JP6438649B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面からレジストを除去するために用いられる基板処理装置および基板処理方法に関する。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、太陽電池用基板等が含まれる。

従来から、基板の表面に硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：ＳＰＭ）を供給することにより、基板の表面からレジストを除去する手法が提案されている。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、レジストの表面に硬化層が形成されていることがある。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基板の表面から除去すべく、たとえば下記の特許文献１および２に記載の手法が提案されている。

特許文献１には、レジストの表面の硬化層を破壊すべくＩＰＡ（イソプロピルアルコール）と窒素ガスとから生成される液滴の噴流を基板の表面に供給し、その後、基板の表面にＳＰＭを供給する手法が記載されている。
特許文献２には、レジストの表面の硬化層を溶かすべく、ＩＰＡのベーパを基板の表面に供給し、その後、基板の表面にＳＰＭを供給する手法が記載されている。

特許第４９８６５６５号公報 特開２００７−１０３７３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、有機溶剤（ＩＰＡ）が微細な液滴状をなして基板に供給されるので、レジストの表面に接触する有機溶剤の分子の数は比較的少なく、そのため、有機溶剤の供給の際には、十分な量の有機溶剤の分子がレジストの表面に作用しない。また、有機溶剤と窒素ガスとを混合させるために、液滴の噴流が所期の温度から低下する。これらの結果、レジストの表面の硬化層が十分に破壊されないおそれがある。また、液滴の噴流を基板の表面に吹き付けるので、基板の表面にダメージを与えるおそれもある。

また、特許文献２に記載の手法では、基板の表面に供給されるのが有機溶剤（ＩＰＡ）のベーパであるので、レジストの表面に接触する有機溶剤の分子の数は少なく、そのため、有機溶剤の供給の際には、少量の有機溶剤の分子のみしかレジストの表面に作用しない。そのため、レジストの表面の硬化層が十分に溶けないおそれがある。
すなわち、特許文献１および２のいずれの手法によっても、硬化層を十分に破壊または溶融できず、基板の表面にレジストが残存するおそれがある。

そこで、本発明の目的は、基板の表面からレジストを良好に除去できる、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に記載の発明は、カーボンがアモルファス状になっているアモルファス部分を有する硬化層を含むレジストを、基板（Ｗ）の表面から除去するための基板処理方法であって、常温よりも高くかつ沸点未満の液温を有する液体の有機溶剤であって、アルカリを含む有機溶剤を、前記基板の表面の全域に連続流状に供給する有機溶剤供給工程（Ｓ３）と、前記有機溶剤供給工程が行われた後に、前記有機溶剤が除去された後の前記基板の表面の全域に硫酸過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給工程（Ｓ６）とを含み、前記有機溶剤供給工程が、前記有機溶剤を前記基板の表面に供給することにより、当該有機溶剤を、前記アモルファス部分を溶解しながら前記硬化層に浸透させ、前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程が、前記有機溶剤供給工程の前に実行されない、基板処理方法である。

なお、この項において、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の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この方法によれば、基板の表面に対する硫酸過酸化水素水混合液の供給に先立って、その基板の表面に、常温よりも高くかつ沸点未満の液温を有する液体の有機溶剤が供給される。このような液温に保たれている有機溶剤は、高い熱エネルギーを有している。また、有機溶剤が液体状であるので、有機溶剤の分子は、レジストの表面の硬化層と高い接触効率で接触する。十分な熱エネルギーを有する有機溶剤の分子が、高い接触効率で硬化層と接触するので、有機溶剤がレジストの表面の硬化層に浸透する。有機溶剤の浸透により、硬化層は変質し軟化する。

有機溶剤の供給後に、硫酸過酸化水素水混合液が基板の表面に供給される。軟化した硬化層に硫酸過酸化水素水混合液が供給されるので、硫酸過酸化水素水混合液がレジストの内部の全域に行き渡る。これにより、基板の表面からレジストを良好に除去できる、基板処理方法を提供できる。
有機溶剤は、ＩＰＡ、メタノール、エタノール、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）およびアセトンのうちの少なくとも１つを含む。

また、アルカリを含む有機溶剤を基板の表面に供給する。レジストの硬化層は、含有するカーボンがアモルファス状になっている部分（アモルファス状部分）があるので、アルカリ溶液に溶解し易い。そのため、アルカリを含む有機溶剤を基板の表面に供給することにより、当該有機溶剤は、レジストの硬化層を溶解しながら浸透する。これにより、レジストの硬化層を、より効果的に軟化させることができる。

アルカリは、ＮＨ_４ＯＨ（水酸化アンモニウム）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）およびＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）の少なくとも１つを含む。
請求項２に記載の発明は、前記有機溶剤供給工程に並行して実行され、前記基板の前記表面と反対側の裏面に温度が調節された温調流体を供給する温調流体供給工程（Ｓ３）をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法である。

この方法によれば、有機溶剤供給工程に並行して、基板の裏面に温調流体が供給される。基板の裏面への温調流体の供給により、基板を加温することができ、基板を介して、基板の表面に供給された有機溶剤の液温を保持させることができる。これにより、基板の表面上での有機溶剤の温度低下を抑制することができ、その結果、レジストの硬化層を、より効果的に軟化させることができる。

請求項３に記載のように、前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程に並行して、前記基板の表面に赤外線を照射して少なくとも前記基板の表面を加熱する加熱工程をさらに含んでいてもよい。
請求項４に記載のように、前記アルカリがＮＨ_４ＯＨを含んでいてもよい。
請求項５に記載の発明は、カーボンがアモルファス状になっているアモルファス部分を有する硬化層を含むレジストが表面に形成されている基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（５）と、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、常温よりも高くかつ沸点未満の液温を有する液体の有機溶剤であって、アルカリを含む有機溶剤を供給するための有機溶剤供給手段（７）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過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給手段（６）と、前記有機溶剤を、前記基板の表面の全域に連続流状に供給する有機溶剤供給工程（Ｓ３）と、前記有機溶剤供給工程が行われた後に、前記有機溶剤が除去された後の前記基板の表面の全域に硫酸過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給工程（Ｓ６）とを実行する制御手段（３）とを含み、前記制御手段は、前記有機溶剤供給工程において、前記有機溶剤を前記基板の表面に供給することにより、当該有機溶剤を、前記アモルファス部分を溶解しながら前記硬化層に浸透させ、前記制御手段が、前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程を、前記有機溶剤供給工程の前に実行させない、基板処理装置（１）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等の作用効果を奏する。
また、請求項６に記載のように、前記アルカリがＮＨ _４ ＯＨを含んでいてもよい。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成の模式的な平面図である。 図１に示す基板処理装置に備えられたチャンバの内部を水平に見た模式図である。 図２に示す処理ユニットによって行われるレジスト除去処理の処理例を示すフローチャートである。 有機溶剤処理工程が行われているときの基板を水平に見た模式図である。 ＳＰＭ処理工程が行われているときの基板を水平に見た模式図である。 第１のレジスト除去試験の内容および試験結果を示す図である。 第２のレジスト除去試験の試験結果を示す図である。

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基板処理装置１の模式的な平面図である。図２は、基板処理装置１に備えられたチャンバ４の内部を水平に見た模式図である。
図１に示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液や処理ガスによって基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、各処理ユニット２のチャンバ４に対して基板Ｗの搬入および搬出を行う基板搬送ロボットＣＲと、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉などを制御する制御装置（制御手段）３とを含む。

図２に示すように、各処理ユニット２は、枚葉式のユニットである。各処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持手段）５と、スピンチャック５に保持されている基板ＷにＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液。Ｈ_２ＳＯ_４（硫酸）およびＨ_２Ｏ_２（過酸化水素水）を含む混合液）またはＨ_２Ｏ_２を供給するＳＰＭ供給ユニット（硫酸過酸化水素水混合液供給手段）６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに、有機溶剤としての液体状のＩＰＡを供給する有機溶剤供給ユニット（有機溶剤供給手段）７と、リンス液供給ユニット８と、スピンチャック５を取り囲む筒状のカップ９と、基板Ｗを加熱する加熱装置４７とを含む。

図２に示すように、スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１０と、スピンベース１０の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン１１と、スピンベース１０の中央部から下方に延びる回転軸１２と、回転軸１２を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース１０を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ１３とを含む。スピンチャック５は、複数のチャックピン１１を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース１０の上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。

また、回転軸１２は、中空に形成されている。回転軸１２の内部には、温調液流通配管４３が挿通されている。温調液流通配管４３には、温調液供給配管４４が接続されている。この温調液供給配管４４を通して、温調流体としての温調液の一例としての温水が温調液流通配管４３に供給されるようになっている。温調液供給配管４４の途中部には、温調液供給配管４４を開閉するための温調液バルブ４５が介装されている。また、温調液流通配管４３は、スピンチャック５（複数個のチャックピン１１）に保持された基板Ｗの裏面（下面）中央に近接する位置まで延びていて、その先端には、温調液流通配管４３に供給される温水を吐出する吐出口４６Ａを有する裏面ノズル４６が設けられている。吐出口４６Ａから吐出される温水は、たとえば、スピンチャック５に保持された基板Ｗの裏面中央に対してほぼ垂直に入射する。

なお、温水は、基板処理装置１と別置された温水生成キャビネットにおいて、水を加熱することにより生成され、この温水生成キャビネットから温調液供給配管４４に供給されてもよいし、基板処理装置１が設置される工場に温水が流通する温水ラインが設けられている場合には、その温水ラインから温調液供給配管４４に供給されてもよい。温調液供給配管４４に供給される温水は、後述する有機溶剤タンク２７内でのＩＰＡの設定温度（たとえば７０℃）と同じ水温に設定されている。温水に用いられる水は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）であるが、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

図２に示すように、カップ９は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ９は、スピンベース１０の周囲を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いたカップ９の上端部９ａは、スピンベース１０よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液（ＳＰＭおよび有機溶剤を含む）やリンス液、温水などの処理液は、カップ９によって受け止められる。そして、カップ９に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または排液装置に送られる。

図２に示すように、ＳＰＭ供給ユニット６は、ＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２を基板Ｗの上面に向けて選択的に吐出するＳＰＭノズル１４と、ＳＰＭノズル１４が先端部に取り付けられた第１のノズルアーム１５と、第１のノズルアーム１５を移動させることにより、ＳＰＭノズル１４を移動させる第１のノズル移動ユニット１６とを含む。
ＳＰＭノズル１４は、たとえば、連続流の状態でＳＰＭおよびＨ_２Ｏ_２を選択的に吐出するストレートノズルであり、たとえば基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢で第１のノズルアーム１５に取り付けられている。第１のノズルアーム１５は水平方向に延びており、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びる第１の揺動軸線（図示しない）まわりに旋回可能に設けられている。なお、ＳＰＭノズル１４は、吐出口よりも内方（回転軸線Ａ１側）の位置にＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２が吐出される内向き姿勢で第１のノズルアーム１５に保持されていてもよいし、吐出口よりも外方（回転軸線Ａ１とは反対側）の位置にＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２を吐出する外向き姿勢で第１のノズルアーム１５に保持されていてもよい。

第１のノズル移動ユニット１６は、第１の揺動軸線まわりに第１のノズルアーム１５を旋回させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿ってＳＰＭノズル１４を水平に移動させる。第１のノズル移動ユニット１６は、ＳＰＭノズル１４から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＳＰＭノズル１４が平面視でスピンチャック５の周囲に設定されたホーム位置との間で、ＳＰＭノズル１４を水平に移動させる。さらに、第１のノズル移動ユニット１６は、ＳＰＭノズル１４から吐出されたＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２が基板Ｗの上面中央部に着液する中央位置と、ＳＰＭノズル１４から吐出されたＳＰＭまたはＨ_２Ｏ_２が基板Ｗの上面周縁部に着液する周縁位置との間で、ＳＰＭノズル１４を水平に移動させる。中央位置および周縁位置は、いずれも処理位置である。

ＳＰＭ供給ユニット６は、ＳＰＭノズル１４に接続され、硫酸供給源（図示しない）からＨ_２ＳＯ_４が供給される硫酸配管１７と、過酸化水素水供給源（図示しない）からＨ_２Ｏ_２が供給される過酸化水素水配管１８とをさらに含む。
硫酸配管１７の途中部には、硫酸配管１７を開閉するための硫酸バルブ１９、硫酸流量調整バルブ２０および第１のヒータ２１が、ＳＰＭノズル１４側からこの順に介装されている。第１のヒータ２１は、Ｈ_２ＳＯ_４を室温よりも高い温度（７０〜１２０℃の範囲内の一定温度。たとえば１００℃）に維持する。Ｈ_２ＳＯ_４を加熱する第１のヒータ２１は、図２に示すようなワンパス方式のヒータであってもよいし、ヒータを含む循環経路の内部にＨ_２ＳＯ_４を循環させることによりＨ_２ＳＯ_４を加熱する循環方式のヒータであってもよい。図示はしないが、硫酸流量調整バルブ２０は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。

過酸化水素水配管１８の途中部には、過酸化水素水配管１８を開閉するための過酸化水素水バルブ２２と、過酸化水素水流量調整バルブ２３とが、ＳＰＭノズル１４側からこの順に介装されている。ＳＰＭノズル１４には、温度調整されていない常温（約２３℃）程度のＨ_２Ｏ_２が、過酸化水素水配管１８を通して供給される。過酸化水素水バルブ２２は、制御装置３による制御により開閉される。

ＳＰＭノズル１４は、たとえば略円筒状のケーシングを有している。このケーシングの内部には、混合室（図示しない）が区画形成されている。硫酸配管１７は、ＳＰＭノズル１４のケーシングの側壁に配置された硫酸導入口（図示しない）に接続されている。過酸化水素水配管１８は、ＳＰＭノズル１４のケーシングの側壁において硫酸導入口よりも上方に配置された過酸化水素水導入口（図示しない）に接続されている。

硫酸バルブ１９（図２参照）および過酸化水素水バルブ２２（図２参照）が開かれると、硫酸配管１７からのＨ_２ＳＯ_４が、ＳＰＭノズル１４において硫酸導入口から混合室へと供給されるとともに、過酸化水素水配管１８からのＨ_２Ｏ_２が、ＳＰＭノズル１４において過酸化水素水導入口から混合室へと供給される。ＳＰＭノズル１４の混合室に流入したＨ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２は、その内部において十分に混合（攪拌）される。この混合によって、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とが均一に混ざり合い、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との反応によってＨ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２の混合液（ＳＰＭ）が生成される。ＳＰＭは、酸化力が強いペルオキソ一硫酸（Peroxymonosulfuric acid；Ｈ_２ＳＯ_５）を含み、混合前のＨ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２の温度よりも高い温度（１００℃以上。たとえば、１６０℃）まで加熱される。ＳＰＭノズル１４の混合室において生成された高温のＳＰＭは、ケーシングの先端（下端）に開口した吐出口から吐出される。

図２に示すように、有機溶剤供給ユニット７は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けて有機溶剤の一例としてのＩＰＡ（液体）を吐出する有機溶剤ノズル２４と、有機溶剤ノズル２４が先端部に取り付けられた第２のノズルアーム２５と、第２のノズルアーム２５を移動させることにより、有機溶剤ノズル２４を移動させる第２のノズル移動ユニット２６とを含む。

有機溶剤ノズル２４は、たとえば、連続流の状態で液体状のＩＰＡを吐出するストレートノズルであり、たとえば基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢で第２のノズルアーム２５に取り付けられている。第２のノズルアーム２５は水平方向に延びており、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びる第２の揺動軸線（第１の揺動軸線とは水平方向に関し異なる軸線。図示しない）まわりに旋回可能に設けられている。なお、有機溶剤ノズル２４は、吐出口よりも内方（回転軸線Ａ１側）の位置にＩＰＡ（液体）が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＩＰＡが吐出される内向き姿勢で第２のノズルアーム２５に保持されていてもよいし、吐出口よりも外方（回転軸線Ａ１とは反対側）の位置にＩＰＡ（液体）が着液するように基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向にＩＰＡ（液体）を吐出する外向き姿勢で第２のノズルアーム２５に保持されていてもよい。

第２のノズル移動ユニット２６は、第２の揺動軸線まわりに第２のノズルアーム２５を旋回させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿って有機溶剤ノズル２４を水平に移動させる。第２のノズル移動ユニット２６は、有機溶剤ノズル２４から吐出されたＩＰＡが基板Ｗの上面中央部に着液する処理位置と、有機溶剤ノズル２４が平面視でスピンチャック５の周囲に設定されたホーム位置との間で、有機溶剤ノズル２４を水平に移動させる。

有機溶剤供給ユニット７は、ＩＰＡが溜められた有機溶剤タンク２７と、有機溶剤タンク２７に溜められているＩＰＡを有機溶剤ノズル２４に供給する有機溶剤配管２８とを含む。有機溶剤タンク２７に溜められたＩＰＡには、ＮＨ_４ＯＨ（アルカリ）が含まれている。具体的には、ＩＰＡには、高濃度（約３０重量％）のＮＨ_４ＯＨ水溶液がＩＰＡ：ＮＨ_４ＯＨ溶液＝１０００：１の割合で添加されている。

有機溶剤配管２８の一端は、有機溶剤タンク２７に接続されており、有機溶剤配管２８の他端は、有機溶剤ノズル２４に接続されている。有機溶剤配管２８には、有機溶剤配管２８内を流通するＩＰＡを加熱して温度調整する第２の第２のヒータ２９と、有機溶剤タンク２７からＩＰＡを汲み出して有機溶剤配管２８に送り込むポンプ３０と、有機溶剤配管２８内を流通するＩＰＡをろ過して、そのＩＰＡから異物を除去するフィルタ３１と、有機溶剤流量調整バルブ６１と、有機溶剤配管２８から有機溶剤ノズル２４へのＩＰＡの供給および供給停止を切り替える有機溶剤バルブ３２とが、有機溶剤タンク２７側からこの順に介装されている。なお、処理ユニット２の起動時において、ポンプ３０は常時駆動されている。

有機溶剤配管２８における有機溶剤流量調整バルブ６１とフィルタ３１との間の部分には、有機溶剤配管２８を流通するＩＰＡを有機溶剤タンク２７に帰還させるための帰還配管３３が分岐接続されている。帰還配管３３には、帰還バルブ３４が介装されている。有機溶剤配管２８の分岐位置よりも上流側部分および帰還配管３３により、有機溶剤タンク２７内のＩＰＡを循環させるための循環経路が形成されている。

制御装置３は、ポンプ３０が駆動している状態で、有機溶剤バルブ３２を閉じつつ帰還バルブ３４を開く。これにより、有機溶剤タンク２７から汲み出されたＩＰＡが、第２のヒータ２９、フィルタ３１、帰還配管３３および帰還バルブ３４を通って、有機溶剤タンク２７に帰還する。これにより、有機溶剤タンク２７内のＩＰＡは前述の循環経路を循環し、有機溶剤タンク２７内のＩＰＡは、この循環経路を循環することにより第２のヒータ２９による温度調整を受け、所定の高温（常温（約２３℃）よりも高くかつ沸点未満の温度。たとえば約７０℃）に保持される。

一方、制御装置３は、ポンプ３０を駆動している状態で、帰還バルブ３４を閉じつつ有機溶剤バルブ３２を開く。これにより、有機溶剤タンク２７から汲み出されたＩＰＡが、第２のヒータ２９、フィルタ３１、有機溶剤流量調整バルブ６１および有機溶剤バルブ３２を通って有機溶剤ノズル２４に流入する。
なお、有機溶剤配管２８における有機溶剤流量調整バルブ６１とフィルタ３１との間の部分に、三方弁が介装されており、この三方弁に帰還配管３３が分岐接続されていてもよい。このとき、三方弁の制御により、有機溶剤配管２８を流通するＩＰＡを、有機溶剤ノズル２４側または帰還配管３３側に選択的に送り出すようにしてもよい。

図２に示すように、リンス液供給ユニット８は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル３５と、リンス液ノズル３５にリンス液を供給するリンス液配管３６と、リンス液配管３６からリンス液ノズル３５へのリンス液の供給および供給停止を切り替えるリンス液バルブ３７とを含む。リンス液ノズル３５は、リンス液ノズル３５の吐出口が静止された状態でリンス液を吐出する固定ノズルである。リンス液供給ユニット８は、リンス液ノズル３５を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を移動させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。

リンス液バルブ３７が開かれると、リンス液配管３６からリンス液ノズル３５に供給されたリンス液が、リンス液ノズル３５から基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

図２に示すように、加熱装置４７は、輻射によって基板Ｗを加熱する輻射加熱装置を含む。輻射加熱装置は、赤外線を基板Ｗに照射する赤外線ヒータ３８と、赤外線ヒータ３８が先端部に取り付けられたヒータアーム３９と、ヒータアーム３９を移動させるヒータ移動ユニット４０とを含む。
赤外線ヒータ３８は、赤外線を発する赤外線ランプ４１（図５も併せて参照）と、赤外線ランプ４１を収容するランプハウジング４２（図５も併せて参照）とを含む。

赤外線ランプ４１は、ランプハウジング４２内に配置されている。ランプハウジング４２は、平面視で基板Ｗよりも小さい。したがって、このランプハウジング４２内に配置されている赤外線ヒータ３８は、平面視で基板Ｗよりも小さくなる。赤外線ランプ４１およびランプハウジング４２は、ヒータアーム３９に取り付けられている。したがって、赤外線ランプ４１およびランプハウジング４２は、ヒータアーム３９とともに移動する。

赤外線ランプ４１は、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。加熱装置４７における赤外線ランプ４１（例えばハロゲンランプ）として、カーボンヒータ等の発熱体を採用できる。ランプハウジング４２の少なくとも一部は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。赤外線ランプ４１が発光すると、当該赤外線ランプ４１からは赤外線を含む光が放出される。この赤外線を含む光はランプハウジング４２を透過してランプハウジング４２の外表面から放射される。基板Ｗおよびその上面に保持された液膜はランプハウジング４２の外表面からの透過光と輻射光とにより加熱される。

ヒータ移動ユニット４０は、赤外線ヒータ３８を所定の高さで保持している。ヒータ移動ユニット４０は、赤外線ヒータ３８を鉛直に移動させる。さらに、ヒータ移動ユニット４０は、スピンチャック５の周囲で上下方向に延びる第３の揺動軸線（第１および第２の揺動軸線とは水平方向に関し異なる軸線。図示しない）まわりにヒータアーム３９を揺動させることにより、赤外線ヒータ３８をスピンチャック５の上方を含む水平面内で移動させることができる。

図１および図２に示す制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータなどによって構成されている。制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ１３、ノズル移動ユニット１６，２６、ヒータ移動ユニット４０、ヒータ２１，２９等の動作を制御する。また、制御装置３は、赤外線ランプ４１に供給される電力を調整する。さらに、制御装置３は、硫酸バルブ１９、過酸化水素水バルブ２２、温調液バルブ４５、リンス液バルブ３７等の開閉を制御するとともに、流量調整バルブ２０，２３，６１のアクチュエータを制御して、当該流量調整バルブ２０，２３，６１の開度を制御する。

図３は、処理ユニット２によって行われるレジスト除去処理の処理例を示すフローチャートである。図４は、有機溶剤処理工程（Ｓ３）が行われているときの基板Ｗを水平に見た模式図である。図５は、ＳＰＭ処理工程（Ｓ３）が行われているときの基板Ｗを水平に見た模式図である。
以下、図２および図３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。図４および図５については適宜参照する。

処理ユニット２によって基板Ｗにレジスト除去処理が施されるときには、チャンバ４の内部に、高ドーズでのイオン注入処理後の基板Ｗが搬入される（ステップＳ１）。搬入される基板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。具体的には、制御装置３は、ノズル等が全てスピンチャック５の上方から退避している状態で、基板Ｗを保持している基板搬送ロボットＣＲ（図１参照）のハンドをチャンバ４の内部に進入させることにより、基板Ｗがその表面を上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡される。その後、制御装置３は、スピンモータ１３によって基板Ｗの回転を開始させる（ステップＳ２）。基板Ｗは予め定める有機溶剤処理速度（１００〜５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その有機溶剤処理速度に維持される。

次いで、有機溶剤としてのＩＰＡを基板Ｗの上面に供給する有機溶剤処理工程（有機溶剤供給工程。ステップＳ３）が行われる。具体的には、制御装置３は、第２のノズル移動ユニット２６を制御することにより、有機溶剤ノズル２４をホーム位置から前述の処理位置に移動させる。これにより、有機溶剤ノズル２４が基板Ｗの上面中央部の上方に配置される。

有機溶剤ノズル２４が処理位置に配置させられた後、制御装置３は、帰還バルブ３４を閉じつつ有機溶剤ノズル３２を開く。これにより、有機溶剤配管２８の上流側部分および帰還配管３３からなる循環経路を循環していたＩＰＡ（ＮＨ_４ＯＨを含むＩＰＡ）は、有機溶剤配管２８を通って有機溶剤ノズル３２に供給される。これにより、有機溶剤ノズル２４から所定の高温（常温よりも高くかつ沸点未満の温度。たとえば約７０℃）の液体状のＩＰＡ（ＮＨ_４ＯＨを含むＩＰＡ）が連続流状に吐出される。このとき、ＩＰＡの吐出流量が所定の処理流量（たとえば０．２リットル／分以上）になるように、有機溶剤流量調整バルブ６１により有機溶剤配管２８の開度が調整されている。

有機溶剤ノズル２４から吐出された高温の液体状のＩＰＡ（ＮＨ_４ＯＨを含むＩＰＡ）は、有機溶剤処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、図４に示すように、ＩＰＡが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆うＩＰＡの液膜６２が基板Ｗ上に形成される。

また、有機溶剤処理工程（Ｓ３）と並行して、裏面ノズル４６の吐出口４６Ａから基板Ｗの裏面に温水が供給される。具体的には、制御装置３は、温調液バルブ４５を開く。これにより、図４に示すように、温調液供給配管４４からの温水が、温調液流通配管４３を通って裏面ノズル４６の吐出口４６Ａから上方に向けて吐出され、基板Ｗの裏面中央部に供給される。基板Ｗの裏面中央部に着液した温水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、外方に流れ、これにより、基板Ｗの裏面の全域が、温水の液膜によって覆われる。

基板Ｗの裏面への温水の供給により、基板Ｗが加温される。この加温された基板Ｗの上面にＩＰＡが供給されることにより、ＩＰＡは、基板Ｗを介して加温される。基板Ｗの裏面に供給される温水の水温が、基板Ｗの上面に供給されるＩＰＡと同温に設定されているので、基板Ｗの上面に形成されるＩＰＡの液膜６２の液温が、所期の液温（つまり、所定の高温（たとえば約７０℃））に維持されている。また、基板Ｗの全域が温水によって温められるので、ＩＰＡの液膜６２の面内温度分布が一様になる。

有機溶剤処理工程（Ｓ３）において、基板Ｗの上面のＩＰＡの液膜６２が、所定の高温（常温よりも高くかつ沸点未満の液温。たとえば約７０℃）を有している。このような液温に保たれている有機溶剤は、高い熱エネルギーを有している。また、ＩＰＡが液体状であるので、ＩＰＡの分子は、レジストの表面の硬化層と高い接触効率で接触する。ＩＰＡの液膜６２とレジストの表面との境界部分では、十分な熱エネルギーを有するＩＰＡの分子が、高い接触効率で硬化層と接触し、これにより、ＩＰＡがレジストの表面の硬化層に浸透する。ＩＰＡの浸透により、硬化層は変質し軟化する。

また、基板Ｗに供給される有機溶剤に、ＮＨ_４ＯＨが含まれている。レジストの硬化層は、含有するカーボンがアモルファス状になっている部分があるためにＮＨ_４ＯＨ溶液に溶解し易いので、ＮＨ_４ＯＨを含むＩＰＡを基板Ｗの上面に供給する場合、ＮＨ_４ＯＨを含むＩＰＡは、レジストの硬化層を溶解しながら浸透する。これにより、硬化層の軟化を、より効果的に行うことができる。

ＩＰＡの吐出開始から予め定める処理時間が経過すると、制御装置３は、ＩＰＡバルブ３２を閉じてＩＰＡの吐出を停止する。また、制御装置３は、裏面バルブ４５を閉じて裏面ノズル４６からの温水の吐出を停止する。また、第２のノズル移動ユニット２６を制御することにより、有機溶剤ノズル２４を処理位置からホーム位置に移動させる。
有機溶剤処理工程（Ｓ３）の終了後、次いで、リンス液を基板Ｗに供給する第１のリンス液供給工程（水洗工程。ステップＳ４）が行われる。具体的には、制御装置３は、リンス液バルブ３７を開いて、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル３５からリンス液を吐出させる。リンス液ノズル３５から吐出されたリンス液は、ＩＰＡによって覆われている基板Ｗの上面中央部に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗ上のＩＰＡが、リンス液によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。そのため、基板Ｗ上のＩＰＡの液膜６２が、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜に置換される。これにより、基板Ｗの上面の全域においてＩＰＡが洗い流される。

また、有機溶剤処理工程（Ｓ３）ではＩＰＡの雰囲気が発生するため、有機溶剤処理工程（Ｓ３）の終了後において、カップ９内にＩＰＡのヒュームが浮遊しているおそれがある。基板Ｗの上面をリンス液が流れることにより、カップ９内に浮遊しているＩＰＡのヒュームを、基板Ｗの上面の周辺から排除できる。したがって、カップ９内に浮遊しているＩＰＡのヒュームがパーティクルとなって、基板Ｗの表面を汚染することを抑制または防止できる。

リンス液バルブ３７が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ３７を閉じて、リンス液ノズル３５からのリンス液の吐出を停止させる。
次いで、基板Ｗを乾燥させる第１の乾燥工程（振り切り乾燥工程。ステップＳ５）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１３を制御することにより、乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上のリンス液に加わり、基板Ｗに付着しているリンス液が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗからリンス液が除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１３を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転速度を、ＳＰＭ処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで減速させる。

基板Ｗの回転速度がＳＰＭ回転速度に達すると、次いで、制御装置３は、ＳＰＭを基板Ｗに供給するＳＰＭ処理工程（硫酸過酸化水素水混合液供給工程。ステップＳ６）を行う。具体的には、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット１６を制御することにより、ＳＰＭノズル１４をホーム位置から処理位置に移動させる。これにより、ＳＰＭノズル１４が基板Ｗの上方に配置される。

ＳＰＭノズル１４が基板Ｗの上方に配置された後、制御装置３は、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２２を同時に開く。これにより、硫酸配管１７の内部を流通するＨ_２ＳＯ_４がＳＰＭノズル１４に供給されるとともに、過酸化水素水配管１８を流通する過酸化水素水がＳＰＭノズル１４に供給される。そして、ＳＰＭノズル１４の混合室においてＨ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とが混合され、高温（たとえば、１６０℃）のＳＰＭが生成される。そのＳＰＭが、ＳＰＭノズル１４の吐出口から吐出され、基板Ｗの上面に着液する。制御装置３は、第１のノズル移動ユニット１６を制御することにより、この状態で基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置を中央部と周縁部との間で移動させる。

ＳＰＭノズル１４から吐出されたＳＰＭは、ＳＰＭ処理速度（たとえば３００ｒｐｍ）で回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、図５に示すように、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜６３が基板Ｗ上に形成される。
有機溶剤処理工程（Ｓ３）により、レジストの表面の硬化層は軟化されている。軟化した硬化層にＳＰＭが供給されるので、ＳＰＭがレジストの内部の全域に行き渡り、レジストとＳＰＭとの化学反応により、基板Ｗ上のレジストがＳＰＭによって基板Ｗから除去される。さらに、制御装置３は、基板Ｗが回転している状態で、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、ＳＰＭの着液位置が、基板Ｗの上面全域を通過し、基板Ｗの上面全域が走査される。そのため、ＳＰＭノズル１４から吐出されたＳＰＭが、基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が均一に処理される。

また、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）と並行して、赤外線ヒータ３８によって基板Ｗおよび基板Ｗ上のＳＰＭを基板Ｗに供給される前のＳＰＭの温度よりも高温の加熱温度で加熱する加熱工程が行われる。具体的には、制御装置３は、ヒータ移動ユニット３１を制御することにより、図５に示すように、赤外線ヒータ３８を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、赤外線ヒータ３８が基板Ｗの上方に配置される。その後、制御装置３は、赤外線ヒータ３８に発光を開始させる。これにより、赤外線ヒータ３８の温度が、ＳＰＭのその濃度における沸点以上の加熱温度（たとえば、２００℃以上）まで上昇し、加熱温度に維持される。

赤外線ヒータ３８が基板Ｗの上方で発光を開始した後、制御装置３は、図５に示すように、ヒータ移動ユニット３１によって赤外線ヒータ３８を移動させることにより、基板Ｗの上面に対する赤外線の照射位置を基板Ｗの上面内で移動させる。基板Ｗが前記のＳＰＭ処理速度（たとえば３００ｒｐｍ）で回転している状態で、基板Ｗおよび基板Ｗ上のＳＰＭが加熱される。

制御装置３は、赤外線ヒータ３８による基板Ｗの加熱が所定時間にわたって行われた後、赤外線ヒータ３８の発光を停止させる。その後、制御装置３は、ヒータ移動ユニット３１を制御することにより、赤外線ヒータ３８を基板Ｗの上方から退避させる。
このように、制御装置３は、基板Ｗを回転させている状態で、基板Ｗの上面に対する赤外線の照射位置を基板Ｗの上面内で移動させるので、基板Ｗが均一に加熱される。そのため、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜６３も均一に加熱される。赤外線ヒータ３８による基板Ｗの加熱温度は、たとえばＳＰＭのその濃度における沸点よりも高温に設定されており、これにより、基板ＷとＳＰＭとの界面の温度が、沸点よりも高温に維持され、基板Ｗからのレジストの除去が促進される。

なお、処理位置に配置された状態で、赤外線ヒータ３８の基板対向面が基板Ｗ上のＳＰＭの液膜６３に接触していてもよいし、図５に示すように、赤外線ヒータ３８の基板対向面が基板Ｗ上のＳＰＭの液膜６３から所定距離だけ離隔していてもよい。
また、赤外線ヒータ３８による基板Ｗの加熱時（加熱工程）において、基板Ｗの上方に配置された赤外線ヒータ３８を、静止状態で配置するようにしてもよい、
ＳＰＭの吐出開始から予め定めるＳＰＭ処理時間が経過すると、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）が終了する。ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）の終了に引き続いて、Ｈ_２Ｏ_２を基板Ｗに供給する過酸化水素水供給工程（ステップＳ７）が行われる。

具体的には、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット１６を制御することにより、基板Ｗの上面中央部の上方にＳＰＭノズル１４を配置し、その後、制御装置３は、過酸化水素水バルブ２２を開いた状態に維持しつつ硫酸バルブ１９だけを閉じる。これにより、硫酸配管１７の内部をＨ_２ＳＯ_４が流通せずに、Ｈ_２Ｏ_２だけが過酸化水素水配管１８の内部を流通してＳＰＭノズル１４に供給される。ＳＰＭノズル１４に供給された過酸化水素水は、ＳＰＭノズル１４の内部を通ってＳＰＭノズル１４の吐出口から吐出される。そのＨ_２Ｏ_２が、ＳＰＭ処理速度で回転している基板Ｗの上面中央部に着液する。すなわち、ＳＰＭノズル１４から吐出される処理液が、ＳＰＭからＨ_２Ｏ_２に切り換わる。

基板Ｗの上面中央部に着液したＨ_２Ｏ_２は、基板Ｗの周縁に向かって基板Ｗ上を外方に流れる。基板Ｗ上のＳＰＭがＨ_２Ｏ_２に置換され、やがて、基板Ｗの上面全域が、Ｈ_２Ｏ_２の液膜によって覆われる。
過酸化水素水の吐出開始から予め定める過酸化水素水供給時間が経過すると、制御装置３は、過酸化水素水バルブ２２を閉じて、ＳＰＭノズル１４からのＨ_２Ｏ_２の吐出を停止させる。また、制御装置３は、ＳＰＭノズル１４を処理位置からホーム位置に移動させる。これにより、ＳＰＭノズル１４が基板Ｗの上方に配置される。

次いで、リンス液を基板Ｗに供給する第２のリンス液供給工程（ステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、リンス液バルブ３７を開いて、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル３５からリンス液を吐出させる。リンス液ノズル３５から吐出されたリンス液は、Ｈ_２Ｏ_２によって覆われている基板Ｗの上面中央部に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗ上のＨ_２Ｏ_２が、リンス液によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。そのため、基板Ｗ上のＨ_２Ｏ_２の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜に置換される。これにより、基板Ｗの上面の全域においてＨ_２Ｏ_２が洗い流される。そして、リンス液バルブ３７が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ３７を閉じて、リンス液ノズル３５からのリンス液の吐出を停止させる。

次いで、基板Ｗを乾燥させる第２のスピンドライ工程（ステップＳ９）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１３を制御することにより、乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１３を制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１０）。

次に、チャンバ４内から基板Ｗが搬出される（ステップＳ１１）。具体的には、制御装置３は、全てのノズル等がスピンチャック５の上方から退避している状態で、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４の内部に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドにスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４内から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバ４から搬出される。

なお、図３の処理例において、第２のリンス供給工程（Ｓ８）の後、第２の乾燥工程（Ｓ９）に先立って、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）等の薬液で、基板Ｗの上面を洗浄する薬液供給工程、および当該薬液を基板Ｗの上面から洗い流すリンス工程が行われていてもよい。
また、図３の処理例では、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）の後に過酸化水素水供給工程（Ｓ７）を実行するとしたが、過酸化水素水供給工程（Ｓ７）は省略することもできる。

また、図３の処理例では、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）と並行して加熱工程を実行するものを例に挙げたが、この加熱工程は省略してもよい。この場合、加熱装置４７（輻射加熱装置。図２参照）の構成が、基板処理装置１から省略されていてもよい。
また、図３の処理例では、ＳＰＭ処理工程（ステップＳ６）において、基板ＷをＳＰＭ処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）で回転させるとして説明したが、このときの基板Ｗの回転速度が、基板Ｗ上からのＳＰＭの排出が抑制されて基板Ｗの上面にＳＰＭの液膜が保持される状態（パドル状態）を維持できるような低回転速度（パドル回転速度）であってもよい。この場合、ＳＰＭ液の液膜６３の形成後は、ＳＰＭの供給を停止するようにしてもよい。

次に、レジスト除去試験について説明する。
図６は、第１のレジスト除去試験の内容および試験結果を示す図である。
第１のレジスト除去試験は、実施例と比較例とで、基板Ｗの周縁部におけるレジスト除去性能を比較するための試験である。
直径３００ｍｍのシリコンウエハＷの表面全域にＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザ用レジストのパターンを隙間なく形成し、これをマスクとして、ウエハＷの表面にＡｓ（ヒ素）をドーズ量１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２、ドーズエネルギー１０ｋｅｖでイオン注入したものを試料として用い、この試料に基板処理装置１を用いて、次に述べる実施例および比較例のレジスト除去処理を行った。そして、レジスト除去処理後のレジストの残りの有無およびその程度を、シリコンウエハＷの周縁部の７カ所の計測地点Ｐ１〜Ｐ７において、電子顕微鏡を用いて観察した。図６（ａ）に示すように、計測地点Ｐ１〜Ｐ７は、各々、基板Ｗの回転半径方向に沿って延びる直線上に、等間隔に並置されている。最も外周縁寄りの計測地点Ｐ７とシリコンウエハＷの外周縁との距離は、５ｍｍであり、最も内周寄りの計測地点Ｐ１シリコンウエハＷの外周縁との距離は、２５ｍｍである。なお、ステップＳ６のＳＰＭ処理工程で用いられるＳＰＭにおける、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との混合比（重量比）は２：１であるとし、ステップＳ６のＳＰＭ処理工程の処理時間を１５秒間とした。
＜実施例＞
前述の図３に示す処理例と同等の処理を実行した。但し、有機溶剤処理工程（Ｓ３）において供給されるＩＰＡは、ＮＨ_４ＯＨ等のアリカリを含んでいない。また、有機溶剤処理工程（Ｓ３）において供給されるＩＰＡの液温を７０℃とし、当該ＩＰＡの流量を０．２リットル／分とした。
＜比較例＞
前述の図３に示す処理例からステップＳ３〜Ｓ５を省いた内容で処理を実行した。

この第１のレジスト除去試験の結果を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）では、レジスト残りがほとんど生じていない場合を「○」、少量のレジスト残りが生じている場合を「△」、多量のレジスト残りが生じている場合を「×」として示す。
図６（ｂ）に示すように、実施例では、最も外周縁寄りの計測地点Ｐ７を除いて、レジスト残りがほとんど見られなかった。実施例では、シリコンウエハＷの周縁部においても、高い除去性能の発揮を確認できた。

一方、比較例では、最も内周寄りの計測地点Ｐ１を除いて、レジスト残りが見られた。とくに、外周縁に近い計測地点Ｐ６や計測地点Ｐ７では、多量のレジスト残りが見られた。
第１のレジスト除去試験の結果から、実施例では、高ドーズのイオン注入が行われたシリコンウエハＷであっても、基板の表面から良好にレジストが除去されていることがわかる。

図７は、第２のレジスト除去試験の試験結果を示す図である。
第２のレジスト除去試験は、有機溶剤処理工程（Ｓ３）において用いられる高温のＩＰＡが、アルカリを含まない場合とアルカリを含む場合とで、レジスト除去性能を比較するためのビーカー試験である。
シリコンウエハＷの表面全域にＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザ用レジストのパターンを形成し、これをマスクとして、ウエハＷの表面にＡｓ（ヒ素）をドーズ量１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２、ドーズエネルギー４０ｋｅｖでイオン注入し、それをチップ状に切断したものを試料として用い、この試料に、次に述べるような第１〜第３試験を行った。そして、試験後のチップ上におけるレジストの残りの有無およびその程度を、電子顕微鏡を用いて観察した。なお、各試験に用いられるＳＰＭにおける、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との混合比は２：１であるとし、ＳＰＭの浸漬時間を１分間とした。
＜第１試験＞
ビーカーにおいて、前記の試料を高温のＩＰＡ中に浸漬させた。このＩＰＡは、ＮＨ_４ＯＨ等のアリカリを含んでおらず、また、ＩＰＡの液温は７０℃である。次いで、当該試料を、ＳＰＭ中に浸漬させた。
＜第２試験＞
ビーカーにおいて、前記の試料を高温のＩＰＡ中に浸漬させた。このＩＰＡには、ＮＨ_４ＯＨが添加されている。ＮＨ_４ＯＨの添加濃度は、前述の有機溶剤処理工程（Ｓ３）で用いられるＩＰＡと同等の添加濃度である。また、ＩＰＡの液温は７０℃である。次いで、当該試料を、ＳＰＭ中に浸漬させた。
＜第３試験＞
ビーカーにおいて、前記の試料を、高温のＩＰＡの浸漬させることなく、ＳＰＭ中に浸漬させた。

この第２のレジスト除去試験の結果を図７に示す。図７では、レジスト残りがほとんど生じていない場合を「◎」、ほんの僅かのレジスト残りが生じている場合を「○」、多量のレジスト残りが生じている場合を「×」として示す。
図７に示すように、ＳＰＭ供給に先立って高温のＩＰＡを供給した試験１では、レジスト残りがほんの僅かながら見られた。また、アルカリを添加した高温のＩＰＡをＳＰＭ供給に先立って供給した試験２では、レジスト残りがほとんど見られなかった。

第２のレジスト除去試験の結果から、アルカリを添加したＩＰＡをＳＰＭ供給に先立って供給した方が、アルカリを添加しないＩＰＡを供給した場合よりも、高いレジスト除去性能を発揮できていることがわかる。
以上によりこの実施形態によれば、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの供給に先立って、その基板Ｗの上面に、高温（たとえば約７０℃）の液体のＩＰＡが供給される。このような高温に保たれている有機溶剤は、高い熱エネルギーを有している。また、ＩＰＡが液体状であるので、ＩＰＡの分子は、レジストの表面の硬化層と高い接触効率で接触する。十分な熱エネルギーを有するＩＰＡの分子が、高い接触効率で硬化層と接触するので、ＩＰＡがレジストの表面の硬化層に浸透する。ＩＰＡの浸透により、硬化層は変質し軟化する。

ＩＰＡの供給後に、基板Ｗの上面にＳＰＭが供給される。軟化した硬化層にＳＰＭが供給されるので、ＳＰＭがレジストの内部の全域に行き渡る。これにより、基板Ｗの上面からレジストを良好に除去できる。
また、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）の実行に先立って、第１の乾燥工程（Ｓ５）によって基板Ｗの上面が振り切り乾燥される。これにより、ＳＰＭ処理工程（Ｓ６）において、ＳＰＭを、その供給直後から基板Ｗの上面のレジストに作用させることができる。

また、有機溶剤処理工程（Ｓ３）後に、第１のリンス工程（Ｓ４）が実行されることによって、有機溶剤処理工程（Ｓ３）において発生するＩＰＡの雰囲気を基板Ｗの上面の周辺から排除できる。これにより、一連のレジスト除去処理後におけるパーティクルの発生を抑制または防止できる。
また、アルカリ（ＮＨ_４ＯＨ）が添加されたＩＰＡを基板Ｗの上面に供給する。レジストの硬化層は、含有するカーボンがアモルファス状になっている部分があるので、アルカリ溶液に溶解し易い。そのため、アルカリが添加されたＩＰＡを基板Ｗの上面に供給することにより、当該ＩＰＡは、レジストの硬化層を溶解しながら浸透する。これにより、レジストの硬化層を、より効果的に軟化させることができる。

また、有機溶剤処理工程（Ｓ３）に並行して、基板Ｗの裏面に温水が供給される。基板Ｗの裏面への温水の供給により、基板Ｗを加温することができ、基板Ｗを介して、基板Ｗの上面に供給されたＩＰＡを保持させることができる。これにより、基板Ｗ表面上での有機溶剤の温度低下を抑制することができ、その結果、レジストの硬化層を、より効果的に軟化させることができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
前述の実施形態では、有機溶剤処理工程（Ｓ３）において、基板を有機溶剤回転速度（たとえば約３００ｒｐｍ）で回転させながら、基板Ｗの上面にＩＰＡを供給し続ける場合を例に挙げて説明したが、基板Ｗの回転速度を零または低速の状態で行うことにより、基板Ｗの上面の全域を覆うＩＰＡの液膜を形成してもよい。この場合、ＩＰＡに零または小さな遠心力しか作用しないので、基板Ｗの上面にＩＰＡが滞留して液膜を形成させることにより、基板Ｗの上面の全域にＩＰＡの液膜が形成される。この場合でも、前述の実施形態の場合と同様に、レジストの硬化層への浸透を図ることができる。なお、基板Ｗの上面にＩＰＡが液盛りされた後は、ＩＰＡの供給を停止するようにしてもよい。

前述の実施形態において、ＩＰＡに対するＮＨ_４ＯＨ（アルカリ）水溶液の添加割合は、高濃度（約３０％）のＮＨ_４ＯＨ水溶液がＩＰＡ：ＮＨ_４ＯＨ溶液＝１００：１の割合以下の割合であることが好ましい。アルカリを多く含むと、アンモニア水溶液中の水分が、レジストへのＩＰＡ接触を阻害するので、レジストの硬化層に対するＩＰＡの浸透度合いが低下するおそれがあるからである。

有機溶剤処理工程（Ｓ３）時に基板Ｗの裏面に供給される温調流体として、温水を例に挙げて説明したが、温水に代えて乾燥ガスや蒸気を、基板Ｗの裏面に供給することもできる。なお、有機溶剤処理工程（Ｓ３）時に温調流体を基板Ｗの裏面に供給しなくてもよい。
また、図３の処理例では、第１のリンス液供給工程（Ｓ４）を設けたが、第１のリンス液供給工程（Ｓ４）を省略してもよい。この場合、有機溶剤処理工程（Ｓ３）の実行後、次いで、第１の乾燥工程（ステップＳ５）が行われる。このとき、制御装置３は、乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上のＩＰＡに加わり、基板Ｗに付着しているＩＰＡが基板Ｗの周囲に振り切られて、基板Ｗが乾燥する。

また、前記の実施形態において、有機溶剤の一例として、ＩＰＡを例示したが、有機溶剤としては、ＩＰＡの他に、メタノール、エタノール、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）およびアセトンのうちの少なくとも１つを含む液を用いることができる。また、有機溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけでなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、ＩＰＡとアセトンの混合液であってもよいし、ＩＰＡとメタノールの混合液であってもよい。

また、前述の実施形態では、ＳＰＭ供給ユニット６として、Ｈ_２ＳＯ_４およびＨ_２Ｏ_２の混合をＳＰＭノズル１４の内部で行うノズル混合タイプのものを例に挙げて説明したが、ＳＰＭノズル１４の上流側に配管を介して接続された混合部を設け、この混合部において、Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２との混合が行われる配管混合タイプのものを採用することもできる。

また、前述の各実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
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 制御装置（制御手段）
５ スピンチャック（基板保持手段）
６ ＳＰＭ供給ユニット（硫酸過酸化水素水混合液供給手段）
７ 有機溶剤供給ユニット（有機溶剤供給手段）
Ｗ 基板

Claims (6)

1. カーボンがアモルファス状になっているアモルファス部分を有する硬化層を含むレジストを、基板の表面から除去するための基板処理方法であって、
   常温よりも高くかつ沸点未満の液温を有する液体の有機溶剤であって、アルカリを含む有機溶剤を、前記基板の表面の全域に連続流状に供給する有機溶剤供給工程と、
   前記有機溶剤供給工程が行われた後に、前記有機溶剤が除去された後の前記基板の表面の全域に硫酸過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給工程とを含み、
   前記有機溶剤供給工程が、前記有機溶剤を前記基板の表面に供給することにより、当該有機溶剤を、前記アモルファス部分を溶解しながら前記硬化層に浸透させ、
   前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程が、前記有機溶剤供給工程の前に実行されない、基板処理方法。
2. 前記有機溶剤供給工程に並行して実行され、前記基板の前記表面と反対側の裏面に温度が調節された温調流体を供給する温調流体供給工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程に並行して、前記基板の表面に赤外線を照射して少なくとも前記基板の表面を加熱する加熱工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記アルカリがＮＨ_４ＯＨを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. カーボンがアモルファス状になっているアモルファス部分を有する硬化層を含むレジストが表面に形成されている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、常温よりも高くかつ沸点未満の液温を有する液体の有機溶剤であって、アルカリを含む有機溶剤を供給するための有機溶剤供給手段と、
   前記基板保持手段に保持されている基板の表面に硫酸過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給手段と、
   前記有機溶剤を、前記基板の表面の全域に連続流状に供給する有機溶剤供給工程と、前記有機溶剤供給工程が行われた後に、前記有機溶剤が除去された後の前記基板の表面の全域に硫酸過酸化水素水混合液を供給する硫酸過酸化水素水混合液供給工程とを実行する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記有機溶剤供給工程において、前記有機溶剤を前記基板の表面に供給することにより、当該有機溶剤を、前記アモルファス部分を溶解しながら前記硬化層に浸透させ、
   前記制御手段が、前記硫酸過酸化水素水混合液供給工程を、前記有機溶剤供給工程の前に実行させない、基板処理装置。
6. 前記アルカリがＮＨ_４ＯＨを含む、請求項５に記載の基板処理装置。

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