レジストの除去方法
【課題】硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去する。
【解決手段】レジスト除去方法は、イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストをシリコン基板から剥離させる除去工程と、を含む。レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる。
【解決手段】レジスト除去方法は、イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストをシリコン基板から剥離させる除去工程と、を含む。レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストの除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１から３に開示されているように、半導体層等の基層の上にパターン形成されたレジストを除去する方法が種々知られている。特許文献１に開示されている除去方法では、レジストを露光した後、不要となったレジストを除去する際に、現像液に溶解させてレジストを洗い流すようにしている。
【０００３】
また、特許文献２には、基板のレジストにオゾンガスを接触させてレジストの成分を分解するガス処理工程と、レジストに紫外線を照射してレジストの成分をアルカリ水溶液に可溶とする紫外線処理工程と、アルカリ水溶液によってレジストを除去するアルカリ処理工程とを含むレジスト除去方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、高ドーズのイオン注入が行われた基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することを目的として、基板表面に紫外線を照射した後、無水硫酸と過酸化水素水を含むレジスト剥離液でレジストを剥離させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２０６７０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１６９６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８６８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の方法では、レジストを露光後、現像液を用いてレジストを除去するため、製造コストを抑えることが可能であるが、不純物元素の拡散工程やイオン注入工程等を経由していると、レジストの除去が困難となる。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、高速にレジストを除去できることが期待できるが、オゾンガスで処理するため、非常に高価で大掛かりな装置が必要となる。しかも、その比較例７として、ソースドレイン配線を作成した後のレジスト、即ち高濃度にイオン注入がなされたレジストについては、除去できないことが示されている。
【０００７】
また、特許文献３の方法では、高濃度にイオンが注入されているレジストを剥離することが可能となっているが、この方法では、酸性のレジスト剥離液で処理を行うため、基板を酸化させてしまい、基板にダメージを与える虞がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、レジストが被着された基層から当該レジストを剥離する方法であって、イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法である。
【００１０】
本発明では、照射工程において、レジストの硬化層がアルカリ可溶性になる程度の照射量でレジストに紫外光を照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジストであっても、レジストを剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジストを除去することができるようになる。すなわち、本発明では、紫外光の照射によってレジストの硬化層をアルカリ可溶性にする。このため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジストにアルカリ溶液を接触させることによって基層からレジストを剥離させるため、基層を酸化させることはない。この結果、基層にダメージを与えることなく、レジストを除去することができる。
【００１１】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されていてもよい。
【００１２】
また、前記レジストに、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１３】
この態様において、前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を３分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１４】
一方、前記レジストに、１×１０１４個／ｃｍ２以下のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるのが好ましい。この態様では、１×１０１４個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１５】
この態様において、前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を３分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１６】
また、前記レジストに、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いることもできる。この態様では、５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１７】
この態様において、前記紫外光は、７分間以上かけて４２００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を７分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１８】
前記照射工程と前記除去工程を繰り返し行うようにしてもよい。
【００１９】
この場合、前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されていてもよい。
【００２０】
そして、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも６０００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、７０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００２１】
この態様において、前記紫外光は、１０分間以上かけて６０００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を１０分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００２２】
前記紫外光の照射強度は、３ｍＷ／ｃｍ２以上であってもよい。
【００２３】
前記レジストにはＰＡＧが含まれていてもよい。
【００２４】
前記アルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はトリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液であってもよい。
【００２５】
前記基層は、半導体層、酸化シリコン層、窒化シリコン層及び金属層の何れかであってもよい。
【００２６】
前記除去工程では、超臨界二酸化炭素中に前記アルカリ溶液と、このアルカリ溶液と前記超臨界二酸化炭素との中和反応を抑制する薬液と、を注入して、前記レジストを前記基層から剥離させるようにしてもよい。
【００２７】
この態様では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置１０を示している。このレジスト除去装置１０は、半導体基板Ｗからレジストを除去するための装置である。
【００３１】
レジスト除去装置１０は、装置本体１２と、この装置本体１２に半導体基板Ｗを供給するための基板カセット１４とを備えている。装置本体１２は、載置台１８、紫外線照射ユニット２０、アルカリ水溶液供給部２２、純水供給部２４、超音波ユニット２６、搬送装置２８等を主要な構成機器として備えている。載置台１８は、レジストを除去する半導体基板Ｗを載置するためのテーブルであり、半導体基板Ｗを回転させるためのモータ（図示省略）が内蔵されている。半導体基板Ｗは、回転板１８ａに保持されて回転する。
【００３２】
紫外線照射ユニット２０は、載置台１８上の半導体基板Ｗに紫外線を照射可能な照射部２０ａと、図略の制御部とを有する。制御部は、照射部２０ａから照射される紫外線の波長、照射強度、照射時間、照射距離等を制御可能に構成されている。照射部２０ａは、２２２ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＫｒＣｌエキシマ光）、２４８ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＫｒＦエキシマ光）、１９３ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＡｒＦエキシマ光）、１７２ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（Ｘｅエキシマ光）等を出射可能である。照射される紫外光の波長は、レジストのタイプに応じて選定することができる。また、照射部２０ａから照射される紫外光の照射強度は、少なくとも３ｍＷ／ｃｍ２以上の範囲で設定可能となっている。また、照射部２０ａは、スタンド３０に上下移動可能に支持されており、半導体基板Ｗとの距離が数ｍｍ〜数百ｍｍの範囲で調整可能となっている。なお、照射部２０ａは、波形の反射板を有しており、反射板によって乱反射した紫外光を半導体基板Ｗに照射することができる。これにより、レジスト側面にも紫外光が照射され易くなっている。
【００３３】
アルカリ水溶液供給部２２は、半導体基板Ｗに紫外光を照射した後、半導体基板Ｗの表面にアルカリ水溶液を供給するためのものであり、第１ノズル２２ａと図略の温度制御器とを有する。温度制御器は、第１ノズル２２ａから噴出されるアルカリ水溶液の温度を所望の温度に調整する。例えば、アルカリ水溶液は、加熱されることなく常温のままで吐出することも可能であるが、４０℃〜７０℃に加熱される。アルカリ水溶液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液が用いられる。なお、アルカリ水溶液として、コリン水溶液（トリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液）を用いるようにしてもよい。
【００３４】
純水供給部２４は、半導体基板Ｗの表面をリンスするためのものであり、第２ノズル２４ａを有する。第２ノズル２４ａは、超純水を噴出する。第１ノズル２２ａ及び第２ノズル２４ａは、上下方向に移動可能にスタンド３２に支持されるとともに、スタンド３２の軸回りに回動可能となっている。したがって、第１ノズル２２ａ及び第２ノズル２４ａは、半導体基板Ｗとの相対位置関係を容易に変えることができる。
【００３５】
超音波ユニット２６は、アルカリ水溶液処理時及びリンス時に使用されるものであり、剥離したレジストが半導体基板Ｗに再付着しないように振動を与える。
【００３６】
搬送装置２８は、基板カセット１４と載置台１８との間で半導体基板Ｗを搬送する。
【００３７】
次に、本レジスト除去装置１０を用いたレジスト除去方法について説明する。ここでは、半導体基板Ｗの製造工程において、ソースドレインが形成された半導体基板Ｗからレジストを除去する場合について説明する。半導体基板Ｗを例示すると、例えば図２に示すように、半導体基板Ｗは、ｐ−ウエル領域５１、ｎ−ウエル領域５２、素子分離層５３、ソース電極５４、ドレイン電極５５が形成されたシリコン基板５６を有する。シリコン基板５６は、レジスト６０が被着される基層をなすものであり、シリコン基板５６上には、酸化膜を介してゲート電極６２が形成されている。半導体基板Ｗは、ｐ−ＭＯＳトランジスター部６４とｎ−ＭＯＳトランジスター部６６とを有し、ｐ−ＭＯＳトランジスター部６４には、イオン注入等の際に使用されるレジスト６０が残っている。イオン注入によりレジスト６０の表面には硬化層６０ａが形成されている。硬化層６０ａは、高ドーズのイオン注入がなされることでレジスト６０表面が変質（硬化）したものである。注入されているイオンは、例えば砒素（Ａｓ）である。レジスト６０は、ＰＡＧ（Photo Acid Generator；光酸化発生剤）が含まれている化学増幅型のフォトレジスト６０である。そして、本レジスト除去装置１０は、このレジスト６０をシリコン基板５６から除去するのに使用することができる。
【００３８】
このレジスト除去装置１０では、搬送装置２８が基板カセット１４から半導体基板Ｗを取り出し、載置台１８に搬送する。そして、搬送装置２８は、載置台１８の回転板１８ａ上に半導体基板Ｗを載置し、回転板１８ａに半導体基板Ｗがセットされると、紫外線照射ユニット２０は、半導体基板Ｗに紫外光を照射する（照射工程）。この照射工程では、照射部２０ａと半導体基板Ｗとの距離が例えば１５５ｍｍに設定され、照射部２０ａは、１０ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で半導体基板Ｗに紫外光を照射する。
【００３９】
照射時間は、レジスト６０に注入されているイオン量に応じて設定される。すなわち、レジスト除去装置１０に搬入される半導体基板Ｗのタイプ等が予め分かっているため、そのタイプに応じて照射時間を設定しておけばよい。例えば、イオンのドーズ量が１×１０１４個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、照射時間は３分に設定され、イオンのドーズ量が５×１０１５個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、照射時間は７分に設定される。換言すれば、ドーズ量が１×１０１４個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量に設定され、ドーズ量が５×１０１５個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、４２００ｍＪ／ｃｍ２の照射量に設定される。前記の時間をかけて紫外光を照射することで、レジスト６０が昇温され、レジスト表面の硬化層６０ａがアルカリ可溶性になり易くなると推測される。
【００４０】
照射工程が終了すると、アルカリ水溶液供給部２２かららアルカリ水溶液が供給される（除去工程）。アルカリ水溶液は、第１ノズル２２ａから半導体基板Ｗに降りかけられる。このため、除去工程では、半導体基板表面のレジスト６０はアルカリ水溶液と接触する。このとき、回転板１８ａが回転するので、半導体基板Ｗの表面でアルカリ水溶液が流動する。このため、半導体基板表面の全域に亘ってアルカリ水溶液を満遍なく行き渡らせることができ、しかも、常に新鮮なアルカリ水溶液をレジスト６０に接触させることができる。アルカリ可溶性のレジスト６０がアルカリ水溶液に接触することで、レジスト６０はシリコン基板５６から剥離する。またこのとき、必要に応じて超音波ユニット２６から超音波を発生させる。これにより、シリコン基板５６から剥離したレジスト６０が再びシリコン基板５６に付着しないようにすることができる。
【００４１】
アルカリ水溶液の供給が所定時間行われると、続いてリンスを行う。リンス工程では、超純水が半導体基板表面に降りかけられ、これにより、半導体基板表面に残っているアルカリ水溶液が除去される。このときも超音波ユニット２６から超音波が発生される。所定時間リンスされた後、半導体基板Ｗは、乾燥されて、搬送装置２８によって搬出されて、一連のレジスト除去工程が終了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、照射工程において、レジスト６０の硬化層６０ａがアルカリ可溶性になる程度の照射量をレジスト６０に照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジスト６０であっても、レジスト６０を剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジスト６０を除去することができる。すなわち、紫外光の照射によってレジスト６０の硬化層６０ａをアルカリ可溶性にしているため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジスト６０にアルカリ溶液を接触させることによってレジスト６０をシリコン基板５６から剥離させるため、シリコン基板５６を酸化させることはない。この結果、シリコン基板５６にダメージを与えることなく、レジスト６０を除去することができる。
【００４３】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図３に示すように、液晶ガラス基板Ｗ１に設けられたレジストを除去するためのレジスト除去装置７０によって実施することも可能である。液晶ガラス基板Ｗ１では、例えば電極等が成膜されていて、その電極等にレジストが被着されているので、このレジストを除去するために本レジスト除去装置７０が使用される。
【００４４】
この除去装置７０では、液晶ガラス基板Ｗ１が収納される基板カセット１４が設けられている。そして、搬送装置２８は、基板カセット１４から液晶ガラス基板Ｗ１を取り出して、載置台１８上にセットする。この載置台１８は、回転板を有しないため、液晶ガラス基板Ｗ１は固定された状態にセットされる。アルカリ水溶液供給部２２の第１ノズル２２ａは、スタンド３２に固定されたレール２２ｂに沿って水平方向に移動可能に支持されている。スタンド３２には、不活性ガスを噴出可能なガスノズル７２を備えている。不活性ガスは、液晶ガラス基板Ｗ１を乾燥させるために使用される。この除去装置７０においても、前記実施形態のレジスト除去装置１０と同様に照射工程及び除去工程が実施される。その他の構成、動作等は前記実施形態のレジスト除去装置１０と同様である。
【００４５】
前記実施形態では、アルカリ水溶液をノズル２２ａから噴出させて半導体基板Ｗに降りかけるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、アルカリ水溶液を超臨界二酸化炭素とともに半導体基板Ｗに接触させてレジストの除去を行うようにしてもよい。具体的には、図４に示すように、レジスト除去装置１０は、紫外線照射ユニット２０に加え、洗浄チャンバ８１と、この洗浄チャンバ８１に超臨界二酸化炭素、アルカリ溶液及び薬液を供給する洗浄流体供給部８２と、を有する。載置台１８は、紫外線照射ユニット２０が配置された紫外線照射セクションと、洗浄チャンバ８１との間で半導体基板Ｗを搬送可能に構成されている。洗浄チャンバ８１は、洗浄対象となる半導体基板Ｗを収容可能な洗浄室８１ａを有する。洗浄流体供給部８２は、洗浄チャンバ８１に接続された循環回路８３と、この循環回路８３に超臨界二酸化炭素が含まれる洗浄流体を供給する超臨界流体供給部８４と、循環回路８３にアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部８５と、循環回路８３に薬液を供給する薬液供給部８６と、循環回路８３の洗浄流体を排出可能な洗浄流体排出部８７と、を有する。循環回路８３には、洗浄流体を循環させるためのポンプ８３ａと、異物を除去するためのフィルタ８３ｂとが設けられている。超臨界流体供給部８４は、循環回路８３及び超臨界二酸化炭素の供給源に接続された供給管８４ａと、この供給管８４ａに設けられたヒータ８４ｂ及び開閉弁８４ｃとを有する。洗浄流体排出部８７は、排出管８７ａと、この排出管８７ａに設けられた開閉弁８７ｂとを有する。アルカリ溶液供給部８５は、循環回路８３に接続された供給管８５ａと、この供給管８５ａに設けられたアルカリ溶液ポンプ８５ｂ及び開閉弁８５ｃとを有する。アルカリ溶液ポンプ８５ｂにより、超臨界領域の圧力下でも溶液を注入できる。アルカリ溶液供給部８５は、アルカリ溶液を加熱するためのヒータ（図示省略）を有していてもよい。薬液供給部８６は、循環回路８３に接続された供給管８６ａと、この供給管８６ａに設けられた薬液ポンプ８６ｂ及び開閉弁８６ｃとを有する。薬液ポンプ８６ｂにより、超臨界領域の圧力下でも薬液を注入できる。薬液としては、水、メタノール等が用いられる。この薬液は、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制するためのものである。洗浄チャンバ８１には、超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液と薬液とが混合された洗浄流体が供給され、この洗浄流体による半導体基板Ｗの洗浄が行われる。超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液とともに薬液を注入することにより、中和反応による塩の析出を抑制することができる。
【００４６】
したがって、この実施形態では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。
【実施例】
【００４７】
続いて、実際に確認した実施例について説明する。
【００４８】
（実施例１）
実施例１では、３００ｍｍシリコン基板を用いた。シリコン基板には、図２に示すようにレジスト６０が被着されおり、ソース電極５４およびドレイン電極５５に砒素イオンが注入されている。レジスト６０は、ＰＡＧが含まれているＫｒＦ用の化学増幅型フォトレジストであり、その厚みは１２００ｎｍである。砒素イオンのドーズ量は５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、加速電圧５０ｋｅＶの条件でイオン注入した。イオン注入後のレジスト６０の硬化層６０ａは、１８０ｎｍ程度の厚みであることを電子顕微鏡写真で確認している。このシリコン基板５６を１５×１５ｍｍの大きさに割った半導体基板Ｗを用いて、以下の処理を行った。
【００４９】
まず、紫外線照射装置により半導体基板Ｗに紫外線を照射した。照射した紫外光はＫｒＣｌエキシマ光であり、２２２ｎｍの波長を中心とする波長を有する。紫外光を照射するランプの照射強度は１０ｍＷ／ｃｍ２である。紫外線照射装置のランプと半導体基板Ｗとの距離を１５５ｍｍとし、照射時間を７分とした。したがって、紫外光の照射量は４２００ｍＪ／ｃｍ２である。次に、ＴＭＡＨの２．３８％水溶液を３０ｍｌ用い、この水溶液の温度を４０℃に安定させ、その中に半導体基板Ｗを浸漬した。浸漬時間は１０分とした。この処理後の半導体基板Ｗを光学顕微鏡で観察した。
【００５０】
（実施例２）
実施例２は、半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１０分（照射量６０００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例１と同じである。
【００５１】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を５分（照射量３０００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除き、比較例１は実施例１と同じである。
【００５２】
（比較例２）
比較例２では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除き、比較例２は実施例１と同じである。
【００５３】
（実施例３）
実施例３では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、実施例３は実施例１と同じである。
【００５４】
（比較例３）
比較例３は、半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１分（照射量６００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例３と同じである。
【００５５】
（実施例４）
実施例４では、砒素イオンのドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いた。実施例１と同様に、イオン注入は加速電圧５０ｋｅＶの条件下で行った。半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を４０℃とした。それ以外の条件は、実施例１と同じである。
【００５６】
（実施例５）
実施例５は、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、実施例４と同じである。
【００５７】
（比較例４）
比較例４は、紫外線照射時間を１分（照射量６００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例４と同じである。
【００５８】
（比較例５）
比較例５は、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、比較例４と同じである。
【００５９】
（実施例６）
実施例６では、砒素イオンのドーズ量が１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いた。実施例１と同様に、イオン注入は加速電圧５０ｋｅＶの条件下で行った。半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１０分（照射量６０００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を７０℃とした。ＴＭＡＨ水溶液への浸漬時間を３０秒とした。そして、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を３回繰り返した。このとき、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を行うごと（１サイクルごと）に光学顕微鏡でレジスト６０の剥離状況を観察した。
【００６０】
（実施例７）
実施例７では、ホウ素（Ｂ）イオンが注入された半導体基板Ｗを用いた。注入イオンのドーズ量は１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２である。それ以外の条件は、実施例６と同じである。
【００６１】
以上の実施例１〜７、比較例１〜５について、光学顕微鏡を用いてレジスト剥離状況を観察した結果を表１及び表２に示す。表１中の「○」は、レジスト６０がほぼ全域で除去されている場合を示し、「×」はそれ以外の場合である。また、表２中の数値は、レジスト６０が剥離した面積の割合を示している。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
表１に示すように、イオンドーズ量が５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対して、ＴＭＡＨ水溶液温度が４０℃の場合には、紫外線照射量が少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間７分）であれば、レジスト６０は除去される（実施例１）。そして、ＴＭＡＨ水溶液温度が６０℃であれば、紫外線照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間３分）とすれば、レジスト６０は除去される（実施例３）。
【００６５】
一方、イオンドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対しては、ＴＭＡＨ水溶液温度が４０℃の場合であっても６０℃の場合であっても、紫外線照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間３分）とすれば、レジスト６０は除去される（実施例４，５）。
【００６６】
表２に示すように、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を繰り返すことで、レジスト６０の剥離量が増加することが分かる。そして、イオンドーズ量が１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対しては、３回繰り返すことによりほぼ全域でレジスト６０を除去することができる（実施例６，７）。
【００６７】
なお、各実施例及び比較例では、ランプと半導体基板Ｗとの距離を１５５ｍｍとしたが、これに限られるものではない。ランプと半導体基板Ｗとの距離を２５ｍｍとして実験を行ったが、同様の結果が得られている。
【００６８】
また、実施例４では、イオンドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いたが、例えばイオンドーズ量が１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度の半導体基板Ｗに対して、実施例４と同じ条件で処理を行ったとしても、レジスト６０が剥離することは明らかである。
【００６９】
また、各実施例及び比較例では、半導体基板ＷをＴＭＡＨ水溶液に浸漬するようにしたが、前記実施形態に示したように、半導体基板ＷにＴＭＡＨ水溶液を噴きかけるようにしても処理時間に差がないことを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態によるレジスト除去方法が適用され得る半導体基板を概略的に示す図である。
【図３】本発明のその他の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【図４】本発明のその他の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｗ 半導体基板
Ｗ１ 液晶ガラス基板
１０ レジスト除去装置
１２ 装置本体
１４ 基板カセット
１８ 載置台
１８ａ 回転板
２０ 紫外線照射ユニット
２０ａ 照射部
２２ アルカリ水溶液供給部
２２ａ 第１ノズル
２２ｂ レール
２４ 純水供給部
２４ａ 第２ノズル
２６ 超音波ユニット
２８ 搬送装置
３０ スタンド
３２ スタンド
５１ ｐ−ウエル領域
５２ ｎ−ウエル領域
５３ 素子分離層
５４ ソース電極
５５ ドレイン電極
５６ シリコン基板
６０ レジスト
６０ａ 硬化層
６２ ゲート電極
６４ ｐ−ＭＯＳトランジスター部
６６ ｎ−ＭＯＳトランジスター部
７０ レジスト除去装置
７２ ガスノズル
８１ 洗浄チャンバ
８１ａ 洗浄室
８２ 洗浄流体供給部
８３ 循環回路
８３ａ ポンプ
８３ｂ フィルタ
８４ 超臨界流体供給部
８４ａ 供給管
８４ｂ ヒータ
８４ｃ 開閉弁
８５ アルカリ溶液供給部
８５ａ 供給管
８５ｂ アルカリ溶液ポンプ
８５ｃ 開閉弁
８６ 薬液供給部
８６ａ 供給管
８６ｂ 薬液ポンプ
８６ｃ 開閉弁
８７ 洗浄流体排出部
８７ａ 排出管
８７ｂ 開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストの除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１から３に開示されているように、半導体層等の基層の上にパターン形成されたレジストを除去する方法が種々知られている。特許文献１に開示されている除去方法では、レジストを露光した後、不要となったレジストを除去する際に、現像液に溶解させてレジストを洗い流すようにしている。
【０００３】
また、特許文献２には、基板のレジストにオゾンガスを接触させてレジストの成分を分解するガス処理工程と、レジストに紫外線を照射してレジストの成分をアルカリ水溶液に可溶とする紫外線処理工程と、アルカリ水溶液によってレジストを除去するアルカリ処理工程とを含むレジスト除去方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、高ドーズのイオン注入が行われた基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することを目的として、基板表面に紫外線を照射した後、無水硫酸と過酸化水素水を含むレジスト剥離液でレジストを剥離させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２０６７０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１６９６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８６８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の方法では、レジストを露光後、現像液を用いてレジストを除去するため、製造コストを抑えることが可能であるが、不純物元素の拡散工程やイオン注入工程等を経由していると、レジストの除去が困難となる。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、高速にレジストを除去できることが期待できるが、オゾンガスで処理するため、非常に高価で大掛かりな装置が必要となる。しかも、その比較例７として、ソースドレイン配線を作成した後のレジスト、即ち高濃度にイオン注入がなされたレジストについては、除去できないことが示されている。
【０００７】
また、特許文献３の方法では、高濃度にイオンが注入されているレジストを剥離することが可能となっているが、この方法では、酸性のレジスト剥離液で処理を行うため、基板を酸化させてしまい、基板にダメージを与える虞がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、レジストが被着された基層から当該レジストを剥離する方法であって、イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法である。
【００１０】
本発明では、照射工程において、レジストの硬化層がアルカリ可溶性になる程度の照射量でレジストに紫外光を照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジストであっても、レジストを剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジストを除去することができるようになる。すなわち、本発明では、紫外光の照射によってレジストの硬化層をアルカリ可溶性にする。このため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジストにアルカリ溶液を接触させることによって基層からレジストを剥離させるため、基層を酸化させることはない。この結果、基層にダメージを与えることなく、レジストを除去することができる。
【００１１】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されていてもよい。
【００１２】
また、前記レジストに、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１３】
この態様において、前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を３分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１４】
一方、前記レジストに、１×１０１４個／ｃｍ２以下のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるのが好ましい。この態様では、１×１０１４個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１５】
この態様において、前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を３分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１６】
また、前記レジストに、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されている場合には、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いることもできる。この態様では、５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００１７】
この態様において、前記紫外光は、７分間以上かけて４２００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を７分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００１８】
前記照射工程と前記除去工程を繰り返し行うようにしてもよい。
【００１９】
この場合、前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されていてもよい。
【００２０】
そして、前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも６０００ｍＪ／ｃｍ２とし、前記除去工程では、７０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いるようにしてもよい。この態様では、１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されたレジストであっても、レジストをそのほぼ全域で基層から剥離させることができる。
【００２１】
この態様において、前記紫外光は、１０分間以上かけて６０００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射するのが好ましい。この態様では、紫外光の照射を１０分間以上行うので、レジストの昇温を伴い、それにより、硬化層をアルカリ可溶性にし易くすることができる。
【００２２】
前記紫外光の照射強度は、３ｍＷ／ｃｍ２以上であってもよい。
【００２３】
前記レジストにはＰＡＧが含まれていてもよい。
【００２４】
前記アルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はトリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液であってもよい。
【００２５】
前記基層は、半導体層、酸化シリコン層、窒化シリコン層及び金属層の何れかであってもよい。
【００２６】
前記除去工程では、超臨界二酸化炭素中に前記アルカリ溶液と、このアルカリ溶液と前記超臨界二酸化炭素との中和反応を抑制する薬液と、を注入して、前記レジストを前記基層から剥離させるようにしてもよい。
【００２７】
この態様では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、硬化層が形成されたレジストを、基層にダメージを与えないように除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置１０を示している。このレジスト除去装置１０は、半導体基板Ｗからレジストを除去するための装置である。
【００３１】
レジスト除去装置１０は、装置本体１２と、この装置本体１２に半導体基板Ｗを供給するための基板カセット１４とを備えている。装置本体１２は、載置台１８、紫外線照射ユニット２０、アルカリ水溶液供給部２２、純水供給部２４、超音波ユニット２６、搬送装置２８等を主要な構成機器として備えている。載置台１８は、レジストを除去する半導体基板Ｗを載置するためのテーブルであり、半導体基板Ｗを回転させるためのモータ（図示省略）が内蔵されている。半導体基板Ｗは、回転板１８ａに保持されて回転する。
【００３２】
紫外線照射ユニット２０は、載置台１８上の半導体基板Ｗに紫外線を照射可能な照射部２０ａと、図略の制御部とを有する。制御部は、照射部２０ａから照射される紫外線の波長、照射強度、照射時間、照射距離等を制御可能に構成されている。照射部２０ａは、２２２ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＫｒＣｌエキシマ光）、２４８ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＫｒＦエキシマ光）、１９３ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（ＡｒＦエキシマ光）、１７２ｎｍの波長を中心とする波長の紫外光（Ｘｅエキシマ光）等を出射可能である。照射される紫外光の波長は、レジストのタイプに応じて選定することができる。また、照射部２０ａから照射される紫外光の照射強度は、少なくとも３ｍＷ／ｃｍ２以上の範囲で設定可能となっている。また、照射部２０ａは、スタンド３０に上下移動可能に支持されており、半導体基板Ｗとの距離が数ｍｍ〜数百ｍｍの範囲で調整可能となっている。なお、照射部２０ａは、波形の反射板を有しており、反射板によって乱反射した紫外光を半導体基板Ｗに照射することができる。これにより、レジスト側面にも紫外光が照射され易くなっている。
【００３３】
アルカリ水溶液供給部２２は、半導体基板Ｗに紫外光を照射した後、半導体基板Ｗの表面にアルカリ水溶液を供給するためのものであり、第１ノズル２２ａと図略の温度制御器とを有する。温度制御器は、第１ノズル２２ａから噴出されるアルカリ水溶液の温度を所望の温度に調整する。例えば、アルカリ水溶液は、加熱されることなく常温のままで吐出することも可能であるが、４０℃〜７０℃に加熱される。アルカリ水溶液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液が用いられる。なお、アルカリ水溶液として、コリン水溶液（トリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液）を用いるようにしてもよい。
【００３４】
純水供給部２４は、半導体基板Ｗの表面をリンスするためのものであり、第２ノズル２４ａを有する。第２ノズル２４ａは、超純水を噴出する。第１ノズル２２ａ及び第２ノズル２４ａは、上下方向に移動可能にスタンド３２に支持されるとともに、スタンド３２の軸回りに回動可能となっている。したがって、第１ノズル２２ａ及び第２ノズル２４ａは、半導体基板Ｗとの相対位置関係を容易に変えることができる。
【００３５】
超音波ユニット２６は、アルカリ水溶液処理時及びリンス時に使用されるものであり、剥離したレジストが半導体基板Ｗに再付着しないように振動を与える。
【００３６】
搬送装置２８は、基板カセット１４と載置台１８との間で半導体基板Ｗを搬送する。
【００３７】
次に、本レジスト除去装置１０を用いたレジスト除去方法について説明する。ここでは、半導体基板Ｗの製造工程において、ソースドレインが形成された半導体基板Ｗからレジストを除去する場合について説明する。半導体基板Ｗを例示すると、例えば図２に示すように、半導体基板Ｗは、ｐ−ウエル領域５１、ｎ−ウエル領域５２、素子分離層５３、ソース電極５４、ドレイン電極５５が形成されたシリコン基板５６を有する。シリコン基板５６は、レジスト６０が被着される基層をなすものであり、シリコン基板５６上には、酸化膜を介してゲート電極６２が形成されている。半導体基板Ｗは、ｐ−ＭＯＳトランジスター部６４とｎ−ＭＯＳトランジスター部６６とを有し、ｐ−ＭＯＳトランジスター部６４には、イオン注入等の際に使用されるレジスト６０が残っている。イオン注入によりレジスト６０の表面には硬化層６０ａが形成されている。硬化層６０ａは、高ドーズのイオン注入がなされることでレジスト６０表面が変質（硬化）したものである。注入されているイオンは、例えば砒素（Ａｓ）である。レジスト６０は、ＰＡＧ（Photo Acid Generator；光酸化発生剤）が含まれている化学増幅型のフォトレジスト６０である。そして、本レジスト除去装置１０は、このレジスト６０をシリコン基板５６から除去するのに使用することができる。
【００３８】
このレジスト除去装置１０では、搬送装置２８が基板カセット１４から半導体基板Ｗを取り出し、載置台１８に搬送する。そして、搬送装置２８は、載置台１８の回転板１８ａ上に半導体基板Ｗを載置し、回転板１８ａに半導体基板Ｗがセットされると、紫外線照射ユニット２０は、半導体基板Ｗに紫外光を照射する（照射工程）。この照射工程では、照射部２０ａと半導体基板Ｗとの距離が例えば１５５ｍｍに設定され、照射部２０ａは、１０ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で半導体基板Ｗに紫外光を照射する。
【００３９】
照射時間は、レジスト６０に注入されているイオン量に応じて設定される。すなわち、レジスト除去装置１０に搬入される半導体基板Ｗのタイプ等が予め分かっているため、そのタイプに応じて照射時間を設定しておけばよい。例えば、イオンのドーズ量が１×１０１４個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、照射時間は３分に設定され、イオンのドーズ量が５×１０１５個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、照射時間は７分に設定される。換言すれば、ドーズ量が１×１０１４個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量に設定され、ドーズ量が５×１０１５個／ｃｍ２のレジスト６０に対しては、４２００ｍＪ／ｃｍ２の照射量に設定される。前記の時間をかけて紫外光を照射することで、レジスト６０が昇温され、レジスト表面の硬化層６０ａがアルカリ可溶性になり易くなると推測される。
【００４０】
照射工程が終了すると、アルカリ水溶液供給部２２かららアルカリ水溶液が供給される（除去工程）。アルカリ水溶液は、第１ノズル２２ａから半導体基板Ｗに降りかけられる。このため、除去工程では、半導体基板表面のレジスト６０はアルカリ水溶液と接触する。このとき、回転板１８ａが回転するので、半導体基板Ｗの表面でアルカリ水溶液が流動する。このため、半導体基板表面の全域に亘ってアルカリ水溶液を満遍なく行き渡らせることができ、しかも、常に新鮮なアルカリ水溶液をレジスト６０に接触させることができる。アルカリ可溶性のレジスト６０がアルカリ水溶液に接触することで、レジスト６０はシリコン基板５６から剥離する。またこのとき、必要に応じて超音波ユニット２６から超音波を発生させる。これにより、シリコン基板５６から剥離したレジスト６０が再びシリコン基板５６に付着しないようにすることができる。
【００４１】
アルカリ水溶液の供給が所定時間行われると、続いてリンスを行う。リンス工程では、超純水が半導体基板表面に降りかけられ、これにより、半導体基板表面に残っているアルカリ水溶液が除去される。このときも超音波ユニット２６から超音波が発生される。所定時間リンスされた後、半導体基板Ｗは、乾燥されて、搬送装置２８によって搬出されて、一連のレジスト除去工程が終了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、照射工程において、レジスト６０の硬化層６０ａがアルカリ可溶性になる程度の照射量をレジスト６０に照射するため、イオンが注入されて剥離困難となっているレジスト６０であっても、レジスト６０を剥離可能な状態にすることができ、除去工程においてアルカリ溶液によってレジスト６０を除去することができる。すなわち、紫外光の照射によってレジスト６０の硬化層６０ａをアルカリ可溶性にしているため、プラズマアッシング処理やオゾンガス処理が不要となり、大掛かりな装置が不要となる。しかも、レジスト６０にアルカリ溶液を接触させることによってレジスト６０をシリコン基板５６から剥離させるため、シリコン基板５６を酸化させることはない。この結果、シリコン基板５６にダメージを与えることなく、レジスト６０を除去することができる。
【００４３】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図３に示すように、液晶ガラス基板Ｗ１に設けられたレジストを除去するためのレジスト除去装置７０によって実施することも可能である。液晶ガラス基板Ｗ１では、例えば電極等が成膜されていて、その電極等にレジストが被着されているので、このレジストを除去するために本レジスト除去装置７０が使用される。
【００４４】
この除去装置７０では、液晶ガラス基板Ｗ１が収納される基板カセット１４が設けられている。そして、搬送装置２８は、基板カセット１４から液晶ガラス基板Ｗ１を取り出して、載置台１８上にセットする。この載置台１８は、回転板を有しないため、液晶ガラス基板Ｗ１は固定された状態にセットされる。アルカリ水溶液供給部２２の第１ノズル２２ａは、スタンド３２に固定されたレール２２ｂに沿って水平方向に移動可能に支持されている。スタンド３２には、不活性ガスを噴出可能なガスノズル７２を備えている。不活性ガスは、液晶ガラス基板Ｗ１を乾燥させるために使用される。この除去装置７０においても、前記実施形態のレジスト除去装置１０と同様に照射工程及び除去工程が実施される。その他の構成、動作等は前記実施形態のレジスト除去装置１０と同様である。
【００４５】
前記実施形態では、アルカリ水溶液をノズル２２ａから噴出させて半導体基板Ｗに降りかけるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、アルカリ水溶液を超臨界二酸化炭素とともに半導体基板Ｗに接触させてレジストの除去を行うようにしてもよい。具体的には、図４に示すように、レジスト除去装置１０は、紫外線照射ユニット２０に加え、洗浄チャンバ８１と、この洗浄チャンバ８１に超臨界二酸化炭素、アルカリ溶液及び薬液を供給する洗浄流体供給部８２と、を有する。載置台１８は、紫外線照射ユニット２０が配置された紫外線照射セクションと、洗浄チャンバ８１との間で半導体基板Ｗを搬送可能に構成されている。洗浄チャンバ８１は、洗浄対象となる半導体基板Ｗを収容可能な洗浄室８１ａを有する。洗浄流体供給部８２は、洗浄チャンバ８１に接続された循環回路８３と、この循環回路８３に超臨界二酸化炭素が含まれる洗浄流体を供給する超臨界流体供給部８４と、循環回路８３にアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部８５と、循環回路８３に薬液を供給する薬液供給部８６と、循環回路８３の洗浄流体を排出可能な洗浄流体排出部８７と、を有する。循環回路８３には、洗浄流体を循環させるためのポンプ８３ａと、異物を除去するためのフィルタ８３ｂとが設けられている。超臨界流体供給部８４は、循環回路８３及び超臨界二酸化炭素の供給源に接続された供給管８４ａと、この供給管８４ａに設けられたヒータ８４ｂ及び開閉弁８４ｃとを有する。洗浄流体排出部８７は、排出管８７ａと、この排出管８７ａに設けられた開閉弁８７ｂとを有する。アルカリ溶液供給部８５は、循環回路８３に接続された供給管８５ａと、この供給管８５ａに設けられたアルカリ溶液ポンプ８５ｂ及び開閉弁８５ｃとを有する。アルカリ溶液ポンプ８５ｂにより、超臨界領域の圧力下でも溶液を注入できる。アルカリ溶液供給部８５は、アルカリ溶液を加熱するためのヒータ（図示省略）を有していてもよい。薬液供給部８６は、循環回路８３に接続された供給管８６ａと、この供給管８６ａに設けられた薬液ポンプ８６ｂ及び開閉弁８６ｃとを有する。薬液ポンプ８６ｂにより、超臨界領域の圧力下でも薬液を注入できる。薬液としては、水、メタノール等が用いられる。この薬液は、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制するためのものである。洗浄チャンバ８１には、超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液と薬液とが混合された洗浄流体が供給され、この洗浄流体による半導体基板Ｗの洗浄が行われる。超臨界二酸化炭素にアルカリ溶液とともに薬液を注入することにより、中和反応による塩の析出を抑制することができる。
【００４６】
したがって、この実施形態では、表面張力のない超臨界二酸化炭素によって微細パターンにダメージを与えることなくレジストの剥離が可能であり、しかも超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液との中和反応による塩の析出を抑制する薬液をも注入するので、超臨界二酸化炭素とアルカリ溶液とが反応して塩が析出することを抑制することができる。
【実施例】
【００４７】
続いて、実際に確認した実施例について説明する。
【００４８】
（実施例１）
実施例１では、３００ｍｍシリコン基板を用いた。シリコン基板には、図２に示すようにレジスト６０が被着されおり、ソース電極５４およびドレイン電極５５に砒素イオンが注入されている。レジスト６０は、ＰＡＧが含まれているＫｒＦ用の化学増幅型フォトレジストであり、その厚みは１２００ｎｍである。砒素イオンのドーズ量は５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、加速電圧５０ｋｅＶの条件でイオン注入した。イオン注入後のレジスト６０の硬化層６０ａは、１８０ｎｍ程度の厚みであることを電子顕微鏡写真で確認している。このシリコン基板５６を１５×１５ｍｍの大きさに割った半導体基板Ｗを用いて、以下の処理を行った。
【００４９】
まず、紫外線照射装置により半導体基板Ｗに紫外線を照射した。照射した紫外光はＫｒＣｌエキシマ光であり、２２２ｎｍの波長を中心とする波長を有する。紫外光を照射するランプの照射強度は１０ｍＷ／ｃｍ２である。紫外線照射装置のランプと半導体基板Ｗとの距離を１５５ｍｍとし、照射時間を７分とした。したがって、紫外光の照射量は４２００ｍＪ／ｃｍ２である。次に、ＴＭＡＨの２．３８％水溶液を３０ｍｌ用い、この水溶液の温度を４０℃に安定させ、その中に半導体基板Ｗを浸漬した。浸漬時間は１０分とした。この処理後の半導体基板Ｗを光学顕微鏡で観察した。
【００５０】
（実施例２）
実施例２は、半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１０分（照射量６０００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例１と同じである。
【００５１】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を５分（照射量３０００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除き、比較例１は実施例１と同じである。
【００５２】
（比較例２）
比較例２では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除き、比較例２は実施例１と同じである。
【００５３】
（実施例３）
実施例３では、実施例１と同じ半導体基板Ｗを用いた。この半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、実施例３は実施例１と同じである。
【００５４】
（比較例３）
比較例３は、半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１分（照射量６００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例３と同じである。
【００５５】
（実施例４）
実施例４では、砒素イオンのドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いた。実施例１と同様に、イオン注入は加速電圧５０ｋｅＶの条件下で行った。半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を３分（照射量１８００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を４０℃とした。それ以外の条件は、実施例１と同じである。
【００５６】
（実施例５）
実施例５は、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、実施例４と同じである。
【００５７】
（比較例４）
比較例４は、紫外線照射時間を１分（照射量６００ｍＪ／ｃｍ２）とした点を除いて、実施例４と同じである。
【００５８】
（比較例５）
比較例５は、ＴＭＡＨ水溶液の温度を６０℃とした点を除いて、比較例４と同じである。
【００５９】
（実施例６）
実施例６では、砒素イオンのドーズ量が１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いた。実施例１と同様に、イオン注入は加速電圧５０ｋｅＶの条件下で行った。半導体基板Ｗへの紫外線照射時間を１０分（照射量６０００ｍＪ／ｃｍ２）とし、ＴＭＡＨ水溶液の温度を７０℃とした。ＴＭＡＨ水溶液への浸漬時間を３０秒とした。そして、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を３回繰り返した。このとき、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を行うごと（１サイクルごと）に光学顕微鏡でレジスト６０の剥離状況を観察した。
【００６０】
（実施例７）
実施例７では、ホウ素（Ｂ）イオンが注入された半導体基板Ｗを用いた。注入イオンのドーズ量は１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２である。それ以外の条件は、実施例６と同じである。
【００６１】
以上の実施例１〜７、比較例１〜５について、光学顕微鏡を用いてレジスト剥離状況を観察した結果を表１及び表２に示す。表１中の「○」は、レジスト６０がほぼ全域で除去されている場合を示し、「×」はそれ以外の場合である。また、表２中の数値は、レジスト６０が剥離した面積の割合を示している。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
表１に示すように、イオンドーズ量が５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対して、ＴＭＡＨ水溶液温度が４０℃の場合には、紫外線照射量が少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間７分）であれば、レジスト６０は除去される（実施例１）。そして、ＴＭＡＨ水溶液温度が６０℃であれば、紫外線照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間３分）とすれば、レジスト６０は除去される（実施例３）。
【００６５】
一方、イオンドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対しては、ＴＭＡＨ水溶液温度が４０℃の場合であっても６０℃の場合であっても、紫外線照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２（照射時間３分）とすれば、レジスト６０は除去される（実施例４，５）。
【００６６】
表２に示すように、紫外線の照射とＴＭＡＨ水溶液への浸漬を繰り返すことで、レジスト６０の剥離量が増加することが分かる。そして、イオンドーズ量が１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２の半導体基板Ｗに対しては、３回繰り返すことによりほぼ全域でレジスト６０を除去することができる（実施例６，７）。
【００６７】
なお、各実施例及び比較例では、ランプと半導体基板Ｗとの距離を１５５ｍｍとしたが、これに限られるものではない。ランプと半導体基板Ｗとの距離を２５ｍｍとして実験を行ったが、同様の結果が得られている。
【００６８】
また、実施例４では、イオンドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２である半導体基板Ｗを用いたが、例えばイオンドーズ量が１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度の半導体基板Ｗに対して、実施例４と同じ条件で処理を行ったとしても、レジスト６０が剥離することは明らかである。
【００６９】
また、各実施例及び比較例では、半導体基板ＷをＴＭＡＨ水溶液に浸漬するようにしたが、前記実施形態に示したように、半導体基板ＷにＴＭＡＨ水溶液を噴きかけるようにしても処理時間に差がないことを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態によるレジスト除去方法が適用され得る半導体基板を概略的に示す図である。
【図３】本発明のその他の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【図４】本発明のその他の実施形態としてのレジスト除去方法を実施可能なレジスト除去装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｗ 半導体基板
Ｗ１ 液晶ガラス基板
１０ レジスト除去装置
１２ 装置本体
１４ 基板カセット
１８ 載置台
１８ａ 回転板
２０ 紫外線照射ユニット
２０ａ 照射部
２２ アルカリ水溶液供給部
２２ａ 第１ノズル
２２ｂ レール
２４ 純水供給部
２４ａ 第２ノズル
２６ 超音波ユニット
２８ 搬送装置
３０ スタンド
３２ スタンド
５１ ｐ−ウエル領域
５２ ｎ−ウエル領域
５３ 素子分離層
５４ ソース電極
５５ ドレイン電極
５６ シリコン基板
６０ レジスト
６０ａ 硬化層
６２ ゲート電極
６４ ｐ−ＭＯＳトランジスター部
６６ ｎ−ＭＯＳトランジスター部
７０ レジスト除去装置
７２ ガスノズル
８１ 洗浄チャンバ
８１ａ 洗浄室
８２ 洗浄流体供給部
８３ 循環回路
８３ａ ポンプ
８３ｂ フィルタ
８４ 超臨界流体供給部
８４ａ 供給管
８４ｂ ヒータ
８４ｃ 開閉弁
８５ アルカリ溶液供給部
８５ａ 供給管
８５ｂ アルカリ溶液ポンプ
８５ｃ 開閉弁
８６ 薬液供給部
８６ａ 供給管
８６ｂ 薬液ポンプ
８６ｃ 開閉弁
８７ 洗浄流体排出部
８７ａ 排出管
８７ｂ 開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが被着された基層から当該レジストを剥離する方法であって、
イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、
前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法。
【請求項２】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されている請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項３】
前記レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項４】
前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量を照射する請求項３に記載のレジスト除去方法。
【請求項５】
前記レジストには、１×１０１４個／ｃｍ２以下のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項６】
前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項５に記載のレジスト除去方法。
【請求項７】
前記レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項８】
前記紫外光は、７分間以上かけて４２００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項７に記載のレジスト除去方法。
【請求項９】
前記照射工程と前記除去工程を繰り返し行う請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項１０】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されている請求項９に記載のレジスト除去方法。
【請求項１１】
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも６０００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、７０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１０に記載のレジスト除去方法。
【請求項１２】
前記紫外光は、１０分間以上かけて６０００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項１１に記載のレジスト除去方法。
【請求項１３】
前記紫外光の照射強度は、３ｍＷ／ｃｍ２以上である請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１４】
前記レジストにはＰＡＧが含まれている請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１５】
前記アルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はトリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液である請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１６】
前記基層は、半導体層、酸化シリコン層、窒化シリコン層及び金属層の何れかである請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１７】
前記除去工程では、超臨界二酸化炭素中に前記アルカリ溶液と、このアルカリ溶液と前記超臨界二酸化炭素との中和反応を抑制する薬液と、を注入して、前記レジストを前記基層から剥離させる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項１】
レジストが被着された基層から当該レジストを剥離する方法であって、
イオンが注入されているレジストに、当該イオンの注入によって形成されたレジストの硬化層にアルカリ可溶性を生じさせる程度の紫外光を照射する照射工程と、
前記レジストをアルカリ溶液に接触させて当該レジストを基層から剥離させる除去工程と、を含むレジスト除去方法。
【請求項２】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されている請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項３】
前記レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、６０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項４】
前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２の照射量を照射する請求項３に記載のレジスト除去方法。
【請求項５】
前記レジストには、１×１０１４個／ｃｍ２以下のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも１８００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項６】
前記紫外光は、３分間以上かけて１８００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項５に記載のレジスト除去方法。
【請求項７】
前記レジストには、１×１０１４〜５×１０１５個／ｃｍ２のイオンが注入されており、
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも４２００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、４０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項８】
前記紫外光は、７分間以上かけて４２００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項７に記載のレジスト除去方法。
【請求項９】
前記照射工程と前記除去工程を繰り返し行う請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項１０】
前記レジストには、１×１０１４〜１×１０１７個／ｃｍ２のイオンが注入されている請求項９に記載のレジスト除去方法。
【請求項１１】
前記照射工程における紫外光の照射量を少なくとも６０００ｍＪ／ｃｍ２とし、
前記除去工程では、７０℃以上に加熱された前記アルカリ溶液を用いる請求項１０に記載のレジスト除去方法。
【請求項１２】
前記紫外光は、１０分間以上かけて６０００ｍＪ／ｃｍ２以上の照射量を照射する請求項１１に記載のレジスト除去方法。
【請求項１３】
前記紫外光の照射強度は、３ｍＷ／ｃｍ２以上である請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１４】
前記レジストにはＰＡＧが含まれている請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１５】
前記アルカリ溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はトリメチル２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液である請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１６】
前記基層は、半導体層、酸化シリコン層、窒化シリコン層及び金属層の何れかである請求項１から１２の何れか１項に記載のレジスト除去方法。
【請求項１７】
前記除去工程では、超臨界二酸化炭素中に前記アルカリ溶液と、このアルカリ溶液と前記超臨界二酸化炭素との中和反応を抑制する薬液と、を注入して、前記レジストを前記基層から剥離させる請求項１に記載のレジスト除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１２９８３７（Ｐ２０１０−１２９８３７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４０７４（Ｐ２００８−３０４０７４）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【出願人】（３０１０２８３２５）株式会社つくばセミテクノロジー (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【出願人】（３０１０２８３２５）株式会社つくばセミテクノロジー (15)
【Ｆターム（参考）】
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