特許 5951377 液処理装置及び液処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5951377

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】液処理装置及び液処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20160630BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 651M

   H01L21/304 647Z

   H01L21/30 572B

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-155625(P2012-155625)

(22)【出願日】2012年7月11日

(65)【公開番号】特開2013-65823(P2013-65823A)

(43)【公開日】2013年4月11日

【審査請求日】2014年7月29日

(31)【優先権主張番号】特願2011-185245(P2011-185245)

(32)【優先日】2011年8月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100107537

【弁理士】

【氏名又は名称】磯貝 克臣

(74)【代理人】

【識別番号】100096895

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 淳平

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】相 浦 一 博

(72)【発明者】

【氏名】伊 藤 規 宏

(72)【発明者】

【氏名】永 井 高 志

【審査官】 小堺 行彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１６１６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７６７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３２１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５１２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９７５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５１９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２２３３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７３１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２５６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を水平に保持する基板保持部材と、
前記基板保持部材を回転させる回転機構と、
前記基板保持部材に保持された基板に加熱された薬液を供給する薬液ノズルと、
前記基板保持部に保持された基板の上方を覆うトッププレートと、
前記トッププレートを鉛直軸線回りに回転させる回転駆動機構と、
前記トッププレートの上方から、回転している前記トッププレートを透過させて、所定の波長の光を前記基板保持部材に保持された基板に照射することにより薬液処理中に基板を加熱する少なくとも１つのＬＥＤランプと、
を備え、
前記ＬＥＤランプは前記トッププレートが回転しているときに回転しない液処理装置。

【請求項2】

前記ＬＥＤランプは前記トッププレートの上方でランプ支持体に支持されており、前記ランプ支持体は前記トッププレートを移動させる移動アームに固定されている、請求項１に記載の液処理装置。

【請求項3】

前記薬液供給ノズルに薬液を供給する薬液供給配管が前記移動アームの外部に設けられている、請求項２に記載の液処理装置。

【請求項4】

前記ＬＥＤランプは複数設けられており、これら複数のＬＥＤランプは、前記基板保持部材に保持された基板の半径方向に関して異なる領域にそれぞれ対面するように設けられており、各ＬＥＤランプへの給電を独立して制御可能である、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。

【請求項5】

前記ＬＥＤランプは、前記基板保持部材に保持された基板の半径方向に関して異なる領域に対面することができるように、移動可能である、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。

【請求項6】

前記トッププレートは、石英またはポリテトラフルオロエチレンにより形成されている、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。

【請求項7】

前記薬液がＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合物）である、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の液処理装置。

【請求項8】

前記基板保持部材は、前記トッププレートに対し基板を挟んで配置される保持プレートに設けられ、前記回転機構は、前記保持プレートに接続されている、請求項１から７のうちのいずれかに記載の液処理装置。

【請求項9】

前記基板保持部材は、前記トッププレートに設けられ、前記回転機構は、前記トッププレートに接続されている、請求項１から７のうちのいずれかに記載の液処理装置。

【請求項10】

基板の周囲を囲む処理カップをさらに有し、前記トッププレートと前記処理カップは処理空間を形成し、前記ＬＥＤランプは前記処理空間の外に配置される、請求項１から９のうちのいずれかに記載の液処理装置。

【請求項11】

基板の上方をトッププレートにより覆うことと、
前記基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させることと、
回転している前記基板に加熱された薬液を供給することと、
前記トッププレートを回転させることと、
薬液処理中に、回転していない少なくとも１つのＬＥＤランプにより、回転している前記トッププレートの上方から、前記トッププレートを透過させて、所定の波長の光を基板保持部材に保持された基板に照射して基板を加熱することと、
を備えた液処理方法。

【請求項12】

前記トッププレートを移動させる移動アームに固定されたランプ支持体により前記ＬＥＤランプを支持することを備えた、請求項１１に記載の液処理方法。

【請求項13】

前記薬液がＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合物）である、請求項１１または１２に記載の液処理方法。

【請求項14】

前記基板を水平に保持する際に、前記ＬＥＤランプの光が前記基板の処理対象面に照射されるように前記基板の処理対象面が上を向くように保持し、前記薬液を供給する際に、前記薬液を前記基板の上方から前記基板の処理対象面に供給する、請求項１１から１３のうちのいずれか一項に記載の液処理方法。

【請求項15】

前記基板を水平に保持する際に、前記ＬＥＤランプの光が前記基板の処理対象面の反対側の面に照射されるように前記基板の処理対象面が下を向くように保持し、前記薬液を供給する際に、前記薬液を前記基板の下方から前記基板の処理対象面に供給する、請求項１１から１３のうちのいずれか一項に記載の液処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を回転させながら基板に加熱された処理液を供給することにより基板に所定の薬液処理を行う液処理装置及び液処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程において、基板例えば半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」と称する）に形成された処理対象膜の上に所定のパターンでレジスト膜が形成され、このレジスト膜をマスクとしてエッチング、イオン注入等の処理が前記処理対象膜に施される。処理後、不要となったレジスト膜はウエハ上から除去される。

【0003】

最近では、レジスト膜の除去方法として、ＳＰＭ処理がよく用いられている。ＳＰＭ処理は、硫酸と過酸化水素水とを混合して得た高温のＳＰＭ（Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture）をレジスト膜に供給することにより行われる。

【0004】

上記のＳＰＭ処理を行うためのレジスト除去装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の装置は、ウエハを保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されたウエハの周囲を囲むスプラッシュガード（処理カップとも呼ばれる）と、スピンチャックに保持されたウエハの表面（レジストが形成されている面）にＳＰＭを供給するノズルとを有している。ウエハの表面に高温のＳＰＭが供給されるとレジストと反応してヒューム（fume）が発生する。ヒュームとはＳＰＭ及びレジスト由来のガスまたはミストであり、このヒュームはレジスト除去装置のチャンバ内の広範囲に拡散して、ウエハ汚染の原因物質を発生させうる。このようなヒュームの拡散を防止するため、特許文献１の装置は、スプラッシュガードの上端開口及びスピンチャックに保持されたウエハの上方を覆う円板上の遮蔽板（トッププレートないし天板などとも呼ばれる）を備えている。

【0005】

ＳＰＭ処理は、高温のＳＰＭによりウエハを処理する。しかし、ウエハＷがＳＰＭから熱を奪うのでＳＰＭの吐出ポイントから遠い部位ではＳＰＭの温度が下がりやすく、また、ウエハＷの回転によりウエハＷ周縁部が冷却されやすい。そのため、ウエハ面内の温度分布に不均一が生じやすく、ひいては処理結果に不均一が生じやすい。特許文献１のノズルはウエハ中心にＳＰＭを供給するので、ウエハ周縁部においてＳＰＭの温度が低下する傾向にあると考えられるが、それについての対策は特許文献１には何ら記載されていない。

【0006】

特許文献２には、ウエハの裏面（レジストが形成されていない面）を吸着保持して回転するプレート（吸着式のスピンチャック）と、このプレートにより保持されたウエハの表面（レジストが形成されている上向きに保持されている面）にＳＰＭを供給するＳＰＭノズルと、プレートにより保持されたウエハの表面にＳＰＭと窒素ガスとの混合流体を供給する混合流体ノズルと、を備えたレジスト除去装置が開示されている。プレートにはウエハの全領域を加熱することができるヒータが内蔵されており、このヒータによりウエハの表面が２００〜２５０℃程度になるようにウエハが裏面側から加熱される。この状態で、混合流体ノズルを移動（スキャン）させながらＳＰＭと窒素ガスとの混合流体をウエハに吹き付けることにより、レジストの剥離が行われる。特許文献２の装置のように、回転するプレートにヒータを設けると構造が複雑となり、また、プレートには薬液が触れるのでヒータが薬液に曝されるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−３５８６６号公報

【特許文献2】特開２００８−４８７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、薬液処理時における薬液雰囲気の拡散を防止しつつ、簡単な構造で薬液に曝されずに、基板の温度調整を効率良く行うことができる液処理技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の観点によれば、基板を水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を回転させる回転機構と、前記基板保持部材に保持された基板に加熱された薬液を供給する薬液ノズルと、前記基板保持部材に保持された基板の上方を覆うトッププレートと、前記トッププレートの上方から、前記トッププレートを透過させて、所定の波長の光を前記基板保持部材に保持された基板に照射することにより薬液処理中に基板を加熱する少なくとも１つのＬＥＤランプと、を備えた液処理装置が提供される。

【0010】

また、本発明の第２の観点によれば、基板の上方をトッププレートにより覆うことと、前記基板を水平に保持して鉛直軸線周りに回転させることと、回転している前記基板に加熱された薬液を供給することと、薬液処理中に、少なくとも１つのＬＥＤランプにより、前記トッププレートの上方から、前記トッププレートを透過させて、所定の波長の光を前記基板保持部材に保持された基板に照射して基板を加熱することと、を備えた液処理方法が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、基板を上方から天板により覆うことにより、天板より下方で発生した薬液及び被処理物体由来のガスまたはミストが拡散することを防止することができる。また、天板の上方にＬＥＤランプを設け、基板を加熱するのに適した波長のＬＥＤランプ光を天板を透過させて基板に照射することにより、簡単な構造で、薬液及び被処理物体由来のガスまたはミストにＬＥＤランプが曝されることなく、基板の表面を直接的に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】液処理装置としての基板洗浄装置を含む液処理システムを上方から見た上方平面図である。

【図2】前記基板洗浄装置の構成を示す縦断面図である。

【図3】前記基板洗浄装置の構成を示す横断面図である。

【図4】ＬＥＤランプの別の配置の例を示すＬＥＤランプユニットのみの平面図である。

【図5】ＬＥＤランプ移動機構を備えた変形例を示す平面図である。

【図6】基板洗浄装置の別の実施形態を示す縦断面図である。

【図7】基板洗浄装置のさらに別の実施形態を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて、本発明による液処理装置の実施形態に係る基板洗浄装置を含む処理システムについて説明する。図１に示すように、液処理システムは、外部から被処理基板としての半導体ウエハＷ（以下、簡単に「ウエハＷ」とも呼ぶ）を収容したキャリアを載置するための載置台１０１と、キャリアに収容されたウエハＷを取り出すための搬送アーム１０２と、搬送アーム１０２によって取り出されたウエハＷを載置するための受け渡しユニット１０３と、受け渡しユニット１０３に載置されたウエハＷを受け取り、当該ウエハＷを液処理装置１０内に搬送する搬送アーム１０４と、を備えている。図１に示すように、液処理システムには、複数（図１に示す態様では４個）の基板洗浄装置１０が組み込まれている。

【0014】

次に、基板洗浄装置１０の構成について図２及び図３を用いて説明する。基板洗浄装置１０は、筐体１１（図３参照）により画成される処理チャンバ１２内に、ウエハＷを保持する保持プレート２０と、保持プレート２０と同軸に設けられたリフトピンプレート３０と、保持プレート２０に保持されたウエハＷの周囲を囲む処理カップ４０と、保持プレート２０に保持されたウエハＷの上方を覆うトッププレート（天板）５０と、トッププレート５０の上方に設けられたＬＥＤランプユニット６０と、を有している。

【0015】

図２に示すように、処理チャンバ１２の天井には、処理チャンバ１２内に清浄空気のダウンフローを形成するファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１４が設けられている。図３に示すように、処理チャンバ１２の側壁には、シャッタ部材１５（これは図１には図示されていない）が設けられたウエハＷの搬出入口１６が形成されており、この搬出入口を通ってウエハＷを保持した搬送アーム１０４が処理チャンバ１２内に侵入することができる。

【0016】

図２に示すように、保持プレート（「スピンチャック」とも呼ばれる）２０は、円板状の保持プレート本体２１と、保持プレート本体２１の周縁部において円周を等分した角度位置にそれぞれ設けられた複数（例えば３つ）の保持部材２２とを有している。保持部材２２は軸２３を中心として揺動することができ、図示されたウエハＷの周縁を保持する保持位置と、ウエハＷの周縁から離れる解放位置とをとることができる。保持プレート本体２１の下面中心部から回転軸２４が下方に延びている。回転軸２４は、図２中に概略的に示す回転昇降機構２５内の回転モータ（図示せず）により回転駆動され、これにより保持プレート２０及び保持部材２２によって水平に保持されたウエハＷの中心を通る鉛直軸線周りにウエハＷを回転させることができる。

【0017】

リフトピンプレート３０は、円板状のリフトピンプレート本体３１と、リフトピンプレート本体３１の周縁部において円周を等分した角度位置にそれぞれ設けられた複数（例えば３つ）のリフトピン３２とを有している。リフトピンプレート本体３１は、下降位置にあるときに、保持プレート本体２１の上面の中央部に形成された凹所に収容される。リフトピンプレート本体３１下面中心部からは、昇降軸３４が回転軸２４の空洞内を下方に延びている。昇降軸３４は図２中に概略的に示す回転昇降機構２５内の昇降駆動機構例えばエアシリンダ（図示せず）により昇降し、これにより保持プレート２０を昇降させることなく、リフトピンプレート３０のみを昇降させることができる。なお、リフトピンプレート本体３１は、保持プレート本体２１の上面の凹所に収容されたときには、適当な係合手段３５により保持プレート本体２１と相対回転不能に係合するので、リフトピンプレート３０は、保持プレート２０を回転させることにより保持プレート２０と一緒に回転する。係合手段３５は、例えば、保持プレート２０及びリフトピンプレート３０の一方に形成された凸部、他方に形成された凹部から構成することができる。

【0018】

処理カップ４０は、前述したように、保持プレート２０に保持されたウエハＷの周囲を囲んで設けられ、遠心力によりウエハＷから外方に飛散する処理液を受け止める役割を果たす。処理カップ４０の底部には、図２に概略的に示すように、排出口４１が設けられており、排出口４１には排出ライン４２が接続されている。排出ライン４２にはミストセパレータ４３と、イジェクタ若しくはポンプからなる適当な排気装置４４とが介設されている。ミストセパレータ４３で分離された液体は、工場廃液系（ＤＲ）に廃棄され、気体は工場排気系（ＥＸＨ）に廃棄される。

【0019】

トッププレート５０は、図２及び図３に実線で示す処理位置にあるとき、保持プレート２０に保持されたウエハＷの近傍に位置してウエハＷの上方を覆うとともに、処理カップ４０の上部開口をほぼ閉塞する。トッププレート５０の直径は、ウエハＷの直径よりもやや大きいことが好ましい。トッププレート５０の上面中央部から中空の回転軸５１が上方に延びている。回転軸５１は移動アーム５２の先端部に、ベアリングを介して鉛直軸線周りに回転可能に取り付けられている。移動アーム５２の基端部には回転モータ５３が設けられている。回転モータ５３を回転駆動すると、その回転は適当な伝動手段５４（図示例では、回転軸５１及び回転モータ５３の出力軸にそれぞれ取り付けられたプーリ及びこれらのプーリ間に掛け渡されたベルトからなる）により回転軸５１に伝達され、これによりトッププレート５０を回転させることができる。移動アーム５２は回転モータ５５を駆動することにより鉛直軸線周りに旋回させることができ、この移動アーム５２の旋回に伴い、トッププレート５０はウエハＷの真上に位置する処理位置またはウエハＷの真上から退避した退避位置（図３の２点鎖線で示す位置）に位置することができる。なお、退避位置に、トッププレート５０を洗浄する装置を設けることも好ましい。

【0020】

回転軸５１内に形成された空洞５１ａは、トッププレート５０の下面まで延びてそこでウエハＷに向けて開口している。空洞５１ａ内には、薬液供給管５６が設置されている。薬液供給管５６は回転軸５１から離れており、従って回転軸５１を回転させても薬液供給管５６は回転しない。薬液ノズルとしての役割を持つ薬液供給管５６の下端開口５６ａから保持プレート２０により保持されたウエハＷに向けて薬液が供給される。すなわち、薬液供給管５６はウエハＷの処理対象面に薬液を供給する薬液供給ノズルとしての役割を果たす。薬液供給管５６の上端には、薬液供給配管５６ｂが接続されており、この薬液供給配管５６ｂは（配管５６ｂの詳細な図示は省略している）移動アーム５２の外部で移動アーム５２に沿って延び、概略的に示すＳＰＭ供給機構（薬液供給機構）５７に接続されている。移動アーム５２の外部に薬液供給配管５６ｂを設けることで、配管で不具合が発生しても、トッププレート５０の駆動系が薬液の影響を受けることはない。ＳＰＭ供給機構５７は、加熱硫酸供給源、過酸化水素水供給源、硫酸と過酸化水素水を所定比率で混合する混合装置例えばミキシングバルブ、流量調整弁、開閉弁等（いずれも図示せず）から構成することができる。

【0021】

図２及び図３に示すように、ＬＥＤランプユニット６０は、移動アーム５２に支持された円板状のランプ支持体６１と、ランプ支持体６１に支持された１または複数（本例では４つ）のＬＥＤランプ６２を有している。各１つのＬＥＤランプ６２は、１つの発光素子または複数の発光素子列（発光素子アレイ）により構成することができる。ＬＥＤランプ支持体６１は移動アーム５２に固定されているため、トッププレート５０を回転させてもＬＥＤランプユニット６０は回転しない。一方で、移動アーム５２の旋回に伴い、ＬＥＤランプユニット６０はトッププレート５０と一緒に移動し、トッププレート５０と同様に、ウエハＷの真上に位置する処理位置と、ウエハＷの真上から退避した退避位置をとることができる。なお、ランプ支持体６１の形状は任意であり、例えば移動アーム５２から外方に延びる複数の平板状部材であってもよい。

【0022】

ＬＥＤランプ６２として、ウエハＷを加熱するために適した波長、具体的には例えば８８０ｎｍの波長の光を照射するものが用いられている。従って、トッププレート５０は、８８０ｎｍの波長の光を良く透過する材料であってＳＰＭによる腐食に耐えうる材料、例えば、石英またはテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成することができる。ＬＥＤランプ６２は移動アーム５２に沿って延びる給電線６３（給電線６３の詳細な図示は省略している）を介して電源装置（ＰＳ）６４から給電される。なお、ＬＥＤランプ６２を冷却して保護するために、ＬＥＤランプ冷却用の冷媒通路をランプ支持体６１に設けてもよく、或いは放熱フィンをＬＥＤランプ６２に設けてもよい。

【0023】

図示された実施形態においては、ＬＥＤランプ６２は、薬液温度またはウエハ温度が低下する傾向にあるウエハＷの周縁部を加熱することができるように、保持プレート２０に保持されたウエハＷの周縁部に対向する位置にある。なお、処理時にはウエハＷが回転するため、ＬＥＤランプ６２を円周方向に１つだけ設けても構わないが、ＬＥＤランプ６２は円周を等分した位置に複数個設けることが好ましい。

【0024】

基板洗浄装置１０は、さらに、保持プレート２０に保持されたウエハＷに、リンス液として、高温ＤＩＷ（加熱された純水）を供給するリンスノズル７０ａと、常温ＤＩＷ（常温の純水）を供給するリンスノズル７０ｂとを有している。リンスノズル７０ａ，７０ｂは鉛直方向軸線を中心として旋回可能な（図３中の矢印を参照）旋回アーム７３に保持されており、リンスノズル７０ａ，７０ｂはウエハＷの中心の真上の処理位置（図示せず）と、ウエハＷの上方から退避した退避位置（図３に示す位置）との間を移動することができる。リンスノズル７０ａ，７０ｂには、高温ＤＩＷ供給機構７２ａ及び常温ＤＩＷ供給機構７２ｂから、旋回アーム７３に沿って設けられた配管７１ａ，７１ｂを介して、高温ＤＩＷ及び常温ＤＩＷをそれぞれ供給することができる。高温ＤＩＷ供給機構７２ａ及び常温ＤＩＷ供給機構７２ｂは各々、ＤＩＷ供給源、流量制御弁、開閉弁等（いずれも図示せず）から構成することができる。

【0025】

図２に概略的に示すように、基板洗浄装置１０は、その全体の動作を統括制御するコントローラ９０を有している。コントローラ９０は、基板洗浄装置１０の全ての機能部品（例えば回転昇降機構２５、トッププレート５０の回転モータ５３、移動アーム５２を旋回させる回転モータ５５、ＳＰＭ供給機構５７のバルブ類、ＬＥＤランプ６２用の電源装置６４など）の動作を制御する。コントローラ９０は、ハードウエアとして例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラム及び処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、或いはＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が参照符号９１で示されている。プロセッサ９２は必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体９１から呼び出して実行させ、これによってコントローラ９０の制御の下で基板洗浄装置１０の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。コントローラ９０は、図１に示す液処理システム全体を制御するシステムコントローラであってもよい。

【0026】

次に、上述した基板洗浄装置１０を用いて、ウエハＷ表面にある不要なレジスト膜を除去する洗浄処理の一連の工程について説明する。

【0027】

＜ウエハ搬入及び設置工程＞
トッププレート５０及びＬＥＤランプユニット６０は退避位置（図３の二点鎖線で示す位置）にある。この状態から、リフトピンプレート３０を上昇させて上昇位置に位置させる。次いで、ウエハＷを保持した搬送アーム１０４（図１参照）が、搬出入口１６を通って基板洗浄装置１０内に侵入し、リフトピンプレート３０のリフトピン３２上にウエハＷを置き、基板洗浄装置１０から退出する。次いでリフトピンプレート３０が下降し、保持プレート２０の保持部材２２がウエハＷを保持することができる高さまで、ウエハＷを下降させる。保持部材２２がウエハＷを保持したらリフトピンプレート３０はさらに下降して、保持プレート２０内に収まる（図２に示された状態）。なお、ウエハＷは、その「表面」（レジストパターンが形成されている面）が「上面」となり、その「裏面」（レジストパターンが形成されていない面）が「下面」となるように、保持プレート２０により保持される。

【0028】

＜ＳＰＭ洗浄工程＞
次に、移動アーム５２が旋回して、トッププレート５０及びＬＥＤランプユニット６０がウエハＷの真上の処理位置（図２に示す位置、図３の実線で示す位置）に位置する。この状態で、次いで、回転昇降機構２５の回転モータ（図示せず）により保持プレート２０を回転させる。また、回転モータ５３によりトッププレート５０も回転させる。ウエハＷの回転開始と同時またはその後に、ＬＥＤランプ６２を点灯させてウエハＷの表面を加熱する。このとき例えばウエハＷは２００℃程度に加熱される。ウエハＷが所定温度まで昇温したら、ＳＰＭ供給機構５７からＳＰＭを薬液供給管５６に供給し、薬液供給管５６の下端開口５６ａからウエハＷの表面の中心に向けてＳＰＭを吐出させる。なお、ＳＰＭ供給機構５７は、加熱硫酸供給源から１５０℃程度の加熱硫酸と、過酸化水素水供給源から常温の過酸化水素水を供給し、これらが混合された後に薬液供給配管５６ｂに流入するように構成されている。硫酸と過酸化水素水とが混合されると発熱し、混合液（すなわちＳＰＭ）は概ね１８０℃〜２００℃で下端開口５６ａからウエハＷの表面の中心に向けて吐出される。ＳＰＭは遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に広がってゆき、ウエハＷ表面はＳＰＭの液膜に覆われ、ウエハ表面の付着している不要なレジスト膜は、ＳＰＭによりリフトオフ（剥離）されて除去される。除去されたレジスト膜及び反応生成物は、ＳＰＭと一緒に遠心力によりウエハＷの表面上を半径方向外側に流れ、ウエハＷの外側に流出し、処理カップ４０により受け止められて、排出口４１から排出される。

【0029】

ＳＰＭがウエハ表面上を広がってゆくときに、ＳＰＭはウエハＷにより熱を奪われ、温度が低下する。また、ウエハ周縁部の周速はウエハ中心部の周速よりも高いため、ウエハ周縁部の方がウエハ近傍の空気の流れによってもより冷却され、ＳＰＭの温度が低下しやすい傾向にある。従って、ウエハ周縁部において反応速度が低下し、レジストの剥離が不十分になるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、ウエハＷの周縁部がＬＥＤランプ６２により加熱されている。そのため、周縁部においてウエハＷに奪われる熱が少なくなり、ウエハＷ表面の中心部から周縁部に至るまで、ＳＰＭの温度が低下することを抑制することができ、比較的均一な温度分布が得られる。このため、レジストを均等に剥離することができる。なお、ＬＥＤランプ６２は、ウエハＷの厚さ方向に関して表面（照射面）の近傍のみを加熱することができるため、ウエハＷ全体が必要以上に加熱されることなく、必要な領域（表面近傍）のみを加熱することができる。さらに、ＬＥＤランプ６２は、ウエハＷを加熱するために適した波長を有しているため、処理チャンバ１２内にあるウエハＷ以外の部材を加熱しない。また、ウエハＷを加熱するために適した波長のＬＥＤ光によりウエハＷを加熱することにより、ウエハＷを短時間で昇温することができる。

【0030】

また、ウエハＷの上方にはトッププレート５０が設けられており、処理カップ４０の内部空間は排出口４１を介して排気装置４４により吸引されているため、処理カップ４０とトッププレート５０との間の隙間を通って、ファンフィルタユニット１４からのダウンフローが引き込まれようになっている。そのため、ＳＰＭ処理時にウエハＷの表面の上方空間に発生したヒュームが、処理カップ４０とトッププレート５０との間の隙間から漏れることが防止される。また、トッププレート５０の下面にヒュームの凝縮物（液滴）が生じるが、トッププレート５０が回転しているため凝縮物は遠心力によりトッププレート５０の周縁部まで流れてゆく。そのため、ヒュームの凝縮物からなる液滴がウエハＷの表面に落下してパーティクルが発生することが防止される。なお、トッププレート５０の周縁まで流れた液滴は半径方向外側に飛散するが、この液滴は処理カップ４０とトッププレート５０との間の隙間を通って処理カップ４０内に引き込まれるダウンフローに乗って処理カップ４０内に導かれるため、処理カップ４０の外側に飛散することは無い。より完全に液滴の飛散を防止するために、トッププレート５０を昇降させる機構（図２に示すシリンダ５８を参照）、または処理カップ４０を昇降させる機構を設けて、ＳＰＭ洗浄工程時にトッププレート５０の下面を処理カップ４０の上端よりも下方に位置されるようにしてもよい。

【0031】

＜高温ＤＩＷリンス工程＞
ＳＰＭ洗浄工程を所定時間実行した後、薬液供給管５６からのＳＰＭの吐出を停止し、また、ＬＥＤランプ６２によるウエハＷの加熱を停止し、移動アーム５２を旋回させて、トッププレート５０及びＬＥＤランプユニット６０を退避位置（図３の二点鎖線で示す位置）に移動させる。その後、旋回アーム７３を駆動して、高温ＤＩＷノズル７０ａをウエハＷの中心の真上に位置させる。引き続きウエハＷを回転させたまま、高温ＤＩＷノズル７０ａから６０℃〜８０℃の純水（高温ＤＩＷ）をウエハの中心に吐出する。高温ＤＩＷは遠心力によりウエハＷの表面上を半径方向外側に流れ、ウエハＷの外側に流出し、処理カップ４０により受け止められて排出口４１から排出される。これによりウエハＷの表面上に残っているＳＰＭやレジストの残渣などが、ウエハＷの表面上を半径方向外側に流れる高温ＤＩＷにより洗い流される。高温ＤＩＷによりリンスを行うことにより、ＳＰＭ洗浄工程において生じた残渣を効率良く迅速に除去することができる。なお、ＳＰＭ洗浄工程の終了後高温ＤＩＷリンス工程の開始前にウエハＷの表面が乾燥することを防止するために、処理カップ４０の上端開口縁にノズルを設けて、当該ノズルから高温ＤＩＷノズル７０ａが処理位置に移動するまでの間に、放物線状にウエハＷの中心にＤＩＷを供給してもよい。

【0032】

＜常温ＤＩＷリンス工程＞
高温ＤＩＷリンス工程を所定時間実行した後、高温ＤＩＷノズル７０ａからの高温ＤＩＷの吐出を停止させるとともに常温ＤＩＷノズル７０ｂをウエハＷの中心の真上に位置させて、引き続きウエハＷを回転させたまま、常温ＤＩＷノズル７０ｂから常温ＤＩＷ（常温の純水）をウエハの中心に吐出する。常温ＤＩＷは遠心力によりウエハＷの表面上を半径方向外側に流れ、ウエハＷの外側に流出し、処理カップ４０により受け止められて排出口４１から排出される。これによりウエハＷの表面上に残っているＳＰＭやレジストの残渣などが常温ＤＩＷの流れによってさらに除去されるとともに、ウエハＷの温度を常温に戻すことができる。なお、常温ＤＩＷの吐出が開始されるまで、高温ＤＩＷの吐出を継続することも好ましい。

【0033】

＜スピン乾燥工程＞
常温ＤＩＷリンス工程を所定時間実行した後、常温ＤＩＷノズル７０ｂからのＤＩＷの吐出を停止する。次いで、ウエハＷの回転速度を増大させて、ウエハ表面上にあるＤＩＷを遠心力によって振り切ることにより乾燥させる。

【0034】

＜ウエハ搬出工程＞
スピン乾燥工程が終了したら、リフトピンプレート３０を上昇させてウエハＷの下面をリフトピン３２で支持し、保持プレート２０の保持部材２２によるウエハＷの保持を解放する。リフトピンプレート３０をさらに上昇させて上昇位置に位置させ、搬送アーム１０４（図１参照）が、基板洗浄装置１０内に侵入し、リフトピンプレート３０からウエハＷを受け取り、基板洗浄装置１０から退出する。以上により１枚のウエハＷに対する一連の処理が終了する。

【0035】

上記実施形態によれば、下記の有利な効果を得ることができる。
（１）回転するトッププレート５０の上方に回転しないＬＥＤランプユニット６０を設けることにより、簡単な構成で、ウエハを加熱することができる。トッププレート５０がＬＥＤランプ光を透過する材質により形成されていることにより、ＬＥＤランプユニット６０とトッププレート５０とを互いに分離独立した部材として設け、ＬＥＤランプユニット６０を回転させずにトッププレート５０だけを回転させることが可能となる。ＬＥＤランプユニット６０を回転させないことによりＬＥＤランプ６２への給電ラインの簡略化が達成される。また、トッププレート５０を回転させることにより、前述したようにトッププレート５０の下面に付着するヒュームの凝縮物がウエハＷ上に落下することを防止することができる。
（２）トッププレート５０によりヒュームの飛散が防止されるため、ＬＥＤランプ６２がヒュームに曝されることがない。
（３）ＬＥＤランプ６２によりウエハＷの半径方向に関する所定の領域のみ、具体的には冷えやすいウエハ周縁部領域のみを局所的に短時間で加熱することにより、ウエハ表面の温度分布を均一化して、ウエハ面内の反応速度を均一化することができる。しかも、ヒュームの飛散を防止するためにウエハ上方に配置されるトッププレート５０はＬＥＤランプ光を透過する材質により形成されているため、ウエハＷの処理対象面（パターンが形成されている面）を上に向けて処理を行う際に、ＬＥＤランプ光によりウエハＷの処理対象面を直接加熱することができる。詳細に述べると、ＬＥＤランプ光はウエハＷの最表面から深さ１００μｍまでの範囲内で全吸収されて熱に変わる。ＳＰＭ洗浄工程時にレジストとＳＰＭとが接する部分すなわちレジスト最表面及びその近傍部分が加熱されることが効果的であるため、ＬＥＤランプ光はウエハＷの厚さ方向に関しても必要な領域のみ（ウエハ全厚さ（１２インチウエハの場合約７７５μｍ）の１／８程度）を局所的に効率良く加熱することができるということがいえる。すなわち、ウエハＷへの過剰入熱によってウエハＷ上に形成されるデバイスの特性に悪影響を与える可能性が低減される。

【0036】

上記の実施形態は例えば下記のように改変することができる。

【0037】

ＬＥＤランプ６２の配置は、図３に示したものに限定されるものではなく、例えば図４に示すように、異なる半径方向位置にＬＥＤランプを配置することができる。図４には、点Ｏ（平面視において保持プレート２０により保持されているウエハＷの中心と一致する）を中心とする第１半径ｒａの円周上に４つの第１ＬＥＤランプ６２ａが、第２半径ｒｂの円周上に４つの第２ＬＥＤランプ６２ｂが、第３半径ｒｃの円周上に４つの第３ＬＥＤランプ６２ｃが配置されている例が示されている。この場合、第１ＬＥＤランプ６２ａ、第２ＬＥＤランプ６２ｂ及び第３ＬＥＤランプ６２ｃはそれぞれ独立した電源装置（図示せず）に接続され、独立して制御することができる。このように、異なる半径方向位置（ｒａ，ｒｂ，ｒｃ）にそれぞれＬＥＤランプを配置することにより、ウエハＷの異なる半径方向領域毎に独立して温度制御（いわゆるゾーン制御）を行うことも可能である。

【0038】

また、図５に示すように、ランプ支持体を、ＬＥＤランプ６２を移動させるＬＥＤランプ移動機構を含むように構成してもよい。図５には複数（２つ）のＬＥＤランプ移動機構を設けた例を示しており、各ＬＥＤランプ移動機構は、移動アーム５２の先端部に固定されて半径方向外側に延びるガイドレール６５と、ガイドレール６５に沿って移動する駆動機構を内蔵した可動子６６と、可動子６６に取り付けられたＬＥＤランプ６２ｍを有している。これによれば、ＬＥＤランプ６２ｍを保持プレート２０に保持されたウエハＷの半径方向に関する任意の領域に対面させることができ、また、ＳＰＭ処理中にＬＥＤランプ６２ｍを移動（スキャン）させることもできる。このため、より緻密なウエハＷ表面の温度分布の制御が可能となる。なお、ガイドレール６５は３つ以上設けてもよいし、一つのガイドレール６５に複数の可動子６６及びＬＥＤランプ６２ｍを設けることもできる。

【0039】

基板洗浄装置１０により行う薬液処理は、上述したＳＰＭ処理に限定されるものでなく、常温（クリーンルーム内の温度である２３〜２５℃程度）より加熱された液を使う処理であってもよい。また、薬液はメッキ処理用の薬液であってもよい。加熱された薬液を用いる任意の薬液処理において、ＬＥＤランプ６２によりウエハＷを加熱することにより、ウエハＷの温度分布を均一化することができ、処理の面内均一性を高めることができる。

【0040】

前述したように薬液処理中にトッププレート５０を回転させるのが好ましいのではあるが、トッププレート５０下面からの凝縮物の落下が生じないような条件で薬液処理を行う場合、あるいは落下が生じても問題とならないような薬液処理を行う場合には、トッププレート５０を回転させなくてもよい。トッププレート５０を回転させない場合には、トッププレート５０をランプ支持体６１により保持してもよいし、あるいはトッププレート５０の上面にＬＥＤランプ６２を乗せて設置してもよい。また、トッププレート５０を回転させない場合には、トッププレート５０処理位置に位置させたときに、処理カップ４０とトッププレート５０との間がシールされるようにしてもよい。

【0041】

上記実施形態では、ウエハＷの「表面」が「上面」となり、「裏面」が「下面」となるようにウエハＷを保持プレート２０により保持し、ウエハＷの上面に処理液を供給して液処理を行った。しかしながら、ウエハＷの「表面」が「下面」となり、「裏面」が「上面」となるようにウエハＷを保持プレート２０により保持し、ウエハＷの下面に処理液を供給して液処理を行うことも可能である。この場合に用いられる基板洗浄装置の構成の一例が図６に示されており、以下に図６に示す構成のうち図２の構成との相違点について説明する。

【0042】

図６の構成においては、図２の構成において中空であったトッププレート５０の回転軸５１の中を通る薬液供給管５６が取り除かれ、また、リンスノズル７０ａ、７０ｂおよびこれらを支持する旋回アーム７３が取り除かれている。その代わりに、リフトピンプレート３０の昇降軸３４が中空に構成され、昇降軸３４の空洞内に薬液ノズルとしての役割を持つ処理液供給管８０が通されている。処理液供給管８０内を、ＳＰＭ流路（薬液流路）８０ａおよびＤＩＷ流路（リンス液流路）８０ｂが延びており、これらの流路は処理液供給管８０の上端でウエハＷの下面中央部に向けて開口している（図６中の矢印を参照）。従って、処理液供給管８０は、ウエハＷの処理対象面に薬液およびＤＩＷ（リンス液）をそれぞれ供給する薬液ノズルおよびリンス液ノズルとしての役割を果たす。ＳＰＭ流路８０ａはＳＰＭ供給機構５７’に接続されており、ＤＩＷ流路８０ｂは、高温ＤＩＷ供給機構７２ａ及び常温ＤＩＷ供給機構７２ｂに接続されている。処理液供給管８０は、リフトピンプレート３０の昇降軸３４がウエハＷの液処理時に保持プレート２０の回転とともに回転した場合、並びに、ウエハＷの受け渡しのためリフトピンプレート３０の昇降軸３４が昇降した場合も、静止した状態（回転も昇降もしない）を維持できるように設けられている。保持プレート２０、リフトピンプレート３０および処理液供給管８０の構成の詳細として、例えば本件出願人による国際特許出願に係る国際公開ＷＯ２００９／１０１８５３Ａ１に開示されたものを採用することができる。

【0043】

図６に示す基板洗浄装置を用いた処理について簡単に説明する。前述したウエハ搬入及び設置工程と同じ手順で、ウエハＷが保持プレート２０により保持される。但し、ウエハＷは処理対象面である表面（デバイス形成面、レジスト膜形成面）が下面となるように保持プレート２０に保持される。なお、ウエハＷの表面が下向きになるようにウエハＷを裏返すために、図１に示す液処理システムにはリバーサ（ウエハ裏返し装置）を追加して設けることが好ましい。その後、ウエハＷが回転させられるとともにウエハＷがＬＥＤランプユニット６０により加熱される。但し、このときは、ウエハＷの表面が下面となっているため、ウエハＷは裏面側から熱伝導により加熱されることになる。この状態で、処理液供給管８０からＳＰＭがウエハの下面中央部に向かって吐出されてＳＰＭによりレジストが除去される。この場合も、ウエハＷの面内の所望の領域がＬＥＤランプユニット６０により加熱されることにより、ウエハＷの面内で均一なＳＰＭ処理を行うことができる。ＳＰＭ処理が終了したら、ウエハを回転させ続けながら、処理液供給管８０から高温ＤＩＷをウエハの下面の中央部に向けて吐出する高温ＤＩＷ処理を所定時間実行し、その後、処理液供給管８０から常温ＤＩＷをウエハの下面の中央部に向けて吐出する常温ＤＩＷ処理を所定時間実行する。なお、ＳＰＭ処理工程、高温および常温ＤＩＷリンス工程においてウエハＷの下面中央部に供給された処理液（ＳＰＭ、ＤＩＷ）はウエハの下面に沿って遠心力により半径方向外側に流れてウエハの周縁から外方に飛散し、処理カップ４０により受け止められて、排出口４１から排出される。常温ＤＩＷリンス工程を所定時間実行した後、常温ＤＩＷの吐出を止め、ウエハＷの回転速度を増し、スピン乾燥工程を実行する。その後、前述したウエハ搬出工程と同様にして、ウエハを基板洗浄装置から搬出する。

【0044】

図６に示す基板洗浄装置においても、図２に示す基板洗浄装置と同じ有利な効果を得ることができる。すなわち、回転するトッププレート５０の上方に回転しないＬＥＤランプユニット６０を設けることにより、簡単な構成で、ウエハを加熱することができ、ＬＥＤランプユニット６０がトッププレート５０により保護されるのでヒュームに曝されることがなく、また、ウエハＷの半径方向の特定の領域を局所的に加熱することができる。なお、図６に示す基板洗浄装置においては裏面（上面）側からウエハＷが加熱されることになるため、ウエハＷの表面（パターン形成面である下面）は、裏面側からの熱伝導により加熱されることになる。従って、図２に示す実施形態と異なりウエハＷの表面の加熱効率はやや低下するが、その一方で、被加熱領域に照射されるＬＥＤランプ光の強度分布（微視的なレベルでのばらつき）がそのままウエハＷの表面の温度分布として反映されることが防止され、面内で加熱ムラが発生することを防止できる。

【0045】

また、図７に示すように、ウエハＷを保持する保持部材２２をトッププレート５０に設けてもよい。以下に図７に示す構成について図６に示す構成との相違点を中心に説明する。図７に示す基板処理装置では、保持部材２２が、軸２３を中心として揺動可能なようにトッププレート５０に取り付けられている。トッププレート５０に保持部材２２を設けたことに伴い、保持プレート２０は廃止されている。保持プレート２０が廃止されたので、処理液供給管８０は処理カップ４０の底壁に直接固定されている。

【0046】

図７に示す基板洗浄装置を用いた処理について簡単に説明する。ウエハ保持部材２２が処理カップ４０の上端よりも十分に上方に位置するように、トッププレート５０を上昇させ、保持部材２２を揺動させて解放位置（保持部材２２下端が外側に変位した状態）に位置させる。搬送アーム１０４（図１参照）が、処理対象面であるウエハＷの表面が下向きになるように保持した状態で基板洗浄装置内に進入し、トッププレート５０の真下であって保持部材２２の下端より低い位置にウエハＷを移動させる。次いで、搬送アーム１０４によりウエハＷをやや上昇させた後に、保持部材２２を揺動させて保持位置に位置させることによりウエハＷを保持部材２２により保持する。その後、搬送アーム１０４は、やや下降した後、基板洗浄装置から退出する。その後、トッププレート５０を図７に示す位置まで下降する。

【0047】

次に、トッププレート５０を回転させ、保持部材２２に保持されたウエハＷも一緒に回転させる。その後は、図６の基板処理装置による処理と同様にして、ＬＥＤランプユニット６０によりウエハＷを裏面側（上面側）から加熱しながら処理液供給管８０からＳＰＭ液をウエハ表面（下面）に供給することによりＳＰＭ処理が行われる。その後、処理液供給管８０から必要に応じて処理流体を供給しながら、高温ＤＩＷ処理、常温ＤＩＷ処理およびスピン乾燥処理が順次実行される。図７に示す基板処理装置も図６に示す基板処理装置と同様の効果を達成することができる。さらに、保持プレート２０およびその駆動機構、並びにリフトピンプレート３０およびその駆動機構を廃止することができるので、装置構成の簡略化および低コスト化を達成することができる。

【0048】

なお、図７に示した基板処理装置では、処理カップ４０の底壁、または当該底壁の下方にＬＥＤランプ６２’（一点鎖線で示す）を設けて、ウエハＷの下面側からウエハＷを加熱することもできる。この場合、処理カップ４０は、ＬＥＤ光（例えば波長が８８０ｎｍのＬＥＤ光）を透過する材料であってＳＰＭによる腐食に耐えうる材料、例えば、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）により構成すればよい。図７の構成では保持プレート２０が廃止されているので、ＬＥＤランプ６２’により効率よくウエハＷを加熱することが可能である。

【0049】

また、図７に示した基板処理装置において、図２に示した形態と同様の形態で、処理液供給管（薬液供給管）をトッププレート５０の回転軸５１の内部に設けてもよい。図７では、符号５６’を付けた処理液供給管および符号５７’を付けた処理液供給機構が一点鎖線で概略的に記載されている。この場合、具体的には、図２の構成とは異なり、回転軸５１の中には、ＳＰＭ液および高温ＤＩＷを供給するための第１の供給管と、常温ＤＩＷを供給するための第２の供給管とが設けられる。また、この場合、ウエハＷは処理対象面である表面が上向きとなるように、基板保持部材２２により保持される。

【符号の説明】

【0050】

２０ 保持プレート
２２ 基板保持部材
２５ 回転機構（回転昇降機構の回転モータ）
５０ トッププレート
５２ 移動アーム
５３，５４ 回転機構（トッププレート用の回転モータ）
５６ 薬液供給管
８０ 処理液供給管
５６ｂ 薬液供給配管
６１；６５，６６ ランプ支持体
６２ ＬＥＤランプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】