JP2005175228A

JP2005175228A - Method and device for peeling resist

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Publication number: JP2005175228A
Application number: JP2003413875A
Authority: JP
Inventors: Tadao Okamoto; 伊雄岡本; Yuji Sugawara; 雄二菅原
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist peeling method and a resist peeling device for carrying out resist peeling treatment effectively without wasting heat energy obtained by heat generation reaction in mixing a resist peeling liquid, by restraining temperature lowering of resist peeling liquid (temperature lowering of a substrate) caused by the exhaust of atmosphere in a periphery of the substrate. <P>SOLUTION: An exhaust pipe 34 is connected to a cup 3 wherein a spin chuck 1 is stored. A dumper 36 which is opened and closed by a dumper opening/closing mechanism 35 is interposed in a middle part of the exhaust pipe 34. While the SPM (a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution) is discharged from the nozzle 2 to the surface of a wafer W (that is, while the SPM is supplied to the surface of the wafer W), and while a liquid film of the SPM is formed on the surface of the wafer W, the dumper 36 is in its entirely opened state and exhaust of atmosphere inside the cup 3 is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの各種基板の表面から不要となったレジスト膜を剥離して除去するためのレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置に関する。 This invention has become unnecessary from the surface of various substrates such as semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for plasma displays, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photomask substrates and the like. The present invention relates to a resist stripping method and a resist stripping apparatus for stripping and removing a resist film.

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に形成されたレジスト膜を剥離して除去するための処理（レジスト剥離処理）が行われる。このレジスト剥離処理の方式としては、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式が従来の主流であったが、最近では、処理対象の基板の大型化に伴って、基板の表面にレジスト剥離液を供給して、基板を１枚ずつ処理する枚葉式が注目されてきている。 In the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, a process (resist peeling process) for peeling and removing a resist film formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display panel is performed. As a method of resist stripping, a batch method for processing a plurality of substrates at once has been the mainstream, but recently, with the increase in size of the substrate to be processed, the resist stripping is performed on the surface of the substrate. A single-wafer method that supplies a liquid and processes substrates one by one has been attracting attention.

枚葉式のレジスト剥離処理を実施する装置は、処理室内に、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面（上面）にレジスト剥離液を供給するためのノズルとを備えている。レジスト剥離処理では、スピンチャックによって基板が保持されて静止した状態か、または、スピンチャックによって基板がその中心を通る鉛直軸線まわりにごく低速で回転されている状態で、そのスピンチャックに保持されている基板の表面にノズルから高温のレジスト剥離液が供給される。これにより、基板の表面にレジスト剥離液の液盛りによる液膜が形成され、基板の表面に形成されているレジスト膜が酸化して剥離される。 An apparatus for performing a single wafer type resist peeling process supplies a resist chucking solution to a spin chuck that rotates while holding the substrate substantially horizontally in a processing chamber, and the surface (upper surface) of the substrate held by the spin chuck. And a nozzle for carrying out. In the resist stripping process, the substrate is held by the spin chuck and is stationary, or the substrate is rotated by the spin chuck at a very low speed around the vertical axis passing through the center thereof and held by the spin chuck. A high-temperature resist stripping solution is supplied from the nozzle to the surface of the substrate that is present. As a result, a liquid film is formed on the surface of the substrate by the build-up of the resist stripping solution, and the resist film formed on the surface of the substrate is oxidized and stripped.

スピンチャックは、有底筒状の処理カップ内に配置されていて、処理カップの底面には、スピンチャックの周囲の雰囲気を排気するための排気口が形成されている。レジスト剥離液を含む雰囲気の拡散を抑制するため、装置稼働中は、基板に対するレジスト剥離液の供給時／非供給時に関係なく、処理カップの底面の排気口から処理カップ内の雰囲気が一定の排気量で常に排気されている。
特開昭６１−１２９８２９号公報 The spin chuck is disposed in a bottomed cylindrical processing cup, and an exhaust port for exhausting the atmosphere around the spin chuck is formed on the bottom surface of the processing cup. In order to suppress the diffusion of the atmosphere containing the resist stripping solution, the atmosphere in the processing cup is exhausted from the exhaust port on the bottom surface of the processing cup regardless of whether the resist stripping solution is supplied or not supplied to the substrate during operation of the apparatus. Always exhausted in quantity.
JP-A 61-1229829

レジスト剥離液は、一定の温度以上で良好なレジスト剥離性能を発揮する。そこで、ノズルから基板の表面に供給されるレジスト剥離液は、その良好なレジスト剥離性能を発揮可能な温度よりも十分高い温度に昇温されている。しかしながら、処理カップの底面の排気口からの排気によって、スピンチャックに保持された基板の周囲には気流が形成されるため、ノズルから基板の表面に供給されたレジスト剥離液が急速に温度低下し、基板の表面に形成されているレジスト膜を良好に剥離できないという問題があった。 The resist stripper exhibits good resist stripping performance at a certain temperature or higher. Therefore, the resist stripping solution supplied from the nozzle to the surface of the substrate is heated to a temperature sufficiently higher than the temperature at which the good resist stripping performance can be exhibited. However, since airflow is formed around the substrate held by the spin chuck due to exhaust from the exhaust port on the bottom surface of the processing cup, the temperature of the resist stripping solution supplied from the nozzle to the surface of the substrate rapidly decreases. There is a problem that the resist film formed on the surface of the substrate cannot be peeled off satisfactorily.

そこで、この発明の目的は、基板周囲の雰囲気の排気によるレジスト剥離液の液温低下（基板の温度低下）を抑制できるレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resist stripping method and a resist stripping apparatus that can suppress a decrease in the temperature of the resist stripping solution due to the exhaust of the atmosphere around the substrate (a decrease in the substrate temperature).

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、混合時に発熱反応を呈する混合液をレジスト剥離液として用いて、基板（Ｗ）の表面からレジスト膜を剥離して除去する方法であって、ノズル（２）から基板の表面に向けて上記レジスト剥離液を吐出する液吐出工程（Ｓ３）と、少なくとも上記液吐出工程が行われている間、上記液吐出工程の開始以前よりも排気量を減少させて基板の周囲の雰囲気を排気するか、または、基板の周囲の雰囲気の排気を停止させる低排気工程（Ｓ３，Ｓ４）とを含むことを特徴とするレジスト剥離方法である。 The invention described in claim 1 for achieving the above object is a method of stripping and removing a resist film from the surface of a substrate (W) using a mixed solution exhibiting an exothermic reaction during mixing as a resist stripping solution. The liquid discharge step (S3) for discharging the resist stripping solution from the nozzle (2) toward the surface of the substrate, and at least while the liquid discharge step is being performed, exhaust is performed more than before the start of the liquid discharge step. The resist stripping method is characterized by including a low exhausting step (S3, S4) of exhausting the atmosphere around the substrate by reducing the amount or stopping exhausting the atmosphere around the substrate.

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。
請求項１記載の発明によれば、少なくともノズルから基板の表面に向けてレジスト剥離液が吐出されている間は、レジスト剥離液の吐出開始以前よりも少ない排気量で基板の周囲の雰囲気の排気が行われるか、または、基板の周囲の雰囲気の排気が停止される。これにより、基板の周囲に排気による気流が形成されないので、混合時の発熱反応によって昇温された後にノズルから基板の表面に供給されるレジスト剥離液の液温低下を抑制することができる。よって、レジスト剥離液のレジスト剥離能力を十分に発揮させることができ、基板の表面に形成されている不要なレジスト膜を良好に剥離して除去することができる。すなわち、レジスト剥離液の混合時の発熱反応により得られた熱エネルギーを無駄にすることなく、効率の良いレジスト剥離処理を行うことができる。 In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the first aspect of the present invention, at least while the resist stripping solution is being discharged from the nozzle toward the surface of the substrate, the atmosphere around the substrate is exhausted with a smaller exhaust amount than before the resist stripping solution starts being discharged Or the exhaust of the atmosphere around the substrate is stopped. As a result, no air flow is generated by the exhaust around the substrate, so that a decrease in the temperature of the resist stripping solution supplied from the nozzle to the surface of the substrate after being heated by an exothermic reaction during mixing can be suppressed. Therefore, the resist stripping ability of the resist stripping solution can be sufficiently exerted, and an unnecessary resist film formed on the surface of the substrate can be satisfactorily stripped and removed. That is, an efficient resist stripping process can be performed without wasting the heat energy obtained by the exothermic reaction at the time of mixing the resist stripping solution.

請求項２記載の発明は、上記液吐出工程の後に、基板の表面に上記レジスト剥離液の液盛りによる液膜が形成された状態を維持するパドル工程（Ｓ４）をさらに含み、上記低排気工程は、上記液吐出工程およびパドル工程を通じて行われることを特徴とする請求項１記載のレジスト剥離方法である。
この発明によれば、液吐出工程だけでなく、これに引き続いて行われるパドル工程中も、レジスト剥離液の吐出開始以前よりも少ない排気量で基板の周囲の雰囲気の排気が行われるか、または、基板の周囲の雰囲気の排気が停止される。これにより、基板の表面上に溜められているレジスト剥離液の液温低下を抑制することができ、基板の表面に供給されたレジスト剥離液の液温を維持することができる。よって、レジスト剥離液のレジスト剥離能力を十分に発揮することができ、基板の表面に形成されている不要なレジスト膜を良好に剥離して除去することができる。すなわち、パドル工程中であっても、レジスト剥離液の混合時の発熱反応により得られた熱エネルギーを無駄にすることなく、効率の良いレジスト剥離処理を行うことができる。 The invention according to claim 2 further includes a paddle step (S4) for maintaining a state in which a liquid film is formed on the surface of the substrate by the liquid buildup of the resist stripping solution after the liquid discharging step, and the low exhaust step The resist stripping method according to claim 1, wherein the resist stripping method is performed through the liquid discharging step and the paddle step.
According to the present invention, not only in the liquid discharge process but also in the paddle process performed subsequently thereto, the atmosphere around the substrate is exhausted with a smaller exhaust amount than before the start of the discharge of the resist stripping solution, or The exhaust of the atmosphere around the substrate is stopped. Thereby, the liquid temperature fall of the resist stripping solution stored on the surface of the board | substrate can be suppressed, and the liquid temperature of the resist stripping liquid supplied to the surface of the board | substrate can be maintained. Therefore, the resist stripping ability of the resist stripping solution can be sufficiently exerted, and an unnecessary resist film formed on the surface of the substrate can be stripped and removed satisfactorily. That is, even during the paddle process, efficient resist stripping can be performed without wasting the heat energy obtained by the exothermic reaction during mixing of the resist stripping solution.

請求項３記載の発明は、混合時に発熱反応を呈する混合液をレジスト剥離液として用いて、基板（Ｗ）の表面からレジスト膜を剥離して除去する装置であって、基板を保持する基板保持手段（１）と、この基板保持手段に保持された基板に向けて上記レジスト剥離液を吐出するノズル（２）と、上記基板保持手段に保持された基板の周囲の雰囲気を排気するための排気管（３４）と、この排気管に介装されていて、少なくとも当該排気管における排気の流量が異なる２つの位置に変位可能なダンパ（３６）と、少なくとも上記ノズルから上記レジスト剥離液が吐出されている間、上記ダンパを制御して、そのレジスト剥離液の吐出開始以前よりも上記排気管からの排気量を減少させるか、または、上記排気管からの排気を停止させる排気制御手段（５）とを含むことを特徴とするレジスト剥離装置である。 The invention described in claim 3 is an apparatus for stripping and removing a resist film from the surface of a substrate (W) using a mixed solution exhibiting an exothermic reaction at the time of mixing as a resist stripping solution, and holding the substrate Means (1), a nozzle (2) for discharging the resist stripping solution toward the substrate held by the substrate holding means, and exhaust for exhausting the atmosphere around the substrate held by the substrate holding means The resist stripping solution is discharged from at least a pipe (34), a damper (36) interposed in the exhaust pipe and displaceable to at least two positions where the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe is different. During this time, the damper is controlled to reduce the amount of exhaust from the exhaust pipe more than before the start of the discharge of the resist stripping solution or to stop the exhaust from the exhaust pipe. And resist removal apparatus which comprises a stage (5).

この構成によれば、レジスト剥離液が混合時の発熱反応によって昇温された後、少なくともノズルから基板の表面に向けてレジスト剥離液が吐出されている間は、レジスト剥離液の吐出開始以前よりも少ない排気量で基板の周囲の雰囲気の排気が行われるか、または、基板の周囲の雰囲気の排気が停止される。これにより、基板の周囲に排気による気流が形成されないので、ノズルから基板の表面に供給されるレジスト剥離液の液温低下を抑制することができる。よって、レジスト剥離液のレジスト剥離能力を十分に発揮させることができ、基板の表面に形成されている不要なレジスト膜を良好に剥離して除去することができる。すなわち、レジスト剥離液の混合時の発熱反応により得られた熱エネルギーを無駄にすることなく、効率の良いレジスト剥離処理を行うことができる。 According to this configuration, after the resist stripping solution is heated by an exothermic reaction at the time of mixing, at least while the resist stripping solution is being discharged from the nozzle toward the surface of the substrate, the resist stripping solution is discharged from before the start. The exhaust of the atmosphere around the substrate is performed with a small exhaust amount, or the exhaust of the atmosphere around the substrate is stopped. Thereby, since the airflow by exhaust is not formed around the substrate, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the resist stripping solution supplied from the nozzle to the surface of the substrate. Therefore, the resist stripping ability of the resist stripping solution can be sufficiently exerted, and an unnecessary resist film formed on the surface of the substrate can be satisfactorily stripped and removed. That is, an efficient resist stripping process can be performed without wasting the heat energy obtained by the exothermic reaction at the time of mixing the resist stripping solution.

なお、上記ノズルからのレジスト剥離液の吐出停止後、基板の表面に上記レジスト剥離液の液盛りによる液膜が形成されたパドル状態が所定時間維持される場合、上記排気制御手段は、上記レジスト液が吐出されている期間および上記パドル状態が維持されている期間を通じて、レジスト剥離液の吐出開始以前よりも上記排気管からの排気量を減少させるか、または、上記排気管からの排気を停止させるものであることが好ましい。こうすることにより、基板の表面上に液膜の状態で溜められているレジスト剥離液の液温低下を抑制することができ、基板の表面に供給されたレジスト剥離液の液温をより高温に維持することができる。上記パドル状態が維持されている期間であっても、レジスト剥離液の混合時の発熱反応により得られた熱エネルギーを無駄にすることなく、効率の良いレジスト剥離処理を行うことができる。 In addition, after the discharge of the resist stripping solution from the nozzle is stopped, when the paddle state in which a liquid film is formed on the surface of the substrate by the accumulation of the resist stripping solution is maintained for a predetermined time, the exhaust control means Throughout the period during which the liquid is discharged and the period in which the paddle state is maintained, the amount of exhaust from the exhaust pipe is reduced or the exhaust from the exhaust pipe is stopped before the resist stripping liquid discharge starts. It is preferable that the By doing so, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the resist stripping solution stored in the form of a liquid film on the surface of the substrate, and the temperature of the resist stripping solution supplied to the surface of the substrate is made higher. Can be maintained. Even during the period in which the paddle state is maintained, an efficient resist stripping process can be performed without wasting the heat energy obtained by the exothermic reaction at the time of mixing the resist stripping solution.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。このレジスト剥離装置は、基板の一例であるシリコン半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）の表面（上面）にレジスト剥離液を供給して、そのウエハＷの表面から不要になったレジスト膜を剥離して除去するレジスト剥離処理を行う枚葉式の装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるスピンチャック１と、このスピンチャック１に保持されたウエハＷの表面にレジスト剥離液を供給するためのノズル２と、ウエハＷから流下または飛散するレジスト剥離液を受け取るためのカップ３とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a resist stripping apparatus according to an embodiment of the present invention. This resist stripping apparatus supplies a resist stripping solution to the surface (upper surface) of a silicon semiconductor wafer W (hereinafter simply referred to as “wafer W”), which is an example of a substrate, and is no longer necessary from the surface of the wafer W. A single wafer type apparatus that performs a resist stripping process for stripping and removing a resist film. The spin chuck 1 rotates the wafer W while holding the wafer W substantially horizontally, and the surface of the wafer W held by the spin chuck 1 A nozzle 2 for supplying a resist stripping solution and a cup 3 for receiving the resist stripping solution flowing down or scattered from the wafer W are provided.

スピンチャック１は、たとえば、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸１１と、スピン軸１１の上端に取り付けられたスピンベース１２と、このスピンベース１２の周縁部に配設された複数個の挟持部材１３とを有している。複数個の挟持部材１３は、ウエハＷの外形に対応した円周上に配置されていて、ウエハＷの周面を異なる複数の位置で挟持することにより、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持することができる。また、モータなどの駆動源を含む回転駆動機構１４がスピン軸１１に結合されていて、複数個の挟持部材１３でウエハＷを保持した状態で、回転駆動機構１４からスピン軸１１に駆動力を入力することにより、ウエハＷをスピン軸１１の中心軸線まわりに回転させることができる。 The spin chuck 1 includes, for example, a spin shaft 11 extending in a substantially vertical direction, a spin base 12 attached to the upper end of the spin shaft 11, and a plurality of clamping members disposed on the peripheral edge of the spin base 12. 13. The plurality of holding members 13 are arranged on a circumference corresponding to the outer shape of the wafer W, and hold the wafer W in a substantially horizontal posture by holding the peripheral surface of the wafer W at a plurality of different positions. be able to. In addition, a rotational driving mechanism 14 including a driving source such as a motor is coupled to the spin shaft 11, and a driving force is applied from the rotational driving mechanism 14 to the spin shaft 11 while the wafer W is held by a plurality of clamping members 13. By inputting, the wafer W can be rotated around the central axis of the spin axis 11.

ノズル２は、レジスト剥離液の供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。具体的には、カップ３の側方には、旋回軸２１が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、ノズル２は、その旋回軸２１の上端部からほぼ水平に延びたノズルアーム２２の先端部に取り付けられている。旋回軸２１には、アーム駆動機構２３からの駆動力が与えられるようになっていて、旋回軸２１を回転させることにより、ノズル２をスピンチャック１に保持されたウエハＷの上方に配置したり、カップ３の外側に設定された待機位置に配置したりすることができる。また、旋回軸２１を所定の角度範囲内で往復回転させることにより、スピンチャック１に保持されたウエハＷの上方でノズルアーム２２を揺動させることができ、これに伴って、スピンチャック１に保持されたウエハＷの表面上で、ノズル２からのレジスト剥離液の供給位置をスキャン（移動）させることができる。 The nozzle 2 has a basic form as a scan nozzle that can change the supply position of the resist stripping solution. Specifically, a swivel shaft 21 is disposed substantially along the vertical direction on the side of the cup 3, and the nozzle 2 has a tip of a nozzle arm 22 that extends substantially horizontally from the upper end of the swivel shaft 21. It is attached to the part. A driving force from the arm driving mechanism 23 is applied to the turning shaft 21. By rotating the turning shaft 21, the nozzle 2 is disposed above the wafer W held by the spin chuck 1. It can be arranged at a standby position set outside the cup 3. Further, by reciprocating the swivel shaft 21 within a predetermined angle range, the nozzle arm 22 can be swung over the wafer W held by the spin chuck 1. The supply position of the resist stripping solution from the nozzle 2 can be scanned (moved) on the surface of the held wafer W.

ノズル２には、混合液供給路４１が接続されている。この混合液供給路４１には、硫酸供給路４２からの硫酸と、過酸化水素水供給路４３からの過酸化水素水とが、ミキシングバルブ４４で合流して供給されるようになっている。硫酸供給路４２の途中部には、ミキシングバルブ４４への硫酸の供給／停止を切り換えるための硫酸バルブ４５が介装されている。一方、過酸化水素水供給路４３の途中部には、ミキシングバルブへの過酸化水素水の供給／停止を切り換えるための過酸化水素水バルブ４６が介装されている。 A mixed liquid supply path 41 is connected to the nozzle 2. The mixed solution supply path 41 is supplied with the sulfuric acid from the sulfuric acid supply path 42 and the hydrogen peroxide solution from the hydrogen peroxide solution supply path 43 by being joined by the mixing valve 44. A sulfuric acid valve 45 for switching supply / stop of sulfuric acid to the mixing valve 44 is interposed in the middle of the sulfuric acid supply path 42. On the other hand, a hydrogen peroxide solution valve 46 for switching supply / stop of the hydrogen peroxide solution to the mixing valve is interposed in the middle portion of the hydrogen peroxide solution supply path 43.

ミキシングバルブ４４では、硫酸供給路４２からの硫酸と過酸化水素水供給路４３からの過酸化水素水とが単に合流するだけであり、ミキシングバルブ４４から混合液供給路４１に流出する混合液は、硫酸と過酸化水素水とが十分に混ざり合っていない。そこで、混合液供給路４１には、その混合液供給路４１を流れる硫酸および過酸化水素水の混合液を撹拌するための撹拌フィン付流通管４７が介装されている。 In the mixing valve 44, the sulfuric acid from the sulfuric acid supply path 42 and the hydrogen peroxide solution from the hydrogen peroxide solution supply path 43 simply merge, and the mixed solution flowing out from the mixing valve 44 to the mixed solution supply path 41 is Sulfuric acid and hydrogen peroxide are not mixed well. Therefore, the mixed liquid supply path 41 is provided with a flow pipe 47 with stirring fins for stirring the mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide water flowing through the mixed liquid supply path 41.

撹拌フィン付流通管４７は、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ１８０度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を９０度ずつ交互に異ならせて配置した構成のものであり、たとえば、株式会社ノリタケカンパニーリミテド・アドバンス電気工業株式会社製の商品名「ＭＸシリーズ：インラインミキサー」を用いることができる。撹拌フィン付流通管４７では、硫酸および過酸化水素水の混合液が十分に撹拌されることにより、硫酸と過酸化水素水との化学反応（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂→Ｈ₂ＳＯ₅＋Ｈ₂Ｏ）が生じて、強い酸化力を有するＨ₂ＳＯ₅を含むＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）が生成される。その際、化学反応による発熱（反応熱）を生じ、この発熱によって、ＳＰＭの液温は、ウエハＷの表面に形成されているレジスト膜を良好に剥離可能な温度よりも十分高い温度（たとえば、８０〜１３０℃）に昇温する。 The stirring fin-equipped flow pipe 47 includes a plurality of stirring fins each formed of a rectangular plate with a twist of approximately 180 degrees about the liquid flow direction in the pipe member, around the central axis of the pipe along the liquid flow direction. For example, a product name “MX Series: Inline Mixer” manufactured by Noritake Co., Ltd. Advanced Electric Industries, Ltd. can be used. In the flow pipe 47 with stirring fins, the mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is sufficiently stirred, so that a chemical reaction between sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ → H ₂ SO _5). + H ₂ O) is generated, and SPM (sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture) containing H ₂ SO ₅ having strong oxidizing power is generated. At that time, heat is generated due to a chemical reaction (reaction heat), and due to this heat generation, the temperature of the SPM is sufficiently higher than the temperature at which the resist film formed on the surface of the wafer W can be satisfactorily peeled (for example, The temperature is raised to 80-130 ° C.

撹拌フィン付流通管４７で生成された高温のＳＰＭは、レジスト剥離液として、混合液供給路４１を通ってノズル２に供給され、ノズル２からスピンチャック１に保持されたウエハＷの表面に向けて吐出される。
カップ３は、スピンチャック１の周囲を取り囲む側面３１と、スピンチャック１のスピン軸１１が貫通した底面３２とを有する容器状に形成されている。底面３２には、カップ３に受け取られたレジスト剥離液（廃液）を排出するためのドレン配管３３と、カップ３内の雰囲気を排気するための排気管３４とが接続されている。排気管３４の途中部には、ロータリアクチュエータなどを含むダンパ開閉機構３５によって開閉されるダンパ３６が介装されている。 The high-temperature SPM generated in the flow pipe 47 with the stirring fin is supplied as a resist stripping solution to the nozzle 2 through the mixed solution supply path 41 and directed from the nozzle 2 to the surface of the wafer W held on the spin chuck 1. Discharged.
The cup 3 is formed in a container shape having a side surface 31 that surrounds the periphery of the spin chuck 1 and a bottom surface 32 through which the spin shaft 11 of the spin chuck 1 passes. A drain pipe 33 for discharging the resist stripping solution (waste liquid) received in the cup 3 and an exhaust pipe 34 for exhausting the atmosphere in the cup 3 are connected to the bottom surface 32. A damper 36 that is opened / closed by a damper opening / closing mechanism 35 including a rotary actuator is interposed in the middle of the exhaust pipe 34.

このレジスト剥離装置はさらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御部５を備えている。制御部５は、レジスト剥離処理に際して、回転駆動機構１４およびアーム駆動機構２３の動作を制御する。また、硫酸バルブ４５および過酸化水素水バルブ４６の開閉を制御して、ノズル２からレジスト剥離液（ＳＰＭ）を吐出させたり、そのレジスト剥離液の吐出を停止させたりする。さらには、ダンパ開閉機構３５を制御して、ダンパ３６の開閉を切り替える。 The resist stripping apparatus further includes a control unit 5 having a configuration including a microcomputer. The controller 5 controls the operations of the rotation drive mechanism 14 and the arm drive mechanism 23 during the resist peeling process. Further, the opening and closing of the sulfuric acid valve 45 and the hydrogen peroxide valve 46 are controlled to discharge the resist stripping solution (SPM) from the nozzle 2 or stop the discharge of the resist stripping solution. Further, the damper opening / closing mechanism 35 is controlled to switch the opening / closing of the damper 36.

図２は、レジスト剥離処理について説明するためのフローチャートである。レジスト剥離処理の開始に際して、ノズル２がカップ３の外側に設定された待機位置に配置されている状態で、硫酸バルブ４５および過酸化水素水バルブ４６が開かれることにより、混合液供給路４１に溜まったレジスト剥離液がプリディスペンス（廃棄）される（ステップＳ１）。このとき、ダンパ３６は全開状態であり、カップ３内の雰囲気が排気管３４から１５０ｍｍＨ₂Ｏの排気圧（排気管３４内の管内圧力）で排気されている。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the resist stripping process. At the start of the resist stripping process, the sulfuric acid valve 45 and the hydrogen peroxide water valve 46 are opened in a state where the nozzle 2 is disposed at the standby position set outside the cup 3, so that the mixed solution supply path 41 is opened. The accumulated resist stripping solution is pre-dispensed (discarded) (step S1). At this time, the damper 36 is fully opened, and the atmosphere in the cup 3 is exhausted from the exhaust pipe 34 with an exhaust pressure of 150 mmH ₂ O (in-pipe pressure in the exhaust pipe 34).

プリディスペンスの後、カップ３外の待機位置に配置されているノズル２が、スピンチャック１によって一定の低回転速度（たとえば、３０ｒｐｍ）で回転されているウエハＷの上方に移動される（ステップＳ２）。そして、硫酸バルブ４５および過酸化水素水バルブ４６が開かれて、ノズル２からレジスト剥離液としてのＳＰＭがウエハＷの表面に供給される（ステップＳ３）。ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が行われている間（たとえば、１５秒間）、ウエハＷの表面上におけるＳＰＭの供給位置が、ウエハＷの回転中心を含むセンタ位置とウエハＷの周縁部を含むエッジ位置との間で繰り返し移動（スキャン）させられる。具体的には、ウエハＷの回転中心を含むセンタ位置からスキャンが開始され、ＳＰＭの供給位置がウエハＷの周縁部を含むエッジ位置に達すると、スキャン方向が反転されて、ＳＰＭの供給位置がセンタ位置に戻され、さらに、ＳＰＭの供給位置がセンタ位置に達すると、スキャン方向が再び反転されるといったようにして、ＳＰＭの供給位置がセンタ位置とエッジ位置との間で８．５往復される。このように、スピンチャック１によってウエハＷが低速回転される一方で、ＳＰＭの供給位置のスキャンが行われることにより、ウエハＷの表面に対してＳＰＭがむらなく供給されて、ウエハＷの表面上にＳＰＭが液膜の状態となって溜められる（液盛り）。 After pre-dispensing, the nozzle 2 disposed at the standby position outside the cup 3 is moved above the wafer W being rotated at a constant low rotation speed (for example, 30 rpm) by the spin chuck 1 (step S2). ). Then, the sulfuric acid valve 45 and the hydrogen peroxide water valve 46 are opened, and SPM as a resist stripping solution is supplied from the nozzle 2 to the surface of the wafer W (step S3). While the SPM is being supplied to the surface of the wafer W (for example, for 15 seconds), the SPM supply position on the surface of the wafer W is located between the center position including the rotation center of the wafer W and the peripheral portion of the wafer W. It is repeatedly moved (scanned) between the included edge positions. Specifically, scanning is started from the center position including the rotation center of the wafer W, and when the SPM supply position reaches an edge position including the peripheral edge of the wafer W, the scan direction is reversed, and the SPM supply position is changed. When the SPM supply position reaches the center position, the SPM supply position is reciprocated 8.5 times between the center position and the edge position so that the scanning direction is reversed again. The Thus, while the wafer W is rotated at a low speed by the spin chuck 1, the SPM supply position is scanned, so that the SPM is evenly supplied to the surface of the wafer W, and the surface of the wafer W is SPM is stored in a liquid film state (liquid accumulation).

なお、ＳＰＭの供給位置がセンタ位置とエッジ位置との間で８．５往復されて、ノズル２がウエハＷの周縁部上（エッジ位置）に位置したときに、ノズルアーム２２の旋回（揺動）を一定時間（たとえば、２秒間）停止させて、ノズル２からのＳＰＭがウエハＷの周縁部に集中的に供給されるようにしてもよい。こうすることにより、ウエハＷの周縁部にＳＰＭを十分に供給することができ、ウエハＷの周縁部におけるＳＰＭの液温低下（ウエハＷの温度低下）をより効果的に抑制することができる。 When the SPM supply position is reciprocated 8.5 times between the center position and the edge position, and the nozzle 2 is positioned on the peripheral edge (edge position) of the wafer W, the nozzle arm 22 is swung (oscillated). ) May be stopped for a certain time (for example, 2 seconds) so that the SPM from the nozzle 2 is supplied to the peripheral edge of the wafer W in a concentrated manner. By doing so, the SPM can be sufficiently supplied to the peripheral portion of the wafer W, and the SPM liquid temperature decrease (temperature decrease of the wafer W) at the peripheral portion of the wafer W can be more effectively suppressed.

ウエハＷへのＳＰＭの供給開始と同時に、ダンパ開閉機構３５が制御されて、ダンパ３６が全閉状態にされる。すなわち、ＳＰＭの供給開始と同時に、カップ３内の雰囲気の排気が停止される。これにより、スピンチャック１に保持されたウエハＷの周囲に排気による気流が形成されないので、ノズル２からウエハＷの表面に供給されるＳＰＭの液温低下を抑制することができる。 Simultaneously with the start of supplying SPM to the wafer W, the damper opening / closing mechanism 35 is controlled, and the damper 36 is fully closed. That is, the exhaust of the atmosphere in the cup 3 is stopped simultaneously with the start of the supply of SPM. Thereby, since the airflow by exhaust is not formed around the wafer W held by the spin chuck 1, it is possible to suppress the decrease in the liquid temperature of the SPM supplied from the nozzle 2 to the surface of the wafer W.

ノズル２からウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が終了してから所定のパドル時間（たとえば、３０秒間）、ウエハＷの表面上にＳＰＭが液盛りされた状態のままにされる（ステップＳ４）。このパドル時間中も引き続き、ダンパ３６が全閉状態にされており、カップ３内の雰囲気の排気が停止されている。これにより、ウエハＷの表面上に溜められているＳＰＭの液温低下を抑制することができ、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭの高温状態を維持することができる。よって、ＳＰＭのレジスト剥離能力を十分に発揮することができ、ウエハＷの表面に形成されている不要なレジスト膜をＳＰＭに含まれるＨ₂ＳＯ₅の強い酸化力によって剥離することができる。 After a supply of SPM from the nozzle 2 to the surface of the wafer W is completed, a predetermined paddle time (for example, 30 seconds), the SPM is left on the surface of the wafer W (step S4). . During this paddle time, the damper 36 is kept fully closed, and the exhaust of the atmosphere in the cup 3 is stopped. As a result, a decrease in the liquid temperature of the SPM accumulated on the surface of the wafer W can be suppressed, and the high temperature state of the SPM supplied to the surface of the wafer W can be maintained. Therefore, the resist stripping ability of SPM can be sufficiently exhibited, and an unnecessary resist film formed on the surface of wafer W can be stripped by the strong oxidizing power of H ₂ SO ₅ contained in SPM.

上記パドル時間が経過すると、スピンチャック１によるウエハＷの回転速度が予め定めるリンス回転速度（たとえば、５００ｒｐｍ）まで上げられる。その後、図示しないＤＩＷノズルからウエハＷの表面へのＤＩＷ（脱イオン化された純水）の供給が開始される（ステップＳ５）。ＤＩＷノズルからのＤＩＷは、ウエハＷの表面のほぼ中央部に供給されるようになっている。ウエハＷの表面上に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転に伴って受ける遠心力により、その供給位置からウエハＷの回転半径方向外方側へと導かれる。これにより、ウエハＷの表面の全域にＤＩＷが隈無く行き渡り、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭがきれいに洗い流される。ＤＩＷの供給が所定のリンス時間（たとえば、３０秒間）にわたって行われると、ウエハＷの回転速度が予め定める高回転速度（たとえば、２５００ｒｐｍ）に上げられて、ウエハＷに付着しているＤＩＷを振り切って乾燥させる処理が行われる（ステップＳ６）。この乾燥処理は所定の乾燥時間（たとえば、３０秒間）にわたって行われる。乾燥処理後はウエハＷの回転速度が減速されていき、ウエハＷが静止すると、図示しない搬送ロボットにより、スピンチャック１から処理後のウエハＷが搬出されていく。 When the paddle time has elapsed, the rotation speed of the wafer W by the spin chuck 1 is increased to a predetermined rinse rotation speed (for example, 500 rpm). Thereafter, supply of DIW (deionized pure water) from the DIW nozzle (not shown) to the surface of the wafer W is started (step S5). DIW from the DIW nozzle is supplied to substantially the center of the surface of the wafer W. The DIW supplied onto the surface of the wafer W is guided from the supply position to the outer side in the rotational radial direction of the wafer W by the centrifugal force received as the wafer W rotates. As a result, DIW spreads over the entire surface of the wafer W, and the SPM adhering to the surface of the wafer W is washed away cleanly. When the DIW is supplied for a predetermined rinse time (for example, 30 seconds), the rotation speed of the wafer W is increased to a predetermined high rotation speed (for example, 2500 rpm), and the DIW attached to the wafer W is shaken off. The process of drying is performed (step S6). This drying process is performed over a predetermined drying time (for example, 30 seconds). After the drying process, the rotation speed of the wafer W is reduced, and when the wafer W is stationary, the processed wafer W is unloaded from the spin chuck 1 by a transfer robot (not shown).

上記パドル時間が経過して、ウエハＷの回転速度が上記リンス回転速度に上げられるのと同時に、ダンパ３６が全開状態にされて、１５０ｍｍＨ₂Ｏの排気圧での排気管３４からの排気が再開される。そして、ウエハＷに対するＤＩＷによる処理およびウエハＷを乾燥させる処理が行われている間、その排気管３４からのカップ３内の雰囲気の排気が継続される。これにより、スピンチャック１に保持されたウエハＷの周辺に、カップ３の底面に向かう気流が発生し、ＤＩＷの供給時などにウエハＷから流下または飛散することによって発生するＳＰＭ成分を含むミストは、その気流に流されて、排気管３４から排気とともに排出される。これにより、ＳＰＭ成分を含むミストによるウエハＷの汚染を防止することができ、高品質なウエハＷを提供することができる。 As the paddle time elapses, the rotational speed of the wafer W is increased to the rinse rotational speed, and at the same time, the damper 36 is fully opened, and exhaust from the exhaust pipe 34 at an exhaust pressure of 150 mmH ₂ O is resumed. Is done. And while the process by DIW with respect to the wafer W and the process which dries the wafer W are performed, the exhaust of the atmosphere in the cup 3 from the exhaust pipe 34 is continued. As a result, an airflow toward the bottom surface of the cup 3 is generated around the wafer W held by the spin chuck 1, and the mist containing the SPM component generated by flowing or scattering from the wafer W at the time of supplying DIW or the like Then, it is caused to flow through the air flow and is discharged from the exhaust pipe 34 together with the exhaust gas. Thereby, contamination of the wafer W by the mist containing the SPM component can be prevented, and a high-quality wafer W can be provided.

また、乾燥処理後もカップ３内の雰囲気の排気は続けられる。これにより、スピンチャック１から処理後のウエハＷを搬出する際に、カップ３内の雰囲気が外部（処理室外）に漏れ出すのを防止することができる。
図３は、ＳＰＭ（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）の吐出開始からの経過時間とウエハＷの温度との関係を示すグラフである。ノズル２からのＳＰＭの吐出開始と同時にダンパ３６を全閉状態にし、ノズル２からＳＰＭを１５秒間にわたって吐出させた後、ウエハＷの表面上にＳＰＭの液膜が形成されている状態で放置した場合において、ウエハＷの温度を放射温度計で測定した結果が実線で示されている。また、ノズル２からのＳＰＭの吐出開始後もダンパ３６を全開状態のままにして、ノズル２からＳＰＭを１５秒間にわたって吐出させた後、ウエハＷの表面上にＳＰＭの液膜が形成されている状態で放置した場合において、ウエハＷの温度を放射温度計で測定した結果が破線で示されている。 Further, the exhaust of the atmosphere in the cup 3 is continued after the drying process. This prevents the atmosphere in the cup 3 from leaking outside (outside of the processing chamber) when the processed wafer W is unloaded from the spin chuck 1.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the start of SPM (H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ ) discharge and the temperature of the wafer W. Simultaneously with the start of SPM discharge from the nozzle 2, the damper 36 is fully closed, and after SPM is discharged from the nozzle 2 for 15 seconds, it is left in a state where a liquid film of SPM is formed on the surface of the wafer W. In the case, the result of measuring the temperature of the wafer W with a radiation thermometer is shown by a solid line. Further, after the SPM discharge from the nozzle 2 is started, the damper 36 is kept fully open and the SPM is discharged from the nozzle 2 for 15 seconds, and then an SPM liquid film is formed on the surface of the wafer W. When the wafer W is left in a state, the result of measuring the temperature of the wafer W with a radiation thermometer is indicated by a broken line.

これらの結果を比較して、ノズル２からＳＰＭが吐出されている期間（ウエハＷの表面にＳＰＭが供給されている期間）およびウエハＷの表面上にＳＰＭの液膜が形成されている期間を通じて、ダンパ３６を全閉状態にして、カップ３内の雰囲気の排気を停止させることにより、ウエハＷの温度低下、つまりウエハＷの表面に供給されたＳＰＭの液温低下を抑制できることが理解される。 By comparing these results, the period during which SPM is discharged from the nozzle 2 (the period during which SPM is supplied to the surface of the wafer W) and the period during which the liquid film of SPM is formed on the surface of the wafer W are compared. It is understood that the temperature drop of the wafer W, that is, the liquid temperature drop of the SPM supplied to the surface of the wafer W can be suppressed by closing the damper 36 and stopping the exhaust of the atmosphere in the cup 3. .

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、全開状態と全閉状態とに切替可能なダンパ３６を用いた構成を例にとったが、このダンパ３６に代えて、ダンパ開閉機構によって開度を段階的または無段階に調整可能なシーケンシャルダンパが用いられてもよい。このシーケンシャルダンパが用いられる場合、ノズル２からＳＰＭが吐出されている期間およびウエハＷの表面上にＳＰＭの液膜が形成されている期間における排気量（排気圧）を、必ずしも零にしなくても、ノズル２からＳＰＭが吐出される以前およびウエハＷに対するＤＩＷによる処理以後の期間における排気量（排気圧）よりも小さくなるように調整すれば、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭの液温低下の抑制という効果を得ることができる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the configuration using the damper 36 that can be switched between the fully open state and the fully closed state is taken as an example. A sequential damper that can be adjusted in stages may be used. When this sequential damper is used, the exhaust amount (exhaust pressure) during the period in which the SPM is discharged from the nozzle 2 and the period in which the SPM liquid film is formed on the surface of the wafer W does not necessarily have to be zero. The liquid temperature of the SPM supplied to the surface of the wafer W can be reduced by adjusting it to be smaller than the exhaust amount (exhaust pressure) before the SPM is discharged from the nozzle 2 and after the DIW processing for the wafer W. It is possible to obtain the effect of suppression.

また、上記の実施形態では、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭをレジスト剥離液として用いているが、硫酸とオゾン水との混合液や硫酸とフッ酸との混合液がレジスト剥離液として用いられてもよい。
さらにまた、処理対象となる基板の一例としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および磁気／光ディスク用基板などの他の種類の基板が処理の対象とされてもよい。 In the above embodiment, SPM, which is a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, is used as the resist stripping solution. However, a mixed solution of sulfuric acid and ozone water or a mixed solution of sulfuric acid and hydrofluoric acid is used as the resist. It may be used as a stripping solution.
Furthermore, the wafer W is taken up as an example of a substrate to be processed. However, the present invention is not limited to the wafer W, but a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a plasma display panel, a glass substrate for a photomask, and a magnetic / optical disk substrate. Other types of substrates may be targeted for processing.

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設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

この発明の一実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of a resist stripping apparatus according to an embodiment of the present invention. レジスト剥離処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating a resist peeling process. ＳＰＭ（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）の吐出開始からの経過時間とウエハの温度との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the elapsed time and the temperature of the wafer from the discharge start of the _{_{SPM (H 2 SO 4 + H}} 2 O 2).

Explanation of symbols

１スピンチャック
２ノズル
３カップ
５制御部
３４排気管
３５ダンパ開閉機構
３６ダンパ
Ｗシリコン半導体ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spin chuck 2 Nozzle 3 Cup 5 Control part 34 Exhaust pipe 35 Damper opening / closing mechanism 36 Damper W Silicon semiconductor wafer

Claims

Using a mixed solution that exhibits an exothermic reaction during mixing as a resist stripping solution, the resist film is stripped and removed from the surface of the substrate,
A liquid discharge step of discharging the resist stripping solution from the nozzle toward the surface of the substrate;
At least during the liquid discharge process, the amount of exhaust is reduced from before the start of the liquid discharge process to exhaust the atmosphere around the substrate, or the exhaust of the atmosphere around the substrate is stopped. A resist stripping method comprising an exhaust step.

After the liquid discharge step, further includes a paddle step of maintaining a state in which a liquid film is formed by the liquid buildup of the resist stripping solution on the surface of the substrate,
2. The resist stripping method according to claim 1, wherein the low exhaust process is performed through the liquid discharge process and the paddle process.

A device that exfoliates and removes a resist film from the surface of a substrate using a mixed solution that exhibits an exothermic reaction during mixing as a resist stripping solution,
Substrate holding means for holding the substrate;
A nozzle for discharging the resist stripping solution toward the substrate held by the substrate holding means;
An exhaust pipe for exhausting the atmosphere around the substrate held by the substrate holding means;
A damper that is interposed in the exhaust pipe and is displaceable at least at two positions where the flow rates of the exhaust gas in the exhaust pipe are different from each other;
At least while the resist stripping solution is being discharged from the nozzle, the damper is controlled to reduce the exhaust amount from the exhaust pipe more than before the start of the discharge of the resist stripping solution, or from the exhaust pipe And an exhaust control means for stopping the exhaust of the resist.