CN112997279A - 基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置的喷嘴移动机构能够在从与基板(9)的上表面(91)的外周缘部(93)对置的最外位置至径向的内侧，使喷嘴部(31)接近上表面(91)并沿上表面(91)移动。在基板处理中，进行一边使喷嘴部(31)沿旋转的基板(9)的上表面(91)移动一边从喷嘴部(31)向上表面(91)喷出处理液的第一喷出动作、以及从停止在最外位置的喷嘴部(31)向旋转的基板(9)的上表面(91)喷出处理液的第二喷出动作。第二喷出动作中的基板(9)的转速比第一喷出动作中的转速高，或者/以及第二喷出动作中的处理液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低。由此，能够将利用处理液对外周缘部(93)进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。

Description

基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及基板处理方法以及基板处理装置。
背景技术
现今，在半导体器件的制造中，使用了利用各种种类的处理液对半导体基板(以下简称为“基板”)进行处理的基板处理装置。例如，通过向在表面上形成有抗蚀剂的图案的基板供给处理液，来对基板的表面进行蚀刻等处理。在日本特开2010-67819号公报中公开了以下方法：在喷嘴体从半导体晶片的周边部朝向中心部时使移动速度逐渐增加，且在从中心部朝向周边部时使移动速度逐渐降低，由此均匀地进行蚀刻处理。
然而，根据对基板进行的成膜方法等，有时形成在基板上的膜的厚度从中央部朝向外周缘部逐渐变大。在该情况下，为了使膜的厚度变得均匀(使膜变得平坦)，在蚀刻处理中，要求随着朝向外周缘部而增大蚀刻量。在从停止在与基板的中央部对置的中央位置的喷嘴部喷出蚀刻液的情况下，蚀刻量在基板的中央部变大。在一边使喷嘴部以恒定的移动速度在对置于基板的外周缘部的位置与中央位置之间移动一边从喷嘴部喷出蚀刻液的情况下，蚀刻量也在基板的中央部变大。
另一方面，通过随着喷嘴部的位置远离中央位置而降低喷嘴部的移动速度，能够随着朝向外周缘部而大致提高蚀刻量。然而，实际上，在基板的外周缘部及其内侧附近，蚀刻量大致恒定。也可以考虑从喷嘴部向基板的外周端面(斜面部)附近供给蚀刻液，而仅对外周缘部进行蚀刻，但在该情况下，有可能碰触到基板的外周端面的蚀刻液飞溅，经由周围的杯部等而再次附着于基板。因杯部的存在，也有时无法将喷嘴部配置于基板的外周端面的上方。
并且，在要求膜的蚀刻量遍及整个基板变得均等的情况下，也有时基板的外周缘部的蚀刻量与外周缘部的内侧附近相比不足。另外，在使用蚀刻液以外的处理液的情况下，也有时基板的外周缘部处的处理的程度与外周缘部的内侧附近相比不足。因此，要求抑制基板的外周端面处的处理液的溅起、并且将利用处理液对外周缘部进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行的方法。
发明内容
本发明面向基板处理装置的基板处理方法，其目的在于，抑制基板的外周端面处的处理液的溅起，并且将利用处理液对外周缘部进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。
在本发明的基板处理方法中，基板处理装置具备：基板保持部，其以水平状态保持圆板状的基板；基板旋转机构，其使上述基板保持部旋转；处理液供给部，其从喷嘴部朝向上述基板的上表面喷出处理液；以及喷嘴移动机构，其能够在从与上述上表面的外周缘部对置的最外位置至径向的内侧使上述喷嘴部接近上述上表面并且沿上述上表面移动，上述基板处理方法包括以下工序：a)一边使上述喷嘴部沿旋转的上述基板的上述上表面移动，一边从上述喷嘴部向上述上表面喷出上述处理液，或者从停止在与上述上表面的中央部对置的中央位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的工序；以及b)从停止在上述最外位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的工序，由配置于上述最外位置的上述喷嘴部，向比上述基板的外周端面更靠内侧的区域喷出上述处理液，上述b)工序中的上述基板的转速比上述a)工序中的上述转速高，或者/以及上述b)工序中的上述处理液的喷出流量比上述a)工序中的上述喷出流量低。
根据本发明，能够抑制基板的外周端面处的处理液的溅起，并且能够将利用处理液对外周缘部进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。
在本发明的一个优选方式中，在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间移动，上述喷嘴部的位置越接近上述最外位置，则上述喷嘴部的移动速度越低。
在本发明的其它优选方式中，在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间移动，上述喷嘴部的位置越接近上述最外位置，则上述基板的转速越低，或者上述处理液的喷出流量越高，上述b)工序中的上述基板的转速比在上述a)工序中在上述最外位置的内侧附近配置上述喷嘴部时的上述转速高，或者/以及上述b)工序中的上述处理液的喷出流量比在上述a)工序中在上述最外位置的内侧附近配置上述喷嘴部时的上述喷出流量低。
优选为，上述处理液是对设于上述上表面的膜进行蚀刻的蚀刻液，在上述上表面的除上述中央部以外的区域中，上述a)及b)工序所形成的上述膜的蚀刻量随着朝向上述外周缘部而逐渐增大。
在本发明的其它优选方式中，在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间反复移动，并且在上述喷嘴部到达上述最外位置后，立即朝向上述中央位置，在上述a)工序完成后，上述喷嘴部被配置于上述最外位置，进行上述b)工序。
在本发明的其它优选方式中，在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间反复移动，在上述喷嘴部到达上述最外位置时，上述喷嘴部暂时停止在上述最外位置，进行上述b)工序。
在本发明的其它优选方式中，上述基板保持部具备与上述基板的上述外周端面抵接的多个卡盘销。
在本发明的其它优选方式中，上述基板处理装置还具备杯部，该杯部包围由上述基板保持部保持的上述基板的周围，配置于上述最外位置的上述喷嘴部接近上述杯部的上部。
在本发明的其它优选方式中，上述处理液是对设于上述上表面的膜进行蚀刻的蚀刻液，基板处理方法还包括以下工序：通过获取在互不相同的处理条件下对在上表面设有膜的多个基板进行上述a)及b)工序而得到的上述膜的蚀刻结果、以及进行上述a)及b)工序之前的上述膜的厚度信息，来准备示出上述多个基板中的上述膜的厚度信息、上述处理条件以及上述蚀刻结果的教学数据的工序；以及通过使用了上述教学数据的学习来构建判定部的工序。
在该情况下，基板处理方法优选为还包括以下工序：对处理对象的基板获取上述膜的厚度信息的工序；以及使用上述基板的上述膜的厚度信息来由上述判定部获取上述处理条件的工序。
本发明也面向基板处理装置。本发明的基板处理装置具备：基板保持部，其以水平状态保持圆板状的基板；基板旋转机构，其使上述基板保持部旋转；处理液供给部，其从喷嘴部朝向上述基板的上表面喷出处理液；喷嘴移动机构，其能够在从与上述上表面的外周缘部对置的最外位置至径向的内侧，使上述喷嘴部接近上述上表面并且沿上述上表面移动；以及控制部，其通过控制上述基板旋转机构、上述处理液供给部以及上述喷嘴移动机构，来执行第一喷出动作和第二喷出动作，其中，上述第一喷出动作是一边使上述喷嘴部沿旋转的上述基板的上述上表面移动一边从上述喷嘴部向上述上表面喷出上述处理液、或者从停止在与上述上表面的中央部对置的中央位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的动作，上述第二喷出动作是从停止在上述最外位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的动作，由配置于上述最外位置的上述喷嘴部，向比上述基板的外周端面更靠内侧的区域喷出上述处理液，上述第二喷出动作中的上述基板的转速比上述第一喷出动作中的上述转速高，或者/以及上述第二喷出动作中的上述处理液的喷出流量比上述第一喷出动作中的上述喷出流量低。
通过参照附图在以下进行的本发明的详细说明，上述的目的及其它目的、特征、方式以及优点变得明确。
附图说明
图1是示出基板处理装置的结构的图。
图2是用于说明喷嘴移动机构的动作的图。
图3是示出基板的外周缘部附近的图。
图4是示出处理基板的流程的图。
图5是示出径向上的喷嘴部的位置与喷嘴部的移动速度的关系的图。
图6是示出比较例的基板处理所形成的蚀刻量的曲线的图。
图7是示出蚀刻量的曲线的图。
图8是示出径向上的喷嘴部的位置与基板的转速的关系的图。
图9是示出径向上的喷嘴部的位置与喷嘴部的喷出流量的关系的图。
图10是示出处理条件获取部的结构的图。
图11是示出构建判定部的处理的流程的图。
图12是示出获取处理条件的处理的流程的图。
图13是示出喷嘴移动机构的动作的其它例的图。
具体实施方式
图1是示出本发明的一个实施方式的基板处理装置1的结构的图。基板处理装置1是一张一张地处理圆板状的基板9的单张式的装置。基板处理装置1具备基板保持部21、基板旋转机构22、杯部23、处理液供给部3、冲洗液供给部4、喷嘴移动机构5以及控制部10。基板保持部21、基板旋转机构22、杯部23、喷嘴移动机构5以及下述的喷嘴部31设置在省略图示的腔室内。在基板处理装置1中，也可以设置多个腔室。控制部10例如是包括CPU等的计算机，负责基板处理装置1的整体控制。
基板保持部21具有以朝向上下方向的中心轴J1为中心的圆板状的基座部211。在基座部211的上表面设有多个卡盘销212。多个卡盘销212沿周向等间隔地配置在以中心轴J1为中心的圆周上。在基板保持部21中，能够利用省略图示的驱动器(马达、气缸等)来驱动多个卡盘销212。在基板保持部21保持基板9时，多个卡盘销212抵接于基板9的外周端面。由此，基板9以水平状态保持在基座部211的上方。由基板保持部21保持的基板9的中心位于中心轴J1上。基座部211的上表面与基板9的朝向下方的主面平行，且两者隔开间隙地相互对置。根据基板处理装置1的设计，基板保持部21也可以具有与基板9的朝向下方的主面抵接的吸附卡盘或静电卡盘。
以中心轴J1为中心的旋转轴部221的一端固定于基座部211的下表面的中央。具有马达的基板旋转机构22使旋转轴部221的另一端部旋转，由此基板保持部21与基板9一起以中心轴J1为中心旋转。杯部23大致呈筒状，对由基板保持部21保持的基板9的周围进行包围。在基板处理装置1中，通过省略图示的杯升降机构，作为杯部23的上部的杯上部231能够沿上下方向升降。在下述的基板9的处理中，从旋转的基板9的外周缘飞散的处理液由杯上部231的内周面接收并回收。在相对于基板处理装置1搬入搬出基板9时，通过使杯部上部231下降，来防止杯部23与外部的搬运机构干涉。杯升降机构包括马达或气缸作为动力源。
处理液供给部3具备喷嘴部31和处理液供给源32。喷嘴部31例如是沿上下方向延伸的直线型喷嘴。喷嘴部31也可以呈其它形状。喷嘴部31位于基板9的朝向上方的主面91(以下称为“上表面91”)侧。如将在下文中说明，喷嘴部31能够通过喷嘴移动机构5来沿上表面91移动。喷嘴部31的下端面与上表面91直接对置。处理液供给源32经由流量控制阀33及开闭阀34而与喷嘴部31的上端连接，从处理液供给源32向喷嘴部31供给蚀刻液。从喷嘴部31的下部的喷出口向下方喷出蚀刻液。即，从喷嘴部31朝向基板9的上表面91喷出蚀刻液。在喷嘴部31与上表面91之间形成蚀刻液的液柱。蚀刻液是能够对设于基板9的上表面91的下述的膜进行蚀刻的处理液，例如是柠檬酸和过氧化氢(H2O2)的混合液。作为蚀刻液，只要能够对基板9上的膜进行蚀刻即可，能够利用酸、碱等各种处理液。
冲洗液供给部4具备喷嘴部31和冲洗液供给源42。喷嘴部31由处理液供给部3及冲洗液供给部4共用。冲洗液供给源42经由开闭阀44而与喷嘴部31连接。通过从冲洗液供给源42向喷嘴部31供给冲洗液，来从喷嘴部31朝向基板9的上表面91喷出冲洗液。冲洗液例如是纯水(De Ionized Water：去离子水)。也可以使用纯水以外的冲洗液。在冲洗液供给部4中，也可以设置与处理液供给部3相独立的喷嘴部。
臂51的一端固定于喷嘴部31。臂51沿与中心轴J1垂直的方向延伸。臂51的另一端支撑于喷嘴移动机构5。喷嘴移动机构5具有马达。喷嘴移动机构5通过使臂51以与中心轴J1平行的转动轴J2为中心转动，来使喷嘴部31沿基板9的上表面91移动。在下述的中央位置与最外位置之间，喷嘴移动机构5能够一边任意地变更移动速度(扫描速度)一边使喷嘴部31连续地移动。喷嘴移动机构5也能够使臂51沿中心轴J1的方向升降。喷嘴移动机构5的结构可以适当变更，例如，也可以使用使喷嘴部31沿单向直线前进的机构。
图2是用于说明喷嘴移动机构5的动作的图。图2中，示出了从上侧朝向下方观察到的基板9、喷嘴部31以及喷嘴移动机构5。在基板处理装置1中，在不使用喷嘴部31的期间，如图2中单点划线所示，喷嘴部31配置于从基板9的上方偏离的位置(以下称为“待机位置”)。在沿中心轴J1观察的情况下，待机位置是喷嘴部31不与基板9重叠的位置。实际上，在基板保持部21的周围设有杯部23(参照图1)，待机位置是比杯部23更靠外侧(更靠中心轴J1的相反侧)的位置。
并且，在使用喷嘴部31时，通过喷嘴移动机构5，喷嘴部31以接近基板9的上表面91的状态配置于基板9的上方。在本实施方式中，喷嘴部31配置在对置于上表面91的外周缘部93的位置(图2中实线所示的喷嘴部31的位置，以下称为“最外位置”)与对置于上表面91的中央部的位置(图2中双点划线所示的喷嘴部31的位置，以下称为“中央位置”)之间的任意位置。
如上所述，在基板9的周围设有杯部23，在喷嘴部31接近上表面91的状态下，喷嘴部31的下端位于比杯上部231的上端更靠下方(参照下述的图3)。并且，配置于最外位置的喷嘴部31接近杯上部231。因此，喷嘴移动机构5能够在以中心轴J1为中心的径向上从最外位置至内侧(中心轴J1侧)，使喷嘴部31接近上表面91并沿上表面91移动。此外，在将位于待机位置的喷嘴部31配置于基板9的上方时，也利用喷嘴移动机构5进行喷嘴部31的升降。并且，也可以为，在杯上部231的上端下降到比基板9更靠下方的状态下，喷嘴部31从待机位置向基板9的上方移动，之后杯上部231上升。
图3是示出基板9的外周缘部93附近的图，示出包括中心轴J1在内的面处的基板9的截面。图3中，还示出了配置于最外位置的喷嘴部31。在基板9的上表面91设有膜911。膜911由预定的材料(例如，包括钴(Co)、氮化钛(TiN)或钨(W)等金属在内的材料)形成，覆盖基板9的整个上表面91。在本实施方式中，膜911的厚度在上表面91的除中央部以外的区域(即，比中央部更靠外侧的区域)内朝向外周缘部93逐渐增大。图3中，强调了膜911的厚度的变化。
此处，基板9的外周缘部93是在上表面91中与外周端面(斜面部)94相邻的环状区域，位于比外周端面94更靠内侧。在外周端面94处，法线方向相对于上下方向倾斜，与此相对地在外周缘部93处，法线方向与上下方向平行。在使用直径300mm的基板9的情况下，外周缘部93的宽度例如为5～15mm。如上所述，配置于最外位置的喷嘴部31在上下方向上与外周缘部93对置，朝向外周缘部93喷出蚀刻液。从喷嘴部31喷出的蚀刻液碰触到外周缘部93。此时，蚀刻液的液柱不会碰到外周端面94，即，蚀刻液不会直接碰撞到外周端面94。
图4是示出基板处理装置1处理基板9的流程的图。在图1的基板处理装置1中，事先由外部的搬运机构搬入处理对象的基板9，并由基板保持部21进行保持。在基板9的处理中，首先，由基板旋转机构22开始基板9的旋转(步骤S11)。基板9在水平状态下以预先设定的恒定的转速(例如500～2500rpm)旋转。
接着，位于待机位置的喷嘴部31通过喷嘴移动机构5配置于中央位置。然后，开始从喷嘴部31喷出蚀刻液，并且喷嘴部31开始在中央位置与最外位置之间移动(摆动)。由此，执行第一喷出动作，即，一边使喷嘴部31沿基板9的上表面91移动一边从喷嘴部31向上表面91喷出蚀刻液(步骤S12)。在第一喷出动作中，喷嘴部31的蚀刻液的喷出流量恒定。并且，喷嘴部31在到达最外位置后立即朝向中央位置，且在到达中央位置后立即朝向最外位置。这样，喷嘴部31在中央位置与最外位置之间反复移动。
此时，如图5所示，径向上的喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则喷嘴部31的移动速度越低。换言之，喷嘴部31的移动速度随着喷嘴部31从中央位置P1朝向最外位置P2而逐渐变低，随着从最外位置P2朝向中央位置P1而逐渐变高。可以理解为，喷嘴部31的移动速度越低，则向上表面91中的蚀刻液的喷出位置(径向的位置)供给蚀刻液的供给量越多，或者每单位面积的蚀刻时间越长。其结果，随着从基板9的中央部朝向外周缘部93附近，能够增大蚀刻液对膜911的蚀刻量。当然，喷嘴部31的移动速度的变化并不限定于线性，也可以是非线性。并且，喷嘴部31的移动速度也可以如图5中双点划线所示那样呈阶梯状地变化。在该情况下，也可以说喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则喷嘴部31的移动速度越低。
若中央位置与最外位置之间的喷嘴部31的移动持续预定时间(例如几秒)，则喷嘴部31配置于最外位置。由此，执行第二喷出动作，即，从停止在最外位置的喷嘴部31向基板9的上表面91喷出蚀刻液(步骤S13)。在第二喷出动作中，基板9的转速变更成比第一喷出动作时的转速高的转速(例如，第一喷出动作时的转速的几倍)。在本处理例中，喷嘴部31的蚀刻液的喷出流量与第一喷出动作相同。
此处，在第一喷出动作中，喷嘴部31也通过最外位置，并向基板9的上表面91的外周缘部93喷出蚀刻液。在第一喷出动作中，利用由基板9的旋转产生的离心力，附着于外周缘部93的蚀刻液在上表面91上向外侧扩散。此时，由于基板9的转速较低，所以如图3中双点划线所示，蚀刻液81在上表面91上也向内侧扩散，且容易保持该状态(扩散后的蚀刻液81容易残留)。另一方面，第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高。因此，如图3中实线所示，从喷嘴部31喷出的蚀刻液81在附着于上表面91之后，立即向外侧(即外周端面94侧)扩散，与第一喷出动作相比，抑制蚀刻液81向内侧的扩散。优选为，蚀刻液81几乎不向内侧扩散。其结果，在第二喷出动作中，仅对外周缘部93的狭窄的范围进行利用了蚀刻液的蚀刻。
当从配置于最外位置的喷嘴部31持续预定时间(例如5～10秒)地喷出蚀刻液时，停止蚀刻液的喷出。并且，基板9的转速例如下降至第一喷出动作时的转速。接下来，喷嘴部31停止在中央位置，并且由冲洗液供给部4经由喷嘴部31向上表面91供给冲洗液(步骤S14)。在上表面91，冲洗液因基板9的旋转而朝向基板9的外周扩散，从而向上表面91整体供给冲洗液。通过冲洗液的供给，将附着于上表面91的蚀刻液除去。在冲洗处理中，喷嘴部31也可以在中央位置与最外位置之间移动。
当冲洗液的喷出持续预定时间时，停止冲洗液的喷出。并且，由喷嘴移动机构5使喷嘴部31向待机位置移动。然后，基板旋转机构22提高基板9的转速，由此进行基板9的干燥处理(旋转干燥)(步骤S15)。当干燥处理完成时，停止基板9的旋转(步骤S16)。由外部的搬运机构从基板处理装置1搬出基板9。通过以上动作，基板处理装置1中的基板9的处理完成。在上述处理例中，在第一喷出动作完成后进行第二喷出动作，但也可以先进行第二喷出动作，在第二喷出动作完成后进行第一喷出动作。并且，也可以在供给冲洗液后且在干燥处理前，向上表面91供给IPA(异丙醇)等有机溶剂，将冲洗液置换成有机溶剂。
此处，对在图4的基板处理中省略了第二喷出动作(步骤S13)的比较例的基板处理进行说明。在比较例的基板处理中，通过一边使喷嘴部31在中央位置与最外位置之间移动一边从喷嘴部31喷出蚀刻液的第一喷出动作，对上表面91的膜911进行蚀刻(步骤S12)。之后，省略第二喷出动作而进行冲洗处理及干燥处理，进而基板9的处理完成(步骤S14～S16)。
图6是示出由比较例的基板处理获得的蚀刻量的曲线的图。在以下的说明中，蚀刻量的曲线是指膜911的蚀刻量在径向上的变化，膜911的厚度的曲线是指膜911的厚度在径向上的变化。图6中，用标注符号L2的虚线示出比较例的基板处理的蚀刻量的曲线，用标注符号L0的单点划线示出理想的(作为目标的)蚀刻量的曲线。获得曲线L2时的第一喷出动作中的基板9的转速为400rpm。理想的曲线L0的形状例如与蚀刻前的基板9的膜911的厚度的曲线近似。此外，在理想的曲线L0中，除了0～10mm的中央部附近以外，蚀刻量随着朝向外侧而逐渐增大。
此处，基板9的半径为150mm，比较例的基板处理所形成的曲线L2在径向上的0～130mm的范围内成为沿着理想的曲线L0的形状，但在130～150mm的范围内，与理想的曲线L0不同，成为大致恒定的蚀刻量。在径向上的130～150mm的范围内，即使在可能的范围内降低喷嘴部31的移动速度(或者使喷嘴部31暂时停止在最外位置)而进行步骤S12的处理，在130～150mm的范围内，也会成为大致恒定的蚀刻量。如上所述，在第一喷出动作中，如图3中双点划线所示，从最外位置的喷嘴部31喷出的蚀刻液81在上表面91上也向内侧扩散，从而认为蚀刻量在径向上的130～150mm的范围、即外周缘部93附近的较大的范围内恒定。
图7是示出由包括第一喷出动作及第二喷出动作在内的图4的基板处理获得的蚀刻量的曲线的图。图7中，用标注符号L1的实线示出图4的基板处理所形成的蚀刻量的曲线，用标注符号L2的虚线示出比较例的基板处理所形成的蚀刻量的曲线。获得曲线L1时的第一喷出动作中的基板9的转速为400rpm，第二喷出动作中的转速为1500rpm。
图4的基板处理所形成的曲线L1在0～130mm的范围内成为沿着比较例的基板处理所形成的曲线L2以及图6的理想的曲线L0的形状。并且，在130～150mm的范围内，蚀刻量也随着朝向外侧而逐渐增大。因此，在曲线L1中，能够获得在整个径向上沿着理想的曲线L0的形状。在本实施方式中，通过实验等来决定用于获得与理想的曲线L0近似的曲线L1的处理条件(例如，第一喷出动作及第二喷出动作各自中的基板9的转速及时间等)。
如上所述，在基板处理装置1中，执行第一喷出动作(步骤S12)和第二喷出动作(步骤S13)，其中，第一喷出动作是一边使喷嘴部31沿旋转的基板9的上表面91移动一边从喷嘴部31向上表面91喷出蚀刻液的动作，第二喷出动作是从停止在最外位置的喷嘴部31向旋转的基板9的上表面91喷出蚀刻液的动作。并且，第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高。由此，在第二喷出动作中，与第一喷出动作相比，能够抑制喷出至基板9的外周缘部93的蚀刻液向内侧扩散，从而能够将利用蚀刻液对外周缘部93进行的追加处理(此处为蚀刻)限定在狭窄的范围内进行。
并且，在基板处理装置1中，由配置于最外位置的喷嘴部31向比基板9的外周端面94更靠内侧的区域喷出蚀刻液。由此，能够防止从喷嘴部31喷出的蚀刻液直接碰触到基板9的外周端面94及卡盘销212，从而能够抑制外周端面94及卡盘销212处的蚀刻液的溅起(液体溅起)。其结果，能够抑制溅起后的蚀刻液经由杯上部231的内周面而再次附着于上表面91、污染上表面91等情况。此外，在图1的基板处理装置1中，由于配置于最外位置的喷嘴部31接近杯上部231，所以也难以将喷嘴部31配置为比最外位置更靠外侧。
在上述基板处理中，在第一喷出动作中，径向上的喷嘴部31的位置越接近最外位置，则喷嘴部31的移动速度越低。由此，在第一喷出动作中，在基板9的上表面91的除中央部以外的区域中，能够使处理液所形成的处理的程度、即蚀刻液所形成的蚀刻量随着朝向外周缘部93附近增大。并且，在第二喷出动作中，限定在外周缘部93的狭窄的范围内进行蚀刻，从而在外周缘部93的附近，能够使蚀刻量随着朝向外侧变大。其结果，在上表面91的除中央部以外的区域中，能够实现第一喷出动作及第二喷出动作所形成的膜911的蚀刻量随着朝向外周缘部93而逐渐增大的优选的曲线。
根据形成在基板9上的膜911的厚度的曲线，也可以在整个上表面91实现膜911的蚀刻量随着朝向外周缘部93而逐渐增大的曲线。并且，也可以以使第一喷出动作及第二喷出动作所形成的膜911的蚀刻量(处理液所形成的处理的程度)在整个径向上均等的方式，决定第一喷出动作及第二喷出动作的处理条件。在该情况下，仅通过第一喷出动作的话，外周缘部93处的蚀刻量与外周缘部93的内侧附近相比不足，通过进行第二喷出动作，也能够消除外周缘部93处的蚀刻量的不足。
在上述处理例中，第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高，但也可以使第一喷出动作及第二喷出动作中的基板9的转速恒定，并且使第二喷出动作中的蚀刻液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低。在该情况下，在第二喷出动作中，与第一喷出动作相比，能够抑制喷出至基板9的外周缘部93的蚀刻液向内侧扩散，从而能够将利用蚀刻液对外周缘部93进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。例如，第一喷出动作中的喷出流量为1000～2000mL/min，第二喷出动作中的喷出流量为第一喷出动作中的喷出流量的0.3～0.5倍。
并且，也可以使第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高，而且使第二喷出动作中的蚀刻液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低。如上所述，在基板处理装置1中，重要的是，第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高，或者/以及第二喷出动作中的蚀刻液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低。
在基板处理装置1中，也可以进行在第一喷出动作及第二喷出动作中的一方完成后进行另一方的上述处理例(以下称为“整体逐次处理”)以外的处理。接下来，对部分逐次处理进行说明。在部分逐次处理中的第一喷出动作中，与上述的整体逐次处理相同，喷嘴部31一边在中央位置与最外位置之间反复移动，一边从喷嘴部31喷出蚀刻液(图4：步骤S12)。在第一喷出动作中，喷嘴部31的位置越接近最外位置，则喷嘴部31的移动速度越低。并且，在喷嘴部31到达最外位置时，喷嘴部31暂时停止在最外位置，进行第二喷出动作(步骤S13)。此时，使第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高，或者/以及使第二喷出动作中的蚀刻液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低。
当最外位置处的蚀刻液的喷出持续预定时间时，喷嘴部31开始朝向中央位置移动，再次开始第一喷出动作。然后，当喷嘴部31再次到达最外位置时，进行第二喷出动作。这样，在上述部分逐次处理中，每当喷嘴部31到达最外位置时，中断第一喷出动作，进行第二喷出动作。第二喷出动作并非必须在每次喷嘴部31到达最外位置时进行，只要在第一喷出动作的中途在喷嘴部31到达最外位置的至少一个时机进行即可。
如上所述，在部分逐次处理中，当在第一喷出动作中喷嘴部31到达最外位置时，喷嘴部31暂时停止在最外位置。然后，通过提高基板9的转速或者/以及降低蚀刻液的喷出流量，来进行第二喷出动作。在该情况下，在第二喷出动作中，也能够抑制喷出至外周缘部93的蚀刻液向内侧扩散，从而能够将利用蚀刻液对外周缘部93进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。
在整体逐次处理及部分逐次处理的任意情况下，在第一喷出动作中，均可以使喷嘴部31的移动速度恒定，并且根据径向上的喷嘴部31的位置来变更基板9的转速或蚀刻液的喷出流量。
在变更基板9的转速的情况下，如图8所示，径向上的喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则基板9的转速越低。换言之，基板9的转速随着喷嘴部31从中央位置P1朝向最外位置P2而逐渐变低，随着从最外位置P2朝向中央位置P1而逐渐变高。认为，基板9的转速越低，则从喷嘴部31喷出的蚀刻液越容易停留在该喷出位置。其结果，能够使蚀刻液所形成的膜911的蚀刻量(即，处理液所形成的处理的程度)随着从基板9的中央部附近朝向外周缘部93附近而变大或均等。当然，基板9的转速的变化并不限定于线性，也可以是非线性。并且，基板9的转速也可以如图8中双点划线所示那样呈阶梯状地变化。在该情况下，也可以说喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则基板9的转速越低。
当在第一喷出动作中变更基板9的转速的情况下，第二喷出动作中的基板9的转速比在第一喷出动作中在最外位置的内侧附近配置喷嘴部31时的转速高。由此，在第二喷出动作中，能够抑制喷出至外周缘部93的蚀刻液向内侧扩散。其结果，在基板9的外周缘部93的附近，也能够实现使蚀刻量随着朝向外侧而变大或均等等蚀刻量的优选的曲线。
在变更蚀刻液的喷出流量的情况下，如图9所示，径向上的喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则蚀刻液的喷出流量越高。换言之，蚀刻液的喷出流量随着喷嘴部31从中央位置P1朝向最外位置P2而逐渐变高，随着从最外位置P2朝向中央位置P1而逐渐变低。蚀刻液的喷出流量越高，则向上表面91中的蚀刻液的喷出位置(径向的位置)供给蚀刻液的供给量越多。其结果，能够使蚀刻液所形成的膜911的蚀刻量(即，处理液所形成的处理的程度)随着从基板9的中央部附近朝向外周缘部93附近而变大或均等。当然，蚀刻液的喷出流量的变化并不限定于线性，也可以是非线性。并且，蚀刻液的喷出流量也可以如图9中双点划线所示那样呈阶梯状地变化。在该情况下，也可以说喷嘴部31的位置越接近最外位置P2，则蚀刻液的喷出流量越高。
当在第一喷出动作中变更蚀刻液的喷出流量的情况下，第二喷出动作中的蚀刻液的喷出流量比在第一喷出动作中在最外位置的内侧附近配置喷嘴部31时的喷出流量低。由此，在第二喷出动作中，能够抑制喷出至外周缘部93的蚀刻液向内侧扩散。其结果，在基板9的外周缘部93的附近，也能够实现使蚀刻量随着朝向外侧而变大或均等等蚀刻量的优选的曲线。在第一喷出动作中，也可以根据径向上的喷嘴部31的位置来变更喷嘴部31的移动速度、基板9的转速以及蚀刻液的喷出流量中的两种以上。
图10是示出附设于基板处理装置1的处理条件获取部7的结构的图。处理条件获取部7例如是包括CPU等的计算机，具备特征向量计算部71、判定部72、学习部(机器学习部)73以及(存储于存储部的)数据库74。在处理条件获取部7中，通过输入处理对象的基板9中的下述的厚度信息，来自动地获取用于得到蚀刻量的优选的曲线的第一喷出动作及第二喷出动作的处理条件。特征向量计算部71、判定部72以及学习部73例如通过执行预定的程序来实现。处理条件获取部7的全部或一部分也可以由专用的电路来实现。并且，处理条件获取部7也可以由与控制部10相同的计算机来实现。
图11是示出构建判定部72的处理的流程的图。在处理条件获取部7中，构建判定部72作为获取处理条件的事前准备。在判定部72的构建中，首先，准备在上表面91设有膜911的多个基板9(为了与下述的处理对象的基板9区别，以下称为“参照基板9”)。接着，对于多个参照基板9的每一个，使用外部的膜厚测定装置来获取膜911的厚度的曲线。在以下的说明中，将膜911的厚度的曲线称为“厚度信息”。此外，膜厚测定装置也可以设于基板处理装置1。
若获取到厚度信息，则对多个参照基板9进行图4的基板处理。此时，多个参照基板9在互不相同的处理条件下进行第一喷出动作及第二喷出动作。处理条件例如包括腔室内的温度及湿度、整体逐次处理或部分逐次处理的选择、第一喷出动作中的参照基板9的转速、时间、喷出流量以及喷嘴部31的移动速度和第二喷出动作中的参照基板9的转速、时间、喷出流量以及喷嘴部31的位置(最外位置)等。在基板处理装置1包括多个腔室的情况下，腔室的识别编号也可以包括在处理条件中。
当对多个参照基板9的基板处理完成时，获取针对各参照基板9的膜911的蚀刻结果。蚀刻结果例如包括蚀刻后的膜911的厚度的曲线(或者蚀刻量的曲线)、以及作业人员对该曲线判定出的良好与否的标签。通过以上的处理，准备示出多个参照基板中的膜911的厚度信息(蚀刻前的膜911的厚度信息)、处理条件以及蚀刻结果的教学数据(步骤S21)。
教学数据被输入到学习部73。学习部73根据教学数据所包括的针对各参照基板9的膜911的厚度信息来计算多个特征量。例如，多个特征量是蚀刻前的膜911的厚度的曲线中的、径向的多个位置处的斜率。多个特征量的计算也可以在特征向量计算部71中进行。在学习部73中，将多个特征量的集合作为特征向量来处理。接着，学习部73使用多个参照基板9中的特征向量、处理条件以及蚀刻结果(即，教学数据)，使利用神经网络等的分类器(包括人工智能(AI))进行学习，由此构建判定部72(步骤S22)。此处，判定部72的构建包括神经网络等中的参数的值的决定。判定部72通过特征向量的输入，来输出可获得被判定为良好的蚀刻后的厚度的曲线的预定的处理条件。教学数据包括在数据库74中并被存储。
图12是示出对处理对象的基板9获取处理条件的处理的流程的图。在获取处理条件时，首先，使用膜厚测定装置对处理对象的基板9获取膜911的厚度信息(步骤S31)。如上所述，膜厚测定装置也可以设于基板处理装置1。膜911的厚度信息被输入到特征向量计算部71，与构建判定部72时相同地获取特征向量。然后，通过将该特征向量输入到判定部72，来输出针对处理对象的基板9的处理条件。这样，在判定部72中，使用膜911的厚度信息来获取处理条件(步骤S32)。处理条件的一例示出应使用的腔室的识别编号、整体逐次处理或部分逐次处理的选择、第二喷出动作中的基板9的转速及喷嘴部31的位置(最外位置)等。在基板处理装置1中，按照所获取到的处理条件，进行图4的基板处理。在进行该基板处理后的基板9中，能够得到被判定为良好的蚀刻后的厚度的曲线(或者蚀刻量的曲线)。
由处理条件获取部7获取的处理条件例如也可以仅包括第二喷出动作中的基板9的转速及时间、或者第二喷出动作中的喷出流量及时间，其它条件是预先决定的固定值。优选为，由处理条件获取部7获取的处理条件包括第一喷出动作及第二喷出动作各自中的基板9的转速及时间、或者第一喷出动作及第二喷出动作各自中的喷出流量及时间。
此外，也可以在基板处理装置1的腔室内设置拍摄部，特征向量包括从基板9的拍摄图像求出的特征量(在教学数据中相同)。并且，判定部72、学习部73以及数据库74(图10中由虚线包围的结构)也可以在外部的服务器中实现。在该情况下，经由通信部向该服务器发送示出多个参照基板9中的膜911的厚度信息(或特征向量)、处理条件以及蚀刻结果的教学数据，构建判定部72。在对处理对象的基板9获取处理条件时，经由通信部向该服务器发送由特征向量计算部71求出的特征向量(或膜911的厚度信息)。在判定部72中，使用特征向量来获取处理条件，并经由通信部将处理条件输入到控制部10。由此，进行按照该处理条件的基板9的处理。在上述的情况下，该服务器也可以被视为基板处理装置1的一部分。并且，也可以将对处理对象的基板9获取到的数据追加到教学数据中，判定部72进行更新。另外，也可以按照膜911的种类、基板9的尺寸的每一个来准备判定部72及数据库74等。
在上述基板处理装置1中能够进行各种变形。
根据对基板9要求的处理的精度，在第一喷出动作中，喷嘴部31并非必须在中央位置与最外位置之间移动，例如，喷嘴部31也可以在中央位置与比最外位置更靠内侧的位置之间移动。并且，在第一喷出动作中，也可以从停止在中央位置的喷嘴部31向旋转的基板9的上表面91喷出蚀刻液。
在基板处理装置1中，除了蚀刻液以外，也可以使用使膜911改质的药液等其它种类的处理液。同样，在该情况下，第二喷出动作中的基板9的转速比第一喷出动作中的转速高，或者/以及第二喷出动作中的处理液的喷出流量比第一喷出动作中的喷出流量低，由此能够将利用处理液对外周缘部93进行的追加处理限定在狭窄的范围内进行。并且，通过由配置于最外位置的喷嘴部31向比基板9的外周端面94更靠内侧的区域喷出处理液，能够抑制基板9的外周端面94处的处理液的溅起。
通过喷嘴移动机构5的设计，喷嘴部31也可以能够从图13中实线所示的最外位置通过中央位置而移动至双点划线所示的最外位置(与实线的最外位置相同的径向的位置)。在该情况下，也与图2的例子相同，能够认为喷嘴部31在中央位置与最外位置之间移动。
在基板处理装置1中进行处理的基板并不限定于半导体基板，也可以是玻璃基板或其它基板。
上述实施方式及各变形例中的结构在不相互矛盾的情况下能够适当地组合。
虽然详细地描写并说明了发明，但上述的说明是示例性的，并非限定性的。因此，可以说在不脱离本发明的范围的情况下能够实现多个变形、形态。
符号的说明
1—基板处理装置，3—处理液供给部，5—喷嘴移动机构，9—基板，10—控制部，21—基板保持部，22—基板旋转机构，23—杯部，31—喷嘴部，72—判定部，81—蚀刻液，91—(基板的)上表面，93—(基板的)外周缘部，94—(基板的)外周端面，212—卡盘销，231—杯上部，911—膜，P1—中央位置，P2—最外位置，S11～S16、S21、S22、S31、S32—步骤。

Claims (11)

1.一种基板处理方法，是基板处理装置的基板处理方法，其特征在于，
上述基板处理装置具备：
基板保持部，其以水平状态保持圆板状的基板；
基板旋转机构，其使上述基板保持部旋转；
处理液供给部，其从喷嘴部朝向上述基板的上表面喷出处理液；以及
喷嘴移动机构，其能够在从与上述上表面的外周缘部对置的最外位置至径向的内侧，使上述喷嘴部接近上述上表面并且沿上述上表面移动，
上述基板处理方法包括以下工序：
a)一边使上述喷嘴部沿旋转的上述基板的上述上表面移动，一边从上述喷嘴部向上述上表面喷出上述处理液，或者从停止在与上述上表面的中央部对置的中央位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的工序；以及
b)从停止在上述最外位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的工序，
由配置于上述最外位置的上述喷嘴部向比上述基板的外周端面更靠内侧的区域喷出上述处理液，
上述b)工序中的上述基板的转速比上述a)工序中的上述转速高，或者/以及上述b)工序中的上述处理液的喷出流量比上述a)工序中的上述喷出流量低。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间移动，上述喷嘴部的位置越接近上述最外位置，则上述喷嘴部的移动速度越低。
3.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间移动，上述喷嘴部的位置越接近上述最外位置，则上述基板的转速越低，或者上述处理液的喷出流量越高，
上述b)工序中的上述基板的转速比在上述a)工序中在上述最外位置的内侧附近配置上述喷嘴部时的上述转速高，或者/以及上述b)工序中的上述处理液的喷出流量比在上述a)工序中在上述最外位置的内侧附近配置上述喷嘴部时的上述喷出流量低。
4.根据权利要求2或3所述的基板处理方法，其特征在于，
上述处理液是对设于上述上表面的膜进行蚀刻的蚀刻液，
在上述上表面的除上述中央部以外的区域中，上述a)及b)工序所形成的上述膜的蚀刻量随着朝向上述外周缘部而逐渐增大。
5.根据权利要求1至4任一项中所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间反复移动，并且在上述喷嘴部到达上述最外位置后，立即朝向上述中央位置，
在上述a)工序完成后，上述喷嘴部被配置于上述最外位置，进行上述b)工序。
6.根据权利要求1至4任一项中所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述a)工序中，上述喷嘴部在上述中央位置与上述最外位置之间反复移动，在上述喷嘴部到达上述最外位置时，上述喷嘴部暂时停止在上述最外位置，进行上述b)工序。
7.根据权利要求1至6任一项中所述的基板处理方法，其特征在于，
上述基板保持部具备与上述基板的上述外周端面抵接的多个卡盘销。
8.根据权利要求1至7任一项中所述的基板处理方法，其特征在于，
上述基板处理装置还具备杯部，该杯部包围由上述基板保持部保持的上述基板的周围，
配置于上述最外位置的上述喷嘴部接近上述杯部的上部。
9.根据权利要求1至8任一项中所述的基板处理方法，其特征在于，
上述处理液是对设于上述上表面的膜进行蚀刻的蚀刻液，
上述基板处理方法还包括以下工序：
通过获取在互不相同的处理条件下对在上表面设有膜的多个基板进行上述a)及b)工序而得到的上述膜的蚀刻结果、以及进行上述a)及b)工序之前的上述膜的厚度信息，来准备示出上述多个基板中的上述膜的厚度信息、上述处理条件以及上述蚀刻结果的教学数据的工序；以及
通过使用了上述教学数据的学习来构建判定部的工序。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，还包括以下工序：
对处理对象的基板获取上述膜的厚度信息的工序；以及
使用上述基板的上述膜的厚度信息来由上述判定部获取上述处理条件的工序。
11.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
基板保持部，其以水平状态保持圆板状的基板；
基板旋转机构，其使上述基板保持部旋转；
处理液供给部，其从喷嘴部朝向上述基板的上表面喷出处理液；
喷嘴移动机构，其能够在从与上述上表面的外周缘部对置的最外位置至径向的内侧使上述喷嘴部接近上述上表面并且沿上述上表面移动；以及
控制部，其通过控制上述基板旋转机构、上述处理液供给部以及上述喷嘴移动机构，来执行第一喷出动作和第二喷出动作，其中，上述第一喷出动作是一边使上述喷嘴部沿旋转的上述基板的上述上表面移动一边从上述喷嘴部向上述上表面喷出上述处理液、或者从停止在与上述上表面的中央部对置的中央位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的动作，上述第二喷出动作是从停止在上述最外位置的上述喷嘴部向旋转的上述基板的上述上表面喷出上述处理液的动作，
由配置于上述最外位置的上述喷嘴部向比上述基板的外周端面更靠内侧的区域喷出上述处理液，
上述第二喷出动作中的上述基板的转速比上述第一喷出动作中的上述转速高，或者/以及上述第二喷出动作中的上述处理液的喷出流量比上述第一喷出动作中的上述喷出流量低。
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