JP2006286830A - レジスト除去方法およびレジスト除去装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高ドーズのイオン注入が行われた基板であっても、その基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することができるレジスト除去方法およびレジスト除去装置を提供する。
【解決手段】レジスト除去装置には、UV処理室7およびレジスト剥離処理室8が備えられている。イオン注入処理後のウエハWは、まず、UV処理室7に搬入される。UV処理室7では、ウエハWの表面に波長185nmの紫外線が照射される。次いで、ウエハWは、UV処理室7からレジスト剥離処理室8へと搬送され、その表面に無水硫酸の供給を受ける。
【選択図】 図1
【解決手段】レジスト除去装置には、UV処理室7およびレジスト剥離処理室8が備えられている。イオン注入処理後のウエハWは、まず、UV処理室7に搬入される。UV処理室7では、ウエハWの表面に波長185nmの紫外線が照射される。次いで、ウエハWは、UV処理室7からレジスト剥離処理室8へと搬送され、その表面に無水硫酸の供給を受ける。
【選択図】 図1
Description
この発明は、基板の表面にレジスト剥離液を供給し、その基板の表面に被着形成されているレジストを剥離させて除去するためのレジスト除去方法およびレジスト除去装置に関する。
半導体装置の製造工程には、たとえば、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)の表面にリン、砒素、硼素などの不純物(イオン)を局所的に注入する工程が含まれる。この工程では、不所望な部分に対するイオン注入を防止するため、ウエハの最表面に感光性樹脂などの有機物からなるレジストがパターン形成されて、イオン注入を所望しない部分がレジストによってマスクされる。ウエハ上にパターン形成されたレジストは、イオン注入の後は不要になるから、エッチングまたはイオン注入の後には、そのウエハ上の不要となったレジストを除去するためのレジスト除去処理が行われる。
レジスト除去処理は、たとえば、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)に硫酸(H2SO4)および過酸化水素水(H2O2)をそれぞれ供給するためのノズルとを備えた装置で実施することができる。すなわち、スピンチャックによって基板を低速回転させつつ、その回転している基板の表面の回転中心付近に硫酸を供給することにより、基板の表面上に硫酸を液膜の状態で溜めた後、その硫酸の液膜に過酸化水素水を供給する。硫酸の液膜に過酸化水素水が供給されると、硫酸と過酸化水素水とが反応して、ペルオキソ一硫酸(H2SO5)を含むレジスト剥離液が生成され、そのペルオキソ一硫酸の強い酸化力によって、基板の表面に形成されているレジストが剥離されて除去される。
特開2004−172493号公報
ところが、高ドーズ(たとえば、ドーズ量が1015ions/cm2以上)のイオン注入が行われたウエハでは、レジストの表面が変質(硬化)し、ペルオキソ一硫酸とレジストとの反応が良好に進まないために、レジストを除去するのに時間がかかってしまうという問題があった。
そこで、この発明の目的は、高ドーズのイオン注入が行われた基板であっても、その基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することができるレジスト除去方法およびレジスト除去装置を提供することである。
そこで、この発明の目的は、高ドーズのイオン注入が行われた基板であっても、その基板の表面に形成されているレジストを速やかに除去することができるレジスト除去方法およびレジスト除去装置を提供することである。
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、レジストが被着形成された基板(W)の表面に紫外線を照射する紫外線照射工程と、前記紫外線照射工程の後に、レジスト剥離液を基板の表面に供給し、その基板の表面からレジストを剥離させて除去するレジスト剥離液供給工程とを含むことを特徴とするレジスト除去方法である。
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。
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。
この方法によれば、レジストが被着形成されている基板の表面に対して、紫外線が照射された後に、レジスト剥離液が供給されることによって、その基板の表面上のレジストが剥離されて除去される。
基板の表面に被着しているレジストは、高分子化合物であり、ベンゼン環を含む分子構造を有している。このようなレジストに対して紫外線を照射することによって、ベンゼン環における炭素と水素との結合を切断することができ、レジストを分子レベルで破壊することができる。そして、その紫外線照射によって分子レベルで破壊されたレジストに対してレジスト剥離液を供給することにより、レジスト剥離液をレジストの内部に浸透させることができる。そのため、レジスト剥離液によるレジストの分解反応を促進させることができ、レジストを速やかに剥離させて除去することができる。
基板の表面に被着しているレジストは、高分子化合物であり、ベンゼン環を含む分子構造を有している。このようなレジストに対して紫外線を照射することによって、ベンゼン環における炭素と水素との結合を切断することができ、レジストを分子レベルで破壊することができる。そして、その紫外線照射によって分子レベルで破壊されたレジストに対してレジスト剥離液を供給することにより、レジスト剥離液をレジストの内部に浸透させることができる。そのため、レジスト剥離液によるレジストの分解反応を促進させることができ、レジストを速やかに剥離させて除去することができる。
請求項2記載の発明は、前記レジスト剥離液供給工程の前に、内部を閉鎖可能な基板処理容器(15)内に基板を搬入する基板搬入工程をさらに含み、前記レジスト剥離液は、無水硫酸を含み、前記レジスト剥離液供給工程は、前記基板処理容器内が閉鎖された状態で、その基板処理容器内に収容されている基板の表面に無水硫酸を供給する無水硫酸供給工程を含むことを特徴とする請求項1記載のレジスト除去方法である。
この方法によれば、レジスト剥離液として無水硫酸が用いられる。無水硫酸はレジスト除去能力が高いので、無水硫酸が用いられることによって、高ドーズのイオン注入処理が行われた基板であっても、その基板の表面に形成されているレジストをきれいに除去することができる。
また、無水硫酸を基板の表面に供給すると、無水硫酸が基板の周囲の雰囲気中の水と反応し、その雰囲気中にミスト状の硫酸が生成されるが、基板処理容器内に基板が収容されて、基板処理容器内が密閉された状態で無水硫酸の供給が行われるので、ミスト状の硫酸が発生しても、ミスト状の硫酸が基板処理容器外に拡散することを防止することができる。
また、無水硫酸を基板の表面に供給すると、無水硫酸が基板の周囲の雰囲気中の水と反応し、その雰囲気中にミスト状の硫酸が生成されるが、基板処理容器内に基板が収容されて、基板処理容器内が密閉された状態で無水硫酸の供給が行われるので、ミスト状の硫酸が発生しても、ミスト状の硫酸が基板処理容器外に拡散することを防止することができる。
請求項3記載の発明は、前記レジスト剥離液は、過酸化水素水を含み、前記レジスト剥離液供給工程は、前記無水硫酸供給工程と並行して、前記基板処理容器内に収容されている基板の表面に過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のレジスト除去方法である。
この方法によれば、無水硫酸に加えて、過酸化水素水がレジスト剥離液として基板の表面に供給される。そのため、基板の表面上において、無水硫酸と過酸化水素水との反応によってペルオキソ一硫酸(H2SO5)が生成され、無水硫酸によるレジストの分解反応に加えて、ペルオキソ一硫酸によるレジストの分解反応が生じる。その結果、基板の表面からレジストをより速やかに除去することができる。
この方法によれば、無水硫酸に加えて、過酸化水素水がレジスト剥離液として基板の表面に供給される。そのため、基板の表面上において、無水硫酸と過酸化水素水との反応によってペルオキソ一硫酸(H2SO5)が生成され、無水硫酸によるレジストの分解反応に加えて、ペルオキソ一硫酸によるレジストの分解反応が生じる。その結果、基板の表面からレジストをより速やかに除去することができる。
請求項4記載の発明は、前記紫外線照射工程と並行して、基板を加熱する基板加熱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レジスト除去方法である。
この方法によれば、基板が加熱されながら、その基板の表面に紫外線が照射される。そのため、基板の表面に被着形成されているレジストに対して、紫外線が有するエネルギーと熱エネルギーとを付与することができる。その結果、レジストの破壊を促進することができ、その後のレジスト剥離液の供給によって、レジストを一層速やかに除去することができる。
この方法によれば、基板が加熱されながら、その基板の表面に紫外線が照射される。そのため、基板の表面に被着形成されているレジストに対して、紫外線が有するエネルギーと熱エネルギーとを付与することができる。その結果、レジストの破壊を促進することができ、その後のレジスト剥離液の供給によって、レジストを一層速やかに除去することができる。
請求項5記載の発明は、レジストが被着形成された基板(W)が搬入される紫外線処理室(7)と、前記紫外線処理室内に設けられ、基板に紫外線を照射するための紫外線照射手段(11)と、紫外線照射後の基板が搬入されるレジスト剥離処理室(8)と、前記レジスト剥離処理室内に設けられ、基板を保持するための基板保持手段(14)と、前記レジスト剥離処理室内に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板にレジスト剥離液を供給するためのレジスト剥離液供給手段(26;29)とを備えていることを特徴とするレジスト除去装置である。
この構成によれば、請求項1に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項6記載の発明は、前記レジスト剥離処理室に設けられ、前記基板保持手段を収容し、その内部を閉鎖可能な基板処理容器(15)をさらに備え、前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に無水硫酸を供給する無水硫酸供給手段(26)を含むことを特徴とする請求項5記載のレジスト除去装置である。
請求項6記載の発明は、前記レジスト剥離処理室に設けられ、前記基板保持手段を収容し、その内部を閉鎖可能な基板処理容器(15)をさらに備え、前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に無水硫酸を供給する無水硫酸供給手段(26)を含むことを特徴とする請求項5記載のレジスト除去装置である。
この構成によれば、請求項2に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項7記載の発明は、前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に過酸化水素水を供給する過酸化水素水硫酸供給手段(29)を含むことを特徴とする請求項6記載のレジスト除去装置である。
請求項7記載の発明は、前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に過酸化水素水を供給する過酸化水素水硫酸供給手段(29)を含むことを特徴とする請求項6記載のレジスト除去装置である。
この構成によれば、請求項3に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項8記載の発明は、前記紫外線処理室に設けられ、基板を加熱するための加熱手段(28)をさらに備えていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載のレジスト除去装置である。
請求項8記載の発明は、前記紫外線処理室に設けられ、基板を加熱するための加熱手段(28)をさらに備えていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載のレジスト除去装置である。
この構成によれば、請求項4に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
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除去装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。このレジスト除去装置は、たとえば、基板の一例である半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)の表面に不純物を注入するイオン注入処理後に、そのウエハWの表面から不要になったレジストを剥離して除去するためのレジスト除去処理を行う枚葉式の装置であり、インデクサ部1と、このインデクサ部1の一方側に結合された基板処理部2と、インデクサ部1の他方側(基板処理部2と反対側)に並べて配置された複数のカセット載置台3とを備えている。各カセット載置台3には、複数枚のウエハWを多段に積層した状態で収容して保持するカセットCが載置される。
図1は、この発明の一実施形態に係るレジスト除去装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。このレジスト除去装置は、たとえば、基板の一例である半導体ウエハW(以下、単に「ウエハW」という。)の表面に不純物を注入するイオン注入処理後に、そのウエハWの表面から不要になったレジストを剥離して除去するためのレジスト除去処理を行う枚葉式の装置であり、インデクサ部1と、このインデクサ部1の一方側に結合された基板処理部2と、インデクサ部1の他方側(基板処理部2と反対側)に並べて配置された複数のカセット載置台3とを備えている。各カセット載置台3には、複数枚のウエハWを多段に積層した状態で収容して保持するカセットCが載置される。
インデクサ部1には、カセット載置台3の配列方向に延びる直線搬送路4が形成されている。
直線搬送路4には、インデクサロボット5が配置されている。インデクサロボット5は、直線搬送路4に沿って往復移動可能に設けられており、各カセット載置台3に載置されたカセットCに対向することができる。また、インデクサロボット5は、ウエハWを保持するためのハンド(図示せず)を備えており、カセットCに対向した状態で、そのカセットCにハンドをアクセスさせて、カセットCから未処理のウエハWを取り出したり、処理済みのウエハWをカセットCに収容したりすることができる。さらに、インデクサロボット5は、直線搬送路4の中央部に位置した状態で、基板処理部2に対してハンドをアクセスさせて、後述する主搬送ロボット9にウエハWを受け渡したり、主搬送ロボット9からウエハWを受け取ったりすることができる。
直線搬送路4には、インデクサロボット5が配置されている。インデクサロボット5は、直線搬送路4に沿って往復移動可能に設けられており、各カセット載置台3に載置されたカセットCに対向することができる。また、インデクサロボット5は、ウエハWを保持するためのハンド(図示せず)を備えており、カセットCに対向した状態で、そのカセットCにハンドをアクセスさせて、カセットCから未処理のウエハWを取り出したり、処理済みのウエハWをカセットCに収容したりすることができる。さらに、インデクサロボット5は、直線搬送路4の中央部に位置した状態で、基板処理部2に対してハンドをアクセスさせて、後述する主搬送ロボット9にウエハWを受け渡したり、主搬送ロボット9からウエハWを受け取ったりすることができる。
基板処理部2には、インデクサ部1の直線搬送路4の中央部から直線搬送路4と直交する方向に延びる搬送室6が形成されている。また、この搬送室6に対してその長手方向と直交する方向の一方側には、複数(この実施形態では、2つ)のUV処理室7が搬送室6に沿って並べて形成され、他方側には、複数(この実施形態では、2つ)のレジスト剥離処理室8が搬送室6に沿って並べて形成されている。
搬送室6の中央には、主搬送ロボット9が配置されている。この主搬送ロボット9は、ウエハWを保持するハンド(図示せず)を備えており、このハンドを各UV処理室7および各レジスト剥離処理室8にアクセスさせて、各UV処理室7および各レジスト剥離処理室8にウエハWを搬入および搬出することができる。また、主搬送ロボット9は、インデクサロボット5との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。
図2は、UV処理室7の構成を図解的に示す断面図である。UV処理室7には、ウエハWを載置するためのウエハ載置台10と、このウエハ載置台10に載置されたウエハWの表面に紫外線を照射するための紫外線照射装置11とが配置されている。
紫外線照射装置11は、ウエハ載置台10の上方に配置されており、複数の紫外線ランプ12と、これらの紫外線ランプ12を保持するとともに、各紫外線ランプ12から発生される紫外線をウエハ載置台10に向けて反射させるための反射板13とを備えている。
紫外線照射装置11は、ウエハ載置台10の上方に配置されており、複数の紫外線ランプ12と、これらの紫外線ランプ12を保持するとともに、各紫外線ランプ12から発生される紫外線をウエハ載置台10に向けて反射させるための反射板13とを備えている。
各紫外線ランプ12としては、たとえば、波長185nmの紫外線を発生するものが採用されている。
図3は、レジスト剥離処理室8の構成を図解的に示す断面図である。レジスト剥離処理室8には、ウエハWをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック14と、内部を閉鎖可能なチャック収容容器15とを備えている。
図3は、レジスト剥離処理室8の構成を図解的に示す断面図である。レジスト剥離処理室8には、ウエハWをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック14と、内部を閉鎖可能なチャック収容容器15とを備えている。
スピンチャック14は、モータ16と、モータ16の出力軸と一体化され、ほぼ鉛直に延びたスピン軸17と、スピン軸17の上端に固定された円盤状のスピンベース18と、スピンベース18の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、ウエハWをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材19とを備えている。そして、スピンチャック14は、複数個の挟持部材19によってウエハWを挟持した状態で、モータ16によってスピン軸17を回転させることにより、そのウエハWを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース18とともにスピン軸17の中心軸線まわりに回転させることができる。
なお、スピンチャック14としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハWの裏面(非デバイス面)を真空吸着することにより、ウエハWを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハWを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
チャック収容容器15は、底壁およびこの底壁の全周から上方に立ち上がる側壁を有し、上面が開放されたカップ状の容器本体20と、この容器本体20の上面を開閉する蓋体21とを備えている。
チャック収容容器15は、底壁およびこの底壁の全周から上方に立ち上がる側壁を有し、上面が開放されたカップ状の容器本体20と、この容器本体20の上面を開閉する蓋体21とを備えている。
容器本体20は、スピンチャック14のスピンベース18を収容している。スピンチャック14のスピン軸17は、容器本体20の底壁を貫通しており、スピンチャック14のモータ16は、容器本体20の外部(下方)に配置されている。また、容器本体20の底部には、容器本体20内を排気するための排気ライン22と、後述する無水硫酸ノズル26からウエハWに供給された無水硫酸などのレジスト剥離液を容器本体20内から排出するためのドレン23とが接続されている。
なお、容器本体20内は、排気ライン22によって常に排気されている。
蓋体21は、容器本体20の上面を閉塞可能な形状に形成されている。この蓋体21は、たとえば、ボールねじ機構を含む昇降機構24により昇降される昇降アーム25の先端に取り付けられており、昇降アーム25の昇降によって、容器本体20の上方に離間した位置(図3に二点鎖線で示す位置)と容器本体20の上面を閉塞する位置(図3に実線で示す位置)とに昇降される。蓋体21が容器本体20の上方に離間した位置で、容器本体20内のスピンチャック14に対してウエハWを搬入および搬出することができる。また、蓋体21が容器本体20の上面を閉塞することによって、チャック収容容器15の内部を閉鎖することができ、チャック収容容器15の内外での雰囲気の流通を阻止することができる。また、蓋体21には、窒素供給ライン30が接続されており、チャック収容容器15内が閉塞された状態では、窒素供給ライン30からチャック収容容器15内に窒素ガスが供給されるとともに、チャック収容容器15内の雰囲気が排気ライン22によって排気されている。
蓋体21は、容器本体20の上面を閉塞可能な形状に形成されている。この蓋体21は、たとえば、ボールねじ機構を含む昇降機構24により昇降される昇降アーム25の先端に取り付けられており、昇降アーム25の昇降によって、容器本体20の上方に離間した位置(図3に二点鎖線で示す位置)と容器本体20の上面を閉塞する位置(図3に実線で示す位置)とに昇降される。蓋体21が容器本体20の上方に離間した位置で、容器本体20内のスピンチャック14に対してウエハWを搬入および搬出することができる。また、蓋体21が容器本体20の上面を閉塞することによって、チャック収容容器15の内部を閉鎖することができ、チャック収容容器15の内外での雰囲気の流通を阻止することができる。また、蓋体21には、窒素供給ライン30が接続されており、チャック収容容器15内が閉塞された状態では、窒素供給ライン30からチャック収容容器15内に窒素ガスが供給されるとともに、チャック収容容器15内の雰囲気が排気ライン22によって排気されている。
また、蓋体21には、無水硫酸ノズル26が取り付けられている。より具体的には、無水硫酸ノズル26は、蓋体21を上下方向に貫通して、その下端部が蓋体21の下面から突出した状態に設けられている。この無水硫酸ノズル26には、無水硫酸供給管27が接続されており、この無水硫酸供給管27からレジスト剥離液としての無水硫酸(SO3)が供給されるようになっている。無水硫酸ノズル26に供給される無水硫酸は、無水硫酸ノズル26の下端に形成された吐出口から、スピンチャック14に保持されたウエハWの表面の中央部に供給される。
図4は、このレジスト除去装置における処理を説明するための図である。このレジスト除去装置には、イオン注入処理を受けた後のウエハWがカセットCに収容されて搬入される。各ウエハWの表面には、イオン注入処理によって変質(硬化)したレジストが被着している。
カセットCに収容されているウエハWは、インデクサロボット5によって、カセットCから1枚ずつ取り出される。そして、カセットCから取り出された1枚のウエハWは、インデクサロボット5から主搬送ロボット9に受け渡される。
カセットCに収容されているウエハWは、インデクサロボット5によって、カセットCから1枚ずつ取り出される。そして、カセットCから取り出された1枚のウエハWは、インデクサロボット5から主搬送ロボット9に受け渡される。
主搬送ロボット9に受け取られたウエハWは、まず、UV処理室7に搬入され、その表面を上方に向けた状態でウエハ載置台10上に載置される。ウエハWがウエハ載置台10上に載置されると、各紫外線ランプ12が点灯され、各紫外線ランプ12が発生する紫外線がウエハ載置台10上に載置されているウエハWの表面に照射される(UV処理)。より具体的には、波長185nmの紫外線がウエハWの表面に照射される。
ウエハWの表面に被着しているレジストは、高分子化合物であり、ベンゼン環を含む分子構造を有している。ベンゼン環における炭素と水素との結合を切断するのに必要なエネルギー(解離エネルギー)は、464kJ/molである。一方、波長185nmの紫外線が有するエネルギーは、647kJ/molである。そのため、波長185nmの紫外線がウエハWの表面上のレジストに照射されると、その分子中に存在しているベンゼン環の炭素と水素との結合が切断され、レジストが分子レベルで破壊される。
UV処理室7におけるUV処理が所定時間にわたって行われると、ウエハWは、主搬送ロボット9によってUV処理室7から搬出され、次に、レジスト剥離処理室8に搬入され、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック14に保持される。このウエハWの搬入時には、蓋体21が容器本体20の上方に離間した位置に配置されており、ウエハWがスピンチャック14に保持されると、その蓋体21が下降されて、蓋体21によって容器本体20の上面が閉塞される(チャック収容容器15内が閉鎖される)。
その後、スピンチャック14によって、ウエハWが所定の回転速度(たとえば、30rpm)で回転される。その一方で、スピンチャック14に保持されているウエハWの表面に対して、無水硫酸ノズル26から無水硫酸が供給される。ウエハWに対する無水硫酸の供給が行われている間、スピンチャック14によるウエハWの回転が間欠的に停止される。ウエハWの回転が停止されている間は、ウエハWの表面上に無水硫酸が液盛りされた状態となり、ウエハWの表面に被着しているレジストと無水硫酸とが反応し、レジストが剥離されて除去されていく。また、ウエハWの回転が再開されると、ウエハWの表面上に液盛りされた無水硫酸が撹拌されることにより、ウエハWの表面に接している無水硫酸が入れ替わる。
無水硫酸の供給が所定時間にわたって行われると、ウエハWへの無水硫酸の供給が停止される。その後は、図示しない純水ノズルからウエハWの表面に純水(脱イオン化された純水)が供給されて、ウエハWの表面に付着している無水硫酸が純水によって洗い流される。この純水による水洗処理後は、純水の供給を停止して、ウエハWを高回転速度(たとえば、3000rpm)で回転させて、ウエハWに付着している純水を遠心力で振り切って乾燥させる処理(スピンドライ処理)が行われる。
スピンドライ処理が完了すると、スピンチャック14によるウエハWの回転が止められた後、蓋体21が上昇され、主搬送ロボット9によって、レジスト剥離処理室8(チャック収容容器15)からウエハWが搬出される。そして、処理済みのウエハWは、主搬送ロボット9からインデクサロボット5へと受け渡され、インデクサロボット5によって、所定のカセットC(処理済みのウエハWを搬送するためのカセットC)に収容される。
以上のように、この実施形態によれば、ウエハWの表面に対して、波長185nmの紫外線が照射された後に、レジスト剥離液としての無水硫酸が供給されることによって、そのウエハWの表面上のレジストが剥離されて除去される。
ウエハWの表面に波長185nmの紫外線が照射されると、ウエハWの表面に被着形成されているレジストの分子構造中のベンゼン環の炭素と水素との結合が切断され、レジストが分子レベルで破壊される。そのため、紫外線照射後に無水硫酸を供給することにより、無水硫酸を分子レベルで破壊されたレジストの内部に浸透させることができる。その結果、無水硫酸によるレジストの分解反応を促進させることができ、レジストを速やかに剥離させて除去することができる。
ウエハWの表面に波長185nmの紫外線が照射されると、ウエハWの表面に被着形成されているレジストの分子構造中のベンゼン環の炭素と水素との結合が切断され、レジストが分子レベルで破壊される。そのため、紫外線照射後に無水硫酸を供給することにより、無水硫酸を分子レベルで破壊されたレジストの内部に浸透させることができる。その結果、無水硫酸によるレジストの分解反応を促進させることができ、レジストを速やかに剥離させて除去することができる。
ここで、ウエハWの表面に対する紫外線の照射を行わずに、そのウエハWの表面にレジスト剥離液として硫酸および過酸化水素水の混合液を供給することにより、ウエハWの表面に被着形成されているレジストを除去する手法がある。しかし、この手法では、イオン注入処理における不純物のドーズ量によっては、ウエハWの表面のレジストをきれいに除去することができず、ウエハWの表面にレジストが残るおそれがある。これに対し、無水硫酸は硫酸および過酸化水素水の混合液よりもレジスト剥離能力が高いので、ウエハWの表面に対して紫外線照射後に無水硫酸を供給する場合、高ドーズのイオン注入処理が行われたウエハWであっても、そのウエハWの表面からレジストをきれいに除去することができる。
本願発明者による実験では、たとえば、硼素(B)のイオンを1016ions/cm2以上のドーズ量で注入する処理が行われたウエハWに対して、紫外線を照射せずに、硫酸および過酸化水素水の混合液を20秒間供給しても、そのウエハWの表面に被着形成されているレジストを完全に除去することができなかった。また、リン(P)または砒素(As)のイオンを1015ions/cm2以上のドーズ量で注入する処理が行われたウエハWに対して、紫外線を照射せずに、硫酸および過酸化水素水の混合液を20秒間供給しても、そのウエハWの表面に被着形成されているレジストを完全に除去することができなかった。これに対し、紫外線照射後に無水硫酸を供給した場合には、硼素、リンおよび砒素などの不純物の種類にかかわらず、不純物を1016ions/cm2以上のドーズ量でウエハWに注入する処理が行われていても、そのウエハWの表面に形成されているレジストをきれいに除去することができた。
また、無水硫酸がウエハWの表面に供給されると、無水硫酸がチャック収容容器15内の雰囲気中の水と反応することによって、その雰囲気中にミスト状の硫酸が生成されるが、ウエハWの表面に無水硫酸を供給している間、チャック収容容器15内が閉鎖されているので、ミスト状の硫酸がチャック収容容器15の外部に拡散するおそれがない。そのうえ、チャック収容容器15内が排気ライン22によって常に排気されているので、ミスト状の硫酸が発生しても、そのミスト状の硫酸は、チャック収容容器15内から速やかに排除される。これにより、ミスト状の硫酸がチャック収容容器15の外部に拡散することを確実に防止することができる。
そのうえ、水洗処理およびスピンドライ処理が行われている間も、チャック収容容器15内の排気が行われることによって、スピンドライ処理の終了までに、無水硫酸の供給時に発生するミスト状の硫酸をチャック収容容器15内から確実に排除することができる。よって、スピンドライ処理の終了後に、チャック収容容器15内からミスト状の硫酸が拡散することを確実に防止することができる。
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可能である。たとえば、図2に二点鎖線で示すように、ウエハ載置台10にヒータ28が内蔵されて、このウエハ載置台10に載置されたウエハWの表面に紫外線が照射されている間、ヒータ28からの発熱によってウエハWが加熱されてもよい。すなわち、ウエハWが加熱されながら、そのウエハWの表面に紫外線が照射されてもよい。ウエハWを加熱することにより、レジストに熱エネルギーを付与することができる。そのため、レジストの破壊を促進することができ、その後の無水硫酸の供給によって、レジストを一層速やかに除去することができる。
また、図3に二点鎖線で示すように、チャック収容容器15の蓋体21に、過酸化水素水供給ノズル29が取り付けられて、無水硫酸ノズル26からウエハWの表面への無水硫酸の供給と並行して、その過酸化水素水供給ノズル29からウエハWの表面に対して過酸化水素水が供給されてもよい。無水硫酸と過酸化水素水とがウエハWの表面に供給されると、ウエハWの表面上において、無水硫酸と過酸化水素水との反応によってペルオキソ一硫酸(H2SO5)が生成され、無水硫酸によるレジストの分解反応に加えて、ペルオキソ一硫酸によるレジストの分解反応が生じる。その結果、ウエハWの表面からレジストをより速やかに除去することができる。また、無水硫酸ノズル26や、過酸化水素水供給ノズル29は、無水硫酸と過酸化水素水を選択的に供給できる1つのノズルとしてもよい。また、無水硫酸と過酸化水素水とをあらかじめ混合してから、ウエハWに供給するノズルとしてもよい。また、両方の処理液を同時にウエハWに供給してもよいし、いずれか一方の処理液を、ウエハW上に液盛りした状態で、他方の処理液をウエハWに供給して、ウエハW上で両者を混合するようにしてもよい。
さらにまた、上記の実施形態では、紫外線ランプ12として波長185nmの紫外線を発生するものが採用されて、その波長185nmの紫外線がウエハWの表面に照射されるとしたが、紫外線ランプ12として波長254nmの紫外線を発生するものが採用されて、その波長254nmの紫外線がウエハWの表面に照射されてもよい。波長254nmの紫外線は、ベンゼン環における炭素と水素との結合を切断するのに必要な解離エネルギー(464kJ/mol)よりも大きな472kJ/molのエネルギーを有するので、その波長254nmの紫外線をウエハWの表面に照射することによって、ウエハWの表面に被着形成されているレジストを破壊することができる。すなわち、ウエハWの表面に照射される紫外線は、ベンゼン環における炭素と水素との結合を切断するのに必要な解離エネルギー以上のエネルギーを有するものであればよく、そのためには、紫外線ランプ12として、254nm以下の波長を有する紫外線を発生するものが採用されるとよいが、より大きなエネルギーを有する波長185nmの紫外線を発生するものがより好ましい。
さらにまた、処理対象となる基板は、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であってもよい。
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。
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。
7 UV処理室
8 レジスト剥離処理室
11 紫外線照射装置
14 スピンチャック
15 チャック収容容器
26 無水硫酸ノズル
28 ヒータ
29 過酸化水素水供給ノズル
W 半導体ウエハ
8 レジスト剥離処理室
11 紫外線照射装置
14 スピンチャック
15 チャック収容容器
26 無水硫酸ノズル
28 ヒータ
29 過酸化水素水供給ノズル
W 半導体ウエハ
Claims (8)
- レジストが被着形成された基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
前記紫外線照射工程の後に、レジスト剥離液を基板の表面に供給し、その基板の表面からレジストを剥離させて除去するレジスト剥離液供給工程とを含むことを特徴とするレジスト除去方法。 - 前記レジスト剥離液供給工程の前に、内部を閉鎖可能な基板処理容器内に基板を搬入する基板搬入工程をさらに含み、
前記レジスト剥離液は、無水硫酸を含み、
前記レジスト剥離液供給工程は、前記基板処理容器内が閉鎖された状態で、その基板処理容器内に収容されている基板の表面に無水硫酸を供給する無水硫酸供給工程を含むことを特徴とする請求項1記載のレジスト除去方法。 - 前記レジスト剥離液は、過酸化水素水を含み、
前記レジスト剥離液供給工程は、前記無水硫酸供給工程と並行して、前記基板処理容器内に収容されている基板の表面に過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のレジスト除去方法。 - 前記紫外線照射工程と並行して、基板を加熱する基板加熱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レジスト除去方法。
- レジストが被着形成された基板が搬入される紫外線処理室と、
前記紫外線処理室内に設けられ、基板に紫外線を照射するための紫外線照射手段と、
紫外線照射後の基板が搬入されるレジスト剥離処理室と、
前記レジスト剥離処理室内に設けられ、基板を保持するための基板保持手段と、
前記レジスト剥離処理室内に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板にレジスト剥離液を供給するためのレジスト剥離液供給手段とを備えていることを特徴とするレジスト除去装置。 - 前記レジスト剥離処理室に設けられ、前記基板保持手段を収容し、その内部を閉鎖可能な基板処理容器をさらに備え、
前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に無水硫酸を供給する無水硫酸供給手段を含むことを特徴とする請求項5記載のレジスト除去装置。 - 前記レジスト剥離液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板に過酸化水素水を供給する過酸化水素水硫酸供給手段を含むことを特徴とする請求項6記載のレジスト除去装置。
- 前記紫外線処理室に設けられ、基板を加熱するための加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載のレジスト除去装置。
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- 2005-03-31 JP JP2005103200A patent/JP2006286830A/ja not_active Abandoned
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