WO2015087683A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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WO2015087683A1
WO2015087683A1 PCT/JP2014/080804 JP2014080804W WO2015087683A1 WO 2015087683 A1 WO2015087683 A1 WO 2015087683A1 JP 2014080804 W JP2014080804 W JP 2014080804W WO 2015087683 A1 WO2015087683 A1 WO 2015087683A1
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organic solvent
spm
liquid
ipa
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PCT/JP2014/080804
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佑介 秋月
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • G03F7/422—Stripping or agents therefor using liquids only
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    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method used for removing a resist from the surface of a substrate.
  • substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, photo Mask substrates, ceramic substrates, solar cell substrates and the like are included.
  • Patent Document 1 a jet of droplets generated from IPA (isopropyl alcohol) and nitrogen gas is supplied to the surface of the substrate to destroy the hardened layer on the resist surface, and then SPM is supplied to the surface of the substrate.
  • IPA isopropyl alcohol
  • Patent Document 2 describes a method of supplying IPA vapor to the surface of the substrate and then supplying SPM to the surface of the substrate in order to dissolve the hardened layer on the surface of the resist.
  • the cured layer cannot be sufficiently destroyed or melted by any of the methods of Patent Documents 1 and 2, and the resist may remain on the surface of the substrate.
  • an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can satisfactorily remove the resist from the surface of the substrate.
  • the present invention is a substrate processing method for removing a resist from a surface of a substrate, and a liquid organic solvent having a liquid temperature higher than room temperature and lower than a boiling point is continuously supplied to the surface of the substrate.
  • a substrate processing method comprising: an organic solvent supply step; and an SPM supply step of supplying SPM to the surface of the substrate after the organic solvent is removed after the organic solvent supply step is performed.
  • a liquid organic solvent having a liquid temperature higher than room temperature and lower than the boiling point is supplied to the surface of the substrate.
  • the organic solvent maintained at such a liquid temperature has high heat energy.
  • the organic solvent since the organic solvent is in a liquid form, the molecules of the organic solvent come into contact with the cured layer on the resist surface with high contact efficiency. Since organic solvent molecules having sufficient thermal energy come into contact with the cured layer with high contact efficiency, the organic solvent penetrates into the cured layer on the surface of the resist. The cured layer is altered and softened by the penetration of the organic solvent.
  • the substrate processing method which can remove a resist favorably from the surface of a board
  • the organic solvent contains at least one of IPA, methanol, ethanol, HFE (hydrofluoroether) and acetone.
  • the method includes a drying step of removing the liquid from the surface of the substrate and drying the substrate prior to the execution of the SPM supply step after the organic solvent supply step is performed. Further included.
  • the surface of the substrate is dried prior to the execution of the SPM supply process.
  • SPM can be applied to the resist on the surface of the substrate immediately after the supply.
  • the drying step may include a shake-off drying step in which the substrate is rotated to shake off the liquid on the surface of the substrate around the substrate to dry the substrate.
  • the method further includes a water washing step of supplying water to the surface of the substrate and washing away the organic solvent from the surface of the substrate prior to the execution of the SPM supplying step after the organic solvent supplying step. You may go out.
  • the atmosphere of the organic solvent generated in the organic solvent supplying step can be excluded from the periphery of the surface of the substrate. Therefore, generation
  • the organic solvent supplied to the substrate may contain alkali.
  • an organic solvent containing alkali is supplied to the surface of the substrate.
  • the cured layer of the resist is easily dissolved in an alkaline solution because there is a portion where the contained carbon is amorphous. Therefore, by supplying an organic solvent containing alkali to the surface of the substrate, the organic solvent permeates while dissolving the cured layer of the resist. Thereby, the hardened layer of the resist can be softened more effectively.
  • the alkali includes at least one of NH 4 OH (ammonium hydroxide), TMAH (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), KOH (potassium hydroxide), and NaOH (sodium hydroxide).
  • the method may further include a temperature adjustment fluid supply step that is performed in parallel with the organic solvent supply step and supplies a temperature adjustment fluid whose temperature is adjusted to the back surface opposite to the front surface of the substrate. .
  • the temperature control fluid is supplied to the back surface of the substrate in parallel with the organic solvent supplying step.
  • the substrate By supplying the temperature-controlled fluid to the back surface of the substrate, the substrate can be heated, and the liquid temperature of the organic solvent supplied to the surface of the substrate can be maintained via the substrate. Thereby, the temperature fall of the organic solvent on the surface of a board
  • substrate can be suppressed, As a result, the hardened layer of a resist can be softened more effectively.
  • the present invention also provides a substrate holding unit for holding a substrate having a resist formed on the surface, and a liquid having a liquid temperature higher than room temperature and lower than the boiling point on the surface of the substrate held by the substrate holding unit.
  • An organic solvent supply unit for supplying the organic solvent an SPM supply unit for supplying SPM to the surface of the substrate held by the substrate holding unit, and a control for controlling the organic solvent supply unit and the SPM supply unit
  • the control unit is configured to supply the organic solvent to the surface of the substrate in a continuous flow, and after the organic solvent supply step is performed, the organic solvent is removed. It is a substrate processing apparatus which performs the SPM supply process which supplies SPM to the surface of the said subsequent board
  • a liquid organic solvent having a liquid temperature higher than normal temperature and lower than the boiling point is supplied to the surface of the substrate.
  • the organic solvent maintained at such a liquid temperature has high heat energy.
  • the organic solvent since the organic solvent is in a liquid form, the molecules of the organic solvent come into contact with the cured layer on the resist surface with high contact efficiency. Since organic solvent molecules having sufficient thermal energy come into contact with the cured layer with high contact efficiency, the organic solvent penetrates into the cured layer on the surface of the resist. The cured layer is altered and softened by the penetration of the organic solvent.
  • the substrate processing method which can remove a resist favorably from the surface of a board
  • the organic solvent contains at least one of IPA, methanol, ethanol, HFE (hydrofluoroether) and acetone.
  • FIG. 1 It is a typical top view of the composition of the substrate processing device concerning one embodiment of the present invention. It is the schematic diagram which looked at the inside of the chamber with which the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 was equipped horizontally.
  • 3 is a flowchart illustrating a processing example of a resist removal process performed by a processing unit illustrated in FIG. 2. It is the schematic diagram which looked at the board
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the inside of the chamber 4 provided in the substrate processing apparatus 1 as viewed horizontally.
  • the substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes a disk-shaped substrate W such as a semiconductor wafer one by one.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a plurality of processing units 2 that process a substrate W with a processing liquid and a processing gas, a substrate transport robot CR that loads and unloads the substrate W from and into the chamber 4 of each processing unit 2, and substrate processing. And a control device (control unit) 3 that controls the operation of the device provided in the device 1 and the opening and closing of a valve.
  • each processing unit 2 is a single-wafer type unit.
  • Each processing unit 2 holds a box-shaped chamber 4 having an internal space and a single substrate W in the chamber 4 in a horizontal posture, and the substrate W around a vertical rotation axis A1 passing through the center of the substrate W.
  • a cylindrical cup 9 surrounding the spin chuck 5 and a heating device 47 for heating the substrate W are included.
  • the spin chuck 5 includes a disk-shaped spin base 10 held in a horizontal posture, and a plurality of chuck pins 11 that hold the substrate W in a horizontal posture above the spin base 10.
  • a rotation shaft 12 that extends downward from the center of the spin base 10 and a spin motor 13 that rotates the rotation shaft 12 around the rotation axis A1 by rotating the rotation shaft 12 are included.
  • the spin chuck 5 is not limited to a clamping chuck in which a plurality of chuck pins 11 are brought into contact with the peripheral end surface of the substrate W, and the back surface (lower surface) of the substrate W, which is a non-device forming surface, is adsorbed to the upper surface of the spin base 10.
  • a vacuum chuck that holds the substrate W horizontally may be used.
  • the rotating shaft 12 is formed hollow. Inside the rotating shaft 12, a temperature adjusting liquid circulation pipe 43 is inserted. A temperature adjustment liquid supply pipe 44 is connected to the temperature adjustment liquid distribution pipe 43. Through this temperature adjustment liquid supply pipe 44, hot water as an example of a temperature adjustment liquid as a temperature adjustment fluid is supplied to the temperature adjustment liquid distribution pipe 43. A temperature adjustment liquid valve 45 for opening and closing the temperature adjustment liquid supply pipe 44 is interposed in the middle of the temperature adjustment liquid supply pipe 44. Further, the temperature adjustment liquid distribution pipe 43 extends to a position close to the center of the back surface (lower surface) of the substrate W held by the spin chuck 5 (the plurality of chuck pins 11). A back nozzle 46 having a discharge port 46A for discharging hot water supplied to the circulation pipe 43 is provided. For example, the hot water discharged from the discharge port 46 ⁇ / b> A is incident substantially perpendicular to the center of the back surface of the substrate W held by the spin chuck 5.
  • the hot water may be generated by heating water in a hot water generation cabinet separately provided from the substrate processing apparatus 1 and supplied from the hot water generation cabinet to the temperature adjustment liquid supply pipe 44 or the substrate processing apparatus.
  • the hot water line may be supplied to the temperature adjustment liquid supply pipe 44.
  • the hot water supplied to the temperature adjusting liquid supply pipe 44 is set to the same water temperature as the IPA set temperature (for example, 70 ° C.) in the organic solvent tank 27.
  • the water used for the hot water is, for example, pure water (deionized water: Deionzied Water), but is not limited to pure water, carbonated water, electrolytic ionic water, hydrogen water, ozone water, and dilution concentrations (for example, 10 to 100 ppm). Degree) hydrochloric acid water.
  • the cup 9 is disposed outward (in a direction away from the rotation axis A1) from the substrate W held by the spin chuck 5.
  • the cup 9 surrounds the periphery of the spin base 10.
  • the processing liquid supplied to the substrate W is shaken off around the substrate W.
  • the upper end portion 9 a of the cup 9 that opens upward is disposed above the spin base 10. Accordingly, the chemical liquid (including SPM and organic solvent), the rinsing liquid, the hot water, and other treatment liquids discharged around the substrate W are received by the cup 9. Then, the processing liquid received by the cup 9 is sent to a collecting device or a draining device (not shown).
  • the SPM supply unit 6 includes a SPM nozzle 14 that selectively discharges SPM or H 2 O 2 toward the upper surface of the substrate W, and a first SPM nozzle 14 that is attached to the tip. It includes a nozzle arm 15 and a first nozzle moving unit 16 that moves the SPM nozzle 14 by moving the first nozzle arm 15.
  • the SPM nozzle 14 is, for example, a straight nozzle that selectively discharges SPM and H 2 O 2 in a continuous flow state.
  • the SPM nozzle 14 has a vertical posture in which a processing liquid is discharged in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate W.
  • the first nozzle arm 15 extends in the horizontal direction and is provided to be rotatable around a first swing axis (not shown) extending in the vertical direction around the spin chuck 5.
  • SPM nozzle 14, SPM in position than the discharge port inside (axis of rotation A1 side) or H 2 O 2 is SPM or H 2 in the ejection direction inclined with respect to the upper surface of the substrate W to Chakueki It may be held by the first nozzle arm 15 in an inward posture from which O 2 is discharged, or SPM or H 2 O 2 is located at a position outward (opposite to the rotation axis A1) from the discharge port. It may be held by the first nozzle arm 15 in an outward posture in which SPM or H 2 O 2 is discharged in a discharge direction inclined with respect to the upper surface of the substrate W so as to be deposited.
  • the first nozzle moving unit 16 rotates the first nozzle arm 15 around the first swing axis, thereby causing the SPM nozzle 14 to move horizontally along a trajectory passing through the center of the upper surface of the substrate W in plan view. Move.
  • the first nozzle moving unit 16 includes a processing position where the SPM discharged from the SPM nozzle 14 is deposited on the upper surface of the substrate W, and a home position where the SPM nozzle 14 is set around the spin chuck 5 in plan view. In the meantime, the SPM nozzle 14 is moved horizontally.
  • the first nozzle moving unit 16 includes a central position where the SPM or H 2 O 2 discharged from the SPM nozzle 14 is deposited on the center of the upper surface of the substrate W, and the SPM or H 2 discharged from the SPM nozzle 14.
  • the SPM nozzle 14 is moved horizontally between the peripheral position where O 2 is deposited on the peripheral surface of the upper surface of the substrate W.
  • the center position and the peripheral position are both processing positions.
  • the SPM supply unit 6 is connected to the SPM nozzle 14, and a sulfuric acid pipe 17 to which H 2 SO 4 is supplied from a sulfuric acid supply source (not shown), and H 2 O 2 from a hydrogen peroxide solution supply source (not shown). And a hydrogen peroxide water pipe 18 to be supplied.
  • a sulfuric acid valve 19 In the middle of the sulfuric acid pipe 17, a sulfuric acid valve 19, a sulfuric acid flow rate adjusting valve 20, and a first heater 21 for opening and closing the sulfuric acid pipe 17 are interposed in this order from the SPM nozzle 14 side.
  • the first heater 21 maintains H 2 SO 4 at a temperature higher than room temperature (a constant temperature within a range of 70 to 120 ° C., for example, 100 ° C.).
  • First heater 21 for heating the H 2 SO 4 may be a heater of one-pass system as shown in FIG. 2, H 2 by circulating the H 2 SO 4 in the interior of the circulation path including the heater A circulation type heater for heating SO 4 may be used.
  • the sulfuric acid flow rate adjusting valve 20 includes a valve body in which a valve seat is provided, a valve body that opens and closes the valve seat, and an actuator that moves the valve body between an open position and a closed position. Including. The same applies to other flow rate adjusting valves.
  • a hydrogen peroxide water valve 22 for opening and closing the hydrogen peroxide water pipe 18 and a hydrogen peroxide water flow rate adjusting valve 23 are arranged in this order from the SPM nozzle 14 side. It is disguised.
  • the SPM nozzle 14 is supplied with H 2 O 2 at a normal temperature (about 23 ° C.) that is not temperature-controlled through the hydrogen peroxide pipe 18.
  • the hydrogen peroxide water valve 22 is opened and closed under the control of the control device 3.
  • the SPM nozzle 14 has, for example, a substantially cylindrical casing.
  • a mixing chamber (not shown) is defined in the casing.
  • the sulfuric acid pipe 17 is connected to a sulfuric acid inlet (not shown) arranged on the side wall of the casing of the SPM nozzle 14.
  • the hydrogen peroxide solution pipe 18 is connected to a hydrogen peroxide solution inlet (not shown) disposed above the sulfuric acid inlet on the side wall of the casing of the SPM nozzle 14.
  • H 2 SO 4 from the sulfuric acid pipe 17 is supplied from the sulfuric acid inlet to the mixing chamber in the SPM nozzle 14.
  • H 2 O 2 from the hydrogen peroxide solution pipe 18 is supplied from the hydrogen peroxide solution inlet to the mixing chamber in the SPM nozzle 14.
  • H 2 SO 4 and H 2 O 2 that have flowed into the mixing chamber of the SPM nozzle 14 are sufficiently mixed (stirred) inside. This mixture, H 2 SO 4 and H 2 O 2 and is mingled evenly, a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 by reaction of H 2 SO 4 and H 2 O 2 (SPM) is generated Is done.
  • SPM contains peroxymonosulfuric acid (Peroxymonosulfuric acid; H 2 SO 5 ) having a high oxidizing power, and is higher than the temperature of H 2 SO 4 and H 2 O 2 before mixing (100 ° C. or higher, for example, 160 ° C.). Until heated.
  • the high-temperature SPM generated in the mixing chamber of the SPM nozzle 14 is discharged from a discharge port opened at the tip (lower end) of the casing.
  • the organic solvent supply unit 7 includes an organic solvent nozzle 24 that discharges an IPA (liquid) as an example of an organic solvent toward the substrate W held by the spin chuck 5, and the organic solvent nozzle 24.
  • the organic solvent nozzle 24 includes a second nozzle arm 25 attached to the tip, and a second nozzle moving unit 26 for moving the organic solvent nozzle 24 by moving the second nozzle arm 25.
  • the organic solvent nozzle 24 is, for example, a straight nozzle that discharges liquid IPA in a continuous flow state.
  • the organic solvent nozzle 24 is applied to the second nozzle arm 25 in a vertical posture that discharges the processing liquid in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate W. It is attached.
  • the second nozzle arm 25 extends in the horizontal direction, and extends around a second swing axis that extends in the vertical direction around the spin chuck 5 (an axis that is different from the first swing axis in the horizontal direction, not shown). It is provided so that turning is possible.
  • the organic solvent nozzle 24 discharges IPA in a discharge direction inclined with respect to the upper surface of the substrate W so that IPA (liquid) is deposited at a position inward (rotation axis A1 side) from the discharge port.
  • the substrate W may be held by the second nozzle arm 25 in an inward posture, and the IPA (liquid) is deposited on the outer side (opposite to the rotation axis A1) than the discharge port. You may hold
  • the second nozzle moving unit 26 rotates the second nozzle arm 25 around the second swing axis to horizontally move the organic solvent nozzle 24 along a trajectory passing through the center of the upper surface of the substrate W in plan view. Move to.
  • the processing position where the IPA discharged from the organic solvent nozzle 24 is deposited on the center of the upper surface of the substrate W and the organic solvent nozzle 24 are set around the spin chuck 5 in plan view.
  • the organic solvent nozzle 24 is moved horizontally between the home positions.
  • the organic solvent supply unit 7 includes an organic solvent tank 27 in which IPA is stored, and an organic solvent pipe 28 that supplies the IPA stored in the organic solvent tank 27 to the organic solvent nozzle 24.
  • the organic solvent pipe 28 includes a second heater 29 that heats and adjusts the temperature of the IPA flowing through the organic solvent pipe 28, a pump 30 that pumps IPA from the organic solvent tank 27 and sends it to the organic solvent pipe 28,
  • the supply of IPA from the organic solvent pipe 28 to the organic solvent nozzle 24 and the supply stoppage are performed by filtering the IPA flowing through the solvent pipe 28 and removing foreign matter from the IPA, the organic solvent flow rate adjusting valve 61, and the organic solvent flow rate adjusting valve 61.
  • An organic solvent valve 32 to be switched is interposed in this order from the organic solvent tank 27 side. Note that the pump 30 is always driven when the processing unit 2 is activated.
  • a return pipe 33 for returning IPA flowing through the organic solvent pipe 28 to the organic solvent tank 27 is branched and connected between the organic solvent flow rate adjusting valve 61 and the filter 31 in the organic solvent pipe 28.
  • a return valve 34 is interposed in the return pipe 33.
  • a circulation path for circulating the IPA in the organic solvent tank 27 is formed by a portion upstream of the branch position of the organic solvent pipe 28 and the return pipe 33.
  • the control device 3 opens the feedback valve 34 while closing the organic solvent valve 32 while the pump 30 is driven.
  • the IPA pumped from the organic solvent tank 27 returns to the organic solvent tank 27 through the second heater 29, the filter 31, the return pipe 33 and the return valve 34.
  • the IPA in the organic solvent tank 27 circulates through the above-described circulation path, and the IPA in the organic solvent tank 27 undergoes temperature adjustment by the second heater 29 by circulating through this circulation path, and reaches a predetermined high temperature. (A temperature higher than normal temperature (about 23 ° C.) and lower than the boiling point, for example, about 70 ° C.).
  • control device 3 opens the organic solvent valve 32 while closing the feedback valve 34 while the pump 30 is being driven.
  • the IPA pumped from the organic solvent tank 27 flows into the organic solvent nozzle 24 through the second heater 29, the filter 31, the organic solvent flow rate adjustment valve 61 and the organic solvent valve 32.
  • a three-way valve may be interposed between the organic solvent flow rate adjusting valve 61 and the filter 31 in the organic solvent pipe 28, and the return pipe 33 may be branched and connected to the three-way valve. At this time, IPA flowing through the organic solvent pipe 28 may be selectively sent to the organic solvent nozzle 24 side or the return pipe 33 side by controlling the three-way valve.
  • the rinsing liquid supply unit 8 includes a rinsing liquid nozzle 35 that discharges the rinsing liquid toward the substrate W held by the spin chuck 5, and a rinsing liquid that supplies the rinsing liquid to the rinsing liquid nozzle 35.
  • a pipe 36 and a rinse liquid valve 37 for switching between supply and stop of the supply of the rinse liquid from the rinse liquid pipe 36 to the rinse liquid nozzle 35 are included.
  • the rinse liquid nozzle 35 is a fixed nozzle that discharges the rinse liquid in a state where the discharge port of the rinse liquid nozzle 35 is stationary.
  • the rinsing liquid supply unit 8 may include a rinsing liquid nozzle moving device that moves the rinsing liquid landing position relative to the upper surface of the substrate W by moving the rinsing liquid nozzle 35.
  • the rinse liquid is, for example, pure water (deionized water: Deionzied water).
  • the rinse liquid is not limited to pure water, but may be any of carbonated water, electrolytic ion water, hydrogen water, ozone water, and hydrochloric acid water having a diluted concentration (for example, about 10 to 100 ppm).
  • the heating device 47 includes a radiation heating device that heats the substrate W by radiation.
  • the radiant heating device includes an infrared heater 38 that irradiates the substrate W with infrared rays, a heater arm 39 to which the infrared heater 38 is attached at the tip, and a heater moving unit 40 that moves the heater arm 39.
  • the infrared heater 38 includes an infrared lamp 41 that emits infrared rays (see also FIG. 5) and a lamp housing 42 that houses the infrared lamp 41 (see also FIG. 5).
  • the infrared lamp 41 is disposed in the lamp housing 42.
  • the lamp housing 42 is smaller than the substrate W in plan view. Therefore, the infrared heater 38 disposed in the lamp housing 42 is smaller than the substrate W in plan view.
  • the infrared lamp 41 and the lamp housing 42 are attached to the heater arm 39. Therefore, the infrared lamp 41 and the lamp housing 42 move together with the heater arm 39.
  • the infrared lamp 41 includes a filament and a quartz tube that accommodates the filament.
  • a heating element such as a carbon heater can be adopted as the infrared lamp 41 (for example, a halogen lamp) in the heating device 47.
  • At least a part of the lamp housing 42 is formed of a material having optical transparency and heat resistance such as quartz.
  • the infrared lamp 41 emits light, light including infrared rays is emitted from the infrared lamp 41.
  • the light including infrared rays passes through the lamp housing 42 and is emitted from the outer surface of the lamp housing 42.
  • the substrate W and the liquid film held on the upper surface thereof are heated by transmitted light and radiated light from the outer surface of the lamp housing 42.
  • the heater moving unit 40 holds the infrared heater 38 at a predetermined height.
  • the heater moving unit 40 moves the infrared heater 38 vertically.
  • the heater moving unit 40 has a heater arm 39 around a third swing axis that extends in the vertical direction around the spin chuck 5 (an axis different from the first and second swing axes in the horizontal direction, not shown).
  • the infrared heater 38 can be moved in a horizontal plane including the upper side of the spin chuck 5 by swinging.
  • the control device 3 controls the operations of the spin motor 13, the nozzle moving units 16, 26, the heater moving unit 40, the heaters 21, 29, etc., according to a predetermined program. In addition, the control device 3 adjusts the power supplied to the infrared lamp 41. Furthermore, the control device 3 controls the opening and closing of the sulfuric acid valve 19, the hydrogen peroxide solution valve 22, the temperature adjusting liquid valve 45, the rinsing liquid valve 37 and the like, and controls the actuators of the flow rate adjusting valves 20, 23, 61. The opening degree of the flow rate adjusting valves 20, 23, 61 is controlled.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing example of resist removal processing performed by the processing unit 2.
  • FIG. 4 is a schematic view of the substrate W viewed horizontally when the organic solvent treatment step (S3) is performed.
  • FIG. 5 is a schematic view of the substrate W viewed horizontally when the SPM processing step (S3) is performed.
  • the substrate W after the ion implantation processing at a high dose is carried into the chamber 4 (step S1). It is assumed that the loaded substrate W has not been subjected to a process for ashing the resist.
  • the control device 3 moves the hand of the substrate transfer robot CR (see FIG. 1) holding the substrate W inside the chamber 4 with all the nozzles etc. being retracted from above the spin chuck 5.
  • the substrate W is transferred to the spin chuck 5 with its surface facing upward.
  • the control device 3 starts the rotation of the substrate W by the spin motor 13 (step S2).
  • the substrate W is raised to a predetermined organic solvent processing speed (within a range of 100 to 500 rpm, for example, about 300 rpm) and maintained at the organic solvent processing speed.
  • an organic solvent treatment process for supplying IPA as an organic solvent to the upper surface of the substrate W is performed.
  • the control device 3 controls the second nozzle moving unit 26 to move the organic solvent nozzle 24 from the home position to the processing position. As a result, the organic solvent nozzle 24 is disposed above the center of the upper surface of the substrate W.
  • the control device 3 opens the organic solvent nozzle 32 while closing the feedback valve 34.
  • IPA IPA containing NH 4 OH
  • IPA IPA containing NH 4 OH
  • liquid IPA IPA containing NH 4 OH
  • the opening degree of the organic solvent pipe 28 is adjusted by the organic solvent flow rate adjusting valve 61 so that the discharge flow rate of IPA becomes a predetermined processing flow rate (for example, 0.2 liter / min or more).
  • the high-temperature liquid IPA (IPA containing NH 4 OH) discharged from the organic solvent nozzle 24 is deposited on the upper surface of the substrate W rotating at an organic solvent processing speed (for example, about 300 rpm), and then subjected to centrifugal force. Flows outward along the upper surface of the substrate W. Therefore, as shown in FIG. 4, IPA is supplied to the entire upper surface of the substrate W, and an IPA liquid film 62 covering the entire upper surface of the substrate W is formed on the substrate W.
  • hot water is supplied from the discharge port 46A of the back nozzle 46 to the back surface of the substrate W.
  • the control device 3 opens the temperature adjustment liquid valve 45.
  • the hot water from the temperature adjustment liquid supply pipe 44 is discharged upward from the discharge port 46 ⁇ / b> A of the back nozzle 46 through the temperature adjustment liquid distribution pipe 43, and the center of the back surface of the substrate W. Supplied to the department.
  • the hot water that has landed on the center of the back surface of the substrate W receives the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W and flows outward, whereby the entire back surface of the substrate W is covered with a liquid film of hot water.
  • the substrate W is heated by supplying hot water to the back surface of the substrate W.
  • the IPA is heated via the substrate W. Since the temperature of the hot water supplied to the back surface of the substrate W is set to the same temperature as the IPA supplied to the upper surface of the substrate W, the liquid temperature of the IPA liquid film 62 formed on the upper surface of the substrate W is The desired liquid temperature (that is, a predetermined high temperature (for example, about 70 ° C.)) is maintained. Further, since the entire area of the substrate W is warmed by the hot water, the in-plane temperature distribution of the IPA liquid film 62 becomes uniform.
  • the IPA liquid film 62 on the upper surface of the substrate W has a predetermined high temperature (liquid temperature higher than normal temperature and lower than boiling point, for example, about 70 ° C.).
  • the organic solvent maintained at such a liquid temperature has high heat energy.
  • IPA since IPA is in a liquid state, IPA molecules come into contact with the hardened layer on the resist surface with high contact efficiency.
  • IPA molecules having sufficient thermal energy come into contact with the hardened layer with high contact efficiency, so that the IPA penetrates into the hardened layer on the resist surface. . Due to the penetration of IPA, the hardened layer is altered and softened.
  • the organic solvent supplied to the substrate W contains NH 4 OH. Since the hardened layer of the resist is easily dissolved in the NH 4 OH solution because the contained carbon is in an amorphous state, when supplying IPA containing NH 4 OH to the upper surface of the substrate W, NH 4 OH The IPA containing the resin penetrates while dissolving the hardened layer of the resist. Thereby, softening of a hardened layer can be performed more effectively.
  • the control device 3 closes the IPA valve 32 and stops IPA discharge. Further, the control device 3 closes the back valve 45 and stops the discharge of hot water from the back nozzle 46. Further, by controlling the second nozzle moving unit 26, the organic solvent nozzle 24 is moved from the processing position to the home position.
  • a first rinse liquid supply step (water washing step, step S4) for supplying the rinse liquid to the substrate W is then performed.
  • the control device 3 opens the rinse liquid valve 37 and discharges the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 35 toward the center of the upper surface of the substrate W.
  • the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 35 is deposited on the center of the upper surface of the substrate W covered with IPA.
  • the rinse liquid deposited on the center of the upper surface of the substrate W receives a centrifugal force due to the rotation of the substrate W and flows on the upper surface of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W.
  • the IPA on the substrate W is pushed outward by the rinse liquid and discharged around the substrate W. Therefore, the IPA liquid film 62 on the substrate W is replaced with a rinse liquid film covering the entire upper surface of the substrate W. As a result, the IPA is washed away over the entire upper surface of the substrate W.
  • the IPA fumes may be floating in the cup 9 after the organic solvent treatment step (S3).
  • the rinse liquid flows on the upper surface of the substrate W, the IPA fumes floating in the cup 9 can be excluded from the periphery of the upper surface of the substrate W. Therefore, it is possible to suppress or prevent the IPA fumes floating in the cup 9 from becoming particles and contaminating the surface of the substrate W.
  • the control device 3 closes the rinse liquid valve 37 and stops the discharge of the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 35.
  • a first drying process (shake-off drying process, step S5) for drying the substrate W is performed.
  • the control device 3 controls the spin motor 13 to accelerate the substrate W to a drying rotation speed (for example, several thousand rpm) and rotate the substrate W at the drying rotation speed.
  • a drying rotation speed for example, several thousand rpm
  • a large centrifugal force is applied to the rinse liquid on the substrate W, and the rinse liquid adhering to the substrate W is shaken off around the substrate W. In this way, the rinse liquid is removed from the substrate W, and the substrate W is dried.
  • the control device 3 controls the spin motor 13 to change the rotation speed of the substrate W by the spin chuck 5 to the SPM processing speed (for example, about 300 rpm). Decelerate.
  • the control device 3 When the rotation speed of the substrate W reaches the SPM rotation speed, the control device 3 then performs an SPM processing step (SPM supply step; step S6) for supplying SPM to the substrate W. Specifically, the control device 3 moves the SPM nozzle 14 from the home position to the processing position by controlling the first nozzle moving unit 16. Thereby, the SPM nozzle 14 is disposed above the substrate W.
  • SPM supply step for supplying SPM to the substrate W.
  • the control device 3 opens the sulfuric acid valve 19 and the hydrogen peroxide solution valve 22 simultaneously.
  • H 2 SO 4 flowing through the sulfuric acid pipe 17 is supplied to the SPM nozzle 14 and hydrogen peroxide water flowing through the hydrogen peroxide pipe 18 is supplied to the SPM nozzle 14.
  • a high temperature e.g., 160 ° C.
  • the SPM is discharged from the discharge port of the SPM nozzle 14 and is deposited on the upper surface of the substrate W.
  • the control device 3 controls the first nozzle moving unit 16 to move the SPM liquid deposition position with respect to the upper surface of the substrate W between the central portion and the peripheral portion in this state.
  • the SPM discharged from the SPM nozzle 14 lands on the upper surface of the substrate W rotating at an SPM processing speed (for example, 300 rpm), and then flows outward along the upper surface of the substrate W by centrifugal force. Therefore, SPM is supplied to the entire upper surface of the substrate W, and an SPM liquid film 63 covering the entire upper surface of the substrate W is formed on the substrate W as shown in FIG.
  • the hardened layer on the resist surface is softened. Since the SPM is supplied to the softened hardened layer, the SPM spreads over the entire area inside the resist, and the resist on the substrate W is removed from the substrate W by the SPM due to a chemical reaction between the resist and SPM. Further, since the controller 3 moves the SPM landing position with respect to the upper surface of the substrate W between the central portion and the peripheral portion while the substrate W is rotating, the SPM landing position is determined by the substrate W The entire upper surface of the substrate W is scanned. Therefore, the SPM discharged from the SPM nozzle 14 is supplied to the entire upper surface of the substrate W, and the entire upper surface of the substrate W is processed uniformly.
  • the heating step of heating the substrate W and the SPM on the substrate W at a heating temperature higher than the temperature of the SPM before being supplied to the substrate W by the infrared heater 38 is performed.
  • the control device 3 controls the heater moving unit 31 to move the infrared heater 38 from the retracted position to the processing position as shown in FIG. Thereby, the infrared heater 38 is disposed above the substrate W. Thereafter, the control device 3 causes the infrared heater 38 to start light emission. Thereby, the temperature of the infrared heater 38 rises to a heating temperature (for example, 200 ° C. or higher) that is equal to or higher than the boiling point at the concentration of SPM, and is maintained at the heating temperature.
  • a heating temperature for example, 200 ° C. or higher
  • the control device 3 moves the infrared heater 38 by the heater moving unit 31 as shown in FIG. Is moved within the upper surface of the substrate W.
  • the substrate W rotating at the SPM processing speed (for example, 300 rpm), the substrate W and the SPM on the substrate W are heated.
  • the control device 3 stops the light emission of the infrared heater 38 after the substrate W is heated by the infrared heater 38 for a predetermined time. Thereafter, the control device 3 controls the heater moving unit 31 to retract the infrared heater 38 from above the substrate W.
  • the control device 3 moves the infrared irradiation position with respect to the upper surface of the substrate W within the upper surface of the substrate W while the substrate W is rotated, so that the substrate W is uniformly heated. Therefore, the SPM liquid film 63 covering the entire upper surface of the substrate W is also heated uniformly.
  • the heating temperature of the substrate W by the infrared heater 38 is set to be higher than the boiling point at the concentration of SPM, for example, and thereby the temperature at the interface between the substrate W and SPM is maintained higher than the boiling point. Removal of the resist from W is promoted.
  • the substrate facing surface of the infrared heater 38 may be in contact with the SPM liquid film 63 on the substrate W in the state where the infrared heater 38 is disposed at the processing position, or as shown in FIG.
  • the surface may be separated from the SPM liquid film 63 on the substrate W by a predetermined distance.
  • the infrared heater 38 disposed above the substrate W may be disposed in a stationary state.
  • the SPM processing step (S6) ends.
  • a hydrogen peroxide solution supplying step (step S7) for supplying H 2 O 2 to the substrate W is performed.
  • control device 3 controls the first nozzle moving unit 16 to place the SPM nozzle 14 above the center of the upper surface of the substrate W, and then the control device 3 Only the sulfuric acid valve 19 is closed while keeping the valve 22 open.
  • H 2 SO 4 does not flow through the sulfuric acid pipe 17, but only H 2 O 2 flows through the hydrogen peroxide pipe 18 and is supplied to the SPM nozzle 14.
  • the hydrogen peroxide solution supplied to the SPM nozzle 14 passes through the inside of the SPM nozzle 14 and is discharged from the discharge port of the SPM nozzle 14.
  • the H 2 O 2 is deposited on the center of the upper surface of the substrate W rotating at the SPM processing speed. That is, the processing liquid discharged from the SPM nozzle 14 is switched from SPM to H 2 O 2 .
  • the H 2 O 2 deposited on the center of the upper surface of the substrate W flows outward on the substrate W toward the periphery of the substrate W.
  • the SPM on the substrate W is replaced with H 2 O 2 , and eventually, the entire upper surface of the substrate W is covered with a liquid film of H 2 O 2 .
  • the control device 3 closes the hydrogen peroxide solution valve 22 and stops the discharge of H 2 O 2 from the SPM nozzle 14. Further, the control device 3 moves the SPM nozzle 14 from the processing position to the home position. Thereby, the SPM nozzle 14 is disposed above the substrate W.
  • a second rinsing liquid supply step for supplying the rinsing liquid to the substrate W is performed.
  • the control device 3 opens the rinse liquid valve 37 and discharges the rinse liquid from the rinse liquid nozzle 35 toward the center of the upper surface of the substrate W.
  • the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 35 is deposited on the center of the upper surface of the substrate W covered with H 2 O 2 .
  • the rinse liquid deposited on the center of the upper surface of the substrate W receives a centrifugal force due to the rotation of the substrate W and flows on the upper surface of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W. As a result, H 2 O 2 on the substrate W is pushed outward by the rinse liquid and discharged around the substrate W.
  • the liquid film of H 2 O 2 on the substrate W is replaced with the liquid film of the rinsing liquid that covers the entire upper surface of the substrate W.
  • H 2 O 2 is washed away in the entire upper surface of the substrate W.
  • a second spin dry process for drying the substrate W is performed.
  • the control device 3 controls the spin motor 13 to accelerate the substrate W to a drying rotation speed (for example, several thousand rpm) and rotate the substrate W at the drying rotation speed. Thereby, a large centrifugal force is applied to the liquid on the substrate W, and the liquid adhering to the substrate W is shaken off around the substrate W. In this way, the liquid is removed from the substrate W, and the substrate W is dried.
  • the control device 3 controls the spin motor 13 to stop the rotation of the substrate W by the spin chuck 5 (step S10).
  • the substrate W is unloaded from the chamber 4 (step S11). Specifically, the control device 3 causes the hand of the substrate transport robot CR to enter the chamber 4 in a state where all the nozzles and the like are retracted from above the spin chuck 5. Then, the control device 3 holds the substrate W on the spin chuck 5 by the hand of the substrate transport robot CR. Thereafter, the control device 3 retracts the hand of the substrate transport robot CR from the chamber 4. Thereby, the processed substrate W is unloaded from the chamber 4.
  • a chemical solution such as SC1 (ammonia hydrogen peroxide solution mixed solution) is used for the substrate W.
  • a chemical solution supplying step for cleaning the upper surface of the substrate and a rinsing step for washing the chemical solution from the upper surface of the substrate W may be performed.
  • the hydrogen peroxide solution supply step (S7) is executed after the SPM treatment step (S6), but the hydrogen peroxide solution supply step (S7) can be omitted.
  • the heating process is performed in parallel with the SPM processing process (S6), but this heating process may be omitted.
  • the configuration of the heating device 47 (radiant heating device; see FIG. 2) may be omitted from the substrate processing apparatus 1.
  • the substrate W is rotated at the SPM processing speed (for example, about 300 rpm) in the SPM processing step (step S ⁇ b> 6).
  • the SPM may be at a low rotation speed (paddle rotation speed) that can suppress the discharge of SPM from the substrate and maintain the state in which the liquid film of SPM is held on the upper surface of the substrate W (paddle state).
  • the supply of SPM may be stopped after the formation of the liquid film 63 of the SPM liquid.
  • 6A and 6B are diagrams showing the contents and test results of the first resist removal test.
  • the first resist removal test is a test for comparing the resist removal performance in the peripheral portion of the substrate W between the example and the comparative example.
  • a resist pattern for KrF (krypton fluoride) excimer laser is formed on the entire surface of a silicon wafer W having a diameter of 300 mm without any gap, and using this as a mask, As (arsenic) is dosed on the surface of the wafer W by 1 ⁇ 10 15 atoms.
  • the sample was ion-implanted at / cm 2 and a dose energy of 10 kev, and the substrate processing apparatus 1 was used for this sample, and the resist removal processing of Examples and Comparative Examples described below was performed. Then, the presence / absence and the degree of the remaining resist after the resist removal treatment were observed using an electron microscope at seven measurement points P1 to P7 at the peripheral edge of the silicon wafer W. As shown in FIG.
  • the measurement points P1 to P7 are juxtaposed at equal intervals on a straight line extending along the rotational radius direction of the substrate W.
  • the distance between the measurement point P7 closest to the outer periphery and the outer periphery of the silicon wafer W is 5 mm
  • the distance between the measurement point P1 closest to the inner periphery and the outer periphery of the silicon wafer W is 25 mm. is there.
  • the mixing ratio (weight ratio) of H 2 SO 4 and H 2 O 2 in the SPM used in the SPM processing step of Step S6 is 2: 1
  • the processing time of the SPM processing step of Step S6 is 15 Seconds.
  • the IPA supplied in the organic solvent treatment step (S3) does not contain ants such as NH 4 OH. Further, the liquid temperature of IPA supplied in the organic solvent treatment step (S3) was set to 70 ° C., and the flow rate of the IPA was set to 0.2 liter / min. ⁇ Comparative example> The processing was executed with the contents of steps S3 to S5 omitted from the processing example shown in FIG.
  • FIG. 6B The result of the first resist removal test is shown in FIG. 6B.
  • “ ⁇ ” (Good) indicates that there is almost no resist residue
  • “ ⁇ ” (Fair) indicates that there is a small amount of resist remaining
  • “ ⁇ ” indicates that there is a large amount of resist remaining. Shown as (Insufficient).
  • the resist residue was hardly seen except for the measurement point P7 closest to the outer peripheral edge.
  • the removal performance was high even at the peripheral edge of the silicon wafer W.
  • the resist residue was seen except for the measurement point P1 closest to the inner periphery.
  • a large amount of resist residue was observed at measurement points P6 and P7 close to the outer periphery.
  • FIG. 7 is a diagram showing test results of the second resist removal test.
  • the second resist removal test is a beaker test for comparing the resist removal performance between the case where the high-temperature IPA used in the organic solvent treatment step (S3) does not contain alkali and the case where it contains alkali.
  • a resist pattern for KrF (krypton fluoride) excimer laser is formed on the entire surface of the silicon wafer W, and using this as a mask, As (arsenic) is dosed on the surface of the silicon wafer W at a dose of 1 ⁇ 10 16 atoms / cm 2 , Ions implanted at a dose energy of 40 keV and cut into chips were used as samples, and the samples were subjected to the following first to third tests. And the presence or absence and the extent of the remaining resist on the chip after the test were observed using an electron microscope. In addition, the mixing ratio of H 2 SO 4 and H 2 O 2 in the SPM used for each test was 2: 1, and the immersion time of SPM was 1 minute.
  • ⁇ First test> In a beaker, the sample was immersed in hot IPA. This IPA does not contain ants such as NH 4 OH, and the liquid temperature of IPA is 70 ° C. The sample was then immersed in SPM.
  • ⁇ Second test> In a beaker, the sample was immersed in hot IPA. NH 4 OH is added to this IPA. The addition concentration of NH 4 OH is an addition concentration equivalent to IPA used in the organic solvent treatment step (S3) described above. The liquid temperature of IPA is 70 ° C. The sample was then immersed in SPM.
  • ⁇ Third test> In a beaker, the sample was immersed in SPM without being immersed in high temperature IPA.
  • high temperature liquid IPA is supplied to the upper surface of the substrate W prior to the supply of the SPM to the upper surface of the substrate W.
  • high temperature liquid IPA is supplied to the upper surface of the substrate W.
  • Such an organic solvent kept at a high temperature has high thermal energy.
  • IPA is in a liquid state, IPA molecules come into contact with the hardened layer on the resist surface with high contact efficiency. Since IPA molecules having sufficient thermal energy come into contact with the hardened layer with high contact efficiency, IPA penetrates into the hardened layer on the surface of the resist. Due to the penetration of IPA, the hardened layer is altered and softened.
  • SPM is supplied to the upper surface of the substrate W. Since the SPM is supplied to the softened hardened layer, the SPM spreads throughout the resist. Thereby, the resist can be satisfactorily removed from the upper surface of the substrate W.
  • the upper surface of the substrate W is shaken and dried by the first drying step (S5). Thereby, in the SPM processing step (S6), SPM can be applied to the resist on the upper surface of the substrate W immediately after the supply.
  • the first rinse step (S4) is performed, so that the IPA atmosphere generated in the organic solvent treatment step (S3) can be excluded from the periphery of the upper surface of the substrate W. Thereby, generation
  • IPA to which alkali (NH 4 OH) is added is supplied to the upper surface of the substrate W.
  • the cured layer of the resist is easily dissolved in an alkaline solution because there is a portion where the contained carbon is amorphous. Therefore, by supplying IPA to which alkali is added to the upper surface of the substrate W, the IPA permeates while dissolving the hardened layer of the resist. Thereby, the hardened layer of the resist can be softened more effectively.
  • hot water is supplied to the back surface of the substrate W.
  • the substrate W can be heated, and the IPA supplied to the upper surface of the substrate W can be held via the substrate W. Thereby, the temperature fall of the organic solvent on the board
  • substrate W surface can be suppressed, As a result, the hardened layer of a resist can be softened more effectively.
  • the case where the IPA is continuously supplied to the upper surface of the substrate W while rotating the substrate at the organic solvent rotation speed (for example, about 300 rpm) in the organic solvent treatment step (S3) has been described as an example.
  • An IPA liquid film covering the entire upper surface of the substrate W may be formed by performing the rotation speed of the substrate W at zero or at a low speed.
  • the IPA stays on the upper surface of the substrate W to form a liquid film, whereby an IPA liquid film is formed over the entire upper surface of the substrate W.
  • the penetration of the resist into the cured layer can be achieved as in the case of the above-described embodiment. Note that after the IPA is deposited on the upper surface of the substrate W, the supply of IPA may be stopped.
  • thermocontrol fluid supplied to the back surface of the substrate W during the organic solvent treatment step (S3) hot water has been described as an example. However, dry gas or vapor may be supplied to the back surface of the substrate W instead of hot water. it can. In addition, it is not necessary to supply the temperature control fluid to the back surface of the substrate W during the organic solvent treatment step (S3).
  • the first rinse liquid supply step (S4) is provided, but the first rinse liquid supply step (S4) may be omitted.
  • the first drying step (step S5) is then performed.
  • the control device 3 accelerates the substrate W to a drying rotation speed (for example, several thousand rpm), and rotates the substrate W at the drying rotation speed. Thereby, a large centrifugal force is applied to the IPA on the substrate W, and the IPA adhering to the substrate W is shaken off around the substrate W, and the substrate W is dried.
  • IPA was illustrated as an example of an organic solvent
  • an organic solvent at least one of methanol, ethanol, HFE (hydrofluoroether), and acetone is included in addition to IPA.
  • a liquid can be used.
  • the organic solvent may be a liquid mixed with other components as well as a case where it is composed of only a single component.
  • a mixed solution of IPA and acetone or a mixed solution of IPA and methanol may be used.
  • the SPM supply unit 6 is described as an example of a nozzle mixing type in which H 2 SO 4 and H 2 O 2 are mixed inside the SPM nozzle 14. It is also possible to employ a pipe-mixing type in which a mixing section connected via a pipe is provided on the upstream side of the pipe, and in this mixing section, H 2 SO 4 and H 2 O 2 are mixed.
  • the substrate processing apparatus 1 is an apparatus that processes the disk-shaped substrate W.
  • the substrate processing apparatus 1 is a polygonal substrate such as a substrate for a liquid crystal display device.
  • An apparatus for processing W may be used.
  • Control device control unit
  • SPM supply unit SPM supply unit
  • Organic solvent supply unit organic solvent supply unit

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Abstract

　この基板処理方法は、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、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を、前記基板の表面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にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給工程とを含む。前記方法は、前記有機溶剤供給工程が行われた後、前記ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、前記基板の表面から液体を除去して前記基板を乾燥させる乾燥工程をさらに含んでいてもよい。

Description

基板処理方法および基板処理装置
　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ＳＰＭ（sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture）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。
　この発明は、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、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を、前記基板の表面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にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給工程とを含む、基板処理方法である。
　この方法によれば、基板の表面に対するＳＰＭ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、ＳＰＭが基板の表面に供給される。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。
　この発明の一実施形態では、前記方法は、前記有機溶剤供給工程が行われた後、前記ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、前記基板の表面から液体を除去して前記基板を乾燥させる乾燥工程をさらに含む。
　この方法によれば、ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、基板の表面が乾燥される。これにより、ＳＰＭ供給工程において、ＳＰＭを、その供給直後から基板の表面のレジストに作用させることができる。
　この場合、前記乾燥工程は、前記基板を回転させることにより当該基板の表面の液体を前記基板の周囲に振り切って、前記基板を乾燥させる振り切り乾燥工程を含むものであってよい。
　前記方法は、前記有機溶剤供給工程が行われた後、前記ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、前記基板の表面に水を供給して、前記基板の表面から有機溶剤を洗い流す水洗工程をさらに含んでいてもよい。
　この方法によれば、有機溶剤供給工程後に水洗処理を行うことによって、有機溶剤供給工程において発生する有機溶剤の雰囲気を基板の表面の周辺から排除できる。これにより、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。
　前記有機溶剤供給工程において前記基板に供給される前記有機溶剤には、アルカリが含まれていてもよい。この場合、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、ＮＨ４ＯＨ（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。
　前記方法は、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をさらに含んでいてもよい。
　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。
　また、この発明は、表面にレジストが形成されている基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニット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を供給するための有機溶剤供給ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給ユニットと、前記有機溶剤供給ユニットおよび前記ＳＰＭ供給ユニットを制御する制御ユニットとを含み、前記制御ユニットは、前記有機溶剤を、前記基板の表面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にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給工程とを実行する、基板処理装置である。
　この構成によれば、基板の表面に対するＳＰＭ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、ＳＰＭが基板の表面に供給される。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。
　本発明における前述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
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。
　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（制御ユニット）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（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板ＷにＳＰＭ（Ｈ２ＳＯ４（硫酸）およびＨ２Ｏ２（過酸化水素水）を含む混合液）またはＨ２Ｏ２を供給するＳＰＭ供給ユニット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、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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２ＳＯ４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Ｈ２Ｏ２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、Ｈ２ＳＯ４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。Ｈ２ＳＯ４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Ｈ２ＳＯ４を循環させることによりＨ２ＳＯ４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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２ＳＯ４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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２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、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とが均一に混ざり合い、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との反応によってＨ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２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；Ｈ２ＳＯ５）を含み、混合前のＨ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２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、ＮＨ４ＯＨ（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ＮＨ４ＯＨ水溶液がＩＰＡ：ＮＨ４ＯＨ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（ＮＨ４ＯＨ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（ＮＨ４ＯＨ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（ＮＨ４ＯＨ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、ＮＨ４ＯＨ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ＮＨ４ＯＨ溶液に溶解し易いので、ＮＨ４ＯＨを含むＩＰＡを基板Ｗの上面に供給する場合、ＮＨ４ＯＨ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（ＳＰＭ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Ｈ２ＳＯ４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Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２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、Ｈ２Ｏ２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Ｈ２ＳＯ４が流通せずに、Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２に切り換わる。
　基板Ｗの上面中央部に着液したＨ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２に置換され、やがて、基板Ｗの上面全域が、Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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、Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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Ｈ２Ｏ２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６Ａ，６Ｂ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１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２、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６Ａ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の外周縁との間の距離は、５ｍｍであり、最も内周寄りの計測地点Ｐ１とシリコンウエハＷの外周縁との間の距離は、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、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２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、ＮＨ４ＯＨ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６Ｂに示す。図６Ｂでは、レジスト残りがほとんど生じていない場合を「○」（Good）、少量のレジスト残りが生じている場合を「△」（Fair）、多量のレジスト残りが生じている場合を「×」（Insufficient）として示す。
　図６Ｂ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、そのシリコンウエハＷ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、シリコンウエハＷの表面にＡｓ（ヒ素）をドーズ量１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２、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、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２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、ＮＨ４ＯＨ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、ＮＨ４ＯＨが添加されている。ＮＨ４ＯＨ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に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「◎」（Very　Good）、ほんの僅かのレジスト残りが生じている場合を「○」（Good）、多量のレジスト残りが生じている場合を「×」（Insufficient）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（ＮＨ４ＯＨ）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ＮＨ４ＯＨ（アルカリ）水溶液の添加割合は、高濃度（約３０％）のＮＨ４ＯＨ水溶液がＩＰＡ：ＮＨ４ＯＨ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、Ｈ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２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、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２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。
　本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の精神および範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
　この出願は、２０１３年１２月１０日に日本国特許庁に提出された特願２０１３－２５５３４８号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
　　１　基板処理装置
　　３　制御装置（制御ユニット）
　　５　スピンチャック（基板保持ユニット）
　　６　ＳＰＭ供給ユニット（ＳＰＭ供給ユニット）
　　７　有機溶剤供給ユニット（有機溶剤供給ユニット）
　　Ｗ　基板

Claims (6)

  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、
    　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を、前記基板の表面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にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給工程とを含む、基板処理方法。
  2. 　前記有機溶剤供給工程が行われた後、前記ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、前記基板の表面から液体を除去して前記基板を乾燥させる乾燥工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記有機溶剤供給工程が行われた後、前記ＳＰＭ供給工程の実行に先立って、前記基板の表面に水を供給して、前記基板の表面から有機溶剤を洗い流す水洗工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記有機溶剤供給工程において前記基板に供給される前記有機溶剤には、アルカリが含まれている、請求項１または２に記載の基板処理方法。
  5. 　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または２に記載の基板処理方法。
  6. 　表面にレジストが形成されている基板を保持する基板保持ユニットと、
    　前記基板保持ユニット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を供給するための有機溶剤供給ユニットと、
    　前記基板保持ユニットに保持されている基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給ユニットと、
    　前記有機溶剤供給ユニットおよび前記ＳＰＭ供給ユニットを制御する制御ユニットとを含み、
    　前記制御ユニットは、前記有機溶剤を、前記基板の表面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にＳＰＭを供給するＳＰＭ供給工程とを実行する、基板処理装置。
     
     
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