特許 6191954 基板処理方法および基板処理装置

(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】6191954

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20170828BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 648G

   H01L21/304 643A

【請求項の数】8

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-181510(P2013-181510)

(22)【出願日】2013年9月2日

(65)【公開番号】特開2015-50352(P2015-50352A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年6月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100087701

【弁理士】

【氏名又は名称】稲岡 耕作

(74)【代理人】

【識別番号】100101328

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 実夫

(74)【代理人】

【識別番号】100170324

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 昌秀

(72)【発明者】

【氏名】根来 世

(72)【発明者】

【氏名】村元 僚

(72)【発明者】

【氏名】永井 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】大須賀 勤

(72)【発明者】

【氏名】岩田 敬次

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５９８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０２３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５６７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、
前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、
前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液の流量を増加させて、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含む、基板処理方法。

【請求項2】

第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、
前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、
前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含み、
反応液は、組成が前記リンス液供給工程で基板に供給されるリンス液と同一であり、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる液体であり、
前記反応液濃度変更工程は、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を零まで減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させると共に、基板に向けて吐出される反応液含有液の組成を前記リンス液供給工程で基板に供給されるリンス液の組成と一致させる工程を含む、基板処理方法。

【請求項3】

第１温度の薬液を基板の主面に向けて吐出することにより基板の主面を覆う薬液の液膜を形成する供給工程と、前記供給工程の後に、薬液の吐出を停止させた状態で基板の主面を覆う薬液の液膜を基板上に保持するパドル工程と、を含む薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、
前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、
前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含む、基板処理方法。

【請求項4】

前記反応液濃度変更工程は、発熱液の割合が反応液の割合よりも大きい混合比から発熱液の割合が反応液の割合よりも小さい混合比まで、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させる工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記反応液濃度変更工程は、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を零まで減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させる工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記薬液供給工程で基板に供給される薬液は、反応薬液と、反応薬液よりも高温であり、反応薬液と混ざり合うことにより発熱する発熱薬液と、の混合液であり、
吐出開始時の反応液含有液は、反応液としての反応薬液と、発熱液としての発熱薬液と、の混合液である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記薬液供給工程で基板に供給される薬液は、反応薬液と、反応薬液よりも高温であり、反応薬液と混ざり合うことにより発熱する発熱薬液と、の混合液であり、
吐出開始時の反応液含有液は、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、発熱薬液を含む発熱液としての発熱薬液含有液と、の混合液である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項8】

基板を保持して回転させる基板保持手段と、
第１温度の薬液を前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出する薬液供給手段と、
第１温度よりも低い第２温度のリンス液を前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出するリンス液供給手段と、
薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液よりも高温であり、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを混合することにより生成されており、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出する反応液ノズルと、前記反応液ノズルから吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を変更する濃度変更手段とを含む、反応液供給手段と、
前記基板保持手段、薬液供給手段、リンス液供給手段、および反応液供給手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、
第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、
前記薬液供給工程の後に、第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、
液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、
前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液の流量を増加させて、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを実行する、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、スピンチャックによって基板を回転させながら、温度の異なる処理液を基板に順次供給する場合がある。たとえば特許文献１には、高温のＳＰＭ（Sulfuric Acid-Hydrogen Peroxide Mixture）を回転している基板の上面に供給した後に、ＳＰＭで覆われている基板の上面に常温のＤＩＷ（Ｄeionzied Ｗater）を供給して、基板の上面に付着しているＳＰＭを洗い流すことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２３８８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高温のＳＰＭなどの高温処理液が基板に供給されると、基板自体が高温になる。高温処理液で基板が覆われている状態で、常温のＤＩＷのなどの低温処理液の供給が開始されると、低温処理液の着液位置およびその近傍の位置（以下、「着液位置近傍領域）という）において基板の温度が急激にかつ急速に低下する。したがって、基板を収縮させる応力が着液位置近傍領域に発生すると共に、着液位置近傍領域と高温状態である他の領域との温度差で基板が反り返るように若しくは波打つように変形してしまう。低温処理液が基板に十分に行き渡ると、基板の各部の温度差が小さくなるので、このような変形が解消されるものの、それまでの間は、基板が変形した状態が続く。

【0005】

挟持式のスピンチャックでは、複数のチャックピンが基板の周縁部に押し付けられる。複数のチャックピンが基板の周縁部に押し付けられている状態で基板が変形すると、基板に対する各チャックピンの押付圧が変化し、スピンチャックによる基板保持の安定性が低下するおそれがある。また、バキューム式のスピンチャックでは、基板の下面がスピンベース（吸着ベース）の上面に吸い付けられる。基板の下面がスピンベースの上面に吸い付けられている状態で基板が変形すると、基板の下面とスピンベースの上面との密着状態が変化し、スピンチャックによる基板保持の安定性が低下するおそれがある。

【0006】

特許文献１では、高温（たとえば１５０℃）のＳＰＭと、常温（たとえば２５℃）のＤＩＷとを基板に供給することが開示されている。したがって、１００℃以上の温度差が基板とＤＩＷとにある状態で、低温処理液としてのＤＩＷの供給が開始されうる。本発明者らによると、前述の基板の変形は、基板と低温処理液との温度差が、１００℃以上である場合に限らず、１００℃未満（たとえば、６０℃）である場合にも生じうることが確認されている。したがって、前述の基板の変形は、高温のＳＰＭと常温のＤＩＷとを順次供給する場合に限らず、温度差のある他の処理液を基板に順次供給する場合にも生じうる。

【0007】

そこで、本発明の目的の一つは、処理液の供給開始時における基板の局所的な温度変化を抑制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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液の流量を増加させて、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含む、基板処理方法である。基板の主面は、デバイスが形成される表面であってもよいし、表面とは反対側の裏面であってもよい。

【0009】

この方法によれば、第１温度（基板に供給される前の薬液の温度）の薬液が基板の主面に供給される。そして、薬液が基板に残留している状態で、反応液含有液が基板の主面に供給される。基板に供給された反応液含有液は、基板に残留している薬液と混ざり合う。そのため、基板に残留している液体における反応液含有液の割合が高まり、薬液の濃度が低下する。第１温度よりも低い第２温度（基板に供給される前のリンス液の温度）のリンス液は、反応液含有液が基板に供給された後に、基板の主面に供給される。これにより、基板に残留している液体（薬液および反応液含有液を含む液体）が洗い流される。

【0010】

吐出開始時の反応液含有液は、反応液と発熱液とを混合することにより生成された混合液である。反応液は、薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる液体である。発熱液は、反応液と混ざり合うことにより発熱する液体である。反応液は、発熱液と混合されることにより、発熱液によって加熱される。
反応液含有液の供給が開始されると、基板の温度は反応液含有液の温度に近づいていく。基板に供給される前の反応液含有液の温度は、薬液の温度（第１温度）以下で、リンス液の温度（第２温度）以上である。反応液含有液は、薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる。したがって、薬液が基板に残留している状態で反応液含有液が基板の主面に供給されると、反応液含有液の着液位置およびその近傍の位置で発熱反応が発生し、着液位置近傍領域での基板の温度低下量が低減される。そのため、基板の温度は徐々に反応液含有液の温度に近づいていく。

【0011】

さらに、反応液含有液に含まれる発熱液の割合が、反応液含有液の吐出開始時よりも減少するので、発熱液より低温の反応液の割合が増加し、その結果、反応液含有液の温度が低下する。したがって、吐出開始時の反応液含有液よりも低温の反応液含有液が基板の主面に供給され、反応液含有液の温度がリンス液の温度（第２温度）に近づいていく。そのため、着液位置近傍領域での基板の温度低下がさらに緩やかになる。よって、薬液の供給に引き続いてリンス液が供給される場合よりも、基板の急激かつ急速な温度低下を抑制でき、基板の変形量を低減できる。

【0012】

請求項２に記載の発明は、第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含み、反応液は、組成が前記リンス液供給工程で基板に供給されるリンス液と同一であり、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる液体であり、前記反応液濃度変更工程は、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を零まで減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させると共に、基板に向けて吐出される反応液含有液の組成を前記リンス液供給工程で基板に供給されるリンス液の組成と一致させる工程を含む、基板処理方法である。
この方法によれば、請求項１に関して述べた効果に加えて、次の効果を奏することができる。具体的には、この方法によれば、反応液含有液に含まれる反応液の組成がリンス液と同一であり、反応液含有液に含まれる発熱液の割合が零まで減少される。したがって、反応液含有液に含まれる発熱液がなくなり、反応液だけ、つまりリンス液と同種の液体が、基板に向けて吐出される。そのため、反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下するだけでなく、リンス液供給工程の前に基板に残留している液体とリンス液との親和性が高まる。よって、反応液含有液の供給後にリンス液を供給することにより、基板に残留している液体を円滑に洗い流すことができる。
請求項３に記載の発明は、第１温度の薬液を基板の主面に向けて吐出することにより基板の主面を覆う薬液の液膜を形成する供給工程と、前記供給工程の後に、薬液の吐出を停止させた状態で基板の主面を覆う薬液の液膜を基板上に保持するパドル工程と、を含む薬液供給工程と、前記薬液供給工程の後に、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを少なくとも吐出開始時に含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを含む、基板処理方法である。この方法によれば、請求項１に関して述べた効果を奏することができる。
請求項４に記載の発明は、前記反応液濃度変更工程は、発熱液の割合が反応液の割合よりも大きい混合比から発熱液の割合が反応液の割合よりも小さい混合比まで、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させる工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

【0013】

この方法によれば、高温の発熱液の割合が大きい反応液含有液が、基板の主面に向けて吐出される。その後、発熱液の割合が反応液の割合よりも大きい混合比から発熱液の割合が反応液の割合よりも小さい混合比まで、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合が減少される。したがって、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下する。そのため、薬液とリンス液の温度差が大きい場合、すなわち、第１温度と第２温度との差が大きい場合であっても、基板の温度を緩やかに且つ均一にリンス液の温度に近づけることができる。これにより、温度差に起因する基板の変形を抑制または防止できる。

【0014】

請求項５に記載の発明は、前記反応液濃度変更工程は、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を零まで減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度よりも低下させる工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、反応液含有液に含まれる発熱液の割合が零まで減少される。したがって、反応液含有液に含まれる発熱液がなくなり、反応液だけが基板に向けて吐出される。そのため、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下し、反応液含有液の温度変化量が増加する。よって、薬液とリンス液の温度差が大きい場合であっても、基板の温度を緩やかに且つ均一にリンス液の温度に近づけることができる。

【0015】

請求項６に記載の発明は、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液は、反応薬液と、反応薬液よりも高温であり、反応薬液と混ざり合うことにより発熱する発熱薬液と、の混合液であり、吐出開始時の反応液含有液は、反応液としての反応薬液と、発熱液としての発熱薬液と、の混合液である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

【0016】

この方法によれば、反応薬液（たとえば、過酸化水素水）よりも高温の発熱薬液（たとえば、硫酸）が所定の混合比で反応薬液と混合されることにより、第１温度の薬液が生成される。同様に、発熱薬液が所定の混合比で反応薬液と混合されることにより、反応液含有液が生成される。発熱薬液と反応薬液とを含む反応液含有液は、薬液が基板に残留している状態で、基板に向けて吐出される。したがって、反応液含有液に含まれる反応薬液が、基板に残留している薬液に含まれる発熱薬液と混ざり合い、反応液含有液の着液位置およびその近傍の位置で発熱反応が発生する。そのため、着液位置近傍領域での基板の温度低下量が低減される。さらに、薬液と同じ成分薬液を含む液体、つまり薬液と親和性の高い液体が、反応液含有液として用いられるので、薬液と反応液含有液とを効率的に混合させることができる。

【0017】

請求項７に記載の発明は、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液は、反応薬液と、反応薬液よりも高温であり、反応薬液と混ざり合うことにより発熱する発熱薬液と、の混合液であり、吐出開始時の反応液含有液は、前記薬液供給工程で基板に供給される薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、発熱薬液を含む発熱液としての発熱薬液含有液と、の混合液である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

【0018】

この方法によれば、反応薬液（たとえば、過酸化水素水）よりも高温の発熱薬液（たとえば、硫酸）が所定の混合比で反応薬液と混合されることにより、第１温度の薬液が生成される。同様に、発熱薬液を含む発熱液としての発熱薬液含有液が所定の混合比で反応液（たとえば、純水）と混合されることにより、反応液含有液が生成される。反応液および発熱薬液含有液を含む反応液含有液は、薬液が基板に残留している状態で、基板に向けて吐出される。したがって、反応液含有液に含まれる反応液が、基板に残留している薬液と混ざり合い、反応液含有液の着液位置およびその近傍の位置で発熱反応が発生する。そのため、着液位置近傍領域での基板の温度低下量が低減される。さらに、薬液と同じ成分薬液を含む液体が、反応液含有液として用いられるので、薬液と反応液含有液とを効率的に混合させることができる。

【0021】

前記基板処理方法は、前記反応液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で、第１温度よりも高い加熱温度で基板および薬液を加熱する加熱工程をさらに含んでいてもよい。この場合、前記加熱工程は、基板の主面に対向する赤外線ヒータによって加熱温度で基板および薬液を加熱する赤外線加熱工程を含んでいてもよい。この方法によれば、基板および薬液の温度が、基板に供給される前の薬液の温度（第１温度）よりも高い加熱温度まで上昇するので、薬液処理の効率が高まる。

【0022】

請求項８に記載の発明は、基板を保持して回転させる基板保持手段と、第１温度の薬液を前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出する薬液供給手段と、第１温度よりも低い第２温度のリンス液を前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出するリンス液供給手段と、薬液と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる反応液と、反応液よりも高温であり、反応液と混ざり合うことにより発熱する発熱液とを混合することにより生成されており、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に向けて吐出する反応液ノズルと、前記反応液ノズルから吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を変更する濃度変更手段とを含む、反応液供給手段と、前記基板保持手段、薬液供給手段、リンス液供給手段、および反応液供給手段を制御する制御手段とを含む、基板処理装置である。

【0023】

前記制御手段は、第１温度の薬液を基板の主面に供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程の後に、第２温度のリンス液を基板の主面に供給することにより、基板に残留している液体を洗い流すリンス液供給工程と、液温が第１温度以下で第２温度以上の反応液含有液を、前記薬液供給工程の後でかつ前記リンス液供給工程の前に、前記薬液供給工程で基板に供給された薬液が基板に残留している状態で基板の主面に向けて吐出する反応液供給工程と、前記反応液供給工程と並行して、基板に向けて吐出される反応液の流量を増加させて、基板に向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合を減少させることにより、基板に向けて吐出される反応液含有液の温度を吐出開始時の反応液含有液の温度より低下させる反応液濃度変更工程とを実行する。この構成によれば、制御手段が基板処理装置を制御することにより、前述の基板処理方法の各工程が実行される。したがって、前述の効果と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の模式的な平面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられたチャンバーの内部を水平に見た模式図である。

【図3】スピンベースおよびこれに関連する構成の模式的な平面図である。

【図4】赤外線ヒータの縦断面図である。

【図5】処理ユニットによって行われる第１処理例の概略を示すタイムチャートである。

【図6】第１処理例の一部の具体的なタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられたチャンバー４の内部を水平に見た模式図である。図３は、スピンベース７およびこれに関連する構成の模式的な平面図である。図４は、赤外線ヒータ５８の縦断面図である。

【0026】

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のチャンバー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３とを含む。

【0027】

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ー４と、チャンバー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基板回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５と、薬液やリンス液などの処理液をスピンチャック５に保持されている基板Ｗに供給する処理液供給装置と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗを基板Ｗの上方から加熱する加熱装置と、基板回転軸線Ａ１まわりにスピンチャック５を取り囲む筒状のカップ６とを含む。

【0028】

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７と、スピンベース７の上面外周部から上方に突出する複数のチャックピン８と、複数のチャックピン８を開閉させる図示しないチャック開閉機構とを含む。スピンチャック５は、さらに、スピンベース７の中央部から基板回転軸線Ａ１に沿って下方に延びるスピン軸９と、スピン軸９を回転させることによりスピンベース７およびチャックピン８を基板回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ１０とを含む。

【0029】

図２に示すように、スピンベース７の外径は、基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース７の中心線は、基板回転軸線Ａ１上に配置されている。複数のチャックピン８は、スピンベース７の外周部でスピンベース７に保持されている。複数のチャックピン８は、周方向（基板回転軸線Ａ１まわりの方向）に間隔を空けて配置されている。チャックピン８は、チャックピン８が基板Ｗの周端面に押し付けられる閉位置と、チャックピン８が基板Ｗの周端面から離れる開位置との間で、鉛直なピン回動軸線まわりにスピンベース７に対して回転可能である。チャック開閉機構は、ピン回動軸線まわりにチャックピン８を回動させる。

【0030】

制御装置３は、チャック開閉機構を制御することにより、複数のチャックピン８が基板Ｗを把持する閉状態と、複数のチャックピン８による基板Ｗの把持が解除される開状態との間で、複数のチャックピン８の状態を切り替える。基板Ｗがスピンチャック５に搬送されるときには、制御装置３は、各チャックピン８を開位置に退避させる。この状態で制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲを動作させることにより、基板Ｗを複数のチャックピン８に載置する。その後、制御装置３は、各チャックピン８を閉位置に移動させる。これにより、基板Ｗの下面とスピンベース７の上面とが上下方向に離れた状態で、基板Ｗが複数のチャックピン８に把持される。この状態で、制御装置３がスピンモータ１０を回転させると、基板Ｗは、スピンベース７およびチャックピン８と共に基板回転軸線Ａ１まわりに回転する。

【0031】

図２に示すように、処理ユニット２は、ＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）などの薬液を基板Ｗの上面に向けて吐出する第１薬液ノズル１１と、第１薬液ノズル１１が先端部に取り付けられた第１ノズルアーム１２と、第１ノズルアーム１２を移動させることにより、第１薬液ノズル１１を移動させる第１ノズル移動装置１３とを含む。
図２に示すように、反応液ノズルを兼ねる第１薬液ノズル１１は、内向き姿勢で第１ノズルアーム１２に保持されている。内向き姿勢は、処理液吐出口よりも内方（基板回転軸線Ａ１側）の位置に処理液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処理液が吐出される姿勢である。第１薬液ノズル１１は、内向き姿勢に限らず、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ノズルアーム１２に保持されていてもよいし、処理液吐出口よりも外方（基板回転軸線Ａ１とは反対側）の位置に処理液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処理液を吐出する外向き姿勢で第１ノズルアーム１２に保持されていてもよい。

【0032】

図３に示すように、第１ノズル移動装置１３は、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びる第１ノズル回動軸線Ａ２まわりに第１ノズルアーム１２を回動させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿って第１薬液ノズル１１を水平に移動させる。第１ノズル移動装置１３は、第１薬液ノズル１１から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、第１薬液ノズル１１が平面視でスピンチャック５の周囲に退避した退避位置（図３に示す位置）との間で、第１薬液ノズル１１を水平に移動させる。さらに、第１ノズル移動装置１３は、第１薬液ノズル１１から吐出された薬液が基板Ｗの上面中央部に着液する中央位置と、第１薬液ノズル１１から吐出された薬液が基板Ｗの上面中間部に着液する中間位置と、第１薬液ノズル１１から吐出された薬液が基板Ｗの上面周縁部に着液する周縁位置との間で、第１薬液ノズル１１を水平に移動させる。中央位置、中間位置、および周縁位置は、いずれも処理位置である。

【0033】

基板Ｗの上面中央部は、上面の中心を含む円形の領域であり、基板Ｗの上面周縁部は、上面の外縁を含む環状の領域である。基板Ｗの上面中間部は、上面中央部の外縁と上面周縁部の内縁との間の環状の領域である。基板Ｗの上面中央部、上面中間部、および上面周縁部の幅の一例は、次の通りである。中央部の幅（基板Ｗの中心から中央部の外縁までの径方向の距離）：基板Ｗの半径の５／１５。中間部の幅（中間部の内縁から中間部の外縁までの径方向の距離）：基板Ｗの半径の９／１５。周縁部の幅（周縁部の内縁から周縁部の外縁までの径方向の距離）：基板Ｗの半径の１／１５。これら割合は一例であって、他の割合の適用を妨げるものではない。

【0034】

図２に示すように、処理ユニット２は、ＳＰＭなどの薬液を第１薬液ノズル１１に案内する第１薬液配管１４と、第１薬液配管１４内の硫酸および過酸化水素水を撹拌する撹拌配管１５と、第１薬液配管１４に供給される硫酸および過酸化水素水を撹拌配管１５の上流で混合する混合バルブ１６とを含む。
図２に示すように、処理ユニット２は、発熱薬液の一例である硫酸（液体）を収容する硫酸タンク１７と、硫酸を加熱することにより硫酸タンク１７内の硫酸の温度を室温よりも高い温度（６０〜９０℃の範囲内の一定温度。たとえば、８０℃）に維持する第１ヒータ２１と、硫酸タンク１７内の硫酸を混合バルブ１６に案内する硫酸配管１８と、硫酸配管１８の内部を開閉する硫酸バルブ１９と、硫酸配管１８から混合バルブ１６に供給される硫酸の流量を増減させる硫酸流量調整バルブ２０とを含む。

【0035】

図２に示すように、処理ユニット２は、反応薬液の一例である過酸化水素水を収容する過酸化水素水タンク２２と、過酸化水素水タンク２２内の室温（２０〜３０℃の範囲内で、たとえば２５℃）の過酸化水素水を混合バルブ１６に案内する過酸化水素水配管２３と、過酸化水素水配管２３の内部を開閉する過酸化水素水バルブ２４と、過酸化水素水配管２３から混合バルブ１６に供給される過酸化水素水の流量を増減させる過酸化水素水流量調整バルブ２５とを含む。

【0036】

図２に示すように、処理ユニット２は、さらに、純水供給源からの純水を第１薬液配管１４内に案内する純水配管２６と、純水配管２６の内部を開閉する純水バルブ２７と、純水配管２６から第１薬液配管１４に供給される過酸化水素水の流量を増減させる純水流量調整バルブ２８とを含む。純水配管２６の下流端は、撹拌配管１５よりも上流側の位置で第１薬液配管１４に接続されている。図示はしないが、純水流量調整バルブ２８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。

【0037】

硫酸バルブ１９が開かれると、高温の硫酸が、硫酸流量調整バルブ２０の開度に対応する流量で、硫酸配管１８から混合バルブ１６に供給される。また、過酸化水素水バルブ２４が開かれると、過酸化水素水タンク２２内の室温の過酸化水素水が、過酸化水素水流量調整バルブ２５の開度に対応する流量で、過酸化水素水配管２３から混合バルブ１６に供給される。これにより、硫酸および過酸化水素水が、所定の割合（硫酸の割合を「Ｘ１」とし、過酸化水素水の割合を「Ｙ１」とすると、たとえば、Ｘ１＞Ｙ１）で混合バルブ１６に供給される。

【0038】

混合バルブ１６に供給された硫酸および過酸化水素水は、撹拌配管１５を経て第１薬液配管１４から第１薬液ノズル１１に供給される。その過程で、硫酸および過酸化水素水が、混合バルブ１６で混合され、撹拌配管１５で撹拌される。これにより、硫酸および過酸化水素水が均一に混ざり合い、硫酸および過酸化水素水の反応によって硫酸および過酸化水素水の混合液（ＳＰＭ）が混合前の硫酸および過酸化水素水の温度よりも高い第１温度（１００℃以上。たとえば、１６０℃）まで加熱される。そのため、硫酸および過酸化水素水の混合によって生成された高温（第１温度）のＳＰＭが第１薬液ノズル１１から吐出される。ＳＰＭは、酸化力が強いペルオキソ一硫酸（Peroxymonosulfuric acid）を含む混合薬液である。

【0039】

また、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２４が閉じられており、純水バルブ２７が開かれているとき、純水供給源からの室温の純水が、混合バルブ１６を迂回して純水配管２６から第１薬液配管１４に流れる。これにより、室温の純水が、純水流量調整バルブ２８の開度に対応する流量で、純水配管２６から第１薬液配管１４に供給される。したがって、硫酸バルブ１９、過酸化水素水バルブ２４、および純水バルブ２７が開かれているときには、３つの流量調整バルブ（硫酸流量調整バルブ２０、過酸化水素水流量調整バルブ２５、および純水流量調整バルブ２８）の開度に対応する混合比で混合されたＳＰＭと純水との混合比が、第１薬液ノズル１１から吐出される。

【0040】

図２に示すように、処理ユニット２は、ＳＣ１（ＮＨ_４ＯＨとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）などの薬液を基板Ｗの上面に向けて吐出する第２薬液ノズル２９と、第２薬液ノズル２９が先端部に取り付けられた第２ノズルアーム３０と、第２ノズルアーム３０を移動させることにより、第２薬液ノズル２９を移動させる第２ノズル移動装置３１とを含む。図２は、第２薬液ノズル２９が内向き姿勢で第２ノズルアーム３０に保持されている例を示している。第２薬液ノズル２９は、内向き姿勢に限らず、垂直姿勢または外向き姿勢で第２ノズルアーム３０に保持されていてもよい。

【0041】

図３に示すように、第２ノズル移動装置３１は、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びる第２ノズル回動軸線Ａ３まわりに第２ノズルアーム３０を回動させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿って第２薬液ノズル２９を水平に移動させる。第２ノズル移動装置３１は、第２薬液ノズル２９から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、第２薬液ノズル２９が平面視でスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間で、第２薬液ノズル２９を水平に移動させる。さらに、第２ノズル移動装置３１は、中央位置と中間位置と周縁位置との間で、第２薬液ノズル２９を水平に移動させる。

【0042】

図２に示すように、処理ユニット２は、ＳＰＭの温度（第１温度）よりも低く室温よりも高い温度（たとえば、３０〜５０℃）のＳＣ１を第２薬液ノズル２９に案内する第２薬液配管３３と、第２薬液配管３３の内部を開閉する第２薬液バルブ３４とを含む。第２薬液バルブ３４が開かれると、第２薬液供給源からのＳＣ１が、第２薬液配管３３から第２薬液ノズル２９に供給される。これにより、たとえば４０℃のＳＣ１（液体）が、第２薬液ノズル２９から吐出される。

【0043】

図２に示すように、処理ユニット２は、リンス液を基板Ｗの上面に向けて吐出するリンス液ノズル３６と、リンス液ノズル３６が先端部に取り付けられた第３ノズルアーム３７と、第３ノズルアーム３７を移動させることにより、リンス液ノズル３６を移動させる第３ノズル移動装置３８とを含む。図２は、リンス液ノズル３６が内向き姿勢で第３ノズルアーム３７に保持されている例を示している。リンス液ノズル３６は、内向き姿勢に限らず、垂直姿勢または外向き姿勢で第３ノズルアーム３７に保持されていてもよい。

【0044】

図示はしないが、第３ノズル移動装置３８は、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びる第３ノズル回動軸線まわりに第３ノズルアーム３７を回動させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿ってリンス液ノズル３６を水平に移動させる。第３ノズル移動装置３８は、リンス液ノズル３６から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、リンス液ノズル３６が平面視でスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間で、リンス液ノズル３６を水平に移動させる。さらに、第３ノズル移動装置３８は、中央位置と中間位置と周縁位置との間で、リンス液ノズル３６を水平に移動させる。

【0045】

図２に示すように、処理ユニット２は、リンス液供給源からのリンス液をリンス液ノズル３６に案内する第１リンス液配管３９と、第１リンス液配管３９の内部を開閉する第１リンス液バルブ４０と、第１リンス液配管３９からリンス液ノズル３６に供給されるリンス液の流量を増減させる第１リンス液流量調整バルブ４１とを含む。
第１リンス液バルブ４０が開かれると、室温（たとえば、２５℃）のリンス液が、第１リンス液流量調整バルブ４１の開度に対応する流量で、リンス液ノズル３６から吐出される。リンス液ノズル３６から吐出されるリンス液は、純水（脱イオン水：Ｄeionzied water）である。リンス液ノズル３６に供給されるリンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、）または希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、などであってもよい。

【0046】

図２に示すように、処理ユニット２は、加熱液を基板Ｗの下面中央部に向けて吐出する下面ノズル４５と、加熱液を下面ノズル４５に案内する加熱液配管４６と、加熱液配管４６の内部を開閉する加熱液バルブ４７と、加熱液配管４６から下面ノズル４５に供給される加熱液の流量を増減させる加熱液流量調整バルブ４８と、加熱液配管４６から下面ノズル４５に供給される加熱液加熱液をＳＰＭの温度（第１温度）よりも低く室温よりも高い温度（たとえば、５０〜９０℃）で加熱する加熱液ヒータ４９とを含む。

【0047】

加熱液バルブ４７が開かれると、加熱液供給源からの加熱液が、加熱液流量調整バルブ４８の開度に対応する流量で、加熱液配管４６から下面ノズル４５に供給される。これにより、加熱流体（加熱液）の一例である高温（たとえば、６０℃）の加熱液が、下面ノズル４５から吐出される。図２に示すように、下面ノズル４５に供給される加熱液は、加熱された純水である。下面ノズル４５に供給される加熱液の種類は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、）または希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、などであってもよい。

【0048】

図２および図３に示すように、下面ノズル４５は、スピンベース７の上面中央部と基板Ｗの下面中央部との間の高さに水平な姿勢で配置された円板部５０と、円板部５０から下方に延びる筒状部５１とを含む。加熱液配管４６からの加熱液は、筒状部５１の内部に供給され、円板部５０の上面で開口する吐出口４５ａから上向きに吐出される。円板部５０および筒状部５１は、スピン軸９などの回転部に非接触であり、下面ノズル４５は、一定の位置に固定されている。筒状部５１は、筒状のスピン軸９内に配置されている。スピン軸９の内周面は、径方向に間隔を空けて筒状部５１の外周面を全周にわたって取り囲んでいる。図２に示すように、スピン軸９の内周面と筒状部５１の外周面とは、基板回転軸線Ａ１に沿って延びる筒状の気体流路５２を形成している。気体吐出口５３としての気体流路５２の上端は、スピンベース７の上面中央部で開口している。

【0049】

図２に示すように、処理ユニット２は、気体供給源からの気体を気体流路５２に案内する気体配管５４と、気体配管５４の内部を開閉する気体バルブ５５と、気体配管５４から気体流路５２に供給される気体の流量を増減させる気体流量調整バルブ５６と、気体配管５４から気体流路５２に供給される気体をＳＰＭの温度（第１温度）よりも低く室温よりも高い温度（たとえば、５０〜９０℃）で加熱する気体ヒータ５７とを含む。

【0050】

気体バルブ５５が開かれると、気体供給源からの気体が、気体流量調整バルブ５６の開度に対応する流量で、気体配管５４から気体流路５２に供給される。気体流路５２に供給された気体は、気体流路５２内を上方に流れ、気体吐出口５３から上方に吐出される。そして、気体吐出口５３から吐出された気体は、基板Ｗの下面とスピンベース７の上面との間を放射状に広がる。これにより、基板Ｗの下面とスピンベース７の上面との間の空間が、加熱流体（加熱ガス）の一例である高温（たとえば、８０℃）の気体で満たされる。気体吐出口５３から吐出される気体は、不活性ガスの一例である窒素ガスである。気体は、窒素ガスに限らず、窒素ガス以外の不活性ガスであってもよいし、水蒸気などの他の気体であってもよい。

【0051】

図２に示すように、カップ６は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方に配置されている。カップ６は、スピンベース７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、処理液が基板Ｗから基板Ｗの周囲に飛散する。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６の上端部は、スピンベース７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やリンス液などの処理液は、カップ６によって受け止められる。そして、カップ６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。

【0052】

図２に示すように、加熱装置は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上方に配置された赤外線ヒータ５８と、赤外線ヒータ５８が先端部に取り付けられたヒータアーム５９と、ヒータアーム５９を移動させることにより、赤外線ヒータ５８を移動させるヒータ移動装置６０とを含む。
図２に示すように、赤外線ヒータ５８は、赤外線を含む光を発する赤外線ランプ６１と、赤外線ランプ６１を収容するランプハウジング６２とを含む。赤外線ランプ６１は、ランプハウジング６２内に配置されている。図３に示すように、ランプハウジング６２は、平面視で基板Ｗよりも小さい。したがって、赤外線ヒータ５８は、平面視で基板Ｗよりも小さい。赤外線ランプ６１およびランプハウジング６２は、ヒータアーム５９に取り付けられている。したがって、赤外線ランプ６１およびランプハウジング６２は、ヒータアーム５９と共に移動する。

【0053】

図４に示すように、赤外線ランプ６１は、制御装置３に接続されている。赤外線ランプ６１に供給される電力は、制御装置３によって調整される。赤外線ランプ６１は、たとえばハロゲンランプである。赤外線ランプ６１は、ハロゲンランプの代わりに、カーボンヒータ等の他の発熱体であってもよい。赤外線ランプ６１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。ランプハウジング６２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。したがって、赤外線ランプ６１が光を発すると、赤外線ランプ６１からの光が、ランプハウジング６２を透過してランプハウジング６２の外面から外方に放出される。

【0054】

図４に示すように、ランプハウジング６２は、基板Ｗの上面と平行な底壁を有している。赤外線ランプ６１は、底壁の上方に配置されている。底壁の下面は、基板Ｗの上面と平行でかつ平坦な基板対向面５８ａを含む。赤外線ヒータ５８が基板Ｗの上方に配置されている状態では、赤外線ヒータ５８の基板対向面５８ａが、間隔を空けて基板Ｗの上面に上下方向に対向する。この状態で赤外線ランプ６１が光を発すると、赤外線を含む光が、基板対向面５８ａから基板Ｗの上面に向かい、基板Ｗの上面に照射される。基板対向面５８ａは、たとえば、直径が基板Ｗの半径よりも小さい円形である。基板対向面５８ａは、円形に限らず、長手方向の長さが基板Ｗの半径以上で基板Ｗの直径未満である矩形状であってもよいし、円形および矩形以外の形状であってもよい。

【0055】

図４に示すように、赤外線ランプ６１は、水平面に沿って配置された有端の円環部６３と、円環部６３の一端部および他端部から上方に延びる一対の鉛直部６４とを含む。ランプハウジング６２は、赤外線を透過させる透過部材を含む。透過部材は、上下方向に延びる筒状の収容部６５と、収容部６５の下端を塞ぐ円板状の底板部６６とを含む。ランプハウジング６２は、さらに、収容部６５の上端を塞ぐ蓋部材６７と、赤外線ランプ６１の一対の鉛直部６４を支持する支持部材６８とを含む。赤外線ランプ６１は、支持部材６８を介して蓋部材６７に支持されている。赤外線ランプ６１の円環部６３は、収容部６５と底板部６６と蓋部材６７とによって区画された空間に配置されている。底板部６６は、赤外線ランプ６１の下方に配置されており、間隔を空けて赤外線ランプ６１に上下方向に対向している。

【0056】

図２に示すように、ヒータ移動装置６０は、赤外線ヒータ５８を所定の高さで保持している。図３に示すように、ヒータ移動装置６０は、スピンチャック５の周囲で鉛直方向に延びるヒータ回動軸線Ａ４まわりにヒータアーム５９を回動させることにより、赤外線ヒータ５８を水平に移動させる。これにより、赤外線が照射される照射位置（基板Ｗの上面内の一部の領域）が基板Ｗの上面内で移動する。ヒータ移動装置６０は、平面視で基板Ｗの中心を通る軌跡に沿って赤外線ヒータ５８を水平に移動させる。したがって、赤外線ヒータ５８は、スピンチャック５の上方を含む水平面内で移動する。また、ヒータ移動装置６０は、赤外線ヒータ５８を鉛直方向に移動させることにより、基板対向面５８ａと基板Ｗとの距離を変化させる。

【0057】

図４に示すように、赤外線ヒータ５８からの光は、基板Ｗの上面内の照射位置に照射される。制御装置３は、赤外線ヒータ５８が赤外線を発している状態で、スピンチャック５によって基板Ｗを回転させながら、ヒータ移動装置６０によって赤外線ヒータ５８をヒータ回動軸線Ａ４まわりに回動させる。これにより、基板Ｗの上面が、加熱位置としての照射位置によって走査される。そのため、処理液などの液体が基板Ｗ上に保持されている状態で赤外線ランプ６１が赤外線を発すると、基板Ｗおよび処理液の温度が上昇する。

【0058】

図５は、処理ユニット２によって行われる第１処理例の概略を示すタイムチャートである。図６は、第１処理例の一部の具体的なタイムチャートである。以下では、図２および図５を参照して、不要になったレジストパターンを基板Ｗから除去するレジスト除去工程について説明する。図６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が処理されるときには、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程（図５のステップＳ１）が行われる。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Ｗを保持している基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバー４内に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲに基板Ｗを複数のチャックピン８上に載置させる。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ー４内から退避させる。また、制御装置３は、基板Ｗが複数のチャックピン８上に載置された後、各チャックピン８を開位置から閉位置に移動させる。その後、制御装置３は、スピンモータ１０によって基板Ｗの回転を開始させる。

【0059】

次に、第１薬液の一例である高温（第１温度）のＳＰＭを基板Ｗに供給する第１薬液供給工程（図５のステップＳ２）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１０を制御することにより、第１薬液回転速度Ｖ１（図６参照）まで基板Ｗを加速させ、第１薬液回転速度Ｖ１で基板Ｗを回転させる。すなわち、制御装置３は、基板Ｗの回転速度を第１薬液回転速度Ｖ１に維持する。さらに、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、第１薬液ノズル１１が基板Ｗの上方に配置される。その後、制御装置３は、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２４を開いて、第１温度（たとえば、１６０℃）のＳＰＭを第１薬液回転速度Ｖ１で回転している基板Ｗの上面に向けて第１薬液ノズル１１に吐出させる。制御装置３は、第１ノズル移動装置１３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。

【0060】

第１薬液ノズル１１から吐出されたＳＰＭは、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、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、レジスト膜とＳＰＭとが化学反応し、基板Ｗ上のレジスト膜が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、第１薬液ノズル１１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。

【0061】

次に、ＳＰＭの吐出を停止させた状態でＳＰＭの液膜を基板Ｗ上に保持するパドル工程（図５のステップＳ３）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１０を制御することにより、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜に覆われている状態で、第１薬液供給工程での基板Ｗの回転速度（第１薬液回転速度Ｖ１）よりも小さい第２薬液回転速度Ｖ２（図６参照）まで基板Ｗを減速させ、第２薬液回転速度Ｖ２で基板Ｗを回転させる。そのため、基板Ｗ上のＳＰＭに加わる遠心力が弱まり、基板Ｗ上から排出されるＳＰＭの量が減少する。制御装置３は、基板Ｗが第２薬液回転速度Ｖ２で回転している状態で、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２４を閉じて、第１薬液ノズル１１からのＳＰＭの吐出を停止させる。これにより、ＳＰＭの吐出が停止された状態で、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に保持される。制御装置３は、ＳＰＭの吐出を停止した後、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１を基板Ｗの上方で待機させる。

【0062】

また、赤外線ヒータ５８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（第１温度）よりも高温の加熱温度で加熱する加熱工程（図５のステップＳ４）が、第１薬液供給工程（図５のステップＳ２）およびパドル工程（図５のステップＳ３）と並行して行われる。具体的には、制御装置３は、ヒータ移動装置６０を制御することにより、赤外線ヒータ５８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５８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５８に発光を開始させる。これにより、赤外線ヒータ５８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。

【0063】

赤外線ヒータ５８が基板Ｗの上方で発光を開始した後、制御装置３は、ヒータ移動装置６０によって赤外線ヒータ５８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。そして、制御装置３は、赤外線ヒータ５８による基板Ｗの加熱が所定時間にわたって行われた後、基板Ｗが第２薬液回転速度Ｖ２で回転しており、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に保持されている状態で、赤外線ヒータ５８の発光を停止させる。その後、制御装置３は、ヒータ移動装置６０を制御することにより、赤外線ヒータ５８を基板Ｗの上方から退避させる。なお、赤外線ヒータ５８の発光と移動は、同時に行われてもよいし、発光してから移動を開始してもよい。

【0064】

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。したがって、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜も均一に加熱される。赤外線ヒータ５８による基板Ｗの加熱温度は、ＳＰＭのその濃度における沸点以上の温度に設定されている。そのため、基板Ｗ上のＳＰＭが、その濃度における沸点まで加熱される。特に、赤外線ヒータ５８による基板Ｗの加熱温度が、ＳＰＭのその濃度における沸点よりも高温に設定されている場合には、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からの異物（レジスト膜）の除去が促進される。

【0065】

次に、反応液含有液の一例であるＳＰＭを基板Ｗに供給する反応液供給工程（図５のステップＳ５）と、過酸化水素水と混合される硫酸の割合を減少させることにより、基板Ｗに向けて吐出されるＳＰＭ中の過酸化水素水の割合を増加させる反応液濃度変更工程（図５のステップＳ６）とが、並行して行われる。さらに、反応液供給工程および反応液濃度変更工程と並行して、ＳＰＭの温度（第１温度）よりも低く、かつ後述する第１リンス液供給工程（図５のステップＳ８）で基板Ｗに供給されるリンス液の温度（第２温度）よりも高い第１中間温度の加熱流体の一例である純水を基板Ｗの下面に供給する第１温度低下抑制工程（図５のステップＳ７）とが、並行して行われる。

【0066】

反応液供給工程に関しては、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１から吐出された処理液が基板Ｗの上面中間部に着液する中間位置に第１薬液ノズル１１を位置させる。その後、制御装置３は、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２４を開いて、第１温度のＳＰＭ（反応液含有液）を、第２薬液回転速度Ｖ２で回転している基板Ｗの上面に向けて第１薬液ノズル１１に吐出させる。これにより、基板Ｗと未反応の新しいＳＰＭ（反応液含有液）の供給が基板Ｗの上面中間部で開始される。

【0067】

ＳＰＭ（反応液含有液）の供給が開始された後、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、基板Ｗが第２薬液回転速度Ｖ２で回転している状態で、第１薬液ノズル１１を上面中間部から中央位置に移動させる。これにより、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置が中央部に移動する。その後、制御装置３は、硫酸バルブ１９および過酸化水素水バルブ２４を閉じて、第１薬液ノズル１１からのＳＰＭの吐出を停止させる。続いて、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１を基板Ｗの上方から退避させる。これにより、反応液供給工程が終了する。

【0068】

反応液濃度変更工程に関しては、制御装置３は、反応液供給工程が行われている間、硫酸流量調整バルブ２０および過酸化水素水流量調整バルブ２５の開度を調整することにより、第１薬液ノズル１１から吐出される反応液含有液の吐出流量を一定に維持しながら、硫酸および過酸化水素水の混合比を変更する。図６の上段に示すように、制御装置３は、たとえば、第１薬液ノズル１１に供給される硫酸の流量を徐々に減少させると共に、第１薬液ノズル１１に供給される過酸化水素水の流量を徐々に増加させる。最終的に、制御装置３は、硫酸および過酸化水素水の混合比を、たとえば２（硫酸）対１（過酸化水素水）から１（硫酸）対１（過酸化水素水）に連続的または段階的に変更する。そのため、ＳＰＭの吐出が停止される直前の混合比は、１（硫酸）対１（過酸化水素水）に設定される。

【0069】

なお、反応液濃度変更工程では、第１薬液供給工程（図５のステップＳ２）での混合比（例えば、１０（硫酸）対１（過酸化水素水））で処理を開始した後に、徐々に混合比が変化してもよい。さらに、反応液濃度変更工程の最終段階では、硫酸の割合が零まで減少されてもよい。
第１温度低下抑制工程に関しては、制御装置３は、第１中間温度（たとえば、室温よりも高い温度）の純水を、第２薬液回転速度Ｖ２で回転している基板Ｗの下面に向けて下面ノズル４５に吐出させる。下面ノズル４５から吐出された純水は、基板Ｗの下面中央部に着液した後、遠心力によって基板Ｗの周縁まで基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、純水が基板Ｗの下面全域に供給される。そのため、基板ＷおよびＳＰＭの温度低下が抑制される。制御装置３は、加熱液バルブ４７が開かれてから所定時間が経過すると、加熱液バルブ４７を閉じて下面ノズル４５からの純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、気体バルブ５５を開閉することより、窒素ガスを気体吐出口５３から一時的に吐出させる。これにより、基板Ｗとスピンベース７との間から純水が排出される。

【0070】

反応液供給工程では、反応液含有液（ＳＰＭ）に含まれる過酸化水素水の割合が徐々に高められる。室温の過酸化水素水の比率が高まると、反応液含有液の温度は、第１温度よりも低く、室温以上の温度まで低下する。基板Ｗの上面中央部に着液した反応液含有液は、着液位置から着液位置の周囲に基板Ｗ上を広がる。さらに、基板Ｗ上の反応液含有液は、基板Ｗ上を回転方向の下流側に周方向に流れながら、基板Ｗの周縁に向かって基板Ｗ上を外方に流れる。これにより、基板ＷおよびＳＰＭよりも低温の反応液含有液がＳＰＭの液膜で覆われた基板Ｗの上面全域に供給される。そのため、反応液含有液は、反応液含有液よりも高温の基板ＷおよびＳＰＭの熱を奪いながら基板Ｗ上を流れる。

【0071】

反応液供給工程では、赤外線ヒータ５８による加熱温度よりも低温の反応液含有液が基板Ｗに供給されるので、基板ＷおよびＳＰＭの温度（特に着液位置およびその近傍での温度）が低下する。しかし、基板Ｗ上のＳＰＭに含まれる硫酸と、反応液含有液に含まれる硫酸とが、反応液含有液に含まれる過酸化水素水との反応によって発熱するので、着液位置での基板ＷおよびＳＰＭの大幅な温度低下が抑制または防止される。さらに、反応液供給工程と並行して第１温度低下抑制工程が行われるので、着液位置での基板ＷおよびＳＰＭの温度低下量が低減される。そのため、着液位置とその他の位置との間での基板Ｗの温度差の増加を抑えることができる。これにより、温度差に起因する基板Ｗの変形を抑えることができ、基板Ｗの歪み量を低減できる。

【0072】

さらに、反応液供給工程と並行して反応液濃度変更工程が行われるので、反応液含有液中の硫酸濃度が徐々に低下することにより、反応熱の生成量が徐々に減少する。したがって、基板Ｗに供給される反応液含有液自体の温度が徐々に低下する。そのため、反応液供給工程では、基板ＷおよびＳＰＭの温度が、反応液含有液の供給によって次第に低下していく。したがって、基板ＷおよびＳＰＭと反応液含有液との温度差は、反応液含有液の供給開始時が最も大きい。反応液含有液の供給は、基板Ｗの上面中央部よりも周速が大きい基板Ｗの上面中間部で開始される。そのため、反応液含有液の供給が基板Ｗの上面中央部で開始される場合よりも、単位面積当たりの反応液含有液の供給流量が少ない。よって、着液位置での基板ＷおよびＳＰＭの温度が、多量の反応液含有液の供給によって急激にかつ大幅に低下することを抑制または防止できる。さらに、基板Ｗの上面中央部に着液した反応液含有液は、基板Ｗの上面周縁部を経て基板Ｗの周囲に排出されるので、反応液含有液の供給が基板Ｗの上面周縁部で開始される場合よりも、基板Ｗ上での反応液含有液の滞在時間が長い。そのため、反応液含有液を効率的に利用できる。

【0073】

また、第１薬液ノズル１１は、内向きに反応液含有液を吐出する。したがって、第１薬液ノズル１１から吐出された反応液含有液は、基板Ｗ上を主として着液位置から内方に流れる。そのため、第１薬液ノズル１１が基板Ｗの上面に垂直な方向に反応液含有液を吐出する場合や、第１薬液ノズル１１が外向きに反応液含有液を吐出する場合よりも短時間で着液位置よりも内方の領域に反応液含有液を広げることができる。さらに、着液位置から内方に流れる反応液含有液の流量が増加するので、基板Ｗ上での反応液含有液の滞在時間が増加する。そのため、反応液含有液を効率的に利用できる。

【0074】

次に、第２温度のリンス液の一例である室温の純水を基板Ｗに供給する第１リンス液供給工程（図５のステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、第３ノズル移動装置３８を制御することにより、リンス液ノズル３６を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置３は、第１リンス液バルブ４０を開いて、室温の純水を基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル３６に吐出させる。さらに、制御装置３は、スピンモータ１０を制御することにより、第１薬液回転速度Ｖ１および第２薬液回転速度Ｖ２よりも大きいリンス回転速度Ｖ３（図６参照）まで基板Ｗを加速させ、リンス回転速度Ｖ３で基板Ｗを回転させる。そして、第１リンス液バルブ４０が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、第１リンス液バルブ４０を閉じて、リンス液ノズル３６からの純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、第３ノズル移動装置３８を制御することにより、リンス液ノズル３６を基板Ｗの上方から退避させる。

【0075】

リンス液ノズル３６から吐出された純水は、薬液または反応液含有液によって覆われている基板Ｗの上面中央部に着液する。そのため、基板Ｗ上の薬液が中央部からその周囲に押し流される。基板Ｗの上面中央部に着液した純水は、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。同様に、基板Ｗ上の薬液は、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。さらに、第１薬液回転速度Ｖ１および第２薬液回転速度Ｖ２よりも大きいリンス回転速度Ｖ３で基板Ｗが回転しているので、第１薬液供給工程および反応液供給工程のときよりも大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わる。そのため、純水の液膜が基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁まで瞬時に広がり、基板Ｗ上の薬液が短時間で純水に置換される。これにより、基板Ｗ上の薬液が純水によって洗い流される。

【0076】

次に、基板Ｗに供給される前の温度がＳＰＭの温度（第１温度）より低く、リンス液の温度（第２温度）よりも高い第２薬液の一例であるＳＣ１を基板Ｗに供給する第２薬液供給工程（図５のステップＳ９）と、基板Ｗに供給される前の温度がＳＰＭの温度（第１温度）より低く、リンス液の温度（第２温度）よりも高い第２中間温度の加熱流体の一例である純水を基板Ｗの下面に供給する第２温度低下抑制工程（図５のステップＳ１０）とが、並行して行われる。

【0077】

第２薬液供給工程に関しては、制御装置３は、第２ノズル移動装置３１を制御することにより、第２薬液ノズル２９を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、第２薬液ノズル２９が基板Ｗの上方に配置された後、第２薬液バルブ３４を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けてＳＣ１を第２薬液ノズル２９に吐出させる。制御装置３は、この状態で第２ノズル移動装置３１を制御することにより、基板Ｗの上面に対するＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させる。そして、第２薬液バルブ３４が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、第２薬液バルブ３４を閉じてＳＣ１の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、第２ノズル移動装置３１を制御することにより、第２薬液ノズル２９を基板Ｗの上方から退避させる。

【0078】

第２薬液ノズル２９から吐出されたＳＣ１は、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、基板Ｗ上の純水は、ＳＣ１によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、基板Ｗ上の純水の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆うＳＣ１の液膜に置換される。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ＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、ＳＣ１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、第２薬液ノズル２９から吐出されたＳＣ１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。

【0079】

第２温度低下抑制工程に関しては、制御装置３は、制御装置３は、第２中間温度の純水を、回転している基板Ｗの下面に向けて下面ノズル４５に吐出させる。これにより、純水が基板Ｗの下面全域に供給される。そのため、第２温度のリンス液の供給によって第２温度まで温度が低下した基板Ｗの温度が、第２温度よりも高温のＳＣ１の供給によって局所的に変化することを防止できる。制御装置３は、加熱液バルブ４７が開かれてから所定時間が経過すると、加熱液バルブ４７を閉じて下面ノズル４５からの純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、気体バルブ５５を開閉することより、窒素ガスを気体吐出口５３から一時的に吐出させる。これにより、基板Ｗとスピンベース７との間から純水が排出される。

【0080】

次に、リンス液の一例である室温の純水を基板Ｗに供給する第２リンス液供給工程（図５のステップＳ１１）が行われる。具体的には、制御装置３は、第３ノズル移動装置３８を制御することにより、リンス液ノズル３６を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、リンス液ノズル３６が基板Ｗの上方に配置された後、第１リンス液バルブ４０を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けてリンス液ノズル３６に純水を吐出させる。これにより、基板Ｗ上のＳＣ１が、純水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ＳＣ１の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜に置換される。そして、第１リンス液バルブ４０が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、第１リンス液バルブ４０を閉じて純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、リンス液ノズル３６を基板Ｗの上方から退避させる。

【0081】

次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（図５のステップＳ１２）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１０を制御することにより、第１薬液供給工程（図５のステップＳ２）から第２リンス液供給工程（図５のステップＳ１１）までの回転速度よりも大きい乾燥回転速度（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１０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。

【0082】

次に、基板Ｗをチャンバー４内から搬出する搬出工程（図５のステップＳ１３）が行われる。具体的には、制御装置３は、各チャックピン８を閉位置から開位置に移動させて、スピンチャック５による基板Ｗの把持を解除させる。その後、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ー４内に進入させる。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ー４内から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。

【0083】

なお、前述の第１処理例の説明では、反応液含有液としての過酸化水素水含有液（硫酸および過酸化水素水の混合液または過酸化水素水）が、反応液供給工程で基板Ｗに供給される場合について説明したが、硫酸と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる純水を含み、液温が第１温度以下で第２温度以上の純水含有液（硫酸および純水の混合液、ＳＰＭおよび純水の混合液、または、純水）が、反応液供給工程で基板Ｗに供給されてもよい。具体的には、反応液含有液の一例である純水含有液を基板Ｗに供給する反応液供給工程（図６のステップＳ５ａ）が、過酸化水素水含有液を基板Ｗに供給する反応液供給工程（図６のステップＳ５）の代わりに、反応液濃度変更工程および第１温度低下抑制工程と並行して実行されてもよい。

【0084】

この場合、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１から吐出された処理液が基板Ｗの上面中間部に着液する中間位置に第１薬液ノズル１１を位置させる。その後、制御装置３は、硫酸バルブ１９および純水バルブ２７を開いて、第１温度よりも低温で第２温度よりも高温の、硫酸と純水との混合液（純水含有液）を、第２薬液回転速度Ｖ２で回転している基板Ｗの上面に向けて第１薬液ノズル１１に吐出させる。これにより、硫酸と純水との混合液（純水含有液）の供給が基板Ｗの上面中間部で開始される。

【0085】

硫酸と純水との混合液（純水含有液）の供給が基板Ｗの上面中間部で開始された後、制御装置３は、硫酸流量調整バルブ２０および純水流量調整バルブ２８の開度を調整することにより、第１薬液ノズル１１から吐出される純水含有液の吐出流量を一定に維持しながら、硫酸および純水の混合比を変更する。図６の下段に示すように、制御装置３は、たとえば、硫酸の供給流量を徐々に減少させることにより、第１薬液ノズル１１から吐出される硫酸の吐出流量を徐々に減少させる。制御装置３は、これと並行して、第１薬液ノズル１１に供給される純水の流量を増加させる。最終的に、制御装置３は、硫酸流量調整バルブ２０の開度を零まで減少させる。そのため、硫酸および純水の混合比が、最終的に０（硫酸）対１（純水）に変更され、室温の純水（純水含有液）だけが第１薬液ノズル１１から吐出される。

【0086】

また、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、硫酸および純水の混合比を変更するのと並行して、基板Ｗが第２薬液回転速度Ｖ２で回転している状態で、第１薬液ノズル１１を中間位置から中央位置に移動させる。これにより、純水含有液の着液位置が基板Ｗの上面中間部から上面中央部に移動する。その後、制御装置３は、第２温度のリンス液の一例である室温の純水を基板Ｗに供給する第１リンス液供給工程（図５のステップＳ８）を開始する。具体的には、制御装置３は、スピンモータ１０を制御することにより、第１薬液ノズル１１が基板Ｗの上面中央部に向けて室温の純水を吐出している状態で、基板Ｗをリンス回転速度Ｖ３で回転させる。その後、制御装置３は、純水バルブ２７を閉じて、第１薬液ノズル１１からの純水の吐出を停止させる。続いて、制御装置３は、第１ノズル移動装置１３を制御することにより、第１薬液ノズル１１を基板Ｗの上方から退避させる。

【0087】

以上のように本実施形態では、第１温度（基板Ｗに供給される前の薬液の温度）の薬液が基板Ｗの上面に供給される。そして、薬液が基板Ｗに残留している状態で、反応液含有液（反応液としての過酸化水素水または純水を含む液）が基板Ｗの上面に供給される。基板Ｗに供給された反応液含有液は、基板Ｗに残留している薬液と混ざり合う。そのため、基板Ｗに残留している液体における反応液含有液の割合が高まり、薬液の濃度が低下する。第１温度よりも低い第２温度（基板Ｗに供給される前のリンス液の温度）のリンス液は、反応液含有液が基板Ｗに供給された後に、基板Ｗの上面に供給される。これにより、基板Ｗに残留している液体（薬液および反応液含有液を含む液体）が洗い流される。

【0088】

反応液含有液の供給が開始されると、基板Ｗの温度は反応液含有液の温度に近づいていく。基板Ｗに供給される前の反応液含有液の温度は、薬液の温度（第１温度）以下で、リンス液の温度（第２温度）以上である。反応液含有液に含まれる反応液（過酸化水素水または純水）は、薬液（ＳＰＭ）と混ざり合うことにより発熱反応を発生させる。したがって、薬液が基板Ｗに残留している状態で反応液含有液が基板Ｗの上面に供給されると、反応液含有液の着液位置およびその近傍の位置で発熱反応が発生し、着液位置近傍領域での基板Ｗの温度低下量が低減される。そのため、基板Ｗの温度は徐々に反応液含有液の温度に近づいていく。つまり、基板Ｗの急激な温度変化が抑制される。

【0089】

さらに、反応液含有液に含まれる発熱液（硫酸またはＳＰＭ）の割合が、反応液含有液の吐出開始時よりも減少するので、発熱液より低温の反応液（過酸化水素水または純水）の割合が増加し、その結果、反応液含有液の温度が低下する。したがって、吐出開始時の反応液含有液よりも低温の反応液含有液が基板Ｗの上面に供給され、反応液含有液の温度がリンス液の温度（第２温度）に近づいていく。そのため、着液位置近傍領域での基板Ｗの温度低下がさらに緩やかになる。よって、高温のＳＰＭの供給に引き続いて室温の純水が供給される場合よりも、基板Ｗの急激かつ急速な温度低下を抑制でき、基板Ｗの変形量を低減できる。

【0090】

また本実施形態では、高温の発熱液（ＳＰＭ）の割合が大きい反応液含有液が、基板Ｗの上面に向けて吐出される。その後、発熱液（ＳＰＭ）の割合が反応液（純水）の割合よりも大きい混合比から発熱液の割合が反応液の割合よりも小さい混合比まで、基板Ｗに向けて吐出される反応液含有液に含まれる発熱液の割合が減少される。したがって、基板Ｗに向けて吐出される反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下する。そのため、薬液とリンス液の温度差が大きい場合、すなわち、第１温度と第２温度との差が大きい場合であっても、基板Ｗの温度を緩やかに且つ均一にリンス液の温度に近づけることができる。これにより、温度差に起因する基板Ｗの変形を抑制または防止できる。

【0091】

また本実施形態では、反応液含有液に含まれる発熱液（硫酸）の割合が零まで減少される。したがって、反応液含有液に含まれる発熱液がなくなり、反応液（純水）だけが基板Ｗに向けて吐出される。そのため、基板Ｗに向けて吐出される反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下し、反応液含有液の温度変化量が増加する。よって、薬液とリンス液の温度差が大きい場合であっても、基板Ｗの温度を緩やかに且つ均一にリンス液の温度に近づけることができる。

【0092】

また本実施形態では、反応液含有液が硫酸と純水とによって構成されており、反応液含有液に含まれる発熱液（硫酸）の割合が零まで減少される。したがって、反応液含有液に含まれる発熱液がなくなり、反応液だけ、つまり第２リンス液供給工程（図５のステップＳ８）で基板Ｗに供給されるリンス液と同種の液体が、基板Ｗに向けて吐出される。そのため、反応液含有液の温度が緩やかに大きく低下するだけでなく、第２リンス液供給工程（図５のステップＳ８）の前に基板Ｗに残留している液体とリンス液との親和性が高まる。よって、反応液含有液の供給後にリンス液を供給することにより、基板Ｗに残留している液体を円滑に洗い流すことができる。

【0093】

本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１処理例では、第１薬液ノズル１１からのＳＰＭの吐出を停止させた状態で基板ＷとＳＰＭとを反応させるパドル工程が行われる場合について説明したが、パドル工程が省略され、第１薬液供給工程の終了に引き続いて反応液供給工程が開始されてもよい。

【0094】

また、前述の第１処理例では、基板ＷおよびＳＰＭを赤外線ヒータ５８を加熱する場合について説明したが、赤外線ヒータ５８によって基板ＷおよびＳＰＭを加熱する加熱工程（図５のステップＳ４）が省略されてもよい。同様に、第１温度低下抑制工程（図５のステップＳ７）および第２温度低下抑制工程（図５のステップＳ１０）の少なくとも一方が省略されてもよい。

【0095】

また、前述の第１処理例では、基板Ｗの上面に対する反応液含有液の供給が、基板Ｗの上面中間部で開始される場合について説明したが、反応液含有液の供給は、基板Ｗの上面中間部以外の位置（たとえば、上面周縁部）で開始されてもよい。
また、前述の第１処理例では、硫酸および過酸化水素水の混合比が、最終的に、１（硫酸）対１（過酸化水素水）に変更される場合について説明したが、硫酸の割合が最終的に零まで減少され、室温の過酸化水素水（過酸化水素水含有液）だけが第１薬液ノズル１１から吐出されてもよい。

【0096】

また、前述の第１処理例では、反応液供給工程（図５のステップＳ５）と同時に、第１温度低下抑制工程が開始される場合について説明したが、第１温度低下抑制工程（図５のステップＳ７）は、反応液供給工程の開始前または開始後に開始されてもよい。同様に、第２温度低下抑制工程（図５のステップＳ１０）は、第２薬液供給工程（図５のステップＳ９）の開始前または開始後に開始されてもよい。

【0097】

また、前述の第１処理例では、第１温度低下抑制工程（図５のステップＳ７）が終了した後に、すなわち、加熱流体の吐出が停止された後に、第２温度低下抑制工程（図５のステップＳ１０）が開始される場合について説明したが、反応液供給工程（図５のステップＳ５）の開始から第２薬液供給工程（図５のステップＳ９）の終了まで、加熱流体の吐出が継続されてもよい。

【0098】

また、前述の第１処理例では、処理ユニット２がレジスト除去工程を行う場合について説明したが、処理ユニット２で行われる処理は、レジスト除去工程に限らず、洗浄工程やエッチング工程などの他の工程であってもよい。
また、前述の第１処理例では、事前に混合された反応液含有液（硫酸および過酸化水素水の混合液、または硫酸および純水の混合液）が第１薬液ノズル１１に供給される場合について説明したが、反応液含有液は、基板Ｗ上で混合されてもよい。たとえば、反応液含有液が硫酸および純水の混合液である場合には、第１薬液ノズル１１に硫酸を吐出させるとの同時に、リンス液ノズル３６に純水を吐出させてもよい。

【0099】

また、前述の実施形態では、スピンチャック５が、複数のチャックピン８を備える挟持式のチャックである場合について説明したが、スピンチャック５は、スピンベース（吸着ベース）の上面に基板Ｗの下面（裏面）を吸着させるバキューム式のチャックであってもよい。
また、前述の実施形態では、第１薬液ノズル１１、第２薬液ノズル２９、およびリンス液ノズル３６が、別々のノズルアームに取り付けられている場合について説明したが、これらのノズルのうちの２つ以上が共通のノズルアームに取り付けられていてもよい。同様に、赤外線ヒータ５８は、第１薬液ノズル１１などの処理液を吐出する処理液ノズルと共通のアームに取り付けられていてもよい。

【0100】

また、前述の実施形態では、加熱液の一例である温水（第１中間温度に加熱された純水）を基板Ｗの下面に供給する場合について説明したが、加熱液に代わりに加熱ガスを基板Ｗの下面に供給してもよい。
具体的には、制御装置３は、第１温度低下抑制工程（図５のステップＳ７）および第２温度低下抑制工程（図５のステップＳ１０）の少なくとも一方において、気体バルブ５５を開いて、第１中間温度（たとえば、室温よりも高い温度）の窒素ガスをスピンベース７の上面中央部で開口する気体吐出口５３に吐出させてもよい。この場合、気体吐出口５３から吐出された窒素ガスは、基板Ｗの下面とスピンベース７の上面との間の空間をスピンベース７の上面中央部から放射状に広がる。これにより、基板Ｗの下面とスピンベース７の上面との間の空間が第１中間温度の窒素ガスで満たされ、基板Ｗの温度低下が加熱ガスの一例である窒素ガスによって抑制される。

【0101】

また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0102】

１ ：基板処理装置
３ ：制御装置
５ ：スピンチャック
１１ ：第１薬液ノズル
１８ ：硫酸配管
２２ ：過酸化水素水タンク
２３ ：過酸化水素水配管
２６ ：純水配管
３６ ：リンス液ノズル
３９ ：第１リンス液配管
４５ ：下面ノズル
４５ａ ：吐出口
４６ ：加熱液配管
５２ ：気体流路
５３ ：気体吐出口
５４ ：気体配管
５７ ：気体ヒータ
５８ ：赤外線ヒータ
６１ ：赤外線ランプ
６２ ：ランプハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】