JPH05100435A - Thin film removal method - Google Patents

Thin film removal method

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JPH05100435A
JPH05100435A JP25893791A JP25893791A JPH05100435A JP H05100435 A JPH05100435 A JP H05100435A JP 25893791 A JP25893791 A JP 25893791A JP 25893791 A JP25893791 A JP 25893791A JP H05100435 A JPH05100435 A JP H05100435A
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JP
Japan
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resist
protective film
thin film
laser
irradiation
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JP25893791A
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Inventor
Kiyoshi Mogi
清 茂木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a resist layer around the removal region from being exposed to flare generated at the time of partially removing the resist layer on a wafer by irradiation with energy beams. CONSTITUTION:The surface of a resist layer 21 is coated with a protective film 20 which hardly transmits ArF excimer laser beams for resist removal, e.g. a PVP film. The energy density of ArF excimer laser beams is regulated in accordance with the ArF excimer laser beam absorbing characteristics of the protective film 20. By irradiation with such ArF excimer laser beams from the top of the film 20, the film 20 and the resist layer 21 within a desired region (removal region) are removed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハや
ガラスプレート等の基板上に被着された薄膜(フォトレ
ジスト層)に選択的にエネルギービームを照射すること
により、薄膜の所望の部分を除去する方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention selectively irradiates a thin film (photoresist layer) deposited on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate with an energy beam to expose a desired portion of the thin film. It concerns the method of removal.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子製造の光リソグラフィ工程で
は、ウエハ上で露光領域に付随して設けられたアライメ
ントマーク(位置合わせ用マーク)を含む部分領域に光
ビームを照射し、当該マークからの光情報を光電検出す
ることによって、重ね合わせ露光すべきレチクルやマス
クのパターンとウエハ(露光領域)とを相対的に位置合
わせしている。通常、ウエハのアライメントは、アライ
メントマークに光ビームを照射し、当該マークから発生
する反射光、散乱光、または回折光等を光電検出するこ
とによって行われる。
2. Description of the Related Art In a photolithography process for manufacturing a semiconductor device, a partial beam including an alignment mark (positioning mark) provided on a wafer along with an exposure region is irradiated with a light beam to emit light from the mark. By photoelectrically detecting information, the pattern of the reticle or mask to be overlaid and exposed is relatively aligned with the wafer (exposure region). Usually, wafer alignment is performed by irradiating an alignment mark with a light beam and photoelectrically detecting reflected light, scattered light, diffracted light, or the like generated from the mark.

【0003】しかしながら、露光前のウエハには必然的
にレジストが被着されているため、アライメントマーク
の検出はレジスト層(1〜2μmの厚さ)を介して行わ
れることになる。アライメントを露光装置の投影光学系
を介して行う場合(TTL方式:Through The Lens)、
投影光学系は強い色収差をもっているので、アライメン
トの際にも露光光(例えばi線、KrFエキシマレーザ
等)を用いる必要があるが、当然ながら露光光はその大
部分がレジストに吸収されるため、アライメントマーク
から発生する光情報がレジスト層の影響で弱められてし
まうという不都合が生じる。
However, since the resist is inevitably applied to the wafer before exposure, the alignment mark is detected through the resist layer (thickness of 1 to 2 μm). When the alignment is performed through the projection optical system of the exposure apparatus (TTL method: Through The Lens),
Since the projection optical system has strong chromatic aberration, it is necessary to use exposure light (for example, i-line, KrF excimer laser, etc.) also during alignment, but of course most of the exposure light is absorbed by the resist, There is an inconvenience that the optical information generated from the alignment mark is weakened by the influence of the resist layer.

【0004】また、アライメントマークが微小な段差構
造をとることから、マーク周辺でレジスト層の膜厚が不
均一になることは避けられない。このため、薄膜固有の
干渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいはマー
ク両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりするこ
と等によって、アライメント精度が低下し得るという問
題があった。
Further, since the alignment mark has a minute step structure, it is inevitable that the resist layer has a non-uniform thickness around the mark. Therefore, there is a problem in that the alignment accuracy may be lowered due to the interference effect peculiar to the thin film being prominent near the mark, or the unevenness of the resist film thickness being asymmetric on both sides of the mark.

【0005】さらに、パターンの微細化を図るために多
層レジストを使う場合等は、アランメントマークそのも
のが照明波長(露光波長)のもとで光学的に見えなくな
るといった現象が起こり得るため、アライメント精度の
確保はなかなか難しい問題となっている。そこで、アラ
イメント動作に先立って、エキシマレーザ等の紫外域の
高エネルギービームをマーク上部のレジスト層に照射す
ることでレジストを部分的に除去することが考えられて
いる。このレジスト除去のメカニズムは、有機高分子材
料からなるレジストにエキシマレーザのような高強度の
短パルス紫外光を照射すると、レーザを吸収した照射部
分のレジストの分子結合が切断されて、分解・飛散する
アブレーション過程に基づくものと考えられる。このア
ブレーションによる除去においては、除去される部分の
断面がシャープであり、照射部分の周囲に熱的な損傷・
歪がない等の利点がある。
Further, when a multilayer resist is used to achieve a finer pattern, a phenomenon may occur in which the alignment mark itself becomes optically invisible under the illumination wavelength (exposure wavelength). Securing is a difficult problem. Therefore, prior to the alignment operation, it is considered to partially remove the resist by irradiating the resist layer above the mark with a high energy beam in the ultraviolet region such as an excimer laser. The mechanism of this resist removal is that when a resist made of an organic polymer material is irradiated with high-intensity short-pulse ultraviolet light such as an excimer laser, the molecular bond of the resist in the irradiated part that absorbs the laser is broken and decomposed and scattered. It is considered to be based on the ablation process. In the removal by this ablation, the cross section of the removed portion is sharp, and thermal damage /
There are advantages such as no distortion.

【0006】ここで、従来のレジスト除去装置について
図5を用いて説明する。図5は従来装置の概略的な構成
を示すブロック図であって、レーザ光源1から射出した
紫外域に発振波長を有するレーザ光LBは、可変絞り2
によって所定のビーム形状に成形された後、その大部分
がビームスプリッタ3を透過してシャッター4に至る。
Here, a conventional resist removing apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional device, in which a laser beam LB emitted from a laser light source 1 and having an oscillation wavelength in the ultraviolet region is emitted from a variable diaphragm 2.
After being shaped into a predetermined beam shape by, most of the light passes through the beam splitter 3 and reaches the shutter 4.

【0007】シャッター4はレーザ光LBを通過または
遮断させるものであり、シャッター4を透過したレーザ
光はミラー5で反射された後、対物レンズ6に入射す
る。そして、レーザ光LBは対物レンズ6で結像され、
ウエハ7上で可変絞り2の開口形状となって、ウエハ7
上のレジスト層を照射する。レーザ光LBが照射された
部分のレジストは、レーザ光LBのエネルギーによりそ
の分子結合が切断され、さらには気体または微粒子とな
ってレジスト層より飛散する。尚、可変絞り2はレジス
ト層を除去すべきウエハ7上の領域(少なくともアライ
メントマークを含む部分領域)の形状、大きさに対応し
てその開口部が可変となるように構成されている。
The shutter 4 passes or blocks the laser beam LB, and the laser beam transmitted through the shutter 4 is reflected by the mirror 5 and then enters the objective lens 6. Then, the laser light LB is imaged by the objective lens 6,
The aperture shape of the variable diaphragm 2 is formed on the wafer 7,
Irradiate the upper resist layer. The molecular bond of the portion of the resist irradiated with the laser beam LB is cut by the energy of the laser beam LB, and further becomes gas or fine particles and scatters from the resist layer. The variable diaphragm 2 is configured such that its opening portion is variable according to the shape and size of the region (at least a partial region including the alignment mark) on the wafer 7 from which the resist layer should be removed.

【0008】このようなレジスト層を除去するレーザ光
としては、ArFまたはKrFエキシマレーザ、Nd:
YAGレーザの第3高調波や第4高調波、Arイオンレ
ーザの514.5nmの発振線の第2高調波等のように
波長域150nm〜360nmに発振線をもつものが好
適である。ウエハ7は、ステージコントローラ8により
制御されてx方向とy方向とに二次元的に移動するXY
ステージ9の上に載置されている。XYステージ9の位
置は不図示のレーザ干渉計等によって常時検出され、ス
テージコントローラ8に位置情報としてフィードバック
される。ステージコントローラ8は、システムコントロ
ーラ12からの位置決め指令(すなわち、レジスト層を
除去すべきアライメントマークの位置情報)に従い、干
渉計からの位置情報に基づいてモータ(不図示)を駆動
してXYステージ9を移動することによって、例えば
0.01μm程度の精度で、レーザ光LBの照射位置
(対物レンズ6の光軸位置)に対してウエハ7(すなわ
ち、アライメントマーク)を位置決めすることが可能と
なっている。
As the laser light for removing such a resist layer, ArF or KrF excimer laser, Nd:
Those having an oscillation line in the wavelength range of 150 nm to 360 nm, such as the third and fourth harmonics of a YAG laser and the second harmonic of an oscillation line of 514.5 nm of an Ar ion laser, are preferable. The wafer 7 is controlled by the stage controller 8 to move two-dimensionally in the x and y directions.
It is placed on the stage 9. The position of the XY stage 9 is constantly detected by a laser interferometer (not shown) or the like, and is fed back to the stage controller 8 as position information. The stage controller 8 drives a motor (not shown) based on the position information from the interferometer in accordance with the positioning command from the system controller 12 (that is, the position information of the alignment mark for removing the resist layer), and the XY stage 9 By moving, the wafer 7 (that is, the alignment mark) can be positioned with respect to the irradiation position of the laser light LB (the optical axis position of the objective lens 6) with an accuracy of about 0.01 μm, for example. There is.

【0009】一方、ビームスプリッタ3で反射したわず
かな量のレーザ光LBは、集光レンズ10によって照射
光量計11の受光面に集められ、照射光量計11はその
光量(光エネルギー)に応じた光電信号をシステムコン
トローラ12に出力する。システムコントローラ12
は、ステージコントローラ8にウエハ7のレーザ光LB
に対する位置決めのための指令を与えるとともに、レー
ザ光源1の発光(発振)を制御するためのレーザ制御系
15、及び/またはシャッター4の駆動系(不図示)に
対して、1つの部分領域内のレジスト層を除去するのに
最適な照射光量が得られるような制御信号を与える。
On the other hand, a small amount of the laser beam LB reflected by the beam splitter 3 is collected on the light receiving surface of the irradiation photometer 11 by the condenser lens 10, and the irradiation photometer 11 responds to the light amount (light energy) thereof. The photoelectric signal is output to the system controller 12. System controller 12
Is the laser beam LB of the wafer 7 on the stage controller 8.
To a laser control system 15 for controlling light emission (oscillation) of the laser light source 1 and / or a drive system (not shown) of the shutter 4 while giving a command for positioning to A control signal is given so that the irradiation light amount optimal for removing the resist layer is obtained.

【0010】例えばレーザ光源1がエキシマレーザ等の
ようにパルスレーザを発生するものの場合、システムコ
ントローラ12は照射光量計11からの光電信号に基づ
いて、最適なレーザ出力値と必要とされるパルス数とを
算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御系15に
出力する。尚、パルスレーザを使用する場合には、特に
シャッター4を設ける必要はなくなる。
For example, when the laser light source 1 generates a pulse laser such as an excimer laser, the system controller 12 determines the optimum laser output value and the required number of pulses based on the photoelectric signal from the irradiation photometer 11. Is calculated and a control signal corresponding thereto is output to the laser control system 15. When using a pulse laser, it is not necessary to provide the shutter 4 in particular.

【0011】一方、レーザ光源1が連続光を発生するも
のの場合、システムコントローラ12は光電信号に基づ
いて最適なレーザ照射エネルギーと必要とされる照射時
間とを算出し、出力値に関してはレーザ制御系15に制
御信号を送り、照射時間に関してはシャッター4に制御
信号を送る。また、ウエハ7上に形成されたアライメン
トマークを検出するためのアライメント光学系13が、
例えば対物レンズ6と異なる位置に固設され、光電検出
器等を含むマーク検出器14とともに、オフアクシス方
式でウエハ7のアライメント計測を行う。マーク検出器
14からのアライメント信号はシステムコントローラ1
2に供給される。
On the other hand, when the laser light source 1 emits continuous light, the system controller 12 calculates the optimum laser irradiation energy and the required irradiation time based on the photoelectric signal, and the laser control system regarding the output value. A control signal is sent to 15, and a control signal is sent to the shutter 4 regarding the irradiation time. In addition, the alignment optical system 13 for detecting the alignment mark formed on the wafer 7 is
For example, the alignment measurement of the wafer 7 is performed by an off-axis method together with the mark detector 14 that is fixed at a position different from the objective lens 6 and includes a photoelectric detector and the like. The alignment signal from the mark detector 14 is the system controller 1
2 is supplied.

【0012】このアライメント信号はウエハ7上の特定
の位置に設けられたマークを検出したときに発生するも
のであり、本実施例ではその発生したときのXYステー
ジ9の位置をシステムコントローラ12が基準点として
記憶することによって、レーザ光LBの照射位置とウエ
ハ7上の任意の点(アライメントマーク等)との対応付
け(グローバルアライメント)が完了する。
This alignment signal is generated when a mark provided at a specific position on the wafer 7 is detected. In this embodiment, the system controller 12 uses the position of the XY stage 9 at the time of generation as a reference. By storing as a point, association (global alignment) between the irradiation position of the laser beam LB and an arbitrary point (alignment mark or the like) on the wafer 7 is completed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレジスト(薄膜)除去方法においては、以
下に説明するような問題点があった。まず、照射される
レーザ光の最適なエネルギー値について、図4を用いて
説明する。図4はレジスト層に照射されるエネルギー密
度P(横軸)とレジスト層がアブレーション過程によっ
て除去される深さ(縦軸)との関係を示したものであ
る。この図から明らかなように、レーザ照射の単位パル
ス当たりのエネルギー密度P(J/cm2・pulse)が閾値Pth
を越えるまでは、レーザ光が照射されてもレジスト層は
除去されないが、エネルギー密度Pが閾値Pthを越える
と、レジスト層の除去深さはエネルギー密度Pに比例し
て増大する。この時に使用されるレーザ波長は、例えば
KrFエキシマレーザをその感光波長として設計された
レジストに対してはKrFエキシマレーザの波長(24
8nm)よりも短いものが適当である。なぜならば、一
般にレジストはその感光波長に対して吸収が小さくなる
ように設計されており、さらにポリマーからなるレジス
トは短波長の光ほどその吸収率が大きくなるからであ
る。例えばレーザ光源として波長が193nmのArF
エキシマレーザを用いた場合の閾値Pthは、一般のレジ
ストでは30〜40mJ/cm2・pulse の値を示す。実験に
おいて1パルス当たりのエネルギー密度を100mJ/cm2
・pulse として、厚さ1μmのレジストを完全に除去す
るのに約30パルスのレーザ照射が必要であり、合計3
J/cm2 を要することがわかった。
However, the conventional resist (thin film) removing method as described above has the following problems. First, the optimum energy value of the emitted laser light will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the relationship between the energy density P (horizontal axis) applied to the resist layer and the depth (vertical axis) at which the resist layer is removed by the ablation process. As is clear from this figure, the energy density P (J / cm 2 · pulse) per unit pulse of laser irradiation is the threshold P th.
The resist layer is not removed by the irradiation of laser light until the energy density exceeds P. However, when the energy density P exceeds the threshold P th , the removal depth of the resist layer increases in proportion to the energy density P. The laser wavelength used at this time is, for example, the KrF excimer laser wavelength (24 nm) for a resist designed with the KrF excimer laser as its photosensitive wavelength.
Those shorter than 8 nm) are suitable. This is because the resist is generally designed to have a small absorption with respect to its photosensitive wavelength, and the resist made of a polymer has a large absorptance as the wavelength of light becomes shorter. For example, as a laser light source, ArF having a wavelength of 193 nm
The threshold value P th in the case of using an excimer laser shows a value of 30 to 40 mJ / cm 2 · pulse in a general resist. In the experiment, the energy density per pulse was 100 mJ / cm 2
-For pulse, about 30 pulses of laser irradiation are required to completely remove the resist with a thickness of 1 μm, and the total is 3
It was found that it required J / cm 2 .

【0014】一方、所望の除去領域にレーザ照射を行う
ための対物レンズ6に用いられる硝材、例えば石英ガラ
スに好適な反射防止コートは、これら紫外域のレーザ光
に対して十分に低い反射率を示すものは現在得られてい
ない。このため、この反射防止コートを施した石英ガラ
スからなる対物レンズでは、除去過程において数%程度
のフレアがレーザ照射領域周辺に発生することになる。
つまり、照射領域のエネルギー密度Pが3J/cm2 の場
合、その周囲には数十J/cm2 の照射が行われることとな
り、フレアによる除去領域以外のレジスト層の部分的な
感光によって、後工程のパターン露光、現像後のレジス
トパターン形状に影響を与えるといった不都合が生じ
る。例えば、レジストがポジ型の場合には膜減り現象が
生じ、ネガ型の場合にはパターン自身が形成されない場
合が起こり得る。近年、開発が盛んな高感度を特徴とす
る化学増幅型レジストではこれらの現象がより顕著にな
る。
On the other hand, the antireflection coating suitable for the glass material used for the objective lens 6 for irradiating the desired removal region with the laser, for example, silica glass, has a sufficiently low reflectance for the laser light in the ultraviolet region. No one is currently available. Therefore, in the objective lens made of quartz glass with this antireflection coating, flare of about several percent is generated around the laser irradiation region in the removal process.
That is, if the energy density P of the irradiation area of 3J / cm 2, its becomes the irradiation of a few tens of J / cm 2 is carried out to ambient, by partial exposure of the resist layer other than removal region by flare, after There is an inconvenience that the pattern exposure in the process and the resist pattern shape after development are affected. For example, when the resist is a positive type, a film reduction phenomenon may occur, and when the resist is a negative type, the pattern itself may not be formed. In recent years, these phenomena become more prominent in the chemically amplified resist characterized by high sensitivity that has been actively developed.

【0015】本発明は、かかる点を鑑みてなされたもの
であり、エネルギービームの照射によってレジストの所
望領域を除去するにあたって、除去領域の周囲について
レジスト表面の感光を回避できるレジスト除去方法を提
供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a resist removing method capable of avoiding exposure of the resist surface around the removed region when removing a desired region of the resist by irradiation with an energy beam. The purpose is that.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明では、基板(ウエ
ハ)22上に被着されたレジスト21にエネルギービー
ムLBを選択的に照射することにより、レジスト21の
所望の部分(例えばアライメントマークを含む部分領
域)を除去する薄膜除去方法において、レジスト21の
表面にエネルギービームLBに対してほぼ不透明な保護
膜20を被着するとともに、保護膜20のエネルギービ
ームLBに対する吸収特性に応じてエネルギービームL
Bのエネルギー密度Pを調整し、保護膜20の上からエ
ネルギービームLBを照射することによって所望の部分
の保護膜20とレジスト21とを除去することとした。
According to the present invention, a resist 21 deposited on a substrate (wafer) 22 is selectively irradiated with an energy beam LB so that a desired portion of the resist 21 (for example, an alignment mark is formed). In the thin film removing method of removing the partial region including the protective film 20, a protective film 20 that is substantially opaque to the energy beam LB is deposited on the surface of the resist 21, and the energy beam is adjusted according to the absorption characteristics of the protective film 20 for the energy beam LB. L
The energy density P of B is adjusted, and the energy beam LB is irradiated from above the protective film 20 to remove the protective film 20 and the resist 21 in a desired portion.

【0017】また、レジスト21を感光させる波長域の
光ビーム(パターン露光用照明光であって、例えばKr
Fエキシマレーザ)に対する保護膜20の吸収率が高い
ときには、エネルギービームLBの照射によって保護膜
20とレジスト21とを除去した後に、レジスト21上
で除去されなかった保護膜20を取り除くこととした。
Further, a light beam in a wavelength range that sensitizes the resist 21 (illumination light for pattern exposure, for example, Kr
When the absorptivity of the protective film 20 for F excimer laser) is high, the protective film 20 and the resist 21 are removed by irradiation with the energy beam LB, and then the protective film 20 not removed on the resist 21 is removed.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。尚、本実施例ではレジストとして、その感光特性
(露光波長)が波長248nmのKrFエキシマレーザ
として設計されたものを対象とするとともに、レジスト
除去用のエネルギービームとしてArFエキシマレーザ
(波長193nm)を用いる場合を例に挙げて説明す
る。図3は、KrFエキシマレーザ用の標準的なレジス
トの分光透過スペクトルの一例を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the resist is designed as a KrF excimer laser having a photosensitive property (exposure wavelength) of 248 nm, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is used as an energy beam for resist removal. The case will be described as an example. FIG. 3 shows an example of a spectral transmission spectrum of a standard resist for a KrF excimer laser.

【0019】ところで、ArFエキシマレーザの照射に
よってレジストを部分的に除去する際、例えばレジスト
表面からの光が対物レンズで反射しフレアとなって除去
領域周辺のレジストに入射し得る。そこで、本実施例で
は少なくともレジスト除去用のArFエキシマレーザに
対して光学的にほぼ不透明な薄膜、例えば水溶性高分子
であるPVP(ポリビニルピロリドン)を、本発明にお
ける保護膜としてレジスト表面に被着しておくことにす
る。ここで、PVPの分光透過スペクトルを図2に示し
ておく。尚、保護膜はArFエキシマレーザに対して不
透明であることが望ましいが、図2に示したPVPのよ
うに多少透過率を有していても構わない。また、ArF
エキシマレーザに対してわずかながらでも吸収性がある
ものである。
By the way, when the resist is partially removed by the irradiation of the ArF excimer laser, for example, light from the resist surface may be reflected by the objective lens and become flare to enter the resist around the removed region. Therefore, in the present embodiment, at least a thin film that is substantially opaque to the ArF excimer laser for resist removal, such as PVP (polyvinylpyrrolidone), which is a water-soluble polymer, is applied to the resist surface as a protective film in the present invention. I will keep it. Here, the spectral transmission spectrum of PVP is shown in FIG. Although the protective film is preferably opaque to the ArF excimer laser, it may have some transmittance as in the PVP shown in FIG. Also, ArF
It is slightly absorptive to excimer lasers.

【0020】さて、図1を参照して本実施例の除去方法
を簡単に説明する。図1(a)に示すように、ArFエ
キシマレーザLBの照射に先立ち、基板(ウエハ)22
上のレジスト層21の表面に、さらに保護膜としてのP
VPをほぼ一様に被着する。この際、PVP(保護膜)
20はレジスト層21の表面全体にわたって被着してお
いても、レジスト表面のうちレジストを除去すべき領域
を含む部分領域(すなわち、フレアによる照射が予想さ
れる除去領域を中心とした一定の領域)のみに被着して
おいても良い。
Now, the removing method of this embodiment will be briefly described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, the substrate (wafer) 22 is irradiated with the ArF excimer laser LB prior to irradiation.
On the surface of the upper resist layer 21, P as a protective film is further formed.
The VP is applied almost uniformly. At this time, PVP (protective film)
Even if 20 is deposited on the entire surface of the resist layer 21, a partial region of the resist surface including the region where the resist should be removed (that is, a constant region centered on the removal region where irradiation by flare is expected) ) Only.

【0021】次に、図1(b)に示すようにArFエキ
シマレーザLBを、保護膜20の上からレジスト層21
の所望の領域に必要エネルギー量だけ照射し、保護膜2
0とともにレジスト層21を除去する。この時、ArF
エキシマレーザLBの照射領域内の保護膜20とレジス
ト層21とは、アブレーション現象に基づき除去される
ものである。
Next, as shown in FIG. 1B, an ArF excimer laser LB is applied from above the protective film 20 to the resist layer 21.
The desired amount of energy is applied to the desired area of the
With 0, the resist layer 21 is removed. At this time, ArF
The protective film 20 and the resist layer 21 in the irradiation region of the excimer laser LB are removed by the ablation phenomenon.

【0022】ここで、図2から明らかなように保護膜
(PVP)20はArFエキシマレーザに対してほぼ不
透明となっており、フレアによるレジスト層21の感光
を防止することが可能となっているが、保護膜20につ
いても図4に示したような関係は成り立つ。そこで、A
rFエキシマレーザの照射によって図3に示したような
レジスト層21の除去が開始されるときのエネルギー密
度P(J/cm2・pulse)の閾値をPth1 、保護膜20の除去
が開始されるときのエネルギー密度Pの閾値をP
th2 (但し、ここではPth1 <Pth2 とする)とする
と、レーザ照射に先立ってそのエネルギー密度Pが閾値
th2 以上となるように調整しておく。これによって、
ArFエキシマレーザの照射により照射領域内の保護膜
20とレジスト層21とがともに除去されることにな
る。尚、上記閾値Pth1 、Pth2 はArFエキシマレー
ザに対するレジスト、保護膜の各吸収特性に応じて一義
的に定まるものである。また、1つの所望領域内のレジ
スト層を除去するに際して、例えば上記閾値Pth1 、P
th2 に対応してArFエキシマレーザのエネルギー密度
Pを保護膜20とレジスト層21との各々で異ならせて
も構わない。
Here, as is clear from FIG. 2, the protective film
(PVP) 20 is almost incompatible with ArF excimer lasers.
It is transparent and exposes the resist layer 21 by flare.
It is possible to prevent the
However, the relationship shown in FIG. 4 holds. So A
Irradiation with rF excimer laser causes
Energy density when the removal of the resist layer 21 is started
Degree P (J / cm2・ Pulse) thresholdth1Removal of protective film 20
The threshold of the energy density P at the start of
th2(However, here Pth1<Pth2And)
And the energy density P is a threshold value before the laser irradiation.
Pth2Adjust so that the above is achieved. by this,
Protective film in the irradiation area by irradiation with ArF excimer laser
20 and the resist layer 21 are to be removed together.
It The above threshold Pth1, Pth2Is ArF excimer
Unique to the absorption characteristics of the resist and protective film
It is determined by the target. In addition, the cash register in one desired area
When removing the strike layer, for example, the threshold Pth1, P
th2Energy density of ArF excimer laser corresponding to
P is made different in each of the protective film 20 and the resist layer 21.
I don't care.

【0023】次に、図1(c)のように、所望の除去領
域(正確にはレーザ光の照射領域)以外のレジスト層2
1上で除去されずに残っている保護膜20をレジスト層
21の表面より物理的に剥離除去する。これによってレ
ジスト除去が終了する。尚、保護膜20が水溶性のもの
であれば、水洗いにより保護膜20を簡単に除去するこ
とができる。また、保護膜20がPVPのように露光光
(KrFエキシマレーザ)に対してほぼ透明であれば
(換言すればKrFエキシマレーザに対する吸収特性
(率)が低ければ)、除去工程の最後にレジスト層上で
除去されずに残った保護膜20を剥離(除去)する必要
はない。このとき、保護膜20はレジスト現像液にも溶
解するようなものであることが望ましい。これは、現像
工程において保護膜20の剥離までも行うことができ、
別工程で保護膜を除去する必要がなくなり、コストの低
減やスループットの向上が可能となるからである。
Next, as shown in FIG. 1C, the resist layer 2 other than the desired removal region (more precisely, the laser beam irradiation region).
The protective film 20 remaining on the surface 1 and not removed is physically removed from the surface of the resist layer 21. This completes the resist removal. If the protective film 20 is water-soluble, the protective film 20 can be easily removed by washing with water. If the protective film 20 is almost transparent to the exposure light (KrF excimer laser) like PVP (in other words, if the absorption characteristic (rate) for the KrF excimer laser is low), the resist layer is removed at the end of the removing step. It is not necessary to remove (remove) the protective film 20 that remains without being removed above. At this time, it is desirable that the protective film 20 be one that is also soluble in the resist developing solution. This can be carried out even in the developing step until the protective film 20 is peeled off,
This is because it is not necessary to remove the protective film in a separate step, which makes it possible to reduce costs and improve throughput.

【0024】以上の実施例においては、保護膜としてP
VPを用いていたが、保護膜はレジスト除去用のエネル
ギービームに対してほぼ不透明で、かつ吸収性があるも
のであれば何でも良い。例えば水溶性高分子PVA(ポ
リビニルアルコール)に水溶性のUV吸収剤を添加した
ものを用いても良い。水溶性のUV吸収剤としては、例
えばViosorb112〔(商品名)共同薬品(株)製〕があ
る。また、レーザ照射によるアブレーション現象により
発生する熱等によって、レーザ照射領域周辺の保護膜の
変質を軽減するために、特殊ガス雰囲気中、例えばHe
ガス中にてレジストの除去を行っても良い。
In the above embodiments, P is used as the protective film.
Although the VP is used, any protective film may be used as long as it is substantially opaque to the energy beam for resist removal and is absorptive. For example, a water-soluble polymer PVA (polyvinyl alcohol) to which a water-soluble UV absorber is added may be used. As a water-soluble UV absorber, for example, Viosorb 112 (trade name, manufactured by Kyodo Pharmaceutical Co., Ltd.) is available. Further, in order to reduce the deterioration of the protective film around the laser irradiation region due to the heat generated by the ablation phenomenon due to the laser irradiation, in a special gas atmosphere, for example, He
The resist may be removed in gas.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明においては、薄膜除
去用のエネルギービームに対してほぼ不透明な膜をレジ
スト表面に被着した状態でエネルギービームを照射して
レジストの除去を行うので、エネルギービームのフレア
により除去領域周辺の薄膜が変質、例えばレジストにあ
っては感光することを防止できる。
As described above, in the present invention, since the resist is removed by irradiating the energy beam with a film almost opaque to the energy beam for removing the thin film on the resist surface, the energy is removed. The flare of the beam can prevent the thin film around the removed region from being deteriorated, for example, resist exposure to light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例における薄膜除去工程を説明す
る図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a thin film removing step in an example of the present invention.

【図2】本発明の実施例で使用する保護膜の分光透過ス
ペクトルの一例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a spectral transmission spectrum of a protective film used in an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例で使用するレジスト層の分光透
過スペクトルの一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a spectral transmission spectrum of a resist layer used in an example of the present invention.

【図4】薄膜除去用のエネルギービームのエネルギー密
度とレジストの除去深さとの関係を示したグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the energy density of the energy beam for thin film removal and the resist removal depth.

【図5】従来のレジスト除去装置の概略的な構成を示す
ブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional resist removing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 保護膜 21 レジスト層 22 基板(ウエハ) LB レジスト除去用のエネルギービーム 20 Protective film 21 Resist layer 22 Substrate (wafer) LB Energy beam for resist removal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に被着された薄膜にエネルギービ
ームを選択的に照射することにより、前記薄膜の所望の
部分を除去する薄膜除去方法において、 前記薄膜の表面に前記エネルギービームに対してほぼ不
透明な保護膜を被着するとともに、該保護膜の前記エネ
ルギービームに対する吸収特性に応じて前記エネルギー
ビームのエネルギー密度を調整し、前記保護膜の上から
前記エネルギービームを照射することによって前記所望
の部分の保護膜と薄膜とを除去することを特徴とする薄
膜除去方法。
1. A thin film removal method for removing a desired portion of a thin film by selectively irradiating a thin film deposited on a substrate with an energy beam, the method comprising: By depositing a substantially opaque protective film, adjusting the energy density of the energy beam according to the absorption characteristics of the protective film for the energy beam, and irradiating the energy beam from above the protective film. A method for removing a thin film, characterized in that the protective film and the thin film in the above portion are removed.
【請求項2】 前記薄膜が感光性のレジストであって、
該レジストを感光させる波長域の光ビームに対する前記
保護膜の吸収率が高いときには、前記エネルギービーム
の照射によって前記保護膜とレジストとを除去した後
に、前記レジスト上で除去されなかった保護膜を取り除
くことを特徴とする請求項1に記載の薄膜除去方法。
2. The thin film is a photosensitive resist,
When the absorptivity of the protective film with respect to the light beam in the wavelength range that sensitizes the resist is high, the protective film and the resist are removed by irradiation with the energy beam, and then the protective film not removed on the resist is removed. The thin film removing method according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記保護膜は、前記エネルギービームに
対する吸収性を持つ水溶性高分子膜であることを特徴と
する請求項1または2に記載の薄膜除去方法。
3. The thin film removing method according to claim 1, wherein the protective film is a water-soluble polymer film having absorptivity for the energy beam.
【請求項4】 前記薄膜の所望の部分を除去するに際し
て、前記エネルギービームの照射により前記保護膜を除
去した後に、前記エネルギービームのエネルギー密度を
変化させて前記薄膜を除去することを特徴とする請求項
1に記載の薄膜除去方法。
4. When removing a desired portion of the thin film, the thin film is removed by changing the energy density of the energy beam after removing the protective film by irradiation with the energy beam. The thin film removal method according to claim 1.
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