JP2004241414A - Stripper/cleaner - Google Patents

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JP2004241414A JP2003026089A JP2003026089A JP2004241414A JP 2004241414 A JP2004241414 A JP 2004241414A JP 2003026089 A JP2003026089 A JP 2003026089A JP 2003026089 A JP2003026089 A JP 2003026089A JP 2004241414 A JP2004241414 A JP 2004241414A
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Masato Yonetani
真人 米谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist film stripper/cleaner in which stripping/removing rate is increased furthermore when a resist film adhering to a substrate is stripped/removed by supplying ozonic fluid and an extra cleaning process is eliminated without requiring complete enclosure of a special facility for treating waste liquid and by-products or a facility and a unit for removing troubles caused by leakage of a large quantity of ozone gas. <P>SOLUTION: Immediately before being fed to a substrate to which a resist film is adhering, ozonic fluid is mixed with high temperature vapor so that liquid temperature of the ozonic fluid is raised and stripping/removing rate of the resist film is increased significantly without lowering ozone concentration which causes lowering of resist removing rate thus enhancing resist film removing power. No residue is present on the surface of the substrate after the resist film is stripped/removed, waste liquid or by-products having adverse effect on the environment are not generated nor a large quantity of ozone gas leaks out. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剥離洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体および液晶基板の製造プロセスにおけるリソグラフィ工程において、パターニングマスクには一般に有機レジスト膜が使用されている。レジスト膜は、基板のパターニングが終了した時点で除去される。レジスト膜の除去には、通常、100℃以上に昇温した硫酸と過酸化水素水との混合液(以後「SPM」と称す)または有機溶剤からなる剥離液を用いる方法が行われている。この方法では、環境に悪影響を及ぼすおそれのある剥離液の廃液および副生物(有機揮発成分、酸性ガスなど)が多量に発生するので、特別な処理設備が必要になり、多大な設備費用およびランニングコストが掛かる。さらに、半導体ウェハおよび液晶パネルのマザー基板の大型化が進むにともない、廃液量は一層増大し、工程負荷および処理費用の増大することが問題とされている。
【0003】
また、オゾンが有機物を酸化分解するのを利用するレジスト剥離方法が知られている。この方法によれば、レジスト膜を構成する有機物である炭化水素分子は、オゾンの自己分解の過程で生成するヒドロキシラジカルなどの反応活性種と反応し、低分子化して水に可溶な成分に変性され、さらに二酸化炭素と水とに分解される。一方、オゾンは分解して最終的には酸素になる。したがって、この方法では、環境に悪影響をおよぼす廃液および副生物はほとんど発生しないので、特別な処理設備を必要とせず、SPMまたは有機溶剤を用いる方法に比べ、設備費用およびランニングコストの大幅な削減が可能である。このように、オゾンを利用する方法は、優れた利点を有している。しかしながら、この方法においては、レジスト膜の剥離除去速度、すなわちレジスト膜の剥離除去能力をさらに向上させることが望まれている。
【0004】
ところで、オゾン水をオゾン源とし、オゾン水とレジスト膜との接触条件が一定である場合、レジスト膜の分解速度は、オゾン水のオゾン濃度およびオゾン水の水温に依存することが知られている。しかしながら、オゾンは、水に難溶であり、常温常圧下での水に対する溶解度が60ppm程度にすぎないので、常温常圧の環境においては、レジスト膜の分解速度に影響を与えるほど、オゾン濃度を高めることはできない。オゾン濃度を高めるには、オゾン水の水温を低くすればよい。ところが、レジスト膜の分解速度は、オゾン濃度よりも水温に大きく依存しているので、高濃度であっても低温のオゾン水は、充分なレジスト膜分解速度を有していない。
【0005】
オゾン水の水温ひいてはレジスト膜の分解速度を上げるために、オゾン水をヒータ、熱交換器などによって昇温する方法(たとえば、特許文献1参照)、基板をヒータによって加熱しておき、これに低温・高濃度のオゾン水を供給する方法(たとえば、特許文献2参照)などが提案されている。オゾン水におけるオゾンの溶解度は温度の上昇とともに低下するので、速やかにオゾン水の昇温を行う必要がある。しかしながら、一般に、水は比熱が高いので、ヒータ、熱交換器などでは充分に加熱するのに時間がかかり、また熱源近傍と熱源から離反した部位との温度差が発生し、均一な加熱を行うことができない。したがって、大部分のオゾンはレジスト膜と反応する前に加熱によって気体として系外に放出され、また基板に到達するまでに熱によって分解し、レジスト膜の除去反応にはあまり寄与しない。
【0006】
また、レジスト膜の分解を促進するために、オゾンガスと水蒸気とを併用する方法が提案されている(たとえば、特許文献3参照)。しかしながら、この方法では基板上に残渣が残るので、再度の洗浄という余分な工程が必要になる。また、反応性の高いオゾンガスが高濃度で使用されるので、装置を完全に密閉することおよび大型の除害設備が必要であり、設備費用およびランニングコストの増大を招く。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−058496号公報
【特許文献2】
特開2001−077069号公報
【特許文献3】
特開2001−257189号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術よりもレジスト膜除去速度ひいてはレジスト膜除去能力が高く、除去後の基板表面に残渣が残らず、環境に悪影響をおよぼす廃液および副生物が発生せず、特別な廃液処理施設、装置の完全密閉、大型の除害設備などを必要としない剥離洗浄装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、オゾン性流体を用いて基板表面のレジスト膜を剥離除去するに際し、オゾン性流体を基板に供給する直前に、オゾン性流体と高温蒸気とを混合して瞬間的に加熱することによって、オゾン濃度の低下をレジスト膜の剥離除去に影響ない程度に抑制しながら、オゾン性流体の液温を高め、レジスト膜の剥離除去速度を著しく向上させることに成功し、本発明を完成した。
【0010】
本発明は、基板表面に付着している有機薄膜および有機物をオゾン性流体によって除去する剥離洗浄装置であって、
オゾン性流体を生成するオゾン性流体生成部と、
蒸気を生成する蒸気生成部と、
オゾン性流体生成部で生成するオゾン性流体と蒸気生成部で生成する蒸気とを混合する気液混合部と、
気液混合部によって生成する加熱されているオゾン性流体を基板表面に供給する基板処理部とを含むことを特徴とする剥離洗浄装置である。
【0011】
本発明に従えば、オゾン性流体を基板に供給する直前に、オゾン性流体と高温蒸気とを混合することによって、オゾン濃度を実質的に低下させることなく、オゾン性流体の液温を高めることができ、この液温が高められたオゾン性流体を基板に供給することによって、基板に付着しているレジスト膜を、残渣を残すことなく、非常に効率よく除去することができる。
【0012】
すなわち本発明の剥離洗浄装置は、レジスト膜の剥離除去速度ひいては剥離除去能力が極めて高く、除去後の基板表面には残渣が残存しないので余分な洗浄工程を省略でき、環境に悪影響をおよぼす廃水および副生物が発生せず、特別な廃液処理施設、装置の完全密閉、大型の除害設備などを必要としない。
【0013】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記オゾン性流体生成部が、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
オゾンガスと混合する純溶媒を生成するオゾン性流体用純溶媒生成手段と、
オゾンガスと純溶媒とを混合してオゾン性流体を生成するオゾン性流体生成手段とを含むことを特徴とする。
【0014】
本発明に従えば、オゾンガスと溶媒とを混合してオゾン性流体を製造するにあたり、溶媒から余分な成分、不純物などを除去して純溶媒とすることによって、基板上のレジスト膜を除去するのに適したオゾン性流体が得られる。
【0015】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記オゾン性流体生成手段と前記オゾン性流体用純溶媒生成手段との間に設けられ、
純溶媒を冷却する冷却手段を含むことを特徴とする。
【0016】
本発明に従えば、オゾンガスと純溶媒とを混合する前に、純溶媒を冷却することによって、オゾン濃度の高いオゾン性流体を生成することが可能になり、レジスト膜の除去速度が一層向上する。
【0017】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記気液混合部が、
気液混合手段と、
気液混合手段と前記オゾン性流体生成部との間に設けられ、
気液混合手段に供給されるオゾン性流体の供給圧力および/または供給量を制御するオゾン性流体制御手段を含むことを特徴とする。
【0018】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記気液混合部が、
気液混合手段と、
気液混合手段と前記蒸気生成部との間に設けられ、
気液混合手段に供給される蒸気の供給圧力および/または供給量を制御する蒸気制御手段を含むことを特徴とする。
【0019】
本発明に従えば、オゾン性流体と蒸気とを混合するにあたり、オゾン性流体または蒸気の供給圧力および供給量を調整することによって、オゾン性流体と蒸気との混合を円滑に行うことができ、オゾン濃度の低下が極力抑制された、高温のオゾン性流体を得ることができる。
【0020】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記基板処理部が、
基板処理手段と、
基板処理手段と前記気液混合部との間に設けられ、
基板処理手段に供給される加熱されているオゾン性流体の供給圧力および/または供給量を制御する剥離液制御手段を含むことを特徴とする。
【0021】
本発明に従えば、高温のオゾン性流体(剥離液)の基板処理部への供給圧力および供給量を調整することによって、高温のオゾン性流体からオゾンガスが分離し、オゾン濃度が低下するのを抑制することができる。
【0022】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記オゾン性流体が、オゾンを含有する純水、オゾンを含有する有機溶媒およびオゾンを含有する酸水溶液から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする。
【0023】
本発明に従えば、オゾン性流体として特定の溶媒とオゾンガスとの混合物を用いることによって、高いレジスト膜除去速度が達成される。
【0024】
また本発明の剥離洗浄装置は、前記蒸気が、純水、有機溶媒、アルカリまたは酸の蒸気であることを特徴とする。
【0025】
本発明に従えば、高温蒸気として特定の溶媒の蒸気を用いることによって、高いレジスト膜除去速度が達成される。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の第1形態である剥離洗浄装置1の構成を示すフロー図である。
【0027】
剥離洗浄装置1は、オゾン性流体を生成するオゾン性流体生成部2と、蒸気を生成する蒸気生成部3と、オゾン性流体生成部2で生成するオゾン性流体と蒸気生成部3で生成する蒸気とを混合する気液混合部4と、気液混合部4によって加熱されるオゾン性流体を基板表面に供給する基板処理部5とを含んで構成される。
【0028】
オゾン性流体生成部2は、オゾンガスと混合する純溶媒を生成するオゾン性流体用純溶媒生成手段6と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段7と、オゾン性流体用純溶媒生成手段6で生成する純溶媒とオゾンガス生成手段7で生成するオゾンガスとを混合してオゾン性流体を生成するオゾン性流体生成手段8とを含んで構成される。
【0029】
蒸気生成部3は、蒸気にするための純溶媒を生成する蒸気用純溶媒生成手段9と、蒸気用純溶媒生成手段9で生成する純溶媒を蒸気にする蒸気生成手段10とを含んで構成される。
【0030】
気液混合部4は、オゾン性流体と蒸気とを混合し、加熱されているオゾン性流体である剥離液を生成する気液混合手段11と、オゾン性流体生成手段8と気液混合手段11との間に設けられ、気液混合手段11に供給されるオゾン性流体の供給圧力および/または供給量を制御するオゾン性流体制御手段12と、蒸気生成手段10と気液混合手段11との間に設けられ、気液混合手段11に供給される蒸気の供給圧力および/または供給量を制御する蒸気制御手段13とを含んで構成される。
【0031】
基板処理部5は、基板表面に剥離液を供給してレジスト膜を除去する基板処理手段14と、気液混合手段11と基板処理手段14との間に設けられ、基板処理手段14に供給される剥離液の供給圧力および/または供給量を制御する剥離液制御手段15とを含んで構成される。
【0032】
図2は、基板処理部5の構成および基板処理部5による基板16の処理を模式的に示す断面図である。基板処理部5は、基板処理手段である剥離液供給ノズル17と、図示しない気液混合手段と剥離液供給ノズル17との間に、剥離液供給ノズル17に接するように設けられる剥離液制御手段18とを含んで構成される。剥離液供給ノズル17は、基板16の処理されるべき表面16aから間隔をあけ、表面16aに対して、剥離液19が鋭角に噴射されるように設けられている。
【0033】
基板16は、基板搬送手段であるローラ20の上に、表面16aが剥離液供給ノズル17を臨むようにして載置され、剥離液供給ノズル17から剥離液19の噴射される方向に対して反対の方向に搬送される。
【0034】
ローラ20は、図に対して垂直方向に軸線を有するようにして複数配置されており、図示しない駆動装置によって軸線回りに回転駆動し、基板16を矢符21の方向に搬送することができる。ローラ20にて基板16を搬送することによって、平流し処理を行うことができる。したがって、液晶パネル用などの大型基板でも、レジスト膜を均一に剥離除去することができる。
【0035】
図1に示すように、まず、溶媒ライン22からオゾン性流体用純溶媒生成手段6に供給される溶媒は、そこで、不純物などのパーティクル、別種の溶媒などを取り除かれ、半導体製造に使用できる所定純度以上の純溶媒に精製される。溶媒には、オゾンを溶解できる溶媒を使用でき、たとえば、水、有機酸類などの極性有機溶媒、非極性有機溶媒、有機酸、無機酸などの酸を含む水溶液などが挙げられる。オゾン性流体用純溶媒生成手段6には、たとえば、イオン交換膜、ろ過フィルタ、蒸留装置などを使用できる。純溶媒は、純溶媒ライン23を介して、オゾン性流体生成手段8に供給される。一方、オゾンガス生成手段7で得られるオゾンガスも、オゾンガスライン24を介して、オゾン性流体生成手段8に供給される。純溶媒およびオゾンガスは、そこで混合され、オゾン性流体が生成する。オゾン性流体生成手段8には、たとえば、気液混合器、ガス溶解モジュール(ガス溶解膜)などを使用できる。オゾン性流体は、オゾン性流体生成手段8から、オゾン性流体ライン25を介し、オゾン性流体ライン25上に設けられるオゾン性流体制御手段12によって圧力および/または流量を制御されながら、気液混合手段11に供給される。オゾン性流体制御手段12には、圧力流量調整バルブ、圧力調整バルブなどが使用される。
【0036】
一方、溶媒ライン26から蒸気用純溶媒生成手段9に供給される溶媒は、そこで、不純物などのパーティクル、別種の溶媒などを取り除かれ、半導体製造に使用できる所定純度以上の純溶媒に精製される。溶媒には、前述のオゾンを溶解できる溶媒を使用できる。さらに、アルカリ水溶液などのアルカリを含む溶媒を使用することもできる。蒸気用純溶媒生成手段9には、オゾン性流体用純溶媒生成手段6と同様の装置を使用できる。純溶媒は、純溶媒ライン27を介して蒸気生成手段10に供給され、そこで蒸気に変換される。蒸気生成手段10には、溶媒を沸点より高い温度に加熱することができる装置を使用でき、たとえば、電気ボイラなどが挙げられる。純溶媒の蒸気は、蒸気生成手段10から、蒸気ライン28を介し、蒸気ライン28上に設けられる蒸気制御手段13によって、供給圧力および/または供給量とを制御されながら、気液混合手段11に供給される。蒸気制御手段13には、圧力調整バルブ(たとえば蒸気減圧バルブ)、圧力流量調整バルブなどが使用される。
【0037】
気液混合手段11に供給されるオゾン性流体および蒸気はそこで混合される。オゾン性流体は、蒸気の保有する熱によって加熱され、加熱されているオゾン性流体である剥離液が生成する。蒸気の供給圧力および/または供給量を制御することによって、オゾン性流体のオゾン濃度および液温を制御することができる。オゾン性流体の溶媒および蒸気の溶媒には、同一のものまたはそれぞれ異なるものを使用できる。また、蒸気の純水などの極性の高い溶媒または水素結合性の強い溶媒の蒸気は、蒸気潜熱が大きく、混合量が少なくてもオゾン性流体を昇温する効果が大きく、蒸気混入によるオゾン濃度の低下を抑制することができるので、好ましく使用できる。気液混合手段11には、静止型混合器、エゼクタ式混合器、ミキサー型混合器などの混合器を使用できる。また、気液混合器は、オゾン性流体に対して耐食性のある素材で構成されているものを用いるのが好ましい。このような素材は、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体(PFA)などのフッ素樹脂、ステンレスなどである。
【0038】
剥離液は、加熱および加圧されている状態で、図2に示すように気液混合手段11から剥離液ライン29を流過し、剥離液制御手段18によって圧力および/または供給量を制御されながら、剥離液供給ノズル17から、基板16の表面16aに供給される。剥離液制御手段18には、圧力調整バルブ(たとえば液体減圧バルブ)、圧力流量調整バルブなどが使用される。剥離液は、液体減圧バルブなどによって大気圧に減圧して基板表面16aに供給するのが好ましい。表面16a上に供給される剥離液19は、レジスト膜と反応し、レジスト膜を剥離除去する。
【0039】
オゾン性流体制御手段12と蒸気制御手段13と剥離液制御手段15とを用いて圧力および/または流量(供給量)を制御することによって、剥離液の圧力を常圧より高く保ちながら、オゾンガスの放出によるオゾン濃度の低下を防ぐことができる。
【0040】
図3は、本発明の実施の第2形態である剥離洗浄装置に備わる基板処理部30の構成および基板処理部30による基板31の洗浄を模式的に示す断面図である。本実施の形態の剥離洗浄装置は、基板処理部30以外は、実施の第1形態である剥離洗浄装置1と同一の構成を有するので、基板処理部30以外の構成およびそれについての説明を省略する。
【0041】
基板処理部30は、基板処理手段である剥離液供給ノズル32と、図示しない気液混合手段と剥離液供給ノズル32との間に、剥離液供給ノズル32に接するように設けられる剥離液制御手段33とを含んで構成される。
【0042】
剥離液供給ノズル32は、基板31の処理されるべき表面31aから間隔をあけ、剥離液34が表面31aに対して直角に噴射されるように設けられる。
【0043】
剥離液制御手段33には、剥離液の剥離液供給ノズル32への供給圧力および/または供給量を制御するために、圧力調整ノズル(たとえば、液体減圧バルブ)、圧力流量調整ノズルなどが使用される。剥離液は、剥離液制御手段33によって大気圧に減圧されて、剥離液供給ノズル32から基板表面31aに供給されるのが好ましい。
【0044】
基板31は、回転盤35の上に、表面31aが剥離液供給ノズル32を臨むようにして、その直下に載置される。
【0045】
回転盤35は、図示しない駆動装置によって矢符36の方向に回転駆動し、基板31を回転させることができる。回転盤35にて基板31を回転させることによって、スピン処理を行うことができる。
【0046】
図示しない気液混合手段によって生成する剥離液は、剥離液ライン29を流過し、剥離液制御手段33によって圧力および/または供給量を制御されながら、剥離液供給ノズル32から、回転盤35によって矢符36の方向に回転している基板31の表面31aに供給され、レジスト膜と反応し、レジスト膜を剥離除去する。
【0047】
図4は、本発明の実施の第3形態である剥離洗浄装置37の構成を示すフロー図である。本実施の形態の剥離洗浄装置37は、実施の第1形態の剥離洗浄装置1または実施の第2形態の剥離洗浄装置に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【0048】
剥離洗浄装置37は、オゾン性流体生成部2aにおいて、オゾン性流体用純溶媒生成手段6とオゾン性流体生成手段8との間に、冷却手段38が設けられていることを特徴とする。冷却手段38には、好ましくは、温度制御機能が付与されている。
【0049】
オゾン性流体用純溶媒生成手段6で生成する純溶媒は、純溶媒ライン39を流過して冷却手段38に供給され、そこで冷却される。冷却された純溶媒は、その液温を保ちながら、オゾン性流体生成手段8に導入され、オゾンガスライン24から導入されるオゾンガスと混合される。純溶媒は、冷却手段38によって、5〜15℃に冷却される。オゾンガスの溶媒に対する溶解度は溶媒の液温に依存し、液温が低いほど溶解度が高いので、冷却されている純溶媒を用いることによって、冷却されていない純溶媒を用いる場合に比べて、オゾン性流体中のオゾン濃度をさらに高めることができる。この低温・高濃度のオゾン性流体をそのまま基板表面に供給しても、液温が低いので、レジスト膜との反応性が低く、充分な剥離除去速度が得られない。しかしながら、この低温・高濃度のオゾン性流体を、本発明の剥離洗浄装置37の構成に従い、気液混合部4で溶媒の蒸気と混合して瞬間的に加熱し、これを基板表面に供給することによって、無冷却のオゾン性流体に蒸気を混合した剥離液を用いる場合よりも、さらに高いレジスト膜剥離除去速度が達成される。
【0050】
以下に、本発明の剥離洗浄装置において、オゾン性流体としてオゾン水を用い、かつ蒸気として水蒸気を用いる場合について、図5〜7を参照しつつ本発明の効果を説明する。
【0051】
図5は、本発明の剥離洗浄装置における、オゾン水に対する水蒸気混合量とレジスト膜剥離速度との関係を示すグラフである。本明細書において、水蒸気混合量とは、オゾン水の質量に対する水蒸気の質量をM/M%(重量%)で示したものである。レジスト膜剥離速度は、水蒸気を混合していない、液温25℃およびオゾン濃度60ppmのオゾン水のレジスト剥離速度を1として示した。図6は、水蒸気混合量と本発明装置における剥離液供給ノズル出口のオゾン濃度との関係を示すグラフである。図7は、水蒸気混合量と本発明装置における剥離液供給ノズル出口の水温との関係を示すグラフである。各図中、◇、□、△、×、+および○は、オゾンガスと水とを混合する時の水温を示す記号である。具体的には、◇:5℃、□:10℃、△:15℃、×:20℃、+:25℃および○:30℃である。
【0052】
なお、オゾン水は各温度における飽和水溶液であり、水蒸気との混合によってオゾンガスが液外に放出されることなく、過飽和の状態でレジストと反応するものとする。
【0053】
図5から、オゾン水に混合する蒸気量の増大に伴い、レジスト剥離速度は増大し、また、純水温度が低いほどレジスト剥離速度が増大することがわかる。すなわち従来技術の項で記述したように、従来の方法では、低温・高濃度のオゾン水では充分なレジスト剥離速度が得られない。これに対し、本発明では、オゾン水をレジスト膜と反応させる直前に、低温・高濃度のオゾン水と蒸気とを混合することによって、きわめて高いレジスト剥離速度を得ることに成功している。たとえば、図5から、水温度5℃、オゾン濃度120ppmのオゾン水1リットルに160mlの水蒸気を混合すると(水蒸気混合量=16%)、水蒸気を混合していない水温25℃、オゾン濃度60ppmのオゾン水に比べ、13倍のレジスト剥離速度が得られることがわかる。
【0054】
これは、図6に示すように、オゾンガスと混合する純水の水温が低いほど飽和オゾン濃度が増大するとともに、図7に示すように、オゾン水に混合する蒸気量が多いほど、剥離液供給ノズル出口の剥離液の液温(オゾン水温)が高いことからも明らかである。
【0055】
しかしながら、実際には、水蒸気との混合によって、オゾン水からレジスト除去速度にあまり影響を及ぼさないかまたはわずかに影響を及ぼす程度のオゾンガスが蒸発し、オゾン水が均一な状態で基板に供給されず、基板を均一に処理ができないおそれがあるので、オゾン水の水温および濃度などに応じて、最適なオゾン水量と蒸気量とを設定することが必要である。オゾン水量および蒸気量は、オゾン性流体制御手段および蒸気制御手段により調節することができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、レジスト膜の剥離除去速度ひいては剥離除去能力が極めて高く、除去後の基板表面には残渣が残存しないので余分な洗浄工程を省略でき、環境に悪影響をおよぼす廃水および副生物が発生せず、特別な廃液処理施設、装置の完全密閉、大型の除害設備などを必要としない剥離洗浄装置が提供される。
【0057】
本発明によれば、オゾンガスと溶媒とを混合してオゾン性流体を製造するにあたり、溶媒から余分な成分、不純物などを除去して純溶媒とすることによって、基板上のレジスト膜を除去するのに適したオゾン性流体が得られる。
【0058】
本発明によれば、オゾンガスと純溶媒とを混合する前に、純溶媒を冷却することによって、オゾン濃度の高いオゾン性流体を生成することが可能になり、レジスト膜の除去速度が一層向上する。
【0059】
本発明によれば、オゾン性流体と蒸気とを混合するにあたり、オゾン性流体または蒸気の供給圧力および供給量を調整することによって、オゾン性流体と蒸気との混合を円滑に行うことができ、オゾン濃度の低下が極力抑制された、高温のオゾン性流体を得ることができる。
【0060】
本発明によれば、高温のオゾン性流体(剥離液)の基板処理部への供給圧力および供給量を調整することによって、高温のオゾン性流体からオゾンガスが分離し、オゾン濃度が低下するのを抑制することができる。
【0061】
本発明によれば、オゾン性流体として特定の溶媒とオゾンガスとの混合物を用いることによって、高いレジスト膜除去速度が達成される。
【0062】
本発明によれば、高温蒸気として特定の溶媒の蒸気を用いることによって、高いレジスト膜除去速度が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態である剥離洗浄装置の構成を示すフロー図である。
【図2】本発明の実施の第1形態である剥離洗浄装置に備わる基板処理部の構成および該基板処理部による基板の処理を模式的に示す断面図である。
【図3】本発明の実施の第2形態である剥離洗浄装置に備わる基板処理部の構成および該基板処理部による基板の処理を模式的に示す断面図である
【図4】本発明の実施の第3形態である剥離洗浄装置に備わる基板処理部の構成を示す断面図である
【図5】本発明の剥離洗浄装置における、水蒸気混合量とレジスト膜剥離速度との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の剥離洗浄装置における、水蒸気混合量と剥離液供給ノズル出口のオゾン濃度との関係を示すグラフである。
【図7】本発明の剥離洗浄装置における、水蒸気混合量と剥離液供給ノズル出口の液温との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1,37 剥離洗浄装置
2 オゾン性流体生成部
3 蒸気生成部
4 気液混合部
5,30 基板処理部
6 オゾン性流体用純溶媒生成手段
7 オゾンガス生成手段
8 オゾン性流体生成手段
9 蒸気用純溶媒生成手段
10 蒸気生成手段
11 気液混合手段
12 オゾン性流体制御手段
13 蒸気制御手段
14 基板処理手段
15,18,33 剥離液制御手段
16,31 基板
16a,31a 基板表面
17,32 剥離液供給ノズル
19,34 剥離液
20 ローラ
21,36 矢符
22,26 溶媒ライン
23,27,39 純溶媒ライン
24 オゾンガスライン
25 オゾン性流体ライン
28 蒸気ライン
29 剥離液ライン
35 回転盤
38 冷却手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a peeling cleaning device.
[0002]
[Prior art]
In a lithography process in a semiconductor and liquid crystal substrate manufacturing process, an organic resist film is generally used as a patterning mask. The resist film is removed when the patterning of the substrate is completed. In order to remove the resist film, a method using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (hereinafter referred to as “SPM”) heated to 100 ° C. or higher or a stripping solution made of an organic solvent is generally used. In this method, since a large amount of stripping solution waste liquid and by-products (organic volatile components, acid gas, etc.) that may have an adverse effect on the environment are generated, special processing equipment is required, which requires a large amount of equipment cost and running cost. Costly. Further, as the size of the semiconductor wafer and the mother substrate of the liquid crystal panel increases, the amount of waste liquid further increases, and it is a problem that the process load and the processing cost increase.
[0003]
Also, a resist stripping method utilizing the oxidative decomposition of organic substances by ozone is known. According to this method, hydrocarbon molecules, which are organic substances constituting the resist film, react with reactive species such as hydroxy radicals generated in the process of self-decomposition of ozone, and are converted into low molecular weight and water-soluble components. Denatured and further decomposed into carbon dioxide and water. On the other hand, ozone is decomposed into oxygen. Therefore, this method hardly generates waste liquids and by-products that have an adverse effect on the environment, does not require special treatment equipment, and greatly reduces equipment costs and running costs as compared with the method using SPM or an organic solvent. It is possible. Thus, the method using ozone has excellent advantages. However, in this method, it is desired to further improve the removal rate of the resist film, that is, the capability of removing the resist film.
[0004]
By the way, when ozone water is used as an ozone source and the contact condition between the ozone water and the resist film is constant, it is known that the decomposition rate of the resist film depends on the ozone concentration of the ozone water and the temperature of the ozone water. . However, ozone is hardly soluble in water, and its solubility in water at normal temperature and normal pressure is only about 60 ppm. Therefore, in an environment at normal temperature and normal pressure, the ozone concentration is so large that it affects the decomposition rate of the resist film. It cannot be enhanced. To increase the ozone concentration, the temperature of the ozone water may be lowered. However, since the decomposition rate of the resist film depends more on the water temperature than on the ozone concentration, low-temperature ozone water does not have a sufficient resist film decomposition rate even at a high concentration.
[0005]
In order to increase the temperature of the ozone water and, consequently, the decomposition rate of the resist film, a method of raising the temperature of the ozone water by a heater, a heat exchanger or the like (for example, see Patent Document 1), heating the substrate by a heater, -A method of supplying high-concentration ozone water (for example, see Patent Document 2) has been proposed. Since the solubility of ozone in ozone water decreases with increasing temperature, it is necessary to raise the temperature of ozone water quickly. However, in general, since water has a high specific heat, it takes a long time to sufficiently heat with a heater, a heat exchanger, or the like, and a temperature difference occurs between a portion near the heat source and a portion separated from the heat source, so that uniform heating is performed. I can't. Therefore, most of the ozone is released as a gas by heating before reacting with the resist film, and is decomposed by heat before reaching the substrate, and does not contribute much to the removal reaction of the resist film.
[0006]
Further, in order to promote the decomposition of a resist film, a method using both an ozone gas and water vapor has been proposed (for example, see Patent Document 3). However, in this method, since a residue remains on the substrate, an extra step of washing again is required. In addition, since highly reactive ozone gas is used at a high concentration, it is necessary to completely seal the apparatus and a large-scale abatement equipment, which causes an increase in equipment cost and running cost.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-058496
[Patent Document 2]
JP 2001-077069 A
[Patent Document 3]
JP 2001-257189 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to achieve a higher resist film removal rate and, therefore, a higher resist film removal capability than the conventional technology, no residue remains on the substrate surface after removal, and no waste liquid or by-product that has an adverse effect on the environment is generated. An object of the present invention is to provide a stripping / cleaning apparatus that does not require a treatment facility, a completely sealed apparatus, and a large-scale detoxification facility.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, when stripping and removing the resist film on the substrate surface using an ozone fluid, immediately before supplying the ozone fluid to the substrate, an ozone fluid and By mixing with high-temperature steam and instantaneously heating, the ozone concentration is suppressed to a level that does not affect the removal and removal of the resist film, while the liquid temperature of the ozone fluid is increased and the removal and removal speed of the resist film is increased. The remarkable improvement was achieved, and the present invention was completed.
[0010]
The present invention is a stripping and cleaning apparatus for removing an organic thin film and organic substances attached to a substrate surface with an ozone-based fluid,
An ozone-fluid generator for generating an ozone-fluid,
A steam generator for generating steam,
A gas-liquid mixing unit that mixes the ozone-based fluid generated by the ozone-based fluid generation unit and the steam generated by the steam generation unit;
A substrate processing unit for supplying a heated ozone-based fluid generated by a gas-liquid mixing unit to a substrate surface.
[0011]
According to the present invention, the liquid temperature of the ozone fluid is increased without substantially lowering the ozone concentration by mixing the ozone fluid and the high-temperature steam immediately before supplying the ozone fluid to the substrate. By supplying the ozone-based fluid whose temperature has been increased to the substrate, the resist film adhering to the substrate can be removed very efficiently without leaving any residue.
[0012]
That is, the stripping and cleaning apparatus of the present invention has a very high stripping and removing rate of the resist film, and thus a very high stripping and removing capability, and since no residue remains on the substrate surface after the removal, an extra washing step can be omitted, and wastewater and harmful effects on the environment can be eliminated. No by-products are generated, and no special waste liquid treatment facility, completely enclosed equipment, and large-scale abatement equipment are not required.
[0013]
Further, in the stripping and cleaning apparatus of the present invention, the ozone-based fluid generation unit includes
Ozone gas generating means for generating ozone gas;
Ozone fluid pure solvent generating means for generating a pure solvent to be mixed with ozone gas,
An ozone fluid generating means for mixing the ozone gas and the pure solvent to generate an ozone fluid is included.
[0014]
According to the present invention, when an ozone fluid is produced by mixing an ozone gas and a solvent, the resist film on the substrate is removed by removing extra components, impurities and the like from the solvent to obtain a pure solvent. An ozone fluid suitable for the above is obtained.
[0015]
Further, the peeling and cleaning apparatus of the present invention is provided between the ozone fluid generating means and the ozone fluid pure solvent generating means,
It is characterized by including cooling means for cooling the pure solvent.
[0016]
According to the present invention, by cooling the pure solvent before mixing the ozone gas and the pure solvent, it becomes possible to generate an ozone-rich fluid having a high ozone concentration, and the removal rate of the resist film is further improved. .
[0017]
Further, in the peeling and cleaning apparatus of the present invention, the gas-liquid mixing unit includes
Gas-liquid mixing means;
It is provided between the gas-liquid mixing means and the ozone fluid generation unit,
It is characterized by including ozone fluid control means for controlling the supply pressure and / or supply amount of the ozone fluid supplied to the gas-liquid mixing means.
[0018]
Further, in the peeling and cleaning apparatus of the present invention, the gas-liquid mixing unit includes
Gas-liquid mixing means;
Provided between the gas-liquid mixing means and the steam generation unit,
It is characterized by including steam control means for controlling the supply pressure and / or the amount of steam supplied to the gas-liquid mixing means.
[0019]
According to the present invention, in mixing the ozone fluid and the steam, by adjusting the supply pressure and the supply amount of the ozone fluid or the steam, the ozone fluid and the steam can be smoothly mixed, It is possible to obtain a high-temperature ozone fluid in which a decrease in ozone concentration is suppressed as much as possible.
[0020]
Further, in the peeling and cleaning apparatus of the present invention, the substrate processing unit may include:
Substrate processing means;
Provided between the substrate processing means and the gas-liquid mixing unit,
It is characterized by including a stripping liquid control means for controlling the supply pressure and / or the supply amount of the heated ozone-based fluid supplied to the substrate processing means.
[0021]
According to the present invention, by adjusting the supply pressure and the supply amount of the high-temperature ozone-based fluid (stripping liquid) to the substrate processing section, the ozone gas is separated from the high-temperature ozone-based fluid and the ozone concentration is reduced. Can be suppressed.
[0022]
Further, the stripping cleaning apparatus of the present invention is characterized in that the ozone fluid is at least one selected from pure water containing ozone, an organic solvent containing ozone, and an aqueous acid solution containing ozone. I do.
[0023]
According to the present invention, a high resist film removal rate can be achieved by using a mixture of a specific solvent and ozone gas as an ozone fluid.
[0024]
Further, the stripping and cleaning apparatus of the present invention is characterized in that the steam is steam of pure water, an organic solvent, an alkali or an acid.
[0025]
According to the present invention, a high resist film removal rate is achieved by using a specific solvent vapor as the high-temperature vapor.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a flowchart showing a configuration of a peeling and cleaning apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
[0027]
The stripping / cleaning apparatus 1 includes an ozone-based fluid generation unit 2 that generates an ozone-based fluid, a steam generation unit 3 that generates a steam, and an ozone-based fluid and a steam generation unit 3 that generate the ozone-based fluid. It is configured to include a gas-liquid mixing unit 4 that mixes the vapor and a substrate processing unit 5 that supplies an ozone-based fluid heated by the gas-liquid mixing unit 4 to the substrate surface.
[0028]
The ozone-fluid generation unit 2 generates the ozone-fluid pure solvent generation unit 6 that generates a pure solvent mixed with the ozone gas, the ozone gas generation unit 7 that generates the ozone gas, and the ozone-fluid pure solvent generation unit 6. An ozone fluid generation means 8 for mixing the pure solvent and the ozone gas generated by the ozone gas generation means 7 to generate an ozone fluid.
[0029]
The steam generation unit 3 includes a steam pure solvent generating means 9 for generating a pure solvent for converting into steam, and a steam generating means 10 for converting the pure solvent generated by the steam pure solvent generating means 9 into steam. Is done.
[0030]
The gas-liquid mixing unit 4 mixes the ozone-based fluid and the vapor to generate a stripping solution that is a heated ozone-based fluid, an ozone-based fluid generation unit 8, and a gas-liquid mixing unit 11. And an ozone-fluid control unit 12 that controls the supply pressure and / or supply amount of the ozone-based fluid supplied to the gas-liquid mixing unit 11, And a steam control means 13 provided between the steam control means and the supply pressure and / or the supply amount of the steam supplied to the gas-liquid mixing means 11.
[0031]
The substrate processing unit 5 is provided between the gas-liquid mixing unit 11 and the substrate processing unit 14, and is supplied to the substrate processing unit 14. The substrate processing unit 14 supplies a stripping solution to the substrate surface to remove the resist film. And a stripping liquid control unit 15 for controlling the supply pressure and / or the supply amount of the stripping liquid.
[0032]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the substrate processing unit 5 and the processing of the substrate 16 by the substrate processing unit 5. The substrate processing unit 5 includes a stripping solution supply nozzle 17 as a substrate processing unit, and a stripping solution control unit provided between the gas-liquid mixing unit (not shown) and the stripping solution supply nozzle 17 so as to be in contact with the stripping solution supply nozzle 17. 18 are included. The stripping liquid supply nozzle 17 is provided at a distance from the surface 16a of the substrate 16 to be treated, and is provided so that the stripping liquid 19 is jetted at an acute angle to the surface 16a.
[0033]
The substrate 16 is placed on a roller 20 serving as a substrate transfer means such that the surface 16 a faces the stripping liquid supply nozzle 17, and the direction opposite to the direction in which the stripping liquid 19 is ejected from the stripping liquid supply nozzle 17. Transported to
[0034]
A plurality of rollers 20 are arranged so as to have an axis in a direction perpendicular to the figure, and can be driven to rotate around the axis by a driving device (not shown), and can convey the substrate 16 in the direction of arrow 21. By transporting the substrate 16 by the roller 20, a flat flow process can be performed. Therefore, even on a large-sized substrate such as a liquid crystal panel, the resist film can be uniformly peeled and removed.
[0035]
As shown in FIG. 1, first, the solvent supplied from the solvent line 22 to the pure solvent generating means 6 for ozone fluid removes particles such as impurities, another kind of solvent, and the like, so that the solvent can be used for semiconductor production. Purified to a pure solvent of higher purity. As the solvent, a solvent that can dissolve ozone can be used, and examples thereof include water, a polar organic solvent such as an organic acid, a non-polar organic solvent, and an aqueous solution containing an acid such as an organic acid and an inorganic acid. For example, an ion exchange membrane, a filtration filter, a distillation apparatus, or the like can be used as the pure solvent generating means 6 for ozone fluid. The pure solvent is supplied to the ozone fluid generating means 8 via the pure solvent line 23. On the other hand, the ozone gas obtained by the ozone gas generation means 7 is also supplied to the ozone fluid generation means 8 via the ozone gas line 24. The pure solvent and ozone gas are mixed there, producing an ozone-like fluid. For example, a gas-liquid mixer, a gas dissolving module (gas dissolving film) or the like can be used as the ozone fluid generating means 8. The ozone-based fluid is gas-liquid mixed from the ozone-based fluid generation unit 8 via the ozone-based fluid line 25 while the pressure and / or flow rate is controlled by the ozone-based fluid control unit 12 provided on the ozone-based fluid line 25. It is supplied to the means 11. As the ozone fluid control means 12, a pressure flow control valve, a pressure control valve, or the like is used.
[0036]
On the other hand, the solvent supplied from the solvent line 26 to the pure solvent for vapor generating means 9 is subjected to removal of particles such as impurities, another type of solvent, and the like, and is purified to a pure solvent having a purity equal to or higher than a predetermined purity that can be used for semiconductor production. . As the solvent, a solvent that can dissolve the above-mentioned ozone can be used. Further, a solvent containing an alkali such as an aqueous alkali solution can also be used. As the pure solvent generating means 9 for vapor, the same device as the pure solvent generating means 6 for ozone fluid can be used. The pure solvent is supplied to the vapor generation means 10 via the pure solvent line 27, where it is converted to vapor. A device capable of heating the solvent to a temperature higher than the boiling point can be used as the steam generating means 10, and examples thereof include an electric boiler. The vapor of the pure solvent is supplied to the gas-liquid mixing unit 11 from the vapor generation unit 10 via the vapor line 28 while controlling the supply pressure and / or the supply amount by the vapor control unit 13 provided on the vapor line 28. Supplied. As the steam control means 13, a pressure adjusting valve (for example, a steam pressure reducing valve), a pressure flow adjusting valve, or the like is used.
[0037]
The ozone fluid and vapor supplied to the gas-liquid mixing means 11 are mixed there. The ozone-based fluid is heated by the heat of the steam, and a stripping solution, which is a heated ozone-based fluid, is generated. By controlling the supply pressure and / or the supply amount of the steam, the ozone concentration and the liquid temperature of the ozone fluid can be controlled. The same or different solvents can be used for the solvent of the ozone-based fluid and the solvent of the vapor. In addition, the vapor of a highly polar solvent such as pure water or a strongly hydrogen-bonding solvent has a large latent heat of vapor, has a large effect of raising the temperature of the ozone-based fluid even if the mixing amount is small, and the ozone concentration due to the mixture of the vapor. Can be preferably used because the decrease in the amount can be suppressed. As the gas-liquid mixing means 11, a mixer such as a static mixer, an ejector mixer, or a mixer mixer can be used. Further, it is preferable to use a gas-liquid mixer made of a material having corrosion resistance to an ozone-based fluid. Such a material is, for example, a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), stainless steel, or the like.
[0038]
The stripping liquid flows through the stripping liquid line 29 from the gas-liquid mixing means 11 in a state where the stripping liquid is heated and pressurized as shown in FIG. 2, and the pressure and / or the supply amount are controlled by the stripping liquid control means 18. Meanwhile, the liquid is supplied to the surface 16a of the substrate 16 from the stripper supply nozzle 17. A pressure adjusting valve (for example, a liquid pressure reducing valve), a pressure flow adjusting valve, or the like is used as the stripping liquid control unit 18. The stripper is preferably supplied to the substrate surface 16a after reducing the pressure to atmospheric pressure by a liquid pressure reducing valve or the like. The stripping solution 19 supplied on the surface 16a reacts with the resist film to strip and remove the resist film.
[0039]
By controlling the pressure and / or flow rate (supply amount) using the ozone-based fluid control means 12, the vapor control means 13, and the stripping liquid control means 15, the ozone gas is kept at a pressure higher than the normal pressure while maintaining the pressure of the stripping liquid higher than normal pressure. A decrease in ozone concentration due to release can be prevented.
[0040]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of the substrate processing unit 30 provided in the peeling and cleaning apparatus according to the second embodiment of the present invention and cleaning of the substrate 31 by the substrate processing unit 30. The peeling / cleaning apparatus of the present embodiment has the same configuration as the peeling / cleaning apparatus 1 of the first embodiment, except for the substrate processing unit 30, and therefore, the description of the configuration other than the substrate processing unit 30 and the description thereof will be omitted. I do.
[0041]
The substrate processing unit 30 includes a stripping liquid supply nozzle 32 serving as a substrate processing unit, and a stripping liquid control unit provided between the gas-liquid mixing unit (not shown) and the stripping liquid supply nozzle 32 so as to be in contact with the stripping liquid supply nozzle 32. 33.
[0042]
The stripping liquid supply nozzle 32 is provided at a distance from the surface 31a of the substrate 31 to be processed, and is provided so that the stripping liquid 34 is jetted at right angles to the surface 31a.
[0043]
A pressure adjusting nozzle (for example, a liquid pressure reducing valve), a pressure flow rate adjusting nozzle, or the like is used as the stripping liquid control unit 33 in order to control a supply pressure and / or a supply amount of the stripping liquid to the stripping liquid supply nozzle 32. You. The stripper is preferably depressurized to atmospheric pressure by the stripper controller 33 and supplied to the substrate surface 31a from the stripper supply nozzle 32.
[0044]
The substrate 31 is placed on the rotating disk 35 with the surface 31 a facing the stripping liquid supply nozzle 32 and directly below the same.
[0045]
The turntable 35 can be driven to rotate in the direction of an arrow 36 by a drive device (not shown) to rotate the substrate 31. By rotating the substrate 31 with the turntable 35, spin processing can be performed.
[0046]
The stripping liquid generated by the gas-liquid mixing means (not shown) flows through the stripping liquid line 29, and is controlled by the stripping liquid supply nozzle 32 and the rotating disk 35 while controlling the pressure and / or the supply amount by the stripping liquid control means 33. It is supplied to the surface 31a of the substrate 31 rotating in the direction of the arrow 36, reacts with the resist film, and removes the resist film.
[0047]
FIG. 4 is a flowchart showing a configuration of the peeling and cleaning apparatus 37 according to the third embodiment of the present invention. The peeling / cleaning apparatus 37 of the present embodiment is similar to the peeling / cleaning apparatus 1 of the first embodiment or the peeling / cleaning apparatus of the second embodiment, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and will not be described. Omitted.
[0048]
The peeling and cleaning device 37 is characterized in that a cooling means 38 is provided between the ozone fluid pure solvent generating means 6 and the ozone fluid generating means 8 in the ozone fluid generating section 2a. The cooling means 38 is preferably provided with a temperature control function.
[0049]
The pure solvent generated by the ozone-fluid pure solvent generating means 6 flows through a pure solvent line 39 and is supplied to a cooling means 38, where it is cooled. The cooled pure solvent is introduced into the ozone fluid generating means 8 while maintaining the liquid temperature, and is mixed with the ozone gas introduced from the ozone gas line 24. The pure solvent is cooled to 5 to 15 ° C. by the cooling means 38. The solubility of ozone gas in a solvent depends on the temperature of the solvent, and the lower the liquid temperature, the higher the solubility.Therefore, using a pure solvent that has been cooled makes it more ozone-soluble than using a pure solvent that has not been cooled. The ozone concentration in the fluid can be further increased. Even if this low-temperature and high-concentration ozone-based fluid is supplied to the substrate surface as it is, the reactivity with the resist film is low because the liquid temperature is low, and a sufficient peeling removal rate cannot be obtained. However, the low-temperature and high-concentration ozone-based fluid is mixed with the vapor of the solvent in the gas-liquid mixing unit 4 and heated instantaneously according to the configuration of the stripping cleaning device 37 of the present invention, and is supplied to the substrate surface. As a result, a higher resist film stripping / removing speed can be achieved than in the case of using a stripping solution in which steam is mixed with an uncooled ozone-based fluid.
[0050]
Hereinafter, the effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7 in a case where ozone water is used as the ozone-based fluid and steam is used as the vapor in the stripping and cleaning apparatus of the present invention.
[0051]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of water vapor mixed with ozone water and the resist film peeling speed in the peeling and cleaning apparatus of the present invention. In this specification, the amount of water vapor mixed indicates the mass of water vapor with respect to the mass of ozone water in M / M% (% by weight). The resist film stripping rate is shown as 1 with the resist stripping rate of ozone water having a liquid temperature of 25 ° C. and an ozone concentration of 60 ppm, which is not mixed with water vapor. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of water vapor mixed and the ozone concentration at the outlet of the stripping solution supply nozzle in the apparatus of the present invention. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of mixed steam and the water temperature at the outlet of the stripping solution supply nozzle in the apparatus of the present invention. In each figure, ◇, □, △, ×, +, and ○ are symbols indicating the water temperature when ozone gas and water are mixed. Specifically, Δ: 5 ° C., □: 10 ° C., Δ: 15 ° C., ×: 20 ° C., +: 25 ° C., and ○: 30 ° C.
[0052]
Note that ozone water is a saturated aqueous solution at each temperature, and the ozone gas reacts with the resist in a supersaturated state without being released out of the liquid by mixing with water vapor.
[0053]
From FIG. 5, it can be seen that the resist stripping rate increases with an increase in the amount of steam mixed with the ozone water, and that the resist stripping rate increases as the pure water temperature decreases. That is, as described in the section of the prior art, in the conventional method, a sufficient resist removal rate cannot be obtained with low-temperature and high-concentration ozone water. On the other hand, in the present invention, an extremely high resist stripping rate has been successfully obtained by mixing low-temperature and high-concentration ozone water and steam immediately before the reaction of the ozone water with the resist film. For example, as shown in FIG. 5, when 1 ml of ozone water having a water temperature of 5 ° C. and an ozone concentration of 120 ppm is mixed with 160 ml of water vapor (water vapor mixing amount = 16%), ozone having a water temperature of 25 ° C. and an ozone concentration of 60 ppm without water vapor is mixed. It can be seen that a resist stripping speed 13 times that of water can be obtained.
[0054]
This is because, as shown in FIG. 6, the saturated ozone concentration increases as the temperature of the pure water mixed with the ozone gas decreases, and as shown in FIG. This is apparent from the fact that the temperature of the stripping solution at the nozzle outlet (ozone water temperature) is high.
[0055]
However, in practice, the ozone water is not supplied to the substrate in a uniform state because the ozone water evaporates from the ozone water so as to have little or no effect on the resist removal rate due to the mixing with the water vapor. Since the substrate may not be uniformly processed, it is necessary to set the optimal amount of ozone water and the amount of steam in accordance with the temperature and concentration of ozone water. The amount of ozone water and the amount of steam can be adjusted by the ozone fluid control means and the steam control means.
[0056]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the peeling removal rate of a resist film and, consequently, the peeling removal capability are extremely high, and since there is no residue on the substrate surface after the removal, an extra washing step can be omitted, and wastewater and by-products that adversely affect the environment are eliminated. A peeling / cleaning apparatus which does not require any special waste liquid treatment facility, complete sealing of the apparatus, and large-scale abatement equipment is provided.
[0057]
According to the present invention, when an ozone fluid is produced by mixing an ozone gas and a solvent, the resist film on the substrate is removed by removing extra components, impurities, and the like from the solvent to obtain a pure solvent. An ozone fluid suitable for the above is obtained.
[0058]
According to the present invention, by cooling the pure solvent before mixing the ozone gas and the pure solvent, it becomes possible to generate an ozone-based fluid having a high ozone concentration, and the removal rate of the resist film is further improved. .
[0059]
According to the present invention, in mixing the ozone fluid and the steam, the mixing of the ozone fluid and the steam can be performed smoothly by adjusting the supply pressure and the supply amount of the ozone fluid or the steam, It is possible to obtain a high-temperature ozone-based fluid in which a decrease in ozone concentration is suppressed as much as possible.
[0060]
According to the present invention, by adjusting the supply pressure and the supply amount of the high-temperature ozone-based fluid (stripping liquid) to the substrate processing unit, the ozone gas is separated from the high-temperature ozone-based fluid and the ozone concentration is reduced. Can be suppressed.
[0061]
According to the present invention, a high resist film removal rate is achieved by using a mixture of a specific solvent and ozone gas as an ozone-based fluid.
[0062]
According to the present invention, a high resist film removal rate is achieved by using a specific solvent vapor as the high-temperature vapor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a configuration of a peeling and cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a substrate processing unit provided in the peeling and cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention and processing of a substrate by the substrate processing unit.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a substrate processing unit provided in a peeling and cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention, and processing of a substrate by the substrate processing unit.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a substrate processing unit provided in a peeling and cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of water vapor mixed and the resist film peeling speed in the peeling and cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of water vapor mixed and the ozone concentration at the outlet of a stripping solution supply nozzle in the stripping cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of water vapor mixed and the liquid temperature at the outlet of the stripping liquid supply nozzle in the stripping cleaning apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,37 Peeling and cleaning equipment
2 Ozone fluid generation unit
3 Steam generator
4 Gas-liquid mixing section
5,30 Substrate processing unit
6 Pure solvent generation means for ozone fluid
7 Ozone gas generating means
8. Ozone fluid generation means
9 Pure solvent generation means for steam
10 Steam generation means
11 Gas-liquid mixing means
12 Ozone fluid control means
13 Steam control means
14 Substrate processing means
15, 18, 33 Stripper control means
16,31 substrate
16a, 31a Substrate surface
17, 32 Stripper supply nozzle
19,34 Stripping solution
20 rollers
21,36 arrow
22, 26 solvent line
23, 27, 39 Pure solvent line
24 Ozone gas line
25 Ozone fluid line
28 steam line
29 Stripper line
35 turntable
38 Cooling means

Claims (8)

基板表面に付着している有機薄膜および有機物をオゾン性流体によって除去する剥離洗浄装置であって、
オゾン性流体を生成するオゾン性流体生成部と、
蒸気を生成する蒸気生成部と、
オゾン性流体生成部で生成するオゾン性流体と蒸気生成部で生成する蒸気とを混合する気液混合部と、
気液混合部によって加熱されるオゾン性流体を基板表面に供給する基板処理部とを含むことを特徴とする剥離洗浄装置。
A peeling and cleaning apparatus for removing an organic thin film and organic substances attached to a substrate surface by an ozone fluid,
An ozone-fluid generator for generating an ozone-fluid,
A steam generator for generating steam,
A gas-liquid mixing unit that mixes the ozone-based fluid generated by the ozone-based fluid generation unit and the steam generated by the steam generation unit;
A substrate processing unit for supplying an ozone-based fluid heated by the gas-liquid mixing unit to the surface of the substrate.
前記オゾン性流体生成部は、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
オゾンガスと混合する純溶媒を生成するオゾン性流体用純溶媒生成手段と、
オゾンガスと純溶媒とを混合してオゾン性流体を生成するオゾン性流体生成手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の剥離洗浄装置。
The ozone fluid generation unit,
Ozone gas generating means for generating ozone gas;
Ozone fluid pure solvent generating means for generating a pure solvent to be mixed with ozone gas,
2. The stripping and cleaning apparatus according to claim 1, further comprising an ozone fluid generating means for mixing the ozone gas and the pure solvent to generate an ozone fluid.
前記オゾン性流体用純溶媒生成手段と前記オゾン性流体生成手段との間に設けられ、
前記純溶媒を冷却する冷却手段を含むことを特徴とする請求項2記載の剥離洗浄装置。
Provided between the ozone fluid pure solvent generation means and the ozone fluid generation means,
3. The apparatus according to claim 2, further comprising a cooling unit for cooling the pure solvent.
前記気液混合部は、
気液混合手段と、
気液混合手段と前記オゾン性流体生成部との間に設けられ、
気液混合手段に供給されるオゾン性流体の供給圧力および/または供給量を制御するオゾン性流体制御手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれかに記載の剥離洗浄装置。
The gas-liquid mixing unit,
Gas-liquid mixing means;
It is provided between the gas-liquid mixing means and the ozone fluid generation unit,
The peeling and cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an ozone fluid control unit that controls a supply pressure and / or a supply amount of the ozone fluid supplied to the gas-liquid mixing unit. .
前記気液混合部は、
気液混合手段と、
気液混合手段と前記蒸気生成部との間に設けられ、
気液混合手段に供給される蒸気の供給圧力および/または供給量を制御する蒸気制御手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれかに記載の剥離洗浄装置。
The gas-liquid mixing unit,
Gas-liquid mixing means;
Provided between the gas-liquid mixing means and the steam generation unit,
The peeling and cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising steam control means for controlling a supply pressure and / or a supply amount of steam supplied to the gas-liquid mixing means.
前記基板処理部は、
基板処理手段と、
基板処理手段と前記気液混合部との間に設けられ、
基板処理手段に供給される加熱されているオゾン性流体の供給圧力および/または供給量を制御する剥離液制御手段を含むことを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれかに記載の剥離洗浄装置。
The substrate processing unit,
Substrate processing means;
Provided between the substrate processing means and the gas-liquid mixing unit,
The stripper according to any one of claims 1 to 5, further comprising a stripper control unit that controls a supply pressure and / or a supply amount of the heated ozone-based fluid supplied to the substrate processing unit. Cleaning equipment.
前記オゾン性流体は、オゾンを含有する純水、オゾンを含有する有機溶媒およびオゾンを含有する酸水溶液から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれかに記載の剥離洗浄装置。7. The method according to claim 1, wherein the ozone-based fluid is at least one selected from pure water containing ozone, an organic solvent containing ozone, and an aqueous acid solution containing ozone. The stripping / cleaning apparatus according to any one of the above. 前記蒸気は、純水、有機溶媒、アルカリまたは酸の蒸気であることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれかに記載の剥離洗浄装置。The stripping and cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the steam is steam of pure water, an organic solvent, an alkali or an acid.
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