JP6094851B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、硫酸を含む液を用いた処理を、半導体ウエハ等の基板に施すための基板処理方法および基板処理装置に関する。

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）の表面にリン、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。

しかしながら、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除去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、レジストが変質（硬化）していることがある。
ＳＰＭ液に高いレジスト除去性能を発揮させる一つの手法として、ウエハの表面上のＳＰＭ液を高温（たとえば２００℃以上）に昇温させるというものがある。このような手法であれば、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。

ウエハの表面との境界付近のＳＰＭ液を高温に保つためには、高温のＳＰＭ液をウエハに供給し続けることが考えられるが、このような方策では、ＳＰＭ液の使用量が増えるおそれがある。
本願発明者らは、ウエハの表面の全域をＳＰＭ液の液膜で覆いつつ、ウエハの表面に、赤外線ランプを有するヒータを対向配置させ、ＳＰＭ液の液膜に赤外線を照射することにより、当該ＳＰＭ液を加熱することを検討している。このような方策を採用することにより、ＳＰＭ液の消費量を低減しつつ硬化したレジストをウエハから除去することができる。そればかりか、レジストの除去効率を著しく高めることができる結果、レジスト除去処理の処理時間を短縮することも可能である。

しかしながら、ＳＰＭ液の赤外線の吸収率はそれほど高くない。そのため、ヒータから放射された赤外線は、ＳＰＭ液の液膜を透過してシリコンウエハに吸収される。つまり、ＳＰＭ液よりも基板が先に温められ、その基板によってＳＰＭ液の液膜が昇温されている。すなわち、ＳＰＭ液の液膜の加熱効率がそれほど良くないと考えられる。この場合、ＳＰＭ液の液膜における赤外線の吸収率を高めることができれば、ＳＰＭ液の液膜の加熱効率を高めて、当該ＳＰＭ液の液膜を、より一層良好に温めることができる。

そこで、本発明の目的は、基板の表面の全域を硫酸を含む液の液膜で覆いつつ、硫酸を含む液を含む液膜を、より一層良好に温めることができる基板処理方法および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）の表面からレジストを除去するための基板処理方法であって、基板保持手段（３）に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液と、硫酸との反応により黒色炭化物を含む微粒子を生成する有機溶媒との混合液の液膜（９０）を形成する混合液液膜形成工程（Ｓ３，Ｓ４；Ｓ１３，Ｓ１４；Ｓ２３，Ｓ２４；Ｓ４３，Ｓ４４；Ｓ６３）と、前記混合液の前記液膜を保持している基板の表面に向けて、当該表面に対向配置されたヒータ（３５）から赤外線を照射する赤外線照射工程（Ｓ５；Ｓ１５；Ｓ２５；Ｓ４５；Ｓ６４）とを含む、基板処理方法である。

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、この項において同じ。
この発明の方法によれば、硫酸を含む液と硫酸を含む液と、硫酸との反応により黒色炭化物を含む微粒子を生成する有機溶媒との混合液の液膜が基板の表面に形成される。硫酸を含む液と有機溶媒との混合液中には、黒色炭化物を含む微粒子が析出し、そのため当該混合液全体が黒色化している。析出する黒色炭化物を含む微粒子の大部分が炭素により構成されている場合には、赤外線の吸収率が極めて高く、そのため、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液の液膜は、その赤外線の吸収率が高く、加熱効率が高い。したがって、基板の表面に当該混合液の液膜を形成することにより、赤外線照射工程において、硫酸を含む液を含む当該混合液を、より一層良好に温めることができる。これにより、レジスト除去の処理効率をより一層高めることができ、その結果、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮化することができる。

このような黒色炭化物を含む微粒子は、次のような生成メカニズムで析出されていると考えられる。すなわち、有機溶媒が硫酸を含む液中の硫酸と反応することにより、有機溶媒が脱水されてエーテルやエステルが等生成される。そして、生成されたエーテルやエステル等が、硫酸を含む液中の硫酸によってさらに炭化されることにより、黒色の炭化物が生成し析出する。

請求項２に記載のように、前記有機溶媒は、ＩＰＡ液や、エタノール、アセトンなど、硫酸の脱水作用および／または酸化作用により炭化する性質を有していてもよい。
請求項３記載の発明は、前記混合液液膜形成工程は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、前記有機溶媒の液膜（８０）を形成する有機溶媒液膜形成工程（Ｓ３；Ｓ２３；Ｓ４３）と、前記有機溶媒液膜形成工程の実行後、前記有機溶媒の前記液膜を保持している基板の表面に、硫酸を含む液を供給する硫酸含有液混合液供給工程（Ｓ４；Ｓ２４；Ｓ４４）とを含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。

この発明の方法によれば、有機溶媒の液膜が形成されている基板の表面に、硫酸を含む液が供給される。
この場合、豊富な量の有機溶媒に対して硫酸を含む液を供給するので、豊富な量の硫酸を含む液に対して有機溶媒を供給する場合と比較して、硫酸を含む液と有機溶媒との混触に伴う反応を緩やかなものに抑制することができる。これにより、硫酸を含む液と有機溶媒との混触によって、激しい反応が生じるのを防止することができる。

請求項４記載の発明は、前記混合液液膜形成工程は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液の液膜（１２０）を形成する硫酸含有液液膜形成工程（Ｓ１３）と、前記硫酸含有液液膜形成工程の実行後、前記硫酸を含む液の前記液膜を保持している基板の表面に、前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給工程（Ｓ１４）とを含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。

この発明の方法によれば、硫酸を含む液の液膜が形成されている基板の表面に、有機溶媒が供給される。この場合は、有機溶媒と比較して硫酸の量が多いので脱水反応を確実に進行させることが可能となる。
請求項５記載の発明は、前記赤外線照射工程の実行後に実行され、前記基板保持手段に保持されている基板の表面を（洗浄用薬液を用いて）洗浄する洗浄工程（Ｓ７；Ｓ１７；Ｓ２８；Ｓ４８；Ｓ６６）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

赤外線照射工程の実行後には、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液が基板の表面から除去されるが、当該混合液除去後の基板の表面に黒色炭化物を含む微粒子が残留していると、この微粒子がパーティクルとなって基板汚染の原因となるおそれがある。
この発明の方法によれば、赤外線照射工程の実行後に基板の表面が洗浄される。これにより、洗浄後の基板の表面には、黒色炭化物を含む微粒子は存在しない。その結果、パーティクルの発生を防止することができる。

請求項６記載の発明は、基板（Ｗ）の表面からレジストを除去するための基板処理装置（１；１０１）であって、基板を保持する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に硫酸を含む液と、硫酸との反応により黒色炭化物を含む微粒子を生成する有機溶媒との混合液の液膜を形成するために、硫酸を含む液と前記有機溶媒との混合液を供給する混合液供給手段（４，５；１１０）と、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表面に対向配置されて、当該表面に向けて赤外線を照射するヒータ（３５）とを含む、基板処理装置である。

この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
また、請求項７に記載のように、前記有機溶媒は、硫酸の脱水作用および／または酸化作用により炭化する性質を有していてもよい。
請求項８記載の発明は、前記混合液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に硫酸を含む液を吐出する硫酸含有液ノズル（４）と、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に前記有機溶媒を吐出する有機溶媒ノズル（５）とを含む、請求項６または７に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、硫酸含有液ノズルから基板の表面に硫酸を含む液が吐出される。また、有機溶媒ノズルから基板の表面に有機溶媒が吐出される。これにより、基板の表面に、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液の液膜を良好に形成することができる。
硫酸を含む液と有機溶媒との混触に伴い激しい反応が生じるおそれがあるが、硫酸を含む液と有機溶媒との混合が基板の表面で行われるので、その反応は、基板の表面で生じ、配管内等では生じることはない。そのため、基板処理装置に大きな損傷が生じるのを防止することができる。

請求項９記載の発明は、前記有機溶媒ノズルは、前記有機溶媒の液滴を噴霧する噴霧ノズル（１００）である、請求項８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、有機溶媒ノズルから、有機溶媒の液滴が噴霧される。たとえば、基板の表面に硫酸を含む液の液膜が形成されている状態で、基板の表面に有機溶媒の液滴が噴霧されると、有機溶媒の液滴を広範囲かつ均一に、硫酸を含む液の液膜に供給することができる。また、有機溶媒の液滴が微小液滴であるので、硫酸を含む液と有機溶媒との混触のために生じる反応が激しくなることを抑制することができる。

請求項１０記載の発明は、前記混合液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液を吐出する混合液ノズル（１１０）を含む、請求項６または７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液が、混合液ノズルから吐出される。そのため、基板の表面に、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液の液膜を良好に形成することができる。

本発明の一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に示すヒータアームおよびヒータヘッドの斜視図である。 図１に示すヒータヘッドの配置位置を示す平面図である。 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で実行されるレジスト除去処理の第１処理例を示す工程図である。 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９Ａの次の工程を示す図解的な図である。 図９Ｂの次の工程を示す図解的な図である。 図９Ｃの次の工程を示す図解的な図である。 黒色炭化物の生成メカニズムを示す図である。 図１に示す基板処理装置で実行される第２処理例を説明するための工程図である。 第２処理例の一工程を説明するための図解的な図である。 図１２Ａの次の工程を示す図解的な図である。 第２処理例の変形例を示す図解的な図である。 図１に示す基板処理装置で実行される第３処理例を説明するための工程図である。 図１に示す基板処理装置で実行される第４処理例を説明するための工程図である。 本発明の他の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１６に示す基板処理装置で実行される処理例を説明するための工程図である。

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、本発明の一実施形態に係る基板処理方法が適用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（表面）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、硫酸を含む液の一例としての硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：ＳＰＭ液）を供給するためのＳＰＭ液ノズル（硫酸含有液ノズル）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（上面）に、有機溶媒の一例としてのイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol：ＩＰＡ液）を供給するための有機溶媒ノズル５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の表面に向けて赤外線を照射するヒータヘッド（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、モータ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、ウエハＷがほぼ水平な姿勢を保った状態で回転軸線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、その保持したウエハＷを回転させる真空吸着式のものが採用されてもよい。
ＳＰＭ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。ＳＰＭ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ＳＰＭ液アーム１１の先端に取り付けられている。ＳＰＭ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。ＳＰＭ液アーム１１には、ＳＰＭ液アーム１１を所定角度範囲内で揺動させるためのＳＰＭ液アーム揺動機構１２が結合されている。ＳＰＭ液アーム１１の揺動により、ＳＰＭ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。

ＳＰＭ液ノズル４にＳＰＭ液を供給するためのＳＰＭ液供給機構１３は、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）とを混合させるための第１混合部１４と、第１混合部１４とＳＰＭ液ノズル４との間に接続されたＳＰＭ液供給管１５とを備えている。第１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。ＳＰＭ液供給管１５の途中部には、攪拌流通管２２およびＳＰＭ液バルブ２３が第１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°ずつ交互に異ならせて配置した構成を有している。

ＳＰＭ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第１混合部１４に流入し、それらが第１混合部１４からＳＰＭ液供給管１５へと流出する。硫酸および過酸化水素水は、ＳＰＭ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、第１混合部１４に供給される硫酸の液温以上の高温（１３０℃〜１７０℃。たとえば約１４０℃）に昇温する。その高温のＳＰＭ液がＳＰＭ液供給管１５を通してＳＰＭ液ノズル４に供給される。

有機溶媒ノズル５は、たとえば、連続流の状態でＩＰＡ液を吐出するストレートノズルである。有機溶媒ノズル５は、その吐出口を下方に向けた状態で、ほぼ水平に延びる有機溶媒アーム７０の先端に取り付けられている。有機溶媒アーム７０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。有機溶媒アーム７０には、有機溶媒アーム７０を所定角度範囲内で揺動させるための有機溶媒アーム揺動機構７１が結合されている。有機溶媒アーム７０の揺動により、有機溶媒ノズル５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。

有機溶媒ノズル５には、ＩＰＡ液供給源からのＩＰＡ液が供給される有機溶媒供給管７２が接続されている。有機溶媒供給管７２の途中部には、有機溶媒ノズル５からのＩＰＡ液の供給／供給停止を切り換えるための有機溶媒バルブ７３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（脱イオン水：deionzied water）を供給するためのリンス液ノズル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。洗浄用薬液）を供給するためのＳＣ１ノズル２５とを備えている。

リンス液ノズル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。リンス液ノズル２４には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるリンス液供給管２６が接続されている。リンス液供給管２６の途中部には、リンス液ノズル２４からのＤＩＷの供給／供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ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ＳＣ１アーム２８の先端に取り付けられている。ＳＣ１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。ＳＣ１アーム２８には、ＳＣ１アーム２８を所定角度範囲内で揺動させるためのＳＣ１アーム揺動機構２９が結合されている。ＳＣ１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、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、その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、その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が、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（後述するミドル近接位置や、エッジ近接位置、センター近接位置を含む趣旨である。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。

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４０と、ランプハウジング４０の内部で赤外線ランプ３８を吊下げ支持する支持部材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が赤外線を放射する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収容して構成されている。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。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。
図４は、ヒータアーム３４およびヒータヘッド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、ヒータアーム３４の長手方向に沿う姿勢で固定されている。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をヒータヘッド３５から取り除いた状態を示している。

図２に示すように、ヒータヘッド３５のランプハウジング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。
ヒータヘッド３５では、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。ボルト等の固定手段（図示しない）を用いて、フランジ４０Ａが蓋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。

ランプハウジング４０の底板部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）の下端縁と上面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、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、赤外線が、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。後述するレジスト除去処理の際に、ヒータヘッド３５の下端面を構成するランプハウジング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た状態では、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、ウエハＷおよびウエハＷ上のＳＰＭ液を加熱する。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の表面に対し均一に赤外線を照射することができ、これにより、赤外線を、ウエハＷ、およびウエハＷ上のＳＰＭ液に、効率良く照射することができる。

ヒータヘッド３５では、赤外線ランプ３８の周囲がランプハウジング４０によって覆われている。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。

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の内部を冷却することができ、その結果、赤外線ランプ３８やランプハウジング４０、とくに支持部材４２を良好に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では図示していない。図２参照）は、ヒータアーム３４の一方の側面に配設された板状の給気配管ホルダ６６、およびヒータアーム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、ヒータヘッド３５の配置位置を示す平面図である。

揺動駆動機構３６および昇降駆動機構３７が制御されることにより、ヒータヘッド３５が、ウエハＷの表面上を、ウエハＷの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描くように移動可能に設けられている。
ヒータヘッド３５の赤外線ランプ３８により、ウエハＷおよびウエハＷ上のＳＰＭ液を加熱する場合、ヒータヘッド３５は、その下端面を構成する底板部５２がウエハＷの表面と微小間隔（たとえば３mm）を隔てて対向する近接位置に配置される。そして、その加熱中は、底板部５２（下面５２Ｂ）とウエハＷの表面との間が、その微小間隔に保たれる。

ヒータヘッド３５の近接位置として、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）やエッジ近接位置（図５に二点鎖線で示す位置）、センター近接位置（図５に一点鎖線で示す位置）を例示することができる。
ミドル近接位置は、ウエハＷの表面における半径方向の中央位置（回転中心（回転軸線Ｃ上）と周縁部との間の中央位置）に、平面視円形状のヒータヘッド３５の中心が対向するとともに、ヒータヘッド３５の底板部５２とウエハＷの表面との間が微小間隔（たとえば３mm）になるヒータヘッド３５の位置である。

エッジ近接位置は、ウエハＷの表面における周縁部に、平面視円形状のヒータヘッド３５の中心が対向するとともに、ヒータヘッド３５の底板部５２とウエハＷの表面との間が微小間隔（たとえば３mm）になるヒータヘッド３５の位置である。
センター近接位置は、ウエハＷの表面における回転中心（回転軸線Ｃ上）に、平面視円形状のヒータヘッド３５の中心が対向するとともに、ヒータヘッド３５の底板部５２とウエハＷの表面との間が微小間隔（たとえば３mm）になるヒータヘッド３５の位置である。

図６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、モータ６、アンプ５４、揺動駆動機構３６、昇降駆動機構３７、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２、ＳＣ１アーム揺動機構２９、有機溶媒アーム揺動機構７１、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０、ＳＰＭ液バルブ２３、リンス液バルブ２７、ＳＣ１バルブ３１、有機溶媒バルブ７３、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７は、基板処理装置１で実行され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８は、主として、次に述べるステップＳ３のＩＰＡ液膜形成工程、ステップＳ４のＳＰＭ液供給工程およびステップＳ５の赤外線照射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９Ａ〜図９Ｄは、ＩＰＡ液膜形成工程、ＳＰＭ液供給工程および赤外線照射工程を説明するための図解的な図である。

以下、図１〜図９Ｄ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いないものとする。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、ヒータヘッド３５、ＳＰＭ液ノズル４、有機溶媒ノズル５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（ステップＳ２）。ウエハＷは予め定める液盛り回転速度まで上昇され、その液盛り回転速度に維持される。液盛り回転速度は、ウエハＷの表面全域をＩＰＡ液やＳＰＭ液でカバレッジ可能な速度であり、たとえば３０〜３００rpmの範囲に設定されている。この第１処理例では、たとえば６０rpmに設定されている。また、制御装置５５は、有機溶媒アーム揺動機構７１を制御して、有機溶媒ノズル５をウエハＷの上方位置に移動させ、図９Ａに示すように、有機溶媒ノズル５をウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させる。

また、制御装置５５は、有機溶媒バルブ７３を開いて、有機溶媒ノズル５からＩＰＡ液をウエハＷの表面に向けて吐出する。このときのＩＰＡ液の吐出流量はたとえば０．６（リットル／分）である。
ウエハＷの回転速度が低速であるので、ウエハＷの表面に供給されるＩＰＡ液は、ウエハＷの表面上に溜められていき、また、ウエハＷの表面の全域に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うＩＰＡ液の液膜８０（有機溶媒の液膜）が形成される（ステップＳ３：ＩＰＡ液膜形成工程（有機溶媒液膜形成工程））。

ＩＰＡ液の吐出開始から予め定めるＩＰＡ液吐出時間が経過すると、制御装置５５は、有機溶媒バルブ７３を閉じて、有機溶媒ノズル５からのＩＰＡ液の吐出を停止するとともに、有機溶媒アーム揺動機構７１を制御して、ＩＰＡ液の吐出停止後の有機溶媒ノズル５を、そのホームポジションに戻す。ＩＰＡ液吐出時間は、ウエハＷの表面の全域を覆うＩＰＡ液の液膜８０が形成されるまでに要する期間であれば足り、ＩＰＡ液の吐出流量や液盛り回転速度によって異なるが、３〜１０秒間の範囲で、たとえば５秒間である。

次いで、制御装置５５は、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２を制御して、ＳＰＭ液ノズル４をウエハＷの上方位置に移動させ、図９Ｂに示すように、ＳＰＭ液ノズル４をウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させる。
また、図９Ｂ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ＳＰＭ液バルブ２３を開いて、ＳＰＭ液ノズル４からＳＰＭ液を吐出する。このときのＳＰＭ液の吐出流量はたとえば０．６（リットル／分）である（ステップＳ４：ＳＰＭ液供給工程（硫酸含有液供給工程））。また、ステップＳ４のＩＰＡ液供給工程に並行して、ヒータヘッド３５が、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から、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）の上方に移動される。

ＳＰＭ液ノズル４からのＳＰＭ液の吐出により、ＩＰＡ液の液膜８０が形成されているウエハＷの表面に、ＳＰＭ液が供給される。すなわち、多量のＩＰＡ液で構成される液膜８０に、比較的小流量のＳＰＭ液が供給される。これにより、図９Ｃに示すように、ウエハＷの表面に、黒色の微粒子９５を含む、ＳＰＭ液とＩＰＡ液との混合液（以下、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液という）の液膜９０が形成される。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０では、ＳＰＭ液中の硫酸の脱水反応が進行し、黒色の微粒子９５が多量に析出し、そのため液膜９０全体が黒色化している。析出する黒色炭化物の微粒子９５は、その大部分が炭素により構成されている。なお、液膜９０におけるＳＰＭ液とＩＰＡ液との混合比は、たとえば１０：１程度である。

図１０は、黒色炭化物の生成メカニズムを示す図である。このような黒色炭化物の析出は、次のような生成メカニズムで生じていると考えられる。すなわち、ＩＰＡ液がＳＰＭ液中の硫酸と反応することによりＩＰＡ液が脱水されて、エーテルやエステル等が生じる。図１０（ａ）には、ＳＰＭ液が低温（１３０〜１４０℃程度）である場合を示し、図１０（ｂ）には、ＳＰＭ液が高温（１６０〜１７０℃程度）である場合を示す。そして、これら生成物であるエーテルやエステル等が、それぞれＳＰＭ液中の硫酸によってさらに炭化されることにより、炭素を中心とした黒色の微粒子９５が生成されて、析出するようになる。

ＳＰＭ液の吐出開始から予め定めるＳＰＭ液吐出時間が経過すると、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ＳＰＭ液バルブ２３を閉じて、ＳＰＭ液ノズル４からのＳＰＭ液の吐出を停止するとともに、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２を制御して、ＳＰＭ液の吐出停止後のＳＰＭ液ノズル４をホームポジションに戻す。ＳＰＭ液供給時間は、ウエハＷの表面の全域を覆うＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０が形成されるとともに、ウエハＷの表面からＩＰＡ液が完全に排除されないような期間であり、ＳＰＭ液ノズル４からのＳＰＭ液の吐出流量や液盛り回転速度によって異なるが、３〜１０秒間の範囲で、たとえば５秒間である。

また、制御装置５５はアンプ５４を制御して、ヒータヘッド３５の赤外線ランプ３８から赤外線を放射するとともに、昇降駆動機構３７を制御して、ヒータヘッド３５をミドル近接位置（図５に実線で示す位置）の上方位置から下降させ、ミドル近接位置に配置させる。これにより、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０を保持しているウエハＷの表面に向けて、ウエハＷの表面に近接して対向配置されているヒータヘッド３５からの赤外線が照射される（Ｓ５：赤外線照射工程）。

また、図９Ｄに示すように、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、液膜保持回転速度まで下げる。液膜保持回転速度は、ウエハＷの表面への新たな液（ＳＰＭ液）の供給がなくても、ウエハＷの表面上にＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０を保持可能な速度（１〜３０rpmの範囲で、たとえば１５rpm）である。ステップＳ５の赤外線照射工程ではウエハＷの表面へのＳＰＭ液の新たな供給がないが、ウエハＷの回転速度が極めて遅いために、ウエハＷ上のＳＰＭ／ＩＰＡ混合液にほとんど遠心力が作用しない。そのため、ウエハＷの表面上に、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜が保持され続ける。

図９Ｄに示すように、ステップＳ５の赤外線照射工程では、赤外線ランプ３８による赤外線の照射により、ウエハＷのヒータヘッド３５の下面５２Ｂに対向する部分に存在するＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０が加熱される。赤外線照射工程は、所定の赤外線照射時間（２〜９０秒間の範囲で、たとえば約１５秒間）の間実行される。
ステップＳ５の赤外線照射工程では、赤外線ランプ３８による赤外線の照射により、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０とウエハＷとが温められる。赤外線照射工程の間に、ウエハＷの表面上のレジストと、液膜９０に含まれるＳＰＭ液との反応が進み、ウエハＷの表面からのレジストの除去が進行する。

赤外線照射工程中は、図９Ｄに矢印で示すように、制御装置５５は、揺動駆動機構３６を制御してヒータヘッド３５を、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）とセンター近接位置（図５に一点鎖線で示す位置）との間で往復移動させる。これにより、ウエハＷの中心部（半径方向の中央部よりも内側の領域）を除く領域にあるＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０の全域にヒータヘッド３５からの赤外線が照射される。

予め定める赤外線照射時間が経過すると、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。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、リンス液バルブ２７を開いて、リンス液ノズル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Ｓ６：中間リンス工程）。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、リンス液バルブ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Ｓ７：ＳＣ１供給工程）。また、制御装置５５は、ＳＣ１アーム揺動機構２９を制御して、ＳＣ１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。

とくに、ステップＳ６の中間リンス工程の実行後には、ウエハＷの表面に黒色炭化物の微粒子９５が付着していることが考えられる。ウエハＷの表面を洗浄することなくウエハＷを乾燥させたのでは、この黒色炭化物の微粒子がパーティクルとなって、ウエハＷの汚染の原因となるおそれがある。しかしながら、この処理例１では、ステップＳ７のＳＣ１供給工程においてＳＣ１の化学的能力によって、ウエハＷの表面に付着している黒色炭化物の微粒子９５は除去される。

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、ＳＣ１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、リンス液バルブ２７を開いて、リンス液ノズル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Ｓ８：最終リンス工程）。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、リンス液バルブ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。
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Ｓ９）。ステップＳ９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Ｓ６の中間リンス工程やステップＳ８の最終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Ｓ１０）。
以上によりこの実施形態によれば、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０がウエハＷの表面に形成される。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０では、黒色の炭化物の微粒子９５が析出し、そのため液膜９０全体が黒色化している。析出する炭化物の微粒子９５は、その大部分が炭素により構成されているから、赤外線の吸収率が極めて高い。そのため、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０は、その赤外線の吸収率が高く、加熱効率が高い。したがって、ウエハＷの表面にＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜９０を形成することにより、ステップＳ５の赤外線照射工程において、ＳＰＭ液を含むＳＰＭ／ＩＰＡ混合液を、より一層良好に温めることができる。これにより、レジスト除去の処理効率をより一層高めることができ、その結果、レジスト除去処理全体の処理時間を短縮化することができる。

この場合、豊富な量のＩＰＡ液に対してＳＰＭ液を供給するので、豊富な量のＳＰＭ液にＩＰＡ液を供給する場合と比較して、ＳＰＭ液とＩＰＡ液との混触に伴う反応を緩やかなものに抑制することができる。これにより、ＳＰＭ液とＩＰＡ液との混触によって、激しい反応が生じるのを防止することができる。

また、万が一、ＳＰＭ液とＩＰＡ液との混触に伴い激しい反応が生じたとしても、ＳＰＭ液とＩＰＡ液とがウエハＷの表面で混合されるから、その反応はウエハＷの表面で生じ、配管内等で生じることはない。そのため、基板処理装置１に大きな損傷が生じるのを防止することができる。
以上により、ＳＰＭ液の消費量を低減しつつ、ウエハＷの表面からレジストを良好に除去することができる。

また、ステップＳ５の赤外線照射工程の後、ウエハＷの表面がＳＣ１によって洗浄される。これにより、ウエハＷの表面から、黒色の炭化物の微粒子を完全に除去することができ、その結果、ウエハＷの乾燥後においてパーティクルの発生を防止することができる。
図１１は、本発明に係るレジスト除去処理の第２処理例を説明するための工程図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、次に述べるステップＳ１３のＳＰＭ液膜形成工程およびステップＳ１４のＩＰＡ液供給工程を説明するための図解的な図である。

レジスト除去処理の第２処理例が、図７に示す第１処理例と相違する点は、ステップＳ３のＩＰＡ液膜形成工程およびステップＳ４のＳＰＭ液供給工程に代えて、ステップＳ１３のＳＰＭ液膜形成工程（硫酸含有液液膜形成工程）およびステップＳ１４のＩＰＡ液供給工程（有機溶媒供給工程）を設けた点である。
以下、図１、図６、図７、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照しつつ、レジスト除去処理の第２処理例について説明する。

レジスト除去処理の第２処理例では、アッシングするための処理を受けていないウエハＷが搬入された後（ステップＳ１１）、ウエハＷが回転開始される（ステップＳ１２）。図１２Ａに示すように、ウエハＷの回転速度が予め定める液盛り回転速度（たとえば６０rpm）まで上昇される。また、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２が制御されて、ＳＰＭ液ノズル４がウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置される。

そして、図１２Ａ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ＳＰＭ液バルブ２３を開いて、ＳＰＭ液ノズル４からＳＰＭ液をウエハＷの表面に向けて吐出する（吐出流量はたとえば０．６（リットル／分））。これにより、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うＳＰＭ液の液膜１２０が形成される（ステップＳ１３：ＳＰＭ液膜形成工程）。ＳＰＭ液の吐出開始から予め定めるＳＰＭ液吐出時間（３〜１０秒間の範囲で、たとえば５秒間）が経過すると、ＳＰＭ液の吐出が停止される。また、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２が制御されて、ＳＰＭ液の吐出停止後のＳＰＭ液ノズル４が、そのホームポジションに戻される。

次いで、制御装置５５は、有機溶媒アーム揺動機構７１を制御して、有機溶媒ノズル５をウエハＷの上方位置に移動させ、有機溶媒ノズル５をウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させる。
また、制御装置５５は、有機溶媒バルブ７３を開いて、有機溶媒ノズル５からＩＰＡ液を吐出する（ステップＳ１４：ＩＰＡ液供給工程。吐出流量はたとえば０．６（リットル／分）)。ＩＰＡ液吐出時間は、３〜１０秒間の範囲で、たとえば５秒間）。また、ステップＳ１４のＩＰＡ液供給工程に並行して、ヒータヘッド３５が、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から、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）の上方に移動される。

有機溶媒ノズル５からのＩＰＡ液の吐出により、ＳＰＭ液の液膜１２０が形成されているウエハＷの表面に、ＩＰＡ液が供給される。これにより、ウエハＷの表面に、黒色炭化物の微粒子９５を含む、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜が形成される。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液中には、黒色炭化物の微粒子９５（図９Ｃ等参照）が多量に析出している。ＳＰＭ液の吐出停止後、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２が制御されて、ＳＰＭ液ノズル４がホームポジションに戻される。

ＳＰＭ液の吐出停止後、赤外線ランプ３８から赤外線が放射されるとともに、ヒータヘッド３５がミドル近接位置（図５に実線で示す位置）に配置される（Ｓ１５：赤外線照射工程）。ステップＳ１５の赤外線照射工程では、赤外線ランプ３８による赤外線の照射により、ウエハＷのヒータヘッド３５の下面５２Ｂに対向する部分に存在するＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜が加熱される。予め定める赤外線照射時間が経過すると、赤外線ランプ３８からの赤外線の放射が停止される。また、ヒータヘッド３５がホームポジションに戻される。

次いで、リンス液ノズル２４からウエハＷにＤＩＷが供給される（ステップＳ１６：中間リンス工程）。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の供給が停止される。
次いで、ＳＣ１ノズル２５からウエハＷにＳＣ１が吐出される（ステップＳ１７：ＳＣ１供給工程）。また、ＳＣ１アーム揺動機構２９が制御されて、ＳＣ１アーム２８が所定角度範囲内で揺動させられる。これにより、ＳＣ１ノズル２５が、ウエハＷの回転中心上と周縁部上との間で往復移動される。ＳＣ１の供給が所定のＳＣ１供給時間にわたって続けられると、ＳＣ１の供給が停止される。また、ＳＣ１ノズル２５がホームポジションに戻される。

次いで、リンス液ノズル２４からウエハＷにＤＩＷが供給される（ステップＳ１８：最終リンス工程）。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の供給が停止される。
その後、ウエハＷの回転速度を所定の高回転速度に加速されて、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Ｓ１９）。スピンドライ処理の終了後は、ウエハ回転機構３の回転が停止され、処理済みのウエハＷが、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ２０）。

これらステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ２０の各処理は、それぞれ、図７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０の各処理と同様の処理である。
図１３は、第２処理例の変形例を示す図解的な図である。
図１３では、ストレートノズルからなる有機溶媒ノズル５（図１参照）に代えて、ＩＰＡ液の液滴を噴霧するスプレーノズルからなる有機溶媒ノズル１００が設けられている。この場合、有機溶媒ノズル１００から、ＩＰＡ液の液滴が噴霧される。たとえば、ウエハＷの表面にＳＰＭ液の液膜１２０が形成されている状態で、ウエハＷの表面にＩＰＡ液の液滴が噴霧される。これにより、ＳＰＭ液の液膜１２０に広範囲かつ均一にＩＰＡ液の液滴を供給することができる。また、ＩＰＡ液の液滴が微小液滴であるので、ＳＰＭ液とＩＰＡ液との混触のために生じる反応が、激しくなることを抑制することができる。

図１４は、本発明に係るレジスト除去処理の第３処理例を説明するための工程図である。
レジスト除去処理の第３処理例が、図７に示す第１処理例と相違する点は、次に述べるステップＳ２５の赤外線照射工程の後に、過酸化水素水供給工程（ステップＳ４６）を追加で設けた点である。ステップＳ４６の過酸化水素水供給工程では、ウエハＷの回転速度が予め定める液処理回転速度（たとえば１０００rpm）まで上昇されるとともに、ＳＰＭ液ノズル４がウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させられる。そして、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０およびＳＰＭ液バルブ２３が開かれて、ＳＰＭ液ノズル４からＳＰＭ液が吐出され、このＳＰＭ液がウエハＷの表面に供給される。ウエハＷの表面に黒色炭化物の微粒子９５（図９Ｃ等参照）が付着している場合には、その微粒子９５はＳＰＭ液によって洗い流される。

なお、図１４においてステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０，Ｓ３１の各処理は、それぞれ、図７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０の各処理と同様の処理である。
図１５は、本発明に係るレジスト除去処理の第４処理例を説明するための工程図である。

レジスト除去処理の第４処理例が、図７に示す第１処理例と相違する点は、次に述べるステップＳ４５の赤外線照射工程の後に、過酸化水素水供給工程（ステップＳ２６）を追加で設けた点である。ステップＳ４６の過酸化水素水供給工程では、ウエハＷの回転速度が予め定める液処理回転速度（たとえば１０００rpm）まで上昇されるとともに、ＳＰＭ液ノズル４がウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させられる。そして、硫酸バルブ１８およびＳＰＭ液バルブ２３が閉じられた状態で、過酸化水素水バルブ２０のみが開かれて、ＳＰＭ液ノズル４から過酸化水素水が吐出され、この過酸化水素水がウエハＷの表面に供給される。ウエハＷの表面に黒色炭化物の微粒子９５（図９Ｃ等参照）が付着している場合には、その微粒子９５は過酸化水素水によって洗い流される。

なお、図１５においてステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４７，Ｓ４８，Ｓ４９，Ｓ５０，Ｓ５１の各処理は、それぞれ、図７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０の各処理と同様の処理である。
図１６は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置１０１の構成を模式的に示す図である。図１７は、基板処理装置１０１で実行される処理例を説明するための工程図である。

図１６および図１７の実施形態において、基板処理装置１０１が図１等に示す基板処理装置１と相違する点は、ＳＰＭ液ノズル４に代えて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０を設けた点である。図１６および図１７の実施形態において、図１〜図１５に示す構成と同等の構成については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
ＳＰＭ液アーム１１の先端には、ＳＰＭ液ノズル４に代えて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０が、その吐出口を下方に向けた状態で取り付けられている。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０は、たとえば、連続流の状態でＳＰＭ／ＩＰＡ混合液を吐出するストレートノズルである。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０には、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液供給機構１１３からのＳＰＭ／ＩＰＡ混合液が供給されるようになっている。

ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０にＳＰＭ液を供給するためのＳＰＭ液供給機構１１３は、第２混合部１１２と、第２混合部１１２とＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０との間に接続されたＳＰＭ／ＩＰＡ混合液供給管１１５とを備えている。第２混合部１１２には、ＳＰＭ液供給機構１３のＳＰＭ液供給管１５および有機溶媒供給管１１６が接続されている。有機溶媒供給管１１６の途中部には、有機溶媒供給管１１６の開閉を切り換えるための有機溶媒バルブ１１７が介装されている。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液供給管１１５には、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液供給管１１５の開閉を切り換えるためのＳＰＭ／ＩＰＡ混合液バルブ１１１が介装されている。

有機溶媒供給管１１６を介して、有機溶媒供給源からのＩＰＡ液が第２混合部１１２に供給されるようになっている。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液バルブ１１１および有機溶媒バルブ１１７は、制御装置５５（図６参照）に、制御対象として接続されている。なお、ＳＰＭ液供給管１５を介して第２混合部１１２に供給されるＳＰＭ液と、有機溶媒供給管１１６を介して第２混合部１１２に供給されるＩＰＡ液との流量比（重量）は１０：１程度である。

ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液バルブ１１１が開かれた状態で、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０および有機溶媒バルブ１１７が開かれると、ＳＰＭ液供給管１５からのＳＰＭ液および有機溶媒供給管１１６が第２混合部１１２に流入し、ＳＰＭ液とＩＰＡ液とが第２混合部１１２で混合されて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液が生成される。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液中には、黒色炭化物の微粒子９５が多量に析出し、そのためＳＰＭ／ＩＰＡ混合液全体が黒色化している。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液は、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液供給管１１５を通ってＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０に供給され、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０から吐出される。

レジスト除去処理の第２処理例では、アッシングするための処理を受けていないウエハＷが搬入された後（ステップＳ６１）、ウエハＷが回転開始される（ステップＳ６２）。ウエハＷの回転速度が予め定める液盛り回転速度（たとえば６０rpm）まで上昇されるとともに、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２が制御されて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０がウエハＷの回転中心（回転軸線Ｃ）上に配置させられる。

そして、制御装置５５（図６参照）は、硫酸バルブ１８、過酸化水素水バルブ２０、ＩＰＡバルブ１１７およびＳＰＭ／ＩＰＡ混合液バルブ１１１を開いて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０からＳＰＭ／ＩＰＡ混合液をウエハＷの表面に向けて吐出する（ステップＳ６３：ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液液膜形成工程。吐出流量はたとえば０．９（リットル／分））。また、ステップＳ６３のＳＰＭ／ＩＰＡ混合液液膜形成工程に並行して、ヒータヘッド３５が、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から、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）の上方に移動される。

ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０からＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の吐出により、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜が形成される。ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の吐出開始から予め定めるＳＰＭ／ＩＰＡ混合液吐出時間（３〜１０秒間の範囲で、たとえば５秒間）が経過すると、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の吐出が停止される。また、ＳＰＭ液アーム揺動機構１２が制御されて、ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の吐出停止後のＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル１１０を、そのホームポジションに戻す。

ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の吐出停止後、赤外線ランプ３８から赤外線が放射されるとともに、ヒータヘッド３５がミドル近接位置（図５に実線で示す位置）に配置される（Ｓ６４：赤外線照射工程）。予め定める赤外線照射時間が経過すると、赤外線ランプ３８からの赤外線の放射が停止される。また、ヒータヘッド３５がホームポジションに戻される。
次いで、リンス液ノズル２４からウエハＷにＤＩＷが供給される（ステップＳ６５：中間リンス工程）。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の供給が停止される。

次いで、ＳＣ１ノズル２５からウエハＷにＳＣ１が吐出される（ステップＳ６６：ＳＣ１供給工程）。また、ＳＣ１アーム揺動機構２９が制御されて、ＳＣ１アーム２８が所定角度範囲内で揺動させられる。これにより、ＳＣ１ノズル２５が、ウエハＷの回転中心上と周縁部上との間で往復移動される。ＳＣ１の供給が所定のＳＣ１供給時間にわたって続けられると、ＳＣ１の供給が停止される。また、ＳＣ１ノズル２５がホームポジションに戻される。

次いで、リンス液ノズル２４からウエハＷにＤＩＷが供給される（ステップＳ６７：最終リンス工程）。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の供給が停止される。
その後、ウエハＷの回転速度を所定の高回転速度に加速されて、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Ｓ６８）。スピンドライ処理の終了後は、ウエハ回転機構３の回転が停止され、処理済みのウエハＷが、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ６９）。

これらステップＳ６１，Ｓ６２，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６，Ｓ６７，Ｓ６８，Ｓ６９の各処理は、それぞれ、図７のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０の各処理と同様の処理である。
以上、この発明の２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、第１実施形態において、第３処理例および第４処理例は、それぞれ、第２処理例と組み合わせることができる。すなわち、ウエハＷの表面に先にＳＰＭ液の液膜１２０（図１２Ａ等参照）を形成し、形成したＳＰＭ液の液膜１２０にＩＰＡ液を供給するとともに、赤外線照射工程の後、ウエハＷの表面に再度ＳＰＭ液を供給してもよい。また、ウエハＷの表面に先にＳＰＭ液の液膜１２０を形成し、形成したＳＰＭ液の液膜１２０にＩＰＡ液を供給するとともに、赤外線照射工程の後、ウエハＷの表面に過酸化水素水を供給してもよい。

また、有機溶媒の一例としてＩＰＡ液を挙げたが、ＩＰＡ液に限らず、エタノールやアセトンなど、硫酸の脱水・酸化作用により炭化する性質を有する有機溶媒を採用することができる。
また、第１〜第４処理例では、ヒータヘッド３５を、ミドル近接位置（図５に実線で示す位置）とセンター近接位置（図５に一点鎖線で示す位置）との間で往復移動させているが、ヒータヘッド３５を、エッジ近接位置（図５に二点鎖線で示す位置）とセンター近接位置との間で移動させたり、ミドル近接位置とエッジ近接位置との間で移動させたりすることもできる。

また、ヒータヘッド３５を往復移動させる構成でなく、赤外線照射工程の実行中において、ヒータヘッド３５をミドル近接位置で静止させた状態から、センター近接位置に移動させ、当該センター近接位置で静止させる構成（間欠移動）とすることもできる。このような間欠移動の場合、ヒータヘッド３５を、ミドル近接位置とセンター近接位置との間で移動させる構成に限られず、ミドル近接位置とエッジ近接位置との間で移動させてもよいし、センター近接位置とエッジ近接位置との間で移動させてもよい。

また、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ものを採用することもできる。
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を設け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、硫酸を含む液の一例としてＳＰＭ液を例示したが、硫酸を含む液として、硫酸や硫酸オゾン混合液（ＳＯＭ）を採用することもできる。

また、前述の各処理例では、ステップＳ７、ステップＳ１７、ステップＳ２８、ステップＳ４８およびステップＳ６６等のＳＣ１供給工程を設けた例を示したが、ＳＣ１供給工程を設けなくてもよい。
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。

１ 基板処理装置
３ ウエハ回転機構（基板保持手段）
４ ＳＰＭ液ノズル（硫酸含有液ノズル、混合液供給手段）
５ ＩＰＡ液ノズル（有機溶媒ノズル、混合液供給手段）
３５ ヒータヘッド（ヒータ）
３８ 赤外線ランプ
８０ ＩＰＡ液の液膜
９０ ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液の液膜
１００ 有機溶媒ノズル（噴霧ノズル）
１０１ 基板処理装置
１１０ ＳＰＭ／ＩＰＡ混合液ノズル（混合液ノズル、混合液供給手段）
１２０ ＳＰＭ液の液膜
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (10)

1. 基板の表面からレジストを除去するための基板処理方法であって、
   基板保持手段に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液と、硫酸との反応により黒色炭化物を含む微粒子を生成する有機溶媒との混合液の液膜を形成する混合液液膜形成工程と、
   前記混合液の前記液膜を保持している基板の表面に向けて、当該表面に対向配置されたヒータから赤外線を照射する赤外線照射工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記有機溶媒は、硫酸の脱水作用および／または酸化作用により炭化する性質を有している、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記混合液液膜形成工程は、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、有機溶媒の液膜を形成する有機溶媒液膜形成工程と、
   前記有機溶媒液膜形成工程の実行後、前記有機溶媒の前記液膜を保持している基板の表面に、硫酸を含む液を供給する硫酸含有液供給工程とを含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記混合液液膜形成工程は、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液の液膜を形成する硫酸含有液液膜形成工程と、
   前記硫酸含有液液膜形成工程の実行後、前記硫酸を含む液の前記液膜を保持している基板の表面に、有機溶媒を供給する有機溶媒供給工程とを含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
5. 前記赤外線照射工程の実行後に実行され、前記基板保持手段に保持されている基板の表面を洗浄する洗浄工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 基板の表面からレジストを除去するための基板処理装置であって、
   基板を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に硫酸を含む液と、硫酸との反応により黒色炭化物を含む微粒子を生成する有機溶媒との混合液の液膜を形成するために、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液を供給する混合液供給手段と、
   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表面に対向配置されて、当該表面に向けて赤外線を照射するヒータとを含む、基板処理装置。
7. 前記有機溶媒は、硫酸の脱水作用および／または酸化作用により炭化する性質を有している、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記混合液供給手段は、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に硫酸を含む液を吐出する硫酸含有液ノズルと、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に有機溶媒を吐出する有機溶媒ノズルとを含む、請求項６または７に記載の基板処理装置。
9. 前記有機溶媒ノズルは、有機溶媒の液滴を噴霧する噴霧ノズルである、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記混合液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、硫酸を含む液と有機溶媒との混合液を吐出する混合液ノズルを含む、請求項６または７に記載の基板処理装置。

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