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(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】P2024075338
(43)【公開日】2024-06-03
(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240527BHJP
G03F 7/42 20060101ALI20240527BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20240527BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 647Z
H01L21/304 643A
G03F7/42
H01L21/30 572B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186719
(22)【出願日】2022-11-22
(71)【出願人】
【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】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】鰍場 真樹
(72)【発明者】
【氏名】秋月 佑介
【テーマコード（参考）】
2H196
5F146
5F157
【Ｆターム（参考）】
2H196AA25
2H196JA04
2H196LA02
2H196LA03
5F146MA02
5F146MA07
5F157AA64
5F157AB02
5F157AB14
5F157AB33
5F157AB45
5F157AB49
5F157AB51
5F157AB64
5F157AB90
5F157AC01
5F157AC13
5F157BB23
5F157BB42
5F157BC12
5F157BE23
5F157BE33
5F157BE35
5F157BE43
5F157BF39
5F157CF14
5F157CF60
5F157CF99
5F157DB02
5F157DB03
(57)【要約】
【課題】レジスト剥離液による処理時間を短縮することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置１００は、基板保持部２０と、アルカリ液供給部４０と、剥離液供給部３０とを備える。基板保持部２０は、基板Ｗを保持して回転させる。アルカリ液供給部４０は、基板保持部２０によって保持される基板Ｗに、アルカリ液を供給する。剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗのレジスト層２０３に保持されている間に、基板Ｗに酸性のレジスト剥離液を供給する。
【選択図】図２
【解決手段】基板処理装置１００は、基板保持部２０と、アルカリ液供給部４０と、剥離液供給部３０とを備える。基板保持部２０は、基板Ｗを保持して回転させる。アルカリ液供給部４０は、基板保持部２０によって保持される基板Ｗに、アルカリ液を供給する。剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗのレジスト層２０３に保持されている間に、基板Ｗに酸性のレジスト剥離液を供給する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を保持して回転させる基板保持部と、
前記基板保持部によって保持される前記基板に、アルカリ液を供給するアルカリ液供給部と、
前記アルカリ液供給部から供給された前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する剥離液供給部と
を備える、基板処理装置。
前記基板保持部によって保持される前記基板に、アルカリ液を供給するアルカリ液供給部と、
前記アルカリ液供給部から供給された前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する剥離液供給部と
を備える、基板処理装置。
【請求項2】
前記アルカリ液供給部は、前記基板に前記アルカリ液を供給して、前記アルカリ液を前記レジスト層に浸透させる、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記アルカリ液供給部が前記基板への前記アルカリ液の供給を停止した後に、前記剥離液供給部は、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記基板にリンス液を供給するリンス液供給部を備え、
前記アルカリ液供給部が、前記基板に前記アルカリ液を供給して、前記アルカリ液を前記レジスト層に浸透させた後、
前記リンス液供給部は、前記基板に前記リンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換し、
その後、前記剥離液供給部は、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する、請求項３に記載の基板処理装置。
前記アルカリ液供給部が、前記基板に前記アルカリ液を供給して、前記アルカリ液を前記レジスト層に浸透させた後、
前記リンス液供給部は、前記基板に前記リンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換し、
その後、前記剥離液供給部は、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記レジスト剥離液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記アルカリ液は、無機アルカリ液を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記基板は、基材と、前記基材上に配置される前記レジスト層とを有し、
前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項8】
基板にアルカリ液を供給するアルカリ液供給工程と、
前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する剥離液供給工程と
を含む、基板処理方法。
前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する剥離液供給工程と
を含む、基板処理方法。
【請求項9】
前記剥離液供給工程に先立って、前記基板に供給された前記アルカリ液を、前記レジスト層に浸透させる浸透工程を含む、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項10】
前記アルカリ液供給工程において、前記基板に前記アルカリ液を所定量供給すると、前記基板への前記アルカリ液の供給を停止し、
前記剥離液供給工程において、前記基板への前記アルカリ液の供給が行われていない状態で、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する、請求項８に記載の基板処理方法。
前記剥離液供給工程において、前記基板への前記アルカリ液の供給が行われていない状態で、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項11】
前記剥離液供給工程に先立って、前記基板に供給された前記アルカリ液を、前記レジスト層に浸透させる浸透工程を含み、
前記浸透工程の後で、かつ、前記剥離液供給工程に先立って、前記基板にリンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換するリンス液供給工程を含む、請求項１０に記載の基板処理方法。
前記浸透工程の後で、かつ、前記剥離液供給工程に先立って、前記基板にリンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換するリンス液供給工程を含む、請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項12】
前記レジスト剥離液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液を含む、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項13】
前記アルカリ液は、無機アルカリ液を含む、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項14】
前記基板は、基材と、前記基材上に配置される前記レジスト層とを有し、
前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、基板を処理する基板処理装置が知られている。基板処理装置は、半導体基板の製造に好適に用いられる。基板処理装置は、薬液等の処理液を用いて基板を処理する。このような基板処理装置として、基板にＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合液）等のレジスト剥離液を供給した後、基板に純水等のリンス液を供給する基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、基板にＳＰＭを供給した後、基板に純水を供給し、その後、基板にＳＣ１を供給する基板処理装置が記載されている。このような基板処理装置は、例えば、基板のレジスト層を除去する際に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－２０７６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の基板処理装置では、レジスト層に対する剥離力が十分でなく、ＳＰＭによる処理時間が長くなる。特に、レジスト層が硬化層を含む場合、ＳＰＭによる処理時間がさらに長くなる。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レジスト剥離液による処理時間を短縮することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一局面によれば、基板処理装置は、基板保持部と、アルカリ液供給部と、剥離液供給部とを備える。前記基板保持部は、基板を保持して回転させる。前記アルカリ液供給部は、前記基板保持部によって保持される前記基板に、アルカリ液を供給する。前記剥離液供給部は、前記アルカリ液供給部から供給された前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する。
【0007】
ある実施形態では、前記アルカリ液供給部は、前記基板に前記アルカリ液を供給して、前記アルカリ液を前記レジスト層に浸透させる。
【0008】
ある実施形態では、前記アルカリ液供給部が前記基板への前記アルカリ液の供給を停止した後に、前記剥離液供給部は、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する。
【0009】
ある実施形態では、前記基板処理装置は、リンス液供給部を備える。前記リンス液供給部は、前記基板にリンス液を供給する。前記アルカリ液供給部が、前記基板に前記アルカリ液を供給して、前記アルカリ液を前記レジスト層に浸透させた後、前記リンス液供給部は、前記基板に前記リンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換し、その後、前記剥離液供給部は、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する。
【0010】
ある実施形態では、前記レジスト剥離液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液を含む。
【0011】
ある実施形態では、前記アルカリ液は、無機アルカリ液を含む。
【0012】
ある実施形態では、前記基板は、基材と、前記基材上に配置される前記レジスト層とを有する。前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する。
【0013】
本発明の別の局面によれば、基板処理方法は、基板にアルカリ液を供給するアルカリ液供給工程と、前記アルカリ液が前記基板のレジスト層に保持されている間に、前記基板に酸性のレジスト剥離液を供給する剥離液供給工程とを含む。
【0014】
ある実施形態では、前記剥離液供給工程に先立って、前記基板に供給された前記アルカリ液を、前記レジスト層に浸透させる浸透工程を含む。
【0015】
ある実施形態では、前記アルカリ液供給工程において、前記基板に前記アルカリ液を所定量供給すると、前記基板への前記アルカリ液の供給を停止し、前記剥離液供給工程において、前記基板への前記アルカリ液の供給が行われていない状態で、前記基板に前記レジスト剥離液を供給する。
【0016】
ある実施形態では、前記基板処理方法は、前記剥離液供給工程に先立って、前記基板に供給された前記アルカリ液を、前記レジスト層に浸透させる浸透工程を含み、前記浸透工程の後で、かつ、前記剥離液供給工程に先立って、前記基板にリンス液を供給して、前記基板の上面上の前記アルカリ液を前記リンス液に置換するリンス液供給工程を含む。
【0017】
ある実施形態では、前記レジスト剥離液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液を含む。
【0018】
ある実施形態では、前記アルカリ液は、無機アルカリ液を含む。
【0019】
ある実施形態では、前記基板は、基材と、前記基材上に配置される前記レジスト層とを有し、前記レジスト層は、少なくとも前記基材とは反対側に配置される硬化層を有する。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、レジスト剥離液による処理時間を短縮することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】第１実施形態の基板処理装置の模式的な平面図である。
【図2】第１実施形態の基板処理装置における基板処理ユニットの模式図である。
【図3】第１実施形態の基板処理装置のブロック図である。
【図4】基板の構造を模式的に示す拡大断面図である。
【図5】第１実施形態の基板処理方法のフロー図である。
【図6】第２実施形態による基板処理装置の基板処理方法のフロー図である。
【図7】レジスト層の硬化層にアルカリ液が浸透した状態を示す模式的な拡大断面図である。
【図8】第２変形例による基板処理装置の基板処理方法のフロー図である。
【図9】第３実施形態による基板処理装置の基板処理方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を参照して、本発明による基板処理装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。本実施形態では、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。
【0023】
【0024】
基板処理装置１００は、基板Ｗを処理する。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去、および、洗浄のうちの少なくとも１つを行うように基板Ｗを処理する。
【0025】
基板Ｗは、半導体基板として用いられる。基板Ｗは、半導体ウエハを含む。例えば、基板Ｗは略円板状である。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する。
【0026】
図１に示すように、基板処理装置１００は、複数の基板処理ユニット１０と、処理液キャビネット１１０と、処理液ボックス１２０と、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御装置１０１とを備える。制御装置１０１は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲを制御する。制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。
【0027】
ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲと基板処理ユニット１０との間で基板Ｗを搬送する。基板処理ユニット１０の各々は、基板Ｗに処理液を吐出して、基板Ｗを処理する。処理液は、例えば、薬液、リンス液、除去液および／または撥水剤を含む。処理液キャビネット１１０は、処理液を収容する。なお、処理液キャビネット１１０は、ガスを収容してもよい。
【0028】
具体的には、複数の基板処理ユニット１０は、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置された複数のタワーＴＷ（図１では４つのタワーＴＷ）を形成している。各タワーＴＷは、上下に積層された複数の基板処理ユニット１０（図１では３つの基板処理ユニット１０）を含む。処理液ボックス１２０は、それぞれ、複数のタワーＴＷに対応している。処理液キャビネット１１０内の液体は、いずれかの処理液ボックス１２０を介して、処理液ボックス１２０に対応するタワーＴＷに含まれる全ての基板処理ユニット１０に供給される。また、処理液キャビネット１１０内のガスは、いずれかの処理液ボックス１２０を介して、処理液ボックス１２０に対応するタワーＴＷに含まれる全ての基板処理ユニット１０に供給される。
【0029】
典型的には、処理液キャビネット１１０は、処理液を調製するための調製槽（タンク）を有する。処理液キャビネット１１０は、１種類の処理液のための調製槽を有してもよく、複数種類の処理液のための調製槽を有してもよい。また、処理液キャビネット１１０は、処理液を流通するためのポンプ、ノズルおよび／またはフィルタを有する。
【0030】
制御装置１０１は、基板処理装置１００の各種動作を制御する。制御装置１０１により、基板処理ユニット１０は基板Ｗを処理する。
【0031】
制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。制御部１０２は、プロセッサを有する。制御部１０２は、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、制御部１０２は、汎用演算機を有してもよい。
【0032】
記憶部１０４は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容および処理手順を規定する。
【0033】
記憶部１０４は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部１０４はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
【0034】
【0035】
図２に示すように、基板処理ユニット１０は、チャンバー１１と、送風ユニット１２と、基板保持部２０と、剥離液供給部３０と、アルカリ液供給部４０と、過水供給部５０と、リンス液供給部６０とを備える。
【0036】
チャンバー１１は、内部空間を有する略箱形状である。チャンバー１１は、基板Ｗを収容する。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型であり、チャンバー１１には基板Ｗが１枚ずつ収容される。基板Ｗは、チャンバー１１内に収容され、チャンバー１１内で処理される。チャンバー１１には、基板保持部２０、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０およびリンス液供給部６０のそれぞれの少なくとも一部が収容される。
【0037】
送風ユニット１２は、チャンバー１１の上部または上方に配置される。例えば、送風ユニット１２は、チャンバー１１の天面に配置される。送風ユニット１２は、チャンバー１１内に空気を送る。送風ユニット１２は、例えば、ファン・フィルタ・ユニット（ＦＦＵ）を含む。送風ユニット１２および排気装置（図示しない）により、チャンバー１１内にダウンフロー（下降流）が形成される。
【0038】
基板保持部２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部２０は、基板Ｗの上面（表面）Ｗａを上方に向け、基板Ｗの下面（裏面）Ｗｂを鉛直下方に向くように基板Ｗを水平に保持する。また、基板保持部２０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。例えば、基板Ｗの上面Ｗａには、リセスの形成された積層構造が設けられている。基板保持部２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。
【0039】
例えば、基板保持部２０は、基板Ｗの端部を挟持する挟持式であってもよい。あるいは、基板保持部２０は、基板Ｗを下面Ｗｂから保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部２０は、バキューム式であってもよい。この場合、基板保持部２０は、非デバイス形成面である基板Ｗの下面Ｗｂの中央部を上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持する。あるいは、基板保持部２０は、複数のチャックピンを基板Ｗの周端面に接触させる挟持式とバキューム式とを組み合わせてもよい。
【0040】
例えば、基板保持部２０は、スピンベース２１と、チャック部材２２と、シャフト２３と、スピンモーター２４と、ハウジング２５とを含む。チャック部材２２は、スピンベース２１に設けられる。チャック部材２２は、基板Ｗをチャックする。典型的には、スピンベース２１には、複数のチャック部材２２が設けられる。
【0041】
シャフト２３は、回転軸ＡＸに沿って鉛直方向に延びている。シャフト２３の上端には、スピンベース２１が結合されている。基板Ｗは、スピンベース２１の上方に載置される。
【0042】
スピンベース２１は、円板状である。チャック部材２２は、基板Ｗを水平に支持する。シャフト２３は、スピンベース２１の中央部から下方に延びる。スピンモーター２４は、シャフト２３に回転力を与える。スピンモーター２４は、シャフト２３を回転方向に回転させることにより、回転軸ＡＸを中心に基板Ｗおよびスピンベース２１を回転させる。ハウジング２５は、シャフト２３およびスピンモーター２４を収容する。
【0043】
剥離液供給部３０は、基板Ｗに、レジスト層を剥離する酸性の剥離液を供給する。典型的には、剥離液供給部３０は、基板Ｗの上面Ｗａに剥離液を供給する。剥離液供給部３０の少なくとも一部は、チャンバー１１内に収容される。なお、剥離液は、本発明の「レジスト剥離液」の一例である。
【0044】
剥離液は、例えば、ＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液）を含む。ＳＰＭは、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液である。第１実施形態では、剥離液は、ＳＰＭである。基板Ｗに供給されるＳＰＭの温度は、特に限定されるものではないが、例えば、８０℃以上１００℃未満である。なお、基板Ｗに供給されるＳＰＭの温度は、１００℃以上であってもよいし、１５０℃以上であってもよい。また、基板Ｗに供給されるＳＰＭの温度は、１８０℃以上であってもよいし、２００℃以上であってもよい。
【0045】
剥離液供給部３０は、配管３２と、バルブ３４と、ノズル３６とを含む。ノズル３６は、基板Ｗの上面Ｗａに剥離液を吐出する。ノズル３６は、配管３２に接続される。配管３２には、供給源から剥離液が供給される。なお、配管３２は、硫酸と過酸化水素水との混合液（ＳＰＭ）が貯留されたタンクに接続されていてもよい。または、配管３２は、硫酸と過酸化水素水とを流路の途中で合流させてノズル３６に供給するように構成されていてもよい。
【0046】
バルブ３４は、配管３２内の流路を開閉する。バルブ３４は、配管３２の開度を調節して、配管３２に供給される剥離液の流量を調整する。具体的には、バルブ３４は、例えば、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）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（図示しない）とを含む。
【0047】
ノズル３６は、基板Ｗに対して移動可能に構成されてもよい。剥離液供給部３０は、ノズル移動部３８をさらに有してもよい。ノズル移動部３８は、ノズル３６を昇降してもよく、ノズル３６を回動軸線の周りに水平回動させてもよい。ノズル移動部３８は、ノズル３６を昇降させる。例えば、ノズル移動部３８は、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える電動モーターとを含む。また、ノズル移動部３８は、ノズル３６を水平回動させる。例えば、ノズル移動部３８は、電動モーターを含む。
【0048】
第１実施形態では、剥離液がノズル３６から基板Ｗに供給される間、ノズル移動部３８は、ノズル３６を水平方向に往復させる。具体的には、ノズル移動部３８は、基板Ｗに対する剥離液の衝突位置が基板Ｗの中央部と縁部との間で往復するように、ノズル３６を移動させる。これにより、基板Ｗに対する剥離液の衝突位置が移動する。なお、剥離液がノズル３６から基板Ｗに供給される間、ノズル３６は固定されていてもよい。
【0049】
アルカリ液供給部４０は、基板Ｗにアルカリ液を供給する。典型的には、アルカリ液供給部４０は、基板Ｗの上面Ｗａにアルカリ液を供給する。アルカリ液供給部４０の少なくとも一部は、チャンバー１１内に収容される。
【0050】
アルカリ液は、無機アルカリ液または有機アルカリ液を含む。無機アルカリ液としては、例えば、ＮＨ4ＯＨ、ＫＯＨ、および、ＮａＯＨが挙げられる。有機アルカリ液としては、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）が挙げられる。第１実施形態では、アルカリ液は、ＮＨ4ＯＨを含む。
【0051】
アルカリ液供給部４０は、配管４２と、バルブ４４と、ノズル４６とを含む。ノズル４６は、基板Ｗの上面Ｗａにアルカリ液を吐出する。ノズル４６は、配管４２に接続される。配管４２には、供給源から供給されたアルカリ液が供給される。
【0052】
バルブ４４は、配管４２内の流路を開閉する。バルブ４４は、配管４２の開度を調節して、配管４２に供給されるアルカリ液の流量を調整する。具体的には、バルブ４４は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）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（図示しない）とを含む。
【0053】
ノズル４６は、基板Ｗに対して移動可能に構成されてもよい。アルカリ液供給部４０は、ノズル移動部４８をさらに有してもよい。ノズル移動部４８は、ノズル４６を昇降してもよく、ノズル４６を回動軸線の周りに水平回動させてもよい。ノズル移動部４８は、例えば、ノズル移動部３８と同様に構成される。
【0054】
第１実施形態では、アルカリ液がノズル４６から基板Ｗに供給される間、ノズル４６は固定される。なお、アルカリ液がノズル４６から基板Ｗに供給される間、ノズル移動部４８は、ノズル４６を水平方向に往復させてもよい。この場合、ノズル移動部４８は、基板Ｗに対するアルカリ液の衝突位置が基板Ｗの中央部と縁部との間で往復するように、ノズル４６を移動させてもよい。
【0055】
過水供給部５０は、基板Ｗに過酸化水素水を供給する。典型的には、過水供給部５０は、基板Ｗの上面Ｗａに過酸化水素水を供給する。過水供給部５０の少なくとも一部は、チャンバー１１内に収容される。
【0056】
過水供給部５０は、配管５２と、バルブ５４と、ノズル５６とを有する。ノズル５６は、基板Ｗの上面Ｗａに過酸化水素水を吐出する。ノズル５６は、配管５２に接続される。配管５２には、供給源から過酸化水素水が供給される。バルブ５４は、配管５２内の流路を開閉する。バルブ５４は、配管５２の開度を調節して、配管５２に供給される過酸化水素水の流量を調整する。具体的には、バルブ５４は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）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（図示しない）とを含む。
【0057】
ノズル５６は、基板Ｗに対して移動可能に構成されてもよい。過水供給部５０は、ノズル移動部５８をさらに有してもよい。ノズル移動部５８は、ノズル５６を昇降してもよく、ノズル５６を回動軸線の周りに水平回動させてもよい。ノズル移動部５８は、例えば、ノズル移動部３８と同様に構成される。
【0058】
リンス液供給部６０は、基板Ｗにリンス液を供給する。典型的には、リンス液供給部６０は、基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を供給する。リンス液供給部６０の少なくとも一部は、チャンバー１１内に収容される。
【0059】
例えば、リンス液として、脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、または、還元水（水素水）が挙げられる。第１実施形態では、リンス液は、脱イオン水（ＤＩＷ）である。
【0060】
リンス液供給部６０は、配管６２と、バルブ６４と、ノズル６６とを含む。ノズル６６は、基板Ｗの上面Ｗａにリンス液を吐出する。ノズル６６は、配管６２に接続される。配管６２には、供給源からリンス液が供給される。
【0061】
バルブ６４は、配管６２内の流路を開閉する。バルブ６４は、配管６２の開度を調節して、配管６２に供給されるリンス液の流量を調整する。具体的には、バルブ６４は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）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（図示しない）とを含む。
【0062】
ノズル６６は、基板Ｗに対して移動可能に構成されてもよい。リンス液供給部６０は、ノズル移動部６８をさらに有してもよい。ノズル移動部６８は、ノズル６６を昇降してもよく、ノズル６６を回動軸線の周りに水平回動させてもよい。ノズル移動部６８は、例えば、ノズル移動部３８と同様に構成される。
【0063】
基板処理ユニット１０は、カップ９０をさらに備える。カップ９０は、基板Ｗから飛散した処理液を回収する。カップ９０は昇降する。例えば、カップ９０は、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０および／またはリンス液供給部６０が基板Ｗに剥離液、アルカリ液、過酸化水素水および／またはリンス液を供給する期間にわたって基板Ｗの側方にまで鉛直上方に上昇する。この場合、カップ９０は、基板Ｗの回転によって基板Ｗから飛散する剥離液、アルカリ液、過酸化水素水および／またはリンス液を回収する。また、カップ９０は、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０および／またはリンス液供給部６０が基板Ｗに剥離液、アルカリ液、過酸化水素水および／またはリンス液を供給する期間が終了すると、基板Ｗの側方から鉛直下方に下降する。
【0064】
上述したように、制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。制御部１０２は、送風ユニット１２、基板保持部２０、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０、リンス液供給部６０および／またはカップ９０を制御する。一例では、制御部１０２は、送風ユニット１２、スピンモーター２４、バルブ３４、４４、５４、６４、ノズル移動部３８、４８、５８、６８および／またはカップ９０を制御する。
【0065】
第１実施形態の基板処理装置１００は、半導体の設けられた半導体素子の作製に好適に用いられる。典型的には、半導体素子において、基材の上に導電層および絶縁層が積層される。基板処理装置１００は、半導体素子の製造時に、導電層および／または絶縁層の洗浄および／または加工（例えば、エッチング、特性変化等）に好適に用いられる。
【0066】
【0067】
図３に示すように、制御装置１０１は、基板処理装置１００の各種動作を制御する。制御装置１０１は、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、送風ユニット１２、基板保持部２０、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０、リンス液供給部６０およびカップ９０を制御する。具体的には、制御装置１０１は、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、送風ユニット１２、基板保持部２０、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０、リンス液供給部６０およびカップ９０に制御信号を送信することによって、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、送風ユニット１２、基板保持部２０、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０、リンス液供給部６０およびカップ９０を制御する。
【0068】
また、記憶部１０４は、コンピュータプログラムおよびデータを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容、処理手順および基板処理条件を規定する。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
【0069】
制御部１０２は、インデクサーロボットＩＲを制御して、インデクサーロボットＩＲによって基板Ｗを受け渡しする。
【0070】
制御部１０２は、センターロボットＣＲを制御して、センターロボットＣＲによって基板Ｗを受け渡しする。例えば、センターロボットＣＲは、未処理の基板Ｗを受け取って、複数のチャンバー１１のうちのいずれかに基板Ｗを搬入する。また、センターロボットＣＲは、処理された基板Ｗをチャンバー１１から受け取って、基板Ｗを搬出する。
【0071】
制御部１０２は、送風ユニット１２を制御して、チャンバー１１内に空気を送る。例えば、制御部１０２は、送風ユニット１２および排気装置（図示せず）を制御して、チャンバー１１内にダウンフローを形成する。
【0072】
制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板Ｗの脱着、基板Ｗの回転の開始、回転速度の変更および基板Ｗの回転の停止を制御する。例えば、制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板保持部２０の回転速度を変更することができる。具体的には、制御部１０２は、基板保持部２０のスピンモーター２４の回転速度を変更することによって、基板Ｗの回転速度を変更できる。
【0073】
制御部１０２は、剥離液供給部３０のバルブ３４を制御して、バルブ３４の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、剥離液供給部３０のバルブ３４を制御して、バルブ３４を開状態にすることによって、ノズル３６に向かって配管３２内を流れる剥離液を通過させることができる。また、制御部１０２は、剥離液供給部３０のバルブ３４を制御して、バルブ３４を閉状態にすることによって、ノズル３６に向かって配管３２内を流れる剥離液の供給を停止させることができる。
【0074】
制御部１０２は、アルカリ液供給部４０のバルブ４４を制御して、バルブ４４の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、アルカリ液供給部４０のバルブ４４を制御して、バルブ４４を開状態にすることによって、ノズル４６に向かって配管４２内を流れるアルカリ液を通過させることができる。また、制御部１０２は、アルカリ液供給部４０のバルブ４４を制御して、バルブ４４を閉状態にすることによって、ノズル４６に向かって配管４２内を流れるアルカリ液の供給を停止させることができる。
【0075】
制御部１０２は、バルブ５４を制御して、バルブ５４の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、バルブ５４を制御して、バルブ５４を開状態にすることによって、ノズル５６に向かって配管５２内を流れる過酸化水素水を通過させることができる。また、制御部１０２は、バルブ５４を制御して、バルブ５４を閉状態にすることによって、ノズル５６に向かって配管５２内を流れる過酸化水素水の供給を停止させることができる。
【0076】
制御部１０２は、リンス液供給部６０のバルブ６４を制御して、バルブ６４の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、リンス液供給部６０のバルブ６４を制御して、バルブ６４を開状態にすることによって、ノズル６６に向かって配管６２内を流れるリンス液を通過させることができる。また、制御部１０２は、リンス液供給部６０のバルブ６４を制御して、バルブ６４を閉状態にすることによって、ノズル６６に向かって配管６２内を流れるリンス液の供給を停止させることができる。
【0077】
制御部１０２は、カップ９０を制御して基板Ｗに対してカップ９０を移動させてもよい。具体的には、制御部１０２は、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０および／またはリンス液供給部６０が基板Ｗに剥離液、アルカリ液、過酸化水素水および／またはリンス液を供給する期間にわたって基板Ｗの側方にまで鉛直上方にカップ９０を上昇させる。また、制御部１０２は、剥離液供給部３０、アルカリ液供給部４０、過水供給部５０および／またはリンス液供給部６０が基板Ｗに剥離液、アルカリ液、過酸化水素水および／またはリンス液を供給する期間が終了すると、基板Ｗの側方から鉛直下方にカップ９０を下降させる。
【0078】
【0079】
図４に示すように、基板Ｗは、基材２０１と、基材２０１上に配置されるレジスト層２０３とを有する。なお、基板Ｗは、基材２０１とレジスト層２０３との間に配置される接着層（図示せず）等をさらに有してもよい。この場合、接着層（図示せず）は、基材２０１とレジスト層２０３とを接着する、例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ：Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）等の樹脂であってもよい。
【0080】
基材２０１は、例えば、シリコンウエハなどの半導体ウエハである。第１実施形態では、基材２０１は、シリコンウエハである。
【0081】
レジスト層２０３は、樹脂からなる。レジスト層２０３は、特に限定されるものではないが、例えば、フォトレジスト材料からなる。レジスト層２０３は、少なくとも基材２０１とは反対側（上側）に配置される硬化層２０３ａを有する。具体的には、半導体素子の製造工程は、例えば、基板Ｗの上面Ｗａにリン、ヒ素、ホウ素などの不純物（イオン）を注入するイオン注入工程を含む。イオン注入工程では、イオン注入が不要な部分にマスクとしてのレジスト層２０３を形成した後、基板Ｗに対してイオン注入が行われる。このとき、レジスト層２０３の上面側の部分には、イオン注入によって硬化した硬化層２０３ａが形成される。
【0082】
第１実施形態では、レジスト層２０３は、例えば、硬化層２０３ａと、非硬化層２０３ｂとを含む。硬化層２０３ａは、非硬化層２０３ｂよりも硬い。硬化層２０３ａは、イオン注入によって硬化された層である。硬化層２０３ａは、イオン注入により炭化して形成された多数の微細な穴を有する。非硬化層２０３ｂは、レジスト層２０３のうち基材２０１側（下側）に配置される。
【0083】
次に、図４および図５を参照して、第１実施形態の基板処理方法を説明する。図５は、第１実施形態の基板処理方法のフロー図である。第１実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～ステップＳ１０９は、制御部１０２によって実行される。なお、ステップＳ１０３は、本発明の「アルカリ液供給工程」の一例である。また、ステップＳ１０４は、本発明の「剥離液供給工程」の一例である。
【0084】
図５に示すように、ステップＳ１０１において、基板Ｗをチャンバー１１に搬入する。制御部１０２の制御により、センターロボットＣＲは、基板Ｗをチャンバー１１に搬入し、基板保持部２０は、搬入された基板Ｗを保持する。
【0085】
次に、ステップＳ１０２において、基板Ｗの回転を開始する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗの回転を開始する。なお、第１実施形態では、基板Ｗの回転速度は、特に限定されるものではないが、例えば、基板Ｗの回転速度は、ステップＳ１０３においてアルカリ液が基板Ｗの上面Ｗａの全体に広がることが可能な速度である。例えば、基板Ｗの回転速度は、低速度（例えば、１０ｒｐｍ）であってもよいし、高速度（例えば、５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下）であってもよい。
【0086】
次に、ステップＳ１０３において、アルカリ液を基板Ｗに供給する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０によって回転する基板Ｗに対して、アルカリ液供給部４０は、ノズル３６からアルカリ液を供給する。これにより、基板Ｗの上面Ｗａの全面にアルカリ液が供給される。なお、基板Ｗに供給されるアルカリ液の温度は、特に限定されるものではないが、例えば、室温（約２５℃）である。
【0087】
基板Ｗに供給するアルカリ液は、例えば、高濃度アルカリ液（電子工業用ＥＬグレード）であってもよいし、純水等で希釈した希釈アルカリ液であってもよい。希釈アルカリ液は、例えば、電子工業用ＥＬグレードの高濃度アルカリ液が、高濃度アルカリ液：純水＝１：１以下、１：１０以下、または、１：５０以下の割合で希釈された液である。
【0088】
また、アルカリ液と有機溶剤との混合液を基板Ｗに供給してもよい。この場合、混合液中のアルカリ液の割合は、アルカリ液：有機溶剤＝５０：１以上の割合であってもよい。ただし、電子工業用ＥＬグレードの高濃度アルカリ液を用いる場合、混合液中のアルカリ液の割合は、アルカリ液：有機溶剤＝１：１以上の割合であればよい。第１実施形態では、ステップＳ１０３において、基板Ｗにアルカリ液のみを供給する。つまり、基板Ｗに供給する液には、有機溶剤は含まれていない。
【0089】
そして、制御部１０２は、アルカリ液の供給を開始してから所定時間が経過すると、アルカリ液の供給を停止する。言い換えると、制御部１０２は、基板Ｗにアルカリ液を所定量供給すると、基板Ｗへのアルカリ液の供給を停止する。
【0090】
次に、ステップＳ１０４において、剥離液を基板Ｗに供給して、レジスト層２０３を剥離処理する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０によって回転する基板Ｗに対して、剥離液供給部３０は、ノズル３６から剥離液を供給する。例えば、剥離液供給部３０は、剥離液としてＳＰＭを供給する。なお、基板Ｗに供給される剥離液の温度は、特に限定されるものではないが、例えば、１３０℃以上、１５０℃以下である。
【0091】
ここで、剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗに保持されている間に、基板Ｗに剥離液を供給する。第１実施形態では、アルカリ液は、基板Ｗの上面Ｗａ上に保持される。つまり、剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗの上面Ｗａ上に保持されている間に、基板Ｗに剥離液を供給する。言い換えると、剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗの上面Ｗａ上に存在している間に、基板Ｗに剥離液を供給する。
【0092】
具体的には、基板Ｗの回転速度が、例えば低速度である場合、アルカリ液は、基板Ｗの上面Ｗａ上に保持され続ける。その一方、基板Ｗの回転速度が例えば高速度である場合、基板Ｗの回転によって、アルカリ液は基板Ｗ上から徐々に排出される。このため、ステップＳ１０４では、基板Ｗの上面Ｗａからアルカリ液が無くなる前に、剥離液供給部３０は、基板Ｗへの剥離液の供給を開始する。
【0093】
このように、アルカリ液が基板Ｗに保持されている間に、基板Ｗに剥離液を供給し、基板Ｗ上のアルカリ液と剥離液とを直接接触させる。これにより、剥離液とアルカリ液とが中和反応を起こしながら、レジスト層２０３を溶解する。具体的には、剥離液は、レジスト層２０３上を面方向（略水平方向）に拡がりながら、レジスト層２０３上のアルカリ液と中和反応を起こす。このとき、中和反応により剥離液の温度が上昇するため、レジスト層２０３に対する剥離液の溶解速度が大きくなる。従って、剥離液の処理時間を短縮することができる。その結果、剥離液の消費量を削減することができる。アルカリ液との中和反応によって、剥離液の温度は、例えば、１６０℃以上、２００℃以下になる。なお、剥離液と中和反応を起こす際のアルカリ液は、沸点以下の温度に調節されていてもよい。例えば、アルカリ液は、３０℃以上、３５℃以下の温度に調節されていてもよい。また、アルカリ液の温度は、例えば、室温（約２５℃）であってもよい。
【0094】
そして、制御部１０２は、剥離液の供給を開始してから所定時間が経過すると、剥離液の供給を停止する。
【0095】
次に、ステップＳ１０５において、過酸化水素水を基板Ｗに供給する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０によって回転する基板Ｗに対して、過水供給部５０は、ノズル５６から過酸化水素水を供給する。これにより、基板Ｗの上面Ｗａの剥離液が過酸化水素水に置換される。なお、ステップＳ１０５における基板Ｗの回転速度は、低速度（例えば、１０ｒｐｍ）であってもよいし、高速度（例えば、５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下）であってもよい。第１実施形態では、基板Ｗの回転速度は、高速度である。
【0096】
そして、制御部１０２は、過酸化水素水の供給を開始してから所定時間が経過すると、過酸化水素水の供給を停止する。
【0097】
次に、ステップＳ１０６において、基板Ｗにリンス液を供給して基板Ｗをリンス処理する。制御部１０２の制御により、リンス液供給部６０は、ノズル６６から基板Ｗにリンス液を供給する。例えば、リンス液供給部６０は、リンス液としてＤＩＷを供給する。そして、制御部１０２は、リンス液の供給を開始してから所定時間が経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0098】
次に、ステップＳ１０７において、基板Ｗを乾燥する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０は、基板Ｗの回転速度を増加させて基板Ｗ上のリンス液を遠心力によって吹き飛ばす。
【0099】
次に、ステップＳ１０８において、基板Ｗの回転を停止する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０は、基板Ｗの回転を停止する。
【0100】
次に、ステップＳ１０９において、基板処理ユニット１０から基板Ｗを取り出す。制御部１０２の制御により、基板保持部２０は基板Ｗの保持を解除し、センターロボットＣＲは、チャンバー１１から基板Ｗを取り出す。その後、基板Ｗは、インデクサーロボットＩＲを介して基板処理装置１００の外部に搬送される。
【0101】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。
【0102】
以上、図１～図５を参照して説明したように、第１実施形態では、基板処理装置１００は、基板Ｗにアルカリ液を供給するアルカリ液供給部４０と、アルカリ液が基板Ｗのレジスト層２０３に保持されている間に、基板Ｗに酸性の剥離液を供給する剥離液供給部３０とを備える。従って、剥離液とアルカリ液とが中和反応を起こしながら、レジスト層２０３を溶解する。このとき、中和反応により剥離液の温度が上昇するため、レジスト層２０３に対する剥離液の溶解速度が大きくなる。従って、剥離液の処理時間を短縮することができる。その結果、剥離液の消費量を削減することができる。
【0103】
また、上記のように、アルカリ液供給部４０が基板Ｗへのアルカリ液の供給を停止した後、剥離液供給部３０は、基板Ｗに剥離液を供給する。従って、アルカリ液の供給を停止せずに、剥離液を供給する際にもアルカリ液を供給し続ける場合と比べて、アルカリ液の消費量を抑制できる。
【0104】
また、剥離液とアルカリ液とが中和反応することにより生成される塩の量を抑えることができる。よって、チャンバー１１内で塩が結晶化してパーティクル汚染の原因となることを抑制できる。その結果、剥離液の処理時間を短縮しながら、パーティクルを抑えることができる。
【0105】
また、上記のように、剥離液は、硫酸と過酸化水素水とが混合された硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ）を含む。従って、剥離液として例えば硫酸を用いる場合に比べて、レジスト層２０３の剥離時間を短縮できる。
【0106】
また、上記のように、レジスト層２０３は、少なくとも基材２０１とは反対側に配置される硬化層２０３ａを有する。硬化層２０３ａを有するレジスト層２０３は、硬化層２０３ａを有しないレジスト層２０３に比べて、剥離しにくい。従って、硬化層２０３ａを有するレジスト層２０３を剥離する際に、本発明を適用することは特に効果的である。
【0107】
（第１変形例）
次に、引き続き図５を参照して、本発明の第１変形例による基板処理装置１００について説明する。第１変形例では、第１実施形態とは異なり、アルカリ液を基板Ｗに供給する時間と、剥離液を基板Ｗに供給する時間とがオーバーラップする例について説明する。なお、第１変形例の基板処理ユニット１０の構成は、第１実施形態と同様である。
次に、引き続き図５を参照して、本発明の第１変形例による基板処理装置１００について説明する。第１変形例では、第１実施形態とは異なり、アルカリ液を基板Ｗに供給する時間と、剥離液を基板Ｗに供給する時間とがオーバーラップする例について説明する。なお、第１変形例の基板処理ユニット１０の構成は、第１実施形態と同様である。
【0108】
図５に示すように、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２は、第１実施形態と同様である。
【0109】
次に、ステップＳ１０３において、アルカリ液を基板Ｗに供給する。ここで、第１変形例では、第１実施形態とは異なり、ステップＳ１０３でアルカリ液の供給を停止しない。
【0110】
次に、ステップＳ１０４において、剥離液を基板Ｗに供給して、基板Ｗを剥離処理する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０によって回転する基板Ｗに対して、剥離液供給部３０は、ノズル３６から剥離液を供給する。このとき、第１変形例では、アルカリ液供給部４０からアルカリ液が供給されながら、剥離液供給部３０から剥離液が基板Ｗに供給される。つまり、第１変形例では、第１実施形態とは異なり、アルカリ液を基板Ｗに供給する時間と、剥離液を基板Ｗに供給する時間とがオーバーラップする。
【0111】
そして、制御部１０２は、剥離液またはアルカリ液の供給を開始してから所定時間が経過すると、アルカリ液の供給を停止する。
【0112】
その後、制御部１０２は、剥離液の供給を開始してから所定時間が経過すると、剥離液の供給を停止する。
【0113】
次に、第１実施形態と同様にして、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９が実行される。
【0114】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。第１変形例のその他の基板処理方法および効果は、第１実施形態と同様である。
【0115】
（第２実施形態）
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態による基板処理装置１００について説明する。図６は、第２実施形態による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。図７は、レジスト層２０３の硬化層２０３ａにアルカリ液が浸透した状態を示す模式的な拡大断面図である。なお、図７では、理解を容易にするために、レジスト層２０３内に浸透したアルカリ液にハッチングを施している。
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態による基板処理装置１００について説明する。図６は、第２実施形態による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。図７は、レジスト層２０３の硬化層２０３ａにアルカリ液が浸透した状態を示す模式的な拡大断面図である。なお、図７では、理解を容易にするために、レジスト層２０３内に浸透したアルカリ液にハッチングを施している。
【0116】
第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、アルカリ液を基板Ｗのレジスト層２０３に浸透させる浸透工程を設ける例について説明する。第２実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３、ステップＳ２０１、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ１０４～Ｓ１０９は、制御部１０２によって実行される。なお、ステップＳ２０１は、本発明の「浸透工程」の一例である。第２実施形態の基板処理装置１００の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0117】
第２実施形態では、硬化層２０３ａを有するレジスト層２０３を含む基板Ｗに対して処理が行われる。また、第２実施形態では、アルカリ液として、無機アルカリ液が用いられる。第２実施形態では、無機アルカリ液として、例えば、ＮＨ4ＯＨが用いられる。以下、詳細に説明する。
【0118】
図６に示すように、ステップＳ１０１は、第１実施形態と同様である。
【0119】
次に、ステップＳ１０２において、基板Ｗの回転を開始する。なお、第２実施形態では、基板Ｗの回転速度は、例えば、低速度（１０ｒｐｍ）である。
【0120】
次に、ステップＳ１０３において、アルカリ液を基板Ｗに供給する。ステップＳ１０３における基板Ｗの回転速度は、基板Ｗ上に供給されたアルカリ液が基板Ｗ上から排出されない速度、または、ほとんど排出されない速度であることが好ましい。第２実施形態では、基板Ｗの回転速度は、低速度（例えば、１０ｒｐｍ）である。従って、基板Ｗ上に供給されたアルカリ液は、基板Ｗ上から排出されない。
【0121】
そして、制御部１０２は、基板Ｗ上へのアルカリ液の供給を開始してから所定時間が経過すると、アルカリ液の供給を停止する。これにより、基板Ｗ上のアルカリ液の膜厚は、数ｍｍ（例えば、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下）になる。
【0122】
次に、ステップＳ２０１において、図７に示すように、基板Ｗに供給されたアルカリ液を、レジスト層２０３内に浸透させる。具体的には、制御部１０２は、アルカリ液の供給を停止した状態で、基板Ｗの低速度の回転を所定時間維持する。所定時間は、特に限定されるものではないが、無機アルカリ液がレジスト層２０３の硬化層２０３ａに浸透するためにかかる時間である。例えば、所定時間は、５秒以上、３０秒以下であり、好ましくは、１０秒以上、２０秒以下である。ステップＳ２０１では、アルカリ液は、レジスト層２０３に対して厚み方向に浸透する。
【0123】
そして、アルカリ液の供給を停止してから所定時間が経過すると、ステップＳ１０４に進む。
【0124】
次に、ステップＳ１０４において、剥離液を基板Ｗに供給して、レジスト層２０３を剥離処理する。制御部１０２の制御により、基板保持部２０によって回転する基板Ｗに対して、剥離液供給部３０は、ノズル３６から剥離液を供給する。例えば、剥離液供給部３０は、剥離液としてＳＰＭを供給する。
【0125】
ここで、剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗに保持されている間に、基板Ｗに剥離液を供給する。具体的には、第２実施形態では、アルカリ液は、基板Ｗの上面Ｗａ上に保持されることに加え、レジスト層２０３の内部にも保持される。
【0126】
このため、剥離液は、レジスト層２０３上を面方向に拡がりながら、レジスト層２０３上のアルカリ液と中和反応を起こす。さらに、第２実施形態では、剥離液は、レジスト層２０３を厚み方向に溶解することにより、レジスト層２０３内に保持されているアルカリ液と中和反応を起こす。つまり、剥離液は、レジスト層２０３を厚み方向に溶解しながら、レジスト層２０３内に保持されている新しい（未反応の）アルカリ液との間で中和反応を連続的に起こす。
【0127】
そして、制御部１０２は、剥離液の供給を開始してから所定時間が経過すると、剥離液の供給を停止する。なお、第２実施形態の剥離液の処理時間は、第１実施形態の剥離液の処理時間よりも短い。
【0128】
次に、第１実施形態と同様にして、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９が実行される。
【0129】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。第２実施形態のその他の基板処理方法は、第１実施形態と同様である。
【0130】
第２実施形態では、上記のように、アルカリ液供給部４０は、基板Ｗにアルカリ液を供給して、アルカリ液をレジスト層２０３に浸透させることによってレジスト層２０３内にアルカリ液を保持させる。従って、剥離液は、レジスト層２０３を厚み方向に溶解しながら、レジスト層２０３内に保持されている新しい（未反応の）アルカリ液との間で中和反応を連続的に起こす。よって、剥離液がレジスト層２０３を厚み方向に溶解する際に高温状態を維持しながらレジスト層２０３の硬化層２０３ａを溶解する。つまり、剥離液は、溶解速度の大きい状態を維持しながらレジスト層２０３の硬化層２０３ａを溶解する。よって、剥離液の処理時間をより短縮することができる。その結果、剥離液の消費量をより削減することができる。
【0131】
また、上記のように、アルカリ液は、無機アルカリ液を含む。ここで、無機アルカリ液は、レジスト層２０３の硬化層２０３ａに浸透しやすい一方、有機アルカリ液は、レジスト層２０３の硬化層２０３ａに浸透しにくい。従って、アルカリ液として無機アルカリ液を用いることによって、レジスト層２０３の硬化層２０３ａにアルカリ液を容易に浸透させることができる。
【0132】
第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【0133】
（第２変形例）
次に、図８を参照して、本発明の第２変形例による基板処理装置１００について説明する。図８は、第２変形例による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。第２変形例では、第２実施形態とは異なり、基板Ｗ上のアルカリ液を薄膜化した後に、剥離液を供給する例について説明する。第２変形例の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ１０４～Ｓ１０９は、制御部１０２によって実行される。第２変形例の基板処理装置１００の構成は、第２実施形態と同様である。
次に、図８を参照して、本発明の第２変形例による基板処理装置１００について説明する。図８は、第２変形例による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。第２変形例では、第２実施形態とは異なり、基板Ｗ上のアルカリ液を薄膜化した後に、剥離液を供給する例について説明する。第２変形例の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ１０４～Ｓ１０９は、制御部１０２によって実行される。第２変形例の基板処理装置１００の構成は、第２実施形態と同様である。
【0134】
図８に示すように、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３およびステップＳ２０１は、第２実施形態と同様である。
【0135】
次に、ステップＳ２０２において、基板Ｗ上のアルカリ液を薄膜化する。具体的には、制御部１０２は、基板Ｗの回転速度を、浸透工程（ステップＳ２０１）の基板Ｗの回転速度よりも高くする。基板Ｗの回転速度は、特に限定されるものではないが、例えば、５００ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以下である。また、制御部１０２は、基板Ｗの回転速度を高くした状態を所定時間維持する。所定時間は、特に限定されるものではないが、例えば、０．５秒以上、５秒以下であり、好ましくは、２秒以下である。
【0136】
このように、基板Ｗの回転速度を数秒程度高くすることによって、基板Ｗ上のアルカリ液の一部が基板Ｗ上から排出され、基板Ｗ上のアルカリ液が薄膜化する。具体的には、基板Ｗ上のアルカリ液の膜厚が、数ｍｍ（例えば、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下）から０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下になる。好ましくは、基板Ｗ上のアルカリ液の膜厚は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下になる。
【0137】
また、基板Ｗ上のアルカリ液を薄膜化することによって、基板Ｗ上のアルカリ液の膜厚は、均一化される。
【0138】
次に、ステップＳ１０４において、剥離液を基板Ｗに供給して、レジスト層２０３を剥離する。このとき、第２変形例では、基板Ｗ上のアルカリ液が均一化されているため、基板Ｗの面方向（略水平方向）において略均一に、剥離液とアルカリ液との間で中和反応が起きる。よって、基板Ｗの面方向において、剥離液の温度にバラツキが生じることを抑制できる。その結果、基板Ｗの面方向において、レジスト層２０３を略均一に剥離することができる。
【0139】
また、第２変形例では、基板Ｗ上のアルカリ液は薄膜化されているため、剥離液とアルカリ液との間で中和反応が激しく起きることを抑制できる。よって、剥離液、アルカリ液、および、中和反応により生成される塩が周囲に飛散することを抑制できる。また、剥離液とアルカリ液との中和反応により生成される塩の量を抑えることができる。
【0140】
なお、ステップＳ１０４では、基板Ｗの回転速度は、薄膜化工程（ステップＳ２０２）に比べて低く変更される。例えば、基板Ｗの回転速度は、低速度（例えば、１０ｒｐｍ）に変更される。
【0141】
次に、第２実施形態と同様にして、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９が実行される。
【0142】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。第２変形例のその他の基板処理方法および効果は、第２実施形態と同様である。
【0143】
（第３実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態による基板処理装置１００について説明する。図９は、第３実施形態による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。第３実施形態では、第２実施形態とは異なり、浸透工程（ステップＳ２０１）の後に、基板Ｗにリンス液を供給するリンス液供給工程（ステップＳ３０１）を設ける例について説明する。第３実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３、ステップＳ２０１、ステップＳ３０１、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ１０４～Ｓ１０９は、制御部１０２によって実行される。なお、ステップＳ３０１は、本発明の「リンス液供給工程」の一例である。第３実施形態の基板処理装置１００の構成は、第２実施形態と同様である。
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態による基板処理装置１００について説明する。図９は、第３実施形態による基板処理装置１００の基板処理方法のフロー図である。第３実施形態では、第２実施形態とは異なり、浸透工程（ステップＳ２０１）の後に、基板Ｗにリンス液を供給するリンス液供給工程（ステップＳ３０１）を設ける例について説明する。第３実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３、ステップＳ２０１、ステップＳ３０１、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９を含む。ステップＳ１０１～Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ１０４～Ｓ１０９は、制御部１０２によって実行される。なお、ステップＳ３０１は、本発明の「リンス液供給工程」の一例である。第３実施形態の基板処理装置１００の構成は、第２実施形態と同様である。
【0144】
図９に示すように、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３およびステップＳ２０１は、第２実施形態と同様である。
【0145】
次に、ステップＳ３０１において、基板Ｗにリンス液を供給する。具体的には、制御部１０２の制御により、リンス液供給部６０は、基板Ｗにリンス液を供給する。このとき、制御部１０２は、基板Ｗの回転速度を、浸透工程（ステップＳ２０１）の基板Ｗの回転速度よりも高くする。基板Ｗの回転速度は、特に限定されるものではないが、例えば、高速度（５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下）である。これにより、基板Ｗの上面Ｗａ上のアルカリ液が基板Ｗ上から排出され、基板Ｗの上面Ｗａ上のアルカリ液がリンス液に置換される。
【0146】
ただし、基板Ｗのレジスト層２０３内に浸透したアルカリ液は、レジスト層２０３内に保持される。つまり、レジスト層２０３上のアルカリ液は排出される一方、レジスト層２０３内のアルカリ液は保持される。
【0147】
そして、リンス液の供給を開始してから所定時間が経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0148】
次に、ステップＳ１０４において、剥離液を基板Ｗに供給して、レジスト層２０３を剥離する。このとき、第３実施形態では、剥離液供給部３０は、アルカリ液供給部４０から供給されたアルカリ液が基板Ｗに保持されている間に、基板Ｗに剥離液を供給する。具体的には、第３実施形態では、剥離液供給部３０は、基板Ｗのレジスト層２０３内にアルカリ液が保持されている状態で、基板Ｗに剥離液を供給する。
【0149】
第３実施形態では、基板Ｗ上にはアルカリ液がないため、剥離液は、レジスト層２０３内に浸透しているアルカリ液と中和反応を起こす。具体的には、第３実施形態では、第２実施形態と同様、剥離液は、レジスト層２０３を厚み方向に溶解しながら、レジスト層２０３内に保持されている新しい（未反応の）アルカリ液との間で中和反応を連続的に起こす。従って、剥離液がレジスト層２０３を厚み方向に溶解する際に高温状態を維持しながらレジスト層２０３の硬化層２０３ａを溶解する。よって、剥離液の処理時間を短縮することができる。その結果、剥離液の消費量を削減することができる。
【0150】
なお、ステップＳ１０４では、基板Ｗの回転速度は、浸透工程（ステップＳ２０１）と同じであってもよいし、高速度（例えば、５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下）であってもよい。例えば、基板Ｗの回転速度は、低速度（例えば、１０ｒｐｍ）に変更される。
【0151】
次に、第２実施形態と同様にして、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９が実行される。
【0152】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。第３実施形態のその他の基板処理方法は、第２実施形態と同様である。
【0153】
第３実施形態では、上記のように、アルカリ液をレジスト層２０３に浸透させた後、基板Ｗにリンス液を供給して基板Ｗの上面Ｗａ上のアルカリ液をリンス液に置換し、その後、基板Ｗに剥離液を供給する。従って、基板Ｗに剥離液を供給する際に、基板Ｗ上にはアルカリ液がないため、剥離液は、レジスト層２０３内に浸透しているアルカリ液だけと中和反応を起こす。よって、第２変形例と比べて、剥離液、アルカリ液および塩が周囲に飛散することを、さらに抑制できる。また、剥離液とアルカリ液との中和反応により生成される塩の量を、さらに抑えることができる。
【0154】
第３実施形態のその他の効果は、第２実施形態と同様である。
【0155】
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0156】
例えば、第２実施形態～第３実施形態では、アルカリ液供給工程（ステップＳ１０３）でアルカリ液の供給を停止した後、浸透工程（ステップＳ２０１）で基板Ｗを低速度で回転させる例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、アルカリ液供給工程（ステップＳ１０３）でアルカリ液の供給を停止させずに、浸透工程（ステップＳ２０１）でアルカリ液を供給しながら、基板Ｗを低速度または高速度で回転させてもよい。ただし、この場合、アルカリ液の消費量が多くなるので、第２実施形態～第３実施形態のように、アルカリ液供給工程（ステップＳ１０３）でアルカリ液の供給を停止した後、浸透工程（ステップＳ２０１）で基板Ｗを低速度で回転させる方が好ましい。
【0157】
また、第１実施形態では、アルカリ液として、無機アルカリ液を用いる例について説明したが、本発明はこれに限らない。アルカリ液として、ＴＭＡＨ等の有機アルカリ液を用いてもよい。
【0158】
また、第１実施形態～第３実施形態では、基板Ｗにアルカリ液を供給する工程（ステップＳ１０３）において、基板保持部２０によって回転されている基板Ｗにアルカリ液を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、回転されていない基板Ｗにアルカリ液を供給してもよい。
【0159】
また、第１実施形態～第３実施形態では、リンス液を基板Ｗに供給する工程（ステップＳ１０６）の直後に基板Ｗを乾燥する工程（ステップＳ１０７）を実行する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、リンス液を基板Ｗに供給する工程（ステップＳ１０６）の後に、さらに基板Ｗに薬液を供給する工程を実行してもよい。具体的には、リンス液を基板Ｗに供給する工程（ステップＳ１０６）の後に、例えば、基板ＷにＳＣ１を供給する工程、および、リンス液を基板Ｗに供給する工程をさらに実行してもよい。
【0160】
また、第１実施形態～第３実施形態では、基板Ｗに剥離液を供給する工程（ステップＳ１０４）、および、基板Ｗに過酸化水素水を供給する工程（ステップＳ１０５）において、基板Ｗを加熱しない例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、基板Ｗに剥離液を供給する工程（ステップＳ１０４）、および／または、基板Ｗに過酸化水素水を供給する工程（ステップＳ１０５）において、ヒータ等の加熱装置を用いて基板Ｗを加熱してもよい。
【0161】
また、第１実施形態～第３実施形態では、剥離液として硫酸と過酸化水素水との混合液を用いる構成において、供給源から配管３２に硫酸過酸化水素水混合液が供給される例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、硫酸と過酸化水素水とを配管３２の途中で合流させてノズル３６に供給してもよい。この場合、硫酸の供給を停止することによって、過酸化水素水のみをノズル３６に供給し、基板Ｗに過酸化水素水を供給することが可能である。従って、過水供給部５０を設けなくてもよい。
【0162】
また、第１実施形態～第３実施形態において、剥離液をノズル３６から、例えば噴出してもよい。具体的には、例えば、高温の霧状の剥離液をノズル３６から噴出してもよいし、剥離液と不活性ガスとの混合物をノズル３６から噴出してもよい。また、シャワー状の剥離液を基板Ｗに供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0163】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0164】
２０ ：基板保持部
３０ ：剥離液供給部
４０ ：アルカリ液供給部
６０ ：リンス液供給部
１００ ：基板処理装置
２０１ ：基材
２０３ ：レジスト層
２０３ａ ：硬化層
Ｓ１０３ ：ステップ（アルカリ液供給工程）
Ｓ１０４ ：ステップ（剥離液供給工程）
Ｓ２０１ ：ステップ（浸透工程）
Ｓ３０１ ：ステップ（リンス液供給工程）
Ｗ ：基板
Ｗａ ：上面
３０ ：剥離液供給部
４０ ：アルカリ液供給部
６０ ：リンス液供給部
１００ ：基板処理装置
２０１ ：基材
２０３ ：レジスト層
２０３ａ ：硬化層
Ｓ１０３ ：ステップ（アルカリ液供給工程）
Ｓ１０４ ：ステップ（剥離液供給工程）
Ｓ２０１ ：ステップ（浸透工程）
Ｓ３０１ ：ステップ（リンス液供給工程）
Ｗ ：基板
Ｗａ ：上面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】