(57)【要約】【課題】生産コストを上昇させることなく、ポッピングによるパーティクル汚染の防止と、ウエハ基板のダメージの低減を同時に達成する。【解決手段】硬化変質層２０ａに対して氷微粒子が混在されたＩＰＡを吹き付け、氷微粒子の衝突によって亀裂部２１ａないしは欠損部２１ｂを生じさせ、内部の非変質層２０ｂを部分的に露呈させる。次いで、硫酸過水（ＳＰＭ）を吹き付け、亀裂部２１ａないしは欠損部２１ｂから非変質層２０ｂに浸透させ、非変質層２１ｂを溶解させて除去する。そして、アンモニア加水（ＡＰＭ）を吹き付け、半導体ウエハ基板３上に残留した硬化変質層２０ａを除去する。【選択図】図３
2008028102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハプロセス中に行われるイオン注入またはドライエッチングにより、表層に硬化変質層が形成されるとともに内部が非変質層として残ったレジストマスクを、半導体ウエハ基板上から除去するレジストマスクの除去方法において、
前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせ、前記非変質層を部分的に露呈させる硬化変質層破損工程と、
有機物除去用の第１の薬液を、前記亀裂部ないしは欠損部から前記非変質層に浸透させ、前記非変質層を溶解させて除去する非変質層除去工程と、
パーティクル除去用の第２の薬液によって、前記半導体ウエハ基板上に残留した前記硬化変質層を除去する硬化変質層除去工程と、
からなることを特徴とするレジストマスクの除去方法。
【請求項２】
前記硬化変質層破損工程において、氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水を前記硬化変質層に吹き付けることにより、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせることを特徴とする請求項１記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項３】
前記氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水の吹き付けは、スピン洗浄装置を用いて行われることを特徴とする請求項２記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項４】
前記硬化変質層破損工程において、酸素を含むガスを用いて前記硬化変質層にプラズマ処理を行うことにより、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせることを特徴とする請求項１記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理は、ダウンフロー方式のアッシング装置を用いて行われることを特徴とする請求項４記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項６】
前記第１の薬液は、硫酸過水であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項７】
前記第２の薬液は、アンモニア過水であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載のレジストマスクの除去方法。
【請求項８】
半導体ウエハプロセス中に行われるイオン注入またはドライエッチングにより、表層に硬化変質層が形成されるとともに内部が非変質層として残ったレジストマスクを、半導体ウエハ基板上から除去するレジストマスクの除去装置において、
前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせ、前記非変質層を部分的に露呈させる硬化変質層破損手段と、
有機物除去用の第１の薬液を、前記亀裂部ないしは欠損部から前記非変質層に浸透させ、前記非変質層を溶解させて除去する非変質層除去手段と、
パーティクル除去用の第２の薬液によって、前記半導体ウエハ基板上に残留した前記硬化変質層を除去する硬化変質層除去手段と、
からなることを特徴とするレジストマスクの除去装置。
【請求項９】
前記硬化変質層破損手段は、氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第１ノズルからなり、前記非変質層除去手段は、前記第１の薬液を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第２ノズルからなり、前記硬化変質層除去手段は、前記第２の薬液を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第３ノズルからなることを特徴とする請求項８記載のレジストマスクの除去装置。
【請求項１０】
前記第１の薬液は、硫酸過水であることを特徴とする請求項９記載のレジストマスクの除去装置。
【請求項１１】
前記第２の薬液は、アンモニア過水であることを特徴とする請求項９または１０記載のレジストマスクの除去装置。
【請求項１２】
前記半導体ウエハ基板を保持し、前記レジストマスクの形成面を前記第１〜第３ノズルに対向させた状態で前記半導体ウエハ基板を回転させるスピンチャックを設けたことを特徴とする請求項８ないし１１いずれか記載のレジストマスクの除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハプロセス工程において不要となったレジストマスクの除去方法および除去装置に関し、より詳しくは、イオン注入またはドライエッチングを行った後に残るレジストマスクの除去方法および除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハプロセス工程において、半導体ウエハ基板上に形成され、エッチングやイオン注入のマスクとして用いられたレジストマスクを除去（剥離）する工程がある。このレジストマスクの除去方法として、硫酸過水（ＳＰＭ）などの薬液を用いたウェットプロセスが従来より知られているが、レジストマスクが高濃度のイオン注入やドライエッチングのマスクとして使用された場合には、その表層に硬化変質層が形成されるため、ウェットプロセスでは完全な除去が難しいといった問題がある。
【０００３】
この硬化変質層は、例えば、イオン注入の場合には、１０１５個／ｃｍ２以上の高ドーズ量の不純物イオン（Ｐ＋，Ｂ＋，Ａｓ＋等）がレジストマスクの表面に注入され、イオンの衝突にともなう発熱を主原因として架橋反応が強度に進むことによって形成されるものであり、非常に硬く、上記の薬液では溶解されにくい。また、硬化変質層の厚さは、イオンのドーズ量が増すにつれて大きくなる。
【０００４】
この問題ゆえに、現在では上記のウェットプロセスに代えて、プラズマアッシングに代表されるドライアッシングが広く用いられている。プラズマアッシングは、酸素（Ｏ２）プラズマの衝突により上記の硬化変質層を破砕するとともに、硬化変質層で覆われていた内部のレジスト樹脂（有機溶剤）を酸化反応により除去する方法である。
【０００５】
このプラズマアッシングにも欠点があり、露呈したウエハ基板上がアッシングのための酸素プラズマによってダメージを受ける、いわゆるプラズマダメージの問題がある。このプラズマダメージを低減するには、酸素プラズマのエネルギーを下げればよいが、これを行うとアッシング速度が低下してスループット（処理効率）が低下する。さらに、プラズマダメージの低減に加えてスループットの向上を図るには、アッシング速度を高めるように、ウエハ基板の温度を、例えば２００℃以上の高温とすることが考えられるが、ウエハ基板の温度を高めると、硬化変質層で覆われた内部のレジスト樹脂が気化して膨張し、その圧力によって硬化変質層が破砕される、いわゆるポッピングが生じる。ポッピングが生じると、硬化変質層の断片がパーティクルとなってウエハ基板上ないし装置内へ飛び散り、汚染を招く。このとき、ウエハ基板は高温であるため、ウエハ基板上に飛散したパーティクルは、熱によって強固にウエハ基板上に固着し、洗浄によって除去することも困難となる。
【０００６】
そこで、これらの問題を解決するために、特許文献１では、高密度プラズマ処理によって硬化変質層を除去した後、オゾン（Ｏ３）中のＵＶ照射により、内部のレジスト樹脂を除去する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１３９００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法を用いてレジストマスクの除去を行ったとしても、ウエハ基板は、プラズマおよびＵＶ照射によるダメージを受ける。また、特許文献１の方法を実施するには、高密度プラズマ処理およびオゾン中でＵＶ照射を行う特別な装置が必要となるため、スループットが向上したとしても装置のコスト高により、デバイスの生産コストが上昇すると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、生産コストを上昇させることなく、ポッピングによるパーティクル汚染の防止と、ウエハ基板のダメージの低減を同時に達成するとことができるレジストマスクの除去方法および除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のレジストマスクの除去方法は、半導体ウエハプロセス中に行われるイオン注入またはドライエッチングにより、表層に硬化変質層が形成されるとともに内部が非変質層として残ったレジストマスクを、半導体ウエハ基板上から除去するレジストマスクの除去方法において、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせ、前記非変質層を部分的に露呈させる硬化変質層破損工程と、有機物除去用の第１の薬液を、前記亀裂部ないしは欠損部から前記非変質層に浸透させ、前記非変質層を溶解させて除去する非変質層除去工程と、パーティクル除去用の第２の薬液によって、前記半導体ウエハ基板上に残留した前記硬化変質層を除去する硬化変質層除去工程と、からなることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記硬化変質層破損工程において、氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水を前記硬化変質層に吹き付けることにより、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせることが好ましい。前記氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水の吹き付けは、スピン洗浄装置を用いて行われることが好ましい。
【００１１】
また、前記硬化変質層破損工程において、酸素を含むガスを用いて前記硬化変質層にプラズマ処理を行うことにより、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせることも好ましい。前記プラズマ処理は、ダウンフロー方式のアッシング装置を用いて行われることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１の薬液は、硫酸過水であることが好ましい。さらに、前記第２の薬液は、アンモニア過水であることが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明のレジストマスクの除去装置は、半導体ウエハプロセス中に行われるイオン注入またはドライエッチングにより、表層に硬化変質層が形成されるとともに内部が非変質層として残ったレジストマスクを、半導体ウエハ基板上から除去するレジストマスクの除去装置において、前記硬化変質層に亀裂部ないしは欠損部を生じさせ、前記非変質層を部分的に露呈させる硬化変質層破損手段と、有機物除去用の第１の薬液を、前記亀裂部ないしは欠損部から前記非変質層に浸透させ、前記非変質層を溶解させて除去する非変質層除去手段と、パーティクル除去用の第２の薬液によって、前記半導体ウエハ基板上に残留した前記硬化変質層を除去する硬化変質層除去手段と、からなることを特徴とする。
【００１４】
なお、前記硬化変質層破損手段は、氷微粒子、ドライアイス微粒子、または高圧水を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第１ノズルからなり、前記非変質層除去手段は、前記第１の薬液を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第２ノズルからなり、前記硬化変質層除去手段は、前記第２の薬液を前記半導体ウエハ基板上に吐出する第３ノズルからなることが好ましい。
【００１５】
また、前記第１の薬液は、硫酸過水であることが好ましい。また、前記第２の薬液は、アンモニア過水であることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記半導体ウエハ基板を保持し、前記レジストマスクの形成面を前記第１〜第３ノズルに対向させた状態で前記半導体ウエハ基板を回転させるスピンチャックを設けたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、硬化変質層に亀裂部ないし欠損部を生じさせ、この亀裂部ないし欠損部から内部の非変質層に硫酸過水などの薬液を浸透させて非変質層の除去を行うので、非変質層の気化およびこれに伴う硬化変質層の破砕・断片の飛散（ポッピング）が生じず、パーティクル汚染を防止することができる。
【００１８】
また、硬化変質層破損工程では硬化変質層を完全に破砕させるほどの作用（エネルギー）が必要とされず、非変質層除去工程および硬化変質層除去工程は低ダメージの薬液処理にて行われるので、ウエハ基板へのダメージを低減することができる。さらに、硬化変質層破損工程は、従来より知られたスピン洗浄装置やアッシング装置を用いて行うことができるため、デバイスの生産コストを大きく上昇させることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のレジストマスクの除去方法に用いられるレジスト除去装置２の構成を示す。レジスト除去装置２は、半導体ウエハ基板３の表面（上面）３ａから不要になったレジストマスクを剥離して除去するための枚葉式の装置であり、ウエハ基板３をほぼ水平に保持して回転するスピンチャック４と、このスピンチャック４に保持されたウエハ基板３の表面３ａに薬液を吐出するための第１〜第３ノズル５〜７とを備えている。第１ノズル５は、Ｈ２Ｏを主成分とする氷の微粒子（以下、氷微粒子という。）が混入されたＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を吐出する。第２ノズル６は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）とが所定の割合（例えば、３：１）で混合されてなるＳＰＭ（硫酸過水）を吐出する。第３ノズル７は、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、および純水（Ｈ２Ｏ）が所定の割合（例えば、１：１：５）で混合されてなるＡＰＭ（アンモニア過水）を吐出する。ウエハ基板３は、ほぼ円形平板状のシリコン基板である。
【００２０】
スピンチャック４は、ほぼ鉛直に延びたスピン軸８と、このスピン軸８の上端にほぼ水平に取り付けられたスピンベース９と、このスピンベース９の上面に立設された複数個の挟持部材１０とから構成されている。挟持部材１０は、ウエハ基板３の外周に沿ってほぼ等しい間隔を空けて配設されており、ウエハ基板３の端部を複数の位置で挟持することによって、ウエハ基板３をほぼ水平な姿勢で保持している。また、挟持部材１０は、スピン軸８の中心軸線を中心とする円周上に配置されており、ウエハ基板３を保持したときに、ウエハ基板３の中心がスピン軸８の中心軸線上に位置する。
【００２１】
スピン軸８には、モータなどの駆動源を含む回転駆動部１１が結合されている。この回転駆動部１１からスピン軸８を駆動し、スピン軸８をその中心軸線まわりに回転させる。よって、ウエハ基板３は、挟持部材１０によって保持された状態で、スピンベース９とともに、その中心軸まわりに回転される。
【００２２】
なお、ウエハ基板３を保持して回転させるスピンチャックとしては、上記の挟持式のものに限らず、例えば、ウエハ基板３の裏面（非デバイス面）を真空吸着することによってウエハ基板３を保持する真空吸着式のもの（バキュームチャック）を用いてもよい。
【００２３】
第１ノズル５には、供給源（図示せず）から氷微粒子が混入されたＩＰＡを供給するための第１供給配管５ａが接続されている。第１供給配管５ａには、第１バルブ５ｂが介装されており、この第１バルブ５ｂを開くと、第１供給配管５ａから供給される氷微粒子入りのＩＰＡが第１ノズル５からスプレー状に噴出され、第１バルブ５ｂを閉じると、第１ノズル５の噴出が停止される。
【００２４】
同様に、第２ノズル６には、供給源（図示せず）からＳＰＭを供給するための第２供給配管６ａが接続され、第２供給配管６ａには、第２バルブ６ｂが介装されており、第２バルブ６ｂの開閉に応じて第２ノズル５からＳＰＭがスプレー状に噴出される。また、第３ノズル７には、供給源（図示せず）からＡＰＭを供給するための第３供給配管７ａが接続され、第３供給配管７ａには、第３バルブ７ｂが介装されており、第３バルブ７ｂの開閉に応じて第３ノズル７からＡＰＭがスプレー状に噴出される。
【００２５】
第１〜第３ノズル５〜７は、好ましくは、第１〜第３供給配管５ａ〜７ａから供給された薬液を、コーン状（円錐状）に噴霧してウエハ基板３の表面３ａに吹き付けるコーンノズルであるが、これに限られず、供給された液体を扇状に噴霧してウエハ基板３の表面３ａに吹き付けるフラットノズルであってもよい。また、第１ノズル５以外の第２および第３ノズル６，７は、液体をスプレー状に噴出するものでなく、液体を柱状の連続流の状態として吐出し、ウエハ基板３の表面３ａ上に流下させるものであってもよい。
【００２６】
さらに、レジスト除去装置２は、マイクロコンピュータによって構成された制御部１２を備えている。制御部１２は、回転駆動部１１の動作を制御するとともに、第１〜第３バルブ５ｂ〜７ｂの開閉をそれぞれ制御する。
【００２７】
次に、レジスト除去装置２を用いて、イオン注入に用いられたレジストマスクをウエハ基板３上から除去する方法を説明する。図２（Ａ）は、周知のレジスト塗布工程およびフォトリソグラフィ工程を経てウエハ基板３の表面（デバイス形成面）３ａ上に形成されたレジストマスク２０を示す。図２（Ｂ）に示すように、このレジストマスク２０に基づいてウエハ基板３に高濃度の不純物イオン（Ｐ＋，Ｂ＋，Ａｓ＋等）が注入されると、前述したように、レジストマスク２０の表層には、非常に硬い硬化変質層２０ａが形成される。なお、不純物イオンは、レジストマスク２０の内部までは届かず、内部のレジスト樹脂は硬化されないまま、非変質層２０ｂとして残る。
【００２８】
このようにしてイオン注入が行われた後のウエハ基板３を、レジストマスク２０が残存した表面３ａを上向きとするように、レジスト除去装置２のスピンチャック４に装着する。この状態で、レジスト除去装置２を作動させると、まず、スピンチャック４に保持されたウエハ基板３が所定の回転速度で回転される。その一方で、第１バルブ５ｂが開かれて、第１ノズル５から氷微粒子入りのＩＰＡが回転中のウエハ基板３の表面３ａに向けて噴出され、ＩＰＡ中の氷微粒子がレジストマスク２０の硬化変質層２０ａに衝突する。硬化変質層２０ａは、氷微粒子の衝突によってダメージを受け、その結果、図３（Ａ）に示すように、亀裂部（クラック）２１ａないし欠損部２１ｂが生じ、内部の非変質層２０ｂが部分的に露呈する。なお、氷微粒子は、レジストマスク２０のパターンサイズより十分に小さな大きさとされている。
【００２９】
次いで、第１バルブ５ｂが閉じられ、第１ノズル５からの氷微粒子入りＩＰＡの噴出が停止される。この後、第２バルブ６ｂが開かれて、第２ノズル６からＳＰＭが回転中のウエハ基板３の表面３ａに向けて噴出される。ＳＰＭは、有機物除去用の薬液であり、図３（Ｂ）に示すように、硬化変質層２０ａの亀裂部２１ａないし欠損部２１ｂからレジストマスク２０の内部に浸透し、有機物からなる非変質層２０ｂが溶解されてウエハ基板３の表面３ａから次第に除去されていく。硬化変質層２０ａは、ＳＰＭには溶解されにくく、図３（Ｃ）に示すように、一部はウエハ基板３上に残留する。
【００３０】
次いで、第２バルブ６ｂが閉じられ、第２ノズル６からのＳＰＭの噴出が停止される。この後、第３バルブ７ｂが開かれて、第３ノズル７からＡＰＭが回転中のウエハ基板３の表面３ａに向けて噴出される。ＡＰＭは、パーティクル除去用の薬液であり、過酸化水素水によるウエハ基板３の表面３ａの酸化と、その酸化膜を除去するアンモニア水の作用によって、図３（Ｄ）に示すように、ウエハ基板３上に残留した硬化変質層２０ａが完全に除去される。
【００３１】
硬化変質層２０ａの除去後、第３バルブ７ｂが閉じられ、第３ノズル７からのＡＰＭの噴出が停止される。そして、スピンチャック４の回転が停止され、ウエハ基板３は、スピンチャック４から取り外された後、別の装置へ搬送される。この後、レジストマスク２０が除去されたウエハ基板３に対して、ＨＦ（フッ酸）やＨＰＭ（塩酸過水）による洗浄、ＩＰＡ乾燥などが適宜行われる。
【００３２】
また、ドライエッチングに用いられたレジストマスクの表層にも同様に硬化変質層が形成される。ドライエッチングに用いられたレジストマスクをウエハ基板上から除去する方法も上記と同一であり、レジスト除去装置２を用いて行うことができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、レジストマスクの硬化変質層に氷微粒子を衝突させることによって亀裂ないし欠損を生じさせ、この亀裂部ないし欠損部から内部の非変質層（レジスト樹脂）にＳＰＭを浸透させて非変質層の除去を行うので、非変質層の気化およびこれに伴う硬化変質層の破砕・断片の飛散（ポッピング）が生じず、パーティクル汚染が防止される。また、硬化変質層に亀裂ないし欠損を生じさせるには、硬化変質層を完全に破砕させるほどの作用（エネルギー）が必要とされず、非変質層の除去は薬液処理にて行われるので、ウエハ基板へのダメージを低減することができる。さらに、本実施形態のレジスト除去装置２は、従来より知られたスピン洗浄装置として構成されているため、低コストで実施可能であり、デバイスの生産コストを極端に押し上げることはない。
【００３４】
なお、上記実施形態では、レジストマスクの硬化変質層に亀裂ないし欠損を生じさせる硬化変質層破損工程と、非変質層を溶解させて除去する非変質層除去工程と、ウエハ基板上に残存した硬化変質層を除去する硬化変質層除去工程とを単一の装置（レジスト除去装置２）で行っているが、各工程を別の装置で行ってもよい。また、非変質層除去工程および硬化変質層除去工程は、薬液をウエハ基板に吹き付けるスピン洗浄装置を用いた洗浄方式に限られず、薬液槽にウエハ基板を浸すことにより洗浄を行う、いわゆるディップ方式を用いることも可能である。
【００３５】
また、上記実施形態では、氷微粒子を吹き付けることによって硬化変質層を破損させているが、氷微粒子に代えて、ドライアイス微粒子（ドライアイススノー）を用いることも好適である。このドライアイス微粒子を用いた洗浄装置は、ダメージのないドライ洗浄装置として実用化されており、硬化変質層を破損させるための装置として、容易に流用することが可能である。また、この他、高圧水を吹き付けることにより、硬化変質層を破損させることも可能である。
【００３６】
また、上記実施形態では、レジストマスクが除去されたウエハ基板を別の装置に移した後、ＨＦ（フッ酸）やＨＰＭ（塩酸過水）によりウエハ基板の洗浄を行っているが、レジストマスクの除去およびウエハ基板の洗浄を同一の装置にて行うことも可能である。図４に、上記のレジスト除去装置２に、第１〜第３ノズル５〜７に加えて、ＨＦを吐出する第４ノズル１３と、ＨＰＭを吐出する第５ノズル１４とを追加してなるレジスト除去装置１５を示す。第４ノズル１３には、供給源（図示せず）からＨＦを供給するための第４供給配管１３ａが接続されており、第４供給配管１３ａには制御部１２によって開閉が制御される第４バルブ１３ｂが設けられている。同様に、第５ノズル１４には、供給源（図示せず）からＨＰＭを供給するための第５供給配管１４ａが接続されており、第５供給配管１４ａには制御部１２によって開閉が制御される第５バルブ１４ｂが設けられている。レジスト除去装置１５は、ウエハ基板３からレジストマスク２０を除去した後に、ウエハ基板３に対して、いわゆるＲＣＡ洗浄を行うことを可能とする。
【００３７】
また、上記実施形態では、スピン洗浄装置を用いて硬化変質層を破損させる方法を示しているが、スピン洗浄装置に代えてアッシング装置を用い、ウエハ基板にダメージを与えない程度に硬化変質層を軽く（低温、短時間で）エッチングすることによって硬化変質層を破損させることも可能である。このエッチングを行うためのアッシング装置としては、ウエハ基板に与えるダメージが小さいといった特徴を有するダウンフロー方式のものが好ましい。ダウンフロー方式のアッシング装置としては、プラズマ印加方式の違いにより、マイクロ波ダウンフロー方式のアッシング装置と、表面波プラズマ（ＳＷＰ）ダウンフロー方式のアッシング装置とが知られている。以下、マイクロ波ダウンフロー方式のアッシング装置を用いた場合について説明を行う。
【００３８】
図５において、マイクロ波ダウンフロー方式のアッシング装置３０は、ウエハ基板３を積載し、加熱ヒータ３１を内蔵する加熱ステージ３２と、シャワーヘッド３３によりダウンフローチャンバ３４と仕切られ、酸素（Ｏ２）を含む反応ガスが供給されるプラズマ室３５と、反応ガスをプラズマ室３５内に供給するガス供給配管３６と、マイクロ波透過窓３７によりプラズマ室３５と仕切られ、マイクロ波をプラズマ室３５に導く導波管３８と、ダウンフローチャンバ３４内の活性ガスを下方向へ排出するガス排出菅３９とを備えている。
【００３９】
次に、アッシング装置３０を用い、イオン注入やドライエッチングによってレジストマスクの表層に生じた硬化変質層を、図３（Ａ）と同様な程度に破損させるプラズマ処理方法について説明する。図２（Ｂ）のように、表層に硬化変質層２０ａが形成され、内部が非変質層２０ｂであるレジストマスク２０が表面３ａに残存したウエハ基板３を、表面３ａを上向きとした状態で加熱ステージ３２上に載置する。本プラズマ処理では、硬化変質層２０ａを完全に破壊してしまうのではなく、硬化変質層２０ａに亀裂や欠損を生じさせる程度を目的とするため、加熱ステージ３２の温度は、通常のアッシング処理時の温度（１５０℃〜２５０℃程度）より低くてよく、例えば５０℃に設定する。なお、加熱ヒータ３１を用いず、ステージ３２の温度を室温としてもよい。
【００４０】
この状態で、マイクロ波を発生させ、プラズマ室３５内で酸素を含むガスをプラズマ化すると、このプラズマガスがシャワーヘッド３３を通過してダウンフローチャンバ３４内に流れ込むことにより、プラズマガス中からイオンが除去される。この後に残るイオンを含まない活性化ガスのみがウエハ基板３上に到達する。そして、この活性化ガスが硬化変質層２０ａと反応し、硬化変質層２０ａがエッチングされる。このエッチング時間は、硬化変質層２０ａに、図３（Ａ）に示すような亀裂部２１ａや欠損部２１ｂが生じる程度とする。
【００４１】
この後の処理は上記と同様であり、スピン洗浄装置やディップ方式の洗浄装置を用いて、非変質層２０ｂの除去、および硬化変質層２０ａの除去を順に行えばよい。以上のレジストマスクの除去方法も同様に、ドライエッチングに用いられたレジストマスクをウエハ基板上から除去する場合にも適用可能である。
【００４２】
以上説明した、アッシング装置３０を用いたレジストマスクの除去方法では、ウエハ基板３の温度が通常のアッシング処理時より低く保たれ、エッチング時間が通常のアッシング処理時より短いため、ウエハ基板３上に残留する残渣は少なく、ウエハ基板３のダメージは、通常のアッシング処理時より小さい。また、アッシング装置３０は、従来より知られたアッシング装置であるため、低コストで実施可能であり、生産コストを極端に押し上げることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】スピン洗浄方式のレジスト除去装置の構成を示す図である。
【図２】除去対象のレジストマスクを示す断面図であり、（Ａ）は、フォトリソグラフィ工程直後のレジストマスクを示し、（Ｂ）は、イオン注入に使用された後のレジストマスクを示す。
【図３】ウエハ基板上からレジストマスクが除去される各段階を示す断面図であり、（Ａ）は、氷微粒子によって硬化変質層が破損された段階を示し、（Ｂ）は、ＳＰＭが吹き付けられて非変質層が侵食された段階を示し、（Ｃ）は、ＳＰＭによって非変質層が除去された段階を示し、（Ｄ）は、ＡＰＭによって硬化変質層が除去された段階を示す。
【図４】図１のレジスト除去装置に、ＨＦを吐出する第４ノズルと、ＨＰＭを吐出する第５ノズルとを追加してなるレジスト除去装置の構成を示す図である。
【図５】他の実施形態として、硬化変質層をエッチングによって破損させるために使用するダウンフロー方式のアッシング装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２，１５  レジスト除去装置
３  半導体ウエハ基板
４  スピンチャック
５〜７  第１〜第３ノズル
５ａ〜７ａ  第１〜第３供給配管
５ｂ〜７ｂ  第１〜第３バルブ
８  スピン軸
９  スピンベース
１０  挟持部材
１１  回転駆動部
１２  制御部
２０  レジストマスク
２０ａ  硬化変質層
２０ｂ  非変質層
２１ａ  亀裂部
２１ｂ  欠損部
３０  アッシング装置
３１  加熱ヒータ
３２  加熱ステージ
３３  シャワーヘッド
３４  ダウンフローチャンバ
３５  プラズマ室
３６  ガス供給配管
３７  マイクロ波透過窓
３８  導波管
３９  ガス排出菅
【図１】
2008028102.tif 000003
【図２】
2008028102.tif 000004
【図３】
2008028102.tif 000005
【図４】
2008028102.tif 000006
【図５】
2008028102.tif 000007