JPH0521336B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光化学反応方法に係り、特に基板上に
存在する有機物層を迅速に気化、分解させ、これ
を除去する方法に関する。

〔発明の背景〕

ウエハ上に存在する感光性樹脂を除去する方法
として種々の方法が実施されているが、自動化が
容易、メンテナンスが簡単、ウエハの損傷が少い
といつた有利点から、UVオゾン法が注目されて
いる。以下第３図を用いてUVオゾン法の１例を
示す。チヤンバ１内にはウエハ３を置くためのサ
セプタ２、サセプタ２を介してウエハ３を加熱す
るための抵抗式ヒータ７があり、チヤンバ１内に
ガス供給ノズル４から酸素ガスを供給した状態
で、ウエハ３上に低圧水銀灯５により紫外光
（UV）を照射できるようになつている。低圧水
銀灯５は波長185nｍ及び254nｍの強度の強いも
のを用いる。この装置でサセプタ２上に感光性樹
脂を塗布したウエハ３を置き、紫外線を照射する
と、所定時間経過後にはウエハ３上の感光性樹脂
層が気化、分解して除却される。この原理は感光
性樹脂層中の分子結合（例えばＣ−Ｃ、Ｃ−Ｈ結
合）が紫外線のエネルギにより分解する反応と、
酸素に紫外線を照射することにより生成したオゾ
ンや酸素ラジカルが、これら接合を解かれた炭素
原子や水素原子等と反応し、二酸化炭素や水等を
生じる気化反応とによつて生じると考えられてい
る。

第４図は感光性樹脂の気化分解速度Ｒに及ぼす
ウエハ温度Twの影響を実験により求めたもので
ある。ＲはTwにより強く影響を受け、Twを高
くすればＲは飛躍的に大きくなる。しかしTwを
300℃とした時は、ウエハ上の感光性樹脂の大部
分は第４図に示すような高速で気化分解したが、
局部的に非常に分解し難い成分が残り、この成分
を全て分解しようとすればTwが150℃のときよ
りも却つて長時間を要することが判つた。

第５図はこのようにして厚さ1μｍの感光性樹
脂層の残膜厚さの最大値ｔが、紫外光の照射時間
Ｔに伴つて減少する経過を、ウエハ温度Twが
150と300℃との時で比較したものである。Twが
300℃のときは、当初は高い気化分解速度のため
膜厚さｔは急速に減少するが、難分解性成分の気
化分解に多くの時間がかかり、結局Twが150℃
のときよりも長時間を要することがわかる。

ウエハ温度Twを300℃にした時に難分解性成
分が生じた理由は明らかではないが、ウエハ上の
局所的な温度分布によつて感光性樹脂の熱膨張量
に差が生じ、感光性樹脂のたい積現象が生じるた
めではないかと考えられる。なお難分解性成分が
生じる温度は、感光性樹脂の種類により異なる。

このように従来技術では、ウエハ温度が高い時
に感光性樹脂の気化分解速度が大きいという効果
を活用しきれず、これよりも低い温度で長時間を
要する運用をせざるを得なかつた。

なお、関連する技術としては、 UV Resist−Stripping for High−Speed and
Damage−Free Process／Exten and Abstracts
of the 15th Cont.on Solid State Devices and
Materials Tokyo 1983.Kiyoshi Ozawa etal.／
Fujitsu Lab. Ltd.に記載がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
なくし、高速で有機物層を気化分解できる方法を
提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、チヤンバ内に配置されたサセプタ上
に表面に有機物層の存在する基板を載置する工程
と、チヤンバ内に酸素を導入し、基板に紫外線を
照射しながら、基板の温度を150℃から基板上の
有機物層が分解除去されるまで除除に増加させる
工程とを具備することにより、該有機物層の除去
に要する時間を短縮するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明になる方法を実施するのに好適
な、感光性樹脂除去装置の１例を示す。チヤンバ
１１にはウエハ１３を設置するためのサセプタ１
２があり、チヤンバ１１内にガス供給ノズル１４
からO₂ガスを供給した状態で、ウエハ１３上に
光源１５より光を照射する。光源１５には低圧水
銀灯を用いるが、紫外線の波長の光を放射する他
の光源を用いてもよい。ウエハは抵抗式ヒータ１
７によつて加熱する。抵抗式ヒータ１７の出力
は、ウエハ温度調節装置１９によつて調節され
る。このような装置で予め抵抗式ヒータ１７によ
り150℃に加熱されたサセプタ１２上にウエハ１
３を置き、酸素雰囲気中で紫外線を照射する。ウ
エハ１３が紫外線の照射を受け始めたことを示す
信号は、図示されない発信器によりウエハ温度調
節装置１９に入力され、予め組込まれたシーケン
スに基づいて抵抗式ヒータ１７の出力が徐々に増
加する。シーケンスには、これに先立つて行われ
た実験にもとづいて、感光性樹脂層の厚さが
200nｍ程度となる頃に、ウエハ温度Twが300℃
となるように設定しておく。

第２図の実線はこのようにして実験した結果の
１例であり、抵抗式ヒータ出力の増加パターン、
ウエハ温度Twの150℃からの上昇パターン及び
ウエハ上の感光性樹脂層厚さｔの移り変わりを、
ウエハ面への紫外線照射時間に対して示す。図中
には比較のためTwを150℃一定に保つたときの
データを破線で示した。第２図から明らかなよう
に、基板の温度を150℃から基板上の有機物層が
分解除去されるまで除除に増加させれば、感光性
樹脂層の除去に要する時間は従来法（Tw＝150
℃）のときの約1/3に短縮することができ、本法
による効果を確認した。

第６図は本発明の応用例で、有機物からなる保
護膜（ワツクス等）の基体からの除去に用いた例
である。チヤンバ２１には保護膜の付着した基体
２３があり、ガス供給ノズル２４から酸素を供給
した状態で、基体２３に紫外線を照射することが
できる。基体２３の加熱には複数個のランプ式ヒ
ータ２７を用いており、ランプ式ヒータの点滅
は、基体温度調節装置２９に予め組込まれてある
シーケンスに従つて調節される。

第７図の実線はこのようにして保護膜を気化分
解し、基体からの除込に用いたシーケンスの例で
あり、保護膜の残膜厚さｔ、基体の表面温度Ts、
及びランプ式ヒータの点灯数の移り変わりと、基
体面への紫外線照射時間に対して示している。基
体がチヤンバ２１内に入つた当初全ランプ式ヒー
タ２７が点灯して急速に基体表面を加熱する。表
面が一定の温度に達したらランプ式ヒータ２７の
一部を一旦消灯し、この後保護膜厚さｔの減少に
伴つてランプ式ヒータの点灯数を逐次増加する。
このシーケンスにより基体２３の表面温度はステ
ツプ状に変化するが、本発明による効果は同様に
発揮される。第７図中には基体温度を一定とした
場合の処理例を破線で示したが、これに対して本
実施例の処理時間は約1/4であつた。本実施例の
特有の効果としては、基体が平板でない形状のも
のにも適用できること、基体表面温度をランプ式
ヒータの点滅により調節したことにより温度調節
のシーケンスが簡略化できること、及び有機物性
保護膜の気化分解にも適用できることである。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、有機物層の除去
に要する時間を、従来法の1/3〜1/4に短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図に示す装置を用いて行つた実験結果で本発
明の実施例と効果を示す線図、第３図は従来の装
置を示す断面図、第４図は感光性樹脂の気化分解
速度とウエハ温度の関係線図、第５図はウエハ温
度が異なる場合の感光性樹脂層厚さの経時変化の
違いを示す線図、第６図は本発明の応用例の装置
の断面図、第７図は第６図に示す装置を用いて行
つた実験結果を示す線図である。 １……チヤンバ、２……サセプタ、３……ウエ
ハ、４……ガス供給ノズル、５……低圧水銀灯、
６……ガス排出ノズル、１１……チヤンバ、１２
……サセプタ、１３……ウエハ、１４……ガス供
給ノズル、１５……光源、１６……ガス排出ノズ
ル、１７……抵抗式ヒータ、２１……チヤンバ、
２３……基体、２４……ガス供給ノズル、２５…
…低圧水銀灯、２６……ガス排出ノズル、２９…
…基体温度調節装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チヤンバ内に配置されたサセプタ上に表面に
   有機物層の存在する基板を載置する工程と、 チヤンバ内に酸素を導入し、基板に紫外線を照
   射しながら、基板の温度を150℃から基板上の有
   機物層が分解除去されるまで徐除に増加させる工
   程とを具備することを特徴とする光化学反応方
   法。