JP6222558B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、高温のSPM(Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture)を基板に供給することにより、イオン注入により表層が硬化したレジストを基板から除去する方法が開示されている。
請求項2記載の発明は、表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する方法であって、硫酸と過酸化水素水とを混合することにより生成されたSPMを基板に供給するSPM供給工程と、SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して連続的に変更することにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、を含む、基板処理方法である。
この方法によれば、SPMが基板に供給される前に基板が加熱され、基板に対するSPMの供給が開始されるときのSPMの液温(初期温度)に基板の温度が近づけられる。したがって、SPMの供給開始によりレジストの温度が急激に上昇することを抑制または防止できる。そのため、SPMの初期温度が高い場合であっても、SPMの供給開始時にレジストの内圧が急激に高まることを抑制または防止できる。これにより、レジストの破裂に起因するパターンダメージの発生を抑制または防止できる。
この方法によれば、SPMが基板に供給される前に電気を通す除電液が基板に供給される。そのため、基板が帯電している場合には、基板から除電液に電荷が移動し、電荷が基板から除去される。特に、除電液の比抵抗がSPMの比抵抗よりも大きいので、電荷が基板から除電液にゆっくりと移動する。そのため、急激な電荷の移動による発熱により基板に形成されたデバイスが損傷することを防止できる。これにより、基板の品質の低下を抑制または防止できる。
請求項7に記載の発明は、表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する装置であって、硫酸と過酸化水素水とを混合することによりSPMを生成するSPM生成手段と、前記SPM生成手段により生成されたSPMを基板に供給するSPM供給手段と、SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を連続的に変更する混合比変更手段と、前記SPM生成手段、SPM供給手段、および混合比変更手段を制御する制御装置とを含む、基板処理装置である。
前記制御装置は、硫酸と過酸化水素水とを前記SPM生成手段に混合させることにより生成されたSPMを前記SPM供給手段に基板に供給させるSPM供給工程と、SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して前記混合比変更手段に連続的に変更させることにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、を実行する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1の模式的な平面図である。図2は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置1に備えられたチャンバー4の内部を水平に見た模式図である。図3は、スピンベース7およびこれに関連する構成の模式的な平面図である。図4は、赤外線ヒータ58の縦断面図である。
図2に示すように、処理液供給装置は、硫酸(液体)を収容する硫酸タンク17と、硫酸を加熱することにより硫酸タンク17内の硫酸の温度を室温よりも高い温度(60〜90℃の範囲内の一定温度。たとえば、80℃)に維持する第1ヒータ21と、硫酸タンク17内の硫酸を混合バルブ16に案内する硫酸配管18と、硫酸配管18の内部を開閉する硫酸バルブ19と、硫酸配管18から混合バルブ16に供給される硫酸の流量を増減させる硫酸流量調整バルブ20とを含む。図示はしないが、硫酸流量調整バルブ20は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
図3に示すように、第2ノズル移動装置31は、スピンチャック5の周囲で鉛直方向に延びる第2ノズル回動軸線A3まわりに第2ノズルアーム30を回動させることにより、平面視で基板Wの上面中央部を通る軌跡に沿って第2薬液ノズル29を水平に移動させる。第2ノズル移動装置31は、第2薬液ノズル29から吐出された薬液が基板Wの上面に着液する処理位置と、第2薬液ノズル29が平面視でスピンチャック5の周囲に退避した退避位置との間で、第2薬液ノズル29を水平に移動させる。
図2に示すように、赤外線ヒータ58は、赤外線を含む光を発する赤外線ランプ61と、赤外線ランプ61を収容するランプハウジング62とを含む。赤外線ランプ61は、ランプハウジング62内に配置されている。図3に示すように、ランプハウジング62は、平面視で基板Wよりも小さい。したがって、赤外線ヒータ58は、平面視で基板Wよりも小さい。赤外線ランプ61およびランプハウジング62は、ヒータアーム59に取り付けられている。したがって、赤外線ランプ61およびランプハウジング62は、ヒータアーム59と共に移動する。
第1過酸化水素水供給工程に関しては、制御装置3は、第1ノズル移動装置13を制御することにより、第1薬液ノズル11を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、第1薬液ノズル11が基板Wの上方に配置される。その後、制御装置3は、硫酸バルブ19が閉じられた状態で過酸化水素水バルブ24を開いて、室温の過酸化水素水を回転している基板Wの上面中央部に向けて第1薬液ノズル11に吐出させる。第1薬液ノズル11が過酸化水素水を吐出しているとき、制御装置3は、基板Wの上面に対する過酸化水素水の着液位置を中央部で静止させてもよいし、中央部と周縁部との間で移動させてもよい。
SPM供給工程に関しては、制御装置3は、赤外線ヒータ58の発光が停止された後、第1薬液ノズル11が基板Wの上方で過酸化水素水を吐出している状態で、硫酸バルブ19を開く。これにより、硫酸および過酸化水素水が所定の混合比で混合され、SPMが生成される。そのため、混合前の硫酸および過酸化水素水の温度よりも高い初期温度(たとえば、50℃)のSPMが、回転している基板Wの上面に向けて第1薬液ノズル11から吐出される。第1薬液ノズル11がSPMを吐出しているとき、制御装置3は、基板Wの上面に対するSPMの着液位置を中央部で静止させてもよいし、中央部と周縁部との間で移動させてもよい。
たとえば、前述の実施形態では、SPM供給工程の前に赤外線ヒータ58によって基板Wを加熱する場合について説明したが、加熱工程が省略されてもよい。
また、前述の実施形態では、除電液の一例である炭酸水をSPM供給工程の前に基板Wに供給する場合について説明したが、除電液供給工程が省略されてもよい。この場合、除電液供給工程に加えて、SPM供給工程の前に除電液を基板Wから除去する第1過酸化水素水供給工程が省略されてもよい。
また、前述の実施形態では、赤外線ヒータ58による基板Wの加熱が停止されている状態で、SPMが基板Wに供給される場合について説明したが、SPMが基板Wに保持されている状態で、基板Wが赤外線ヒータ58によって加熱されてもよい。また、基板Wを加熱する加熱装置は、赤外線ヒータ58に限らず、電熱線を備える電熱器であってもよい。
また、前述の実施形態では、第1薬液ノズル11および第2薬液ノズル29が、別々のノズルアームに取り付けられている場合について説明したが、共通のノズルアームに取り付けられていてもよい。同様に、赤外線ヒータ58は、第1薬液ノズル11などの処理液を吐出する処理液ノズルと共通のアームに取り付けられていてもよい。また、第1リンス液ノズル36および第2リンス液ノズル37が、共通のノズルアームに取り付けられている場合について説明したが、別々のノズルアームに取り付けられていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
3 :制御装置
5 :スピンチャック
11 :第1薬液ノズル
15 :撹拌配管
16 :混合バルブ
17 :硫酸タンク
19 :硫酸バルブ
20 :硫酸流量調整バルブ
21 :第1ヒータ
22 :過酸化水素水タンク
24 :過酸化水素水バルブ
25 :過酸化水素水流量調整バルブ
36 :第1リンス液ノズル
37 :第2リンス液ノズル
58 :赤外線ヒータ
Claims (10)
- 表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する方法であって、
硫酸と過酸化水素水とを混合することにより生成されたSPMを基板に供給するSPM供給工程と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して変更することにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、
前記SPM供給工程の前に、過酸化水素水を基板に供給する過酸化水素水供給工程とを含む、基板処理方法。 - 表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する方法であって、
硫酸と過酸化水素水とを混合することにより生成されたSPMを基板に供給するSPM供給工程と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して連続的に変更することにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、を含む、基板処理方法。 - 前記SPM供給工程の前に、基板を加熱することにより基板の温度を前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温に近づける加熱工程をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記過酸化水素水供給工程の前に、SPMよりも比抵抗が大きい導電性の除電液を基板に供給する除電液供給工程をさらに含む、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記過酸化水素水供給工程は、前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温よりも低温の過酸化水素水を基板に供給する工程であり、
前記基板処理方法は、前記過酸化水素水供給工程と並行して、基板および基板上の過酸化水素水を加熱することにより基板の温度を前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温に近づける加熱工程をさらに含む、請求項1または4に記載の基板処理方法。 - 表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する装置であって、
硫酸と過酸化水素水とを混合することによりSPMを生成するSPM生成手段と、
前記SPM生成手段により生成されたSPMを基板に供給するSPM供給手段と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を変更する混合比変更手段と、
過酸化水素水を基板に供給する過酸化水素水供給手段と、
前記SPM生成手段、SPM供給手段、混合比変更手段、および過酸化水素水供給手段を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
硫酸と過酸化水素水とを前記SPM生成手段に混合させることにより生成されたSPMを前記SPM供給手段に基板に供給させるSPM供給工程と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して前記混合比変更手段に変更させることにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、
前記SPM供給工程の前に、過酸化水素水を前記過酸化水素水供給手段に基板に供給させる過酸化水素水供給工程とを実行する、基板処理装置。 - 表層が硬化したレジスト内にパターンが配置された基板から前記レジストを除去する装置であって、
硫酸と過酸化水素水とを混合することによりSPMを生成するSPM生成手段と、
前記SPM生成手段により生成されたSPMを基板に供給するSPM供給手段と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を連続的に変更する混合比変更手段と、
前記SPM生成手段、SPM供給手段、および混合比変更手段を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
硫酸と過酸化水素水とを前記SPM生成手段に混合させることにより生成されたSPMを前記SPM供給手段に基板に供給させるSPM供給工程と、
SPMの生成に用いられる硫酸および過酸化水素水の混合比を前記SPM供給工程と並行して前記混合比変更手段に連続的に変更させることにより、前記SPM供給工程において基板に供給されるSPMの液温を上昇させる液温上昇工程と、を実行する、基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、基板を加熱する加熱手段をさらに含み、
前記制御装置は、
前記SPM供給工程の前に、前記加熱手段に基板を加熱させることにより基板の温度を前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温に近づける加熱工程をさらに実行する、請求項6または7に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、SPMよりも比抵抗が大きい導電性の除電液を基板に供給する除電液供給手段をさらに含み、
前記制御装置は、
前記過酸化水素水供給工程の前に、SPMよりも比抵抗が大きい導電性の除電液を前記除電液供給手段に基板に供給させる除電液供給工程をさらに実行する、請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、基板を加熱する加熱手段をさらに含み、
前記過酸化水素水供給手段は、前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温よりも低温の過酸化水素水を基板に供給するものであり、
前記制御装置は、
前記過酸化水素水供給工程と並行して、基板および基板上の過酸化水素水を前記加熱手段に加熱させることにより、基板の温度を前記液温上昇工程の開始時におけるSPMの液温に近づける加熱工程をさらに実行する、請求項6または9に記載の基板処理装置。
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