WO2023210485A1 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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WO2023210485A1
WO2023210485A1 PCT/JP2023/015734 JP2023015734W WO2023210485A1 WO 2023210485 A1 WO2023210485 A1 WO 2023210485A1 JP 2023015734 W JP2023015734 W JP 2023015734W WO 2023210485 A1 WO2023210485 A1 WO 2023210485A1
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WO
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substrate
film thickness
processing
liquid
processing liquid
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PCT/JP2023/015734
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English (en)
French (fr)
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祐希 吉田
光則 中森
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Definitions

  • the disclosed embodiments relate to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • the present disclosure provides a technique that allows desired liquid processing to be performed with high accuracy over the entire upper surface of a substrate.
  • a substrate processing apparatus includes a holding section, a liquid supply section, a film thickness measurement section, and a control section.
  • the holding section holds and rotates the substrate.
  • the liquid supply unit supplies a processing liquid to the substrate held by the holding unit.
  • the film thickness measurement unit measures the film thickness of the processing liquid over the entire upper surface of the substrate.
  • the control section controls each section. Further, the control unit controls at least one of the rotation speed of the substrate and the supply amount of the processing liquid so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate is equal to or less than a given value. do.
  • desired liquid processing can be performed with high accuracy over the entire upper surface of the substrate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a specific configuration of the processing unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the film thickness distribution of the processing liquid over the entire upper surface of the wafer in the liquid processing according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the etching amount distribution over the entire upper surface of the wafer in the liquid treatment according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control processing procedure executed by the substrate processing system according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of a control processing procedure executed by the substrate processing system according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system 1 according to an embodiment.
  • the substrate processing system 1 is an example of a substrate processing apparatus.
  • an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis that are perpendicular to each other are defined, and the positive direction of the Z-axis is defined as a vertically upward direction.
  • the substrate processing system 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3.
  • the loading/unloading station 2 and the processing station 3 are provided adjacent to each other.
  • the loading/unloading station 2 includes a hoop placement section 11 and a transport section 12.
  • the transport section 12 is provided adjacent to the hoop mounting section 11 and includes a substrate transport device 13 and a transfer section 14 inside.
  • the substrate transfer device 13 includes a wafer holding mechanism that holds the wafer W. Further, the substrate transfer device 13 is capable of horizontal and vertical movement and rotation about a vertical axis, and uses a wafer holding mechanism to transfer the wafer W between the hoop H and the transfer section 14. conduct.
  • the processing station 3 is provided adjacent to the transport section 12.
  • the processing station 3 includes a transport section 15 and a plurality of processing units 16.
  • the plurality of processing units 16 are arranged side by side on both sides of the transport section 15 .
  • the transport section 15 includes a substrate transport device 17 inside.
  • the substrate transfer device 17 includes a wafer holding mechanism that holds the wafer W. Further, the substrate transfer device 17 is capable of horizontal and vertical movement and rotation about a vertical axis, and is capable of transferring wafers W between the transfer section 14 and the processing unit 16 using a wafer holding mechanism. I do.
  • the processing unit 16 performs predetermined substrate processing on the wafer W transported by the substrate transport device 17.
  • the substrate processing system 1 also includes a control device 4.
  • the control device 4 is, for example, a computer, and includes a control section 18 and a storage section 19.
  • the storage unit 19 stores programs that control various processes executed in the substrate processing system 1.
  • the control unit 18 controls the operation of the substrate processing system 1 by reading and executing a program stored in the storage unit 19 .
  • Such a program may be one that has been recorded on a computer-readable storage medium, and may be one that is installed in the storage unit 19 of the control device 4 from the storage medium.
  • Examples of computer-readable storage media include hard disks (HD), flexible disks (FD), compact disks (CD), magnetic optical disks (MO), and memory cards.
  • the substrate transfer device 13 of the loading/unloading station 2 takes out a wafer W from the hoop H placed on the hoop placement section 11, and receives the taken out wafer W. Place it on Watabe 14.
  • the wafer W placed on the transfer section 14 is taken out from the transfer section 14 by the substrate transport device 17 of the processing station 3 and carried into the processing unit 16.
  • the wafer W carried into the processing unit 16 is processed by the processing unit 16, and then carried out from the processing unit 16 by the substrate transport device 17 and placed on the transfer section 14. Then, the processed wafer W placed on the transfer section 14 is returned to the hoop H of the hoop placement section 11 by the substrate transfer device 13.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a specific configuration of the processing unit 16.
  • the processing unit 16 includes a chamber 20, a substrate processing section 30, a liquid supply section 40, a collection cup 50, and a camera 60.
  • the chamber 20 accommodates a substrate processing section 30, a liquid supply section 40, a collection cup 50, and a camera 60.
  • a fan filter unit (FFU) 21 is provided on the ceiling of the chamber 20 .
  • FFU 21 forms a downflow within chamber 20 .
  • the substrate processing section 30 includes a holding section 31, a support section 32, and a driving section 33, and performs liquid processing on the mounted wafer W.
  • the holding section 31 holds the wafer W horizontally.
  • the support portion 32 is a member extending in the vertical direction, has a base end rotatably supported by a drive portion 33, and a distal end portion that supports the holding portion 31 horizontally.
  • the drive section 33 rotates the support section 32 around a vertical axis.
  • the substrate processing section 30 rotates the holding section 31 supported by the supporting section 32 by rotating the supporting section 32 using the driving section 33, thereby rotating the wafer W held on the holding section 31. .
  • the holding unit 31 holds the wafer W horizontally by, for example, adsorbing the lower surface of the wafer W.
  • the holding unit 31 is not limited to a suction chuck, and may be an electrostatic chuck, a chuck that grips the peripheral edge of the wafer W, or the like.
  • the wafer W is held by the holding unit 31 with the surface (hereinafter also referred to as an upper surface) on which substrate processing is performed facing upward.
  • the liquid supply unit 40 supplies processing fluid to the wafer W.
  • the liquid supply unit 40 includes a nozzle 41a, an arm 42a that horizontally supports the nozzle 41a, and a turning and lifting mechanism 43a that turns and raises and lowers the arm 42a.
  • the turning/elevating mechanism 43a is an example of a moving mechanism.
  • the liquid supply unit 40 includes a nozzle 41b, an arm 42b that horizontally supports the nozzle 41b, and a turning and lifting mechanism 43b that turns and raises and lowers the arm 42b.
  • the nozzle 41a is connected to a processing liquid supply source 46a via a valve 44a and a flow rate regulator 45a.
  • the processing liquid supply source 46a is a tank that stores processing liquid.
  • This treatment liquid is, for example, HF (hydrofluoric acid), HF/HNO 3 (fluorinated nitric acid), HF/HNO 3 /CH 3 COOH (hydrofluoric acid-nitric acid-acetic acid mixture), SC1 (ammonia-hydrogen peroxide mixture). liquid) and TMAH (tetramethylammonium hydroxide).
  • a thin film for example, at least one of an oxide film, a nitride film, and a silicon film
  • desired liquid treatment for example, etching treatment
  • the nozzle 41b is connected to a DIW supply source 46b via a valve 44b and a flow regulator 45b.
  • the DIW supply source 46b is, for example, a tank that stores DIW (DeIonized Water). Such DIW is used for rinsing the wafer W, for example.
  • FIG. 2 shows an example in which the liquid supply unit 40 supplies the processing liquid and the rinsing liquid (DIW) to the wafer W
  • the present disclosure is not limited to such an example, and other chemical liquids (for example, cleaning liquid, etc.) may be used. ) may be configured to supply the wafer W to the wafer W.
  • the collection cup 50 is arranged to surround the holding part 31 and collects the processing liquid scattered from the wafer W by the rotation of the holding part 31.
  • a drain port 51 is formed at the bottom of the recovery cup 50, and the processing liquid collected by the recovery cup 50 is discharged to the outside of the processing unit 16 from the drain port 51.
  • an exhaust port 52 is formed at the bottom of the collection cup 50 to discharge the gas supplied from the FFU 21 to the outside of the processing unit 16.
  • the camera 60 is an example of a film thickness measurement unit, and is placed above the wafer W, for example.
  • the film thickness of the processing liquid on the entire upper surface of the wafer W is determined by capturing an image of the processing liquid film formed on the upper surface of the wafer W by the processing liquid supplied to the wafer W from the nozzle 41a using the camera 60. can be measured.
  • the camera 60 may collectively measure the film thickness at a plurality of measurement points set in advance on the entire upper surface of the wafer W by capturing an image of the liquid film of the processing liquid on the entire upper surface of the wafer W. I can do it.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device 4 according to the embodiment.
  • the control device 4 includes a control section 18 and a storage section 19.
  • control device 4 may include various functional units included in known computers, such as various input devices and audio output devices.
  • the storage unit 19 is realized by, for example, a semiconductor memory element such as a RAM or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk.
  • the storage section 19 includes a film thickness information storage section 19a. Furthermore, the storage unit 19 stores information used for processing by the control unit 18.
  • the film thickness information storage unit 19a stores various information regarding the film thickness of the processing liquid formed on the wafer W. For example, the film thickness information storage unit 19a associates the behavior of the film thickness of the processing liquid over the entire upper surface of the wafer W with information regarding the rotational speed of the wafer W, the supply amount of the processing liquid, and the position and movement speed of the nozzle 41a. and memorized.
  • the control unit 18 is realized by, for example, a CPU, an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., executing a program stored in the storage unit 19 using the RAM as a work area.
  • a CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • control unit 18 may be realized by, for example, an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the control unit 18 includes an acquisition unit 18a, a determination unit 18b, and a film thickness control unit 18c, and realizes or executes the functions and operations of the control processing described below. Note that the internal configuration of the control unit 18 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be any other configuration as long as it performs the control processing described later.
  • the acquisition unit 18a acquires information regarding the film thickness of the processing liquid on the entire upper surface of the wafer W from the camera 60.
  • the acquisition unit 18a for example, collectively acquires the film thickness at a plurality of measurement points set in advance over the entire upper surface of the wafer W at any time.
  • the determination unit 18b determines that the film thickness of the treatment liquid at all measurement points acquired by the acquisition unit 18a is equal to or greater than a given lower limit value (for example, 5 ( ⁇ m)) and a given upper limit value (for example, 260 ( ⁇ m)). ⁇ m)) or less.
  • a given lower limit value for example, 5 ( ⁇ m)
  • a given upper limit value for example, 260 ( ⁇ m)
  • the film thickness control section 18c controls the operations of the substrate processing section 30 and the liquid supply section 40 based on the determination result in the determination section 18b. For example, when the film thickness of the processing liquid at all measurement points is greater than or equal to the lower limit value and less than or equal to the upper limit value, the film thickness control unit 18c controls the operation of the substrate processing unit 30 and the liquid supply unit 40 according to a preset recipe. maintain in condition.
  • the film thickness control section 18c controls the operation of the substrate processing section 30 and the liquid supply section 40 to adjust the thickness of the processing liquid at the measurement point. Change the recipe state so that the film thickness is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit.
  • the film thickness control section 18c changes, for example, the operations of the substrate processing section 30 and the liquid supply section 40 based on the information stored in the film thickness information storage section 19a.
  • the film thickness control unit 18c lowers the rotation speed of the wafer W held in the holding unit 31 from the rotation speed according to the recipe.
  • the film thickness of the processing liquid at the measurement point is controlled to be equal to or greater than the lower limit.
  • the film thickness control unit 18c increases the supply amount of the processing liquid supplied from the liquid supply unit 40 from the supply amount according to the recipe.
  • the film thickness of the processing liquid at such measurement points may be controlled to be equal to or greater than the lower limit.
  • the film thickness control unit 18c reduces the rotation speed of the wafer W and increases the supply amount of the processing liquid at the measurement point.
  • the film thickness may be controlled to be equal to or greater than the lower limit.
  • the film thickness control unit 18c increases the rotation speed of the wafer W held in the holding unit 31 from the rotation speed specified in the recipe. Control is performed so that the film thickness of the processing liquid at each point is equal to or less than the upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c reduces the supply amount of the processing liquid supplied from the liquid supply unit 40 from the supply amount according to the recipe.
  • the film thickness of the treatment liquid at the measurement point may be controlled to be equal to or less than the upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c increases the rotation speed of the wafer W and reduces the supply amount of the processing liquid at the measurement point.
  • the film thickness may be controlled to be equal to or less than the upper limit value.
  • the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or greater than the lower limit value, it is possible to suppress local cracking of the processing liquid on the wafer W. Thereby, it is possible to prevent desired liquid processing from not being performed on a portion of the wafer W due to liquid cracking of the processing liquid.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the film thickness distribution of the processing liquid on the entire upper surface of the wafer W in the liquid processing according to the embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the etching amount on the entire upper surface of the wafer W in the liquid processing according to the embodiment
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the distribution of .
  • measurement point A shown in FIG. 4 is a location where the processing liquid is directly discharged from the nozzle 41a.
  • measurement point B is a region with a large film thickness (so-called water splash region) that is formed in an annular shape a little distance from the region where the processing liquid is discharged (that is, measurement point A).
  • the etching amount decreases rapidly when the film thickness of the treatment liquid exceeds a given upper limit (for example, 260 ( ⁇ m)). This is presumed to be because when the film thickness of the processing liquid is larger than the upper limit value, the replaceability of the processing liquid on the surface of the wafer W deteriorates.
  • a given upper limit for example, 260 ( ⁇ m)
  • the wafer W is controlled by controlling at least one of the rotational speed of the wafer W and the supply amount of the processing liquid so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or less than a given upper limit value. It is possible to prevent desired liquid processing from not being performed in a portion of the liquid. Therefore, according to the embodiment, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high accuracy.
  • the film thickness control unit 18c may control each part so that the film thickness at all measurement points on the wafer W is always equal to or less than a given upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c controls each part so that, from the point in time when the film thickness at a certain measurement point exceeds a given upper limit value, the film thickness at that measurement point becomes equal to or less than the given upper limit value. control.
  • the time during which the film thickness at a certain measurement point exceeds a given upper limit value can be shortened, so that the desired liquid treatment can be performed over the entire upper surface of the wafer W with higher accuracy.
  • the film thickness control unit 18c may control each part so that the average film thickness at all measurement points on the wafer W per unit time is equal to or less than a given upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c controls the film thickness at that measurement point from the next unit time to a given value. Each part is controlled so that the value is below the upper limit.
  • This unit time is, for example, the period during which the nozzle 41a makes one reciprocation between the upper center of the wafer W and the upper peripheral portion of the wafer W. This also allows the desired liquid treatment to be performed over the entire upper surface of the wafer W with high accuracy.
  • the film thickness control unit 18c controls the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the wafer W. Each part may be controlled so that the distance is greater than or equal to 5 ( ⁇ m) and less than or equal to 260 ( ⁇ m).
  • the Desired liquid treatment can be performed with high accuracy over the entire upper surface.
  • the film thickness control unit 18c controls the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the wafer W. Each part may be controlled so that the distance is greater than or equal to 200 ( ⁇ m) and less than or equal to 260 ( ⁇ m).
  • Desired liquid processing can be performed with high accuracy over the entire area.
  • the film thickness of the processing liquid at all measurement points is controlled to be equal to or less than a given upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c may control the moving speed of the nozzle 41a so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the wafer W is equal to or less than a given upper limit value.
  • the film thickness control unit 18c quickly moves the nozzle 41a toward the upper center of the wafer W. It is possible to reduce the film thickness of the processing liquid at the periphery.
  • the camera 60 may be placed above the wafer W. Thereby, the entire film thickness of the processing liquid on the entire upper surface of the wafer W can be measured with one camera 60, so that the manufacturing cost of the processing unit 16 can be reduced.
  • the camera 60 is not limited to being disposed above the wafer W, and the camera 60 may be disposed on the side of the wafer W, for example.
  • the film thickness measuring unit is not limited to a camera, and for example, by arranging a plurality of laser displacement meters above the wafer W, the film thickness measuring unit is not limited to a camera. The thickness may be measured all at once.
  • the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment includes a holding section 31, a liquid supply section 40, a film thickness measurement section (camera 60), and a control section 18.
  • the holding unit 31 holds and rotates the substrate (wafer W).
  • the liquid supply unit 40 supplies a processing liquid to the substrate (wafer W) held by the holding unit 31.
  • the film thickness measurement unit (camera 60) measures the film thickness of the processing liquid over the entire upper surface of the substrate (wafer W).
  • the control section 18 controls each section.
  • the control unit 18 also controls the rotation speed of the substrate (wafer W) and the supply amount of the processing liquid so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate (wafer W) is equal to or less than a given value. Control at least one of them. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.
  • the liquid supply unit 40 includes a nozzle 41a that discharges a processing liquid and a movement mechanism (swivel lifting mechanism 43a) that moves the nozzle 41a in the horizontal direction.
  • the control unit 18 controls the moving speed of the nozzle 41a so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate (wafer W) is equal to or less than a given value. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high accuracy.
  • the control unit 18 controls the substrate (wafer W) so that the film thickness at all measurement points on the substrate (wafer W) is always equal to or less than a given value. At least one of the rotational speed of the wafer (W) and the supply amount of the processing liquid is controlled. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with higher accuracy.
  • the control unit 18 controls the control unit 18 so that the average film thickness per unit time at all measurement points on the substrate (wafer W) is equal to or less than a given value. , controls at least one of the rotation speed of the substrate (wafer W) and the supply amount of the processing liquid. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.
  • control unit 18 controls the control unit 18 to control whether the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate is 5 ⁇ m or more when the supply temperature of the processing liquid is 20° C. or more and less than 60° C. At least one of the rotation speed of the substrate and the supply amount of the processing liquid is controlled so that the thickness becomes 260 ⁇ m. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high accuracy.
  • the control unit 18 controls the control unit 18 to control whether the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate is 200 ⁇ m or more and less than 80° C. At least one of the rotation speed of the substrate and the supply amount of the processing liquid is controlled so that the thickness becomes 260 ⁇ m. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.
  • the film thickness measuring section (camera 60) is arranged above the substrate (wafer W). Thereby, the manufacturing cost of the processing unit 16 can be reduced.
  • the substrate processing apparatus substrate processing system 1
  • at least one of an oxide film, a nitride film, and a silicon film is formed on the surface of the substrate (wafer W).
  • desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.
  • the processing liquid is at least one of HF, HF/HNO 3 , HF/HNO 3 /CH 3 COOH, SC1, and TMAH.
  • desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control processing procedure executed by the substrate processing system 1 according to the embodiment.
  • control section 18 holds the wafer W carried into the processing unit 16 in the holding section 31 (step S101). Then, the control unit 18 controls the substrate processing unit 30 and the like to rotate the wafer W at a given rotation speed (step S102).
  • control unit 18 controls the liquid supply unit 40 and the like to supply the processing liquid at a given supply amount onto the wafer W (step S103). Then, the control unit 18 controls the camera 60 and the like to measure the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the wafer W (step S104).
  • control unit 18 determines whether the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or greater than a given lower limit value (step S105). Then, when the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or greater than the given lower limit value (step S105, Yes), the control unit 18 controls the film thickness of the processing liquid at all measurement points to be equal to or greater than the given upper limit value. It is determined whether or not it is less than or equal to (step S106).
  • Step S106 determines whether or not a given processing time using the processing liquid has elapsed. If the predetermined processing time using the processing liquid has elapsed (Step S107, Yes), the control unit 18 stops supplying the processing liquid to the wafer W (Step S108).
  • control unit 18 performs a DIW rinsing process on the wafer W that has been subjected to the liquid treatment using the treatment liquid (step S109). Then, the control unit performs a drying process such as spin drying on the wafer W after the rinsing process (step S110).
  • control unit 18 carries out the wafer W for which the drying process has been completed from the processing unit 16 (step S111), and ends the series of control processes.
  • step S105 if the film thickness of the processing liquid at a certain measurement point is not greater than or equal to the given lower limit (step S105, No), the control unit 18 controls the substrate processing unit 30 and the liquid supply unit 40. (Step S112).
  • control unit 18 controls each unit so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or greater than a given lower limit value. Then, the process returns to step S104.
  • step S106 if the film thickness of the processing liquid at a certain measurement point is not equal to or less than the given upper limit value (step S106, No), the control unit 18 controls the substrate processing unit 30 and the liquid supply unit 40. At least one is controlled (step S112).
  • control unit 18 controls each unit so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points is equal to or less than a given upper limit value. Then, the process returns to step S104.
  • step S107 if the predetermined processing time using the treatment liquid has not elapsed (step S107, No), the process returns to step S104.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the control processing procedure executed by the substrate processing system 1 according to the embodiment.
  • control section 18 holds the wafer W carried into the processing unit 16 in the holding section 31 (step S201). Then, the control unit 18 controls the substrate processing unit 30 and the like to rotate the wafer W at a given rotation speed (step S202).
  • control unit 18 controls the liquid supply unit 40 and the like to supply the processing liquid at a given supply amount onto the wafer W (step S203). Then, the control unit 18 controls the camera 60 and the like to measure the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the wafer W (step S204).
  • control unit 18 determines whether the average film thickness of the processing liquid per unit time at all measurement points is greater than or equal to a given lower limit value (step S205). Then, if the average film thickness at all measurement points is equal to or greater than the given lower limit (step S205, Yes), the control unit 18 controls the processing liquid so that the average film thickness per unit time at all measurement points is It is determined whether or not the value is less than or equal to the upper limit value (step S206).
  • Step S206 determines whether a given processing time using the processing liquid has elapsed. If the predetermined processing time using the processing liquid has elapsed (Step S207, Yes), the control unit 18 stops supplying the processing liquid to the wafer W (Step S208).
  • control unit 18 performs a DIW rinsing process on the wafer W that has been subjected to the liquid treatment using the treatment liquid (step S209). Then, the control unit performs a drying process such as spin drying on the wafer W after the rinsing process (step S210).
  • control unit 18 carries out the wafer W for which the drying process has been completed from the processing unit 16 (step S211), and ends the series of control processes.
  • step S205 if the average film thickness at a certain measurement point is not greater than or equal to the given lower limit value (step S205, No), the control unit 18 controls at least one of the substrate processing unit 30 and the liquid supply unit 40. One is controlled (step S212).
  • control unit 18 controls each unit so that the average film thickness of the treatment liquid at all measurement points is equal to or greater than the given lower limit value in the next unit time. Then, the process returns to step S204.
  • step S206 if the average film thickness at a certain measurement point is not equal to or less than the given upper limit value (step S206, No), the control unit 18 controls at least one of the substrate processing unit 30 and the liquid supply unit 40. (step S212).
  • control unit 18 controls each unit so that the average film thickness of the treatment liquid at all measurement points is equal to or less than the given upper limit value in the next unit time. Then, the process returns to step S204.
  • step S207 if the given processing time using the treatment liquid has not elapsed (step S207, No), the process returns to step S204.
  • the substrate processing method includes a holding step (steps S101, S201), a supplying step (steps S103, S203), a measuring step (steps S104, S204), and a controlling step (steps S112, S212). ).
  • the holding process (steps S101 and S201) holds the substrate (wafer W).
  • the processing liquid is supplied to the substrate (wafer W) while rotating the substrate (wafer W).
  • the measuring step measures the film thickness of the processing liquid over the entire upper surface of the substrate (wafer W).
  • the controlling process includes controlling the rotation speed of the substrate (wafer W) and the processing liquid so that the film thickness of the processing liquid at all measurement points on the substrate (wafer W) is equal to or less than a given value. control at least one of the supply amounts. Thereby, desired liquid processing can be performed over the entire upper surface of the wafer W with high precision.

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Abstract

本開示の一態様による基板処理装置は、保持部（３１）と、液供給部（４０）と、膜厚測定部と、制御部（１８）と、を備える。保持部（３１）は、基板を保持して回転させる。液供給部（４０）は、保持部（３１）に保持された基板に処理液を供給する。膜厚測定部は、基板の上面全体の処理液の膜厚を測定する。制御部（１８）は、各部を制御する。また、制御部（１８）は、基板上のすべての測定点の処理液の膜厚が所与の値以下となるように、基板の回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。

Description

基板処理装置および基板処理方法
　開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
　従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板を一枚ずつ処理する枚葉処理において、基板の上面全体にわたって液処理を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１９－９１８１６号公報
　本開示は、基板の上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる技術を提供する。
　本開示の一態様による基板処理装置は、保持部と、液供給部と、膜厚測定部と、制御部と、を備える。保持部は、基板を保持して回転させる。液供給部は、前記保持部に保持された前記基板に処理液を供給する。膜厚測定部は、前記基板の上面全体の前記処理液の膜厚を測定する。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が所与の値以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。
　本開示によれば、基板の上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの具体的な構成の一例を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る液処理におけるウェハの上面全体における処理液の膜厚分布の一例を示す図である。 図５は、実施形態に係る液処理におけるウェハの上面全体におけるエッチング量の分布の一例を示す図である。 図６は、実施形態に係る基板処理システムが実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係る基板処理システムが実行する制御処理の手順の別の一例を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
　従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板を一枚ずつ処理する枚葉処理において、基板の上面全体にわたって液処理を行う技術が知られている。この従来技術では、ウェハ上で局所的に処理液の液割れが生じている場合に、かかる液割れを解消するように液処理を制御する。
　一方で、局所的な処理液の液割れを抑制するだけでは、ウェハの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことが困難な場合があった。
　そこで、上述の問題点を克服し、基板の上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
　最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。かかる基板処理システム１は、基板処理装置の一例である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
　図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
　搬入出ステーション２は、フープ載置部１１と、搬送部１２とを備える。フープ載置部１１には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のフープＨが載置される。
　搬送部１２は、フープ載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてフープＨと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
　処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
　搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
　処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
　また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
　なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
　上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、フープ載置部１１に載置されたフープＨからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
　処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってフープ載置部１１のフープＨへ戻される。
＜処理ユニットの構成＞
　次に、実施形態に係る処理ユニット１６の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、処理ユニット１６の具体的な構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、カメラ６０とを備える。
　チャンバ２０は、基板処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、カメラ６０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan　Filter　Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
　基板処理部３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備え、載置されたウェハＷに液処理を施す。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。
　かかる基板処理部３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。
　保持部３１は、たとえば、ウェハＷの下面を吸着することにより、かかるウェハＷを水平に保持する。なお、保持部３１は、吸着チャックに限られず、静電チャックや、ウェハＷの周縁部を把持するチャックなどであってもよい。なお、ウェハＷは、基板処理が行われる表面（以下、上面とも呼称する。）を上方に向けた状態で保持部３１に保持される。
　液供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。液供給部４０は、ノズル４１ａと、ノズル４１ａを水平に支持するアーム４２ａと、アーム４２ａを旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ａとを備える。旋回昇降機構４３ａは、移動機構の一例である。
　また、液供給部４０は、ノズル４１ｂと、ノズル４１ｂを水平に支持するアーム４２ｂと、アーム４２ｂを旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ｂとを備える。
　ノズル４１ａは、バルブ４４ａおよび流量調整器４５ａを介して処理液供給源４６ａに接続される。処理液供給源４６ａは、処理液を貯留するタンクである。この処理液は、たとえば、ＨＦ（フッ酸）、ＨＦ／ＨＮＯ３（フッ硝酸）、ＨＦ／ＨＮＯ３／ＣＨ３ＣＯＯＨ（フッ酸－硝酸－酢酸混合酸）、ＳＣ１（アンモニア－過酸化水素水混合液）及びＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の少なくとも１種である。
　また、ウェハＷの表面には、たとえば、上述の処理液によってエッチング可能な薄膜（たとえば、酸化膜、窒化膜およびシリコン膜の少なくとも１種）が形成される。これにより、実施形態では、処理液による所望の液処理（たとえば、エッチング処理）を行うことができる。
　ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂおよび流量調整器４５ｂを介してＤＩＷ供給源４６ｂに接続される。ＤＩＷ供給源４６ｂは、たとえば、ＤＩＷ（DeIonized　Water：脱イオン水）を貯留するタンクである。かかるＤＩＷは、たとえばウェハＷのリンス処理に用いられる。
　なお、図２の例では、液供給部４０が処理液およびリンス液（ＤＩＷ）をウェハＷに供給する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、その他の薬液（たとえば、洗浄液など）をウェハＷに供給するように構成されてもよい。
　回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。
　カメラ６０は、膜厚測定部の一例であり、たとえばウェハＷの上方に配置される。実施形態では、ノズル４１ａからウェハＷに供給される処理液によってウェハＷの上面に形成される処理液の液膜を、カメラ６０によって撮像することで、ウェハＷの上面全体における処理液の膜厚を測定することができる。
　たとえば、本開示では、カメラ６０が、ウェハＷの上面全体における処理液の液膜を撮像することで、ウェハＷの上面全体にあらかじめ設定される複数の測定点の膜厚をまとめて測定することができる。
＜液処理の詳細＞
　次に、実施形態に係る液処理の詳細について、図３～図５を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る制御装置４の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置４は、制御部１８と、記憶部１９とを備える。
　また、制御装置４には、上述した基板処理部３０と、液供給部４０と、カメラ６０とが接続される。なお、制御装置４は、図３に示す機能部以外にも、既知のコンピュータが有する各種の機能部、たとえば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。
　記憶部１９は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置によって実現される。記憶部１９は、膜厚情報記憶部１９ａを有する。また、記憶部１９は、制御部１８での処理に用いる情報を記憶する。
　膜厚情報記憶部１９ａは、ウェハＷ上に形成される処理液の膜厚に関する各種情報を記憶する。膜厚情報記憶部１９ａには、たとえば、ウェハＷの上面全体における処理液の膜厚の挙動と、ウェハＷの回転数、処理液の供給量、ノズル４１ａの位置および移動速度に関する情報とが関連づけられて記憶される。
　制御部１８は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）などによって、記憶部１９に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。
　また、制御部１８は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）などの集積回路により実現されるようにしてもよい。
　制御部１８は、取得部１８ａと、判定部１８ｂと、膜厚制御部１８ｃとを有し、以下に説明する制御処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部１８の内部構成は、図３に示した構成に限られず、後述する制御処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
　取得部１８ａは、ウェハＷの上面全体における処理液の膜厚に関する情報をカメラ６０から取得する。取得部１８ａは、たとえば、ウェハＷの上面全体にあらかじめ設定される複数の測定点の膜厚をまとめて随時取得する。
　判定部１８ｂは、取得部１８ａによって取得されたすべての測定点における処理液の膜厚が、所与の下限値（たとえば、５（μｍ））以上、かつ所与の上限値（たとえば、２６０（μｍ））以下であるか否かを判定する。
　膜厚制御部１８ｃは、判定部１８ｂにおける判定結果に基づいて、基板処理部３０および液供給部４０の動作を制御する。たとえば、膜厚制御部１８ｃは、すべての測定点における処理液の膜厚が下限値以上かつ上限値以下である場合、基板処理部３０および液供給部４０の動作をあらかじめ設定されているレシピの状態で維持する。
　一方で、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が下限値未満または上限値を超える場合、基板処理部３０および液供給部４０の動作を、かかる測定点における処理液の膜厚が下限値以上かつ上限値以下となるように、レシピの状態から変更する。
　この場合、膜厚制御部１８ｃは、たとえば、基板処理部３０および液供給部４０の動作を、膜厚情報記憶部１９ａに記憶される情報に基づいて変更する。
　たとえば、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が下限値未満である場合、保持部３１に保持されるウェハＷの回転数をレシピ通りの回転数から下げることで、かかる測定点における処理液の膜厚が下限値以上になるように制御する。
　また、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が下限値未満である場合、液供給部４０から供給される処理液の供給量をレシピ通りの供給量から増やすことで、かかる測定点における処理液の膜厚が下限値以上になるように制御してもよい。
　また、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が下限値未満である場合、ウェハＷの回転数を下げるとともに処理液の供給量を増やすことで、かかる測定点における処理液の膜厚が下限値以上になるように制御してもよい。
　たとえば、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が上限値を超える場合、保持部３１に保持されるウェハＷの回転数をレシピ通りの回転数から上げることで、かかる測定点における処理液の膜厚が上限値以下となるように制御する。
　また、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が上限値を超える場合、液供給部４０から供給される処理液の供給量をレシピ通りの供給量から減らすことで、かかる測定点における処理液の膜厚が上限値以下となるように制御してもよい。
　また、膜厚制御部１８ｃは、ある測定点における処理液の膜厚が上限値を超える場合、ウェハＷの回転数を上げるとともに処理液の供給量を減らすことで、かかる測定点における処理液の膜厚が上限値以下となるように制御してもよい。
　このように、実施形態では、すべての測定点における処理液の膜厚が下限値以上かつ上限値以下となるように制御することで、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。この理由について以下に説明する。
　実施形態では、すべての測定点における処理液の膜厚が下限値以上になるように制御することで、ウェハＷ上で局所的に処理液の液割れが生じることを抑制することができる。これにより、処理液の液割れに起因して、ウェハＷの一部分で所望の液処理が行われないことを抑制することができる。
　さらに、実施形態では、本願発明者らが鋭意研究を重ねた結果、すべての測定点における処理液の膜厚を下限値以上にするだけでは、所望の液処理を精度よく行うことができないことが明らかとなった。
　図４は、実施形態に係る液処理におけるウェハＷの上面全体における処理液の膜厚分布の一例を示す図であり、図５は、実施形態に係る液処理におけるウェハＷの上面全体におけるエッチング量の分布の一例を示す図である。
　実施形態に係る液処理では、図４に示すように、ウェハＷにおいて局所的に処理液の膜厚が大きい箇所が存在する。たとえば、図４に示す測定点Ａは、ノズル４１ａから直接処理液が吐出される部位である。また、測定点Ｂは、処理液が吐出される部位（すなわち、測定点Ａ）から少し離れた箇所に環状に形成される膜厚が大きい部位（いわゆる、跳ね水領域）である。
　そして、実施形態に係る液処理では、図５に示すように、処理液の膜厚が大きい部位（たとえば、測定点Ａ、Ｂ）において、処理液によるエッチング量が低下することがわかった。
　さらに、実施形態では、処理液の膜厚が所与の上限値（たとえば、２６０（μｍ））を超える場合に、エッチング量が急激に低下することがわかった。これは、処理液の膜厚が上限値よりも大きい場合、ウェハＷ表面での処理液の置換性が悪くなることが原因と推測される。
　すなわち、実施形態では、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下となるように、ウェハＷの回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御することで、ウェハＷの一部分で所望の液処理が行われないことを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態では、膜厚制御部１８ｃが、ウェハＷ上におけるすべての測定点の膜厚が常に所与の上限値以下となるように、各部を制御してもよい。この場合、膜厚制御部１８ｃは、たとえば、ある測定点の膜厚が所与の上限値を超えたその時点から、かかる測定点の膜厚が所与の上限値以下となるように、各部を制御する。
　これにより、ある測定点の膜厚が所与の上限値を超えている時間を短くできることから、ウェハＷの上面全体にわたってさらに精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態では、膜厚制御部１８ｃが、ウェハＷ上のすべての測定点の単位時間における平均膜厚が所与の上限値以下となるように、各部を制御してもよい。
　この場合、膜厚制御部１８ｃは、たとえば、ある測定点の単位時間における平均膜厚が所与の上限値を超えた場合に、次の単位時間から、かかる測定点の膜厚が所与の上限値以下となるように、各部を制御する。
　この単位時間とは、たとえば、ノズル４１ａがウェハＷの中央部上方と周縁部上方との間で１往復する間の期間である。これによっても、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態では、処理液の供給温度が２０（℃）以上かつ６０（℃）未満である場合に、膜厚制御部１８ｃが、ウェハＷ上のすべての測定点の処理液の膜厚が５（μｍ）以上かつ２６０（μｍ）以下となるように、各部を制御してもよい。
　このように、処理液の液温がそれほど高くない場合には、ウェハＷの外周部における気化熱によるエッチングへの影響は小さいため、処理液の膜厚の範囲を幅広くしたとしても、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態では、処理液の供給温度が６０（℃）以上かつ８０（℃）未満である場合に、膜厚制御部１８ｃが、ウェハＷ上のすべての測定点の処理液の膜厚が２００（μｍ）以上かつ２６０（μｍ）以下となるように、各部を制御してもよい。
　このように、処理液の液温が高い場合には、ウェハＷの外周部における気化熱によるエッチングへの影響が大きいため、処理液の膜厚の範囲をより狭くすることで、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　なお、ここまでの説明では、ウェハＷの回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御することで、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下となるように制御する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
　たとえば、膜厚制御部１８ｃは、ノズル４１ａの移動速度を制御することで、ウェハＷ上のすべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下となるようにしてもよい。
　たとえば、ウェハＷの周縁部における処理液の膜厚が所与の上限値を超える場合、膜厚制御部１８ｃは、ノズル４１ａをすばやくウェハＷの中央部上方に向けて移動させることで、ウェハＷの周縁部における処理液の膜厚を小さくすることができる。
　このように、ノズル４１ａの移動速度を制御することによっても、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下となるように制御することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態では、カメラ６０がウェハＷの上方に配置されてもよい。これにより、１台のカメラ６０によってウェハＷの上面全体における処理液の膜厚をすべて測定できるため、処理ユニット１６の製造コストを低減することができる。
　なお、本開示では、カメラ６０がウェハＷの上方に配置される場合に限られず、たとえば、カメラ６０がウェハＷの側方に配置されてもよい。また、本開示において、膜厚測定部はカメラに限られず、たとえば、複数のレーザ変位計をウェハＷの上方に配置することで、ウェハＷの上面全体にあらかじめ設定される複数の測定点の膜厚をまとめて測定してもよい。
　実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、保持部３１と、液供給部４０と、膜厚測定部（カメラ６０）と、制御部１８と、を備える。保持部３１は、基板（ウェハＷ）を保持して回転させる。液供給部４０は、保持部３１に保持された基板（ウェハＷ）に処理液を供給する。膜厚測定部（カメラ６０）は、基板（ウェハＷ）の上面全体の処理液の膜厚を測定する。制御部１８は、各部を制御する。また、制御部１８は、基板（ウェハＷ）上のすべての測定点の処理液の膜厚が所与の値以下となるように、基板（ウェハＷ）の回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、液供給部４０は、処理液を吐出するノズル４１ａと、ノズル４１ａを水平方向に移動させる移動機構（旋回昇降機構４３ａ）とを有する。また、制御部１８は、基板（ウェハＷ）上のすべての測定点の処理液の膜厚が所与の値以下となるように、ノズル４１ａの移動速度を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部１８は、基板（ウェハＷ）上のすべての測定点の膜厚が常に所与の値以下となるように、基板（ウェハＷ）の回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたってさらに精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部１８は、基板（ウェハＷ）上のすべての測定点の単位時間における平均膜厚が所与の値以下となるように、基板（ウェハＷ）の回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置において、制御部１８は、処理液の供給温度が２０℃以上かつ６０℃未満である場合に、基板上の全ての測定点の処理液の膜厚が５μｍ～２６０μｍとなるように、基板の回転数及び処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置において、制御部１８は、処理液の供給温度が６０℃以上かつ８０℃未満である場合に、基板上の全ての測定点の処理液の膜厚が２００μｍ～２６０μｍとなるように基板の回転数及び処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、膜厚測定部（カメラ６０）は、基板（ウェハＷ）の上方に配置される。これにより、処理ユニット１６の製造コストを低減することができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、基板（ウェハＷ）の表面には、酸化膜、窒化膜およびシリコン膜の少なくとも１種が形成される。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、処理液は、ＨＦ、ＨＦ／ＨＮＯ３、ＨＦ／ＨＮＯ３／ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＳＣ１およびＴＭＡＨの少なくとも１種である。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
＜制御処理の手順＞
　つづいて、実施形態および変形例に係る制御処理の手順について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
　実施形態に係る制御処理では、まず、制御部１８が、処理ユニット１６に搬入されたウェハＷを保持部３１で保持する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１８は、基板処理部３０などを制御して、ウェハＷを所与の回転数で回転させる（ステップＳ１０２）。
　次に、制御部１８は、液供給部４０などを制御して、ウェハＷ上に所与の供給量で処理液を供給する（ステップＳ１０３）。そして、制御部１８は、カメラ６０などを制御して、ウェハＷのすべての測定点における処理液の膜厚を測定する（ステップＳ１０４）。
　次に、制御部１８は、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の下限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の下限値以上である場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、制御部１８は、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
　そして、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下である場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、制御部１８は、処理液による所与の処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、処理液による所与の処理時間が経過している場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、制御部１８は、ウェハＷに対する処理液の供給を停止する（ステップＳ１０８）。
　次に、制御部１８は、処理液による液処理が終了したウェハＷに対して、ＤＩＷによるリンス処理を実施する（ステップＳ１０９）。そして、制御部は、リンス処理が終了したウェハＷに対して、スピン乾燥などによる乾燥処理を実施する（ステップＳ１１０）。
　最後に、制御部１８は、乾燥処理が終了したウェハＷを処理ユニット１６から搬出し（ステップＳ１１１）、一連の制御処理を終了する。
　一方で、上述のステップＳ１０５の処理において、ある測定点における処理液の膜厚が所与の下限値以上でない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、制御部１８は、基板処理部３０および液供給部４０の少なくとも一方を制御する（ステップＳ１１２）。
　この場合、制御部１８は、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の下限値以上となるように、各部を制御する。そして、ステップＳ１０４の処理に戻る。
　また、上述のステップＳ１０６の処理において、ある測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下でない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、制御部１８は、基板処理部３０および液供給部４０の少なくとも一方を制御する（ステップＳ１１２）。
　この場合、制御部１８は、すべての測定点における処理液の膜厚が所与の上限値以下となるように、各部を制御する。そして、ステップＳ１０４の処理に戻る。
　また、上述のステップＳ１０７の処理において、処理液による所与の処理時間が経過していない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に戻る。
　図７は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の別の一例を示すフローチャートである。
　別の一例に係る制御処理では、まず、制御部１８が、処理ユニット１６に搬入されたウェハＷを保持部３１で保持する（ステップＳ２０１）。そして、制御部１８は、基板処理部３０などを制御して、ウェハＷを所与の回転数で回転させる（ステップＳ２０２）。
　次に、制御部１８は、液供給部４０などを制御して、ウェハＷ上に所与の供給量で処理液を供給する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１８は、カメラ６０などを制御して、ウェハＷのすべての測定点における処理液の膜厚を測定する（ステップＳ２０４）。
　次に、制御部１８は、すべての測定点における単位時間当たりの処理液の平均膜厚が所与の下限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。そして、すべての測定点における平均膜厚が所与の下限値以上である場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、制御部１８は、すべての測定点における単位時間当たりの処理液の平均膜厚が所与の上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
　そして、すべての測定点における平均膜厚が所与の上限値以下である場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、制御部１８は、処理液による所与の処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。そして、処理液による所与の処理時間が経過している場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、制御部１８は、ウェハＷに対する処理液の供給を停止する（ステップＳ２０８）。
　次に、制御部１８は、処理液による液処理が終了したウェハＷに対して、ＤＩＷによるリンス処理を実施する（ステップＳ２０９）。そして、制御部は、リンス処理が終了したウェハＷに対して、スピン乾燥などによる乾燥処理を実施する（ステップＳ２１０）。
　最後に、制御部１８は、乾燥処理が終了したウェハＷを処理ユニット１６から搬出し（ステップＳ２１１）、一連の制御処理を終了する。
　一方で、上述のステップＳ２０５の処理において、ある測定点における平均膜厚が所与の下限値以上でない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、制御部１８は、基板処理部３０および液供給部４０の少なくとも一方を制御する（ステップＳ２１２）。
　この場合、制御部１８は、次の単位時間において、すべての測定点における処理液の平均膜厚が所与の下限値以上となるように、各部を制御する。そして、ステップＳ２０４の処理に戻る。
　また、上述のステップＳ２０６の処理において、ある測定点における平均膜厚が所与の上限値以下でない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、制御部１８は、基板処理部３０および液供給部４０の少なくとも一方を制御する（ステップＳ２１２）。
　この場合、制御部１８は、次の単位時間において、すべての測定点における処理液の平均膜厚が所与の上限値以下となるように、各部を制御する。そして、ステップＳ２０４の処理に戻る。
　また、上述のステップＳ２０７の処理において、処理液による所与の処理時間が経過していない場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、ステップＳ２０４の処理に戻る。
　実施形態に係る基板処理方法は、保持する工程（ステップＳ１０１、Ｓ２０１）と、供給する工程（ステップＳ１０３、Ｓ２０３）と、測定する工程（ステップＳ１０４、Ｓ２０４）と、制御する工程（ステップＳ１１２、Ｓ２１２）とを含む。保持する工程（ステップＳ１０１、Ｓ２０１）は、基板（ウェハＷ）を保持する。供給する工程（ステップＳ１０３、Ｓ２０３）は、基板（ウェハＷ）を回転させながら基板（ウェハＷ）に処理液を供給する。測定する工程（ステップＳ１０４、Ｓ２０４）は、基板（ウェハＷ）上面全体の処理液の膜厚を測定する。制御する工程（ステップＳ１１２、Ｓ２１２）は、基板（ウェハＷ）上のすべての測定点の処理液の膜厚が所与の値以下となるように、基板（ウェハＷ）の回転数および処理液の供給量の少なくとも一方を制御する。これにより、ウェハＷの上面全体にわたって精度よく所望の液処理を行うことができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　Ｗ　　　ウェハ（基板の一例）
　１　　　基板処理システム（基板処理装置の一例）
　４　　　制御装置
　１６　　処理ユニット
　１８　　制御部
　１８ａ　取得部
　１８ｂ　判定部
　１８ｃ　膜厚制御部
　１９　　記憶部
　１９ａ　膜厚情報記憶部
　３１　　保持部
　４０　　液供給部
　４１ａ　ノズル
　４３ａ　旋回昇降機構（移動機構の一例）
　６０　　カメラ（膜厚測定部の一例）

Claims (10)

  1. 　基板を保持して回転させる保持部と、
    　前記保持部に保持された前記基板に処理液を供給する液供給部と、
    　前記基板の上面全体の前記処理液の膜厚を測定する膜厚測定部と、
    　各部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が所与の値以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する
    　基板処理装置。
  2. 　前記液供給部は、前記処理液を吐出するノズルと、前記ノズルを水平方向に移動させる移動機構とを有し、
    　前記制御部は、前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が前記所与の値以下となるように、前記ノズルの移動速度を制御する
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記制御部は、前記基板上のすべての測定点の膜厚が常に前記所与の値以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 　前記制御部は、前記基板上のすべての測定点の単位時間における平均膜厚が前記所与の値以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 　前記制御部は、前記処理液の供給温度が２０（℃）以上かつ６０（℃）未満である場合に、前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が５（μｍ）以上かつ２６０（μｍ）以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  6. 　前記制御部は、前記処理液の供給温度が６０（℃）以上かつ８０（℃）未満である場合に、前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が２００（μｍ）以上かつ２６０（μｍ）以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  7. 　前記膜厚測定部は、前記基板の上方に配置される
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  8. 　前記基板の表面には、酸化膜、窒化膜およびシリコン膜の少なくとも１種が形成される
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  9. 　前記処理液は、ＨＦ、ＨＦ／ＨＮＯ３、ＨＦ／ＨＮＯ３／ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＳＣ１およびＴＭＡＨの少なくとも１種である
    　請求項１または２に記載の基板処理装置。
  10. 　基板を保持する工程と、
    　前記基板を回転させながら前記基板に処理液を供給する工程と、
    　前記基板の上面全体の前記処理液の膜厚を測定する工程と、
    　前記基板上のすべての測定点の前記処理液の膜厚が所与の値以下となるように、前記基板の回転数および前記処理液の供給量の少なくとも一方を制御する工程と、
    　を含む基板処理方法。
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