(57)【要約】【課題】１００℃よりも低温に温度調節された硫酸および過酸化水素水を用いて、基板表面のレジスト膜を良好に剥離することができ、かつ、エネルギー効率性に優れたレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置を提供する。【解決手段】このレジスト剥離装置は、基板Ｓをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に硫酸を供給するためのノズル２と、スピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に過酸化水素水の液滴の噴流を供給するためのソフトスプレーノズル３とを備えている。レジスト剥離処理に際しては、ノズル２から基板Ｓの表面に硫酸が供給されて、その基板Ｓの表面上に略室温の硫酸の液膜が形成される。その後、硫酸の液膜が形成されている基板Ｓの表面に、ソフトスプレーノズル３から約４０℃の過酸化水素水の液滴の噴流が供給される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸および過酸化水素水のうちのいずれか一方の薬液を気体と混合させて当該一方の薬液の液滴の噴流を形成する液滴噴流形成工程と、
処理対象基板の表面上または表面の近傍で、上記液滴噴流形成工程で形成された薬液の液滴の噴流と硫酸および過酸化水素水のうちの上記一方の薬液とは異なる他方の薬液とを混合させて、レジスト剥離液を生成するレジスト剥離液生成工程と、
このレジスト剥離液生成工程で生成されたレジスト剥離液を用いて、処理対象基板の表面に形成されているレジストを剥離するレジスト剥離工程と
を含むことを特徴とするレジスト剥離方法。
【請求項２】
上記レジスト剥離液生成工程は、
処理対象基板の表面に上記他方の薬液を液盛りして液膜を形成する液膜形成工程と、
この液膜形成工程の後に、上記液滴噴流形成工程で形成された上記一方の薬液の液滴の噴流を処理対象基板の表面に供給する工程と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレジスト剥離方法。
【請求項３】
上記他方の薬液を気体と混合させて当該他方の薬液の液滴の噴流を形成する第２の液滴噴流形成工程をさらに含み、
上記レジスト剥離液生成工程は、上記第２の液滴噴流形成工程で形成された上記他方の薬液の液滴の噴流と上記液滴噴流形成工程で形成された上記一方の薬液の液滴の噴流とを処理対象基板の表面に供給する噴流供給工程を含むことを特徴とする請求項１記載のレジスト剥離方法。
【請求項４】
上記液滴噴流形成工程およびレジスト剥離液生成工程は、処理対象基板に向けてそれぞれ供給される硫酸および過酸化水素水を気体と混合させて、レジスト剥離液の液滴の噴流を形成することにより同一の工程で達成されることを特徴とする請求項１記載のレジスト剥離方法。
【請求項５】
基板を保持する基板保持手段と、
硫酸および過酸化水素水のうちのいずれか一方の薬液を気体と混合させて、上記基板保持手段に保持された基板の表面に向かう液滴の噴流を形成する液滴噴流形成手段と、
上記基板保持手段に保持された基板の表面に向けて、硫酸および過酸化水素水のうちの上記一方の薬液とは異なる他方の薬液を供給する薬液供給手段と
を含むことを特徴とするレジスト剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置用基板やプラズマディスプレイ用基板のようなフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板、半導体ウエハ、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各種基板の表面から不要となったレジスト膜を剥離するレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、フラットパネルディスプレイの製造工程においては、基板の表面に形成されたレジスト膜を剥離する処理が行われる。このレジスト剥離処理を実施するための装置には、複数枚の基板を一括して処理するバッチ型の装置と、基板を１枚ずつ処理する枚葉型の装置とがある。バッチ型のレジスト剥離装置は、複数枚の基板を一度にレジスト剥離液に浸漬させるための槽を備えていて、装置サイズが大きいため、最近では、処理対象基板の大型化に伴って、枚葉型のレジスト剥離装置が注目されてきている。
【０００３】
枚葉型のレジスト剥離装置は、たとえば、枚葉型の洗浄装置を流用して構成することができる。枚葉型の洗浄装置に係る先行技術として、下記特許文献１には、基板をほぼ水平に保持して回転するステージと、このステージに保持された基板の表面（上面）に洗浄液を供給するためのホッパとを備えた洗浄装置が開示されている。ホッパには、洗浄液供給手段およびガス供給手段が接続されており、ホッパは、洗浄液供給手段から供給される洗浄液にガス供給手段から供給される高圧ガスを吹きつけることにより、洗浄液の液滴の噴流を形成し、その噴流を基板の表面に供給する二流体スプレーノズルの形態をなしている。この先行技術に係る洗浄装置において、洗浄液に代えてレジスト剥離液を用いることにより、基板の表面から不要なレジスト膜を除去することができる。すなわち、ステージによって基板をほぼ水平な面内で回転させつつ、その基板の表面にホッパからレジスト剥離液の液滴の噴流を供給することにより、エッチング処理後に不要になったレジスト膜を基板の表面から剥離することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４５２８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
レジスト剥離液としては、通常、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）との混合液を１００℃以上に温度調節したものが用いられる。したがって、上記先行技術に係る洗浄装置を流用してレジスト剥離装置を構成した場合、ホッパへのレジスト剥離液の供給配管などに耐薬液性および１００℃以上の高温に対する耐熱性を持たせなければならない。また、レジスト剥離液の温度が供給配管を通っている間に下がってしまうので、上記先行技術に係る洗浄装置を流用してレジスト剥離装置を構成し、そのレジスト剥離装置を用いてレジスト剥離処理を行うことは、エネルギー効率性の面からも好ましいとは言えない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、レジストを良好に剥離することのできる所定温度（約１００℃）よりも低温に温度調節された硫酸および過酸化水素水を用いて、基板表面のレジスト膜を良好に剥離することができるレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、レジスト膜を良好に除去することができ、かつ、エネルギー効率性に優れたレジスト剥離方法およびレジスト剥離装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、（処理対象基板の表面の近傍で）硫酸および過酸化水素水のうちのいずれか一方の薬液を気体と混合させて当該一方の薬液の液滴の噴流を形成する液滴噴流形成工程と、処理対象基板（Ｓ）の表面上または表面の近傍で、上記液滴噴流形成工程で形成された薬液の液滴の噴流と硫酸および過酸化水素水のうちの上記一方の薬液とは異なる他方の薬液とを混合させて、（レジストを良好に剥離することのできる所定温度以上の）レジスト剥離液を生成するレジスト剥離液生成工程と、このレジスト剥離液生成工程で生成されたレジスト剥離液を用いて、処理対象基板の表面に形成されているレジストを剥離するレジスト剥離工程とを含むことを特徴とするレジスト剥離方法である。
【０００８】
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。
上記の方法によれば、処理対象基板の表面上または表面の近傍でレジスト剥離液が生成されて、そのレジスト剥離液を用いて、処理対象基板の表面に形成されているレジストが剥離される。
硫酸と過酸化水素水とが混合されると、化学反応（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２→Ｈ２ＳＯ５＋Ｈ２Ｏ）が生じて、強い酸化力を有するＨ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液が生成される。そして、その化学反応時には、反応生成熱が発生するため、この反応生成熱によってレジスト剥離液は昇温する。したがって、硫酸および過酸化水素水がレジストを良好に剥離することのできる所定温度（約１００℃）よりも低温（たとえば、室温〜８０℃程度）に温度調整されていても、請求項１の方法によれば、処理対象基板の表面上または表面の近傍で、レジスト剥離液の温度をレジストを良好に剥離することのできる所定温度以上に昇温させることが可能であり、その所定温度以上に昇温されたレジスト剥離液を用いて、処理対象基板の表面に形成されているレジストを化学的に剥離させることができる。
【０００９】
なお、上記処理対象基板の表面の近傍とは、反応生成熱によって昇温されたレジスト剥離液が処理対象基板の表面に供給されるまでの間に上記所定温度（約１００℃）未満に低下しないような範囲内をいう。
また、請求項１の方法では、レジスト剥離液を処理対象基板の表面に供給するために、液滴噴流形成工程で形成された硫酸および過酸化水素水のうちの一方の薬液の液滴の噴流が基板表面に供給されることになる。液滴の噴流は、運動エネルギーを有しているので、この運動エネルギーによって、処理対象基板の表面に形成されているレジストを物理的に剥離することができる。
【００１０】
したがって、この発明に係る方法は、レジストを良好に剥離することのできる所定温度よりも低温に温度調節された硫酸および過酸化水素水を用いて、基板の表面に形成されているレジスト膜を良好に剥離することができ、かつ、エネルギー効率性に優れたレジスト剥離方法であるといえる。
しかも、硫酸および過酸化水素水の温度はレジストを良好に剥離することのできる所定温度よりも低温でよいから、この発明に係る方法を実施する装置では、硫酸および過酸化水素水を供給する配管に、レジストを良好に剥離することのできる所定温度以上の高温に耐え得る耐熱性を持たせる必要がないので、イニシャルコストを低く抑えることができる。
【００１１】
なお、請求項２に記載したように、上記レジスト剥離液生成工程は、処理対象基板の表面に上記他方の薬液を液盛りして液膜を形成する液膜形成工程と、この液膜形成工程の後に、上記液滴噴流形成工程で形成された上記一方の薬液の液滴の噴流を処理対象基板の表面に供給する工程とを含む工程であってもよい。薬液が液盛りされた処理対象基板の表面に、液滴噴流形成工程で形成された薬液の液滴の噴流が供給されることにより、処理対象基板の表面上で硫酸と過酸化水素水との化学反応が生じて、強い酸化力を有するＨ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液が生成される。また、処理対象基板の表面上で硫酸と過酸化水素水とが初めて混合されるから、レジスト剥離液の温度低下が最も小さく、その混合時の反応熱を最も有効に利用できる。
【００１２】
また、請求項３に記載したように、上記他方の薬液を気体と混合させて当該他方の薬液の液滴の噴流を形成する第２の液滴噴流形成工程をさらに含み、上記レジスト剥離液生成工程は、上記第２の液滴噴流形成工程で形成された上記他方の薬液の液滴の噴流と上記液滴噴流形成工程で形成された上記一方の薬液の液滴の噴流とを処理対象基板の表面に供給する噴流供給工程を含む工程であってもよい。処理対象基板の表面に過酸化水素水および硫酸の液滴の噴流が同時に供給されることにより、その基板の表面上で硫酸と過酸化水素水との化学反応が生じて、強い酸化力を有するＨ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液が生成される。
【００１３】
なお、この場合、上記一方の薬液の液滴の噴流と上記他方の薬液の液滴の噴流とは、処理対象基板の表面の近傍の空中で混合されて、処理対象基板の表面に供給されてもよいし、それぞれが処理対象基板の表面に供給された後で、処理対象基板の表面上で混合されてもよい。また、上記一方の薬液の液滴の噴流と上記他方の薬液の液滴の噴流とは、処理対象基板の表面の近傍の空中で一部が混合されつつ、それぞれが処理対象基板の表面に供給されて、処理対象基板の表面上でさらに混合されてもよい。
【００１４】
さらには、請求項４に記載したように、処理対象基板に向けてそれぞれ供給される硫酸および過酸化水素水を気体と（処理対象基板の表面の近傍で）混合させて、レジスト剥離液の液滴の噴流を形成することにより、上記液滴噴流形成工程およびレジスト剥離液生成工程を同一の工程で達成することもできる。この場合には、硫酸および過酸化水素水が気体と混合される際に、硫酸と過酸化水素水との化学反応が生じて、強い酸化力を有するＨ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液が生成される。そしてその後、そのレジスト剥離液の液滴の噴流が処理対象基板の表面に供給されることになる。
【００１５】
請求項１〜４のレジスト剥離方法は、請求項５に記載したレジスト剥離装置を用いて実現することができる。請求項５記載の発明は、基板を保持する基板保持手段（１）と、硫酸および過酸化水素水のうちのいずれか一方の薬液を気体と混合させて、上記基板保持手段に保持された基板の表面に向かう液滴の噴流を形成する液滴噴流形成手段（３，６）と、上記基板保持手段に保持された基板の表面に向けて、硫酸および過酸化水素水のうちの上記一方の薬液とは異なる他方の薬液を供給する薬液供給手段（２、５、６）とを含むことを特徴とするレジスト剥離装置である。
【００１６】
なお、たとえば、請求項２のレジスト剥離方法は、処理対象基板（Ｓ）を上記基板保持手段（１）に保持させた後、その基板の表面に上記薬液供給手段（２）から薬液を供給して、基板の表面上に薬液を液盛りした後、上記液滴噴流形成手段（３）によって基板の表面上に液盛りされている薬液とは異なる方の薬液の液滴の噴流を形成し、この液滴の噴流を基板の表面に供給することにより実現することができる。
【００１７】
また、請求項３のレジスト剥離方法は、請求項５のレジスト剥離装置が、上記薬液供給手段が、上記基板保持手段に保持された基板の表面に向けて供給すべき薬液を気体と混合させて、上記基板保持手段に保持された基板の表面に向かう液滴の噴流を形成する第２液滴噴流形成手段（５）を備えていれば実現することができる。すなわち、処理対象基板（Ｓ）を上記基板保持手段（１）に保持させた後、その基板の表面に上記液滴噴流形成手段（３）によって形成された液滴の噴流を供給するとともに、上記第２液滴噴流形成手段（５）によって形成された液滴の噴流を供給することにより実現することができる。なお、上記第２液滴噴流形成手段（５）に対しては、供給管（５１，５２）によって薬液および気体を導入するのがよい。
【００１８】
請求項４のレジスト剥離方法は、請求項５のレジスト剥離装置において、上記薬液供給手段（６）が、上記液滴噴流形成手段（６）と同一体であれば実現することができる。具体的には、液滴噴流形成手段（６）に硫酸、過酸化水素水、および気体がそれぞれ供給管（６１，６２，６３）により導入されてこれらが混合され、液滴の噴流を生成するものであってもよい。このような構成によれば、基板表面に供給される液滴の噴流を硫酸および過酸化水素水の混合液（レジスト剥離液）の液滴の噴流とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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、この発明の一実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。このレジスト剥離装置は、基板Ｓの表面（上面）から不要になったレジスト膜（レジストパターン）を剥離する処理を行う枚葉型の装置であり、基板Ｓをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に硫酸を供給するためのノズル２と、スピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に過酸化水素水の液滴の噴流を供給するためのソフトスプレーノズル３とを備えている。このレジスト剥離装置による処理の対象となる基板Ｓには、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板、半導体ウエハ、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各種基板が含まれる。
【００２０】
スピンチャック１は、たとえば、鉛直方向にほぼ沿って配置されたスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端に固定された吸着ベース１２とを有していて、吸着ベース１２上に基板Ｓを載置した状態で、吸着ベース１２に形成された吸気路内を排気することにより、基板Ｓの下面を真空吸着して、基板Ｓをほぼ水平な姿勢で保持することができる構成になっている。スピン軸１１には、モータなどを含む回転駆動機構１３が結合されている。基板Ｓを吸着ベース１２に吸着保持した状態で、回転駆動機構１３からスピン軸１１に回転力を入力することによって、基板Ｓをほぼ水平な面内でスピン軸１１の中心軸線まわりに回転させることができる。
【００２１】
ノズル２には、硫酸供給源からの硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を供給する硫酸供給管２１が接続されている。この硫酸供給管２１の途中部には、硫酸供給源側から順に、硫酸の温度を調節するための温度調節器２２と、ノズル２からの硫酸の吐出を制御するための硫酸供給バルブ２３とが介装されている。温度調節器２２は、硫酸供給管２１を流通する硫酸の温度を室温程度（約２３℃）に調節する。なお、この温度調節器２２は、上記硫酸の温度を室温〜約８０℃の間で調節可能である。
【００２２】
スピンチャック１の側方には、旋回軸３１が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、ソフトスプレーノズル３は、その旋回軸３１の上端部からほぼ水平に延びたアーム３２の先端部に取り付けられている。旋回軸３１には、この旋回軸３１を中心軸線まわりに回転駆動する旋回駆動機構３３が結合されている。旋回駆動機構３３から旋回軸３１に駆動力を入力して、旋回軸３１をその中心軸線まわりに所定の角度範囲内で往復回転させることにより、スピンチャック１に保持された基板Ｓの上方でアーム３２を揺動させることができ、これに伴って、スピンチャック１に保持された基板Ｓの表面上で、ソフトスプレーノズル３からの過酸化水素水の液滴の噴流の供給位置をスキャン（移動）させることができる。また、旋回軸３１および旋回駆動機構３３は、昇降駆動機構３４によって昇降されるようになっている。
【００２３】
ソフトスプレーノズル３には、窒素ガス供給源からの高圧の窒素ガス（Ｎ２）を供給する窒素ガス供給管４１と、過酸化水素水供給源からの過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を供給する過酸化水素水供給管４２とが接続されている。ソフトスプレーノズル３に高圧の窒素ガスと過酸化水素水とが同時に供給されると、ソフトスプレーノズル３内の液滴形成室（混合室）で窒素ガスと過酸化水素水とが混合されて、過酸化水素水の微細な液滴が形成され、この過酸化水素水の液滴が噴流となって、ソフトスプレーノズル３の先端から基板Ｓの表面に供給される。
【００２４】
窒素ガス供給管４１の途中部には、窒素ガス供給源側から順に、窒素ガスの温度を調節するための温度調節器４３と、ソフトスプレーノズル３への窒素ガスの供給を制御するための窒素ガス供給バルブ４４とが介装されている。温度調節器４３は、窒素ガス供給管４１を流通する窒素ガスの温度を室温程度に調節する。なお、この温度調節器４３は、上記窒素ガスの温度を室温〜約８０℃の間で調節可能である。
【００２５】
また、過酸化水素水供給管４２の途中部には、過酸化水素水供給源側から順に、過酸化水素水の温度を調節するための温度調節器４５と、ソフトスプレーノズル３への過酸化水素水の供給を制御するための過酸化水素水供給バルブ４６とが介装されている。温度調節器４５は、過酸化水素水供給管４２を流通する過酸化水素水の温度を約４０℃に調節する。なお、この温度調節器４５は、上記過酸化水素水の温度を室温〜約８０℃の間で調節可能である。
【００２６】
図２は、ソフトスプレーノズル３の構成例を示す断面図である。ソフトスプレーノズル３は、たとえば、いわゆる内部混合型の二流体スプレーノズルであって、内部に液滴形成室ＳＰ１を提供する液滴形成部３０１と、この液滴形成部３０１に接続された管形状の気体導入部３０２および液体導入部３０３とを有している。窒素ガス供給管４１および過酸化水素水供給管４２は、それぞれ気体導入部３０２の内部に形成された気体導入路３０２ａおよび液体導入部３０３の内部に形成された液体導入路３０３ａに接続されている。
【００２７】
液滴形成部３０１は、上面および円筒状の側面を有する接続部３０１ａと、この接続部３０１ａの下端に連なり、下方に向かうにつれて内径が小さく形成されたテーパ部３０１ｂと、このテーパ部３０１ｂの下端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部３０１ｃとで構成されている。接続部３０１ａの上面には、ほぼ中心に開口３０４が形成されており、気体導入部３０２は、その開口３０４に挿通されて、下半分程度の部分が液滴形成室ＳＰ１に突出した状態に設けられている。また、液体導入部３０３は、接続部３０１ａの側面に形成された接続口３０５に接続されていて、液体導入部３０３の内部に形成された液体導入路３０３ａは、接続口３０５を介して、接続部３０１ａの内面と気体導入部３０２の外面との間のリング状の空間ＳＰ２に連通している。
【００２８】
ソフトスプレーノズル３では、気体導入路３０２ａから供給される高圧の窒素ガスと、液体導入路３０３ａから空間ＳＰ２を介して供給される過酸化水素水とが、液滴形成室ＳＰ１において混合され、その結果、過酸化水素水の微細な液滴が形成されることになる。この液滴は、テーパ部３０１ｂで加速され、大きな流速を有する噴流となって、ストレート部３０１ｃの先端からスピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に供給される。
【００２９】
図３は、レジスト剥離処理について説明するための図である。このレジスト剥離装置におけるレジスト剥離処理は、たとえば、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置が、予め定められたプログラムに従って、回転駆動機構１３、旋回駆動機構３３および昇降駆動機構３４の動作を制御し、また、硫酸供給バルブ２３、窒素ガス供給バルブ４４および過酸化水素水供給バルブ４６の開閉を制御することにより達成される。
【００３０】
処理対象の基板Ｓがスピンチャック１に受け渡されると、まず、硫酸供給バルブ２３が開かれて、ノズル２から基板Ｓの表面の中央部に、温度調節器２２によって室温程度に温度調節された硫酸が供給される。このとき、回転駆動機構１３は動作しておらず、基板Ｓは静止されたままの状態である。したがって、基板Ｓの表面に供給された硫酸は、基板Ｓの表面に拡がり、その表面張力で基板Ｓ上に液膜となって溜められる（Ｈ２ＳＯ４パドル）。ここで、さらに硫酸の液膜が基板Ｓの表面上の略全域に渡ってかつ均一に広がって形成されるように、硫酸の供給途中から基板Ｓを回転させ始める。具体的には、基板Ｓの回転を停止させている状態で硫酸が基板Ｓの中央部に所定の量だけ供給された後、この硫酸の供給を継続しつつ、回転駆動機構１３が制御されて、スピンチャック１に保持されている基板Ｓをたとえば２００ｒｐｍの比較的低い回転速度まで徐々に増速させていく。  基板Ｓの表面に十分な量の硫酸が供給されて、基板Ｓの表面全域に硫酸の液膜が形成されると、硫酸供給バルブ２３が閉じられて、基板Ｓ上に硫酸の液膜を形成するためのＨ２ＳＯ４パドル（液盛り）工程が終了し、つづいて、Ｈ２Ｏ２ソフトスプレー工程が行われる。Ｈ２Ｏ２ソフトスプレー工程では、Ｈ２ＳＯ４パドル（液盛り）工程から継続して、基板Ｓが上記回転速度（２００ｒｐｍ）で回転されている。そして、揺動駆動機構３３および昇降駆動機構３４が制御されて、その回転中の基板Ｓの表面にソフトスプレーノズル３が近づけられる。その後、窒素ガス供給バルブ４４および過酸化水素水供給バルブ４６が開かれて、ソフトスプレーノズル３から、硫酸の液膜が形成されている基板Ｓの表面にほぼ４０℃の過酸化水素水の液滴の噴流が供給される。また、過酸化水素水の液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されている間、揺動駆動機構３３が制御されて、ソフトスプレーノズル３からの液滴の噴流が導かれる基板Ｓの表面上の供給位置が、基板Ｓの回転中心から基板Ｓの周縁部に至る範囲内を、円弧状の軌跡を描きつつ繰り返し移動（スキャン）させられる。スピンチャック１によって基板Ｓが回転される一方で、その基板Ｓの表面上を過酸化水素水の液滴の噴流がスキャンすることにより、基板Ｓの表面の全域に隈無く過酸化水素水の液滴の噴流を供給することができる。
【００３１】
硫酸の液膜が形成されている基板Ｓの表面にソフトスプレーノズル３から過酸化水素水の液滴の噴流が供給されることにより、その基板Ｓ上で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を含むレジスト剥離液が生成される。また、基板Ｓ上の硫酸の温度は室温程度で、ソフトスプレーノズル３から供給される過酸化水素水の温度は約４０℃であるが、硫酸と過酸化水素水との化学反応時に発生する反応生成熱によって、Ｈ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液の温度は、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜を良好に剥離することのできる温度（１００℃以上）に達する。
【００３２】
さらに、ソフトスプレーノズル３からの液滴の噴流は、大きな運動エネルギー（流速）を有しているので、この大きな運動エネルギーを有する液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されることにより、その供給位置に形成されているレジスト膜が物理的に剥離されていく。つまり、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜は、レジスト剥離液に含まれるＨ２ＳＯ５の酸化力およびソフトスプレーノズル３からの液滴の噴流が有する運動エネルギーによって、化学的および物理的に剥離されて除去される。
【００３３】
基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜を剥離するのに必要かつ十分な時間が経過すると、窒素ガス供給バルブ４４および過酸化水素水供給バルブ４６が閉じられる。これによりＨ２Ｏ２ソフトスプレー工程は終了であり、つづいて、基板Ｓの表面に残留しているレジスト剥離液を純水で洗い流すためのリンス工程が所定時間行われる。すなわち、回転駆動機構１３が制御されて、基板Ｓが所定の回転速度（たとえば、約１５００ｒｐｍ）で回転されつつ、その回転中の基板Ｓの表面に図示しない純水ノズルから純水が供給される。基板Ｓの表面に供給された純水は、基板Ｓの回転による遠心力を受けて、その供給位置から基板Ｓの周縁に向けて流れる。これにより、基板Ｓの表面の全域に純水が行き渡り、その純水によって基板Ｓの表面からレジスト剥離液が洗い流される。
【００３４】
リンス処理が終了すると、回転駆動機構１３が制御されて、スピンチャック１を予め定める乾燥時間だけ高速回転（たとえば、約３０００ｒｐｍ）させる。これにより、基板Ｓの表面から純水が遠心力で振り切られて、基板Ｓの表面が乾燥する。この乾燥処理の終了後は、スピンチャック１の回転が止められて、スピンチャック１から処理後の基板Ｓが搬出されていく。
以上のように、常温の硫酸の液膜が形成されている基板Ｓの表面に、約４０℃の過酸化水素水の液滴の噴流が供給されることにより、基板Ｓの表面上で１００℃以上のレジスト剥離液が生成され、このレジスト剥離液に含まれるＨ２ＳＯ５の高い酸化力によって、基板Ｓの表面に形成されている不要なレジスト膜が化学的に剥離される。また、過酸化水素水の液滴の噴流が有する運動エネルギーによって、基板Ｓの表面に形成されている不要なレジスト膜が物理的に剥離される。
【００３５】
したがって、この実施形態によれば、１００℃よりも低温に温度調節された硫酸および過酸化水素水を用いて、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜を良好に剥離することができる。
しかも、硫酸供給管２１を流通する硫酸の温度、窒素ガス供給管４１を流通する窒素ガスの温度および過酸化水素水供給管４２を流通する過酸化水素水の温度は、いずれも室温または約４０℃の比較的低温であるから、硫酸供給管２１、窒素ガス供給管４１および過酸化水素水供給管４２に、１００℃以上の高温に耐え得る耐熱性を持たせる必要がない。
【００３６】
また、硫酸と過酸化水素水との化学反応時に発生する反応生成熱によって、レジスト剥離液の温度を１００℃以上に昇温させているから、この実施形態に係るレジスト剥離装置はエネルギー効率性に優れているといえる。
なお、この実施形態では、基板Ｓの表面に硫酸の液膜を形成しておき、その硫酸の液膜が形成されている基板Ｓの表面に過酸化水素水の液滴の噴流を供給する構成を採用しているが、過酸化水素水供給管４２をノズル２に接続し、硫酸供給管２１をソフトスプレーノズル３に接続した構成に変更して、ノズル２から基板Ｓの表面に過酸化水素水を供給することにより、基板Ｓの表面に過酸化水素水の液膜を形成しておき、その過酸化水素水の液膜が形成されている基板Ｓの表面に、ソフトスプレーノズル３から硫酸の液滴の噴流を供給するようにしてもよい。
【００３７】
図４は、この発明の他の実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。この図４において、図１に示す各部に相当する部分には、図１の場合と同一の参照符号が付されている。
この実施形態に係るレジスト剥離装置では、ソフトスプレーノズル３から基板Ｓの表面に過酸化水素水の液滴の噴流が供給されるのと同時に、ソフトスプレーノズル３とは別に設けられた硫酸ソフトスプレーノズル５から基板Ｓの表面に硫酸の液滴の噴流が供給されることにより、基板Ｓの表面上でＨ２ＳＯ５を含むレジスト剥離液が生成されて、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜が化学的および物理的に剥離される。
【００３８】
すなわち、スピンチャック１の上方には、スピンチャック１に保持された基板Ｓの上面に硫酸の液滴の噴流を供給するための硫酸ソフトスプレーノズル５が設けられている。硫酸ソフトスプレーノズル５には、窒素ガス供給源からの高圧の窒素ガス（Ｎ２）を供給する窒素ガス供給管５１と、硫酸供給源からの硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を供給する硫酸供給管５２とが接続されている。硫酸ソフトスプレーノズル５に高圧の窒素ガスと硫酸とが同時に供給されると、硫酸ソフトスプレーノズル５内の液滴形成室で窒素ガスと硫酸とが混合されて、硫酸の微細な液滴が形成され、この硫酸の液滴が噴流となって、硫酸ソフトスプレーノズル５の先端から基板Ｓの表面に供給される。
【００３９】
窒素ガス供給管５１の途中部には、窒素ガス供給源側から順に、窒素ガスの温度を調節するための温度調節器５３と、硫酸ソフトスプレーノズル５への窒素ガスの供給を制御するための窒素ガス供給バルブ５４とが介装されている。温度調節器５３は、窒素ガス供給管５１を流通する窒素ガスの温度を室温程度に調節する。また、硫酸供給管５２の途中部には、硫酸供給源側から順に、硫酸の温度を調節するための温度調節器５５と、硫酸ソフトスプレーノズル５への硫酸の供給を制御するための硫酸供給バルブ５６とが介装されている。温度調節器５５は、硫酸供給管５２を流通する硫酸の温度を室温程度に調節する。
【００４０】
また、硫酸ソフトスプレーノズル５は、たとえば、ソフトスプレーノズル３が取り付けられているアーム３２にソフトスプレーノズル３と並列で取り付けられており、アーム３２の揺動に伴って、基板Ｓ上において、硫酸ソフトスプレーノズル５からの液滴の噴流の供給位置の描く軌跡が、ソフトスプレーノズル３からの液滴の噴流の供給位置が描く円弧状の軌跡に沿うようになっている。
なお、硫酸ソフトスプレーノズル５は、ソフトスプレーノズル３と同様な構成であるから、硫酸ソフトスプレーノズル５の具体的な構成についての説明は省略する。
【００４１】
この実施形態に係るレジスト剥離装置では、処理対象の基板Ｓがスピンチャック１に受け渡されると、回転駆動機構１３が制御されて、スピンチャック１に保持されている基板Ｓが所定の低回転速度で回転される。そして、揺動駆動機構３３および昇降駆動機構３４が制御されて、その回転中の基板Ｓの表面にソフトスプレーノズル３および硫酸ソフトスプレーノズル５が近づけられる。その後、窒素ガス供給バルブ４４，５４、過酸化水素水供給バルブ４６および硫酸供給バルブ５６が開かれて、ソフトスプレーノズル３から基板Ｓの表面に約４０℃の過酸化水素水の液滴の噴流が供給されるとともに、硫酸ソフトスプレーノズル５から基板Ｓの表面に常温の硫酸の液滴の噴流が供給される。また、過酸化水素水および硫酸の液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されている間、揺動駆動機構３３が制御されて、ソフトスプレーノズル３および硫酸ソフトスプレーノズル５からの液滴の噴流が導かれる基板Ｓの表面上の供給位置が、基板Ｓの回転中心から基板Ｓの周縁部に至る範囲内を、円弧状の軌跡を描きつつ繰り返し移動（スキャン）させられる。スピンチャック１によって基板Ｓが回転される一方で、その基板Ｓの表面上を過酸化水素水および硫酸の液滴の噴流がスキャンすることにより、基板Ｓの表面の全域に隈無く過酸化水素水および硫酸の液滴の噴流を供給することができる。
【００４２】
基板Ｓの表面に過酸化水素水および硫酸の液滴の噴流が供給されることにより、その基板Ｓ上で硫酸と過酸化水素水との化学反応が生じて、１００℃以上の温度を有するレジスト剥離液が生成される。また、ソフトスプレーノズル３および硫酸ソフトスプレーノズル５からの液滴の噴流は、大きな運動エネルギー（流速）を有しているので、この大きな運動エネルギーを有する液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されることにより、その供給位置に形成されているレジスト膜が物理的に剥離されていく。したがって、この実施形態に係るレジスト剥離装置においても、上記した第１の実施形態に係るレジスト剥離装置と同様な効果を達成することができる。
【００４３】
なお、この実施形態に係るレジスト剥離装置では、第１の実施形態に係るレジスト剥離装置のノズル２（図１参照）に相当するものは設けられておらず、基板Ｓの表面に硫酸または過酸化水素水を液盛りして液膜を形成するパドル工程は行われない。
図５は、この発明のさらに他の実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。この図５において、図１に示す各部に相当する部分には、図１の場合と同一の参照符号が付されている。
【００４４】
この実施形態に係るレジスト剥離装置は、スピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に、アーム３２の先端部に取り付けられた三流体ソフトスプレーノズル６からレジスト剥離液の液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されて、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜が化学的および物理的に剥離される構成になっている。
三流体ソフトスプレーノズル６は、図６に示すように、内部に液滴形成室ＳＰ１を提供する液滴形成部６０１と、この液滴形成部６０１に接続された管形状の気体導入部６０２、第１液体導入部６０３および第２液体導入部６０４とを有している。気体導入部６０２、第１液体導入部６０３および第２液体導入部６０４は、それぞれ窒素ガス供給管６１、硫酸供給管６２および過酸化水素水供給管６３が接続されている。
【００４５】
液滴形成部６０１は、上面および円筒状の側面を有する接続部６０１ａと、この接続部６０１ａの下端に連なり、下方に向かうにつれて内径が小さく形成されたテーパ部６０１ｂと、このテーパ部６０１ｂの下端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部６０１ｃとで構成されている。接続部６０１ａの上面には、ほぼ中心に開口６０５が形成されており、気体導入部６０２は、その開口６０４に挿通されて、下半分程度の部分が液滴形成室ＳＰ１に突出した状態に設けられている。また、第１液体導入部６０３は、接続部６０１ａの側面に形成された接続口６０６に接続されていて、第１液体導入部６０３の内部に形成された液体導入路６０３ａは、接続口６０６を介して、接続部６０１ａの内面と気体導入部６０２の外面との間のリング状の空間ＳＰ２に連通している。さらに、第２液体導入部６０４は、接続部６０１ａの側面において接続口６０６に対向する位置に形成された接続口６０７に接続されていて、第２液体導入部６０４の内部に形成された液体導入路６０４ａは、接続口６０７を介して、リング状の空間ＳＰ２に連通している。
【００４６】
三流体ソフトスプレーノズル６では、気体導入路６０２ａから供給される高圧の窒素ガスと、第１液体導入路６０３ａおよび第２液体導入路６０４ａから空間ＳＰ２を介して供給される硫酸および過酸化水素水とが、液滴形成室ＳＰ１において混合され、その結果、硫酸および過酸化水素水の混合液であるレジスト剥離液の微細な液滴が形成されることになる。この液滴は、テーパ部６０１ｂで加速され、大きな流速を有する噴流となって、ストレート部６０１ｃの先端からスピンチャック１に保持された基板Ｓの表面に供給される。
【００４７】
図５に戻って、窒素ガス供給管６１の途中部には、窒素ガス供給源側から順に、窒素ガスの温度を調節するための温度調節器６４と、三流体ソフトスプレーノズル６への窒素ガスの供給を制御するための窒素ガス供給バルブ６５とが介装されている。また、硫酸供給管６２の途中部には、硫酸供給源側から順に、硫酸の温度を調節するための温度調節器６６と、三流体ソフトスプレーノズル６への硫酸の供給を制御するための硫酸供給バルブ６７とが介装されている。さらに、過酸化水素水供給管６３の途中部には、過酸化水素水供給源側から順に、過酸化水素水の温度を調節するための温度調節器６８と、三流体ソフトスプレーノズル６への過酸化水素水の供給を制御するための過酸化水素水供給バルブ６９とが介装されている。温度調節器６４，６６，６８は、それぞれ窒素ガス、硫酸の温度を略室温に、過酸化水素水の温度を約４０℃に調節する。
【００４８】
この実施形態に係るレジスト剥離装置では、処理対象の基板Ｓがスピンチャック１に受け渡されると、回転駆動機構１３が制御されて、スピンチャック１に保持されている基板Ｓが所定の低回転速度（たとえば、約２００ｒｐｍ）で回転される。そして、揺動駆動機構３３および昇降駆動機構３４が制御されて、その回転中の基板Ｓの表面に三流体ソフトスプレーノズル６が近づけられる。その後、窒素ガス供給バルブ６５、硫酸供給バルブ６７および過酸化水素水供給バルブ６９が開かれて、三流体ソフトスプレーノズル６から基板Ｓの表面にレジスト剥離液の液滴の噴流が供給される。また、レジスト剥離液の液滴の噴流が基板Ｓの表面に供給されている間、揺動駆動機構３３が制御されて、三流体ソフトスプレーノズル６からの液滴の噴流が導かれる基板Ｓの表面上の供給位置が、基板Ｓの回転中心から基板Ｓの周縁部に至る範囲内を、円弧状の軌跡を描きつつ繰り返し移動（スキャン）させられる。スピンチャック１によって基板Ｓが回転される一方で、その基板Ｓの表面上をレジスト剥離液の液滴の噴流がスキャンすることにより、基板Ｓの表面の全域に隈無くレジスト剥離液の噴流を供給することができる。
【００４９】
室温程度または約４０℃に温度調節された硫酸および過酸化水素水が三流体ソフトスプレーノズル６内で混合される際に、硫酸と過酸化水素水との化学反応が生じて、三流体ソフトスプレーノズル６内には、１００℃以上の温度を有するレジスト剥離液の液滴が生成される。そして、基板Ｓには、その１００℃以上の温度を有するレジスト剥離液の液滴の噴流が三流体ソフトスプレーノズル６から供給される。したがって、この実施形態に係るレジスト剥離装置においても、基板Ｓの表面に形成されているレジスト膜を化学的および物理的に剥離することができ、第１および第２の実施形態に係るレジスト剥離装置と同様な効果を達成することができる。
【００５０】
なお、この実施形態に係るレジスト剥離装置においても、第１の実施形態に係るレジスト剥離装置のノズル２（図１参照）に相当するものは設けられておらず、基板Ｓの表面に硫酸または過酸化水素水を液盛りして液膜を形成するパドル工程は行われない。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、ソフトスプレーノズル３の構成例として、いわゆる内部混合型の二流体スプレーノズルを取り上げたが、ソフトスプレーノズル３（硫酸ソフトスプレーノズル５）は、図７に示すような外部混合型の二流体スプレーノズルであってもよい。外部混合型の二流体スプレーノズルは、下面に断面台形状の凹部７０１ａを有する本体部７０１と、この本体部７０１の中心軸線に沿って設けられた管状の気体導入部７０２と、本体部７０１の凹部７０１ａの周面を斜めに貫通して設けられた管状の液体導入部７０３とを有している。気体導入部７０２および液体導入部７０３には、それぞれ窒素ガス（Ｎ２）を供給するための窒素ガス供給管７０４および液体（Ｈ２Ｏ２またはＨ２ＳＯ４）を供給するための液体供給管７０５が接続されている。気体導入部７０２の下端は、本体部７０１の凹部７０１ａ内に達している。また、液体導入部７０３は、本体部７０１の中心軸線に近づくに従って下方に傾斜するように設けられている。この構成により、窒素ガス供給管７０４から気体導入部７０２に高圧の窒素ガスを供給するとともに、液体供給管７０５から液体導入部７０３に液体を供給すると、液体導入部７０３の先端から吐出される液体に高圧窒素ガスが衝突し、その結果、液滴の噴流が形成されて、この液滴の噴流が下方に向けて噴射される。
【００５１】
また、三流体ソフトスプレーノズル６として、いわゆる内部混合型の構成を例にとったが、外部混合型の構成が採用されてもよい。この場合、外部混合型の三流体ソフトスプレーノズルは、図７に示す外部混合型二流体スプレーノズルの構成において、たとえば、本体部７０１の中心軸線に関して液体導入部７０３と対象をなすように第２の液体導入部を設けて、液体導入部７０３に硫酸供給管を接続し、第２の液体導入部に過酸化水素水供給管を接続することにより構成することができる。
【００５２】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。
【図２】ソフトスプレーノズルの構成例を示す断面図である。
【図３】上記レジスト剥離装置におけるレジスト剥離処理について説明するための図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態に係るレジスト剥離装置の構成を図解的に示す図である。
【図６】三流体ソフトスプレーノズルの構成例を示す断面図である。
【図７】ソフトスプレーノズル（二流体スプレーノズル）の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１      スピンチャック
２      ノズル
３      ソフトスプレーノズル
５      硫酸ソフトスプレーノズル
６      三流体ソフトスプレーノズル
２１    硫酸供給管
４１    窒素ガス供給管
４２    過酸化水素水供給管
５１    窒素ガス供給管
５２    硫酸供給管
６１    窒素ガス供給管
６２    硫酸供給管
６３    過酸化水素水供給管
Ｓ      基板
【図１】
2004172493.tif 000003
【図２】
2004172493.tif 000004
【図３】
2004172493.tif 000005
【図４】
2004172493.tif 000006
【図５】
2004172493.tif 000007
【図６】
2004172493.tif 000008
【図７】
2004172493.tif 000009