JP4644170B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
また、SPMは、過酸化水素成分を含むため、レジスト除去処理に再利用することができないばかりか、廃液処理も困難である。
過硫酸に含まれるペルオキソ二硫酸(S2O8 2-)は、120℃以上の高温の状態で、表面に硬化層を有するレジストを剥離可能な強酸化力を発揮する。一方、ペルオキソ二硫酸の過硫酸中における濃度は、80℃以下ではほとんど減少しないが、それよりも高温の状態では、時間の経過に伴って減少する。たとえば、過硫酸の温度が約170℃であれば、ペルオキソ二硫酸の濃度は、わずか数秒で半分にまで減少する。そのため、過硫酸を120℃以上の高温に温度調節して、これを貯留槽に貯留しておき、その貯留槽に貯留されている過硫酸を処理液として基板に供給する構成では、ペルオキソ二硫酸を高濃度に含む処理液を基板に供給することができない。
請求項2に記載の発明は、前記過硫酸生成手段は、硫酸を電気分解するための電気分解槽(12)を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置である。
なお、過硫酸の生成のために使用される硫酸は、濃度2〜11mol/lの低濃度硫酸であることが好ましい。濃度2〜11mol/lの低濃度硫酸は、硫酸イオンの存在量が0.5〜2.0mol/lと高いため、このような濃度の低濃度硫酸を過硫酸の生成に用いることにより、ペルオキソ二硫酸の生成効率の向上を図ることができる。
なお、ダイヤモンドで形成された電極は、ダイヤモンドのみで形成されたものであってもよいし、導電性基板の表面をダイヤモンドで被覆して形成されたものであってもよい。
この構成によれば、電気分解槽に備えられる電極がダイヤモンドを用いて形成されている。すなわち、このような電極を用いることにより、過硫酸を効率よく生成することができる。また、電極からの不純物の溶出を抑制することができる。
この構成によれば、硫酸にオゾンを溶解させることができ、そのオゾンの溶解により、過硫酸を生成することができる。
なお、請求項5に記載のように、前記基板保持手段は、1枚の基板を保持しつつ回転させるものであってもよい。
請求項7に記載のように、前記過硫酸生成工程で用いられる硫酸の濃度は2〜11mol/lであることが好ましい。前記したように、濃度2〜11mol/lの低濃度硫酸を過硫酸の生成に用いることにより、ペルオキソ二硫酸の生成効率の向上を図ることができる。
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模式的に示す断面図である。
この基板処理装置1は、枚葉式の装置であって、基板の一例であるウエハ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ものである。基板処理装置1は、ウエハWをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック2と、スピンチャック2に保持されたウエハWの表面に処理液を供給するためのノズル3と、スピンチャック2の周囲を取り囲み、ウエハWから流下または飛散する処理液を受け取るためのカップ4とを備えている。
なお、スピンチャック2としては、ウエハWの下面を真空吸着することにより、ウエハWをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態でほぼ鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハWを回転させることができる真空吸着式の構成を有するもの(バキュームチャック)が採用されてもよい。
ミキシングバルブ8には、過硫酸供給配管10および高温高濃度硫酸供給配管11が接続されている。
攪拌流通管25は、たとえば、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ180度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を90度ずつ交互に異ならせて配置した構成を有している。このような構成の攪拌流通管25としては、たとえば、アドバンス電気工業株式会社製の商品名「MXシリーズ:インラインミキサー」を用いることができる。この攪拌流通管25が介装されていることにより、ノズル3に向けて供給される混合液(処理液)中の過硫酸および高温高濃度硫酸を均一に混ぜ合わせることができる。
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にウエハWが搬入されてくる。このウエハWは、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック2に保持される。
ウエハWがスピンチャック2に保持される前は、過硫酸供給バルブ14が閉じられ、過硫酸循環バルブ16が開かれており、過硫酸生成槽12、過硫酸供給配管10および過硫酸帰還配管15からなる循環路を過硫酸が循環している。また、高温高濃度硫酸供給バルブ22が閉じられ、高温高濃度硫酸循環バルブ24が開かれており、高温高濃度硫酸槽19、高温高濃度硫酸供給配管11および高温高濃度硫酸帰還配管23からなる循環路を高温高濃度硫酸が循環している。さらに、ノズル3は、カップ4の外側に設定されたホームポジションに配置されて、このホームポジションに設けられたプリディスペンスポッド(図示せず)に対向している。
なお、ウエハWに処理液が供給されている間、ノズル3は、ウエハWの回転中心上で停止させていてもよいし、アーム6を所定の角度範囲内で繰り返し揺動させることにより、ウエハWの上方で往復移動させてもよい。アーム6を所定の角度範囲内で繰り返し揺動させる場合、それに伴って、ウエハWの表面上で、ノズル3からの処理液の供給位置をスキャン(移動)させることができる。そのため、ウエハWの表面の全域によりむらなく処理液を供給することができる。
図3は、昇温試験の結果を示すグラフである。
温度40℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比2:1で混合した場合、その混合液の液温は、約125℃まで昇温した。
温度40℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比1:2で混合した場合、その混合液の液温は、約160℃まで昇温した。
温度40℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比1:4で混合した場合、その混合液の液温は、約155℃まで昇温した。
また、DIWと濃度96wt%の硫酸とを体積比3.6:1で混合して得られる温度80℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比2:1〜1:4で混合し、それぞれの混合液の液温(到達温度)を調べる試験(昇温試験)を行った。
温度80℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比1:1で混合した場合、その混合液の液温は、約160℃まで昇温した。
温度80℃、濃度4mol/lの低濃度硫酸に、温度約120℃、濃度96wt%の高温高濃度硫酸を体積比1:3で混合した場合、その混合液の液温は、約200℃まで昇温した。
図3(b)には、これらの結果がクロスハッチングを付した棒グラフで示されている。
以上の結果から、高温高濃度硫酸の液温が120℃であれば、過硫酸(この試験では、過硫酸に代えて濃度4mol/lの低濃度硫酸を用いている。)が40℃であっても、過硫酸と高温高濃度硫酸との混合液が120℃以上に昇温することが理解される。また、過硫酸の温度が高いほど、過硫酸と高温高濃度硫酸との混合液が高温に昇温することが理解される。
さらに、前述の実施形態では、ミキシングバルブ8において、過硫酸供給配管10からの過硫酸と高温高濃度硫酸供給配管11からの高温高濃度硫酸が1:1の体積比で混合されるとしたが、たとえば、過硫酸供給配管10および高温高濃度硫酸供給配管11の途中部に流量調整バルブを介装して、ミキシングバルブ8における過硫酸と高温高濃度硫酸との混合比を変更可能としてもよい。
2 スピンチャック
3 ノズル
8 ミキシングバルブ
12 過硫酸生成槽
17 陽極
18 陰極
31 バブラー
32 オゾンガス供給バルブ
Claims (8)
- 基板を保持する基板保持手段と、
硫酸を用いて過硫酸を生成する過硫酸生成手段と、
前記過硫酸生成手段により生成される過硫酸と前記過硫酸生成手段により用いられる硫酸よりも高温かつ高濃度の硫酸とを混合させる混合手段と、
前記混合手段により混合されることにより、液温が120℃以上に昇温された、過硫酸と硫酸との混合液を、基板からレジストを除去するための処理液として、前記基板保持手段に保持された基板に向けて吐出する吐出手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。 - 前記過硫酸生成手段は、硫酸を電気分解するための電気分解槽を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記電気分解槽は、ダイヤモンドで形成された電極を有していることを特徴とする、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記過硫酸生成手段は、硫酸にオゾンを溶解させるオゾン溶解手段を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持手段は、1枚の基板を保持しつつ回転させるものであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の基板処理装置。
- 硫酸を用いて過硫酸を生成する過硫酸生成工程と、
前記過硫酸生成工程で生成される過硫酸と前記過硫酸生成工程で用いられる硫酸よりも高温かつ高濃度の硫酸とを混合させ、混合させることにより液温が120℃以上に昇温された混合液を混合後直ちに、基板からレジストを除去するための処理液として、基板に供給する供給工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。 - 前記過硫酸生成工程で用いられる硫酸の濃度は2〜11mol/lであることを特徴とする、請求項6に記載の基板処理方法。
- 前記供給工程において、前記混合液における過硫酸の濃度は10〜150g/lであることを特徴とする、請求項6または7に記載の基板処理方法。
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