JP4799807B2

JP4799807B2 - Object processing apparatus and object processing method

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Publication number: JP4799807B2
Application number: JP2003146779A
Authority: JP
Inventors: 養一砂金; 隆太山口; かおり田島; 浩介織
Original assignee: Aqua Science Corp
Current assignee: Aqua Science Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP2004349577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の対象物に剥離や洗浄等の処理を施すための装置および方法にかかり、より詳細には、対象物を効率良く処理するための剥離・洗浄プロセスの制御に関するものである。
具体的には、半導体ウェハやハードディスク（ＨＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリント基板又はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの対象物表面にリソグラフィ工程で被着したレジスト膜やエッチング工程で被着したポリマ残渣等の不用物を剥離して除去するための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置・液晶・磁気ディスク・プリント基板などの製造工程では、これらの対象物の表面にレジストを塗布し、リソグラフィ、エッチング或いはイオン注入等を用いて対象物表面にパターン形成等の精密加工を施こす。その後、これらの対象物の表面に被着しているレジスト膜やポリマ残渣等の不用物を除去する処理が行なわれる。
【０００３】
従来からあるレジスト膜等不用物の除去技術としては、酸素プラズマによりレジスト膜を灰化除去するプラズマアッシング方法、有機溶媒（フェノール系・ハロゲン系・アミン系など溶媒）で膜体を加熱溶解除去させる方法、濃硫酸・過酸化水素による加熱溶解方法などがある。
しかしながら、上述のいずれの方法にあっても、レジスト膜等を分解し溶解するための時間やエネルギーおよび化学材料が必要であり、レジスト膜等を分解除去する工程での負担は大きい。
加えて、最先端の半導体デバイスにおいてはプラズマによるプラズマダメージ、紫外線光ダメージがデバイスの性能に悪影響を与えることから代替技術が求められている。
【０００４】
そして、付帯設備と制御装置が複雑となり大型化やコスト高などの問題点があったり、また、大量の薬液・高温薬液制御・廃液・排水等の多くの付帯設備ならびに環境対策が必要となるなどの問題が生じ、今後研究開発や設備投資を検討するための対象物処理装置としては消極的にならざるを得ないものであった。
そのため、レジスト膜等の不用物を除去する技術を含んで精密表面を処理する技術分野においては、プラズマ、化学物質や化学的処理を用いる従来の技術から脱却し、地球や環境に優しい技術として、自然界に豊富にある水や水蒸気を用いる方式に大いに注目して、これを利用し発展させたいという期待がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、キャビテーションを用いた洗浄技術に注目することとした。キャビテーションを用いた洗浄技術としては、眼鏡の洗浄等に使用される超音波洗浄技術がよく知られている。超音波洗浄技術は、強い超音波を水中に伝搬させることにより水分子Ｈ_２Ｏを水素イオンＨ^＋と水酸化物イオンＯＨ⁻とに分解し、不安定状態にある両イオンが水分子Ｈ_２Ｏに戻ろうとする際に発生するエネルギーを洗浄等に用いるものである。
特許文献１に記載の発明は、処理対象を高周波で振動させることによってキャビテーションを発生させ、処理対象を洗浄している。
しかしながら、超音波洗浄技術には洗浄むらが生じたり、洗浄対象を損傷させてしまう等の問題があった。また、処理対象物を高周波で振動させることが困難な場合には、特許文献１に記載の発明も有益ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１１６８０７号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現する対象物処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するため、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する加圧温水供給部と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記加圧温水供給部は、純水を加熱して水蒸気を発生させ、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御することを特徴とする。
上記対象物処理装置において、加圧温水供給部は、前記水蒸気に常温の純水を加えることにより、前記加圧温水の温度調節を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する加圧水供給部と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、ノズル部に供給する水蒸気供給部と、前記加圧水供給部からの純水と、前記水蒸気供給部からの水蒸気とを混合して前記処理対象面に噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口と、加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、前記第１及び第２の噴出口は、前記ノズル部の噴出口に対して垂直に配列されることを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口を備え、ノズル内に加圧水供給部からの第２の噴出口を導く配管を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の上方を移動しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とを備えた対象物処理装置において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のステージは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため前記処理対象物を載置するステージにおいて、噴霧体を供給する１又は２以上の噴霧体供給部と、前記噴霧体の供給量を調整する調整部とを具備し、前記噴霧体の噴出口をステージ表面に１又は２以上具備したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のチャンバーは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため処理対象物及び処理物処理装置を設置するチャンバーにおいて、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォールと、前記処理対象物を載置するステージと、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズルと、前記純水スプレーノズルに常温の純水を供給する純水供給管と、剥離物を前記純水とともに排出する排気口とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する段階と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を前記ノズル部から噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、純水を加熱して水蒸気を発生させる段階と、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、前記水蒸気に常温の純水を加え、前記加圧温水の温度調節を行う段階を具備したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する段階と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、前記ノズル部に供給する段階と、純水と水蒸気とを混合して前記ノズル部から前記処理対象面に噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象物の処理対象面と対面しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とによる対象物処理方法において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図２は本発明の第１の実施の形態で用いるノズル形状を表した図、図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図４は本発明の実施の形態であるノズル／ステージ動作制御を説明するための図、図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図、図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。
【００１７】
（１）第１の実施の形態である「対象物処理装置」
（１−２）基本原理
常温（約20℃）の純水と、高温（100℃以上）の水蒸気とを一定の容量を持った容器の中で一定の圧力下で連続的に混合すると、純水は水蒸気によって加熱されて膨張する。一方、水蒸気は純水によって冷却されて収縮する。これらの熱交換によって、ある程度の周波数（１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ）を有する振動が発生する。
純水（約20℃）＋水蒸気（100℃以上）→振動
そして、この振動によって、水分子Ｈ_２Ｏが水素イオンＨ^＋と水酸化物イオンＯＨ⁻とに分解する。
Ｈ_２Ｏ→Ｈ^＋＋ＯＨ⁻
水素イオンＨ^＋や水酸化物イオンＯＨ⁻は非常に不安定な状態にあるため、水分子Ｈ_２Ｏに戻ろうとする。この際に生じる高エネルギーを機械的衝撃に変換することで処理対象物を洗浄する。
本実施の形態ではこの基本原理（熱効果現象）を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
【００１８】
（１−２）対象物処理装置の全体構造
図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル１０１、操作バルブ１０３、水流量計１０５、ストップバルブ１０７ａ〜ｂ、水加圧タンク１１１、水蒸気供給装置１１３、水供給管１１５ａ〜ｂ、窒素供給管１１７、減圧弁１１９、耐圧ホース１２１〜１２３、ステージ１３１で構成されている。ステージ１３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）１３３がセットされている。ノズル１０１は、処理対象物１３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００１９】
水加圧タンク１１１は水供給管１１５ｂから供給される純水を所定値Ａ_１（ＭＰ）に加圧し、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ_１（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース１２１を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
水流量計１０５は、水加圧タンク１１１からノズル１０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計１０５で当該流量を確認し、操作バルブ１０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ａを開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２０】
水蒸気供給装置１１３は水供給管１１５ａから供給される純水を所定温度D_１（℃）以上に加温して水蒸気を発生し、水蒸気の発生量により純水を所定値Ｃ_１（ＭＰ）に加圧したのち、耐圧ホース１２３を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。
圧力計１２０は、水蒸気供給装置１１３からノズル１０１に供給される水蒸気の圧力を計測する。作業員は圧力計１２０で当該圧力を確認し、減圧弁１１９を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ｂを開閉することにより、水蒸気の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２１】
ノズル１０１内では、水加圧タンク１１１から供給された純水と、水蒸気供給装置１１３から供給された水蒸気とにより熱効果現象が起こる。その後、熱効果現象によって生じたキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００２２】
図１においては、窒素供給管１１７から水加圧タンク１１１に窒素を供給する。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ_２，Ｏ_３，Ｎ_２，Ｏ_２，Ｈ_２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
なお、本実施の形態では純水に窒素等の混合物を混合したが、純水のみをノズル１０１に供給してもよいことは明らかである。
【００２３】
（１−３）具体的数値
▲１▼水加圧タンク１１１内での具体的数値
純水の圧力Ａ_１（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
純水の流量Ｂ_１（ｌ／ｍｉｎ）＝０〜１．０（ｌ／ｍｉｎ）
▲２▼水蒸気供給装置１１３内での具体的数値
水蒸気の圧力Ｃ_１（ＭＰ）＝０．１〜０．５（ＭＰ）
水蒸気の温度Ｄ_１（℃）＝１００〜１５０（℃）
▲３▼処理対象物表面とノズル１０１の噴出し口とのクリアランスＥ_１（間隔）
間隔Ｅ_１（ｍｍ）＝５〜１００（ｍｍ）
【００２４】
（１−４）好ましいノズル形状
図２（ａ）に図１の対象物処理装置で用いるのに好ましいノズル１０１の第１の具体的形状、図２（ｂ）にノズル１０１の第２の具体的形状を示す。
図２（ａ）の２０１は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０３は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０１及び２０３は、ノズル１０１の噴出し口に対して垂直方向に、当該噴出し口に近い方から２０３→２０１の順番でノズル１０１壁面に設けられている。
【００２５】
図２（ｂ）の２０５は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０７は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０５はノズル１０１壁面に設けられおり、噴出し口２０７は耐圧ホース１２１によってノズル１０１内に導かれ、ノズル１０１の噴出し口近辺で純水が噴出するよう、噴出し口２０７の位置が設定されている。
図２（ａ）及び（ｂ）いずれの場合もノズル径＝３〜１０ｍｍφが好ましい。
【００２６】
（２）第２の実施の形態である「対象物処理装置」
（２−１）基本原理
自然法則上、液体の沸騰点は圧力に比例して高くなる。本実施の形態では、この自然法則を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
具体的には、加圧温水供給装置内の圧力を大気圧より高くなるように設定し、加圧温水供給装置内の加圧温水を液体状態に維持しておき、この加圧温水を大気圧又は減圧下に噴出することにより急激な沸騰現象（水蒸気爆発）を起す。その際にキャビテーションが発生するのである。
【００２７】
（２−２）対象物処理装置の全体構造
図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル３０１、操作バルブ３０３、水流量計３０５、圧力計３０７、ヒーター３０９、加圧温水供給装置３１１、水供給管３１５、耐圧ホース３２１、ステージ３３１で構成されている。ステージ３３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）３３３がセットされている。ノズル３０１は処理対象物３３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００２８】
ヒーター３０９は加圧温水供給装置３１１内の純水に熱を加える。加熱された純水は水蒸気を発生させるため、加圧温水供給装置３１１内の圧力Ａ_２（ＭＰ）は大気圧より高くなる。そして、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ_２（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース３２１を介して高圧状態でノズル３０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
【００２９】
水流量計３０５は、加圧温水供給装置３１１からノズル３０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計３０５で当該流量を確認し、操作バルブ３０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ（図示せず）を開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
圧力計３０７は、加圧温水供給装置３１１内の圧力を計測する。作業員は圧力計３０７で当該圧力を確認する。水供給管３１５は加圧温水供給装置３１１内に発生する水蒸気に常温の純水を補給すると同時に、加圧温水供給装置３１１内を所望の温度に調整することができる。
【００３０】
耐圧ホース３２１を介してノズル３０１に供給された加圧温水は、ノズル３０１の噴出し口から噴出され、急激な沸騰現象（水蒸気爆発）が起こりキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００３１】
（２−３）具体的数値
▲１▼加圧温水供給装置３１１内での具体的数値
加圧温水供給装置内圧力Ａ_２（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
加圧温水の流量Ｂ_２（ｌ／ｍｉｎ）＝０．５〜２．０
加圧温水の温度Ｃ_２（℃）＝１１０〜１５０（℃）
▲２▼処理対象物表面とノズル３０１の噴出し口との距離Ｄ_２＝０〜１００（ｍｍ）
【００３２】
（２−４）その他の実施の形態
なお、本実施の形態では加圧温水のみをノズル部３０１に供給するときの説明をしたが、ボイラー３１１に薬液を供給する供給管を設け、加圧温水と薬液とを混合してノズル部３０１に供給することも可能である。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ_２，Ｏ_３，Ｎ_２，Ｏ_２，Ｈ_２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された加圧温水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
【００３３】
（３）ノズル／ステージ動作制御について
（３−１）処理対象物が「矩形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）はＸ軸方向−Ｙ軸方向に広がる矩形状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であるものとする。
そして、図４（ａ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）をＸ軸方向にＭ分割（同図では５分割になっている）Ｙ軸方向にＮ分割して、各ゾーン（ｓ_n：ｎは整数）の面積Ｓ_３（mm^２）が等しくなるようにしている。
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ_３（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図２の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ_３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
【００３４】
図４（ａ）に示すとおり、ノズル１０１（３０１）の移動方向は行（Ｘ軸方向）が変わる毎に左右変えてもよいし、右方向（左方向）に統一してもよい。また、図４（ａ）ではＹ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させている様子を示しているが、Ｘ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させてもよい。この場合も、ノズル１０１（３０１）の移動方向は列（Ｙ軸方向）が変わる毎に上下変えてもよいし、上方向（下方向）に統一してもよい。
【００３５】
（３−２）処理対象物が「円形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）は、円形薄厚平板状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であり、中心位置(中心点Ｃ)とその半径ｒを有するものとする。
そして、図４（ｂ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）を中心点Ｃから半径ｒを等分して、中心点Ｃを含む中心円部(中心円形状部)と複数の円環形状部(ドーナツ状形状部)とに等分し、さらに、面積Ｓ_３（mm^２）が等しくなるよう、各円環形状部(ドーナツ状形状部)を各ゾーン（ｓ_n：ｎは整数）に分割する。
【００３６】
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図３の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ_３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
各円環形状部でのノズル１０１（３０１）の移動方向は、「時計回り」「反時計回り（矢印４１２）」のいずれでもよい。また、各円環形状部を１周した後、半径ｒ方向（矢印４１０）のいずれ（外周側→中心Ｃ、中心Ｃ→外周側）に移動するのかも適宜選択可能である。
【００３７】
（３−３）その他の実施の形態
ノズルの本数や動作を設定するにあたっては種々なケースが想定できる。例えば、それらのノズルは複数本を設定してもよく、相互に同期がとれるような設計にすれば１又は２本以上のノズルを用いて行うことも可能である。
また、ゾーン毎に停止時間ｔ_３（秒）を変えたり、ゾーン間移動速度Ｖ_３（mm／sec）を変えることにより、処理対象物１３３（３３３）の表面にレジスト等が均一に存してない場合にも、効果的な洗浄・剥離を行うことを可能とする。
【００３８】
また、上記ではノズル１０１（３０１）を移動させる場合の説明をしたが、ノズル１０１（３０１）を固定したままステージ１３１（３３１）を移動させ、各ゾーンの上方にノズル１０１（３０１）が位置する状態で、一定時間ｔ_３（秒）ステージ１３１（３３１）を停止させてもよい。この場合も、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体を噴出し、一定時間ｔ_３（秒）経過後、当該ノズル１０１（３０１）が隣のゾーンの上方に位置するようステージ１３１（３３１）を移動し、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
さらに、ノズル１０１（３０１）とステージ１３１（３３１）とを相互に同期をさせることにより、両者を同時に移動させることも可能である。
【００３９】
（３−４）具体的数値
ゾーン面積Ｓ_３（mm^２）＝２０〜１２００（mm^２）
停止時間ｔ_３（秒）＝１．０〜１０．０（秒）
ゾーン間移動速度Ｖ_３（mm／sec）＝４RPM〜１００RPM（変換要）
【００４０】
（４）本発明の実施の形態である「ステージ」
（４−１）ステージ断面図
図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図である。同ステージは図１のステージ１３１または図３のステージ３３１として適用することが可能である。図５に示すとおり、本発明の実施の形態であるステージは「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」を供給する供給管５０１、不活性ガス供給管５０３、３方向弁５０５、噴出口５０７、チャック５０９、ガイドバー５１０とで構成されている。
【００４１】
供給管５０１からは、図１、３いづれの場合も「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」が供給される。不活性ガス供給管５０３からは、「窒素・アルゴン等の不活性ガス」が供給される。３方向弁５０５は噴霧体と不活性ガスとの切り替えをする弁である。
噴出口５０７はチャック中央部から外周方向へ向いており、表面の処理中に不活性ガス（気体）、純水、又は純水と気体の混合液を噴射することにより、処理対象物の温度制御、キャビテーションの共振・強度制御、裏面洗浄を可能にする。
ステージ表面には突起物６０１（対象物とはボール状の点接触が望ましい）を配置することにより、処理対象物を擬似的に浮かし（０．２〜１．０ｍｍが望ましい）共振しやすい構造になっている。
【００４２】
（４−２）ステージ上面図
図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。図６に示すとおり、ステージ中央部には噴出口５０７ａ、外周部には噴出口５０７ｂ〜ｉ、計９つの噴出口が設けられている。噴出口５０７ａ〜ｉの口径としては「０．５mmφ〜１．０mmφ」が望ましいが、これに限定されないことは明らかである。また、本実施の形態では噴出口を９つとしたが、これに限定されないことは明らかである。
【００４３】
（５）本発明の実施の形態である「チャンバー」
図７は本発明の実施の形態であるチャンバーの断面図である。本発明の実施の形態である対象物処理装置での噴射によりレジスト、ポリマー等の不要物が剥離された際、その一部が粉塵として蒸気と一緒にプロセスチャンバー内に舞い上がり、対象物に再付着する可能性がある。
その防御策として、チャンバー側壁に純水をスプレーノズルで照射することにより、チャンバーウォールの温度を低温に保つと同時に、粉塵を水蒸気を一緒にトラップし排気口へ流しだす構造を採用した。
【００４４】
図７に示すとおり、本発明の実施の形態であるチャンバーは、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォール７０１と、処理対象物（ウェハー等）を載置するステージ７０３と、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズル７０２と、純水スプレーノズル７０２に常温の純水を供給する純水供給管７０５と、剥離されたレジスト・ポリマー等を純水と一緒に排出する排気口７０４から構成されている。
本発明の実施の形態であるチャンバーによれば、チャンバーウォールの内壁を常にクリーンに保ち、ウェハ上の異物（パーティクル）低減とプロセスチャンバー内の保守頻度を低減することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明に限定されず、半導体、液晶、磁気ヘッド、ディスク、プリント基板等の製造工程において、洗浄、異物処理、感光剤除去等に適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
このように、本発明の対象物処理装置及び方法によれば、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図２】本発明の実施の形態であるノズル形状を表した図。
【図３】本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図４】本発明の実施の形態であるステージ動作制御を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態であるステージの断面図。
【図６】本発明の実施の形態であるステージの上面図。
【図７】本発明の実施の形態であるプロセスチャンバーの断面図。
【符号の説明】
１０１ノズル
１１１水加圧タンク
１１３水蒸気供給装置
１１５ａ水供給管
１１５ｂ水供給管
３０１ノズル
３０９ヒーター
３１１加圧温水供給装置
７０２純水スプレーノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for performing processing such as peeling and cleaning on an object such as a semiconductor wafer, and more particularly to control of a peeling / cleaning process for efficiently processing an object. is there.
Specifically, a resist film deposited on the surface of an object such as a semiconductor wafer, hard disk (HD), liquid crystal display (LCD), printed circuit board or flat panel display (FPD), or a polymer deposited by an etching process. The present invention relates to an apparatus and method for peeling off and removing unnecessary materials such as residues.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of semiconductor devices, liquid crystals, magnetic disks, printed circuit boards, etc., resist is applied to the surfaces of these objects, and precision processing such as pattern formation is performed on the surfaces of the objects using lithography, etching, or ion implantation. Rub. Thereafter, a treatment for removing unnecessary materials such as a resist film and a polymer residue deposited on the surfaces of these objects is performed.
[0003]
Conventional removal techniques for resist film and other unnecessary materials include plasma ashing that removes the resist film by ashing with oxygen plasma, and heat dissolution and removal of the film with an organic solvent (such as a phenol, halogen, or amine solvent). Method, heat dissolution method with concentrated sulfuric acid / hydrogen peroxide, and the like.
However, in any of the above-described methods, time, energy and chemical materials for decomposing and dissolving the resist film and the like are necessary, and the burden on the process of decomposing and removing the resist film and the like is large.
In addition, in advanced semiconductor devices, alternative technologies are required because plasma damage due to plasma and ultraviolet light damage adversely affect device performance.
[0004]
In addition, incidental facilities and control devices become complicated, causing problems such as an increase in size and cost, and a large amount of incidental facilities such as large amounts of chemicals, high-temperature chemicals control, waste liquid, drainage, and environmental measures are required. As a result, there was no choice but to be passive as an object processing device for studying R & D and capital investment in the future.
Therefore, in the technical field of processing precision surfaces, including technologies for removing unwanted materials such as resist films, we are moving away from conventional technologies that use plasma, chemical substances, and chemical processing, There is an expectation that we will pay much attention to the methods using water and water vapor, which are abundant in nature, and want to use and develop them.
[0005]
Therefore, the applicant of the present application has paid attention to a cleaning technique using cavitation. As a cleaning technique using cavitation, an ultrasonic cleaning technique used for cleaning glasses or the like is well known. Ultrasonic cleaning technology uses water molecules H by propagating strong ultrasonic waves into water.₂O to hydrogen ion H⁺And hydroxide ion OH⁻Both ions in an unstable state are decomposed into water molecules H₂The energy generated when trying to return to O is used for cleaning or the like.
In the invention described in Patent Document 1, cavitation is generated by vibrating a processing target at a high frequency to clean the processing target.
However, the ultrasonic cleaning technique has problems such as uneven cleaning and damage to the object to be cleaned. In addition, when it is difficult to vibrate the object to be processed at a high frequency, the invention described in Patent Document 1 is not useful.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-116807
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide an object processing apparatus and method that minimizes damage to a substrate in a peeling and cleaning process, and realizes a low-cost, low-damage and environmentally friendly process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the object processing apparatus of the present invention is an object processing apparatus for performing processing including any one of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface. A stage part for placing the object in an atmospheric pressure or a reduced pressure atmosphere, a pressurized hot water supply part for supplying pressurized hot water in which pure water is pressurized to a predetermined value to the nozzle part, and a surface to be treated. And a nozzle section for ejecting the pressurized hot water or a mixture of the pressurized hot water and a chemical solution.
In the object processing apparatus, the pressurized hot water supply unit heats pure water to generate water vapor, and controls the pressure applied to the pure water by the amount of water vapor.
In the object processing apparatus, the pressurized hot water supply unit adjusts the temperature of the pressurized hot water by adding pure water at room temperature to the water vapor.
[0009]
An object processing apparatus of the present invention is an object processing apparatus for performing processing including any one of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface, and mounting the object. A stage unit to be placed, a pressurized water supply unit that pressurizes pure water to a predetermined value and supplies the nozzle unit, a water vapor supply unit that heats pure water to generate water vapor, and supplies the water to the nozzle unit, and the pressurized water supply unit And a nozzle unit that mixes the pure water from the water vapor and the water vapor from the water vapor supply unit and ejects the mixed water to the surface to be treated.
The said object processing apparatus WHEREIN: The said nozzle part equips the side wall with the 1st jet nozzle from a water vapor | steam supply part, and the 2nd jet nozzle from a pressurized water supply part, The said 1st and 2nd jet nozzle Are arranged perpendicular to the nozzle outlet of the nozzle portion.
The said object processing apparatus WHEREIN: The said nozzle part was equipped with the piping which guide | induces the 2nd jet nozzle from the pressurized water supply part in the nozzle provided with the 1st jet nozzle from the water vapor | steam supply part in the side wall. And
[0010]
Further, the object processing apparatus of the present invention mounts the processing object on the nozzle unit that ejects the spray body while moving above the processing object surface so as to face the processing object surface of the processing object. Then, in the object processing apparatus comprising a stage unit that performs a moving operation integrally with the processing object, the nozzle unit is moved above the processing target range on the processing target surface, and the nozzle is moved at the destination. Means for ejecting the spray body while the part is stopped for a certain period of time, and the stage part is moved so that the nozzle part is positioned above the processing target range, and the stage part is stopped for a certain period of time at the destination And / or a means for ejecting the spray body in a state in which the spray body is ejected.
[0011]
Further, the stage of the present invention supplies a spray body in a stage on which the object to be processed is placed in order to perform a process including any of peeling / cleaning / processing on an object having a surface to be processed. Alternatively, two or more spray body supply sections and an adjustment section that adjusts the supply amount of the spray body are provided, and one or two or more spray outlets of the spray body are provided on the stage surface.
[0012]
Further, the chamber of the present invention is a chamber in which a processing object and a processing object processing apparatus are installed in order to perform processing including any of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface. A chamber wall that surrounds each member, a stage on which the object to be processed is placed, a pure water spray nozzle that injects pure water onto the inner wall of the chamber, and a pure water that supplies pure water at room temperature to the pure water spray nozzle A water supply pipe and an exhaust port for discharging the exfoliated material together with the pure water are provided.
[0013]
Furthermore, the object processing method of the present invention is an object processing method for performing a process including any one of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface, and is an atmospheric pressure or reduced pressure atmosphere. The step of placing the object in step, the step of supplying pressurized hot water in which pure water is pressurized to a predetermined value to the nozzle portion, and the pressurized hot water or the pressurized hot water and a chemical solution with respect to the surface to be treated And a step of ejecting the mixture from the nozzle part.
In addition, the object processing method of the present invention is characterized by comprising the steps of heating pure water to generate water vapor and controlling the pressure applied to the pure water by the amount of water vapor.
In addition, the object processing method of the present invention includes a step of adjusting the temperature of the pressurized hot water by adding pure water at room temperature to the water vapor.
[0014]
An object processing method of the present invention is an object processing method for performing processing including any one of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface. Placing the pure water at a predetermined value and supplying it to the nozzle unit; heating the pure water to generate water vapor; and supplying the water to the nozzle unit; and mixing the pure water and water vapor And ejecting from the nozzle part onto the surface to be treated.
[0015]
In addition, the object processing method of the present invention includes a nozzle unit that ejects the spray body while facing the processing target surface of the processing target, and the processing target, and integrally with the processing target. In the object processing method using the stage unit that performs the moving operation, the spray body is moved in a state where the nozzle unit is moved above the processing target range on the processing target surface and the nozzle unit is stopped for a predetermined time at the moving destination. A step of ejecting, a step of moving the stage unit so that the nozzle unit is located above the processing target range, and a step of ejecting the spray body in a state where the stage unit is stopped for a certain period of time at the movement destination; One or both of the above are provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a general view of an object processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a nozzle shape used in the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining nozzle / stage operation control according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a stage according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a top view of the stage according to the embodiment of the present invention.
[0017]
(1) “Object processing apparatus” according to the first embodiment
(1-2) Basic principle
When pure water at room temperature (about 20 ° C) and steam at high temperature (over 100 ° C) are continuously mixed in a container with a certain volume under a certain pressure, the pure water is heated by the water vapor. Inflate. On the other hand, water vapor is cooled by pure water and contracts. These heat exchanges generate vibrations having a certain frequency (10 KHz to 1 MHz).
Pure water (about 20 ℃) + water vapor (over 100 ℃) → Vibration
And by this vibration, water molecule H₂O is hydrogen ion H⁺And hydroxide ion OH⁻And decompose.
H₂O → H⁺+ OH⁻
Hydrogen ion H⁺And hydroxide ion OH⁻Is in a very unstable state, so the water molecule H₂Trying to return to O. The processing object is cleaned by converting the high energy generated at this time into a mechanical shock.
In this embodiment, cavitation is generated by utilizing this basic principle (thermal effect phenomenon), thereby removing the resist on the surface of the processing object.
[0018]
(1-2) Overall structure of the object processing apparatus
FIG. 1 is an overall view of an object processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
This apparatus includes a nozzle 101, an operation valve 103, a water flow meter 105, stop valves 107a-b, a water pressurization tank 111, a water vapor supply device 113, water supply pipes 115a-b, a nitrogen supply pipe 117, a pressure reducing valve 119, a pressure resistance. It consists of hoses 121 to 123 and a stage 131. On the stage 131, a processing object (here, referred to as “wafer”) 133 is set. The nozzle 101 is disposed so as to face the processing target 133 and generates a cavitation jet.
[0019]
The water pressurization tank 111 converts pure water supplied from the water supply pipe 115b to a predetermined value A.₁Pressurized to (MP), and a predetermined flow rate B of the pressurized pure water₁(L / min) is sent to the nozzle 101 through the pressure hose 121 in a high pressure state. Here, the “pure water” may be so-called water (pure water) having such characteristics that it is normally used as pure water or ultrapure water in a cleaning process of manufacturing a semiconductor device.
The water flow meter 105 measures the flow rate of pure water supplied from the water pressurization tank 111 to the nozzle 101. The operator can check the flow rate with the water flow meter 105 and adjust it to a desired value using the operation valve 103. Moreover, the supply of pure water can be stopped or restarted by opening and closing the stop valve 107a.
[0020]
The steam supply device 113 converts pure water supplied from the water supply pipe 115a to a predetermined temperature D.₁(° C) is heated to generate water vapor, and pure water is converted to a predetermined value C by the amount of water vapor generated.₁After pressurizing to (MP), it sends out to the nozzle 101 in a high pressure state via the pressure hose 123.
The pressure gauge 120 measures the pressure of water vapor supplied from the water vapor supply device 113 to the nozzle 101. The operator can check the pressure with the pressure gauge 120 and adjust the pressure to a desired value using the pressure reducing valve 119. Further, the supply of water vapor can be stopped or restarted by opening and closing the stop valve 107b.
[0021]
In the nozzle 101, a thermal effect phenomenon occurs due to the pure water supplied from the water pressurization tank 111 and the water vapor supplied from the water vapor supply device 113. Thereafter, the cavitation jet generated by the thermal effect phenomenon is sprayed on the surface of the processing object. Then, the surface of the object to be processed is eroded by a high impact force generated when bubbles due to cavitation disappear, and any one of cleaning, polishing, and grinding is performed.
[0022]
In FIG. 1, nitrogen is supplied from a nitrogen supply pipe 117 to the water pressurization tank 111.
Thus, other gases or chemicals (eg, CO₂, O₃, N₂, O₂, H₂, Alkali, acid, surface active agent, etc.) can be used to improve the cleaning ability and polishing or grinding rate.
In the present embodiment, a mixture such as nitrogen is mixed with pure water, but it is obvious that only pure water may be supplied to the nozzle 101.
[0023]
(1-3) Specific numerical values
(1) Specific numerical values in the water pressurized tank 111
Pure water pressure A₁(MP) = 0.2 to 0.5 (MP)
Pure water flow rate B₁(L / min) = 0 to 1.0 (l / min)
(2) Specific numerical values in the steam supply device 113
Water vapor pressure C₁(MP) = 0.1-0.5 (MP)
Steam temperature D₁(° C.) = 100 to 150 (° C.)
(3) Clearance E between the surface of the object to be treated and the nozzle 101 outlet₁(interval)
Interval E₁(Mm) = 5 to 100 (mm)
[0024]
(1-4) Preferred nozzle shape
FIG. 2A shows a first specific shape of the nozzle 101 preferable for use in the object processing apparatus of FIG. 1, and FIG. 2B shows a second specific shape of the nozzle 101.
Reference numeral 201 in FIG. 2A denotes an outlet of the pressure hose 123 from the steam supply device 113, and 203 denotes an outlet of the pressure hose 121 from the water pressurization tank 111. The ejection ports 201 and 203 are provided on the wall surface of the nozzle 101 in the order of 203 → 201 from the direction close to the ejection port in a direction perpendicular to the ejection port of the nozzle 101.
[0025]
Reference numeral 205 in FIG. 2B denotes an outlet of the pressure hose 123 from the water vapor supply device 113, and reference numeral 207 denotes an outlet of the pressure hose 121 from the water pressurization tank 111. The ejection port 205 is provided on the wall surface of the nozzle 101, and the ejection port 207 is guided into the nozzle 101 by the pressure hose 121, and the position of the ejection port 207 is such that pure water is ejected near the ejection port of the nozzle 101. Is set.
2A and 2B, the nozzle diameter is preferably 3 to 10 mmφ.
[0026]
(2) “Object processing apparatus” according to the second embodiment
(2-1) Basic principle
Under the laws of nature, the boiling point of a liquid increases in proportion to the pressure. In the present embodiment, cavitation is generated by using this natural law, thereby removing the resist on the surface of the processing object.
Specifically, the pressure in the pressurized hot water supply device is set to be higher than atmospheric pressure, the pressurized hot water in the pressurized hot water supply device is maintained in a liquid state, and the pressurized hot water is Alternatively, a sudden boiling phenomenon (steam explosion) occurs when jetted under reduced pressure. Cavitation occurs at that time.
[0027]
(2-2) Overall structure of the object processing apparatus
FIG. 3 is an overall view of the object processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
This apparatus includes a nozzle 301, an operation valve 303, a water flow meter 305, a pressure gauge 307, a heater 309, a pressurized hot water supply device 311, a water supply pipe 315, a pressure hose 321, and a stage 331. On the stage 331, a processing object (here, referred to as “wafer”) 333 is set. The nozzle 301 is disposed so as to face the processing object 333 and generates a cavitation jet.
[0028]
The heater 309 applies heat to the pure water in the pressurized hot water supply device 311. Since the heated pure water generates water vapor, the pressure A in the pressurized hot water supply device 311₂(MP) becomes higher than atmospheric pressure. And the predetermined flow rate B in the pressurized pure water₂(L / min) is sent to the nozzle 301 in a high pressure state via the pressure hose 321. Here, the “pure water” may be so-called water (pure water) having such characteristics that it is normally used as pure water or ultrapure water in a cleaning process of manufacturing a semiconductor device.
[0029]
The water flow meter 305 measures the flow rate of pure water supplied from the pressurized hot water supply device 311 to the nozzle 301. The operator can check the flow rate with the water flow meter 305 and adjust it to a desired value using the operation valve 303. Moreover, the supply of pure water can be stopped or restarted by opening and closing a stop valve (not shown).
The pressure gauge 307 measures the pressure in the pressurized hot water supply device 311. The operator checks the pressure with a pressure gauge 307. The water supply pipe 315 can adjust the inside of the pressurized hot water supply device 311 to a desired temperature at the same time as replenishing water vapor generated in the pressurized hot water supply device 311 with normal temperature pure water.
[0030]
The pressurized hot water supplied to the nozzle 301 via the pressure hose 321 is ejected from the ejection port of the nozzle 301, causing a sudden boiling phenomenon (steam explosion), and a cavitation jet is sprayed on the surface of the object to be treated. Then, the surface of the object to be processed is eroded by a high impact force generated when bubbles due to cavitation disappear, and any one of cleaning, polishing, and grinding is performed.
[0031]
(2-3) Specific numerical values
(1) Specific numerical values in the pressurized hot water supply device 311
Pressurized hot water supply device pressure A₂(MP) = 0.2 to 0.5 (MP)
Pressurized hot water flow rate B₂(L / min) = 0.5 to 2.0
Pressurized hot water temperature C₂(° C.) = 110 to 150 (° C.)
(2) Distance D between the surface of the object to be treated and the nozzle 301 outlet₂= 0 to 100 (mm)
[0032]
(2-4) Other embodiments
Although only the pressurized hot water is supplied to the nozzle unit 301 in the present embodiment, a supply pipe for supplying a chemical solution to the boiler 311 is provided, and the pressurized hot water and the chemical solution are mixed and the nozzle unit 301 is mixed. It is also possible to supply
Thus, other gases or chemicals (eg, CO₂, O₃, N₂, O₂, H₂, Alkali, acid, surfactant, etc.) can be used to improve the cleaning ability and the polishing or grinding rate.
[0033]
(3) Nozzle / stage operation control
(3-1) When the processing object is “rectangular”
In the present embodiment, the processing object (133 in FIG. 1 and 333 in FIG. 3) on which the processing such as peeling and cleaning is performed has a rectangular shape extending in the X-axis direction-Y-axis direction, and the entire surface. Is the surface to be processed.
Then, as shown in FIG. 4A, the processing object 133 (333) is divided into M parts in the X-axis direction (divided into five parts in the figure) into N parts in the Y-axis direction, and each zone (s_n: N is an integer) area S₃(Mm²) Are equal.
In this embodiment, the nozzle 101 (301) is moved above each zone for a predetermined time t.₃(Second) In a stopped state, a spray body (“pure water + water vapor” in the case of FIG. 1, “pressurized hot water” in the case of FIG. 2) is ejected from the ejection port of the nozzle 101 (301). And for a certain time t₃After (seconds), the nozzle 101 (301) is moved above the adjacent zone, and the spray body is ejected to the processing object 133 (333).
[0034]
As shown in FIG. 4A, the moving direction of the nozzle 101 (301) may be changed to the left or right every time the row (X-axis direction) changes, or may be unified to the right direction (left direction). 4A shows a state where the nozzle 101 (301) is moved in the Y-axis direction, the nozzle 101 (301) may be moved in the X-axis direction. Also in this case, the moving direction of the nozzle 101 (301) may be changed up and down every time the row (Y-axis direction) changes, or may be unified in the upward direction (downward direction).
[0035]
(3-2) When the processing object is “circular”
In this embodiment, the processing object (133 in FIG. 1 and 333 in FIG. 3) to be processed such as peeling and cleaning has a circular thin plate shape, and the entire surface is the processing target surface. , And a center position (center point C) and its radius r.
Then, as shown in FIG. 4B, the processing object 133 (333) is equally divided from the center point C by the radius r, and a center circle portion (center circle shape portion) including the center point C and a plurality of annular rings are included. Divided into a shape part (doughnut-shaped part) and an area S₃(Mm²) Are equal to each annular shape portion (donut-like shape portion) so that each zone (s_n: N is an integer).
[0036]
In the present embodiment, the nozzle 101 (301) is stopped above each zone for a predetermined time t (second), and in the stopped state, the spray body (in the case of FIG. Water + steam ”,“ pressurized hot water ”in the case of FIG. And for a certain time t₃After (seconds), the nozzle 101 (301) is moved above the adjacent zone, and the spray body is ejected to the processing object 133 (333).
The moving direction of the nozzle 101 (301) in each annular portion may be either “clockwise” or “counterclockwise (arrow 412)”. It is also possible to appropriately select which direction (outer periphery side → center C, center C → outer periphery side) in the radius r direction (arrow 410) after making one round of each annular shape portion.
[0037]
(3-3) Other embodiments
Various cases can be assumed in setting the number of nozzles and the operation. For example, a plurality of these nozzles may be set. If the nozzles are designed to be synchronized with each other, it is possible to use one or two or more nozzles.
In addition, stop time t for each zone₃(Seconds) or zone movement speed V₃By changing (mm / sec), effective cleaning and peeling can be performed even when a resist or the like is not uniformly present on the surface of the processing object 133 (333).
[0038]
In the above description, the nozzle 101 (301) is moved. However, the stage 131 (331) is moved while the nozzle 101 (301) is fixed, and the nozzle 101 (301) is positioned above each zone. In the state, for a certain time t₃(Second) The stage 131 (331) may be stopped. Also in this case, the sprayed body is ejected from the ejection port of the nozzle 101 (301) in a stopped state, and the fixed time t₃After (seconds), the stage 131 (331) is moved so that the nozzle 101 (301) is positioned above the adjacent zone, and the spray body is ejected to the processing object 133 (333).
Furthermore, by synchronizing the nozzle 101 (301) and the stage 131 (331) with each other, it is also possible to move both simultaneously.
[0039]
(3-4) Specific numerical values
Zone area S₃(Mm²) = 20-1200 (mm²)
Stop time t₃(Seconds) = 1.0-10.0 (seconds)
Movement speed between zones V₃(Mm / sec) = 4RPM to 100RPM (conversion required)
[0040]
(4) "Stage" which is an embodiment of the present invention
(4-1) Stage sectional view
FIG. 5 is a cross-sectional view of a stage according to an embodiment of the present invention. This stage can be applied as the stage 131 in FIG. 1 or the stage 331 in FIG. As shown in FIG. 5, the stage according to the embodiment of the present invention includes a supply pipe 501 that supplies “pure water” or “a mixture of pure water and an inert gas (gas)”, an inert gas supply pipe 503, A three-way valve 505, a jet port 507, a chuck 509, and a guide bar 510 are included.
[0041]
1 and 3, “pure water” or “mixed solution of pure water and inert gas (gas)” is supplied from the supply pipe 501. “Inert gas such as nitrogen and argon” is supplied from the inert gas supply pipe 503. A three-way valve 505 is a valve that switches between a spray body and an inert gas.
The ejection port 507 faces from the chuck central portion toward the outer periphery, and the temperature of the object to be treated is controlled by injecting an inert gas (gas), pure water, or a mixture of pure water and gas during the surface treatment. Enables cavitation resonance / strength control and backside cleaning.
By arranging a protrusion 601 (preferably a ball-shaped point contact with the object) on the stage surface, the process object is artificially floated (preferably 0.2 to 1.0 mm) so that the structure easily resonates. It has become.
[0042]
(4-2) Stage top view
FIG. 6 is a top view of the stage according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, a total of nine spouts are provided, with a spout 507 a at the center of the stage and spouts 507 b to i at the outer periphery. The diameter of the jet outlets 507a to 507a-i is preferably “0.5 mmφ to 1.0 mmφ”, but it is obvious that the diameter is not limited to this. In the present embodiment, there are nine spouts, but it is obvious that the present invention is not limited to this.
[0043]
(5) “Chamber” according to an embodiment of the present invention
FIG. 7 is a sectional view of the chamber according to the embodiment of the present invention. When unnecessary objects such as resist and polymer are peeled off by spraying with the object processing apparatus according to the embodiment of the present invention, a part of them rises into the process chamber together with vapor as dust, and reattaches to the object there's a possibility that.
As a defensive measure, a structure was adopted in which pure water was irradiated onto the chamber side wall with a spray nozzle to keep the temperature of the chamber wall low, and at the same time trapped water vapor and let it flow to the exhaust port.
[0044]
As shown in FIG. 7, the chamber according to the embodiment of the present invention includes a chamber wall 701 that surrounds each member in the chamber, a stage 703 on which an object to be processed (such as a wafer) is placed, and an inner wall of the chamber. A pure water spray nozzle 702 for injecting pure water, a pure water supply pipe 705 for supplying pure water at room temperature to the pure water spray nozzle 702, and an exhaust port 704 for discharging the peeled resist / polymer together with the pure water. It is composed of
According to the chamber according to the embodiment of the present invention, the inner wall of the chamber wall can always be kept clean, and the foreign matter (particles) on the wafer can be reduced and the maintenance frequency in the process chamber can be reduced.
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above description, and in the manufacturing process of a semiconductor, a liquid crystal, a magnetic head, a disk, a printed circuit board, etc., cleaning, foreign matter processing, photosensitive agent removal, etc. Applicable.
[0045]
【The invention's effect】
Thus, according to the object processing apparatus and method of the present invention, it is possible to minimize damage to the substrate in the peeling and cleaning steps, and to realize a low-cost, low-damage and environmentally friendly process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an object processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a nozzle shape according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall view of an object processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining stage operation control according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a stage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top view of a stage which is an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a process chamber according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 nozzle
111 Water pressurization tank
113 Water vapor supply device
115a water supply pipe
115b water supply pipe
301 nozzles
309 heater
311 Pressurized hot water supply device
702 Pure water spray nozzle

Claims

An object processing apparatus for performing processing including any of peeling / cleaning / processing on an object having a processing target surface,
A stage unit for placing the object in an atmospheric pressure or reduced pressure atmosphere;
A chamber covering the stage;
A pressurized water supply unit that supplies pressurized water obtained by pressurizing water to a predetermined value to the nozzle unit;
A nozzle unit that mixes and jets the pressurized water and water vapor to the surface to be processed,
In addition to the pressurized water supply unit, a water vapor supply unit that heats water to generate water vapor and supplies the water to the nozzle unit,
The nozzle part is arranged at a position to be sprayed from the upper surface of the processing target surface,
The chamber portion has a water spray nozzle that cools the inner wall by spraying room temperature water on the inner wall located near and above the side surface of the processing target surface of the chamber portion, and a discharge port.
The nozzle unit mixes water from the pressurized water supply unit and water vapor from the water vapor supply unit, and ejects the mixture onto the surface to be treated, and the chamber unit performs the ejection during the ejection from the nozzle unit. An object processing apparatus, wherein water is sprayed from the water spray nozzle onto an inner wall of a chamber portion to trap dust and water vapor and flow out to the discharge port.