基板処理装置及び基板処理方法
【課題】処理槽の内部において硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させ、処理槽の内部にＣａｒｏ酸を多量かつ均一に生成することにより、基板の表面から有機膜を良好に除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、内槽１１の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する吐出管３６ａ，３６ｂと、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出管５５ａ，５５ｂとを備えている。このため、硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽１０の内部においてＣａｒｏ酸を多量かつ均一に生成することができる。したがって、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜を良好に剥離することができる。
【解決手段】基板処理装置１は、内槽１１の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する吐出管３６ａ，３６ｂと、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出管５５ａ，５５ｂとを備えている。このため、硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽１０の内部においてＣａｒｏ酸を多量かつ均一に生成することができる。したがって、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜を良好に剥離することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板を、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板のフォトリソグラフィ工程においては、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の主面に形成されたフォトレジスト膜を剥離する基板処理装置が使用されている。硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中においては、硫酸と過酸化水素水とが反応して強酸化剤であるＣａｒｏ酸（Ｈ2ＳＯ5）が生成される。従来の基板処理装置は、このような処理液中に基板を浸漬させ、処理液中に生成されたＣａｒｏ酸の作用により有機物であるフォトレジスト膜を分解して、基板の主面からフォトレジスト膜を剥離していた。
【０００３】
このような従来の基板処理装置の構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６６７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような基板処理装置において、基板の主面からフォトレジスト膜を良好に除去するためには、処理槽の内部にＣａｒｏ酸を均一に生成することが望ましい。また、過酸化水素水は、時間の経過とともに自然劣化を起こして水（Ｈ2Ｏ）に変化するため、Ｃａｒｏ酸を効率よく生成するためには、処理液中に過酸化水素水を供給した後なるべく迅速に硫酸と過酸化水素水とを混合させることが望ましい。しかしながら、従来の基板処理装置では、処理槽内において硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させるために、これらの薬液の吐出位置や吐出方向が必ずしも最適化されているとは言えなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理槽の内部において硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させ、処理槽の内部にＣａｒｏ酸を均一に生成することにより、基板の表面から有機膜を良好に除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置であって、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の内部において基板を保持する保持手段と、前記処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、前記第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記第１吐出手段は、前記処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、前記第２吐出手段は、前記一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理槽は、前記保持手段、前記第１吐出手段、および前記第２吐出手段が内部に配置された内槽と、前記内槽の上部からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを有し、前記外槽から前記第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、前記外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第１吐出手段および前記第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、前記第１吐出手段の複数の吐出口と、前記第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応していることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記保持手段は、前記処理槽の内部において複数枚の基板を互いに平行に配列保持し、前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の複数の吐出口は、前記保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理方法であって、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出工程と、前記処理槽の内部に貯留された処理液中に基板を浸漬させる浸漬工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理方法であって、前記吐出工程においては、前記処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から前記処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、前記一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜６に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段とを備える。このため、硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽の内部においてＣａｒｏ酸を均一に生成することができる。したがって、基板の表面から有機膜を良好に剥離することができる。
【００１６】
特に、請求項２に記載の発明によれば、第１吐出手段は、処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、第２吐出手段は、一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有する。このため、処理槽の内部全体に処理液を均一に攪拌させつつ、硫酸と過酸化水素水とを混合させることができる。
【００１７】
特に、請求項３に記載の発明によれば、基板処理装置は、一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備える。このため、一対の第２吐出部の間で過酸化水素水の吐出量に差が生じることなく、硫酸と過酸化水素水とをより均一に混合させることができる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明によれば、処理槽は内槽と外槽とを有し、基板処理装置は、外槽から第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、を更に備える。このため、循環ラインを利用して硫酸を内槽へ導入することができる。
【００１９】
特に、請求項５に記載の発明によれば、第１吐出手段および第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、第１吐出手段の複数の吐出口と、第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応している。このため、第１吐出手段の複数の吐出口から吐出される硫酸と、第２吐出手段の複数の吐出口から吐出される過酸化水素水とを、適切に混合させることができる。
【００２０】
特に、請求項６に記載の発明によれば、第１吐出手段および第２吐出手段の複数の吐出口は、保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されている。このため、処理槽の内部において複数枚の基板が保持される位置およびその近傍において、硫酸と過酸化水素水とを良好に混合させることができる。
【００２１】
また、請求項７，８に記載の発明によれば、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する。このため、硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽の内部においてＣａｒｏ酸を均一に生成することができる。したがって、基板の表面から有機膜を良好に剥離することができる。
【００２２】
特に、請求項８に記載の発明によれば、処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出する。このため、処理槽の内部において硫酸と過酸化水素水とをより均一に混合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を、基板Ｗの主面と平行な平面で切断した縦断面図である。図１には、基板処理装置１が有する配管系や制御系の構成も示されている。また、図２は、基板処理装置１を、基板Ｗの主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。なお、図１には、基板Ｗが処理液中に浸漬された状態が示されており、図２には、基板Ｗが処理槽１０の上方に引き上げられた状態が示されている。また、図１および図２には、装置内の各部の位置関係を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が示されている。
【００２５】
この基板処理装置１は、半導体ウエハである複数枚の基板（以下、単に「基板」という）Ｗを処理液中に浸漬することにより、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜（有機膜）を剥離するための装置である。この基板処理装置１は、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）とを含む処理液を使用し、処理液中において硫酸と過酸化水素水とが反応することにより生成されるＣａｒｏ酸（Ｈ2ＳＯ5）の作用により、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜を分解して除去する。
【００２６】
図１および図２に示したように、基板処理装置１は、主として、処理液を貯留するための処理槽１０と、基板Ｗを保持しつつ上下に搬送するためのリフタ２０と、処理槽１０から回収された処理液を循環させて再び処理槽の内部へ供給する循環ライン３０と、硫酸を供給するための硫酸供給部４０と、過酸化水素水を供給するための過酸化水素水供給部５０と、装置内の各部の動作を制御するための制御部６０とを備えている。
【００２７】
処理槽１０は、石英あるいは耐薬性の樹脂により構成された貯留容器である。処理槽１０は、その内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の外周部に形成された外槽１２とを有している。内槽１１は、処理液中に基板Ｗが浸漬された状態において基板Ｗの下方に位置する底壁１１１と、基板Ｗの側方に位置する側壁１１２ａ〜１１２ｄとを有しており、内槽１１の上部は開放されている。このため、内槽１１の上部まで貯留された処理液は、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。内槽１１の側壁１１２ａ〜１１２ｄのうち、基板Ｗの配列方向に対して平行な一対の側壁１１２ａ，１１２ｂの下端部には、循環ライン３０の一部を構成する吐出管３６ａ，３６ｂが設けられている。また、内槽１１の内部には、過酸化水素水供給部５０の一部を構成する吐出管５５ａ，５５ｂが配置されている。
【００２８】
リフタ２０は、基板Ｗを保持しつつ内槽１１の内部と処理槽１０の上方位置との間で基板Ｗを昇降移動させるための搬送機構である。リフタ２０は、基板Ｗの配列方向にのびる３本の保持棒２１を有しており、各保持棒２１には複数の保持溝２１ａが刻設されている。基板Ｗは、その周縁部を保持溝２１ａに嵌合させた状態で３本の保持棒２１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ２０は、モータやボールネジ等を組み合わせた公知の機構により構成される駆動部２２と接続されている。駆動部２２を動作させると、リフタ２０は上下に移動し、リフタ２０上に保持された基板Ｗは、処理槽１０の内部の浸漬位置（図１の状態）と、処理槽１０の上方の引き上げ位置（図２の状態）との間で搬送される。
【００２９】
循環ライン３０は、外槽１２から処理液を回収し、回収した処理液を循環させて再び内槽１１へ供給するための配管系である。図１に示したように、循環ライン３０は、主配管３１と、分岐配管３２ａ，３２ｂと、循環ポンプ３３と、ヒータ３４と、フィルタ３５と、一対の吐出管３６ａ，３６ｂとを有している。主配管３１の上流側の端部は外槽１２に流路接続されており、主配管３１の経路途中には、上流側から順に、循環ポンプ３３、ヒータ３４、およびフィルタ３５が介挿されている。また、主配管３１の下流側の端部は２本に分岐してそれぞれ分岐配管３２ａ，３２ｂに流路接続されており、分岐配管３２ａ，３２ｂの下流側の端部は、それぞれ一対の吐出管３６ａ，３６ｂに流路接続されている。
【００３０】
一対の吐出管３６ａ，３６ｂは、一対の側壁１１２ａ，１１２ｂの下端部に水平に形成されたパイプ状の部材である。各吐出管３６ａ，３６ｂには、内槽１１の底壁１１１に沿って内側方向へ処理液を吐出する複数の吐出口３６１と、内槽１１の内側やや上方へ向けて処理液を吐出する複数の吐出口３６２とが形成されている。図２に示したように、複数の吐出口３６１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。また、図２には示されていないが、複数の吐出口３６２のＸ軸方向の位置も、同じように、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。
【００３１】
内槽１１および外槽１２に処理液が貯留された状態において、循環ライン３０の循環ポンプ３３を動作させると、外槽１２から主配管３１および分岐配管３２ａ，３２ｂを通って吐出管３６ａ，３６ｂへ処理液が送給され、吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２から内槽１１の内部へ処理液が吐出される。すなわち、循環ポンプ３３を動作させると、処理槽１０の内部と循環ライン３０との間で処理液が循環される。循環される処理液は、主配管３１の経路途中においてヒータ３４により加熱されて所定の温度に維持される。また、処理液中に浮遊するパーティクルは、フィルタ３５により除去される。
【００３２】
硫酸供給部４０は、処理液の一成分となる硫酸を処理槽１０の外槽１２へ供給するための給液機構である。図１に示したように、硫酸供給部４０は、硫酸供給源４１と、供給配管４２と、開閉弁４３とを有している。供給配管４２の上流側の端部は硫酸供給源４１に流路接続されており、供給配管４２の下流側の端部は外槽１２に流路接続されている。また、供給配管４２の経路途中には、開閉弁４３が介挿されている。このため、開閉弁４３を開放すると、硫酸供給源４１から供給配管４２を通って外槽１２へ、硫酸が供給される。外槽１２へ供給された硫酸は、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液とともに循環ライン３０へ流入し、吐出管３６ａ，３６ｂを介して内槽１１の内部へ吐出される。
【００３３】
過酸化水素水供給部５０は、処理液の一成分となる過酸化水素水を処理槽１０の内槽１１へ供給するための給液機構である。図１に示したように、過酸化水素水供給部５０は、過酸化水素水供給源５１と、主配管５２と、分岐配管５３ａ，５３ｂと、開閉弁５４ａ，５４ｂと、一対の吐出管５５ａ，５５ｂとを有している。主配管５２の上流側の端部は過酸化水素水供給源５１に流路接続されており、主配管５２の下流側の端部は２本に分岐してそれぞれ分岐配管５３ａ，５３ｂに流路接続されている。また、分岐配管５３ａ，５３ｂの経路途中には、それぞれ開閉弁５４ａ，５４ｂが介挿されており、分岐配管５３ａ，５３ｂの下流側の端部はそれぞれ一対の吐出管５５ａ，５５ｂに流路接続されている。
【００３４】
一対の吐出管５５ａ，５５ｂは、内槽１１の内部に浸漬された屈曲形状を有するパイプ状の部材である。図２に示したように、吐出管５５ａ，５５ｂは、それぞれ、内槽１１の側壁１１２ｄに沿って下方へのびる導入管部５５１と、導入管部５５１の下流側において基板Ｗの配列方向に沿って水平に延びる水平管部５５２と、水平管部５５２の下流側において内槽１１の側壁１１２ｃに沿って上方へ延びる先端管部５５３とを有しており、全体として略Ｕ字形をなしている。吐出管５５ａ，５５ｂの水平管部５５２の下面には、複数の吐出口５５４が形成されている。複数の吐出口５５４は、Ｘ軸方向に関して、吐出管３６ａ，３６ｂの吐出口３６１，３６２とほぼ同一の位置に形成されている。すなわち、複数の吐出口５５４のＸ軸方向の位置は、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。
【００３５】
過酸化水素水供給部５０において、開閉弁５４ｂを閉鎖して開閉弁５４ａを開放すると、過酸化水素水供給部５０から主配管５２および分岐配管５３ａを通って吐出管５５ａに過酸化水素水が供給され、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から内槽１１の内部に過酸化水素水が吐出される。また、過酸化水素水供給部５０において、開閉弁５４ａを閉鎖して開閉弁５４ｂを開放すると、過酸化水素水供給部５０から主配管５２および分岐配管５３ｂを通って吐出管５５ｂに過酸化水素水が供給され、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から内槽１１の内部に過酸化水素水が吐出される。
【００３６】
図３は、吐出管３６ａから吐出される処理液の流れと吐出管５５ａから吐出される過酸化水素水の流れとを示した拡大縦断面図である。図３に示したように、吐出管３６ａに供給された処理液の一部は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６１から内槽１１の内側やや下方へ向けて（すなわち、浸漬位置に配置されたときの基板Ｗの下方位置へ向けて）吐出され、処理液の液流Ｆ１を形成する。また、吐出管３６ａに供給された処理液の他の一部は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６２から内槽１１の内側やや上方へ向けて（すなわち、浸漬位置に配置されたときの基板Ｗの間隙へ向けて）吐出され、処理液の液流Ｆ２を形成する。
【００３７】
図３に示したように、吐出管５５ａの水平管部５５２は、吐出管３６ａの吐出口３６１から吐出される処理液の液流Ｆ１よりも高く、かつ、吐出管３６ａの吐出口３６２から吐出される処理液の液流Ｆ２よりも低い位置に配置されている。吐出管５５ａは、複数の吐出口５５４から下方に向けて、すなわち、吐出管３６ａの吐出口３６２から吐出された処理液の液流Ｆ１に向けて、過酸化水素水を吐出する。このため、吐出管５５ａから吐出された過酸化水素水は、処理液の液流Ｆ１にすぐさま合流して処理液中の硫酸と効率よく混合する。なお、吐出管３６ｂおよび吐出管５５ｂにおける液体の吐出動作も、左右が反転されていることを除いて吐出管３６ａおよび吐出管５５ａの吐出動作と同等である。したがって、吐出管５５ｂから吐出された過酸化水素水も、処理液の液流にすぐさま合流して処理液中の硫酸と効率よく混合する。その後、硫酸および過酸化水素水を含んだ処理液は、内槽１１の中央部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。
【００３８】
図１および図２に戻り、制御部６０は、基板処理装置１の各部の動作を制御するためのコンピュータ装置である。制御部６０は、上記の駆動部２２、循環ポンプ３３、ヒータ３４、および開閉弁４３，５４ａ，５４ｂと電気的に接続されている。制御部６０は、予め制御部６０内にインストールされたプログラムや種々の指示入力に従って駆動部２２、循環ポンプ３３、ヒータ３４、および開閉弁４３，５４ａ，５４ｂの動作を制御することにより、基板Ｗの処理を進行させる。
【００３９】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の基板処理装置１において基板Ｗを処理するときの動作について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。この基板処理装置１において基板Ｗの処理を行うときには、まず、基板処理装置１は、硫酸供給部４０の開閉弁４３を開放する。これにより、硫酸供給源４１から供給配管４２を介して外槽１２へ、硫酸が供給される（ステップＳ１）。また、硫酸の供給が開始されると、基板処理装置１は、循環ポンプ３３およびヒータ３４の動作を開始させる。これにより、外槽１２から主配管３１および分岐配管３２ａ，３２ｂを介して吐出管３６ａ，３６ｂへ硫酸が導入され、吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２から内槽１１の内部へ向けて硫酸が吐出される。
【００４０】
硫酸は、ヒータ３４において加熱され、また、フィルタ３５において濾過されつつ吐出管３６ａ，３６ｂへ供給される。そして、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された硫酸は、内槽１１の内部に徐々に貯留される。やがて、内槽１１の上部から外槽１２へ硫酸がオーバーフローし、内槽１１、外槽１２、および循環ライン３０の間で硫酸が循環するようになると、基板処理装置１は、開閉弁４３を閉鎖して硫酸の供給を停止する。
【００４１】
次に、基板処理装置１は、循環ポンプ３３の動作を継続させつつ、過酸化水素水供給部５０からの過酸化水素水の供給を開始する（ステップＳ２）。図５は、ステップＳ２における過酸化水素水の供給動作の詳細な流れを示したフローチャートである。過酸化水素水を供給するときには、まず、開閉弁５４ｂを閉鎖した状態で開閉弁５４ａを開放する。これにより、過酸化水素水供給源５１から主配管５２および分岐配管５３ａを介して吐出管５５ａへ過酸化水素水を供給し、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から過酸化水素水を吐出する（ステップＳ２１）。
【００４２】
図６は、ステップＳ２１において処理槽１０の内部に形成される処理液の流れを示した図である。図６に示したように、ステップＳ２１では、吐出管３６ａ，３６ｂから内槽１１の内部に硫酸を含む処理液が吐出されている。吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された処理液は、内槽１１の内部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。また、ステップＳ２１では、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から下方へ向けて、過酸化水素水が吐出されている。過酸化水素水は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６１から吐出される処理液に向けて吐出されるため、処理液中の硫酸と効率よく混合される。そして、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液が内槽１１の内部全体に攪拌されるため、内槽１１の内部においてＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成される。
【００４３】
吐出管５５ａからの過酸化水素水の吐出を所定時間行った後、基板処理装置１は、開閉弁５４ａを閉鎖するとともに開閉弁５４ｂを開放する。これにより、吐出管５５ａからの過酸化水素水の供給を停止するとともに吐出管５５ｂからの過酸化水素水の供給を開始する。すなわち、基板処理装置１は、過酸化水素水供給源５１から主配管５２および分岐配管５３ｂを介して吐出管５５ａへ過酸化水素水を供給し、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から過酸化水素水を吐出する（ステップＳ２２）。
【００４４】
図７は、ステップＳ２２において処理槽１０の内部に形成される処理液の流れを示した図である。図７に示したように、ステップＳ２２では、吐出管３６ａ，３６ｂから内槽１１の内部に硫酸を含む処理液が吐出されている。吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された処理液は、内槽１１の内部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。また、ステップＳ２２では、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から下方へ向けて、過酸化水素水が吐出されている。過酸化水素水は、吐出管３６ｂの複数の吐出口３６１から吐出される処理液に向けて吐出されるため、処理液中の硫酸と効率よく混合される。そして、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液が内槽１１の内部全体に攪拌されるため、内槽１１の内部においてＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成される。
【００４５】
その後、基板処理装置１は、上記のステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作を所定回数繰り返したか否かを判断する（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作が所定回数繰り返されていない場合には、ステップＳ２１に戻り、上記のステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作を繰り返す。また、ステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作が所定回数繰り返されたときには、ステップＳ２における過酸化水素水の吐出動作を完了し、後続のステップＳ３へ移行する。
【００４６】
このように、この基板処理装置１は、ステップＳ２において、吐出管５５ａからの過酸化水素水の吐出と、吐出管５５ｂからの過酸化水素水の吐出とを交互に行い、これらの吐出動作を所定の回数だけ繰り返す。このため、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を、内槽１１の内部により均一に攪拌することができる。また、過酸化水素水を一対の吐出管５５ａ，５５ｂから交互に吐出させることにより、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから均等に過酸化水素水を吐出することができる。すなわち、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を同時に吐出させたとすると、吐出管５５ａ，５５ｂの流路抵抗の差によって吐出管５５ａ，５５ｂの間には僅かに吐出量の差が生じてしまう。これに対し、本実施形態のように一対の吐出管５５ａ，５５ｂから交互に過酸化水素水を吐出するようにすれば、そのような問題は発生しない。
【００４７】
図４のフローチャートに戻る。ステップＳ２における過酸化水素水の吐出が完了すると、続いて、所定の搬送機構により他装置から搬送されてきた基板Ｗが、処理槽１０の上方位置において待機するリフタ２０上に載置される。リフタ２０上に基板Ｗが載置されると、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を降下させ、処理槽１０の内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる（ステップＳ３）。処理液中に基板Ｗが浸漬されると、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜が処理液中のＣａｒｏ酸の作用により分解され、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜が剥離される。処理液中には、上記のとおりＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成されているため、フォトレジスト膜は、基板Ｗの主面から良好に剥離される。
【００４８】
所定時間の浸漬処理が完了すると、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を上昇させ、内槽１１の内部に貯留された処理液から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ４）。その後、基板Ｗは、リフタ２０から所定の搬送装置に引き渡され、当該搬送装置によって後続の処理を行う装置へ搬送される。以上をもって、一組の基板Ｗに対する一連の処理が終了する。
【００４９】
以上のように、本実施形態の基板処理装置１は、内槽１１の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する吐出管３６ａ，３６ｂと、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出管５５ａ，５５ｂとを備えている。このため、硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽１０の内部においてＣａｒｏ酸を多量かつ均一に生成することができる。したがって、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜を良好に剥離することができる。
【００５０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を交互に吐出させていたが、これらの吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を同時に吐出させるようにしてもよい。但し、上述したとおり、吐出管５５ａ，５５ｂの間で吐出量の差が生じる恐れを回避するためには、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を交互に吐出させる方が望ましい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、一対の吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２のうち、吐出口３６１から吐出される処理液に対して過酸化水素水を吐出させていたが、吐出口３６２から吐出される処理液に対して過酸化水素水を吐出させるようにしてもよい。また、上記の実施形態では、過酸化水素水の供給を完了させた後に処理液中に基板Ｗを浸漬させていたが、基板Ｗを浸漬させた状態で過酸化水素水の供給を行ってもよい。例えば、処理液中に基板Ｗを浸漬させた状態で基板Ｗに向けて硫酸を含む液体を吐出しつつ、当該液体に対して過酸化水素水を吐出するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、複数枚の基板Ｗを一度に処理液中に浸漬していたが、基板Ｗを１枚ずつ処理液中に浸漬するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、半導体ウエハである基板Ｗを処理対象としていたが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】基板処理装置を、基板の主面と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図２】基板処理装置を、基板の主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図３】吐出管およびその近傍の拡大縦断面図である。
【図４】基板処理装置における基板処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図５】過酸化水素水の供給動作の詳細な流れを示したフローチャートである。
【図６】過酸化水素水を供給するときの処理槽内の処理液の流れを示した図である。
【図７】過酸化水素水を供給するときの処理槽内の処理液の流れを示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１２ 外槽
２０ リフタ
３０ 循環ライン
３６ａ，３６ｂ 吐出管
３６１，３６２ 吐出口
４０ 硫酸供給部
５０ 過酸化水素水供給部
５４ａ，５４ｂ 開閉弁
５５ａ，５５ｂ 吐出管
５５４ 吐出口
６０ 制御部
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板を、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板のフォトリソグラフィ工程においては、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の主面に形成されたフォトレジスト膜を剥離する基板処理装置が使用されている。硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中においては、硫酸と過酸化水素水とが反応して強酸化剤であるＣａｒｏ酸（Ｈ2ＳＯ5）が生成される。従来の基板処理装置は、このような処理液中に基板を浸漬させ、処理液中に生成されたＣａｒｏ酸の作用により有機物であるフォトレジスト膜を分解して、基板の主面からフォトレジスト膜を剥離していた。
【０００３】
このような従来の基板処理装置の構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６６７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような基板処理装置において、基板の主面からフォトレジスト膜を良好に除去するためには、処理槽の内部にＣａｒｏ酸を均一に生成することが望ましい。また、過酸化水素水は、時間の経過とともに自然劣化を起こして水（Ｈ2Ｏ）に変化するため、Ｃａｒｏ酸を効率よく生成するためには、処理液中に過酸化水素水を供給した後なるべく迅速に硫酸と過酸化水素水とを混合させることが望ましい。しかしながら、従来の基板処理装置では、処理槽内において硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させるために、これらの薬液の吐出位置や吐出方向が必ずしも最適化されているとは言えなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理槽の内部において硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させ、処理槽の内部にＣａｒｏ酸を均一に生成することにより、基板の表面から有機膜を良好に除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置であって、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の内部において基板を保持する保持手段と、前記処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、前記第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記第１吐出手段は、前記処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、前記第２吐出手段は、前記一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理槽は、前記保持手段、前記第１吐出手段、および前記第２吐出手段が内部に配置された内槽と、前記内槽の上部からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを有し、前記外槽から前記第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、前記外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第１吐出手段および前記第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、前記第１吐出手段の複数の吐出口と、前記第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応していることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記保持手段は、前記処理槽の内部において複数枚の基板を互いに平行に配列保持し、前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の複数の吐出口は、前記保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理方法であって、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出工程と、前記処理槽の内部に貯留された処理液中に基板を浸漬させる浸漬工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理方法であって、前記吐出工程においては、前記処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から前記処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、前記一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜６に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段とを備える。このため、硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽の内部においてＣａｒｏ酸を均一に生成することができる。したがって、基板の表面から有機膜を良好に剥離することができる。
【００１６】
特に、請求項２に記載の発明によれば、第１吐出手段は、処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、第２吐出手段は、一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有する。このため、処理槽の内部全体に処理液を均一に攪拌させつつ、硫酸と過酸化水素水とを混合させることができる。
【００１７】
特に、請求項３に記載の発明によれば、基板処理装置は、一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備える。このため、一対の第２吐出部の間で過酸化水素水の吐出量に差が生じることなく、硫酸と過酸化水素水とをより均一に混合させることができる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明によれば、処理槽は内槽と外槽とを有し、基板処理装置は、外槽から第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、を更に備える。このため、循環ラインを利用して硫酸を内槽へ導入することができる。
【００１９】
特に、請求項５に記載の発明によれば、第１吐出手段および第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、第１吐出手段の複数の吐出口と、第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応している。このため、第１吐出手段の複数の吐出口から吐出される硫酸と、第２吐出手段の複数の吐出口から吐出される過酸化水素水とを、適切に混合させることができる。
【００２０】
特に、請求項６に記載の発明によれば、第１吐出手段および第２吐出手段の複数の吐出口は、保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されている。このため、処理槽の内部において複数枚の基板が保持される位置およびその近傍において、硫酸と過酸化水素水とを良好に混合させることができる。
【００２１】
また、請求項７，８に記載の発明によれば、処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する。このため、硫酸と過酸化水素とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽の内部においてＣａｒｏ酸を均一に生成することができる。したがって、基板の表面から有機膜を良好に剥離することができる。
【００２２】
特に、請求項８に記載の発明によれば、処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出する。このため、処理槽の内部において硫酸と過酸化水素水とをより均一に混合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を、基板Ｗの主面と平行な平面で切断した縦断面図である。図１には、基板処理装置１が有する配管系や制御系の構成も示されている。また、図２は、基板処理装置１を、基板Ｗの主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。なお、図１には、基板Ｗが処理液中に浸漬された状態が示されており、図２には、基板Ｗが処理槽１０の上方に引き上げられた状態が示されている。また、図１および図２には、装置内の各部の位置関係を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が示されている。
【００２５】
この基板処理装置１は、半導体ウエハである複数枚の基板（以下、単に「基板」という）Ｗを処理液中に浸漬することにより、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜（有機膜）を剥離するための装置である。この基板処理装置１は、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）とを含む処理液を使用し、処理液中において硫酸と過酸化水素水とが反応することにより生成されるＣａｒｏ酸（Ｈ2ＳＯ5）の作用により、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜を分解して除去する。
【００２６】
図１および図２に示したように、基板処理装置１は、主として、処理液を貯留するための処理槽１０と、基板Ｗを保持しつつ上下に搬送するためのリフタ２０と、処理槽１０から回収された処理液を循環させて再び処理槽の内部へ供給する循環ライン３０と、硫酸を供給するための硫酸供給部４０と、過酸化水素水を供給するための過酸化水素水供給部５０と、装置内の各部の動作を制御するための制御部６０とを備えている。
【００２７】
処理槽１０は、石英あるいは耐薬性の樹脂により構成された貯留容器である。処理槽１０は、その内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の外周部に形成された外槽１２とを有している。内槽１１は、処理液中に基板Ｗが浸漬された状態において基板Ｗの下方に位置する底壁１１１と、基板Ｗの側方に位置する側壁１１２ａ〜１１２ｄとを有しており、内槽１１の上部は開放されている。このため、内槽１１の上部まで貯留された処理液は、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。内槽１１の側壁１１２ａ〜１１２ｄのうち、基板Ｗの配列方向に対して平行な一対の側壁１１２ａ，１１２ｂの下端部には、循環ライン３０の一部を構成する吐出管３６ａ，３６ｂが設けられている。また、内槽１１の内部には、過酸化水素水供給部５０の一部を構成する吐出管５５ａ，５５ｂが配置されている。
【００２８】
リフタ２０は、基板Ｗを保持しつつ内槽１１の内部と処理槽１０の上方位置との間で基板Ｗを昇降移動させるための搬送機構である。リフタ２０は、基板Ｗの配列方向にのびる３本の保持棒２１を有しており、各保持棒２１には複数の保持溝２１ａが刻設されている。基板Ｗは、その周縁部を保持溝２１ａに嵌合させた状態で３本の保持棒２１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ２０は、モータやボールネジ等を組み合わせた公知の機構により構成される駆動部２２と接続されている。駆動部２２を動作させると、リフタ２０は上下に移動し、リフタ２０上に保持された基板Ｗは、処理槽１０の内部の浸漬位置（図１の状態）と、処理槽１０の上方の引き上げ位置（図２の状態）との間で搬送される。
【００２９】
循環ライン３０は、外槽１２から処理液を回収し、回収した処理液を循環させて再び内槽１１へ供給するための配管系である。図１に示したように、循環ライン３０は、主配管３１と、分岐配管３２ａ，３２ｂと、循環ポンプ３３と、ヒータ３４と、フィルタ３５と、一対の吐出管３６ａ，３６ｂとを有している。主配管３１の上流側の端部は外槽１２に流路接続されており、主配管３１の経路途中には、上流側から順に、循環ポンプ３３、ヒータ３４、およびフィルタ３５が介挿されている。また、主配管３１の下流側の端部は２本に分岐してそれぞれ分岐配管３２ａ，３２ｂに流路接続されており、分岐配管３２ａ，３２ｂの下流側の端部は、それぞれ一対の吐出管３６ａ，３６ｂに流路接続されている。
【００３０】
一対の吐出管３６ａ，３６ｂは、一対の側壁１１２ａ，１１２ｂの下端部に水平に形成されたパイプ状の部材である。各吐出管３６ａ，３６ｂには、内槽１１の底壁１１１に沿って内側方向へ処理液を吐出する複数の吐出口３６１と、内槽１１の内側やや上方へ向けて処理液を吐出する複数の吐出口３６２とが形成されている。図２に示したように、複数の吐出口３６１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。また、図２には示されていないが、複数の吐出口３６２のＸ軸方向の位置も、同じように、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。
【００３１】
内槽１１および外槽１２に処理液が貯留された状態において、循環ライン３０の循環ポンプ３３を動作させると、外槽１２から主配管３１および分岐配管３２ａ，３２ｂを通って吐出管３６ａ，３６ｂへ処理液が送給され、吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２から内槽１１の内部へ処理液が吐出される。すなわち、循環ポンプ３３を動作させると、処理槽１０の内部と循環ライン３０との間で処理液が循環される。循環される処理液は、主配管３１の経路途中においてヒータ３４により加熱されて所定の温度に維持される。また、処理液中に浮遊するパーティクルは、フィルタ３５により除去される。
【００３２】
硫酸供給部４０は、処理液の一成分となる硫酸を処理槽１０の外槽１２へ供給するための給液機構である。図１に示したように、硫酸供給部４０は、硫酸供給源４１と、供給配管４２と、開閉弁４３とを有している。供給配管４２の上流側の端部は硫酸供給源４１に流路接続されており、供給配管４２の下流側の端部は外槽１２に流路接続されている。また、供給配管４２の経路途中には、開閉弁４３が介挿されている。このため、開閉弁４３を開放すると、硫酸供給源４１から供給配管４２を通って外槽１２へ、硫酸が供給される。外槽１２へ供給された硫酸は、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液とともに循環ライン３０へ流入し、吐出管３６ａ，３６ｂを介して内槽１１の内部へ吐出される。
【００３３】
過酸化水素水供給部５０は、処理液の一成分となる過酸化水素水を処理槽１０の内槽１１へ供給するための給液機構である。図１に示したように、過酸化水素水供給部５０は、過酸化水素水供給源５１と、主配管５２と、分岐配管５３ａ，５３ｂと、開閉弁５４ａ，５４ｂと、一対の吐出管５５ａ，５５ｂとを有している。主配管５２の上流側の端部は過酸化水素水供給源５１に流路接続されており、主配管５２の下流側の端部は２本に分岐してそれぞれ分岐配管５３ａ，５３ｂに流路接続されている。また、分岐配管５３ａ，５３ｂの経路途中には、それぞれ開閉弁５４ａ，５４ｂが介挿されており、分岐配管５３ａ，５３ｂの下流側の端部はそれぞれ一対の吐出管５５ａ，５５ｂに流路接続されている。
【００３４】
一対の吐出管５５ａ，５５ｂは、内槽１１の内部に浸漬された屈曲形状を有するパイプ状の部材である。図２に示したように、吐出管５５ａ，５５ｂは、それぞれ、内槽１１の側壁１１２ｄに沿って下方へのびる導入管部５５１と、導入管部５５１の下流側において基板Ｗの配列方向に沿って水平に延びる水平管部５５２と、水平管部５５２の下流側において内槽１１の側壁１１２ｃに沿って上方へ延びる先端管部５５３とを有しており、全体として略Ｕ字形をなしている。吐出管５５ａ，５５ｂの水平管部５５２の下面には、複数の吐出口５５４が形成されている。複数の吐出口５５４は、Ｘ軸方向に関して、吐出管３６ａ，３６ｂの吐出口３６１，３６２とほぼ同一の位置に形成されている。すなわち、複数の吐出口５５４のＸ軸方向の位置は、リフタ２０上に保持される基板Ｗの間隙および両端部の外側に対応した位置となっている。
【００３５】
過酸化水素水供給部５０において、開閉弁５４ｂを閉鎖して開閉弁５４ａを開放すると、過酸化水素水供給部５０から主配管５２および分岐配管５３ａを通って吐出管５５ａに過酸化水素水が供給され、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から内槽１１の内部に過酸化水素水が吐出される。また、過酸化水素水供給部５０において、開閉弁５４ａを閉鎖して開閉弁５４ｂを開放すると、過酸化水素水供給部５０から主配管５２および分岐配管５３ｂを通って吐出管５５ｂに過酸化水素水が供給され、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から内槽１１の内部に過酸化水素水が吐出される。
【００３６】
図３は、吐出管３６ａから吐出される処理液の流れと吐出管５５ａから吐出される過酸化水素水の流れとを示した拡大縦断面図である。図３に示したように、吐出管３６ａに供給された処理液の一部は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６１から内槽１１の内側やや下方へ向けて（すなわち、浸漬位置に配置されたときの基板Ｗの下方位置へ向けて）吐出され、処理液の液流Ｆ１を形成する。また、吐出管３６ａに供給された処理液の他の一部は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６２から内槽１１の内側やや上方へ向けて（すなわち、浸漬位置に配置されたときの基板Ｗの間隙へ向けて）吐出され、処理液の液流Ｆ２を形成する。
【００３７】
図３に示したように、吐出管５５ａの水平管部５５２は、吐出管３６ａの吐出口３６１から吐出される処理液の液流Ｆ１よりも高く、かつ、吐出管３６ａの吐出口３６２から吐出される処理液の液流Ｆ２よりも低い位置に配置されている。吐出管５５ａは、複数の吐出口５５４から下方に向けて、すなわち、吐出管３６ａの吐出口３６２から吐出された処理液の液流Ｆ１に向けて、過酸化水素水を吐出する。このため、吐出管５５ａから吐出された過酸化水素水は、処理液の液流Ｆ１にすぐさま合流して処理液中の硫酸と効率よく混合する。なお、吐出管３６ｂおよび吐出管５５ｂにおける液体の吐出動作も、左右が反転されていることを除いて吐出管３６ａおよび吐出管５５ａの吐出動作と同等である。したがって、吐出管５５ｂから吐出された過酸化水素水も、処理液の液流にすぐさま合流して処理液中の硫酸と効率よく混合する。その後、硫酸および過酸化水素水を含んだ処理液は、内槽１１の中央部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。
【００３８】
図１および図２に戻り、制御部６０は、基板処理装置１の各部の動作を制御するためのコンピュータ装置である。制御部６０は、上記の駆動部２２、循環ポンプ３３、ヒータ３４、および開閉弁４３，５４ａ，５４ｂと電気的に接続されている。制御部６０は、予め制御部６０内にインストールされたプログラムや種々の指示入力に従って駆動部２２、循環ポンプ３３、ヒータ３４、および開閉弁４３，５４ａ，５４ｂの動作を制御することにより、基板Ｗの処理を進行させる。
【００３９】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の基板処理装置１において基板Ｗを処理するときの動作について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。この基板処理装置１において基板Ｗの処理を行うときには、まず、基板処理装置１は、硫酸供給部４０の開閉弁４３を開放する。これにより、硫酸供給源４１から供給配管４２を介して外槽１２へ、硫酸が供給される（ステップＳ１）。また、硫酸の供給が開始されると、基板処理装置１は、循環ポンプ３３およびヒータ３４の動作を開始させる。これにより、外槽１２から主配管３１および分岐配管３２ａ，３２ｂを介して吐出管３６ａ，３６ｂへ硫酸が導入され、吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２から内槽１１の内部へ向けて硫酸が吐出される。
【００４０】
硫酸は、ヒータ３４において加熱され、また、フィルタ３５において濾過されつつ吐出管３６ａ，３６ｂへ供給される。そして、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された硫酸は、内槽１１の内部に徐々に貯留される。やがて、内槽１１の上部から外槽１２へ硫酸がオーバーフローし、内槽１１、外槽１２、および循環ライン３０の間で硫酸が循環するようになると、基板処理装置１は、開閉弁４３を閉鎖して硫酸の供給を停止する。
【００４１】
次に、基板処理装置１は、循環ポンプ３３の動作を継続させつつ、過酸化水素水供給部５０からの過酸化水素水の供給を開始する（ステップＳ２）。図５は、ステップＳ２における過酸化水素水の供給動作の詳細な流れを示したフローチャートである。過酸化水素水を供給するときには、まず、開閉弁５４ｂを閉鎖した状態で開閉弁５４ａを開放する。これにより、過酸化水素水供給源５１から主配管５２および分岐配管５３ａを介して吐出管５５ａへ過酸化水素水を供給し、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から過酸化水素水を吐出する（ステップＳ２１）。
【００４２】
図６は、ステップＳ２１において処理槽１０の内部に形成される処理液の流れを示した図である。図６に示したように、ステップＳ２１では、吐出管３６ａ，３６ｂから内槽１１の内部に硫酸を含む処理液が吐出されている。吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された処理液は、内槽１１の内部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。また、ステップＳ２１では、吐出管５５ａの複数の吐出口５５４から下方へ向けて、過酸化水素水が吐出されている。過酸化水素水は、吐出管３６ａの複数の吐出口３６１から吐出される処理液に向けて吐出されるため、処理液中の硫酸と効率よく混合される。そして、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液が内槽１１の内部全体に攪拌されるため、内槽１１の内部においてＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成される。
【００４３】
吐出管５５ａからの過酸化水素水の吐出を所定時間行った後、基板処理装置１は、開閉弁５４ａを閉鎖するとともに開閉弁５４ｂを開放する。これにより、吐出管５５ａからの過酸化水素水の供給を停止するとともに吐出管５５ｂからの過酸化水素水の供給を開始する。すなわち、基板処理装置１は、過酸化水素水供給源５１から主配管５２および分岐配管５３ｂを介して吐出管５５ａへ過酸化水素水を供給し、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から過酸化水素水を吐出する（ステップＳ２２）。
【００４４】
図７は、ステップＳ２２において処理槽１０の内部に形成される処理液の流れを示した図である。図７に示したように、ステップＳ２２では、吐出管３６ａ，３６ｂから内槽１１の内部に硫酸を含む処理液が吐出されている。吐出管３６ａ，３６ｂから吐出された処理液は、内槽１１の内部において上方へ向かう液流を形成し、内槽１１の内部全体に攪拌される。また、ステップＳ２２では、吐出管５５ｂの複数の吐出口５５４から下方へ向けて、過酸化水素水が吐出されている。過酸化水素水は、吐出管３６ｂの複数の吐出口３６１から吐出される処理液に向けて吐出されるため、処理液中の硫酸と効率よく混合される。そして、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液が内槽１１の内部全体に攪拌されるため、内槽１１の内部においてＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成される。
【００４５】
その後、基板処理装置１は、上記のステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作を所定回数繰り返したか否かを判断する（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作が所定回数繰り返されていない場合には、ステップＳ２１に戻り、上記のステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作を繰り返す。また、ステップＳ２１およびステップＳ２２の吐出動作が所定回数繰り返されたときには、ステップＳ２における過酸化水素水の吐出動作を完了し、後続のステップＳ３へ移行する。
【００４６】
このように、この基板処理装置１は、ステップＳ２において、吐出管５５ａからの過酸化水素水の吐出と、吐出管５５ｂからの過酸化水素水の吐出とを交互に行い、これらの吐出動作を所定の回数だけ繰り返す。このため、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を、内槽１１の内部により均一に攪拌することができる。また、過酸化水素水を一対の吐出管５５ａ，５５ｂから交互に吐出させることにより、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから均等に過酸化水素水を吐出することができる。すなわち、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を同時に吐出させたとすると、吐出管５５ａ，５５ｂの流路抵抗の差によって吐出管５５ａ，５５ｂの間には僅かに吐出量の差が生じてしまう。これに対し、本実施形態のように一対の吐出管５５ａ，５５ｂから交互に過酸化水素水を吐出するようにすれば、そのような問題は発生しない。
【００４７】
図４のフローチャートに戻る。ステップＳ２における過酸化水素水の吐出が完了すると、続いて、所定の搬送機構により他装置から搬送されてきた基板Ｗが、処理槽１０の上方位置において待機するリフタ２０上に載置される。リフタ２０上に基板Ｗが載置されると、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を降下させ、処理槽１０の内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる（ステップＳ３）。処理液中に基板Ｗが浸漬されると、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜が処理液中のＣａｒｏ酸の作用により分解され、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜が剥離される。処理液中には、上記のとおりＣａｒｏ酸が多量かつ均一に生成されているため、フォトレジスト膜は、基板Ｗの主面から良好に剥離される。
【００４８】
所定時間の浸漬処理が完了すると、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を上昇させ、内槽１１の内部に貯留された処理液から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ４）。その後、基板Ｗは、リフタ２０から所定の搬送装置に引き渡され、当該搬送装置によって後続の処理を行う装置へ搬送される。以上をもって、一組の基板Ｗに対する一連の処理が終了する。
【００４９】
以上のように、本実施形態の基板処理装置１は、内槽１１の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する吐出管３６ａ，３６ｂと、吐出管３６ａ，３６ｂから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出管５５ａ，５５ｂとを備えている。このため、硫酸と過酸化水素水とを効率よく混合させることができ、それにより、処理槽１０の内部においてＣａｒｏ酸を多量かつ均一に生成することができる。したがって、基板Ｗの主面からフォトレジスト膜を良好に剥離することができる。
【００５０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を交互に吐出させていたが、これらの吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を同時に吐出させるようにしてもよい。但し、上述したとおり、吐出管５５ａ，５５ｂの間で吐出量の差が生じる恐れを回避するためには、一対の吐出管５５ａ，５５ｂから過酸化水素水を交互に吐出させる方が望ましい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、一対の吐出管３６ａ，３６ｂの複数の吐出口３６１，３６２のうち、吐出口３６１から吐出される処理液に対して過酸化水素水を吐出させていたが、吐出口３６２から吐出される処理液に対して過酸化水素水を吐出させるようにしてもよい。また、上記の実施形態では、過酸化水素水の供給を完了させた後に処理液中に基板Ｗを浸漬させていたが、基板Ｗを浸漬させた状態で過酸化水素水の供給を行ってもよい。例えば、処理液中に基板Ｗを浸漬させた状態で基板Ｗに向けて硫酸を含む液体を吐出しつつ、当該液体に対して過酸化水素水を吐出するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、複数枚の基板Ｗを一度に処理液中に浸漬していたが、基板Ｗを１枚ずつ処理液中に浸漬するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、半導体ウエハである基板Ｗを処理対象としていたが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】基板処理装置を、基板の主面と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図２】基板処理装置を、基板の主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図３】吐出管およびその近傍の拡大縦断面図である。
【図４】基板処理装置における基板処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図５】過酸化水素水の供給動作の詳細な流れを示したフローチャートである。
【図６】過酸化水素水を供給するときの処理槽内の処理液の流れを示した図である。
【図７】過酸化水素水を供給するときの処理槽内の処理液の流れを示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１２ 外槽
２０ リフタ
３０ 循環ライン
３６ａ，３６ｂ 吐出管
３６１，３６２ 吐出口
４０ 硫酸供給部
５０ 過酸化水素水供給部
５４ａ，５４ｂ 開閉弁
５５ａ，５５ｂ 吐出管
５５４ 吐出口
６０ 制御部
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置であって、
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の内部において基板を保持する保持手段と、
前記処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、
前記第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１吐出手段は、前記処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、
前記第２吐出手段は、前記一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理槽は、前記保持手段、前記第１吐出手段、および前記第２吐出手段が内部に配置された内槽と、前記内槽の上部からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを有し、
前記外槽から前記第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、
前記外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、
を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記第１吐出手段および前記第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、
前記第１吐出手段の複数の吐出口と、前記第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記保持手段は、前記処理槽の内部において複数枚の基板を互いに平行に配列保持し、
前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の複数の吐出口は、前記保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理方法であって、
処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出工程と、
前記処理槽の内部に貯留された処理液中に基板を浸漬させる浸漬工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理方法であって、
前記吐出工程においては、前記処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から前記処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、前記一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理装置であって、
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽の内部において基板を保持する保持手段と、
前記処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出する第１吐出手段と、
前記第１吐出手段から吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する第２吐出手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１吐出手段は、前記処理槽の対向する一対の側部から中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出する一対の第１吐出部を有し、
前記第２吐出手段は、前記一対の第１吐出部のそれぞれから吐出される液体に向けて過酸化水素水を吐出する一対の第２吐出部を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記一対の第２吐出部から過酸化水素水を交互に吐出させる制御手段を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理槽は、前記保持手段、前記第１吐出手段、および前記第２吐出手段が内部に配置された内槽と、前記内槽の上部からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを有し、
前記外槽から前記第１吐出手段へ処理液を送給する循環ラインと、
前記外槽へ硫酸を供給する硫酸供給手段と、
を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記第１吐出手段および前記第２吐出手段は、それぞれ複数の吐出口を有し、
前記第１吐出手段の複数の吐出口と、前記第２吐出手段の複数の吐出口とは、１対１に対応していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記保持手段は、前記処理槽の内部において複数枚の基板を互いに平行に配列保持し、
前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の複数の吐出口は、前記保持手段に保持される複数枚の基板の間隙に対応した位置に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
硫酸と過酸化水素水とを含む処理液中に基板を浸漬することにより、基板の表面に形成された有機膜を剥離する基板処理方法であって、
処理槽の内部に硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、当該液体に向けて過酸化水素水を吐出する吐出工程と、
前記処理槽の内部に貯留された処理液中に基板を浸漬させる浸漬工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理方法であって、
前記吐出工程においては、前記処理槽の対向する一対の側部に配置された一対の吐出部から前記処理槽の中央部へ向けて硫酸成分を含む液体を吐出しつつ、前記一対の吐出部の一方から吐出される液体と他方から吐出される液体とに向けて、過酸化水素水を交互に吐出することを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−８１２４８（Ｐ２００９−８１２４８Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８８５６（Ｐ２００７−２４８８５６）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【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４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【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）】
[ Back to top ]