高収益超短時間半導体製造を実現する気液混合型フォトレジスト剥離技術

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555084
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 須川 成利 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70321974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 客員教授 (20016463)
• Keywords: レジスト剥離 / レジスト残渣除去 / 半導体プロセス

Research Abstract

本研究は、グローバルネットワーク情報型社会において、誰もが分け隔てなく使える超高性能・超低消費電力なディジタルネットワーク個人情報端を創出するために不可欠な小型大規模集積システムを顧客の要求に即応して超短期間に生産するため、ウェーハ面上で不要になったフォトレジストの除去を極めて短時間に高効率に行うことを目的としている。
まず、種々の気液混合流体を作成し、この気液混合流体の噴射速度、噴射量、噴射圧力、基板移動速度、ノズル移動速度など変化させながら8インチウェハ上に均一に噴射できるノズルを用いたレジスト剥離装置装置を作成した。本装置により上記パラメーターを最適化することにより、これまでの酸素プラズマアッシングと、98%の硫酸と30%の過酸化水素を4:1で混合した大量の薬液洗浄を併用して行っているレジスト除去工程でも除去できなかった、レジスト(砒素を10^<16>atoms/cm^2注入)8インチウェハ上でも約1分で剥離可能であること確認でき、ウェハー面上で不要になったフォトレジストの除去を極めて短時間に高効率に行うレジスト剥離技術を確立した。
処理時間の更なる短時間化のために、フォトレジストに対しての前処理工程を検討した結果、完全に脱気した超純水にオゾンを数十ppm添加したオゾン添加超純水を用いて二酸化炭素によってpHを制御することが極めて効果的であることを見出し、現在、二酸化炭素添加オゾン超純水を用いた前処理システムの試作検討を行っている。
さらに、半導体分野のみならず、液晶ディスプレイ分野にも応用し、ガラス基板に本技術を適用した結果、気液混合流体の噴射速度、噴射量、噴射圧力、基板移動速度、ノズル移動速度を最適化することで、1メートルを超えるガラス基板サイズでも1分以内にレジストが剥離できることを確認し、ガラス基板用気液混合型フォトレジスト剥離技術を確立した。