特開 2024-176384 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176384

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241212BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20241212BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651M

H01L21/304 643A

H01L21/304 651B

H01L21/304 648G

H01L21/306 R

H01L21/30 572B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094879

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】309042864

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・イー・ティ

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】房野 正幸

【テーマコード（参考）】

5F043

5F146

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F043DD07

5F043DD13

5F043EE07

5F043EE08

5F146MA02

5F146MA03

5F146MA06

5F146MA10

5F157AA03

5F157AA22

5F157AA23

5F157AA64

5F157AA93

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC01

5F157BE23

5F157BE43

5F157BH18

5F157CF34

5F157CF42

(57)【要約】

【課題】正確な温度測定に適した態様で基板を加熱することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】加熱部１８は、光源部３４のＬＥＤからの光を基板１１に照射することによって基板１１を加熱する。ＬＥＤは、基板１１を透過しない波長域にピーク波長を持つ単一波長の光を出力する。ＬＥＤユニット３７に設けた放射温度計は、ＬＥＤが出力する光の波長を含まない波長域の光を検出して基板１１の温度を測定する。発光制御部３５は、放射温度計によって測定した基板１１の温度に基づいて、各ＬＥＤが出力する光の強度を増減する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛直軸まわりに回動自在に配され、基板の処理面に対する処理の際に回転される回転テーブルと、
前記回転テーブルに設けられ、前記処理面を下向きにして前記回転テーブルの上面と離した状態で前記基板を水平に保持し、前記回転テーブルと一体に回転する基板保持部と、
前記回転テーブルに保持される前記基板と前記回転テーブルとの間に配され、処理用流体を噴出して前記処理面に供給する処理液供給部と、
前記回転テーブルに保持される前記基板の上方に配され、前記処理用流体を前記処理面に供給している間に、前記基板に光を照射する複数の発光ダイオードを含み、前記複数の発光ダイオードからの光によって前記基板を加熱する加熱部と
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記複数の発光ダイオードは、前記基板を透過しない波長域内の光を出力することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記複数の発光ダイオードは、単一波長の光を出力することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記複数の発光ダイオードは、前記基板を透過しない波長域内にピーク波長がある単一波長の光を出力することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記基板は、シリコン基板であり、
前記複数の発光ダイオードは、ピーク波長が１．１μｍ未満の光を出力することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記複数の発光ダイオードから出力される光とは異なる波長の光を検出して前記基板の温度を測定する１または複数の放射温度計を有する温度測定部と、
前記温度測定部の測定結果に基づいて前記複数の発光ダイオードの出力を制御する発光制御部と
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体デバイス製造プロセスにおいて、基板上に回路パターンを形成するためのエッチング又はイオン注入などのマスクとして感光性樹脂であるレジスト膜が広く使用されている。例えば、シリコン基板（シリコンウエハ）の処理面に形成されたレジスト膜をマスクとしてエッチングやイオン注入などを行った後に、シリコン基板の処理面からレジスト膜を除去する。レジスト膜を除去する手法として、ＳＰＭ洗浄法が知られている。ＳＰＭ洗浄法では、硫酸と過酸化水素水を混合した硫酸過水にシリコン基板を浸漬することで、硫酸過水で生成される過硫酸（カロ酸、ペルオキソ一硫酸）によりレジスト膜を溶解して除去する。通常は、硫酸過水を１００℃以上に加熱することで、過硫酸の生成を促進している。

【0003】

また、回転テーブルに保持したシリコン基板に赤外線ランプからの赤外域の光を照射して、そのシリコン基板を加熱しながらシリコン基板の処理面に硫酸過水を吹き付けることによって、レジスト膜を除去する基板処理装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。赤外線ランプとしては、例えばタングステンランプ等が用いられる。また、加熱中のシリコン基板は、その温度が放射温度計を用いて測定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１１／０７４５２１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、赤外線ランプから出力される光は、近赤外線（波長がおよそ０．７～２．５μｍの範囲）、中赤外線（波長がおよそ２．５～４μｍの範囲）、遠赤外線（波長がおよそ４μｍ以上）を含む幅広い波長成分を有する。一方、放射温度計は、シリコン基板等の基板から放射される近赤外線から遠赤外線の波長域の光を検出することで基板の温度を得ている。このため、赤外線ランプから出力される光の一部が基板処理装置の内部で反射して外乱光として放射温度計に入射すると、測定した基板の温度に誤差が生じるという問題があった。

【0006】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、正確な温度測定に適した態様で基板を加熱することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の基板処理装置は、鉛直軸まわりに回動自在に配され、基板の処理面に対する処理の際に回転される回転テーブルと、回転テーブルに設けられ、処理面を下向きにして回転テーブルの上面と離した状態で基板を水平に保持し、回転テーブルと一体に回転する基板保持部と、回転テーブルに保持される基板と回転テーブルとの間に配され、処理用流体を噴出して処理面に供給する処理液供給部と、回転テーブルに保持される基板の上方に配され、処理用流体を処理面に供給している間に、基板に光を照射する複数の発光ダイオードを含み、複数の発光ダイオードからの光によって基板を加熱する加熱部とを備えるものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、基板を加熱する光源として発光ダイオードを用いているので、その発光ダイオードが出力する光の波長を含まない波長域の光を検出して基板の温度を測定するように構成にでき、発光ダイオードからの光に影響されることなく基板の温度を正確に測定されるようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】基板処理装置の構成を示す断面図である。

【図2】加熱部における発光ダイオードと放射温度計との配列の一例を示す説明図である。

【図3】シリコン基板の分光透過率を示すグラフである。

【図4】加熱部における発光ダイオードと放射温度計との別の配列の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１において、基板処理装置１０は、基板１１に形成されたレジスト（フォトレジスト、感光性樹脂）膜（図示省略）を除去するものである。この例では、基板処理装置１０は、硫酸と過酸化水素水を混合した硫酸過水を用いてレジスト膜を除去する。また、この例では、基板１１は、単結晶のシリコン基板（シリコンウエハ）である。基板１１は、その一方の面が処理対象となる処理面Ｓ１である。すなわち、処理面Ｓ１が半導体素子などで構成される回路が形成される基板面（シリコンウエハの表面）であって、基板処理装置１０は、この処理面Ｓ１に回路を形成する際に形成したレジスト膜を除去する。なお、基板１１は、シリコン基板に限定されず、化合物半導体基板（例えば、ＩｎＰやＧａＡｓ等のＩＩＩ－Ｖ族半導体基板）や、ＳｉＣ基板等の種々の基板とすることができる。

【0011】

基板処理装置１０は、ハウジング１２、回転テーブル１４、ローディング機構１５、処理液供給部１６、加熱部１８、排出部１９等を備えており、各部は、制御部（図示省略）によって統括的に制御される。ハウジング１２は、有底の円筒状であり、上部には円形状に開口した上部開口１２ａが設けられている。上部開口１２ａは、基板１１よりも大きな径で形成されている。この上部開口１２ａを通して、ハウジング１２内に対する基板１１の出し入れを行う。また、後述するように、この例では、上部開口１２ａがハウジング１２内に外気を取り込む取込口になっている。

【0012】

回転テーブル１４は、円盤状であって、ハウジング１２内に配されている。また、このハウジング１２には、基板１１が収容される。回転テーブル１４は、駆動軸２１の上端部に固定されている。この駆動軸２１は、回転テーブル１４と同軸にされている。駆動軸２１は、ハウジング１２の底面１２ｂをその厚み方向（上下方向）に貫通している。駆動軸２１は、その内部に上下方向に貫通する貫通孔２１ａが形成されており、回転テーブル１４の中央部には、貫通孔２１ａと連接した貫通孔１４ａが形成されている。

【0013】

回転テーブル１４は、駆動機構部２３により回転され、また上下方向に移動する。回転テーブル１４は、駆動軸２１と一体に、鉛直な回転軸（鉛直軸）Ｚまわりに回動自在にされており、その上面を水平にした状態で回動する。また、回転テーブル１４は、駆動軸２１と一体に上下方向に移動自在にされており、後述する基板保持部２５の上部を上部開口１２ａから突出した上昇位置と、この上昇位置から下方に移動し、基板１１をハウジング１２内に収容して処理を行う降下位置との間で移動する。ローディング機構１５と基板保持部２５との間で基板１１を授受する際に、回転テーブル１４は、上昇位置にされる。

【0014】

駆動機構部２３は、駆動軸２１の回転、上下方向の移動の動力源となるモータや、このモータの駆動力で駆動軸２１を回転させまた上下方向に移動させるギア等から構成されている。この駆動機構部２３は、駆動軸２１を回転することによって、回転テーブル１４を回転し、駆動軸２１を上下方向に移動することによって、回転テーブル１４を上昇位置と降下位置との間で移動する。駆動機構部２３のモータの速度を増減することで、回転テーブル１４の回転速度が調節される。

【0015】

回転テーブル１４の上面には、基板１１を保持する基板保持部２５が設けられている。基板保持部２５は、回転テーブル１４の周縁部に設けられた複数のチャックピン２５ａと各チャックピン２５ａのそれぞれに隣接して設けられた複数の支持ピン（図示省略）とからなり、これらのチャックピン２５ａ及び支持ピンは回転テーブル１４と一体に回転する。複数のチャックピン２５ａ及び支持ピンは、回転テーブル１４の周方向に所定の間隔で配列されている。なお、図１では、２本のチャックピン２５ａだけを描いてあるが、実際には例えば６本のチャックピン２５ａと６本の支持ピンとが設けられている。

【0016】

基板保持部２５の各支持ピンは、回転テーブル１４の上面からの高さが互いに同じになるように調整されている。回転テーブル１４上に基板１１を保持する場合には、各支持ピンの上端に基板１１の周縁部がローディング機構１５によって載せられ、この状態でチャックピン２５ａがそれぞれ回転テーブル１４の中心に向かって移動する。これにより、チャックピン２５ａが基板１１を挟持し、基板１１を回転テーブル１４の上面と所定の間隔をあけて平行すなわち水平にした状態に保持する。このように、基板１１は、基板保持部２５に保持され、回転テーブル１４と同軸に固定される。固定された基板１１は、回転テーブル１４と一体に回転する。基板１１をローディング機構１５に渡す際には、チャックピン２５ａがそれぞれ回転テーブル１４の外周に向かって移動し、基板１１の保持を解除する。なお、上記の基板保持部２５の構成は一例であり、これに限定されない。

【0017】

上述のように、基板保持部２５に対する基板１１の授受は、ローディング機構１５により行われる。ローディング機構１５は、複数の搬送アームや基板反転部等で構成される。基板１１は、処理面Ｓ１が上向きとなる姿勢で収納カセット（図示省略）に収納されている。処理対象となる基板１１は、搬送アームによって収納カセットから取り出されて基板反転部に搬送され、この基板反転部で処理面Ｓ１が下向きになるように上下が反転されてから、別の搬送アームによって基板反転部から基板保持部２５が支持する位置まで移動される。したがって、この例では、ローディング機構１５は、処理面Ｓ１を下向きにして基板１１を基板保持部２５にセットするセット機構になっている。

【0018】

処理液供給部１６は、処理液として、処理面Ｓ１に形成されているレジスト膜を除去するための硫酸過水と処理面Ｓ１を洗浄（純水リンス）するための純水とを処理面Ｓ１に供給する。この処理液供給部１６は、供給ユニット２６、ノズル部２７、供給管２８ａ～２８ｃを有する。ノズル部２７は、硫酸過水を噴出するノズルヘッド２７ａ及び純水を噴出するノズルヘッド２７ｂを有し、回転テーブル１４の貫通孔１４ａ内に配されている。すなわち、ノズルヘッド２７ａ、２７ｂは、回転テーブル１４の中央部に配されており、回転テーブル１４の上側に露出している。なお、ノズル部２７は、回転テーブル１４と一体に上下方向に移動するが、回転方向については回転テーブル１４から切り離されて固定されている。

【0019】

この例では、ノズルヘッド２７ａは、例えば複数の噴出孔が形成されたドーム形状であって、その中空な内部で供給される硫酸過水と窒素（Ｎ_２）ガスとを混合して各噴出孔から処理面Ｓ１に向けて噴出する。ノズルヘッド２７ｂは、供給される純水を噴出する複数のノズルからなり、各々のノズルから純水を処理面Ｓ１に向けて噴出する。回転テーブル１４とともに回転する基板１１に均一に硫酸過水、純水を供給するように、ノズルヘッド２７ａ、２７ｂは、それらの噴出方向、噴出量等が調整されている。

【0020】

供給管２８ａ～２８ｃは、駆動軸２１の貫通孔２１ａ内にそれぞれ通されて、それらの一端がノズル部２７にそれぞれ接続されている。供給管２８ａ～２８ｃの各他端は、供給ユニット２６にそれぞれ接続されている。この供給ユニット２６は、ノズルヘッド２７ａに対して供給管２８ａを介して硫酸過水を、供給管２８ｂを介して窒素ガスをそれぞれ供給し、ノズルヘッド２７ｂに対して供給管２８ｃを介して純水を供給する。硫酸過水及び窒素ガスの供給と純水の供給とは選択的に行われ、純水の供給は、硫酸過水によるレジスト膜を除去後に行う。なお、この例において、硫酸過水が処理用流体である。

【0021】

加熱部１８は、基板１１に光を照射することによって、その基板１１を加熱するものであり、ハウジング１２の上方に配された光源部３４と、発光制御部３５とを有する。光源部３４は、筐体３６と、この筐体３６の底部開口３６ａ内に収容されたＬＥＤユニット３７と、底部開口３６ａを塞ぐ透明な保護板３８等で構成される。

【0022】

ＬＥＤユニット３７は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３７ａ（図２参照）を備えており、各ＬＥＤ３７ａからの光を保護板３８を介して下方に照射する。発光制御部３５は、ＬＥＤユニット３７に設けた放射温度計３７ｂ（図２参照）によって測定した基板１１の温度に基づいて、各ＬＥＤ３７ａが出力する光の強度を増減する。これにより、基板１１を目的とする温度に保つ。

【0023】

光源部３４は、上部開口１２ａの直上に配されており、上部開口１２ａに近接して基板１１を加熱する加熱位置と、この加熱位置から上方に移動して、上部開口１２ａから基板１１の出し入れを許容する退避位置との間で上下方向に移動機構３９によって移動される。加熱位置における光源部３４は、上部開口１２ａの周縁との間に小さな隙間を形成する。この例では、光源部３４を上下方向に移動して加熱位置と退避位置とにしているが、基板１１の出し入れに支障がないように上部開口１２ａの直上から水平に移動した位置を退避位置として光源部３４を水平方向に移動してもよい。

【0024】

基板１１のレジスト膜を除去する際には、光源部３４が加熱位置とされる。この加熱位置において、光源部３４は、その直下にある基板１１の背面Ｓ２（処理面Ｓ１と反対側の面、シリコンウエハの裏面）に、上部開口１２ａを通してＬＥＤ３７ａからの光を照射して基板１１を加熱する。基板１１を加熱することで、硫酸過水によるレジスト膜の酸化分解を促進する。

【0025】

ハウジング１２内には、ガイド筒４１が設けられている。この例におけるガイド筒４１は、その上部が上方に向って径が漸減するテーパ形状をした筒状である。ガイド筒４１は、例えばハウジング１２に固定されており、その軸心が回転テーブル１４の回転中心と一致するように調整されている。また、ガイド筒４１の下端は、ハウジング１２の底面１２ｂに達している。ガイド筒４１の上部の開口４１ａ内に、降下位置の回転テーブル１４が配される。開口４１ａの内径は、回転テーブル１４の外径よりも僅かに大きい程度であり、回転テーブル１４とガイド筒４１との間の隙間を小さくしてある。このガイド筒４１は、ハウジング１２との間に排気のルートを形成する。また、このガイド筒４１を設けることによって、回転テーブル１４の回転によるパーティクルの巻き上げを防止して、パーティクルの基板１１への付着を抑制し、また処理液やその気化物が駆動軸２１等の機構部に流れることを防止する。

【0026】

排出部１９は、上述の取込口としての上部開口１２ａ、ハウジング１２の底面１２ｂに形成された排出ポート４４、吸引機４５等で構成される。吸引機４５としては、例えばポンプが用いられており、排出ポート４４に接続されている。この排出部１９は、吸引機４５を駆動して排出ポート４４から吸引を行うことにより、基板１１と回転テーブル１４との間及び上部開口１２ａよりも、排出ポート４４の圧力を小さくする圧力差を生じさせる。これにより、上部開口１２ａからハウジング１２とガイド筒４１との間を通って排出ポート４４に向う気流を形成し、基板１１と回転テーブル１４との間から流出する各種のガス、処理液やその飛沫、さらには処理によって発生するパーティクル等の異物を効率的に排出ポート４４に導いてハウジング１２の外部に排出するとともに、それらが上部開口１２ａからハウジング１２の外部に漏れ出ることを防止する。排出ポート４４には、気液分離機構が設けられており、気体と液体とを分離して排出する。なお、排出ポート４４から排出される気体中のミストや処理液が気化したガスはデミスター等により捕集される。

【0027】

ハウジング１２の外側で上部開口１２ａの近傍に送水パイプ４７が設けられている。この送水パイプ４７は、その先端から吐出する純水をハウジング１２内の回転テーブル１４に保持された基板１１の背面Ｓ２に供給して、背面Ｓ２を洗浄する。

【0028】

図２において、ＬＥＤユニット３７には、複数のＬＥＤ３７ａが配列されている。ＬＥＤユニット３７では、基板１１と対面するすなわち基板１１の直上の基板１１とほぼ同サイズの円板状のベースプレート３７ｃ上に複数のＬＥＤ３７ａが分布して配置されている。すなわち、基板１１と略同一サイズの対面領域内に複数のＬＥＤ３７ａを分布させて配置している。これにより、基板１１を均一に加熱する。なお、ＬＥＤ３７ａの個数は限定されない。

【0029】

この例では、ベースプレート３７ｃをその中心から外側に向かって４つの領域Ｄ１～Ｄ４に分割し、これらの領域Ｄ１～Ｄ４に応じて複数のＬＥＤ３７ａを４つのグループに分割して発光制御部３５が制御する。すなわち、ベースプレート３７ｃの中心部分の領域Ｄ１内に配されたＬＥＤ３７ａと、領域Ｄ１の外側の領域Ｄ２内に配されたＬＥＤ３７ａと、領域Ｄ２の外側の領域Ｄ３内に配されたＬＥＤ３７ａと、最外周の領域Ｄ４内に配されたＬＥＤ３７ａとに分けて制御する。領域Ｄ１～Ｄ４には、それぞれ１つの放射温度計３７ｂが設けられている。各放射温度計３７ｂは、ベースプレート３７ｃの径方向に互いにずらして配置されている。したがって、光源部３４が加熱位置とされて、ＬＥＤユニット３７が基板１１に対面した状態で、各放射温度計３７ｂは、基板１１の径方向の異なる位置に対向するように配置されている。

【0030】

この例では、４つの放射温度計３７ｂによって温度測定部が構成される。温度測定部を構成する放射温度計３７ｂは、１または複数とすることができ、制御の態様によって、その個数を任意で決めることができる。

【0031】

発光制御部３５は、１つの放射温度計３７ｂによる基板１１の温度測定結果に基づいて、その放射温度計３７ｂと同じ領域内に配置された各ＬＥＤ３７ａの出力する光の強度を調節する。これにより、基板１１の中心部から外周部までが均一に目的の温度となるように加熱を制御する。

【0032】

基板１１を加熱する光源としてＬＥＤ３７ａを用いることにより、タングステンランプ等の赤外線ランプと比べて光源部３４の寿命が長くなる。この結果、光源部３４のメンテナンス頻度を少なくでき装置の稼働率を向上することができる。また、ＬＥＤ３７ａが出力する光は、赤外線ランプのように広範囲に波長が広がっておらず、波長域が限定されている。このため、ＬＥＤ３７ａからの光とは異なる波長ないし波長域の光を放射温度計３７ｂが検出すなわちＬＥＤ３７ａからの光を放射温度計３７ｂが受光しないようにして、基板１１の温度を測定するように容易に構成できる。これによって、ＬＥＤ３７ａからの光に影響されることなく基板１１の温度を正確に測定できるようになる。

【0033】

ＬＥＤ３７ａは、単一波長の光を出力するものであることが好ましく、また基板１１を透過しない波長域の光を出力するものであることが好ましい。ＬＥＤ３７ａが出力する単一波長の光は、波長が厳密に単一であることを要さず、一般的に単一波長と称されるように、単一の波長（ピーク波長）の周辺に多少の広がりをもった光であってよい。なお、光とは、可視光とともに、可視光よりも波長が長い赤外線や短い紫外線などの電磁波を含む。

【0034】

単一波長の光を出力するＬＥＤ３７ａを用いることにより、放射温度計３７ｂをより容易にＬＥＤ３７ａからの光を受光しないようにして基板１１の温度を測定することができる。また、基板１１が透過しない波長域の光を出力するＬＥＤ３７ａを用いることにより、ＬＥＤ３７ａからの光が、基板１１を透過して回転テーブル１４等の加熱、劣化、変形することを防止できるとともに、回転テーブル１４の加熱を防止することで、放射温度計３７ｂによる温度測定が回転テーブル１４の熱の影響を受けなくなり、基板１１の温度をより正解に測定できるようになる。基板１１を透過しない波長域は、基板１１の透過特性（分光透過率）に基づいて、相対的に透過率が低いまたは相対的に十分に低いとみなせる波長域であればよく、透過率が「０」または「０」とみなせる波長域とすることが好ましい。

【0035】

この例における基板１１すなわち単結晶のシリコンウエハは、図３に分光透過率を示すように、波長が１．１μｍ以上の光（赤外線）に対して大きな透過率を有する。このため、基板１１（シリコンウエハ）に対しては、ＬＥＤ３７ａとして１．１μｍ未満の光を出力するものを用いることが好ましい。これにより、ＬＥＤ３７ａからの光の基板１１の透過が抑制されることで、回転テーブル１４等の加熱、劣化、変形等が防止される。回転テーブル１４等の加熱が防止されることによって、基板１１の温度をより正確に測定できるようになる。なお、基板１１（シリコンウエハ）は、波長が１μｍ付近から光の透過があり、波長が１．１μｍで透過率がほぼ飽和するので、ＬＥＤ３７ａは、波長が１μｍ以下の光を出力するものを用いることがより好ましい。

【0036】

なお、ＬＥＤ３７ａとしては、例えば青色ＬＥＤすなわち青色光を発生する活性層と黄色蛍光体とを組み合せた構造を有する白色ダイオードのように、出力する光が所定の波長幅に広がるものを用いてもよい。この場合、基板１１を透過しない波長域内にＬＥＤ３７ａが出力する光の全波長域が収まるようにすることが好ましい。また、基板１１を透過しない波長域内にピーク波長を有する単一波長の光を出力するＬＥＤ３７ａは、より好ましく基板１１を透過しない波長域内にピーク波長とその周辺の波長とが収まることが特に好ましい。さらに、ＬＥＤ３７ａは、ハイパスフィルタやローパスフィルタ、バンドパスフィルタ等の特定の波長あるいは波長域を選択的に透過あるいは反射する光学フィルタによって上記のような波長ないし波長域の光を出力するようにしてもよい。

【0037】

外部量子効率が高く効率的に基板１１を加熱できる点から、ＬＥＤ３７ａは、それが出力する光のピーク波長が０．３５μｍ以上０．７０μｍ以下の範囲内のものであることが好ましく、０．３７μｍ以上０．６５μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、より好ましくは０．４０μｍ以上０．５０μｍ以下の範囲内または０．６０μｍ以上０．６５μｍ以下の範囲内である。また、同様な理由から、ＬＥＤ３７ａは、活性層がＧａＮ、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＩｎＧａＮ系半導体のようにＶ族元素がＮ（窒素）で構成されるＩＩＩ－Ｖ族窒化物系化合物半導体及びＡｌＧａＩｎＰ系半導体で構成されるものが好適である。

【0038】

この例では、ＬＥＤ３７ａとして、基板１１を透過しない波長域にピーク波長を持つ単一波長の光（基板１１を透過しない波長域内に出力される光の波長域が含まれる単一波長の光）を出力するものを用いている。より具体的には、この例では、ＬＥＤ３７ａは、０．４０μｍ以上０．５０μｍ以下の範囲内にピーク波長を有する単一波長の光を出力するものである。

【0039】

放射温度計３７ｂは、基板１１から放射される光の強度を測定して、基板１１の温度を測定する。この放射温度計３７ｂは、ＬＥＤ３７ａが出力する光の波長を含まない波長域の光を受光（検出）する。これにより、ＬＥＤ３７ａが出力する光の影響を受けることなく、基板１１の温度を正確に測定する。すなわち、ＬＥＤ３７ａからの光が外乱光として放射温度計３７ｂに入射しても、その光に影響されることなく放射温度計３７ｂで基板１１の温度が正確に測定される。

【0040】

放射温度計３７ｂは、その構造等は限定されない。放射温度計３７ｂとしては、例えば、単一波長（狭い波長域）の光（赤外線）と放射率とから温度を得る単色放射温度計、比較的に広い波長域の光からと放射率とから温度を得る部分放射温度計、二つの測定波長を使ってそれらの放射輝度の比から温度を得る２色放射温度計等を用いることができる。また、放射温度計３７ｂは、その受光素子（受光面）の前面に、ＬＥＤ３７ａが出力する光をカットし、放射温度計３７ｂが温度測定のために光を透過する、例えばハイパスフィルタやローパスフィルタ、バンドパスフィルタ等の光学フィルタを設けた構造でもよい。なお、放射温度計３７ｂの仕様上で感度を持たないものであっても僅かならＬＥＤ３７ａからの光に感度を有する場合もあるので、ＬＥＤ３７ａからの光をカットする光学フィルタを放射温度計３７ｂに設けることは、基板１１の温度を正確に測定するうえで有用である。

【0041】

上記のように、加熱部１８は、ＬＥＤ３７ａからの光で基板１１を加熱しており、その光の波長域が限定されるため、ＬＥＤ３７ａからの光を含まない波長域の光で基板１１の温度を測定するように放射温度計３７ｂを構成することは容易であり、単一波長のＬＥＤ３７ａを用いることによってより容易になる。

【0042】

次に上記構成の作用について説明する。なお、以下に説明する処理の手順は一例であり、処理の手順を限定するものではない。吸引機４５は、常時駆動されており、ハウジング１２内が吸引された状態になっている。光源部３４は、退避位置に移動されている。回転テーブル１４が上昇位置とされ、ハウジング１２の上部開口１２ａから基板保持部２５の支持ピンの先端が上方に突出される。この状態で、ローディング機構１５が処理面Ｓ１を下向きにした姿勢の基板１１の周縁部を各支持ピン上に載せる。ローディング機構１５による基板１１の保持が解除された後、各チャックピン２５ａによって基板１１が挟持される。これにより、基板１１がその処理面Ｓ１を下向きにした状態で、回転テーブル１４上に固定される。

【0043】

基板１１の固定後、回転テーブル１４が降下位置に移動され、駆動機構部２３によって、基板１１が回転テーブル１４と一体に回転する。回転テーブル１４の回転開始後、光源部３４が加熱位置に移動される。供給ユニット２６から硫酸過水の供給が開始されるとともに、発光制御部３５により、光源部３４の各ＬＥＤ３７ａが点灯される。このＬＥＤ３７ａの点灯により、基板１１が背面Ｓ２側から所定の温度（例えば２４０℃）にまで加熱される。

【0044】

上記のように基板１１は、処理面Ｓ１を下向きにした状態で保持され、各ＬＥＤ３７ａからの光は、回路パターンが形成されていない背面Ｓ２に入射する。このため、処理面Ｓ１を上向きにして基板１１を保持してその処理面Ｓ１に光を入射させる構成の場合のように、処理面Ｓ１に形成されている回路パターンのレジスト膜や配線、絶縁膜の凹凸、配線や絶縁膜のテーパ面等による反射、散乱が生じることがない。このため、基板処理装置１０では、回路パターンによる反射、散乱の影響を受けることがなく、ＬＥＤ３７ａからの光で、均一かつ効率的に基板１１が加熱される。また、基板１１は、その背面Ｓ２側から加熱されるため、基板１１の内部に熱が拡散して処理面Ｓ１に伝わる。これにより、処理面Ｓ１はより均一な温度で加熱された状態になる。

【0045】

供給ユニット２６からの硫酸過水は、供給管２８ａを介して、供給管２８ｂからの窒素ガスとともにノズルヘッド２７ａに供給される。これにより、ノズルヘッド２７ａの各噴出孔から硫酸過水が窒素ガスとともに基板１１の処理面Ｓ１に向けて噴出される。ノズルヘッド２７ａから処理面Ｓ１に供給された硫酸過水は、基板１１の回転により周方向に広がりながら、基板１１の外周に向って処理面Ｓ１を流れる。これにより、処理面Ｓ１の全面がノズルヘッド２７ａから噴出された硫酸過水に曝される。処理面Ｓ１のレジスト膜は、このようにして硫酸過水に曝されると、その部分が硫酸過水で酸化分解されて徐々に分解されて除去される。そして、処理面Ｓ１が下向きとなっていることから、処理面Ｓ１で生じたパーティクル等の異物が処理面Ｓ１に残留し難い。処理面Ｓ１から離れたパーティクル等は、硫酸過水とともに回転テーブル１４上に落下し、あるいは硫酸過水とともに基板１１の外側に運ばれ、排出ポート４４を介して排出される。

【0046】

上記のように、基板処理装置１０では、光源部３４の各ＬＥＤ３７ａからの光によって基板１１が加熱されているため、硫酸過水によるレジスト膜の酸化分解が促進される。しかも、処理面Ｓ１は均一な温度で加熱された状態であるため、レジスト膜の酸化分解が均一に進む。

【0047】

従来のように、赤外線ランプを用いた構成では、その赤外線ランプから出力される光の大半の波長域について基板１１が大きな透過率を有するため、基板１１の加熱効率が低い。また、例えば処理面Ｓ１を上向きにして基板１１を保持し、その上方より光を照射する構成においては、処理面Ｓ１上にある硫酸過水がそれに直接光が照射されて加熱されるため、レジスト膜の除去に寄与しない硫酸過水も加熱されてしまい、やはり加熱効率が低い。これに対して、基板処理装置１０では、背面Ｓ２に各ＬＥＤ３７ａからの光が直接に照射されて基板１１が吸収することで基板１１が加熱される。そして、この基板１１に接触した硫酸過水が加熱される。このため、処理面Ｓ１に接触し、レジスト膜の除去に寄与する硫酸過水が効率的に加熱される。

【0048】

また、ＬＥＤ３７ａからの光は、基板１１を透過しない波長であるため、ＬＥＤ３７ａからの光が基板１１を透過して回転テーブル１４に照射されて回転テーブル１４が加熱されるようなことはない。そして、ＬＥＤ３７ａからの光のほとんどが基板１１の加熱に寄与するので、効率的に基板１１を加熱することができる。

【0049】

ＬＥＤ３７ａの点灯中すなわち基板１１の加熱中においては、発光制御部３５は、各放射温度計３７ｂの測定結果に基づいて各ＬＥＤ３７ａを制御している。このため、例えば領域Ｄ３に配された放射温度計３７ｂによって測定された基板１１の温度が目的とする温度よりも高い場合には、発光制御部３５は、領域Ｄ３内に設けられている各ＬＥＤ３７ａの発光強度を下げる。これにより、基板１１の領域Ｄ３に対応する領域の温度が下がる。逆に領域Ｄ３に配された放射温度計３７ｂによって測定された基板１１の温度が目的とする温度よりも低い場合には、発光制御部３５は、領域Ｄ３内に設けられている各ＬＥＤ３７ａの発光強度を上げることで、基板１１の領域Ｄ３に対応する領域の温度を上げる。このようにして、基板１１の全面が均一に目的の温度となるようにする。

【0050】

ＬＥＤ３７ａからの光を含まない波長域の光で放射温度計３７ｂが基板１１の温度を測定する構成である。このため、基板１１やハウジング１２内面、ガイド筒４１等で反射されたＬＥＤ３７ａからの光に影響されることなく、各放射温度計３７ｂによって基板１１の温度が正確に測定される。したがって、基板１１の温度をより高い精度で目的とする温度となるように制御される。また、放射温度計３７ｂで基板１１の温度の測定中に、ＬＥＤ３７ａを消灯する必要がなく、点灯を継続して加熱した状態を維持することができるため、基板１１の温度が一時的に下がることもない。換言すれば、放射温度計３７ｂによる基板１１の温度測定とその温度測定に基づく発光制御部３５による各ＬＥＤ３７ａの発光強度の制御とを継続的に行う構成にできる。これにより、基板１１が目的の温度となるように精度よく制御できる。

【0051】

硫酸過水の供給開始から所定処理時間が経過すると、供給ユニット２６からの硫酸過水の供給が停止される。所定処理時間は、レジスト膜を完全に除去できる時間として予め設定されている。また、ＬＥＤ３７ａが消灯され、光源部３４が退避位置に移動される。

【0052】

光源部３４の退避位置への移動後、供給ユニット２６から供給管２８ｃを介してノズルヘッド２７ｂに純水が供給される。これにより、ノズルヘッド２７ｂから基板１１の処理面Ｓ１に向けて純水が噴出され、純水が基板１１の回転により、処理面Ｓ１上で周方向に広がりながら、基板１１の外周に向って流れる。また、送水パイプ４７から基板１１の背面Ｓ２に純水が供給される。これにより、純水が基板１１の回転により、背面Ｓ２上で周方向に広がりながら、基板１１の外周に向って流れる。このようにして、処理面Ｓ１及び背面Ｓ２の全面にそれぞれ純水が供給されて洗浄される。所定の時間の経過後に、ノズルヘッド２７ｂ及び送水パイプ４７への純水の供給が停止される。

【0053】

上記の純水による処理の際には、ノズル部２７に設けたテーブル用ノズル（図示せず）から回転テーブル１４の上面に純水を供給する。これにより、基板１１と同様に、回転テーブル１４の上面についても、付着したパーティクル等の異物の除去と純水による洗浄が行われる。回転する基板１１及び回転テーブル１４から飛び散った硫酸過水及び純水がハウジング１２の内壁に衝突する。このため、ハウジング１２の内壁に付着したパーティクル等の異物の除去と純水による洗浄が行われる。このようにして、基板処理装置１０は、基板１１の処理と同時に、ハウジング１２の内部がセルフクリーニングされる。なお、チャックピン２５ａ及び支持ピンについては、所定の処理枚数ごとに、それらに専用に設けたノズルより純水を供給することで洗浄が行われる。

【0054】

純水による洗浄後、回転テーブル１４の回転速度が増大される。これにより、基板１１の両面に付着している純水が遠心力で飛ばされ、基板１１が水切りされる。このときに、回転テーブル１４、基板保持部２５も同様に水切りされる。

【0055】

上記のようにレジスト膜の除去、純水による洗浄、水切りを行っているときに、基板１１や回転テーブル１４から流れ出た硫酸過水及び純水、さらにはハウジング１２の内壁に付着して流れ落ちる硫酸過水及び純水は、排出ポート４４から吸引されて排出される。また、硫酸過水及び純水の細かな飛沫や蒸気が発生しても、その飛沫や蒸気は上部開口１２ａからの気流によって排出ポート４４に導かれる。このため、硫酸過水及び純水の飛沫や蒸気が上部開口１２ａから漏れ出ることはない。

【0056】

水切りが完了すると、回転テーブル１４の回転を停止する。回転テーブル１４が降下位置から上昇位置に移動し、チャックピン２５ａによる挟持による基板１１の保持が解除される。そして、ローディング機構１５によって、基板１１が別の基板処理装置に搬送され、ＳＣ－１処理液、純水による洗浄を順次に行なった後に乾燥される。この後に、基板１１は、ローディング機構１５によって収納カセットに戻される。

【0057】

以上のようにして、１枚の基板１１に対する処理が終了し、この後に同様な手順で新たな基板１１に対する処理を行う。上記のように回転テーブル１４やハウジング１２の内部のセルフクリーニングが完了しているから、新たな基板１１の処理を直ちに行うことができる。

【0058】

ＬＥＤユニット３７におけるＬＥＤ３７ａ、放射温度計３７ｂの配列や、ＬＥＤ３７ａの制御の手法は、一例であり、上記のものに限定されない。図４に示す例は、対面領域となるベースプレート３７ｃの中心を同心円の中心として、径の異なる同心円Ｃ１～Ｃ６上にそれぞれ複数のＬＥＤ３７ａを配置するとともに、ベースプレート３７ｃ（対面領域）の中心と同心円Ｃ１～Ｃ６上に放射温度計３７ｂをそれぞれ配置している。この例では、同一の同心円上の複数のＬＥＤ３７ａをそれと同じ同心円上の放射温度計３７ｂの基板１１の温度測定結果に基づいて制御する。同心円Ｃ１上のＬＥＤ３７ａは、同心円Ｃ１上の放射温度計３７ｂとベースプレート３７ｃの中心の放射温度計３７ｂとの温度測定結果に基づいて制御される。なお、ＬＥＤ３７ａの制御の手法は、これに限定されない。

【0059】

上記の例では、処理用流体としての硫酸過水を用いてレジスト膜を除去する処理について説明しているが、処理用流体での処理は、これに限定されず、例えばエッチング等であってもよい。処理用流体は、硫酸過水に限らず、処理に応じたものを用いることができる。例えば、リン酸水溶液等のリン酸を含むリン酸溶液を処理用流体として、基板（シリコン基板）上のシリコン窒化（ＳｉＮ）膜をエッチングする処理の場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、加熱部のＬＥＤユニットからの光で基板を、例えば１６０℃程度に加熱する。

【0060】

さらに、処理用流体は、液体でも気体（ガス）でもよい。例えば処理用流体としてオゾンガスを用いてレジスト膜を除去する場合にも、本発明を適用することができる。オゾンガスによるレジスト膜の除去については、例えば特開２０２０－１２００１０号公報に記載されている。また、オゾンガスとオゾン水とを混合した気液二相流体を処理用流体として基板の処理面に流してレジスト膜を除去する場合にも、本発明を適用することができる。気液二相流体によるレジスト膜の除去については、例えば特開２０２０－１２００１１号公報に記載されている。

【0061】

上記の例では、ハウジング内に１個のガイド筒を設けているが、上部の開口の高さが異なる複数のガイド筒を、回転テーブルの回転中心と各軸心を一致させて設けるとともに、回転テーブルを、各ガイド筒の上部に形成した各開口内で回転可能なように昇降させる構成としてもよい。この構成によれば、一番外側のガイド筒とハウジングとの間、及びガイド筒とガイド筒との間に気流の複数の経路が形成される。これにより、供給するガスや処理液の種類によって、回転テーブルの高さ変えて処理することで、回転テーブルと基板との間から流れ出るガスや処理液を流す経路を変えて、それらを別々にハウジング外に排出することが可能となる。なお、このような構成については、特開２０１２－２０９５５９号公報、特開２００７－１８０２６８号公報に記載されている。

【符号の説明】

【0062】

１０ 基板処理装置
１１ 基板
１４ 回転テーブル
１６ 処理液供給部
１８ 加熱部
３５ 発光制御部
３７ａ ＬＥＤ
３７ｂ 放射温度計
Ｓ１ 処理面
Ｓ２ 背面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】