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RESIST PEELING METHOD AND PEELING DEVICE

Patent code P170013628
File No. S2015-1472-N0
Posted date Jan 19, 2017
Application number P2015-095977
Publication number P2016-213328A
Patent number P6681061
Date of filing May 8, 2015
Date of publication of application Dec 15, 2016
Date of registration Mar 25, 2020
Inventor
  • (In Japanese)堀邊 英夫
  • (In Japanese)山本 雅史
  • (In Japanese)鹿間 共一
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪
Title RESIST PEELING METHOD AND PEELING DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist peeling method and a resist peeling device for accelerating the resist peeling speed.
SOLUTION: In a method for supplying a mixture gas A, containing a hydrogen source into a space 2h while arranging a silicon substrate S, on which resist R is formed, in the space 2h where the pressure is maintained at a predetermined level or less, and bringing the mixture gas A into contact with a heated catalyst 10 placed in the space 2h, the mixture gas A contains oxygen. since the mixture gas A contains oxygen, when it is brought into contact with the catalyst 10, a hydroxyl radical can be generated together with the hydrogen radical. Consequently, the peeling speed can be accelerated by the synergetic effect of hydrogen radical and hydroxyl radical, compared with a case of only hydrogen radical.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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)。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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て水素ラジカルおよび水酸基ラジカルを発生させて、発生した水素ラジカルおよび水酸基ラジカルによってレジストを剥離する方法であって、
前記混合気体が酸素ガスを含有しており、
前記混合気体に含有されている酸素ガスの単位時間あたりの体積流量が、水素源中の水素原子の単位時間あたりの体積流量に対して0.1~2vol%である
ことを特徴とするレジスト剥離方法。

【請求項2】
 
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記載のレジスト剥離方法。

【請求項3】
 
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て水素ラジカルおよび水酸基ラジカルを発生させて、発生した水素ラジカルおよび水酸基ラジカルによってレジストを剥離する方法であって、
前記混合気体が酸素ガスを含有しており、
前記基板の加熱温度が、90~250℃である
ことを特徴とするレジスト剥離方法。

【請求項4】
 
前記混合気体に含有されている酸素ガスの単位時間あたりの体積流量が、水素源中の水素原子の単位時間あたりの体積流量に対して0.1~2vol%である
ことを特徴とする請求項3記載のレジスト剥離方法。

【請求項5】
 
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、2、3または4記載のレジスト剥離方法。

【請求項6】
 
水素ラジカルおよび水酸基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ガスを含有する混合気体を供給する混合気体供給部と、
前記基板の温度を90~250℃に調整する基板温度調節器と、を備えており、
前記触媒体は、
所定の温度まで加熱されており混合気体が接触すると水素ラジカルおよび水酸基ラジカルを発生させるものであり、
前記混合気体供給部は、
前記混合気体中の酸素ガスの単位時間あたりの体積流量水素源中の水素原子の単位時間あたりの体積流量に対して0.1~2vol%となるように、水素源を含有する気体に酸素ガスを添加する酸素添加部を備えている
ことを特徴とするレジスト剥離装置。

【請求項7】
 
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6記載のレジスト剥離装置。

【請求項8】
 
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6または7記載のレジスト剥離装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015095977thum.jpg
State of application right Registered


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