JPH0777212B2 - 基板のレジスト除去洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、半導体ウエハ，ガラス基板，セラミックス基
板等（本明細書ではこれらを総称して「基板」と表現す
る）の表面に付着しているレジスト膜を分解除去する基
板のレジスト除去洗浄方法に関する。

＜従来の技術＞ 従来、例えば、実開昭62−92641号公報に記載されてい
るように、乾式の灰化室（アッシング処理室）と湿式洗
浄処理室とを管状通路によって連結し、この管状通路に
被処理基板の搬送系を設け、基板を灰化室内に収納して
酸素プラズマにより基板表面のレジスト膜のアッシング
を行った後、そのアッシング済みの基板を外気に触れさ
せることなく管状通路を通して搬送系により湿式洗浄処
理室まで搬送し、この湿式洗浄処理室内で、前記アッシ
ングによってもレジスト膜中に残留している金属粒子等
の無機物を洗浄液で洗浄除去し、また、同様に残留して
いるいる亜砒酸等の有害物質を除害液で洗浄除去し、さ
らに水洗した後、熱風乾燥して基板を外部へ取り出す乾
式−湿式の洗浄方法が知られている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上記の従来例の場合、灰化室における乾式アッシング過
程の終点の検出については、なんら開示されていない。

乾式アッシング終点の検出が早過ぎるとアッシング不足
を招き、逆に遅過ぎるとアッシング過剰を招く。

また、上記従来例では、有機物を完全に除去することは
むずかしく、微細な有機物パーティクルが多数残留する
可能性が高い。

乾式アッシング終点の検出方法として、従来から、例え
ば、 基板に光を照射し、レジスト膜表面からの反射光と
基板表面からの反射光との干渉波形の変化を検出し、そ
の干渉によって発生する振動数の高い波形の２次導関数
および３次導関数を演算によって求め、それら２次導関
数および３次導関数が同時にゼロとなることをもって乾
式アッシング終点とする方法（特表昭59−500892号公
報）、 プラズマアッシングにおいて、プラズマ中のOH（水
酸基分子）からの波長306〜316nmの範囲にある^２Σ・−
^２π遷移光のうち２以上のスペクトル線の光強度を検出
し、それら両光強度の比から対数変換等の処理を経てプ
ラズマの回転温度を算出し、その回転温度の変化に基づ
いて乾式アッシング終点を検出する方法（特開昭62−25
0644号公報）、 アッシング処理室内のCOガス濃度変化に応じて電気
抵抗値が変化する半導体COガスセンサと、その電気抵抗
値の変化を電圧の変化に変換するホイートストンブリッ
ジとを用い、電圧変換がゼロとなることをもって乾式ア
ッシング終点とする方法（特開昭63−21832号公報）、 等が知られている。

しかしなら、これらはいずれも、微細な有機物パーティ
クルを正確に検出することができず、その上、乾式アッ
シング終点の検出方式が複雑で、ハード面，ソフト面で
高価につくばかりでなく、処理に比較的長い時間を要す
る効率の悪い検出方式であった。

本発明の目的は、有機物パーティクルを含めて有機物の
除去を実質的に完全に行えるようにするとともに、有機
物除去の完了時点の指標となる乾式アッシング終点の検
出方式が簡易なものですむようにすることにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

すなわち、本発明の第１の基板のレジスト除去洗浄方法
は、 基板を回転させながら加熱した状態で基板の表面に対し
オゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照射の少なくと
もいずれか一つを行うことにより基板表面のレジスト膜
を分解除去する乾式アッシング過程において、基板表面
に光を照射し、基板表面からの反射光とレジスト膜表面
からの反射光との干渉波形の変化を検出し、その干渉波
形の変化がなくなった時点を乾式アッシング終点とし、
乾式アッシング開始から乾式アッシング終点までに要し
た時間の少なくとも半分の時間にわたって引き続き乾式
のオーバーアッシングを行うことを特徴とするものであ
る。

また、本発明の第２の基板のレジスト除去洗浄方法は、 基板を回転させながら加熱した状態で基板の表面に対し
オゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照射の少なくと
もいずれか一つを乾式アッシング終点の検出まで行うこ
とにより基板表面のレジスト膜を分解除去する第１過程
と、 乾式アッシング終点の検出時点より、前記第１過程に要
した時間の少なくとも半分の時間にわたって引き続きオ
ゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照射の少なくとも
一つを継続してして乾式のオーバーアッシングを行う第
２過程と、 第２過程の後に、基板を回転させながら基板表面に酸化
性洗浄液を供給することにより基板表面の残留有機物を
洗浄する第３過程と、 第３過程の後に、基板を回転させながら基板表面洗浄液
を供給することにより基板表面を洗浄する第４過程と、 基板の高速回転により基板上の洗浄液を液切り乾燥する
第５過程 とを含むことを特徴とするものである。

＜作用＞ 本発明の第１の基板のレジスト除去洗浄方法による作用
は、次のとおりである。

両反射光の干渉波形の変化がなくなったことによる乾式
アッシング終点の検出までには有機物の大部分の除去が
終わっているが、干渉波形の変化によっては検出できな
い微細な有機物パーティクルは基板表面に残留してい
る。

したがって、乾式アッシング終点から引き続いて乾式ア
ッシングを継続する必要があるが、どの程度の時間にわ
たって継続するのかが問題となる。

本発明者の実験によれば、乾式アッシング終点において
残留していた有機物パーティクルが引き続く乾式のアー
バーアッシングによって減少する様子は、乾式アッシン
グ終点までに要した時間をT₁とすると、乾式アッシング
終点からT₁/2までの期間では有機物パーティクルが大幅
に減少し、T₁/2を超えてT₁までの期間では減少率が小さ
く、T₁を超えるほとんど減少せず安定するということが
判明した。

換言すれば、残留していた有機物パーティクルは、乾式
アッシング終点より、T₁/2〜T₁の時間が経過するまでの
期間内に、ほぼ完全に除去されるということである。

そこで、本発明は、乾式アッシング開始から乾式アッシ
ング終点までに要した時間T₁の少なくとも半分の時間に
わたって引き続きオーバーアッシングを行うことによ
り、残留した有機物パーティクルを含めた有機物を実質
的に完全に除去可能としたのである。

また、両反射光の干渉波形の変化に基づいて乾式アッシ
ング終点を検出し、かつ、この乾式アッシングに要した
時間の少なくとも半分の時間のオーバーアッシングを行
う方式は、前述のの振動数の高い波形の２次導関数お
よび３次導関数に基づいた検出方式や、の^２Σ・−^２
π遷移光のスペクトル線の光強度比から対数変換を経て
求めたプラズマ回転温度に基づいた検出方式や、の半
導体COガスセンサ，ホイートストンブリッジによる検出
方式に比べて、より簡易な方式である。

また、本発明の第２の基板のレジスト除去洗浄方法によ
る作用は、次のとおりである。

第１過程において、基板表面に対してオゾン供給，紫外
線照射またはプラズマ照射を行うに当たり、基板を加熱
するから基板表面のレジスト膜の分解除去が促進され
る。また、基板を回転させながらオゾン供給，紫外線照
射またはプラズマ照射を行うので、レジスト膜の分解除
去が、基板表面の全面にわたって均一に行われる。

この第１過程は、乾式アッシング終点の検出まで行われ
る。第１過程の終了時点では、大部分の有機物が除去さ
れているが、微細な有機物パーティクルは残留してい
る。そこで、前述と同様の理由により、乾式アッシング
終点の検出終点より、第１過程に要した時間T₁の少なく
とも半分の時間にわたって第１過程と同様の処理を継続
することにより（乾式のオーバーアッシング）、有機物
パーティクルを実質的に完全に除去する。

次にの第３過程において、基板を回転させながら基板表
面に供給した酸化性洗浄液により基板表面に付着してい
る有機物パーティクルを含む有機物を洗浄し、次に、第
４過程において、基板を回転させながら基板表面に洗浄
液を供給して酸化性洗浄液を洗い流し、第５過程におい
て、基板を高速回転させ遠心力によって基板上の洗浄液
を吹き飛ばすので基板が速やかに乾燥される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は基板のレジスト除去洗浄方法のプロセスを示す
フローチャートである。

ステップS1で半導体やガラスやセラミックス等の基板を
乾式洗浄装置に搬入し、レジスト膜の除去処理を開始す
る。

ステップS2で基板に対する加熱を開始するとともに、基
板を回転させる。ステップS3で第１のタイマをONし、ス
テップS4で基板表面の有機物の分解除去のための乾式の
アッシングを行う。

この乾式アッシングは、ステップS4−１のように紫外線
を基板表面に照射するのでもよいし、ステップS4−２の
ようにオゾンO₃を基板表面に供給するのでもよいし、ス
テップS4−３のように酸素（O₂）およびフッ化炭素（CF
₄）をプラズマ化し、活性化した酸素原子等を基板表面
に供給するのでもよい。

ステップS4−１の場合、紫外線の波長は180〜350nm、基
板加熱温度は約250℃、基板回転速度は500rpm以上とす
る。ステップS4−２の場合、オゾン供給量は約10Nl/分
（Ｎは１気圧下を表す）、基板加熱温度は約250℃、基
板回転速度は500rpm以上とする。また、ステップS4−３
の場合、処理室を減圧して0.5Torr以下とし、励起酸素
原子の供給量を1Nl/分、基板加熱温度を約100℃、基板
回転速度は500rpm以上とする。

ステップS5で乾式アッシング終点を検出したか否かを判
断し、未だ検出しないときはステップS4に戻って乾式ア
ッシングを継続する。

乾式アッシング終点の検出方法としては、次のイ，ロ，
ハのいずれかを使用する。

イ 干渉波形方式 基板表面に基板を透過しない波長（565nm）の光を照射
し、レジスト膜表面からの反射光と基板表面からの反射
光との干渉波形の変化を検出する。レジスト膜の分解進
行によって膜厚が減少するのに従って、干渉波形が変化
する。膜厚が実質的にゼロとなると干渉波形の変化がな
くなるので、その変化がなくなった時を乾式アッシング
終点とする（第２図参照）。

ロ スペクトル方式 プラズマアッシングにおいて、プラズマ反応による発光
スペクトルの中の特定の波長の光強度の変化を検出し、
その変化がなくなった時を乾式アッシング終点とする。

ハ 半導体COガスセンサ方式 乾式アッシング処理室内のCOガスの濃度変化を検出し、
その変化がなくなった時を乾式アッシング終点とする。

以上のステップS1〜S5が発明の構成にいう第１過程（乾
式アッシング過程）である。以上により、基板表面のレ
ジスト膜の大部分が分解除去される。ただし、この第１
過程の終了時点では、ステップS5の乾式アッシング終点
の検出によっても検出されなかった多数の微細な有機物
パーティクルが基板表面に残留している。

乾式アッシング終点を検出したときは、ステップS6に進
んで、ステップS3の第１のタイマのONから乾式アッシン
グ終点検出までに要した時間T₁を求める。そして、ステ
ップS7で、予め限時時間T₂がT₂＝T₁/2に設定されている
第２のタイマをONし、ステップS8で第２のタイマが限時
時間T₂（＝T₁/2）を計数したか否かを判断する。未だ計
数完了していないときはステップS4に戻って引き続き乾
式のオーバーアッシング 計数完了したときには、ステップS9に進んで、オーバー
アッシングを完了する。

この完了に当たっては、紫外線照射の停止、オゾン供給
の停止またはプラズマ照射の停止はもちろん、基板回転
の停止も行う。

以上のステップS6〜S9が発明の構成にいう第２過程（乾
式のオーバーアッシング過程）である。この第２過程に
よって、微細な有機物パーティクルを実質的にほぼ完全
に分解除去することができる。

ステップS4からステップS9までの期間における干渉波形
の一例を第２図（Ａ）に示す（T₂＝T₁/2の場合）。な
お、第２図（Ｂ）は、第２のタイマの限時時間T₂をT₂＝
T₁に設定した場合を示す。EPは乾式アッシング終点を示
す。後者の方が有機物パーティクルの除去をより完全に
行うことができるが、時間がよりかかるので、限時時間
T₂をどのように設定するかは、その都度の条件によって
定めるものとする。ただし、T₁/2〜T₁の時間の範囲内と
する。

次いで、ステップS10で基板を乾式洗浄装置から湿式洗
浄装置に移す。ステップS11で基板を回転させながら基
板表面に酸化性洗浄液を噴射供給することにより、板板
表面に残留付着している微細な有機物パーティクルを含
む有機物を洗浄する。このステップS11が発明の構成に
いう第３過程（湿式有機物洗浄過程）に相当する。

なお、酸化性洗浄液としては、例えば、硫酸（H₂SO₄;96
％wt,80℃）と過酸化水素（H₂O₂）との1:1の割合の混合
液や、水酸化アンモニウム（NH₄OH;28％wt,80℃）と過
酸化水素（H₂O₂;30％wt）と水（H₂O）との0.5:1:7の割
合の混合液等を上げることができる。基板は500rpmで回
転し、120秒間にわたって処理する。

次に、ステップS12で基板を回転させながら（1000rp
m）、120秒間にわたって基板表面に純水を噴射供給する
ことにより、酸化性洗浄液を洗い流す。これが発明の構
成にいう第４過程に相当する。この場合、必要により超
音波を付加することができる。

次に、ステップS13で基板を30秒間にわたって高速回転
させ（3000rpm）、遠心力により基板上の純水および洗
浄液を吹き飛ばす。これが発明の構成にいう第５過程
（液切り乾燥；スピンドライ）に相当する。この場合、
必要により、赤外線を照射することにより乾燥速度を速
めることもできる。

また、減圧によって水分の蒸発を促進するのもよい。

次に、この実施例の方法を実施する洗浄装置について説
明する。

第３図は、基板の乾式洗浄装置Ｘおよび湿式洗浄装置Ｙ
の概略構成図である。

まず、第１過程および第２過程を実行する乾式洗浄装置
Ｘの構造について説明する。

第１処理室１の内部に、半導体ウエハＷを加熱するヒー
タ２と、ウエハＷを昇降する複数本のリフターロッド
（図示せず）とを内蔵したスピンチャック３、および、
紫外線ランプ４を内蔵した石英製のオゾンノズル５が内
装されている。

スピンチャック３はモータM₁によって水平回転されるよ
うに構成されている。オゾンノズル５の底板には多数の
オゾン拡散孔5aが均一分布の状態で形成されている。

レジスト膜の分解除去効率を上げるためには、スピンチ
ャック３上のウエハＷと紫外線ランプ４との距離をでき
るだけ短くするのがよい。

第１処理室１の周壁部に直径方向で対向する状態でウエ
ハＷの搬入口1aと搬出口1bとが形成され、図示しない駆
動機構によって上下にスライドされ搬入口1a,搬出口1b
を開閉するシャッタ6a,6bが設けられている。

第１処理室１の外側において、搬入口1aを通してウエハ
Ｗを第１処理室１内に搬入するウエハ搬送機構7aと、搬
出口1bを通して第１処理室１から外部にウエハＷを搬出
し、かつ湿式洗浄装置Ｙにおける第２処理室41へ搬入す
るウエハ搬送機構7bおよび第２処理室41から搬出するウ
エハ搬送機構7cとが設けられている。

これらウエハ搬送機構7a,7bおよび7cは同じ構造をもつ
もので、例えば、実開昭60−176548号公報に開示され、
また、第４図に示すように、モータ８と、モータ８の回
転軸に取り付けられた第１アーム９と、第１アーム９の
遊端部に回転自在に取り付られた第２アーム10と、第１
アーム９の回転運動を伝達して第２アーム10を回転させ
る伝動機構11と、第２アーム10の遊端部に形成され、載
置したウエハＷを吸着保持する真空チャック口12等から
構成されている。

酸素ボンベ13に接続されたオゾン発生器14の供給管15、
パージ用不活性ガス（N₂）の供給管16とが、それぞれバ
ルブ17,18を介してオゾンノズル５の導入管5aに接続さ
れている。

第１処理室１の底板にオゾンやレジスト膜の分解除去の
際に発生したCO₂,H₂O等のガスの排気チャンバ19が形成
され、それに連通する排気管20が図示しないブロワに接
続されている。

乾式洗浄装置Ｘには、第５図に示すような乾式アッシン
グ終点検出装置21が設けられている。

この乾式アッシング終点検出装置21は、発光素子22、発
光素子22の光をウエハＷの表面に導く光ファイバ23、ウ
エハＷの基板本体の表面から反射光とレジスト膜表面か
らの反射光との干渉光を導く光ファイバ24、光ファイバ
24からの干渉光を入射してその干渉波形を電圧波形に変
換する受光素子25、受光素子25の出力を増幅する増幅器
26、高周波除去フィルタ27、A/D変換器28およびマイク
ロコンピュータ29から構成され、マイクロコンピュータ
29は、CPU30、ROM31、RAM32で構成され、乾式アッシン
グ終点の判断、時間T₁,T₂のカウント、モータM₁,ヒータ
2,紫外線ランプ4,シャッタ6a,6b,ウエハ搬送機構7a,7b,
7c、バルブ17,18等の制御を司る。

次に、第３過程〜第５過程を実行する湿式洗浄装置Ｙの
構造について説明する。

第２処理室41に昇降自在に内装されたウエハ載置テーブ
ル42がモータM₂によって水平回転されるように構成され
ている。ウエハ載置テーブル42には直径方向に対向した
位置にピン42aが立設され、それらの内側にウエハ保持
用の特記42bが取り付けられている。

第２処理室41の周壁部に直径方向で対向する状態でウエ
ハＷの搬入口41aと搬出口41bとが形成され、図示しない
駆動機構によって上下にスライドされ搬入口41a,搬出口
41bを開閉するシャッタ43a,43bが設けられている。

前記のウエハ搬送機構7bは搬入口41aを通してウエハＷ
を第２処理室41内に搬入する機能を兼用し、また、搬出
口41bを通して第２処理室41から外部にウエハＷを搬出
するウエハ搬送機構7cが設けられている。

第２処理室41の天板部には、H₂SO₄とH₂O₂との混合液等
の酸化性洗浄液や純水を噴射するノズル44が設けられて
いる。

第２処理室41の底板にはドレンと排気のためのパイプ45
が接続されている。

次に、乾式洗浄装置Ｘの動作を説明する。

予め、スピンチャック３内のヒータに通電してスピンチ
ャック３を加熱しておく。加熱温度は通常200℃以上、3
00℃以下である。

シャッタ6aを下降させ搬入口1aを開く。他方の搬出口1b
はシャッタ6bによって閉塞されている。

ウエハ搬送機構7aにおける第２アーム10にウエハＷを載
置し真空チャック口12からの真空吸引によってウエハＷ
を保持させる。モータ８を駆動することにより、第１ア
ーム9,第２アーム10を変位させて第２アーム10上のウエ
ハＷを搬入口1aから第１処理室１内に搬入し、スピンチ
ャック３上に載置した後、モータ８を逆方向に駆動して
第２アーム10を搬入口1aから退出させ、次いで、シャッ
タ6aを上昇させて搬入口1aを閉塞する（以上、ステップ
S1に相当）。

スピンチャック３は既にヒータ２によって所定温度に加
熱されているため、ウエハＷはスピンチャック３への移
載直後から加熱され始める。これによって、ウエハＷの
表面のレジスト膜が熱分解し始める。このレジスト膜の
熱分解は、次工程でのレジスト膜の分解除去を促進す
る。

次いで、真空吸引によりウエハＷをスピンチャック３に
吸着保持した後、モータM₁を駆動することにより、スピ
ンチャック３とともにウエハＷを回転する（以上、ステ
ップS2に相当）。

そして、バルブを開き、酸素ボンベ13からオゾン発生器
14に酸素を供給するとともに、オゾン発生器14の電源を
投入して供給されてきた酸素をオゾンに変換し、導入管
5aおよびオゾンノズル５のオゾン拡散孔5aを介して第１
処理室１内のウエハＷの表面に所要流量のオゾンを供給
する。

このオゾン供給と同時に図外のブロワを駆動し排気管20
を介して排気チャンバ19を負圧にし、第１処理室１から
不測にオゾンが室内に漏れ出すのを防止する（以上、ス
テップS4−２に相当）。

なお、オゾン供給と並行して、紫外線ランプ４を点灯し
て回転中のウエハＷの表面に対して紫外線の照射を行っ
てもよい（ステップS4−１）。

オゾンO₃によってウエハＷの表面のレジスト膜を形成し
ている有機物を分解し、CO₂,H₂O等に変化させてウエハ
Ｗから分離除去する。生成したCO₂,H₂O等のガスは排気
管20を介して室外に排出される。ヒータ２によるウエハ
Ｗの加熱は、有機物の分解を促進する。なお、紫外線照
射（ステップS4−１）を併用するときは、紫外線によっ
てオゾンO₃を活性化した酸素原子Ｏに分解し、酸素原子
Ｏにより有機物を酸化するので、有機物の分解をさらに
促進する。

ウエハＷを回転しながらオゾン供給あるいはオゾン供給
とともに紫外線照射を行うので、ウエハＷの全面にわた
る均一な有機物除去が可能である。

以上のようにしてレジスト膜が次第に分解除去されてい
き、ウエハＷの表面の大部分の有機物が分解除去される
が、多数の微細な有機物パーティクルがウエハＷの表面
に残留することになる。

この間、乾式アッシング終点検出装置21によって、例え
ば干渉波形の変化を検出し、その変化がなくなったか否
かをCPU30で判断しており、変化がなくなった時点を乾
式アッシング終点として、乾式アッシング開始から乾式
アッシング終点までに要した時間T₁をRAM32にストア
し、CPU30によって乾式のオーバーアッシング時間T₂＝T
₁/2を算出し、それもRAM32にストアする（以上、ステッ
プS5,S6に相当）。

そして、オーバーアッシング時間T₂が経過するまで、前
述と同様の乾式アッシング（オーバーアッシング）を引
き続き実行する。そして、オーバーアッシング時間T₂が
経過すると、CPU30は、オーバーアッシングを停止す
る。すなわち、オゾン発生器14の電源をオフするととも
にバルブ17を閉止する。紫外線照射を併用していた場合
には、紫外線ランプ４の電源をオフする。これによっ
て、微細な有機物パーティクルを含めて有機物を実質的
にほぼ完全に分解除去することとなる。なお、ヒータ２
に対する通電は継続しておく。

次いで、バルブ18を開けて供給管16,導入管5aを介して
所要流量の不活性ガスをオゾンノズル５に供給する。

この不活性ガスは、オゾン拡散孔5aを介して第１処理室
１内に流入し、第１処理室１内に残留しているオゾンや
第１処理室１内で生成されたCO₂,H₂O等のガスを排気管2
0を介して室外にパージする。次に、モータM₁を停止し
てウエハＷの回転を停止する（以上、ステップS7〜S9に
相当）。

次いで、スピンチャック３にかけていた負圧を解除し、
ウエハＷに対する吸着保持を解除する。そして、リフタ
ーロッドを上昇させてその先端でウエハＷを受け取り、
シャッタ6bを下降させ搬出口1bを開き、ウエハ搬送機構
7bによって第１処理室１からウエハＷを取り出し、これ
を湿式洗浄装置Ｙの第２処理室41に挿入する。その後、
シャッタ6bを上昇して搬出口1bを閉塞する。

以上の乾式洗浄装置Ｘにおける乾式洗浄過程に引き続い
て、湿式洗浄装置Ｙにおける湿式洗浄過程に移行する。

すなわち、シャッタ43aを下降させ搬入口41aを開く。他
方の搬出口41bはシャッタ43bによって閉塞されている。

乾式洗浄装置Ｘから搬出されウエハ搬送機構7bの第２ア
ーム10に吸着保持されたウエハＷを搬入口41aから第２
処理室41内に搬入し、ウエハ載置テーブル42の真上にウ
エハＷがきたタイミングでモータ８を停止する。

ウエハ載置テーブル42を上昇させてピン42aの内側にウ
エハＷが位置する状態とする。そして、真空チャック口
12からの真空吸引を解除し、ウエハＷを突起42bで受け
取る。

第２アーム10を搬入口41aから退出させた後、シャッタ4
3aを上昇して搬入口41aを閉塞する（以上、ステップS10
に相当）。

ウエハ載置テーブル42の回転によってウエハＷを回転さ
せながらノズル44からウエハＷの表面に向けて、酸化性
洗浄液としてのH₂SO₄とH₂O₂との混合液を噴射供給する
ことにより、ウエハＷの表面に残留付着している有機物
パーティクルを含む有機物を除去する（以上、ステップ
S11に相当）。

ウエハＷの回転を継続したままで、ノズル44から純水を
ウエハＷの表面に向けて噴射供給することにより、ウエ
ハＷの表面に残留している前記の混合液や不要物を洗浄
除去する（ステップS12に相当）。

なお、この洗浄過程において、必要に応じてノズルに超
音波振動子を付設しておき、800kHz以上の周波数の超音
波を純水に付加して洗浄効率を高めるようにしてもよ
い。

そして、モータM₂の高速回転によってウエハ載置テーブ
ル42上のウエハＷに大きな遠心力を働かせ、ウエハＷの
表面に付着している酸化性洗浄液，純水を吹き飛ばす
（ステップS13に相当）。

このスピンドライの過程では、乾燥用赤外線ランプ、特
にシリコンウエハが吸収しやすい1200nmの波長域の赤外
線を照射したり、第２処理室41を減圧したりすることに
より乾燥速度を速めることが好ましい。

なお、湿式洗浄装置Ｙにおいてウエハ載置テーブル42に
対するウエハＷの保持は、ピン42aと突起42bによる他、
真空吸着としてもよい。

テスト結果 1.5μｍの膜厚のレジスト膜を有する６インチサイ
ズのウエハについて、その初期状態（アッシング処理
前）での微細な有機物パーティクル（0.28μｍ以上のも
の。以下同じ）の数を調べたところ、７個であった。

ウエハ加熱温度250℃、オゾン供給両10Nl/分の条件でオ
ゾンアッシングを行い、を行い、波長565nmの光による
干渉波形方式で乾式アッシング終点を検出したところ、
検出までにT₁＝108秒を要した。このときの有機物パー
ティクルの数は230個であり、初期状態から223個増加し
ていた。

次いで、本発明の骨子であるオーバーアッシングを行う
ことなく、NH₄OHとH₂O₂との混合液を酸化性洗浄液とし
て噴射供給して湿式洗浄し、純水で洗浄し、スピンドラ
イした結果、有機物パーティクルの数は181個となり、
乾式アッシング終点から49個減少していた。

ここで重要なポイントは、酸化性洗浄液による湿式洗浄
の開始からピストンドライまでの間に減少した有機物パ
ーティクルの個数であり、これをＰで表すと、この場合
は、Ｐ＝49である。オーバーアッシングを行っていない
ため、減少個数は少ないといえる。

サイズ，膜厚が上記と同じで、初期状態の有機物パ
ーティクルの数が９個のウエハに対して上記と同一条件
でオゾンアッシングを行ったところ、乾式アッシング終
点までにT₁＝108秒を要し、さらにオーバーアッシング
をT₂＝T₁/2＝54秒にわって継続したころ、有機物パーテ
ィクルの数は150個であった。

次いで、上と同一条件で湿式洗浄→純水洗浄→スピンド
ライを行った結果、有機物パーティクルの数は50個とな
り、湿式洗浄による減少個数は、Ｐ＝100であった。

サイズ，膜厚が上記と同じて、初期状態の有機物パ
ーティクルの数が10個のウエハに値して上記と同一条件
でオゾンアッシングを行ったところ、乾式アッシング終
点までにT₁＝107秒を要し、さらにオーバーアッシング
をT₂＝T₁＝107秒にわたって継続したころ、有機物パー
ティクルの数は120個であった。

次いで、上記と同一条件で湿式洗浄→純水洗浄→スピン
ドライを行った結果、有機物パーティクルの数は40個と
なり、湿式洗浄による減少個数は、Ｐ＝80であった。

オーバーアッシングを行った，の場合と、オーバー
アシッシングを行わなかったの場合とを比較すると、
オバーアッシングによる有機物パーティクルの減少効果
が大きいことが判る。

において乾式アッシング終点での有機物パーティクル
数は230個、において50％のオーバーアッシング後の
有機物パーティクル数は150個、において100％のオー
バーアッシング後の有機物パーティクル数は120個であ
る。この結果を第６図に示す。

オーバーアッシングにより有機物パーティクルが減少す
ることは明らかであるが、オーバーアッシング50％未満
であると、その減少効果は充分ではなく、50％〜100％
であると減少効果が大きい。

なお、ウエハ，レジスト膜の初期条件や処理枚数等によ
って有機物パーティクル数は変化するが、第６図に示さ
れた傾向はほぼ同じである。

＜発明の効果＞ 本発明の第１の基板のレジスト除去洗浄方法によれば、
乾式アッシング終点の検出を、従来例のの振動数の高
い波形の２次導関数および３次導関数に基づいた検出方
式や、の^２Σ・−^２π遷移光のスペクトル線の光強度
比から対数変換を経て求めたプラズマ回転温度に基づい
た検出方式や、の半導体COガスセンサ，ホイートスト
ンブリッジによる検出方式に比べて、より簡易な単なる
干渉波形の変化に基づいて行うことができ、しかも、乾
式アッシング開始から乾式アッシング終点までに要した
時間の少なくとも半分の時間にわたるオーバーアッシン
グによって、前記の干渉波形方式では検出できない微細
な有機物パーティクルをほぼ完全に除去することができ
る。

また、本発明の第２の基板のレジスト除去洗浄方法によ
れば、第１過程で基板表面にオゾン供給，紫外線照射ま
たはプラズマ照射を行うに当たり、基板加熱によって有
機物の分解を促進でき、かつ、基板過程によって分解を
均一化することがでる。第２過程でのオーバーアッシン
グによる効果は前述のとおりである。第３過程の酸化性
洗浄液による有機物パーティクルを含む有機物の洗浄、
第４過程の洗浄液による酸化性洗浄液の洗浄、および、
第５過程のスピンドライによって、有機物パーティクル
を含む有機物の除去を実質的に完全に、しかも効率良く
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例に係り、第１図は
基板のレジスト除去洗浄方法のプロセスの一例を示すフ
ローチャート、第２図は干渉波形の変化の様子を示すグ
ラフ、第３図は本発明を実施する乾式洗浄装置および乾
式洗浄装置の概略構成図、第４図はウエハ搬送装置の概
略構成図、第５図は乾式アッシング終点検出装置の構成
図、第６図はオーバーアッシングによる有機物パーティ
クルの減少の様子を示すグラフである。 Ｗ……ウエハ（基板） Ｘ……乾式洗浄装置 Ｙ……湿式洗浄装置 １……第１処理室 ２……ヒータ ４……紫外線ランプ ５……オゾンノズル 14……オゾン発生器 21……乾式アッシング終点検出装置 22……発光素子 25……受光素子 41……第２処理室 42……ウエハ載置テーブル 44……ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を回転させながら加熱した状態で基板
   の表面に対しオゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照
   射の少なくともいずれか一つを行うことにより基板表面
   のレジスト膜を分解除去する乾式アッシング過程におい
   て、基板表面に光を照射し、基板表面からの反射光とレ
   ジスト膜表面からの反射光との干渉波形の変化を検出
   し、その干渉波形の変化がなくなった時点を乾式アッシ
   ング終点とし、乾式アッシング開始から乾式アッシング
   終点までに要した時間の少なくとも半分の時間にわたっ
   て引き続き乾式のオーバーアッシングを行うことを特徴
   とする基板のレジスト除去洗浄方法。
2. 【請求項２】基板を回転させながら加熱した状態で基板
   の表面に対しオゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照
   射の少なくともいずれか一つを乾式アッシング終点の検
   出まで行うことにより基板表面のレジスト膜を分解除去
   する第１過程と、 乾式アッシング終点の検出時点より、前記第１過程に要
   した時間の少なくとも半分の時間にわたって引き続きオ
   ゾン供給，紫外線照射またはプラズマ照射の少なくとも
   一つを継続して乾式のオーバーアッシングを行う第２過
   程と、 第２過程の後に、基板を回転させながら基板表面に酸化
   性洗浄液を供給することにより基板表面の残留有機物を
   洗浄する第３過程と、 第３過程の後に、基板を回転させながら基板表面に洗浄
   液を供給することにより基板表面を洗浄する第４過程
   と、 基板の高速回転により基板上の洗浄液を液切り乾燥する
   第５過程 とを含むことを特徴とする基板のレジスト除去洗浄方
   法。