(57)【要約】【課題】  本発明は基板に塗布したレジスト除去に関し、より詳細には基板の周辺部に形成されたエッジビードと呼ばれるレジストのみをアッシング除去するレジスト除去装置およびレジスト除去方法に関するものである。【解決手段】  本発明のレジスト除去装置は、レジスト除去装置のチャンバー内にマスク支持台と、そのマスク支持台の内側に配置されて基板を載置する基板支持台と、マスク支持台の基板を覆う位置に配置されて基板の周辺部を露出させる開口部を有する蓋状のアッシングマスクとを備える。【選択図】    図１
2010251544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の周辺部に形成されたレジストのエッジビードをアッシング除去するレジスト除去装置であって、
前記レジスト除去装置のチャンバー内に、
マスク支持台と、
前記マスク支持台の内側に配置され、前記基板を載置する基板支持台と、
前記マスク支持台の前記基板を覆う位置に配置され、前記基板の周辺部を露出させる開口部を有する蓋状のアッシングマスクと
を備える
ことを特徴とするレジスト除去装置。
【請求項２】
前記アッシングマスクを載置したマスク支持台は、回転自在である
ことを特徴とする請求項１に記載のレジスト除去装置。
【請求項３】
前記基板を載置した載置台は、回転自在である
ことを特徴とする請求項１に記載のレジスト除去装置。
【請求項４】
基板の周辺部に形成されたレジストのエッジビードをアッシング除去するレジスト除去方法であって、
マスク支持台の内側に配置された基板支持台に前記基板を載置し、該基板の周辺部を露出させる開口部を有する蓋状のアッシングマスクを該マスク支持台の該基板を覆う位置に配置し、
アッシングを行う
ことを特徴とするレジスト除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に塗布したレジスト除去に関し、より詳細には基板の周辺部に形成されたエッジビードと呼ばれるレジストのみをアッシング除去するレジスト除去装置およびレジスト除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造においては、フォトリソグラフィ（Photolithography）の技術を用いて微細パターンの形成が行われる。この際に、膜生成された半導体素子基板（ウェーハ）の表面に光感光性樹脂であるフォトレジスト（以降、単にレジストという）を塗布し、レジスト膜を形成する必要がある。
レジスト塗布の方法は、スピンコーティング、ロールコーティグ、スプレーコーティグ、デップコーティグ等各種の方法があるが、半導体基板のように平坦な表面には比較的簡単で均一な膜厚が得られるスピンコーティングが多く用いられている。
スピンコーティングは、スピンコータ（スピンナーともいう）を用いて液状のレジストをウェーハ上の略中央位置に一定量を滴下し、ウェーハを高速回転させてその遠心力により滴下したレジストを基板の外周方向に向かって展延させ、所定膜厚のレジスト膜を形成するものである。レジスト膜厚は、レジストの粘度、回転する加速度、回転数、時間等の要因を制御することにより所望の膜厚のレジスト膜を得ることができる。
このスピンコーティグでは、基板の周辺部にレジストが盛り上がるエッジビードと呼ばれる現象を生じることが知られている。これは、基板の周辺部（一般に端部から数ミリの間）において、レジストの表面張力が影響し易いこととレジスト中に含まれる揮発成分が気化し易いことによる作用と考えられる。エッジビードが発生すると、フォトマスクの密着露光において、フォトマスクと基板上のレジスト膜の間に空隙が生じさせ、この空隙がレジストパターンの解像度の低下をもたらし微細パターンの形成に悪影響を及ぼすことになる。
【０００３】
図６は上記のエッジビードの発生とマスク密着露光時の空隙を説明する図で、図６（ａ）は回転するスピンコータの基板支持台３０上に置かれた基板（ウェーハ）１０にレジスト吐出ヘッド２０からレジスト２１を滴下している状態を示している。基板１０上に滴下されたレジスト２１は回転による遠心力で展延する。
図６（ｂ）は、所定の時間の回転を行った後の基板１０上の略中央部に形成されたレジスト膜２２と周辺部に形成されたレジスト膜であるエッジビード２３を示している。例えば、レジスト膜２２の膜厚は０．８μｍでエッジビード３３の膜厚は１．２μｍである。
図６（ｃ）は、密着露光時におけるフォトマスク４０とレジスト膜２２との間に生じた空隙４１を示している。この空隙４１は上記のレジスト膜２２とエッジビード３３の膜厚であれば、０．４μｍの空隙ができることになる。
発生したエッジビードを除去する方法として刃物により機械的に削り取る方法が考えられる。また、基板の周辺部にメタノール等の溶剤を吹きつけてエッジビードを溶解させたり（例えば、特許文献１）、周辺部を選択的に露光、現像する方法（例えば、特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−２３５１７号公報
【特許文献２】特開平０２−１８３５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に示すように、レジスト膜の形成はスピンコータを用いて行う方法が多く用いられているが、基板の周辺部においてエッジビードが発生するという問題があった。
このエッジビードを除去する方法として上述した刃物により機械的に削り取る方法は、削り屑が発生し、その削り屑がレジスト膜面に再付着することによりマスクとレジスト膜の間に空隙を作ることがあり、問題がある。削り屑を吸引する機構を備えるようにすることで再付着を抑制するが、装置コストの点で問題がある。
また、基板の周辺部に溶剤を吹きつける方法は、エッジビードを形成するレジストが一旦は溶解するものの溶解したレジストが再凝固する例が見られ、完全に除去することは難しい。再凝固したレジストの中にはエッジビード程でないにしてもレジストの盛り上がりがあり、マスクとレジスト膜の間の空隙を作る。
基板の周辺部を選択的に露光・現像する方法はレジスト除去に効果的であるが、部分的な露光・現像は難しく、工程が増える分時間を要するため、生産効率の点から難がある。
本発明の目的は、エッジビードを簡便に除去するレジスト除去装置とレジスト除去方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレジスト除去装置は、基板の周辺部に形成されたレジストのエッジビードをアッシング除去するものであって、レジスト除去装置のチャンバー内にマスク支持台と、そのマスク支持台の内側に配置されて基板を載置する基板支持台と、マスク支持台の基板を覆う位置に配置されて基板の周辺部を露出させる開口部を有する蓋状のアッシングマスクと、を備えることを特徴とする、ものである。
【発明の効果】
【０００７】
開示のレジスト除去装置は、基板の周辺部以外の部分をアッシングマスクで覆い、周辺部のみがアッシングマスクの開口部から露出するようにしたので、露出したレジスト膜に例えば酸素プラズマを照射することにより基板周辺部に形成されたレジスト膜であるエッジビードを選択的に除去できる。また、アッシングマスクをマスク支持台に載置するようにしたので、基板の大きさが変わっても予め用意した基板の大きさに対応したアッシングマスクを用いれば容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】アッシングマスクと回転機構例（実施例その１）である。
【図２】アッシング時のセットとアッシング例（実施例その１）である。
【図３】アッシングによるエッジビード除去例（実施例その１）である。
【図４】レジスト除去装置の全体構成例（実施例その１）である。
【図５】基板支持台の回転機構とアッシングマスク例（実施例その２）である。
【図６】エッジビートの発生とマスク露光時の空隙例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施例を図１〜図５を用いて説明する。
（実施例その１）
まず、本発明の構成要素であるアッシングマスクについて図１を用いて説明する。アッシングマスク１００は、マスク部材１１０とマスク支持台１２０、鼓形ホィ−ル１３０およびウォーム歯車１４０から構成する。
マスク部材１１０の形状は鍋蓋の形状をしており、上部に３個の扇状のスリットの開口部１１１を形成している。この開口部１１１は、アッシングマスク１００の中に配置される基板支持台に略円盤形状の基板を載置したとき、その基板の周辺部を露出させる箇所である。アッシング時に基板の周辺部はこの開口部を介してプラズマに曝されることになる。開口部１１１によって囲まれるマスク部材１１０の中央の略円形の箇所は、基板の周辺部を除いた領域をプラズマから覆うカバーの役割を果たす。従って、開口部１１１の扇形の内側の円弧の径は、基板外径から端部の数ミリ分を差し引いた径であれば良い。また、開口部１１１の扇形の外側の円弧の径は基板外径より大きければよく、その径の大きさは特に規定されない。
マスク支持台１２０は円筒形の内側に段差を形成し、この段差にマスク部材１１０の底部端面が置かれマスク部材１１０を支持する。また、マスク支持台１２０の外周には鼓形ホィ−ル１３０が連結されている。
鼓形ホィ−ル１３０には歯形が形成され、円筒形のウォーム歯車１４０と噛合する。ウォーム歯車１４０は図示しないモータに連結し、ウォーム歯車１４０の回転に伴い、鼓形ホィ−ル１３０が水平に回転する。鼓形ホィ−ル１３０の回転に伴って、鼓形ホィ−ル１３０に連結するマスク支持台１２０が回転し、マスク支持台１２０に載置されたマスク部材１１０が回転することになる。
各構成要素の材質は、例えばマスク部材１１０は焼結アルミナであり、マスク支持台１２０、鼓形ホィ−ル１３０およびウォーム歯車１４０はステンレスである。
次に、上記に示したアッシングマスク１００を用いてアッシング時の基板のセットとアッシングの例を図２に示す。
【００１０】
図２（ａ）は、マスク支持台１２０の内部に配置した基板支持台２００に、スピンコータによってレジスト塗布された基板１０が置かれた状態を示している。基板支持台２００の上面には図示しない真空チャックの孔が形成され、基板１０が置かれると吸着する構造となっている。マスク部材１１０は、基板１０のセット時はマスク支持台１２０から外された状態にある。
【００１１】
図２（ｂ）は、基板１０の基板支持台２００へのセット後マスク部材１１０が上方から被せられ、アッシングされている状態を示している。アッシング時においては、ウォーム歯車１４０の回転によりマスク部材１１０は回転している（矢印は、それぞれの回転方向の例を示している）。マスク部材１１０の回転によって、開口部１１１を支えるフレーム１１２の影による影響（プラズマが基板の周辺部に露出されない）を抑制している。
図２（ｂ）のアッシング時の状態を断面で模式的に示したものが図３（ａ）である。ベース盤３００上には基板１０を載置した基板支持台２００が配置され、その基板支持台２００を内側に抱え込むようにマスク支持台１２０が回転可能に配置される（マスク支持台１２０に取り付けられた鼓形ホィ−ル１３０は、例えばベース盤３００に図示しないレールを配置し、その上に置かれる）。基板１０は図に示すようにレジストが塗布され、基板の周辺端部にはエッジビードが形成されている。マスク支持台１２０上にはマスク部材１１０が配置され、基板１０はスク部材１１０によって覆われる。しかし、基板１０のエッジビードの部分は、マスク部材１１０の開口部１１１によって露出され、この開口部１１１を介して上方からのプラズマに暴露される。
図３（ｂ）はアッシングが終了した状態を示している。基板１０上のエッジビードはプラズマによってアッシングされ、レジストの盛り上がり部分が削られた状態となる。アッシングによる削り屑の発生はない。
【００１２】
次に、本発明のレジスト除去装置全体の構成を図４を用いて説明する。レジスト除去装置１０００は、チャンバー４００内に上記に説明したアッシングマスク１００と基板支持台２００および電極５００を備える。さらに、高周波電源６００を備え、高周波電源６００は電極５００と、ベース盤３００に電気的に接続された基板支持台２００との間に高周波電力を印加できる。なお、アッシングマスク１００はベース盤３００とは電気的に接続されてはいない。また、チャンバー４００は、真空排気口４０１とガス導入口４０２とを備えている。真空排気口４０１は図示しない真空ポンプに配管接続され、チャンバー４００内の気体は排気される。ガス導入口４０２は図示しないＡｒガスボンベとＯ２ガスボンベに配管接続され、チャンバー４００内に供給される。
次に、本レジスト除去装置１０００を用いてエッジビードを除去する方法を説明するが、その前に、レジスト除去装置１０００の基板支持台２００には、スピンコータによってレジスト塗布され、エッジビードが形成された基板１０が載置されているものとする。そして、その基板１０を覆うようにマスク部材１１０がマスク支持台１２０に置かれているものとする。
【００１３】
まず、真空排気口４０１を介して真空ポンプによりチャンバー４００内の空気を排気し、所定の真空度に達したらガス導入口４０２を介してＡｒガスボンベとＯ２ガスボンベから図示しないそれぞれの流量調整バルブを制御してこれらのガスを導入する。一方、アッシングマスク１００のウォーム歯車１４０を駆動し、マスク部材１１０を回転させる。
ＡｒとＯ２のガスの導入後、高周波電源６００より電極５００と基板支持台２００との間に高周波電力を印加して放電させ、これらのガスをプラズマ化する。プラズマ化したガスは、マスク部材１１０の開口部１１１から露出している基板１０上のレジスト膜と反応し、レジスト膜はＣＯ２とＨ２Ｏとに分解し除去される。マスク部材１１０は基板１０の周辺部を除いてプラズマを遮蔽しており、周辺部のレジスト膜、即ちエッジビードの部分が選択的に除去されることになる。
チャンバー４００内の圧力４５Pa（パスカル）、Ａｒガス流量５０sccm、Ｏ２ガス流量１０sccm、高周波電力３００ｗの条件でアッシング処理した結果、エッジビードのレジスト（商品名ＴＳＭＲ−Ｖ９０−１９ＣＰ、１．２μｍ）を１０分間で除去できた。
本レジスト除去装置１０００のアッシングマスク１００は基板の大きさに合わせてマスク部材１１０を用意し、ウォーム歯車１４０および鼓形ホィ−ル１３０を含むマスク支持台１２０を共用することで装置コストを押さえることができる。
（実施例その２）
実施例その１では、基板支持台２００を固定しアッシングマスク１００を回転させるものであったが、実施例その２はアッシングマスク１０１を固定し基板支持台２１０を回転させる実施例である。
【００１４】
図５（ａ）は、図３（ａ）と同様に断面を模式的に示した図で、基板支持台２１０はベース盤３００を貫通した回転軸２１１が回転機構２１２（例えばモータ）と繋がり、回転可能となっている。ベース盤３００と回転軸２１１との間は気密を維持するために図示しない例えばＯリングが嵌め込まれている。アッシングマスク１０１のマスク支持台１２１はベース盤３００に固定される。
図３（ｂ）は、アッシングマスク１０１を示している。上記のように、マスク支持台１２１はベース盤３００に固定されるため鼓形ホィ−ルやウォーム歯車は備えていない。
【符号の説明】
【００１５】
１０    基板
２０    レジスト吐出ヘッド
２１    レジスト
２２    レジスト膜
２３    エッジビード
３０    スピンコータ
４０    フォトマスク
４１    空隙
１００  アッシングマスク
１１０  マスク部材
１１１  開口部
１１２  フレーム
１２０  マスク支持台
１２１  マスク支持台
１３０  鼓形ホィ−ル
１４０  ウォーム歯車
２００  基板支持台
２１０  基板支持台
２１１  回転軸
２１２  回転機構
３００  ベース盤
４００  チャンバー
４０１  真空排気口
４０２  Ｏ２ガス導入口
５００  電極
６００  高周波電力装置
【図１】
2010251544.tif 000003
【図２】
2010251544.tif 000004
【図３】
2010251544.tif 000005
【図４】
2010251544.tif 000006
【図５】
2010251544.tif 000007
【図６】
2010251544.tif 000008