(57)【要約】【課題】温和な条件でレジストを剥離することにより基板の損傷をなくし、且つ、廃液の排出量が少なく、有機薬液のような有害物質を用いず、剥離速度が速いレジスト剥離方法を提供する。【解決手段】レジストの露光用光源波長と同等な紫外線もしくは電子線を照射し、その後に水、有機溶媒、酸化剤、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液に溶解もしくは分散する。紫外線もしくは電子線を照射する際に、同時もしくはその前後いずれかにオゾンガスをレジストに吹き付ける。また、処理液の温度は室温もしくは上限を７０℃とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストの露光用光源波長と同等な紫外線もしくは電子線を照射し、その後に水、有機溶媒、酸化剤、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液を塗布して溶解もしくは分散させて基板から剥離することを特徴とするレジスト剥離方法。
【請求項２】
紫外線もしくは電子線を照射する際に、同時もしくはその前後いずれかにオゾンガスをレジストに吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離方法。
【請求項３】
処理液の温度は室温もしくは上限を７０℃とすることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離方法。
【請求項４】
フォトリソグラフィプロセスで形成されたレジストを溶解処理液の塗布前に、予め当該レジストの露光用光源波長と同等な紫外線もしくは電子線を照射することを特徴とするレジスト剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶・半導体の製造工程における、特にフォトリソグラフィプロセスにおいて形成されたレジストを剥離除去するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体デバイスの製造工程では、マスクを用いて回路パターンをフォトレジストに転写・現像し、エッチングを行ってレジストの除去を行う工程が数十回にわたって繰り返される。フォトリソグラフィは基板上へのフォトレジスト塗布に始まり、露光、現像、エッチングを行い、使用済みのフォトレジストを除去する一連のプロセスである。
【０００３】
従来、レジストの剥離においては、以下の手法が用いられてきた。
レジスト膜を除去する手法としては、（１）酸素プラズマによりレジスト膜を灰化除去する方法と、（２）濃硫酸・過酸化水素を用いる加熱溶解法、または（３）有機溶媒（フェノール系・ハロゲン系など有機溶媒）を用いてレジスト膜を加熱溶解させる方法がある。これら何れの手法も、レジスト膜を分解し溶解するための時間、エネルギー及び化学材料が必要であり、リソグラフィー工程の負担となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラズマを用いた手法では、有機物であるレジストを酸化除去するが、活性なプラズマを用いるために基板金属の損傷が懸念されてきた。また過酸化水素、硫酸を用いた手法ではプロセス数が多いために、剥離に時間がかかることや大量の廃液が発生していた。
また近年有機薬液を用いた手法が採用されているが、ここでも大量の廃液の発生や有機溶剤のもつ有害性が問題になってきている。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に着目してなされたもので、温和な条件でレジストを剥離することにより基板の損傷をなくし、且つ、廃液の排出量が少なく、従来の有機薬液のような有害物質を用いず、剥離速度が速いレジスト剥離方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレジスト剥離方法は、レジストの露光用光源波長と同等な紫外線もしくは電子線を照射し、その後に水、有機溶媒、酸化剤、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液を塗布して溶解もしくは分散させて基板から剥離するように構成した。この場合において、紫外線もしくは電子線を照射する際に、同時もしくはその前後いずれかにオゾンガスをレジストに吹き付けるようにすればよく、また、処理液の温度は室温もしくは上限を７０℃とすることが望ましい。
【０００７】
【作用】
上記構成によれば、ｇ線やｉ線レジストなど特定波長の光に対して反応する感光剤を用いたポジ型レジストのうち、露光後にベイク（熱処理）し硬化させたレジストに対して、ベイクによって樹脂を重合させたのち若干残存した感光剤部分に対して再度露光させた光と同じ波長の光を照射する。露光光源と同じ波長の光や電子線を照射することによって以下のような働きがある。通常、ポジ型レジストでは露光することによってレジスト材料が樹脂と反応して不溶化する感光剤が、カルボン酸系の材料に変化する。これによって樹脂は重合することがなく、現像液に対して溶解できる。不溶化する部分はベイクすることによって、樹脂と感光剤が重合反応を起こし、不溶化する。しかし、感光剤は添加されているもの全てがベイクによって反応するわけではなく、残存しているものもある。この感光剤に再度露光光源と同じ波長の光を照射することによってレジスト全体にカルボン酸系の化合物が分布することになり、易溶化する。
【０００８】
この易溶化したレジストに対して、水、有機溶媒、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液を用いて溶解させ、もしくは分散させることによって、従来よりも容易に短時間でレジストを剥離することが可能となる。
【０００９】
すなわち、露光に用いた同じ波長の紫外線をレジストに照射することによって、レジストを構成している有機分子が励起され、レジスト全体にカルボン酸系の化合物が分布することになり易溶化する。このときに、例えば、水、有機溶媒、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液を作用することによって、この処理液が有機物とすばやく反応し、レジストを溶解もしくは分散させ、基板上から簡単に剥離除去されるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るレジスト剥離方法の具体的実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。
図１は実施形態に係るレジスト剥離方法の工程図を示している。この図に示すように、基板１０の活性表層面側に回路パターンを形成するためにレジスト１２が塗布されている（図１（１））。このレジスト１２を使用後に除去するために、除去対象のレジスト１２の上表面に最初に紫外線あるいは電子線を照射するようにしている（図１（２））。光源１４は例えば紫外線発光体であればよく、水銀ランプが用いることができる。このとき、発光する紫外線の波長が上記レジスト１２を現像するために含有されている感光剤を露光する際に用いられる光源の波長と同一のものを用いるのである。すなわち、レジスト１２は基本的にはフェノール樹脂を骨格とし、感光剤が露光処理により重合し、樹脂の結合によって固化する。このレジスト材料に含まれる感光剤は全て重合処理に利用されているわけではなく、固化したレジスト１２に未反応の感光剤が残留している。この残留感光剤を利用することにより、レジスト剥離を行うことができる。用いられるレジスト１２では、当該感光剤が反応する特定露光光源が定められており、例えばｇ線感光剤では反応波長が４３６ｎｍ、ｉ線感光剤では反応波長が３６５ｎｍとなっている。そこで、基板１０からレジスト１２を除去するために用いる紫外線は、その波長が当該感光剤の反応波長に一致させるようにしたものを用いるのである。これにより、紫外線を照射することにより、レジストに残留している感光剤が励起され、レジスト全体にカルボン酸系の化合物が分布することになり、レジスト自体が易溶化する。
【００１１】
一定時間、紫外線照射することによりレジストが易溶化させた後、いわゆる薬液によるレジスト剥離を行うが、その前に図１（３）に示すように、オゾンガス吹出し手段１６により、オゾンをレジスト表面に吹き付ける。これは次のような理由で行われる。図２に示しているように、基板１０に金属膜１８のパターンを形成するために設けられたレジスト１２の表面は変質層２０が形成され、これが金属膜１８と強固に結合している。このような変質層２０は剥離し難いため、オゾンを作用させて活性酸素による分解促進を行わせるようにしている。
【００１２】
このオゾンガスの照射が終了した後、水、有機溶媒、酸化剤、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液をレジスト１２表面に例えばプッシュプルノズルを有する剥離液塗布装置２２により塗布する。剥離液としては、例えば、有機溶媒であればジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ポリエチレングリコールモノエチルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）などが使用される。これに添加するものとしてはアミン系のアルカリ、エタノールアミンなどがある。また、酸化剤としては、オゾン水、過酸化水素水などを用いることができる。酸としては硫酸などが利用できる。更に、アルカリとしては上記モノエタノールアミンやアンモニア水などがある。このような剥離剤を紫外線の照射されたレジスト１２に塗布することにより、易溶化したレジスト１２は処理液に溶解もしくは分散することになる。
【００１３】
その後は、図１（５）に示すように、リンス吐出装置２４を用いてリンス洗浄する。これは純水を用いればよいが、酸化剤等の剥離液によって金属膜１８の損傷を招くような場合には前記剥離液に対応するリンス液（中和剤）を用いて洗浄した後、純水にて洗浄を行うようにすればよい。そして、最終的には図１（６）に示すようにエアノズル２６を用いてエアナイフによる乾燥処理を行って作業を終了する。
【００１４】
図３は上述したレジスト１２の剥離作業を連続して行わせるようにした装置例であり、レジスト１２が形成されている基板１０を搬送するローラコンベア２８を有し、このローラコンベア２８のラインに沿って搬送される基板１０に対面するように、紫外線照射部３０が配置されている。また、紫外線照射部３０の出口側には剥離液塗布装置２２を設け、６０秒程度紫外線を照射して易溶化したレジスト１２の表面に剥離液を塗布して、溶解・分散させるためのものである。この剥離液塗布装置２２は液吐出ノズルと吸込ノズルを備えたプッシュプルタイプのもので、余分な剥離液が散乱しないようにしている構造のものを採用すればよい。剥離液塗布装置２２の後段には、リンス吐出装置２４が配備され、純水によって表面洗浄を行うようにしている。更に、後段にはエアノズル２６を配置し、リンス液で濡れた基板表面を乾燥処理するようにしている。これらの作業は基板１０を連続搬送しながら行うようにする。
【００１５】
上述のような装置によって行われる実施形態に係るレジスト剥離方法によれば、次のような効果が達成できる。
１）従来の剥離速度に比べて高速に剥離することが可能である。
２）オゾンガスを併用することにより、硬化したレジスト材料でも剥離が可能である。
３）７０℃以下であれば基板の損傷を防ぐことができる。
【００１６】
【実施例】
＜実施例１＞
ｉ線用ポジ型レジストを塗布した基板に対して、ベイク温度：１３０℃／５分で焼き付けたレジストの剥離除去を、紫外線を前処理で行ったものと、紫外線を照射しないで剥離液を用いて行ったものとを比較した。その結果は次表に示す通りである。
【表１】
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＜実施例２＞
次に、ｉ線用ポジ型レジストを塗布した基板に対して、ベイク温度：１３０℃／５分で焼き付けたレジストの除去剥離を行った。これは酸素プラズマにてアッシング処理を行ってレジスト表層に変質層２０を形成したもの（図２参照）を対象にして、オゾンガスを吹き付けたものと吹き付けなかったものとを比較した。結果は次表の通りである。
【表２】
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＜実施例３＞
更に、ｉ線用ポジ型レジストを塗布した基板に対して、ベイク温度：１３０℃／５分で焼き付けたレジストの剥離を行った。特に、スパッタ法によりガラス上に１μｍの膜厚で作製したアルミを基板材料として行い、処理液温度によって基板面に損傷が生じるか否かを検討した。その結果は次表の通りである。
【表３】
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【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、レジストの露光用光源波長と同等な紫外線もしくは電子線を照射し、その後に水、有機溶媒、酸化剤、酸およびアルカリから選ばれる少なくとも１種類の化合物を含む処理液を塗布して溶解もしくは分散させて基板から剥離するように構成しているので、従来の剥離速度に比べて高速に剥離することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るレジスト剥離方法の説明図である。
【図２】ｉ線レジストの紫外線吸光特性図である。
【図３】本実施形態に係るレジスト剥離方法を実施する装置構成図である。
【符号の説明】
１０………基板、１２………レジスト、１４………光源、１６………オゾンガス吹出し手段、１８………金属膜、２０………変質層、２２………剥離液塗布装置、２４………リンス吐出装置、２６………エアノズル、２８………コンベア、３０………紫外線照射部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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