JP2004119715A - Method and apparatus of stripping deposits - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板などの基材の上に付着したレジスト膜などの付着物を剥離するための付着物剥離方法および付着物剥離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、半導体装置の製造工程において、半導体基板上に各種の薄膜が全面に形成された後、これらの薄膜がレジスト膜を用いてパターニングされる。レジスト膜は、これらの薄膜上に全面に形成された後、マスク用いてパターニングされる。半導体基板上にはアライメントマークが形成されており、このアライメントマークを用いてマスクが位置決めされ、このマスクを介した露光により、レジスト膜がパターニングされる。レジスト膜は最終的には不要な膜であるので、パターニング終了後剥離される。
【0003】
従来、レジスト膜の剥離方法として、硫酸と過酸化水素水との混合溶液その他専用の剥離液を用いる方法(たとえば、特許文献1参照)や、オゾンやプラズマを用いたアッシングによる剥離方法(たとえば、特許文献2参照)が広く用いられている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−196510号公報
【特許文献2】
特開2001−237229号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の方法においては、使用後の薬液(剥離液など)やアッシングに用いたガスを処理して廃棄しなければならず、また、レジスト膜の剥離に要する時間が長かった。さらに、上記の方法では、基板上のレジスト膜全体が剥離され、部分的に剥離することができなかった。
そこで、この発明の目的は、基材表面に付着している付着物を、廃棄物を少なくして剥離できる膜剥離方法を提供することである。
【0006】
この発明の他の目的は、基材表面に付着している付着物を短時間で剥離できる付着物剥離方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、基材表面に形成された膜を部分的に剥離できる膜剥離方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、基材表面に付着している付着物を、廃棄物を少なくして剥離できる付着物剥離装置を提供することである。
【0007】
この発明のさらに他の目的は、基材表面に付着している付着物を短時間で剥離できる付着物剥離装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、基材表面に形成された膜を部分的に剥離できる膜剥離装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するための請求項1記載の発明は、基材(W)の表面に付着している付着物に、被冷凍剤が接している状態で、当該付着物の上記被冷凍剤が接している部分に、上記被冷凍剤の融点以下の温度にされた冷却部材(4,25,30,35)を接触させることにより、当該被冷凍剤を固化させる冷却部材接触工程と、この冷却部材接触工程の後、上記冷却部材を当該基材から離間させることにより、当該付着物を上記固化された被冷凍剤とともに当該基材から剥離させる冷却部材離間工程とを含むことを特徴とする付着物剥離方法である。
【0009】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、冷却部材接触工程において、被冷凍剤の融点以下の適当な温度に冷やされた冷却部材を、付着物に接触させることにより、被冷凍剤は付着物と冷却部材との間に挟まれ、冷却部材に熱を奪われて固化する。これに伴って付着物と冷却部材とは、被冷凍剤の固化物を介して接着される。付着物と冷却部材とが充分大きな強度で接着されている場合、冷却部材離間工程により、基材と冷却部材とを離間させると、付着物は冷却部材とともに基板から離間する。すなわち、付着物は基材から剥離される。
【0010】
この方法は、機械的に付着物を剥離させるものであるので、短時間で付着物を剥離できる。
この付着物剥離方法は、さらに、上記冷却部材離間工程の後、上記冷却部材に接着された付着物を除去する付着物除去工程をさらに含んでいてもよい。これにより、冷却部材の付着物に対する接触面を常に清浄に(付着物が接着されていない状態に)して、冷却部材を付着物に接触させることができ、安定して付着物の剥離を行うことができる。
【0011】
基材は、たとえば、平板状の基板(たとえば、半導体ウエハ)であってもよく、平板状以外の任意の形状のものであってもよい。
付着物は、たとえば、パーティクル(粒子)状のものであってもよく、膜(たとえば、半導体ウエハ上に形成されたレジスト膜)であってもよい。付着物が膜であり、冷却部材がこの膜に部分的に接触するようにされる場合は、この膜のうち冷却部材が接触する部分およびその近傍の膜のみを剥離させることができる。すなわち、この方法によれば、基材表面に形成された膜を部分的に剥離できる。
【0012】
たとえば、露光工程におけるマスク合わせのためのアライメントマークが表面に形成された半導体ウエハ上に、このアライメントマークを覆うように全面にレジスト膜が形成されている場合、この方法により、レジスト膜のうち、アライメントマーク上にある部分のみを選択的に剥離させることができる。これにより、アライメントマークの位置が明瞭にわかるようになり、マスク合わせを容易かつ正確に行うことができる。
【0013】
剥離対象の付着物に被冷凍剤が接していない場合は、冷却部材接触工程の前に、剥離対象の付着物に被冷凍剤が接するように被冷凍剤を供給する被冷凍剤供給工程が実施されてもよい。
被冷凍剤は、たとえば、請求項2記載のように水であってもよい。これにより、付着物の剥離に要するコストを低減できる。
請求項3記載の発明は、上記冷却部材接触工程の前に、上記冷却部材の温度を上記被冷凍剤の融点以下の所定の温度にする工程を含むことを特徴とする請求項1または2記載の付着物剥離方法である。
【0014】
この発明によれば、冷却部材を所定の温度にすることにより、被冷凍剤を再現性よく凍結させることができ、安定して付着物を剥離させることができる。
冷却部材は、たとえば、フロンガス等の冷却媒体を用いた冷凍機やペルチェ素子などにより、所定の温度にするものとすることができる。
請求項4記載の発明は、上記冷却部材接触工程が、上記冷却部材の温度に依存する所定の時間だけ、上記冷却部材を当該付着物に接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の付着物剥離方法である。
【0015】
被冷凍剤を凍結させるために要する時間は、接触される冷却部材の温度によって決まる。すなわち、被冷凍剤を固化させるために要する時間は、冷却部材の温度が高い(被冷凍剤の融点との差が小さい)ほど長くなり、冷却部材の温度が低い(被冷凍剤の融点との差が大きい)ほど短くなる。
また、付着物が膜であり、冷却部材と膜との接触部周辺にも被冷凍剤が存在している場合、低い温度の冷却部材を長時間膜に接触させると、被冷凍剤の固化は時間とともに冷却部材と膜との接触部からその周辺の部分へと拡がる。この場合、冷却部材と膜との接触部以上の面積で膜が剥離されることがある。したがって、この場合、冷却部材が膜に接触する時間により、膜の剥離される部分の大きさが異なる。
【0016】
この発明によれば、冷却部材が付着物に接触される時間は、冷却部材の温度に応じて決定される。したがって、接触時間が短いために付着物が冷却部材に接着されない事態を回避することができ、また、膜の剥離される部分の大きさを制御できる。
冷却部材の所定の温度を低くして、短時間で被冷凍剤を固化させることにより、スループットが向上する。一方、付着物が膜である場合に、この膜に接触される冷却部材の温度が低すぎる(たとえば、液体窒素の沸点)と、被冷凍剤の固化は冷却部材との接触部からその周辺の部分へと急激に拡がる。このため、膜に対する冷却部材の接触時間を制御したとしても、被冷凍剤の凍結する部分の領域を正確に制御できない。このため、冷却部材の温度は、たとえば、ドライアイスの昇華温度(−80℃)程度とすることが好ましい。
【0017】
請求項5記載の発明は、上記冷却部材が、上記被冷凍剤の融点以下の昇華温度を有する冷却媒体(22)を含み、上記冷却部材接触工程が、上記冷却媒体を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法である。
この発明によれば、冷却部材が配された空間の温度が、冷却媒体の昇華温度より高くされている場合は、冷却媒体の温度は、この冷却媒体の昇華温度に維持される。したがって、冷却媒体の昇華温度を冷却部材の所定の温度として、付着物の剥離を行うことができる。
【0018】
冷却媒体は昇華(気化)し液体を生じないので、付着物を剥離した後、基材を乾燥させる必要はない。付着物の剥離に伴って生ずる固体としての廃棄物は、剥離された付着物のみである。したがって、廃棄物が少なく、廃棄が容易である。この付着物剥離方法が付着物除去工程を含む場合、付着物除去工程は、たとえば、冷却媒体の付着物が接着された部分を研削するものとすることができる。この場合、冷却媒体の一部が付着物とともに削り取られるが、削り取られた冷却媒体は昇華(気化)して付着物のみが固体の廃棄物として残る。
【0019】
冷却媒体は、たとえば、請求項6記載のようにドライアイス(22)であってもよい。ドライアイスは安価であるので、付着物の剥離に要するコストを低減することができる。また、付着物の剥離に必要なドライアイスは少量であり、徐々に気化して二酸化炭素ガスとなるので、これらの二酸化炭素ガスは、特別な処理を施すことなく、大気中に放出することができる。
基材が、たとえば、半導体基板である場合、精製度の高い二酸化炭素を原料として製造されたドライアイスを用いることにより、半導体基板がナトリウム(Na)等で汚染されることを防ぐことも可能である。
【0020】
請求項7記載の発明は、上記冷却部材が、上記被冷凍剤の融点以下の融点を有する冷却媒体を含み、上記冷却部材接触工程が、上記冷却媒体を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法である。
この発明によれば、冷却媒体が配された空間の温度が、冷却媒体の融点より高くされている場合は、冷却媒体の温度は、この冷却媒体の融点に維持される。したがって、冷却媒体の融点を冷却部材の所定の温度として、付着物の剥離を行うことができる。
【0021】
この付着物剥離方法が付着物除去工程を含む場合、付着物除去工程は、たとえば、冷却媒体の付着物が接着された部分を研削するものとすることができる。
冷却媒体は、たとえば、請求項8記載のように氷であってもよい。氷は安価であるので、付着物の剥離に要するコストを低減することができる。
請求項9記載の発明は、上記冷却部材が、室温で固体の被冷却材(26,31,36)を含み、上記冷却部材接触工程の前に、上記被冷却材を所定の温度に冷却する冷却工程をさらに含み、上記冷却部材接触工程が、上記被冷却材を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法である。
【0022】
この発明によれば、所定の温度にされた被冷却材を付着物に接触させることにより、この付着物と被冷却材との間に介在する被冷凍剤を固化させて剥離させることができる。
被冷却材は、たとえば、金属、セラミック、樹脂などからなるものとすることができる。被冷却材の冷却は、たとえば、被冷却材の周囲に冷却媒体容器を設け、冷却媒体容器内に、たとえば、液体窒素などの冷却媒体を入れることによってもよい。
【0023】
冷却部材は、複数の被冷却材を含んでいてもよい。付着物が膜である場合、複数の被冷却材のうち任意のものをこの膜に接触させることにより、この膜の剥離される部分を様々な形状のものとすることができる。
請求項10記載の発明は、上記冷却部材接触工程の前に、上記冷却部材および当該基材が配置された雰囲気中の水分量を低減する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の付着物剥離方法である。
【0024】
この発明によれば、結露により、基材などの意図しない部分が濡れることを防ぐことができる。このため、たとえば、付着物が膜である場合、膜の剥離する部分の大きさおよび形状を正確に制御できる。
請求項11記載の発明は、表面に付着物が付着した基材(W)を、上記付着物に被冷凍剤が接している状態で保持することができる基材保持機構(3)と、上記被冷凍剤の融点以下の温度にすることが可能な冷却部材(4,25,30,35)と、この冷却部材と上記基材保持機構に保持された基材とを相対的に移動させることにより、上記冷却部材と当該付着物との接触、および上記冷却部材と当該基材との離間を行う移動手段(15)とを備えたことを特徴とする付着物剥離装置(1)である。
【0025】
この発明により、請求項1記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項1記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
この付着物剥離装置は、付着物に液状の被冷凍剤を供給する被冷凍剤供給手段をさらに備えていてもよい。被冷凍剤は水であってもよく、この場合、被冷凍剤供給手段は、たとえば、剥離対象の付着物上に水滴を滴下する水滴下ノズルであってもよい。
【0026】
請求項12記載の発明は、上記冷却部材を所定の温度にする手段(22,28)をさらに備えたことを特徴とする請求項11記載の付着物剥離装置である。
この発明により、請求項3記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項3記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
請求項13記載の発明は、上記冷却部材と当該付着物との接触時間を、上記冷却部材の温度に依存する所定時間に制御する手段(20)をさらに含むことを特徴とする請求項11または12記載の付着物剥離装置である。
【0027】
この発明により、請求項4記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項4記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
請求項14記載の発明は、上記冷却部材が、上記被冷凍剤の融点以下の昇華温度を有する冷却媒体(22)を保持するための保持部材(21)を含むことを特徴とする請求項11ないし13のいずれかに記載の付着物剥離装置である。
この発明により、請求項5記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項5記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。保持部材は、保温性を有するものであることが好ましい。この場合、冷却媒体の昇華スピードを遅くすることができる。
【0028】
請求項15記載の発明は、上記冷却部材が、上記被冷凍剤の融点以下の融点を有する冷却媒体を保持するための保持部材(21)を含むことを特徴とする請求項11ないし14のいずれかに記載の付着物剥離装置である。
この発明により、請求項7記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項7記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
請求項16記載の発明は、上記冷却部材が、室温で固体であり当該付着物に接触される被冷却材(26,31,36)と、この被冷却材を冷却する手段(28)とを含むことを特徴とする請求項11ないし15のいずれかに記載の付着物剥離装置である。
【0029】
この発明により、請求項9記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項9記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
請求項17記載の発明は、上記基材保持機構に保持された基材上における剥離対象の付着物の位置を検知する位置検知手段(17)と、この位置検知手段によって検知された剥離対象の付着物の位置の情報に基づいて、上記移動機構を制御して上記冷却部材を当該付着物に接触させる手段(20)とをさらに備えたことを特徴とする請求項11ないし16のいずれかに記載の付着物剥離装置である。
【0030】
この発明によれば、位置検知手段により検知された付着物の位置情報に基づいて、冷却部材を自動的に剥離対象の付着物に接触させることができる。すなわち、カメラなどを介して作業者が位置を確認しながら、付着物と冷却部材とを接触させる必要はない。
請求項18記載の発明は、上記基材保持機構に保持された基材および上記冷却部材が配置された雰囲気中の水分量を低減する手段(2,5,6)をさらに備えたことを特徴とする請求項11ないし17のいずれかに記載の付着物剥離装置である。
【0031】
この発明により、請求項10記載の付着物剥離方法を実施することができ、請求項10記載の付着物剥離方法と同様の効果を奏することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る膜剥離装置の図解的な側面図であり、図1(b)はその図解的な平面図である。
この膜剥離装置1は、たとえば、基板の一例である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)W上に形成されたレジスト膜を部分的に剥離するためのものであり、チャンバ2(図1(b)では図示を省略)を備えており、チャンバ2内には、ウエハWをほぼ水平に保持する基板保持機構3、それ自体所定の温度に冷却可能な冷却部材4、ウエハW上に形成された位置決めマーク(露光工程におけるマスク合わせのためのアライメントマーク)を検出する位置決めマーク検出ユニット17、およびウエハWの上面に水滴を滴下するための水滴下ノズル19が設けられている。
【0033】
チャンバ2には、窒素ガス配管5およびリーク管6が接続されている。窒素ガス配管5には窒素ガス供給源が接続されており、窒素ガス配管5にはバルブ5aが介装されている。バルブ5aを開くことにより、チャンバ2内に窒素ガスを導入することができる。リーク管6にはバルブ6aが介装されており、バルブ6aを開くことにより、チャンバ2内の雰囲気を大気に解放できる。
基板保持機構3は、ほぼ水平に配された円板状のステージ11と、ステージ11の下面中心部に接合されほぼ鉛直軸線に沿って配された回転軸12とを備えている。ステージ11の上面には、ウエハWを吸着保持することができる。回転軸12には、回転駆動機構13が結合されており、回転軸12をその軸のまわりに回転させることができる。
【0034】
冷却部材4は、ほぼ円柱状の外形を有しており、その中心軸がほぼ鉛直軸線に沿うように配されている。冷却部材4の高さ方向中間部よりやや高い位置には、ほぼ水平方向に延びた支持アーム14が結合されている。支持アーム14には、冷却部材移動機構15が結合されており、冷却部材移動機構15により冷却部材4を、鉛直方向Z、回転軸12の特定の回転半径に平行な方向X、およびこれらの2方向に直交する方向Yに移動できる。
【0035】
回転駆動機構13により、基板保持機構3に保持されたウエハWを適当な回転角度位置になるように回転させ、冷却部材移動機構15により、冷却部材4を回転軸12の回転半径方向Xに移動させることにより、冷却部材4を基板保持機構3に保持されたウエハWの任意の位置に対向させることができる。
回転駆動機構13の側方には、冷却部材4に付着した付着物を除去するための付着物除去ユニット16が配置されている。冷却部材4は、冷却部材移動機構15により、付着物除去ユニット16まで移動させることができる。
【0036】
水滴下ノズル19は、図1(a)に示す側面においてL字形を有しており、先端が鉛直下方に向けられている。水滴下ノズル19には、純水供給源から純水を導入できるようになっている。水滴下ノズル19には、ノズル移動機構24が結合されており、水滴下ノズル19の先端を、基板保持機構3に保持されたウエハW上面の任意の位置に対向させたり、ウエハWの上方から退避させたりすることができるようになっている。以上の構成により、水滴下ノズル19から、ウエハWの任意の位置に純水の水滴を滴下できる。
【0037】
位置決めマーク検出ユニット17は、たとえば、ウエハWの表面に形成されたアライメントマークを検出するための公知のアライメントセンサとすることができる。表面にアライメントマークが形成されたウエハWの上に、このアライメントマークを覆うようにレジスト膜が形成されている場合、このようなアライメントセンサにより、レジスト膜の下のアライメントマークを検出することができる。位置決めマーク検出ユニット17には、検出ユニット移動機構18が結合されており、位置決めマーク検出ユニット17を、基板保持機構3に保持されたウエハWの任意の位置に対向させたり、このようなウエハWの上方から退避させたりできる。
【0038】
回転駆動機構13、冷却部材移動機構15、検出ユニット移動機構18、およびノズル移動機構24の動作、バルブ5a,6aの開閉、ならびに、水滴下ノズル19への純水の導入およびその停止は、制御部20により制御される。回転駆動機構13からは、ステージ11の回転角度位置に関する情報が、制御部20に入力されるようになっている。同様に、冷却部材移動機構15からは、冷却部材4の位置情報が、制御部20に入力されるようになっている。検出ユニット移動機構18からは、位置決めマーク検出ユニット17の位置情報が、制御部20に入力されるようになっている。ノズル移動機構24からは、水滴下ノズル19の位置情報が、制御部20に入力されるようになっている。
【0039】
位置決めマーク検出ユニット17からの出力信号は、制御部20に入力されて、制御部20によりアライメントマークが検出されたか否かが判断される。制御部20はメモリ20Mを備えており、アライメントマークが検出されたと判断されたときの位置決めマーク検出ユニット17の位置およびステージ11の回転角度位置の情報が、メモリ20Mに記憶されるようになっている。また、制御部20のメモリ20Mには、ステージ11に保持されたウエハW上面の位置(高さおよび水平面内の位置)の情報が記憶されている。
【0040】
図2(a)は、冷却部材4の構造を示す図解的な断面図であり、図2(b)は、その図解的な底面図である。冷却部材4は、ほぼ円柱状の保持部材21を備えている。保持部材21の一端側は端部に向かって径が小さくなる円錐部21aとなっている。冷却部材4は、円錐部21a側が下方になるように、支持アーム14に支持されている。
保持部材21の中心軸に沿って、この保持部材21を貫通する穴21bが形成されている。穴21bには、断面がこの穴の内径にほぼ等しい円柱状のドライアイス22を挿通できるようになっている。これにより、ドライアイス22をその軸がほぼ鉛直軸線に沿うように、保持部材21に保持できる。この状態で、ドライアイス22の下方側の端面が底面22bとなる。底面22bは、ほぼ円形で平坦な面である。
【0041】
付着物除去ユニット16(図1(b)参照)は、ドライアイス22の底面22bを研削(研磨)することにより、底面22bに付着した付着物を除去できる。保持部材21は、保温性を有する材料で構成されていることが好ましい。これにより、穴21bに挿通されたドライアイス22が昇華するスピードを遅くすることができる。
冷却部材4の円錐部21a側とは反対側には、送り機構23が設けられている。送り機構23は、保持部材21の穴21bに挿通されたドライアイス22を把持して、保持部材21に対して円錐部21a側に送り出すことができるようになっている。送り機構23の動作は、制御部20により制御される。
【0042】
以下、この膜剥離装置1を用いて、ウエハW上に形成されたレジスト膜を剥離する方法について説明する。ウエハWの一方表面には、複数のアライメントマークが形成されており、これらのアライメントマークが形成された面の全面を覆うようにレジスト膜が形成されているものとする。レジスト膜は、アライメントマークを覆っている部分のみを剥離するものとする。これにより、アライメントマークの位置が明瞭にわかるようになり、マスク合わせを容易かつ正確に行うことができる。
【0043】
先ず、ドライアイス22が、冷却部材4の保持部材21の穴21bの中に挿通されて保持され、さらに、送り機構23により把持されて、ドライアイス22の下端が、円錐部21aから所定の長さだけ突出するようにされる。
そして、制御部20により冷却部材移動機構15および検出ユニット移動機構18が制御されて、冷却部材4および位置決めマーク検出ユニット17が、ステージ11の近傍から退避した状態にされる。この状態で、ウエハWがレジスト膜が形成された面を上にして、ウエハWの中心が回転軸12の中心軸上にのるようにステージ11上に吸着保持される。
【0044】
続いて、制御部20の制御により、バルブ5a,6aが開かれる。これにより、チャンバ2内には、窒素ガスが導入されるとともに、チャンバ2内のガスはリーク管6からチャンバ2外に排出される。一定時間、バルブ5a,6aが開かれた状態にされることにより、チャンバ2内の空気は窒素ガスで置換される。これにより、以下の工程において、ドライアイス22の表面や、ドライアイス22に接触されたものの接触部近傍で結露することはない。その後、制御部20の制御によりバルブ5a,6aが閉じられる。
【0045】
次に、ウエハW上面の位置の情報に基づき、制御部20により検出ユニット移動機構18が制御されて、位置決めマーク検出ユニット17が、ステージ11に保持されたウエハWに、適当な間隔をあけて対向するように移動される。そして、制御部20により回転駆動機構13と検出ユニット移動機構18とが制御されて、位置決めマーク検出ユニット17がウエハWに対して相対的に移動される。位置決めマーク検出ユニット17は、回転軸12の特定の回転半径方向Xにのみ移動するようにされるが、ウエハWが回転することにより、位置決めマーク検出ユニット17は、ウエハW表面の全面を走査できる。このようにして、位置決めマーク検出ユニット17により、アライメントマークが検出される。
【0046】
アライメントマークが検出されると、制御部20は、ウエハW上におけるアライメントマークの水平面内の位置を、ステージ11の回転角度位置および位置決めマーク検出ユニット17の水平面内の座標としてメモリ20Mに記憶する。すべてのアライメントマークについて、同様にして水平面内の位置が記憶される。次に、制御部20により検出ユニット移動機構18が制御されて、位置決めマーク検出ユニット17がウエハWの上方から退避される。続いて、メモリ20Mに記憶されたアライメントマークの位置情報に基づき、制御部20によりノズル移動機構24が制御されて、水滴下ノズル19が、ウエハWのアライメントマークが存在する部分の上方に移動され、水滴下ノズル19から純水の液滴が滴下される。その後、制御部20によりノズル移動機構24が制御されて、水滴下ノズル19がウエハWの上方から退避される。
【0047】
次に、メモリ20Mに記憶されたアライメントマークの位置情報に基づき、制御部20により冷却部材移動機構15が制御されて、冷却部材4が、ウエハWのアライメントマークが存在する部分の上方に移動され、下降される。これにより、ドライアイス22の底面22bが、アライメントマーク上のレジスト膜に接触される。アライメントマーク上のレジスト膜の上には純水が存在しているので、この純水はドライアイス22の底面22bが接触することにより熱を奪われて氷となる。この氷を介して、ドライアイス22とレジスト膜とが接着される。
【0048】
水滴下ノズル19により滴下される純水の量は、ドライアイス22の底面22bとレジスト膜との間に過不足なく純水が存在するような量とされることが好ましいが、過剰な量であってもよい。過剰な量の純水が滴下された場合は、底面22bとレジスト膜との接触部周辺の純水まで凍り、レジスト膜において剥離される領域を制御しにくくなる。底面22bがレジスト膜に接触される時間は、冷却部材4の温度やレジスト膜の種類に応じて、底面22bとレジスト膜との間の純水が充分に凍り、かつ、接触部の周辺が広く凍結しすぎないように設定されている。
【0049】
その後、制御部20により冷却部材移動機構15が制御されて、冷却部材4が上昇される。これにより、レジスト膜は、ドライアイス22に接着された部分およびその近傍がウエハWから剥離されて、アライメントマークはレジストから露出する。
次に、制御部20により冷却部材移動機構15が制御されて、冷却部材4が付着物除去ユニット16まで移動されて、ドライアイス22の底面22bが研削されて平坦化される。これにより、ドライアイス22の底面22bに接着されたレジスト膜が除去される。底面22bが研削されることにより、ドライアイス22の円錐部21aから突出する長さは短くなる。このため、制御部20により送り出し機構23が制御されて、ドライアイス22が保持部材21から送り出されて、再び、ドライアイス22の下端が所定の長さだけ円錐部21aから突出するようにされる。
【0050】
その後、制御部20によりノズル移動機構24および冷却部材移動機構15が制御されて、ウエハWの次のアライメントマーク上のレジスト膜の上に、水滴下ノズル19から純水が滴下され、冷却部材4により上記の方法と同様の方法により、このアライメントマーク上のレジスト膜が剥離される。レジスト膜に接触されるドライアイス22の底面22bは、研削により清浄にされており、かつ、常に一定の温度、すなわち、ドライアイスの昇華温度にされているので、安定して付着物の剥離を行うことができる。
【0051】
以上の工程を繰り返すことにより、ウエハWのすべてのアライメントマーク上のレジスト膜が除去され、すべてのアライメントマークがレジスト膜から露出される。
以上のレジスト膜剥離方法において、レジスト膜とともにドライアイス22も一部削り取られるが、これらのドライアイス22は昇華して二酸化炭素となるので、付着物除去ユニット16にはレジストの残渣しか残らない。したがって、処理後の廃棄物が少なく、かつこれらの廃棄物(レジストの残渣)を容易に廃棄できる。
【0052】
ドライアイス22は小さなもの(たとえば、直径が数mm)であり、ドライアイス22本体およびこれから削り取られたドライアイスが昇華して生ずる二酸化炭素ガスの量はわずかである。このため、これらの二酸化炭素ガスは、特別な処理を施すことなく、レジスト膜の剥離操作が終了した後、大気中に放出することができる。
また、以上のレジスト膜剥離方法は、薬液等を用いないドライな処理によるものであるので、乾燥等の工程が不要である。レジスト膜は機械的プロセスにより剥離されるので、処理時間が短い。
【0053】
さらに、ドライアイス22は安価であるので、低コストでレジスト膜を剥離できる。精製度の高い二酸化炭素を原料として製造されたドライアイス22を用いることにより、ウエハWがナトリウム(Na)等で汚染されることを防ぐことも可能である。
さらに、ウエハWから剥離されたレジスト膜が付着物除去ユニット16まで確実に運ばれる限り、パーティクル等は発生しない。したがって、レジスト膜の剥離を行った後、ウエハWを改めて洗浄することなく、他の工程に移すことができる。
【0054】
この膜剥離装置1は、レジストの剥離以外に、たとえば、反射防止膜などを剥離するのに用いることもできる。さらに、この膜剥離装置1は、膜状の付着物以外に、レジストミストやチャック跡などのパーティクルをウエハWの表面から除去するために用いることもできる。処理の対象となる基板はウエハWに限られず、たとえば、液晶ディスプレイパネル用のガラス基板等であってもよい。このように、膜剥離装置1は、様々な基板の表面に付着した様々な付着物(膜を含む)を剥離させるのに用いることができる。
【0055】
図3は、冷却部材4の代わりに用いることができる冷却部材25の図解的な断面図である。この冷却部材25は、円柱状で金属、セラミック、樹脂などからなる芯材26と、芯材26の軸まわりに設けられた冷却媒体容器27とを備えている。冷却媒体容器27は、円筒状で芯材26と同心軸状に配された外筒27aと、外筒27a内に芯材26と同心軸上に配された円筒状の内筒27bとを有している。外筒27aと内筒27bとの間は、それらの一方端側で漏斗状の底板27cにより塞がれている。外筒27aと内筒27bとの他方端側は、開放されている。内筒27bは芯材26に密接している。芯材26の一方端側は冷却媒体容器27の底板27c側から突出している。
【0056】
冷却媒体容器27は、底板27c側が下方に向けられて支持アーム14に支持される。この状態で、芯材26の一方の端面は、下方に向けられたほぼ円形の平坦な底面26bとなる。
冷却媒体容器27には、たとえば、液体窒素などの冷却媒体28を入れて、芯材26を冷却できる。この場合、冷却媒体28は、液状であることが好ましいが、粒状のドライアイスなど固体であってもよい。
【0057】
冷却された芯材26を、上記のドライアイス22の場合と同様に、底面26bをレジスト膜に接触させて、それらの接触部およびその近傍のレジスト膜を剥離させることができる。芯材26を、たとえば、液体窒素で充分冷却することにより、レジスト膜に接触する底面26bを、液体窒素の沸点に近いほぼ一定の温度に保つことができる。これにより、安定して、レジスト膜(付着物)の剥離を行うことができる。
【0058】
付着物除去ユニット16は、たとえば、芯材26の底面26b近傍を適当な温度に暖めて、氷を解凍することにより、底面26bからレジスト膜を除去するものとすることができる。
冷却部材4,25の代わりに、フロンガスなどの冷却媒体を用いた冷凍機やペルチェ素子により、レジスト膜(付着物)に接触させる部分を冷却させる構成の冷却部材を用いてもよい。これにより、冷却部材の温度を可変にすることができる。
【0059】
図4は、冷却部材の温度と冷却効果との関係を示す特性図である。
冷却部材4,25(レジスト膜との接触部)の温度が低くなるほど、冷却効果は大きくなり、純水を固化させるために要する時間は短くなる。たとえば、冷却媒体として液体窒素を用いる場合、芯材26の温度は、ほぼ液体窒素の沸点である−196℃となる。この場合、純水は急激に冷やされるので、純水を固化させるために必要な時間は短くなり、スループットが向上する。
【0060】
一方、この場合、純水凍結は芯材26との接触部からその周辺のレジスト膜へと急激に広がるため、冷却部材4,25の接触時間を正確に制御したとしても、純水が凍結する領域を精密に制御することができなくなる。すなわち、レジスト膜を剥離させる領域を精密に制御できない。
これとは逆に、冷却部材4,25の温度が高い場合、水を固化させるために必要な時間は長くなり、スループットが低下するが、レジスト膜を剥離させる領域の制御性は向上する。また、一般に、冷却温度が高いほど、冷却に要するコスト(たとえば、冷却媒体のコスト)は低下する。このように、冷却部材4,25の温度は、スループットとレジストの剥離領域の精度および冷却に要するコストとの兼ね合いで決定することができ、たとえば、ドライアイス22の温度(−80℃)にすることができる。制御部20は、冷却部材4,25の温度に基づいて、冷却部材4,25のレジスト膜に対する接触時間を決定するようにすることができる。
【0061】
図5(a)(b)は、それぞれ、冷却部材25の代わりに用いることができる冷却部材30,35の図解的な底面図である。
冷却部材25には、円柱状で一体の芯材26が1本設けられているのに対して、冷却部材30,35には、複数の柱状の芯材31,36が設けられている。芯材31,36の軸まわりには、冷却媒体容器27と同様の冷却媒体容器32,37がそれぞれ設けられている。冷却媒体容器32,37は、芯材31,36に密接して配されており、冷却媒体容器32,37に液体窒素などの冷却媒体を入れることにより、芯材31,36を冷やすことができるようになっている。
【0062】
冷却部材30の個々の芯材31は断面がほぼ正方形であり、これらが格子状に密に配列されて全体としてほぼ8角形の断面形状を有するようにされている。冷却部材30の上部には、個々の芯材31を独立に上下動できる上下動機構(図示せず)が設けられている。
芯材31は、上下動機構により、下降された下降位置と上昇された上昇位置との間を移動されるようになっている。下降位置にある各芯材31の下端はほぼ水平な同一平面上にのるようになっている。個々の芯材31は、少なくとも下降位置にあるときに、冷却媒体容器32から突出するようになっている。
【0063】
上下動機構により、複数の芯材31のうち一部のみを下降位置にすることにより、下降位置にある芯材31の下端のみをレジスト膜に接触させることができる。所定時間、芯材31をレジスト膜に接触させた後、冷却部材30を上昇させることにより、レジスト膜において下降位置にある芯材31が接触した部分(およびその近傍)のみを剥離させることができる。すなわち、複数の芯材31はドットインパクト方式のプリンタにおけるドットピンのような挙動をすることにより、レジスト膜の任意の形状の領域を剥離することができる。
【0064】
無論、すべての芯材31を下降位置にして、ほぼ8角形の形状にレジスト膜を剥離させることも可能である。
冷却部材35の芯材36は、円柱状の芯材36aと、そのまわりに配された4つの芯材36bとを有している。芯材36bは、芯材36aに密接して外嵌する管をその軸のまわりに4等分して得られるような形状を有している。
冷却部材35の上部には、個々の芯材36を独立に上下動できる上下動機構(図示せず)が設けられている。芯材36は、上下動機構により、下降された下降位置と上昇された上昇位置との間を移動されるようになっている。下降位置にある各芯材36の下端は、ほぼ水平な同一平面上にのるようになっている。個々の芯材36は、少なくともこの上下動機構により下降されているときに、冷却媒体容器37から突出するようになっている。
【0065】
この冷却部材36を用いることにより、冷却部材30を用いた場合と同様、レジスト膜において下降位置にある芯材36が接触された部分(およびその近傍)のみを剥離させることができる。たとえば、芯材36aのみが下降位置にある場合と、すべての芯材36が下降位置にあるときとで、異なる大きさの円形にレジスト膜を剥離させることができる。
以上のように、ドライアイス22や芯材26,31,36の形状および大きさを適当なものとすることにより、レジスト膜などの基板の表面に形成された膜の任意の部分を、任意の大きさおよび形状で剥離させることができる。レジスト膜を部分的に剥離させる工程を繰り返し行うことにより、レジスト膜全体を剥離させることもできる。さらに、レジスト膜に対する接触面が、ウエハWの大きさと同じかそれ以上の大きさの冷却部材4,25,30,35を用いることにより、ウエハW上のレジスト膜の全体を一気に剥離させることも可能である。すなわち、この方法によれば、基板上に形成された膜を、部分的か全体的かを問わず任意の形状に剥離させることができる。
【0066】
本発明に係る一実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は他の形態でも実施できる。たとえば、チャンバ2には窒素ガス配管5の代わりに、乾燥空気供給源に接続された乾燥空気配管が接続されていてもよい。また、チャンバ2を密閉性の高いものとし、チャンバ2にチャンバ2内を減圧するための真空ポンプが接続されていてもよい。チャンバ2内を窒素雰囲気にしたり減圧したりすることによっても結露を防止できる。
【0067】
冷却部材4(図2参照)において、ドライアイス22の代わりに、このドライアイス22と同等の形状を有する氷を保持部材21に保持させることとしてもよい。この場合、氷は0℃以下の適当な温度に冷却して使用することもできる。
付着物が付着された基材は、ウエハWのような平板状の基板に限定されるものではなく、任意の形状のものとすることができる。その場合、冷却部材4,25,30,35は、基材に対して任意の方向から接触できるように構成することができる。
【0068】
冷却部材4,25,30,35の接触だけでは、良好にレジスト(付着物)を剥離できない場合(たとえば、レジスト膜の残したい部分まで剥離されてしまう場合)は、ステージ11側に温度調整機構を設け、ウエハWの下面側から補助的に温度を行うこととしてもよい。また、冷却部材4,25,30,35とレジスト膜との間の水(被冷凍剤)を、容易に固化させるために、チャンバ2内の雰囲気を適当な温度(たとえば、被冷凍剤の融点よりわずかに高い温度)に調製することとしてもよい。
【0069】
液滴として純水を供給する水滴下ノズル19の代わりに、純水をミスト状に吐出するノズル等を用いてもよい。被冷凍剤は水に限られず、適当な融点を有する様々な物質とすることができる。
剥離対象のレジスト膜(付着物)がもともと水分(被冷凍剤)を含んでいる場合、たとえば、ウエハWが前工程で水洗され未乾燥の場合などは、あえて水をレジスト膜に純水を供給しなくてもよい。この場合、水滴下ノズル19はなくてもよい。
【0070】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る膜剥離装置の図解的な側面図および平面図である。
【図2】冷却部材の構造を示す図解的な断面図および底面図である。
【図3】膜剥離装置に用いることができる他の冷却部材の図解的な断面図である。
【図4】冷却部材の温度と冷却効果との関係を示す特性図である。
【図5】膜剥離装置に用いることができる他の冷却部材の図解的な底面図である。
【符号の説明】
1 膜剥離装置
2 チャンバ
3 基板保持機構
4,25,30,35 冷却部材
5 窒素ガス配管
6 リーク管
13 回転駆動機構
15 冷却部材移動機構
17 位置決めマーク検出ユニット
20 制御部
20M メモリ
22 ドライアイス
26,31,36 芯材
28 冷却媒体
W 半導体ウエハ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for removing an attached matter for removing attached matter such as a resist film attached to a base material such as a semiconductor substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, in a manufacturing process of a semiconductor device, after various thin films are formed on the entire surface of a semiconductor substrate, these thin films are patterned using a resist film. After the resist film is formed on the entire surface of these thin films, it is patterned using a mask. An alignment mark is formed on the semiconductor substrate, a mask is positioned using the alignment mark, and the resist film is patterned by exposure through the mask. Since the resist film is an unnecessary film in the end, it is peeled off after the patterning is completed.
[0003]
Conventionally, as a method for removing a resist film, a method using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide or other dedicated remover (for example, see Patent Document 1), a method for removing by ashing using ozone or plasma (for example, Patent Document 2) is widely used.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-196510 A
[Patent Document 2]
JP 2001-237229 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, the used chemical solution (such as a stripping solution) or the gas used for ashing must be treated and discarded, and the time required for stripping the resist film is long. Furthermore, in the above method, the entire resist film on the substrate was stripped, and could not be partially stripped.
Therefore, an object of the present invention is to provide a film peeling method capable of peeling off the deposits attached to the surface of a base material while reducing waste.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a method for peeling off the deposits attached to the surface of the base material in a short time.
Still another object of the present invention is to provide a film peeling method capable of partially peeling a film formed on a substrate surface.
Still another object of the present invention is to provide an attached matter removing apparatus capable of removing attached matter attached to the surface of a base material while reducing waste.
[0007]
Still another object of the present invention is to provide an attached matter removing apparatus capable of removing attached matter attached to a substrate surface in a short time.
Still another object of the present invention is to provide a film peeling device capable of partially peeling a film formed on a substrate surface.
[0008]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is characterized in that, in a state where the freezing agent is in contact with the attached matter adhering to the surface of the substrate (W), the freezing agent is attached to the attached matter. A cooling member (4, 25, 30, 35) having a temperature equal to or lower than the melting point of the refrigerant to be brought into contact with a portion contacted by a cooling member, whereby the refrigerant is solidified; After the cooling member contacting step, by separating the cooling member from the base material, a cooling member separation step of separating the attached matter from the base material together with the solidified freezing agent. This is a method for removing adhered matter.
[0009]
It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.
According to the present invention, in the cooling member contacting step, the cooling agent cooled to an appropriate temperature equal to or lower than the melting point of the refrigerant is brought into contact with the deposit, so that the refrigerant changes between the deposit and the cooling member. The heat is deprived by the cooling member and solidifies. Accordingly, the attached matter and the cooling member are bonded to each other via the solidified material of the refrigerant. In the case where the attached matter and the cooling member are bonded with sufficiently large strength, if the cooling member separating step separates the base material and the cooling member, the attached matter is separated from the substrate together with the cooling member. That is, the attached matter is separated from the substrate.
[0010]
Since this method mechanically removes the deposit, the deposit can be removed in a short time.
The attached matter removing method may further include an attached matter removing step of removing attached matter attached to the cooling member after the cooling member separating step. Thereby, the contact surface of the cooling member to the attached matter can be always cleaned (in a state where the attached matter is not bonded), and the cooling member can be brought into contact with the attached matter, and the attached matter can be stably peeled. be able to.
[0011]
The substrate may be, for example, a flat substrate (for example, a semiconductor wafer) or may have any shape other than a flat plate.
The attached matter may be, for example, particles (particles) or a film (for example, a resist film formed on a semiconductor wafer). In the case where the deposit is a film and the cooling member is brought into partial contact with the film, only the part of the film that contacts the cooling member and the film in the vicinity thereof can be peeled off. That is, according to this method, the film formed on the substrate surface can be partially peeled.
[0012]
For example, when a resist film is formed on the entire surface of a semiconductor wafer on which alignment marks for mask alignment in an exposure process are formed on the surface of the semiconductor wafer so as to cover the alignment marks, the method includes: Only the part on the alignment mark can be selectively peeled off. As a result, the position of the alignment mark can be clearly understood, and mask alignment can be performed easily and accurately.
[0013]
If the frozen agent is not in contact with the object to be peeled, a frozen agent supplying step of supplying the frozen agent so that the frozen agent is in contact with the material to be peeled is performed before the cooling member contacting step. May be done.
The refrigerant to be frozen may be, for example, water as described in
The invention according to
[0014]
According to the present invention, by setting the cooling member to a predetermined temperature, the agent to be frozen can be frozen with good reproducibility, and the adhered substance can be stably peeled off.
The cooling member can be set to a predetermined temperature by, for example, a refrigerator or a Peltier element using a cooling medium such as Freon gas.
The invention according to
[0015]
The time required to freeze the agent to be frozen is determined by the temperature of the cooling member to be contacted. That is, the time required for solidifying the refrigerant is longer as the temperature of the cooling member is higher (the difference from the melting point of the refrigerant is smaller), and the temperature of the cooling member is lower (the melting point of the refrigerant is lower). The greater the difference, the shorter.
Further, when the adhered substance is a film, and the refrigerant to be frozen also exists around the contact portion between the cooling member and the film, when the cooling member having a low temperature is brought into contact with the film for a long time, the solidification of the refrigerant to be frozen is performed. With time, it spreads from the contact portion between the cooling member and the film to the peripheral portion. In this case, the film may be peeled off in an area larger than the contact area between the cooling member and the film. Therefore, in this case, the size of the portion where the film is peeled differs depending on the time when the cooling member contacts the film.
[0016]
According to the present invention, the time during which the cooling member is brought into contact with the deposit is determined according to the temperature of the cooling member. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the attached matter is not adhered to the cooling member due to a short contact time, and it is possible to control a size of a portion where the film is peeled.
By lowering the predetermined temperature of the cooling member and solidifying the refrigerant in a short time, the throughput is improved. On the other hand, when the adhered substance is a film, if the temperature of the cooling member coming into contact with the film is too low (for example, the boiling point of liquid nitrogen), the solidification of the refrigeration agent starts from the contact portion with the cooling member and the surroundings. Spreads rapidly into parts. Therefore, even if the contact time of the cooling member with the film is controlled, the region of the frozen portion of the agent to be frozen cannot be accurately controlled. For this reason, it is preferable that the temperature of the cooling member is, for example, about the sublimation temperature of dry ice (−80 ° C.).
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, the cooling member includes a cooling medium (22) having a sublimation temperature equal to or lower than the melting point of the refrigerant to be frozen, and the cooling member contacting step directly contacts the cooling medium with the attached matter. 5. The method of claim 1, further comprising the step of:
According to the present invention, when the temperature of the space in which the cooling member is disposed is higher than the sublimation temperature of the cooling medium, the temperature of the cooling medium is maintained at the sublimation temperature of the cooling medium. Therefore, the adhered substance can be separated by setting the sublimation temperature of the cooling medium to the predetermined temperature of the cooling member.
[0018]
Since the cooling medium does not sublimate (evaporate) and generate liquid, there is no need to dry the substrate after removing the deposits. The only solid waste resulting from the detachment of the deposit is the detached deposit. Therefore, there is little waste and disposal is easy. When the attached matter removing method includes an attached matter removing step, the attached matter removing step may be, for example, grinding a portion of the cooling medium to which the attached matter is adhered. In this case, a part of the cooling medium is scraped off together with the deposit, but the scraped cooling medium is sublimated (vaporized) and only the deposit remains as solid waste.
[0019]
The cooling medium may be, for example, dry ice (22). Since dry ice is inexpensive, it is possible to reduce the cost required for removing attached matter. Also, the amount of dry ice required to separate the deposits is small and gradually evaporates to carbon dioxide gas, so these carbon dioxide gases can be released to the atmosphere without any special treatment. it can.
When the base material is, for example, a semiconductor substrate, it is possible to prevent the semiconductor substrate from being contaminated with sodium (Na) or the like by using dry ice manufactured using highly purified carbon dioxide as a raw material. is there.
[0020]
In the invention according to claim 7, the cooling member includes a cooling medium having a melting point equal to or lower than the melting point of the refrigerant to be frozen, and the cooling member contacting step includes a step of bringing the cooling medium into direct contact with the attached matter. The method for stripping deposits according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
According to the present invention, when the temperature of the space in which the cooling medium is disposed is higher than the melting point of the cooling medium, the temperature of the cooling medium is maintained at the melting point of the cooling medium. Therefore, the adhered substance can be separated by setting the melting point of the cooling medium to the predetermined temperature of the cooling member.
[0021]
When the attached matter removing method includes an attached matter removing step, the attached matter removing step may be, for example, grinding a portion of the cooling medium to which the attached matter is adhered.
The cooling medium may be, for example, ice as claimed in claim 8. Since ice is inexpensive, it is possible to reduce the cost required for removing the attached matter.
According to a ninth aspect of the present invention, the cooling member includes a cooling target material (26, 31, 36) which is solid at room temperature, and cools the cooling target material to a predetermined temperature before the cooling member contacting step. The method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a cooling step, wherein the cooling member contacting step includes a step of directly contacting the cooling target material with the attached matter. .
[0022]
According to the present invention, by bringing the coolant to be heated to a predetermined temperature into contact with the deposit, the coolant to be interposed between the deposit and the coolant can be solidified and separated.
The material to be cooled can be made of, for example, metal, ceramic, resin, or the like. The cooling target may be cooled, for example, by providing a cooling medium container around the cooling target material and putting a cooling medium, such as liquid nitrogen, in the cooling medium container.
[0023]
The cooling member may include a plurality of materials to be cooled. In the case where the deposit is a film, any part of the plurality of materials to be cooled is brought into contact with the film, so that the portion of the film to be peeled can have various shapes.
The invention according to claim 10 further comprises, before the cooling member contacting step, a step of reducing the amount of water in an atmosphere in which the cooling member and the base material are arranged. The method for removing adhering matter according to any one of the above.
[0024]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that an unintended part, such as a base material, gets wet by condensation. Therefore, for example, when the deposit is a film, the size and shape of the part where the film is peeled can be accurately controlled.
The invention according to
[0025]
According to the present invention, the attached matter removing method according to the first aspect can be performed, and the same effect as the attached matter removing method according to the first aspect can be obtained.
The deposit removing apparatus may further include a refrigeration agent supply unit for supplying a liquid refrigeration agent to the deposit. The agent to be frozen may be water, and in this case, the means for supplying the agent to be frozen may be, for example, a water drop nozzle for dropping a water droplet on the adhered material to be peeled.
[0026]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the adhesion removing apparatus according to the eleventh aspect, further comprising means (22, 28) for setting the cooling member to a predetermined temperature.
According to this invention, it is possible to carry out the attached matter removing method according to the third aspect, and it is possible to achieve the same effect as the attached matter removing method according to the third aspect.
The invention according to claim 13 further includes means (20) for controlling a contact time between the cooling member and the attached matter to a predetermined time depending on a temperature of the cooling member. 12. An apparatus for removing adhering matter according to
[0027]
According to this invention, the attached matter removing method according to the fourth aspect can be implemented, and the same effect as the attached matter removing method according to the fourth aspect can be obtained.
According to a fourteenth aspect of the present invention, the cooling member includes a holding member (21) for holding a cooling medium (22) having a sublimation temperature equal to or lower than the melting point of the frozen agent. 14. The attached matter removing apparatus according to any one of
According to this invention, it is possible to implement the attached matter removing method according to the fifth aspect, and it is possible to achieve the same effect as the attached matter removing method according to the fifth aspect. The holding member preferably has a heat retaining property. In this case, the sublimation speed of the cooling medium can be reduced.
[0028]
The invention according to
According to this invention, the attached matter removing method described in claim 7 can be implemented, and the same effect as the attached matter removing method described in claim 7 can be obtained.
According to a sixteenth aspect of the present invention, the cooling member is solid at room temperature and includes a cooling target (26, 31, 36) that is in contact with the attached matter, and means (28) for cooling the cooling target. The attached matter removing apparatus according to any one of
[0029]
According to this invention, it is possible to carry out the attached matter removing method according to claim 9, and it is possible to achieve the same effect as the attached matter removing method according to claim 9.
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a position detecting means (17) for detecting a position of a substance to be peeled on the substrate held by the substrate holding mechanism; 17. A means (20) for controlling the moving mechanism on the basis of the information on the position of the deposit to make the cooling member contact the deposit. It is an attached matter peeling apparatus as described in the above.
[0030]
According to the present invention, the cooling member can be automatically brought into contact with the adhered substance to be peeled based on the positional information of the adhered substance detected by the position detecting means. That is, it is not necessary for the worker to make contact with the attached matter and the cooling member while checking the position via a camera or the like.
The invention according to claim 18 further comprises means (2, 5, 6) for reducing the amount of water in the atmosphere in which the substrate held by the substrate holding mechanism and the cooling member are arranged. An apparatus for removing adhering matter according to any one of
[0031]
According to this invention, it is possible to carry out the attached matter removing method according to the tenth aspect, and it is possible to achieve the same effect as the attached matter removing method according to the tenth aspect.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1A is a schematic side view of a film peeling apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic plan view thereof.
The film stripping apparatus 1 is for partially stripping a resist film formed on a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a “wafer”) W, which is an example of a substrate, and includes a chamber 2 (see FIG. 1 (b), a
[0033]
A
The
[0034]
The cooling
[0035]
The
An adhering
[0036]
The
[0037]
The positioning
[0038]
The operations of the
[0039]
An output signal from the positioning
[0040]
FIG. 2A is an illustrative sectional view showing the structure of the cooling
A
[0041]
The attached matter removing unit 16 (see FIG. 1B) can remove the attached matter attached to the
A
[0042]
Hereinafter, a method of removing the resist film formed on the wafer W using the film removing apparatus 1 will be described. A plurality of alignment marks are formed on one surface of wafer W, and a resist film is formed to cover the entire surface on which these alignment marks are formed. The resist film is to be stripped only of the portion covering the alignment mark. As a result, the position of the alignment mark can be clearly understood, and mask alignment can be performed easily and accurately.
[0043]
First, the
Then, the cooling
[0044]
Subsequently, under the control of the
[0045]
Next, the detection
[0046]
When the alignment mark is detected, the
[0047]
Next, the cooling
[0048]
The amount of pure water dropped by the
[0049]
Thereafter, the cooling
Next, the cooling
[0050]
Then, the
[0051]
By repeating the above steps, the resist film on all the alignment marks on the wafer W is removed, and all the alignment marks are exposed from the resist film.
In the above-described resist film peeling method, the
[0052]
The
In addition, since the above-described resist film stripping method is based on a dry process that does not use a chemical solution or the like, a process such as drying is unnecessary. Since the resist film is stripped by a mechanical process, the processing time is short.
[0053]
Further, since the
Furthermore, as long as the resist film peeled off from the wafer W is reliably transported to the attached
[0054]
This film peeling apparatus 1 can be used for peeling off, for example, an antireflection film or the like in addition to the peeling of the resist. Further, the film peeling apparatus 1 can also be used to remove particles such as resist mist and chuck marks from the surface of the wafer W in addition to the film-like deposits. The substrate to be processed is not limited to the wafer W, and may be, for example, a glass substrate for a liquid crystal display panel. As described above, the film peeling device 1 can be used to peel off various kinds of deposits (including films) attached to the surfaces of various substrates.
[0055]
FIG. 3 is a schematic sectional view of a cooling
[0056]
The cooling
The
[0057]
As in the case of the
[0058]
The attached
Instead of the
[0059]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the cooling member and the cooling effect.
The lower the temperature of the
[0060]
On the other hand, in this case, the pure water freezes rapidly from the contact portion with the
Conversely, when the temperature of the
[0061]
FIGS. 5A and 5B are schematic bottom views of cooling
The cooling
[0062]
Each
The
[0063]
By setting only a part of the plurality of
[0064]
Of course, it is also possible to put all the
The core member 36 of the cooling
Above the cooling
[0065]
By using the cooling member 36, as in the case of using the cooling
As described above, by making the shape and size of the
[0066]
Although the description of one embodiment according to the present invention is as described above, the present invention can be implemented in other forms. For example, a dry air pipe connected to a dry air supply source may be connected to the
[0067]
In the cooling member 4 (see FIG. 2), instead of the
The substrate to which the deposit is attached is not limited to a flat substrate such as the wafer W, but may be of any shape. In that case, the cooling
[0068]
If the resist (adhered matter) cannot be satisfactorily stripped only by the contact of the
[0069]
Instead of the
If the resist film (attachment) to be stripped originally contains moisture (freezing agent), for example, if the wafer W is washed with water in the previous process and is not dried, pure water is supplied to the resist film. You don't have to. In this case, the
[0070]
In addition, various changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view and a plan view of a film peeling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and a bottom view showing the structure of a cooling member.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another cooling member that can be used in the film peeling device.
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a temperature of a cooling member and a cooling effect.
FIG. 5 is a schematic bottom view of another cooling member that can be used in the film peeling device.
[Explanation of symbols]
1 Film peeling device
2 chamber
3 Board holding mechanism
4,25,30,35 Cooling member
5 Nitrogen gas piping
6 leak pipe
13 Rotation drive mechanism
15 Cooling member moving mechanism
17 Positioning mark detection unit
20 control unit
20M memory
22 Dry ice
26,31,36 core material
28 Cooling medium
W semiconductor wafer
Claims (18)
この冷却部材接触工程の後、上記冷却部材を当該基材から離間させることにより、当該付着物を上記固化された被冷凍剤とともに当該基材から剥離させる冷却部材離間工程とを含むことを特徴とする付着物剥離方法。In a state in which the freezing agent is in contact with the attached matter attached to the surface of the base material, the portion of the attached matter in which the freezing agent is in contact is set at a temperature equal to or lower than the melting point of the freezing agent. A cooling member contacting step of solidifying the refrigerant to be frozen by contacting the cooling member;
After the cooling member contacting step, the cooling member is separated from the base material by separating the cooling member from the base material, and a cooling member separating step of separating the attached matter from the base material together with the solidified frozen agent. To remove the deposits.
上記冷却部材接触工程が、上記冷却媒体を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法。The cooling member includes a cooling medium having a sublimation temperature equal to or lower than the melting point of the frozen agent,
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling member contacting step includes a step of bringing the cooling medium into direct contact with the attached matter.
上記冷却部材接触工程が、上記冷却媒体を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法。The cooling member includes a cooling medium having a melting point equal to or lower than the melting point of the frozen agent,
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling member contacting step includes a step of bringing the cooling medium into direct contact with the attached matter.
上記冷却部材接触工程の前に、上記被冷却材を所定の温度に冷却する冷却工程をさらに含み、
上記冷却部材接触工程が、上記被冷却材を当該付着物に直接接触させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の付着物剥離方法。The cooling member includes a solid to be cooled at room temperature,
Before the cooling member contacting step, the method further includes a cooling step of cooling the material to be cooled to a predetermined temperature,
5. The method of claim 1, wherein the step of contacting the cooling member includes a step of bringing the material to be cooled into direct contact with the substance.
上記被冷凍剤の融点以下の温度にすることが可能な冷却部材と、
この冷却部材と上記基材保持機構に保持された基材とを相対的に移動させることにより、上記冷却部材と当該付着物との接触、および上記冷却部材と当該基材との離間を行う移動手段とを備えたことを特徴とする付着物剥離装置。A substrate holding mechanism capable of holding a substrate having an adhered substance adhered to the surface thereof in a state where the frozen agent is in contact with the adhered substance,
A cooling member that can be set to a temperature equal to or lower than the melting point of the frozen agent,
By relatively moving the cooling member and the base material held by the base material holding mechanism, a movement for bringing the cooling member into contact with the attached matter and separating the cooling member from the base material Means for removing adhering matter.
この被冷却材を冷却する手段とを含むことを特徴とする請求項11ないし15のいずれかに記載の付着物剥離装置。The cooling member is a material to be cooled that is solid at room temperature and is in contact with the attached matter,
The apparatus according to any one of claims 11 to 15, further comprising means for cooling the material to be cooled.
この位置検知手段によって検知された剥離対象の付着物の位置の情報に基づいて、上記移動機構を制御して上記冷却部材を当該付着物に接触させる手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項11ないし16のいずれかに記載の付着物剥離装置。Position detecting means for detecting the position of the adhered substance to be peeled on the substrate held by the substrate holding mechanism,
Means for controlling the moving mechanism to bring the cooling member into contact with the deposit based on information on the position of the deposit to be peeled detected by the position detecting means. Item 17. The attached matter removing device according to any one of Items 11 to 16.
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- 2002-09-26 JP JP2002281627A patent/JP2004119715A/en active Pending
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