JP7241589B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
従来、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを用いて、半導体ウェハやガラス基板等の基板を処理する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によれば、硫酸と過酸化水素との反応によって生じる反応熱を利用して基板を処理することができる。
特開２０１８－１０７４５５号公報
本開示は、ＳＰＭを用いた基板処理において基板のばたつきを抑制することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理方法は、保持工程と、事前加熱工程と、吐出工程と、移動工程とを含む。保持工程は、基板を保持する。事前加熱工程は、基板の被処理面と反対側の面である反対面の中央部を加熱する。吐出工程は、事前加熱工程後、被処理面の周縁部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出する。移動工程は、吐出工程後、ＳＰＭの吐出位置を被処理面の周縁部から中央部へ向けて移動させる。
本開示によれば、ＳＰＭを用いた基板処理において基板のばたつきを抑制することができる。
図１は、第１実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係るＳＰＭ供給機構の構成を示す図である。 図４は、第１実施形態において、吐出温度１１０℃に設定されたＳＰＭを複数の異なる吐出条件にて吐出した場合におけるウェハの中央部と周縁部との温度差の変化を示したグラフである。 図５は、第１実施形態に係る処理ユニットが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、第１実施形態に係るＳＰＭ処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、ＳＰＭ処理における処理ユニットの動作例を示す図である。 図８は、ＳＰＭ処理における処理ユニットの動作例を示す図である。 図９は、ＳＰＭ処理における処理ユニットの動作例を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係るＳＰＭ供給機構の構成を示す図である。 図１１は、ウェハの表面に対するＳＰＭの吐出位置とウェハの裏面に吐出されるＳＰＭの混合比との関係の一例を示す図である。 図１２は、第３実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。
以下に、本開示による基板処理方法および基板処理装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理方法および基板処理装置が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
（第１実施形態）
＜基板処理システム＞
図１は、第１実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板（以下、「ウェハＷ」と記載する）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜処理ユニットの構成＞
次に、処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す図である。
図２に示す処理ユニット１６は、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭ（Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture）をウェハＷの表（おもて）面に供給することにより、たとえば、ウェハＷの表面に形成された膜を除去する。
処理ユニット１６によれば、ＳＰＭに含まれるカロ酸の強い酸化力と、硫酸と過酸化水素との反応熱とを利用してウェハＷを処理することができる。カロ酸（Ｈ２ＳＯ５）は、反応式「Ｈ２ＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ２ → Ｈ２ＳＯ５ ＋ Ｈ２Ｏ」に従って生成され、硫酸と過酸化水素との反応熱は、カロ酸が生成される過程で発生する。
図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、表面供給部４０と、回収カップ５０と、温度センサ８０と、ＳＰＭ供給機構７０と、裏面供給部９０とを備える。
チャンバ２０は、基板保持機構３０、表面供給部４０、回収カップ５０、温度センサ８０および裏面供給部９０を収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。具体的には、保持部３１は、複数の把持部３１ａを備えており、複数の把持部３１ａを用いてウェハＷの周縁部を把持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在し、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。
表面供給部４０は、ウェハＷに対してＳＰＭを供給する。具体的には、表面供給部４０は、ウェハＷの上方に配置されるノズル４１と、ノズル４１を支持するアーム４２と、アーム４２を移動させる移動機構４３とを備える。ノズル４１は、後述するＳＰＭ供給機構７０に接続され、ＳＰＭ供給機構７０から供給されるＳＰＭをウェハＷの表面に吐出する。
回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散するＳＰＭを捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。
温度センサ８０は、ウェハＷの上方に配置され、ウェハＷ上におけるＳＰＭの温度情報を取得する。
温度センサ８０は、照射光として赤外線を照射する。また、温度センサ８０は、ウェハＷの表面からの反射光を受光する。温度センサ８０によって受光される反射光は、ウェハＷ上に存在するＳＰＭに反射する成分が支配的であるとし、反射光の強度値はＳＰＭの情報として扱えるものとする。
温度センサ８０は、受光した反射光の強度値を温度値に変換し、ウェハＷを含む平面領域に関する温度分布を温度情報として取得する。取得された温度情報は、所定の時間間隔（例えば１秒）で制御部１８に連続的に送信される。制御部１８は、温度センサ８０から送信された温度情報を受信し、記憶部１９に蓄積する。
裏面供給部９０は、たとえば、保持部３１および支柱部３２を上下に貫通する中空部に配置される。裏面供給部９０の内部には上下方向に延在する流路９１が形成されており、
かかる流路９１には、ＳＰＭ供給機構７０が接続される。裏面供給部９０は、ＳＰＭ供給機構７０から供給されるＳＰＭを流路９１の先端に設けられた吐出口９２からウェハＷの裏面に向けて吐出する。
＜ＳＰＭ供給機構の構成＞
次に、ＳＰＭ供給機構７０の構成について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係るＳＰＭ供給機構の構成を示す図である。
図３に示すように、ＳＰＭ供給機構７０は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の供給系として、硫酸供給源３０１と硫酸供給経路３０２と温度調整部３０３とバルブ３０４とを備える。硫酸供給源３０１は常温（室温）の硫酸を供給する。硫酸供給経路３０２は、硫酸供給源３０１と後述する混合部３０８とを接続する。温度調整部３０３は、たとえばヒータであり、硫酸供給経路３０２を流通する硫酸を加熱する。バルブ３０４は、硫酸供給経路３０２を開閉する。なお、温度調整部３０３は、冷却機能を有するクールニクス等を備えていてもよい。
また、ＳＰＭ供給機構７０は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の供給系として、過酸化水素供給源３０５と過酸化水素供給経路３０６とバルブ３０７を備える。過酸化水素供給源３０５は常温（室温）の過酸化水素を供給する。過酸化水素供給経路３０６は、過酸化水素供給源３０５と後述する混合部３０８とを接続し、過酸化水素供給源３０５から供給される過酸化水素が流通する。バルブ３０７は、過酸化水素供給経路３０６を開閉する。
また、ＳＰＭ供給機構７０は、混合部３０８と切替部３０９とを備える。混合部３０８は、硫酸供給経路３０２から供給される硫酸と、過酸化水素供給経路３０６から供給される過酸化水素とを予め設定された混合比で混合して混合液であるＳＰＭを生成する。生成されたＳＰＭは切替部３０９を介して表面供給部４０または裏面供給部９０に供給される。混合部３０８は、制御部１８からの指示に応じて混合比を変更する機能を有する。
切替部３０９は、混合部３０８において生成されたＳＰＭの流出先を切り替える。具体的には、切替部３０９は、表面供給部４０および裏面供給部９０のいずれか一方、または、表面供給部４０および裏面供給部９０の両方にＳＰＭを流出させることができる。
＜ウェハのばたつきについて＞
ＳＰＭ等の薬液を用いて基板を処理するウェット処理では、面内均一性向上等の観点から、薬液の吐出位置を基板の周縁部から中央部に向けて移動させる所謂スキャンイン動作が望ましい。しかしながら、硫酸と過酸化水素との反応熱によって高温（１００～１５０℃程度）となるＳＰＭを基板の周縁部に吐出すると、基板の周縁部が熱膨張によって伸び、把持部３１ａによって周縁部が把持されている基板は全体的に撓んでしまう。この結果、回転する基板にばたつきが生じることとなる。基板にばたつきが生じると、たとえば、基板の把持されている箇所が損傷するおそれがある。また、基板を把持する把持部にも欠けが生じるおそれがあり、把持部が欠けることで基板が外れて処理が中断してしまうおれがある。また、基板がばたつくことで、基板の表面に薬液が均等に供給されにくくなるため、ウェット処理の面内均一性が低下するおそれもある。このため、現状では、基板の中央部から周縁部に向けて吐出位置を移動させるスキャンアウト動作が行われている。
図４は、吐出温度１１０℃に設定されたＳＰＭを複数の異なる吐出条件にて吐出した場合におけるウェハＷの中央部と周縁部との温度差の変化を示したグラフである。図４に示す白抜きのカラムは、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置をウェハＷの中心を０ｍｍとした場合の８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍおよび１４０ｍｍ（周縁部）で固定した場合の実験結果を示している。また、図４に示すハッチングを付したカラムは、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置を８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍおよび１４０ｍｍからスキャンアウトさせた場合の実験結果を示している。
図４に示すように、吐出位置を固定した場合、いずれの吐出位置においても温度差ΔＴ（周縁部の温度－中央部の温度）は６０℃を上回っており、ウェハＷのばたつきが発生した。一方、吐出位置をスキャンアウトさせた場合、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍおよび１４０ｍｍのいずれにおいても温度差ΔＴは４２℃以下であり、ウェハＷのばたつきは発生しなかった。この結果から、ウェハＷの中央部と周縁部との温度差ΔＴが４０℃を超える場合に、ウェハＷのばたつきが発生することがわかる。
そこで、第１実施形態に係る処理ユニット１６では、ウェハＷの中央部と周縁部との温度差ΔＴが４０℃以下となる処理条件にてＳＰＭを用いた基板処理を行うこととした。
＜処理ユニットの具体的動作＞
次に、本実施形態に係る処理ユニット１６が実行する基板処理の内容について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態に係る処理ユニット１６が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。図５に示す各処理手順は、制御部１８の制御に従って実行される。
まず、処理ユニット１６では、ウェハＷの搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６のチャンバ２０（図２参照）内にウェハＷが搬入されて保持部３１に保持される。その後、処理ユニット１６は、保持部３１を所定の回転速度（たとえば、５０ｒｐｍ）で回転させる。
つづいて、処理ユニット１６では、ＳＰＭ処理が行われる（ステップＳ１０２）。ＳＰＭ処理の詳細については後述する。
ステップＳ１０２のＳＰＭ処理を終えると、処理ユニット１６では、リンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかるリンス処理では、不図示のリンス液供給部からウェハＷへリンス液（例えば、ＤＩＷ（脱イオン水））が供給される。ウェハＷに供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面に塗り広げられる。これにより、ウェハＷに残存するＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。なお、リンス処理では、ＳＰＭの温度以下の温度に加熱されたＤＩＷをウェハＷに供給した後、常温のＤＩＷをウェハＷに供給してもよい。これにより、ウェハＷの急激な温度変化を抑制することができる。
つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる乾燥処理では、ウェハＷを所定の回転速度（たとえば、１０００ｒｐｍ）で所定時間回転させる。これにより、ウェハＷに残存するＤＩＷが振り切られて、ウェハＷが乾燥する。その後、ウェハＷの回転が停止する。
そして、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。搬出処理では、保持部３１に保持されたウェハＷが基板搬送装置１７へ渡される。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての基板処理が完了する。
＜ＳＰＭ処理の手順について＞
次に、ステップＳ１０２におけるＳＰＭ処理の具体的な手順について図６～９を参照して説明する。図６は、第１実施形態に係るＳＰＭ処理の手順を示すフローチャートである。また、図７～図９は、ＳＰＭ処理における処理ユニット１６の動作例を示す図である。
図６に示すように、ＳＰＭ処理では、まず、事前加熱処理が行われる（ステップＳ２０１）。事前加熱処理では、バルブ３０４およびバルブ３０７が所定時間（たとえば、３０秒間）開放されることによって、裏面供給部９０からウェハＷの裏面中央部へＳＰＭが供給される。ウェハＷに供給されたＳＰＭは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの裏面に塗り広げられる（図７参照）。これにより、ウェハＷの温度が上昇する。
つづいて、制御部１８は、温度センサ８０からウェハＷの中央部の温度を取得する（ステップＳ２０２）。そして、制御部１８は、ステップＳ２０２において取得されたウェハＷの中央部の温度と周縁部想定温度との差（周縁部想定温度－中央部の温度）が４０℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、周縁部想定温度は、ウェハＷの表面周縁部にＳＰＭが吐出されたと仮定した場合に想定されるウェハＷの周縁部の温度のことである。周縁部想定温度は、事前の実験等により求められ、記憶部１９に記憶される。
制御部１８は、周縁部想定温度との差が４０℃以下でない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、処理をステップＳ２０２に戻す。一方、周縁部想定温度との差が４０℃以下となった場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、制御部１８は、切替部３０９を制御してＳＰＭを表面供給部４０にも流出させる。これにより、制御部１８は、表面供給部４０からウェハＷの表面周縁部へのＳＰＭの吐出を開始させる（ステップＳ２０４、図８）。
つづいて、制御部１８は、表面供給部４０の移動機構４３を制御することにより、ノズル４１をウェハＷの周縁部から中央部に向けて移動（スキャン）させる（ステップＳ２０５）。これにより、ウェハＷの表面全体にＳＰＭが塗り広げられる（図９参照）。ステップＳ２０５において、制御部１８は、ノズル４１がウェハＷの中央部に到達した場合に、表面供給部４０および裏面供給部９０からのＳＰＭの供給を停止してもよい。また、制御部１８は、ノズル４１がウェハＷの中央部に到達した後、ノズル４１を再度ウェハＷの周縁部に移動させ、ノズル４１がウェハＷの周縁部に到達した場合に、ＳＰＭの供給を停止してもよい。また、制御部１８は、ノズル４１をウェハＷの一方の周縁部（たとえば、Ｘ軸負方向側の周縁部）から中央部を経由して他方の周縁部（たとえば、Ｘ軸正方向側の周縁部）へ移動させた後、ＳＰＭの供給を停止してもよい。
このように、第１実施形態に係る処理ユニット１６によれば、周縁部想定温度との差が４０℃以下の状態で、ウェハＷの表面周縁部にＳＰＭを吐出することで、ウェハＷのばたつきを抑制することができる。このため、たとえば、ウェハＷと把持部３１ａとの接触箇所におけるウェハＷの損傷等を抑制することができる。また、スキャンイン動作が可能となるため、ＳＰＭ処理の面内均一性の向上させることができる。
また、第１実施形態に係る処理ユニット１６によれば、事前加熱処理において、ウェハＷの裏面に対してＳＰＭを供給することで、ウェハＷの中央部を加熱することとしたため、たとえば加熱機構を別途設けることなくウェハＷの中央部を加熱することができる。また、表面供給部４０から吐出されるＳＰＭと排液系を共用化することができる。また、表面供給部４０から吐出されるＳＰＭと温度条件が同一であるため、温度制御が容易である。
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係るＳＰＭ供給機構の構成を示す図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る処理ユニット１６Ａは、表面供給部４０に対してＳＰＭを供給する第１ＳＰＭ供給機構７０Ａと、裏面供給部９０に対してＳＰＭを供給する第２ＳＰＭ供給機構７０Ｂとを備える。
第１ＳＰＭ供給機構７０Ａは、硫酸の供給系として、硫酸供給源３０１Ａと硫酸供給経路３０２Ａと温度調整部３０３Ａとバルブ３０４Ａとを備える。また、第１ＳＰＭ供給機構７０Ａは、過酸化水素の供給系として、過酸化水素供給源３０５Ａと過酸化水素供給経路３０６Ａとバルブ３０７Ａを備える。また、第１ＳＰＭ供給機構７０Ａは、混合部３０８Ａを備える。
また、第２ＳＰＭ供給機構７０Ｂは、硫酸の供給系として、硫酸供給源３０１Ｂと硫酸供給経路３０２Ｂと温度調整部３０３Ｂとバルブ３０４Ｂとを備える。また、第２ＳＰＭ供給機構７０Ｂは、過酸化水素の供給系として、過酸化水素供給源３０５Ｂと過酸化水素供給経路３０６Ｂとバルブ３０７Ｂを備える。また、第２ＳＰＭ供給機構７０Ｂは、混合部３０８Ｂを備える。
かかる処理ユニット１６Ａによれば、ウェハＷの表面および裏面に対してそれぞれ異なる混合比で混合されたＳＰＭを供給することが可能となる。したがって、制御部１８は、混合部３０８Ａ，３０８Ｂを制御することにより、たとえば、ウェハＷの表面に吐出されるＳＰＭよりも反応温度が高くなる混合比で混合されたＳＰＭをウェハＷの裏面に供給することができる。このようにすることで、同一温度のＳＰＭを供給しても温度差が４０℃以下にならないような場合であっても、温度差を４０℃以下にすることができる。
また、制御部１８は、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置に応じてウェハＷの裏面に供給するＳＰＭの混合比を変化させてもよい。この場合の例について図１１を参照して説明する。図１１は、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置とウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの混合比との関係の一例を示す図である。
図１１に示すように、ウェハＷの周縁部の温度は、スキャンイン動作によってウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置が中央部に近付くほど低くなる。たとえば、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置が１４０ｍｍ（周縁部）から０ｍｍ（中央部）に移動するにつれて、ウェハＷの周縁部の温度は、１３０℃、１２８℃、１２６℃と徐々に低下する。これは、ＳＰＭの吐出位置がウェハＷの周縁部から離れるほど、周縁部に到達するまでに生じるＳＰＭの温度低下が大きくなるためである。
そこで、制御部１８は、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置が中央部に近付くほど、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの目標温度を小さくすることにより、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの目標温度をウェハＷの周縁部の温度と一致させてもよい。
制御部１８は、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの混合比を変更することで、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの温度を変更することができる。
たとえば、記憶部１９には、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置と、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの混合比との関係を示す混合比情報が予め記憶されていてもよい。この場合、制御部１８は、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置と上記混合比情報とに従って混合部３０８Ｂを制御することで、ウェハＷの裏面に吐出されるＳＰＭの混合比を適切に変化させることができる。なお、ウェハＷの表面に対するＳＰＭの吐出位置は、たとえば、スキャンイン動作が開始されてからの経過時間とノズル４１の移動速度とに基づき算出してもよいし、表面供給部４０の移動機構４３等に設けられたセンサによって取得されてもよい。
なお、上記の例に限らず、制御部１８は、たとえば、温度センサ８０からウェハＷの周縁部の温度を取得し、取得した周縁部の温度に応じて混合部３０８Ｂを制御することにより、ウェハＷの裏面に吐出するＳＰＭの混合比を変更してもよい。
また、制御部１８は、温度センサ８０からウェハＷの周縁部の温度および中央部の温度を取得し、中央部の温度が周縁部の温度に近付くように、ウェハＷの裏面に吐出するＳＰＭの混合比を変更してもよい。
（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る処理ユニット１６Ｂは、第１裏面供給部９０Ｂ１と、第２裏面供給部９０Ｂ２とを備える。
第１裏面供給部９０Ｂ１は、ウェハＷの裏面中央部にＳＰＭを吐出する。第２裏面供給部９０Ｂ２は、ウェハＷの裏面のうち裏面中央部よりもウェハＷの径方向外方の位置、すなわち、ウェハＷの周縁部により近い場所にＳＰＭを吐出する。たとえば、第１裏面供給部９０Ｂ１は、ウェハＷの裏面のうち中央部と周縁部との中間地点にＳＰＭを吐出する。
このように、第２裏面供給部９０Ｂ２を設けることで、たとえば、第１裏面供給部９０Ｂ１のみでは、ウェハＷの周縁部と中央部との温度差が４０℃以下にならないような場合でも、温度差を４０℃以下にすることができる。また、ウェハＷをより均一に加熱することができるようになるため、ＳＰＭ処理の面内均一性を向上させることができる。
なお、処理ユニット１６Ｂは、第１裏面供給部９０Ｂ１および第２裏面供給部９０Ｂ２に共通のＳＰＭ供給機構を備えていてもよいし、第１裏面供給部９０Ｂ１および第２裏面供給部９０Ｂ２ごとにＳＰＭ供給機構を備えていてもよい。
（その他の実施形態）
上述した各実施形態では、事前加熱処理において、ウェハＷの裏面に対してＳＰＭを供給することによってウェハＷを加熱することとした。これに限らず、事前加熱処理では、ウェハＷの裏面に対してＳＰＭ以外の加熱流体を吐出することにより、ウェハＷを加熱してもよい。ＳＰＭ以外の加熱流体としては、たとえば、加熱されたＤＩＷの他、加熱された気体（たとえば、Ｎ２ガス等の不活性ガスまたは空気）を用いることができる。
また、上述した各実施形態では、ウェハＷの表面が被処理面である場合の例について説明した。これに限らず、被処理面はウェハＷの裏面であってもよい。この場合、事前加熱処理においてウェハＷの表面中央部を加熱し、その後、ウェハＷの裏面周縁部に対してＳＰＭを吐出すればよい。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、処理ユニット１６，１６Ａ，１６Ｂ）は、保持部（一例として、保持部３１）と、反対面吐出部（一例として、裏面供給部９０，第１裏面供給部９０Ｂ１，第２裏面供給部９０Ｂ２）と、被処理面吐出部（一例として、表面供給部４０）と、移動機構（一例として、移動機構４３）とを備える。保持部は、基板（一例として、ウェハＷ）を保持する。反対面吐出部は、基板の被処理面（一例として、ウェハＷの表面）と反対側の面である反対面（一例として、ウェハＷの裏面）の中央部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出する。被処理面吐出部は、被処理面の周縁部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出する。移動機構は、被処理面吐出部を被処理面の周縁部から中央部へ向けて移動させる。
これにより、反対面吐出部から吐出されるＳＰＭによって基板の中央部を事前に加熱しておくことができるため、被処理面吐出部から基板の被処理面の周縁部に対してＳＰＭを吐出した場合に、基板の中央部と周縁部との温度差を生じ難くすることができる。したがって、ＳＰＭを用いた基板処理、特に、ＳＰＭの吐出位置を基板の周縁部から中央部に移動させつつ基板を処理する場合において基板のばたつきを抑制するこができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（一例として、処理ユニット１６Ａ）は、第１ＳＰＭ供給機構（一例として、第１ＳＰＭ供給機構７０Ａ）と、第２ＳＰＭ供給機構（一例として、第２ＳＰＭ供給機構７０Ｂ）とを備えていてもよい。第１ＳＰＭ供給機構は、硫酸と過酸化水素との混合比を変更可能な第１混合部（一例として、混合部３０８Ａ）を有し、第１混合部において混合されたＳＰＭを被処理面吐出部に対して供給する。第２ＳＰＭ供給機構は、硫酸と過酸化水素との混合比を変更可能な第２混合部（一例として、混合部３０８Ｂ）を有し、第２混合部において混合されたＳＰＭを反対面吐出部に対して供給する。
これにより、基板の被処理面および反対面に対してそれぞれ異なる混合比で混合されたＳＰＭを供給することが可能となる。したがって、たとえば、基板の被処理面に吐出されるＳＰＭよりも反応温度が高くなる混合比で混合されたＳＰＭを基板の反対面に供給することができる。このようにすることで、同一温度のＳＰＭを供給しても基板の中央部と周縁部との温度差を十分に小さくすることができないような場合であっても、温度差を十分に小さくすることができる。
反対面吐出部は、反対面の中央部に対して第１ＳＰＭを吐出する第１吐出部（一例として、第１裏面供給部９０Ｂ１）と、反対面のうち中央部よりも基板の径方向外方の位置に第２ＳＰＭを吐出する第２吐出部（一例として、第２裏面供給部９０Ｂ２）とを含んでいてもよい。
第２吐出部を設けることで、たとえば、第１吐出部のみでは、基板の周縁部と中央部との温度差を十分に小さくすることができないような場合でも、温度差を十分に小さくすることができる。また、基板をより均一に加熱することができるようになるため、ＳＰＭを用いた基板処理の面内均一性を向上させることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４ 制御装置
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
１９ 記憶部
３０ 基板保持機構
３１ 保持部
４０ 表面供給部
７０ ＳＰＭ供給機構
８０ 温度センサ
９０ 裏面供給部

Claims (9)

  1. 基板を保持して回転させる保持工程と、
    前記基板の被処理面と反対側の面である反対面の中央部に加熱流体を吐出する事前加熱工程と、
    前記事前加熱工程後、前記被処理面の周縁部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出する吐出工程と、
    前記吐出工程後、前記ＳＰＭの吐出位置を前記被処理面の周縁部から中央部へ向けて移動させる移動工程と
    を含み、
    前記吐出工程は、
    前記被処理面の周縁部に前記ＳＰＭが吐出されたと仮定した場合に想定される前記基板の周縁部の温度と、前記事前加熱工程における前記基板の中央部の温度との差が閾値以下である場合に、前記被処理面の周縁部に対する前記ＳＰＭの吐出を開始し、
    前記閾値は、前記差が前記閾値を超えた場合に前記基板のばたつきが生じる温度として予め決められた温度である、基板処理方法。
  2. 前記事前加熱工程は、
    前記反対面の中央部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出することによって前記反対面の中央部を加熱する、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記吐出工程は、
    前記差が４０℃以下である場合に、前記被処理面の周縁部に対する前記ＳＰＭの吐出を開始する、請求項１または２に記載の基板処理方法。
  4. 前記反対面に吐出される前記ＳＰＭは、前記被処理面に吐出される前記ＳＰＭよりも反応温度が高くなる混合比で硫酸と過酸化水素とが混合される、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記移動工程において、前記被処理面に対する前記ＳＰＭの吐出位置の変化に応じて、前記反対面に吐出される前記ＳＰＭの混合比を変更する混合比変更工程
    をさらに含む、請求項３または４に記載の基板処理方法。
  6. 前記事前加熱工程は、
    前記反対面の中央部に対して第１ＳＰＭを吐出するとともに、前記反対面のうち中央部よりも前記基板の径方向外方の位置に第２ＳＰＭを吐出する、請求項２～５のいずれか一つに記載の基板処理方法。
  7. 基板を保持して回転させる保持部と、
    前記基板の被処理面と反対側の面である反対面の中央部に対し加熱流体を吐出する反対面吐出部と、
    前記被処理面の周縁部に対し、硫酸と過酸化水素との混合液であるＳＰＭを吐出する被処理面吐出部と、
    前記被処理面吐出部を前記被処理面の周縁部から中央部へ向けて移動させる移動機構と、
    前記保持部を制御して、前記基板を保持して回転させる保持処理と、前記反対面吐出部を制御して、前記反対面の中央部に前記加熱流体を吐出する事前加熱処理と、前記事前加熱処理後、前記被処理面吐出部を制御して、前記被処理面の周縁部に対して前記ＳＰＭを吐出する吐出処理と、前記吐出処理後、前記移動機構を制御して、前記ＳＰＭの吐出位置を前記被処理面の周縁部から中央部へ向けて移動させる移動処理とを実行する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記被処理面の周縁部に前記ＳＰＭが吐出されたと仮定した場合に想定される前記基板の周縁部の温度と、前記事前加熱処理における前記基板の中央部の温度との差が閾値以下である場合に、前記吐出処理を開始させ、
    前記閾値は、前記差が前記閾値を超えた場合に前記基板のばたつきが生じる温度として予め決められた温度である、基板処理装置。
  8. 硫酸と過酸化水素との混合比を変更可能な第１混合部を有し、前記第１混合部において混合されたＳＰＭを前記被処理面吐出部に対して供給する第１ＳＰＭ供給機構と、
    硫酸と過酸化水素との混合比を変更可能な第２混合部を有し、前記第２混合部において混合されたＳＰＭを前記反対面吐出部に対して供給する第２ＳＰＭ供給機構と
    をさらに備える、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記反対面吐出部は、
    前記反対面の中央部に対して第１ＳＰＭを吐出する第１吐出部と、
    前記反対面のうち中央部よりも前記基板の径方向外方の位置に第２ＳＰＭを吐出する第２吐出部と
    を備える、請求項７または８に記載の基板処理装置。
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