JP2022151603A - 基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板処理においてプラズマの作用を適切に生じさせる。【解決手段】基板処理方法は、処理空間内で基板を水平に保持する工程と、誘電体で被覆された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、水平に保持された基板の上方に配置する工程と、プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、水平に保持された基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、プラズマ電極を被覆する誘電体と液膜との間の距離が、０．９ｍｍ以上、かつ、２．３ｍｍ以下となる位置まで、プラズマ発生装置と基板とを相対的に移動させ、処理液に大気圧プラズマを作用させて、基板を処理する工程とを備える。【選択図】図１１

Description

本願明細書に開示される技術は、基板処理に関するものである。

従来から、基板の上面に形成されたレジスト膜（被膜）を除去する技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、基板の上面に硫酸および過酸化水素水の混合液を供給して、当該混合液中で生成されるカロ酸を用いて、基板の上面に形成されたレジスト膜を除去する技術が開示されている。

特開２０２０－８８２０８号公報 特開２０２０－４５６１号公報

一方で、上記の技術よりも環境負荷が小さい代替技術として、特許文献２には、大気圧プラズマで活性種を発生させ、その活性種を基板の上面を覆う液膜に溶け込ませることでレジスト膜を剥離する技術が開示されている。当該技術によれば、過酸化水素水を用いずにレジスト膜を除去することができる。

ここで、プラズマの作用は液膜とプラズマ電極との間の距離に依存するため、上記の処理において改善の余地があった。

本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、基板処理においてプラズマの作用を適切に生じさせるための技術である。

本願明細書に開示される技術の第１の態様である基板処理方法は、大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、誘電体で被覆された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、前記プラズマ電極を被覆する前記誘電体と前記液膜との間の距離が、０．９ｍｍ以上、かつ、２．３ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える。

本願明細書に開示される技術の第２の態様である基板処理方法は、大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、複数の収容穴が形成された誘電体の前記収容穴に収容された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、前記誘電体の下面と前記液膜との間の距離が、２．３ｍｍ以上、かつ、３．８ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、２５０℃以上である前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える。

本願明細書に開示される技術の第３の態様である基板処理方法は、大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、複数の収容穴が形成された誘電体の前記収容穴に収容された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、前記誘電体の下面と前記液膜との間の距離が、２．３ｍｍ以上、かつ、２．８ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、２００℃以上かつ２５０℃未満である前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える。

本願明細書に開示される技術の第４の態様である基板処理方法は、第１から３のうちのいずれか１つの態様である基板処理方法に関連し、前記液膜を形成する工程は、前記処理液の膜厚が０．２ｍｍである前記液膜を形成する工程である。

本願明細書に開示される技術の第５の態様である基板処理方法は、第１から４のうちのいずれか１つの態様である基板処理方法に関連し、前記処理液は、硫酸である。

本願明細書に開示される技術の第６の態様である基板処理方法は、第１から５のうちのいずれか１つの態様である基板処理方法に関連し、前記液膜を形成する工程は、前記基板の前記上面に形成された被膜の上面に、前記液膜を形成する工程であり、前記基板を処理する工程は、前記被膜を剥離させる工程である。

本願明細書に開示される技術の少なくとも第１、２、３の態様によれば、プラズマ電極と液膜との間の距離が適切な範囲となるため、基板処理においてプラズマの作用を適切に生じさせることができる。

また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

実施の形態に関する、基板処理システムの構成の例を概略的に示す平面図である。 図１に示された制御部の構成の例を概念的に示す図である。 実施の形態における、処理ユニットの構成の例を概略的に示す側面図である。 プラズマ処理装置の動作の例を示すフローチャートである。 実施の形態に関する、プラズマ処理装置の動作を説明するための図である。 実施の形態に関する、プラズマ処理装置の動作を説明するための図である。 加熱部およびその周辺構造の構成の例を具体的に示す図である。 プラズマ処理部内の領域全体にプラズマが生じるまでに要する時間を示す図である。 プラズマ処理部内の一部の領域にプラズマが生じている状態を示す平面図である。 測定部による温度の測定結果に基づいて、一部の吹き出し口を開いた場合の例を示す平面図である。 プラズマ処理部と液膜との間の距離が異なる場合における、基板の表面における被膜（レジスト膜）の剥離度合いの例を示す図である。 実施の形態における、処理ユニットの構成の例を概略的に示す側面図である。 プラズマ処理部における一部の構成の例を概略的に示す断面図である。 プラズマ処理部における一部の構成の例を概略的に示す平面図である。 プラズマ処理部と液膜との間の距離が異なる場合における、基板の表面における被膜（レジスト膜）の剥離度合いの例を示す図である。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるためにそれらすべてが必ずしも必須の特徴ではない。

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化が図面においてなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、本願明細書に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

また、本願明細書に記載される説明において、「第１の」または「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

また、本願明細書に記載される説明において、「…軸正方向」または「…軸負方向」などの表現は、図示される…軸の矢印に沿う方向を正方向とし、図示される…軸の矢印とは反対側の方向を負方向とするものである。

また、本願明細書に記載される説明において、等しい状態であることを示す表現、たとえば、「同一」、「等しい」、「均一」または「均質」などは、特に断らない限りは、厳密に等しい状態であることを示す場合、および、公差または同程度の機能が得られる範囲において差が生じている場合を含むものとする。

また、本願明細書に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置または方向を意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の位置または方向とは関係しないものである。

また、本願明細書に記載される説明において、「…の上面」または「…の下面」などと記載される場合、対象となる構成要素の上面自体または下面自体に加えて、対象となる構成要素の上面または下面に他の構成要素が形成された状態も含むものとする。すなわち、たとえば、「甲の上面に設けられる乙」と記載される場合、甲と乙との間に別の構成要素「丙」が介在することを妨げるものではない。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する基板処理方法について説明する。

＜基板処理システムの構成について＞
図１は、本実施の形態に関する基板処理システム１の構成の例を概略的に示す平面図である。基板処理システム１は、ロードポート４００と、インデクサロボット４０２と、センターロボット４０６と、制御部９０と、少なくとも１つの処理ユニット１００（図１においては４つの処理ユニット）とを備える。

それぞれの処理ユニット１００は、基板Ｗ（ウエハ）を処理するためのものであり、そのうちの少なくとも１つが、プラズマ処理装置に対応する。プラズマ処理装置は、プラズマ処理に用いることができる枚葉式の装置であり、具体的には、基板Ｗに付着している有機物を除去する処理、または、基板Ｗにおける金属エッチングなどを行う装置である。基板Ｗに付着している有機物は、たとえば、使用済のレジスト膜である。当該レジスト膜は、たとえば、イオン注入工程用の注入マスクとして用いられたものである。

ここで、処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、有機ＥＬ(ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)表示装置などのｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ（ＦＰＤ）用基板、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、フォトマスク用ガラス基板、セラミック基板、電界放出ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ、すなわち、ＦＥＤ）用基板、または、太陽電池用基板などが含まれる。

なお、処理ユニット１００は、チャンバ８０を有することができる。その場合、チャンバ８０内の雰囲気を制御部９０によって制御することで、処理ユニット１００は、所望の雰囲気中における処理を行うことができる。

制御部９０は、基板処理システム１におけるそれぞれの構成（後述のスピンチャック１０のスピンモータ１０Ｄ、処理液供給源２９、バルブ２５、気体供給源７０または交流電源４０など）の動作を制御することができる。キャリアＣは、基板Ｗを収容する収容器である。また、ロードポート４００は、複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構である。インデクサロボット４０２は、ロードポート４００と基板載置部４０４との間で基板Ｗを搬送することができる。センターロボット４０６は、基板載置部４０４および処理ユニット１００間で基板Ｗを搬送することができる。

インデクサロボット４０２、基板載置部４０４およびセンターロボット４０６は、それぞれの処理ユニット１００とロードポート４００との間で基板Ｗを搬送する。

未処理の基板ＷはキャリアＣからインデクサロボット４０２によって取り出される。そして、未処理の基板Ｗは、基板載置部４０４を介してセンターロボット４０６に受け渡される。

センターロボット４０６は、当該未処理の基板Ｗを処理ユニット１００に搬入する。そして、処理ユニット１００は基板Ｗに対して処理を行う。

処理ユニット１００において処理済みの基板Ｗは、センターロボット４０６によって処理ユニット１００から取り出される。そして、処理済みの基板Ｗは、必要に応じて他の処理ユニット１００を経由した後、基板載置部４０４を介してインデクサロボット４０２に受け渡される。インデクサロボット４０２は、処理済みの基板ＷをキャリアＣに搬入する。以上によって、基板Ｗに対する処理が行われる。

図２は、図１に示された制御部９０の構成の例を概念的に示す図である。制御部９０は、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成されていてよい。具体的には、制御部９０は、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、すなわち、ＣＰＵ）９１、リードオンリーメモリー（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリー（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＡＭ）９３、記憶装置９４、入力部９６、表示部９７および通信部９８と、これらを相互に接続するバスライン９５とを備える。

ＲＯＭ９２は基本プログラムを格納している。ＲＡＭ９３は、ＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として用いられる。記憶装置９４は、フラッシュメモリまたはハードディスク装置などの不揮発性記憶装置によって構成されている。入力部９６は、各種スイッチまたはタッチパネルなどによって構成されており、オペレータから処理レシピなどの入力設定指示を受ける。表示部９７は、たとえば、液晶表示装置およびランプなどによって構成されており、ＣＰＵ９１の制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）などを介してのデータ通信機能を有する。

記憶装置９４には、図１の基板処理システム１におけるそれぞれの構成の制御についての複数のモードがあらかじめ設定されている。ＣＰＵ９１が処理プログラム９４Ｐを実行することによって、上記の複数のモードのうちの１つのモードが選択され、当該モードでそれぞれの構成が制御される。なお、処理プログラム９４Ｐは、記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体を用いれば、制御部９０に処理プログラム９４Ｐをインストールすることができる。また、制御部９０が実行する機能の一部または全部は、必ずしもソフトウェアによって実現される必要はなく、専用の論理回路などのハードウェアによって実現されてもよい。

図３は、本実施の形態における処理ユニット１００の構成の例を概略的に示す側面図である。

なお、図３に示される構成は、図１におけるチャンバ８０に囲まれていてよい。また、チャンバ８０内の圧力は、およそ大気圧（たとえば、０．５気圧以上、かつ、２気圧以下）である。言い換えれば、後述するプラズマ処理は、大気圧で行われる大気圧プラズマ処理である。

処理ユニット１００は、１枚の基板Ｗを略水平姿勢で保持しつつ、基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ｚ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック１０と、基板Ｗに処理液を吐出する処理液ノズル２０と、処理液ノズル２０に処理液を供給する処理液供給源２９と、処理液供給源２９から処理液ノズル２０への処理液の供給および供給停止を切り替えるバルブ２５と、基板Ｗの上方に基板Ｗ全体を覆うように配置され、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせる大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部３０と、プラズマ処理部３０に交流電圧を印加する交流電源４０と、プラズマ処理部３０を加熱する加熱部５０と、プラズマ処理部３０および加熱部５０を一体的に支持する支持部６０と、基板Ｗの回転軸線Ｚ１まわりにスピンチャック１０を取り囲む筒状の処理カップ１２とを備える。

ここで、処理液には、処理ユニット１００における基板処理の用途に応じてさまざまな液を用いることができる。たとえば、エッチング液として、塩酸、フッ酸、リン酸、硝酸、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸、ペルオキソ硫酸塩、過酸化水素水または水酸化テトラメチルアンモニウムなどを含む液を用いることができる。また、洗浄液として、アンモニアと過酸化水素水との混合液（ＳＣ１）、または、塩酸と過酸化水素水との混合水溶液（ＳＣ２）などを含む液を用いることができる。また、洗浄液およびリンス液として脱イオン水（ＤＩＷ）を用いることができる。

本実施の形態においては、主に、基板Ｗの上面に形成されたレジスト膜を除去するための処理が説明される。この場合には、処理液としては、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩のうちの少なくとも１つを含む液、または、過酸化水素を含む液などが想定される。

処理液ノズル２０は、複数種の処理液が想定される場合には、それぞれの処理液に対応して複数設けられていてもよい。処理液ノズル２０は、基板Ｗの上面に処理液の液膜が形成されるように、基板Ｗに処理液を供給する。

処理液ノズル２０は、図示しないアーム機構によって移動可能である。具体的には、アクチュエータなどによって角度調整可能なアーム部材に処理液ノズル２０が取り付けられることによって、処理液ノズル２０がたとえば基板Ｗの半径方向に揺動可能となる。

スピンチャック１０は、略水平姿勢の基板Ｗの下面を真空吸着する円板状のスピンベース１０Ａと、スピンベース１０Ａの中央部から下方に延びる回転軸１０Ｃと、回転軸１０Ｃを回転させることによって、スピンベース１０Ａに吸着されている基板Ｗを回転させるスピンモータ１０Ｄとを備える。なお、スピンチャック１０の代わりに、スピンベースの上面外周部から上方に突出する複数のチャックピンを備え、当該チャックピンによって基板Ｗの周縁部を挟持する挟持式のチャックが用いられてもよい。

プラズマ処理部３０は、石英などの誘電体からなる板状の誘電部材３０Ａと、誘電部材３０Ａの上面において櫛形状に配置される複数の電極棒３０Ｂと、誘電部材３０Ａの下面において櫛形状に配置される複数の電極棒３０Ｃと、樹脂（たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））またはセラミックスなどからなり、かつ、複数の電極棒３０Ｂおよび複数の電極棒３０Ｃを一端において保持する保持部３０Ｄと、石英などの誘電体からなり、かつ、それぞれの電極棒３０Ｂを覆う誘電管３０Ｅと、石英などの誘電体からなり、かつ、それぞれの電極棒３０Ｃを覆う誘電管３０Ｆと、複数の電極棒３０Ｂに共通して接続される、アルミニウムなどからなる集合電極３０Ｇと、複数の電極棒３０Ｃに共通して接続される、アルミニウムなどからなる集合電極３０Ｈとを備える。集合電極３０Ｇと集合電極３０Ｈとは、たとえば、合わせて平面視で円形状となるように配置され、当該円内に、複数の電極棒３０Ｂおよび複数の電極棒３０Ｃが収容される。

電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃは、たとえば、タングステンなどから形成される。なお、本実施の形態では棒形状の電極部材が用いられているが、電極部材の形状は棒形状に限られるものではない。また、複数の電極棒３０Ｂと複数の電極棒３０Ｃとは、平面視および側面視で重ならないように互い違いに配置される。すなわち、平面視で見れば、電極棒３０Ｂと電極棒３０Ｃとは、交互に配列される。平面視における電極棒３０Ｂと電極棒３０Ｃとの間の距離（ピッチ）は、たとえば、５ｍｍであり、複数の電極棒３０Ｂ間の距離、および、複数の電極棒３０Ｃ間の距離は、たとえば、１０ｍｍである。

それぞれの電極棒３０Ｂを覆う誘電管３０Ｅは、電極棒３０Ｂの保持部３０Ｄに保持されない側の端部において保持部３０Ｄに保持される。また、それぞれの電極棒３０Ｃを覆う誘電管３０Ｆは、電極棒３０Ｃの保持部３０Ｄに保持されない側の端部において保持部３０Ｄに保持される。

これによって、電極棒３０Ｂは、一端が保持部３０Ｄによって直接保持され、他端が誘電管３０Ｅを介して保持部３０Ｄによって保持される。同様に、電極棒３０Ｃは、一端が保持部３０Ｄによって直接保持され、他端が誘電管３０Ｆを介して保持部３０Ｄによって保持される。

交流電源４０によって、集合電極３０Ｇおよび集合電極３０Ｈとの間に交流電圧が印加されると、集合電極３０Ｇに接続される電極棒３０Ｂと集合電極３０Ｈに接続される電極棒３０Ｃとの間で誘電体バリア放電が生じる。そして、当該放電の放電経路の周囲で気体のプラズマ化が生じて、電極棒３０Ｂと電極棒３０Ｃとを隔てる誘電部材３０Ａの表面に沿って２次元的に広がるプラズマ空間が形成される。

ここで、上記のプラズマ空間が形成される際に、プラズマ処理部３０の下方の空間（すなわち、基板Ｗの上方の空間）に、たとえば、Ｏ_２（酸素）、Ｎｅ、ＣＯ_２、空気、不活性ガスまたはそれらの組み合わせである気体が供給されてもよい。不活性ガスは、たとえば、Ｎ_２または希ガスである。希ガスは、たとえば、ＨｅまたはＡｒなどである。

加熱部５０は、プラズマ処理部３０の、たとえば、少なくとも一部の電極棒３０Ｂおよび少なくとも一部の電極棒３０Ｃを加熱する。加熱部５０の詳細な構成については後述する。なお、加熱部５０は、図３においてはプラズマ処理部３０と一体的に支持されているが、プラズマ処理部３０とは独立して設けられていてもよい。ただし、加熱部５０がプラズマ処理部３０と一体的に支持されれば、加熱部５０がプラズマ処理部３０の近傍に配置されることとなるため、加熱部５０が効率的にプラズマ処理部３０を加熱することができる。

支持部６０は、プラズマ処理部３０および加熱部５０を一体的に支持しつつ、たとえば、図示しない駆動機構によって図３のＺ軸方向に移動可能である。支持部６０は、樹脂（たとえば、ＰＴＦＥ）またはセラミックスなどからなる。

なお、図３においては、処理液ノズル２０とプラズマ処理部３０とが別々に設けられているが、処理液ノズル２０がプラズマ処理部３０と一体的に設けられ、ともに、支持部６０によって支持されていてもよい。

＜プラズマ処理装置の動作について＞
次に、プラズマ処理装置の基板処理動作について説明する。本実施の形態に関するプラズマ処理装置による処理方法は、処理ユニット１００へ搬送された基板Ｗに対し薬液処理を行う工程と、薬液処理が行われた基板Ｗに対し洗浄処理を行う工程と、洗浄処理が行われた基板Ｗに対し乾燥処理を行う工程と、乾燥処理が行われた基板Ｗを処理ユニット１００から搬出する工程とを備える。

以下では、プラズマ処理装置の動作に含まれる、薬液処理中または薬液処理後に基板Ｗに付着している有機物（たとえば、使用済みのレジスト膜）を除去する工程（すなわち、上記の工程のうちの、薬液処理を行う工程、または、洗浄処理を行う工程に属する工程）について、図４、図５および図６を参照しつつ説明する。ここで、図４は、プラズマ処理装置の動作の例を示すフローチャートである。また、図５および図６は、本実施の形態に関するプラズマ処理装置の動作を説明するための図である。

まず、スピンチャック１０が基板Ｗを水平に保持する（図４におけるステップＳＴ０１）。そして、スピンチャック１０の駆動によって、基板Ｗが回転する。なお、スピンチャック１０に保持される基板Ｗは、厳密に水平方向と平行でなくてもよく、誤差の範囲でずれていてもよい。

次に、図５に例が示されるように、処理液供給源２９から処理液ノズル２０へ処理液１０１が供給され、基板Ｗが回転している状態で、処理液ノズル２０から基板Ｗの上面へ処理液１０１が吐出される（図４におけるステップＳＴ０２）。この際、図示しないノズルアームなどによって処理液ノズル２０の基板Ｗの上面における位置が調整される。なお、本実施の形態においては、基板Ｗが回転している状態で処理液１０１が吐出される場合が示されるが、基板Ｗは回転していなくともよい。

処理液ノズル２０から処理液１０１が吐出されることによって、図５に例が示されるように、基板Ｗの上面に処理液１０１の液膜１０１Ａが形成される（図４におけるステップＳＴ０３）。ここで、液膜１０１Ａの膜厚は、たとえば、０．１ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ程度である。

一方で、集合電極３０Ｇおよび集合電極３０Ｈとの間に交流電源４０からの所定の交流電圧が印加されることによって、プラズマ処理部３０における誘電部材３０Ａの表面にプラズマが生じる（図４におけるステップＳＴ０４）。具体的には、誘電部材３０Ａの表面に沿って２次元的に広がるプラズマ空間が形成される。当該プラズマ空間におけるプラズマの作用によって、当該空間近傍の気体に活性種が生じる。活性種には、電荷を有するイオン、または、電気的に中性であるラジカルなどが含まれる。たとえば、気体がＯ_２を含むものである場合は、プラズマ処理部３０におけるプラズマの作用によって、活性種の一種である酸素ラジカルが生じる。

ここで、プラズマ処理部３０は、上記のようにプラズマを生じさせる段階においては所定の待機位置（たとえば、図５に例が示されるような、水平に保持された基板ＷからＺ軸正方向に十分に離間する位置）に待機しておき、誘電部材３０Ａの表面に適度に均一なプラズマが生じた後で、基板Ｗ近傍の処理位置（たとえば、図６に例が示されるような、水平に保持された基板ＷのＺ軸正方向側で基板Ｗに十分に近接する位置）に移動することが望ましい。このような態様であれば、均一なプラズマが生じた状態で基板Ｗの表面における液膜１０１Ａにプラズマを作用させることで、均一な処理を行うことができる。

なお、本実施の形態では、基板Ｗに対してプラズマ処理部３０が移動する態様が示されるが、プラズマ処理部３０と基板Ｗとが相対的に移動されて上記の処理位置に位置すればよい。

ここで、基板Ｗに十分に近接する位置（処理位置）について、図１１を参照しつつ説明する。なお、図１１は、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離が異なる場合における、基板Ｗの表面における被膜（レジスト膜）の剥離度合いの例を示す図である。処理時間は１．５分間（９０秒間）である。

上記のプラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離とは、より具体的には、プラズマ電極である電極棒を覆う誘電管３０Ｆと液膜１０１Ａの液面との間の距離である。また、処理液は硫酸であるものとする。また、液膜１０１Ａの膜厚は、０．２ｍｍであるものとする。また、プラズマ処理部３０におけるプラズマ電極である電極棒３０Ｂ（または電極棒３０Ｃ）の温度は、４００℃であるものとする。なお、プラズマ電極である電極棒３０Ｂ（または電極棒３０Ｃ）の温度は、４００℃以上であればよい。

図１１に例が示されるように、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離が２．３ｍｍ以下である場合には、剥離率は十分に高いことが分かる。一方で、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離が２．８ｍｍ以上である場合には、剥離率は著しく低下することが分かる。

このことから、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離は２．３ｍｍ以下であることが望ましい。

また、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離が近すぎると、両者間でアーク放電が生じたり、液膜１０１Ａの液面がプラズマ処理部３０側に引きつけられたりすることによって、被膜（レジスト膜）を適切に剥離することができない場合があった。発明者らの実験では、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離が０．９ｍｍ未満となると、上記の不具合が生じた。

このことから、プラズマ処理部３０と液膜１０１Ａとの間の距離は０．９ｍｍ以上であることが望ましい。

そして、プラズマ処理部３０が処理位置に位置する状態で、図６に例が示されるように、プラズマ処理部３０におけるプラズマ１０２の作用で生じた活性種が、液膜１０１Ａへと供給される（図４におけるステップＳＴ０５）。

レジスト膜の上面における液膜１０１Ａへと活性種が供給されることによって、液膜１０１Ａ中で活性種が処理液１０１を活性化する。具体的な一例として、活性種は基板Ｗの上面の硫酸の液膜１０１Ａに作用する。これによって、処理液１０１の処理性能が高まる。具体的には、活性種と硫酸との反応によって、処理性能（ここでは酸化力）の高いカロ酸が生成される。カロ酸はペルオキソ一硫酸とも呼ばれる。当該カロ酸が基板Ｗのレジスト膜に作用することで、レジスト膜を酸化除去することができる。

また、活性種が酸素ラジカルを含む場合、酸素ラジカルの酸化力によって基板Ｗ上のレジスト膜の除去が促進される。

なお、上記の説明では、処理液ノズル２０の動作の後にプラズマ処理部３０の動作が行われているが、動作順序はこれに限られるものではなく、たとえば、処理液ノズル２０の動作とプラズマ処理部３０の動作とがほぼ同時に行われてもよい。

また、本実施の形態ではプラズマ処理部３０は基板Ｗの上面全体を覆うように配置されているが、プラズマ処理部３０が基板Ｗの一部のみを覆うように配置される場合には、プラズマ処理部３０の基板Ｗの上面における位置を、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの回転方向および径方向に図示しない駆動機構によって移動させてもよい。

また、液膜１０１Ａの形成は、基板Ｗの上面への処理液１０１の供給を開始することによって開始され、基板Ｗの上面への処理液１０１の供給を停止することによって停止されるが、処理液ノズル２０からの処理液１０１の供給を停止した後も、基板Ｗが高速回転していなければ（たとえば、基板Ｗを低速回転させて、処理液の液膜のパドル形成を行う、または、基板Ｗを回転させずに処理液の液膜を形成するなど）、液膜１０１Ａは維持され得る。活性種の液膜１０１Ａへの供給は、処理液１０１の供給停止後、液膜１０１Ａが維持された状態で行われる。また、活性種の液膜１０１Ａへの供給は、処理液１０１の供給を開始した後、かつ、処理液１０１の供給を停止する前に行われてもよい。

なお、上記の除去処理の後、通常は、基板Ｗのリンス工程（洗浄工程）および乾燥工程が行われる。たとえば、リンス工程は、基板Ｗへ純水（ＤＩＷ）を吐出することによって行われ、乾燥工程は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）による乾燥が行われるが、基板Ｗを高速回転させる振り切り乾燥または基板上面へ窒素ガスを吐出するＮ_２ブローなどが行われてもよい。

＜加熱部について＞
次に、加熱部５０について説明する。図７は、加熱部５０およびその周辺構造の構成の例を具体的に示す図である。なお、図７においては、交流電源４０、集合電極３０Ｇおよび集合電極３０Ｈは、簡単のため図示が省略されている。図７に例が示されるように、加熱部５０は、気体供給源７０から供給される気体（たとえば、Ｎ_２またはＡｒなどの不活性ガス、または、ドライエアー）が流れる気体流路５０Ａと、気体流路５０Ａが分岐した下流のそれぞれの端部に設けられる吹き出し口５０Ｂとを備える。それぞれの吹き出し口５０Ｂは、たとえば、平面視で基板Ｗの周方向の少なくとも一部に延びて形成される。それぞれの吹き出し口５０Ｂは、たとえば、パンチング加工などによって形成されるパンチング孔である。

吹き出し口５０Ｂから吹き出す気体は、プラズマ処理部３０の一部の領域または全体を加熱するための高温の気体である。すなわち、吹き出し口５０Ｂからは、温風がプラズマ処理部３０（たとえば、電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃ）に向かって吹き出される。ここで、吹き出し口５０Ｂから吹き出す気体は、気体供給源７０から供給される時点で高温に保たれている気体であってもよいし、加熱部５０が図示しないヒーターを備え、気体流路５０Ａにおいて当該ヒーターによって熱せられて高温となった気体であってもよい。

なお、図７に示される例では、気体流路５０Ａは加熱部５０を支持する支持部６０の内部に形成される気体流路６０Ａと連通しており、気体供給源７０から供給される気体は、気体流路６０Ａおよび気体流路５０Ａを通って複数の吹き出し口５０Ｂへ到達する。また、図７に示される例では、加熱部５０は、プラズマ処理部３０との境界部分に設けられた隙間である排気口５０Ｄを備えることができる。このような構成であれば、吹き出し口５０Ｂから吹き出してプラズマ処理部３０を加熱した気体は、その後排気口５０Ｄから排気される。

それぞれの吹き出し口５０Ｂにはシャッター部材５０Ｃを取り付け可能である。シャッター部材５０Ｃは、加熱部５０の下面においてスライドすることによって、互いに独立に対応する吹き出し口５０Ｂを開閉可能である。具体的には、シャッター部材５０Ｃは、平面視で吹き出し口５０Ｂと重なる位置である閉位置と、平面視で吹き出し口５０Ｂと重ならない位置である開位置との間で移動可能であり、閉位置で対応する吹き出し口５０Ｂを塞ぎ、開位置で対応する吹き出し口５０Ｂを開放することができる。当該動作は、たとえば、ボールねじ機構またはエアシリンダーなどの駆動機構によって実現される。

それぞれのシャッター部材５０Ｃの開閉動作は、たとえば、制御部９０によって制御される。当該制御によって、プラズマ処理部３０内の任意の領域に対して、選択的に開かれた吹き出し口５０Ｂから温風を吹き付けることができる。なお、それぞれの吹き出し口５０Ｂを開閉可能な構成であれば、他の形態の開閉機構が設けられてもよい。

また、処理ユニット１００には、プラズマ処理部３０における電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃの温度を測定するための測定部７２が設けられていてもよい。測定部７２は、たとえば、放射温度計である。図７においては、測定部７２はプラズマ処理部３０、加熱部５０および支持部６０とは独立して設けられているが、プラズマ処理部３０、加熱部５０または支持部６０と一体的に設けられてもよい。また、測定部７２が設けられる位置は、図７に示される位置に限られるものではない。

＜加熱方法について＞
次に、加熱部５０によるプラズマ処理部３０の加熱方法について説明する。プラズマ処理部３０内のそれぞれの領域におけるプラズマが生じるまで（プラズマ空間が形成されるまで）に要する時間は、当該領域に配置される電極棒の個体差、集合電極の個体差、または、プラズマ処理部３０の組立誤差などによってばらつきがある。特に、プラズマ処理部３０におけるプラズマ空間を形成する面積が大きい場合には当該ばらつきも大きくなり、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマを生じさせるまでに要する時間が長くなる。

ここで、発明者らは、大気圧プラズマなどのプラズマを生じさせる場合に、１００℃などの高温の気体をプラズマ処理部３０へ吹き付けることで、プラズマが生じるまでに要する時間を短縮させることができるということを見出した。図８は、プラズマ処理部３０内の領域全体にプラズマが生じるまでに要する時間を示す図である。図８において、縦軸は温度（値は相対値）、横軸は時間（値は相対値）をそれぞれ示す。また、図８において、丸印は加熱されない状態（常温の状態）で電圧が印加された場合のプラズマ処理部３０の温度の推移を示し、三角印は１００℃に加熱された状態で電圧が印加された場合のプラズマ処理部３０の温度の推移を示し、四角印は１５０℃に加熱された状態で電圧が印加された場合のプラズマ処理部３０の温度の推移を示す。また、図８における縦軸の温度［５０］は、温度上昇が鈍化するしきい温度であり、当該しきい温度を、プラズマ処理部３０内の領域全体にプラズマが生じた温度とする。

図８に例が示されるように、加熱されない状態（常温の状態）で電圧が印加されたプラズマ処理部３０は、しきい温度に到達するまでに時間［５］を要するのに対し、１００℃または１５０℃に加熱された状態で電圧が印加されたプラズマ処理部３０は、時間［５］の半分程度の時間でしきい温度に到達することができる（図８における砂地部分を参照）。

すなわち、プラズマを生じさせる前にプラズマ処理部３０をたとえば１００℃以上に加熱することによって、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。

本実施の形態では、加熱部５０は、プラズマ処理部３０においてプラズマを生じさせる前にプラズマ処理部３０の一部または全体を加熱する。具体的には、吹き出し口５０Ｂから高温の気体がプラズマ処理部３０（たとえば、電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃ）に向かって吹き出されることによって、プラズマ処理部３０が加熱される。

そうすることによって、プラズマ処理部３０およびその近傍の気体が加熱された状態でプラズマを発生させることとなるため、プラズマ処理部３０内の領域全体でプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。そして、プラズマを生じさせるまでに要する時間が短縮されることによって、それぞれの領域における当該時間のばらつきも小さくなり、領域全体で均一なプラズマを生じさせることが可能となる。

なお、プラズマ処理部３０においてプラズマが生じるまでには時間を要するため、プラズマ処理を行う前の工程、たとえば、基板Ｗの上面に液膜１０１Ａを形成する工程の間に、プラズマ処理部３０が待機位置に位置している状態で当該加熱が開始されていることが望ましい。

また、測定部７２を用いてプラズマ処理部３０内の複数の領域の温度を測定し、当該測定結果に基づいて、加熱部５０を用いて加熱する領域を特定してもよい。

図９は、プラズマ処理部３０内の一部の領域にプラズマが生じている状態を示す平面図である。図９に例が示されるように、プラズマ処理部３０における複数の電極棒３０Ｂおよび複数の電極棒３０Ｃに同様に電圧を印加した場合であってもプラズマ１０２が生じるまでに要する時間にばらつきが生じるため、プラズマ処理部３０内の領域全体にプラズマが生じるまでに要する時間が長くなる。

一方で、プラズマが生じるまでに要する時間が長くなる一因として、プラズマが生じる当該領域の温度が相対的に上昇しにくい箇所が存在することが考えられる。よって、まず、測定部７２を用いてプラズマが生じるまでのプラズマ処理部３０内のそれぞれの領域の温度を測定し、相対的に温度が低い領域をあらかじめ特定する。そして、当該領域に対応する吹き出し口５０Ｂを開いて当該領域（具体的には、当該領域に位置する電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃ）に温風を吹き付けることによって、プラズマ処理部３０内の一部の領域に対応する当該領域を選択的に加熱する。そうすることで、プラズマ処理部３０内の領域間でのプラズマが生じるまでに要する時間のばらつきを減少させ、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマが生じるまでに要する時間を効果的に短縮することができる。

図１０は、測定部７２による温度の測定結果に基づいて、一部の吹き出し口５０Ｂを開いた場合の例を示す平面図である。図１０に示される場合では、測定部７２による温度の測定によってある領域（図１０の右上部分）の温度が相対的に低いと判定され、当該領域を覆うように配置されている吹き出し口５０Ｂが開かれている。このようにすれば、開かれた吹き出し口５０Ｂに対応する領域の電極棒３０Ｂおよび電極棒３０Ｃを効果的に加熱して、プラズマ処理部３０内の領域間でのプラズマが生じるまでに要する時間のばらつきを減少させることができる。

なお、図９と図１０とでは、プラズマ１０２が生じていない領域と吹き出し口５０Ｂが開かれている領域とは一致おり、測定部７２によって測定される温度が相対的に低い領域と、プラズマ１０２が所定の時間内に生じない領域とが概ね一致している。

また、図１０においては、開かれている吹き出し口５０Ｂは１つだが、互いに離間する複数の吹き出し口５０Ｂが開かれてもよい。このような加熱方法であれば、複数の領域において同時に加熱を行うことができるため、多様な温度分布を有するプラズマ処理部３０であっても効果的に加熱することができる。

＜第２の実施の形態＞
図１２は、本実施の形態における処理ユニット１００Ａの構成の例を概略的に示す側面図である。図１２においては、便宜上一部の構成が透過した状態で図示されている。

なお、図１２に示される構成は、図１におけるチャンバ８０に囲まれていてよい。また、チャンバ８０内の圧力は、およそ大気圧（たとえば、０．５気圧以上、かつ、２気圧以下）である。言い換えれば、後述するプラズマ処理は、大気圧で行われる大気圧プラズマ処理である。

処理ユニット１００Ａは、スピンチャック１０と、処理カップ１２と、処理液ノズル２０と、処理液供給源２９と、バルブ２５と、基板Ｗの上方に基板Ｗ全体を覆うように配置され、かつ、大気圧下でプラズマを生じさせる大気圧プラズマ源としてのプラズマ処理部１３０と、プラズマ処理部１３０に交流電圧を印加する交流電源４０と、プラズマ処理部１３０を加熱する加熱部５０と、プラズマ処理部１３０および加熱部５０を一体的に支持する支持部６０とを備える。

プラズマ処理部１３０は、石英などの誘電体からなる板状の誘電部材３２Ａと、誘電部材３２Ａ内に収容されて櫛形状に配置される複数の電極棒３０Ｊと、誘電部材３２Ａ内に収容されて櫛形状に配置される複数の電極棒３０Ｋと、樹脂（たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））またはセラミックスなどからなり、かつ、複数の電極棒３０Ｊおよび複数の電極棒３０Ｋをそれぞれ一端において保持する保持部３０Ｌと、複数の電極棒３０Ｊに共通して接続される、アルミニウムなどからなる集合電極３０Ｍと、複数の電極棒３０Ｋに共通して接続される、アルミニウムなどからなる集合電極３０Ｎとを備える。集合電極３０Ｍと集合電極３０Ｎとは、たとえば、合わせて平面視で円形状となるように配置され、当該円内に、複数の電極棒３０Ｊおよび複数の電極棒３０Ｋが収容される。電極棒３０Ｊまたは電極棒３０Ｋを収容する誘電部材３２Ａ内の穴（後述の収容穴３２Ｂ）の下面と誘電部材３２Ａの下面との間の距離（すなわち、収容穴３２Ｂ下方の厚み）は、たとえば、０．３ｍｍである。

電極棒３０Ｊおよび電極棒３０Ｋは、たとえば、タングステンなどから形成される棒形状である。なお、電極棒３０Ｊおよび電極棒３０Ｋの形状は棒形状に限られるものではない。また、複数の電極棒３０Ｊと複数の電極棒３０Ｋとは、平面視で重ならないように互い違いに配置される。すなわち、平面視で見れば、電極棒３０Ｊと電極棒３０Ｋとは、交互に配列される。平面視における電極棒３０Ｊと電極棒３０Ｋとの間の距離（ピッチ）は、たとえば、６ｍｍであり、複数の電極棒３０Ｊ間の距離、および、複数の電極棒３０Ｋ間の距離は、たとえば、１２ｍｍである。

一方で、図１２に示される側面視においては、複数の電極棒３０Ｊと複数の電極棒３０Ｋとは、互いに重なって配置される。なお、図１２に示される側面視において、複数の電極棒３０Ｊと複数の電極棒３０Ｋとは、互いに重なっていなくてもよく、たとえば、図１２のＺ軸方向にずれて配置されていてもよい。

誘電部材３２Ａは、上面および下面が凹凸のない平面形状である。そのため、プラズマ処理の際などに生じる誘電部材３２Ａの下面の付着物の洗浄が容易となる。

図１３は、プラズマ処理部１３０における一部の構成の例を概略的に示す断面図である。図１３は、図１２におけるＡ－Ａ’断面に対応する。なお、電極棒３０Ｊおよび電極棒３０Ｋの数は、図１３に示される数に限られるものではない。

図１３に例が示されるように、誘電部材３２Ａには板形状の側面からＸ軸方向に延びる収容穴３２Ｂが複数形成されており、電極棒３０Ｊおよび電極棒３０Ｋは、それぞれ対応する収容穴３２Ｂに収容される。収容穴３２Ｂは、Ｘ軸正方向およびＸ軸負方向の誘電部材３２Ａの端部（側面）から内部へ交互に延びて形成されているため、電極棒３０ＪはＸ軸正方向側の端部から、電極棒３０ＫはＸ軸負方向側の端部からそれぞれ挿入される。このようにして、それぞれの電極棒３０Ｊおよび電極棒３０Ｋは、誘電体である誘電部材３２Ａに周囲を囲まれて配置される。また、図１２に示されるように、収容穴３２Ｂは、誘電部材３２Ａの下面に近い位置に形成されている。

交流電源４０によって、集合電極３０Ｍおよび集合電極３０Ｎとの間に交流電圧が印加されると、集合電極３０Ｍに接続される各電極棒３０Ｊと集合電極３０Ｎに接続される各電極棒３０Ｋとの間に交流電圧が印加される。その結果、電極棒３０Ｊと電極棒３０Ｋとの間で誘電体バリア放電が生じる。そして、当該放電の放電経路の周囲で気体のプラズマ化が生じて、電極棒３０Ｊと電極棒３０Ｋとを隔てる誘電部材３２Ａの表面（収容穴３２Ｂの内部を含む）に沿って２次元的に広がるプラズマ空間が形成される。ここで、収容穴３２Ｂが誘電部材３２Ａの下面に近い位置に形成されているため、プラズマ１０２は主に誘電部材３２Ａの下面に形成される。

ここで、上記のプラズマ空間が形成される際に、プラズマ処理部１３０の下方の空間（すなわち、基板Ｗの上方の空間）に、たとえば、Ｏ_２（酸素）、Ｎｅ、ＣＯ_２、空気、不活性ガスまたはそれらの組み合わせである気体が供給されてもよい。不活性ガスは、たとえば、Ｎ_２または希ガスである。希ガスは、たとえば、ＨｅまたはＡｒなどである。

プラズマ１０２の作用によって、当該空間近傍の気体に活性種が生じる。活性種には、電荷を有するイオン、または、電気的に中性であるラジカルなどが含まれる。たとえば、気体がＯ_２を含むものである場合は、プラズマ処理部１３０におけるプラズマの作用によって、活性種の一種である酸素ラジカルが生じる。

上記の構成の処理ユニット１００Ａを使って、第１の実施の形態に示された場合と同様の基板処理動作（図４におけるステップＳＴ０１からステップＳＴ０５）を行うことができる。

ここで、プラズマ処理部１３０は、上記のようにプラズマ１０２を生じさせる段階においては所定の待機位置に待機しておき、誘電部材３２Ａの下面に適度に均一なプラズマ１０２が生じた後で、基板Ｗ近傍の処理位置に移動することが望ましい。このような態様であれば、均一なプラズマ１０２が生じた状態で基板Ｗの表面における液膜にプラズマ１０２を作用させることで、均一な処理を行うことができる。

なお、本実施の形態ではプラズマ処理部１３０は基板Ｗの上面全体を覆うように配置されているが、プラズマ処理部１３０が基板Ｗの一部のみを覆うように配置される場合には、プラズマ処理部１３０の基板Ｗの上面における位置を、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの上面に沿って基板Ｗの回転方向および径方向に図示しない駆動機構によって移動させてもよい。

ここで、基板Ｗに十分に近接する位置（処理位置）について、図１５を参照しつつ説明する。なお、図１５は、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が異なる場合における、基板Ｗの表面における被膜（レジスト膜）の剥離度合いの例を示す図である。

図１５においては、異なる温度設定として、誘電部材３２Ａの温度が２００℃である場合と、誘電部材３２Ａの温度が２５０℃である場合とが例示されている。それぞれの温度条件下で、処理時間は１．５分間（９０秒間）である。なお、誘電部材３２Ａの温度とは、誘電部材３２Ａ全体の温度が均一に保たれた状態での、誘電部材３２Ａの上面の温度である。

また、上記のプラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離とは、より具体的には、プラズマ電極である電極棒を収容する誘電部材３２Ａの下面と液膜１０１Ａの液面との間の距離である。また、処理液は硫酸であるものとする。また、液膜１０１Ａの膜厚は、０．２ｍｍであるものとする。

また、図１５における丸印は、当該条件下での被膜（レジスト膜）の剥離率が十分に高い（たとえば、１００％）ことを示す。一方で、図１５における×印は、当該条件下での被膜（レジスト膜）の剥離率が十分でない（たとえば、１００％未満）ことを示す。

図１５に例が示されるように、誘電部材３２Ａの温度が２００℃である場合には、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が２．３ｍｍ以上、かつ、２．８ｍｍ以下である場合には、被膜（レジスト膜）の剥離率は十分に高い（たとえば、１００％である）ことが分かる。

一方で、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が１．８ｍｍ以下である場合には当該距離が近すぎるため、両者間でアーク放電が生じたり、液膜１０１Ａの液面がプラズマ処理部１３０側に引きつけられたりすることによって、被膜（レジスト膜）を適切に剥離することができない場合がある。また、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が３．８ｍｍ以上である場合には被膜（レジスト膜）の剥離率が徐々に低下する（たとえば、当該距離が３．８ｍｍである場合、剥離率は６０％である）。そのため、これらの距離範囲は、被膜（レジスト膜）の剥離率が十分ではないことが分かる。

また、図１５に例が示されるように、誘電部材３２Ａの温度が２５０℃である場合には、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が２．３ｍｍ以上、かつ、３．８ｍｍ以下である場合には、被膜（レジスト膜）の剥離率は十分に高い（たとえば、１００％である）ことが分かる。

一方で、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が１．８ｍｍ以下である場合には当該距離が近すぎるため、両者間でアーク放電が生じたり、液膜１０１Ａの液面がプラズマ処理部１３０側に引きつけられたりすることによって、被膜（レジスト膜）を適切に剥離することができない場合がある。また、プラズマ処理部１３０と液膜１０１Ａとの間の距離が４．３ｍｍ以上である場合には被膜（レジスト膜）の剥離率が徐々に低下する（たとえば、当該距離が４．３ｍｍである場合、剥離率は８５％である）。そのため、これらの距離範囲は、被膜（レジスト膜）の剥離率が十分ではないことが分かる。

＜加熱方法について＞
次に、加熱部５０によるプラズマ処理部１３０の加熱方法について説明する。プラズマ処理部１３０内のそれぞれの領域におけるプラズマが生じるまで（プラズマ空間が形成されるまで）に要する時間は、当該領域に配置される電極棒の個体差、集合電極の個体差、または、当該領域における熱容量の大きさなどによってばらつきがある。特に、プラズマ処理部１３０におけるプラズマ空間を形成する面積が大きい場合には当該ばらつきも大きくなり、プラズマ処理部１３０内の領域全体で均一なプラズマを生じさせるまでに要する時間が長くなる。

上記のように発明者らは、大気圧プラズマなどのプラズマを生じさせる場合に、１００℃などの高温の気体をプラズマ処理部１３０へ吹き付けることで、プラズマが生じるまでに要する時間を短縮させることができるということを見出した。

本実施の形態では、加熱部５０は、プラズマ処理部１３０においてプラズマを生じさせる前にプラズマ処理部１３０の一部または全体を加熱する。具体的には、図７に示された吹き出し口５０Ｂから高温の気体がプラズマ処理部１３０（たとえば、誘電部材３２Ａの上面）に向かって吹き出されることによって、プラズマ処理部１３０が加熱される。

そうすることによって、プラズマ処理部１３０およびその近傍の気体が加熱された状態でプラズマを発生させることとなるため、プラズマ処理部１３０内の領域全体でプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。そして、プラズマを生じさせるまでに要する時間が短縮されることによって、それぞれの領域における当該時間のばらつきも小さくなり、領域全体で均一なプラズマを生じさせることが可能となる。

なお、プラズマ処理部１３０においてプラズマが生じるまでには時間を要するため、プラズマ処理を行う前の工程、たとえば、基板Ｗの上面に液膜１０１Ａ（図５を参照）を形成する工程の間に、プラズマ処理部１３０が待機位置に位置している状態で当該加熱が開始されていることが望ましい。

また、図７の測定部７２を用いてプラズマ処理部１３０内の複数の領域の温度を測定し、当該測定結果に基づいて、加熱部５０を用いて加熱する領域を特定してもよい。

図１４は、プラズマ処理部１３０における一部の構成の例を概略的に示す平面図である。図１４においては、便宜上一部の構成が透過した状態で図示されている。図１４に示されるプラズマ処理部１３０において、複数の電極棒３０Ｊおよび複数の電極棒３０Ｋに同様に電圧を印加した場合であってもプラズマが生じるまでに要する時間にばらつきが生じるため、プラズマ処理部１３０内の領域全体にプラズマが生じるまでに要する時間が長くなる。

一方で、プラズマが生じるまでに要する時間が長くなる一因として、プラズマが生じる当該領域の温度が相対的に上昇しにくい箇所が存在することが考えられる。よって、まず、図７の測定部７２を用いてプラズマが生じるまでのプラズマ処理部１３０内のそれぞれの領域の温度を測定し、相対的に温度が低い領域をあらかじめ特定する。そして、当該領域に対応する図７に示された吹き出し口５０Ｂを開いて当該領域（具体的には、当該領域に位置する誘電部材３２Ａの上面）に温風を吹き付けることによって、プラズマ処理部１３０内の一部の領域に対応する当該領域を選択的に加熱する。そうすることで、プラズマ処理部１３０内の領域間でのプラズマが生じるまでに要する時間のばらつきを減少させ、プラズマ処理部１３０内の領域全体で均一なプラズマが生じるまでに要する時間を効果的に短縮することができる。

＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。すなわち、以下では便宜上、対応づけられる具体的な構成のうちのいずれか１つのみが代表して記載される場合があるが、代表して記載された具体的な構成が対応づけられる他の具体的な構成に置き換えられてもよい。

以上に記載された実施の形態によれば、プラズマ処理装置は、プラズマ処理部３０と、加熱部５０とを備える。プラズマ処理部３０は、プラズマを発生させて基板Ｗに対して処理を行う。加熱部５０は、プラズマ処理部３０を加熱する。ここで、加熱部５０は、プラズマ処理部３０においてプラズマを発生させる前に、プラズマ処理部３０を加熱する。

このような構成によれば、プラズマ処理部３０およびその近傍の気体が加熱された状態でプラズマを発生させることとなるため、プラズマ処理部３０内の領域全体でプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。そして、プラズマを生じさせるまでに要する時間が短縮されることによって、それぞれの領域における当該時間のばらつきも小さくなり、領域全体で均一なプラズマを生じさせることが可能となる。

なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、プラズマ処理部３０は、電圧が印加される複数の電極部材を備える。ここで、電極部材は、たとえば、電極棒３０Ｂまたは電極棒３０Ｃなどに対応するものである。加熱部５０は、複数の電極部材のうちの一部の電極部材を加熱する。このような構成によれば、複数の電極棒のうちの一部が選択的に加熱された状態でプラズマを発生させることとなるため、プラズマ処理部３０内の領域間でのプラズマを生じさせるまでに要する時間のばらつきを減少させることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、加熱部５０は、プラズマ処理部３０の近傍に配置される。このような構成によれば、加熱部５０が効率的にプラズマ処理部３０を加熱することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、加熱部５０は、気体流路５０Ａと、複数の吹き出し口５０Ｂとを備える。気体流路５０Ａには、気体を供給するための気体供給源７０から供給される気体が流れる。吹き出し口５０Ｂは、気体流路５０Ａの端部に設けられる。また、吹き出し口５０Ｂは、開閉可能である。そして、加熱部５０は、複数の吹き出し口５０Ｂのうちの少なくとも一部を選択的に開くことによって、プラズマ処理部３０に気体を吹き付ける。このような構成によれば、それぞれの吹き出し口５０Ｂから選択的に気体を吹き付けることによって、プラズマ処理部３０内の任意の領域を加熱することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、加熱部５０は、互いに離間する複数の吹き出し口５０Ｂを開くことによって、プラズマ処理部３０に気体を吹き付ける。このような構成によれば、複数の領域において同時に加熱を行うことができるため、多様な温度分布を有するプラズマ処理部３０であっても効果的に加熱し、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、プラズマ処理装置は、測定部７２を備える。測定部７２は、プラズマ処理部３０内の領域ごとに温度を測定する。そして、加熱部５０は、測定部７２によって測定された温度が相対的に低い領域を加熱する。このような構成によれば、温度が低いためにプラズマが生じるまでに要する時間が長くなっている領域を選択的に加熱することによって、プラズマ処理部３０内の領域間でのプラズマが生じるまでに要する時間のばらつきを減少させ、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマが生じるまでに要する時間を効果的に短縮することができる。

以上に記載された実施の形態によれば、プラズマ処理方法において、プラズマを発生させて処理を行うためのプラズマ処理部３０を加熱する工程と、加熱されたプラズマ処理部３０を用いてプラズマを発生させる工程とを備える。

このような構成によれば、プラズマ処理部３０およびその近傍の気体が加熱された状態でプラズマを発生させることとなるため、プラズマ処理部３０内の領域全体でプラズマを生じさせるまでに要する時間を短縮することができる。そして、プラズマを生じさせるまでに要する時間が短縮されることによって、それぞれの領域における当該時間のばらつきも小さくなり、領域全体で均一なプラズマを生じさせることが可能となる。

なお、特段の制限がない場合には、それぞれの処理が行われる順序は変更することができる。

また、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、プラズマ処理方法において、プラズマ処理部３０内の領域ごとに温度を測定する工程を備える。そして、プラズマ処理部３０を加熱する工程は、測定された温度が相対的に低い領域を加熱する工程である。このような構成によれば、温度が低いためにプラズマが生じるまでに要する時間が長くなっている領域を選択的に加熱することによって、プラズマ処理部３０内の領域間でのプラズマが生じるまでに要する時間のばらつきを減少させ、プラズマ処理部３０内の領域全体で均一なプラズマが生じるまでに要する時間を効果的に短縮することができる。

＜以上に記載された実施の形態の変形例について＞
本実施の形態では、加熱部がプラズマ処理部３０全体を平面視で覆うように設けられているが、加熱部がプラズマ処理部３０一部のみを平面視で覆うように設けられていてもよい。その場合には、測定部７２による温度の測定によって相対的に温度が低い領域をあらかじめ特定しておき、当該領域の近傍に加熱部が設けられることが望ましい。また、加熱部がプラズマ処理部３０に対して着脱可能に設けられれば、相対的に温度が低い領域が異なる場合にも対応可能である。

また、本実施の形態では、加熱部は温風を吹き付けることによってプラズマ処理部３０を加熱していたが、加熱方法はこのような方法に限られるものではなく、たとえば、電熱式ヒーターまたは発熱ランプのみを備える加熱部によってプラズマ処理部３０が加熱されてもよい。

また、本実施の形態では、プラズマ処理部３０におけるプラズマの作用で生じた活性種が液膜１０１Ａに供給される場合が示されたが、当該活性種が、液膜１０１Ａが形成されていない基板Ｗの上面に直接作用する場合であってもよい。

以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではないものとする。

したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。

１ 基板処理システム
１０ スピンチャック
１０Ａ スピンベース
１０Ｃ 回転軸
１０Ｄ スピンモータ
１２ 処理カップ
２０ 処理液ノズル
２５ バルブ
２９ 処理液供給源
３０ プラズマ処理部
３０Ａ 誘電部材
３０Ｂ，３０Ｃ 電極棒
３０Ｄ 保持部
３０Ｅ，３０Ｆ 誘電管
３０Ｇ，３０Ｈ 集合電極
４０ 交流電源
５０ 加熱部
５０Ａ，６０Ａ 気体流路
５０Ｂ 吹き出し口
５０Ｃ シャッター部材
５０Ｄ 排気口
６０ 支持部
７０ 気体供給源
７２ 測定部
８０ チャンバ
９０ 制御部
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ 記憶装置
９４Ｐ 処理プログラム
９５ バスライン
９６ 入力部
９７ 表示部
９８ 通信部
１００ 処理ユニット
１０１ 処理液
１０１Ａ 液膜
１０２ プラズマ
４００ ロードポート
４０２ インデクサロボット
４０４ 基板載置部
４０６ センターロボット

Claims (6)

1. 大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、
   前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、
   誘電体で被覆された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、
   前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、
   前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、
   前記プラズマ電極を被覆する前記誘電体と前記液膜との間の距離が、０．９ｍｍ以上、かつ、２．３ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える、
   基板処理方法。
2. 大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、
   前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、
   複数の収容穴が形成された誘電体の前記収容穴に収容された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、
   前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、
   前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、
   前記誘電体の下面と前記液膜との間の距離が、２．３ｍｍ以上、かつ、３．８ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、２５０℃以上である前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える、
   基板処理方法。
3. 大気圧の処理空間内で基板を処理する基板処理方法であって、
   前記処理空間内で前記基板を水平に保持する工程と、
   複数の収容穴が形成された誘電体の前記収容穴に収容された複数のプラズマ電極を含み当該プラズマ電極に電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ発生装置を、前記水平に保持された前記基板の上方に配置する工程と、
   前記プラズマ発生装置によって大気圧プラズマを発生させる工程と、
   前記水平に保持された前記基板の上面に処理液の液膜を形成する工程と、
   前記誘電体の下面と前記液膜との間の距離が、２．３ｍｍ以上、かつ、２．８ｍｍ以下となる位置まで、前記プラズマ発生装置と前記基板とを相対的に移動させ、２００℃以上かつ２５０℃未満である前記処理液に前記大気圧プラズマを作用させて、前記基板を処理する工程とを備える、
   基板処理方法。
4. 請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の基板処理方法であり、
   前記液膜を形成する工程は、前記処理液の膜厚が０．２ｍｍである前記液膜を形成する工程である、
   基板処理方法。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の基板処理方法であり、
   前記処理液は、硫酸である、
   基板処理方法。
6. 請求項１から５のうちのいずれか１つに記載の基板処理方法であり、
   前記液膜を形成する工程は、前記基板の前記上面に形成された被膜の上面に、前記液膜を形成する工程であり、
   前記基板を処理する工程は、前記被膜を剥離させる工程である、
   基板処理方法。

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