JPS622620A - レジスト除去方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子デバイス製造プロセス等においてエツチ
ングやイオン注入のマスクとして使われたレジストを除
去する方法に関するものである。

（従来の技術） 電子デバイス製造プロセスにおいて、レジストはエツチ
ングあるいはイオン注入の際のマスクとして使われてい
る。従来、エツチング後またはイオン注入後のレジスト
を除去する方法としては酸素雰囲気中で放電を行ない、
酸素プラズマを発生させ、レジストを焼却させるプラズ
マアッシング法や沸騰させた硝酸あるいは硫酸中で溶解
させる酸ボイル法が一般に用いられてきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、酸素雰囲気中のプラズマを利用するプラ
ズマアッシング法の場合には、放電によってプラズマを
発生させる際に荷電粒子が生じるため、レジストで被覆
されていない下地基板の部分に荷電粒子が打ち込まれる
等の原因によりデバイスに損傷が発生する場合がある。

一方、酸ボイル法の場合には下地がアルミニウムのよう
な強酸に対して溶融する物質の場合には用いることが不
可能である。これらの従来技術の問題点を克服する方法
として光励起エネルギーを利用する光アッシング法が開
発されてきた。現在用いられている光アッシング法は、
紫外光のエネルギーによってオゾンや酸素励起原子を発
生させ、それらの強力な酸化作用と紫外光の化学結合切
断効果によシ、レジストのような有機化合物を二酸化炭
素や水などに分解する方法である。オゾンおよび酸素励
起原子を生成するための光源としては水銀ランプが一般
的に用いられている。酸素分子は１９５ｎｍ以下の波長
の紫外光を吸収してオゾンを生成し、そこで生じたオゾ
ンは２００〜３００ｎｍの波長域の光を吸収し、活性な
酸素励起原子に分解される。水銀ランプは１８４．９ｍ
ｍと２５３．７ｎｍに強い発光スペクトルを持ち、各々
がオゾン発生とオゾン分解の励起波長として使われてい
る。

光アッシング法によれば、酸素プラズマアッシング法の
ように荷電粒子の生成もなく、半導体製造プロセスのク
リーン化が期待される。しかしながら、波長１９３ｎｍ
のＡｒＦエキシマレーザ−光ヲゲート酸化膜に照射した
場合に、酸化膜中に電子のトランプが発生することが確
認されておシ、短波長の紫外光を使用する場合には照射
によるデバイスの損傷が問題になる可能性がある。さら
に現状の光アッシング装置は真空系を具備しておらず、
大気圧に近い状態で処理を行なっているが、これは紫外
光によるオゾンの発生効率がさほど大きくないために、
真空系を用いて排気を行ないながら処理すると、オゾン
の利用効率が低下することが一因として上げられる。こ
のような真空排気系を具備しない装置においては、紫外
光によって生成されるオゾンや酸素励起原子の酸化力に
よって有機化合物がＣＯ，、Ｈ，０、Ｎｏ、のような単
純な分子を形成し、気化させることによってのみレジス
トを除去することが可能となる。そのため、除去速度を
大きくすることが困難である。

本発明の目的は前記従来法の欠点を解決した紫外光を利
用したクリーンなレジスト除去方法を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は真空チャンバ内の一部に紫外光透過用の窓を有
し、この窓を通して真空チャンバ内の試料ステージ上に
置かれたレジスト被膜基板の全面に紫外光が照射される
ように紫外光源を設置した真空装置内に試料を置き、真
空チャンバ内をポンプで排気するとともに波長領域２２
０ｎｍ〜３２０ｎｍに強度分布を持つ紫外光を照射し、
紫外光の光エネルギーによる有機化合物の化学結合切断
によってできる低分子量の物質を排気することＫよシレ
ジストを除去することを特徴とするものである。

本発明において、波長領域２２０ｎｍ〜３２０ｎｍに強
度分布を持つ紫外光を用いる理由を以下に述べる。通常
の炭素−炭素単結合の結合エネルギーは３．６ｅＶであ
シ、この結合エネルギーよシ大きなエネルギーを外部か
ら与えてやれば炭素−炭素結合を切断することができる
。波長３２０ｎｍの紫外光は４．１ｓＶのエネルギーを
持ち、波長３２０ｎｍ以下の紫外光を用いれば通常の有
機化合物の化学績４合を切断することが可能である。し
かしながら前述したように、短波長の紫外光を用いる場
合にはデバイスに損傷を与える可能性があるため、デバ
イスに対する信頼性を考慮すると２２０ｎｍ以下の短波
長成分を取シ除く必要がある。このような短波長成分を
取シ除くためには紫外透過用色ガラスフィルターを用い
ればよい。

本発明では、真空チャンバを使用して排気を行ないなが
ら紫外光の照射を行なっている。紫外光のエネルギーに
よって化学結合を切断しても、生成した低分子量化合物
をレジスト皮膜表面から効率よく排除しなければレジス
ト表面で再結合が生じ、レジスト除去速度を上げること
ができない。

本発明においては紫外光強度の大きい光源を使用、シ、
排気能力の大きいポンプを使用することによりレジスト
除去速度を向上させることができる。

（実施例） 本発明の実施例を以下に述べる。第１図は本発明に使用
する真空装置の構成例であシ、真空チャンバ１の上部に
紫外光透過窓２を有してお勺、この窓を通して紫外光源
３によシ真空チャンバ内の試料ステージ４上に設置され
た試料シの全面に紫外光を照射できる。真空チャンバの
排気はターボ分子ポンプ６とロータリーポンプ２で行な
い排気系はゲートバルブ８とコンダクタンス可変バルブ
９によって２系統の切換ができる。ターボ分子ポンプに
よシ試料設置後、真空チャンバを１０＝Ｔｏｒｒまで排
気できる。ガス導入バルブ１０からＮ、ガスを真空チャ
ンバ内に導入することができる。Ｎ。

ガスは真空チャンバ内の圧力調整用および真空チャンバ
のリーク用に使われる。紫外光照射中はゲートバルブを
閉じロータリーポンプで排気を行なう。真空チャンバ内
の圧力はコンダクタンス可変バルブを調節することによ
シ、大気圧から１Ｏ−２Ｔｏｒｒ　　ｔで調整できる。

第２図は第４図に示した構成例の装置において紫外光源
として試料表面上で２２０〜３２０ｎｍの波長領域の光
の強度が６００ｍＷ／４”である高出力の水銀ランプを
使用し、真空チャンバ内の圧力を変化させてキノンジア
ジド−ノボラック系の７オトレジストの除去速度を測定
した結果である。第２図に示すごとく、レジストの除去
速度は真空チャンバ内の圧力に大きく依存し、圧力が高
い場合にはレジストは除去されずレジスト表面で再結合
が起こっていることを示している。またレジスト除去速
度はある臨界圧力以下になると急激に増加し、その後圧
力が低下するにつれである一定速度に到達する。本実施
例においては１５００Ａ／ｍｉｎ　　というレジスト除
去速度が得られたが、これは前述した紫外光とオゾンを
利用した光アッシング法で得られる最高のレジスト除去
速度よシはるかに大きい。

（発明の効果） 本発明の方法によれば下地基板に損傷を与えることなし
にレジストを高速度で除去することができる。また本発
明では紫外光の化学結合切断の効果のみを利用しておシ
、Ｃｏ、　、　Ｈ，Ｏといった単分子まで完全に分解し
ているわけでは々く、ある程度の低分子量の物質として
排気しているので、ドライエツチングあるいはイオン注
入によって形成されるレジスト表面の変質層も同時に完
全に除去することができ、レジスト除去後の表面に不純
物を残さない。以上の点から本発明は半導体製造プロセ
スのクリーン化に大きな効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例においてレジスト除去に用いた
真空装置の構成図、第２図は第１図に示した構成例の装
置を用いて、中ノンジアジドーノボラック系の７オトレ
ジストの除去速度を測定した結果を示す図。 図において、１は真空チャンバ、２は紫外光透過窓、３
は紫外光源％４は試料ステージ、５は試料、６はターボ
分子ポンプ、７．はロータリーポンプ、８はゲートバル
ブ、９はコンダクタンス可変バルブ、１，０はガス導入
バルブを示す。 掻　　１　　起 亭　２　図 圧７７　（Ｔｏｒｒ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空チャンバの一部に紫外光透過用の窓を有し、真空チ
   ャンバ内の試料ステージ上に置かれた試料基板全面に紫
   外光が照射されるように紫外光源を設置した真空装置内
   にレジストで被覆された基板を置き、真空チャンバ内を
   ポンプで排気するとともに２２０ｎｍ以下の波長の光を
   除去した２２０ｎｍ〜３２０ｎｍの波長の領域に強度分
   布を持つ紫外光を照射し、紫外光の光エネルギーによっ
   て直接レジストの有機物の化学結合を切断し、生成した
   低分子量の物質を排気することを特徴とするレジスト除
   去方法。