JPH11174692A

JPH11174692A - 半導体基板上のフォトレジストを除去する装置および方法

Info

Publication number: JPH11174692A
Application number: JP10251921A
Authority: JP
Inventors: J Davison Michael; マイケル・ジェイ・デイビソン; W Dreyer Paul; ポール・ダブリュ・ドライヤー
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 1999-07-02
Also published as: KR19990023759A

Abstract

(57)【要約】【課題】使用する化学薬品の有効性を持続させ、製造
サイクル・タイムを短縮する、半導体基板上のフォトレ
ジストを除去する装置および方法を提供する。【解決手段】フォトレジスト剥離槽（２１）は、半導
体基板上のフォトレジストを除去するためのピラニア溶
液（１８）を保持する。フォトレジスト剥離槽は、壁
（２５）によって貯蔵部（２７）から分離された浴槽
（２６）を有する。浴槽は、壁の高さまでピラニア溶液
で充填されている。貯蔵部は、壁の高さ未満の高さまで
硫酸で充填されている。ポンプ（２３）が貯蔵部に接続
され、浸透膜ガス化装置（２８）を介して、ピラニア溶
液を浴槽に汲み上げる。オゾン発生器（２９）が、オゾ
ンを浸透膜ガス化装置に供給する。ピラニア溶液を浴槽
に汲み上げることによって、ピラニア溶液が壁を超えて
落流し、貯蔵部に戻る。浸透膜ガス化装置は、ピラニア
溶液における分子オゾン濃度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、フォト
レジストの除去に関し、更に特定すれば、半導体ウエハ
・プロセスにおける正フォトレジストの除去に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】正フォトレジストは、通常半導体チップ
上の領域を遮蔽するために用いられている。一般的に、
フォトレジストを用いるのは、ドーピング工程の間下地
層を保護するためである。また、下地層をエッチャント
から保護するためにも用いている。半導体素子を形成す
るプロセスでは、２種類のフォトレジスト（正および
負）が用いられる。正フォトレジストは、小さなフィー
チャ・サイズ(feature size)を有する基板構造を作成す
るので、負フォトレジストよりもいくらか利点がある。
正フォトレジストの使用は今後増大するものと予測され
る。

【０００３】フォトレジストは、半導体ウエハ上に堆積
され、ウエハを回転させてウエハにフォトレジスタを均
一にコートする。フォトレジストは、それを流体に保つ
溶剤を含み、回転するウエハ上にフォトレジストを均一
にコートすることができる。正フォトレジストでは、溶
剤を蒸発させることによって、フォトレジストを重合さ
せる。重合状態では、フォトレジストは硬質のコーティ
ングを形成し、これは除去するのが非常に難しい。重合
したフォトレジストのパターニングを行うには、マスキ
ング物質を必要としない半導体ウエハの領域を光に露出
させる。光は、正フォトレジストを短い長さの分子に分
解し、次いで、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭ
ＡＨ：tetramethylammoniumhydroxide）のような塩基性
物質を用いて溶解即ち除去する。露出されたフォトレジ
ストを除去すると、重合した正フォトレジストのパター
ンが残る。

【０００４】次に、半導体ウエハは、ドーピングまたは
エッチングのような、別の処理を受ける。重合正フォト
レジストは、処理工程が完了した後に除去される。正フ
ォトレジストを除去するのは、単純な作業ではない。多
くの場合、正フォトレジストを完全に除去するために
は、数工程を必要とする。例えば、アッシング(ashing)
が、バルク状の正フォトレジストを除去するためにしば
しば使用される。正フォトレジストの大部分はアッシン
グによって除去されるが、更に別のウエハ処理工程を実
施可能とする前に除去しなければならない残留物がなお
も残っている。残留する正フォトレジストを除去するに
は、半導体ウエハを硫酸および過酸化水素の溶液または
硫酸およびオゾンの溶液内に漬け置く。多くの場合、全
てのフォトレジスト残留物を除去したことを確実とする
ためには、２回以上の洗浄工程が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、洗浄を改
善し、製造サイクル・タイムを短縮する、フォトレジス
ト除去プロセスを有することができれば、有利であろ
う。また、化学的剥離プロセス(chemical stripping pr
ocess)が、化学的剥離剤(chemical stripper) の有効期
間を延長させ、人の危険な化学薬品との接触を減少させ
ることができれば更に有利であろう。

【０００６】

【発明の実施の形態】ピラニア(piranha) とは、半導体
業界全体で用いられているフォトレジスト剥離プロセス
の名称である。ピラニアという名称は、混合液がフォト
レジストを剥離するのが過度に攻撃的であるという事実
に由来する。半導体業界は、これに比肩し得る安全なシ
ステムを開発することができれば、このプロセスを廃止
することに躊躇しないであろう。現時点では、よりよい
システムは存在しないため、ピラニアは、未だ世界の殆
どあらゆる半導体製造者によって、広く用いられてい
る。

【０００７】硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）は、ピラニア溶液と一
般的に呼ばれているフォトレジスト剥離溶液における主
要成分である。硫酸は、非常に危険な酸であり、潜在的
に人に健康上の危害を及ぼすものである。過酸化水素ま
たはオゾンのような酸化剤を硫酸に添加し、フォトレジ
ストの除去を高速化する。この混合液は、通常、摂氏９
０ないし１４０度（℃）の温度範囲内に加熱し、重合フ
ォトレジストとの反応を更に加速させる。

【０００８】硫酸は、重合フォトレジストを加水分解す
ることにより、重合フォトレジストの長いチェーン分子
を、過酸化水素またはオゾンと容易に反応する短い成分
に分解する。この短くなった有機化合物の酸素との反応
によって、二酸化炭素および水を形成される。前述のよ
うに、酸性溶液を加熱し、更に反応を高める。

【０００９】ピラニア溶液に伴う問題は、長期間有効性
が持続しないこと、即ち、使用するに連れて希釈し、そ
のフォトレジストを除去する能力が低下することであ
る。フォトレジストを除去するのに必要な時間期間は、
溶液が希釈する程延長し、製造サイクル・タイムの増大
を招く。また、混合液を絶えず交換するので、製造サイ
クル・タイムは一層増大することになる。また、酸性混
合液の除去／交換によって、危険な化学薬品に人を晒す
ことになる。ピラニア溶液に伴う他の問題としては、通
常これを非常に高温に加熱すること、および過酸化水素
と硫酸との間の反応が発熱性であることがあげられる。
過酸化水素を硫酸に注ぎ込むのは、特にピラニア溶液中
の水含有量が低い場合は、非常に危険である。

【００１０】典型的に、ピラニア溶液は、約９５パーセ
ントの硫酸と５パーセントの過酸化水素溶液とから成
る。過酸化水素溶液の約２０パーセントは水である。し
たがって、ピラニア溶液の希釈は、過酸化水素の投入と
共に直ちに始まる。

【００１１】酸性溶液をフォトレジスト剥離槽に入れ、
ウエハ・ロットをストリップ槽に漬け置きして重合フォ
トレジストを除去する。フォトレジストの剥離には、５
ないし１０分を要する。各ウエハ・ロットからフォトレ
ジストを除去した後、より多くの過酸化水素を酸性溶液
に添加する。このため、各ウエハ・ロットを処理した
後、ピラニア溶液には水が添加される。例えば、各ウエ
ハ・ロットの後に、２００ミリリットル（ｍｌ）の過酸
化水素を、ピラニア溶液４０リットル（約１０ガロン）
毎に添加するので、溶液は更に希釈する。前述のよう
に、酸素とフォトレジストとの酸化反応の副産物は、二
酸化炭素と水である。ピラニア溶液の高温が、水をいく
らか蒸発させるのを助けるが、正味の結果は、使用と共
に溶液は一層希釈されるということである。通常、過酸
化水素系ピラニア溶液は、約１２時間の使用の後交換さ
れる。

【００１２】ピラニア溶液中におけるオゾン発泡(ozone
bubbling)の使用には、硫酸および過酸化水素を含有す
るピラニア溶液よりも有効性が持続するという利点があ
る。例えば、オゾンによって発泡されたピラニア溶液
は、過酸化水素系ピラニア溶液が１２時間持続するのと
比較して、約２日持続する。オゾン化ピラニアの欠点(d
ownside)は、同等のフォトレジストの剥離を完了するの
に要する時間が長いことである。それでも、多くの半導
体製造者が、製造サイクル・タイムの増大を犠牲にし
て、オゾン化ピラニア溶液を選択するのは、人と危険な
化学薬品との接触が最少で済むからである。

【００１３】オゾン化ピラニア溶液において、オゾン
は、硫酸によって発泡する。オゾンには、溶液内に拡散
するものもあり、更にフォトレジストを酸化させる。多
くの場合、精巧な発泡方式を用いて、フォトレジストの
表面に近接して気泡を発生させるか、オゾン気泡との直
接的な接触によって酸化が発生することを期待して、微
小気泡(microbubble) を形成することによって、プロセ
スを更に強化する。これらの技法は、有効であることは
立証されておらず、またフォトレジストの均一な剥離を
行う訳でもない。

【００１４】オゾンは、発泡では、容易に硫酸には拡散
しない。発泡プロセスによって硫酸に溶解するオゾンの
濃度レベルは、過酸化水素を用いたピラニア溶液に等し
いフォトレジスト剥離速度が得られる程ではない。更
に、オゾンが硫酸内に拡散する速度は、溶液の温度が上
昇するに連れて低下する。したがって、発泡オゾン・ピ
ラニア系(bubbled ozone piranha system)における温度
と拡散オゾン量との間には、トレードオフが存在する。

【００１５】オゾン発泡ピラニア溶液の利点は、水を系
に添加しないという事実による有効期間の延長である。
前述のように、硫酸は、重合フォトレジストの長いチェ
ーン分子を加水分解する、即ち、分解する。分子が短い
程、オゾンとの反応は容易に発生する。オゾンは、加水
分解されたフォトレジストを酸化させ、水および二酸化
炭素を生成する。ピラニア溶液の高温のため、溶液内の
水の多くが蒸発し、オゾン発泡ピラニア溶液を、過酸化
水素ピラニア溶液よりも長持ちさせる。通常、オゾンの
拡散を促進するための発泡オゾン・ピラニアにおける温
度は、過酸化水素ピラニアよりも低い。したがって、フ
ォトレジストとの反応によって発生する水は、過酸化水
素ピラニアにおけると同様に効率的に焼き去る(burn of
f)することはできない。

【００１６】インプラント・ドーピング(implant dopin
g)では、インプラントのエネルギを高める傾向がある。
高エネルギのインプラントは、フォトレジストの除去を
一層困難とし、フォトレジストに影響を与える。フォト
レジストはインプラントのエネルギを吸収し、フォトレ
ジストは更に硬化する。エネルギを更に高めたインプラ
ントが、サイズを一層縮小した素子と共に用いられる。
アッシング・プロセスの時間期間を延長するか、あるい
はより攻撃的なアッシング・プロセスを実施し、高エネ
ルギのインプラントによって硬化した場合のフォトレジ
ストを確実に除去する。高エネルギ・インプラントと素
子の幾何学的形状の小型化との組み合わせにより、アッ
シングによって重合フォトレジストを除去する場合に、
歩留まりの損失が増大する可能性がある。例えば、薄い
ゲート酸化物は、アッシングの間に荷電されると、損傷
を受ける可能性がある。電荷は、ゲート酸化物が破壊す
るまで蓄積する。ゲート酸化物が薄い程、そしてこれを
用いる素子幾何学的形状が小さい程、破壊状態を生み出
すのに必要な電荷量は減少する。

【００１７】荷電粒子は、アッシング・プロセスの間に
酸素プラズマを形成する場合に生成される。荷電種（Ｏ
⁺ ，Ｏ^- ）は、荷電されたゲートをアッシング・チャン
バ内に配置することによって除去する。荷電ゲートは、
荷電酸素種を誘引し、これらがフォトレジストと反応す
るのを妨げる。それでもなお、荷電種の全てが、荷電ゲ
ートによって除去される訳ではない。アッシング・プロ
セスの時間期間を延長し、硬質化したフォトレジストを
除去すると、反応する荷電種の増大を招き、ゲート酸化
物を損傷する潜在的可能性を高めることになる。したが
って、アッシングはフォトレジストを除去するために用
いられるが、おそらく、素子の電荷による損傷に対する
鋭敏性のために、以前に用いられていた程ではないであ
ろう。アッシング・プロセスの後に残るフォトレジスト
は、一層除去するのが難しくなる。言い換えると、一層
攻撃的な化学的フォトレジスト剥離が必要となる。

【００１８】前述のように、硫酸におけるオゾン発泡
は、過酸化水素ピラニア・プロセスに等しい速度で、フ
ォトレジストを剥離するのではない。硫酸におけるオゾ
ンの濃度は、分子レベルのオゾンをピラニア・プロセス
内に拡散させることによって、大幅に増大する。例え
ば、気体透過性膜を通じてオゾン・ガスを結合すること
によって、約１桁以上のオゾン濃度上昇が得られる。

【００１９】図１は、本発明にしたがって、硫酸内のオ
ゾン分子濃度を高めるプロセスを示す図である。このプ
ロセスは、第１側および第２側を有し、液体不透過性で
あるが、例えば、オゾンのような気体に対しては透過性
を有する膜１１を用いる。膜１１は、硫酸には侵されな
いフルオロポリマー（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）の
ような物質で作ることが好ましい。膜１１は液体に対し
て透過性でないので、液体に対してバリアとして作用す
る。したがって、ピラニア溶液中に用いられる液体硫酸
は、膜１１の第１側に沿って流れるが、膜１１の第１側
から第２側に流れるのを妨げられる。言い換えると、液
体の硫酸は、膜１１を横切って流れることはない。一
方、オゾン・ガスは、第２側から第１側に、膜１１を横
切って流れる。膜１１に平行な矢印１２は、硫酸および
オゾン・ガスの膜１１に沿った流れを示す。膜１１に垂
直な矢印１３は、オゾン・ガスの硫酸への拡散を示す。

【００２０】分子レベルにおいてオゾン・ガスを硫酸溶
液に導入する機構は、拡散である。所与の体積におい
て、高濃度のガスは、低濃度の当該ガスを有する領域に
拡散する傾向がある。長い時間期間では、ガスの濃度
は、体積全体において平衡状態に達する。図１におけ
る、高濃度のオゾン・ガスが低濃度のオゾン・ガスを有
する液体付近に置かれる状況が生ずる。膜１１はガス透
過性であるので、オゾンは容易に硫酸溶液内に拡散す
る。通常、膜１１は、硫酸の広い表面積をオゾンに露出
させるように設計される。オゾン・ガスは、常に、硫酸
よりも高いオゾン濃度を有するので、オゾンの硫酸への
拡散が連続的に行われる。その結果、非常に高い濃度の
分子オゾンが溶液に拡散したオゾン化硫酸(ozonated su
lfuric acid)が得られる。

【００２１】分子オゾンを硫酸溶液内に導入する効率的
な手段として、浸透膜ガス化装置(osmotic membrane ga
sifier) がある。浸透膜ガス化装置は、飲料水業界にお
いて一般的に用いられ、ソーダ水(soda pop)のように飲
み物を炭酸化する。炭酸化は、二酸化炭素を水溶液に導
入し、炭酸水を生成するプロセスである。浸透膜ガス化
装置の別の用途は、オゾンを水に導入することである。
藻類のような生物(biological)が水中に形成するのを防
止するために、しばしば水をオゾン化する。

【００２２】ピラニア・プロセスの化学物質と適合性の
ある浸透膜ガス化装置が、W.L. Gore & Assoc.によって
製造されている。W. L. Gore & Assoc. の浸透膜ガス化
装置内の膜は、硫酸に対して抵抗性があるフルオロポリ
マで作られる。通常、単一の膜では、効率的にガスを溶
液に移入することができない。中空の膜繊維は、小体積
の流体を搬送する一方、流体の表面積のガスへの露出を
最大に高める。典型的に、浸透膜ガス化装置は多数の膜
繊維から成り、これらを通じて大量の流体が流れる。

【００２３】図２は、半導体業界全体で共通して用いら
れているフォトレジスト剥離槽２１の図である。通常、
フォトレジスト剥離槽２１は、加熱／冷却装置２２，ポ
ンプ２３，およびフィルタ２４を含む。フォトレジスト
剥離槽２１は、クオーツまたはフルオロポリマのよう
に、ピラニア溶液に対して抵抗性のある材料で作られ
る。フォトレジスト剥離槽２１は、壁２５を有し、これ
がフォトレジスト剥離槽２１を、浴槽２６および貯蔵部
２７に分割する。浴槽２６を貯蔵部２７から分離する壁
２５の高さは、フォトレジスト剥離槽２１の外壁の高さ
よりも低い。浴槽２６には、壁２５の高さまで硫酸が充
填されている。貯蔵部２７は、壁２５の高さよりも低い
ある点まで、ピラニア溶液１８で充填されている。貯蔵
部２７に落流する(cascade) ピラニア溶液１８は、浴槽
２６に跳ね返らない(splash back) ことが好ましい。ピ
ラニア溶液１８は、貯蔵部２７から浴槽２６に汲み上げ
られ、浴槽２６から溢れ、浴槽２６内のピラニア溶液１
８は壁２５を超えて落流し、貯蔵部２７に戻る。濾過さ
れ、ポンプ２３によって浴槽２６に供給されるピラニア
溶液１８の体積は、浴槽２６のピラニア溶液１８の表面
上に浮遊する微粒子を貯蔵部２７に搬送するのに十分な
量である。典型的に、浴槽２６の入力ポート３１は、浴
槽２６の底部にあり、硫酸の表面を搬送される微粒子を
排出(displace)する。

【００２４】重合フォトレジストが表面上に形成されて
いる半導体ウエハ（図示せず）を、フルオロポリマ・ウ
エハ・ボート(fluoropolymer water boat)（図示せず）
の中に配置する。ウエハ・ボートを浴槽２６内に潜水さ
せることによって、ピラニア溶液１８に重合フォトレジ
ストを剥離させる。フォトレジスト剥離工程は、典型的
に、時限プロセス(timed process) である。従来技術
は、浴槽２６内にオゾン発泡装置（図示せず）を備え、
硫酸をオゾン化することを教示する。貯蔵部２７は、ポ
ンプ２３に結合された排水ポートを含む。ポンプ２３
は、貯蔵部２７から浴槽２６にピラニア溶液１８を汲み
上げる。フィルタ２４が、ポンプ２３と浴槽２６との間
に結合され、貯蔵部２７から引き出されたエッチャント
からあらゆる微粒子を濾過する。ピラニア溶液１８は、
浴槽２６の入力ポート３１に供給される。

【００２５】フォトレジスト剥離プロセスの一実施例に
よれば、浸透膜ガス化装置２８を用いて、分子レベルで
硫酸をオゾン化する。浸透膜ガス化装置２８は、流体入
力３５，流体出力３６，ガス入力３７，およびガス出力
３８を有する。浸透膜ガス化装置２８の流体入力３５
は、粒子フィルタ２４に結合され、貯蔵部２７からの濾
過されたピラニア溶液を受け取る。浸透膜ガス化装置２
８の流体出力３６は、加熱／冷却装置２２の入力に接続
されている。加熱／冷却装置２２の流体出力は、浴槽２
６の入力ポートに接続され、貯蔵部２７から浴槽２６へ
の流体ループを完成する。オゾン発生器２９は、浸透膜
ガス化装置２８のガス入力に結合された出力を有する。
浸透膜ガス化装置２８のガス出力は、環境処理のため
に、オゾン・ガスを排出する。

【００２６】フォトレジスト剥離槽２１の動作は、連続
的に、浸透膜ガス化装置２８を通じて、硫酸内に溶解し
たオゾンを補給する。尚、構成物の配列(sequence)およ
び接続は、図２に示す構成に限定される訳ではなく、使
用される構成物およびフォトレジストの剥離要件に応じ
て、大幅に変更することが可能であることを注記してお
く。貯蔵部２７からのピラニア溶液１８は、粒子フィル
タ２４に汲み上げられ、あらゆる微粒子を除去する。次
に、ピラニア溶液は浸透膜ガス化装置２８に供給され
る。オゾン発生器２９は、オゾン・ガスを浸透膜ガス化
装置２８に供給する。浸透膜ガス化装置２８は、オゾン
・ガスをピラニア溶液１８内に拡散させ、オゾン化ピラ
ニア溶液を形成する。前述のように、ピラニア溶液１８
内に溶解する分子オゾンの濃度は、オゾン発泡と比較す
ると、大幅に高くなっている。オゾン化ピラニア溶液１
８は、加熱／冷却装置２２に供給される。加熱／冷却装
置２２は、重合フォトレジストとの反応を加速させる温
度、例えば、９０℃ないし１４０℃に、オゾン化ピラニ
ア溶液１８を加熱する。加熱／冷却装置２２は、常に浴
槽２６または貯蔵部２９の外部にあるのではなく、多く
の場合、加熱コイルが浴槽２６または貯蔵部２９内に配
置され、溶液を加熱する。加熱されたオゾン化ピラニア
溶液は、次に、浴槽２６に供給され、半導体ウエハのよ
うな半導体基板（図示せず）からフォトレジストを剥離
する。

【００２７】浴槽２６内の加熱されたオゾン化ピラニア
溶液１８は、半導体基板上の重合フォトレジストを加水
分解し、長いチェーンのポリマを、短い分子チェーンに
分解する。ピラニア溶液中に溶解するオゾンは、短い分
子チェーンを酸化させ、二酸化炭素および水を形成す
る。ピラニア溶液内に溶解するオゾンの濃度が高い程、
加水分解されたフォトレジストの酸化を促進する。

【００２８】尚、熱もピラニア・プロセスにおける１つ
のファクタであることを注記しておく。オゾン発泡ピラ
ニア・プロセスでは、過酸化水素ピラニア・プロセスと
比較して、熱は低くなっている。熱の低下によって、硫
酸内に拡散するオゾンを増加させることができる。より
低い温度で動作させることによって、フォトレジスト剥
離プロセスの間に蒸発しピラニア溶液を希釈する水の量
が減少する。反応の水副産物が所定点を超えて酸性溶液
内に蓄積した後、ピラニア溶液を交換する。また、反応
は過酸化水素ピラニア・プロセス程攻撃的でなく、高エ
ネルギ・インプラントによって硬化したフォトレジスト
の除去には適当でない場合もある。

【００２９】浸透膜ガス化装置は効率的にオゾンを硫酸
に溶解するので、溶液中のオゾン濃度を高く維持しつ
つ、溶液の温度を高めることができる。温度の上昇によ
り、各ロットの半導体ウエハを剥離した後に、硫酸溶液
内に残留する水の量を減少させ、これによって溶液の有
効期間が延長する。これは、人の酸との接触も減少させ
るので、重要なことである。更に、硫酸内のオゾン濃度
が高い程、高い速度でフォトレジストを除去するので、
製造サイクル・タイムが短縮する。

【００３０】センサ３０を用いて、浴槽２６内の酸性溶
液内に溶解する分子オゾンの濃度を検出する。ピラニア
溶液１８は、ウエハ・ロットの合間に、浸透膜ガス化装
置２８を通じて循環させ、オゾン濃度を高める。センサ
３０は、オゾン濃度を指示するため、またはオゾン濃度
が十分となり新たなウエハ・ロットを浴槽２６内に浸漬
しフォトレジストを除去するときを指示するために用い
られる。ピラニア溶液１８のオゾン化は、１台以上の浸
透膜ガス化装置を並列に用いることによって、速めるこ
とができる。あるいは、用途によっては、固定時間遅延
（オゾン濃度を検出する代わりに）が適当な場合や、時
間遅延がない方が適当な場合もある。浸透膜ガス化装置
は非常に効率的であり、ウエハ・ロット間の遅延も設け
なくても、高いオゾン濃度を維持するためには、ガス化
装置を介して連続的にピラニア溶液を循環させれば十分
である場合もあり得る。

【００３１】浸透膜ガス化装置は、製造コストを削減す
る。第１のコスト節約は、酸性溶液の有効期間が延長す
ることによって、使用する硫酸の量が減少するために得
られる。第２のコスト節約は、酸性槽を充填する回数が
減少し、酸性に関連する事故を最少に抑えることによっ
て得られる。第３のコスト節約は、フォトレジスト剥離
プロセスにおけるウエハのスループットを高めることに
よって得られる。サイクル・タイムの短縮は、硫酸に溶
解する分子オゾンの高濃度化により、フォトレジストの
除去が一層急速化することによる。第４のコスト節約
は、浸透膜ガス化装置の信頼性およびコストによるもの
である。これは（他の半導体機器と比較すると）比較的
安価であり、破損する構成物がないので、製造環境にお
いて長年使用することができる。

【００３２】以上の説明から、半導体基板上のフォトレ
ジストを除去する方法および装置が提供されたことが認
められよう。本発明によるフォトレジスト剥離プロセス
は、ピラニア溶液中の分子オゾン濃度を高める。オゾン
濃度を高めることにより、剥離反応を一層活発化し、酸
性溶液の有効期間を延長させる。このプロセスは簡素で
あり、浸透膜ガス化装置を用いることによって容易に実
施し、硫酸をオゾン化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、硫酸内のオゾンの分子濃度を高
めるプロセスを示す図。

【図２】本発明によるフォトレジスト・ストリップ槽の
図。

【符号の説明】

１１膜１８ピラニア溶液２１フォトレジスト剥離槽２５壁２６浴槽２７貯蔵部３１入力ポート３５流体入力３６流体出力３７ガス入力３８ガス出力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体上のフォトレジストを剥離する装置
であって：第１ポートおよび第２ポートを有するフォト
レジスト剥離槽（２１）；前記フォトレジスト剥離槽
（２１）の前記第１ポートに結合された流体入力と、流
体出力とを有するポンプ（２３）；および前記ポンプ
（２３）の前記流体出力に結合された流体入力（３５）
と、前記フォトレジスト剥離槽（２１）の前記第２ポー
トに結合された流体出力（３６）と、オゾン・ガスを受
け取るガス入力（３７）と、ガス出力（３８）とを有す
る浸透膜ガス化装置（２８）；から成ることを特徴とす
る装置。
【請求項２】半導体基板上のフォトレジストを除去する
方法であって：浸透膜ガス化装置（２８）を通じて、オ
ゾンを硫酸内に拡散させる段階；および前記半導体基板
を前記オゾン化した硫酸内に浸漬し、前記フォトレジス
トを加水分解および酸化させる段階；から成ることを特
徴とする方法。
【請求項３】半導体ウエハ上のフォトレジストを除去す
るための硫酸内の分子オゾンの濃度を高める方法であっ
て：疎水性ガス透過性膜（１１）を介してオゾンを拡散
させ、前記硫酸をオゾン化する段階；から成ることを特
徴とする方法。
【請求項４】半導体基板上のフォトレジストを除去する
方法であって：第１側および第２側を有する膜（１１）
であって、ガス透過性のある前記膜を用意する段階；前
記膜（１１）の前記第１側を横切って硫酸を流し、前記
膜（１１）を前記硫酸に対するバリアとする段階；前記
膜（１１）の前記第２側を横切ってオゾン・ガスを流す
段階であって、前記膜（１１）の前記第１および第２側
間に、オゾン濃度差が存在する段階；前記膜（１１）を
介して、オゾン・ガスを前記硫酸内に拡散させ、オゾン
化硫酸を形成する段階；および前記半導体基板を前記オ
ゾン化硫酸内に浸漬し、前記フォトレジストを除去する
段階；から成ることを特徴とする方法。
【請求項５】半導体基板上のフォトレジストを除去する
ための酸の有効期間を延長させる方法であって：フォト
レジストを除去するために用いる硫酸を受け取る段階；
前記硫酸を濾過し、微粒子を除去する段階；浸透膜ガス
化装置（２８）によって、オゾン・ガスを前記硫酸内に
拡散させ、オゾン化硫酸を形成する段階；および前記硫
酸を加熱し、フォトレジストとの反応を増大させ、かつ
前記反応の水副産物を除去する段階；から成ることを特
徴とする方法。