JPS61212021A - フオトレジスト膜除去装置 - Google Patents

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】 〔概要〕 紫外線照射下において酸素と使用済みフォトレジストと
を接触させてなす光化学的酸化分解法を使用してなすフ
ォトレジスト除去装置の改良である。紫外線経済を向上
するため、紫外線発生室と処理室とを紫外線透過率の高
い合成石英の隔壁をもって仕切るとともに、紫外線発生
室の内圧を高真空とする手段を設け、処理室内の内圧を
制御可能として最適圧力に保持する手段を設け。

ウェーハ温度を最適温度に保持する手段を設け。

光化学的酸化分解法の利点を活用しながらフォトレジス
ト除去速度を向上したフォトレジスト膜除去装置である
。

〔産業上の利用分野−〕

本発明は紫外線照射下に酸素ガスと接触させてなす光化
学的酸化分解法にもとづく、使用済みフォトレジスト膜
除去装置の改良に関する。

（従来の技術） フォトリソグラフィー法に使用されたフォトレジストの
除去には、伝統的には有機溶剤による溶解除去法が使用
されていたが、作業効率の向上を目的として、酸素プラ
ズマ等の活性ラジカルによるドライ処理法が開発された
。すなわち、フレオン（ＣＦ４）、酸素ガス等の中でマ
イクロ波放電を発生させたとき発生する活性ラジカルを
利用する手法である。

この活性ラジカルを利用する手法におけるフォトレジス
トの除去速度は３，０００〜５，０００人／分程度であ
り、一応満足すべき状態にあるが、その下地に対する損
傷の程度が無視しえないとｌ、Ｘう欠点がある。特に下
地がゲート絶縁膜等の薄膜である場合、信頼性を低下す
る原因となり、看過し難し１欠点である。

そこで、下地に損傷を与えることなく、十分なフォトレ
ジスト除去速度を実現しうる使用済みのフォトレジスト
除去方法として、紫外線照射の下において、酸素ガスと
接触させる手法（光化学的酸化分解法）が開発された。

この手法は、（イ）　　１８４４ｎｓ、　　２５３．７
ｎ＋ａ等の波長の紫外線のエネルギーが有機高分子化合
物であるフォトレジストのＣ−Ｆ結合やＣ−Ｈ結合を破
壊・切断するに十分である故、紫外線を照射して使用済
みフォトレジストを破壊・分解し、（ロ）同時に、上記
の紫外線をもって酸素をオゾン化及び／または単原子化
し、このオゾン及び／または単原子状の酸素の強力な酸
化力を利用して上記の破壊・分解を促進するとと鵬に　
破壊・分解１．たフォトレジストの＠離番飛散を促進す
るものである。この手法にあっては、オゾンにせよ原子
状の酸素にせよ、高速をもってウェーハに衝突するもの
ではないから、ウェーハを損傷するおそれはない。

この光化学的酸化分解法を実施する装置の従来技術にお
ける１例の概略図を第３図に示す８図において３は処理
室であり、酸素供給口３１から酸素ガスが供給され、排
気口１２から各種のガスが排出される。１１は紫外線ラ
ンプであり、上記の１８４．９ｎｍ、２５３．７ｎｍの
紫外線をウェーハ４に照射する。ウェーハ４の表面には
使用済みフォトレジスト５が塗布されている・ ｈ記の装置において、紫外線照射下に酸素ガスが供給さ
れると、酸素ガスは紫外線のエネルギーによって単原子
化またはオゾン化して、これらの強い酸化力が紫外線そ
のものの分解力と相開効果を発揮して使用済みフォトレ
ジストの除去をなすものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この紫外線照射下に才、いて酸素と使用済みフォトレジ
ストとを接触させてなす手法（光化学的酸化分解法）は
、１９７２年Ｄ　、　Ａ　、　Ｂｏｌｏｎによッテ提唱
されたもので、その実用化のために種々努力がなされて
いるが、未だ満足すべきものではない。

当初紫外線ランプとウェーハとの距離をｌＯ〜２０■層
とし、内部圧力を？８０Ｔｏｒｒとして試みたとこ為、
全く効果を認めなかった。

次に、紫外線ランプとウェーハとの距離を３〜５ＩＩ１
１とし、内部圧力をいくらか減少し、ウェーハ温度をい
くらか昇温したところ、相当の改善を確認したが、未だ
満足すべきものではない。

木発明の目的は、紫外線照射下において酸素と使用済み
フォトレジストとを接触させてなす光化学的酸化分解法
の原理にもとづき、しかも、実用Ｉ−，ＮＡ足すべきフ
ォトレジスト膜除去装置を提供することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 第１図は木発明に係るフォトレジスト膜除去装置の概略
構成図を示す０図においてｌは紫外線発生室であり、そ
の内部は高真空とされ、その中に紫外線発生袋ｆｉｌｌ
が収容される。１２は排気系である。２は合成石英より
なる隔壁↑あり、処理室３との間を仕切るが、紫外線は
透過する。処理室３には、酸素ガス吸入系３１を介して
酸素ガスが供給され、その中には使用済みフォトレジス
ト５をその表面に有するウェーハ４が装入される。３２
は排気系である。

実験の結果によれば、処理室の内圧は１Ｔｏｒｒ程度が
最適である。したがって、処理室の内圧を制御する手段
３１ａ、３２ａをもうけることが望ましい。

同様に実験の結果によれば、ウェーハの温度を２４０〜
２６０℃に保持したとき、フォトレジスト除去速度は最
高となる。したがって、処理室内の温度特にウェーハの
温度を制御する手段１７をもうけることが望ましい。

〔作用〕

発明が解決しようとする問題点の項にも略述した実験の
過程において、下記の仮説の存在が示唆された。

（イ）紫外線が酸素ガス中を透過すると、酸素のオゾン
化・単原子化等にエネルギーを消耗して、紫外線は減衰
する。

（ロ）フォトレジスト除去に最適のオゾン濃度、単原子
酸素濃度がありうる。したがって、処理室の内圧（酸素
分圧）には最適値があリラる。

（ハ）フォトレジスト除去速度はウェーハ温度に依存す
る。

そこで、これらの仮説を実証するため、第１図に示すよ
うなフォトレジスト膜除去装置を試作し、紫外線発生室
の内圧と処理室の内圧とを種々に変化してそれらの内圧
とフォトレジスト除去速度との関係を調査したところ、
紫外線発生室の内圧は低ければ低い程有効であり、１Ｏ
−２Ｔ　ｏｒｒ程度が現実的であることが実験的に確認
された。

次に、処理室内圧には、最適値が存在して。

ＩＴｏｒｒ程度が最適であることが実験的に確認された
。

第３に、ウェーハ温度と７オトレジスト除去速度とも相
関関係があり、２４０〜２６０℃程度が最適であること
が実験的に確認された。

〔実施例〕

以下図面を参照しつ覧、未発明の一実施例に係るフォト
レジスト膜除去装置についてさらに説明する。

第２図参照 ｌは紫外線発生室であり、減圧弁１２ａを介して真空ポ
ンプ１３と連通しており、その内圧は１Ｏ−２Ｔ　ｏｒ
ｒ程度に保持される。その中には、無接点電極の低圧水
銀灯１１ａが装入され、導波管１５を介して導入される
　２．４５ＧＨｚマイクロ波によって点灯する。このマ
イクロ波はマイクロ波発振器１４によって発生される。

２は厚さ１ｃ量程度の合成石英よりなる隔壁であり、気
体は完全にシールするが、紫外線は高い透過率をもって
透過する。

３は処理室であり減圧弁３２ａを介して真空ポンプ１３
と連通しているとともに、減圧弁３１ａを介して酸素源
１６とも連通し、その内部には酸素が１ＴＯｒｒ程度に
充満している。４は使用済みフォトレジスト５をその表
面に有するウェーハであり、ヒータ１７によって、２４
０〜２６０℃程度に保持される。

上記せる構造のフォトレジスト膜除去装置においては、
紫外線発生室の内部が真空とされているため、この中で
酸素がオゾン化や単原子状化されることがなく、紫外線
の減衰は避けられる。

隔壁に合成石英を選択した理由はこの材料の紫外線透過
率が大きいからであり、この点でも紫外線経済が向上す
る。

処理室中には、酸素がＩＴｏｒｒ程度充満しているので
、最適なレートでオゾン化・単原子化が進行して、フォ
トレジスト除去効果が向上する。

さらに、ウェーハ４の温度はヒータ１７によって２４０
〜２６０℃程度に保持されるため、この点からもフォト
レジスト除去は促進される。実験の結果によれば５．０
００人／分程度であり十分実用可能である。

（発明の効果） 以北説明せるとおり、本発明に係る。フォトレジスト膜
除去装置は、紫外線発生室と処理室とに合成石英よりな
る隔壁をもって隔てられており。

紫外線発生室内は高真空に保持され、処理室内は１Ｔｏ
ｒｒ程度に保持され、しかも、ウェーハ温度は２４０〜
２６０℃程度に保持されているので、下地に損傷を与え
ないという光化学的酸化分解法の利点は保持しながら、
同時にｓ、ｏｏｏ＾／分程度と実用上満足すべきフォト
レジスト膜除去速度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るフォトレジスト膜除去装置の概
略構成図である。 第２図は、本発明の一実施例に係るフォトレジスト膜除
去装置の概略構成図である。 第３図は、光化学的酸化分解法を実施する装置の従来技
術における１例である。 ｌ・・・紫外線発生室、　１１・　・　・紫外線発生装
置、　ｌｌａ・・争無接点電極の低圧水銀灯、　１２−
−−排気系、　１２ａ１Ｔ・・減圧弁、１３１１・・真
空ポンプ、　１４・・・マイクロ波発振器、　１５・・
・導波管、１６・−・酸素源、１７拳・争ヒータ、　　
２舎・φ隔壁、　　３・・・処理室、　３１・ｅ壷酸素
ガス吸入口、　３１＆会・・減圧弁、　３２・・・排気
系、　３２ａ・・拳減圧弁、　４−−−ウェーハ、　５
・・・フォトレジス　ト　膜　。 １１　　　ｔｇ、キー桐り１月嗜るレジスＦ愚艮、清）
ヒ若３１２２ｍ、岑し桐５ヅトη−ｊ５傷芭卆Ｊｔｚイ
示るトジヌトυ（Ｌｊｌｌ＆第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕内部は真空とされ紫外線発生装置（１１）が収容
   されている紫外線発生室（１）と、 前記紫外線発生装置（１１）の発生する紫外線を透過す
   る隔壁（２）と、 該隔壁（２）を透過した紫外線の入射を許し、酸素ガス
   が供給され、除去されるべきフォトレジスト膜を表面に
   有するウェーハ（４）が装入される処理室（３）とを具
   備するフォトレジスト膜除去装置。 〔２〕前記処理室（３）の内圧を１Ｔｏｒｒ程度に保持
   制御する手段（３１ａ）、（３２ａ）を有する特許請求
   の範囲第１項記載のフォトレジスト膜除去装置。 〔３〕前記ウェーハ（４）の温度を２４０〜２６０℃に
   保持する手段（１７）を有する特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のフォトレジスト膜除去装置。