JPH05100435A - 薄膜除去方法 - Google Patents
薄膜除去方法Info
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- JPH05100435A JPH05100435A JP25893791A JP25893791A JPH05100435A JP H05100435 A JPH05100435 A JP H05100435A JP 25893791 A JP25893791 A JP 25893791A JP 25893791 A JP25893791 A JP 25893791A JP H05100435 A JPH05100435 A JP H05100435A
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- protective film
- thin film
- laser
- irradiation
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギービームの照射によりウエハ上のレ
ジスト層を部分的に除去する際に発生するフレアによる
除去領域周辺のレジスト層の感光を防止する。 【構成】 レジスト層２１の表面に、レジスト除去用の
ＡｒＦエキシマレーザに対してほぼ不透明な保護膜２
０、例えばＰＶＰを被着する。さらに、保護膜２０のＡ
ｒＦエキシマレーザに対する吸収特性に応じてＡｒＦエ
キシマレーザのエネルギー密度Ｐを調整する。これによ
り、保護膜２０の上からＡｒＦエキシマレーザを照射す
ることによって、所望領域（除去領域）内の保護膜２０
とレジスト層２１とが除去される。
ジスト層を部分的に除去する際に発生するフレアによる
除去領域周辺のレジスト層の感光を防止する。 【構成】 レジスト層２１の表面に、レジスト除去用の
ＡｒＦエキシマレーザに対してほぼ不透明な保護膜２
０、例えばＰＶＰを被着する。さらに、保護膜２０のＡ
ｒＦエキシマレーザに対する吸収特性に応じてＡｒＦエ
キシマレーザのエネルギー密度Ｐを調整する。これによ
り、保護膜２０の上からＡｒＦエキシマレーザを照射す
ることによって、所望領域（除去領域）内の保護膜２０
とレジスト層２１とが除去される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハや
ガラスプレート等の基板上に被着された薄膜（フォトレ
ジスト層）に選択的にエネルギービームを照射すること
により、薄膜の所望の部分を除去する方法に関するもの
である。
ガラスプレート等の基板上に被着された薄膜（フォトレ
ジスト層）に選択的にエネルギービームを照射すること
により、薄膜の所望の部分を除去する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子製造の光リソグラフィ工程で
は、ウエハ上で露光領域に付随して設けられたアライメ
ントマーク（位置合わせ用マーク）を含む部分領域に光
ビームを照射し、当該マークからの光情報を光電検出す
ることによって、重ね合わせ露光すべきレチクルやマス
クのパターンとウエハ（露光領域）とを相対的に位置合
わせしている。通常、ウエハのアライメントは、アライ
メントマークに光ビームを照射し、当該マークから発生
する反射光、散乱光、または回折光等を光電検出するこ
とによって行われる。
は、ウエハ上で露光領域に付随して設けられたアライメ
ントマーク（位置合わせ用マーク）を含む部分領域に光
ビームを照射し、当該マークからの光情報を光電検出す
ることによって、重ね合わせ露光すべきレチクルやマス
クのパターンとウエハ（露光領域）とを相対的に位置合
わせしている。通常、ウエハのアライメントは、アライ
メントマークに光ビームを照射し、当該マークから発生
する反射光、散乱光、または回折光等を光電検出するこ
とによって行われる。
【０００３】しかしながら、露光前のウエハには必然的
にレジストが被着されているため、アライメントマーク
の検出はレジスト層（１〜２μｍの厚さ）を介して行わ
れることになる。アライメントを露光装置の投影光学系
を介して行う場合（ＴＴＬ方式：Through The Lens）、
投影光学系は強い色収差をもっているので、アライメン
トの際にも露光光（例えばｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ
等）を用いる必要があるが、当然ながら露光光はその大
部分がレジストに吸収されるため、アライメントマーク
から発生する光情報がレジスト層の影響で弱められてし
まうという不都合が生じる。
にレジストが被着されているため、アライメントマーク
の検出はレジスト層（１〜２μｍの厚さ）を介して行わ
れることになる。アライメントを露光装置の投影光学系
を介して行う場合（ＴＴＬ方式：Through The Lens）、
投影光学系は強い色収差をもっているので、アライメン
トの際にも露光光（例えばｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ
等）を用いる必要があるが、当然ながら露光光はその大
部分がレジストに吸収されるため、アライメントマーク
から発生する光情報がレジスト層の影響で弱められてし
まうという不都合が生じる。
【０００４】また、アライメントマークが微小な段差構
造をとることから、マーク周辺でレジスト層の膜厚が不
均一になることは避けられない。このため、薄膜固有の
干渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいはマー
ク両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりするこ
と等によって、アライメント精度が低下し得るという問
題があった。
造をとることから、マーク周辺でレジスト層の膜厚が不
均一になることは避けられない。このため、薄膜固有の
干渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいはマー
ク両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりするこ
と等によって、アライメント精度が低下し得るという問
題があった。
【０００５】さらに、パターンの微細化を図るために多
層レジストを使う場合等は、アランメントマークそのも
のが照明波長（露光波長）のもとで光学的に見えなくな
るといった現象が起こり得るため、アライメント精度の
確保はなかなか難しい問題となっている。そこで、アラ
イメント動作に先立って、エキシマレーザ等の紫外域の
高エネルギービームをマーク上部のレジスト層に照射す
ることでレジストを部分的に除去することが考えられて
いる。このレジスト除去のメカニズムは、有機高分子材
料からなるレジストにエキシマレーザのような高強度の
短パルス紫外光を照射すると、レーザを吸収した照射部
分のレジストの分子結合が切断されて、分解・飛散する
アブレーション過程に基づくものと考えられる。このア
ブレーションによる除去においては、除去される部分の
断面がシャープであり、照射部分の周囲に熱的な損傷・
歪がない等の利点がある。
層レジストを使う場合等は、アランメントマークそのも
のが照明波長（露光波長）のもとで光学的に見えなくな
るといった現象が起こり得るため、アライメント精度の
確保はなかなか難しい問題となっている。そこで、アラ
イメント動作に先立って、エキシマレーザ等の紫外域の
高エネルギービームをマーク上部のレジスト層に照射す
ることでレジストを部分的に除去することが考えられて
いる。このレジスト除去のメカニズムは、有機高分子材
料からなるレジストにエキシマレーザのような高強度の
短パルス紫外光を照射すると、レーザを吸収した照射部
分のレジストの分子結合が切断されて、分解・飛散する
アブレーション過程に基づくものと考えられる。このア
ブレーションによる除去においては、除去される部分の
断面がシャープであり、照射部分の周囲に熱的な損傷・
歪がない等の利点がある。
【０００６】ここで、従来のレジスト除去装置について
図５を用いて説明する。図５は従来装置の概略的な構成
を示すブロック図であって、レーザ光源１から射出した
紫外域に発振波長を有するレーザ光ＬＢは、可変絞り２
によって所定のビーム形状に成形された後、その大部分
がビームスプリッタ３を透過してシャッター４に至る。
図５を用いて説明する。図５は従来装置の概略的な構成
を示すブロック図であって、レーザ光源１から射出した
紫外域に発振波長を有するレーザ光ＬＢは、可変絞り２
によって所定のビーム形状に成形された後、その大部分
がビームスプリッタ３を透過してシャッター４に至る。
【０００７】シャッター４はレーザ光ＬＢを通過または
遮断させるものであり、シャッター４を透過したレーザ
光はミラー５で反射された後、対物レンズ６に入射す
る。そして、レーザ光ＬＢは対物レンズ６で結像され、
ウエハ７上で可変絞り２の開口形状となって、ウエハ７
上のレジスト層を照射する。レーザ光ＬＢが照射された
部分のレジストは、レーザ光ＬＢのエネルギーによりそ
の分子結合が切断され、さらには気体または微粒子とな
ってレジスト層より飛散する。尚、可変絞り２はレジス
ト層を除去すべきウエハ７上の領域（少なくともアライ
メントマークを含む部分領域）の形状、大きさに対応し
てその開口部が可変となるように構成されている。
遮断させるものであり、シャッター４を透過したレーザ
光はミラー５で反射された後、対物レンズ６に入射す
る。そして、レーザ光ＬＢは対物レンズ６で結像され、
ウエハ７上で可変絞り２の開口形状となって、ウエハ７
上のレジスト層を照射する。レーザ光ＬＢが照射された
部分のレジストは、レーザ光ＬＢのエネルギーによりそ
の分子結合が切断され、さらには気体または微粒子とな
ってレジスト層より飛散する。尚、可変絞り２はレジス
ト層を除去すべきウエハ７上の領域（少なくともアライ
メントマークを含む部分領域）の形状、大きさに対応し
てその開口部が可変となるように構成されている。
【０００８】このようなレジスト層を除去するレーザ光
としては、ＡｒＦまたはＫｒＦエキシマレーザ、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの第３高調波や第４高調波、Ａｒイオンレ
ーザの５１４．５ｎｍの発振線の第２高調波等のように
波長域１５０ｎｍ〜３６０ｎｍに発振線をもつものが好
適である。ウエハ７は、ステージコントローラ８により
制御されてｘ方向とｙ方向とに二次元的に移動するＸＹ
ステージ９の上に載置されている。ＸＹステージ９の位
置は不図示のレーザ干渉計等によって常時検出され、ス
テージコントローラ８に位置情報としてフィードバック
される。ステージコントローラ８は、システムコントロ
ーラ１２からの位置決め指令（すなわち、レジスト層を
除去すべきアライメントマークの位置情報）に従い、干
渉計からの位置情報に基づいてモータ（不図示）を駆動
してＸＹステージ９を移動することによって、例えば
０．０１μｍ程度の精度で、レーザ光ＬＢの照射位置
（対物レンズ６の光軸位置）に対してウエハ７（すなわ
ち、アライメントマーク）を位置決めすることが可能と
なっている。
としては、ＡｒＦまたはＫｒＦエキシマレーザ、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの第３高調波や第４高調波、Ａｒイオンレ
ーザの５１４．５ｎｍの発振線の第２高調波等のように
波長域１５０ｎｍ〜３６０ｎｍに発振線をもつものが好
適である。ウエハ７は、ステージコントローラ８により
制御されてｘ方向とｙ方向とに二次元的に移動するＸＹ
ステージ９の上に載置されている。ＸＹステージ９の位
置は不図示のレーザ干渉計等によって常時検出され、ス
テージコントローラ８に位置情報としてフィードバック
される。ステージコントローラ８は、システムコントロ
ーラ１２からの位置決め指令（すなわち、レジスト層を
除去すべきアライメントマークの位置情報）に従い、干
渉計からの位置情報に基づいてモータ（不図示）を駆動
してＸＹステージ９を移動することによって、例えば
０．０１μｍ程度の精度で、レーザ光ＬＢの照射位置
（対物レンズ６の光軸位置）に対してウエハ７（すなわ
ち、アライメントマーク）を位置決めすることが可能と
なっている。
【０００９】一方、ビームスプリッタ３で反射したわず
かな量のレーザ光ＬＢは、集光レンズ１０によって照射
光量計１１の受光面に集められ、照射光量計１１はその
光量（光エネルギー）に応じた光電信号をシステムコン
トローラ１２に出力する。システムコントローラ１２
は、ステージコントローラ８にウエハ７のレーザ光ＬＢ
に対する位置決めのための指令を与えるとともに、レー
ザ光源１の発光（発振）を制御するためのレーザ制御系
１５、及び／またはシャッター４の駆動系（不図示）に
対して、１つの部分領域内のレジスト層を除去するのに
最適な照射光量が得られるような制御信号を与える。
かな量のレーザ光ＬＢは、集光レンズ１０によって照射
光量計１１の受光面に集められ、照射光量計１１はその
光量（光エネルギー）に応じた光電信号をシステムコン
トローラ１２に出力する。システムコントローラ１２
は、ステージコントローラ８にウエハ７のレーザ光ＬＢ
に対する位置決めのための指令を与えるとともに、レー
ザ光源１の発光（発振）を制御するためのレーザ制御系
１５、及び／またはシャッター４の駆動系（不図示）に
対して、１つの部分領域内のレジスト層を除去するのに
最適な照射光量が得られるような制御信号を与える。
【００１０】例えばレーザ光源１がエキシマレーザ等の
ようにパルスレーザを発生するものの場合、システムコ
ントローラ１２は照射光量計１１からの光電信号に基づ
いて、最適なレーザ出力値と必要とされるパルス数とを
算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御系１５に
出力する。尚、パルスレーザを使用する場合には、特に
シャッター４を設ける必要はなくなる。
ようにパルスレーザを発生するものの場合、システムコ
ントローラ１２は照射光量計１１からの光電信号に基づ
いて、最適なレーザ出力値と必要とされるパルス数とを
算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御系１５に
出力する。尚、パルスレーザを使用する場合には、特に
シャッター４を設ける必要はなくなる。
【００１１】一方、レーザ光源１が連続光を発生するも
のの場合、システムコントローラ１２は光電信号に基づ
いて最適なレーザ照射エネルギーと必要とされる照射時
間とを算出し、出力値に関してはレーザ制御系１５に制
御信号を送り、照射時間に関してはシャッター４に制御
信号を送る。また、ウエハ７上に形成されたアライメン
トマークを検出するためのアライメント光学系１３が、
例えば対物レンズ６と異なる位置に固設され、光電検出
器等を含むマーク検出器１４とともに、オフアクシス方
式でウエハ７のアライメント計測を行う。マーク検出器
１４からのアライメント信号はシステムコントローラ１
２に供給される。
のの場合、システムコントローラ１２は光電信号に基づ
いて最適なレーザ照射エネルギーと必要とされる照射時
間とを算出し、出力値に関してはレーザ制御系１５に制
御信号を送り、照射時間に関してはシャッター４に制御
信号を送る。また、ウエハ７上に形成されたアライメン
トマークを検出するためのアライメント光学系１３が、
例えば対物レンズ６と異なる位置に固設され、光電検出
器等を含むマーク検出器１４とともに、オフアクシス方
式でウエハ７のアライメント計測を行う。マーク検出器
１４からのアライメント信号はシステムコントローラ１
２に供給される。
【００１２】このアライメント信号はウエハ７上の特定
の位置に設けられたマークを検出したときに発生するも
のであり、本実施例ではその発生したときのＸＹステー
ジ９の位置をシステムコントローラ１２が基準点として
記憶することによって、レーザ光ＬＢの照射位置とウエ
ハ７上の任意の点（アライメントマーク等）との対応付
け（グローバルアライメント）が完了する。
の位置に設けられたマークを検出したときに発生するも
のであり、本実施例ではその発生したときのＸＹステー
ジ９の位置をシステムコントローラ１２が基準点として
記憶することによって、レーザ光ＬＢの照射位置とウエ
ハ７上の任意の点（アライメントマーク等）との対応付
け（グローバルアライメント）が完了する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレジスト（薄膜）除去方法においては、以
下に説明するような問題点があった。まず、照射される
レーザ光の最適なエネルギー値について、図４を用いて
説明する。図４はレジスト層に照射されるエネルギー密
度Ｐ（横軸）とレジスト層がアブレーション過程によっ
て除去される深さ（縦軸）との関係を示したものであ
る。この図から明らかなように、レーザ照射の単位パル
ス当たりのエネルギー密度Ｐ(J/cm2・pulse)が閾値Ｐth
を越えるまでは、レーザ光が照射されてもレジスト層は
除去されないが、エネルギー密度Ｐが閾値Ｐthを越える
と、レジスト層の除去深さはエネルギー密度Ｐに比例し
て増大する。この時に使用されるレーザ波長は、例えば
ＫｒＦエキシマレーザをその感光波長として設計された
レジストに対してはＫｒＦエキシマレーザの波長（２４
８ｎｍ）よりも短いものが適当である。なぜならば、一
般にレジストはその感光波長に対して吸収が小さくなる
ように設計されており、さらにポリマーからなるレジス
トは短波長の光ほどその吸収率が大きくなるからであ
る。例えばレーザ光源として波長が１９３ｎｍのＡｒＦ
エキシマレーザを用いた場合の閾値Ｐthは、一般のレジ
ストでは３０〜４０mJ/cm2・pulse の値を示す。実験に
おいて１パルス当たりのエネルギー密度を１００mJ/cm2
・pulse として、厚さ１μｍのレジストを完全に除去す
るのに約３０パルスのレーザ照射が必要であり、合計３
J/cm2 を要することがわかった。
ような従来のレジスト（薄膜）除去方法においては、以
下に説明するような問題点があった。まず、照射される
レーザ光の最適なエネルギー値について、図４を用いて
説明する。図４はレジスト層に照射されるエネルギー密
度Ｐ（横軸）とレジスト層がアブレーション過程によっ
て除去される深さ（縦軸）との関係を示したものであ
る。この図から明らかなように、レーザ照射の単位パル
ス当たりのエネルギー密度Ｐ(J/cm2・pulse)が閾値Ｐth
を越えるまでは、レーザ光が照射されてもレジスト層は
除去されないが、エネルギー密度Ｐが閾値Ｐthを越える
と、レジスト層の除去深さはエネルギー密度Ｐに比例し
て増大する。この時に使用されるレーザ波長は、例えば
ＫｒＦエキシマレーザをその感光波長として設計された
レジストに対してはＫｒＦエキシマレーザの波長（２４
８ｎｍ）よりも短いものが適当である。なぜならば、一
般にレジストはその感光波長に対して吸収が小さくなる
ように設計されており、さらにポリマーからなるレジス
トは短波長の光ほどその吸収率が大きくなるからであ
る。例えばレーザ光源として波長が１９３ｎｍのＡｒＦ
エキシマレーザを用いた場合の閾値Ｐthは、一般のレジ
ストでは３０〜４０mJ/cm2・pulse の値を示す。実験に
おいて１パルス当たりのエネルギー密度を１００mJ/cm2
・pulse として、厚さ１μｍのレジストを完全に除去す
るのに約３０パルスのレーザ照射が必要であり、合計３
J/cm2 を要することがわかった。
【００１４】一方、所望の除去領域にレーザ照射を行う
ための対物レンズ６に用いられる硝材、例えば石英ガラ
スに好適な反射防止コートは、これら紫外域のレーザ光
に対して十分に低い反射率を示すものは現在得られてい
ない。このため、この反射防止コートを施した石英ガラ
スからなる対物レンズでは、除去過程において数％程度
のフレアがレーザ照射領域周辺に発生することになる。
つまり、照射領域のエネルギー密度Ｐが３J/cm2 の場
合、その周囲には数十J/cm2 の照射が行われることとな
り、フレアによる除去領域以外のレジスト層の部分的な
感光によって、後工程のパターン露光、現像後のレジス
トパターン形状に影響を与えるといった不都合が生じ
る。例えば、レジストがポジ型の場合には膜減り現象が
生じ、ネガ型の場合にはパターン自身が形成されない場
合が起こり得る。近年、開発が盛んな高感度を特徴とす
る化学増幅型レジストではこれらの現象がより顕著にな
る。
ための対物レンズ６に用いられる硝材、例えば石英ガラ
スに好適な反射防止コートは、これら紫外域のレーザ光
に対して十分に低い反射率を示すものは現在得られてい
ない。このため、この反射防止コートを施した石英ガラ
スからなる対物レンズでは、除去過程において数％程度
のフレアがレーザ照射領域周辺に発生することになる。
つまり、照射領域のエネルギー密度Ｐが３J/cm2 の場
合、その周囲には数十J/cm2 の照射が行われることとな
り、フレアによる除去領域以外のレジスト層の部分的な
感光によって、後工程のパターン露光、現像後のレジス
トパターン形状に影響を与えるといった不都合が生じ
る。例えば、レジストがポジ型の場合には膜減り現象が
生じ、ネガ型の場合にはパターン自身が形成されない場
合が起こり得る。近年、開発が盛んな高感度を特徴とす
る化学増幅型レジストではこれらの現象がより顕著にな
る。
【００１５】本発明は、かかる点を鑑みてなされたもの
であり、エネルギービームの照射によってレジストの所
望領域を除去するにあたって、除去領域の周囲について
レジスト表面の感光を回避できるレジスト除去方法を提
供することを目的とするものである。
であり、エネルギービームの照射によってレジストの所
望領域を除去するにあたって、除去領域の周囲について
レジスト表面の感光を回避できるレジスト除去方法を提
供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明では、基板（ウエ
ハ）２２上に被着されたレジスト２１にエネルギービー
ムＬＢを選択的に照射することにより、レジスト２１の
所望の部分（例えばアライメントマークを含む部分領
域）を除去する薄膜除去方法において、レジスト２１の
表面にエネルギービームＬＢに対してほぼ不透明な保護
膜２０を被着するとともに、保護膜２０のエネルギービ
ームＬＢに対する吸収特性に応じてエネルギービームＬ
Ｂのエネルギー密度Ｐを調整し、保護膜２０の上からエ
ネルギービームＬＢを照射することによって所望の部分
の保護膜２０とレジスト２１とを除去することとした。
ハ）２２上に被着されたレジスト２１にエネルギービー
ムＬＢを選択的に照射することにより、レジスト２１の
所望の部分（例えばアライメントマークを含む部分領
域）を除去する薄膜除去方法において、レジスト２１の
表面にエネルギービームＬＢに対してほぼ不透明な保護
膜２０を被着するとともに、保護膜２０のエネルギービ
ームＬＢに対する吸収特性に応じてエネルギービームＬ
Ｂのエネルギー密度Ｐを調整し、保護膜２０の上からエ
ネルギービームＬＢを照射することによって所望の部分
の保護膜２０とレジスト２１とを除去することとした。
【００１７】また、レジスト２１を感光させる波長域の
光ビーム（パターン露光用照明光であって、例えばＫｒ
Ｆエキシマレーザ）に対する保護膜２０の吸収率が高い
ときには、エネルギービームＬＢの照射によって保護膜
２０とレジスト２１とを除去した後に、レジスト２１上
で除去されなかった保護膜２０を取り除くこととした。
光ビーム（パターン露光用照明光であって、例えばＫｒ
Ｆエキシマレーザ）に対する保護膜２０の吸収率が高い
ときには、エネルギービームＬＢの照射によって保護膜
２０とレジスト２１とを除去した後に、レジスト２１上
で除去されなかった保護膜２０を取り除くこととした。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。尚、本実施例ではレジストとして、その感光特性
（露光波長）が波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ
として設計されたものを対象とするとともに、レジスト
除去用のエネルギービームとしてＡｒＦエキシマレーザ
（波長１９３ｎｍ）を用いる場合を例に挙げて説明す
る。図３は、ＫｒＦエキシマレーザ用の標準的なレジス
トの分光透過スペクトルの一例を示している。
する。尚、本実施例ではレジストとして、その感光特性
（露光波長）が波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ
として設計されたものを対象とするとともに、レジスト
除去用のエネルギービームとしてＡｒＦエキシマレーザ
（波長１９３ｎｍ）を用いる場合を例に挙げて説明す
る。図３は、ＫｒＦエキシマレーザ用の標準的なレジス
トの分光透過スペクトルの一例を示している。
【００１９】ところで、ＡｒＦエキシマレーザの照射に
よってレジストを部分的に除去する際、例えばレジスト
表面からの光が対物レンズで反射しフレアとなって除去
領域周辺のレジストに入射し得る。そこで、本実施例で
は少なくともレジスト除去用のＡｒＦエキシマレーザに
対して光学的にほぼ不透明な薄膜、例えば水溶性高分子
であるＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）を、本発明にお
ける保護膜としてレジスト表面に被着しておくことにす
る。ここで、ＰＶＰの分光透過スペクトルを図２に示し
ておく。尚、保護膜はＡｒＦエキシマレーザに対して不
透明であることが望ましいが、図２に示したＰＶＰのよ
うに多少透過率を有していても構わない。また、ＡｒＦ
エキシマレーザに対してわずかながらでも吸収性がある
ものである。
よってレジストを部分的に除去する際、例えばレジスト
表面からの光が対物レンズで反射しフレアとなって除去
領域周辺のレジストに入射し得る。そこで、本実施例で
は少なくともレジスト除去用のＡｒＦエキシマレーザに
対して光学的にほぼ不透明な薄膜、例えば水溶性高分子
であるＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）を、本発明にお
ける保護膜としてレジスト表面に被着しておくことにす
る。ここで、ＰＶＰの分光透過スペクトルを図２に示し
ておく。尚、保護膜はＡｒＦエキシマレーザに対して不
透明であることが望ましいが、図２に示したＰＶＰのよ
うに多少透過率を有していても構わない。また、ＡｒＦ
エキシマレーザに対してわずかながらでも吸収性がある
ものである。
【００２０】さて、図１を参照して本実施例の除去方法
を簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ＡｒＦエ
キシマレーザＬＢの照射に先立ち、基板（ウエハ）２２
上のレジスト層２１の表面に、さらに保護膜としてのＰ
ＶＰをほぼ一様に被着する。この際、ＰＶＰ（保護膜）
２０はレジスト層２１の表面全体にわたって被着してお
いても、レジスト表面のうちレジストを除去すべき領域
を含む部分領域（すなわち、フレアによる照射が予想さ
れる除去領域を中心とした一定の領域）のみに被着して
おいても良い。
を簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ＡｒＦエ
キシマレーザＬＢの照射に先立ち、基板（ウエハ）２２
上のレジスト層２１の表面に、さらに保護膜としてのＰ
ＶＰをほぼ一様に被着する。この際、ＰＶＰ（保護膜）
２０はレジスト層２１の表面全体にわたって被着してお
いても、レジスト表面のうちレジストを除去すべき領域
を含む部分領域（すなわち、フレアによる照射が予想さ
れる除去領域を中心とした一定の領域）のみに被着して
おいても良い。
【００２１】次に、図１（ｂ）に示すようにＡｒＦエキ
シマレーザＬＢを、保護膜２０の上からレジスト層２１
の所望の領域に必要エネルギー量だけ照射し、保護膜２
０とともにレジスト層２１を除去する。この時、ＡｒＦ
エキシマレーザＬＢの照射領域内の保護膜２０とレジス
ト層２１とは、アブレーション現象に基づき除去される
ものである。
シマレーザＬＢを、保護膜２０の上からレジスト層２１
の所望の領域に必要エネルギー量だけ照射し、保護膜２
０とともにレジスト層２１を除去する。この時、ＡｒＦ
エキシマレーザＬＢの照射領域内の保護膜２０とレジス
ト層２１とは、アブレーション現象に基づき除去される
ものである。
【００２２】ここで、図２から明らかなように保護膜
（ＰＶＰ）２０はＡｒＦエキシマレーザに対してほぼ不
透明となっており、フレアによるレジスト層２１の感光
を防止することが可能となっているが、保護膜２０につ
いても図４に示したような関係は成り立つ。そこで、Ａ
ｒＦエキシマレーザの照射によって図３に示したような
レジスト層２１の除去が開始されるときのエネルギー密
度Ｐ(J/cm2・pulse)の閾値をＰth1 、保護膜２０の除去
が開始されるときのエネルギー密度Ｐの閾値をＰ
th2 （但し、ここではＰth1 ＜Ｐth2 とする）とする
と、レーザ照射に先立ってそのエネルギー密度Ｐが閾値
Ｐth2 以上となるように調整しておく。これによって、
ＡｒＦエキシマレーザの照射により照射領域内の保護膜
２０とレジスト層２１とがともに除去されることにな
る。尚、上記閾値Ｐth1 、Ｐth2 はＡｒＦエキシマレー
ザに対するレジスト、保護膜の各吸収特性に応じて一義
的に定まるものである。また、１つの所望領域内のレジ
スト層を除去するに際して、例えば上記閾値Ｐth1 、Ｐ
th2 に対応してＡｒＦエキシマレーザのエネルギー密度
Ｐを保護膜２０とレジスト層２１との各々で異ならせて
も構わない。
（ＰＶＰ）２０はＡｒＦエキシマレーザに対してほぼ不
透明となっており、フレアによるレジスト層２１の感光
を防止することが可能となっているが、保護膜２０につ
いても図４に示したような関係は成り立つ。そこで、Ａ
ｒＦエキシマレーザの照射によって図３に示したような
レジスト層２１の除去が開始されるときのエネルギー密
度Ｐ(J/cm2・pulse)の閾値をＰth1 、保護膜２０の除去
が開始されるときのエネルギー密度Ｐの閾値をＰ
th2 （但し、ここではＰth1 ＜Ｐth2 とする）とする
と、レーザ照射に先立ってそのエネルギー密度Ｐが閾値
Ｐth2 以上となるように調整しておく。これによって、
ＡｒＦエキシマレーザの照射により照射領域内の保護膜
２０とレジスト層２１とがともに除去されることにな
る。尚、上記閾値Ｐth1 、Ｐth2 はＡｒＦエキシマレー
ザに対するレジスト、保護膜の各吸収特性に応じて一義
的に定まるものである。また、１つの所望領域内のレジ
スト層を除去するに際して、例えば上記閾値Ｐth1 、Ｐ
th2 に対応してＡｒＦエキシマレーザのエネルギー密度
Ｐを保護膜２０とレジスト層２１との各々で異ならせて
も構わない。
【００２３】次に、図１（ｃ）のように、所望の除去領
域（正確にはレーザ光の照射領域）以外のレジスト層２
１上で除去されずに残っている保護膜２０をレジスト層
２１の表面より物理的に剥離除去する。これによってレ
ジスト除去が終了する。尚、保護膜２０が水溶性のもの
であれば、水洗いにより保護膜２０を簡単に除去するこ
とができる。また、保護膜２０がＰＶＰのように露光光
（ＫｒＦエキシマレーザ）に対してほぼ透明であれば
（換言すればＫｒＦエキシマレーザに対する吸収特性
（率）が低ければ）、除去工程の最後にレジスト層上で
除去されずに残った保護膜２０を剥離（除去）する必要
はない。このとき、保護膜２０はレジスト現像液にも溶
解するようなものであることが望ましい。これは、現像
工程において保護膜２０の剥離までも行うことができ、
別工程で保護膜を除去する必要がなくなり、コストの低
減やスループットの向上が可能となるからである。
域（正確にはレーザ光の照射領域）以外のレジスト層２
１上で除去されずに残っている保護膜２０をレジスト層
２１の表面より物理的に剥離除去する。これによってレ
ジスト除去が終了する。尚、保護膜２０が水溶性のもの
であれば、水洗いにより保護膜２０を簡単に除去するこ
とができる。また、保護膜２０がＰＶＰのように露光光
（ＫｒＦエキシマレーザ）に対してほぼ透明であれば
（換言すればＫｒＦエキシマレーザに対する吸収特性
（率）が低ければ）、除去工程の最後にレジスト層上で
除去されずに残った保護膜２０を剥離（除去）する必要
はない。このとき、保護膜２０はレジスト現像液にも溶
解するようなものであることが望ましい。これは、現像
工程において保護膜２０の剥離までも行うことができ、
別工程で保護膜を除去する必要がなくなり、コストの低
減やスループットの向上が可能となるからである。
【００２４】以上の実施例においては、保護膜としてＰ
ＶＰを用いていたが、保護膜はレジスト除去用のエネル
ギービームに対してほぼ不透明で、かつ吸収性があるも
のであれば何でも良い。例えば水溶性高分子ＰＶＡ（ポ
リビニルアルコール）に水溶性のＵＶ吸収剤を添加した
ものを用いても良い。水溶性のＵＶ吸収剤としては、例
えばViosorb112〔（商品名）共同薬品（株）製〕があ
る。また、レーザ照射によるアブレーション現象により
発生する熱等によって、レーザ照射領域周辺の保護膜の
変質を軽減するために、特殊ガス雰囲気中、例えばＨｅ
ガス中にてレジストの除去を行っても良い。
ＶＰを用いていたが、保護膜はレジスト除去用のエネル
ギービームに対してほぼ不透明で、かつ吸収性があるも
のであれば何でも良い。例えば水溶性高分子ＰＶＡ（ポ
リビニルアルコール）に水溶性のＵＶ吸収剤を添加した
ものを用いても良い。水溶性のＵＶ吸収剤としては、例
えばViosorb112〔（商品名）共同薬品（株）製〕があ
る。また、レーザ照射によるアブレーション現象により
発生する熱等によって、レーザ照射領域周辺の保護膜の
変質を軽減するために、特殊ガス雰囲気中、例えばＨｅ
ガス中にてレジストの除去を行っても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明においては、薄膜除
去用のエネルギービームに対してほぼ不透明な膜をレジ
スト表面に被着した状態でエネルギービームを照射して
レジストの除去を行うので、エネルギービームのフレア
により除去領域周辺の薄膜が変質、例えばレジストにあ
っては感光することを防止できる。
去用のエネルギービームに対してほぼ不透明な膜をレジ
スト表面に被着した状態でエネルギービームを照射して
レジストの除去を行うので、エネルギービームのフレア
により除去領域周辺の薄膜が変質、例えばレジストにあ
っては感光することを防止できる。
【図１】本発明の実施例における薄膜除去工程を説明す
る図。
る図。
【図２】本発明の実施例で使用する保護膜の分光透過ス
ペクトルの一例を示す図。
ペクトルの一例を示す図。
【図３】本発明の実施例で使用するレジスト層の分光透
過スペクトルの一例を示す図。
過スペクトルの一例を示す図。
【図４】薄膜除去用のエネルギービームのエネルギー密
度とレジストの除去深さとの関係を示したグラフ。
度とレジストの除去深さとの関係を示したグラフ。
【図５】従来のレジスト除去装置の概略的な構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
２０ 保護膜 ２１ レジスト層 ２２ 基板（ウエハ） ＬＢ レジスト除去用のエネルギービーム
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に被着された薄膜にエネルギービ
ームを選択的に照射することにより、前記薄膜の所望の
部分を除去する薄膜除去方法において、 前記薄膜の表面に前記エネルギービームに対してほぼ不
透明な保護膜を被着するとともに、該保護膜の前記エネ
ルギービームに対する吸収特性に応じて前記エネルギー
ビームのエネルギー密度を調整し、前記保護膜の上から
前記エネルギービームを照射することによって前記所望
の部分の保護膜と薄膜とを除去することを特徴とする薄
膜除去方法。 - 【請求項２】 前記薄膜が感光性のレジストであって、
該レジストを感光させる波長域の光ビームに対する前記
保護膜の吸収率が高いときには、前記エネルギービーム
の照射によって前記保護膜とレジストとを除去した後
に、前記レジスト上で除去されなかった保護膜を取り除
くことを特徴とする請求項１に記載の薄膜除去方法。 - 【請求項３】 前記保護膜は、前記エネルギービームに
対する吸収性を持つ水溶性高分子膜であることを特徴と
する請求項１または２に記載の薄膜除去方法。 - 【請求項４】 前記薄膜の所望の部分を除去するに際し
て、前記エネルギービームの照射により前記保護膜を除
去した後に、前記エネルギービームのエネルギー密度を
変化させて前記薄膜を除去することを特徴とする請求項
１に記載の薄膜除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25893791A JPH05100435A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 薄膜除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25893791A JPH05100435A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 薄膜除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100435A true JPH05100435A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17327116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25893791A Pending JPH05100435A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 薄膜除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100435A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140348A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Lintec Corp | マーキング方法および保護膜形成兼ダイシング用シート |
| JP2006140311A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | レーザーダイシング用保護膜剤及び該保護膜剤を用いたウエーハの加工方法 |
| JP2015047618A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 株式会社ディスコ | 加工方法 |
| JP2021120730A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-19 | ニチコン株式会社 | 熱可塑性樹脂のアブレーション加工方法 |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP25893791A patent/JPH05100435A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140348A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Lintec Corp | マーキング方法および保護膜形成兼ダイシング用シート |
| JP2006140311A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | レーザーダイシング用保護膜剤及び該保護膜剤を用いたウエーハの加工方法 |
| JP4571850B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2010-10-27 | 東京応化工業株式会社 | レーザーダイシング用保護膜剤及び該保護膜剤を用いたウエーハの加工方法 |
| JP4642436B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2011-03-02 | リンテック株式会社 | マーキング方法および保護膜形成兼ダイシング用シート |
| KR101147720B1 (ko) * | 2004-11-12 | 2012-05-23 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 다이싱용 보호막제 및 상기 보호막제를 사용한웨이퍼의 가공방법 |
| JP2015047618A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 株式会社ディスコ | 加工方法 |
| JP2021120730A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-19 | ニチコン株式会社 | 熱可塑性樹脂のアブレーション加工方法 |
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