(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する収容部と、
前記収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む混合流体を供給する構造体を有する第１の供給手段と、
前記第１の供給手段による流体の供給前に過酸化水素を含む流体を前記収容部内に収容された基板に供給する第２の供給手段とを備え、
前記構造体は、
オゾンおよび空気が供給される第１の吸入口と、純水が供給される第２の吸入口と、前記第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と前記第２の吸入口から供給された純水とが混合される混合部と、前記混合部において混合されたオゾン、空気および純水を前記混合流体として噴出する噴出部とを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を収容する収容部と、
前記収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む混合流体を供給する構造体を有する第１の供給手段と、
前記第１の供給手段による流体の供給前に過酸化水素を含む流体を前記収容部内に収容された基板に供給する第２の供給手段とを備え、
前記構造体は、
オゾンおよび空気が供給される第１の吸入口と、純水が供給される第２の吸入口と、前記第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と前記第２の吸入口から供給された純水とを噴出する噴出部とを有し、前記噴出部から噴出されるオゾン、空気および純水が前記噴出部の外部において混合されることにより前記混合流体が生成されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
前記霧状の水分は、加熱された霧状の水分であることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の供給手段による流体の供給後、前記収容部内に収容された基板に洗浄水を供給する洗浄水供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第１の供給手段による流体の供給後、前記収容部内に収容された基板に気体を供給する気体供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の供給手段による流体の供給の際に、前記収容部内に収容された基板に光を照射する光照射手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記光照射手段により照射される光は、紫外線であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記収容部に収容された基板を回転させる回転手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理装置。
【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、光ディスク用基板などの基板に所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、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の基板に種々の処理を行うために基板処理装置が用いられている。この種々の処理の一つとして、基板上に配線パターンを形成するために塗布されたレジスト膜を除去するレジスト剥離処理がある。
【０００３】
このレジスト剥離処理においては、基板表面上を灰化処理（アッシング）することにより基板表面上のレジスト膜の除去が行われる。ここで、灰化処理とは、主に炭素、水素、酸素からなるレジスト膜を気相中で反応性ガスと反応させて揮発性の反応生成物にすることをいい、灰化処理に用いられる反応性ガスとしては、酸化力の強いオゾン（Ｏ3）などが主に用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
効率よくかつ短時間で基板表面上のレジスト剥離処理を行うためには、オゾンに加えて、十分な温度および適度な水分の供給が必要であると考えられている。
【０００５】
そこで、従来のレジスト剥離処理においては、温水中にオゾンガスを気泡化（バブリング）させて基板表面に供給する方法、水蒸気（スチーム）を基板表面に供給する方法、またはノズルを用いて霧を発生させて基板表面に供給する方法などが用いられている。
【０００６】
しかしながら、従来のレジスト剥離処理では、基板表面に適量のオゾン、十分な温度および適度な水分を供給することが困難である。
【０００７】
例えば、温水中にオゾンガスを気泡化させて基板表面に供給する方法では、基板表面の全体に気泡化されたオゾンを均一に供給することが困難である。また、水蒸気を基板表面に供給する方法では、高温の水蒸気を与え過ぎると、基板の温度上昇が発生し、基板表面において水分の凝集が進まなくなることが懸念される。この水分の凝集が進まない状態とは、基板表面上に水分を供給しても基板表面の温度が高いため水分が蒸発し基板表面が乾燥してしまう状態である。したがって、基板表面上に適度な水分の供給が困難となる。
【０００８】
さらに、ノズルを用いて霧を発生させて基板表面に供給する方法では、十分な水分を供給できるが基板表面に均一な薄い水膜を形成させることが難しく、さらにオゾンガスは常温で供給されるため基板表面の温度低下も問題となる。
【０００９】
本発明の目的は、基板表面の膜を効率よくかつ短時間で除去することができる基板処理装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明に係る基板処理装置は、基板を収容する収容部と、収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む混合流体を供給する構造体を有する第１の供給手段と、第１の供給手段による流体の供給前に過酸化水素を含む流体を収容部内に収容された基板に供給する第２の供給手段とを備え、構造体は、オゾンおよび空気が供給される第１の吸入口と、純水が供給される第２の吸入口と、第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と第２の吸入口から供給された純水とが混合される混合部と、混合部において混合されたオゾン、空気および純水を混合流体として噴出する噴出部とを有するものである。
【００１１】
本発明に係る基板処理装置おいては、第１の供給手段の構造体により収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む混合流体が供給され、第１の供給手段による流体の供給前に、第２の供給手段により過酸化水素を含む流体が収容部内に収容された基板に供給される。
【００１２】
第１の供給手段の構造体では、オゾンおよび空気が第１の吸入口に供給され、純水が第２の吸入口に供給されると、第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と第２の吸入口から供給された純水とが混合部において混合され、混合されたオゾン、空気および純水が混合流体として噴出部から噴出される。
【００１３】
この場合、構造体により供給される混合流体に含まれるオゾンにより基板上の膜が分解し、基板から膜が剥離される。特にオゾンの供給前に供給される過酸化水素によりオゾンによる膜の分解反応を促進させる促進酸化物が生成される。また、オゾンが霧状の水分とともに供給されるので、オゾンを水分中に溶解させる必要がない。そのため、水分の温度を高くした場合でも、オゾンの供給量が低下しない。したがって、基板上の膜の剥離に必要なオゾンに加えて、適度な水分と十分な温度とを基板に供給することができ、効率よくかつ短時間で基板上の膜を剥離することが可能となる。
【００１４】
第２の発明に係る基板処理装置は、基板を収容する収容部と、収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む混合流体を供給する構造体を有する第１の供給手段と、第１の供給手段による流体の供給前に過酸化水素を含む流体を収容部内に収容された基板に供給する第２の供給手段とを備え、構造体は、オゾンおよび空気が供給される第１の吸入口と、純水が供給される第２の吸入口と、第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と第２の吸入口から供給された純水とを噴出する噴出部とを有し、噴出部から噴出されるオゾン、空気および純水が噴出部の外部において混合されることにより混合流体が生成されるものである。
【００１５】
本発明に係る基板処理装置おいては、第１の供給手段の構造体により収容部内に収容された基板に霧状の水分およびオゾンを含む流体が供給され、第１の供給手段による流体の供給前に、第２の供給手段により過酸化水素を含む流体が収容部内に収容された基板に供給される。
【００１６】
第１の供給手段の構造体では、オゾンおよび空気が第１の吸入口に供給され、純水が第２の吸入口に供給されると、第１の吸入口から供給されたオゾンおよび空気と第２の吸入口から供給された純水とが噴出部から噴出され、噴出部から噴出されるオゾン、空気および純水が噴出部の外部において混合される。それにより、混合流体が生成される。
【００１７】
この場合、構造体により供給される混合流体に含まれるオゾンにより基板上の膜が分解し、基板から膜が剥離される。特にオゾンの供給前に供給される過酸化水素によりオゾンによる膜の分解反応を促進させる促進酸化物が生成される。また、オゾンが霧状の水分とともに供給されるので、オゾンを水分中に溶解させる必要がない。そのため、水分の温度を高くした場合でも、オゾンの供給量が低下しない。したがって、基板上の膜の剥離に必要なオゾンに加えて、適度な水分と十分な温度とを基板に供給することができ、効率よくかつ短時間で基板上の膜を剥離することが可能となる。
【００１８】
第３発明に係る基板処理装置は、第１または第２の発明に係る基板処理装置の構成において、霧状の水分は、過熱された霧状の水分である。
【００１９】
この場合、オゾンの供給量を低下させることなく、適度な水分と十分な温度とを基板に供給することができ、さらに効率よくかつ短時間で基板上の膜の剥離を行うことが可能となる。
【００２０】
第４の発明に係る基板処理装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、第１の供給手段による流体の供給後、収容部内に収容された基板に洗浄水を供給する洗浄水供給手段をさらに備えるものである。
【００２１】
この場合、基板上の膜の剥離を行った後に、洗浄水を基板に供給することにより基板の洗浄処理を容易に行うことができる。
【００２２】
第５の発明に係る基板処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、第１の供給手段による流体の供給後、収容部内に収容された基板に気体を供給する気体供給手段をさらに備えるものである。
【００２３】
この場合、基板上の膜の剥離を行った後に、気体を基板に供給することにより基板の乾燥処理を容易に行うことができる。
【００２４】
第６の発明に係る基板処理装置は、第１〜第５のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、第１の供給手段による流体の供給の際に、収容部内に収容された基板に光を照射する光照射手段をさらに備えるものである。
【００２５】
この場合、第１の供給手段による流体の供給の際に、光照射手段により基板に光エネルギーが照射される。したがって、光エネルギーによりオゾンによる基板上の膜の分解反応をさらに促進させることができる。
【００２６】
第７の発明に係る基板処理装置は、第１〜第６のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、光照射手段により照射される光は、紫外線である。
【００２７】
この場合、第１の供給手段による流体の供給の際に、光照射手段により基板に紫外線が照射される。したがって、紫外線によりオゾンによる基板上の膜の分解反応をさらに促進させることができる。
【００２８】
第８の発明に係る基板処理装置は、第１〜第７のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成において、収容部に収容された基板を回転させる回転手段をさらに備えたものである。
【００２９】
この場合、第１および第２の供給手段による流体の供給の際に、基板を回転させることにより、基板全体に水蒸気およびオゾンを均一に供給することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態における基板処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【００３１】
図１に示す基板処理装置は、処理チャンバ７を備える。処理チャンバ７内には、処理対象となる基板１００を保持するための基板保持部６、２流体ノズル１、オゾンノズル２、エアーノズル３、過酸化水素水ノズル４およびスチームノズル５が設けられている。また、それぞれのノズル１〜５は、処理チャンバ７内の基板保持部６に保持された基板１００の表面に流体（気体および液体）を均一に供給できるように配設されている。
【００３２】
さらに、処理チャンバ７の上部には、処理チャンバ７内に紫外線を供給するための紫外線ランプ２２が設けられている。この紫外線ランプ２２が照射する紫外線の働きにより処理チャンバ７内に供給されるオゾン（Ｏ3）からオゾンよりも酸化力の強いＯＨラジカルが生成される。この紫外線ランプ２２の紫外線により処理チャンバ７内に生成されるＯＨラジカルについての詳細は後述する。
【００３３】
次に、処理チャンバ７内に設けられたそれぞれのノズル１〜５に接続される配管について説明する。スチーム配管２０１の一端は外部のスチーム供給源（図示せず）に接続され、スチーム配管２０１の他端は合流部Ｈに接続されている。スチーム配管２０１には開閉弁２０が介挿されている。合流部Ｈは、スチームノズル配管２０２を介してスチームノズル５に接続されている。
【００３４】
添加剤配管２０３の一端は外部の添加剤供給源（図示せず）に接続され、他端は合流部Ｅに接続されている。添加剤配管２０３には開閉弁１８が介挿されている。また、過酸化水素水配管２０４の一端は外部の過酸化水素水供給源（図示せず）に接続され、過酸化水素水配管２０４の他端は合流部Ｅに接続されている。過酸化水素水配管２０４には開閉弁１９が介挿されている。合流部Ｅは、過酸化水素水ノズル配管２０５を介して過酸化水素水ノズル４に接続されている。
【００３５】
純水配管２０６の一端は外部の純水供給源（図示せず）に接続され、純水配管２０６の他端は２流体ノズル１に接続されている。純水配管２０６には開閉弁１１が介挿されている。
【００３６】
エアー供給配管２０７の一端は外部のエアー供給源（図示せず）に接続され、エアー供給配管２０７の他端は合流部Ｆに接続されている。エアー供給配管２０７には分岐部Ｄおよび分岐部Ａが設けられ、かつ開閉弁１２が介挿されている。合流部Ｆは、２流体ノズル配管２０９を介して２流体ノズル１に接続されている。
【００３７】
オゾン供給配管２０８の一端は外部のオゾン供給源（図示せず）に接続され、オゾン供給配管２０８の他端は合流部Ｆに接続されている。オゾン供給配管２０８には分岐点Ｂが設けられ、かつ開閉弁１３が介挿されている。
【００３８】
エアー供給配管２０７ａの一端はエアー供給配管２０７の分岐部Ａに接続され、エアー供給配管２０７ａの他端は合流部Ｇに接続されている。エアー供給配管２０７ａには開閉弁１５が介挿されている。また、合流部Ｇは、オゾンノズル配管２１０を介してオゾンノズル２に接続されている。
【００３９】
オゾン供給配管２０８ａの一端はオゾン供給配管２０８の分岐部Ｂに接続され、オゾン供給配管２０８ａの他端は合流部Ｇに接続されている。オゾン供給配管２０８ａには分岐部Ｃが設けられ、かつ開閉弁１４が介挿されている。
【００４０】
エアー供給配管２０７ｂの一端はエアー供給配管２０７の分岐部Ｄに接続され、エアー供給配管２０７ｂの他端はエアーノズル３に接続されている。エアー供給配管２０７ｂには開閉弁１６が介挿されている。
【００４１】
オゾン供給配管２０８ｂの一端はオゾン供給配管２０８ａの分岐部Ｃに接続され、オゾン供給配管２０８ｂの他端は合流部Ｈに接続されている。オゾン供給配管２０８ｂには開閉弁１７が介挿されている。
【００４２】
排気配管２１１の一端は処理チャンバ７に接続され、排気配管２１１の他端は外部の排気処理部（図示せず）に接続されている。排気配管２１１には開閉弁２１が介挿されている。
【００４３】
本発明の実施の形態においては、２流体ノズル１が２流体構造体を有する第１の供給手段に相当し、過酸化水素水ノズル４が第２の供給手段に相当し、処理チャンバ７が収容部に相当し、紫外線ランプ２２が光照射手段に相当する。
【００４４】
次いで、処理チャンバ７内に供給される流体の流れについて説明を行う。
スチーム配管２０１に設けられた開閉弁２０を開くことにより、スチームが、スチーム配管２０１、合流部Ｈおよびスチームノズル配管２０２を通してスチームノズル５に供給される。そして、スチームノズル５から処理チャンバ７内にスチームが供給される。また、オゾン供給配管２０８ｂに設けられた開閉弁１７を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、オゾン供給配管２０８ａ、分岐部Ｃおよびオゾン供給配管２０８ｂを通して合流部Ｈに供給される。それにより、合流部Ｈにてオゾンとスチームとが混合され、スチームノズル配管２０２を通してオゾンとスチームとの混合流体がスチームノズル５に供給される。そして、スチームノズル５から処理チャンバ７内にオゾンとスチームとの混合流体が供給される。
【００４５】
過酸化水素水配管２０４の開閉弁１９を開くことにより、過酸化水素水が、合流部Ｅおよび過酸化水素水ノズル配管２０５を通して過酸化水素水ノズル４に供給される。そして、過酸化水素水ノズル４から処理チャンバ７内に過酸化水素水が供給される。また、添加剤配管２０３に設けられた開閉弁１８を開くことにより、添加剤が、添加剤配管２０３を通して合流部Ｅに供給される。それにより、合流部Ｅにて添加剤と過酸化水素水とが混合され、過酸化水素水ノズル配管２０５を通して添加剤と過酸化水素水との混合流体が過酸化水素水ノズル４に供給される。そして、過酸化水素水ノズル４から処理チャンバ７内に添加剤と過酸化水素水との混合流体が供給される。
【００４６】
純水配管２０６に設けられた開閉弁１１を開くことにより、純水が、純水配管２０６を通して２流体ノズル１に供給される。そして、２流体ノズル１から処理チャンバ７内に純水が供給される。この２流体ノズル１の働きの詳細については後述する。
【００４７】
また、エアー供給配管２０７に設けられた開閉弁１２を開くことにより、エアーが、エアー供給配管２０７、分岐部Ｄ、分岐部Ａ、合流部Ｆおよび２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。さらに、オゾン供給配管２０８に設けられた開閉弁１３を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、合流部Ｆおよび２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。それにより、合流部Ｆにてエアーおよびオゾンが混合され、２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。そして、２流体ノズル１からオゾンとエアーとからなる混合流体が純水とさらに混合され、２流体ノズル１から処理チャンバ７内に供給される。
【００４８】
次に、オゾン供給配管２０８ａに設けられた開閉弁１４を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、オゾン供給配管２０８ａ、分岐部Ｃ、合流部Ｇおよびオゾンノズル配管２１０を通してオゾンノズル２に供給される。そして、オゾンノズル２からオゾンが処理チャンバ７内に供給される。一方、エアー供給配管２０７ａに設けられた開閉弁１５を開くことにより、エアーがエアー供給配管２０７、分岐部Ａ、エアー供給配管２０７ａを通して合流部Ｇに供給される。そして、エアーは、オゾンノズル配管２１０を通してオゾンノズル２に供給され、オゾンノズル２からエアーが処理チャンバ７内に供給される。
【００４９】
また、エアー供給配管２０７ｂに設けられた開閉弁１６を開くことにより、エアーが、エアー供給配管２０７およびエアー供給配管２０７ｂを通してエアーノズル３に供給される。そして、エアーノズル３から処理チャンバ７内にエアーが供給される。
【００５０】
一方、処理チャンバ７内において余分または不必要となる使用済みの流体は、排気配管２１１の開閉弁２１を開くことにより、排気配管２１１を通して外部に排出される。
【００５１】
次に、処理チャンバ７内に設けられた２流体ノズル１の内部構造について説明を行う。
【００５２】
図２（ａ）は２流体ノズル１の構造の一例を示す模式的断面図であり、図２（ｂ）は２流体ノズル１の構造の他の例を示す模式的断面図である。
【００５３】
図２（ａ）に示すように、２流体ノズル１は、吸入口５０１，５０２および噴出口５０３を有する。図１の開閉弁１１を開くことにより純水が吸入口５０１に供給され、図１の開閉弁１２および開閉弁１３を開くことによりエアーおよびオゾンの混合流体が吸入口５０２に供給される。そして、２流体ノズル１の内部の混合部Ｊ近傍において、純水およびエアーとオゾンとの混合流体が混合され、純水がエアーおよびオゾンを含む混合流体中に浮遊するミスト（液状粒子：mist）として噴出口５０３から噴出される。
【００５４】
また、図２（ｂ）に示す２流体ノズル１は、吸入口５１１，５１２および噴出口５１３，５１４を有する。図１の開閉弁１１を開くことにより、純水が吸入口５１１に供給され、図１の開閉弁１２および開閉弁１３を開くことによりエアーとオゾンを含む混合流体が吸入口５１２に供給される。そして、図２（ａ）のノズルと異なり、純水とエアーおよびオゾンを含む混合流体とは、噴出口５１３，５１４の外部の合流部Ｋにおいて混合され、純水がエアーおよびオゾンを含む混合流体中に浮遊するミスト（液状粒子）として噴出される。
【００５５】
このように、純水中に溶解されるオゾンの量に制限があっても、２流体ノズル１を用いることによりオゾンおよびエアーを含む混合流体と純水とが混合されるため、本来、純水中に溶解されないオゾンを２流体ノズル１から噴出させることができる。これにより、エアーおよび大量のオゾンを含む混合流体と純水とを混合させ、処理チャンバ７に供給することができる。
【００５６】
なお、図１の２流体ノズル１に用いる２流体ノズル１の構造は、図２（ａ）または図２（ｂ）の例に限定されず、その他の構造を有する２流体ノズルを用いてもよい。
【００５７】
続いて、基板１００を保持する基板保持部６について図を用いて説明する。
図３は基板１００を保持する基板保持部６の模式的斜視図であり、図４は図３に示す基板保持部６の模式的側面図であり、図５は図４に示す基板保持部６の模式的Ｘ−Ｘ線断面図である。
【００５８】
図３および図４に示すように、基板保持部６は、固定板６１，６２、固定棒６３，６４，６５、可動棒６６およびモータ部６７を含む。
【００５９】
図３および図４に示すように、固定棒６３，６４，６５の両端に固定板６１，６２がそれぞれ固定されている。図３に示すように、可動棒６６は、固定板６１，６２に対して矢印Ｑの方向に移動可能に設けられている。この可動棒６６は、基板１００が基板保持部６に保持される際に矢印Ｑの方向に移動し、基板１００が基板保持部６に投入できるスペースを確保する。そして、可動棒６６は、基板１００が基板保持部６に投入された後に矢印Ｑと逆方向に移動して基板１００の外周４点を保持する位置で停止する。これにより、基板１００は固定棒６３，６４，６５および可動棒６６により保持される。また、固定板６１の外側には、モータ部６７が設けられている。モータ部６７は、基板１００を保持した基板保持部６全体を基板１００の中心（図４または図５中の軸ＲＡ）を回転軸として所定の回転数で矢印Ｒの方向に回転させる。
【００６０】
次いで、基板１００のレジスト剥離処理を行う図１の基板処理装置の処理シーケンスについて説明を行う。
【００６１】
図６は図１の基板処理装置の処理シーケンスの例を示す図である。
図６の横方向に促進剤添加処理、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４、水洗処理および乾燥処理を時系列に示している。また、図６の縦方向に基板処理装置内の各処理の内容を示している。矢印は、該当する処理の内容が行われることを示している。
【００６２】
まず、図６（ａ）の処理シーケンスについて説明を行う。図６（ａ）に示すように、促進剤添加処理において、図１の開閉弁１９を開くことにより、過酸化水素水が、過酸化水素水配管２０４、合流部Ｅおよび過酸化水素水ノズル配管２０５を通して過酸化水素水ノズル４に供給される。そして、過酸化水素水ノズル４から処理チャンバ７内に過酸化水素水が供給される。処理チャンバ７内に供給された過酸化水素水は、基板保持部６に保持された基板１００に供給される。ここで、促進剤添加処理では、図３および図４に示すモータ部６７の働きにより基板保持部６および基板１００を所定の回転数で回転させる。基板１００を回転させることにより基板１００の表面の全体に過酸化水素水が均一に供給される。
【００６３】
次に、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４では、図１の開閉弁１４を開くことにより、オゾンガスが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、オゾン供給配管２０８ａ、分岐部Ｃ、合流部Ｇおよびオゾンノズル配管２１０を通してオゾンノズル２に供給される。そして、オゾンノズル２から処理チャンバ７内にオゾンガスが供給される。同時に紫外線ランプ２２により紫外線が処理チャンバ７内に照射される。紫外線の照射による効果については後述する。
【００６４】
さらに、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４では、図１の開閉弁２０を開くことにより、スチームが、スチーム配管２０１、合流部Ｈおよびスチームノズル配管２０２を通してスチームノズル５に供給される。そして、スチームノズル５から処理チャンバ７内にスチームが噴出される。また、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４においてもモータ部６７の働きにより基板保持部６および基板１００が保持されつつ回転させられる。この剥離処理Ｔ１〜Ｔ４における基板１００の表面状態については後述する。
【００６５】
続いて、水洗処理が行われる。この水洗処理では、図１の開閉弁１１を開くことにより、純水が、純水配管２０６を通して２流体ノズル１に供給される。さらに、図１の開閉弁１２を開くことにより、エアーが、エアー供給配管２０７、分岐部Ｄ、分岐部Ａ、合流部Ｆおよび２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。そして、２流体ノズル１は、純水およびエアーを混合して純水のミストおよびエアーからなる流体を処理チャンバ７内に供給する。また、モータ部６７の働きにより基板保持部６および基板１００が保持されつつ回転させられる。それにより、供給された純水のミストおよびエアーの混合流体が基板１００の表面の全体に均一に供給される。また、水洗処理においては、図１の開閉弁１６を開くことにより、エアーが、エアー供給配管２０７、分岐部Ｄおよびエアー供給配管２０７ｂを通してエアーノズル３に供給される。そして、図１の開閉弁２１を開くことにより、処理チャンバ７内がさらにパージされ、基板保持部６の基板１００を洗浄し終えた流体がメイン排気口１１０から排出される。
【００６６】
乾燥処理においては、水洗処理に続いて、図１の開閉弁１６を開くことにより、エアーが、エアー供給配管２０７、分岐部Ｄおよびエアー供給配管２０７ｂを通してエアーノズル３に供給される。また、モータ部６７の働きにより基板保持部６の基板１００が保持されつつ回転される。そして、エアーノズル３により処理チャンバ７内の基板１００に対してエアーが噴出されることにより、基板１００の表面の全体の乾燥が行われる。水洗処理および乾燥処理においては、紫外線ランプ２２をオフする。
【００６７】
このように、スチームおよびオゾンが供給される前に基板１００上のレジスト膜を効率よく剥離するために過酸化水素水が供給される。過酸化水素水によりオゾンによるレジスト膜の分解反応を促進させる促進酸化物が生成される。この促進酸化物については後述する。その後、スチームおよびオゾンが供給される。スチームにより基板１００の表面に後述する薄い水膜が最適に形成され、かつ基板１００の温度が上昇される。したがって、オゾンに加えて、適度な水分および十分な温度を同時に基板に供給することができ、効率よくかつ短時間で基板１００の表面上のレジスト剥離処理を行うことができる。
【００６８】
なお、エアーノズル３によりエアーを噴出する際には、図１の開閉弁２１を開くことにより、余分なエアーを排気配管２１１を通して排出させてもよい。さらに、乾燥処理のエアー圧は、水洗処理のエアー圧と同じ圧力である必要はなく、エアー圧をさらに高く、またはエアー圧を可変に変化させてもよい。
【００６９】
次に、図６（ｂ）の処理シーケンスについて説明を行う。
図６（ｂ）の処理シーケンスが図６（ａ）の処理シーケンスと異なるのは、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４の内容である。
【００７０】
図６（ｂ）に示すように、剥離処理Ｔ１においては、図１の開閉弁２０を開くことにより、スチームが、スチーム配管２０１、合流部Ｈおよびスチームノズル配管２０２を通してスチームノズル５に供給される。そして、スチームノズル５から処理チャンバ７内にスチームが供給される。それにより、処理チャンバ７内の基板保持部６に保持されつつ回転されている基板１００にスチームが供給される。
【００７１】
次いで、剥離処理Ｔ２においては、図１の開閉弁１４を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、オゾン供給配管２０８ａ、分岐部Ｃ、合流部Ｇおよびオゾンノズル配管２１０を通してオゾンノズル２に供給される。そして、オゾンノズル２から処理チャンバ７内にオゾンが供給される。そして、処理チャンバ７内の基板保持部６に保持されつつ回転されている基板１００にオゾンが供給される。
【００７２】
続いて、剥離処理Ｔ３においては、図６（ｂ）の剥離処理Ｔ１と同様の処理内容を繰り返し行い、剥離処理Ｔ４においては、図６（ｂ）の剥離処理Ｔ２と同様の処理内容を繰り返し行う。
【００７３】
これにより、オゾンと適度な水分および十分な温度とが交互に基板１００に供給される。したがって、スチームの供給量を制御することにより、後述する基板１００の表面上に形成される水膜の厚みを最適な厚みにすることができる。
【００７４】
次に、図６（ｃ）の処理シーケンスについて説明を行う。
図６（ｃ）の処理シーケンスが図６（ａ）の処理シーケンスと異なるのは、剥離処理Ｔ１，Ｔ３の内容である。
【００７５】
図６（ｃ）に示すように、剥離処理Ｔ１においては、オゾンガスおよびスチームに加えて、さらに純水のミストとオゾンとを含む混合流体を処理チャンバ７内の基板１００に供給する。図１の開閉弁１３を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、合流部Ｆ、２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。一方、開閉弁１１を開くことにより、純水が、純水配管２０６を通して２流体ノズル１に供給される。純水とオゾンとが、２流体ノズル１の内部で混合され、純水のミストおよびオゾンを含む流体が処理チャンバ７内に供給される。
【００７６】
これにより、純水のミストおよびオゾンを含む流体を処理チャンバ７内に供給することができる。そして、高温のスチームを与え過ぎた際にも、基板１００の温度上昇が発生し、基板１００の表面において水分の凝集が進まなくなることを防止することができる。
【００７７】
最後に、図６（ｄ）の処理シーケンスについて説明を行う。
図６（ｄ）の処理シーケンスが図６（ａ）の処理シーケンスと異なるのは、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４の内容である。
【００７８】
図６（ｄ）に示すように、剥離処理Ｔ１〜Ｔ４においては、オゾンガスの代わりに，純水のミストとオゾンを含む混合流体を処理チャンバ７内の基板１００に供給する。図１の開閉弁１３を開くことにより、オゾンが、オゾン供給配管２０８、分岐部Ｂ、合流部Ｆおよび２流体ノズル配管２０９を通して２流体ノズル１に供給される。そして、開閉弁１１を開くことにより、純水が、純水配管２０６を通して２流体ノズル１に供給される。純水およびオゾンが、２流体ノズル１の内部で混合され，純水のミストおよびオゾンを含む流体が処理チャンバ７内に供給される。
【００７９】
これにより、オゾンを純水中に溶解させる必要がない。そのため、純水の温度を高くした場合でも２流体ノズル１を用いることによりオゾンの供給量が減少しない。したがって、本来、純水中に溶解されない量のオゾンを２流体ノズル１から噴出させることができる。さらに、スチームが基板１００の表面に供給されることにより適度な水分および十分な温度を供給することができる。したがって、オゾンに加えて、十分な温度および適度な水分の供給が可能となり、効率よくかつ短時間で基板１００の表面上のレジスト剥離処理を行うことができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態においては、剥離処理が４段階（剥離処理Ｔ１〜Ｔ４）に分かれているが、これに限らず、４段階以外の１または複数の段階に分けてもよい。
【００８１】
次に、図１の基板処理装置を用いて処理シーケンスを行う際の基板１００の表面状態について説明を行う。
【００８２】
図７は図１の基板処理装置を用いてレジスト剥離処理を行う際の基板１００の表面状態を説明するための模式的拡大図である。図７（ａ）は基板１００にノズルにより水分を霧状にして供給し、さらにオゾンを供給した際の基板１００の表面状態を示し、図７（ｂ）は図１の基板処理装置を用いてレジスト剥離処理を行う際の基板１００の表面状態を示す。
【００８３】
ここで、基板１００の表面のレジスト膜１０１の剥離処理について説明する。レジスト膜１０１の剥離処理においては、オゾンによる促進酸化プロセスを利用している。この促進酸化プロセスとは、オゾンおよび過酸化水素水、オゾンおよび紫外線、オゾンおよび放射線、オゾンおよび熱処理等により生成されるＯＨラジカルを利用して有機物を分解するプロセスである。すなわち、オゾン、過酸化水素水、紫外線または熱などを複合的に組み合わせることによって生成される酸化力の強いＯＨラジカルを利用し、有機物であるレジスト膜１０１を化学反応により分解するものである。また、この促進酸化プロセスは、一般的にＡＯＰ(Advanced Oxidation Process)とも呼ばれている。本実施の形態のレジスト膜１０１の剥離処理においては、酸化力の強いＯＨラジカルの一種であるヒドロキシカルラジカルを使用する。しかし、このヒドロキシカルラジカルは、オゾンよりも酸化力が強いが自己分解が非常に速く寿命が短いという特徴を有する。
【００８４】
図７（ａ）に示すように、基板１００上のレジスト膜１０１の表面には、ノズルにより純水のミストが供給され所定の厚みＬ１の水膜１０２が形成される。そして、水膜１０２の外側をオゾンガス１０５が流れる。ここで、図１の紫外線ランプ２２により紫外線１０４が照射されて、オゾンガス１０５からヒドロキシカルラジカル１０３が生成される。生成されたヒドロキシカルラジカル１０３は、水膜１０２に浸透しレジスト膜１０１に向かって移動する。しかし、図７（ａ）に示す水膜１０２がノズルによる純水のミストの供給により形成されるため、水膜１０２の厚みＬ１が大きくなり、ヒドロキシカルラジカル１０３は、レジスト膜１０１に到達する前に自己分解を起こして寿命が尽きてしまう場合が多い。そして、自己分解を起こさなかった一部のヒドロキシカルラジカル１０３がレジスト膜１０１に到達して、有機物であるレジスト膜１０１を化学反応により分解する。それにより、基板１００のレジスト膜１０１が剥離処理される。
【００８５】
一方、図７（ｂ）に示すように、図１の基板処理装置においては、まず、過酸化水素水が過酸化水素水ノズル４により処理チャンバ７内に供給される。続いて、オゾンガス１０５が図１のオゾンノズル２により処理チャンバ７内に供給される。さらに、スチームが図１のスチームノズル５により処理チャンバ７内に供給される。これにより、処理チャンバ７内の基板保持部６に保持された基板１００上のレジスト膜１０１の表面には、スチームにより薄い水膜１０２が形成され、さらにオゾンガス１０５、スチームによる熱、過酸化水素水および紫外線１０４が複合的に組み合わせられてＯＨラジカルであるヒドロキシカルラジカル１０３が大量に生成される。ヒドロキシカルラジカル１０３は、水膜１０２に浸透してレジスト膜１０１に向かって移動する。ここで、図７（ｂ）に示す水膜１０２はスチームにより形成されるため、水膜１０２の厚みＬ２は小さくなり、ヒドロキシカルラジカル１０３は、レジスト膜１０１に到達する前に自己分解を起こして寿命が尽きてしまうことが少ない。そのため、ヒドロキシカルラジカル１０３は、自己分解を起こす前にレジスト膜１０１に到達して有機物であるレジスト膜１０１を化学反応により分解することができる。それにより、効率よくかつ短時間で基板１００のレジスト膜１０１を剥離処理することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態においては、処理チャンバ７内に供給されるスチームの供給量を制御し、基板１００の表面において水分の凝集が進まなくなることを防止するものとする。その一例として、図６（ｂ）に示すように、オゾンガスおよびスチームを交互に供給してもよい。
【００８７】
これにより、水膜１０２の厚みＬ２を小さくすることができるとともに水分の凝集を防止することができる。したがって、ヒドロキシラジカル１０３が基板１００の表面のレジスト膜１０１に到達する量がさらに増加するため、効率よくかつ短時間でレジスト膜１０１の剥離処理を行うことが可能となる。
【００８８】
また、図６（ｃ）に示すように、オゾンガス、スチーム、ミストとオゾンガスとを含む混合流体を処理チャンバ７内の基板１００にさらに供給することにより、基板１００の表面において水分の凝集が進まなくなることを防止することができる。すなわち、基板１００の表面が乾燥することを防ぐために、適度なミストとオゾンガスとを含む混合流体を基板１００に供給して、効率よくかつ短時間でレジスト膜１０１の剥離処理を行うことが可能となる。また、この際、加熱させた適度なミストを２流体ノズル１を用いて処理チャンバ７内に供給させてもよい。これにより、基板１００をヒドロキシカルラジカル１０３の生成されやすい適切な温度にすることができる。
【００８９】
このように、図１の基板処理装置においては、基板１００のレジスト剥離処理を行うために用いるＯＨラジカルを大量に生成するために過酸化水素水を含む流体を予め処理チャンバ７内に供給し、その後、オゾンガスおよびスチームを適度に供給することにより基板１００の表面に薄い水膜１０２を形成して、効率よくかつ短時間で基板１００のレジスト膜１０１を剥離することができる。
【００９０】
また、スチームの温度による基板１００の表面の水分の凝集を防ぐため、スチームとオゾンガスとを交互に供給する、またはスチーム、オゾンガスおよびミストとオゾンガスとを含む混合流体を供給することができる。これにより、さらに基板１００の表面に均一に薄い水膜１０２を形成することができる。そして、ＯＨラジカルであるヒドロキシカルラジカルが自己分解を起こして寿命が尽きる前に、ヒドロキシカルラジカル１０３がレジスト膜１０１に到達して、レジスト膜１０１とヒドロキシカルラジカル１０３との化学反応により基板１００の表面のレジスト膜１０１の剥離処理を効率よくかつ短時間で行うことができる。
【００９１】
次に、図６（ｄ）に示した処理シーケンスの際の基板１００の表面状態について説明を行う。
【００９２】
図８は図１の基板処理装置を用いてレジスト剥離処理を行う際の基板１００の表面状態の他の例を説明するための模式的拡大図である。図８（ａ）は基板１００にノズルにより水分を霧状にして供給し、かつオゾンを含むミストを供給した際の基板１００の表面状態を示し、図８（ｂ）は図１の基板処理装置を用いて図６（ｄ）に示すレジスト剥離処理を行う際の基板１００の表面状態を示す。
【００９３】
ここで、純水のミスト１０７を基板１００に供給する場合または液体中に基板１００を浸漬する場合などには、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、レジスト膜１０１の表面には、オゾンまたはヒドロキシカルラジカル１０３を含む液体の置換があまり行われない層１０６（以下、置換減少層と呼ぶ。）が発生する。
【００９４】
図８（ａ）に示すように、まず、置換減少層１０６は所定の厚みＬ３を有しており、その外側をオゾンを含むミスト１０７が流れる。図１に示す紫外線ランプ２２の紫外線１０４が照射され、このミスト１０７に含まれるオゾンからヒドロキシカルラジカル１０３が生成され、置換減少層１０６に所定の量だけ浸透する。そして、置換減少層１０６に浸透したヒドロキシカルラジカル１０３は、レジスト膜１０１に向かって移動する。しかし、図８（ａ）に示す置換減少層１０６の厚みＬ３が大きい場合には、ヒドロキシカルラジカル１０３は、紫外線１０４が照射された際に生成されてレジスト膜１０１に到達する前に自己分解を起こして寿命が尽きてしまう場合が多い。そして、早期に自己分解を起こさなかった一部のヒドロキシカルラジカル１０３がレジスト膜１０１に到達して、有機物であるレジスト膜１０１を化学反応により分解する。それにより、基板１００のレジスト膜１０１が剥離される。
【００９５】
一方、図８（ｂ）に示すように、図１の基板処理装置においては、まず、処理チャンバ７内に添加剤または過酸化水素水が過酸化水素水ノズル４により供給される。この添加剤については後述する。
【００９６】
続いて、スチームが図１のスチームノズル５により処理チャンバ７内に供給される。さらに、オゾンを含むミスト１０７が２流体ノズル１から処理チャンバ７内に供給される。
【００９７】
これにより、処理チャンバ７内の基板保持部６に保持された基板１００の置換減少層１０６の表面には、スチームによる熱、オゾン、過酸化水素水、添加剤および紫外線１０４が複合的に組み合わせられてＯＨラジカルであるヒドロキシカルラジカル１０３を生成することができる。
【００９８】
また、オゾンは、液体中に一定の量しか溶解することができない。例えば、オゾンを液体に溶解させて供給する場合には、常温で６０ｐｐｍのオゾンの溶解量があった場合でも、オゾンを溶解させた液体の温度上昇に伴いオゾンの溶解量は５ｐｐｍなどに急激に減少する場合がある。そのため、基板１００に供給するための十分な温度の大部分はスチームにより供給され、２流体ノズル１により常温のオゾンガスを含む温水のミスト１０７が処理チャンバ７内に供給される。これにより、オゾンに加えて、十分な温度および適度な水分を基板１００に供給することができる。
【００９９】
また、上述したように、本実施の形態では、添加剤を用いる。ここで、添加剤とは、酢酸、カルボン酸またはリン酸等をいう。これらは、オゾンが紫外線により、またはオゾンが過酸化水素水により、またはオゾンが熱によりヒドロキシカルラジカル１０３として生成されることを抑制する働きを有しており、オゾンが置換減少層１０７に到達する直前まで紫外線１０４、熱または過酸化水素水によりヒドロキシカルラジカル１０３が生成されないように抑制する。それにより、レジスト膜１０１に到達するヒドロキシカルラジカル１０３の量が多くなる。
【０１００】
このようにして、図８（ｂ）に示すように、オゾンは添加剤の働きにより、置換減少層１０７に浸透した際にヒドロキシカルラジカル１０３が生成され、さらにレジスト膜１０１に向かって移動する。そして、ヒドロキシカルラジカル１０３は寿命が尽きる前にレジスト膜１０１に到達して、有機物であるレジスト膜１０１を化学反応により分解することができる。これにより、効率よくかつ短時間で基板１００のレジスト膜１０１を剥離することができる。
【０１０１】
なお、上記実施の形態においては、２流体ノズル１、オゾンノズル２、エアーノズル３、過酸化水素水ノズル４およびスチームノズル５をそれぞれ１個ずつ処理チャンバ７内に配設することとしたが、これに限定されず、それぞれ１個または複数個ずつ処理チャンバ７内に配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における基板処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】（ａ）は２流体ノズルの構造の一例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は２流体ノズルの構造の他の例を示す模式的断面図である。
【図３】基板を保持する基板保持部の模式的斜視図である。
【図４】図３に示す基板保持部の模式的側面図である。
【図５】図４に示す基板保持部の模式的Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図６】図１の基板処理装置の処理シーケンスの例を示す図である。
【図７】図１の基板処理装置を用いてレジスト剥離処理を行う際の基板の表面状態を説明するための模式的拡大図である。
【図８】図１の基板処理装置を用いてレジスト剥離処理を行う際の基板の表面状態の他の例を説明するための模式的拡大図である。
【符号の説明】
１  ２流体ノズル
２  オゾンノズル
３  エアーノズル
４  過酸化水素水ノズル
５  スチームノズル
６  基板保持部
７  処理チャンバ
１００  基板
【図１】
0003756092.tif 000002
【図２】
0003756092.tif 000003
【図３】
0003756092.tif 000004
【図４】
0003756092.tif 000005
【図５】
0003756092.tif 000006
【図６】
0003756092.tif 000007
【図７】
0003756092.tif 000008
【図８】
0003756092.tif 000009