CN115769342A - 衬底处理方法及衬底处理装置 - Google Patents

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Abstract

衬底处理方法包括：第1处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的一者的第1处理液涂布于衬底的表面；第2处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的另一者且粘度比前述第1处理液低的第2处理液供给至涂布有前述第1处理液的前述衬底的表面；混合液处理工序，利用前述第1处理液及前述第2处理液在前述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对前述衬底的表面进行处理；冲洗工序，在前述混合液处理工序之后，向前述衬底供给冲洗液，从而将前述硫酸过氧化氢水混合液从前述衬底的表面冲走。

Description

衬底处理方法及衬底处理装置
技术领域
本申请主张基于2020年7月14日提出的日本专利申请2020-120953号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及处理衬底的装置及方法。成为处理对象的衬底例如包括半导体晶片、液晶显示装置用衬底、有机EL(电致发光，Electroluminescence)显示装置等FPD(平板显示器，Flat Panel Display)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、光磁盘用衬底、光掩模用衬底、陶瓷衬底、太阳能电池用衬底等。
背景技术
已知有下述方法：在衬底上将第1处理液与第2处理液混合并使其反应，利用其反应生成物质对衬底进行处理。具体而言，在用于将残留于干式蚀刻后的衬底上的抗蚀剂剥离的抗蚀剂剥离处理中，有时使用将硫酸与过氧化氢水混合而生成的SPM(硫酸过氧化氢水混合液)。
专利文献1公开了下述衬底处理：在喷嘴内将硫酸与过氧化氢水混合来配制SPM，将该SPM供给于衬底的表面。专利文献2公开了下述衬底处理：其他将硫酸及过氧化氢水从其他喷嘴供给于衬底上，在衬底上使它们混合从而生成SPM。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-207948号公报
专利文献2：日本特开2004-349669号公报
发明内容
发明所需要解决的课题
专利文献1的衬底处理中，由于一边流出处理液一边进行处理，因此处理液的消耗量变多。具体而言，需要以0.5～2升/分钟左右的流量从喷嘴排出SPM。因此，在衬底处理的成本及环境负荷方面仍有改善的余地。
专利文献2公开了下述衬底处理：在衬底上形成硫酸的液膜，对该液膜雾状地供给过氧化氢水。该处理特别是在减少硫酸的消耗量的方面是优选的，但是难以形成均匀地覆盖衬底表面的整个区域的液膜，并且也难以维持液膜覆盖衬底表面整个区域的状态。因此，对于处理的均匀性仍有改善的余地。
因此，本发明的一个实施方式提供能够均匀地处理衬底表面、并且能够减少处理液的消耗量的衬底处理方法及衬底处理装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个实施方式为提供衬底处理方法，其包括：第1处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的一者的第1处理液涂布于衬底的表面；第2处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的另一者且粘度比前述第1处理液低的第2处理液供给至涂布有前述第1处理液的前述衬底的表面；混合液处理工序，利用前述第1处理液及前述第2处理液在前述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对前述衬底的表面进行处理；冲洗工序，在前述混合液处理工序之后，向前述衬底供给冲洗液，从而将前述硫酸过氧化氢水混合液从前述衬底的表面冲走。
根据该方法，由于将较高粘度的第1处理液涂布于衬底的表面，因此能够在抑制第1处理液的消耗量的同时，在衬底的表面均匀地涂满第1处理液并且密合。向涂布有该第1处理液的衬底的表面供给第2处理液。由此，在衬底的表面混合第1处理液及第2处理液从而生成硫酸过氧化氢水混合液。由于第1处理液均匀地涂满衬底表面并且密合，因此能够在衬底的表面毫无遗漏地、均匀地涂满硫酸过氧化氢水混合液。由于第2处理液为较低粘度，因此第1处理液及第2处理液的混合迅速地进行。由于第1处理液及第2处理液在衬底上混合，因此能够有效地利用其混合时的反应所产生的发热来对衬底的表面进行处理。在利用硫酸过氧化氢水混合液的处理之后，能够向衬底的表面供给冲洗液来冲走硫酸过氧化氢水混合液，停止处理。
如此，能够提供能够对衬底的表面实施均匀的处理、并且能够减少处理液的消耗量的衬底处理方法。
对衬底的处理的一个例子为除去存在于衬底的表面的异物。异物的具体例为残渣、膜。膜的除去可以是膜的剥离，也可以是膜的一部分的蚀刻。膜的一个例子为抗蚀剂膜。
本发明的一个实施方式中，前述第1处理液包含增黏剂。由此，由于能够利用增黏剂调整第1处理液的粘度，因此能够以适合处理的粘度将第1处理液涂布于衬底的表面。
本发明的一个实施方式为提供衬底处理方法，其包括：第1处理液供给工序，将包含增黏剂的第1处理液涂布于衬底的表面；第2处理液供给工序，将第2处理液供给至涂布有前述第1处理液的前述衬底的表面；混合液处理工序，利用前述第1处理液及前述第2处理液在前述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对前述衬底的表面进行处理；冲洗工序，在前述混合液处理工序之后，向前述衬底供给冲洗液，从而将前述硫酸过氧化氢水混合液从前述衬底的表面冲走。
根据该方法，能够在抑制包含增黏剂的第1处理液的消耗量的同时，在衬底的表面涂满第1处理液并且密合。向涂布有该第1处理液的衬底的表面供给第2处理液。由此，在衬底的表面混合第1处理液及第2处理液从而生成硫酸过氧化氢水混合液。由于第1处理液均匀地涂满衬底表面并且密合，因此能够在衬底的表面毫无遗漏地、均匀地涂满硫酸过氧化氢水混合液。而且，由于第1处理液及第2处理液在衬底上混合，因此能够有效地利用其混合时的反应所产生的发热来对衬底的表面进行处理。在利用硫酸过氧化氢水混合液的处理之后，能够向衬底的表面供给冲洗液来冲走硫酸过氧化氢水混合液，停止处理。
与前述实施方式的情况相同，对衬底的处理的一个例子为除去存在于衬底的表面的异物。异物的具体例为残渣、膜。膜的除去可以是膜的剥离，也可以是膜的一部分的蚀刻。膜的一个例子为抗蚀剂膜。
本发明的一个实施方式为提供衬底处理方法，其包括：第1处理液供给工序，将包含过氧化氢水及增黏剂的第1处理液涂布于衬底的表面；第2处理液供给工序，将包含硫酸的第2处理液供给至涂布有前述第1处理液的前述衬底的表面；混合液处理工序，利用前述第1处理液及前述第2处理液在前述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对前述衬底的表面进行处理；冲洗工序，在前述混合液处理工序之后，向前述衬底供给冲洗液，从而将前述硫酸过氧化氢水混合液从前述衬底的表面冲走。
根据该方法，由于过氧化氢水以包含增黏剂的第1处理液的方式被涂布于衬底的表面，因此能够在抑制过氧化氢水的消耗量的同时，在衬底的表面涂满过氧化氢水并且密合。将包含硫酸的第2处理液供给至涂布有该第1处理液(过氧化氢水)的衬底的表面。由此，在衬底的表面混合过氧化氢水及硫酸从而生成硫酸过氧化氢水混合液。由于第1处理液均匀地涂满衬底表面并且密合，因此能够在衬底的表面毫无遗漏地、均匀地涂满硫酸过氧化氢水混合液。而且，由于硫酸及过氧化氢水在衬底上混合，因此能够有效地利用其混合时的反应所产生的发热来对衬底的表面进行处理。在利用硫酸过氧化氢水混合液进行处理之后，能够向衬底的表面供给冲洗液来冲走硫酸过氧化氢水混合液，停止处理。
与前述实施方式的情况相同，对衬底的处理的一个例子为除去存在于衬底的表面的异物。异物的具体例为残渣、膜。膜的除去可以是膜的剥离，也可以是膜的一部分的蚀刻。膜的一个例子为抗蚀剂膜。
本发明的一个实施方式中，前述增黏剂包含选自由聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、交联型聚丙烯酸、交联型聚丙烯酸钠、交联型丙烯酸系聚合物及羧酸系共聚物组成的组中的至少一种。
增黏剂优选例如具有在供给于衬底的表面时的第1处理液的温度下、第1处理液的粘度能够保持在所需要的值以上的耐热性。在此情况下的所需要的值是指，能够在衬底的表面毫无遗漏地、均匀地涂布第1处理液，并且能够将该涂布状态维持至少一定时间的值，例如优选为30mPa·s～3000mPa·s的范围。增黏剂进一步优选具有在混合液处理工序中的硫酸过氧化氢水混合液的温度下、能够将该混合液的粘度维持在所需要的值以上的耐热性。在此情况下的所需要的值是指，能够将硫酸过氧化氢水混合液在衬底的表面毫无遗漏地扩散的状态维持至少一定时间的值，例如优选为30mPa·s～3000mPa·s的范围。
本发明的一个实施方式中，前述第2处理液不包含增黏剂。通过使第2处理液不包含增黏剂，从而能够在粘度低的状态下将第2处理液供给于衬底的表面。由此，能够在衬底上促进第1处理液与第2处理液的混合。
在第1处理液中包含增黏剂的情况下，该增黏剂存在于在衬底上生成的硫酸过氧化氢水混合液中，提高其粘度。因此，能够在使硫酸过氧化氢水混合液毫无遗漏地密合于衬底的表面的状态下，进行利用硫酸过氧化氢水混合液的处理。由此，能够对衬底表面进行均匀的处理。
为了减少第2处理液的消耗量，可以在第2处理液中包含增黏剂。但是，其含量优选限于不影响其与第1处理液混合的程度。
本发明的一个实施方式中，前述第1处理液供给工序中，将前述第1处理液涂布于前述衬底的表面，从而形成覆盖前述衬底的表面的整个区域的前述第1处理液的涂布膜。
该方法中，由于第1处理液的涂布膜(例如，凝胶状涂布膜)覆盖衬底表面的整个区域，因此能够使第1处理液密合于衬底表面的整个区域。因此，能够使由第1处理液及第2处理液混合而成的硫酸过氧化氢水混合液密合于衬底的表面的整个区域，能够均匀地处理衬底的表面整个区域。
本发明的一个实施方式中，前述第2处理液供给工序中，向前述第1处理液的涂布膜的表面供给前述第2处理液。该方法中，在衬底的表面形成第1处理液的涂布膜，向该涂布膜的表面供给第2处理液。因此，由于能够抑制因第2处理液的流动而将第1处理液带至衬底外，因此能够减少第1处理液的消耗量。
本发明的一个实施方式中，前述第2处理液供给工序在停止向前述衬底的表面供给前述第1处理液的状态下开始。
该方法中，在停止第1处理液的供给(更具体而言是新的液体的供给)后开始第2处理液的供给。因此，由于能够抑制因低粘度的第2处理液的流动而将第1处理液带至衬底外，因此能够减少第1处理液的消耗量。
本发明的一个实施方式中，前述混合液处理工序中的至少一部分期间与前述第2处理液供给工序中的至少一部分期间重叠。
通过在第1处理液存在于衬底的表面的状态下将第2处理液供给于衬底的表面，从而开始第1处理液及第2处理液的混合。因此，有时在第2处理液供给工序的过程中，开始进行利用硫酸过氧化氢水混合液的衬底表面的处理。
本发明的一个实施方式中，在前述混合液处理工序中的至少一部分期间中，停止向前述衬底的表面供给前述第2处理液。
该方法中，在停止第2处理液的供给(具体而言是新的液体的供给)的状态下，存在进行利用硫酸过氧化氢水混合液对衬底表面进行处理的期间。
例如，在将衬底的表面朝向上方保持水平的状态下，向形成有第1处理液的涂布膜的衬底的表面供给第2处理液后停止该供给，从而能够成为在衬底的表面担载有硫酸过氧化氢水混合液的液膜的覆液(paddle)状态。通过维持该覆液状态，从而能够不供给第1处理液及第2处理液而进行利用硫酸过氧化氢水混合液的衬底处理。在这样的覆液处理期间中，根据需要可以将第1处理液及第2处理液中的一者或两者补充于衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，交替地重复执行前述第1处理液供给工序、和前述第2处理液供给工序。通过该方法，能够一边根据需要重复交替地供给第1处理液及第2处理液，一边在衬底上进行利用硫酸过氧化氢水混合液的处理。因此，能够充分地对衬底的表面进行处理，以避免处理不足。
在第2处理液供给工序之后再次进行第1处理液供给工序时，在它们之间可以加设其他工序。即，也可以在第2处理液供给工序之后，在不供给第1处理液和第2处理液而进行的混合液处理工序之后，供给第1处理液。另外，可以在进行前述冲洗工序后，进行第1处理液供给工序。
本发明的一个实施方式为提供用于实施如前所述的衬底处理方法的衬底处理装置。该衬底处理装置包括：保持衬底的衬底保持机构(衬底支架)；第1处理液喷嘴，其向保持于前述衬底保持机构的衬底供给前述第1处理液；第2处理液喷嘴，其向保持于前述衬底保持机构的衬底供给前述第2处理液；冲洗液喷嘴，其向保持于前述衬底保持机构的衬底供给前述冲洗液；控制单元(控制器)。前述控制单元控制前述第1处理液从前述第1处理液喷嘴的供给来执行前述第1处理液供给工序、控制前述第2处理液从前述第2处理液喷嘴的供给来执行前述第2处理液供给工序、控制前述冲洗液从前述冲洗液喷嘴的供给来执行前述冲洗工序。
通过该构成能够实施前述衬底处理方法。因此，能够提供一种能够对衬底的表面实施均匀的处理、并且能够减少处理液的消耗量的衬底处理装置。
本发明的一个实施方式中，前述衬底保持机构包含旋转卡盘(spin chuck)，前述旋转卡盘使衬底的表面向上方保持水平并旋转。在此情况下，前述控制单元优选在前述第1处理液供给工序中控制前述第1处理液从前述第1处理液喷嘴的供给、及前述旋转卡盘的旋转，将前述第1处理液旋涂于前述衬底的表面。
通过该构成能够利用所谓的旋涂在衬底的表面涂布第1处理液。由此，由于能够将少量的第1处理液均匀地涂散于衬底的表面，因此能够在减少第1处理液的消耗量的同时均匀地处理衬底的表面。
本发明的一个实施方式中，前述衬底处理装置还包含：喷嘴移动单元，其在用于向保持于前述衬底保持机构的衬底供给处理液的处理位置、与从前述处理位置退避的待机位置之间移动前述第1处理液喷嘴；清洗罐(pot)，其在前述待机位置使前述第1处理液喷嘴的排出口浸渍于喷嘴清洗液中。
根据该构成，在不使用第1处理液喷嘴时，能够在第1处理液的待机位置清洗排出口。由此，能够抑制或防止由高粘度的第1处理液导致的排出口堵塞。
通过参照附图并以下叙述的实施方式的说明来明确本发明的上述或其他目的、特征以及效果。
附图说明
[图1A-1E]图1A～图1E是用于说明本发明的一个实施方式涉及的衬底处理方法的工序图。
[图1F-1H]图1F～图1H是用于说明前述衬底处理方法的工序图。
[图2A-2D]图2A～图2D是用于说明主要的工序中的衬底表面的状态的例子的图解性的截面图。
[图3]图3是用于说明用于执行如前所述的衬底处理方法的衬底处理装置的构成例的图解性的截面图。
[图4]图4是用于说明第1处理液供给源的构成例的图。
[图5]图5是用于说明第2处理液供给源的构成例的图。
[图6]图6是用于说明与前述衬底处理装置的各部的控制相关的构成的框图。
[图7]图7是用于说明第1处理液供给源的其他构成例的图。
[图8]图8是用于说明本发明的第2实施方式涉及的衬底处理方法的工序图。
具体实施方式
图1A～图1H是用于说明本发明的一个实施方式涉及的衬底处理方法的工序图。该衬底处理方法包括第1处理液涂布工序S1(第1处理液供给工序，图1A-图1B)、第2处理液供给工序S2(图1C)、混合液处理工序S3(图1C-1D)、冲洗工序S4(图1E)、残渣除去工序S5(图1F-图1G)及干燥工序S6(图1H)。处理对象的衬底W为在表面(该实施方式中为上表面)形成有抗蚀剂膜(未图示)的衬底。衬底W能够是半导体衬底、液晶显示装置用衬底。典型的抗蚀剂膜是作为用于干式蚀刻的掩模使用后的抗蚀剂膜。该实施方式的衬底处理方法是进行将衬底W的表面的抗蚀剂膜剥离的抗蚀剂剥离处理。更具体而言，利用硫酸过氧化氢水混合液(SPM：Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture)将抗蚀剂从衬底W的表面剥离并除去。
将在表面形成有抗蚀剂膜的衬底W搬入处理腔室1(参照图3)，该衬底W利用旋转卡盘5来保持。由此，衬底W利用旋转卡盘5保持为水平姿态，在该状态下，在穿过中央部的铅垂的旋转轴线A周围旋转。衬底W以使形成有抗蚀剂膜的衬底W的表面朝上的姿态保持于旋转卡盘5。
第1处理液涂布工序S1是一边利用旋转卡盘5旋转衬底W，一边向衬底W的表面(上表面)供给第1处理液L1，将该第1处理液L1涂布于(所谓的旋涂)衬底W的表面的工序。在该实施方式中，第1处理液L1包含作为SPM的原料的硫酸及过氧化氢水之中的一者，不包含另一者。在该实施方式中，第1处理液L1是还包含增黏剂(高粘度化剂)的高粘度的处理液。
第1处理液涂布工序S1中，如图1A所示，从第1处理液喷嘴N1向衬底W的中央附近仅供给规定供给量的第1处理液L1。仅供给规定供给量后，停止从第1处理液喷嘴N1供给第1处理液L1。供给于衬底W的表面的第1处理液L1因伴随衬底W的旋转的离心力而在衬底W的表面向周缘部扩散。由此，如图1B所示，能够形成覆盖衬底W的表面(上表面)的整个区域的第1处理液L1的涂布膜F1。第1处理液L1的规定供给量被确定为足以通过衬底W的旋转而形成覆盖衬底W的表面(上表面)的整个区域的涂布膜F1的量。该规定供给量进一步优选确定为用于形成覆盖衬底W的表面(上表面)的整个区域的涂布膜F1所必需的量，由此，能够使第1处理液L1的消耗量最小化。
第2处理液供给工序S2在第1处理液涂布工序S1之后进行。即，在衬底W的表面(上表面)的整个区域形成有第1处理液L1的涂布膜F1的状态下开始。在该实施方式中，第2处理液L2包含作为SPM的原料的硫酸及过氧化氢水之中的不包含于第1处理液L1中的前述另一者，且不包含第1处理液L1中已包含的前述一者。第2处理液L2优选为粘度比第1处理液L1低的低粘度的处理液。第2处理液L2优选不包含增黏剂，但是根据需要可以包含微量的增黏剂。
第2处理液供给工序S2中，如图1C所示，一边利用旋转卡盘5在旋转轴线A周围旋转衬底W，一边从第2处理液喷嘴N2向形成于衬底W的表面(上表面)的整个区域的第1处理液L1的涂布膜F1之上供给第2处理液L2。该供给可以是以规定流量的连续供给。如图1C所示，第2处理液喷嘴N2可以是将第2处理液L2以柱状的连续流的方式排出的直喷嘴。另外，第2处理液喷嘴N2可以是以呈锥状的轮廓的方式对第2处理液L2进行喷雾的喷雾喷嘴(spraynozzle)。另外，第2处理液喷嘴N2可以在第2处理液供给工序S2中，进行在衬底W上的着液位置实质上保持在固定位置(例如，旋转轴线A上)的固定式排出；也可以在第2处理液供给工序S2中，进行使衬底W上的着液位置移动的移动式排出。在移动式排出的情况下，从第2处理液喷嘴N2排出的第2处理液L2的着液位置在衬底W的表面上，在旋转中心至周缘部的范围内移动，由此，着液位置扫描衬底W的表面是优选的。第2处理液供给工序S2在规定时间内进行。
混合液处理工序S3是利用由第1处理液L1及第2处理液L2在衬底W上混合而成的混合液即SPM，将衬底W的表面的抗蚀剂膜剥离的工序。具体而言，一边使硫酸及过氧化氢水在衬底W上混合而产生发热反应，一边生成SPM，该SPM腐蚀衬底W的表面的抗蚀剂膜。当第2处理液L2的供给开始时，由于第1处理液L1及第2处理液L2的混合开始，因此第2处理液供给工序S2中的至少一部分期间可以与混合液处理工序S3中的至少一部分期间重叠(参照图1C)。
在第2处理液供给工序S2之后，即在停止第2处理液L2的供给后，如图1D所示，在衬底W的表面也进行着第1处理液L1及第2处理液L2的混合反应(SPM反应)，并且进行着SPM对抗蚀剂膜的腐蚀。在停止第2处理液L2的供给后，可以停止衬底W的旋转，可以以在衬底W上能够保持第1处理液L1和第2处理液L2以及由它们混合而成的SPM的程度的低速旋转衬底W(参照图1D)。由此，成为在第1处理液L1的涂布膜F1上担载有第2处理液L2的覆液状态。因此，由它们混合而成的SPM成为担载于衬底W上的覆液状态。通过维持该覆液状态，从而无需供给第1处理液L1及第2处理液L2就能够利用SPM进行抗蚀剂腐蚀处理。
在停止第2处理液L2的供给后的混合液处理工序S3中，根据需要可以从第1处理液喷嘴N1将第1处理液L1补充于衬底W的表面，也可以从第2处理液喷嘴N2将第2处理液L2补充于衬底W的表面。根据需要，可以仅补充第1处理液L1和第2处理液L2中的一者，也可以补充两者。另外，可以不停止第2处理液L2的供给，而在混合液处理工序S3的整个期间中继续进行第2处理液L2的供给。
冲洗工序S4在通过混合液处理工序S3充分地腐蚀衬底W上的抗蚀剂膜后进行。具体而言，如图1E所示，一边利用旋转卡盘5旋转衬底W，一边从冲洗液喷嘴NR供给纯水(去离子水)、碳酸水等冲洗液R，将在衬底W上腐蚀的抗蚀剂膜及SPM向衬底W的表面外冲走。衬底W优选以比在混合液处理工序S3时更高速地旋转，利用离心力在衬底W的表面形成从旋转中心朝向周缘的冲洗液R的流动。
可以将第1处理液涂布工序S1、第2处理液供给工序S2、混合液处理工序S3及冲洗工序S4循环地、反复进行多次。即，可以在冲洗工序S4之后再次进行第1处理液涂布工序S1、第2处理液供给工序S2、混合液处理工序S3及冲洗工序S4。在此情况下，在第2次以后的第1处理液涂布工序S1中供给的第1处理液的粘度可以比在第1次的第1处理液涂布工序S1中使用的第1处理液的粘度小。
另外，可以将第1处理液涂布工序S1、第2处理液供给工序S2及混合液处理工序S3循环地、反复进行多次。而且，在规定次数的重复之后，可以进行冲洗工序S4。在此情况下，在第2次以后的第1处理液涂布工序S1中供给的第1处理液的粘度可以比在第1次的第1处理液涂布工序S1中使用的第1处理液的粘度小。
残渣除去工序S5是用于除去在冲洗工序S4中未除尽的异物的清洗工序。更具体而言，残渣除去工序S5将在混合液处理工序S3中的生成物(处理残渣)、微粒(particle)从衬底W的表面除去。残渣除去工序S5包括图1F示出的清洗液供给工序S51、和图1G示出的冲洗工序S52。根据所需要的处理内容，可以省去残渣除去工序S5。
清洗液供给工序S51一边利用旋转卡盘5旋转衬底W，一边从药液喷嘴NC向衬底W的表面供给清洗液C(更具体而言是清洗药液)。清洗液供给工序S51可以是使用作为清洗液C的氨水过氧化氢水混合液(例如，SC1)清洗衬底W的碱清洗工序。
冲洗工序S52是在清洗液供给工序S51之后，以冲洗液R替换衬底W的表面的清洗液C，将清洗液C从衬底W的表面冲走的工序。冲洗工序S52中，一边利用旋转卡盘5旋转衬底W，一边从冲洗液喷嘴NR向衬底W的表面供给冲洗液R。
干燥工序S6在残渣除去工序S5的冲洗工序S52(参照图1G)之后进行。在省去残渣除去工序S5的情况下，在冲洗工序S4(参照图1E)之后进行。即，干燥工序S6在停止向衬底W的表面供给冲洗液R后进行。如图1H所示，干燥工序S6可以是利用旋转卡盘5使衬底W高速地旋转，利用离心力将衬底W上的液体甩干的旋转干燥工序。通过该干燥工序S6来完成一系列的衬底处理，从处理腔室1(参照图3)搬出已处理的衬底W，即从处理腔室1(参照图3)搬出已从表面剥离抗蚀剂膜且表面已被清洗及干燥后的衬底W。
图2A～图2D是用于说明主要的工序中的衬底表面的状态的例子的图解性的截面图。在此例子中，第1处理液L1为高粘度的过氧化氢水，即含有增黏剂的过氧化氢水。另外，第2处理液L2为硫酸。第2处理液L2优选为比第1处理液L1粘度低的硫酸。例如，第2处理液L2为不包含增黏剂的硫酸。在供给于衬底W的表面时的温度(例如，室温)下的第1处理液L1的粘度为30mPa·s以上，优选为50mPa·s以上，更优选为100mPa·s以上，进一步优选为200mPa·s以上。针对第1处理液L1的粘度的上限，只要是能够旋涂于衬底W的表面的范围即可，例如3000mPa·s。
作为增黏剂的例子，能够举出聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸系增黏剂等。作为丙烯酸系增黏剂，除了聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、交联型聚丙烯酸、交联型聚丙烯酸钠等聚丙烯酸系增黏剂以外，还包含交联型丙烯酸系聚合物、羧酸系共聚物(铵盐或钠盐)等。可以使用这些增黏剂的一种以上，即一种或两种以上。增黏剂能够以粉末、水溶液、或乳液的方式提供。
第1处理液涂布工序S1(参照图2A)中，在衬底W的表面形成有高粘度过氧化氢水(第1处理液L1)的涂布膜F1(例如，胶状的膜)。该涂布膜F1密合于衬底W的表面的整个区域。
第2处理液供给工序S2(参照图2B)中，在高粘度过氧化氢水的涂布膜(第1处理液L1的涂布膜F1)之上，例如供给粘度比其低的硫酸(第2处理液L2)，从而形成硫酸的液层。然后，开始高粘度过氧化氢水(第1处理液L1)与硫酸(第2处理液L2)的混合。
混合液处理工序S3(参照图2C)中，通过高粘度过氧化氢水与硫酸的混合来生成SPM。该SPM到达衬底W的表面，由此使形成于衬底W的表面的抗蚀剂膜腐蚀。由于过氧化氢水以高粘度的状态存在于衬底W的表面，因此在抑制或防止SPM从衬底W上的流出的状态下进行反应。由此，通过少量的高粘度过氧化氢水及少量的硫酸的供给，能够腐蚀衬底W的表面的抗蚀剂膜。在过氧化氢水及/或硫酸不足的情况下，如前所述，可以对它们进行补充。由于高粘度过氧化氢水的涂布膜F1密合于衬底W的整个区域，因此能够在衬底W的整个区域进行均匀地处理，其结果是能够实现均匀性好的衬底处理(抗蚀剂剥离处理)。
对于第1处理液L1中包含的增黏剂而言，当在衬底W上混合第1处理液L1及第2处理液L2而生成SPM时，优选该SPM的粘度能够为30mPa·s以上，优选为50mPa·s以上，更优选为100mPa·s以上，进一步优选为200mPa·s以上。由此，由于容易在衬底W上将SPM保持为覆液的状态，因此能高效地减少第1处理液L1及第2处理液L2的消耗量，并且容易实现均匀的衬底处理。
在混合液处理工序S3之后，通过冲洗工序S4(参照图2D)将衬底W上的SPM替换为冲洗液R，将其与已腐蚀的抗蚀剂膜一起从衬底W的表面除去。
对于在第1处理液L1中使用高粘度的硫酸、即添加了增黏剂的硫酸且第2处理液L2中使用过氧化氢水(优选粘度比第1处理液L1低的过氧化氢水)的情况下的处理而言，只要将前述说明中的“过氧化氢水”与“硫酸”交换即可。在此情况下，也能够实现均匀性好的衬底处理(抗蚀剂剥离处理)。
图3是用于说明用于执行如前所述的衬底处理方法的衬底处理装置100(处理单元)的构成例的图解性的截面图。衬底处理装置100包括作为衬底保持机构(衬底支架)的一个例子的旋转卡盘5、第1处理液喷嘴N1、第2处理液喷嘴N2、药液喷嘴NC、冲洗液喷嘴NR和待机罐3，它们被收容于处理腔室1内。衬底处理装置100还包括配置于处理腔室1外的第1处理液供给源15及第2处理液供给源25。衬底处理装置100还包括配置于处理腔室1外的药液供给源35。
旋转卡盘5为下述衬底保持旋转装置：在处理腔室1内以水平姿态保持1片衬底W，使衬底W在穿过衬底W的中心的铅垂的旋转轴线A周围旋转。旋转卡盘5包括沿旋转轴线A延伸的旋转轴51、结合于旋转轴51上端的旋转基座52、和用于使旋转轴51旋转的旋转马达53。旋转基座52具有以水平姿态保持于旋转轴51上端的圆盘形状。在旋转基座52的周缘部配置有在周向上间隔的多个夹持销54。多个夹持销54构成为与衬底W的周端面接触并夹持衬底W。可以采用对衬底W的下表面中央进行吸附并保持的真空型卡盘来代替这样的机械卡盘。
第1处理液喷嘴N1为下述喷嘴：对被保持于旋转卡盘5的衬底W的表面(上表面)供给第1处理液L1。第1处理液喷嘴N1具有在处理位置(以实线示出的位置)与待机位置(以双点划线示出的位置)之间移动的移动喷嘴的形态，处理位置为向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面排出第1处理液L1的位置，待机位置为设定于旋转卡盘5的侧面的位置。更具体而言，第1处理液喷嘴N1通过第1喷嘴移动单元11来移动。第1喷嘴移动单元11例如包含水平延伸的第1摆动臂12，在该第1摆动臂12的摆动端结合有第1处理液喷嘴N1。虽然省略了详细的图示，但是第1喷嘴移动单元11还包含结合于第1摆动臂12的基端部的摆动驱动机构，摆动驱动机构使第1摆动臂12绕穿过第1摆动臂12的基端部的铅垂的摆动轴线摆动。由此，第1处理液喷嘴N1在处理位置与待机位置之间移动。如前所述，第1处理液L1为高粘度的处理液。处理位置可以是第1处理液L1在衬底W的旋转中心着液的位置。着液于衬底W的旋转中心的第1处理液L1利用由衬底W的旋转而产生的离心力来涂散至衬底W的表面的整个区域。
第2处理液喷嘴N2是向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面(上表面)供给第2处理液L2的喷嘴。第2处理液喷嘴N2具有在处理位置与待机位置之间移动的移动喷嘴的形态，处理位置为向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面排出第2处理液L2的位置，待机位置为设定于旋转卡盘5的侧面的位置。更具体而言，第2处理液喷嘴N2通过第2喷嘴移动单元21来移动。第2喷嘴移动单元21例如具有与第1喷嘴移动单元11相同的构成。即，第2喷嘴移动单元21例如包含水平延伸的第2摆动臂22，在该第2摆动臂22的摆动端结合有第2处理液喷嘴N2。与第1喷嘴移动单元11相同，第2喷嘴移动单元21具备使第2摆动臂22摆动的摆动驱动机构。第2处理液喷嘴N2可以作为一边排出第2处理液L2，一边扫描在衬底W上的着液位置的扫描喷嘴而工作。在此情况下，处理位置在衬底W的旋转中心与周缘之间变动。
药液喷嘴NC是向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面(上表面)供给清洗液C(清洗用的药液)的喷嘴。药液喷嘴NC具有在处理位置与待机位置之间移动的移动喷嘴的形态，处理位置为向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面排出清洗液C的位置，待机位置为设定于旋转卡盘5的侧面的位置。更具体而言，药液喷嘴NC通过第3喷嘴移动单元31来移动。第3喷嘴移动单元31例如具有与第1喷嘴移动单元11相同的构成。即，第3喷嘴移动单元31例如包含水平延伸的第3摆动臂32，在该第3摆动臂32的摆动端结合有药液喷嘴NC。与第1喷嘴移动单元11相同，第3喷嘴移动单元31具备用于使第3摆动臂32摆动的摆动驱动机构。如前所述，清洗液C例如为氨水过氧化氢水混合液(例如，SC1)。药液喷嘴NC可以作为一边排出清洗液C，一边扫描在衬底W上的着液位置的扫描喷嘴来工作。即，处理位置可以在衬底W的旋转中心与周缘之间移动。
冲洗液喷嘴NR是向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面(上表面)供给冲洗液R的喷嘴。在该实施方式中，冲洗液喷嘴NR具有位置固定的固定喷嘴的形态。当然，冲洗液喷嘴NR也可以具有在处理位置与待机位置之间移动的移动喷嘴的形态，处理位置为向保持于旋转卡盘5的衬底W的表面排出冲洗液R的位置，待机位置为设定于旋转卡盘5的侧面的位置。在该实施方式中，冲洗液喷嘴NR以向衬底W的旋转中心排出冲洗液R的方式固定。典型地，冲洗液R为纯水(去离子水)。
待机罐3配置于第1处理液喷嘴N1的待机位置(图3中以双点划线示出)，是清洗第1处理液喷嘴N1的排出口10的清洗罐的一个例子。待机罐3可以具有储存用于清洗第1处理液喷嘴N1的排出口10的喷嘴清洗液的容器的形态。在待机位置处，第1处理液喷嘴N1的排出口10浸渍于待机罐3内的喷嘴清洗液中。由此，能够抑制高粘度的第1处理液L1的固化，从而防止第1处理液喷嘴N1的排出口10的堵塞。
第1处理液喷嘴N1介由第1处理液配管13连接于第1处理液供给源15。在第1处理液配管13的中途夹设有第1处理液阀14。第1处理液阀14对第1处理液配管13的流路进行开闭。
第2处理液喷嘴N2介由第2处理液配管23连接于第2处理液供给源25。在第2处理液配管23的中途夹设有第2处理液阀24。第2处理液阀24对第2处理液配管23的流路进行开闭。
药液喷嘴NC介由药液配管33连接于药液供给源35。在药液配管33的中途夹设有药液阀34。药液阀34对药液配管33的流路进行开闭。虽然省略了图示，但是药液供给源35包含储存清洗药液(例如，氨水过氧化氢水混合液)的药液槽(tank)、和从药液槽朝向药液喷嘴NC并向药液配管33送出药液的药液泵。药液槽中储存有清洗液。更具体而言，以规定的比率混合包含氨水与过氧化氢水的清洗用的药液来配制清洗液，并储存于药液槽。根据需要，药液槽或药液配管33中可以配置有将药液加热至适当的温度的加热器。
冲洗液喷嘴NR介由冲洗液配管43连接于冲洗液供给源45。在冲洗液配管43的中途夹设有冲洗液阀44。冲洗液阀44对冲洗液配管43的流路进行开闭。冲洗液供给源45可以是供给去离子水等冲洗液的工厂内公用设施(utility)。
图4是用于说明第1处理液供给源15的构成例的图。第1处理液供给源15包含：储存第1处理液L1的第1处理液箱16；和从第1处理液箱16朝向第1处理液喷嘴N1并向第1处理液配管13送出第1处理液L1的第1处理液泵17。第1处理液配管13中可以夹设有用于除去第1处理液L1中的异物的第1过滤器18。第1处理液箱16中储存有预先配制的高粘度的第1处理液L1。高粘度的第1处理液L1是将硫酸及过氧化氢水中的一者与增黏剂进行混合而配制的。在第1处理液L1包含硫酸的情况下，优选在第1处理液箱16或第1处理液配管13配置第1处理液加热器19。由此，能够将第1处理液L1加热至比室温高的温度(例如，120℃～130℃左右)。在第1处理液L1包含过氧化氢水的情况下，不需要这样的第1处理液加热器19，将室温(环境温度，一般为0℃～30℃。例如，25℃左右)的第1处理液L1供给于第1处理液喷嘴N1并排出。
图5是用于说明第2处理液供给源25的构成例的图。第2处理液供给源25包含：储存第2处理液L2的第2处理液箱26；和从第2处理液箱26朝向第2处理液喷嘴N2并向第2处理液配管23送出第2处理液L2的第2处理液泵27。第2处理液配管23中可以夹设有用于除去第2处理液L2中的异物的第2过滤器28。第2处理液箱26中储存有第2处理液L2(优选比第1处理液L1粘度低的第2处理液L2)。在该实施方式中，第2处理液L2包含硫酸及过氧化氢水中的另一者且不包含增黏剂。在第2处理液L2包含硫酸的情况下，在第2处理液箱26或第2处理液配管23配置第2处理液加热器29。由此，能够将第2处理液L2加热至比室温高的温度(例如，120℃～130℃左右)。在第2处理液L2包含过氧化氢水的情况下，不需要这样的第2处理液加热器29，将室温(环境温度，一般为0℃～30℃。例如，25℃左右)的第2处理液L2供给于第2处理液喷嘴N2并排出。
图6是用于说明衬底处理装置100的各部的控制相关的构成的框图。衬底处理装置100包含作为用于控制其各部分的控制单元的控制器2。控制器2包含处理器(CPU)2a及存储器2b。处理器2a通过执行保存于存储器2b的程序，从而实现控制器2的各种功能。换言之，控制器2以实现各种功能的方式构成(程序)。控制器2控制第1处理液阀14、第2处理液阀24、药液阀34及冲洗液阀44的开闭。并且，控制器2控制旋转卡盘5的旋转、第1喷嘴移动单元11、第2喷嘴移动单元21及第3喷嘴移动单元31的运行等。另外，控制器2控制第1处理液供给源15、第2处理液供给源25及药液供给源35的运行。
由此，控制器2控制第1处理液L1、第2处理液L2、清洗液C及冲洗液R的供给及其停止。另外，控制器2控制衬底W的旋转(旋转/停止及旋转速度等)。并且，控制器2控制第1处理液喷嘴N1、第2处理液喷嘴N2及药液喷嘴NC的位置。控制器2通过这样的控制来执行前述的第1处理液涂布工序S1、第2处理液供给工序S2、混合液处理工序S3、冲洗工序S4、残渣除去工序S5及干燥工序S6。
当通过未图示的衬底搬送机械手(robot)将未处理的衬底W传递至旋转卡盘5时，控制器2执行第1处理液涂布工序S1(参照图1A及图1B)。即，控制器2一边以第1处理液涂布速度(例如，500rpm～1500rpm)使旋转卡盘5旋转，一边将第1处理液喷嘴N1配置于处理位置，并打开第1处理液阀14，从第1处理液喷嘴N1向衬底W的表面(上表面)的旋转中心排出规定量的第1处理液L1。与衬底W的表面接触的第1处理液L1利用离心力而向衬底W的周缘扩散，由此，涂散至衬底W的整个面。由此，形成覆盖衬底W的表面的整个区域的第1处理液L1的涂布膜F1。
在第1处理液涂布工序S1之后，控制器2执行第2处理液供给工序S2(参照图1C)。即，控制器2使第1处理液喷嘴N1移动至待机位置(图3中以双点划线示出)，取而代之，使第2处理液喷嘴N2移动至处理位置。第1处理液喷嘴N1的排出口10在待机位置处浸渍于待机罐3内的喷嘴清洗液，由此来清洗排出口10。控制器2以第2处理液处理速度(例如，300rpm～800rpm)使旋转卡盘5旋转。第2处理液处理速度优选与第1处理液涂布速度相等，或者比其低速。并且，控制器2例如以第2处理液L2着液于衬底W的表面的旋转中心的方式配置第2处理液喷嘴N2。
控制器2可以在第2处理液L2着液于衬底W的表面的旋转中心的状态下使第2处理液喷嘴N2静止并进行第2处理液供给工序S2。另外，控制器2可以以使第2处理液L2的着液位置在衬底W的表面的旋转中心与周缘之间扫描的方式，一边移动第2处理液喷嘴N2，一边进行第2处理液供给工序S2。当第2处理液喷嘴N2为喷雾喷嘴时，有时使着液位置静止并进行第2处理液供给工序S2是适当的。另外，当第2处理液喷嘴N2是直喷嘴时，有时使着液位置进行扫描并进行第2处理液供给工序S2是适当的。
在第2处理液供给工序S2之后，控制器2停止从第2处理液喷嘴N2的第2处理液L2的供给，将第2处理液喷嘴N2移动至待机位置。另外，控制器2使旋转卡盘5的旋转速度为混合液处理速度(例如，0rpm～50rpm)。混合液处理速度优选比第2处理液供给速度低速，也可以为零(即，旋转停止)。通过向第1处理液L1的涂布膜F1之上供给第2处理液L2，能够将它们混合而生成SPM。因此，在第2处理液L2的供给后立即开始利用SPM的处理工序，即开始混合液处理工序S3(参照图1C及图1D)。由于在停止第2处理液L2的供给后也在衬底W的表面上继续进行高粘度的第1处理液L1与第2处理液L2的混合，因此在停止第2处理液L2的供给后也继续进行混合液处理工序S3。
在停止第2处理液L2的供给后，若经过预先确定的反应时间，则控制器2执行冲洗工序S4(参照图1E)。即，控制器2将冲洗液喷嘴NR移动至处理位置。然后，控制器2使旋转卡盘5以规定的冲洗速度(例如，300rpm～1000rpm)旋转。在该状态下，控制器2打开冲洗液阀44，从冲洗液喷嘴NR向衬底W排出冲洗液R。在该实施方式中，衬底W的表面处的冲洗液R的着液位置固定于衬底W的中心。但是，也可以使用移动喷嘴的形态的冲洗液喷嘴NR，将冲洗液R的着液位置在衬底W的中心与周边之间移动(扫描)。
在经过预先确定的冲洗处理时间后，控制器2停止冲洗液R从冲洗液喷嘴NR的排出，从而结束冲洗工序S4，将冲洗液喷嘴NR移动至待机位置。
然后，控制器2执行残渣除去工序S5(参照图1F及图1G)。即，控制器2将药液喷嘴NC移动至处理位置。然后，控制器2使旋转卡盘5以规定的清洗液处理速度(例如，500rpm～1500rpm)旋转。在该状态下，控制器2打开药液阀34，将清洗液C(例如，氨水过氧化氢水混合液)向衬底W排出，从而执行清洗液供给工序S51(参照图1F)。衬底W的表面处的清洗液C的着液位置可以固定于衬底W的中心，也可以在衬底W的中心与周缘之间移动(扫描)。在供给清洗液C至达预先确定的时间后，控制器2停止清洗液C从药液喷嘴NC的排出，将药液喷嘴NC移动至待机位置。
然后，控制器2执行清洗液处理后的冲洗工序S52(参照图1G)。该冲洗工序S52可以与在混合液处理工序S3后立即进行的冲洗工序S4(参照图1E)实质上相同。
在经过预先确定的冲洗处理时间后，控制器2停止从冲洗液喷嘴NR的冲洗液R的排出，从而结束冲洗工序S52。然后，控制器2执行干燥工序S6(旋转干燥)：将旋转卡盘5加速至干燥旋转速度(例如，2500rpm～4000rpm)，将衬底W上的冲洗液R甩干(参照图1H)。在进行该干燥工序S6至达规定时间后，控制器2停止旋转卡盘5的旋转，从而结束处理。
已处理的衬底W被衬底搬送机械手(未图示)从旋转卡盘5接收并从处理腔室1搬出。
图7是用于说明第1处理液供给源15的其他的构成例的图。
前述图4示出的第1处理液供给源15的构成例中，能够向第1处理液箱16供给已调整的第1处理液L1，或者在第1处理液箱16内配制第1处理液L1。具体而言，将硫酸或过氧化氢水中的一者与增黏剂混合而配制的第1处理液L1供给于第1处理液箱16，或者在第1处理液箱16内进行这样的配制。
与此相对，在图7示出的第1处理液供给源15的构成例中，在第1处理液配管13的中途混合硫酸或过氧化氢水中的一者与增黏剂。
具体而言，在第1处理液配管13中，将供给作为硫酸或过氧化氢水中的一者的第1处理液成分L1a的第1处理液成分配管131、与供给液体状的增黏剂的增黏剂配管132连接。因此，第1处理液成分L1a与增黏剂在第1处理液配管13处合流并混合。为了促进其混合，在第1处理液配管13夹设有管道混合器133。
管道混合器133例如具有搅拌元件，通过对流经第1处理液配管13的流体进行搅拌，从而使第1处理液成分L1a与增黏剂充分地混合来辅助高粘度的第1处理液L1的生成。不仅是这样的搅拌型的管道混合器，也可以使用分散混合型的管道混合器，其在当第1处理液成分L1a与增黏剂合流时，从混合喷嘴将流体分散排出至流经主流路的流体从而进行分散混合。
该构成例的第1处理液供给源15在增黏剂为液体或乳液的情况下特别适合。在增黏剂为固体(粉体等)的情况下，图4示出的构成的第1处理液供给源15更为适合。
如上所述，根据该实施方式，将添加了增黏剂而作为高粘度的液体的第1处理液L1涂布于衬底W的表面(上表面)的整个区域。由此，能够抑制第1处理液L1的消耗量，并且在衬底W的表面的整个区域均匀地涂满第1处理液L1且密合。通过向涂布有该第1处理液L1的衬底W的表面供给第2处理液L2，从而在衬底W上混合第1处理液L1及第2处理液L2而生成SPM。由于第1处理液L1均匀地、毫无遗漏地涂满于衬底W的表面的整个区域并且密合，因此能够在衬底W的表面的整个区域毫无遗漏地、均匀地涂满SPM。因此，能够在衬底W的表面整个区域均匀地进行利用SPM的处理(使抗蚀剂腐蚀的处理)。而且，由于在衬底W上混合第1处理液L1及第2处理液L2，因此能够利用其混合时的反应热，从而相应地能够进行高效的处理。利用SPM的处理能够通过向衬底W的表面供给冲洗液R来替换SPM从而停止。
由于只要第2处理液L2为较低粘度(例如，比第1处理液L1粘度低)，则第1处理液L1及第2处理液L2的混合迅速地进行，因此能够迅速地生成它们的混合液、即SPM。由此，能够进行更高效的处理。
由于第1处理液L1的粘度能够根据增黏剂来适当地调整，因此能考虑涂布于衬底W的表面时的延展性、衬底W的表面处的涂布膜F1的保持性、与第2处理液L2的混合程度等而设定适当的粘度。由此，能够更减少第1处理液L1的消耗量并对衬底W实施均匀的处理。
特别是通过将包含过氧化氢水及增黏剂的液体作为第1处理液L1、将包含硫酸的液体作为第2处理液L2来使用，能够减少过氧化氢水的消耗量，因此优选。
第1处理液涂布工序S1中，只要在衬底W的表面形成有涂布膜F1(例如，凝胶状的涂布膜)，则能够使第1处理液L1可靠地密合于衬底W的表面的整个区域。相应地，由于能够使由供给第2处理液L2而产生的SPM可靠地密合于衬底W的表面的整个区域，因此能够进行高效且均匀的处理。
优选第2处理液供给工序S2在停止第1处理液L1的供给(新的液体的供给)的状态下进行。由此，能够可靠地减少第1处理液L1的消耗量。而且，由于能够向第1处理液L1的涂布膜F1之上供给第2处理液L2，因此通过第2处理液L2的流动能够抑制第1处理液L1被带至衬底W外。
优选在混合液处理工序S3中的至少一部分期间停止第2处理液L2的供给(新的液体的供给)。由此，能够进一步抑制第2处理液L2的消耗量。即，通过在第1处理液L1的涂布膜F1上担载有第2处理液L2的液膜的状态下进行它们的混合的覆液处理，能够进行利用作为它们的混合液的SPM的衬底处理。此时，由于不供给第1处理液L1及第2处理液L2，因此能够减少任何处理液的消耗量。
图8是用于说明本发明的第2实施方式涉及的衬底处理方法的工序图。在该实施方式中，在第1处理液涂布工序S1之前执行前处理工序S0。其后的工序S1～S6与前述第1实施方式(参照图1A～图1H)相同。
前处理工序S0是在将高粘度的第1处理液L1涂布于衬底W的表面前，向衬底W的表面供给第2处理液(优选比第1处理液L1粘度低的第2处理液L2)的工序。前处理工序S0中，衬底处理装置100可以进行与第2处理液供给工序S2实质上相同的工作。
前处理工序S0中，由于在衬底W不存在第1处理液L1的涂布膜F1，因此第2处理液L2被供给于衬底W的表面，而不是被供给至第1处理液L1的涂布膜F1上。控制器2使旋转卡盘5以第2处理液处理速度旋转，在该状态下，使第2处理液L2从第2处理液喷嘴N2向衬底W的表面排出。
在这样的前处理工序S0之后，将第2处理液喷嘴N2移动至待机位置，从而执行第1处理液涂布工序S1。由于供给于衬底W的表面的第1处理液L1与已经存在于衬底W上的第2处理液L2接触，因此发生第1处理液L1及第2处理液L2的混合(SPM反应)。因此，能够在第1处理液L1的供给后立即在衬底W的表面处开始混合液处理工序S3。
通过在第1处理液涂布工序S1之前执行前处理工序S0，从而容易将高粘度的第1处理液L1涂散于衬底W的表面整个区域，并且能够促进衬底W的表面处的混合液处理，因此能够进行更高效的抗蚀剂剥离处理。
以上，针对本发明的2个实施方式进行了说明，但是本发明能够进一步以其他的方式来实施。例如，前述实施方式中，主要说明了将室温的过氧化氢水和比其温度高的硫酸供给于衬底W的表面的处理。但是，也可以将室温的过氧化氢水和室温的硫酸供给于衬底W的表面。在此情况下也能够通过过氧化氢水及硫酸混合时的发热反应在衬底W上生成高温的SPM，从而使衬底W的表面的抗蚀剂腐蚀。为了促进衬底W上的反应，可以利用加热器对衬底W进行加热。加热器可以内置于旋转卡盘5，也可以使用卤素加热器等其他热源。
另外，前述实施方式中，针对将衬底W逐片地保持并处理的单片式的衬底处理进行了说明，但是本发明也可以应用于对多片衬底一起处理的批次式的衬底处理。
针对本发明的实施方式进行了详细说明，但这些仅是为了明确本发明的技术内容而使用的具体例，本发明不应解释为限定于这些具体例，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。
附图标记说明
S1 第1处理液涂布工序
S2 第2处理液供给工序
S3 混合液处理工序
S4 冲洗工序
S5 残渣除去工序
S6 干燥工序
W 衬底
L1 第1处理液
L2 第2处理液
R 冲洗液
C 清洗液
F1 第1处理液的涂布膜
N1 第1处理液喷嘴
N2 第2处理液喷嘴
NR 冲洗液喷嘴
NC 药液喷嘴
100 衬底处理装置
1 处理腔室
2 控制器
3 待机罐
5 旋转卡盘
10 排出口
14 第1处理液阀
15 第1处理液供给源
24 第2处理液阀
25 第2处理液供给源
44 冲洗液阀

Claims (15)

1.衬底处理方法，其包括：
第1处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的一者的第1处理液涂布于衬底的表面；
第2处理液供给工序，将包含硫酸及过氧化氢水中的另一者且粘度比所述第一处理液低的第二处理液供给至涂布有所述第1处理液的所述衬底的表面；
混合液处理工序，利用所述第1处理液及所述第2处理液在所述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对所述衬底的表面进行处理；和
冲洗工序，在所述混合液处理工序之后，向所述衬底供给冲洗液，从而将所述硫酸过氧化氢水混合液从所述衬底的表面冲走。
2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述第1处理液包含增黏剂。
3.衬底处理方法，其包括：
第1处理液供给工序，将包含增黏剂的第1处理液涂布于衬底的表面；
第2处理液供给工序，将第2处理液供给至涂布有所述第1处理液的所述衬底的表面；
混合液处理工序，利用所述第1处理液及所述第2处理液在所述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对所述衬底的表面进行处理；和
冲洗工序，在所述混合液处理工序之后，向所述衬底供给冲洗液，从而将所述硫酸过氧化氢水混合液从所述衬底的表面冲走。
4.衬底处理方法，其包括：
第1处理液供给工序，将包含过氧化氢水及增黏剂的第1处理液涂布于衬底的表面；
第2处理液供给工序，将包含硫酸的第2处理液供给至涂布有所述第1处理液的所述衬底的表面；
混合液处理工序，利用所述第1处理液及所述第2处理液在所述衬底的表面混合而生成的硫酸过氧化氢水混合液对所述衬底的表面进行处理；和
冲洗工序，在所述混合液处理工序之后，向所述衬底供给冲洗液，从而将所述硫酸过氧化氢水混合液从所述衬底的表面冲走。
5.如权利要求2、3或4所述的衬底处理方法，其中，所述增黏剂包含选自由聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、交联型聚丙烯酸、交联型聚丙烯酸钠、交联型丙烯酸系聚合物以及羧酸系共聚物组成的组中的至少一种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述第2处理液不包含增黏剂。
7.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理方法，其中，在所述第1处理液供给工序中，将所述第1处理液涂布于所述衬底的表面，从而形成覆盖所述衬底的表面的整个区域的所述第1处理液的涂布膜。
8.如权利要求1～7中任一项所述的衬底处理方法，其中，在所述第2处理液供给工序中，向所述第1处理液的涂布膜的表面供给所述第2处理液。
9.如权利要求1～8中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述第2处理液供给工序在停止向所述衬底的表面供给所述第1处理液的状态下开始。
10.如权利要求1～9中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述混合液处理工序中的至少一部分期间与所述第2处理液供给工序中的至少一部分期间重叠。
11.如权利要求1～10中任一项所述的衬底处理方法，其中，在所述混合液处理工序中的至少一部分期间中，停止向所述衬底的表面供给所述第2处理液。
12.如权利要求1～11中任一项所述的衬底处理方法，其中，将所述第1处理液供给工序和所述第2处理液供给工序交替地重复执行。
13.衬底处理装置，其用于实施权利要求1～12中任一项所述的衬底处理方法，所述衬底处理装置包括：
保持衬底的衬底保持机构；
第1处理液喷嘴，其向保持于所述衬底保持机构的衬底供给所述第1处理液；
第2处理液喷嘴，其向保持于所述衬底保持机构的衬底供给所述第2处理液；
冲洗液喷嘴，其向保持于所述衬底保持机构的衬底供给所述冲洗液；和
控制单元，其控制所述第1处理液从所述第1处理液喷嘴的供给来执行所述第1处理液供给工序，控制所述第2处理液从所述第2处理液喷嘴的供给来执行所述第2处理液供给工序，控制所述冲洗液从所述冲洗液喷嘴的供给来执行所述冲洗工序。
14.如权利要求13所述的衬底处理装置，其中，所述衬底保持机构包含旋转卡盘，所述旋转卡盘使衬底的表面向上方保持水平并旋转，
所述控制单元在所述第1处理液供给工序中控制所述第1处理液从所述第1处理液喷嘴的供给以及所述旋转卡盘的旋转，从而将所述第1处理液旋涂于所述衬底的表面。
15.如权利要求13或14所述的衬底处理装置，其还包含：
喷嘴移动单元，其在用于向保持于所述衬底保持机构的衬底供给处理液的处理位置与从所述处理位置退避的待机位置之间，移动所述第1处理液喷嘴；和
清洗罐，所述清洗罐在所述待机位置使所述第1处理液喷嘴的排出口浸渍于喷嘴清洗液中。
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