(57)【要約】【課題】被処理体の処理対象面に残っている有機物を、高価な薬液を用いずに、簡単かつ確実に除去することができる有機物除去方法を提供すること。【解決手段】被処理体１０の処理対象面１５に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、被処理体１０の処理対象面１５に、短パルスで光強度の高い光３１を照射することにより、有機物に光吸収反応を起こして蒸発させて有機物を処理対象面１５から除去することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、
前記被処理体の前記処理対象面に、短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記有機物に光吸収反応を起こして蒸発させて前記有機物を前記処理対象面から除去することを特徴とする有機物除去方法。
【請求項２】
前記有機物は、前記処理対象面に形成されているレジスト膜に対してイオン打ち込みされた時に形成されたレジスト変質層であることを特徴とする請求項１に記載の有機物除去方法。
【請求項３】
前記有機物は、前記処理対象面に形成された酸化膜にエッチングする際に発生するポリマー形成部分であることを特徴とする請求項１に記載の有機物除去方法。
【請求項４】
蒸発した前記有機物は、供給されるドライエアーとともに外部に排出されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機物除去方法。
【請求項５】
被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、
前記被処理体の前記処理対象面に短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記有機物の表面に機械的なクラックを起こさせて、剥離液を前記有機物の前記表面に供給して前記クラックに浸透させて前記有機物を除去することを特徴とする有機物除去方法。
【請求項６】
被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、
前記被処理体の前記処理対象面に剥離液を配置して前記有機物を前記剥離液に浸漬して、前記処理対象面に短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記剥離液中の反応種を活性化して前記反応種と前記有機物との酸化反応を促進して前記有機物を除去することを特徴とする有機物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被処理体として、たとえばシリコン基板を例に挙げる。このシリコン基板は、たとえばレジスト膜を形成した後に、イオンを打ち込む工程がある。このようにレジスト膜に対してイオンを打ち込むと、レジスト膜の表面には、有機物であるレジスト変質層が形成されてしまう。このように、被処理体には、有機物の残渣あるいは有機物の汚染物が発生してしまう。
従来このような被処理体に残った有機物は、大量の剥離液を用いて除去するようにしている（たとえば特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２９５９０５号公報（第１頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような剥離液としては、たとえば硫酸過水を使用する。このために、環境的にも負荷が大きく、剥離液を処理するための施設が大掛かりになってしまう。
またエッチング後やイオン打ち込み後に生じるレジスト膜のレジスト変質層は、通常の剥離方法では除去が困難である。したがってこのレジスト変質層は、真空プラズマ装置を併用したり、高価な有機溶剤たとえばアミン系有機溶剤やフッ化アンモン系有機溶剤を用いて剥離している。この結果コストアップやエネルギーの増大という問題点がある。
そこで本発明は上記課題を解消し、被処理体の処理対象面に残っている有機物を、高価な薬液を用いずに、簡単かつ確実に除去することができる有機物除去方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機物除去方法は、被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、前記被処理体の前記処理対象面に、短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記有機物に光吸収反応を起こして蒸発させて前記有機物を前記処理対象面から除去することを特徴とする。
この発明によれば、被処理体の処理対象面に対して、短パルスで光強度の高い光を照射することにより、有機物は光吸収反応を起こして蒸発する。これにより有機物は処理対象面から高価な薬液を用いず簡単かつ確実に除去することができる。
【０００６】
上記構成において、前記有機物は、前記処理対象面に形成されているレジスト膜に対してイオン打ち込みされた時に形成されたレジスト変質層であることを特徴とする。
このような構成によれば、有機物として除去しずらくなったレジスト変質層であっても簡単かつ確実に除去することができる。
【０００７】
上記構成において、前記有機物は、前記処理対象面に形成された酸化膜をエッチングする際に発生するポリマー形成部分であることを特徴とする。
このような構成によれば、有機物は処理対象面に形成された酸化膜をエッチングする際に発生するポリマー形成部分である。このポリマー形成部分は、高価な薬液を用いず簡単かつ確実に除去することができる。
【０００８】
上記構成において、蒸発した前記有機物は、供給されるドライエアーとともに外部に排出されることを特徴とすることが望ましい。
このような構成によれば、蒸発した有機物は、ドライエアーとともに外部に確実に排出することができる。これにより蒸発した有機物が、再び処理対象面側に再付着するのを確実に防ぐことができる。
【０００９】
本発明の有機物除去方法は、被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、前記被処理体の前記処理対象面に短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記有機物の表面に機械的なクラックを起こさせて、剥離液を前記有機物の前記表面に供給して前記クラックに浸透させて前記有機物を除去することを特徴とする。
この発明によれば、被処理体の処理対象面は、短パルスで光強度の高い光を照射することにより、有機物の表面に機械的なクラックを起こす。剥離液は、有機物の表面に供給されてこのクラックに浸透させて有機物を除去することができる。この場合には、剥離液は少量で済み、高価な薬液を用いないで簡単かつ確実に有機物を除去することができる。
【００１０】
本発明の有機物除去方法は、被処理体の処理対象面に残っている有機物を除去するための有機物除去方法であり、前記被処理体の前記処理対象面に剥離液を配置して前記有機物を前記剥離液に浸漬して、前記処理対象面に短パルスで光強度の高い光を照射することにより、前記剥離液中の反応種を活性化して前記反応種と前記有機物との酸化反応を促進して前記有機物を除去することを特徴とする。
この発明によれば、被処理体の処理対象面には剥離液を配置する。有機物はこの剥離液に浸漬される。処理対象面には短パルスで光強度の高い光が照射されることにより、剥離液中の反応種は活性化して、反応種と有機物との酸化反応を促進する。これにより、有機物は、高価な薬液を用いずに少量の剥離液を用いるだけで、簡単かつ確実に除去することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１乃至図３は、本発明の有機物除去方法の第１の実施形態を示している。
図１乃至図３に示す有機物除去方法は、被処理体の処理対象面に残っている有機物を、短パルスで光強度の高い光を照射することにより除去する方法を示している。
【００１２】
図１（Ａ）は、被処理体の初期状態を示している。この被処理体１０は、基板１１と、レジスト膜１３を有している。レジスト膜１３は、基板１１の処理対象面１５に対して、予め所定のパターンで形成されている。
このように構成された被処理体１０の基板１１は、たとえばシリコン基板である。レジスト膜１３は、たとえば、ノボラック系レジスト材料により作られている。
【００１３】
図１（Ｂ）は、このレジスト膜１３の表面に対してイオン１９が矢印で示すように注入された状態を示している。このように不純物イオンが打ち込まれるインプランテーション工程では、不純物のイオン１９が被処理体１０の基板に打ち込まれることにより、Ｎ型もしくはＰ型のシリコンとなる。このとき、レジスト膜１３の表面にも同様にイオンが打ち込まれレジスト変質層２０が形成される。
デバイスを形成するために、この後レジスト１３を剥離する必要があるが、通常、硫酸過水において剥離できるレジストも、レジストがイオン打ち込みにより硬化すると剥離することが困難となる。そこで、レジスト１３を剥離するためにレジスト変質層２０を除去しなければならない。
【００１４】
そこで、図２に示すように表面処理装置３０が用いられる。この表面処理装置３０は、短パルスで光強度の高い照射光３１を被処理体１０側に照射することにより、融点の低い有機物であるレジスト変質層２０を含めた全レジスト層に光吸収反応を起こさせてアブレーションにより図１（Ｂ）の有機物であるレジスト変質層２０もしくはレジスト変質層２０を含めた全レジスト層を除去するための装置である。
【００１５】
ここで、表面処理装置３０の構造について説明する。
表面処理装置３０は、好ましくは１本または複数本のランプ３５、反射材３３、ドライエアー供給部３４、排気部３７および電源３９を有している。ドライエアー供給部３４、電源３９および排気部３７の動作は、制御部１００により制御される。
【００１６】
電源３９はランプ３５に対して電力を供給する。
ランプ３５が電源３９からの電力の供給により、照射光３１を発生する。この照射光３１は、短パルスで光強度の高い光である。反射材３３はランプ３５が発生する照射光３１を反射して、照射光３１を効率よく被処理体１０側に照射するためのものである。
【００１７】
ランプ３５は、短パルスでかつ光強度の高い光を発生するランプである。ランプ３５の種類としては、たとえばフラッシュランプである。フラッシュランプの種類としては、たとえばキセノンランプであり、その波長域は近紫外線乃至可視光、そして近赤外線領域までを有している。
【００１８】
ランプ３５は、電源３９から高圧パルスを印加すると、ランプ内部に封入されたキセノン気体が一瞬にして絶縁破壊を起こす。この破壊が、コンデンサに蓄積された電気エネルギーを極めて短い時間の間にランプ内に一挙に放出し、この時、照射光３１が生じる。
このランプ３５が発生する光のパルス幅は、たとえばｍｓｅｃ（ミリ秒）オーダのパルス幅の光を発生する。
【００１９】
フラッシュランプの種類としては、キセノンランプ、メタルハライドランプ、クリプトンランプ、キセノン―水銀ランプ等である。
このランプ３５が、たとえばキセノンフラッシュランプである場合には、その光の照射時間は、たとえば上述したようにｍｓｅｃ（ミリ秒）オーダであり、このランプ３５の照射光３１は、好ましくはたとえば図示しないフロスト板により散乱されて均一化された後に、図２に示す被処理体１０のレジスト変質層２０側に照射される。
ドライエアー供給部３４は、ランプ３５と被処理体１０の間にドライエアー４０を供給する。排気部３７は、レジスト変質層２０の蒸発した有機物とドライエアー４０をともに、表面処理装置３０と被処理体１０の外部に排出するための装置である。
【００２０】
次に、図１乃至図３を参照しながら、本発明の有機物除去方法の第１の実施形態について説明する。
図３に示す配置ステップＳＴ１では、図１に示す被処理体１０が、図２の表面処理装置３０に対面する位置に配置される。
図３の照射ステップＳＴ２では、図２の表面処理装置３０のランプ３５が、照射光３１を被処理体１０のレジスト変質層２０に照射する。
【００２１】
除去ステップＳＴ３では、図１（Ｂ）に示すレジスト変質層２０は、融点の低い有機物であるので、このレジスト変質層２０は、照射光３１により光吸収反応を起こす。これによって、レジスト変質層２０は瞬時に溶融して処理対象面１５から蒸発して処理対象面１５から除去される。
図３の再付着防止ステップＳＴ４では、蒸発した有機物は、図２に示すドライエアー供給部３４からのドライエアー４０とともに排気部３７の動作により、表面処理装置３０と被処理体１０の間から外部に排気される。
これによって、蒸発した有機物は、完全に外部に排出できるので、蒸発した有機物がレジスト膜１３の表面や基板１１の処理対象面１５に対して付着してしまうのを確実に防ぐことができる。
【００２２】
なお、図２においてランプ３５が、照射光３１を処理対象面１５に照射することにより、基板１１の処理対象面１５はアニールにより活性化される。このために、後工程において、処理対象面１５に対してアニール処理をする必要がなくなるというメリットがある。
【００２３】
このように図１乃至図３の第１の実施形態では、ランプ３５は、短パルスで光強度の高い照射光３１を、被処理体１０の基板１１の処理対象面１５に照射する。これによって、融点の低い有機物であるレジスト変質層２０を含めた全レジスト層は、光吸収反応を起こし、アブレーション（溶融および蒸発）により蒸発ができる。すなわち簡単な装置でありながら確実かつ簡単にレジストを除去することができる。また、全レジスト層が、蒸発、レジスト変質層２０を分解することができれば、高価な有機溶剤系レジスト剥離液を使用しなくとも、硫酸過水のみでレジストを剥離することができる。
【００２４】
第２の実施形態
図４乃至図６は、本発明の有機物除去方法の第２の実施形態を示している。
図４は、別の構造の被処理体１１０を示している。
被処理体１１０は、基板１１１と酸化膜１１３を有している。この酸化膜１１３には、たとえばホール１１９が形成されている。このホール１１９の内周面には、ポリマー形成部分１２０がエッチング時に形成されてしまう。ホール１１９はビアホールであってもよい。ポリマー形成部分１２０は、有機物の残渣として、酸化膜１１３から除去したい除去対象部分である。
【００２５】
そこで、被処理体１１０は、図５に示す表面処理装置３０に対して対面して配置される。
この表面処理装置３０は、図２に示す表面処理装置３０と同様の構造であり同じような機能を有している。したがって図５に示す表面処理装置３０の各要素と、図２に示す表面処理装置３０の対応する各要素とは、同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【００２６】
次に、図４乃至図６を参照して、本発明の有機物除去方法の第２の実施形態について説明する。
図６の配置ステップＳＴ１では、被処理体１１０が、図５に示すように表面処理装置３０のランプ３５に対面して配置される。
図６の照射ステップＳＴ２では、図５に示すランプ３５が、照射光３１を被処理体１１０の処理対象面１１５に向けて照射される。
【００２７】
図６の除去ステップＳＴ３では、図４に示すポリマー形成部分１２０が光吸収反応を起こして、瞬時に溶融して蒸発する。これによって、融点の低い有機物であるポリマー形成部分１２０は、酸化膜１１３のホール１１９の内周面１１９Ａから確実に除去することができる。
図６の再付着防止ステップＳＴ４では、蒸発した有機物は、ドライエアー供給部３４から供給されるドライエアー４０とともに、排気部３７の動作により、表面処理装置３０と被処理体１１０の間から外部に確実に排出される。
このように蒸発した有機物がドライエアー４０とともに確実に排出できるので、蒸発した有機物が酸化膜１１３の表面や処理対象面１１５に再付着してしまうことがなくなる。
【００２８】
図４乃至図６に示す第２の実施形態では、ランプ３５が短パルスで光強度の高い光である照射光３１を処理対象面１１５側に照射し、融点の低い有機物であるポリマー形成部分１２０が光吸収反応を起こして、アブレーションによりホール１１９の内周面１１９Ａから瞬時に簡単かつ確実に除去することができるのである。
【００２９】
第３の実施形態
次に、図７乃至図９を参照して本発明の有機物除去方法の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、被処理体は図７に示すものが用いられる。この被処理体２１０は、たとえばシリコン基板のような基板２１１と、レジスト膜２１３を有している。このレジスト膜２１３の表面には表層膜２２５が基板２１１の処理対象面２１５の上に有機物残渣として残っている。この表層膜２２５は、エッチング処理後あるいはインプランテーション後に生じる除去しづらい有機物である。
有機物である表層膜２２５は、エッチング後に生じるポリマーや硬化物である。
【００３０】
そこで、この表層膜２２５を除去し、しかもレジスト膜２１３をも処理対象面２１５から除去する有機物除去方法について説明する。
まず、配置ステップＳＴ１では、図７に示す被処理体２１０が、表面処理装置３０のランプ３５に対面して配置される。この表面処理装置３０の各構成要素は、図２に示す表面処理装置３０の対応する構成要素と同じであるので、同じ符号を記してその説明を用いる。
【００３１】
次に、図９に示す照射ステップＳＴ２では、ランプ３５が、照射光３１を被処理体２１０の処理対象面２１５側に照射する。
これにより、図７に示すようにレジスト膜２１３の表層膜２２５には、機械的なクラック３００が形成される。
次に、図９の浸漬ステップＳＴ３では、図８（Ａ）に示すように、剥離液供給部４００のノズル４０１に対応して、被処理体２１０が配置される。この被処理体２１０のレジスト膜２１３の表面から図７に示す表層膜２２５を除去する必要がある。
【００３２】
このために、図８（Ａ）に示すように剥離液４０３が、剥離液供給部４００からノズル４０１を通じて基板２１１の処理対象面２１５に供給される。これによって、図７に示す表層膜２２５のクラック３００には剥離液４０３が浸入するとともに、表層膜２２５とレジスト膜２１３が剥離液４０３に浸漬されることになる。この場合の剥離液４０３の量は少量でよい。剥離液の種類としては、たとえば、硫酸過水を用いることができる。
【００３３】
剥離液４０３を処理対象面２１５に供給する場合には、上述したようなノズル４０１から供給しながら被処理体２１０を回転させてスピン方式により供給することができる。
しかしこれに代えて、スリットから剥離液を処理対象面２１５に供給してもよい。また被処理体２１０はディップ（Ｄｉｐ）槽に漬けることにより剥離液４０３の層をレジスト膜２１３に形成してもよい。
【００３４】
図９の除去ステップＳＴ４では、図７に示す表層膜２２５のクラックから剥離液４０３が浸入することにより、剥離液４０３が有機物残渣であるレジスト膜２１３まで浸透しやすくなっている。これによって、表層膜２２５とレジスト膜２１３は、ともに除去ステップＳＴ４により瞬時に簡単かつ確実に除去して、図８（Ｂ）に示すように基板２１１の処理対象面２１５には有機物残渣であるレジスト膜２１３と表層膜２２５は存在しないことになる。
【００３５】
このように第３の実施形態では、図７に示す照射光３１を処理対象面２１５側に照射することにより、ポリマーまたは硬化したレジスト膜２１３の表層膜２２５には、分解または熱ショックにより機械的なクラック３００を発生させる。このクラック３００を利用して、剥離液４０３がレジスト膜２１３まで浸透させやすくするかまたは可溶させやすくする。これによって、レジスト膜２１３と表層膜２２５は、処理対象面２１５から剥離させやすくなり剥離性を向上させることができる。その後は、純水で処理対象面２１５を洗浄すればよい。
【００３６】
第４の実施形態
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の有機物除去方法の第４の実施形態を説明する。
図１０乃至図１２の第４の実施形態では、被処理体３１０は、たとえばシリコン基板３１１とレジスト膜３１３を有している。このレジスト膜３１３は、基板３１１の処理対象面３１５に残っている有機物の残渣である。この有機物の残渣であるレジスト膜３１３は、処理対象面３１５から除去したい。
【００３７】
そこで、剥離液５００が用いられる。この剥離液５００は、たとえばＨ２Ｏ（水）にＯ３（オゾン）を添加した剥離水である。
この剥離液５００は、処理対象面３１５に形成される。剥離液５００はレジスト膜３１３を覆うようにして膜状に形成される。
図１１に示す表面処理装置３０は、図２に示す表面処理装置３０と同様の構造のものであり、対応する構成要素には同じ符号を記してその説明を用いることにする。
【００３８】
図１０乃至図１２を参照して、有機物除去方法の第４の実施形態を説明する。
図１２に示す剥離液形成ステップＳＴ０では、図１０に示すように剥離液５００が被処理体３１０の基板３１１の処理対象面３１５に対して膜状に形成される。この剥離液は、水にオゾンを添加したオゾン水である。
図１２に示す配置ステップＳＴ１では、図１１に示すように被処理体３１０が表面処理装置３０のランプ３５に対面して配置される。
【００３９】
照射ステップＳＴ２では、ランプ３５が照射光３１を被処理体３１０の処理対象面３１５側に照射する。これにより基板３１１の処理対象面３１５が急峻に温度が上昇し、剥離液５００中のオゾンを分解して、活性酸素（酸素ラジカル）が有機物の残渣であるレジスト膜３１３の表面に生成される。
加えて、レジスト膜３１３はＨ＋ＯＨに反応することにより、ＯＨの酸化力が加わり、レジスト膜３１３は処理対象面３１５から剥離液５００により、図１２の除去ステップＳＴ３において、除去される。なお、剥離液５００として、Ｈ２Ｏ２を用いても可能である。
【００４０】
このように、短パルスで光強度の高い照射光３１は、処理対象面３１５における界面でのオゾンの分解反応を促進する機能を有している。
【００４１】
本発明の有機物除去方法の第１の実施形態と第２の実施形態では、有機溶剤などの薬液が全く不要であり、このために環境負荷の低減やコストダウンを図ることができる。
また第１の実施形態乃至第４の実施形態のいずれの場合においても、高価な薬液を使わずに有機物の除去処理が可能である。第３の実施形態と第４の実施形態のように剥離液のような薬液を用いたとしても、剥離液の量は微量であり、レジスト表面の結合を分解し、薬液反応を促進することができるために、薬液量を削減することができる。
【００４２】
短パルスで光強度の高い光を被処理体側に照射するので、被処理体の除去しようとする有機物の表面のみを高温化させる。このために、表面反応を促進することができる一方、被処理体自体の温度上昇は起こさずに被処理体が熱によりダメージを受けることがない。したがって被処理体を冷却する必要もなく、有機物除去を行う際の装置は構造が簡単であり安価に作ることができる。したがってコストダウンが図れる。しかも短パルスで光強度の高い光を利用しているので、大量のエネルギーを使う必要もない。
【００４３】
本発明の有機物除去方法は、剥離液のような薬剤を全く使わないか、微量の薬液を使うだけで済むので、環境負荷の低減が図れ、低エネルギー化、低コスト化および薬液の使用量の大幅な削減を図ることができる。
上述した被処理体は、たとえば液晶表示体の基板として用いられたり、半導体基板であったりあるいはその他の種類の表示装置、たとえばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などに用いることができる。基板はシリコン基板に限らず、ガラス基板であっても、その他の種類の半導体基板であっても勿論構わない。
また、被処理体２０に照射する短パルスは、１パルスだけでなく、複数回連続で照射してもかまわず、その照射波形が、尖頭波形や、矩形波形であっても同様な効果を有することは言うまでもない。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機物除去方法の第１の実施形態における被処理体の例を示す図。
【図２】図１の被処理体からレジスト変質層を除去する状態を示す図。
【図３】第１の実施形態のフロー図。
【図４】本発明の有機物除去方法の第２の実施形態に用いられる被処理体を示す図。
【図５】図４の被処理体からポリマー形成部分を除去する様子を示す図。
【図６】第２の実施形態を示すフロー図。
【図７】本発明の有機物除去方法の第３の実施形態において被処理体の表層膜にクラックを形成する様子を示す図。
【図８】図７の被処理体に対して剥離液を形成してレジスト膜を除去する状態を示す図。
【図９】第３の実施形態を示すフロー図。
【図１０】本発明の有機物除去方法の第４の実施形態において用いられる被処理体を示す図。
【図１１】図１０の被処理体からレジスト膜を除去する様子を示す図。
【図１２】第４の実施形態を示すフロー図。
【符号の説明】
１０・・・被処理体、１１・・・基板、１３・・・レジスト膜、１５・・・処理対象面、２０・・・レジスト変質層（有機物の残渣）、３０・・・表面処理装置、３１・・・照射光
【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６】
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【図７】
2004279602.tif 000009
【図８】
2004279602.tif 000010
【図９】
2004279602.tif 000011
【図１０】
2004279602.tif 000012
【図１１】
2004279602.tif 000013
【図１２】
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