(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】2024-10-09
(45)【発行日】2024-10-18
(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 20060101AFI20241010BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20241010BHJP
H01L 21/027 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 645Z
H01L21/302 104H
H01L21/30 572A
H01L21/30 572B
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021095025
(22)【出願日】2021-06-07
(65)【公開番号】P2022187165
(43)【公開日】2022-12-19
【審査請求日】2023-12-18
(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】鰍場 真樹
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 圭
【審査官】植木 隆和
(56)【参考文献】
【文献】特開平６－２２４１６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／１２３１９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１５７３５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－５４１３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－６５０６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板が載置される載置面を有する基板載置部と、前記載置面上に載置された前記基板を空間を介して覆い、前記空間に面する内面と前記内面と反対の外面とを有し、前記内面と前記外面とをつなぐ貫通孔を有する蓋部と、を含む基板処理装置を用いて前記基板上から有機膜を除去するための基板処理方法であって、ａ）前記空間を介して前記蓋部によって覆われるように、前記基板載置部の前記載置面上に、前記有機膜が設けられた前記基板を載置する工程と、
ｂ）前記基板が載置された前記基板載置部の前記載置面を第１温度に加熱しつつ、かつ、前記第１温度よりも高い第２温度に前記蓋部を加熱する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）を行いつつ、オゾンを含むガスを前記蓋部の前記貫通孔を介して前記空間中へ導入する工程と、
を備える、基板処理方法。
【請求項2】
請求項１に記載の基板処理方法であって、前記第１温度は１５０℃以下であり、前記第２温度は１５０℃よりも大きい、基板処理方法。
【請求項3】
請求項２に記載の基板処理方法であって、前記第１温度は１００℃以上である、基板処理方法。
【請求項4】
請求項２または３に記載の基板処理方法であって、前記第２温度は２００℃以下である、基板処理方法。
【請求項5】
基板上から有機膜を除去するための基板処理装置であって、前記基板が載置されることになる載置面を有し、前記載置面を加熱するための第１ヒータが内蔵された基板載置部と、
前記基板載置部の前記載置面に載置された前記基板を空間を介して覆い、前記空間に面する内面と前記内面と反対の外面とを有し、前記内面と前記外面とをつなぐ貫通孔を有する蓋部と、
前記蓋部を加熱するために前記蓋部の前記外面に設けられた第２ヒータと、
前記蓋部の前記外面から突出し、前記蓋部の前記貫通孔へガスを供給するガス配管と、
前記ガス配管へ、オゾンを含むガスを供給するガス供給部と、
前記第１ヒータおよび前記第２ヒータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記基板が載置された前記基板載置部の前記載置面が第１温度に加熱されるように前記第１ヒータを制御し、かつ、前記第１温度よりも高い第２温度に前記蓋部が加熱されるように前記第２ヒータを制御する、基板処理装置。
【請求項6】
請求項５に記載の基板処理装置であって、前記第２ヒータと前記ガス配管との間に、前記ガス配管に比して低い熱伝導性を有する領域が介在している、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項7】
請求項６に記載の基板処理装置であって、前記領域は隙間を含む、基板処理装置。
【請求項8】
請求項６または７に記載の基板処理装置であって、前記領域は、前記ガス配管に比して低い熱伝導性を有する部材を含む、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、基板を処理するための方法および装置に関する。処理の対象となる基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel 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、太陽電池用基板等が含まれる。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程は、多くの場合、半導体基板（典型的にはシリコンウエハ）にイオンを照射する工程を含む。イオン照射工程は、例えば、半導体基板に不純物イオンを導入するためのイオン注入工程、または、パターン形成のためのイオンエッチング工程である。これらの工程においては、半導体基板の表面に予め形成されたレジストをマスクとして用いてイオンが照射される。これにより、半導体基板に対してイオンを選択的に照射することができる。イオンは、基板だけでなく、マスクとして使用されるレジストにも照射される。それにより、レジストの表層が炭化等によって変質することにより、硬化膜が形成される。とりわけ、高ドーズ量のイオンが注入されたレジスト膜の表面には、強固な硬化膜が形成される。
【0003】
例えば、特開２０１６－１８１６７７号公報（特許文献１）によれば、硬化膜を有するレジストを基板の表面から除去するための処理として、高温の硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ：sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture）を基板の表面に供給して行う高温ＳＰＭ処理が知られている。しかし、硬化膜は容易には除去できないため、長時間にわたって高温ＳＰＭ処理を行う必要がある。そのため、ＳＰＭの消費量が多くなる。とりわけ、ＳＰＭの構成液である硫酸は、環境負荷が大きく、中和するとしてもコストを要するので、その使用量を削減することが望ましい。そこで、硫酸を含む処理液の使用量を削減しながら、硬化膜が形成されたレジスト膜を基板から除去できる方法が望まれる。この目的で適用可能なアッシング方法として、プラズマ処理またはオゾン処理が知られている。特にオゾン処理は、プラズマ処理がともなうイオン衝撃を避けることができるので、基板への大きなダメージを避けつつ、レジスト膜（より一般的に言えば、有機膜）を除去することができる。
【0004】
例えば、国際公開第２００７／１２３１９７号（特許文献２）によるアッシング方法は、処理室に収容された基板の被処理物を、１８０℃以上に加熱する基板加熱工程と、処理液を含む湿潤オゾンガスを、１２０℃以上に加熱する湿潤オゾンガス加熱工程と、前記湿潤オゾンガス加熱工程で加熱した前記湿潤オゾンガスを、前記基板の前記被処理物に供給する湿潤オゾンガス供給工程と、を有している。当該公報によれば、おおよそ、以下の旨の作用効果が主張されている。湿潤オゾンガスに含まれる処理液が、１８０℃以上に加熱した被処理物に付着したときに、被処理物は強力にアッシング（炭化）される。当該公報によれば、このアッシングは、オゾンガスが被処理表面に達したときに形成されるラジカルの強力な酸化力によるためであると考えられ、この酸化反応は、被処理物の温度が１８０℃以上の高い温度であることから促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１６－１８１６７７号公報
【文献】国際公開第２００７／１２３１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記国際公開第２００７／１２３１９７号に記載の技術によれば、オゾンガスが、基板上の１８０℃以上に加熱された被処理物に達することによって、ラジカルの強力な酸化作用が発現する。その際、基板の温度が、被処理物の温度とほぼ同様の温度、すなわち１８０℃以上の高温、であることから、オゾン処理中に基板の酸化が進行してしまいやすい。ここでのオゾン処理は、通常、被処理物としての有機膜（典型的にはレジスト膜）を除去することを目的としており、通常、基板を酸化することは意図されていない。この意図しない酸化の進行は、当該基板を用いて得られる製品に悪影響を与えることがある。具体的には、所望の形状または所望の電気特性が得られないことがある。一方で、当該技術において加熱温度が単純に低くされると、実用的な処理効率を得ることが難しくなってしまう。
【0007】
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、基板上から有機膜を効率よく除去しつつ基板の酸化の進行を抑制することが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】
第１の態様は、基板が載置される載置面を有する基板載置部と、前記載置面上に載置された前記基板を空間を介して覆い、前記空間に面する内面と前記内面と反対の外面とを有し、前記内面と前記外面とをつなぐ貫通孔を有する蓋部と、を含む基板処理装置を用いて前記基板上から有機膜を除去するための基板処理方法であって、ａ）前記空間を介して前記蓋部によって覆われるように、前記基板載置部の前記載置面上に、前記有機膜が設けられた前記基板を載置する工程と、ｂ）前記基板が載置された前記基板載置部の前記載置面を第１温度に加熱しつつ、かつ、前記第１温度よりも高い第２温度に前記蓋部を加熱する工程と、ｃ）前記工程ｂ）を行いつつ、オゾンを含むガスを前記蓋部の前記貫通孔を介して前記空間中へ導入する工程と、を備える。
【0009】
第２の態様は、第１の態様の基板処理方法であって、前記第１温度は１５０℃以下であり、前記第２温度は１５０℃よりも大きい。第３の態様は、第２の態様の基板処理方法であって、前記第１温度は１００℃以上である。第４の態様は、第２または第３の態様の基板処理方法であって、前記第２温度は２００℃以下である。
【0010】
第５の態様は、基板上から有機膜を除去するための基板処理装置であって、前記基板が載置されることになる載置面を有し、前記載置面を加熱するための第１ヒータが内蔵された基板載置部と、前記基板載置部の前記載置面に載置された前記基板を空間を介して覆い、前記空間に面する内面と前記内面と反対の外面とを有し、前記内面と前記外面とをつなぐ貫通孔を有する蓋部と、前記蓋部を加熱するために前記蓋部の前記外面に設けられた第２ヒータと、前記蓋部の前記外面から突出し、前記蓋部の前記貫通孔へガスを供給するガス配管と、前記ガス配管へ、オゾンを含むガスを供給するガス供給部と、前記第１ヒータおよび前記第２ヒータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板が載置された前記基板載置部の前記載置面が第１温度に加熱されるように前記第１ヒータを制御し、かつ、前記第１温度よりも高い第２温度に前記蓋部が加熱されるように前記第２ヒータを制御する。
【0011】
第６の態様は、第５の態様の基板処理装置であって、前記第２ヒータと前記ガス配管との間に、前記ガス配管に比して低い熱伝導性を有する領域が介在している。第７の態様は、第６の態様の基板処理装置であって、前記領域は隙間を含む。第８の態様は、第６または第７の態様の基板処理装置であって、前記領域は、前記ガス配管に比して低い熱伝導性を有する部材を含む。
【発明の効果】
【0012】
上記各態様によれば、前記基板が第１温度で加熱されつつ、かつ、第１温度よりも高い第２温度に蓋部が加熱されつつ、オゾンを含むガスが蓋部の前記貫通孔を介して前記空間中へ導入される。第１温度が第２温度よりも低いことによって、第１温度が第２温度以上の場合に比して、基板の温度が抑制される。これにより、基板処理方法によって基板上の有機膜を除去する際における基板の酸化の進行を抑制することができる。また、第２温度が第１温度よりも高いことによって、第２温度が第１温度以下である場合に比して、基板上の空間中のガスの温度が、より高くなる。これにより、ガス中のオゾンの熱分解によるラジカルの生成が促進される。よって、基板上の有機膜を効率よく除去することができる。以上から、基板上から有機膜を効率よく除去しつつ基板の酸化の進行を抑制することができる。
【0013】
第１温度が１５０℃以下である場合、基板の酸化の進行を、より十分に抑制することができる。第２温度が１５０℃よりも大きい場合、ガス中のオゾンの熱分解によるラジカルの生成が、より十分に促進される。
【0014】
第１温度が１００℃以上である場合、有機膜の温度が、より高められる。これにより、有機膜を、より効率よく除去することができる。
【0015】
第２温度が２００℃以下である場合、蓋部の貫通孔へガスを供給するガス配管が蓋部からの熱伝導によって過度に加熱されることが避けられる。これにより、ガス配管の上流側でのオゾンの熱分解が抑制される。よって、基板に達する前にラジカルが失活してしまうことに起因しての処理効率の低下を抑制することができる。
【0016】
第２ヒータとガス配管との間に、ガス配管に比して低い熱伝導性を有する領域が介在している場合、第２ヒータからの熱に起因してのガス配管の温度上昇が抑制される。これにより、ガス配管の上流側でのオゾンの熱分解が抑制される。よって、基板に達する前にラジカルが失活してしまうことに起因しての処理効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】一実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図7】基板処理装置が有する制御装置の構成を概略的に説明するブロック図である。
【図8】一実施形態に係る基板処理方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図9】一実施形態に係る基板処理方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図10】一実施形態に係る基板処理方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図11】オゾンガスの温度と酸素ラジカル発生量との理論的な関係を示すグラフ図である。
【図12】加熱されていないオゾンガスが基板上に供給された際の、基板温度と、基板上での有機膜の除去レートとの関係の実験結果を示すグラフ図である。
【図13】基板処理方法を概略的に示すフローチャートである。
【図14】基板処理方法を概略的に示すフローチャートである。
【図15】蓋部が加熱された実施例と、蓋部が加熱されなかった比較例とでの、有機膜の除去レートの実験結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す模式的な平面図である。基板処理装置１は、基板Ｗへ１枚ずつ基板処理を施すための枚葉式装置である。この基板処理によって、基板Ｗ上から有機膜（典型的には、後述するレジスト膜１００（図８））が除去される。
【0020】
基板Ｗは、例えば、半導体ウエハなどである。基板処理装置１は、基板Ｗを収容する複数のキャリアＣをそれぞれ保持する複数のロードポートＬＰと、複数のロードポートＬＰから搬送された基板Ｗを処理液や処理ガスなどの処理流体で処理する複数の処理ユニット２とを含む。基板処理装置１は、さらに、基板Ｗを搬送する搬送ユニットを含む。搬送ユニットは、複数のロードポートＬＰから複数の処理ユニット２に延びる搬送経路上に配置された、インデクサロボットＩＲ、シャトルＳＨ、およびセンターロボットＣＲを含む。インデクサロボットＩＲは、複数のロードポートＬＰとシャトルＳＨとの間で基板Ｗを搬送する。シャトルＳＨは、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で往復移動して基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、シャトルＳＨと複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、さらに、複数の処理ユニット２の間で基板Ｗを搬送する。図１に示す太線の矢印は、インデクサロボットＩＲおよびシャトルＳＨの移動方向を示している。
【0021】
複数の処理ユニット２は、水平に離れた４つの位置にそれぞれ配置された４つの塔を形成している。各塔は、上下方向に積層された複数の処理ユニット２を含む。４つの塔は、搬送経路の両側に２つずつ配置されている。複数の処理ユニット２は、基板Ｗを乾燥させたまま当該基板Ｗを処理する複数のドライ処理ユニット２Ｄと、処理液で基板Ｗを処理する複数のウェット処理ユニット２Ｗとを含む。ロードポートＬＰ側の２つの塔は、複数のドライ処理ユニット２Ｄで形成されており、残り２つの塔は、複数のウェット処理ユニット２Ｗで形成されている。
【0022】
基板処理装置１は、さらに、基板処理装置１を制御する制御装置３（制御部）を含む。制御装置３は、典型的にはコンピュータであり、プログラム等の情報を記憶するメモリ３ｍとメモリ３ｍに記憶された情報に従って基板処理装置１を制御するプロセッサ３ｐとを含む。
【0023】
図２は、ドライ処理ユニット２Ｄの構成例を説明するための図解的な断面図である。ドライ処理ユニット２Ｄは、基板Ｗが通過する搬入搬出口４ａが設けられたドライチャンバ４と、ドライチャンバ４の搬入搬出口４ａを開閉するシャッタ５と、ドライチャンバ４内で基板Ｗを加熱しながら処理ガスを基板Ｗに供給する熱処理ユニット８と、熱処理ユニット８によって加熱された基板Ｗをドライチャンバ４内で冷却する冷却ユニット７と、ドライチャンバ４内で基板Ｗを搬送する室内搬送機構６とを含む。センターロボットＣＲ（図１）は、搬入搬出口４ａを介して、ドライチャンバ４に基板Ｗを出し入れする。搬入搬出口４ａの近傍のドライチャンバ４内に冷却ユニット７が配置されている。
【0024】
冷却ユニット７は、クールプレート２０と、クールプレート２０を貫通して上下動するリフトピン２２と、リフトピン２２を上下動させるピン昇降駆動機構２３とを含む。クールプレート２０は、基板Ｗが載置される冷却面２０ａを備えている。クールプレート２０の内部には、冷媒（典型的には冷却水）が循環する冷媒経路（図示省略）が形成されている。リフトピン２２は、冷却面２０ａよりも上方で基板Ｗを支持する上位置と、先端が冷却面２０ａよりも下方に没入する下位置との間で上下動される。
【0025】
図３は、熱処理ユニット８をより具体的に示す断面図である。図２および図３を参照して、熱処理ユニット８は、ホットプレート３０（基板載置部）と、ホットプレート３０を収容する熱処理チャンバ３４と、ホットプレート３０を貫通して上下動するリフトピン３８と、リフトピン３８を上下動させるピン昇降駆動機構３９とを含む。
【0026】
ホットプレート３０は、フェースプレート３１と、フェースプレート３１の下面に結合されたアンダープレート３２とを含む。フェースプレート３１の上面は、基板Ｗが載置されることになる載置面３０ａを構成している。載置面３０ａは、基板Ｗの形状に対応して、基板Ｗよりも一回り大きな平面形状を有している。具体的には、基板Ｗが円形であれば、載置面３０ａは、基板Ｗよりもひとまわり大きな円形に形成される。
【0027】
ホットプレート３０のアンダープレート３２には、載置面３０ａを加熱するための第１ヒータ３３が内蔵されている。第１ヒータ３３は、載置面３０ａに載置された基板Ｗを加熱できるように構成されている。第１ヒータ３３は、例えば、基板Ｗを１５０℃まで加熱することができるように構成されていてよい。
【0028】
ホットプレート３０のフェースプレート３１は、載置面３０ａの周囲に段部３１ａを有している。段部３１ａは、載置面３０ａよりも下方位置する環状の水平面である。段部３１ａの内周縁と載置面３０ａの外周縁との間には、垂直な円筒面からなる段差面３１ｂが形成されている。段部３１ａの上面に、円筒状のチャンバ本体３５が配置されている。チャンバ本体３５の内壁面とフェースプレート３１の段差面３１ｂとの間に、円筒状の排気空間４０が形成されている。この排気空間４０の底部には、段部３１ａを貫通する排気ポート４１が形成されている。排気ポート４１は、周方向に間隔を空けて複数箇所（例えば３箇所）に配置されていることが好ましい。排気ポート４１は、排気ライン４２を介して排気設備４３に結合される。
【0029】
フェースプレート３１には、リフトピン３８が貫通する貫通孔３１ｃが形成されている。フェースプレート３１の下面には、リフトピン３８が挿通された中空軸３１１が結合されている。中空軸３１１の下端には、フランジ３１２が形成されており、このフランジ３１２は、リフトピン３８の下端に結合された支持プレート３１３と対向している。支持プレート３１３は、ピン昇降駆動機構３９に結合されており、ピン昇降駆動機構３９によって上下動される。支持プレート３１３とフランジ３１２との間には、リフトピン３８を包囲するベローズ３１４が配置されている。ベローズ３１４は、支持プレート３１３の上下動に応じて伸縮し、かつ熱処理チャンバ３４内の空間の気密性を保つ。
【0030】
熱処理チャンバ３４は、チャンバ本体３５と、チャンバ本体３５の上方で上下動する蓋部２４０とを備えている。熱処理ユニット８は、蓋部２４０を昇降する蓋昇降駆動機構３７を備えている。チャンバ本体３５は、上方に開放する開口３５ａを有しており、この開口３５ａを蓋部２４０が開閉する。蓋部２４０は、チャンバ本体３５の開口３５ａを塞いで内部に密閉処理空間を形成する閉位置（下位置）と、開口３５ａを開放するように上方に退避した上位置との間で上下動される。リフトピン３８は、載置面３０ａよりも上方で基板Ｗを支持する上位置と、先端が載置面３０ａよりも下方に没入する下位置との間で上下動される。
【0031】
蓋部２４０は、熱処理チャンバ３４の内側に面する内面２４１と、熱処理チャンバ３４の外側に面する外面２４２とを有している。蓋部２４０は、載置面３０ａに平行に延びるプレート部２４５と、プレート部２４５の周縁から下方に延びる筒部２４６とを含む。プレート部２４５は、具体的にはほぼ円形であり、それに応じて、筒部２４６は円筒形状を有している。筒部２４６の下端は、チャンバ本体３５の上端に対向している。それにより、蓋部２４０の上下動によって、チャンバ本体３５の開口３５ａを開閉できる。
【0032】
筒部２４６の内方には、整流板４７が配置されている。整流板４７は、典型的には、多数の貫通孔４７ａがパンチングによって分散して形成されたシャワープレートである。整流板４７は、例えば、スレンレス鋼からなる。整流板４７は、プレート部２４５の下面から下方に空間ＳＰ１を空けて、載置面３０ａと平行に配置されている。プレート部２４５の下面は、ホットプレート３０の載置面３０ａと平行であり、それに応じて、整流板４７は、ホットプレート３０の載置面３０ａと平行である。整流板４７は、筒部２４６の下端よりも上方に位置するように、プレート部２４５に固定されている。したがって、蓋部２４０が閉位置（下位置）のとき、整流板４７と載置面３０ａとの間に空間ＳＰ２が形成される。より具体的には、載置面３０ａに基板Ｗが載置されているとき、蓋部２４０が閉位置（下位置）のとき、整流板４７は基板Ｗの上面よりも上方にあり、したがって、基板Ｗと整流板４７との間に空間ＳＰ２が形成される。よって、蓋部２４０のプレート部２４５と、ホットプレート３０の載置面３０ａに載置された基板Ｗとの間には、空間ＳＰ１および空間ＳＰ２を含む空間ＳＰが形成され、この空間ＳＰに蓋部２４０の内面２４１が面する。蓋部２４０のプレート部２４５は、ホットプレート３０の載置面３０ａに載置された基板Ｗを、空間ＳＰを介して覆う。
【0033】
蓋部２４０は、内面２４１と外面２４２とをつなぐ貫通孔２４８を有している。本実施形態においては、貫通孔２４８は、プレート部２４５の中央部を貫通している。貫通孔２４８は、貫通孔２４８へガスを供給するためのガス配管４９に接続されている。ガス配管４９は、例えば、ステンレス鋼からなる。ガス配管４９は、貫通孔２４８上において、蓋部２４０の外面２４２から突出している。貫通孔２４８から熱処理チャンバ３４内へ導入されたガスは、整流板４７を通って、その下方の処理空間へと供給される。したがって、処理空間内に置かれた基板Ｗにガスが供給される。整流板４７の働きによって、ガスは、載置面３０ａのほぼ全域（したがって基板Ｗの上面のほぼ全域）に向かって均等に分配されて供給される。
【0034】
熱処理ユニット８は第２ヒータ３００を有している。第２ヒータ３００は、蓋部２４０を加熱するためのものであり、蓋部２４０の外面２４２に設けられている。第２ヒータ３００とガス配管４９との間には、ガス配管４９に比して低い熱伝導性を有する領域が介在していることが好ましい。この領域は、熱処理ユニット８（図３）においては隙間３１０である。なお、当該領域は、隙間３１０に限定されるものではない。例えば、図４に示された変形例の熱処理ユニット８Ｍにおいては、当該領域は、ガス配管４９に比して低い熱伝導性を有する断熱部材３２０である。断熱部材３２０は、樹脂から作られていてよく、この樹脂は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。他の変形例（図示せず）として、当該領域は、上述したような隙間と、上述したような断熱部材との両方を含んでいてよい。
【0035】
室内搬送機構６（図２）は、ドライチャンバ４の内部で基板Ｗを搬送する。より具体的には、室内搬送機構６は、冷却ユニット７と熱処理ユニット８との間で基板Ｗを搬送する室内搬送ハンド６Ｈを備えている。室内搬送ハンド６Ｈは、冷却ユニット７のリフトピン２２との間で基板Ｗを受渡しでき、かつ熱処理ユニット８のリフトピン３８との間で基板Ｗを受渡しできるように構成されている。それにより、室内搬送ハンド６Ｈは、冷却ユニット７のリフトピン２２から基板Ｗを受け取って熱処理ユニット８のリフトピン３８にその基板Ｗを渡すように動作できる。さらに、室内搬送ハンド６Ｈは、熱処理ユニット８のリフトピン３８から基板Ｗを受け取って冷却ユニット７のリフトピン２２にその基板Ｗを渡すように動作できる。
【0036】
ドライ処理ユニット２Ｄ（図１）の典型的な動作は、概略、以下のとおりである。
【0037】
センターロボットＣＲが基板Ｗをドライチャンバ４に搬入するとき、シャッタ５は、搬入搬出口４ａ（図２）を開放する開位置に制御される。その状態で、センターロボットＣＲのハンドＨがドライチャンバ４に進入し、基板Ｗをクールプレート２０の上方に配置する。すると、リフトピン２２が上位置まで上昇し、センターロボットＣＲのハンドＨから基板Ｗを受け取る。その後、センターロボットＣＲのハンドＨはドライチャンバ４外へと後退する。次に、室内搬送機構６の室内搬送ハンド６Ｈは、リフトピン２２から基板Ｗを受け取って熱処理ユニット８のリフトピン３８へと基板Ｗを搬送する。このとき蓋部２４０は開位置（上位置）にあり、リフトピン３８は受け取った基板Ｗを上位置で支持する。室内搬送ハンド６Ｈが熱処理チャンバ３４から退避した後、リフトピン３８は下位置まで下降して、基板Ｗを載置面３０ａに載置する。一方、蓋部２４０は、閉位置（下位置）へと下降し、ホットプレート３０を内包する密閉処理空間を形成する。この状態で、基板Ｗに対する熱処理が行われる。
【0038】
熱処理を終えると、蓋部２４０が開位置（上位置）へと上昇して熱処理チャンバ３４が開放される。さらに、リフトピン３８が上位置へと上昇し、基板Ｗを載置面３０ａの上方へと押し上げる。その状態で、室内搬送機構６の室内搬送ハンド６Ｈは、リフトピン３８から基板Ｗを受け取って、冷却ユニット７のリフトピン２２へとその基板Ｗを搬送する。リフトピン２２は、受け取った基板Ｗを上位置で支持する。室内搬送ハンド６Ｈの退避を待って、リフトピン２２が下位置へと下降し、それにより、基板Ｗがクールプレート２０の冷却面２０ａに載置される。それにより、基板Ｗが冷却される。
【0039】
基板Ｗの冷却を終えると、リフトピン２２が上位置へと上昇し、それにより、基板Ｗを冷却面２０ａの上方へと押し上げる。その状態で、シャッタ５が開かれ、センターロボットＣＲ（図１）のハンドＨがドライチャンバ４へと進入し、上位置にあるリフトピン２２（図２）によって支持された基板Ｗの下方に配置される。その状態で、リフトピン２２が下降することにより、センターロボットＣＲのハンドＨに基板Ｗが渡される。基板Ｗを保持したハンドＨは、ドライチャンバ４外へと退避し、その後に、シャッタ５が搬入搬出口４ａ（図２）を閉じる。
【0040】
図５は、熱処理ユニット８に対するガスの給気系統および排気系統の構成例を説明するための系統図である。
【0041】
貫通孔２４８に接続されたガス配管４９には、オゾンガス供給ライン５１、室温不活性ガス供給ライン５２および高温不活性ガス供給ライン５３が結合されている。ガス配管４９には、流通するガス中の異物を濾過するフィルタ５０が介装されている。
【0042】
オゾンガス供給ライン５１は、オゾンガス発生器５５（ガス供給部）に結合されている。オゾンガス発生器５５は、オゾンを生成し、このオゾンを含むガス（以下、オゾンガスとも称する）を、オゾンガス供給ライン５１を介してガス配管４９へ供給する。ガス配管４９に供給された時点でのオゾンガスの温度は、１５０℃未満であり、好ましくは１００℃未満であり、典型的にはおおよそ室温である。オゾンガス供給ライン５１には、その流路を開閉するオゾンガスバルブ５６が介装されている。オゾンガス供給ライン５１およびオゾンガスバルブ５６は、オゾンガス供給ユニットの一例である。
【0043】
室温不活性ガス供給ライン５２は、不活性ガス供給源５８から供給される室温の不活性ガスを供給する。不活性ガスは、窒素ガス、アルゴンガス等の化学的に不活性なガスである。室温不活性ガス供給ライン５２は、不活性ガス供給源５８から供給される不活性ガスを加熱することなくガス配管４９に供給する。室温不活性ガス供給ライン５２には、その流路を開閉する室温不活性ガスバルブ５９、流量を調整する流量調整バルブ６０および流量計６１が介装されている。室温不活性ガス供給ライン５２および室温不活性ガスバルブ５９などは、室温不活性ガス供給ユニットの一例である。
【0044】
高温不活性ガス供給ライン５３は、室温よりも高温の不活性ガスを供給する。具体的には、高温不活性ガス供給ライン５３は、不活性ガス供給源５８から供給される室温の不活性ガスを加熱して供給する。より具体的には、高温不活性ガス供給ライン５３には、ヒータ６３が介装されている。ヒータ６３は、高温不活性ガス供給ライン５３を流れる不活性ガスを１５０℃以上の高温に加熱する。さらに具体的には、ヒータ６３は、熱処理チャンバ３４内の処理空間を１５０℃以上の不活性ガスで満たすことができるように、高温不活性ガス供給ライン５３を流れる不活性ガスを加熱する。高温不活性ガス供給ライン５３には、ヒータ６３よりも上流に、その流路を開閉する高温不活性ガスバルブ６４、流量を調整する流量調整バルブ６５および流量計６６が介装されている。高温不活性ガス供給ライン５３、ヒータ６３、高温不活性ガスバルブ６４などは、高温不活性ガス供給ユニットの一例である。
【0045】
熱処理チャンバ３４の排気ポート４１には排気ライン４２が接続されている。排気ライン４２は、排気設備４３に接続されている。排気ライン４２による排気は、主として、熱処理チャンバ３４外にオゾンガスが流出することを防止する。オゾンガス供給ライン５１には、オゾンガスバルブ５６よりも上流側に、オゾン排気ライン６８が接続されている。オゾン排気ライン６８は、排気設備４３に接続されている。オゾン排気ライン６８には、オゾン排気バルブ６９が介装されている。オゾン排気バルブ６９は、オゾンガス発生器５５の動作を停止した後に、オゾンガス供給ライン５１に残留するオゾンガスを排気するときに開かれる。
【0046】
図６を参照して、ウェット処理ユニット２Ｗは、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の液処理ユニットである。ウェット処理ユニット２Ｗは、内部空間を区画する箱形のウェットチャンバ９（図１）と、ウェットチャンバ９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７０（基板保持手段）と、スピンチャック７０に保持されている基板Ｗに硫酸を含む処理液（この実施形態では硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ：sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture））を供給するＳＰＭ供給ユニット７１と、リンス液供給ユニット７２と、スピンチャック７０を取り囲む筒状のカップ７３とを含む。図１に示すように、ウェットチャンバ９には、基板Ｗが通過する搬入搬出口９ａが形成されており、この搬入搬出口９ａを開閉するためのシャッタ１０が備えられている。ウェットチャンバ９は、その内部で処理液を用いた基板処理が行われる液処理チャンバの一例である。
【0047】
スピンチャック７０は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース７４と、スピンベース７４の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン７５と、スピンベース７４の中央部から下方に延びる回転軸７６と、回転軸７６を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース７４を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ７７とを含む。スピンチャック７０は、複数のチャックピン７５を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース７４の上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【0048】
カップ７３は、スピンチャック７０に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ７３は、スピンベース７４の周囲を取り囲んでいる。カップ７３は、スピンチャック７０が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されるときに、基板Ｗの周囲に排出される処理液を受け止める。カップ７３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。
【0049】
リンス液供給ユニット７２は、スピンチャック７０に保持されている基板Ｗに向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル８０と、リンス液ノズル８０にリンス液を供給するリンス液配管８１と、リンス液配管８１からリンス液ノズル８０へのリンス液の供給および供給停止を切り替えるリンス液バルブ８２とを含む。リンス液ノズル８０は、リンス液ノズル８０の吐出口が静止された状態でリンス液を吐出する固定ノズルであってもよい。リンス液供給ユニット７２は、リンス液ノズル８０を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を移動させるリンス液ノズル移動ユニットを備えていてもよい。リンス液バルブ８２が開かれると、リンス液配管８１からリンス液ノズル８０に供給されたリンス液が、リンス液ノズル８０から基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液は、例えば、純水（脱イオン水：Deionized Water）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（例えば、１０～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。リンス液の温度は、室温であってもよいし、室温よりも高い温度（例えば、７０～９０℃）であってもよい。
【0050】
ＳＰＭ供給ユニット７１は、ＳＰＭを基板Ｗの上面に向けて吐出するＳＰＭノズル８５と、ＳＰＭノズル８５が先端部に取り付けられたノズルアーム８６と、ノズルアーム８６を移動させることにより、ＳＰＭノズル８５を移動させるノズル移動ユニット８７とを含む。ＳＰＭノズル８５は、例えば、連続流の状態でＳＰＭを吐出するストレートノズルであり、例えば基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢でノズルアーム８６に取り付けられている。ノズルアーム８６は、水平方向に延びており、スピンチャック７０の周囲で鉛直方向に延びる揺動軸線（図示しない）まわりに旋回可能に設けられている。
【0051】
ノズル移動ユニット８７は、揺動軸線まわりにノズルアーム８６を旋回させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿ってＳＰＭノズル８５を水平に移動させる。ノズル移動ユニット８７は、ＳＰＭノズル８５から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＳＰＭノズル８５が平面視でスピンチャック７０の周囲に位置するホーム位置との間で、ＳＰＭノズル８５を水平に移動させる。処理位置は、ＳＰＭノズル８５から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面中央部に着液する中央位置と、ＳＰＭノズル８５から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面周縁部に着液する周縁位置とを含む。
【0052】
ＳＰＭ供給ユニット７１は、ＳＰＭノズル８５に接続され、硫酸供給源８８から硫酸（Ｈ２ＳＯ４）が供給される硫酸配管８９と、ＳＰＭノズル８５に接続され、過酸化水素水供給源９４から過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）が供給される過酸化水素水配管９５とを含む。硫酸供給源８８から供給される硫酸と、過酸化水素水供給源９４から供給される過酸化水素水とは、いずれも水溶液である。硫酸の濃度は、例えば９０～９８％であり、過酸化水素水の濃度は、例えば３０～５０％である。
【0053】
硫酸配管８９には、硫酸配管８９の流路を開閉する硫酸バルブ９０と、硫酸の流量を変更する硫酸流量調整バルブ９１と、硫酸を加熱するヒータ９２とが、ＳＰＭノズル８５側からこの順に介装されている。ヒータ９２は、硫酸を室温よりも高い温度（７０～１９０℃の範囲内の一定温度。例えば９０℃）に加熱する。過酸化水素水配管９５には、過酸化水素水配管９５の流路を開閉する過酸化水素水バルブ９６と、過酸化水素水の流量を変更する過酸化水素水流量調整バルブ９７とが、ＳＰＭノズル８５側からこの順に介装されている。過酸化水素水バルブ９６には、温度調整されていない室温（例えば約２３℃）の過酸化水素水が、過酸化水素水配管９５を通して供給される。
【0054】
ＳＰＭノズル８５は、例えば略円筒状のケーシングを有している。このケーシングの内部には、混合室が形成されている。硫酸配管８９は、ＳＰＭノズル８５のケーシングの側壁に配置された硫酸導入口に接続されている。過酸化水素水配管９５は、ＳＰＭノズル８５のケーシングの側壁に配置された過酸化水素水導入口に接続されている。
【0055】
硫酸バルブ９０および過酸化水素水バルブ９６が開かれると、硫酸配管８９からの硫酸（高温の硫酸）が、ＳＰＭノズル８５の硫酸導入口からその内部の混合室へと供給されるとともに、過酸化水素水配管９５からの過酸化水素水が、ＳＰＭノズル８５の過酸化水素水導入口からその内部の混合室へと供給される。ＳＰＭノズル８５の混合室に流入した硫酸および過酸化水素水は、混合室で十分に撹拌混合される。この混合によって、硫酸および過酸化水素水が均一に混ざり合い、それらの反応によってＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液）が生成される。ＳＰＭは、酸化力が強いペルオキソ一硫酸（Peroxymonosulfuric acid；Ｈ２ＳＯ５）を含む。高温に加熱された硫酸が供給され、かつ硫酸と過酸化水素水との混合は発熱反応であるので、高温のＳＰＭが生成される。具体的には、混合前の硫酸および過酸化水素水のいずれの温度よりも高い温度（１００℃以上。例えば、１６０℃）のＳＰＭが生成される。ＳＰＭノズル８５の混合室において生成された高温のＳＰＭは、ケーシングの先端（下端）に開口した吐出口から基板Ｗに向けて吐出される。
【0056】
図７は、基板処理装置１の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。制御装置３は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されている。制御装置３は、プログラム等の情報を記憶するメモリ３ｍと、メモリ３ｍに記憶された情報に従って基板処理装置１を制御するプロセッサ３ｐ（ＣＰＵ）とを含む。基板Ｗの処理手順および処理工程を示すレシピは、メモリ３ｍに記憶されている。制御装置３は、メモリ３ｍに記憶されているレシピに基づいて基板処理装置１を制御することにより、基板Ｗに対する処理を実行するようにプログラムされている。制御装置３の具体的な制御対象は、インデクサロボットＩＲ、シャトルＳＨ、センターロボットＣＲ、室内搬送機構６、ピン昇降駆動機構２３，３９、第１ヒータ３３、第２ヒータ３００、蓋昇降駆動機構３７、オゾンガス発生器５５、オゾンガスバルブ５６、室温不活性ガスバルブ５９、流量調整バルブ６０、ヒータ６３、高温不活性ガスバルブ６４、流量調整バルブ６５、オゾン排気バルブ６９、スピンモータ７７、リンス液バルブ８２、ノズル移動ユニット８７、硫酸バルブ９０、硫酸流量調整バルブ９１、ヒータ９２、過酸化水素水バルブ９６、過酸化水素水流量調整バルブ９７などである。
【0057】
図８～図１０は、基板処理装置１によって行われる基板処理の典型例を示す。処理対象の基板Ｗは、例えば、シリコン基板（シリコンウエハ）である。基板Ｗの表面には、レジスト膜１００（有機膜）が形成されている。レジスト膜１００は、基板Ｗに対する選択的イオン注入のためのマスクとして用いられたものである。特に、高ドーズ量でのイオン注入処理が行われた後の基板Ｗ上のレジスト膜１００には、その表層部分に硬化膜１０１が形成される。硬化膜１０１は、レジスト膜１００の炭化等の変質によって形成される。硬化膜１０１の下方側（基板Ｗ表面側）には、硬化していないレジスト膜１０２（以下「非硬化膜１０２」という。）が存在している。ここでは、硬化膜１０１を表層部に有するレジスト膜１００を基板Ｗの表面から剥離または除去する基板処理、すなわち、レジスト剥離処理またはレジスト除去処理について説明する。この処理は、オゾン処理（図８）を含み、また本例においては、このオゾン処理後のＳＰＭ処理（図９）も含む。
【0058】
オゾン処理（図８参照）は、基板Ｗの表面（より詳細にはレジスト膜１００の硬化膜１０１）にオゾンガスを供給する処理である。この処理において、オゾンの少なくとも一部が酸素と酸素ラジカルとに分解されていることによって、基板Ｗ上で酸素ラジカルと硬化膜１０１とが反応する。その結果、硬化膜１０１が雰囲気中に揮発する。それにより、硬化膜１０１が除去される。すなわち、オゾン処理は、レジスト膜１００の硬化膜１０１を除去する硬化膜除去処理である。オゾン処理によって硬化膜１０１は、少なくとも部分的に除去され、好ましくは全てが除去される。
【0059】
ＳＰＭ処理（図９参照）は、オゾン処理（硬化膜除去処理）の後に実行される。ＳＰＭ処理は、基板Ｗの表面（レジスト膜１００が形成された表面）にＳＰＭを供給する液処理である。ＳＰＭは、レジスト膜１００の硬化膜１０１および非硬化膜１０２を除去する働きを有するが、硬化膜除去速度は、非硬化膜除去速度に比較してはるかに小さい。したがって、レジスト膜１００の表面に硬化膜１０１が存在しなければ、ＳＰＭの供給によって、基板Ｗの表面のレジスト膜１００（非硬化膜１０２）を速やかに除去できる（図１０）。レジスト膜１００の表面にわずかに硬化膜１０１が残留していても、そのわずかな硬化膜１０１の除去は短時間のＳＰＭ処理によって達成できるので、やはり、短時間でレジスト膜１００を除去できる。さらに、レジスト膜１００の表面に硬化膜１０１が残留していても、非硬化膜１０２の露出部分があれば、すなわち、硬化膜１０１を貫通して非硬化膜１０２に達する液経路が存在すれば、ＳＰＭは、非硬化膜１０２へと浸透して非硬化膜１０２を除去する。それにより、硬化膜１０１が非硬化膜１０２とともにリフトオフされるので、やはり、短時間のＳＰＭ処理によって、レジスト膜１００全体を基板Ｗの表面から除去できる。
【0060】
このように、オゾン処理（図８）による硬化膜１０１の除去の後に、ＳＰＭ処理（図９）を実行することにより、オゾン処理を行わずにＳＰＭ処理を行う場合に比較して、速やかに、基板Ｗの表面からレジスト膜１００を除去することができる（図１０）。
【0061】
図１１は、オゾンガスの熱分解を説明するためのグラフ図である。オゾン（Ｏ３）は、活性エネルギー以上のエネルギーを与えることによって、熱分解を起こして酸素ラジカル（Ｏラジカル）を発生することが知られている。温度の上昇とともに分解速度（化学反応速度定数ｋ１）が大きくなる。図１１から、化学反応速度定数ｋ１＞０となることによって、酸素ラジカルを生成する熱分解を十分に促進するには、オゾンガスの温度を１５０℃以上とする必要があることがわかる。
【0062】
なおオゾンガスの熱分解は、オゾン処理に必要な酸素ラジカルを生成する目的だけでなく、オゾンガスを無害化する目的にも用いることもできる。すなわち、オゾン処理後に熱処理チャンバ３４内にオゾンガスが残留しているときに、このオゾンガスを１５０℃以上に保持することによって、オゾンガスの熱分解が進む。このときに生成される酸素ラジカルは、その寿命が短く、速やかに酸素に変化する。よって、オゾンガスは速やかに無害化される。
【0063】
図１２は、加熱されていないオゾンガスが基板Ｗ上に供給された際の、基板温度と、基板Ｗ上でのレジスト膜（有機膜）の除去レートとの関係の実験結果を示すグラフ図である。この結果から、温度が１５０℃よりも大きくされるにつれて、除去レートが顕著に大きくなることがわかる。この理由は、オゾンガスが加熱されることによって、図１１を参照して上述したように、酸素ラジカルの生成が促進されたためと考えられる。
【0064】
図１３および図１４は、基板処理装置１による具体的な基板処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１３は、オゾン処理（硬化膜除去処理）の詳細を示し、図１４はその後に行われるＳＰＭ処理の詳細を示す。これらの処理は、制御装置３が対応する制御対象を制御することによって実現される。
【0065】
処理されることになる基板Ｗ（図１）、言い換えればレジスト膜１００（図８）が設けられた基板Ｗ、は、インデクサロボットＩＲによって取り出されて、シャトルＳＨに渡される。センターロボットＣＲは、その基板Ｗを受け取って、ドライチャンバ４に搬入する。ドライチャンバ４に搬入された基板Ｗは、室内搬送機構６によって、熱処理ユニット８のリフトピン３８に渡される。
【0066】
ステップＳ１にて、リフトピン３８の下降によって、基板Ｗがホットプレート３０の載置面３０ａ上に載置される。そして蓋部２４０が下降されることによって、基板Ｗは、空間ＳＰを介して蓋部２４０によって覆われて、熱処理チャンバ３４内に密閉される。
【0067】
ステップＳ２にて、基板Ｗが載置された基板載置部３０の載置面３０ａが第１ヒータ３３によって第１温度（以下、基板温度と称する）に加熱される。これにより、ある程度の待機時間の経過後には、基板Ｗが実質的に、所望の基板温度に加熱される。この待機時間は、例えば数分程度であり、通常、１０分を超える必要はない。上記のように載置面３０ａの加熱が行われつつ、蓋部２４０が第２ヒータ３００によって第２温度（以下、蓋部温度とも称する）に加熱される。このとき、整流板４７が蓋部２４０と熱的に良好に結合されていることによって整流板４７も蓋部温度に加熱されることが好ましい。蓋部温度は基板温度よりも高く設定される。好ましくは、基板温度は１５０℃以下であり、蓋部温度は１５０℃よりも大きい。また好ましくは、基板温度は１００℃以上である。また好ましくは、蓋部温度は２００℃以下である。基板温度は、載置面３０ａを構成するフェースプレート３１に取り付けられた温度計を参照して制御されてよい。また蓋部温度は、蓋部２４０の外面２４２に取り付けられた温度計を参照して制御されてよい。
【0068】
ステップＳ３にて、上記ステップＳ２の加熱が行われつつ、オゾンガスを熱処理チャンバ３４に導入するオゾンガス供給工程が実行される。すなわち、オゾンガスバルブ５６が開かれることによって、貫通孔２４８からオゾンガスが導入され、かつ排気ポート４１から熱処理チャンバ３４の内部雰囲気が排気される。これにより、オゾンガスが貫通孔２４８を介して空間ＳＰ中へも導入される。オゾンガスのオゾン濃度は、例えば１００～２００ｇ／ｃｍ３であってよい。また、オゾンガスの供給流量は、５～２０リットル／分程度であってよい。
【0069】
上記により、熱処理チャンバ３４の空間ＳＰ内の空気がオゾンガスに置換され、このオゾンガスは、基板Ｗ（より具体的には硬化膜１０１の表面）に到達する。基板Ｗに到達するまでに、オゾンガス中のオゾンの少なくとも一部が熱分解する。熱分解を生じさせるためのオゾンガスの加熱は、実質的に、蓋部温度を有する蓋部２４０からの加熱によって行われ、主に、空間ＳＰ１を通過している間に加熱される。この熱分解によって生成された酸素ラジカルの働きによって硬化膜１０１の少なくとも一部が除去される。この処理は、例えば、３０秒程度行われる。この処理において、酸素ラジカルの寿命が比較的短いことから、オゾンの熱分解が過度に早いタイミングで発生することは好ましくない。この発生を避けるために、貫通孔２４８に達するまでの間は、オゾンガスの温度は、１５０℃未満であることが好ましく、１００℃未満であることがより好ましい。
【0070】
酸素ラジカルによる硬化膜１０１の除去処理が終了すると、制御装置３は、オゾンガスバルブ５６を閉じてオゾンガスの供給を停止し（ステップＳ４）、代わって、高温不活性ガスバルブ６４を開く。これにより、高温の不活性ガスがガス導入口から熱処理チャンバ３４内に導入され、高温不活性ガス供給工程が実行される（ステップＳ５）。この高温の不活性ガスは、１５０℃以上の温度（例えば１７０℃）を保持して熱処理チャンバ３４内に供給される。それにより熱処理チャンバ３４内に、比較的低温あってオゾンガスが滞留しやすい箇所がある場合であっても、オゾンガスの無害化を十分に促進することができる。このような滞留箇所に高温の不活性ガスが供給されることにより、滞留しているオゾンガスが熱分解されて速やかに無害化される。高温不活性ガスの供給は、例えば、１０秒程度行われる。
【0071】
次に、制御装置３は、高温不活性ガスバルブ６４を閉じ、代わって、室温不活性ガスバルブ５９を開く。これにより、室温の不活性ガスが貫通孔２４８から熱処理チャンバ３４内に導入されて、室温不活性ガス供給工程（ステップＳ６）が実行される。それにより、熱処理チャンバ３４の内部の雰囲気が室温の不活性ガスで置換される。その結果、熱処理チャンバ３４が冷却される。室温不活性ガスの供給は、例えば、３０秒以下でよい。その後、制御装置３は、室温不活性ガスバルブ５９を閉じる。
【0072】
なお、上記ステップＳ５（高温不活性ガス供給工程）は省略されてよく、その場合、基板処理装置１におけるステップＳ５のための構成も省略することができる。本実施形態においては、図３に示すように第２ヒータ３００によって蓋部２４０が直接加熱されるので、蓋部２４０近傍でのオゾンの熱分解が促進される。この熱分解がオゾンガスの無害化に寄与するので、蓋部２４０が直接加熱されない場合に比して、ステップＳ５が省略されることによる悪影響が小さい。特に、本実施形態においては、蓋部２４０の温度が高くされるので、蓋部２４０の筒部２４６の周辺箇所のように熱処理チャンバ３４内で特にガスが滞留しやすい箇所において、無害化のための熱分解を促進させやすい。ステップＳ５が省略されても、ステップＳ６を、例えば、３分間程度以上行うことによって、オゾンを十分に除去することができる。
【0073】
次いで、制御装置３は、蓋部２４０を上方に退避させて、熱処理チャンバ３４を開く。その後、リフトピン３８が基板Ｗを押し上げ、この押し上げられた基板Ｗは、室内搬送機構６によって、冷却ユニット７へと搬送され、そのリフトピン２２に渡される。そして、リフトピン２２が下降することによって、基板Ｗは、クールプレート２０上に載置されて冷却される（ステップＳ７）。これにより、基板Ｗは、室温程度まで冷却される。この基板冷却処理の後、リフトピン２２は基板Ｗを押し上げ、その基板Ｗは、センターロボットＣＲによってドライチャンバ４外へと搬出される（ステップＳ８）。
【0074】
センターロボットＣＲは、その基板Ｗを、ＳＰＭ処理（ウェット処理工程）のために、ウェットチャンバ９へと搬入する（ステップＳ１１）。具体的には、制御装置３は、基板Ｗを保持しているセンターロボットＣＲ（図１参照）を制御して、そのハンドＨをウェットチャンバ９の内部に進入させることにより、基板Ｗをその表面（レジストが形成された表面）が上方に向けられた状態でスピンチャック７０の上に置く。その後、制御装置３は、スピンモータ７７によって基板Ｗの回転を開始させる（ステップＳ１２）。基板Ｗの回転速度は、予め定める処理回転速度（１００～５００ｒｐｍの範囲内。例えば約３００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その処理回転速度に維持される。基板Ｗの回転速度が処理回転速度に達すると、制御装置３は、硫酸を含む処理液であるＳＰＭを基板Ｗに供給するＳＰＭ処理工程（ステップＳ１３）を行う。
【0075】
具体的には、制御装置３は、ノズル移動ユニット８７を制御することにより、ＳＰＭノズル８５をホーム位置から処理位置に移動させる。これにより、ＳＰＭノズル８５が基板Ｗの上方に配置される。ＳＰＭノズル８５が基板Ｗの上方に配置された後、制御装置３は、硫酸バルブ９０および過酸化水素水バルブ９６を開く。これにより、過酸化水素水配管９５を流通する過酸化水素水と、硫酸配管８９の内部を流通する硫酸とがＳＰＭノズル８５に供給される。それにより、ＳＰＭノズル８５の混合室において硫酸と過酸化水素水とが混合され、高温（例えば、１６０℃）のＳＰＭが生成される（生成工程）。その高温のＳＰＭが、ＳＰＭノズル８５の吐出口から吐出され、基板Ｗの上面に着液する（供給工程）。制御装置３は、ノズル移動ユニット８７を制御することにより、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。ＳＰＭノズル８５から吐出されたＳＰＭは、処理回転速度（例えば３００ｒｐｍ）で回転している基板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。この処理が所定のＳＰＭ処理時間（例えば３０秒程度）に渡って行われ、それにより、基板Ｗの表面のレジストがＳＰＭによって除去される。ＳＰＭの吐出開始から所定のＳＰＭ処理時間が経過すると、ＳＰＭ処理工程（ステップＳ１３）が終了する。具体的には、制御装置３は、過酸化水素水バルブ９６および硫酸バルブ９０を閉じる。また、制御装置３は、ノズル移動ユニット８７を制御することにより、ＳＰＭノズル８５を処理位置からホーム位置に移動させる。これにより、ＳＰＭノズル８５が基板Ｗの上方から退避する。
【0076】
次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス液供給工程（ステップＳ１４）が行われる。具体的には、制御装置３は、リンス液バルブ８２を開いて、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル８０からリンス液を吐出させる。リンス液ノズル８０から吐出されたリンス液は、基板Ｗ上のＳＰＭを置換して洗い流す。リンス液バルブ８２が開かれてから所定のリンス液供給時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ８２を閉じて、リンス液ノズル８０からのリンス液の吐出を停止させる。
【0077】
次いで、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（ステップＳ１５）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンモータ７７を制御することにより、乾燥回転速度（例えば数千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７７を制御することにより、スピンチャック７０による基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１６）。
【0078】
次に、ウェットチャンバ９内から基板Ｗを搬出する搬出工程が行われる（ステップＳ１７）。具体的には、制御装置３は、センターロボットＣＲのハンドＨをウェットチャンバ９の内部に進入させて、スピンチャック７０上の基板Ｗを保持させた後に、そのハンドＨをウェットチャンバ９から退出させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバから搬出される。センターロボットＣＲは、基板ＷをシャトルＳＨに渡す。シャトルＳＨは、インデクサロボットＩＲに向かって基板Ｗを搬送する。インデクサロボットＩＲは、シャトルＳＨから処理済みの基板Ｗを受け取って、キャリアＣに収容する。
【0079】
図１５は、蓋部２４０が１８０℃に加熱された実施例と、蓋部２４０が加熱されなかった比較例とでの、レジスト膜１００の除去レートの実験結果を示すグラフ図である。なお、実施例および比較例に共通して、基板温度は１５０℃とされた。この結果からわかるように、蓋部２４０が加熱されることによって、除去レートが顕著に増大した。
【0080】
本実施形態によれば、基板Ｗが第１温度（基板温度）に加熱されつつ、かつ、蓋部温度（第１温度よりも高い第２温度）に蓋部２４０が加熱されつつ、オゾンガスが蓋部２４０の貫通孔２４８を介して空間ＳＰ中へ導入される。基板温度が蓋部温度よりも低いことによって、基板温度が蓋部温度以上の場合に比して、基板Ｗの温度が抑制される。これにより、基板処理方法によって基板Ｗ上のレジスト膜１００を除去する際における基板Ｗの酸化の進行を抑制することができる。例えば、基板Ｗがシリコン基板である場合は、シリコン酸化膜の意図しない形成を抑制することができ、また基板Ｗが表面に無機膜を有している場合、無機膜の意図しない酸化を抑制することができる。また、蓋部温度が基板温度よりも高いことによって、蓋部温度が基板温度以下である場合に比して、基板Ｗ上の空間ＳＰ中のガスの温度が、より高くなる。これにより、ガス中のオゾンの熱分解によるラジカルの生成が促進される。よって、基板Ｗ上のレジスト膜１００を効率よく除去することができる。以上から、基板Ｗ上からレジスト膜１００を効率よく除去しつつ基板Ｗの酸化の進行を抑制することができる。
【0081】
基板温度が１５０℃以下である場合、基板Ｗの酸化の進行を、より十分に抑制することができる。また、レジスト膜１００が過度に加熱されることに起因してのレジスト膜１００のポッピングを防止することができる。蓋部温度が１５０℃よりも大きい場合、ガス中のオゾンの熱分解によるラジカルの生成が、より十分に促進される。
【0082】
基板温度が１００℃以上である場合、レジスト膜１００の温度が、より高められる。これにより、レジスト膜１００を、より効率よく除去することができる。
【0083】
蓋部温度が２００℃以下である場合、蓋部２４０の貫通孔２４８へガスを供給するガス配管４９が蓋部２４０からの熱伝導によって過度に加熱されることが避けられる。これにより、ガス配管４９の上流側でのオゾンの熱分解が抑制される。よって、基板Ｗに達する前にラジカルが失活してしまうことに起因しての処理効率の低下を抑制することができる。
【0084】
第２ヒータ３００とガス配管４９との間に、例えば隙間３１０（図３）または断熱部材３２０（図４）のように、ガス配管４９に比して低い熱伝導性を有する領域が介在している場合、第２ヒータ３００からの熱に起因してのガス配管４９の温度上昇が抑制される。これにより、ガス配管４９の上流側でのオゾンの熱分解が抑制される。よって、基板Ｗに達する前にラジカルが失活してしまうことに起因しての処理効率の低下を抑制することができる。
【0085】
また、上述したオゾン処理によって硬化膜１０１（図８）が除去された後に、基板Ｗの表面に高温のＳＰＭが供給されるウェット処理工程（図９）が実行される。これにより、ウェット処理工程が開始される前に、ＳＰＭ処理による除去レートが比較的低い硬化膜１０１（図８）が予め除去されている。よってＳＰＭ処理の時間が短縮されるので、生産性が向上する。加えて、ＳＰＭの消費量、とりわけその原料となる硫酸の消費量を削減できる。これによって環境負荷を低減できる。
【0086】
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することが可能である。
【0087】
例えば、前述の実施形態では、オゾン処理を行うドライ処理と、ＳＰＭを供給するウェット処理とを、別の処理ユニット（すなわち別のチャンバ）で行う例について説明した。しかし、オゾン処理およびＳＰＭを供給するウェット処理が同一の処理ユニット（同一チャンバ内）で行われてもよい。ただしその場合は、ドライ処理（オゾン処理）とウェット処理との切り替えの際にチャンバ内の環境を整える必要があるので、ドライ処理およびウェット処理を別のチャンバで行う方が、効率的に基板処理を行いやすい。
【0088】
また、前述の実施形態では、硫酸を含むレジスト剥離液として、ＳＰＭを例に挙げたが、他の例として、硫酸中にオゾンを混合することによって得られる硫酸オゾン液、硫酸過酸化水素水にフッ酸を添加することによって得られるフッ酸硫酸過酸化水素水混合液、または、単純な硫酸水溶液を挙げることができる。
【0089】
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】
【0090】
１ ：基板処理装置
２Ｄ ：ドライ処理ユニット
２Ｗ ：ウェット処理ユニット
３ ：制御装置
８，８Ｍ：熱処理ユニット
３０ ：ホットプレート（基板載置部）
３０ａ ：載置面
３１ ：フェースプレート
３２ ：アンダープレート
３３ ：第１ヒータ
３４ ：熱処理チャンバ
３５ ：チャンバ本体
４７ ：整流板
４８ ：貫通孔
４９ ：ガス配管
５５ ：オゾンガス発生器（ガス供給部）
１００ ：レジスト膜
２４０ ：蓋部
２４１ ：内面
２４２ ：外面
２４５ ：プレート部
２４８ ：貫通孔
３００ ：第２ヒータ
３２０ ：断熱部材
ＳＰ ：空間
Ｗ ：基板
２Ｄ ：ドライ処理ユニット
２Ｗ ：ウェット処理ユニット
３ ：制御装置
８，８Ｍ：熱処理ユニット
３０ ：ホットプレート（基板載置部）
３０ａ ：載置面
３１ ：フェースプレート
３２ ：アンダープレート
３３ ：第１ヒータ
３４ ：熱処理チャンバ
３５ ：チャンバ本体
４７ ：整流板
４８ ：貫通孔
４９ ：ガス配管
５５ ：オゾンガス発生器（ガス供給部）
１００ ：レジスト膜
２４０ ：蓋部
２４１ ：内面
２４２ ：外面
２４５ ：プレート部
２４８ ：貫通孔
３００ ：第２ヒータ
３２０ ：断熱部材
ＳＰ ：空間
Ｗ ：基板
【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】
【図14】
【図15】