WO2025249155A1 - 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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WO2025249155A1
WO2025249155A1 PCT/JP2025/017455 JP2025017455W WO2025249155A1 WO 2025249155 A1 WO2025249155 A1 WO 2025249155A1 JP 2025017455 W JP2025017455 W JP 2025017455W WO 2025249155 A1 WO2025249155 A1 WO 2025249155A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
processing
liquid
unit
wafer
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PCT/JP2025/017455
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English (en)
French (fr)
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皓己 丸山
洋 丸本
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
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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
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing 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
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • substrate processing apparatuses that process substrates such as semiconductor wafers by rotating the substrates and supplying a processing liquid to the surface of the rotating substrates.
  • This disclosure provides technology that can reduce damage to exposed portions of a substrate surface during liquid processing.
  • a substrate processing apparatus includes a holding unit, a nozzle, an imaging unit, a cooling unit, and a control circuit.
  • the holding unit rotatably holds a substrate.
  • the nozzle ejects a processing liquid onto the surface of the substrate held by the holding unit.
  • the imaging unit captures an image of the surface of the substrate held by the holding unit.
  • the cooling unit cools the substrate held by the holding unit.
  • the control circuit executes a liquid processing, an imaging process, a determination process, and a cooling process.
  • the liquid processing involves ejecting a processing liquid from the nozzle toward the surface of the rotating substrate.
  • the imaging process involves using the imaging unit to capture an image of the surface of the substrate during the liquid processing.
  • the determination process involves determining, based on the images captured by the imaging process, whether a reaction caused by the processing liquid has completed for each of multiple positions along the radial direction of the substrate on the surface of the substrate during the liquid processing.
  • the cooling process involves cooling the substrate using the cooling unit when it is determined that a reaction caused by the processing liquid has completed for at least one of multiple positions on the surface of the substrate during the liquid processing.
  • damage to exposed portions of the substrate surface during liquid processing can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of a processing unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of substrate processing performed by the processing unit according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the luminance detection process performed by the determination unit.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the result of luminance detection by the determination unit.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the wafer position and the etching amount of the base film.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of a wafer surface monitoring process executed by the substrate processing system according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the operation of the substrate processing system.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the operation of the substrate processing system.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a processing unit according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a processing unit according to the second modification of the embodiment.
  • the mutually orthogonal X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are defined, and an orthogonal coordinate system is shown in which the positive Z-axis direction is the vertically upward direction. Furthermore, the direction of rotation around the vertical axis is sometimes referred to as the ⁇ direction.
  • substrate processing apparatuses that process substrates such as semiconductor wafers by rotating the substrate and supplying a processing liquid to the surface of the rotating substrate.
  • substrate processing apparatuses remove resist films formed on substrates using SPM (Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture) processing.
  • SPM processing is performed by supplying SPM liquid, a processing liquid created by mixing sulfuric acid and hydrogen peroxide, to the resist film on the substrate.
  • the efficiency of resist film removal can be improved by increasing the temperature of the SPM liquid.
  • the underlying film which is exposed at the position where the resist film has been removed due to reaction with the SPM liquid on the substrate surface, is exposed to the high-temperature SPM liquid for a relatively long time, which may result in increased damage to the underlying film.
  • Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the substrate processing system 1 according to an embodiment.
  • the substrate processing system 1 is an example of a substrate processing apparatus.
  • 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 located adjacent to each other.
  • the loading/unloading station 2 comprises a carrier placement section 11 and a transport section 12.
  • the carrier placement section 11 is loaded with a plurality of carriers C, each of which holds a plurality of substrates, in this embodiment semiconductor wafers W (hereinafter referred to as wafers W), in a horizontal position.
  • the transfer section 12 is located adjacent to the carrier placement section 11 and includes a substrate transfer device 13 and a transfer section 14.
  • the substrate transfer device 13 includes a wafer holding mechanism that holds the wafer W.
  • the substrate transfer device 13 is capable of moving horizontally and vertically and rotating around a vertical axis, and uses the wafer holding mechanism to transfer the wafer W between the carrier C and the transfer section 14.
  • the processing station 3 is located adjacent to the transport section 12.
  • the processing station 3 includes a transport section 15 and multiple processing units 16.
  • the processing units 16 are an example of a substrate processing section.
  • the multiple processing units 16 are arranged side by side on both sides of the transport section 15.
  • the transfer section 15 has a substrate transfer device 17 inside.
  • the substrate transfer device 17 has a wafer holding mechanism that holds the wafer W.
  • the substrate transfer device 17 is also capable of moving horizontally and vertically and rotating around a vertical axis, and uses the wafer holding mechanism to transfer the wafer W between the delivery section 14 and the processing unit 16.
  • the processing unit 16 performs predetermined substrate processing on the wafer W transported by the substrate transport device 17. Details of the processing unit 16 will be described later.
  • the substrate processing system 1 also includes a control device 4.
  • the control device 4 is, for example, a computer, and includes a control 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.
  • the control unit 18 controls the operation of the substrate processing system 1 by reading and executing the programs stored in the memory unit 19.
  • Such a program 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 hard disks (HDs), flexible disks (FDs), compact disks (CDs), magnetic optical disks (MOs), and memory cards.
  • the substrate transfer device 13 in the loading/unloading station 2 removes the wafer W from the carrier C placed on the carrier placement section 11 and places the removed wafer W on the transfer section 14.
  • the wafer W placed on the transfer section 14 is then removed from the transfer section 14 by the substrate transfer device 17 in the processing station 3 and transferred into the processing unit 16.
  • the wafer W After the wafer W is loaded into the processing unit 16 and processed by the processing unit 16, it is removed from the processing unit 16 by the substrate transfer device 17 and placed on the transfer section 14. The processed wafer W placed on the transfer section 14 is then returned to the carrier C on the carrier placement section 11 by the substrate transfer device 13.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example configuration of the processing unit 16 according to the embodiment.
  • the processing unit 16 includes a chamber 20, a liquid processing section 30, a liquid supply section 40, a collection cup 50, an imaging section 60, and a back surface supply section 70 (an example of a cooling section).
  • the chamber 20 houses a liquid processing unit 30, a liquid supply unit 40, a collection cup 50, an imaging unit 60, and a back surface supply unit 70.
  • An FFU (Fan Filter Unit) 21 is provided on the ceiling of the chamber 20. The FFU 21 creates a downflow within the chamber 20.
  • the liquid processing unit 30 comprises a holder 31, a support 32, and a drive unit 33, and performs liquid processing on a placed wafer W.
  • the holder 31 holds the wafer W horizontally.
  • the support 32 is a member extending vertically, with its base end rotatably supported by the drive unit 33 and its tip end supporting the holder 31 horizontally.
  • the drive unit 33 rotates the support 32 around a vertical axis.
  • the liquid processing unit 30 rotates the support column 32 using the drive unit 33, thereby rotating the holder 31 supported by the support column 32, and thereby rotating the wafer W held by the holder 31.
  • a gripping portion 31a is provided on the upper surface of the holding portion 31 of the liquid processing portion 30, which holds the wafer W from the side.
  • the wafer W is held horizontally by the gripping portion 31a at a slight distance from the upper surface of the holding portion 31. This allows the wafer W to be held on the holding portion 31 with the surface on which substrate processing will be performed facing upward.
  • a resist film is formed on the surface (upper surface) of the wafer W.
  • a base film e.g., a SiN film
  • the liquid supply unit 40 supplies processing liquid to the wafer W.
  • the liquid supply unit 40 includes nozzles 41a, 41b, arms 42a, 42b that horizontally support the nozzles 41a, 41b, respectively, and pivoting and lifting mechanisms 43a, 43b (an example of a moving unit) that pivot and raise and lower the arms 42a, 42b, respectively.
  • the pivoting and lifting mechanism 43a enables the arm 42a to move the nozzle 41a within a predetermined range of movement above the wafer W.
  • Nozzle 41a is, for example, a bar nozzle that extends linearly in the horizontal direction. Nozzle 41a has a length that is shorter than the radius of wafer W. When the longitudinal tip of nozzle 41a is positioned above the center of wafer W, the longitudinal base of nozzle 41a is positioned above a position away from the center of wafer W toward the outer periphery of wafer W.
  • Nozzle 41a is connected to the SPM liquid supply unit 44 through the SPM liquid supply path 47, and ejects the SPM liquid supplied from the SPM liquid supply unit 44 onto the surface of the wafer W.
  • the SPM liquid is used, for example, in a process for removing a resist film formed on the surface of the wafer W.
  • the SPM liquid supply unit 44 includes a sulfuric acid supply source 44a, a valve 44b, a flow regulator 44c, a hydrogen peroxide supply source 44d, a valve 44e, a flow regulator 44f, and a confluence unit 44g.
  • the sulfuric acid supply source 44a supplies sulfuric acid maintained at a given temperature (e.g., 120°C) to the confluence 44g via the valve 44b and the flow regulator 44c.
  • the flow regulator 44c adjusts the flow rate of the sulfuric acid supplied to the confluence 44g.
  • the hydrogen peroxide supply source 44d supplies hydrogen peroxide to the confluence 44g via a valve 44e and a flow rate regulator 44f.
  • the flow rate regulator 44f adjusts the flow rate of the hydrogen peroxide supplied to the confluence 44g.
  • the confluence 44g is also connected to the SPM liquid supply path 47.
  • the SPM liquid produced by mixing sulfuric acid and hydrogen peroxide at the confluence 44g is supplied to the nozzle 41a through the SPM liquid supply path 47. Because the SPM liquid generates heat when the sulfuric acid and hydrogen peroxide mix, it is heated to a temperature higher than that of sulfuric acid (for example, 140°C) by the time it reaches the nozzle 41a.
  • Nozzle 41b is connected to a rinse liquid supply unit 46.
  • the rinse liquid supplied from the rinse liquid supply unit 46 is used, for example, for rinsing.
  • Examples of rinse liquids used in this embodiment include hydrogen peroxide, DIW, ozone water, and diluted ammonia water.
  • the rinse liquid supply unit 46 has a rinse liquid supply source 46a, a valve 46b, and a flow rate regulator 46c.
  • the rinse liquid supply source 46a supplies rinse liquid to the nozzle 41b.
  • the flow rate regulator 46c adjusts the flow rate of the rinse liquid supplied to the nozzle 41b via the valve 46b.
  • the collection cup 50 is positioned to surround the holder 31 and collects the processing liquid that splashes from the wafer W as the holder 31 rotates.
  • a drain outlet 51 is formed at the bottom of the collection cup 50, and the processing liquid collected by the collection cup 50 is discharged from the drain outlet 51 to the outside of the processing unit 16.
  • an exhaust port 52 is formed at the bottom of the collection cup 50, which discharges the gas supplied from the FFU 21 to the outside of the processing unit 16.
  • the imaging unit 60 captures an image of the top surface of the wafer W.
  • a CCD camera is used as the imaging unit 60.
  • the back surface supply unit 70 is, for example, a long, elongated member disposed in a hollow portion that vertically penetrates the holding unit 31 and the support unit 32.
  • a flow path 71 is formed inside the back surface supply unit 70.
  • a cooling fluid supply source 72 is connected to the flow path 71 of the back surface supply unit 70 via a valve 73 and a flow rate regulator 74.
  • the cooling fluid supply source 72 supplies a fluid (hereinafter referred to as "cooling fluid") that is at a lower temperature than the SPM liquid.
  • the cooling fluid supplied from the cooling fluid supply source 72 is, for example, an inert gas such as N2 gas or a rare gas.
  • the cooling fluid supplied from the cooling fluid supply source 72 may also be, for example, a liquid different from the SPM liquid.
  • sulfuric acid can be used as a liquid different from the SPM liquid.
  • the back surface supply unit 70 supplies cooling fluid supplied from the cooling fluid supply source 72 to the back surface (lower surface) of the wafer W via the valve 73, flow rate regulator 74, and flow path 71. This allows the back surface supply unit 70 to cool the wafer W.
  • Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 4 according to the embodiment.
  • the control device 4 includes a control unit 18 and a storage unit 19.
  • the storage unit 19 is realized, for example, by a semiconductor memory element such as RAM (Random Access Memory) or flash memory, or a storage device such as a hard disk or optical disk.
  • the storage unit 19 stores recipe information 191.
  • the control unit 18 is realized, for example, by a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit) executing various programs stored in a storage device within the control device 4 using RAM as a working area.
  • the control unit 18 is also realized, for example, by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control unit 18 is an electronic circuit such as a CPU, FPGA, or ASIC, which executes the various control operations described in this specification by executing instruction codes stored in memory or by being a circuit designed for a specific application.
  • the control unit 18 is an example of a control circuit.
  • the control unit 18 includes an operation control unit 181, an imaging control unit 182, a determination unit 183, and a cooling control unit 184, and realizes or executes the functions and actions of the control processing described below.
  • the internal configuration of the control unit 18 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be other configurations as long as they are capable of performing substrate processing, etc., as described below.
  • the operation control unit 181 controls the processing unit 16 based on the recipe information 191 stored in the memory unit 19, causing the processing unit 16 to perform a series of substrate processes on the wafer W.
  • Recipe information 191 is information that indicates the content and order of substrate processing to be performed by the processing unit 16.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for substrate processing performed by the processing unit 16 according to the embodiment.
  • the series of substrate processing steps shown in FIG. 4 are performed according to recipe information 191.
  • the processing unit 16 uses the holder 31 of the liquid processing unit 30 to hold the wafer W that has been carried into the chamber 20 by the substrate transfer device 17 (see FIG. 1). Specifically, the processing unit 16 grips the edge of the wafer W using multiple grippers 31a. Then, the processing unit 16 rotates the wafer W by rotating the holder 31 around a vertical axis using the drive unit 33.
  • the processing unit 16 performs SPM processing (an example of liquid processing) (step S01).
  • SPM processing first, the swivel lift mechanism 43a of the liquid supply unit 40 moves the nozzle 41a to above the center of the wafer W. Then, the processing unit 16 controls the SPM liquid supply unit 44 and other components to eject SPM liquid from the nozzle 41a onto the top surface of the rotating wafer W.
  • the SPM liquid supplied to the center of the wafer W spreads over the entire surface of the wafer W as the wafer W rotates. As a result, the resist film formed on the top surface of the wafer W is removed by a reaction with the SPM liquid on the top surface of the wafer W, exposing the base film.
  • the processing unit 16 may control the rotation lifting mechanism 43a to move the nozzle 41a horizontally between above the center of the wafer W and above the periphery of the wafer W, while ejecting the SPM liquid from the nozzle 41a toward the top surface of the rotating wafer W.
  • the processing unit 16 controls the rinse liquid supply unit 46 and other components to rinse the wafer W with rinse liquid (step S02).
  • the processing unit 16 controls the processing unit 16 to dry the wafer W (e.g., spin drying) (step S03).
  • the wafer W is then unloaded from the chamber 20 by the substrate transfer device 17. This completes the series of substrate processing steps for one wafer W.
  • the imaging control unit 182 uses the imaging unit 60 to capture an image of the surface of the wafer W during SPM processing.
  • the imaging control unit 182 uses the imaging unit 60 to capture an image of the surface of the wafer W during SPM processing multiple times per unit time.
  • the determination unit 183 determines whether the reaction by the SPM liquid has ended for each of a plurality of positions along the radial direction of the wafer W on the surface of the wafer W during SPM processing, based on the image captured by the imaging unit 60. Specifically, the determination unit 183 first detects the brightness for each of a plurality of positions along the radial direction of the wafer W on the surface of the wafer W during SPM processing, based on the image captured by the imaging unit 60.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the brightness detection process by the determination unit 183.
  • FIG. 5 shows the state of the surface (top surface) of the wafer W imaged using the imaging unit 60.
  • removed areas areas are generated on the surface of the wafer W where the resist film has already been removed by the reaction with the SPM liquid (hereinafter referred to as "removed areas"), and areas where the resist film has not yet been removed and remains (hereinafter referred to as "remaining areas").
  • the color of the removed areas is closer to white than the color of the remaining areas.
  • the determination unit 183 detects the brightness at each of multiple (here, five) positions P1 to P5 on the surface of the wafer W along the radial direction of the wafer W.
  • Position P1 is the center position of the wafer W
  • position P5 is the peripheral position of the wafer W.
  • Positions P2 to P4 are arranged in this order from the center of the wafer W toward the peripheral edge of the wafer W.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the brightness detection results obtained by the determination unit 183.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6, time indicates the elapsed time from time t0, when the nozzle 41a starts to eject the SPM liquid onto the wafer W.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 6, brightness indicates the value obtained by quantifying the color shade at each of multiple (here, five) positions P1 to P5 (see FIG. 5) on the surface of the wafer W into gradations of 0 to 255. Brightness "0" corresponds to black, and brightness "255" corresponds to white.
  • the brightness begins to decrease from the initial value toward a value of "0" corresponding to black a predetermined time after the start of SPM liquid ejection.
  • the brightness then reaches its minimum value.
  • the brightness then increases from the minimum value toward a value of "255" corresponding to white, stabilizing at a constant final value that is closer to the value of "255” corresponding to white than the initial value.
  • the final brightness value is higher than the initial brightness value. That is, in the detection results shown in FIG. 6, the final brightness value corresponds to the color of the removal area (see FIG. 5), and the initial brightness value corresponds to the color of the remaining area (see FIG. 5).
  • the determination unit 183 may create an average image of multiple captured images of the surface of the wafer W captured multiple times per unit time using the imaging unit 60, and detect the luminance using the average image. For example, the determination unit 183 adds the luminance of each pixel in the multiple captured images of the surface of the wafer W for each pixel. The determination unit 183 then creates an average image by dividing the added luminance of each pixel by the number of multiple images of the surface of the wafer W, and uses the created average image to detect the luminance at each of multiple positions on the surface of the wafer W along the radial direction of the wafer W. During SPM processing, vapor is generated from the high-temperature SPM liquid present on the surface of the wafer W.
  • the influence of this SPM liquid vapor can reduce the resolution of the captured image of the surface of the wafer W, and the accuracy of luminance detection can be reduced.
  • the influence of this SPM liquid vapor can reduce the resolution of the captured image of the surface of the wafer W, and the accuracy of luminance detection can be reduced.
  • by creating an average image of multiple captured images and detecting the luminance from this average image it is possible to suppress the decrease in luminance detection accuracy due to the influence of SPM liquid vapor.
  • the determination unit 183 detects the luminance at each of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W during SPM processing, it determines whether the reaction by the SPM liquid (removal of the resist film) has ended based on the change in the luminance. For example, the determination unit 183 determines whether the reaction by the SPM liquid (removal of the resist film) has ended for each of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W based on the change in luminance shown in FIG. 6.
  • the determination unit 183 first determines that the reaction by the SPM liquid has ended for each of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W when the luminance changes in a predetermined manner.
  • the predetermined change may include, for example, a change in the color of the remaining region (see FIG. 5) toward the color of the removed region (see FIG. 5).
  • the predetermined change may be a change in the luminance increasing from a minimum value toward a final value corresponding to the removed region.
  • the predetermined change may also be a change in the luminance increasing from a minimum value to a final value corresponding to the removed region.
  • the determination unit 183 determines that the reaction by the SPM liquid has ended at times t1 to t5, at which the brightness begins to rise from the minimum value toward the final value corresponding to the removal region, for each of the multiple positions P1 to P5.
  • the cooling control unit 184 performs a cooling process in which a cooling fluid is supplied from the back surface supply unit 70 to the back surface (lower surface) of the wafer W.
  • SPM processing a relatively high-temperature SPM solution is used to improve the efficiency of resist film removal.
  • SPM solution heated to around 140°C is used.
  • the surface (top surface) of the wafer W contains a mixture of areas where the resist film has already been removed by reaction with the SPM liquid (removal areas) and areas where the resist film has not yet been removed (remaining areas). Therefore, until the SPM processing is complete, the base film exposed in the removal areas is exposed to the high-temperature SPM liquid for a relatively long time. As a result, there is a risk of increased damage to the base film.
  • a cooling process is performed in which a cooling fluid is supplied from the back surface supply unit 70 to the back surface (bottom surface) of the wafer W.
  • Figure 7 is a diagram showing the relationship between wafer position and the etching amount of the base film.
  • the "wafer position" on the horizontal axis indicates the distance from the center position of the wafer W, with the center position being set as the reference (0 mm).
  • the solid line graph shows the results when no cooling process was performed, i.e., when only SPM processing was performed, and the dashed line graph shows the results when cooling process was performed.
  • cooling processing is performed when it is determined that the reaction by the SPM liquid has completed at at least one of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W during SPM processing.
  • cooling processing is not performed if the reaction by the SPM liquid has not completed at any of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W, that is, if the resist film has not been removed from all areas of the surface of the wafer W. Therefore, compared to performing cooling processing throughout the entire SPM processing period, the resist film removal performance of the SPM liquid can be maintained, thereby suppressing a decrease in the efficiency of resist film removal.
  • Fig. 8 is a flowchart showing the procedure of the wafer surface monitoring process executed by the substrate processing system 1 according to the embodiment.
  • Figs. 9 and 10 are schematic diagrams showing an example of the operation of the substrate processing system 1. The wafer surface monitoring process shown in Fig. 8 is executed during SPM processing.
  • the imaging control unit 182 of the control unit 18 uses the imaging unit 60 to capture an image of the surface of the wafer W during SPM processing (step S101, imaging processing).
  • the determination unit 183 of the control unit 18 detects the brightness at each of multiple positions P1 to P5 along the radial direction of the wafer W on the surface of the wafer W during SPM processing based on the image captured by the imaging unit 60 (step S102). The determination unit 183 determines whether the reaction by the SPM liquid (removal of the resist film) has ended based on the change in the detected brightness at each of multiple positions P1 to P5 along the radial direction of the wafer W on the surface of the wafer W during SPM processing (step S103, determination process).
  • control unit 18 If it is not determined that the reaction by the SPM liquid has ended at any of the multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W during the SPM process (No in step S103), the control unit 18 returns to the process in step S101. The control unit 18 then continues executing the SPM process. That is, the control unit 18 controls the SPM liquid supply unit 44 and the like to continue discharging the SPM liquid from the nozzle 41a onto the top surface of the rotating wafer W (see FIG. 9).
  • step S104 the cooling control unit 184 of the control unit 18 performs the cooling process.
  • the surface (top surface) of the wafer W contains a mixture of areas where the resist film has already been removed by reaction with the SPM liquid (removal areas) and areas where the resist film has not yet been removed (remaining areas). Therefore, until the SPM processing is complete, the base film exposed in the removal areas is exposed to the high-temperature SPM liquid for a relatively long time. As a result, there is a risk of increased damage to the base film.
  • the cooling control unit 184 performs cooling processing when it determines that the reaction caused by the SPM liquid has ended at at least one of multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W during SPM processing. For example, when the cooling control unit 184 determines that the reaction caused by the SPM liquid has ended at position P1 on the surface of the wafer W, it opens valve 73 (see FIG. 2) and supplies cooling fluid from the back surface supply unit 70 to the back surface (bottom surface) of the rotating wafer W (see FIG. 10). This reduces the temperature of the SPM liquid on the front surface (top surface) of the wafer W, thereby preventing the base film exposed in the removal region from being exposed to high-temperature SPM liquid. As a result, damage to the base film exposed on the front surface (top surface) of the wafer W from the SPM liquid can be reduced.
  • the cooling control unit 184 then continues executing the cooling process until the SPM process is completed, and terminates the wafer surface monitoring process upon completion of the SPM process.
  • Fig. 11 is a schematic diagram showing a configuration example of a processing unit 16 according to Modification 1 of the embodiment.
  • the processing unit 16 according to Modification 1 includes a back surface supply unit 70A (an example of a cooling unit) and a moving unit 75 (an example of another moving unit).
  • the back surface supply unit 70A is a nozzle with a jet outlet, and is connected to the cooling fluid supply source 72 via a valve 73 and a flow rate regulator 74.
  • the back surface supply unit 70A supplies the cooling fluid supplied from the cooling fluid supply source 72 to the back surface (lower surface) of the wafer W via the valve 73 and the flow rate regulator 74. This allows the back surface supply unit 70 to cool the wafer W.
  • the moving unit 75 moves the back surface supply unit 70A along the back surface (lower surface) of the wafer W.
  • the moving unit 75 may have, for example, a guide rail and a linear motion mechanism provided on the upper surface of the holding unit 31, and may use the guide rail and linear motion mechanism to move the back surface supply unit 70A along the back surface (lower surface) of the wafer W.
  • control unit 18 controls the movement unit 75 to move the back surface supply unit 70A along the back surface (lower surface) of the wafer W, while supplying cooling fluid from the back surface supply unit 70A to the back surface (lower surface) of the wafer W.
  • control unit 18 supplies cooling fluid from the backside supply unit 70A while moving the backside supply unit 70A within a range that overlaps in plan view with the positions among multiple positions P1 to P5 on the surface of the wafer W where it is determined that the reaction caused by the SPM liquid has ended. For example, when it is determined that the reaction caused by the SPM liquid has ended at positions P1 to P3 on the surface of the wafer W, the control unit 18 moves the backside supply unit 70A within a range that overlaps in plan view with positions P1 to P3.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example configuration of a processing unit 16 according to Modification 2 of the embodiment.
  • the processing unit 16 according to Modification 2 includes multiple (here, five) back surface supply units 70B1-70B5 (an example of a cooling unit). Note that when no particular distinction is made between the multiple back surface supply units 70B1-70B5, they will be collectively referred to as the "back surface supply unit 70B.”
  • Each of the multiple back surface supply units 70B1 to 70B5 is a nozzle with a jet outlet.
  • Back surface supply unit 70B1 is connected to cooling fluid supply source 72 via valve 73a and flow regulator 74a.
  • Back surface supply unit 70B2 is connected to cooling fluid supply source 72 via valve 73b and flow regulator 74b.
  • Back surface supply unit 70B3 is connected to cooling fluid supply source 72 via valve 73c and flow regulator 74c.
  • Back surface supply unit 70B4 is connected to cooling fluid supply source 72 via valve 73d and flow regulator 74d.
  • Back surface supply unit 70B5 is connected to cooling fluid supply source 72 via valve 73e and flow regulator 74e.
  • backside supply units 70B1-70B5 are positioned corresponding to multiple positions P1-P5 (see FIG. 5) on the surface of the wafer W.
  • backside supply unit 70B1 is positioned below position P1 on the surface of the wafer W and supplies cooling fluid supplied from cooling fluid supply source 72 to the backside (lower surface) of the wafer W located below position P1 via valve 73a and flow rate regulator 74a.
  • Backside supply unit 70B2 is positioned below position P2 on the surface of the wafer W and supplies cooling fluid supplied from cooling fluid supply source 72 to the backside (lower surface) of the wafer W located below position P2 via valve 73b and flow rate regulator 74b.
  • Backside supply unit 70B3 is positioned below position P3 on the surface of the wafer W and supplies cooling fluid supplied from cooling fluid supply source 72 to the backside (lower surface) of the wafer W located below position P3 via valve 73c and flow rate regulator 74c.
  • Backside supply unit 70B4 is positioned below position P4 on the front surface of wafer W and supplies cooling fluid supplied from cooling fluid supply source 72 to the backside (lower surface) of wafer W located below position P4 via valve 73d and flow rate regulator 74d.
  • Backside supply unit 70B5 is positioned below position P5 on the front surface of wafer W and supplies cooling fluid supplied from cooling fluid supply source 72 to the backside (lower surface) of wafer W located below position P5 via valve 73e and flow rate regulator 74e. This allows multiple backside supply units 70B1 to 70B5 to cool wafer W.
  • the control unit 18 supplies cooling fluid to the back surface (bottom surface) of the wafer W in order from the back surface supply unit 70B corresponding to the position where it is determined that the reaction by the SPM liquid has ended among the multiple positions P1 to P5 on the front surface of the wafer W. For example, if it is determined that the reaction by the SPM liquid has ended in the order of positions P1 to P5 for the multiple positions P1 to P5 on the front surface of the wafer W, the control unit 18 supplies cooling fluid to the back surface (bottom surface) of the wafer W in order from the back surface supply units 70B1 to 70B5.
  • the substrate processing apparatus (for example, substrate processing system 1) according to the embodiment includes a holding unit (for example, holding unit 31), a nozzle (for example, nozzle 41a), an imaging unit (for example, imaging unit 60), a cooling unit (for example, back surface supply units 70, 70A, 70B), and a control circuit (for example, control unit 18).
  • the holding unit rotatably holds a substrate (for example, wafer W).
  • the nozzle ejects processing liquid (for example, SPM liquid) onto the surface of the substrate held in the holding unit.
  • the imaging unit images the surface of the substrate held in the holding unit.
  • the cooling unit cools the substrate held in the holding unit.
  • the control circuit performs liquid processing (for example, SPM processing), imaging processing, determination processing, and cooling processing.
  • processing liquid is ejected from the nozzle toward the surface of the rotating substrate.
  • the imaging unit is used to image the surface of the substrate during liquid processing.
  • the determination process determines whether the reaction caused by the processing liquid has completed at each of multiple positions (e.g., positions P1 to P5) on the surface of the substrate along the diameter of the substrate during the liquid processing, based on the images captured by the imaging process.
  • the cooling process cools the substrate using a cooling unit when it is determined that the reaction caused by the processing liquid has completed at at least one of the multiple positions on the surface of the substrate during the liquid processing.
  • the substrate processing apparatus can suppress damage to exposed portions of the substrate surface (for example, the base film located below the resist film) during liquid processing.

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Abstract

基板処理装置は、保持部と、ノズルと、撮像部と、冷却部と、制御回路とを備える。保持部は、基板を回転可能に保持する。ノズルは、基板の表面に処理液を吐出する。撮像部は、基板の表面を撮像する。冷却部は、基板を冷却する。制御回路は、液処理と、撮像処理と、判定処理と、冷却処理とを実行する。液処理は、ノズルから回転する基板の表面に向けて処理液を吐出する。撮像処理は、撮像部を用いて液処理中における基板の表面を撮像する。判定処理は、撮像処理による撮像画像に基づいて、液処理中における基板の表面上の基板の径方向に沿う複数の位置それぞれについて処理液による反応が終了したか否かを判定する。冷却処理は、基板の表面上の複数の位置の少なくとも一つについて処理液による反応が終了したと判定された場合に、冷却部を用いて基板を冷却する。

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。
　従来、半導体ウェハ等の基板を回転させつつ、回転する基板の表面に対して処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置が知られている。
特開２０２２－４５６１６号公報
　本開示は、液処理において基板の表面上で露出される部分へのダメージを抑制することができる技術を提供する。
　本開示の一態様による基板処理装置は、保持部と、ノズルと、撮像部と、冷却部と、制御回路とを備える。保持部は、基板を回転可能に保持する。ノズルは、保持部に保持された基板の表面に処理液を吐出する。撮像部は、保持部に保持された基板の表面を撮像する。冷却部は、保持部に保持された基板を冷却する。制御回路は、液処理と、撮像処理と、判定処理と、冷却処理とを実行する。液処理は、ノズルから回転する基板の表面に向けて処理液を吐出する。撮像処理は、撮像部を用いて液処理中における基板の表面を撮像する。判定処理は、撮像処理による撮像画像に基づいて、液処理中における基板の表面上の基板の径方向に沿う複数の位置それぞれについて処理液による反応が終了したか否かを判定する。冷却処理は、液処理中における基板の表面上の複数の位置の少なくとも一つについて処理液による反応が終了したと判定された場合に、冷却部を用いて基板を冷却する。
　本開示によれば、液処理において基板の表面上で露出される部分へのダメージを抑制することができる。
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図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの構成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を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る処理ユニットが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、判定部による輝度の検出処理の一例を示す説明図である。 図６は、判定部による輝度の検出結果の一例を示す図である。 図７は、ウェハ位置と下地膜のエッチング量との関係を示す図である。 図８は、実施形態に係る基板処理システムによって実行されるウェハ表面監視処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、基板処理システムの動作例を示す模式図である。 図１０は、基板処理システムの動作例を示す模式図である。 図１１は、実施形態の変形例１に係る処理ユニットの構成例を示す模式図である。 図１２は、実施形態の変形例２に係る処理ユニットの構成例を示す模式図である。
　以下に、本開示による基板処理装置および基板処理方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
　また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
　また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
　従来、半導体ウェハ等の基板を回転させつつ、回転する基板の表面に対して処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置が知られている。かかる基板処理装置は、たとえば、基板上に形成されたレジスト膜を、ＳＰＭ（Sulfuric　Acid　Hydrogen　Peroxide　Mixture）処理で除去する。ＳＰＭ処理は、硫酸と過酸化水素水とを混合して生成した処理液であるＳＰＭ液を、基板上のレジスト膜に供給することにより行われる。
　ところで、レジスト膜の除去効率は、ＳＰＭ液の温度を高めることにより向上させることができる。しかしながら、高温のＳＰＭ液を用いたＳＰＭ処理においては、基板の表面上でのＳＰＭ液との反応によりレジスト膜が除去された位置に露出する下地膜が高温のＳＰＭ液に比較的に長い時間曝されるため、結果として、下地膜へのダメージが増大するおそれがある。
　そこで、ＳＰＭ処理などの液処理において基板の表面上に露出する部分へのダメージを抑制することができる技術が期待されている。
（実施形態）
＜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。なお、基板処理システム１は、基板処理装置の一例である。
　図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
　搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、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キャリアＣが載置される。
　搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持する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キャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
　処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。処理ユニット１６は、基板処理部の一例である。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。かかる処理ユニット１６の詳細については後述する。
　また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
　なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
　上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
　処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜処理ユニットの構成＞
　次に、処理ユニット１６の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る処理ユニット１６の構成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、液処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、撮像部６０と、裏面供給部７０（冷却部の一例）とを備える。
　チャンバ２０は、液処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、撮像部６０と、裏面供給部７０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。
　液処理部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。
　かかる液処理部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。
　液処理部３０が備える保持部３１の上面には、ウェハＷを側面から把持部３１ａが設けられる。ウェハＷは、かかる把持部３１ａによって保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。これにより、ウェハＷは、基板処理が行われる表面を上方に向けた状態で保持部３１に保持される。ウェハＷの表面（上面）には、レジスト膜が形成されている。レジスト膜の下には下地膜（たとえば、ＳｉＮ膜）が位置しており、レジスト膜は、下地膜を被覆している。
　液供給部４０は、ウェハＷに対して処理液を供給する。液供給部４０は、ノズル４１ａ、４１ｂと、かかるノズル４１ａ、４１ｂをそれぞれ水平に支持するアーム４２ａ、４２ｂと、アーム４２ａ、４２ｂをそれぞれ旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ａ、４３ｂ（移動部の一例）とを備える。旋回昇降機構４３ａにより、アーム４２ａは、ウェハＷの上方における所定の移動範囲においてノズル４１ａを移動させることができる。
　ノズル４１ａは、たとえば水平方向に沿って直線状に延びるバーノズルである。ノズル４１ａは、ウェハＷの半径よりも小さい長さを有する。ノズル４１ａの長手方向の先端部がウェハＷの中心部における上方に配置された状態において、ノズル４１ａの長手方向の基端部は、ウェハＷの中心部からウェハＷの外周部側へ離れた位置における上方に配置される。
　ノズル４１ａは、ＳＰＭ液供給路４７を通じてＳＰＭ液供給部４４に接続され、ＳＰＭ液供給部４４から供給されるＳＰＭ液をウェハＷの表面に吐出する。
　ＳＰＭ液供給部４４から供給されるＳＰＭ液は、処理液の一例であり、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）とを所与の割合（たとえば、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝１０：１）で混合して生成される薬液である。ＳＰＭ液は、たとえば、ウェハＷの表面に形成されるレジスト膜の除去処理に用いられる。
　ＳＰＭ液供給部４４は、硫酸供給源４４ａと、バルブ４４ｂと、流量調整器４４ｃと、過水供給源４４ｄと、バルブ４４ｅと、流量調整器４４ｆと、合流部４４ｇとを有する。
　硫酸供給源４４ａは、所与の温度（たとえば、１２０℃）に保持された硫酸を、バルブ４４ｂおよび流量調整器４４ｃを通じて合流部４４ｇに供給する。流量調整器４４ｃは、合流部４４ｇに供給される硫酸の流量を調整する。
　過水供給源４４ｄは、過酸化水素水をバルブ４４ｅおよび流量調整器４４ｆを通じて合流部４４ｇに供給する。流量調整器４４ｆは、合流部４４ｇに供給される過酸化水素水の流量を調整する。また、合流部４４ｇは、ＳＰＭ液供給路４７に接続される。
　そして、硫酸と過酸化水素水とを合流部４４ｇで混合して生成されるＳＰＭ液は、ＳＰＭ液供給路４７を通じてノズル４１ａに供給される。なお、ＳＰＭ液は、硫酸と過酸化水素水とが混ざる際に発熱することから、ノズル４１ａに達する時点では硫酸の温度よりも高い温度（たとえば、１４０℃）に昇温される。
　ノズル４１ｂは、リンス液供給部４６に接続される。リンス液供給部４６から供給されるリンス液は、たとえば、リンス処理に用いられる。実施形態に係るリンス液は、たとえば、過酸化水素水、ＤＩＷ、オゾン水および希釈アンモニア水などである。
　リンス液供給部４６は、リンス液供給源４６ａと、バルブ４６ｂと、流量調整器４６ｃとを有する。リンス液供給源４６ａは、リンス液をノズル４１ｂに供給する。流量調整器４６ｃは、バルブ４６ｂを通じてノズル４１ｂに供給されるリンス液の流量を調整する。
　回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。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。
　撮像部６０は、ウェハＷの上面を撮像する。撮像部６０としては、たとえばＣＣＤカメラが用いられる。
　裏面供給部７０は、たとえば、保持部３１および支柱部３２を上下に貫通する中空部に配置される長尺状の部材である。裏面供給部７０の内部には流路７１が形成されている。
　裏面供給部７０の流路７１には、バルブ７３および流量調整器７４を介して冷却流体供給源７２が接続される。冷却流体供給源７２は、ＳＰＭ液よりも温度が低い流体（以下、「冷却流体」と呼ぶ。）を供給する。冷却流体供給源７２から供給される冷却流体は、たとえば、Ｎ２ガスや希ガスなどの不活性ガスである。また、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体は、たとえば、ＳＰＭ液とは異なる液体であってもよい。ＳＰＭ液とは異なる液体としては、たとえば、硫酸を用いることができる。
　裏面供給部７０は、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３、流量調整器７４および流路７１を介して、ウェハＷの裏面（下面）へ供給する。これにより、裏面供給部７０は、ウェハＷを冷却することができる。
＜制御装置の構成＞
　次に、実施形態に係る制御装置４の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る制御装置４の構成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。
　記憶部１９は、たとえば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ（Flash　Memory）　等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部１９は、レシピ情報１９１を記憶する。
　制御部１８は、たとえば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等によって、制御装置４内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムが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）等の集積回路により実現される。すなわち、本開示において制御部１８とは、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の電子回路であり、メモリに格納された命令コードを実行することにより、または特殊用途向けに回路設計されることにより、本願明細書に記載の各種制御動作を実行する。制御部１８は、制御回路の一例である。
　制御部１８は、動作制御部１８１と、撮像制御部１８２と、判定部１８３と、冷却制御部１８４とを備え、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、後述する基板処理などを行う構成であれば他の構成であってもよい。
　動作制御部１８１は、記憶部１９に記憶されたレシピ情報１９１に基づいて処理ユニット１６を制御することにより、ウェハＷに対する一連の基板処理を処理ユニット１６に実行させる。
　レシピ情報１９１は、処理ユニット１６に対して実行させる基板処理の内容および順番を示す情報である。
　ここで、動作制御部１８１による制御に従って実行される基板処理の例について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る処理ユニット１６が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。図４に示す一連の基板処理は、レシピ情報１９１に従って実行される。
　まず、処理ユニット１６は、基板搬送装置１７（図１参照）によってチャンバ２０内に搬入されたウェハＷを液処理部３０の保持部３１を用いて保持する。具体的には、処理ユニット１６は、複数の把持部３１ａを用いてウェハＷの端部を把持する。その後、処理ユニット１６は、駆動部３３を用いて保持部３１を鉛直軸まわりに回転させることにより、ウェハＷを回転させる。
　つづいて、処理ユニット１６は、ＳＰＭ処理（液処理の一例）を行う（ステップＳ０１）。ＳＰＭ処理では、まず、液供給部４０の旋回昇降機構４３ａがノズル４１ａをウェハＷの中央上方に移動させる。その後、処理ユニット１６は、ＳＰＭ液供給部４４などを制御して、ノズル４１ａから回転するウェハＷの上面に対してＳＰＭ液を吐出する。ウェハＷの中央に供給されたＳＰＭ液は、ウェハＷの回転に伴ってウェハＷの全面に広がる。これにより、ウェハＷの上面に形成されたレジスト膜がウェハＷの上面でのＳＰＭ液による反応によって除去されて下地膜が露出される。
　なお、処理ユニット１６は、ＳＰＭ処理において、旋回昇降機構４３ａを制御してウェハＷの中央上方とウェハＷの周縁上方との間でノズル４１ａを水平移動させつつ、ノズル４１ａから回転するウェハＷの上面に向けてＳＰＭ液を吐出してもよい。
　つづいて、処理ユニット１６は、リンス液供給部４６などを制御して、リンス液によるウェハＷのリンス処理を行う（ステップＳ０２）。そして、処理ユニット１６は、処理ユニット１６を制御して、ウェハＷの乾燥処理（たとえば、スピン乾燥）を行う（ステップＳ０３）。その後、ウェハＷは、基板搬送装置１７によってチャンバ２０から搬出される。これにより、１枚のウェハＷに対する一連の基板処理が完了する。
　図３に戻る。撮像制御部１８２は、撮像部６０を用いてＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面を撮像する。撮像制御部１８２は、撮像部６０を用いてＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面を単位時間当たりに複数回撮像する。
　判定部１８３は、撮像部６０による撮像画像に基づいて、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置それぞれについてＳＰＭ液による反応が終了したか否かを判定する。具体的には、まず、判定部１８３は、撮像部６０による撮像画像に基づいて、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置それぞれについての輝度を検出する。
　ここで、判定部１８３による輝度の検出処理の一例について図５を参照して説明する。図５は、判定部１８３による輝度の検出処理の一例を示す説明図である。図５においては、撮像部６０を用いて撮像されたウェハＷの表面（上面）の様子が示されている。ＳＰＭ処理中において、ウェハＷの表面上には、ＳＰＭ液による反応によってレジスト膜が既に除去された領域（以下、「除去領域」と呼ぶ。）と、レジスト膜が未だ除去されずに残存する領域（以下、「残存領域」と呼ぶ）とが発生する。そして、除去領域の色は、残存領域の色よりも白色に近い。すなわち、ウェハＷの表面の撮像画像において、除去領域は相対的に高い輝度を持ち、残存領域は相対的に低い輝度を持つ。このため、ウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置それぞれについての輝度はＳＰＭ液による反応（レジスト膜の除去）の進展度合いを示す。判定部１８３は、ウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数（ここでは、５つ）の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについての輝度を検出する。位置Ｐ１は、ウェハＷの中心位置であり、位置Ｐ５は、ウェハＷの周縁位置である。位置Ｐ２～Ｐ４は、ウェハＷの中心側からウェハＷの周縁側に向かって位置Ｐ２～Ｐ４の順序で並ぶ位置である。
　図６は、判定部１８３による輝度の検出結果の一例を示す図である。図６に示すグラフの横軸である時間は、ノズル４１ａからウェハＷへのＳＰＭ液の吐出が開始された時点ｔ０からの経過時間を示す。図６に示すグラフの縦軸である輝度は、ウェハＷの表面上の複数（ここでは、５つ）の位置Ｐ１～Ｐ５（図５参照）それぞれについての色の濃淡を０～２５５階調に数値化して得られた値を示す。輝度「０」は、黒色に相当し、輝度「２５５」は、白色に相当する。
　図６に示すように、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについて、輝度は、ＳＰＭ液の吐出が開始されてから所定時間経過後に、初期値から黒色に相当する値「０」に向かって降下を開始する。その後、輝度は、最小値まで到達する。その後、輝度は、最小値から白色に相当する値「２５５」に向かって上昇し、初期値よりも白色に相当する値「２５５」に近い一定の最終値で安定する。ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについて、輝度の最終値は、輝度の初期値よりも高い。すなわち、図６に示す検出結果において、輝度の最終値は、除去領域（図５参照）の色に相当し、輝度の初期値は、残存領域（図５参照）の色に相当する。
　また、判定部１８３は、撮像部６０を用いて単位時間当たりに複数回撮像されるウェハＷの表面の複数の撮像画像の平均画像を作成し、平均画像を用いて輝度を検出してもよい。たとえば、判定部１８３は、ウェハＷの表面の複数の撮像画像の各画素の輝度を画素ごとに加算する。そして、判定部１８３は、加算した画素ごとの輝度をウェハＷの表面の複数の画像の数で除算することで平均画像を作成し、作成した平均画像を用いてウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置それぞれについての輝度を検出する。ＳＰＭ処理では、ウェハＷの表面上に存在する高温のＳＰＭ液から蒸気が発生する。かかるＳＰＭ液の蒸気の影響によってウェハＷの表面の撮像画像の解像度が低下し、輝度の検出精度が低下する可能性がある。これに対し、複数の撮像画像の平均画像を作成し、かかる平均画像から輝度を検出することで、ＳＰＭ液の蒸気の影響による輝度の検出精度の低下を抑制することができる。
　図３に戻り、判定部１８３の説明を続ける。判定部１８３は、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについての輝度を検出すると、かかる輝度の変化態様に基づいてＳＰＭ液による反応（レジスト膜の除去）が終了したか否かを判定する。たとえば、判定部１８３は、図６に示す輝度の変化態様に基づいて、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについてＳＰＭ液による反応（レジスト膜の除去）が終了したか否かを判定する。具体的には、まず、判定部１８３は、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについて、輝度が所定の変化態様で変化する場合に、ＳＰＭ液による反応が終了したと判定する。所定の変化態様とは、たとえば、残存領域（図５参照）の色が除去領域（図５参照）の色に向かって変化する態様を含む。たとえば、所定の変化態様は、輝度が最小値から除去領域に相当する最終値に向かって上昇する態様である。なお、所定の変化態様は、輝度が最小値から上昇して除去領域に相当する最終値に到達する態様であってもよい。そして、判定部１８３は、複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについて、輝度が最小値から除去領域に相当する最終値に向かって上昇を開始する時点ｔ１～ｔ５でＳＰＭ液による反応が終了したと判定する。
　冷却制御部１８４は、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５の少なくとも一つについてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合に、裏面供給部７０からウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する冷却処理を行う。
　ところで、ＳＰＭ処理においては、レジスト膜の除去効率を向上させるために、比較的に高温のＳＰＭ液が使用される。たとえば、１４０℃程度まで昇温されたＳＰＭ液が使用される。
　ＳＰＭ処理において、ウェハＷの表面（上面）では、ＳＰＭ液による反応によってレジスト膜が既に除去された領域（除去領域）と、レジスト膜が未だ除去されずに残存する領域（残存領域）とが混在する。このため、ＳＰＭ処理が完了するまでの間に、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に比較的に長い時間曝されることとなる。結果として、下地膜へのダメージが増大するおそれがある。
　そこで、本実施形態では、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５の少なくとも一つについてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合に、裏面供給部７０からウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する冷却処理を行う。これにより、ウェハＷの表面（上面）上のＳＰＭ液の温度を下げることができるため、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に晒されることを抑制することができる。結果として、ＳＰＭ液からウェハＷの表面（上面）上で露出される下地膜へのダメージを抑制することができる。
　ここで、冷却処理の具体的内容について説明する。図７は、ウェハ位置と下地膜のエッチング量との関係を示す図である。なお、図７において、横軸の「ウェハ位置」は、ウェハＷの中心位置を基準（０ｍｍ）としたときの中心位置からの距離を示している。また、図７では、冷却処理を行わない場合すなわちＳＰＭ処理のみを行った場合の結果を実線のグラフで示し、冷却処理を行った場合の結果を破線のグラフで示している。
　図７に示すように、冷却処理を行った場合、冷却処理を行わない場合と比較して、下地膜のエッチング量が低下することが分かる。これは、ウェハＷの表面（上面）上のＳＰＭ液の温度が、ウェハＷの裏面（下面）に供給される冷却流体によって下げられるためであると考えられる。
　このように、実施形態に係る基板処理システム１では、冷却処理を行うことにより、ＳＰＭ処理においてウェハＷの表面上で露出される下地膜へのダメージを抑制することができる。
　また、実施形態に係る基板処理システム１では、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５の少なくとも一つについてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合に、冷却処理を行う。換言すれば、基板処理システム１では、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５のいずれについてもＳＰＭ液による反応が終了していない場合、つまり、ウェハＷの表面のすべての領域においてレジスト膜が除去されていない場合、冷却処理を行わない。このため、ＳＰＭ処理のすべての期間において冷却処理を行う場合と比べて、ＳＰＭ液におけるレジスト膜の除去性能を維持することができることから、レジスト膜の除去効率の低下を抑制することができる。
＜ウェハ表面監視処理の手順について＞
　次に、実施形態に係る基板処理システム１によって実行されるウェハ表面監視処理の手順について図４を参照して説明する。図８は、実施形態に係る基板処理システム１によって実行されるウェハ表面監視処理の手順を示すフローチャートである。図９および図１０は、基板処理システム１の動作例を示す模式図である。図８に示すウェハ表面監視処理は、ＳＰＭ処理中に実行される。
　図８に示すように、制御部１８の撮像制御部１８２は、撮像部６０を用いてＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面を撮像する（ステップＳ１０１、撮像処理）。
　制御部１８の判定部１８３は、撮像部６０による撮像画像に基づいて、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについての輝度を検出する（ステップＳ１０２）。判定部１８３は、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上のウェハＷの径方向に沿う複数の位置Ｐ１～Ｐ５それぞれについて、検出した輝度の変化態様に基づいて、ＳＰＭ液による反応（レジスト膜の除去）が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０３、判定処理）。
　ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５のいずれについてもＳＰＭ液による反応が終了したと判定されない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、制御部１８は、ステップＳ１０１の処理に戻る。そして、制御部１８は、ＳＰＭ処理の実行を継続する。すなわち、制御部１８は、ＳＰＭ液供給部４４などを制御して、ノズル４１ａから回転するウェハＷの上面に対するＳＰＭ液の吐出を継続する（図９参照）。
　一方、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５の少なくとも一つについてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、制御部１８の冷却制御部１８４は、冷却処理を行う（ステップＳ１０４）。
　ＳＰＭ処理において、ウェハＷの表面（上面）では、ＳＰＭ液による反応によってレジスト膜が既に除去された領域（除去領域）と、レジスト膜が未だ除去されずに残存する領域（残存領域）とが混在する。このため、ＳＰＭ処理が完了するまでの間に、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に比較的に長い時間曝されることとなる。結果として、下地膜へのダメージが増大するおそれがある。
　そこで、冷却制御部１８４は、ＳＰＭ処理中におけるウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５の少なくとも一つについてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合に、冷却処理を行う。たとえば、冷却制御部１８４は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ１についてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合、バルブ７３（図２参照）を開放して、裏面供給部７０から回転するウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する（図１０参照）。これにより、ウェハＷの表面（上面）上のＳＰＭ液の温度を下げることができるため、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に晒されることを抑制することができる。結果として、ＳＰＭ液からウェハＷの表面（上面）上で露出される下地膜へのダメージを抑制することができる。
　その後、冷却制御部１８４は、ＳＰＭ処理が終了するまで冷却処理の実行を継続し、ＳＰＭ処理の終了とともにウェハ表面監視処理を終了する。
（変形例）
　つづいて、実施形態の各種変形例について、図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は、実施形態の変形例１に係る処理ユニット１６の構成例を示す模式図である。図１１に示すように、変形例１に係る処理ユニット１６は、裏面供給部７０Ａ（冷却部の一例）と、移動部７５（別の移動部の一例）とを備える。
　裏面供給部７０Ａは、噴出口を有するノズルであり、バルブ７３および流量調整器７４を介して冷却流体供給源７２に接続される。裏面供給部７０Ａは、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３および流量調整器７４を介して、ウェハＷの裏面（下面）へ供給する。これにより、裏面供給部７０は、ウェハＷを冷却することができる。
　移動部７５は、裏面供給部７０ＡをウェハＷの裏面（下面）に沿って移動させる。移動部７５は、たとえば保持部３１の上面に設けられたガイドレールおよび直動機構を有し、かかるガイドレールおよび直動機構を用いて裏面供給部７０ＡをウェハＷの裏面（下面）に沿って移動させてもよい。
　制御部１８は、冷却処理において、移動部７５を制御してウェハＷの裏面（下面）に沿って裏面供給部７０Ａを移動させつつ、裏面供給部７０ＡからウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する。
　具体的には、制御部１８は、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５のうちのＳＰＭ液による反応が終了したと判定される位置と平面視で重なる範囲内で裏面供給部７０Ａを移動させつつ、裏面供給部７０Ａから冷却流体を供給する。たとえば、制御部１８は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ１～Ｐ３についてＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合、位置Ｐ１～Ｐ３と平面視で重なる範囲内で裏面供給部７０Ａを移動させる。
　これにより、ウェハＷの表面（上面）上のＳＰＭ液の温度を下げることができるため、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に晒されることをより抑制することができる。結果として、ＳＰＭ液からウェハＷの表面（上面）上で露出される下地膜へのダメージをより抑制することができる。
　図１２は、実施形態の変形例２に係る処理ユニット１６の構成例を示す模式図である。図１２に示すように、変形例２に係る処理ユニット１６は、複数（ここでは、５つ）の裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５（冷却部の一例）を備える。なお、複数の裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５を特に区別しない場合には、これらを纏めて「裏面供給部７０Ｂ」と呼ぶ。
　複数の裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５の各々は、噴出口を有するノズルである。裏面供給部７０Ｂ１は、バルブ７３ａおよび流量調整器７４ａを介して冷却流体供給源７２に接続される。裏面供給部７０Ｂ２は、バルブ７３ｂおよび流量調整器７４ｂを介して冷却流体供給源７２に接続される。裏面供給部７０Ｂ３は、バルブ７３ｃおよび流量調整器７４ｃを介して冷却流体供給源７２に接続される。裏面供給部７０Ｂ４は、バルブ７３ｄおよび流量調整器７４ｄを介して冷却流体供給源７２に接続される。裏面供給部７０Ｂ５は、バルブ７３ｅおよび流量調整器７４ｅを介して冷却流体供給源７２に接続される。
　複数の裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５は、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５（図５参照）に対応して配置される。具体的には、裏面供給部７０Ｂ１は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ１の下方に配置され、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３ａおよび流量調整器７４ａを介して、位置Ｐ１の下方に位置するウェハＷの裏面（下面）へ供給する。裏面供給部７０Ｂ２は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ２の下方に配置され、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３ｂおよび流量調整器７４ｂを介して、位置Ｐ２の下方に位置するウェハＷの裏面（下面）へ供給する。裏面供給部７０Ｂ３は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ３の下方に配置され、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３ｃおよび流量調整器７４ｃを介して、位置Ｐ３の下方に位置するウェハＷの裏面（下面）へ供給する。裏面供給部７０Ｂ４は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ４の下方に配置され、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３ｄおよび流量調整器７４ｄを介して、位置Ｐ４の下方に位置するウェハＷの裏面（下面）へ供給する。裏面供給部７０Ｂ５は、ウェハＷの表面上の位置Ｐ５の下方に配置され、冷却流体供給源７２から供給される冷却流体をバルブ７３ｅおよび流量調整器７４ｅを介して、位置Ｐ５の下方に位置するウェハＷの裏面（下面）へ供給する。これにより、複数の裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５は、ウェハＷを冷却することができる。
　制御部１８は、冷却処理において、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５のうちのＳＰＭ液による反応が終了したと判定される位置に対応する裏面供給部７０Ｂから順にウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する。たとえば、ウェハＷの表面上の複数の位置Ｐ１～Ｐ５について位置Ｐ１～Ｐ５の順にＳＰＭ液による反応が終了したと判定された場合、制御部１８は、裏面供給部７０Ｂ１～７０Ｂ５の順にウェハＷの裏面（下面）に対して冷却流体を供給する。
　これにより、ウェハＷの表面（上面）上のＳＰＭ液の温度を下げることができるため、除去領域に露出される下地膜が高温のＳＰＭ液に晒されることをより抑制することができる。結果として、ＳＰＭ液からウェハＷの表面（上面）上で露出される下地膜へのダメージをより抑制することができる。
　以上のように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理システム１）は、保持部（一例として、保持部３１）と、ノズル（一例として、ノズル４１ａ）と、撮像部（一例として、撮像部６０）と、冷却部（一例として、裏面供給部７０、７０Ａ、７０Ｂ）と、制御回路（一例として、制御部１８）とを備える。保持部は、基板（一例として、ウェハＷ）を回転可能に保持する。ノズルは、保持部に保持された基板の表面に処理液（一例として、ＳＰＭ液）を吐出する。撮像部は、保持部に保持された基板の表面を撮像する。冷却部は、保持部に保持された基板を冷却する。制御回路は、液処理（一例として、ＳＰＭ処理）と、撮像処理と、判定処理と、冷却処理とを実行する。液処理は、ノズルから回転する基板の表面に向けて処理液を吐出する。撮像処理は、撮像部を用いて液処理中における基板の表面を撮像する。判定処理は、撮像処理による撮像画像に基づいて、液処理中における基板の表面上の基板の径方向に沿う複数の位置（一例として位置Ｐ１～Ｐ５）それぞれについて処理液による反応が終了したか否かを判定する。冷却処理は、液処理中における基板の表面上の複数の位置の少なくとも一つについて処理液による反応が終了したと判定された場合に、冷却部を用いて基板を冷却する。
　したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、液処理において基板の表面上で露出される部分（一例として、レジスト膜の下に位置する下地膜）へのダメージを抑制することができる。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１　基板処理システム
４　制御装置
１６　処理ユニット
１８　制御部
１９　記憶部
２０　チャンバ
３０　液処理部
３１　保持部
４０　液供給部
４１ａ　ノズル
４３ａ　旋回昇降機構
４４　ＳＰＭ液供給部
５０　回収カップ
６０　撮像部
７０、７０Ａ、７０Ｂ　裏面供給部
７５　移動部
１８１　動作制御部
１８２　撮像制御部
１８３　判定部
１８４　冷却制御部
１９１　レシピ情報
Ｗ　ウェハ

Claims (11)

  1. 　基板を回転可能に保持する保持部と、
    　前記保持部に保持された前記基板の表面に処理液を吐出するノズルと、
    　前記保持部に保持された前記基板の表面を撮像する撮像部と、
    　前記保持部に保持された前記基板を冷却する冷却部と
    　制御回路と
    　を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記ノズルから回転する前記基板の表面に向けて前記処理液を吐出する液処理と、
    　前記撮像部を用いて前記液処理中における前記基板の表面を撮像する撮像処理と、
    　前記撮像処理による撮像画像に基づいて、前記液処理中における前記基板の表面上の前記基板の径方向に沿う複数の位置それぞれについて前記処理液による反応が終了したか否かを判定する判定処理と、
    　前記液処理中における前記基板の表面上の前記複数の位置の少なくとも一つについて前記処理液による反応が終了したと判定された場合に、前記冷却部を用いて前記基板を冷却する冷却処理と
    　を実行する基板処理装置。
  2. 　前記制御回路は、
    　前記判定処理において、前記撮像処理による撮像画像に基づいて、前記基板の表面上の前記複数の位置それぞれについての輝度を検出し、検出される前記輝度の変化態様に基づいて前記処理液による反応が終了したか否かを判定する
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記ノズルを水平方向に移動させる移動部
    　を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記液処理において、前記移動部を制御して前記ノズルを移動させつつ、前記ノズルから回転する前記基板の表面に向けて前記処理液を吐出する
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 　前記制御回路は、
    　前記冷却処理において、前記冷却部から前記保持部に保持された前記基板の裏面に対して前記処理液よりも温度が低い流体を供給することにより、前記基板を冷却する
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 　前記冷却部を前記基板の裏面に沿って移動させる別の移動部
    　を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記冷却処理において、前記別の移動部を制御して前記基板の表面上の前記複数の位置のうちの前記処理液による反応が終了したと判定される位置と平面視で重なる範囲内で前記冷却部を移動させつつ、前記冷却部から前記基板の裏面に対して前記流体を供給する
    　請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 　前記基板の表面上の前記複数の位置に対応して配置された複数の前記冷却部
    　を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記冷却処理において、前記基板の表面上の前記複数の位置のうちの前記処理液による反応が終了したと判定される位置に対応する前記冷却部から順に前記基板の裏面に対して前記流体を供給する
    　請求項４に記載の基板処理装置。
  7. 　前記流体は、前記処理液とは異なる液体である
    　請求項４に記載の基板処理装置。
  8. 　前記流体は、不活性ガスである
    　請求項４に記載の基板処理装置。
  9. 　前記処理液は、硫酸および過酸化水素水の混合液であるＳＰＭ液である
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 　前記基板は、前記表面に下地膜を被覆するレジスト膜が形成された基板であり、
    　前記液処理中において、前記基板の表面上での前記処理液による反応によって前記レジスト膜が除去されて前記下地膜が露出される
    　請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 　基板を回転可能に保持する保持部および前記基板の表面に処理液を吐出するノズルを備える処理ユニットを用いて前記基板に対して液処理を行う液処理工程と、
    　撮像部を用いて前記液処理中における前記基板の表面を撮像する撮像工程と、
    　前記撮像工程による撮像画像に基づいて、前記液処理中における前記基板の表面上での前記基板の径方向に沿う複数の位置それぞれについて前記処理液による反応が終了したか否かを判定する判定工程と、
    　前記液処理中における前記基板の表面上での前記複数の位置の少なくとも一つについて前記処理液による反応が終了したと判定された場合に、冷却部を用いて前記基板を冷却する冷却工程と
    　を含む基板処理方法。
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