特許 6591043 基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6591043

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/013 20120101AFI20191007BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20191007BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20191007BHJP

   B24B 37/34 20120101ALI20191007BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/013

   B24B49/12

   B24B37/24 B

   B24B37/34

   H01L21/304 622S

   H01L21/304 622F

【請求項の数】21

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-505250(P2018-505250)

(86)(22)【出願日】2016年12月6日

(86)【国際出願番号】JP2016086257

(87)【国際公開番号】WO2017158955

(87)【国際公開日】20170921

【審査請求日】2018年8月31日

(31)【優先権主張番号】特願2016-49447(P2016-49447)

(32)【優先日】2016年3月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】久保田 稔

(72)【発明者】

【氏名】京田 秀治

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１６３１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２２６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３８４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００１／０８４６２１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／００ − ３７／３４

Ｂ２４Ｂ ４９／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の被処理面に膜を形成するように構成された膜形成部と、
前記基板の前記被処理面の状態を取得するように構成された状態取得部と、
前記基板の前記被処理面と接触して前記被処理面を研磨するように構成された研磨部材と、
前記研磨部材を駆動するように構成された駆動部と、
基板を保持して回転させるように構成された回転保持部と、
前記基板の前記被処理面に添加液を供給するように構成された添加液供給部と、
制御部とを備え、
前記膜形成部は、前記基板の前記被処理面に塗布液を供給するように構成されており、
前記制御部は、
前記状態取得部を制御して、前記基板の前記被処理面の初期状態を取得する第１の処理と、
前記第１の処理の後に前記回転保持部及び前記膜形成部を制御して、前記基板を回転させつつ前記基板の前記被処理面上に塗布液を供給させて、前記基板上に塗布膜を形成する第２の処理と、
前記第２の処理の後で且つ前記塗布膜に含まれる溶剤が揮発して前記塗布膜が半固化膜となった後に前記回転保持部、前記駆動部及び前記添加液供給部を制御して、回転中の前記基板の前記被処理面に添加液を供給させて前記研磨部材及び前記基板の被処理面が添加液によって濡れた状態としつつ、初期研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第３の処理と、
前記第３の処理の後に前記状態取得部を制御して、前記基板の前記被処理面の処理状態を取得する第４の処理と、
前記初期状態及び前記処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する第５の処理を実行する、基板処理装置。

【請求項2】

前記基板の表面には凹凸パターンが形成されており、
前記被処理面は、前記基板のうち凹凸面側の最外面である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記研磨部材はポリビニルアルコール製又はポリエチレン製である、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記研磨部材は多孔質体である、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第５の処理での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨不足であるときに、前記駆動部を制御して、前記初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第６の処理を更に実行する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記第５の処理での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨過剰であるときに、前記膜形成部を制御して、前記研磨部材により前記第３の処理で処理された前記基板と同じ基板の前記被処理面に他の膜を形成する第７の処理と、
前記第７の処理の後に前記駆動部を制御して、前記初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第８の処理とを更に実行する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第５の処理での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨不足又は研磨過剰であるときに、後続の他の基板に対して前記第１〜第５の処理を実行するにあたり、前記第３の処理において前記初期研磨条件とは異なる新初期研磨条件に基づいて前記他の基板の前記被処理面を前記研磨部材により研磨する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記状態取得部は、前記基板の前記被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を取得可能に構成されたカメラであり、
前記制御部は、前記第５の処理において、前記第１及び第４の処理で前記状態取得部によってそれぞれ取得された前記撮像画像を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記第２の処理の後で且つ前記第３の処理の前に前記状態取得部を制御して、前記基板の前記被処理面の中間状態を取得する第９の処理をさらに実行し、
前記第５の処理において、前記初期状態、前記中間状態及び前記処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記状態取得部は、前記基板の前記被処理面の研磨の進行に伴って変化する物理量を取得するように構成されたセンサであり、
前記制御部は、前記第５の処理において、前記第１、第４及び第９の処理で前記状態取得部によってそれぞれ取得された前記物理量を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

基板の被処理面の初期状態を取得する第１の工程と、
第１の工程の後に、前記基板を回転させつつ前記基板の前記被処理面に塗布液を供給して、前記基板上に塗布膜を形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後で且つ前記塗布膜に含まれる溶剤が揮発して前記塗布膜が半固化膜となった後に、回転中の前記基板の前記被処理面に添加液を供給して、研磨部材と前記基板の前記被処理面とが添加液によって濡れた状態としつつ、前記研磨部材が前記基板の前記被処理面と接触した状態で、初期研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記基板の前記被処理面の処理状態を取得する第４の工程と、
前記初期状態及び前記処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する第５の工程とを含む、基板処理方法。

【請求項12】

前記基板の表面には凹凸パターンが形成されており、
前記被処理面は、前記基板のうち凹凸面側の最外面である、請求項１１に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記研磨部材はポリビニルアルコール製又はポリエチレン製である、請求項１２に記載の基板処理方法。

【請求項14】

前記研磨部材は多孔質体である、請求項１３に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記第５の工程での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨不足であるときに、前記初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第６の工程を更に含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項16】

前記第５の工程での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨過剰であるときに、前記研磨部材により前記第３の工程で処理された前記基板と同じ基板の前記被処理面に他の膜を形成する第７の工程と、
前記第７の工程の後に、前記初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて前記研磨部材により前記基板の前記被処理面を研磨する第８の工程とを更に含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項17】

前記第５の工程での判定の結果、前記基板の前記被処理面が研磨不足又は研磨過剰であるときに、後続の他の基板を前記第１〜第５の工程で処理するにあたり、前記第３の工程では前記初期研磨条件とは異なる新初期研磨条件に基づいて前記他の基板の前記被処理面を前記研磨部材により研磨する、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項18】

前記第１の工程では、前記基板の前記被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を前記初期状態として取得し、
前記第４の工程では、前記基板の前記被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を前記処理状態として取得し、
前記第５の工程では、前記第１及び第４の工程でそれぞれ取得した撮像画像を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項19】

前記第２の工程の後で且つ前記第３の工程の前に、前記基板の前記被処理面の中間状態を取得する第９の工程を更に含み、
前記第５の工程では、前記初期状態、前記中間状態及び前記処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項20】

前記第１、第９及び第４の工程では、前記基板の前記被処理面の研磨の進行に伴って変化する物理量をそれぞれ前記初期状態、前記中間状態及び前記処理状態として取得し、
前記第５の工程では、前記第１、第４及び第９の処理でそれぞれ取得された前記物理量を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する、請求項１９に記載の基板処理方法。

【請求項21】

請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、基板（例えば、半導体ウエハ）を微細加工して半導体デバイスを製造するにあたり、ウエハに薄膜を形成する場合がある。特許文献１，２は、薄膜を平坦化するための技術として、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）装置を開示している。化学機械研磨装置は、回転中のウエハの表面に研磨液（スラリー）を供給しながら、当該表面を研磨パッドで研磨するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−３１５８５０号公報

【特許文献2】特開平９−１５０３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１，２においては、複数の基板を研磨するにあたり、いずれの基板に対しても同じ基準値に基づいて基板の研磨終了を判定していた。研磨時の基板の状態は基板ごとに異なるので、この場合、研磨終了の判定精度にばらつきが生じ、製造される半導体デバイス間において性能にばらつきが生じ得る。

【0005】

そこで、本開示は、基板の研磨終了を基板ごとに高精度に判定することが可能な基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一つの観点に係る基板処理装置は、基板の被処理面に膜を形成するように構成された膜形成部と、基板の被処理面の状態を取得するように構成された状態取得部と、基板の被処理面と接触して被処理面を研磨するように構成された研磨部材と、研磨部材を駆動するように構成された駆動部と、制御部とを備える。制御部は、状態取得部を制御して、基板の被処理面の初期状態を取得する第１の処理と、第１の処理の後に膜形成部を制御して、基板の被処理面上に膜を形成する第２の処理と、駆動部を制御して、初期研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第３の処理と、第３の処理の後に状態取得部を制御して、基板の被処理面の処理状態を取得する第４の処理と、初期状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する第５の処理を実行する。

【0007】

本開示の一つの観点に係る基板処理装置では、制御部は、状態取得部を制御して、基板の被処理面の初期状態を取得する第１の処理と、初期条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第３の処理の後に状態取得部を制御して、基板の被処理面の処理状態を取得する第４の処理と、初期状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する第５の処理を実行している。そのため、基板の被処理面の初期状態が、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定するための基準値として機能する。従って、基準値を得るために複数のサンプル基板を予め処理するなどの必要がないので、サンプル基板を浪費することなく、基準値を直ちに得ることができる。また、基板の被処理面の状態は基板ごとに異なるが、基板ごとに被処理面の初期状態を取得しているので、研磨終了を基板ごとに極めて精度よく判定することができる。このように、本開示の一つの観点に係る基板処理装置では、基板の研磨終了の判定を、基板ごとに、低コスト且つ高精度に素早く行うことが可能となる。

【0008】

本開示の一つの観点に係る基板処理装置は、基板の被処理面に添加液を供給するように構成された添加液供給部を更に備え、保持部は、基板を保持して回転させるように構成されており、膜形成部は、基板の被処理面に塗布液を供給するように構成されており、制御部は、第２の処理において、第１の処理の後に保持部及び膜形成部を制御して、基板を回転させつつ基板の被処理面に塗布液を供給させて、基板上に塗布膜を形成し、第３の処理において、塗布膜に含まれる溶剤が揮発して塗布膜が半固化膜となった後に保持部、駆動部及び添加液供給部を制御して、回転中の基板の被処理面に添加液を供給させて研磨部材及び基板の被処理面が添加液によって濡れた状態としつつ、初期研磨条件に基づいて研磨部材及び基板の一方を他方に対して相対的に移動させて、研磨部材により基板の被処理面を研磨してもよい。この場合、研磨部材による半固化膜の研磨時において、研磨部材及び基板の被処理面が添加液によって濡れた状態となっているので、基板の被処理面に損傷が生じ難い。そのため、研磨液を多量に用いながら硬化膜を研磨する化学機械研磨処理を行わずに、基板の被処理面が研磨される。従って、基板の被処理面を低コストで平坦化することが可能となる。

【0009】

基板の表面には凹凸パターンが形成されており、被処理面は、基板のうち凹凸面側の最外面であってもよい。この場合でも、研磨部材による半固化膜の研磨時において、研磨部材及び基板の被処理面が添加液によって濡れた状態となっているので、基板の凹凸パターンに生じうる損傷を抑制することができる。

【0010】

研磨部材はポリビニルアルコール製又はポリエチレン製であってもよい。この場合、塗布膜が完全に硬化する前のある程度柔らかい状態の半固化膜が、ポリビニルアルコール製又はポリエチレン製の研磨部材によって研磨される。そのため、基板の凹凸パターンに生じうる損傷をより抑制することができる。

【0011】

研磨部材は多孔質体であってもよい。この場合、研磨部材の吸水性が高まるので、第３の処理において添加液が研磨部材に吸収される。そのため、研磨部材にしみ込んだ添加液が基板の被処理面にしみ出しながら、研磨部材によって基板の被処理面の研磨が行われる。従って、研磨部材による研磨時に、基板の凹凸パターンに生じうる損傷をいっそう抑制することができる。

【0012】

制御部は、第５の処理での判定の結果、基板の被処理面が研磨不足であるときに、駆動部を制御して、初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第６の処理を更に実行してもよい。基板の被処理面が研磨不足の場合、初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて基板の研磨が再度行われるので、基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0013】

制御部は、第５の処理での判定の結果、基板の被処理面が研磨過剰であるときに、膜形成部を制御して、研磨部材により第３の処理で処理された基板と同じ基板の被処理面に他の膜を形成する第７の処理と、第７の処理の後に駆動部を制御して、初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第８の処理とを更に実行してもよい。基板の被処理面が研磨過剰の場合、基板の被処理面に他の膜が形成された後に、初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて基板の研磨が再度行われるので、基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0014】

制御部は、第５の処理での判定の結果、基板の被処理面が研磨不足又は研磨過剰であるときに、後続の他の基板に対して第１〜第５の処理を実行するにあたり、第３の処理において初期研磨条件とは異なる新初期研磨条件に基づいて他の基板の被処理面を研磨部材により研磨してもよい。この場合、後続の基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0015】

状態取得部は、基板の被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を取得可能に構成されたカメラであり、制御部は、第５の処理において、第１及び第４の処理で状態取得部によってそれぞれ取得された撮像画像を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。

【0016】

制御部は、第２の処理の後で且つ第３の処理の前に状態取得部を制御して、基板の被処理面の中間状態を取得する第９の処理をさらに実行し、第５の処理において、初期状態、中間状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。この場合、３つの状態（初期状態、中間状態及び処理状態）に基づいて、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰をより精度よく判定することができる。

【0017】

状態取得部は、基板の被処理面の研磨の進行に伴って変化する物理量を取得するように構成されたセンサであり、制御部は、第５の処理において、第１、第４及び第９の処理で状態取得部によってそれぞれ取得された物理量を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。

【0018】

本開示の他の観点に係る基板処理方法は、基板の被処理面の初期状態を取得する第１の工程と、第１の工程の後に、基板上に膜を形成する第２の工程と、研磨部材が基板の被処理面と接触した状態で、初期研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第３の工程と、第３の工程の後に、基板の被処理面の処理状態を取得する第４の工程と、初期状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定する第５の工程とを含む。

【0019】

本開示の他の観点に係る基板処理方法では、第１の工程において、基板の被処理面の初期状態を取得し、第３の工程の後の第４の工程において、基板の被処理面の処理状態を取得し、第５の工程において、初期状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定している。そのため、基板の被処理面の初期状態が、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定するための基準値として機能する。従って、基準値を得るために複数のサンプル基板を予め処理するなどの必要がないので、サンプル基板を浪費することなく、基準値を直ちに得ることができる。また、基板の被処理面の状態は基板ごとに異なるが、基板ごとに被処理面の初期状態を取得しているので、研磨終了を基板ごとに極めて精度よく判定することができる。このように、本開示の他の観点に係る基板処理方法では、基板の研磨終了の判定を、基板ごとに、低コスト且つ高精度に素早く行うことが可能となる。

【0020】

第２の工程では、基板を回転させつつ基板の被処理面に塗布液を供給して、基板上に塗布膜を形成し、第３の工程では、塗布膜に含まれる溶剤が揮発して塗布膜が半固化膜となった後に、回転中の基板の被処理面に添加液を供給して、研磨部材と基板の被処理面とが添加液によって濡れた状態としつつ、研磨部材が基板の被処理面と接触した状態で、初期研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨してもよい。この場合、研磨部材による半固化膜の研磨時において、研磨部材及び基板の被処理面が添加液によって濡れた状態となっているので、基板の被処理面に損傷が生じ難い。そのため、研磨液を多量に用いながら硬化膜を研磨する化学機械研磨処理を行わずに、基板の被処理面が研磨される。従って、基板の被処理面を低コストで平坦化することが可能となる。

【0021】

基板の表面には凹凸パターンが形成されており、被処理面は、基板のうち凹凸面側の最外面であってもよい。この場合でも、研磨部材による半固化膜の研磨時において、研磨部材及び基板の被処理面が添加液によって濡れた状態となっているので、基板の凹凸パターンに生じうる損傷を抑制することができる。

【0022】

研磨部材はポリビニルアルコール製又はポリエチレン製であってもよい。この場合、塗布膜が完全に硬化する前のある程度柔らかい状態の半固化膜が、ポリビニルアルコール製又はポリエチレン製の研磨部材によって研磨される。そのため、基板の凹凸パターンに生じうる損傷をより抑制することができる。

【0023】

研磨部材は多孔質体であってもよい。この場合、研磨部材の吸水性が高まるので、第３の工程において添加液が研磨部材に吸収される。そのため、研磨部材にしみ込んだ添加液が基板の被処理面にしみ出しながら、研磨部材によって基板の被処理面の研磨が行われる。従って、研磨部材による研磨時に、基板の凹凸パターンに生じうる損傷をいっそう抑制することができる。

【0024】

本開示の他の観点に係る基板処理方法は、第５の工程での判定の結果、基板の被処理面が研磨不足であるときに、初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第６の工程を更に含んでもよい。基板の被処理面が研磨不足の場合、初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に基づいて基板の研磨が再度行われるので、基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0025】

本開示の他の観点に係る基板処理方法は、第５の工程での判定の結果、基板の被処理面が研磨過剰であるときに、研磨部材により第３の工程で処理された基板と同じ基板の被処理面に他の膜を形成する第７の工程と、第７の工程の後に、初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて研磨部材により基板の被処理面を研磨する第８の工程とを更に含んでもよい。基板の被処理面が研磨過剰の場合、基板の被処理面に他の膜が形成された後に、初期研磨条件とは異なる再研磨条件に基づいて基板の研磨が再度行われるので、基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0026】

第５の工程での判定の結果、基板の被処理面が研磨不足又は研磨過剰であるときに、後続の他の基板を第１〜第５の工程で処理するにあたり、第３の工程では初期研磨条件とは異なる新初期研磨条件に基づいて他の基板の被処理面を研磨部材により研磨してもよい。この場合、後続の基板の被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0027】

第１の工程では、基板の被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を初期状態として取得し、第４の工程では、基板の被処理面を撮像して当該被処理面の撮像画像を処理状態として取得し、第５の工程では、第１及び第４の工程でそれぞれ取得した撮像画像を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。

【0028】

本開示の他の観点に係る基板処理方法は、第２の工程の後で且つ第３の工程の前に、基板の被処理面の中間状態を取得する第９の工程を更に含み、第５の工程では、初期状態、中間状態及び処理状態に基づいて研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。この場合、３つの状態（初期状態、中間状態及び処理状態）に基づいて、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰をより精度よく判定することができる。

【0029】

第１、第９及び第４の工程では、基板の被処理面の研磨の進行に伴って変化する物理量をそれぞれ初期状態、中間状態及び処理状態として取得し、第５の工程では、第１、第４及び第９の処理でそれぞれ取得された物理量を対比することにより、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定してもよい。

【0030】

本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の基板処理方法と同様に、基板の研磨終了の判定を、基板ごとに、低コスト且つ高精度に素早く行うことが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。

【発明の効果】

【0031】

本開示に係る基板処理装置、基板処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の研磨終了を基板ごとに高精度に判定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、基板処理システムを示す斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、処理モジュール（ＢＣＴモジュール、ＣＯＴモジュール及びＤＥＶモジュール）を示す上面図である。

【図4】図４は、処理モジュール（ＨＭＣＴモジュール）を示す上面図である。

【図5】図５は、液処理ユニットを示す模式図である。

【図6】図６は、検査ユニットを示す模式図である。

【図7】図７は、研磨ユニットを示す模式図である。

【図8】図８は、基板処理システムの主要部を示すブロック図である。

【図9】図９は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。

【図10】図１０は、ウエハの処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

【図11】図１１は、ウエハの処理手順の一例を説明するための模式図である。

【図12】図１２（ａ）は研磨不足の場合におけるウエハの被処理面の一部を示す上面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図13】図１３（ａ）は研磨過剰の場合におけるウエハの被処理面の一部を示す上面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図14】図１４は、ウエハの処理手順の他の例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0034】

［基板処理システム］
図１に示されるように、基板処理システム１（基板処理装置）は、塗布現像装置２（基板処理装置）と、露光装置３と、コントローラ１０（制御部）とを備える。露光装置３は、ウエハＷ（基板）の表面Ｗａ（図５等参照）に形成された感光性レジスト膜の露光処理（パターン露光）を行う。具体的には、液浸露光等の方法により感光性レジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線、又は極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）が挙げられる。

【0035】

塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、感光性レジスト膜又は非感光性レジスト膜をウエハＷの表面Ｗａに形成する処理を行う。塗布現像装置２は、露光装置３による感光性レジスト膜の露光処理後に、当該感光性レジスト膜の現像処理を行う。

【0036】

ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、矩形、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。本実施形態では、ウエハＷとして、矩形状を呈する角形基板を例にとって説明する。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。マスク基板は、例えば露光装置３のレチクルとして用いられる。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。本実施形態において、ウエハＷの表面Ｗａには、凹凸パターンＰ（図５等参照）が形成されている。そのため、ウエハＷの表面Ｗａは凹凸面である。

【0037】

図１〜図４に示されるように、塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。

【0038】

キャリアブロック４は、図１、図３及び図４に示されるように、キャリアステーション１２と、搬入搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、少なくとも一つのウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１の側面１１ａには、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（図示せず）が設けられている。キャリア１１は、側面１１ａが搬入搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

【0039】

搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２及び処理ブロック５の間に位置している。搬入搬出部１３は、複数の開閉扉１３ａを有する。キャリアステーション１２上にキャリア１１が載置される際には、キャリア１１の開閉扉が開閉扉１３ａに面した状態とされる。開閉扉１３ａ及び側面１１ａの開閉扉を同時に開放することで、キャリア１１内と搬入搬出部１３内とが連通する。搬入搬出部１３は、受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

【0040】

処理ブロック５は、図１及び図２に示されるように、処理モジュール１４〜１７を有する。処理モジュール１４〜１７は、床面側から処理モジュール１７、処理モジュール１４、処理モジュール１５、処理モジュール１６の順に並んでいる。処理モジュール１４，１６，１７は、図３に示されるように、液処理ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２とを有する。処理モジュール１５は、図４に示されるように、液処理ユニットＵ１（基板処理装置）と、熱処理ユニットＵ２と、検査ユニットＵ３（基板処理装置）と、研磨ユニットＵ４（基板処理装置）とを有する。

【0041】

液処理ユニットＵ１は、各種の処理液をウエハＷの表面Ｗａに供給するように構成されている（詳しくは後述する。）。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。検査ユニットＵ３は、ウエハＷの表面Ｗａを撮像するように構成されている（詳しくは後述する。）。研磨ユニットＵ４は、ウエハＷの表面Ｗａ（凹凸面）側の被処理面を研磨するように構成されている。

【0042】

処理モジュール１４は、ウエハＷの表面Ｗａ上に下層膜を形成するように構成された下層膜形成モジュール（ＢＣＴモジュール）である。処理モジュール１４は、各ユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ２を内蔵している（図２及び図３参照）。処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１は、下層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面Ｗａに塗布して塗布膜を形成する。処理モジュール１４の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止（ＳｉＡＲＣ）膜が挙げられる。

【0043】

処理モジュール１５は、下層膜上に中間膜を形成するように構成された中間膜（ハードマスク）形成モジュール（ＨＭＣＴモジュール）である。処理モジュール１５は、各ユニットＵ１〜Ｕ４にウエハＷを搬送する搬送アームＡ３を内蔵している（図２及び図４参照）。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１は、中間膜形成用の塗布液を下層膜上に塗布して塗布膜を形成する。処理モジュール１５の熱処理ユニットＵ２は、中間膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。

【0044】

処理モジュール１６は、熱硬化性を有するレジスト膜を中間膜上に形成するように構成されたレジスト膜形成モジュール（ＣＯＴモジュール）である。処理モジュール１６は、各ユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ４を内蔵している（図２及び図４参照）。処理モジュール１６の液処理ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の塗布液（レジスト液）を中間膜上に塗布して塗布膜を形成する。処理モジュール１６の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜とするための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。

【0045】

処理モジュール１７は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成された現像処理モジュール（ＤＥＶモジュール）である。処理モジュール１７は、各ユニットＵ１，Ｕ２にウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している（図２及び図３参照）。処理モジュール１７の現像ユニットは、露光後のレジスト膜に現像液を供給してレジスト膜を現像する。処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１は、現像後のレジスト膜にリンス液を供給して、レジスト膜の溶解成分を現像液と共に洗い流す。これにより、レジスト膜が部分的に除去され、レジストパターンが形成される。処理モジュール１７の熱処理ユニットＵ２は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。

【0046】

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には、図２及び図３に示されるように、棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面から処理モジュール１５にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。

【0047】

処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には、棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面から処理モジュール１７の上部にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0048】

インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。

【0049】

コントローラ１０は、基板処理システム１を部分的又は全体的に制御する。コントローラ１０の詳細については後述する。

【0050】

［液処理ユニットの構成］
続いて、図５を参照して、液処理ユニットＵ１についてさらに詳しく説明する。液処理ユニットＵ１は、回転保持部２０と、液供給部３０（膜形成部、塗布液供給部）と、液供給部４０（溶剤供給部）を備える。

【0051】

回転保持部２０は、回転部２１と、保持部２２とを有する。回転部２１は、上方に突出したシャフト２３を有する。回転部２１は、例えば電動モータ等を動力源として、コントローラ１０からの指示に基づいてシャフト２３を回転させる。保持部２２は、シャフト２３の先端部に設けられている。保持部２２上にはウエハＷが配置される。保持部２２は、コントローラ１０からの指示に基づいて、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面Ｗａに対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハＷの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図５に示されるように、回転保持部２０は、上方から見て時計回りにウエハＷを回転させる。

【0052】

液供給部３０は、ウエハＷの被処理面に処理液Ｌ１を供給するように構成されている。処理モジュール１４〜１６において、処理液Ｌ１は、下層膜、中間膜又はレジスト膜を形成するための各種塗布液である。この場合、液供給部３０は、塗布液供給部として機能する。処理モジュール１７において、処理液Ｌ１は現像液である。この場合、液供給部３０は、現像液供給部として機能する。なお、本明細書において、ウエハＷの被処理面とは、ウエハＷの表面Ｗａ側における最外面をいい、ウエハＷの表面Ｗａ上に膜等が設けられていない場合には当該表面Ｗａであり、ウエハＷの表面Ｗａに膜等が設けられている場合には当該膜等の表面である。

【0053】

液供給部３０は、液源３１と、ポンプ３２と、バルブ３３と、ノズル３４と、配管３５とを有する。液源３１は、処理液Ｌ１の供給源として機能する。ポンプ３２は、コントローラ１０からの指示に基づいて液源３１から処理液Ｌ１を吸引し、配管３５及びバルブ３３を介してノズル３４に送り出す。バルブ３３は、コントローラ１０からの指示に基づいて開閉する。ノズル３４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル３４は、ポンプ３２から送り出された処理液Ｌ１を、ウエハＷの被処理面に吐出可能である。ノズル３４は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。当該駆動部は、コントローラ１０からの指示に基づいてノズル３４を移動させる。配管３５は、上流側から順に、液源３１、ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４を接続している。

【0054】

液供給部４０は、ウエハＷの被処理面に処理液Ｌ２を供給するように構成されている。処理モジュール１４〜１６において、処理液Ｌ２は、下層膜、中間膜又はレジスト膜をウエハＷから除去するための各種有機溶剤である。この場合、液供給部４０は、溶剤供給部として機能する。処理モジュール１７において、処理液Ｌ２はリンス液である。この場合、液供給部４０は、リンス液供給部として機能する。

【0055】

液供給部４０は、液源４１と、ポンプ４２と、バルブ４３と、ノズル４４と、配管４５とを有する。液源４１は、処理液Ｌ２の供給源として機能する。ポンプ４２は、コントローラ１０からの指示に基づいて液源４１から処理液Ｌ２を吸引し、配管４５及びバルブ４３を介してノズル４４に送り出す。バルブ４３は、コントローラ１０からの指示に基づいて開閉する。ノズル４４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル４４は、ポンプ４２から送り出された処理液Ｌ２を、ウエハＷの被処理面に吐出可能である。ノズル４４は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。当該駆動部は、コントローラ１０からの指示に基づいてノズル４４を移動させる。配管４５は、上流側から順に、液源４１、ポンプ４２、バルブ４３及びノズル４４を接続している。

【0056】

［検査ユニットの構成］
続いて、図６を参照して、検査ユニットＵ３についてさらに詳しく説明する。検査ユニットＵ３は、筐体５０と、筐体５０内に配置された保持駆動部５１及び撮像部５２（状態取得部）とを有する。

【0057】

保持駆動部５１は、保持台５１ａと、アクチュエータ５１ｂ，５１ｃと、ガイドレール５１ｄを含む。保持台５１ａは、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。アクチュエータ５１ｂは、例えば電動モータであり、保持台５１ａを回転駆動する。アクチュエータ５１ｃは、例えばリニアアクチュエータであり、保持台５１ａをガイドレール５１ｄに沿って移動させる。すなわち、アクチュエータ５１ｃは、コントローラ１０の指示に基づき、保持台５１ａに保持されているウエハＷをガイドレール５１ｄの一端側と他端側との間で搬送する。ガイドレール５１ｄは、筐体５０内において線状（例えば直線状）に延びている。

【0058】

撮像部５２は、カメラ５２ａと、ハーフミラー５２ｂと、光源５２ｃとを含む。カメラ５２ａは、例えば広角型のＣＣＤカメラである。カメラ５２ａは、筐体５０の側壁に取り付けられている。カメラ５２ａは、ハーフミラー５２ｂに対向している。カメラ５２ａは、コントローラ１０の指示に基づき撮像を行い、撮像画像のデータをコントローラ１０に送信する。

【0059】

ハーフミラー５２ｂは、水平方向に対して略４５°傾いた状態で、筐体５０の天壁に取り付けられている。ハーフミラー５２ｂは、ガイドレール５１ｄの中間部分の上方に位置している。光源５２ｃは、ハーフミラー５２ｂの上方に位置している。光源５２ｃから出射された光は、ハーフミラー５２ｂを通過して下方（ガイドレール５１ｄ側）に向けて照射される。ハーフミラー５２ｂを通過した光は、ハーフミラー５２ｂの下方にある物体によって反射した後、ハーフミラー５２ｂによってさらに反射して、カメラ５２ａに入射する。すなわち、カメラ５２ａは、ハーフミラー５２ｂを介して、光源５２ｃの照射領域に存在する物体を撮像することができる。ウエハＷが保持駆動部５１によってガイドレール５１ｄに沿って移動する際、撮像部５２はウエハＷの被処理面を撮像可能である。換言すれば、撮像部５２は、ウエハＷの被処理面の状態として当該被処理面の撮像画像を取得する。なお、コントローラ１０では、撮像画像データを処理することにより、ウエハＷの被処理面に存在する膜の膜厚等も検出することができる。

【0060】

［研磨ユニットの構成］
続いて、図７を参照して、研磨ユニットＵ４についてさらに詳しく説明する。研磨ユニットＵ４は、筐体６０と、筐体６０内に配置された回転保持部７０、カップ８０、液供給部９０（添加液供給部）及び研磨部１００を備える。

【0061】

回転保持部７０は、回転部７１と、保持部７２とを有する。回転部７１は、上方に突出したシャフト７３を有する。回転部７１は、例えば電動モータ等を動力源として、コントローラ１０からの指示に基づいてシャフト７３を回転させる。保持部７２は、シャフト７３の先端部に設けられている。保持部７２上にはウエハＷが配置される。保持部７２は、コントローラ１０からの指示に基づいて、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部７０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面Ｗａに対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハＷの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図７に示されるように、回転保持部７０は、上方から見て時計回りにウエハＷを回転させる。

【0062】

カップ８０は、回転保持部７０の周囲に設けられている。ウエハＷが回転すると、液供給部９０からウエハＷの表面に供給された添加液が周囲に振り切られて落下するが、カップ８０は、当該落下した添加液を受け止めるように構成されている。カップ８０は、液受け部８１と、傾斜部８２とを有する。液受け部８１は、有底円筒形状を呈している。液受け部８１の内部には隔壁８３が設けられており、隔壁８３によって液受け部８１の内部が外側領域と内側領域とに区画されている。液受け部８１の底壁のうち外側領域に対応する部分には、液体を排出する排液管８４が設けられている。液受け部８１の底壁のうち内側領域に対応する部分には、処理雰囲気を排気する排気管８５が設けられている。傾斜部８２は、液受け部８１の上端に一体的に設けられている。

【0063】

液供給部９０は、ウエハＷの被処理面に添加液Ｌ３を供給するように構成されている。添加液Ｌ３は、例えば純水である。

【0064】

液供給部９０は、液源９１と、ポンプ９２と、バルブ９３と、ノズル９４と、配管９５とを有する。液源９１は、添加液Ｌ３の供給源として機能する。ポンプ９２は、コントローラ１０からの指示に基づいて液源９１から添加液Ｌ３を吸引し、配管９５及びバルブ９３を介してノズル９４に送り出す。バルブ９３は、コントローラ１０からの指示に基づいて開閉する。ノズル９４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル９４は、ポンプ９２から送り出された添加液Ｌ３を、ウエハＷの被処理面に吐出可能である。ノズル９４は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。当該駆動部は、コントローラ１０からの指示に基づいてノズル９４を移動させる。配管９５は、上流側から順に、液源９１、ポンプ９２、バルブ９３及びノズル９４を接続している。

【0065】

研磨部１００は、研磨部材１０１と、アクチュエータ１０２（駆動部）と、センサ１０３（状態取得部）とを有する。研磨部材１０１は、ウエハＷの被処理面と接触して、ウエハＷの被処理面を研磨するように構成されている。研磨部材１０１は、略円柱形状を呈していてもよい。研磨部材１０１の直径は、例えば６５ｍｍ程度であり、下面が平坦である。研磨部材１０１は、樹脂製であってもよく、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製又はポリエチレン製であってもよい。研磨部材１０１は、多孔質体であってもよい。

【0066】

ポリビニルアルコールは吸水性に優れる。ポリビニルアルコールは、ポリウレタン、セーム皮等と比較して摩擦抵抗が高いので、研磨能力に優れる。ポリビニルアルコールは、炭素、水素及び酸素によって構成されており、例えば上述のＳＯＣ膜の構成成分と組成が近似する。ポリビニルアルコールの硬度は、比較的低い。

【0067】

ポリエチレンは、ポリビニルアルコールよりは吸水性に劣るが、添加液Ｌ３に濡れることにより摩擦抵抗及びウエハＷに対する密着性が高まる。ポリエチレンは、炭素、水素及び酸素によって構成されており、例えば上述のＳＯＣ膜の構成成分と組成が近似する。研磨部材１０１がポリエチレン製である場合には、添加液Ｌ３の量が多くても十分な研磨能力が得られる。ポリエチレンは、例えば密度が０．９４２以上の高密度ポリエチレンであってもよい。高密度ポリエチレンの硬度は、比較的高い。そのため、高密度ポリエチレンは研磨能力に優れる。

【0068】

アクチュエータ１０２は、回転保持部７０に保持されたウエハＷの被処理面に沿って研磨部材１０１が移動するように研磨部材１０１を駆動させる。アクチュエータ１０２は、コントローラ１０からの指示に基づいて研磨部材１０１を水平方向及び上下方向に移動させる。アクチュエータ１０２は、コントローラ１０からの指示に基づいて研磨部材１０１を回転駆動させる。アクチュエータ１０２は、回転保持部７０に保持されたウエハＷの被処理面に沿って研磨部材１０１が移動するように回転保持部７０を駆動させてもよい。すなわち、アクチュエータ１０２は、回転保持部７０に保持されたウエハＷの被処理面に対して研磨部材１０１を相対的に移動させてもよい。

【0069】

センサ１０３は、ウエハＷの被処理面の研磨の進行に伴って変化する物理量を取得するように構成されている。センサ１０３は、例えば、アクチュエータ１０２による研磨部材１０１の回転数、アクチュエータ１０２が研磨部材１０１を回転駆動させる際にアクチュエータ１０２に流れる電流量、研磨部材１０１の振動数、研磨部材１０１によってウエハＷの被処理面を研磨する際に研磨部材１０１とウエハＷの被処理面との間に生ずる摩擦音の周波数、当該摩擦音の音量等を取得可能に構成されている。センサ１０３は、回転保持部７０の振動数を取得可能に構成されていてもよい。センサ１０３によって取得された物理量のデータは、コントローラ１０に出力される。

【0070】

［コントローラの構成］
コントローラ１０は、図８に示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、処理部Ｍ３と、指示部Ｍ４とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ１０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ１０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。

【0071】

読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る。記録媒体ＲＭは、基板処理システム１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。

【0072】

記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶する。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み出したプログラム、カメラ５２ａにおいて撮像された撮像画像データ、センサ１０３で取得された物理量のデータの他、ウエハＷを処理する際の各種データ（いわゆる処理レシピ）、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。

【0073】

処理部Ｍ３は、各種データを処理する。処理部Ｍ３は、例えば、記憶部Ｍ２に記憶されている各種データに基づいて、液処理ユニットＵ１（例えば、回転部２１、保持部２２、ポンプ３２、バルブ３３等）、熱処理ユニットＵ２、検査ユニットＵ３（例えば、保持台５１ａ、アクチュエータ５１ｂ，５１ｃ、カメラ５２ａ等）及び研磨ユニットＵ４（例えば、回転部７１、保持部７２、ポンプ９２、バルブ９３、アクチュエータ１０２等）を動作させるための動作信号を生成する。処理部Ｍ３は、カメラ５２ａにおいて撮像された撮像画像のデータに基づいて、研磨部材１０１によるウエハＷの被処理面の研磨条件を設定又は変更する。処理部Ｍ３は、センサ１０３において取得された物理量のデータに基づいて、研磨部材１０１によるウエハＷの被処理面の研磨条件を設定又は変更する。

【0074】

指示部Ｍ４は、処理部Ｍ３において生成された動作信号を各種装置に送信する。

【0075】

コントローラ１０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ１０は、ハードウェア上の構成として、例えば図９に示される回路１０Ａを有する。回路１０Ａは、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路１０Ａは、具体的には、プロセッサ１０Ｂと、メモリ１０Ｃ（記憶部）と、ストレージ１０Ｄ（記憶部）と、ドライバ１０Ｅと、入出力ポート１０Ｆとを有する。プロセッサ１０Ｂは、メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１０Ｆを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄは、記憶部Ｍ２として機能する。ドライバ１０Ｅは、基板処理システム１の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート１０Ｆは、ドライバ１０Ｅと基板処理システム１の各種装置（例えば、回転部２１，７１、保持部２２，７２、ポンプ３２，４２，９２、バルブ３３，４３，９３、保持台５１ａ、アクチュエータ５１ｂ，５１ｃ，１０２、カメラ５２ａ、センサ１０３等）との間で、信号の入出力を行う。

【0076】

本実施形態では、基板処理システム１は、一つのコントローラ１０を備えているが、複数のコントローラ１０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理システム１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ１０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ１０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０が複数のコンピュータ（回路１０Ａ）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路１０Ａ）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路１０Ａ）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０は、複数のプロセッサ１０Ｂを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ１０Ｂによって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサ１０Ｂの組み合わせによって実現されていてもよい。

【0077】

［ウエハ処理方法］
続いて、図１０を参照して、ウエハＷの処理方法（基板処理方法）について説明する。以下では、処理モジュール１５において、凹凸パターンＰを有するウエハＷの表面ＷａにＳＯＣ膜を形成する場合の処理について説明するが、他の膜の場合にもウエハＷを同様に処理してもよい。他の膜としては、例えば、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜、レジスト膜、自己組織的リソグラフィー技術に用いられるブロック共重合体の塗布膜などが挙げられる。

【0078】

まず、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、凹凸パターンＰを有するウエハＷ（図１１（ａ）参照）を検査ユニットＵ３に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、保持駆動部５１を制御して、ウエハＷを保持台５１ａで保持しつつガイドレール５１ｄの一端側から他端側に搬送する。このとき同時に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、撮像部５２を制御して、ウエハＷの表面Ｗａを撮像する（図１０のステップＳ１１参照）。カメラ５２ａにおいて撮像された撮像画像のデータは、コントローラ１０の記憶部Ｍ２に記憶される。こうして、ウエハＷの被処理面の初期状態（後述する半固化膜Ｒが存在していないウエハＷの表面Ｗａの状態）が取得される（第１の処理；第１の工程）。

【0079】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを検査ユニットＵ３から液処理ユニットＵ１に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、回転保持部２０を制御して、ウエハＷを保持部２２に保持させると共に、回転部２１によって所定の回転数でウエハＷを回転させる。この状態で、コントローラ１０は、ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４（より詳しくはノズル３４を駆動する駆動部）を制御して、ウエハＷの表面Ｗａに対して処理液Ｌ１（レジスト液）をノズル３４から吐出し、固化していない状態の塗布膜（未固化膜）をウエハＷの表面Ｗａに形成する。次に、未固化膜に含まれる溶剤が揮発して未固化膜が半固化膜Ｒとなるまで、ウエハＷを静置する（図１０のステップＳ１２及び図１１（ｂ）参照；第２の処理；第２の工程）。なお、このとき、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを液処理ユニットＵ１から熱処理ユニットＵ２に搬送し、熱処理ユニットＵ２においてウエハＷを加熱することで未固化膜を半固化膜としてもよい。半固化膜Ｒの硬度は、研磨部材１０１の硬度よりも低い。

【0080】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、回転保持部７０を制御して、ウエハＷを保持部７２に保持させると共に、回転部７１によって所定の回転数でウエハＷを回転させる。また、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、液供給部９０を制御して、ウエハの被処理面（半固化膜Ｒの表面）に添加液Ｌ３を供給させる。これにより、ウエハＷが回転しつつ、ウエハＷの被処理面が添加液Ｌ３で濡れた状態となる。この状態で、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、研磨部材１０１をウエハＷの被処理面と接触させた状態で、初期研磨条件に基づいて研磨部材１０１をウエハＷの被処理面に対して移動させて、研磨部材１０１によりウエハＷの被処理面を研磨させる（図１０のステップＳ１３参照；第３の処理；第３の工程）。

【0081】

ここで、研磨条件としては、例えば、
（１）研磨部材１０１がウエハＷの被処理面を押圧する圧力、
（２）研磨部材１０１の回転数、
（３）ウエハＷの回転数、
（４）研磨部材１０１によるウエハＷの被処理面の研磨時間、
（５）研磨部材１０１の硬度、
（６）添加液Ｌ３の流量
などが挙げられる。研磨条件１に関して、圧力が高いほど研磨部材１０１によるウエハＷの被処理面の研磨が促進される。研磨条件２，３に関して、回転数が高いほど研磨部材１０１によるウエハＷの被処理面の研磨が促進される。研磨条件４に関して、研磨時間が長いほどウエハＷの被処理面の研磨が促進される。研磨条件５に関して、研磨部材１０１の硬度が高いほどウエハＷの被処理面の研磨が促進される。研磨条件６に関して、流量が多いほど研磨部材１０１の保水量が高まるのでウエハＷの被処理面の研磨が促進される。なお、初期研磨条件は、わずかに研磨不足となるような条件に設定しておくと、再度の半固化膜Ｒの形成処理（詳しくは後述する）が不要となるので好ましい。

【0082】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４から検査ユニットＵ３に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、保持駆動部５１を制御して、ウエハＷを保持台５１ａで保持しつつガイドレール５１ｄの一端側から他端側に搬送する。このとき同時に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、撮像部５２を制御して、ウエハＷの表面Ｗａを撮像する（図１０のステップＳ１４参照）。カメラ５２ａにおいて撮像された撮像画像のデータは、コントローラ１０の記憶部Ｍ２に記憶される。こうして、ウエハＷの被処理面の処理状態（研磨処理が行われた後におけるウエハＷの被処理面の状態）が取得される（第４の処理；第４の工程）。

【0083】

次に、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、ステップＳ１１で取得した初期状態の撮像画像データと、ステップＳ１４で取得した処理状態の撮像画像データとに基づいて、研磨不足か否かを判定する（図１０のステップＳ１５参照；第５の処理；第５の工程）。ここで、研磨不足とは、図１２に示されるように、ウエハＷの凹凸パターンＰのうち凸部の表面に半固化膜Ｒが残存している場合をいう。コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、例えば、処理状態の撮像画像データにおける各画素の輝度値を初期状態の撮像画像データにおける各画素の輝度値で減算して補正画像を生成し、当該補正画像におけるコントラスト差等に基づいて、ウエハＷの凹凸パターンＰのうち凸部の表面に半固化膜Ｒが残存しているか否かを判定する。

【0084】

コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨不足である場合（図１０のステップＳ１５でＹＥＳ）、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は研磨条件を初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に変更する（図１０のステップＳ１６）。具体的には、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、残存した半固化膜Ｒの大きさ（例えば、面積、厚さ等）に基づいて、当該残存した半固化膜Ｒを除去しうる研磨条件を追加研磨条件として設定する。

【0085】

その後、ステップＳ１３に戻ってウエハＷの処理が行われる。具体的には、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを検査ユニットＵ３から研磨ユニットＵ４に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、回転保持部７０を制御して、ウエハＷを保持部７２に保持させると共に、回転部７１によって所定の回転数でウエハＷを回転させる。また、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、液供給部９０を制御して、ウエハの被処理面（半固化膜Ｒの表面）に添加液Ｌ３を供給させる。これにより、ウエハＷが回転しつつ、ウエハＷの被処理面が添加液Ｌ３で濡れた状態となる。この状態で、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、研磨部材１０１をウエハＷの被処理面と接触させた状態で、追加研磨条件に基づいて研磨部材１０１をウエハＷの被処理面に対して移動させて、研磨部材１０１によりウエハＷの被処理面を研磨させる（第６の処理；第６の工程）。その後は、ステップＳ１４以下の処理が順次実行される。

【0086】

一方、コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨不足ではない場合（図１０のステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１１で取得した初期状態の撮像画像データと、ステップＳ１４で取得した処理状態の撮像画像データとに基づいて、研磨過剰か否かを判定する（図１０のステップＳ１７参照；第５の処理；第５の工程）。ここで、研磨過剰とは、図１３に示されるように、ウエハＷの凹凸パターンＰのうち凹部に半固化膜Ｒが充填されていない場合をいう。コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、例えば、処理状態の撮像画像データにおける各画素の輝度値を初期状態の撮像画像データにおける各画素の輝度値で減算して補正画像を生成し、当該補正画像におけるコントラスト差等に基づいて、ウエハＷの凹凸パターンＰのうち凹部に半固化膜Ｒが充填されているか否かを判定する。

【0087】

コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨過剰である場合（図１０のステップＳ１７でＹＥＳ）、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は研磨条件を初期研磨条件とは異なる再研磨条件に変更する（図１０のステップＳ１８）。具体的には、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、ウエハＷの被処理面が初期研磨条件よりも研磨され難い研磨条件を再研磨条件として設定する。

【0088】

その後、ステップＳ１２に戻ってウエハＷの処理が行われる。具体的には、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４から液処理ユニットＵ１に搬送し、ウエハＷの被処理面に半固化膜Ｒを再度形成する（第７の処理；第７の工程）。

【0089】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを液処理ユニットＵ１から研磨ユニットＵ４に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、回転保持部７０を制御して、ウエハＷを保持部７２に保持させると共に、回転部７１によって所定の回転数でウエハＷを回転させる。また、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、液供給部９０を制御して、ウエハの被処理面（半固化膜Ｒの表面）に添加液Ｌ３を供給させる。これにより、ウエハＷが回転しつつ、ウエハＷの被処理面が添加液Ｌ３で濡れた状態となる。この状態で、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、研磨部材１０１をウエハＷの被処理面と接触させた状態で、再研磨条件に基づいて研磨部材１０１をウエハＷの被処理面に対して移動させて、研磨部材１０１によりウエハＷの被処理面を研磨させる（第８の処理；第８の工程）。その後は、ステップＳ１４以下の処理が順次実行される。

【0090】

一方、コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨過剰ではない場合（図１０のステップＳ１７でＮＯ）、研磨が適切に行われて研磨終了であると判定され、ウエハＷの研磨が完了する。その後は、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４から熱処理ユニットＵ２に搬送し、熱処理ユニットＵ２においてウエハＷを加熱することで半固化膜Ｒを固化してＳＯＣ膜Ｒ１を形成する（図１１（ｃ）参照）。なお、ＳＯＣ膜Ｒ１の硬度は、研磨部材１０１の硬度よりも高い。

【0091】

［作用］
以上のような本実施形態では、塗布膜（未固化膜）に含まれる溶剤が揮発して塗布膜が半固化膜Ｒとなった後に、ステップＳ１３において、回転中のウエハＷの被処理面に対して添加液Ｌ３を供給し、研磨部材１０１及び当該被処理面が添加液Ｌ３によって濡れた状態としつつ、研磨部材１０１がウエハＷの被処理面と接触した状態で、初期研磨条件に基づいて研磨部材１０１によってウエハＷの被処理面を研磨している。そのため、研磨部材１０１による半固化膜Ｒの研磨時において、研磨部材１０１及びウエハＷの被処理面が添加液Ｌ３によって濡れた状態となっているので、ウエハＷの被処理面及び凹凸パターンＰに損傷が生じ難い。従って、研磨液を多量に用いながら硬化膜を研磨する化学機械研磨処理を行わずに、ウエハＷの被処理面が研磨される。その結果、ウエハＷの被処理面を低コストで平坦化することが可能となる。

【0092】

本実施形態では、ステップＳ１１において、ウエハＷの被処理面の初期状態をカメラ５２ａによって撮像画像データとして取得している。また、ステップＳ１４において、ウエハＷの被処理面の処理状態（半固化膜Ｒの表面状態）をカメラ５２ａによって撮像画像データとして取得している。さらに、これらの初期状態及び処理状態に基づいて研磨不足か否か（ステップＳ１５）及び研磨過剰か否か（ステップＳ１７）を判定している。そのため、ウエハＷの被処理面の初期状態が、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰を判定するための基準値として機能する。従って、基準値を得るために複数のサンプル基板を予め処理するなどの必要がないので、サンプル基板を浪費することなく、基準値を直ちに得ることができる。また、ウエハＷの被処理面の状態はウエハＷごとに異なるが、ウエハＷごとに被処理面の初期状態を取得しているので、研磨終了をウエハＷごとに極めて精度よく判定することができる。以上より、本実施形態によれば、ウエハＷの研磨終了の判定を、ウエハＷごとに、低コスト且つ高精度に素早く行うことが可能となる。

【0093】

本実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａに凹凸パターンＰが形成されており、ウエハＷの被処理面は、ウエハＷのうち表面Ｗａ（凹凸面）側の最外面である。この場合でも、研磨部材１０１による半固化膜Ｒの研磨時において、研磨部材１０１及びウエハＷの被処理面が添加液によって濡れた状態となっているので、ウエハＷの凹凸パターンＰに生じうる損傷を抑制することができる。

【0094】

本実施形態では、研磨部材１０１が、例えばポリビニルアルコール製又はポリエチレン製である。そのため、塗布膜が完全に硬化する前のある程度柔らかい状態の半固化膜Ｒが、ポリビニルアルコール製又はポリエチレン製の研磨部材によって研磨される。従って、ウエハＷの凹凸パターンＰに生じうる損傷をより抑制することができる。

【0095】

本実施形態では、ステップＳ１５での判定の結果、ウエハＷの被処理面が研磨不足である場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１３に戻って追加研磨条件に基づきウエハＷの研磨を行っている。そのため、ウエハＷの被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0096】

本実施形態では、ステップＳ１７での判定の結果、ウエハＷの被処理面が研磨過剰である場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻ってウエハＷに半固化膜Ｒを形成すると共に、ステップＳ１３において再研磨条件に基づきウエハＷの研磨を行っている。そのため、ウエハＷの被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0097】

本実施形態では、研磨部材１０１が多孔質体である。そのため、研磨部材１０１の吸水性が高まるので、ステップＳ１３において添加液Ｌ３が研磨部材１０１に吸収される。従って、研磨部材１０１にしみ込んだ添加液Ｌ３がウエハＷの被処理面にしみ出しながら、研磨部材１０１によってウエハＷの被処理面の研磨が行われる。その結果、研磨部材１０１による研磨時に、ウエハＷの凹凸パターンに生じうる損傷をより抑制することができる。

【0098】

［他の実施形態］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、ウエハＷの被処理面の研磨完了を、カメラ５２ａによって取得された撮像画像データに代えて、センサ１０３によって取得された物理量のデータに基づいて判断してもよい。具体的には、図１４に示されるような手順でウエハＷを処理してもよい。

【0099】

まず、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、凹凸パターンＰを有するウエハＷ（図１１（ａ）参照）を研磨ユニットＵ４に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、ウエハＷの表面Ｗａの物理量のデータをセンサ１０３によって取得する（図１４のステップＳ２１参照）。こうして、ウエハＷの被処理面の初期状態（半固化膜Ｒが存在していないウエハＷの表面Ｗａの状態）が取得される。

【0100】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４から液処理ユニットＵ１に搬送し、ステップＳ１２と同様に、ウエハＷに半固化膜Ｒを形成する（図１４のステップＳ２２参照）。

【0101】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、基板処理システム１の各部を制御して、ウエハＷを液処理ユニットＵ１から研磨ユニットＵ４に搬送する。次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、ウエハＷの被処理面の物理量のデータをセンサ１０３によって取得する（図１４のステップＳ２３参照）。こうして、ウエハＷの被処理面の中間状態（半固化膜Ｒの表面の状態）が取得される（第９の処理；第９の工程）。

【0102】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、ウエハＷを研磨ユニットＵ４から液処理ユニットＵ１に搬送し、ステップＳ１３と同様に、初期研磨条件に基づいて研磨部材１０１によってウエハＷの被処理面を研磨する（図１４のステップＳ２４参照）。

【0103】

次に、コントローラ１０（指示部Ｍ４）は、研磨部１００を制御して、ウエハＷの被処理面の物理量のデータをセンサ１０３によって取得する（図１４のステップＳ２５参照）。こうして、ウエハＷの被処理面の処理状態（研磨処理が行われた後におけるウエハＷの被処理面の状態）が取得される。

【0104】

次に、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、ステップＳ２１で取得した初期状態の物理量のデータと、ステップＳ２３で取得した中間状態の物理量のデータと、ステップＳ２５で取得した処理状態の物理量のデータとに基づいて、研磨不足か否かを判定する（図１４のステップＳ２６参照）。

【0105】

コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨不足である場合（図１４のステップＳ２６でＹＥＳ）、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は、ステップＳ１６と同様に、研磨条件を初期研磨条件とは異なる追加研磨条件に変更する（図１４のステップＳ２７）。その後、ステップＳ１３に戻って、追加研磨条件に基づいてウエハＷの処理が行われる。その後は、ステップＳ１４以下の処理が順次実行される。

【0106】

一方、コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨不足ではない場合（図１４のステップＳ２６でＮＯ）、ステップＳ２１で取得した初期状態の物理量のデータと、ステップＳ２３で取得した中間状態の物理量のデータと、ステップＳ２５で取得した処理状態の物理量のデータとに基づいて、研磨過剰か否かを判定する（図１４のステップＳ２８参照）。

【0107】

コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨過剰である場合（図１４のステップＳ２８でＹＥＳ）、コントローラ１０（処理部Ｍ３）は研磨条件を初期研磨条件とは異なる再研磨条件に変更する（図１４のステップＳ２９）。その後、ステップＳ１２に戻ってウエハＷの被処理面に半固化膜Ｒを再度形成し、ステップＳ１３において再研磨条件に基づいてウエハＷの処理が行われる。その後は、ステップＳ１４以下の処理が順次実行される。

【0108】

一方、コントローラ１０（処理部Ｍ３）による判定の結果、研磨過剰ではない場合（図１４のステップＳ２８でＮＯ）、研磨が適切に行われて研磨終了であると判定され、ウエハＷの研磨が完了する。この場合も、３つの状態（初期状態、中間状態及び処理状態）に基づいて、研磨終了、研磨不足又は研磨過剰をより精度よく判定することができる。

【0109】

ここで、センサ１０３によって取得される物理量が研磨部材１０１の回転数である場合について説明する。ステップＳ２１では、研磨部材１０１は主として、比較的硬度の大きなウエハＷの凹凸パターンＰに接触する。そのため、研磨部材１０１とウエハＷの被処理面との摩擦抵抗が比較的大きくなるので、研磨部材１０１が所定の回転数に到達するまでの時間Ｔ１が長くなる。ステップＳ２３では、研磨部材１０１は主として、比較的硬度の小さな半固化膜Ｒに接触する。そのため、研磨部材１０１とウエハＷの被処理面との摩擦抵抗が比較的小さくなるので、研磨部材１０１が所定の回転数に到達するまでの時間Ｔ２が短くなる。従って、ステップＳ２５で研磨部材１０１が所定の回転数に到達するまでの時間Ｔ３を取得し、時間Ｔ１，Ｔ２と比較することにより、研磨不足、研磨過剰又は研磨終了を判定することができる。例えば、時間Ｔ１が時間Ｔ３以上（Ｔ１≧Ｔ３）で且つ時間Ｔ２と時間Ｔ３とが略等しければ（Ｔ２＝Ｔ３）、ウエハＷの被処理面に比較的多くの半固化膜Ｒが残存しているため、研磨不足と判断することができる。また、時間Ｔ１が時間Ｔ３と略等しければ（Ｔ１＝Ｔ３）、ウエハＷの被処理面に半固化膜Ｒがほとんど残存していないため、研磨過剰と判断することができる。一方、研磨不足でも研磨過剰でもなければ、研磨終了と判断することができる。

【0110】

センサ１０３によって取得される物理量が研磨部材１０１を回転させるアクチュエータ１０２の電流値である場合について説明する。ステップＳ２１では、研磨部材１０１は主として、比較的硬度の大きなウエハＷの凹凸パターンＰに接触する。そのため、研磨部材１０１とウエハＷの被処理面との摩擦抵抗が比較的大きくなるので、研磨部材１０１を回転させるために電流値Ｉ１が大きくなる。ステップＳ２３では、研磨部材１０１は主として、比較的硬度の小さな半固化膜Ｒに接触する。そのため、研磨部材１０１とウエハＷの被処理面との摩擦抵抗が比較的小さくなるので、研磨部材１０１を回転させるための電流値Ｉ２が小さくなる。従って、ステップＳ２５で研磨部材１０１を回転させるアクチュエータ１０２の電流値Ｉ３を取得し、電流値Ｉ１，Ｉ２と比較することにより、研磨不足、研磨過剰又は研磨終了を判定することができる。例えば、電流値Ｉ１が電流値Ｉ３以上（Ｉ１≧Ｉ３）で且つ電流値Ｉ２と電流値Ｉ３とが略等しければ（Ｉ２＝Ｉ３）、ウエハＷの被処理面に比較的多くの半固化膜Ｒが残存しているため、研磨不足と判断することができる。また、電流値Ｉ１が電流値Ｉ３と略等しければ（Ｉ１＝Ｉ３）、ウエハＷの被処理面に半固化膜Ｒがほとんど残存していないため、研磨過剰と判断することができる。一方、研磨不足でも研磨過剰でもなければ、研磨終了と判断することができる。

【0111】

コントローラ１０（処理部Ｍ３）によって研磨不足又は研磨過剰であると判定された場合、後続のウエハＷを、初期研磨条件とは異なる新初期研磨条件に基づいて研磨部材１０１によって研磨してもよい。具体的には、現在のウエハＷが研磨不足であった場合には、後続のウエハＷの被処理面が初期研磨条件よりも研磨され易い研磨条件を新初期研磨条件として設定する。現在のウエハＷが研磨過剰であった場合には、後続のウエハＷの被処理面が初期研磨条件よりも研磨され難い研磨条件を新初期研磨条件として設定する。この場合、後続のウエハＷの被処理面をより精度よく平坦化することが可能となる。

【0112】

上記の実施形態では、半固化膜Ｒが形成されたウエハＷの表面Ｗａを樹脂製の研磨部材１０１によって研磨している。しかしながら、研磨対象の膜は、塗布膜に限られず、例えばＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ等で形成された各種の薄膜であってもよい。また、研磨部材１０１の材質は、ウエハＷと接触してウエハＷの被処理面を研磨可能であれば特に限定されない。そのため、ウエハＷの被処理面を化学機械研磨処理によって研磨してもよい。

【0113】

上記の実施形態では、表面Ｗａに凹凸パターンＰが形成されたウエハＷの被処理面を研磨していたが、凹凸パターンＰを有しないウエハＷ、すなわち表面Ｗａが略平坦なウエハＷの被処理面を研磨してもよい。

【符号の説明】

【0114】

１…基板処理システム（基板処理装置）、２…塗布現像装置（基板処理装置）、１０…コントローラ（制御部）、３０…液供給部（膜形成部、塗布液供給部）、５２…撮像部（状態取得部）、５２ａ…カメラ、７０…回転保持部、９０…液供給部（添加液供給部）、１００…研磨部、１０１…研磨部材、１０２…アクチュエータ（駆動部）、１０３…センサ（状態取得部）、Ｌ１…処理液（塗布液）、Ｌ３…添加液、Ｐ…凹凸パターン、Ｒ…半固化膜、Ｒ１…ＳＯＣ膜、ＲＭ…記録媒体、Ｕ１…液処理ユニット（基板処理装置）、Ｕ３…検査ユニット（基板処理装置）、Ｕ４…研磨ユニット（基板処理装置）、Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…表面（凹凸面）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】