(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を表面処理する処理部を備えた基板処理装置において、
前記処理部は、
基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、
前記基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段と
を備え、
前記基板液膜形成手段は、
処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、
前記処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、前記処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、
前記基板表面処理手段は、前記基板回転手段により前記処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記基板回転手段は、前記処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段を備え、
多数の貫通孔が形成された羽根部材が前記保持手段に設けられ、
基板を回転させるように前記保持手段を回転駆動することに伴って前記羽根部材を回転させて、前記羽根部材の回転作用によって前記処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理部は、気体としてのオゾンを前記基板表面処理手段に供給する経路にこのオゾンを昇温するための加熱手段
を備えてい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、
前記基板液膜形成手段から排出された処理液を前記基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させる循環手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させる処理液昇温手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理部は、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、
基板をオゾン雰囲気中で作用させる前記処理部の壁面を所定温度に昇温する壁面昇温手段
を備えてい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、半導体ウエハ、液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）をオゾンにより表面処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置としては、例えば、気体としてのオゾンを純水に溶解させたオゾン水を、オゾン水製造ユニットで製造して処理槽に供給し、この処理槽内のオゾン水中に基板としてのウエハを浸漬させてこのウエハにオゾン水処理を施し、ウエハ表面上のフォトレジスト（以下、適宜にレジストと呼ぶ）などの有機物を剥離させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来例装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、オゾン水製造ユニットで製造したオゾン水を処理槽に供給する場合には、オゾンの分解により、処理槽への供給ライン中にオゾン水の溶存オゾン濃度が低下し、オゾン水のユースポイントである処理槽では十分な溶存オゾン濃度が得られず、ウエハ表面上のレジストを剥離するレジスト剥離速度は遅く、スループットが低くなるという問題がある。
【０００４】
また、前述したようにウエハを処理槽内のオゾン水中に浸漬させて処理する場合、レジスト剥離速度を速くするためには、ウエハ表面のレジスト上の反応を支配している境膜を薄くする必要があり、そのためにウエハ近傍のオゾン水の流速を上げなければならない。そこで、供給される純水中にオゾンを溶解させてオゾン水を製造する溶解モジュールを使用し、この溶解モジュールに供給する純水の供給量を増加することで、ウエハ近傍の流速を上げることが考えられるが、この場合には、単位時間当たりの純水の供給量と溶存オゾン濃度とは相反する関係にあるため、純水の供給量を増加すると溶存オゾン濃度が低下することになる。その結果、レジスト剥離速度は遅く、スループットが低くなるという問題がある。
【０００５】
また、レジスト剥離速度を上げるためには、ウエハ温度を上げると効果的であるが、ウエハの温度のみを上げることはできず、オゾン水の温度も上げることになり、オゾン水の温度が上がるとこのオゾン水の溶存オゾン濃度が低下することになるため、ウエハ温度を上げて高濃度のオゾン水と反応させることはできない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、オゾンによる基板表面処理の反応速度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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
【０００８】
（削除）
【０００９】
（削除）
【００１０】
請求項１に記載の基板処理装置は、基板を表面処理する処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部は、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、前記基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段とを備え、前記基板液膜形成手段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、前記処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、前記処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、前記基板表面処理手段は、前記基板回転手段により前記処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行うことを特徴とするものである。
【００１２】
（削除）
【００１３】
（削除）
【００１４】
（削除）
【００１５】
また、請求項３に記載の基板処理装置は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記基板回転手段は、前記処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段を備え、多数の貫通孔が形成された羽根部材が前記保持手段に設けられ、基板を回転させるように前記保持手段を回転駆動することに伴って前記羽根部材を回転させて、前記羽根部材の回転作用によって前記処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理部は、気体としてのオゾンを前記基板表面処理手段に供給する経路にこのオゾンを昇温するための加熱手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項５に記載の基板処理装置は、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、前記基板液膜形成手段から排出された処理液を前記基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させる循環手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項６に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させる処理液昇温手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項７に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理部は、前記基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、前記基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項８に記載の基板処理装置は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、基板をオゾン雰囲気中で作用させる前記処理部の壁面を所定温度に昇温する壁面昇温手段を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
第１工程では、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する。第２工程では、第１工程により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板表面上に液膜を形成するので、この液膜の内部で基板表面の極めて薄い層流の部分である、基板表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、処理液の温度よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内に昇温させた気体としてのオゾンをこの基板に作用させているので、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が促進され、溶存オゾン濃度が高められる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。
【００２２】
（削除）
【００２３】
（削除）
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、基板液膜形成手段は、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する。基板表面処理手段は、基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板表面上に液膜を形成するので、この液膜の内部で基板表面の極めて薄い層流の部分である、基板表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、処理液の温度よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内に昇温させた気体としてのオゾンをこの基板に作用させているので、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が促進され、溶存オゾン濃度が高められる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。また、基板液膜形成手段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、この処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備えている。基板表面処理手段は、基板回転手段により処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する。したがって、基板の一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行っている。したがって、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とが同時に行われることによって、オゾンによる基板表面の処理時間を、基板上への液膜形成が完了した後にこの基板にオゾンを作用させる場合に比べて短縮できる。
【００２６】
（削除）
【００２７】
（削除）
【００２８】
（削除）
【００２９】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板回転手段は、処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段と、保持手段に設けられて、多数の貫通孔が形成された羽根部材とを備えている。基板回転手段は、基板を回転させるように保持手段を回転駆動することに伴って羽根部材を回転させて、この羽根部材の回転作用によって処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させる。したがって、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応が起こり、すなわち、基板が処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【００３０】
また、請求項４に記載の発明によれば、加熱手段は、気体としてのオゾンを昇温して基板表面処理手段に供給するので、基板に作用させる昇温したオゾンを好適に供給でき、昇温されたオゾンによって基板表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度が上がる。
【００３１】
また、請求項５に記載の発明によれば、循環手段は、基板液膜形成手段から排出された処理液を基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【００３２】
また、請求項６に記載の発明によれば、処理液昇温手段は、基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温する。したがって、昇温された処理液によって基板の温度を上昇させることができ、基板の昇温によってこの基板のオゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【００３３】
また、請求項７に記載の発明によれば、処理部は、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えている。したがって、基板上への液膜形成とオゾンによる表面処理とを大気圧よりも高い加圧下で行うことで、基板表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項８に記載の発明によれば、壁面昇温手段は、基板をオゾン雰囲気中で作用させる処理部におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温する。したがって、処理部に供給されたオゾンが、この処理部の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。以下に説明する本発明の実施例に係る基板処理装置は、表面上に処理液（例えば純水）による液膜を形成させたウエハなどの基板に、気体としてのオゾンＯ３（以下、適宜にオゾンガスと呼ぶ）を作用させて、この基板を表面処理するものである。
【００３６】
〈第１実施例〉
本発明の第１実施例に係る基板処理装置について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の第１実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す外観斜視図であり、図３は、本発明の第１実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す縦断面図であり、図４（ａ）は処理槽内の回転ドラムの概略側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示した回転ドラムの保持桿に設けられたフィンの概略正面図であり、図５は、本発明の第１実施例に係る基板処理装置の各動作の流れを説明するためのタイムチャートである。
【００３７】
この基板処理装置は、図１に示すように、大きく分けて、基板Ｗの表面に処理液としての純水を接触させて純水による液膜を形成するとともに、表面上に液膜が形成された基板Ｗに、純水よりも高い所定温度の気体としてのオゾン（オゾンガス）を作用させてこの基板Ｗを表面処理（例えば、基板Ｗの表面上のレジストなどの有機物を剥離させる処理）するための処理槽１と、この処理槽１に純水などの処理液や純水に所定の薬液を混合させた混合液などを供給するための液供給系２と、この処理槽１から処理液や混合液を排出する排液系３と、この処理槽１にオゾンガスを供給するためのオゾンガス供給系４と、この処理槽１からオゾンガスを排出する排気系５とを備えている。
【００３８】
なお、この基板処理装置は、上述したように、基板Ｗが収容された処理槽１にオゾンガスを供給して基板Ｗの表面上の有機物を剥離させる「第１処理」の他に、例えば、処理槽１に混合液を供給して混合液によって基板Ｗを混合液処理する「第２処理」や、混合液やオゾンなどによる基板Ｗの処理後に純水のみを処理槽１に供給して基板Ｗを洗浄処理する「第３処理」や、処理槽１に窒素ガスなどの不活性ガスを供給して基板Ｗを乾燥処理する「第４処理」などの機能を備えており、この第１〜第４処理などを所定の順に、あるいは、この第１〜第４処理などから選択された処理を適宜に実行できる装置である。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００３９】
液供給系２は、純水のみを処理槽１に供給したり、純水に所定の薬液を混合させた混合液を処理槽１に供給するものである。液供給系２は、純水供給源からの純水をインラインミキシングバルブ１１に導入するための純水導入管１２と、インラインミキシングバルブ１１からの純水や混合液などを処理槽１に導入するための共通導入管１３とを備えている。
【００４０】
なお、インラインミキシングバルブ１１は、純水に所定の薬液を混合させて混合液を生成し、この混合液を処理槽１へ供給するためのものである。インラインミキシングバルブ１１には、各薬液の供給管１５ａ〜１５ｄが接続されており、薬液のインラインミキシングバルブ１１への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁１６ａ〜１６ｄが、供給管１５ａ〜１５ｄに設けられている。純水導入管１２には、純水の処理槽１への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁１４と、与えられる空気圧（パイロット圧）に応じて二次側（インラインミキシングバルブ１１側）の純水の圧力を調整する圧力調整器１７とが備えられている。
【００４１】
オゾンガス供給系４は、後述の昇温された純水（最高沸点以下＝例えば１００℃以下）よりも高く、例えば２００℃以下の範囲内の所定温度にまでオゾンガスを昇温し、この昇温したオゾンガスを処理槽１に供給するものである。オゾンガス供給系４は、オゾンガス供給源からのオゾンガスをヒータ５１に導入するためのオゾンガス導入管５２と、このヒータ５１からのオゾンガスや後述する窒素ガス（Ｎ２）などを処理槽１に導入するための共通導入ガス管５３とを備えている。なお、ヒータ５１は、オゾンガスを昇温するためのものである。
【００４２】
オゾンガス導入管５２には、オゾンガスの処理槽１への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁５４が備えられている。また、窒素ガス供給源からの窒素ガスをヒータ５１に導入するための窒素ガス導入管５５が、オゾンガス導入管５２におけるヒータ５１と開閉弁５４との間に分岐接続されている。
【００４３】
窒素ガス導入管５５には、窒素ガスの処理槽１への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁５６が備えられている。例えば、基板Ｗの表面上のレジストを剥離除去しようとする場合は、オゾンガスの温度を、昇温された純水の温度（最高沸点以下＝例えば１００℃以下）よりも高く、２００℃以下の範囲内の所定温度に昇温することが好適である。なお、上述したヒータ５１が本発明における加熱手段に相当する。
【００４４】
処理槽１は、図１〜図３に示すように、槽内が空洞である円筒状に形成されたものであり、複数枚の基板Ｗを起立姿勢にして各基板Ｗ間の間隔を空けた状態で槽内に収納可能で、なおかつ、液供給系２からの純水や混合液などがその槽内に供給されるようになっており、液供給系２から処理槽１内に供給された純水中に基板Ｗを接触させて、その接触箇所を純水中から取り出すことで、この基板Ｗの表面上に純水による液膜を形成し、液膜が形成された基板Ｗにオゾンガスを作用させて、この基板Ｗに表面処理が施される。
【００４５】
処理槽１の底部には、図１〜図３に示すように、液供給系２の共通導入管１３に連通された液注入管２１が取り付けられている。液注入管２１は、内部が空洞である円筒形状のものであり、その両端部は閉塞されており、円弧状の側面に多数の液噴出孔２２が並設されており、これらの液噴出孔２２が並設されている箇所とは別の側面に液注入孔２３が形成されており、この液注入孔２３から導入される処理液としての純水や、あるいは純水に所定の薬液を混合させた混合液が各液噴出孔２２から処理槽１内へ噴出される。各液噴出孔２２が処理槽１内に臨むように液注入管２１は処理槽１に取り付けられ、液注入管２１の各液噴出孔２２から処理槽１内に純水などが供給される。
【００４６】
処理槽１の側部には、図１に示すように、処理槽１の底部の液注入管２１から槽内に供給された純水など（純水のみ、純水にオゾンガスが溶解した後述するオゾン水、あるいは、混合液などがある）を処理槽１内に所定量だけ収容するように、処理槽１内に供給された余分な純水などを処理槽１外に排出させるための処理液排出口２４が備えられている。この処理液排出口２４は、例えば、処理槽１の内部に起立姿勢で収納されて周方向（図１に矢印で示す方向ａ）に回転可能状態である基板Ｗの中心付近あるいはそれよりやや上方位置に純水などの液面が位置するように、処理槽１の側部に配置されている。この処理液排出口２４には、第１排出管２５が接続されている。
【００４７】
排液系３は、処理槽１からの余分の純水などを排出するための第１排出管２５の他に、処理槽１内に供給された純水などを全て排出するための第２排出管２６を備えている。この第２排出管２６には、処理槽１内の純水などの排出とその停止とを切り換えるための開閉弁２７が備えられている。
【００４８】
さらに、処理槽１の上部には、図１〜図３に示すように、オゾンガス供給系４の共通導入ガス管５３に連通されたガス注入管５７が取り付けられている。ガス注入管５７は、内部が空洞である円筒形状のものであり、その両端部は閉塞されており、円弧状の側面に多数のガス噴出孔５８が並設されており、これらのガス噴出孔５８が並設されている箇所とは別の側面にガス導入孔５９が形成されており、このガス導入孔５９から導入されるオゾンガスやあるいは窒素ガスがガス噴出孔５８から噴出される。各ガス噴出孔５８が処理槽１内に臨むようにガス注入管５７は処理槽１に取り付けられ、ガス注入管５７の各ガス噴出孔５８から処理槽１内にオゾンガスなどが供給される。
【００４９】
排気系５は、処理槽１内のオゾンガスや窒素ガスを排出するためのガス排出管６１を備えている。このガス排出管６１には、処理槽１内のオゾンガスや窒素ガスの排出とその停止とを切り換えるための開閉弁６２が備えられている。
【００５０】
また、処理槽１には、複数枚の基板Ｗを起立姿勢にして各基板Ｗ間の間隔を空けて並べた状態で処理槽１内に収納保持し（図２参照）、なおかつ、保持されたこれらの基板Ｗをこの基板Ｗの周方向（図１に矢印で示す方向ａ）に回転させる基板回転保持機構３１が備えられている。
【００５１】
基板回転保持機構３１は、図３に示すように、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で各基板Ｗ間の間隔を空けて並べた状態で保持するための回転ドラム３２を備えている。この回転ドラム３２は、水平方向（円筒形状の処理槽１の中心軸方向）に向く回転軸３３により回転可能に支持されている。回転ドラム３２は、一対の回転板３４が複数本（例えば、３本）の保持桿３５により連結されている。また、複数本の保持桿３５のうちの１つの保持桿３５ａが基板Ｗの処理槽１内への搬入出のために回動可能となっている。
【００５２】
処理槽１の側方には、ベルト３６を介して回転軸３３を回転させるためのモータ３７と、保持桿３５ａを回動させる操作軸３８を駆動する保持駆動源３９とを備えた回転駆動部４０が設けられている。回転軸３３は、対向する処理槽１の側壁に設けられた軸受４１により回転自在に支持されている。軸受４１による回転軸３３の支持箇所は、ラビリンスパッキン４２により、液及びガスの漏れがないように処理槽１内部と外部とが完全に隔離されている。なお、回転ドラム３２は、モータ３７により、例えば３０ｒｐｍ程度で回転する。すなわち、複数枚の基板Ｗは、その周方向（図１に矢印で示す方向ａ）に３０ｒｐｍ程度で回転することになる。なお、上述した基板回転保持機構３１が本発明における基板回転手段に相当し、回転ドラム３２が本発明における保持手段に相当する。
【００５３】
さらに、回転ドラム３２の各保持桿３５，３５ａには、図３，４に示すように、多数の貫通孔６が形成された羽根部材としてのフィン７が備えられている。このフィン７は、例えば、多数の貫通孔６が形成された平板形状の板部材のものであり、回転ドラム３２の外側に向かって放射状に垂設されている。基板回転保持機構３１は、基板Ｗを方向ａに回転させるように回転ドラム３２を回転駆動することに伴ってフィン７を同一の方向ａに回転させて、このフィン７の回転作用によって処理槽１内の純水中にオゾンを溶解させる。なお、このフィン７は、回転作用によって純水にオゾンを溶解させるものであれば種々の形態のものを採用できる。例えば、このフィン７の形状は平板に限定されるものではなく曲板や種々の形状のものを採用したり、フィン７の多数の貫通孔６として網の目ような格子状の隙間の部分を採用したり、フィン７を回転ドラム３２の回転軸周りの方向に傾斜させて各保持桿３５，３５ａに取り付けても良い。
【００５４】
さらに、この基板処理装置には、図１に示すように、循環系７１が備えられている。この循環系７１は、処理槽１から排出された処理液（純水のみ、処理槽１内でのオゾンガス処理によってこのオゾンガスが純水に溶解して生成されるオゾン水）あるいは混合液を、再び処理槽１内に戻して基板Ｗのレジスト剥離処理に再利用するための流路であり、一端が第１排出管２５に接続されて他端が共通導入管１３に接続された処理液再供給管７２を備えている。
【００５５】
この処理液再供給管７２は、処理槽１から排出された処理液（純水あるいはオゾン水）を再び処理槽１内に戻すためのポンプ７３と、処理槽１からの処理液を所定の温度（最高沸点以下の温度＝例えば、１００℃以下）に昇温する例えばインラインヒータのような処理液昇温部７４と、処理槽１から排出された処理液中の不純物を濾過するためのフィルタ７５と、昇温されて不純物除去された処理液の処理槽１への供給とその停止とを切り換えるための開閉弁７６とを備えている。なお、上述した循環系７１が本発明における循環手段に相当し、上述した処理液昇温部７４が本発明における処理液昇温手段に相当する。
【００５６】
このように、図１，３に示すように、処理槽１は、純水が供給されて所定量の純水を収容しており、基板回転保持機構３１は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で保持する回転ドラム３２を、周方向（図１に矢印で示す方向ａ）に回転させることで、処理槽１内の純水中に基板Ｗの一部を浸漬させた状態で基板Ｗを回転させ、基板Ｗの純水浸漬箇所を変更させて、基板Ｗの全面にわたって純水の液膜を形成する。このことから、処理槽１と液供給系２と基板回転保持機構３１とにおける、基板Ｗを処理槽１内の純水中に接触させてから取り出すことで基板Ｗの表面上に純水による液膜を形成するための機能構成部分が、本発明における基板液膜形成手段に相当する。また、オゾンガス供給系４は、昇温された純水（最高沸点以下＝例えば１００℃以下）よりも高く、例えば２００℃以下の範囲内の所定温度にまでオゾンガスを昇温して、この昇温したオゾンガスを処理槽１に供給し、処理槽１は純水の液膜が形成された基板Ｗに、上記の昇温したオゾンガスを作用させることから、処理槽１とオゾンガス供給系４とが本発明における基板表面処理手段に相当する。なお、上述した処理槽１と液供給系２とオゾンガス供給系４と基板回転保持機構３１とを含めたものが本発明における処理部に相当する。
【００５７】
また、上述した液供給系２のうちの純水導入管１２や開閉弁１４などの純水供給ラインと、共用に係る共通導入管１３や処理槽１などと、排液系３とによって、オゾンガスや混合液などにより処理された基板Ｗに対して純水（洗浄液）を供給して基板Ｗの表面を水洗（洗浄）処理するための洗浄処理部が構成されている。
【００５８】
次に上記のように構成された基板処理装置の基板処理動作について、図５のタイムチャートを参照しながら説明する。
【００５９】
まず、処理槽１のカバー（図示省略）を開けた状態にして、オゾンガスによるレジスト剥離処理をしようとする複数の基板Ｗを、処理槽１内にセットする（図５に示す時刻ｔ１でセット完了）。具体的には、図３に示すように、保持駆動源３９は、操作軸３８を駆動し、この操作軸３８の駆動により１つの保持桿３５ａが回動されて退避され、基板Ｗが処理槽１内へ搬入される。例えば基板搬入ロボット（図示省略）などにより、起立姿勢で各基板Ｗ間の間隔を空けた状態にある複数の基板Ｗを、処理槽１の内部の回転ドラム３２に収容する。回転ドラム３２に複数の基板Ｗが収容保持されると、処理槽１のカバー（図示省略）を閉じた状態にする（図５に示す時刻ｔ２でカバー閉完了）。
【００６０】
次に、時刻ｔ２にて基板Ｗの回転を開始する。具体的には、図３に示すように、モータ３７を回転させることで回転軸３３が回転し、回転軸３３の回転に伴って回転ドラム３２が回転する。回転ドラム３２は、例えば３０ｒｐｍ程度で回転する。すなわち、複数枚の基板Ｗは、その周方向（図１に矢印で示す方向ａ）に３０ｒｐｍ程度で回転することになる。また、回転ドラム３２の回転と同時に、すなわち、時刻ｔ２にて、液供給系２による処理槽１内への純水の供給も開始される。具体的には、純水導入管１２の開閉弁１４を開いて、純水供給源からの純水をインラインミキシングバルブ１１に供給して、共通導入管１３と液注入管２１と介して処理槽１内に供給される。なおこの時点における、処理槽１内に供給される純水の温度は、例えば、常温（２５℃程度）である。
【００６１】
次に、処理槽１内に所定量の純水が供給され、処理槽１内に供給された余分な純水が処理液排出口２４から槽外に排出される。そして、図５に示すように純水定量レベルに到達する（時刻ｔ３）と、処理液再供給管７２の開閉弁７６を開き、循環系７１のポンプ７３を動作させて、処理槽１の処理液排出口２４から排出された純水を、処理液再供給管７２を介して再び処理槽１に供給させるように循環させるとともに、処理液昇温部７４による純水の昇温を開始する。処理液昇温部７４による昇温により、純水の温度は、常温（例えば２５℃）よりも高く、最高沸点以下（例えば１００℃以下）の範囲内の所定温度（例えば１００℃を僅かに下回る程度）にまで昇温される。
【００６２】
さらに、この純水定量レベルに到達時（図５に示す時刻ｔ３）には、オゾンガス供給系４による、純水よりも高い所定温度に昇温させたオゾンガスの処理槽１内への供給も開始される。ヒータ５１による昇温により、オゾンガスは、昇温された純水（例えば１００℃を僅かに下回る程度）よりも高く、例えば２００℃以下の範囲内の所定温度にまで昇温される。なお、上述の純水定量レベルへの到達および基板Ｗの回転によって、基板Ｗの表面上における液面から取り出された箇所には純水による液膜が形成されており、このように液膜が形成された基板Ｗに対して、オゾンガスによる基板Ｗのレジスト剥離処理が開始されることになる。
【００６３】
すなわち、基板Ｗの表面上に純水を接触させて純水による液膜を形成する第１工程と、この第１工程により表面上に液膜が形成された基板Ｗに、純水よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Ｗを表面処理する第２工程とが同時に行われることになる。具体的には、図１，図３に示すように、基板Ｗは、その下半分が液面下にあって、この液中に下半分が浸漬された状態で方向ａに回転しており、基板Ｗの液面下の浸漬箇所が基板Ｗの回転によって液中から取り出されることになり、この基板Ｗの上半分には液膜が形成される第１工程が行われており、さらに、この第１工程が行われている状態でオゾンガスが供給されているので、この液膜が形成された基板Ｗの上半分に対して、純水よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Ｗを表面処理する第２工程が行われている。
【００６４】
ここで、液膜が形成された基板Ｗの上半分に対してオゾンガスを作用させることについて、図６を用いて説明する。図６（ａ）は基板Ｗの液面から出た直後のその箇所の表面形状を示す模式図であり、図６（ｂ）は基板Ｗの回転によって（ａ）に示した箇所が液面から離れた時点でのその箇所の表面形状を示す模式図であり、図６（ｃ）は（ａ）に示した箇所が液面下に入る直前のその箇所の表面形状を示す模式図である。
【００６５】
図６（ａ）に示すように、基板Ｗの液面から出た直後のその箇所の表面形状は、例えば、基板Ｗの表面上のレジストＲ上に、処理液（純水あるいは後述のオゾン水）からなる液膜ＬＦが形成されている。そして、この液膜ＬＦが形成された基板Ｗに対して、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを供給することで、蒸発により液膜ＬＦを薄くさせながらこの液膜ＬＦ中にオゾンガスを溶解させることができ、レジストＲとの反応が起こる界面へのオゾンガスの移動が容易となり効率的に反応させることができる。例えば、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗの回転によって図６（ａ）に示した箇所が液面から離れた時点でのその箇所の表面形状は、次のようになっている。図６（ｂ）に示した液膜ＬＦは、図６（ａ）の液膜ＬＦよりも薄くなっており、図６（ｂ）に示したレジストＲは、液膜ＬＦの溶解したオゾンによって剥離されて、図６（ａ）のレジストＲよりも薄くなっている。
【００６６】
さらに、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）に示した箇所が液面下に入る直前のその箇所の表面形状は、次のようになっている。図６（ｃ）に示した液膜ＬＦは、図６（ｂ）の液膜ＬＦよりもさらに薄くなっており、図６（ｃ）に示したレジストＲは、液膜ＬＦの溶解したオゾンによってさらに剥離されて、図６（ｂ）のレジストＲよりもさらに薄くなっている。
【００６７】
ところで、オゾンガス供給系４による処理槽１へのオゾンガスの供給は、基板Ｗの全面にわたって十分にレジストが剥離処理されるように、基板Ｗの処理レートに合わせて設定されたオゾンガス供給時間の間だけ行われる。また、図５に示すように、オゾンガス供給系４による処理槽１へのオゾンガスの供給が行われている間は、基板Ｗの回転と、処理槽１内への処理液（循環開始時は純水であるが、その後の時間経過に従ってオゾン水となる）の循環および昇温との両方ともが継続して行われる。上述したように図３に示した回転ドラム３２は、処理槽１内の純水中に約半分が浸漬した状態で回転駆動され、この回転ドラム３２には、多数の貫通孔６を有するフィン７が備えられている。
【００６８】
回転ドラム３２の回転に伴ってこのフィン７もこの回転ドラム３２と同一方向（方向ａ）に回転することから、この回転作用によってオゾンガスが積極的に純水中に溶解させられるようになっている。したがって、循環開始時は、循環系７１により純水が処理槽１に循環されることになるが、その開始時以降は、処理槽１内に供給されたオゾンガスを処理槽１内の純水中に積極的に溶解させてオゾン水を生成するようにしていることから、循環系７１によりオゾン水が処理槽１に循環されることになる。その結果、オゾン水への浸漬中においてもオゾン水中のオゾンとの反応が起こり、基板Ｗがオゾン水に浸漬している箇所もこのオゾン水中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。このように、処理槽１内に供給されるオゾンガスは、基板Ｗの表面上の液膜中および昇温された純水中にも溶解し、レジストの反応が、液面から引き上げられた基板Ｗの浸漬以外の箇所と、昇温された純水中にオゾンガスが溶解されることで生成されたオゾン水中への基板Ｗの浸漬箇所との両方で起こる。
【００６９】
また、昇温されたオゾン水を処理槽１に供給することで、この昇温されたオゾン水を基板Ｗに接触させて基板Ｗの温度を昇温させることができ、基板Ｗの昇温によりオゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上できる。
【００７０】
オゾンガス供給系４によるオゾンガス供給が上述の設定されたオゾンガス供給時間の間だけ行われると、オゾンガス供給系４によるオゾンガス供給を停止し（図５に示す時刻ｔ４）、処理槽１内のオゾンガスおよび処理液（オゾン水）を槽外に排出するために、処理槽１内への窒素ガスの供給を開始するとともに、処理槽１内への純水の供給を開始して純水による洗浄（水洗）処理を行う。具体的には、オゾンガス導入管５２の開閉弁５４を閉じてオゾンガス供給源からのオゾンガスの処理槽１への供給を停止し、窒素ガス導入管５５の開閉弁５４を開いて、窒素ガス供給源からの窒素ガスを処理槽１内に導入して、この処理槽１内からオゾンガスを排出する。なお、基板Ｗの回転は継続して行われている。
【００７１】
なおこのとき、ヒータ５１によって昇温させた窒素ガスを処理槽１内に供給するようにしても良いが、ここでは、例えばヒータ５１の昇温動作を停止させており、処理槽１への窒素ガスの昇温は行わないこととしている。この処理槽１内への窒素ガスの供給とともに、以下のような純水供給を行う。循環系７１による循環を停止させ、純水導入管１２の開閉弁１４を開いてインラインミキシングバルブ１１への純水の供給を開始し、第２排出管２６の開閉弁２７を開いて処理槽１内のオゾン水を処理槽１外に廃液しながら処理槽１内に純水を供給することで、処理槽１内をオゾン水から純水に置換して、基板Ｗの表面を純水によって水洗処理する。
【００７２】
そして、基板Ｗの洗浄が終了すると、基板Ｗの回転を停止し（図５に示す時刻ｔ５）、純水導入管１２の開閉弁１４を閉じて処理槽１内への純水の供給を停止し、開閉弁２７は開かれたままなので処理槽１内の純水は廃液される。純水の廃液の際には、基板Ｗの回転を停止させているので、純水が四方に飛散することがなく、廃液が円滑に行われる。処理槽１内の純水の廃液が終了すると、処理槽１のカバー（図示省略）を開けた状態にして、処理済みの複数の基板Ｗを処理槽１内から搬出して（図５に示す時刻ｔ６にて搬出完了）、次工程に搬送する。具体的には、図３に示した保持駆動源３９は、操作軸３８を駆動し、この操作軸３８の駆動により１つの保持桿３５ａが回動されて退避され、基板Ｗの処理槽１からの搬出が可能になる。基板搬出ロボット（図示省略）により、処理済みの複数の基板Ｗを、起立姿勢で各基板Ｗ間の間隔を空けた状態で、処理槽１の内部の回転ドラム３２から搬出して、次工程に搬送する。なお、上記の洗浄処理後であって基板Ｗの搬出の前に、純水の供給を停止して純水を槽外に排出した状態で、処理槽１内の回転中の基板Ｗに対して窒素ガスのみを供給するようにして、基板Ｗをスピン乾燥させるようにしても良い。
【００７３】
以上説明した第１実施例に係る基板処理装置によれば、基板Ｗの表面上に処理液（純水あるいはオゾン水）を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段（処理槽１の一部と液供給系２と基板回転保持機構３１とを備える）と、この基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板Ｗに、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Ｗを表面処理する基板表面処理手段（処理槽１の一部とオゾンガス供給系４とを備える）とを備えているので、第１，第２工程を行うことができ、基板Ｗの表面上に純水あるいはオゾン水による液膜を形成することで、この液膜の内部で基板Ｗの表面の極めて薄い層流の部分である、基板Ｗの表面のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を薄くする制御ができ、処理液の温度よりも高い所定温度に昇温させたオゾンガスをこの基板Ｗに作用させていることで、基板Ｗの表面の境膜へのオゾンの溶解を促進することができ、溶存オゾン濃度を高めることができる。
【００７４】
また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができ、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。
【００７５】
また、基板Ｗ上への液膜形成と、基板Ｗへのオゾンガスの作用とを処理槽１内で同時に行えるようにしているので、第１，第２工程を同時に行うことができ、基板Ｗ上への液膜形成が完了した後にこの基板Ｗにオゾンを作用させる場合に比べて、オゾンによる基板Ｗの表面の処理時間をさらに短縮でき、さらに高スループットを図ることができる。
【００７６】
また、基板Ｗを処理液に浸漬させてから処理液から取り出すことで、基板Ｗの表面上に液膜を形成するので、基板Ｗの表面上に好適に液膜を形成できる。
【００７７】
また、処理槽１は、基板Ｗの一部分に処理液を接触させた状態でこの基板Ｗを回転させて、基板Ｗの処理液接触箇所を回転とともに変更させることで、基板Ｗの全面にわたって液膜を形成し、液膜が形成されて回転される基板Ｗに、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Ｗを表面処理するように構成されているので、基板Ｗ上への液膜形成とこの基板Ｗへのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板Ｗの表面の処理時間を短縮できる。
【００７８】
具体的には、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽１と、基板Ｗの処理液浸漬箇所を変更させて、基板Ｗの全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽１内の処理液中に基板Ｗの一部を浸漬させた状態で基板Ｗを回転させる基板回転保持機構３１とを備え、この処理槽１は、基板回転保持機構３１により処理槽１内で回転される基板Ｗのうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度のオゾンガスを作用させてこの基板Ｗを表面処理するので、基板Ｗの一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板Ｗ上への液膜形成とこの基板Ｗへのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【００７９】
また、処理槽１内において基板Ｗを所定の姿勢状態に保持する回転ドラム３２と、この回転ドラム３２に設けられて、多数の貫通孔６が形成されたフィン７とを備え、基板回転保持機構３１は、基板Ｗを回転させるように回転ドラム３２を回転駆動することに伴ってフィン７を回転させて、このフィン７の回転作用によって処理槽１内の処理液中にオゾンを溶解させるので、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応を起すことができ、基板Ｗが処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上させることができる。
【００８０】
また、ヒータ５１により、オゾンガスを昇温してガス導入管５７の各ガス噴出孔５８から処理槽１に供給するので、基板Ｗに作用させる昇温したオゾンガスを好適に供給でき、昇温されたオゾンガスによって基板Ｗの表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板Ｗの表面処理の反応速度を上げることができる。
【００８１】
また、循環系７１は、処理槽１から排出された処理液を処理槽１に戻して基板Ｗの表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【００８２】
また、処理液昇温部７４は、処理液を所定の温度に昇温させて処理槽１に供給するので、昇温された処理液によって基板Ｗの温度を上昇させることができ、基板Ｗの昇温によってこの基板Ｗのオゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【００８３】
〈第２実施例〉
次に、本発明の第２実施例に係る基板処理装置について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第２実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の第２実施例に係る基板処理装置は、図７に示す加圧部８１以外については、上述した第１実施例と同じ構成であり、上述した第１実施例と同じ構成のものには同符号を付している。なお、この第２実施例では、加圧部８１以外についての構成の詳細な説明は省略する。
【００８４】
図７に示すように、加圧部８１は、処理槽１内における、基板Ｗ上への液膜形成と基板Ｗへのオゾンガスの作用とを、大気圧（＝０．１メガパスカル〔ＭＰａ〕）よりも高い所定の加圧下（最大オゾンガス圧までの加圧下）で処理を行うためのものであり、前述の第１実施例の排気系５の開閉弁６２に替えて、処理槽１内の圧力を調整するための圧力調整バルブ８２を設けている。この加圧部８１は、オゾンガス供給系４による処理槽１内へのオゾンガス供給時に圧力調整バルブ８２からの排気量を絞るようにすることで、処理槽１内の圧力を、大気圧よりも高い最大オゾンガス圧（例えば、０．３メガパスカル〔ＭＰａ〕や０．５メガパスカル〔ＭＰａ〕などのガス圧）にすることができる。なお、この加圧部８１による加圧は、例えば、図５に示すタイムチャートにおける時刻ｔ３〜ｔ４までの間において行われる。なお、上述した加圧部８１が本発明における加圧手段に相当する。
【００８５】
以上説明した第２実施例に係る基板処理装置によれば、処理槽１内における、基板Ｗ上への液膜形成および基板Ｗへのオゾンガスの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧部８１を備えているので、基板Ｗ上への液膜形成とオゾンによる表面処理とを大気圧よりも高い加圧下で行うことができ、溶存オゾン濃度や純水等の溶液の沸点を上げることができ、基板Ｗの表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができる。
【００８６】
〈第３実施例〉
次に、本発明の第３実施例に係る基板処理装置について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の第３実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の第３実施例に係る基板処理装置は、図８に示す処理槽壁面昇温部９１を設けている以外については、上述した第１実施例と同じ構成であり、上述した第１実施例と同じ構成のものには同符号を付している。なお、この第３実施例では、処理槽壁面昇温部９１以外についての構成の詳細な説明は省略する。
【００８７】
図８に示すように、処理槽壁面昇温部９１は、基板Ｗをオゾン雰囲気中で作用させる処理槽１におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温するものであり、例えば処理槽１の上半分側に設けられている。この処理槽壁面昇温部９１は、処理槽１の上半分側の円弧状の側壁に、水平方向（円筒形状の処理槽１の中心軸方向）に向くように複数本（例えば１０本）並設されたハロゲンランプ９２を備えている。これらのハロゲンランプ９２は、処理槽１の上半分側の円弧状の側壁に対して光を照射し、処理槽１におけるオゾンの接触する壁面を、光照射によって所定温度に昇温する。なお、これらのハロゲンランプ９２による処理槽１の上述の壁面の昇温は、例えば、第１実施例で説明した図５に示すタイムチャートにおける時刻ｔ２〜ｔ４までの間において行われる。この第３実施例では、処理槽壁面昇温部９１として、ハロゲンランプ９２を採用しているが、ヒータなどを採用しても良い。なお、上述した処理槽壁面昇温部９１が本発明における壁面昇温手段に相当する。
【００８８】
以上説明した第３実施例に係る基板処理装置によれば、、基板Ｗをオゾン雰囲気中で作用させる処理槽１におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温する処理槽壁面昇温部９１を備えているので、処理槽１に供給されたオゾンが、この処理槽１の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板Ｗの表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【００８９】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
＜変形例＞
（１）上述した各実施例では、処理槽１に純水を供給することで基板Ｗの表面に純水による液膜を形成し、この液膜が形成された基板Ｗにオゾンガスを作用させて基板Ｗを表面処理しているが、処理槽１に供給する純水に、ｐＨ（水素イオン指数）を下げる溶液（例えば塩酸や酢酸など）を添加して、純水のｐＨを下げることで、純水へのオゾンの溶解度を上げるようにしても良い。
【００９０】
（２）上述した各実施例では、オゾンガスによる基板Ｗの表面処理に際して、昇温させた処理液（純水あるいはオゾン水）を処理槽１に供給して、基板Ｗの昇温を図っているが、処理液を昇温せずに、例えば常温：２５℃程度の処理液を処理槽１に供給しても良い。この場合は、基板Ｗの温度を昇温させることによる反応速度の向上という効果が得られない以外は、前述の各実施例と同様の効果を有する。
【００９１】
（３）上述した各実施例では、１個のガス注入管５７により処理槽１内にオゾンガスを供給するようにしているが、複数個のガス注入管５７を処理槽１の上部に配設し、これらのガス注入管５７により処理槽１内にオゾンガスを供給するようにしても良い。また、１個の液注入管２１により処理槽１内に処理液（純水など）を供給するようにしているが、複数個の液注入管２１を処理槽１の底部に配設し、これらの液注入管２１により処理槽１内に処理液を供給するようにしても良い。
【００９２】
（４）上述した各実施例では、循環系７１を用いることで処理槽１から排出された処理液を再び処理槽１に供給することで処理液を再利用するようにしているが、特に必要なければこの循環系７１を設けなくても良い。
【００９３】
（５）上述した各実施例では、第１工程と第２工程とを同時に行っているが、第１工程後に第２工程を行う、あるいは、第１工程後に第２工程を行うことを所定回数にわたって繰り返し行うようにしても良い。第１工程後に第２工程を行う構成としては次のようなものがある。例えば、図９に示すように、処理槽１内の真空チャック部１０１で基板Ｗを水平姿勢で保持し、処理液（純水など）を吐出するノズル１０２を例えば水平移動させて、基板Ｗの表面に処理液（純水など）を所定時間の間だけ供給して基板Ｗの表面に処理液による液膜を形成し、その後に、オゾンガス供給系４のガス注入管５７により、液膜の形成された基板Ｗにオゾンガスを供給するようにしても良い。この動作を所定回数にわたって繰り返し行うようにしても良い。なお、真空チャック部１０１内に設けられたヒータ部１０３により基板Ｗの裏面を加熱して昇温することがさらに好ましい。なお、上記では、真空チャック部１０１を非回転とし、ノズル１０２を水平移動させているが、ノズル１０２を位置固定とし、ノズル１０２から処理液を基板Ｗに吐出し、真空チャック部１０１を図９に１点鎖線で示すように回転させることで、基板Ｗの表面に処理液による液膜を形成するようにしても良い。
【００９４】
（６）上述した各実施例では、処理槽１を、回転中の基板Ｗの一部を処理液（純水など）に浸漬する方式のものとしているが、ノズルなどにより、回転中の基板Ｗに対して処理液（純水など）を供給することで、基板Ｗの表面に液膜を形成しながら、液膜が形成された基板Ｗにオゾンガスを供給するシャワー方式（非浸漬方式）のものとしても良い。なお、ノズルから供給される純水などの処理液は、所定温度に昇温された処理液として基板Ｗに供給して基板Ｗを昇温させるようにする方が好ましい。
【００９５】
（７）上述した実施例では、基板Ｗをオゾン水のみにより表面処理しているが、レジスト等の有機物に対して反応速度の大きいＯＨラジカルなどの活性種を発生させるために、例えばインライミキシングバルブ１１で所望の薬液（例えば、過酸化水素水など）をオゾン水に混合させて添加させたり、メガソニック（超音波）照射、ＵＶ（紫外線）照射、放射線照射などをオゾン水に付加させても良い。
【００９６】
（８）上述した実施例において、オゾン水の半減期を長くするために、ｐＨの小さい酸（塩酸、フッ酸等）などの薬液や、ＯＨラジカルのスカベンジャー（消費物質）としての炭酸イオン（ＣＯ３２−），重炭酸イオン（ＨＣＯ３２−）になる炭酸やカルボン酸などの薬液を、インライミキシングバルブ１１でオゾン水に添加するようにしても良い。
【００９７】
（９）上述した実施例では、処理槽１を複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ処理のものとしているが、処理槽１を基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉処理のものとする場合にも適用できる。
【００９８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、基板の表面上に処理液を接触させて液膜を形成する基板液膜形成手段と、この基板液膜形成手段により表面上に液膜が形成された基板に、処理液よりも高い所定温度範囲内としての１００℃よりも高く２００℃以下の範囲内の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理する基板表面処理手段とを備えているので、基板のレジストなどの有機物との反応を支配する境膜を、薄くする制御が可能となり、基板表面の境膜へのオゾンの溶解を促進させることができ、溶存オゾン濃度を高めることができる。また、処理液よりも高く加熱されたオゾンにより液膜に熱が与えられることで、処理液を蒸発させて境膜をさらに薄くでき、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができる。その結果、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。また、基板液膜形成手段は、処理液が供給されて所定量の処理液を収容する処理槽と、処理槽内において基板を起立姿勢にして保持しつつ、基板の処理液浸漬箇所を変更させて、基板全面にわたって液膜を形成させるように、処理槽内の処理液中に基板の一部を浸漬させた状態で基板を回転させる基板回転手段とを備え、基板表面処理手段は、基板回転手段により処理槽内で回転される基板のうちの処理液浸漬箇所以外の箇所に、処理液よりも高い所定温度の気体としてのオゾンを作用させてこの基板を表面処理するので、基板の一部を処理液中に浸漬するタイプのものであっても、基板上への液膜形成とこの基板へのオゾンの作用とを同時に行う構成を実現でき、オゾンによる基板表面の処理時間を短縮できる。
【００９９】
（削除）
【０１００】
（削除）
【０１０１】
（削除）
【０１０２】
また、請求項２に記載の発明によれば、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを同時に行っているので、オゾンによる基板表面の処理時間を、基板上への液膜形成が完了した後にこの基板にオゾンを作用させる場合に比べて短縮することができ、さらに高スループットを図ることができる。
【０１０３】
（削除）
【０１０４】
（削除）
【０１０５】
（削除）
【０１０６】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板回転手段は、処理槽内において基板を起立姿勢状態に保持する保持手段と、保持手段に設けられて、多数の貫通孔が形成された羽根部材とを備え、基板回転手段は、基板を回転させるように保持手段を回転駆動することに伴って羽根部材を回転させて、この羽根部材の回転作用によって処理槽内の処理液中にオゾンを溶解させるので、処理液中にオゾンを積極的に溶解させることができ、処理液への浸漬中においても処理液中のオゾンとの反応が起こり、すなわち、基板が処理液に浸漬している箇所もこの処理液中のオゾンと反応させることができ、オゾンによる基板表面処理の反応速度がさらに向上する。
【０１０７】
また、請求項４に記載の発明によれば、加熱手段は、気体としてのオゾンを昇温して基板表面処理手段に供給するので、基板に作用させる昇温したオゾンを好適に供給でき、昇温されたオゾンによって基板表面の境膜を薄くすることができ、境膜中のオゾンの拡散が容易となり、オゾンによる基板表面処理の反応速度を上げることができる。
【０１０８】
また、請求項５に記載の発明によれば、循環手段は、基板液膜形成手段から排出された処理液を基板液膜形成手段に戻して基板の表面処理に再利用するように、処理液を循環させるので、処理液の利用効率を向上させることができ、処理液の使用量を必要最小限にまで低減できる。
【０１０９】
また、請求項６に記載の発明によれば、処理液昇温手段は、基板液膜形成手段に供給される処理液を所定の温度に昇温させるので、昇温された処理液によって基板の温度を上昇させることができ、基板の昇温によってこの基板のオゾンによる基板表面処理の反応速度をさらに向上させることができる。
【０１１０】
また、請求項７に記載の発明によれば、処理部は、基板液膜形成手段による基板上への液膜形成と、基板表面処理手段による基板への気体としてのオゾンの作用とを、大気圧よりも高い所定の加圧下で処理を行うための加圧手段を備えているので、基板表面上の液膜に溶解するオゾンの溶解度をより一層高くすることができ、境膜内の溶存オゾン濃度が高くなり、より一層、オゾンによる基板表面処理の反応速度を向上させることができ、処理時間の短縮、高スループットを実現できる。
【０１１１】
また、請求項８に記載の発明によれば、壁面昇温手段は、基板をオゾン雰囲気中で作用させる処理部におけるオゾンの接触する壁面を、所定温度に昇温するので、処理部に供給されたオゾンがこの処理部の温度の低い壁面に接触することで、オゾンの温度が低下し、基板表面の境膜へのオゾンの溶解が低下するようなことを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す外観斜視図である。
【図３】  本発明の第１実施例に係る基板処理装置の処理槽の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】  （ａ）は処理槽内の回転ドラムの概略側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した回転ドラムの保持桿に設けられたフィンの概略正面図である。
【図５】  本発明の第１実施例に係る基板処理装置の各動作の流れを説明するためのタイムチャートである。
【図６】  （ａ）〜（ｃ）は基板の任意の箇所について液面から出た直後と液面から離れたときと液面下に入る直前とのそれぞれの表面形状を示す模式図である。
【図７】  本発明の第２実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】  本発明の第３実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】  本発明の第１〜３実施例とは別の基板処理装置の要部の構成を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１  …  処理槽
２  …  液供給系
４  …  オゾンガス供給系
６  …  貫通孔
７  …  フィン
３１  …  基板回転保持機構
３２  …  回転ドラム
５１  …  ヒータ
７１  …  循環系
７４  …  処理液昇温部
８１  …  加圧部
９１  …  処理槽壁面昇温部
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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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