(57)【要約】【課題】金属にダメージを与えることなく迅速に有機物層を除去できるようにする。【解決手段】金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内における前記処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａに保持し、その後、前記処理ガスの圧力を６０ｋＰａより低い所定圧力に保持する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、
前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内における前記処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａに保持し、その後、前記処理ガスの圧力を６０ｋＰａより低い所定圧力に保持することを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項２】
金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、
前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内における処理温度を８０〜１００℃に保持し、その後、前記処理温度を１００℃より高い所定温度に保持することを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項３】
金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、
前記処理ガス中の前記オゾンガスと前記水蒸気との体積比と、除去処理温度との関係についての前記金属層にダメージを与えない境界条件を予め求め、
前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理開始から所定の時間内においては、前記水蒸気に対する前記オゾンガスの量を前記境界条件より多くし、その後、前記オゾンガスと前記水蒸気との体積比を前記境界条件近傍にすることを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項４】
金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、
前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内においては、オゾン濃度が１５０〜２３０ｇ／Ｎｍ３の前記オゾンガスを供給し、その後、前記オゾンガスのオゾン濃度を１５０ｇ／Ｎｍ３より小さい所定濃度にすることを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の有機物層の除去方法の、任意の複数を同時に行なうことを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項６】
請求項１または５に記載の有機物層の除去方法において、前記所定圧力は、２０〜４０ｋＰａであることを特徴とする有機物の除去方法。
【請求項７】
請求項２、５または６に記載の有機物の除去方法において、前記所定温度は、１２０〜１５０℃であることを特徴とする有機物層の除去方法。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれかに記載の有機物層の除去方法において、前記所定濃度は、５０〜１００ｇ／Ｎｍ３であることを特徴とする有機物層の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理部材に設けられた有機物層の除去方法に係り、特に金属層の表面に設けたレジスト膜などを除去するのに好適な有機物層の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセス、液晶表示パネルの製造プロセスなど、各種電子デバイスの製造プロセスにおいては、トランジスタなどの素子の形成や配線パターンの形成など、微細なパターンを形成する工程が存在する。このような微細なパターンは、フォトリソグラフィー法を利用したいわゆるフォトエッチング技術によって形成している。例えば、アルミニウムからなる配線パターンを形成する場合、半導体基板やガラス基板などの基板の表面にスパッタリングや蒸着、ＣＶＤなどによって、アルミニウムの薄膜（アルミ薄膜）を堆積する。その後、アルミ薄膜の表面に有機物（樹脂）からなるフォトレジストを塗布し、乾燥させてレジスト膜を形成する。次に、レジスト膜を露光、現像し、アルミ薄膜の残したい部分（配線パターンにする部分）の上にだけレジスト膜を残す。そして、レジスト膜をマスクとしてアルミ薄膜をエッチングして不要な部分を除去する。その後、マスクとしたレジスト膜を除去することにより、アルミ薄膜からなる所定の配線パターンを得ることができる。
【０００３】
従来、レジスト膜の除去は、有機剥離液を用いたり、真空中における酸素プラズマによるアッシングによって行なってきた。しかし、有機剥離液は、人体に有害な有機溶媒を含んでおり、廃液の処理が容易でないばかりか、高価である。一方、酸素プラズマによるアッシングは、真空装置や放電制御装置など、高価な装置を必要とする。しかも、均一の放電を得ることが困難で、レジスト膜の除去が均一に行なわれなかったり、剥離した異物が再付着するなどの問題がある。このため、近年は、オゾンを利用してレジスト膜を除去する方法が開発されている。
【０００４】
そして、本願出願人は、基板を配置した処理室にオゾンガスと水蒸気とを導入してレジスト膜を除去する薄膜剥離方法を提案した（特許文献１）。この方法によれば、レジスト膜の除去速度を高められるばかりでなく、イオン注入工程によって変質した硬いレジスト膜をも容易に除去することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８３７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オゾンガスと水蒸気とを混合すると、オゾンが水蒸気粒子中に溶け込んで活性なＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカルがレジスト膜と反応して分解する。ところが、ＯＨラジカルは、極めて活性であって、金属層と接触すると金属水酸化物を形成して金属層にダメージを与えるおそれがある。したがって、特許文献１に記載の薄膜剥離方法を、金属層の上に設けたレジスト膜の除去に適用する場合、金属層にダメージを与えないようにする必要がある。そのためには、水蒸気がなるべく被処理部材（基板）に付着しないように、供給する水蒸気量を減らしたり、除去処理温度（被処理部材の温度）を高くしたりする必要がある。このため、レジスト膜の除去速度（剥離レート）が非常に遅くなり、処理時間が大幅に長くなる。したがって、製造プロセスにおけるスループットが減少するとともに、処理時間が長くなることによりデバイス特性に悪影響を与える。
【０００７】
また、金属層が２種の金属からなる場合がある。例えば、水晶振動子の水晶に形成された電極は、一般にクロム（Ｃｒ）の薄膜の上に金（Ａｕ）の薄膜が設けてある。このように２種の金属が相互に接触している場合、電食を生ずることがある。そして、オゾンが水蒸気に溶け込むと電解液となるため、特許文献１に記載した方法は、２種の金属が相互に接触して存在している場合、電食が発生しやすく、金属にダメージを与えやすい。このため、電食を考慮した有機物層の除去方法の確立が望まれる。
本発明は、金属にダメージを与えることなく迅速に有機物層を除去できるようにすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
金属層上にレジスト膜（有機物層）が形成されている場合、レジスト膜の除去処理の初期段階においては、金属に電食などのダメージが発生しにくい。したがって、この初期段階においては、よく腐食する（レジスト膜の除去速度の大きな）条件において処理を行なっても、金属にダメージを与えるおそれがほとんどない。そして、ある程度レジスト膜が除去されたならば、電食を生じないような条件とすることにより、金属にダメージを与えることなくレジスト膜を速やかに除去することができる。
【０００９】
本発明は、このような点に注目してなされたもので、本発明に係る有機物層の除去方法は、金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内における前記処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａに保持し、その後、前記処理ガスの圧力を６０ｋＰａより低い所定圧力に保持することを特徴としている。
【００１０】
このようになっている本発明は、有機物層の除去処理の開始時に、処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａと大きくする。これにより、オゾンの水蒸気への溶け込み量が多くなってＯＨラジカルの濃度が高くなるとともに、被処理部材に接触する水蒸気粒子の数が増大し、レジスト膜などの有機物層を迅速に除去することができる。そして、有機物層をある程度除去したならば、処理ガスの圧力を下げて処理ガスによる反応を弱め、金属層に電食などのダメージが生じないようにする。有機物層の除去処理開始からの所定時間は、有機物層の厚さや有機物の種類によって異なる。例えば、有機物層が厚さ１μｍのレジスト膜である場合、所定時間は３０秒程度に設定する。
【００１１】
また、本発明に係る有機物層の除去方法は、金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内における処理温度を８０〜１００℃に保持し、その後、前記処理温度を１００℃より高い所定温度に保持することを特徴としている。
【００１２】
このようになっている本発明は、有機物層の除去処理開始時に処理温度（被処理部材の温度）を８０〜１００℃と比較的低温にし、被処理部材に水蒸気が付着しやすくする。したがって、被処理部材に接触する水蒸気粒子の数が多くなり、有機物層の除去が速やかに行なわれる。そして、ある程度有機物層が除去されたならば、処理温度を高くして水蒸気粒子の接触を少なくし、金属層に電食などのダメージを与えないようにする。
【００１３】
さらに、本発明に係る有機物層の除去方法は、金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、前記処理ガス中の前記オゾンガスと前記水蒸気との体積比と、除去処理温度との関係についての前記金属層にダメージを与えない境界条件を予め求め、前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理開始から所定の時間内においては、前記水蒸気に対する前記オゾンガスの量を前記境界条件より多くし、その後、前記オゾンガスと前記水蒸気との体積比を前記境界条件近傍にすることを特徴としている。
【００１４】
このようになっている本発明は、有機物層の除去処理開始時に、処理ガスの水蒸気に対するオゾンガスの相対的な量を、金属にダメージを与えない境界条件よりも多い状態にする。これにより、水蒸気へのオゾンガスの溶け込み量が多くなってＯＨラジカルの生成量を多くすることができ、有機物層の除去を迅速に行なうことができる。そして、ある程度有機物層を除去したならば、処理ガスのオゾンガスと水蒸気との体積比を境界条件の近傍にする。これにより、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が少なくなり、反応性が弱まって金属層が電食などのダメージを受けるのを防ぐことができる。
【００１５】
そして、本発明に係る有機膜層の除去方法は、金属層と有機物層とを有する被処理部材の前記有機物層を、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスに接触させて除去する有機物層の除去方法であって、前記処理ガスによる前記有機物層の除去処理の開始から所定時間内においては、オゾン濃度が１５０〜２３０ｇ／Ｎｍ３の前記オゾンガスを供給し、その後、前記オゾンガスのオゾン濃度を１５０ｇ／Ｎｍ３より小さい所定濃度にすることを特徴としている。
【００１６】
このようになっている本発明は、有機物層の除去処理開始時に、標準状態におけるオゾン濃度が１５０〜２３０ｇ／ｍ３（１５０〜２３０ｇ／Ｎｍ３）の濃度の高いオゾンガスを用いる。これにより、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が多くなってＯＨラジカルの生成量が多くなり、有機物層を速やかに除去することができる。そして、ある程度有機物層が除去されたならば、オゾンガスのオゾン濃度を下げて金属層に電食などのダメージが生じないようにする。
【００１７】
なお、この発明においてオゾンガスとは、オゾンを高濃度に含んでいるガス、例えはオゾン濃度が１０ｇ／Ｎｍ３以上含まれているガスをいう。
なお、本発明に係る有機物層の除去方法は、上記した各除去方法の任意の複数を同時に実行することができる。これにより、有機物層の除去処理開始時に、有機物層の除去をより迅速に行なうことができ、また金属層に電食などのダメージを与えるのを防ぐことができる。
【００１８】
そして、除去処理開始時から所定時間経過した後の所定圧力は、２０〜４０ｋＰａであってよい。処理ガスの圧力が２０ｋＰａより低くなると、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が少なくなるとともに、被処理部材に接触する水蒸気の量が少なくなって、残存する有機物層の除去速度が小さくなり、除去処理に多くの時間がかかる。また、処理ガスの圧力が４０ｋＰａを超えると、金属層に電食などのダメージを与えやすくなる。
【００１９】
除去処理開始時から所定時間経過したのちの所定温度は、１２０〜１５０℃であってよい。処理温度が１２０℃より低いと、被処理部材に接触する水蒸気粒子の数が多くなり、金属層にダメージを与えるおそれがある。また、処理温度が１５０℃を超えると、被処理部材に接触する水蒸気粒子の数が少なくなり、処理速度が遅くなるおそれがある。そして、除去処理開始時から所定時間経過したのちの所定濃度は、５０〜１００ｇ／Ｎｍ３とすることができる。オゾンガス中のオゾン濃度が５０ｇ／Ｎｍ３より低いと、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が少なくなって除去速度が遅くなる。また、オゾンガス中のオゾン濃度が１００ｇ／Ｎｍ３より高い場合、金属層に電食などのダメージを与えるおそれがある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る有機物層の除去方法の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る有機物層の除去方法を実施するための有機物層除去装置の概略説明図である。図１において、有機物層除去装置１０は、表面に有機物層を有する被処理部材１２を配置する処理室１４を有する。処理室１４は、気密に密閉可能な耐圧容器によって形成してある。この処理室１４は、被処理部材１２を例えば立てた状態で保持可能なラック１６を配置できるようになっている。また、処理室１４の下部には、加熱手段１８が設けてあり、処理室１４の内部を所定の温度に加熱保持することにより、被処理部材１２を所定の温度に加熱できるようにしてある。この加熱手段１８は、ヒータやホットプレート、赤外線ランプなどによって構成することができる。
【００２１】
有機物層除去装置１０は、水蒸気供給装置２０とオゾンガス供給装置２２とを備えている。水蒸気供給装置２０は、水蒸気供給管２４を介して処理室１４に接続されており、処理室１４に水蒸気を供給する。また、オゾンガス供給装置２２は、処理室１４にオゾンガスを供給するためのもので、オゾン供給管２６を介して処理室１４に接続してある。
【００２２】
さらに、処理室１４には、ガス供給管２８を介してガス供給装置３０が接続してある。このガス供給装置３０は、圧縮空気または窒素などの不活性ガスを処理室１４に供給し、処理室１４の内部に残存するオゾンガスや水蒸気を排出して圧縮空気または不活性ガスで置換することにより、処理のバラツキなどを防止するためのものである。また、ガス供給装置３０は、図示しないヒータなどを備えており、加熱した圧縮空気または不活性ガスを供給できるようにしてある。そして、ガス供給管２８の先端側には、複数の分岐管３２が設けてあって、処理室１４内を迅速に圧縮空気または不活性ガスによって置換できるようにしてある。また、処理室１４の下部には、排気管３４を介して水分を捕集するミストトラップ装置３６とオゾンガス分解装置３８とがこの順に接続してある。
【００２３】
本発明に係る有機物層の除去方法は、上記の有機物層除去装置１０を用いて実施することができる。本発明の第１実施形態に係る有機物層の除去方法は、処理室１４の内部にレジスト膜などの有機物層を有する半導体基板などの被処理部材１２を配置し、水蒸気供給装置２０とオゾンガス供給装置２２とから水蒸気とオゾンガスとを処理室１４に供給し、オゾンガスと水蒸気とからなる処理ガスによって、被処理部材１２の表面に存在する有機物層を除去（剥離）する。この際、処理ガス（オゾンガス＋水蒸気）による有機物層の除去処理開始から所定時間内は、処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａに保持し、その後、処理ガスの圧力を６０ｋＰａより低い値に保持する。
【００２４】
より具体的に第１実施形態の有機物層の除去方法を説明すると、まず、表面に有機物層を有する被処理部材１２をラック１６に配置し、処理室１４の内部に搬入し、処理室１４の搬出入口（図示せず）を閉じる。次に、ガス供給装置３０によってガス供給管２８を介して１００〜２００℃に加熱した圧縮空気または不活性ガス（例えば、窒素ガス）を処理室１４へ供給しながら、排気管３４を介して処理室１４内を排気し、処理室１４の内部を圧縮空気または不活性ガスによって置換する。同時に、加熱手段１８を作動し、処理室１４内の温度を１００〜１５０℃の所定温度に保持する。これにより、被処理部材１２もほぼこの所定温度に加熱、保持される。
【００２５】
被処理部材１２の温度が所定温度で安定したならば、ガス供給装置３０による圧縮空気または不活性ガスの供給を停止するとともに、オゾンガス供給装置２２からオゾン供給管２６を介して処理室１４内に、オゾン濃度が５０〜１５０ｇ／Ｎｍ３のオゾンガスを供給しながら、排気管３４を介して処理室１４の内部をオゾンガスによって置換する。また、排気管３４を閉状態にしてオゾンガスによって処理室１４の内部を４０〜５０ｋＰａに加圧する。さらに、排気管３４を開状態にするとともに、水蒸気供給装置２０から水蒸気供給管２４を介して処理室１４内に、例えば温度１２０℃の水蒸気を供給する。そして、オゾンガスと水蒸気とを含む処理ガスによって有機物層の除去処理を開始するとともに、処理開始から所定時間、処理室１４の内部の圧力を６０〜１００ｋＰａに保持する。この処理ガスの圧力を６０〜１００ｋＰａに保持する時間は、有機物層を構成している有機物の種類、厚さによって異なり、例えば有機物層が厚さ１μｍ程度のレジスト膜である場合、３０秒程度が適している。
【００２６】
すなわち、表面にレジスト膜が厚く存在している除去処理の初期段階においては、金属が腐食するような処理条件による除去処理を行なっても、レジスト膜の下に存在する金属層に電食などのダメージを与えるおそれがほとんどない。そこで、除去処理の開始時には、処理ガスを６０〜１００ｋｐａの圧力に保持する。これにより、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が増大し、ＯＨラジカルが多く生成されるとともに、被処理部材１２に接触（衝突）する水蒸気粒子の数が多くなり、有機物層の除去速度（剥離レート）が大きくなる。
【００２７】
除去処理の開始から所定時間が経過したならば、処理ガスの圧力を２０〜４０ｋＰａに下げ、予め定めた時間この圧力により残存している有機物の除去処理をする。すなわち、有機物層がほとんど除去されたならば、処理ガスの圧力を金属に電食などのダメージを与えない圧力にする。処理ガスの圧力が２０ｋｐａより低い場合、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が少なく、被処理部材１２に接触する水蒸気粒子の数も少なく、残存する有機物層の除去があまり進まず、時間がかかる。また、処理ガスの圧力が４０ｋｐａより高くなると、２種の金属からなる金属層が存在すると、有機物層の除去が完了した部分などにおいて金属層に電食などのダメージを与えるおそれがある。
【００２８】
そして、除去処理が終了したならば、処理室１４へのオゾンガスと水蒸気との供給を停止するとともに、ガス供給装置３０によって処理室１４内を圧縮空気または不活性ガスによって置換する。この圧縮空気または不活性ガスは、加熱しない冷たいガスであってよい。これにより、処理室１４内に残存しているオゾンガス、水蒸気が排気管３４を介して処理室１４から除去され、除去処理のばらつきが防止される。
【００２９】
これにより、レジスト膜の下に電極パターンや配線パターンなどの金属層が存在していたとしても、金属層にダメージを与えることなく、レジスト膜などの有機物層を迅速に除去することができる。
【００３０】
本発明の第２実施形態に係る有機物層の除去方法は、被処理部材１２を配置した処理室１４にオゾンガスと水蒸気とを供給し、このオゾンガスと水蒸気とからなる処理ガスによって、有機物層を除去する際、有機物層の除去処理の開始から所定時間内における処理温度を８０〜１００℃に保持し、その後、処理温度を１００℃より高い所定温度に保持する。すなわち、除去処理の開始時には、加熱手段１８によって処理室１４の内部を、８０〜１００℃に保持することにより、被処理部材１２の温度を比較的低い８０〜１００℃に保持する。これにより、オゾンの溶解した水蒸気が被処理部材１２の表面に付着しやすくなる。このため、有機物層の除去が速やかに進行する。そして、除去処理の開始から所定時間経過したならば、被処理部材１２の温度（処理温度）を１００℃より高い温度、例えば１２０〜１５０℃に上げる。
【００３１】
除去処理の開始からの所定時間は、有機物層を形成している有機物の種類、厚さによって異なる。有機物層が例えば厚さ１μｍのレジスト膜である場合、３０秒に設定してよい。３０秒経過後の処理温度が１２０℃より低い場合、レジスト膜の下に２種の金属からなる金属層があると、レジスト膜が除去された部分の金属層に電食などのダメージを与えるおそれがある。また、処理温度が１５０℃を超えると、被処理部材１２の表面に接触するオゾンの溶解した水蒸気が少なくなり、残存する有機物層の除去に時間がかかる。
【００３２】
本発明の第３実施形態に係る有機物層の除去方法は、まず、オゾンガスと水蒸気とからなる処理ガス中のオゾンガスと水蒸気との体積比と、除去処理温度との関係についての金属層にダメージを与えない境界条件を予め求める。そして、実際に有機物層を除去する場合、処理ガスによる有機物層の除去処理開始から所定の時間内においては、水蒸気に対するオゾンガスの量を境界条件より多くし、その後、オゾンガスと水蒸気との体積比を境界条件近傍にする。
【００３３】
発明者らの研究によると、金属にダメージを与えるオゾンガスの量と水蒸気の量、処理温度との間には一定の関係があることがわかった。図２は、その結果を示したものである。図２の横軸は、オゾンガスに対する水蒸気の量を体積比として表したもので、オゾンガスの量が１に対して水蒸気の量をいくつにしたかを体積比で示している。すなわち、横軸の数値「１」はオゾンガスが１Ｌのとき、水蒸気が１Ｌであることを示し、横軸の数値「４」はオゾンガスが１Ｌのとき、水蒸気が４Ｌであることを示している。なお、ここでオゾンガスとは、オゾン濃度が２３０ｇ／ｍ３のオゾンガスである。
【００３４】
また、図２の縦軸は、処理温度、実際的には被処理部材１２の温度を示している。そして、図２に示した直線ａの左側が金属にダメージを与えない領域であり、直線ａの右側が金属にダメージを与える領域である。すなわち、直線ａが金属にダメージを与えない境界条件となる。また、図２の破線ｂは、これより下の領域では有機物層の除去速度が遅く、デバイスの製造プロセスにおいて実用できるような除去速度が得られないことを示し、破線ｂより上の領域において処理することが望ましいことを示している。
【００３５】
図２からわかるように、水蒸気の量を多くするほど処理温度を高くすべきことを示している。これは、水蒸気の量が多くなると、被処理部材１２の表面に付着しやすくなり、有機物層を均一に除去することが困難になるとともに、金属や他の物質にダメージを与えるおそれがあるためである。なお、図２の実験においては、金属としてアルミニウムの薄膜を使用している。
【００３６】
そこで、第３実施形態の有機物層の除去方法においては、除去処理の開始から所定時間内は、図２の直線ａの左側であって、破線ｂの上の領域において、オゾンガスの量を境界条件より多くする。例えば、オゾン濃度が２３０ｇ／ｍ３のオゾンガスの体積を１としたときに、水蒸気の体積を１．５にする。これにより、水蒸気に溶け込むオゾンの濃度が高くなってＯＨラジカルが多く生成され、被処理部材１２の表面に存在する有機物層の除去を速やかに行なうことができる。除去処理開始からの所定時間は、有機物層を形成している有機物の種類、厚さによって異なる。例えば、厚さが１μｍ程度のレジスト膜の場合、３０秒に設定するとよい。
【００３７】
上記の所定時間が経過したならば、水蒸気の量を増やして、金属にダメージを与えない領域であって、境界条件の近傍におけるオゾンガスに対する水蒸気の体積比とする。これにより、水蒸気中のオゾン濃度が低下し、電食による金属へのダメージが避けられる。ただし、境界条件（直線ａ）より右側とならないように充分に注意する。これにより、金属層に電食などのダメージを与えずに有機物層を迅速に除去することができる。
【００３８】
本発明の第４実施形態に係る有機物層の除去方法は、処理ガスによる有機物層の除去処理の開始から所定時間内においては、オゾンガスのオゾン濃度を１５０〜２３０ｇ／Ｎｍ３にする。そして、所定時間が経過したのちは、オゾンガスのオゾン濃度を１５０ｇ／Ｎｍ３より小さい所定濃度、例えば５０〜１００ｇ／Ｎｍ３にする。
【００３９】
金属層にダメージを与えるおそれが小さい除去処理の開始段階においては、オゾンガス濃度を高くして水蒸気へのオゾンの溶け込み量を多くする。これにより、被処理部材１２の表面に存在する有機物層を速やかに除去することができる。除去処理開始からの所定時間は、有機物層を形成している有機物の種類、厚さによって異なる。例えば、厚さが１μｍ程度のレジスト膜の場合、３０秒に設定するとよい。
【００４０】
所定時間が経過したならば、オゾンガスのオゾン濃度を５０〜１００ｇ／Ｎｍ３にする。これにより、水蒸気へのオゾンの溶け込み量が少なくなり、金属に対する電食などのダメージを防ぐことができる。オゾンガスのオゾン濃度が５０ｇ／Ｎｍ３より小さくなると、残存している有機物層の除去に時間がかかる。また、オゾンガスのオゾン濃度が１００ｇ／Ｎｍ３より大きくなると、金属層にダメージを与えるおそれがある。
【００４１】
なお、前記の説明においては、第１実施形態ないし第４実施形態の除去方法を単独で実施する場合について説明したが、本発明は、これらの除去処理の、任意の複数を同時に行なうことができる。例えば、第１実施形態の有機物層の除去方法と、第２実施形態の有機物層の除去方法とを同時に行なうことができるし、第１実施形態から第４実施形態までの各有機物層の除去方法を同時に実施することができる。
【００４２】
なお、図３に示したような試料を作成し、処理ガスの圧力による金属へのダメージの状態を調べた。この試料（被処理部材）５０は、同図（１）、（２）に示したように、水晶基板５２の上にクロム薄膜５４をスパッタリングにより成膜し、その上に金薄膜５６をメッキにより堆積してある。そして、金薄膜５６の上にｉ線ポジレジスト（東京応化工業株式会社製ＯＦＰＲ８００ＬＢ）からなるレジスト膜５８を設けたものである。
【００４３】
この試料５０を図１に示した処理室１４に配置し、処理室１４にオゾンガスと水蒸気とを供給し、オゾンガスと水蒸気とからなる処理ガスによるレジスト膜５８の除去試験を行なった。処理温度（試料５０の温度）は、加熱手段１８によって１０５℃に保持した。また、処理室１４に供給したオゾンガスのオゾン濃度は１００ｇ／ｍ３であり、処理室１４に供給した水蒸気の温度は１２２℃である。そして、処理室１４内における処理ガスのオゾンガスと水蒸気との体積比は、オゾンガス１に対して水蒸気２．５にし、１８０秒間の除去処理を行なった。処理ガスの圧力は、図４に示したようになっている。
【００４４】
まず、図４の曲線Ａに示したように、第１実施形態の有機物層の除去方法と同様に、除去処理の開始と同時に処理ガスの圧力を増加させ、開始から１０秒程度で処理ガスの圧力を７５ｋＰａ程度にした。その後、圧力を徐々に低下させ、除去処理の開始から３０秒を超えたぐらいに処理ガスの圧力が６０ｋＰａを下回るようにした。そして、処理ガスの圧力が、約５５ｋＰａ程度となるようにオゾンガスと水蒸気との流量を調整し、その後、この流量を維持した。また、除去処理の開始から３０秒間は、処理ガス：水蒸気の体積比を１：１．５にした。そして、３０秒を経過したのちは、オゾンガス：水蒸気の体積比を１：２にした。このようにして行なったレジスト膜５８の除去処理は、クロム薄膜５４や金薄膜５６にダメージを与えることがなく、レジスト膜５８を良好に除去することができた。
【００４５】
一方、図４の曲線Ｂのように、レジスト膜５８の除去処理開始から１０秒程度で処理ガスの圧力を約８０ｋＰａに上昇させた。そして、処理ガスの圧力が７５〜８０ｋＰａとなるようにオゾンガスと水蒸気とを処理室１４に供給し、この処理ガスの供給量を維持して１８０秒間の除去処理を行なった。その結果、図３（３）に示したように、金薄膜５６の周囲のクロム薄膜５４が電食によって侵されて消失し、水晶基板５２が露出していた。また、金薄膜５６は、クロム薄膜５４が消失したため、浮き上がった状態であった。
【００４６】
次に、図４の曲線Ｃのように、レジスト膜５８の除去処理開始から１０秒ほどで処理ガスの圧力を６０ｋＰａ程度にし、この圧力が維持できるようにオゾンガスと水蒸気とを処理室１４に供給し、１８０秒間レジスト膜５８の除去処理を行なった。しかし、レジスト膜５８は、ほとんど除去することができなかった。したがって、この圧力では、実用的な処理速度を得ることが困難であって、処理時間が長くなることによってデバイスを構成する他の部材やデバイス特性への悪影響が懸念される。
【００４７】
なお、処理室１４へのオゾンガスと水蒸気との供給量を一定に保持しているのに処理ガス（処理室１４）の圧力が上昇する傾向にあるのは、高温度の水蒸気を供給しているため、処理室１４内の温度が上昇するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る有機物層の除去方法を実施する有機物層除去装置の説明図である。
【図２】金属にダメージを与えない境界条件の説明図である。
【図３】有機物層除去試験に使用した試料の説明図である。
【図４】有機物層除去試験の処理ガスの圧力条件を説明する図である。
【符号の説明】
１０………有機物層除去装置、１２………被処理部材、１４………処理室、１８………加熱手段、２０………水蒸気供給装置、２２………オゾンガス供給装置、３０………ガス供給装置、３６………ミストトラップ装置、３８………オゾンガス分解装置、５０………被処理部材（試料）、５２………水晶基板、５４、５６………金属層（クロム薄膜、金薄膜）、５８………有機物層（レジスト膜）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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