JP5801228B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、高温薬液を用いた処理を基板に施すための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基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)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、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板が含まれる。

半導体装置の製造工程には、たとえば、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の主面にリン、砒素、硼素などの不純物（イオン）を局所的に注入する工程が含まれる。この工程では、不要な部分に対するイオン注入を防止するため、ウエハの表面に感光性樹脂からなるレジストがパターン形成されて、イオン注入の不要な部分がレジストによってマスクされる。ウエハの表面上にパターン形成されたレジストは、イオン注入の後は不要になるから、イオン注入後には、そのウエハの表面上の不要となったレジストを除去するためのレジスト除去処理が行われる。

このようなレジスト除去処理の代表的なものでは、ウエハの表面に酸素プラズマが照射されて、ウエハの表面上のレジストがアッシングされる。そして、ウエハの表面に硫酸と過酸化水素水の混合液である硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：ＳＰＭ液）などの薬液が供給されて、アッシングされたレジストが除去されることにより、ウエハの表面からのレジストの除去が達成される。

ところが、レジストのアッシングのための酸素プラズマの照射は、ウエハの表面のレジストで覆われていない部分（たとえば、レジストから露呈した酸化膜）にダメージを与えてしまう。
そのため、最近では、レジストのアッシングを行わずに、ウエハの表面にＳＰＭ液を供給して、このＳＰＭ液に含まれるペルオキソ一硫酸（Ｈ_２ＳＯ_５）の強酸化力により、ウエハの表面からレジストを剥離して除去する手法が注目されつつある。

特開２００５−３２８１９号公報

ところが、高ドーズのイオン注入が行われたウエハでは、レジストが炭化変質（硬化）していることがある。
ＳＰＭ液に高いレジスト剥離性能を発揮させるためには、ＳＰＭ液の液温を２００℃以上の高温まで昇温させる必要がある。このようなＳＰＭ液であれば、表面に硬化層を有するレジストであっても、アッシングすることなく、ウエハの表面から除去することができる。また、ＳＰＭ液の液温を２００℃以上の温度に保つことにより、レジストの剥離効率が高まるから、レジスト剥離の処理時間の短縮を図ることもできる。

このような問題は、ＳＰＭ液等のレジスト剥離液を用いたレジスト除去処理だけでなく、高温の燐酸を用いた窒化膜等の選択エッチング処理等にも共通の課題である。
そこで、本発明の目的は、基板の主面の薬液を高温に保持させることにより、基板の主面に薬液を用いた処理を良好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。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、基板の主面に薬液を供給するための薬液流通配管（４；４Ａ；４Ｂ）と、前記薬液流通配管に薬液を供給する薬液供給手段（１３）と、前記薬液流通配管の周囲を取り囲む環状の赤外線ランプ（３８）を有し、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に対向して配置され、前記赤外線ランプからの赤外線の放射により、前記基板の主面に供給された薬液を加熱する、基板よりも小径のヒータ（３８，５２；３８，２５２）と、前記ヒータと前記薬液流通配管とを一体に保持する保持ヘッド（３５；３５Ａ；３５Ｂ）と、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記保持ヘッドを移動させる保持ヘッド移動手段（３６，３７）とを含み、前記赤外線ランプからの赤外線の放射により、前記薬液流通配管を流通する薬液が加熱される、基板処理装置（１；１Ａ；１Ｂ）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が、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、本項において同じ。
この構成によれば、赤外線ランプからの赤外線の放射により、その赤外線ランプに取り囲まれた薬液流通配管を流通する薬液が加熱される。したがって、薬液流通配管を流通して高温化された薬液が、基板の主面に供給される。

また、ヒータを基板の主面に対向配置させつつ、赤外線ランプから赤外線を放射させることにより、基板の主面において、ヒータに対向する領域に存在する薬液が加熱される。また、ヒータによる加熱と並行して、保持ヘッドを基板の主面に沿って移動させる。そのため、基板の主面におけるヒータに対向する領域が、所定の軌跡上を移動するので、ヒータによって基板の主面の全域を加熱することができる。

したがって、薬液流通配管を流通して高温化された薬液が、基板の主面に供給された後に、ヒータによってさらに加熱される。これにより、基板の主面に存在する薬液を、高温に保つことができる。その結果、基板の主面の全域に、薬液を用いた処理を良好かつ均一に施すことができる。
また、基板の主面の薬液を高温に保つことができるので、薬液による処理を促進することができ、薬液による処理時間を短縮することができる。

請求項２に記載のように、前記薬液流通配管の管壁は、前記赤外線ランプによる赤外線の照射により熱せられて高温に昇温させられることにより、前記薬液流通配管を流通する薬液を加熱するものであってもよい。
請求項３記載の発明は、前記薬液流通配管（４；４Ａ）は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に薬液を吐出する薬液吐出口（８０；８０Ａ）を有している、請求項１または２に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、薬液流通配管を流通した薬液は、その後、基板の主面に供給される。そのため、薬液流通配管を流通して加熱された直後の高温の薬液を基板の主面に供給することができる。
請求項４記載の発明は、前記薬液流通配管（４Ａ）の周囲を取り囲むように設けられ、前記薬液流通配管との間に気体が流通する気体流路（１０１，１０５，１０９）を区画し、先端部において前記薬液流通配管との間に気体吐出口（１０７）を区画するように前記薬液流通配管に固定された外筒（１００）をさらに含み、前記薬液吐出口（８０Ａ）から吐出される薬液と前記気体吐出口から吐出される気体とが混合されることにより前記薬液の液滴が形成される、請求項３に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、薬液流通配管を流通して加熱された薬液が、薬液吐出口から吐出される。そのため、薬液吐出口から吐出される薬液と気体吐出口から吐出される気体との混合により、薬液の微細な液滴を形成することができる。微小な液滴の態様で基板の主面に供給された薬液は、ヒータの加熱により昇温させられ易い。これにより、基板の主面の薬液を高温に保つことができる。

また、微細な液滴の態様の薬液は気化し易いので、混合の過程で薬液を気化させることも考えられる。この場合、気化した状態の薬液（すなわち薬液成分を含む気体）を、基板の主面に供給することも可能であり、気化後の薬液がその薬液の沸点を超える高温であることから、基板の主面の薬液を、より高い温度に保つことができる。
請求項５記載の発明は、前記保持ヘッドは、水平方向に沿う上面（２５２Ａ）および下面（２５２Ｂ）を有する底板部（２５２）を有し、前記赤外線ランプを収容する有底容器状のランプハウジング（４０）を備え、前記薬液流通配管（４Ｂ）は、前記ランプハウジングの内部で、前記底板部の前記上面に対向する開口（８０Ｂ）を有し、前記底板部は、その底板部を上下方向に貫通する多数の薬液吐出口（２００）を有する、請求項１または２に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、薬液流通配管を流通した薬液は、開口から吐出された後、ランプハウジングの底板部に受けられる。ランプハウジングの底板部に受けられた薬液は、薬液吐出口から吐出されるまでの間、その底板部に溜められる。底板部に溜められた薬液に、赤外線ランプからの赤外線が照射されることにより、薬液がさらに加熱される。
また、底板部に溜められた薬液は、底板部の多数の薬液吐出口からシャワー状に吐出される。すなわち、各薬液吐出口からは、薬液の液滴が吐出される。液滴の態様で基板の主面に供給された薬液は、ヒータの加熱により昇温させられ易い。

さらに、底板部の広範囲に薬液吐出口を配置することにより、高温の薬液の液滴を、基板の主面のより広範囲に供給することができる。以上により、基板の主面に供給される薬液をさらに高温化することができるから、基板の主面の薬液を高温に保持することができる。
また、請求項６に記載のように、前記薬液流通配管の管壁は、石英を用いて形成されていてもよい。薬液流通配管の管壁は、赤外線ランプからの赤外線を受けて高温に熱せられるが、耐熱性を有する石英を用いて形成することにより、薬液流通配管の破壊や溶融のおそれが少ない。

請求項７に記載の発明は、前記一体型ヘッドは、前記赤外線ランプを収容する有底容器状のランプハウジング（４０）を備える、請求項６に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、赤外線ランプの周囲がランプハウジングによって覆われている。そのため、基板の主面付近の薬液の液滴を含む雰囲気が、赤外線ランプに悪影響を及ぼすのを防止することができる。また、赤外線ランプの管壁に薬液の液滴が付着するのを防止できるので、赤外線ランプから放射される赤外線の光量を長期にわたって安定的に保つことができる。

この場合、請求項８に記載のように、前記ヒータは、前記赤外線ランプの照射により加熱される前記ランプハウジングの底板部（５２；２５２）を含んでいてもよい。この場合、赤外線ランプによる赤外線の照射により、赤外線ランプを収容するランプハウジングの底板部が高温に熱せられる。これにより、ランプハウジングにより、赤外線ランプの保護と、薬液の加熱との双方を実現することができる。

前記底板部は、前記基板の主面と対向する平坦な対向面（５２Ｂ；２５２Ｂ）を有していることが好ましい。この場合、対向面と基板の主面との間の雰囲気を、その周囲から遮断することができ、対向面と基板の主面との間の雰囲気を保温させることができる。これにより、基板の主面における底板部に対向する領域に存在する薬液の温度降下を抑制することができるので、底板部に対向する領域に存在する薬液のより一層の高温化を図ることができる。

また、請求項９に記載のように、前記ランプハウジングは石英を用いて形成されていてもよい。ランプハウジングは赤外線ランプからの赤外線を受けて部分的に高温に熱せられる場合があるが、耐熱性を有する石英を用いて形成することにより、ランプハウジングの破壊や溶融のおそれが少ない。
また、請求項１０に記載のように、薬液流通配管の管壁は、ランプハウジングと一体に形成されていてもよい。

さらに、本発明の一実施形態に係る態様では、前記一体型ヘッドは、前記ランプハウジングの開口部（３９）を閉塞する蓋（４１）をさらに備えている。この構成によれば、ランプハウジングの開口部が蓋によって閉塞されている。そのため、薬液の液滴を含む雰囲気のランプハウジング内への進入が確実に阻止される。これにより、薬液の液滴を含む雰囲気が赤外線ランプに悪影響を及ぼすのを、より確実に防止することができる。

この場合、蓋と赤外線ランプとが十分な間隔を隔てて配置されていれば、蓋が赤外線ランプによって熱せられることがない。したがって、その蓋を、樹脂材料を用いて形成することもできる。
また、前記ヒータは、前記基板の主面と前記赤外線ランプとの間に配置され、前記赤外線ランプの照射により加熱される対向部材（５２）をさらに含んでいてもよい。

この場合、赤外線ランプによる赤外線の照射により、対向部材が高温に熱せられる。そして、対向部材を基板の主面に対向配置させることにより、基板の主面における対向部材に対向する領域に存在する薬液を、赤外線ランプおよび対向部材の双方を用いて加熱することができる。これにより、薬液を効率良く加熱することができる。
前記対向部材は、前記基板の主面と対向する平坦な対向面（５２Ｂ）を有していることが好ましい。この場合、対向面と基板の主面との間の雰囲気を、その周囲から遮断することができ、対向面と基板の主面との間の雰囲気を保温させることができる。これにより、基板の主面における対向部材に対向する領域に存在する薬液の温度降下を抑制することができるので、対向部材に対向する領域に存在する薬液のより一層の高温化を図ることができる。

請求項１１に記載のように、前記赤外線ランプは、前記基板の主面に垂直な軸線を中心軸線とする環状をなしていてもよい。この場合、赤外線ランプが基板の主面に沿って延びるので、より大流量の薬液に対して、赤外線を照射することができる。
また、請求項１２に記載のように、前記薬液はレジスト剥離液であってもよい。
この場合、基板の主面に存在する全てのレジスト剥離液を高温に保つことができるので、基板の主面の全域からレジストを良好かつ均一に除去することができる。

また、基板の主面のレジスト剥離液を高温に保つことができるので、硬化層を有するレジストであっても、アッシングすることなく、基板の主面から除去することができる。レジストのアッシングが不要であるから、アッシングによる基板の主面のダメージの問題を回避することができる。
請求項１３記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板を、所定の鉛直軸線まわりに回転させるための回転手段（６）と、前記薬液供給手段を制御して前記基板保持手段に保持されている基板の主面に、前記薬液流通配管からの薬液を供給するとともに、前記回転手段を制御して前記基板保持手段に保持されている基板を第１回転速度で回転させることにより、その基板の主面を覆う薬液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記回転手段を制御して、前記基板保持手段に保持されている基板を第１回転速度よりも低い第２回転速度で回転させることにより、前記基板の主面上に形成された薬液の液膜（７０）を、その基板の主面上に保持する液膜保持工程と、前記液膜保持工程と並行して、前記ヒータおよび前記保持ヘッド移動手段を制御して、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に前記ヒータを対向配置させるとともに、前記基板の主面に保持されている薬液の液膜を前記ヒータにより加熱する液膜加熱工程と、前記液膜保持工程および前記液膜加熱工程と並行して、前記保持ヘッドを、前記基板の主面に沿って移動させる保持ヘッド移動工程とを実行する制御手段（５５）とをさらに含み、前記基板保持手段は、基板を水平姿勢に保持する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、基板保持手段に保持されている基板の主面に、第１流量の薬液を供給するとともに、その基板を第１回転速度で回転させることにより、基板の主面に当該主面を覆う薬液の液膜が形成される。その後、基板の回転速度が第２回転速度に下げられることにより、基板の主面上に薬液の液膜が継続して保持される。この液膜の保持と並行して、基板の主面にヒータを対向配置させるとともに、ヒータによる加熱を開始することにより、ヒータに対向する基板の主面上の領域に存在する薬液の液膜が加熱される。また、ヒータによる加熱と並行して、ヒータを基板の主面に沿って移動させることにより、ヒータに対向する基板の主面上の部分を移動させることができる。そのため、ヒータによって基板の主面の全域を加熱することができる。これにより、基板の主面上にある薬液のほぼ全てを加熱することが可能である。この場合、基板の主面上の全域において、薬液を高温に保つことができる。その結果、基板の主面に対し、薬液を用いた処理を良好かつ均一に施すことができる。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示す一体型ヘッドの図解的な断面図である。 図２に示す赤外線ランプの斜視図である。 図１に示すアームおよび一体型ヘッドの斜視図である。 図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す基板処理装置におけるレジスト除去処理の第１処理例を示す工程図である。 図６に示す第１処理例の主要な工程における制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。 第１処理例の一工程を説明するための図解的な図である。 図８Ａの次の工程を示す図解的な図である。 図８Ａおよび図８Ｂに示す各工程における一体型ヘッドの移動範囲を示す平面図である。 第２処理例の主要な工程における制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。 第３処理例の主要な工程における制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の一体型ヘッドの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の一体型ヘッドの断面図である。

以下では、本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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す図である。基板処理装置１は、たとえば基板の一例としてのウエハＷの表面（主面）に不純物を注入するイオン注入処理やドライエッチング処理の後に、そのウエハＷの表面から不要になったレジストを除去するための処理に用いられる枚葉式の装置である。

基板処理装置１は、隔壁（図示しない）により区画された処理室２内に、ウエハＷを保持して回転させるウエハ回転機構（基板保持手段）３と、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷの表面（上面）に対向して配置されて、レジスト剥離液（薬液）の一例としてのＳＰＭ液をウエハＷの表面に供給するとともに、ウエハＷの表面上のＳＰＭ液を加熱する一体型ヘッド（保持ヘッド）３５とを備えている。

ウエハ回転機構３として、たとえば挟持式のものが採用されている。具体的には、ウエハ回転機構３は、モータ（回転手段）６と、このモータ６の駆動軸と一体化されたスピン軸７と、スピン軸７の上端にほぼ水平に取り付けられた円板状のスピンベース８と、スピンベース８の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられた複数個の挟持部材９とを備えている。そして、複数個の挟持部材９は、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持する。この状態で、モータ６が駆動されると、その駆動力によってスピンベース８が所定の回転軸線（鉛直軸線）Ｃまわりに回転され、そのスピンベース８とともに、ほぼ水平な姿勢を保ったウエハＷを鉛直な回転軸線Ｃまわりに回転される。

なお、ウエハ回転機構３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏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、さらにその状態で回転軸線Ｃまわりに回転することにより、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷを回転させる真空吸着式のものが採用されてもよい。
ウエハ回転機構３の側方には、鉛直方向に延びる支持軸３３が配置されている。支持軸３３の上端部には、水平方向に延びるアーム３４が結合されており、アーム３４の先端に、赤外線ランプ３８を収容保持する一体型ヘッド（保持ヘッド）３５が取り付けられている。また、支持軸３３には、支持軸３３を中心軸線まわりに回動させるための揺動駆動機構（保持ヘッド移動手段）３６と、支持軸３３を中心軸線に沿って上下動させるための昇降駆動機構（保持ヘッド移動手段）３７とが結合されている。

揺動駆動機構３６から支持軸３３に駆動力を入力して、支持軸３３を所定の角度範囲内で回動させることにより、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの上方で、アーム３４を、支持軸３３を支点として揺動させることができる。アーム３４の揺動により、一体型ヘッド３５を、ウエハＷの回転軸線Ｃ上を含む位置（ウエハＷの回転中心に対向する位置）と、ウエハ回転機構３の側方に設定されたホームポジションとの間で移動される。また、昇降駆動機構３７から支持軸３３に駆動力を入力して、支持軸３３を上下動させることにより、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面に近接する近接位置（後述する第１の近接位置および第２の近接位置の双方を含む。図１に二点鎖線で示す位置）と、そのウエハＷの上方に退避する退避位置（図１に実線で示す位置）との間で、一体型ヘッド３５を昇降させることができる。この実施形態では、近接位置は、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面と一体型ヘッド３５の下面（底板部５２の下面５２Ｂ（図２参照））との間隔がたとえば約３ｍｍになる位置に設定されている。

また、基板処理装置１は、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面にリンス液としてのＤＩＷ（脱イオン化された水）を供給するためのＤＩＷノズル２４と、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面に対して洗浄用の薬液としてのＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）を供給するためのＳＣ１ノズル２５とを備えている。

ＤＩＷノズル２４は、たとえば、連続流の状態でＤＩＷを吐出するストレートノズルであり、ウエハ回転機構３の上方で、その吐出口をウエハＷの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。ＤＩＷノズル２４には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるＤＩＷ供給管２６が接続されている。ＤＩＷ供給管２６の途中部には、ＤＩＷノズル２４からのＤＩＷの供給／供給停止を切り換えるためのＤＩＷバルブ２７が介装されている。

ＳＣ１ノズル２５は、たとえば、連続流の状態でＳＣ１を吐出するストレートノズルである。ＳＣ１ノズル２５は、その吐出口を下方に向けた状態で、ほぼ水平に延びる液アーム２８の先端に取り付けられている。液アーム２８は、鉛直方向に延びる所定の揺動軸線まわりに旋回可能に設けられている。液アーム２８には、液アーム２８を所定角度範囲内で揺動させるための液アーム揺動機構２９が結合されている。液アーム２８の揺動により、ＳＣ１ノズル２５は、ウエハＷの回転軸線Ｃ上の位置（ウエハＷの回転中心に対向する位置）と、ウエハ回転機構３の側方に設定されたホームポジションとの間で移動される。

ＳＣ１ノズル２５には、ＳＣ１供給源からのＳＣ１が供給されるＳＣ１供給管３０が接続されている。ＳＣ１供給管３０の途中部には、ＳＣ１ノズル２５からのＳＣ１の供給／供給停止を切り換えるためのＳＣ１バルブ３１が介装されている。
図２は、一体型ヘッド３５の図解的な断面図である。
一体型ヘッド３５は、鉛直方向に延びる剥離液流通配管（薬液流通配管）４と、剥離液流通配管４の周囲を取り囲むように配置された略円環状の赤外線ランプ３８とを備えている。剥離液流通配管４は丸管（円筒状の配管）である。また、一体型ヘッド３５は、上部に開口部３９を有し、赤外線ランプ３８を収容する有底容器状のランプハウジング４０と、ランプハウジング４０の内部で赤外線ランプ３８を吊り下げて支持する支持部材４２と、ランプハウジング４０の開口部３９を閉塞するための蓋４１とを備えている。この実施形態では、蓋４１がアーム３４の先端に固定されている。また、剥離液流通配管４およびランプハウジング４０は、透明材料である石英を用いて一体に形成されている。

剥離液流通配管４の先端（下端）は、ランプハウジング４０の底板部５２を貫通して、底板部５２の下面５２Ｂよりも先端側（下方）に突出し、下方に向けて開口している。剥離液流通配管４の先端の開口が、ＳＰＭ液を吐出する剥離液吐出口（薬液吐出口）８０とされている。
一方、剥離液流通配管４の基端は上方へと延び、蓋４１（図２では蓋４１）外に達している。剥離液流通配管４の基端には、蓋４１の外側から次に述べる剥離液供給管１５が接続されており、この剥離液供給管１５から剥離液流通配管４にＳＰＭ液が供給されるようになっている。

図３は、赤外線ランプ３８の斜視図である。図２および図３に示すように、赤外線ランプ３８は、円環状の（円弧状の）円環部４３と、円環部４３の両端から、円環部４３の中心軸線に沿うように鉛直上方に延びる一対の直線部４４，４５とを有する１本の赤外線ランプヒータであり、主として円環部４３が発光部として機能する。この実施形態では、円環部４３の直径（外径）は、たとえば約６０ｍｍに設定されている。赤外線ランプ３８が支持部材４２に支持された状態で、円環部４３の中心軸線は、鉛直方向に延びている。換言すると、円環部４３の中心軸線は、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面に垂直な軸線である。また、赤外線ランプ３８はほぼ水平面内に配置される。

赤外線ランプ３８は、フィラメントを石英配管内に配設して構成されている。赤外線ランプ３８には、電圧供給のためのアンプ５４が接続されている。赤外線ランプ３８として、ハロゲンランプやカーボンヒータに代表される短・中・長波長の赤外線ヒータを採用することができる。
図４は、アーム３４および一体型ヘッド３５の斜視図である。

図２および図４に示すように、蓋４１は円板状をなし、アーム３４に対して水平姿勢に固定されている。蓋４１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂材料を用いて形成されている。この実施形態では、蓋４１はアーム３４と一体に形成されている。しかしながら、蓋４１をアーム３４と別に形成するようにしてもよい。また、また、蓋４１の材料として、ＰＴＦＥ等の樹脂材料以外にも、セラミックスや石英などの材料を採用することもできる。

図２に示すように、蓋４１の下面４９には、（略円筒状の）溝部５１が形成されている。溝部５１は水平平坦面からなる上底面５０を有し、上底面５０に支持部材４２の上面４２Ａが接触固定されている。図２および図４に示すように、蓋４１には、上底面５０および下面４２Ｂを、上下方向（鉛直方向）に貫通する挿通孔５８，５９が形成されている。各挿通孔５８，５９は、赤外線ランプ３８の直線部４４，４５の各上端部が挿通するためのものである。なお、図４では、赤外線ランプ３８を一体型ヘッド３５から取り除いた状態の構成を示している。

図２に示すように、ランプハウジング４０は有底円筒容器状をなしている。ランプハウジング４０は、その開口部３９を上方に向けた状態で、蓋４１の下面４９（この実施形態では、溝部５１を除く下面）に固定されている。ランプハウジング４０の開口側の周端縁からは、円環状のフランジ４０Ａが径方向外方に向けて（水平方向に）突出している。フランジ４０Ａがボルト等の固定手段（図示しない）を用いて蓋４１の下面４９に固定されることにより、ランプハウジング４０、およびランプハウジング４０と一体に形成された剥離液流通配管４が、蓋４１に支持されている。

この状態で、ランプハウジング４０の底板部（対向部材）５２は、水平姿勢の円板状をなしている。底板部５２の上面５２Ａおよび下面（対向面）５２Ｂは、それぞれ水平平坦面をなしている。ランプハウジング４０内において、赤外線ランプ３８は、その円環部４３の下部が底板部５２の上面５２Ａに近接して対向配置されている。また、円環部４３と底板部５２とは互いに平行に設けられている。なお、この実施形態では、ランプハウジング４０の外径は、たとえば約８５ｍｍに設定されている。また、赤外線ランプ３８（円環部４３の下部）と上面５２Ａとの間の上下方向の間隔はたとえば約２ｍｍに設定されている。

支持部材４２は厚肉の板状（略円板状）をなしており、ボルト５６等によって、蓋４１にその下方から、水平姿勢で取付け固定されている。支持部材４２は、耐熱性を有する材料（たとえばセラミックスや石英）を用いて形成されている。支持部材４２は、その上面４２Ａおよび下面４２Ｂを、上下方向（鉛直方向）に貫通する挿通孔４６，４７を２つ有している。各挿通孔４６，４７は、赤外線ランプ３８の直線部４４，４５が挿通するためのものである。

各直線部４４，４５の途中部には、Ｏリング４８が外嵌固定されている。直線部４４，４５を挿通孔４６，４７に挿通させた状態では、各Ｏリング４８の外周が挿通孔４６，４７の内壁に圧接し、これにより、直線部４４，４５の各挿通孔４６，４７に対する抜止めが達成され、赤外線ランプ３８が支持部材４２によって吊り下げ支持される。
図１を参照して、剥離液流通配管４にＳＰＭ液を供給するための剥離液供給機構（薬液供給手段）１３は、硫酸と過酸化水素水とを混合させるための混合部１４と、混合部１４と剥離液流通配管４との間に接続された剥離液供給管１５とを備えている。混合部１４には、硫酸供給管１６および過酸化水素水供給管１７が接続されている。硫酸供給管１６には、後述する硫酸供給部（図示しない）から、所定温度（たとえば約８０℃）に温度調節された硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）が供給される。一方、過酸化水素水供給管１７には、過酸化水素水供給源（図示しない）から、温度調節されていない室温（約２５℃）程度の過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）が供給される。硫酸供給管１６の途中部には、硫酸バルブ１８および流量調節バルブ１９が介装されている。また、過酸化水素水供給管１７の途中部には、過酸化水素水バルブ２０および流量調節バルブ２１が介装されている。剥離液供給管１５の途中部には、攪拌流通管２２および剥離液バルブ２３が混合部１４側からこの順に介装されている。攪拌流通管２２は、たとえば、管部材内に、それぞれ液体流通方向を軸にほぼ１８０度のねじれを加えた長方形板状体からなる複数の撹拌フィンを、液体流通方向に沿う管中心軸まわりの回転角度を９０度ずつ交互に異ならせて配置した構成を有している。

剥離液バルブ２３が開かれた状態で、硫酸バルブ１８および過酸化水素水バルブ２０が開かれると、硫酸供給管１６からの硫酸および過酸化水素水供給管１７からの過酸化水素水が混合部１４に流入し、それらが混合部１４から剥離液供給管１５へと流出する。硫酸および過酸化水素水は、剥離液供給管１５を流通する途中、攪拌流通管２２を通過することにより十分に攪拌される。攪拌流通管２２による攪拌によって、硫酸と過酸化水素水とが十分に反応し、多量のペルオキソ一硫酸（Ｈ_２ＳＯ_５）を含むＳＰＭ液が生成される。そして、ＳＰＭ液は、硫酸と過酸化水素水との反応熱により、混合部１４に供給される硫酸の液温以上の高温に昇温する。その高温のＳＰＭ液が剥離液供給管１５を通して剥離液流通配管４に供給される。

この実施形態では、硫酸供給部（図示しない）の硫酸タンク（図示しない）には、硫酸が溜められており、この硫酸タンク内の硫酸は温度調節器（図示しない）により、所定温度（たとえば約８０℃）に温度調節されている。この硫酸タンク内に溜められた硫酸が硫酸供給管１６に供給される。混合部１４において、約８０℃の硫酸と、室温の過酸化水素水とが混合されることにより、約１４０℃のＳＰＭ液が生成される。剥離液流通配管４の剥離液吐出口８０は、約１４０℃のＳＰＭ液を吐出する。

図２に示すように、アンプ５４から赤外線ランプ３８に電圧が供給されると、赤外線ランプ３８が赤外線を放射し、ランプハウジング４０を介して、一体型ヘッド３５の下方に向けて出射される。また、赤外線ランプ３８の放射により、ランプハウジング４０の底板部５２がたとえば３００℃程度に熱せられる。そして、ランプハウジング４０の底板部５２が熱源として機能する。そのため、この実施形態では、赤外線ランプ３８だけでなく、ランプハウジング４０の底板部５２も特許請求の範囲の「ヒータ」に含まれる。ランプハウジング４０の底板部５２を、ＳＰＭ液を加熱するためのヒータとして機能させるので、ランプハウジング４０により、赤外線ランプ３８の保護と、ＳＰＭ液の加熱との双方を実現することができる。

また、赤外線ランプ３８に取り囲まれた剥離液流通配管４の管壁は、赤外線ランプ３８赤外線ランプ３８からの赤外線の照射により、３００℃程度に熱せられる。この状態で、剥離液流通配管４に剥離液供給機構１３からのＳＰＭ液が供給されると、ＳＰＭ液が剥離液流通配管４を流通する過程で、剥離液流通配管４の管壁により加熱される。また、剥離液流通配管４を流通するＳＰＭ液は、赤外線ランプ３８から照射される赤外線を受けて加熱される。したがって、剥離液流通配管４を流通してたとえば高温化されたＳＰＭ液が剥離液吐出口８０から吐出される。

前述のように、ランプハウジング４０および剥離液流通配管４は、赤外線ランプ３８からの赤外線の照射により、部分的に３００℃程度に熱せられるのであるが、ランプハウジング４０および剥離液流通配管４が耐熱性を有する石英を用いて形成されているので、その破壊や溶融のおそれが少ない。
また、赤外線ランプ３８の円環部４３および底板部５２の双方が互いに平行に設けられているので、円環部４３が底板部５２に沿っている。そのため、円環部４３による底板部５２への照射面積を広く保つことができ、赤外線ランプ３８による底板部５２の加熱を効率良く行うことができる。また、赤外線ランプ３８の円環部４３が水平姿勢であるので、同じく水平姿勢にあるウエハＷの表面への照射面積を広く保つことができ、これにより、ＳＰＭ液に対し赤外線を効率良く照射することができる。

赤外線ランプ３８の周囲がランプハウジング４０によって覆われており、また、ランプハウジング４０のフランジ４０Ａと蓋４１の下面４９とは、ランプハウジング４０の全周にわたって密着している。さらに、ランプハウジング４０の開口部３９が蓋４１によって閉塞されている。これらにより、後述するレジスト除去処理の際、ウエハＷの表面付近のＳＰＭ液の液滴を含む雰囲気が、ランプハウジング４０内に進入して、赤外線ランプ３８に悪影響を及ぼすのを防止することができる。また、赤外線ランプ３８の石英管の管壁にＳＰＭ液の液滴が付着するのを防止することができるので、赤外線ランプ３８から放射される赤外線の光量を長期にわたって安定的に保つことができる。

そして、後述するレジスト除去処理の際には、赤外線ランプ３８の円環部４３およびランプハウジング４０の底板部５２が、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷの表面に対向して配置される。換言すると、ウエハＷに対するレジスト除去処理時には、底板部５２は、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷの表面と、赤外線ランプ３８との間に配置される。

また、蓋４１内には、ランプハウジング４０の内部にエアを供給するための給気経路６０と、ランプハウジング４０の内部の雰囲気を排気するための排気経路６１とが形成されている。給気経路６０および排気経路６１は、蓋４１の下面に開口する給気ポート６２および排気ポート６３を有している。給気経路６０には、給気配管６４の一端が接続されている。給気配管６４の他端は、エアの給気源に接続されている。排気経路６１には、排気配管６５の一端が接続されている。排気配管６５の他端は、排気源に接続されている。

給気配管６４および給気経路６０を通して、給気ポート６２からランプハウジング４０内にエアを供給しつつ、ランプハウジング４０内の雰囲気を、排気ポート６３および排気経路６１を通して排気配管６５へ排気することにより、ランプハウジング４０内の高温雰囲気を換気することができる。これにより、ランプハウジング４０の内部を冷却し、その結果赤外線ランプ３８およびランプハウジング４０（とくに底部５２）を冷却することができる。

なお、図４に示すように、給気配管６４および排気配管６５（図４では図示しない。図２参照）は、アーム３４の一方の側面に配設された板状の給気配管ホルダ６６、およびアーム３４の他方の側面に配設された板状の排気配管ホルダ６７に、それぞれ支持されている。
図５は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１は、さらに、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置（制御手段）５５を備えている。制御装置５５には、モータ６、アンプ５４、揺動駆動機構３６、昇降駆動機構３７、液アーム揺動機構２９、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０、剥離液バルブ２３、ＤＩＷバルブ２７、ＳＣ１バルブ３１、流量調節バルブ１９，２１等が制御対象として接続されている。

図６は、基板処理装置１におけるレジスト除去処理の第１処理例を示す工程図である。
図７は、次に述べるＳＰＭ液膜形成工程およびＳＰＭ液膜加熱工程における制御装置５５による制御内容を説明するためのタイムチャートである。図８Ａおよび図８Ｂは、ＳＰＭ液膜形成工程およびＳＰＭ液膜加熱工程を説明するための図解的な断面図である。図９は、図８Ａおよび図８Ｂに示す各工程における一体型ヘッド３５の移動範囲を示す平面図である。

以下、図１〜図９を参照しつつ、レジスト除去処理の第１処理例について説明する。
レジスト除去処理に際しては、搬送ロボット（図示しない）が制御されて、処理室２（図１参照）内にイオン注入処理後のウエハＷが搬入される（ステップＳ１：ウエハ搬入）。ウエハＷは、レジストをアッシングするための処理を受けておらず、また、ウエハＷの表面のレジストは疎水性であるとする。ウエハＷは、その表面を上方に向けた状態でウエハ回転機構３に受け渡される。このとき、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、一体型ヘッド３５、剥離液流通配管４およびＳＣ１ノズル２５は、それぞれホームポジションに配置されている。

ウエハ回転機構３にウエハＷが保持されると、制御装置５５はモータ６を制御して、ウエハＷを回転開始させる。ウエハＷの回転速度は第１回転速度（３０〜３００ｒｐｍの範囲で、たとえば６０ｒｐｍ）まで上げられ、その後、その第１回転速度に維持される（ステップＳ２）。第１回転速度は、ウエハＷをＳＰＭ液でカバレッジできる速度である。また、制御装置５５は、揺動駆動機構３６および昇降駆動機構３７を制御して、一体型ヘッド３５を保持したアーム３４をウエハＷの上方で揺動および昇降させる。具体的には、一体型ヘッド３５を、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷの表面の回転中心に対向する第１の近接位置に配置する。この第１の近接位置は、一体型ヘッド３５に含まれる剥離液流通配管４の剥離液吐出口８０がウエハＷの表面の回転中心に対向する位置（図９に実線で示す位置）である。

ウエハＷの回転速度が第１回転速度に達した後、図８Ａに示すように、制御装置５５は、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０および剥離液バルブ２３を開いて、剥離液流通配管４にＳＰＭ液を供給する。これにより、剥離液流通配管４を流通したＳＰＭ液が剥離液吐出口８０から吐出されて、ウエハＷの表面に供給される。また、制御装置５５は、アンプ５４を制御して、赤外線ランプ３８から赤外線を放射させる。

前述のように、赤外線ランプ３８からの赤外線の放射により、赤外線ランプ３８に取り囲まれた剥離液流通配管４を流通するＳＰＭ液が加熱される。したがって、剥離液流通配管４を流通して高温化されたＳＰＭ液が剥離液吐出口８０から吐出され、このＳＰＭ液がウエハＷの表面に供給される。
また、ウエハＷの回転速度が第１回転速度であるので、ウエハＷの表面に供給されるＳＰＭ液は、ウエハＷの表面上に溜められていき、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うＳＰＭ液の液膜（薬液の液膜）７０が形成される（ステップＳ３：ＳＰＭ液膜形成工程）。

図８Ａに示すように、ＳＰＭ液膜形成工程の開始時には、制御装置５５は、第１液アーム揺動機構１２を制御して、一体型ヘッド３５を第１の近接位置に配置させる。
その後、制御装置５５は、揺動駆動機構３６を制御して、アーム３４を揺動させて、一体型ヘッド３５を、ウエハＷの回転軸線Ｃ上を含む第２の近接位置に向けて水平移動（ウエハＷの表面に沿って）移動させるとともに、剥離液流通配管４の剥離液吐出口８０からＳＰＭ液を吐出する。具体的には、第２の近接位置は、一体型ヘッド３５に含まれる剥離液流通配管４の剥離液吐出口８０がウエハＷの表面の周縁部に対向する位置（図９に二点鎖線で示す位置）である。剥離液吐出口８０をウエハＷの回転中心上に配置させることにより、ＳＰＭ液をウエハＷの表面の全域に行き渡らせることができる。

また、ヒータ（赤外線ランプ３８および底板部５２）と剥離液流通配管４とが、保持ヘッド３５によって一体に保持されているので、ウエハＷ上において、剥離液吐出口８０からのＳＰＭ液の吐出位置と、ヒータ３８，５２に対向する領域とは常に接近している。そのため、ウエハＷの表面に供給された直後のＳＰＭ液を、ヒータ３８，５２により加熱することができる。

ウエハＷの表面の全域を覆うＳＰＭ液の液膜７０が形成されるまでに要する時間は、剥離液吐出口８０から吐出されるＳＰＭ液の流量によって異なるが、２〜１５秒間の範囲で、たとえば５秒間である。
この５秒間が、ＳＰＭ液の供給開始から経過すると、制御装置５５は、モータ６を制御して、ウエハＷの回転速度を第１回転速度よりも小さい所定の第２回転速度に下げる。これにより、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程が実行される。

第２回転速度は、ウエハＷへのＳＰＭ液の供給がなくても、ウエハＷの表面上にＳＰＭ液の液膜７０を保持可能な速度（１〜２０ｒｐｍの範囲で、たとえば１５ｒｐｍ）である。また、モータ６によるウエハＷの減速と同期して、制御装置５５は、剥離液バルブ２３を閉じて、剥離液吐出口８０からのＳＰＭ液の供給を停止する。ウエハＷへのＳＰＭ液の供給が停止されるが、ウエハＷの回転速度が第２回転速度に下げられることにより、ウエハＷの表面上にＳＰＭ液の液膜７０が継続して保持される。

図８Ｂに示すように、ウエハＷの回転速度が下げられた後も、一体型ヘッド３５のヒータ３８，５２によるウエハＷの表面上のＳＰＭ液への加熱は継続される（ステップＳ４：ＳＰＭ液膜加熱工程）。
制御装置５５は、アンプ５４を制御して、赤外線ランプ３８から赤外線を放射させるとともに、揺動駆動機構３６および昇降駆動機構３７を制御して、図８Ｂおよび図９に示すように、一体型ヘッド３５を、第１の近接位置と、第２の近接位置との間で往復移動させる。赤外線ランプ３８による赤外線の照射により、ランプハウジング４０の底板部５２が３００℃程度に熱せられるので、ウエハＷの表面における底板部５２の下面５２Ｂに対向する領域に存在するＳＰＭ液が、約２５０℃程度の高温に加熱され、ＳＰＭ液が急激に温められる。そして、ウエハＷの表面における底板部５２の下面５２Ｂに対向する領域が、ウエハＷの回転中心を含む領域からウエハＷの周縁を含む領域に至る範囲内を円弧帯状の軌跡を描きつつ移動する。これにより、ウエハＷの表面の全域を加熱することができ、この場合、赤外線ランプ３８直下のウエハＷが温まり、ウエハＷとの境界付近のＳＰＭ液が温められる。

また、前述のように、一体型ヘッド３５が近接位置にあるときには、底板部５２の下面５２ＢとウエハＷの表面との間が微小間隔（たとえば約３ｍｍ）に保たれる。そのため、下面５２ＢとウエハＷの表面との間の雰囲気を、その周囲から遮断することができ、下面５２ＢとウエハＷの表面との間の雰囲気を保温させることができる。これにより、ウエハＷの表面における底板部５２の下面５２Ｂに対向する領域に存在するＳＰＭ液の温度降下を抑制することができるので、底板部５２に対向する領域に存在するＳＰＭ液のより一層の高温化を図ることができる。

ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程では、ＳＰＭ液の液膜７０がウエハＷの表面との境界付近で温められる。この間に、ウエハＷの表面上のレジストとＳＰＭ液との反応が進み、ウエハＷの表面からのレジストの剥離が進行する。
その後、ウエハＷの回転速度が下げられてから予め定める液膜加熱処理時間（５〜２４０秒間の範囲で、たとえば約１４秒間）が経過すると、制御装置５５は、硫酸バルブ１８および過酸化水素水バルブ２０を閉じるとともに、制御装置５５は、アンプ５４を制御して、赤外線ランプ３８からの赤外線の放射を停止させる。また、制御装置５５は、揺動駆動機構３６および昇降駆動機構３７を制御して、一体型ヘッド３５をホームポジションに戻す。

そして、制御装置５５は、モータ６を制御して、ウエハＷの回転速度を所定の液処理回転速度（３００〜１５００ｒｐｍの範囲で、たとえば１０００ｒｐｍ）に上げるとともに、ＤＩＷバルブ２７を開いて、ＤＩＷノズル２４の吐出口からウエハＷの回転中心付近に向けてＤＩＷを供給する（ステップＳ５：中間リンス処理工程）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上をウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭ液がＤＩＷによって洗い流される。

ＤＩＷの供給が所定の中間リンス時間にわたって続けられると、ＤＩＷバルブ２７が閉じられて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給が停止される。
ウエハＷの回転速度を液処理回転速度に維持しつつ、制御装置５５は、ＳＣ１バルブ３１を開いて、ＳＣ１ノズル２５からＳＣ１をウエハＷの表面に供給する（ステップＳ６）。また、制御装置５５は、液アーム揺動機構２９を制御して、液アーム２８を所定角度範囲内で揺動させて、ＳＣ１ノズル２５を、ウエハＷの回転中心上と周縁部上との間で往復移動させる。これによって、ＳＣ１ノズル２５からのＳＣ１が導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。これにより、ウエハＷの表面の全域に、ＳＣ１がむらなく供給され、ＳＣ１の化学的能力により、ウエハＷの表面に付着しているレジスト残渣およびパーティクルなどの異物を除去することができる。

ＳＣ１の供給が所定のＳＣ１供給時間にわたって続けられると、制御装置５５は、ＳＣ１バルブ３１を閉じるとともに、液アーム揺動機構２９を制御して、ＳＣ１ノズル２５をホームポジションに戻す。また、ウエハＷの回転速度が液処理回転速度に維持された状態で、制御装置５５は、ＤＩＷバルブ２７を開いて、ＤＩＷノズル２４の吐出口からウエハＷの回転中心付近に向けてＤＩＷを供給する（ステップＳ７：リンス処理工程）。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上をウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＣ１がＤＩＷによって洗い流される。

ＤＩＷの供給が所定のリンス時間にわたって続けられると、ＤＩＷバルブ２７が閉じられて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給が停止される。
リンス処理の開始から所定時間が経過すると、制御装置５５は、ＤＩＷバルブ２７を閉じて、ウエハＷの表面へのＤＩＷの供給を停止する。その後、制御装置５５は、モータ６を駆動して、ウエハＷの回転速度を所定の高回転速度（たとえば１５００〜２５００ｒｐｍ）に上げて、ウエハＷに付着しているＤＩＷを振り切って乾燥されるスピンドライ処理が行われる（ステップＳ８）。ステップＳ８のスピンドライ処理によって、ウエハＷに付着しているＤＩＷが除去される。なお、ステップＳ５の中間リンス工程およびステップＳ７のリンス工程において、リンス液として、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、還元水（水素水）、磁気水などを採用することもできる。

スピンドライ処理が予め定めるスピンドライ処理時間にわたって行われると、制御装置５５は、モータ６を駆動して、ウエハ回転機構３の回転を停止させる。これにより、１枚のウエハＷに対するレジスト除去処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みのウエハＷが処理室２から搬出される（ステップＳ９）。
以上のようにこの実施形態によれば、赤外線ランプ３８からの赤外線の放射により、赤外線ランプ３８に取り囲まれた剥離液流通配管４を流通するＳＰＭ液が加熱される。したがって、剥離液流通配管４を流通して高温化されたＳＰＭ液が、ウエハＷの表面に供給される。

また、ヒータ３８，５２をウエハＷの表面に対向配置させつつ、赤外線ランプ３８から赤外線を放射させることにより、ウエハＷの表面において、ヒータ３８，５２に対向する領域に存在するＳＰＭ液が加熱される。また、ヒータ３８，５２による加熱と並行して、ヒータ３８，５２をウエハＷの表面に沿って移動させる。そのため、ウエハＷの表面における底板部５２の下面５２Ｂに対向する領域が、ウエハＷの回転中心を含む領域からウエハＷの周縁を含む領域に至る範囲内を円弧帯状の軌跡を描きつつ移動するので、ヒータ３８，５２によってウエハＷの表面のほぼ全域を加熱することができる。

したがって、剥離液流通配管４を流通して高温化されたＳＰＭ液が、ウエハＷの表面に供給された後に、ヒータ３８，５２によってさらに加熱される。これにより、ウエハＷの表面に形成されたＳＰＭ液の液膜７０のウエハＷとの境界部分が温められる。
また、ウエハＷの表面上のＳＰＭ液のウエハＷとの境界付近を温めることができるので、硬化層を有するレジストであっても、アッシングすることなく、ウエハＷの表面から除去することができる。レジストのアッシングが不要であるから、アッシングによるウエハＷの表面のダメージの問題を回避することができる。

また、ウエハＷの表面上のＳＰＭ液のウエハＷとの境界付近を温めることができるので、レジストの剥離を促進することができ、レジスト除去のための処理時間を短縮することができる。
ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程においてウエハＷへのＳＰＭ液の供給を停止するので、硫酸の消費量を低減することができる。また、硫酸の消費量を低減できるので、硫酸供給部（図示しない）から供給される硫酸の温度が低温（約８０℃）であるだけでなく、その硫酸の消費量を低減することもできるので、高温（約１８０〜１９５℃）の硫酸を大量に消費する場合と比較して、硫酸の昇温のために要する熱量を大幅に低減することができる。以上により、１枚のウエハＷの処理に要するコストを低減することができる。

図１０は、レジスト除去処理の第２処理例の主要な工程における制御装置５５による制御内容を説明するためのタイムチャートである。図１１は、レジスト除去処理の第３処理例の主要な工程における制御装置５５による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
処理例２では処理例１と同様、ＳＰＭ液膜形成工程（図６に示すステップＳ３）、ＳＰＭ液膜加熱工程（図６に示すステップＳ４）、中間リンス工程（図６に示すステップＳ５）、ＳＣ１供給工程（図６に示すステップＳ６）およびリンス工程（図６に示すステップＳ７）およびスピンドライ処理（図６に示すステップＳ８）の各処理が、この順に実行される。

処理例２および処理例３が処理例１と相違する点は、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程において、ウエハＷの表面に、ＳＰＭ液を、その単位時間当たりの流量が、第１流量よりも小さくなるように供給している点である。
具体的には、処理例２では、制御装置５５は、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程の開始時において、第１流量のＳＰＭ液をウエハ回転機構３に保持されているウエハＷに供給するとともに、その後、流量調節バルブ１９，２１を制御して、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程の進行に伴って、ウエハＷに供給するＳＰＭ液の流量を徐々に（時間の経過に比例して）減少させ、ＳＰＭ液膜加熱工程の開始から所定時間（たとえば５秒間）が経過した後、ウエハＷに対するＳＰＭ液の供給を停止させる。

また、処理例３では、制御装置５５は、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程の開始時において、第１流量のＳＰＭ液を、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷに間欠的に供給する。より具体的には、ＳＰＭ液の間欠供給は、たとえば２秒間のＳＰＭ液の供給と、たとえば５秒間のＳＰＭ液の供給停止とを交互に繰り返している。
処理例２および処理例３によれば、ＳＰＭ液の液膜７０に対する加熱の際に、ＳＰＭ液の液膜７０に、新たなＳＰＭ液が加えられる。これにより、ウエハＷの表面上に、ＳＰＭ液の液膜７０が安定して保持される。また、ウエハＷの表面に対するＳＰＭ液の単位時間当たりの供給流量が第１流量よりも少ないので、ＳＰＭ液の消費量の低減を図ることができる。

なお、処理例２では、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程の途中に、ウエハＷに対するＳＰＭ液の供給を停止させるものとしたが、ＳＰＭ液の供給流量を徐々に（時間の経過に比例して）減少させた後に、ウエハＷに対するＳＰＭ液の供給流量を、第１流量よりも少ない第２流量とし、その後第２流量で、ＳＰＭ液の供給を続行させるようにすることもできる。

また、処理例３では、ＳＰＭ液の間欠吐出の際の流量を第１流量としたが、この間欠吐出のときのＳＰＭ液の供給流量を、第１流量よりも少ない第２流量とすることもできる。
図１２は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ａの一体型ヘッド（保持ヘッド）１３５の断面図である。基板処理装置１Ａでは、図２等に示す一体型ヘッド３５に代えて、一体型ヘッド１３５が搭載されている。図１２に示す一体型ヘッド１３５において、第１実施形態の一体型ヘッド３５の各部に対応する部分には、図２等と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。第２実施形態の一体型ヘッド１３５が図２等に示す第１実施形態の一体型ヘッド３５と相違する点は、剥離液流通配管（薬液流通配管）４Ａの先端部に、円筒状の外筒１００を設け、剥離液流通配管４Ａの先端部の形態を、いわゆる外部混合型二流体ノズルの構成とした点にある。

剥離液流通配管４Ａは、剥離液流通配管４（図２参照）よりも長尺の丸管（円筒状の配管）である。剥離液流通配管４Ａの先端は、ランプハウジング４０の底板部５２を貫通して、底板部５２の下面５２Ｂよりも先端側（下方）に突出している。その剥離液吐出口（薬液吐出口）８０Ａの下面５２Ｂからの突出量が、剥離液吐出口８０（図２参照）の下面５２Ｂからの突出量よりも大きくされている。剥離液流通配管４Ａは、その先端部を除いて、剥離液流通配管４（図２参照）と同等の構成である。

外筒１００は、円筒状の剥離液流通配管４Ａと同軸状の略円筒状をなしている。外筒１００はたとえば石英を用いて、剥離液流通配管４Ａと一体に形成されている。
外筒１００は、その上端部を除いて、剥離液流通配管４Ａの外径よりも大きなほぼ一定の内径を有している。そのため、剥離液流通配管４Ａの外壁と外筒１００の内壁との間には、剥離液流通配管４Ａの中心軸線を中心とした略円筒状の間隙である円筒流路１０１が形成されている。また、外筒１００の上端部の内周は、剥離液流通配管４Ａの外周と同径まで縮径されており、これにより、円筒流路１０１の上端部が閉塞されている。

外筒１００の長さ方向（上下方向）途中部には、円筒流路１０１に連通した気体導入口１０２が形成されている。気体導入口１０２には、窒素ガス配管１０３が接続されている。窒素ガス配管１０３の一端部が気体導入口１０２に接続され、窒素ガス配管１０３の一端部が気体導入口１０２に接続され、窒素ガス配管１０３の一端部には、図示しない窒素ガス供給源からの窒素ガスが供給されるようになっている。

剥離液流通配管４Ａの剥離液吐出口８０Ａ側に設けられたフランジ１０４には、剥離液流通配管４Ａの中心軸線方向にフランジ１０４を貫通する気流方向変換流路１０５が形成されている。外筒１００の先端部（剥離液吐出口８０Ａ側の端部）は、先端に向かうに従って内径が小さくなるテーパ状の内壁面を有する遮蔽部１０６となっている。この遮蔽部１０６の外壁面は、剥離液吐出口８０Ａおよび後述する気体吐出口１０７を取り囲み、剥離液流通配管４Ａの中心軸線と直交する円筒面からなる先端面１１１を有している。

剥離液流通配管４Ａの中心軸線方向に関して、フランジ１０４の先端からは短筒部１０８が突出している。すなわち、剥離液流通配管４Ａの先端部は短筒部１０８となっている。短筒部１０８は、遮蔽部１０６のほぼ中心に配置されている。遮蔽部１０６の内径は短筒部１０８の外径より大きい。遮蔽部１０６と短筒部１０８との間には、剥離液流通配管４Ａの中心軸線を取り囲む略円筒状の間隙である旋回流形成流路１０９が形成されている。旋回流形成流路１０９は、剥離液吐出口８０Ａのまわりに円環状の気体吐出口１０７として開口している。

円筒流路１０１、気流方向変換流路１０５および旋回流形成流路１０９は、互いに連通しており、これらの流路１０１，１０５，１０９により、気体流路が形成されている。気流方向変換流路１０５から旋回流形成流路１０９に導かれた窒素ガスは、剥離液流通配管４Ａのまわりを旋回するように流れ、気体吐出口１０７へと導かれる。旋回流形成流路１０９において、窒素ガスが剥離液流通配管４Ａのまわりに旋回するように流れることにより、気体吐出口１０７から吐出される窒素ガスは、気体吐出口１０７付近で渦巻き気流を形成する。窒素ガスの渦巻き気流は、剥離液吐出口８０Ａから、剥離液流通配管４Ａの中心軸線に沿って吐出されるＳＰＭ液を取り囲むように形成される。

そして、剥離液供給管１５から剥離液流通配管４ＡにＳＰＭ液が供給されるとともに、窒素ガス配管１０３に窒素ガスが供給されると、剥離液吐出口８０から外部空間にＳＰＭ液が吐出されるとともに、気体吐出口１０７から外部空間に窒素ガスが吐出される。すると、外部空間において、ＳＰＭ液と窒素ガスとが衝突して混合され、ＳＰＭ液の微細な液滴が形成される。そして、このＳＰＭ液の液滴が噴流となって、ウエハ回転機構３に保持されているウエハＷの表面に吐出される。

第２実施形態によれば、剥離液吐出口８０Ａから吐出されるＳＰＭ液と気体吐出口１０７から吐出される窒素ガスとの混合により、高温のＳＰＭ液の微細な液滴を形成することができる。微細な液滴の態様でウエハＷの表面に供給されたＳＰＭ液は、ヒータ３８，５２の加熱により昇温させられ易い。これにより、ウエハＷの表面のＳＰＭ液の液膜７０を、２００℃以上の高温に良好に保つことができる。

図１３は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置１Ｂの一体型ヘッド（保持ヘッド）２３５の断面図である。基板処理装置１Ｂでは、図２等に示す一体型ヘッド３５に代えて、一体型ヘッド２３５が搭載されている。図１３に示す一体型ヘッド２３５において、第１実施形態の一体型ヘッド３５の各部に対応する部分には、図２等と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。第３実施形態の一体型ヘッド２３５が図２等に示す第１実施形態の一体型ヘッド３５と相違する点は、剥離液流通配管（薬液流通配管）４Ｂの先端が、ランプハウジング４０の底板部２５２に達しておらず、その剥離液吐出口（開口）８０Ｂが、底板部２５２の上面２５２Ａと所定の間隔を空けて対向している点、および底板部２５２が、その底板部２５２を上下方向に貫通する多数の小径の貫通孔（薬液吐出口）２００を有している点である。貫通孔２００は、底板部２５２の全域に分散配置されている。

剥離液流通配管４Ｂは、剥離液流通配管４（図２参照）よりも短い石英製の丸管（円筒状の配管）である。剥離液流通配管４Ｂは、たとえば、Ｏリング２０１を介して蓋４１に固定支持されている。
底板部２５２は、多数の貫通孔２００を有している以外は、底板部５２（図２参照）と同等の構成である。そのため、底板部２５２は、上面５２Ａ（図２参照）および下面５２Ｂ（図２参照）と同等の上面２５２Ａおよび下面（対向面）２５２Ｂを備えている。そして、赤外線ランプ３８の放射により、底板部２５２が高温に熱せられて熱源として機能する。そのため、この実施形態では、赤外線ランプ３８だけでなく、底板部２５２も特許請求の範囲の「ヒータ」に含まれる。

また、赤外線ランプ３８は、その円環部４３の下端が、剥離液流通配管４Ｂの下端（すなわち剥離液吐出口８０Ｂ）よりもやや上方に位置している。すなわち、剥離液流通配管４Ｂの先端部の周囲が、円環部４３により取り囲まれている。そのため、赤外線ランプ３８の円環部４３と、底板部２５２の上面２５２Ａとの間隔は、剥離液吐出口８０Ｂと、底板部２５２の上面２５２Ａとの間隔よりも大きく設定されている。このときの赤外線ランプ３８の円環部４３と、底板部２５２の上面２５２Ａとの間隔は、赤外線ランプ３８による赤外線の照射により、底板部２５２が高温に熱せられる程度の間隔に設定されている。レジスト除去処理時には、底板部２５２の下面２５２Ｂが、ウエハＷの表面に近接して配置される。

剥離液流通配管４Ｂの下端周囲には、円板状の板状部材８５が取り付けられている。この板状部材８５は石英などを用いて形成されており、この板状部材８５により、ＳＰＭ液から赤外線ランプ３８が保護される。
第３実施形態によれば、剥離液流通配管４Ｂを流通したＳＰＭ液は、剥離液吐出口８０Ｂから吐出された後、ランプハウジング４０の底板部２５２に受けられて、底板部２５２の多数の貫通孔２００からシャワー状に吐出される。底板部２５２に受けられたＳＰＭ液は、貫通孔２００から吐出されるまでの間その底板部２５２の上面２５２Ａに一旦溜められ、このＳＰＭ液に赤外線ランプ６８からの赤外線が照射されることにより、ＳＰＭ液がさらに加熱される。これにより、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面に供給されるＳＰＭ液をさらに高温化することができるから、ウエハＷの表面のＳＰＭ液の液膜７０を、たとえば２００℃以上の高温に良好に保持することができる。

また、各貫通孔２００からは、ＳＰＭ液の液滴が吐出される。液滴の態様でウエハＷの表面に供給されたＳＰＭ液は、ヒータ３８，２５２の加熱により昇温させられ易い。これにより、ウエハＷの表面のＳＰＭ液の液膜７０を、前記の高温に良好に保つことができる。
また、底板部２５２の全域に貫通孔２００を配置することにより、ＳＰＭ液の液滴を、ウエハＷの表面のより広範囲に供給することができる。

以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、赤外線ランプ３８として、１つの円環状ランプを備えるものを例に挙げたが、これに限られずに、同心円状の複数の円環状ランプを備えるものとすることもできる。また、赤外線ランプ３８として、水平面に沿って互いに平行に配置された複数本の直線状ランプを備えることもできる。

また、ランプハウジング４０として円筒状のものを採用したが、角筒状（たとえば四角筒状）のものを採用することもできる。この場合、底板部５２，２５２の形状が矩形板状になる。
また、ランプハウジング４０の底板部５２，２５２とは別に、ウエハＷの表面に対向する対向面を有するたとえば円板状や矩形板状の対向板（対向部材）を設け、この対向板を、赤外線ランプ３８の照射により加熱するようにしてもよい。この場合には、対向板の材料として、石英を採用することができる。

また、ステップＳ３のＳＰＭ液膜形成工程において、一体型ヘッド３５，１３５，２３５のヒータ３８，５２（３８，２５２）によるウエハＷの表面上のＳＰＭ液への加熱を行わないようにすることもできる。つまり、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程において、ヒータ３８，５２（３８，２５２）によるＳＰＭ液への加熱が初めて行われるようにしてもよい。

また、本発明を、燐酸などの高温のエッチング液を用いて基板の主面の窒化膜を選択的にエッチングする基板処理装置に適用することもできる。
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。

１，１Ａ，１Ｂ 基板処理装置
３ ウエハ回転機構（基板保持手段）
４，４Ａ，４Ｂ 剥離液流通配管（薬液流通配管）
６ モータ（回転手段）
１３ 剥離液供給機構（薬液供給手段）
３５ 一体型ヘッド（保持ヘッド）
３６ 揺動駆動機構（保持ヘッド移動手段）
３７ 昇降駆動機構（保持ヘッド移動手段）
３８ 赤外線ランプ
３９ 開口部
４０ ランプハウジング
４１ 蓋
５２ 底板部（対向部材）
５２Ｂ 下面（対向面）
５５ 制御装置（制御手段）
７０ ＳＰＭ液の液膜（薬液の液膜）
８０，８０Ａ 剥離液吐出口（薬液吐出口）
８０Ｂ 剥離液吐出口（開口）
１００ 外筒
１０７ 気体吐出口
１３５ 一体型ヘッド（保持ヘッド）
２００ 貫通孔（薬液吐出口）
２３５ 一体型ヘッド（保持ヘッド）
２５２ 底板部
２５２Ａ 上面
２５２Ｂ 下面
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (13)

1. 基板を保持する基板保持手段と、
   基板の主面に薬液を供給するための薬液流通配管と、
   前記薬液流通配管に薬液を供給する薬液供給手段と、
   前記薬液流通配管の周囲を取り囲む環状の赤外線ランプを有し、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に対向して配置され、前記赤外線ランプからの赤外線の放射により、前記基板の主面に供給された薬液を加熱する、基板よりも小径のヒータと、
   前記ヒータと前記薬液流通配管とを一体に保持する保持ヘッドと、
   前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記保持ヘッドを移動させる保持ヘッド移動手段とを含み、
   前記赤外線ランプからの赤外線の放射により、前記薬液流通配管を流通する薬液が加熱される、基板処理装置。
2. 前記薬液流通配管の管壁は、前記赤外線ランプによる赤外線の照射により熱せられて高温に昇温させられることにより、前記薬液流通配管を流通する薬液を加熱する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記薬液流通配管は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に薬液を吐出する薬液吐出口を有している、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記薬液流通配管の周囲を取り囲むように設けられ、前記薬液流通配管との間に気体が流通する気体流路を区画し、先端部において前記薬液流通配管との間に気体吐出口を区画するように前記薬液流通配管に固定された外筒をさらに含み、
   前記薬液吐出口から吐出される薬液と前記気体吐出口から吐出される気体とが混合されることにより前記薬液の液滴が形成される、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記保持ヘッドは、水平方向に沿う上面および下面を有する底板部を有し、前記赤外線ランプを収容する有底容器状のランプハウジングを備え、
   前記薬液流通配管は、前記ランプハウジングの内部で、前記底板部の前記上面に対向する開口を有し、
   前記底板部は、その底板部を上下方向に貫通する多数の薬液吐出口を有する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
6. 前記薬液流通配管の管壁は、石英を用いて形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記保持ヘッドは、前記赤外線ランプを収容する有底容器状のランプハウジングを備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記ヒータは、前記赤外線ランプからの赤外線の照射により加熱される前記ランプハウジングの底板部を含む、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記ランプハウジングは石英を用いて形成されている、請求項７または８に記載の基板処理装置。
10. 前記薬液流通配管の管壁は、前記ランプハウジングと一体に形成されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記ヒータは、前記基板の主面と前記赤外線ランプとの間に配置され、前記赤外線ランプの照射により加熱される対向部材をさらに有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
12. 前記薬液はレジスト剥離液である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 前記基板保持手段に保持されている基板を、所定の鉛直軸線まわりに回転させるための回転手段と、
    前記薬液供給手段を制御して前記基板保持手段に保持されている基板の主面に、前記薬液流通配管からの薬液を供給するとともに、前記回転手段を制御して前記基板保持手段に保持されている基板を第１回転速度で回転させることにより、その基板の主面を覆う薬液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記液膜形成工程の後、前記回転手段を制御して、前記基板保持手段に保持されている基板を第１回転速度よりも低い第２回転速度で回転させることにより、前記基板の主面上に形成された薬液の液膜を、その基板の主面上に保持する液膜保持工程と、前記液膜保持工程と並行して、前記ヒータおよび前記保持ヘッド移動手段を制御して、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に前記ヒータを対向配置させるとともに、前記基板の主面に保持されている薬液の液膜を前記ヒータにより加熱する液膜加熱工程と、前記液膜保持工程および前記液膜加熱工程と並行して、前記保持ヘッドを、前記基板の主面に沿って移動させる保持ヘッド移動工程とを実行する制御手段とをさらに含み、
    前記基板保持手段は、基板を水平姿勢に保持する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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