CN108461427B - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以实现处理性能的提高及处理液使用量的降低的基板处理装置及基板处理方法。实施方式的基板处理装置(1)具备：将双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液供给至基板(W)的第1溶液供给部(3a)；将作为硫酸溶液及双氧水的混合液且比第1温度低的第2温度的混合液供给至所述基板(W)的处理对象面(Wa)的第2溶液供给部(3b)；以及控制部(5)，该控制部按照使基板(W)的温度达到双氧水的沸点以上的方式使第1溶液供给部(3a)供给第1温度的硫酸溶液、在基板(W)的温度达到第2温度以上时，使第1溶液供给部(3a)停止第1温度的硫酸溶液的供给、使第2溶液供给部(3b)供给第2温度的混合液。

Description

基板处理装置及基板处理方法
本申请是申请日为2015年09月30日、发明名称为“基板处理装置及基板处理方法”的中国申请号为201510639612.X的分案申请。
技术领域
本发明的实施方式涉及基板处理装置及基板处理方法。
背景技术
半导体或液晶面板等的制造工序中，使用对晶片或液晶基板等基板的处理对象面供给处理液、对处理对象面进行处理的基板处理装置。在该基板处理装置中，开发了以水平状态旋转基板、向处理对象面的大致中央处供给处理液、利用离心力将该处理液扩展在处理对象面上的旋转处理装置。进而，还开发了回收曾经用过的处理液进行再利用的旋转处理装置。
利用这种基板处理装置，例如在除去基板的处理对象面上的抗蚀剂时，利用作为处理液使用SPM(硫酸溶液及双氧水的混合液)的SPM处理。利用该SPM处理的基板的单片式处理有将硫酸溶液及双氧水混合之后供给至基板上的方法或者在基板上混合硫酸溶液及双氧水的方法等。另外，对抗蚀剂除去后的基板进行水洗及干燥或者在该水洗之后利用其它处理液进行处理、再次进行水洗及干燥之后，运送至下一个工序。
所述仅使用SPM的SPM处理中，有时处理变得不充分。例如，当向基板的处理对象面进行离子注入时，该离子注入后由于抗蚀剂膜的表面发生固化(变质)，因此难以通过SPM处理将该已经固化的抗蚀剂除去、在基板上产生抗蚀剂的残渣。因此，为了提高处理性能，有时使用高温(例如160℃等)的SPM对基板进行处理。
但是，由于双氧水越是高温、则寿命变得越短，因此当混合在硫酸溶液中变成高温时，在到达基板之前进行分解、处理性能的提高变得不充分。因此，当按照双氧水残存的方式将大量的双氧水混合在硫酸溶液中时，硫酸溶液变稀，因此难以对处理液进行再利用、总的处理液使用量增加。另外，当对高温的硫酸溶液和双氧水进行混合时，它们不会充分地混合、而是发生双氧水的暴沸、即H2O2的H2O的暴沸(激烈的沸腾)、双氧水会消失。详细地说，由于高温的硫酸溶液(160℃)与双氧水接触，双氧水成分的H2O在硫酸溶液的温度下急剧地沸腾。通过该现象，在与硫酸溶液进行混合之前、双氧水消失，因此不会生成过一硫酸及过二硫酸、即有助于抗蚀剂剥离的氧化性物质，因而有时处理性能的提高变得不充分。由此出发，期待处理性能的提高及处理液使用量的减少。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供可以实现处理性能的提高及处理液使用量的减少的基板处理装置及基板处理方法。
实施方式的基板处理装置具备：将双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液供给至基板的第1溶液供给部；将作为硫酸溶液及双氧水的混合液且比第1温度低的第2温度的混合液供给至基板的处理对象面的第2溶液供给部；以及控制部，上述控制部按照使基板的温度达到双氧水的沸点以上的方式使第1溶液供给部给供第1温度的硫酸溶液，在基板的温度达到第2温度以上时，使第1溶液供给部停止第1温度的硫酸溶液的供给、使第2溶液供给部供给第2温度的混合液。
实施方式的基板处理方法具有以下工序：将双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液供给至基板、使基板的温度达到双氧水的沸点以上的工序；和当基板的温度成为双氧水的沸点以上时、停止第1温度的硫酸溶液的供给、将作为硫酸溶液及双氧水的混合液且比第1温度低的第2温度的混合液供给至基板的处理对象面的工序。
根据上述实施方式的基板板处理装置或基板处理方法，可以实现处理性能的提高及处理液使用量的减少。
附图说明
图1是表示一个实施方式的基板处理装置的概略构成的图。
图2是用于说明一个实施方式的硫酸溶液的硫酸浓度及沸点的关系的说明图。
图3是用于说明一个实施方式的抗蚀剂剥离的实验结果的说明图。
图4是用于说明一个实施方式的基板处理装置的溶液喷吐时机的说明图。
具体实施方式
参照附图来说明一个实施方式。
如图1所示，实施方式的基板处理装置1具备：利用处理液处理基板W的基板处理槽2，向该基板处理槽2供给处理液的溶液供给装置3，将从基板处理槽2排出的处理液返回至溶液供给装置3的溶液返回部4，以及控制各部2、3及4的控制部5。另外，本实施方式中作为处理液使用硫酸溶液及双氧水的混合液(以下仅称作SPM)。
基板处理槽2具备：设置在槽内部的筒头2a，在该筒头2a内以水平状态支撑基板W的工作台2b，以及在水平面内使该工作台2b旋转的旋转机构2c。
筒头2a形成为圆筒形状，从周围将工作台2b包围并将其收纳在内部。筒头2a的周壁上部朝向直径方向的内侧倾斜，按照工作台2b上的基板W的处理对象面Wa露出的方式进行开口。该筒头2a接收从旋转的基板W的处理对象面Wa流过落下的处理液、进而从基板W的处理对象面Wa或其相反面Wb飞溅的处理液等。
工作台2b被定位于筒头2a内的中央附近，按照能够在水平面内旋转的方式进行设置。该工作台2b具有多个支杆等支撑构件2b1，按照利用这些支撑构件2b1夹持晶片或液晶基板等基板W的方式进行支撑。该基板W在处理对象面Wa上具有掩模用等的抗蚀剂膜(抗蚀剂层)。
旋转机构2c以工作台2b的中央为旋转中心使工作台2b旋转。该旋转机构2c具备连接于工作台2b的中央的旋转轴和使该旋转轴旋转的发动机(均未图示)等。该发动机电连接于控制部5，其驱动通过控制部5来控制。
溶液供给装置3具备：向基板W的处理对象面Wa供给第1温度的硫酸溶液的第1溶液供给部3a，向基板W的处理对象面Wa供给第2温度的SPM的第2溶液供给部3b，向基板W的处理对象面Wa的相反面Wb供给第3温度的硫酸溶液的第3溶液供给部3c，以及使供给至各部3a、3b及3c的硫酸溶液循环的溶液循环部3d。
在此，第1温度是双氧水的沸点以上的规定的基板处理温度、第2温度是比第1温度低的温度。另外，第3温度是第1温度以上的温度。规定的基板处理温度范围是利用SPM对基板W进行处理时的温度范围，例如设定在150℃以上且308℃以下的范围内(详细在后叙述)。作为一个例子，当将规定的基板处理温度决定为150℃时，第1温度为150℃、第2温度小于150℃、第3温度为150℃以上。另外，例如当规定的基板处理温度决定为200℃时，第1温度为200℃及第3温度为200℃以上，但第2温度仍然是小于150℃。
第1溶液供给部3a具有：向工作台2b上的基板W处理对象面Wa供给第1温度的硫酸溶液的第1喷嘴11，连接该第1喷嘴11和溶液循环部3d的供给管12，对流过该供给管12的硫酸溶液进行加热的加热部13，对供给管12进行开关的开关阀14，以及将硫酸溶液的流动方向限定为从溶液循环部3d至第1喷嘴11的一个方向的止回阀15。
第1喷嘴11朝向工作台2b上的基板W的处理对象面Wa喷吐第1温度的硫酸溶液。该第1喷嘴11按照能够沿着工作台2b上的基板W的处理对象面Wa移动的方式进行设置，一边沿着该工作台2b上的基板W的处理对象面Wa移动一边喷吐硫酸溶液或者从相向于处理对象面Wa的大致中央的规定位置朝向处理对象面Wa喷吐硫酸溶液。
供给管12是连接第1喷嘴11和溶液循环部3d的配管，在该供给管12上设有开关阀14及止回阀15。作为开关阀14，例如可以使用电磁阀等。该开关阀14电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对供给管12的流路进行开关。
加热部13设置在供给管12的途中，使得能够对流过该供给管12的硫酸溶液进行加热。该加热部13电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对流过供给管12的硫酸溶液进行加热。作为该加热部13，例如可以使用加热器。加热温度按照流过供给管12的硫酸溶液的温度达到第1温度的方式进行设定。
第2溶液供给部3b具有：对工作台2b上的基板W的处理对象面Wa供给第2温度的SPM的第2喷嘴21，连接该第2喷嘴21与溶液循环部3d的供给管22，储存双氧水的储存部23，连接该储存部23和供给管22的混合管24，对供给管22进行开关的开关阀25，对混合管24进行开关的开关阀26，将硫酸溶液的流动方向限定为从溶液循环部3d向第2喷嘴21的一个方向的止回阀27，将双氧水的流动方向限定为从储存部23向供给管22的一个方向的止回阀28，以及产生送液力的泵29。另外，第2溶液供给部3b作为将硫酸溶液及双氧水混合而生成SPM的混合液生成部发挥功能。
第2喷嘴21朝向工作台2b上的基板W的处理对象面Wa喷吐第2温度的SPM。该第2喷嘴21按照能够沿着工作台2b上的基板W的处理对象面Wa移动的方式来设置，一边沿着该工作台2b上的基板W的处理对象面Wa移动一边喷吐SPM或者从相向于处理对象面Wa的大致中央的规定位置朝向处理对象面Wa喷吐SPM。
供给管22是连接第2喷嘴21和溶液循环部3d的配管，在该供给管22上设有开关阀25及止回阀27。作为开关阀25，例如可以使用电磁阀等。该开关阀25电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对供给管22的流路进行开关。
储存部23是储存常温(例如20～30℃左右)的双氧水的罐。该储存部23内的双氧水通过泵29的驱动被送至混合管24中，流过该混合管24内。泵29电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制向混合管24输送储存部23内的双氧水。
混合管24是将比开关阀25更为下游侧的供给管22和储存部23连接的配管，在该混合管24上设有开关阀26及止回阀28。作为开关阀26，例如可以使用电磁阀等。该开关阀26电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对混合管24的流路进行开关。
该混合管24向供给管22供给双氧水，将所供给的双氧水和供给管22内的硫酸溶液进行混合。此时，当混合硫酸溶液和双氧水时，由于此时的反应热，因而SPM的温度提高、变成第2温度(详细地在后叙述)。
第3溶液供给部3c具有：对工作台2b上的基板W的处理对象面Wa的相反面Wb供给第3温度的硫酸溶液的第3喷嘴31，连接该第3喷嘴31与溶液循环部3d的供给管32，对流过该供给管32的硫酸溶液进行加热的加热部33，对供给管32进行开关的开关阀34，以及将硫酸溶液的流动方向限定为从溶液循环部3d向第3喷嘴31的一个方向的止回阀35。
第3喷嘴31向作为工作台2b上的基板W处理对象面Wa背面的相反面Wb喷吐第3温度的硫酸溶液。该第3喷嘴31能够将硫酸溶液以放射状进行喷吐或者一边改变喷吐角度一边进行喷吐，从相对于处理对象面Wa的相反面Wb的大致中央的规定位置喷吐硫酸溶液。
供给管32是连接第3喷嘴31和溶液循环部3d的配管，在该供给管32上设有开关阀34及止回阀35。作为开关阀34，例如可以使用电磁阀等。该开关阀34电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对供给管32的流路进行开关。
加热部33设置在供给管32的途中，使得能够对流过该供给管32的硫酸溶液进行加热。该加热部33电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对流过供给管32的硫酸溶液进行加热。作为该加热部33，例如可以使用加热器。加热温度按照流过供给管32的硫酸溶液的温度达到第3温度的方式进行设定。
溶液循环部3d具备：储存硫酸溶液的储存部41，使该储存部41内的硫酸溶液循环的循环管42，对流过该循环管42的硫酸溶液进行加热的加热部43，调整循环管42的开度(即循环的处理液的流量)的调整阀44，以及产生送液力的泵45。
储存部41是储存例如60℃以上且120℃以下的硫酸溶液的罐。该储存部41内的硫酸溶液通过泵45的驱动被送至循环管42，流过该循环管42内。泵45电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制向循环管42中输送储存部41内的硫酸溶液。
循环管42是从储存部41延伸并返回至该储存部41、使硫酸溶液循环的配管，在该循环管42上设有调整阀44。作为调整阀44，例如可以使用电磁阀等。该调整阀44电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制调整循环管42的开度、即流量。另外，循环管42上分别连接有第1溶液供给部3a的供给管12、第2溶液供给部3b的供给管22及第3溶液供给部3c的供给管32。
加热部43设置在循环管42的途中，使得能够对流过该循环管42的硫酸溶液进行加热。该加热部43电连接于控制部5、根据利用该控制部5实施的控制对流过循环管42的硫酸溶液进行加热。作为该加热部43，例如可以使用加热器。加热温度按照流过循环管42的硫酸溶液的温度低于硫酸溶液的沸点、例如60℃以上且120℃以下的范围内、作为一个例子为80℃的方式进行设定。
溶液返回部4具备从基板处理槽2的筒头2a中将液体回收的回收管4a和对流过该回收管4a的回收液进行冷却的冷却部4b。回收管4a是将筒头2a的底面与溶液循环部3d的储存部41连接的管，在该回收管4a上设有冷却部4b。作为冷却部4b，例如可以使用制冷元件或热交换器等。该冷却部4b电连接于控制部5，根据利用该控制部5实施的控制对流过回收管4a内的回收液进行冷却。冷却温度按照回收液达到例如60℃以上且120℃以下的范围内、作为一个例子为80℃的方式进行设定。其中，当SPM在基板W的处理对象面Wa上进行反应时，双氧水发生分解、变成水或过一硫酸(过硫酸)、过二硫酸，因此回收液变为硫酸溶液。
在此，由于硫酸溶液及双氧水的反应热提高，因此如上所述地设置冷却部4b，但并非限定于此，在硫酸溶液及双氧水的反应热没有问题的程度、即回收液例如处于60℃以上且120℃以下的范围内时，不需要对回收液进行冷却，因此可不设置冷却部4b。
控制部5具备集中控制各部的微型计算机和存储与基板处理有关的基板处理信息或各种程序等的存储部(均未图示)。该控制部5根据基板处理信息或各种程序对基板处理槽2或溶液供给装置3、溶液返回部4等各部进行控制。例如，进行利用基板处理槽2及溶液供给装置3的基板处理或者溶液循环、利用溶液返回部4的溶液回收等的控制。
在此，上述处理液由于是SPM，因此优选规定的基板处理温度范围为150℃以上且308℃以下，对该范围的上限温度及下限温度进行说明。
如图2所示，显示了硫酸溶液的硫酸浓度(质量％：质量百分比浓度)与沸点(℃)的关系。其中，质量百分比浓度是指(溶质的质量/溶液的质量)×100。该硫酸溶液的硫酸浓度与沸点的关系在图3中作为曲线A1示出，表示了硫酸溶液的硫酸浓度及SPM的温度的每个组合的抗蚀剂剥离的实验结果(○标记或×标记)。
如图3所示，当能够进行抗蚀剂剥离时(能够剥离)，表示为○标记(圆标记)，抗蚀剂残留、抗蚀剂剥离不完全(剥离残留)时，表示为×标记(叉标记)。硫酸浓度为约65质量％～约96质量％的范围以内、SPM的温度为150℃以上时，则抗蚀剂能够剥离。另外，硫酸浓度为65质量％时、硫酸溶液的沸点为150℃、SPM的沸点同样为150℃。由此实验结果可知，优选规定的基板处理温度范围的下限温度为150℃以上。
另外，由图2可知，为了使硫酸溶液的沸点为150℃以上，需要使硫酸溶液的硫酸浓度为65质量％以上，但在硫酸溶液的硫酸浓度稀至小于65质量％，可对自基板处理槽2排出的排液进行回收、将该回收液作为硫酸溶液使用。
接着，规定的基板处理温度范围的上限温度由能够将抗蚀剂剥离的温度决定。在此，抗蚀剂能够剥离的范围在图3中是带有○标记的范围。带有○标记的范围的硫酸浓度是65质量％～96质量％的范围。此时，如图2所示，硫酸溶液的沸点的温度范围为150℃以上且308℃以下的范围，与此同时SPM的温度范围也与硫酸溶液的沸点同样为150℃以上且308℃以下。根据该硫酸溶液的沸点和SPM的温度范围的上限值，规定的基板处理温度范围的上限温度为308℃。因此，优选规定的基板处理温度范围的上限温度为308℃以下。
但是，前述硫酸溶液及双氧水的混合液的比率随除去工艺而变化，由于双氧水的浓度降低则剥离性下降，因此例如是以硫酸溶液：双氧水的体积比计为100：1～3：1的比率(硫酸溶液的体积相对于双氧水的体积例如为3倍以上且100倍以下)。另外，更优选H2SO4(98质量％)：H2O2(35质量％)＝7：3～20：1的比率。
另外，在第2溶液供给部3b中，通过改变供给管22或混合管24的粗细或者将供给管22的开关阀25或混合管24的开关阀26更换成调整阀来调整管的开度，可以改变硫酸溶液及双氧水的混合液的比率。
接着，参照图4说明上述基板处理装置1进行的基板处理动作。控制部5根据基板处理信息或各种程序等执行基板处理。作为一个例子，将规定的基板处理温度决定为150℃。此时，第1温度为150℃、第2温度小于150℃、第3温度为150℃以上。另外，硫酸溶液的硫酸浓度为65质量％以上。
首先，工作台2b上的基板W通过旋转机构2c以规定的旋转速度进行旋转，之后如图4所示，在步骤S1中从第1溶液供给部3a的第1喷嘴(第1喷嘴)11将第1温度的硫酸溶液喷吐至基板W的处理对象面Wa、进而从第3溶液供给部3c的第3喷嘴(第3喷嘴)31将第3温度的硫酸溶液喷吐至基板W的处理对象面Wa的相反面Wb。
此时，当从第1喷嘴11将硫酸溶液供给至基板W的处理对象面Wa的大致中央处时，通过基板W的旋转产生的离心力在基板W的处理对象面Wa的整体上扩展，在其表面上形成液膜。同样地，将硫酸溶液从第3喷嘴31供给至基板W的处理对象面Wa的相反面Wb的大致中央时，通过基板W的旋转产生的离心力在基板W的处理对象面Wa的相反面Wb的整体上扩展，在其表面上形成液膜。另外，将第3喷嘴31设置在相向于第1喷嘴11的位置上，但并非限定于此，例如也可以相对于基板W的旋转轴对称地设置。
在此，当进行向偏离基板W的处理对象面Wa中心的位置供给处理液的补偿时，与向基板W的处理对象面Wa中心供给处理液的情况相比，处理液通常不会被供给至相同的基板W上的位置，即由于基板W进行旋转、因而到达基板W的处理液的位置发生变化、可以对基板W的大范围进行加热。进而，若以放射状喷吐处理液时，处理液供给至基板W的范围被扩大，因此可以提高从基板W的处理对象面Wa的中心向外周的加热均匀性。
第1溶液供给部3a中利用加热部13对硫酸溶液进行加热，其第1温度达到150℃，同样地在第3溶液供给部3c中也利用加热部33对硫酸溶液进行加热、其第3温度达到150℃以上。将这种第1温度的硫酸溶液及第3温度的硫酸溶液朝向基板W喷吐、通过这些硫酸溶液加热基板W。
从步骤S1的溶液供给开始经过规定的时间t1、基板W充分地加热、达到规定的基板处理温度即150℃时，在步骤S2中停止来自第1喷嘴11的硫酸溶液喷吐、在第2溶液供给部3b中将硫酸溶液及双氧水混合，从第2喷嘴(第2喷嘴)21将第2温度的SPM喷吐到基板W的处理对象面Wa上。
此时，当从第2喷嘴21将SPM供给至基板W的处理对象面Wa的大致中央时，通过基板W的旋转所产生的离心力，在基板W的处理对象面Wa的整体上扩展，在其表面上形成液膜。另外，继续自第3喷嘴31的硫酸溶液喷吐。
第2溶液供给部3b中，当混合60℃以上且120℃以下的硫酸溶液和常温(例如20～30℃左右)的双氧水时，通过此时的反应热，SPM的温度提高变成第2温度，但该第2温度比规定的基板处理温度、即SPM的沸点低，因此可以防止暴沸。而且，在SPM到达基板W的处理对象面Wa上之前，可以抑制双氧水的分解、即过一硫酸及过二硫酸反应的促进。另外，在基板W的处理对象面Wa上，通过所加热的基板W的温度将双氧水分解、促进氧化能力强的过一硫酸及过二硫酸的反应，因此可以提高抗蚀剂剥离性。
另外，即便是停止自第1喷嘴11的硫酸溶液喷吐，由于自第3喷嘴31的硫酸溶液喷吐继续，因此将第3温度的硫酸溶液持续地供给至基板W的处理对象面Wa的相反面Wb，维持基板W的温度。因此，通过自第2喷嘴21喷吐的第2温度的SPM，可以抑制基板W的温度降低。
但是，自第3喷嘴31的硫酸溶液喷吐未必一定需要，例如即便由于自第2喷嘴21喷吐的第2温度的SPM、基板W的温度降低，当该基板W的温度达到规定的基板处理温度以上时等，也可以不执行自第3喷嘴31的硫酸溶液喷吐。
在此，优选第2温度低于双氧水的沸点，但并非限定于此，即便是第2温度高于双氧水的沸点、只要是低于第1温度即可。
接着，从步骤S2的溶液供给开始经过规定的时间t2、将基板W的处理对象面Wa的整体从硫酸溶液置换成SPM时，在步骤S3中停止自第2喷嘴21的SPM喷吐。进而，减慢基板W的旋转速度至处理对象面Wa上的SPM不会由于因旋转所产生的离心力发生飞溅的程度，使基板W的处理对象面Wa上的SPM处于水坑状态(溶液滞留状态)。
该水坑状态下，由于停止了SPM向基板W处理对象面Wa的供给，因此基板W的处理对象面Wa上的SPM的温度确实地上升至基板W的温度。另外，由于自第3喷嘴31将硫酸溶液持续喷吐至基板W的处理对象面Wa的相反面Wb上，因此基板W的温度得以维持，防止基板W的温度降低。
从步骤S3的溶液供给停止经过规定的时间t3时，在步骤S4中再次将第2温度的SPM自第2喷嘴21喷吐至基板W的处理对象面Wa。进而，减慢基板W的旋转速度至处理对象面Wa上的SPM不会由于因旋转所产生的离心力发生飞溅的程度，将基板W的处理对象面Wa上的SPM置换成新的SPM。另外，也可不提高基板W的转速，例如可通过新的SPM将位于基板上的SPM挤走。
之后，从步骤S4的溶液供给开始经过规定的时间t2、将基板W的处理对象面Wa上的水坑状态的SPM置换成新的SPM时，在步骤S5中停止自第2喷嘴21的SPM喷吐。进而，再次减慢基板W的旋转速度至处理对象面Wa上的SPM不会由于因旋转所产生的离心力发生飞溅的程度，使基板W的处理对象面Wa上的SPM处于水坑状态(溶液滞留状态)。
如此，SPM的喷吐及水坑状态重复n次(n＝1以上)、从步骤S5的溶液供给停止经过规定的时间t3时，在步骤S6中停止自第3喷嘴31的硫酸溶液喷吐。进而，加快基板W的旋转速度至处理对象面Wa上的SPM由于因旋转所产生的离心力而发生飞溅的程度，使基板W的处理对象面Wa上的SPM飞溅，之后停止基板W的旋转。
另外，在上述中以规定的时间决定溶液供给的开始及停止，作为其他的手段，也可以测定供给至基板W的处理液的液膜厚，根据该液膜厚进行实施。例如，供给处理液在膜厚达到规定膜厚时，停止溶液供给，当变得低于规定膜厚时，进行溶液供给。另外，也可以利用温度计测定供给至基板W上的处理液的温度，根据溶液温度进行溶液供给的开始及停止。
在此，当将第2温度的SPM从基板W排出时，由于至少与喷吐至相反面Wb的温度高的硫酸溶液相混合，因此促进双氧水的分解、变成硫酸溶液。该硫酸溶液自筒头2a流过回收管4a，利用冷却部4b将其冷却，之后回收到储存部41中。另外，在SPM中当生成过一硫酸及过二硫酸时，将双氧水分解成水。抗蚀剂剥离时，过一硫酸及过二硫酸的氧化能力发挥作用，但通过高温状态(基板的温度)促进反应而消失。即，残留的硫酸和水自基板表面飞溅、与喷吐至基板W相反面的硫酸溶液混合。
当利用这种SPM进行的抗蚀剂除去完成时，接着进行水洗。在同一基板处理槽2中进行抗蚀剂除去和水洗时，优选：设置自基板W排出的硫酸溶液与水洗用的水不会混合的2个溶液接收部及切换这些溶液接收部的机构，根据处理液切换溶液接收部。在水洗后，可以在同一基板处理槽2内进行其他的处理液的处理、此时优选设置按照处理液不会混合的方式来切换处理液的处理液切换机构。另外，也可以向其他的基板处理槽移动基板W，在那里进行利用其他处理液的处理。最终水洗后将基板W干燥，处理结束。
如以上说明的那样，根据实施方式，在将SPM供给至基板W的处理对象面Wa之前，基板W通过双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液被加热至双氧水的沸点以上。因此，再将低于第1温度的第2温度的SPM供给至基板W的处理对象面Wa上时，在该处理对象面Wa上被加热至双氧水的沸点以上。此时，SPM中的双氧水效率良好地分解、生成具有强氧化能力的过一硫酸及过二硫酸，因此能够确实地将抗蚀剂除去、可以提高处理性能。
进而，在将硫酸溶液及双氧水混合之后供给至基板W的处理对象面Wa，在SPM到达基板W的处理对象面Wa上之前，SPM的温度是低于第1温度的第2温度，因此在SPM到达基板W的处理对象面Wa上之前可以抑制双氧水的分解。即，通过使SPM的温度为低于第1温度的第2温度，可以防止在SPM到达基板W的处理对象面Wa上之前、双氧水的消失，而且可以抑制在SPM到达基板W的处理对象面Wa上之前、双氧水的分解，即促进过一硫酸及过二硫酸的反应。因此，不需要将大量的双氧水混合到硫酸溶液中，双氧水的使用量减少、而且抑制硫酸浓度下降、易于进行再利用，因而可以减少总的处理液使用量。
另外，如上所述重要的是利用硫酸溶液对基板W进行加热。例如，利用加热器加热基板W时，加热器照射红外线进行加热，但基板W(半导体晶片)不会吸收红外线而是透过。当基板W不吸收光、而是透过时，则基板W本身不会被加热。另外，当基板W上有处理液时，处理液将来自加热器的红外线吸收。即，基板W不会被加热、仅处理液被加热。因此，基板W以所加热的处理液作为媒介被加热。但是，此时为了对基板W进行加热，将处理液加热至高温是需要时间的。另外，当处理液为SPM时，基板W不会被加热、而是SPM先被加热。此时，促进了SPM的过一硫酸及过二硫酸的反应，因此强的氧化能力在一瞬间消失、无法将抗蚀剂剥离。
然而，当将高温的硫酸溶液作为加热介质进行使用时，硫酸溶液的热量传递至基板W，因此在不需要时间的情况下可对基板W本身进行加热。结果，基板W处于高温状态、基板W的热量传递至供给至其上的低温的SPM，促进了反应，从而可以良好地将抗蚀剂剥离。如此，利用硫酸溶液加热基板W有助于抗蚀剂剥离。从此方面考虑，除了硫酸溶液以外可使用高温的液体作为加热介质。另外，通过使用液体作为加热介质、在基板W的处理对象面Wa上直接地供给高温的液体，可以对基板W的处理对象面Wa直接加热。因此，与利用加热器等进行的间接加热相比，可以提高基板W的处理对象面Wa的加热效率。
在此，加热介质采用硫酸溶液的理由是，当在基板W的处理对象面Wa上使SPM反应时，双氧水发生分解、变成水或过一硫酸(过硫酸)、过二硫酸，因此可以将SPM作为硫酸溶液进行回收。即，可以将该硫酸溶液作为加热介质或者作为用于生成SPM的硫酸溶液进行再利用。例如，使用硫酸溶液以外的加热液作为加热介质时，为了排液的再利用，需要将排液分离成加热液和硫酸溶液进行回收。然而，如上所述使用硫酸溶液作为加热介质，排液变成硫酸溶液，因此变得不需要将排液分离后进行回收。由此，仅通过设置硫酸溶液用的配管，变得不需要设置分离回收机构，因此可以实现装置的简化。
(其他实施方式)
在上述的实施方式中，利用第1溶液供给部3a将第1温度的硫酸溶液供给至基板W的处理对象面Wa，但并非限定于此，也可以不对该基板W的处理对象面Wa供给硫酸溶液，例如利用第3溶液供给部3c将第3温度的硫酸溶液、即第1温度以上的硫酸溶液供给至基板W的处理对象面Wa的相反面Wb来加热基板W。即，如可利用第1温度以上的硫酸溶液加热基板W，则可以将硫酸溶液供给至基板W的处理对象面Wa及其相反面Wb的任一者。
另外，在上述的实施方式中，利用所加热的硫酸溶液来加热基板W，但并非限定于此，也可以是除了利用该硫酸溶液进行的加热之外，作为加热基板W的辅助使用照射光的灯或进行发热的加热器、使用电磁波的电磁加热器、加热板等加热部。另外，与利用硫酸溶液进行的加热相比、更早地执行利用加热部的加热时，基板W的处理对象面Wa上的抗蚀剂有时发生炭化变得难以除去，因此优选与利用加热部进行的加热相比、更早地执行利用硫酸溶液的加热。
另外，在上述的实施方式中，也可以追加对基板处理槽2的筒头2a内的硫酸溶液的硫酸浓度或者流过溶液返回部4的回收管4a的硫酸溶液的硫酸浓度进行检测的浓度检测部，在利用第2溶液供给部3b进行的溶液供给中，根据利用浓度检测部检测到的硫酸浓度、利用控制部5控制第1溶液供给部3a的溶液供给(即开关阀14)。例如，控制部5在硫酸浓度低于规定値(例如65质量％)时，使第1溶液供给部3a供给第1温度的硫酸溶液，在硫酸浓度达到规定值以上时，使第1溶液供给部3a停止第1温度的硫酸溶液的供给。由此，可以将成为回收液的硫酸溶液的硫酸浓度、即储存部41内的硫酸溶液的硫酸浓度维持在规定值。
另外，上述实施方式中，在向基板W的处理对象面Wa供给第2温度的SPM时，在沿着基板W的处理对象面Wa移动第2喷嘴21时，优选使其从基板W的处理对象面Wa的外周向中心移动。此时，由于基板的温度从基板W的处理对象面Wa外周开始起依次地降低，因此与将第2温度的SPM供给至基板W的处理对象面Wa的大致中心的情况、或者一边使第2喷嘴21从基板W的中心朝向外周移动一边进行供给的情况相比，可以抑制基板W的处理对象面Wa的整体由于第2温度的SPM一下子冷却。
以上说明了本发明的数个实施方式，但这些实施方式作为例子示出、并非是为了限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其他各种方式进行实施，在不脱离发明要旨的范围内可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或要旨内的同时，包含在权利要求书所记载的发明及其均等范围内。

Claims (6)

1.一种基板处理装置，其特征在于，其为使用硫酸溶液及双氧水的混合液处理基板的基板处理装置，其具有：
将所述双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面的第1溶液供给部；
将比所述第1温度低且比所述双氧水的沸点低的第2温度的所述混合液供给至所述基板的处理对象面的第2溶液供给部；以及
控制部，
其中，对于所述第1溶液供给部，所述控制部按照使所述基板的温度达到所述双氧水的沸点以上的方式使所述第1温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面，在所述基板的温度达到所述双氧水的沸点以上时，使所述第1温度的硫酸溶液的供给停止，对于所述第2溶液供给部，所述控制部使所述第2温度的混合液供给至所述基板的处理对象面，
通过所述双氧水的沸点以上的温度的所述基板，所述混合液为在所述基板的处理对象面中所述双氧水的沸点以上的温度。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，其具有：
储存所述硫酸溶液的第1储存部；
使所述第1储存部内的所述硫酸溶液循环的循环管；
储存所述双氧水的第2储存部；
对储存于所述第1储存部内的所述硫酸溶液进行加热的第1加热部；以及
各自连接于所述循环管且储存于所述第1储存部内的所述硫酸溶液流过的第1供给管和第2供给管，
其中，所述第1溶液供给部含有所述第1供给管，
所述第2溶液供给部含有所述第2供给管，
所述第1供给管中具有对流过其内部的所述硫酸溶液进行加热的第2加热部，
储存于所述第2储存部的所述双氧水流过的混合管连接于所述第2供给管。
3.一种基板处理装置，其特征在于，其为使用硫酸溶液及双氧水的混合液处理基板的基板处理装置，其具有：
将所述双氧水的沸点以上的规定的基板处理温度以上的温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面的相反面的溶液供给部；
比被供给至所述基板的处理对象面的相反面的所述硫酸溶液的温度低且比所述双氧水的沸点低的温度的所述混合液供给至所述基板的处理对象面的溶液供给部；以及
控制部，
其中，对于供给所述硫酸溶液的溶液供给部，所述控制部按照使所述基板的温度达到所述基板处理温度以上的方式将所述双氧水的沸点以上的所述规定的基板处理温度以上的温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面的相反面，在所述基板的温度达到所述基板处理温度以上时，对于供给所述混合液的溶液供给部，所述控制部使比所述硫酸溶液的温度低的温度的所述混合液供给至所述基板的所述处理对象面，
通过所述双氧水的沸点以上的温度的所述基板，所述混合液为在所述基板的处理对象面中所述双氧水的沸点以上的温度。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，其具有：
储存所述硫酸溶液的第1储存部；
使所述第1储存部内的所述硫酸溶液循环的循环管；
储存所述双氧水的第2储存部；
对储存于所述第1储存部内的所述硫酸溶液进行加热的第1加热部；以及
各自连接于所述循环管且储存于所述第1储存部内的所述硫酸溶液流过的第2供给管和第3供给管，
其中，供给所述混合液的溶液供给部含有所述第2供给管，
供给所述硫酸溶液的溶液供给部含有所述第3供给管，
所述第3供给管中具有对流过其内部的所述硫酸溶液进行加热的第3加热部，
储存于所述第2储存部的所述双氧水流过的混合管连接于所述第2供给管。
5.一种基板处理方法，其特征在于，其为使用硫酸溶液及双氧水的混合液处理基板的基板处理方法，其具备以下工序：
将所述双氧水的沸点以上的第1温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面、使所述基板的温度为所述双氧水的沸点以上的工序；和
当所述基板的温度达到所述双氧水的沸点以上时、停止所述第1温度的硫酸溶液的供给、将比所述第1温度低且比所述双氧水的沸点低的第2温度的所述混合液供给至所述基板的处理对象面的工序，
通过所述双氧水的沸点以上的温度的所述基板，所述混合液为在所述基板的处理对象面中所述双氧水的沸点以上的温度。
6.一种基板处理方法，其特征在于，其为使用硫酸溶液及双氧水的混合液处理基板的基板处理方法，其具备以下工序：
将所述双氧水的沸点以上的规定的基板处理温度以上的温度的硫酸溶液供给至所述基板的处理对象面的相反面、使所述基板的温度为所述基板处理温度以上的工序，和
当所述基板的温度达到所述基板处理温度以上时、将比被供给至所述基板的处理对象面的相反面的所述硫酸溶液的温度低且比所述双氧水的沸点低的温度的所述混合液供给至所述基板的处理对象面的工序，
通过所述双氧水的沸点以上的温度的所述基板，所述混合液为在所述基板的处理对象面中所述双氧水的沸点以上的温度。
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