[发明专利]去除抗蚀剂的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除半导体器件生产过程中形成于基板表面上的抗蚀 剂、特别是高剂量离子注入的抗蚀剂的技术。

背景技术

作为去除在基板上形成的高剂量离子注入的抗蚀剂的技术，已在下面 的专利文件中公开了提出的各种技术。

专利文件1公开了一种等离子体处理方法和实际应用该方法的装置， 其中使用螺旋波等离子体处理并辅助以基板偏压感应装置和基板加热装置 将等离子体处理施加于基板上。具体地说，通过同时利用采用螺旋波等离 子体的高离子电流的离子模式重等离子体处理和采用非共振电感耦合等离 子体的激进模式的重等离子体处理，去除了形成在基板上的抗蚀剂掩模。

专利文件2公开了另一种等离子体处理方法和实际应用该方法的装置， 其中将灰化处理施加到基板上的抗蚀剂掩模的硬化变质层上，这是使用带 有由对紫外线透明的电介质材料制成的透明钟罩的螺旋等离子体发生器的 等离子体处理设备进行的。在随后的步骤中，基板上的抗蚀剂掩模的非变 质层在臭氧气体中受到紫外线辐射而灰化。

专利文件3公开了一种去除抗蚀剂的方法和实际应用该方法的装置， 其中基板被加热以造成基板表面上的抗蚀剂出现爆裂现象。基板冷却后， 抗蚀剂用胶带剥离然后通过氧等离子体和臭氧气体的组合或紫外线与臭氧 气体的组合继续进行灰化。

对于高剂量离子注入的抗蚀剂，硬化层像薄膜一样形成于基板表面上。 由于该抗蚀剂下方有软抗蚀剂(非变质层)，在高温下加热基板，例如在 400℃以上，引起因非变质下层的排气和热膨胀差异而导致基板表面开裂并 被吹掉的所谓爆裂现象。基板表面吹掉的硬化层不仅污染基板而且污染放 置基板的腔体内部。因此，在专利文件3中描述的去除抗蚀剂的方法(其 中作为例子使用加热过程)未能得到满意的器件生产产率。此外，由于需 要缩短生产设备的维修周期，基板的生产量受到影响。

虽然在专利文件1和2中公开的处理方法可以抑制爆裂现象，然而， 这些方法中需要提供一个等离子体发生器。等离子体发生器价格昂贵，并 且如果提供这种等离子体发生器，去除抗蚀剂的设备将增大尺寸。此外， 这会导致抗蚀剂去除所需的能源成本的增加。

专利文件1：日本特许公开平8-69896号公报。

专利文件2：日本特许公开平8-139004号公报。

专利文件3：日本特许公开平9-27473号公报。

发明内容

为了解决上述问题，这里提供一种去除抗蚀剂的方法，其中为了去除 基板上的抗蚀剂，将臭氧气体、不饱和烃气体和水蒸汽以低于大气压的压 力供给基板。

此外，一种为了解决上述问题的抗蚀剂去除装置配备有容纳基板的腔 体，并将臭氧气体、不饱和烃气体和水蒸汽以低于大气压的压力供给该腔 体。

依据上述抗蚀剂去除方法和抗蚀剂去除装置，抗蚀剂的去除能在100℃ 或以下的温度下进行，因此，即使在对高剂量离子注入的抗蚀剂的处理中， 将不希望的爆裂现象抑制。此外，由于从基板上去除抗蚀剂是在低于大气 压的减压情况下进行的，即使使用有爆炸危险的高浓度臭氧气体，安全也 有保障。上述不饱和烃气体的实例为具有碳碳双键的烃类(烯属烃)如乙 烯气体，具有碳碳三键的烃类(炔属烃)如乙炔和低分子量的烃类如丁烯 等。

在上述的抗蚀剂去除装置中，臭氧气体的供应可以通过产生超高浓度 臭氧气体的臭氧气体发生器实现，该发生器使含有臭氧的气体借助蒸汽压 力差发生液化分离然后蒸发液化的臭氧。抗蚀剂能通过使用超高浓度臭氧 气体而有效地去除。应当注意的是，臭氧气体不限于上述超高浓度臭氧气 体。

在去除离子注入的抗蚀剂的情况下，可以优选将超纯水供给已经被臭 氧气体、不饱和烃气体和水蒸汽处理过的基板。这是因为在半导体生产过 程中注入离子的情况下，多数情况下离子在低蒸汽压下通过氧化反应生成 化合物。因此，即使在抗蚀剂被完全去除之后，这样产生的化合物留在基 板表面上形成了残留物。但是，这种残留物形成水溶性化合物，因此该残 留物通过超纯水很容易除掉。