JP2003077824A

JP2003077824A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2003077824A
Application number: JP2001270858A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Kanemoto; 和己金本; Naotada Maekawa; 直嗣前川
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。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。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。

Description

【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、適度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水蒸気を含む流体を供給する第
１の供給手段と、収容部内に収容された基板にオゾンを
含む流体を供給する第２の供給手段と、第１および第２
の供給手段による流体の供給前に収容部内に収容された
基板に過酸化水素を含む流体を供給する第３の供給手段
とを備えるものである。

【００１１】本発明に係る基板処理装置においては、第
１の供給手段により収容部内に収容された基板に水蒸気
を含む流体が供給され、第２の供給手段により収容部内
に収容された基板にオゾンを含む流体が供給され、第１
および第２の供給手段による流体の供給前に、第３の供
給手段により収容部内に収容された基板に過酸化水素を
含む流体が供給される。

【００１２】この場合、オゾンの働きにより基板上の膜
を分解し、基板から膜が剥離される。特に、オゾンおよ
び水蒸気の供給前に供給される過酸化水素を含む流体に
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。さらに、基板上の膜の剥離に必要なオゾ
ンに加えて、水蒸気により基板上に薄い水膜が最適に形
成され、かつ基板の温度が上昇する。したがって、オゾ
ン、適度な水分および十分な温度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の剥離を行う
ことが可能となる。

【００１３】第２の発明に係る基板処理装置は、第１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と第２の供給手段による流体の供給
とがほぼ同時に行われるものである。

【００１４】この場合、オゾンと適度な水分および十分
な温度とをほぼ同時に基板に供給することができる。

【００１５】第３の発明に係る基板処理装置は、第１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と第２の供給手段による流体の供給
とが交互に行われるものである。

【００１６】この場合、オゾンと適度な水分および十分
な温度とが交互に基板に供給される。したがって、水分
の供給量を制御することにより基板上の水膜の厚さを制
御することができる。

【００１７】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２の供給手段は、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を供給する２流体構造
体を有するものである。

【００１８】この場合、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る。

【００１９】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および第２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。

【００２０】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。

【００２１】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および第２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。

【００２２】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。

【００２３】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、第１および第２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。

【００２４】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、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。

【００２５】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、光照射手段により照射される光は、紫外線である。

【００２６】この場合、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。

【００２７】第９の発明に係る基板処理装置は、第１〜
第８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。

【００２８】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。

【００２９】

【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。

【００３０】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。

【００３１】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２
２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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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２０
７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。

【００３６】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２０
８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。

【００３７】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２
０７ａ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。

【００３８】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２
０８ａ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。

【００３９】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２
０７ｂ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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】本発明の実施の形態においては、２流体ノ
ズル１が２流体構造体に相当し、オゾンノズル２が第２
の供給手段に相当し、過酸化水素水ノズル４が第３の供
給手段に相当し、スチームノズル５が第１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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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２０
８、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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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５
０１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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】図３および図４に示すように、固定棒６
３，６４，６５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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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２０７
ｂ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。

【００６５】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２０７
ｂ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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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１０
０にスチームが供給される。

【００７０】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。

【００７１】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Ｔ
２と同様の処理内容を繰り返し行う。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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１０
０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。

【００７６】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。

【００７７】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１０
０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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】ここで、基板１００の表面のレジスト膜１
０１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１０
１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 Oxidatio
n 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。

【００８３】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１
０４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。

【００８４】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１
００のレジスト膜１０１を剥離処理することができる。

【００８５】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。

【００８６】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１０
１の剥離処理を行うことが可能となる。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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１
００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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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１
００に供給することができる。

【００９８】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１０
３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。

【００９９】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１
０１を剥離することができる。

【０１００】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】

１２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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/306 ＺＲ (72)発明者前川直嗣京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内Ｆターム(参考） 2H096 AA24 AA25 AA27 JA04 LA02 LA03 5F043 AA40 BB30 CC16 DD08 DD13 EE27 EE35 GG10 5F046 MA03 MA05 MA10

Claims

【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水蒸気を含む流体を供
給する第１の供給手段と、前記収容部内に収容された基板にオゾンを含む流体を供
給する第２の供給手段と、前記第１および第２の供給手段による流体の供給前に前
記収容部内に収容された基板に過酸化水素を含む流体を
供給する第３の供給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】前記第１の供給手段による流体の供給と
前記第２の供給手段による流体の供給とがほぼ同時に行
われることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】前記第１の供給手段による流体の供給と
前記第２の供給手段による流体の供給とが交互に行われ
ることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】前記第２の供給手段は、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流体を
供給する２流体構造体を有す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および第２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１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】前記第１および第２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１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】前記第１および第２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１〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】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１〜７のいずれか
に記載の基板処理装置。
【請求項９】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〜
８のいずれかに記載の基板処理装置。