JP2001223153A - レジスト剥離装置およびレジスト剥離液管理方法、並びに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

レジスト剥離装置およびレジスト剥離液管理方法、並びに半導体装置およびその製造方法

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JP2001223153A JP2000033789A JP2000033789A JP2001223153A JP 2001223153 A JP2001223153 A JP 2001223153A JP 2000033789 A JP2000033789 A JP 2000033789A JP 2000033789 A JP2000033789 A JP 2000033789A JP 2001223153 A JP2001223153 A JP 2001223153A
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Masashi Muranaka
誠志 村中
Hiroshi Tanaka
博司 田中
Yoshiyuki Hori
義幸 保利
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は多成分からなるレジスト剥離液を用
いて半導体ウェハに付着しているレジスト残渣を剥離す
るためのレジストに関し、レジスト剥離液の成分比率を
長期に渡って適正な範囲に維持することを目的とする。 【解決手段】 レジスト剥離液を貯留する剥離液槽１４
を設ける。レジスト剥離液の導電率を監視する導電率モ
ニタ４６を設ける。その導電率に基づいて、レジスト剥
離液の成分比率を推定し、その推定結果に基づいて、レ
ジスト剥離液の不足成分を、適量前記レジスト剥離液に
添加する添加成分タンク５０を設ける。

Description

【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
およびレジスト剥離液管理方法に係り、特に、半導体ウ
ェハ上のレジスト残渣を剥離するために用いられるレジ
スト剥離装置、およびレジスト剥離液の状態を適正に管
理するための管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造工程では、配線や
ホールを形成するためのドライエッチングの後などに、
半導体ウェハ上に残存しているレジスト残渣を除去する
ための処理、すなわち、レジスト剥離処理が行われる。
レジスト剥離処理は、例えば、有機アミンなどを含有す
るレジスト剥離液で半導体ウェハを洗浄することにより
行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レジスト剥離液の成分
比率は時間の経過と共に変化する。特に、レジスト剥離
液として一般的であるアミン系剥離液は、高温環境下で
用いられるため、その成分比率が激しく変化する。その
ような変化が生ずると、ウェハ上の配線などがレジスト
剥離液によって過度にエッチングされ、或いは、レジス
ト剥離液の残渣除去能力が低下するといった不都合が生
ずる。
【０００４】このため、半導体集積回路の製造工程で
は、通常、レジスト剥離液を定期的に交換する手法が用
いられる。このようなレジスト剥離液の交換は、半導体
集積回路の生産コスト高騰の原因となっている。従っ
て、半導体集積回路の低コスト化を図るうえでは、レジ
スト剥離液の低コスト化、より具体的には、レジスト剥
離液の長寿命化が必須である。
【０００５】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、レジスト剥離液の成分比率を適正
な範囲に維持することで、その長寿命化を可能とするレ
ジスト剥離装置を提供することを第１の目的とする。ま
た、本発明は、レジスト剥離液の成分比率を適正な範囲
内の維持して、その長寿命化を可能とするためのレジス
ト剥離液管理方法を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
多成分からなるレジスト剥離液を用いて半導体ウェハに
付着しているレジスト残渣を剥離するためのレジスト剥
離装置であって、前記レジスト剥離液を貯留する剥離液
槽と、前記レジスト剥離液の導電率を監視する導電率モ
ニタと、前記導電率に基づいて、前記レジスト剥離液の
成分比率を推定する手段と、前記成分比率の推定結果に
基づいて、前記レジスト剥離液の不足成分を、適量前記
レジスト剥離液に添加する成分添加機構と、を備えるこ
とを特徴とするものである。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のレ
ジスト剥離装置であって、前記成分添加機構は、前記不
足成分として水を添加する機構を備えていることを特徴
とするものである。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のレジスト剥離装置であって、前記成分添加機構
と、前記剥離液槽との間に、前記添加成分を加熱する緩
衝槽を備えることを特徴とするものである。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記成分
添加機構は、前記不足成分を連続的に添加する連続補充
機構と、前記半導体ウェハによる前記剥離液槽からの薬
液の持ち出し分が補われるように、前記レジスト剥離液
の新液または前記不足成分を間欠的に添加する間欠補充
機構と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項４記載のレ
ジスト剥離装置であって、前記間欠補充機構は、前記剥
離液槽の中から前記半導体ウェハが搬出された直後に間
欠的な添加を行うことを特徴とするものである。
【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記剥離
液槽から前記レジスト剥離液を抜き取って、そのレジス
ト剥離液を前記剥離液槽に循環させる循環経路を備え、
前記導電率モニタは、前記循環経路を流れるレジスト剥
離液の導電率を監視し、前記成分添加機構は、前記導電
率モニタが前記導電率を監視する位置より下流側で、前
記循環経路に前記不足成分を添加することを特徴とする
ものである。
【００１２】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記剥離
液槽の周辺雰囲気を吸引して排気する排気機構を備え、
前記排気機構は、前記導電率に基づいてその排気能力を
調整することを特徴とするものである。
【００１３】請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の
何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記レジ
スト剥離液の成分比率を、吸光度計を用いて分析する手
段を備え、前記成分添加機構は、前記導電率に基づいて
推定される成分比率と、前記吸光度計を用いて分析され
る成分比率との双方に基づいて、前記レジスト剥離液の
不足成分を、適量前記レジスト剥離液に添加することを
特徴とするものである。
【００１４】請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の
何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記レジ
スト剥離液の成分比率を表す監視データが、前記成分比
率が所定の管理範囲から外れていることを表す場合、ま
たは前記監視データが所定速度を超える急激な変化を示
した場合に、前記剥離液槽への新たな半導体ウェハの搬
入を禁止する手段を備えることを特徴とするものであ
る。
【００１５】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９
の何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記レ
ジスト剥離液の成分比率を表す監視データが、前記成分
比率が所定の管理範囲から外れていることを表す場合、
または前記監視データが所定速度を超える急激な変化を
示した場合に、前記剥離液槽内の半導体ウェハを即座に
前記剥離液槽から搬出して通常の後工程に搬送する手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１６】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至９
の何れか１項記載のレジスト剥離装置であって、前記レ
ジスト剥離液の成分比率を表す監視データが、前記成分
比率が所定の管理範囲から外れていることを表す場合、
または前記監視データが所定速度を超える急激な変化を
示した場合に、前記剥離液槽内のレジスト剥離液を即座
に排出し、更に、前記剥離液槽に、室温付近のレジスト
剥離液の新液を供給する手段を備えることを特徴とする
ものである。
【００１７】請求項１２記載の発明は、半導体ウェハに
付着しているレジスト残渣を剥離するための多成分から
なるレジスト剥離液を管理する方法であって、剥離液槽
に貯留されているレジスト剥離液の導電率を監視するス
テップと、前記導電率に基づいて、前記レジスト剥離液
の成分比率を推定するステップと、前記成分比率の推定
結果に基づいて、前記レジスト剥離液の不足成分を、適
量前記レジスト剥離液に添加するステップと、を含むこ
とを特徴とするものである。
【００１８】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
のレジスト剥離液管理方法であって、前記不足成分を添
加する前記ステップは、前記不足成分として水を添加す
るステップを含むことを特徴とするものである。
【００１９】請求項１４記載の発明は、請求項１２また
は１３記載のレジスト剥離液管理方法であって、前記不
足成分が前記剥離液槽に供給される前に、前記不足成分
を所定温度に加熱するステップを更に含むことを特徴と
するものである。
【００２０】請求項１５記載の発明は、請求項１２乃至
１４の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、不足成分を添加する前記ステップは、前記不足成分
を連続的に添加するサブステップと、前記半導体ウェハ
による前記剥離液槽からの薬液の持ち出し分が補われる
ように、前記レジスト剥離液の新液または前記不足成分
を間欠的に添加するサブステップと、を含むことを特徴
とするものである。
【００２１】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
のレジスト剥離液管理方法であって、不足成分を間欠的
に添加する前記サブステップは、前記剥離液槽の中から
前記半導体ウェハが搬出された直後に実行されることを
特徴とするものである。
【００２２】請求項１７記載の発明は、請求項１２乃至
１６の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記導電率の監視は、前記剥離液槽から循環経路に
流出してきたレジスト剥離液に対して実行され、前記不
足成分は、前記循環経路の、前記導電率の監視が行われ
る位置より下流側に添加された後、前記循環経路を流れ
るレジスト剥離液と共に前記剥離液槽に流入することを
特徴とするものである。
【００２３】請求項１８記載の発明は、請求項１２乃至
１７の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記剥離液槽の周辺雰囲気を吸引して排気する排気
機構の能力を、前記導電率に基づいて調整するステップ
を更に含むことを特徴とするものである。
【００２４】請求項１９記載の発明は、請求項１２乃至
１８の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記レジスト剥離液の成分比率を、吸光度計を用い
て分析するステップを更に含み、前記不足成分を添加す
るステップは、前記導電率に基づいて推定される成分比
率と、前記吸光度計を用いて分析される成分比率との双
方に基づいて、前記レジスト剥離液の不足成分を、適量
前記レジスト剥離液に添加することを特徴とするもので
ある。
【００２５】請求項２０記載の発明は、請求項１２乃至
１９の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記レジスト剥離液の成分比率を表す監視データ
が、前記成分比率が所定の管理範囲から外れているこ
と、または前記監視データが所定速度を超える急激な変
化を示したことを検知するステップと、上記２つの状況
の何れかが検知された場合に、前記剥離液槽への新たな
半導体ウェハの搬入を禁止するステップと、を更に含む
ことを特徴とするものである。
【００２６】請求項２１記載の発明は、請求項１２乃至
２０の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記レジスト剥離液の成分比率を表す監視データ
が、前記成分比率が所定の管理範囲から外れていること
を表すこと、または前記監視データが所定速度を超える
急激な変化を示したことを検知するステップと、上記２
つの状況の何れかが検知された場合に、前記剥離液槽内
の半導体ウェハを即座に前記剥離液槽から搬出して通常
の後工程に搬送するステップと、を更に含むことを特徴
とするものである。
【００２７】請求項２２記載の発明は、請求項１２乃至
２０の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法であっ
て、前記レジスト剥離液の成分比率を表す監視データ
が、前記成分比率が所定の管理範囲から外れていること
を表すこと、または前記監視データが所定速度を超える
急激な変化を示したことを検知するステップと、上記２
つの状況の何れかが検知された場合に、前記剥離液槽内
のレジスト剥離液を即座に排出し、更に、前記剥離液槽
に、室温付近のレジスト剥離液の新液を供給するステッ
プと、を更に含むことを特徴とするものである。
【００２８】請求項２３記載の発明は、半導体装置であ
って、請求項１乃至１１の何れか１項記載のレジスト剥
離装置を用いて製造されたことを特徴とするものであ
る。
【００２９】請求項２３記載の発明は、半導体装置の製
造方法であって、請求項１２乃至２２の何れか１項記載
のレジスト剥離液管理方法で管理されるレジスト剥離液
で半導体ウェハ上のレジスト残渣を除去するステップを
含むことを特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
【００３１】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態
１のレジスト剥離装置の全体構成を表す図である。レジ
スト剥離装置１０は、外壁１２で囲まれた空間の中に剥
離液槽１４を含む複数の槽を備えている。剥離液槽１４
の前段には、半導体ウェハ１６を搬送アーム１８に受け
渡すためのローダ２０が配置されている。また、剥離液
槽１４の後段には、リンス液槽或いは水洗槽となる第２
槽２２や、乾燥機２４などが並んで配置されている。乾
燥機２４の更に後段には、搬送アーム１８から半導体ウ
ェハを受け取るためのアンローダ２６が配置されてい
る。
【００３２】レジスト剥離装置１０の中に搬入された半
導体ウェハ１６は、ロット単位でローダ２０から搬送ア
ーム１８に受け渡される。搬送アーム１８は、レジスト
剥離装置１０の内部を移動しながら、その半導体ウェハ
１６を剥離液槽１４や第２槽２２或いは乾燥機２４など
の中に順次搬送した後アンローダ２６に受け渡す。剥離
液槽１４を含む各槽には、半導体ウェハ１６の搬入時お
よび搬出時にのみ開く蓋２８が設けられている。このた
め、各槽における所定の処理は、密閉された空間の中で
行うことができる。
【００３３】レジスト剥離装置１０は、装置内の空気を
外部に排気するための排気口３０を備えている。排気口
３０は、レジスト剥離装置１０の長手方向に沿って設け
られており、装置内の空気を広い領域から吸引すること
ができる。排気口３０には制御可能な排気圧力が導かれ
ている。レジスト剥離装置１０は、その排気圧力を制御
することにより、排気高３０による排気能力を調整する
ことができる。
【００３４】図２は、剥離液槽１４の構造を説明するた
めの概念図である。剥離液槽１４は外槽３２と内槽３４
とを備えている。外槽３２および内槽３４はレジスト剥
離液を貯留している。本実施形態で用いられるレジスト
剥離液は、一般的なアミン系レジスト剥離液であり、
水、有機アミン、有機溶媒、およびその他の添加物など
の複数の成分で構成されている。
【００３５】図２に示すように、半導体ウェハ１６は内
槽３４の中でレジスト剥離液に浸漬される。内槽３４の
内部には、新液供給口３６と循環液供給口３８とが設け
られている。新液供給口３６には、レジスト剥離液の新
液を常温（室温）で貯留する新液タンク４０が連通して
いる。新液供給口３６は、必要に応じて、新液タンク４
０に貯留されている新液を内槽３４の中に供給すること
ができる。循環液供給口３８には剥離液緩衝槽４２が連
通している。剥離液緩衝槽４２の中には、剥離液槽１４
内部のレジスト剥離液と同じ温度に調温されたレジスト
剥離液が貯留されている。循環液供給口３８は、必要に
応じて、剥離液緩衝槽４２に貯留されているレジスト剥
離液を内槽３４の中に供給することができる。
【００３６】内槽３４の底面には、開閉式の排液口４３
が設けられている。排液口４３には十分に大きな径が設
けられている。従って、排液口４３を用いると、内槽３
４に貯留されているレジスト剥離液を極めて短時間で排
液することができる（以下、このような機能を「Quick
Dump」と称す）。
【００３７】内槽３４の上面は、外槽３２の内部で開放
されている。従って、レジスト剥離液は内槽３４の中か
ら外槽３２へと流出する。外槽３２には循環経路４４を
介して導電率モニタ４６が連通している。導電率モニタ
４６は、循環経路４４を通って外槽３２から供給されて
くるレジスト剥離液の導電率を測定し、その測定結果に
基づいて制御信号４８を発生するユニットである。
【００３８】導電率モニタ４６が発生する制御信号４８
は、添加成分タンク５０に供給される。添加成分タンク
５０は、レジスト剥離液の主成分である水と有機アミン
とをそれぞれ単体で貯留しており、上記の制御信号４８
に基づいて、水および有機アミンをそれぞれ適当な量だ
け循環経路５２に供給する。添加成分タンク５０から供
給された添加成分（水または有機アミン）は、導電率モ
ニタ４６を通って流れるレジスト剥離液と共に、剥離液
緩衝槽４２で加熱された後、内槽３４の中に供給され
る。
【００３９】次に、本実施形態のレジスト剥離装置１０
の動作について説明する。半導体集積回路の製造工程に
おいて、半導体ウェハ１６には、配線やホールを形成す
るためのドライエッチング等の処理が施される。ドライ
エッチングの直後は、半導体ウェハ１６の表面にレジス
ト残渣が付着している。本実施形態のレジスト剥離装置
１０には、そのような半導体ウェハ１６、すなわち、表
面にレジスト残渣が付着した半導体ウェハ１６が搬入さ
れる。それらの半導体ウェハ１６は、搬送アーム１８に
よって、先ず剥離液槽１４の内部に搬送される。
【００４０】剥離液槽１４の内部には、所定温度に加熱
されたレジスト剥離液が貯留されており、半導体ウェハ
１６は、そのレジスト剥離液に浸漬されることにより洗
浄される。剥離液槽１４の内部で所定時間の洗浄が行わ
れると、半導体ウェハ１６は、搬送アーム１８によって
剥離液槽１４から搬出され、次に第２層２２の中に搬入
される。以後、半導体ウェハ１６は、リンス洗浄や水洗
浄に付された後、乾燥工程を経てレジスト剥離装置１０
の外部に搬出される。レジスト剥離装置１０から搬出さ
れた半導体ウェハ１６は、公知の手法で加工されること
により半導体装置とされる。
【００４１】剥離液槽１４の内部に貯留されているレジ
スト剥離液は、レジスト剥離装置１０の内部で所定温度
に加熱された状態に維持されることにより、或いは、半
導体ウェハ１６による薬液の持ち出しが繰り返し行われ
ることにより、時間の経過に伴ってその成分比率を変化
させる。この成分比率の経時変化は、主としてレジスト
剥離液中の水分の蒸発に起因している。
【００４２】多くのレジスト剥離液では、その成分比率
と導電率との間に相関が認められる。本実施形態で用い
られるレジスト剥離液については、水分比率と導電率と
の間に図３に示すような線形の関係が認められる。従っ
て、本実施形態において、レジスト剥離液の成分比率
は、その導電率に基づいてある程度推測することができ
る。
【００４３】本実施形態のレジスト剥離装置１０は、導
電率モニタ４６により、剥離液槽１４中のレジスト剥離
液の導電率をリアルタイムに監視することができる。ま
た、本実施形態のレジスト剥離装置１０には、予め図３
に示す水分比率と導電率との関係が記憶されている。従
って、レジスト剥離装置１０は、レジスト剥離液の導電
率に基づいて、その液中の水分比率をリアルタイムで推
定することができる。
【００４４】ところで、本実施形態で用いられるアミン
系のレジスト剥離液では、厳密には、水分の成分比率の
他に有機アミンの成分比率にも、他の成分に対する相対
的な変化が現れる。図３に示すような線形の関係は、有
機アミンの比率と導電率との間にも認められる。しか
し、その関係は水分比率と導電率との関係ほど顕著では
ないため、水分の成分比率が顕著に変化する環境下で
は、導電率の変化に基づいて有機アミンの成分比率を検
知することは困難である。
【００４５】一方で、レジスト剥離液に生ずる水分比率
の変化量と有機アミン比率の変化量との間には、ある程
度の相関が認められる。従って、有機アミンの比率は、
水分比率の変化を監視することである程度推定すること
ができる。本実施形態のレジスト剥離装置１０には、上
記の推定に必要な情報が予め記憶されている。このた
め、レジスト剥離装置１０は、レジスト剥離液の導電率
を監視することにより、レジスト剥離液の成分比率（水
分比率、有機アミン比率、および他の成分の比率）を精
度良く推定することができる。
【００４６】レジスト剥離装置１０は、上記の手法で水
分比率および有機アミン比率を推定し、それらの推定値
に基づいて制御信号４８を生成する。添加成分タンク５
０は、その制御信号４８を受けて、剥離液槽１４内のレ
ジスト剥離液の水分比率を規格範囲内に維持するために
添加すべき量の水、およびそのレジスト剥離液の有機ア
ミン比率を規格範囲内に維持するために添加すべき量の
有機アミンを、剥離液緩衝槽４２に供給する。
【００４７】添加成分タンク５０から供給される添加成
分は、導電率モニタ４６を通って流通してきたレジスト
剥離液と共に剥離液緩衝槽４２に流入し、その内部で適
温に加熱された後、循環液供給口３８から剥離液槽１４
内部に供給される。このように添加成分を加熱して剥離
液槽１４に供給すると、剥離液槽１４内の温度を安定さ
せること、すなわち、レジスト剥離の処理条件を安定さ
せることができる。
【００４８】本実施形態のレジスト剥離装置１０は、図
２に示すように、剥離液槽１４の上流で添加成分の添加
を行い、また、剥離液槽１４の下流で導電率の監視を行
っている。このような構成によれば、添加成分の影響
が、即座に導電率モニタ４６の検出結果に反映されるの
を防止することができる。従って、本実施形態のレジス
ト剥離装置１０によれば、導電率モニタ４６により信頼
性の高いデータを得ることができる。
【００４９】以下に、本実施形態のレジスト剥離装置１
０が、水や有機アミンなどの添加成分を循環中のレジス
ト剥離液に添加する手順をより詳細に説明する。レジス
ト剥離液装置１０は、レジスト剥離液の成分比率の変化
要因を以下の２つに分けて、それぞれの要因に対応した
手法で添加成分の補充を行う。第１の要因は、レジスト
剥離装置１０が待機状態である場合を含めて、レジスト
剥離液に定常的に生ずる変化である。レジスト剥離装置
１０は、この要因に対処して、添加成分の連続的な補給
を行う。以下、この手法を「連続補給」と称す。
【００５０】第２の要因は、半導体ウェハ１６のロット
処理に伴う変化、より具体的には、半導体ウェハ１６に
よる薬液の持ち出しや、半導体ウェハ１６の搬入・搬出
時における蓋２８の開閉に伴う成分の蒸発などによる変
化である。レジスト剥離装置１０は、この要因に対処し
て、添加成分の間欠的な補給を行う。以下、この手法を
「間欠補給」と称す。
【００５１】本実施形態のレジスト剥離装置１０は、以
下に示す３種類の手法の何れかにより連続補給を行う。 （１）排気口３０による排気能力を一定とし、レジスト
剥離液の導電率に基づいて、添加成分の添加量を増減さ
せる。 （２）レジスト剥離液の導電率に基づいて添加成分の添
加量を適宜増減させると共に、その導電率に基づいて排
気校３０による排気能力を調整する。 （３）添加成分の添加量を一定量に固定して、レジスト
剥離液の導電率に基づいて排気校３０による排気能力を
調整する。
【００５２】添加成分の量を調整することによれば、剥
離液槽１４内部の成分比率を直接的に調整することがで
きる。また、レジスト剥離液の成分（主に水）が単位時
間当たりに蒸発する量は、レジスト剥離装置１０の排気
能力に応じて変化するため、添加成分を補給しながらそ
の排気能力を調整すれば、剥離液槽１４内部の成分比率
を間接的に調整することができる。従って、上記
（１）、（２）、（３）の手法によれば、何れの場合も
レジスト剥離液の成分比率を適切に管理することができ
る。特に、排気能力の調整を利用する（２）または
（３）の手法では、（１）の手法が用いられる場合に比
して、添加成分の添加量を安定化させることができる。
従って、（２）および（３）の手法は、剥離液槽１４内
の成分比率の安定化を図るうえで（１）の手法に比して
優れている。
【００５３】連続補給では、添加成分として水だけを補
給しても、或いは水と有機アミンの双方を供給してもよ
い。レジスト剥離液の成分比率変化は、上記の如く主に
水の蒸発で引き起こされるため、水だけを添加成分とし
て補給しても、ある程度レジスト剥離液の成分比率の変
化を抑制することができる。また、厳密には、水の蒸発
と共に有機アミンも微量に消失しているため、水の補給
量に合わせて有機アミンを適量補給すれば、添加成分が
水だけの場合に比して、より正確に成分比率の変化を抑
制することができる。
【００５４】本実施形態のレジスト剥離装置１０は、以
下に示す手法で間欠補給を行う。間欠補給は、上記の如
く、半導体ウェハ１６による薬液の持ち出し分を補うた
めに行われる。このため、間欠補給では、原則的にレジ
スト剥離液の新液が添加成分として補給される。そし
て、レジスト剥離液の導電率が基準値から大きく外れて
いる場合は、剥離液槽１４内部の成分比率を、新液の成
分比率に近づけるべく、水、或いは水および有機アミン
が、添加成分として用いられる。
【００５５】また、本実施形態において、添加成分の間
欠補給は、剥離液槽１４から半導体ウェハ１６のロット
が搬出された直後に行われる。間欠補給のタイミングを
上記の如く設定すると、剥離液槽１４内部の成分比率が
間欠補給によって急変しても、その影響が半導体ウェハ
１６に及ぶのを防ぐことができる。従って、本実施形態
のレジスト剥離装置１０によれば、間欠補給を実行しつ
つ、半導体ウェハ１６のレジスト剥離処理を安定に行う
ことができる。
【００５６】次に、導電率モニタ４６や、添加成分を供
給する機構に異常が生じた場合の措置について説明す
る。本実施形態のレジスト剥離装置１０では、添加成分
を供給する機構などに異常が生ずると、剥離液槽１４内
部の成分比率がレジスト剥離処理の実行に適した範囲か
ら外れる可能性がある。このため、導電率モニタ４６に
より監視される導電率が予め設定されている規格範囲か
ら外れた場合、および、その導電率に急激な変化が現れ
た場合は、装置に何らかの異常が発生したものと判断さ
れ、以下に示す措置が採られる。
【００５７】上記の異常が検知されると、仕掛かりロッ
トに関しては、即座に、レジスト剥離装置１０への新た
な投入が禁止される。上記の措置が採られることによ
り、レジスト剥離液の成分異常に起因するプロセス異常
を未然に防ぐことができる。
【００５８】また、上記の異常が検知されると、剥離液
槽１４内で処理されているロットに関しては、即座に、
レジスト剥離液への浸漬を中止して、半導体ウェハ１６
を次の槽、すなわち、第２槽２２に浸漬させる措置が採
られる。上記の措置が採られることにより、半導体ウェ
ハ１６の不当な浸食などを有効に防止することができ
る。
【００５９】剥離液槽１４中のロットに関しては、上記
の措置に代えて、以下の措置を講じてもよい。すなわ
ち、導電率に基づいてレジスト剥離液の異常が検知され
た場合は、即座に剥離液槽１４の排液口４３を開いて薬
液のQuick Dumpを行う。次いで、排液口４３を閉じた
後、化学反応の無視できる低温のレジスト剥離液、より
具体的には、室温の新液を、新液タンク４０から剥離液
槽１４に供給する。このような措置によれば、半導体ウ
ェハ１６に対する被害を最小限に抑えて、異常時におけ
る半導体ウェハ１６の安全性を高めることができる。
【００６０】ところで、上述した実施の形態１では、レ
ジスト剥離液の成分比率を、その導電率のみに基づいて
推定することとしているが、成分比率を正確に検知する
ために、導電率による推定と、吸光度計による成分分析
とを組み合わせて行うこととしてもよい。導電率による
推定は、レジスト剥離液の成分比率を間接的に推定する
手法であるため、成分比率を敏速に推定するうえで優れ
ているが、その推定精度が低いという欠点を有してい
る。一方、成分吸光度計による成分分析は、レジスト剥
離液の成分比率を直接的に検出する手法であるため、敏
速な分析はできないが精度の高い分析を行い得るという
利点を有している。従って、それら両者を組み合わせて
実行することによれば、双方の欠点を違いに補って敏速
で高精度な添加量制御を実現することができる。
【００６１】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１
または１２記載の発明によれば、レジスト剥離液の導電
率に基づいてその成分比率を推定したうえで、レジスト
剥離液に不足成分を補給することができる。従って、本
発明によれば、レジスト剥離液の経時変化を相殺して、
その成分比率を長期間に渡って適正な比率に維持するこ
とができる。
【００６２】請求項２または１３記載の発明によれば、
レジスト剥離液の導電率に基づいて、適量の水を補給す
ることができる。レジスト剥離液の経時変化は、主とし
て水の蒸発によって引き起こされる。また、レジスト剥
離液の導電率は、水の比率と強い相関を有している。従
って、本発明によれば、レジスト剥離液の成分比率を、
効率的に、かつ、精度よく適正な比率に維持することが
できる。
【００６３】請求項３または１４記載の発明によれば、
適温に加熱した不足成分を剥離液槽に補給することで、
剥離液槽内の温度変化を抑制することができる。従っ
て、本発明によれば、レジスト剥離処理の条件を安定化
させることができる。
【００６４】請求項４または１５記載の発明によれば、
レジスト剥離液に連続的に生ずる変化に対応して連続補
給を実行し、かつ、半導体ウェハを処理することで生ず
る間欠的な変化に対応して間欠補給を実行することがで
きる。従って、本発明によれば、効率的に、かつ精度よ
くレジスト剥離液の成分比率を適正な範囲に維持するこ
とができる。
【００６５】請求項５または１６記載の発明によれば、
不足成分の間欠補給を、剥離液槽から半導体ウェハが搬
出された後に実行される。このため、本発明によれば、
不足成分の補給に伴って剥離液槽内の成分比率が急変し
ても、その影響が半導体ウェハに及ぶのを確実に防止す
ることができる。
【００６６】請求項６または１７記載の発明によれば、
循環経路において、不足成分の補給が、導電率の監視位
置より下流側で行われる。従って、本発明によれば、剥
離液槽から流出した後、不足成分が補給される前のレジ
スト剥離液の導電率、すなわち、剥離液槽内の成分比率
を正確に表す導電率を監視することができる。
【００６７】請求項７または１８記載の発明によれば、
剥離液槽の周辺雰囲気の換気を図る排気機構の能力を調
整することで、レジスト剥離液の経時変化の仕方を制御
することができる。つまり、本発明によれば、排気能力
を調整することで、レジスト剥離液に含まれる水などの
成分が一定の割合で消失するような環境を作ることがで
きる。この場合、レジスト剥離液に補給すべき不足成分
の量を時間的に安定させ、処理条件の安定化を図ること
ができる。
【００６８】請求項８または１９記載の発明によれば、
導電率に基づく成分比率の推定と、吸光度計を用いた成
分比率とが併用されるため、レジスト剥離液の成分比率
を、敏速に、かつ正確に検知することができる。
【００６９】請求項９または２０記載の発明によれば、
レジスト剥離液の成分比率に異常が認められる場合に、
剥離液槽に新たに半導体ウェハが搬入されるのを禁止す
ることができる。従って、本発明によれば、半導体ウェ
ハの不良を未然に防止することができる。
【００７０】請求項１０または２１記載の発明によれ
ば、レジスト剥離液の成分比率に異常が認められる場合
に、剥離液槽内の半導体ウェハを即座に後工程に進める
ことができる。従って、本発明によれば、レジスト剥離
液の異常に起因する半導体ウェハの損失を最低限に抑え
ることができる。
【００７１】請求項１１または２２記載の発明によれ
ば、レジスト剥離液の成分比率に異常が認められる場合
に、剥離液槽内のレジスト剥離液を、即座に室温付近の
新液に入れ替えることができる。従って、本発明によれ
ば、レジスト剥離液の異常に起因する半導体ウェハの損
失を最低限に抑えることができる。
【００７２】請求項２３または２４記載の発明によれ
ば、半導体装置の製造工程で用いられるレジスト剥離液
を、経済的に適正な状態に維持することができるため、
安定した品質を有し、かつ、安価に製造し得る半導体装
置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１のレジスト剥離装置の
全体構成を表す図である。
【図２】 図１に示すレジスト剥離装置が備える剥離液
槽の構造を説明するための概念図である。
【図３】 レジスト剥離液の導電率と、レジスト剥離液
に含まれる水分の比率との関係を表す図である。
【符号の説明】
１０ レジスト剥離装置、 １４ 剥離液槽、 １
６ 半導体ウェハ、１８ 搬送アーム、 ３０ 排気
口、 ３２ 外槽、 ３４ 内槽、３６ 新液供給
口、 ３８ 循環液供給口、 ４０ 新液タンク、
４２ 剥離液緩衝槽、 ４３ 排液口、 ４
４、５２ 循環経路、 ４６導電率モニタ、 ４８
制御信号、 ５０ 添加成分タンク。
フロントページの続き (72)発明者 保利 義幸 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 LA03 5F043 CC16 EE23 EE24 EE28 5F046 MA06 MA10

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多成分からなるレジスト剥離液を用いて
    半導体ウェハに付着しているレジスト残渣を剥離するた
    めのレジスト剥離装置であって、 前記レジスト剥離液を貯留する剥離液槽と、 前記レジスト剥離液の導電率を監視する導電率モニタ
    と、 前記導電率に基づいて、前記レジスト剥離液の成分比率
    を推定する手段と、 前記成分比率の推定結果に基づいて、前記レジスト剥離
    液の不足成分を、適量前記レジスト剥離液に添加する成
    分添加機構と、 を備えることを特徴とするレジスト剥離装置。
  2. 【請求項２】 前記成分添加機構は、前記不足成分とし
    て水を添加する機構を備えていることを特徴とする請求
    項１記載のレジスト剥離装置。
  3. 【請求項３】 前記成分添加機構と、前記剥離液槽との
    間に、前記添加成分を加熱する緩衝槽を備えることを特
    徴とする請求項１または２記載のレジスト剥離装置。
  4. 【請求項４】 前記成分添加機構は、 前記不足成分を連続的に添加する連続補充機構と、 前記半導体ウェハによる前記剥離液槽からの薬液の持ち
    出し分が補われるように、前記レジスト剥離液の新液ま
    たは前記不足成分を間欠的に添加する間欠補充機構と、 を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項
    記載のレジスト剥離装置。
  5. 【請求項５】 前記間欠補充機構は、前記剥離液槽の中
    から前記半導体ウェハが搬出された直後に間欠的な添加
    を行うことを特徴とする請求項４記載のレジスト剥離装
    置。
  6. 【請求項６】 前記剥離液槽から前記レジスト剥離液を
    抜き取って、そのレジスト剥離液を前記剥離液槽に循環
    させる循環経路を備え、 前記導電率モニタは、前記循環経路を流れるレジスト剥
    離液の導電率を監視し、 前記成分添加機構は、前記導電率モニタが前記導電率を
    監視する位置より下流側で、前記循環経路に前記不足成
    分を添加することを特徴とする請求項１乃至５の何れか
    １項記載のレジスト剥離装置。
  7. 【請求項７】 前記剥離液槽の周辺雰囲気を吸引して排
    気する排気機構を備え、 前記排気機構は、前記導電率に基づいてその排気能力を
    調整することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項
    記載のレジスト剥離装置。
  8. 【請求項８】 前記レジスト剥離液の成分比率を、吸光
    度計を用いて分析する手段を備え、 前記成分添加機構は、前記導電率に基づいて推定される
    成分比率と、前記吸光度計を用いて分析される成分比率
    との双方に基づいて、前記レジスト剥離液の不足成分
    を、適量前記レジスト剥離液に添加することを特徴とす
    る請求項１乃至７の何れか１項記載のレジスト剥離装
    置。
  9. 【請求項９】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す監
    視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れて
    いることを表す場合、または前記監視データが所定速度
    を超える急激な変化を示した場合に、前記剥離液槽への
    新たな半導体ウェハの搬入を禁止する手段を備えること
    を特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載のレジス
    ト剥離装置。
  10. 【請求項１０】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す
    監視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れ
    ていることを表す場合、または前記監視データが所定速
    度を超える急激な変化を示した場合に、前記剥離液槽内
    の半導体ウェハを即座に前記剥離液槽から搬出して通常
    の後工程に搬送する手段を備えることを特徴とする請求
    項１乃至９の何れか１項記載のレジスト剥離装置。
  11. 【請求項１１】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す
    監視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れ
    ていることを表す場合、または前記監視データが所定速
    度を超える急激な変化を示した場合に、前記剥離液槽内
    のレジスト剥離液を即座に排出し、更に、前記剥離液槽
    に、室温付近のレジスト剥離液の新液を供給する手段を
    備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記
    載のレジスト剥離装置。
  12. 【請求項１２】 半導体ウェハに付着しているレジスト
    残渣を剥離するための多成分からなるレジスト剥離液を
    管理する方法であって、 剥離液槽に貯留されているレジスト剥離液の導電率を監
    視するステップと、 前記導電率に基づいて、前記レジスト剥離液の成分比率
    を推定するステップと、 前記成分比率の推定結果に基づいて、前記レジスト剥離
    液の不足成分を、適量前記レジスト剥離液に添加するス
    テップと、 を含むことを特徴とするレジスト剥離液管理方法。
  13. 【請求項１３】 前記不足成分を添加する前記ステップ
    は、前記不足成分として水を添加するステップを含むこ
    とを特徴とする請求項１２記載のレジスト剥離液管理方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記不足成分が前記剥離液槽に供給さ
    れる前に、前記不足成分を所定温度に加熱するステップ
    を更に含むことを特徴とする請求項１２または１３記載
    のレジスト剥離液管理方法。
  15. 【請求項１５】 不足成分を添加する前記ステップは、 前記不足成分を連続的に添加するサブステップと、 前記半導体ウェハによる前記剥離液槽からの薬液の持ち
    出し分が補われるように、前記レジスト剥離液の新液ま
    たは前記不足成分を間欠的に添加するサブステップと、 を含むことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか１
    項記載のレジスト剥離液管理方法。
  16. 【請求項１６】 不足成分を間欠的に添加する前記サブ
    ステップは、前記剥離液槽の中から前記半導体ウェハが
    搬出された直後に実行されることを特徴とする請求項１
    ５記載のレジスト剥離液管理方法。
  17. 【請求項１７】 前記導電率の監視は、前記剥離液槽か
    ら循環経路に流出してきたレジスト剥離液に対して実行
    され、 前記不足成分は、前記循環経路の、前記導電率の監視が
    行われる位置より下流側に添加された後、前記循環経路
    を流れるレジスト剥離液と共に前記剥離液槽に流入する
    ことを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１項記載
    のレジスト剥離液管理方法。
  18. 【請求項１８】 前記剥離液槽の周辺雰囲気を吸引して
    排気する排気機構の能力を、前記導電率に基づいて調整
    するステップを更に含むことを特徴とする請求項１２乃
    至１７の何れか１項記載のレジスト剥離液管理方法。
  19. 【請求項１９】 前記レジスト剥離液の成分比率を、吸
    光度計を用いて分析するステップを更に含み、 前記不足成分を添加するステップは、前記導電率に基づ
    いて推定される成分比率と、前記吸光度計を用いて分析
    される成分比率との双方に基づいて、前記レジスト剥離
    液の不足成分を、適量前記レジスト剥離液に添加するこ
    とを特徴とする請求項１２乃至１８の何れか１項記載の
    レジスト剥離液管理方法。
  20. 【請求項２０】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す
    監視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れ
    ていること、または前記監視データが所定速度を超える
    急激な変化を示したことを検知するステップと、 上記２つの状況の何れかが検知された場合に、前記剥離
    液槽への新たな半導体ウェハの搬入を禁止するステップ
    と、 を更に含むことを特徴とする請求項１２乃至１９の何れ
    か１項記載のレジスト剥離液管理方法。
  21. 【請求項２１】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す
    監視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れ
    ていることを表すこと、または前記監視データが所定速
    度を超える急激な変化を示したことを検知するステップ
    と、 上記２つの状況の何れかが検知された場合に、前記剥離
    液槽内の半導体ウェハを即座に前記剥離液槽から搬出し
    て通常の後工程に搬送するステップと、 を更に含むことを特徴とする請求項１２乃至２０の何れ
    か１項記載のレジスト剥離液管理方法。
  22. 【請求項２２】 前記レジスト剥離液の成分比率を表す
    監視データが、前記成分比率が所定の管理範囲から外れ
    ていることを表すこと、または前記監視データが所定速
    度を超える急激な変化を示したことを検知するステップ
    と、 上記２つの状況の何れかが検知された場合に、前記剥離
    液槽内のレジスト剥離液を即座に排出し、更に、前記剥
    離液槽に、室温付近のレジスト剥離液の新液を供給する
    ステップと、 を更に含むことを特徴とする請求項１２乃至２０の何れ
    か１項記載のレジスト剥離液管理方法。
  23. 【請求項２３】 請求項１乃至１１の何れか１項記載の
    レジスト剥離装置を用いて製造されたことを特徴とする
    半導体装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１２乃至２２の何れか１項記載
    のレジスト剥離液管理方法で管理されるレジスト剥離液
    で半導体ウェハ上のレジスト残渣を除去するステップを
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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