(57)【要約】【課題】基板表面に付着するレジスト膜を基板表面にダメージを与えることなく基板表面から良好に剥離することのできる基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】前処理ユニット１において、液供給ノズルからＤＩＷを滴下しつつ、基板搬送機構３が基板Ｗを略水平姿勢で保持しながら略水平方向に冷却部に向けて移動させる。これにより、基板表面の全体に液膜が形成されるとともに、該液膜が冷却部において凍結される。この液膜の凍結によって、基板表面に対するレジスト膜の付着力が弱められ、あるいはレジスト膜の一部が基板表面から脱離する。その後、前処理ユニット１から洗浄ユニット２に基板Ｗが搬送され、洗浄ユニット２においてＳＰＭ処理が実行される。これによって、基板表面に物理的な衝撃を加えることなく、基板表面からレジスト膜が容易に剥離される。【選択図】図１
2008021891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に付着するレジスト膜を前記基板表面から剥離する基板処理方法において、
前記基板表面上に液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜を凍結させる液膜凍結工程と、
前記液膜凍結工程後に前記基板表面に向けてレジスト剥離液を供給して前記基板表面から前記レジスト膜を剥離するレジスト剥離工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記レジスト剥離液は硫酸過酸化水素水である請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記レジスト剥離液は純水である請求項１記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記レジスト膜が前記液膜を構成する液体に対して撥液性を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法であって、
前記液膜形成工程は、前記基板表面の全体に前記液体を液盛りして前記液膜を形成する基板処理方法。
【請求項５】
前記液膜形成工程は、前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板を略水平姿勢で保持しながら前記基板の表面中央部に向けて前記液体を供給して前記基板表面上に液溜りを形成するとともに前記液溜りを前記基板の端縁方向に拡大させて前記基板表面の全体に液体を液盛りする請求項４記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記液膜形成工程は、前記基板表面を上方に向けた状態で前記基板を略水平姿勢で保持しながら前記基板と前記基板の表面に対向配置されたノズルとを略水平方向に相対移動させながら前記ノズルから前記基板表面に向けて前記液体を供給して前記基板表面の全体に液体を液盛りする請求項４記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記液膜形成工程と前記液膜凍結工程とを同一の処理ユニット内で連続的に実行する請求項４ないし６のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記液膜を構成する液体は界面活性剤またはアルコール類を必須的に含む請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
基板表面に付着するレジスト膜を前記基板表面から剥離する基板処理装置において、
前記基板表面上に液膜を形成する液膜形成手段と、
前記液膜を凍結させる液膜凍結手段と、
前記基板表面に向けてレジスト剥離液を供給する剥離液供給手段と
を備え、
前記液膜凍結手段による前記液膜の凍結後に前記剥離液供給手段から前記レジスト剥離液を供給して前記基板表面から前記レジスト膜を剥離することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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などの各種基板の表面からレジスト膜を剥離する基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板の表面に形成されたレジスト膜を剥離するための処理（レジスト剥離処理）が行われる。例えば基板に対してイオン注入を施す際に基板上のマスクとしてレジスト膜が使用される。その後、使用済のレジスト膜を基板表面から剥離するためにレジスト剥離処理が行われる。このようなレジスト剥離処理を行う装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。
【０００３】
この装置では、被洗浄物である基板の表面に付着しているイオン注入後のレジスト膜を次のようにして基板から剥離している。先ず、基板上のレジスト膜に水分を含有させる。続いて、レジスト膜を凍結させる。これにより、レジスト膜がガラス状態となる。最後にドライアイス粒子や氷粒子等の固体粒子を基板に向けて吹き付ける。その結果、ガラス状態のレジスト膜が基板から物理的に剥離される。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５８４９４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の装置では、被洗浄物である基板を凍結した後、基板に固体粒子を吹き付けて物理的にレジスト膜を剥離している。このため、基板表面に固体粒子が衝突して基板表面がダメージを受けてしまうおそれがあった。特にレジスト膜をマスクとして基板に対して高ドーズ量のイオン注入が行われた場合には、レジスト表面がポリマー硬化している。したがって、このような状況下にあるレジスト膜を基板から剥離するためには、通常のレジスト剥離時にも増して固体粒子を基板に向けてさらに強く吹き付ける必要がある。しかしながら、固体粒子を強く吹き付けるほど、基板表面がダメージを受けてしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面に付着するレジスト膜を基板表面にダメージを与えることなく基板表面から良好に剥離することのできる基板処理方法および基板処理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】
【０００７】
この発明は、基板表面に付着するレジスト膜を基板表面から剥離する基板処理方法および基板処理装置であって、上記目的を達成するため、以下のように構成されている。すなわち、基板処理方法は、基板表面上に液膜を形成する液膜形成工程と、液膜を凍結させる液膜凍結工程と、液膜凍結工程後に基板表面に向けてレジスト剥離液を供給して基板表面からレジスト膜を剥離するレジスト剥離工程とを備えたことを特徴としている。また、基板処理装置は、基板表面上に液膜を形成する液膜形成手段と、液膜を凍結させる液膜凍結手段と、基板表面に向けてレジスト剥離液を供給する剥離液供給手段とを備え、液膜凍結手段による液膜の凍結後に剥離液供給手段から前記レジスト剥離液を供給して基板表面からレジスト膜を剥離することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明（基板処理方法および装置）では、レジスト膜が付着する基板表面上に液膜を形成した後に該液膜を凍結している。これにより、液膜が体積膨張して基板表面に対するレジスト膜の付着力が弱められ、あるいはレジスト膜の一部が基板表面から脱離する（なお、このような作用を以下「液膜の体積膨張作用」という）。このため、液膜の凍結後に基板表面に向けてレジスト剥離液を供給することで、基板表面に物理的な衝撃を加えることなく、基板表面からレジスト膜を容易に剥離することができる。したがって、基板表面にダメージを与えることなく、基板表面からレジスト膜を良好に剥離することができる。
【０００９】
ここで、レジスト剥離液は硫酸過酸化水素水（以下「ＳＰＭ」と称する）であってもよい。このようなレジスト剥離液によれば、液膜凍結後のレジスト膜がＳＰＭの化学的な洗浄作用によって基板表面から効果的に剥離される。ここで、ＳＰＭは硫酸と過酸化水素水の混合液であり、硫酸と過酸化水素水を混合したときに発生する反応熱によって高温（例えば８０℃以上）に昇温されたものを用いることができる。なお、ＳＰＭはレジスト剥離液として一般的に用いられるものであるが、本発明はＳＰＭ供給前に液膜の凍結を行っている点で、次のような有利な効果を奏する。すなわち、通常、基板表面を構成する基材とレジスト膜とでは互いに線膨張率が異なっている。したがって、基板表面とレジスト膜との界面部（以下、単に「界面部」という）の温度が昇降すると、基板表面とレジスト膜の界面に沿って応力が発生する。また、このような応力の大きさは界面部の温度の変動幅に比例する。
【００１０】
ここで、単にＳＰＭを基板表面に供給するのみの場合には、常温（室温）から高温までの間の温度の変動幅に比例した応力が界面部に発生するのみである。これに対し、本発明では、ＳＰＭ供給前に液膜が凍結されることで、界面部も冷却される。これにより、界面部の温度が常温よりも低下し、低下した温度の変動幅に応じた応力が界面部に発生する。また、このように界面部の温度が低温になっている状態からＳＰＭが基板表面に向けて供給されると、界面部の温度が低温から高温に一気に昇温される。その結果、低温から高温までの間の温度の変動幅に比例した比較的大きな応力が界面部に発生し、レジスト膜が剥離する（なお、このような作用を以下「界面部応力発生作用」という）。したがって、単にＳＰＭを基板表面に供給するのみの場合に比較して、基板表面からレジスト膜を効率良く剥離することができる。
【００１１】
以上のように、レジスト剥離液にＳＰＭを用いることで、ＳＰＭの化学的な洗浄作用に加えて、(1)凍結による液膜の体積膨張作用と、(2) 界面部応力発生作用とがレジスト膜にはたらく。このため、単にＳＰＭを基板に供給することのみでは基板表面から剥離することが困難なレジスト膜、例えば高ドーズ量のイオン注入が行われた基板表面に付着するレジスト膜を基板表面から剥離することも可能になる。
【００１２】
その一方で、ＳＰＭを基板に供給することのみでレジスト膜を基板表面から剥離する場合には、レジスト剥離能力が最大限に高められた、つまり比較的高濃度かつ高温のＳＰＭを用いる必要があった。これに対して、本発明によれば、上記(1) および(2)の作用により、比較的低濃度または低温のＳＰＭであっても、基板表面からレジスト膜を剥離可能となる。つまり、レジスト剥離能力が低下したＳＰＭでも、基板表面からレジスト膜を剥離可能となる。その結果、ＳＰＭ中の薬液成分の使用量の削減および使用済のＳＰＭの排液処理にかかる負担を軽減するなどして、装置および環境への負荷を低減することができる。
【００１３】
また、レジスト剥離液は純水であってもよい。上記したように、凍結による液膜の体積膨張作用により、レジスト膜は基板表面から剥離し易い状態となっている。このため、レジスト膜の状態（例えばイオン注入後のレジスト膜の硬化度合いなど）によっては、液膜等結後の基板表面に向けて純水を供給することでレジスト膜を基板表面から剥離することができる。
【００１４】
また、レジスト膜が液膜を構成する液体に対して撥液性を有する基板処理方法においては、液膜形成工程は、基板表面の全体に液体を液盛りして液膜を形成することが好ましい。この構成によれば、レジスト膜が液膜を構成する液体に対して撥液性を有する場合であっても、比較的多量の液体を基板表面の全体に付着させることができる。このため、液膜凍結工程において、凍結による液膜の体積膨張作用を基板表面の全体にわたって効果的に発揮させることができる。その結果、基板表面全体からレジスト膜を効率良く剥離することができる。
【００１５】
ここで、基板表面の全体に液体を液盛りする方法としては、次のようなものが挙げられる。例えば、基板表面を上方に向けた状態で略水平姿勢で基板を保持しながら基板の表面中央部に向けて液体を供給して基板表面上に液溜りを形成するとともに液溜りを基板の端縁方向に拡大させて基板表面の全体に液体を液盛りするようにしてもよい。また、基板表面を上方に向けた状態で略水平姿勢で基板を保持しながら基板と基板の表面に対向配置されたノズルとを略水平方向に相対移動させながらノズルから基板表面に向けて液体を供給して基板表面の全体に液体を液盛りするようにしてもよい。上記したいずれの方法でも、基板表面上に供給された液体が液滴状に疎らに基板表面上に付着するのを防止して、基板表面の全体に確実に液体を液盛りすることができる。
【００１６】
さらに、液膜形成工程と液膜凍結工程とを同一の処理ユニット内で連続的に実行するのが好ましい。この構成によれば、処理ユニット間で基板を搬送することなく、液膜形成と液膜凍結とが連続的に実行される。このため、スループットを向上させることができる。また、液膜形成後から液膜凍結までの間に液膜を構成する液体が基板からこぼれ落ちるのを防止できる。これにより、液膜を形成された状態のまま安定して凍結することができる。
【００１７】
また、液膜を構成する液体は界面活性剤またはアルコール類を必須的に含むものであってもよい。この構成によれば、レジスト膜に対する液体の濡れ性が向上して、基板表面の全体に液膜を確実に形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、レジスト膜が付着する基板表面上に液膜を形成した後に該液膜を凍結することで、基板表面に対するレジスト膜の付着力が弱められ、あるいはレジスト膜の一部が基板表面から脱離する。このため、液膜の凍結後に基板表面に向けてレジスト剥離液を供給することで、基板表面に物理的な衝撃を加えることなく、基板表面からレジスト膜を容易に剥離することができる。したがって、基板表面にダメージを与えることなく、基板表面からレジスト膜を良好に剥離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す平面レイアウト図である。また、図２は図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は半導体ウエハ等の基板の表面からレジスト膜を剥離する枚葉式の装置である。特に、この装置は、基板表面に対してイオン注入を行う際にマスクとして用いられたレジスト膜をイオン注入後に基板表面から剥離するのに好適な装置である。なお、この実施形態では、基板表面とは、デバイスパターンが形成されるデバイス形成面をいう。また、基板裏面とは、非デバイス形成面をいう。
【００２０】
この基板処理装置では、前処理ユニット１と洗浄ユニット２とが一定距離だけ離間して配置されるとともに、それらの間に基板搬送機構３が配置されている。これらの装置のうち、前処理ユニット１は、半導体ウエハ等の基板の表面上に液膜を形成した後、該液膜を凍結させるユニットである。また、洗浄ユニット２は、基板表面に向けてレジスト剥離液を供給して基板表面からレジスト膜を剥離するユニットである。そして、前処理ユニット１でその表面の液膜が凍結された基板が基板搬送機構３により洗浄ユニット２に搬送されてレジスト剥離処理が行われる。以下、前処理ユニット１と洗浄ユニット２の構成および動作について図面を参照しつつ詳述する。なお、基板搬送機構３は従来より多用されている搬送ロボットを用いているため、ここでは構成および動作の説明は省略する。
【００２１】
図３は前処理ユニットの構成を示す図である。前処理ユニット１は液供給ノズル１１（本発明の「ノズル」に相当）と冷却部１２を備えている。液供給ノズル１１は冷却部１２の側方（前方）に隣接して配置されている。そして、基板搬送機構３が略水平方向に延びる搬送経路ＴＰに沿って基板Ｗを搬送して冷却部１２に対してアクセス可能となっている。具体的には、基板搬送機構３は、基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で搬送アーム３ａにより基板Ｗを略水平姿勢で保持しながら移動して冷却部１２に基板Ｗを搬入出することができる。
【００２２】
液供給ノズル１１は、搬送経路ＴＰに沿って搬送される基板Ｗの表面Ｗｆに対向配置されている。液供給ノズル１１には基板Ｗの直径と同等以上の長さを有するスリット状の吐出口１１１が形成されている。吐出口１１１は基板Ｗの搬送方向（搬送経路ＴＰが延びる方向）に略直交する方向に延びるように形成されている。液供給ノズル１１は脱イオン化された純水（以下「ＤＩＷ」と称する）を供給するＤＩＷ供給機構１１２（図２）と接続されており、吐出口１１１全体からＤＩＷをカーテン状に滴下することが可能となっている。このため、液供給ノズル１１からＤＩＷを滴下した状態で基板搬送機構３が基板Ｗを冷却部１２に向けて搬送することで、基板表面ＷｆにＤＩＷを塗布して表面全体にＤＩＷを液盛りすることができる。
【００２３】
図４は前処理ユニットに装備された冷却部の構成を示す図である。冷却部１２は、隔壁１２１で区画されたほぼ直方体形状の処理室１２２（冷却処理室）内にクーリングプレート１２３を有している。このクーリングプレート１２３は、ほぼ水平で基板Ｗの平面大きさよりも大きな基板冷却面１２３ａを有し、この基板冷却面１２３ａには、基板Ｗを略水平姿勢で支持するための基板支持部１２４が複数個突設されている。クーリングプレート１２３の内部には、冷媒経路１２５が基板冷却面１２３ａに沿ってほぼ平行に形成されており、この冷媒経路１２５の両端が冷媒供給機構１２６に接続されている。冷媒供給機構１２６は、冷媒を冷却させる冷却手段と、冷媒を冷媒経路１２５に圧送して冷媒経路１２５内を循環させるポンプ等の圧送手段を備える。このため、冷媒供給機構１２６から冷媒が供給され、冷媒経路１２５を出た冷媒は再び冷媒供給機構１２６に帰還されるようになっている。なお、冷媒としては、基板冷却面１２３ａをＤＩＷの凝固点（氷点）より低い温度に冷却するものであればよい。また、基板搬送機構３が対向可能な前面隔壁１２１ａには、基板通過口１２７が形成されており、この基板通過口１２７を介して搬送アーム３ａが処理室１２２内に入り込んで、基板支持部１２４との間で基板Ｗの授受を行うことができる。
【００２４】
次に、図５を参照しつつ、洗浄ユニット２について説明する。図５は図１の基板処理装置に装備された洗浄ユニットの構成を示す図である。洗浄ユニット２は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー２１を備え、処理チャンバー２１内に基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック２２と、スピンチャック２２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆにレジスト剥離液としてＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を供給するＳＰＭノズル２３と、基板表面ＷｆにＤＩＷを供給するＤＩＷノズル２４とが設けられている。また、スピンチャック２２の周囲には基板Ｗから飛散するＳＰＭなどの処理液を受け取るためのカップ２５が設けられている。
【００２５】
スピンチャック２２は、回転支柱２２１がモータを含むチャック回転機構２２２の回転軸に連結されており、チャック回転機構２２２の駆動により鉛直軸回りに回転可能となっている。回転支柱２２１の上端部には、円盤状のスピンベース２２３が一体的に連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転機構２２２を駆動させることによりスピンベース２２３が鉛直軸回りに回転する。
【００２６】
スピンベース２２３の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン２２４が立設されている。各チャックピン２２４は、基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。そして、スピンベース２２３に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン２２４を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン２２４を押圧状態とする。チャックピン２２４を押圧状態とすることによって、基板Ｗはその表面Ｗｆ（レジスト付着面）を上方に向けた状態で略水平姿勢に保持される。
【００２７】
また、回転支柱２２１は中空軸とされ、その内部には、ＤＩＷ供給管２２５が挿通されている。ＤＩＷ供給管２２５にはＤＩＷ供給源からのＤＩＷがバルブ２２６を介して供給される。ＤＩＷ供給管２２５の上端（先端）は吐出口を形成しており、ＤＩＷ供給管２２５を流れるＤＩＷは、スピンチャック２２に保持された基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）中央部に向けて吐出される。
【００２８】
スピンチャック２２の側方には、旋回軸２３１が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、ＳＰＭノズル２３は、その旋回軸２３１の上端部からほぼ水平に延びたノズルアーム２３２の先端部に取り付けられている。旋回軸２３１は、その中心軸線まわりに回転可能に設けられていて、アーム駆動機構２３３（図２）が旋回軸２３１を回転させることにより、ＳＰＭノズル２３を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置に配置したり、吐出位置から側方に退避した待機位置に配置したりすることができる。
【００２９】
ＳＰＭノズル２３には、ＳＰＭ供給路５１が接続されている。このＳＰＭ供給路５１には、硫酸供給路５２からの硫酸と過酸化水素水供給路５３からの過酸化水素水とが、ミキシングバルブ５４で合流して供給されるようになっている。硫酸供給路５２の途中部には、ミキシングバルブ５４への硫酸の供給／停止を切り換えるための硫酸バルブ５２１と、硫酸供給路５２を流れる硫酸の流量を検出するための硫酸流量計５２２とが介装されている。一方、過酸化水素水供給路５３の途中部には、ミキシングバルブ５４への過酸化水素水の供給／停止を切り換えるための過酸化水素水バルブ５３１と、過酸化水素水供給路５３を流れる過酸化水素水の流量を検出するための過酸化水素水流量計５３２とが介装されている。
【００３０】
ＳＰＭ供給路５１の途中部には、ミキシングバルブ５４からＳＰＭ供給路５１に供給される硫酸および過酸化水素水を撹拌するための撹拌フィン付流通管５５が介装されている。この撹拌フィン付流通管５５は、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ１８０度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を９０度ずつ交互に異ならせて配置した構成のものであり、たとえば、株式会社ノリタケカンパニーリミテド・アドバンス電気工業株式会社製の商品名「ＭＸシリーズ：インラインミキサー」を用いることができる。
【００３１】
撹拌フィン付流通管５５では、硫酸および過酸化水素水の混合液が十分に撹拌されることにより、硫酸と過酸化水素水との化学反応（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２→Ｈ２ＳＯ５＋Ｈ２Ｏ）が生じて、強い酸化力を有するＨ２ＳＯ５を含む高濃度のＳＰＭが生成される。その際、化学反応による発熱（反応熱）を生じ、この発熱によって、ＳＰＭの液温は、基板Ｗの表面に形成されているレジストを良好に剥離可能な温度よりも十分高い温度（たとえば、８０℃）に昇温する。このようにして撹拌フィン付流通管５５で生成される高温のＳＰＭは、その液温が低下することなくＳＰＭノズル２３に供給され、ＳＰＭノズル２３からスピンチャック２２に保持された基板Ｗの表面中央部に向けて吐出される。このように、この実施形態では、ＳＰＭノズル２３が本発明の「剥離液供給手段」として機能している。
【００３２】
ＤＩＷノズル２４は、バルブ２４１を介してＤＩＷ供給源と接続されている。このため、バルブ２４１が開閉されると、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷがＤＩＷノズル２４に向けて圧送され、ＤＩＷノズル２４からＤＩＷが吐出される。また、ＤＩＷノズル２４にはノズル移動機構２４２（図２）が接続されており、制御ユニット４からの動作指令に応じてノズル移動機構２４２が駆動されることで、ＤＩＷノズル２４を基板Ｗの回転中心の上方の吐出位置に配置したり、吐出位置から側方に退避した待機位置に配置したりすることができる。
【００３３】
また、カップ２５の底面には、カップ２５に受け取られたＳＰＭなどの廃液（基板Ｗの処理に用いられた後に廃棄されるべき処理液）を排出するための廃液配管６１が接続されている。廃液配管６１の先端には、廃液配管６１を流れてくる廃液の流通先を切り替えるための廃液切替バルブ６２が接続されている。具体的には、ＳＰＭの濃度に応じて高濃度廃液と低濃度廃液とに流通先が切り替えられ、適宜、流通先において廃液処理される。
【００３４】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図６および図７を参照しつつ詳述する。図６は図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。また、図７は図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。この装置には、例えば別の装置にてレジスト膜をマスクとして基板表面Ｗｆに対してイオン注入が行われた後の基板Ｗが搬入される。つまり、基板表面Ｗｆには不要となったレジスト膜ＲＦが付着している（図７（ａ））。そこで、この実施形態では、先ず基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で未処理の基板Ｗを前処理ユニット１に搬送する。
【００３５】
前処理ユニット１では、液供給ノズル１１からＤＩＷを滴下させる。そして、基板搬送機構３が基板Ｗを保持しながら液供給ノズル１１の直下を冷却部１２に向けて搬送する。この実施形態では、基板搬送機構３は基板Ｗを略水平姿勢で保持しながら略水平方向に低速で搬送する。これにより、基板Ｗの移動とともに搬送方向の下流側からＤＩＷが基板表面Ｗｆに塗布されていく。したがって、ＤＩＷが液滴状に疎らに基板表面Ｗｆ上に付着するのを防止して、基板表面Ｗｆの全体に確実にＤＩＷが液盛りされる。その結果、図７（ｂ）に示すように基板表面Ｗｆ上に所定の厚み（例えば１０ｍｍ程度）を有するＤＩＷによる液膜が形成される（ステップＳ１；液膜形成工程）。このように、この実施形態では、液供給ノズル１１が本発明の「液膜形成手段」として機能している。
【００３６】
そして、基板搬送機構３は表面Ｗｆに液膜が形成された基板Ｗを略水平姿勢を保ったまま冷却部１２に搬入する。その後、搬送アーム３ａから基板支持部１２４上に基板Ｗを受け渡す。これにより、基板Ｗは基板冷却面１２３ａとの間に微小な間隙を設けた状態で、基板冷却面１２３ａと対向しながら近接配置される。このため、基板冷却面１２３ａからの冷熱の伝導によって基板Ｗが下面側から冷却される。その結果、図７（ｃ）に示すように基板表面Ｗｆに付着している液膜が凍結される（ステップＳ２；液膜凍結工程）。このように液膜が凍結すると、液膜が体積膨張する。このとき、基板表面Ｗｆに対するレジスト膜ＲＦの付着力が弱められ、あるいはレジスト膜ＲＦの一部が基板表面Ｗｆから脱離する。つまり、液膜の体積膨張作用が発揮される。例えば基板Ｗに対してイオン注入処理によって硬化した表層部分のレジストが脱離する。これにより、後述のレジスト剥離液が硬化していないレジスト膜の内部まで浸透することが可能となる。このように、この実施形態では、冷却部１２が本発明の「液膜凍結手段」として機能している。
【００３７】
所定時間の経過後、液膜の凍結が完了すると、基板搬送機構３は基板Ｗを冷却部１２から搬出して洗浄ユニット２に搬送する（ステップＳ３）。そして、基板搬送機構３からスピンチャック２２に基板Ｗが受け渡されると、基板Ｗに対してＳＰＭ処理が実行される（ステップＳ４）。なお、液膜凍結後からＳＰＭ処理が実行されるまでの間、基板表面Ｗｆは凍結膜で覆われている。
【００３８】
洗浄ユニット２では、先ず、基板Ｗが回転されるとともに、ＳＰＭノズル２３が吐出位置に配置される。続いて、硫酸バルブ５２１および過酸化水素水バルブ５３１が開かれて、ＳＰＭノズル２３から回転中の基板Ｗの表面中央部に向けて高温のＳＰＭが吐出される。基板Ｗの上面に供給される高温のＳＰＭは、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受けて基板表面Ｗｆの中央部から周縁に広がられ、基板表面Ｗｆの全域に高温のＳＰＭがむらなく行き渡る。その結果、図７（ｄ）に示すように基板表面Ｗｆ上に形成された凍結膜が解凍されるとともにレジスト膜ＲＦが基板表面Ｗｆから剥離して除去される（レジスト剥離工程）。なお、レジスト剥離処理時に生じる廃液は高濃度廃液として廃液処理される。
【００３９】
このＳＰＭ処理が終了すると、ＳＰＭノズル２３が待機位置に移動され、基板Ｗに対してリンス工程が実行される（ステップＳ５）。すなわち、バルブ２４１，２２６が開かれて、ＤＩＷノズル２４およびＤＩＷ供給管２２５から基板Ｗの表裏面にＤＩＷが供給される。これにより、基板Ｗに付着するＳＰＭがＤＩＷにより洗い流される（図７（ｅ））。なお、リンス処理時に生じる廃液は低濃度廃液として廃液処理される。
【００４０】
ＤＩＷの供給が所定のリンス時間にわたって行われると、基板Ｗが高速回転され、基板Ｗに付着しているＤＩＷを振り切って乾燥させるスピンドライ処理が行われる（ステップＳ６）。乾燥処理後は基板Ｗの回転速度が減速され、基板Ｗが静止すると、基板搬送機構３によって、スピンチャック２２から処理済の基板Ｗが搬出されていく。
【００４１】
以上のように、この実施形態によれば、レジスト剥離処理の前処理として液膜形成処理と液膜凍結処理を実行している。このため、液膜の体積膨張作用により、基板表面Ｗｆに物理的な衝撃を加えることなく、基板表面Ｗｆからレジスト膜ＲＦを容易に剥離することができる。したがって、基板表面Ｗｆにダメージを与えることなく、基板表面Ｗｆからレジスト膜ＲＦを良好に剥離することができる。
【００４２】
また、この実施形態によれば、レジスト剥離液として高温に昇温されたＳＰＭを基板表面Ｗｆに供給している。このため、液膜凍結後のレジスト膜ＲＦをＳＰＭの化学的な洗浄作用によって基板表面Ｗｆから効果的に剥離することができる。なお、ＳＰＭはレジスト剥離液として一般的に用いられるものであるが、この実施形態では、ＳＰＭ処理前に液膜の凍結を行っている点で、次のような有利な効果を奏する。すなわち、通常、基板表面Ｗｆを構成する基材とレジスト膜とでは互いに線膨張率が異なっている。したがって、基板表面Ｗｆとレジスト膜ＲＦとの界面部ＩＦ（図７）の温度が昇降すると、基板表面Ｗｆとレジスト膜ＲＦの界面に沿って応力が発生する。また、このような応力の大きさは界面部ＩＦの温度の変動幅に比例する。
【００４３】
ここで、単にＳＰＭを基板表面Ｗｆに供給するのみの場合には、常温（室温）から高温までの間の温度の変動幅に比例した応力が界面部に発生するのみである。これに対し、この実施形態では、ＳＰＭ供給前に液膜が凍結されることで、界面部ＩＦも冷却される。これにより、界面部ＩＦの温度が常温よりも低下し、低下した温度の変動幅に応じた応力が界面部ＩＦに発生する。また、このように界面部ＩＦの温度が低温になっている状態からＳＰＭが基板表面Ｗｆに向けて供給されると、界面部ＩＦの温度が低温から高温に一気に昇温される。その結果、低温から高温までの間の温度の変動幅に比例した比較的大きな応力が界面部ＩＦに発生し、レジスト膜ＲＦが剥離する。つまり、界面部応力発生作用が発揮される。したがって、単にＳＰＭを基板表面Ｗｆに供給するのみの場合に比較して、基板表面Ｗｆからレジスト膜ＲＦを効率良く剥離することができる。
【００４４】
また、この実施形態によれば、上記したように、ＳＰＭの化学的な洗浄作用に加えて、 (1)液膜の体積膨張作用と、(2)界面応力発生作用とがレジスト膜ＲＦにはたらく。このため、単にＳＰＭを基板Ｗに供給することのみでは基板表面Ｗｆから剥離することが困難なレジスト膜、例えば高ドーズ量のイオン注入が行われた基板表面Ｗｆに付着するレジスト膜を基板表面Ｗｆから剥離することも可能になる。
【００４５】
また、この実施形態によれば、液膜形成工程において基板表面Ｗｆの全体にＤＩＷを液盛りして液膜を形成している。このため、レジスト膜ＲＦが液膜を構成する液体（ＤＩＷ）に対して撥液性（撥水性）を有する場合であっても、比較的多量の液体を基板表面Ｗｆの全体に付着させることができる。このため、液膜凍結工程において、凍結による液膜の体積膨張作用を基板表面Ｗｆの全体にわたって効果的に発揮させることができる。その結果、基板表面全体からレジスト膜ＲＦを効率良く剥離することができる。
【００４６】
さらに、この実施形態によれば、液膜形成工程と液膜凍結工程とを同一の処理ユニット（前処理ユニット１）内で連続的に実行している。このため、処理ユニット間で基板Ｗを搬送することなく、液膜形成と液膜凍結とが連続的に実行される。このため、スループットを向上させることができる。また、液膜形成後から液膜凍結までの間に液膜を構成するＤＩＷが基板Ｗからこぼれ落ちるのを防止できる。これにより、液膜を形成された状態のまま安定して凍結することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
ところで、上記第１実施形態では、液膜凍結後に、レジスト剥離工程において比較的高濃度かつ高温のＳＰＭを供給することにより、単にＳＰＭを基板Ｗに供給することのみでは基板Ｗから剥離することが困難なレジスト膜を剥離可能としていた。しかしながら、レジスト膜の状態（例えばイオン注入後のレジスト膜の硬化度合いなど）によっては、比較的低濃度または低温のＳＰＭであっても、レジスト膜を有効に基板Ｗから剥離できる。なんとなれば、レジスト剥離処理の前処理として液膜形成処理と液膜凍結処理とが実行されることで、(1)液膜の体積膨張作用と、(2)界面応力発生作用とがレジスト膜にはたらき、レジスト膜が基板Ｗから剥離し易い状態となっているからである。したがって、ＳＰＭを基板Ｗに供給することのみでレジスト膜を基板Ｗから剥離する場合のように、必ずしもレジスト剥離能力が最大限に高められたＳＰＭ、つまり比較的高濃度かつ高温のＳＰＭを用いる必要がない。すなわち、レジスト剥離能力が低下したＳＰＭであっても、レジスト膜を基板Ｗから有効に剥離できる。
【００４８】
また、上記第１実施形態では、レジスト剥離能力を最大限に高めるために、硫酸と過酸化水素水とを混合して生成した直後のＳＰＭを基板表面Ｗｆに供給するように基板処理装置が構成されている。しかしながら、このような構成では、使用済のＳＰＭは基本的には廃棄するほかない。というのも、使用済のＳＰＭでは、もはやレジスト剥離能力を最大限に発揮することができないからである。これに対して、比較的低濃度または低温のＳＰＭを用いてレジスト剥離処理を行うことで、常にレジスト剥離能力を最大限に高めたＳＰＭを基板に供給する必要がなくなるため、使用済のＳＰＭを回収して再利用することも可能になる。そこで、この第２実施形態では、ＳＰＭを回収して再利用可能に装置を構成している。以下、図８を参照しつつ本発明の第２実施形態について説明する。
【００４９】
図８は本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を実施可能な洗浄ユニットの構成を示す図である。この第２実施形態にかかる基板処理装置に装備された洗浄ユニット２Ａが第１実施形態と大きく相違する点は、基板Ｗから除去されるＳＰＭとＤＩＷとを分離して回収している点と、回収したＳＰＭを再利用している点である。なお、前処理ユニット１の構成および動作、洗浄ユニット２Ａにおける、その他の構成および動作は第１実施形態のそれらと同一である。したがって、以下においては相違点を中心に説明する。
【００５０】
この実施形態では、スピンチャック２２の周囲に受け部材２６が設けられている。受け部材２６には、円筒状の仕切壁２７ａ，２７ｂが立設されている。仕切壁２７ａはスピンチャック２２の周囲を取り囲むように第１排液空間２８ａを形成している。また、仕切壁２７ａと仕切壁２７ｂの間は第２排液空間２８ｂを形成している。第１排液空間２８ａ、第２排液空間２８ｂは相互に異なるドレインに接続されている。例えばこの実施形態では、第１排液空間２８ａが廃棄ドレインに連通され、使用済のＤＩＷを廃棄ドレインに導く。また、第２排液空間２８ｂが後述の貯留タンク７２に連通され、使用済のＳＰＭを貯留タンク７２に導くことが可能となっている。第２排液空間２８ｂには排液管６３の一端が接続されている。また、排液管６３の他端が排液経路を切り替える三方弁６４に接続されている。三方弁６４は、排液管６３と廃棄ドレインとを連通する廃棄状態と、排液管６３と貯留タンク７２とを連通する回収状態とに切り替え可能に構成されている。三方弁６４と貯留タンク７２とはフィルタ６５を介装した回収管６６により連通されている。フィルタ６５は回収した使用済のＳＰＭ中の異物を除去するために設けられている。
【００５１】
また、各排液空間２８ａ，２８ｂの上方にはガード６７が設けられている。ガード６７はスピンチャック２２の回転軸（鉛直軸）に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック２２の回転軸に対して昇降自在に設けられている。ガード６７の上端部の内面には、断面く字状の案内溝６７ａが環状に形成されている。また、ガード６７の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる傾斜案内部６７ｂが形成されている。傾斜案内部６７ｂの上端付近には、受け部材２６の仕切壁２７ａを受け入れるための仕切壁収容溝６７ｃが形成されている。
【００５２】
ガード６７は、ガード昇降機構６８と接続され、制御ユニット４からの動作指令に応じてガード昇降機構６８を作動させることで、ガード６７をスピンチャック２２に対して昇降させることが可能となっている。この実施形態では、ＳＰＭ供給時に傾斜案内部６７ｂがスピンチャック２２に保持された基板Ｗの外周端面に対向する第１高さ位置（図８に示す位置）にガード６７を位置させる。これにより、回転する基板Ｗから飛散するＳＰＭが傾斜案内部６７ｂで受け止められ、第２排液空間２８ｂに導かれる。また、ＤＩＷ供給時に案内溝６７ａがスピンチャック２２に保持された基板Ｗの外周端面に対向する第２高さ位置にガード６７を位置させる。これにより、回転する基板Ｗから飛散するＤＩＷが案内溝６７ａで受け止められ、第１排液空間２８ａに導かれる。
【００５３】
また、この実施形態では、ＳＰＭノズル２３がＳＰＭ供給部７０に接続され、ＳＰＭ供給部７０にて生成されたＳＰＭ（混合液）をＳＰＭノズル２３に圧送可能となっている。ＳＰＭ供給部７０は、硫酸と過酸化水素水との混合液（ＳＰＭ）を貯留する貯留タンク７２を備えている。貯留タンク７２にはタンク内に硫酸を供給するための硫酸導入管７３の一端が取り込まれており、その他方端が硫酸バルブ７３ａを介して硫酸供給源に接続されている。さらに、硫酸導入管７３の経路途中には硫酸流量計７３ｂが介装されており、硫酸流量計７３ｂが貯留タンク７２に導入される硫酸の流量を計測する。同様にして、貯留タンク７２にはタンク内に過酸化水素水を供給するための過酸化水素水導入管７４の一端が取り込まれており、その他方端が過酸化水素水バルブ７４ａを介して過酸化水素水供給源に接続されている。さらに、過酸化水素水導入管７４の経路途中には過酸化水素水流量計７４ｂが介装されており、過酸化水素水流量計７４ｂが過酸化水素水供給源から貯留タンク７２に導入される過酸化水素水の流量を計測する。
【００５４】
また、貯留タンク７２には、その一端がＳＰＭノズル２３に接続されたＳＰＭ供給管７５の他端が挿入され、貯留タンク７２に貯留されているＳＰＭをバルブ７６を介してＳＰＭノズル２３に供給可能に構成されている。ＳＰＭ供給管７５には、貯留タンク７２に貯留されているＳＰＭをＳＰＭ供給管７５に送り出す定量ポンプ７７や、定量ポンプ７７によりＳＰＭ供給管７５に送り出されるＳＰＭの温度を所定の温度に調整する温調器７８、ＳＰＭ中の異物を除去するフィルタ７９が設けられている。さらに、ＳＰＭ供給管７５には、ＳＰＭの濃度、つまりＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水からなる薬液成分+水）中の薬液成分の体積百分率を監視するための濃度計８０が介装されている。
【００５５】
また、ＳＰＭ供給管７５には、バルブ７６と濃度計８０との間にＳＰＭ循環管８１の一端が分岐接続される一方、ＳＰＭ循環管８１の他端が貯留タンク７２に接続されている。このＳＰＭ循環管８１にはバルブ８２が介装されている。そして、装置の稼動中は、定量ポンプ７７および温調器７８が常に駆動され、基板ＷにＳＰＭを供給しない間は、バルブ７６が閉じられる一方、バルブ８２が開かれる。これにより、貯留タンク７２から定量ポンプ７７により送り出されるＳＰＭが、ＳＰＭ循環管８１を通じて貯留タンク７２に戻される。つまり、基板ＷにＳＰＭを供給しない間は、貯留タンク７２、ＳＰＭ供給管７５およびＳＰＭ循環管８１からなる循環経路をＳＰＭが循環する。その一方で、基板ＷにＳＰＭを供給するタイミングになると、バルブ７６が開かれる一方、バルブ８２が閉じられる。これにより、貯留タンク７２から送り出されるＳＰＭがＳＰＭノズル２３に供給され、基板Ｗに向けて吐出される。このように、基板ＷにＳＰＭを供給しない間は、ＳＰＭを循環させておくことによって、硫酸と過酸化水素水とが十分に攪拌される。また、バルブ７６の開成後、所定の温度に調整されるとともに、異物が除去されたＳＰＭを速やかにＳＰＭノズル２３に供給することができる。
【００５６】
上記のように構成された基板処理装置では、第１実施形態と同様に前処理ユニット１において基板に対して液膜形成処理と液膜凍結処理とが行われる。その後、前処理ユニット１から洗浄ユニット２Ａに基板Ｗが搬入されると、ガード６７を第１高さ位置に配置して、基板Ｗに対してＳＰＭ処理を実行する。すなわち、ＳＰＭノズル２３からＳＰＭが基板表面Ｗｆに向けて供給され、凍結膜が解凍されるとともに、レジスト膜が基板表面Ｗｆから剥離される。このとき、基板Ｗから振り切られた使用済のＳＰＭはガード６７を介して第２排液空間２８ｂに導かれ、排液管６３および回収管６６を経由して貯留タンク７２に導かれる。この使用済のＳＰＭはＤＩＷから構成される凍結膜で覆われた基板Ｗから除去されたものであることから、基板Ｗへの供給前のＳＰＭにＤＩＷが混入したものとなっている。つまり、レジスト剥離処理を実行するごとにＳＰＭの濃度が低下していき、レジスト剥離能力が低下していく。そこで、例えば制御ユニット４は一定時間ごとあるいは基板Ｗの処理枚数ごとに所定量の薬液成分（硫酸および過酸化水素水）を貯留タンク７２に補充してもよい。これにより、ＳＰＭのレジスト剥離能力を向上させることができる。なお、貯留タンク７２への薬液成分の補充は濃度計８０にて計測されたＳＰＭの濃度に基づいて、レジスト剥離可能な所定濃度以上となるようにフィードバック制御してもよい。
【００５７】
そして、ＳＰＭ処理が終了すると、ガード６７を第２高さ位置に配置して基板Ｗに対してリンス処理を実行する。このとき、基板Ｗから振り切られた使用済のリンス液は第１排液空間２８ａに導かれ廃棄処理される。その後、基板Ｗが高速回転され乾燥処理が行われると、処理済の基板Ｗが洗浄ユニット２Ａから搬出されていく。また、次の未処理基板Ｗが洗浄ユニット２Ａ内に搬入されてレジスト剥離処理が行われる際には、使用済のＳＰＭを含むＳＰＭが再利用液としてＳＰＭノズル２３から供給される。
【００５８】
以上のように、この実施形態によれば、レジスト剥離処理（ＳＰＭ処理）の前処理として液膜形成処理と液膜凍結処理を実行することで、 (1)液膜の体積膨張作用と、(2)界面応力発生作用がレジスト膜にはたらくことにより、比較的低濃度または低温のＳＰＭであっても基板表面Ｗｆからレジスト膜を剥離可能となっている。つまり、レジスト剥離能力が低下したＳＰＭでも、基板表面Ｗｆからレジスト膜を剥離可能となっている。その結果、ＳＰＭ中の薬液成分の使用量の削減および使用済のＳＰＭの排液処理にかかる負担を軽減するなどして、装置および環境への負荷を低減することができる。
【００５９】
また、この実施形態によれば、比較的低濃度または低温のＳＰＭを用いてレジスト剥離しているので、レジスト剥離液として使用した使用済のＳＰＭを回収して再利用することが可能となっている。したがって、基板Ｗの処理枚数の増加とともにＳＰＭの使用量が増大するのを抑制して、薬液成分の使用量を大幅に削減することができる。その結果、コストおよび環境への負荷を大幅に低減することができる。
【００６０】
＜第３実施形態＞
図９は本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示すフローチャートである。この実施形態が上記実施形態と大きく相違する点は、液膜の凍結後、ＳＰＭの供給に替えてＤＩＷの供給によってレジスト膜を基板表面から剥離している点であり、その他の構成および動作は上記実施形態のそれらと同一である。したがって、以下においては相違点を中心に説明する。
【００６１】
上記第１および第２実施形態と同様にして前処理ユニット１で液膜形成処理（ステップＳ１１）および液膜凍結処理（ステップＳ１２）が実行された後、洗浄ユニット２（または２Ａ）に基板Ｗが搬送される（ステップＳ１３）。洗浄ユニット２では、レジスト剥離液としてＤＩＷが基板表面Ｗｆに向けて供給される（ステップＳ１４）。ここで、レジスト膜ＲＦは液膜の凍結作用により基板表面Ｗｆから剥離し易い状態となっている。このため、基板表面Ｗｆに供給されたＤＩＷの洗浄作用により基板表面Ｗｆからレジスト膜ＲＦが剥離される（レジスト剥離工程）。こうして基板表面Ｗｆからレジスト膜ＲＦが剥離して除去されると、ＤＩＷの供給を停止するとともに、基板Ｗをさらに高速で回転させて乾燥させる（ステップＳ１５）。
【００６２】
以上のように、この実施形態によれば、上記実施形態と同様にレジスト剥離処理の前処理として液膜形成処理と液膜凍結処理を実行している。その結果、液膜の体積膨張作用により、レジスト膜ＲＦは基板表面Ｗｆから剥離し易い状態となっている。このため、レジスト膜ＲＦの状態によっては、ＳＰＭに替えてＤＩＷをレジスト剥離液として液膜等結後の基板表面Ｗｆに向けて供給することでレジスト膜ＲＦを基板表面Ｗｆから剥離することができる。したがって、この実施形態によれば、薬液等を使用することなく、簡便かつクリーンな方法でレジスト剥離処理を行うことができる。
【００６３】
＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、液膜形成工程において液供給ノズル１１を固定配置した状態で基板Ｗを移動させて液膜形成処理を実行しているが、液供給ノズル１１も同時に移動させるように構成してもよい。また、基板Ｗを固定配置した状態で液供給ノズル１１を移動させて液膜形成処理を実行してもよい。要は基板Ｗを略水平姿勢で保持しながら基板Ｗと液供給ノズル１１とを略水平方向に相対移動させるように構成すればよい。なお、基板Ｗを固定配置した状態で液供給ノズル１１を移動させて液膜形成処理を実行する場合には、液膜形成後から液膜凍結までの間に液膜を構成する液体が基板Ｗからこぼれ落ちるのを防止するため、基板Ｗを固定配置した位置で連続して液膜凍結処理を実行するのが好ましい。
【００６４】
また、上記実施形態では、液膜形成工程において、液供給ノズル１１からＤＩＷを滴下しつつ、液供給ノズル１１の直下を基板Ｗを略水平方向に移動させることで基板表面Ｗｆの全体にＤＩＷを液盛りしている。しかしながら、基板表面Ｗｆへの液盛り方法は、上記した方法に限らず、図１０に示すように基板表面Ｗｆに液盛りしてもよい（第４実施形態）。
【００６５】
図１０は本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態の動作を示す図である。この実施形態では、基板Ｗは移動されることなく、スピンチャック等の基板保持手段に略水平姿勢で保持される。続いて、基板Ｗの表面中央部にＤＩＷノズル２９からＤＩＷが供給される。これにより、基板表面Ｗｆ上に液溜りＰが形成される（図１０（ａ））。そして、ＤＩＷを供給し続けることで液溜りＰを基板表面Ｗｆの中央部から端縁方向に拡大させていく（図１０（ｂ））。つまり、ＤＩＷが単一のかたまりの状態のまま、そのかたまりの体積を拡大させていく。したがって、ＤＩＷが液滴状に疎らに基板表面Ｗｆ上に付着するのを防止して、基板表面Ｗｆの全体に確実にＤＩＷが液盛りされる。その結果、基板表面Ｗｆ上に所定の厚み（例えば１０ｍｍ程度）を有するＤＩＷによる液膜が形成される（図１０（ｃ）；液膜形成工程）。なお、液溜りＰを拡大させていく際に、基板Ｗを低速（例えば１００ｒｐｍ以下）に回転させてもよい。これにより、液溜りＰに作用する遠心力によって液溜りＰを効率良く基板表面Ｗｆの全体に広げていくことができる。このように、この実施形態では、ＤＩＷノズル２９が本発明の「液膜形成手段」として機能する。
【００６６】
以上のように、この実施形態でも、レジスト膜ＲＦが液膜を構成する液体（ＤＩＷ）に対して撥液性（撥水性）を有する場合であっても、比較的多量の液体を基板表面Ｗｆの全体に付着させることができる。このため、液膜凍結工程において、凍結による液膜の体積膨張作用を基板表面Ｗｆの全体にわたって効果的に発揮させることができる。その結果、基板表面全体からレジスト膜ＲＦを効率良く剥離することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、液膜形成工程においてＤＩＷで構成される液膜を基板表面Ｗｆに形成しているが、液膜を構成する液体は界面活性剤またはアルコール類を必須的に含むものであってもよい。この構成によれば、レジスト膜に対する液体の濡れ性が向上して、基板表面Ｗｆの全体に液膜を確実に形成することができる。また、このような液体で液膜を形成することで、基板表面Ｗｆの全体が液膜で覆われた状態で処理ユニット間で基板Ｗを自在に搬送することが可能となる。例えば、液膜形成処理と液膜凍結処理とをそれぞれ分離した処理ユニットで専門的に実行させるとともに、液膜形成処理を実行するユニットから液膜凍結処理を実行するユニットに液膜形成後の基板Ｗを搬送するように構成することもできる。
【００６８】
また、上記実施形態では、冷却部１２において基板冷却面１２３ａからの冷熱伝導によって液膜を凍結しているが、液膜の凍結方法はこれに限定されない。例えば液体窒素等の冷媒を基板Ｗの表面Ｗｆおよび／または裏面Ｗｂに向けて供給して液膜を凍結させるようにしてもよい。
【００６９】
また、上記第１および第２実施形態ではＳＰＭ、上記第３実施形態ではＤＩＷをレジスト剥離液として、用いているが、これに限定されない。例えば、レジスト剥離工程において、基板ＷにＤＩＷを供給した後にＳＰＭを供給してもよい。すなわち、ＤＩＷによるレジスト剥離工程（第１レジスト剥離工程）を実行した後、ＳＰＭによるレジスト剥離工程（第２レジスト剥離工程）を実行してもよい。この構成によれば、第２レジスト剥離工程前に第１レジスト剥離工程が実行されることで、第２レジスト剥離工程においてレジストをさらに容易に剥離することが可能となる。これにより、例えば、レジスト剥離工程においてＳＰＭのみを供給する場合に比較して、ＳＰＭの濃度（ＳＰＭ中の薬液成分の体積百分率）または温度を低下させたＳＰＭを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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などを含む基板全般の表面に形成されたレジスト膜を剥離する基板処理方法および基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す平面レイアウト図である。
【図２】図１の基板処理装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【図３】前処理ユニットの構成を示す図である。
【図４】前処理ユニットに装備された冷却部の構成を示す図である。
【図５】図５は図１の基板処理装置に装備された洗浄ユニットの構成を示す図である。
【図６】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は図１の基板処理装置の動作を示す模式図である。
【図８】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を実施可能な洗浄ユニットの構成を示す図である。
【図９】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１…液供給ノズル（ノズル、液膜形成手段）
１２…冷却部（液膜凍結手段）
２３…ＳＰＭノズル（剥離液供給手段）
２９…ＤＩＷノズル（液膜形成手段）
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
【図１】
2008021891.tif 000003
【図２】
2008021891.tif 000004
【図３】
2008021891.tif 000005
【図４】
2008021891.tif 000006
【図５】
2008021891.tif 000007
【図６】
2008021891.tif 000008
【図７】
2008021891.tif 000009
【図８】
2008021891.tif 000010
【図９】
2008021891.tif 000011
【図１０】
2008021891.tif 000012