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レジスト剥離方法およびレジスト剥離装置 UPDATE

国内特許コード P170013628
整理番号 S2015-1472-N0
掲載日 2017年1月19日
出願番号 特願2015-095977
公開番号 特開2016-213328
出願日 平成27年5月8日(2015.5.8)
公開日 平成28年12月15日(2016.12.15)
発明者
  • 堀邊 英夫
  • 山本 雅史
  • 鹿間 共一
出願人
  • 公立大学法人大阪市立大学
発明の名称 レジスト剥離方法およびレジスト剥離装置 UPDATE
発明の概要 【課題】レジスト剥離速度を高速化するレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置を提供する。
【解決手段】レジストRが形成されたシリコン基板Sを所定の圧力以下に維持された空間2h内に配置した状態で、空間2h内に水素源を含有する混合気体Aを供給し、空間2h内に配置された加熱された触媒体10に混合気体Aを接触させる方法であって、混合気体Aが酸素を含有している。混合気体Aが酸素を含有しているので、混合気体Aを触媒体10に接触させれば、水素ラジカルとともに水酸基ラジカルを発生させることができる。すると、水素ラジカルと水酸基ラジカルの相乗効果により、水素ラジカルだけの場合に比べて、レジストRの剥離速度を速くすることができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


半導体製造プロセスにおいて、基板に微細なパターンを作製する際には、リソグラフィープロセスが採用される。このリソグラフィープロセスでは、基板表面にレジスト層を形成し、所定のパターンを有するマスクを通してレジスト層を露光し現像する。すると、レジスト層にフォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンが形成されたレジスト層をマスクとして基板のエッチングを行えば、基板においてレジスト層が形成されていない部分が削られる。そして、エッチング後にレジスト層を剥離すれば、所定のパターンが形成された基板を得ることができる。



従来、レジスト剥離には、薬品を用いたウェット方式が採用されていた。ウェット方式は、レジストを溶解または剥離する薬液を使用する方法である。このウェット方式は、レジスト層が形成された基板に薬液を接触させるだけであり、簡便にレジスト層を基板から剥離できる。しかも、レジスト層を剥離する速度が速い(3μm/min.以上、非特許文献8、9参照)ので、基板の製造効率が高くなる。



しかし、ウェット方式は、使用する薬液が人体や環境に有害であり、処理後の基板に薬液が残留することを防ぐために、基板の洗浄工程が必要である。しかも、使用した薬液や洗浄に使用した洗浄液の浄化処理に多大な労力を要する。さらに、ウェット方式では、イオン注入工程でマスクとして利用されたレジスト剥離は極めて困難である(非特許文献9参照)。



このウェット方式の問題を解決するために、近年では酸素プラズマを用いたドライアッシングが採用されるようになっている。しかし、酸素プラズマを用いたドライアッシングでは、酸素プラズマを発生させるために高額で複雑な装置が必要になる。また、酸素プラズマによる基板や金属配線の酸化劣化が生じたり、酸素プラズマ中の荷電粒子によって基板がダメージを受けたりするという問題も存在している。



酸素プラズマによるドライアッシングの問題を解決する方法として、原子状水素(水素ラジカル)を使用したドライアッシングが開発されている(例えば、特許文献1、2)。特許文献1、2には、水素原子を有する分子を含む剥離ガスと加熱した高融点触媒体を接触させる接触分解反応で水素ラジカルを生成し、生成した水素ラジカルとレジストの接触によりレジストをガス化して剥離する技術が開示されている。



特許文献1、2の技術で使用する水素ラジカルは、複雑な装置を使用しなくても発生させることができるので、酸素プラズマによるドライアッシングに比べて、簡易な工程や設備でレジストを剥離することができる。また、プラズマが発生しないので、荷電粒子による基板のダメージがない。しかも、水素ラジカルと基板との反応は還元反応となるため、基板や金属配線の酸化劣化が生じない。そして、優れた還元力により有機物を低分子量の炭化水素化合物に分解できるので、レジスト剥離後に下地膜の表面を清浄化することができるという利点も得られる。さらに、水素ラジカルを使用すれば、イオン注入工程でマスクとして使用されたレジストであっても剥離できる(非特許文献6、7)。

産業上の利用分野


本発明は、レジスト剥離方法およびレジスト剥離装置に関する。さらに詳しくは、水素ラジカルの還元作用を利用してレジストを剥離するレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
レジストが形成された基板を所定の圧力以下に維持された空間内に配置した状態で、該空間内に水素源を含有する混合気体を供給し、該空間内に配置された加熱された触媒体に混合気体を接触させる方法であって、
前記混合気体が酸素を含有している
ことを特徴とするレジスト剥離方法。

【請求項2】
前記混合気体に含有されている酸素の量が、水素源の流量に対して0.1~2vol%である
ことを特徴とする請求項1記載のレジスト剥離方法。

【請求項3】
前記空間内の圧力を20Pa未満に調整し、前記基板を90℃以上に加熱する
ことを特徴とする請求項1または2記載のレジスト剥離方法。

【請求項4】
前記基板の加熱温度が、90~250℃である
ことを特徴とする請求項1、2または3記載のレジスト剥離方法。

【請求項5】
水素ラジカルを使用してレジストを剥離する装置であって、
レジストが形成された基板を収容する収容部と、
該収容部内に配置された、加熱可能に設けられた触媒体と、
前記収容部内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記収容部内に水素源と酸素を含有する混合気体を供給する混合気体供給部と、を備えて
いる
ことを特徴とするレジスト剥離装置。

【請求項6】
前記混合気体供給部は、
水素源を含有する気体に酸素を添加する酸素添加部を備えている
ことを特徴とする請求項5記載のレジスト剥離装置。

【請求項7】
前記酸素添加部は、
前記混合気体中の酸素の量が、水素源の流量に対して0.1~2vol%となるように調整するものである
ことを特徴とする請求項6記載のレジスト剥離装置。

【請求項8】
前記基板のレジスト層の厚さを測定する膜厚測定手段を備えており、
該膜厚測定手段は、
前記収容部外から該収容部内の空間に対して光を照射する膜厚測定計と、
前記収容部内に設けられた、前記膜厚測定計から照射された光を前記基板に照射し、かつ、前記基板で反射した光を前記膜厚測定計に照射する光学系と、を備えている
ことを特徴とする請求項5、6または7記載のレジスト剥離装置。

【請求項9】
前記触媒体が、
線状材料からなる螺旋状の螺旋状構造部を有しており、
該螺旋状構造部は、
中央部から両端部に向かってピッチが短くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項5、6、7または8記載のレジスト剥離装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015095977thum.jpg
出願権利状態 公開


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