JPH0656833B2 - 基板のレジスト除去洗浄方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、半導体ウエハ，ガラス基板，セラミックス基
板等（本明細書ではこれらを総称して「基板」と表現す
る）の表面に付着しているレジスト膜を分解除去し、か
つレジスト膜に付着および混入している無機物をも除去
する基板のレジスト除去洗浄方法に係り、特に基板を回
転させながら洗浄する方法及びその装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、例えば、特開昭61−224320号公報に記載されてい
るように、基板を回転するとともに上下方向に揺動させ
（必要に応じて基板を加熱し）ながら、基板表面に紫外
線を照射することにより、基板表面に付着している有機
質汚染物質（以下、単に有機物という）を除去する乾式
の洗浄方法が知られている。

この乾式の洗浄方法においては、照射した紫外線によっ
て付着有機物の分子結合を解離するとともに、照射経路
中の酸素を紫外線により２次的にオゾンに変換し、前記
の解離した分子をオゾンによって酸化しＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ
等に変化させて基板から分離する。

また、特開昭61−67921 号公報に記載されているよう
に、基板を超音波洗浄槽に浸漬し、次に基板を回転させ
ながらブラシスクラビングして基板表面に付着している
無機質汚染物質（以下、単に無機物ともいう）を除去す
る湿式洗浄方法を実行した後、基板を回転させながら紫
外線を照射することにより有機物を除去する乾式洗浄方
法を実行するという方法が知られている。

この場合、無機物の背後に隠れている有機物の塵埃を除
去するために、まず、湿式洗浄方法により無機物を除去
することにより無機物の背後の有機物を露出させ、その
後、乾式洗浄方法により前記の露出した有機物をも除去
するものである。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記いずれの従来例の場合も、有機物と
塵埃と、その有機物表面に付着した浮遊粉塵等の無機物
の塵埃の除去には有効ではあっても、レジスト除去洗浄
に適用すると、レジスト膜内にめり込んでいた無機物
や、もともとレジスト中に分散混入していてレジスト膜
内に広く分散した状態で含まれている金属粒子，金属イ
オン等の無機物を充分に除去することができず、洗浄完
了後において、基板表面に金属粒子等の無機物が残留し
たり、あるいは基板表面内部に拡散したりし、基板の品
質が低下するという問題があった。

すなわち、第11図に示すように、基板Ａの表面に塗布さ
れたレジスト膜Ｂの表面に付着している金属粒子Ｃ_１を
除去することはできるが、レジスト膜Ｂ内にめり込だ金
属粒子Ｃ_２やレジスト膜Ｂ内に広く分散混入している微
細な金属粒子Ｃ_３等の無機物を基板表面より完全に除去
することがきわめて困難である。

それは、乾式洗浄の過程において、レジスト膜内に分散
混入していた金属粒子等の無機物がレジスト中に濃縮さ
れて基板表面の酸化膜中へ拡散し、酸化膜内に残留する
ためである。

本発明の目的は、レジスト膜やレジスト膜に付着した無
機物の除去はもとより、レジスト膜内にめり込んだり、
レジスト材にもともと分散混入していてレジスト膜内に
分散している金属粒子等の無機物をも基板表面より除去
できるようにすることにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

すなわち、請求項１に記載の発明は、 基板を乾式洗浄装置に搬入する工程と、 乾式洗浄装置内において、基板を回転させながら加熱し
た状態で基板の表面に対しオゾン供給，紫外線照射また
はプラズマ照射の少なくともいずれか一つを行うことに
より基板表面のレジスト膜を分解除去する工程と、 前記レジスト膜が分解除去された基板を乾式洗浄装置か
ら搬出し湿式洗浄装置に搬入する工程と、 湿式洗浄装置内において、前記基板を回転させながらフ
ッ化水素を含有する表面処理液、またはその蒸気を基板
表面に供給し基板表面の酸化膜をエッチングする工程
と、 湿式洗浄装置内において、前記酸化膜がエッチングされ
た基板を回転させながら基板表面に洗浄液を供給するこ
とにより基板表面を洗浄する工程と、 湿式洗浄装置内において、前記洗浄された基板の高速回
転により基板上の洗浄液を液切り乾燥する工程 とを含むことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、 乾式洗浄装置と、湿式洗浄装置と、基板搬送装置とを備
えた基板のレジスト除去洗浄装置であって、 前記乾式洗浄装置は、 基板処理室と、 前記基板処理室内で基板を保持してその中心回りで回転
させる回転手段と、 前記基板を加熱する加熱手段と、 前記基板の表面にオゾンを供給するオゾン供給手段、前
記基板の表面に紫外線を照射する紫外線照手段、前記基
板の表面にプラズマを照射するプラズマ照射手段の少な
くとも一つよりなる分解除去手段と、 を含み、 前記湿式洗浄装置は、 基板処理室と、 前記基板処理室内で基板を保持してその中心回りで回転
させる回転手段と、 前記基板の表面にフッ化水素を含む表面処理液、または
その蒸気を基板表面に供給する表面処理手段と、 前記基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 を含み、 前記基板搬送装置は、 前記乾式洗浄装置の基板処理室内へ基板を搬入し、 前記乾式洗浄装置の基板処理室内から処理済みの基板を
搬出してその基板を前記湿式洗浄装置の基板処理室内へ
搬入し、 前記湿式洗浄装置の基板処理室内から処理済みの基板を
搬出する搬送機構、 を含むことを特徴とするものである。

＜作用＞ 請求項１に記載の発明の作用は、次のとおりである。

まず、基板は乾式洗浄装置に搬入され、この装置内で基
板表面のレジスト膜が乾式で分解除去される。このと
き、基板表面に対してオゾン供給，紫外線照射またはプ
ラズマ照射を行うに当たり、基板を加熱するから基板表
面のレジスト膜の分解除去が促進される。また、基板を
回転させながらオゾン供給，紫外線照射またはプラズマ
照射を行うので、レジスト膜の分解除去が、基板表面の
前面にわたって均一に、しかもレジスト膜に無機物が付
着していたとしても極めて効果的に行われる。

このレジスト膜を分解除去する工程の終了前において
は、基板表面に、それまでレジスト膜の表面に付着して
いたりその膜内にめり込んでいた無機物、およびレジス
ト膜内に分散混入していた金属粒子等の無機物がレジス
ト中に凝縮され、この工程の終了時において、基板表面
の自然酸化膜中へ金属粒子等の無機物が拡散し、自然酸
化膜内に残留する。

レジスト膜が分解除去された基板は乾式洗浄装置から湿
式洗浄装置へ搬入される。湿式洗浄装置内で、金属粒子
等の無機物がその内部に拡散し残留した基板表面の自然
酸化膜をフッ化水素を含む表面処理液、またはその蒸気
でエッチングして除去してしまい（基板表面の酸化膜を
エッチングする工程）、次に、基板を回転させながら基
板表面に洗浄液を供給（基板表面を洗浄する工程）する
ため、前記の残留していた無機物も確実に洗浄除去され
ることとなる。そして、基板を高速回転させ遠心力によ
って基板上の洗浄液を吹き飛ばす（液切り乾燥する工
程）ので基板が速やかに乾燥される。レジスト膜の乾式
による分解除去と、その後の湿式洗浄および乾燥とを個
別の装置内で実施しているので、例えば、洗浄・乾燥工
程で、レジスト膜の分解除去工程で発生した有機物によ
るパーティクルや残留ガスが洗浄液の液滴や蒸気と混合
して基板に再付着したり、レジスト膜の分解除去工程に
おて、洗浄液の液滴や蒸気が基板表面に付着してレジス
ト膜の分解除去の弊害になる等の不都合が生じない。

請求項２に記載の発明の作用は次のとおりである。

基板が、基板搬送装置の搬送機構によって乾式洗浄装置
の基板処理室内に搬入される。基板処理室内に搬入され
た基板は回転手段に保持された状態で回転されながら加
熱される。そして、分解除去手段によって基板表面のレ
ジスト膜が乾式で分解除去される。レジスト膜が分解除
去された基板は搬送機構によって、湿式洗浄装置の基板
処理室内に搬入される。基板処理室内に搬入された基板
は回転手段に保持された状態で回転されながら、表面処
理手段によって基板表面の酸化膜がエッチングされる。
さらに基板は回転されながら洗浄液供給手段から洗浄液
の供給を受けることにより洗浄される。基板の洗浄が終
わると洗浄液の供給が停止される。回転手段は洗浄済み
の基板を高速回転させることにより、基板を水切り乾燥
させる。乾燥処理された基板は搬送機構によって基板処
理室から搬送される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は基板のレジスト除去洗浄方法のプロセスを示す
フローチャートである。

半導体やガラスやセラミックスの基板Ａの表面に、酸化
膜Ｄを介してレジスト膜Ｂが形成され、レジスト膜Ｂ内
に金属粒子Ｃが分散混入している基板（第２図（Ｉ）参
照）を、ステップＳ１で乾式洗浄装置に搬入し、洗浄処
理を開始する。

ステップＳ２で基板に対する加熱を開始し（約 250
℃）、ステップＳ３で基板を回転させながら基板表面に
オゾンＯ_３を供給する。ステップＳ４でオゾン供給を継
続するとともに紫外線（ＵＶ：Ultra-Violet Rays）を
基板表面に照射する（第２図（II）参照）。

ステップＳ５でオゾンの供給を停止するが、紫外線照射
は必要に応じて継続する。所定時間の経過後、ステップ
Ｓ６で紫外線照射を停止する。

以上のステップＳ２〜Ｓ６が発明の構成にいうレジスト
膜を分解除去する工程（乾式洗浄工程）に相当する。こ
の実施例では、レジスト膜を分解除去する工程が、基板
表面にオゾンを供給する工程と、その次に基板表面にオ
ゾンを供給しながら紫外線を照射する工程とを含んでい
る。

以上により、基板表面のレジスト膜Ｂの大部分が分解除
去される。ただし、このレジスト膜を分解除去する工程
において、金属粒子Ｃ等の無機物がレジスト膜Ｂ中に濃
縮され、酸化膜Ｄ中へ拡散し残留している（第２図（II
I）参照）。

レジスト膜Ｂの分解除去によってＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ等のガ
スが発生するが、ステップＳ７で不活性ガスを導入する
ことにより、不活性ガスとともにそれらのガスを排出除
去する。

ステップＳ８で基板の回転を停止し、ステップＳ９で乾
式洗浄装置から基板を搬出する。続いてステップＳ21で
基板を第１湿式洗浄装置に搬入する。

そして、ステップＳ22で基板を回転させながら基板表面
に硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）との混
合液を供給し、基板表面の有機物等や基板表面の不要な
粒子等を溶解し除去する。これが湿式有機物除去処理で
ある。

次に、ステップＳ23で基板表面に純水を供給し、ステッ
プＳ22での処理液を除去し、次にステップＳ24基板表面
にフッ化水素を含んだ表面処理液として希フッ酸（Ｈ
Ｆ）を供給することにより、金属粒子Ｃ等の無機物が内
部に拡散し残留している酸化膜Ｄ（第２図（III）参
照）をエッチングして溶解除去する。

なお、ステップ24における希フッ酸（ＨＦ）の供給に代
え、フッ酸の蒸気を基板表面に供給してもよい。

これにより、シリコン基板の場合、裸の基板Ａが露出す
る（第２図（IV）参照）。ただし、金属粒子Ｃ等の無機
物の一部が基板Ａの表面に残留付着している。

次いで、ステップＳ25で基板Ａを高速回転させ、基板Ａ
の表面の希フッ酸（ＨＦ）を吹き飛ばし、次に、ステッ
プＳ26で基板Ａを第２湿式洗浄装置へ搬入する。

以上のステップＳ22〜Ｓ25が発明の構成にいう酸化膜を
エッチングする工程（湿式洗浄）に相当する。

次に、ステップＳ31で基板Ａを回転させながら、その表
面に洗浄液を供給する。洗浄液として、例えばコリン
（ＣＨ_３−ＣＨ_３−ＣＨ_３−Ｎ−Ｃ_２Ｈ_４ＯＨ）^＋ＯＨ
⁻またはその誘導体を含む純水を用い、基板Ａの表面を
親水基で覆う。

次に、ステップＳ32で洗浄液の供給を停止した後、ステ
ップＳ33において、純水を基板Ａの表面に噴射供給し、
基板Ａの表面を洗浄する。この場合、必要により超音波
を付加することができる。

以上のステップＳ31〜Ｓ33が発明の構成にいう基板表面
を洗浄する工程（湿式洗浄）に相当する。

以上により、基板Ａの表面に残留付着している金属粒子
Ｃ等の無機物が洗浄除去される。ただし、基板Ａの表面
には洗浄液，純水が付着している。

次いで、ステップＳ41で基板Ａを高速回転させ遠心力に
より基板Ａの表面に付着している洗浄液，純水を吹き飛
ばして基板Ａを乾燥させる（スピンドライ）。このステ
ップＳ41では、赤外線を照射することにより乾燥速度を
速めることもできる。また、減圧によって水分の蒸発を
促進するのもよい。

このステップＳ41が発明の構成にいう乾燥する工程に相
当し、無機質汚染物質はもとよりレジスト膜Ｂ内に広く
分散混入していた金属粒子Ｃ等の無機物をも完全に洗浄
除去した後、液切り乾燥することができる。

なお、この実施例では、酸化膜エッチング工程を第１湿
式洗浄装置で、洗浄工程を第２湿式洗浄装置で行った
が、酸化膜エッチング工程と洗浄工程とを同一処理室内
にて処理してもよいことは言うまでもない。この場合
は、ステップＳ26を省略することができる。ただし、フ
ッ化水素を含む処理液を使用する酸化膜エッチング工程
と洗浄工程とは、それぞれ別の処理室で行う方が洗浄度
を向上する上で好ましい。

レジスト膜分解除去工程の乾式洗浄は、オゾンまたは紫
外線照射の代わりにプラズマの照射によって行うことも
できる（ステップＳ10）。すなわち、酸素（Ｏ_２）およ
びフッ化炭素（ＣＦ_４）をプラズマ化し、活性化した酸
素原子等で基板表面のレジスト膜Ｂを分解除去してもよ
い。

また、酸化膜エッチング工程における基板表面の酸化膜
除去には、希フッ酸に代えて硝酸とフッ酸の混合液を用
いることもできる。

次に、この実施例の方法を実施する洗浄装置について説
明する。

第３図は、基板の乾式洗浄装置Ｘおよび第１の湿式洗浄
装置Ｙの概略構成図である。

まず、レジスト膜分解除去工程を実行する乾式洗浄装置
Ｘの構造について説明する。

第１処理室１の内部に、半導体ウエハＷを加熱するヒー
タ２と、ウエハＷを昇降する複数本のリフターロッド
（図示せず）とを内蔵したスピンチャック３、および、
紫外線ランプ４を内蔵した石英製のオゾンノズル５が内
装されている。

スピンチャック３はモータＭ_１によって水平回転される
ように構成されている。オゾンノズル５の底板には多数
のオゾン拡散孔５ａが均一分布の状態で形成されてい
る。

レジスト膜の分解除去効率を上げるためには、スピンチ
ャック３上のウエハＷと紫外線ランプ４との距離をでき
るだけ短くするのがよい。

なお、この実施例における第１処理室１は発明の構成に
いう乾式洗浄装置の基板処理室に相当し、ヒータ２は加
熱手段に、スピンチャック３とモータＭ_１とは乾式洗浄
装置の回転手段に、オゾンノズル５は分解除去手段に相
当する。

第１処理室１の周壁部に直径方向で対抗する状態でウエ
ハＷの搬入口１ａと搬出口１ｂとが形成され、図示しな
い駆動機構によって上下にスライドされ搬入口１ａ，搬
出口１ｂを開閉するシャッタ６ａ，６ｂが設けられてい
る。

第１処理室１の外側において、搬入口１ａを通してウエ
ハＷを第１処理室１内に搬入するウエハ搬送機構７ａ
と、搬出口１ｂを通して第１処理室１から外部にウエハ
Ｗを搬出し、かつ第１の湿式洗浄装置Ｙにおける第２処
理室21へ搬入するウエハ搬送機構７ｂおよび第２処理室
21から搬出するウエハ搬送機構７ｃとが設けられてい
る。

なお、ウエハ搬送機構７ａ，７ｂ，７ｃは、発明の構成
にいう搬送機構に相当する。

これらウエハ搬送機構７ａ，７ｂおよび７ｃは同じ構造
をもつもので、例えば、実開昭60−176548号公報に開示
され、また、第４図にも示すように、モータ８と、モー
タ８の回転軸に取り付けられた第１アーム９と、第１ア
ーム９の遊端部に回転自在に取り付けられた第２アーム
10と、第１アーム９の回転運動を伝達して第２アーム10
を回転させる伝動機構11と、第２アーム10の遊端部に形
成され、載置したウエハＷを吸着保持する真空チャック
口12等から構成されている。

酸素ボンベ13に接続されたオゾン発生器14の供給管15
と、パージ用不活性ガス（Ｎ_２）の供給管16とが、それ
ぞれバルブ17，18を介してオゾンノズル５の導入管５ａ
に続続されている。

第１処理室１の底板にオゾンやレジスト膜の分解除去の
際に発生したＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ等のガスの排気チャンバ19
が形成され、それに連通する排気管20が図示しないブロ
ワに接続されている。

次に、酸化膜エッチング工程を実行する第１の湿式洗浄
装置Ｙの構造について説明する。なお、洗浄工程を実行
する第２の湿式洗浄装置も同様の構造を有している。こ
のため、第２の湿式洗浄装置の図示を省略している。

第２処理室21に昇降自在に内装されたウエハ載置テーブ
ル22がモータＭ_２によって水平回転されるように構成さ
れている。ウエハ載置テーブル22には直径方向に対向し
た位置にピン22ａが立設され、それらの内側にウエハ保
持用の突起22ｂが取り付けられている。なお、第２処理
室21は、発明の構成にいう湿式洗浄装置の基板処理室に
相当し、ウエハ載置テーブル22とモータＭ_２とは、湿式
洗浄装置の回転手段に相当する。

第２処理室21の周壁部に直径方向で対向する状態でウエ
ハＷの搬入口21ａと搬出口21ｂとが形成され、図示しな
い駆動機構によって上下にスライドされ搬入口21ａ，搬
出口21ｂを開閉するシャッタ23ａ，23ｂが設けられてい
る。

前記のウエハ搬送機構７ｂは搬入口21ａを通してウエハ
Ｗを第２処理室21内に搬入する機能を兼用し、また、搬
出口21ｂを通して第２処理室21から外部にウエハＷを搬
出するウエハ搬送機構７ｃが設けられている。

第２処理室21の天板部には、Ｈ_２ＳＯ_４，Ｈ_２Ｏ_２や酸
化膜エッチング用の希フッ酸（ＨＦ）を噴射するノズル
24が設けられている。なお、第２の湿式洗浄装置では、
ノズル24からは、洗浄液を噴射する。なお、第１の湿式
洗浄装置のノズル24は、発明の構成にいう表面処理手段
に相当し、第２の湿式洗浄装置のノズル24は、洗浄液供
給手段に相当する。

第２処理室21の底板にはドレンと排気のためのパイプ25
が接続されている。

次に、乾式洗浄装置Ｘの動作を説明する。

予め、スピンチャック３内のヒータに通電してスピンチ
ャック３を加熱しておく。加熱温度は通常200℃以上、3
00℃以下である。

シャッタ６ａを下降させ搬入口１ａを開く。他方の搬出
口１ｂはシャッタ６ｂによって閉塞されている。

ウエハ搬送機構７ａにおける第２アーム10にウエハＷを
載置し真空チャック口12からの真空吸引によってウエハ
Ｗを保持させる。モータ８を駆動することにより、第１
アーム９，第２アーム10を変位させて第２アーム10上の
ウエハＷを搬入口１ａから第１処理室１内に搬入し、ス
ピンチャック３上に載置した後、モータ８を逆方向に駆
動して第２アーム10を搬入口１ａから退出させ、次い
で、シャッタ６ａを上昇させて搬入口１ａを閉塞する
（以上、ステップＳ１に相当）。

スピンチャック３は既にヒータによって所定温度に加熱
されているため、ウエハＷはスピンチャック３への移載
直後から加熱され始める。これによって、ウエハＷの表
面のレジスト膜が熱分解し始める。このレジスト膜の熱
分解は、次工程でのレジスト膜の分解除去を促進する
（以上、ステップＳ２に相当）。

次いで、真空吸引によりウエハＷをスピンチャック３に
吸着保持した後、モータＭ_１を駆動することにより、ス
ピンチャック３とともにウエハＷを回転する。

また、バルブ17を開き、酸素ボンベ13からオゾン発生器
14に酸素を供給するとともに、オゾン発生器14の電源を
投入して供給されてきた酸素をオゾンに変換し、導入管
５ａおよびオゾンノズル５のオゾン拡散孔５ａを介して
第１処理室１内のウエハＷの表面に所要流量のオゾンを
供給する。

このオゾン供給と同時に図外のブロワを駆動し排気管20
を介して排気チャンバ19を負圧にし、第１処理室１内か
ら不測にオゾンが室内に漏れ出すのを防止する（以上、
ステップＳ３に相当）。

次に、紫外線ランプ４を点灯して回転中のウエハＷの表
面に対して前記のオゾン供給とともに紫外線の照射を行
う。

照射した紫外線によってオゾンＯ_３は活性化された酸素
原子Ｏに分解され、この酸素原子ＯによりウエハＷの表
面のレジスト膜を形成している有機物を酸化し、Ｃ
Ｏ_２，Ｈ_２Ｏ等に変化させてウエハＷから分離除去す
る。生成したＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ等のガスは排気管20を介し
て室外に排出される。

なお、前記酸化反応において、紫外線および熱は有機物
の分解および有機物と活性化された酸素原子Ｏとの結合
を促進する作用がある。

ウエハＷを回転しながら紫外線を照射するので、レジス
ト膜全面に対する均一な照射が可能である（以上、ステ
ップＳ４に相当）。

また、従来例のように紫外線によって空気中の酸素から
オゾンを発生させるのではなく、最初からオゾンのかた
ちでレジスト膜に対して直接的に供給するから、供給オ
ゾン量が充分でレジスト膜とオゾンとの接触頻度が高
く、レジスト膜の分解除去速度が速くなる。

回転するウエハＷに対してオゾン供給と紫外線照射とを
同時的に行う工程（ステップＳ４）で前述のようにレジ
スト膜が次第に分解除去されていく。分解除去が完了し
たとき、オゾンの供給を停止する。すなわち、オゾン発
生器14の電源をオフするとともにバルブ17を閉止する。

オゾン供給停止の後も紫外線の照射を所要時間にわたっ
て継続することにより、ウエハＷの表面の界面に残留し
ているレジスト膜を引き続き分解除去する（ステップＳ
５に相当）。

前記所要時間の経過後、紫外線ランプ４を消灯する。た
だし、ヒータに対する通電は継続しておく（以上、ステ
ップＳ６に相当）。

次いで、バルブ18を開けて供給管16，導入管５ａを介し
て所要流量の不活性ガスをオゾンノズル５に供給する。

この不活性ガスは、オゾン拡散孔５ａを介して第１処理
室１内に流入し、第１処理室１内に残留しているオゾン
や第１処理室１内で生成されたＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ等のガス
を排気管20を介して室外にパージする（以上、ステップ
Ｓ７に相当）。

次に、モータＭ_１を停止してウエハＷの回転を停止する
（ステップＳ８に相当）。

次いで、スピンチャック３にかけていた負圧を解除し、
ウエハＷに対する吸着保持を解除する。そして、リフタ
ーロッドを上昇させてその先端でウエハＷを受け取り、
シャッタ６ｂを下降させ搬出口１ｂを開き、ウエハ搬送
機構７ｂによって第１処理室１からウエハＷを取り出
し、これを第１湿式洗浄装置Ｙの第２処理室21に挿入す
る。

その後、シャッタ６ｂを上昇して搬出口１ｂを閉塞する
（以上、ステップＳ９に相当）。

以上の乾式洗浄装置Ｘにおける乾式洗浄工程に引き続い
て、第１の湿式洗浄装置Ｙにおける酸化膜エッチング工
程に移行する。

すなわち、シャッタ23ａを下降させ搬入口21ａを開く。
他方の搬出口21ｂはシャッタ23ｂによって閉塞されてい
る。

乾式洗浄装置Ｘから搬出されウエハ搬送機構７ｂの第２
アーム10に吸着保持されたウエハＷを搬入口21ａから第
２処理室21内に搬入し、ウエハ載置テーブル22の真上に
ウエハＷがきたタイミングでモータ８を停止する。

ウエハ載置テーブル22を上昇させてピン22ａの内側にウ
エハＷが位置する状態とする。そして、真空チャック口
12からの真空吸引を解除し、ウエハＷを突起22ｂで受け
取る。

第２アーム10を搬入口21ａから退出させた後、シャッタ
23ａを上昇して搬入口21ａを閉塞する（以上、ステップ
Ｓ21に相当）。

ウエハ載置テーブル22の回転によってウエハＷを回転さ
せながらノズル24からウエハＷの表面に向けてＨ_２ＳＯ
_４とＨ_２Ｏ_２との混合液を噴射供給することにより、基
板表面の有機物や基板表面の不要な粒子等を溶解し除去
する。所要時間が経過すると噴射を停止する（以上、ス
テップＳ22に相当）。

ウエハＷの回転を継続したままで、ノズル24から純水を
ウエハＷの表面に向けて噴射供給することにより、ウエ
ハＷの表面に残留している前記の混合液や不要物を洗浄
除去する（ステップＳ23に相当）。

さらに、ノズル24から希フッ酸（ＨＦ）の溶液をウエハ
Ｗの表面に向けて噴射供給する。これにより、金属粒子
等の無機物が内部に拡散残留している酸化膜をエッチン
グして溶解除去する（ステップＳ24に相当）。

そして、モータＭ_２の高速回転によってウエハＷの表面
に付着している希フッ酸（ＨＦ）を吹き飛ばす（ステッ
プＳ25に相当）。

以上の第１の湿式洗浄装置Ｙにおける酸化膜エッチング
工程に引き続いて、図示しない第２の湿式洗浄装置にお
ける洗浄工程に移行する。

ウエハ搬送機構７ｃの第２アーム10に吸着保持されたウ
エハＷを第２の湿式洗浄装置の処理室である第３処理室
のウエハ載置テーブル上に移載する。

ウエハ搬送機構７ｃを退出させた後、シャッタにて搬入
口を閉じ、次いで、ウエハ載置テーブルを回転させなが
ら、ノズルからコリン等の洗浄液をウエハＷの表面に向
けて噴射供給する（以上、ステップＳ26，Ｓ31に相
当）。

洗浄液の供給を停止した後、ノズルから純水を噴射供給
してウエハＷの基板表面に残留付着している金属粒子等
の無機物を洗浄除去する（以上、ステップＳ32，Ｓ33に
相当）。

なお、この洗浄工程において、必要に応じてノズルに超
音波振動子を付設しておき、800kHz以上の周波数の超音
波を純水に付加して洗浄効率を高めるようにしもよい。

次に、ウエハ載置テーブルを高速回転させることにより
ウエハＷに大きな遠心力を働かせ、ウエハＷの表面に付
着している洗浄液，純水を吹き飛ばしてウエハＷを乾燥
させる（スピンドライ）。

このスピンドライの乾燥工程では、乾燥用赤外線ラン
プ、特にシリコンウエハが吸収しやすい1200nmの波長域
の赤外線を照射したり、第３処理室を減圧したりするこ
とにより乾燥速度を速めることが好ましい。乾燥工程に
よって、レジスト膜内にめり込でいた無機物はもとより
レジスト膜内に広く分散混入していた金属粒子等の無機
物をも洗浄除去することができる（以上、ステップＳ41
に相当）。

なお、第１図のフローチャートにおいて、ステップＳ４
とステップＳ５のいずれか一方省略して実施する場合も
本発明に含まれる。

なお、第１，第２の湿式洗浄装置におけるウエハ載置テ
ーブルに対するウエハＷの保持は、ピン22ａと突起22ｂ
による他、真空吸着としてもよい。

また、第１の湿式洗浄装置Ｙと第２の湿式洗浄装置とに
分けるのではなく、酸化膜エンチング処理と湿式洗浄と
を１つの処理室で行うように構成してもよい。

テスト結果 第５図ないし第10図は、ステップＳ22〜Ｓ24において、
種々の洗浄液により洗浄した場合の基板表面のナトリウ
ムイオン濃度をＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectro
scopy ：二次イオン質量分析）法により分析した結果を
示す。第５図〜第10図にて、横軸は基板表面からの深さ
〔Å〕を示し、縦軸はナトリウムイオンＮａ^＋の濃度を
示している。

第５図は、レジスト膜分解除去工程のステップＳ３，Ｓ
４でＯ_３／ＵＶ処理（オゾン供給および紫外線照射）
し、酸化膜エッチング工程を省略し、洗浄工程のステッ
プＳ33の純水洗浄のみおよび乾燥工程のスピンドライを
した後の基板表面のナトリウムイオンＮａ^＋濃度を示
す。レジスト膜Ｂに含有されていたＮａ^＋が深さ約 100
Åまで拡散されたことが判る（第２図（III）参照）。

第６図は、第１図の酸化膜エッチング工程のうちステッ
プＳ24の希フッ酸ＨＦによる処理を省略し、乾燥工程の
ステップＳ41にてスピンドライした場合の基板表面のナ
トリウムイオンＮａ^＋濃度を示す。深さ約50ÅまでＮａ
^＋が拡散されたことが判る。

なお、第６図の場合、第５図の場合の２倍の時間をかけ
てＯ_３／ＵＶ処理している。

第７図は、第６図のテストのＨ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ_２（ス
テップＳ22）の代わりに、硝酸（ＨＮＯ_３）60％を使用
した場合を示す。この場合、基板表面でＮａ^＋は除去さ
れているが、深さ 100ÅまでＮａ^＋が拡散していること
が判る。

第８図は、ステップＳ24において希フッ酸（ＨＦ）で処
理し、次にステップＳ33で純水洗浄し、ステップＳ41で
スピンドライ処理した場合を示す。Ｎａ^＋が完全に除去
されていることが判る。これは、希フッ酸（ＨＦ）によ
る酸化膜のエッチング処理によって、第２図（III）の
状態から第２図（IV）の状態に変化したためである。

第９図は、レジスト膜分解除去工程でステップＳ10のマ
イクロ波酸素ガスプラズマによって活性化された酸素原
子を照射し、ステップＳ22のＨ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ_２処理
およびステップＳ23の純水洗浄の後、ステップＳ24の希
フッ酸（ＨＦ）処理を省略して、ステップＳ41のスピン
ドライを行った場合を示す。すなわち、酸素（Ｏ_２）お
よびフッ化炭素（ＣＦ_４）をプラズマで活性化させて、
基板に照射した場合である。Ｏ_３／ＵＶ処理（ステップ
Ｓ３，Ｓ４）に比べてＮａ^＋の拡散濃度が高く、かつ、
深く拡散している。

第10図は、ステップＳ10のプラズマアッシングの後、ス
テップＳ24の希フッ酸（ＨＦ）処理を行い、ステップＳ
41のスピンドライを行った場合を示す。Ｎａ^＋が完全に
除去されていることが判る。

なお、Ｎａ^＋は不要な重金属の一部であり、他の金属に
ついても同様に本発明の方法で除去することができる。

＜発明の効果＞ 請求項１に記載の発明によれば、次の（イ）〜（ホ）の
効果が発揮される。

（イ）基板の表面に対しオゾン供給，紫外線照射または
プラズマ照射の少なくともいずれか一つを行うことによ
り基板表面のレジスト膜を分解除去する工程の後に、金
属粒子等の無機物が拡散または付着した基板表面の酸化
膜を、フッ化水素を含有する表面処理液、またはその蒸
気によってエッチングし除去する酸化膜エッチング工程
を行うため、レジストそのものに含有されていた金属粒
子等の無機物を基板表面から完全に除去することができ
る。

すなわち、レジスト膜自体およびレジスト膜に付着して
いた無機物の他に、レジスト膜内にめり込んでいた無機
物や、もともとレジスト中に分散混入していた金属粒子
等の無機物まで、きわめて効果的に除去できる。

（ロ）レジスト膜の分解除去工程では基板を加熱すると
ともに基板を回転させるから、レジスト膜の分解除去を
短時間、かつ、基板表面の全面にわたって均一に行うこ
とができる。

（ハ）洗浄工程では基板を高速回転させ遠心力によって
基板上の洗浄液を吹き飛ばすので基板の乾燥を高速度に
行える。

（ニ）レジストからの重金属汚染という問題が解決され
るため、半導体ウエハ，ガラス基板，セラミックス基板
等の品質が大幅に向上する。

特に、オゾン供給および紫外線照射によるレジスト除去
の場合に自然酸化膜に濃縮される重金属を除去できるた
め、本発明の効果は大きい。

なお、プラズマによるレジスト除去においては、基板に
直接プラズマを照射すると、金属イオンが深く拡散され
るが、基板温度を 300℃以下程度に低くするとともに、
プラズマ発生部内に基板を置かずに、プラズマにより活
性化された原子のみを基板に供給した場合に特に著しい
効果がある。

（ホ）レジスト膜分解除去工程を乾式洗浄装置で行な
い、酸化膜エッチング工程および基板の洗浄・乾燥工程
を湿式洗浄装置で行なうようしたので、レジスト膜の分
解除去工程と基板の洗浄・乾燥工程とを同一の洗浄装置
（処理室）で行なった場合に生じる不都合、例えば、洗
浄・乾燥工程で、レジスト膜の分解除去工程で発生した
有機物によるパーティクルや残留ガスが洗浄液の液滴や
蒸気と混合して基板に再付着したり、レジスト膜の分解
除去工程において、洗浄液の蒸気が基板等に付着して分
解除去の障害になる等の不都合が回避される。

さらに、請求項２に記載の発明装置によれば、上記請求
項１の発明方法を好適に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第10図は本発明の実施例に係り、第１図は
基板のレジスト除去洗浄方法のプロセスの一例を示すフ
ローチャート、第２図は基板表面の断面概要図、第３図
は本発明を実施する乾式洗浄装置および乾式洗浄装置の
概略構成図、第４図はウエハ搬送装置の概略構成図、第
５図ないし第10図は基板表面のＮａ^＋の濃度分析結果を
示す図である。 第11図は従来例について問題点を指摘するために示した
基板の断面概要図である。 Ａ……基板、Ｂ……レジスト膜 Ｃ……金属粒子、Ｄ……酸化膜 Ｗ……ウエハ、１……第１処理室 ２……ヒータ、４……紫外線ランプ ５……オゾンノズル、14……オゾン発生器 21……第２処理室、22……ウエハ載置テーブル 24……ノズル

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−95166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−52984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−216328（ＪＰ，Ａ) 実公 昭43−27084（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を乾式洗浄装置に搬入する工程と、 乾式洗浄装置内において、基板を回転させながら加熱し
   た状態で基板の表面に対しオゾン供給，紫外線照射また
   はプラズマ照射の少なくともいずれか一つを行うことに
   より基板表面のレジスト膜を分解除去する工程と、 前記レジスト膜が分解除去された基板を乾式洗浄装置か
   ら搬出し湿式洗浄装置に搬入する工程と、 湿式洗浄装置内において、前記基板を回転させながらフ
   ッ化水素を含有する表面処理液、またはその蒸気を基板
   表面に供給し基板表面の酸化膜をエッチングする工程
   と、 湿式洗浄装置内において、前記酸化膜がエッチングされ
   た基板を回転させながら基板表面に洗浄液を供給するこ
   とにより基板表面を洗浄する工程と、 湿式洗浄装置内において、前記洗浄された基板の高速回
   転により基板上の洗浄液を液切り乾燥する工程 とを含むことを特徴とする基板のレジスト除去洗浄方
   法。
2. 【請求項２】乾式洗浄装置と、湿式洗浄装置と、基板搬
   送装置とを備えた基板のレジスト除去洗浄装置であっ
   て、 前記乾式洗浄装置は、 基板処理室と、 前記基板処理室内で基板を保持してその中心回りで回転
   させる回転手段と、 前記基板を加熱する加熱手段と、 前記基板の表面にオゾンを供給するオゾン供給手段、前
   記基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射手段、前記
   基板の表面にプラズマを照射するプラズマ照射手段の少
   なくとも一つよりなる分解除去手段と、 を含み、 前記湿式洗浄装置は、 基板処理室と、 前記基板処理室内で基板を保持してその中心回りで回転
   させる回転手段と、 前記基板の表面にフッ化水素を含む表面処理液、または
   その蒸気を基板表面に供給する表面処理手段と、 前記基板の表面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 を含み、 前記基板搬送装置は、 前記乾式洗浄装置の基板処理室内へ基板を搬入し、 前記乾式洗浄装置の基板処理室内から処理済みの基板を
   搬出してその基板を前記湿式洗浄装置の基板処理室内へ
   搬入し、 前記湿式洗浄装置の基板処理室内から処理済みの基板を
   搬出する搬送機構、 を含むことを特徴とする基板のレジスト除去洗浄装置。