WO2023106012A1 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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WO2023106012A1
WO2023106012A1 PCT/JP2022/041505 JP2022041505W WO2023106012A1 WO 2023106012 A1 WO2023106012 A1 WO 2023106012A1 JP 2022041505 W JP2022041505 W JP 2022041505W WO 2023106012 A1 WO2023106012 A1 WO 2023106012A1
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substrate
sulfuric acid
concentrated sulfuric
substrate processing
processing
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PCT/JP2022/041505
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秀一 柴田
章 堀越
英樹 清水
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Definitions

  • the technology disclosed in the specification of the present application relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • the device described in JP-A-2021-125283 includes an electrode group and a dielectric.
  • the dielectric has a first major surface and a second major surface opposite the first major surface.
  • the electrode group includes at least one first electrode and at least one second electrode sealed with a dielectric and alternately arranged in an arrangement plane parallel to the first main surface, wherein the first electrode and the second electrode The electric field generated by the application of the high-frequency voltage between and acts on the outside of the first main surface.
  • Such a device described in Patent Document 1 generates plasma with a small voltage.
  • the apparatus described in JP-A-2021-125283 generates plasma in a state where a chemical solution exists as a liquid film on the upper surface of a substrate.
  • Plasma acts on the chemical liquid film.
  • radicals with strong oxidizing power are generated in the liquid film of the chemical solution.
  • the substrate processing using the chemical solution can be efficiently performed.
  • such a chemical solution contain sulfuric acid. This is because when sulfuric acid is contained, peroxomonosulfuric acid (caro's acid) is generated by irradiating the sulfuric acid with plasma. In this case, the hydrogen peroxide solution normally used for the production of peroxomonosulfuric acid is not required.
  • This technique relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for forming a liquid film of concentrated sulfuric acid of 90 wt % or more on the upper surface of a substrate.
  • a first aspect of the substrate processing method disclosed in the specification of the present application is a substrate processing method for forming a liquid film of concentrated sulfuric acid of 90 wt % or more on the upper surface of a substrate having an upper surface held substantially horizontally, wherein the concentrated sulfuric acid a first step of supplying sulfuric acid to the upper surface; a second step of rotating the substrate at a rotation speed such that the concentrated sulfuric acid is not shaken off from the upper surface; and a third step of rotating the substrate at a rotational speed such that the concentrated sulfuric acid is shaken off from the upper surface after the completion of.
  • a second aspect of the substrate processing method disclosed in the specification of the present application is, in the first aspect, in the first step, when the target value is equal to or greater than the predetermined value, the area of the upper surface and the target value When the target value is less than the predetermined value, the amount of concentrated sulfuric acid corresponding to the value greater than the product is supplied to the upper surface. do.
  • a third aspect of the substrate processing method disclosed in the specification of the present application is, in the first or second aspect, the predetermined value is between 300 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • a fourth aspect of the substrate processing method disclosed in the specification of the present application is that, in any one of the first to third aspects, the peripheral edge of the upper surface is removed after the second step or after the third step.
  • the method further includes a fourth step of rotating the substrate at a higher rotational speed as the recess amount of the upper surface at the center of the upper surface as a reference is larger.
  • a fifth aspect of the substrate processing method disclosed in the specification of the present application is that, in any one of the first to third aspects, after the second step or after the third step, The method further comprises a fifth step of irradiating the liquid film obtained in the third step with plasma.
  • the recess amount of the upper surface at the center of the upper surface with reference to the peripheral edge of the upper surface is determined over time. , and the substrate is rotated at a rotational speed that increases as the recess amount increases.
  • a first aspect of the substrate processing apparatus disclosed in the specification of the present application is a substrate processing apparatus for forming a liquid film of concentrated sulfuric acid of 90 wt % or more on the upper surface of a substrate having an upper surface held substantially horizontally, wherein the upper surface is a holding section for holding the substrate with the liquid
  • the target value of the thickness of the film is a predetermined value or more
  • the concentrated sulfuric acid is supplied to the upper surface or after the concentrated sulfuric acid is supplied to the upper surface, the concentrated sulfuric acid is not shaken off from the upper surface.
  • the rotating part is controlled so as to rotate the substrate at such a rotational speed that the concentrated sulfuric acid is shaken off from the upper surface.
  • the control unit determines the target value and the area of the top surface as The supply unit is controlled so as to supply the concentrated sulfuric acid to the upper surface in an amount corresponding to the product of , and when the target value is less than the predetermined value, the amount corresponding to the value greater than the product The supply unit is controlled to supply concentrated sulfuric acid to the upper surface.
  • a third aspect of the substrate processing apparatus disclosed in the specification of the present application is, in the first or second aspect, the predetermined value is between 300 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • a fourth aspect of the substrate processing apparatus disclosed in the specification of the present application is, in any one of the first to third aspects, further comprising a plasma irradiation section for irradiating the liquid film with plasma.
  • control unit increases the height of the concave portion of the upper surface at the center of the upper surface with reference to the peripheral edge of the upper surface.
  • the rotator is controlled to rotate the substrate at a rotational speed.
  • a sixth aspect of the substrate processing apparatus disclosed in the specification of the present application is, in any one of the first to fifth aspects, measuring the recess amount of the upper surface at the center of the upper surface with reference to the periphery of the upper surface. It further has a dent measuring part.
  • a liquid film of concentrated sulfuric acid of 90 wt % or more is formed on the upper surface of the substrate.
  • a substrate processing method and a substrate processing apparatus are provided.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a substrate processing system
  • FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing an example of the internal configuration of a control unit
  • FIG. It is a figure which shows an example of a structure of a processing unit roughly.
  • FIG. 4 is an enlarged front view showing the spin base and chuck pins of the substrate holding unit; It is the schematic which shows the recessed amount of the upper surface of a board
  • 4 is a flow chart showing an example of the operation of a processing unit; 4 is a flowchart showing a specific example of a liquid film control recipe determination process; 4 is a graph showing experimental data for creating a liquid film control recipe;
  • FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing an example of the internal configuration of a control unit
  • FIG. It is a figure which shows an example of a structure of a processing unit roughly.
  • FIG. 4 is an enlarged front view showing the spin base and chuck pins of the substrate holding unit
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a state of a processing unit in a liquid film processing step; It is a flow chart which shows a concrete example of a plasma treatment process. It is a figure which shows roughly an example of the appearance of the processing unit in a plasma processing process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the state of a substrate when being irradiated with plasma; 4 is a graph showing the relationship between liquid film thickness and time.
  • ordinal numbers such as “first” or “second” are used in the description below, these terms are used to facilitate understanding of the content of the embodiments. are used for convenience, and are not limited to the ordering that can occur, for example, by these ordinal numbers.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a substrate processing system 100.
  • the substrate processing system 100 is a single wafer processing apparatus that processes substrates W to be processed one by one.
  • the substrate processing system 100 performs drying processing after processing the substrate W, which is a disk-shaped semiconductor substrate.
  • One of the processes for the substrate W includes a process using plasma.
  • the treatment using plasma need not be particularly limited, a more specific example includes organic substance removal treatment.
  • the organic substance removing process is a process for removing organic substances on the main surface of the substrate W, and a resist can be applied as the organic substances.
  • the organic matter removing treatment can also be said to be a resist removing treatment.
  • a resist is formed on the main surface of the substrate W and the substrate processing system 100 removes the resist as a process for the substrate W will be described.
  • the substrate W is not necessarily limited to a semiconductor substrate.
  • the substrate W include a photomask glass substrate, a liquid crystal display glass substrate, a plasma display glass substrate, a FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, and a magneto-optical disk substrate.
  • Various substrates can be applied.
  • the shape of the substrate is not limited to the disc shape, and various shapes such as a rectangular plate shape can be adopted.
  • the substrate processing system 100 includes a load port 101, an indexer robot 110, a main transfer robot 120, a plurality of processing units 130, and a controller 90.
  • a plurality of load ports 101 are arranged side by side.
  • a carrier C is loaded into each load port 101 .
  • a FOUP Front Opening Unified Pod
  • SMIF Standard Mechanical InterFace
  • OC Open Cassette
  • the indexer robot 110 transports substrates W between the carrier C and the main transport robot 120 .
  • the main transport robot 120 transports the substrate W to the processing unit 130 .
  • the processing unit 130 processes the substrate W. Twelve processing units 130 are arranged in the substrate processing system 100 according to the present embodiment.
  • each including three vertically stacked processing units 130 are arranged so as to surround the main transfer robot 120 .
  • FIG. 1 one of the three-tiered processing units 130 is schematically shown. Note that the number of processing units 130 in the substrate processing system 100 is not limited to twelve, and may be changed as appropriate.
  • the main transfer robot 120 is installed in the center of four towers in which the processing units 130 are stacked.
  • the main transport robot 120 carries the substrate W to be processed received from the indexer robot 110 into each processing unit 130 . Also, the main transport robot 120 unloads the processed substrate W from each processing unit 130 and passes it to the indexer robot 110 .
  • the controller 90 controls the operation of each component of the substrate processing system 100 .
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing an example of the internal configuration of the control section 90.
  • the control unit 90 is an electronic circuit and has, for example, a data processing unit 91 and a storage medium 92 .
  • the data processing section 91 and the storage medium 92 are interconnected via a bus 93 .
  • the data processing unit 91 may be an arithmetic processing device exemplified by a CPU (Central Processor Unit).
  • the storage medium 92 may have a non-temporary storage medium (eg, ROM (Read Only Memory) or hard disk) 921 and a temporary storage medium (eg, RAM (Random Access Memory)) 922 .
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the non-temporary storage medium 921 may store, for example, a program that defines processing to be executed by the control unit 90 .
  • the control unit 90 can execute the processing specified in the program.
  • part or all of the processing executed by the control unit 90 may be executed by hardware.
  • FIG. 2 an aspect in which the indexer robot 110, the main transfer robot 120 and the processing unit 130 are connected to the bus 93 is schematically shown as an example.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the processing unit 130. As shown in FIG. It is not necessary for all the processing units 130 belonging to the substrate processing system 100 to have the configuration shown in FIG. 3, and at least one processing unit 130 may have the configuration.
  • the processing unit 130 illustrated in FIG. 3 is an apparatus that performs processing on the substrate W using plasma.
  • the substrate W has, for example, a disk shape.
  • the size of the substrate W is not particularly limited, its diameter R1 is, for example, about 300 mm.
  • the processing unit 130 includes a plasma reactor 1, a substrate holder 3, and a guard 7.
  • processing unit 130 also includes chamber 80 .
  • the chamber 80 forms a processing chamber for processing the substrate W, and accommodates various components described later.
  • the substrate holding part 3 holds the substrate W with the upper surface of the substrate W substantially horizontal.
  • the substrate holder 3 further includes a rotation mechanism 33, which rotates the substrate W around the rotation axis Q1.
  • the rotation axis Q1 is an axis that passes through the center of the substrate W and extends in the vertical direction.
  • Rotation mechanism 33 includes, for example, shaft 34 and motor 35 .
  • the upper end of shaft 34 is connected to the lower surface of spin base 31 .
  • the motor 35 rotates the shaft 34 around the rotation axis Q1 to rotate the spin base 31 .
  • the substrate W held by the plurality of chuck pins 32 rotates around the rotation axis Q1.
  • Such a substrate holding part 3 can also be called a spin chuck.
  • the radial direction about the axis of rotation Q1 is simply referred to as the radial direction.
  • the processing unit 130 also includes the nozzle 4.
  • the nozzle 4 is provided in the chamber 80 and used to supply the upper surface of the substrate W with the processing liquid.
  • the nozzle 4 is connected to a processing liquid supply source 44 via a supply pipe 41 .
  • the processing liquid supply source 44 includes, for example, a tank (not shown) that stores the processing liquid.
  • the treatment liquid is, for example, 90 wt % or more concentrated sulfuric acid, preferably 96 wt % concentrated sulfuric acid.
  • a valve 42 is interposed in the supply pipe 41 . By opening the valve 42 , the processing liquid from the processing liquid supply source 44 is supplied to the nozzle 4 through the supply pipe 41 and discharged from the discharge port 4 a of the nozzle 4 .
  • the concentrated sulfuric acid treatment liquid supplied to the upper surface of the substrate W forms a liquid film.
  • the nozzle 4 is movably provided by a nozzle moving mechanism 45.
  • a nozzle moving mechanism 45 moves the nozzle 4 between the nozzle processing position and the nozzle standby position.
  • the nozzle processing position is a position where the nozzle 4 discharges the processing liquid toward the upper surface of the substrate W.
  • the nozzle processing position is, for example, a position vertically above the substrate W and facing the central portion of the substrate W in the vertical direction.
  • the nozzle standby position is, for example, a position radially outside the peripheral edge of the substrate W.
  • FIG. 3 shows the nozzles 4 stopped at the nozzle standby position.
  • the nozzle moving mechanism 45 has, for example, a ball screw mechanism or an arm turning mechanism.
  • the arm turning mechanism includes an arm, a support column, and a motor (none of which are shown).
  • the arm has a horizontally extending rod-like shape, the tip of the arm is connected to the nozzle 4, and the base end of the arm is connected to the support column.
  • the support column extends vertically and is rotatable around its central axis. When the motor rotates the support column, the arm turns and the nozzle 4 moves in the circumferential direction around the central axis.
  • a support column is provided so that the nozzle processing position and the nozzle standby position are positioned on the moving path of the nozzle 4 .
  • the nozzle 4 may sequentially eject multiple types of treatment liquids.
  • the nozzle 4 may be connected to another processing liquid supply source (not shown) through a supply pipe (not shown) branched from the supply pipe 41 .
  • multiple nozzles 4 may be provided and each nozzle 4 may be connected to multiple processing liquid supplies.
  • the nozzle moving mechanism 45 may move the plurality of nozzles 4 together or individually.
  • treatment liquids other than sulfuric acid for example, pure water and rinsing liquids such as isopropyl alcohol are applied.
  • the processing unit 130 also includes the film thickness measuring section 5.
  • the film thickness measurement unit 5 is provided in the chamber 80 and used to measure the thickness of the liquid film formed on the upper surface of the substrate W.
  • FIG. A well-known distance measuring device is used for the film thickness measuring unit 5 .
  • the distance measuring device for example, a light wave type using a laser beam, a radio wave type, and an ultrasonic type are used.
  • the film thickness measurement unit 5 is connected to the control unit 90 , and the thickness of the liquid film measured by the film thickness measurement unit 5 is stored in the RAM 922 of the control unit 90 .
  • the film thickness measuring section 5 is provided movably by a film thickness measuring section moving mechanism 51 .
  • the film thickness measuring part moving mechanism 51 moves the film thickness measuring part 5 between the measurement position and the standby position.
  • the measurement position is a position where the thickness of the liquid film formed on the upper surface of the substrate W is measured by the film thickness measurement unit 5 .
  • the measurement position is, for example, a position vertically above the substrate W and facing the central portion of the substrate W in the vertical direction.
  • the standby position is a position that does not interfere with the plasma reactor 1 .
  • the standby position is, for example, a position radially outside the peripheral edge of the substrate W.
  • a well-known moving technique is used for the film thickness measuring unit moving mechanism 51 .
  • the guard 7 is provided inside the chamber 80 and has a cylindrical shape surrounding the substrate holding part 3 and the substrate W held by the substrate holding part 3 .
  • the guard 7 receives the processing liquid scattered from the periphery of the substrate W. As shown in FIG.
  • the guard 7 includes a cylindrical portion 71 surrounding the substrate holding portion 3, an inclined portion 72 and an upper end portion 73.
  • the inclined portion 72 is inclined so as to approach the rotation axis Q1 as it goes vertically upward. That is, the inner diameter and the outer diameter of the inclined portion 72 decrease vertically upward.
  • the upper end of the cylindrical portion 71 is continuous with the lower end of the inclined portion 72, and the cylindrical portion 71 extends along the vertical direction.
  • the upper end of the inclined portion 72 is continuous with the outer peripheral edge of the upper end portion 73 .
  • the upper end portion 73 has a ring-shaped plate shape extending horizontally.
  • the upper and lower surfaces of upper end 73 are parallel to the horizontal plane.
  • An inner peripheral edge of the upper end portion 73 forms an upper opening of the guard 7 .
  • the processing unit 130 includes multiple guards 7 .
  • a plurality of guards 7 are provided concentrically and all surround the substrate holder 3 .
  • two guards 7 are provided.
  • the outermost guard 7 is called guard 7A
  • the innermost guard 7 is also called guard 7B.
  • the guard 7 is provided so that it can be moved up and down by a guard lifting mechanism 75.
  • a guard elevating mechanism 75 elevates the guard 7 between the upper position and the guard standby position.
  • the upper position is the position where the guard 7 receives the processing liquid.
  • the guard standby position is, for example, a position where the upper surface of the upper end portion 73 of the guard 7 is vertically below the upper surface of the spin base 31 .
  • the example of FIG. 3 shows the guard 7 stopped at the guard standby position.
  • the guard lifting mechanism 75 may include, for example, a ball screw mechanism and a motor that applies a driving force to the ball screw mechanism, or may include an air cylinder. When a plurality of guards 7 are provided, the guard lifting mechanism 75 lifts and lowers the guards 7 individually.
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W is received by the inner peripheral surface of the guard 7B and flows down along the inner peripheral surface of the guard 7B. do.
  • a cup 76 receives the processing liquid flowing down along the inner peripheral surface of the guard 7B.
  • the processing liquid is recovered through a recovery pipe 77 connected to the cup 76, for example, in a tank of the same type of processing liquid supply source.
  • the processing liquid scattered from the peripheral edge of the substrate W is received by the inner peripheral surface of the guard 7A. It flows down along the inner peripheral surface.
  • a cup (not shown) catches the processing liquid flowing down along the inner peripheral surface of the guard 7A.
  • the processing liquid is recovered, for example, in a tank of the same type of processing liquid supply source through a recovery pipe (not shown) connected to the cup.
  • the plasma reactor 1 is a plasma generator that generates plasma, and is provided in the chamber 80 at a position facing the upper surface of the substrate W held by the substrate holding part 3 in the vertical direction.
  • the plasma reactor 1 is connected to a power supply 16 for plasma, receives power from the power supply 16, and converts surrounding gas into plasma.
  • the plasma reactor 1 generates plasma under atmospheric pressure.
  • the atmospheric pressure here is, for example, 80% or more of the standard pressure and 120% or less of the standard pressure.
  • the plasma reactor 1 is a flat plasma reactor having a flat shape.
  • the plasma reactor 1 extends radially outward from the periphery of the substrate W in plan view.
  • the outer periphery of the plasma reactor 1 has, for example, a circular shape in plan view, and its outer diameter R2 is larger than the diameter R1 of the substrate W.
  • the outer diameter R2 of the plasma reactor 1 is larger than the inner diameter (corresponding to the upper opening diameter) R3 of the upper end portion 73 of the guard 7 .
  • the portion of the plasma reactor 1 outside the peripheral edge of the substrate W faces the upper end portion 73 of the guard 7 in the vertical direction.
  • An example of a specific internal configuration of the plasma reactor 1 will be detailed later.
  • the plasma reactor 1 can move from the plasma standby position to the plasma processing position with the nozzle 4 retracted to the nozzle standby position and all the guards 7 being lowered to, for example, the guard standby position.
  • the plasma reactor 1 moves to the plasma processing position, for example, with the liquid film F1 of the processing liquid formed on the upper surface of the substrate W (see also FIG. 11).
  • the plasma reactor 1 irradiates the upper surface of the substrate W with plasma in a processing state in which the guard 7 is positioned at the lower position (for example, the guard standby position) and the plasma reactor 1 is positioned at the plasma processing position.
  • various active species are generated.
  • plasmatization of air can generate various active species such as oxygen radicals, hydroxyl radicals, and ozone gas.
  • active species act on the upper surface of the substrate W.
  • the active species act on the liquid film of the processing liquid (here, sulfuric acid) on the upper surface of the substrate W. As shown in FIG. This enhances the processing performance of the processing liquid.
  • Caro's acid with high processing performance (here, oxidizing power).
  • Caro's acid is also called peroxomonosulfate.
  • the Karo's acid acts on the resist on the substrate W, thereby removing the resist by oxidation.
  • the temperature around the plasma reactor 1 increases.
  • the temperature is several hundred degrees Celsius, and as a more specific example, it ranges from about 200 degrees Celsius to 350 degrees Celsius.
  • the processing liquid on the upper surface of the substrate W evaporates easily, and the atmosphere immediately above the substrate W contains a large amount of volatile components of the processing liquid. If such an atmosphere of the processing liquid diffuses into the chamber 80, the volatile components of the processing liquid may adhere to the members inside the chamber 80, causing problems. Therefore, the processing unit 130 is provided with an air supply section (not shown) and an exhaust section 82 .
  • the exhaust part 82 includes a cylindrical member 83 and an exhaust pipe 84.
  • a tubular member 83 is provided within the chamber 80 .
  • the tubular member 83 has a tubular shape and surrounds the guard 7 from the outer peripheral side of the outermost guard 7 .
  • a cylindrical member 83 is provided on the floor of the chamber 80 .
  • An upstream end of an exhaust pipe 84 is connected to a lower portion of the cylindrical member 83, and a suction mechanism (not shown) is connected to a downstream end of the exhaust pipe 84.
  • the processing liquid atmosphere above the substrate W flows into the upstream end of the exhaust pipe 84 through the inside of the guard 7 and is discharged to the outside of the chamber 80 through the exhaust pipe 84 .
  • the flow of this airflow is schematically indicated by dashed arrows.
  • the rotating mechanism 33, the valve 42, the nozzle moving mechanism 45, and the plasma generator described above are controlled by the controller 90.
  • the film thickness measurement unit 5 and the film thickness measurement unit moving mechanism 51 are also controlled by the control unit 90 .
  • FIG. 4 is a front view showing an enlarged spin base 31 and chuck pins 32 of the substrate holding unit 3.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the recess amount t of the upper surface of the substrate W.
  • the processing unit 130 further comprises an indentation measuring section 36 .
  • the recess measuring section 36 is attached to the chuck pin 32 .
  • a well-known distance measuring device is used as the dent measuring unit 36 .
  • the distance measuring device for example, a light wave type using a laser beam, a radio wave type, and an ultrasonic type are used.
  • the recess measurement unit 36 measures the recess amount of the upper surface of the substrate W at the center of the upper surface with reference to the peripheral edge of the upper surface of the substrate W. Then, the recess amount t of the upper surface of the substrate W shown in FIG. 5 is measured by the recess measurement unit 36 .
  • the dent measurement unit 36 is also connected to the control unit 90 , and the dent amount t measured by the dent measurement unit 36 is stored in the RAM 922 of the control unit 90 .
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the processing unit 130.
  • the substrate holding part 3 holds the substrate W (step S1: holding step).
  • the main transport robot 120 transfers the unprocessed substrate W to the substrate holding unit 3, and the substrate holding unit 3 holds the substrate W.
  • the substrate holding part 3 holds the peripheral portion of the substrate W with the upper surface of the substrate W substantially horizontal.
  • step S2 liquid film control recipe determination step
  • FIG. 7 is a flow chart showing a specific example of the liquid film control recipe determination process.
  • the target value T is input to the control unit 90 (step S11: target value input step).
  • the control unit 90 determines whether or not the target value T input in step S11 is equal to or greater than a predetermined value (step S12).
  • the predetermined value is, for example, between 300 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • the supply amount of the processing liquid is determined to be an amount corresponding to the product of the target value T and the area of the upper surface of the substrate W (step S13).
  • the target value T is 400 ⁇ m and the diameter of the substrate W is 300 mm
  • 400 ⁇ m ⁇ (150 mm ⁇ 150 mm ⁇ ) ⁇ 28.3 ml is determined as the processing liquid supply amount.
  • the rotation speed is determined to such an extent that the processing liquid on the upper surface of the substrate W is not shaken off from the upper surface of the substrate W (step S14).
  • the thickness of the liquid film may be measured by the film thickness measuring unit 5 .
  • the rotational speed at which the processing liquid is not shaken off from the upper surface of the substrate W is determined in advance by experiments. It should be noted that the rotation speed must be such that the treatment liquid spreads due to the centrifugal force. Therefore, it is preferable that the rotation speed is such that the treatment liquid is not shaken off and that it spreads due to the centrifugal force.
  • the supply amount of the processing liquid corresponds to a value greater than the product of the target value T and the area of the upper surface of the substrate W.
  • amount is determined (step S15). For example, when the target value T is 200 ⁇ m and the diameter of the substrate W is 300 mm, the supply amount of the treatment liquid is determined to be larger than 200 ⁇ m ⁇ (150 mm ⁇ 150 mm ⁇ ) ⁇ 14.3 ml.
  • the rotation speed is determined so that the processing liquid on the upper surface of the substrate W is shaken off from the upper surface of the substrate W (step S16).
  • the thickness of the liquid film may be measured by the film thickness measuring unit 5, as in step S14.
  • the rotational speed at which the processing liquid is shaken off from the upper surface of the substrate W is determined in advance by experiments.
  • FIG. 8 is a graph showing experimental data for creating a liquid film control recipe.
  • the vertical axis indicates the thickness m ( ⁇ m) of the liquid film F1 measured by the film thickness measuring unit 5, and the horizontal axis indicates time (sec).
  • the film thickness measurement unit 5 continues to alternately move between a position facing the center of the substrate W and a position facing the edge (periphery) of the substrate W. As shown in FIG. Due to such movement, time on the horizontal axis periodically indicates the position between the center of the substrate W and the edge.
  • a case where the substrate W makes one round trip between the center and the edge of the substrate W in about 45 seconds is exemplified, and the position facing the center of the substrate W and the position facing the edge of the substrate W are indicated by arrows.
  • condition A the solid line shows the results of measuring the thickness m up to 130 seconds.
  • condition B the condition that the supply amount of the treatment liquid was 30 ml, the rotation speed was accelerated from 0 rpm to 70 rpm in 1 second, then maintained at 70 rpm for 3 seconds, and further decelerated from 70 rpm to 0 rpm in 1 second (hereinafter referred to as “condition B”) ), the result of measuring the thickness m up to 130 seconds is indicated by a dotted line.
  • condition C the condition that the supply amount of the treatment liquid was 30 ml, the rotation speed was accelerated from 0 rpm to 70 rpm in 1 second, then maintained at 70 rpm for 3 seconds, and further decelerated from 70 rpm to 0 rpm in 1 second (hereinafter referred to as “condition B”) ), the result of measuring the thickness m up to 130 seconds is indicated by a dotted line.
  • condition C the condition C.
  • condition D the result of measuring the thickness m up to 130 seconds is indicated by a chain double-dashed line.
  • the thickness m is maintained at around 200 ⁇ m up to 130 seconds under both conditions A and C, in which the supply amounts are different from each other.
  • the thickness m is maintained at around 250 ⁇ m up to 130 seconds under both conditions B and D, in which the supply amounts are different from each other. From these results, it can be seen that when the target value T is less than the predetermined value, the thickness m is affected more by the time during which the predetermined rotation speed is maintained than by the supply amount.
  • a control is adopted in which a high (thick) target value T lengthens the time to maintain a predetermined rotation speed, and a low (thin) target value T shortens the time to maintain a predetermined rotation speed.
  • a liquid film control recipe is determined to rotate the substrate W while maintaining 70 rpm for 3 seconds. Further, when the target value T is 250 ⁇ m, a liquid film control recipe is determined in which the substrate W is rotated while maintaining 70 rpm for 2 seconds.
  • the substrate W is rotated at a relatively low rotational speed at which the processing liquid is not shaken off.
  • the substrate W is rotated at a relatively high rotation speed so that it can be shaken off.
  • the thickness m of the liquid film F1 is controlled by adjusting the time for maintaining the rotation speed.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of the state of the processing unit 130 in the liquid film processing process.
  • the nozzle moving mechanism 45 moves the nozzle 4 to the nozzle processing position, and the guard lifting mechanism 75 lifts the guard 7 to the upper position.
  • both guard 7A and guard 7B are in the upper position.
  • the substrate holder 3 rotates the substrate W around the rotation axis Q1, and the valve 42 is opened.
  • the processing liquid is supplied from the ejection port 4a of the nozzle 4 toward the upper surface of the substrate W during rotation.
  • concentrated sulfuric acid is supplied as the processing liquid.
  • the rotation speed of the substrate W is the number of rotations determined in the liquid film control recipe determination process of step S2, and the supply amount of the processing liquid is the amount determined in the liquid film control recipe determination process of step S2.
  • the processing liquid that has landed on the upper surface of the substrate W spreads on the upper surface of the substrate W. As a result, a liquid film F1 of the processing liquid is formed on the upper surface of the substrate W. As shown in FIG.
  • the valve 42 is closed to stop the supply of the processing liquid, and the nozzle moving mechanism 45 moves the nozzle 4 to the nozzle waiting position.
  • FIG. 10 is a flow chart showing a specific example of the plasma processing process
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing an example of the state of the processing unit 130 in the plasma processing process.
  • the guard lifting mechanism 75 lowers the guard 7 to the lower position (step S21: guard moving step).
  • the lower position referred to here is a position where the upper end 711 of the inner peripheral surface of the outermost guard 7A is vertically below the upper surface of the substrate W held by the substrate holding portion 3 .
  • a position where the upper end 711 of the guard 7A is vertically below the lower surface of the substrate W may be adopted, or the upper end 711 of the guard 7A is below the upper surface of the spin base 31. position may be employed, or a guard standby position may be employed.
  • the guard standby position is adopted as the lower position. That is, the guard lifting mechanism 75 lowers the guard 7A and the guard 7B to the guard standby position.
  • the power supply 16 outputs voltage for plasma to the plasma reactor 1 (step S22: lighting step). Thereby, plasma is generated around the plasma reactor 1 .
  • the lighting process may be performed before the guard moving process.
  • the plasma elevating mechanism 15 lowers the plasma reactor 1 from the plasma standby position to the plasma processing position (step S23: plasma movement step).
  • the plasma reactor 1 can irradiate the substrate W with plasma (step S24: plasma irradiation step).
  • the plasma processing position is a position close to the substrate W to the extent that the substrate W can be irradiated with plasma.
  • FIG. 11 shows the state of the processing unit 130 in the plasma irradiation process.
  • the plasma reactor 1 is located at the plasma processing position, irradiates the liquid film F1 on the upper surface of the substrate W with plasma, and supplies active species to the liquid film F1.
  • the processing performance of the processing liquid is improved, and the processing liquid acts on the substrate W with high processing performance. More specifically, oxygen radicals react with sulfuric acid to produce Caro's acid, which removes the resist on the substrate W.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the state of the substrate W when the plasma P is being irradiated.
  • the temperature of the substrate W rises by being irradiated with the plasma P.
  • the substrate W may be dented upward.
  • the liquid film F1 which was once formed uniformly in the plane, moves toward the dent due to gravity.
  • the thickness of the liquid film F1 becomes thicker at the central portion than at the edge of the substrate W, and becomes non-uniform within the surface.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the thickness m of the liquid film F1 and time.
  • the vertical axis indicates the thickness m ( ⁇ m) of the liquid film F1
  • the horizontal axis indicates time (sec). 8
  • the film thickness measuring unit 5 continues to alternately move between the position facing the center of the substrate W and the position facing the edge (periphery) of the substrate W.
  • FIG. 13 also illustrates the case where the substrate W makes one round trip between the center and the edge in about 45 seconds. is shown.
  • FIG. 13 shows the case where the recess amount t in FIG. 5 is 1.3 ⁇ m. Also, FIG. 13 shows the results of measuring the thickness m up to 130 seconds under conditions in which different rotation speeds were maintained after the liquid film F1 was made uniform in the plane.
  • the results of measurement under the condition that the rotational speed was maintained at 0 rpm (hereinafter referred to as “condition 1”) are indicated by solid lines, and the results of measurement under the condition that the rotational speed was maintained at 6 rpm (hereinafter referred to as “condition 2”) are indicated by dotted lines.
  • condition 3 The result of measurement under the condition that the rotation speed was maintained at 9 rpm (hereinafter referred to as "condition 3") is indicated by the dashed line, and the measurement was performed under the condition that the rotation speed was maintained at 10 rpm (hereinafter referred to as "condition 4").
  • condition 4" The result is the two-dot chain line, the result of measurement under the condition that the rotation speed was maintained at 11 rpm (hereinafter referred to as "condition 5"). ) are indicated by thick dotted lines.
  • the thickness m of the liquid film F1 at the central portion is as large as 450 ⁇ m, whereas the thickness m of the liquid film F1 at the edge portion (peripheral portion) is 450 ⁇ m.
  • the thickness m is 100 ⁇ m or less.
  • the thickness m of the liquid film F1 in the central portion is 300 ⁇ m, while the thickness m of the liquid film F1 in the edge portion (peripheral portion) is 150 ⁇ m. degree.
  • the thickness m of the liquid film F1 at the central portion is 230 ⁇ m, while the thickness m of the liquid film F1 at the edge portion (peripheral portion) is 150 ⁇ m. degree. From the above, it can be seen that in the case of Conditions 1 to 3, the thickness m of the liquid film F1 becomes non-uniform in the plane as time elapses. On the other hand, in the case of conditions 4 to 5, the thickness m of the liquid film F1 is maintained substantially uniform in the plane even after 100 seconds. However, in the case of Condition 6, the thickness of the liquid film F1 in the central portion decreases from approximately 200 ⁇ m to approximately 175 ⁇ m over time.
  • the correlation between the recess amount t and the rotation speed of the substrate W may be stored in advance in the controller 90 .
  • the dent measurement unit 36 may measure the dent amount t over time, and rotate the substrate W at a rotational speed that increases as the dent amount t increases based on the correlation described above. Further, based on the correlation described above, the substrate W may be rotated at a higher rotation speed as the recess amount t is larger.
  • step S26 the plasma elevating mechanism 15 raises the plasma reactor 1 to the plasma standby position, and the power supply 16 stops outputting voltage (step S26).
  • step S26 the substrate holder 3 stops rotating the substrate W (step S27).
  • the processing unit 130 performs a rinsing process on the upper surface of the substrate W (step S5: rinsing process). Specifically, the processing unit 130 supplies the rinsing liquid from the nozzle 4 to the top surface of the substrate W during rotation, and replaces the processing liquid on the top surface of the substrate W with the rinsing liquid.
  • step S6 drying process
  • the substrate holding unit 3 rotates the substrate W at a higher rotation speed than the plasma processing step, thereby drying the substrate W (so-called spin drying).
  • the main transport robot 120 unloads the processed substrate W from the processing unit 130 .
  • the substrate W is rotated based on the correlation between the recess amount t and the rotation speed in the plasma processing step, but the configuration is not limited to this. Since the flexibility of the substrate W has been improved in recent years, when the substrate holding part 3 holds the peripheral edge of the substrate W, the central portion of the substrate W may be dented due to the weight of the substrate W itself. In such a case, the substrate holder 3 rotates the substrate W based on the correlation between the recess amount t and the rotation speed even before the plasma processing step. Thereby, the thickness m of the liquid film F1 is maintained substantially uniform in the plane.
  • the processing liquid is supplied in parallel with the rotation of the substrate W in the liquid film forming process of step S3, but the present invention is not limited to this.
  • the substrate W may be rotated after the processing liquid is supplied.

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Abstract

略水平に保持された上面を有する基板の上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理方法である。この基板処理方法は、濃硫酸を上面へ供給する第１工程と、液膜の厚さの目標値が所定値以上の場合には、第１工程と並行、若しく第１工程の完了後に、上面上の濃硫酸が上面から振り切られない程度の回転速度で基板を回転させる第２工程と、目標値が所定値未満の場合には、第１工程と並行、若しくは第１工程の完了後に、濃硫酸が上面から振り切られる程度の回転速度で基板を回転させる第３工程と、を備える。

Description

基板処理装置および基板処理方法
　本願明細書に開示される技術は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
　基板上の薬液の液膜に対してプラズマを作用させることにより、基板上の薬液を強い酸化力を有するラジカルが発生した薬液に変化させる技術が知られている。例えば、特開２０２１－１２５２８３号公報に記載の装置は、電極群と誘電体とを備える。誘電体は、第１主面と、第１主面と反対側の第２主面とを有する。電極群は、誘電体によって封止され、第１主面に平行な配列面内で交互に配列された少なくとも一つの第１電極および少なくとも一つの第２電極を含み、第１電極と第２電極との間の高周波電圧の印加により生じた電界を第１主面よりも外側に作用させる。このような特許文献１に記載の装置は、小さい電圧でプラズマを発生させる。
特開２０２１－１２５２８３号公報
　特開２０２１－１２５２８３号公報に記載の装置は、基板の上面に薬液が液膜として存在している状態で、プラズマを発生させる。プラズマは薬液の液膜に作用する。これにより、薬液の液膜中に、強い酸化力を有するラジカルが発生する。これにより、薬液を用いた基板処理を効率的に行うことができる。
　このような薬液として、硫酸が含まれることが好ましいと考えられている。硫酸が含まれる場合、硫酸へのプラズマ照射によってペルオキソ一硫酸（カロ酸）が生成されるためである。この際にはペルオキソ一硫酸の生成に通常利用される過酸化水素水は必要とされない。
　しかしながら、硫酸は常温で粘度が高いため、例えば９０ｗｔ％以上の濃硫酸を利用して基板の上面に均一に液膜を形成することや、液膜の厚さをコントロールすることが困難であった。一方で、強い酸化力により基板の効率的な処理ができるため、基板の上面に所望の厚さの濃硫酸の液膜を均一に形成することが望まれていた。
　本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような課題に鑑みてなされたものである。この技術は、基板の上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理方法および基板処理装置に関する技術である。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第１の態様は、略水平に保持された上面を有する基板の前記上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理方法において、前記濃硫酸を前記上面へ供給する第１工程と、前記液膜の厚さの目標値が所定値以上の場合には、前記第１工程と並行、若しくは前記第１工程の完了後に、前記上面上の前記濃硫酸が前記上面から振り切られない程度の回転速度で前記基板を回転させる第２工程と、前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記第１工程と並行、若しくは前記第１工程の完了後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られる程度の回転速度で前記基板を回転させる第３工程と、を備える。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第２の態様は、第１の態様において、前記第１工程において、前記目標値が前記所定値以上の場合には、前記目標値と前記上面の面積との積に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給し、前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記積よりも大きな値に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給する。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記所定値は３００μｍ～４００μｍの間にある。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第４の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様において、前記第２工程の後、または前記第３工程の後に、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量が大きいほど高い回転速度で前記基板を回転させる第４工程をさらに備える。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第５の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様において、前記第２工程の後、または前記第３工程の後に、前記第２工程または前記第３工程によって得られた前記液膜に対してプラズマを照射する第５工程をさらに備える。
　本願明細書に開示される基板処理方法の第６の態様は、第５の態様において、前記第５工程において、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量を経時的に計測し、前記凹み量の増大に伴って増大する回転速度で前記基板を回転させる。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第１の態様は、略水平に保持された上面を有する基板の前記上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理装置において、前記上面を略水平にして前記基板を保持する保持部と、前記濃硫酸を前記上面へ供給する供給部と、前記基板を回転させる回転部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記液膜の厚さの目標値が所定値以上の場合には、前記濃硫酸を前記上面へ供給するとき、または前記濃硫酸を前記上面へ供給した後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られない程度の回転速度で前記基板を回転させるように前記回転部を制御し、前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記濃硫酸を前記上面へ供給するとき、または前記濃硫酸を前記上面へ供給した後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られる程度の回転速度で前記基板を回転させるように前記回転部を制御する。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第２の態様は、第１の態様において、前記制御部は、前記目標値が前記所定値以上の場合には、前記目標値と前記上面の面積との積に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給するように前記供給部を制御し、前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記積よりも大きな値に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給するように前記供給部を制御する。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記所定値は３００μｍ～４００μｍの間にある。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第４の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様において、前記液膜に対してプラズマを照射するプラズマ照射部をさらに備える。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第５の態様は、第４の態様において、前記制御部は、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量が大きいほど高い回転速度で前記基板を回転させるよう前記回転部を制御する。
　本願明細書に開示される基板処理装置の第６の態様は、第１ないし第５のいずれか一つの態様において、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量を計測する凹み計測部をさらに備える。
　本願明細書に開示される第１から第６の態様の基板処理方法、および第１から第６の態様の基板処理装置によれば、基板の上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理方法および基板処理装置が提供される。
　本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
基板処理システムの構成の一例を概略的に示す平面図である。 制御部の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。 処理ユニットの構成の一例を概略的に示す図である。 基板保持部のスピンベースとチャックピンとを拡大して示す正面図である。 基板の上面の凹み量を示す概略図である。 処理ユニットの動作の一例を示すフローチャートである。 液膜制御レシピ決定工程の具体的な一例を示すフローチャートである。 液膜制御レシピを作成するための実験データを示すグラフである。 液膜処理工程における処理ユニットの様子の一例を概略的に示す図である。 プラズマ処理工程の具体的な一例を示すフローチャートである。 プラズマ処理工程における処理ユニットの様子の一例を概略的に示す図である。 プラズマが照射されているときの基板の状態を示す概略図である。 液膜の厚さと時間との関係を示すグラフである。
　以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明される。なお、図面は概略的に示され、説明の便宜のために適宜、構成の省略および構成の簡略化がなされる。また、図面に示される構成の大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
　また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明は、重複を避けるために省略される場合がある。
　また、以下に記載される説明において、「第１」または「第２」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、例えばこれらの序数によって生じ得る順序に限定されるものではない。
　相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で変形された形状、例えば凹凸や面取りを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。
　＜第１の実施の形態＞
　＜基板処理システムの全体構成＞
　図１は、基板処理システム１００の構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理システム１００は、処理対象である基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。基板処理システム１００は、円板状の半導体基板である基板Ｗに対して処理を行った後、乾燥処理を行う。基板Ｗに対する処理の一つとしてプラズマを用いた処理が含まれる。プラズマを用いた処理は特に制限される必要がないものの、より具体的な一例として、有機物除去処理を含む。有機物除去処理とは、基板Ｗの主面上の有機物を除去する処理であり、当該有機物としてレジストを適用できる。有機物がレジストである場合、有機物除去処理はレジスト除去処理であるともいえる。なお、ここでは、基板Ｗの主面にはレジストが形成されており、基板処理システム１００は基板Ｗに対する処理としてレジストを除去する例で説明する。
　なお、基板Ｗは必ずしも半導体基板に限られない。例えば、基板Ｗには、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板および光磁気ディスク用基板で例示される各種基板が適用可能である。また基板の形状も円板形状に限らず種々の形状、例えば矩形の板状形状が採用可能である。
　基板処理システム１００は、ロードポート１０１と、インデクサロボット１１０と、主搬送ロボット１２０と、複数の処理ユニット１３０と、制御部９０とを含む。
　図１に例示されるように、複数のロードポート１０１が並んで配置される。各ロードポート１０１には、キャリアＣが搬入される。キャリアＣとしては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ）、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｉｎｔｅｒ　Ｆａｃｅ）ポッド、または、基板Ｗを外気にさらすＯＣ（Ｏｐｅｎ　Ｃａｓｓｅｔｔｅ）が採用されてもよい。インデクサロボット１１０は、キャリアＣと主搬送ロボット１２０との間で基板Ｗを搬送する。主搬送ロボット１２０は処理ユニット１３０に基板Ｗを搬送する。
　処理ユニット１３０は基板Ｗに対して処理を行う。本実施の形態に関する基板処理システム１００には、１２個の処理ユニット１３０が配置されている。
　具体的には、それぞれが鉛直方向に積層された３個の処理ユニット１３０を含む４つのタワーが、主搬送ロボット１２０の周囲を取り囲むようにして配置されている。
　図１では、３段に重ねられた処理ユニット１３０の１つが概略的に示されている。なお、基板処理システム１００における処理ユニット１３０の数は、１２個に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。
　主搬送ロボット１２０は、処理ユニット１３０が積層された４個のタワーの中央に設置されている。主搬送ロボット１２０は、インデクサロボット１１０から受け取る処理対象の基板Ｗをそれぞれの処理ユニット１３０内に搬入する。また、主搬送ロボット１２０は、それぞれの処理ユニット１３０から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサロボット１１０に渡す。制御部９０は、基板処理システム１００のそれぞれの構成要素の動作を制御する。
　図２は、制御部９０の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部９０は電子回路であって、例えばデータ処理部９１および記憶媒体９２を有している。図２の具体例では、データ処理部９１と記憶媒体９２とはバス９３を介して相互に接続されている。データ処理部９１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｕｎｉｔ）で例示される演算処理装置であってもよい。記憶媒体９２は非一時的な記憶媒体（例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）またはハードディスク）９２１および一時的な記憶媒体（例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ））９２２を有していてもよい。非一時的な記憶媒体９２１には、例えば制御部９０が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理部９１がこのプログラムを実行することにより、制御部９０が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部９０が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。図２の具体例では、インデクサロボット１１０、主搬送ロボット１２０および処理ユニット１３０がバス９３に接続された態様が一例として概略的に示されている。
　＜処理ユニット＞
　図３は、処理ユニット１３０の構成の一例を概略的に示す図である。なお、基板処理システム１００に属する全ての処理ユニット１３０が図３に示された構成を有している必要はなく、少なくとも一つの処理ユニット１３０が当該構成を有していればよい。
　図３に例示される処理ユニット１３０は、プラズマを用いた処理を基板Ｗに対して行う装置である。基板Ｗは、例えば、円板形状を有する。基板Ｗのサイズは特に制限されないものの、その直径Ｒ１は例えば約３００ｍｍである。
　処理ユニット１３０はプラズマリアクタ１と基板保持部３とガード７とを含んでいる。図３の例では、処理ユニット１３０はチャンバ８０も含んでいる。チャンバ８０は、基板Ｗを処理するための処理室を形成しており、後述の各種の構成要素を収容する。
　図３の例では、基板保持部３は、基板Ｗの上面を略水平にして基板Ｗを保持する。基板保持部３は回転機構３３をさらに含んでおり、回転軸線Ｑ１のまわりで基板Ｗを回転させる。回転軸線Ｑ１は基板Ｗの中心部を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。回転機構３３は例えばシャフト３４およびモータ３５を含む。シャフト３４の上端はスピンベース３１の下面に連結される。モータ３５はシャフト３４を回転軸線Ｑ１のまわりで回転させて、スピンベース３１を回転させる。これにより、複数のチャックピン３２によって保持された基板Ｗが回転軸線Ｑ１のまわりで回転する。このような基板保持部３はスピンチャックとも呼ばれ得る。以下では、回転軸線Ｑ１についての径方向は単に径方向と呼ばれる。
　図３の例では、処理ユニット１３０はノズル４も含んでいる。ノズル４はチャンバ８０内に設けられ、基板Ｗの上面への処理液の供給に用いられる。ノズル４は供給管４１を介して処理液供給源４４に接続される。処理液供給源４４は、例えば、処理液を貯留するタンク（不図示）を含む。処理液は、例えば９０ｗｔ％以上の濃硫酸であり、好ましくは９６ｗｔ％の濃硫酸である。供給管４１にはバルブ４２が介装される。バルブ４２が開くことにより、処理液供給源４４からの処理液が供給管４１を通じてノズル４に供給され、ノズル４の吐出口４ａから吐出される。基板Ｗの上面に供給された濃硫酸の処理液は、液膜を形成する。
　図３の例では、ノズル４はノズル移動機構４５によって移動可能に設けられる。ノズル移動機構４５はノズル４をノズル処理位置とノズル待機位置との間で移動させる。ノズル処理位置とは、ノズル４が基板Ｗの上面に向けて処理液を吐出する位置である。ノズル処理位置は、例えば、基板Ｗよりも鉛直上方であって、基板Ｗの中心部と鉛直方向において対向する位置である。ノズル待機位置は、例えば、基板Ｗの周縁よりも径方向外側の位置である。図３では、ノズル待機位置で停止するノズル４が示されている。
　ノズル移動機構４５は、例えば、ボールねじ機構またはアーム旋回機構を有する。アーム旋回機構は、いずれも不図示のアームと支持柱とモータとを含む。アームは水平に延在する棒状形状を有し、アームの先端にはノズル４が連結され、アームの基端が支持柱に連結される。支持柱は鉛直方向に沿って延びており、その中心軸のまわりで回転可能に設けられる。モータが支持柱を回転させることにより、アームが旋回し、ノズル４が中心軸のまわりで周方向に沿って移動する。このノズル４の移動経路上にノズル処理位置とノズル待機位置とが位置するように、支持柱が設けられる。
　ノズル４がノズル処理位置に位置する状態でバルブ４２が開くと、ノズル４から基板Ｗの上面に向かって処理液が吐出される。基板保持部３が基板Ｗを回転させることにより、処理液は遠心力により基板Ｗの上面を広がって、基板Ｗの周縁から外側に飛散する。これにより、基板Ｗの上面には処理液の液膜が形成される。
　ノズル４は複数種類の処理液を順次に吐出してもよい。この場合、ノズル４は供給管４１から分岐した供給管（不図示）を通じて他の処理液供給源（不図示）に接続されてもよい。あるいは、複数のノズル４が設けられ、各ノズル４がそれぞれ複数の処理液供給源に接続されてもよい。ノズル移動機構４５は複数のノズル４を一体に移動させてもよく、個別に移動させてもよい。硫酸以外の処理液としては、例えば、純水およびイソプロピルアルコール等のリンス液が適用される。
　図３の例では、処理ユニット１３０は膜厚計測部５も含んでいる。膜厚計測部５はチャンバ８０内に設けられ、基板Ｗの上面に形成される液膜の厚さの計測に用いられる。膜厚計測部５には、周知技術である距離測定装置が利用される。距離測定装置としては、例えばレーザ光を利用した光波式、電波式、超音波式のものが利用される。膜厚計測部５は制御部９０と接続されており、膜厚計測部５で計測された液膜の厚さは、制御部９０のＲＡＭ９２２に記憶される。
　図３の例では、膜厚計測部５は膜厚計測部移動機構５１によって移動可能に設けられる。膜厚計測部移動機構５１は膜厚計測部５を計測位置と待機位置との間で移動させる。計測位置は、膜厚計測部５が基板Ｗの上面に形成された液膜の厚さを計測する位置である。計測位置は、例えば、基板Ｗよりも鉛直上方であって、基板Ｗの中心部と鉛直方向において対向する位置である。待機位置は、プラズマリアクタ１と干渉しない位置である。待機位置は、例えば、基板Ｗの周縁よりも径方向外側の位置である。なお、膜厚計測部移動機構５１は、周知の移動技術が利用される。
　ガード７はチャンバ８０内に設けられており、基板保持部３、および、基板保持部３によって保持された基板Ｗを取り囲む筒状形状を有する。ガード７は、基板Ｗの周縁から飛散した処理液を受け止める。
　図３の例では、ガード７は、いずれも基板保持部３を囲む筒部７１、傾斜部７２および上端部７３を含む。傾斜部７２は鉛直上方に向かうにつれて回転軸線Ｑ１に近づくように傾斜している。つまり、傾斜部７２の内径および外径は鉛直上方に向かうにつれて小さくなる。筒部７１の上端は傾斜部７２の下端に連続しており、筒部７１は鉛直方向に沿って延在する。図３の例では、傾斜部７２の上端は上端部７３の外周縁に連続している。上端部７３は、水平に延在するリング状の板状形状を有する。図３の例では、上端部７３の上面および下面は水平面に平行である。上端部７３の内周縁はガード７の上部開口を形成する。
　図３の例では、処理ユニット１３０は複数のガード７を含んでいる。複数のガード７は同心状に設けられており、いずれも基板保持部３を囲む。図３の例では、２つのガード７が設けられており、以下では、最外周のガード７をガード７Ａと呼び、最内周のガード７をガード７Ｂとも呼ぶ。
　ガード７はガード昇降機構７５によって昇降可能に設けられている。ガード昇降機構７５はガード７を上位置とガード待機位置との間で昇降させる。上位置は、ガード７が処理液を受け止める位置であり、具体的には、ガード７の内周面の上端７１１が基板Ｗの上面よりも鉛直上方となる位置である。ガード待機位置は、例えば、ガード７の上端部７３の上面がスピンベース３１の上面よりも鉛直下方となる位置である。図３の例では、ガード待機位置で停止するガード７が示されている。ガード昇降機構７５は、例えば、ボールねじ機構と、該ボールねじ機構に駆動力を与えるモータとを含んでもよく、あるいは、エアシリンダを含んでもよい。複数のガード７が設けられる場合、ガード昇降機構７５はガード７を個別に昇降させる。
　ガード昇降機構７５がガード７Ａおよびガード７Ｂを上位置に上昇させた状態では、基板Ｗの周縁から飛散した処理液はガード７Ｂの内周面で受け止められ、ガード７Ｂの内周面に沿って流下する。ガード７Ｂの内周面に沿って流下した処理液はカップ７６によって受け止められる。処理液は、カップ７６に接続された回収配管７７を通じて、例えば、同じ種類の処理液供給源のタンクに回収される。
　ガード昇降機構７５がガード７Ｂをガード待機位置に下降させ、ガード７Ａを上位置に上昇させた状態では、基板Ｗの周縁から飛散した処理液はガード７Ａの内周面で受け止められ、ガード７Ａの内周面に沿って流下する。ガード７Ａの内周面に沿って流下した処理液はカップ（不図示）によって受け止められる。処理液は、該カップに接続された不図示の回収配管を通じて、例えば、同じ種類の処理液供給源のタンクに回収される。
　以上のように、複数のガード７が設けられることにより、処理液をその種類に応じて回収することができる。
　プラズマリアクタ１はプラズマを発生させるプラズマ発生装置であり、チャンバ８０内において、基板保持部３によって保持された基板Ｗの上面と鉛直方向において対向する位置に設けられる。プラズマリアクタ１はプラズマ用の電源１６に接続されており、電源１６からの電力を受けて周囲のガスをプラズマ化させる。なおここでは一例として、プラズマリアクタ１は大気圧下でプラズマを発生させる。ここでいう大気圧とは、例えば、標準気圧の８０％以上、かつ、標準気圧の１２０％以下である。
　プラズマリアクタ１は、扁平な形状を有する平型のプラズマリアクタである。プラズマリアクタ１は、平面視において、基板Ｗの周縁よりも径方向外側に広がっている。プラズマリアクタ１の外周縁は平面視において例えば円形状を有し、その外径Ｒ２は基板Ｗの直径Ｒ１よりも大きい。図３の例では、プラズマリアクタ１の外径Ｒ２はガード７の上端部７３の内径（上部開口径に相当）Ｒ３よりも大きい。この構造によれば、プラズマリアクタ１のうち基板Ｗの周縁よりも外側の部分はガード７の上端部７３と鉛直方向において対向する。プラズマリアクタ１の具体的な内部構成の一例は後に詳述する。
　プラズマリアクタ１は、ノズル４がノズル待機位置に退避し、かつ、全てのガード７が例えばガード待機位置に下降した状態で、プラズマ待機位置からプラズマ処理位置へと移動することができる。プラズマリアクタ１は、例えば、基板Ｗの上面に処理液の液膜Ｆ１が形成された状態で、プラズマ処理位置に移動する（図１１も参照）。
　プラズマリアクタ１は、ガード７が下位置（例えばガード待機位置）に位置し、かつ、プラズマリアクタ１がプラズマ処理位置に位置する処理状態で、基板Ｗの上面にプラズマを照射する。プラズマリアクタ１がプラズマを発生させると、種々の活性種が生じる。例えば、空気がプラズマ化することにより、酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカルおよびオゾンガス等の種々の活性種が生じ得る。これらの活性種は基板Ｗの上面に作用する。具体的な一例として、活性種は基板Ｗの上面の処理液（ここでは硫酸）の液膜に作用する。これにより、処理液の処理性能が高まる。具体的には、活性種と硫酸との反応により、処理性能（ここでは酸化力）の高いカロ酸が生成される。カロ酸はペルオキソ一硫酸とも呼ばれる。当該カロ酸が基板Ｗのレジストに作用することで、レジストが酸化除去される。
　プラズマの発生に起因して、プラズマリアクタ１の周囲の温度は高くなる。例えば、温度は摂氏数百度、より具体的な一例として、摂氏２００度から摂氏３５０度程度に至る。これにより、基板Ｗの上面の処理液が蒸発しやすくなり、基板Ｗの直上の雰囲気には処理液の揮発成分が多く含まれることとなる。このような処理液雰囲気がチャンバ８０内に拡散すると、処理液の揮発成分がチャンバ８０内の部材に付着して不具合を生じさせ得る。そこで、処理ユニット１３０には給気部（図示省略）および排気部８２が設けられている。
　図３の例では、排気部８２は筒部材８３および排気管８４を含んでいる。筒部材８３はチャンバ８０内に設けられる。筒部材８３は筒状の形状を有し、最外周のガード７よりも外周側からガード７を囲んでいる。筒部材８３はチャンバ８０の床面に設けられる。筒部材８３の下部には排気管８４の上流端が接続されており、排気管８４の下流端には不図示の吸引機構に接続される。基板Ｗよりも上方の処理液雰囲気はガード７の内部を通じて排気管８４の上流端に流入し、排気管８４を通じてチャンバ８０の外部に排出される。図３では、この気流の流れが模式的に破線の矢印で示される。
　なお、上述の回転機構３３、バルブ４２、ノズル移動機構４５、およびプラズマ発生装置は、制御部９０により制御される。また、膜厚計測部５および膜厚計測部移動機構５１も制御部９０により制御される。
　図４は、基板保持部３のスピンベース３１とチャックピン３２とを拡大して示す正面図である。図５は、基板Ｗの上面の凹み量ｔを示す概略図である。処理ユニット１３０は、さらに、凹み計測部３６を備える。図４の例では、凹み計測部３６は、チャックピン３２に取り付けられる。凹み計測部３６として、周知技術である距離測定装置が利用される。距離測定装置としては、例えばレーザ光を利用した光波式、電波式、超音波式のものが利用される。
　凹み計測部３６は、基板Ｗの上面の周縁を基準とした上面の中心における上面の凹み量を計測する。そして、図５に示す基板Ｗの上面の凹み量ｔが、凹み計測部３６により計測される。なお、凹み計測部３６も制御部９０と接続されており、凹み計測部３６で計測された凹み量ｔは、制御部９０のＲＡＭ９２２に記憶される。
　＜基板処理装置の動作例＞
　次に、処理ユニット１３０の動作の一例が説明される。ここで、特に濃硫酸は常温（２０℃±１５℃）で粘度が高いため、液膜の厚さを制御することが容易ではない。一方で、基板Ｗの上面の処理液の膜厚は、基板Ｗのパターンの細さに影響するため、μｍ単位での制御が必要である。そこで、液膜の厚さ、処理液の供給量、および基板Ｗの回転速度が関連付けられることにより、液膜の厚さが制御可能となる。
　本実施形態においては、液膜の厚さの目標値Ｔに依存して、液膜の形成方法が異なる。したがって、本実施形態においては、目標値Ｔに依存して、処理ユニット１３０の動作も異なる。図６は、処理ユニット１３０の動作の一例を示すフローチャートである。まず、基板保持部３が基板Ｗを保持する（ステップＳ１：保持工程）。具体的には、主搬送ロボット１２０が未処理の基板Ｗを基板保持部３に渡し、基板保持部３が該基板Ｗを保持する。このとき、基板保持部３は、基板Ｗの上面を略水平にして基板Ｗの周縁部を保持する。
　処理液の供給量と基板Ｗの回転速度とは、制御部９０により制御される。具体的には、処理液の液膜の厚さを制御するための液膜制御レシピが決定される（ステップＳ２：液膜制御レシピ決定工程）。図７は液膜制御レシピ決定工程の具体的な一例を示すフローチャートである。まず目標値Ｔが制御部９０に入力される（ステップＳ１１：目標値入力工程）。ステップＳ１１で入力された目標値Ｔが所定値以上か否かが、制御部９０において判定される（ステップＳ１２）。なお、所定値は、例えば３００μｍ～４００μｍの間にある。
　ステップＳ１２において、目標値Ｔが所定値以上と判断された場合には、処理液の供給量が目標値Ｔと基板Ｗの上面の面積との積に相当する量に決定される（ステップＳ１３）。例えば、目標値Ｔが４００μｍ、基板Ｗの直径が３００ｍｍ、である場合には、４００μｍ×（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×π）≒２８．３ｍｌが処理液の供給量として決定される。その後、回転速度が、基板Ｗの上面上の処理液が基板Ｗの上面から振り切られない程度に決定される（ステップＳ１４）。このとき、膜厚計測部５により液膜の厚さが計測されていてもよい。処理液が基板Ｗの上面から振り切られない程度の回転速度は、予め実験によって関係が求められている。なお、回転速度は、処理液が遠心力により広がる程度であることも必要である。したがって、回転速度は、処理液が振り切られない程度であって、かつ、遠心力により広がる程度であることが好ましい。
　一方で、ステップＳ１２において、目標値Ｔが所定値未満であると判断された場合には、処理液の供給量が目標値Ｔと基板Ｗの上面の面積との積よりも大きな値に相当する量に決定される（ステップＳ１５）。例えば、目標値Ｔが２００μｍ、基板Ｗの直径が３００ｍｍ、である場合には、２００μｍ×（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×π）≒１４．３ｍｌよりも大きな値に、処理液の供給量が決定される。ステップＳ１５において、処理液の供給量が決定された後、回転速度が基板Ｗの上面上の処理液が基板Ｗの上面から振り切られる程度に決定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１４と同様に、膜厚計測部５により液膜の厚さが計測されてもよい。処理液が基板Ｗの上面から振り切られる程度の回転速度は、予め実験によって関係が求められている。
　図８は、液膜制御レシピを作成するための実験データを示すグラフである。図８においては、縦軸に膜厚計測部５により計測された液膜Ｆ１の厚さｍ（μｍ）、横軸に時間（ｓｅｃ）が示されている。膜厚計測部５は、基板Ｗの中心と対向する位置と基板Ｗのエッジ（周縁）と対向する位置との間を交互に移動し続けている。このような移動に起因して、横軸の時間は周期的に、基板Ｗの中心とエッジとの間の位置を示す。約４５秒かけて基板Ｗの中心とエッジとの間を一往復する場合が例示されており、基板Ｗの中心と対向する位置と基板Ｗのエッジと対向する位置とを矢印で示している。
　図８において、処理液の供給量を３０ｍｌとし、回転速度を０ｒｐｍから７０ｒｐｍへ１秒間で加速し、その後７０ｒｐｍを２秒間維持し、さらに７０ｒｐｍから０ｒｐｍへ１秒間で減速した条件（以下、「条件Ａ」という。）で、厚さｍを１３０秒まで計測した結果を実線で示している。また、処理液の供給量を３０ｍｌとし、回転速度を０ｒｐｍから７０ｒｐｍへ１秒間で加速し、その後７０ｒｐｍを３秒間維持し、さらに７０ｒｐｍから０ｒｐｍへ１秒間で減速した条件（以下、「条件Ｂ」という。）で、厚さｍを１３０秒までを計測した結果が点線で示される。また、処理液の供給量を５０ｍｌとし、回転速度を０ｒｐｍから７０ｒｐｍへ１秒間で加速し、その後７０ｒｐｍを２秒間維持し、さらに７０ｒｐｍから０ｒｐｍへ１秒間で減速した条件（以下、「条件Ｃ」という。）で、厚さｍ１３０秒まで計測した結果が一点鎖線で示される。また、処理液の供給量を５０ｍｌとし、回転速度を０ｒｐｍから７０ｒｐｍへ１秒間で加速し、その後７０ｒｐｍを３秒間維持し、さらに７０ｒｐｍから０ｒｐｍへ１秒間で減速した条件（以下、「条件Ｄ」という。）で、厚さｍを１３０秒まで計測した結果が二点鎖線で示される。
　図８に示すように、供給量が互いに異なる条件Ａと条件Ｃのいずれにおいても、１３０秒に至るまで、厚さｍは２００μｍ前後を維持している。一方で、供給量が互いに異なる条件Ｂと条件Ｄのいずれにおいても、１３０秒に至るまで、厚さｍは２５０μｍ前後を維持している。これらの結果から、目標値Ｔが所定値未満の場合では、厚さｍは供給量よりも所定の回転速度が維持される時間に影響されることがわかる。高い（厚い）目標値Ｔには所定の回転速度を維持する時間を長く、低い（薄い）にする目標値Ｔには所定の回転速度を維持する時間を短くする制御が採用される。具体的には、例えば所定の回転速度を７０ｒｐｍとして、目標値Ｔが２００μｍの場合は、７０ｒｐｍを３秒間維持して基板Ｗを回転させる液膜制御レシピが決定される。また、目標値Ｔが２５０μｍの場合は、７０ｒｐｍを２秒間維持して基板Ｗを回転させる液膜制御レシピが決定される。
　以上のように、目標値Ｔが所定値未満となるような比較的薄い液膜を形成する場合には、処理液を基板Ｗの上面から振り切る程度の比較的多めの処理液を供給する。特に、硫酸は粘度が高い液体であることから、硫酸濃度の高い液体を利用する場合に液膜の厚さを制御することが困難とされてきたが、液膜の厚さｍは上述の様に制御される。目標値Ｔが所定値以上の場合と比較して回転速度を高めることで、基板Ｗの周縁部にまで略均一の厚さｍの液膜を実現することができる。つまり、目標値Ｔが所定値以上の場合は、処理液が振り切られない程度の比較的低い回転速度で基板Ｗを回転させるのに対し、目標値Ｔが所定値未満の場合は、処理液が振り切られる程度の比較的高い回転速度で基板Ｗを回転させる。また、その回転速度を維持する時間を調整することにより、液膜Ｆ１の厚さｍが制御される。
　次に、処理ユニット１３０は基板Ｗの上面に処理液の液膜を形成する（ステップＳ３：液膜形成工程）。図９は、液膜処理工程における処理ユニット１３０の様子の一例を概略的に示す図である。図９に例示されるように、ノズル移動機構４５はノズル４をノズル処理位置に移動させ、ガード昇降機構７５はガード７を上位置に上昇させる。図９の例では、ガード７Ａおよびガード７Ｂの両方が上位置に位置している。そして、基板保持部３が基板Ｗを回転軸線Ｑ１のまわりで回転させ、バルブ４２が開く。これにより、処理液がノズル４の吐出口４ａから回転中の基板Ｗの上面に向かって供給される。ここでは、処理液として濃硫酸が供給される。基板Ｗの回転速度はステップＳ２の液膜制御レシピ決定工程で決定された回転数であり、処理液の供給量はステップＳ２の液膜制御レシピ決定工程で決定された量である。
　基板Ｗの上面に着液した処理液は基板Ｗの上面で広がる。これにより、基板Ｗの上面に処理液の液膜Ｆ１が形成される。なお、決定された量の処理液が供給されると、バルブ４２が閉じて処理液の供給が停止し、ノズル移動機構４５はノズル４をノズル待機位置に移動させる。
　次に、処理ユニット１３０は基板Ｗに対するプラズマ処理を行う（ステップＳ４：プラズマ処理工程）。図１０は、プラズマ処理工程の具体的な一例を示すフローチャートであり、図１１は、プラズマ処理工程における処理ユニット１３０の様子の一例を概略的に示す図である。
　図１０の例では、まず、ガード昇降機構７５がガード７を下位置に下降させる（ステップＳ２１：ガード移動工程）。ここでいう下位置とは、最外周のガード７Ａの内周面の上端７１１が、基板保持部３によって保持された基板Ｗの上面よりも鉛直下方となる位置である。下位置の具体的な一例として、ガード７Ａの上端７１１が基板Ｗの下面よりも鉛直下方となる位置を採用してもよいし、ガード７Ａの上端７１１がスピンベース３１の上面よりも下方となる位置を採用してもよいし、あるいは、ガード待機位置を採用してもよい。ここでは下位置としてガード待機位置が採用される。つまり、ガード昇降機構７５はガード７Ａおよびガード７Ｂがガード待機位置に下降される。
　次に、電源１６がプラズマリアクタ１にプラズマ用の電圧を出力する（ステップＳ２２：点灯工程）。これにより、プラズマリアクタ１の周囲にプラズマが生成される。なお、点灯工程はガード移動工程の前に実行されてもよい。
　次に、プラズマ昇降機構１５はプラズマリアクタ１をプラズマ待機位置からプラズマ処理位置に下降させる（ステップＳ２３：プラズマ移動工程）。プラズマリアクタ１がプラズマ処理位置に位置する状態では、プラズマリアクタ１は基板Ｗにプラズマを照射することができる（ステップＳ２４：プラズマ照射工程）。言い換えれば、プラズマ処理位置は、基板Ｗにプラズマを照射可能な程度に基板Ｗに近接した位置である。
　図１１は、プラズマ照射工程における処理ユニット１３０の様子を示している。図１１の例では、プラズマリアクタ１はプラズマ処理位置に位置しており、基板Ｗの上面の液膜Ｆ１にプラズマを照射して、液膜Ｆ１に活性種を供給する。これにより、処理液の処理性能が向上し、高い処理性能で処理液が基板Ｗに対して作用する。より具体的には、酸素ラジカルが硫酸と反応してカロ酸を生成し、カロ酸が基板Ｗのレジストを除去する。
　このプラズマ照射工程において、基板保持部３は基板Ｗを回転させる（ステップＳ２５：回転工程）。図１２は、プラズマＰが照射されているときの基板Ｗの状態を示す概略図である。プラズマＰが照射されることによって、基板Ｗの温度が上昇する。これにより、基板Ｗに上方に向かった凹みが生じることがある。図１２で示すように、基板Ｗに凹みが生じると、一旦は面内で均一に形成された液膜Ｆ１が、重力により凹みの方へ移動する。その結果、液膜Ｆ１の厚さは基板Ｗのエッジよりも中央部で厚くなり、面内で不均一になる。
　基板Ｗを回転させることは、液膜Ｆ１の厚さｍの均一化に資する。図１３は、液膜Ｆ１の厚さｍと時間との関係を示すグラフである。図１３においては、縦軸に液膜Ｆ１の厚さｍ（μｍ）、横軸に時間（ｓｅｃ）が示されている。また、図８と同様に、膜厚計測部５は、基板Ｗの中心と対向する位置と基板Ｗのエッジ（周縁）と対向する位置との間を交互に移動し続けている。図１３においても、約４５秒かけて基板Ｗの中心とエッジとの間を一往復する場合が例示されており、基板Ｗの中心と対向する位置と基板Ｗのエッジと対向する位置とを矢印で示している。
　図１３においては、図５における凹み量ｔが１．３μｍの場合を示している。また、図１３において、それぞれ液膜Ｆ１を面内で均一にした後に異なる回転速度を維持した条件で厚さｍを１３０秒まで計測した結果が示されている。回転速度を０ｒｐｍで維持した条件（以下、「条件１」という。）で計測した結果が実線で、回転速度を６ｒｐｍで維持した条件（以下、「条件２」という。）で計測した結果が点線で、回転速度を９ｒｐｍに維持した条件（以下、「条件３」という。）で計測した結果が一点鎖線で、回転速度を１０ｒｐｍに維持した条件（以下、「条件４」という。）で計測した結果が二点鎖線で、回転速度を１１ｒｐｍに維持した条件（以下、「条件５」という。）で計測した結果が太実線で、回転速度を１２ｒｐｍに維持した条件（以下、「条件６」という。）で計測した結果が太点線で示されている。
　図１３に示すとおり、条件１の場合には、１００秒以降において、中央部の液膜Ｆ１の厚さｍが４５０μｍにもなっているのに対し、エッジ部（周縁部）の液膜Ｆ１の厚さｍは１００μｍ以下である。また、条件２の場合には、１００秒以降において、中央部の液膜Ｆ１の厚さｍが３００μｍになっているのに対し、エッジ部（周縁部）の液膜Ｆ１の厚さｍは１５０μｍ程度である。また、条件３の場合には、１００秒以降において、中央部の液膜Ｆ１の厚さｍが２３０μｍになっているのに対し、エッジ部（周縁部）の液膜Ｆ１の厚さｍが１５０μｍ程度である。以上から、条件１ないし条件３の場合は、時間の経過とともに、液膜Ｆ１の厚さｍが面内で不均一になることがわかる。一方で、条件４ないし条件５の場合には、いずれも１００秒以降においても、液膜Ｆ１の厚さｍが面内で略均一に維持されている。しかし、条件６の場合には、中央部の液膜Ｆ１の厚さが時間経過で約２００μｍ程度から１７５μｍ程度と低下している。そして、回転数が大きくなったことによる遠心力増加の影響を受け、中心部の液膜が徐々にエッジ部（周辺部）へと寄っていることがわかる。以上から、液膜厚を面内均一に維持するために適切な回転数が存在することがわかる。
　基板保持部３が液膜Ｆ１の厚さｍを均一に維持するように基板Ｗを回転させる場合には、活性種が基板Ｗに対してより均一に作用する。このため、基板Ｗに対する処理の均一性を向上させることができる。なお、凹み量ｔと基板Ｗの回転速度との相関関係は、制御部９０に予め格納されていても良い。凹み計測部３６は、凹み量ｔを経時的に計測し、上述の相関関係に基づいて、凹み量ｔの増大に伴って増大する回転速度で基板Ｗを回転させても良い。また、上述の相関関係に基づいて、凹み量ｔが大きいほど高い回転速度で基板Ｗを回転させても良い。
　そして、基板Ｗのレジストが除去されると、プラズマ昇降機構１５はプラズマリアクタ１をプラズマ待機位置に上昇させ、電源１６が電圧の出力を停止する（ステップＳ２６）。また、ステップＳ２６に前後して、基板保持部３が基板Ｗの回転を停止する（ステップＳ２７）。
　次に、処理ユニット１３０は基板Ｗの上面に対するリンス処理を行う（ステップＳ５：リンス工程）。具体的には、処理ユニット１３０は回転中の基板Ｗの上面にノズル４からリンス液を供給し、基板Ｗの上面の処理液をリンス液に置換する。
　次に、処理ユニット１３０は基板Ｗに対する乾燥処理を行う（ステップＳ６：乾燥工程）。例えば基板保持部３がプラズマ処理工程よりも高い回転速度で基板Ｗを回転させることにより、基板Ｗを乾燥させる（いわゆるスピンドライ）。次に、主搬送ロボット１２０が処理済みの基板Ｗを処理ユニット１３０から搬出する。
　＜その他＞
　上述した実施形態においては、基板Ｗの直径が３００ｍｍの場合について説明しているが、基板Ｗの直径が３００ｍｍの場合に限定されない。他のサイズの基板Ｗが採用されてもよい。
　また、上述した実施形態においては、プラズマ処理工程において凹み量ｔと回転速度との相関関係に基づいて基板Ｗが回転しているが、この構成に限定されない。近年の基板Ｗの可撓性が向上していることから、基板保持部３が基板Ｗの周縁を保持する場合には、基板Ｗの自重によっても中央部が凹むことがある。このような場合には、プラズマ処理工程の前であっても、凹み量ｔと回転速度との相関関係に基づいて基板保持部３が基板Ｗを回転させる。これにより、液膜Ｆ１の厚さｍが面内で略均一に維持される。
　また、上述した実施形態においては、ステップＳ３の液膜形成工程で、基板Ｗの回転と並行して、処理液が供給されているが、これに限定されない。処理液が供給された後に、基板Ｗが回転されても良い。
　今回開示された実施の形態は例示であって、上述の内容のみに限定されるものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
　１　プラズマリアクタ
　３　基板保持部
　４　ノズル
　４ａ　吐出口
　５　膜厚計測部
　７　ガード
　１５　プラズマ昇降機構
　１６　電源
　３１　スピンベース
　３２　チャックピン
　３３　回転機構
　３４　シャフト
　３５　モータ
　３６　凹み計測部
　４１　供給管
　４２　バルブ
　４４　処理液供給源
　４５　ノズル移動機構
　５１　膜厚計測部移動機構
　７１　筒部
　７２　傾斜部
　７３　上端部
　７５　ガード昇降機構
　７６　カップ
　７７　回収配管
　８０　チャンバ
　８２　排気部
　８３　筒部材
　８４　排気管
　９０　制御部
　９１　データ処理部
　９２　記憶媒体
　９３　バス
　１００　基板処理システム
　１０１　ロードポート
　１１０　インデクサロボット
　１２０　主搬送ロボット
　１３０　処理ユニット
　７１１　上端
　Ｆ１　液膜
　Ｔ　目標値
　Ｗ　基板
　ｍ　厚さ
　ｔ　凹み量
　Ｐ　プラズマ

Claims (12)

  1. 　略水平に保持された上面を有する基板の前記上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理方法において、
    　前記濃硫酸を前記上面へ供給する第１工程と、
    　前記液膜の厚さの目標値が所定値以上の場合には、前記第１工程と並行、若しくは前記第１工程の完了後に、前記上面上の前記濃硫酸が前記上面から振り切られない程度の回転速度で前記基板を回転させる第２工程と、
    　前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記第１工程と並行、若しくは前記第１工程の完了後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られる程度の回転速度で前記基板を回転させる第３工程と、
    　を備える基板処理方法。
  2. 　前記第１工程において、
    　前記目標値が前記所定値以上の場合には、前記目標値と前記上面の面積との積に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給し、
    　前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記積よりも大きな値に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給する、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記所定値は３００μｍ～４００μｍの間にある、請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記第２工程の後、または前記第３工程の後に、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量が大きいほど高い回転速度で前記基板を回転させる第４工程
    　をさらに備える、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  5. 　前記第２工程の後、または前記第３工程の後に、前記第２工程または前記第３工程によって得られた前記液膜に対してプラズマを照射する第５工程
    　をさらに備える、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  6. 　前記第５工程において、
    　前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量を経時的に計測し、
    　前記凹み量の増大に伴って増大する回転速度で前記基板を回転させる、請求項５に記載の基板処理方法。
  7. 　略水平に保持された上面を有する基板の前記上面に９０ｗｔ％以上の濃硫酸の液膜を形成する基板処理装置において、
    　前記上面を略水平にして前記基板を保持する保持部と、
    　前記濃硫酸を前記上面へ供給する供給部と、
    　前記基板を回転させる回転部と、
    　制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記液膜の厚さの目標値が所定値以上の場合には、前記濃硫酸を前記上面へ供給するとき、または前記濃硫酸を前記上面へ供給した後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られない程度の回転速度で前記基板を回転させるように前記回転部を制御し、
    　前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記濃硫酸を前記上面へ供給するとき、または前記濃硫酸を前記上面へ供給した後に、前記濃硫酸が前記上面から振り切られる程度の回転速度で前記基板を回転させるように前記回転部を制御する、基板処理装置。
  8. 　前記制御部は、前記目標値が前記所定値以上の場合には、前記目標値と前記上面の面積との積に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給するように前記供給部を制御し、
    　前記目標値が前記所定値未満の場合には、前記積よりも大きな値に相当する量の前記濃硫酸を前記上面へ供給するように前記供給部を制御する、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 　前記所定値は３００μｍ～４００μｍの間にある、請求項７または請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 　前記液膜に対してプラズマを照射するプラズマ照射部をさらに備える、請求項７ないし請求項９のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  11. 　前記制御部は、前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量が大きいほど高い回転速度で前記基板を回転させるよう前記回転部を制御する、請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 　前記上面の周縁を基準とした前記上面の中心における前記上面の凹み量を計測する凹み計測部
    　をさらに備える、請求項７ないし請求項１１のいずれか一つに記載の基板処理装置。
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