(57)【要約】【課題】簡易かつ低コストでウエハ表面に形成されたレジスト膜を除去する方法及び装置を提供する。【解決手段】表面上にレジスト膜が形成された複数のウエハを所定の間隔で平行配置するとともに、前記洗浄槽内にオゾン水を供給する。次いで、前記洗浄槽内で、前記ウエハの前記表面に沿うようにして前記オゾン水の上下流を形成し、前記レジスト膜を除去して洗浄する。次いで、洗浄後の前記オゾン水を排出する。【選択図】図１
2011103355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽内に、表面上にレジスト膜が形成された複数のウエハを所定の間隔で平行配置するとともに、前記洗浄槽内にオゾン水を供給するステップと、
前記洗浄槽内で、前記ウエハの前記表面に沿うようにして前記オゾン水の上下流を形成し、前記レジスト膜を除去して洗浄するステップと、
洗浄後の前記オゾン水を排出するステップと、
を具えることを特徴とする、ウエハの洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄槽は密閉容器であることを特徴とする、請求項１に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項３】
前記オゾン水の上下流は、前記洗浄槽の内部に設けられた攪拌機によって生ぜしめることを特徴とする、請求項１又は２に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項４】
前記上下流は、平行配置された前記複数のウエハそれぞれの左右両外縁部において、前記洗浄槽内の内面に沿って上昇し、前記ウエハの前記表面に沿って下降するように形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項５】
前記上下流は、前記洗浄槽の内部において前記ウエハ及び前記攪拌機の間に設けられるとともに、平行配置された前記複数のウエハ平面に対して左右方向に第1の開口部が配置されるとともに、略中央部において第２の開口部を有する流路制御板によって生ぜしめることを特徴とする、請求項４に記載のウエハの洗浄方法。
【請求項６】
表面上にレジスト膜が形成された複数枚のウエハを所定の間隔で平行配置し、オゾン水の供給により前記レジスト膜を除去するための洗浄槽と、
前記洗浄槽内で、前記ウエハの前記表面に沿うようにして前記オゾン水の上下流を形成するための上下流形成装置と、
前記オゾン水を生成するためのオゾン水製造装置と、
を具えることを特徴とする、ウエハの洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄槽は密閉容器であることを特徴とする、請求項６に記載のウエハの洗浄装置。
【請求項８】
前記上下流形成装置は、前記洗浄槽の内部に設けられた攪拌機を含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載のウエハの洗浄装置。
【請求項９】
前記上下流形成装置は、平行配置された前記複数のウエハそれぞれの左右両外縁部において、前記洗浄槽内の内面に沿って上昇し、前記ウエハの前記表面に沿って下降するような前記上下流を形成することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一に記載のウエハの洗浄装置。
【請求項１０】
前記上下流形成装置は、前記洗浄槽の内部において前記ウエハ及び前記攪拌機の間に設けられるとともに、平行配置された前記複数のウエハ平面に対して左右方向に第1の開口部が配置されるとともに、略中央部において第２の開口部を有する流路制御板を含むことを特徴とする、請求項９に記載のウエハの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に半導体製造工程においてウエハに塗布したレジスト膜を除去して洗浄する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においてウエハ表面に塗布したレジスト膜を除去するには、硫酸、過酸化水素等の各種溶剤を用いた方法が採用されているが、これらの洗浄剤は環境汚染の原因になるため、近年になり、オゾン水を用いた洗浄が注目されている。
【０００３】
従来のオゾン水を用いた洗浄方法においては、洗浄槽に対してオゾン水生成器を連結し、供給路を介して洗浄槽にオゾン水を供給するとともに、洗浄槽内にレジスト膜が形成されたウエハを浸漬させることによって実施していた。一方、洗浄槽にはオゾン水生成器から常に新たなオゾン水が供給されるので、洗浄槽内にはオゾン水の流れが生じるようになる。したがって、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去及び洗浄は、前記オゾン水の流れによる流体力学的なアシストの下に、オゾンによるレジスト膜の分解作用によってウエハ表面から除去されるようになる。
【０００４】
一方、オゾン水は洗浄槽内に常に供給し続けるため、過剰となってオゾン水は洗浄槽の上端からオーバーフローさせる。
【０００５】
しかしながら、このような方法では、短時間でレジストを除去するためには、洗浄槽内におけるオゾン水の流速を上げる必要がある。したがって、供給するオゾン水の量を多くする必要があるが、供給するオゾン水の量を多くするとコストが上がってしまうという問題点がある（特許文献１）。
【０００６】
洗浄槽内のオゾン水を循環する方法によればコストを上げること無くオゾン水の流量を高めることは可能であるが、オゾン水のオゾン濃度が低くなって有機物がオゾンに反応しなくなり洗浄能力が落ちる一方、オゾン水は分解し易いために、単に洗浄増内のオゾン水を循環しているのみでは、オゾン濃度が下がってしまい、これによりオゾン水の洗浄能力が落ちてしまい有効な洗浄効果を期待することができないという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献２においては、複数のウエハをストッカーに収容するとともに、ストッカーの全体をオゾン水中に埋没させ、さらに、供給するオゾン水におけるオゾン濃度を８０ｐｐｍ以上とするとともに、洗浄槽内を循環させるオゾン水の量を全体の約６０％とし、これによって洗浄槽内のオゾン水のオゾン濃度を常に６０ｐｐｍ以上に保持するようにしている。
【０００８】
特許文献２の方法では、供給するオゾン水の量は低減させることができても、供給するオゾン水のオゾン濃度や供給量を厳密に管理しなければならず、レジスト膜の除去に関する工程が煩雑化し、制御系等の観点から装置構成自体も複雑化してしまうという問題があった。また、この方法によっても、ウエハ表面に形成されたレジスト膜を十分に短時間で除去して洗浄することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−５３２６号
【特許文献２】特開２００６−２８７１７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、簡易かつ低コスト、短時間でウエハ表面に形成されたレジスト膜を除去する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明は、洗浄槽内に、表面上にレジスト膜が形成された複数のウエハを所定の間隔で平行配置するとともに、前記洗浄槽内にオゾン水を供給するステップと、前記洗浄槽内で、前記ウエハの前記表面に沿うようにして前記オゾン水の上下流を形成し、前記レジスト膜を除去して洗浄するステップと、洗浄後の前記オゾン水を排出するステップと、を具えることを特徴とする、ウエハの洗浄方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、表面上にレジスト膜が形成された複数枚のウエハを所定の間隔で平行配置し、オゾン水の供給により前記レジスト膜を除去するための洗浄槽と、前記洗浄槽内で、前記ウエハの前記表面に沿うようにして前記オゾン水の上下流を形成するための上下流形成装置と、前記オゾン水を生成するためのオゾン水製造装置と、を具えることを特徴とする、ウエハの洗浄装置に関する。
【００１３】
本発明によれば、洗浄槽内にオゾン水を供給して満たし、さらに表面にレジスト膜が形成された複数枚のウエハを所定の間隔で平行に浸漬させてそのレジスト膜を除去して洗浄するに際し、上下流形成装置でオゾン水の上下流をウエハの表面に沿って流れるようにして形成している。したがって、ウエハ表面に形成されたレジスト膜にはオゾンによる分解作用に加えて、上述した上下流に起因した強力な流体力学的な力が作用するようになる。この結果、オゾンによる化学的な分解作用と上下流に基づく流体力学的な力の作用との相乗効果によって、レジスト膜の除去を極めて短時間で効率的に行うことができるようになる。
【００１４】
この際、上述した従来技術に開示されているように、供給するオゾン水のオゾン濃度や供給量を厳密に管理する必要がないので、レジスト膜の除去に関する工程が煩雑化し、制御系等の観点から装置構成が複雑化して、コストの増加を招くというような問題を回避することができる。
【００１５】
なお、本発明の一態様において、上記上下流形成装置は、洗浄槽の内部に設けられた攪拌機を含むことができる。これによって、極めて簡易な構成によって上述した上下流を形成することができるようになる。但し、攪拌機によって上述のような上下流を生ぜしめるには、洗浄槽の大きさ（容積）と、攪拌機の大きさ及び／又は攪拌機の回転数とを適宜調整する必要がある。
【００１６】
また、本発明の一態様において、前記洗浄槽の内部において前記ウエハ及び前記攪拌機の間に設けられ、平行配置された前記複数のウエハ平面に対して左右方向に第1の開口部が配置されるとともに、略中央部において第２の開口部を有する流路制御板を設けることができる。この場合、前記洗浄槽内において、平行配置された前記複数のウエハそれぞれの左右両外縁部において、前記洗浄槽内の内面に沿って上昇し、前記ウエハの前記表面に沿って下降するようにしてオゾン水の流れを形成することができる。すなわち、前記ウエハの近傍に上述したような上下流を形成することができ、より効率的にレジスト膜の除去を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、上記洗浄槽は密閉容器とすることができる。これによって、加圧によりオゾンの揮散を抑制してオゾン水中のオゾン濃度の低下を防止することができる。この結果、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去を安定的かつ効率的に行うことができるようになる。
【００１８】
さらに、本発明の一態様において、二酸化炭素供給装置を準備し、上述したオゾン水に対して二酸化炭素（炭酸ガス）を含有させる。この場合、オゾン水中のオゾンの分解を抑制することができ、処理の途中でオゾン濃度を調整するような煩雑な作業を行うことなく、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去を安定的かつ効率的に行うことができるようになる。
【００１９】
また、本発明の一態様においては、温度制御装置を設け、洗浄槽中のオゾン水の温度を例えば５０℃〜７０℃とすることができる。これによって、オゾン水中のオゾンを分解することなく、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去及び洗浄を効率的かつ効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、簡易かつ低コストでウエハ表面に形成されたレジスト膜を除去する方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態におけるウエハ洗浄装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すウエハ洗浄装置の流路制御板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態におけるウエハ洗浄装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、図１に示すウエハ洗浄装置の流路制御板の構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のウエハ洗浄装置１０は、上流側から下流側へ向けて順次に、二酸化炭素供給装置１１、オゾン水製造装置１２、熱交換器１３、オゾン水濃度計１４、密閉洗浄槽１６及びＵＶ照射装置２０が設けられたような構成となっている。
【００２５】
二酸化炭素供給装置１１は、具体的には二酸化炭素が充填されたボンベと、このボンベのガス排出口に設けられた制御弁及びマスフローコントローラーとから構成することができるが、その他、市販されている任意の装置とすることができる。
【００２６】
オゾン水製造装置１２も市販されている任意の装置から構成することができ、熱交換器１３も、例えば温水を流すことによる熱交換によって媒体を加熱するように構成された汎用のものから構成することができる。同じくオゾン水濃度計１４及びＵＶ照射装置２０も市販のものを用いることができる。
【００２７】
密閉洗浄槽１６は、例えばポリテトラフルオロエチレンからなる洗浄槽１６１と蓋体１６２とから構成されている。また、密閉洗浄槽１６の下部には後に説明するように、密閉洗浄槽１６内にオゾン水の上下流を形成するための攪拌機１７と、この攪拌機１７を駆動させるための駆動装置１８とが設けられている。また、密閉洗浄槽１６の下部であって攪拌機１７の上方において、図２に示すように、両端部に第１の開口部１９Ａを有し、略中央部において開口部１９Ｂを有する流路制御板１９が設けられている。
【００２８】
密閉洗浄槽１６内の洗浄槽１６１内には、例えば図示しないストッカーに収納された複数のウエハＳが直立平行に、紙面垂直方向に配置されている。この際、図２に示す流路制御板１９は、Ａに示す側が紙面の奥側に位置し、Ｂに示す側が紙面の手前に位置するようにして、密閉洗浄槽１６の下部に配置する。したがって、流路制御板１９の第１の開口部１９Ａは複数のウエハＳのそれぞれの左右両外縁部に位置するようになる。
【００２９】
次に、図１に示すウエハ洗浄装置１０を用いた場合のウエハ洗浄方法について説明する。最初に、バルブ１５を開とした後、二酸化炭素供給装置１１からオゾン水製造装置１２に対して、供給管２１を介して、圧力０．２ＭＰａ，１５０ｍｌ／分の条件で二酸化炭素（炭酸ガス）を供給する。オゾン水製造装置１２では、超純水等の原料水に対してオゾンを溶解させてオゾン水を調整する一方、このオゾン水に対して上述のようにして供給された二酸化炭素を溶解させることによって、二酸化炭素を含むオゾン水を調整する。
【００３０】
なお、原料水の温度は、例えば２５℃以下、好ましくは５℃〜２０℃、特に好ましくは１０℃〜１５℃とする。これによって、原料水に対するオゾン及び二酸化炭素の溶解量を向上させることができる。
【００３１】
次いで、オゾン水製造装置１２から例えば図示しないポンプを用い、圧力０．３４ＭＰａ，１Ｌ／分の条件で上記二酸化炭素を含むオゾン水を熱交換器１３に供給管２２を介して供給する。熱交換器１３において二酸化炭素を含むオゾン水を例えば５０℃以上好ましくは７０℃以下に加熱した後、供給管２３を介してオゾン濃度計１４に供給してそのオゾン濃度を計測する。このオゾン濃度は特に限定されるものではないが、例えば１４５ｍｇ／Ｌとすることができる。
【００３２】
次いで、二酸化炭素を含むオゾン水を密閉洗浄槽１６内に供給管２４及び供給管２５、並びにバルブ１５を介して密閉洗浄槽１６の略中央部から内部に供給する。密閉洗浄槽１６内にオゾン水が充填され、ウエハＳがオゾン水によって浸漬されるようになった後、オゾン水を供給しながら、駆動装置１８を駆動させて攪拌機１７を攪拌させることにより、流路制御板１９によって密閉洗浄槽１６内に矢印１６Ａで示すような、直立平行配置された複数のウエハＳそれぞれの左右両外縁部において、洗浄槽１６内の内面に沿って上昇し、複数のウエハＳの表面に沿って下降するような上下流をウエハの表面に沿って形成する。攪拌機１７の回転数は、例えば１０００ｒｐｍとすることができる。
【００３３】
なお、攪拌機１７及び密閉洗浄槽１６のみで上述のような上下流を形成することができれば、流路制御板１９は必要ないが、流路制御板１９を用いれば、上述のような上下流を簡易に形成することができる。
【００３４】
なお、上述した上下流は、オゾン水が供給管２５を介して密閉洗浄槽１６の略中央部に供給されるので、密閉洗浄槽１６（洗浄槽１６１）の略中心部で下向きの流れが生成される一方、この下向きの流れが攪拌機１７に至って反転され、密閉洗浄槽１６（洗浄槽１６１）の側壁に沿って上向きの流れが形成された後、密閉洗浄槽１６の蓋体１６２に至って再度反転され、密閉洗浄槽１６（洗浄槽１６１）の略中央部に向けて再度下向きの流れを生じるようにして構成される。
【００３５】
この場合、ウエハＳ表面に形成されたレジスト膜にはオゾンによる分解作用に加えて、上述した上下流に起因した強力な流体力学的な力が作用するようになるので、オゾンによる化学的な分解作用と上下流に基づく流体力学的な力の作用との相乗効果によって、レジスト膜の除去を極めて短時間で効率的に行うことができるようになる。この際、上述した従来技術に開示されているように、供給するオゾン水のオゾン濃度や供給量を厳密に管理する必要がないので、レジスト膜の除去に関する工程が煩雑化し、制御系等の観点から装置構成が複雑化して、コストの増加を招くというような問題を回避することができる。
【００３６】
なお、上述した上下流の流れは、オゾン水の供給管２５を介した供給位置と、攪拌機１７との配置、並びに流路制御板１９によって決定されるものであり、これらを変更すれば、上述した上下流と異なる流れの上下流を構成することになる。例えば、供給管２５を分岐させて、オゾン水を密閉洗浄槽１６の両端から内部に導入するとともに、その下方においてそれぞれ攪拌機を設けるようにすれば、密閉洗浄槽１６（洗浄槽１６１）の側壁に沿って下向きの流れが形成された後、攪拌機１７に至って反転され、密閉洗浄槽１６（洗浄槽１６１）の略中央部に向けて上向きの流れを生じるような上下流を形成することも可能である。
【００３７】
また、本実施形態では、洗浄槽１６１と蓋体１６２とで形成されてなる密閉洗浄槽１６を用いているので、加圧によりオゾンの揮散を抑制してオゾン水中のオゾン濃度の低下を防止することができる。この結果、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去を安定的かつ効率的に行うことができるようになる。
【００３８】
但し、密閉洗浄槽１６を用いることは必須の要件ではなく、開放系の洗浄槽を用いることもできる。しかしながら、この場合においては、上述したような有利な効果が失われることになる。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、オゾン水中に二酸化炭素を含有させるようにしているので、オゾン水中のオゾンの分解を抑制することができる。したがって、上記同様に、洗浄槽中のオゾン水におけるオゾン濃度を長期に亘って一定に保持することができる。この結果、処理の途中でオゾン濃度を調整するような煩雑な作業を行うことなく、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去を安定的かつ効率的に行うことができるようになる。
【００４０】
また、本実施形態においては、熱交換器１３によって二酸化炭素を含むオゾン水の温度が、密閉洗浄槽１６内で５０℃〜７０℃となるようにしている。したがって、オゾン水中のオゾンの分解を抑制し、ウエハ表面に形成されたレジスト膜の除去及び洗浄を効率的かつ効果的に行うことができる。
【００４１】
オゾン水は、ウエハの処理中において継続的に密閉洗浄槽１６に供給されるので、洗浄後の余分なオゾン水は蓋体１６２に設けられた供給管２６からＵＶ処理装置２０に向けて排出され、オゾン水中のオゾンをＵＶ照射で分解した後、外部に排水する。
【実施例】
【００４２】
図１に示す装置を用いてシリコンウエハの表面に形成された厚さ４μｍのポジ型レジストの除去及び洗浄を実施した。なお、二酸化炭素供給装置１１からは、圧力０．２ＭＰａ，１５０ｍｌ／分の条件で二酸化炭素（炭酸ガス）をオゾン水製造装置１２に供給し、オゾン水製造装置１２からは、圧力０．３４ＭＰａ，１Ｌ／分、オゾン濃度１４０ｍｇ／Ｌの二酸化炭素含有のオゾン水を熱交換器１３に供給し、５０℃に加熱した後、上記シリコンウエハが配置された密閉洗浄槽１６内に供給した。その後、攪拌機１７の回転数を１０００ｒｐｍとし、密閉洗浄槽１６内に上述したような上下流を形成した。
【００４３】
また、流路制御板１９の第１の開口部１９Ａの縦方向の長さｗ１は２０ｍｍとし、横方向の幅ｗ２は１０ｍｍとした。さらに、第２の開口部１９Ｂの縦方向の長さｗ３は２５ｍｍとし、横方向の幅ｗ４は２５ｍｍとした。
【００４４】
その結果、厚さ４μｍのポジ型レジストを除去して洗浄するのに要した時間は約１５分であった。
【００４５】
一方、攪拌機１７を回転させず、上述のような上下流を形成しない場合における、厚さ４μｍのポジ型レジストの除去及び洗浄に要した時間は約３５分であった。
【００４６】
以上の結果から明らかなように、本発明に従って、洗浄槽内に上下流を形成することにより、ウエハ表面に形成されたレジストの除去及び洗浄に要する時間は約半分になり、簡易かつ低コストでウエハ表面に形成されたレジストの除去を実施できることが判明した。
【００４７】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００４８】
例えば、上記具体例では、攪拌機によって密閉洗浄槽内に上下流を形成するようにしたが、上下流を形成できるものであれば、攪拌機に限定されるものではなく、任意の装置を用いることができる。
【００４９】
また、上記流路制御板を用いて、直立平行配置された複数のウエハＳそれぞれの左右両外縁部において、洗浄槽１６内の内面に沿って上昇し、複数のウエハＳの表面に沿って下降するような上下流を形成しているが、ウエハ表面のレジスト膜を除去することができれば、上下流の種類については限定されない。したがって、流路制御板の構成も限定されるものではない。さらに、レジスト膜を除去できるような上下流を形成できれば、流路制御板を省略することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ウエハ洗浄装置
１１  二酸化炭素供給装置
１２  オゾン水製造装置
１３  熱交換器
１４  オゾン水濃度計
１５  バルブ
１６  密閉洗浄槽
１６１  洗浄槽
１６２  蓋体
１７  攪拌機
１８  駆動装置
１９  流路制御板
１９Ａ  第１の開口部
１９Ｂ  第２の開口部
２０  ＵＶ照射装置
【図１】
2011103355.tif 000003
【図２】
2011103355.tif 000004