專利名稱：基板處理裝置及其板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了從基板去除無用的抗蝕劑而使用的基板處理裝置以及基 板處理方法。成為處理對(duì)象的基板例如包括半導(dǎo)體晶片、液晶顯示裝置用
基板、等離子顯示器用基板、FED (Field Emission Display)用基板、光盤用 基板、磁盤用基板、光磁盤用基板、光掩模用基板等。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置的制造工序例如包括在半導(dǎo)體晶片(下面簡稱為"晶片") 的表面上局部注入磷、砷、硼等不純物(離子)的工序。在該工序中，為了 防止對(duì)不希望的部分的離子注入，由感光樹脂組成的抗蝕劑在晶片的表面形 成圖案，從而不希望注入離子的部分被抗蝕劑遮蔽。在晶片的表面上形成圖 案的抗蝕劑在注入離子后變得無用，因此在注入離子后進(jìn)行用于去除該晶片 表面上的無用的抗蝕劑的抗蝕劑去除處理。
作為該抗蝕劑去除處理的方式，有將多張基板一并進(jìn)行處理的批量式和 一張一張地處理基板的單張式。以往是以批量式為主流，但是由于批量式需 要能夠容納多張基板的大型處理槽，且最近作為處理對(duì)象的基板也變得大型 化，因此，不需要那種大型處理槽的單張式備受矚目。
在單張式的抗蝕劑去除處理中，晶片以一定的旋轉(zhuǎn)速度圍繞與其中心垂 直的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時(shí)從噴嘴向該晶片表面的中央部供給SPM (sulfiiric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸/過氧化氫水溶液)。與噴嘴 連接的管道途中安裝有混合閥，對(duì)該混合閥供給硫酸和過氧化氫水溶液，通 過將它們進(jìn)行混合并加以反應(yīng)，由此生成含有過氧一硫酸(卡羅酸)等具有 氧化能力成分的SPM。從混合閥向噴嘴供給的SPM在管道流動(dòng)的過程中因 硫酸和過氧化氫水溶液的反應(yīng)熱而升溫，向晶片W的表面供給該升溫的 SPM。供給至晶片表面上的SPM受晶片的旋轉(zhuǎn)引起的離心力，在晶片的表面 從中央部向周邊流動(dòng)，并迅速遍布在晶片表面的整個(gè)區(qū)域。通過SPM的氧化 能力，在晶片表面上形成的抗蝕劑從該晶片表面剝離并被去除。專利文獻(xiàn)1: JP特開2005-109167公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
然而，在進(jìn)行了離子注入(尤其是高劑量的離子注入)的晶片中，由于 抗蝕劑的表面已變質(zhì)(固化)，因此即使供給SPM，有時(shí)也無法從晶片表面 很好地去除抗蝕劑。
另外，由于SPM含有過氧化氫成分，因此不僅不能再利用于抗蝕劑去除 處理，而且廢液處理也困難。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠從基板很好地去除抗蝕劑、并 且能夠?qū)⒃摽刮g劑去除中使用過的處理液進(jìn)行再利用的基板處理裝置以及基 板處理方法。
解決課題的方法
作為本發(fā)明一方面的基板處理裝置包括:用于保持基板的基板保持裝置； 使用硫酸生成過硫酸的過硫酸生成裝置；將通過所述過硫酸生成裝置生成的 過硫酸與比所述過硫酸生成裝置所用的硫酸更高溫度且更高濃度的硫酸進(jìn)行 混合的混合裝置；以及，將通過所述混合裝置混合的過硫酸和硫酸的混合液 作為從基板去除抗蝕劑用的處理液，并向保持在所述基板保持裝置的基板噴 出的噴出裝置。
過硫酸中含有的過氧二硫酸(S2082—)在120。C以上的高溫狀態(tài)下，發(fā)揮 可剝離表面具有固化層的抗蝕劑的強(qiáng)氧化能力。另一方面，過氧二硫酸在過 硫酸中的濃度在80。C以下幾乎不減少，但是在高于此溫度的狀態(tài)下，隨著時(shí) 間的經(jīng)過而減少。例如，如果過硫酸的溫度約為170°C，則過氧二硫酸的濃 度僅在數(shù)秒鐘內(nèi)減少至一半。因此，將過硫酸的溫度調(diào)節(jié)為120。C以上的高 溫，并將其貯存在貯存槽中，將貯存在該貯存槽中的過硫酸作為處理液向基 板供給的結(jié)構(gòu)中，無法向基板供給以高濃度含有過氧二硫酸的處理液。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將過硫酸與比生成該過硫酸而使用的硫酸更高溫度且更 高濃度的硫酸進(jìn)行混合，并將該混合液作為從基板去除抗蝕劑用的處理液而 向基板供給。當(dāng)過硫酸和高溫高濃度硫酸混合時(shí)，產(chǎn)生因高溫高濃度硫酸被
4過硫酸稀釋而弓I起的稀釋熱，通過該稀釋熱以及高溫高濃度硫酸所具有的熱， 該過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液(處理液)的溫度迅速升溫至高溫高 濃度硫酸的液溫以上的高溫。因此，即使過硫酸的液溫為8(TC以下，如果高 溫高濃度硫酸的液溫充分高，則在過硫酸和高溫高濃度硫酸的混合時(shí)，能夠
將處理液的液溫立即升溫至12(TC以上的高溫。而且，所述升溫至高溫的處
理液升溫后立即被從噴出裝置向基板噴出，由此可以向基板供給以高濃度含 有過氧二硫酸的處理液。因此，即使抗蝕劑的表面因高劑量的離子注入而已 變質(zhì)，也可以通過過氧二硫酸的強(qiáng)氧化能力，從基板很好地剝離并去除所述
抗蝕劑。
另外，作為過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液的處理液不含過氧化氫 成分，僅由硫酸類成分組成，因此，在抗蝕劑去除處理中使用后通過實(shí)施適 當(dāng)?shù)脑倮锰幚?，能夠再利用于其后的抗蝕劑處理中，另外，當(dāng)對(duì)在抗蝕劑 去除處理中使用過的處理液進(jìn)行廢液處理時(shí)，其廢液處理也簡單。 所述過硫酸生成裝置也可以具有對(duì)硫酸進(jìn)行電解的電解槽。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在電解槽中對(duì)硫酸進(jìn)行電解，可以容易地生成過硫酸。
另外，優(yōu)選為了生成過硫酸而使用的硫酸為濃度2 llmol/L的低濃度硫 酸。濃度為2 11mol/L的低濃度硫酸，由于其硫酸離子的存在量為 0.5 20.mol/L，較高，因此通過將這種濃度的低濃度硫酸用于過硫酸的生成中， 可以謀求過氧二硫酸的生成效率的提高。 一
優(yōu)選所述電解槽具有由金剛石形成的電極。
另外，由金剛石形成的電極既可以僅由金剛石形成，也可以用金剛石覆 蓋導(dǎo)電性基板表面而形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電解槽所具有的電極是使用金剛石而形成。即，通過使用 這樣的電極，可以高效率地生成過硫酸。另外，可以抑制雜質(zhì)從電極的溶出。
所述過硫酸生成裝置也可以具有臭氧溶解裝置，該臭氧溶解裝置用于將 臭氧溶解在硫酸中。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以將臭氧溶解在硫酸中，并通過該臭氧的溶解能夠生成 過硫酸。
所述基板保持裝置也可以是保持一張基板并使其旋轉(zhuǎn)的基板保持裝置。 作為本發(fā)明另一方面的基板處理方法，包括過硫酸生成工序，其使用
5硫酸生成過硫酸；供給工序，其將所述過硫酸生成工序中生成的過硫酸與比
所述過硫酸生成工序中使用的硫酸更高溫度且更高濃度的硫酸進(jìn)行混合，混 合后立即將該混合液作為從基板去除抗蝕劑用的處理液而向基板供給。
該方法可以在所述基板處理裝置中實(shí)施，根據(jù)該方法的實(shí)施，可以從基 板很好地剝離并去除抗蝕劑。
優(yōu)選在所述過硫酸生成工序中使用的硫酸的濃度為2 11mol/L。如上所 述，通過將濃度為2 llmol/L的低濃度硫酸用于過硫酸的生成，可以謀求過 氧二硫酸的生成效率的提高。
另外，在所述供給工序中，優(yōu)選所述混合液中過硫酸的濃度為 10~150g/L。通過使過硫酸的濃度為10~150g/L，能夠謀求過硫酸和抗蝕劑的 反應(yīng)性的提高，能夠縮短抗蝕劑去除所需要的時(shí)間。
參照附圖并通過以下敘述的實(shí)施方式的說明，使本發(fā)明的上述或者其他 的目的、特征以及效果更加明確。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的示意結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖2是圖1所示的基板處理裝置中抗蝕劑去除處理說明圖。 圖3 (a)以及圖3 (b)是表示升溫試驗(yàn)結(jié)果的圖表。 圖4是本發(fā)明其他實(shí)施方式的基板處理裝置的示意結(jié)構(gòu)剖視圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
1基板處理裝置
2旋轉(zhuǎn)夾頭
3噴嘴
8混合閥
12過硫酸生成槽
17陽極
18陰極
31起泡器(bubbler)
32臭氧氣體供給閥
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的示意結(jié)構(gòu)剖視圖。
該基板處理裝置1是單張式裝置，是在從作為基板之一例的晶片w表面
去除無用的抗蝕劑的處理中使用的裝置。基板處理裝置l具有用于大致水 平地保持晶片W并使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)夾頭2;用于向保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2上的晶 片W表面供給處理液的噴嘴3;以及包圍旋轉(zhuǎn)夾頭2的周圍并用于接收從晶
片W流下或飛散的處理液的杯子4。
旋轉(zhuǎn)夾頭2具有夾持式的結(jié)構(gòu)，通過用多個(gè)夾持部件5夾持晶片W，能 夠以大致水平的姿勢(shì)保持晶片W，而且，在該狀態(tài)下圍繞大致垂直的軸線旋 轉(zhuǎn)，由此能夠使所保持的晶片W在維持大致水平的姿勢(shì)的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
此外，作為旋轉(zhuǎn)夾頭2，也可以采用如下具有真空吸附式結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)夾
頭(真空夾頭)通過對(duì)晶片W的下面進(jìn)行真空吸附，以大致水平的姿勢(shì)保
持晶片w，而且在該狀態(tài)下圍繞大致垂直的軸線旋轉(zhuǎn)，由此能夠使所保持的 晶片W進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
噴嘴3安裝于在旋轉(zhuǎn)夾頭2的上方設(shè)置的臂6的前端。臂6由支撐軸7 支撐，并從該支撐軸7的上端部大致水平地延伸，其中，支撐軸7是在杯子 4的側(cè)方大致垂直地延伸的支撐軸。支撐軸7被設(shè)置成可圍繞其中心軸線旋 轉(zhuǎn)，通過使支撐軸7旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)娮?配置在旋轉(zhuǎn)夾頭2上保持的晶片W 的上方，或者將噴嘴3配置在于杯子4的外側(cè)設(shè)定的起始位置。
在噴嘴3上連接有從混合閥8延伸的處理液供給管道9的前端，如后面 所述，從該處理液供給管道9將過硫酸和高溫高濃度硫酸的混合液作為處理 液而供給。
在混合閥8上連接有過硫酸供給管道10以及高溫高濃度硫酸供給管道11。
過硫酸供給管道10是從用于生成過硫酸的過硫酸生成槽12延伸。在過 硫酸供給管道10的途中部，從過硫酸生成槽12側(cè)起依次安裝有用于從過 硫酸生成槽12吸出過硫酸的泵13、用于開/關(guān)過硫酸供給管道10的過硫酸 供給閥14。另外，在過硫酸供給管道10上，在泵13和過硫酸供給閥14之
7間分路連接有過硫酸返回管道15。在該過硫酸返回管道15的途中部安裝有
過硫酸循環(huán)閥16。過硫酸返回管道15的前端連接在過硫酸生成槽12。
在過硫酸生成槽12內(nèi)設(shè)置有由金剛石電極組成的陽極17以及陰極18。 最初，在過硫酸生成槽12內(nèi)貯存有濃度為4mol/L的低濃度硫酸(H2S04)， 陽極17以及陰極18浸漬在該低濃度硫酸中。并且，當(dāng)在陽極17和陰極18 之間施加直流電壓時(shí)，產(chǎn)生包含在低濃度硫酸中的硫酸離子(so42—)的氧化 反應(yīng)，從而生成含有過氧二硫酸(S2082—)的過硫酸，該過氧二硫酸(s2o82 —)具有比過氧一硫酸更強(qiáng)的氧化能力。
在裝置的運(yùn)行中，始終驅(qū)動(dòng)泵13，同時(shí)在陽極17和陰極18之間始終施 加直流電壓。因此，在過硫酸供給閥14被關(guān)閉、過硫酸循環(huán)閥16被打開的 期間，通過泵13的作用，從過硫酸生成槽12向過硫酸供給管道10吸出的過 硫酸經(jīng)過過硫酸返回管道15，回到過硫酸生成槽12。由此，過硫酸在由過硫 酸生成槽12、過硫酸供給管道10以及過硫酸返回管道15組成的循環(huán)回路中 進(jìn)行循環(huán)。另一方面，當(dāng)過硫酸供給閥14被打開、過硫酸循環(huán)闊16被關(guān)閉 時(shí)，在過硫酸供給管道10中流動(dòng)的過硫酸通過過硫酸供給閥14被供給到混 合閥8。
高溫高濃度硫酸供給管道11例如從高溫高濃度硫酸槽19延伸，該高溫 高濃度硫酸槽19用于貯存溫度為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸 (H2S04)。在高溫高濃度硫酸供給管道ll的途中部安裝有用于吸出貯存 在高溫高濃度硫酸槽19中的高溫高濃度硫酸的泵20、用于對(duì)通過該泵20的 作用在高溫高濃度硫酸供給管道11中流動(dòng)的高溫高濃度硫酸進(jìn)行加熱的加 熱器21、以及用于開/關(guān)高溫高濃度硫酸供給管道11的高溫高濃度硫酸供給 閥22。另外，在高溫高濃度硫酸供給管道ll上，在加熱器21和高溫高濃度 硫酸供給閥22之間分路連接有高溫高濃度硫酸返回管道23。在該高溫高濃 度硫酸返回管道23的途中部安裝有高溫高濃度硫酸循環(huán)閥24。高溫高濃度 硫酸返回管道23的前端連接在高溫高濃度硫酸槽19。
在裝置的運(yùn)行中，始終驅(qū)動(dòng)泵20以及加熱器21。因此，在高溫高濃度 硫酸供給閥22被關(guān)閉、高溫高濃度硫酸循環(huán)閥24被打開的期間，通過泵20 的作用從高溫高濃度硫酸槽19向高溫高濃度硫酸供給管道11吸出的高溫高 濃度硫酸經(jīng)過高溫高濃度硫酸返回管道23，回到高溫高濃度硫酸槽19。由此，高溫高濃度硫酸在由高溫高濃度硫酸槽19、高溫高濃度硫酸供給管道11以
及高溫高濃度硫酸返回管道23組成的循環(huán)回路中進(jìn)行循環(huán)。通過如此地事先
使高溫高濃度硫酸循環(huán)，能夠?qū)⒏邷馗邼舛攘蛩岬臏囟日{(diào)節(jié)為規(guī)定溫度(在
該實(shí)施方式中為120°C)，并將該調(diào)節(jié)過溫度的高溫高濃度硫酸貯存在高溫 高濃度硫酸槽19中。另一方面，當(dāng)高溫高濃度硫酸供給閥22被打開、高溫 高濃度硫酸循環(huán)閥24被關(guān)閉時(shí)，在高溫高濃度硫酸供給管道11中流動(dòng)的高 溫高濃度硫酸通過高溫高濃度硫酸供給閥22被供給到混合閥8。
來自過硫酸供給管道10的過硫酸和來自高溫高濃度硫酸供給管道11的
高溫高濃度硫酸以2: 4 (過硫酸高溫高濃度硫酸)的體積比供入混
合閥8內(nèi)。當(dāng)向混合閥8供給過硫酸以及高溫高濃度硫酸時(shí)，它們被混合， 其混合液從混合閥8向處理液供給管道9流出。此時(shí)，產(chǎn)生高溫高濃度硫酸 被過硫酸稀釋而引起的稀釋熱，通過該稀釋熱以及高溫高濃度硫酸所具有的 熱，過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液迅速升溫至高溫高濃度硫酸的液溫 以上的高溫。
在處理液供給管道9的途中部安裝有攪拌流通管25，該攪拌流通管25 用于攪拌從混合閥8流出的過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液。
攪拌流通管25例如具有如下結(jié)構(gòu)在管部件內(nèi)，將圍繞沿著液體流通方 向的管中心軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度相互錯(cuò)開90度而配置有多個(gè)攪拌葉片，所述多 個(gè)攪拌葉片是分別以液體流通方向?yàn)檩S大約扭轉(zhuǎn)了 180度的長方形板狀體。 作為具有這種結(jié)構(gòu)的攪拌流通管25，例如可以使用advance電氣工業(yè)株式會(huì) 社制造的商品名"MX系列管路攪拌器(in-linemixer)"。通過安裝該攪 拌流通管25，能夠使向噴嘴3供給的混合液(處理液)中的過硫酸以及高溫 高濃度硫酸均勻地混合。
圖2是基板處理裝置1的抗蝕劑去除處理的說明圖。
在進(jìn)行抗蝕劑去除處理時(shí)，通過搬送機(jī)械手(未圖示)將晶片W搬入基 板處理裝置1。該晶片W以其表面朝向上方的狀態(tài)保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2上。
在晶片W被保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2之前，過硫酸供給閥14被關(guān)閉，過硫酸 循環(huán)閥16被打開，過硫酸在由過硫酸生成槽12、過硫酸供給管道10以及過 硫酸返回管道15組成的循環(huán)回路中循環(huán)。另外，高溫高濃度硫酸供給閥22 被關(guān)閉，高溫高濃度硫酸循環(huán)閥24被打開，高溫高濃度硫酸在由高溫高濃度
9硫酸槽19、高溫高濃度硫酸供給管道11以及高溫高濃度硫酸返回管道23組 成的循環(huán)回路中循環(huán)。而且，噴嘴3被配置在設(shè)定于杯子4的外側(cè)的起始位 置上，并與設(shè)置在該起始位置上的預(yù)配合罐(未圖示)對(duì)置。
當(dāng)晶片W被保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2上后，過硫酸循環(huán)閥16被關(guān)閉，過硫酸 供給閥14被打開(步驟S1)。而且，高溫高濃度硫酸循環(huán)閥24被關(guān)閉，高 溫高濃度硫酸供給閥22被打開(步驟S2)。由此，向混合閥8供給過硫酸 以及高溫高濃度硫酸，它們的混合液作為處理液從混合閥8輸送至噴嘴3， 殘留在處理液供給管道9中的冷處理液與該處理液一起從噴嘴3噴出。此時(shí)， 由于噴嘴3仍舊配置在起始位置，因此從噴嘴3噴出的處理液是由預(yù)配合罐 來接收。
另一方面，當(dāng)晶片W被保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2上后，通過旋轉(zhuǎn)夾頭2晶片 W開始旋轉(zhuǎn)，且晶片W以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度(例如，500 1000rpm)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 然后，晶片W被保持在旋轉(zhuǎn)夾頭2起經(jīng)過一定時(shí)間(從噴嘴3全部噴出殘留 在處理液供給管道9中的處理液所需要的充分的時(shí)間)后，臂6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 噴嘴3從起始位置移動(dòng)至晶片W的上方，從噴嘴3噴出的處理液開始被供給 到晶片W的表面(步驟S3)。由此，能夠防止殘留在處理液供給管道9中 的冷處理液被供給到晶片W表面上。
被供給到晶片W表面的處理液受晶片W的旋轉(zhuǎn)引起的離心力，從而在 晶片W的表面，從其供給位置向晶片W的周邊一邊擴(kuò)散一邊流動(dòng)。由此， 高溫處理液均勻地遍布在晶片W表面的整個(gè)區(qū)域，形成在晶片W表面的抗 蝕劑因高溫處理液的強(qiáng)氧化能力而被剝離并去除。
此外，在向晶片W供給處理液的期間，噴嘴3既可以停止在晶片W的 旋轉(zhuǎn)中心上，也可以通過將臂6在規(guī)定的角度范圍內(nèi)反復(fù)搖動(dòng)，從而使噴嘴 3在晶片W的上方進(jìn)行往返移動(dòng)。當(dāng)使臂6在規(guī)定的角度范圍內(nèi)反復(fù)搖動(dòng)時(shí)， 與其相伴，在晶片W的表面上，能夠掃過(移動(dòng))來自噴嘴3的處理液的供 給位置。因此，能夠更均勻地向晶片W表面的整個(gè)區(qū)域供給處理液。
開始供給處理液起經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間(例如，30~120秒)時(shí)(步驟S4的 YES)，過硫酸供給閥14被關(guān)閉，過硫酸循環(huán)閥16被打開(步驟S5)。另 外，高溫高濃度硫酸供給閥22被關(guān)閉，高溫高濃度硫酸循環(huán)閥24被打開(步 驟S6)。由此，向混合閥8的過硫酸以及高溫高濃度硫酸的供給被停止，從噴嘴3向晶片W表面的處理液的供給被停止。
之后，在噴嘴3退回到起始點(diǎn)后，從未圖示的DIW (deionized water) 噴嘴向正在旋轉(zhuǎn)中的晶片W表面供給DIW，由此，附著在晶片W表面的處 理液被沖洗。而且，當(dāng)DIW的供給持續(xù)預(yù)定的時(shí)間后，DIW的供給被停止， 然后，通過旋轉(zhuǎn)夾頭2，晶片W的旋轉(zhuǎn)速度上升至規(guī)定的高旋轉(zhuǎn)速度(例如， 2500 5000rpm)。通過該晶片W的高速旋轉(zhuǎn)，附著在晶片W上的DIW被 甩開并被干燥。當(dāng)該處理持續(xù)事先規(guī)定的時(shí)間后，通過旋轉(zhuǎn)夾頭2晶片W的 旋轉(zhuǎn)被停止，待晶片W靜止后，通過搬送機(jī)械手(未圖示)將該處理完的晶 片W搬出。
如上所述，在該基板處理裝置l中，對(duì)通過低濃度硫酸的電解而生成的 過硫酸、與比該低濃度硫酸更高溫度并且更高濃度的高溫高濃度硫酸進(jìn)行混 合，并向晶片W表面供給該混合液。當(dāng)過硫酸和高溫高濃度硫酸混合時(shí)，產(chǎn) 生高溫高濃度硫酸被過硫酸稀釋而引起的稀釋熱，通過該稀釋熱以及高溫高 濃度硫酸所具有的熱，該過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液(處理液)立 即上升至作為高溫高濃度硫酸的液溫的12(TC以上的高溫。而且，該高溫處 理液升溫后立即從噴嘴3被噴出至晶片W的表面，由此能夠向晶片W的表 面供給以高濃度含有過氧二硫酸的處理液。因此，即使抗蝕劑的表面因高劑 量的離子注入而己變質(zhì)，也可以通過過氧二硫酸的強(qiáng)氧化力，從基板很好地 剝離并去除該抗蝕劑。
此外，作為混合液的處理液中的過硫酸的濃度優(yōu)選調(diào)整為10~150g/L。 在以往使用的SPM (硫酸過氧化氫=5: 1)中，其濃度為2 5g/L左右，因 此在這種情況下，與抗蝕劑的反應(yīng)性更高，可以進(jìn)一步縮短抗蝕劑去除處理 所需要的時(shí)間。另外，當(dāng)要求與晶片W上的抗蝕劑的更高反應(yīng)性時(shí)，如進(jìn)行 了更高劑量的離子注入處理后的晶片W的清洗等中，更優(yōu)選將過硫酸的濃度 調(diào)整為30~150g/L。
另外，作為過硫酸以及高溫高濃度硫酸的混合液的處理液不含過氧化氫 成分，僅由硫酸類成分組成，因此在抗蝕劑去除處理中使用后，通過實(shí)施適 當(dāng)?shù)脑倮锰幚?，能夠再利用于其后的抗蝕劑處理中，另外，當(dāng)對(duì)在抗蝕劑 去除處理中使用過的處理液進(jìn)行廢液處理時(shí)，其廢液處理也簡單。
圖3 (a)以及圖3 (b)是表示升溫試驗(yàn)結(jié)果的圖表。在以3.6: 1的體積比混合DIW和濃度為96wtn/。的硫酸而得到的溫度為 40°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中，以2: l h 4的體積比混合溫度約為 120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸，進(jìn)行了觀察各個(gè)混合液的液溫(到 達(dá)溫度)的試驗(yàn)(升溫試驗(yàn))。
在溫度為40°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以2: 1的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wty。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約125°C。
在溫度為40°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 1的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約140°C。
在溫度為40。C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 2的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約160°C。
在溫度為40°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 3的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約160°C。
在溫度為40°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 4的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wtM的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約155°C。
在圖3 (a)，用帶網(wǎng)狀線的柱形圖顯示這些結(jié)果。
另外，在以3.6: 1的體積比混合DIW和濃度為96wt。/。的硫酸而得到的 溫度為80。C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中，以2: 1 1: 4的體積比混合 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸，進(jìn)行了觀察各個(gè)混合液 的液溫(到達(dá)溫度)的試驗(yàn)(升溫試驗(yàn))。
在溫度為80°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以2: 1的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約140°C。
在溫度為80°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 1的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約160°C。
12在溫度為80。C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 2的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約200°C。
在溫度為80°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 3的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約200°C 。
在溫度為80°C、濃度為4mol/L的低濃度硫酸中以1: 4的體積比混合了 溫度約為120°C、濃度為96wt。/。的高溫高濃度硫酸時(shí)，其混合液的液溫升溫 至約180°C。
在圖3 (b)，用帶網(wǎng)狀線的柱形圖顯示這些結(jié)果。
根據(jù)以上結(jié)果，可知如果高溫高濃度硫酸的液溫為120°C，則即使過 硫酸(在該試驗(yàn)中，使用濃度為4mol/L的低濃度硫酸來代替過硫酸。)為 40°C，過硫酸和高溫高濃度硫酸的混合液也可以升溫至12(TC以上。另外， 可以理解為過硫酸的溫度越高，過硫酸和高溫高濃度硫酸的混合液升溫至更 高的溫度。
以上詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是這些只是為了更明確本發(fā)明的 技術(shù)內(nèi)容而使用的具體例，本發(fā)明不應(yīng)限定在這些具體例來解釋，本發(fā)明的 精神以及范圍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求書來限定。
例如，在上述的實(shí)施方式中，通過對(duì)濃度為4mol/L的低濃度硫酸進(jìn)行電 解而生成過硫酸，但在生成過硫酸時(shí)使用的低濃度硫酸的濃度不限于 4mol/L。只是，由于濃度為2 11mol/L的低濃度硫酸中硫酸離子的存在量為 0.5~2.0mol/L，較高，因此通過將這種濃度的低濃度硫酸用于過硫酸的生成， 能夠謀求過氧二硫酸的生成效率的提高。另外，如果硫酸濃度為4 8mol/L， 則硫酸離子的存在量為1.5 2.0mol/L，更高，因此可以進(jìn)一步提高過氧二硫 酸的生成效率。
另外，也可以采用通過混合閥對(duì)硫酸和DIW加以混合而制造低濃度硫 酸，并向過硫酸生成槽12供給該低濃度硫酸的結(jié)構(gòu)，從而能夠改變?cè)摶旌祥y 中的硫酸和DIW的混合比，由此能夠改變用于過硫酸生成的低濃度硫酸的濃
進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，在混合閥8中以1: 1的體積比混合來自過硫酸供給管道10的過硫酸和來自高溫高濃度硫酸供給管道11的高溫高濃度硫 酸，但是也可以做成例如在過硫酸供給管道10以及高溫高濃度硫酸供給管 道11的途中部安裝流量調(diào)整閥，從而能夠改變混合閥8中的過硫酸和高溫高 濃度硫酸的混合比。
另夕卜，列舉了高溫高濃度硫酸的液溫為120'C的例子，但是也可以設(shè)置 用于控制加熱器21的發(fā)熱量的控制器，由此能夠改變高溫高濃度硫酸的液 溫。另外，當(dāng)為了從晶片W表面去除通過氧等離子拋光后的抗蝕劑而使用該
基板處理裝置1時(shí)，也可以將高溫高濃度硫酸的液溫設(shè)定為比120。C低的溫度。
另外，也可以在混合閥8和過硫酸供給閥14之間安裝加熱器，通過該加 熱器，對(duì)向混合閥8供給的過硫酸進(jìn)行輔助加熱。通過對(duì)過硫酸進(jìn)行加熱， 能夠?qū)⒆鳛檫^硫酸和高溫高濃度硫酸的混合液的處理液液溫調(diào)節(jié)為更高的高 溫。另外，作為處理液的液溫，優(yōu)選120 200°C，更優(yōu)選120~180°C。這是 因?yàn)楫?dāng)超過18(TC時(shí)，大量產(chǎn)生水蒸氣等氣體，從而處理液和抗蝕劑的接觸 效率會(huì)下降。
進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，采用了通過低濃度硫酸的電解而生成過硫酸 的結(jié)構(gòu)，而作為其他實(shí)施方式，也可以采用使臭氧氣體在低濃度硫酸中起泡 以使硫酸離子氧化，由此生成含有過氧二硫酸的過硫酸的結(jié)構(gòu)。具體而言， 也可以采用如下結(jié)構(gòu)代替圖1所示的陽極17以及陰極18，如圖4所示地 在過硫酸生成槽12的底部配置作為臭氧溶解裝置的起泡器31，使通過臭氧 氣體供給閥32向起泡器31供給的臭氧氣體在貯存于過硫酸生成槽12中的低 濃度硫酸中發(fā)泡，由此生成含有過氧二硫酸的過硫酸。
本申請(qǐng)對(duì)應(yīng)于2006年9月6日向日本專利廳提出的專利申請(qǐng) 2006-241798號(hào)，在此基礎(chǔ)上，通過引用而形成本申請(qǐng)中公開的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1. 一種基板處理裝置，其特征在于，包括用于保持基板的基板保持裝置；使用硫酸生成過硫酸的過硫酸生成裝置；將通過所述過硫酸生成裝置生成的過硫酸與比所述過硫酸生成裝置所用硫酸更高溫度并且更高濃度的硫酸進(jìn)行混合的混合裝置；以及將通過所述混合裝置混合的過硫酸和硫酸的混合液作為從基板去除抗蝕劑用的處理液，并向保持在所述基板保持裝置的基板噴出的噴出裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述過硫酸生成 裝置具有對(duì)硫酸進(jìn)行電解的電解槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理裝置，其特征在于，所述電解槽具有 由金剛石形成的電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述過硫酸生成 裝置具有使臭氧溶解在硫酸中的臭氧溶解裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述基板保持裝 置是保持一張基板并使其旋轉(zhuǎn)的裝置。
6. —種基板處理方法，其特征在于，包含 過硫酸生成工序，其使用硫酸生成過硫酸；以及供給工序，其將所述過硫酸生成工序中生成的過硫酸與比所述過硫酸生 成工序中所用的硫酸更高溫度且更高濃度的硫酸進(jìn)行混合，并在混合后立即 將該混合液作為從基板去除抗蝕劑用的處理液向基板供給。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理方法，其特征在于，在所述過硫酸生 成工序中使用的硫酸的濃度為2 11mol/L。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理方法，其特征在于，在所述供給工序 中，所述混合液中的過硫酸濃度為10 150g/L。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠從基板很好地去除抗蝕劑，并且能夠再利用在該抗蝕劑的去除中使用過的處理液的基板處理裝置以及基板處理方法?；逄幚硌b置具有基板保持裝置，其用于保持基板；過硫酸生成裝置，其使用硫酸生成過硫酸；混合裝置，其對(duì)通過所述過硫酸生成裝置生成的過硫酸以及與由所述過硫酸生成裝置使用的硫酸相比更高溫并且更高濃度的硫酸加以混合；以及噴出裝置，其將通過所述混合裝置混合的過硫酸和硫酸的混合液作為從基板去除抗蝕劑用的處理液，并向保持在所述基板保持裝置的基板噴出。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101512725SQ20078003316
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日
發(fā)明者內(nèi)田博章, 林豊秀, 森田博志, 永井達(dá)夫, 高橋弘明 申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社;大日本網(wǎng)屏制造株式會(huì)社