JP2007273598A - Substrate processor and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板の表面から不要になったレジストを除去するために適用される基板処理方法および基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、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が含まれる。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus applied to remove unnecessary resist from the surface of a substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photo A mask substrate is included.
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、ウエハの表面からレジストを剥離して除去することが提案されている。また、この他にも、ウエハの表面にオゾンガスを混入(バブリング)させた硫酸を供給して、その酸化力により、ウエハの表面からレジストを剥離して除去する手法なども提案されている。
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 is removed from the surface of the wafer by the strong oxidizing power of peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ) contained in the SPM. In addition to this, a method has also been proposed in which sulfuric acid mixed with bubbling ozone gas is supplied to the wafer surface and the resist is peeled off from the wafer surface by its oxidizing power.
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、基板の表面からレジスト硬化層を有するレジストを速やかに剥離(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.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can quickly peel (remove) a resist having a resist cured layer from the surface of the substrate without damaging the substrate. .
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、表面にレジストが形成された基板(W)を保持する基板保持手段(2)と、前記基板保持手段に保持された基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射手段(25)と、前記基板保持手段に保持された基板の表面にレジストを剥離するためのレジスト剥離液を供給する剥離液供給手段(14,15,16,17,18,20,21,24(43))と、基板の表面に対するレジスト剥離液の供給と紫外線の照射とが並行して行われるように、前記紫外線照射手段および前記剥離液供給手段を制御する制御手段(33)とを含むことを特徴とする、基板処理装置(1)である。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 includes a substrate holding means (2) for holding a substrate (W) having a resist formed on the surface, and a surface of the substrate held by the substrate holding means. Ultraviolet irradiation means (25) for irradiating ultraviolet rays and stripping solution supply means (14, 15, 16, 17, 18 for supplying a resist stripping solution for stripping the resist onto the surface of the substrate held by the substrate holding means. , 20, 21, 24 (43)) and a control means for controlling the ultraviolet irradiation means and the peeling liquid supply means so that the supply of the resist stripping liquid and the ultraviolet irradiation with respect to the surface of the substrate are performed in parallel. (33) is a substrate processing apparatus (1).
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。
この構成によれば、基板の表面にレジスト剥離液が供給されつつ、その基板の表面に紫外線が照射される。これにより、基板の表面のレジストに対して、レジスト剥離液が有する化学的エネルギーと紫外線が有するエネルギーとを同時に付与することができる。そのため、レジストの表面にレジスト硬化層が形成されていても、それらのエネルギーの相乗作用によって、レジスト硬化層を破壊することができ、そのレジスト硬化層の破壊された部分からレジストの内部にレジスト剥離液を浸透させて、レジストを速やかに剥離して除去することができる。しかも、プラズマアッシングとは異なり、基板にダメージを与えるおそれもない。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to this configuration, the surface of the substrate is irradiated with ultraviolet rays while the resist stripping solution is supplied to the surface of the substrate. Thereby, the chemical energy which resist stripping solution has, and the energy which ultraviolet rays have can be simultaneously provided with respect to the resist of the surface of a board | substrate. Therefore, even if a resist hardened layer is formed on the surface of the resist, the resist hardened layer can be destroyed by the synergistic action of the energy, and the resist is peeled from the destroyed part of the resist hardened layer to the inside of the resist. By infiltrating the liquid, the resist can be quickly removed and removed. Moreover, unlike plasma ashing, there is no possibility of damaging the substrate.
基板の表面に対する紫外線の照射とレジスト剥離液の供給とを、別々の装置(チャンバ)で行うことも考えられる。しかしながら、その場合、レジスト剥離液が有する化学的エネルギーと紫外線が有するエネルギーとの相乗作用が発揮されないため、前記の構成と比較して、基板の表面からレジストを除去するのに時間がかかる。また、基板を装置間で搬送する時間も必要となる。 It is also conceivable that the irradiation of the ultraviolet rays onto the surface of the substrate and the supply of the resist stripping solution are performed in separate apparatuses (chambers). However, in that case, since the synergistic action of the chemical energy of the resist stripping solution and the energy of ultraviolet rays is not exhibited, it takes time to remove the resist from the surface of the substrate as compared with the above configuration. In addition, a time for transporting the substrate between the apparatuses is also required.
請求項2に記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板の表面に近接する近接位置と、当該基板の上方に退避する退避位置との間で、前記紫外線照射手段を移動させるための移動手段(12)をさらに含み、前記制御手段は、前記移動手段を制御して、前記紫外線照射手段による紫外線の照射時に、前記紫外線照射手段を前記近接位置に配置させることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置である。
The invention according to claim 2 is for moving the ultraviolet irradiation means between a proximity position close to the surface of the substrate held by the substrate holding means and a retreat position for retreating above the substrate. A moving means (12) is further included, and the control means controls the moving means to place the ultraviolet irradiation means at the proximity position when the ultraviolet irradiation is performed by the ultraviolet irradiation means.
この構成によれば、紫外線照射手段が基板の表面に近接する近接位置に配置されて、その近接位置から基板の表面に紫外線が照射される。そのため、基板の表面のレジストに対して、紫外線のエネルギーを効率よく付与することができる。その結果、基板の表面からレジストをより良好かつ速やかに剥離して除去することができる。
前記近接位置は、前記紫外線照射手段と前記基板保持手段に保持された基板の表面との間隔が30mm以内となる位置をいい、その間隔は、10mm以内であることが好ましい。
According to this configuration, the ultraviolet irradiation means is disposed at a close position close to the surface of the substrate, and the surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light from the close position. Therefore, ultraviolet energy can be efficiently applied to the resist on the surface of the substrate. As a result, the resist can be peeled off and removed better and more quickly from the surface of the substrate.
The proximity position refers to a position where the distance between the ultraviolet irradiation means and the surface of the substrate held by the substrate holding means is within 30 mm, and the distance is preferably within 10 mm.
請求項3に記載の発明は、前記剥離液供給手段は、処理液を吐出する吐出口(14a)を備えており、前記紫外線照射手段および前記吐出口を一体的に保持する保持ヘッド(3)をさらに含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、紫外線照射手段と剥離液供給手段の吐出口とを保持ヘッドにより一体的に保持することができるので、それらを個別に保持する部材を不要とすることができ、部品点数の低減を図ることができる。
According to a third aspect of the present invention, the stripping solution supply means includes a discharge port (14a) for discharging a processing liquid, and a holding head (3) that integrally holds the ultraviolet irradiation means and the discharge port. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising:
According to this configuration, since the ultraviolet irradiation means and the discharge port of the stripping solution supply means can be integrally held by the holding head, a member for individually holding them can be eliminated, and the number of parts can be reduced. Reduction can be achieved.
請求項4に記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板を加熱する加熱手段(8)をさらに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基板処理装置である。
この構成によれば、基板を加熱することによって、基板の表面のレジストに熱エネルギーをさらに付与することができる。そのため、基板の表面からレジストを一層良好かつ速やかに剥離して除去することができる。
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising heating means (8) for heating the substrate held by the substrate holding means. is there.
According to this configuration, it is possible to further apply thermal energy to the resist on the surface of the substrate by heating the substrate. Therefore, the resist can be peeled off and removed more favorably and quickly from the surface of the substrate.
請求項5に記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板の表面にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段(41,42)をさらに含むことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の表面にオゾンガスを供給することによって、基板の表面のレジストの酸化を促進させることができる。そのため、基板の表面からレジストを一層良好かつ速やかに剥離して除去することができる。
The invention described in
According to this configuration, the oxidation of the resist on the surface of the substrate can be promoted by supplying ozone gas to the surface of the substrate. Therefore, the resist can be peeled off and removed more favorably and quickly from the surface of the substrate.
請求項6に記載の発明は、基板保持手段(2)によって、表面にレジストが形成された基板(W)を保持する基板保持工程(S1)と、前記基板保持手段に保持された基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射工程(S3)と、前記紫外線照射工程と並行して、前記基板保持手段に保持された基板の表面にレジストを剥離するためのレジスト剥離液を供給する剥離液供給工程(S3)とを含むことを特徴とする、基板処理方法である。
The invention described in
この方法によれば、請求項1に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を達成することができる。 According to this method, it is possible to achieve the same effect as the effect described in relation to the first aspect.
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1Aは、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す側面図である。
基板処理装置1は、基板の一例であるウエハW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処理を行う枚葉式の装置である。この基板処理装置1は、ウエハWを水平に保持するプレート2と、このプレート2に保持されたウエハWの表面(上面)に紫外線およびレジスト剥離液を供給するための一体型ヘッド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. 1A is a side view schematically showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type that performs processing for removing and removing unnecessary resist from the surface of the wafer W after ion implantation processing for implanting impurities into the surface of the wafer W, which is an example of a substrate. It is a device. The substrate processing apparatus 1 includes a plate 2 that holds a wafer W horizontally, and an integrated
図1Bは、プレート2を上方から見たときの平面図である。
プレート2は、図1Aおよび図1Bに示すように、平面視でウエハWよりも大きく形成されており、その表面が、レジスト剥離液に対する耐性を有する材料、たとえば、炭化シリコンからなる保護層4で覆われている。このプレート2の上面には、複数個の支持ピン5が配設されている。また、プレート2の上面の周縁部には、リング状のガイド50が配設されている。ガイド50のウエハWの裏面(下面)と接触する支持面50aには、シール部材51(Oリングなど)が設けられている。一方、プレート2の下面には、鉛直方向に延びる回転軸6が結合されている。この回転軸6には、モータなどを含む回転駆動機構7から回転力が入力されるようになっている。また、プレート2の内部には、ウエハWを加熱するためのヒータ8が備えられている。回転軸6は、内部が中空となっており、ヒータ8と電源との電気接続は、回転軸6の内部に配設され、ヒータ8とロータリジョイントを介して接続された給電線により達成される。
FIG. 1B is a plan view of the plate 2 as viewed from above.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the plate 2 is formed larger than the wafer W in plan view, and the surface thereof is a
また、プレート2の上面には、ウエハWの裏面を吸引する吸引孔55が複数個配設されている。各吸引孔55は、吸引管56を介して、回転軸6の内部に接続されている。回転軸6の周囲には、シール機構59(たとえば、リップシールなど)を介して、固定部材60が固定して配置されている。固定部材60には、吸引機構62(たとえば、真空ポンプなど)が接続されている。固定部材60には、吸引配管61が設けられており、回転軸6には、回転軸6の内部と吸引配管61とを連通する吸引口58が配設されている。これにより、ウエハWの裏面は、吸引孔55、吸引管56、回転軸6、吸引口58および吸引配管61を介して、吸引機構62によって吸引される。
A plurality of suction holes 55 for sucking the back surface of the wafer W are provided on the upper surface of the plate 2. Each
また、プレート2の回転軸6を中心とする円周上には、複数の昇降ピン52が昇降可能に設けられている。複数の昇降ピン52は、プレート2の下方にある支持部材53に結合されており、一体的に昇降可能となっている。複数の昇降ピン52は、エアシリンダなどにより構成されるピン昇降駆動機構54によって昇降駆動される。各昇降ピン52は、プレート2に設けられ挿通孔52aを挿通して昇降する。
A plurality of elevating pins 52 are provided on the circumference of the plate 2 around the
この構成により、プレート2は、複数個の支持ピン5によって、ウエハWの裏面とほぼ点接触の状態で、ウエハWを水平に支持することができる。また、ウエハWの裏面の周縁部がシール部材51によってシールされるとともに、複数の吸引孔55から吸引されることによって、ウエハWは、支持ピン5を介してプレート2の上面に吸着された状態で支持することができる。そして、その状態で、回転軸6に回転駆動機構7から回転力を入力することにより、ウエハWをプレート2とともに回転させることができる。また、ヒータ8に通電することにより、支持ピン5に支持されたウエハWを加熱することができる。
With this configuration, the plate 2 can horizontally support the wafer W by a plurality of support pins 5 while being substantially in point contact with the back surface of the wafer W. Further, the peripheral edge of the back surface of the wafer W is sealed by the sealing
プレート2の側方には、鉛直方向に延びる揺動軸9が配置されている。この揺動軸9の上端部には、水平方向に延びるアーム10が結合されており、このアーム10の先端の下面に、一体型ヘッド3が取り付けられている。また、揺動軸9には、この揺動軸9を中心軸線まわりに回動させるための揺動駆動機構11と、揺動軸9を中心軸線に沿って上下動させるための昇降駆動機構12とが結合されている。
A swing shaft 9 extending in the vertical direction is disposed on the side of the plate 2. An
揺動駆動機構11から揺動軸9に駆動力を入力して、揺動軸9を所定の角度範囲内で回動させることにより、プレート2に保持されたウエハWの上方で、アーム10を揺動軸9を支点として揺動させることができる。また、昇降駆動機構12から揺動軸9に駆動力を入力して、揺動軸9を上下動させることにより、プレート2に保持されたウエハWの表面に近接する近接位置(図1に仮想線で示す位置)と、そのウエハWの上方に退避する退避位置(図1に実線で示す位置)との間で、一体型ヘッド3を昇降させることができる。この実施形態では、近接位置は、プレート2に保持されたウエハWの表面と一体型ヘッド3の下面との間隔が10mm以内となる位置に設定されている。
By inputting a driving force from the
図2は、一体型ヘッド3の図解的な断面図である。また、図3は、一体型ヘッド3の下方から見た底面図である。
一体型ヘッド3は、鉛直方向に貫通する貫通孔13を有する略円筒状に形成されている。
貫通孔13には、剥離液流通管14が挿通されている。剥離液流通管14は、その先端開口がレジスト剥離液を吐出する吐出口14aとされ、この吐出口14aが一体型ヘッド3の下面と面一をなしている。一方、剥離液流通管14の基端側は、アーム10の内部へと延び、アーム10に形成された接続口(図示せず)に接続されている。この接続口には、アーム10の外側から剥離液供給管15が接続されており、この剥離液供給管15から剥離液流通管14にレジスト剥離液が供給されるようになっている。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the
The
A stripping
剥離液供給管15は、プレート2や一体型ヘッド3が配置される処理室の外に設けられたミキシングバルブ16から延びている。ミキシングバルブ16には、硫酸供給源からの硫酸(H2SO4)が供給される硫酸供給管17と、過酸化水素水供給源からの過酸化水素水(H2O2)が供給される過酸化水素水供給管18とが接続されている。また、ミキシングバルブ16には、ウエハWからレジスト剥離液を洗い流すためのDIW(deionized water)が供給されるDIW供給管19が接続されている。硫酸供給管17の途中部には、硫酸バルブ20が介装されている。過酸化水素水供給管18の途中部には、過水バルブ21が介装されている。DIW供給管19の途中部には、DIWバルブ22が介装されている。
The stripping
硫酸供給管17に供給される硫酸は、硫酸供給源において、所定温度(たとえば、80℃以上)に温度調節されている。一方、過酸化水素水供給管18に供給される過酸化水素水は、室温(約25℃)程度の液温を有している。
剥離液供給管15の途中部には、攪拌流通管23が介装されている。この攪拌流通管23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。
The sulfuric acid supplied to the sulfuric
A stirring
また、剥離液供給管15の途中部には、レジスト剥離液の流通方向における攪拌流通管23の下流側に、剥離液バルブ24が介装されている。
剥離液バルブ24が開かれた状態で、硫酸バルブ20および過水バルブ21が開かれると、硫酸および過酸化水素水がミキシングバルブ16に流入し、それらがミキシングバルブ16から剥離液供給管15へと流出する。硫酸および過酸化水素水は、剥離液供給管15を流通する途中、攪拌流通管23を通過することにより十分に攪拌される。この攪拌によって、硫酸と過酸化水素水とが十分に反応し、多量のカロ酸(H2SO5)を含むレジスト剥離液であるSPMが作成される。このとき、SPMは、反応熱により、硫酸の液温以上の高温に昇温する。そして、その高温のSPMが剥離液流通管14に供給され、剥離液流通管14の吐出口14aから吐出される。
Further, a stripping
When the
一体型ヘッド3の内部は、中空とされ、その中空部分には、UV照射装置25が配置されている。このUV照射装置25は、たとえば、4本の冷陰極UVランプ26と、冷陰極UVランプ26の上方に配置され、冷陰極UVランプ26から放射される紫外線(UV)を下方に反射させるための円環状の反射板27と、これらを一体的に保持するランプベース28とを備えている。
The interior of the
4本の冷陰極UVランプ26は、図3に示すように、同心4重円状に並べられて、図2に示すように、一体型ヘッド3の下面に設けられた石英ガラス29に対向配置されている。各冷陰極UVランプ26には、電圧供給のためのアンプ30がそれぞれ接続されている。アンプ30から冷陰極UVランプ26に電圧が供給されると、冷陰極UVランプ26が紫外線を放射し、その紫外線が、石英ガラス29を通過して、一体型ヘッド3の下方に向けて出射される。
The four cold
ランプベース28は、たとえば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂材料やアルミニウムで形成されている。このランプベース28には、その内部にエアを供給するための給気ポート31と、内部の雰囲気を排気するための排気ポート32とが形成されている。給気ポート31からランプベース28内にエアを供給しつつ、排気ポート32からランプベース28内の雰囲気を排気することにより、冷陰極UVランプ26を冷却することができる。
The
図4は、基板処理装置1の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置1は、さらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置33を備えている。この制御装置33には、回転駆動機構7、揺動駆動機構11、昇降駆動機構12、ピン昇降駆動機構54、吸引機構62、ヒータ8、アンプ30、硫酸バルブ20、過水バルブ21、DIWバルブ22および剥離液バルブ24などが制御対象として接続されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the substrate processing apparatus 1.
The substrate processing apparatus 1 further includes a
なお、ヒータ8およびアンプ30は、ヒータ8の温度および冷陰極UVランプ26の発光を安定に保つため、この基板処理装置1に電源が投入されている間、常に駆動されている。
図5は、ウエハWの処理について説明するための工程図である。
イオン注入処理後のウエハWは、図示しない搬送ロボットによって搬入されてきて、レジストが形成されている表面を上方に向けた状態でプレート2上に載置され、このプレート2に保持される(ステップS1)。具体的には、まず、ピン昇降駆動機構54が制御されて、昇降ピン52は、その上端部がガイド50よりも高い位置にある状態とされる。そして、図示しない搬送ロボットにより昇降ピン52上にウエハWが載置される。その後、昇降ピン52が下降されることにより、ウエハWは、ガイド50の支持面50a上に載置される。また、吸引機構62が制御されて、複数の吸引孔55から吸引されることにより、ウエハWは、支持ピン5を介してプレート2の上面に吸着された状態で保持される。また、ウエハWは、その裏面が支持ピン5でほぼ点接触した状態で水平に保持される。プレート2に保持されたウエハWは、プレート2に内蔵されているヒータ8からの発熱による加熱を受ける。
The
FIG. 5 is a process diagram for explaining the processing of the wafer W.
The wafer W after the ion implantation process is carried in by a transfer robot (not shown), placed on the plate 2 with the surface on which the resist is formed facing upward, and held on the plate 2 (step) S1). Specifically, first, the pin raising / lowering
なお、ウエハWは、レジストをアッシング(灰化)するための処理を受けておらず、そのレジストの表面には、イオン注入によって変質した硬化層が形成されている。
回転駆動機構7が制御されて、プレート2に保持されたウエハWが所定の回転速度(たとえば、300rpm)で回転される(ステップS2)。一方、揺動駆動機構11および昇降駆動機構12が制御されて、一体型ヘッド3を保持したアーム10がウエハWの上方で揺動および昇降される。具体的には、一体型ヘッド3が、ウエハWの回転中心付近の上方の第1の退避位置に移動して、その第1の退避位置から第1の近接位置まで鉛直方向に下降し、その後、ウエハWの表面と平行にウエハWの周縁に向けて移動し、ウエハWの周縁と対向する第2の近接位置に達すると、第2の近接位置から第2の退避位置に上昇し、さらに第2の退避位置から第1の退避位置に戻るといった動作を繰り返すように、アーム10がウエハWの上方で揺動および昇降される。
The wafer W has not undergone a process for ashing the resist, and a hardened layer that has been altered by ion implantation is formed on the surface of the resist.
The
このアーム10の動作(一体型ヘッド3の動作)と並行して、硫酸バルブ20、過水バルブ21および剥離液バルブ24が開かれて、剥離液流通管14の吐出口14aからSPMが吐出される。これにより、ウエハWの表面において、SPMの供給位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動する。また、ウエハWの表面において、冷陰極UVランプ26からの紫外線の照射位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁に至る範囲内を円弧状の軌跡を描きつつ移動する(ステップS3)。
In parallel with the operation of the arm 10 (operation of the integrated head 3), the
SPMの供給が所定時間にわたって行われると(または、一体型ヘッド3の動作が所定回数繰り返されると)、硫酸バルブ20および過水バルブ21が閉じられる。また、揺動駆動機構11が制御されて、一体型ヘッド3がウエハWの回転中心付近の上方に配置される。そして、DIWバルブ22が開かれて、剥離液流通管14の吐出口14aからウエハWの回転中心付近に向けてDIWが供給される。ウエハWの表面に供給されたDIWは、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの表面上をウエハWの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの表面に付着しているSPMがDIWによって洗い流される(ステップS4)。
When the supply of SPM is performed for a predetermined time (or when the operation of the
DIWの供給が一定時間にわたって続けられると、DIWバルブ22および剥離液バルブ24が閉じられて、DIWの供給が停止される。また、揺動駆動機構11および昇降駆動機構12が制御されて、一体型ヘッド3がウエハWの上方から退避したホームポジションに戻される。そして、回転駆動機構7および吸引機構62が制御されて、プレート2の回転が止められ、ウエハWが静止した後、ウエハWの吸引が解除される。そして、ピン昇降駆動機構54が制御されて、ウエハWは、昇降ピン52に載置されて、ガイド50よりも高い位置に位置した状態で、図示しない搬送ロボットによって、ウエハWが搬出されていく(ステップS5)。
When the supply of DIW is continued for a certain time, the
以上のように、この基板処理装置1では、ウエハWの表面にレジスト剥離液であるSPMが供給されつつ、そのウエハWの表面に紫外線が照射される。これにより、ウエハWの表面のレジストに対して、SPMが有する化学的エネルギーと紫外線が有するエネルギーとを同時に付与することができる。そのため、レジストの表面にレジスト硬化層が形成されていても、それらのエネルギーの相乗作用によって、レジスト硬化層を破壊することができ、そのレジスト硬化層の破壊された部分からレジストの内部にSPMを浸透させて、レジストを速やかに剥離して除去することができる。しかも、プラズマアッシングとは異なり、ウエハWにダメージを与えるおそれもない。 As described above, in the substrate processing apparatus 1, the surface of the wafer W is irradiated with ultraviolet rays while the surface of the wafer W is supplied with SPM as the resist stripping solution. Thereby, the chemical energy of the SPM and the energy of the ultraviolet rays can be simultaneously applied to the resist on the surface of the wafer W. Therefore, even if a resist hardened layer is formed on the surface of the resist, the resist hardened layer can be destroyed by the synergistic action of those energies, and the SPM is introduced into the resist from the destroyed part of the resist hardened layer. The resist can be quickly peeled and removed by infiltration. Moreover, unlike plasma ashing, there is no possibility of damaging the wafer W.
しかも、一体型ヘッド3がウエハWの表面に近接する近接位置に配置されて、その近接位置からウエハWの表面に紫外線が照射されるので、ウエハWの表面のレジストに対して、紫外線のエネルギーを効率よく付与することができる。
また、プレート2に保持されたウエハWは、そのプレート2に内蔵されたヒータ8により加熱される。これにより、ウエハWの表面に形成されているレジストに対して、熱エネルギーをさらに付与することができる。そのため、ウエハWの表面からレジストを一層良好かつ速やかに剥離して除去することができる。
Moreover, since the
The wafer W held on the plate 2 is heated by the
なお、この実施形態では、UV照射装置25と剥離液流通管14とが一体型ヘッド3により一体的に保持されている構成を取り上げたが、UV照射装置25と剥離液流通管14とは別々に設けられてもよい。UV照射装置25と剥離液流通管14とが一体型ヘッド3により一体的に保持された構成では、それらを個別に保持する部材が不要であるので、それらを別々に設けた構成に比べて、部品点数の低減を図ることができ、ひいてはコストの低減を図ることができる。UV照射装置25と剥離液流通管14とが別々に設けられる場合には、それらを個別に移動させるための機構が備えられて、ウエハWの表面における紫外線の照射位置とレジスト剥離液の供給位置とがそれぞれ移動可能とされることが好ましい。
In this embodiment, the configuration in which the
図6は、一体型ヘッド3の他の構成を示す断面図である。図6以降の各図において、前述した各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、同一の参照符号を付した部分についての詳細な説明は省略する。
この図6に示す一体型ヘッド3では、剥離液流通管14が、その周囲に隙間を形成して貫通孔13に挿通されている。そして、剥離液流通管14の周囲の隙間が、オゾンガス流通路41とされている。このオゾンガス流通路41には、オゾンガスバルブ42を介して、オゾンガス(O3)が供給されるようになっている。また、剥離液流通管14には、剥離液バルブ43を介して、レジスト剥離液としての硫酸が供給されるようになっている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration of the
In the
この一体型ヘッド3が基板処理装置1に備えられる場合、プレート2に保持されたウエハWがヒータ8により加熱されつつ、そのウエハWの表面に、UV照射装置25から紫外線が照射される。また、それと同時に、剥離液流通管14から硫酸が供給され、さらにオゾンガス流通路41からオゾンガスが供給される。これにより、ウエハWの表面のレジストに対して、紫外線のエネルギーおよび硫酸の化学的エネルギー(酸化力)に加えて、オゾンガスの化学的エネルギー(酸化力)を同時に付与することができ、これらのエネルギーの相乗作用によって、レジスト硬化層を破壊して、ウエハWの表面からレジストを速やかに剥離して除去することができる。
When the
図7は、一体型ヘッド3のさらに他の構成を示す断面図である。
この図7に示す一体型ヘッド3では、オゾンガス流通路41を提供するオゾンガス流通管44が設けられ、このオゾンガス流通管44と剥離液流通管14とが並べて設けられている。このような構成であっても、図6に示す一体型ヘッド3と同様に用いることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing still another configuration of the
In the
以上、この発明のいくつかの実施形態を説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、4本の冷陰極UVランプ26が備えられた構成を取り上げたが、冷陰極UVランプ26の本数は、4本に限らず、5本以上であってもよいし、3本以下であってもよい。1本の冷陰極UVランプ26が備えられる場合、その冷陰極UVランプ26は、図8に示すように、剥離液流通管14を取り囲む渦巻状に配置されるとよい。
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the four cold
また、ウエハWの処理時において、一体型ヘッド3は、第1の近接位置から第2の近接位置に達した後、第2の退避位置に上昇されずに、第2の近接位置から第1の近接位置に戻され、その後さらに第1の近接位置から第2の近接位置に移動されるといったように、ウエハWの表面に近接した状態で往復移動されてもよい。
さらにまた、ウエハWとほぼ同じ平面サイズを有し、ウエハWの表面に対して近接および離間可能に設けられる遮断板を備えている場合には、その遮断板に剥離液流通管14およびUV照射装置25を保持させてもよい。この場合、一体型ヘッド3、揺動軸9、アーム10、揺動駆動機構11および昇降駆動機構12を省略することができ、装置の構成を簡素化することができる。また、遮断板にヒータを追加して設け、遮断板がウエハWに近接配置されたとき(ウエハWの表面に対するレジスト剥離液および紫外線の供給時)に、そのヒータからの発熱によりウエハWを加熱するようにしてもよい。これにより、ウエハWの表面のレジストを直接に加熱することができ、レジスト硬化層の破壊をより促進することができる。
Further, when the wafer W is processed, the
Furthermore, in the case where a shielding plate having substantially the same plane size as the wafer W and provided so as to be able to approach and separate from the surface of the wafer W is provided, the stripping
また、前述の実施形態においては、ウエハWはヒータ8によって加熱されているが、必ずしもウエハWは加熱されなくてもよい。その場合、ウエハWは、円盤状のスピンベースの上面(基板対向面)の周縁部に間隔をあけて複数箇所(たとえば、等間隔で3箇所)に設けられた挟持ピンによって周縁部が挟持されることによって保持され、スピンベースとともに回転させる構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the wafer W is heated by the
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 the matters described in the claims.
1 基板処理装置
2 プレート
3 一体型ヘッド
12 昇降駆動機構
14 剥離液流通管
14a 吐出口
15 剥離液供給管
16 ミキシングバルブ
17 硫酸供給管
18 過酸化水素水供給管
20 硫酸バルブ
21 過水バルブ
24 剥離液バルブ
25 UV照射装置
33 制御装置
41 オゾンガス流通路
42 オゾンガスバルブ
43 剥離液バルブ
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 2
Claims (6)
前記基板保持手段に保持された基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の表面にレジストを剥離するためのレジスト剥離液を供給する剥離液供給手段と、
基板の表面に対するレジスト剥離液の供給と紫外線の照射とが並行して行われるように、前記紫外線照射手段および前記剥離液供給手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。 A substrate holding means for holding a substrate having a resist formed on the surface;
Ultraviolet irradiation means for irradiating the surface of the substrate held by the substrate holding means with ultraviolet rays;
A stripping solution supply means for supplying a resist stripping solution for stripping the resist on the surface of the substrate held by the substrate holding means;
A substrate processing apparatus comprising: the ultraviolet irradiation means and a control means for controlling the peeling liquid supply means so that the supply of the resist stripping liquid to the surface of the substrate and the ultraviolet irradiation are performed in parallel. .
前記制御手段は、前記移動手段を制御して、前記紫外線照射手段による紫外線の照射時に、前記紫外線照射手段を前記近接位置に配置させることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。 A moving means for moving the ultraviolet irradiation means between a proximity position close to the surface of the substrate held by the substrate holding means and a retreat position where the substrate is retracted above the substrate;
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the moving unit to place the ultraviolet irradiation unit at the proximity position when the ultraviolet irradiation unit irradiates the ultraviolet ray.
前記紫外線照射手段および前記吐出口を一体的に保持する保持ヘッドをさらに含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の基板処理装置。 The stripping liquid supply means includes a discharge port for discharging a processing liquid,
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a holding head that integrally holds the ultraviolet irradiation unit and the discharge port.
前記基板保持手段に保持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と並行して、前記基板保持手段に保持された基板の表面にレジストを剥離するためのレジスト剥離液を供給する剥離液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 a substrate having a resist formed on the surface by the substrate holding means;
An ultraviolet irradiation step of irradiating the surface of the substrate held by the substrate holding means with ultraviolet rays;
In parallel with the ultraviolet irradiation step, the substrate processing method includes a stripping solution supplying step of supplying a resist stripping solution for stripping the resist onto the surface of the substrate held by the substrate holding means.
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