト膜の除去は、写真製版工程の現像と同様に、化学薬
品を用いた湿式処理によって行われていた。しかしなが
ら、超ＬＳＩの開発に伴うホトレジスト膜パターンの微
細化の要請に従い、加工精度の高いプラズマ処理装置が
提案され、ウエハーのエッチングは、プラズマエッチン
グによる乾式処理に移行されている。また、ホトレジス
ト膜の除去についても、ホトレジスト膜の除去速度が速
いこと、および、エッチング工程と併せて一貫した乾式
処理が可能であることから、プラズマ処理装置を用いた
プラズマアッシングが採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ホトレジ
スト膜の除去について鋭意検討を重ねた結果、ホトレジ
スト膜を予め特定の方法で処理するならば、プラズマア
ッシングによらなくても簡易な湿式法などを利用して速
い速度で除去し得ることを見出した。本発明は、斯かる
知見を基に達成されたものであり、その目的は、安価な
前処理を採用した効率的なホトレジスト膜の除去方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、基板表面のホトレジスト膜を除去するに先立ち予め
凍結処理することを特徴とするホトレジスト膜の除去方
法に存する。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明が
対象とするホトレジスト膜は、基板表面に形成されたホ
トレジスト膜であり、典型的には、半導体集積回路の製
作工程で得られる、シリコーンウエハー表面にパターン
として形成されたホトレジスト膜が挙げられる。そし
て、ホトレジスト膜を形成するホトレジストには、ネガ
型とポジ型とがあるが、主としてポジ型が用いられる。

【０００７】代表的なネガ型ホトレジストは、環化ゴム
（ポリイソプレン等）又はポリビニルフェノールに感光
剤としてビスアジド化合物を配合した組成物である。斯
かるネガ型ホトレジストとしては、「ＯＤＵＲ−１１０
−ＷＲ」（東京応化工業（株）製）、「ＲＤ−２０００
Ｎ」（日立化成工業（株）製）等の商品がある。

【０００８】代表的なポジ型ホトレジストは、アルカリ
可溶性樹脂に感光剤としてナフトキノンジアジド系化合
物（ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル等）を配
合した組成物である。アルカリ可溶性樹脂としては、通
常、フエノール又はクレゾール等とアルデヒド類から得
られるノボラツク樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルアルキルエーテル、ポリヒドロキシスチレン、ポリ
ビニルヒドロキシベンゾエート、ポリビニルヒドロキシ
ベンザル、スチレンとアクリル酸との共重合体、スチレ
ンと無水マレイン酸との共重合体、メタクリル酸とメタ
クリル酸アルキルエステルとの共重合体などが挙げられ
る。

【０００９】上記のポジ型ホトレジストは、例えば、特
公昭６２−２８４５７号公報を初めとして数多くの特許
に記載され、また、商品としては、「ＡＺ−１３５０
Ｊ」（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製）、「ＯＤＵＲ−１０１３」
（東京応化工業（株）製）等がある。

【００１０】本発明において、凍結処理は冷媒を用いて
行われる。冷媒としては、液化炭酸（沸点：−７９
℃）、液体酸素（沸点：−１８３℃）、液体空気（沸
点：−１９０℃）、液体窒素（沸点：−１９６℃）等が
挙げられる。

【００１１】凍結処理は、冷媒中に基板を浸漬する方法
（浸漬法）、基板表面のホトレジスト膜に冷媒を滴下す
る方法（滴下法）又は基板表面のホトレジスト膜を冷媒
蒸気と接触させる方法（蒸気接触法）等が挙げられる。

【００１２】凍結処理時間は、上記の凍結処理方法によ
って異なるが、通常、凍結処理により、ホトレジスト膜
には無数の微小亀裂が形成されるため、斯かる微小亀裂
の発生を指標として適宜決定される。しかしながら、凍
結処理時間は、通常、１０秒ないしは３分間程度で十分
である。

【００１３】本発明において、凍結処理されたホトレジ
スト膜の基板表面からの除去は、特に制限されず、幾つ
かの方法を採用することが出来る。すなわち、本発明に
よれば、凍結処理により、ホトレジスト膜に無数の微小
亀裂を予め形成させるため、その後の行うホトレジスト
膜の除去を各種の方法を採用して容易かつ効率的に行う
ことが出来る。

【００１４】ホトレジスト膜の第１の除去方法として
は、超音波洗浄方法を挙げることが出来る。超音波洗浄
方法は、それ自体公知であり、本発明においては、公知
の超音波洗浄方法を制限なく採用することが可能であ
る。超音波洗浄方法の具体例としては、噴射ホーン型指
向性高周波超音波装置を配置した洗浄槽や超音波振動子
に接続された集中型チツプを適当数配置した洗浄槽を用
いる方法が挙げられる。

【００１５】噴射ホーン型指向性高周波超音波装置とし
ては、例えば、本多電子（株）製の「パルスジェットＷ
−３５７Ｐ」、集中型超音波装置としては、例えば、
（株）日本精機製作所製の超音波ホモジンイザー「ＵＳ
−６００」等が好適に用いられる。そして、通常、超音
波振動子の実行出力は１０〜１００ｗ／ｃｍ²の範囲か
ら選択される。

【００１６】本発明において、洗浄液体としては、純水
の他、アルコール、ケトン、エステル等の極性溶媒を用
いることが出来る。純水を用いた場合は、無数の微小亀
裂を形成したホトレジスト膜は、基板表面から剥離して
除去され、極性溶媒を用いた場合は、無数の微小亀裂を
形成したホトレジスト膜は、基板表面から溶解して除去
される。本発明においては、極性溶媒を用い、ホトレジ
スト膜を溶解除去するのが好ましく、そして、極性溶媒
としては、アルコール、具体的には、メタノール、エタ
ノール等の脂肪族低級アルコールを用いるのが好まし
い。

【００１７】ホトレジスト膜の第２の除去方法として
は、メガソニック洗浄方法が挙げられ、第３の除去方法
としては、凍結粒子によるブラスティング方法が挙げら
れる。これらは、何れも公知の方法に従って行うことが
出来る。また、第４の除去方法としては、プラズマアッ
シングを挙げることが出来る。プラズマアッシングの条
件としては、公知の条件をそのまま採用することが出来
る。そして、本発明による場合、アッシングされるホト
レジスト膜は、無数の微小亀裂を形成しているため、プ
ラズマ中のオゾンやラジカルによるアタックが無数の微
小亀裂を通して効率的に行われる。

【００１８】本発明のホトレジスト膜の除去方法は、基
板表面のホトレジスト膜を除去するに先立ち予め凍結処
理することにより、ホトレジスト膜に無数の微小亀裂を
形成させ、これにより、その後の除去を容易にする様に
した点に特徴を有する。そして、凍結処理により、メタ
ノール、エタノール等の極性溶媒にホトレジスト膜が易
可溶性となった理由は、必ずしも明らかではないが、凍
結処理の熱シュックにより、ホトレジスト膜を構成する
樹脂成分が低分子化する等の化学変化が生じたことによ
るものと推定される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、感光剤の合成、
ホトレジスト組成物の調製およびホトレジスト膜パター
ンの作成は、特公昭６２−２８４５７号公報に記載の実
施例に準じて行った。

【００２０】＜感光剤の合成＞２，３，４，４′−テト
ラヒドロキシベンゾフェノン９．８ｇ（０．０４モル）
とナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルク
ロリド２６．８ｇ（０．１０モル）をジオキサンに溶解
し、これに２５重量％炭酸ナトリウム水溶液２４ｇを十
分に混合しながら３０〜６０分かけて滴下した。

【００２１】次いで、３５重量％の塩酸２５ｇにイオン
交換水１０００ｇを加えて希塩酸水溶液を調製し、これ
を反応液に加えて反応物を析出させ、得られた析出物を
イオン交換水で十分に洗浄し、水分除去後に乾燥し、ナ
フトキノンジアジドスルホン酸エステルを得た。

【００２２】＜ポジ型ホトレジスト組成物の調整＞上記
のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル２ｇとクレ
ゾールノボラック樹脂（ポリスチレン換算の分子量：３
万）８ｇとをエチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート２３．３ｇに溶解してホトレジスト組成物を調
製した。

【００２３】＜ホトレジスト膜パターンの作成＞スピン
ナーを用いてシリコーンウエハーの表面に上記のホトレ
ジスト組成物を塗布し、ホットプレートにより、１１０
℃、９０秒間乾燥して膜厚１．３μｍのレジスト膜を得
た。超高圧水銀灯露光装置（キャノン（株）製「ＰＬＡ
−５００」を用いて露光処理を行った後、２．３８重量
％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現
像し、更に、水洗を行ってホトレジスト膜のパターンを
得た。

【００２４】実施例１上記で得られたシリコーンウエハー表面のホトレジスト
膜に液体窒素を少量ずつ滴下し、凍結処理により、ホト
レジスト膜に無数の微小亀裂を形成させた。次いで、本
多電子（株）製の「パルスジェットＷ−３５７Ｐ」を装
備した洗浄槽内にメタノールを収容し、その中に、シリ
コーンウエハーを浸漬し、超音波振動子の実行出力を５
０ｗ／ｃｍ²として超音波洗浄を行った。ホトレジスト
膜は直ちにメタノールに溶解した。次いで、水洗を行っ
た後、シリコーンウエハーの検査を行った結果、特に異
常は認められなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、安価な前
処理を採用した効率的なホトレジスト膜の除去方法が提
供される。そして、凍結処理後のホトレジスト膜の除去
方法として、プラズマアッシングを用いた場合は、その
処理効率を高め、または、処理条件の緩和化を図ること
が出来る利点が得られ、超音波洗浄方法、メガソニック
洗浄方法、凍結粒子によるブラスティング方法などを用
いた場合は、高価な設備を必要としない経済的に有利な
ホトレジスト膜の除去方法を実現することが出来る。よ
って、本発明は、半導体集積回路の製作分野において寄
与するところが大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面のホトレジスト膜を除去するに
先立ち予め凍結処理することを特徴とするホトレジスト
膜の除去方法。