WO2025239240A1 - 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

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WO2025239240A1
WO2025239240A1 PCT/JP2025/016587 JP2025016587W WO2025239240A1 WO 2025239240 A1 WO2025239240 A1 WO 2025239240A1 JP 2025016587 W JP2025016587 W JP 2025016587W WO 2025239240 A1 WO2025239240 A1 WO 2025239240A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
top plate
processing liquid
flow rate
heating top
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/016587
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English (en)
French (fr)
Inventor
大智 ▲高▼橋
一博 相浦
周平 ▲高▼橋
和義 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of WO2025239240A1 publication Critical patent/WO2025239240A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • a substrate processing apparatus that supplies a processing liquid to the underside (the downward-facing surface) of a substrate held in a horizontal position by a spin chuck and rotating about a vertical axis, and performs a predetermined liquid processing on the underside (see, for example, Patent Document 1).
  • a chemical liquid and a rinse liquid are sequentially supplied as processing liquids to the substrate via a common processing liquid supply pipe and processing liquid discharge nozzle.
  • a drain pipe is connected to the processing liquid supply pipe, and each time the discharge of the chemical liquid and the discharge of the rinse liquid are completed, any liquid remaining in the processing liquid supply pipe is discharged via the drain pipe.
  • This disclosure provides technology that suppresses the temperature drop on the substrate immediately after the start of ejection of heated processing liquid.
  • a substrate holding unit for holding a substrate, a nozzle for ejecting a processing liquid onto the substrate held by the substrate holding unit from below the substrate, a supply line for directing the processing liquid ejected from the nozzle toward the nozzle, a first switching mechanism configured to switch between a first supply state in which a first processing liquid flows into the supply line from a supply source of a first processing liquid, and a second supply state in which a second processing liquid, the second processing liquid having a lower temperature than the first processing liquid, flows into the supply line from a supply source of a second processing liquid, a drain line branching off from the supply line at a branch point set on the supply line, and a drain line for discharging the liquid flowing through the supply line from the drain line without heading toward the nozzle.
  • control unit sets the first switching mechanism to the first supply state and the second switching mechanism to the drainage state to discharge the first processing liquid that has flowed into the supply line through the drainage line, then sets the second switching mechanism to the discharge state to discharge the first processing liquid from the nozzle onto the substrate, and then sets the first switching mechanism to the second supply state to supply the second processing liquid from the nozzle onto the substrate.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing system according to an embodiment of the substrate processing apparatus.
  • 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing an example of the configuration of a processing unit included in the substrate processing system of FIG. 1.
  • 3 is a piping diagram showing an example of a configuration of a processing liquid supply mechanism that supplies a processing liquid to the processing unit in FIG. 2.
  • 3 is an operational diagram showing an example of the operation of the processing liquid supply mechanism when processing a substrate in the processing unit of FIG. 2.
  • 3 is a time chart showing an example of the state transition of each device when a substrate is processed in the processing unit of FIG. 2 .
  • 3 is a graph showing an example of a change in temperature of a substrate when the substrate is processed in the processing unit of FIG. 2 .
  • FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of the substrate processing system 1 according to the first embodiment.
  • X-axis mutually orthogonal X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertically upward direction.
  • the substrate processing system 1 (an example of a substrate processing apparatus) includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3.
  • the loading/unloading station 2 comprises a carrier placement section 11 and a transport section 12.
  • Multiple carriers C e.g., FOUPs
  • Each carrier C contains multiple substrates (in this embodiment, semiconductor wafers W (hereinafter, for simplicity, simply referred to as "wafers W")) in a horizontal position, spaced equally apart in the vertical direction.
  • the transfer section 12 is provided with a substrate transfer device 13 and a transfer section 14.
  • the substrate transfer device 13 is a multi-axis transfer robot or an articulated transfer robot.
  • the substrate transfer device 13 holds the wafer with a fork-shaped wafer holder that serves as an end effector, and transfers the wafer W between the carrier C and the transfer section 14.
  • the processing station 3 includes a transport section 15 and multiple processing units 16.
  • a substrate transfer device 17 is provided inside the transfer section 15.
  • the substrate transfer device 13 is composed of a multi-axis transfer robot or an articulated transfer robot.
  • the substrate transfer device 13 holds the wafer with a fork-shaped wafer holder as an end effector, and transfers the wafer W between the carrier C and the delivery section 14.
  • the processing unit 16 performs liquid processing by supplying a processing liquid to the wafer W carried in by the substrate transfer device 17.
  • the processing liquid include a chemical liquid for wet etching processing or chemical cleaning processing (SC1 (a mixture of ammonia, hydrogen peroxide, and water) in the example described in detail below), a rinse liquid such as DIW (deionized water, i.e., pure water), and an organic solvent.
  • SC1 chemical liquid for wet etching processing or chemical cleaning processing
  • DIW deionized water, i.e., pure water
  • organic solvent organic solvent
  • the substrate processing system 1 is equipped with a control device 4.
  • the control device 4 is, for example, a computer, and includes a control and calculation unit 18 and a memory unit 19.
  • the memory unit 19 stores programs that control the various processes executed in the substrate processing system 1, and processing recipes that define the processing sequences.
  • the control and calculation unit 18 controls the operation of the substrate processing system 1 by executing the programs while referencing the processing recipes.
  • the control and calculation unit 18 may be a CPU (Central Processing Unit), or may be one or more circuits.
  • the above programs and recipes may be recorded on a computer-readable storage medium and installed from that storage medium into the memory unit 19 of the control device 4.
  • Examples of computer-readable storage media include a hard disk (HD), flexible disk (FD), compact disk (CD), magnetic optical disk (MO), memory card, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), SSD (Solid State Drive), etc., or a combination of these.
  • the processing unit 16 includes a chamber 30.
  • An FFU (Fan Filter Unit) 38 is provided on the ceiling of the chamber 30.
  • the FFU 38 creates a downflow of clean gas (e.g., clean air) within the chamber 30.
  • the chamber 30 is provided with a substrate holding mechanism 31, a substrate lifting mechanism 32, a substrate heating mechanism 34, and a collection cup 36.
  • the substrate holding mechanism 31 has a disk-shaped base plate 41, a shaft 42 extending downward from the center of the underside of the base plate 41, and a rotation drive unit 43 that rotates the shaft 42.
  • the rotation drive unit 43 can be composed of a motor and a reduction mechanism.
  • a plurality of holding pins (holding members) 41a that hold the wafer W are provided on the periphery of the base plate 41.
  • a gap S1 (also referred to as the "space below the wafer S1") is formed between the underside of the wafer W held by the holding pins 41a and the upper surface of the base plate 41.
  • the gas (air) in the space S1 below the wafer is expelled therefrom by centrifugal force, further increasing the negative pressure in the space S1 below the wafer, and the wafer W is pressed more firmly against the holding pins 41a.
  • a step may be provided at the head of the holding pins 41a to more reliably restrain the wafer W in the radial direction.
  • the substrate holding mechanism 31 may be configured as a so-called mechanical chuck that grips the outer edge of the wafer W using movable gripping claws provided on the base plate 41.
  • the substrate lifting mechanism 32 includes a lift plate 51, a shaft 50 extending downward from the center of the underside of the lift plate 51, and a lift drive unit 52.
  • the shaft 50 and lift plate 51 are raised and lowered by the lift drive unit 52 between a lowered position (the position shown in FIG. 2) and an elevated position.
  • the shaft 50 is housed in a cylindrical space 44 inside the shaft 42 of the substrate holding mechanism 31.
  • the lift plate 51 is housed in a circular recess 41b formed in the center of the upper surface of the base plate 41.
  • Multiple lift pins 51a for example, three, are provided on the upper surface of the lift plate 51.
  • the upper ends of the lift pins 51a can support the wafer W from below.
  • the lift pins 51a of the lift plate 51 are located above the upper surface of the ceiling 92 of the collection cup 36, allowing the wafer W to be transferred to and from the substrate holder of the substrate transfer device 17 that has entered the chamber 30.
  • a vertically extending passage is formed inside the shaft portion 50 and the lift plate 51. This passage may form the downstream end portion (processing liquid supply pipe 114) of the supply line 104 of the processing liquid supply mechanism 100, which will be described in detail later.
  • the processing liquid can be ejected from a nozzle 116, which forms the downstream end of the supply line 104, onto the underside of the wafer W held by the substrate holding mechanism 31.
  • a vertically extending cavity may be formed inside the shaft portion 50 and the lift plate 51, and a vertically extending pipe may be inserted into this cavity. This pipe may form the downstream end portion (processing liquid supply pipe 114) of the supply line 104, which will be described in detail later. The upper end of this pipe becomes a nozzle that ejects the processing liquid onto the underside of the wafer W.
  • the lifting drive unit 52 can be configured with an appropriate linear actuator.
  • the linear actuator may be a combination of a motor and a ball screw, or may be an air cylinder.
  • the shaft 50 and lift plate 51 of the substrate lifting mechanism 32 are installed so that they can remain non-rotating even when the shaft 42 and base plate 41 of the substrate holding mechanism 31 rotate.
  • a cylindrical space 44 is provided between the outer peripheral surfaces of the shaft 50 and lift plate 51 and the inner peripheral surfaces of the recess 41b and shaft 42, so that the two do not come into contact. It is also possible to configure the shaft 42 and shaft 50 so that they cannot rotate relative to each other but can move up and down relative to each other.
  • the recovery cup 36 is arranged to surround the substrate holding mechanism 31 and recovers processing liquid splashed from the wafer W held by the substrate holding mechanism 31.
  • the recovery cup 36 includes a first peripheral wall portion 90, a second peripheral wall portion 91, a ceiling portion 92, and a bottom portion 93.
  • the second peripheral wall portion 91 is arranged to prevent processing liquid splashed from the wafer W from flowing inward beyond the second peripheral wall portion 91.
  • the ceiling portion 92 protrudes radially inward from the upper end of the first peripheral wall portion 90.
  • a circular opening 92a is formed in the center of the ceiling portion 92.
  • the diameter of the opening 92a is slightly larger than the diameter of the wafer W and the heating top plate 70 (described in detail below).
  • a processing liquid discharge pipe 102 and an exhaust pipe 101 are connected to the bottom 93.
  • the second peripheral wall 91 described above separates the internal space of the collection cup 36 to prevent processing liquid scattered from the wafer W from flowing into the exhaust pipe 101.
  • the processing liquid discharge pipe 102 discharges the processing liquid used to process the wafer W to the outside of the collection cup 36.
  • the exhaust pipe 101 is connected to an exhaust duct (not shown) in the semiconductor device manufacturing factory where the substrate processing system 1 is installed. Because there is a negative pressure inside the exhaust duct, the atmosphere inside the collection cup 36 is sucked (exhausted) through the exhaust pipe 101. To increase the suction force, an aspirator such as an ejector may be installed in the exhaust pipe 101. To adjust the exhaust flow rate, a damper 39 is provided in the exhaust pipe 101. The damper may be, for example, a butterfly valve. Multiple exhaust pipes 101 may be provided at intervals around the circumferential direction of the bottom 93 of the collection cup 36. Such multiple exhaust pipes can be joined and then connected to the exhaust duct.
  • the substrate heating mechanism 34 includes a heating top plate (top heater) 70, an arm 71, and a top plate lifting mechanism 72 that raises and lowers the heating top plate 70 between a processing position and an elevated position (standby position) via the arm 71.
  • the top plate lifting mechanism 72 can be configured with an appropriate linear actuator, such as an air cylinder or ball screw.
  • An opening 70a is formed in the center of the heating top plate 70. This gives the heating top plate 70 an overall ring shape.
  • the diameter of the outer periphery of the heating top plate 70 is approximately the same as the diameter of the wafer W. Specifically, the diameter of the outer periphery of the heating top plate 70 is, for example, approximately ⁇ 10 mm of the diameter of the wafer W.
  • a punching plate may be provided within the opening 70a to rectify the gas passing through the opening 70a.
  • the function of rotating the arm 71 to retract the heating top plate 70 from above the wafer W may be incorporated into the component designated by reference numeral 72.
  • the heating top plate 70 When the heating top plate 70 is located in the processing position, it is located directly above (above) the wafer W in a plan view, is close to the upward-facing surface (top surface) of the wafer W, and the opening 70a is located directly above the center of the wafer W. At this time, the vertical distance between the bottom surface of the heating top plate 70 and the top surface of the wafer W is, for example, approximately 2 mm.
  • Figure 2 shows the heating top plate 70 in the processing position.
  • the vertical distance between the heating top plate 70 and the wafer W may be fine-tuned by a top plate lifting mechanism 72.
  • the top plate lifting mechanism 72 is preferably configured with a linear actuator capable of precise positioning, such as a ball screw.
  • the raised position of the heating top plate 70 is the position directly above the processing position, and is a position higher than the lift pins 51a of the lift plate 51 when it is in the raised position.
  • the wafer W can be transferred between the arm of the substrate transfer device 17 (see Figure 1) that has entered the chamber 30 and the lift plate 51 of the substrate lifting mechanism 32.
  • the heating top plate 70 is equipped with a heater 73.
  • the heater 73 may be provided inside the heating top plate 70.
  • the heater 73 is, for example, a resistance heater.
  • the heating top plate 70 is provided with inlet ports 85A and 85B and multiple outlet ports 86A and 86B corresponding to the gas passages 84A and 84B, respectively.
  • the radius of the opening 70a in the center of the heating top plate 70 is, for example, 30 mm.
  • the multiple discharge ports 86A are provided at positions relatively close to the rotation axis of the wafer W, for example, at equal intervals along a circle with a radius of 40 mm centered on the rotation axis of the wafer W.
  • the multiple discharge ports 86B are provided at positions relatively far from the rotation axis of the wafer W, for example, at equal intervals along a circle with a radius of 80 mm centered on the rotation axis of the wafer W.
  • the above numerical values are merely examples and are not limited to these.
  • the substrate heating mechanism 34 has an N2 gas supply mechanism that supplies N2 gas (nitrogen gas) to gas passages 84A and 84B inside the heating top plate 70.
  • the N2 gas supply mechanism supplies N2 gas (nitrogen gas) from an N2 gas supply source 80 to inlet ports 85A and 85B via gas supply lines 81A and 81B, respectively.
  • the N2 gas supplied to inlet ports 85A and 85B flows through gas passages 84A and 84B, respectively, and is discharged from outlets 86A and 86B, respectively.
  • the heated top plate 70 is formed, for example, from a thermally conductive material (e.g., metal or thermally conductive ceramic). As the N2 gas flows through the gas passages 84A, 84B, it is heated through the walls of the heated top plate 70, which are heated by the heater 73. It is preferable to lengthen the gas passages 84A, 84B so that the N2 gas is sufficiently heated as it flows from the inlet ports 85A, 85B to the outlet ports 86A, 86B. For this reason, the gas passages 84A, 84B extend, for example, in a serpentine manner within the heated top plate 70.
  • a thermally conductive material e.g., metal or thermally conductive ceramic
  • Gas supply lines 81A and 81B are provided with flow rate adjustment mechanisms 82A and 82B, respectively.
  • the flow rate adjustment mechanisms 82A and 82B can adjust the flow rate of N2 gas discharged from outlets 86A and 86B, respectively.
  • Known flow rate adjustment mechanisms equipped with a flow meter, an adjustable flow rate control valve, etc. can be used as flow rate adjustment mechanisms 82A and 82B.
  • Gas passage 84A may be formed in the radially inner region of heating top plate 70, and gas passage 84B may be formed in the radially outer region of heating top plate 70, with these two regions being heated by two independent heaters. This allows the temperatures of the N2 gases discharged from outlets 86A and 86B to be adjusted independently of each other.
  • the heated top plate 70 When the heated top plate 70 is not provided, supplying heated chemical liquid (e.g., SC1 at 70°C) to the center of the underside of the wafer W warms the center of the underside of the wafer W. The chemical liquid then spreads to the peripheral edge of the wafer W while absorbing heat from the wafer W. Furthermore, because the peripheral speed of the wafer W (radius r x angular velocity ⁇ ) is higher radially outward, more heat is absorbed from the peripheral edge of the wafer W by the surrounding gas (air, etc.). As a result, the temperature of the wafer W is highest at the center and decreases as it approaches the periphery. As a result, the reaction rate of the chemical liquid (etch rate of the wafer W) is higher at the center of the wafer W, resulting in reduced in-plane uniformity of the processing results.
  • heated chemical liquid e.g., SC1 at 70°C
  • the temperature distribution across the wafer W is made uniform, improving the uniformity of the processing results across the surface.
  • room temperature gas clean air
  • the N2 gas discharged from the outlets 86A, 86B does not reach the center of the wafer W.
  • the temperature rise on the peripheral side of the wafer W caused by the heating top plate 70 is greater than the temperature rise at the center of the wafer W, making the temperature distribution across the wafer W uniform.
  • One or more pressure sensors may be provided at the lower end of the opening 70a of the heating top plate 70. This pressure sensor can monitor the flow of gas (fluid) from the opening 70a into the space between the wafer W and the heating top plate 70.
  • One or more temperature sensors may be provided on the underside of the heating top plate 70. Multiple temperature sensors may be provided along the radial direction of the heating top plate 70, and these temperature sensors may be used to detect the temperature distribution on the top surface of the rotating wafer W. The temperature distribution on the underside of the wafer W can be determined from the temperature distribution on the top surface of the wafer W. This makes it possible to monitor whether the wafer W is being processed with an appropriate temperature distribution. For example, it is also possible to create a graph such as that shown in Figure 6, which will be described later.
  • the processing liquid supply mechanism 100 has a processing liquid supply source shared by multiple processing units 16 provided in the substrate processing system 1.
  • the liquid processing performed in each processing unit 16 comprises an etching process (chemical processing process), a rinsing process performed after the etching process, and a drying process performed after the rinsing process.
  • SC1 a mixture of ammonia, hydrogen peroxide, and water
  • DIW a drying process performed after the rinsing process.
  • the processing liquid supply mechanism 100 is connected to an SC1 supply source 100A and a DIW supply source 100B.
  • the SC1 supply source 100A includes a tank in which the SC1 raw chemicals (ammonia water, hydrogen peroxide solution) and solvent (DIW) are mixed, and a circulation line connected to the tank and equipped with devices such as a pump, heater, and filter. By operating the pump, a mixture of the raw chemicals and solvent flows from the tank into the circulation line, where it is heated to approximately 70°C by a heater, filtered, and returned to the tank.
  • Multiple branch supply lines branch off from the circulation line, and each branch supply SC1 to a single processing unit 16. This type of configuration is widely known in the semiconductor manufacturing equipment field, so illustrations and detailed explanations of the configuration are omitted. Note that a portion of the circulation line described above is shown at the bottom of Figure 3.
  • DIW supply source 100B may have a similar configuration.
  • DIW supply source 100B may be a DIW supply source for factory power use, in which case it may be equipped with a main pipe line that receives DIW from the DIW supply source for factory power use, and multiple branch pipe lines that branch off from the main pipe line. Each of the multiple branch pipe lines supplies DIW to one processing unit 16.
  • the processing liquid supply mechanism 100 has a supply line 104.
  • An SC1 supply line 106 and a DIW supply line 108 are connected to the supply line 104 at connection points 106p and 108p set at the upstream end of the supply line 104.
  • the SC1 supply line 106 corresponds to the branch line branching off from the circulation line of the SC1 supply source 100A described above.
  • the DIW supply line 108 corresponds to the branch line branching off from the circulation line of the DIW supply source 100B described above.
  • An on-off valve 110 is provided near connection point 106p of the SC1 supply line 106.
  • An on-off valve 112 is provided near connection point 108p of the DIW supply line 108.
  • the on-off valves 110, 112 constitute a first switching mechanism configured to switch between a first supply state in which SC1 flows into the supply line 104, and a second supply state in which DIW flows into the supply line 104.
  • connection point may be set at the upstream end of the supply line 104, and a supply line for another processing liquid equipped with an on-off valve may be connected to this connection point.
  • the downstream end of the supply line 104 is formed by a processing liquid supply pipe 114 provided within the shaft portion 50.
  • the "processing liquid supply pipe 114" here may be the shaft portion 50 itself, which has a liquid flow path extending vertically therein, or it may be a tubular member separate from the shaft portion 50 that is inserted inside the shaft portion 50.
  • An opening 116 at the upper end of the processing liquid supply pipe 114 forms a nozzle (hereinafter also referred to as "nozzle 116") that ejects processing liquid toward the center of the underside of the wafer W held by the substrate holding mechanism 31.
  • a drain line 120 branches off from the supply line 104 at a branch point 118 set on the supply line 104 upstream of the treatment liquid supply pipe 114.
  • An on-off valve 122 is provided near the branch point 118 on the drain line 120.
  • An on-off valve 124 is provided on the supply line 104 near the branch point 118 downstream of the branch point 118 on the supply line 104.
  • the on-off valves 122 and 124 form a second switching mechanism configured to switch between a drain state in which liquid flowing through the supply line 104 is discharged from the drain line 120 without flowing toward the nozzle 116, and a discharge state in which liquid flowing through the supply line 104 is discharged from the nozzle 116 without flowing into the drain line 120.
  • any liquid remaining downstream of the branch point 118 after liquid discharge from the nozzle 116 has stopped can be discharged via the drain line 120.
  • a flow rate control unit 126 is provided upstream of the branch point 118 of the supply line 104.
  • the flow rate control unit 126 includes a flow meter 128, a flow rate control valve 130, an orifice 132, and a controller 134.
  • the flow rate control valve 130 may be a constant pressure valve configured to adjust the set value of the secondary pressure.
  • the controller 134 controls the flow rate of the liquid flowing through the processing liquid supply pipe 114 by adjusting the set secondary pressure of the flow rate control valve (constant pressure valve) 130 in accordance with the deviation between the actual flow rate measured by the flow meter 128 and the target flow rate set by the recipe.
  • the configuration of the flow rate control unit 126 is arbitrary, as long as it can appropriately control the flow rate of the liquid flowing through the processing liquid supply pipe 114.
  • a discharge liquid temperature sensor (first temperature sensor) 142 may be provided to detect the temperature of the liquid in the drain line 120.
  • a supply liquid temperature sensor (second temperature sensor) 140 may be provided to detect the temperature of the liquid in the supply line 104 downstream of the branch point 118.
  • the temperature sensors (140, 142) may be inserted into the pipes that make up the lines (104, 120) to directly measure the temperature of the liquid.
  • the temperature sensors (140, 142) may be contact-type temperature sensors that measure the temperature of the outer surfaces of the pipes that make up the lines (104, 120) or infrared temperature sensors. By measuring the temperature of the outer surfaces of the pipes, it is possible to indirectly measure the temperature of the liquid in the pipes.
  • a heater 144 may be provided to heat the pipe that constitutes the supply line 104 downstream of the branch point 118.
  • the heater 144 may be, for example, a tape heater wrapped around the pipe that constitutes the supply line 104. If the equipment layout allows, the heater 144 may be provided to directly heat the treatment liquid supply pipe 114. In this case, the heater 144 may be, for example, wrapped around the treatment liquid supply pipe 114 or embedded inside the treatment liquid supply pipe 114.
  • the heater 144 may have a double-pipe structure.
  • the inner pipe that constitutes the double-pipe structure is the pipe that constitutes the supply line 104, and the inner pipe and the liquid therein are heated by flowing a heated fluid such as hot DIW between the outer and inner pipes.
  • the above-mentioned temperature sensors (140, 142) and heater 144 may be provided only if necessary to realize the operation of the embodiment of the operating method described below, but are not necessarily provided.
  • valves that are filled in black indicate that they are closed, and valves that are filled in white indicate that they are open.
  • the discharge flow rate of N2 gas from discharge port 86A changes in three stages
  • the flow rate from discharge port 86B changes in three stages
  • the discharge flow rates for each discharge port are referred to as large flow rate, medium flow rate, and small flow rate.
  • the large flow rate (medium flow rate, small flow rate) from discharge port 86A and the large flow rate (medium flow rate, small flow rate) from discharge port 86B are not the same flow rate.
  • the specific numerical values for the discharge flow rates (large flow rate, medium flow rate, small flow rate) in the following explanation are merely examples and are not limited to those described below.
  • the lift plate 51 is raised by the lift drive unit 52. At this time, the heating top plate 70 is in the raised position.
  • the substrate holder of the substrate transfer device 17 ( Figure 1) holding the wafer W enters the chamber 30 and positions the wafer W directly above the base plate 41.
  • the substrate transfer device 17 places the wafer W on top of the lift pins 51a from above, and the substrate holder of the substrate transfer device 17 exits the chamber 30.
  • the lift plate 51 then descends. During the descent, the wafer W is transferred to the holding pins 41a of the base plate 41, and the lift plate 51 then descends further to the lowered position. In this manner, the wafer W is held by the substrate holding mechanism 31.
  • the heater 73 of the heating top plate 70 is constantly energized, and heated N2 gas (also called “hot N2 gas") is discharged at a small flow rate from the outlets 86A and 86B. This prevents the heating top plate 70 from cooling down and maintains an appropriate temperature distribution on the heating top plate 70.
  • N2 gas is discharged from the outlet 86A at a flow rate of 30 L/min (small flow rate) and from the outlet 86B at a flow rate of 10 L/min (small flow rate).
  • the power supplied to the heater 73 may be lower than when wafers W are being processed.
  • the heating top plate 70 descends from the raised position to the processing position at time t1.
  • the temperature of the wafer W begins to rise due to the influence of radiant heat from the heating top plate 70 and the hot N2 gas discharged from the discharge ports 86A and 86B.
  • the discharge flow rate of the hot N2 gas from the discharge ports 86A and 86B increases.
  • the hot N2 gas is discharged from the discharge port 86A at 200 L/min (high flow rate) and from the discharge port 86B at 100 L/min (high flow rate).
  • the power supplied to the heater 73 is also increased in accordance with the increase in the discharge flow rate of the hot N2 gas.
  • This increases the temperature rise rate of the wafer W, and the wafer W is heated to a temperature higher than the target processing temperature (approximately 70°C).
  • the wafer W is preheated before the SC1 is discharged from the nozzle 116. This prevents or suppresses a decrease in the chemical processing reaction rate immediately after the start of discharge, even if the temperature of the SC1 discharged from the nozzle 116 is low immediately after the start of discharge (described below).
  • the gas flow around the wafer is as follows:
  • Hot N2 gas is also discharged into the space between the heating top plate 70 and the wafer W from discharge ports 86A, 86B opening on the underside of the heating top plate 70.
  • the hot N2 gas flows toward the periphery of the wafer W together with the above-mentioned clean gas and flows into the collection cup 36.
  • the wafer W is heated by this hot N2.
  • the wafer W is also heated by radiant heat from the underside of the heating top plate 70.
  • the wafer W is heated to a temperature higher than the target temperature (approximately 70°C) during processing of the wafer W. This prevents or suppresses a decrease in the chemical processing reaction rate immediately after the start of discharge, even if the temperature of the SC1 later discharged from the nozzle 116 is low immediately after the start of discharge (details will be described later).
  • the wafer W begins to rotate by the rotation drive unit 43 of the substrate holding mechanism 31.
  • the rotation speed of the wafer W reaches, for example, 1600 rpm after a few seconds and is then maintained at 1600 rpm.
  • the rotation speed of the wafer W is not limited to 1600 rpm.
  • on-off valve 110 is opened with on-off valve 112 closed, and on-off valve 122 is opened with on-off valve 124 closed.
  • SC1 heated to 70°C flows into supply line 104 from connection point 106P.
  • room temperature DIW is accumulating in the section of supply line 104 between connection point 108P and branch point 118, and in the section between the branch point and on-off valve 124.
  • the state in FIG. 4A results from the operation shown in FIG. 4F, which will be described later.
  • SC1 that flows into the supply line 104 from connection point 106P flows through the section of the supply line 104 between connection point 106P and branch point 118, and is then discharged through drain line 120. This is called the "initial disposal operation (of the chemical solution)."
  • SC1 expels the room temperature DIW that has been accumulating in the supply line 104 into drain line 120 and is discharged.
  • SC1 also warms the section of the supply line 104 between connection point 106P and branch point 118.
  • the initial discard operation is performed for a predetermined time (for example, a few seconds).
  • a predetermined time for example, a few seconds.
  • on-off valve 122 is closed and on-off valve 124 is opened.
  • SC1 that has flowed to branch point 118 flows into processing liquid supply pipe 114 and is ejected from nozzle 116 toward the center of the underside of the rotating wafer W.
  • the SC1 that has landed on the underside of the wafer W flows toward the periphery of the wafer W and is scattered from the periphery outward from the wafer W.
  • the entire underside of the wafer W is covered with a liquid film of SC1, and the entire underside of the wafer W is subjected to chemical processing (chemical cleaning or wet etching).
  • the processing liquid supply pipe 114 is at approximately room temperature, so it absorbs heat from the SC1 passing through it. As a result, for several seconds after the nozzle 116 starts to discharge SC1, SC1 is discharged at a temperature lower than 70°C. As a result, the temperature of the wafer W remains lower than the target processing temperature (approximately 70°C) for several seconds. As the processing liquid supply pipe 114 warms up, the temperature of the SC1 discharged from the nozzle 116 becomes approximately 70°C. As a result, the discharge flow rate of the hot N2 gas discharged from the discharge ports 86A and 86B is maintained at the high flow rate described above until the temperature of the SC1 discharged from the nozzle 116 rises to approximately 70°C.
  • the flow rate of the hot N2 gas discharged from the discharge ports 86A and 86B is reduced (time t5).
  • the hot N2 gas is discharged at 125 L/min (medium flow rate) from the discharge port 86A and 50 L/min (medium flow rate) from the discharge port 86B.
  • the timing when the temperature of the wafer W roughly stabilizes near the target processing temperature may be confirmed, for example, through a preliminary test using an actual device, and time t5 may be predetermined in the processing recipe.
  • the fact that the temperature of the wafer W roughly stabilizes near the target processing temperature may be confirmed, for example, by a temperature sensor (not shown) installed on the underside of the heating top plate.
  • a temperature sensor (not shown) installed on the underside of the heating top plate.
  • the flow rate of the hot N2 gas discharged from the discharge ports 86A and 86B may be reduced when the value detected by the temperature sensor exceeds a predetermined threshold.
  • room temperature DIW that flows into the supply line 104 from connection point 108P flows through the supply line 104 and its upstream processing liquid supply pipe 114, and is discharged from nozzle 116 toward the wafer W.
  • This DIW washes away any SC1 remaining on the underside of the wafer W.
  • the temperature of the piping that makes up the supply line 104 drops to roughly room temperature as heat is absorbed by the room temperature DIW flowing through the supply line 104.
  • the on-off valve 112 is closed to stop the discharge of DIW from the nozzle 116 onto the wafer W, and the process transitions from the DIW rinse process ("RINSE” at the bottom of Figure 5) to the drying process ("DRY” at the bottom of Figure 5) (time t7).
  • the DIW rinse process (“RINSE” at the bottom of Figure 5)
  • the drying process the DIW remaining on the underside of the wafer W is shaken off by centrifugal force, thereby drying the underside of the wafer W. This completes the series of processing steps for one wafer W.
  • the on-off valve 122 is opened as shown in Figure 4F. This causes any DIW remaining downstream of the branch point 118 of the supply line 104 to be discharged through the drain line 120. This prevents the DIW in the processing liquid supply pipe 114 from being sucked out by the negative pressure generated in the space S1 below the wafer due to the rotation of the wafer W during the drying process, and from adhering to the wafer W.
  • Figure 4F the state is the same as that shown in Figure 4A.
  • the heating top plate 70 moves to the raised position.
  • the wafer W is then unloaded from the processing unit 16 in the reverse order of the loading procedure. This completes the processing for one wafer W.
  • SC1 is supplied to the supply line 104 after the room temperature DIW remaining in the supply line 104 is discharged by the initial dump operation. Therefore, compared to when the initial dump operation is not performed, SC1 containing almost no DIW and having a relatively high temperature is supplied to the wafer W from the start of discharge. This makes it possible to prevent or suppress a decrease in the reaction temperature, i.e., reaction rate, between the chemical liquid (SC1) and the object being processed (etched or cleaned) on the wafer W immediately after discharge of SC1 from the nozzle 116 toward the wafer W begins.
  • reaction temperature i.e., reaction rate
  • the flow rate of hot N2 gas discharged from discharge ports 86A and 86B is increased at least during the period from the time when the wafer W starts to rotate (time t2) to the time when a certain amount of time has elapsed since the start of discharge of SC1 (time t5).
  • This also makes it possible to prevent or suppress a decrease in the reaction temperature, i.e., reaction rate, between the chemical liquid (SC1) and the surface of the wafer W immediately after discharge of SC1 from the nozzle toward the wafer W begins.
  • a decrease in the reaction temperature, i.e., reaction rate, between the chemical liquid (SC1) and the surface of the wafer W is effectively prevented or suppressed by performing a combination of (1) the initial dump operation and (2) the hot N2 gas discharge flow rate adjustment.
  • the effect is less than when the two are combined, but it is clear that the effect of preventing or suppressing a decrease in the reaction temperature, i.e., reaction rate, between the chemical liquid (SC1) and the surface of the wafer W can still be obtained.
  • the heating top plate 70 moves from the raised position to the processing position, and N2 gas is discharged from outlet 86A at a flow rate of 30 L/min and from outlet 86B at a flow rate of 10 L/min.
  • the heating top plate 70 is in the processing position.
  • the temperature was measured at the center of the wafer W (C), a position 37 mm radially away from the center of the wafer (A), and a position 147 mm radially away from the center of the wafer (B).
  • the dashed and solid lines showing the temperature change at each position are labeled C, A, and B, respectively.
  • the position of the discharge port 86A is 40 mm away from the central axis of rotation of the wafer W, and the position of the discharge port 86A is 80 mm away from the central axis of rotation of the wafer W.
  • position (A) is located near the discharge port 86A, and is therefore heated directly by the high-temperature N2 gas, making it the most susceptible to temperature rise.
  • Position (C) is heated mainly by heat conduction from position (A) through the wafer W.
  • Position (B) is located near the periphery of the wafer W and is a relatively large distance from the discharge port 86B. For this reason, after SC1 begins to be supplied to the wafer W, it is heated by SC1 that spreads toward the periphery of the wafer W after absorbing heat from the area near position (A) on the wafer W. For this reason, at position (B), there is no drop in temperature immediately after SC1 is discharged.
  • the operation timing (timing of switching each on-off valve, switching gas flow rate, etc.) of the devices (each on-off valve, flow rate adjustment mechanisms 82A, 82B) related to the above-mentioned processing operations was performed based on the processing recipe.
  • the switching timing was performed according to a predetermined time chart such as that shown in Figure 5.
  • these switchings may also be performed based on a comparison between target values and actual values for appropriate parameters.
  • the initial dump operation is stopped when a predetermined time period in the process recipe has elapsed, and the discharge of SC1 from the nozzle 116 to the wafer W is started.
  • the temperature sensor 142 is used to monitor the temperature of the liquid discharged from the drain line 120.
  • the control device 4 closes the on-off valve 122 and opens the on-off valve 124, and the discharge of SC1 from the nozzle 116 to the wafer W is started.
  • the threshold value can be set to, for example, 40° C. Operations other than those described above may be the same as those in the first embodiment.
  • the execution time of the preliminary discard operation was determined with a certain degree of safety margin in consideration of robustness, and there were cases where the chemical liquid (in this case, SC1) was wasted (discarded).
  • SC1 the chemical liquid
  • the minimum necessary amount of chemical liquid is discarded, thereby reducing the amount of chemical liquid consumed.
  • temperature variation of SC1 can occur, for example, due to variations in the time when liquid is not flowing through the supply line 104 (which changes the way the piping cools) caused by the processing schedule for each processing unit 16.
  • the temperature sensor 142 is located on the drain line 120, but it may also be located on the supply line 104 upstream of and near the branch point 118. Even in this case, it is possible to determine that room temperature DIW has been expelled based on the detection value of the temperature sensor 142, and switch the on-off valves 122, 124 between on and off.
  • the flow rate adjustment mechanisms 82A and 82B controls the flow rate adjustment mechanisms 82A and 82B to reduce the discharge flow rate of N2 gas from the discharge ports 86A and 86B from a high flow rate to a medium flow rate.
  • Other operations may be the same as those in the first embodiment. If the temperature of the SC1 supplied from the SC1 supply source 100A to the supply line 104 is 70° C., the threshold value may be set to, for example, 70° C. or a temperature slightly lower than that. Other operations may be the same as those in the first embodiment.
  • the high flow rate discharge of N2 gas is performed to compensate for the drop in wafer W temperature that occurs when a relatively low temperature SC1 is discharged from the nozzle 116 immediately after SC1 begins to be discharged onto the wafer W. Therefore, if the temperature of the SC1 discharged from the nozzle 116 becomes high, there is no need to discharge N2 gas at a high flow rate.
  • By changing the timing of switching the flow rate of N2 gas in accordance with fluctuations in the temperature of SC1 detected by the temperature sensor 140 it is possible to reduce temperature variations in the wafer W between wafers (particularly variations immediately after SC1 begins to be discharged onto the wafer W). This improves the uniformity of processing results between wafers W.
  • the discharge flow rate of N2 gas from the discharge ports 86A, 86B is changed in three stages, but this is not limited to this and it may be changed in four or more stages or continuously (continuously).
  • the discharge flow rate of N2 gas from a high flow rate to a medium flow rate instead of reducing the discharge flow rate of N2 gas from a high flow rate to a medium flow rate, it may be reduced, for example, to a flow rate between the high flow rate and the medium flow rate and then reduced to the medium flow rate.
  • the third embodiment may be configured by combining the first and second modified embodiments.
  • the temperature sensors 142, 140 do not need to be provided, but may be provided for the purpose of monitoring the processing status.
  • the heating top plate 70 may be brought closer to the wafer W than the "processing position" until just before the wafer W starts to rotate.
  • the vertical distance between the lower surface of the heating top plate 70 and the upper surface of the wafer W while the wafer W is rotating is, for example, 2 mm
  • the vertical distance until just before the wafer W starts to rotate may be, for example, 1 to 1.5 mm. This allows the wafer W to be efficiently heated by the heating top plate 70, thereby shortening the time required to process one wafer W.
  • the vertical distance between the heating top plate 70 and the wafer W needs to be, for example, about 2 mm to prevent collisions between them.
  • the opening of the damper 39 provided in the exhaust pipe 101 which exhausts the atmosphere in the collection cup 36, may be adjusted to reduce the exhaust flow rate from the exhaust pipe 101 for a certain period (also referred to as the "initial heating period") from the start of heating of the wafer W by the heating top plate 70.
  • Room-temperature gas (clean air) above the wafer W is drawn into the space between the heating top plate 70 and the wafer W (the space above the wafer) through the opening 70a at a flow rate corresponding to the exhaust flow rate from the exhaust pipe 101.
  • reducing the exhaust flow rate from the exhaust pipe 101 reduces the proportion of clean air in the gas (clean air + N gas) flowing in the space above the wafer, and also reduces the flow rate of the gas flowing in the space above the wafer. This allows the wafer W to be efficiently heated when the heating top plate 70 is positioned in the processing position.
  • the period during which the opening of the damper 39 is reduced can be determined in advance, for example, by a recipe. That is, for example, the opening of the damper 39 can be controlled so that, simultaneously with or slightly before the heating top plate 70 being positioned in the processing position (time t1 described above), the opening of the damper 39 is reduced to a specified opening (first opening) determined by the recipe, and this state is maintained for a period of time determined by the recipe (for example, 5 seconds), after which the opening is returned to the normal opening (second opening, which is greater than the second opening).
  • the period during which the opening of the damper 39 is reduced may be changed depending on the actual temperature of the wafer W. For example, if a temperature sensor that detects the temperature of the wafer W is provided on the underside of the heating top plate 70, the period during which the opening of the damper 39 is reduced may be ended when the detected value of the temperature sensor exceeds a predetermined threshold value.
  • the opening of a specific damper 39 may be determined by the recipe. During the period following the period in which the opening of the damper 39 is reduced, the opening of a specific damper 39 may also be determined by the recipe.
  • the opening degree (Vo) of the damper 39 is feedback-controlled based on the detection value (Pc) of a pressure sensor (not shown) that detects the pressure inside the chamber 30.
  • the control program may be configured so that the opening degree (Vo) corresponding to the detection value (Pc) during the period in which the opening degree of the damper 39 is reduced is smaller than the opening degree (Vo) corresponding to the detection value (Pc) during the subsequent period.
  • a heater 144 (see FIG. 3 ) is provided in the piping downstream of the branch point 118 of the supply line 104 (including the processing liquid supply pipe 114), the heater 144 may be used to heat the piping, for example, during the initial dump operation.
  • the piping downstream of the branch point 118 of the supply line 104 cannot be heated during the initial dump operation. Therefore, immediately after the start of discharge, SC1 is discharged from the nozzle 116 onto the wafer W, with its temperature having been lowered by heat removal from the piping.
  • SC1 can be discharged at a temperature close to the target processing temperature immediately after the start of discharge.
  • the heating period of the piping by the heater 144 is arbitrary, as long as the condition that the piping is sufficiently warmed at the start of the discharge of SC1 is satisfied.
  • the heater 144 may heat the piping before the start of the initial dump operation and stop heating the piping before the end of the initial dump operation.
  • the substrate to be processed is not limited to semiconductor wafers, but may be any type of substrate used in the technical field of semiconductor device manufacturing, such as glass substrates or ceramic substrates.
  • the first processing liquid dispensed from the nozzle 116 onto the wafer is not limited to SC1 at 70°C, but may be another chemical liquid, such as DHF, used at temperatures higher than room temperature.
  • the second processing liquid dispensed from the nozzle 116 onto the wafer is not limited to DIW at room temperature, but may be another liquid used at temperatures lower than the first processing liquid.
  • the processing liquid dispensed from the nozzle 116 onto a single wafer W is not limited to the first processing liquid and the second processing liquid, but may further include a third processing liquid.
  • the first processing liquid, the second processing liquid, the third processing liquid, and the second processing liquid may be dispensed from the nozzle 116 onto the wafer W in this order.
  • the first processing liquid and the third processing liquid are chemical liquids that can be supplied using the same piping without any problems
  • the second processing liquid is a rinse liquid such as DIW.
  • the processing results using the first processing liquid are highly temperature-sensitive, it is beneficial to perform an initial disposal operation using the first processing liquid to expel any second processing liquid that was last used and remains in the supply line 104.
  • the processing unit 16 supplies processing liquid to the backside of the wafer W while the wafer W is held by the substrate holding mechanism 31 so that the backside (the side on which devices are not formed) of the wafer W faces downward (bottom), to perform liquid processing on the backside.
  • the processing unit 16 may also supply processing liquid to the front side of the wafer W while the wafer W is held by the substrate holding mechanism 31 so that the front side (the side on which devices are formed) of the wafer W faces downward (bottom), to perform liquid processing on the front side.
  • some of the multiple processing units 16 for example, two adjacent to the load/unload station 2) can be replaced with reversers, and the wafers that have been inverted by the reversers can be processed in the processing units 16.

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

基板処理装置は、基板の下方から基板に処理液に吐出するノズルと、処理液をノズルに向けて流す供給ラインと、供給ラインに第１処理液が流入する第１供給状態と第１処理液より低温の第２処理液が流入する第２供給状態とを切り替える第１切替機構と、供給ラインから分岐した排液ラインと、供給ラインを流れてきた液が排液ラインから排出される排液状態と供給ラインを流れてきた液がノズルから吐出される吐出状態とを切り替える第２切替機構と、第１切替機構を前記第１供給状態とするとともに第２切替機構を排液状態として第１処理液を排液ラインを通して排出させた後に、第２切替機構を吐出状態としてノズルから基板に第１処理液を吐出させ、その後に第１切替機構を第２供給状態としてノズルから基板に第２処理液を供給させる制御部とを備える。

Description

基板処理装置および基板処理方法
  本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
　半導体装置の製造において、スピンチャックにより水平姿勢で保持されて鉛直軸線周りに回転する基板の下面（下を向いた面）に処理液を供給し、当該下面に所定の液処理を行う基板処理装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。このような基板処理装置において、共通の処理液供給配管および処理液吐出ノズルを介して、処理液としての薬液およびリンス液が順次基板に供給される。処理液供給配管には、抜液配管が接続されており、薬液の吐出およびリンス液の吐出が終了する毎に、抜液配管を介して処理液供給配管に残留する液が排出される。
特開２０１０－０６２３１４号公報
　本開示は、加熱された処理液の吐出開始直後における基板の温度低下を抑制する技術を提供するものである。
　本開示の一実施形態によれば、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部により保持された基板の下方から前記基板に処理液を吐出するノズルと、前記ノズルから吐出される処理液をノズルに向けて流すための供給ラインと、第１処理液の供給源から前記供給ラインに第１処理液が流入する第１供給状態と、第２処理液の供給源から前記供給ラインに前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液が流入する第２供給状態とを切り替え得るように構成された第１切替機構と、前記供給ライン上に設定された分岐点において、前記供給ラインから分岐した排液ラインと、前記供給ラインを流れてきた液が前記ノズルに向かわずに前記排液ラインから排出される排液状態と、前記供給ラインを流れてきた液が前記排液ラインに流入せずに前記ノズルから吐出される吐出状態と、を切り替え得るように構成された第２切替機構と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１切替機構を前記第１供給状態とするとともに前記第２切替機構を前記排液状態として、前記供給ラインに流入させた前記第１処理液を前記排液ラインを通して排出させた後に、前記第２切替機構を前記吐出状態として前記ノズルから前記基板に前記第１処理液を吐出させ、その後に前記第１切替機構を前記第２供給状態として前記ノズルから前記基板に前記第２処理液を供給させるように構成されている、基板処理装置が提供される。
　上記の本開示の一実施形態によれば、加熱された処理液の吐出開始直後における基板の温度低下を抑制することができる。
基板処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの概略横断面図である。 図１の基板処理システムに含まれる処理ユニットの一構成例を示す概略縦断面図である。 図２の処理ユニットに処理液を供給する処理液供給機構の一構成例を示す配管系統図である。 図２の処理ユニットにおいて基板を処理するときの処理液供給機構の動作の一例を示す作用図である。 図２の処理ユニットにおいて基板を処理するときの各デバイスの状態推移の一例を示すタイムチャートである。 図２の処理ユニットにおいて基板を処理するときの基板の温度変化の一例を示すグラフである。
　［基板処理システムの全体構成］
　以下に、一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図１を参照し説明する。図１は、第１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。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（基板処理装置の一例）は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備えている。
  搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備えている。キャリア載置部１１には、複数のキャリアＣ（例えばＦＯＵＰ）が載置される。各キャリアＣには、複数枚の基板（本実施形態では半導体ウエハＷ（以下、簡便のため、単に「ウエハＷ」と呼ぶ。））を水平姿勢で鉛直方向に等間隔に収容する。
  搬送部１２の内部には、基板搬送装置１３と、受渡部１４とが設けられている。基板搬送装置１３は、多軸搬送ロボットないし多関節搬送ロボットからなる。基板搬送装置１３は、エンドエフェクタとしてのフォーク状のウエハ保持具によりウエハを保持して、キャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。
  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とを備えている。
  搬送部１５の内部には、基板搬送装置１７が設けられている。基板搬送装置１３は、多軸搬送ロボットないし多関節搬送ロボットからなる。基板搬送装置１３は、エンドエフェクタとしてのフォーク状のウエハ保持具によりウエハを保持して、キャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。
  処理ユニット１６は、基板搬送装置１７により搬入されたウエハＷに対して処理液を供給して液処理を行う。処理液は、ウエットエッチング処理または薬液洗浄処理のための薬液（下記に詳述する例ではＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液））、リンス液例えばＤＩＷ（脱イオン水すなわち純水）、有機溶剤などが例示される。
　基板処理システム１は、制御装置４を備えている。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御演算部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、および処理のシーケンスを定めた処理レシピが格納されている。制御演算部１８は、処理レシピを参照しつつプログラムを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。制御演算部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよく、１つ又は複数の回路であってもよい。
 上記のプログラムおよびレシピは、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、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などでも良く、又はこれらの組み合わせでも良い。
　＜処理ユニットの概要＞
  次に、一実施形態に係る処理ユニット１６の構成について、図２を参照して説明する。
  処理ユニット１６は、チャンバ３０を備えている。チャンバ３０の天井には、ＦＦＵ（Fan  Filter  Unit）３８が設けられている。ＦＦＵ３８は、チャンバ３０内に清浄ガス（例えば清浄空気）のダウンフローを形成する。
　チャンバ３０内には、基板保持機構３１と、基板昇降機構３２と、基板加熱機構３４と、回収カップ３６と、が設けられている。
　基板保持機構３１は、円盤形のベースプレート４１と、ベースプレート４１の下面中心部から下方に延びる軸部４２と、軸部４２を回転させる回転駆動部４３とを有する。回転駆動部４３は、モータおよび減速機構から構成することができる。ベースプレート４１の周縁部には、ウエハＷを保持する複数の保持ピン（保持部材）４１ａが設けられている。保持ピン４１ａにより保持されたウエハＷの下面とベースプレート４１の上面との間には隙間Ｓ１（「ウエハ下方空間Ｓ１」とも呼ぶ）が形成される。
　ウエハＷが保持ピン４１ａにより保持される機序について簡単に説明しておく。後述するように、回収カップ３６内が排気されることによって、ウエハ下方空間Ｓ１内のガス（空気）が吸引され、ウエハ下方空間Ｓ１内に負圧が発生する。この負圧の影響によりウエハＷが保持ピン４１ａに押し付けられる。また、ＦＦＵ３８から加熱天板７０の開口部７０ａを通ってガス（清浄空気が）がウエハＷの中央部に衝突した後に加熱天板７０の下面とウエハＷの上面との間の隙間を流れる。この流れの影響によってもウエハＷが保持ピン４１ａに押し付けられる。ウエハＷが回転しているときには、ウエハ下方空間Ｓ１内にあるガス（空気）が遠心力によりそこから追い出されるため、ウエハ下方空間Ｓ１内の負圧がより高まり、ウエハＷが保持ピン４１ａにより強く押し付けられる。これにより、ウエハＷが保持ピン４１ａにより保持される。ウエハＷの径方向に関する拘束をより確実にするため保持ピン４１ａの頭部に段差を設けてもよい。上記に代えて、基板保持機構３１は、ベースプレート４１に設けた可動の把持爪によりウエハＷの外周縁を把持する方式の所謂メカニカルチャックとして構成されていてもよい。
　基板昇降機構３２は、リフトプレート５１と、リフトプレート５１の下面中心部から下方に延びる軸部５０と、昇降駆動部５２とを備えている。軸部５０およびリフトプレート５１は、昇降駆動部５２によって、降下位置（図２に示された位置）と、上昇位置との間で昇降される。軸部５０は、基板保持機構３１の軸部４２の内部の円筒状空間４４の中に収容されている。下降位置にあるリフトプレート５１は、ベースプレート４１の上面中心部に形形成された円形の凹部４１ｂ内に収容される。リフトプレート５１の上面には複数本、例えば３本のリフトピン５１ａが設けられている。リフトピン５１ａの上端によりウエハＷを下方から支持することができる。上昇位置にあるリフトプレート５１のリフトピン５１ａは回収カップ３６の天井部９２の上面よりも上方に位置し、チャンバ３０内に入ってきた基板搬送装置１７の基板保持具との間でウエハＷの受け渡しが可能である。
  一構成例において、軸部５０およびリフトプレート５１の内部に、鉛直方向に延びる通路が形成されている。この通路は、後に詳細に説明される処理液供給機構１００の供給ライン１０４の下流側端部分（処理液供給管１１４）を構成しうる。供給ライン１０４の下流端をなすノズル１１６から、基板保持機構３１により保持されたウエハＷの下面に処理液を吐出することができる。別の構成例において、軸部５０およびリフトプレート５１の内部に、鉛直方向に延びる空洞を設け、この空洞の内部に鉛直方向に延びるパイプを挿入してもよい。このパイプは後に詳細に説明される供給ライン１０４の下流側端部分（処理液供給管１１４）を構成しうる。このパイプの上端がウエハＷの下面に処理液を吐出するノズルとなる。
　昇降駆動部５２は、適当なリニアアクチュエータにより構成することができる。一構成例において、リニアアクチュエータは、モータおよびボールねじの組合せであってもよいし、エアシリンダであってもよい。
　基板昇降機構３２の軸部５０およびリフトプレート５１は、基板保持機構３１の軸部４２およびベースプレート４１が回転したときにおいても非回転状態を維持できるように設置されている。具体的には例えば、軸部５０およびリフトプレート５１の外周面と、凹部４１ｂおよび軸部４２の内周面との間に円筒状空間４４を設けており、両者は接触していない。軸部４２および軸部５０が相対回転不能であってかつ相対上下動可能な構成も可能である。
　回収カップ３６は、基板保持機構３１を包囲するように設けられており、基板保持機構３１により保持されたウエハＷから飛散した処理液を回収する。回収カップ３６は、第１周壁部９０と、第２周壁部９１と、天井部９２と、底部９３とを含む。第２周壁部９１は、ウエハＷから飛散した処理液が、第２周壁部９１よりも内側に流入させないように設けられている。
  天井部９２は、第１周壁部９０の上端から半径方向内側に張り出している。天井部９２の中央には、円形の開口部９２ａが形成されている。開口部９２ａの直径は、ウエハＷおよび加熱天板７０（詳細後述）の直径よりもやや大きい。
　底部９３には、処理液排出管１０２と、排気管１０１とが接続されている。前述した第２周壁部９１は、ウエハＷから飛散した処理液が排気管１０１に流入しないように、回収カップ３６の内部空間を仕切っている。処理液排出管１０２は、ウエハＷの処理に用いられた処理液を回収カップ３６の外部へ排出する。
　排気管１０１は、基板処理システム1が設置されている半導体装置製造工場の排気ダクト（図示せず）に接続されている。排気ダクト内は負圧になっているため、排気管１０１を介して回収カップ３６内の雰囲気が吸引（排気）される。吸引力を増すために排気管１０１にエゼクタ等の吸引器を設置してもよい。排気流量を調節するため、排気管１０１にダンパ３９が設けられている。ダンパは例えばバタフライ弁からなる。複数の排気管１０１が、回収カップ３６の底部９３の周方向に沿って間隔を空けて設けられていてもよい。このような複数の排気管は合流した後に排気ダクトに接続することができる。
　排気管１０１を介して回収カップ３６内の雰囲気を吸引することにより、ＦＦＵ３８から吹き出された清浄ガスが回収カップ３６内に引き込まれる。
  基板加熱機構３４は、加熱天板（トップヒータ）７０と、アーム７１と、アーム７１を介して加熱天板７０を処理位置と上昇位置（待機位置）との間で昇降させる天板昇降機構７２とを備えている。天板昇降機構７２は、適当なリニアアクチュエータ、例えばエアシリンダ、ボールねじ等により構成することができる。加熱天板７０の中央部には、開口部７０ａが形成されている。このため、加熱天板７０は、全体として円環形である。加熱天板７０の外周縁の直径は、ウエハＷの直径と略同一である。具体的には、加熱天板７０の外周縁の直径は、例えばウエハＷの直径±１０mm程度である。開口部７０ａ内を通過するガスを整流するため、開口部７０ａ内にパンチングプレートを設けてもよい。加熱天板７０を昇降させる機能に加えて、加熱天板７０をウエハＷの上方から退避させるようにアーム７１を旋回させる機能を参照符号７２が付けられた部材に組み込んでもよい。
　加熱天板７０が処理位置に位置しているときには、平面視で加熱天板７０がウエハＷの真上（上方）に位置し、かつ、加熱天板７０がウエハＷの上向きの面（上面）に近接し、かつ、開口部７０ａがウエハＷの中央部の真上に位置する。このときの加熱天板７０の下面とウエハＷの上面との間の鉛直方向距離は例えば２ｍｍ程度である。図２には、加熱天板７０が処理位置にある状態が示されている。ウエハＷの加熱条件を変更するために、加熱天板７０とウエハＷとの間の鉛直方向距離を天板昇降機構７２により微調整できるようになっていてもよい。この場合、天板昇降機構７２は、好ましくはボールねじ等の精密な位置決めが可能なリニアアクチュエータにより構成される。
　加熱天板７０の上昇位置とは、処理位置の真上の位置であり、上昇位置にあるリフトプレート５１のリフトピン５１ａよりも上方の位置である。加熱天板７０が上昇位置にあるときに、チャンバ３０内に入ってきた基板搬送装置１７のアーム（図１を参照）と、基板昇降機構３２のリフトプレート５１との間でウエハＷの受け渡しが可能となる。
  加熱天板７０は、ヒータ７３を備えている。ヒータ７３は、加熱天板７０の内部に設けてもよい。ヒータ７３は例えば抵抗加熱ヒータである。
　加熱天板７０の内部には、２つの独立したガス通路８４Ａ，８４Ｂが形成されている。加熱天板７０には、ガス通路８４Ａ，８４Ｂにそれぞれ対応する入口ポート８５Ａ，８５Ｂおよび複数の吐出口８６Ａ，８６Ｂが設けられている。
　ウエハＷが１２インチ（３００ｍｍ）ウエハの場合、加熱天板７０の中央部の開口部７０ａの半径が例えば３０ｍｍである。このとき、複数の吐出口８６Ａは、ウエハＷの回転軸線から相対的に近い位置、例えばウエハＷの回転軸線を中心とする半径４０ｍｍの円に沿って等間隔で設けられる。複数の吐出口８６Ｂは、ウエハＷの回転軸線から相対的に遠い位置、例えばウエハＷの回転軸線を中心とする半径８０ｍｍの円に沿って等間隔で設けられる。上記の数値はあくまで一例であり、これに限定されるものではない。
　基板加熱機構３４は、加熱天板７０の内部のガス通路８４Ａ，８４ＢにＮ２ガス（窒素ガス）を供給するＮ２ガス供給機構を有している。Ｎ２ガス供給機構は、Ｎ２ガス供給源８０から、ガス供給ライン８１Ａ，８１Ｂをそれぞれ介して、入口ポート８５Ａ，８５ＢにＮ２ガス（窒素ガス）を供給する。入口ポート８５Ａ，８５Ｂに供給されたＮ２ガスは、ガス通路８４Ａ，８４Ｂをそれぞれ通過して流れ、吐出口８６Ａ，８６Ｂからそれぞれ吐出される。
　加熱天板７０は例えば熱伝導性材料（例えば金属または熱伝導性セラミック）から形成されている。Ｎ２ガスは、ガス通路８４Ａ，８４Ｂ内を流れてゆくときに、ヒータ７３により加熱された加熱天板７０の壁体を介して加熱される。Ｎ２ガスが入口ポート８５Ａ，８５Ｂから吐出口８６Ａ，８６Ｂまで流れる間に十分に加熱されるように、ガス通路８４Ａ，８４Ｂの長さを長くすることが好ましい。このため、ガス通路８４Ａ，８４Ｂは例えば蛇行して加熱天板７０内を延びている。
　ガス供給ライン８１Ａ，８１Ｂにはそれぞれ流量調整機構８２Ａ，８２Ｂが設けられている。流量調整機構８２Ａ，８２Ｂにより、吐出口８６Ａ，８６Ｂからそれぞれ吐出されるＮ２ガスの流量を調節することができる。流量調整機構８２Ａ，８２Ｂとして、流量計、開度調節可能な流量制御弁等を備えた公知のものを用いることができる。
　ガス通路８４Ａを加熱天板７０の半径方向内側領域に形成し、ガス通路８４Ｂを加熱天板７０の半径方向外側領域に形成し、かつ、これらの２つの領域を独立した２つのヒータで加熱してもよい。そうすることにより、吐出口８６Ａ，８６Ｂからそれぞれ吐出されるＮ２ガスの温度を互いに独立して調節することもできる。
　加熱天板７０が設けられていない場合に、ウエハＷの下面中心部に加熱された薬液（例えば７０℃のＳＣ１）を供給すると、ウエハＷの下面中心部が薬液により暖められる。そして、薬液はウエハＷにより熱を奪われながらウエハＷ周縁部に広がる。また、ウエハＷの周速（半径ｒ×角速度ω）は、半径方向外側ほど高いため、ウエハＷの周縁側の方が周囲のガス（空気等）によって熱をより多く奪われる。このためウエハＷの温度は中心部が最も高くなり、周縁に近付くに従って低くなってゆく。このため、薬液の反応速度（ウエハＷのエッチレート）がウエハＷの中心部で高くなり、処理結果の面内均一性が低くなる。
　中心部に開口部７０ａを設けた加熱天板７０を用いてウエハＷの周縁側を加熱することにより、ウエハＷの面内温度分布が均一化され、処理結果の面内均一性を高めることができる。後述するように開口部７０ａを介して常温のガス（清浄空気）が加熱天板７０とウエハＷとの間の空間に引き込まれるため、吐出口８６Ａ，８６Ｂより吐出されるＮ２ガスはウエハＷの中心部に到達しない。このことにより、加熱天板７０によるウエハＷの周縁側の温度の上昇幅が、ウエハＷの中心部の温度の上昇幅よりも大きくなり、ウエハＷの面内温度分布が均一化される。
　１つ以上の圧力センサを、加熱天板７０の開口部７０ａの下端部に設けてもよい。この圧力センサによって、開口部７０ａからウエハＷと加熱天板７０との間への気体（流体）の流入状態を監視することができる。
　１つまたは複数の温度センサ（例えば赤外線温度センサ）を加熱天板７０の下面に設けてもよい。複数の温度センサを加熱天板７０の径方向に沿って設け、これらの温度センサにより回転しているウエハＷの上面の温度の分布を検出してもよい。ウエハＷの上面の温度の分布から、ウエハＷの下面の温度分布を把握することができる。これにより、ウエハＷが適正な温度分布で処理されているかを監視することができる。例えば後述の図６に示したようなグラフの作成も可能となる。
　［処理液供給機構の構成］
　次に、図３を参照して処理液供給機構１００について説明する。処理液供給機構１００は、基板処理システム１に設けられた複数の処理ユニット１６で共用される処理液供給源を有する。以下、各処理ユニット１６において行われる液処理が、エッチング工程（薬液処理工程）と、エッチング工程に続いて行われるリンス工程と、リンス工程に続いて行われる乾燥工程と、から構成されている場合を例にとって説明する。エッチング工程では、７０℃程度に加熱されたＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）が用いられる。リンス工程では、常温のＤＩＷがリンス液として用いられる。
　処理液供給機構１００は、ＳＣ１供給源１００ＡおよびＤＩＷ供給源１００Ｂに接続されている。ＳＣ１供給源１００Ａは、ＳＣ１の原料薬液（アンモニア水、過酸化水素水）および溶媒（ＤＩＷ）が混合されるタンクと、タンクに接続されるとともにポンプ、ヒータ、フィルタ等の機器が介設された循環ラインとを有している。ポンプを駆動することにより上記原料薬液および溶媒からなる混合液がタンクから循環ラインに流出し、ヒータにより７０℃程度に加熱された後、フィルタにより濾過され、タンクに戻る。循環ラインから複数の分岐供給ラインが分岐しており、各分岐供給ラインが１つの処理ユニット１６にＳＣ１を供給する。このような構成は、半導体製造装置の技術分野において広く知られたものであり、構成の図示および詳細な説明は省略する。なお、図３の下部には、上述した循環ラインの一部が表示されている。
　ＤＩＷ供給源１００Ｂも同様の構成を有していても良い。これに代えて、ＤＩＷ供給源１００Ｂは、工場用力としてのＤＩＷ供給源であってもよく、この場合、工場用力としのＤＩＷ供給源からＤＩＷの供給を受ける主管路と、主管路から分岐する複数の分岐管路とを備えていてもよい。複数の分岐管路の各々が１つの処理ユニット１６にＤＩＷを供給する。
　図３に示すように、処理液供給機構１００は、供給ライン１０４を有している。供給ライン１０４の上流端部分に設定された接続点１０６ｐ、１０８ｐにおいて、供給ライン１０４にＳＣ１供給ライン１０６およびＤＩＷ供給ライン１０８が接続されている。ＳＣ１供給ライン１０６は、上述したＳＣ１供給源１００Ａの循環ラインから分岐する分岐管路に相当する。ＤＩＷ供給ライン１０８は、上述したＤＩＷ供給源１００Ｂの循環ラインから分岐する分岐管路に相当する。ＳＣ１供給ライン１０６の接続点１０６ｐ付近の位置に開閉弁１１０が設けられている。ＤＩＷ供給ライン１０８の接続点１０８ｐ付近の位置に開閉弁１１２が設けられている。
　開閉弁１１０、１１２のうちの選択された一方のみを開くことにより、７０℃のＳＣ１および常温のＤＩＷのいずれか一方を択一的に供給ライン１０４に流入させることができる。開閉弁１１０、１１２は、ＳＣ１が供給ライン１０４に流入する第１供給状態と、ＤＩＷが供給ライン１０４に流入する第２供給状態とを切り替え得るように構成された第１切替機構を構成する。
　なお、図示はしないが、上述した処理液（ＳＣ１，ＤＩＷ）以外の処理液をウエハＷに供給するために、供給ライン１０４の上流端部分にさらに別の接続点が設定され、当該接続点に、開閉弁が介設された別の処理液の供給ラインが接続されていてもよい。
　供給ライン１０４の下流端部分は、軸部５０内に設けられた処理液供給管１１４により形成されている。なお、ここで「処理液供給管１１４」というのは、内部に鉛直方向に延びる液流路が設けられた軸部５０それ自体であってもよいし、軸部５０の内部に挿入された軸部５０とは別体の管状部材であってもよい。処理液供給管１１４の上端部にある開口１１６は、基板保持機構３１により保持されたウエハＷの下面の中央部に向けて処理液を吐出するノズル（以下「ノズル１１６」とも呼ぶ）となっている。
　処理液供給管１１４よりも上流側で供給ライン１０４に設定された分岐点１１８において、供給ライン１０４から排液ライン１２０が分岐している。排液ライン１２０の分岐点１１８の近傍に開閉弁１２２が設けられている。供給ライン１０４の分岐点１１８よりも下流側における分岐点１１８の近傍において、供給ライン１０４に開閉弁１２４が設けられている。開閉弁１２２、１２４は、供給ライン１０４を流れてきた液がノズル１１６に向かわずに排液ライン１２０から排出される排液状態と、供給ライン１０４を流れてきた液が排液ライン１２０に流入せずにノズル１１６から吐出される吐出状態とを切り替え得るように構成された第２切替機構を構成する。
　なお、開閉弁１１０、１１２を閉じた状態で、開閉弁１２２、１２４を開くことにより、ノズル１１６からの液吐出停止後に分岐点１１８より下流側に残留している液を、排液ライン１２０を介して排出することもできる。
　供給ライン１０４の分岐点１１８よりも上流側には、流量制御部１２６が設けられている。図３に示した一構成例においては、流量制御部１２６は、流量計１２８、流量制御弁１３０、オリフィス１３２、およびコントローラ１３４を含む。流量制御弁１３０は、二次側圧力の設定値を調節できるように構成された定圧弁であってもよい。コントローラ１３４は、流量計１２８により測定された実際流量とレシピにより定められた目標流量との偏差に応じて、流量制御弁（定圧弁）１３０の設定二次側圧力を調節することにより処理液供給管１１４を流れる液の流量を制御する。処理液供給管１１４を流れる液の流量を適切に制御できる限りにおいて、流量制御部１２６の構成は任意である。
　排液ライン１２０内にある液の温度を検出する排出液温センサ（第１温度センサ）１４２を設けてもよい。分岐点１１８より下流側の供給ライン１０４内にある液の温度を検出する供給液温センサ（第２温度センサ）１４０を設けてもよい。温度センサ（１４０，１４２）は、ライン（１０４，１２０）を構成する管の中に挿入されて液の温度を直接測定するものであってもよい。あるいは、温度センサ（１４０，１４２）は、ライン（１０４，１２０）を構成する管の外面の温度を測定する接触式の温度センサあるいは、赤外線温度センサであってもよい。管の外面の温度を測定することにより、管の中にある液の温度を間接的に測定することが可能となる。
　分岐点１１８より下流側の供給ライン１０４を構成する管を加熱するためのヒータ１４４を設けてもよい。ヒータ１４４は、例えば供給ライン１０４を構成する管に巻き付けられたテープヒータであってもよい。装置レイアウト上可能であるならば、処理液供給管１１４を直接加熱するようにヒータ１４４を設けてもよい。この場合、ヒータ１４４は、例えば、処理液供給管１１４に巻き付けられてもよいし、処理液供給管１１４の内部に埋設してもよい。あるいは、ヒータ１４４は、二重管構造を有していてもよい。この場合、二重管構造を構成する内管が供給ライン１０４を構成する管であり、外管と内管との間にホットＤＩＷのような加熱された流体を流すことにより内管およびその中の液が加熱される。
　上記の温度センサ（１４０，１４２）およびヒータ１４４は、後述する運用方法の実施形態の動作を実現するために必要な場合に設ければよく、必ずしも設けなくてもよい。
　［基板処理時の処理ユニット１６の動作］
　次に、図１～図３に加えて、図４Ａ～図４Ｆの作用図および図５のタイムチャートを参照して、処理ユニット１６にて実施される基板の処理の手順について説明する。以下に説明する手順は、制御装置４が処理レシピに基づいて制御プログラムを実行することにより、基板処理システム１、特に処理ユニット１６を構成する各種デバイスを制御することにより実行される。上記の処理レシピおよび制御プログラムは例えば記憶部１９に記憶されたものである。
　図４Ａ～図４Ｆの作用図において、黒く塗りつぶされた開閉弁は閉じており、白抜きの開閉弁は開いていることを意味している。
　図５のタイムチャートにおいて、左端に記された符号は以下のことを意味している。
　１１０（ＳＣ１）：開閉弁１１０の状態（「Ｏ」が開、「Ｃ」が閉）
　１０８（ＤＩＷ）：開閉弁１１２の状態（「Ｏ」が開、「Ｃ」が閉）
　１２２（ＤＲ）：開閉弁１２２の状態（「Ｏ」が開、「Ｃ」が閉）
　１２４（ＮＯＺ）：開閉弁１２４の状態（「Ｏ」が開、「Ｃ」が閉）
　８６Ａ，８６Ｂ（Ｎ２）：加熱天板から吐出されるＮ２ガスの流量（「Ｈ」が大流量「Ｍ」が中流量、「Ｌ」が小流量）
　７０（ＨＰ）：加熱天板７０の位置（「ＰＲ」が処理位置、「Ｕ」が上昇位置）（線が傾斜している部分は、移動途中であることを意味している。）
　ＷＲ：ウエハＷの回転状態（「ＯＮ」が回転中（以下の実施形態では回転速度は１６００ｒｐｍで一定）、「ＯＦＦ」が回転停止）（線が傾斜している部分は、加速途中または減速途中であることを意味している。）
　なお、本実施形態においては、吐出口８６ＡからのＮ２ガスの吐出流量が３段階に変化し、吐出口８６Ｂからの流量が３段階に変化しており、吐出口毎に、吐出流量を大流量、中流量、小流量と呼んでいることに注意されたい。後述する具体的数値から明らかなように、吐出口８６Ａからの大流量（中流量、小流量）と吐出口８６Ｂからの大流量（中流量、小流量）とは同じ流量ではない。なお、以下の説明における吐出流量（大流量、中流量、小流量）の具体的数値はあくまで一例であり、後述のものに限定されるものではない。
　最初に、昇降駆動部５２によりリフトプレート５１を上昇させる。このとき加熱天板７０は、上昇位置に位置している。次いで、ウエハＷを保持した基板搬送装置１７（図１）の基板保持具が、チャンバ３０内に入り、ウエハＷをベースプレート４１の真上に位置させる。基板搬送装置１７でウエハＷをリフトピン５１ａの上部に上方から載置させ、基板搬送装置１７の基板保持具がチャンバ３０から退出する。次いでリフトプレート５１が下降する。下降の途中にウエハＷがベースプレート４１の保持ピン４１ａに渡され、その後、リフトプレート５１はさらに降下位置まで下降する。以上により、ウエハＷは基板保持機構３１により保持される。
　処理ユニット１６内でウエハＷの処理が行われていないときにも、加熱天板７０のヒータ７３に常時通電され、また、吐出口８６Ａおよび吐出口８６Ｂから加熱されたＮ２ガス（「ホットＮ２ガス」とも呼ぶ）が小流量で吐出されている。これにより加熱天板７０が冷えることを防止し、かつ加熱天板７０に適当な温度分布が維持されるようになっている。このとき、例えば、吐出口８６Ａから３０Ｌ／min（小流量）、吐出口８６Ｂから１０Ｌ／min（小流量）の流量でＮ２ガスが吐出されている。ヒータ７３への供給電力はウエハＷが処理されているときよりも低くてもよい。
　ベースプレート４１によりウエハＷが保持されると、時点ｔ１において、加熱天板７０が上昇位置から処理位置に下降する。加熱天板７０からの輻射熱および吐出口８６Ａおよび吐出口８６Ｂから吐出されるホットＮ２ガスの影響によりウエハＷの温度が上昇し始める。
　次いで、時点ｔ２において、吐出口８６Ａおよび吐出口８６ＢからホットＮ２ガスの吐出流量が増加する。例えば、吐出口８６Ａから２００Ｌ／min（大流量）、吐出口８６Ｂから１００Ｌ／min（大流量）でホットＮ２ガスが吐出されるようになる。このとき、ホットＮ２ガスの吐出流量増加に伴ってヒータ７３への供給電力も増加させる。これによりウエハＷの昇温速度が増大するとともに、ウエハＷが処理目標温度（概ね７０℃程度）よりも高い温度まで加熱される。つまり、ノズル１１６からＳＣ１が吐出される前にウエハＷが予熱される。これにより、ノズル１１６から吐出されるＳＣ１の温度が吐出開始直後に低くても（後述）、吐出開始直後の薬液処理反応速度が低下することを防止または抑制することができる。
　なお、加熱天板７０が処理位置に位置したときのウエハ周囲のガスの流れは下記のようになる。
　回収カップ３６の内部が排気装置３７によって吸引されているため、ＦＦＵ３８から下向きに吐出された清浄ガス（通常はクリーンエア）は、加熱天板７０の中央部の開口部７０ａを通って、加熱天板７０とウエハＷとの間の空間（「ウエハ上方空間Ｓ２」とも呼ぶ）に引き込まれ、ウエハＷの周縁に向けて流れ、回収カップ３６内に流出する。ウエハＷが回転しているときには、ガスは、ウエハ上方空間Ｓ２内を旋回しながらウエハＷの周縁部に向けて、より高流速で流れる。上記のガスの流れにより、ウエハＷの下面に処理液が供給されているときに、処理液がウエハＷの上面に回り込むことが防止される。なお、加熱天板７０の中央部に開口部７０ａが設けられているため、ウエハ上方空間Ｓ２に負圧が生じることによりウエハＷが反って加熱天板７０と干渉することを防止することができる。
　加熱天板７０とウエハＷとの間の空間には、加熱天板７０の下面に開口する吐出口８６Ａ，８６ＢからホットＮ２ガスも吐出される。ホットＮ２ガスは上記の清浄ガスと一緒にウエハＷの周縁に向けて流れ、回収カップ３６内へと流出する。このホットＮ２によりウエハＷが加熱される。また、加熱天板７０の下面からの輻射熱によってもウエハＷが加熱される。このときウエハＷは、ウエハＷの処理時の目標温度（概ね７０℃程度）よりも高い温度まで加熱される。これにより、後にノズル１１６から吐出されるＳＣ１の温度が吐出開始直後に低くても（詳細は後述）、吐出開始直後の薬液処理反応速度が低下することを防止または抑制することができる。
　また、時点ｔ２において、基板保持機構３１の回転駆動部４３により、ウエハＷが回転を開始する。ウエハＷの回転速度は、数秒後に例えば１６００ｒｐｍに達し、その後１６００ｒｐｍに維持される。ウエハＷの回転速度は１６００ｒｐｍに限定されるものではない。
　ウエハＷの回転速度を開始した後の時点ｔ３において、開閉弁１１２を閉じた状態で開閉弁１１０が開かれ、開閉弁１２４が閉じた状態で開閉弁１２２が開かれる。これにより、図４Ｂに示すように、接続点１０６Ｐから供給ライン１０４に７０℃に加熱されたＳＣ１が流入する。なお、時点ｔ３より前の時点においては、図４Ａに示すように、供給ライン１０４の接続点１０８Ｐと分岐点１１８の間の区間、および分岐点と開閉弁１２４の間の区間に常温のＤＩＷが滞留している。図４Ａの状態は、後述する図４Ｆに示した操作の結果として生じたものである。
　接続点１０６Ｐから供給ライン１０４に流入したＳＣ１は、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、供給ライン１０４の接続点１０６Ｐと分岐点１１８の間の区間を通って流れた後、排液ライン１２０を通って排出される。これを「（薬液の）初期捨て操作」と呼ぶこととする。これにより、ＳＣ１により供給ライン１０４に滞留していた常温のＤＩＷが排液ライン１２０に追い出され、排出される。また、ＳＣ１により供給ライン１０４の接続点１０６Ｐと分岐点１１８との間の区間が暖められる。
　初期捨て操作は、予め定められた時間（例えば数秒程度でよい）行われる。次に、時点ｔ４において、図４Ｄに示すように、開閉弁１２２が閉じられるとともに開閉弁１２４が開かれる。これにより、分岐点１１８まで流れてきたＳＣ１が処理液供給管１１４に流れ、ノズル１１６から回転するウエハＷの下面中心部に向けて吐出されるようになる。ウエハＷの下面に着液したＳＣ１はウエハＷの周縁に向けて流れ、当該周縁からウエハＷの外方に向けて飛散する。このとき、ウエハＷの下面全体がＳＣ１の液膜により覆われ、ウエハＷの下面全体に薬液処理（薬液洗浄またはウエットエッチング）が施される。
　時点ｔ４において処理液供給管１１４は概ね常温であるため、処理液供給管１１４はそこを通過するＳＣ１から熱を奪う。このため、ノズル１１６からのＳＣ１の吐出開始から数秒の間は、７０℃より低い温度のＳＣ１が吐出される。このため、ウエハＷの温度が処理目標温度（概ね７０℃程度）より低い状態が数秒続く。処理液供給管１１４が暖まると、ノズル１１６から吐出されるＳＣ１の温度は概ね７０℃程度となる。このため、ノズル１１６から吐出されるＳＣ１の温度が概ね７０℃程度に上昇するまでの間は、吐出口８６Ａおよび吐出口８６Ｂから吐出されるホットＮ２ガスの吐出流量が前述した高流量に維持される。
　ウエハＷの温度が処理目標温度の近傍で概ね安定するタイミングで、吐出口８６Ａおよび吐出口８６Ｂから吐出されるホットＮ２ガスの吐出流量を低下させる（時点ｔ５）。このとき、例えば、吐出口８６Ａから１２５Ｌ／min（中流量）、吐出口８６Ｂから５０Ｌ／min（中流量）でホットＮ２ガスが吐出されるようにする。ウエハＷの温度が処理目標温度の近傍で概ね安定するタイミングは、例えば実機を用いた予備試験により確認しておき、処理レシピにおいて時点ｔ５を予め定めておいてもよい。ウエハＷの温度が処理目標温度の近傍で概ね安定したことを、例えば加熱天板の下面に設けた温度センサ（図示せず）により確認してもよい。この場合、温度センサによる検出値が予め定めた閾値を超えたときに、吐出口８６Ａおよび吐出口８６Ｂから吐出されるホットＮ２ガスの吐出流量を低下させるようにしてもよい。
　その後、予め定められたＳＣ１処理時間が経過したら、図４Ｅに示すように、開閉弁１１０を閉じて開閉弁１１２を開き、ＳＣ１処理（図５下部の「ＳＣ１」）からＤＩＷリンス処理（図５下部の「ＲＩＮＳＥ」）に移行する（時点ｔ６）。
　ＤＩＷリンス処理時には、接続点１０８Ｐから供給ライン１０４に流入した常温のＤＩＷは、供給ライン１０４およびその上流側部分である処理液供給管１１４を通って流れ、ノズル１１６からウエハＷに向けて吐出される。このＤＩＷによりウエハＷの下面に残留するＳＣ１が洗い流される。なお、このとき、供給ライン１０４を構成する配管は、供給ライン１０４を流れる常温のＤＩＷによって熱を奪われることにより、概ね常温まで温度が低下する。
　その後、予め定められた時間が経過したら、開閉弁１１２を閉じてノズル１１６からウエハＷへのＤＩＷの吐出を停止し、ＤＩＷリンス処理（図５下部の「ＲＩＮＳＥ」）から乾燥処理（図５下部の「ＤＲＹ」）に移行する（時点ｔ７）。乾燥処理時には、ウエハＷの下面に残留するＤＩＷが遠心力により振り切られ、これによりウエハＷの下面が乾燥する。これにより１枚のウエハＷに対する一連の処理工程が終了する。
　ＤＩＷの吐出の停止後の適当な時点、好ましくはＤＩＷの吐出の停止と同時（時点ｔ７）に、図４Ｆに示すように、開閉弁１２２が開かれる。これにより、供給ライン１０４の分岐点１１８よりも下流側に残留したＤＩＷが、排液ライン１２０を通って排出される。これにより、乾燥処理中に、ウエハＷの回転に起因してウエハ下方空間Ｓ１内に生じた負圧により処理液供給管１１４内にあるＤＩＷが吸い出されて、ウエハＷに付着することを防止することができる。なお、図４Ｆの操作の終了後には、図４Ａに示した状態と同じ状態となる。
　ウエハＷに対する一連の処理工程が終了したら、加熱天板７０が上昇位置に移動する。その後、搬入時と逆の手順により、ウエハＷを処理ユニット１６から搬出する。以上により、１枚のウエハＷに対する処理が終了する。
　上記の実施形態によれば、初期捨て操作により供給ライン１０４内に残留していた常温のＤＩＷが排出された後にＳＣ１が供給ライン１０４に供給される。このため、初期捨て操作を行わない場合と比較して、吐出開始時点から、ＤＩＷを殆ど含まず、かつ、比較的温度の高いＳＣ１がウエハＷに供給される。このため、ノズル１１６からウエハＷに向けてＳＣ１の吐出を開始した直後に、薬液（ＳＣ１）とウエハＷの処理（エッチングないし洗浄）対象物との反応温度すなわち反応速度が低下することを防止または抑制することができる。
　また、上記の実施形態によれば、少なくとも、ウエハＷが回転を開始した時点（時点ｔ２）からＳＣ１の吐出開始からある時間が経過する時点（時点ｔ５）までの間の期間内において、吐出口８６Ａおよび吐出口８６ＢからのホットＮ２ガスの吐出流量を増大させている。これによっても、ノズルからウエハＷに向けてＳＣ１の吐出を開始した直後に、薬液（ＳＣ１）とウエハＷ表面との反応温度すなわち反応速度が低下することを防止または抑制することができる。
　なお、上記の実施形態では、（１）初期捨て操作と（２）ホットＮ２ガス吐出流量調整とを組合せて実行することにより、薬液（ＳＣ１）とウエハＷ表面との反応温度すなわち反応速度が低下することを効果的に防止または抑制している。しかしながら（１）初期捨て操作および（２）ホットＮ２ガス吐出流量調整のうちの一方のみを行った場合でも、両者を組合せた場合と比較すると効果は低下するが、薬液（ＳＣ１）とウエハＷ表面との反応温度すなわち反応速度が低下することを防止または抑制する効果を得られることは明らかである。
　初期捨て操作を実行した上で、上述した時点ｔ２から時点ｔ５の間にホットＮ２ガスの吐出流量を増やすことによる効果について確認する試験を行った。その結果を図６のグラフに示す。図６のグラフの横軸は時間であり、先に説明したｔ１～ｔ５が記載されている。縦軸は温度であり、最終的にグラフの右端において概ね安定した後の温度が概ね７０℃である。
　時点ｔ１～時点ｔ２の間では、加熱天板７０が上昇位置から処理位置に移動し、吐出口８６Ａから３０Ｌ／min、吐出口８６Ｂから１０Ｌ／minの流量でＮ２ガスが吐出されている。
　時点ｔ２以降では、加熱天板７０は処理位置にある。
　時点ｔ２～時点ｔ５の間では、吐出口８６Ａから１２５Ｌ／min、吐出口８６Ｂから５０Ｌ／minの流量でＮ２ガスが吐出されている場合（以下、記載の簡略化のため「ガス供給条件１」と呼ぶ）のウエハ温度の推移が３本の破線で示されている。吐出口８６Ａから２００Ｌ／min、吐出口８６Ｂから１００Ｌ／min程度の大流量でＮ２ガスが吐出されている場合（以下、簡便のため「ガス供給条件２」と呼ぶ）のウエハ温度の推移が３本の実線で示されている。温度測定位置は、ウエハＷの中心位置（Ｃ）、ウエハの中心から半径方向に３７ｍｍ離れた位置（Ａ）、ウエハの中心から半径方向に１４７ｍｍ離れた位置（Ｂ）であり、各々の位置の温度推移を示す破線および実線には参照符号Ｃ，Ａ，Ｂがそれぞれ付けられている。なお、吐出口８６Ａの位置はウエハＷの回転中心軸線から４０ｍｍ離れた位置に、また、吐出口８６Ａの位置はウエハＷの回転中心軸線から８０ｍｍ離れた位置にある。
　図６のグラフから以下のことがわかる。時点ｔ４～時点ｔ５の間においては、位置（Ｃ）ではガス供給条件１、２とで温度推移に殆ど差は無い。しかしながら、位置（Ａ）、（Ｂ）では、ガス供給条件２の温度推移カーブが、ガス供給条件１の温度推移カーブよりも上にあり、ＳＣ１吐出開始直後の期間において、温度低下抑制効果が認められた。なお、時点ｔ４～時点ｔ５の間における位置（Ｃ）、（Ａ）、（Ｂ）における平均温度は、ガス供給条件２の方がガス供給条件１よりも１．９℃高かった。ウエハＷにＳＣ１が供給されている全期間（時点ｔ４から時点ｔ６）における平均温度はガス供給条件２の方がガス供給条件１よりも０．２℃高かった。すなわち、ガス供給条件２を採用することにより、ＳＣ１の吐出開始直後の期間におけるウエハＷの温度低下を抑制することができることがわかる。
　なお、位置（Ａ）は吐出口８６Ａの近くにあるため、高温のＮ２ガスにより直接温められるため最も温度が上昇し易くなっている。位置（Ｃ）は主に位置（Ａ）からのウエハＷを介した熱伝導により加熱される。位置（Ｂ）は、ウエハＷの周縁近傍であり吐出口８６Ｂからの距離も比較的大きな位置にある。このため、ウエハＷにＳＣ１が供給され始めた後は、特にウエハＷの位置（Ａ）付近の領域から熱を奪った後にウエハＷ周縁に向けて広がるＳＣ１によって加熱される。このため、位置（Ｂ）では、ＳＣ１吐出直後における温度の落ち込みが生じていない。
　上記の実施形態においては、上述した処理操作に関するデバイス（各開閉弁、流量調整機構８２Ａ，８２Ｂ）の動作タイミング（各開閉弁の切り替え、ガス流量の切り替え等のタイミング）は処理レシピに基づいて行われていた。つまり、切り替えタイミングは、予め定められた図５に示したようなタイムチャートに従って行われていたことになる。しかしながらこれらの切り替えは、適当なパラメータに関する目標値と実際値との比較に基づいて行われてもよい。以下そのような変形実施形態（第１～第３実施形態）について説明する。
　［第１変形実施形態］
　上記の実施形態では、初期捨て操作の開始後、処理レシピにおいて予め定められた時間が経過した時点で初期捨て操作を中止し、ノズル１１６からウエハＷへのＳＣ１の吐出を開始していた。これに対して、第１変形実施形態では、初期捨て操作の開始後、温度センサ１４２を用いて排液ライン１２０から排出される液の温度を監視する。温度センサ１４２による検出値が予め定められていた閾値を超えると、制御装置４（図１を参照）が、開閉弁１２２を閉じるとともに開閉弁１２４を開き、ノズル１１６からウエハＷへのＳＣ１の吐出が開始される。ＳＣ１供給源１００Ａから供給ライン１０４に供給されてくるＳＣ１の温度が７０℃である場合、上記の閾値は、例えば４０℃に設定することができる。上記の動作以外の動作は第１実施形態と同じでよい。
　前述した実施形態では、ロバスト性を考慮して、ある程度の安全マージンをとって予備捨て操作の実行時間を定めており、薬液（この場合ＳＣ１）が無駄に消費される（捨てられる）場合もあった。これに対して第１変形実施形態によれば、必要最小限の薬液が捨てられるため、薬液の消費量を削減することができる。また、第１変形実施形態によれば、ウエハＷへのＳＣ１の吐出開始直後におけるＳＣ１の温度ばらつきを小さくすることができ、ウエハＷ間における処理結果の均一性を高めることができる。なお、ＳＣ１の温度ばらつきは、例えば、処理ユニット１６ごとの処理スケジュールに起因して供給ライン１０４を液が流れていない時間のばらつき（これにより配管の冷え方が変わる）などにより生じうる。
　なお、温度センサ１４２は排液ライン１２０上にあることが好ましいが、分岐点１１８よりも上流側であってかつ分岐点１１８の近傍の供給ライン１０４上にあってもよい。この場合にも、温度センサ１４２の検出値に基づいて常温のＤＩＷが追い出されたものと判断して、開閉弁１２２、１２４の開閉切り替えを行うことは可能である。
　［第２変形実施形態］
　上記の第１実施形態では、ノズル１１６からウエハＷへのＳＣ１の吐出の開始後、処理レシピにおいて予め定められた時間が経過した後に、吐出口８６Ａ、８６ＢからのＮ２ガスの吐出流量を大流量から中流量へと減少させていた。これに対して、第２変形実施形態では、ノズル１１６からウエハＷへのＳＣ１の吐出の開始後、温度センサ１４０を用いて、供給ライン１０４の分岐点１１８よりも下流側の部分を流れるＳＣ１の温度を監視する。そして、温度センサ１４０による検出値が予め定められていた閾値を超えると、制御装置４（図１を参照）が、流量調整機構８２Ａ，８２Ｂを制御して、吐出口８６Ａ、８６ＢからのＮ２ガスの吐出流量を大流量から中流量へと減少させる。その他の動作は第１実施形態と同じでよい。ＳＣ１供給源１００Ａから供給ライン１０４に供給されてくるＳＣ１の温度が７０℃である場合、閾値は、例えば７０℃、あるいはそれよりやや低い温度に設定することができる。上記の動作以外の動作は第１実施形態と同じでよい。
　Ｎ２ガスの大流量吐出は、ノズル１１６からウエハＷへのＳＣ１の吐出開始直後に比較的低い温度のＳＣ１が吐出されることにより生じるウエハＷの温度低下を補償するために行われている。従って、ノズル１１６から吐出されるＳＣ１の温度が高くなれば、Ｎ２ガスの大流量で吐出する必要は無い。温度センサ１４０により検出されたＳＣ１の温度の変動に応じてＮ２ガスの流量切り替えタイミングを変化させることにより、ウエハ間におけるウエハＷの温度のばらつき（特にウエハＷへのＳＣ１の吐出開始直後におけるばらつき）を小さくすることができる。このためウエハＷ間における処理結果の均一性を高めることができる。
　なお、上記の実施形態および第２変形実施形態では、吐出口８６Ａ、８６ＢからのＮ２ガスの吐出流量が３段階で変化させていたが、これに限定されるものでなく、４段階以上または無段階（連続的）で変化させてもよい。特に上記の第２変形実施形態においては、Ｎ２ガスの吐出流量を大流量から中流量に減少させることに代えて、例えば、大流量と中流量との間の流量に一旦減少させた後に、中流量に減少させてもよい。
　［第３変形実施形態］
　上記の第１変形実施形態と第２変形実施形態を組み合わせて第３実施形態を構成してもよい。
　第１、第２および／または第３変形実施形態に基づく動作を行わせない場合には、温度センサ１４２，１４０は設けなくてもよいが、処理状況を監視することを目的として設けてもよい。
　［第４変形実施形態］
　天板昇降機構７２が、精密な上下方向の位置決めが可能に構成されている場合には、ウエハＷの回転を開始する直前まで加熱天板７０を「処理位置」よりもさらにウエハＷに近づけてもよい。具体的には、ウエハＷが回転しているときに加熱天板７０の下面とウエハＷの上面との間の鉛直方向距離を例えば２ｍｍとしたときに、ウエハＷの回転を開始する直前までの鉛直方向距離を例えば１～１．５ｍｍとしてもよい。こうすることにより、加熱天板７０によりウエハＷを効率良く加熱することができ、１枚のウエハＷの処理に必要な時間を短縮することができる。なお、ウエハＷが回転しているときにはウエハＷが振動するため、加熱天板７０とウエハＷとの間の鉛直方向距離は、両者の衝突防止の観点から、例えば２ｍｍ程度は必要である。
　［第５変形実施形態］
　回収カップ３６内の雰囲気を排気する排気管１０１に設けられたダンパ３９の開度を調節して、加熱天板７０によるウエハＷの加熱開始時点からある期間（「初期加熱期間」とも呼ぶ）にわたって、排気管１０１からの排気流量を低くしてもよい。排気管１０１からの排気流量に応じた流量で、ウエハＷの上方の常温のガス（清浄空気）が開口部７０ａを介して加熱天板７０とウエハＷとの間の空間（ウエハ上方空間）に引き込まれる。従って、排気管１０１からの排気流量を低くすると、ウエハ上方空間を流れるガス（清浄空気＋Ｎ２ガス）中の清浄空気の比率が減少し、かつ、ウエハ上方空間を流れるガスの流速も低くなる。このため、加熱天板７０を処理位置に位置させたときにウエハＷを効率良く暖めることができる。
　ダンパ３９の開度を小さくしている期間は、例えばレシピにより予め定めておくことができる。つまり、例えば、加熱天板７０を処理位置に位置させると同時（前述した時点ｔ１）かあるいはそのわずかに前に、ダンパ３９の開度をレシピで定めた指定開度（第１の開度）まで減少させて、その状態をレシピで定めた時間（例えば５秒間）にわたって継続し、その後通常開度（第２の開度より大きな第２の開度）に戻す、という開度制御を行ってもよい。
　ダンパ３９の開度を小さくしている期間は、ウエハＷの実際の温度に応じて変化させてもよい。例えば加熱天板７０の下面にウエハＷの温度を検出する温度センサが設けられている場合、温度センサの検出値が予め定められた閾値を超えた場合に、ダンパ３９の開度を小さくしている期間を終了させてもよい。
　ダンパ３９の開度を小さくしている期間において、レシピにより特定のダンパ３９の開度が定められていてもよい。ダンパ３９の開度を小さくしている期間に続く期間においても、レシピにより特定のダンパ３９の開度が定められていてもよい。
　一実施形態において、ダンパ３９の開度（Ｖo）が、チャンバ３０内の圧力を検出する圧力センサ（図示せず）の検出値（Ｐc）に基づいてフィードバック制御される。この場合、ダンパ３９の開度を小さくしている期間における検出値（Ｐc）に対応する開度（Ｖo）が、その後の期間における検出値（Ｐc）に対応する開度（Ｖo）よりも小さくなるように制御プログラムが設定されていてもよい。
　［第６変形実施形態］
　供給ライン１０４の分岐点１１８よりも下流側の配管（これには処理液供給管１１４も含まれる）にヒータ１４４（図３を参照）を設けた場合には、例えば初期捨て操作を行っているときにヒータ１４４を用いて配管を暖めてもよい。前述した実施形態においては、初期捨て操作では、分岐点１１８よりも下流側にある供給ライン１０４の配管を暖めることはできない。このため、吐出開始直後は、配管により熱を奪われて温度低下したＳＣ１がノズル１１６からウエハＷに吐出される。遅くともノズル１１６からのＳＣ１の吐出が開始されるまでにヒータ１４４により配管を暖めておくことにより、吐出開始直後から目標処理温度に近い温度のＳＣ１を吐出することができる。ＳＣ１の吐出開始時点において配管が十分に暖まっているという条件を満たす限りにおいて、ヒータ１４４による配管の加熱期間は任意である。例えば、初期捨て操作の開始前からヒータ１４４により配管を加熱し、初期捨て操作の終了前にヒータ１４４による配管の加熱を終了してもよい。
　なお、この場合においても、ＳＣ１の吐出開始前あるいは後に加熱天板７０によりウエハＷを暖めることは有益である。基板保持機構３１に保持された時点ではウエハＷは常温であり、ＳＣ１の持つ熱量はウエハＷを昇温するために消費されてしまうからである。
　上記の第１～第６変形実施形態を適宜組み合わせてもよい。
　今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主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。
　処理対象の基板は半導体ウエハに限定されるものでなく、ガラス基板、セラミック基板等の半導体装置製造の技術分野で用いられる任意の種類の基板であってもよい。
　ノズル１１６からウエハに吐出される第１処理液は７０℃のＳＣ１に限定されるものではなく、常温よりも高い温度で用いられる他の薬液例えばＤＨＦであってもよい。ノズル１１６からウエハに吐出される第２処理液は常温のＤＩＷに限定されるものではなく、第１処理液よりも低い温度で用いられる他の液であってもよい。１枚のウエハＷに対してノズル１１６からウエハに吐出される処理液は、第１処理液および第２処理液に限定されるものではなく、さらに第３処理液を含んでいてもよい。例えば、第１処理液、第２処理液、第３処理液、第２処理液の順にノズル１１６からウエハＷに吐出されてもよい。例えば、第１処理液および第３処理液は同一配管を用いて供給しても問題が無い薬液であり、第２処理液はＤＩＷ等のリンス液である。この場合、第１処理液による処理結果が温度感受性の高いものである場合であるならば、供給ライン１０４内に滞留する最後に使用されていた第２処理液を追い出すために第１処理液により初期捨て操作を行うことは有益である。
　上記実施形態では、処理ユニット１６は、ウエハＷの裏面（デバイスが形成されていない面）が下向き（下面）となるように基板保持機構３１にウエハＷを保持させた状態で、ウエハＷの裏面に対して処理液を供給して裏面に液処理を施していたが、これには限定されない。処理ユニット１６は、ウエハＷの表面（デバイスが形成されている面）が下向き（下面）となるように基板保持機構３１にウエハＷを保持させた状態で、ウエハＷの表面に対して処理液を供給して表面に液処理を施してもよい。この場合、複数ある処理ユニット１６のうちのいくつかを（例えば搬入出ステーション２に隣接する２つ）をリバーサーに入れ替え、このリバーサーにより表裏を反転させたウエハを処理ユニット１６で処理すればよい。
　３１　基板保持部（基板保持機構）
　７０　加熱天板
　１１６　ノズル
　１０４　供給ライン
　１１０，１１２　第１切替機構
　１２０　排液ライン
　１２２，１２４　第２切替機構
　４　制御部（制御装置）

Claims (20)

  1. 　基板を保持する基板保持部と、
    　前記基板保持部により保持された基板の下方から前記基板に処理液を吐出するノズルと、
    　前記ノズルから吐出される処理液をノズルに向けて流すための供給ラインと、
    　第１処理液の供給源から前記供給ラインに第１処理液が流入する第１供給状態と、第２処理液の供給源から前記供給ラインに前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液が流入する第２供給状態とを切り替え得るように構成された第１切替機構と、
    　前記供給ライン上に設定された分岐点において、前記供給ラインから分岐した排液ラインと、
    　前記供給ラインを流れてきた液が前記ノズルに向かわずに前記排液ラインから排出される排液状態と、前記供給ラインを流れてきた液が前記排液ラインに流入せずに前記ノズルから吐出される吐出状態と、を切り替え得るように構成された第２切替機構と、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記第１切替機構を前記第１供給状態とするとともに前記第２切替機構を前記排液状態として、前記供給ラインに流入させた前記第１処理液を前記排液ラインを通して排出させた後に、前記第２切替機構を前記吐出状態として前記ノズルから前記基板に前記第１処理液を吐出させ、その後に前記第１切替機構を前記第２供給状態として前記ノズルから前記基板に前記第２処理液を供給させるように構成されている、基板処理装置。
  2. 　前記制御部は、予め定められた時間だけ前記第１処理液を前記排液ラインを通して排出させた後に、前記第２切替機構を前記排液状態から前記吐出状態に切り替える、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記供給ラインおよび前記排液ラインを通って流れる液の温度を測定する温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記温度センサにより測定された温度が閾値を超えたときに、前記第２切替機構を前記排液状態から前記吐出状態に切り替える、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 　前記温度センサは前記排液ラインに設けられている、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板をさらに備え、
    　前記制御部は、前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、前記第１時点から予め定めた時間が経過した第２時点に前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 　前記ノズルと前記分岐点との間で前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを前記ノズルに向けて流れる液の温度を測定する温度センサと、
    　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    をさらに備え、
    　前記制御部は、前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、前記温度センサにより測定された温度が閾値を超えた時点で、前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 　前記制御部は、前記第１時点よりも前の時点から前記第１流量またそれ以上の流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、これにより、前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出される前に前記基板を予熱する、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 　前記加熱天板は、その中心部に開口部を有し、前記基板の上面と前記加熱天板の下面との間に形成された空間が、前記開口部を介して、前記加熱天板の上方の空間に連通しており、
    　前記加熱天板の前記開口部より半径方向外側の下面に、前記不活性ガスを吐出する複数の吐出口が形成されている、
    請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
  9. 　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    　前記排液ラインを通って流れる液の温度を測定する第１温度センサと、
    　前記ノズルと前記分岐点との間で前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを前記ノズルに向けて流れる液の温度を測定する第２温度センサと、
    をさらに備え、
    　前記制御部は、前記第１温度センサにより測定された温度が第１閾値を超えたときに、前記第２切替機構を前記排液状態から前記吐出状態に切り替え、
    　前記制御部は、前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、前記第２温度センサにより測定された温度が第２閾値を超えた時点で、前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    　前記加熱天板を昇降させる昇降機構部と、
    をさらに備え、
    　前記制御部は、前記基板が回転を始める前の前記加熱天板の下面と前記基板の上面との間の距離を、前記基板が回転を始めた後の前記加熱天板の下面と前記基板の上面との間の距離よりも小さくする、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    　前記基板保持部を包囲して前記基板から飛散する液を回収する回収カップと、
    　前記回収カップの内部の雰囲気を排気する排気ラインと、
    　前記排気ラインを通って流れる排気の流量を制御するダンパと、
    をさらに備え、
    　前記制御部は、少なくとも、前記加熱天板が、前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆った時点から予め定められた時間が経過するまでの間の期間において、その他の期間よりも前記排気の流量が小さくなるようにダンパの開度を制御する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  12. 　前記供給ラインのうちの前記分岐点よりも下流側の領域を加熱するヒータをさらに備えた、前記制御部は、遅くとも前記ノズルから前記基板に前記第１処理液の吐出が開始される時点において前記供給ラインのうちの前記分岐点よりも下流側の領域が暖まっているように、前記ヒータの動作を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。
  13. 　前記第１処理液は薬液であり、前記第２処理液はリンス液である、請求項１に記載の基板処理装置。
  14. 　基板を保持する基板保持部と、
    　前記基板保持部により保持された基板の下方から前記基板に処理液を吐出するノズルと、
    　前記ノズルから吐出される処理液をノズルに向けて流すための供給ラインと、
    　第１処理液の供給源から前記供給ラインに第１処理液が流入する第１供給状態と、第２処理液の供給源から前記供給ラインに前記第１処理液よりも温度が低い第２処理液が流入する第２供給状態とを切り替え得るように構成された第１切替機構と、
    　前記供給ライン上に設定された分岐点において、前記供給ラインから分岐した排液ラインと、
    　前記供給ラインを流れてきた液が前記ノズルに向かわずに前記排液ラインから排出される排液状態と、前記供給ラインを流れてきた液が前記排液ラインに流入せずに前記ノズルから吐出される吐出状態と、を切り替え得るように構成された第２切替機構と、
    を備えた基板処理装置を用いて実行される基板処理方法において、
    　前記第１切替機構を前記第１供給状態とするとともに前記第２切替機構を前記排液状態として、前記供給ラインに流入させた前記第１処理液を前記排液ラインを通して排出することと、
    　その後に、前記第２切替機構を前記吐出状態として前記ノズルから前記基板に前記第１処理液を供給し、これにより前記基板に前記第１処理液による処理を行うことと、
    　その後に、前記第１切替機構を前記第２供給状態として前記ノズルから前記基板に前記第２処理液を供給し、これにより前記基板に前記第２処理液による処理を行うことと、
    を備えた基板処理方法。
  15. 　前記第２切替機構の前記排液状態から前記吐出状態への切り替えは、前記排液状態を予め定められた時間だけ継続した後に行われる、請求項１４に記載の基板処理方法。
  16. 　前記基板処理装置は、前記供給ラインおよび前記排液ラインを通って流れる液の温度を測定する温度センサをさらに備え、
    　前記温度センサにより測定された温度が閾値を超えたときに、前記第２切替機構を前記排液状態から前記吐出状態に切り替える、請求項１４に記載の基板処理方法。
  17. 　前記基板処理装置は、前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板をさらに備え、
    　前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、
    　前記第１時点から予め定めた時間が経過した第２時点に、前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、
    請求項１４に記載の基板処理方法。
  18. 　前記基板処理装置は、
    　前記ノズルと前記分岐点との間で前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを前記ノズルに向けて流れる液の温度を測定する温度センサと、
    　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    をさらに備えており、
    　前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、前記温度センサにより測定された温度が閾値を超えた時点で、前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、請求項１４に記載の基板処理方法。
  19. 　前記第１時点よりも前の時点から前記第１流量またそれ以上の流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、これにより、前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出される前に前記基板を予熱する、請求項１７または請求項１８に記載の基板処理方法。
  20. 　前記基板処理装置は、
    　前記基板保持部により保持された前記基板に近接するとともに前記基板の上面のほぼ全面を上方から覆って前記基板を加熱し得るように設けられた加熱天板であって、加熱された不活性ガスを前記基板に向けて吐出し得るように構成されている、前記加熱天板と、
    　前記排液ラインを通って流れる液の温度を測定する第１温度センサと、
    前記ノズルと前記分岐点との間で前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを前記ノズルに向けて流れる液の温度を測定する第２温度センサと、
    をさらに備えており、
    　前記第１温度センサにより測定された温度が第１閾値を超えたときに、前記第２切替機構を前記排液状態から前記吐出状態に切り替え、
    　前記ノズルから前記基板に前記第１処理液が吐出され始める第１時点では、第１流量で前記加熱天板から前記基板に向けて不活性ガスを吐出させ、前記第２温度センサにより測定された温度が第２閾値を超えた時点で、前記加熱天板からの前記不活性ガスの吐出流量を第２流量に減少させる、
    請求項１４に記載の基板処理方法。
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