JP2005064443A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ウエハ等のレジストを汚染も無く安全に完全除去すると共に、金属汚染やパーティクルの発生並びにウォーターマークの抑制を行えるようにすること。
【解決手段】 ウエハＷを保持する支持基板１０１と、該支持基板を加熱制御するヒーター部１０２と、ウエハＷ表面にオゾンガス１０６とオゾン水１０７を配管１０４及び１０５を通して連結された散布部１０３から散布する機構と、該散布部１０３から供給されたガス及び水等を配管１０８に通して排出した排出物１０９とから構成されて成るアッシング処理部を具備する基板処理装置等を用いて、ウエハ等に形成されたレジスト膜をオゾンガス処理に引き続いてオゾン水処理を施すことにより汚染も無く安全に完全除去すると共に、金属汚染やパーティクルの発生並びにウォーターマークの抑制が行う。
【選択図】図１
【解決手段】 ウエハＷを保持する支持基板１０１と、該支持基板を加熱制御するヒーター部１０２と、ウエハＷ表面にオゾンガス１０６とオゾン水１０７を配管１０４及び１０５を通して連結された散布部１０３から散布する機構と、該散布部１０３から供給されたガス及び水等を配管１０８に通して排出した排出物１０９とから構成されて成るアッシング処理部を具備する基板処理装置等を用いて、ウエハ等に形成されたレジスト膜をオゾンガス処理に引き続いてオゾン水処理を施すことにより汚染も無く安全に完全除去すると共に、金属汚染やパーティクルの発生並びにウォーターマークの抑制が行う。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関するもので、更に詳細には、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板を処理容器内に収容して、該被処理基板表面に処理ガスや処理溶液、例えばオゾンガスやオゾン水やエッチング溶液や洗浄水や乾燥用ガス等を逐次供給して、レジスト除去処理や、汚染物や不純物等の除去処理と、乾燥処理等を逐次施す基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板としての半導体ウエハやＬＣＤ基板等（以下にウエハ等という）にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターンを縮小してレジストに転写し、これを現像処理し、その後エッチング処理や不純物導入処理等のウエハ工程処理を施して後、ウエハ等からレジストを除去し、その後に汚染物や不純物の除去を施し、その後に洗浄処理と乾燥処理をする等の一連の処理が施されている。とりわけ、ドライエッチングやイオン打ち込み処理を施して重合化が進行したレジストの除去処理工程は歩留まり上からも重要な処理である。
上記処理の一例を被処理基板が例えばシリコンウエハの場合について、図９を参照として説明する。まず、シリコンウエハＷ（以下にウエハＷという）の表面に酸化膜ＯＸが形成されて成る｛図９（ａ）参照｝。次に、酸化膜ＯＸの表面にレジストを塗布してレジストパターンＲＰを形成する｛図９（ｂ）参照｝。次に、ＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ２Ｏ），ＢＨＦと称される薬液を用いて不要な酸化膜をエッチングした後、イオン打ち込み処理によりイオンＩの打ち込み層ＩＩを形成する｛図９（Ｃ）参照｝。その後、ＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）と称される薬液（硫酸過水）を用いて不要なレジストを剥離する｛図９（ｄ）参照｝。
前記レジストの除去の手段として用いられている従来の装置では、一般にＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２の混合液）（硫酸過水）等の薬液が充填され８０℃〜１３０℃に加熱された洗浄槽内にウエハを浸漬させて、レジストとりわけイオン打ち込みやプラズマエッチング等のドライ処理で重合化が進行したレジストまでも剥離処理を行っている。
しかし、前記レジストの除去工程において、加熱された硫酸過水等の薬液を用いると、レジスト除去後にウエハＷの表面に硫酸イオンが残留し、この残留した硫酸イオンがパーティクルの発生原因やコンタミネーションを招く恐れがある。更に加熱された熱硫酸を用いる事は、作業上や管理上の危険性が高いという課題もあった。
一方、近年では、環境保全や安全性の観点から廃液処理や管理が容易なオゾン（Ｏ３）を用いてレジスト除去を行うことが要望されている。この場合、オゾンガスやオゾン溶解溶液にウエハ等を曝すことにより、酸素原子ラジカル等によってレジスト等を酸化反応させて二酸化炭素や水等に分解する。
しかしながら、従来のオゾンガスやオゾン溶解溶液によるレジスト膜の除去、いわゆるアッシング処理では充分なレジスト膜の除去が達成されていないという問題があった。とりわけ、イオン打ち込み処理やプラズマ処理が施されて重合化が進行したレジスト膜の除去が充分に達成されないという大きな問題があった。
また、オゾン処理を行うとウエハ等の表面に金属汚染や不要なケミカル酸化膜の成長を招く恐れもあった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ウエハ等の金属汚染やパーティクルの発生、並びに酸化膜の成長を抑制して、レジストとりわけ重合化レジストまでも完全に除去を行えるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決し、上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、窒素ガスベースの処理装置内の処理容器に収容された被処理基板を加熱処理しながら高濃度オゾンガスを供給する第一の工程と、引き続いて高濃度オゾン水を供給しながら温度を制御する第二の工程を有することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に示された基板にはレジスト膜が形成されており、かつ基板処理とは該レジスト膜の除去処理、いわゆるアッシング処理であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１に示された第一の工程の加熱処理とは、常温から２５０℃程度まで２０秒間程度で昇温しながら高濃度オゾンガスを供給する傾斜昇温処理であり、第二の工程の温度制御とは、第一の工程での傾斜温度処理後に高濃度オゾン水を供給しながら２５０℃程度から８０℃程度までに１０秒間程度で傾斜冷却する温度制御処理であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に示された高濃度オゾンガス中のオゾン濃度は１５％以上１００％程度までであり、高濃度オゾン水中のオゾン濃度は３０ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４に示された基板処理を経た被処理基板はその他の処理容器に移送され、前記被処理基板に形成された酸化物等をエッチング除去処理する工程と、前記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、前記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面表面に付着する水分を除去する乾燥工程とを有することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１ないし４に示された密閉容器内で基板処理を経た被処理基板は、その他の処理容器等への移送工程を経て、前記被処理基板に形成された酸化物等をエッチング除去処理する工程と、前記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、前記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面表面に付着する水分をを除去する乾燥工程とを具備することを特徴とする。
以上説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
請求項１から４記載の発明によれば、イオン打ち込み処理やプラズマ処理等で重合化が進行したレジストまでも、薬液による汚染や危険性もなく、完全に除去できる効果がある。
請求項５記載の発明によれば、レジストの完全除去効果に加えるに、金属汚染やパーティクルの除去効果があると共に、ウォーターマークの発生を抑制できる効果がある。
請求項６記載の発明によれば、レジストの完全除去効果に加えるに、金属汚染やパーティクルの除去効果があると共に、ウォーターマークの発生抑制効果がある生産性の良い装置を提供できる効果がある。
以下に、本発明の実施の形態に係り基板処理装置に関し、図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る基板処理装置の一例を示す要部の概略断面図である。
前記基板処理装置は、ウエハＷを保持する支持基板１０１と、該支持基板を加熱制御するヒーター部１０２と、ウエハＷ表面にオゾンガス１０６とオゾン水１０７を配管１０４及び１０５を通して連結された散布部１０３から散布する機構と、該散布部１０３から供給されたガス及び水等を配管１０８に通して排出した排出物１０９とから構成されて成るアッシング処理部である。
図２は、本発明に係る基板処理装置の他の例を示す要部の断面図である。
前記基板処理装置は、ウエハＷを保持する支持基板２０１と、該支持基板に回転２０２を付与する機構と、ウエハＷ表面に希弗酸（ＤＨＦ：ＨＦ／Ｈ２Ｏ）等のエッチング液と超純水（Ｈ２Ｏ２）２０６や窒素ガスやホット窒素ガス２０７を配管２０６及び２０７を通して連結された散布部２０３から散布する機構と、該散布部２０３から供給されたガス及び水等を配管２０８に通して排出した排出物２０９とから構成されて成るエッチング処理と洗浄処理及び乾燥処理部である。
図３は、本発明に係る基板処理装置の一例の要部配置を示す概略平面図である。
基板処理装置は、本体３０１とオゾンガスとオゾン水を生成するオゾナイザ系３１８により構成されて成り、前記本体３０１は処理系３０２とクリーンユニット系３１３と排気系３１４と薬液系３１５とオゾン系３１６及び制御系３１７とが配されて成る。
基板処理装置の本体３０１には、処理系３０２としてアッシング部３０３と洗浄・乾燥部３０６とが配され、基板搬送部３０９として基板カッセット入力部３１０と基板カセット出力部３１１及び搬送ロボットから成る基板移送部３１２とが配されて成る。
アッシング部３０３にはヒーター部を内蔵した加熱支持台３０４内に被処理基板を保持する基板支持部３０５が配され、アッシング処理を施す反応室を構成して成る。
洗浄・乾燥部３０６には支持台３０７と被処理基板を保持する基板支持部３０５とが配され、エッチングと洗浄処理を施す洗浄処理室と乾燥処理を施す乾燥室とを構成して成る。尚、洗浄処理室と乾燥処理室とを一体として構成することも可能であり、更に洗浄処理室と乾燥処理室とを一体として構成した処理室を２室以上で構成することも可能である。
以下に、本発明の基板処理方法に係るアッシング処理についての実施例を詳細に説明する。
図４は、本発明の一例を示すレジスト膜が形成されたウエハにおけるレジストのアッシング処理に係るフローチャートである。即ち、
１． ウエハを反応室に移送
２． 反応室内圧力を１０Ｔｏｒｒに減圧
３． オゾンガス吹付け（下記４の加熱開始とほぼ同時）
・ オゾン濃度：１５％〜１００％（１００％オゾンガスは液体オゾンからの蒸発による）
・ 処理時間：約２０秒（傾斜加熱反応）
・ 反応室内圧力：約８００Ｔｏｒｒに制御
４． 加熱開始（上記３のオゾンガス吹付けとほぼ同時）
・ 昇温時間：約２０秒（傾斜加熱）
・ 加熱温度：約２５０℃に制御
・ オゾン水吹付け（下記６の加熱温度変更とほぼ同時）
・ オゾン濃度：３０ｐｐｍ以上
・ 処理時間：約１０秒（傾斜冷却反応）
・ オゾン水流量：０．１リットル／分
・ 反応室内圧力：常圧
５． 加熱温度変更（上記５のオゾン水吹付けとほぼ同時）
・ 加熱温度：約８０℃に制御
・ 処理時間：約１０秒
・ 冷却時間：約１０秒以内（常温のオゾン水吹付けによる傾斜冷却）
１． ウエハを反応室に移送
２． 反応室内圧力を１０Ｔｏｒｒに減圧
３． オゾンガス吹付け（下記４の加熱開始とほぼ同時）
・ オゾン濃度：１５％〜１００％（１００％オゾンガスは液体オゾンからの蒸発による）
・ 処理時間：約２０秒（傾斜加熱反応）
・ 反応室内圧力：約８００Ｔｏｒｒに制御
４． 加熱開始（上記３のオゾンガス吹付けとほぼ同時）
・ 昇温時間：約２０秒（傾斜加熱）
・ 加熱温度：約２５０℃に制御
・ オゾン水吹付け（下記６の加熱温度変更とほぼ同時）
・ オゾン濃度：３０ｐｐｍ以上
・ 処理時間：約１０秒（傾斜冷却反応）
・ オゾン水流量：０．１リットル／分
・ 反応室内圧力：常圧
５． 加熱温度変更（上記５のオゾン水吹付けとほぼ同時）
・ 加熱温度：約８０℃に制御
・ 処理時間：約１０秒
・ 冷却時間：約１０秒以内（常温のオゾン水吹付けによる傾斜冷却）
図５は、図４に示した本発明のアッシング処理の一実施例を示したフローチャートに則ったシーケンスにおける、基板温度とオゾンガス吹付けとオゾン水吹付け及び処理室内圧力の時間推移を示したものである。
以下に、本発明の基板処理方法に係る洗浄処理についての実施例を詳細に説明する。
図６は、本発明の一例を示すレジスト膜を除去した後に引き続いて行うウエハの洗浄処理に係るフローチャートである。即ち、
６． ウエハを反応室に移送
７． 反応室を密閉する
８． 希弗酸処理（酸化膜エッチング処理）
・ 弗酸濃度：０．１％〜０．３％
・ 流量：０．５リットル／分程度
・ 時間：１０〜２０秒吹付け
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
１０． 超純水処理
・ 流量：２リットル／分程度
・ 時間：３０〜５０秒
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
１１． クリーン窒素（Ｎ２）ガス吹付け
・ 流量：０．５リットル／分程度
・ 時間：１５〜２０秒
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
・
６． ウエハを反応室に移送
７． 反応室を密閉する
８． 希弗酸処理（酸化膜エッチング処理）
・ 弗酸濃度：０．１％〜０．３％
・ 流量：０．５リットル／分程度
・ 時間：１０〜２０秒吹付け
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
１０． 超純水処理
・ 流量：２リットル／分程度
・ 時間：３０〜５０秒
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
１１． クリーン窒素（Ｎ２）ガス吹付け
・ 流量：０．５リットル／分程度
・ 時間：１５〜２０秒
・ ウエハ回転：３０〜５０ｒｐｍ
・
以下に、本発明の基板処理方法に係る乾燥処理についての実施例を詳細に説明する。
図７は、本発明の一例を示すレジスト膜を除去後に引き続いて行ったウエハ洗浄処理後に行う乾燥処理に係るフローチャートである。即ち、
１２． 乾燥処理
・ クリーンホット窒素（Ｎ２）ガス吹付け
・ 窒素（Ｎ２）ガス温度：１６０℃（ウエハ昇温）
・ ウエハ回転・時間：２，０００ｒｐｍ・２〜３秒
１３． 加減圧パージ乾燥
・ 加圧力・時間：１．５ｋｇ／ｃｍ２・７〜９秒
・ 減圧力・時間：０．５ｋｇ／ｃｍ２・７〜９秒
・ 常温Ｎ２パージ：１サイクル処理
１４． 処理室から取出し
１２． 乾燥処理
・ クリーンホット窒素（Ｎ２）ガス吹付け
・ 窒素（Ｎ２）ガス温度：１６０℃（ウエハ昇温）
・ ウエハ回転・時間：２，０００ｒｐｍ・２〜３秒
１３． 加減圧パージ乾燥
・ 加圧力・時間：１．５ｋｇ／ｃｍ２・７〜９秒
・ 減圧力・時間：０．５ｋｇ／ｃｍ２・７〜９秒
・ 常温Ｎ２パージ：１サイクル処理
１４． 処理室から取出し
図８は、図７に示した本発明の乾燥処理の一実施例を示したフローチャートに則った、加減圧パージ乾燥のシーケンスの一例を示す窒素ガス処理の加減圧力の時間推移である。即ち、窒素（Ｎ２）ガスを配管に通しての供給と真空ポンプによる減圧を繰り返して、常圧（約１ｋｇ／ｃｍ２）の窒素（Ｎ２）雰囲気処理室内の圧力を１．５ｋｇ／ｃｍ２の加圧状態に５〜６秒で昇圧して該加圧状態で２〜３秒保持した後、０．５ｋｇ／ｃｍ２の減圧状態に５〜６秒で減圧して該減圧状態で２〜３秒保持した後、５〜６秒で昇圧して常圧状態に戻すことを１サイクルとした加圧減圧パージ乾燥を行う。
以下に、本発明の基板処理方法に係るその他の実施例を詳細に説明する。
上記実施例１のアッシング処理では、処理基板に例えば２０〜３０ｒｐｍ程度以上の回転を付与しても良い。
上記実施例２の洗浄処理では、エッチング処理に希弗酸処理を用いたが、エッチング液としてその他にオゾン添加希弗酸やオゾン添加アンモニア水やオゾン添加希塩酸等のその他のエッチング及び洗浄液を用いても良い。
上記実施例２の洗浄処理と上記実施例３の乾燥処理とは、同一処理容器内で一括処理しても良く、夫々の処理を夫々の処理容器内で分割処理しても良い。
上記実施例３の乾燥処理は、加減圧パージ乾燥処理時に基板に回転を付与しても良く、また加減圧パージ乾燥以外のイソプロピールアルコール（ＩＰＡ）を用いたマランゴニ乾燥等その他の乾燥法を用いても良い。
Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
１０１，２０１， 支持基板
１０２ ヒーター部
１０３，２０３ 散布部
１０４，１０５，１０８，２０６，２０７，２０８ 配管
１０６ オゾンガス
１０７ オゾン水
１０９，２０９ 排出物
２０２ 回転
２０６ エッチング液，超純水
２０７ 窒素ガス，ホット窒素ガス
３０１：本体
３０２：処理系
３０３：アッシング部
３０４：加熱支持台
３０５：基板支持部
３０６：洗浄・乾燥部
３０７：支持台
３０８：基板支持部
３０９：基板搬送部
３１０：基板カセット入力部
３１１：基板カセット出力部
３１２：基板移送部
３１３：クリーンユニット系
３１４：排気系
３１５：薬液系
３１６：オゾン系
３１７：制御系
３１８：オゾナイザ系（オゾンガス，オゾン水）
１０１，２０１， 支持基板
１０２ ヒーター部
１０３，２０３ 散布部
１０４，１０５，１０８，２０６，２０７，２０８ 配管
１０６ オゾンガス
１０７ オゾン水
１０９，２０９ 排出物
２０２ 回転
２０６ エッチング液，超純水
２０７ 窒素ガス，ホット窒素ガス
３０１：本体
３０２：処理系
３０３：アッシング部
３０４：加熱支持台
３０５：基板支持部
３０６：洗浄・乾燥部
３０７：支持台
３０８：基板支持部
３０９：基板搬送部
３１０：基板カセット入力部
３１１：基板カセット出力部
３１２：基板移送部
３１３：クリーンユニット系
３１４：排気系
３１５：薬液系
３１６：オゾン系
３１７：制御系
３１８：オゾナイザ系（オゾンガス，オゾン水）
Claims (6)
- 処理容器内に収容された被処理基板を加熱処理しながら高濃度オゾンガスを供給する第一の工程と、引き続いて高濃度オゾン水を供給しながら温度を制御する第二の工程を有することを特徴とする基板処理方法。
- 請求項１に示された基板にはレジスト膜が形成されており、かつ基板処理とは該レジスト膜の除去処理、いわゆるアッシング処理であることを特徴とする基板処理方法。
- 請求項１に示された第一の工程の加熱処理とは、常温から２５０℃程度まで２０秒間程度で昇温しながら高濃度オゾンガスを供給する傾斜昇温処理であり、第二の工程の温度制御とは、第一の工程での傾斜温度処理後に高濃度オゾン水を供給しながら２５０℃程度から８０℃程度までに１０秒間程度で傾斜冷却する温度制御処理であることを特徴とする基板処理方法。
- 請求項１に示された高濃度オゾンガス中のオゾン濃度は１５％以上１００％程度までであり、高濃度オゾン水中のオゾン濃度は３０ｐｐｍ以上であることを特徴とする基板処理方法。
- 請求項１ないし４に示された基板処理を経た被処理基板はその他の処理容器に移送され、前記被処理基板に形成された酸化物等をエッチング除去処理する工程と、前記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、前記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面表面に付着する水分を除去する乾燥工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
- 請求項１ないし４に示された密閉容器内で基板処理を経た被処理基板は、その他の処理容器等への移送工程を経て、前記被処理基板に形成された酸化物等をエッチング除去処理する工程と、前記被処理基板にリンス液を供給して被処理基板表面を洗浄するリンス工程と、前記被処理基板に乾燥気体を供給して被処理基板表面表面に付着する水分を除去する乾燥工程とを具備することを特徴とする基板処理装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289750A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像処理方法及び装置並びにこれを備えた画像形成装置 |
| JP2009515366A (ja) * | 2005-11-08 | 2009-04-09 | 東京エレクトロン株式会社 | バッチ式フォトレジスト乾式剥離・アッシングシステム及び方法 |
| JP2014009143A (ja) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | ガラス基板エッチング装置およびガラス基板エッチング方法 |
-
2003
- 2003-08-18 JP JP2003329036A patent/JP2005064443A/ja active Pending
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