処理液供給ノズルおよびそれを備えた基板処理装置ならびにそれを用いた基板処理方法
【課題】混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を十分に混合し、その結果得られた高温の混合処理液を基板に供給すること。
【解決手段】処理液供給ノズル１０４は、横断面が円状の円筒状内壁面２９を有する混合室２１と、混合室２１に硫酸を導入する硫酸導入経路１２２と、混合室２１に過酸化水素水を導入する過酸化水素水導入経路１２３と、混合室２１で生成されたＳＰＭを吐出する吐出口２４とを備えている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の周方向に沿って当該円筒状内壁面２９に接続されている。混合室２１の内部に導入された硫酸および過酸化水素水は、円筒状内壁面２９に沿って流れ、円筒状内壁面２９の周方向に回転する渦流となって流下していく。
【解決手段】処理液供給ノズル１０４は、横断面が円状の円筒状内壁面２９を有する混合室２１と、混合室２１に硫酸を導入する硫酸導入経路１２２と、混合室２１に過酸化水素水を導入する過酸化水素水導入経路１２３と、混合室２１で生成されたＳＰＭを吐出する吐出口２４とを備えている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の周方向に沿って当該円筒状内壁面２９に接続されている。混合室２１の内部に導入された硫酸および過酸化水素水は、円筒状内壁面２９に沿って流れ、円筒状内壁面２９の周方向に回転する渦流となって流下していく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数種の処理液を混合することにより生成された混合処理液を基板に供給するため処理液供給ノズル、およびそれを備えた基板処理装置ならびにそれを用いた基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して混合処理液を用いた処理が行われることがある。たとえば、基板の表面から不要になったレジスト膜を剥離するために、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を用いたレジスト剥離処理が行われる。このレジスト剥離処理の方式としては、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式が従来の主流であったが、最近では、処理対象の基板の大型化に伴って、基板の表面にレジスト剥離液を供給して基板を１枚ずつ処理する枚葉式が注目されてきている。
【０００３】
ＳＰＭを用いた枚葉式のレジスト剥離処理は、たとえば、下記特許文献１，２に開示されている装置で実施することができる。下記特許文献１では、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に処理液を供給する処理液ノズルとを備える装置が開示されている。処理液ノズルには、タンクに貯留されている処理液（ＳＰＭ）が処理液配管を通して供給される。処理液配管を介して処理液ノズルに供給されるタンク内の処理液を、スピンチャックに保持された基板の表面に供給することにより、基板の表面からレジスト膜を剥離することができる。
【０００４】
一方、下記特許文献２では、スピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に硫酸を供給する硫酸ノズルと、スピンチャックに保持された基板の表面に過酸化水素水を供給する過酸化水素水ノズルとを備える装置が開示されている。この装置では、スピンチャックに保持された基板の表面に、硫酸ノズルおよび過酸化水素水ノズルからそれぞれ硫酸および過酸化水素水が同時に供給されるようになっている。したがって、基板の表面には、基板上で混合されて生成されたＳＰＭが供給されることになる。
【０００５】
また、下記特許文献２では、スピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭノズルとを備える装置が開示されている。ＳＰＭノズルには、当該ＳＰＭノズルに硫酸を供給する硫酸配管と、当該ＳＰＭノズルに過酸化水素水を供給する過酸化水素水配管とが接続されている。硫酸配管および過酸化水素水配管からＳＰＭノズルに供給された硫酸および過酸化水素水は、当該ＳＰＭノズル内で合流し、ＳＰＭとなって吐出される。これにより、基板の表面にＳＰＭが供給される。
【特許文献１】特開昭６１−１２９８２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１７３８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の表面のレジスト膜を良好に剥離するためには、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭを基板に供給する必要がある。硫酸と過酸化水素水とを混合させると、硫酸と過酸化水素水との発熱反応により反応熱が発生するため、その反応熱を利用してＳＰＭをレジスト剥離に適した高温に昇温させることができる。
特許文献１に開示されている装置では、タンク内で硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより、硫酸と過酸化水素水と反応させて、ＳＰＭを昇温させることができる。また、特許文献２に開示されている装置では、基板上や基板に供給される直前で硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより、ＳＰＭを昇温させることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置では、タンク内で発熱反応が生じるため高温になったＳＰＭが処理液配管を通る間に冷めてしまい、レジスト剥離に適した温度よりも低温のＳＰＭが基板に供給されるおそれがある。また、特許文献２に開示されている装置では、硫酸と過酸化水素水とを単に接触させるだけなので、硫酸と過酸化水素水が十分に混合されず、反応熱が十分に生じないおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を十分に混合させることができ、その結果得られた高温の混合処理液を基板に供給することができる処理液供給ノズルおよびそれを備えた基板処理装置ならびにそれを用いた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】
【０００９】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成し、この混合処理液を処理対象の基板（Ｗ）に向けて吐出するための処理液供給ノズルであって、前記複数種の処理液が導入され、この複数種の処理液をその内部（Ｓ１）で混合するための混合室（２１）と、この混合室の内部に形成され、当該混合室に導入された前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面（２９）と、前記混合室に導入される前記複数種の処理液が流通し、前記混合室の上方部において、前記渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続された処理液導入経路（３５，３７，１２２，１２３，２２２，２２３）と、前記混合室の下方に位置し、前記渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れる間にこれら複数種の処理液が混合して生成された混合処理液を吐出する吐出口（２４）とを含む、処理液供給ノズル（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４，７０４）である。
【００１０】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液が、処理液導入経路から混合室の内部に導入される。混合室の内部には、前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面が形成されており、処理液導入経路は、渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続されている。したがって、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、渦流形成面に沿って流れていく。そして、渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れていくことにより、当該渦流形成面によって前記複数種の処理液の渦流が混合室の内部に形成される。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液に回転力が与えられ、前記複数種の処理液が十分に混合される。その結果、前記複数種の処理液の発熱反応による反応熱が十分に生じ、高温の混合処理液が生成される。
【００１１】
処理液導入経路は、混合室の上方部において渦流形成面に接続されている。したがって、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、渦流となった状態で流下していく。そして、流下していく過程で混合されて混合処理液となり、混合室の下方に位置する吐出口から基板に向けて吐出される。混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が渦流の状態で流下していくので、たとえば吐出口に向かって直線的に流下していく場合に比べて、混合室内に滞在する時間が長くなっている。そのため、前記複数種の処理液が混合される時間（混合時間）が長くなっており、これによって、前記複数種の処理液が十分に混合され、互いに対する十分な接触機会を得て、発熱反応が十分に生じるようになっている。また、処理液供給ノズルの内部で高温の混合処理液が生成されるので、温度をほとんど低下させずに当該混合処理液を基板に供給することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記渦流形成面は、円筒状内壁面（２９）を含む、請求項１記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が円筒状内壁面に沿って流れていくので、当該円筒状内壁面に沿う円筒状の流れ（渦流）が形成される。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が十分に混合され、高温の混合処理液が生成される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、各処理液の渦流の回転方向が同一となるように前記渦流形成面に接続された複数の回転方向同一導入経路（１２２，１２３，２２２，２２３）を含む、請求項１または２記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合室の内部に処理液を導入する経路（回転方向同一導入経路）が複数設けられており、これらの経路からそれぞれ前記複数種の処理液が混合室の内部に導入される。したがって、混合室の内部には、前記複数種の処理液にそれぞれ対応する複数の渦流が形成される。混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、他の処理液の流れ（渦流）と重なり合うとともに、渦流の回転力によって攪拌されることにより十分に混合される。これにより、十分に発熱反応を起こさせることができるので、高温の混合処理液が生成される。
【００１４】
また、各処理液の渦流の回転方向が同一にされているので、各処理液の流れが衝突することにより、処理液の渦流が消滅したり、当該渦流の流速が低下したりすることが抑制または防止されている。これにより、混合室の内部に渦流が維持され、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が十分に混合されるようになっている。
請求項４記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、互いに平行に隣接して配置された複数の隣接導入経路（１２２，１２３）を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（１０４，６０４，７０４）である。
【００１５】
この発明によれば、複数の隣接導入経路が互いに平行に隣接して配置されているので、前記複数種の処理液は、混合室の内部に導入されると直に、他の処理液の流れと重なり合って混合され始める。したがって、前記複数種の処理液の混合時間が長くなるから、前記複数種の処理液が十分に混合されるようになっている。
請求項５記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、前記渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置された複数の隣接導入経路（２２２，２２３）を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（２０４）である。
【００１６】
この発明によれば、複数の隣接導入経路が渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されているので、前記複数種の処理液は、混合室の内部で互いに近づくように流れていく。したがって、前記複数種の処理液は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。これにより、前記複数種の処理液を十分に混合することができる。
請求項６記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記渦流形成面に開口した導入口（３６）と、この導入口の直前で複数種の処理液を合流させる合流部（３５ａ）とを含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（３０４）である。
【００１７】
この発明によれば、渦流形成面に開口した導入口の直前に設けられた合流部で前記複数種の処理液を合流させて、合流された前記複数種の処理液を当該導入口から混合室の内部に導入させることができる。したがって、前記複数種の処理液は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。また、処理液導入経路を流通する過程で前記複数種の処理液の混合が開始されるので、混合時間をより長くすることができる。さらに、導入口の直前で前記複数種の処理液の混合が開始されるので、混合処理液の温度の低下が抑制されている。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記渦流形成面の周方向に関して異なる位置で前記渦流形成面に開口した複数の導入口（３２，３３）をそれぞれ有する複数の前記処理液導入経路（１２２，１２３）が設けられている、請求項１〜６の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（５０４，６０４）である。
この発明によれば、複数の導入口がそれぞれ渦流形成面の周方向に関して異なる位置に配置されているので、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液に対して、渦流形成面の周方向に関して偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した前記複数種の処理液の渦流を混合室の内部に形成することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記渦流形成面を伝った後の混合処理液を前記吐出口に案内する案内面（３０）をさらに含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の処理液ノズルである。
この発明によれば、渦流形成面を伝った後の混合処理液を案内面によって吐出口に案内することができる。これにより、混合室の内部で生成された混合処理液を効率的に吐出口に導いて当該吐出口から吐出させることができる。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記吐出口は、所定の吐出方向に沿って前記混合処理液を吐出するものであり、前記案内面は、前記吐出方向に対する傾斜角が前記吐出口に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面（３０）を含む、請求項８記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合処理液の吐出方向に対する湾曲傾斜面の傾斜角が吐出口に向かうに従って小さくされているので、渦流形成面を伝った後の混合処理液を吐出口に案内しつつ、吐出口に向かうに従って加速させることできる。これにより、混合処理液を勢いよく吐出口から吐出させることができる。また、湾曲傾斜面であるので、混合処理液を円滑に吐出口に案内することができる。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、前記渦流形成面と前記案内面とを滑らかに連結する連結面（３１）をさらに含む、請求項８または９記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、渦流形成面と案内面とが連結面によって滑らかに連結されているので、渦流形成面を伝った後の混合処理液を円滑に案内面に流下させることができる。
請求項１１記載の発明は、前記渦流形成面は、螺旋状溝（４０）を含む、請求項１〜１０の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（７０４）である。
【００２２】
この発明によれば、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が螺旋状溝に沿って流れていくので、前記複数種の処理液の渦流を混合室の内部に維持することができる。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液を十分に混合することができる。
請求項１２記載の発明は、基板を保持する基板保持手段（３）と、この基板保持手段に保持された基板に、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液により生成された混合処理液を供給するための、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルと、この処理液供給ノズルを保持するノズル保持部材（１１）と、前記処理液供給ノズルに前記複数種の処理液を供給する処理液供給手段（１３，１４）とを含む、基板処理装置（１）である。
【００２３】
この発明によれば、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を、ノズル保持部材に保持された処理液供給ノズルに処理液供給手段から供給して、当該処理液供給ノズルの内部で混合処理液を生成させることができる。そして、この処理液供給ノズルの内部で生成された混合処理液を、基板保持手段に保持された基板に供給することができる。
【００２４】
前述のように、処理液供給ノズルの内部で生成された混合処理液は、十分に混合されており高温となっている。また、処理液供給ノズル内で高温の混合処理液が生成されるので、その温度をほとんど低下させずに当該混合処理液を基板に供給することができる。これにより、基板に対して良好な処理を行うことができる。
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルに、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を導入する導入工程（Ｓ３）と、前記処理液供給ノズルによって前記複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成させる混合処理液生成工程（Ｓ４）と、前記処理液供給ノズルによって生成された混合処理液を基板に供給する混合処理液供給工程（Ｓ５）とを含む、基板処理方法である。
【００２５】
この発明によれば、請求項１２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す模式図である。
この基板処理装置１は、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）の表面に、レジスト剥離液としてのＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を供給して、そのウエハＷの表面から不要になったレジスト膜を剥離するレジスト剥離処理を行う枚葉式の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、このスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）にＳＰＭを供給する処理液供給ノズル１０４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズル５とを備えている。
【００２７】
スピンチャック３は、円盤状のスピンベース６と、このスピンベース６上に取り付けられた複数個の挟持部材７と、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構８とを備えている。複数個の挟持部材７は、互いに協働してウエハＷを挟持することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持することができる。また、チャック回転駆動機構８は、スピンベース６を鉛直な軸線まわりに回転させることができる。複数個の挟持部材７によってウエハＷが保持された状態で、スピンベース６が回転されることにより、ウエハＷの中心を通る鉛直な軸線まわりにウエハＷが回転される。スピンチャック３の周囲には、当該スピンチャック３を取り囲むカップ９が配置されている。ウエハＷから排出された処理液はカップ９により受け止められる。
【００２８】
なお、スピンチャックとしては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの下面（裏面）を真空吸着することによりウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
処理液供給ノズル１０４は、ノズルアーム１１（ノズル保持部材）の先端部に取り付けられている。ノズルアーム１１は、カップ９の外側に配置された鉛直軸１０の上端部から水平に延びている。処理液供給ノズル１０４は、スピンチャック３よりも上側でその吐出口２４を下方に向けて保持されている。鉛直軸１０は、その中心軸線まわりに揺動可能とされていて、当該鉛直軸１０を揺動させる揺動駆動機構１２に結合されている。揺動駆動機構１２によって鉛直軸１０を揺動させることにより、処理液供給ノズル１０４をスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置したり、カップ９の外側に設定された待機位置に配置したりすることができる。また、鉛直軸１０を所定の角度範囲内で揺動させることにより、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面上で、処理液供給ノズル１０４からのＳＰＭの着液位置をスキャン（移動）させることができる。
【００２９】
処理液供給ノズル１０４には、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を供給する硫酸供給管１３（処理液供給手段）と、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を供給する過酸化水素水供給管１４（処理液供給手段）とが接続されている。硫酸供給管１３の途中部には、処理液供給ノズル１０４への硫酸の供給／停止を切り換えるための硫酸バルブ１５および、処理液供給ノズル１０４への硫酸の供給量を調節する流量調節バルブ１６が介装されている。また、過酸化水素水供給管１４の途中部には、処理液供給ノズル１０４への過酸化水素水の供給／停止を切り換えるための過酸化水素水バルブ１７および、処理液供給ノズル１０４への過酸化水素水の供給量を調節する流量調節バルブ１８が介装されている。流量調節バルブ１６，１８は、たとえば手動で開度を調節する手動バルブであってもよいし、制御部３４（図５参照）によって自動で開度調節されるバルブであってもよい。
【００３０】
処理液供給ノズル１０４には、一定温度（たとえば、１７０℃）に温度調節された硫酸が硫酸供給管１３を介して供給されるようになっている。また、処理液供給ノズル１０４には、室温（たとえば、２３℃）の過酸化水素水が過酸化水素水供給管１４を介して供給されるようになっている。処理液供給ノズル１０４への硫酸および過酸化水素水の供給比率は、たとえば、１：１〜１．３５の範囲内で設定されている。処理液供給ノズル１０４に供給された硫酸および過酸化水素水は、処理液供給ノズル１０４の内部で混合され、ＳＰＭとなって吐出される。
【００３１】
また、リンス液供給ノズル５は、スピンチャック３の上側でその吐出口を下方に向けて保持されている。リンス液供給ノズル５には、リンス液バルブ１９が介装されたリンス液供給管２０が接続されている。リンス液供給ノズル５には、リンス液供給管２０を介してリンス液が供給される。リンス液供給ノズル５は、たとえば、ウエハＷ上でのリンス液の着液位置が固定された固定ノズルとされている。リンス液供給ノズル５は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲にリンス液を着液させることができる。リンス液としては、たとえば、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、磁気水や、希釈濃度（たとえば、１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などを用いることができる。
【００３２】
図２は、処理液供給ノズル１０４の図解的な縦断面図であり、図３は、処理液供給ノズル１０４の図解的な横断面図である。
処理液供給ノズル１０４は、内部空間を有するたとえばブロック状の部材である。処理液供給ノズル１０４は、硫酸および過酸化水素水が混合される混合室２１と、混合室２１に硫酸を導入する硫酸導入経路１２２（処理液導入経路）と、混合室２１に過酸化水素水を導入する過酸化水素水導入経路１２３（処理液導入経路）と、混合室２１で生成されたＳＰＭを吐出する吐出口２４とを備えている。
【００３３】
混合室２１は、たとえば、四角柱状の本体部２５と、この本体部２５の下端に一体的に連結された略倒立円錐状の下部２６とを有している。混合室２１の内部は、中空にされており、硫酸および過酸化水素水が混合される混合空間Ｓ１となっている。この混合空間Ｓ１で硫酸および過酸化水素水が混合され、ＳＰＭが生成されるようになっている。混合空間Ｓ１は、鉛直な中心軸線を有する円柱状部Ｓ１ａと、円柱状部Ｓ１ａと共通の軸線上に中心軸線を有する略倒立円錐状の円錐状部Ｓ１ｂとを含む。円錐状部Ｓ１ｂは、円柱状部Ｓ１ａの下方に位置している。また、円柱状部Ｓ１ａおよび円錐状部Ｓ１ｂは、それぞれ、本体部２５および下部２６の内部に位置している。
【００３４】
本体部２５は、筒状周壁２７と、この筒状周壁２７の上端を塞ぐ上壁２８とを含む。筒状周壁２７は、鉛直な中心軸線を有する円筒状内壁面２９（渦流形成面）を有している。円筒状内壁面２９は、横断面（水平断面）がたとえば円形の鉛直な面となっている。
また、下部２６は、鉛直な中心軸線を有する略倒立円錐状の円錐状内壁面３０（案内面）を有している。円錐状内壁面３０の縦断面（鉛直断面）は、鉛直方向に対する傾斜角が下方に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面となっている。円錐状内壁面３０における上端部の傾斜角は、たとえば水平面に対して０度〜４５度の範囲内（好ましくは５度）で設定されている。また、円錐状内壁面３０の上端は、連結面３１によって円筒状内壁面２９の下端に滑らかに連結されている。連結面３１は、環状をなしており、縦断面が下方に凸となる湾曲状となっている。
【００３５】
硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、筒状周壁２７の内部に形成されている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、水平方向に沿って直線状に延びている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、上下に重なり合うように互いに平行に隣接して配置されている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に位置している。
【００３６】
また、吐出口２４は、下部２６の下端に形成されている。図３に示すように、吐出口２４は、平面視において円錐状内壁面３０の中央部に位置している。吐出口２４は、混合空間Ｓ１に連通されている。混合空間Ｓ１で生成されたＳＰＭは、吐出口２４から鉛直下方に向けて吐出される。本実施形態では、ＳＰＭの吐出方向が鉛直方向となっている。
硫酸導入経路１２２の一端には、硫酸供給管１３から硫酸が供給されるようになっている。また、硫酸導入経路１２２の他端は、円筒状内壁面２９に開口した硫酸導入口３２となっている。硫酸導入経路１２２は、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。すなわち、硫酸導入経路１２２は、円筒状内壁面２９の横断面において、円筒状内壁面２９からその接線方向に沿って延びている。硫酸供給管１３から硫酸導入経路１２２に供給された硫酸は、硫酸導入口３２から混合室２１の内部（混合空間Ｓ１）に略水平に導入される。
【００３７】
一方、過酸化水素水導入経路１２３の一端には、過酸化水素水供給管１４から過酸化水素水が供給されるようになっている。また、過酸化水素水導入経路１２３の他端は、円筒状内壁面２９に開口した過酸化水素水導入口３３となっている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、上下に隣接して配置されている。また、過酸化水素水導入経路１２３は、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。過酸化水素水供給管１４から過酸化水素水導入経路１２３に供給された過酸化水素水は、過酸化水素水導入口３３から混合室２１の内部（混合空間Ｓ１）に略水平に導入される。過酸化水素水導入口３３から混合空間Ｓ１への過酸化水素水の導入方向は、硫酸導入口３２から混合空間Ｓ１への硫酸の導入方向と同一（互いに平行）にされている。
【００３８】
図４は、処理液供給ノズル１０４内での硫酸および過酸化水素水の混合状態を説明するための模式図である。
硫酸導入経路１２２から混合空間Ｓ１には、円筒状内壁面２９に沿って硫酸が導入される。硫酸導入経路１２２が円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されており、円筒状内壁面２９の横断面が円形とされているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸は、円筒状内壁面２９によってその周方向に案内され、円筒状内壁面２９の周方向に回転する。これにより、円筒状内壁面２９の周方向に回転する硫酸の渦流が混合空間Ｓ１内に形成される。硫酸導入経路１２２が混合室２１の上方部において円筒状内壁面２９に接続されているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸は、円筒状内壁面２９の周方向に回転しながら、円筒状内壁面２９に沿って流下していく。
【００３９】
同様に、過酸化水素水導入経路１２３から混合空間Ｓ１には、円筒状内壁面２９に沿って過酸化水素水が導入される。これにより、円筒状内壁面２９の周方向に回転する過酸化水素水の渦流が混合空間Ｓ１内に形成される。過酸化水素水導入経路１２３が混合室２１の上方部において円筒状内壁面２９に接続されているので、混合空間Ｓ１に導入された過酸化水素水は、円筒状内壁面２９の周方向に回転しながら、円筒状内壁面２９に沿って流下していく。
【００４０】
混合空間Ｓ１に導入された過酸化水素水は、混合空間Ｓ１に導入された硫酸と同じ方向に回転しながら流下していく。硫酸および過酸化水素水の渦流の回転方向が同一にされているので、互いの流れが衝突して、硫酸および過酸化水素水の渦流が消滅したり、当該渦流の流速が低下したりすることが抑制または防止されている。これにより、硫酸および過酸化水素水の渦流が維持されるようになっている。さらに、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が、互いに平行に隣接して配置されているので、硫酸および過酸化水素水は、混合空間Ｓ１に導入されると直に、他の処理液（硫酸または過酸化水素水）の流れと重なり合う。
【００４１】
混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水は、互いの流れが重なり合うとともに、硫酸および過酸化水素水の渦流による回転力によって攪拌され十分に混合される。これにより、硫酸および過酸化水素水の発熱反応による反応熱が十分に生じ、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭが生成される。
混合空間Ｓ１で生成されたＳＰＭは、円筒状内壁面２９を伝った後、円錐状内壁面３０によって吐出口２４に案内される。前述のように、円錐状内壁面３０の上端が連結面３１によって円筒状内壁面２９の下端に滑らかに連結されているので、生成されたＳＰＭは、円筒状内壁面２９から円錐状内壁面３０へと円滑に流れていく。また、円錐状内壁面３０の縦断面が湾曲傾斜面とされているので、生成されたＳＰＭが円滑に吐出口２４に案内される。さらに、鉛直方向に対する円錐状内壁面３０の傾斜角が下方に向かうに従って小さくされているので、生成されたＳＰＭは、下方に向かうに従って加速される。これにより、高温となったＳＰＭが吐出口２４から勢いよく吐出される。
【００４２】
本実施形態では、硫酸および過酸化水素水が渦流となって混合空間Ｓ１内を流下していくので、たとえば硫酸および過酸化水素水が吐出口に向かって直線的に流下していく場合に比べて、混合空間Ｓ１内での流路長が長く、したがって、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１に滞在する時間が長くなっている。そのため、硫酸および過酸化水素水の混合時間が長く、互いの接触機会が増大している。これによって、硫酸および過酸化水素水が十分に混合され、十分に発熱反応が生じるようになっている。
【００４３】
また、処理液供給ノズル１０４内での硫酸および過酸化水素水が渦流を形成して流下していくので、硫酸および過酸化水素水がノズル内を直線的に流下していく従来のノズルと比べて、混合時間が同じである場合に、従来のノズルよりも上下方向の長さをコンパクトにすることができる。
さらに、流量調節バルブ１６，１８の開度をそれぞれ調節して混合空間Ｓ１への硫酸および過酸化水素水の導入量（供給量）を可変させることにより、混合空間Ｓ１に導入される硫酸および過酸化水素水の流速を調節することができる。これにより、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１に導入されてからＳＰＭとなって吐出口２４から吐出されるまでの時間を精密に調整することができる。また、混合空間Ｓ１への硫酸および過酸化水素水の導入量を可変させることにより、硫酸および過酸化水素水の混合比を精密に調整することができる。
【００４４】
さらにまた、過酸化水素水中に含まれる水分を、硫酸および過酸化水素水の渦流によって当該硫酸および過酸化水素水の液面（上面）の上に形成された略倒立円錐状の空間Ｓ２で膨張（蒸発）させることができるので、この水分の膨張力を、吐出口２４からＳＰＭを吐出させる吐出力として作用させることができる。これにより、ＳＰＭの吐出速度を向上させることができ、高温となったＳＰＭを吐出口２４から勢いよく吐出させることができる。
【００４５】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部３４を備えている。この制御部３４には、チャック回転駆動機構８および揺動駆動機構１２などが制御対象として接続されている。硫酸バルブ１５、過酸化水素水バルブ１７およびリンス液バルブ１９の開閉は制御部３４によって制御される。さらに、必要に応じて、流量調節バルブ１６，１８の開度が制御部３４によって制御されるようになっていてもよい。
【００４６】
図６は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。
未処理のウエハＷは、基板搬送ロボット（図示せず）によってスピンチャック３に受け渡され、表面をたとえば上に向けて複数個の挟持部材７に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部３４によりチャック回転駆動機構８が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。さらに、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、処理液供給ノズル１０４がスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置される。このとき、処理液供給ノズル１０４は、たとえば、ウエハＷの回転軸線上に配置されていてもよく、ウエハＷの回転軸線から僅かに離れた位置に配置されていてもよい。
【００４７】
処理液供給ノズル１０４がウエハＷの上方に配置されると、制御部３４により硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が開かれて、処理液供給ノズル１０４に硫酸および過酸化水素水が導入される（ステップＳ３）。処理液供給ノズル１０４に導入された硫酸および過酸化水素水は、前述のように、処理液供給ノズル１０４内で渦流となって処理液供給ノズル１０４内を流下していく。これにより、硫酸および過酸化水素水が処理液供給ノズル１０４内で十分に混合され（ステップＳ４）、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭが生成される。そして、高温のＳＰＭが処理液供給ノズル１０４からスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に向けて吐出される。これにより、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が開始される（ステップＳ５）。
【００４８】
処理液供給ノズル１０４がウエハＷの回転軸線上に配置されている場合、処理液供給ノズル１０４から吐出されたＳＰＭは、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液し、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域にＳＰＭが供給され、ＳＰＭによるレジスト剥離処理がウエハＷの表面全域に行われる。このとき、ウエハＷに供給されたＳＰＭがレジスト剥離に適した高温となっているので、ウエハＷの表面からレジスト膜が良好に剥離される。
【００４９】
一方、処理液供給ノズル１０４がウエハＷの回転軸線から僅かに離れた位置に配置されている場合、処理液供給ノズル１０４から吐出されたＳＰＭは、ウエハＷの表面における回転中心付近に着液し、着液した勢いで当該回転中心まで広がっていく。そして、ウエハＷの表面に着液したＳＰＭは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域にＳＰＭが供給され、ＳＰＭによるレジスト剥離処理がウエハＷの表面全域に行われる。ウエハＷに供給されたＳＰＭがレジスト剥離に適した高温となっているので、ウエハＷの表面からレジスト膜が良好に剥離される。
【００５０】
処理液供給ノズル１０４からウエハＷの表面にＳＰＭが供給されるとき、処理液供給ノズル１０４は、ウエハＷの回転軸線上または当該回転軸線から僅かに離れた位置で固定されていてもよく、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、ウエハＷの上方で水平に揺動されていてもよい。すなわち、ウエハＷ上でのＳＰＭの着液位置が、固定されていてもよく、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲でスキャン（移動）されてもよい。ウエハＷ上でのＳＰＭの着液位置をウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲で移動させることにより、高温のＳＰＭをウエハＷの表面全域に直接供給することができる。
【００５１】
ＳＰＭによるレジスト剥離処理が所定時間にわたって行われると、制御部３４により硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が閉じられて、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が停止される（ステップＳ６）。その後、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、処理液供給ノズル１０４がウエハＷの上方から退避される。そして、制御部３４によりリンス液バルブ１９が開かれて、リンス液供給ノズル５からスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に向けてリンス液（たとえば純水）が吐出される。これにより、ウエハＷの表面への純水の供給が開始される（ステップＳ７）。
【００５２】
リンス液供給ノズル５から吐出された純水は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液する。そして、ウエハＷの表面に着液した純水はウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域に純水が供給され、ウエハＷ上のＳＰＭを純水によって洗い流すリンス処理がウエハＷの表面全域に行われる。
【００５３】
純水によるリンス処理が所定時間にわたって行われると、制御部３４によりリンス液バルブ１９が閉じられて、ウエハＷの表面への純水の供給が停止される（ステップＳ８）。そして、制御部３４によりチャック回転駆動機構８が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ９）。これにより、ウエハＷに付着している純水が振り切られて、ウエハＷが乾燥される。そして、ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、チャック回転駆動機構８が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１０）。その後、その処理済みのウエハＷが基板搬送ロボットによって搬出されていく（ステップＳ１１）。
【００５４】
以上のように本実施形態では、処理液供給ノズル１０４内で硫酸および過酸化水素水を十分に混合させ、それらの発熱反応を有効に利用して、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭを生成することができる。そして、この高温のＳＰＭをスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に供給することができる。ＳＰＭは、処理液供給ノズル１０４内で高温にされるので、ほとんど温度低下を生じることなくウエハＷの表面に供給される。これにより、ウエハＷの表面からレジスト膜を良好に剥離することができる。
【００５５】
図７は、この発明の第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４の図解的な縦断面図である。この図７において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が互いに平行に隣接して配置されていたのに対し、この第２実施形態では、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３が円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されていることにある。
【００５６】
硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成されている。硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように直線状に延びている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、円筒状内壁面２９において上下に並んで隣接している。
【００５７】
この第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４では、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３が円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されているので、硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３からそれぞれ導入された硫酸および過酸化水素水は、混合室２１の内部で互いに近づくように流れていく。したがって、硫酸および過酸化水素水は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。これにより、硫酸および過酸化水素水が十分に混合され、高温のＳＰＭが生成される。
【００５８】
図８は、この発明の第３実施形態に係る処理液供給ノズル３０４の図解的な縦断面図である。この図８において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３がそれぞれ円筒状内壁面２９で開口する硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３を有しているのに対し、この第３実施形態では、硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３が筒状周壁２７内で合流され、筒状周壁２７に形成された集合導入経路３５に連通されていることにある。
【００５９】
硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成されており、円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように直線状に延びている。硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成された集合導入経路３５の一端３５ａに連通されている。集合導入経路３５の他端は、円筒状内壁面２９に開口した集合導入口３６となっている。硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３の合流部（集合導入経路３５の一端３５ａ）は、集合導入口３６の直前に位置している。
【００６０】
この第３実施形態に係る処理液供給ノズル３０４では、硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３にそれぞれ供給された硫酸および過酸化水素水が、集合導入経路３５で合流され、合流された状態で集合導入口３６から混合空間Ｓ１に導入される。したがって、硫酸および過酸化水素水は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。また、集合導入経路３５を流通する過程で混合が開始されるので、混合時間がより長くなっている。さらに、混合空間Ｓ１に導入される直前で硫酸および過酸化水素水の混合が開始されるので、高温になったＳＰＭの温度が低下することが抑制されている。
【００６１】
図９は、この発明の第４実施形態に係る処理液供給ノズル４０４の図解的な縦断面図である。この図９において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、筒状周壁２７に、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３がそれぞれ形成されていたのに対し、この第４実施形態では、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で供給される合流導入経路３７が筒状周壁２７に形成されていることにある。
【００６２】
合流導入経路３７は、筒状周壁２７の上部に形成されており、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。
また、硫酸供給管１３および過酸化水素水供給管１４は、それぞれ集合供給管３８の一端３８ａに接続されている。硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が開かれると、硫酸供給管１３および過酸化水素水供給管１４からそれぞれ硫酸および過酸化水素水が集合供給管３８に供給され、この集合供給管３８内で硫酸および過酸化水素水が合流される。そして、集合供給管３８から合流導入経路３７の一端に、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で供給される。合流導入経路３７の他端は、円筒状内壁面２９に開口した合流導入口３９となっている。合流導入経路３７に供給された硫酸および過酸化水素水は、合流導入口３９から混合空間Ｓ１に導入される。硫酸および過酸化水素水の合流部（集合供給管３８の一端３８ａ）は、処理液供給ノズル４０４の直前に位置している。
【００６３】
この第４実施形態に係る処理液供給ノズル４０４では、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で混合空間Ｓ１に導入されるので、当該硫酸および過酸化水素水が確実に混合される。また、処理液供給ノズル４０４に導入される前に混合が開始されるので、混合時間がより長くなっている。さらに、処理液供給ノズル４０４に導入される直前で硫酸および過酸化水素水の混合が開始されるので、高温になったＳＰＭの温度が低下することが抑制されている。
【００６４】
図１０は、この発明の第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４の図解的な横断面図である。この図１０において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第５実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が上下に重なり合うように配置されていたのに対し、この第５実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が、同じ高さで、かつ、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に配置されていることにある。
【００６５】
具体的には、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりにたとえば１８０度の間隔を隔てた２つの位置に、それぞれ、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が配置されている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、円筒状内壁面２９の中心軸線を挟んで対向している。
この第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４では、混合空間Ｓ１に対して、円筒状内壁面２９の中心軸線を挟んで対向した位置からそれぞれ硫酸および過酸化水素水が導入されるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した渦流を混合空間Ｓ１内に形成することができるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を十分に混合させることができる。
【００６６】
図１１は、この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４の図解的な横断面図であり、図１２は、この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４の図解的な縦断面図である。この図１１および図１２において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第６実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、上下に重なり合うように配置された硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が一対設けられていたのに対し、この第６実施形態では、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に、上下に重なり合うように配置された硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が複数対（たとえば四対）設けられていることにある。
【００６７】
四対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりにたとえば９０度の間隔を隔てた４つの位置に配置されている。四対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３のうち、二対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、硫酸導入経路１２２が上側となっており、残りの二対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、過酸化水素水導入経路１２３が上側となっている。上側の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、同じ高さに形成されており、下側の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、同じ高さに形成されている。また、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、円筒状内壁面２９の周方向に関して交互に配置されている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、上下に隣接して配置されているとともに、円筒状内壁面２９の周方向に関して、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに９０度の間隔を隔てて交互に配置されている。
【００６８】
この第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が四対設けられているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に大きな回転力を与えることができる。これにより、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を一層十分に混合させることができる。
また、混合空間Ｓ１に対して、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに９０度の間隔を隔てた４つの位置から硫酸または過酸化水素水が導入されるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した渦流を混合空間Ｓ１内に形成することができる。
【００６９】
さらに、円筒状内壁面２９の周方向に関して硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が交互に配置されているので、硫酸および過酸化水素水を、混合空間Ｓ１に導入された直後に合流させて、硫酸および過酸化水素水の混合を開始させることができる。これにより、硫酸および過酸化水素水の混合時間を長くすることができる。
図１３は、この発明の第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４の図解的な縦断面図である。この図１３において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
この第７実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、円筒状内壁面２９に螺旋状溝４０が形成されていることにある。螺旋状溝４０は、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに螺旋状に延びている。
この第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４では、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水が螺旋状溝４０に沿って流れていくので、硫酸および過酸化水素水の渦流を混合空間Ｓ１内に確実に維持することができる。これにより、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を十分に混合させることができる。また、硫酸および過酸化水素水の渦流を混合空間Ｓ１内に維持することにより、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１内に滞在する時間を長くすることができる。これにより、硫酸および過酸化水素水の混合時間を長くすることができる。
【００７１】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第７実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の第１〜第７実施形態では、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液が、硫酸および過酸化水素水である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、過酸化水素水に代えて、オゾン水や純水を用いてもよい。過酸化水素水に代えてオゾン水を用いることにより、生成された混合処理液の酸化力を向上させることができる。また、硫酸および過酸化水素水に加えて、オゾン水や純水を混合させてもよい。すなわち、２種以上の処理液を混合させて混合処理液を生成してもよい。さらにまた、混合処理液を生成するための処理液としては、硫酸、過酸化水素水、オゾン水、純水に限らず、その他の処理液を用いてもよい。
【００７２】
また、前述の第１〜第６実施形態では、円筒状内壁面２９が断面円形の鉛直な面である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、円筒状内壁面２９の横断面形状は、内側への凸部がない滑らかに連続する環状であることが好ましく、たとえば図１４に示すように、楕円形とされていてもよい。
また、円筒状内壁面２９は、鉛直な面でなくてもよく、たとえば図１５に示すように下方にいくに従って径が小さくなる傾斜面にされていてもよい。さらに、図１６に示すように、円筒状内壁面２９の下方に連結面３１および円錐状内壁面３０が設けられておらず、円筒状内壁面２９が、その頂点（下端）に吐出口２４が形成された倒立円錐面とされていてもよい。
【００７３】
また、前述の第１〜第７実施形態では、円錐状内壁面３０が湾曲傾斜面である場合について説明したが、これに限らず、円錐状内壁面３０は、たとえば、倒立円錐面であってもよいし、図１７に示すように逆ワインボトル形状にされていてもよい。さらに、前述の第１〜第７実施形態では、円錐状内壁面３０の頂点（最下端部）が平面視において円錐状内壁面３０の中央部に配置されている場合について説明したが、これに限らず、円錐状内壁面３０の頂点は、円錐状内壁面３０の中央部以外の位置に配置されていてもよい。また、それに伴い、吐出口２４は、円錐状内壁面３０の中央部以外の位置に配置されていてもよい。
【００７４】
また、処理液供給ノズルは、前述の第１〜第７実施形態に係るものに限らず、これらの実施形態に係る処理液供給ノズルが複合されたものであってもよい。すなわち、たとえば、第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４において（図７参照）、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水２２３が、第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４のように（図１０参照）、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に配置されていてもよい。さらに、第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４において、第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４のように（図１１および図１２参照）、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水２２３が複数対設けられていてもよい。
【００７５】
同様に、処理液供給ノズルは、第３実施形態（図８参照）と第５実施形態との複合型のものであってもよいし、第３実施形態と第６実施形態との複合型のものであってもよい。また、処理液供給ノズルは、第４実施形態（図９参照）と第５実施形態との複合型のものであってもよいし、第４実施形態と第６実施形態との複合型のものであってもよい。さらに、第１〜第６実施形態に係る処理液供給ノズルや、前述の複合型の処理液供給ノズルにおいて、第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４のように（図１３参照）、円筒状内壁面２９に螺旋状溝４０が形成されていてもよい。
【００７６】
また、前述の第１〜第７実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。また、基板に対する処理は、レジスト剥離処理以外のその他の処理であってもよい。
【００７７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図３】処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図４】処理液供給ノズル内での硫酸および過酸化水素水の混合状態を説明するための模式図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によるウエハの処理の一例を説明するための工程図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図９】この発明の第４実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１０】この発明の第５実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図１１】この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図１２】この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１３】この発明の第７実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１４】この発明の別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１５】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１６】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１７】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板保持手段）
１１ ノズルアーム（ノズル保持部材）
１３ 硫酸供給管（処理液供給手段）
１４ 過酸化水素水供給管（処理液供給手段）
２１ 混合室
２４ 吐出口
２９ 円筒状内壁面（渦流形成面）
３０ 円錐状内壁面（案内面、湾曲傾斜面）
３１ 連結面
３２ 硫酸導入口
３３ 過酸化水素水導入口
３５ 集合導入経路（処理液導入経路、隣接導入経路）
３５ａ 一端（合流部）
３６ 集合導入口（導入口）
３７ 合流導入経路（処理液導入経路、隣接導入経路）
４０ 螺旋状溝
１０４ 処理液供給ノズル
１２２ 硫酸導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
１２３ 過酸化水素水導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
２０４ 処理液供給ノズル
２２２ 硫酸導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
２２３ 過酸化水素水導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
３０４ 処理液供給ノズル
４０４ 処理液供給ノズル
５０４ 処理液供給ノズル
６０４ 処理液供給ノズル
７０４ 処理液供給ノズル
Ｓ１ 混合空間（混合室の内部）
Ｗ ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数種の処理液を混合することにより生成された混合処理液を基板に供給するため処理液供給ノズル、およびそれを備えた基板処理装置ならびにそれを用いた基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して混合処理液を用いた処理が行われることがある。たとえば、基板の表面から不要になったレジスト膜を剥離するために、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を用いたレジスト剥離処理が行われる。このレジスト剥離処理の方式としては、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式が従来の主流であったが、最近では、処理対象の基板の大型化に伴って、基板の表面にレジスト剥離液を供給して基板を１枚ずつ処理する枚葉式が注目されてきている。
【０００３】
ＳＰＭを用いた枚葉式のレジスト剥離処理は、たとえば、下記特許文献１，２に開示されている装置で実施することができる。下記特許文献１では、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に処理液を供給する処理液ノズルとを備える装置が開示されている。処理液ノズルには、タンクに貯留されている処理液（ＳＰＭ）が処理液配管を通して供給される。処理液配管を介して処理液ノズルに供給されるタンク内の処理液を、スピンチャックに保持された基板の表面に供給することにより、基板の表面からレジスト膜を剥離することができる。
【０００４】
一方、下記特許文献２では、スピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に硫酸を供給する硫酸ノズルと、スピンチャックに保持された基板の表面に過酸化水素水を供給する過酸化水素水ノズルとを備える装置が開示されている。この装置では、スピンチャックに保持された基板の表面に、硫酸ノズルおよび過酸化水素水ノズルからそれぞれ硫酸および過酸化水素水が同時に供給されるようになっている。したがって、基板の表面には、基板上で混合されて生成されたＳＰＭが供給されることになる。
【０００５】
また、下記特許文献２では、スピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面にＳＰＭを供給するＳＰＭノズルとを備える装置が開示されている。ＳＰＭノズルには、当該ＳＰＭノズルに硫酸を供給する硫酸配管と、当該ＳＰＭノズルに過酸化水素水を供給する過酸化水素水配管とが接続されている。硫酸配管および過酸化水素水配管からＳＰＭノズルに供給された硫酸および過酸化水素水は、当該ＳＰＭノズル内で合流し、ＳＰＭとなって吐出される。これにより、基板の表面にＳＰＭが供給される。
【特許文献１】特開昭６１−１２９８２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１７３８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の表面のレジスト膜を良好に剥離するためには、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭを基板に供給する必要がある。硫酸と過酸化水素水とを混合させると、硫酸と過酸化水素水との発熱反応により反応熱が発生するため、その反応熱を利用してＳＰＭをレジスト剥離に適した高温に昇温させることができる。
特許文献１に開示されている装置では、タンク内で硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより、硫酸と過酸化水素水と反応させて、ＳＰＭを昇温させることができる。また、特許文献２に開示されている装置では、基板上や基板に供給される直前で硫酸と過酸化水素水とを混合させることにより、ＳＰＭを昇温させることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置では、タンク内で発熱反応が生じるため高温になったＳＰＭが処理液配管を通る間に冷めてしまい、レジスト剥離に適した温度よりも低温のＳＰＭが基板に供給されるおそれがある。また、特許文献２に開示されている装置では、硫酸と過酸化水素水とを単に接触させるだけなので、硫酸と過酸化水素水が十分に混合されず、反応熱が十分に生じないおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を十分に混合させることができ、その結果得られた高温の混合処理液を基板に供給することができる処理液供給ノズルおよびそれを備えた基板処理装置ならびにそれを用いた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】
【０００９】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成し、この混合処理液を処理対象の基板（Ｗ）に向けて吐出するための処理液供給ノズルであって、前記複数種の処理液が導入され、この複数種の処理液をその内部（Ｓ１）で混合するための混合室（２１）と、この混合室の内部に形成され、当該混合室に導入された前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面（２９）と、前記混合室に導入される前記複数種の処理液が流通し、前記混合室の上方部において、前記渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続された処理液導入経路（３５，３７，１２２，１２３，２２２，２２３）と、前記混合室の下方に位置し、前記渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れる間にこれら複数種の処理液が混合して生成された混合処理液を吐出する吐出口（２４）とを含む、処理液供給ノズル（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４，７０４）である。
【００１０】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。
この発明によれば、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液が、処理液導入経路から混合室の内部に導入される。混合室の内部には、前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面が形成されており、処理液導入経路は、渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続されている。したがって、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、渦流形成面に沿って流れていく。そして、渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れていくことにより、当該渦流形成面によって前記複数種の処理液の渦流が混合室の内部に形成される。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液に回転力が与えられ、前記複数種の処理液が十分に混合される。その結果、前記複数種の処理液の発熱反応による反応熱が十分に生じ、高温の混合処理液が生成される。
【００１１】
処理液導入経路は、混合室の上方部において渦流形成面に接続されている。したがって、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、渦流となった状態で流下していく。そして、流下していく過程で混合されて混合処理液となり、混合室の下方に位置する吐出口から基板に向けて吐出される。混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が渦流の状態で流下していくので、たとえば吐出口に向かって直線的に流下していく場合に比べて、混合室内に滞在する時間が長くなっている。そのため、前記複数種の処理液が混合される時間（混合時間）が長くなっており、これによって、前記複数種の処理液が十分に混合され、互いに対する十分な接触機会を得て、発熱反応が十分に生じるようになっている。また、処理液供給ノズルの内部で高温の混合処理液が生成されるので、温度をほとんど低下させずに当該混合処理液を基板に供給することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記渦流形成面は、円筒状内壁面（２９）を含む、請求項１記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が円筒状内壁面に沿って流れていくので、当該円筒状内壁面に沿う円筒状の流れ（渦流）が形成される。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が十分に混合され、高温の混合処理液が生成される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、各処理液の渦流の回転方向が同一となるように前記渦流形成面に接続された複数の回転方向同一導入経路（１２２，１２３，２２２，２２３）を含む、請求項１または２記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合室の内部に処理液を導入する経路（回転方向同一導入経路）が複数設けられており、これらの経路からそれぞれ前記複数種の処理液が混合室の内部に導入される。したがって、混合室の内部には、前記複数種の処理液にそれぞれ対応する複数の渦流が形成される。混合室の内部に導入された前記複数種の処理液は、他の処理液の流れ（渦流）と重なり合うとともに、渦流の回転力によって攪拌されることにより十分に混合される。これにより、十分に発熱反応を起こさせることができるので、高温の混合処理液が生成される。
【００１４】
また、各処理液の渦流の回転方向が同一にされているので、各処理液の流れが衝突することにより、処理液の渦流が消滅したり、当該渦流の流速が低下したりすることが抑制または防止されている。これにより、混合室の内部に渦流が維持され、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が十分に混合されるようになっている。
請求項４記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、互いに平行に隣接して配置された複数の隣接導入経路（１２２，１２３）を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（１０４，６０４，７０４）である。
【００１５】
この発明によれば、複数の隣接導入経路が互いに平行に隣接して配置されているので、前記複数種の処理液は、混合室の内部に導入されると直に、他の処理液の流れと重なり合って混合され始める。したがって、前記複数種の処理液の混合時間が長くなるから、前記複数種の処理液が十分に混合されるようになっている。
請求項５記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、前記渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置された複数の隣接導入経路（２２２，２２３）を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（２０４）である。
【００１６】
この発明によれば、複数の隣接導入経路が渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されているので、前記複数種の処理液は、混合室の内部で互いに近づくように流れていく。したがって、前記複数種の処理液は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。これにより、前記複数種の処理液を十分に混合することができる。
請求項６記載の発明は、前記処理液導入経路は、前記渦流形成面に開口した導入口（３６）と、この導入口の直前で複数種の処理液を合流させる合流部（３５ａ）とを含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（３０４）である。
【００１７】
この発明によれば、渦流形成面に開口した導入口の直前に設けられた合流部で前記複数種の処理液を合流させて、合流された前記複数種の処理液を当該導入口から混合室の内部に導入させることができる。したがって、前記複数種の処理液は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。また、処理液導入経路を流通する過程で前記複数種の処理液の混合が開始されるので、混合時間をより長くすることができる。さらに、導入口の直前で前記複数種の処理液の混合が開始されるので、混合処理液の温度の低下が抑制されている。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記渦流形成面の周方向に関して異なる位置で前記渦流形成面に開口した複数の導入口（３２，３３）をそれぞれ有する複数の前記処理液導入経路（１２２，１２３）が設けられている、請求項１〜６の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（５０４，６０４）である。
この発明によれば、複数の導入口がそれぞれ渦流形成面の周方向に関して異なる位置に配置されているので、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液に対して、渦流形成面の周方向に関して偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した前記複数種の処理液の渦流を混合室の内部に形成することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記渦流形成面を伝った後の混合処理液を前記吐出口に案内する案内面（３０）をさらに含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の処理液ノズルである。
この発明によれば、渦流形成面を伝った後の混合処理液を案内面によって吐出口に案内することができる。これにより、混合室の内部で生成された混合処理液を効率的に吐出口に導いて当該吐出口から吐出させることができる。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記吐出口は、所定の吐出方向に沿って前記混合処理液を吐出するものであり、前記案内面は、前記吐出方向に対する傾斜角が前記吐出口に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面（３０）を含む、請求項８記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、混合処理液の吐出方向に対する湾曲傾斜面の傾斜角が吐出口に向かうに従って小さくされているので、渦流形成面を伝った後の混合処理液を吐出口に案内しつつ、吐出口に向かうに従って加速させることできる。これにより、混合処理液を勢いよく吐出口から吐出させることができる。また、湾曲傾斜面であるので、混合処理液を円滑に吐出口に案内することができる。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、前記渦流形成面と前記案内面とを滑らかに連結する連結面（３１）をさらに含む、請求項８または９記載の処理液供給ノズルである。
この発明によれば、渦流形成面と案内面とが連結面によって滑らかに連結されているので、渦流形成面を伝った後の混合処理液を円滑に案内面に流下させることができる。
請求項１１記載の発明は、前記渦流形成面は、螺旋状溝（４０）を含む、請求項１〜１０の何れか一項に記載の処理液供給ノズル（７０４）である。
【００２２】
この発明によれば、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液が螺旋状溝に沿って流れていくので、前記複数種の処理液の渦流を混合室の内部に維持することができる。これにより、混合室の内部に導入された前記複数種の処理液を十分に混合することができる。
請求項１２記載の発明は、基板を保持する基板保持手段（３）と、この基板保持手段に保持された基板に、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液により生成された混合処理液を供給するための、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルと、この処理液供給ノズルを保持するノズル保持部材（１１）と、前記処理液供給ノズルに前記複数種の処理液を供給する処理液供給手段（１３，１４）とを含む、基板処理装置（１）である。
【００２３】
この発明によれば、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を、ノズル保持部材に保持された処理液供給ノズルに処理液供給手段から供給して、当該処理液供給ノズルの内部で混合処理液を生成させることができる。そして、この処理液供給ノズルの内部で生成された混合処理液を、基板保持手段に保持された基板に供給することができる。
【００２４】
前述のように、処理液供給ノズルの内部で生成された混合処理液は、十分に混合されており高温となっている。また、処理液供給ノズル内で高温の混合処理液が生成されるので、その温度をほとんど低下させずに当該混合処理液を基板に供給することができる。これにより、基板に対して良好な処理を行うことができる。
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルに、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を導入する導入工程（Ｓ３）と、前記処理液供給ノズルによって前記複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成させる混合処理液生成工程（Ｓ４）と、前記処理液供給ノズルによって生成された混合処理液を基板に供給する混合処理液供給工程（Ｓ５）とを含む、基板処理方法である。
【００２５】
この発明によれば、請求項１２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す模式図である。
この基板処理装置１は、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）の表面に、レジスト剥離液としてのＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を供給して、そのウエハＷの表面から不要になったレジスト膜を剥離するレジスト剥離処理を行う枚葉式の装置である。基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、このスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）にＳＰＭを供給する処理液供給ノズル１０４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズル５とを備えている。
【００２７】
スピンチャック３は、円盤状のスピンベース６と、このスピンベース６上に取り付けられた複数個の挟持部材７と、モータなどの駆動源を含むチャック回転駆動機構８とを備えている。複数個の挟持部材７は、互いに協働してウエハＷを挟持することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持することができる。また、チャック回転駆動機構８は、スピンベース６を鉛直な軸線まわりに回転させることができる。複数個の挟持部材７によってウエハＷが保持された状態で、スピンベース６が回転されることにより、ウエハＷの中心を通る鉛直な軸線まわりにウエハＷが回転される。スピンチャック３の周囲には、当該スピンチャック３を取り囲むカップ９が配置されている。ウエハＷから排出された処理液はカップ９により受け止められる。
【００２８】
なお、スピンチャックとしては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの下面（裏面）を真空吸着することによりウエハＷをほぼ水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
処理液供給ノズル１０４は、ノズルアーム１１（ノズル保持部材）の先端部に取り付けられている。ノズルアーム１１は、カップ９の外側に配置された鉛直軸１０の上端部から水平に延びている。処理液供給ノズル１０４は、スピンチャック３よりも上側でその吐出口２４を下方に向けて保持されている。鉛直軸１０は、その中心軸線まわりに揺動可能とされていて、当該鉛直軸１０を揺動させる揺動駆動機構１２に結合されている。揺動駆動機構１２によって鉛直軸１０を揺動させることにより、処理液供給ノズル１０４をスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置したり、カップ９の外側に設定された待機位置に配置したりすることができる。また、鉛直軸１０を所定の角度範囲内で揺動させることにより、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面上で、処理液供給ノズル１０４からのＳＰＭの着液位置をスキャン（移動）させることができる。
【００２９】
処理液供給ノズル１０４には、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を供給する硫酸供給管１３（処理液供給手段）と、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を供給する過酸化水素水供給管１４（処理液供給手段）とが接続されている。硫酸供給管１３の途中部には、処理液供給ノズル１０４への硫酸の供給／停止を切り換えるための硫酸バルブ１５および、処理液供給ノズル１０４への硫酸の供給量を調節する流量調節バルブ１６が介装されている。また、過酸化水素水供給管１４の途中部には、処理液供給ノズル１０４への過酸化水素水の供給／停止を切り換えるための過酸化水素水バルブ１７および、処理液供給ノズル１０４への過酸化水素水の供給量を調節する流量調節バルブ１８が介装されている。流量調節バルブ１６，１８は、たとえば手動で開度を調節する手動バルブであってもよいし、制御部３４（図５参照）によって自動で開度調節されるバルブであってもよい。
【００３０】
処理液供給ノズル１０４には、一定温度（たとえば、１７０℃）に温度調節された硫酸が硫酸供給管１３を介して供給されるようになっている。また、処理液供給ノズル１０４には、室温（たとえば、２３℃）の過酸化水素水が過酸化水素水供給管１４を介して供給されるようになっている。処理液供給ノズル１０４への硫酸および過酸化水素水の供給比率は、たとえば、１：１〜１．３５の範囲内で設定されている。処理液供給ノズル１０４に供給された硫酸および過酸化水素水は、処理液供給ノズル１０４の内部で混合され、ＳＰＭとなって吐出される。
【００３１】
また、リンス液供給ノズル５は、スピンチャック３の上側でその吐出口を下方に向けて保持されている。リンス液供給ノズル５には、リンス液バルブ１９が介装されたリンス液供給管２０が接続されている。リンス液供給ノズル５には、リンス液供給管２０を介してリンス液が供給される。リンス液供給ノズル５は、たとえば、ウエハＷ上でのリンス液の着液位置が固定された固定ノズルとされている。リンス液供給ノズル５は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲にリンス液を着液させることができる。リンス液としては、たとえば、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、磁気水や、希釈濃度（たとえば、１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などを用いることができる。
【００３２】
図２は、処理液供給ノズル１０４の図解的な縦断面図であり、図３は、処理液供給ノズル１０４の図解的な横断面図である。
処理液供給ノズル１０４は、内部空間を有するたとえばブロック状の部材である。処理液供給ノズル１０４は、硫酸および過酸化水素水が混合される混合室２１と、混合室２１に硫酸を導入する硫酸導入経路１２２（処理液導入経路）と、混合室２１に過酸化水素水を導入する過酸化水素水導入経路１２３（処理液導入経路）と、混合室２１で生成されたＳＰＭを吐出する吐出口２４とを備えている。
【００３３】
混合室２１は、たとえば、四角柱状の本体部２５と、この本体部２５の下端に一体的に連結された略倒立円錐状の下部２６とを有している。混合室２１の内部は、中空にされており、硫酸および過酸化水素水が混合される混合空間Ｓ１となっている。この混合空間Ｓ１で硫酸および過酸化水素水が混合され、ＳＰＭが生成されるようになっている。混合空間Ｓ１は、鉛直な中心軸線を有する円柱状部Ｓ１ａと、円柱状部Ｓ１ａと共通の軸線上に中心軸線を有する略倒立円錐状の円錐状部Ｓ１ｂとを含む。円錐状部Ｓ１ｂは、円柱状部Ｓ１ａの下方に位置している。また、円柱状部Ｓ１ａおよび円錐状部Ｓ１ｂは、それぞれ、本体部２５および下部２６の内部に位置している。
【００３４】
本体部２５は、筒状周壁２７と、この筒状周壁２７の上端を塞ぐ上壁２８とを含む。筒状周壁２７は、鉛直な中心軸線を有する円筒状内壁面２９（渦流形成面）を有している。円筒状内壁面２９は、横断面（水平断面）がたとえば円形の鉛直な面となっている。
また、下部２６は、鉛直な中心軸線を有する略倒立円錐状の円錐状内壁面３０（案内面）を有している。円錐状内壁面３０の縦断面（鉛直断面）は、鉛直方向に対する傾斜角が下方に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面となっている。円錐状内壁面３０における上端部の傾斜角は、たとえば水平面に対して０度〜４５度の範囲内（好ましくは５度）で設定されている。また、円錐状内壁面３０の上端は、連結面３１によって円筒状内壁面２９の下端に滑らかに連結されている。連結面３１は、環状をなしており、縦断面が下方に凸となる湾曲状となっている。
【００３５】
硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、筒状周壁２７の内部に形成されている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、水平方向に沿って直線状に延びている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、上下に重なり合うように互いに平行に隣接して配置されている。硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に位置している。
【００３６】
また、吐出口２４は、下部２６の下端に形成されている。図３に示すように、吐出口２４は、平面視において円錐状内壁面３０の中央部に位置している。吐出口２４は、混合空間Ｓ１に連通されている。混合空間Ｓ１で生成されたＳＰＭは、吐出口２４から鉛直下方に向けて吐出される。本実施形態では、ＳＰＭの吐出方向が鉛直方向となっている。
硫酸導入経路１２２の一端には、硫酸供給管１３から硫酸が供給されるようになっている。また、硫酸導入経路１２２の他端は、円筒状内壁面２９に開口した硫酸導入口３２となっている。硫酸導入経路１２２は、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。すなわち、硫酸導入経路１２２は、円筒状内壁面２９の横断面において、円筒状内壁面２９からその接線方向に沿って延びている。硫酸供給管１３から硫酸導入経路１２２に供給された硫酸は、硫酸導入口３２から混合室２１の内部（混合空間Ｓ１）に略水平に導入される。
【００３７】
一方、過酸化水素水導入経路１２３の一端には、過酸化水素水供給管１４から過酸化水素水が供給されるようになっている。また、過酸化水素水導入経路１２３の他端は、円筒状内壁面２９に開口した過酸化水素水導入口３３となっている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、上下に隣接して配置されている。また、過酸化水素水導入経路１２３は、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。過酸化水素水供給管１４から過酸化水素水導入経路１２３に供給された過酸化水素水は、過酸化水素水導入口３３から混合室２１の内部（混合空間Ｓ１）に略水平に導入される。過酸化水素水導入口３３から混合空間Ｓ１への過酸化水素水の導入方向は、硫酸導入口３２から混合空間Ｓ１への硫酸の導入方向と同一（互いに平行）にされている。
【００３８】
図４は、処理液供給ノズル１０４内での硫酸および過酸化水素水の混合状態を説明するための模式図である。
硫酸導入経路１２２から混合空間Ｓ１には、円筒状内壁面２９に沿って硫酸が導入される。硫酸導入経路１２２が円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されており、円筒状内壁面２９の横断面が円形とされているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸は、円筒状内壁面２９によってその周方向に案内され、円筒状内壁面２９の周方向に回転する。これにより、円筒状内壁面２９の周方向に回転する硫酸の渦流が混合空間Ｓ１内に形成される。硫酸導入経路１２２が混合室２１の上方部において円筒状内壁面２９に接続されているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸は、円筒状内壁面２９の周方向に回転しながら、円筒状内壁面２９に沿って流下していく。
【００３９】
同様に、過酸化水素水導入経路１２３から混合空間Ｓ１には、円筒状内壁面２９に沿って過酸化水素水が導入される。これにより、円筒状内壁面２９の周方向に回転する過酸化水素水の渦流が混合空間Ｓ１内に形成される。過酸化水素水導入経路１２３が混合室２１の上方部において円筒状内壁面２９に接続されているので、混合空間Ｓ１に導入された過酸化水素水は、円筒状内壁面２９の周方向に回転しながら、円筒状内壁面２９に沿って流下していく。
【００４０】
混合空間Ｓ１に導入された過酸化水素水は、混合空間Ｓ１に導入された硫酸と同じ方向に回転しながら流下していく。硫酸および過酸化水素水の渦流の回転方向が同一にされているので、互いの流れが衝突して、硫酸および過酸化水素水の渦流が消滅したり、当該渦流の流速が低下したりすることが抑制または防止されている。これにより、硫酸および過酸化水素水の渦流が維持されるようになっている。さらに、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が、互いに平行に隣接して配置されているので、硫酸および過酸化水素水は、混合空間Ｓ１に導入されると直に、他の処理液（硫酸または過酸化水素水）の流れと重なり合う。
【００４１】
混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水は、互いの流れが重なり合うとともに、硫酸および過酸化水素水の渦流による回転力によって攪拌され十分に混合される。これにより、硫酸および過酸化水素水の発熱反応による反応熱が十分に生じ、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭが生成される。
混合空間Ｓ１で生成されたＳＰＭは、円筒状内壁面２９を伝った後、円錐状内壁面３０によって吐出口２４に案内される。前述のように、円錐状内壁面３０の上端が連結面３１によって円筒状内壁面２９の下端に滑らかに連結されているので、生成されたＳＰＭは、円筒状内壁面２９から円錐状内壁面３０へと円滑に流れていく。また、円錐状内壁面３０の縦断面が湾曲傾斜面とされているので、生成されたＳＰＭが円滑に吐出口２４に案内される。さらに、鉛直方向に対する円錐状内壁面３０の傾斜角が下方に向かうに従って小さくされているので、生成されたＳＰＭは、下方に向かうに従って加速される。これにより、高温となったＳＰＭが吐出口２４から勢いよく吐出される。
【００４２】
本実施形態では、硫酸および過酸化水素水が渦流となって混合空間Ｓ１内を流下していくので、たとえば硫酸および過酸化水素水が吐出口に向かって直線的に流下していく場合に比べて、混合空間Ｓ１内での流路長が長く、したがって、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１に滞在する時間が長くなっている。そのため、硫酸および過酸化水素水の混合時間が長く、互いの接触機会が増大している。これによって、硫酸および過酸化水素水が十分に混合され、十分に発熱反応が生じるようになっている。
【００４３】
また、処理液供給ノズル１０４内での硫酸および過酸化水素水が渦流を形成して流下していくので、硫酸および過酸化水素水がノズル内を直線的に流下していく従来のノズルと比べて、混合時間が同じである場合に、従来のノズルよりも上下方向の長さをコンパクトにすることができる。
さらに、流量調節バルブ１６，１８の開度をそれぞれ調節して混合空間Ｓ１への硫酸および過酸化水素水の導入量（供給量）を可変させることにより、混合空間Ｓ１に導入される硫酸および過酸化水素水の流速を調節することができる。これにより、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１に導入されてからＳＰＭとなって吐出口２４から吐出されるまでの時間を精密に調整することができる。また、混合空間Ｓ１への硫酸および過酸化水素水の導入量を可変させることにより、硫酸および過酸化水素水の混合比を精密に調整することができる。
【００４４】
さらにまた、過酸化水素水中に含まれる水分を、硫酸および過酸化水素水の渦流によって当該硫酸および過酸化水素水の液面（上面）の上に形成された略倒立円錐状の空間Ｓ２で膨張（蒸発）させることができるので、この水分の膨張力を、吐出口２４からＳＰＭを吐出させる吐出力として作用させることができる。これにより、ＳＰＭの吐出速度を向上させることができ、高温となったＳＰＭを吐出口２４から勢いよく吐出させることができる。
【００４５】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部３４を備えている。この制御部３４には、チャック回転駆動機構８および揺動駆動機構１２などが制御対象として接続されている。硫酸バルブ１５、過酸化水素水バルブ１７およびリンス液バルブ１９の開閉は制御部３４によって制御される。さらに、必要に応じて、流量調節バルブ１６，１８の開度が制御部３４によって制御されるようになっていてもよい。
【００４６】
図６は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。
未処理のウエハＷは、基板搬送ロボット（図示せず）によってスピンチャック３に受け渡され、表面をたとえば上に向けて複数個の挟持部材７に保持される（ステップＳ１）。ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御部３４によりチャック回転駆動機構８が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が開始される（ステップＳ２）。さらに、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、処理液供給ノズル１０４がスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に配置される。このとき、処理液供給ノズル１０４は、たとえば、ウエハＷの回転軸線上に配置されていてもよく、ウエハＷの回転軸線から僅かに離れた位置に配置されていてもよい。
【００４７】
処理液供給ノズル１０４がウエハＷの上方に配置されると、制御部３４により硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が開かれて、処理液供給ノズル１０４に硫酸および過酸化水素水が導入される（ステップＳ３）。処理液供給ノズル１０４に導入された硫酸および過酸化水素水は、前述のように、処理液供給ノズル１０４内で渦流となって処理液供給ノズル１０４内を流下していく。これにより、硫酸および過酸化水素水が処理液供給ノズル１０４内で十分に混合され（ステップＳ４）、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭが生成される。そして、高温のＳＰＭが処理液供給ノズル１０４からスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に向けて吐出される。これにより、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が開始される（ステップＳ５）。
【００４８】
処理液供給ノズル１０４がウエハＷの回転軸線上に配置されている場合、処理液供給ノズル１０４から吐出されたＳＰＭは、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液し、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域にＳＰＭが供給され、ＳＰＭによるレジスト剥離処理がウエハＷの表面全域に行われる。このとき、ウエハＷに供給されたＳＰＭがレジスト剥離に適した高温となっているので、ウエハＷの表面からレジスト膜が良好に剥離される。
【００４９】
一方、処理液供給ノズル１０４がウエハＷの回転軸線から僅かに離れた位置に配置されている場合、処理液供給ノズル１０４から吐出されたＳＰＭは、ウエハＷの表面における回転中心付近に着液し、着液した勢いで当該回転中心まで広がっていく。そして、ウエハＷの表面に着液したＳＰＭは、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域にＳＰＭが供給され、ＳＰＭによるレジスト剥離処理がウエハＷの表面全域に行われる。ウエハＷに供給されたＳＰＭがレジスト剥離に適した高温となっているので、ウエハＷの表面からレジスト膜が良好に剥離される。
【００５０】
処理液供給ノズル１０４からウエハＷの表面にＳＰＭが供給されるとき、処理液供給ノズル１０４は、ウエハＷの回転軸線上または当該回転軸線から僅かに離れた位置で固定されていてもよく、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、ウエハＷの上方で水平に揺動されていてもよい。すなわち、ウエハＷ上でのＳＰＭの着液位置が、固定されていてもよく、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲でスキャン（移動）されてもよい。ウエハＷ上でのＳＰＭの着液位置をウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲で移動させることにより、高温のＳＰＭをウエハＷの表面全域に直接供給することができる。
【００５１】
ＳＰＭによるレジスト剥離処理が所定時間にわたって行われると、制御部３４により硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が閉じられて、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給が停止される（ステップＳ６）。その後、制御部３４により揺動駆動機構１２が制御されて、処理液供給ノズル１０４がウエハＷの上方から退避される。そして、制御部３４によりリンス液バルブ１９が開かれて、リンス液供給ノズル５からスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に向けてリンス液（たとえば純水）が吐出される。これにより、ウエハＷの表面への純水の供給が開始される（ステップＳ７）。
【００５２】
リンス液供給ノズル５から吐出された純水は、ウエハＷの表面における回転中心を含む範囲に着液する。そして、ウエハＷの表面に着液した純水はウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向かって瞬時に広がっていく。これにより、ウエハＷの表面全域に純水が供給され、ウエハＷ上のＳＰＭを純水によって洗い流すリンス処理がウエハＷの表面全域に行われる。
【００５３】
純水によるリンス処理が所定時間にわたって行われると、制御部３４によりリンス液バルブ１９が閉じられて、ウエハＷの表面への純水の供給が停止される（ステップＳ８）。そして、制御部３４によりチャック回転駆動機構８が制御されて、ウエハＷが高速（たとえば、３０００ｒｐｍ）で回転される（ステップＳ９）。これにより、ウエハＷに付着している純水が振り切られて、ウエハＷが乾燥される。そして、ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられると、チャック回転駆動機構８が停止されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転が停止される（ステップＳ１０）。その後、その処理済みのウエハＷが基板搬送ロボットによって搬出されていく（ステップＳ１１）。
【００５４】
以上のように本実施形態では、処理液供給ノズル１０４内で硫酸および過酸化水素水を十分に混合させ、それらの発熱反応を有効に利用して、レジスト剥離に適した高温のＳＰＭを生成することができる。そして、この高温のＳＰＭをスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に供給することができる。ＳＰＭは、処理液供給ノズル１０４内で高温にされるので、ほとんど温度低下を生じることなくウエハＷの表面に供給される。これにより、ウエハＷの表面からレジスト膜を良好に剥離することができる。
【００５５】
図７は、この発明の第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４の図解的な縦断面図である。この図７において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が互いに平行に隣接して配置されていたのに対し、この第２実施形態では、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３が円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されていることにある。
【００５６】
硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成されている。硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように直線状に延びている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、円筒状内壁面２９において上下に並んで隣接している。
【００５７】
この第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４では、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水導入経路２２３が円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置されているので、硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３からそれぞれ導入された硫酸および過酸化水素水は、混合室２１の内部で互いに近づくように流れていく。したがって、硫酸および過酸化水素水は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。これにより、硫酸および過酸化水素水が十分に混合され、高温のＳＰＭが生成される。
【００５８】
図８は、この発明の第３実施形態に係る処理液供給ノズル３０４の図解的な縦断面図である。この図８において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３がそれぞれ円筒状内壁面２９で開口する硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３を有しているのに対し、この第３実施形態では、硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３が筒状周壁２７内で合流され、筒状周壁２７に形成された集合導入経路３５に連通されていることにある。
【００５９】
硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成されており、円筒状内壁面２９に向かうに従って互いに近づくように直線状に延びている。硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３は、それぞれ、筒状周壁２７の上部に形成された集合導入経路３５の一端３５ａに連通されている。集合導入経路３５の他端は、円筒状内壁面２９に開口した集合導入口３６となっている。硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３の合流部（集合導入経路３５の一端３５ａ）は、集合導入口３６の直前に位置している。
【００６０】
この第３実施形態に係る処理液供給ノズル３０４では、硫酸導入経路３２２および過酸化水素水導入経路３２３にそれぞれ供給された硫酸および過酸化水素水が、集合導入経路３５で合流され、合流された状態で集合導入口３６から混合空間Ｓ１に導入される。したがって、硫酸および過酸化水素水は、他の処理液の流れと確実に重なり合って混合される。また、集合導入経路３５を流通する過程で混合が開始されるので、混合時間がより長くなっている。さらに、混合空間Ｓ１に導入される直前で硫酸および過酸化水素水の混合が開始されるので、高温になったＳＰＭの温度が低下することが抑制されている。
【００６１】
図９は、この発明の第４実施形態に係る処理液供給ノズル４０４の図解的な縦断面図である。この図９において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、筒状周壁２７に、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３がそれぞれ形成されていたのに対し、この第４実施形態では、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で供給される合流導入経路３７が筒状周壁２７に形成されていることにある。
【００６２】
合流導入経路３７は、筒状周壁２７の上部に形成されており、円筒状内壁面２９の周方向に沿うように当該円筒状内壁面２９に接続されている。
また、硫酸供給管１３および過酸化水素水供給管１４は、それぞれ集合供給管３８の一端３８ａに接続されている。硫酸バルブ１５および過酸化水素水バルブ１７が開かれると、硫酸供給管１３および過酸化水素水供給管１４からそれぞれ硫酸および過酸化水素水が集合供給管３８に供給され、この集合供給管３８内で硫酸および過酸化水素水が合流される。そして、集合供給管３８から合流導入経路３７の一端に、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で供給される。合流導入経路３７の他端は、円筒状内壁面２９に開口した合流導入口３９となっている。合流導入経路３７に供給された硫酸および過酸化水素水は、合流導入口３９から混合空間Ｓ１に導入される。硫酸および過酸化水素水の合流部（集合供給管３８の一端３８ａ）は、処理液供給ノズル４０４の直前に位置している。
【００６３】
この第４実施形態に係る処理液供給ノズル４０４では、硫酸および過酸化水素水が合流された状態で混合空間Ｓ１に導入されるので、当該硫酸および過酸化水素水が確実に混合される。また、処理液供給ノズル４０４に導入される前に混合が開始されるので、混合時間がより長くなっている。さらに、処理液供給ノズル４０４に導入される直前で硫酸および過酸化水素水の混合が開始されるので、高温になったＳＰＭの温度が低下することが抑制されている。
【００６４】
図１０は、この発明の第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４の図解的な横断面図である。この図１０において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第５実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が上下に重なり合うように配置されていたのに対し、この第５実施形態では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が、同じ高さで、かつ、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に配置されていることにある。
【００６５】
具体的には、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりにたとえば１８０度の間隔を隔てた２つの位置に、それぞれ、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が配置されている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、円筒状内壁面２９の中心軸線を挟んで対向している。
この第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４では、混合空間Ｓ１に対して、円筒状内壁面２９の中心軸線を挟んで対向した位置からそれぞれ硫酸および過酸化水素水が導入されるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した渦流を混合空間Ｓ１内に形成することができるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を十分に混合させることができる。
【００６６】
図１１は、この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４の図解的な横断面図であり、図１２は、この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４の図解的な縦断面図である。この図１１および図１２において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第６実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１実施形態では、上下に重なり合うように配置された硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が一対設けられていたのに対し、この第６実施形態では、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に、上下に重なり合うように配置された硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が複数対（たとえば四対）設けられていることにある。
【００６７】
四対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、それぞれ、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりにたとえば９０度の間隔を隔てた４つの位置に配置されている。四対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３のうち、二対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、硫酸導入経路１２２が上側となっており、残りの二対の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、過酸化水素水導入経路１２３が上側となっている。上側の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、同じ高さに形成されており、下側の硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、同じ高さに形成されている。また、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３は、円筒状内壁面２９の周方向に関して交互に配置されている。硫酸導入口３２および過酸化水素水導入口３３は、上下に隣接して配置されているとともに、円筒状内壁面２９の周方向に関して、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに９０度の間隔を隔てて交互に配置されている。
【００６８】
この第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４では、硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が四対設けられているので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に大きな回転力を与えることができる。これにより、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を一層十分に混合させることができる。
また、混合空間Ｓ１に対して、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに９０度の間隔を隔てた４つの位置から硫酸または過酸化水素水が導入されるので、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水に偏りなく回転力を与えることができる。これにより、安定した渦流を混合空間Ｓ１内に形成することができる。
【００６９】
さらに、円筒状内壁面２９の周方向に関して硫酸導入経路１２２および過酸化水素水導入経路１２３が交互に配置されているので、硫酸および過酸化水素水を、混合空間Ｓ１に導入された直後に合流させて、硫酸および過酸化水素水の混合を開始させることができる。これにより、硫酸および過酸化水素水の混合時間を長くすることができる。
図１３は、この発明の第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４の図解的な縦断面図である。この図１３において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
この第７実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、円筒状内壁面２９に螺旋状溝４０が形成されていることにある。螺旋状溝４０は、円筒状内壁面２９の中心軸線まわりに螺旋状に延びている。
この第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４では、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水が螺旋状溝４０に沿って流れていくので、硫酸および過酸化水素水の渦流を混合空間Ｓ１内に確実に維持することができる。これにより、混合空間Ｓ１に導入された硫酸および過酸化水素水を十分に混合させることができる。また、硫酸および過酸化水素水の渦流を混合空間Ｓ１内に維持することにより、硫酸および過酸化水素水が混合空間Ｓ１内に滞在する時間を長くすることができる。これにより、硫酸および過酸化水素水の混合時間を長くすることができる。
【００７１】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第７実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の第１〜第７実施形態では、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液が、硫酸および過酸化水素水である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、過酸化水素水に代えて、オゾン水や純水を用いてもよい。過酸化水素水に代えてオゾン水を用いることにより、生成された混合処理液の酸化力を向上させることができる。また、硫酸および過酸化水素水に加えて、オゾン水や純水を混合させてもよい。すなわち、２種以上の処理液を混合させて混合処理液を生成してもよい。さらにまた、混合処理液を生成するための処理液としては、硫酸、過酸化水素水、オゾン水、純水に限らず、その他の処理液を用いてもよい。
【００７２】
また、前述の第１〜第６実施形態では、円筒状内壁面２９が断面円形の鉛直な面である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、円筒状内壁面２９の横断面形状は、内側への凸部がない滑らかに連続する環状であることが好ましく、たとえば図１４に示すように、楕円形とされていてもよい。
また、円筒状内壁面２９は、鉛直な面でなくてもよく、たとえば図１５に示すように下方にいくに従って径が小さくなる傾斜面にされていてもよい。さらに、図１６に示すように、円筒状内壁面２９の下方に連結面３１および円錐状内壁面３０が設けられておらず、円筒状内壁面２９が、その頂点（下端）に吐出口２４が形成された倒立円錐面とされていてもよい。
【００７３】
また、前述の第１〜第７実施形態では、円錐状内壁面３０が湾曲傾斜面である場合について説明したが、これに限らず、円錐状内壁面３０は、たとえば、倒立円錐面であってもよいし、図１７に示すように逆ワインボトル形状にされていてもよい。さらに、前述の第１〜第７実施形態では、円錐状内壁面３０の頂点（最下端部）が平面視において円錐状内壁面３０の中央部に配置されている場合について説明したが、これに限らず、円錐状内壁面３０の頂点は、円錐状内壁面３０の中央部以外の位置に配置されていてもよい。また、それに伴い、吐出口２４は、円錐状内壁面３０の中央部以外の位置に配置されていてもよい。
【００７４】
また、処理液供給ノズルは、前述の第１〜第７実施形態に係るものに限らず、これらの実施形態に係る処理液供給ノズルが複合されたものであってもよい。すなわち、たとえば、第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４において（図７参照）、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水２２３が、第５実施形態に係る処理液供給ノズル５０４のように（図１０参照）、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に配置されていてもよい。さらに、第２実施形態に係る処理液供給ノズル２０４において、第６実施形態に係る処理液供給ノズル６０４のように（図１１および図１２参照）、円筒状内壁面２９の周方向に関して異なる位置に、硫酸導入経路２２２および過酸化水素水２２３が複数対設けられていてもよい。
【００７５】
同様に、処理液供給ノズルは、第３実施形態（図８参照）と第５実施形態との複合型のものであってもよいし、第３実施形態と第６実施形態との複合型のものであってもよい。また、処理液供給ノズルは、第４実施形態（図９参照）と第５実施形態との複合型のものであってもよいし、第４実施形態と第６実施形態との複合型のものであってもよい。さらに、第１〜第６実施形態に係る処理液供給ノズルや、前述の複合型の処理液供給ノズルにおいて、第７実施形態に係る処理液供給ノズル７０４のように（図１３参照）、円筒状内壁面２９に螺旋状溝４０が形成されていてもよい。
【００７６】
また、前述の第１〜第７実施形態では、処理対象となる基板としてウエハＷを取り上げたが、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。また、基板に対する処理は、レジスト剥離処理以外のその他の処理であってもよい。
【００７７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図３】処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図４】処理液供給ノズル内での硫酸および過酸化水素水の混合状態を説明するための模式図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】基板処理装置によるウエハの処理の一例を説明するための工程図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図９】この発明の第４実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１０】この発明の第５実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図１１】この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な横断面図である。
【図１２】この発明の第６実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１３】この発明の第７実施形態に係る処理液供給ノズルの図解的な縦断面図である。
【図１４】この発明の別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１５】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１６】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【図１７】この発明のさらに別の実施形態に係る処理液供給ノズルを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板保持手段）
１１ ノズルアーム（ノズル保持部材）
１３ 硫酸供給管（処理液供給手段）
１４ 過酸化水素水供給管（処理液供給手段）
２１ 混合室
２４ 吐出口
２９ 円筒状内壁面（渦流形成面）
３０ 円錐状内壁面（案内面、湾曲傾斜面）
３１ 連結面
３２ 硫酸導入口
３３ 過酸化水素水導入口
３５ 集合導入経路（処理液導入経路、隣接導入経路）
３５ａ 一端（合流部）
３６ 集合導入口（導入口）
３７ 合流導入経路（処理液導入経路、隣接導入経路）
４０ 螺旋状溝
１０４ 処理液供給ノズル
１２２ 硫酸導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
１２３ 過酸化水素水導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
２０４ 処理液供給ノズル
２２２ 硫酸導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
２２３ 過酸化水素水導入経路（処理液導入経路、回転方向同一導入経路、隣接導入経路）
３０４ 処理液供給ノズル
４０４ 処理液供給ノズル
５０４ 処理液供給ノズル
６０４ 処理液供給ノズル
７０４ 処理液供給ノズル
Ｓ１ 混合空間（混合室の内部）
Ｗ ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成し、この混合処理液を処理対象の基板に向けて吐出するための処理液供給ノズルであって、
前記複数種の処理液が導入され、この複数種の処理液をその内部で混合するための混合室と、
この混合室の内部に形成され、当該混合室に導入された前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面と、
前記混合室に導入される前記複数種の処理液が流通し、前記混合室の上方部において、前記渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続された処理液導入経路と、
前記混合室の下方に位置し、前記渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れる間にこれら複数種の処理液が混合して生成された混合処理液を吐出する吐出口とを含む、処理液供給ノズル。
【請求項２】
前記渦流形成面は、円筒状内壁面を含む、請求項１記載の処理液供給ノズル。
【請求項３】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、各処理液の渦流の回転方向が同一となるように前記渦流形成面に接続された複数の回転方向同一導入経路を含む、請求項１または２記載の処理液供給ノズル。
【請求項４】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、互いに平行に隣接して配置された複数の隣接導入経路を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項５】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、前記渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置された複数の隣接導入経路を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項６】
前記処理液導入経路は、前記渦流形成面に開口した導入口と、この導入口の直前で複数種の処理液を合流させる合流部とを含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項７】
前記渦流形成面の周方向に関して異なる位置で前記渦流形成面に開口した複数の導入口をそれぞれ有する複数の前記処理液導入経路が設けられている、請求項１〜６の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項８】
前記渦流形成面を伝った後の混合処理液を前記吐出口に案内する案内面をさらに含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の処理液ノズル。
【請求項９】
前記吐出口は、所定の吐出方向に沿って前記混合処理液を吐出するものであり、
前記案内面は、前記吐出方向に対する傾斜角が前記吐出口に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面を含む、請求項８記載の処理液供給ノズル。
【請求項１０】
前記渦流形成面と前記案内面とを滑らかに連結する連結面をさらに含む、請求項８または９記載の処理液供給ノズル。
【請求項１１】
前記渦流形成面は、螺旋状溝を含む、請求項１〜１０の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項１２】
基板を保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板に、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液により生成された混合処理液を供給するための、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルと、
この処理液供給ノズルを保持するノズル保持部材と、
前記処理液供給ノズルに前記複数種の処理液を供給する処理液供給手段とを含む、基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルに、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を導入する導入工程と、
前記処理液供給ノズルによって前記複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成させる混合処理液生成工程と、
前記処理液供給ノズルによって生成された混合処理液を基板に供給する混合処理液供給工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１】
互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成し、この混合処理液を処理対象の基板に向けて吐出するための処理液供給ノズルであって、
前記複数種の処理液が導入され、この複数種の処理液をその内部で混合するための混合室と、
この混合室の内部に形成され、当該混合室に導入された前記複数種の処理液の渦流を形成させる渦流形成面と、
前記混合室に導入される前記複数種の処理液が流通し、前記混合室の上方部において、前記渦流形成面に沿うように当該渦流形成面に接続された処理液導入経路と、
前記混合室の下方に位置し、前記渦流形成面に沿って前記複数種の処理液が流れる間にこれら複数種の処理液が混合して生成された混合処理液を吐出する吐出口とを含む、処理液供給ノズル。
【請求項２】
前記渦流形成面は、円筒状内壁面を含む、請求項１記載の処理液供給ノズル。
【請求項３】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、各処理液の渦流の回転方向が同一となるように前記渦流形成面に接続された複数の回転方向同一導入経路を含む、請求項１または２記載の処理液供給ノズル。
【請求項４】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、互いに平行に隣接して配置された複数の隣接導入経路を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項５】
前記処理液導入経路は、前記混合室に導入される複数種の処理液にそれぞれ対応し、前記渦流形成面に向かうに従って互いに近づくように隣接して配置された複数の隣接導入経路を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項６】
前記処理液導入経路は、前記渦流形成面に開口した導入口と、この導入口の直前で複数種の処理液を合流させる合流部とを含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項７】
前記渦流形成面の周方向に関して異なる位置で前記渦流形成面に開口した複数の導入口をそれぞれ有する複数の前記処理液導入経路が設けられている、請求項１〜６の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項８】
前記渦流形成面を伝った後の混合処理液を前記吐出口に案内する案内面をさらに含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の処理液ノズル。
【請求項９】
前記吐出口は、所定の吐出方向に沿って前記混合処理液を吐出するものであり、
前記案内面は、前記吐出方向に対する傾斜角が前記吐出口に向かうに従って小さくなる湾曲傾斜面を含む、請求項８記載の処理液供給ノズル。
【請求項１０】
前記渦流形成面と前記案内面とを滑らかに連結する連結面をさらに含む、請求項８または９記載の処理液供給ノズル。
【請求項１１】
前記渦流形成面は、螺旋状溝を含む、請求項１〜１０の何れか一項に記載の処理液供給ノズル。
【請求項１２】
基板を保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板に、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液により生成された混合処理液を供給するための、請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルと、
この処理液供給ノズルを保持するノズル保持部材と、
前記処理液供給ノズルに前記複数種の処理液を供給する処理液供給手段とを含む、基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の処理液供給ノズルに、互いに混合されることで発熱反応を呈する複数種の処理液を導入する導入工程と、
前記処理液供給ノズルによって前記複数種の処理液を混合させて混合処理液を生成させる混合処理液生成工程と、
前記処理液供給ノズルによって生成された混合処理液を基板に供給する混合処理液供給工程とを含む、基板処理方法。
【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】
【図１６】
【図１７】
【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】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２３１４６６（Ｐ２００９−２３１４６６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７３８４４（Ｐ２００８−７３８４４）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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