JPH09213604A

JPH09213604A - レジスト膜画像の除去方法

Info

Publication number: JPH09213604A
Application number: JP8014202A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okawa; 雄士大川; Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Yasu Chikada; 縁近田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】紫外線硬化型接着シ―ト類を用いて、半導体
基板などの物品上の不要となつたレジスト材を、イオン
注入による表面層の変質などに左右されることなく、簡
単かつ確実に除去できる方法を提供する。【解決手段】レジスト膜画像が存在する物品上に紫外
線硬化型接着シ―ト類を貼り付け、この接着シ―ト類に
紫外線を照射して硬化させたのち、硬化後の接着シ―ト
類とレジスト膜画像とを一体に剥離するレジスト膜画像
の除去方法において、上記の紫外線照射時に紫外線硬化
型接着シ―ト類およびレジスト膜画像が存在する物品の
最高温度が３０〜１４０℃の範囲となるように温度制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、回路、各
種プリント基板、各種マスク、リ―ドフレ―ムなどの微
細加工部品の製造段階における微細パタ―ンの形成工程
において、レジスト膜画像、つまりレジスト材からなる
画像を除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造においては、
シリコンウエハなどの半導体基板上にレジスト材を塗布
し、通常のフオトプロセスにより、所定のレジスト膜画
像（レジストパタ―ン）が形成される。これをマスクと
して、たとえば開孔部にＰ⁺、Ｂ⁺、Ａｓ⁺などのイオ
ン注入、その他エツチングなど種々の処理が施される。
この際、前記イオンはレジスト膜画像の上表面層にも注
入される。

【０００３】その後、不要になつたレジスト膜画像が除
去され、所定の回路が形成される。ついで、つぎの回路
を形成するため、再度レジスト材を塗布するというサイ
クルが繰り返し行われる。また、各種基板に回路を形成
する場合も、画像形成後、不要になつた画像が除去され
る。この際、不要になつたレジスト膜画像の除去は、イ
オンアシストエツチング（灰化手段）、溶剤（剥離液）
や薬品による方法、あるいはレジスト膜画像の上面に接
着シ―ト類を貼り付け、この接着シ―ト類とレジスト膜
画像とを一体に剥離するテ―プ工法にて行われている。

【０００４】しかしながら、レジスト膜画像の除去に通
常の灰化手段を用いると、レジスト材中の不純物イオン
や前記の注入イオンが半導体基板上に残留し、その後の
熱処理により半導体基板中に注入され、設計どおりの半
導体集積回路の構築が不可能となり、半導体装置の特性
を劣化させる問題があつた。また、とくに灰化手段に酸
素プラズマを使用した場合は、半導体基板にダメ―ジを
与えることがあり、半導体装置の信頼性を劣化させる問
題もあつた。さらに、溶剤（剥離液）や薬品による方法
では、作業環境を害するという問題があつた。

【０００５】他方、テ―プ工法は、このような問題のな
い方法として、特開平４−３４５０１５号、同５−２７
５３２４号などの公報に提案されている。この方法は、
レジスト膜画像中の不純物がウエハに注入されたり、作
業環境を害するという問題がなく、簡単かつ確実な除去
方法として、その実用化が期待されている。

【０００６】しかるに、上記のテ―プ工法では、回路形
成に際しＰ⁺イオンなどを高ド―ズ量または高エネルギ
―量で注入し、このイオン注入によりレジストパタ―ン
の表面層が変質した場合、接着シ―ト類による剥離性が
悪くなり、全面残さず剥離除去することが難しかつた。
とくに、パタ―ン端部において変質したレジストが物品
に直接付着している場合、その剥離除去が難しかつた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな問題を克服するため、先に、テ―プ工法に用いる接
着シ―ト類として、紫外線照射による硬化後の弾性率が
１〜１，０００Kg／mm²となるような紫外線硬化型のも
のを用いることを提案した。この接着シ―ト類によれ
ば、紫外線照射にてレジスト膜画像と一体に硬化させる
ことができるため、レジスト膜画像の剥離性に好結果が
得られるものである。

【０００８】本発明は、このような紫外線硬化型接着シ
―ト類を用いる方法をさらに改良することにより、半導
体基板などの物品上の不要となつたレジスト材を、イオ
ン注入による表面層の変質などに左右されることなく、
より簡単かつ確実に除去できる方法を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に対する鋭意検討の過程において、紫外線硬化型接着
シ―ト類を用いる方法では、接着剤層が硬化する際に、
接着剤層の収縮も起こるため、ミクロな領域で接着剤層
とレジスト材との接触面積が減少し、その結果として、
接着剤層とレジスト材との接着力が低下し、レジスト膜
画像の剥離性が十分に得られないものであることがわか
つた。

【００１０】この知見に基づき、さらに検討を加えた結
果、紫外線の照射に際し、接着シ―ト類およびレジスト
膜画像が存在する物品の温度が一定範囲となるように温
度制御したときに、接着剤層とレジスト材との間におけ
るミクロな領域での接触面積が増加して、接着剤層とレ
ジスト材との接着力が向上し、これにより、接着シ―ト
類とレジスト膜画像との一体剥離性に好結果が得られ
て、レジスト膜画像の表面層の変質の有無に関係なく、
この画像をより簡単かつ確実に剥離除去できることを見
い出し、本発明を完成するに至つた。

【００１１】すなわち、本発明は、レジスト膜画像が存
在する物品上に紫外線硬化型接着シ―ト類を貼り付け、
この接着シ―ト類に紫外線を照射して硬化させたのち、
硬化後の接着シ―ト類とレジスト膜画像とを一体に剥離
するレジスト膜画像の除去方法において、上記の紫外線
照射時に紫外線硬化型接着シ―ト類およびレジスト膜画
像が存在する物品の最高温度が３０〜１４０℃の範囲と
なるように温度制御することを特徴とするレジスト膜画
像の除去方法に係るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明においては、まず、レジス
ト膜画像が存在する物品上に、シ―ト状、テ―プ状など
の形態とされた紫外線硬化型接着シ―ト類を貼り付け
る。ここで、上記の物品とは、所定のレジストパタ―ン
が形成され、通常はその表面層にＰ⁺、Ｂ⁺、Ａｓ⁺な
どのイオンが注入されて、表面層が変質した構造のレジ
スト膜画像を有する半導体基板などである。

【００１３】また、紫外線硬化型接着シ―ト類とは、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ
―ト、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸
ビニル共重合体ケン化物などの厚さが通常１０〜１５０
μｍ程度の樹脂フイルムなどからなる紫外線透過性の基
材上に、紫外線硬化型接着剤を乾燥後の厚さが一般に１
０〜１８０μｍとなるように塗設してなるものである。

【００１４】紫外線硬化型接着剤は、紫外線照射により
硬化するタイプのものであれば、とくに限定なく使用で
きるが、通常は、アクリル系ポリマ―などの感圧接着性
ポリマ―を主成分とし、これに公知の光重合性モノマ―
ないしオリゴマ―と光重合開始剤を加え、また必要によ
り公知の架橋剤や充てん剤、粘着付与樹脂、着色剤、老
化防止剤などの各種の添加剤を含ませてなるものが用い
られる。

【００１５】このような紫外線硬化型接着剤は、硬化後
の弾性率が１〜１，０００Kg／mm²の範囲にあることが
好ましい。これは、このような弾性率を有していると、
レジスト膜画像が前記変質した構造のものであつても、
接着剤層の良好な被膜強度により、上記画像との一体剥
離性に好結果が得られるためである。なお、上記の弾性
率とは、断面積０．５mm²の接着剤を、標準距離１０mm
として、２３℃の温度下、５０mm／分の引張速度で引張
試験を行い、応力−歪み曲線を得、初期の傾きから求め
る方法により、測定される値を意味する。

【００１６】本発明においては、このようにレジスト膜
画像が存在する物品上に紫外線硬化型接着シ―ト類を貼
り付けたのち、この接着シ―ト類に高圧水銀ランプ、メ
タルハライドランプなどの紫外線照射ランプを用いて通
常０．３〜３Ｊ／cm²の照射量で紫外線を照射して、接
着剤層を硬化させる。この際、紫外線硬化型接着シ―ト
類およびレジスト膜画像が存在する物品の最高温度が３
０〜１４０℃、好ましくは３０〜１２０℃の範囲となる
ように温度制御することが重要であり、これによりレジ
スト膜画像の簡単かつ確実な除去が可能となる。

【００１７】上記温度は、用いる接着剤の種類に応じて
最適の温度範囲が適宜選択される。３０℃より低い温度
では、接着剤層の硬化時にこの層とレジスト材の接触面
積をミクロな領域で増加させるという効果が失われる。
１４０℃より高い温度では、接着剤層とレジスト膜画像
が存在する物品との接着力も大きくなり、上記物品から
接着シ―ト類を剥がせなくなるか、あるいは接着剤が凝
集破壊して、レジスト膜画像が存在する物品上に大量に
付着する。また、接着シ―ト類の変形により、紫外線照
射中に接着シ―ト類の一部または全部が物品上から浮い
てしまい、結果としてレジスト膜画像を除去できなくな
るか、変形しないまでも基材が劣化し、剥離操作を行な
つたときに基材が切れてしまうこともある。

【００１８】温度制御の方法としては、たとえば、
（ａ）レジスト膜画像が存在する物品を載置するステ―
ジの冷却ないし加熱により行う方法、（ｂ）接着シ―ト
類またはレジスト膜画像が存在する物品への気体の吹き
付けによる冷却ないし加熱にて行う方法、（ｃ）紫外線
照射ランプとレジスト膜画像が存在する物品との間にコ
―ルドフイルタを設けることにより行う方法などがあ
る。また、必要であれば、これらの方法を組み合わせて
温度制御してもよい。

【００１９】上記ａの方法では、ステ―ジの内部または
裏面を媒体にて冷却ないし加熱するか、あるいはペルチ
エ素子により冷却したりヒ―タにより加熱することによ
り、実施される。媒体としては、液体は水など、気体は
空気、窒素などが例示されるが、腐食性のものでなけれ
ば、とくに限定なく使用できる。冷却媒体は室温または
室温より低い温度に、加熱媒体は室温より高い温度に、
それぞれ設定されて、使用に供される。これらの媒体
は、ステ―ジの内部または裏面に設けられた室または通
路に流すか、あるいは気体の場合ノズルなどからの直接
の吹き付けなどの手段により、ステ―ジを冷却または加
熱すればよい。

【００２０】その際、ステ―ジに温度計を設けたり、赤
外線による表面温度測定器を設け、ステ―ジまたは接着
シ―ト類やレジスト膜画像が存在する物品の温度を計測
し、所定の温度範囲となるように、媒体の流量や、ペル
チエ素子またはヒ―タの温度を調整する。また、あらか
じめレジスト膜画像が存在する物品およびステ―ジの熱
容量を測定し、紫外線照射時の温度を測定して、必要な
媒体の流量や、ペルチエ素子またはヒ―タの温度を決定
してもよい。

【００２１】上記ｂの方法では、空気、窒素などの気体
をノズルなどにより接着シ―ト類の紫外線照射面やレジ
スト膜画像が存在する物品の裏面に吹き付けるようにす
ればよい。また、上記ｃの方法では、紫外線照射ランプ
とレジスト膜画像が存在する物品との間に、通常ガラス
に金属を蒸着して形成され、赤外線をカツトする構造と
されたコ―ルドフイルタを設けるようにすればよい。こ
れらの方法でも、前記と同様に温度計などを設けて、同
様の温度調整を行うことができる。

【００２２】このように温度制御しながら紫外線の照射
処理を施して、接着剤層を硬化させたのち、この硬化後
の接着シ―ト類とレジスト膜画像とを一体に剥離操作す
る。その際、接着剤層が良好にレジスト材に接着してい
るため、レジスト材の表面層がイオン注入にて変質し、
とくに、パタ―ン端部において物品へしつかりと付着し
ていても、その剥離除去が確実になされ、剥離後に０．
１μｍ以上のレジスト残渣が生じることはほとんどな
い。

【００２３】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお、各実施例で除去の対象となるレ
ジスト膜画像ＡおよびＢは、それぞれ、下記の参考例１
および２の方法により、半導体基板上に形成したもので
ある。

【００２４】参考例１５インチのシリコンウエハ（半導体基板）の表面に、ク
レゾ―ルノボラツク樹脂とポリヒドロキシ化合物のナフ
トキノンジアジドスルホン酸エステルと乳酸エチルから
なるポジ型フオトレジストを塗布し、加熱、露光、現
像、ポストベ―クを行い、レジスト膜画像（レジストパ
タ―ン）を全表面に形成した。その後に、Ｐ⁺イオンを
加速エネルギ―８０Ｋｅｖで注入量１×１０¹⁶ｉｏｎｓ
／cm²の濃度で全面に注入した。これをレジスト膜画像
Ａとした。

【００２５】参考例２参考例１と同様にして、レジスト膜画像を形成したの
ち、Ｐ⁺イオンを加速エネルギ―２Ｍｅｖで注入量５×
１０¹³ｉｏｎｓ／cm²の濃度で全面に注入した。これを
レジスト膜画像Ｂとした。

【００２６】実施例１イオン注入を行つたレジスト膜画像ＡまたはＢが存在す
るシリコンウエハに、厚さが５０μｍのポリエチレンテ
レフタレ―トフイルム（以下、ＰＥＴフイルムという）
からなる基材に紫外線硬化型接着剤〔ポリエチレングリ
コ―ル（以下、ＰＥＧという）換算重量平均分子量が４
３７万のアクリル酸ポリマ―を主成分としこれに光重合
性モノマ―としてエトキシ化ペンタエリスリト―ルテト
ラアクリレ―トと光重合開始剤としてα−ヒドロキシシ
クロヘキシルフエニルケトンを配合したもの；紫外線硬
化後の弾性率が４３Kg／mm²〕を厚さが４０μｍとなる
ように塗設した紫外線硬化型接着シ―トを、貼り付け
た。

【００２７】つぎに、メタルハライドランプで紫外線を
２Ｊ／cm²の照射量で照射して、接着剤を硬化させた。
このとき、シリコンウエハを載置したステ―ジを、ステ
―ジ内部に設けた冷却室に窒素を流すことにより冷却
し、シリコンウエハと接着シ―トの最高温度が少なくと
も６０℃以上で１００℃を超えないように温度制御し
た。このように処理したのち、硬化後の接着シ―トを剥
離操作したところ、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いず
れも、接着シ―トと一体に剥離除去された。

【００２８】比較例１紫外線照射時に、ステ―ジ内部に設けた冷却室に５℃の
冷水を流して、シリコンウエハと接着シ―トの温度が２
０℃を超えないように温度制御した以外は、実施例１と
すべて同様に処理した。その結果、５０倍の光学顕微鏡
観察において、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いずれ
も、部分的に全く除去できていないことが確認された。

【００２９】比較例２紫外線照射時に、ステ―ジをヒ―タにより６０℃に加熱
し、シリコンウエハと接着シ―トの温度が１４０℃を超
えるように温度制御した以外は、実施例１とすべて同様
に処理した。その結果、剥離操作の際に、フイルム基材
が切れてしまい、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いずれ
も、除去できなかつた。

【００３０】実施例２イオン注入を行つたレジスト膜画像ＡまたはＢが存在す
るシリコンウエハに、厚さが５０μｍのポリプロピレン
フイルム（以下、ＰＰフイルムという）からなる基材に
紫外線硬化型接着剤（ＰＥＧ換算重量平均分子量が３．
５万のアクリル酸ポリマ―を主成分としこれに光重合性
モノマ―としてポリエチレンオキサイドジアクリレ―ト
と光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフ
エニルケトンを配合したもの；紫外線硬化後の弾性率が
７２Kg／mm²）を厚さが６０μｍとなるように塗設した
紫外線硬化型接着シ―トを、貼り付けた。

【００３１】つぎに、メタルハライドランプで紫外線を
２Ｊ／cm²の照射量で照射して、接着剤を硬化させた。
このとき、シリコンウエハを載置したステ―ジを、ステ
―ジ内部に設けた冷却室に５℃の冷水を流すことにより
冷却し、シリコンウエハと接着シ―トの最高温度が３０
℃以上で４０℃を超えないように温度制御した。このよ
うに処理したのち、硬化後の接着シ―トを剥離操作した
ところ、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いずれも、接着
シ―トと一体に剥離除去された。

【００３２】比較例３紫外線照射時に、５℃の冷水を冷却室に流す量を増やす
ことによつて、シリコンウエハと接着シ―トの温度が２
０℃を超えないように温度制御した以外は、実施例２と
すべて同様に処理した。その結果、５０倍の光学顕微鏡
観察において、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いずれ
も、部分的に全く除去できていないことが確認された。

【００３３】比較例４紫外線照射時に、ステ―ジをヒ―タにより１００℃に加
熱し、シリコンウエハと接着シ―トの温度が１４０℃を
超えるように温度制御した以外は、実施例２とすべて同
様に処理した。その結果、接着シ―トが変形してレジス
ト膜画像から浮いてしまい、レジスト膜画像ＡまたはＢ
は、いずれも、除去できなかつた。

【００３４】実施例３イオン注入を行つたレジスト膜画像ＡまたはＢが存在す
るシリコンウエハに、厚さが５０μｍのＰＥＴフイルム
からなる基材に紫外線硬化型接着剤（ＰＥＧ換算重量平
均分子量が１４万のアクリル酸ポリマ―を主成分としこ
れに光重合性モノマ―としてエトキシ化トリメチロ―ル
プロパントリアクリレ―トと光重合開始剤としてベンジ
ルジメチルケタ―ルを配合したもの；紫外線硬化後の弾
性率が９６Kg／mm²）を厚さが４０μｍとなるように塗
設した紫外線硬化型接着シ―トを、貼り付けた。

【００３５】つぎに、高圧水銀ランプで紫外線を１Ｊ／
cm²の照射量で照射して、接着剤を硬化させた。この
際、シリコンウエハを接着シ―トでシリコンウエハの裏
面が完全に浮いた状態に保持し、窒素を表裏両面に流す
ことにより冷却し、シリコンウエハと接着シ―トの最高
温度が４０℃以上で５０℃を超えないように温度制御し
た。このように処理したのち、硬化後の接着シ―トを剥
離操作したところ、レジスト膜画像ＡまたはＢは、いず
れも、接着シ―トと一体に剥離除去された。

【００３６】実施例４イオン注入を行つたレジスト膜画像ＡまたはＢが存在す
るシリコンウエハに、厚さが５０μｍのＰＥＴフイルム
からなる基材に紫外線硬化型接着剤（ＰＥＧ換算重量平
均分子量が４３７万のアクリル酸ポリマ―を主成分とし
これに光重合性モノマ―としてポリエチレンオキサイド
ジメタクリレ―トと光重合開始剤としてベンジルジメチ
ルケタ―ルを配合したもの；紫外線硬化後の弾性率が１
０８Kg／mm²）を厚さが４０μｍとなるように塗設した
紫外線硬化型接着シ―トを、貼り付けた。

【００３７】つぎに、高圧水銀ランプで紫外線を１Ｊ／
cm²の照射量で照射して、接着剤を硬化させた。このと
き、シリコンウエハを載置したステ―ジを、ステ―ジ内
部に設けた加熱室に温水を流すことにより加熱し、シリ
コンウエハと接着シ―トの温度が１００℃程度となるよ
うに温度制御した。このように処理したのち、硬化後の
接着シ―トを剥離操作したところ、レジスト膜画像Ａま
たはＢは、いずれも、接着シ―トと一体に剥離除去され
た。

【００３８】以上の実施例１〜４のレジスト膜画像の除
去試験において、接着シ―トによる剥離除去後に、ウエ
ハ上に付着残存するレジストの高さをテンコ―ル製表面
形状測定装置Ｐ−１０にて測定した。パタ―ンの端部を
ウエハ上２０点測定したが、１００ｎｍを超えてレジス
トが残存する部分は、実施例１〜４のいずれも、存在し
なかつた。表１に上記測定の平均値を示した。

【００３９】

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の除去方法によれ
ば、物品上の不要となつたレジスト材を、イオン注入に
よる表面層の変質などに左右されることなく、簡単かつ
確実に除去することができるから、半導体の製造工程
や、その他液晶などの各種の分野に広く利用することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レジスト膜画像が存在する物品上に紫外
線硬化型接着シ―ト類を貼り付け、この接着シ―ト類に
紫外線を照射して硬化させたのち、硬化後の接着シ―ト
類とレジスト膜画像とを一体に剥離するレジスト膜画像
の除去方法において、上記の紫外線照射時に紫外線硬化
型接着シ―ト類およびレジスト膜画像が存在する物品の
最高温度が３０〜１４０℃の範囲となるように温度制御
することを特徴とするレジスト膜画像の除去方法。
【請求項２】紫外線照射時の温度制御を、レジスト膜
画像が存在する物品を載置するステ―ジの冷却ないし加
熱により行う請求項１に記載のレジスト膜画像の除去方
法。
【請求項３】紫外線照射時の温度制御を、紫外線硬化
型接着シ―ト類またはレジスト膜画像が存在する物品へ
の気体の吹き付けによる冷却ないし加熱にて行う請求項
１に記載のレジスト膜画像の除去方法。
【請求項４】紫外線照射時の温度制御を、紫外線照射
ランプとレジスト膜画像が存在する物品との間にコ―ル
ドフイルタを設けることにより行う請求項１に記載のレ
ジスト膜画像の除去方法。