JPH08102434A - 基板端縁部被膜の除去方法及び除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用する溶剤の使用量を極めて少なくするこ
とができる基板端部被膜の除去方法と装置を提供する。 【構成】 除去ユニット１０を基板Ｗに接近する方向に
移動せしめ、除去ユニット１０のスリット２０及び溶剤
貯留部１４のスリット１６を介して、基板Ｗの左右の辺
の端縁を溶剤貯留部１４内に入れる。そして溶剤を満た
した溶剤貯留部１４内に基板Ｗの端縁を挿入した後、所
定時間浸漬し、基板Ｗの端縁に付着したレジスト膜を溶
解せしめた後、前記とは逆方向に一対の除去ユニット１
０，１０を移動し、基板Ｗを溶剤貯留部１４内から引き
抜く。この時ノズル孔２３，２４からガス及び純水を基
板Ｗの端縁に噴出することで、端縁の残渣を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス基板や半導体ウェ
ーハ等の基板端縁部の被膜を除去する方法とその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に集積回路を形成する工程の１つ
にホトレジスト（以下「レジスト」という）膜を形成す
る工程が含まれる。斯かるレジスト膜は基板を回転させ
ることで滴下したレジスト液を均一に基板上に拡散塗布
するようにしている。このような塗布方法による場合に
は、図５（ａ）に示すように、レジスト膜Ｒは基板Ｗの
端縁部Ｒ’に厚く形成されてしまう。そして、このよう
に余分なレジスト膜が形成されると、エッチング等の後
にレジスト膜を除去する際に端縁にレジスト膜Ｒ’が残
り、このレジスト膜Ｒ’が後工程において微細なパーテ
ィクルとなって基板表面に付着し、歩留まり低下を来
す。同様の問題はＳＯＧ膜についてもいえる。

【０００３】そこで、従来から種々の除去方法と装置が
提案されている。例えば、矩形状ガラス基板上のレジス
トを除去する先行技術としては、特開平５−１１４５５
５号公報、特開平５−１７５１１７号公報、特開平５−
２００３５０号公報があり、半導体ウェーハ上の場合の
先行技術としては、特開平５−１６６７２０号公報、特
開平６−４５３０２号公報がある。

【０００４】特開平５−１１４５５５号公報及び特開平
５−１７５１１７号公報に開示される除去方法は、基板
の端縁に沿って剥離液を噴出するノズルを移動させるよ
うにし、特開平５−２００３５０号公報に開示される除
去方法は、回転する基板の下方に剥離液を噴出するノズ
ルを配置し、基板裏面から除去するようにし、特開平５
−１６６７２０号公報に開示される除去方法は、上部に
薬液（剥離液）滴下口とガス供給口を形成し、下方に回
収用の吸気口を備えたノズル内に半導体ウェーハの端縁
を臨ませて除去するようにし、更に特開平６−４５３０
２号公報に開示される除去方法は、半導体ウェーハの端
縁の上面及び下面はノズルから噴出される剥離液で、端
縁の厚み方向外端部は回転ブラシで除去するようにした
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した何れの方法に
あっても、剥離液は噴出しっぱなしであり、極めて大量
の剥離液を必要とする。仮りに回収したとしても回収率
は悪く且つ剥離液の品質劣化が大きく、コスト的に不利
である。

【０００６】また、特開平６−４５３０２号公報に開示
される除去方法を除く他の方法では、基板端縁の上面若
しくは下面については除去できるが、端縁の厚み方向外
端部については十分に除去することができない。その結
果、図５（ｂ）に示すように端縁の厚み方向外端部にレ
ジスト膜Ｒの一部Ｒ’が残ってしまう。一方、特開平６
−４５３０２号公報にあっては、厚み方向外端部につい
ては回転ブラシによって除去するようにしているため、
全く異なった２つの除去機構を設けなければならず、装
置構成が複雑となり、またレジスト膜をブラシで十分に
除去することはできない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る基板端部被膜の除去方法は、予め溶剤を満た
した溶剤貯留部に基板の端縁を水平方向から挿入した
後、または溶剤を満たす前の溶剤貯留部に基板の端縁を
水平方向から挿入した後に溶剤貯留部に溶剤を満たし、
次いで溶剤貯留部内の溶剤中に基板の端縁を所定時間浸
漬して基板端部被膜の余分な付着物を除去するようにし
た。

【０００８】尚、除去中には基板または溶剤貯留部を振
動させることで、レジスト膜やＳＯＧ膜など被膜の溶解
が速まるとともに、純水などのリンス液やガスを続けて
噴出させることによって、不要な被膜の除去後のリンス
処理と乾燥処理とを効率よく行うことができる。

【０００９】特に、ガラス基板等の矩形状基板の端縁部
被膜を除去する場合には、矩形状基板の一辺または除去
ユニットを対峙させて対向する二辺を同時に行い、この
場合に矩形状基板は回転させずに固定し、溶剤貯留部を
基板に対して移動させる。

【００１０】また、半導体ウェーハ等の一部に直線状切
欠部（オリエンテーションフラット）を有する円板状基
板の端縁部被膜を除去する場合には、基板はその場で回
転させ、溶剤貯留部は直線状の切欠部を含む基板の外端
縁に応じて基板に対して水平方向に進退動させる。

【００１１】また、本発明に係る基板端部被膜の除去装
置は、基板を着脱自在に保持する基板保持部と、この基
板保持部に保持された基板の端部の被膜を除去する除去
ユニットとで基板端部被膜の除去装置を構成し、前記除
去ユニットについては保持された基板に対し相対的に進
退動可能とし、且つ除去ユニットには基板の端縁が水平
方向から挿入可能なスリットを形成した溶剤貯留部を設
けた。

【００１２】ここで、矩形状基板端縁部被膜の除去を行
う場合には、溶剤貯留部に形成されたスリットの長さは
基板の長辺よりも長くすることが好ましい。また溶剤貯
留部を収めた除去ユニットに、基板端縁にガスまたはリ
ンス液を吹き付けるノズルを設け、更には基板を水平面
内で回転可能に保持する基板保持部を中心として、除去
ユニットを一対配置してもよい。また、被膜としてレジ
ストを使用し、その現像液を溶剤として使用した場合、
リンス液の吹き付けは省略することができる。

【００１３】

【作用】溶剤貯留部に形成したスリットを介して、基板
の端部被膜を溶剤貯留部に水平方向に挿入して除去する
際、溶剤貯留部内の溶剤は表面張力によって溶剤貯留部
内に留まる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る基板端部被膜の
除去装置の全体斜視図、図２は同基板端部被膜の除去装
置を構成する除去ユニットに基板を挿入した時の縦断面
図、図３は同基板端部被膜の除去装置を構成する除去ユ
ニットから基板を引き抜いた後の縦断面図、図４は図２
のＡ−Ａ線に沿った除去ユニットの平断面図である。

【００１５】基板端部被膜の除去装置はベース１上に設
けられる基板保持部２と、この基板保持部２を中心とし
て対向位置に配置される一対の除去ユニット１０，１０
から構成される。基板保持部２は基板Ｗの下面を固定す
る真空チャック３とこの真空チャック３を回転せしめる
軸４とからなる。

【００１６】一方、前記一対の除去ユニット１０，１０
はベース１上に設けたレール５に沿って、基板保持部２
に対して互いに接近及び離反する方向に移動可能とされ
ている。この除去ユニット１０は水平方向に伸びるケー
ス１１内に空胴部１２を形成し、この空胴部１２内を配
管１３を介して吸引装置につなげている。

【００１７】前記空胴部１２内には洗浄部材１４を配置
し、この洗浄部材１４には溶剤貯留部１４ａを設けてい
る。この溶剤貯留部１４ａは溶剤供給源につながる供給
孔１５、側方に開口するスリット１６及びオーバーフロ
ー孔１７を備えている。したがって、吸引装置を駆動す
ることによって、溶剤貯留部１４ａ内の過剰な溶剤は、
オーバーフロー孔１７、空胴部１２を経て排出される。

【００１８】ここで、前記スリット１６の上下方向の寸
法は表面張力によってスリット１６内側に溜まった溶剤
がそのまま保持される寸法、具体的には基板Ｗを挿入し
た状態で基板Ｗの上面とスリット１６上端、基板Ｗの下
面とスリット１６下端との間隔は、使用する溶剤の表面
張力値に基づき適宜設定すればよいが、通常はそれぞれ
１ｍｍ以下になるよう設定する。また、スリット１６の
横方向寸法は、挿入する基板Ｗの長辺の寸法よりもやや
大きく設定する。

【００１９】更に、溶剤貯留部１４ａのスリット１６を
形成する下エッジ部１８は上エッジ部１９よりも前方に
突出し、これにより、基板Ｗの接液領域が上面よりも下
面（裏面）において広くなるようにしている。

【００２０】一方、前記ケース１１の基板Ｗと対向する
側はスリット２０にて上部厚肉部２１と下部厚肉部２２
に分けられ、これら厚肉部２１，２２にスリット２０に
開口するＮ2、Ｏ2或いはエア等を前記スリット１６側斜
め方向に向けて噴出するノズル孔２３及び純水などのリ
ンス液を前記スリット１６側斜め方向に向けて噴出する
ノズル孔２４を穿設している。尚、接液領域が上面より
も下面が広いので、ノズル孔２３，２４も下部厚肉部２
２に設けるノズル孔の方を上部厚肉部２１に設けるノズ
ル孔に比べて基板Ｗの端縁から離れるようにずらせて穿
設している。

【００２１】以上において、基板Ｗの端縁に付着したレ
ジスト膜等の付着物を溶剤によって溶解除去するには、
一対の除去ユニット１０，１０を最も離間させ、この状
態で基板Ｗの中央下面を真空チャック３にて保持し、除
去ユニット１０のスリット２０と基板Ｗの一辺とが平行
になるようにする。

【００２２】次いで、一対の除去ユニット１０，１０を
基板Ｗに接近する方向に移動せしめる。すると、除去ユ
ニット１０のスリット２０及び溶剤貯留部１４ａのスリ
ット１６を介して、基板Ｗの左右の辺の端縁が溶剤貯留
部１４ａ内に入り込む。このとき、溶剤貯留部１４ａ内
には予め溶剤等の溶剤を満たしておいてもよいが、溶剤
貯留部１４ａ内に基板を挿入せしめた後に溶剤を満たす
ようにしてもよい。

【００２３】溶剤貯留部１４ａ内に基板Ｗの端縁を挿入
した後、所定時間（１〜１５秒）浸漬し、基板Ｗの端縁
に付着したレジスト膜を溶解せしめた後、前記とは逆方
向に一対の除去ユニット１０，１０を移動し、基板Ｗを
溶剤貯留部１４ａ内から引き抜く。そして、この時ノズ
ル孔２３，２４からガス及び純水を基板Ｗの端縁に噴出
することで、端縁の残渣を除去して洗浄するとともに軽
く乾燥する。

【００２４】尚、上記の除去を行うにあたり、除去ユニ
ット１０または基板Ｗを振動させてもよい。このように
することで、レジスト膜の溶解が進行し且つノズル孔２
３，２４から噴出するガス及び純水が基板Ｗ端縁に均一
に当たる。

【００２５】以上のようにして、基板の対向する２辺を
同時に除去したならば、基板保持部２のチャック３を回
転し、基板Ｗの向きを９０°変更する。そして、この後
前記と同様の操作によって残りの２辺を同時に除去す
る。

【００２６】以上の操作によって図５（ｃ）に示すよう
に基板Ｗ端縁の上面及び下面は勿論のこと基板端縁の厚
み方向外端部についても十分に付着物を除去することが
できる。

【００２７】図６は基板として半導体ウェーハＷの端縁
部の被膜を除去している状態の全体斜視図であり、半導
体ウェーハＷは円板状をなすとともに位置決め等に利用
するための直線状切欠部（オリエンテーションフラッ
ト）Ｗoをその一部に形成している。

【００２８】上記の半導体ウェーハＷの外端縁の被膜を
除去するには、除去ユニット１０としては、一側のみに
配置し、除去ユニット１０に形成するスリット２０の長
さは切欠部Ｗoよりも若干長ければ足りる。そして、被
膜を除去するにあたっては、除去ユニット１０を半導体
ウェーハＷに向かって水平方向に前進させ、除去ユニッ
ト１０の溶剤貯留部に半導体ウェーハＷの直線状の切欠
部Ｗoの端縁を進入させ溶剤中に端縁を所定時間浸漬し
て被膜を除去した後、半導体ウェーハＷをその場でゆっ
くり回転させるとともに除去ユニット１０を水平方向外
側に後退せしめ常に半導体ウェーハＷの円弧状外端部が
溶剤貯留部に浸漬した状態で被膜の除去を行う。

【００２９】尚、半導体ウェーハＷの外端縁の被膜を除
去するにあたっては、どの位置から除去を開始するかは
任意であり、また溶剤貯留部の形状を変えるようにして
もよい。

【００３０】また、使用する溶剤は、適用する被膜に応
じて適宜選択すればよいが、被膜がポジ型のホトレジス
トであれば、アルコール系溶剤、エステル系溶剤、エー
テル系溶剤、ケトン系溶剤が好ましく、またアルカリ性
水溶液等の現像液であってもよい。また、ＳＯＧ膜であ
ればアルコール系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶
剤が好ましい。

【００３１】図７は除去ユニット１０を一側のみに配置
してガラス基板の端縁部の被膜を除去している状態の全
体斜視図であり、図１に示した装置に比べて被膜除去に
要する時間はかかるが、装置自体の機構は簡略化され
る。

【００３２】図８乃至図１０は超音波による振動を更に
組み合わせた例を示すものであり、図８に示す実施例に
あっては、超音波振動子３０を洗浄部材１４の溶剤貯留
部１４ａ内に直接挿入し、図９に示す実施例にあって
は、超音波振動子３０を洗浄部材１４に埋設し、洗浄部
材１４を介して溶剤貯留部１４ａ内の溶剤を振動させる
ようにし、更に図１０に示す実施例にあっては、ガラス
基板や半導体ウェーハＷを吸着保持する真空チャック３
に超音波振動子３０を取り付けるようにしている。尚、
図示はしないが、除去ユニット１０或いはベース１を振
動させることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、溶剤貯留部に水平方向から相対的に基板の端縁を挿
入し、溶剤貯留部内において、基板の端縁に付着したレ
ジスト膜等を溶剤で溶かして除去するようにしたので、
使用する溶剤の使用量が必要最小限で済み、極めて経済
的である。具体的には６００×６００ｍｍの基板の一辺
を除去するのに、従来装置では２００〜３００ｃｃの溶
剤を使用していたが、本発明によれば２０〜５０ｃｃで
足りた。

【００３４】また、基板の水平状態を維持したまま除去
を行うため、前後の工程との連結がスムーズに行え、連
続した処理ラインの中に組み込むことが可能となる。

【００３５】また、従来にあっては除去しにくかった厚
み方向外端部の付着物についても確実に除去することが
できるので、パーティクルの発生を大幅に低減でき、歩
留まりを向上させることができる。

【００３６】また、除去中に基板または溶剤貯留部を振
動させることで、レジスト膜の溶解が速まるとともに、
ガスや純水の噴出を組み合わせれば、リンスと乾燥とを
することができる。

【００３７】また、溶剤貯留部に形成されたスリットの
長さを基板の長辺よりも長くし、基板を水平面内で回転
可能に保持する基板保持部を中心として、除去ユニット
を一対配置することで、効率よく矩形状の基板端部被膜
を除去することができる。

【００３８】また、除去ユニットの進退動と基板の回転
とを関連づけることで、外周の一部に直線状切欠を有す
る半導体ウェーハであっても効率よく外端縁全周の被膜
を除去することができる。

【００３９】更に、超音波振動子等によって溶剤、洗浄
部材或いは基板を振動させつつ洗浄するようにすれば、
更に洗浄効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板端部被膜の除去装置の全体斜
視図

【図２】同基板端部被膜の除去装置を構成する除去ユニ
ットに基板を挿入したときの縦断面図

【図３】同基板端部被膜の除去装置を構成する除去ユニ
ットから基板を引き抜いた後の縦断面図

【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った除去ユニットの平断面
図

【図５】（ａ）は除去前の基板端縁の状態を示す図、
（ｂ）は基板端縁の一部にレジスト膜が残った状態を示
す図、（ｃ）は本発明によって除去した基板端縁の状態
を示す図

【図６】本発明に係る基板端部被膜の除去装置を用いて
半導体ウェーハの端縁部の被膜を除去している状態を示
す全体斜視図

【図７】一側にのみ除去ユニットを配置してガラス基板
の端縁部の被膜を除去している状態を示す全体斜視図

【図８】超音波振動子を取り付けた洗浄部材の斜視図

【図９】超音波振動子を取り付けた洗浄部材の別実施例
を示す斜視図

【図１０】超音波振動子を取り付けたチャックを示す図

【符号の説明】

２…基板保持部、３…真空チャック、１０…除去ユニッ
ト、１１…ケース、１２…空胴部、１４…洗浄部材、１
４ａ…溶剤貯留部、１５…溶剤供給孔、１６，２０…ス
リット、１７…オーバーフロー孔、２３，２４…ノズル
孔、３０…超音波振動子、Ｗ…基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島井 太 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め溶剤を満たした溶剤貯留部に基板の
   端縁を水平方向から挿入した後、溶剤貯留部内の溶剤中
   に基板の端縁を所定時間浸漬して基板端縁の余分な付着
   物を除去するようにしたことを特徴とする基板端縁部被
   膜の除去方法。
2. 【請求項２】 溶剤を満たす前の溶剤貯留部に基板の端
   縁を水平方向から挿入した後、溶剤貯留部に溶剤を満た
   し、次いで溶剤貯留部内の溶剤中に基板の端縁を所定時
   間浸漬して基板端縁の被膜の余分な付着物を除去するよ
   うにしたことを特徴とする基板端縁部被膜の除去方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の基板端
   縁部被膜の除去方法において、被膜の除去中には溶剤、
   溶剤貯留部または基板を振動させることを特徴とする基
   板端縁部被膜の除去方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載の基板端縁
   部被膜の除去方法において、前記基板は矩形状をなし、
   この矩形状基板の一辺または対向する二辺の端縁を溶剤
   貯留部に水平方向から挿入して端縁の余分な付着物を除
   去するようにしたことを特徴とする基板端縁部被膜の除
   去方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３に記載の基板端縁
   部被膜の除去方法において、前記基板は円板の外周の一
   部に直線状の切欠部を有する形状をなし、この基板の外
   端縁部の被膜を除去するにあたり、基板はその場で回転
   させ、溶剤貯留部は直線状の切欠部を含む基板の外端縁
   に応じて基板に対して水平方向に進退動させるようにし
   たことを特徴とする基板端縁部被膜の除去方法。
6. 【請求項６】 基板を着脱自在に保持する基板保持部
   と、この基板保持部に保持された基板の端縁部の被膜を
   除去する除去ユニットとを備えた基板端縁部被膜の除去
   装置において、前記除去ユニットは保持された基板に対
   し相対的に進退動可能とされ、且つ除去ユニットは基板
   の端縁が水平方向から挿入可能なスリットを形成した溶
   剤貯留部を備えていることを特徴とする基板端縁部被膜
   の除去装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の基板端縁部被膜の除去
   装置において、前記溶剤貯留部に形成されたスリットの
   長さは基板の長辺よりも長いことを特徴とする基板端縁
   部被膜の除去装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の基板端縁部被膜の除去
   装置において、前記除去ユニットは内部に溶剤貯留部を
   収め、且つ基板端縁にガスまたはリンス液を吹き付ける
   ノズル孔を備えていることを特徴とする基板端縁部被膜
   の除去装置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の基板端縁部被膜の除去
   装置において、前記基板保持部は基板を水平面内で回転
   可能に保持し、また前記除去ユニットは基板保持部を中
   心として一対配置されていることを特徴とする基板端縁
   部被膜の除去装置。