JP5454449B2

JP5454449B2 - レジスト除去方法、レジスト除去装置及び記憶媒体

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Publication number: JP5454449B2
Application number: JP2010234636A
Authority: JP
Inventors: 幸生木場; 幸太郎大石; 芳樹岡本; 雅仁浜田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP2012089659A

Description

本発明は、基板に形成されたレジスト膜を除去するレジスト除去方法、レジスト除去装置及び記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、レジスト膜が形成された半導体ウエハに所定の回路パターンに従って露光を行う工程が含まれる。この露光時には前記回路のパターンに従って開口したフォトマスクが用いられる。

前記フォトマスクを製造するためには、水平に支持され、鉛直軸周りに回転する角型の基板の回転中心にレジストが供給され、当該レジストを遠心力により基板の周縁部に広げる、いわゆるスピンコーティングが行われて、レジスト膜が形成される。そして、電子線描やレーザー描画などの手法を用いて前記パターンに対応するようにレジストを露光した後、現像液を用いてレジストを現像し、形成されたレジストパターンに従ってレジスト膜の下地膜をエッチングする。その後、前記レジスト膜の除去処理が行われる。この除去処理は、例えば特許文献１に記載されるように、基板に水蒸気と過酸化水素とを含んだ処理ガスを供給する酸化処理を行ってレジスト膜を酸化させて水溶化した後、基板に処理液を供給してレジスト膜を除去する。

ところで、上記のように角型の基板にスピンコーティングによりレジスト膜を形成する場合に、基板の中央部から周縁部へと押しやられたレジストは、基板の辺に沿って角部に向かって流れる結果、形成されたレジスト膜の周縁部における膜厚は、中央部の膜厚に比べて大きくなる。故に、この基板の周縁部では上記のレジスト膜の除去処理後にレジスト膜が残留してしまうおそれがある。これを防ぐために例えば、処理液としてレジストの溶解性が高いものを用いたり、処理液の供給時間を長くすること、処理液の温度を高くすること等が考えられるが、そうすると基板の中央部では前記下地膜がダメージを受け、結果として、正常なフォトマスクを製造できないおそれがあった。

前記特許文献１にはこのような問題について検討されておらず、従って、当該問題を解決することはできない。また、特許文献２には、基板の外周部におけるレジスト膜の膜厚が厚い領域に対して、酸性あるいはアルカリ性の水溶液をこの外周部に優先的に接触させて、基板全体の膜厚を低下させることが好ましい旨が記載されているが、具体的にどのように前記水溶液を供給するかということについて記載されておらず、上記の問題を解決するには不十分である。このような事情から、基板にダメージを与えずにレジスト膜を除去できる技術が求められている。

特開２００４−３１７５０（図１など）ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０００５７３（段落００５３〜段落００５６）

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、周縁部のレジスト膜の膜厚が中央領域よりも厚く形成された基板に、ダメージを与えずに前記レジスト膜を除去できる技術を提供することである。

本発明のレジスト除去方法は、その表面にレジスト膜からなるマスクが形成され、周縁部のレジスト膜の膜厚が中央領域よりも厚い基板の表面全体に、当該レジスト膜を酸化するための酸化性の処理流体を供給し、レジスト膜を除去する第１の工程と、
前記基板の周縁部に当該基板の辺に沿ってアルカリ性の処理液をノズルから吐出して、基板の端部のレジストを除去する第２の工程と、
を備え、
前記第１の工程の後に、前記第２の工程を行うことを特徴とする。

本発明のレジスト除去方法の具体的な態様としては、例えば次の通りである。
（１）前記第１の工程は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理ガスを基板に供給する工程と、その後、基板の表面全体に洗浄液を供給してレジストを除去する工程と、を含む。
（２）前記第１の工程は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理液を基板全体に供給すると共にレジストを除去する工程を含む。
（３）前記第１の工程は、基板への前記処理液の供給を停止した後、基板全体に洗浄液を供給し、当該基板から第１の処理液を除去する工程を含む。
（４）前記基板は角型である。

本発明のレジスト除去装置は、その表面にレジスト膜からなるマスクが形成され、周縁部のレジスト膜の膜厚が中央領域よりも厚い基板に対してレジスト膜を除去するための装置において、
前記基板の表面全体に、当該レジスト膜を酸化するための処理流体を供給し、レジスト膜を除去するように構成された第１の処理部と、
アルカリ性の処理液を吐出するノズルを備え、前記基板の周縁部に当該基板の辺に沿って前記ノズルから処理液を吐出するように構成された第２の処理部と、
基板に対して前記第１の処理部にて処理を行った後、前記第２の処理部にて処理を行うように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明のレジスト除去装置の具体的な態様としては、例えば次の通りである。
（５）前記第１の処理部は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理ガスを基板に供給するガス供給部と、基板の表面全体に洗浄液を供給して水溶化されたレジストを除去する洗浄液供給部と、を含む
（６）前記第１の処理部は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理液を基板全体に供給すると共にレジストを除去する液処理部を備える。
（７）前記液処理部は、基板への前記処理液の供給の停止後、基板全体に洗浄液を供給して、基板から第１の処理液を除去する処理液除去部を備える。
（８）前記基板は角型基板である。

本発明の記憶媒体は、基板の表面に形成されたレジスト膜からなるマスクを除去する装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記のレジスト除去方法を実施するためのものであることを特徴とする。

本発明によれば、レジスト膜を酸化するための酸化性の処理流体を供給し、レジスト膜を除去する第１の工程と、前記基板の周縁部に当該基板の辺に沿ってアルカリ性の処理液をノズルから吐出して、基板の端部のレジストを除去する第２の工程と、を備えている。従って、基板の周縁部におけるレジスト膜の残留が抑えられる。また、レジストを除去するための処理液として、基板にダメージを与えることが少ない処理液を選択したり、処理液の供給時間を短縮することができるので、基板がダメージを受けることが抑えられる。

本発明の実施の形態に係るレジスト除去装置の平面図である。前記レジスト除去装置の縦断側面図である。前記レジスト除去装置の縦断側面図である。前記レジスト除去装置に設けられたレジスト酸化ユニットの縦断側面図である。前記レジスト酸化ユニットの縦断側面図である。前記レジスト酸化ユニットの概略平面図である。前記レジスト除去装置に設けられた基板端部処理ユニットの平面図である。前記基板端部処理ユニットの斜視図である。前記基板端部処理ユニットに設けられるコ字型の基体の縦断側面図である。洗浄処理ユニット６の縦断側面図である。前記洗浄処理ユニット６に設けられる基板保持部６１の斜視図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去装置により基板が処理を受けて変化する様子を示す説明図である。レジスト除去処理を受ける前の基板の辺部の概略図である。レジスト除去処理を受ける前の基板の角部の概略図である。周縁部除去処理後の基板の辺部の概略図である。周縁部除去処理後の基板の角部の概略図である。レジスト除去処理後の基板の辺部の概略図である。レジスト除去処理後の基板の角部の概略図である。レジスト除去処理を受ける前の基板の辺部の概略図である。レジスト除去処理を受ける前の基板の角部の概略図である。周縁部除去処理後の基板の辺部の概略図である。周縁部除去処理後の基板の角部の概略図である。レジスト除去処理後の基板の辺部の概略図である。レジスト除去処理後の基板の角部の概略図である。

本発明に係るレジスト除去装置１について説明する。このレジスト除去装置１は、角型の基板Ｂの表面に形成されたレジスト膜を除去する装置である。この基板Ｂはフォトマスクの製造に用いられるマスク基板であり、レジスト膜をマスクとして当該レジスト膜の下層の膜はエッチングされている。前記レジスト膜は、基板Ｂがその中心軸回りに回転され、その回転中心にレジストが供給されて遠心力により基板Ｂの周縁部へ広げられる、いわゆるスピンコーティングにより形成されており、レジスト膜の周縁部の膜厚は中央部の膜厚よりも大きい。

レジスト除去装置１は、基板Ｂに各処理を行う処理ユニットを備えており、この処理ユニットには、第１の処理部を構成するレジスト変性処理ユニット２と、第２の処理部である基板端部処理ユニット４と、前記レジスト変性処理ユニット２と共に第１の処理部を構成する洗浄処理ユニット６とが含まれる。レジスト変性処理ユニット２はガス供給部であり、水蒸気とオゾンガスとを含む処理ガスによってレジスト膜を酸化させ、水溶化させる。酸化されたレジスト膜は、特にアルカリ性の処理液に対する溶解性が高まる。基板端部処理ユニット４は、基板Ｂの周縁部のレジスト除去処理を行う。洗浄処理ユニット６は洗浄液供給部であり、基板Ｂ表面全体のレジスト除去処理を行う。各ユニットについては後に詳しく説明する。

図１はレジスト除去装置１の概略平面図であり、図２、図３はその側面図である。レジスト除去装置１は、基板Ｂが収容されたキャリアＣの搬入出を行うキャリアステーションＣ１と、上記の各ユニットを有する処理ステーションＣ２と、処理ステーションＣ２と、処理ステーションＣ２で使用する薬液やガス等の貯留及び生成を行うケミカルステーションＣ３と、を具備しており、これらキャリアステーションＣ１、処理ステーションＣ２、ケミカルステーションＣ３は、この順に直線上に配置されている。

図１に示すようにキャリアステーションＣ１は、複数のキャリアＣを載置できる載置台１１を有しており、載置台１１に載置されたキャリアＣの側壁をなす蓋体１０に対向するようにシャッタ１２により開閉自在な窓部１３を備えている。このシャッタ１２はキャリアＣの側壁をなす蓋体１０を把持する把持手段（図示せず）を有しており、図２に点線で示すようにこの蓋体１０を把持し、処理ステーションＣ２側に蓋体１０を退避させることができる。

また、キャリアステーションＣ１はキャリアＣと処理ステーションＣ２との間で基板Ｂを受け渡す基板搬送機構１４を有している。基板搬送機構１４は、載置台１１に載置されたキャリアＣの配列方向に移動自在、進退自在、昇降自在、且つ鉛直軸回りに回転自在な搬送アーム１５を備えており、搬送アーム１５は基板Ｂの裏面縁部を支持する。

処理ステーションＣ２は、キャリアステーションＣ１側に棚ユニットＵ１を備えており、棚ユニットＵ１は、基板Ｂが載置される受け渡しステージＴＲＳ１、ＴＲＳ２と、載置された基板Ｂを冷却するステージを備えた冷却ユニットＣＰＬ１、ＣＰＬ２とが互いに積層されて構成されている。受け渡しステージＴＲＳ１には、キャリアステーションＣ１から搬入された基板Ｂが受け渡され、受け渡しステージＴＲＳ２にはキャリアステーションＣ１に戻される基板Ｂが受け渡される。図２中１６ａ、１６ｂは、キャリアステーションＣ１と処理ステーションＣ２とを仕切る境界壁に設けられた搬送口であり、これら搬送口１６ａ、１６ｂを介して、前記搬送アーム１６が受け渡しステージＴＲＳ１、ＴＲＳ２にアクセスする。

キャリアステーションＣ１から処理ステーションＣ２を見て、例えば左側には８台のレジスト変性処理ユニット（ＶＯＳ）２が２列４段で配置されており、右側には、レジスト変性処理ユニット２に対向するように２台の基板端部処理ユニット４と、２台の洗浄処理ユニット６とが設けられている。この例では、キャリアステーションＣ１側には基板端部処理ユニット４が積層され、ケミカルステーションＣ３側には洗浄処理ユニット６が積層されている。

また、棚ユニットＵ１、レジスト変性処理ユニット（ＶＯＳ）２、基板端部処理ユニット４及び洗浄処理ユニット６に囲まれるように主基板搬送機構１７が設けられている。また、主基板搬送機構１７を挟んで棚ユニットＵ１に対向するように、棚ユニットＵ２が設けられている。棚ユニットＵ２は、基板Ｂを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）１９が４段に積層されて構成されている。

主基板搬送機構１７は、基板Ｂの裏面縁部を支持して搬送する搬送アーム１８を有している。搬送アーム１８は鉛直軸回りに回転自在、前後方向に進退自在且つ昇降自在に構成されており、処理ステーションＣ２に設けられた各ユニット間で基板Ｂを搬送する。

ケミカルステーションＣ３には、処理ガス供給部１０Ａと、処理液供給部１０Ｂとが設けられている。処理ガス供給部１０Ａは、酸素を含む気体中で放電することによりオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部（図示せず）と、水蒸気を発生させる水蒸気発生部（図示せず）と、を備え、前記オゾンガスと水蒸気と希釈ガスであるＮ2ガスとを混合したガスを処理ガスとしてレジスト変性処理ユニット２に供給する。処理液供給部１０Ｂは、基板端部処理ユニット４及び洗浄処理ユニット６で基板Ｂに供給する各処理液を貯留すると共にこれらの処理液を各処理ユニットへ供給する。

このレジスト除去装置１には、コンピュータからなる制御部１００が設けられている。制御部１００はプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えており、前記プログラムには制御部１００からレジスト除去装置１の各部に制御信号を送り、後述のように基板Ｂを搬送すると共に基板Ｂに処理を行うことができるようにステップ群が組まれている。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）メモリーカードなどの記憶媒体に格納されて制御部１００にインストールされる。

以下、処理ステーションＣ２に設けられる各ユニットの構成について説明する。先ず、縦断側面図である図４及び図５を参照してレジスト変性処理ユニット２について説明する。レジスト変性処理ユニット２は、基板Ｂを収容する密閉式のチャンバ２１を有し、チャンバ２１は、固定された下部容器２１ａと、下部容器２１ａの上面を覆う蓋体２１ｂから構成され、蓋体２１ｂはシリンダ２２によって昇降自在である。図４は基板Ｂを処理するために蓋体２１ｂを閉じた状態を示しており、図５は基板Ｂをチャンバ２１に搬入するために蓋体２１ｂを開放した状態を示している。図中２１ｃはチャンバ２１内を気密にするためのＯリングである。

下部容器２１ａには基板Ｂを載置するステージ２３が設けられており、このステージ２３には基板の裏面の縁部を支持する支持ピン２３ａが複数箇所に設けられている。ステージ２３の周縁は盛り上がって立起壁２４を形成しており、チャンバ２１内に供給される処理ガスが基板Ｂの裏面へ流入することを抑制する。ステージ２３の内部にはヒータ２５が埋設されている。

また、処理ガスをチャンバ２１の内部に導入するガス導入口２６及び処理ガスを外部へ排気するガス排出口２７が、下部容器２１ａの側壁に開口しており、ガス導入口２６から供給された処理ガスは、ガス排出口２７へ向けてチャンバ２１内を水平方向に流れる。この処理ガスは、オゾンガスと純水を気化させた水蒸気とＮ2ガスとの混合ガスであり、上記のケミカルステーションＣ３の処理ガス供給部１０Ａから供給される。ガス排出口２７には真空ポンプなどにより構成される排気機構２８が接続されている。

蓋体２１ｂの裏面には基板Ｂの裏面縁部を保持する爪部材３１が、例えば３箇所（図４では１箇所、図５では２箇所のみ図示）に設けられており、処理ステーションＣ２の主基板搬送機構１７は、この爪部材３１に対して基板Ｂの受け渡しを行う。爪部材３１が基板Ｂを保持した状態で蓋体２１ｂを降下させると、基板Ｂは、ステージ２３に受け渡される。蓋体２１ｂにはヒータ３２が埋設されており、下部容器２１ａのヒータ２５と共に基板Ｂの温度を調整する。

下部容器２１ａの外側にはリング部材３３ａが設けられており、蓋体２１ｂの外側にはリング部材３３ｂが設けられている。これらリング部材３３ａ及びリング部材３３ｂには、外周から内側へ向かう切り欠き３３ｃが設けられている。この切り欠き３３ｃはリング部材３３ａ、３３ｂの周方向に複数形成され、且つ互いに上下に重なるように配設されている。また、チャンバ２１の下方には回転駆動機構３４が設けられており、回転駆動機構３４からは複数の接続部３５がチャンバ２１の外方へ向かって伸び、接続部３５は回転駆動機構３４により鉛直軸周りに回転する。接続部３５の先端にはリング部材３３ａ、３３ｂの外周を上方へ伸びる支持部３６が設けられ、支持部３６には水平軸回りに回動する押圧ローラ３７ａ、３７ｂが夫々上下に支持されている。

図６のチャンバ２１の平面図に鎖線で示すように、基板Ｂの処理時には押圧ローラ３７ａ，３７ｂはリング部材３３ａ、３３ｂに乗り上げ、リング部材３３ａ、３３ｂを互いに押圧して、チャンバ２１内の処理空間を気密に保つ。基板Ｂの受け渡し時には押圧ローラ３７ａ，３７ｂは切り欠き３３ｃに重なる位置に移動し、蓋体２１ｂの昇降に干渉しないように構成されている。

続いて、基板端部処理ユニット４について、図５の平面図及び図６の斜視図に基づいて説明する。基板端部処理ユニット４は、前記主基板搬送機構１７との間で基板Ｂの受け渡しを行う受け渡しチャック４１と、受け渡しチャック４１により基板Ｂが載置される４つの載置台４５と、２つのノズル部５０とから構成されている。

受け渡しチャック４１は、水平な角型リング状に構成され、その表面には基板Ｂの裏面縁部を支持する支持ピン４２が周方向に複数配列されている。受け渡しチャック４１は、支持部材４３を介して受け渡しチャック４１の下方側に設けられた駆動機構４４に接続され、当該駆動機構４４により昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在に構成されている。これによって、受け渡しチャック４１は載置台４５に載置される基板Ｂの向きを変更することができる。

４つの載置台４５は、そのうちの２つずつが前後方向（図７中Ｙ軸方向）に間隔をおいて対向し、それら対向した組が夫々左右方向（図７中Ｘ軸方向）に沿って間隔をおくように設けられている。各載置台４５の上面には支持ピン４６が設けられ、基板Ｂの縁部が各支持ピン４６上に載置されて、当該基板Ｂは水平に支持される。図中４７は、各載置台４５の下部に設けられた載置台４５の支持部材である。

また、左右方向（Ｘ方向）に並んだ載置台４５上には助走ステージ４８、４８が配置されている。この助走ステージ４８は左右方向に延設された水平な板状部材であり、その左右の両端部は前後方向に拡幅され、平面視矩形状の拡幅部４９として構成されている。この拡幅部４９は、基板Ｂの横方向の位置を規制する役割と、基板Ｂの角部を処理する際に、基板Ｂの辺部を処理するときに比べてノズル部５０の周囲の気流が変化することを防ぐ役割と、を有する。

続けて、２つのノズル部５０について説明する。各ノズル部５０は、側面視側面視コ字状に形成された基体５１と、基体５１を支持する支持部材５２とを備えており、基体５１は前記左右方向に互いに対向して設けられている。支持部材５２は前後方向に延びるガイド５３に沿って、当該前後方向に移動自在に構成されている。

図９も参照しながら説明すると、基体５１は上片部５１ａ、下片部５１ｂ、壁部５１ｃとから構成され、上片部５１ａ及び下片部５１ｂは、載置台４５に載置された基板Ｂの端部を互いに挟む高さ位置に設けられている。上片部５１ａには基板Ｂの端部の表面に開口する処理液吐出口５４ａが設けられ、下片部５１ｂには基板Ｂの端部の裏面に開口する処理液吐出口５４ｂが設けられている。これらの処理液吐出口５４ａ，５４ｂは、各々基体５１の移動方向（図９の紙面の表裏方向）に間隔をおいて２つずつ設けられている。処理液吐出口５４ａ，５４ｂには、処理液供給機構５５及び洗浄液供給機構５Ａが接続されている。処理液供給機構５５は、処理液としてアルカリ性の薬液であるＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を処理液吐出口５４ａ，５４ｂに供給し、洗浄液供給機構５Ａは、洗浄液として純水を処理液吐出口５４ａ，５４ｂに供給する。これらＴＭＡＨ、純水が互いに切り替わり、処理液吐出口５４ａ及び５４ｂから基板Ｂに供給される。

また、上片部５１ａの下面には、処理液吐出口５４ａよりも基板Ｂの中央部側にガス吐出口５６が設けられており、Ｎ2ガスの供給機構５７から供給されたＮ2ガスを吐出する。このガス吐出口５６は壁部５１ｃに向かって斜めに開口し、基体５１の移動方向に多数設けられている。また、壁部５１ｃには、排気機構５Ａに接続された排気口５８が開口している。処理液吐出口５４ａ，５４ｂから基板Ｂの端部に処理液が吐出されるとき、排気口５８からの排気及びガス吐出口５６からのＮ2ガスの吐出が行われ、余剰の処理液及び溶解したレジストが基板Ｂの中央側に飛散せず、排気口５８から除去されるようになっている。図９の矢印は、吐出された処理液及びＮ2ガスによる排液及び排気の流れを示している。また、上片部５１ａ，５１ｂには投光部５９ａ，５９ｂが設けられており、基板Ｂ及び助走ステージ４８が投光部５９ａから受光部５９ｂへの投光を遮るときに、上記の基板Ｂへの処理液の吐出、Ｎ2ガスの吐出及び排気口５８からの排気が行われる。

続いて、洗浄処理ユニット６について図１０及び図１１を参照して説明する。洗浄処理ユニット６は、基板Ｂを保持する基板保持部６１を備えており、この基板保持部６１は水平なリング部材６２と、リング部材６２の周方向に配列された複数の支持ピン６３とにより構成されている。支持ピン６３は、下方側が拡径されており、この拡径された下方側で基板Ｂの裏面の縁部を保持すると共に上方側で基板Ｂの側部の位置を規制する。リング部材６２の内周からリング部材の中央に向かって支持部材６４が伸び、支持部材６４は鉛直方向に伸びる軸部６５に接続されている。支持部材６４はリング部材６２の周方向に複数設けられ、支持部材６４間は開口し、支持部材６４の下方から基板Ｂの裏面に洗浄液を供給することができるようになっている。軸部６５は駆動機構６６に接続されており、駆動機構６６により軸部６５を介してリング部材６２に保持された基板Ｂがその中心軸回りに回転する。また、駆動機構６６によりリング部材６２が昇降し、主基板搬送機構１７との間で基板Ｂの受け渡しを行う

前記軸部６５を囲むように支持板６７が設けられ、支持板６７には２つの裏面洗浄ノズル６８が設けられている。裏面洗浄ノズル６８は、基板Ｂの端部の下方に配置されている。裏面洗浄ノズル６８は、例えば洗浄液である純水とＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水と水との混合溶液）とを、互いに切り替えて基板Ｂの中心部へ向けて供給する。また、この裏面洗浄ノズル６８上から外方へ向けて下る傾斜面を備えたガイド部材６９が設けられ、ガイド部材６９の下方には凹部７１を備えた液受け部７２が設けられており、前記傾斜面に流れた液はこの凹部７１にガイドされる。凹部７１の底面には排液口７３が開口している。また凹部７１の底面に起立した排気管７４が設けられ、基板Ｂの周囲を排気する。

また、液受け部７２とガイド部材６９との間には、基板保持部６１の側方を囲む筒状の中間カップ７５が設けられており、中間カップ７５の上部は内方へ向けて屈曲している。この中間カップ７５は、基板Ｂから飛散した洗浄液をその内周面で受け止め、前記凹部７１にガイドする。中間カップ７５の外側には、当該中間カップ７５を囲むように洗浄液の飛散を防ぐための外カップ７６が設けられており、その上端は内方に屈曲し、斜めに向かって伸びている。この外カップ７６は後述の表面洗浄ノズル７７の移動を妨げないように昇降機構７８を介して昇降自在に構成されている。表面洗浄ノズル７７は、基板Ｂの中心上と外カップ７６の外側に設けられた不図示の待機領域との間で移動自在に構成され、例えば洗浄液として純水とＳＣ１とを切り替えて基板Ｂに供給する。

続いて、レジスト除去装置１における処理手順について、基板Ｂの表面状態を示す図１２〜図１９を参照しながら説明する。この例ではレジスト除去装置１に搬入される基板Ｂの表面には、ネガ型レジストからなるレジスト膜８１が形成されている。図１２に示すようにスピンコーティングによりレジスト膜８１を形成する際に作用する遠心力で、レジスト膜８１の周縁部は盛り上がっている。

キャリアＣに格納された状態で、キャリアステーションＣ１の載置台１１に搬送された基板Ｂは、基板搬送機構１４→処理ステーションＣ２の受け渡しステージＴＲＳ１→主基板搬送機構１７の順で受け渡され、主基板搬送機構１７によりレジスト変性処理ユニット２の蓋体２１ｂに受け渡される。蓋体２１ｂが下降してステージ２３に基板Ｂが受け渡されると共にチャンバ２１内が気密になると、ガス排出口２７から排気されると共にガス導入口２６から既述のオゾンと水蒸気とＮ2ガスとを含む処理ガスが供給され、図１３に矢印で示すように横方向に向かう気流を形成する。

この処理ガスに曝されてレジスト膜８１が酸化され、アルカリに対して溶解度が高くなるように変性する。前記処理ガスの供給が停止した後、Ｎ2ガスがチャンバ２１内に供給され、チャンバ２１内の処理ガスがパージされた後、蓋体２１ｂが開放されて、基板Ｂが主基板搬送機構１７によりチャンバ２１から搬出される。主基板搬送機構１７は、基板Ｂを洗浄処理ユニット６に搬送し、基板保持部６１が上昇して基板Ｂを受け取った後、基板Ｂの処理位置へ下降する。

表面洗浄ノズル７７が外カップ７６の外側から基板Ｂの中心上に移動した後、外カップ７６が上昇する。基板保持部６１が回転すると共に表面洗浄ノズル７７、裏面洗浄ノズル６８から純水Ｗが基板Ｂの表面及び裏面の中央部に夫々吐出される。吐出された純水Ｗは遠心力により基板Ｂの周縁部へと広がる（図１４）。これによって基板Ｂの表面のレジスト膜８１が純水Ｗに溶解して除去される。表面洗浄ノズル７７及び裏面洗浄ノズル６８から純水Ｗの吐出が停止すると、基板保持部６１の回転速度が上昇して純水Ｗが振り切られ、基板Ｂが乾燥される（図１５）。然る後、基板保持部６１の回転が停止し、外カップ７６が下降すると共に表面洗浄ノズル７７が外カップ７６の外側に退避し、基板保持部６１が上昇して主基板搬送機構１７に基板Ｂが受け渡される。

続いて、主基板保持部１７は、基板Ｂを基板端部処理ユニット４に搬送し、チャック４１を介して基板Ｂが載置台４５に受け渡される。その後、各ノズル部５０の基体５１が、ガイド５３の一端側からガイド５３の他端側へ向かって移動し、ガイド５３の一端側の助走ステージ４８に差し掛かると、排気口５８からの排気、ガス吐出口５６からのＮ2ガスの吐出及び処理液吐出口５４ａ、５４ｂからの処理液であるＴＭＡＨの吐出が行われる。

前記処理液は、基板Ｂの対向する２辺に沿って基板Ｂの端部に残留したレジスト８２に供給され、このレジスト８２を溶解し、溶解されたレジスト８２及び余剰な処理液は排気口５８に流入して除去される。図１６では前記基体５１から吐出された処理液の流れを矢印で示している。基体５１がガイド５３の他端側の助走ステージ４８を越えると、前記排気、Ｎ2ガスの吐出及び処理液の吐出が一旦停止すると共に基体５１がガイド５３の一端側へ戻る。

そして、チャック４１が基板Ｂを持ち上げ、９０°回転した後、下降して再度基板Ｂを載置台４５に受け渡す。そして、基体５１が再度ガイド５３の他端側へ向かって移動し、先の処理時と同様に排気、Ｎ2ガスの吐出及び処理液の吐出が行われ、基板Ｂの対向する２辺に沿ってレジスト８２が溶解される。このように基板Ｂの全周に処理液が供給されて、基板Ｂの周縁部のレジスト８２が除去され（図１７）、基体５１がガイド５３の他端側の助走ステージ４８を越えると、前記排気、Ｎ2ガスの吐出及び処理液の吐出が再度停止すると共に基体５１がガイド５３の一端側へ戻る。

その後、基体５１は、ガイド５３の一端側からガイド５３の他端側へ向かって移動し、ガイド５３の一端側の助走ステージ４８に差し掛かると、排気口５８からの排気、ガス吐出口５６からのＮ2ガスの吐出及び処理液吐出口５４ａ、５４ｂからの純水の吐出が行われる。ＴＭＡＨを供給する場合と同様に基体５１が移動しながら基板Ｂの吐出が続けられ、当該純水は基板Ｂに付着したＴＭＡＨを洗い流し、当該ＴＭＡＨと共に排気口５８から除去される。そして、基板Ｂの２辺への純水の供給が終わると、ＴＭＡＨを供給する場合と同様に載置台４５の基板Ｂの向きが９０°変えられ、残る２辺に純水の供給が行われる。基板Ｂの周縁部全体へ純水が供給されると、チャック４１が基板Ｂを持ち上げ、主基板搬送機構１７に受け渡す。

主基板搬送機構１７は、基板Ｂを洗浄処理ユニット６に搬送する。そして、既述のように基板保持部６１が基板Ｂを受け取り、回転すると、基板Ｂの中心上に移動した表面洗浄ノズル７７及び裏面洗浄ノズル６８から、処理液Ｌ例えばＳＣ１が基板Ｂの表面及び裏面の中央部に夫々吐出され、基板Ｂに付着していたレジストの残渣やパーティクルを遠心力により基板Ｂの外側に押し流して除去する（図１８）。その後、表面洗浄ノズル７７及び裏面洗浄ノズル６８からＳＣ１に代わり純水Ｗが吐出され、処理液Ｌが除去される。然る後、表面洗浄ノズル７７及び裏面洗浄ノズル６８から純水Ｗの吐出が停止すると、基板保持部６１の回転速度が上昇して純水Ｗが振り切られ、基板Ｂが乾燥される（図１９）。

然る後、基板保持部６１の回転が停止し、外カップ７６が下降すると共に表面洗浄ノズル７７が外カップ７６の外側に退避し、基板保持部６１が上昇して主基板搬送機構１７に基板Ｂが受け渡される。主基板保持部１７は、加熱ユニット１９に基板Ｂを受け渡し、基板Ｂが加熱されて乾燥される。その後、主基板保持部１７は前記基板Ｂを冷却ユニットＣＰＬに搬送し、基板Ｂが冷却された後、受け渡しステージＴＲＳ２に搬送され、基板搬送機構１４によりキャリアＣに戻される。

このレジスト除去装置１によれば、レジスト変性処理ユニット２で基板Ｂのレジスト膜を変質させて水溶化させ、洗浄処理ユニット６で基板Ｂの中央部のレジストを除去した後、基板端部処理ユニット４で基板Ｂの周縁部にアルカリ性の処理液であるＴＭＡＨを供給して、周縁部に残ったレジストを除去している。従って、基板Ｂの周縁部にレジストが残留することが抑えられ、且つ洗浄処理ユニット６で用いられる処理液（洗浄液）として、基板に与える影響が小さいものを用いたり、その供給時間を抑えたり、処理液の温度を抑えることができるので、前記処理液により基板Ｂの中央部がダメージを受けることが抑えられる。

レジスト変性処理ユニット２としては、基板Ｂに酸化力を有する処理流体を供給することができればよいので、上記のように基板Ｂにオゾンを含んだ処理ガスを供給する構成に限られない。例えばレジスト変性処理ユニット２を洗浄処理ユニット６と同様に構成し、ノズル７７からは処理液としてＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合液）を供給する。そして、洗浄処理ユニット６と同様に回転する基板Ｂの中心に前記ＳＰＭを供給して、遠心力によりＳＰＭを基板Ｂの周縁部へ広げてレジスト膜を酸化させてもよい。

このように、処理液によりレジストを酸化する場合は、処理液によりレジストが酸化されると共に当該処理液から受ける圧力によりレジストが押し流されて基板Ｂから除去される。レジストを除去した後、ノズル７７から供給する液を例えば純水に切り替えて、処理液を基板Ｂから除去する。この場合ノズル７７は、特許請求の範囲で言う洗浄液供給部及び処理液除去部に相当する。このようなレジスト変性処理ユニット２で処理された基板Ｂは、レジストの酸化処理と除去処理とが同時に行われるので、例えば当該レジスト変性処理ユニット２で処理を終えた後は、洗浄処理ユニット６に搬送されずに基板端部処理ユニット４に搬送され、その後上記のようにレジスト残渣及びパーティクルの除去を目的として洗浄処理ユニット６に搬送される。また、この場合の処理液としては、ＳＰＭ以外にも硫酸と他の酸化剤、例えばオゾンの混合液であってもよく、単独のオゾン水であってもよい。さらに、処理液によりレジストの酸化と除去とを行う場合、基板Ｂを回転させず、例えば処理液を供給するノズル７７から処理液を吐出すると共にノズル７７を横方向に動かすことで、このような酸化及び除去を行ってもよい。

また、基板端部処理ユニット４としては、アルカリ性の処理液を基板Ｂの周縁部に供給できればよく、ＴＭＡＨの他に例えばアンモニアを含んだ処理液を供給しても良い。また、上記の例において、基板端部処理ユニット４で前記処理液を基板Ｂの端部に供給した後、当該端部に純水の供給を行わずに洗浄処理ユニット６へ搬送して処理を行い、基板Ｂに付着したアルカリ性の処理液を除去してもよい。

基板Ｂは、レジスト変性処理ユニット２→洗浄処理ユニット６→基板端部処理ユニット４→の順で搬送され、洗浄処理ユニット６での処理後に周縁部に残留したレジスト膜を基板端部処理ユニット４で除去してもよい。レジスト膜がネガ型レジストである場合の基板Ｂの搬送経路について説明したが、ポジ型レジストである場合も、ネガ型レジストと同様の搬送経路で基板Ｂを搬送して処理を行うことができる。さらに、ポジ型レジストである場合には、基板Ｂを、基板端部処理ユニット４→レジスト変性処理ユニット２→洗浄処理ユニット６の順で搬送して処理を行ってもよい。後述の評価試験で、このような順番で処理を行ってもレジスト膜の残渣が基板Ｂに残留しなかったことが確認されている。この理由としてポジ型レジストは、このレジスト除去処理の前段階の処理のエッチング処理時に表面が酸化される、つまりこのレジスト除去装置１に搬送される前に、レジスト膜８１の周縁部が酸化され、アルカリ性に対する溶解度が高まっているため、基板端部処理ユニット２で当該周縁部を有効に除去することができるためと考えられる。なお、ネガ型レジストでは、前記エッチング処理時に表面の酸化が起こりにくいため、既述の実施形態で説明したようにユニット間を搬送して処理を行うことが有効である。

本発明は、角型の基板にスピンコーティングされたレジスト膜を除去する場合の他に、半導体ウエハなどの円形の基板にスピンコーティングされたレジスト膜を除去する場合にも有効である。

（評価試験１）
続いて、本発明に至る根拠となった評価試験について説明する。スピンコーティングによりネガ型レジストによるレジスト膜が形成された基板Ｂの辺部と、角部とを撮影した。図２０、２１は撮影された辺部、角部の写真を概略的に示したものである。図中斜線を付した領域９１と多数の点を付した領域９２はレジストが塗布されている領域を夫々示しており、領域９２は領域９１よりもレジストの膜厚が大きい。なお、図中の白地の領域にはレジストが塗布されておらず、レジストの下層のＣｒ（クロム）からなる下地膜が露出した領域である。図２０、２１中のこの白地の領域は、基板Ｂの表面の縁部から基板Ｂの側面へ向かって下るように形成された基板Ｂの傾斜面である。

この基板Ｂを上記の実施の形態と同様に、レジスト変性処理ユニット２→洗浄処理ユニット６→基板端部処理ユニット４→洗浄処理ユニット６の順に搬送して、レジスト除去処理を行った。そして、基板端部処理ユニット４から洗浄処理ユニット６へ搬送する間に前記基板Ｂの辺部及び角部の写真を撮影し、レジストが除去された様子を調べた。また、洗浄処理ユニット６で処理後にも基板Ｂの辺部及び角部の写真を撮影し、レジストが除去された様子を調べた。各処理ユニットの処理条件について説明すると、前記レジスト変性処理ユニット２では、上記のオゾンと水蒸気とを含む処理ガスを６００秒供給しており、処理ガス中のオゾンの濃度は２００ｇ／ｍ³である。基板端部処理ユニット４では処理液としてＴＭＡＨを用いた。洗浄処理ユニット６の処理液としては、ＳＣ１を用いてこれを二流体スプレー（Atomise Spray）で供給した。

図２２、２３は、基板端部処理ユニット４で処理後に撮影された基板Ｂの辺部、角部の写真を夫々概略的に示している。これらの図２２、２３に示すように基板端部処理ユニット４による処理後ではレジスト膜の領域９１、９２が除去されていた。図中９３はレジストの残渣である。図２４、２５は基板端部処理ユニット４で処理した後、さらに洗浄処理ユニット６で処理後に撮影された基板Ｂの辺部、角部の写真を夫々概略的に示している。洗浄処理ユニット６の処理後では基板Ｂの辺部及び角部において、レジストの残渣９３も除去されていることが確認できた。

（評価試験２）
評価試験１と略同様の実験を行ったが、差違点として基板Ｂのレジスト膜はポジ型レジストにより構成し、基板Ｂの搬送は基板端部処理ユニット４→レジスト変性処理ユニット２→洗浄処理ユニット６の順とした。そして、基板端部処理ユニット４の処理前、基板端部処理ユニット４で処理後且つ洗浄処理ユニット６で処理前、洗浄処理ユニット６で処理後に、夫々基板Ｂの辺部及び角部の写真を撮影し、レジスト膜の状態を調べた。また、この評価試験２では、基板端部処理ユニット４の処理液としてＴＭＡＨを用いて処理した後ＣＯ2を溶解させた純水でリンス処理を行った。図２６、２７は基板端部処理ユニット４で処理前の基板Ｂの辺部、角部の概略を夫々示しており、領域９１よりも膜厚の大きい領域９２が形成されている。

図２８、２９は基板端部処理ユニット４で処理後の基板Ｂの辺部、角部を夫々示している。これらの図２８、２９に示すように基板端部処理ユニット４の処理後では領域９２が無くなり、基板Ｂの周縁部の膜厚が低下していることが確認された。図３０、３１は洗浄処理ユニット６で処理後に撮影された基板Ｂの辺部、角部の写真を夫々概略的に示したものである。これらの図３０、３１に示すように、洗浄処理ユニット６の処理後では基板Ｂの辺部及び角部において、レジストの残渣は確認できなかった。評価試験１及び評価試験２の結果から、これらの実験の手法によりレジスト膜を高い確実性を持って除去できることが示され、本発明の知見が得られた。

Ｂ基板
Ｃ１キャリアステーション
Ｃ２処理ステーション
Ｃ３ケミカルステーション
１レジスト除去装置
１７主基板搬送機構
２レジスト変性処理ユニット
２１チャンバ
２３ステージ
４基板端部処理ユニット
４１チャック
４５載置台
５０ノズル部
６洗浄処理ユニット
６１基板保持部
７７表面洗浄ノズル
１００制御部

Claims

その表面にレジスト膜からなるマスクが形成され、周縁部のレジスト膜の膜厚が中央領域よりも厚い基板の表面全体に、当該レジスト膜を酸化するための酸化性の処理流体を供給し、レジスト膜を除去する第１の工程と、
前記基板の周縁部に当該基板の辺に沿ってアルカリ性の処理液をノズルから吐出して、基板の端部のレジストを除去する第２の工程と、
を備え、
前記第１の工程の後に、前記第２の工程を行うことを特徴とするレジスト除去方法。
前記第１の工程は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理ガスを基板に供給する工程と、その後、基板の表面全体に洗浄液を供給してレジストを除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項１記載のレジスト除去方法。
前記第１の工程は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理液を基板全体に供給すると共にレジストを除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のレジスト除去方法。
前記第１の工程は、基板への前記処理液の供給を停止した後、基板全体に洗浄液を供給し、当該基板から第１の処理液を除去する工程を含むことを特徴とする請求項３記載のレジスト除去方法。
前記基板は角型であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載のレジスト除去方法。
その表面にレジスト膜からなるマスクが形成され、周縁部のレジスト膜の膜厚が中央領域よりも厚い基板に対してレジスト膜を除去するための装置において、
前記基板の表面全体に、当該レジスト膜を酸化するための処理流体を供給し、レジスト膜を除去するように構成された第１の処理部と、
アルカリ性の処理液を吐出するノズルを備え、前記基板の周縁部に当該基板の辺に沿って前記ノズルから処理液を吐出するように構成された第２の処理部と、
基板に対して前記第１の処理部にて処理を行った後、前記第２の処理部にて処理を行うように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とするレジスト膜の除去装置。
前記第１の処理部は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理ガスを基板に供給するガス供給部と、基板の表面全体に洗浄液を供給して水溶化されたレジストを除去する洗浄液供給部と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のレジスト除去装置。
前記第１の処理部は、酸化性の処理流体である、レジストを水溶化させるための処理液を基板全体に供給すると共にレジストを除去する液処理部を備えることを特徴とする請求項６記載のレジスト除去装置。
前記液処理部は、基板への前記処理液の供給の停止後、基板全体に洗浄液を供給して、基板から第１の処理液を除去する処理液除去部を備えることを特徴とする請求項８記載のレジスト除去装置。
前記基板は角型基板であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一項に記載のレジスト膜除去装置。
基板の表面に形成されたレジスト膜からなるマスクを除去する装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし５のいずれか一つに記載のレジスト除去方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。