JP2008071783A - レジスト剥離装置及びレジスト剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】剥離槽から剥離片をスムーズに排出させて回収できるレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法を提供すること。
【解決手段】ウェーハＷを保持するリフター８と、リフター８に保持されたウェーハＷ及び剥離液を収容してウェーハＷの不要なドライフィルム（レジスト）を剥離する剥離槽２と、この剥離槽２へ剥離液を供給する薬液供給手段と、剥離槽２内から排出された剥離液等を回収する回収装置１１とを備え、剥離槽２はその底部にウェーハＷから剥離された剥離片を通過させる大きさの開口を有する排出穴を有し、この排出穴３_１を開閉自在な底蓋（蓋体）６で閉塞し、底蓋６は開閉機構に連結し、開閉機構により底蓋６を開作動させて、排出穴から剥離槽２の底部に沈積された剥離片を剥離液とともに剥離槽２外へ排出させる。
【選択図】図１

Description

本発明はレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法に係り、特に半導体の薄膜形成工程において、半導体ウェーハ等の基板面に形成され、その後不要になった薄膜、例えば有機レジストを剥離するレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法に関するものである。

半導体の薄膜形成工程における不要な薄膜（有機ドライフィルム、以下「ＤＦ」という）を剥離除去する方法として、所定の剥離液にウェーハを所定時間浸漬して剥離するディップ剥離法、所定の剥離液をウェーハに吹き付けて剥離するシャワー剥離法、及びこれらの剥離法を組み合わせた剥離法が既に知られている。

これらの剥離法のうち、ディップ剥離法は、剥離槽内に所定量の剥離液を所定温度（４０〜８０℃）に加温して貯留し、この貯留された剥離液に所定時間（３０〜５０分間）静止状態で浸漬することにより、ウェーハ表面のＤＦを膨潤させて、この膨潤によりシート状のＤＦを細かく分解させるとともにＤＦの界面接着力を低下させて剥離するものである。

また、シャワー剥離法は、ウェーハ（やプリント基板、ガラス基板）を所定の搬送速度（０．１０〜０．６０ｍ／ｍｉｎ）で移動させて、この移動中のウェーハに所定温度（４０〜１００℃）に加温した剥離液を吹き付けてＤＦを剥離するものである（下記特許文献１、２参照）。例えば、下記特許文献１に記載されたレジスト除去装置は、プリント基板を移動させ、この移動中のプリント基板に剥離液を吹き付けてＤＦを剥離し、この剥離除去したレジストを不織布からなる付着手段に付着させて回収するようになっている。

さらに、これらのディップ剥離法及びシャワー剥離法を組み合わせた剥離法は、例えば下記特許文献３に記載されている。なお、図１０は下記特許文献３に記載されたレジストの剥離装置の要部断面図である。
このレジスト剥離装置２０は、複数枚の化合物半導体ウェーハＷを収納した状態で保持するウェーハカセット２４と、このウェーハカセット２４に保持されたウェーハＷ及び剥離液を収容してウェーハの有機レジストを剥離する剥離槽２１と、この剥離槽２１へ剥離液を供給する薬液供給源２２と、この剥離槽２１内の使用済み剥離液を回収して循環させる循環路とを備えている。

この剥離装置は、以下のプロセスで有機レジスト（有機ドライフィルム）が剥離される。
先ず、薬液供給源２２から配管Ｌを通して薬液供給口２３ａに置換用の剥離液（以下、置換液という）２６が供給されて剥離槽２１内に所定量の剥離液が貯留され、この剥離液が貯留された剥離槽２１内にウェーハＷがウェーハカセット２４に収納されたままの状態で挿入されて回転ローラー２５に載置される。次いで、この回転ローラー２５の回転によりウェーハＷが回転され、ウェーハＷがクリーニングされる。その後、ウェーハＷが回転された状態で、薬液廃液口２３ｂから剥離槽２１内に貯留されている置換液２６が全て排出されてバッファータンク２７に溜められる。同時にバッファータンク２７へ溜められた薬液廃液２８は高圧ポンプ２９で吸い上げられて、ダストトラップ用メッシュフィルタ３０を通して高圧スプレーノズル３１へ給送される。高圧スプレーノズル３１からは、給送された剥離液が回転するウェーハＷの表裏両面へ噴射されて、ウェーハＷの表裏両面に残留しているレジストが除去される。また、ウェーハＷの回転は、ウェーハカセット２４が剥離槽２１内に挿入されてから剥離槽２１外に搬出されるまで継続されている。

特開２００１−５３４１９号公報（段落〔００１３〕、〔００２４〕、図１、図４） 特開２００１−７０１７号公報（段落〔００２７〕〜〔００３３〕、図１） 特開２００４−３２７９６２号公報（段落〔００１７〕〜〔００２７〕、図２、図３）

ＤＦほど剥離片が大きくない有機レジストを対象とした上記薄膜剥離除去法のうち、ディップ剥離法は、ウェーハを比較的長時間剥離液に浸漬するのでＤＦ付ウェーハに適用した場合においては、ウェーハ面のＤＦが膨潤し易い。しかしながら、ＤＦの剥離力は剥離液による化学的なものに起因しているためウェーハ面にＤＦ残渣が残り易く、また、残渣を含めた剥離片が剥離槽内に沈殿して剥離片の回収が困難である。さらにウェーハを保持するキャリアにＤＦ残渣が付着するためそれを洗浄する作業が別途必要となり作業能率を上げるには限界がある。

また、同様にＤＦほど剥離片が大きくない有機レジストを対象としている上記特許文献１、２のシャワー剥離法は、ウェーハに剥離液による化学的な剥離力とシャワーによる物理的な剥離力とが共に作用するので、ウェーハ面にＤＦ残渣が残り難く処理効率もよくなる。しかしながら、剥離液を移動中のウェーハに噴射させるだけなので、ウェーハに剥離液が充分吸収されず、そのためＤＦが膨潤し難くなっている。このように膨潤の度合いが少ないと、ＤＦの分解が進行し難くなるため、結果として処理時間を長く設定しなければならないことになる。

これに対して、上記特許文献３のディップ剥離法及びシャワー剥離法を組み合わせた剥離法は、ウェーハを剥離液に浸漬して処理するので有機レジストが適度に膨潤され、またウェーハに剥離液を噴射するので物理的な剥離力が加わり剥離効率が上がる。しかしながら、ウェーハから剥離される本願発明で対象としているレジスト剥離片は、その大きさが大小様々な形状のものとなっており、しかもその量も多量になることから、剥離された剥離片及び残渣が剥離槽の底部に沈積して薬液廃液口を塞いでしまい廃液口の目詰まりを起してしまうばかりか、従来の循環方法では剥離片の回収ができない。このような目詰まりが発生すると、その都度、剥離装置の運転を停止させて剥離片等を除去しなければならないので、処理効率が大幅に低下する。したがって、この剥離装置は、少量で且つ小さな剥離片のみが発生する処理には適しているが、剥離片が大きく且つ多量に発生するような処理には、ウェーハの処理ロット毎に剥離片等を回収しなければならなくなるので処理効率が悪く、このような処理には使用できない。なお、上記特許文献１の除去装置は、除去したレジストを不織布に付着させて回収しているが、このような方法は上記特許文献３の剥離装置には構造上適用できない。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ディップ剥離法またはシャワー剥離法または両者を組み合わせたレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法において、剥離片の形状が大きくしかも多量に発生する場合でも、剥離槽からの剥離片をスムーズに排出されて回収できるレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のレジスト剥離装置に関する発明は、被処理基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された被処理基板及び剥離液を収容して被処理基板の不要なレジストを剥離する剥離槽と、前記剥離槽へ剥離液を供給する薬液供給手段と、前記剥離槽内の使用済み剥離液等を回収する回収装置とを備えたレジスト剥離装置において、
前記剥離槽は、該剥離槽の底部に被処理基板から剥離された剥離片を通過させる大きさの開口を有する排出穴を有し、前記排出穴を開閉自在な蓋体で閉塞し、前記蓋体は開閉機構に連結し、前記開閉機構により前記蓋体を開作動させて、前記排出穴から前記剥離槽の底部に沈積される剥離片を剥離液とともに剥離槽外へ排出させることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレジスト剥離装置において、前記蓋体は前記排出穴に近接した箇所に支軸で枢支され、前記支軸は前記開閉機構に連結されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレジスト剥離装置において、前記基板保持手段は、被処理基板を前記剥離槽内で揺動させる揺動機構に連結されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のレジスト剥離装置において、前記回収装置は、前記剥離槽からオーバーフローするかあるいは前記排出穴から排出される剥離液及び剥離片等を受容するシンクと、前記シンクから送出される剥離液等を一時貯留する貯留タンクと、前記貯留タンク内に配設されて剥離液から剥離片を抽出するろ過手段で構成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレジスト剥離装置において、前記シンクと前記ろ過手段との間に、前記排出穴から排出される剥離液及び剥離片等の流れを緩やかにし、剥離片の液中での舞い上がりを防止する整流機構が設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のレジスト剥離装置において、前記ろ過手段は、剥離片の大きさに応じて、剥離片を多段階に不通過とするメッシュの粗さの異なる複数のろ過手段からなることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のレジスト剥離装置において、前記剥離槽と前記貯留タンクとは、所定太さの配管で接続されて前記剥離槽より排出され前記貯留タンク内に貯留された剥離液をろ過するとともに、所定の温度に加温して前記剥離槽へ帰還させる循環路が形成されていることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のレジスト剥離装置において、前記循環路には前記貯留タンクからの回収剥離液を加圧して給送するポンプと、前記回収剥離液をろ過するフィルターと、前記回収剥離液を加温するヒータが備えられていることを特徴とする。

また、請求項９に記載のレジスト剥離装置の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のレジスト剥離装置を複数台隣接配設して、各前記レジスト剥離装置間に、前記基板保持手段を搬送する搬送機構と、剥離液を給送する配管とが設けられていることを特徴とする。

請求項１０に記載のレジスト剥離方法に関する発明は、被処理基板を保持する基板保持手段によって保持された前記被処理基板を剥離槽に収容する工程と、前記剥離槽の底部に前記被処理基板から剥離された剥離片を通過させる大きさの開口を開閉自在な蓋体で閉塞する工程と、前記被処理基板の不要なレジストを剥離する剥離液を前記剥離槽に供給する薬液供給工程と、前記蓋体を開作動させて、前記排出穴から前記剥離槽の底部に沈積される剥離片を剥離液とともに剥離槽外へ排出させる工程と、を有することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のレジスト剥離方法において、前記排出穴から排出された前記剥離槽の底部に沈積していた剥離片と前記剥離液を受ける受容工程と、前記剥離片と前記剥離液を分離回収する回収工程と、を更に有することを特徴とする。

本発明は、上記構成、工程を備えることにより以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、剥離槽の底部に被処理基板から剥離される剥離片を通過させる大きさの開口を有する排出穴を形成し、この排出穴を開閉自在な蓋体で閉塞し、この蓋体を開閉機構に連結することにより、この開閉機構で蓋体を剥離処理終了した時点で開作動させることが可能になる。その結果、剥離処理中に被処理基板から剥離される剥離片の形状が大きく且つ多量であっても、剥離液とともに流出させることが可能になり、従来技術のように廃液口が塞がれることがなく剥離片をスムーズに排出できその回収が容易になる。

請求項２の発明によれば、支軸を開閉機構に連結するとともに排出穴に近接した箇所に固定し、更にこの支軸に蓋体を枢支させることにより、簡単な機構で蓋体を開閉することが可能になる。

請求項３の発明によれば、揺動機構に基板保持手段を連結し、この保持手段で保持された被処理基板を揺動させることにより、被処理基板に付着する不要薄膜を効率よく簡単に剥離させることができる。

請求項４の発明によれば、剥離片を簡単に回収することができる。

請求項５の発明によれば、前記シンクと前記ろ過手段との間に、整流機構を設けたことで、流れを緩やかにし、剥離片の液中での舞い上がりが防止されるので、ろ過手段全体が目詰まりしてしまうことを防止することができる。

請求項６の発明によれば、大きさの異なる剥離片を選別して回収することができる。また、メッシュの粗いろ過手段で比較的大きな剥離片を回収し、メッシュの細かいろ過手段で比較的小さな剥離片を取り出すようにすることで、ろ過手段の目詰まりを抑えるとともに、剥離液としてできるだけ清浄なものを再利用することができる。

請求項７の発明によれば、剥離槽より排出された剥離液を循環再利用することができるので、剥離槽内に循環液を供給することができ、剥離液の有効利用を図り、処理費用を低減させることができる。

請求項８によれば、剥離槽より排出された剥離液を最適条件にして再使用することができる。

請求項９の発明によれば、レジスト剥離装置を複数台隣接配設して、各レジスト剥離装置間に、基板保持手段を搬送する搬送機構を設けるとともに、剥離液を給送する配管で各レジスト剥離装置間を接続することにより、前段側の剥離装置において、大半のＤＦの剥離処理を行い、後段側の剥離装置において仕上げ処理となるＤＦの剥離除去を行なうといった段階的なレジスト剥離処理が可能になるので、剥離性能を上げることができる。また、前段側の剥離装置の剥離液に後段側の剥離装置の使用済み剥離液を再利用できるので剥離液の使用量を少なくできる。

請求項１０の発明によれば、剥離処理中に被処理基板から剥離される剥離片の形状が大きく且つ多量であっても、剥離液とともに流出させることが可能になり、従来技術のように廃液口が塞がれることがなく剥離片をスムーズに排出することが可能となる。

請求項１１の発明によれば、剥離片を効率的に回収することができる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのレジスト剥離装置及びレジスト剥離方法を例示するものであって、本発明をこれらのものに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

図１〜図２を参照して、本発明の一実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を説明する。なお、図１は本発明のレジスト剥離装置を構成する剥離槽とこの剥離槽に連結された回収装置及び配管を示した全体の概略図、図２は図１の剥離槽とこの剥離槽にウェーハが収容された状態を示した概略断面図である。
レジスト剥離装置１は、図１に示すように、複数枚のウェーハＷを保持する基板保持手段（リフター）８と、この基板保持手段８に保持されたウェーハＷ及び所定量の剥離液を収容する剥離槽２と、この剥離槽２から排出される剥離液及び剥離片を回収するシンク９と、回収された回収物を一時貯留する貯留タンク（以下、バッファータンクという）１０からなる回収装置１１とを備え、バッファータンク１０と剥離槽２とは、ポンプＰ、フィルターＦ及びヒータＨを間に介在して配管Ｌで連結されて、処理中では槽から溢れた剥離液が、沈積された剥離片回収時では回収された剥離液が剥離槽２へ帰還されて再利用される循環路Ｃｉｒが形成された構成を有している。なお、このレジスト剥離装置１には、剥離槽２へ薬液（剥離液）を供給する手段及び薬液供給源を有しているが、この図ではこれらは省略されている。以下、このレジスト剥離装置１を構成する剥離槽２、シンク９、バッファータンク１０及び循環路Ｃｉｒの構成を順次説明する。

剥離槽２は、図２（ａ）に示すように、上部に開口部３ａが形成され所定の深さを有する有底の箱型の内槽３と、この内槽３の開口部３ａの外周囲にあって内槽３からオーバーフローする剥離液を収容する外槽４とからなり、耐薬品性及び耐熱性の材料、例えば石英或いは合成樹脂材で形成されている。内槽３は、複数枚のウェーハＷを保持するリフター８及びこのリフター８に保持されたウェーハＷ並びに所定量の剥離液を収容できる大きさを有している。（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照。なお図２（ｂ）、図２（ｃ）はリフター８にウェーハＷを保持させて上下動させ、それぞれ下位置、上位置にある状態を示している。）この容積は例えば５５リットルである。また、この内槽３は、その下方の面積が上方の開口面積より徐々に狭められて、縦断面形状が略六角形状をなしている。下方面積を徐々に小さくすることにより、内槽３の内壁に付着する剥離片及び剥離液の排出がスムーズになる。剥離液には、第１級脂肪族アミン（モノエタノールアミン）、水溶性有機溶媒の中でδバレロラクトン等のラクトン類（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）が純水に希釈されて使用される。

内槽の底部３ｃには、剥離液及び剥離片を多量に流出させることができる大きさの排出穴３_１が形成されている。この排出穴３_１は例えば１個であり、形状は円形でその直径は例えば５．０ｃｍである。この排出穴３_１は剥離槽２に貯留される剥離液の量及び剥離片の大きさを考慮して決められる。排出穴３_１の径を大きくすると、剥離片を一度に排出できるので排出スピードが速くなるが、一方で剥離槽２に貯留される剥離液を後に説明する底蓋（蓋体）６が機械的に支えるには剥離液の液圧に耐えられるほどの大規模な開閉手段が必要になるので、上記の大きさを適切に決める必要がある。勿論、排出穴３_１の径を５．０ｃｍ以上または以下にしてもよい。

また、底部３ｃには、この排出穴３_１を塞ぐ開閉自在な底蓋６が装着される。この底蓋６は、一側縁が支軸７に連結され、この支軸７が排出穴３_１の開口近傍に回転可能に枢支されている。また、この支軸７は駆動機構（図示省略）に連結されている。
この支軸７を回転させることにより、排出穴３_１が底蓋６で閉塞或いは開放される。排出穴３_１の底部にはシール手段を設けるのが好ましい。ただし、剥離槽２の下方にはシンク９が配設されているので、剥離液の漏れはこのシンクで回収できる。したがって、このシール手段には高度なシールは不要である。なお、この底蓋６は支軸７により回動可能なものにしたが、例えばスライド移動できるものでもよい。

内槽３の対向する側壁面３_Ａ、３_Ｂには、それぞれ３本の噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'が所定の距離をあけて略等間隔に装着されている。これらの噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'は、長手（紙面の奥行き）方向に所定の距離をあけて略等間隔に複数個の噴射口が形成されている。各噴射ノズル管は、それぞれの噴射口がウェーハＷの中心に向くようにして側壁面に装着されている。例えば、対向する一対の噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｈ'の噴射口は斜め下方へ、同様に各噴射ノズル管５_Ｍ、５_Ｍ'の噴射口は水平方向へ、さらに各噴射ノズル管５_Ｌ、５_Ｌ'の噴射口が斜め上方へ向いている。これにより、剥離液がウェーハＷ面に略均一に当たり、処理ムラなく剥離処理が可能になる。なお、噴射ノズル管の本数及び配置は、上記の本数及び配置に限定されるものでない。

内槽３には、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、複数枚のウェーハＷを略等ピッチで垂直に起立した状態で保持することができる基板保持具、例えばリフター８が上下動可能に収容されるようになっている。このリフター８は、複数枚のウェーハＷを載置できる載置台８ａと、この載置台８ａに結合されてリフター８を上下動させる作動桿８ｂとを有しており、この作動桿８ｂは不図示の移動機構に連結されている。なお、このリフター８は既に公知のものを使用するので、詳細な説明は省略する。

外槽４は、図１に示すように、その底部に排出口４_１が形成されている。この排出口４_１には、排出管４ａが連結されて、外槽４内に貯留された剥離液は、この排出管４ａからシンク９内へ導出されるようになっている。

回収装置１１は、上方に開口部及び所定の深さを有し、剥離槽２の側壁及び底部を所定の隙間をあけて覆う大きさを有し回収物を排出する排出口９ｂを有するシンク（ｓｉｎｋ）９と、このシンク９の排出口９ｂから排出される回収液等を一時貯留するバッファータンク１０とを有している。シンク９の上方の開口部９ａには、一対の表蓋１２_Ａ、１２_Ｂが開閉自在に装着されている。この表蓋１２_Ａ、１２_Ｂは、ウェーハＷの移載時以外には、剥離液やその蒸気が外へ飛散しないように閉じられる。

バッファータンク１０は、上方に開口部１０ａを有する有底の容器からなり、その開口部１０ａがシンク９の排出口９ｂの下に位置するようにして不図示の基台上に設置される。このバッファータンク１０は、底部に排出口１０_１が形成され、この排出口１０_１に配管Ｌが接続されている。また、このタンク１０内には、２個のストレーナー（ｓｔｒａｉｎｅｒ）１３、１４が収容されている。これらのストレーナーは、サイズの小さい第１ストレーナー１３とこの第１ストレーナー１３を収容する大きいサイズの第２ストレーナー１４とからなり、これらのストレーナーはいずれも所定のメッシュサイズを有する籠で形成されている。第１ストレーナー１３のメッシュサイズは粗く、例えば１インチ当たり５０メッシュに設定されており、第２ストレーナー１４のメッシュは比較的細かく、例えば１インチ当たり８０メッシュに設定されている。第１、第２ストレーナー１３、１４を用いることにより、先ず、第１ストレーナー１３で形状の大きい剥離片を捕獲し、次いで、第２ストレーナー１４で形状の小さいものを捕獲できる。なお、捕獲された剥離片は、第１、第２ストレーナー１３、１４をタンクから取出して他の場所へ廃棄される。

また、図３に示すように、第１ストレーナー１３には、剥離液の流れを緩やかにさせて、剥離片の液中での舞い上がり等を防止するための整流板（整流機構）１５を装備すると、第１ストレーナー１３全体が目詰まりを起こすといった現象を防止できる。（図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図である。）

整流板（整流機構）１５が第１ストレーナー１３に設けられていることが剥離片の回収の点からは好ましいが、必ずしも第１ストレーナー１３に設けられていなくてもよい。なお、ここではストレーナーが２個の場合について述べたが、メッシュサイズの異なる３個以上のものであってもよい。また、このストレーナーは、他のろ過手段、例えばバッファータンク１０内をメッシュサイズの異なるろ過網で区画するような手段で代用してもよい。

剥離槽２とバッファータンク１０とは、バッファータンク１０で回収された剥離液を加圧して給送するポンプＰと、この回収剥離液をろ過するフィルターＦと、回収された剥離液を加温するヒータＨとを介在させて配管Ｌで接続して、バッファータンク１０内に貯留された剥離槽から排出される剥離液をろ過及び所定の温度に加温して前記剥離槽へ帰還させ循環させる循環路Ｃｉｒが形成されている。フィルターＦの孔径は、例えば、１００〜４００メッシュのものを使用する。また、この剥離液はヒータＨで４０〜８０℃に加温される。ＤＦ剥離処理中、剥離槽２内で、アップフローで浮いてきたＤＦ残渣は第１、第２ストレーナー１３、１４及びフィルターＦで捕獲するとともにヒータＨで温度調整された後、噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ、５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'から循環する剥離液を剥離槽に供給するように液循環が行われる。

また、剥離処理終了後は、底蓋６を開き、内槽３のＤＦ剥離液を全てバッファータンク１０に流し、液循環で取り切れなかった内槽３内の剥離片等を第１、第２ストレーナー１３、１４でキャッチし、内槽３が空になったら底蓋６を開けた状態で各３本の噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'の１本もしくは複数本で内槽３とリフター８に付着した剥離片を剥離液で洗い流した後底蓋６を閉じ、ポンプＰ、フィルターＦ、ヒータＨを経由して細かい剥離片を除去し温度調整をして内槽３に剥離液を戻す。なお、待機（スタンバイ）中は液温を維持するためアップフローで剥離槽２内の液循環が行われている。

次に、図４〜図６を参照して、このレジスト剥離装置を使用したＤＦ剥離プロセス（レジスト剥離方法）を説明する。なお、図４は剥離処理工程を示す工程図、図５は図４の処理工程におけるステップＳ５、Ｓ６の処理を説明する説明図、図６は図４の処理工程におけるステップＳ８の処理を説明する説明図である。

先ず、剥離槽２に予めリフター８を収容して、内槽３に不図示の薬液供給源から供給手段を介して剥離液を貯留しておく。この状態にして、表蓋１２_Ａ、１２_Ｂを開いて複数枚のウェーハＷを搬送アーム（図示省略）で把持して、内槽３内あるいは内槽３内から一時的に脱出したリフター８へ受け渡し、ウェーハＷを剥離液に浸漬して、表蓋１２_Ａ、１２_Ｂを閉じる（ステップＳ１〜Ｓ３）。

次いで、ステップＳ４でウェーハＷのＤＦの剥離処理を開始する。この剥離処理は、第１、第２剥離処理からなり、先ずステップＳ４の第１剥離処理では、剥離液の循環を開始するとともにリフター８を揺動させて、剥離槽２内の剥離液に所定時間ｔ１（１分<ｔ１<３０分）浸漬し処理する。この浸漬により、ウェーハＷ表面のＤＦが膨潤され、約１〜１０％のＤＦが剥離される。この処理では、特に、ウェーハＷの外周囲部分ＷａのＤＦが剥離される（図５（ａ）参照）。剥離されたＤＦ剥離片Ｗ_０は、内槽３内で上層へ浮き上がり、いわゆるアップフローで外槽４へ流出され、剥離槽２から追い出される。オーバーフローする剥離液及び追い出された剥離片Ｗ_０は、シンク９で回収されてバッファータンク１０に一時貯留される。このタンク１０に貯留された剥離液等は、第１、第２ストレーナー１３、１４によりろ過された後に、ポンプＰにより加圧（例えば、３０Ｌ／ｍｉｎ）され、フィルターＦでさらに不純物を除去して、ヒータＨにより所定温度（３５〜４５℃）に加温して、各噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'へ供給し、各噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'のそれぞれの噴射口からウェーハＷへ噴射させる。この第１剥離処理に続いて、ステップＳ６において、第２剥離処理として、さらに所定時間ｔ２（３０分<ｔ２<６０分）の間処理を行う。この処理中は、第１剥離処理と同じように、小さなＤＦ剥離片Ｗ_０は剥離槽２からアップフローで追い出されてバッファータンク１０に貯留される（図５（ｂ）参照）。なお、第１、第２剥離処理中は内槽３内でリフター８が揺動されている。この剥離処理の終了後、剥離液の循環を停止するとともに、リフター８の揺動を停止する。剥離処理が終了したウェーハＷは、洗浄及び乾燥処理が施される（ステップＳ７１〜Ｓ７４）。

一方、この処理工程では、ウェーハＷの面から多量の大きな剥離片Ｗ_０が剥離され、その大きさゆえにアップフローで追い出されないために、大きな剥離片Ｗ_０が剥離槽２の底部に沈積する。そのため、ウェーハＷの一連の剥離処理（１ロット）が終了する毎に剥離片及び残渣を回収する（ステップＳ８）。
その回収方法は、図６に示すように、剥離槽２の底蓋６が不図示の開閉機構により開かれ、剥離槽２内の剥離液及びＤＦ剥離片Ｗ_０が排出穴３_１からシンク９を介してバッファータンク１０内へ落下させる。そして、底蓋６を開けた状態で各３本の噴射ノズル管５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ及び５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ'の１本もしくは複数本で内槽３とリフター８に付着した剥離片を剥離液で洗い流し、剥離槽２から全て剥離液及び剥離片を排出した後に、底蓋６が閉じられる（図６（ｂ）参照）。また、バッファータンク１０内では、メッシュの比較的大きい第１ストレーナー１３でサイズの大きい剥離片が捕獲され、さらに、この第１ストレーナー１３を通過したサイズの小さい剥離片が第２ストレーナー１４で捕獲される。これらの剥離片の回収は、バッファータンク１０から第１、第２ストレーナー１３、１４を取出して、これらのストレーナー内の剥離片を他の容器に投棄して回収する。なお、空になった第１、第２ストレーナー１３、１４はバッファータンク１０内へ戻す。その後、ポンプＰを作動させて、フィルターＦ及びヒータＨを介して、調温した剥離液を剥離槽２へ戻して、剥離液の循環路Ｃｉｒを形成させて、新たなウェーハＷの投入を待つ。なお、新たなウェーハ処理で剥離液が不足するときは、この不足分は不図示の薬液供給源から適宜供給される。

この剥離プロセスでは、剥離液に第１級脂肪族アミンと水溶性有機溶媒と水の混合液を使用し、ウェーハＷ面のアクリル系樹脂（バインダーポリマー、光重合性多官機基モノマー、光重合開始剤、熱重合禁止剤、染料など）の約９５％剥離除去が可能となる。なお、この剥離液は、ウェーハの処理枚数１０００枚或いは４０ロット使用できることが実験で確認された。

上記のレジスト剥離装置１では、ウェーハＷ面のＤＦを約９５％剥離除去が可能であるが、さらに同じ構成のレジスト剥離装置を前後に併設して処理を行うとさらに剥離率を上げることが可能になる。

次に、図７〜図９を参照して、２台のレジスト剥離装置を隣接配置した剥離除去法を説明する。なお、図７は剥離処理工程を示す工程図、図８は図７の処理工程におけるステップＳ９の工程を説明する説明図、図９は図７の処理工程におけるステップＳ１７の工程を説明する説明図である。

ここで述べる剥離除去法では、上記の構成を有する２台のレジスト剥離装置、つまり第１、第２剥離装置１Ａ、１Ｂを隣接して配置し、間にリフター８を搬送する搬送機構が設置され、さらに両装置間が剥離液を移送する不図示の配管で接続されている。なお、搬送機構は、既に公知の搬送機構を使用するので説明は省略する。また、第１、第２剥離装置１Ａ、１Ｂには、それぞれ不図示の剥離液供給源から配管を通して剥離液が供給される。第１剥離装置１Ａの剥離液には、第２剥離装置１Ｂで使用された使用済みの剥離液を使用し、第２剥離装置１Ｂの剥離液には未使用の剥離液を使用するのが好ましい。例えば、第２剥離装置１Ｂでは未使用の新液をウェーハ０〜５００枚（２５枚／１ロットの場合、０〜２０ロット）まで使用し、その後、この使用済みの剥離液を旧液扱いとして、第２剥離装置１Ｂの剥離槽２'から第１剥離装置１Ａの剥離槽２へ移槽して、この旧液は、５０１枚〜１０００枚（２５枚／１ロットの場合、２１〜４０ロット）使用する。これにより、剥離液の有効的な再利用ができる。

この併設処理は、第１剥離装置１ＡでステップＳ１〜Ｓ７及びＳ７−１の処理が終了した後に、第１、第２表蓋１２_Ａ、１２_Ｂ及び１２_Ａ'、１２_Ｂ'を開いて、第１剥離装置１Ａの内槽３からリフター８にウェーハＷを載置した状態で取出して、不図示の搬送機構により移送し第２剥離装置１Ｂの内槽３'へ収納する（ステップＳ８〜Ｓ１０、図８参照）。このとき、内槽３'には剥離液を貯留しておく。その後、第１、第２表蓋１２_Ａ、１２_Ｂ及び１２_Ａ'、１２_Ｂ'を閉じて、第３処理を開始する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

この第３処理は、剥離液の循環を開始するとともにリフター８を内槽３'内で揺動させて、所定時間ｔ３（１分<ｔ３<３０分）処理する。この処理中、剥離されたＤＦ剥離片Ｗ_０は、内槽３'内で上層へ浮き上がり、いわゆるアップフローで外槽４'から追い出される。オーバーフローする剥離液及び追い出されたＤＦ剥離片Ｗ_０は、シンク９'で回収されてバッファータンク１０'に一時貯留される。このバッファータンク１０'に貯留された剥離液等は、第１、第２ストレーナー１３'、１４'によりろ過された後に、ポンプＰ'により加圧され、フィルターＦ'でさらに不純物を除去して、ヒータＨ'により所定温度に加温して、各噴射ノズル管へ供給し、各噴射ノズル管のそれぞれの噴射口からウェーハＷへ噴射させる。この剥離処理の終了後、剥離液の循環を停止するとともに、リフター８'の揺動を停止する。剥離処理が終了したウェーハＷは、洗浄及び乾燥処理が施される（ステップＳ１４〜Ｓ１６、Ｓ１６−１、Ｓ１６−２）。一方、この剥離処理が終了すると、剥離槽２'内にはＤＦ剥離片Ｗ_０が沈積されるので、ステップＳ１４−１で剥離液の回収が行われる。この回収はレジスト剥離装置１のステップＳ８及び第１剥離装置１ＡのステップＳ７−１と同じ方法で行う。第２剥離装置１Ｂでは小さな剥離片が少量沈積されるにとどまるため、必ずしも毎回ステップＳ１４−１の剥離液の回収を行う必要はない。

第２剥離装置１Ｂでの処理が終了した後に、図９に示すように、リフター８は第１剥離装置１Ａに戻されて、新たなウェーハの処理がなされる。また、第２剥離装置１Ｂで所定回数使用された剥離液は、不図示の送給手段により第１剥離装置１Ａへ移送されて再使用される。この処理により、ウェーハＷ面のＤＦがほぼ１００％剥離される。なお、送給手段は、例えば配管途中にポンプを連結したものである。

このように２台の第１、第２剥離装置１Ａ、１Ｂを用いて併設処理すると、第１剥離装置１Ａにおいて、大半の剥離処理、例えば約９５％のＤＦの剥離除去を行い、次に第２剥離装置１Ｂにおいて仕上げ処理、すなわち約１００％のＤＦの剥離除去が可能になり、剥離の性能を上げることができる。また、第１剥離装置１Ａの剥離液に第２剥離装置１Ｂの使用済み剥離液を利用できるので剥離液の使用量を少なくできる。
ここでは、剥離装置を２台併設する場合を示したが、３台以上併設し処理するようにしてもよいことは言うまでもない。

本発明のレジスト剥離装置を構成する剥離槽とこの剥離槽に連結された回収装置及び配管を示した全体の概略図である。 図１の剥離槽とこの剥離槽にウェーハが収容された状態を示した断面図である。 整流板（整流機構）の説明図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図である。 １台のレジスト剥離装置を用いた剥離処理工程を示す工程図である。 図４の処理工程におけるステップＳ５、Ｓ６の処理を説明する説明図である。 図４の処理工程におけるステップＳ８の処理を説明する説明図である。 ２台のレジスト剥離装置を用いた剥離処理工程を示す工程図である。 図７の処理工程におけるステップＳ９の工程を説明する説明図である。 図７の処理工程におけるステップＳ１７の工程を説明する説明図である。 従来技術のレジスト剥離装置の要部断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ レジスト剥離装置
２、２' 剥離槽
３、３' 内槽
４、４' 外槽
５_Ｈ、５_Ｍ、５_Ｌ、５_Ｈ'、５_Ｍ'、５_Ｌ' 噴射ノズル管
６、６' 底蓋（蓋体）
７ 支軸
８、８' リフター
９、 ９' シンク
１０、１０' 貯留タンク（バッファータンク）
１１ 回収装置
１２_Ａ、１２_Ｂ、１２_Ａ'、１２_Ｂ' 表蓋
１３，１４、１３'、１４' 第１、第２ストレーナー
１５ 整流板（整流機構）
Ｃｉｒ 循環路
Ｆ フィルター
Ｌ 配管
Ｈ ヒータ
Ｐ ポンプ

Claims (11)

1. 被処理基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された被処理基板及び剥離液を収容して被処理基板の不要なレジストを剥離する剥離槽と、前記剥離槽へ剥離液を供給する薬液供給手段と、前記剥離槽内の使用済み剥離液等を回収する回収装置とを備えたレジスト剥離装置において、
   前記剥離槽は、該剥離槽の底部に被処理基板から剥離された剥離片を通過させる大きさの開口を有する排出穴を有し、前記排出穴を開閉自在な蓋体で閉塞し、前記蓋体は開閉機構に連結し、前記開閉機構により前記蓋体を開作動させて、前記排出穴から前記剥離槽の底部に沈積される剥離片を剥離液とともに剥離槽外へ排出させることを特徴とするレジスト剥離装置。
2. 前記蓋体は前記排出穴に近接した箇所に支軸で枢支され、前記支軸は前記開閉機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離装置。
3. 前記基板保持手段は、被処理基板を前記剥離槽内で揺動させる揺動機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離装置。
4. 前記回収装置は、前記剥離槽からオーバーフローするかあるいは前記排出穴から排出される剥離液及び剥離片等を受容するシンクと、前記シンクから送出される剥離液等を一時貯留する貯留タンクと、前記貯留タンク内に配設されて剥離液から剥離片を抽出するろ過手段で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離装置。
5. 前記シンクと前記ろ過手段との間に、前記排出穴から排出される剥離液及び剥離片等の流れを緩やかにし、剥離片の液中での舞い上がりを防止する整流機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のレジスト剥離装置。
6. 前記ろ過手段は、剥離片の大きさに応じて、剥離片を多段階に不通過とするメッシュの粗さの異なる複数のろ過手段からなることを特徴とする請求項４に記載のレジスト剥離装置。
7. 前記剥離槽と前記貯留タンクとは、所定太さの配管で接続されて前記剥離槽より排出され前記貯留タンク内に貯留された剥離液をろ過するとともに、所定の温度に加温して前記剥離槽へ帰還させる循環路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレジスト剥離装置。
8. 前記循環路には前記貯留タンクからの回収剥離液を加圧して給送するポンプと、前記回収剥離液をろ過するフィルターと、前記回収剥離液を加温するヒータが備えられていることを特徴とする請求項７に記載のレジスト剥離装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のレジスト剥離装置を複数台隣接配設して、各前記レジスト剥離装置間に、前記基板保持手段を搬送する搬送機構と、剥離液を給送する配管とが設けられていることを特徴とするレジスト剥離装置。
10. 被処理基板を保持する基板保持手段によって保持された前記被処理基板を剥離槽に収容する工程と、
    前記剥離槽の底部に前記被処理基板から剥離された剥離片を通過させる大きさの開口を開閉自在な蓋体で閉塞する工程と、
    前記被処理基板の不要なレジストを剥離する剥離液を前記剥離槽に供給する薬液供給工程と、
    前記蓋体を開作動させて、前記排出穴から前記剥離槽の底部に沈積される剥離片を剥離液とともに剥離槽外へ排出させる工程と、
    を有することを特徴とするレジスト剥離方法。
11. 前記排出穴から排出された前記剥離槽の底部に沈積していた剥離片と前記剥離液を受ける受容工程と、
    前記剥離片と前記剥離液を分離回収する回収工程と、
    を更に有することを特徴とする請求項１０に記載のレジスト剥離方法。

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