WO2023095590A1 - 基板処理装置、および、基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置、および、基板処理方法 Download PDF

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WO2023095590A1
WO2023095590A1 PCT/JP2022/041200 JP2022041200W WO2023095590A1 WO 2023095590 A1 WO2023095590 A1 WO 2023095590A1 JP 2022041200 W JP2022041200 W JP 2022041200W WO 2023095590 A1 WO2023095590 A1 WO 2023095590A1
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substrate
liquid
processing
surfactant
target amount
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PCT/JP2022/041200
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝哉 秋山
真樹 鰍場
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus for processing substrates and a substrate processing method for processing substrates.
  • Substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, FPD (Flat Panel Display) substrates such as liquid crystal display devices and organic EL (Electroluminescence) display devices, optical disk substrates, magnetic disk substrates, and magneto-optical disk substrates. , photomask substrates, ceramic substrates, solar cell substrates, and the like.
  • FPD Full Panel Display
  • organic EL Electrode
  • Photomask substrates ceramic substrates, solar cell substrates, and the like.
  • Patent Documents 1 and 2 below disclose that pattern collapse can be prevented by using a rinsing liquid containing a surfactant in substrate processing.
  • the surface tension of the rinsing liquid with respect to the main surface of the substrate may differ depending on the state of the main surface of the substrate, such as the type of substance exposed from the main surface of the substrate and the structure of the surface layer of the main surface of the substrate. Therefore, the amount of surfactant required to properly treat the major surface of the substrate depends on the condition of the major surface of the substrate.
  • Patent Documents 1 and 2 do not consider changing the amount of surfactant according to the state of the main surface of the substrate to be processed.
  • An embodiment of the present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of supplying a substrate with a processing liquid containing an appropriate amount of surfactant.
  • One embodiment of the present invention provides a substrate processing apparatus that processes the main surface of a substrate with a processing liquid.
  • the substrate processing apparatus calculates a target amount of surfactant with respect to the processing liquid based on a substrate holding unit that holds the substrate, substrate properties of the substrate held by the substrate holding unit, and processing liquid properties of the processing liquid.
  • a target amount calculation unit a target amount calculation unit
  • a treatment liquid ejection for ejecting the treatment liquid containing the target amount of surfactant calculated by the target amount calculation unit toward the main surface of the substrate held by the substrate holding unit. member.
  • the target amount of the surfactant is calculated based on the substrate properties of the substrate held by the substrate holding unit and the processing liquid properties of the processing liquid used for processing the main surface of the substrate. Therefore, the substrate can be processed with a processing liquid containing an appropriate amount of surfactant according to the combination of substrate properties and processing liquid properties.
  • the substrate processing apparatus further includes a processing content table storage unit that stores a processing content table showing a plurality of target amounts set for each combination of the substrate properties and the processing liquid properties.
  • the target amount calculation unit calculates the target amount based on the processing content table.
  • the target amount is calculated based on the processing content table prepared in advance. Therefore, the target amount can be calculated more quickly than when the substrate characteristics are acquired during substrate processing.
  • the substrate properties include surface tension of pure water with respect to the main surface of the substrate held by the substrate holding unit
  • the treatment liquid properties include surface tension of the treatment liquid
  • the target amount is used as the target amount. Therefore, it is not necessary to prepare a target amount for each substance exposed from the main surface of the substrate and for each irregularity state of the main surface of the substrate, so that the processing content table can be simplified.
  • the processing content table can be simplified.
  • the substrate processing apparatus includes a characteristic acquisition liquid discharge member that discharges a characteristic acquisition liquid toward a main surface of a substrate held by the substrate holding unit, and a substrate holding unit that holds the substrate holding unit. and a film thickness measuring unit for measuring the thickness of the liquid film of the property acquisition liquid on the main surface of the substrate on which the substrate is located, as the substrate property.
  • the thickness of the liquid film of the property acquisition liquid on the main surface of the substrate is measured as the substrate property.
  • the target amount can be used to calculate the target amount. Therefore, the substrate characteristics of the substrate to be processed can be obtained during the substrate processing without preparing in advance. Also, a target quantity can be calculated that is appropriate for the actual substrate, ie, the actual substrate being processed. Therefore, a treatment liquid containing a more appropriate amount of surfactant can be supplied to the main surface of the substrate.
  • the substrate processing apparatus further includes a determination unit that determines whether or not the thickness of the liquid film measured by the film thickness measurement unit is equal to or greater than a threshold. Then, when the determination unit determines that the thickness of the liquid film is equal to or greater than the threshold value, the treatment liquid ejection member ejects the treatment liquid containing the target amount of surfactant, and the determination unit determines that the thickness of the liquid film is smaller than the threshold value, the processing liquid containing no surfactant is ejected.
  • the substrate can be treated with a treatment liquid containing a sufficient amount of surfactant to quickly cover the entire major surface of the substrate.
  • the substrate processing apparatus reduces the flow rate necessary to cover the entire main surface of the substrate held by the substrate holding unit with the treatment liquid containing the target amount of surfactant. and a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the treatment liquid ejected from the treatment liquid ejection member to the required ejection flow rate.
  • the flow rate of the processing liquid discharged from the processing liquid discharge member is adjusted to the necessary discharge flow rate necessary to cover the main surface of the substrate. Therefore, the amount of processing liquid supplied to the main surface of the substrate can be appropriately reduced.
  • the substrate processing apparatus includes a processing liquid supply unit that supplies the processing liquid to the processing liquid discharge member, and a surface-activating unit for the processing liquid in the processing liquid supply unit according to the target amount. and an addition unit for adding the agent.
  • the surfactant can be added to the processing liquid in the processing liquid supply unit according to the target amount. Therefore, it is not necessary to prepare treatment liquids having different surfactant contents in advance.
  • the substrate processing method includes: a target amount calculating step of calculating a target amount of the surfactant with respect to the processing liquid based on the substrate properties of the substrate held by the substrate holding unit and the processing liquid properties of the processing liquid; and a treatment liquid ejection step of ejecting the treatment liquid containing the target amount of surfactant calculated in the amount calculation step toward the main surface of the substrate from a treatment liquid ejection member.
  • a target amount calculating step of calculating a target amount of the surfactant with respect to the processing liquid based on the substrate properties of the substrate held by the substrate holding unit and the processing liquid properties of the processing liquid
  • a treatment liquid ejection step of ejecting the treatment liquid containing the target amount of surfactant calculated in the amount calculation step toward the main surface of the substrate from a treatment liquid ejection member.
  • the target amount calculating step calculates the target amount based on a processing content table showing a plurality of target amounts set for each combination of the substrate characteristics and the treatment liquid characteristics.
  • a process may be included.
  • the substrate properties may include the surface tension of the processing liquid with respect to the main surface of the substrate held by the substrate holding unit, and the processing liquid properties may include the surface tension of the processing liquid.
  • the substrate processing apparatus includes a characteristic acquisition liquid discharging step of discharging a characteristic acquisition liquid from a characteristic acquisition liquid discharging member toward the main surface of the substrate; A film thickness measuring step of measuring the thickness of the liquid film of the obtained liquid as the substrate characteristic may be further included.
  • the substrate processing apparatus covers the entire main surface of the substrate with the processing liquid containing the target amount of surfactant based on the properties of the substrate and the properties of the processing liquid. further includes a required discharge flow rate calculation step of calculating a flow rate required for the discharge flow rate as a required discharge flow rate.
  • the treatment liquid discharging step includes a step of discharging the treatment liquid containing the target amount of surfactant from the treatment liquid discharge member at the required discharge flow rate.
  • FIG. 1A is an illustrative plan view showing the layout of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a schematic elevational view of the substrate processing apparatus
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a processing unit and a liquid supply unit provided in the substrate processing apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 4 shows an example of contents of a processing content table stored in a storage unit of a control device provided in the substrate processing apparatus.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining the functional configuration of a control device provided in the substrate processing apparatus.
  • FIG. 1A is an illustrative plan view showing the layout of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a schematic elevational view of the substrate processing apparatus
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of content change processing by the control device.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the functional configuration of a control device provided in the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of content change processing by the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 shows an example of the content of a processing content table stored in the storage unit of the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a table for explaining the correspondence relationship between the liquid processing steps to be subjected to the content change processing and the liquid processing steps to which the characteristic acquisition step is performed.
  • FIG. 12 is a table for explaining the correspondence relationship between the liquid processing steps to be subjected to the content change processing and the liquid processing steps to which the characteristic acquisition step is performed.
  • FIG. 13 is a flow chart for explaining another example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a table for explaining the correspondence relationship between the liquid processing steps to be subjected to the content change processing and the liquid processing steps in which the characteristic acquisition step is performed when the substrate processing shown in FIG. 13 is performed.
  • FIG. 15A is a graph showing the results of a contact angle measurement experiment conducted to demonstrate the effect of reducing the surface tension of the treatment liquid by adding a surfactant.
  • FIG. 15B is a graph showing the results of a surface tension measurement experiment conducted to demonstrate the effect of adding a surfactant to reduce the surface tension of the treatment liquid.
  • FIG. 16 is a graph showing the results of the coverage area observation experiment.
  • FIG. 1A is an illustrative plan view showing the layout of a substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 1B is a schematic elevational view of the substrate processing apparatus 1.
  • FIG. 1A is an illustrative plan view showing the layout of a substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 1B is a schematic elevational view of the substrate processing apparatus 1.
  • the substrate processing apparatus 1 accommodates a plurality of processing units 2 that process substrates W with liquid, a plurality of liquid supply units 3 that supply liquid to the processing units 2, and a plurality of substrates W to be processed in the processing units 2. , the transport robots IR and CR transporting substrates W between the load port LP and the processing unit 2 , and a controller 4 for controlling the substrate processing apparatus 1 .
  • the transport robot IR transports the substrate W between the carrier C and the transport robot CR.
  • the transport robot CR transports the substrate W between the transport robot IR and the processing unit 2 .
  • the transport robots IR and CR are arranged on a transport route TR extending from the load ports LP toward the processing units 2 .
  • a plurality of processing units 2 have, for example, the same configuration.
  • the processing liquid supplied toward the substrate W within the processing unit 2 includes a chemical liquid, a rinse liquid, and the like.
  • the plurality of processing units 2 form four processing towers TW arranged at four horizontally separated positions.
  • Each processing tower TW includes a plurality of (for example, three) processing units 2 stacked vertically.
  • the four processing towers TW are arranged two by two on each side of the transport route TR.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a plurality of fluid boxes 5 that accommodate valves, pipes, etc., and a storage box 6 that accommodates tanks for storing chemical liquids, rinse liquids, or raw material liquids thereof.
  • the processing unit 2 and the fluid box 5 are arranged inside a frame 7 that has a substantially square shape in plan view.
  • the storage box 6 is arranged outside the frame 7 in the example of FIG. 1A.
  • the storage box 6 may be arranged inside the frame 7, unlike the example of FIG. 1A.
  • the storage boxes 6 are provided in the same number as the plurality of fluid boxes 5, for example.
  • each storage box 6 passes through the fluid box 5 corresponding to the storage box 6 to a plurality (for example, three) of the processing units 2 constituting the processing tower TW corresponding to this fluid box 5. supplied to
  • Each liquid supply unit 3 supplies the processing liquid to the processing units 2 constituting each processing tower TW. Although details will be described later, each liquid supply unit 3 is arranged in the corresponding fluid box 5 and storage box 6 .
  • the fluid box 5 and the storage box 6 do not need to accommodate the entire liquid supply unit 3 , but accommodate at least part of the corresponding liquid supply unit 3 .
  • FIG. 1A conceptually shows the liquid supply unit 3, and strictly speaking, the liquid supply unit 3 need not have the shape shown in FIG. 1A in plan view.
  • it may be configured such that liquid is supplied from one storage box 6 to all the fluid boxes 5, as indicated by the two-dot chain line in FIG. 1A.
  • Each processing unit 2 comprises a processing cup 9 and a chamber 10 housing the processing cup 9 .
  • the chamber 10 is formed with an entrance (not shown) through which the substrate W is loaded and unloaded by the transport robot CR.
  • the chamber 10 is provided with a shutter unit (not shown) that opens and closes this doorway.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the processing unit 2 and the liquid supply unit 3.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the processing unit 2 and the liquid supply unit 3.
  • the processing unit 2 further includes a spin chuck 8 that holds the substrate W horizontally and rotates the substrate W around the rotation axis A1 (vertical axis).
  • a processing cup 9 surrounds the spin chuck 8 and receives the liquid splashed from the substrate W.
  • Chamber 10 houses spin chuck 8 and process cup 9 .
  • the rotation axis A1 is a vertical straight line passing through the central portion of the substrate W.
  • the spin chuck 8 includes a spin base 8a that horizontally holds the substrate W, a plurality of chuck pins 8b that are arranged along the circumferential direction of the spin base 8a, and a rotation that drives the rotation of the spin base 8a around the rotation axis A1. and a drive mechanism (not shown).
  • the rotary drive mechanism includes, for example, an electric motor.
  • the spin chuck 8 is an example of a substrate holding unit that holds the substrate W. As shown in FIG.
  • the processing unit 2 includes a facing member 11 having a facing surface 11a facing the upper surface (upper main surface) of the substrate W, and a processing liquid nozzle 12 having a discharge port 12a for discharging the processing liquid.
  • the ejection port 12a is exposed from the facing surface 11a.
  • the treatment liquid nozzle 12 is an example of a treatment liquid ejection member.
  • the treatment liquid ejected from the treatment liquid nozzle 12 is, for example, a chemical liquid or a rinse liquid.
  • the chemical solution is, for example, hydrofluoric acid (hydrogen fluoride water), APM solution (ammonia-hydrogen peroxide mixture), HPM solution (hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture). etc.
  • the rinsing liquid is, for example, DIW (deionized water), carbonated water, electrolytic ion water, reduced water, ammonia water with a dilution concentration (for example, about 10 ppm or more and 100 ppm or less), and dilution concentration (for example, about 10 ppm or more and 100 ppm or less).
  • DIW deionized water
  • carbonated water carbonated water
  • electrolytic ion water reduced water
  • ammonia water with a dilution concentration for example, about 10 ppm or more and 100 ppm or less
  • ammonia water with a dilution concentration for example, about 10 ppm or more and 100 ppm or less
  • dilution concentration for example, about 10 ppm or more and 100 ppm or less
  • the liquid supply unit 3 includes a processing liquid supply unit 13 that supplies the processing liquid to the processing liquid nozzle 12 and an addition unit 14 that adds a surfactant to the processing liquid in the processing liquid supply unit 13 . Therefore, the treatment liquid nozzle 12 can also eject a treatment liquid containing a surfactant, which is a treatment liquid containing a surfactant.
  • the mass percent concentration of the surfactant in the containing treatment liquid is, for example, 0.01% or more and 1.0% or less.
  • the surface tension of the treatment liquid can be reduced.
  • FIG. Therefore, by reducing the surface tension, the flow rate required to cover the entire upper surface of the substrate W with the processing liquid discharged from the processing liquid nozzle 12, that is, the required discharge flow rate can be reduced.
  • a processing liquid that does not contain a surfactant may be referred to as a non-containing processing liquid.
  • Surfactants include, for example, at least one of nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, or amphoteric surfactants.
  • the processing liquid supply unit 13 includes a processing liquid pipe 20 connected to the processing liquid nozzle 12, a common pipe 21 connected to the processing liquid pipe 20 and commonly supplying a plurality of types of processing liquids to the processing liquid pipe 20, and a common pipe. 21, a plurality of liquid pipes 22 for supplying liquids (processing liquid or raw material liquid) to a common pipe 21, and a plurality of tanks 23 for supplying a plurality of types of liquids to the plurality of liquid pipes 22, respectively. include.
  • the upstream end of the treatment liquid pipe 20 is connected to a common pipe 21 .
  • a downstream end of the processing liquid pipe 20 is connected to the processing liquid nozzle 12 .
  • the upstream end of each liquid pipe 22 is connected to the corresponding tank 23 . Downstream ends of the plurality of liquid pipes 22 are connected to a common pipe 21 .
  • the multiple tanks 23 include, for example, a hydrogen peroxide water tank 23A, a hydrochloric acid tank 23B, an ammonia water tank 23C, a hydrofluoric acid tank 23D, and a rinse liquid tank 23E.
  • the hydrogen peroxide water stored in the hydrogen peroxide water tank 23A and the hydrochloric acid stored in the hydrochloric acid tank 23B are raw material liquids of the HPM liquid as the treatment liquid.
  • the hydrogen peroxide water stored in the hydrogen peroxide water tank 23A and the ammonia water stored in the ammonia water tank 23C are raw material liquids of the APM liquid as the treatment liquid.
  • Hydrofluoric acid stored in the hydrofluoric acid tank 23D is a processing liquid.
  • the rinse liquid stored in the rinse liquid tank 23E is an example of the processing liquid.
  • the processing liquid supply unit 13 opens and closes a processing liquid valve 24 for opening and closing the processing liquid pipe 20 , a processing liquid flow rate control valve 25 for adjusting the flow rate of the processing liquid in the processing liquid pipe 20 , and a plurality of liquid pipes 22 . It includes a plurality of liquid valves 26 and a liquid flow control valve 27 for adjusting the flow rate of the liquid in the plurality of liquid lines 22 respectively.
  • the processing liquid valve 24 and the processing liquid flow rate control valve 25 are provided on the processing liquid pipe 20 .
  • the treatment liquid valve 24 and the treatment liquid flow rate control valve 25 being provided in the treatment liquid piping 20 means that they are provided between two tubular portions that constitute the treatment liquid piping 20 . It may also mean that the The same applies to other valves described below.
  • a liquid valve 26 and a liquid flow control valve 27 are provided in the liquid pipe 22 .
  • the plurality of liquid valves 26 include a hydrogen peroxide water valve 26A corresponding to the hydrogen peroxide water tank 23A, a hydrochloric acid valve 26B corresponding to the hydrochloric acid tank 23B, an ammonia water valve 26C corresponding to the ammonia water tank 23C, and a hydrofluoric acid valve.
  • a hydrofluoric acid valve 26D corresponding to the tank 23D and a rinse liquid valve 26E corresponding to the rinse liquid tank 23E are included.
  • the plurality of liquid flow control valves 27 are a hydrogen peroxide water flow control valve 27A corresponding to the hydrogen peroxide water tank 23A, a hydrochloric acid flow control valve 27B corresponding to the hydrochloric acid tank 23B, and an ammonia water flow control valve corresponding to the ammonia water tank 23C. It includes a flow control valve 27C, a hydrofluoric acid flow control valve 27D corresponding to the hydrofluoric acid tank 23D, and a rinse liquid flow control valve 27E corresponding to the rinse liquid tank 23E.
  • the processing liquid supply unit 13 includes a plurality of pumps 28 provided in each liquid pipe 22 for feeding the liquid in the corresponding liquid pipe 22 to the common pipe 21, and a plurality of heaters 29 for heating the In each liquid pipe 22, the pump 28, heater 29, liquid flow control valve 27 and liquid valve 26 are arranged in this order from the upstream side.
  • the processing liquid supply unit 13 includes a plurality of circulation pipes 30 connected to each liquid pipe 22 and circulating the liquid in the corresponding tank 23, and a plurality of circulation valves 31 provided in the plurality of circulation pipes 30, respectively.
  • the upstream end of the circulation pipe 30 is connected to the liquid pipe 22 downstream of the heater 29 and upstream of the liquid flow control valve 27 .
  • a downstream end of the circulation pipe 30 is connected to the corresponding tank 23 .
  • a processing liquid pipe 32 is connected to the common pipe 21 for supplying the processing liquid to another processing unit 2 constituting the same processing tower TW as the processing unit 2 shown in FIG.
  • the processing liquid pipe 32 may be branched from the processing liquid pipe 20, as indicated by a two-dot chain line in FIG. Unlike the configuration of FIG. 2, a common pipe 21 may be provided for each processing unit 2 .
  • the common pipe 21, the processing liquid valve 24, the processing liquid flow rate adjustment valve 25, the plurality of liquid valves 26, and the plurality of liquid flow rate adjustment valves 27 are arranged in the fluid box 5, for example.
  • the plurality of tanks 23, the plurality of pumps 28, the plurality of heaters 29, and the plurality of circulation pipes 30 are arranged in the storage box 6, for example.
  • the addition unit 14 is connected to the common pipe 21 and includes a surfactant-containing liquid pipe 40 for supplying the surfactant-containing liquid to the common pipe 21 and a surfactant-containing liquid pipe 40 for storing the surfactant-containing liquid. and a surfactant-containing liquid tank 41 for supplying a surfactant-containing liquid.
  • the surfactant-containing liquid is, for example, a liquid obtained by dissolving a surfactant in a rinse liquid.
  • the addition unit 14 includes a surfactant-containing liquid valve 42 provided in the surfactant-containing liquid pipe 40 for opening and closing the surfactant-containing liquid pipe 40, and a surfactant-containing liquid pipe provided in the surfactant-containing liquid pipe 40.
  • a surfactant-containing liquid flow control valve 43 for adjusting the flow rate of the surfactant-containing liquid in 40, a surfactant-containing liquid pump 44 for sending surfactant to the common pipe 21, and a surfactant-containing liquid pipe 40 and a surfactant-containing liquid heater 45 for heating the surfactant-containing liquid.
  • the surfactant-containing liquid pipe 40 the surfactant-containing liquid pump 44, the surfactant-containing liquid heater 45, the surfactant-containing liquid flow control valve 43, and the surfactant-containing liquid valve 42 are arranged in this order from the upstream side. placed side by side.
  • the addition unit 14 is connected to the surfactant-containing liquid pipe 40, and includes a surfactant-containing liquid circulation pipe 46 for circulating the surfactant-containing liquid in the surfactant-containing liquid tank 41, and a surfactant-containing liquid circulation pipe. and a surfactant-containing liquid circulation valve 47 provided at 46 .
  • the upstream end of the surfactant-containing liquid circulation pipe 46 is connected downstream of the surfactant-containing liquid heater 45 and upstream of the surfactant-containing liquid flow control valve 43 in the surfactant-containing liquid pipe 40 . It is A downstream end of the surfactant-containing liquid circulation pipe 46 is connected to the surfactant-containing liquid tank 41 .
  • the addition unit 14 includes a rinse solution replenishment pipe 48 for replenishing the surfactant-containing solution tank 41 with a rinse solution, a rinse solution replenishment valve 49 provided in the rinse solution replenishment pipe 48 for opening and closing the rinse solution replenishment pipe 48, a surfactant and a surfactant replenishing unit 50 for replenishing the agent-containing liquid tank 41 with a surfactant.
  • Surfactant replenishment unit 50 supplies, for example, a powdered surfactant to surfactant-containing liquid tank 41 .
  • the surfactant replenishment unit 50 includes a storage part 51 for storing powdered surfactant, a surfactant pipe 52 for supplying the surfactant in the storage part 51 to the surfactant-containing liquid tank 41, and a surfactant and a surfactant valve 53 provided in the surfactant pipe 52 for opening and closing the surfactant pipe 52 .
  • the reservoir 51 is arranged directly above the surfactant-containing liquid tank 41 , and the surfactant pipe 52 extends downward from the lower end of the reservoir 51 toward the surfactant-containing liquid tank 41 . .
  • the surfactant-containing liquid valve 42 and the surfactant-containing liquid flow rate control valve 43 are arranged in the fluid box 5, for example.
  • the surfactant-containing liquid tank 41, the surfactant-containing liquid pump 44, the surfactant-containing liquid heater 45, the surfactant-containing liquid circulation pipe 46, and the surfactant replenishment unit 50 are arranged in the storage box 6, for example. It is
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the electrical configuration of the substrate processing apparatus 1.
  • the control device 4 is a computer including a computer main body 4a and peripheral devices 4d connected to the computer main body 4a.
  • the computer main body 4a includes a processor (CPU) 4b that executes various instructions, and a memory 4c that stores information.
  • the peripheral device 4d includes an auxiliary storage device 4e that stores information such as programs, and a communication device 4f that communicates with other devices such as the host computer HC.
  • the auxiliary storage device 4e is a non-volatile memory that retains data even when power is not supplied.
  • the auxiliary storage device 4e is, for example, a magnetic storage device such as a hard disk drive.
  • Auxiliary storage device 4e stores recipe R, processing content table T, and other programs. In other words, the auxiliary storage device 4e functions as a recipe storage section that stores the recipe R and a processing content table storage section that stores the processing content table T.
  • FIG. 4 shows an example of the content of the processing content table T.
  • the processing content table T shows substrate characteristics, processing liquid characteristics, target amounts, and required ejection flow rates. Therefore, the auxiliary storage device 4e is also an example of a target amount storage unit that stores the target amount and an example of a required discharge flow rate storage unit that stores the required discharge flow rate.
  • the substrate characteristics are the characteristics of the substrate W processed by the substrate processing apparatus 1.
  • the substrate property is, for example, the surface tension of pure water with respect to the main surface of the substrate W to be processed.
  • the surface tension of pure water with respect to the main surface of the substrate W to be processed is, for example, the contact angle of the processing liquid with respect to the main surface of the substrate W to be processed and the thickness of the pure water liquid film on the main surface of the substrate W. It can be calculated based on at least one.
  • the processing liquid properties are the properties of the processing liquid supplied to the substrate W.
  • the treatment liquid property is, for example, the surface tension of the treatment liquid.
  • the surface tension of the treatment liquid is measured, for example, by the hanging drop method.
  • the hanging drop method is a method in which the treatment liquid is dropped from the end of a thin tube, such as an injection needle placed vertically, and the surface tension of the treatment liquid is measured based on the shape of the largest hanging drop (droplet) that does not fall. be.
  • the contact angle is an index of hydrophilicity and hydrophobicity.
  • the contact angle is a quantification of the degree of bulging (liquid height) of a liquid droplet when it is dropped onto a certain solid.
  • the contact angle is the angle formed by the liquid surface and the surface of the solid (in this embodiment, the main surface of the substrate W) when the liquid attached to the surface of the solid is viewed from the side. .
  • the larger the contact angle the lower the hydrophilicity (wettability) of the solid surface, and the smaller the contact angle, the higher the hydrophilicity (wettability) of the solid surface.
  • the target amount is the amount of surfactant required to sufficiently lower the surface tension of the treatment liquid.
  • the target amount is set for each combination of substrate properties and processing liquid properties. Therefore, the processing content table T stores a plurality of target amounts.
  • the target amount can be expressed, for example, as a concentration, usually expressed as a mass percent concentration. for that reason.
  • the target amount is also the target concentration.
  • the required discharge flow rate is the discharge flow rate from the processing liquid nozzle 12 required to cover the entire upper surface of the substrate W.
  • the required discharge flow rate is set for each combination of substrate characteristics and processing liquid characteristics. Therefore, the processing content table T stores a plurality of required ejection flow rates.
  • a plurality of recipes R are stored in the auxiliary storage device 4e.
  • the recipe R is data defining the contents of substrate processing, and includes substrate processing conditions and substrate processing procedures.
  • the plurality of recipes R differ from each other in at least one of the substrate processing content of the substrate W, the substrate processing conditions, and the processing procedure.
  • the control device 4 is connected to an input device 4A, a display device 4B, and an alarm device 4C.
  • the input device 4A is operated when an operator such as a user or a person in charge of maintenance inputs information to the substrate processing apparatus 1 . Information is displayed on the screen of the display device 4B.
  • the input device 4A may be any one of a keyboard, pointing device, and touch panel, or may be a device other than these.
  • the substrate processing apparatus 1 may be provided with a touch panel display that serves as both the input device 4A and the display device 4B.
  • the alarm device 4C issues an alarm using one or more of light, sound, characters, and graphics. When the input device 4A is a touch panel display, the input device 4A may also serve as the alarm device 4C.
  • Control objects of the control device 4 include the transfer robots IR and CR, the spin chuck 8, the plurality of heaters 29, the surfactant-containing liquid heater 45, the processing liquid valve 24, the processing liquid flow rate adjustment valve 25, the plurality of liquid valves 26, A plurality of liquid flow control valves 27, circulation valves 31, surfactant containing liquid valves 42, surfactant containing liquid flow control valves 43, surfactant containing liquid circulation valves 47, rinse liquid replenishment valves 49, surfactant valves 53 etc.
  • FIG. 3 shows a member (film thickness measuring unit 60) to be described in a second embodiment, which is also controlled by the controller 4. As shown in FIG. 3, it does not mean that the members not illustrated are not controlled by the controller 4.
  • the controller 4 controls each member provided in the substrate processing apparatus 1. can be properly controlled.
  • FIG. 3 also shows a member (film thickness measuring unit 60) to be described in a second embodiment, which is also controlled by the controller 4. As shown in FIG.
  • the control device 4 creates a processing schedule for processing the substrate W in the processing unit 2 according to the recipe R designated by an external device such as the host computer HC. After that, the control device 4 causes the control objects (resources) of the substrate processing apparatus 1 such as the transfer robots IR and CR and the processing units 2 to execute the processing schedule.
  • controller 4 is programmed to perform the following steps.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus 1. As shown in FIG.
  • a substrate loading step (step S1), a first chemical solution process (step S2), a first rinse step (step S3), and a second chemical solution process.
  • Step S4 a second rinsing process (Step S5), a spin dry process (Step S6) and a substrate unloading process (Step S7) are performed.
  • the contents of the substrate processing will be described below mainly with reference to FIGS. 2 and 5.
  • FIG. 5 The contents of the substrate processing will be described below mainly with reference to FIGS. 2 and 5.
  • an unprocessed substrate W is loaded from the carrier C into the processing unit 2 by the transport robots IR and CR (see FIG. 1A) and transferred to the spin chuck 8 (substrate loading step: step S1).
  • the substrate W is horizontally held by the spin chuck 8 (substrate holding step) and rotated around the rotation axis A1 (substrate rotating step).
  • the substrate W continues to be held by the spin chuck 8 until the spin dry process (step S6) ends.
  • step S2 hydrofluoric acid, for example, is supplied as a chemical liquid to the upper surface of the substrate W in the rotating state. Specifically, the processing liquid valve 24 and the hydrofluoric acid valve 26D are opened. Thereby, the upper surface of the substrate W is treated with hydrofluoric acid.
  • the rinse liquid is supplied to the upper surface of the substrate W in the rotating state. Specifically, the hydrofluoric acid valve 26D is closed while the processing liquid valve 24 is kept open, and the rinse liquid valve 26E is opened instead. As a result, the top surface of the substrate W is washed away by the rinsing liquid, and the hydrofluoric acid is removed from the top surface of the substrate W. Next, as shown in FIG.
  • a chemical liquid such as an APM liquid is supplied to the upper surface of the substrate W in a rotating state.
  • the processing liquid valve 24 is kept open, the rinse liquid valve 26E is closed, and instead, the ammonia water valve 26C and the hydrogen peroxide water valve 26A are opened. Thereby, the upper surface of the substrate W is treated with the APM liquid.
  • the rinse liquid is supplied to the upper surface of the substrate W in the rotating state. Specifically, while the treatment liquid valve 24 is kept open, the ammonia water valve 26C and the hydrogen peroxide water valve 26A are closed, and the rinse liquid valve 26E is opened instead. As a result, the top surface of the substrate W is washed away by the rinsing liquid, and the APM liquid is removed from the top surface of the substrate W.
  • the treatment liquid valve 24 is kept open, the ammonia water valve 26C and the hydrogen peroxide water valve 26A are closed, and the rinse liquid valve 26E is opened instead.
  • a spin dry process (step S6) is performed to dry the upper surface of the substrate W by rotating the substrate W at high speed.
  • the rinse liquid valve 26E and the processing liquid valve 24 are closed to stop the supply of the rinse liquid to the upper surface of the substrate W.
  • the spin chuck 8 accelerates the rotation of the substrate W to rotate the substrate W at a high speed (for example, 1500 rpm). As a result, a large centrifugal force acts on the rinse liquid adhering to the substrate W, and the rinse liquid is shaken off around the substrate W.
  • a high speed for example, 1500 rpm
  • step S6 After the spin dry process (step S6), the spin chuck 8 stops the rotation of the substrate W. After that, the transport robot CR enters the processing unit 2, receives the processed substrate W from the spin chuck 8, and carries it out of the processing unit 2 (substrate carry-out step: step S7). The substrate W is transferred from the transport robot CR to the transport robot IR and stored in the carrier C by the transport robot IR.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining the functional configuration of the control device 4.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of content change processing by the control device 4 .
  • the control device 4 operates as various functional processing units by executing programs developed in the memory 4c (see FIG. 4).
  • control device 4 is configured and programmed to function as a characteristic acquisition unit 70 , a target amount calculation unit 71 , a required discharge flow rate calculation unit 72 , and a processing content change unit 73 .
  • the characteristic acquisition unit 70 acquires the substrate characteristic of the substrate W to be processed and the processing liquid characteristic of the processing liquid supplied to the substrate W in each process of substrate processing (characteristic acquisition step: step S8).
  • the property acquisition unit 70 acquires substrate properties and processing liquid properties, for example, from a recipe R specified by the host computer HC.
  • the property acquisition unit 70 may acquire the substrate property and the treatment liquid property from information other than the recipe R.
  • the property acquisition unit 70 may acquire the substrate property and the treatment liquid property from information input by the operator using the input device 4A.
  • the control device 4 functions as a substrate property acquisition unit and a treatment liquid property acquisition unit.
  • the target amount calculation unit 71 calculates the target amount based on the substrate properties and processing liquid properties acquired by the property acquisition unit 70 and the processing content table T (target amount calculation step: step S9).
  • the required ejection flow rate calculation unit 72 calculates the required ejection flow rate based on the substrate characteristics and processing liquid characteristics acquired by the property acquisition unit 70 and the processing content table T (required ejection flow rate calculation step: step S10).
  • the processing content changing unit 73 changes the processing content of the recipe R before the liquid processing step is started, based on the calculated target amount and required discharge flow rate (processing content changing step: step S11).
  • the processing content change step is typically executed before the substrate processing is started, more specifically, before the processing schedule is created based on the recipe R.
  • the contents change process includes each liquid treatment process (steps indicated by thick lines in FIG. 5, i.e., the first chemical treatment process: step S2, the first rinse process: step S2, the first rinse process: Step S3 and the second chemical liquid treatment step: step S4) are executed.
  • the surfactant is added to the rinse liquid in the second rinse step, the surfactant remains on the upper surface of the substrate W after the substrate processing, so the contents change processing is not performed for the last liquid processing step.
  • the second rinse process may also be subjected to the content change process.
  • the opening degrees of the liquid flow control valve 27 and the surfactant-containing liquid flow control valve 43 are adjusted to form a processing liquid containing a target amount of surfactant (containing processing liquid). Further, in each liquid processing step, the opening degree of the processing liquid flow control valve 25 is adjusted, and the containing processing liquid is discharged from the processing liquid nozzle 12 at a required discharge flow rate.
  • the treatment liquid flow rate adjustment valve 25 is an example of a flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the treatment liquid ejected from the treatment liquid nozzle 12 to a required ejection flow rate.
  • the target amount of surfactant is calculated based on the properties of the substrate and the properties of the treatment liquid. Then, the treatment liquid containing the target amount of surfactant is discharged from the treatment liquid nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W (treatment liquid discharge step). Therefore, the upper surface of the substrate W is treated with an appropriate amount of the treatment liquid according to the combination of the properties of the substrate and the treatment liquid, that is, the amount of the treatment liquid containing the surfactant necessary to quickly cover the entire upper surface of the substrate W. can do.
  • the flow rate of the treatment liquid ejected from the treatment liquid nozzle 12 is adjusted to the required ejection flow rate. Therefore, the usage amount of the processing liquid supplied to the upper surface of the substrate W can be appropriately reduced.
  • the target amount is calculated based on the processing content table T prepared in advance. Therefore, the target amount can be calculated more quickly than when the substrate characteristics are acquired during substrate processing.
  • the substrate properties include the surface tension of pure water with respect to the upper surface of the substrate W
  • the treatment liquid properties include the surface tension of the treatment liquid. Therefore, even if the substance exposed from the upper surface of the substrate W or the unevenness of the upper surface of the substrate W are different, the same target amount is used as long as the surface tension of the pure water with respect to the upper surface of the substrate W is the same. can be adopted. Therefore, it is not necessary to prepare a target amount for each substance exposed from the upper surface of the substrate W and for each irregularity state of the upper surface of the substrate W, so that the processing content table T can be simplified.
  • the processing content table T can be simplified because there is no need to prepare the target amount for each chemical species of the substance contained in the processing liquid or for each concentration of the processing liquid.
  • the addition unit 14 adds the surfactant to the treatment liquid in the treatment liquid supply unit 13 according to the target amount. Therefore, it is not necessary to prepare treatment liquids having different surfactant contents in advance.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of the processing unit 2 provided in the substrate processing apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as in FIG. 1A and the like are attached to the same configurations as those shown in FIGS. 1A to 7 above, and the description thereof will be omitted.
  • FIGS. 9 to 14 which will be described later.
  • the film thickness measurement unit 60 is, for example, a film thickness measuring device that measures the liquid film thickness FT by spectral interferometry.
  • the film thickness measuring unit 60 may be a film thickness measuring device that measures the liquid film thickness FT by a method other than the spectral interferometry, for example, an ultrasonic or infrared film thickness measuring device. good too.
  • the film thickness measurement unit 60 includes a light emitting unit 61 having a light emitting element that emits light toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 8, and the light emitted from the light emitting unit 61 and reflected by the upper surface of the substrate W. and a light receiving unit 62 having a receiving light receiving element.
  • the light from the light emitting unit 61 is reflected by the upper surface of the substrate W and enters the light receiving unit 62 .
  • a black point Pi in FIG. 7 indicates an incident position where the light from the light emitting unit 61 is incident on the upper surface of the substrate W.
  • the thickness of the liquid film on the substrate W (liquid film thickness FT) is calculated based on the light incident on the light receiving unit 62 .
  • the liquid film thickness FT is measured by the film thickness measurement unit 60 (film thickness measurement process).
  • the liquid film thickness FT is measured while the substrate W is being rotated by the spin chuck 8 . Therefore, the liquid film thickness FT can be measured on the entire circumference of the upper surface of the substrate W.
  • FIG. The incident position may be positioned at a constant horizontal distance from the rotation axis A1, or at least one of the light emitting unit 61 and the light receiving unit 62 may be moved to move the incident position in the radial direction of the substrate W (rotational axis horizontal direction orthogonal to A1). In the latter case, the average of a plurality of measured values may be treated as the liquid film thickness FT.
  • the substrate processing shown in FIG. 5 can be performed using the substrate processing apparatus 1A according to the second embodiment.
  • substrate characteristics are acquired in a liquid processing step that is performed prior to each liquid processing step. Therefore, with a certain liquid processing process as a reference, the processing liquid supplied to the upper surface of the substrate W in a certain liquid processing process executed before the liquid processing process is called a characteristic acquisition liquid. Therefore, the treatment liquid nozzle 12 is also an example of a characteristic acquisition liquid ejection member.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the functional configuration of the control device 4 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of content change processing according to the second embodiment.
  • control device 4 includes a characteristic acquisition unit 70, a target amount calculation unit 71, a required discharge flow rate calculation unit 72, and a processing content change unit 73. configured and programmed to function as
  • the property acquisition unit 70 acquires the liquid film thickness (liquid film thickness FT) of the property acquisition liquid, which is the measurement result of the film thickness measurement unit 60, as a substrate property of the substrate W to be processed (property acquisition step: FIG. 10). It means that the larger the liquid film thickness FT, the higher the surface tension of the property acquisition liquid against the upper surface of the substrate W, and the smaller the liquid film thickness, the lower the surface tension of the property acquisition liquid against the upper surface of the substrate W.
  • the property acquisition unit 70 acquires processing liquid properties from the specified recipe R, for example.
  • the property acquisition unit 70 may acquire the treatment liquid property from information such as recipe R specified by the host computer HC, for example.
  • the characteristic acquisition unit 70 may acquire the treatment liquid characteristic from information input by the operator using the input device 4A, for example.
  • the control device 4 functions as a substrate property acquisition unit and a treatment liquid property acquisition unit.
  • the determination unit 74 determines whether or not the liquid film thickness FT obtained by the film thickness measurement unit 60 is equal to or greater than the liquid film thickness threshold TH (determination step: step S13).
  • a liquid film thickness threshold value TH is stored in the auxiliary storage device 4e of the control device 4 according to the second embodiment (see the chain double-dashed line in FIG. 3).
  • the auxiliary storage device 4e is an example of a threshold storage unit that stores the liquid film thickness threshold TH.
  • the target amount calculation unit 71 calculates the substrate properties acquired by the property acquisition unit 70 and the process A target amount is calculated based on the contents table T (target amount calculation step: step S9).
  • FIG. 11 shows an example of the content of the processing content table T according to the second embodiment.
  • the liquid film thickness FT of the property acquiring liquid as the substrate property, the surface tension of the processing liquid as the processing liquid property, and each combination of the substrate property and the processing liquid property.
  • the set target amount and the required discharge flow rate set for each combination of substrate properties and processing liquid properties are shown.
  • the required discharge flow rate calculation unit 72 calculates the required discharge flow rate based on the substrate characteristics acquired by the property acquisition unit 70 and the processing content table T (required discharge flow rate calculation step: step S10).
  • step S13 when the determination unit 74 determines that the liquid film thickness FT is smaller than the liquid film thickness threshold TH (step S13: NO), the required discharge flow rate is calculated without calculating the target amount.
  • the calculation unit 72 calculates the required discharge flow rate (required discharge flow rate calculation step: step S10).
  • the target amount calculation unit 71 when the determination unit 74 determines that the liquid film thickness FT is smaller than the liquid film thickness threshold TH (step S13: NO), the target amount calculation unit 71 does not calculate the target amount.
  • the target quantity calculation unit 71 may optionally be configured to consider the target quantity to be zero.
  • the processing content changing unit 73 After the required ejection flow rate calculation step (step S10), the processing content changing unit 73 performs the liquid treatment steps (the first rinse liquid step (step S3) and the second chemical liquid treatment step) based on the calculated target amount and required ejection flow rate. (Step S4)) is started, the processing content of the recipe R is changed (processing content changing step: step S11).
  • FIG. 12 is a table for explaining the correspondence relationship between the liquid processing steps to be subjected to the content change processing and the liquid processing steps to which the characteristic acquisition step is performed. As shown in FIG. 12, the liquid treatment process is not executed before the first chemical liquid treatment process (step S2), that is, the characteristic acquisition process is not executed. is not performed.
  • the characteristic acquisition process can be executed during the execution of the first chemical liquid treatment process (step S2).
  • the chemical liquid used in the first chemical liquid treatment process functions as the characteristic acquisition liquid.
  • the characteristic acquisition process can be performed during the execution of the first chemical solution process (step S2) or the first rinse process (step S3).
  • the chemical solution used in the first chemical solution treatment process or the rinse solution used in the first rinse process functions as the property acquisition liquid.
  • the opening degrees of the liquid flow control valve 27 and the surfactant-containing liquid flow control valve 43 are adjusted to form a processing liquid containing a target amount of surfactant. . Further, in each liquid processing step, the opening degree of the processing liquid flow control valve 25 is adjusted, and the processing liquid is discharged from the processing liquid nozzle 12 at a required discharge flow rate.
  • a liquid treatment process that is executed before a certain liquid treatment process can be used as a characteristic acquisition process. Therefore, in each liquid treatment process, the liquid treatment process immediately before a certain liquid treatment process (the most recent liquid treatment process) may be set as the characteristic acquisition process.
  • the first chemical liquid treatment process can be used as a characteristic acquisition process corresponding to the first rinse process
  • the first rinse process can be used as a characteristic acquisition process corresponding to the second chemical liquid treatment process.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining another example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus 1A.
  • step S2 In order to perform the content change process also for the first chemical solution process (step S2), as shown in FIG. A process (step S14) may be performed.
  • FIG. 14 is a table for explaining the correspondence relationship between the liquid processing steps for which the contents change processing is performed and the liquid processing steps for which the characteristic acquisition step is performed when the substrate processing shown in FIG. 13 is performed.
  • the characteristic acquisition process can be performed during the pre-rinse process (step S14).
  • the rinsing liquid used in the pre-rinsing process functions as the characteristic acquiring liquid.
  • the characteristic acquisition process can be performed during the pre-rinse process (step S14) or the first chemical liquid treatment process (step S2).
  • the rinse liquid used in the pre-rinse process or the chemical liquid used in the first chemical liquid treatment process functions as the characteristic acquisition liquid.
  • step S4 When executing the content change process for the second chemical solution process (step S4), during the execution of the pre-rinse process (step S14), the first chemical solution process (step S2) or the first rinse process (step S3) A property acquisition step can be performed.
  • the rinsing liquid used in the pre-rinse process, the chemical liquid used in the first chemical liquid treatment process, or the rinsing liquid used in the first rinsing process functions as the characteristic acquisition liquid.
  • the liquid processing step immediately preceding a certain liquid processing step may be used as the characteristic acquisition step.
  • the pre-rinse step is used as a property acquisition step corresponding to the first chemical solution treatment step
  • the first chemical solution treatment step is used as a property acquisition step corresponding to the first rinse step
  • the first rinse step is used.
  • the treatment liquid as the property acquisition liquid is ejected from the treatment liquid nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W (property acquisition liquid ejection step). Then, before supplying the next processing liquid to the upper surface of the substrate W, the film thickness measurement unit 60 measures the liquid film thickness FT of the characteristic acquisition liquid on the upper surface of the substrate W as a substrate characteristic (film thickness measurement process). . Thereby, the target amount can be calculated based on the liquid film thickness FT. Specifically, the target amount is calculated based on the surface tension calculated based on the liquid film thickness FT and the surface tension of the treatment liquid. Therefore, the substrate characteristics of the substrate W to be processed can be obtained during the substrate processing without preparing in advance.
  • the determination unit 74 determines that the liquid film thickness FT is equal to or greater than the liquid film thickness threshold TH, the containing treatment liquid is discharged from the treatment liquid nozzle 12, and the liquid film thickness FT is If the determination unit 74 determines that the thickness is less than the thickness threshold, non-containing treatment liquid is ejected from the treatment liquid nozzle 12 . That is, it is possible to determine whether or not a surfactant is required based on the magnitude relationship between the liquid film thickness FT and the liquid film thickness threshold TH. Therefore, excessive use of surfactant can be suppressed. Further, when a surfactant is required, the upper surface of the substrate W can be treated with the containing treatment liquid at the required flow rate.
  • FIG. 15A is a graph showing the results of contact angle measurement experiments.
  • FIG. 15B is a graph showing the results of surface tension measurement experiments.
  • the procedure for the contact angle measurement experiment is as follows. (1) Droplets of DIW (treatment liquid not containing) and surfactant-added DIW (treatment liquid containing) were dropped on the main surface of the SiCN substrate. (2) An image of the vicinity of the water droplet was acquired using a microscope. (3) Based on the images acquired in (2), the contact angles of DIW and surfactant-added DIW with respect to the main surface of the SiCN substrate were measured. Surface tension measurement experiments were performed using the hanging drop method described above.
  • a SiCN substrate is a substrate in which SiCN is exposed from the main surface.
  • a nonionic surfactant is added to DIW so that the mass percent concentration of the nonionic surfactant is 1%, and the amphoteric surfactant has a mass percent concentration of 1%.
  • An amphoteric surfactant was added to DIW as described above.
  • the contact angle of DIW with respect to the SiCN substrate was about 60°, while the contact angle of surfactant-added DIW with respect to the SiCN substrate was about 35°.
  • the surface tension of DIW was approximately 70 mN/m, whereas the surface tension of all surfactant-added DIWs was approximately 20 mN/m.
  • FIG. 16 is a graph showing the results of the coverage area observation experiment.
  • the procedure for the coverage area observation experiment is as follows. (1) Discharge of DIW was started from a nozzle facing the center of the main surface of the SiCN substrate rotating at 500 rpm. (2) The DIW discharge flow rate was gradually increased from 200 mL/min. (3) The main surface of the SiCN substrate was observed with a high-speed camera, and the size of the area (coverage area) covered with the DIW liquid film on the main surface of the SiCN substrate was measured. (4) A similar experiment was conducted with respect to surfactant-added DIW.
  • a nonionic surfactant is added to DIW so that the mass percent concentration of the nonionic surfactant is 1%, as in the contact angle measurement experiment and the surface tension measurement experiment described above. and DIW in which the amphoteric surfactant was added so that the mass percent concentration of the amphoteric surfactant was 1%.
  • the horizontal axis indicates the discharge flow rate of DIW or surfactant-added DIW
  • the vertical axis indicates the size of the coverage area.
  • the size of the coverage area indicates the distance from the center of the main surface of the SiCN substrate to the periphery of the coverage area. Since the radius of the SiCN substrate is 150 mm, it means that the entire main surface of the SiCN substrate is covered with liquid when the size of the coverage area reaches 150 mm.
  • the required discharge flow rate of DIW is 1400 mL / min, while the required discharge flow rate of DIW to which a nonionic surfactant is added is 650 mL / min.
  • a result was obtained that the required discharge flow rate of DIW to which was added was 450 mL/min.
  • the upper surface of the substrate W is subjected to substrate processing.
  • substrate processing may be performed on the lower surface of the substrate W as well.
  • the spin chuck 8 is a gripping spin chuck that grips the periphery of the substrate W with a plurality of chuck pins 8b, but the spin chuck 8 is not limited to a gripping spin chuck.
  • the spin chuck 8 may be a vacuum chuck type spin chuck that causes the substrate W to be attracted to the spin base 8a.
  • the spin chuck 8 does not necessarily hold the substrate W horizontally. 2, the spin chuck 8 may hold the substrate W vertically, or may hold the substrate W such that the upper surface of the substrate W is inclined with respect to the horizontal plane.
  • the processing content in recipe R is changed based on the result of the content change processing.
  • the controller 4 may send a signal to the surfactant-containing liquid flow rate control valve 43 to add a target amount of surfactant to the treatment liquid.
  • the control device 4 may send a signal to the treatment liquid flow rate adjustment valve 25 based on the result of the content change process to adjust the discharge flow rate of the treatment liquid to the required discharge flow rate.
  • the control device 4 does not need to directly control each member, and signals output from the control device 4 may be received by a slave controller that controls each member of the substrate processing apparatus 1 .
  • the thickness of the pure water liquid film on the upper surface of the substrate W may be used as the substrate characteristic, and as the processing content table T, the processing content table shown in FIG. 11 may be used.
  • a plurality of surfactant-containing liquid tanks having different surfactant concentrations may be provided.
  • surfactant-containing liquids having surfactant mass percent concentrations of 0.01%, 0.1%, and 1% are respectively stored in a plurality of surfactant-containing liquid tanks.
  • the surfactant-containing liquid and the treatment liquid are mixed from a surfactant-containing liquid tank suitable for the calculated target amount of surfactant.
  • the processing content table may indicate the type of substrate as the substrate characteristics, and the type and concentration of the processing liquid as the processing liquid characteristics.
  • a single processing liquid nozzle 12 is configured to eject a plurality of processing liquids.
  • the mode of ejection of the treatment liquid is not limited to the above embodiments.
  • each treatment liquid may be discharged from different nozzles, or the treatment liquid nozzle 12 may be configured to be movable in the horizontal direction.
  • nozzles are exemplified as members for ejecting treatment liquid, but members for ejecting treatment liquids are not limited to nozzles. That is, the member for ejecting each treatment liquid may be a member that functions as a treatment liquid ejection member when the treatment liquid is ejected.
  • Reference Signs List 1 substrate processing apparatus 1A: substrate processing apparatus 4e: auxiliary storage device 8: spin chuck (substrate holding unit) 12: treatment liquid nozzle (treatment liquid ejection member, property acquiring liquid ejection member) 13: treatment liquid supply unit 14: addition unit 25: treatment liquid flow rate adjustment valve (flow rate adjustment unit) 60: Film thickness measurement unit 71: Target amount calculation unit 74: Judgment unit FT: Liquid film thickness T: Processing content table TH: Liquid film thickness threshold value W: Substrate

Landscapes

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Abstract

基板の上面を処理液で処理する基板処理装置は、基板の基板特性および処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、目標量算出ユニットによって算出された目標量の界面活性剤を含有する処理液を、基板の上面に向けて吐出する処理液ノズルとを含む。

Description

基板処理装置、および、基板処理方法 関連出願
　この出願は、2021年11月26日提出の日本国特許出願2021-192504号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容はここに引用により組み込まれるものとする。
　この発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板を処理する基板処理方法に関する。
　処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
　下記特許文献１および２には、基板処理において、界面活性剤を含有するリンス液を用いることでパターン倒れを防止できることが開示されている。
特開２０１９－１６９６２４号公報 特開２００７－９５８８８号公報
　基板の主面に対するリンス液の表面張力は、基板の主面から露出する物質の種類および基板の主面の表層部の構造等の基板の主面の状態毎に異なり得る。そのため、基板の主面を適切に処理するために必要な界面活性剤の量は、基板の主面の状態に依存する。しかしながら、特許文献１および２では、処理対象となる基板の主面の状態に応じて界面活性剤の量を変更することについては、考慮されていない。
　この発明の一実施形態は、適切な量の界面活性剤を含有する処理液を基板に供給することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
　この発明の一実施形態は、基板の主面を処理液で処理する基板処理装置を提供する。前記基板処理装置が、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持される基板の基板特性および処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、前記目標量算出ユニットによって算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて吐出する処理液吐出部材とを含む。
　この装置によれば、基板保持ユニットに保持される基板の基板特性と、基板の主面の処理に用いられる処理液の処理液特性とに基づいて、界面活性剤の目標量が算出される。そのため、基板特性および処理液特性の組み合わせに応じた適切な量の界面活性剤を含有する処理液で基板を処理することができる。
　この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルを記憶する処理内容テーブル記憶部をさらに含む。前記目標量算出ユニットが、前記処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する。
　この装置によれば、予め用意された処理内容テーブルに基づいて目標量が算出される。そのため、基板処理中に基板特性を取得する場合と比較して、目標量を速やかに算出できる。
　この発明の一実施形態では、前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する純水の表面張力を含み、前記処理液特性が、処理液の表面張力を含む。
　そのため、基板の主面から露出する物質、または、基板の主面の凹凸状態が異なる場合であっても、基板の主面に対する純水の表面張力が同等であれば、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、基板の主面から露出する物質、および、基板の主面の凹凸状態毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルを簡素化できる。
　同様に、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度が異なる場合であっても、処理液の表面張力が同等であれば、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルを簡素化できる。
　この発明の一実施形態において、前記基板処理装置が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に向けて特性取得液を吐出する特性取得液吐出部材と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定ユニットとをさらに含む。
　この装置によれば、基板の主面に処理液を供給する前に、基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを基板特性として測定することで、液膜の厚さに基づいて目標量を算出することができる。そのため、処理対象となる基板の基板特性を、予め準備することなく基板処理中に取得できる。また、現物、つまり、処理中の実際の基板に適した目標量を算出することができる。そのため、より適切な量の界面活性剤を含有する処理液を基板の主面に供給できる。
　この発明の一実施形態において、前記基板処理装置が、前記膜厚測定ユニットによって測定された前記液膜の厚さが閾値以上であるか否かを判定する判定ユニットをさらに含む。そして、前記処理液吐出部材は、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値以上であると判定した場合に、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を吐出し、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値よりも小さいと判定した場合に、界面活性剤を含有しない処理液を吐出する。
　この装置によれば、液膜の厚さと閾値との大小関係に基づいて界面活性剤の要否についても判断することができる。そのため、界面活性剤の過剰な使用を抑制できる。さらに、界面活性剤が必要な場合には、基板の主面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液で基板を処理することができる。
　この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面の全体を覆うために必要な流量を、必要吐出流量として記憶する必要吐出流量記憶部と、前記処理液吐出部材から吐出される処理液の流量を前記必要吐出流量に調整する流量調整ユニットとをさらに含む。
　この装置によれば、処理液吐出部材から吐出される処理液の流量が、基板の主面を覆うために必要な必要吐出流量となるように調整される。したがって、基板の主面に供給される処理液の使用量を適切に削減できる。
　この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記処理液吐出部材に処理液を供給する処理液供給ユニットと、前記目標量に応じて、前記処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニットとをさらに含む。
　この装置によれば、目標量に応じて、処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加することができる。そのため、界面活性剤の含有量が互いに異なる処理液を事前に準備する必要がない。
　この発明の他の実施形態は、基板の主面を処理液で処理する基板処理方法を提供する。前記基板処理方法が、基板保持ユニットに保持される基板の基板特性、および、処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出工程と、前記目標量算出工程において算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記基板の主面に向けて処理液吐出部材から吐出する処理液吐出工程とを含む。この基板処理方法によれば、上述した基板処理装置と同様の効果を奏する。
　この発明の他の実施形態では、前記目標量算出工程が、前前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する工程を含んでいてもよい。
　この発明の他の実施形態では。前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する処理液の表面張力を含み、前記処理液特性が、処理液の表面張力を含んでいてもよい。
　この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板の主面に向けて特性取得液吐出部材から特性取得液を吐出する特性取得液吐出工程と、前記基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定工程とをさらに含んでいてもよい。
　この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板特性および前記処理液特性に基づいて、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板の主面の全体を覆うために必要な流量を必要吐出流量として算出する必要吐出流量算出工程をさらに含む。そして、前記処理液吐出工程が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記処理液吐出部材から前記必要吐出流量で吐出する工程を含む。
　本発明における前述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 図１Ｂは、前記基板処理装置の図解的な立面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットおよび液体供給ユニットの構成について説明するための模式図である。 図３は、前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図４は、前記基板処理装置に備えられる制御装置の記憶部に記憶される処理内容テーブルの内容例を示している。 図５は、前記基板処理装置によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、前記基板処理装置に備えられる制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。 図７は、前記制御装置による内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットの構成について説明するための模式図である。 図９は、第２実施形態に係る前記基板処理装置に備えられる制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。 図１０は、第２実施形態に係る前記制御装置による内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１１は、第２実施形態に係る制御装置の記憶部に記憶される処理内容テーブルの内容例を示している。 図１２は、前記内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。 図１３は、第２実施形態に係る前記基板処理装置によって実行される基板処理の別の例を説明するためのフローチャートである。 図１４は、図１３に示す基板処理を実行する場合において、前記内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。 図１５Ａは、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために行われた接触角測定実験の結果を示すグラフである。 図１５Ｂは、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために行われた表面張力測定実験の結果を示すグラフである。 図１６は、カバレッジ領域観測実験の結果を示すグラフである。
　＜第１実施形態に係る基板処理装置の機械的構成＞
　図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。図１Ｂは、基板処理装置１の図解的な立面図である。
　基板処理装置１は、基板Ｗを液体で処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２に液体を供給する複数の液体供給ユニット３と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリアＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置４とを備える。
　搬送ロボットＩＲは、キャリアＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＩＲおよびＣＲは、複数のロードポートＬＰから複数の処理ユニット２に向かって延びる搬送経路ＴＲ上に配置されている。
　複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。詳しくは後述するが、処理ユニット２内で基板Ｗに向けて供給される処理液には、薬液およびリンス液等が含まれる。
　複数の処理ユニット２は、水平に離れた４つの位置にそれぞれ配置された４つの処理タワーＴＷを形成している。各処理タワーＴＷは、上下方向に積層された複数（たとえば、３つ）の処理ユニット２を含む。４つの処理タワーＴＷは、搬送経路ＴＲの両側に２つずつ配置されている。
　基板処理装置１は、バルブや配管等を収容する複数の流体ボックス５と、薬液、リンス液またはこれらの原料液等を貯留するタンクを収容する貯留ボックス６とを含む。処理ユニット２および流体ボックス５は、平面視略四角形状のフレーム７の内側に配置されている。
　貯留ボックス６は、図１Ａの例では、フレーム７の外側に配置されている。貯留ボックス６は、図１Ａの例とは異なり、フレーム７の内側に配置されていてもよい。貯留ボックス６は、たとえば、複数の流体ボックス５と同数設けられている。
　各貯留ボックス６に貯留されている液体は、その貯留ボックス６に対応する流体ボックス５を介して、この流体ボックス５に対応する処理タワーＴＷを構成する複数（たとえば、３つ）の処理ユニット２に供給される。
　各液体供給ユニット３は、各処理タワーＴＷを構成する処理ユニット２に処理液を供給する。詳しくは後述するが、各液体供給ユニット３は、対応する流体ボックス５および貯留ボックス６内に配置されている。流体ボックス５および貯留ボックス６には、液体供給ユニット３の全体が収容されている必要はなく、対応する液体供給ユニット３の少なくとも一部が収容されている。図１Ａでは、液体供給ユニット３を概念的に示しており、液体供給ユニット３は、厳密には、平面視で図１Ａに示す形状を有している必要はない。
　この実施形態とは異なり、図１Ａに二点鎖線で示すように、１つの貯留ボックス６から全ての流体ボックス５に液体を供給するように構成されていてもよい。
　各処理ユニット２は、処理カップ９と、処理カップ９を収容するチャンバ１０とを備える。チャンバ１０には、搬送ロボットＣＲによって、基板Ｗを搬入したり基板Ｗを搬出したりするための出入口（図示せず）が形成されている。チャンバ１０には、この出入口を開閉するシャッタユニット（図示せず）が備えられている。
　図２は、処理ユニット２および液体供給ユニット３の構成について説明するための模式図である。
　処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持しながら回転軸線Ａ１（鉛直軸線）まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック８をさらに含む。処理カップ９は、スピンチャック８を取り囲み基板Ｗから飛散する液体を受ける。チャンバ１０は、スピンチャック８および処理カップ９を収容する。回転軸線Ａ１は、基板Ｗの中央部を通る鉛直な直線である。スピンチャック８は、基板Ｗを水平に保持するスピンベース８ａと、スピンベース８ａの周方向に沿って配置された複数のチャックピン８ｂと、回転軸線Ａ１まわりのスピンベース８ａの回転を駆動する回転駆動機構（図示せず）とを含む。回転駆動機構は、たとえば、電動モータを含む。スピンチャック８は、基板Ｗを保持する基板保持ユニットの一例である。
　処理ユニット２は、基板Ｗの上面（上側の主面）に対向する対向面１１ａを有する対向部材１１と、処理液を吐出する吐出口１２ａを有する処理液ノズル１２とを含む。吐出口１２ａは、対向面１１ａから露出する。処理液ノズル１２は、処理液吐出部材の一例である。
　処理液ノズル１２から吐出される処理液は、たとえば、薬液、または、リンス液である。薬液は、たとえば、フッ酸（フッ化水素水）、ＡＰＭ液（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）、ＨＰＭ液（hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture：塩酸過酸化水素水混合液）等である。
　リンス液は、たとえば、ＤＩＷ（Deionized Water）、炭酸水、電解イオン水、還元水、希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下程度）のアンモニア水、および、希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下程度）の塩酸水のうちの少なくとも一種を含有する液体である。
　液体供給ユニット３は、処理液ノズル１２に処理液を供給する処理液供給ユニット１３と、処理液供給ユニット１３内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニット１４とを含む。そのため、処理液ノズル１２は、界面活性剤を含有する処理液である含有処理液を吐出することも可能である。含有処理液中の界面活性剤の質量パーセント濃度は、たとえば、０．０１％以上１．０％以下である。
　処理液に界面活性剤を添加することによって、処理液の表面張力を低減することができる。表面張力を低減することで、処理液が基板Ｗの上面上で広がりやすくなる。そのため、表面張力を低減することで、処理液ノズル１２から吐出される処理液で基板Ｗの上面の全体を覆うために必要な流量、すなわち必要吐出流量を低減できる。
　以下では、界面活性剤を含有しない処理液を、非含有処理液ということがある。界面活性剤は、たとえば、非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、または両性界面活性剤のうちの少なくともいずれかを含有する。
　処理液供給ユニット１３は、処理液ノズル１２に接続される処理液配管２０と、処理液配管２０に接続され処理液配管２０に複数種の処理液を共通に供給する共通配管２１と、共通配管２１に接続され、液体（処理液、または、原料液）を共通配管２１にそれぞれ供給する複数の液体配管２２と、複数の液体配管２２に複数種の液体をそれぞれ供給する複数のタンク２３とを含む。
　処理液配管２０の上流端は、共通配管２１に接続されている。処理液配管２０の下流端は、処理液ノズル１２に接続されている。各液体配管２２の上流端は、対応するタンク２３に接続されている。複数の液体配管２２の下流端は、共通配管２１に接続されている。
　複数のタンク２３は、たとえば、過酸化水素水タンク２３Ａ、塩酸タンク２３Ｂ、アンモニア水タンク２３Ｃ、フッ酸タンク２３Ｄ、および、リンス液タンク２３Ｅを含む。過酸化水素水タンク２３Ａに貯留される過酸化水素水および塩酸タンク２３Ｂに貯留される塩酸は、処理液としてのＨＰＭ液の原料液である。過酸化水素水タンク２３Ａに貯留される過酸化水素水およびアンモニア水タンク２３Ｃに貯留されるアンモニア水は、処理液としてのＡＰＭ液の原料液である。フッ酸タンク２３Ｄに貯留されるフッ酸は、処理液である。リンス液タンク２３Ｅに貯留されるリンス液は、処理液の一例である。
　処理液供給ユニット１３は、処理液配管２０を開閉する処理液バルブ２４と、処理液配管２０内の処理液の流量を調整する処理液流量調整バルブ２５と、複数の液体配管２２をそれぞれ開閉する複数の液体バルブ２６と、複数の液体配管２２内の液体の流量をそれぞれ調整する液体流量調整バルブ２７とを含む。処理液バルブ２４および処理液流量調整バルブ２５は、処理液配管２０に設けられている。処理液バルブ２４および処理液流量調整バルブ２５が処理液配管２０に設けられるとは、処理液配管２０を構成する２つの管状部分の間に設けられていること、すなわち、処理液配管２０に介装されていることを意味していてもよい。以下で説明する他のバルブにおいても同様である。液体バルブ２６および液体流量調整バルブ２７は、液体配管２２に設けられている。
　複数の液体バルブ２６は、過酸化水素水タンク２３Ａに対応する過酸化水素水バルブ２６Ａと、塩酸タンク２３Ｂに対応する塩酸バルブ２６Ｂと、アンモニア水タンク２３Ｃに対応するアンモニア水バルブ２６Ｃと、フッ酸タンク２３Ｄに対応するフッ酸バルブ２６Ｄと、リンス液タンク２３Ｅに対応するリンス液バルブ２６Ｅとを含む。
　複数の液体流量調整バルブ２７は、過酸化水素水タンク２３Ａに対応する過酸化水素水流量調整バルブ２７Ａと、塩酸タンク２３Ｂに対応する塩酸流量調整バルブ２７Ｂと、アンモニア水タンク２３Ｃに対応するアンモニア水流量調整バルブ２７Ｃと、フッ酸タンク２３Ｄに対応するフッ酸流量調整バルブ２７Ｄと、リンス液タンク２３Ｅに対応するリンス液流量調整バルブ２７Ｅとを含む。
　処理液供給ユニット１３は、各液体配管２２に設けられ対応する液体配管２２内の液体を共通配管２１にそれぞれ送る複数のポンプ２８と、各液体配管２２に設けられ対応する液体配管２２内の液体を加熱する複数のヒータ２９とを含む。各液体配管２２において、ポンプ２８、ヒータ２９、液体流量調整バルブ２７および液体バルブ２６は、上流側からこの順番で並んで配置されている。
　処理液供給ユニット１３は、各液体配管２２に接続され、対応するタンク２３内の液体を循環させる複数の循環配管３０と、複数の循環配管３０にそれぞれ設けられる複数の循環バルブ３１とを含む。循環配管３０の上流端は、液体配管２２において、ヒータ２９よりも下流側でかつ液体流量調整バルブ２７よりも上流側に接続されている。循環配管３０の下流端は、対応するタンク２３に接続されている。
　共通配管２１には、図２に示す処理ユニット２と同じ処理タワーＴＷを構成する別の処理ユニット２に処理液を供給する処理液配管３２が接続されている。図２に二点鎖線で示すように、処理液配管３２は、処理液配管２０から分岐されていてもよい。図２の構成とは異なり、処理ユニット２毎に共通配管２１が設けられていてもよい。
　共通配管２１、処理液バルブ２４、処理液流量調整バルブ２５、複数の液体バルブ２６、および、複数の液体流量調整バルブ２７は、たとえば、流体ボックス５に配置されている。複数のタンク２３、複数のポンプ２８、複数のヒータ２９、および、複数の循環配管３０は、たとえば、貯留ボックス６に配置されている。
　添加ユニット１４は、共通配管２１に接続され、界面活性剤含有液を共通配管２１に供給する界面活性剤含有液配管４０と、界面活性剤含有液を貯留し、界面活性剤含有液配管４０に界面活性剤含有液を供給する界面活性剤含有液タンク４１とを含む。界面活性剤含有液は、たとえば、界面活性剤をリンス液に溶解させた液体である。
　添加ユニット１４は、界面活性剤含有液配管４０に設けられ界面活性剤含有液配管４０を開閉する界面活性剤含有液バルブ４２と、界面活性剤含有液配管４０に設けられ界面活性剤含有液配管４０内の界面活性剤含有液の流量を調整する界面活性剤含有液流量調整バルブ４３と、共通配管２１に界面活性剤を送る界面活性剤含有液ポンプ４４と、界面活性剤含有液配管４０内の界面活性剤含有液を加熱する界面活性剤含有液ヒータ４５とを含む。
　界面活性剤含有液配管４０において、界面活性剤含有液ポンプ４４、界面活性剤含有液ヒータ４５、界面活性剤含有液流量調整バルブ４３および界面活性剤含有液バルブ４２は、上流側からこの順番で並んで配置されている。
　添加ユニット１４は、界面活性剤含有液配管４０に接続され、界面活性剤含有液タンク４１内の界面活性剤含有液を循環させる界面活性剤含有液循環配管４６と、界面活性剤含有液循環配管４６に設けられる界面活性剤含有液循環バルブ４７とを含む。
　界面活性剤含有液循環配管４６の上流端は、界面活性剤含有液配管４０において、界面活性剤含有液ヒータ４５よりも下流側でかつ界面活性剤含有液流量調整バルブ４３よりも上流側に接続されている。界面活性剤含有液循環配管４６の下流端は、界面活性剤含有液タンク４１に接続されている。
　添加ユニット１４は、界面活性剤含有液タンク４１にリンス液を補充するリンス液補充配管４８と、リンス液補充配管４８に設けられリンス液補充配管４８を開閉するリンス液補充バルブ４９と、界面活性剤含有液タンク４１に界面活性剤を補充する界面活性剤補充ユニット５０とを含む。界面活性剤補充ユニット５０は、たとえば、粉末状の界面活性剤を界面活性剤含有液タンク４１に供給する。
　界面活性剤補充ユニット５０は、粉末状の界面活性剤を貯留する貯留部５１と、貯留部５１内の界面活性剤を界面活性剤含有液タンク４１に供給する界面活性剤配管５２と、界面活性剤配管５２に設けられ界面活性剤配管５２を開閉する界面活性剤バルブ５３とを含む。貯留部５１は、界面活性剤含有液タンク４１の真上に配置され、界面活性剤配管５２は、貯留部５１の下端から界面活性剤含有液タンク４１に向かって下方に延びていることが好ましい。
　界面活性剤含有液バルブ４２および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３は、たとえば、流体ボックス５に配置されている。界面活性剤含有液タンク４１、界面活性剤含有液ポンプ４４、界面活性剤含有液ヒータ４５、界面活性剤含有液循環配管４６、および、界面活性剤補充ユニット５０は、たとえば、貯留ボックス６に配置されている。
　＜第１実施形態に係る基板処理装置の電気的構成＞
　図３は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。制御装置４は、コンピュータ本体４ａと、コンピュータ本体４ａに接続された周辺装置４ｄとを含む、コンピュータである。コンピュータ本体４ａは、各種の命令を実行するプロセッサ（ＣＰＵ）４ｂと、情報を記憶するメモリ４ｃとを含む。
　周辺装置４ｄは、プログラム等の情報を記憶する補助記憶装置４ｅと、ホストコンピュータＨＣ等の他の装置と通信する通信装置４ｆとを含む。補助記憶装置４ｅは、電力が供給されていなくても記憶を保持する不揮発性メモリである。補助記憶装置４ｅは、たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置である。補助記憶装置４ｅは、レシピＲ、処理内容テーブルＴおよびその他のプログラムを記憶する。言い換えると、補助記憶装置４ｅは、レシピＲを記憶するレシピ記憶部、および、処理内容テーブルＴを記憶する処理内容テーブル記憶部として機能する。
　図４は、処理内容テーブルＴの内容例を示している。図４に示すように、処理内容テーブルＴには、基板特性、処理液特性、目標量、および、必要吐出流量が示されている。したがって、補助記憶装置４ｅは、目標量を記憶する目標量記憶部の一例でもあり、必要吐出流量を記憶する必要吐出流量記憶部の一例でもある。
　基板特性は、基板処理装置１で処理される基板Ｗの特性である。基板特性は、たとえば、処理対象の基板Ｗの主面に対する純水の表面張力である。処理対象の基板Ｗの主面に対する純水の表面張力は、たとえば、処理対象の基板Ｗの主面に対する処理液の接触角および、基板Ｗの主面上の純水の液膜の厚さの少なくとも一つに基づいて算出可能である。
　処理液特性は、基板Ｗに供給される処理液の特性である。処理液特性は、たとえば、処理液の表面張力である。処理液の表面張力は、たとえば、懸滴法によって測定される。懸滴法は、垂直に設置した注射針などの細管の先から処理液を垂らし、落下しない程度の最大の懸滴（液滴）の形状に基づいて、処理液の表面張力を測定する手法である。
　接触角は、親水性および疎水性の指標である。接触角とは、或る固体の上に液体を滴下したときにできる液滴のふくらみ（液の高さ）の程度を数値化したものである。具体的には、接触角とは、固体の表面に付着した液体を横から見たときに、液面と固体の表面（この実施形態では基板Ｗの主面）とのなす角度のことである。接触角が大きいほどその固体の表面の親水性（濡れ性）が低く、接触角が小さいほどその固体の表面の親水性（濡れ性）が高い。
　目標量は、処理液の表面張力を充分に低下させるために必要な界面活性剤の量である。目標量は、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定されている。そのため、処理内容テーブルＴには、複数の目標量が記憶されている。目標量は、たとえば、濃度で表現でき、通常、質量パーセント濃度で表現される。そのため。目標量は、目標濃度でもある。
　必要吐出流量は、基板Ｗの上面の全体を覆うために必要な処理液ノズル１２からの吐出流量である。必要吐出流量は、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定されている。そのため、処理内容テーブルＴには、複数の必要吐出流量が記憶されている。
　図３を参照して、補助記憶装置４ｅには、複数のレシピＲが記憶されている。レシピＲは、基板処理内容を定義したデータであり、基板処理条件および基板処理手順を含む。複数のレシピＲは、基板Ｗの基板処理内容、基板処理条件、および処理手順の少なくとも一つにおいて互いに異なる。
　制御装置４は、入力装置４Ａ、表示装置４Ｂ、および警報装置４Ｃに接続されている。入力装置４Ａは、ユーザやメンテナンス担当者等の操作者が基板処理装置１に情報を入力するときに操作される。情報は、表示装置４Ｂの画面に表示される。入力装置４Ａは、キーボード、ポインティングデバイス、およびタッチパネルのいずれかであってもよいし、これら以外の装置であってもよい。入力装置４Ａおよび表示装置４Ｂを兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられていてもよい。警報装置４Ｃは、光、音、文字、および図形のうちの１つ以上を用いて警報を発する。入力装置４Ａがタッチパネルディスプレイの場合、入力装置４Ａが、警報装置４Ｃを兼ねていてもよい。
　制御装置４の制御対象としては、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンチャック８、複数のヒータ２９、界面活性剤含有液ヒータ４５、処理液バルブ２４、処理液流量調整バルブ２５、複数の液体バルブ２６、複数の液体流量調整バルブ２７、循環バルブ３１、界面活性剤含有液バルブ４２、界面活性剤含有液流量調整バルブ４３、界面活性剤含有液循環バルブ４７、リンス液補充バルブ４９、界面活性剤バルブ５３等が挙げられる。
　図３には、代表的な部材が図示されているが、図示されていない部材について制御装置４によって制御されないことを意味するものではなく、制御装置４は、基板処理装置１に備えられる各部材を適切に制御することができる。図３には、後述する第２実施形態で説明する部材（膜厚測定ユニット６０）についても併記しており、この部材も制御装置４によって制御される。
　制御装置４は、ホストコンピュータＨＣ等の外部装置によって指定されたレシピＲに従って当該基板Ｗを処理ユニット２で処理する処理スケジュールを作成する。その後、制御装置４は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、および処理ユニット２等の基板処理装置１の制御対象（リソース）に処理スケジュールを実行させる。
　以下の各工程は、制御装置４が処理スケジュールに従って基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置４は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。
　＜第１実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例＞
　図５は、基板処理装置１によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。
　基板処理装置１による基板処理では、たとえば、図５に示すように、基板搬入工程（ステップＳ１）、第１薬液処理工程（ステップＳ２）、第１リンス工程（ステップＳ３）、第２薬液処理工程（ステップＳ４）、第２リンス工程（ステップＳ５）、スピンドライ工程（ステップＳ６）および基板搬出工程（ステップＳ７）が実行される。以下では、基板処理の内容について図２および図５を主に参照して説明する。
　まず、未処理の基板Ｗが、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ（図１Ａを参照）によってキャリアＣから処理ユニット２に搬入され、スピンチャック８に渡される（基板搬入工程：ステップＳ１）。これにより、基板Ｗは、スピンチャック８によって水平に保持され（基板保持工程）、回転軸線Ａ１のまわりに回転される（基板回転工程）。基板Ｗは、スピンドライ工程（ステップＳ６）が終了するまで、スピンチャック８によって保持され続ける。
　第１薬液処理工程（ステップＳ２）では、回転状態の基板Ｗの上面に、薬液として、たとえばフッ酸が供給される。具体的には、処理液バルブ２４およびフッ酸バルブ２６Ｄが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がフッ酸によって処理される。
　第１リンス工程（ステップＳ３）では、回転状態の基板Ｗの上面にリンス液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、フッ酸バルブ２６Ｄが閉じられ、その代わりに、リンス液バルブ２６Ｅが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がリンス液によって洗い流されて基板Ｗの上面からフッ酸が除去される。
　第２薬液処理工程（ステップＳ４）では、回転状態の基板Ｗの上面に、薬液として、たとえばＡＰＭ液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、リンス液バルブ２６Ｅが閉じられ、その代わりに、アンモニア水バルブ２６Ｃおよび過酸化水素水バルブ２６Ａが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がＡＰＭ液によって処理される。
　第２リンス工程（ステップＳ５）では、回転状態の基板Ｗの上面にリンス液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、アンモニア水バルブ２６Ｃおよび過酸化水素水バルブ２６Ａが閉じられ、その代わりに、リンス液バルブ２６Ｅが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がリンス液によって洗い流されて基板Ｗの上面からＡＰＭ液が除去される。
　次に、基板Ｗを高速回転させて基板Ｗの上面を乾燥させるスピンドライ工程（ステップＳ６）が実行される。具体的には、リンス液バルブ２６Ｅおよび処理液バルブ２４を閉じて基板Ｗの上面へのリンス液の供給を停止させる。そして、スピンチャック８が基板Ｗの回転を加速し、基板Ｗを高速回転（たとえば、１５００ｒｐｍ）させる。それによって、大きな遠心力が基板Ｗに付着しているリンス液に作用し、リンス液が基板Ｗの周囲に振り切られる。
　スピンドライ工程（ステップＳ６）の後、スピンチャック８が基板Ｗの回転を停止させる。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック８から処理済みの基板Ｗを受け取って、処理ユニット２外へと搬出する（基板搬出工程：ステップＳ７）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリアＣに収納される。
　＜第１実施形態に係る制御装置の機能的構成＞
　図６は、制御装置４の機能的な構成を説明するためのブロック図である。図７は、制御装置４による内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置４は、メモリ４ｃ（図４を参照）に展開されたプログラムを実行することにより、様々な機能処理ユニットして作動する。
　具体的には、制御装置４は、特性取得ユニット７０、目標量算出ユニット７１、必要吐出流量算出ユニット７２、および、処理内容変更ユニット７３として機能するように構成され、かつ、プログラムされている。
　特性取得ユニット７０は、処理対象の基板Ｗの基板特性と、基板処理の各工程において基板Ｗに供給される処理液の処理液特性とを取得する（特性取得工程：ステップＳ８）。
　特性取得ユニット７０は、たとえば、ホストコンピュータＨＣによって指定されたレシピＲから、基板特性および処理液特性を取得する。特性取得ユニット７０は、レシピＲ以外の情報から基板特性および処理液特性を取得してもよい。たとえば、特性取得ユニット７０は、作業者が入力装置４Ａを用いて入力した情報から基板特性および処理液特性を取得してもよい。制御装置４は、基板特性取得ユニットおよび処理液特性取得ユニットとして機能する。
　目標量算出ユニット７１は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性および処理液特性と処理内容テーブルＴとに基づいて目標量を算出する（目標量算出工程：ステップＳ９）。
　必要吐出流量算出ユニット７２は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性および処理液特性と処理内容テーブルＴとに基づいて必要吐出流量を算出する（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。
　処理内容変更ユニット７３は、算出した目標量および必要吐出流量に基づいて、液処理工程が開始される前に、レシピＲの処理内容を変更する（処理内容変更工程：ステップＳ１１）。処理内容変更工程は、典型的には、基板処理が開始される前に、より具体的には、レシピＲに基づいて処理スケジュールが作成される前に実行される。
　内容変更処理は、最後の液処理工程（第２リンス工程：ステップＳ５）を除く各液処理工程（図５に太線で示す工程、すなわち、第１薬液処理工程：ステップＳ２、第１リンス工程：ステップＳ３、および、第２薬液処理工程：ステップＳ４）に対して実行される。第２リンス工程においてリンス液に界面活性剤を添加した場合、基板処理後に基板Ｗの上面に界面活性剤が残留するため、最後の液処理工程に対して内容変更処理は行われない。ただし、最後の液処理工程後も基板Ｗの上面に界面活性剤が残留することが許容される場合には、第２リンス工程に対しても内容変更処理が行われてもよい。
　各液処理工程において、液体流量調整バルブ２７および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３の開度が調整されて、目標量の界面活性剤を含有する処理液（含有処理液）が形成される。また、各液処理工程において、処理液流量調整バルブ２５の開度が調整されて、必要吐出流量の含有処理液が処理液ノズル１２から吐出される。処理液流量調整バルブ２５は、処理液ノズル１２から吐出される処理液の流量を必要吐出流量に調整する流量調整ユニットの一例である。
　第１実施形態によれば、基板特性および処理液特性に基づいて、界面活性剤の目標量が算出される。そして、目標量の界面活性剤を含有する処理液が基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル１２から吐出される（処理液吐出工程）。そのため、基板特性および処理液特性の組み合わせに応じた適切な量、すなわち、基板Ｗの上面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液で基板Ｗの上面を処理することができる。
　また第１実施形態場によれば、処理液ノズル１２から吐出される処理液の流量が必要吐出流量となるように調整される。したがって、基板Ｗの上面に供給される処理液の使用量を適切に削減できる。
　また第１実施形態によれば、予め用意された処理内容テーブルＴに基づいて目標量が算出される。そのため、基板処理中に基板特性を取得する場合と比較して、目標量を速やかに算出できる。
　また、第１実施形態によれば、基板特性が、基板Ｗの上面に対する純水の表面張力を含み、処理液特性が、処理液の表面張力を含む。そのため、基板Ｗの上面から露出する物質、または、基板Ｗの上面の凹凸状態が異なる場合であっても、基板Ｗの上面に対する純水の表面張力が同等であれば、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、基板Ｗの上面から露出する物質、および、基板Ｗの上面の凹凸状態毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルＴを簡素化できる。
　同様に、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度が異なる場合であっても、処理液の表面張力が同等であれば、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルＴを簡素化できる。
　また第１実施形態によれば、目標量に応じて、添加ユニット１４によって処理液供給ユニット１３内の処理液に界面活性剤が添加される。そのため、界面活性剤の含有量が互いに異なる処理液を事前に準備する必要がない。
　＜第２実施形態に係る基板処理装置の機械的構成＞
　第２実施形態に係る基板処理装置１Ａが第１実施形態に係る基板処理装置１と主に異なる点は、処理ユニット２が、基板Ｗの上面上の処理液の液膜の厚さを測定する膜厚測定ユニット６０を含む点である。図８は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ａに備えられる処理ユニット２の構成について説明するための模式図である。図８において、前述の図１Ａ～図７に示された構成と同等の構成については、図１Ａ等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。後述する図９～図１４についても同様である。
　膜厚測定ユニット６０は、たとえば、分光干渉法により液膜厚ＦＴを測定する膜厚測定器である。膜厚測定ユニット６０は、分光干渉法以外の手法によって液膜厚ＦＴを測定する膜厚測定器であってもよく、たとえば、超音波式、または、赤外線式、の膜厚測定器であってもよい。
　膜厚測定ユニット６０は、スピンチャック８に保持されている基板Ｗの上面に向けて光を出射する発光素子を有する発光ユニット６１と、発光ユニット６１から出射され基板Ｗの上面で反射した光を受ける受光素子を有する受光ユニット６２とを含む。
　発光ユニット６１からの光は、基板Ｗの上面で反射して受光ユニット６２に入射する。図７中の黒い点Ｐｉは、発光ユニット６１の光が基板Ｗの上面に入射する入射位置を示している。基板Ｗ上の液膜の厚み（液膜厚ＦＴ）は、受光ユニット６２に入射した光に基づいて算出される。このように、膜厚測定ユニット６０によって液膜厚ＦＴが測定される（膜厚測定工程）。
　液膜厚ＦＴの測定は、スピンチャック８が基板Ｗを回転させている間に行われる。そのため、液膜厚ＦＴを、基板Ｗの上面の全周において測定することができる。回転軸線Ａ１からの水平方向の距離が一定の位置に入射位置を位置させてもよいし、発光ユニット６１および受光ユニット６２の少なくとも一方を移動させて、入射位置を基板Ｗの径方向（回転軸線Ａ１に直交する水平方向）に移動させてもよい。後者の場合は、複数の測定値の平均を液膜厚ＦＴとして扱ってもよい。
　第２実施形態に係る基板処理装置１Ａを用いて、図５に示す基板処理を実行することができる。基板処理を実行する際、各液処理工程よりも前に実行される液処理工程において基板特性を取得する。そのため、ある液処理工程を基準として、当該液処理工程よりも前に実行される或る液処理工程において基板Ｗの上面に供給される処理液を特性取得液という。したがって、処理液ノズル１２は、特性取得液吐出部材の一例でもある。
　＜第２実施形態に係る制御装置の機能的構成＞
　図９は、第２実施形態に係る制御装置４の機能的な構成を説明するためのブロック図である。図１０は、第２実施形態に係る内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。
　図９に示すように、第２実施形態に係る制御装置４は、特性取得ユニット７０、目標量算出ユニット７１、必要吐出流量算出ユニット７２、および、処理内容変更ユニット７３に加えて、判定ユニット７４として機能するように構成され、かつ、プログラムされている。
　特性取得ユニット７０は、膜厚測定ユニット６０の測定結果である特性取得液の液膜の厚さ（液膜厚ＦＴ）を、処理対象の基板Ｗの基板特性として取得する（特性取得工程：図１０に示すステップＳ１２）。液膜厚ＦＴが大きいほど基板Ｗの上面に対する特性取得液の表面張力が高く、液膜厚が小さいほど基板Ｗの上面に対する特性取得液の表面張力が低いことを意味する。
　特性取得ユニット７０は、たとえば、指定されたレシピＲから処理液特性を取得する。特性取得ユニット７０は、たとえば、ホストコンピュータＨＣから指定されたレシピＲ等の情報から処理液特性を取得してもよい。特性取得ユニット７０は、たとえば、作業者が入力装置４Ａを用いて入力した情報から処理液特性を取得してもよい。制御装置４は、基板特性取得ユニットおよび処理液特性取得ユニットとして機能する。
　判定ユニット７４は、膜厚測定ユニット６０によって取得された液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する（判定工程：ステップＳ１３）。第２実施形態に係る制御装置４の補助記憶装置４ｅには、液膜厚閾値ＴＨが記憶されている（図３の二点鎖線を参照）。補助記憶装置４ｅは、液膜厚閾値ＴＨを記憶する閾値記憶部の一例である。
　液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であると判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、目標量算出ユニット７１は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性と、処理内容テーブルＴとに基づいて目標量を算出する（目標量算出工程：ステップＳ９）。
　図１１は、第２実施形態に係る処理内容テーブルＴの内容例を示している。図１１に示すように、処理内容テーブルＴには、基板特性としての特性取得液の液膜厚ＦＴと、処理液特性としての処理液の表面張力と、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定された目標量と、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定された必要吐出流量とが示されている。
　ステップＳ９の後、必要吐出流量算出ユニット７２は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性と処理内容テーブルＴとに基づいて必要吐出流量を算出する（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。
　判定工程（ステップＳ１３）において、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨよりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、目標量が算出されることなく、必要吐出流量算出ユニット７２によって、必要吐出流量が算出される（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。図１０では、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨよりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、目標量算出ユニット７１による目標量の算出を行わないとしたが、目標量算出ユニット７１は、必要に応じて、目標量を零とみなすように構成されていてもよい。
　必要吐出流量算出工程（ステップＳ１０）の後、処理内容変更ユニット７３は、算出した目標量および必要吐出流量に基づいて、液処理工程（第１リンス液工程（ステップＳ３）および第２薬液処理工程（ステップＳ４））が開始される前に、レシピＲの処理内容を変更する（処理内容変更工程：ステップＳ１１）。
　内容変更処理は、典型的には、基板処理の実行中において対象となる液処理工程の開始前に実行される。図１２は、内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。図１２に示すように、第１薬液処理工程（ステップＳ２）よりも前に液処理工程が実行されない、すなわち、特性取得工程が実行されないため、第１薬液処理工程に対しては、内容変更処理が行われない。
　第１リンス工程（ステップＳ３）に対して内容変更処理を実行する場合には、第１薬液処理工程（ステップＳ２）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、第１薬液処理工程に用いられる薬液が特性取得液として機能する。
　第２薬液処理工程（ステップＳ４）において内容変更処理を実行する場合には、第１薬液処理工程（ステップＳ２）または第１リンス工程（ステップＳ３）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、第１薬液処理工程に用いられる薬液、または、第１リンス工程に用いられるリンス液が、特性取得液として機能する。
　内容変更処理の対象となる液処理工程において、液体流量調整バルブ２７および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３の開度が調整されて、目標量の界面活性剤を含有する処理液が形成される。また、各液処理工程において、処理液流量調整バルブ２５の開度が調整されて、必要吐出流量の処理液が処理液ノズル１２から吐出される。
　このように、各液処理工程において、或る液処理工程よりも前に実行される液処理工程を特性取得工程として利用できる。そのため、各液処理工程において、或る液処理工程の１つ前の液処理工程（直近の液処理工程）を特性取得工程としてもよい。具体的には、第１薬液処理工程を、第１リンス工程に対応する特性取得工程として利用し、第１リンス工程を、第２薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用することができる。
　図１３は、基板処理装置１Ａによって実行される基板処理の別の例を説明するためのフローチャートである。第１薬液処理工程（ステップＳ２）に対しても内容変更処理を実行するために、図１３に示すように、第１薬液処理工程よりも前に、基板Ｗの上面にリンス液を供給するプレリンス工程（ステップＳ１４）が実行されてもよい。
　図１４は、図１３に示す基板処理を実行する場合において、内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。
　図１４に示すように、第１薬液処理工程（ステップＳ２）に対して内容変更処理を実行する場合には、プレリンス工程（ステップＳ１４）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液が特性取得液として機能する。
　第１リンス工程（ステップＳ３）に対して内容変更処理を実行する場合には、プレリンス工程（ステップＳ１４）または第１薬液処理工程（ステップＳ２）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液、または、第１薬液処理工程に用いられる薬液が特性取得液として機能する。
　第２薬液処理工程（ステップＳ４）に対して内容変更処理を実行する場合にはプレリンス工程（ステップＳ１４）、第１薬液処理工程（ステップＳ２）または第１リンス工程（ステップＳ３）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液、第１薬液処理工程に用いられる薬液、または、第１リンス工程に用いられるリンス液が、特性取得液として機能する。
　図１３に示す基板処理においても、各液処理工程において、或る液処理工程の１つ前の液処理工程を特性取得工程としてもよい。具体的には、プレリンス工程を、第１薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用し、第１薬液処理工程を、第１リンス工程に対応する特性取得工程として利用し、第１リンス工程を、第２薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用することができる。
　第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。第２実施形態によれば、さらに以下の効果を奏する。
　第２実施形態によれば、特性取得液としての処理液が基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル１２から吐出される（特性取得液吐出工程）。そして、基板Ｗの上面に次の処理液を供給する前に、膜厚測定ユニット６０が、基板Ｗの上面上の特性取得液の液膜厚ＦＴを基板特性として測定する（膜厚測定工程）。これにより、液膜厚ＦＴに基づいて目標量を算出することができる。詳しくは、液膜厚ＦＴに基づいて算出された表面張力、および、処理液の表面張力に基づいて、目標量が算出される。そのため、処理対象となる基板Ｗの基板特性を、予め準備することなく基板処理中に取得できる。また、現物、つまり、処理中の実際の基板Ｗに適した目標量を算出することができる。そのため、より適切な量、すなわち、基板Ｗの上面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液を基板Ｗの上面に供給できる。
　第２実施形態によれば、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であると判定ユニット７４が判定した場合に、含有処理液が処理液ノズル１２から吐出され、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値よりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合に、非含有処理液が処理液ノズル１２から吐出される。すなわち、液膜厚ＦＴと液膜厚閾値ＴＨとの大小関係に基づいて界面活性剤の要否についても判断することができる。そのため、界面活性剤の過剰な使用を抑制できる。さらに、界面活性剤が必要な場合には、必要吐出流量の含有処理液で基板Ｗの上面を処理することができる。
　＜接触角測定実験および表面張力測定実験＞
　以下では、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために、接触角測定実験および表面張力測定実験を行った。図１５Ａは、接触角測定実験の結果を示すグラフである。図１５Ｂは、表面張力測定実験の結果を示すグラフである。
　接触角測定実験の手順は以下の通りである。（１）ＳｉＣＮ基板の主面にＤＩＷ（非含有処理液）および界面活性剤添加ＤＩＷ（含有処理液）の液滴をそれぞれ滴下した。（２）顕微鏡を用いて水滴付近の画像を取得した。（３）（２）で取得した画像に基づいて、ＳｉＣＮ基板の主面に対するＤＩＷおよび界面活性剤添加ＤＩＷの接触角を測定した。表面張力測定実験は、上述した懸滴法を用いて行われた。
　ＳｉＣＮ基板とは、主面からＳｉＣＮが露出する基板のことである。界面活性剤添加ＤＩＷとしては、ノニオン型界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるようにノニオン型界面活性剤をＤＩＷに添加したものと、両性界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるように両性界面活性剤をＤＩＷに添加したものとを用いた。
　図１５Ａを参照して、ＳｉＣＮ基板に対するＤＩＷの接触角が約６０°であったのに対して、ＳｉＣＮ基板に対する界面活性剤添加ＤＩＷの接触角は、約３５°であった。また、図１５Ｂを参照して、ＤＩＷの表面張力は、約７０ｍＮ／ｍであったのに対して、界面活性剤添加ＤＩＷの表面張力はいずれも約２０ｍＮ／ｍであった。
　このように、接触角測定実験および表面張力測定実験の結果、界面活性剤の添加によって処理液としてのＤＩＷの表面張力が充分に低減できることが推察できる。
　＜カバレッジ領域観測実験＞
　以下では、処理液に界面活性剤を添加することによる必要吐出流量の低減効果について実証するために、カバレッジ領域観測実験を行った。図１６は、カバレッジ領域観測実験の結果を示すグラフである。
　カバレッジ領域観測実験の手順は以下のとおりである。（１）５００ｒｐｍで回転するＳｉＣＮ基板の主面の中心部に対向するノズルからＤＩＷの吐出を開始した。（２）ＤＩＷの吐出流量を２００ｍＬ／ｍｉｎから徐々に上昇させた。（３）ハイスピードカメラでＳｉＣＮ基板の主面を観察し、ＳｉＣＮ基板の主面においてＤＩＷの液膜で覆われている領域（カバレッジ領域）の大きさを測定した。（４）界面活性剤添加ＤＩＷについても同様の実験を行った。
　界面活性剤添加ＤＩＷとしては、上述の接触角測定実験および表面張力測定実験と同様に、ノニオン型界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるようにノニオン型界面活性剤をＤＩＷに添加したものと、両性界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるように両性界面活性剤をＤＩＷに添加したものとを用いた。
　図１６を参照して、横軸は、ＤＩＷまたは界面活性剤添加ＤＩＷの吐出流量を示しており、縦軸は、カバレッジ領域の大きさを示している。カバレッジ領域の大きさは、ＳｉＣＮ基板の主面の中心からカバレッジ領域の周縁までの距離を示している。ＳｉＣＮ基板の半径は、１５０ｍｍであるため、カバレッジ領域の大きさが１５０ｍｍに達すると、ＳｉＣＮ基板の主面の全体が液体に覆われていることを意味する。
　図１６に示すように、ＤＩＷの必要吐出流量は、１４００ｍＬ／ｍｉｎであるのに対して、ノニオン型界面活性剤が添加されたＤＩＷの必要吐出流量は、６５０ｍＬ／ｍｉｎであり、両性界面活性剤が添加されたＤＩＷの必要吐出流量は、４５０ｍＬ／ｍｉｎであるという結果が得られた。
　このように、カバレッジ領域観測実験の結果、界面活性剤の添加によって処理液としてのＤＩＷの必要吐出流量が充分に低減できることが推察できる。
　＜その他の実施形態＞
　この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
　（１）たとえば、上述の実施形態では、基板Ｗの上面に対して基板処理が実行される。しかしながら、基板Ｗの下面に対して基板処理が実行されてもよい。
　（２）上述の各実施形態では、スピンチャック８は、基板Ｗの周縁を複数のチャックピン８ｂで把持する把持式のスピンチャックであるが、スピンチャック８は把持式のスピンチャックに限られない。たとえば、スピンチャック８は、スピンベース８ａに基板Ｗを吸着させる真空吸着式のスピンチャックであってもよい。
　（３）スピンチャック８は、必ずしも基板Ｗを水平に保持する必要はない。すなわち、スピンチャック８は、図２とは異なり、基板Ｗを鉛直に保持してもよいし、基板Ｗの上面が水平面に対して傾斜するように基板Ｗを保持してもよい。
　（４）上述の各実施形態では、内容変更処理の結果に基づいてレシピＲ中の処理内容が変更される。しかしながら、必ずしもレシピＲ中の処理内容を変更する必要はない。内容変更処理の結果に基づいて、制御装置４が界面活性剤含有液流量調整バルブ４３に信号を送信して、目標量の界面活性剤を処理液に添加してもよい。また、内容変更処理の結果に基づいて、制御装置４が処理液流量調整バルブ２５に信号を送信して、処理液の吐出流量を必要吐出流量に調整してもよい。制御装置４は、各部材を直接制御する必要はなく、制御装置４から出力される信号は、基板処理装置１の各部材を制御するスレーブコントローラ（slave controller）に受信されてもよい。
　（５）第１実施形態において、基板Ｗの上面上の純水の液膜の厚さを基板特性としてもよく、処理内容テーブルＴとして、図１１に示す処理内容テーブルを用いてもよい。
　（６）界面活性剤の濃度が互いに異なる複数の界面活性剤含有液タンクが設けられていてもよい。たとえば、界面活性剤の質量パーセント濃度が０．０１％、０．１％および１％である界面活性剤含有液がそれぞれ複数の界面活性剤含有液タンクに貯留されている。その場合、算出された目標量の界面活性剤に適した界面活性剤含有液タンクから界面活性剤含有液と処理液とが混合される。
　（７）上述の各実施形態とは異なり、処理内容テーブルには、基板特性として基板の種類が示されており、かつ、処理液特性として処理液の種類および濃度が示されていてもよい。
　（８）上述の各実施形態では、単一の処理液ノズル１２から複数の処理液がそれぞれ吐出されるように構成されている。しかしながら、処理液の吐出の態様は、上述の各実施形態に限定されない。たとえば、各処理液が異なるノズルから吐出されてもよいし、処理液ノズル１２が水平方向に移動できるように構成されていてもよい。
　さらに、上述の各実施形態では、処理液を吐出する部材としてノズルを例示しているが、各処理液を吐出する部材は、ノズルに限られない。すなわち、各処理液を吐出する部材は、処理液を吐出すると処理液吐出部材として機能する部材であればよい。
　（９）上述の各実施形態では、液体供給ユニット３に含まれる全ての部材を図示しているわけではなく、配管、ポンプ、バルブ、アクチュエータ等についての図示の少なくとも一部が省略されている。しかしながら、これらの部材が存在しないことを意味するものではなく、実際にはこれらの部材は適切な位置に設けられている。
　本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
１　　　：基板処理装置
１Ａ　　：基板処理装置
４ｅ　　：補助記憶装置
８　　　：スピンチャック（基板保持ユニット）
１２　　：処理液ノズル（処理液吐出部材、特性取得液吐出部材）
１３　　：処理液供給ユニット
１４　　：添加ユニット
２５　　：処理液流量調整バルブ（流量調整ユニット）
６０　　：膜厚測定ユニット
７１　　：目標量算出ユニット
７４　　：判定ユニット
ＦＴ　　：液膜厚
Ｔ　　　：処理内容テーブル
ＴＨ　　：液膜厚閾値
Ｗ　　　：基板

Claims (12)

  1. 　基板の主面を処理液で処理する基板処理装置であって、
    　基板を保持する基板保持ユニットと、
    　前記基板保持ユニットに保持される基板の基板特性および処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、
    　前記目標量算出ユニットによって算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて吐出する処理液吐出部材とを含む、基板処理装置。
  2. 　前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルを記憶する処理内容テーブル記憶部をさらに含み、
    　前記目標量算出ユニットが、前記処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する純水の表面張力を含み、
    　前記処理液特性が、処理液の表面張力を含む、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 　前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に向けて特性取得液を吐出する特性取得液吐出部材と、
    　前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定ユニットとをさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 　前記膜厚測定ユニットによって測定された前記液膜の厚さが閾値以上であるか否かを判定する判定ユニットをさらに含み、
    　前記処理液吐出部材は、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値以上であると判定した場合に、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を吐出し、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値よりも小さいと判定した場合に、界面活性剤を含有しない処理液を吐出する、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 　前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面の全体を覆うために必要な流量を、必要吐出流量として記憶する必要吐出流量記憶部と、
    　前記処理液吐出部材から吐出される処理液の流量を前記必要吐出流量に調整する流量調整ユニットとをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 　前記処理液吐出部材に処理液を供給する処理液供給ユニットと、
    　前記目標量に応じて、前記処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニットとをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 　基板の主面を処理液で処理する基板処理方法であって、
    　基板保持ユニットに保持される基板の基板特性、および、処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出工程と、
    　前記目標量算出工程において算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記基板の主面に向けて処理液吐出部材から吐出する処理液吐出工程とを含む、基板処理方法。
  9. 　前記目標量算出工程が、前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する工程を含む、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 　前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する処理液の表面張力を含み、
    　前記処理液特性が、処理液の表面張力を含む、請求項９に記載の基板処理方法。
  11. 　前記基板の主面に向けて特性取得液吐出部材から特性取得液を吐出する特性取得液吐出工程と、
    　前記基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定工程とをさらに含む、請求項８または９に記載の基板処理方法。
  12. 　前記基板特性および前記処理液特性に基づいて、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板の主面の全体を覆うために必要な流量を必要吐出流量として算出する必要吐出流量算出工程をさらに含み、
    　前記処理液吐出工程が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記処理液吐出部材から前記必要吐出流量で吐出する工程を含む、請求項８～１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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