(57)【要約】【課題】基板の一方面から薄膜を均一に剥離して除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】保持プレート２によって、保持プレート２に近接した位置に吸着保持されたウエハＷをヒータ１６によって加熱し、その表面温度を所定の第１温度に昇温させる。そして、このウエハＷの表面に供給プレート３を近接して対向配置させた状態で、供給プレート３の対向面１９に形成された複数の吐出口２０から、前記第１温度に昇温されたウエハＷの表面にＳＰＭを均一に供給する。ウエハＷに供給されたＳＰＭはウエハＷによって加熱され、レジスト剥離能力を十分に発揮できる前記第１温度に昇温される。したがって、ウエハＷの表面上の何れの位置であっても、レジストを良好に剥離して、ウエハＷの表面からレジストを均一に除去することができる。【選択図】図１
2008066400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面に形成された薄膜を除去するための基板処理装置であって、
前記一方面に間隔を隔てて対向配置され、前記一方面と対向する対向面に複数の吐出口および吸引口が形成されたプレートと、
前記プレートの各吐出口に、前記薄膜を除去するための薄膜除去流体を供給するための薄膜除去流体供給手段と、
前記プレートの各吸引口内を吸引するための吸引手段と、
前記基板を加熱するための基板加熱手段と、
前記基板加熱手段を制御して、前記基板を所定の温度に昇温させるとともに、前記薄膜除去流体供給手段および吸引手段を制御して、前記所定の温度に昇温された基板の一方面に前記吐出口から前記薄膜除去流体を吐出させつつ、この吐出された薄膜除去流体を前記吸引口から吸引させるための制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記薄膜はレジスト膜を含み、
前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてレジスト剥離液を前記吐出口に供給する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記薄膜はレジスト膜を含み、
前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてオゾンガスおよびレジスト剥離液を前記吐出口に供給することができるものであり、
前記制御手段は、前記薄膜除去流体供給手段を制御して、前記オゾンガスを前記吐出口に供給させた後、前記レジスト剥離液を前記吐出口に供給させる、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記レジスト剥離液は、硫酸過酸化水素水であり、
前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を１００℃以上３００℃以下に昇温させた状態で、前記硫酸過酸化水素水を前記吐出口に供給させる、請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を２８０℃以上３２０℃以下に昇温させた状態で、前記オゾンガスを前記吐出口に供給させる、請求項３記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記薄膜は窒化膜を含み、
前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてリン酸を前記吐出口に供給する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を１６０℃以上１８０℃以下に昇温させた状態で、前記リン酸を前記吐出口に供給させる、請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板の他方面側に配置され、前記基板を保持するとともに、前記一方面に交差する軸線まわりに基板を回転させるための基板保持回転手段をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記軸線とほぼ同一軸線まわりに前記プレートを回転させるためのプレート回転手段をさらに含む、請求項８記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板の一方面に形成された薄膜を除去するための基板処理方法であって、
前記基板を加熱して所定の温度に昇温させるための基板昇温工程と、
前記所定の温度に昇温された基板の一方面に、前記一方面に対向するプレートの対向面に形成された複数の吐出口から前記薄膜を除去するための薄膜除去流体を吐出させるとともに、前記吐出口から吐出された前記薄膜除去流体を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させるための薄膜除去流体供給工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の一方面に形成された薄膜を除去するための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に形成された酸化膜などを選択的にエッチングする工程や、ウエハの表面にリン、砒素、硼素などの不純物（イオン）を局所的に注入する工程が含まれる。これらの工程では、不所望な部分に対するエッチングまたはイオン注入を防止するため、ウエハの最表面に感光性樹脂などの有機物からなるレジストのパターンが形成されて、エッチングまたはイオン注入を所望しない部分がマスクされる。ウエハの表面上に形成されたレジストは、エッチングまたはイオン注入の後は、不要になるから、それらの処理の後には、そのウエハ上の不要となったレジストを剥離するための処理が行われる。
【０００３】
この処理方法としては、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式と、基板を１枚ずつ処理する枚葉式とがある。従来は、バッチ式が主流であったが、最近では、基板面内での処理の均一化のために、枚葉式が注目されている。
枚葉式のレジスト剥離処理では、ウエハがその中心と直交する回転軸線まわりに一定の回転速度で回転されつつ、そのウエハの表面の中央部に、ノズルからＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）が供給される。（たとえば、特許文献１参照）。ノズルに接続された配管の途中には、ミキシングバルブが介装されており、このミキシングバルブに硫酸と過酸化水素水とが供給され、それらが混ざり合って反応することにより、カロ酸（ペルオキソー酸）などの強酸化力を有する成分を含むＳＰＭが生成される。ミキシングバルブからノズルに供給されるＳＰＭは、配管を流れる間に、硫酸と過酸化水素水との反応熱により昇温し、ウエハの表面には、その昇温したＳＰＭが供給される。ウエハの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハの回転による遠心力を受けて、ウエハの表面上を中央部から周縁に向けて流れ、ウエハの表面全域に速やかに行き渡る。ウエハの表面に形成されているレジストは、ＳＰＭの強酸化力により、そのウエハの表面から剥離され除去される。
【特許文献１】特開２００５−９３９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、イオン注入（とくに、高ドーズのイオン注入。たとえば、イオンがＡｓイオンで、ドーズ量が１０16atoms/cm2。）が行われたウエハでは、レジストの表面が変質（硬化）しているため、ＳＰＭを供給しても、レジストをウエハの表面から良好に除去できない場合がある。
この表面が硬化されたレジストを除去するためには、レジストに対してＳＰＭのレジスト剥離能力を十分に発揮させなければならない。ＳＰＭのレジスト剥離能力を十分に発揮させるためには、ウエハ上でのＳＰＭの液温を十分に昇温させなければならない。しかしながら、前述の処理方法では、ウエハに供給されたＳＰＭが、ウエハの表面上を中央部から周縁に向けて流れていくにしたがってその液温が低下し、ウエハの周縁部においてレジスト剥離能力を十分に発揮できない場合があった。したがって、ウエハの周縁部からレジストを良好に剥離することができず、ウエハの表面からレジストを均一に除去することができないという問題があった。
【０００５】
同様の問題は、リン酸による窒化膜の除去などのように薄膜が形成された基板の表面に薄膜除去流体を供給して当該薄膜を剥離させる場合において共通に生じ、基板の表面から薄膜を均一に剥離して除去することができない場合があった。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板の一方面から薄膜を均一に剥離して除去することができる基板処理装置および基板処理方法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】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の一方面に形成された薄膜を除去するための基板処理装置であって、前記一方面に間隔を隔てて対向配置され、前記一方面と対向する対向面（１９）に複数の吐出口（２０）および吸引口（２１）が形成されたプレート（３）と、前記プレートの各吐出口に、前記薄膜を除去するための薄膜除去流体を供給するための薄膜除去流体供給手段（２４）と、前記プレートの各吸引口内を吸引するための吸引手段（２５）と、前記基板を加熱するための基板加熱手段（１６）と、前記基板加熱手段を制御して、前記基板を所定の温度に昇温させるとともに、前記薄膜除去流体供給手段および吸引手段を制御して、前記所定の温度に昇温された基板の一方面に前記吐出口から前記薄膜除去流体を吐出させつつ、この吐出された薄膜除去流体を前記吸引口から吸引させるための制御手段（４０）とを含む、基板処理装置（１）である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、基板の一方面にプレートを近接して対向配置させた状態で、プレートの対向面に形成された複数の吐出口から、基板加熱手段による加熱によって所定の温度に昇温された基板の一方面に向けて、薄膜を除去するための薄膜除去流体を吐出させる。これにより、薄膜除去流体が基板の一方面に均一に供給されるとともに、供給された薄膜除去流体が、基板によって加熱され、前記所定の温度に昇温される。したがって、前記所定の温度を薄膜の除去に適した温度に設定しておけば、供給された薄膜除去流体が薄膜の除去に適した温度に昇温される。これにより、供給された薄膜除去流体の除去能力を十分に発揮させることができるので、前記一方面上の何れの位置（たとえば、周縁部）であっても、薄膜を良好に剥離して、基板の一方面から薄膜を均一に除去することができる。
【０００８】
また、各吐出口から薄膜除去流体を吐出させつつ、この吐出された薄膜除去流体を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させることにより、前記一方面と対向面との間に介在する薄膜除去流体に所定の流れを生じさせることができる。これにより、薄膜との反応により除去能力が低下した薄膜除去流体を速やかに吸引し、十分な除去能力を有する薄膜除去流体を基板の一方面に供給し続けることができる。したがって、前記薄膜を効率的に除去することができる。
【０００９】
さらに、吸引された薄膜除去流体は、前記所定の温度に昇温されているので、この薄膜除去流体によってプレートを加熱することができる。したがって、各吐出口から吐出される薄膜除去流体はプレートによって予め加熱されるので、前記一方面に供給された後、速やかに前記所定の温度に昇温される。
請求項２記載の発明は、前記薄膜はレジスト膜を含み、前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてレジスト剥離液を前記吐出口に供給する、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１０】
この発明によれば、基板の一方面に均一に供給されたレジスト剥離液は、前記一方面上で前記所定の温度に昇温されるので、レジスト剥離能力を十分に発揮して前記一方面からレジスト膜を均一に剥離して除去することができる。また、レジスト剥離液のレジスト剥離能力を十分に発揮させることができるので、イオン注入により表面が硬化されたレジスト膜であっても、前記一方面からレジスト膜を確実に剥離して除去することができる。
【００１１】
前記レジスト剥離液としては、たとえば、過硫酸や、請求項４記載の硫酸過酸化水素水などが挙げられる。
請求項３記載の発明は、前記薄膜はレジスト膜を含み、前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてオゾンガスおよびレジスト剥離液を前記吐出口に供給することができるものであり、前記制御手段は、前記薄膜除去流体供給手段を制御して、前記オゾンガスを前記吐出口に供給させた後、前記レジスト剥離液を前記吐出口に供給させる、請求項１記載の基板処理装置である。
【００１２】
この発明によれば、基板の一方面に均一に供給されたオゾンガスは、前記一方面上で前記所定の温度に昇温されるので、レジスト膜の表面をその酸化力によって酸化することができる。これにより、イオン注入により表面が硬化されたレジスト膜であっても、オゾンガスの酸化力によってその表面の硬化層を酸化（灰化）させることができるので、レジスト膜を剥離し易くすることができる。したがって、前記一方面からレジスト膜をより確実に剥離して除去することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記レジスト剥離液は、硫酸過酸化水素水（硫酸と過酸化水素水との混合液）であり、前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を１００℃以上３００℃以下に昇温させた状態で、前記硫酸過酸化水素水を前記吐出口に供給させる、請求項２または３記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記温度に昇温された基板の一方面に硫酸過酸化水素水を供給することにより、供給された硫酸過酸化水素水がレジスト膜の剥離に適した温度に昇温されるので、前記一方面からレジスト膜を均一に剥離して除去することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を２８０℃以上３２０℃以下に昇温させた状態で、前記オゾンガスを前記吐出口に供給させる、請求項３記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記温度に加熱された基板の一方面にオゾンガスを供給することにより、供給されたオゾンガスがレジスト膜の表面を酸化（灰化）するのに適した温度に昇温されるので、レジスト膜の表面を確実に酸化して、レジスト膜を剥離し易くすることができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記薄膜は窒化膜を含み、前記薄膜除去流体供給手段は、薄膜除去流体としてリン酸を前記吐出口に供給する、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板の一方面に均一に供給されたリン酸は、前記一方面上で前記所定の温度に昇温されるので、リン酸の剥離能力を十分に発揮して、前記一方面から窒化膜を均一に剥離して除去することができる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、前記制御手段は、前記基板加熱手段および薄膜除去流体供給手段を制御して、前記基板を１６０℃以上１８０℃以下に昇温させた状態で、前記リン酸を前記吐出口に供給させる、請求項６記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記温度に昇温された基板の一方面にリン酸を供給することにより、供給されたリン酸が窒化膜の剥離に適した温度に昇温されるので、前記一方面から窒化膜を均一に剥離して除去することができる。
【００１７】
請求項８記載の発明は、前記基板の他方面側に配置され、前記基板を保持するとともに、前記一方面に交差する軸線まわりに基板を回転させるための基板保持回転手段(２，１８)をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記吐出口から薄膜除去流体を吐出させつつ、前記基板保持回転手段によって基板を保持して回転させることにより、前記一方面に薄膜除去流体をより均一に供給することができる。したがって、前記一方面から薄膜をより均一に剥離して除去することができる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、前記軸線とほぼ同一軸線まわりに前記プレートを回転させるためのプレート回転手段（４３）をさらに含む、請求項８記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記吐出口から薄膜除去流体を吐出させつつ、プレート回転手段によってプレートを回転させることにより、前記一方面に薄膜除去流体をより均一に供給することができる。
【００１９】
また、プレートの回転と並行して、基板が回転されている場合には、前記プレートが、基板の回転方向と同一方向に回転させられてもよいし、逆方向に回転させられてもよいが、基板に対して当該プレートが相対回転するようにすることが好ましい。
請求項１０記載の発明は、基板の一方面に形成された薄膜を除去するための基板処理方法であって、前記基板を加熱して所定の温度に昇温させるための基板昇温工程と、前記所定の温度に昇温された基板の一方面に、前記一方面に対向するプレートの対向面に形成された複数の吐出口から前記薄膜を除去するための薄膜除去流体を吐出させるとともに、前記吐出口から吐出された前記薄膜除去流体を前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させるための薄膜除去流体供給工程とを含む、基板処理方法である。
【００２０】
この発明によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。
この基板処理装置１は、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）の表面に不純物を注入するイオン注入処理後に、そのウエハ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枚葉式の装置である。基板処理装置１は、ウエハＷの裏面（レジストの薄膜が形成されている表面と反対側の面）を吸着保持するための保持プレート２と、保持プレート２に保持されたウエハＷの表面に対向配置され、ウエハＷの表面に各種の液またはガスを供給するための供給プレート３とを備えている。
【００２２】
保持プレート２は、たとえば、ウエハＷよりも大径な円板状に形成され、ほぼ水平に配置されている。この保持プレート２は、上面がウエハＷを吸着する吸着面をなし、この上面にウエハＷの裏面を吸着させて、ウエハＷをその表面が上方に向いたフェースアップの水平姿勢で保持することができる。
すなわち、保持プレート２の上面には、複数の吸着孔４が形成されている。各吸着孔４には、保持プレート２の内部に形成された吸着路５の分岐した先端が接続されている。吸着路５の基端には、真空ポンプなどの真空源（図示せず）を含む保持吸引機構６から延びる吸引管７が接続されている。
【００２３】
また、保持プレート２の上面には、前記上面から近接した位置にウエハＷを支持するための複数の支持ピン８と、支持リング９とが配置されている。複数の支持ピン８は、それぞれ、ウエハＷの裏面を点接触した状態で支持することができる。また、支持リング９は、保持プレート２の上面の周縁部に配置されており、支持リング９の上面の一部は、ウエハＷの裏面の周縁部と接触する接触面１０となっている。支持リング９の上面には、Ｏリングなどのシール部材１１が設けられており、このシール部材１１によって、ウエハＷの裏面と接触面１０との間をシールすることができる。
【００２４】
複数の支持ピン８によりウエハＷの裏面を支持させた状態で、保持吸引機構６を駆動して、複数の吸着孔４から吸気させることにより、ウエハＷの裏面の周縁部をシール部材１１に密着させて、ウエハＷと保持プレート２との間に真空な空間を形成し、支持ピン８を介して保持プレート２の上面にウエハＷを吸着保持させることができる。
また、支持リング９の内側には、支持リング９と同心円上に、複数の昇降ピン１２が昇降可能に設けられている。複数の昇降ピン１２は、保持プレート２の下方にある環状の支持部材１３に支持されており、支持部材１３と一体的に昇降可能となっている。支持部材１３には、エアシリンダなどにより構成されるピン昇降駆動機構１４が結合されている。また、各昇降ピン１２は、保持プレート２に設けられた挿通孔１５を挿通している。
【００２５】
これにより、保持プレート２の上面への吸着を解除した状態（吸着孔４からの吸気を停止した状態）で、ピン昇降駆動機構１４を駆動して、複数の昇降ピン１２を昇降させることにより、ウエハＷを支持ピン８上から持ち上げたり、ウエハＷを支持ピン８上に載置したりすることができる。
さらに、保持プレート２の内部には、ウエハＷを加熱するためのヒータ１６が備えられている。保持プレート２の上面にウエハＷを吸着させた状態でヒータ１６に通電することにより、ヒータ１６が発熱し、そのウエハＷを加熱することができる。
【００２６】
また、保持プレート２の下面には、鉛直方向に延びる回転軸１７が結合されている。この回転軸１７は、中空軸となっており、その内部に保持吸引機構６から延びる吸引管７やヒータ１６への給電線（図示せず）が挿通されている。また、回転軸１７には、モータなどを含む保持プレート回転駆動機構１８からの回転力が入力されるようになっている。ウエハＷを保持プレート２の上面に吸着させて保持した状態で、回転軸１７に保持プレート回転駆動機構１８からの回転力を入力することにより、ウエハＷを保持プレート２とともに、その表面に直交する鉛直軸線まわりに回転させることができる。また、昇降ピン１２および支持部材１３は、保持プレート２および回転軸１７と一体回転可能にされている。
【００２７】
供給プレート３は、たとえば、ウエハＷよりも大径な円板状に形成され、その下面は、保持プレート２に保持されたウエハＷの表面に対向する対向面１９となっている。この対向面１９には、ウエハＷの表面に前記各種の液またはガスを吐出するための複数の吐出口２０と、吐出された前記各種の液またはガスを吸引するための複数の吸引口２１とが形成されている。各吐出口２０は、供給プレート３をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の供給路２２と連通されており、各吸引口２１は、供給プレート３をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の吸引路２３と連通されている。
【００２８】
また、各吐出口２０には、ウエハＷの表面からレジストを剥離するためのレジスト剥離液（薄膜除去流体）としてのＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）、リンス液としてのＤＩＷ（脱イオン化された純水）および不活性ガスとしての窒素ガスを選択的に供給するための供給機構２４が接続されており、各吸引口２１には、各吐出口２０から吐出されたＳＰＭ、ＤＩＷまたは窒素ガスを吸引するための吸引機構２５が接続されている。
【００２９】
供給機構２４は、供給路２２を介して各吐出口２０にＳＰＭ、ＤＩＷおよび窒素ガスを選択的に供給することができるように構成されており、集合供給管２６と、集合供給管２６から分岐され、各供給路２２に接続された複数の分岐供給管２７とを備えている。集合供給管２６には、ＳＰＭ供給管２８、ＤＩＷ供給管２９および窒素ガス供給管３０が接続されており、ＳＰＭ供給管２８、ＤＩＷ供給管２９および窒素ガス供給管３０からそれぞれＳＰＭ、ＤＩＷおよび窒素ガスが供給されるようになっている。
【００３０】
ＳＰＭ供給管２８には、図示しないＳＰＭ供給源からのＳＰＭが供給されるようになっており、その途中部には、このＳＰＭ供給管２８を開閉するＳＰＭバルブ３１が介装されている。ＤＩＷ供給管２９には、図示しないＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるようになっており、その途中部には、このＤＩＷ供給管２９を開閉するＤＩＷバルブ３２が介装されている。窒素ガス供給管３０には、図示しない窒素ガス供給源からの窒素ガスが供給されるようになっており、その途中部には、この窒素ガス供給管３０を開閉する窒素ガスバルブ３３が介装されている。
【００３１】
これにより、ＤＩＷバルブ３２および窒素ガスバルブ３３を閉じて、ＳＰＭバルブ３１を開くことにより、ＳＰＭ供給源からのＳＰＭを各吐出口２０に供給することができる。また、ＳＰＭバルブ３１および窒素ガスバルブ３３を閉じて、ＤＩＷバルブ３２を開くことにより、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷを各吐出口２０に供給することができる。また、ＳＰＭバルブ３１およびＤＩＷバルブ３２を閉じて、窒素ガスバルブ３３を開くことにより、窒素ガス供給源からの窒素ガスを各吐出口２０に供給することができる。
【００３２】
吸引機構２５は、集合吸引管３４と、集合吸引管３４から分岐され、各吸引路２３に接続された複数の分岐吸引管３５とを備えている。集合吸引管３４には、集合吸引管３４内を吸引するためのコンバム３６が接続されており、その途中部には、この集合吸引管３４を開閉する吸引バルブ３７が介装されている。
これにより、各吐出口２０からＳＰＭ、ＤＩＷまたは窒素ガスが吐出されている状態で、吸引バルブ３７を開いて、コンバム３６を駆動することにより、各吐出口２０から吐出されるＳＰＭ、ＤＩＷまたは窒素ガスを吸引口２１、吸引路２３、分岐吸引管３５および集合吸引管３４を介してコンバム３６に吸引することができる。
【００３３】
また、供給プレート３は、ウエハＷの表面に直交する前記鉛直軸線と共通の中心軸線に沿う支持軸３８の下端に固定されている。支持軸３８には、支持軸３８および供給プレート３を昇降させる供給プレート昇降駆動機構３９が接続されており、この供給プレート昇降駆動機構３９によって、保持プレート２に保持されたウエハＷの表面に対向面１９が近接された近接位置（図１において二点鎖線で示す位置）と、対向面１９がウエハＷの表面から上方に大きく退避された退避位置（図１において実線で示す位置）との間で、支持軸３８および供給プレート３を昇降させることができる。
【００３４】
図２は、供給プレート３の対向面１９を示す平面図である。各吐出口２０は、対向面１９に規則的に配列されており、たとえば、対向面１９に沿う所定方向およびこの所定方向に直交する方向にそれぞれ等間隔を隔てて行列状に配置されている。そして、各吸引口２１は、各吐出口２０の周囲に規則的に配置されており、たとえば、各吐出口２０を中心とする正六角形の頂点にそれぞれ配置されている。
【００３５】
各吐出口２０から吐出されるＳＰＭ、ＤＩＷおよび窒素ガスは、図２に矢印で示すように、各吐出口２０の周囲に配置された６つの吸引口２１に向けてほぼ均一に分散して流れるようになっている。
図３は、前記基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置１は、制御装置４０を備えている。この制御装置４０は、保持吸引機構６、ピン昇降駆動機構１４、保持プレート回転駆動機構１８、コンバム３６および供給プレート昇降駆動機構３９の動作を制御する。また、制御装置４０は、ＳＰＭバルブ３１、ＤＩＷバルブ３２、窒素ガスバルブ３３および吸引バルブ３７の開閉を制御する。また、制御装置４０は、ヒータ１６への通電と、その供給電流とを制御する。制御装置４０がヒータ１６に通電させることにより、ヒータ１６が発熱する。また、制御装置４０がヒータ１６への供給電流を制御することにより、保持プレート２に保持されたウエハＷをヒータ１６によって加熱して所定の温度に昇温させることができる。
【００３６】
図４は、前記基板処理装置１によるレジスト剥離処理の一例を説明するための図である。処理対象のウエハＷは、その表面にレジストの薄膜が形成されており、このレジストの表面には、イオン注入によって変質した硬化層が存在している。
レジスト剥離処理に際しては、最初に、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置１にウエハＷが搬入されてくる（ステップＳ１）。このとき、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記退避位置に配置させるとともに、ピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２の上端が支持リング９の接触面１０よりも高くなるような位置に昇降ピン１２を配置させている。したがって、搬送ロボットによって基板処理装置１に搬入されたウエハＷは、昇降ピン１２上に載置される。
【００３７】
ウエハＷが昇降ピン１２上に載置された後は、制御装置４０がピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２の上端が接触面１０よりも下方になるように昇降ピン１２を下降させる。これにより、ウエハＷは、支持リング９の接触面１０上に載置される。そして、制御装置４０は、保持吸引機構６を制御して、ウエハＷと保持プレート２との間に真空な空間を形成することにより、支持ピン８を介して保持プレート２の上面にウエハＷを吸着保持させる。
【００３８】
このとき、ヒータ１６は、すでにオン（通電状態）にされており、ウエハＷが保持プレート２に吸着保持されると、ヒータ１６からの発熱によりウエハＷの加熱が開始される（ステップＳ２）。この加熱によって、ウエハＷの表面温度が所定の第１温度（たとえば、１００℃以上３００℃以下）に昇温される。
次に、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記近接位置に配置して、保持プレート２に保持されたウエハＷの表面に対向面１９を近接させる。対向面１９がウエハＷの表面に近接されると、制御装置４０は、ＤＩＷバルブ３２および窒素ガスバルブ３３を閉じるとともに、ＳＰＭバルブ３１を開いて、各吐出口２０にＳＰＭを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＳＰＭを吐出させる（ステップＳ３）。それと同時に、制御装置４０は、吸引バルブ３７を開いてコンバム３６を駆動し、各吐出口２０から吐出されるＳＰＭを吸引口２１から吸引させる。このとき、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。
【００３９】
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間がＳＰＭによって満たされてＳＰＭがウエハＷの表面に均一に供給される。また、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭはウエハＷによって加熱されて、ＳＰＭのレジスト剥離能力が十分に発揮される前記第１温度に昇温される。したがって、ウエハＷの表面上の何れの位置であっても、レジストを良好に剥離して、ウエハＷの表面からレジストを均一に除去することができる。
【００４０】
また、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＳＰＭを吐出させつつ、吐出されたＳＰＭを吸引口２１から吸引させることにより、図２を参照して説明したような流れがウエハＷの表面に供給されたＳＰＭに生じる。これにより、レジストとの反応によりレジスト剥離能力が低下したＳＰＭを速やかに吸引し、十分にレジスト剥離能力を有するＳＰＭをウエハＷの表面に供給し続けることができる。したがって、ウエハＷの表面からレジストを効率的に除去することができる。
【００４１】
さらに、吸引されたＳＰＭは、前記第１温度に昇温されているので、吸引されたＳＰＭによって供給プレート３を加熱することができる。したがって、各吐出口２０から吐出されるＳＰＭは、供給プレート３によって予め加熱されるので、ウエハＷの表面に供給された後、速やかに前記第１温度に昇温される。
ＳＰＭの供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、ＳＰＭバルブ３１を閉じて、ウエハＷへのＳＰＭの供給を停止させるとともに、ＤＩＷバルブ３２を開いて、各吐出口２０にＤＩＷを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＤＩＷを吐出させる（ステップＳ４）。このとき、コンバム３６は駆動され続けており、各吐出口２０から吐出されたＤＩＷは、吸引口２１から吸引されている。
【００４２】
また、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。また、ヒータ１６はオン（通電状態）にされていてもよいし、オフ（非通電状態）にされていてもよい。
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間がＤＩＷによって満たされてＤＩＷがウエハＷの表面に均一に供給されるとともに、ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷに前記流れが生じて、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。
【００４３】
ＤＩＷの供給が所定の水洗処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、ＤＩＷバルブ３２を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止させるとともに、窒素ガスバルブ３３を開いて、各吐出口２０に窒素ガスを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ５）。このとき、コンバム３６は駆動され続けており、各吐出口２０から吐出された窒素ガスは、吸引口２１から吸引されている。
【００４４】
また、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。また、ヒータ１６はオン（通電状態）にされていてもよいし、オフ（非通電状態）にされていてもよい。
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間の狭空間が窒素ガスによって満たされて、ウエハＷの表面付近が窒素ガス雰囲気に保たれる。
【００４５】
ウエハＷの表面に窒素ガスが供給されると、制御装置４０は、保持プレート回転駆動機構１８を制御して、保持プレート２に保持されたウエハＷを所定の高回転速度（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ６）。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＤＩＷをウエハＷの回転による遠心力によってウエハＷの周囲に振り切ってウエハＷを乾燥させるスピンドライ処理が行われる。このとき、ウエハＷの表面と対向面１９との間の狭空間は、窒素ガスによって満たされており、ウエハＷの表面付近は窒素ガス雰囲気に保たれているので、ウエハＷの表面にウォーターマークなどの乾燥不良が生じることが抑制されている。
【００４６】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、保持プレート回転駆動機構１８を制御して、ウエハＷの回転を停止させるとともに、保持吸引機構６を制御して、保持プレート２によるウエハＷの吸着保持を解除させる。そして、制御装置４０は、窒素ガスバルブ３３を閉じて窒素ガスの供給を停止させるとともに、吸引バルブ３７を閉じてコンバム３６を停止させる。その後、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記退避位置に退避させ、ピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２によってウエハＷを上方に持ち上げさせる。そして、図示しない搬送ロボットによって処理後のウエハＷが搬出されていく（ステップ７）。
【００４７】
図５は、前記基板処理装置１によるレジスト剥離処理の他例を説明するための図である。
この図５に示すレジスト剥離処理では、図４に示すレジスト剥離処理に対して、薄膜除去流体としてのオゾンガスを供給プレート３の吐出口２０からウエハＷの表面に供給する工程（ステップＳ１０）が加えられている。また、ウエハＷの表面にオゾンガスを供給するために、集合供給管２６にオゾンガスを供給するためのオゾンガス供給管４１と、このオゾンガス供給管４１を開閉するためのオゾンガスバルブ４２とが設けられている（図１参照）。オゾンガスバルブ４２の開閉は、図３に示すように、制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００４８】
具体的には、最初に、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置１にウエハＷが搬入されてくる（ステップＳ１）。このとき、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記退避位置に配置させるとともに、ピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２の上端が支持リング９の接触面１０よりも高くなるような位置に昇降ピン１２を配置させている。したがって、搬送ロボットによって基板処理装置１に搬入されたウエハＷは、昇降ピン１２上に載置される。
【００４９】
ウエハＷが昇降ピン１２上に載置された後は、制御装置４０がピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２の上端が接触面１０よりも下方になるように昇降ピン１２を下降させる。これにより、ウエハＷは、支持リング９の接触面１０上に載置される。そして、制御装置４０は、保持吸引機構６を制御して、ウエハＷと保持プレート２との間に真空な空間を形成することにより、支持ピン８を介して保持プレート２の上面にウエハＷを吸着保持させる。
【００５０】
このとき、ヒータ１６は、すでにオン（通電状態）にされており、ウエハＷが保持プレート２に吸着保持されると、ヒータ１６からの発熱によりウエハＷの加熱が開始される（ステップ２）。この加熱によって、ウエハＷの表面温度が所定の第２温度（たとえば、２８０℃以上３２０℃以下）に昇温される。
次に、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記近接位置に配置して、保持プレート２に保持されたウエハＷの表面に対向面１９を近接させる。対向面１９がウエハＷの表面に近接されると、制御装置４０は、ＳＰＭバルブ３１、ＤＩＷバルブ３２および窒素ガスバルブ３３を閉じるとともに、オゾンガスバルブ４２を開いて、各吐出口２０にオゾンガスを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてオゾンガスを吐出させる（ステップ１０）。それと同時に、制御装置４０は、吸引バルブ３７を開いてコンバム３６を駆動し、各吐出口２０から吐出されるオゾンガスを吸引口２１から吸引させる。このとき、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。
【００５１】
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間がオゾンガスによって満たされてオゾンガスがウエハＷの表面に均一に供給される。また、ウエハＷの表面に供給されたオゾンガスはウエハＷによって加熱されて、レジストの表面（硬化層）を酸化するのに適した前記第２温度に昇温される。したがって、ウエハＷの表面上の何れの位置であっても、オゾンガスの酸化力によってレジストの硬化層を酸化（灰化）させることができる。また、レジストを酸化させたオゾンガスは、レジストとの反応により酸素ガスに変化し、吸引口２１から吸引される。
【００５２】
オゾンガスの供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、オゾンガスバルブ４２を閉じて、ウエハＷへのオゾンガスの供給を停止させるとともに、ＳＰＭバルブ３１を開いて、各吐出口２０にＳＰＭを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＳＰＭを吐出させる（ステップ３）。それとともに、制御装置４０は、ヒータ１６への供給電流を制御して、ウエハＷの表面温度を前記第１温度に変更させる。このとき、コンバム３６は駆動され続けており、各吐出口２０から吐出されたＳＰＭは、吸引口２１から吸引されている。また、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。
【００５３】
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間がＳＰＭによって満たされてＳＰＭがウエハＷの表面に均一に供給される。また、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭはウエハＷによって加熱され、ＳＰＭのレジスト剥離能力が十分に発揮される前記第１温度に加熱される。また、レジストの硬化層は、前述のように、オゾンガスによって酸化されている。したがって、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、酸化された硬化層を通過して、レジストの内部に浸透していく。そして、この浸透したＳＰＭがそのレジスト剥離能力を十分に発揮することにより、レジストが硬化層ごとウエハＷの表面から均一に剥離され除去（リフトオフ）される。
【００５４】
また、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＳＰＭを吐出させつつ、吐出されたＳＰＭを吸引口２１から吸引させることにより、ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭに前記流れ生じる。これにより、レジストとの反応によりレジスト剥離能力が低下したＳＰＭを速やかに吸引し、十分にレジスト剥離能力を有するＳＰＭをウエハＷの表面に供給し続けることができる。したがって、ウエハＷの表面からレジストを効率的に除去することができる。
【００５５】
さらに、吸引されたＳＰＭは、前記第１温度に昇温されているので、吸引されたＳＰＭによって供給プレート３を加熱することができる。したがって、各吐出口２０から吐出されるＳＰＭは、供給プレート３によって予め加熱されるので、ウエハＷの表面に供給された後、速やかに前記第１温度に昇温される。
ＳＰＭの供給が所定の処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、ＳＰＭバルブ３１を閉じて、ウエハＷへのＳＰＭの供給を停止させるとともに、ＤＩＷバルブ３２を開いて、各吐出口２０にＤＩＷを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けてＤＩＷを吐出させる（ステップＳ４）。このとき、コンバム３６は駆動され続けており、各吐出口２０から吐出されたＤＩＷは、吸引口２１から吸引されている。
【００５６】
また、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。また、ヒータ１６はオン（通電状態）にされていてもよいし、オフ（非通電状態）にされていてもよい。
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間がＤＩＷによって満たされてＤＩＷがウエハＷの表面に均一に供給されるとともに、ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷに前記流れが生じて、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。
【００５７】
ＤＩＷの供給が所定の水洗処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、ＤＩＷバルブ３２を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止させるとともに、窒素ガスバルブ３３を開いて、各吐出口２０に窒素ガスを供給し、各吐出口２０からウエハＷの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ５）。このとき、コンバム３６は駆動され続けており、各吐出口２０から吐出された窒素ガスは、吸引口２１から吸引されている。
【００５８】
また、保持プレート２に保持されたウエハＷは、保持プレート回転駆動機構１８からの回転力によって回転されていてもよいし、回転されていなくてもよい。また、ヒータ１６はオン（通電状態）にされていてもよいし、オフ（非通電状態）にされていてもよい。
これにより、ウエハＷの表面と対向面１９との間の狭空間が窒素ガスによって満たされて、ウエハＷの表面付近が窒素ガス雰囲気に保たれる。
【００５９】
ウエハＷの表面に窒素ガスが供給されると、制御装置４０は、保持プレート回転駆動機構１８を制御して、保持プレート２に保持されたウエハＷを所定の高回転速度（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ６）。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＤＩＷをウエハＷの回転による遠心力によってウエハＷの周囲に振り切ってウエハＷを乾燥させるスピンドライ処理が行われる。このとき、ウエハＷの表面と対向面１９との間の狭空間は、窒素ガスによって満たされており、ウエハＷの表面付近は窒素ガス雰囲気に保たれているので、ウエハＷの表面にウォーターマークなどの乾燥不良が生じることが抑制されている。
【００６０】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ処理時間に亘って行われると、制御装置４０は、保持プレート回転駆動機構１８を制御して、ウエハＷの回転を停止させるとともに、保持吸引機構６を制御して、保持プレート２によるウエハＷの吸着保持を解除させる。そして、制御装置４０は、窒素ガスバルブ３３を閉じて窒素ガスの供給を停止させるとともに、吸引バルブ３７を閉じてコンバム３６を停止させる。その後、制御装置４０は、供給プレート昇降駆動機構３９を制御して、供給プレート３を前記退避位置に退避させ、ピン昇降駆動機構１４を制御して、昇降ピン１２によってウエハＷを上方に持ち上げさせる。そして、図示しない搬送ロボットによって処理後のウエハＷが搬出されていく（ステップ７）。
【００６１】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、ウエハＷの表面にレジストの薄膜が形成されている場合について説明したが、ウエハＷの表面に形成された薄膜は、窒化膜などの他の薄膜であってもよい。たとえば、ウエハＷの表面に窒化膜が形成されている場合、ヒータ１６の加熱によってウエハＷの表面温度を所定の第３温度（たとえば、１６０℃以上１８０℃以下）に昇温させ、この昇温されたウエハＷの表面に薄膜除去流体としてリン酸を供給することにより、リン酸の除去能力を十分に発揮させて、ウエハＷの表面から窒化膜を均一に剥離して除去することができる。
【００６２】
また、前述の実施形態では、供給プレート３および支持軸３８が回転しない例について説明したが、支持軸３８に供給プレート回転駆動機構４３（図１参照）を結合し、この供給プレート回転駆動機構４３を制御装置４０によって制御することにより（図３参照）、支持軸３８および供給プレート３を支持軸３８の中心軸線まわりに回転させてもよい。供給プレート３を回転させつつ、各吐出口２０から薄膜除去流体（ＳＰＭ、オゾンガスまたはリン酸）を吐出させることにより、薄膜除去流体をウエハＷの表面により均一に供給することができる。
【００６３】
また、供給プレート３および支持軸３８の回転と並行して、ウエハＷが回転されている場合には、供給プレート３は、ウエハＷの回転と同一方向に回転されていてもよいし、逆方向に回転されていてもよい。
また、前述の実施形態では、ウエハＷの表面に供給される不活性ガスとして、窒素ガスを例示したが、窒素ガスに限らず、ヘリウムガス、アルゴンガス、乾燥空気などの他の不活性ガスをウエハＷの表面に供給してもよい。
【００６４】
また、前述の実施形態では、ウエハＷの表面に供給されるリンス液として、ＤＩＷを例示したが、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などの他のリンス液をウエハＷの表面に供給してもよい。
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板として半導体ウエハＷを取り上げたが、半導体ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】供給プレートの対向面を示す平面図である。
【図３】前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図４】前記基板処理装置によるレジスト剥離処理の一例を説明するための図である。
【図５】前記基板処理装置によるレジスト剥離処理の他例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
２      保持プレート（基板保持回転手段の一部）
３      供給プレート（プレート）
１６    ヒータ（基板加熱手段）
１８    保持プレート回転駆動機構（基板保持回転手段の一部）
１９    対向面
２０    吐出口
２１    吸引口
２４    供給機構（薄膜除去流体供給手段）
２５    吸引機構（吸引手段）
４０    制御装置（制御手段）
４３    供給プレート回転駆動機構（プレート回転手段）
Ｗ      ウエハ（基板）
【図１】
2008066400.tif 000003
【図２】
2008066400.tif 000004
【図３】
2008066400.tif 000005
【図４】
2008066400.tif 000006
【図５】
2008066400.tif 000007