(57)【要約】【課題】有機物の除去処理等の面内均一性を向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】除去液ノズル７から基板Ｗに対して除去液を供給する前に、裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して温調済の純水を供給する。除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差は２０℃以内とされている。温調済の純水を基板Ｗの裏面に供給して基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることにより、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー等の有機物の除去処理の面内均一性を向上させることができる。【選択図】        図１
2004158588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理装置であって、
有機物が付着した基板を保持して回転する保持回転手段と、
前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記除去液を供給する除去液供給手段と、
前記除去液供給手段から供給される前記除去液の温度と前記保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調する温調手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記温調手段は、
前記保持回転手段に保持された基板の裏面に流体を供給する流体供給手段と、
前記流体の温度を調整する温調器と、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の基板処理装置において、
前記除去液供給手段が除去液を供給する前に、前記保持回転手段によって回転される基板の裏面に前記流体を供給するように前記流体供給手段を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の基板処理装置において、
前記温調器は、前記除去液供給手段から供給される前記除去液の温度と前記流体の温度との温度差が２０℃以内となるように前記流体の温度を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
基板に付着した前記有機物は、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の基板処理装置において、
前記反応生成物は、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
基板に処理液を供給して所定の処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持して回転する保持回転手段と、
前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段から供給される前記処理液の温度と前記保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調する温調手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に付着した有機物、例えばレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーを除去液によって除去する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては半導体ウエハなどの基板上に形成されたアルミニウムや銅などの金属の薄膜（金属膜）が、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてエッチングされて半導体素子の配線とされる工程がある。
【０００３】
このエッチング工程は例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ／反応性イオンエッチング）等の、ドライエッチングにより実行される。
【０００４】
このようなドライエッチングで使用される反応性イオンのパワーは極めて強いことから、金属膜のエッチングが完了する時点においてはレジスト膜も一定の割合で変化し、その一部がポリマー等の反応生成物に変質して金属膜の側壁に堆積する。この反応生成物は後続するレジスト除去工程では除去されないことから、レジスト除去工程を実行する前または後に、この反応生成物を除去する必要がある。
【０００５】
このため、従来、ドライエッチング工程の後またはレジスト除去工程の後には、反応生成物を除去する作用を有する除去液を基板に対して供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥する反応生成物の除去処理を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１２４５０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した除去液は温度依存性が高く数℃異なるだけでポリマー除去性能に有意差が生じることもある。このため、除去液にはその種類ごとに使用適正温度が定められており、その温度に温調した除去液を基板に対して供給するようにしている。
【０００８】
しかしながら、基板表面に供給された除去液は、着液地点においては適正温度であるものの表面を流れて拡がる過程において温度が次第に変化する。このため、着液地点から遠ざかるほど適正温度から大きく外れた除去液が作用することとなり、その結果ポリマー除去処理の面内均一性が維持できず、いわゆる処理ムラが生じるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機物の除去処理等の面内均一性を向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に付着した有機物を、該有機物の除去液によって除去する基板処理装置において、有機物が付着した基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記除去液を供給する除去液供給手段と、前記除去液供給手段から供給される前記除去液の温度と前記保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調する温調手段と、を備える。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記温調手段に、前記保持回転手段に保持された基板の裏面に流体を供給する流体供給手段と、前記流体の温度を調整する温調器と、を含ませている。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明にかかる基板処理装置において、前記除去液供給手段が除去液を供給する前に、前記保持回転手段によって回転される基板の裏面に前記流体を供給するように前記流体供給手段を制御する制御手段をさらに備える。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明にかかる基板処理装置において、前記温調器に、前記除去液供給手段から供給される前記除去液の温度と前記流体の温度との温度差が２０℃以内となるように前記流体の温度を調整させている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にかかる基板処理装置において、基板に付着した前記有機物を、基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物としている。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明にかかる基板処理装置において、前記反応生成物を、前記レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーとしている。
【００１６】
また、請求項７の発明は、基板に処理液を供給して所定の処理を行う基板処理装置において、基板を保持して回転する保持回転手段と、前記保持回転手段に保持された基板の表面に前記処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液供給手段から供給される前記処理液の温度と前記保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように前記基板の温度を温調する温調手段と、を備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下の実施形態において、基板とは半導体基板であり、より詳しくはシリコン基板である。また、当該基板は薄膜を有する。該薄膜は金属膜または絶縁膜である。金属膜を構成する金属としては銅やアルミニウム、チタン、タングステンおよび、これらの混合物がある。絶縁膜としては前記金属の酸化膜や窒化膜およびシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、有機絶縁膜、低誘電体層間絶縁膜がある。なお、ここでいう薄膜とは、薄膜が形成された基板に対して垂直方向の断面において高さ寸法が底部の長さより短いものはもちろん、高さ寸法が底部の長さより長いものも含む。従って、基板上で部分的に形成されている膜や配線など、基板に向って見たとき線状や島状に存在するものも薄膜に含まれる。
【００１８】
この薄膜を、パターン化されたレジスト膜をマスクとしてドライエッチングする工程を経た基板にはドライエッチングによってレジストや薄膜に由来する反応生成物であるポリマーが生成されている。
【００１９】
以下の実施形態における基板処理とは、基板から有機物を除去する有機物除去処理、またはレジスト膜が変質して生じた反応生成物を基板から除去する反応生成物除去処理である。より具体的には、前記ポリマーが生成された基板からポリマーを除去するポリマー除去処理である。
【００２０】
また、以下、基板から脱落したポリマーを汚染物質と表記する場合もある。
【００２１】
また、以下の実施形態における除去液とはポリマー除去液である。ポリマー除去液はポリマーのみを選択的に除去する液であり、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等、有機アミンを含む有機アミン系除去液、フッ化アンモンを含むフッ化アンモン系除去液、無機系の除去液がある。
【００２２】
有機アミン系の除去液としてはモノエタノールアミンと水とアロマティックトリオールとの混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合溶液、アルカノールアミンと水とジアルキルスルホキシドとヒドロキシアミンとアミン系防食剤の混合溶液、アルカノールアミンとグライコールエーテルと水との混合溶液、ジメチルスルホキシドとヒドロキシアミンとトリエチレンテトラミンとピロカテコールと水の混合溶液、水とヒドロキシアミンとピロガロールとの混合溶液、２−アミノエタノールとエーテル類と糖アルコール類との混合溶液、２−（２−アミノエトキシ）エタノールとＮとＮ−ジメチルアセトアセトアミドと水とトリエタノールアミンとの混合溶液がある。
【００２３】
フッ化アンモン系の除去液としては、有機アルカリと糖アルコールと水との混合溶液、フッ素化合物と有機カルボン酸と酸・アミド系溶剤との混合溶液、アルキルアミドと水とフッ化アンモンとの混合溶液、ジメチルスルホキシドと２−アミノエタノールと有機アルカリ水溶液と芳香族炭化水素との混合溶液、ジメチルスルホキシドとフッ化アンモンと水との混合溶液、フッ化アンモンとトリエタノールアミンとペンタメチルジエチレントリアミンとイミノジ酢酸と水の混合溶液、グリコールと硫酸アルキルと有機塩と有機酸と無機塩の混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液、アミドと有機塩と有機酸と無機塩との混合溶液がある。
【００２４】
無機系の除去液としては水と燐酸誘導体との混合溶液がある。
【００２５】
＜１．第１実施形態＞
以下、図面を参照しつつ本発明にかかる基板処理装置の実施形態について説明する。図１、図２は基板処理装置１の構成を示す図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ断面図であるが、便宜上一部ハッチングを省略している。基板処理装置１は図１に示すように断面が略コの字状で、上面視では図２のように中央部分に開口を有する略リング状のカップ３と、図１のようにカップ３の開口を通じて鉛直方向に立設され、基板Ｗを保持して回転する保持回転手段５と、保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して除去液を供給する除去液ノズル７と、同じく保持回転手段５に保持されている基板Ｗに対して純水を供給する純水ノズル９とを有する。また、基板処理装置１は保持回転手段５に保持されている基板Ｗの裏面に対して温調した純水や除去液を供給する裏面側液ノズル１１および温調した窒素ガスを供給する裏面側ガスノズル１２も有する。
【００２６】
カップ３は底部に複数の排出口４を有する。そして、基板Ｗに供給された液体の剰余分はカップ３の内壁を伝って排出口４に至り、該排出口４から装置外に排出される。
【００２７】
保持回転手段５は不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有するスピンモータ１３とスピンモータ１３の駆動軸に固定されたスピン軸１４と、スピン軸１４の頂部に設けられた基板保持部材としてのバキュームチャック１５とを有する。バキュームチャック１５は上面に基板を吸着する吸着面を有し、吸着面は上面視で基板Ｗの面積よりも小さい。第１実施形態ではバキュームチャックは略円柱状部材であり、上部の吸着面は円形である。このバキュームチャック１５は上面の吸着面に不図示の吸着孔を有し、該吸着孔からエアを吸引する。そして、バキュームチャック１５上に載置された基板Ｗは前記吸着孔からのエアの吸引により保持される。このようにバキュームチャック１５は基板Ｗの裏面のみと接触して基板Ｗを保持している。このような保持回転手段５ではバキュームチャック１５上に載置された基板Ｗをバキュームチャック１５による吸着で保持し、スピンモータ１３を駆動することで前記バキュームチャック１５上に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿った軸７１を回転中心として回転させる。
【００２８】
除去液ノズル７は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第１回動モータ１７と第１回動モータ１７の駆動軸に固定された第１回動軸１９と、第１回動軸１９の頂部に接続された第１アーム２１とを有する。第１アーム２１の先端には除去液ノズル本体２３が設けられている。除去液ノズル本体２３には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第１通孔２９が開けられ、第１通孔２９には第１チューブ２７が接続されている。また、第１通孔２９内には第１通孔２９内を通過する除去液と接触する位置に第１振動子２５が設けられている。
【００２９】
第１回動モータ１７が第１アーム２１を軸７３を中心に矢印７９のように回動させると、除去液ノズル本体２３が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第１通孔２９は第１アーム２１が軸７３を中心に矢印７９のように回動したとき、図２のように第１通孔２９から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００３０】
なお、除去液ノズル７は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に除去液を噴射する。すなわち、除去液ノズル７から噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して除去液ノズル７は直交方向または斜め上方から除去液を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される除去液の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００３１】
第１チューブ２７は第１通孔２９に対して除去液を供給する。第１振動子２５は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第１通孔２９を通る除去液に対して超音波を付与する。このような除去液ノズル７では第１回動モータ１７が第１回動軸１９を回動させることにより、第１アーム２１が軸７３を中心に回動する。これにより、図２のように除去液ノズル７から噴射される除去液８１の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８５のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された除去液を供給することができる。
【００３２】
純水ノズル９は、不図示の機枠に固定され、鉛直方向に配された駆動軸を有する第２回動モータ３１と第２回動モータ３１の駆動軸に固定された第２回動軸３３と、第２回動軸３３の頂部に接続された第２アーム３５とを有する。第２アーム３５の先端には純水ノズル本体３７が設けられている。純水ノズル本体３７には軸線方向が基板Ｗの上面に向かう第２通孔４３が開けられ、第２通孔４３には第２チューブ４１が接続されている。また、第２通孔４３内には第２通孔４３内を通過する純水と接触する位置に第２振動子３９が設けられている。
【００３３】
第２回動モータ３１が第２アーム３５を軸７５を中心に矢印７７のように回動させると、純水ノズル本体３７が保持回転手段５に保持されている基板Ｗと平行に移動する。また、第２通孔４３は第２アーム３５が軸７５を中心に矢印７７のように回動したとき、図２のように第２通孔４３から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点が基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動するように設けられている。
【００３４】
なお、純水ノズル９は基板Ｗの表面を含む面に対して交わる方向に純水を噴射する。すなわち、純水ノズル９から噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は０度より大きく９０度以下である。換言すると基板Ｗに対して純水ノズル７は直交方向または斜め上方から純水を噴射する。なお、好ましくは前記噴射される純水の方向と基板表面とがなす角は３０度以上６０度以下で、より好ましくは４５度である。
【００３５】
第２チューブ４１は第２通孔４３に対して純水を供給する。第２振動子３９は後述の発振器６７からの電気信号により振動し、第２通孔４３を通る純水に対して超音波を付与する。このような純水ノズル９では第２回動モータ３１が第２回動軸３３を回動させることにより、第２アーム３５が軸７５を中心に回動する。これにより、図２のように純水ノズル９から噴射される純水８３の基板Ｗに対する到達点は基板Ｗの回転中心Ｃを通って矢印８７のように円弧状に基板Ｗを移動する。そして基板Ｗに対しては超音波が付与された純水を供給することができる。
【００３６】
裏面側液ノズル１１はカップ３を貫通して基板Ｗの裏面に向って略鉛直方向に伸びる管状の部材で、後述の裏面純水弁６５を通じて純水が供給される。これによって、裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して純水を噴射することができる。また、裏面側液ノズル１１には後述の裏面除去液弁１５３を通じて除去液が供給される。これによって、裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して除去液を噴射することができる。
【００３７】
裏面側ガスノズル１２もカップ３を貫通して基板Ｗの裏面に向って略鉛直方向に伸びる管状の部材で、後述の裏面ガス弁１６５を通じて窒素ガスが供給される。これによって、裏面側ガスノズル１２から基板Ｗの裏面に対して窒素ガスを噴射することができる。
【００３８】
次に図３に従って、除去液ノズル７および裏面側液ノズル１１への除去液供給系８９、純水ノズル９および裏面側液ノズル１１への純水供給系９１、並びに裏面側ガスノズル１２へのガス供給系９２について説明する。除去液供給系８９は装置外の除去液源４５から除去液を汲み出す除去液ポンプ４７と、除去液ポンプ４７によって汲み出された除去液を所定温度に加熱または冷却することで除去液の温度を調節する温調器５１と、温調器５１で温度調節された除去液から汚染物質をフィルタリングするフィルタ４９と、フィルタリングされた除去液の除去液ノズル７への流路を開閉する除去液ノズル弁５３とを有する。このような構成によって除去液供給系８９は温調器５１によって所定温度に温度調節され、フィルタ４９で清浄化された除去液を除去液ノズル７に供給できる。
【００３９】
また、除去液供給系８９は、温調器５１によって温度調節された除去液の裏面側液ノズル１１への流路を開閉する裏面除去液弁１５３を有する。裏面除去液弁１５３を開放することにより、温調器５１で温調されフィルタ４９で清浄化された除去液を裏面側液ノズル１１へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側液ノズル１１から温調済の除去液を供給することができる。
【００４０】
純水供給系９１は装置外の純水源５５から純水を汲み出す純水ポンプ５７と、純水ポンプ５７によって汲み出された純水を所定温度に加熱または冷却することで純水の温度を調節する温調器６１と、温調器６１によって温度調節された純水から汚染物質をフィルタリングするフィルタ５９と、フィルタリングされた純水の純水ノズル９への流路を開閉する純水ノズル弁６３とを有する。このような構成によって純水供給系９１は温調器６１によって所定温度に温度調節され、フィルタ５９で清浄化された純水を純水ノズル９に供給できる。
【００４１】
また、純水供給系９１は、温調器６１によって温度調節された純水の裏面側液ノズル１１への流路を開閉する裏面純水弁６５を有する。裏面純水弁６５を開放することにより、温調器６１で温調されフィルタ５９で清浄化された純水を裏面側液ノズル１１へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側液ノズル１１から温調済の純水を供給することができる。
【００４２】
ガス供給系９２は、装置外の窒素ガス源１５５（例えば工場内の窒素配管等）から窒素ガス（Ｎ２）を送給する窒素ガスポンプ１５７と、窒素ガスポンプ１５７から送給される窒素ガスを所定温度に加熱または冷却することで窒素ガスの温度を調節する温調器１６１と、温調器１６１によって温度調節された窒素ガスの裏面側ガスノズル１２への流路を開閉する裏面ガス弁１６５とを有する。裏面ガス弁１６５を開放することにより、温調器１６１で温調された窒素ガスを裏面側ガスノズル１２へ供給し、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して裏面側ガスノズル１２から温調済の窒素ガスを供給することができる。なお、温調器５１，６１，１６１としては例えば石英ヒーター、電熱ヒーター、ペルチェ素子、恒温槽等の種々の公知の温調機器を使用することができる。また、温調器５１，６１，１６１のそれぞれは温調対象となる流体の温度を計測する温度計測器も備えている。
【００４３】
次に同じく図３に従って超音波付与手段９３について説明する。超音波付与手段９３は除去液ノズル７内に設けられた第１振動子２５と第１振動子２５に対して電気信号を送信して第１振動子２５を振動させる発振器６７とを有する。このような構成によって、超音波付与手段９３は除去液ノズル７から基板Ｗに供給されるべき除去液に超音波を付与する。また、超音波付与手段９３は純水ノズル９内に設けられた第２振動子３９を有し、第２振動子３９は発振器６７から送信される電気信号によって振動する。このような構成によって超音波付与手段９３は純水ノズル９から基板Ｗに供給されるべき純水に超音波を付与する。
【００４４】
このように超音波を付与した除去液または超音波を付与した純水を基板Ｗに供給できるので、反応生成物の除去をより迅速に行うことができ、スループットが向上する。なお、除去液、純水のいずれかに超音波を付与するだけでスループットが向上するが、除去液、純水の両方に超音波を付与すればより迅速に反応生成物の除去を行え、スループットが向上する。
【００４５】
次に図４に従って、基板処理装置１のハード構成について説明する。制御手段６９にはスピンモータ１３、第１回動モータ１７、第２回動モータ３１、発振器６７、除去液ポンプ４７、純水ポンプ５７、除去液ノズル弁５３、純水ノズル弁６３、裏面純水弁６５、温調器５１、温調器６１、裏面除去液弁１５３、窒素ガスポンプ１５７、温調器１６１、裏面ガス弁１６５が接続されており、制御手段６９は後述の基板処理方法のとおりにこれら接続されているものを制御する。
【００４６】
次に、上記構成を有する基板処理装置１による基板処理方法について説明する。図５は、基板処理装置１における基板処理手順を示すフローチャートである。基板処理手順の概略は、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするときに生成された反応生成物であるポリマーが付着した基板にその反応生成物を除去する作用を有する除去液を供給することにより、金属膜の側壁に堆積した反応生成物を除去した後、この基板を純水で洗浄し、さらにこの純水を振り切り乾燥するというものである。ここで、本実施形態では、基板Ｗに除去液を供給するのに先立って、基板Ｗの裏面に温度調整がなされた流体を供給することにより除去液ノズル７から供給される除去液の温度と保持回転手段５に保持された基板Ｗの温度とが近くなるようにしている。
【００４７】
まず、装置外の搬送ロボットによってドライエッチング工程後の反応生成物が付着した基板Ｗが搬入され、保持回転手段５のバキュームチャック１５上に載置される。バキュームチャック１５はその基板Ｗを吸着保持する。次に、制御手段６９がスピンモータ１３を駆動して基板Ｗを所定の回転数にて回転させる（ステップＳ１）。そして、制御手段６９が純水ポンプ５７および温調器６１を駆動して温調済の純水を裏面側液ノズル１１に向って送出させるとともに、裏面純水弁６５を開状態にして裏面側液ノズル１１から回転する基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給させる（ステップＳ２）。
【００４８】
ここで、温調器６１は除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差が２０℃以内となるように純水の温度を調整している。より具体的には、除去液にはその種類ごとに使用適正温度が定められており、温調器５１は除去液が当該使用適正温度となるような温度調節を行っている。そして、制御手段６９からの制御信号に従って、温調器６１は純水の温度が温調器５１によって温調される除去液の温度（ここでは上記使用適正温度）から２０℃より大きく乖離しないように純水の温調を行うのである。
【００４９】
このような温調済の純水を保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して供給することにより、基板Ｗの温度も除去液ノズル７から供給される除去液の温度に次第に近づく。また、保持回転手段５によって回転される基板Ｗの裏面に対して温調済の純水を供給するため、速やかに基板Ｗの温度と除去液の温度とを近づけることができる。
【００５０】
基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給してから所定時間が経過した後、制御手段６９が、第１回動モータ１７を回動させて除去液ノズル７を回動させる。また、それと同時に制御手段６９は除去液ポンプ４７を駆動させることで除去液を除去液ノズル７に向って送出させるとともに、除去液ノズル弁５３を開状態にして除去液ノズル７から基板Ｗに対して除去液を供給させる。これらにより、除去液ノズル７から供給される除去液は基板Ｗへの到達点が図２の矢印８５のように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通り、少なくとも異なる２点で基板Ｗの端縁と交わる円弧上を移動するように基板Ｗ上に供給される。このようにして、除去液供給工程（ステップＳ３）が実行される。なお、除去液供給工程においても温調済純水の供給を続行する方が好ましい。
【００５１】
また、除去液供給工程において制御手段６９は発振器６７から除去液ノズル７内の第１振動子２５に電気信号を発信させて第１振動子２５を振動させるようにしても良い。これにより、除去液ノズル７から供給される除去液には超音波が付与される。このため、基板Ｗに付着している反応生成物には超音波振動が加えられて基板Ｗから剥離しやすくなる。
【００５２】
除去液供給工程を所定時間行った後に、制御手段６９は除去液ノズル７がカップ３の上方から退避した状態にて第１回動モータ１７の駆動を停止させる。また、制御手段６９は除去液ノズル弁５３を閉状態にし、除去液ポンプ４７の駆動も停止して除去液ノズル７からの除去液の供給を停止させる。また、除去液に超音波を付与している場合には、制御手段６９は発振器６７から第１振動子２５への電気信号の発信を停止させる。さらに、制御手段６９は裏面純水弁６５を閉止して裏面側液ノズル１１からの温調済純水の供給も停止させる。
【００５３】
以上の除去液供給工程においては、基板Ｗの温度が除去液ノズル７から供給される除去液の温度に近いため、着液した除去液が基板Ｗの表面を流れる過程においても除去液温度がほとんど変化しない。このため、除去液の温度は基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができるのである。
【００５４】
ところで、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差を２０℃以内としているのは次のような理由による。すなわち、除去液の温度と純水の温度との温度差が２０℃を超えると、その純水によって温調される基板Ｗの温度と除去液の温度との温度差も大きくなる。その結果、着液した除去液が基板Ｗの表面を流れる過程において除去液温度が大きく変化し、基板Ｗ表面の除去液の温度分布にムラが生じ、ポリマー除去処理の面内均一性が損なわれるのである。このために、除去液の温度と純水の温度との温度差を２０℃以内としているのであり、より均一な処理を行うためには当該温度差が１０℃以内が好ましく、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度とが等温であることが最も好ましい。
【００５５】
次に、所定時間の除去液供給工程が終了した時点で、制御手段６９は基板Ｗへの除去液の供給を停止させる一方で、引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。これにより、除去液振切り工程（ステップＳ４）が実行される。この除去液振切り工程において基板Ｗは５００ｒｐｍ以上で回転され、好ましくは１０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍで回転される。また、回転を維持する時間は少なくとも１秒以上、好ましくは２〜５秒である。
【００５６】
このように、基板Ｗに対する除去液の供給を停止した状態で基板Ｗが回転する状態を維持するので基板Ｗ上の除去液は遠心力によって基板Ｗ上から振切られる。また、基板Ｗは水平状態に保持された状態で回転されるので除去液は均一に基板Ｗから振切られる。このため基板Ｗの面内均一性が維持される。また、バキュームチャック１５は基板Ｗの裏面のみと接触していることから基板Ｗの端縁と接触している部材が無い。このため、基板Ｗの上面から基板Ｗの外側に向って水平方向に振切られる除去液の進行を妨げるものが無いので基板Ｗから除去液が振切られるために必要な時間が短くなる。よって、スループットを向上させることができる。また、保持回転手段５は唯１枚の基板Ｗを保持するだけであるので、容易に基板Ｗの回転数を上げることができる。このため、基板Ｗから除去液が振切られるために必要な時間が短くなる。よって、スループットを向上させることができる。
【００５７】
次に、除去液振切り工程が終了した後、制御手段６９が第２回動モータ３１を回動させて純水ノズル９を回動させる。また、制御手段６９は純水ポンプ５７を駆動させることで純水を純水ノズル９に向って送出させるとともに、純水ノズル弁６３を開状態にし、純水ノズル９から純水を供給させる。これらにより、純水ノズル９から供給される純水は基板Ｗへの到達点が図２の矢印８７が示すように基板Ｗ表面を含む水平面において、基板Ｗの回転中心Ｃを通り、少なくとも異なる２点で基板Ｗの端縁と交わる円弧上を移動するように基板Ｗ上に供給される。このようにして、純水供給工程（ステップＳ５）が実行される。
【００５８】
なお、純水供給工程において制御手段６９が発振器６７から純水ノズル９内の第２振動子３９に電気信号を発信させて第２振動子３９を振動させるようにしても良い。これにより、純水ノズル９から供給される純水には超音波が付与される。このため、基板Ｗに付着している反応生成物には超音波振動が加えられ基板Ｗから取れやすくなる。また、制御手段６９は裏面純水弁６５を開状態にして裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して純水を供給させ、基板Ｗの裏面も洗浄する。
【００５９】
所定時間経過後に制御手段６９は純水ノズル９がカップ３の上方から退避した状態にて第２回動モータ３１の駆動を停止させる。また、制御手段６９は純水ノズル弁６３を閉状態にし、純水ポンプ５７の駆動も停止して純水ノズル９からの純水の供給を停止させる。また、純水に超音波を付与している場合には、制御手段６９は発振器６７から第２振動子３９への電気信号の発信を停止させる。
【００６０】
所定時間の純水供給工程が終了した時点で、制御手段６９は基板Ｗへの純水の供給を停止する一方で、引き続きスピンモータ１３を回転させ、基板Ｗを回転させた状態を維持する。これにより、純水振切り工程（ステップＳ６）が実行される。このようにして基板Ｗに除去液および純水が供給されることによって反応生成物が除去される。そして、制御手段６９がスピンモータ１３の駆動を停止して基板Ｗの回転を停止する（ステップＳ７）。
【００６１】
以上述べたように、第１実施形態では、温調済の純水を基板Ｗの裏面に供給して基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることにより、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。そして、ポリマー除去処理の面内均一性を維持するために、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される純水の温度との温度差を２０℃以内としている。
【００６２】
なお、基板Ｗの温調を行うために使用できる媒体は純水に限定されるものではなく、例えば除去液自体であっても良いし、窒素ガスを使用しても良い。具体的には、制御手段６９が除去液ポンプ４７および温調器５１を駆動して温調済の除去液を裏面側液ノズル１１に向って送出させるとともに、裏面除去液弁１５３を開状態にして裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して温調済除去液を供給させるようにしても良い。このようにすれば、除去液ノズル７から供給される除去液と同じく温調器５１によって温調された除去液が裏面側液ノズル１１から基板Ｗの裏面に対して供給されることとなるため、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側液ノズル１１から吐出される除去液の温度との温度差はほとんど無い。よって、容易に基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることができ、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６３】
また、制御手段６９が窒素ガスポンプ１５７および温調器１６１を駆動して温調済の窒素ガスを裏面側ガスノズル１２に向って送出させるとともに、裏面ガス弁１６５を開状態にして裏面側ガスノズル１２から基板Ｗの裏面に対して温調済窒素ガスを供給させるようにしても良い。この場合、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と裏面側ガスノズル１２から吐出される窒素ガスの温度との温度差を２０℃以内としておく。このようにしても、基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることができ、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６４】
なお、温調の媒体としてガスを使用する場合には、窒素ガスに限定されるものではなく、反応性に乏しい不活性ガスであれば良く、例えばアルゴンガス等を使用することもできる。もっとも、消費コストの観点からは、安価でかつ不活性な窒素ガスを使用するのが好ましい。
【００６５】
以上を集約すると、保持回転手段５に保持された基板Ｗの裏面に対して温調済の流体を供給して基板Ｗの温度を除去液ノズル７から供給される除去液の温度に近づける構成であれば、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができるのである。そして、ポリマー除去処理の面内均一性を維持するために、除去液ノズル７から供給される除去液の温度と上記温調済流体の温度との温度差を２０℃以内としているのである。
【００６６】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態の基板処理装置２の構成を示す側面図である。第２実施形態の基板処理装置２が第１実施形態の基板処理装置１と相違するのは、保持回転手段５の一部並びに裏面側液ノズル１１および裏面側ガスノズル１２を設けていない点であり、残余の点については同一であるため同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
基板処理装置２の基板保持部材としてのバキュームチャック１１５は上面に基板を吸着する吸着面を有し、吸着面は上面視で基板Ｗの平面サイズと略同一である。第２実施形態でもバキュームチャック１１５は略円柱状部材であり、上部の吸着面は円形である。このバキュームチャック１１５は上面の吸着面に不図示の吸着孔を有し、該吸着孔からエアを吸引する。そして、第１実施形態と同様に、バキュームチャック１１５上に載置された基板Ｗは前記吸着孔からのエアの吸引により保持される。このようにバキュームチャック１１５は基板Ｗの裏面のみと接触して基板Ｗを保持している。第２実施形態の保持回転手段５でもバキュームチャック１１５上に載置された基板Ｗをバキュームチャック１１５による吸着で保持し、スピンモータ１３を駆動することで前記バキュームチャック１１５上に保持した基板Ｗを鉛直方向に沿った軸７１を回転中心として回転させることができる。
【００６８】
第２実施形態では、バキュームチャック１１５の内部に温調器１１６および図示省略の測温手段を内蔵している。ここでの温調器１１６としては例えば複数のペルチェ素子からなるペルチェモジュールを使用することができる。温調器１１６の昇温または降温はバキュームチャック１１５を介して基板Ｗに伝導され、バキュームチャック１１５に吸着保持した基板Ｗを昇温または降温させる。温調器１１６および上記測温手段は制御手段６９と電気的に接続されており、制御手段６９からの指示に従ってバキュームチャック１１５に吸着保持した基板Ｗを所定の温度に温調することができる。
【００６９】
このような構成を有する第２実施形態の基板処理装置２による基板処理方法は第１実施形態（図５）と概ね同じである。相違点は、ステップＳ１において基板Ｗの裏面に対して温調済純水を供給するのに代えて、温調器１１６によって基板Ｗを温調して除去液の温度に近づけている点である。このときに、温調器１１６は除去液ノズル７から供給される除去液の温度と基板Ｗの温度との温度差が２０℃以内となるように基板Ｗの温度を調整している。その後のステップＳ２以降の処理工程は第１実施形態と同じである。
【００７０】
このようにしても、温調器１１６によって基板Ｗの温度を除去液の温度に近づけることにより、基板Ｗの表面を流れる除去液の温度が基板Ｗの全面においてほぼ均一となり、除去液の温度依存性が大きい場合であっても、ポリマー除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００７１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、基板Ｗの温調は流体を媒介とすることやバキュームチャック１１５に内蔵された温調器１１６によることに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプからの光照射等、保持回転手段５に保持された基板Ｗの温度調節が可能な機構であれば種々の機構を採用することができる。
【００７２】
また、上記実施形態においては、レジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングするドライエッチング工程を経た基板に対して、ドライエッチング時に生成された反応生成物であるポリマーを除去するようにしていたが、本発明はドライエッチング時に生成されたポリマーが存在する基板から前記ポリマーを除去することに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、本発明はプラズマアッシングの際に生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。よって、本発明は、必ずしもドライエッチングとは限らない各種処理において、レジストに起因して生成されたポリマーを基板から除去する場合も含む。
【００７４】
また、本発明は、ドライエッチングや、プラズマアッシングによる処理で生成されるポリマーだけを除去することに限定されるものではなく、レジストに由来する各種反応生成物を基板から除去する場合も含む。
【００７５】
また、本発明ではレジストに由来する反応生成物を基板から除去することに限らず、レジストそのものを基板から除去する場合も含む。
【００７６】
例えば、レジストが塗布され、該レジストに配線パターン等の模様が露光され、該レジストが現像され、該レジストの下層に対して下層処理（例えば下層としての薄膜に対するエッチング）が施された基板を対象とし、下層処理が終了して、不要になったレジスト膜を除去する場合も含まれる。
【００７７】
なお、この場合、不要になったレジスト膜を除去するのと同時に、レジスト膜が変質して生じた反応生成物があればこれも同時に除去できるので、スループットが向上するとともに、コストを削減できる。例えば、上記下層処理において、下層である薄膜に対してドライエッチングを施した場合は反応生成物も生成される。よって、ドライエッチング時に下層をマスクすることに供されたレジスト膜そのもの、および、レジスト膜が変質して生じた反応生成物も同時に除去できる。
【００７８】
また、本発明はレジストに由来する反応生成物やレジストそのものを基板から除去することに限らず、レジストに由来しない有機物、例えば人体から発塵した微細な汚染物質などを該有機物の除去液によって基板から除去することも含む。
【００７９】
また、本発明は、有機物を除去液によって除去する基板処理装置だけでなく、温度依存性の大きな処理液を基板に供給して所定の処理を行う種々の基板処理装置において適用可能である。例えば、基板表面に形成された薄膜を該薄膜のエッチング液によってエッチング処理を行う基板処理装置にも適用することができる。この場合、基板の温度をエッチング液の温度に近づけることにより、基板の表面を流れるエッチング液の温度が基板の全面においてほぼ均一となり、エッチング液の温度依存性が大きい場合であっても、エッチング処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、除去液供給手段から供給される除去液の温度と保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように基板の温度を温調するため、基板の表面を流れる除去液の温度が基板全面においてほぼ均一となり、有機物の除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、温調手段が保持回転手段に保持された基板の裏面に流体を供給する流体供給手段と、その流体の温度を調整する温調器とを含むため、流体を媒体として基板の温度を容易に温調することができる。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、除去液を供給する前に、回転される基板の裏面に流体を供給するため、速やかに基板の温度を除去液の温度に近づけることができる。
【００８３】
また、請求項４の発明によれば、除去液供給手段から供給される除去液の温度と流体の温度との温度差が２０℃以内となるように流体の温度を調整するため、基板の温度を除去液の温度に容易に近づけることができる。
【００８４】
また、請求項５の発明によれば、基板に付着した有機物が基板上に形成されたレジスト膜が変質して生じた反応生成物であるため、反応生成物の除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８５】
また、請求項６の発明によれば、反応生成物がレジスト膜をマスクとして基板の表面に存在する薄膜をドライエッチングすることによって生成されたポリマーであるため、ポリマーの除去処理の面内均一性を向上させることができる。
【００８６】
また、請求項７の発明によれば、処理液供給手段から供給される処理液の温度と保持回転手段に保持された基板の温度との温度差が所定の範囲内となるように基板の温度を温調するため、基板の表面を流れる処理液の温度が基板全面においてほぼ均一となり、処理の面内均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の基板処理装置の平面図である。
【図３】図１の基板処理装置の配管図である。
【図４】図１の基板処理装置のハード構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図１の基板処理装置における基板処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の基板処理装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１，２  基板処理装置
５  保持回転手段
７  除去液ノズル
９  純水ノズル
１１  裏面側液ノズル
１２  裏面側ガスノズル
４７  除去液ポンプ
５１，６１，１６１  温調器
５３  除去液ノズル弁
５７  純水ポンプ
６３  純水ノズル弁
６５  裏面純水弁
６９  制御手段
１５３  裏面除去液弁
１５７  窒素ガスポンプ
１６５  裏面ガス弁
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004158588.tif 000007
【図６】
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