JP7409956B2 - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。

半導体デバイスの製造過程では、基板処理装置を用いて半導体ウエハに対し様々な処理が行われる。例えば、基板処理装置として、半導体ウエハに含まれる処理対象膜の膜厚を目標膜厚にするエッチング装置が知られている。例えば、エッチング装置は、半導体ウエハにエッチング液を供給して、半導体ウエハをエッチングする。

エッチング装置は、膜厚測定器を備えることがある。膜厚測定器は、処理対象膜の膜厚を測定する。膜厚測定器を備えるエッチング装置は、膜厚測定器によって測定される膜厚が目標膜厚に達したことを検出すると、エッチング処理を終了させる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－８５１７４号公報

しかしながら、膜厚測定器には測定限界がある。そのため、目標膜厚が、膜厚測定器の測定限界を超える膜厚である場合、処理対象膜の膜厚を精度よく目標膜厚にすることができない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理対象膜の膜厚を、より精度よく、膜厚測定器の測定限界を超える膜厚にすることができる基板処理装置、及び基板処理方法を提供することにある。

本発明に係る基板処理装置は、基板保持部と、基板回転部と、液供給部と、膜厚測定器と、制御部とを備える。前記基板保持部は、基板を水平に保持する。前記基板回転部は、上下方向に延びる中心軸を中心として前記基板と前記基板保持部とを一体に回転させる。前記液供給部は、前記基板保持部と一体に回転する前記基板に向けてエッチング液を供給する。前記膜厚測定器は、前記基板に含まれる処理対象膜の膜厚を測定する。前記制御部は、前記液供給部により前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が、前記膜厚測定器の測定精度に応じて設定された目標膜厚値に達したか否かを判定する。前記制御部は、前記液供給部により前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達したと判定すると、所定の処理継続時間が経過するまで前記液供給部による前記エッチング液の供給を継続させ、前記処理継続時間が経過すると前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させて、前記処理対象膜の膜厚を、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値まで減少させる。

ある実施形態において、前記制御部は、前記目標膜厚値を補正する目標膜厚補正値と、エッチングレートと、待機時エッチング量とに基づいて、前記処理継続時間を設定する。前記目標膜厚補正値によって補正された前記目標膜厚値は、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値を示す。前記待機時エッチング量は、待機時間中に前記処理対象膜の膜厚が前記エッチング液によって減少する量を示す。前記待機時間は、前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させた後に前記基板上に残存する前記エッチング液によって前記処理対象膜がエッチングされる時間を示す。

ある実施形態において、前記制御部は、基板の回転数と、エッチングレートと、前記目標膜厚値を補正する目標膜厚補正値とに基づいて、前記処理継続時間を設定する。前記目標膜厚補正値によって補正された前記目標膜厚値は、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値を示す。

ある実施形態において、前記制御部は、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚に基づいて、前記膜厚が減少する加速度を示す膜厚変位加速度を算出する。前記制御部は、前記膜厚変位加速度に基づいて、前記処理継続時間と、前記基板の回転数との少なくとも一方を補正する。

ある実施形態において、前記制御部は、現在処理の対象となっている前記基板である処理対象基板に対する処理中に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚を取得する。前記制御部は、前記膜厚測定器によって測定された前記膜厚に基づいて、前記膜厚が減少する加速度を示す膜厚変位加速度を算出する。前記制御部は、次の前記基板を処理する前に、前記膜厚変位加速度に基づいて、前記処理継続時間と、前記基板の回転数との少なくとも一方を補正する。

ある実施形態において、上記基板処理装置は、前記液供給部を水平方向に沿って複数の停止位置に順次移動させる移動部を更に備える。前記液供給部は、前記複数の停止位置のそれぞれの位置において、移動を停止して前記エッチング液を供給する。前記複数の停止位置は、前記液供給部の移動の最終停止位置を含む。前記制御部は、前記複数の停止位置のうち、前記最終停止位置以外の停止位置において前記液供給部が前記エッチング液を供給している際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達すると、前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させる。

本発明に係る基板処理方法は、基板保持部に基板を水平に保持させる工程と、上下方向に延びる中心軸を中心として前記基板と前記基板保持部とを一体に回転させる工程と、前記基板保持部と一体に回転する前記基板に向けてエッチング液を供給する工程と、前記エッチング液が供給されている際に、前記基板に含まれる処理対象膜の膜厚を膜厚測定器によって測定する工程と、前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が、前記膜厚測定器の測定精度に応じて設定された目標膜厚値に達したか否かを判定する工程と、前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達したと判定されると、所定の処理継続時間が経過するまで前記エッチング液の供給を継続させる工程と、前記処理継続時間が経過すると前記エッチング液の供給を停止させて、前記処理対象膜の膜厚を、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値まで減少させる工程とを含む。

本発明に係る基板処理装置、及び基板処理方法よれば、処理対象膜の膜厚を、より精度よく、膜厚測定器の測定限界を超える膜厚にすることができる。

本発明の実施形態１に係る基板処理装置の模式図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置が備える処理ユニットの模式図である。 （ａ）は、プローブ移動処理を示す平面図である。（ｂ）は、膜厚測定処理を示す平面図である。 （ａ）は、制御装置の構成を示すブロック図である。（ｂ）は、入力画面の一例を示す図である。 （ａ）は、基板の一例を示す断面図である。（ｂ）は、基板の他例を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置が備える制御部による処理を示すフローチャートである。 エッチング処理を示すフローチャートである。 処理対象膜の膜厚の変化を示す図である。 待機時間の一例を示す図である。 本発明の実施形態２に係る基板処理装置が備える制御部による処理を示すフローチャートである。 エッチング液供給部の模式図である。 本発明の実施形態３に係る基板処理装置が備える処理ユニットの模式図である。 エッチング液供給処理を示す平面図である。 （ａ）は、第１テーブル情報を示す図である。（ｂ）は、第２テーブル情報を示す図である。 処理対象膜の膜厚の変化の一例を示す図である。 処理対象膜の膜厚の変化の他例を示す図である。 エッチング処理を示すフローチャートである。

以下、図面（図１～図１７）を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法が処理の対象とする「基板」には、半導体ウエハ、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、及び光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として、円盤状の半導体ウエハを処理の対象とする基板処理装置及び基板処理方法を例に本実施形態を説明するが、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法は、上記した半導体ウエハ以外の各種基板に対しても同様に適用可能である。また、基板の形状についても、円盤状に限定されず、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法は、各種形状の基板に対して適用可能である。

［実施形態１］
以下、図１～図９を参照して本発明の実施形態１を説明する。まず、図１を参照して本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。詳しくは、図１は、基板処理装置１００の模式的な平面図である。基板処理装置１００は、基板Ｗを処理する。より具体的には、基板処理装置１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。

図１に示すように、基板処理装置１００は、複数の処理ユニット１と、流体キャビネット１００Ａと、複数の流体ボックス１００Ｂと、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御装置１０１とを備える。

ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲと処理ユニット１との間で基板Ｗを搬送する。なお、インデクサーロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に、基板Ｗを一時的に載置する載置台（パス）を設けて、インデクサーロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で載置台を介して間接的に基板Ｗを受け渡しする装置構成としてもよい。

複数の処理ユニット１は、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置される複数のタワーＴＷ（図１では４つのタワーＴＷ）を形成している。各タワーＴＷは、上下に積層された複数の処理ユニット１（図１では３つの処理ユニット１）を含む。処理ユニット１の各々は、処理液を基板Ｗに供給して、基板Ｗを処理する。

流体キャビネット１００Ａは、処理液を収容する。流体ボックス１００Ｂはそれぞれ、複数のタワーＴＷのうちの１つに対応している。流体キャビネット１００Ａ内の処理液は、いずれかの流体ボックス１００Ｂを介して、流体ボックス１００Ｂに対応するタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット１に供給される。

本実施形態において、処理液は、エッチング液と、リンス液とを含む。エッチング液は、基板Ｗをエッチングする。エッチング液は、例えば、フッ硝酸（フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ₃）との混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（ＢＨＦ）、フッ化アンモニウム、ＨＦＥＧ（フッ酸とエチレングリコールとの混合液）、又は、燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）である。リンス液は、基板Ｗをリンスする。具体的には、リンス液は、基板Ｗ上に残存するエッチング液を洗い流すために使用される。リンス液は、例えば、脱イオン水、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、又は、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水である。

続いて、制御装置１０１について説明する。制御装置１０１は、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。例えば、制御装置１０１は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲ、及びセンターロボットＣＲを制御する。制御装置１０１は、制御部１０２と、記憶部１０３とを含む。

制御部１０２は、プロセッサーを有する。制御部１０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。あるいは、制御部１０２は、汎用演算機を有してもよい。

記憶部１０３は、データ及びコンピュータプログラムを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容及び処理手順を規定する。

記憶部１０３は、主記憶装置を有する。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。記憶部１０３は、補助記憶装置を更に有してもよい。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリ及びハードディスクドライブの少なくも一方を含む。記憶部１０３はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１０２は、記憶部１０３に記憶されているコンピュータプログラム及びデータに基づいて、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。

続いて図１及び図２を参照して、本実施形態の基板処理装置１００について更に説明する。図２は、本実施形態の基板処理装置１００が備える処理ユニット１の模式図である。詳しくは、図２は、処理ユニット１の模式的な断面図である。

図２に示すように、処理ユニット１は、チャンバー２と、スピンチャック３と、スピンモータ部５と、膜厚測定部８と、プローブ移動機構９と、複数のガード１０（図２では２つのガード１０）と、第１ノズル４１と、第２ノズル７１とを備える。また、基板処理装置１００は、エッチング液供給部４と、リンス液供給部７とを備える。エッチング液供給部４は、第１供給配管４２を有し、リンス液供給部７は、第２供給配管７２を有する。制御装置１０１（制御部１０２）は、スピンチャック３、スピンモータ部５、膜厚測定部８、及びプローブ移動機構９を制御する。

チャンバー２は略箱形状を有する。チャンバー２は、基板Ｗ、スピンチャック３、スピンモータ部５、複数のガード１０、膜厚測定部８、プローブ移動機構９、第１ノズル４１、第２ノズル７１、第１供給配管４２の一部、及び、第２供給配管７２の一部を収容する。

スピンチャック３は、基板Ｗを水平に保持する。スピンチャック３は、基板保持部の一例である。具体的には、スピンチャック３は、複数のチャック部材３２と、スピンベース３３とを有する。複数のチャック部材３２は、基板Ｗの周縁に沿ってスピンベース３３に設けられる。複数のチャック部材３２は基板Ｗを水平な姿勢で保持する。スピンベース３３は、略円板状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材３２を支持する。

スピンモータ部５は、第１回転軸線ＡＸ１を中心として基板Ｗとスピンチャック３とを一体に回転させる。第１回転軸線ＡＸ１は、上下方向に延びる。本実施形態では、第１回転軸線ＡＸ１は、略鉛直方向に延びる。第１回転軸線ＡＸ１は中心軸の一例であり、スピンモータ部５は基板回転部の一例である。詳しくは、スピンモータ部５は、第１回転軸線ＡＸ１を中心としてスピンベース３３を回転させる。したがって、スピンベース３３は、第１回転軸線ＡＸ１を中心として回転する。その結果、スピンチャック３に保持された基板Ｗが、第１回転軸線ＡＸ１を中心として回転する。

具体的には、スピンモータ部５は、モータ本体５１と、シャフト５３と、エンコーダ５５とを有する。シャフト５３はスピンベース３３に結合される。モータ本体５１は、シャフト５３を回転させる。その結果、スピンベース３３が回転する。

エンコーダ５５は、基板Ｗの回転位置を検出して、基板Ｗの回転位置を示す信号を制御装置１０１（制御部１０２）に出力する。以下、基板Ｗの回転位置を示す信号を、「回転位置信号」と記載する。制御部１０２は、回転位置信号に基づいて、基板Ｗの回転速度又は基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を検出する。

第１ノズル４１は、基板Ｗの上方から、基板Ｗにエッチング液を供給する。詳しくは、第１ノズル４１は、回転中の基板Ｗに向けてエッチング液を吐出する。第１ノズル４１は、液供給部の一例である。第１ノズル４１は、静止した状態でエッチング液を吐出する。第１ノズル４１は、固定ノズルと称されることがある。なお、第１ノズル４１はスキャンノズルであってもよい。

エッチング液供給部４は、第１ノズル４１にエッチング液を供給する。詳しくは、エッチング液は、第１供給配管４２を介して第１ノズル４１に供給される。第１供給配管４２は、エッチング液が流通する管状部材である。

第２ノズル７１は、基板Ｗの上方から、基板Ｗにリンス液を供給する。詳しくは、第２ノズル７１は、回転中の基板Ｗに向けてリンス液を吐出する。第２ノズル７１は、静止した状態でリンス液を吐出する。換言すると、第２ノズル７１は、固定ノズルである。なお、第２ノズル７１はスキャンノズルであってもよい。

リンス液供給部７は、第２ノズル７１にリンス液を供給する。詳しくは、リンス液は、第２供給配管７２を介して第２ノズル７１に供給される。第２供給配管７２は、リンス液が流通する管状部材である。

ガード１０の各々は、略筒形状を有する。複数のガード１０は、基板Ｗから排出されたエッチング液及びリンス液を受け止める。

膜厚測定部８は、基板Ｗに含まれる処理対象膜ＴＧの膜厚を測定して、測定結果を示す測定信号を生成する。測定信号（測定結果）は、処理対象膜ＴＧの膜厚値を示す。膜厚値とは、膜の厚さの値である。膜厚測定部８は、処理対象膜ＴＧの膜厚を非接触方式で測定する。測定信号は、制御装置１０１（制御部１０２）に入力される。

処理対象膜ＴＧは、例えば、基板本体（例えば、シリコンからなる基板本体）、又は、基板本体の表面に形成された膜である。基板本体の表面に形成された膜は、例えば、基板本体と同じ材料の膜（例えば、シリコンからなる層）、又は、基板本体と異なる材料からなる膜（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はレジスト）である。

膜厚測定部８は、例えば、分光干渉法によって処理対象膜ＴＧの膜厚を測定する。具体的には、膜厚測定部８は、光学プローブ８１と、信号線８３と、膜厚測定器８５とを含む。

光学プローブ８１は、レンズを有する。信号線８３は、光学プローブ８１と膜厚測定器８５とを光学的に接続する。信号線８３は、例えば光ファイバーを含む。膜厚測定器８５は、光源と受光素子とを有する。膜厚測定器８５の光源が出射した光は、信号線８３及び光学プローブ８１を介して、基板Ｗに出射される。基板Ｗによって反射された光は、光学プローブ８１及び信号線８３を介して、膜厚測定器８５の受光素子で受光される。

膜厚測定器８５は、受光素子が受光した光を解析して、処理対象膜ＴＧの膜厚値を算出する。膜厚測定器８５は、算出した膜厚値を示す測定信号を生成する。測定信号は、制御装置１０１（制御部１０２）に出力される。なお、膜厚測定器８５には測定限界がある。したがって、膜厚測定器８５は、測定限界を超える膜厚を測定できない。例えば、膜厚測定器８５の測定限界は、１μｍである。膜厚測定器８５の測定限界が１μｍである場合、膜厚測定器８５は、１μｍ未満の膜厚を測定できない。

プローブ移動機構９は、略水平方向に光学プローブ８１を移動させる。詳しくは、プローブ移動機構９は、略鉛直方向に沿った第２回転軸線ＡＸ２を中心とする周方向に沿って光学プローブ８１を移動させる。

具体的には、プローブ移動機構９は、プローブアーム９１と、第１回転軸９３と、第１駆動部９５とを有する。プローブアーム９１は略水平方向に沿って延びる。プローブアーム９１の先端部に光学プローブ８１が配置される。プローブアーム９１は第１回転軸９３に結合される。第１回転軸９３は、略鉛直方向に沿って延びる。

第１駆動部９５は、第２回転軸線ＡＸ２を中心として第１回転軸９３を回転させて、第１回転軸９３を中心にプローブアーム９１を略水平面に沿って旋回させる。その結果、光学プローブ８１が略水平面に沿って移動する。詳しくは、光学プローブ８１は、第２回転軸線ＡＸ２を中心とする周方向に沿って、第１回転軸９３の周りを移動する。第１駆動部９５は、例えば、ステッピングモータを含む。あるいは、第１駆動部９５は、モータと、減速機とを含んでもよい。

続いて図３（ａ）、及び図３（ｂ）を参照して、プローブ移動処理と、膜厚測定処理とを説明する。プローブ移動処理は、光学プローブ８１を測定位置Ｐへ移動させる処理を示す。測定位置Ｐは、処理対象膜ＴＧの膜厚を測定する位置を示す。図３（ａ）は、プローブ移動処理を示す平面図である。図３（ｂ）は、膜厚測定処理を示す平面図である。

まず、図３（ａ）を参照してプローブ移動処理を説明する。図１を参照して説明した制御部１０２は、エッチング処理の実行前に、プローブ移動機構９を制御して、光学プローブ８１を測定位置Ｐへ移動させる。本実施形態では、プローブ移動処理は、基板Ｗの回転中に実行される。但し、プローブ移動処理は、エッチング処理の前に実行されればよい。例えば、プローブ移動処理は、基板Ｗの回転開始前に実行されてもよい。

図３（ａ）に示すように、プローブ移動機構９は、平面視において円弧状の軌跡ＴＪ１に沿って光学プローブ８１を移動させることができる。軌跡ＴＪ１は、基板Ｗのエッジ部ＥＧと基板Ｗの中心部ＣＴとを通る。エッジ部ＥＧは、基板Ｗの周縁部を示す。プローブ移動機構９は、所定の測定位置Ｐまで、軌跡ＴＪ１に沿って光学プローブ８１を移動させる。測定位置Ｐは、図１を参照して説明した記憶部１０３に予め記憶されている。

続いて、図３（ｂ）を参照して膜厚測定処理を説明する。膜厚測定処理は、エッチング処理時に実行される。図３（ｂ）に示すように、光学プローブ８１は、膜厚測定処理の実行中に、測定位置Ｐに配置される。換言すると、膜厚測定処理の実行中に、光学プローブ８１の位置は測定位置Ｐに固定される。

膜厚測定部８は、エッチング処理中に、測定位置Ｐ（一定の位置）で処理対象膜ＴＧの膜厚値を測定する。基板Ｗは、エッチング処理中に回転する。したがって、膜厚測定部８は、基板Ｗの周方向ＣＤに沿った処理対象膜ＴＧの膜厚値を測定する。その結果、測定信号は、基板Ｗの周方向ＣＤにおける処理対象膜ＴＧの膜厚値の分布（プロファイル）を示す。

続いて図４（ａ）を参照して、制御装置１０１を説明する。図４（ａ）は、制御装置１０１の構成を示すブロック図である。図４（ａ）に示すように、制御装置１０１は、入力部１０４と、表示部１０５を更に含む。

入力部１０４は、作業者による入力操作を受け付けて、入力内容を示す情報を制御部１０２に出力する。入力部１０４は、例えば、タッチパネル及びポインティングデバイスを含む。タッチパネルは、例えば、表示部１０５の表示面に配置される。入力部１０４と表示部１０５とは、例えば、グラフィカルユーザーインターフェースを構成する。本実施形態において、入力部１０４は、図４（ｂ）を参照して説明する目標膜厚値Ｔｈ１、目標膜厚補正値Ｔｈｃ、及び処理継続時間Ｔ１を入力する入力操作を受け付ける。

表示部１０５は各種情報を表示する。本実施形態において、表示部１０５は、作業者による入力操作を受け付ける入力画面Ｇ（図４（ｂ）参照）を表示する。表示部１０５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイを有する。

続いて、図４（ｂ）、及び図５（ａ）を参照して、表示部１０５が表示する入力画面Ｇを説明する。図４（ｂ）は、入力画面Ｇの一例を示す図である。図５（ａ）は、基板Ｗの一例を示す断面図である。図５（ａ）に示す例において、処理対象膜ＴＧは、基板本体である。

入力画面Ｇは、目標膜厚値Ｔｈ１（図５（ａ）参照）、目標膜厚補正値Ｔｈｃ（図５（ａ）参照）、及び処理継続時間Ｔ１を入力する入力操作に用いられる。図４（ｂ）に示すように、入力画面Ｇは、第１入力ボックス７０１、第２入力ボックス７０２、第３入力ボックス７０３、及びＯＫボタン７０４を表示する。

ＯＫボタン７０４は、入力画面Ｇに入力された情報を登録するためのボタンであり、作業者が入力部１０４を操作してＯＫボタン７０４を押下する指示を入力すると、入力画面Ｇに入力された情報が登録される。具体的には、第１入力ボックス７０１～第３入力ボックス７０３の各々に表示（入力）されている情報が登録される。

第１入力ボックス７０１は、処理対象膜ＴＧの目標膜厚値Ｔｈ１の入力を受け付ける。より詳しくは、第１入力ボックス７０１は、図２を参照して説明した膜厚測定器８５の測定精度に応じた数値の入力を受け付ける。例えば、膜厚測定器８５の測定限界が１μｍである場合、第１入力ボックス７０１は、１μｍ以上の値を、０．０１μｍ刻みで受け付ける。

第２入力ボックス７０２は、目標膜厚補正値Ｔｈｃの入力を受け付ける。例えば、第２入力ボックス７０２は、０．０１μｍ刻みで目標膜厚補正値Ｔｈｃを受け付ける。目標膜厚補正値Ｔｈｃは、目標膜厚値Ｔｈ１を、膜厚測定器８５の測定限界を超える膜厚値に補正するために入力される。制御部１０２は、目標膜厚補正値Ｔｈｃに基づいて、目標膜厚値Ｔｈ１を補正する。以下、目標膜厚値Ｔｈ１（膜厚測定器８５の測定精度に応じて設定される目標膜厚値）を、「第１目標膜厚値Ｔｈ１」と記載する場合がある。また、補正後の目標膜厚値Ｔｈ１を、「第２目標膜厚値Ｔｈ２」と記載する場合がある。

第２目標膜厚値Ｔｈ２（図５（ａ）参照）は、基板処理装置１００のユーザーが望む真の膜厚値である。制御部１０２は、第１目標膜厚値Ｔｈ１から目標膜厚補正値Ｔｈｃを引くことにより、第２目標膜厚値Ｔｈ２を算出することができる。例えば、第１目標膜厚値Ｔｈ１が１μｍであり、目標膜厚補正値Ｔｈｃが０．５μｍである場合、第２目標膜厚値Ｔｈ２は０．５μｍとなる。膜厚測定器８５の測定限界が１μｍである場合、膜厚０．５μｍは、膜厚測定器８５では測定できない膜厚値である。

第３入力ボックス７０３は、処理継続時間Ｔ１の入力を受け付ける。処理継続時間Ｔ１は、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達した後にエッチング液の供給を継続させる時間を示す。処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１（例えば、１μｍ）に達した後に、処理継続時間Ｔ１が経過するまでエッチング液の供給を継続させることにより、処理対象膜ＴＧの膜厚を、より精度よく、第２目標膜厚値Ｔｈ２（膜厚測定器８５の測定限界を超える膜厚値）にすることができる。

より詳しくは、制御部１０２は、第２入力ボックス７０２に目標膜厚補正値Ｔｈｃが入力されると、処理継続時間Ｔ１を算出して、第３入力ボックス７０３に、算出した処理継続時間Ｔ１を表示させる。また、制御部１０２は、第３入力ボックス７０３に処理継続時間Ｔ１が入力されると、目標膜厚補正値Ｔｈｃを算出して、第２入力ボックス７０２に、算出した目標膜厚補正値Ｔｈｃを表示させる。

ここで、処理継続時間Ｔ１を算出する第１算出処理の一例について説明する。第２入力ボックス７０２に目標膜厚補正値Ｔｈｃが入力されると、制御部１０２は、目標膜厚補正値Ｔｈｃと、処理対象膜ＴＧに対するエッチングレートと、待機時エッチング量とに基づいて、処理継続時間Ｔ１を算出する。待機時エッチング量は、待機時間Ｔ２中に処理対象膜ＴＧの膜厚が減少する量（エッチング量）、すなわち膜厚が薄くなる量を示す。以下、処理対象膜ＴＧに対するエッチングレートを、「エッチングレート」と記載する場合がある。

具体的には、エッチング液の供給が停止した後も、処理対象膜ＴＧは、基板Ｗ上に残存するエッチング液によってエッチングされる。基板Ｗ上に残存するエッチング液には、基板Ｗの回転によって遠心力が付与されるため、エッチング液の液膜は、エッチング液の供給が停止した後に、時間の経過と共に薄くなる。待機時間Ｔ２は、エッチング液の供給が停止してから、基板Ｗ上に残存しているエッチング液の液膜が、基板Ｗをエッチングできない膜厚まで薄くなるのに要する時間を示す。待機時エッチング量は、エッチング液の供給が停止した後に基板Ｗ上に残存しているエッチング液によって処理対象膜ＴＧがエッチングされる量（エッチング量）を示す。

制御部１０２は、第２入力ボックス７０２に目標膜厚補正値Ｔｈｃが入力されると、目標膜厚補正値Ｔｈｃと、待機時エッチング量とに基づいて、処理継続時間Ｔ１中に処理対象膜ＴＧがエッチングされる量（以下、「継続エッチング量」と記載する。）を算出する。例えば、制御部１０２は、目標膜厚補正値Ｔｈｃから待機時エッチング量を引くことにより、継続エッチング量を算出する。そして、制御部１０２は、継続エッチング量と、エッチングレートとに基づいて、処理継続時間Ｔ１を算出する。

なお、エッチングレートと、待機時エッチング量とは、記憶部１０３に予め記憶されている。記憶部１０３は、処理対象膜ＴＧの種類ごとにエッチングレートを記憶してもよい。

続いて、目標膜厚補正値Ｔｈｃを算出する第２算出処理の一例について説明する。制御部１０２は、第３入力ボックス７０３に処理継続時間Ｔ１が入力されると、処理継続時間Ｔ１と、エッチングレートとに基づいて、継続エッチング量を算出する。そして、継続エッチング量と、待機時エッチング量とに基づいて、目標膜厚補正値Ｔｈｃを算出する。

続いて図２、図４（ａ）、及び図５（ａ）を参照してエッチング処理を説明する。エッチング処理が開始すると、膜厚測定部８は、基板Ｗ（処理対象膜ＴＧ）の膜厚Ｔｈを測定する。また、エッチング処理が開始すると、第１ノズル４１が基板Ｗの上面Ｗｓに向けてエッチング液を吐出する。

制御部１０２は、膜厚測定部８から入力される測定信号に基づいて、基板Ｗの膜厚Ｔｈが第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したことを検出すると、基板Ｗの膜厚Ｔｈが第２目標膜厚値Ｔｈ２となるように、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を継続させる。換言すると、基板Ｗの膜厚Ｔｈが目標膜厚補正値Ｔｈｃだけ更に減少するように、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を継続させる。

具体的には、制御部１０２は、基板Ｗの膜厚Ｔｈが第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したことを検出すると、図４（ｂ）を参照して説明した処理継続時間Ｔ１が経過するまで、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を継続させる。制御部１０２は、処理継続時間Ｔ１が経過すると、待機時間Ｔ２が経過するまで、処理を待機させる。この結果、待機時間Ｔ２が経過する間に、基板Ｗの上面Ｗｓに残存するエッチング液によって基板Ｗの膜厚Ｔｈが更に減少して、基板Ｗの膜厚Ｔｈが第２目標膜厚値Ｔｈ２になる。

続いて図５（ｂ）を参照して基板Ｗの他例を説明する。図５（ｂ）は、基板Ｗの他例を示す断面図である。図５（ｂ）に示すように、基板Ｗは、処理対象膜ＴＧと、非処理対象膜Ｍｘとを含み得る。非処理対象膜Ｍｘは、例えば、シリコン窒化膜、又はシリコン酸化膜である。

基板Ｗが非処理対象膜Ｍｘを含む場合、図１を参照して説明したスピンチャック３は、処理対象膜ＴＧが非処理対象膜Ｍｘの上層となるように基板Ｗを保持する。基板Ｗが非処理対象膜Ｍｘを含む場合、エッチング処理は、処理対象膜ＴＧを全て除去する処理であってもよい。つまり、第２目標膜厚値Ｔｈ２は０μｍであってもよい。０μｍは、膜厚測定器８５では測定できない膜厚値である。具体的には、処理対象膜ＴＧを全て除去する場合、目標膜厚補正値Ｔｈｃは、第１目標膜厚値Ｔｈ１と同じ値に設定される。本実施形態によれば、処理対象膜ＴＧの膜厚を精度よく０μｍにすることができる。換言すると、処理対象膜ＴＧの全部を精度よく除去することができる。

続いて図６～図８を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。本実施形態の基板処理方法は、図１～図４を参照して説明した基板処理装置１００によって実行される。図６は、本実施形態の基板処理装置１００が備える制御部１０２による処理を示すフローチャートである。

図６に示す処理は、作業者が入力部１０４を操作して基板Ｗのエッチング処理の開始を指示することにより開始する。作業者が入力部１０４を操作して基板Ｗのエッチング処理の開始を指示すると、表示部１０５が、図４（ｂ）を参照して説明した入力画面Ｇを表示する。作業者は、入力画面Ｇを介して各種条件を設定する（ステップＳ１）。具体的には、図４（ｂ）を参照して説明したように、作業者は、入力画面Ｇを介して、第１目標膜厚値Ｔｈ１、目標膜厚補正値Ｔｈｃ、及び処理継続時間Ｔ１を設定する。

入力画面Ｇを介して各種条件が設定されると、制御部１０２は、インデクサーロボットＩＲ及びセンターロボットＣＲを制御して、処理ユニット１のチャンバー２内へ基板Ｗを搬入させる（ステップＳ２）。搬入された基板Ｗは、スピンチャック３によって保持される。

スピンチャック３が基板Ｗを保持すると、制御部１０２は、スピンモータ部５を制御して、スピンチャック３と一体に基板Ｗを回転させる（ステップＳ３）。

制御部１０２は、回転位置信号に基づいて、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］が所定値で安定しているか否かを判定する。基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］が所定値で安定すると、制御部１０２は、図３（ａ）を参照して説明したように、プローブ移動機構９を制御して、光学プローブ８１を測定位置Ｐへ移動させる（ステップＳ４）。

制御部１０２は、光学プローブ８１の位置を測定位置Ｐに固定させた後、エッチング処理を開始する（ステップＳ５）。

制御部１０２は、エッチング処理が終了すると、リンス液供給部７を制御して、第２ノズル７１から基板Ｗの上面Ｗｓへ向けてリンス液を供給させる（ステップＳ６）。具体的には、制御部１０２は、第２供給配管７２に設けられたバルブを開く。基板Ｗの上面Ｗｓにリンス液が供給されることにより、基板Ｗの上面Ｗｓから、薄く残っているエッチング液が除去される。具体的には、エッチング液はリンス液によって基板Ｗの外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。この結果、基板Ｗ上のエッチング液の薄い液膜が、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜に置換される。

基板Ｗ上のエッチング液をリンス液に置換した後、制御部１０２は、スピンモータ部５の回転速度を増加させて、基板Ｗを乾燥させる（ステップＳ７）。具体的には、基板Ｗの回転速度を、エッチング処理時及びリンス処理時の回転速度よりも増大させる。この結果、基板Ｗ上のリンス液に大きな遠心力が付与され、基板Ｗに付着しているリンス液が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗからリンス液を除去し、基板Ｗを乾燥させる。

制御部１０２は、基板Ｗの高速回転を開始してから所定時間が経過した後、スピンモータ部５の動作を停止させることにより、基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ８）。この結果、乾燥処理が終了する。乾燥処理が終了すると、スピンチャック３による基板Ｗの保持が解除され、センターロボットＣＲがチャンバー２の外へ基板Ｗを搬出する。

制御部１０２は、乾燥処理が終了すると、予定枚数の基板Ｗの処理が終わったか否かを判定する（ステップＳ９）。予定枚数の基板Ｗの処理が終わったと制御部１０２が判定した場合（ステップＳ９のＹｅｓ）、図６に示す処理が終了する。一方、予定枚数の基板Ｗの処理が終わっていないと制御部１０２が判定した場合（ステップＳ９のＮｏ）、ステップＳ２以降の処理が再度実行される。

続いて図７及び図８を参照して、エッチング処理（ステップＳ５）を説明する。図７は、エッチング処理（ステップＳ５）を示すフローチャートである。図８は、処理対象膜ＴＧの膜厚の変化を示す図（グラフ）である。図８において、横軸は時間を示す。縦軸は、処理対象膜ＴＧの膜厚を示す。

図７及び図８に示すように、エッチング処理が開始すると、制御部１０２は、エッチング液供給部４を制御して、第１ノズル４１から基板Ｗの上面Ｗｓへ向けてエッチング液を供給させる（ステップＳ５１）。具体的には、制御部１０２は、第１供給配管４２に設けられたバルブを開く。

エッチング液の供給を開始すると、図８に示すように、処理対象膜ＴＧの膜厚が時間の経過と共に減少する。制御部１０２は、膜厚測定部８からの測定信号に基づいて、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したか否かを判定する（ステップＳ５２）。

制御部１０２は、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に到達したと判定すると（ステップＳ５２のＹｅｓ）、図８に示すように、処理継続時間Ｔ１が経過するまで、第１ノズル４１によるエッチング液の供給を継続させる（ステップＳ５３）。

処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に到達してから処理継続時間Ｔ１が経過すると、制御部１０２は、エッチング液供給部４を制御して、第１ノズル４１から基板Ｗの上面Ｗｓへのエッチング液の供給を停止させる（ステップＳ５４）。具体的には、制御部１０２は、第１供給配管４２に設けられたバルブを閉じる。

制御部１０２は、エッチング液の供給を停止させた後、待機時間Ｔ２が経過するまで、エッチング処理からリンス処理への移行を待機させる（ステップＳ５５）。この結果、図８に示すように、エッチング液の供給が停止してから待機時間Ｔ２が経過するまでの間に、基板Ｗの上面Ｗｓに残存するエッチング液の液膜によって処理対象膜ＴＧの膜厚が更に減少して、第２目標膜厚値Ｔｈ２に達する。制御部１０２は、待機時間Ｔ２が経過すると、リンス処理を開始する（図６のステップＳ６）。

以上、本発明の実施形態１について説明した。本実施形態によれば、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１（膜厚測定器８５の測定限界）に達した後に、所定の処理継続時間Ｔ１が経過するまで、エッチング液の供給が継続される。したがって、処理対象膜ＴＧの膜厚を、より精度よく、膜厚測定器８５の測定限界を超える膜厚値（第２目標膜厚値Ｔｈ２）にすることができる。また、本実施形態によれば、待機時間Ｔ２において処理対象膜ＴＧがエッチングされる量を加味して、処理継続時間Ｔ１が設定される。したがって、処理継続時間Ｔ１が経過した後に基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を増加させる処理等によって、基板Ｗ上に残存するエッチング液の影響を回避させる必要がない。

なお、本実施形態では、基板本体をエッチングする処理について説明したが、基板Ｗは複数の処理対象膜ＴＧを有してもよい。この場合、記憶部１０３は、処理対象膜ＴＧのそれぞれに対するエッチングレートを記憶する。また、表示部１０５は、処理対象膜ＴＧに関する情報を入力する入力画面を表示して、作業者に、処理対象膜ＴＧに関する情報を入力させてもよい。処理対象膜ＴＧに関する情報は、例えば、複数の処理対象膜ＴＧのそれぞれの種類を示す情報、複数の処理対象膜ＴＧのそれぞれの膜厚を示す情報、及び、複数の処理対象膜ＴＧからなる多層の構成を示す情報を含み得る。

また、本実施形態では、処理継続時間Ｔ１は入力されるか、制御部１０２によって算出されたが、処理継続時間Ｔ１は規定値であってもよい。

また、本実施形態では、目標膜厚補正値Ｔｈｃが入力されたが、目標膜厚補正値Ｔｈｃに代えて、第２目標膜厚値Ｔｈ２が入力されてもよい。

また、本実施形態では、待機時エッチング量は規定値であったが、制御部１０２が待機時エッチング量を算出してもよい。具体的には、制御部１０２は、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］と、エッチングレートとに基づいて、待機時エッチング量を算出することができる。

図９は、待機時間Ｔ２の一例を示す図（グラフ）である。詳しくは、図９は、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］と、待機時間Ｔ２と、エッチング液の液膜の膜厚ｄとの関係を示す。以下、エッチング液の液膜の膜厚ｄを、「液膜厚ｄ」と記載する場合がある。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は液膜厚ｄを示す。図９に示すように、液膜厚ｄは、時間の経過と共に徐々に小さくなる。一方、液膜厚ｄの減少割合は、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］に応じて異なる。具体的には、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］が大きいほど、液膜厚ｄの減少割合が大きくなる。したがって、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］が大きいほど、待機時間Ｔ２は短くなる。

制御部１０２は、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］に基づいて待機時間Ｔ２を取得することができる。例えば、制御部１０２は、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］と待機時間Ｔ２との関係を示すテーブル又は表を参照して待機時間Ｔ２を取得してもよいし、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］と待機時間Ｔ２との関係を示す式に基づいて待機時間Ｔ２を取得してもよい。基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］と待機時間Ｔ２との関係を示すテーブル、表、又は式は、記憶部１０３に予め記憶される。制御部１０２は、取得した待機時間Ｔ２とエッチングレートとに基づいて、待機時エッチング量を算出することができる。

［実施形態２］
続いて図１０及び図１１を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、エッチング処理（ステップＳ５）が実施形態１と異なる。

図１０は、本実施形態の基板処理装置１００が備える制御部１０２による処理を示すフローチャートである。詳しくは、図１０は、エッチング処理（ステップＳ５）を示す。図１０に示すように、エッチング液の供給を開始すると（ステップＳ５１）、制御部１０２は、膜厚測定部８によって測定される膜厚に基づいて、膜厚変位加速度を算出する（ステップＳ５０１）。膜厚変位加速度は、処理対象膜ＴＧの膜厚が減少する加速度を示す。換言すると、膜厚変位加速度は、エッチング処理中に時々刻々と変化するエッチングレートを示す。

制御部１０２は、膜厚変位加速度に基づいて、処理継続時間Ｔ１と、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］との少なくとも一方を補正する。図１０に示す例では、制御部１０２は、まず、膜厚変位加速度が所定範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。所定範囲を示す値は、記憶部１０３に予め記憶されている。所定範囲は、例えば、予め想定しているエッチングレートに対する許容誤差を示す。

制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲内に含まれると判定した場合（ステップＳ５０２のＹｅｓ）、図７を参照して説明したステップＳ５２以降の処理を実行する。

一方、制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲内に含まれないと判定した場合（ステップＳ５０２のＮｏ）、補正処理を実行した後（ステップＳ５０３）、図７を参照して説明したステップＳ５２以降の処理を実行する。補正処理は、処理継続時間Ｔ１と、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］との少なくとも一方を補正する処理である。

具体的には、膜厚変位加速度が所定範囲の最小値よりも小さい場合、エッチングの進行が想定よりも遅くなっている。すなわち、エッチングレートが想定よりも小さくなっている。この場合、制御部１０２は、例えば、所定範囲の最小値と膜厚変位加速度との差に基づいて、処理継続時間Ｔ１を延ばす補正処理を実行する。詳しくは、所定範囲の最小値と膜厚変位加速度との差が大きいほど、処理継続時間Ｔ１をより長くする。この補正処理により、継続エッチング量が、想定しているエッチング量から大きく外れることを抑制することができる。あるいは、制御部１０２は、所定範囲の最小値と膜厚変位加速度との差に基づいて、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を小さくしてもよい。詳しくは、所定範囲の最小値と膜厚変位加速度との差が大きいほど、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］をより小さくする。基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を小さくすることにより、待機時間Ｔ２が延びる。したがって、待機時エッチング量が、想定しているエッチング量から大きく外れることを抑制することができる。

また、膜厚変位加速度が所定範囲の最大値よりも大きい場合、エッチングの進行が想定よりも速くなっている。すなわち、エッチングレートが想定よりも大きくなっている。したがって、制御部１０２は、例えば、所定範囲の最大値と膜厚変位加速度との差に基づいて、処理継続時間Ｔ１を短くする補正処理を実行する。詳しくは、所定範囲の最大値と膜厚変位加速度との差が大きいほど、処理継続時間Ｔ１をより短くする。この補正処理により、継続エッチング量が、想定しているエッチング量から大きく外れることを抑制することができる。あるいは、制御部１０２は、所定範囲の最大値と膜厚変位加速度との差に基づいて、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を大きくしてもよい。詳しくは、所定範囲の最大値と膜厚変位加速度との差が大きいほど、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］をより大きくする。基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を大きくすることにより、待機時間Ｔ２が短くなる。したがって、待機時エッチング量が、想定しているエッチング量から大きく外れることを抑制することができる。

以上、図１０を参照して本発明の実施形態２について説明した。本実施形態によれば、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する前に、膜厚変位加速度に基づいて、処理継続時間Ｔ１と、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］との少なくとも一方が補正される。したがって、現在の処理対象の基板Ｗに含まれる処理対象膜ＴＧの膜厚を、より精度よく、膜厚測定器８５の測定限界を超える膜厚値（第２目標膜厚値Ｔｈ２）にすることができる。

なお、本実施形態では、制御部１０２は、膜厚変位加速度を所定範囲と比較したが、制御部１０２は、膜厚変位加速度を所定値と比較してもよい。

また、本実施形態では、制御部１０２は、現在の処理対象の基板Ｗに対して補正処理を実行したが、制御部１０２は、次の処理対象の基板Ｗに対する補正処理を行ってもよい。具体的には、制御部１０２は、前回の処理対象の基板Ｗに対するエッチング処理中に取得した膜厚変位加速度に基づいて、次の処理対象の基板Ｗに対する処理継続時間Ｔ１と、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］との少なくとも一方を補正してもよい。

また、本実施形態では、制御部１０２は、処理継続時間Ｔ１と、基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］との少なくとも一方を補正したが、制御部１０２は、膜厚変位加速度に基づいて、エッチング液の温度、エッチング液の流量、及びエッチング液の濃度のうちの少なくとも１つを補正してもよい。エッチング液の温度、エッチング液の流量、及びエッチング液の濃度は、エッチングの進行（エッチングレート）に影響するパラメータである。

具体的には、制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲の最小値よりも小さい場合、エッチング液の温度を高くしてもよいし、エッチング液の流量を大きくしてもよい。また、制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲の最大値よりも大きい場合、エッチング液の温度を低くしてもよいし、エッチング液の流量を小さくしてもよいし、エッチング液の濃度を低くしてもよい。

図１１は、エッチング液供給部４の模式図である。図１１に示すように、エッチング液供給部４は、バルブ４２１と、ミキシングバルブ４２２と、加熱ヒータ４２３とを更に有する。

バルブ４２１は、第１供給配管４２に配置される。バルブ４２１は、第１ノズル４１へのエッチング液の供給及び供給停止を切り替える。詳しくは、バルブ４２１が開くと、第１ノズル４１から基板Ｗに向けてエッチング液が吐出される。一方、バルブ４２１が閉じると、エッチング液の吐出が停止する。また、バルブ４２１は、第１供給配管４２においてバルブ４２１よりも下流へ流れるエッチング液の流量を制御する。詳しくは、バルブ４２１の開度に応じて、バルブ４２１よりも下流へ流れるエッチング液の流量が調整される。したがって、バルブ４２１の開度に応じて、エッチング液の吐出流量が調整される。バルブ４２１は、例えば、モータバルブである。

ミキシングバルブ４２２は、第１供給配管４２に配置される。ミキシングバルブ４２２が開くと、第１供給配管４２に純水が流入して、エッチング液の濃度が希釈される。加熱ヒータ４２３は、第１供給配管４２を流れるエッチング液を加熱する。

制御部１０２は、バルブ４２１の開度を制御して、エッチング液の流量を補正することができる。また、ミキシングバルブ４２２を開いて、エッチング液の濃度を希釈（補正）することができる。また、加熱ヒータ４２３の温度を制御して、エッチング液の温度を補正することができる。

なお、エッチング液の温度は、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する前に補正されてもよいし、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達した後に補正されてもよい。エッチング液の流量、及びエッチング液の濃度も同様に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達した後に補正されてもよい。処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する前に補正されてもよい。エッチング液の温度、エッチング液の流量、及びエッチング液の濃度のうちの少なくとも１つが補正されることにより、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する前の膜厚変位加速度を所定範囲内に収めることができる。換言すると、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する前のエッチングレートを、想定しているエッチングレートに調整することができる。

［実施形態３］
続いて図１２～図１７を参照して本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１、２と異なる事項を説明し、実施形態１、２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、第１ノズル４１が移動する点で実施形態１、２と異なる。

まず図１２を参照して、本実施形態における処理ユニット１について説明する。図１２は、本実施形態の基板処理装置１００が備える処理ユニット１の模式図である。詳しくは、図１２は、処理ユニット１の模式的な断面図である。

図１２に示すように、処理ユニット１は、ノズル移動機構６を更に備える。ノズル移動機構６は、第１ノズル４１を水平方向に沿って複数の停止位置に順次移動させる。ノズル移動機構６は、移動部の一例である。詳しくは、ノズル移動機構６は、略鉛直方向に沿った第３回転軸線ＡＸ３を中心とする周方向に沿って第１ノズル４１を移動させる。第１ノズル４１は、複数の停止位置のそれぞれの位置において、移動を停止してエッチング液を供給する。

具体的には、ノズル移動機構６は、ノズルアーム６１と、第２回転軸６３と、第２駆動部６５とを有する。ノズルアーム６１は略水平方向に沿って延びる。ノズルアーム６１の先端部に第１ノズル４１が配置される。ノズルアーム６１は第２回転軸６３に結合される。第２回転軸６３は、略鉛直方向に沿って延びる。

第２駆動部６５は、第３回転軸線ＡＸ３を中心として第２回転軸６３を回転させて、第２回転軸６３を中心にノズルアーム６１を略水平面に沿って旋回させる。その結果、第１ノズル４１が略水平面に沿って移動する。詳しくは、第１ノズル４１は、第３回転軸線ＡＸ３を中心とする周方向に沿って、第２回転軸６３の周りを移動する。第２駆動部６５は、例えば、ステッピングモータを含む。あるいは、第２駆動部６５は、モータと、減速機とを含んでもよい。

続いて図１３を参照してエッチング液供給処理を説明する。図１３は、エッチング液供給処理を示す平面図である。図１３に示すように、ノズル移動機構６は、平面視において円弧状の軌跡ＴＪ２に沿って第１ノズル４１を移動させることができる。軌跡ＴＪ２は、基板Ｗのエッジ部ＥＧと基板Ｗの中心部ＣＴとを通る。

本実施形態では、ノズル移動機構６は、第１ノズル４１を、軌跡ＴＪ２に沿って、第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置に順次移動させる。第１ノズル４１は、第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置において、回転中の基板Ｗに向けてエッチング液を吐出する。本実施形態において、第４停止位置Ｘ４は、第１ノズル４１の移動の最終停止位置を示す。

続いて図１４（ａ）を参照して停止位置情報について説明し、図１４（ｂ）を参照して移動速度情報について説明する。停止位置情報は、第１ノズル４１の停止位置を示す。移動速度情報は、第１ノズル４１の移動速度を示す。制御部１０２は、停止位置情報及び移動速度情報に基づいてノズル移動機構６を制御して、第１ノズル４１を、第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置に順次移動させる。

図１４（ａ）は、第１テーブル情報ＴＢ１を示す図である。第１テーブル情報ＴＢ１は、停止位置情報を示す。第１テーブル情報ＴＢ１において、上の欄は、第１ノズル４１の各停止位置（第１停止位置Ｘ１～第４停止位置Ｘ４）を示し、下の欄は、各停止位置において第１ノズル４１が停止する時間（第１停止時間Ｔｘ１～第４停止時間Ｔｘ４）を示す。第１テーブル情報ＴＢ１は、記憶部１０３に記憶されている。

制御部１０２は、第１テーブル情報ＴＢ１を参照してノズル移動機構６を制御することにより、第１ノズル４１を、第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置に順次移動させる。

図１４（ｂ）は、第２テーブル情報ＴＢ２を示す図である。第２テーブル情報ＴＢ２は、移動速度情報を示す。第２テーブル情報ＴＢ２において、上の欄は、第１ノズル４１の各移動区間を示す。詳しくは、第１ノズル４１の移動区間は、第１区間～第３区間を含む。第１区間は、第１停止位置Ｘ１から第２停止位置Ｘ２までの移動区間を示す。第２区間は、第２停止位置Ｘ２から第３停止位置Ｘ３までの移動区間を示す。第３区間は、第３停止位置Ｘ３から第４停止位置Ｘ４までの移動区間を示す。第２テーブル情報ＴＢ２において、下の欄は、各移動区間における第１ノズル４１の移動速度（第１移動速度Ｙ１～第３移動速度Ｙ３）を示す。第２テーブル情報ＴＢ２は、記憶部１０３に記憶されている。

制御部１０２は、第２テーブル情報ＴＢ２を参照してノズル移動機構６を制御することにより、例えば、第１停止位置Ｘ１から第２停止位置Ｘ２まで第１ノズル４１を移動させる際に、第１移動速度Ｙ１で第１ノズル４１を移動させる。

続いて図１５を参照して、本実施形態におけるエッチング処理を説明する。図１５は、処理対象膜ＴＧの膜厚の変化の一例を示す図（グラフ）である。図１５において、横軸は時間を示し、縦軸は処理対象膜ＴＧの膜厚を示す。

図１５に示すように、第１ノズル４１が、第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置においてエッチング液を基板Ｗに供給することにより、処理対象膜ＴＧの膜厚が第２目標膜厚値Ｔｈ２になる。

詳しくは、エッチング処理が開始すると、第１ノズル４１が、第１停止位置Ｘ１に移動する。第１ノズル４１は、第１停止位置Ｘ１に停止している間（第１停止時間Ｔｘ１中）に、エッチング液を吐出する。

第１停止時間Ｔｘ１が経過すると、第１ノズル４１は、第２停止位置Ｘ２に移動する。第１停止位置Ｘ１から第２停止位置Ｘ２まで移動する間、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出は停止している。第１ノズル４１は、第２停止位置Ｘ２に停止している間（第２停止時間Ｔｘ２中）に、エッチング液を吐出する。

以降、同様にして、第１ノズル４１は、第３停止位置Ｘ３に停止している間にエッチング液を吐出し、第４停止位置Ｘ４に停止している間にエッチング液を吐出する。

第１ノズル４１が第１停止位置Ｘ１から第４停止位置Ｘ４までの各停止位置においてエッチング液を基板Ｗに供給することにより、処理対象膜ＴＧの膜厚が減少し、第１ノズル４１が第４停止位置Ｘ４（最終停止位置）においてエッチング液を吐出している間に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達する。

制御部１０２は、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したことを検出すると、処理継続時間Ｔ１が経過するまで第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を継続させる。このとき、第１ノズル４１は、第４停止位置Ｘ４（最終停止位置）においてエッチング液を吐出する。制御部１０２は、処理継続時間Ｔ１が経過したことを検出すると、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を停止させる。

制御部１０２は、第１ノズル４１によるエッチング液の吐出を停止させてから待機時間Ｔ２が経過するまで、処理を待機させる。待機時間Ｔ２中に、基板Ｗに残存しているエッチング液によって処理対象膜ＴＧがエッチングされて、処理対象膜ＴＧの膜厚が第２目標膜厚値Ｔｈ２になる。

続いて図１６を参照して本実施形態におけるエラー処理を説明する。エラー処理は、第１ノズル４１によるエッチング液の供給を緊急停止させる処理である。エラー処理は、エッチングの進行が想定よりも速くなっている場合に実行される。すなわち、エラー処理は、エッチングレートが想定よりも大きくなっている場合に実行される。図１６は、処理対象膜ＴＧの膜厚の変化の他例を示す図（グラフ）である。図１６において、横軸は時間を示し、縦軸は処理対象膜ＴＧの膜厚を示す。

図１６に示す例では、エッチングの進行が想定よりも速くなっており、第１ノズル４１が、第４停止位置Ｘ４（最終停止位置）以外の停止位置においてエッチング液を吐出している間に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達している。具体的には、第１ノズル４１が第３停止位置Ｘ３においてエッチング液を吐出している間に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達している。

制御部１０２は、第１ノズル４１が、第４停止位置Ｘ４（最終停止位置）以外の停止位置においてエッチング液を吐出している間に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したことを検出すると、エラー処理を実行する。

具体的には、制御部１０２は、第１ノズル４１によるエッチング液の供給を停止させて、現在の処理対象の基板Ｗに対するエッチング処理を終了させる。本実施形態では、制御部１０２は更に、表示部１０５にエラーメッセージを表示させる。エラーメッセージは、エッチング処理中にエラーが発生した旨を示す。

続いて図１７を参照して、本実施形態におけるエッチング処理（ステップＳ５）について説明する。図１７は、エッチング処理（ステップＳ５）を示すフローチャートである。

図１７に示すように、制御部１０２は、膜厚測定器８５（膜厚測定部８）から入力された測定信号に基づいて、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達したと判定すると（ステップＳ５２のＹｅｓ）、第１ノズル４１の停止位置が最終停止位置（本実施形態では、第４停止位置Ｘ４）であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。

制御部１０２は、第１ノズル４１の停止位置が最終停止位置（第４停止位置Ｘ４）であると判定すると（ステップＳ５１０のＹｅｓ）、図７を参照して説明したステップＳ５３以降の処理を実行する。

一方、制御部１０２は、第１ノズル４１の停止位置が最終停止位置（第４停止位置Ｘ４）でないと判定すると（ステップＳ５１０のＮｏ）、エラー処理を実行する（ステップＳ５１１）。具体的には、図１６を参照して説明したように、制御部１０２は、第１ノズル４１によるエッチング液の供給を停止させる。本実施形態では、制御部１０２は更に、表示部１０５にエラーメッセージを表示させる。制御部１０２は、エラー処理の実行後、現在の処理対象の基板Ｗに対するエッチング処理を終了させる。

以上、図１２～図１７を参照して本発明の実施形態３について説明した。本実施形態によれば、互いに異なる複数の位置から基板Ｗに向けてエッチング液を供給することができる。

なお、エラー処理は省略されてもよい。すなわち、第１ノズル４１が最終停止位置以外の停止位置においてエッチング液を吐出している間に、処理対象膜ＴＧの膜厚が第１目標膜厚値Ｔｈ１に達した場合でも、処理継続時間Ｔ１が経過するまでエッチング液の供給を継続し、処理継続時間Ｔ１の経過後は、待機時間Ｔ２の間、基板Ｗに残存するエッチング液によるエッチングを実行してもよい。

また、制御部１０２は、実施形態２において説明した膜厚変位加速度を算出してもよい。この場合、制御部１０２は、例えば、膜厚変位加速度に基づいて、第１ノズル４１の停止位置の数を増減させてもよい。あるいは、制御部１０２は、膜厚変位加速度に基づいて、第１ノズル４１の移動速度を増減させてもよい。あるいは、停止位置を増減させつつ、移動速度を増減させてもよい。

具体的には、制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲の最小値よりも小さい場合、第１ノズル４１の停止位置の数を増加させてもよい。第１ノズル４１の停止位置の数が増加することにより、基板Ｗ上のエッチング液の液膜が薄くなり難くなる。よって、エッチングレートを、想定しているエッチングレートに調整することができる。あるいは、制御部１０２は、第１ノズル４１の移動速度を増加させてもよい。第１ノズル４１の移動速度を増加させることにより、ある停止位置から次の停止位置までの第１ノズル４１の移動時間が短くなるため、第１ノズル４１から基板Ｗへのエッチング液の供給が停止する時間が短くなる。したがって、基板Ｗ上のエッチング液の液膜が薄くなり難くなり、エッチングレートを、想定しているエッチングレートに調整することができる。

また、制御部１０２は、膜厚変位加速度が所定範囲の最大値よりも大きい場合、第１ノズル４１の停止位置の数を減少させてもよい。第１ノズル４１の停止位置の数が減少することにより、基板Ｗ上のエッチング液の液膜が厚くなり難くなる。よって、エッチングレートを、想定しているエッチングレートに調整することができる。あるいは、制御部１０２は、第１ノズル４１の移動速度を減少させてもよい。第１ノズル４１の移動速度を減少させることにより、ある停止位置から次の停止位置までの第１ノズル４１の移動時間が長くなるため、第１ノズル４１から基板Ｗへのエッチング液の供給が停止する時間が長くなる。したがって、基板Ｗ上のエッチング液の液膜が厚くなり難くなり、エッチングレートを、想定しているエッチングレートに調整することができる。

以上、図面（図１～図１７）を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、図２を参照して説明したスピンチャック３は、複数のチャック部材３２を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックであったが、基板Ｗを保持する方式は、基板Ｗを水平に保持できる限り、特に限定されない。例えば、スピンチャック３は、バキューム式のチャックであってもよいし、ベルヌーイ式のチャックであってもよい。

また、図４（ｂ）及び図１０を参照して説明した入力画面Ｇは、作業者に数値を入力させたが、プルダウンメニューによって数値を選択させてもよい。

また、図１～図１７を参照した実施形態では、待機時間Ｔ２において処理対象膜ＴＧがエッチングされたが、待機時間Ｔ２におけるエッチング処理は省略されてもよい。例えば、処理継続時間Ｔ１が経過した後に基板Ｗの回転数［ｒｐｍ］を増加させる等することにより、待機時間Ｔ２におけるエッチング処理を省略することができる。

本発明は、基板を処理する分野に有用である。

１ ：処理ユニット
３ ：スピンチャック
５ ：スピンモータ部
６ ：ノズル移動機構
８ ：膜厚測定部
９ ：プローブ移動機構
４１ ：第１ノズル
８１ ：光学プローブ
８５ ：膜厚測定器
１００ ：基板処理装置
１０１ ：制御装置
１０２ ：制御部
１０３ ：記憶部
１０４ ：入力部
１０５ ：表示部
Ｇ ：入力画面
Ｍｘ ：非処理対象膜
Ｐ ：測定位置
Ｔ１ ：処理継続時間
Ｔ２ ：待機時間
ＴＧ ：処理対象膜
Ｔｈ１ ：目標膜厚値（第１目標膜厚値）
Ｔｈ２ ：第２目標膜厚値
Ｔｈｃ ：目標膜厚補正値
Ｗ ：基板
Ｘ１ ：第１停止位置
Ｘ２ ：第２停止位置
Ｘ３ ：第３停止位置
Ｘ４ ：第４停止位置

Claims (7)

1. 基板を水平に保持する基板保持部と、
   上下方向に延びる中心軸を中心として前記基板と前記基板保持部とを一体に回転させる基板回転部と、
   前記基板保持部と一体に回転する前記基板に向けてエッチング液を供給する液供給部と、
   前記基板に含まれる処理対象膜の膜厚を測定する膜厚測定器と、
   前記液供給部により前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が、前記膜厚測定器の測定精度に応じて設定された目標膜厚値に達したか否かを判定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記液供給部により前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達したと判定すると、所定の処理継続時間が経過するまで前記液供給部による前記エッチング液の供給を継続させ、前記処理継続時間が経過すると前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させて、前記処理対象膜の膜厚を、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値まで減少させる、基板処理装置。
2. 前記制御部は、前記目標膜厚値を補正する目標膜厚補正値と、エッチングレートと、待機時エッチング量とに基づいて、前記処理継続時間を設定し、
   前記目標膜厚補正値によって補正された前記目標膜厚値は、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値を示し、
   前記待機時エッチング量は、待機時間中に前記処理対象膜の膜厚が前記エッチング液によって減少する量を示し、
   前記待機時間は、前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させた後に前記基板上に残存する前記エッチング液によって前記処理対象膜がエッチングされる時間を示す、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、基板の回転数と、エッチングレートと、前記目標膜厚値を補正する目標膜厚補正値とに基づいて、前記処理継続時間を設定し、
   前記目標膜厚補正値によって補正された前記目標膜厚値は、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値を示す、請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚に基づいて、前記膜厚が減少する加速度を示す膜厚変位加速度を算出し、前記膜厚変位加速度に基づいて、前記処理継続時間と、前記基板の回転数との少なくとも一方を補正する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記制御部は、
   現在処理の対象となっている前記基板である処理対象基板に対する処理中に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚を取得し、
   前記膜厚測定器によって測定された前記膜厚に基づいて、前記膜厚が減少する加速度を示す膜厚変位加速度を算出し、
   次の前記基板を処理する前に、前記膜厚変位加速度に基づいて、前記処理継続時間と、前記基板の回転数との少なくとも一方を補正する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記液供給部を水平方向に沿って複数の停止位置に順次移動させる移動部を更に備え、
   前記液供給部は、前記複数の停止位置のそれぞれの位置において、移動を停止して前記エッチング液を供給し、
   前記複数の停止位置は、前記液供給部の移動の最終停止位置を含み、
   前記制御部は、前記複数の停止位置のうち、前記最終停止位置以外の停止位置において前記液供給部が前記エッチング液を供給している際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達すると、前記液供給部による前記エッチング液の供給を停止させる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 基板保持部に基板を水平に保持させる工程と、
   上下方向に延びる中心軸を中心として前記基板と前記基板保持部とを一体に回転させる工程と、
   前記基板保持部と一体に回転する前記基板に向けてエッチング液を供給する工程と、
   前記エッチング液が供給されている際に、前記基板に含まれる処理対象膜の膜厚を膜厚測定器によって測定する工程と、
   前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が、前記膜厚測定器の測定精度に応じて設定された目標膜厚値に達したか否かを判定する工程と、
   前記エッチング液が供給されている際に、前記膜厚測定器によって測定される前記膜厚が前記目標膜厚値に達したと判定されると、所定の処理継続時間が経過するまで前記エッチング液の供給を継続させる工程と、
   前記処理継続時間が経過すると前記エッチング液の供給を停止させて、前記処理対象膜の膜厚を、前記膜厚測定器の測定限界を超える膜厚値まで減少させる工程と
   を含む、基板処理方法。

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