JP2008004879A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレート2によって、ウエハWの裏面を吸着保持して、そのウエハWを回転させる。その一方で、回転しているウエハWを加熱しつつ、そのウエハWの表面に、SPMノズル3から超音波振動の付与されたSPMを供給する。ウエハWの加熱によって、ウエハWの表面上のレジストの硬化層が軟化するので、超音波振動の付与されたSPMがウエハWの表面に供給されると、その硬化層は、超音波振動の物理的なエネルギーによって破壊される。レジストの表面の硬化層が破壊されると、その破壊された部分からレジストの内部にSPMを浸透させることができ、そのSPMの化学的な力により、レジストをウエハWの表面から硬化層ごと剥離させて除去することができる。
【選択図】図3
Description
そのため、最近では、レジストのアッシングを行わずに、ウエハの表面にSPM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手法が注目されつつある。
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、その表面に硬化層を有するレジストであっても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。
この方法によれば、基板が加熱されつつ、その基板の表面に超音波振動の付与されたレジスト剥離液が供給される。また、その一方で、基板は、その表面と交差する軸線まわりに回転される。これにより、基板の表面に供給されるレジスト剥離液は、回転による遠心力を受けて、基板の表面上を周縁に向けて流れる。その結果、加熱されている基板の表面の全域に、超音波振動の付与されたレジスト剥離液がむらなく拡がる。
この方法によれば、基板の表面におけるレジスト剥離液の供給位置が基板の回転方向と交差する方向に移動される。基板の表面に供給された直後のレジスト剥離液は、超音波振動が減衰しておらず、大きな物理的エネルギーを有する。そのため、基板の表面におけるレジスト剥離液の供給位置が移動されることにより、大きな物理的エネルギーを有するレジスト剥離液を、基板の表面上の同じ部分だけでなく、その他の部分にも供給することができる。その結果、基板の表面上のレジストの広い範囲に大きな物理的エネルギーを付与することができるので、レジストの表面の硬化層をより良好に破壊することができる。
基板の加熱は、ヒータからの発熱を基板に伝達することによっても達成できるが、この方法の場合、基板の近傍にヒータを配置する必要がないので、基板加熱工程を実施する装置における基板の近傍の構成を簡素化することができる。
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図解的に示す断面図である。
この基板処理装置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除去するための処理に用いられる枚葉式の装置である。基板処理装置1は、ウエハWの裏面(レジストが形成されている表面と反対側の面)を吸着保持して回転させるためのプレート2と、このプレート2により回転されるウエハWの表面にレジスト剥離液としてのSPMを供給するためのSPMノズル3とを備えている。
すなわち、プレート2の上面には、複数の吸着孔4が形成されている。各吸着孔4には、プレート2の内部に形成された吸着路5の分岐した先端が接続されている。吸着路5の基端には、真空ポンプなどの真空源(図示せず)を含む保持吸引機構6から延びる吸引管7が接続されている。また、プレート2の上面には、ウエハWを点接触の状態で支持するための複数の支持ピン8が配置されている。さらに、プレート2の上面の周縁部には、リング状のガイド9が配設されている。このガイド9には、ウエハWの裏面(下面)と接触する接触面10に、Oリングなどのシール部材11が設けられている。複数の支持ピン8によりウエハWの裏面を支持した状態で、保持吸引機構6を駆動して、複数の吸着孔4から吸気させることにより、ウエハWの裏面の周縁部をシール部材11に密着させて、ウエハWとプレート2との間に真空な空間を形成し、ウエハWを支持ピン8を介してプレート2の上面に吸着させることができる。
また、プレート2の下面には、鉛直方向に延びる回転軸17が結合されている。この回転軸17は、中空軸となっており、その内部に保持吸引機構6から延びる吸引管7やヒータ16への給電線が挿通されている。また、回転軸17には、モータなどを含む回転駆動機構18から回転力が入力されるようになっている。ウエハWをプレート2の上面に吸着させて保持した状態で、回転軸17に回転駆動機構18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、その表面に直交する鉛直軸線まわりに回転させることができる。
基板処理装置1はさらに、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置25を備えている。
制御装置25には、保持吸引機構6、ピン昇降駆動機構14、ヒータ16、回転駆動機構18、SPMバルブ20、SPMノズル駆動機構23および超音波発振器26が制御対象として接続されている。制御装置25は、予め定められたプログラムに従って、保持吸引機構6、ピン昇降駆動機構14、ヒータ16、回転駆動機構18、SPMノズル駆動機構23および超音波発振器26の駆動を制御し、また、SPMバルブ20の開閉を制御する。
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、基板処理装置1にイオン注入処理後のウエハWが搬入されてくる(S1:ウエハ搬入)。このウエハ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、その表面上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存在している。
また、ウエハWがプレート2に保持されると、回転駆動機構18が制御されて、ウエハWの回転が開始される(S3:ウエハ回転)。
その後は、ウエハWの表面に純水ノズル(図示せず)から純水が供給されることにより、ウエハWの表面に付着しているSPMが純水によって洗い流される。そして、純水の供給が所定時間にわたって続けられると、純水の供給が停止された後、回転駆動機構18が制御されて、ウエハWの回転速度が所定の高回転速度(たとえば、2500〜5000rpm)に上げられる。このウエハWの高速回転により、ウエハWに付着している純水が振り切って乾燥される。この処理が所定時間にわたって行われると、回転駆動機構18が制御されて、プレート2の回転が止められる。そして、ウエハWが静止した後、ウエハWの吸引が解除される。その後、ピン昇降駆動機構14が制御されて、ウエハWは、昇降ピン12によってガイド9の接触面10よりも高い位置に持ち上げられ、搬送ロボット(図示せす)によって搬出されていく。
図4に示す構成では、図1に示すプレート2に代えて、スピンチャック41が備えられている。このスピンチャック41は、鉛直方向に延びる回転軸42と、この回転軸42の上端に固定されたスピンベース43と、このスピンベース43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44と、回転軸42を回転させるための回転駆動機構45とを備えている。スピンチャック41は、複数個の挟持部材44によってウエハWを挟持した状態で、回転駆動機構45によって回転軸42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43とともに、回転軸42の中心軸線まわりに回転させることができる。
また、SPMバルブ20の開成とともに、裏面SPMバルブ48が開かれる。裏面SPMバルブ48が開かれると、裏面ノズル46から回転しているウエハWの裏面の回転中心付近に、約200℃のSPMが供給される。ウエハWの裏面に供給されたSPMは、ウエハWの回転による遠心力を受け、ウエハWの裏面を伝って、ウエハWの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハWの裏面に約200℃のSPMが行き渡り、ウエハWは、そのSPMによって裏面側から加熱される。
なお、ウエハWの加熱のためには、SPMに限らず、他の種類の液体または気体がウエハWの裏面に供給されてもよい。たとえば、ウエハWの裏面を洗浄する能力を有する洗浄液が約200℃に熱せられ、その約200℃の洗浄液がウエハWの裏面に供給されてもよい。この場合、ウエハWの表面のレジストの除去とともに、ウエハWの裏面の洗浄を達成することができる。
ウエハWの加熱は、さらに他の構成によっても達成することができる。たとえば、プレート2に保持されるウエハWの表面に対向する位置に赤外線ランプヒータを配置し、この赤外線ランプヒータによりウエハWを加熱してもよい。
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。
2 プレート
3 SPMノズル
16 ヒータ
20 SPMバルブ
24 超音波振動子
25 制御装置
26 超音波発振器
41 スピンチャック
46 裏面ノズル
48 裏面SPMバルブ
W ウエハ
Claims (4)
- 基板の表面からレジストを除去するために用いられる基板処理方法であって、
基板をその表面と交差する軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程と並行して、基板を加熱する基板加熱工程と、
前記基板回転工程および基板加熱工程と並行して、基板の表面に超音波振動が付与されたレジスト剥離液を供給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、基板処理方法。 - 前記レジスト剥離液供給工程と並行して、基板の表面におけるレジスト剥離液の供給位置を基板の回転方向と交差する方向に移動させる供給位置移動工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記基板加熱工程は、基板の表面と反対側の裏面に所定温度の流体を供給することにより基板を加熱する工程であることを特徴とする、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 基板の表面からレジストを除去するために用いられる基板処理装置であって、
基板を保持して、その基板を基板の表面と交差する軸線まわりに回転させる基板回転手段と、
前記基板回転手段により回転される基板を加熱する基板加熱手段と、
前記基板保持手段により回転される基板の表面にレジスト剥離液を供給するレジスト剥離液供給手段と、
前記レジスト剥離液供給手段により基板の表面に供給されるレジスト剥離液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、
前記基板加熱手段、前記レジスト剥離液供給手段および前記超音波振動付与手段を制御して、前記基板回転手段により回転される基板を加熱しつつ、その基板の表面に超音波振動が付与されたレジスト剥離液を供給させるための制御手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。
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