特許 7340396 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】

(24)【登録日】2023-08-30

(45)【発行日】2023-09-07

(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】

   G03F 7/42 20060101AFI20230831BHJP

【ＦＩ】

G03F7/42

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019172560

(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公開番号】P2021051123

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-06-17

(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】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】堀越 章

(72)【発明者】

【氏名】中村 昭平

(72)【発明者】

【氏名】高辻 茂

(72)【発明者】

【氏名】河野 元宏

(72)【発明者】

【氏名】木村 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】小林 健司

【審査官】中澤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／１４８４７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１３３２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液の液膜を形成する工程と、
前記液膜へプラズマを照射して前記液膜中にラジカルを発生させる工程と、
を備え、
前記プラズマを照射する工程は、前記プラズマ中の雰囲気を静的に保つ工程を含む、基板処理方法。

【請求項2】

前記プラズマを照射する工程は、前記基板の回転をともないながら、前記基板の回転にとっての周方向において部分的に配置された前記プラズマを用いて行われる、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記プラズマを照射する工程は、前記基板の回転にとっての半径方向において前記プラズマの位置を揺動させる工程を含む、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記プラズマを照射する工程は、前記基板の半径方向の位置の全体にわたって延在する前記プラズマを用いて行われる、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記液膜を形成する工程は、
前記基板上への前記処理液の供給を開始する工程と、
前記基板上への前記処理液の供給を停止する工程と、
を含み、
前記プラズマを照射する工程は、前記処理液の供給を開始する工程の後かつ前記処理液の供給を停止する工程の前に行われる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記液膜を形成する工程は、
前記基板上への前記処理液の供給を開始する工程と、
前記基板上への前記処理液の供給を停止する工程と、
を含み、
前記プラズマを照射する工程は、前記処理液の供給を停止する工程の後に行われる、請求項１から５のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液を用いて基板を処理するための基板処理装置であって、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板上に前記処理液の液膜が形成されるように前記基板上へ前記処理液を供給する液供給部と、
前記液膜へプラズマを照射して前記液膜中にラジカルを発生させるプラズマ源と、
を備え、
前記プラズマ源は、前記プラズマ源の周囲の雰囲気を静的に保ちつつ、前記プラズマ源の周囲の雰囲気をプラズマ化する、基板処理装置。

【請求項8】

硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液を用いて基板を処理するための基板処理装置であって、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板上に前記処理液の液膜が形成されるように前記基板上へ前記処理液を供給する液供給部と、
前記液膜へプラズマを照射するプラズマ源と、
を備え、
前記プラズマ源は、
ガスの供給を受けるガス入口と、前記基板の方を向くように配置されたガス出口と、を有する配管と、
前記配管中に配置された第１電極と、
前記配管外に配置された第２電極と、
を含む、
基板処理装置。

【請求項9】

硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液を用いて基板を処理するための基板処理装置であって、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板上に前記処理液の液膜が形成されるように前記基板上へ前記処理液を供給する液供給部と、
前記液膜へプラズマを照射するプラズマ源と、
を備え、
前記プラズマ源は、
前記液膜の方を向く第１面と、前記第１面と反対の第２面とを有する誘電体層と、
前記液膜から離れて前記第１面上に配置された第１電極と、
前記第２面上に配置された第２電極と、
を含む、
基板処理装置。

【請求項10】

前記基板の回転を得るために前記保持部を回転させる回転駆動部をさらに備え
前記プラズマ源は、前記基板の回転にとっての半径方向において揺動可能に構成されている、請求項７から９のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記基板の回転を得るために前記保持部を回転させる回転駆動部をさらに備え、
前記プラズマ源は、前記基板の半径方向の位置の全体にわたって延在する前記プラズマを発生させる、請求項７から９のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記第２電極は、前記基板上へ供給される前記処理液の経路から離れている、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記第２電極は、前記基板上へ供給される前記処理液の経路に接している、請求項８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、基板処理方法および基板処理装置に関し、特に、プラズマを用いた基板処理方法および基板処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造方法は、多くの場合、基板からレジスト膜を除去するためのウェット処理工程をともなう。この典型的な工程として、硫酸と過酸化水素水との混合液である処理液中で生成されるペルオキソ硫酸の酸化力を用いる方法がある。ペルオキソ硫酸を継続的かつ安定的に発生させるためには、通常、処理液へ過酸化水素水を追加添加しなければならない。それに起因して、排液処理の負担が増大したり、硫酸のリサイクルが困難となったりする。

【0003】

一方、特開２００２－５３３１２号公報（特許文献１）に開示されたレジスト除去方法においては、硫酸を含む溶液に酸素プラズマを照射することによって、ペルオキソ硫酸が発生させられる。そして、表面にレジストが形成されたウエハが、ペルオキソ硫酸を含む溶液に浸漬させられる。この方法によれば、酸素プラズマを硫酸に照射することによりペルオキソ硫酸の生成を促進することができる。上記公報によれば、これにより、硫酸と過酸化水素との混合液のレジスト除去能力を、過酸化水素を追加せずに維持することができる旨が主張されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－５３３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板からレジスト膜を除去する工程は、時間、エネルギーおよび化学材料の多大な消費を要することが多く、よってその効率化が求められている。また、レジスト膜を除去する基板処理に限らず、他の基板処理についても、その効率化は製造者にとって、当然、有益である。

【0006】

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、処理液の酸化力を用いた基板処理を効率的に行うことができる基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様は、基板処理方法であって、基板上に、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液の液膜を形成する工程と、前記液膜へプラズマを照射する工程と、を備える。

【0008】

第２態様は、第１態様の基板処理方法であって、前記プラズマを照射する工程は、前記基板の回転をともないながら、前記基板の回転にとっての周方向において部分的に配置された前記プラズマを用いて行われる。

【0009】

第３態様は、第２態様の基板処理方法であって、前記プラズマを照射する工程は、前記基板の回転にとっての半径方向において前記プラズマの位置を揺動させる工程を含む。

【0010】

第４態様は、第２態様の基板処理方法であって、前記プラズマを照射する工程は、前記基板の半径方向の位置の全体にわたって延在する前記プラズマを用いて行われる。

【0011】

第５態様は、第１から第４のいずれかの態様の基板処理方法であって、前記プラズマを照射する工程は、前記基板へプラズマジェットを吹き付ける工程を含む。

【0012】

第６態様は、第１から第４のいずれかの態様の基板処理方法であって、前記プラズマを照射する工程は、前記プラズマ中の雰囲気を静的に保つ工程を含む。

【0013】

第７態様は、第１から第６のいずれかの態様の基板処理方法であって、前記液膜を形成する工程は、前記基板上への前記処理液の供給を開始する工程と、前記基板上への前記処理液の供給を停止する工程と、を含み、前記プラズマを照射する工程は、前記処理液の供給を開始する工程の後かつ前記処理液の供給を停止する工程の前に行われる。

【0014】

第８態様は、第１から第７のいずれかの態様の基板処理方法であって、前記液膜を形成する工程は、前記基板上への前記処理液の供給を開始する工程と、前記基板上への前記処理液の供給を停止する工程と、を含み、前記プラズマを照射する工程は、前記処理液の供給を停止する工程の後に行われる。

【0015】

第９態様は、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液を用いて基板を処理するための基板処理装置であって、前記基板を保持する保持部と、前記基板上に前記処理液の液膜が形成されるように前記基板上へ前記処理液を供給する液供給部と、前記液膜へプラズマを照射するプラズマ源と、を備える。

【0016】

第１０態様は、第９態様の基板処理装置であって、前記基板の回転を得るために前記保持部を回転させる回転駆動部をさらに備え、前記プラズマ源は、前記基板の回転にとっての半径方向において揺動可能に構成されている。

【0017】

第１１態様は、第９態様の基板処理装置であって、前記基板の回転を得るために前記保持部を回転させる回転駆動部をさらに備え、前記プラズマ源は、前記基板の半径方向の位置の全体にわたって延在する前記プラズマを発生させる。

【0018】

第１２態様は、第９から第１１のいずれかの態様の基板処理装置であって、前記プラズマ源は、ガスの供給を受けるガス入口と前記基板の方を向くように配置されたガス出口とを有する配管と、前記配管中に配置された第１電極と、前記配管外に配置された第２電極と、を含む。

【0019】

第１３態様は、第１２態様の基板処理装置であって、前記第２電極は、前記基板上へ供給される前記処理液の経路から離れている。

【0020】

第１４態様は、第１２態様の基板処理装置であって、前記第２電極は、前記基板上へ供給される前記処理液の経路に接している。

【0021】

第１５態様は、第９から第１１のいずれかの態様の基板処理装置であって、前記プラズマ源は、前記液膜の方を向く第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する誘電体層と、前記液膜から離れて前記第１面上に配置された第１電極と、前記第２面上に配置された第２電極と、を含む。

【発明の効果】

【0022】

第１態様によれば、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液の液膜へプラズマが照射される。これにより、液膜中に、強い酸化力を有するラジカルが発生する。よって、処理液の酸化力を用いた基板処理を効果的に行うことができる。

【0023】

第２態様によれば、周方向において部分的に配置されたプラズマが用いられる。これにより、周方向において部分的にしか配置されないプラズマを用いつつ、基板の回転にともなって、周方向全体においてプラズマを照射することができる。

【0024】

第３態様によれば、半径方向においてプラズマの位置が揺動させられる。これにより、半径方向において部分的にしか配置されないプラズマを用いつつも、プラズマの揺動と基板の回転とにともなって、広範囲においてプラズマを照射することができる。

【0025】

第４態様によれば、半径方向の位置の全体にわたって延在するプラズマが用いられる。これにより、半径方向においてプラズマの位置を揺動させなくても、基板の回転にともなって、基板の全体に対してプラズマを照射することができる。

【0026】

第５態様によれば、基板へプラズマジェットが吹き付けられる。これにより、プラズマジェットによる基板処理を行うことができる。

【0027】

第６態様によれば、プラズマ中の雰囲気が静的に保たれる。これにより、雰囲気の流れによって液膜が乱されることが避けられる。

【0028】

第７態様によれば、処理液が供給されつつプラズマが照射される。これにより、プラズマ照射中に処理液が置換される。よって、処理液の劣化に起因しての処理効果の低減を抑えることができる。

【0029】

第８態様によれば、処理液の供給が停止された後にプラズマが照射される。これにより、処理液の消費量を抑えることができる。

【0030】

第９態様によれば、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液の液膜へプラズマが照射される。これにより、液膜中に、強い酸化力を有するラジカルが発生する。よって、処理液の酸化力を用いた基板処理を効果的に行うことができる。

【0031】

第１０態様によれば、半径方向においてプラズマの位置が揺動させられる。これにより、半径方向において部分的にしか配置されないプラズマを用いつつも、プラズマの揺動と基板の回転とにともなって、広範囲においてプラズマを照射することができる。

【0032】

第１１態様によれば、半径方向の位置の全体にわたって延在するプラズマが用いられる。これにより、半径方向においてプラズマの位置を揺動させなくても、基板の回転にともなって、基板の全体に対してプラズマを照射することができる。

【0033】

第１２態様によれば、プラズマ源は、ガスの配管中に配置された第１電極と、配管外に配置された第２電極とを含む。これにより、配管から噴射されるガスを用いたプラズマジェットを生成することができる。

【0034】

第１３態様によれば、第２電極は、基板上へ供給される処理液の経路から離れている。これにより、第１電極および第２電極を処理液に接触させることなく、プラズマを生成することができる。

【0035】

第１４態様によれば、第２電極は、基板上へ供給される処理液の経路に接している。これにより、第１電極から処理液の液膜へ延びるプラズマを生成することができる。

【0036】

第１５態様によれば、プラズマ源は、液膜の方を向く第１面と第１面と反対の第２面とを有する誘電体層と、液膜から離れて第１面上に配置された第１電極と、第２面上に配置された第２電極と、を含む。これにより、プラズマ中の雰囲気を静的に保ちつつプラズマを発生することができる。よって、雰囲気の流れによって液膜が乱されることが避けられる。よって、液膜の乱れに起因して基板処理が乱されることが避けられる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の実施の形態１における基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。

【図2】図１の基板処理システムに含まれる制御部の構成を概略的に示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態１における基板処理装置の構成を概略的に示す側面図である。

【図4】図１の基板処理装置が有する液供給部およびプラズマ源の配置を概略的に説明する平面図である。

【図5】図４の線Ｖ－Ｖに沿う概略的な部分断面図である。

【図6】図５の線ＶＩ－ＶＩに沿う概略的な部分断面図である。

【図7】本発明の実施の形態２における基板処理装置の構成を、図５に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。

【図8】図７の線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿う概略的な部分断面図である。

【図9】本発明の実施の形態３における基板処理装置が有する液供給部およびプラズマ源の配置を概略的に説明する平面図である。

【図10】図９の線Ｘ－Ｘに沿う概略的な部分断面図である。

【図11】図１０の線ＸＩ－ＸＩに沿う概略的な部分断面図である。

【図12】本発明の実施の形態４における基板処理装置の構成を、図５に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。

【図13】図１２の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿う概略的な部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

【0039】

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１における基板処理システム１００の構成の例を概略的に示す平面図である。基板処理システム１００は、ロードポートＬＰと、インデクサロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御部９０と、少なくとも１つの処理ユニットＵＴ（図１においては４つの処理ユニット）とを含む。複数の処理ユニットＵＴは、基板ＳＢ（ウエハ）を処理するためのものであり、そのうちの少なくとも１つが、詳しくは後述する基板処理装置１０１に対応する。基板処理装置１０１は、基板処理に用いることができる枚葉式の装置であり、具体的には、基板ＳＢに付着した有機物を除去する処理に用いることができる枚葉式の装置である。この有機物は、典型的には、使用済のレジスト膜である。このレジスト膜は、例えば、イオン注入工程用の注入マスクとして用いられたものである。基板処理装置１０１は、チャンバ８０を有していてよい。その場合、チャンバ８０内の雰囲気を制御することによって、所望の雰囲気中での基板処理を行うことができる。

【0040】

制御部９０は、基板処理システム１００に備えられた各部の動作を制御することができる。キャリアＣの各々は、基板ＳＢを収容する収容器である。ロードポートＬＰは、複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構である。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰと基板載置部ＰＳとの間で基板ＳＢを搬送することができる。センターロボットＣＲは、基板載置部ＰＳおよび少なくとも１つの処理ユニットＵＴのいずれかひとつから他のひとつへと基板ＳＢを搬送することができる。以上の構成により、インデクサロボットＩＲ、基板載置部ＰＳおよびセンターロボットＣＲは、処理ユニットＵＴの各々とロードポートＬＰとの間で基板ＳＢを搬送する搬送機構として機能する。

【0041】

未処理の基板ＳＢはキャリアＣからインデクサロボットＩＲによって取り出され、基板載置部ＰＳを介してセンターロボットＣＲに受け渡される。センターロボットＣＲはこの未処理の基板ＳＢを処理ユニットＵＴに搬入する。処理ユニットＵＴは基板ＳＢに対して処理を行う。処理済みの基板ＳＢはセンターロボットＣＲによって処理ユニットＵＴから取り出され、必要に応じて他の処理ユニットＵＴを経由した後、基板載置部ＰＳを介してインデクサロボットＩＲに受け渡される。インデクサロボットＩＲは処理済みの基板ＳＢをキャリアＣに搬入する。以上により、基板ＳＢに対する処理が行われる。

【0042】

図２は、制御部９０（図１）の構成を概略的に示すブロック図である。制御部９０は、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成されていてよい。具体的には、制御部９０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)９１、ＲＯＭ(Read Only Memory)９２、ＲＡＭ(Random Access Memory)９３、記憶装置９４、入力部９６、表示部９７および通信部９８と、これらを相互接続するバスライン９５とを有している。

【0043】

ＲＯＭ９２は基本プログラムを格納している。ＲＡＭ９３は、ＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置９４は、フラッシュメモリまたはハードディスク装置等の不揮発性記憶装置によって構成されている。入力部９６は、各種スイッチまたはタッチパネル等により構成されており、オペレータから処理レシピ等の入力設定指示を受ける。表示部９７は、例えば液晶表示装置およびランプ等により構成されており、ＣＰＵ９１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ(Local Area Network)等を介してのデータ通信機能を有している。記憶装置９４には、基板処理システム（図１）を構成する各装置の制御についての複数のモードが予め設定されている。ＣＰＵ９１が処理プログラム９４Ｐを実行することによって、上記複数のモードのうちの１つのモードが選択され、該モードによって各装置が制御される。また、処理プログラム９４Ｐは、記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体を用いれば、制御部９０に処理プログラム９４Ｐをインストールすることができる。また制御部９０が実行する機能の一部または全部は、必ずしもソフトウェアによって実現される必要は無く、専用の論理回路などのハードウェアによって実現されてもよい。

【0044】

図３は、本実施の形態１における基板処理装置１０１の構成を概略的に示す側面図である。図４は、基板処理装置１０１が有する液供給部２０およびプラズマ源３０の配置を概略的に説明する平面図である。図５は、図４の線Ｖ－Ｖに沿う概略的な部分断面図である。図６は、図５の線ＶＩ－ＶＩに沿う概略的な部分断面図である。基板処理装置１０１は、処理液を用いて基板ＳＢを処理するためのものである。具体的には、基板処理装置１０１は、処理液を用いて基板ＳＢからレジスト膜（図示せず）を除去するためのものである。

【0045】

図３以降の各図において示されている構成は、チャンバ８０（図１）に囲まれていてよい。チャンバ８０内の圧力は、おおよそ大気圧（例えば、０．５気圧以上、２気圧以下）であってよい。言い換えれば、後述するプラズマ源の各々は、大気圧プラズマ源であってよい。チャンバ８０内の雰囲気は、例えば、空気または不活性ガスである。空気の場合、特別なガスを要しないのでプロセスコストを低減することができる。不活性ガスの場合、ガス中での酸素原子（特に酸素ラジカル）が基板処理へ悪影響を及ぼすことが避けられる。不活性ガスは、例えば、窒素ガスまたは希ガスである。希ガスは、例えば、アルゴンガスである。

【0046】

基板処理装置１０１は、基板ホルダ１０（保持部）と、液ノズル２０（液供給部）と、液送出部２９と、プラズマ源３０と、ガス送出部３９と、交流電源４０（電源）とを有している。基板ホルダ１０は基板ＳＢを保持する。液送出部２９は液ノズル２０へ処理液を送出する。処理液は、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む液、または過酸化水素を含む液であり、好ましくは硫酸を含む液である。処理液は、典型的には水溶液である。液ノズル２０は、基板ＳＢ上に処理液の液膜ＬＱが形成されるように、基板ＳＢ上へ処理液を供給する。ガス送出部３９は、プラズマ源３０へガスを送出する。このガスは、例えば、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｎ_２、ＡｒまたはＨｅの少なくともいずれかを含むものである。例えば、ガスがＯ_２を含む場合は、酸素プラズマを発生させることができる。プラズマ源３０は液膜ＬＱへプラズマＰＬを照射する。

【0047】

また基板処理装置１０１は、軸体１１と、回転モータ１２（回転駆動部）とを有している。軸体１１は基板ホルダ１０の中心に取り付けられている。回転モータ１２は軸体を回転させる。この構成により、基板ホルダ１０を回転させることができ、よって基板ＳＢの回転を得ることができる。

【0048】

また基板処理装置は、アーム５１と、軸体５２と、角度アクチュエータ５３（スキャン駆動部）とを有している。角度アクチュエータ５３は軸体５２の軸周りの角度を調整する。アーム５１の一方端は軸体５２に固定されており、アーム５１の他方端は軸体５２の軸から離れて配置されている。この他方端にプラズマ源３０が取り付けられていることによって、プラズマ源３０は、基板ＳＢの回転にとっての半径方向ＤＲ（図４）において、矢印ＤＳ（図４）に示すように、揺動可能に構成されている。なお、揺動によるプラズマ源３０の移動方向は、半径方向ＤＲにおける成分を有していればよく、半径方向ＤＲに厳密に平行である必要はない。

【0049】

本実施の形態においては、プラズマ源３０と液ノズル２０とが互いに固定されている。これにより、プラズマ源３０の揺動と連動して液ノズル２０も揺動する。なお変形例として、液ノズル２０の位置が固定されていてもよく、あるいは、プラズマ源３０のための上述した揺動機構とは別に、液ノズル２０のための揺動機構が別途設けられていてもよい。

【0050】

プラズマ源３０は、配管３３と、第１電極３１と、第２電極３２とを有している。またプラズマ源３０は、絶縁被覆部３６を有していることが好ましい。配管３３は、ガス送出部３９からガスの供給を受けるガス入口（図５における上側）と、基板ＳＢの方を向くように配置されたガス出口（図５における下側）とを有している。第１電極３１は、少なくともその一部が配管３３中に配置されている。図５に示されているように、第１電極３１は、ガス入口から突出していてよい。一方、第１電極３１は、ガス出口からは突出していないことが好ましい。言い換えれば、第１電極３１は、ガス出口よりも上方に配置されていることが好ましい。第２電極３２は配管３３外に配置されている。また第２電極３２は、基板ＳＢ上へ供給される処理液の経路から離れている。具体的には、第２電極３２は、配管３３の側面上に取り付けられており、配管３３と、配管３３の内部空間と、絶縁被覆部３６とを介して、第１電極３１に対向している。絶縁被覆部３６は、プラズマＰＬが発生することになる空間と第１電極３１との間を隔てるように第１電極３１を被覆している。

【0051】

交流電源４０は、第１電極３１と第２電極３２との間に交流電圧を印加する。その場合、第２電極３２の電位が基準電位とされてよい。変形例として、交流電源４０に代わって直流パルス電源が用いられてもよい。その場合、例えば、第１電極３１が陽極とされ、第２電極３２が陰極とされる。

【0052】

次に、基板処理装置１０１を用いた基板処理方法について、以下に説明する。

【0053】

基板ホルダ１０が基板ＳＢを保持する。基板ホルダ１０の回転によって、基板ＳＢが回転させられる。液送出部２９が液ノズル２０へ処理液を送出する。これにより液ノズル２０から基板ＳＢ上へ処理液が吐出される。その結果、基板ＳＢ上に処理液の液膜ＬＱが形成される。ここで、液膜ＬＱの厚みは、０．３～２．０ｍｍの範囲が好ましく、１ｍｍ程度がより好ましい。

【0054】

ガス送出部３９がプラズマ源３０の配管３３中へ、図５の矢印に示すように、ガスを送出し、また、交流電源４０が第１電極３１と第２電極３２との間に交流電圧を印加する。これによりプラズマ源３０がプラズマＰＬを生成する。プラズマＰＬは、配管３３のガス出口から液膜ＬＱへと、ガスの流れと共に延びる。これにより液膜ＬＱへプラズマＰＬが照射される。言い換えれば、基板ＳＢへプラズマジェットが吹き付けられる。

【0055】

上記照射は、基板ＳＢの回転をともないながら、基板ＳＢの回転にとっての周方向ＤＰ（図４）において部分的に配置されたプラズマＰＬを用いて行われる。また上記照射は、基板ＳＢの回転にとっての半径方向ＤＲ（図４）においてプラズマＰＬの位置を揺動させながら行われる。

【0056】

上記液膜ＬＱの形成は、基板ＳＢ上への処理液の供給を開始することによって開始され、基板ＳＢ上への処理液の供給を停止することによって停止される。なお、処理液の供給を停止した後も、基板ＳＢが高速回転していなければ、液膜ＬＱの存在は維持され得る。プラズマＰＬの照射は、処理液の供給を開始した後かつ処理液の供給を停止する前に行われる。これにより、処理液を供給しつつプラズマＰＬを照射する工程が行われる。

【0057】

プラズマＰＬの照射を受けて、液膜ＬＱ中でラジカルが生成される。このラジカルの酸化力によって、基板ＳＢへの処理が促進される。具体的には、基板ＳＢからのレジスト膜（図示せず）の除去が促進される。

【0058】

なお上記基板処理の後、通常は、基板ＳＢのリンス工程および乾燥工程が行われる。例えば、リンス工程は、基板ＳＢへ純水を吐出することによって行われ、乾燥工程はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥によって行わる。

【0059】

本実施の形態によれば、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸およびペルオキソ硫酸塩の少なくともいずれかを含む処理液または過酸化水素を含む処理液の液膜ＬＱへプラズマＰＬ（図５）が照射される。これにより、液膜ＬＱ中に、強い酸化力を有するラジカルが発生する。よって、処理液の酸化力を用いた基板処理を効果的に行うことができる。具体的には、基板ＳＢからレジスト膜を効果的に除去することができる。

【0060】

処理液は硫酸を含有していることが好ましい。この場合、硫酸へのプラズマ照射によってペルオキソ一硫酸（カロ酸）を生成することができる。この生成は、プラズマ照射を用いることによって、過酸化水素を用いることなく行われてよい。その場合、排液処理の負担を軽減したり、硫酸のリサイクルを容易としたりすることができる。ここで、硫酸を含有する処理液を用いる場合、硫酸の濃度は、９４～９８％の範囲が好ましく、９６％程度がより好ましい。

【0061】

プラズマＰＬ（図５）は、周方向ＤＰ（図４）において部分的に配置される。このように周方向ＤＰにおいて部分的にしか配置されないプラズマＰＬを用いつつも、基板ＳＢの回転にともなって、周方向ＤＰ全体においてプラズマＰＬを照射することができる。

【0062】

半径方向ＤＲ（図４）において、プラズマ源３０の位置、すなわちプラズマＰＬ（図５）の位置、が揺動させられる。これにより、半径方向ＤＲにおいて部分的にしか配置されないプラズマＰＬを用いつつも、プラズマＰＬの揺動と基板ＳＢの回転とにともなって、広範囲においてプラズマＰＬを照射することができる。

【0063】

プラズマＰＬの照射中、処理液が供給される。これにより、プラズマＰＬの照射中に処理液が置換される。よって、処理液の劣化に起因しての処理効果の低減を抑えることができる。

【0064】

プラズマＰＬの照射は、基板ＳＢへのプラズマジェットの吹き付けとして行われる。すなわち、プラズマジェットによる基板処理を行うことができる。

【0065】

プラズマ源３０は、ガスの配管３３中に配置された第１電極３１と、配管３３外に配置された第２電極３２とを含む。これにより、配管３３から噴射されるガスを用いたプラズマジェットを生成することができる。

【0066】

第２電極３２は、基板ＳＢ上へ供給される処理液の経路から離れている。これにより、第１電極３１および第２電極３２のいずれも処理液に接触させることなく、プラズマＰＬを生成することができる。

【0067】

なお、液膜ＬＱの形成は、基板ＳＢ上への処理液の供給を開始することによって開始され、基板ＳＢ上への処理液の供給を停止することによって停止される。処理液の供給を停止した後も、基板ＳＢが高速回転していなければ、液膜ＬＱの存在は維持され得る。その場合、プラズマＰＬの照射は、処理液の供給を停止した後に行われてもよい。これにより、基板ＳＢ上へ処理液を追加することなくプラズマＰＬが照射される。よって、処理液の消費量を抑えることができる。

【0068】

変形例として、プラズマＰＬの照射中、基板ＳＢが回転させられることなく停止させられていてよい。その場合、プラズマ源３０は、揺動方向（図４における矢印ＤＳ）に交差する方向において大きなサイズを有していることが好ましい。それにより、基板ＳＢが回転させられなくても、プラズマ源３０の揺動によって、基板ＳＢ上の広範囲へプラズマＰＬを照射することができる。この場合、基板ＳＢを回転させるための機構は省略されていてよい。

【0069】

＜実施の形態２＞
図７は、本実施の形態２における基板処理装置１０２の構成を、図５に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。図８は、図７の線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿う概略的な部分断面図である。基板処理装置１０２は、プラズマ源３０（図５および図６：実施の形態１）に代わって、プラズマ源３０Ａを有している。

【0070】

プラズマ源３０Ａは、第１電極３１Ａおよび第２電極３２Ａを有している。またプラズマ源３０Ａは、絶縁被覆部３６Ａを有していることが好ましい。第１電極３１Ａおよび絶縁被覆部３６Ａの配置は第１電極３１および絶縁被覆部３６（図５および図６：実施の形態１）と同様であってよい。ただし第１電極３１Ａの、液膜ＬＱに面する面は、広い面積を有していることが好ましい。このように広い面積を確保するために、ガスの流れ方向に垂直な配管３３の断面（図８の視野での面積）において、第１電極３１Ａの面積は、配管３３の内部空間の面積の半分以上であってよい。第２電極３２Ａは、配管３３外に配置されており、基板ＳＢ上へ供給される処理液の経路に接している。具体的には、第２電極３２Ａは、少なくともその一部が液ノズル２０中に配置されている。図７に示されているように、第２電極３２Ａは、液ノズル２０の液入口から突出していてよい。

【0071】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

【0072】

本実施の形態によれば、第２電極３２Ａは、基板ＳＢ上へ供給される処理液の経路に接している。これにより、第１電極３１Ａから処理液の液膜ＬＱへ延びるプラズマＰＬを生成することができる。

【0073】

＜実施の形態３＞
図９は、本実施の形態３における基板処理装置１０３が有する液ノズル２０Ｂおよびプラズマ源３０Ｂの配置を概略的に説明する平面図である。液ノズル２０Ｂおよびプラズマ源３０Ｂのそれぞれは、液ノズル２０およびプラズマ源３０Ａ（図７および図８：実施の形態２）に代わって基板処理装置１０３に設けられているものである。図１０は、図９の線Ｘ－Ｘに沿う概略的な部分断面図である。図１１は、図１０の線ＸＩ－ＸＩに沿う概略的な部分断面図である。

【0074】

プラズマ源３０Ｂは、配管３３Ｂと、第１電極３１Ｂと、第２電極３２Ｂとを有している。またプラズマ源３０Ｂは、絶縁被覆部３６Ｂを有していることが好ましい。第２電極３２Ｂは、第２電極３２Ａ（図７および図８：実施の形態２）と同様、少なくともその一部が液ノズル２０Ｂ中に配置されている。絶縁被覆部３６Ｂは、プラズマＰＬが発生することになる空間と第１電極３１Ｂとの間を隔てるように第１電極３１Ｂを被覆している。

【0075】

プラズマ源３０Ｂは、基板ＳＢの半径方向ＤＲ（図９）の位置の全体にわたって延在するプラズマＰＬ（図１０）を発生させることができるように構成されている。その目的で、図９に示されているように、好ましくはプラズマ源３０Ｂは基板ＳＢの半径方向ＤＲ（図９）の位置の全体にわたって延在しており、より好ましくは第１電極３１Ｂが基板ＳＢの半径方向ＤＲ（図９）の位置の全体にわたって延在している。

【0076】

上記構成により、プラズマ源３０Ｂは、基板ＳＢ（基板ホルダ１０）の中央位置の上方に位置することになる。液ノズル２０Ｂは、中央位置から外れて配置されつつ、その吐出口がこの中央位置の方を向く姿勢を有していることが好ましい。言い換えれば、吐出口が中央位置の方を向くように、液ノズル２０Ｂの延在方向が傾斜されていることが好ましい。これにより、液ノズル２０Ｂが中央位置に配置されていなくても、処理液を中央位置へ供給することができる。

【0077】

基板処理装置１０３を用いた基板処理方法におけるプラズマ照射は、基板ＳＢの回転をともないながら、基板ＳＢの半径方向ＤＲの位置の全体にわたって延在するプラズマＰＬを用いて行われる。よって基板処理装置１０３は、実施の形態１において説明した、基板ＳＢを回転させるための機構を有しているが、プラズマＰＬの揺動は行われず、よってそのための機構は省略されてよい。

【0078】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１または２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

【0079】

本実施の形態によれば、半径方向ＤＲ（図９）の位置の全体にわたって延在するプラズマＰＬ（図１０）が用いられる。これにより、半径方向ＤＲにおいてプラズマＰＬの位置を揺動させなくても、基板ＳＢの回転にともなって、基板ＳＢの全体に対してプラズマＰＬを照射することができる。

【0080】

＜実施の形態４＞
図１２は、本実施の形態４における基板処理装置１０４の構成を、図５に対応する視野で概略的に示す部分断面図である。図１３は、図１２の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿う概略的な部分断面図である。

【0081】

基板処理装置１０４は、プラズマ源３０（図５および図６：実施の形態１）に代わって、プラズマ源３０Ｃを有している。プラズマ源３０Ｃは、誘電体層３３Ｃと、第１電極３１Ｃと、第２電極３２Ｃとを有している。またプラズマ源３０Ｃは、絶縁被覆部３６Ｃおよび絶縁被覆部３７Ｃを有していることが好ましい。誘電体層３３Ｃは、液膜ＬＱの方を向く下面Ｆ１（第１面）と、上面Ｆ２（第１面と反対の第２面）とを有している。第１電極３１Ｃは、液膜ＬＱから離れて下面Ｆ１上に配置されている。第２電極３２Ｃは上面Ｆ２上に配置されている。第１電極３１Ｃおよび第２電極３２Ｃは、図１３に示されているように、誘電体層３３Ｃに平行な平面レイアウトにおいて、互いに噛み合う１対の櫛歯電極であることが好ましい。絶縁被覆部３６Ｃは、プラズマＰＬが発生することになる空間と第１電極３１Ｃとの間を隔てるように第１電極３１Ｃを被覆している。絶縁被覆部３７Ｃは、プラズマＰＬが発生することになる空間と第２電極３２Ｃとの間を隔てるように第２電極３２Ｃを被覆している

【0082】

基板処理装置１０４を用いた基板処理方法におけるプラズマＰＬの生成は、プラズマ源３０Ｃの周囲の雰囲気をプラズマ化することによって行われる。よって実施の形態においては、ガス送出部３９（図３：実施の形態１）は不要である。プラズマ源３０Ｃの周囲の雰囲気は実質的に静的であってよい。なお、チャンバ８０（図１）中の雰囲気を緩やかに置換するためのわずかな流れは、前述した実施の形態１～３のようなプラズマジェットの生成のための流れに比して、はるかに小さい。よって、前者の流れに起因して静的状態がわずかに乱されている状態も、本明細書においては静的な状態とみなす。本実施の形態におけるプラズマＰＬの照射は、プラズマＰＬ中の雰囲気を静的に保ちながら行われる。

【0083】

プラズマ源３０Ｃは、プラズマ源３０（図４：実施の形態１）と同様に揺動される。この揺動と、基板ＳＢの回転とが行われれることによって、基板ＳＢ上の広範囲へプラズマＰＬを照射することができる。第１の変形例として、プラズマ源３０Ｃは、プラズマ源３０Ｂ（図９：実施の形態３）と同様に、基板ＳＢの半径方向ＤＲの位置の全体にわたって延在するプラズマＰＬを発生させるものであってもよい。その場合、好ましくはプラズマ源３０Ｃは基板ＳＢの半径方向ＤＲの位置の全体にわたって延在している。本変形例においては、プラズマ源３０Ｃの揺動は不要である。第２の変形例として、プラズマ源３０Ｃは、基板ＳＢの全面を実質的に覆うプラズマＰＬを発生させるものであってもよい。その場合、好ましくはプラズマ源３０Ｃは基板ＳＢの全面を実質的に覆っている。本変形例においては、プラズマ照射の観点では、基板ＳＢの回転も不要である。ただし、液膜ＬＱの形成の観点で基板ＳＢが回転させられてもよい。なお、本実施の形態４における上記第１および第２の変形と同様にプラズマ源が大型化されることによって、前述した他の実施の形態においても、揺動の省略、または、揺動および回転の両方の省略が可能である。

【0084】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１～３のいずれかの構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

【0085】

本実施の形態によれば、プラズマＰＬ中の雰囲気を静的に保ちつつプラズマＰＬを発生することができる。これにより、雰囲気の流れによって液膜ＬＱが乱されることが避けられる。よって、液膜ＬＱの乱れに起因して基板処理が乱されることが避けられる。

【0086】

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0087】

１０ ：基板ホルダ（保持部）
１１，５２ ：軸体
１２ ：回転モータ（回転駆動部）
２０，２０Ｂ ：液ノズル（液供給部）
３０，３０Ａ～３０Ｃ：プラズマ源
３１，３１Ａ～３１Ｃ：第１電極
３２，３２Ａ～３２Ｃ：第２電極
３３，３３Ｂ ：配管
３３Ｃ ：誘電体層
３９ ：ガス送出部
４０ ：交流電源（電源）
５０ ：スキャン機構
５１ ：アーム
５３ ：角度アクチュエータ（スキャン駆動部）
８０ ：チャンバ
１００ ：基板処理システム
１０１～１０４ ：基板処理装置
Ｃ ：キャリア
ＣＲ ：センターロボット
ＤＰ ：周方向
ＤＲ ：半径方向
Ｆ１ ：下面（第１面）
Ｆ２ ：上面（第２面）
ＩＲ ：インデクサロボット
ＬＱ ：液膜
ＰＬ ：プラズマ
ＰＳ ：基板載置部
ＳＢ ：基板
ＵＴ ：処理ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】