CN117916861A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使抗蚀剂的剥离能力提高的技术。基板处理方法具有：保持工序(S1)，使保持部(1)保持设置有抗蚀剂的基板(W)；第一等离子体处理工序(S2)，对被保持部(1)保持的基板(W)照射等离子体；液膜形成工序(S3)，在进行第一等离子体处理工序后，在被保持部(1)保持的基板(W)形成处理液的液膜；第二等离子体处理工序(S5)，在进行液膜形成工序后，对被保持部(1)保持的基板(W)照射等离子体；以及冲洗工序(S6)，在进行第二等离子体处理工序后，从被保持部(1)保持的基板(W)冲洗掉液膜。

Description

基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种基板处理方法以及基板处理装置。
背景技术
在半导体装置的制造过程中，为了对基板的主表面选择性地进行蚀刻、离子注入等，有时设置有作为掩膜的抗蚀剂。在进行蚀刻、离子注入后，由于抗蚀剂变得不需要，因此进行用于剥离(去除)抗蚀剂的处理。提出了各种用于剥离设置于基板的抗蚀剂的方法(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-88208号公报
发明内容
发明要解决的课题
作为用于剥离设置于基板的抗蚀剂的方法的一种，考虑在基板形成包含硫酸的处理液的液膜，并对液膜照射等离子体。在这种方法中，等离子体所含有的活性物种与硫酸反应，从而产生卡罗酸(过氧单硫酸；H2SO5)，通过卡罗酸将抗蚀剂氧化，从而剥离抗蚀剂。
卡罗酸的氧化力极高，根据上述方法，能实现充分高的剥离能力。然而，在抗蚀剂的膜厚特别大的情况、离子注入量特别多的情况、含有相容性差的聚合物的情况等下，也会有到抗蚀剂被充分地剥离为止非常耗时、或者硫酸的使用量变多的问题。因此，需求使抗蚀剂的剥离能力进一步提高的技术。
本发明鉴于这样的课题而提出，其目的在于，提供一种使抗蚀剂的剥离能力提高的技术。
用于解决课题的手段
第一实施方式的基板处理方法，具有：保持工序，使保持部保持设置有抗蚀剂的基板；第一等离子体处理工序，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；液膜形成工序，在进行所述第一等离子体处理工序后，在被所述保持部保持的基板形成处理液的液膜；第二等离子体处理工序，在进行所述液膜形成工序后，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；以及冲洗工序，在进行所述第二等离子体处理工序后，从被所述保持部保持的基板冲洗掉液膜。
第二实施方式的基板处理方法，在第一实施方式所述的基板处理方法中，所述基板处理方法具有测量在所述液膜形成工序中所形成的液膜的厚度的膜厚测量工序。
第三实施方式的基板处理方法，在第二实施方式所述的基板处理方法中，基于在所述膜厚测量工序中所获得的测量值，来调整所述第二等离子体处理工序的处理条件。
第四实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第三实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在所述第一等离子体处理工序中，供给用于促进等离子体的产生的气体。
第五实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第四实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在已停止供给用于促进等离子体的产生的气体的状态下，进行所述第二等离子体处理工序。
第六实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第四实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在所述第二等离子体处理工序中，供给用于促进等离子体的产生的气体。
第七实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第六实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在所述第一等离子体处理工序中，一边从与被所述保持部保持的基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体，一边使所述基板以规定的转速以与主表面正交的旋转轴为中心旋转；所述规定的转速为5(rpm)以上且20(rpm)以下。
第八实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第七实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在所述第二等离子体处理工序中，一边从与被所述保持部保持的基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体，一边不使所述基板以与主表面正交的旋转轴为中心旋转，或者使所述基板以30(rpm)以下的转速以与主表面正交的旋转轴为中心旋转。
第九实施方式的基板处理方法，在第一实施方式至第八实施方式中任一实施方式所述的基板处理方法中，在所述第一等离子体处理工序中，从与被所述保持部保持的基板的主表面之间隔着第一分离距离并与所述基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体；在所述第二等离子体处理工序中，从与被所述保持部保持的基板的主表面之间隔着比所述第一分离距离还小的第二分离距离并与所述基板的主表面相对配置的所述等离子体照射部对基板照射等离子体。
第十实施方式的基板处理装置，具有：保持部，保持基板；等离子体照射部，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；处理液供给部，对被所述保持部保持的基板供给处理液而在所述基板形成所述处理液的液膜；以及控制部，使所述等离子体照射部对被所述保持部保持的基板照射等离子体；所述控制部使等离子体照射至形成所述液膜之前的基板，而且使等离子体照射至形成有所述液膜之后的基板。
发明的效果
根据第一实施方式的基板处理方法，在形成有处理液的液膜之前与之后，对基板照射等离子体。在对形成处理液的液膜之前的基板的等离子体的照射(第一等离子体处理工序)中，通过等离子体直接作用于抗蚀剂，进行抗蚀剂所含有的聚合物的分解(低分子化)等，从而抗蚀剂变质成容易被剥离的膜质。另一方面，在对形成有处理液的液膜之后的基板的等离子体的照射(第二等离子体处理工序)中，通过等离子体作用于处理液，能一边提高处理液的处理能力一边进行基于处理液的抗蚀剂的剥离。即，在该基板处理方法中，通过第一等离子体处理工序中的等离子体照射，抗蚀剂的膜质变质成容易被剥离的状态，然后，通过已经通过第二等离子体处理工序中的等离子体照射提高了处理能力的处理液进行抗蚀剂的剥离。因此，即使为抗蚀剂较难被剥离的情况，也能毫无困难地剥离抗蚀剂。即，能使抗蚀剂的剥离能力提高。
根据第二实施方式的基板处理方法，测量在液膜形成工序中所形成的液膜的厚度。在液膜形成工序中存在下述情况：即使将处理条件设定成相同，实际上所形成的液膜的厚度在基板间也多少会存在偏差。而且，认为在对形成液膜之前的基板照射等离子体从而使抗蚀剂的膜质变质的情况下，特别容易产生这种偏差。当在基板间液膜的厚度存在偏差时，有可能第二等离子体处理工序中的等离子体处理的进行速度产生偏差，从而无法在基板间确保处理的均匀性，但通过测量液膜的厚度能察觉产生这种偏差的状况。
根据第三实施方式的基板处理方法，基于在膜厚测量工序中所获得的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件。因此，即使在基板间液膜的厚度产生偏差，也能以抵消偏差的方式来调整第二等离子体处理工序的处理条件，由此，能避免在基板间产生处理的偏差。
根据第四实施方式的基板处理方法，由于在第一等离子体处理工序中供给用于促进等离子体的产生的气体，因此，能使等离子体处理有效地进行。
根据第五实施方式的基板处理方法，由于第二等离子体处理工序在停止供给气体的状态下进行，因此，形成于基板的液膜不会受到气体流动的影响而摇动或者被推流。因此，能够充分地确保基板的面内的处理的均匀性。
根据第六实施方式的基板处理方法，由于在第二等离子体处理工序中供给用于促进等离子体的产生的气体，因此，能使等离子体处理有效地进行。
根据第七实施方式的基板处理方法，在第一等离子体处理工序中，基板以5(rpm)以上且20(rpm)以下的转速旋转。假设即使等离子体中的活性物种的分布不均匀，也能通过使基板旋转从而使活性物种无遗漏地作用于基板的主表面的全部区域，因此，能提高基板的面内的处理的均匀性。另一方面，当基板旋转时的转速过大时，有可能会引起气流的紊乱从而使等离子体中的活性物种的分布产生不均衡(即，基板的面内的处理的均匀性反而会降低)，但通过将转速设定成20(rpm)以下，能够避免产生这种事态。
根据第八实施方式的基板处理方法，在第二等离子体处理工序中，使基板以30(rpm)以下的转速旋转或者不使基板旋转，因此，能抑制形成于基板的液膜摇动或者偏移。因此，能够充分地确保基板的面内的处理的均匀性。
在第九实施方式的基板处理方法中，在第一等离子体处理工序与第二等离子体处理工序之间，基板与等离子体照射部之间的分离距离不同。该分离距离越小则越能促进等离子体处理，但是，该分离距离过小时，在基板与等离子体照射部之间可能会产生放电。在此，当在基板形成有液膜时，与未形成有液膜的状态相比变得难以产生放电。即，就为了避免放电必须确保的最小的分离距离而言，在基板形成有液膜的状态下比在基板未形成有液膜的状态下还小。在这种实施方式的基板处理方法中，将第二等离子体处理工序中的基板与等离子体照射部之间的分离距离设定成比第一等离子体处理工序中的基板与等离子体照射部之间的分离距离还小，由此，能够在第一等离子体处理工序以及第二等离子体处理工序中分别一边抑制产生放电一边充分地促进等离子体处理。
根据第十实施方式的基板处理装置，对形成处理液的液膜之前的基板照射等离子体，而且，对形成有处理液的液膜之后的基板也照射等离子体。由于通过前者的等离子体照射使抗蚀剂的膜质变质成容易被剥离的状态，且通过已经通过后者的等离子体照射而提高了处理能力的处理液进行抗蚀剂的剥离，因此，即使为抗蚀剂较难被剥离的情况，也能毫无困难地剥离抗蚀剂。即，能使抗蚀剂的剥离能力提高。此外，在此，由于前者与后者的等离子体照射在相同的装置进行，因此，与以第一装置对形成处理液的液膜之前的基板照射等离子体，接着将该基板从第一装置移动至第二装置后再以该第二装置对形成有液膜之后的基板照射等离子体的结构相比，能大幅地缩短处理时间。
附图说明
图1是示意性地示出基板处理系统的结构的俯视图。
图2是示出控制部的结构的框图。
图3是示意性地示出处理单元的结构的侧视图。
图4是概略性地示出等离子体反应器的结构的俯视图。
图5是示出在处理单元中所执行的处理的流程的图。
图6是用于说明保持工序的图。
图7是用于说明第一等离子体处理工序的图。
图8是用于说明液膜形成工序的图。
图9是用于说明膜厚测量工序的图。
图10是用于说明第二等离子体处理工序的图。
图11是用于说明冲洗工序的图。
图12是用于说明根据等离子体反应器的高度来切换气体的喷出流量的方式的图。
图13是示出进行反复工序的情况的处理的流程的图。
具体实施方式
以下一边参照附图一边说明实施方式。另外，该实施方式所记载的结构构件仅为例示，本发明的主旨并非是将本发明的范围限制为所述实施方式。在附图中，为了容易理解，有时根据需要而夸大或简化各构件的尺寸或数量来进行图示。
只要未特别地说明，则用于表示相对性的或者绝对性的位置关系的表现(例如“向一方向”、“沿一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”以及“同轴”等)不仅严格地表示所指的位置关系，也表示在公差或者能够获得相同程度的功能的范围内角度或者距离相对性地位移的状态。只要未特别地说明，则用于表示相等的状态的表现(例如“相同”、“相等”以及“均质”等)不仅表示定量地且严密地相等的状态，也表示存在公差或者能够获得相同程度的功能的误差的状态。只要未特别地说明，则用于表示形状的表现(例如“圆形状”、“四边形状”、“圆筒形状”等)不仅几何学性地且严密地表示所指的形状，也表示在能够获得相同程度的技术效果的范围内具有例如凹凸或者倒角等的形状。“具备”、“具有”、“具备有”、“包括”结构构件的各种表现并非是将其他的结构构件的存在排除的排他式的表现。“A、B以及C中的至少任一个”的这种表现是包括“只有A”、“只有B”、“只有C”、“A、B以及C中的任两个”、“A、B以及C全部”。
<1.基板处理系统的整体构成>
参照图1说明基板处理系统100的结构。图1是示意性地示出基板处理系统100的结构的俯视图。
基板处理系统100为用于对作为处理对象的基板W进行规定的处理的处理系统，具有接口部110、分度器部120、主体部130以及控制部140。在基板处理系统100中作为处理对象的基板W例如为半导体基板。此外，作为处理对象的基板W的形状例如为圆板形状，基板W的尺寸(直径)例如为约300(mm)。
接口部110为用于将承载器C连接于基板处理系统100的接口，该承载器C为用于容纳复数张基板W的基板容纳器，具体而言，接口部110例如具有下述结构：载置有承载器C的复数个(在图中的例子中为三个)装载埠111在水平方向上排成一列地排列。承载器C可以为用于将基板W收纳于密闭空间的类型的承载器(例如前开式晶圆传送盒(FOUP：FrontOpening Unified Pod)、标准机械化接口(SMIF：Standard Mechanical Inter Face)盒等)，也可以为用于将基板W暴露于外部空气的类型的承载器(例如开放式晶圆匣(OC：OpenCassette)等)。
分度器部120为配置于接口部110与主体部130之间的部分，具有分度器机器人121。
分度器机器人121为用于在载置于各个装载埠111的承载器C与主搬运机器人131(后述)之间搬运基板W的搬运机器人，构成为包括手部121a、臂121b以及驱动部等，手部121a用于保持基板W，臂121b连接于手部121a，驱动部用于使臂121b伸缩、旋转、以及升降。分度器机器人121进出载置于各个装载埠111的承载器C，来进行搬出动作(即，以手部121a取出容纳于承载器C的未处理的基板W的动作)以及搬入动作(即，将被手部121a保持的处理完毕的基板W搬入承载器C的动作)。此外，分度器机器人121进出分度器机器人121与主搬运机器人131之间的交接位置T，从而在分度器机器人121与主搬运机器人131之间进行基板W的交接。
主体部130具有主搬运器人131以及复数个(例如十二个)处理单元132。在此，例如在铅垂方向上层叠的复数个(例如三个)处理单元132构成一个塔，该塔以围绕主搬运机器人131的周围的方式设置有复数个(例如四个)。
主搬运机器人131为用于在分度器机器人121与各个处理单元132之间搬运基板W的搬运机器人，构成为包括手部131a、臂131b以及驱动部等，手部131a用于保持基板W，臂131b连接于手部131a，驱动部用于使臂131b伸缩、旋转以及升降。主搬运机器人131进出各个处理单元132，从而进行搬入动作(即，将被手部131a保持的处理对象的基板W搬入处理单元132的动作)以及搬出动作(即，以手部131a取出容纳于处理单元132的处理完毕的基板W的动作)。此外，主搬运机器人131进出主搬运机器人131与分度器机器人121之间的交接位置T，从而在主搬运机器人131与分度器机器人121之间进行基板W的交接。
处理单元132为用于对基板W进行规定的处理的装置。处理单元132的具体性的结构在后面说明。
控制部140为用于控制基板处理系统100所具有的各部的动作的构件，例如由具有电路的一般的计算机构成。具体而言，如图2所示，控制部140例如构成为包括下述构件等：CPU(Central Processor Unit：中央处理单元)141，作为用于负责数据处理的中央运算装置；ROM(Read Only Memory：只读存储器)142，存储基本程序等；RAM(Random AccessMemory；随机存取存储器)143，作为CPU141进行规定的处理(数据处理)时的作业区域来使用；存储装置144，由闪存、硬盘装置等非挥发性存储装置构成；以及总线线145，将这些构件相互连接。在存储装置144中存储有程序P，该程序P用于规定控制部140所执行的处理，通过CPU141执行该程序P，从而控制部140能够执行程序P所规定的处理。此外，也可通过专用的逻辑电路等硬件来执行控制部140所执行的处理的一部分或者全部。
控制部140也可以为主控制部与复数个局部控制部能够通信地连接，主控制部统一控制基板处理系统100整体的动作。在这种情况下，也可以在复数个处理单元132分别对应地设置有至少一个局部控制部，该局部控制部基于来自主控制部的指示来控制对应的处理单元132的动作。此外，在采用这种结构的情况下，主控制部以及各个局部控制部也可以分别单独地具有上述各部141～145的一部分或者全部。
<2.处理单元132＞
接着，参照图3说明处理单元132的结构。图3是示意性地示出处理单元132的结构的侧视图。此外，如上所述，虽然在主体部130设置有复数个处理单元132，但这些复数个处理单元132中的至少一个处理单元132只要具有以下所说明的结构即可。即，也可以在复数个处理单元132中包含具有与以下所说明的结构不同的结构。
处理单元132例如为用于进行剥离(去除)设置于基板W的抗蚀剂的处理的处理装置，并相当于基板处理装置。处理单元132为一张一张地处理作为处理对象的基板W的所谓的单张式的处理装置。
处理单元132具有保持部1、液体供给部2、膜厚测量部3、等离子体产生部4、阻隔部5、气体供给部6以及挡板部7。此外，处理单元132具有腔室8，该腔室8容纳保持部1、液体供给部2、膜厚测量部3、等离子体产生部4、阻隔部5、气体供给部6以及挡板部7所具有的构件的至少一部分(例如基座部11、喷嘴21、22、膜厚传感器31、等离子体反应器41、阻隔板51、气体喷嘴61以及挡板71等)。优选地，通过风扇过滤器单元81等在腔室8的内部空间形成有洁净空气的降流。
(保持部1)
保持部1为用于保持成为处理对象的基板W的构件，例如具有基座部11、复数个夹具销12、以及旋转机构13。
基座部11为直径比基板W稍大的圆板形状的构件，以使厚度方向沿着铅垂方向的姿势配置。复数个夹具销12设置于基座部11的上表面，沿着基座部11的上表面的周缘隔开间隔地配置。各个夹具销12构成为，根据来自控制部140的指示在夹持位置与解除位置之间位移，该夹持位置为各个夹具销12与基板W的周缘接触的位置，该解除位置为各个夹具销12从基板W的周缘离开的位置，通过各个夹具销12配置于夹持位置，基板W以水平姿势(基板W的厚度方向沿着铅垂方向的姿势)被保持在基座部11的上方。
旋转机构13为用于使基座部11旋转的机构。具体而言，旋转机构13例如构成为包括：轴13a，在上端与基座部11的下表面连结；以及马达13b，连接于轴13a的下端。在此，例如，与被保持在基座部11上的基板W的主表面正交且通过基板W的主表面的中心的轴被规定为旋转轴Q，轴13a与该旋转轴Q同轴地设置。而且，马达13b根据来自控制部140的指示，以控制部140所指示的转速使轴13a以旋转轴Q为中心旋转。轴13a接受马达13b的驱动而旋转，从而基座部11连同被保持于基座部11上的基板W以该旋转轴Q为中心旋转。如此，包括旋转机构13而构成的保持部1(即能够一边保持基板W一边使基板W旋转的保持部1)也被称为旋转夹具等。此外，旋转夹具中的基座部11也被称为旋转基座等。
(液体供给部2)
液体供给部2为用于对被保持部1保持的基板W供给液体的构件，例如具有处理液喷嘴21、冲洗液喷嘴22以及喷嘴移动机构23。
处理液喷嘴21为用于对被保持部1保持的基板W供给处理液的喷嘴，例如为在一端面形成有喷出口21a的直线型的喷嘴。处理液喷嘴21经由处理液供给管211连接于处理液供给源212，该处理液供给源212贮存有规定的处理液(在此为硫酸)。此外，在处理液供给管211安装有阀213以及流量调整部214。阀213为用于对通过处理液供给管211的处理液的供给以及停止进行切换的阀，被控制部140控制。流量调整部214由例如质量流量控制器构成，在控制部140的控制下调整在处理液供给管211中流动的处理液的流量。在这种结构中，当阀213打开时，由流量调整部214调整的规定流量的处理液从处理液供给源212通过处理液供给管211被供给至处理液喷嘴21并从喷出口21a被喷出。
在处理液喷嘴21配置于后述的喷嘴处理位置的状态下，通过从喷出口21a喷出处理液，处理液被供给至被保持部1保持的基板W，从而在基板W形成有处理液的液膜(图8)。即，通过处理液喷嘴21以及连接于处理液喷嘴21的处理液供给管211等构成处理液供给部，该处理液供给部对被保持部1保持的基板W供给处理液，从而在基板W上形成处理液的液膜。
冲洗液喷嘴22为用于向被保持部1保持的基板W供给冲洗液的喷嘴，例如为在一端面形成有喷出口22a的直线型的喷嘴。冲洗液喷嘴22经由冲洗液供给管221连接于冲洗液供给源222，该冲洗液供给源222贮存有规定的冲洗液(例如，去离子水(DIW、H-DIW)、纯水、臭氧水、碳酸水、异丙醇等)。在冲洗液供给管221安装有阀223以及流量调整部224。阀223为用于对通过冲洗液供给管221的冲洗液的供给以及停止进行切换的阀，被控制部140控制。流量调整部224由例如质量流量控制器构成，在控制部140的控制下调整在冲洗液供给管221中流动的冲洗液的流量。在这种结构中，当阀223打开时，由流量调整部224调整的规定流量的冲洗液从冲洗液供给源222通过冲洗液供给管221被供给至冲洗液喷嘴22并从喷出口22a被喷出。
在冲洗液喷嘴22配置于后述的喷嘴处理位置的状态下，从喷出口22a喷出冲洗液，从而冲洗液被供给至被保持部1保持的基板W(图11)。即，通过冲洗液喷嘴22以及连接于冲洗液喷嘴22的冲洗液供给管221等构成冲洗液供给部，该冲洗液供给部向被保持部1保持的基板W供给冲洗液。
喷嘴移动机构23为用于使处理液喷嘴21以及冲洗液喷嘴22在喷嘴处理位置与喷嘴待机位置之间移动的机构。在此，“喷嘴处理位置”是从喷嘴21、22的喷出口21a、22a喷出的液体被供给至被保持部1保持的基板W的上侧的主表面(上表面)的位置，具体而言，例如为该主表面的上方且为在铅垂方向上与该主表面的中心相对的位置(图8、图11)。另一方面，“喷嘴待机位置”是喷嘴21、22不会与其他的构件(位于等离子体处理位置的等离子体反应器41、主搬运机器人131的手部131a等，该主搬运机器人131相对于基座部11进行基板W的交接)干扰的位置，具体而言为例如从上方观看比被保持部1保持的基板W的周缘更靠外侧(径向的外侧)的位置(例如图6)。
在此，处理液喷嘴21以及冲洗液喷嘴22经由连结构件等而链接，从而构成喷嘴单元U。而且，具体而言，喷嘴移动机构23例如包括：臂，在顶端部与喷嘴单元U连接且大致水平地延伸；支柱，支撑臂的基端部；以及马达，使支柱以支柱的轴为中心旋转。马达根据来自控制部140的指示使支柱以控制部140所指示的旋转角度以支柱的轴为中心旋转。支柱的位置以及臂的长度是被规定为，当支柱接受马达的驱动而旋转时，臂旋转，连结于臂的顶端的喷嘴单元U沿着圆弧状的轨迹移动，从而各喷嘴21、22的喷嘴处理位置与喷嘴待机位置被配置于该圆弧状的轨迹上。即，通过喷嘴单元U沿着该圆弧状的轨迹移动，各喷嘴21、22在各自的喷嘴处理位置与喷嘴待机位置之间移动。
(膜厚测量部3)
膜厚测量部3为用于测量形成于被保持部1保持的基板W的处理液的液膜的厚度(膜厚)的构件，例如具有膜厚传感器31以及传感器移动机构32。
膜厚传感器31为用于测量膜厚的传感器(所谓的膜厚计)。具体而言，膜厚传感器31例如为利用了光的干扰的反射分光膜厚计，具有发光器、分光器、受光器、计算器等。在该膜厚传感器31测量膜厚时，首先，发光器将测量用的光照射至形成有处理液的液膜的基板W的主表面。如此，被照射的光的一部分在液膜的液面反射，剩余的一部分在基板W的主表面反射。这两个反射光彼此干扰的干扰光入射至分光器并被分光器分光。受光器接收被分光的光，并根据波长计测光的强度。接着，计算器基于所获得的计测值来计算膜厚的测量值。计算出的测量值被输出至控制部140。
传感器移动机构32为用于使膜厚传感器31在膜厚测量位置与传感器待机位置之间移动的机构。在此，“膜厚测量位置”是膜厚传感器31测量形成于被保持部1保持的基板W的上侧的主表面的液膜的厚度的位置，具体而言为该主表面的上方，且为在铅垂方向上与在该主表面的面内预先规定的测量对象位置相对的位置(图9)。另一方面，“传感器待机位置”是膜厚传感器31不会与其他的构件(位于等离子体处理位置的等离子体反应器41、主搬运机器人131的手部131a等，该主搬运机器人131相对于基座部11进行基板W的交接)干扰的位置，具体而言为例如从上方观看比被保持部1保持的基板W的周缘更靠外侧(径向的外侧)的位置(例如图6)。
在此，用于使处理液喷嘴21以及冲洗液喷嘴22移动的喷嘴移动机构23担任作为用于使膜厚传感器31移动的传感器移动机构32的功能。即，膜厚传感器31经由连结构件等与喷嘴21、22连结，从而与喷嘴21、22一起构成喷嘴单元U，喷嘴移动机构23(即作为传感器移动机构32的喷嘴移动机构23)使喷嘴单元U沿着圆弧状的轨迹移动，从而膜厚传感器31在被规定在该轨迹上的膜厚测量位置与传感器待机位置之间移动。
(等离子体产生部4)
等离子体产生部4为用于使等离子体产生并将所产生的等离子体照射至被保持部1保持的基板W的构件，例如具有等离子体反应器41、电源42以及等离子体反应器移动机构43。等离子体产生部4能够在大气压下使等离子体产生。然而，在此所谓的“大气压”例如为标准气压的80％以上且标准气压的120％以下。
等离子体反应器41为用于向对象物(在此为被保持部1保持的基板W)照射等离子体的照射部(等离子体照射部)。具体而言，等离子体反应器41例如为扁平的平型形状，以使厚度方向(后述的Z方向)沿着铅垂方向的姿势配置于被保持部1保持的基板W的上方且配置于在铅垂方向上与该基板W的主表面相对的位置。等离子体反应器41在俯视观看时例如为圆形状，且为与成为处理对象的基板W相同程度的(或者比该基板W稍大的)尺寸。
参照图3以及图4更具体性地说明等离子体反应器41的结构。图4是概略性地示出等离子体反应器41的结构的俯视图。
等离子体反应器41具有一对电极部(第一电极部411以及第二电极部412)。一对电极部411、412以将由介电体材料(例如石英、陶瓷等)所形成的分隔板413夹在中间的方式在厚度方向上层叠地设置。具体而言，在圆板形状的分隔板413的厚度方向的一侧设置有第一电极部411，在圆板形状的分隔板413的厚度方向的另一侧设置有第二电极部412。以下，为了方便说明，将层叠了第一电极部411、分隔板413以及第二电极部412的方向设为“Z方向”。此外，将在与Z方向正交的面内的用于规定后述的集合电极411b、412b的圆弧的弦方向设为“Y方向”，将与Z方向以及Y方向正交的方向设为“X方向”。
第一电极部411全体呈梳状，且具有下述结构：由适当的导电性材料(例如钨)所形成的复数个线状电极(第一线状电极)411a经由由适当的导电性材料(例如铝)所形成的集合电极(第一集合电极)411b而连接。各个第一线状电极411a为以使长边方向沿着X方向的姿势配置的棒状的电极，复数个第一线状电极411a隔着恒定的间隔沿着Y方向排列。另一方面，第一集合电极411b在俯视观看时为圆弧状的平板形状的电极，且在第一集合电极411b的内周缘侧连接有各个第一线状电极411a的端部。
与第一电极部411同样地，第二电极部412全体呈梳状，且具有下述结构：由适当的导电性材料(例如钨)所形成的复数个线状电极(第二线状电极)412a经由由适当的导电性材料(例如铝)所形成的集合电极(第二集合电极)412b而连接。各个第二线状电极412a为以使长边方向沿着X方向的姿势配置的棒状的电极，且复数个第二线状电极412a隔着恒定的间隔沿着Y方向排列。另一方面，第二集合电极412b在俯视观看时为圆弧状的平板形状的电极，且在第二集合电极412b的内周缘侧连接有各个第二线状电极412a的端部。
两个电极部411、412是以下述的位置关系配置：在从Z方向观看时集合电极411b、412b的各个端部相对，第一集合电极411b的膨胀方向朝向-X方向，第二集合电极412b的膨胀方向朝向+X方向。在这种状态下，从Z方向观看在相邻的第一线状电极411a之间配置有第二线状电极412a。即，从Z方向观看在被两个集合电极411b、412b包围的略圆形状的区域内沿着Y方向交替地配置有第一线状电极411a以及第二线状电极412a。
至少各个第一线状电极411a以及各个第二线状电极412a被介电管414覆盖。介电管414由介电体材料(例如石英、陶瓷等)所形成，通过被介电管414覆盖，保护各个线状电极411a、412a不受等离子体影响。
电源42为用于使等离子体产生的等离子体用电源，与等离子体产生器41连接。具体而言，从电源42延伸的一对配线中的一方连接于第一电极部411(具体而言为第一集合电极411b)，从电源42延伸的一对配线中的另一方连接于第二电极部412(具体而言为第二集合电极412b)。
具体而言，电源42例如由高频电源构成，并被控制部140控制。当电源42根据来自控制部140的指示对第一电极部411与第二电极部412之间施加规定的电压(例如十几kV至数十kHz左右的高频电压)时，在第一线状电极411a与第二线状电极412a之间产生电场，由此，第一线状电极411a以及第二线状电极412a的周围的气体等离子体化(所谓的介质阻挡放电(dielectric barrier discharge))。即，产生(点亮)等离子体。
此外，在电源42设置有反相器电路等切换电源电路以及脉冲产生器，在脉冲产生器在规定的周期所产生的脉冲信号的导通期间，对两个电极部411、412之间施加高频电压。在这种情况下，主要是在导通期间产生等离子体。
等离子体反应器移动机构43为用于使等离子体反应器41在等离子体处理位置与等离子体待机位置之间移动(升降)的机构。在此，“等离子体处理位置”是等离子体反应器41对被保持部1保持的基板W进行等离子体处理的位置(图7、图10)。针对等离子体处理位置在后面具体地说明。另一方面，“等离子体待机位置”是等离子体反应器41不对被保持部1保持的基板W进行等离子体处理的位置，且为以等离子体反应器41所产生的等离子体不会作用于该基板W的程度使等离子体反应器41与基板W这两者的分离距离充分地变大的位置(例如图6)。
具体而言，等离子体反应器移动机构43例如构成为包括升降板以及马达，该升降板在顶端部与等离子体反应器41连结且大致水平地延伸。在马达与升降板之间设置有凸轮，该凸轮将马达的旋转动作转换成升降板的升降动作。因此，当马达根据来自控制部140的指示旋转达至控制部140所指示的旋转角度时，升降板(连同与升降板连接的等离子体反应器41)上升(或者下降)与该旋转角度相应的距离。但是，等离子体反应器移动机构43的结构就未限定于此，而是能够通过用于实现升降移动的各种驱动机构来实现。例如，等离子体反应器移动机构43也可构成为包括滚珠丝杠机构以及用于对该滚珠丝杠机构赋予驱动力的马达，也可构成为包括气缸。
(阻隔部5)
阻隔部5为用于将等离子体反应器41与等离子体反应器41的上方空间阻隔的构件，例如具有阻隔板51。
阻隔板51为平板状的构件，为使厚度方向沿着铅垂方向的姿势，且配置在等离子体反应器41的上方且配置在在铅垂方向上与等离子体反应器41的上表面相对的位置。阻隔板51为例如在俯视观看时与等离子体反应器41相同的形状(在此为圆形状)，且为与等离子体反应器41相同程度的(或者比等离子体反应器41稍大的)尺寸。
在此，阻隔板51经由连结构件等与等离子体反应器41连结。因此，当等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41升降时，阻隔板51一边保持与等离子体反应器41之间的规定的位置关系一边与等离子体反应器41一体地升降。
(气体供给部6)
气体供给部6为用于对被保持部1保持的基板W与等离子体反应器41之间供给气体的构件，例如具有气体喷嘴61。
气体喷嘴61为用于对被保持部1保持的基板W与等离子体反应器41之间喷出气体的喷嘴，具体而言例如具有喷嘴主体部61a以及设置于喷嘴主体部61a的喷出口61b。喷嘴主体部61a为环状的构件，且设置成从等离子体反应器41的周缘朝下方垂下并从侧方包围等离子体反应器41。在喷嘴主体部61a的内周面中的比等离子体反应器41更向下方延伸的下端侧的区域，在例如周向上等间隔地设置有复数个喷出口61b。
在喷嘴主体部61a的内部设置有气体流路，各个喷出口61b与该气体流路连通。此外，该气体流路经由气体供给管611连接于用于贮存规定的气体的气体供给源612。此外，在气体供给管611安装有阀613以及流量调整部614。阀613为用于对通过气体供给管611的气体的供给以及停止进行切换的阀，并被控制部140控制。流量调整部614由例如质量流量控制器构成，且在控制部140的控制下调整在气体供给管611中流动的气体的流量。
在这种结构中，当阀613打开时，由流量调整部614调整的规定流量的气体从气体供给源612通过气体供给管611被供给至设置于喷嘴主体部61a的内部的气体流路，并从各个喷出口61b被喷出。即，气体从比等离子体反应器41的下表面还稍微下方且比该下表面的周缘更靠外侧的喷出口61b朝向该下表面的下方的空间被喷出。此时的气体的喷出方向在从上方观看时为该下表面的径向(即从等离子体反应器41的下表面的周缘侧通过中心朝向相反的周缘侧的方向)，且从侧方观看时与等离子体反应器41的下表面平行的方向。由此，气体被供给至等离子体反应器41的下表面的附近且为等离子体反应器41的下侧的空间(等离子体反应器41的下表面与被保持部1保持的基板W之间的空间)。
此外，在此，气体喷嘴61与等离子体反应器41连结地设置。因此，当等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41升降时，气体喷嘴61在相对于等离子体反应器41配置于规定的相对位置的状态下与等离子体反应器41一体地升降。
(挡板部7)
挡板部7为用于接住从被保持部1保持的基板W飞散的处理液等的构件，且例如具有一个以上(在此为两个)的挡板71以及挡板移动机构72。
挡板71构成为包括筒部分71a、倾斜部分71b以及延伸部分71c。筒部分71a为圆筒状的部分，且设置成包围保持部1。倾斜部分71b设置成与筒部分71a的上端缘相连，且随着朝向铅垂上方而朝向内侧方向倾斜。延伸部分71c为平板环状的部分，且设置成从倾斜部分71b的上端缘在大致水平面内朝向内侧方向延伸。在设置有复数个挡板71的情况下，各个挡板71基本上具有同样的结构。然而，在这种情况下，各个挡板71的尺寸彼此不同，且复数个挡板71配置成嵌套状。即，筒部分71a配置成同心状，倾斜部分71b以及延伸部分71c是以上下重叠的方式配置成嵌套状。
挡板移动机构72为用于使挡板71在挡板处理位置与挡板待机位置之间移动(升降)的机构。然而，在设置有复数个挡板71的情况下，挡板移动机构72使各个挡板71分别独立地移动。在此，“挡板处理位置”是挡板71接住从被保持部1保持的基板W飞散的处理液等的位置，具体而言例如为延伸部分71c配置于比该基板W更靠上方的位置(例如图8)。另一方面，“挡板待机位置”是挡板71不会与其他构件(主搬运机器人131的手部131a等，该主搬运机器人131用于对基座部11进行基板W的交接)干扰的位置，具体而言例如为延伸部分71c配置于比被保持部1保持的基板W更靠下方的位置(例如图6)。
挡板移动机构72能通过用于实现升降移动的各种驱动机构来实现。具体而言，例如挡板移动机构72可以包括滚珠丝杠机构、用于对该滚珠丝杠机构赋予驱动力的马达等，也可构成为包括气缸等。如上所述，在设置有复数个挡板71的情况下，在复数个挡板71分别设置有各自的驱动机构，以使各个挡板71分别独立地移动。
在挡板71的下方侧设置有排液部73，该排液部73对被挡板71的内周面接住的处理液等进行排液。具体而言，排液部73例如包括设置于挡板71的下方的杯731以及连接于杯731的排液管732等，并且构成为，被配置于挡板处理位置的挡板71的内周面接住且沿着该挡板71的内周面流下的处理液被杯731接住并从排液管732被排液。此外，虽然省略图示，但是，在设置有复数个挡板71的情况下，在各个挡板71的下方设置有独立的杯。
此外，在挡板71的外侧设置有排气部74，该排气部74对沿着挡板71的内周面流动的气体或者雾气等进行排气。具体而言，排气部74例如包括以从外侧包围挡板71的方式设置的周壁部741、以及连接于周壁部741的排气管742等，并且构成为，被配置于挡板处理位置的挡板71的内周面接住且沿着挡板71的内周面流下的气体或者雾气等被周壁部741接住并从排气管742被排气。
<3.处理的流程＞
接着，参照图3、图5以及图6至图11说明在处理单元132所进行的处理的流程。图5是示出该处理的流程的图。图6至图11分别是用于说明各个处理工序的图，且示意性地示出该处理工序中的各部的状态。
在以下的说明中，作为处理对象的基板W为例如在至少一方的主表面设置有作为掩膜的抗蚀剂且进行了蚀刻、离子注入后的基板W，在处理单元132中进行用于去除不要的抗蚀剂的一连串的处理。以下所说明的一连串的处理通过控制部140控制处理单元132所具有的各部来进行。
步骤S1：保持工序
首先，使保持部1保持成为处理对象的基板W。即，当主搬运机器人131将保持着成为处理对象的基板W的手部131a插入腔室8内并将基板W搬入至处理单元132时，保持部1以基板W中的设置有抗蚀剂的主表面朝向上侧这样的水平姿势保持被搬入的基板W(图6)。喷嘴21、22、膜厚传感器31、等离子体反应器41以及挡板71配置于各自的待机位置，以在进行保持工序的期间不会与手部131a干扰。
步骤S2：第一等离子体处理工序
接着，对被保持部1保持的基板W照射等离子体。即，对形成处理液的液膜F之前的基板W(露出抗蚀剂的状态的基板W)照射等离子体并进行等离子体处理(第一等离子体处理)。参照图7具体地说明第一等离子体处理工序。
在该第一等离子体处理工序中，从电源42对等离子体反应器41施加规定的电压(等离子体生成用的电压)。由此，等离子体反应器41的周围的气体等离子体化，从而产生等离子体。虽然等离子体包含有各种活性物种(在等离子体的周围的气体为空气的情况下，例如为氧自由基、羟基自由基、臭氧气体等活性物种)，但活物性种的种类以及数量根据存在于等离子体反应器41的周围的气体的种类等而变化。
首先，在该第一等离子体处理工序中，打开设置于气体供给管611的阀613。如此，贮存于气体供给源612的规定的气体以由流量调整部614调整过的规定的流量通过气体供给管611被供给至气体喷嘴61，并从各个喷出口61b喷出。即，气体从等离子体反应器41的下表面的周缘的外侧沿着从上方观看时为该下表面的径向且从侧方观看时为与该下表面平行的方向喷出。由此，气体被供给至等离子体反应器41的下表面的附近即等离子体反应器41的下侧的空间(该下表面与被保持部1保持的基板W之间的空间)。
被供给至等离子体反应器41的附近的规定的气体(即从气体喷嘴61喷出的规定的气体)为用于促进等离子体的产生的气体，具体而言例如为氧系气体或者氧系气体与稀有气体的混合气体。在此，“氧系气体”是含有氧原子的气体，具体而言例如为氧气、臭氧气体、二氧化碳气体、包含这些气体中的至少两种气体的混合气体等。氧系气体被供给至等离子体反应器41的附近，从而促进等离子体的产生(尤其是生成氧自由基等这种氧系的活性物种)。此外，作为稀有气体，能使用例如氦气、氩气、包含这些气体中的至少两种气体的混合气体等。稀有气体是被供给至等离子体反应器41的附近，从而促进等离子体的产生(所谓的辅助气体)。
此外，被供给至等离子体反应器41的附近的规定的气体优选为不包含氮气的气体。氮能成为具有还原作用(即用于使氧系的活性物种失活的作用)的NOx气体的生成源，通过对等离子体反应器41的附近供给不含有氮气的气体，等离子体反应器41的附近的氮的浓度降低，从而抑制NOx气体的生成。从而，氧系的活性物种难以失活。
在此，从气体喷嘴61喷出的气体的流量越大，则越促进等离子体的产生，等离子体中的活性物种的量越增加。为了使等离子体中产生充足的量的活性物种，从气体喷嘴61喷出的气体的流量优选为例如3(L/min)以上。然而，当从气体喷嘴61喷出的气体的流量过大时，等离子体中的活性物种会被气体推流，从而会有充足的量的活性物种无法到达基板W的可能性。为了抑制这种事态的产生，从气体喷嘴61喷出的气体的流量优选为例如10(L/min)以下。即，从气体喷嘴61喷出的气体的流量优选为3(L/min)以上且10(L/min)以下。
此外，在等离子体反应器41的周围所产生的等离子体中的活性物种会在较短的时间失活。因此，即使在接近等离子体反应器41的位置存在有充足的量的活性物种，在远离等离子体反应器41的位置，几乎所有的活性物种失活。因此，为了使充足的量的活性物种作用于基板W，需要以等离子体反应器41与被保持部1保持的基板W之间的分离距离变得充分的小的方式，将等离子体反应器41充分地接近基板W。
因此，在该第一等离子体处理工序中，等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41从等离子体待机位置移动(下降)至等离子体处理位置(第一等离子体处理位置)。等离子体反应器41的下降例如在开始对等离子体反应器41施加电压且开始从气体喷嘴61喷出气体后才开始。但是，等离子体反应器41开始下降的时机并不限定于这种情况，例如也可在开始施加电压以及喷出气体中的至少一方之前开始等离子体反应器41的下降。
在此，“第一等离子体处理位置”为等离子体反应器41与被保持部1保持的基板W之间的分离距离成为第一分离距离d1的位置。如上所述，等离子体反应器41与基板W之间的分离距离越小，则作用于基板W的活性物种的量越多。为了使充足的量的活性物种作用于基板W，第一分离距离d1优选为例如5(mm)以下。另一方面，当等离子体反应器41与基板W之间的分离距离过小时，会有在等离子体反应器41与基板W之间产生放电的可能性。为了避免放电的产生，第一分离距离d1优选为例如3(mm)以上。即，第一分离距离d1优选为3(mm)以上至5(mm)以下。
在被施加电压的等离子体反应器41配置于第一等离子体处理位置的状态下，从与基板W的主表面相对配置的等离子体反应器41对被保持部1保持的基板W照射等离子体，对该基板W进行等离子体处理(第一等离子体处理)。在第一等离子体处理中，在等离子体反应器41的周围所产生的等离子体直接作用于设置在基板W的主表面的抗蚀剂。具体而言，等离子体中的活性物种与抗蚀剂反应，从而抗蚀剂被氧化。由此，抗蚀剂所含有的聚合物的分解(低分子化)等进行，抗蚀剂变质成容易被剥离的膜质。当活性物种与抗蚀剂的反应进一步进行时，除了抗蚀剂的变质外还会进行抗蚀剂的剥离，但是，在以这种抗蚀剂的剥离进行之前的阶段结束第一等离子体处理的方式设定处理条件(例如处理时间)。即，该第一等离子体处理被定位成第二等离子体处理的前处理，在第一等离子体处理中仅限于使抗蚀剂变质，而抗蚀剂的剥离主要是在后述的第二等离子体处理中进行。因此，能充分地降低基板W所受到的损伤。
此外，在该第一等离子体处理工序中，在至少进行第一等离子体处理的期间，旋转机构13使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)以规定的转速以与基板W的主表面正交的旋转轴Q为中心旋转。假设即使产生于等离子体反应器41的下方的等离子体中的活性物种的分布不均匀，也能通过使基板W旋转从而使活性物种无遗漏地作用于基板W的主表面的全部区域。即，能提高基板W的面内的处理的均匀性。为了充分地确保基板W的面内的处理的均匀性，此时的转速优选为例如5(rpm)以上。另一方面，当转速过大时，在等离子体反应器41与基板W之间会引起气流的紊乱，从而使等离子体中的活性物种的分布产生不均衡(即，基板W的面内的处理的均匀性反而会降低)。为了避免这种事态的发生，该转速优选为例如20(rpm)以下。即，此时的转速优选为例如5(rpm)以上且20(rpm)以下。
而且，在该第一等离子体处理工序中，在至少进行第一等离子体处理的期间，挡板移动机构72将挡板71(在此为两个挡板71双方)配置于挡板处理位置。因此，在等离子体反应器41与基板W之间存在的气体等扩散至基板W的外侧的情况下，气体等被挡板(位于内侧的挡板)71的内周面接住，并沿着挡板71的内周面流下并进一步被周壁部741接住，从排气管742被排气。
当从开始第一等离子体处理后经过规定时间时，关闭设置于气体供给管611的阀613，停止从气体喷嘴61喷出气体。此外，等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41从第一等离子体处理位置移动(上升)至等离子体待机位置。之后，为了再次对基板W进行等离子体处理(第二等离子体处理)，在此持续地对等离子体反应器41施加电压。
步骤S3：液膜形成工序
接着，在被保持部1保持的基板W形成处理液(在此为硫酸)的液膜。参照图8具体地说明该液膜形成工序。
首先，喷嘴移动机构23使处理液喷嘴21从喷嘴待机位置移动至喷嘴处理位置。当处理液喷嘴21配置于喷嘴处理位置时，打开设置于处理液供给管211的阀213。如此，贮存于处理液供给源212的规定的处理液(在此为硫酸)以由流量调整部214调整过的规定的流量通过处理液供给管211被供给至处理液喷嘴21，并从喷出口21a被喷出。即，朝向被保持部1保持的基板W的上侧的主表面喷出处理液，从而将处理液供给至基板W。
在至少对基板W进行处理液的喷出的期间，旋转机构13使被保持部1(连同被保持部1保持的基板W)以规定的转速旋转。因此，着落至基板W的上侧的主表面中的规定的位置(例如基板W的上侧的主表面的中心)的处理液因离心力迅速地朝基板W的周缘扩展，从而形成覆盖基板W的上侧的主表面的大致整体的处理液的液膜F。作为此时的转速，优选为例如20(rpm)至70(rpm)左右。
此外，在至少保持部1旋转的期间，挡板移动机构72将挡板71(在此为两个挡板71双方)配置于挡板处理位置。因此，从基板W的周缘飞散的处理液等被挡板(位于内侧的挡板)71的内周面接住，并沿着挡板71的内周面流下并进一步被杯731接住，且从排液管732被排液。被排液的处理液等也可以被回收并被再利用。
当开始处理液的喷出后经过规定时间时，关闭阀213从而停止从喷出口21a喷出处理液。此外，旋转机构13使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)的转速降低至充分低的转速或者停止旋转。形成有液膜F的基板W在规定时间的期间以充分低的转速旋转(或者维持停止旋转的状态)，从而液膜F稳定地保持在基板W上(所谓的浸液处理)。
步骤S4：膜厚测量工序
接着，测量在液膜形成工序中形成于基板W的主表面的处理液的液膜F的厚度(膜厚)。液膜F的厚度基本上由液膜形成工序的处理条件(具体而言为从喷出口21a喷出的处理液的流量、喷出时间、保持部1的转速等)规定，该处理条件根据要形成的液膜F的厚度(目标膜厚)来规定(目标膜厚例如为200(μm)以上且500(μm)以下)。然而会存在下述情况：即使将处理条件设定成相同，实际上所形成的液膜F的厚度在基板W之间多少还是会有偏差。尤其，由于形成于基板W的主表面的抗蚀剂的膜质会因为第一等离子体处理而变质，因此，认为特别容易产生液膜F的厚度的偏差。因此，在该膜厚测量工序中，测量实际形成于基板W的液膜F的厚度。参照图9具体地说明该膜厚测量工序。
首先，喷嘴移动机构23(即作为传感器移动机构32的喷嘴移动机构23)使膜厚传感器31移动至膜厚测量位置。如上所述，膜厚测量位置为在铅垂方向上与在被保持部1保持的基板W的上侧的主表面的面内预先被规定的测量对象位置相对的位置。当膜厚传感器31配置于膜厚测量位置时，对测量对象位置中的膜厚进行测量，并将所取得的膜厚的测量值输出至控制部140。
此外，也可以将基板W的主表面的面内的复数个位置作为测量对象位置。即，也可以与复数个测量对象位置对应地设定有复数个膜厚测量位置。在这种情况下，喷嘴移动机构23使膜厚传感器31沿着连结复数个膜厚测量位置的路径逐渐移动，膜厚传感器31在配置于各个膜厚测量位置的时机对测量对象位置的膜厚进行测量。当获取复数个测量对象位置各自的膜厚的测量值时，膜厚传感器31例如计算该复数个测量值的平均值，并将该平均值输出至控制部140。平均值的计算等这种运算处理也可以在控制部140侧进行。
此外，在后述的第二等离子体处理中，由于等离子体系从处理液的液膜F的上表面侧作用，因此，通过等离子体作用于处理液而所生成的处理性能高的物质(卡罗酸)在液膜F的上表面附近产生的概率高。因此，液膜F的膜厚越小，则该物质越容易到达基板W(更具体而言为设置于基板W的抗蚀剂)，从而越容易进行处理(即抗蚀剂的剥离)。即，形成于基板W的处理液的液膜F的膜厚越小(即越薄)，则第二等离子体处理的进行速度越变大(即越变快)。因此，当以相同的处理条件对液膜F的膜厚不同的基板W进行第二等离子体处理时，有时会在基板W之间产生处理的偏差。
因此，控制部140基于从膜厚传感器31所获取的膜厚的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件，从而在第二等离子体处理中抑制在基板W之间产生处理的偏差。具体而言，控制部140以膜厚的测量值越小则越减小(减慢)第二等离子体处理的进行速度的方式来调整第二等离子体处理工序的处理条件中的至少一个处理条件。反之，控制部140以膜厚的测量值越大则越增大(增快)第二等离子体处理的进行速度的方式来调整第二等离子体处理工序的处理条件中的至少一个处理条件。
第二等离子体处理的处理条件的一个处理条件包含第二等离子体处理中的等离子体反应器41的位置(第二等离子体处理位置)。通过第二等离子体处理位置来规定等离子体反应器41与被保持部1保持的基板W之间的分离距离，该分离距离越小则作用于处理液的液膜F的活性物种的量越变多，从而第二等离子体处理的进行速度越变快。
因此，控制部140例如以膜厚的测量值越小则该分离距离越大的方式来调整第二等离子体处理位置。反之，控制部140以膜厚的测量值越大则该分离距离越小的方式来调整第二等离子体处理位置。具体的调整也可以使用任何的方式来进行。例如，在膜厚的测量值比基准值还小的情况下，只要将第二等离子体处理位置修正成比规定的位置更靠上方即可，在膜厚的测量值比基准值还大的情况下，只要将第二等离子体处理位置修正成比规定的位置更靠下方即可。总之，优选为膜厚的测量值距基准值的偏差量越大，则越增大距规定的位置的修正量。
此外，第二等离子体处理的处理条件的一个处理条件包括第二等离子体处理中的等离子体反应器41的等离子体输出值。在此，“等离子体输出值”是用于示出等离子体的生成能力的值，例如被作为用于示出等离子体输出值的指标来使用，该等离子体输出值例如为所生成的等离子体的量(例如电子密度)、所生成的等离子体的发光强度等。等离子体输出值越大，则所产生的等离子体的量越多，从而第二等离子体处理的进行速度越快。等离子体输出值取决于施加至等离子体反应器41的电压的控制参数(具体而言为所施加的电压的频率、被使用于电压施加的切换的脉冲信号中的导通期间的比例(导通占空比)、所施加的电压的电压值(振幅)等)，基本上各个控制参数的值越大则等离子体输出值越大。
因此，控制部140以例如膜厚的测量值越小则等离子体反应器41的等离子体输出值越小的方式来调整各个控制参数中的至少一个值。反之，控制部140以例如膜厚的测量值越大则等离子体反应器41的等离子体输出值越大的方式来调整各个控制参数中的至少一个值。在这种情况下，具体的调整也可以通过任何的方式来进行。例如，在膜厚的测量值比基准值还小的情况下，也可以以比既定的值还小的方式来修正各个控制参数中的至少一个值，在膜厚的测量值比基准值还大的情况下，也可以以比既定的值还大的方式来修正各个控制参数中的至少一个值。此时，优选为膜厚的测量值距基准值的偏差量越大，则越增大距规定的值的修正幅度。
步骤S5：第二等离子体处理工序
接着，对被保持部1保持的基板W照射等离子体并进行等离子体处理(第二等离子体处理)。在第一等离子体处理中，对形成处理液的液膜F之前的基板W(露出抗蚀剂的状态的基板W)照射等离子体，相对于此，在第二等离子体处理中，对形成有处理液的液膜F之后的基板W(抗蚀剂被处理液的液膜F覆盖的状态的基板W)照射等离子体。参照图10具体地说明该第二等离子体处理工序。
如上所述，在第一等离子体处理工序之后也持续从电源42对等离子体反应器41施加规定的电压，等离子体反应器41的周围的气体(在此为空气)等离子体化，从而产生包含各种活性物种(例如氧自由基、羟基自由基、臭氧气体等活性物种)的等离子体。为了使该等离子体作用于被保持部1保持的基板W(具体而言为形成于基板W的主表面的处理液的液膜F)，等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41从等离子体待机位置移动(下降)至等离子体处理位置(第二等离子体处理位置)。
在此，“第二等离子体处理位置”是等离子体反应器41与被保持部1保持的基板W之间的分离距离为第二分离距离d2的位置。如上所述，等离子体反应器41与基板W之间的分离距离越小，则作用于基板W(在此为形成于基板W上的处理液的液膜F)的活性物种的量越多。为了使充足的量的活性物种作用于液膜F，第二分离距离d2优选为例如3.5(mm)以下。另一方面，当等离子体反应器41与基板W之间的分离距离过小时，有可能在两者之间产生放电。为了避免放电的产生，第二分离距离d2优选为例如2(mm)以上。即，第二分离距离d2优选为2(mm)以上且3.5(mm)以下。
在此，在基板W形成有液膜F的状态比在基板W未形成有液膜F的状态还难以产生放电。即，就为了避免产生放电必须确保的最小的分离距离而言，在基板W形成有液膜F的状态比在基板W未形成有液膜F的状态还小。因此，在此，将第二分离距离d2设定成比第一分离距离d1还小的值，即，将第二等离子体处理位置设定成比第一等离子体处理位置还低的位置。因此，既能够在第一等离子体处理工序以及第二等离子体处理工序各者中抑制放电的产生，又能够充分地促进等离子体处理。
总之，在基于在膜厚测量工序中所获得的膜厚的测量值来调整第二等离子体处理位置的情况下，等离子体反应器41被配置于调整后的第二等离子体处理位置。此外，在基于膜厚的测量值来调整施加至等离子体反应器41的电压的控制参数的情况下，以调整后的值对等离子体反应器41施加电压。
在被施加了电压的等离子体反应器41配置于第二等离子体处理位置的状态下，从与基板W的主表面相对配置的等离子体反应器41对被保持部1保持的基板W照射等离子体，从而对该基板W进行等离子体处理(第二等离子体处理)。在第二等离子体处理中，在等离子体反应器41的周围产生的等离子体作用于形成在基板W的主表面的处理液(在此为硫酸)的液膜F，从而能够提高处理液的处理性能。具体而言，等离子体中的活性物种与硫酸反应，从而能生成处理性能(在此为氧化力)高的卡罗酸(过氧单硫酸：H2SO5)。通过卡罗酸作用于设置在基板W的主表面的抗蚀剂，抗蚀剂被氧化从而被剥离(去除)。如上所述，在此，在第二等离子体处理之前先进行第一等离子体处理，并通过该第一等离子体处理将设置于基板W的主表面的抗蚀剂变质成容易被剥离的膜质。因此，即使在抗蚀剂为较难被剥离的情况下，也能够在第二等离子体处理中毫无难度地剥离抗蚀剂。
此外，在该第二等离子体处理工序中，不进行从气体喷嘴61喷出气体。即，第二等离子体处理在停止供给用于促进等离子体的产生的气体的状态下进行。
此外，在该第二等离子体处理工序中，在至少进行第二等离子体处理的期间，旋转机构13使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)以规定的转速以与基板W的主表面正交的旋转轴Q为中心旋转。如上所述，假设即使产生于等离子体反应器41的下方的等离子体中的活性物种的分布不均匀，也能通过使基板W旋转从而使活性物种无遗漏地作用于形成在基板W的主表面的液膜F的全部区域。即，能提高基板W的面内的处理的均匀性。此外，在等离子体反应器41的面内存在热的偏移等的情况下，虽然有可能因为这种影响导致基板W变形成凹状从而导致液膜F偏移至基板W的中心附近(甚至会造成处理变得不均匀)，但通过使基板W旋转从而难以产生这种事态。另一方面，当转速过大时，存在处理液从基板W的主表面溢出或因离心力而在液膜F产生偏移的可能性。为了避免这种事态的发生，该转速优选为例如30(rpm)以下，更优选为20(rpm)以下。
另外，在该第二等离子体处理工序中，在至少进行等离子体处理的期间，挡板移动机构72将挡板71(在此为两个挡板71双方)配置于挡板处理位置。因此，在等离子体反应器41与基板W之间存在的气体、雾气(例如接受等离子体反应器41的热而挥发的处理液的雾气)等扩散至基板W的外侧的情况下，气体、雾气等被挡板(位于内侧的挡板)71的内周面接住，沿着挡板71的内周面流下并进一步被周壁部741接住，且从排气管742被排气。
当从开始第二等离子体处理后经过规定时间时，停止对等离子体反应器41施加电压，等离子体反应器移动机构43使等离子体反应器41从第二等离子体处理位置移动(上升)至等离子体待机位置。
步骤S6：冲洗工序
接着，从被保持部1保持的基板W冲洗掉处理液(在此为硫酸)的液膜F等(冲洗处理)。在冲洗工序中，参照图11具体地说明冲洗工序。
首先，喷嘴移动机构23使冲洗液喷嘴22从喷嘴待机位置移动至喷嘴处理位置。当冲洗液喷嘴22被配置于喷嘴处理位置时，打开设置于冲洗液供给管221的阀223。如此，贮存于冲洗液供给源222的规定的冲洗液以由流量调整部224调整的规定的流量通过冲洗液供给管221被供给至冲洗液喷嘴22，并从喷出口22a被喷出。即，朝向被保持部1保持的基板W的上侧的主表面喷出冲洗液，从而对基板W供给冲洗液。
在至少对基板W进行冲洗液的喷出的期间，旋转机构13使被保持部1(连同被保持部1保持的基板W)以规定的转速旋转。因此，着落至基板W的上侧的主表面中的规定的位置(例如基板W的上侧的主表面的中心)的冲洗液因离心力迅速地朝基板W的周缘扩展，从而覆盖基板W的上侧的主表面的大致整体的处理液的液膜F逐渐被冲洗液置换。即，处理液的液膜F逐渐被冲洗掉。
当开始喷出冲洗液后经过规定时间时，关闭阀223从而停止从喷出口22a喷出冲洗液。另一方面，旋转机构13使保持部1的转速上升至充分高的转速。由此，被保持部1保持的基板W以高速旋转，从而使基板W干燥(所谓的旋转干燥)。
在此，在至少保持部1旋转的期间，挡板移动机构72将外侧的挡板71配置于挡板处理位置，并将内侧的挡板71配置于挡板待机位置。因此，从基板W的周缘飞散的处理液、冲洗液等被位于外侧的挡板71的内周面接住并沿着挡板71的内周面流下，被与该挡板71对应地设置的杯(省略图示)接住并从与该杯连接的排液管(省略图示)排液。
当保持部1在规定时间的期间内以充分高的转速旋转后，旋转机构13停止旋转保持部1。接着，喷嘴21、22、膜厚传感器31、等离子体反应器41以及挡板71配置于各自的待机位置，然后，主搬运机器人131搬出被保持部1保持的基板W。
之后，另一个新的基板W被搬入至处理单元132，对该新的基板W进行上述一连串的处理(步骤S1至步骤S6)。
4.技术效果
上述实施方式的基板处理方法具有：保持工序(步骤S1)，使保持部1保持设置有抗蚀剂的基板W；第一等离子体处理工序(步骤S2)，对被保持部1保持的基板W照射等离子体；液膜形成工序(步骤S3)，在进行第一等离子体处理工序后，在被保持部1保持的基板W形成处理液的液膜F；第二等离子体处理工序(步骤S5)，在进行液膜形成工序后，对被保持部1保持的基板W照射等离子体；以及冲洗工序(步骤S6)，在进行第二等离子体处理工序后，从被保持部1保持的基板W冲洗掉液膜F。
根据这种结构，在形成有处理液的液膜F之前与之后，对基板W照射等离子体。在对形成处理液的液膜F之前的基板W的等离子体的照射(第一等离子体处理工序)中，等离子体直接作用于抗蚀剂，进行抗蚀剂所含有的聚合物的分解(低分子化)等，从而抗蚀剂变质成容易被剥离的膜质。另一方面，在对形成有处理液的液膜F之后的基板W的等离子体的照射(第二等离子体处理工序)中，等离子体作用于处理液，从而能一边提高处理液的处理能力一边进行基于处理液的抗蚀剂的剥离。具体而言，等离子体所包含的活性物种与硫酸反应而生成处理性能高的卡罗酸，卡罗酸系与抗蚀剂反应，从而进行抗蚀剂的剥离。即，在这种结构中，通过第一等离子体处理工序中的等离子体照射，抗蚀剂的膜质变质成容易被剥离的状态，然后，通过已经通过第二等离子体处理工序中的等离子体照射提高了处理能力的处理液进行抗蚀剂的剥离。因此，即使为抗蚀剂较难被剥离的情况，也能毫无困难地剥离抗蚀剂。即，能提高抗蚀剂的剥离能力。
抗蚀剂较难被剥离的情况设想例如下述情况等：抗蚀剂的膜厚较大的情况(例如为数微米(micrometer)左右)；离子注入量较多的情况(例如掺杂量为1E16(ion/cm2)以上)；抗蚀剂含有难以被剥离的聚合物(例如与所使用的处理液的相容性差的聚合物)的情况。在这些情况下，当要仅以第二等离子体处理剥离抗蚀剂时，虽然会发生处理时间变长、处理液的使用量变多、由于必须将等离子体输出值设定地非常高因此电力消耗量变大等不良情况，但是，通过在第二等离子体处理之前进行第一等离子体处理，能避免这样的不良情况。即，能实现缩短第二等离子体处理所需的处理时间、减少处理液的使用量、减少电力消耗量(省电力化)等。此外，即使在抗蚀剂特别难以被剥离且仅通过第二等离子体处理难以充分地剥离抗蚀剂的情况下，通过在第二等离子体处理之前进行第一等离子体处理，也可能剥离抗蚀剂。
此外，在上述实施方式的基板处理方法中，以在进行设置于基板W的抗蚀剂的剥离之前的阶段结束第一等离子体处理的方式来设定处理条件(例如处理时间)。即，在此，第一等离子体处理被定位成第二等离子体处理的前处理，抗蚀剂的剥离主要是在第二等离子体处理中进行。因此，能充分地降低基板W所受到的损伤。
此外，上述实施方式的基板处理方法具有：膜厚测量工序(步骤S4)，测量在液膜形成工序中所形成的液膜F的厚度。在液膜形成工序中会存在下述情况：即使将处理条件设定成相同，实际上所形成的液膜F的厚度在基板W之间也多少会存在偏差。而且，认为在对形成液膜F之前的基板W照射等离子体使抗蚀剂的膜质变质的情况下特别容易产生这种偏差。当在基板W之间液膜F的厚度存在偏差时，有可能在第二等离子体处理工序中的等离子体处理的进行速度产生偏差，从而无法在基板W之间确保处理的均匀性，然而通过测量液膜F的厚度能察觉产生这种偏差的状况。
此外，上述实施方式的基板处理方法基于在膜厚测量工序中所获得的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件。因此，即使在基板W之间液膜F的厚度产生偏差，也能以抵消偏差的方式来调整第二等离子体处理工序的处理条件(具体而言，例如以膜厚的测量值越小，则越减小(减慢)第二等离子体处理的进行速度的方式来调整第二等离子体处理的处理条件中的至少一个处理条件；以膜厚的测量值越大则越增大(增快)第二等离子体处理的进行速度的方式来调整第二等离子体处理的处理条件中的至少一个处理条件)，从而能避免在基板W之间产生处理的偏差。
此外，上述实施方式的基板处理方法在第一等离子体处理工序中供给用于促进等离子体的产生的气体。根据这种结构，能使第一等离子体处理有效地进行。尤其，通过在第一等离子体处理工序中所供给的气体的供给量被设定成3(L/min)以上且10(L/min)以下，能充分地促进等离子体的产生，并能抑制等离子体中的活性物种被气体流动推流从而无法到达至基板W的事态的产生。
此外，上述实施方式的基板处理方法在已停止供给用于促进等离子体的产生的气体的状态下进行第二等离子体处理工序。根据这种结构，形成于基板W的液膜F不会受到气体流动的影响而摇动或者被推流。因此，能够充分地确保基板W的面内的处理的均匀性。
此外，上述实施方式的基板处理方法在第一等离子体处理工序中，一边从与被保持部1保持的基板W的主表面相对配置的等离子体照射部(等离子体反应器41)对基板W照射等离子体，一边使该基板W以规定的转速以与主表面正交的旋转轴Q为中心旋转，该规定的转速为5(rpm)以上且20(rpm)以下。即使假设等离子体中的活性物种的分布不均匀，也能通过使基板W旋转从而使活性物种无遗漏地作用于基板W的主表面的全部区域，因此，能提高基板W的面内的处理的均匀性。另一方面，当基板W旋转时的转速过大时，有可能会引起气流的紊乱从而使等离子体中的活性物种的分布产生不均衡(即基板W的面内的处理的均匀性反而会降低)，但是，通过将转速设定成20(rpm)以下，能避免产生这种事态。
此外，上述实施方式的基板处理方法在第二等离子体处理工序中，一边从与被保持部1保持的基板W的主表面相对配置的等离子体反应器41对基板W照射等离子体，一边使该基板W以规定的转速以与主表面正交的旋转轴Q为中心旋转，该规定的转速为30(rpm)以下。根据这种结构，即使假设等离子体中的活性物种的分布不均匀，也能通过使基板W旋转从而使活性物种无遗漏地作用于液膜F的全部区域，因此，能提高基板W的面内的处理的均匀性。另一方面，当基板W旋转时的转速过大时，有可能形成于基板W的液膜F摇动或者偏移从而导致基板W的面内的处理的均匀性降低，但是，在这种构成中能充分地避免产生这种事态。
此外，上述实施方式的基板处理方法在第一等离子体处理工序中，从与被保持部1保持的基板W的主表面之间隔着第一分离距离d1并与基板W的主表面相对配置的等离子体反应器41对基板W照射等离子体，在第二等离子体处理工序中，从与被保持部1保持的基板W的主表面之间隔着比第一分离距离d1还小的第二分离距离d2并与基板W的主表面相对配置的等离子体反应器41对基板W照射等离子体。即，在第一等离子体处理工序与第二等离子体处理工序之间，基板W与等离子体反应器41之间的分离距离不同。虽然该分离距离越小则越促进等离子体处理，但是，当该分离距离过小时，在两者之间有可能产生放电。在此，当在基板W形成有液膜F时，与未形成有液膜F的状态相比变得难以产生放电。即，就为了避免放电必须确保的最小的分离距离而言，在基板W形成有液膜F的状态下比在基板W未形成有液膜F的状态下还小。在上述结构中，通过将第二等离子体处理工序中的基板W与等离子体反应器41之间的分离距离d2设定成比第一等离子体处理工序中的基板W与等离子体反应器41之间的分离距离d1还小，能够在第一等离子体处理工序以及第二等离子体处理工序中分别一边抑制产生放电一边充分地促进等离子体处理。
此外，上述实施方式的基板处理装置(处理单元132)具有：保持部1，保持基板W；等离子体反应器41，对被保持部1保持的基板W照射等离子体；处理液供给部，对被保持部1保持的基板W供给处理液并在该基板W形成处理液的液膜F；以及控制部140，使等离子体反应器41对被保持部1保持的基板W照射等离子体；控制部140使等离子体照射至形成液膜F之前的基板W，而且，使等离子体照射至形成有液膜F之后的基板W。
根据这种结构，对形成处理液的液膜F之前的基板W照射等离子体，而且，对形成有液膜F之后的基板W也照射等离子体。通过前者的等离子体照射，抗蚀剂的膜质变质成容易被剥离的状态，然后，通过已经通过后者的等离子体照射而提高了处理能力的处理液进行抗蚀剂的剥离，因此，即使为抗蚀剂较难被剥离的情况，也能毫无困难地剥离抗蚀剂。即，能使抗蚀剂的剥离能力提高。此外，在此，由于前者与后者的等离子体照射在相同的装置进行，因此，与例如以第一装置对形成处理液的液膜F之前的基板W照射等离子体并将该基板W从第一装置移送至第二装置后再以该第二装置对形成有液膜F之后的基板W照射等离子体的结构相比，能大幅地缩短处理时间。
此外，上述实施方式的基板处理装置所具有的等离子体反应器41为平板状的构件，能使等离子体反应器41的主表面的全部区域全面性地产生等离子体。等离子体全面性地作用于被保持部1保持的基板W的主表面，由此，能够提高基板W的主表面内的处理的均匀性。
<5.变形例＞
<5-1.第一变形例＞
在上述实施方式中，在第二等离子体处理工序中不进行供给用于促进等离子体的产生的气体(即从气体喷嘴61喷出规定的气体)，但是，也可以进行供给用于促进等离子体的产生的气体。即，在第二等离子体处理工序中，也可以打开设置于气体供给管611的阀613并从气体喷嘴61喷出规定的气体。用于开始喷出气体的时机与等离子体反应器41开始下降的时机也可为任意的前后关系。例如，也可以在等离子体反应器41开始下降之前开始从气体喷嘴61喷出气体。
在这种情况下，也能使用氧系气体或者氧系气体与稀有气体的混合气体作为所供给的气体(即从气体喷嘴61喷出的气体)。如上所述，向等离子体反应器41的附近供给氧系气体，从而促进等离子体的产生(尤其是生成氧自由基等这种氧系的活性物种)。此外，向等离子体反应器41的附近供给稀有气体，从而促进等离子体的产生。此外，优选为所供给的气体未包含氮气。
根据该变形例，通过在第二等离子体处理工序中供给用于促进等离子体的产生的气体，能有效地进行第二等离子体处理。
此外，在此，气体喷嘴61从等离子体反应器41的下表面的周缘的外侧沿着从上方观看为等离子体反应器41的下表面的径向且从侧方观看为与等离子体反应器41的下表面平行的方向喷出气体。即，气体向与被保持部1保持的基板W的主表面(连同形成于基板W的主表面的液膜F的上表面)平行的方向被喷出。因此，能抑制液膜F受到气体流动而摇动或者被推流(其结果，在第二等离子体处理中基板W的面内的处理的均匀性降低)这种事态的产生。
<5-2.第二变形例＞
在第二等离子体处理中进行从气体喷嘴61喷出气体的情况下，所喷出的气体的流量也成为第二等离子体处理的处理条件中的一个处理条件。即，所喷出的气体的流量越大，则等离子体中所产生的活性物种的量越增加，从而第二等离子体处理的进行速度越快。
因此，能使用从气体喷嘴61喷出的气体的流量作为第二等离子体处理工序的处理条件，该第二等离子体处理工序的处理条件为基于在膜厚测量工序(步骤S4)所获取的膜厚的测量值的调整的对象。在这种情况下，控制部140例如以膜厚的测量值越小则喷出的气体的流量越小的方式进行调整。反之，控制部140以膜厚的测量值越大则喷出的气体的流量越大的方式进行调整。具体的调整也可以使用任何的方式来进行。例如，在膜厚的测量值比基准值还小的情况下，只要以气体的喷出流量变得比既定值还小的方式进行修正即可，在膜厚的测量值比基准值还大的情况下，只要以气体的喷出流量变得比既定值还大的方式进行修正即可。在此，优选为膜厚的测量值距基准值的偏差量越大，则越增大距规定值的修正幅度。
<5-3.第三变形例＞
在第二等离子体处理工序中进行从气体喷嘴61喷出气体的情况下，也可以根据等离子体反应器41的高度(即，被保持部1保持的基板W与等离子体反应器41之间的分离距离)来切换从气体喷嘴61喷出的气体的流量。参照图12说明这种情况的处理的流程。图12是用于说明根据等离子体反应器41的高度来切换气体的喷出流量的方式的图。
例如，如图12的上段所示，在等离子体反应器41从等离子体待机位置(虚线所示的位置)下降至规定的中途位置(例如分离距离d20为10(mm)以上的规定的位置)的期间，流量调整部614将从气体喷嘴61喷出的气体的流量设定成第一流量，并以第一流量从气体喷嘴61喷出气体。在到达至中途位置后，等离子体反应器41在中途位置停止规定时间，在停止的期间也可以持续地以第一流量喷出气体。
之后，如图12的下段所示，等离子体反应器41从中途位置(虚线所示的位置)下降至第二等离子体处理位置。在开始下降的时刻(或者在开始下降之前、或者在下降的中途、或者在结束下降的时刻)，流量调整部614将从气体喷嘴61喷出的气体的流量从第一流量切换成比第一流量还小的第二流量。在进行这种切换之后，从气体喷嘴61以比第一流量还小的第二流量喷出气体。以第二流量喷出的气体例如持续至第二等离子体处理结束为止。
在等离子体反应器41位于较高的位置的状态下(即，在基板W与等离子体反应器41之间的分离距离较大的状态下)，形成于基板W的液膜F难以受到气体流动的影响。此外，由于对两者之间供给气体时的压力损失较小，因此气体容易流入。因此，在这种状态下，通过从气体喷嘴61以较大的流量供给气体，能抑制液膜F受到气体流动而摇动或者被推流这样的事态的产生，并能迅速地置换基板W与等离子体反应器41之间的气体环境。
另一方面，在等离子体反应器41位于较低的位置的状态下(即，在基板W与等离子体反应器41之间的分离距离较小的状态下)，形成于基板W的液膜F容易受到气体流动的影响而摇动或者被推流。此外，在这种状态下，因所供给的气体也容易在等离子体反应器41与基板W之间产生气流的紊乱。因此，在这种状态下，通过从气体喷嘴61以较小的流量供给气体，能充分地抑制液膜F受到气体流动而摇动或者被推流这样的事态的产生。此外，也能抑制产生气流的紊乱(甚至活性物种的分布产生不均衡)。
此外，根据等离子体反应器41的高度来切换从气体喷嘴61喷出的气体的流量的方式并未限定于以上所例示的方式。例如，也可构成为：在等离子体反应器41到达规定的中途位置的时刻开始以第一流量喷出气体，将等离子体反应器41配置于中途位置并且以第一流量喷出气体的状态维持规定时间后，等离子体反应器41再次开始下降，与此同时，流量调整部614将气体的喷出流量从第一流量切换成比第一流量还小的第二流量。此外，也可构成为：预先以规定的流量喷出气体直至等离子体反应器41到达预定的中途位置为止，并在等离子体反应器41到达中途位置的时刻将气体的流量切换成零(即，也可以停止喷出气体)。
此外，该变形例也可以应用于在第一等离子体处理工序中从气体喷嘴61喷出规定的气体的情况。即，也可构成为：在第一等离子体处理工序中从气体喷嘴61喷出气体时，根据等离子体反应器41的高度来切换喷出的气体的流量。
<5-4.关于处理的流程的其他变形例＞
在处理单元132所进行的处理的流程以及处理的内容等并未限定于上述实施方式所例示的说明。
例如，在上述实施方式中，在进行第二等离子体处理的期间使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)旋转，但也可构成为，在进行第二等离子体处理的期间不使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)旋转。即，也可构成为，在进行第二等离子体处理的期间旋转机构13不使保持部1旋转而使保持部1停止。根据这种结构，能抑制形成于基板W的液膜F摇动或者偏移。因此，能充分地确保基板W的面内的处理的均匀性。
此外，在上述实施方式中，在进行第一等离子体处理的期间使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)旋转，但也可构成为，在进行第一等离子体处理的期间不使保持部1(连同被保持部1保持的基板W)旋转。即，也可构成为，在进行第一等离子体处理的期间旋转机构13不使保持部1旋转而使保持部1停止。但是，由于在第一等离子体处理中等离子体直接作用于设置于基板W的抗蚀剂，因此，在基板W不旋转的情况下，等离子体中的活性物种的分布的不均匀会作为基板W的面内的处理的不均匀性而直接地呈现。因此，在活性物种的分布未充分地均匀的情况下，优选为一边使基板W旋转一边进行第一等离子体处理。
此外，在上述实施方式中，在结束第一等离子体处理后持续对等离子体反应器41施加电压，但也可以构成为，在适当的时机切换电压的控制参数(具体而言为所施加的电压的电压值、所施加的电压的频率、用于电压施加的控制的脉冲信号中的导通期间的比例(导通占空比)等)。例如，也可构成为，在结束第一等离子体处理工序后直至开始第二等离子体处理工序为止的期间，将至少一个参数的值切换成相对较小的值。此外，不一定需要持续施加电压，例如也可构成为：在结束第一等离子体处理工序的阶段停止施加电压，在开始第二等离子体处理工序时再次开始施加电压。
此外，在第一等离子体处理工序以及第二等离子体处理工序各者中，对等离子体反应器41施加电压的时机也可以为等离子体反应器41下降前、下降中途、下降后中的任一者。然而，从开始对等离子体反应器41施加电压后直至等离子体稳定为止需要一定程度的时间，在等离子体反应器41到达等离子体处理位置之前(即，下降前或者下降中途)预先开始施加电压，由此，能使充分稳定的等离子体作用于基板W(或者设置于基板W的主表面的处理液的液膜F)。即，能避免因不稳定的等离子体(例如未充分地均匀化的等离子体)作用从而导致对基板W的处理变得不均匀这样的事态。
此外，在第一等离子体处理工序中开始从气体喷嘴61喷出气体的时机也可以为等离子体反应器41下降前、下降中途、下降后中的任一者。此外，开始从气体喷嘴61喷出气体的时机也可以为开始对等离子体反应器41施加电压之前、与开始对等离子体反应器41施加电压的同时、开始对电压反应器41施加电压之后中的任一者。在第二等离子体处理工序中从气体喷嘴61喷出气体的情况也同样。
此外，在上述实施方式中，在第一等离子体处理工序中被供给至等离子体反应器41的附近的规定的气体例如为氧系气体或者氧系气体与稀有气体的混合气体，但是，被供给的气体的种类并未限定于此。例如，也可以仅供给稀有气体。此外，在第一等离子体处理工序中也可以不进行气体的供给。
同样地，在第二等离子体处理工序中向等离子体反应器41的附近供给规定的气体的情况下，该规定的气体也不限定于氧系气体或者氧系气体与稀有气体的混合气体。例如，也可以仅供给稀有气体。此外，在第二等离子体处理工序中所供给的气体是可以为与在第一等离子体处理工序中所供给的气体相同种类或者不同种类。
此外，在上述实施方式中，根据膜厚的测量值来调整第二等离子体处理的处理条件，但是，具体的调整也可以通过任何的方式来进行。例如，也可以构成为：将记录有膜厚的测量值与调整值之间的对应关系的数据(例如以查找表(1ookup table)方式、函数方式等这样的适当的方式所记录的数据)预先存储于存储装置144，控制部140通过参照该数据，根据膜厚的测量值确定调整值。
此外，在上述实施方式中，基于在膜厚测量工序中所获得的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件，但是也可以不进行这种调整。例如，也可以取代这种调整(或者在这种调整之前)，判定所获得的测量值是否在规定的容许范围内，在测量值不在规定的容许范围内的情况下，进行用于对操作人员(operator)报知该情况的处理(例如警报的鸣响、警示灯的点亮等)。此外，膜厚测量工序并不是必须的，也可以不进行膜厚测量工序。
此外，在上述实施方式中，设想即使将液膜形成工序的处理条件设定成相同也会产生液膜F的厚度的偏差，测量液膜F的厚度，另外，基于所获得的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件。然而，当然，即使在为了根据目标膜厚的变更等而变更液膜形成工序的处理条件的情况下，测量液膜F的厚度是有效的，基于所获得的测量值来调整第二等离子体处理工序的处理条件也是有效的。
此外，在上述实施方式中，等离子体产生部4在大气压下使等离子体产生，但也可以在低压状态下使等离子体产生。即，也可以设置用于将腔室8的内部空间减压的泵，在已通过该泵将腔室8的内部空间减压至规定的压力的状态下，对等离子体产生器41施加电压，从而产生等离子体。
此外，在上述实施方式中，在处理单元132中进行用于去除形成于基板W的抗蚀剂的处理，但在处理单元132所进行的处理并未限定于此。例如，也可以在处理单元132中进行用于去除存在于基板W上的有机物(例如有机物的微粒、有机物的层、有机物的膜)等的处理。
此外，在上述实施方式中，使用硫酸作为处理液，但处理液并未限定于此。例如也可以使用包含硫酸、硫酸盐、过氧硫酸以及过氧硫酸盐中的至少一者的药液作为处理液。此外，也可以使用包含过氧化氢的药液作为处理液，例如也可使用硫酸与过氧化氢水的混合物作为处理液。而且，就等离子体处理的目的而言，也可以根据去除对象物的种类等使用SC1(过氧化氢水与氨水的混和液)、SC2(过氧化氢水与盐酸的混合液)等药液(所谓的洗净用药液)作为处理液，也可以使用氢氟酸、盐酸、磷酸等药液(所谓的蚀刻用药液)作为处理液。
此外，在上述实施方式中，从第一等离子体处理工序至冲洗工序为止的一连串的处理(步骤S2至步骤S6)对一张基板W进行一次，但也可以对一张基板W复数次地反复进行该一连串的处理。例如，如图13所示，也可以在结束冲洗工序(步骤S6)后，判断已进行从第一等离子体处理工序至冲洗工序为止的一连串的处理(步骤S2至步骤S6)的次数(执行次数)是否已经到达规定的反复次数(步骤S7)，在执行次数未到达反复次数的情况下(执行次数小于反复次数)，再次反复进行从第一等离子体处理工序至冲洗工序为止的一连串的处理(反复工序)。在这种情况下，反复次数根据抗蚀剂的种类、膜厚、离子注入量等适当地规定即可。
<5-5.关于处理单元132的结构的变形例＞
处理单元132的结构并未限定于上述实施方式中所例示的说明。
例如，在上述实施方式中，分别单独地设置用于喷出处理液的处理液喷嘴21以及用于喷出冲洗液的冲洗液喷嘴22，但也可以构成为，从一个喷嘴择一地喷出处理液或者冲洗液。在这种情况下，只要将处理液供给管211以及冲洗液供给管221连接于该一个喷嘴即可。
此外，在上述实施方式中，喷嘴移动机构23使处理液喷嘴21与冲洗液喷嘴22一体性地移动，但也可以对喷嘴21、22分别单独地设置喷嘴移动机构，使各喷嘴21、22分别独立地移动。当然，在这种情况下，不需要将两个喷嘴21、22连结地设置。此外，也可将两个喷嘴21、22中的至少一方固定地设置。即，也可以针对至少一方的喷嘴省略喷嘴移动机构。
此外，在上述实施方式中，使喷嘴21、22以及膜厚传感器31一体性地移动(即，用于使喷嘴21、22移动的喷嘴移动机构23担任作为使膜厚传感器31移动的传感器移动机构32的功能)，但是，也可以分别独立地设置喷嘴移动机构23以及传感器移动机构32，使喷嘴21、22以及膜厚传感器31分别独立地移动。当然，在这种情况下，不需要将膜厚传感器31与喷嘴21、22连结地设置。
此外，在上述实施方式中，保持部1通过利用夹具销12把持基板W的周缘而以水平姿势保持基板W，但是，用于保持基板W的方式并未限定于此，也可以为任何方式。例如，保持部1也可以通过利用设置于基座部11的上表面的吸引机构吸附基板W的背面而以水平姿势保持基板W。
此外，在上述实施方式中，气体喷嘴61构成为在从侧方包围等离子体反应器41这样的环状的喷嘴主体部61a设置有复数个喷出口61b，但气体喷嘴61的结构并未限定于此。例如，气体喷嘴也可以为具有一个喷出口的紧凑型喷嘴从等离子体反应器41的周缘的外侧朝下方下垂的形状。此外，也可以在等离子体反应器41的周缘中的复数个部位设置有这种紧凑型喷嘴。
此外，在上述实施方式中，气体喷嘴61设置于等离子体反应器41，但是，气体喷嘴61不一定需要设置于等离子体反应器41。例如，气体喷嘴也可以设置于阻隔板51。此外，例如，气体喷嘴也可以与等离子体反应器41以及阻隔板51双方独立地设置。在后者的情况下，为了将气体喷嘴相对于等离子体反应器41配置于规定的相对位置，优选为设置用于使气体喷嘴升降的机构(气体喷嘴移动机构)。
此外，用于使等离子体反应器41移动的等离子体反应器移动机构43并不是必须的，等离子体反应器41也可以固定地设置。在这种情况下，例如，设置用于使基座部11升降的机构，通过该机构使基座部11升降，变更被保持于基座部11上的基板W与等离子体反应器41之间的分离距离即可。
此外，用于使挡板71移动的挡板移动机构72并不是必须的，挡板71也可以固定地设置。在这种情况下，例如，设置用于使基座部11升降的机构，通过该机构使基座部11升降，变更被保持于基座部11上的基板W与挡板71之间的位置关系即可。
<5-6.关于基板处理系统100的结构的变形例＞
基板处理系统100的结构并未限定于上述实施方式中所例示的说明。
例如，设置于基板处理系统100的处理单元132的数量也可以不是十二个。此外，例如设置于基板处理系统100的装载埠口111的数量也可不是三个。
此外，程序P也可以存储于存储介质，也可以使用该存储介质将程序P装载至控制部140。
此外，在基板处理系统100中作为处理对象的基板W不一定要为半导体基板。例如，作为处理对象的基板W也可为光掩膜用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子体显示用玻璃基板、FED(Field Emission Display：场发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板以及光磁盘用基板等。此外，作为处理对象的基板W的形状以及尺寸也不限定于上面所例示的说明。例如，作为处理对象的基板W的形状也可为矩形板形状。
如上所述，虽然已详细地说明基板处理方法以及基板处理装置，但上述说明在全部的方面仅为例示，基板处理方法以及基板处理装置并未限定于此。能够解释成在未脱离本发明的范围内能设想未例示的无数个变形例。在上述各个实施方式以及各个变形例中所说明的各个结构只要不相互矛盾，就能适当地组合或者省略。
附图标记的说明：
1 保持部
2 液体供给部
21 处理液喷嘴
22 冲洗液喷嘴
3 膜厚测量部
31 膜厚传感器
4 等离子体产生部
41 等离子体反应器
42 电源
43 等离子体反应器移动机构
6 气体供给部
61 气体喷嘴
132 基板处理装置(处理单元)
100 基板处理系统

Claims (10)

1.一种基板处理方法，其中，
具有：
保持工序，使保持部保持设置有抗蚀剂的基板；
第一等离子体处理工序，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；
液膜形成工序，在进行所述第一等离子体处理工序后，在被所述保持部保持的基板形成处理液的液膜；
第二等离子体处理工序，在进行所述液膜形成工序后，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；以及
冲洗工序，在进行所述第二等离子体处理工序后，从被所述保持部保持的基板冲洗掉液膜。
2.如权利要求1所述的基板处理方法，其中，
所述基板处理方法具有测量在所述液膜形成工序中所形成的液膜的厚度的膜厚测量工序。
3.如权利要求2所述的基板处理方法，其中，
基于在所述膜厚测量工序中所获得的测量值，来调整所述第二等离子体处理工序的处理条件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理方法，其中，
在所述第一等离子体处理工序中，供给用于促进等离子体的产生的气体。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法，其中，
在已停止供给用于促进等离子体的产生的气体的状态下，进行所述第二等离子体处理工序。
6.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法，其中，
在所述第二等离子体处理工序中，供给用于促进等离子体的产生的气体。
7.如权利要求1至6中任一项所述的基板处理方法，其中，
在所述第一等离子体处理工序中，一边从与被所述保持部保持的基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体，一边使所述基板以规定的转速以与主表面正交的旋转轴为中心旋转；
所述规定的转速为5(rpm)以上且20(rpm)以下。
8.如权利要求1至7中任一项所述的基板处理方法，其中，
在所述第二等离子体处理工序中，一边从与被所述保持部保持的基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体，一边不使所述基板以与主表面正交的旋转轴为中心旋转，或者使所述基板以30(rpm)以下的转速以与主表面正交的旋转轴为中心旋转。
9.如权利要求1至8中任一项所述的基板处理方法，其中，
在所述第一等离子体处理工序中，从与被所述保持部保持的基板的主表面之间隔着第一分离距离并与所述基板的主表面相对配置的等离子体照射部对基板照射等离子体；
在所述第二等离子体处理工序中，从与被所述保持部保持的基板的主表面之间隔着比所述第一分离距离还小的第二分离距离并与所述基板的主表面相对配置的所述等离子体照射部对基板照射等离子体。
10.一种基板处理装置，其中，
具有：
保持部，保持基板；
等离子体照射部，对被所述保持部保持的基板照射等离子体；
处理液供给部，对被所述保持部保持的基板供给处理液而在所述基板形成所述处理液的液膜；以及
控制部，使所述等离子体照射部对被所述保持部保持的基板照射等离子体；
所述控制部使等离子体照射至形成所述液膜之前的基板，而且使等离子体照射至形成有所述液膜之后的基板。
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