JP5999625B2 - 基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、ヒータを用いて基板を処理するための基板処理方法に関する。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、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、イオン注入が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２００５−９３９２６号公報

本件発明者は、基板の主面に供給された薬液のより一層の高温化を図るため、薬液処理時において、基板の主面に供給した薬液を加熱することを検討している。具体的には、赤外線ランプと、この赤外線ランプを収容するハウジングとを有するヒータを、基板の主面に間隔を空けて対向配置することにより、基板の主面に存在する薬液を加熱することを検討している。

ところが、赤外線ランプによる薬液の加熱処理の際には、薬液が急激に温められ、基板の主面の周辺に、大量に発生した薬液ミストが発生する。加熱処理の際に発生した薬液ミストは、基板の主面に対向するヒータのハウジングの下面に付着する。ハウジングの下面に薬液ミストが付着したまま放置されると、ハウジングの下面の赤外線透過率の低下により、ハウジング外に放出される赤外線の照射光量が低下するだけでなく、薬液ミストが乾燥して結晶化することにより、ハウジングの下面がパーティクル源になるおそれがある。したがって、基板を１枚処理する毎に、ヒータのハウジングの下面に付着した薬液を洗い流す必要がある。

ヒータのハウジングを洗浄する方策として、鉛直下方に向く複数個の吐出口が水平方向に沿って一列または複数列に配列されたバーノズルを配設し、各吐出口からの処理液をヒータに対して上方から供給する方策が考えられる。しかしながら、このような方策では、ヒータのハウジングの下面全域に洗浄液を行き渡らせるのは困難である。
本発明は、このような背景の下になされたものであり、ヒータを良好に洗浄することができる基板処理方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板（Ｗ）を水平姿勢に保持するための基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持されている基板の下面に水を上向きに吐出するための下ノズル（８２）とを備えた基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液の液膜を保持する液膜保持工程（Ｓ４）と、前記液膜保持工程と並行して、前記基板保持手段に保持されている基板の上方に、赤外線ランプ（３８）と、当該赤外線ランプの下方を覆う前記基板よりも小径の下壁部（５２）を有し当該赤外線ランプを収容するハウジング（４０，４１）とを有するヒータ（３５）を対向配置することにより、前記基板の上面に保持されている前記処理液の液膜を加熱する液膜加熱工程（Ｓ４）と、前記液膜保持工程および前記液膜加熱工程の終了後に、前記ヒータを前記基板保持手段の側方に退避する退避位置へと退避させる退避工程と、前記液膜保持工程および前記液膜加熱工程の終了後に、前記基板保持手段から前記基板を離脱させる離脱工程（Ｓ９）と、前記離脱工程の後に、前記基板保持手段の上方に前記ヒータを配置するヒータ配置工程（Ｓ１０，Ｓ２１）と、前記基板保持手段の上方に配置された前記ヒータの前記ハウジングの前記下壁部に向けて、前記離脱工程後に前記下ノズルから水を吐出することにより、当該ハウジングに水を供給する水下吐出工程（Ｓ１０，Ｓ２２）とを含む、基板処理方法を提供する。
請求項２に記載の発明は、前記水下吐出工程は、前記ハウジングを、前記液膜加熱工程時における配置位置よりも上方に離反する離反位置に配置した状態で実行される、請求項１に記載の基板処理方法である。

本発明の一実施形態に係るヒータ洗浄方法が実行される基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示すヒータ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に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明に係るレジスト除去処理の処理例を示す工程図である。 ＳＰＭ液膜形成工程を説明するための図解的な図である。 ＳＰＭ液膜加熱工程を説明するための図解的な図である。 ＳＰＭ液膜加熱工程におけるヒータヘッドの移動範囲を示す平面図である。 ヒータヘッド洗浄乾燥工程の流れを示すフローチャートである。 ヒータヘッド洗浄乾燥工程中の一工程を説明するための図解的な図である。 図９Ａの次の工程を示す図解的な図である。 ヒータヘッド洗浄乾燥工程におけるヒータヘッドの移動範囲を示す平面図である。

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、本発明の一実施形態に係るヒータ洗浄方法が実行される基板処理装置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２Ａにより区画された処理室２を備えている。処理室２の天井壁には、処理室２内に清浄空気（基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の空気を浄化して生成される空気）を送り込むためのファンフィルタユニット（図示しない）が設けられている。
基板処理装置１は、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）に対して、薬液としてのレジスト剥離液の一例としてのＳＰＭ液を供給するための剥離液ノズル（薬液供給手段）４と、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、ウエハＷの表面上のＳＰＭ液を加熱するヒータヘッド（ヒータ）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、ほぼ鉛直に延びるスピン軸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、各挟持部材９をウエハＷの端面に当接させて、複数の挟持部材８でウエハＷを挟持することにより、ウエハＷがほぼ水平な姿勢で保持され、ウエハＷの中心がスピン軸７の中心軸線上に配置される。

スピン軸７には、モータ（図示しない）を含むチャック回転駆動機構６から回転力が入力される。この回転力の入力により、スピン軸７が回転し、挟持部材９に挟持されたウエハＷがほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース８ともに所定の回転軸線（鉛直軸線）Ｃまわりに回転する。
スピン軸７は中空軸であり、その内部には、それぞれ鉛直方向に延びる裏面側液供給管８０および裏面側ガス供給管８１が挿通されている。裏面側液供給管８０の上端部および裏面側ガス供給管８１の上端部は、それぞれ、スピン軸７の上端に設けられた裏面ノズル（下ノズル）８２に接続されている。裏面ノズル８２は、その上端に、円形の裏面液吐出口（第１吐出口）８４と、円形の裏面ガス吐出口（第２吐出口）８５とを有している。裏面液吐出口８４および裏面ガス吐出口８５は互いに近接して配置されている。各吐出口８４，８５は、ウエハ回転機構３に保持されるウエハＷの下面のほぼ回転中心に対向している。裏面液吐出口８４および裏面ガス吐出口８５の上下方向の高さは揃っている。

裏面側液供給管８０には、洗浄液の一例としてのＤＩＷ（脱イオン化された水）が供給される洗浄液下供給管８６が接続されている。洗浄液下供給管８６には、その洗浄液下供給管８６を開閉するための洗浄液下バルブ８７が介装されている。
裏面側ガス供給管８１には、乾燥用ガスの一例としての窒素ガスが供給される乾燥用ガス下供給管８８が接続されている。乾燥用ガス下供給管８８には、その乾燥用ガス下供給管８８を開閉するための乾燥用ガス下バルブ８９が介装されている。

剥離液ノズル４は、たとえば、連続流の状態でＳＰＭ液を吐出するストレートノズルである。剥離液ノズル４は、その吐出口を下方に向けた状態で、ほぼ水平に延びる第１液アーム１１の先端に取り付けられている。第１液アーム１１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。第１液アーム１１には、第１液アーム１１を所定角度範囲内で揺動させるための第１液アーム揺動機構１２が結合されている。第１液アーム１１の揺動により、剥離液ノズル４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。

剥離液ノズル４には、ＳＰＭ供給源からのＳＰＭ液が供給される剥離液供給管１５が接続されている。剥離液供給管１５の途中部には、剥離液ノズル４からのＳＰＭ液の供給／供給停止を切り換えるための剥離液バルブ２３が介装されている。
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、ウエハ回転機構３の周囲を取り囲み、ウエハＷから流下または飛散するＳＰＭ液やＳＣ１、ＤＩＷを受け止めるためのカップ５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、ほぼ水平に延びる第２液アーム２８の先端に取り付けられている。第２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。第２液アーム２８には、第２液アーム２８を所定角度範囲内で揺動させるための第２液アーム揺動機構２９が結合されている。第２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。
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、水平方向に延びるヒータアーム３４が結合されており、ヒータアーム３４の先端に、赤外線ランプ３８を収容保持するヒータヘッド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、ヒータアーム３４を、支持軸３３を支点として揺動させる。ヒータアーム３４の揺動により、ヒータヘッド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、ヒータヘッド３５を昇降させる。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の表面とヒータヘッド３５の下面（対向面）５２Ｂとの間隔がたとえば３ｍｍになる位置に設定されている。

処理室２の天井壁の下面には、ウエハ回転機構３による回転軸線Ｃの上方に、洗浄液上ノズル（天井ノズル）９４と乾燥用ガス上ノズル（天井ノズル）９５とが互いに横方向に隣接して配置されている。
洗浄液上ノズル９４は、下向きにシャワー状に液を吐出するための吐出口を有している。洗浄液上ノズル９４には、洗浄液が供給される洗浄液上供給管９０が接続されている。洗浄液上供給管９０には、その洗浄液上供給管９０を開閉するための洗浄液上バルブ９１が介装されている。

乾燥用ガス上ノズル９５は、鉛直下向きに気体を吐出するための吐出口を有している。乾燥用ガス上ノズル９５には、乾燥用ガスの一例としての窒素ガスが供給される乾燥用ガス上供給管９２が接続されている。乾燥用ガス上供給管９２には、その乾燥用ガス上供給管９２を開閉するための乾燥用ガス上バルブ９３が介装されている。
図２は、ヒータヘッド３５の図解的な断面図である。

ヒータヘッド３５は、赤外線ランプ３８と、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（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（ハウジング）４１とを備えている。この実施形態では、蓋４１がヒータアーム３４の先端に固定されている。

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は水平姿勢をなしている。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（鉛直軸線）である。

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２に示すように、蓋４１は円板状をなし、ヒータアーム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はヒータアーム３４と一体に形成されている。しかしながら、蓋４１をヒータアーム３４と別に形成するようにしてもよい。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。

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。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。

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は石英を用いて形成されている。
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（下壁部）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。また、見方を変えると、円環部４３の下方は、ランプハウジング４０の底板部５２によって覆われている。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。
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、ヒータヘッド３５の下方に向けて出射される。
ランプハウジング４０の底板部５２を介して出射された赤外線が、ＳＰＭ液を加熱する。

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。

図４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５５を備えている。制御装置５５には、チャック回転駆動機構６、アンプ５４、揺動駆動機構３６、昇降駆動機構３７、第１液アーム揺動機構１２、第２液アーム揺動機構２９、剥離液バルブ２３、ＤＩＷバルブ２７、ＳＣ１バルブ３１、洗浄液下バルブ８７、乾燥用ガス下バルブ８９、洗浄液上バルブ９１、乾燥用ガスノズル９３等が制御対象として接続されている。

図５は、本発明に係るレジスト除去処理の処理例を示す工程図である。図６Ａは、後述するＳＰＭ液膜形成工程を説明するための図解的な図である。図６Ｂは、後述するＳＰＭ液膜加熱工程を説明するための図解的な図である。図７は、後述するＳＰＭ液膜加熱工程におけるヒータヘッド３５の移動範囲を示す平面図である。
以下、図１〜図７を参照しつつ、レジスト除去処理の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、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、ヒータヘッド３５、剥離液ノズル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はチャック回転駆動機構６を制御して、ウエハＷを回転開始させる（ステップＳ２）。ウエハＷの回転速度は、ウエハＷをＳＰＭ液でカバレッジできる液盛り速度（３０〜３００ｒｐｍの範囲で、たとえば６０ｒｐｍ）まで上げられ、その後、その液盛り速度に維持される。また、制御装置５５は、第１液アーム揺動機構１２を制御して、剥離液ノズル４をウエハＷの上方位置に移動させる。

ウエハＷの回転速度が液盛り速度に達した後、図６Ａに示すように、制御装置５５は、剥離液バルブ２３を開いて、剥離液ノズル４からＳＰＭ液をウエハＷの表面に供給する。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７０が形成される（ステップＳ３：ＳＰＭ液膜形成工程）。

図６Ａ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、剥離液ノズル４をウエハＷの回転中心上に配置させ、剥離液ノズル４からＳＰＭ液を吐出する。これにより、ウエハＷの表面にＳＰＭ液の液膜７０を形成するとともに、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。これにより、ＳＰＭ液の液膜７０でウエハＷの表面の全域を覆うことができる。

剥離液ノズル４からのＳＰＭ液の吐出開始から予め定める液膜形成期間が経過すると、制御装置５５は、チャック回転駆動機構６を制御して、ウエハＷの回転速度を液盛り速度よりも小さい所定の加熱処理速度に下げる。これにより、ステップＳ４のＳＰＭ液膜加熱工程（加熱処理。液膜保持工程。液膜加熱工程）が実行される。
加熱処理速度は、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、チャック回転駆動機構６によるウエハＷの減速と同期して、図６Ｂに示すように、制御装置５５は、剥離液バルブ２３を閉じて、剥離液ノズル４からのＳＰＭ液の供給を停止するとともに、第１液アーム揺動機構１２を制御して、剥離液ノズル４をホームポジションに戻す。ウエハＷへのＳＰＭ液の供給が停止されるが、ウエハＷの回転速度が加熱処理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。

また、図６Ｂおよび図７に示すように、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、ヒータヘッド３５を、ウエハＷの回転中心と対向する第１の近接位置（図７に実線で示す位置）と、ウエハＷの周縁部と対向する第２の近接位置（図７に二点鎖線で示す位置）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、赤外線ランプ３８直下のウエハＷおよびＳＰＭ液が急激に温められ、ウエハＷとの境界付近のＳＰＭ液が温められる。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（赤外線ランプ３８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往復移動する。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る。

赤外線ランプ３８からの赤外線の照射により、赤外線ランプ３８直下のＳＰＭ液が急激に温められ、突沸が生じる。そのため、ウエハＷの表面の周囲に、大量のＳＰＭ液ミストが生じる。
なお、第２の近接位置は、ヒータヘッド３５をその上方から見たときに、底板部５２の下面５２Ｂの一部、より好ましくは赤外線ランプ３８の円環部４３が、ウエハＷの外周よりも径方向に張り出している位置である。

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が経過すると、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、ヒータヘッド３５をホームポジションに戻す。このＳＰＭ液膜加熱工程の終了時には、ヒータヘッド３５のランプハウジング４０の下面５２Ｂには、大量のＳＰＭ液ミストが付着している。

そして、制御装置５５は、チャック回転駆動機構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、第２液アーム揺動機構２９を制御して、第２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、第２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、チャック回転駆動機構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、チャック回転駆動機構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。離脱工程）。
ウエハＷの搬出後、ヒータヘッド３５が洗浄されるとともに、その洗浄後のヒータヘッド３５が乾燥されるヒータヘッド洗浄乾燥工程が実行される（ステップＳ１０）。ヒータヘッド洗浄乾燥工程では、ヒータヘッド３５を洗浄するための洗浄処理が施され、その洗浄処理後のヒータヘッド３５に対して乾燥処理が施される。

図８は、ヒータヘッド洗浄乾燥工程の流れを示すフローチャートである。図９Ａは、ヒータヘッド洗浄乾燥工程の洗浄処理を説明するための図解的な図であり、図９Ｂは、ヒータヘッド洗浄乾燥工程の乾燥処理を説明するための図解的な図である。図１０は、ヒータヘッド洗浄乾燥工程におけるヒータヘッド３５の移動範囲を示す平面図である。
ヒータヘッド洗浄乾燥工程の洗浄処理では、制御装置５５は、揺動駆動機構３６を制御してヒータアーム３４を揺動させるとともに昇降駆動機構３７を制御してヒータヘッド３５を昇降させ、ヒータヘッド３５をホームポジションからウエハ回転機構３の上方に移動させる。このとき、ウエハ回転機構３にはウエハＷが保持されていない。そのため、ヒータヘッド３５は、スピンベース８の上面に対向配置させられる（ステップＳ２１。ヒータ配置工程）。より詳しくは、ウエハ回転機構３による回転中心の上方（回転軸線Ｃ上）にヒータヘッド３５（ランプハウジング４０）の円形の下面５２Ｂが位置するように配置される。なお、このときのヒータヘッド３５は、裏面液吐出口８４から吹き上げられる洗浄液が下面５２Ｂに達するような高さ位置であることが望ましい。

また、図９Ａに示すように、制御装置５５は、洗浄液上バルブ９１（図１等参照）を開いて、洗浄液上ノズル９４から下向きにシャワー状に洗浄液を吐出する（ステップＳ２２。上洗浄液吐出工程）。これにより、洗浄液上ノズル９４から下方に向けて流下した洗浄液は、ヒータヘッド３５に降り掛かる。すなわち、ヒータヘッド３５の上面（たとえば蓋４１の上面）に着液する。

また、制御装置５５は、洗浄液下バルブ８７（図１等参照）を開いて、裏面ノズル８２の裏面液吐出口８４から鉛直上方に向けて洗浄液を吐出する（ステップＳ２２。下洗浄液吐出工程。水下吐出工程）。これにより、裏面液吐出口８４から、洗浄液が、鉛直上方に向けて大きく吹き上がる。裏面液吐出口８４から吹き上げられた洗浄液は、ヒータヘッド３５の下面を構成するランプハウジング４０の底板部５２の下面５２Ｂに着液する。

また、制御装置５５は揺動駆動機構３６を制御してヒータアーム３４を揺動させて、ヒータヘッド３５を、スピンベース８の中心から、スピンベース８の中心とスピンベース８の一周縁部との間の第１中間位置（図１０に実線で示す位置）上に移動させる。次いで、制御装置５５は、揺動駆動機構３６を制御して、ヒータアーム３４を所定角度範囲内で揺動させて、ヒータヘッド３５を、第１中間位置上と、スピンベース８の中心とスピンベース８の他周縁部との間の第２中間位置（図１０に二点鎖線で示す位置）上との間で往復移動させる（ステップＳ２３。着液位置移動工程）。第１中間位置は、ランプハウジング４０の下面５２Ｂの一周縁部がスピンベース８の回転中心上（回転軸線Ｃ上）にある位置である。第２中間位置は、ヒータヘッド３５の下面５２Ｂの他周縁部（前記の一周縁部と、下面５２Ｂの中心を挟んだ反対側の周縁部）がスピンベース８の回転中心上（回転軸線Ｃ上）にある位置である。これによって、裏面液吐出口８４からの洗浄液が導かれる下面５２Ｂの着液位置は、下面５２Ｂの一周縁部から中心を経由して他周縁部に至る範囲内を、下面５２Ｂの周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、ランプハウジング４０の下面５２Ｂの全域に洗浄液がむらなく供給され、この洗浄液により、ランプハウジング４０の下面５２Ｂに付着しているＳＰＭ液ミストなどの異物が洗い流される。
また、裏面液吐出口８４からの洗浄液が導かれるヒータヘッド３５の上面（蓋４１の上面）の着液位置も、円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。ヒータヘッド３５の上面に供給された洗浄液は、ヒータヘッド３５の上面全域へと拡がり、また、ヒータヘッド３５の側壁へと拡がる。

以上により、ヒータヘッド３５の外表面の全域に洗浄液がまんべんなく行き渡り、ヒータヘッド３５の外表面の全域を良好に洗浄することができる。
洗浄液上ノズル９４および裏面液吐出口８４からの洗浄液の吐出、ならびにヒータアーム３４の往復揺動は、予め定める洗浄処理時間が経過するまで続行される。
予め定める洗浄処理時間が終了すると（ステップＳ２４でＹＥＳ）、制御装置５５は、洗浄液上バルブ９１および洗浄液下バルブ８７を閉じて（ステップＳ２５）、洗浄液上ノズル９４および裏面液吐出口８４からの洗浄液の吐出を停止する。

また、図９Ｂに示すように、制御装置５５は、乾燥用ガス上バルブ９３を開く（ステップＳ２６）。これにより、乾燥用ガス上ノズル９５からの乾燥用ガスがヒータヘッド３５の上面に吹き付けられる。この乾燥用ガスによって、ヒータヘッド３５の上面に付着している洗浄液が吹き飛ばされる。
また、制御装置５５は、乾燥用ガス下バルブ８９を開く（ステップＳ２６。下乾燥用ガス吹付け工程）。これにより、裏面ノズル８２の裏面ガス吐出口８５からの乾燥用ガスがランプハウジング４０の下面５２Ｂに吹き付けられる。

このとき、制御装置５５は揺動駆動機構３６を制御してヒータアーム３４を揺動させて、ヒータヘッド３５を、第１中間位置上と第２中間位置との間で往復移動させる。これによって、裏面ガス吐出口８５からの乾燥用ガスの下面５２Ｂにおける吹付け位置は、下面５２Ｂの一周縁部から中心を経由して他周縁部に至る範囲内を、下面５２Ｂの周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、ランプハウジング４０の下面５２Ｂの全域に乾燥用ガスがむらなく供給され、この乾燥用ガスによって、ランプハウジング４０の下面５２Ｂに付着している洗浄液が吹き飛ばされる。
さらに、制御装置５５は、アンプ５４を制御して、赤外線ランプ３８から赤外線を放射させる（ステップＳ２６。加熱乾燥工程）。これにより、ランプハウジング４０が温められて、ランプハウジング４０の下面５２Ｂまたは外周に付着している洗浄液が蒸発除去される。

乾燥用ガス上ノズル９５および裏面ノズル８２からの乾燥用ガスの吐出、ならびに赤外線ランプ３８からの赤外線の放射は、予め定める乾燥処理時間が経過するまで続行される。
予め定める乾燥処理時間が終了すると（ステップＳ２７でＹＥＳ）、制御装置５５は、乾燥用ガス上バルブ９３および乾燥用ガス下バルブ８９を閉じて（ステップＳ２８）、乾燥用ガス上ノズル９５および裏面ガス吐出口８５からの乾燥用ガスの吐出を停止する。

また、制御装置５５は、揺動駆動機構３６を制御して、ヒータアーム３４を揺動させ、洗浄処理後のヒータヘッド３５をホームポジションに戻す。
ヒータヘッド洗浄乾燥工程の終了により、一連のレジスト除去処理は終了する。
以上によりこの実施形態によれば、各レジスト除去処理において、ヒータヘッド３５を洗浄するための洗浄処理が実行される。この洗浄処理では、裏面液吐出口８４の上方に対向する位置に、ヒータヘッド３５が配置される。また、裏面液吐出口８４から鉛直上方に向けて洗浄液が吐出される。裏面液吐出口８４からの洗浄液は、鉛直上方に向けて吹き上がり、ランプハウジング４０の下面５２Ｂに着液する。ＳＰＭ液膜加熱工程において、発生した大量のＳＰＭ液ミストはランプハウジング４０の下面５２Ｂに付着していることがある。

裏面液吐出口８４からランプハウジング４０の下面５２Ｂに供給される洗浄液により、ランプハウジング４０の下面５２Ｂに付着しているＳＰＭ液ミストを洗い流すことがで、きるから、ランプハウジング４０の下面５２Ｂを良好に洗浄することができる。そして、ランプハウジング４０の下面５２Ｂを清浄な状態に保つことができる。これにより、ランプハウジング４０外に放出される赤外線の照射光量の低下を防止することができるとともに、ランプハウジング４０の下面５２Ｂがパーティクル源になるのを防止することができる。

また、ヒータヘッド３５の洗浄処理後に、ヒータヘッド３５の外表面が乾燥される。これにより、洗浄液がヒータヘッド３５の外表面に残留して、ウエハＷの処理に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
以上この発明の一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可能である。

たとえば、前述の実施形態では、ヒータヘッド３５の洗浄処理において、ヒータヘッド３５に、洗浄液上ノズル９４および裏面液吐出口８４の双方から洗浄液を供給したが、ヒータヘッド３５の洗浄処理において、洗浄液上ノズル９４からの洗浄液を供給せずに、裏面液吐出口８４からのヒータヘッド３５に対する洗浄液の供給のみによって、ヒータヘッド３５を洗浄するようにしてもよい。なお、この場合には、ヒータヘッド３５の乾燥処理において、ヒータヘッド３５に対する乾燥用ガス上ノズル９５の吹き付けの必要はない。

また、前述の実施形態では、ヒータヘッド３５を水平方向に往復移動させることにより、ヒータヘッド３５の下面５２Ｂにおける洗浄液の着液位置を移動させることとしたが、たとえば、裏面液ノズル８０として液の吐出方向を変更可能な吐出口を有するノズルを採用する場合には、吐出口からの洗浄液の吐出方向を異ならせることにより、ヒータヘッド３５の下面５２Ｂにおける洗浄液の着液位置を移動させるようにすることもできる。

このヒータヘッド３５の乾燥処理において、ヒータヘッド３５に付着した洗浄液を、乾燥用ガス上ノズル９５や裏面ノズル８２からの乾燥用ガスを吹き付けて飛ばす吹き飛ばし乾燥と、赤外線ランプ３８によりランプハウジング４０を温める加熱乾燥との双方により乾燥させる場合を例に挙げて説明したが、乾燥用ガスによる吹き飛ばし乾燥は行わずに、赤外線ランプ３８による加熱乾燥のみにより、ヒータヘッド３５を乾燥させるようにしてもよい。

また、裏面ノズル８２において、裏面液吐出口８４と裏面ガス吐出口８５とを別々に設けずに、１つの吐出口から洗浄液と乾燥ガスとを選択的に吐出させるような構成を採用することもできる。
また、ヒータヘッド洗浄乾燥工程（図５に示すステップＳ１０）と併せて、ヒータアーム３４の洗浄が行われてもよい。ヒータアーム３４の洗浄は、洗浄液上ノズル９４から吐出される洗浄液を用いて行うことができるが、処理室２内に別途配設されたバーノズル（図示しない）を用いて、ヒータアーム３４を洗浄することができる。バーノズルは、鉛直下方に向く多数の吐出口が水平方向に沿って一列または複数列に配列されており、処理室２内の上部領域に配設されている。ヒータアーム３４（およびヒータヘッド３５）が、バーノズルの下方に対向配置された状態で、バーノズルの各吐出口から洗浄液が吐出され、この洗浄液がヒータアーム３４の外表面に降り掛かり、ヒータアーム３４の外表面が洗浄される。

さらに、ヒータヘッド洗浄乾燥工程（図５に示すステップＳ１０）と併せて処理室２内の洗浄（チャンバ洗浄）が行われてもよい。
また、洗浄処理に用いる洗浄液としてＤＩＷを用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、洗浄液は、ＤＩＷに限らず、希フッ酸水溶液、炭酸水、電解イオン水、オゾン水などを洗浄液として採用することもできる。さらに洗浄液として、希フッ酸水溶液等の薬液を用いる場合には、洗浄液をヒータヘッド３５に供給した後に、ＤＩＷや炭酸水などを用いてヒータヘッド３５から洗浄液を洗い流すためのリンス処理が施されてもよい。

また、乾燥用ガスの一例として窒素ガスを挙げたが、清浄空気やその他の不活性ガスを乾燥用ガスとして用いることができる。
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備えられるヒータの洗浄方法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 基板処理装置
２ 処理室
３ ウエハ回転機構（基板保持手段）
３５ ヒータヘッド（ヒータ）
３８ 赤外線ランプ
４０ ランプハウジング（ハウジング）
４１ 蓋（ハウジング）
５２Ｂ 下面（対向面）
８２ 裏面ノズル（下ノズル）
８４ 裏面液吐出口（第１吐出口）
８５ 裏面ガス吐出口（第２吐出口）
９４ 洗浄液上ノズル（天井ノズル）
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (2)

1. 基板を水平姿勢に保持するための基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板の下面に水を上向きに吐出するための下ノズルとを備えた基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
   前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液の液膜を保持する液膜保持工程と、
   前記液膜保持工程と並行して、前記基板保持手段に保持されている基板の上方に、赤外線ランプと、当該赤外線ランプの下方を覆う下壁部を有し当該赤外線ランプを収容するハウジングとを有するヒータを対向配置することにより、前記基板の上面に保持されている前記処理液の液膜を加熱する液膜加熱工程と、
   前記液膜加熱工程の終了後に、前記ヒータを前記基板の上方から前記基板保持手段の側方に移動させるヒータ移動工程と、
   前記液膜保持工程および前記液膜加熱工程の終了後に、前記基板保持手段から前記基板を離脱させる離脱工程と、
   前記ヒータ移動工程および前記離脱工程の後に、前記基板保持手段の上方に前記ヒータを配置するヒータ配置工程と、
   前記基板保持手段の上方に配置された前記ヒータの前記ハウジングの前記下壁部に向けて、前記離脱工程後に前記下ノズルから水を吐出することにより、当該ハウジングに水を供給する水下吐出工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記水下吐出工程は、前記ハウジングを、前記液膜加熱工程時における配置位置よりも上方に離反する離反位置に配置した状態で実行される、請求項１に記載の基板処理方法。

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