(57)【要約】【課題】  厚膜の有機レジストの剥離処理や洗浄処理で、浸漬式バッチ処理と枚葉処理の複合処理において、処理能力が大の浸漬式バッチ処理に対し、処理能力が小の枚葉処理ではその処理時間に律速され、装置の総合的な処理能力が低下する。【解決手段】  複数の半導体基板を保持できるウエハカセット８を用いて半導体基板９を洗浄する本発明のレジストの剥離装置は、半導体基板９を保持したウエハカセット８を完全に浸漬できる剥離処理槽１と、レジスト剥離用薬液を置換する置換液を供給する手段と、廃液する手段と、半導体基板９に置換液を噴射する少なくとも１つの薬液スプレー高圧ノズル５とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を保持できる基板保持容器と、
前記基板保持容器を収納する剥離処理槽と、
前記剥離処理槽に薬液を供給する薬液供給手段と、
前記剥離処理槽から前記薬液を排出する薬液排出手段と、
前記基板保持容器に保持された前記基板に前記薬液を噴射する少なくとも１つの薬液スプレーノズルと
を備えたことを特徴とするレジストの剥離装置。
【請求項２】
薬液をイソプロピルアルコールとすることを特徴とする請求項１記載のレジストの剥離装置。
【請求項３】
薬液を純水とすることを特徴とする請求項１記載のレジストの剥離装置。
【請求項４】
基板保持容器に保持された基板を回転させる基板回転手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のレジストの剥離装置。
【請求項５】
薬液排出手段により排出された薬液を薬液スプレーノズルに供給する第２の薬液供給手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のレジストの剥離装置。
【請求項６】
基板を半導体基板とすることを特徴とする請求項１または４記載のレジストの剥離装置。
【請求項７】
基板を化合物半導体基板とすることを特徴とする請求項１または４記載のレジストの剥離装置。
【請求項８】
薬液スプレーノズルは基板に対し、高圧で薬液を噴射することを特徴とする請求項１または４記載のレジストの剥離装置。
【請求項９】
薬液スプレーノズルは基板保持容器に保持された複数の前記基板の上部を移動可能な構成としたことを特徴とする請求項１、４または８のいずれかの項記載のレジストの剥離装置。
【請求項１０】
複数の基板を保持した基板保持容器を剥離処理槽に収納する工程と、
前記剥離処理槽に薬液を供給し、前記基板保持容器と前記基板を浸漬する工程と、
前記剥離処理槽から前記薬液を排出する工程と、
薬液スプレーノズルにより、前記基板に前記薬液を噴射する工程と
を備えたことを特徴とするレジストの剥離方法。
【請求項１１】
薬液をイソプロピルアルコールとすることを特徴とする請求項１０記載のレジストの剥離方法。
【請求項１２】
薬液を純水とすることを特徴とする請求項１０記載のレジストの剥離方法。
【請求項１３】
基板に薬液を噴射する工程において、前記基板を基板保持容器内で回転させることを特徴とする請求項１０記載のレジストの剥離方法。
【請求項１４】
基板を半導体基板とすることを特徴とする請求項１０または１３記載のレジストの剥離方法。
【請求項１５】
基板を化合物半導体基板とすることを特徴とする請求項１０または１３記載のレジストの剥離方法。
【請求項１６】
基板の両面に、斜め方向から高圧で薬液を噴射することを特徴とする請求項１０または１３記載のレジストの剥離方法。
【請求項１７】
薬液スプレーノズルを複数の基板の上部を移動させながら前記基板に薬液を噴射することを特徴とする請求項１０、１３または１６のいずれかの項記載のレジストの剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶等の基板、特に半導体基板ではＧａＡｓ等の化合物半導体基板のレジストを剥離・洗浄するレジストの剥離方法および剥離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来使用されている最も一般的な有機レジストの剥離装置を示す概略図である（例えば、特許文献1）。従来の有機レジスト剥離装置は図４に示すように、半導体や液晶等の基板やウエハを収納するウエハカセット１００を載置したローダー１１１と、有機レジスト剥離浸漬槽１１２と、一次ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０３と、最終ＩＰＡ浸漬置換槽１０４と、各槽に配置され、ウエハカセット１００を戴置し、揺動する揺動用エレベータ１５０，１５１，１５２と、各ウエハの裏面を洗浄するための裏面洗浄用ウエハチャック１０５と、同じく各ウエハを洗浄するための回転機構付スピンチャック１０６と、洗浄後のウエハをウエハカセットに入れて戴置するアンローダー１１６とから構成されている。薬液置換用のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０３，１０４は本説明では２槽となっているが、１槽あるいは２槽以上の場合でも基本的な効果に相違はない。
【０００３】
次に、化合物半導体ウエハ（基板）において、膜厚が７μｍ〜２３μｍある有機レジストの剥離・除去方法を次に述べる。図４に示す厚膜有機レジストが形成されたウエハは、ウエハカセット１００に納められた状態で、まず、図４に示すローダー１１１から移動され、有機レジスト剥離浸漬槽１１２に浸漬される。有機レジスト剥離浸漬槽１１２では、ウエハは浸漬中にレジスト内に有機レジスト剥離液（ジメチルスルホキシド：６０％、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン：４０％が主成分）が浸透し、その膨潤作用により図５に示すようにレジストＧがウエハＦより部分的に剥離する。
【０００４】
このウエハＦは引き続き、一次ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０３にて有機レジスト剥離液をＩＰＡで置換し、さらに最終ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０４で剥離液の最終置換を行う。さらに、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０３，１０４での置換工程では、除去できないウエハ裏面に再付着した有機レジストを裏面洗浄用ウエハチャック１０５で、各ウエハの両端部を固定し、ウエハ裏面をＩＰＡリンスノズルｅより吐出されるＩＰＡリンス液で洗浄し、さらに、回転機構付スピンチャック１０６の上部回転部分に枚葉処理で各ウエハを真空で固定し、ＩＰＡ高圧スプレーノズルｆを位置ｇと位置ｇ’の間を往復移動させることにより、ウエハ表面に再付着したウエハ表面の有機レジストの除去処理とウエハの乾燥を行う。除去及び乾燥処理を終了したウエハをアンローダー１１６へ移載し、一連の有機レジスト剥離処理を行っていた。
【特許文献１】特開平０１−１７５２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その際、有機レジスト剥離浸漬槽１１２、一次ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０３、最終ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）浸漬置換槽１０４でのバッチ処理能力に対し、その後のＩＰＡリンスノズルｅが設けられた裏面洗浄用ウエハチャック１０５でウエハ裏面の洗浄、ＩＰＡ高圧スプレーノズルｆが付いた回転機構付スピンチャック１０６での洗浄処理では枚葉処理を行うため、その処理時間に律速され、装置の総合的な処理能力が低下するという問題があった。一方で、処理能力をバッチ処理能力に合致させる場合は、裏面レジスト除去するための裏面洗浄用ウエハチャック１０５とウエハ表面のレジストを除去するための回転機構付スピンチャック１０６とからなるレジスト除去機構を多数配置する必要があり、そのため装置の構成上、広い装置の占有面積と相当の設備投資を必要とする。
【０００６】
本発明は従来と同等の有機レジスト剥離性能を実現しながら、処理能力の向上と装置の占有面積を少なくした有機レジストの剥離装置および剥離方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のレジストの剥離装置は、複数の基板を保持できる基板保持容器と、前記基板保持容器を収納する剥離処理槽と、前記剥離処理槽に薬液を供給する薬液供給手段と、前記剥離処理槽から前記薬液を排出する薬液排出手段と、前記基板保持容器に保持された前記基板に前記薬液を噴射する少なくとも１つの薬液スプレーノズルとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、基板保持容器に保持された基板を回転させる基板回転手段を備えてもよいし、薬液スプレーノズルは基板に対し、高圧で薬液を噴射し、基板保持容器に保持された複数の前記基板の上部を移動可能な構成とすると、より良い構成となる。
【０００９】
また、本発明のレジストの剥離方法は、複数の基板を保持した基板保持容器を剥離処理槽に収納する工程と、前記剥離処理槽にレジスト剥離用薬液を置換する薬液を供給し、前記基板保持容器と前記基板を浸漬する工程と、前記剥離処理槽から前記薬液を排出する工程と、薬液スプレーノズルにより、前記基板に前記薬液を噴射する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のレジスト剥離装置によると、基板のレジスト剥離を基板保持容器に保持された複数の基板に対し、バッチ処理で行うため、枚葉処理方法での処理時間の律速による処理能力（設備能力）の大幅な低下をすることなく、バッチ処理の利点である一括処理による処理能力（設備能力）は大幅に向上する。また、レジスト剥離能力は、置換液置換処理内でのバッチ処理で枚葉処理と同等の効果を提供することができる。
【００１１】
さらに、従来の処理方法では、バックリンス付ウエハ固定チャックの設置と薬液高圧スプレー付回転機構を複数だけ設置する必要があるのに対し、本発明のレジスト剥離方法では、単体の設置のみで良いため、設備の占有面積を大幅に削減する等の優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態を示すレジスト剥離装置を示す。
図１において、本発明の有機レジストの剥離装置は、半導体や液晶等の基板、ここでの説明では半導体基板とし、そのウエハを収納した基板保持容器であるカセット１２１，１２２，１２３をセットするローダー１１１と、ウエハを収納したカセット１２１，１２２，１２３ごとレジストの剥離用薬液に浸漬させる有機レジスト剥離浸漬槽１１２と、剥離用薬液を置換液で置換する薬液浸漬置換槽１１３と、有機レジストを除去、置換、洗浄するレジスト剥離複合槽１１４と，各槽に配置してある揺動用エレベータ１５０，１５１，１５２と、洗浄したウエハを乾燥させるスピンドライヤ１１５および処理後のウエハを処理後カセット１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ（処理前カセット１２１，１２２，１２３と同じでもよい）に入れて戴置するアンローダー１１６とから構成される。
【００１３】
有機レジスト剥離浸漬槽１１２で、ウエハを浸漬する薬液としての有機レジスト剥離液は、ジメチルスルホキシド：６０％、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン：４０％が主成分である。薬液浸漬置換槽１１３およびレジスト剥離複合槽１１４における有機レジスト剥離液の置換液としての薬液は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）や純水等があるが、最も一般的にはＩＰＡを用いる。
【００１４】
次に、この有機レジストの剥離装置を用いた半導体基板の剥離・洗浄方法について説明する。
有機レジスト付ウエハがセットされたカセット１２１，１２２，１２３をローダー１１１に手動あるいは自動にてセットする。次に、カセット移載用のロボットアーム（図示せず）を用いて、ローダー１１１より処理するカセット１２１，１２２，１２３のいずれか１カセット（説明はカセット１２１とする）を、有機レジスト剥離液を投入された有機レジスト剥離浸漬槽１１２の外であり、上限位置ａに移動した揺動用エレベータ１５０にセットする。カセット１２１が設置された揺動用エレベータ１５０は薬液内の下限位置ｂに移動し、下限位置ｂに達したところで揺動用エレベータ１５０がカセット１２１の揺動を行う。ウエハを浸漬する薬液としての有機レジスト剥離液は、ジメチルスルホキシド：６０％、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン：４０％を用いる。
【００１５】
数分間の揺動による剥離を行った後に揺動用エレベータ１５０が上限位置ａに移動し、カセット１２１はカセット移載用のロボットアームにより、次工程の一次薬液浸漬置換槽１１３の外であり、上限位置ａに移動した揺動用エレベータ１５１にセットされる。処理されるカセット１２１が設置された揺動用エレベータ１５１が下限位置ｂに移動し、下限位置ｂに達したところで揺動用エレベータ１５１がカセット１２１の揺動を行う。有機レジスト剥離液の置換液としての薬液は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）や純水等を用いるが、最も一般的にはＩＰＡを用いる。
【００１６】
数分間の揺動による置換処理を行った後に揺動用エレベータ１５１が上限位置ａに移動し、カセット移載用のロボットアームにより置換されたカセット１２１を次工程である、レジスト剥離複合槽１１４に移載する。レジスト剥離複合槽１１４においても、有機レジスト剥離液の置換液としての薬液は、ＩＰＡや純水等を用いるが、最も一般的にはＩＰＡを用いる。
【００１７】
ここで、レジスト剥離複合槽１１４の構成の詳細について説明する。
図２は本発明のレジスト剥離複合槽１１４を示す。
レジスト剥離複合槽１１４は、ウエハの有機レジストを薬液である置換液で除去／置換／洗浄処理する剥離処理槽（本体）１と、剥離処理槽１から置換液を廃液する薬液廃液口２と、剥離処理槽１に置換液を供給する薬液供給口３と、剥離処理槽１からあふれた置換液を廃液する機構を備えた薬液戻り機構４と、有機レジスト及び再付着有機レジストの除去用の少なくとも１つ以上の薬液高圧スプレーノズル５と、薬液廃液口２および薬液戻り機構４からの廃液を貯める薬液廃液バッファータンク６と、ウエハカセット８に格納された複数枚のウエハ９を回転させるウエハ回転用ローラー７と、薬液廃液バッファータンク６から薬液高圧スプレーノズル５に置換液を送り出す薬液送液用高圧ポンプ１０と、置換液からダストを除くダストトラップ用メッシュフィルタ１１と、薬液供給用配管１３を経由して薬液供給口３に置換液を供給する薬液供給源１２とから構成される。
【００１８】
各構成の機能として、薬液供給源１２より薬液供給用配管１３を経由して薬液供給口３から置換液を剥離処理槽１へ供給し、剥離処理槽１が置換液で満水になると、置換液は薬液戻り機構４へ流れ込み、配管を通って薬液廃液バッファータンク６へ貯蔵される。貯蔵された置換液は再利用を図る。薬液廃液バッファータンク６に貯蔵された置換液は再利用のため薬液廃液バッファータンク６より薬液送液用高圧ポンプ１０にてダストトラップ用メッシュフィルタ１１を通って有機レジスト及び再付着有機レジスト除去用の薬液高圧スプレーノズル５へ供給される。
【００１９】
剥離処理槽１では、枚葉処理ではなく、前の有機レジスト剥離浸漬槽１１２と同様に、ウエハカセット８に複数のウエハ９をセットした状態で同時に処理できる。また、ウエハカセット８にセットされたウエハ９は、ウエハカセット８の下からウエハ９に当接したウエハ回転用ローラー７により回転させられる。さらに、ウエハ９の表面及び裏面の両面とウエハカセット８に対し、薬液高圧スプレーノズル５からウエハ９の上部を往復運動させながら、置換液を高圧力にて噴射させて、ウエハ９と同時にウエハカセット８もクリーニングできるようになっている。
【００２０】
剥離処理槽１の概略図を図３に示す。
図３に示すように、剥離処理槽１は、複数枚のウエハ９をウエハカセット８にセットしたまま保持する機構と、ウエハ９をウエハカセット８より出すことなくウエハ９を回転させる機構とを備えている。
【００２１】
構成として、複数枚のウエハ９がセットされたウエハカセット８を支持し、セットされたウエハ９を回転させるウエハ回転用ローラー７と、ウエハ回転用ローラー７を支持するウエハ回転ローラー支持冶具Ｃ，Ｃ’と、回転駆動伝達ベルトＢを介してウエハ回転用ローラー７を回転させる回転モータＡと、ウエハカセット８にセットされたウエハ９の上部を移動範囲Ｄ−Ｄ’間で移動する少なくとも１つの薬液高圧スプレーノズル５とからなる。
【００２２】
各構成の機能として、ステッピング式の回転モータＡの回転運動に対し、回転駆動伝達ベルトＢを介して、ウエハ回転ローラー支持冶具Ｃ、Ｃ’で支持されたウエハ回転用ローラー７に回転を伝達し、ウエハカセット８にセットされたままでウエハ９の回転を行う。
【００２３】
次に、レジスト剥離複合槽１１４での半導体基板の有機レジストの剥離方法および洗浄方法について説明する。図１において、レジスト剥離複合槽１１４の揺動用エレベータ１５２が上限位置ａに移動したところへ前工程で処理されたカセット１２１を移載する。
【００２４】
そして、図２の薬液供給源１２から薬液供給用配管１３を経由して薬液供給口３より供給された新しい置換液１４で満たされた剥離処理槽１内へ、ウエハカセット８（処理カセット１２１）が戴置された上下揺動用エレベータ１５２を下限位置ｂに移動させる。処理カセット１２１が下限位置ｂに達し、ウエハ９がウエハ回転用ローラー７に接触した時点でウエハ回転用ローラー７が回転を始め、ウエハ９はウエハカセット８内でウエハ回転ローラー７により回転される。数分間、ウエハ９を回転することにより、ウエハ９上に残ったレジスト剥離液とウエハカセット８に付着したレジスト剥離液は新しいＩＰＡ液などの置換液１４により置換処理され、ウエハカセット８はクリーニングされる。
【００２５】
その後、ウエハ９を回転させたまま、薬液廃液口２より剥離処理槽１内の置換液１４を全部排出し、排出された薬液廃液１５は薬液廃液バッファータンク６に溜められる。また、同時にその薬液廃液バッファータンク６へ溜めた薬液廃液１５は薬液送液用高圧ポンプ１０により吸い上げられ、ダストトラップ用メッシュフィルタ１１を通り、再利用薬液配管１６を通って、薬液高圧スプレーノズル５に再利用薬液１７として送られる。
【００２６】
再利用薬液１７を薬液高圧スプレーノズル５から回転するウエハ９の表裏両面へ噴射すると共に、全てのウエハ９に対し、均等に噴出するために図３の位置Ｄと位置Ｄ’の間で薬液高圧スプレーノズル５の往復運動を行い、ウエハ９の表裏両面のレジスト残り及びレジスト再付着の除去処理を行う。ウエハ９の回転は、ウエハカセット８が投入されて搬出されるまで行われる。また、回転速度については速度可変が可能な機能を搭載する。薬液高圧スプレーノズル５に関しては、その取り付け位置はウエハ９に対し平行に取り付け、薬液噴射角度はウエハ９の両面へ扇状に当たるようにし、そして往復運動（移動速度）はステッピングモータにより速度可変とする。
【００２７】
剥離処理槽１内でのレジストの剥離処理を行った後、上下揺動用エレベータ１５２が上限位置ａに移動し、処理されたカセット１２１（ウエハカセット８）を次工程のスピンドライヤ１１５へ移動を行い、スピン回転によりウエハの乾燥を行う。続いて、乾燥処理を完了後に乾燥処理されたカセット１２１をアンローダー１１６へ移載する。その後、手動あるいは自動にて処理されたカセット１２１を取り出す。
【００２８】
本発明のレジストの剥離装置及び剥離方法は、特に化合物半導体基板のように膜厚が７μｍ〜２３μｍと厚いレジストが形成されたウエハに対して有用であるが、シリコン半導体基板や半導体基板以外のレジストを塗布した基板からレジストを剥離除去する場合にも有用である。
【００２９】
以上のような構成により、複数（標準的には、２〜２５枚）のウエハ９をウエハカセット８（カセット１２１）にセットしたまま、表面及び裏面のレジストの剥離・洗浄を一度に行うことができ、そのため、従来の枚葉処理に比べて、処理能力が大幅に向上する。また、従来技術である回転機構付スピンチャック１０５，１０６のスピン回転による裏面剥離洗浄機構と薬液高圧スプレーによる表面剥離洗浄機構を撤去することにより、装置の占有面積を大幅に削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のレジストの剥離装置及び剥離方法は、レジストを塗布された半導体や液晶等の基板に適用するが、塗布された各種薄膜除去をバッチ式で行う場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の有機レジストの剥離装置の概略図
【図２】本発明の有機レジストの剥離装置の要部断面図
【図３】本発明の有機レジストの剥離装置における剥離処理槽の要部断面図
【図４】従来の有機レジストの剥離装置の概略図
【図５】レジスト付ウエハでのレジスト剥離状態を示す概略断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    剥離処理槽
２    薬液廃液口
３    薬液供給口
４    薬液戻り機構
５    薬液高圧スプレーノズル
６    薬液廃液バッファータンク
７    ウエハ回転用ローラー
８    ウエハカセット
９    ウエハ
１０    薬液送液用高圧ポンプ
１１    ダストトラップ用メッシュフィルタ
１２    薬液供給源
１３    薬液供給用配管
１６    再利用薬液配管
１１１    ローダー
１１２    有機レジスト剥離浸漬槽
１１３    薬液浸漬置換槽
１１４    レジスト剥離複合槽
１１５    スピンドライヤ
１１６    アンローダー
１２１，１２２，１２３    カセット
１５０，１５１，１５２    揺動用エレベータ
【図１】
2004327962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004327962.tif 000006
【図５】
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