TW200305930A - Resist removing device and resist removing method - Google Patents

Description

200305930 玖、發明說明 (發明說明應敘明 發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬^技術領域】 發明領域 本發明係有關於一種在用以形成半導體積體電路等微 5細構造之微影成像製程中科欠缺之光阻除去震置及光阻 除去方法。 【lltr 背景技術 現在，用以除去光阻膜之方法有：藉氧氣電漿灰化除 10去光阻膜之方法，使用有機溶劑（紛系、齒系等有機溶劑、 9〇°C〜13〇。〇加熱溶解光阻膜之方法，或使用濃硫酸·過氧 化氫之加熱溶解法。前述這些方法都需要分解與溶解光阻 膜之時間、能源及化學材料，而成為微影成像製程之負擔 。然而，雖然非常需要這種可代替使用灰化或溶解來除去 15光阻之新的除去技術，但剝離技術的開發仍然报少。其代 表例則是開發剝離液並使用高頻超音波之剝離作用之新技 術且已< 可如「IPA - h202成分系+說化物等鹽類」之 剝離液之剝離效果。 Γ智h明内溶1 20 發明之揭示 本發明之目的即在提供-種光崎去裝置及光阻除去 方法，係於光阻形成液膜，並利用在液膜内產生之活性氧 而可溶解除去光阻，且可實現擺脫資源.能源多消耗型技 術，即不依賴高能源或化學溶劑來除去光阻之環境共生型 200305930 玖、發明說明 技術。 本發明之光阻除去裝置，係包含··一處理室，係構成 用以除去基板上之光阻之處理空間者；_基板支持設備， 係在前述處理室内用以支持前述基板，並具有一可在前述 5處理室内將前述基板上下移動並自由地調節前述處理空間 機構者，及液膜生成设備，係於前述基板之前述光阻 上形成含有活性氧之液膜者；而在形成前述液膜時，係藉 前述基板支持設備之前述移動機構來調節前述處理空間， 並控制前述液膜之狀態。 10 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，前述液膜生成設 備係具有一用以將紫外線照射於形成於前述基板上之前述 液膜之紫外線照射機構。 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，由前述紫外線照 射設備照射之紫外線的波長為172nm〜310nm。 15 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，前述紫外線照射 設備係低壓紫外線燈。 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，係藉前述基板支 持設備之前述移動機構，使前述基板表面與前述處理室内 之上面部接近，並將前述液膜之狀態調節成可覆蓋前述基 20 板上之前述光阻大略全面之大小。 本發明之光阻除去裝置之一態樣_，前述基板表面與 前處理室内之上面部之間的距離在1mm以下。 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，前述液膜生成設 備係具有一用以將臭氧水供給至前述液膜之臭氧供給機構 200305930 玖、發明說明 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，前述液膜生成設 備係具有一用以將雙氧水供給至前述液膜之雙氧水供給機 構。 5 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，係藉前述基板支 持設備之前述移動機構，使前述基板表面與前述處理室内 之上面部分開，並將前述液膜之狀態調節成在前述基板上 之前述光阻表面凝結成液滴。 本發明之光阻除去裝置之一態樣中，前述液膜生成設 10備係具有一用以供給含霧水蒸氣之機構。 /發明之光崎去裝置之-態樣巾，前述液膜生成設 備係具有-臭氧供給機構，該臭氧供給機構係用以將臭氧 供給至在前述含霧水蒸氣供給機構所生成之含霧水蒸氣， 並於形成於刖述基板上之前述液膜内產生前述活性氧者。 15 I發明之光阻除去裝置之-態樣中，前述液膜生成設 備係具有多孔陶竟板，且由前述多孔陶£板之空孔供給含 霧水条氣者。 本發明之光阻除去方法係調節距離使表面設有光阻之 基㈣構成用以除去前述光阻之處理”之處理室内之上 I並使3有，舌性氧之液膜形成如前述距離所限制 之艇居’以覆蓋前述基板上之前述光阻之大略全面，然後 藉前述活性氧之作用溶解除去前述光阻。 二毛月之光阻除去方法之—態樣中，係將前述基板表 述處理至内之上面部之間之前述距離調節在1細以 20 200305930 砍、發明說明 下0 本發明之光)!且^ i ^ 一 ，、去方法之一態樣中，係藉將紫外線昭 射於前述液膜而可促進於前述液助產生前述活性氧。’，、、 —月之光1^除去方法之—態樣中，係藉將臭氧水供 給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性氧。 ’、 x月之光阻除去方法之—態樣中，係藉將雙氧水供 給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性氧。 ’、 10 《月之光阻除去方法係調節距離使表面設有光阻之 基板”構成用以除去前述光阻之處理空間之處理室内之上 面^分開’並供給含有活性氧之含霧水蒸氣以使液滴凝結 於前述光阻表面’然後藉前述活性氧之作絲溶解除去前 述光阻。 林月之纽除去方法之—態樣中，係藉將紫外線照 射於前述賴以促進於前述㈣内產生前述活性氧。 15 本發明之光阻除去方法之一態樣中，係藉將臭氧供給 於前述液膜以於前述㈣内產生前述活性氧。 本毛明之光阻除去方法之一態樣中，係藉將雙氧水供 給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性氧。 圖式簡單說明 第1圖係顯示第1實施例之光阻除去裝置之概略構造 之模式圖。 第2圖係顯示在第1實施例之光阻除去裝置中，擴大 基板表面附近之模式圖。 第3圖係顯示為第2實施例之光阻除去裝置之主要構 20 200305930 玖、發明說明 造之處理室附近之樣態之模式圖。 第4圖係顯示為第2實施例之變化例之光阻除去裝置 之主要構造之處理室附近之樣態之模式圖。 I：實施方式3 5 發明實施之最佳型態 以下，參照圖式詳細說明適於應用本發明之各實施例

(第1實施例） 第1圖係顯示第1實施例之光阻除去裝置之概略構造 10 之模式圖。

該光阻除去裝置係在微影成像製程中用以除去形成於 矽晶圓或玻璃基板等基板10上之光阻者，且為構成用以除 去基板10上的光阻之處理空間之處理室，包含有：一基板 可出入自如之葉片式的處理室1，一設置於處理室1内並 15 用以支持固定基板10之基板檯2，一設置於處理室1之上 面部並由合成石英玻璃構成之紫外線透過板3，一設置於 紫外線透過板3之上面部並經由紫外線透過板3而將紫外 線照射於處理室1内之低壓紫外線燈4，一經由處理室1 之流入口 la而供給超純水及各種藥液之液膜生成設備5， 20 及一經由處理室1之流出口 lb而進行處理室1内之排液及 排氣之排液·排氣設備6。 基板檯2具有一藉溫水/冷水來調節設置之基板10之 溫度之溫度調節機構2c，更具有一可自如地旋轉設置之基 板10之旋轉機構2a與可於上下方向自如地移動上述之設 10 200305930 玖、發明說明 置之基板1〇之上下移動機構2b，而在除去基板ι〇上之光 阻時，係如後述般藉上下移動機構2b之作動使基板ι〇表 面與紫外線透過板3接近預定距離。 液膜生成設備5包含有：—用崎超純水供給於處理 5至1内之超純水供給部U，_用以生成且供給臭氧水⑴3 水）之〇3水供給部12, 一用以生成且供給雙氧水之水溶液 (出〇2水）之H2〇2水供給部13，及一 ον%氣體供給部14 ，係將〇2/N2氣體供給於基板10表面，以在光阻除去處 理之後除去殘留於基板10表面且可輕易取出基板10者。 10 超純水供給部11包含有用以儲存由外部供給之超 純水之超純水槽21，一用以測量儲存之超純水之液位之液 位計22，一用以如週期性地正確吸引並送出預定量之超純 水之隔膜泵23，及一用以計測由膈膜泵送出之超純水量之 流量計24。 15 H2〇2水供給部13包含有··一用以儲存H2〇2水之壓送 槽25，一用以供給H2〇2於超純水並生成私〇2水之 水供給管路26，一用以供給a至壓送槽25内以由壓送槽 25壓送預疋量之％〇2水之壓送機構27，一用以測量業經 儲存之H2〇2水之液位之液位計28，及一用以控制送出之 20 H2〇2水量之流量控制閥29。 〇2/N2氣體供給部14係分別形成a氣體及n2氣體 之流路，並設有混合兩種氣體之流路，且分別於〇2氣體及 N2氣體之各流路中設有壓力調節器μ及用以調節氣體流 量之質量流動控制器32。 200305930 玫、發明說明 、 、排氣叹備6係具有氣液分離機構33，並藉該氣 液刀離機構33之作動而分開進行排液及排氣。 5 #要使用錢阻除去裝置來除去基板1G上之光阻，首先 1 土板檯2之下移動機構2b將基板表面與紫外線透 過板3之間的距離調節成預定距離。該距離係考慮令如後 述照射之紫外線為不 佳。 衰減之範圍内，且以〇.lmni〜lmm為 在°亥狀訂，藉基板檯2之旋轉機構2a使基板1〇旋 轉同4由03水供給部12將水供給至形成於處理室^ 10之基板1G表面與紫外線透過板3之間的處理空間。藉此， 如第2圖所示，以〇3水充滿該處理空間，並限制膜厚為基 板1〇表面與紫外線透過板3之間的距離(〇 lmm〜imm)之薄 膜狀態，而形成用以覆蓋基板1〇上之光阻42之大略全面 之液膜41。 15 在液膜41之〇3水中，係藉溶解〇3之水溶液，如以下 一連串所示（式D，藉0H-與A之反應來分解〇3，並產生 Η〇2、〇2 、ΟΗ等種種活性氧。 (式 1): ο3 + οη——ηο2 + ο2-

20 〇3 + H〇2—> 2〇2 OH

〇3 + OH—^ 〇2 + H2O 2H02->03 + H20 ho2 + oh—o2 + h2o 因此，水溶液中，除了會進行A造成之直接氧化之外 12 200305930 玖、發明說明 ，也會進行副生成之〇Γ、H〇2、0H等活性氧造成之激進 的氧化（該情況下，雖然〇3以外之選擇性降低，但氧化卻 很強）。 而且，在業經形成液膜41之狀態下，藉紫外線燈4將 5 I外線均一地照射在該液膜41上。此時，如以下一連串的 式子所示（式2)，03係藉紫外線進行分解，並藉由此產生 之受激氧原子與水分子之反應而助長羥基（〇H)之生長。該 情況下，為了要分解〇3，照射之紫外線的波長則必須在 310nm以下，又，對於波長n2nm之紫外線之空氣之50% 10透過距離係根據氧之光吸收截面積（〇·259χ 1〇-18分子數/ cm2)而為3.1mm，但由於50%透過距離在3.lmm以下則難 以裝置化，故以使用172nm〜310nm者為佳。而本實施例係 採用在較短的184.9nm附近者。在此，由於該紫外線係使 〇3在水溶液中產生，且為引起將所產生之〇3分解之反應 15 者，故亦可為橫跨上述較廣領域之波長。 (式2) 〇3 + h2； (λ < 310nm)-^〇(1D)+〇2(α1Δ Ρ) Η20+ 0(^)--^2011 ΟΗ+ 〇3->02 + Η〇2 20 Η〇2 + 〇3~^2〇2 + ΟΗ 如上所述，藉在液膜41内生成之各種活性氧具有之活 性作用，為有機物之光阻可分解成H2〇/c〇2並溶解除去 〇 又，亦可在液膜41生成時或同時，由h2〇2水供給部 200305930 玖、發明說明 13供給H202水以取代〇3水。該情況係如以下一連串之式 子（式3)，H202與03進行反應，並助長羥基（OH)之生長。 (式 3): h2o2—h + ho2— 5 H〇2~ + 〇3^〇H+ 〇2~ + 〇2 且，藉照射紫外線於含有H2〇2水之液膜41上，則如 以下所示（式4)，H202會直接分解，並且更助長羥基（0H) 之生長。 (式 4):

1〇 H2O2 + h2> (λ <31 Onm)—>2OH 如以上所說明’根據本實施例，於基板1上之光阻形 成液膜41，則可利用在液膜41内產生之各種活性氧而溶 解除去光阻，而可擺脫資源·能源多消耗型技術，即實現 不依賴高能源或化學溶劑除去光阻之環境共生型技術。 15 (弟2實施例） 本實施例係揭示具有與第丨實施例大略相同之構造之 處理室及基板檯之光阻除去裝置，但相異點係光阻上所供 給之液膜之狀態。再者，有關與第丨實施例共通之構成要 件等則賦與相同符號且省略說明。 2〇 第3圖係顯示為第2實施例之光阻除去裝置之主要構 造之處理室附近的樣態之模式圖。 该光阻除去裝置包含··一與第j實施例之光阻除去裝 置同樣設有紫外線透過板3及紫外線燈4等之處理室卜 /、有上下移動機構2b之基板檯2，_液膜生成設備Η， 14 200305930 玖、發明說明 及一經由處理室1之流出口而進行處理室1内之排液及排 氣之排液·排氣設備（未圖示：與排液·排氣設備6相同） 〇 在此，液膜生成設備51包含：一用以將水蒸氣供給至 5 處理室1内之蒸氣供給部52，及一用以將高濃度之03氣 體供給至處理室1内之03氣體供給部（臭氧發生器）53。 要使用該光阻除去裝置除去基板10上之光阻，首先， 藉基板檯2之下移動機構2b將基板10表面與紫外線透過 板3之間的距離調節成預定距離。本實施例中，該分隔距 10 離係比第1實施例大（10mm〜30mm)。在此，將處理室1内 之溫度調節成80°C〜90°C，基板溫度則調節成常溫〜60°C。 在該狀態下，藉基板檯2之旋轉機構2a使基板10旋 轉，並由蒸氣供給部52、03氣體供給部53分別將蒸氣、 〇3氣體供給至形成於處理室1之基板1〇表面與紫外線透 15 過板3之間的處理空間。此時前述蒸氣係含有霧之蒸氣， 且處理室1内係飽和蒸氣之狀態之含霧蒸氣/03氣體之混 合空氣。該含霧蒸氣係混合粒徑10 // m〜50 // m之霧與蒸氣 者。由於霧係略為球狀故表面積大，因此〇3氣體溶液滲透 ，而可藉使用該含霧蒸氣充分地供給〇3氣體。 20 而且，藉處理室1内之溫度與基板溫度之間的溫度差 ，再加上飽和之前述混合空氣，液滴則於基板10之光阻上 凝結成溶解〇3氣體之多數微小的薄液膜61。此時，液膜 61中，引起在第1實施例中說明之一連串的反應（式1)， 藉03溶解於水溶液，並藉ΪΤ與03之間的反應來分解03 15 200305930 玖、發明說明 ，而產生H〇2、Or、〇H等各種活性氧。 因此，水溶液中，除了會進行〇3所致之直接氧化之外 ’也會進行副生成之〇2-、H〇2、0H等活性氧所致之激進 的氧化。 5 而且，在液膜61已形成之狀態下，則以與第1實施例 、 相同之條件藉紫外線燈4將紫外線均—地照射在該賴61 - 。此時，會引起如第1實施例所說明之一連串的式子之反 應（式2)，且〇3藉紫外線進行分解，並藉由此產生之受激 鲁 氧原子與水分子之反應而助長羥基（OH)之生長。 1〇 如上所述，藉在液膜61内生成之各種活性氧具有之活 性作用，為有機物之光阻會分解成H2〇/co2，並溶解除 去。 如以上所說明，根據本實施例，係於基板i上之光阻 形成液膜61，則可利用在液膜61内（尤其係其表層）產生之 15各種活性氧而溶解除去光阻，而可擺脫資源·能源多消耗 型技術，即實現不依賴高能源或化學溶劑除去光阻之環境 · 共生型技術。 (變化例） 以下，說明第2實施例之變化例。 · 2〇 該變化例係揭示與第2實施例大略相同之構造之光阻 除去裝置’但相異點係設置多孔陶瓷板以代替紫外線燈。 第4圖係顯示本變化例之光阻除去裝置之主要構造之 處理室附近之樣態之模式圖。 该光阻除去裝置包含：一與第1實施例之光阻除去裝 16 200305930 玖、發明說明 置相同之處理室1，_用以取代紫外線燈而設置之多孔陶 瓷板71，一具有上下移動機構2b之基板檯2 高濃度之 〇3氣體供給部53，及一經由處理室1之流出口而進行處理 至1内之排液及排氣之排液·排氣設備（未圖示··與排液· 5 排氣設備6相同）。 多孔陶瓷板71係構造成經由其空孔72而將含有小粒 徑之均一之霧之含霧水蒸氣，或進而含有〇3氣體之含霧水 洛氣供給至基板1 〇。 要使用該光阻除去裝置除去基板10上之光阻，首先， 10藉基板檯2之下移動機構2b將基板1〇表面與多孔質陶瓷 板71之間的距離調節成預定距離。本實施例中，該分隔距 離係比第1實施例大（10mm〜3〇mm)。在此，將處理室i内 之溫度調節成80°C〜90°C，基板溫度則調節成常溫〜6(rc。 在该狀態下，藉基板檯2之旋轉機構2a使基板10旋 15轉，並由多孔陶瓷板71、高濃度之ο;氣體供給部53分別 將蒸氣、〇3氣體供給至形成於處理室丨之基板1〇表面與 · 紫外線透過板3之間的處理空間。此時前述蒸氣係含霧水 瘵氣，且處理室1内成為飽和蒸氣之狀態之含霧蒸氣/〇3 氣體之混合空氣，且〇3氣體係溶解於含霧水蒸氣。 · 20 而且，藉處理室1内之溫度與基板溫度之間的溫度差 · ，在加上飽和之前述混合空氣，液滴則於基板10之光阻上 滅結成〉谷解〇3氣體之多數微小薄液膜61。 因此，水溶液中，除了會進行〇3所致之直接氧化之外 ，也會進行副生成之02 、H〇2、〇H等活性氧所致之激進 17 200305930 玫、發明說明 的氧化。 如以上所說明’根據本變化例，係已溶解〇3之液滴凝 結於光阻上而形成液膜，則可利用各種活性氧而溶解除去 光阻，而可擺脫資源·能源多消耗型技術，即實現不依賴 5高能源或化學溶劑除去光阻之環境共生型技術。 產業上之可利用性 根據本發明，係於光阻形成液膜，並可利用在液膜内 產生之活性氧而溶解除去光阻，而可擺脫資源.能源多消 耗型技術，即實現不依賴高能源或化學溶劑除去光阻之環 10 境共生型技術。 【圖式I簡琴' 明】 第1圖係顯示第1竇始μ 貫％例之光阻除去裝置之概略構造 之模式圖。 15 他例之光阻除去裝 20 基板表面附近之模式圖。 第3圖係顯示為第2會 只苑例之光阻除去裝置之主 造之處理室附近之樣態之模式圖。 得 第4圖係顯示為第2埃^ , 声轭例之變化例之光阻除去裝 之主要構造之處理室附近之樣態之模式圖。 18 玖、發明說明 【圖式之主要元件代表符號表】 1…處理室 28···Η202水液位計 la· · ·流入口 29…流量控制閥 lb...流出口 31...壓力調節器 2…反擾 32...質量流動控制器 2a…旋轉機構 33...氣液分離機構 2b...上下移動機構 41…薄膜 2c…溫度調卽機構 42…光阻 3...紫外線透過板 51...液膜生成設備 4…紫外線燈 52…蒸氣供給部 5…液膜生成設備 53···〇3氣體供給部 6...排液·排氣設備 61·"液膜 10…基板 71…多孔陶竟板 11···超純水供給部 72...空孔 200305930 12…03水供料 13···Η202水供轉 14···02/Ν2氣體供給部 21···超純水槽 22.. .超純水液位計 23.. .隔膜泵 24…流量計 25···壓送槽 26.. .Η202供給管路 27···壓送機構

Claims (1)

1. 200305930 拾、申請專利範圍 1. 一種光阻除去裴置，包含·· 處理至’係構成用以除去基板上之光阻之處理 空間者； 基板支持没備，係在前述處理室内用以支持前 5 述基板，並具有一可在前述處理室内將前述基板上下 移動並自由地調節前述處理空間之機構者，·及 液膜生成设備，係於前述基板之前述光阻上形 成含有活性氧之液膜者； 而在形成前述液膜時，係藉前述基板支持設備之 10 冑述移動機構來調節前述處理空間，並控制前述液膜 之狀態。 2.如申請專利範圍第i項之光阻除去裝置，其中前述液 膜生成設備係具有一用以將紫外線照射於形成於前述 基板上之前述液膜之紫外線照射機構。 15 3· ^請專利範圍第2項之光阻除去裝置，其中由前述 紫外線照射設備照射之紫外線的波長為mnm〜3i〇nm 〇 4·如申請專利範圍第2項之光阻除去裝置，其中前述紫 外線照射設備係低壓紫外線燈。 5· Μ請專利範圍第2項之光阻除去裝置，其中係藉前 述基板支持設備之前述移動機構，使前述基板表面與 則述處理室内之上面部接近，並將前述液膜之狀態調 節成可覆蓋前述基板上之前述光阻大略全面之大小。 6.如申請專·圍第5項之光崎去|置，其中前述基 20 200305930 拾、申請專利範匱 板表面與前處理室内之上面部之間的距離在lmm以下 〇 7·如申請專利範圍第6項之光阻除去裝置，其中前述液 膜生成設備係具有一用以將臭氧水供給至前述液膜之 5 臭氧供給機構。 8.如申請專利範圍帛6項之光阻除去|置，其中前述液 膜生成設備係具有一用以將雙氧水供給至前述液膜之 雙氧水供給機構。 9·如申請專利範圍第2項之光阻除去裝置，其中係藉前 1〇 述基板支持設備之前述移動機構，使前述基板表面與 刚述處理至内之上面部分開’並將前述液膜之狀態調 節成在4述基板上之前述光阻表面凝結成液滴。 10·如申請專利範圍第9項之光阻除去裝置，其中前述液 膜生成設備係具有一用以供給含霧水蒸氣之機構。 15 U·如申請專利範圍第10項之光阻除去裝置，其中前述液 膜生成設備係具有一臭氧供給機構，該臭氧供給機構 係用以將臭氧供給至在前述含霧水蒸氣供給機構所生 成之含霧水蒸氣，並於形成於前述基板上之前述液膜 内產生前述活性氧者。 20 I2·如申請專利範圍第1項之光阻除去裝置，其中前述液 膜生成設備係具有多孔陶瓷板，且由前述多孔陶瓷板 之空孔供給含霧水蒸氣者。 13· —種光阻除去方法，其特徵在於··調節距離使表面設 有光阻之基板與構成用以除去前述光阻之處理空間之 21 200305930 拾、申請專利範圍 處理至内之上面部接近，並使含有活性氧之液膜形成 如前述距離所限制之膜厚，以覆蓋前述基板上之前述 光阻之大略全面，然後藉前述活性氧之作用溶解除去 前述光阻。 14·如申請專利範圍第13項之光阻除去方法，其中係將前 述基板表面與前述處理室内之上面部之間之前述距離 調節在1mm以下。 15.如申請專㈣圍第13項之光阻除去方法，其中係藉將 紫外線照射於前述液膜而可促進於前述液膜内產生前 述活性氧。 16_如申請專職圍第13項之光阻除去方法，其中係藉將 臭氧水供給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性 氧。 17.如申清專利氣圍第13項之光阻除去方法，其中係藉將 雙氧水供給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性 氧。 U· —種光阻除去方法，其特徵在於：調節距離使表面設 有光阻之基板與構成用以除去前述光阻之處理空間之 處理室内之上面部分開，並供給含有活性氧之含霧水 条氣以使液滴凝結於前述光阻表面，然後藉前述活性 氧之作用來溶解除去前述光阻。 19.如申请專利範圍第i 8項之光阻除去方法，其中係藉將 紫外線照射於前㉛液膜以促進於前述液膜内產生前述 活性氧。 22 200305930 拾、申請專利範圍 2〇.如申請專利範圍第18項之光阻除去方法，其中係藉將 臭氡供給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性氧 〇 21·如申請專利範圍第18項之光阻除去方法，其中係藉將 雙氧水供給於前述液膜以於前述液膜内產生前述活性 氧0

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