(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバー内に配置され、前記サセプタに対向するように配置された電極と、
前記電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に水蒸気又は水を導入する第２導入機構のみからなることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項２】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバーの外周に配置され、前記サセプタに保持された前記半導体基板を挟むように配置された対向電極と、
前記対向電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に水蒸気又は水を導入する第２導入機構のみからなることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項３】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバー内に配置され、前記サセプタに対向するように配置された電極と、
前記電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入する第２導入機構のみからなることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項４】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバーの外周に配置され、前記サセプタに保持された前記半導体基板を挟むように配置された対向電極と、
前記対向電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに接続され、前記チャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入する第２導入機構のみからなることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項５】
前記チャンバー内を減圧する排気ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のレジスト剥離装置。
【請求項６】
前記半導体基板を加熱する加熱装置をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のレジスト剥離装置。
【請求項７】
前記第１導入機構及び前記第２導入機構それぞれによる前記チャンバー内への導入口は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに配置されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載のレジスト剥離装置。
【請求項８】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバー内に配置され、前記サセプタに対向するように配置された電極と、
前記電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記電極に接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記電極に接続され、前記チャンバー内に水蒸気又は水を導入する第２導入機構のみからなり、
前記第１導入機構及び前記第２導入機構それぞれによる前記チャンバー内への導入口は前記電極の前記サセプタとの対向面に形成された複数の孔であって、前記複数の孔からシャワー状に前記オゾンガスと前記水蒸気又は水が吹き出されるようになっていることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項９】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記半導体基板を保持するサセプタと、
前記チャンバー内に配置され、前記サセプタに対向するように配置された電極と、
前記電極に接続された高周波電源と、
前記チャンバーに接続されるレジスト剥離用の物質を導入する導入機構と、
を具備し、
前記導入機構は、前記電極に接続され、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、前記電極に接続され、前記チャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入する第２導入機構のみからなり、
前記第１導入機構及び前記第２導入機構それぞれによる前記チャンバー内への導入口は前記電極の前記サセプタとの対向面に形成された複数の孔であって、前記複数の孔からシャワー状に前記オゾンガスと前記過酸化水素水が吹き出されるようになっていることを特徴とするレジスト剥離装置。
【請求項１０】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離方法であって、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと水蒸気又は水のみを導入し、高周波電源を用いて前記チャンバー内に前記オゾンガスと前記水蒸気又は水を含んだプラズマを発生させることによりレジストを剥離することを特徴とするレジスト剥離方法。
【請求項１１】
半導体基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離方法であって、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水のみを導入し、高周波電源を用いて前記チャンバー内に前記オゾンガスと前記過酸化水素水を含んだプラズマを発生させることによりレジストを剥離することを特徴とするレジスト剥離方法。
【請求項１２】
前記レジストを剥離する際、前記チャンバー内が所定の圧力に減圧されていることを特徴とする請求１０又は１１に記載のレジスト剥離方法。
【請求項１３】
前記レジストを剥離する際、前記半導体基板が加熱されていることを特徴とする請求項１０〜１２のうちいずれか１項記載のレジスト剥離方法。
【請求項１４】
前記レジストを剥離する際、前記オゾンガスと前記水蒸気又は水は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることを特徴とする請求項１０に記載のレジスト剥離方法。
【請求項１５】
前記レジストを剥離する際、前記オゾンガスと前記過酸化水素水は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることを特徴とする請求項１１に記載のレジスト剥離方法。
【請求項１６】
フォトリソグラフィ技術を用いて半導体基板の上にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストをマスクとして加工又はイオン注入する工程と、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと水蒸気又は水のみを導入し、高周波電源を用いて前記チャンバー内に前記オゾンガスと前記水蒸気又は水を含んだプラズマを発生させることにより、前記半導体基板から前記フォトレジストを剥離する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
フォトリソグラフィ技術を用いて半導体基板の上にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストをマスクとして加工又はイオン注入する工程と、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、前記チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水のみを導入し、高周波電源を用いて前記チャンバー内に前記オゾンガスと前記過酸化水素水を含んだプラズマを発生させることにより、前記半導体基板から前記フォトレジストを剥離する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記フォトレジストを剥離する工程において前記チャンバー内が所定の圧力に減圧されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記フォトレジストを剥離する工程において前記半導体基板が加熱されていることを特徴とする請求項１６〜１８のうちいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記フォトレジストを剥離する工程において前記オゾンガスと前記水蒸気又は水は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記フォトレジストを剥離する工程において前記オゾンガスと前記過酸化水素水は、前記チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト剥離装置、レジスト剥離方法、半導体装置及びその製造方法に係わり、特に、オゾン濃度を低下しても充分なレジスト剥離速度と充分なレジスト剥離性能を得ることができるレジスト剥離装置、レジスト剥離方法、半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製品や液晶製品の製造プロセスにおいて使用されるフォトレジストの剥離は、硫酸もしくはフェノールやアミン系の有機溶剤による加熱ウエット処理によって行っていた。最近は、薬液コストや環境負荷を低減するために、以下のようにオゾンを用いた剥離処理が行われるようになっている。
【０００３】
フォトレジストの剥離方法としては、加熱したウエハ上のフォトレジストにオゾンガスを供給してフォトレジストを剥離する第１の方法、加熱したウエハ上のフォトレジストにオゾン水を供給してフォトレジストを剥離する第２の方法、加熱したウエハ上のフォトレジストにオゾンガスと水蒸気（ミスト）を供給してフォトレジストを剥離する第３の方法が挙げられる。第３の方法は、他の方法に比べて剥離速度の向上化と枚葉化がし易い方法である。
【０００４】
以下に、この第３の方法について図６を参照しつつ説明する。
図６は、従来のレジスト剥離装置の概略を示す構成図である。
このレジスト剥離装置は、半導体製品や液晶製品の製造プロセスにおけるフォトレジスト膜を剥離する装置である。
【０００５】
このレジスト剥離装置はチャンバー１０１を有しており、このチャンバー１０１内にはウエハなどの試料１０２を保持するサセプタ１０３が配置されている。このサセプタ１０３には図示せぬ加熱手段が設けられており、この加熱手段によって試料１０２を所定の温度に保持することが可能となっている。
【０００６】
チャンバー１０１内には高濃度オゾンガス１０４を導入する配管１０５が接続されており、この配管は高濃度オゾンを発生させる図示せぬオゾネーター（オゾン発生装置）に接続されている。チャンバー１０１内には水蒸気１０６を導入する配管１０７が接続されており、この配管は水蒸気発生装置（図示せず）に接続されている。チャンバーにはガスを排気する排気孔１０８が設けられている。
【０００７】
次に、図６に示すレジスト剥離装置においてレジストを剥離する方法について説明する。
まず、半導体プロセスにおいてフォトリソグラフィ技術によりウエハ１０２上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、ウエハ上にフォトレジストのパターンを形成する。このフォトレジストのパターンをマスクとしてウエハにイオン注入又はドライエッチングなどを行う。次いで、このウエハ１０２をサセプタ１０３上に載置し、加熱手段によりウエハ１０２を所定の温度に加熱する。
【０００８】
次いで、オゾネーターから発生させた高濃度オゾンガスをチャンバー１０１内に配管から導入し、この高濃度オゾンガスをウエハ１０２のフォトレジスト上に供給する。次いで、チャンバー内に水蒸気を配管から導入し、水蒸気をウエハのフォトレジスト上に供給する。これにより、ウエハ上のフォトレジストを高濃度オゾンと水蒸気により剥離する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のレジスト剥離装置では、１０％以上の濃度で１５リットル／分程度の大流量の高濃度オゾンガスが必要となるので、オゾネーターの寿命が短いという課題がある。また、オゾンのＴＬＶ値（作業許容濃度）は０．１ｐｐｍであり、オゾンは危険ガスに相当するので、作業の安全性を考えると低濃度化が望まれている。
【００１０】
また、上記従来のレジスト剥離装置では、レジスト剥離速度が充分ではなく、更なる剥離速度の向上が要求されている。また、レジスト剥離を常圧で処理することから、レジスト剥離の均一性が悪く、結果的に剥離時間をオーバーに取る必要があり、ウエハの大口径化に対する対応が困難である。また、レジストをマスクとしてイオンインプラントを行うと、そのレジストの表面に変質層が形成されてしまい、上記従来のレジスト剥離装置では、その表面変質層の除去が困難である。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、オゾン濃度を低下しても充分なレジスト剥離速度と充分なレジスト剥離性能を得ることができるレジスト剥離装置、レジスト剥離方法、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るレジスト剥離装置は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
このチャンバー内に配置され、被処理基板を保持するサセプタと、
チャンバー内に配置され、サセプタに対向するように配置された電極と、
この電極に接続された高周波電源と、
チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、
チャンバー内に水蒸気又は水を導入する第２導入機構と、
を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るレジスト剥離装置は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
このチャンバー内に配置され、被処理基板を保持するサセプタと、
チャンバーの外周に配置され、サセプタに保持された被処理基板を挟むように配置された対向電極と、
この対向電極に接続された高周波電源と、
チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、
チャンバー内に水蒸気又は水を導入する第２導入機構と、
を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るレジスト剥離装置は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
このチャンバー内に配置され、被処理基板を保持するサセプタと、
チャンバー内に配置され、サセプタに対向するように配置された電極と、
この電極に接続された高周波電源と、
チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、
チャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入する第２導入機構と、
を具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るレジスト剥離装置は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離装置であって、
チャンバーと、
このチャンバー内に配置され、被処理基板を保持するサセプタと、
チャンバーの外周に配置され、サセプタに保持された被処理基板を挟むように配置された対向電極と、
この対向電極に接続された高周波電源と、
チャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスを導入する第１導入機構と、
チャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入する第２導入機構と、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るレジスト剥離装置においては、前記チャンバー内を減圧する排気ポンプをさらに含むことも可能である。
【００１７】
また、本発明に係るレジスト剥離装置においては、前記被処理基板を加熱する加熱装置をさらに含むことも可能である。
【００１８】
また、本発明に係るレジスト剥離装置においては、前記第１導入機構及び第２導入機構それぞれによるチャンバー内へのガス導入口は、チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかに配置されていることも可能である。
【００１９】
また、本発明に係るレジスト剥離装置においては、前記第１導入機構及び第２導入機構それぞれによるチャンバー内へのガス導入口は前記電極のサセプタとの対向面に形成された複数の孔であって、前記電極の複数の孔からシャワー状にオゾンガスと水蒸気又は水が吹き出されるようになっていることも可能である。
【００２０】
また、本発明に係るレジスト剥離装置においては、前記第１導入機構及び第２導入機構それぞれによるチャンバー内へのガス導入口は前記電極のサセプタとの対向面に形成された複数の孔であって、前記電極の複数の孔からシャワー状にオゾンガスと過酸化水素水が吹き出されるようになっていることも可能である。
【００２１】
本発明に係るレジスト剥離方法は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離方法であって、
チャンバー内に被処理基板を保持し、このチャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと水蒸気又は水を導入し、チャンバー内にプラズマを発生させることを特徴とする。
【００２２】
上記レジスト剥離方法によれば、チャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスと水又は水蒸気を導入し、プラズマを印加することにより、フォトレジストの剥離を行っている。このようなレジスト剥離方法ではオゾン濃度を低下しても充分なレジスト剥離速度と充分なレジスト剥離性能を得ることができる。
【００２３】
本発明に係るレジスト剥離方法は、被処理基板に付着したレジストを剥離するレジスト剥離方法であって、
チャンバー内に被処理基板を保持し、このチャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入し、チャンバー内にプラズマを発生させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係るレジスト剥離方法においては、前記レジストを剥離する際、チャンバー内が所定の圧力に減圧されていることも可能である。
【００２５】
また、本発明に係るレジスト剥離方法においては、前記レジストを剥離する際、被処理基板が常温より高い温度に加熱されていることも可能である。
【００２６】
また、本発明に係るレジスト剥離方法においては、前記レジストを剥離する際、オゾンガスと水蒸気又は水は、チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることも可能である。
【００２７】
また、本発明に係るレジスト剥離方法においては、前記レジストを剥離する際、オゾンガスと過酸化水素水は、チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることも可能である。
【００２８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体基板の上にフォトレジストを形成する工程と、
このフォトレジストをマスクとして加工又はイオン注入する工程と、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、このチャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと水蒸気又は水を導入し、チャンバー内にプラズマを発生させることにより、半導体基板からフォトレジストを剥離する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体基板の上にフォトレジストを形成する工程と、
このフォトレジストをマスクとして加工又はイオン注入する工程と、
チャンバー内に前記半導体基板を保持し、このチャンバー内に濃度が１０％以下のオゾンガスと濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を導入し、チャンバー内にプラズマを発生させることにより、半導体基板からフォトレジストを剥離する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記フォトレジストを剥離する工程においてチャンバー内が所定の圧力に減圧されていることも可能である。
【００３１】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記フォトレジストを剥離する工程において半導体基板が常温より高い温度に加熱されていることも可能である。
【００３２】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記フォトレジストを剥離する工程においてオゾンガスと水蒸気又は水は、チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることも可能である。
【００３３】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記フォトレジストを剥離する工程においてオゾンガスと過酸化水素水は、チャンバーの下側、上側及び側面のうちのいずれかから導入されていることも可能である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る第１の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図である。このレジスト剥離装置は、半導体製品や液晶製品の製造プロセスにおけるフォトレジスト膜を剥離する装置である。
【００３５】
レジスト剥離装置はチャンバー１を有しており、このチャンバー１内にはウエハなどの試料２を保持するサセプタ３が配置されている。このサセプタ３は接地電位に接続されている。チャンバー内において、サセプタ３の上方には平行平板の上面電極９が配置されており、この上面電極９は高周波電源１０に接続されている。上面電極９とサセプタ３との間に試料２が配置されるようになっている。
【００３６】
チャンバー１内には濃度１０％以下の中濃度オゾンガス４を導入する配管５が接続されており、この配管は中濃度オゾンガスを発生させる図示せぬオゾネーター（オゾン発生装置）に接続されている。チャンバー１内には水蒸気又は水６を導入する配管７が接続されており、この配管は水蒸気発生装置（図示せず）又は水のタンク（図示せず）に接続されている。即ち、チャンバー内には水を直接導入しても良いし、また水蒸気化してからチャンバー内に導入しても良い。
【００３７】
チャンバーにはガスを排気する排気孔８が設けられており、この排気孔８は排気ポンプ１１に接続されている。また、レジスト剥離装置には図示せぬ制御部が設けられており、この制御部によって種々の条件で装置を動かしてレジストを剥離することが可能となる。
【００３８】
次に、図１に示すレジスト剥離装置においてレジストを剥離する方法について図２を参照しつつ説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すレジスト剥離装置を用いてレジストを剥離する方法を説明する断面図である。
【００３９】
まず、図２（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてシリコン基板（ウエハ）２の表面上にフォトレジスト膜１３を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、シリコン基板２上にフォトレジストパターン１３を形成する。次いで、このフォトレジストパターン１３をマスクとしてシリコン基板に不純物イオン１４をイオン注入する。これにより、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板２の表面には不純物イオン１４ａが導入される。
【００４０】
次いで、図１に示すように、シリコン基板２をサセプタ３上に載置する。次いで、排気ポンプ１１によってチャンバー内を所定圧力（例えば数Ｔｏｒｒ）に減圧する。次いで、配管５からチャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスを数リットル／分のガス流量で導入し、配管７からチャンバー内に水蒸気又は水を導入する。即ち、減圧チャンバー内に水を直接導入しても良いし、水蒸気発生装置により水蒸気化してからチャンバー内に導入しても良い。水蒸気の場合は、０．５〜５リットル／分の流量とし、水の場合は、１〜５ｇ／分程度の流量とする。なお、Ａｒ、Ｎ2、Ｈｅなどのガスをチャンバー内に導入して圧力を調整しても良い。
【００４１】
次いで、上面電極９に高周波電源１０から高周波を印加することにより、シリコン基板のフォトレジスト上に常温でプラズマを発生させる。これによって、フォトレジストの材料がオゾンガスと反応してカルボニル化合物が生成され、このカルボニル化合物が水蒸気又は水に溶けて排気孔８からチャンバー外に排出される。このようにして、図２（ｃ）に示すように、シリコン基板２からフォトレジスト１３を剥離する。この際のレジスト剥離速度は１μｍ／分以上である。
【００４２】
次いで、シリコン基板２を水洗し、乾燥させた後、シリコン基板２に所定温度で所定時間の熱処理を施すことにより、シリコン基板２には不純物拡散層（図示せず）が形成される。
【００４３】
上記第１の実施の形態によれば、チャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスと水又は水蒸気を導入し、プラズマを印加することにより、フォトレジストの剥離を行っている。このようなレジスト剥離方法ではオゾン濃度を低下しても充分なレジスト剥離速度と充分なレジスト剥離性能を得ることができる。また、オゾンガスの流量を数リットル／分程度とすることができ、従来技術のような大流量のオゾンガスは必要ではない。従って、オゾネーター（オゾン発生装置）の寿命を長くすることが可能となり、低コスト化が可能となる。
【００４４】
また、危険なオゾンガスの濃度を１０％以下と従来の使用濃度より低くすることで、作業の安全性を高めることができ、環境負荷の低減を図ることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、レジスト剥離速度を１μｍ／分以上とすることができ、従来のレジスト剥離装置に比べてレジスト剥離速度を向上させることができる。また、レジスト剥離の均一性を良くすることができるので、品質の向上を図ることができ、剥離時間をオーバーに取る必要がなくなり、ウエハの大口径化に対応することも容易となる。従って、フォトレジストを用いたウエハの量産加工性を向上させることができる。
【００４６】
また、図２（ａ）に示すように、フォトレジスト１３をマスクとしてイオンインプラントを行うと、そのフォトレジスト１３の表面に剥離が困難な変質層が形成されてしまうが、本実施の形態によるレジスト剥離装置では、このようなフォトレジストでも容易に剥離することができる。
【００４７】
尚、上記第１の実施の形態では、チャンバー１の下方から中濃度オゾンガス及び水蒸気又は水をチャンバー内に導入しているが、他の方向から中濃度オゾンガス及び水蒸気又は水をチャンバー内に導入することも可能であり、例えば、チャンバーの上面又は側面から中濃度オゾンガスなどを導入することも可能である。
【００４８】
また、上記第１の実施の形態では、フォトレジストパターンをマスクとしてイオン注入を行う例を挙げているが、フォトレジストパターンをマスクとしてエッチング加工を行った後、このフォトレジストパターンをレジスト剥離装置で剥離することも可能である。
【００４９】
また、上記第１の実施の形態では、レジストを剥離する際の温度条件を常温としているが、他の温度条件、例えば常温より高い温度でレジストを剥離することも可能であり、常温より高い温度とすることで、より効率よくレジストを剥離することができる。この場合、レジスト剥離装置には試料２を加熱する加熱装置（図示せず）が設けられている。
【００５０】
また、上記第１の実施の形態では、レジスト剥離時にチャンバー内に中濃度オゾンガスと水蒸気又は水を導入しているが、レジスト剥離時にチャンバー内に中濃度オゾンガスと過酸化水素水を導入することも可能である。この場合、オゾンガスの濃度は１〜１０％であり、オゾンガス流量は数リットル／分であり、過酸化水素水の濃度は３０〜６０％であり、過酸化水素水の流量は０．５〜１．５ｇ／分である。
【００５１】
また、上記第１の実施の形態では、レジスト剥離装置を半導体製造プロセスに用いているが、レジスト剥離装置を他の製造プロセスに用いることも可能であり、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造に用いることも可能である。
【００５２】
また、上記第１の実施の形態では、レジスト剥離装置を単体で使用しているが、レジスト剥離装置をマルチチャンバーに組み込んで使用することも可能である。
【００５３】
図３は、本発明に係る第２の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
サセプタ３の上方には上面電極１９が配置されており、この上面電極のサセプタとの対向面には導入ガスをシャワー状に吹き出す複数の孔が設けられている。これら複数の孔は配管５，７に繋げられている。つまり、中濃度オゾンガス４は配管５及び上面電極内を通って複数の孔からチャンバー内のウエハ上に吹き出され、水蒸気又は水６は配管７及び上面電極内を通って複数の孔からチャンバー内のウエハ上に吹き出されるようになっている。
【００５５】
図３のレジスト剥離装置を用いてレジストを剥離する場合、シリコン基板２をサセプタ３上に載置し、上面電極１９の複数の孔からチャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスを数リットル／分のガス流量で吹き出し、上面電極の複数の孔からチャンバー内に水蒸気又は水を吹き出し、上面電極１９に高周波電源１０から高周波を印加することにより、シリコン基板のフォトレジスト上に常温でプラズマを発生させる。
【００５６】
上記第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
図４は、本発明に係る第３の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図であり、第１の実施の形態と同一部分の説明はなるべく省略する。
【００５８】
レジスト剥離装置は石英製又はＡｌ合金製のチャンバー２１を有しており、このチャンバー２１内にはウエハなどの試料２を保持するサセプタ３が配置されている。チャンバー２１の側面の外周には外周対向電極２２が配置されている。この外周対向電極２２の一方には高周波電源１０に接続されており、外周対向電極２２の他方には接地電位に接続されている。外周対向電極２２は、試料２の上を囲むように配置されている。
【００５９】
チャンバー２１内には濃度１０％以下の中濃度オゾンガス４を導入する配管５が接続されており、この配管は中濃度オゾンガスを発生させる図示せぬオゾネーター（オゾン発生装置）に接続されている。チャンバー２１内には水蒸気又は水６を導入する配管７が接続されており、この配管は水蒸気発生装置（図示せず）又は水のタンク（図示せず）に接続されている。即ち、チャンバー内には水を直接導入しても良いし、また水蒸気化してからチャンバー内に導入しても良い。
【００６０】
チャンバーにはガスを排気する排気孔８が設けられており、この排気孔８は排気ポンプ１１に接続されている。また、レジスト剥離装置には図示せぬ制御部が設けられており、この制御部によって種々の条件で装置を動かしてレジストを剥離することが可能となる。
【００６１】
次に、図４に示すレジスト剥離装置においてレジストを剥離する方法について説明する。
【００６２】
まず、第１の実施の形態と同様の方法で、シリコン基板２上にフォトレジストパターンを形成し、イオン注入工程を施した後に、シリコン基板２をサセプタ３上に載置する。次いで、排気ポンプ１１によってチャンバー内を所定圧力（例えば数Ｔｏｒｒ）に減圧する。次いで、配管５からチャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスを数リットル／分のガス流量で導入し、配管７からチャンバー内に水蒸気又は水を導入する。なお、Ａｒ、Ｎ2、Ｈｅなどのガスをチャンバー内に導入して圧力を調整しても良い。
【００６３】
次いで、外周対向電極２２に高周波電源１０から高周波を印加することにより、シリコン基板のフォトレジスト上に常温でプラズマを発生させる。これによって、フォトレジストの材料がオゾンガスと反応してカルボニル化合物が生成され、このカルボニル化合物が水蒸気又は水に溶けて排気孔８からチャンバー外に排出される。このようにして、シリコン基板２からフォトレジストを剥離する。この際のレジスト剥離速度は１μｍ／分以上である。
【００６４】
次いで、シリコン基板２を水洗し、乾燥させた後、シリコン基板２に所定温度で所定時間の熱処理を施すことにより、シリコン基板２には不純物拡散層（図示せず）が形成される。
【００６５】
上記第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
図５は、本発明に係る第４の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図であり、図３と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
上面電極１９は配管１７を介してベーパーライザー（気化器）２５に接続されており、このベーパーライザー２５はポンプ２４を介して過酸化水素水ボトル２３に接続されている。つまり、過酸化水素水は、ボトル２３からポンプ２４によってベーパーライザー２５に導入され、ベーパーライザーによって気化されて配管１７及び上面電極内を通って複数の孔からチャンバー内のウエハ上に吹き出されるようになっている。
【００６８】
図５のレジスト剥離装置を用いてレジストを剥離する場合、シリコン基板２をサセプタ３上に載置し、減圧後上面電極１９の複数の孔からチャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスを数リットル／分のガス流量で吹き出し、上面電極の複数の孔からチャンバー内に濃度が３０％以上６０％以下の過酸化水素水を０．５ｇ／分以上３．０ｇ／分以下の流量で吹き出させ、上面電極１９に高周波電源１０から高周波を印加することにより、シリコン基板のフォトレジスト上に常温でプラズマを発生させる。
【００６９】
上記第４の実施の形態においても第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、過酸化水素水を用いているので、オゾンガス量をより低くすることができ、低いオゾンガス量で均一な高速剥離が可能となる。
【００７０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、前述したレジスト剥離装置には図示していないが、チャンバーと排気ポンプとの間には開閉バルブや圧力制御バルブ、又チャンバーからウエハを取り出す際のガスパージシステム、更に搬送システムなどを装置が保有することも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、チャンバー内に１０％以下の中濃度オゾンガスと水又は水蒸気を導入し、プラズマを印加することにより、フォトレジストの剥離を行っている。したがって、オゾン濃度を低下しても充分なレジスト剥離速度と充分なレジスト剥離性能を得ることができるレジスト剥離装置、レジスト剥離方法、半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すレジスト剥離装置を用いてレジストを剥離する方法を説明する断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図である。
【図４】本発明に係る第３の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図である。
【図５】本発明に係る第４の実施の形態によるレジスト剥離装置を概略的に示す構成図である。
【図６】従来のレジスト剥離装置の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１，２１，１０１…チャンバー
２，１０２…試料（シリコン基板、ウエハ）
３，１０３…サセプタ
４…中濃度オゾンガス
５，７，１７，１０５，１０７…配管
６…水蒸気又は水
８，１０８…排気孔
９，１９…上面電極
１０…高周波電源
１１…排気ポンプ
１３…フォトレジスト
１４，１４ａ…不純物イオン
２２…外周対向電極
２３…過酸化水素水ボトル
２４…ポンプ
２５…ベーパーライザー（気化器）
１０４…高濃度オゾン
１０６…水蒸気
【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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