JP2007048983A - Substrate treatment method and substrate treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体ウエハなどの各種基板を処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for processing various substrates such as a semiconductor wafer.
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、ウエハの表面に感光性樹脂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。ウエハの表面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、イオン注入後には、そのウエハの表面上の不要と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が行われる。 The manufacturing process of a semiconductor device includes, for example, a step of locally implanting impurities (ions) such as phosphorus, arsenic, and boron into the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”). In this step, in order to prevent ion implantation into an undesired portion, a resist made of a photosensitive resin is patterned on the surface of the wafer, and a portion where ion implantation is not desired is masked by the resist. Since the resist patterned on the surface of the wafer becomes unnecessary after ion implantation, after ion implantation, a resist removal process is performed to remove and remove the unnecessary resist on the surface of the wafer. Done.
レジスト除去処理は、たとえば、アッシング装置でレジスト膜をアッシング(灰化)して除去した後、ウエハを洗浄装置に搬入して、ウエハの表面からアッシング後のレジスト残渣(ポリマ)を除去することによって達成できる。アッシング装置では、たとえば、ウエハを収容した処理室内が酸素ガス雰囲気にされて、その酸素ガス雰囲気中にマイクロ波が放射される。これにより、処理室内に酸素ガスのプラズマ(酸素プラズマ)が発生し、この酸素プラズマがウエハの表面に照射されることによって、ウエハの表面のレジスト膜が分解されて除去される。一方、洗浄装置では、たとえば、ウエハの表面にAPM(ammonia−hydrogen peroxide mixture:アンモニア過酸化水素水)などの薬液が供給されて、ウエハの表面に対して薬液による洗浄処理(レジスト残渣除去処理)が施されることにより、ウエハの表面に付着しているレジスト残渣が除去される。 In the resist removal process, for example, the resist film is removed by ashing (ashing) with an ashing device, and then the wafer is carried into a cleaning device, and the resist residue (polymer) after ashing is removed from the surface of the wafer. Can be achieved. In the ashing apparatus, for example, a processing chamber containing a wafer is made an oxygen gas atmosphere, and microwaves are radiated into the oxygen gas atmosphere. As a result, oxygen gas plasma (oxygen plasma) is generated in the processing chamber, and this oxygen plasma is irradiated onto the surface of the wafer, whereby the resist film on the surface of the wafer is decomposed and removed. On the other hand, in the cleaning apparatus, for example, a chemical solution such as APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture) is supplied to the wafer surface, and the wafer surface is cleaned with the chemical solution (resist residue removal process). As a result, the resist residue adhering to the surface of the wafer is removed.
ところが、プラズマによるアッシングは、ウエハの表面のレジスト膜で覆われていない部分(たとえば、露呈した酸化膜)がダメージを受けてしまうという問題を有している。
そのため、プラズマによるアッシングおよびAPMなどの薬液を用いた洗浄処理に代えて、ウエハの表面に硫酸と過酸化水素水との混合液であるSPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸過酸化水素水)を供給して、このSPMに含まれるペルオキソ一硫酸(H2SO5)の強酸化力により、ウエハの表面に形成されているレジストを剥離して除去することが提案されている。
Therefore, SPM (sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture) is a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution on the surface of the wafer instead of plasma ashing and cleaning treatment using chemicals such as APM. It is proposed that the resist formed on the surface of the wafer is stripped and removed by the strong oxidizing power of peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ) contained in the SPM.
ところが、イオン注入(とくに、高ドーズのイオン注入)が行われたウエハでは、レジストの表面が変質(硬化)しているため、レジストを良好に除去できなかったり、レジストを除去するのに時間がかかったりする。
そこで、この発明の目的は、基板にダメージを与えることなく、イオン注入時にマスクとして用いられたレジストなどの有機物を良好に除去することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
However, in a wafer that has been subjected to ion implantation (particularly, high-dose ion implantation), the resist surface has been altered (cured), so that the resist cannot be removed satisfactorily, or the time for removing the resist is long. It takes.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of satisfactorily removing organic substances such as a resist used as a mask at the time of ion implantation without damaging the substrate.
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板処理方法において、基板保持手段(5)により基板(W)を保持する基板保持工程と、加熱槽(26)内の過酸化水素水を加熱して、その濃度を上げる高濃度化工程と、前記高濃度化工程で濃度が上げられた過酸化水素水を前記加熱槽から混合供給手段(6)に向けて送出する送出工程と、前記混合供給手段において、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させる混合工程と、前記混合工程で混合された流体を前記混合供給手段から前記基板保持手段に保持されている基板に供給する流体供給工程とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, in the substrate processing method, the substrate holding step of holding the substrate (W) by the substrate holding means (5), and the hydrogen peroxide in the heating tank (26) A concentration step for heating water to increase its concentration, and a delivery step for sending the hydrogen peroxide solution whose concentration has been increased in the concentration step from the heating tank to the mixing supply means (6); A mixing step of mixing a fluid containing hydrogen peroxide with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide in the mixing and supplying means; and the fluid mixed in the mixing step from the mixing and supplying means. And a fluid supply step for supplying the substrate to the substrate held by the substrate holding means.
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、過酸化水素水が高濃度化された後、その過酸化水素を含む流体(過酸化水素ガス、高濃度過酸化水素水)と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体(硫酸、三酸化硫黄(SO3)、発煙硫酸(H2SO4・nSO3))とが混合されて、その混合流体が基板に供給される。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to this method, after the concentration of the hydrogen peroxide solution is increased, a fluid (hydrogen peroxide gas, high concentration hydrogen peroxide solution) containing the hydrogen peroxide and at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide are removed. The fluid (sulfuric acid, sulfur trioxide (SO 3 ), fuming sulfuric acid (H 2 SO 4 .nSO 3 )) is mixed and the mixed fluid is supplied to the substrate.
過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体との混合流体は、過酸化水素と硫酸との反応生成物であるペルオキソ一硫酸(H2SO5)を含んでいる。そのため、基板に混合流体を供給することにより、その基板に形成されている不要なレジストを剥離して除去することができる。しかも、過酸化水素を含む流体は、高濃度化された過酸化水素水(たとえば、濃度50〜90%、好ましくは70%の過酸化水素水)または水分が完全に除去された過酸化水素ガスであるから、この過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とが混合されると、多量のペルオキソ一硫酸が生成される。そのため、ペルオキソ一硫酸の酸化力により、基板上のレジストを効率よく分解することができ、基板から不要なレジストを良好に剥離して除去することができる。そのうえ、プラズマによるアッシングとは異なり、基板の表面にダメージを与えることもない。 The mixed fluid of the fluid containing hydrogen peroxide and the fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide contains peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ), which is a reaction product of hydrogen peroxide and sulfuric acid. Yes. Therefore, by supplying the mixed fluid to the substrate, unnecessary resist formed on the substrate can be peeled and removed. Moreover, the fluid containing hydrogen peroxide is a highly concentrated hydrogen peroxide solution (for example, a hydrogen peroxide solution having a concentration of 50 to 90%, preferably 70%) or a hydrogen peroxide gas from which moisture has been completely removed. Therefore, when the fluid containing hydrogen peroxide and the fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide are mixed, a large amount of peroxomonosulfuric acid is generated. Therefore, the resist on the substrate can be efficiently decomposed by the oxidizing power of peroxomonosulfuric acid, and unnecessary resist can be peeled off and removed from the substrate. Moreover, unlike plasma ashing, the substrate surface is not damaged.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の基板処理方法において、前記混合工程は、前記送出工程で前記加熱槽から送出される過酸化水素水と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させる工程であることを特徴とする。
この方法の場合、加熱槽から送出される高濃度の過酸化水素水と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とが混合されることにより、多量のペルオキソ一硫酸を生成することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the substrate processing method according to the first aspect, in the mixing step, at least one of hydrogen peroxide solution, sulfuric acid, and sulfur trioxide fed from the heating tank in the feeding step. It is the process of mixing with the fluid containing.
In the case of this method, a large amount of peroxomonosulfuric acid can be produced by mixing a high-concentration hydrogen peroxide solution delivered from a heating tank with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. it can.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の基板処理方法において、前記送出工程で前記加熱槽から送出される過酸化水素水を加熱して気化させる過水気化工程をさらに含み、前記混合工程は、前記過水気化工程で生成される過酸化水素ガスと硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させる工程であることを特徴とする。
この方法の場合、過酸化水素ガスと硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とが混合されることにより、多量のペルオキソ一硫酸を生成することができる。
The invention according to
In the case of this method, a large amount of peroxomonosulfuric acid can be generated by mixing hydrogen peroxide gas with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法において、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体を気化させる硫酸気化工程をさらに含み、前記混合工程は、過酸化水素を含む流体と前記硫酸気化工程で生成される硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む気体とを混合させる工程であることを特徴とする。 The invention described in claim 4 further includes a sulfuric acid vaporization step for vaporizing a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide in the substrate processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixing step Is a step of mixing a fluid containing hydrogen peroxide and a gas containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide generated in the sulfuric acid vaporization step.
この方法によれば、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む気体は水分を有していないので、その気体と過酸化水素を含む流体とが混合されることにより、さらに多量のペルオキソ一硫酸を生成することができる。そのため、基板上のレジストをさらに効率よく分解することができ、基板から不要なレジストをより良好に剥離して除去することができる。 According to this method, since the gas containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide does not have moisture, the gas and the fluid containing hydrogen peroxide are mixed with each other, so that a larger amount of peroxo monooxide can be obtained. Sulfuric acid can be produced. Therefore, the resist on the substrate can be decomposed more efficiently, and the unnecessary resist can be peeled off and removed from the substrate better.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理方法において、前記流体供給工程に先立って、前記基板保持手段に保持されている基板に酸化剤を供給する酸化剤供給工程をさらに含むことを特徴とする。
この方法によれば、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体との混合流体が基板に供給される前に、基板に酸化剤が供給されることにより、基板上の不要なレジストを予め酸化させて、そのレジストを基板上から剥離しやすい状態にしておくことができる。そのため、基板に対する混合流体の供給時に、その基板から不要なレジストを一層良好に剥離して除去することができる。
A fifth aspect of the present invention is the substrate processing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the oxidant supplies the oxidant to the substrate held by the substrate holding means prior to the fluid supply step. The method further includes a supplying step.
According to this method, by supplying the oxidizing agent to the substrate before the mixed fluid of the fluid containing hydrogen peroxide and the fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide is supplied to the substrate, Unnecessary resist on the substrate can be oxidized in advance so that the resist can be easily peeled off from the substrate. Therefore, when the mixed fluid is supplied to the substrate, unnecessary resist can be peeled off and removed from the substrate more satisfactorily.
請求項6記載の発明は、請求項5記載の基板処理方法において、前記酸化剤供給工程と前記流体供給工程とを複数回繰り返し実行することを特徴とする。
この方法によれば、基板から不要なレジストを確実に剥離して除去することができる。
なお、請求項7に記載のように、前記酸化剤は、水蒸気、オゾン水、オゾンガス、過酸化水素水および過酸化水素ガスのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
According to a sixth aspect of the present invention, in the substrate processing method according to the fifth aspect, the oxidizing agent supplying step and the fluid supplying step are repeatedly performed a plurality of times.
According to this method, unnecessary resist can be reliably peeled off and removed from the substrate.
In addition, as described in Claim 7, it is preferable that the oxidizing agent includes at least one of water vapor, ozone water, ozone gas, hydrogen peroxide water, and hydrogen peroxide gas.
請求項8記載の発明は、基板処理装置において、基板(W)を保持する基板保持手段(5)と、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させて、その混合された流体を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する混合供給手段(6)と、過酸化水素水を加熱して、その濃度を上げるための高濃度化手段(26,27)と、前記高濃度化手段によって濃度が上げられた過酸化水素水を前記混合手段に向けて送出する送出手段(29,30,33)とを含むことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus, the substrate holding means (5) for holding the substrate (W), a fluid containing hydrogen peroxide, and a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. Mixing supply means (6) for mixing and supplying the mixed fluid to the substrate held by the substrate holding means, and high concentration means for heating the hydrogen peroxide solution to increase its concentration (26, 27) and delivery means (29, 30, 33) for delivering the hydrogen peroxide solution whose concentration has been increased by the concentration-enhancing means to the mixing means.
この構成によれば、請求項1に記載の基板処理方法を実現することができ、請求項1に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の基板処理装置において、前記送出手段によって送出される過酸化水素水を加熱して気化させるための過水気化ユニット(32)をさらに含み、前記混合供給手段は、前記過水気化ユニットで生成される過酸化水素ガスと硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させることを特徴とする。
According to this configuration, the substrate processing method according to claim 1 can be realized, and an effect similar to the effect described in relation to claim 1 can be achieved.
The invention according to claim 9 is the substrate processing apparatus according to claim 8, further comprising a superwater vaporization unit (32) for heating and vaporizing the hydrogen peroxide solution delivered by the delivery means, The supply means mixes the hydrogen peroxide gas generated by the perhydrovaporization unit with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide.
この構成によれば、請求項3に記載の基板処理方法を実現することができ、請求項3に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
なお、前記高濃度化手段は、過酸化水素水を貯留する加熱槽(26)と、前記加熱槽内の過酸化水素水を加熱するための加熱手段(27)とを備え、前記送出手段は、前記加熱槽内の過酸化水素水を送出するものであってもよい。
According to this configuration, the substrate processing method according to
The concentration-improving means includes a heating tank (26) for storing the hydrogen peroxide solution, and a heating means (27) for heating the hydrogen peroxide solution in the heating tank. The hydrogen peroxide solution in the heating tank may be sent out.
請求項11記載の発明は、請求項8ないし10のいずれかに記載の基板処理装置において、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体を加熱して気化させるための硫酸気化ユニット(67)をさらに含み、前記混合供給手段は、過酸化水素を含む流体と前記硫酸気化ユニットで生成されるガスとを混合させることを特徴とする。
この構成によれば、請求項4に記載の基板処理方法を実現することができ、請求項4に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the eighth to tenth aspects, a sulfuric acid vaporization unit (67) for heating and vaporizing a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. ), And the mixing and supplying means mixes the fluid containing hydrogen peroxide and the gas generated by the sulfuric acid vaporization unit.
According to this configuration, the substrate processing method according to claim 4 can be realized, and the same effect as the effect described in relation to claim 4 can be achieved.
請求項12記載の発明は、請求項8ないし11のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板保持手段に保持されている基板に酸化剤を供給する酸化剤供給手段(3,6)をさらに含むことを特徴とする。
この構成によれば、請求項5に記載の基板処理方法を実現することができ、請求項5に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
A twelfth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the eighth to eleventh aspects, further comprising an oxidant supply means (3, 6) for supplying an oxidant to the substrate held by the substrate holding means. It is further characterized by including.
According to this configuration, the substrate processing method according to claim 5 can be realized, and the same effect as the effect described in relation to claim 5 can be achieved.
なお、請求項13に記載のように、前記酸化剤は、水蒸気、オゾン水、オゾンガス、過酸化水素水および過酸化水素ガスのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
請求項14記載の発明は、請求項8ないし13のいずれかに記載の基板処理装置において、上記混合供給手段は、ケーシング(39)と、前記ケーシングの一端に形成され、過酸化水素を含む流体を吐出する過水吐出口(42)と、前記ケーシングの前記一端に形成され、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体を吐出する硫酸吐出口(41)とを備え、上記過水吐出口から吐出される流体と上記硫酸吐出口から吐出される流体とを上記ケーシング外で混合させる外部混合型二流体ノズルを含むことを特徴とする。
In addition, as described in Claim 13, it is preferable that the oxidizing agent includes at least one of water vapor, ozone water, ozone gas, hydrogen peroxide water, and hydrogen peroxide gas.
A fourteenth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the eighth to thirteenth aspects, wherein the mixed supply means is a casing (39) and a fluid formed at one end of the casing and containing hydrogen peroxide. And a sulfuric acid discharge port (41) that is formed at the one end of the casing and discharges a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. It includes an external mixing type two-fluid nozzle that mixes the fluid discharged from the discharge port and the fluid discharged from the sulfuric acid discharge port outside the casing.
この構成によれば、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを良好に混合させて、その混合流体を基板に供給することができる。
請求項15記載の発明は、請求項8ないし13のいずれかに記載の基板処理装置において、上記混合供給手段は、混合管(54)と、前記混合管内に臨んで形成され、過酸化水素を含む流体を前記混合管内に吐出する過水吐出口(58)と、前記混合管内に臨んで形成され、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体を前記混合管内に吐出する硫酸吐出口(66)とを備え、上記過水吐出口から吐出される流体と前記硫酸吐出口から吐出される流体とを混合させるための混合室(64)を前記混合管内に提供する内部混合型二流体ノズルを含むことを特徴とする。
According to this configuration, the fluid containing hydrogen peroxide and the fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide can be mixed well, and the mixed fluid can be supplied to the substrate.
A fifteenth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the eighth to thirteenth aspects, wherein the mixing supply means is formed facing the mixing tube (54) and the mixing tube, A super-water discharge port (58) for discharging a fluid containing the mixture into the mixing tube; and a sulfuric acid discharge port for discharging a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide formed into the mixing tube. (66), and an internal mixed two-fluid that provides a mixing chamber (64) in the mixing tube for mixing the fluid discharged from the excess water discharge port and the fluid discharged from the sulfuric acid discharge port A nozzle is included.
この構成によれば、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを良好に混合させて、その混合流体を基板に供給することができる。 According to this configuration, the fluid containing hydrogen peroxide and the fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide can be mixed well, and the mixed fluid can be supplied to the substrate.
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基板処理装置の構成を概念的に示す図である。この基板処理装置は、枚葉式のレジスト除去処理を行うものであり、たとえば、基板の一例であるウエハW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イオン注入処理の後に、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に用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram conceptually showing the structure of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This substrate processing apparatus performs a single-wafer type resist removal process. For example, ion implantation for locally implanting impurities (ions) such as phosphorus, arsenic and boron into the surface of a wafer W as an example of a substrate. After the processing, it is used to peel off and remove the resist that is no longer needed from the surface of the wafer W.
この基板処理装置は、ウエハWに対する処理(レジスト除去処理)が行われる処理部1と、処理部1に対してウエハWの処理に使用される硫酸を供給するための硫酸供給部2と、処理部1に対してウエハWの処理に使用される過酸化水素ガスを供給するための過酸化水素ガス供給部3とを備えている。
処理部1は、隔壁により区画される処理室4を備えている。この処理室4内には、ウエハWをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック5と、スピンチャック5に保持されたウエハWの表面に過酸化水素ガスを供給したり、硫酸と過酸化水素ガスとの混合流体を供給したりするための二流体ノズル6と、スピンチャック5に保持されたウエハWの表面付近の雰囲気を制御するための遮断板7とが配置されている。
The substrate processing apparatus includes a processing unit 1 that performs processing (resist removal processing) on a wafer W, a sulfuric
The processing unit 1 includes a processing chamber 4 partitioned by a partition wall. In the processing chamber 4, a spin chuck 5 for holding and rotating the wafer W substantially horizontally, hydrogen peroxide gas is supplied to the surface of the wafer W held on the spin chuck 5, and sulfuric acid and excess A two-fluid nozzle 6 for supplying a mixed fluid with hydrogen oxide gas and a blocking plate 7 for controlling the atmosphere near the surface of the wafer W held by the spin chuck 5 are arranged.
スピンチャック5は、モータ8と、このモータ8の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース9と、スピンベース9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10とを備えている。複数個の挟持部材10によってウエハWを挟持した状態で、モータ8から回転駆動力が発生されると、その回転駆動力によってスピンベース9が鉛直軸線まわりに回転され、そのスピンベース9とともに、ウエハWがほぼ水平な姿勢を保った状態で鉛直軸線まわりに回転される。
The spin chuck 5 is provided at substantially equiangular intervals at a plurality of locations around the motor 8, a disk-shaped spin base 9 that is rotated around the vertical axis by the rotational driving force of the motor 8, and the periphery of the spin base 9. And a plurality of clamping
なお、スピンチャック5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。
二流体ノズル6は、スピンチャック5の上方に設けられている。この二流体ノズル6には、硫酸供給部2からの硫酸と、過酸化水素ガス供給部3からの過酸化水素ガスとが供給されるようになっている。二流体ノズル6に過酸化水素ガスのみが供給されると、その過酸化水素ガスがスピンチャック5に保持されたウエハWの表面に供給される。また、二流体ノズル6に硫酸と過酸化水素ガスとが同時に供給されると、硫酸と過酸化水素ガスとが混合されて、混合流体の微細な液滴が形成され、その混合流体の液滴が噴流となってウエハWの表面に供給される。
The spin chuck 5 is not limited to such a configuration. For example, the back surface (non-device surface) of the wafer W is vacuum-sucked to hold the wafer W in a horizontal posture, and in that state A vacuum chuck of a vacuum suction type that can rotate the wafer W held by rotating around a vertical axis may be employed.
The two-fluid nozzle 6 is provided above the spin chuck 5. The two-fluid nozzle 6 is supplied with sulfuric acid from the sulfuric
また、二流体ノズル6は、ウエハWの表面における過酸化水素ガスおよび混合流体の供給位置を変更できるスキャンノズルの形態をなしている。すなわち、スピンチャック5の上方には、ほぼ水平な面内で揺動可能なアーム(図示せず)が設けられており、そのアームに二流体ノズル6が取り付けられている。そして、二流体ノズル6からウエハWの表面への過酸化水素ガスおよび混合流体の供給時には、アームが所定角度範囲内で揺動されることにより、ウエハWの表面上における過酸化水素ガスおよび混合流体の供給位置がスキャン(移動)される。 The two-fluid nozzle 6 is in the form of a scan nozzle that can change the supply position of the hydrogen peroxide gas and the mixed fluid on the surface of the wafer W. That is, an arm (not shown) that can swing in a substantially horizontal plane is provided above the spin chuck 5, and the two-fluid nozzle 6 is attached to the arm. When supplying the hydrogen peroxide gas and the mixed fluid from the two-fluid nozzle 6 to the surface of the wafer W, the arm is swung within a predetermined angle range, whereby the hydrogen peroxide gas and the mixture on the surface of the wafer W are mixed. The fluid supply position is scanned (moved).
遮断板7は、ウエハWとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状に形成されている。この遮断板7は、スピンチャック5の上方でほぼ水平に配置され、スピンチャック5の上方に大きく退避する位置と、スピンチャック5に保持されたウエハWの表面に近接して対向する位置とに昇降可能に設けられている。また、遮断板7は、ウエハW(スピンベース9)の回転軸線と同一の回転軸線を中心として回転可能に設けられている。 The blocking plate 7 is formed in a disk shape having a diameter substantially the same as or larger than that of the wafer W. The blocking plate 7 is disposed substantially horizontally above the spin chuck 5, at a position where it is largely retracted above the spin chuck 5, and at a position facing the surface of the wafer W held by the spin chuck 5. It can be moved up and down. Further, the blocking plate 7 is provided to be rotatable about the same rotation axis as the rotation axis of the wafer W (spin base 9).
さらに、遮断板7は、DIW供給源からバルブ11を介して供給されるDIW(deionized water:脱イオン化された水)を、その下面中央からスピンチャック5に保持されたウエハWの表面に供給することができるようになっている。さらにまた、スピンチャック5に保持されたウエハWに近接した状態で、窒素ガス供給源からバルブ12を介して供給される窒素ガス(N2)を、ウエハWとの間の空間に供給することができるようになっている。
Further, the blocking plate 7 supplies DIW (deionized water) supplied from the DIW supply source via the
また、スピンチャック5の周囲を取り囲むように、ウエハWから飛散する硫酸と過酸化水素ガスとの混合流体やDIWを捕獲するためのスプラッシュガード13が設けられている。このスプラッシュガード13は、スピンチャック5に保持されたウエハWの周端面に対向する位置と、スピンチャック5に保持されたウエハWよりも下方の位置との間で昇降することができ、ウエハWの周端面に対向する位置で、ウエハWから飛散する硫酸と過酸化水素ガスとの混合流体およびDIWを捕獲することができる。スプラッシュガード13に捕獲された硫酸と過酸化水素ガスとの混合流体およびDIWは、スプラッシュガード13の内面を伝って流下し、スピンチャック5を収容する容器状のカップ14に集められて、このカップ14に接続されたドレンライン15を介して排出される。
Further, a splash guard 13 for capturing a mixed fluid of sulfuric acid and hydrogen peroxide gas scattered from the wafer W and DIW is provided so as to surround the periphery of the spin chuck 5. The splash guard 13 can be moved up and down between a position facing the peripheral end surface of the wafer W held by the spin chuck 5 and a position below the wafer W held by the spin chuck 5. It is possible to capture the mixed fluid of sulfuric acid and hydrogen peroxide gas and DIW scattered from the wafer W at a position facing the peripheral end surface. The mixed fluid of sulfuric acid and hydrogen peroxide gas and DIW captured by the splash guard 13 flow down along the inner surface of the splash guard 13 and are collected in a container-
硫酸供給部2は、高濃度(たとえば、濃度98%)の硫酸を貯留する硫酸タンク16と、この硫酸タンク16に貯留されている硫酸を二流体ノズル6に供給するための硫酸供給路17と、硫酸タンク16に貯留されている硫酸を循環させて、その硫酸の液温を一定の高温度(たとえば、80〜120℃)に調節するための温調循環路18とを備えている。
硫酸供給路17は、一端が硫酸タンク16に貯留されている硫酸の液中に配置され、他端が二流体ノズル6に接続されている。この硫酸供給路17には、硫酸タンク16側から順に、硫酸供給路17を流通する硫酸中の異物を除去するためのフィルタ19と、硫酸タンク16から硫酸を汲み出して、その硫酸を二流体ノズル6に向けて送るためのポンプ20と、硫酸供給路17を開閉するためのバルブ21とが介装されている。バルブ21が開かれた状態で、ポンプ20が駆動されることにより、硫酸タンク16に貯留されている硫酸が硫酸供給路17を通して二流体ノズル6に供給される。
The sulfuric
One end of the sulfuric
温調循環路18は、一端が硫酸タンク16に貯留されている硫酸の液中に配置され、一旦、硫酸タンク16から外部に引き出されて、その他端が硫酸タンク16内の上部に配置されている。この温調循環路18には、その一端側から順に、温調循環路18を流通する硫酸中の異物を除去するためのフィルタ22と、硫酸タンク16から硫酸を汲み出して、その硫酸を硫酸タンク16に戻すためのポンプ23と、温調循環路18を流通する硫酸を一定温度に加熱するためのヒータ24と、温調循環路18を開閉するためのバルブ25とが介装されている。この基板処理装置の稼働中は、常に、バルブ25が開かれるとともに、ポンプ23およびヒータ24が駆動されており、硫酸タンク16に貯留されている硫酸は、温調循環路18を流通し、その途中でヒータ24により一定温度に加熱されて、硫酸タンク16に戻される。これにより、硫酸タンク16に貯留されている硫酸の液温が一定温度に調節保持される。
One end of the
過酸化水素ガス供給部3は、過酸化水素水を貯留する密閉型の加熱槽26と、この加熱槽26に貯留されている過酸化水素水を加熱して高濃度化(たとえば、濃度50〜90%、好ましくは70%に上昇)させるための加熱部材27と、加熱槽26に過酸化水素水を供給するための過酸化水素水供給路28と、加熱槽26に窒素ガスを供給するための窒素ガス供給路29と、加熱槽26に貯留されている過酸化水素水を導出するための過酸化水素水導出路30と、過酸化水素水導出路30に窒素ガスを送り込むためのキャリアガス供給路31と、過酸化水素水導出路30を流通する過酸化水素水を加熱して気化させるための気化ユニット32と、この気化ユニット32で生成される過酸化水素ガスを二流体ノズル6に供給するための過酸化水素ガス供給路33とを備えている。
The hydrogen peroxide
加熱部材27は、たとえば、ヒータを内蔵し、加熱槽26の底面および側面を被覆するように設けられている。この加熱部材27によって、加熱槽26に貯留されている過酸化水素水が一定温度(たとえば、100℃)に加熱される。
過酸化水素水供給路28には、この過酸化水素水供給路28を開閉するためのバルブ34が介装されている。加熱槽26に貯留されている過酸化水素水の量が所定量よりも少なくなると、バルブ34が開かれて、過酸化水素水供給路28から加熱槽26に過酸化水素水が供給される。
The
The hydrogen peroxide
窒素ガス供給路29には、この窒素ガス供給路29を開閉するためのバルブ35が介装されている。
過酸化水素水導出路30は、一端が加熱槽26に貯留されている過酸化水素水の液中に配置され、他端が気化ユニット32に接続されている。過酸化水素水導出路30には、この過酸化水素水導出路30を開閉するためのバルブ36が介装されている。このバルブ36が開かれた状態で、窒素ガス供給路29に介装されているバルブ35が開かれると、窒素ガス供給路29から加熱槽26に窒素ガスが供給されて、加熱槽26内の圧力が高められることにより、加熱槽26に貯留されている過酸化水素水が過酸化水素水導出路30に送り出される。
The nitrogen
One end of the hydrogen peroxide solution lead-
キャリアガス供給路31は、過酸化水素水導出路30の途中部であって、気化ユニット32とバルブ36との間に分岐接続されている。キャリアガス供給路31には、このキャリアガス供給路31を開閉するためのバルブ37が介装されている。このバルブ37が開かれると、キャリアガス供給路31から過酸化水素水導出路30に窒素ガスが送り込まれ、この窒素ガスがキャリアガスとなって、加熱槽26から過酸化水素水導出路30に送り出された過酸化水素水が気化ユニット32に運ばれる。
The carrier
気化ユニット32は、ヒータ38を内蔵しており、このヒータ38によって、過酸化水素水導出路30から窒素ガスとともに流入する過酸化水素水を瞬時に加熱して、その過酸化水素水を気化させる(過酸化水素水に含まれる水分を蒸発させる)ことにより過酸化水素ガスを生成する。このような気化ユニット32としては、たとえば、過酸化水素に対する耐薬性を有する市販の気化器を用いることができる。
The
図2は、二流体ノズル6の構成例を示す図解的な断面図である。図2(a)には、いわゆる外部混合型二流体ノズルの構成が示されており、図2(b)には、いわゆる内部混合型二流体ノズルの構成が示されている。
図2(a)に示す外部混合型二流体ノズルは、ケーシング39を備え、このケーシング39の先端に、第1の流体を外部空間40に向けて吐出するための第1流体吐出口41と、この第1流体吐出口42を取り囲む環状に形成され、第2の流体を外部空間40に向けて吐出するための第2流体吐出口42とを有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the two-fluid nozzle 6. FIG. 2A shows the configuration of a so-called external mixing type two-fluid nozzle, and FIG. 2B shows the configuration of a so-called internal mixing type two-fluid nozzle.
The external mixed two-fluid nozzle shown in FIG. 2 (a) includes a
より具体的に説明すると、ケーシング39は、内側流通管43と、内側流通管43の周囲を取り囲み、その内側流通管43を内挿状態で同軸に保持する外側保持体44とによって構成されている。
内側流通管43は、その内部に第1流体流路45を有している。この第1流体流路45の先端(下端)が、第1流体吐出口41として開口し、その反対側の上端は、流体を導入するための第1流体導入ポート46を形成している。また、内側流通管43は、先端部(下端部)47およびその反対側の上端部48がそれぞれ外方に張り出した鍔形状に形成されており、これらの鍔形状の先端部47および上端部48が外側保持体44の内面に当接して、先端部47および他端部48の間において、内側流通管43の外面と外側保持体44の内面との間に空間49が形成されている。そして、内側流通管43の先端部47には、空間49と外部空間40とを連通させる第2流体流路50が形成され、この第2流体流路50の先端が第2流体吐出口42として開口している。第2流体流路50は、先端側ほど内側流通管43の中心軸線に近づくように傾斜する断面形状を有している。
More specifically, the
The
外側保持体44は、その側面に第2流体導入ポート51を有している。この第2流体導入ポート51は、内側流通管43の外面と外側保持体44の内面との間に形成された空間49に連通している。
この外部混合型二流体ノズルが二流体ノズル6として採用される場合、第1流体導入ポート46に硫酸供給路17が接続され、第2流体導入ポート51に過酸化水素ガス供給路33が接続される。そして、硫酸供給路17から第1流体流路45に硫酸が供給されるとともに、過酸化水素ガス供給路33から空間49に過酸化水素ガスが供給されると、第1流体吐出口41から外部空間40に硫酸が吐出されるとともに、第2流体吐出口42から外部空間40に過酸化水素ガスが吐出される。すると、外部空間40において、硫酸と過酸化水素ガスとが衝突して混合され、それらの混合流体の微細な液滴の噴流が形成される。
The
When this external mixing type two-fluid nozzle is employed as the two-fluid nozzle 6, the sulfuric
一方、図2(b)に示す内部混合型二流体ノズルは、第1流体導入部52、第2流体導入部53および液滴形成吐出部54を有している。第1流体導入部52、第2流体導入部53および液滴形成吐出部54は、いずれも管形状を有しており、その順で直列に連結されている。
第1流体導入部52は、第2流体導入部53の上端部に内嵌される大径部55と、この大径部55の下方に連なる小径部56とを一体的に有している。また、第1流体導入部52の内部には、第1流体流路57が貫通形成されている。そして、その第1流体流路57の先端(下端)は、第1流体吐出口58として開口し、その反対側の上端は、流体を導入するための第1流体導入ポート59を形成している。
On the other hand, the internal mixed two-fluid nozzle shown in FIG. 2B has a first
The first
第2流体導入部53の側面には、流体を導入するための第2流体導入ポート60が形成されている。この第2流体導入ポート60は、第1流体導入部52の小径部56の外面と第2流体導入部53の内面との間に形成される空間61に連通している。
液滴形成吐出部54は、その上端部が第2流体導入部53の下端部に内嵌されている。この液滴形成吐出部54は、下方に向かうに従って内径が小さくなるテーパ部62と、このテーパ部62の下端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部63とを一体的に有している。テーパ部62には、第1流体導入部52の下端が入り込んでいて、この第1流体導入部52の外面とテーパ部62の内面との間には、空間61とテーパ部62の内部空間64(混合室)とを連通する連通路65が形成されている。
A second fluid introduction port 60 for introducing a fluid is formed on the side surface of the second
The upper end of the droplet forming / discharging
この内部混合型二流体ノズルが二流体ノズル6として採用される場合、第1流体導入ポート59に過酸化水素ガス供給路33が接続され、第2流体導入ポート60に硫酸供給路17が接続される。そして、過酸化水素ガス供給路33から第1流体流路57に過酸化水素ガスが供給される。第1流体流路57に供給された過酸化水素ガスは、第1流体吐出口58からテーパ部62の内部空間64に流入する。その一方で、硫酸供給路17から第1流体導入部52の外面とテーパ部62の内面との間の空間61に硫酸が供給される。この空間61に供給された硫酸は、連通路65を通して、その連通路65の下端開口66からテーパ部62の内部空間64に流入する。これにより、内部空間64において、過酸化水素ガスと硫酸とが混合され、その混合流体の微細な液滴が形成される。この液滴は、テーパ部62で加速され、ストレート部63の先端から勢いよく噴射される。
When this internal mixed two-fluid nozzle is employed as the two-fluid nozzle 6, the hydrogen peroxide
なお、二流体ノズル6としては、図2(a)に示す外部混合型二流体ノズルおよび図2(b)に示す内部混合型二流体ノズルのどちらが採用されてもよく、どちらが採用された場合であっても、過酸化水素ガスと硫酸とを良好に混合させて、その混合流体をウエハWの表面に供給することができる。
図3は、図1に示す基板処理装置におけるレジスト除去処理を説明するための図である。レジスト除去処理に際しては、搬送ロボット(図示せず)によって、イオン注入処理後の不要なレジストを有するウエハWが処理室4に搬入される。このとき、二流体ノズル6および遮断板7は、ウエハWの搬入の妨げとならないように、スピンチャック5の近傍から退避した位置に配置されている。
As the two-fluid nozzle 6, either an external mixing type two-fluid nozzle shown in FIG. 2 (a) or an internal mixing type two-fluid nozzle shown in FIG. 2 (b) may be adopted. Even if it exists, hydrogen peroxide gas and sulfuric acid can be mixed well and the mixed fluid can be supplied to the surface of the wafer W.
FIG. 3 is a view for explaining a resist removal process in the substrate processing apparatus shown in FIG. In the resist removal process, a wafer W having unnecessary resist after the ion implantation process is carried into the process chamber 4 by a transfer robot (not shown). At this time, the two-fluid nozzle 6 and the blocking plate 7 are arranged at positions retracted from the vicinity of the spin chuck 5 so as not to hinder the loading of the wafer W.
搬送ロボットからスピンチャック5にウエハWが受け渡されて、スピンチャック5にウエハWが保持されると、まず、モータ8が駆動されて、スピンベース9とともにウエハWが所定の回転速度(たとえば、500rpm)で回転される。そして、二流体ノズル6がウエハWの上方に配置された後、過酸化水素ガス供給部3から二流体ノズル6に過酸化水素ガスが供給されて、その過酸化水素ガスが二流体ノズル6から回転中のウエハWの表面に供給される。これにより、ウエハWの表面のレジストと過酸化水素ガスとが反応し、そのレジストが酸化されていく。すなわち、二流体ノズル6からウエハWの表面に、レジストを酸化させるための酸化剤として過酸化水素ガスが供給される。
When the wafer W is transferred from the transfer robot to the spin chuck 5 and is held on the spin chuck 5, first, the motor 8 is driven to move the wafer W together with the spin base 9 to a predetermined rotational speed (for example, 500 rpm). After the two-fluid nozzle 6 is disposed above the wafer W, hydrogen peroxide gas is supplied from the hydrogen peroxide
この過酸化水素水ガスの供給開始から所定時間(たとえば、60sec)が経過すると、過酸化水素ガス供給部3から二流体ノズル6への過酸化水素ガスの供給が続けられたまま、硫酸供給部2から二流体ノズル6への硫酸の供給が開始される。これにより、二流体ノズル6から回転中のウエハWの表面に、過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体の液滴の噴流が供給される。
When a predetermined time (for example, 60 sec) elapses from the start of supply of the hydrogen peroxide water gas, the sulfuric acid supply unit continues to supply the hydrogen peroxide gas from the hydrogen peroxide
過酸化水素ガスと硫酸との混合流体は、過酸化水素(H2O2)と硫酸(H2SO4)との反応生成物であるペルオキソ一硫酸(H2SO5)を含んでいる。そのため、ウエハWの表面に過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体の液滴の噴流が供給されると、ペルオキソ一硫酸の強酸化力により、ウエハWの表面からレジストが剥離されて除去されていく。しかも、二流体ノズル6に供給される過酸化水素ガスは、過酸化水素濃度がほぼ100%の水分を含まないガスであるから、この過酸化水素ガスと硫酸とが混合されると、多量のペルオキソ一硫酸が生成される。そのため、ペルオキソ一硫酸によるレジストの分解反応(酸化)が効率よく進み、ウエハWの表面からレジストが良好に剥離されて除去されていく。さらには、過酸化水素ガスは、一定温度に昇温された過酸化水素水を気化ユニット32でさらに加熱することにより生成される高温のガスであり、この高温の過酸化水素ガスと一定の高温度に温度調節された硫酸との混合流体は、その混合時に生じる反応熱(ペルオキソ一硫酸が生じるときの反応熱)によって、ベルオキソ一硫酸の酸化力を十分に発揮可能な高温度に昇温される。そのため、ウエハWの表面のレジストは、さらに効果的に剥離されて除去されていく。
The mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid contains peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ), which is a reaction product of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Therefore, when a jet of droplets of a mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid is supplied to the surface of the wafer W, the resist is peeled off and removed from the surface of the wafer W by the strong oxidizing power of peroxomonosulfuric acid. . Moreover, since the hydrogen peroxide gas supplied to the two-fluid nozzle 6 is a gas not containing water having a hydrogen peroxide concentration of almost 100%, when this hydrogen peroxide gas and sulfuric acid are mixed, a large amount of hydrogen peroxide gas is supplied. Peroxomonosulfuric acid is produced. Therefore, the decomposition reaction (oxidation) of the resist with peroxomonosulfuric acid proceeds efficiently, and the resist is peeled off from the surface of the wafer W and removed. Furthermore, the hydrogen peroxide gas is a high-temperature gas generated by further heating the hydrogen peroxide solution heated to a constant temperature by the
なお、過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体がウエハWの表面に供給されている間、過酸化水素ガス供給部3では、加熱槽26内の過酸化水素水を加熱することにより過酸化水素水を高濃度化する過水高濃度化工程、加熱槽26から過酸化水素水を送出するとともに、硫酸タンク16から硫酸を送出する過水・硫酸送出工程、過酸化水素水を気化ユニット32で気化させる過水気化工程、および過酸化水素ガスと硫酸とを二流体ノズル6で混合させる混合工程が行われている。
While the mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid is being supplied to the surface of the wafer W, the hydrogen peroxide
硫酸と過酸化水素ガスとの混合流体の供給開始から所定時間(たとえば、60sec)が経過すると、過酸化水素ガス供給部3から二流体ノズル6への過酸化水素ガスの供給が停止されるとともに、硫酸供給部2から二流体ノズル6への硫酸の供給が停止される。つづいて、二流体ノズル6がウエハWの上方から退避され、その後、ウエハWの表面に遮断板7が近接される。そして、ウエハWの回転が続けられたまま、その回転しているウエハWの表面に遮断板7からDIWが供給される。ウエハWの表面上に供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの表面上を中央部から周縁に向けて流れる。これによって、ウエハWの表面全域にDIWが行き渡り、ウエハWの表面がDIWによって洗い流される。このウエハWの表面に対するDIWの供給は、所定時間(たとえば、120sec)にわたって続けられる。
When a predetermined time (for example, 60 sec) elapses from the start of supply of the mixed fluid of sulfuric acid and hydrogen peroxide gas, the supply of hydrogen peroxide gas from the hydrogen peroxide
ウエハWの表面に対するDIWの供給が開始されてから所定時間が経過すると、DIWの供給が停止される。その後は、ウエハWの回転速度が2500rpmに上げられるとともに、遮断板7からウエハWの表面に向けて窒素ガスが供給される。これにより、ウエハWの表面と遮断板7との間の空間が窒素ガス雰囲気となり、その窒素ガス雰囲気中で、ウエハWの表面に付着しているDIWが遠心力で振り切られて、ウエハWが乾燥されていく。窒素ガスの供給開始から所定時間(たとえば、30sec)が経過すると、スピンチャック5によるウエハWの回転が止められ、遮断板7が上方に退避された後、搬送ロボットにより、処理済みのウエハWが搬出される。 When a predetermined time elapses after the DIW supply to the surface of the wafer W is started, the DIW supply is stopped. Thereafter, the rotation speed of the wafer W is increased to 2500 rpm, and nitrogen gas is supplied from the blocking plate 7 toward the surface of the wafer W. As a result, the space between the surface of the wafer W and the blocking plate 7 becomes a nitrogen gas atmosphere. In the nitrogen gas atmosphere, DIW attached to the surface of the wafer W is shaken off by centrifugal force, and the wafer W is It will be dried. When a predetermined time (for example, 30 seconds) elapses from the start of the supply of nitrogen gas, the rotation of the wafer W by the spin chuck 5 is stopped, and after the shielding plate 7 is retracted upward, the processed wafer W is moved by the transfer robot. It is carried out.
以上のように、この実施形態によれば、過酸化水素水が高濃度化された後、その過酸化水素をさらに加熱することにより生成される過酸化水素ガスと硫酸とが混合されて、その混合流体がウエハWの表面に供給される。
過酸化水素ガスと硫酸との混合流体は、過酸化水素と硫酸との反応生成物であるペルオキソ一硫酸を含んでいるので、この混合流体をウエハWの表面に供給することにより、そのウエハWの表面に形成されている不要なレジストを剥離して除去することができる。しかも、過酸化水素ガスは水分を含まないので、この過酸化水素ガスと硫酸とが混合されると、多量のペルオキソ一硫酸が生成される。そのため、ペルオキソ一硫酸の酸化力により、ウエハWの表面上のレジストを効率よく分解することができ、ウエハWの表面から不要なレジストを良好に剥離して除去することができる。そのうえ、プラズマによるアッシングとは異なり、ウエハWの表面にダメージを与えることもない。
As described above, according to this embodiment, after the concentration of the hydrogen peroxide solution is increased, the hydrogen peroxide gas generated by further heating the hydrogen peroxide and sulfuric acid are mixed, The mixed fluid is supplied to the surface of the wafer W.
Since the mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid contains peroxomonosulfuric acid, which is a reaction product of hydrogen peroxide and sulfuric acid, by supplying this mixed fluid to the surface of the wafer W, the wafer W Unnecessary resist formed on the surface can be removed by stripping. In addition, since the hydrogen peroxide gas does not contain moisture, a large amount of peroxomonosulfuric acid is produced when the hydrogen peroxide gas and sulfuric acid are mixed. Therefore, the resist on the surface of the wafer W can be efficiently decomposed by the oxidizing power of peroxomonosulfuric acid, and unnecessary resist can be peeled off from the surface of the wafer W and removed. In addition, unlike plasma ashing, the surface of the wafer W is not damaged.
また、過酸化水素ガスと硫酸との混合流体がウエハWの表面に供給される前に、ウエハWの表面に酸化剤としての過酸化水素ガスが供給されることにより、ウエハWの表面上の不要なレジストを予め酸化させて、そのレジストをウエハWの表面上から剥離しやすい状態にされる。そのため、ウエハWの表面に対する過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体の供給時に、そのウエハWの表面から不要なレジストを一層良好に剥離して除去することができる。 Further, before the mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid is supplied to the surface of the wafer W, hydrogen peroxide gas as an oxidizing agent is supplied to the surface of the wafer W, so that Unnecessary resist is oxidized in advance so that the resist is easily peeled off from the surface of the wafer W. Therefore, when supplying the mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid to the surface of the wafer W, unnecessary resist can be peeled off and removed from the surface of the wafer W even better.
なお、この実施形態では、ウエハWの表面に対して酸化剤を供給する工程(酸化剤供給工程)と、この酸化剤供給工程の後に、ウエハWの表面に対して過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体を供給する工程(流体供給工程)とが1回ずつ行われる場合を例にとったが、これらの酸化剤供給工程および流体供給工程は、交互に複数回繰り返して行われてもよい。こうすることにより、ウエハWの表面から不要なレジストを確実に剥離して除去することができる。 In this embodiment, the step of supplying an oxidant to the surface of the wafer W (oxidant supply step), and the hydrogen peroxide gas and sulfuric acid are supplied to the surface of the wafer W after the oxidant supply step. Although the case where the process of supplying the mixed fluid (fluid supply process) is performed once is taken as an example, the oxidant supply process and the fluid supply process may be alternately repeated a plurality of times. By so doing, unnecessary resist can be reliably peeled off and removed from the surface of the wafer W.
また、酸化剤は、過酸化水素ガスに限らず、気化ユニット32の駆動が止められた状態で加熱槽26から送出される過酸化水素水であってもよい。さらには、二流体ノズル6とは別のノズルが設けられて、そのノズルからウエハWの表面に酸化剤が供給されてもよく、この場合、酸化剤は、水蒸気、オゾン水、オゾンガス、過酸化水素水および過酸化水素ガスのうちの少なくとも1つを含むとよい。
Further, the oxidizing agent is not limited to hydrogen peroxide gas, but may be hydrogen peroxide solution delivered from the
さらにまた、この実施形態では、過酸化水素ガスおよび硫酸の混合流体がウエハWの表面に供給される場合を例にとったが、気化ユニット32が省略されるか、または、気化ユニット32の駆動が停止されるかして、過酸化水素ガス供給部3から二流体ノズル6に高濃度の過酸化水素水が供給されるとともに、硫酸供給部2から二流体ノズル6に硫酸が供給されることにより、高濃度の過酸化水素水と硫酸との混合液がウエハWの表面に供給されてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the case where the mixed fluid of hydrogen peroxide gas and sulfuric acid is supplied to the surface of the wafer W is taken as an example. However, the
また、図4に示すように、硫酸供給路17の途中部であって、バルブ21と二流体ノズル6との間に、硫酸供給路17を流通する硫酸をヒータ68により瞬時に加熱して、その硫酸を気化させることにより硫酸ガスを生成する気化ユニット67が介装されて、過酸化水素ガス供給部3から二流体ノズル6に過酸化水素ガスまたは高濃度の過酸化水素水が供給されるとともに、硫酸供給部2から二流体ノズル6に硫酸ガスが供給されることにより、過酸化水素ガスまたは高濃度の過酸化水素水と硫酸ガスとの混合流体がウエハWの表面に供給されてもよい。好ましくは、過酸化水素ガスと硫酸ガスとの混合流体がウエハWの表面に供給されるとよく、この場合、過酸化水素ガスおよび硫酸ガスは水分を有していないので、過酸化水素ガスと硫酸ガスとが混合されることにより、さらに多量のペルオキソ一硫酸を生成することができる。そのため、ウエハWの表面上のレジストをさらに効率よく分解することができ、ウエハWの表面から不要なレジストをより良好に剥離して除去することができる。
Further, as shown in FIG. 4, sulfuric acid flowing in the sulfuric
さらには、硫酸供給部2から二流体ノズル6に硫酸が供給される場合を例にとったが、硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体が二流体ノズル6に供給されるとよく、たとえば、三酸化硫黄(SO3)または発煙硫酸(H2SO4・nSO3)が二流体ノズル6に供給されてもよい。
また、ウエハWの表面から不要なレジストを剥離して除去する処理を例にとったが、レジストに限らず、この発明は、ウエハWの表面から有機物を除去する処理に適用することもできる。
Furthermore, the case where sulfuric acid is supplied from the sulfuric
Moreover, although the process which peels and removes an unnecessary resist from the surface of the wafer W was taken as an example, it is not restricted to a resist, This invention can also be applied to the process which removes organic substance from the surface of the wafer W.
さらに、処理対象の基板は、ウエハWに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、FED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またはフォトマスク用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。
Further, the substrate to be processed is not limited to the wafer W, but a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a plasma display, a glass substrate for an FED, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, or a photomask substrate It may be a substrate.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
3 過酸化水素ガス供給部
5 スピンチャック
6 二流体ノズル
26 加熱槽
27 加熱部材
29 窒素ガス供給路
30 過酸化水素水導出路
32 気化ユニット
33 過酸化水素ガス供給路
39 ケーシング
40 外部空間
41 第1流体吐出口
42 第2流体吐出口
54 液滴形成吐出部
58 第1流体吐出口
64 内部空間
66 下端開口
67 気化ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (15)
加熱槽内の過酸化水素水を加熱して、その濃度を上げる高濃度化工程と、
前記高濃度化工程で濃度が上げられた過酸化水素水を前記加熱槽から混合供給手段に向けて送出する送出工程と、
前記混合供給手段において、過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させる混合工程と、
前記混合工程で混合された流体を前記混合供給手段から前記基板保持手段に保持されている基板に供給する流体供給工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。 A substrate holding step of holding the substrate by the substrate holding means;
A high concentration step of heating the hydrogen peroxide solution in the heating tank to increase its concentration;
A delivery step of delivering the hydrogen peroxide solution whose concentration has been increased in the high concentration step from the heating tank to the mixing supply means;
In the mixing and supplying means, a mixing step of mixing a fluid containing hydrogen peroxide and a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide;
And a fluid supply step of supplying the fluid mixed in the mixing step to the substrate held by the substrate holding unit from the mixing supply unit.
前記混合工程は、前記過水気化工程で生成される過酸化水素ガスと硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させる工程であることを特徴とする、請求項1記載の基板処理方法。 Further comprising a superhydrovaporization step of heating and evaporating the hydrogen peroxide solution delivered from the heating tank in the delivery step;
2. The mixing step according to claim 1, wherein the mixing step is a step of mixing a hydrogen peroxide gas generated in the perhydrovaporization step with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. Substrate processing method.
前記混合工程は、過酸化水素を含む流体と前記硫酸気化工程で生成される硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む気体とを混合させる工程であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理方法。 A sulfuric acid vaporization step of vaporizing a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide;
The mixing step is a step of mixing a fluid containing hydrogen peroxide with a gas containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide generated in the sulfuric acid vaporization step. 4. The substrate processing method according to any one of 3 above.
過酸化水素を含む流体と硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させて、その混合された流体を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する混合供給手段と、
過酸化水素水を加熱して、その濃度を上げるための高濃度化手段と、
前記高濃度化手段によって濃度が上げられた過酸化水素水を前記混合手段に向けて送出する送出手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。 Substrate holding means for holding the substrate;
Mixing supply means for mixing a fluid containing hydrogen peroxide with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide, and supplying the mixed fluid to the substrate held by the substrate holding means;
High concentration means for heating the hydrogen peroxide solution to increase its concentration,
A substrate processing apparatus, comprising: a sending means for sending the hydrogen peroxide solution whose concentration has been increased by the high concentration means toward the mixing means.
前記混合供給手段は、前記過水気化ユニットで生成される過酸化水素ガスと硫酸および三酸化硫黄のうちの少なくとも一方を含む流体とを混合させることを特徴とする、請求項8記載の基板処理装置。 Further comprising a perwater vaporization unit for heating and vaporizing the hydrogen peroxide solution delivered by the delivery means;
9. The substrate processing according to claim 8, wherein the mixing and supplying means mixes the hydrogen peroxide gas generated in the perhydrovaporization unit with a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide. apparatus.
前記送出手段は、前記加熱槽内の過酸化水素水を送出することを特徴とする、請求項8または9記載の基板処理装置。 The high concentration means comprises a heating tank for storing hydrogen peroxide solution, and a heating means for heating the hydrogen peroxide solution in the heating tank,
The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the delivery unit delivers the hydrogen peroxide solution in the heating tank.
前記混合供給手段は、過酸化水素を含む流体と前記硫酸気化ユニットで生成されるガスとを混合させることを特徴とする、請求項8ないし10のいずれかに記載の基板処理装置。 A sulfuric acid vaporization unit for heating and vaporizing a fluid containing at least one of sulfuric acid and sulfur trioxide;
11. The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the mixing and supplying unit mixes a fluid containing hydrogen peroxide and a gas generated by the sulfuric acid vaporization unit.
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