JP5106800B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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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用いら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 used for removing 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 the ion implantation, a resist removal process for removing the unnecessary resist on the surface of the wafer is performed after the ion implantation.
このレジスト除去処理の代表的なものでは、ウエハの表面に酸素プラズマが照射されて、ウエハの表面上のレジストがアッシングされる。そして、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)などの薬液が供給されて、アッシングされたレジストが除去されることにより、ウエハの表面からのレジストの除去が達成される。   In a typical resist removal process, the surface of the wafer is irradiated with oxygen plasma, and the resist on the surface of the wafer is ashed. Then, a chemical solution such as SPM (sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture) which is a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is supplied to the surface of the wafer, and the ashed resist is removed. Thus, the removal of the resist from the surface of the wafer is achieved.
ところが、レジストのアッシングのための酸素プラズマの照射は、ウエハの表面のレジストで覆われていない部分(たとえば、レジストから露呈した酸化膜)にダメージを与えてしまう。
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(HSO)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。
特開2005−32819号公報
However, irradiation with oxygen plasma for ashing the resist damages a portion of the wafer surface that is not covered with the resist (for example, an oxide film exposed from the resist).
Therefore, recently, without ashing the resist, SPM is supplied to the surface of the wafer, and the resist is peeled off from the surface of the wafer by the strong oxidizing power of peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ) contained in this SPM. Thus, the removal method has been attracting attention.
JP 2005-32819 A
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、SPMを供給しても、レジストをウエハの表面から良好に除去できない場合がある。
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 subjected to ion implantation (particularly, high-dose ion implantation), the resist surface has been altered (cured), so even if SPM is supplied, the resist cannot be satisfactorily removed from the wafer surface. There is a case.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of removing a resist having a hardened layer on the surface thereof 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、基板(W)の表面から硬化層を有する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、基板を所定温度に加熱して前記レジストの硬化層を軟化させる基板加熱工程(S2)と、前記基板加熱工程と並行して、レジスト剥離液と気体との混合流体を基板の表面に供給することにより、前記混合流体を前記軟化した硬化層に供給して当該硬化層を破壊する混合流体供給工程(S4)と、前記混合流体供給工程と並行して、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(S3)と、前記混合流体供給工程および前記基板回転工程と並行して、基板の表面における混合流体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(S4)と、前記混合流体供給工程後に、レジスト剥離液を気体と混合せずに基板の表面に供給するレジスト剥離液供給工程(S5)とを含み、前記混合流体は、前記混合流体供給工程中の基板の温度を前記所定温度に保持可能な温度を有していることを特徴とする、基板処理方法である。 The invention described in claim 1 for achieving the above object is a substrate processing method used for removing a resist having a hardened layer from the surface of a substrate (W), wherein the substrate is heated to a predetermined temperature. In parallel with the substrate heating step (S2) for softening the hardened layer of the resist and the substrate heating step, the mixed fluid of the resist stripping solution and the gas is supplied to the surface of the substrate to soften the mixed fluid. A mixed fluid supplying step (S4) for supplying the broken hardened layer and destroying the hardened layer, and a substrate rotating step (S3) for rotating the substrate around an axis intersecting the surface in parallel with the mixed fluid supplying step. In parallel with the mixed fluid supply step and the substrate rotation step, a supply position moving step (S4) for moving the supply position of the mixed fluid on the surface of the substrate in a direction crossing the rotation direction of the substrate, After mixing the fluid supplying step, a resist stripping solution only contains a resist stripping liquid supplying step of supplying the surface of the substrate (S5) without mixing with the gas, the mixed fluid, the temperature of the substrate of the mixed fluid supplied during step The substrate processing method is characterized by having a temperature at which the temperature can be maintained at the predetermined temperature .
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この方法によれば、基板が加熱されつつ、その基板の表面にレジスト剥離液と気体との混合流体が供給される。
基板の表面上のレジスト硬化層、基板が加熱されることによって軟化する。また、レジスト剥離液と気体とを混合して生成される混合流体は、大きなエネルギー(混合流体が基板の表面に衝突するときの物理的な力)を有している。したがって、混合流体を軟化した硬化層に供給することにより、その硬化層を破壊することができる。
また、基板の加熱および混合流体の供給と並行して基板が回転されるので、基板の表面上の同じ部分だけでなく、その他の部分においてもレジストの表面の軟化した硬化層に混合流体を供給することができる。その結果、基板の表面上の広い範囲において混合流体を軟化した硬化層に衝突させ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。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to this method, a mixed fluid of a resist stripping solution and gas is supplied to the surface of the substrate while the substrate is heated.
Cured layer of resist on the surface of the substrate is softened by that the substrate is heated. Further, the mixed fluid generated by mixing the resist stripping solution and gas has a large energy (physical force when the mixed fluid collides with the surface of the substrate). Therefore, the hardened layer can be destroyed by supplying the mixed fluid to the softened hardened layer.
In addition, since the substrate is rotated in parallel with the heating of the substrate and the supply of the mixed fluid, the mixed fluid is supplied not only to the same part on the surface of the substrate but also to the hardened layer on the resist surface not only in the other part. can do. As a result, the mixed fluid can collide with the softened hardened layer in a wide range on the surface of the substrate, so that the hardened layer on the surface of the resist can be broken better.
また、この方法によれば、混合流体供給工程後に、基板の表面にレジスト剥離液が気体と混合せずに供給される。混合流体供給工程において、レジストの表面の硬化層が破壊されているので、その混合流体供給工程後に、基板の表面にレジスト剥離液を気体と混合せずに供給することによって、その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が浸透し、レジストを基板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。
すなわち、レジストの表面の硬化層が破壊されると、基板の表面にレジスト剥離液を供給すれば、その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が浸透し、レジスト剥離液の化学的な力により、レジストを基板の表面から硬化層ごと剥離(リフトオフ)させて除去することができる。したがって、レジストをアッシングすることなく、硬化層を有するレジストを基板の表面から良好に除去することができる。レジストのアッシングが不要であるから、アッシングによる基板の表面のダメージの問題を回避することができる。
さらに、この方法によれば、基板の表面における混合流体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。これにより、混合流体を、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混合流体を衝突させ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。
Further, according to this method, after the mixed fluid supplying step, the resist stripping solution is supplied to the surface of the substrate without being mixed with the gas. In the mixed fluid supply step, the hardened layer on the resist surface is destroyed. After the mixed fluid supply step, the hardened layer is destroyed by supplying the resist stripping solution to the substrate surface without mixing with gas. The resist stripping solution permeates into the resist from the formed portion, and the resist can be removed from the surface of the substrate together with the cured layer.
That is, when the hardened layer on the surface of the resist is broken, if the resist stripping solution is supplied to the surface of the substrate, the resist stripping solution penetrates into the resist from the broken portion of the hardened layer, and the resist stripping solution The resist can be removed by peeling (lifting off) the entire hardened layer from the surface of the substrate by a chemical force. Therefore, the resist having a hardened layer can be favorably removed from the surface of the substrate without ashing the resist. Since resist ashing is unnecessary, the problem of damage to the surface of the substrate due to ashing can be avoided.
Further, according to this method, the supply position of the mixed fluid on the surface of the substrate is moved in a direction crossing the rotation direction of the substrate. Thereby, the mixed fluid can be supplied not only to the same portion on the surface of the substrate but also to other portions. As a result, the mixed fluid can be made to collide with a wide range of the resist on the surface of the substrate, so that the hardened layer on the surface of the resist can be broken better.
また、この発明では、前記混合流体は、前記混合流体供給工程中の基板の温度を前記所定温度に保持可能な温度を有しているので、基板の表面への混合流体の供給による基板の温度低下を回避することができる。そのため、レジストの表面の硬化層をより良好に軟化させることができる。その結果、レジストを効果的に破壊することができ、基板の表面からレジストをより良好に除去することができる。 Further, in this invention, the mixed fluid, because the temperature of the substrate of the mixed fluid supplying step has a holdable temperature to the predetermined temperature, the temperature of the substrate by supplying a fluid mixture to the surface of the substrate A decrease can be avoided. Therefore, the hardened layer on the surface of the resist can be softened better. As a result, the resist can be effectively destroyed, and the resist can be better removed from the surface of the substrate.
請求項に記載の発明は、前記レジスト剥離液は、硫酸過酸化水素水であることを特徴とする、請求項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、レジスト剥離液が硫酸過酸化水素水であるので、そのレジスト剥離液と気体との混合流体が基板の表面に供給された後も、基板の表面上で硫酸と過酸化水素水との反応による熱を生成する。そのため、基板の表面への混合流体の供給による基板の温度低下を有効に防止することができる。
A second aspect of the present invention is the substrate processing method according to the first aspect, wherein the resist stripping solution is sulfuric acid hydrogen peroxide.
According to this method, since the resist stripping solution is sulfuric acid / hydrogen peroxide solution, sulfuric acid and hydrogen peroxide on the surface of the substrate even after the mixed fluid of the resist stripping solution and gas is supplied to the surface of the substrate. Generates heat from reaction with water. Therefore, it is possible to effectively prevent a decrease in the temperature of the substrate due to the supply of the mixed fluid to the surface of the substrate.
請求項に記載の発明は、前記基板加熱工程は、基板の表面と反対側の裏面に前記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である。
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。
According to a third aspect of the present invention, the substrate heating step is a step of heating the substrate by supplying a fluid having the predetermined temperature to the back surface opposite to the front surface of the substrate. Alternatively, the substrate processing method described in 2 .
Substrate heating can also be achieved by transmitting heat generated from the heater to the substrate, but in this method, there is no need to place a heater in the vicinity of the substrate, so in the vicinity of the substrate in the apparatus that performs the substrate heating process. The configuration can be simplified.
請求項に記載の発明は、基板(W)の表面から硬化層を有するレジストを除去するために用いられる基板処理装置(1)であって、基板を所定温度に加熱して前記レジストの硬化層を軟化させる基板加熱手段(17;56,57)と、レジスト剥離液と気体との混合流体を基板の表面に供給する混合流体供給手段(4,27,28)と、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手段(19)と、前記基板加熱手段、前記混合流体供給手段および前記基板回転手段を制御して、基板を加熱し、かつ回転させつつ、その基板の表面に混合流体を供給させることにより、前記混合流体を前記軟化した硬化層に供給して当該硬化層を破壊させ、さらに、前記混合流体の供給および基板の回転と並行して、基板の表面における混合流体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、前記混合流体の供給後に、レジスト剥離液を気体と混合せずに基板の表面に供給させるための制御手段(45)とを含み、前記混合流体供給手段が、前記基板加熱手段によって基板を加熱しながら混合流体を供給しているときの基板の温度を前記所定温度に保持可能な温度の混合流体を基板の表面に供給するものであることを特徴とする、基板処理装置である。 Invention of Claim 4 is a substrate processing apparatus (1) used in order to remove the resist which has a hardened layer from the surface of a board | substrate (W), Comprising: The board | substrate is heated to predetermined temperature, and the said resist is hardened | cured Substrate heating means (17; 56, 57) for softening the layer, mixed fluid supply means (4, 27, 28) for supplying a mixed fluid of the resist stripping solution and gas to the surface of the substrate, and the substrate on its surface. The substrate rotating means (19) for rotating around the intersecting axes, the substrate heating means, the mixed fluid supplying means and the substrate rotating means are controlled to heat and rotate the substrate while it is rotated on the surface of the substrate. By supplying a mixed fluid, the mixed fluid is supplied to the softened hardened layer to break the hardened layer, and further, the mixing on the surface of the substrate is performed in parallel with the supply of the mixed fluid and the rotation of the substrate. The supply position of the body is moved in a direction intersecting the direction of rotation of the substrate, including after the supply of the mixed fluid, control means for causing the resist stripping liquid is supplied to the surface of the substrate without mixing with the gas and (45) Thus, the mixed fluid supply means supplies the surface of the substrate with a mixed fluid having a temperature capable of maintaining the substrate temperature at the predetermined temperature when the mixed fluid is supplied while heating the substrate by the substrate heating means. The substrate processing apparatus is characterized in that the substrate processing apparatus is a device.
この構成によれば、請求項1に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。   According to this configuration, an effect similar to the effect described in relation to claim 1 can be obtained.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を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、プレート2に保持されたウエハWの表面にSPMと窒素ガスとの混合流体を供給するための混合流体ノズル4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. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
This substrate processing apparatus 1 is a single wafer type used for processing for removing unnecessary resist from the surface of the wafer W after ion implantation processing for implanting impurities into the surface of the wafer W as an example of the substrate. Device. The substrate processing apparatus 1 includes a plate 2 for attracting and holding the back surface of the wafer W (the surface opposite to the surface on which the resist is formed) and rotating it, and a resist on the surface of the wafer W rotated by the plate 2. An SPM nozzle 3 for supplying SPM as a stripping solution and a mixed fluid nozzle 4 for supplying a mixed fluid of SPM and nitrogen gas to the surface of the wafer W held on the plate 2 are provided.
プレート2は、たとえば、ウエハWよりも大径な円板状に形成され、ほぼ水平に配置されている。このプレート2は、上面がウエハWを吸着する吸着面をなし、この上面にウエハWの裏面を吸着させて、ウエハWをその表面が上方に向いたフェースアップの水平姿勢で保持することができる。
すなわち、プレート2の上面には、複数の吸着孔5が形成されている。各吸着孔5には、プレート2の内部に形成された吸着路6の分岐した先端が接続されている。吸着路6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7から延びる吸引管8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9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10が配設されている。このガイド10には、ウエハWの裏面(下面)と接触する接触面11に、Oリングなどのシール部材12が設けられている。複数の支持ピン9によりウエハWの裏面を支持した状態で、保持吸引機構7を駆動して、複数の吸着孔5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12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9を介してプレート2の上面に吸着させることができる。
For example, the plate 2 is formed in a disk shape having a diameter larger than that of the wafer W, and is disposed substantially horizontally. The upper surface of the plate 2 forms an adsorption surface for adsorbing the wafer W. The upper surface of the plate 2 can adsorb the back surface of the wafer W, and the wafer W can be held in a face-up horizontal posture with the surface facing upward. .
That is, a plurality of suction holes 5 are formed on the upper surface of the plate 2. Each suction hole 5 is connected to a branched tip of a suction path 6 formed inside the plate 2. A suction pipe 8 extending from a holding suction mechanism 7 including a vacuum source (not shown) such as a vacuum pump is connected to the proximal end of the suction path 6. A plurality of support pins 9 for supporting the wafer W in a point contact state are disposed on the upper surface of the plate 2. Further, a ring-shaped guide 10 is disposed on the peripheral edge of the upper surface of the plate 2. The guide 10 is provided with a seal member 12 such as an O-ring on a contact surface 11 that comes into contact with the back surface (lower surface) of the wafer W. In a state where the back surface of the wafer W is supported by the plurality of support pins 9, the holding suction mechanism 7 is driven to suck air from the plurality of suction holes 5, thereby bringing the peripheral edge of the back surface of the wafer W into close contact with the seal member 12. Thus, a vacuum space can be formed between the wafer W and the plate 2, and the wafer W can be attracted to the upper surface of the plate 2 via the support pins 9.
また、ガイド10の内側には、ガイド10と同心円周上に、複数の昇降ピン13が昇降可能に設けられている。複数の昇降ピン13は、プレート2の下方にある支持部材14に支持されて、一体的に昇降可能となっている。支持部材14には、エアシリンダなどにより構成されるピン昇降駆動機構15が結合されている。また、各昇降ピン13は、プレート2に設けられた挿通孔16を挿通している。プレート2の上面への吸着を解除した状態(吸着孔5からの吸気を停止した状態)で、ピン昇降駆動機構15を駆動して、複数の昇降ピン13を昇降させることにより、ウエハWを支持ピン9上から持ち上げたり、ウエハWを支持ピン9上に載置したりすることができる。   A plurality of elevating pins 13 are provided on the inner side of the guide 10 so as to be movable up and down on a circumference concentric with the guide 10. The plurality of elevating pins 13 are supported by a support member 14 below the plate 2 and can be moved up and down integrally. A pin elevating drive mechanism 15 configured by an air cylinder or the like is coupled to the support member 14. Each lifting pin 13 is inserted through an insertion hole 16 provided in the plate 2. In a state where the suction to the upper surface of the plate 2 is released (a state where the suction from the suction hole 5 is stopped), the pin lifting / lowering driving mechanism 15 is driven to lift and lower the plurality of lifting pins 13 to support the wafer W. The pins 9 can be lifted up or the wafer W can be placed on the support pins 9.
さらに、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17が備えられている。プレート2の上面にウエハWの裏面を吸着させた状態で、ヒータ17を駆動することにより、そのウエハWを加熱することができる。
また、プレート2の下面には、鉛直方向に延びる回転軸18が結合されている。この回転軸18は、中空軸となっており、その内部に保持吸引機構7から延びる吸引管8やヒータ17への給電線が挿通されている。また、回転軸18には、モータなどを含む回転駆動機構19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18に回転駆動機構19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。
Further, a heater 17 for heating the wafer W is provided inside the plate 2. The wafer W can be heated by driving the heater 17 with the back surface of the wafer W adsorbed on the upper surface of the plate 2.
A rotating shaft 18 extending in the vertical direction is coupled to the lower surface of the plate 2. The rotary shaft 18 is a hollow shaft, and a power supply line to the suction pipe 8 and the heater 17 extending from the holding suction mechanism 7 is inserted into the rotary shaft 18. A rotational force is input to the rotary shaft 18 from a rotary drive mechanism 19 including a motor. The wafer W is rotated together with the plate 2 around a vertical axis perpendicular to the surface thereof by inputting a rotational force from the rotational drive mechanism 19 to the rotary shaft 18 while the wafer W is attracted and held on the upper surface of the plate 2. Can be made.
SPMノズル3には、第1SPM供給管20が接続されている。この第1SPM供給管20には、ウエハWの表面のレジストを良好に剥離可能な約80℃以上のSPMが供給されるようになっている。このSPMは、たとえば、第1SPM供給管20に接続されたミキシングバルブ(図示せず)に硫酸と過酸化水素水とを供給し、それらをミキシングバルブで混合させることにより作成され、そのミキシングバルブから第1SPM供給管20に供給される。第1SPM供給管20の途中部には、SPMノズル3へのSPMの供給を制御するための第1SPMバルブ21が介装されている。   A first SPM supply pipe 20 is connected to the SPM nozzle 3. The first SPM supply pipe 20 is supplied with SPM having a temperature of about 80 ° C. or higher that can satisfactorily remove the resist on the surface of the wafer W. This SPM is created, for example, by supplying sulfuric acid and hydrogen peroxide solution to a mixing valve (not shown) connected to the first SPM supply pipe 20 and mixing them with the mixing valve. It is supplied to the first SPM supply pipe 20. A first SPM valve 21 for controlling the supply of SPM to the SPM nozzle 3 is interposed in the middle of the first SPM supply pipe 20.
また、SPMノズル3は、ウエハWの表面におけるSPMの供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。具体的には、プレート2の側方には、アーム支持軸22が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、SPMノズル3は、そのアーム支持軸22の上端部からほぼ水平に延びたアーム23の先端部に取り付けられている。アーム支持軸22には、このアーム支持軸22を中心軸線まわりに所定の角度範囲内で回動させるためのSPMノズル駆動機構24が結合されている。SPMノズル駆動機構24からアーム支持軸22に駆動力を入力して、アーム支持軸22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23を揺動させることができ、これに伴って、そのウエハWの表面上で、SPMノズル3からのSPMの供給位置をスキャン(移動)させることができる。   Further, the SPM nozzle 3 has a basic form as a scan nozzle that can change the SPM supply position on the surface of the wafer W. Specifically, an arm support shaft 22 is disposed substantially along the vertical direction on the side of the plate 2, and the SPM nozzle 3 extends from the upper end of the arm support shaft 22 to an arm 23 that extends substantially horizontally. It is attached to the tip. Coupled to the arm support shaft 22 is an SPM nozzle drive mechanism 24 for rotating the arm support shaft 22 around a central axis within a predetermined angle range. A driving force is input from the SPM nozzle drive mechanism 24 to the arm support shaft 22 and the arm support shaft 22 is rotated within a predetermined angle range, thereby swinging the arm 23 above the wafer W held on the plate 2. Accordingly, the SPM supply position from the SPM nozzle 3 can be scanned (moved) on the surface of the wafer W.
混合流体ノズル4には、第2SPM供給管25および窒素ガス供給管26が接続されている。第2SPM供給管25には、約150〜200℃の高温のSPMが供給されるようになっている。一方、窒素ガス供給管26には、常温程度、たとえば約22〜24℃の窒素ガスが加圧されて供給されるようになっている。第2SPM供給管25および窒素ガス供給管26の途中部には、それぞれ第2SPMバルブ27および窒素ガスバルブ28が介装されている。第2SPMバルブ27および窒素ガスバルブ28が開かれると、第2SPM供給管25および窒素ガス供給管26をそれぞれSPMおよび窒素ガスが流通し、それらが混合流体ノズル4に供給される。そして、混合流体ノズル4でSPMと窒素ガスとが混合されて、SPMが微細な液滴となり、この液滴が噴流となって、混合流体ノズル4からプレート2に保持されたウエハWの表面に供給される。   A second SPM supply pipe 25 and a nitrogen gas supply pipe 26 are connected to the mixed fluid nozzle 4. The second SPM supply pipe 25 is supplied with high-temperature SPM of about 150 to 200 ° C. On the other hand, the nitrogen gas supply pipe 26 is supplied with pressurized nitrogen gas at about room temperature, for example, about 22 to 24 ° C. A second SPM valve 27 and a nitrogen gas valve 28 are interposed in the middle of the second SPM supply pipe 25 and the nitrogen gas supply pipe 26, respectively. When the second SPM valve 27 and the nitrogen gas valve 28 are opened, SPM and nitrogen gas flow through the second SPM supply pipe 25 and the nitrogen gas supply pipe 26, respectively, and are supplied to the mixed fluid nozzle 4. Then, SPM and nitrogen gas are mixed by the mixed fluid nozzle 4, so that the SPM becomes fine droplets, and these droplets become jets and are applied to the surface of the wafer W held on the plate 2 from the mixed fluid nozzle 4. Supplied.
また、プレート2の側方には、アーム支持軸29が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、混合流体ノズル4は、そのアーム支持軸29の上端部からほぼ水平に延びたアーム30の先端部に取り付けられている。アーム支持軸29には、このアーム支持軸29を中心軸線まわりに所定の角度範囲内で回動させるための混合流体ノズル駆動機構31が結合されている。混合流体ノズル駆動機構31からアーム支持軸29に駆動力を入力して、アーム支持軸29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30を揺動させることができ、これに伴って、プレート2に保持されたウエハWの表面上で、混合流体ノズル4からの液滴の噴流の供給位置をスキャン(移動)させることができる。   Further, an arm support shaft 29 is disposed substantially along the vertical direction on the side of the plate 2, and the mixed fluid nozzle 4 has a tip of an arm 30 that extends substantially horizontally from the upper end of the arm support shaft 29. It is attached to the part. The arm support shaft 29 is coupled to a mixed fluid nozzle drive mechanism 31 for rotating the arm support shaft 29 around a central axis within a predetermined angle range. A driving force is input from the mixed fluid nozzle driving mechanism 31 to the arm support shaft 29 and the arm support shaft 29 is rotated within a predetermined angle range, whereby the arm 30 is moved above the wafer W held on the plate 2. Accordingly, the supply position of the jet of droplets from the mixed fluid nozzle 4 can be scanned (moved) on the surface of the wafer W held on the plate 2.
図2は、混合流体ノズル4の構成を示す図解的な断面図である。混合流体ノズル4は、たとえば、いわゆる外部混合型二流体ノズルの構成を有している。
すなわち、混合流体ノズル4は、ケーシング32を備え、このケーシング32の先端に、SPMを外部空間33に向けて吐出するためのSPM吐出口34と、このSPM吐出口34を取り囲む環状に形成され、窒素ガスを外部空間33に向けて吐出するための窒素ガス吐出口35とを有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the mixed fluid nozzle 4. The mixed fluid nozzle 4 has, for example, a so-called external mixing type two-fluid nozzle configuration.
That is, the mixed fluid nozzle 4 includes a casing 32, and is formed at the tip of the casing 32 in an annular shape surrounding the SPM discharge port 34 and the SPM discharge port 34 for discharging SPM toward the external space 33. A nitrogen gas discharge port 35 for discharging nitrogen gas toward the external space 33 is provided.
より具体的に説明すると、ケーシング32は、内側流通管36と、内側流通管36の周囲を取り囲み、その内側流通管36を内挿状態で同軸に保持する外側保持体37とによって構成されている。
内側流通管36は、その内部にSPM流路38を有している。このSPM流路38の先端(下端)が、SPM吐出口34として開口し、その反対側の上端は、SPMを導入するためのSPM導入ポート39を形成している。また、内側流通管36は、先端部(下端部)40およびその反対側の上端部41がそれぞれ外方に張り出した鍔形状に形成されており、これらの鍔形状の先端部40および上端部41が外側保持体37の内面に当接して、先端部40および上端部41の間において、内側流通管36の外面と外側保持体37の内面との間に空間42が形成されている。そして、内側流通管36の先端部40には、空間42と外部空間33とを連通させる窒素ガス流路43が形成され、この窒素ガス流路43の先端が窒素ガス吐出口35として開口している。窒素ガス流路43は、先端側ほど内側流通管36の中心軸線に近づくように傾斜する断面形状を有している。
More specifically, the casing 32 includes an inner flow pipe 36 and an outer holding body 37 that surrounds the inner flow pipe 36 and holds the inner flow pipe 36 coaxially in an inserted state. .
The inner flow pipe 36 has an SPM flow path 38 therein. The tip (lower end) of the SPM flow path 38 opens as the SPM discharge port 34, and the upper end on the opposite side forms an SPM introduction port 39 for introducing SPM. Further, the inner flow pipe 36 is formed in a bowl shape in which a front end portion (lower end portion) 40 and an upper end portion 41 on the opposite side protrude outwardly, and the front end portion 40 and the upper end portion 41 of these bowl shapes are formed. Is in contact with the inner surface of the outer holding body 37, and a space 42 is formed between the outer surface of the inner flow pipe 36 and the inner surface of the outer holding body 37 between the tip portion 40 and the upper end portion 41. A nitrogen gas flow path 43 that connects the space 42 and the external space 33 is formed at the distal end portion 40 of the inner flow pipe 36, and the front end of the nitrogen gas flow path 43 opens as a nitrogen gas discharge port 35. Yes. The nitrogen gas flow path 43 has a cross-sectional shape that is inclined so as to approach the central axis of the inner flow pipe 36 toward the distal end side.
外側保持体37は、その側面に窒素ガス導入ポート44を有している。この窒素ガス導入ポート44は、内側流通管36の外面と外側保持体37の内面との間に形成された空間42に連通している。
SPM導入ポート39に第2SPM供給管25が接続され、窒素ガス導入ポート44に窒素ガス供給管26が接続される。そして、第2SPM供給管25からSPM流路38にSPMが供給されるとともに、窒素ガス供給管26から空間42に窒素ガスが供給されると、SPM吐出口34から外部空間33にSPMが吐出されるとともに、窒素ガス吐出口35から外部空間33に窒素ガスが吐出される。すると、外部空間33において、SPMと窒素ガスとが衝突して混合され、SPMが微細な液滴となり、その液滴の噴流が形成される。
The outer holding body 37 has a nitrogen gas introduction port 44 on its side surface. The nitrogen gas introduction port 44 communicates with a space 42 formed between the outer surface of the inner flow pipe 36 and the inner surface of the outer holding body 37.
The second SPM supply pipe 25 is connected to the SPM introduction port 39, and the nitrogen gas supply pipe 26 is connected to the nitrogen gas introduction port 44. When SPM is supplied from the second SPM supply pipe 25 to the SPM flow path 38 and nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply pipe 26 to the space 42, SPM is discharged from the SPM discharge port 34 to the external space 33. In addition, nitrogen gas is discharged from the nitrogen gas discharge port 35 to the external space 33. Then, in the external space 33, SPM and nitrogen gas collide and mix, SPM becomes a fine droplet, and a jet of the droplet is formed.
なお、混合流体ノズル4は、外部混合型二流体ノズルの構成に限らず、いわゆる内部混合型二流体ノズルの構成を有していてもよい。
図3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、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置45を備えている。
The mixed fluid nozzle 4 is not limited to the configuration of the external mixing type two-fluid nozzle, and may have a configuration of a so-called internal mixing type two-fluid nozzle.
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the substrate processing apparatus 1.
The substrate processing apparatus 1 includes a control device 45 composed of, for example, a microcomputer.
制御装置45には、保持吸引機構7、ピン昇降駆動機構15、ヒータ17、回転駆動機構19、第1SPMバルブ21、SPMノズル駆動機構24、第2SPMバルブ27、窒素ガスバルブ28および混合流体ノズル駆動機構31が制御対象として接続されている。
制御装置45は、予め定められたプログラムに従って、保持吸引機構7、ピン昇降駆動機構15、ヒータ17、回転駆動機構19、SPMノズル駆動機構24および混合流体ノズル駆動機構31の駆動を制御する。また、第1SPMバルブ21、第2SPMバルブ27および窒素ガスバルブ28の開閉を制御する。
The control device 45 includes a holding suction mechanism 7, a pin raising / lowering drive mechanism 15, a heater 17, a rotation drive mechanism 19, a first SPM valve 21, an SPM nozzle drive mechanism 24, a second SPM valve 27, a nitrogen gas valve 28, and a mixed fluid nozzle drive mechanism. 31 is connected as a control target.
The control device 45 controls the driving of the holding suction mechanism 7, the pin lifting / lowering drive mechanism 15, the heater 17, the rotation drive mechanism 19, the SPM nozzle drive mechanism 24, and the mixed fluid nozzle drive mechanism 31 according to a predetermined program. Moreover, the opening and closing of the first SPM valve 21, the second SPM valve 27, and the nitrogen gas valve 28 is controlled.
図4は、基板処理装置1におけるレジスト除去処理を説明するための図である。
レジスト除去処理に際しては、搬送ロボット(図示せず)によって、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。
FIG. 4 is a diagram for explaining the resist removal process in the substrate processing apparatus 1.
In the resist removal process, the wafer W after the ion implantation process is loaded into the substrate processing apparatus 1 by a transfer robot (not shown) (S1: Wafer loading). The wafer W has not been subjected to a process for ashing the resist, and a hardened layer that has been altered by ion implantation is present on the surface of the resist on the surface thereof.
ウエハWは、その表面を上方に向けて、プレート2に吸着保持される。具体的には、ピン昇降駆動機構15が制御されて、昇降ピン13が上昇され、昇降ピン13の上端がガイド10の接触面11よりも高い位置に配置される。搬送ロボットにより搬入されるウエハWは、その昇降ピン13上に載置される。昇降ピン13上にウエハWが載置されると、ピン昇降駆動機構15が制御されて、昇降ピン13が下降され、昇降ピン13の上端がガイド10の接触面11よりも下方に配置されることにより、ウエハWは、ガイド10の接触面11上に載置される。そして、保持吸引機構7が制御されて、ウエハWは、支持ピン9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。   The wafer W is sucked and held on the plate 2 with its surface facing upward. Specifically, the pin elevating drive mechanism 15 is controlled to raise the elevating pin 13, and the upper end of the elevating pin 13 is disposed at a position higher than the contact surface 11 of the guide 10. The wafer W loaded by the transfer robot is placed on the lift pins 13. When the wafer W is placed on the lift pins 13, the pin lift drive mechanism 15 is controlled, the lift pins 13 are lowered, and the upper ends of the lift pins 13 are disposed below the contact surface 11 of the guide 10. Thus, the wafer W is placed on the contact surface 11 of the guide 10. Then, the holding and suction mechanism 7 is controlled, and the wafer W is held in a state of being attracted to the upper surface of the plate 2 via the support pins 9.
このとき、ヒータ17は、すでにオン(駆動状態)にされており、ウエハWがプレート2に吸着保持されると、ヒータ17からの発熱によるウエハWの加熱が開始される(S2:ウエハ加熱)。この加熱によって、ウエハWの表面温度が約200〜250℃の高温に上昇し、ウエハWの表面上のレジストの硬化層が軟化する。
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19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)。
At this time, the heater 17 is already turned on (driving state), and when the wafer W is sucked and held on the plate 2, heating of the wafer W by heat generated from the heater 17 is started (S2: wafer heating). . By this heating, the surface temperature of the wafer W rises to a high temperature of about 200 to 250 ° C., and the hardened layer of the resist on the surface of the wafer W is softened.
When the wafer W is held on the plate 2, the rotation driving mechanism 19 is controlled to start the rotation of the wafer W (S3: wafer rotation).
次に、混合流体ノズル駆動機構31が制御されて、混合流体ノズル4が、プレート2の側方に設定された待機位置からプレート2に保持されているウエハWの上方に移動される。そして、第2SPMバルブ27および窒素ガスバルブ28が開かれて、混合流体ノズル4からウエハWの表面に向けて、SPMと窒素ガスとが混合されて生成された液滴の噴流(混合流体)が吐出される(S4:混合流体供給)。混合流体ノズル4に供給されるSPMの温度は、約150〜200℃であり、混合流体ノズル4に供給される窒素ガスの温度は、常温程度〜80℃であるので、混合流体ノズル4から吐出される液滴の噴流は、約120〜180℃の温度を有している。そのため、その液滴の噴流がウエハWの表面に供給されても、ウエハWの温度の低下を生じない。   Next, the mixed fluid nozzle drive mechanism 31 is controlled, and the mixed fluid nozzle 4 is moved above the wafer W held on the plate 2 from the standby position set on the side of the plate 2. Then, the second SPM valve 27 and the nitrogen gas valve 28 are opened, and a jet of liquid droplets (mixed fluid) generated by mixing SPM and nitrogen gas is discharged from the mixed fluid nozzle 4 toward the surface of the wafer W. (S4: Supply of mixed fluid). The temperature of the SPM supplied to the mixed fluid nozzle 4 is about 150 to 200 ° C., and the temperature of the nitrogen gas supplied to the mixed fluid nozzle 4 is about room temperature to 80 ° C. The resulting droplet jet has a temperature of about 120-180 ° C. Therefore, even if the jet of droplets is supplied to the surface of the wafer W, the temperature of the wafer W does not decrease.
この一方で、混合流体ノズル駆動機構31が制御されて、アーム30が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、混合流体ノズル4からの液滴の噴流が導かれるウエハWの表面上の供給位置が、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を、ウエハWの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。
ウエハWの表面上のレジストの硬化層は、約200〜250℃の高温に加熱されていることにより軟化している。そのため、混合流体ノズル4からの液滴の噴流がウエハWの表面に供給されると、硬化層は、その液滴の噴流が衝突するときの衝撃によって破壊される。ウエハWの表面における液滴の噴流の供給位置が移動されることにより、ウエハWの表面の全域上でレジストの硬化層を破壊することができる。
On the other hand, the mixed fluid nozzle drive mechanism 31 is controlled to swing the arm 30 within a predetermined angular range. As a result, the supply position on the surface of the wafer W to which the jet of droplets from the mixed fluid nozzle 4 is guided crosses the rotation direction of the wafer W within a range from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W. It moves back and forth while drawing an arcuate trajectory.
The cured layer of the resist on the surface of the wafer W is softened by being heated to a high temperature of about 200 to 250 ° C. Therefore, when a jet of droplets from the mixed fluid nozzle 4 is supplied to the surface of the wafer W, the hardened layer is destroyed by an impact when the jet of droplets collides. By moving the supply position of the droplet jet on the surface of the wafer W, the hardened layer of the resist can be destroyed over the entire surface of the wafer W.
次に、SPMノズル駆動機構24が制御されて、SPMノズル3が、プレート2の側方に設定された待機位置からプレート2に保持されているウエハWの上方に移動される。そして、第1SPMバルブ21が開かれて、SPMノズル3から回転中のウエハWの表面にSPMが気体と混合されずに供給される(S5:SPM供給)。
この一方で、SPMノズル駆動機構24が制御されて、アーム23が所定の角度範囲内で揺動される。これによって、SPMノズル3からのSPMが導かれるウエハWの表面上の供給位置は、ウエハWの回転中心からウエハWの周縁部に至る範囲内を、ウエハWの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハWの表面に供給されたSPMは、ウエハWの回転による遠心力を受けて、ウエハWの表面上を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハWの表面の全域に拡がる。したがって、ウエハWの表面の全域に、SPMがむらなく供給される。
Next, the SPM nozzle drive mechanism 24 is controlled, and the SPM nozzle 3 is moved above the wafer W held on the plate 2 from the standby position set on the side of the plate 2. Then, the first SPM valve 21 is opened, and SPM is supplied from the SPM nozzle 3 to the surface of the rotating wafer W without being mixed with gas (S5: SPM supply).
On the other hand, the SPM nozzle drive mechanism 24 is controlled to swing the arm 23 within a predetermined angle range. As a result, the supply position on the surface of the wafer W to which the SPM from the SPM nozzle 3 is guided is in an arc shape intersecting with the rotation direction of the wafer W within a range from the rotation center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W. Move back and forth while drawing a trajectory. In addition, the SPM supplied to the surface of the wafer W receives a centrifugal force due to the rotation of the wafer W, flows on the surface of the wafer W from the central portion toward the peripheral edge, and spreads over the entire surface of the wafer W. Therefore, the SPM is supplied uniformly over the entire surface of the wafer W.
レジストの表面の硬化層は、液滴の噴流によって破壊されているので、ウエハWの表面に供給されるSPMは、その硬化層の破壊された部分からレジストの内部に浸透する。そのため、ウエハWの表面上のレジストは、SPMの強酸化力により、ウエハWの表面から硬化層ごと剥離(リフトオフ)されて除去されていく。
SPM供給位置の往復移動が所定回数行われると、第1SPMバルブ21が閉じられ、ウエハWへのSPMの供給が停止されて、SPMノズル3がプレート2の側方の退避位置に戻される。
Since the hardened layer on the surface of the resist is broken by the jet of droplets, the SPM supplied to the surface of the wafer W penetrates into the resist from the broken portion of the hardened layer. Therefore, the resist on the surface of the wafer W is peeled off (lifted off) together with the hardened layer from the surface of the wafer W and removed by the strong oxidizing power of SPM.
When the reciprocating movement of the SPM supply position is performed a predetermined number of times, the first SPM valve 21 is closed, the supply of SPM to the wafer W is stopped, and the SPM nozzle 3 is returned to the side retracted position of the plate 2.
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19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19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15が制御されて、ウエハWは、昇降ピン13によってガイド10の接触面11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。   Thereafter, pure water is supplied to the surface of the wafer W from a pure water nozzle (not shown), so that the SPM adhering to the surface of the wafer W is washed away with pure water. When the supply of pure water is continued for a predetermined time, the supply of pure water is stopped, and then the rotation drive mechanism 19 is controlled so that the rotation speed of the wafer W becomes a predetermined high rotation speed (for example, 2500 to 5000 rpm). ). By the high speed rotation of the wafer W, the pure water adhering to the wafer W is shaken off and dried. When this process is performed for a predetermined time, the rotation drive mechanism 19 is controlled to stop the rotation of the plate 2. Then, after the wafer W is stopped, the suction of the wafer W is released. Thereafter, the pin elevating drive mechanism 15 is controlled, and the wafer W is lifted to a position higher than the contact surface 11 of the guide 10 by the elevating pins 13 and unloaded by the transfer robot (not shown).
以上のように、レジスト除去処理では、ウエハWが加熱されつつ、そのウエハWの表面にSPMと窒素ガスとの混合流体(液滴の噴流)が供給される。ウエハWの表面上のレジストが硬化層を有していても、ウエハWが加熱されることによって、そのレジストの硬化層は軟化する。また、SPMと窒素ガスとを混合して生成される混合流体は、大きなエネルギー(混合流体がウエハWの表面に衝突するときの物理的な力)を有している。そのため、混合流体を軟化した硬化層に供給することにより、硬化層を破壊することができる。   As described above, in the resist removal process, the mixed fluid (droplet jet) of SPM and nitrogen gas is supplied to the surface of the wafer W while the wafer W is heated. Even if the resist on the surface of the wafer W has a hardened layer, the hardened layer of the resist is softened by heating the wafer W. Further, the mixed fluid generated by mixing SPM and nitrogen gas has large energy (physical force when the mixed fluid collides with the surface of the wafer W). Therefore, the hardened layer can be broken by supplying the mixed fluid to the softened hardened layer.
そして、SPMと窒素ガスとの混合流体の供給後は、ウエハWの表面にSPMが供給される。レジストの表面の硬化層が破壊されているので、ウエハWの表面に供給されるSPMは、その硬化層の破壊された部分からレジストの内部に浸透する。そのため、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(リフトオフ)させて除去することができる。したがって、レジストをアッシングすることなく、硬化層を有するレジストをウエハWの表面から良好に除去することができる。レジストのアッシングが不要であるから、アッシングによるウエハWの表面のダメージの問題を回避することができる。   Then, after supplying the mixed fluid of SPM and nitrogen gas, SPM is supplied to the surface of the wafer W. Since the hardened layer on the surface of the resist is broken, the SPM supplied to the surface of the wafer W penetrates into the resist from the broken portion of the hardened layer. Therefore, the resist can be peeled off (lifted off) together with the hardened layer from the surface of the wafer W by the chemical force of the SPM. Therefore, the resist having the hardened layer can be satisfactorily removed from the surface of the wafer W without ashing the resist. Since resist ashing is unnecessary, the problem of damage to the surface of the wafer W due to ashing can be avoided.
また、混合流体ノズル4から吐出されるSPMと窒素ガスとの混合流体は、約120〜180℃の温度を有しているので、ウエハWの表面への混合流体の供給によるウエハWの温度低下を回避することができる。そのため、レジストの表面の硬化層をより良好に軟化させることができる。その結果、レジストを効果的に破壊することができ、ウエハWの表面からレジストをより良好に除去することができる。   Further, since the mixed fluid of SPM and nitrogen gas discharged from the mixed fluid nozzle 4 has a temperature of about 120 to 180 ° C., the temperature of the wafer W is lowered by supplying the mixed fluid to the surface of the wafer W. Can be avoided. Therefore, the hardened layer on the surface of the resist can be softened better. As a result, the resist can be effectively destroyed, and the resist can be better removed from the surface of the wafer W.
そのうえ、SPMが用いられているので、そのSPMと窒素ガスとの混合流体がウエハWの表面に供給された後も、ウエハWの表面上でSPMに含まれる硫酸と過酸化水素水との反応による熱を生成する。そのため、ウエハWの表面への混合流体の供給によるウエハWの温度低下を有効に防止することができる。
また、ウエハWの表面にSPMと窒素ガスとの混合流体が供給されている間、ウエハWの表面における混合流体の供給位置がウエハWの回転方向と交差する方向に移動される。これにより、混合流体を、ウエハW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、ウエハWの表面上のレジストの広い範囲に混合流体を衝突させ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。
In addition, since SPM is used, the reaction between sulfuric acid and hydrogen peroxide contained in SPM on the surface of the wafer W even after the mixed fluid of the SPM and nitrogen gas is supplied to the surface of the wafer W. To generate heat. Therefore, it is possible to effectively prevent a decrease in the temperature of the wafer W due to the supply of the mixed fluid to the surface of the wafer W.
Further, while the mixed fluid of SPM and nitrogen gas is supplied to the surface of the wafer W, the supply position of the mixed fluid on the surface of the wafer W is moved in a direction crossing the rotation direction of the wafer W. Thus, the mixed fluid can be supplied not only to the same part on the surface of the wafer W but also to other parts. As a result, the mixed fluid can be made to collide with a wide range of the resist on the surface of the wafer W, so that the hardened layer on the surface of the resist can be broken better.
図5は、この発明の他の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。この図5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、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
図5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51が備えられている。このスピンチャック51は、鉛直方向に延びる回転軸52と、この回転軸52の上端に固定されたスピンベース53と、このスピンベース53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54と、回転軸52を回転させるための回転駆動機構55とを備えている。スピンチャック51は、複数個の挟持部材54によってウエハWを挟持した状態で、回転駆動機構55によって回転軸52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53とともに、回転軸52の中心軸線まわりに回転させることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts corresponding to the above-described parts are denoted by the same reference numerals as those parts. Further, in the following, detailed description of each part given the same reference numeral is omitted.
In the configuration shown in FIG. 5, a spin chuck 51 is provided instead of the plate 2 shown in FIG. The spin chuck 51 is provided with a rotating shaft 52 extending in the vertical direction, a spin base 53 fixed to the upper end of the rotating shaft 52, and a plurality of peripheral portions of the spin base 53 at substantially equal angular intervals. A plurality of clamping members 54 for clamping W in a substantially horizontal posture and a rotation drive mechanism 55 for rotating the rotary shaft 52 are provided. The spin chuck 51 spins the wafer W in a state in which the wafer W is maintained in a substantially horizontal posture by rotating the rotating shaft 52 by the rotation driving mechanism 55 in a state where the wafer W is held by the plurality of holding members 54. Together with the base 53, it can be rotated around the central axis of the rotary shaft 52.
回転軸52は、中空軸であって、その内部に裏面ノズル56が中心軸ノズルの形態をなして挿通されている。裏面ノズル56には、裏面SPM供給管57が接続されている。この裏面SPM供給管57には、約200℃の高温のSPMが供給されるようになっている。裏面SPM供給管57の途中部には、裏面ノズル56へのSPMの供給を制御するための裏面SPMバルブ58が介装されている。   The rotating shaft 52 is a hollow shaft, and a back nozzle 56 is inserted into the rotating shaft 52 in the form of a central axis nozzle. A back surface SPM supply pipe 57 is connected to the back surface nozzle 56. A high temperature SPM of about 200 ° C. is supplied to the back surface SPM supply pipe 57. A back SPM valve 58 for controlling the supply of SPM to the back nozzle 56 is interposed in the middle of the back SPM supply pipe 57.
ウエハWがスピンチャック51に保持されると、回転駆動機構55が制御されて、ウエハWの回転が開始される。そして、第2SPMバルブ27および窒素ガスバルブ28が開かれるとともに、混合流体ノズル駆動機構31が制御されることにより、前述したように、混合流体ノズル4からウエハWの表面に向けて、SPMと窒素ガスとの混合流体が供給位置を変えつつ供給される。   When the wafer W is held by the spin chuck 51, the rotation drive mechanism 55 is controlled, and the rotation of the wafer W is started. Then, the second SPM valve 27 and the nitrogen gas valve 28 are opened and the mixed fluid nozzle drive mechanism 31 is controlled, so that the SPM and nitrogen gas are directed from the mixed fluid nozzle 4 toward the surface of the wafer W as described above. The mixed fluid is supplied while changing the supply position.
また、SPMと窒素ガスとの混合流体の供給開始とともに、裏面SPMバルブ58が開かれる。裏面SPMバルブ58が開かれると、裏面ノズル56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。   Moreover, the back surface SPM valve 58 is opened with the start of the supply of the mixed fluid of SPM and nitrogen gas. When the back surface SPM valve 58 is opened, an SPM of about 200 ° C. is supplied to the vicinity of the rotation center of the back surface of the wafer W rotating from the back surface nozzle 56. The SPM supplied to the back surface of the wafer W receives a centrifugal force due to the rotation of the wafer W, flows along the back surface of the wafer W, and flows toward the periphery of the wafer W. As a result, an SPM of about 200 ° C. spreads over the back surface of the wafer W, and the wafer W is heated from the back surface side by the SPM.
このように、ウエハWの裏面に約200℃のSPMを供給することによって、ウエハWの加熱を達成することができる。この場合、スピンチャック51にヒータを配置する必要がないので、図1に示すプレート2と比較して、スピンチャック51の構成を簡素化することができる。
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。
In this way, heating of the wafer W can be achieved by supplying SPM of about 200 ° C. to the back surface of the wafer W. In this case, since it is not necessary to arrange a heater in the spin chuck 51, the configuration of the spin chuck 51 can be simplified as compared with the plate 2 shown in FIG.
For heating the wafer W, not only SPM but also other types of liquid or gas may be supplied to the back surface of the wafer W. For example, the cleaning liquid having the ability to clean the back surface of the wafer W may be heated to about 200 ° C., and the cleaning liquid at about 200 ° C. may be supplied to the back surface of the wafer W. In this case, the removal of the resist on the front surface of the wafer W and the cleaning of the back surface of the wafer W can be achieved.
また、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。
また、レジスト剥離液としてSPMが用いられているが、SPMに限らず、レジストを剥離する能力を有する液であれば、たとえば、硫酸とオゾンガスとを混合して生成される硫酸オゾンが用いられてもよい。
Further, the heating of the wafer W can be achieved by still another configuration. For example, an infrared lamp heater may be disposed at a position facing the surface of the wafer W held on the plate 2 and the wafer W may be heated by the infrared lamp heater.
In addition, SPM is used as the resist stripping solution. However, not only SPM, but also a solution having the ability to strip the resist, for example, ozone sulfate produced by mixing sulfuric acid and ozone gas is used. Also good.
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 matters described in the claims.
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。1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 混合流体ノズルの構成を示す図解的な断面図である。It is an illustration sectional view showing composition of a mixed fluid nozzle. 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of a substrate processing apparatus. 基板処理装置におけるレジスト除去処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the resist removal process in a substrate processing apparatus. この発明の他の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。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the substrate processing apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1 基板処理装置
4 混合流体ノズル
17 ヒータ
27 第2SPMバルブ
28 窒素ガスバルブ
45 制御装置
56 裏面ノズル
57 裏面SPM供給管
58 裏面SPMバルブ
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 4 Mixed fluid nozzle 17 Heater 27 2nd SPM valve 28 Nitrogen gas valve 45 Control apparatus 56 Back surface nozzle 57 Back surface SPM supply pipe 58 Back surface SPM valve W Wafer

Claims (4)

  1. 基板の表面から硬化層を有する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、
    基板を所定温度に加熱して前記レジストの硬化層を軟化させる基板加熱工程と、
    前記基板加熱工程と並行して、レジスト剥離液と気体との混合流体を基板の表面に供給することにより、前記混合流体を前記軟化した硬化層に供給して当該硬化層を破壊する混合流体供給工程と、
    前記混合流体供給工程と並行して、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、
    前記混合流体供給工程および前記基板回転工程と並行して、基板の表面における混合流体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と、
    前記混合流体供給工程後に、レジスト剥離液を気体と混合せずに基板の表面に供給するレジスト剥離液供給工程と
    を含み、
    前記混合流体は、前記混合流体供給工程中の基板の温度を前記所定温度に保持可能な温度を有している
    ことを特徴とする、基板処理方法。
    A substrate processing method used for removing a resist having a cured layer from a surface of a substrate,
    A substrate heating step of heating the substrate to a predetermined temperature to soften the cured layer of the resist;
    In parallel with the substrate heating step, by supplying a mixed fluid of a resist stripping solution and a gas to the surface of the substrate, a mixed fluid supply for supplying the mixed fluid to the softened hardened layer and breaking the hardened layer. Process,
    In parallel with the mixed fluid supply step, a substrate rotation step of rotating the substrate around an axis intersecting the surface thereof;
    In parallel with the mixed fluid supply step and the substrate rotation step, a supply position movement step of moving the supply position of the mixed fluid on the surface of the substrate in a direction crossing the rotation direction of the substrate;
    Wherein after the mixing fluid supply step, a resist stripper saw including a resist stripping liquid supplying step of supplying the surface of the substrate without mixing with the gas,
    The substrate processing method, wherein the mixed fluid has a temperature at which the temperature of the substrate during the mixed fluid supplying step can be maintained at the predetermined temperature .
  2. 前記レジスト剥離液は、硫酸過酸化水素水であることを特徴とする、請求項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1 , wherein the resist stripping solution is a hydrogen peroxide hydrogen sulfate solution.
  3. 前記基板加熱工程は、基板の表面と反対側の裏面に前記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。 The substrate heating step is characterized by a step of heating the substrate by supplying the predetermined temperature of the fluid in the back surface opposite to the surface of the substrate, the substrate processing method according to claim 1 or 2.
  4. 基板の表面から硬化層を有する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、
    基板を所定温度に加熱して前記レジストの硬化層を軟化させる基板加熱手段と、
    レジスト剥離液と気体との混合流体を基板の表面に供給する混合流体供給手段と、
    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手段と、
    前記基板加熱手段、前記混合流体供給手段および前記基板回転手段を制御して、基板を加熱し、かつ回転させつつ、その基板の表面に混合流体を供給させることにより、前記混合流体を前記軟化した硬化層に供給して当該硬化層を破壊させ、さらに、前記混合流体の供給および基板の回転と並行して、基板の表面における混合流体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、前記混合流体の供給後に、レジスト剥離液を気体と混合せずに基板の表面に供給させるための制御手段とを含み、
    前記混合流体供給手段が、前記基板加熱手段によって基板を加熱しながら混合流体を供給しているときの基板の温度を前記所定温度に保持可能な温度の混合流体を基板の表面に供給するものである
    ことを特徴とする、基板処理装置。
    A substrate processing apparatus used for removing a resist having a hardened layer from a surface of a substrate,
    Substrate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature to soften the hardened layer of the resist;
    Mixed fluid supply means for supplying a mixed fluid of a resist stripping solution and a gas to the surface of the substrate;
    Substrate rotating means for rotating the substrate around an axis intersecting its surface;
    The mixed fluid is softened by controlling the substrate heating means, the mixed fluid supply means, and the substrate rotating means to supply the mixed fluid to the surface of the substrate while heating and rotating the substrate. The hardened layer is supplied to break the hardened layer, and in parallel with the supply of the mixed fluid and the rotation of the substrate, the supply position of the mixed fluid on the surface of the substrate is moved in a direction crossing the rotation direction of the substrate. , after the supply of the mixed fluid, seen including a control means for causing the resist stripping liquid is supplied to the surface of the substrate without mixing with the gas,
    The mixed fluid supply means supplies, to the surface of the substrate, a mixed fluid having a temperature capable of maintaining the temperature of the substrate at the predetermined temperature when the mixed fluid is supplied while heating the substrate by the substrate heating means. There is provided a substrate processing apparatus.
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