(57)【要約】【課題】ＡｒＦレジスト膜等の難剥離性膜を容易に除去することができる基板処理方法を提供すること。【解決手段】ＡｒＦレジスト膜を伴ったウエハからこのＡｒＦレジスト膜を除去する処理方法である。ＡｒＦレジスト膜に紫外線照射処理を施し、次にＡｒＦレジスト膜にオゾンガスと水蒸気を供給して処理することにより、このＡｒＦレジスト膜を水溶性に変性させる。その後、水溶性に変性したＡｒＦレジスト膜に純水を供給することにより、ＡｒＦレジスト膜を基板から剥離する。チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、チャンバ内に収容されたウエハに結露が生じないように、チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させる。【選択図】図５
2008294453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｒＦレジスト膜を伴った基板から前記ＡｒＦレジスト膜を除去するための基板処理方法であって、
前記ＡｒＦレジスト膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射されたＡｒＦレジスト膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性したＡｒＦレジスト膜に前記所定の処理液を供給して、前記ＡｒＦレジスト膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
反射防止膜を伴った基板から前記反射防止膜を除去するための基板処理方法であって、
前記反射防止膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射された反射防止膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性した反射防止膜に前記所定の処理液を供給して、前記反射防止膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
高ドーズでイオン注入処理されたレジスト膜を伴った基板から前記レジスト膜を除去するための基板処理方法であって、
前記レジスト膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射されたレジスト膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性したレジスト膜に前記所定の処理液を供給して、前記レジスト膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
前記チャンバへのオゾンの供給を周期的に停止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記チャンバ内を所定の温度に保持して前記チャンバに供給する水蒸気量を一定としたときに前記チャンバ内で結露が生ずる圧力を予め求め、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内の圧力を測定しながら、その測定圧力が前記結露の生ずる圧力を超えないように、前記オゾンの供給量を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記所定の処理液は、純水または所定の薬液であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
ＡｒＦレジスト膜、反射防止膜、高ドーズイオン注入レジスト膜のいずれかの膜を備えた基板に紫外線を照射する紫外線照射部と、
紫外線が照射された基板を収容する、加熱機構を備えたチャンバと、
前記チャンバに水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記チャンバにオゾンを供給するオゾン供給部と、
前記基板が収容されたチャンバの内部が所定の温度に保持され、前記チャンバ内に所定流量で水蒸気とオゾンが供給されるように、前記チャンバと前記水蒸気供給部と前記オゾン供給部とを制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に水蒸気を一定流量で供給しながら、前記基板に結露が生じないように前記チャンバ内へのオゾン供給量を減少させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバへのオゾンの供給を周期的に停止させることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記チャンバの内圧を測定する圧力センサをさらに具備し、
前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記圧力センサによる測定値が、前記チャンバ内を所定の温度に保持して前記チャンバに供給する水蒸気量を一定としたときに前記チャンバ内で結露が生ずる際の事前測定された圧力を超えないように、オゾンの供給量を調整することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
加熱機構を備えたチャンバ内に収容された基板を、水蒸気とオゾンで処理する基板処理装置を制御するコンピュータに、（ａ）紫外線照射処理が施されたＡｒＦレジスト膜、反射防止膜、高ドーズイオン注入レジスト膜のいずれかの膜を備えた基板を前記チャンバに収容し、（ｂ）前記チャンバの内部を所定の温度に保持し、（ｃ）前記チャンバ内に水蒸気を一定流量で供給しながら、前記基板に結露が生じないように前記チャンバ内へのオゾン供給量を減少させて、前記膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
前記プログラムは前記コンピュータに、前記チャンバへのオゾンの供給を周期的に停止するように、前記基板処理装置を制御させることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に設けられたＡｒＦレジストや反射防止膜、高ドーズイオン注入膜等の難剥離性膜を基板から剥離するための基板処理方法、その基板処理方法を実行するための基板処理装置およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程においては、半導体装置の高集積化を目的として、フォトリソグラフィー工程で用いられる光の短波長化が進行しており、近時、ＡｒＦエキシマレーザを光源とする技術が実用化目前となっている。このＡｒＦエキシマレーザを用いたフォトリソグラフィー工程は、従来のｇ線やｉ線等を用いたフォトリソグラフィー工程と同様に、ＡｒＦエキシマレーザの光に選択的に感光するレジスト膜（以下「ＡｒＦレジスト膜」という）を形成し、このＡｒＦレジスト膜を所定の回路パターンが形成されたレチクルを用いて露光し、その後に現像することにより、行われる。
【０００３】
このようにしてパターニングされたＡｒＦレジスト膜をマスクとして用いて、エッチング処理やＣＶＤ法による金属材料の埋込処理、イオン注入処理等の種々溝配線要素の形成処理が行われる。そして、このような処理が行われた後には、不要となったＡｒＦレジスト膜を除去しなければならない。従来、不要となったレジスト膜の除去方法としては、例えば、特許文献１には、水蒸気とオゾンガスの雰囲気でレジスト膜を水溶性に変性させ、この水溶性に変化したレジスト膜を水洗処理によって除去する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、ＡｒＦレジスト膜のオゾンと水蒸気を用いた処理による剥離レートは極めて小さい。そのため、ＡｒＦレジスト膜を用いた生産プロセスにこの方法を採用することは困難である。また、一般的に、ＡｒＦレジスト膜の下地にはＡｒＦエキシマレーザの反射を防止するための反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成されるが、この反射防止膜もまたオゾンと水蒸気を用いた処理による除去は困難である。さらに、ＡｒＦレジスト膜に限らず、高ドーズ量でイオン注入処理されたレジスト膜は注入イオンによって硬化するため、やはりオゾンと水蒸気を用いた処理のみによる除去が困難である。
【特許文献１】特開２００２−１８４７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、フォトリソグラフィー工程で形成され、エッチング処理やイオン注入処理、導体膜形成処理等の後に不要となった難剥離性のレジスト膜や反射防止膜等の除去を容易に行うことができる基板処理方法を提供することを目的とする。また、このような基板処理方法を実行するための基板処理装置、その基板処理装置の制御に用いられるコンピュータ読み取り可能な記録媒体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】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、ＡｒＦレジスト膜を伴った基板から前記ＡｒＦレジスト膜を除去するための基板処理方法であって、
前記ＡｒＦレジスト膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射されたＡｒＦレジスト膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性したＡｒＦレジスト膜に前記所定の処理液を供給して、前記ＡｒＦレジスト膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法が提供される。
【０００７】
本発明の第２の観点によれば、反射防止膜を伴った基板から前記反射防止膜を除去するための基板処理方法であって、
前記反射防止膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射された反射防止膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性した反射防止膜に前記所定の処理液を供給して、前記反射防止膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の観点によれば、高ドーズでイオン注入処理されたレジスト膜を伴った基板から前記レジスト膜を除去するための基板処理方法であって、
前記レジスト膜に所定波長の紫外線を照射する工程と、
前記基板をチャンバに収容し、前記チャンバにオゾンガスと水蒸気を供給して、紫外線が照射されたレジスト膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる工程と、
変性したレジスト膜に前記所定の処理液を供給して、前記レジスト膜を基板から剥離する工程と、
を有し、
前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に収容された基板に結露が生じないように、前記チャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら、前記水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることを特徴とする基板処理方法が提供される。
【０００９】
上記第１から第３の観点において、チャンバへのオゾンの供給を周期的に停止することができる。また、チャンバ内での結露を防止するために、チャンバを所定の温度に保持してチャンバに供給する水蒸気量を一定としたときに、チャンバ内で結露が生ずる圧力を予め求めておいて、実際の基板の処理では、チャンバ内の圧力を測定しながら、その測定圧力が先に求められた結露の生ずる圧力を超えないように、オゾンの供給量を制御するようにすることができる。前記所定の処理液としては純水または所定の薬液を用いることができる。
【００１０】
本発明の第４の観点によれば、ＡｒＦレジスト膜、反射防止膜、高ドーズイオン注入レジスト膜のいずれかの膜を備えた基板に紫外線を照射する紫外線照射部と、
紫外線が照射された基板を収容する、加熱機構を備えたチャンバと、
前記チャンバに水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記チャンバにオゾンを供給するオゾン供給部と、
前記基板が収容されたチャンバの内部が所定の温度に保持され、前記チャンバ内に所定流量で水蒸気とオゾンが供給されるように、前記チャンバと前記水蒸気供給部と前記オゾン供給部とを制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバ内に水蒸気を一定流量で供給しながら、前記基板に結露が生じないように前記チャンバ内へのオゾン供給量を減少させることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１１】
上記第４の観点の装置において、前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記チャンバへのオゾンの供給を周期的に停止させるようにすることができる。また、前記チャンバの内圧を測定する圧力センサをさらに具備し、前記制御部は、前記チャンバに水蒸気とオゾンを供給する際には、前記圧力センサによる測定値が、前記チャンバ内を所定の温度に保持して前記チャンバに供給する水蒸気量を一定としたときに前記チャンバ内で結露が生ずる際の事前測定された圧力を超えないように、オゾンの供給量を調整するようにすることができる。
【００１２】
本発明の第５の観点によれば、加熱機構を備えたチャンバ内に収容された基板を、水蒸気とオゾンで処理する基板処理装置を制御するコンピュータに、（ａ）紫外線照射処理が施されたＡｒＦレジスト膜、反射防止膜、高ドーズイオン注入レジスト膜のいずれかの膜を備えた基板を前記チャンバに収容し、（ｂ）前記チャンバの内部を所定の温度に保持し、（ｃ）前記チャンバ内に水蒸気を一定流量で供給しながら、前記基板に結露が生じないように前記チャンバ内へのオゾン供給量を減少させて、前記膜を所定の処理液に可溶となるように変性させる、処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＡｒＦレジスト膜や反射防止膜、高ドーズ量のイオン注入処理がされたレジスト膜等の難剥離性膜を、剥離対象物以外の部分にダメージを与えることなく、剥離することができる。また、基板を水蒸気とオゾンで処理する際に、水蒸気に対するオゾン量を減少させてチャンバ内に水蒸気が多い状態を作り出すことにより、難剥離成膜の剥離レートを向上させることができる。さらに、基板を水蒸気とオゾンで処理した後の液処理においてアルカリ性薬液を用いることにより、難剥離成膜をより容易に剥離することができるようになり、さらに装置のスループットを短縮することができる。さらにまた、基板に結露が生じないようにチャンバへ水蒸気を一定流量で供給しながら水蒸気に対するオゾンの供給量を減少させることにより、ＡｒＦレジスト膜等の膜の変性を促進することができ、純水や薬液による剥離が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は、半導体装置の製造工程で不用となったＡｒＦレジスト膜やＡｒＦ線対応の反射防止膜（ＢＡＲＣ）、高ドーズ量でイオン注入されたレジスト膜（以下「ＡｒＦレジスト膜等」という）等を除去するための膜除去システム１００の概略構造を示す平面図である。
【００１５】
この膜除去システム１００は、ウエハＷが収容されたキャリアＣが他の処理システム等から搬入され、逆に膜除去システム１００での処理が終了したウエハＷが収容されたキャリアＣを次の処理を行う処理システム等へ搬出するためのキャリアステーション４と、ウエハＷに設けられたＡｒＦレジスト膜等の変性処理およびその後の除去処理等を行うための複数の処理ユニットを有する処理ステーション２と、処理ステーション２とキャリアステーション４との間でウエハＷの搬送を行う搬送ステーション３と、処理ステーション２で使用する薬液や純水、ガス等の製造、調製、貯留を行うケミカルステーション５と、を具備している。
【００１６】
キャリアステーション４は、図中Ｙ方向に沿って３箇所にキャリアＣを載置できる載置台６を有している。キャリアＣの内部において、ウエハＷは略水平姿勢で鉛直方向（Ｚ方向）に一定の間隔で収容されている。この載置台６の下側のスペースに、膜除去システム１００におけるウエハＷの処理を制御するための制御部（コンピュータ）が組み込まれている。搬送ステーション３には、キャリアステーション４の載置台６に載置されたキャリアＣと処理ステーション２に設けられた後述するウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１８ａ・１８ｂとの間でウエハＷを搬送するウエハ搬送装置７が配置されている。
【００１７】
処理ステーション２の搬送ステーション３側には、上下２段に積層されたウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１８ａ・１８ｂ（１８ｂは１８ａの下側に配置）が配置されている。また、処理ステーション２の略中央部には、処理ステーション２内においてウエハＷを搬送する主ウエハ搬送装置１４が設けられている。処理ステーション２のケミカルステーション５側には、ウエハＷの表面に形成されたＡｒＦレジスト膜等に紫外線照射処理を施す紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９が配置されている。
【００１８】
図２に、紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９の概略構造を示す垂直断面図を示す。この紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９は、一側面が開口された箱体２１の内部に、ウエハＷを載置するステージ２２と、このステージ２２を加熱するヒータ２３と、ステージ２２に載置されたウエハＷの表面に紫外線を照射する紫外線光源２５と、を備えている。
【００１９】
紫外線光源２５としては、発光波長は１７２ｎｍ〜１９３ｎｍの紫外線ランプまたはエキシマレーザを用いることが好ましく、ＡｒＦエキシマレーザを用いることがより好ましい。これは紫外線光源２５の発光波長が露光波長に近く、または同じために、ＡｒＦレジスト膜等の分子構造を変化させやすいからである。ヒータ２３を加熱し、ステージ２２を介してウエハＷを加熱することにより、ウエハＷの温度を面内で均一とし、紫外線照射によるＡｒＦレジスト膜等の分子構造変化を均一に生じさせることができる。
【００２０】
ステージ２２は左右に水平にスライド自在であり、また、紫外線光源２５からは紙面に垂直な方向を長手方向として線状または帯状に紫外線がステージ２２側に照射されるようになっており、紫外線光源２５からステージ２２に向けて紫外線を照射しながら、ステージ２２を左右にスライドさせることによって、ステージ２２に載置されたウエハＷの表面に紫外線を照射することができる。なお、箱体２１の内部の酸素濃度を低下させることができように、箱体２１内には窒素ガス（Ｎ２ガス）を供給することができるようになっている。
【００２１】
処理ステーション２の背面側には、紫外線照射処理が終了したウエハＷに、オゾンガス（Ｏ３ガス）と水蒸気による処理を行う８台の膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈが２列４段で配置されている（１５ｂ〜１５ｄは１５ａの下に積み重ねられ、１５ｆ〜１５ｈは１５ｅの下に積み重ねられて、配置されている）。
【００２２】
図３に膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａの概略構造を示す垂直断面図を示す。膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａは、ウエハＷを収容するチャンバ３０を有しており、チャンバ３０は固定された下部容器４１ａと、下部容器４１ａの上面を覆う蓋体４１ｂから構成され、蓋体４１ｂは膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａのフレーム４２に固定されたシリンダ４３によって昇降自在である。
【００２３】
下部容器４１ａ周縁の立起部の上面にはＯリング５１が配置されている。シリンダ４３を駆動して蓋体４１ｂを降下させると、蓋体４１ｂの裏面周縁が下部容器４１ａ周縁の立起部の上面に当接し、Ｏリング５１が圧縮されてチャンバ３０内に密閉された処理空間が形成される。
【００２４】
下部容器４１ａにはウエハＷを載置するステージ３３が設けられており、このステージ３３の表面には、ウエハＷを支持するプロキシミティピン４４が複数箇所に設けられている。また、ステージ３３の内部にはヒータ４５ａが埋設され、蓋体４１ｂにはヒータ４５ｂが埋設されており、ステージ３３と蓋体４１ｂをそれぞれ所定温度で保持することができる。こうしてチャンバ３０内を所定温度に保持し、ウエハＷの温度を一定に保持することができる。
【００２５】
蓋体４１ｂの裏面には、ウエハＷを保持する爪部材４６が、例えば３箇所（図３では２箇所のみ図示）に設けられている。主ウエハ搬送装置１４はこの爪部材４６に対してウエハＷの受け渡しを行う。爪部材４６がウエハＷを保持した状態で蓋体４１ｂを降下させると、その降下途中でウエハＷは、ステージ３３に設けられたプロキシミティピン４４に受け渡しされる。
【００２６】
チャンバ３０の内部においてＯ３ガスと水蒸気が略水平方向に流れるように、Ｏ３ガスと水蒸気を内部に導入するガス導入口３４ａとＯ３ガスと水蒸気を外部へ排気するガス排出口３４ｂは、下部容器４１ａに設けられている。なお、図３では、ガス導入口３４ａおよびガス排出口３４ｂの高さ位置がプロキシミティピン４４に載置されたウエハＷの高さよりも下側で示されているが、ガス導入口３４ａおよびガス排出口３４ｂはこれよりも高い位置に設けてもよい。
【００２７】
チャンバ３０のガス導入口３４ａに接続され、Ｏ３ガスと水蒸気をチャンバ３０に供給する処理ガス供給装置１６は、酸素ガス（Ｏ２ガス）をオゾン化して生成させたＯ３ガスをチャンバ３０へ送るＯ３ガス供給部２７と、純水を気化させて水蒸気を発生させ、チャンバ３０へ送る水蒸気供給部２８と、を有している。例えば、Ｏ３ガス供給部２７からチャンバ３０へのＯ３ガス供給は、供給ラインに設けられた開閉バルブ２７ａの開閉を操作することによって行われる。同様に、水蒸気供給部２８からチャンバ３０へ水蒸気供給は供給ラインに設けられた開閉バルブ２８ａの開閉を操作することによって行われる。よって、開閉バルブ２８ａを開いて、開閉バルブ２７ａを閉じれば、水蒸気のみが膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈに設けられたチャンバ３０へ供給される。
【００２８】
チャンバ３０内を排気するためにガス排出口３４ｂに接続された排気装置３２は、真空ポンプまたはアスピレータ等の強制排気を行うための装置と、チャンバ３０から排気されるガス流量を調整するための可変バルブを備えている。チャンバ３０内に連続してガスが供給されている状態で、チャンバ３０内の陽圧に保持する場合には、真空ポンプ等を駆動することなく、可変バルブの調整のみ行えばよい。
【００２９】
チャンバ３０に設けられたガス排出口３４ｂには、排気圧（チャンバ３０内の圧力に同じ）を測定するための圧力センサ４８が取り付けられている。圧力センサ４８の取り付け位置はこれに限定されるものではなく、チャンバ３０の内圧を測定することができる場所であればよい。
【００３０】
後述するように、ウエハＷの処理ガスによる処理は、チャンバ３０の内部を一定の陽圧に保持して行うことが好ましい。このため、チャンバ３０の内部から下部容器４１ａと蓋体４１ｂとの間を通って外部に処理ガスが流出しないように、下部容器４１ａと蓋体４１ｂとの密閉を、シリンダ４３による押圧力に依存するだけでなく、下部容器４１ａと蓋体４１ｂの端面に設けられた突起部４７ａ・４７ｂどうしをロック機構３５によって締め付けることによって行う。
【００３１】
１組の突起部４７ａ・４７ｂは鉛直方向で重なっており、例えば４組の突起部４７ａ・４７ｂがチャンバ３０の外周に等間隔に設けられており、各組の間には間隙部４９（図３の右側部分参照）が形成されている。ロック機構３５はローラ５９ａ・５９ｂで突起部４７ａ・４７ｂを挟み込むことによって下部容器４１ａと蓋体４１ｂとを密着させるが、間隙部４９の位置にローラ５９ａ・５９ｂが移動している状態では蓋体４１ｂの昇降を自由に行うことができる。
【００３２】
処理ステーション２の正面側には、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈにおける処理の終了したウエハＷを液処理する液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄが２列２段で配置されている（１２ｂは１２ａの下に配置され、１２ｄは１２ｃの下に配置されている）。これら液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄの詳細な構造は図示しないが、ウエハＷを保持する回転自在なスピンチャックと、スピンチャックを囲繞するカップと、スピンチャックに保持されたウエハＷの表面にアルカリ性薬液を供給する薬液ノズルと、純水を供給する純水ノズルと、純水によるリンス処理の後のスピン乾燥時にウエハＷに乾燥ガスを噴射するガス噴射ノズルと、を有している。
【００３３】
ケミカルステーション５には、先に説明した処理ガス供給装置１６と、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈに設けられたチャンバ３０内をパージするためのＮ２ガスや、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄに設けられたガス噴射ノズルに供給するためのＮ２ガスを、各ユニットに供給するためのＮ２ガス供給装置２９と、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄへ純水やアルカリ性薬液を供給する処理液供給装置１７が設けられている。なお、処理ガス供給装置１６からＯ３ガスと水蒸気をチャンバ３０に供給する際には、Ｏ３ガスと水蒸気によるＡｒＦレジスト膜等の変性に悪影響がない範囲で、Ｎ２ガス供給装置２９から所定量のＮ２ガスを同時にチャンバ３０に供給してもよい。
【００３４】
図４に膜除去システム１００の概略の制御システムの構成を示す。膜除去システム１００によるウエハＷの処理を制御するための制御部（つまり、コンピュータ）１１０は、プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１と、工程管理者がウエハＷの処理条件等を決定するためのコマンド入力操作等を行うキーボードやプロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１による演算結果、洗浄処理の進行状態等を可視化して表示するディスプレイ等を有するデータ入出力部１１２と、膜除去システム１００を制御するためのプログラムやレシピ、実行された処理に関係するデータ等が記録された記録部１１３と、を有している。
【００３５】
記録部１１３には、具体的には、後に詳細に説明する、ウエハＷに対して紫外線照射処理、Ｏ３ガスと水蒸気による膜変性処理、純水またはアルカリ性薬液による膜剥離のための液処理に至る一連の処理を施すために、膜除去システム１００におけるウエハＷの搬送、各処理ユニットを構成する各種の電装品や機械駆動のための機構、Ｏ３ガスと水蒸気や純水等の供給と停止等の制御をプロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１に実行させるための処理プログラム１１５や、ウエハＷの一連の処理における時間配分、搬送ルート、純水やアルカリ性薬液の選択と供給流量および時間、Ｎ２ガスの供給量等が記録されたレシピ１１６が記録されている。これらの処理プログラム１１５やレシピ１１６は、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、メモリー（ＲＡＭ等）の固定記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（またはＣＤ−Ｒ等）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（またはＤＶＤ−Ｒ等）、ＭＯディスク等の可搬性のある各種記録媒体に記録されており、プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１によって読み取り可能に記録されている。
【００３６】
また、記録部１１３には、膜除去システム１００で実行された処理に関するデータ、例えば、ウエハＷのロット番号、用いられた処理レシピ、処理日時、処理中の各種駆動機構の動作不良の有無等の実行データ１１７を記録することができるようになっている。このような実行データ１１７は、ＣＤ−ＲやＭＯディスク等の可搬性のある各種記録媒体にコピーや移し替えできるようになっている。
【００３７】
プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１は、処理プログラム１１５とレシピ１１６を読み取って、例えば、ウエハＷの搬送のための制御信号をウエハ搬送装置７や主ウエハ搬送装置１４へ、紫外線光源２５の点灯／消灯のための制御信号を紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９へ、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈに設けられたチャンバ３０の開閉のための制御信号をシリンダ４３へ、チャンバ３０へのＯ３ガスと水蒸気の供給と停止のための制御信号をＯ３ガス供給部２７と水蒸気供給部２８へ、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄにおけるウエハＷへの純水や薬液の供給流量を調整するための制御信号を処理液供給装置１７へ、送信する。
【００３８】
なお、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈでの処理においては、プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１は、圧力センサ４８の測定値に基づいて、処理を監視し、異常が生じた場合に警報を発令する構成とすることが好ましい。また、膜除去システム１００を構成する各種機構等からその動作の実行を示すデータがプロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１にフィードバックされる双方向通信が行われる構成も好ましい。なお、図３には、プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１によって制御される主な機構等のみを示しており、全てを示してはいない。
【００３９】
次に、上述した膜除去システム１００を用いてウエハＷに形成されたＡｒＦレジスト膜等を除去する方法について、第１〜第５の方法を例示して説明する。まず、第１の方法では、エッチング対象層の表面に形成された所定の回路パターンを有するＡｒＦレジスト膜および反射防止膜を別々に除去する。図５に、第１の方法の概略のフローチャートを示す。また、図６Ａ〜図６ＥはＡｒＦレジスト膜６６の除去過程を模式的に示す断面図である。
【００４０】
図６Ａには、バリアメタル層６１を介して下部配線（例えば、銅配線）６２が形成されている絶縁膜６０と、ストッパー膜（例えば、ＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜）６３と、絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２膜）６４と、ＡｒＦ対応の反射防止膜６５と、ＡｒＦレジスト膜６６と、有するウエハ（ウエハ自体は図示しない）が示されている。ここで絶縁膜６４には、例えばドライエッチング処理により、ＡｒＦレジスト膜６６と同様の回路パターンが形成されている。
【００４１】
このウエハを収容したキャリアＣが、オペレータまたは自動搬送装置によって膜除去システム１００のキャリアステーション２に設けられた載置台６に載置される（ステップ１）。主ウエハ搬送装置１４によってキャリアＣから所定のウエハが取り出されてウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１８ｂへ搬送され、そこから主ウエハ搬送装置１４によって紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９に搬送され、ステージ２２上に載置される（ステップ２）。
【００４２】
紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９では、Ｎ２ガスを箱体２１内に供給して箱体２１の内部の酸素濃度を所定値以下に低減した状態において、紫外線光源２５からステージ２２側に紫外線を照射し、このときにステージ２２を所定の速度で水平方向にスキャンさせることにより、ステージ２２に載置されたウエハの表面全体に均一に紫外線を照射する（ステップ３）。
【００４３】
この紫外線照射処理によって、ウエハに形成されているＡｒＦレジスト膜は、後に行われるＯ３ガスと水蒸気との反応によって水溶性へと変化しやすい性質に変化する。図６Ｂはステップ３の処理後の状態を模式的に示している。なお、ウエハへの紫外線照射量を多くしたい場合には、紫外線光源２５から照射される紫外線強度を高め、またはステージ２２のスキャン速度を遅くし、或いはウエハのスキャン回数を増やせばよい。
【００４４】
紫外線照射処理が終了したウエハは、主ウエハ搬送装置１４によって、紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９から膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ（または１５ｂ〜１５ｈのいずれか）に搬送される（ステップ４）。膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａでは、チャンバ３０に設けられたヒータ４５ａ・４５ｂを常時発熱させており、チャンバ３０に収容されたウエハＷの温度分布が一定となった後に、最初にＯ３ガス供給部２７からＯ３ガスのみをチャンバ３０内に供給してチャンバ３０の内部をパージし、チャンバ３０の内圧を所定の陽圧（つまり、チャンバ３０の外圧（通常、大気圧）より高い状態）とする。
【００４５】
なお、蓋体４１ｂの温度をステージ３３の温度よりも所定温度高く設定すると、後にチャンバ３０内に水蒸気を供給した際に、チャンバ３０内における水蒸気の密度が蓋体４１ｂ側よりもステージ３３側で高くなり、水蒸気を効率的にウエハＷにあてることができる。
【００４６】
その後、Ｏ３ガスの供給を継続したまま、水蒸気供給部２８から水蒸気をチャンバ３０に供給する（ステップ５）。この間、チャンバ３０へのＯ３ガスと水蒸気の供給量とチャンバ３０からの排気量は、チャンバ３０内で結露が生じないように、かつ、チャンバ３０内が所定の陽圧となるように、調整される。このＯ３ガスと水蒸気によってウエハに形成されているＡｒＦレジスト膜６６とウエハに付着しているポリマー残渣（例えば、エッチング処理後に生ずるポリマー残渣）を水溶性へと変性させることができる。ウエハＷの表面で結露が生じてしまうと、その液滴発生部分に水によるレジストの溶解が始まってしまうために変性状態が不均一となり、レジスト残渣が生ずるからである。
【００４７】
図６Ｃは、ステップ５の処理が終了して、ＡｒＦレジスト膜が変性した状態を模式的に示している。なお、「ＡｒＦレジスト膜が水溶性へ変性する」とは、ＡｒＦレジスト膜がウエハ上に残った状態で純水に溶解し易い性質に変化することを意味する。また、このＯ３ガスと水蒸気は、ＡｒＦレジスト膜６６とポリマー残渣を変性させるが、絶縁膜６４にダメージを与えることはない。
【００４８】
ウエハＷのＯ３ガスと水蒸気による処理が終了したら、チャンバ３０へのＯ３ガスと水蒸気の供給を停止して、Ｎ２ガス供給装置２９からチャンバ３０内にＮ２ガスを供給し、チャンバ３０内をパージする。このとき、大量のＮ２ガスを急にチャンバ３０内に供給すると、チャンバ３０内での急激な圧力変化によってウエハＷに結露が生じるおそれがあるので、最初は窒素ガスの供給流量を比較的小さく設定し、チャンバ３０内に一定量のＮ２ガスが供給された後に、Ｎ２ガス供給流量を増大させるとともに、排気流量を多くすることが好ましい。これによりＮ２ガスによるパージ時間を短縮することもできる。なお、このＮ２ガスパージでは、後にチャンバ３０を開いたときに排気装置３２からＯ３ガスが逆流してＯ３ガスがチャンバ３０から排出されないように、排気装置３２内からもＯ３ガスを完全に排出する。
【００４９】
チャンバ３０のＮ２ガスパージが終了したら、チャンバ３０の内圧が外気圧と同じであることを確認してチャンバ３０を開く。ステップ５の処理後には、ＡｒＦレジスト膜は水溶性に変性しているが、ウエハＷから剥離はしていない。そのため、変性したＡｒＦレジスト膜を水洗してウエハＷから剥離（除去）するために、ウエハＷを主ウエハ搬送装置１４によって膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａから搬出し、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ（または１２ｂ〜１２ｄのいずれか）へ搬入する（ステップ６）。
【００５０】
液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａでは、例えば、略水平姿勢に保持されたウエハの表面に一定量の純水を供給しながらウエハを回転させることにより、ウエハからＡｒＦレジスト膜６６を除去する（ステップ７）。図６Ｄは、ステップ７の処理後の状態を模式的に示している。ステップ７の処理においては、ポリマー残渣もウエハから除去される。ステップ７の水洗処理が終了したら、ウエハＷを高速回転させて、ウエハＷをスピン乾燥させる（ステップ８）。このステップ８の処理は、ウエハＷの表面にＮ２ガスを吹き付けながら行うことも好ましい。
【００５１】
このステップ８の処理が終了した時点で、絶縁膜６４上には反射防止膜６５が残っている。そこで、この反射防止膜６５を除去するために、先にＡｒＦレジスト膜に対して行ったプロセスを繰り返す。すなわち、ステップ８の処理が終了したウエハＷを、紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９へ搬送し（ステップ９）、そこで反射防止膜６５に紫外線を照射し（ステップ１０）、次いでウエハＷを紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９から膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａへ搬送し（ステップ１１）、そこでＯ３ガスと水蒸気によって反射防止膜６５を水溶性に変性させ（ステップ１２）、続いてウエハＷを膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａから液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａへ搬送し（ステップ１３）、そこでウエハＷを水洗処理して変性した反射防止膜６５を除去し（ステップ１４）、ウエハＷをスピン乾燥させる（ステップ１５）。こうして、反射防止膜６５を絶縁膜６４上から除去することができる。図６Ｅは、ステップ１５の処理後の状態を模式的に示している。
【００５２】
このようにしてＡｒＦレジスト膜６６と反射防止膜６５が除去されたウエハＷは、主ウエハ搬送装置１４によって液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａから搬出されて、ウエハ載置ユニット（ＴＲＳ）１８ａに搬送され、そこからウエハ搬送装置７によってキャリアＣに戻される（ステップ１６）。キャリアＣから搬出され、膜除去システム１００での処理が終了したウエハＷが全てキャリアＣに戻されたら、キャリアＣはウエハＷに対して次の処理を行う装置等へ搬送される（ステップ１７）。
【００５３】
この第１の方法は、ウエハＷの表面に反射防止膜が露出している場合には、その反射防止膜のみを除去するために用いることができることは、明らかである。その場合に、反射防止膜はＡｒＦ対応の反射防止膜に限定されるものではなく、ＫｒＦ線やｇ線に対応したものであってもよい。このようなＫｒＦ線やｇ線対応の反射防止膜は、従来、ＣＭＰ法やドライアッシング処理によって除去されていたが、上述した第１の方法によれば、短時間で反射防止膜を除去することができる。また、ウエハＷをＣＭＰ処理やドライアッシング処理を行う装置に搬送する必要がないために、トータルで処理時間や処理コスト、装置コストを低減することができる。
【００５４】
次に、この第１の方法による実施例と比較例について説明する。ＡｒＦレジスト膜が形成されたウエハを複数準備した。実施例では、これらのウエハに、紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９における紫外線照射処理と、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈにおけるＯ３ガスと水蒸気による処理と、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄにおける水洗処理とスピン乾燥処理を行い、レジスト膜等の剥離レートを調べた。
【００５５】
ここで、紫外線照射ユニット（ＵＶ）１９における処理条件は、紫外線光源２５として発光波長１７２ｎｍのエキシマレーザを用い、この放電周波数を２０００ｋＨｚまたは１５０ｋＨｚとし、ウエハの温度を室温（２５℃）または１００℃とし、ウエハをスキャンして行った。また、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈにおける処理条件は、オゾン濃度：２００ｇ／Ｎｍ３、Ｏ３ガス流量：４Ｌ／ｍｉｎ、チャンバ温度：１１５℃、チャンバ圧力：７５ｋＰａ、水蒸気流量：８ｍＬ／ｍｉｎ、水蒸気温度：１２０℃、水蒸気圧力：９５ｋＰａ、Ｏ３ガスと水蒸気の供給時間：６０秒、とした。また、チャンバ３０には、Ｏ３ガスの供給と同時にＮ２ガスを４ｍＬ／ｍｉｎで供給した。
【００５６】
比較例として、ＡｒＦレジスト膜が形成されたウエハを、紫外線照射処理を行うことなく、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａ〜１５ｈにおいて実施例と同条件で処理し、さらに液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａ〜１２ｄにおいて水洗処理とスピン乾燥処理を行い、レジスト膜等の剥離レートを調べた。
【００５７】
図７に実施例と比較例の剥離レートを比較したグラフを示す。剥離レートの測定は、実施例および比較例ともに２回ずつ行っている。図７から明らかなように、紫外線照射処理を行っていない比較例では剥離レートが極めて小さいために、事実上、比較例の処理方法は、半導体装置の製造プロセスには採用できない。これに対して、実施例では、ウエハの温度は剥離レートに殆ど影響を及ぼしていないが、放電周波数が高い場合に剥離レートが向上する傾向が現れており、比較例の約３５倍〜５０倍の剥離レートが得られている。このことから、紫外線照射処理によってＡｒＦレジスト膜がＯ３ガスと水蒸気による処理によって水溶性に変性しやすい性質に変化したものと考えられる。しかしながら、紫外線照射処理によるＡｒＦレジスト膜の変性の原理は明らかではない。このような実施例の処理方法は、十分に半導体装置製造プロセスに用いることができる。
【００５８】
上記第１の方法では、反射防止膜６５とＡｒＦレジスト膜６６とを別々に除去したが、第２の方法では、反射防止膜６５とＡｒＦレジスト膜６６とを同時に剥離させる。この第２の方法では、先に図５に示したステップ１〜８，１６，１７の順に処理を行い、そのときのステップ３の処理において、紫外線照射処理における紫外線照射量（強度）を増やすことによって、実行される。この第２の方法は、反射防止膜６５とＡｒＦレジスト膜６６以外の部分で、紫外線照射によるダメージがない場合に用いることができる。
【００５９】
次に第３の方法について説明する。図８に、第３の方法のＡｒＦレジスト膜と反射防止膜の概略の除去プロセスのフローチャートを示す。この第３の方法では、第１の方法と同様に、エッチング対象層の表面に形成された所定の回路パターンを有するＡｒＦレジスト膜および反射防止膜を別々に除去するが、膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａにおけるウエハＷのＯ３ガスと水蒸気による処理方法に相違があるので、その点について詳しく説明する。
【００６０】
先に図５に示したステップ１〜４と同じ処理のステップ２１〜２４にしたがって、ＡｒＦレジスト膜への紫外線照射処理が終了したウエハＷを膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａに搬入する。次に、チャンバ３０に収容されたウエハＷの温度分布がほぼ一定となったら、チャンバ３０内へＯ３ガスを一定流量で供給し、チャンバ３０内を加圧する（ステップ２５）。次いで、Ｏ３ガスを一定流量で供給しながら、水蒸気をチャンバ３０内へ一定流量で供給する（ステップ２６）。
【００６１】
ステップ２６では、チャンバ３０内で結露が生じないように、チャンバ３０からの排気量を調整し、チャンバ３０内を一定の圧力に保持する。これは、ウエハＷの表面で結露が生じてしまうと、水滴が発生した部分でのレジスト溶解が始まってしまうために変性状態が不均一となり、レジスト残渣が生ずるからである。
【００６２】
この結露防止は、より具体的には、次のようにして行われる。すなわち、予めチャンバ３０内を所定温度に保持してチャンバ３０に供給する水蒸気量を一定としたときにチャンバ３０内で結露が生ずる圧力を求めておいて、この圧力値よりも小さい値に処理圧力値を設定し、これらをレシピ１１６の情報に加えておく。そして、プロセスコントローラ（ＣＰＵ）１１１が、圧力センサ４８の測定値を参照しながら、チャンバ３０内の圧力が結露の生ずる圧力を超えず、設定された圧力値で維持されるように、チャンバ３０からの排気流量を制御する。
【００６３】
次に、チャンバ３０内への水蒸気の供給を継続しながら、Ｏ３ガスの供給を周期的に停止することによって、チャンバ３０内に水分子の多い状態を周期的に作り出す（ステップ２７）。例えば、水蒸気の供給を開始してから１５秒が経過したときにＯ３ガスの供給を停止して５秒間保持し、続いてオゾンの供給を再開して１５秒間保持した後、再びオゾンの供給を停止して５秒間保持する、という処理を、複数回繰り返す。このステップ２７では、周期的にチャンバ３０へ供給されるガスの総量が変化するが、上述したように、圧力センサ４８の測定値を参照しながら、チャンバ３０からの排気流量を制御することにより、チャンバ３０内は一定の圧力に保持される。
【００６４】
このステップ２６，２７の処理において、Ｏ３ガスと水の分子は、ＡｒＦレジスト膜を構成する炭素原子（レジスト材料の炭素原子）を攻撃して、ＡｒＦレジスト膜を水溶性へと変化させる。
【００６５】
ステップ２７の処理は、チャンバ３０内の水蒸気量が少ない状態で終了することが、結露の発生を防止する観点から好ましい。したがって、チャンバ３０内にＯ３ガスと水蒸気が供給されている状態でＯ３ガスと水蒸気の双方のチャンバ３０内への供給を停止するとともに、チャンバ３０内にＮ２ガスを導入し、チャンバ３０内をＮ２ガスでパージする（ステップ２８）。ステップ２８の処理終了後は、ウエハＷから水溶性に変性したＡｒＦレジスト膜を除去する水洗処理を行うために、ウエハＷを膜変性ユニット（ＶＯＳ）１５ａから洗浄ユニット（ＣＬＮ）１２ａ（または１２ｂ〜１２ｄのいずれか）に搬送する（ステップ２９）。
【００６６】
その後は、先に説明した第１の方法におけるステップ７，８と同じ処理であるステップ３０の水洗処理、ステップ３１の乾燥処理を行う。次に、反射防止膜についてステップ２２〜３１と同じ処理を繰り返し（ステップ３２）、こうして反射防止膜も剥離処理されたウエハＷは、キャリアＣに戻され（ステップ３３）、さらにキャリアＣはウエハＷに対して次の処理を行う装置等へ搬送される（ステップ３４）。
【００６７】
同じレジスト材料を用いて２枚のウエハＷにそれぞれレジスト膜を形成し、一方を第１の方法で処理し、他方を第３の方法で処理した場合に、水洗処理によって完全にレジスト膜を除去することができるオゾンと水蒸気による処理時間を調べた結果、第３の方法では第１の方法に比べて８０％以下の処理時間で足りることがわかった。これは、水分子が多い雰囲気を作り出すことによって、レジスト膜に変性しやすい部分が多く作り出されるためと推測される。常にチャンバ３０内を水蒸気の多い状態に維持すると結露が生じやすくなるが、Ｏ３ガスの供給を周期的に停止する方法では、結露の発生が抑制され、また、変性に必要なＯ３ガスは不足しないようにチャンバ３０に供給されるので、Ｏ３ガスは無駄に消費されず、しかもレジスト膜を変性させる効率が高められる。
【００６８】
この第３の方法のステップ２７においては、上述のようにＯ３ガスの供給を周期的に完全に停止するのではなく、Ｏ３ガスの流量を周期的に低減する方法を採ってもよい。また、Ｏ３ガスの供給を停止または流量低減する場合の周期は、一定である必要はなく、例えば、最初の供給停止時間とその次の供給停止時間とが異なっていてもよい。
【００６９】
第４の方法は、先に説明した第１の方法をＡｒＦレジスト膜と反射防止膜を同時に剥離させる第２の方法に変更したのと同様にして、上述した第３の方法における紫外線照射処理において、紫外線照射量（強度）を増すことにより、ＡｒＦレジスト膜と反射防止膜を同時に剥離させる方法である。
【００７０】
上述した第１〜第４の方法は、紫外線照射処理とその後のＯ３ガスと水蒸気による処理によって、剥離対象である膜が水溶性に変化する場合に用いられるものであるが、ＡｒＦレジスト膜や反射防止膜の中には、これらの方法では、ウエハＷから容易に剥離できないか、または剥離できるとしても長い処理時間を必要として実用的でないものがある。そこで、第５の方法では、そのような膜を容易にウエハＷから剥離させる。
【００７１】
この第５の方法は、上述した第１〜第４のそれぞれの方法において行われる水洗処理を、アルカリ性薬液を用いた処理に変更した処理方法であり、それ以外の処理は変更しないものである。この第５の方法では、液処理ユニット（ＬＣＵ）１２ａにおいて、ウエハＷにアルカリ性薬液を供給して剥離対象のレジスト膜や反射防止膜を剥離し、次いで純水でアルカリ性薬液を洗い出すリンス処理を行い、その後にウエハＷをスピン乾燥させる。
【００７２】
この第５の方法において用いられるアルカリ性薬液としては、ＡＰＭ溶液（アンモニア−過酸化水素水溶液）、水酸化アンモニウム水溶液（アンモニア水）、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液が好適に用いられる。これらアルカリ性水溶液に含まれ、純水には実質的に含まれていないアルカリ性基（ＮＨ４＋、Ｋ＋等）が、オゾンと水蒸気によって変性したレジスト膜の分子と容易に結合し、溶解させるものと推測される。アルカリ性薬液は水溶液に限られるものではなく、有機系のものでもよい。
【００７３】
この第５の方法を用いる場合において、処理面にタングステン等の金属が露出している場合には、金属がダメージを受けないアルカリ性水溶液を選択することが必要である。このような水溶液としては、水酸化アンモニウム水溶液とＴＭＡＨ液が好適である。なぜなら、ＡＰＭ水溶液は過酸化水素を含んでいるために、これによって金属がダメージを受けるからである。
【００７４】
この第５の方法でも、Ｏ３ガスと水蒸気による処理においては、ウエハＷに結露を生じさせないように、水蒸気供給量等の条件を調整する。これは、この第５の方法では、剥離対象である膜は、Ｏ３ガスと水蒸気による処理において結露が発生すると、その水滴の直下の部分を変性させることができなくなり、後のアルカリ性水溶液による処理後にレジスト残渣が生ずるからである。
【００７５】
以上、ＡｒＦレジスト膜と反射防止膜をウエハＷから剥離する方法について説明したが、上記第１〜第５の方法によれば、イオン注入処理によって硬化したレジスト膜、特にイオンドーズ量が１０１５／ｃｍ２以上となるようにイオン注入処理されたレジスト膜を、高い剥離レートで除去することができる。この場合、レジスト膜はＡｒＦレジスト膜に限られず、ｇ線対応やＫｒＦ線対応のレジスト膜であっても構わない。高ドーズ量のイオン注入処理が行われたレジスト膜は、従来はドライアッシング処理によって除去しなければならず、このときに回路パターンがダメージを受ける場合があった。しかし、第１〜第５の方法によれば、回路パターンへのダメージを抑制して、高ドーズ量でイオン注入されたレジスト膜を除去することができる。Ｏ３ガスと水蒸気による処理の後に、純水を用いるか、アルカリ性薬液を用いるかは、イオンドーズ量やレジスト膜の各液体への溶解性に応じて、選択すればよい。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、膜除去システム１００として、その処理ステーション２に、ウエハＷを１枚ずつ処理するユニット（所謂、枚葉式ユニット）を配置した構成を示したが、例えば、Ｏ３ガスと水蒸気による処理や水洗処理は、一度に複数（例えば、２５枚）のウエハＷを処理するユニット（所謂、バッチ式ユニット）を配置してもよい。また、上記説明においては、基板として半導体ウエハを例示したが、基板はこれに限定されず、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板であってもよい。なお、Ｏ３ガスと水蒸気には、それ以外の別の成分、例えば、過酸化水素等を含有させてもよい。
【００７７】
以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにすることを意図するものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べる範囲で、種々に変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、半導体装置やフラットパネルディスプレイの製造プロセス、およびそのための装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】膜除去システムの概略平面図。
【図２】紫外線照射ユニット（ＵＶ）の概略断面図。
【図３】膜変性ユニット（ＶＯＳ）の概略断面図。
【図４】膜除去システムにおける制御システムの概略構成を示す図。
【図５】ＡｒＦレジスト膜と反射防止膜の除去方法を示すフローチャート。
【図６Ａ】ＡｒＦレジスト膜の除去プロセスを模式的に示す断面図。
【図６Ｂ】ＡｒＦレジスト膜の除去プロセスを模式的に示す断面図。
【図６Ｃ】ＡｒＦレジスト膜の除去プロセスを模式的に示す断面図。
【図６Ｄ】ＡｒＦレジスト膜の除去プロセスを模式的に示す断面図。
【図６Ｅ】ＡｒＦレジスト膜の除去プロセスを模式的に示す断面図。
【図７】実施例と比較例の剥離レートを比較して示すグラフ。
【図８】ＡｒＦレジスト膜と反射防止膜の別の除去方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８０】
２；処理ステーション
３；搬送ステーション
４；キャリアステーション
１２ａ〜１２ｄ；水洗処理ユニット（ＬＣＵ）
１５ａ〜１５ｈ；膜変質処理ユニット（ＶＯＳ）
１９；紫外線照射ユニット（ＵＶ）
２２；ステージ
２３；ヒータ
２５；紫外線光源
６４；絶縁膜
６５；反射防止膜
６６；ＡｒＦレジスト膜
１００；膜除去システム
Ｗ；ウエハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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