JP4488493B2

JP4488493B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP4488493B2
Application number: JP2004067971A
Authority: JP
Inventors: 卓也和田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: JP2005259907A

Description

この発明は、基板を処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。処理の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、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、たとえば、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に処理液を供給して、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられる場合がある。
枚葉式の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に処理液を供給するためのノズルとを備えている。基板の処理時には、スピンチャックによって基板が回転されつつ、その回転している基板の表面の回転中心付近にノズルから処理液が供給される。基板の表面に供給された処理液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の表面上を供給位置から周縁に向けて流れる。これにより、基板の表面の全域に処理液が行き渡って、基板の表面に対する処理液による処理が達成される。
特開昭６１−１２９８２９号公報

処理液を用いた処理の中には、たとえば、処理液としてＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を用いて、基板の表面から不要となったレジスト膜を剥離する処理がある。このレジスト剥離処理のためのＳＰＭは、硫酸と過酸化水素水とを化学反応させて生成され、この化学反応時に生じる反応熱を利用して１５０℃まで昇温する。そのため、上記した構成の基板処理装置をレジスト剥離処理に用いる場合、ＳＰＭの配管系統をすべて耐熱構造にする必要があり、装置のイニシャルコストが高くなってしまう。

そこで、この発明の目的は、安価な構成で、ＳＰＭのような高温の混合液を用いた処理を基板に施すことができる基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、混合時に発熱反応を呈する第１液および第２液の混合液を用いて基板（Ｗ）を処理する基板処理装置であって、基板を保持して回転させるための基板保持手段（１）と、この基板保持手段によって保持されている基板の表面に向けて、第１液を吐出するための少なくとも１つの第１液吐出口（２３；６３）および第２液を吐出するための少なくとも２つの第２液吐出口（２２；６２，６４）を有するノズル体（２）とを含み、前記ノズル体の内部には、第１液が供給され、その供給された第１液を貯留する第１液貯留部と、前記第１液貯留部から前記第１液吐出口に向けて流れる第１液が、前記第１液貯留部から上方へ導かれ、前記基板保持手段によって保持される基板の表面と平行な方向に導かれた後、前記第１液吐出口に向かって下方に導かれるように、形成された第１液流路と、第２液が供給され、その供給された第２液を貯留する第２液貯留部と、前記第２液貯留部から前記第２液吐出口に向けて流れる第２液が、前記第２液貯留部から上方へ導かれ、前記基板保持手段によって保持される基板の表面と平行な方向に導かれた後、前記第２液吐出口に向かって下方に導かれるように、形成された第２液流路とが形成されていることを特徴とする基板処理装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板保持手段に保持された基板の表面に、第１液吐出口から第１液が供給されるとともに、複数の第２液吐出口から第２液が供給される。そのため、基板の表面上において、第１液と第２液との混合時の発熱（反応生成熱）を利用して、その第１液および第２液の混合液を高温に昇温させることができる。そのため、第１液吐出口から吐出される第１液および第２液吐出口から吐出される第２液は比較的低温でよいから、ノズル体やこのノズル体に第１液および第２液を供給するための配管系統を耐熱構造にする必要がない。よって、安価な構成で、高温の混合液を用いた処理を基板に施すことができる。
また、ノズル体への第１液の供給が停止されると、第１液流路における第１液吐出口に向けて下方に延びる部分内の第１液が第１液吐出口からすべて吐出される。そのため、ノズル体への第１液の供給停止中に、第１液吐出口から第１液が漏れ出るといったことがなく、そのような第１液の漏液による基板の汚染を生じるおそれがない。同様に、ノズル体への第２液の供給が停止されると、第２液流路における基板の表面と平行な方向に延びる部分および第２液吐出口に向けて下方に延びる部分内の第２液が第２液吐出口からすべて吐出される。そのため、ノズル体への第２液の供給停止中に、第２液吐出口から第２液が漏れ出るといったことがなく、そのような第１液の漏液による基板の汚染を生じるおそれがない。

請求項２記載の発明は、上記基板保持手段によって保持されている基板の表面とほぼ平行な所定方向に上記ノズル体を移動させて、当該基板の表面における第１液および第２液の供給位置をスキャンさせるスキャン手段（３３）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の表面における第１液および第２液の供給位置をスキャンさせることができるので、基板の表面全域に第１液および第２液をより良好にむらなく供給することができる。そのため、基板に対して、第１液および第２液の混合液による処理を一層良好に施すことができる。

請求項３記載の発明は、上記第１液は、過酸化水素水であり、上記第２液は、硫酸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である。
硫酸と過酸化水素水との混合液を用いた処理は、基板の表面に形成されているレジストを剥離するためのレジスト剥離処理であり、このレジスト剥離処理では、基板の表面に対して、レジストを良好に剥離可能な高温（約８０℃以上）の硫酸と過酸化水素水との混合液（レジスト剥離液）を供給する必要がある。

このような場合に、請求項１または２の構成であれば、基板の表面上で硫酸および過酸化水素水を混合させて、高温のレジスト剥離液を生成することができ、硫酸および過酸化水素水の供給配管系統などを耐熱構造にする必要がないので、安価な構成でレジスト剥離処理を実現することができる。
請求項４記載の発明は、上記ノズル体は、上記第１液吐出口および上記第２液吐出口が処理対象の基板の外周形状に対応した円弧（２４）上に並べて配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ノズル体が基板の周縁部上に配置されたときに、第１液吐出口からの第１液および第２液吐出口からの第２液を、基板の表面の周縁部において、基板の周縁に沿った円弧上の各供給位置に供給することができる。そのため、第１液および第２液が基板外に向けて吐出されることがなく、第１液および第２液の無駄な消費を抑制することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。この基板処理装置は、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）の表面から不要になったレジストを剥離して除去するためのレジスト剥離処理を行う枚葉式の装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１に保持されたウエハＷの上面（表面）に硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）および過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）を供給するためのノズル２とを備えている。

スピンチャック１には、たとえば、ほぼ鉛直に延びたスピン軸１１と、スピン軸１１の上端にほぼ水平に取り付けられたスピンベース１２と、このスピンベース１２の上面に立設された複数個の挟持部材１３とを含む構成のものが採用されている。
複数個の挟持部材１３は、ウエハＷの外形に対応した円周上に互いに間隔を空けて配置されており、ウエハＷの端面を互いに異なる複数の位置で挟持することにより、そのウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持することができる。また、複数個の挟持部材１３は、スピン軸１１の中心軸線を中心とする円周上に配置されており、複数個の挟持部材１３によってウエハＷを保持したときに、ウエハＷの中心がスピン軸１１の中心軸線上に位置するようになっている。

スピン軸１１には、モータなどの駆動源を含む回転駆動機構１４が結合されている。この回転駆動機構１４からスピン軸１１に回転力を入力することにより、スピン軸１１をその中心軸線まわりに回転させることができる。よって、複数個の挟持部材１３によってウエハＷを保持した状態で、回転駆動機構１４からスピン軸１１に回転力を入力することにより、そのウエハＷをスピンベース１２とともにスピン軸１１の中心軸線まわりに回転させることができる。

なお、スピンチャック１としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの非デバイス面を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
ノズル２は、硫酸および過酸化水素水の供給位置を変更できるスキャンノズルとしての基本形態を有している。具体的には、スピンチャック１の側方には、旋回軸３１が鉛直方向にほぼ沿って配置されており、ノズル２は、その旋回軸３１の上端部からほぼ水平に延びたノズルアーム３２の先端部に取り付けられている。旋回軸３１には、アーム駆動機構３３からの駆動力が与えられるようになっていて、旋回軸３１を所定の角度範囲内で往復回転させることにより、スピンチャック１に保持されたウエハＷの上方でノズルアーム３２を揺動させることができ、これに伴って、スピンチャック１に保持されたウエハＷの上面において、ノズル２からの硫酸および過酸化水素水の供給位置をスキャン（移動）させることができる。

ノズル２には、硫酸供給源からの硫酸を供給する硫酸供給管４１と、過酸化水素水供給源からの過酸化水素水を供給する過酸化水素水供給管４２とが接続されている。硫酸供給管４１の途中部には、硫酸供給管４１を開閉するための硫酸バルブ４３が介装されており、この硫酸バルブ４３を開くと、硫酸供給管４１から供給される硫酸がノズル２から吐出され、硫酸バルブ４３を閉じると、ノズル２からの硫酸の吐出が停止される。

過酸化水素水供給管４２の途中部には、過酸化水素水供給管４２を開閉するための過酸化水素水バルブ４４が介装されており、この過酸化水素水バルブ４４を開くと、過酸化水素水供給管４２から供給される過酸化水素水がノズル２から吐出され、過酸化水素水バルブ４４を閉じると、ノズル２からの過酸化水素水の吐出が停止される。
このレジスト剥離装置はさらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御部５を備えている。制御部５は、回転駆動機構１４およびアーム駆動機構３３の動作を制御し、また、硫酸バルブ４３および過酸化水素水バルブ４４の開閉をそれぞれ制御する。

図２は、ノズル２の底面図である。ノズル２は、ほぼ直方体形状に形成されており、スピンチャック１に保持されたウエハＷと平行で、このウエハＷに対向するウエハ対向面２１を底面に有している。
ウエハ対向面２１には、それぞれ複数（この実施形態では、４つ）の硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３が、ウエハＷの外形に対応した円弧２４上に沿って一列に配列されて、硫酸吐出口２２と過酸化水素水吐出口２３とが交互に並び、かつ、隣接する硫酸吐出口２２と過酸化水素水吐出口２３との間にほぼ等間隔を空けて形成されている。硫酸吐出口２２は、硫酸供給管４１から供給される硫酸を、ウエハＷの上面に対してほぼ垂直に吐出する。また、過酸化水素水吐出口２３は、過酸化水素水供給管４２から供給される過酸化水素水を、ウエハＷの上面に対してほぼ垂直に吐出する。その結果、ウエハＷの上面には、ウエハＷの外形に対応した円弧２４上に間隔を空けて、硫酸吐出口２２からの硫酸の供給位置と過酸化水素水吐出口２３からの過酸化水素水の供給位置とが交互に並ぶことになる。

図３は、図２に示す切断線Ａ−Ａにおけるノズル２の断面図である。ノズル２は、上下に積層された上ブロック２５、上連結ブロック２６、中ブロック２７、下連結ブロック２８および下ブロック２９を備えており、最下層の下ブロック２９の下面がウエハ対向面２１をなしている。
中ブロック２７には、硫酸供給管４１が接続される硫酸導入路２７１と、この硫酸導入路２７１に連通した硫酸貯留部２７２とが形成されており、硫酸供給管４１から供給される硫酸は、硫酸導入路２７１を通して、硫酸貯留部２７２に流入するようになっている。

また、下ブロック２９には、硫酸吐出口２２と同数の硫酸吐出路２９１が上下方向に貫通して形成されており、各硫酸吐出路２９１の下端開口が硫酸吐出口２２を形成している。言い換えれば、下ブロック２９には、複数の硫酸吐出口２２にそれぞれ連通した複数の硫酸吐出路２９１が形成されている。
硫酸貯留部２７２と複数の硫酸吐出路２９１とは、それぞれ、硫酸貯留部２７２側から順に、上連結ブロック２６に上下方向に貫通して形成されて、下端が硫酸貯留部２７２に接続された連通路２６１、上ブロック２５に左右方向（ウエハＷに平行な方向）に延びて形成され、一端が連通路２６１の上端に接続された連通路２５１、上連結ブロック２６に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２５１の他端に接続された連通路２６２、中ブロック２７に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２６２の下端に接続された連通路２７３、および、下連結ブロック２８に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２７３の下端に接続され、下端が硫酸吐出路２９１の上端に接続された連通路２８１を介して連通されている。

硫酸供給管４１から供給される硫酸は、硫酸貯留部２７２に流入し、硫酸貯留部２７２に溜められる。硫酸貯留部２７２に溜められた硫酸は、硫酸貯留部２７２が硫酸で満杯になった後、硫酸貯留部２７２にさらに硫酸が供給されることにより、硫酸貯留部２７２から各連通路２６１にほぼ等しい流量で送出される。そして、硫酸の供給がさらに続けられて、その連通路２６１が硫酸で満杯になると、連通路２６１から連通路２５１に硫酸が流出し、その流出した硫酸が、連通路２５１，２６２，２７３，２８１を順に通して各硫酸吐出路２９１に供給され、各硫酸吐出路２９１の下端の硫酸吐出口２２から吐出される。

このように、硫酸供給管４１から供給される硫酸が、硫酸貯留部２７２に溜められた後、その硫酸貯留部２７２から各連通路２６１にほぼ等しい流量で送出されることにより、各硫酸吐出口２２に硫酸をほぼ等しい流量で供給することができ、各硫酸吐出口２２から硫酸をほぼ等しい流量で吐出させることができる。
また、連通路２６２，２７３，２８１が上下方向に延びているので、硫酸供給管４１からの硫酸の供給が停止されて、硫酸貯留部２７２から連通路２６１への硫酸の送出がなくなった後に、連通路２５１，２６２，２７３，２８１および硫酸吐出路２９１内の硫酸が硫酸吐出口２２からすべて吐出される。そのため、硫酸供給管４１からの硫酸の供給停止中に、硫酸吐出口２２から硫酸が漏れ出るといったことがなく、そのような硫酸の漏液によるウエハＷの汚染を生じるおそれがない。

図４は、図２に示す切断線Ｂ−Ｂにおけるノズル２の断面図である。下ブロック２９には、過酸化水素水供給管４２が接続される過酸化水素水導入路２９２と、この過酸化水素水導入路２９２に連通した過酸化水素水貯留部２９３と、過酸化水素水吐出口２３と同数の過酸化水素水吐出路２９４とが形成されている。過酸化水素水供給管４２から供給される過酸化水素水は、過酸化水素水導入路２９２を通して、過酸化水素水貯留部２９３に流入するようになっている。また、各過酸化水素水吐出路２９４は、上下方向に貫通して形成されており、その下端開口が過酸化水素水吐出口２３を形成している。言い換えれば、下ブロック２９には、複数の過酸化水素水吐出口２３にそれぞれ連通した複数の過酸化水素水吐出路２９４が形成されている。

過酸化水素水貯留部２９３と複数の過酸化水素水吐出路２９４とは、それぞれ、過酸化水素水貯留部２９３側から順に、下連結ブロック２８に上下方向に貫通して形成されて、下端が過酸化水素水貯留部２９３に接続された連通路２８２、中ブロック２７に上下方向に貫通して形成されて、下端が連通路２８２の上端に接続された連通路２７４、上連結ブロック２６に上下方向に貫通して形成されて、下端が連通路２７４の上端に接続された連通路２６３、上ブロック２５に左右方向に延びて形成され、一端が連通路２６３の上端に接続された連通路２５２、上連結ブロック２６に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２５２の他端に接続された連通路２６４、中ブロック２７に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２６４の下端に接続された連通路２７５、および、下連結ブロック２８に上下方向に貫通して形成されて、上端が連通路２７５の下端に接続され、下端が過酸化水素水吐出路２９４の上端に接続された連通路２８３を介して連通されている。

過酸化水素水供給管４２から供給される過酸化水素水は、過酸化水素水貯留部２９３に流入し、過酸化水素水貯留部２９３に溜められる。過酸化水素水貯留部２９３に溜められた過酸化水素水は、過酸化水素水貯留部２９３が過酸化水素水で満杯になった後、過酸化水素水貯留部２９３にさらに過酸化水素水が供給されることにより、過酸化水素水貯留部２９３から各連通路２８２にほぼ等しい流量で送出される。そして、過酸化水素水の供給がさらに続けられて、連通路２８２，２７４，２６３が過酸化水素水で満杯になると、連通路２６３から連通路２５２に過酸化水素水が流出し、その流出した過酸化水素水が、連通路２５２，２６４，２７５，２８３を順に通して各過酸化水素水吐出路２９４に供給され、各過酸化水素水吐出路２９４の下端の過酸化水素水吐出口２３から吐出される。

このように、過酸化水素水供給管４２から供給される過酸化水素水が、過酸化水素水貯留部２９２に溜められた後、その過酸化水素水貯留部２９２から各連通路２８２にほぼ等しい流量で送出されることにより、各過酸化水素水吐出口２３に過酸化水素水をほぼ等しい流量で供給することができ、各過酸化水素水吐出口２３から過酸化水素水をほぼ等しい流量で吐出させることができる。

また、連通路２６４，２７５，２８３が上下方向に延びているので、過酸化水素水供給管４２からの過酸化水素水の供給が停止されて、過酸化水素水貯留部２９３から連通路２８２への過酸化水素水の送出がなくなった後に、連通路２５２，２６４，２７５，２８３および過酸化水素水吐出路２９４内の過酸化水素水が過酸化水素水吐出口２３からすべて吐出される。そのため、過酸化水素水供給管４２からの過酸化水素水の供給停止中に、過酸化水素水吐出口２３から過酸化水素水が漏れ出るといったことがなく、そのような過酸化水素水の漏液によるウエハＷの汚染を生じるおそれがない。

図５は、レジスト剥離処理について説明するための図である。処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって搬入されてきて、デバイス形成面である表面を上方に向けた状態でスピンチャック１に保持される。
レジスト剥離処理では、まず、回転駆動機構１４が制御されて、スピンチャック１に保持されたウエハＷが所定の回転速度（たとえば、１０〜５００ｒｐｍ）で回転される。その一方で、アーム駆動機構３３が制御されて、ノズル２がスピンチャック１に保持されたウエハＷの上方に移動され、ノズル２のウエハ対向面２１がウエハＷの表面から７ｍｍ程度の距離に配置される。そして、硫酸バルブ４３および過酸化水素水バルブ４４が開かれて、スピンチャック１に保持されて回転しているウエハＷの表面に向けて、ノズル２の各硫酸吐出口２２から硫酸が吐出され、また、ノズル２の各過酸化水素水吐出口２３から過酸化水素水が吐出される。

上記したように、ウエハＷの表面には、ウエハＷの外形に対応した円弧２４（図２参照）上に間隔を空けて、硫酸吐出口２２からの硫酸の供給位置と過酸化水素水吐出口２３からの過酸化水素水の供給位置とが交互に並ぶ。これにより、ウエハＷの表面上において、互いに隣接する供給位置に供給された硫酸と過酸化水素水とが混じり合い、硫酸と過酸化水素水との化学反応（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂→Ｈ₂ＳＯ₅＋Ｈ₂Ｏ）が生じて、強い酸化力を有するＨ₂ＳＯ₅を含むＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）が生成される。また、このとき化学反応による発熱（反応生成熱）を生じ、この反応生成熱によって、ウエハＷの表面上で生成されるＳＰＭは、ウエハＷの表面に形成されているレジストを良好に剥離可能な約８０℃以上、好ましくは１００℃以上の高温に達する。そして、その高温に昇温したＳＰＭの酸化力によって、ウエハＷの表面から不要なレジストが剥離されて除去されていく。

ノズル２から硫酸および過酸化水素水がウエハＷの表面に供給されている間、アーム駆動機構３３が制御されて、ウエハＷの上方でノズルアーム３２が所定の角度範囲内で揺動されることにより、ウエハＷの表面上における硫酸および過酸化水素水の供給位置がスキャンされる。具体的には、ノズルアーム３２の揺動によって、ウエハＷの表面上における硫酸および過酸化水素水の各供給位置が、ウエハＷの回転中心付近とウエハＷの周縁部との間で繰り返し移動される。スピンチャック１によってウエハＷが回転される一方で、そのウエハＷの表面上を硫酸および過酸化水素水の供給位置がスキャンされることにより、ウエハＷの表面の全域において、硫酸と過酸化水素水との化学反応を生じさせることができ、その化学反応によって生成される高温のＳＰＭをむらなく供給することができる。よって、ウエハＷの表面全域から不要なレジストを良好に剥離して除去することができる。

以上のように、この実施形態によれば、スピンチャック１に保持されたウエハＷの表面に、複数の硫酸吐出口２２から硫酸が供給されるとともに、複数の過酸化水素水吐出口２３から過酸化水素水が供給される。そして、ウエハＷの表面上において、硫酸と過酸化水素水とが反応することによってＳＰＭが生成され、このときの反応生成熱を利用して、そのＳＰＭがレジストを良好に剥離可能な高温に昇温される。そのため、硫酸吐出口２２から吐出される硫酸および過酸化水素水吐出口２３から吐出される過酸化水素水は、レジストを良好に剥離することのできる温度よりも低温でよいから、ノズル２、硫酸供給管４１および過酸化水素水供給管４２などを、そのレジストを良好に剥離することのできる高温に耐え得る構造にする必要がない。よって、安価な構成で、高温のＳＰＭを用いたレジスト剥離処理を実現することができる。

また、この実施形態では、ノズル２のウエハ対向面２１において、硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３が、ウエハＷの外形に対応した円弧２４上に沿って一列に配列されているので、ノズル２がウエハＷの周縁部上に配置されたときに、硫酸吐出口２２からの硫酸および過酸化水素水吐出口２３からの過酸化水素水は、図２に示すように、ウエハＷの表面の周縁部において、ウエハＷの周縁に沿った円弧上の各供給位置（図２において「＋」で示す位置）に供給される。これにより、硫酸および過酸化水素水の各供給位置をウエハＷの回転中心付近とウエハＷの周縁部との間でスキャンさせれば、硫酸および過酸化水素水がウエハＷ外に向けて吐出されることがなく、硫酸および過酸化水素水の無駄な消費を抑制することができる。

硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３は、交互に配列されている必要はなく、図６に示すように、２つの硫酸吐出口２２と１つの過酸化水素水吐出口２３とを１組として、この組がウエハＷの外形に対向した円弧上に沿って１または複数配置されていてもよい。この場合、１つの硫酸吐出口２２から吐出される硫酸の流量と１つの過酸化水素水吐出口２３から吐出される過酸化水素水の流量とが同じであれば、ウエハＷの表面上で、硫酸および過酸化水素水を硫酸：過酸化水素水＝２：１の混合比で混合させることができる。

また、図７に示すように、硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３がウエハ対向面２１に千鳥配列されていてもよい。すなわち、複数の硫酸吐出口２２が円弧または直線上に間隔を空けて一列に配列され、この硫酸吐出口２２の列に平行な円弧または直線上に沿って、複数の過酸化水素水吐出口２３が、各過酸化水素水吐出口２３が互いに隣接する硫酸吐出口２２の間に対向するように間隔を空けて一列に配列されていてもよい。

さらに、図８に示すように、ウエハ対向面２１において、多角形（図８の例では六角形）の各頂点に硫酸吐出口２２が配置され、その多角形の中心に過酸化水素水吐出口２３が配置されてもよい。もちろん、多角形の各頂点に過酸化水素水吐出口２３が配置され、その多角形の中心に硫酸吐出口２２が配置されてもよい。
図９は、ウエハ対向面２１に形成される硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３のさらに他の配置例を示す底面図である。この図９の例では、１つの硫酸吐出口２２と１つの過酸化水素水吐出口２３とが近接配置され、これらを１組として、この組が直線上に間隔を空けて複数配置されている。この構成では、硫酸吐出口２２と過酸化水素水吐出口２３とが近接しているので、硫酸吐出口２２から吐出される硫酸と過酸化水素水吐出口２３から吐出される過酸化水素水とを、ウエハＷの表面に達するまでの空中においても混合させることができ、硫酸と過酸化水素水との混合効率を向上させることができる。

図１０は、ウエハ対向面２１に形成される硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３のさらに他の配置例を示す底面図である。この図１０の例では、複数の硫酸吐出口２２および複数の過酸化水素水吐出口２３が十字状に配列されている。
すなわち、図１０(a)の例では、複数の硫酸吐出口２２がウエハ対向面２１の長手方向に沿った直線上に間隔を空けて一列に配列され、その硫酸吐出口２２の列に直交する直線上に、複数の過酸化水素水吐出口２３が間隔を空けて一列に配列されている。図１０(b)の例では、硫酸吐出口２２と過酸化水素水吐出口２３とが交互に並ぶように、ウエハ対向面２１の長手方向に沿った直線およびこれに直交する直線上に配列されている。

これらの構成によっても、ウエハＷの表面に硫酸および過酸化水素水を供給して、ウエハＷの表面上で硫酸と過酸化水素水とを混合させることができる。
図１１は、ウエハ対向面２１に形成される硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３の他の例を示す底面図である。この図１１の例では、硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３が、それぞれウエハ対向面２１の長手方向に直交する方向に延びたスリット状（幅狭な長方形状）に形成されている。そして、複数のスリット状硫酸吐出口２２および複数のスリット状過酸化水素水吐出口２３が、ウエハ対向面２１の長手方向に間隔を空けて交互に配置されている。

図１２は、ウエハ対向面２１に形成される硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３のさらに他の例を示す底面図である。この図１２の例では、硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３が、それぞれウエハ対向面２１の長手方向に延びたスリット状に形成されている。そして、複数のスリット状硫酸吐出口２２および複数のスリット状過酸化水素水吐出口２３が、ウエハ対向面２１の長手方向に直交する方向に間隔を空けて交互に配置されている。

図１３は、ウエハ対向面２１に形成される硫酸吐出口２２および過酸化水素水吐出口２３のさらに他の例を示す底面図である。この図１３の例では、ウエハ対向面２１に、ウエハ対向面２１の長手方向に延びたスリット状の硫酸吐出口２２Ａおよび過酸化水素水吐出口２３Ａと、ウエハ対向面２１の長手方向に直交する方向に延びたスリット状の硫酸吐出口２２Ｂおよび過酸化水素水吐出口２３Ｂとが形成されている。

これらの図１１〜１３に示す構成によっても、ウエハＷの表面に硫酸および過酸化水素水を供給して、ウエハＷの表面上で硫酸と過酸化水素水とを混合させることができる。
図１４は、ノズル２に代えて用いることができるノズル６の構成を示す底面図である。ノズル６は、円形状のウエハ対向面６１を有している。ウエハ対向面６１には、円環状の第１硫酸吐出口６２と、この第１硫酸吐出口６２の径方向外側に、第１硫酸吐出口６２よりも径の大きな同心円環状の過酸化水素水吐出口６３と、この過酸化水素水吐出口６３の径方向外側に、過酸化水素水吐出口６３よりも径の大きな同心円環状の第２硫酸吐出口６４とが形成されている。第１硫酸吐出口６２および第２硫酸吐出口６４からウエハＷの表面に向けて硫酸を吐出し、過酸化水素水吐出口６３からウエハＷの表面に向けて過酸化水素水を吐出することにより、ウエハＷの表面に硫酸および過酸化水素水を供給することができ、ウエハＷの表面上で硫酸と過酸化水素水とを混合させることができる。

なお、この図１４の構成において、ウエハ対向面６１をウエハＷとほぼ同じ径に形成すれば、ウエハＷの表面への硫酸および過酸化水素水の供給時に、その硫酸および過酸化水素水の供給位置をスキャン（ノズル６を往復移動）させなくても、ウエハＷの表面に硫酸および過酸化水素水をむらなく供給することができ、ウエハＷの表面全域でレジストを良好に剥離可能な高温のＳＰＭを生成させることができる。

また、図１〜１３のいずれの構成においても、ノズル２のサイズを大きく設計し、硫酸吐出口２２からの硫酸および過酸化水素水吐出口６３からの過酸化水素水が、ウエハＷの回転半径を含む領域に同時に供給することができれば、ウエハＷの表面への硫酸および過酸化水素水の供給時に、その硫酸および過酸化水素水の供給位置をスキャン（ノズル６を往復移動）させなくてもよい。

以上、この発明のいくつかの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、アーム２２の先端部において、ノズル２，６をウエハＷの表面に交差（好ましくは直交）する回転軸線まわりに回転可能に設けて、硫酸および過酸化水素水の吐出流の反力によってノズル２，６が自転するようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭをレジスト剥離液として用いているが、混合時に発熱反応を呈するものであれば、たとえば、硫酸とオゾン水との混合液がレジスト剥離液として用いられてもよい。

さらにまた、処理対象となる基板の一例としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および磁気／光ディスク用基板などの他の種類の基板が処理の対象とされてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。ノズルの底面図である。図２に示す切断線Ａ−Ａにおけるノズルの断面図である。図２に示す切断線Ｂ−Ｂにおけるノズルの断面図である。レジスト剥離処理について説明するための図である。２つの硫酸吐出口と１つの過酸化水素水吐出口とを１組として、この組をウエハ対向面に複数配置した例を示す底面図である。硫酸吐出口と過酸化水素水吐出口とを千鳥配列した例を示す底面図である。硫酸吐出口（過酸化水素水吐出口）を多角形の各頂点に配置し、その多角形の中心に過酸化水素水吐出口（硫酸吐出口）を配置した例を示す底面図である。硫酸吐出口と過酸化水素水吐出口とを近接配置した例を示す底面図である。硫酸吐出口と過酸化水素水吐出口とを十字状に配列した例を示す底面図である。硫酸吐出口および過酸化水素水吐出口をそれぞれスリット状に形成した例を示す底面図である。硫酸吐出口および過酸化水素水吐出口をそれぞれスリット状に形成した他の例を示す底面図である。硫酸吐出口および過酸化水素水吐出口をそれぞれスリット状に形成したさらに他の例を示す底面図である。ノズルの他の構成例を示す底面図である。

符号の説明

１スピンチャック
２ノズル
６ノズル
２２硫酸吐出口
２２Ａ硫酸吐出口
２２Ｂ硫酸吐出口
２３過酸化水素水吐出口
２３Ａ過酸化水素水吐出口
２３Ｂ過酸化水素水吐出口
２４円弧
３３アーム駆動機構
６２第１硫酸吐出口
６３過酸化水素水吐出口
６４第２硫酸吐出口
Ｗ半導体ウエハ

Claims

混合時に発熱反応を呈する第１液および第２液の混合液を用いて基板を処理する基板処理装置であって、
基板を保持して回転させるための基板保持手段と、
この基板保持手段によって保持されている基板の表面に向けて、第１液を吐出するための少なくとも１つの第１液吐出口および第２液を吐出するための少なくとも２つの第２液吐出口を有するノズル体とを含み、
前記ノズル体の内部には、
第１液が供給され、その供給された第１液を貯留する第１液貯留部と、
前記第１液貯留部から前記第１液吐出口に向けて流れる第１液が、前記第１液貯留部から上方へ導かれ、前記基板保持手段によって保持される基板の表面と平行な方向に導かれた後、前記第１液吐出口に向かって下方に導かれるように、形成された第１液流路と、
第２液が供給され、その供給された第２液を貯留する第２液貯留部と、
前記第２液貯留部から前記第２液吐出口に向けて流れる第２液が、前記第２液貯留部から上方へ導かれ、前記基板保持手段によって保持される基板の表面と平行な方向に導かれた後、前記第２液吐出口に向かって下方に導かれるように、形成された第２液流路と
が形成されていることを特徴とする基板処理装置。
上記基板保持手段によって保持されている基板の表面とほぼ平行な所定方向に上記ノズル体を移動させて、当該基板の表面における第１液および第２液の供給位置をスキャンさせるスキャン手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
上記第１液は、過酸化水素水であり、
上記第２液は、硫酸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。
上記ノズル体は、上記第１液吐出口および上記第２液吐出口が処理対象の基板の外周形状に対応した円弧上に並べて配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。