特開 2024-117877 基板処理装置および基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117877

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240823BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 648K

H01L21/304 643A

H01L21/304 648F

H01L21/304 647Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023938

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸本 洋

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157AC01

5F157AC26

5F157BB23

5F157BB38

5F157BB44

5F157BE23

5F157BE43

5F157CA03

5F157CE36

5F157CE83

5F157CF04

5F157CF14

5F157CF34

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF74

5F157CF99

5F157DB03

5F157DB18

5F157DB37

5F157DC84

5F157DC86

(57)【要約】

【課題】基板間での処理結果のばらつきを抑制すること。
【解決手段】基板処理装置は、基板処理部と、第１経路と、第２経路と、第１開閉バルブと、第２開閉バルブと、温度検出部と、制御部とを備える。基板処理部は、第１処理液と第２処理液とを混合して混合液を生成し、混合液を基板に供給することにより基板を処理する。第１開閉バルブは、基板処理部に第１処理液を供給する第１経路を開閉する。第２開閉バルブは、基板処理部に第２処理液を供給する第２経路を開閉する。温度検出部は、第１経路および第２経路の少なくとも一方の経路に設けられ、処理液の温度を検出する。制御部は、基板への混合液の供給を開始する前に、温度検出部を用いて検出される処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定する。制御部は、処理液の温度が許容範囲内である場合に、第１開閉バルブおよび第２開閉バルブを開放して基板への混合液の供給を開始する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１処理液と第２処理液とを混合して混合液を生成し、生成した前記混合液を基板に供給することにより前記基板を処理する基板処理部と、
前記基板処理部に前記第１処理液を供給する第１経路と、
前記基板処理部に前記第２処理液を供給する第２経路と、
前記第１経路を開閉する第１開閉バルブと、
前記第２経路を開閉する第２開閉バルブと、
前記第１経路および前記第２経路の少なくとも一方の経路に設けられ、前記少なくとも一方の経路における処理液の温度を検出する温度検出部と、
各部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記基板処理部による前記基板への前記混合液の供給を開始する前に、前記温度検出部を用いて検出される前記処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、
前記処理液の温度が前記許容範囲内である場合に、前記第１開閉バルブおよび前記第２開閉バルブを開放して前記基板への前記混合液の供給を開始する
基板処理装置。

【請求項2】

前記基板処理部は、
前記第１経路および前記第２経路に接続され、前記第１経路からの第１処理液と前記第２経路からの第２処理液とを混合して混合液を生成する混合部と、
前記混合部により生成された混合液を前記基板に吐出するノズルと、
前記ノズルを収容して待機させる収容部と
を有し、
前記制御部は、
前記処理液の温度が前記許容範囲内ではない場合、前記ノズルを前記収容部へ移動させて待機させ、
前記ノズルを待機させた状態で前記第１開閉バルブおよび前記第２開閉バルブのうち前記少なくとも一方の経路に対応するバルブを開放して前記ノズルから前記収容部へ前記処理液を吐出するダミーディスペンス処理を行う
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記ダミーディスペンス処理を開始した後に、前記温度検出部を用いて検出される前記処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、
前記処理液の温度が前記許容範囲内である場合に、前記バルブを閉じて前記ダミーディスペンス処理を終了する
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記ダミーディスペンス処理を終了した後に、前記ノズルを前記収容部から前記混合液を前記基板に供給可能な位置へ移動させ、
前記第１開閉バルブおよび前記第２開閉バルブを開放して前記基板への前記混合液の供給を開始する
請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記混合部は、
前記第１処理液を貯留する貯留タンクから前記第１経路を介して供給される前記第１処理液と前記第２処理液とを混合して混合液を生成し、
前記ダミーディスペンス処理中に前記ノズルから前記収容部に前記処理液として吐出される前記第１処理液を前記貯留タンクへ戻す回収経路
をさらに備える請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第１経路および前記第２経路の少なくとも一方の経路に設けられた温度調整部
をさらに備え、
前記制御部は、
前記少なくとも一方の経路内の処理液の温度が前記許容範囲内ではない場合、前記温度調整部を制御して、前記処理液の温度を補正する温度補正処理を行う
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記温度補正処理を開始した後に、前記温度検出部を用いて検出される前記少なくとも一方の経路内の処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、
前記少なくとも一方の経路内の処理液の温度が前記許容範囲内である場合に、前記温度調整部を停止して前記温度補正処理を終了する
請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記温度補正処理を終了した後に、前記第１開閉バルブおよび前記第２開閉バルブを開放して前記基板への前記混合液の供給を開始する
請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

第１処理液と第２処理液とを混合して混合液を生成し、生成した前記混合液を基板に供給することにより前記基板を処理する基板処理部と、
前記基板処理部に前記第１処理液を供給する第１経路と、
前記基板処理部に前記第２処理液を供給する第２経路と、
前記第１経路を開閉する第１開閉バルブと、
前記第２経路を開閉する第２開閉バルブと、
前記第１経路および前記第２経路の少なくとも一方の経路に設けられ、前記少なくとも一方の経路における処理液の温度を検出する温度検出部と、
を備える基板処理装置において、
前記基板処理部による前記基板への前記混合液の供給を開始する前に、前記温度検出部を用いて検出される前記処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、
前記処理液の温度が許容範囲内である場合に、前記第１開閉バルブおよび前記第２開閉バルブを開放して前記基板への前記混合液の供給を開始する
基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、第１処理液と第２処理液とを混合した混合液を用いて、半導体ウェハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－５６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、混合液を用いた基板処理において基板間の処理結果のばらつきを抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、第１経路と、第２経路と、第１開閉バルブと、第２開閉バルブと、温度検出部と、制御部とを備える。基板処理部は、第１処理液と第２処理液とを混合して混合液を生成し、生成した混合液を基板に供給することにより基板を処理する。第１経路は、基板処理部に第１処理液を供給する。第２経路は、基板処理部に第２処理液を供給する。第１開閉バルブは、第１経路を開閉する。第２開閉バルブは、第２経路を開閉する。温度検出部は、第１経路および第２経路の少なくとも一方の経路に設けられ、少なくとも一方の経路における処理液の温度を検出する。制御部は、基板処理部による基板への混合液の供給を開始する前に、温度検出部を用いて検出される処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定する。制御部は、処理液の温度が許容範囲内である場合に、第１開閉バルブおよび第２開閉バルブを開放して基板への混合液の供給を開始する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板間での処理結果のばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１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】図２は、第１実施形態に係る処理ユニットの構成を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る基板処理システムにおける処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。

【図4】図４は、第１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の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係るＳＰＭ供給処理の手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第２実施形態に係る基板処理システムにおける処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係るＳＰＭ供給処理の具体的な手順を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第３実施形態に係る基板処理システムにおける処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示による基板処理装置における処理液の流量推定方法および基板処理装置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。

【0009】

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、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0010】

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。

【0011】

従来、第１処理液と第２処理液とを混合した混合液を用いて、半導体ウェハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置が知られている。かかる混合液としては、例えば、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ（Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture）等が用いられる。

【0012】

ところで、混合液を用いた基板処理においては、基板に供給される混合液の温度のばらつきに起因して基板間に処理結果のばらつきが発生する場合がある。すなわち、混合される前の第１処理液および第２処理液は、混合液を用いた基板処理が行われていない期間に第１処理液および第２処理液の各々の供給経路に滞留する。供給経路での滞留時間が長くなるほど、混合される前の第１処理液および第２処理液の温度が低下する。これにより、混合される前の第１処理液および第２処理液に温度のばらつきが生じるため、混合液を生成する場合に、生成される混合液に温度のばらつきが生じる。その結果、混合液を用いた基板処理においては、混合液の温度のばらつきにより、基板間に処理結果のばらつきが発生する場合がある。

【0013】

そこで、混合液を用いた基板処理において基板間の処理結果のばらつきを抑制することができる技術が期待されている。

【0014】

（第１実施形態）
第１実施形態に係る基板処理システム１（基板処理装置の一例）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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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（基板処理部の一例）とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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を取り出して受渡部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。

【0024】

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によって基板処理された後、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。

【0025】

なお、制御装置４の制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。また、記憶部１９は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、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。

【0026】

次に、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。図２は、第１実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す図である。

【0027】

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、ノズル４０と、回収カップ５０と、収容部８０とを備える。

【0028】

チャンバ２０は、基板保持機構３０、ノズル４０および回収カップ５０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。

【0029】

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構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。

【0030】

ノズル４０は、ウェハＷに対して処理液を供給する。ノズル４０は、処理液供給源７０に接続される。ノズル４０は、不図示のアームによって水平に支持される。アームは、不図示の旋回昇降機構によって旋回および昇降する。

【0031】

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。

【0032】

収容部８０は、たとえば、回収カップ５０の外方に配置される。収容部８０は、ノズル４０がウェハＷ上に処理液を吐出していない場合に、かかるノズル４０を収容して待機させる。そして、ノズル４０は、収容部８０に待機している場合に、ダミーディスペンス処理を行う。ダミーディスペンス処理とは、たとえば処理液の劣化を防止するために、ウェハＷに処理液を吐出していない待機中にノズル４０から処理液を適宜吐出させる処理である。ノズル４０から吐出された処理液は、排出路８１を通って外部へ排出される。

【0033】

次に、第１実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。

【0034】

以下では、第１処理液として硫酸を使用し、第２処理液として過酸化水素水を使用して、これらの混合液であるＳＰＭをウェハＷに供給する場合における処理液供給系の構成例について説明する。

【0035】

図３に示すように、処理液供給源７０は、硫酸の供給系として、貯留タンク１０２と、循環経路１０４と、複数の分岐経路１１２（第１経路の一例）とを有する。貯留タンク１０２は、硫酸を貯留する。循環経路１０４は、貯留タンク１０２から出て貯留タンク１０２に戻る。複数の分岐経路１１２は、循環経路１０４から分岐して各処理ユニット１６に接続される。

【0036】

貯留タンク１０２には、液面センサＳ１が設けられる。液面センサＳ１は、たとえば貯留タンク１０２の側方に配置され、貯留タンク１０２に貯留された硫酸の液面を検知する。具体的には、液面センサＳ１は、貯留タンク１０２内における下限液面を検知するためのセンサである。液面センサＳ１による検知結果は、制御部１８へ出力される。

【0037】

循環経路１０４には、上流側から順に、ポンプ１０６、フィルタ１０８、ヒータ１０９および濃度計１１０が設けられる。ポンプ１０６は、貯留タンク１０２から出て循環経路１０４を通り貯留タンク１０２に戻る循環流を形成する。フィルタ１０８は、硫酸に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去する。ヒータ１０９は、制御部１８によって制御され、循環経路１０４を循環する硫酸を設定された温度に加熱する。濃度計１１０は、循環経路１０４を循環する硫酸の濃度を検出して、検出結果を制御部１８へ出力する。

【0038】

循環経路１０４における濃度計１１０よりも下流側には、複数の分岐経路１１２が接続される。各分岐経路１１２は、各処理ユニット１６の後述する混合部４５に接続され、循環経路１０４を流れる硫酸を各混合部４５に供給する。各分岐経路１１２には、上流側から順に、バルブ１１３（第１開閉バルブの一例）および温度検出部１１５が設けられる。バルブ１１３は、各分岐経路１１２を開閉する。温度検出部１１５は、分岐経路１１２における硫酸の温度を検出する。具体的には、温度検出部１１５は、分岐経路１１２を流れる硫酸または分岐経路１１２に滞留する硫酸の温度を検出する。温度検出部１１５による検出結果は、制御部１８へ出力される。

【0039】

また、処理液供給源７０は、過酸化水素水の供給系として、過酸化水素水供給経路１６０（第２経路の一例）と、バルブ１６１（第２開閉バルブの一例）と、過酸化水素水供給源１６２とを備える。過酸化水素水供給経路１６０の一端は、バルブ１６１を介して過酸化水素水供給源１６２に接続され、他端は処理ユニット１６の後述する混合部４５に接続される。処理液供給源７０は、過酸化水素水供給源１６２から供給される過酸化水素水を過酸化水素水供給経路１６０を介して処理ユニット１６の混合部４５へ供給する。

【0040】

なお、ここでは、図示を省略するが、過酸化水素水供給経路１６０には、他の温度検出部が設けられてもよい。かかる他の温度検出部は、過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度を検出する。具体的には、他の温度検出部は、過酸化水素水供給経路１６０を流れる過酸化水素水または過酸化水素水供給経路１６０に滞留する過酸化水素水の温度を検出する。他の温度検出部による検出結果は、制御部１８へ出力される。

【0041】

また、処理液供給源７０は、供給経路１７０と、バルブ１７１と、硫酸供給源１７２とを備える。供給経路１７０の一端は、バルブ１７１を介して硫酸供給源１７２に接続され、他端は貯留タンク１０２に接続される。硫酸供給源１７２は、硫酸を供給する。処理液供給源７０は、硫酸供給源１７２から供給される硫酸を供給経路１７０を介して貯留タンク１０２へ供給する。

【0042】

なお、ここでは、図示を省略するが、処理液供給源７０は、処理ユニット１６に対してリンス液を供給するためのリンス液供給経路を備える。リンス液としては、例えば、ＤＩＷ（純水）を用いることができる。

【0043】

処理ユニット１６は、混合部４５を備える。混合部４５は、分岐経路１１２から供給される硫酸と、過酸化水素水供給経路１６０から供給される過酸化水素水とを混合して混合液であるＳＰＭを生成し、生成したＳＰＭをノズル４０へ供給する。なお、混合部４５は、ノズル４０に一体的に組み込まれていてもよい。

【0044】

また、各処理ユニット１６の排液口５１は、分岐経路５３を介して排出経路５４に接続される。各処理ユニット１６において使用されたＳＰＭは、排液口５１から分岐経路５３を介して排出経路５４へ排出される。

【0045】

なお、ここでは、ＳＰＭの供給とリンス液の供給とをノズル４０を用いて行うこととするが、処理ユニット１６は、リンス液を供給するためのノズルを別途備えていてもよい。

【0046】

基板処理システム１は、切替部９０と、回収経路１１６と、廃棄経路１１７とをさらに備える。切替部９０は、排出経路５４、回収経路１１６および廃棄経路１１７に接続されており、制御部１８の制御に従って、排出経路５４を流れる使用済みＳＰＭの流入先を回収経路１１６と廃棄経路１１７との間で切り替える。

【0047】

回収経路１１６は、一端が切替部９０に接続され、他端が貯留タンク１０２に接続される。回収経路１１６には、上流側から順に、回収タンク１１８と、ポンプ１１９と、フィルタ１２０とが設けられる。回収タンク１１８は、使用済みＳＰＭを一時的に貯留する。ポンプ１１９は、回収タンク１１８に貯留された使用済みＳＰＭを貯留タンク１０２へ送る流れを形成する。フィルタ１２０は、使用済みＳＰＭに含まれるパーティクル等の汚染物質を除去する。

【0048】

廃棄経路１１７は、切替部９０に接続され、排出経路５４から切替部９０を介して流入する使用済みＳＰＭを基板処理システム１の外部へ排出する。

【0049】

次に、本実施形態に係る処理ユニット１６が実行する基板処理の内容について図４を参照して説明する。図４は、第１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の一例を示すフローチャートである。図４に示す各処理手順は、制御部１８の制御に従って実行される。

【0050】

まず、処理ユニット１６では、ウェハＷの搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６のチャンバ２０（図２参照）内にウェハＷが搬入されて保持部３１に保持される。その後、処理ユニット１６は、保持部３１を所定の回転速度（たとえば、５０ｒｐｍ）で回転させる。

【0051】

つづいて、処理ユニット１６では、ＳＰＭ供給処理が行われる（ステップＳ１０２）。ＳＰＭ供給処理では、バルブ１１３およびバルブ１６１が所定時間（たとえば、３０秒間）開放されることによって、ノズル４０からウェハＷの上面へＳＰＭが供給される。ウェハＷに供給されたＳＰＭは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面に塗り広げられる。ＳＰＭ供給処理の詳細については後述する。

【0052】

かかるＳＰＭ供給処理では、ＳＰＭに含まれるカロ酸の強い酸化力と、硫酸と過酸化水素水との反応熱とを利用し、例えば、ウェハＷの上面に形成された膜をエッチングする。

【0053】

ステップＳ１０２のＳＰＭ供給処理を終えると、処理ユニット１６では、リンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかるリンス処理では、不図示のリンス液供給部からウェハＷの上面へリンス液（例えば、ＤＩＷ）が供給される。ウェハＷに供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面に塗り広げられる。これにより、ウェハＷに残存するＳＰＭがＤＩＷによって洗い流される。

【0054】

つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる乾燥処理では、ウェハＷを所定の回転速度（たとえば、１０００ｒｐｍ）で所定時間回転させる。これにより、ウェハＷに残存するＤＩＷが振り切られて、ウェハＷが乾燥する。その後、ウェハＷの回転が停止する。

【0055】

そして、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。搬出処理では、保持部３１に保持されたウェハＷが基板搬送装置１７へ渡される。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての基板処理が完了する。

【0056】

次に、ステップＳ１０２におけるＳＰＭ供給処理の具体的な手順について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態に係るＳＰＭ供給処理の手順を示すフローチャートである。

【0057】

図５に示すように、まず、制御部１８は、分岐経路１１２における硫酸の温度を温度検出部１１５から取得する（ステップＳ１１１）。そして、制御部１８は、温度検出部１１５から取得された硫酸の温度が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、許容範囲とは、たとえばヒータ１０９（図３参照）の設定温度を中心する所定の温度範囲である。ヒータ１０９の設定温度としては、たとえば４５℃が用いられる。

【0058】

制御部１８は、硫酸の温度が許容範囲内である場合（ステップＳ１１２Ｙｅｓ）、バルブ１１３およびバルブ１６１を開放してノズル４０からウェハＷへのＳＰＭの供給を開始する（ステップＳ１１３）。ウェハＷへ供給されるＳＰＭは、温度が許容範囲内である硫酸と過酸化水素水とが混合されて生成されるものである。このため、ウェハＷへ供給されるＳＰＭの温度のばらつきを抑制することができ、結果として、ＳＰＭを用いた基板処理においてウェハＷ間の処理結果のばらつきを抑制することができる。

【0059】

一方、硫酸の温度が許容範囲内ではない場合（ステップＳ１１２Ｎｏ）、制御部１８は、不図示の旋回昇降機構を制御して、ノズル４０を収容部８０へ移動させて待機させる（ステップＳ１１４）。そして、制御部１８は、ダミーディスペンス処理を行う（ステップＳ１１５）。ダミーディスペンス処理では、制御部１８は、バルブ１１３を開放してノズル４０から収容部８０へ硫酸を吐出する。これにより、循環経路１０４を循環し且つヒータ１０９によって設定温度に保たれた硫酸が分岐経路１１２へ供給され、分岐経路１１２に滞留する比較的に低温の硫酸が混合部４５およびノズル４０を介して収容部８０へ押し出される。これにより、分岐経路１１２における硫酸の温度が上昇して許容範囲内に向かって収束し、結果として、混合部４５で混合される前の硫酸の温度のばらつきを抑制することができる。なお、収容部８０へ押し出された硫酸は、排出路８１を通って外部へ排出される。

【0060】

つづいて、制御部１８は、分岐経路１１２における硫酸の温度を温度検出部１１５から取得する（ステップＳ１１６）。そして、制御部１８は、温度検出部１１５から取得された硫酸の温度が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１７）。

【0061】

制御部１８は、硫酸の温度が許容範囲内でない場合（ステップＳ１１７Ｎｏ）、処理をステップＳ１１５に戻す。一方、硫酸の温度が許容範囲内となった場合（ステップＳ１１７Ｙｅｓ）、制御部１８は、バルブ１１３を閉じてダミーディスペンス処理を終了する（ステップＳ１１８）。これにより、ダミーディスペンス処理を適切なタイミングで終了することができ、ダミーディスペンス処理において消費される硫酸の量を抑制することができる。その後、制御部は、不図示の旋回昇降機構を制御して、ノズル４０を収容部８０からウェハＷの上方の処理位置、つまり、ＳＰＭをウェハＷに供給可能な位置へ移動させる。

【0062】

つづいて、制御部１８は、バルブ１１３およびバルブ１６１を開放してノズル４０からウェハＷへのＳＰＭの供給を開始する（ステップＳ１１３）。ウェハＷへ供給されるＳＰＭは、温度が許容範囲内である硫酸と過酸化水素水とが混合されて生成されるものである。このため、ウェハＷへ供給されるＳＰＭの温度のばらつきを抑制することができ、結果として、ＳＰＭを用いた基板処理においてウェハＷ間の処理結果のばらつきを抑制することができる。

【0063】

なお、図５の例では、分岐経路１１２における硫酸の温度が許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始するものとしたが、ＳＰＭの供給を開始する条件はこれに限られない。例えば、制御部１８は、過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、過酸化水素水の温度が許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始してもよい。過酸化水素水の温度に関する許容範囲とは、たおえば常温（２５℃）を中心とする所定の温度範囲である。また、例えば、制御部１８は、分岐経路１１２における硫酸の温度および過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度が各々の許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始してもよい。

【0064】

また、図５のステップＳ１１１、Ｓ１１２およびＳ１１４～Ｓ１１８の処理は、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始する前のタイミングであれば任意のタイミングで実行されてもよい。たとえば、ウェハＷの搬入処理（図４のステップＳ１０１参照）の前に実行されてもよい。

【0065】

また、図５のステップＳ１１１、Ｓ１１２およびＳ１１４～Ｓ１１８の処理は、ＳＰＭを用いた基板処理が行われていない期間に、周期的なタイミングで実行されてもよい。すなわち、制御部１８は、周期的なタイミングでステップＳ１１１からの処理を開始し、硫酸の温度が許容範囲内である場合（ステップＳ１１２Ｙｅｓ）およびダミーディスペンス処理を終了した場合（ステップＳ１１８）に、処理をステップＳ１１１に戻す。

【0066】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成例について図６を参照して説明する。図６は、第２実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0067】

図６に示す各分岐経路１１２には、温度調整部１１４が設けられる。温度調整部１１４は、分岐経路１１２におけるバルブ１１３よりも下流側に設けられる。温度調整部１１４は、制御部１８によって制御され、分岐経路１１２における硫酸の温度を調整する。具体的には、温度調整部１１４は、分岐経路１１２を流れる硫酸または分岐経路１１２に滞留する硫酸の温度を調整する。温度調整部１１４としては、加熱機能を有するヒータを用いることができる。温度調整部１１４としては、加熱機能および冷却機能の両方を有する機器を用いてもよい。また、温度調整部１１４は、分岐経路１１２に複数設けられてもよい。

【0068】

なお、ここでは、図示を省略するが、過酸化水素水供給経路１６０にも、他の温度調整部が設けられてもよい。かかる他の温度調整部は、過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度を調整する。具体的には、他の温度検出部は、過酸化水素水供給経路１６０を流れる過酸化水素水または過酸化水素水供給経路１６０に滞留する過酸化水素水の温度を調整する。

【0069】

次に、第２実施形態に係るＳＰＭ供給処理の具体的な手順について図７を参照して説明する。図７は、第２実施形態に係るＳＰＭ供給処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図７において、ステップＳ１２１～Ｓ１２３の処理は、それぞれ図５のステップＳ１１１～Ｓ１１３の処理と同様の処理であるのでここでは説明を省略する。

【0070】

制御部１８は、温度検出部１１５から取得された硫酸の温度が許容範囲内ではない場合（ステップＳ１２２Ｎｏ）、温度調整部１１４を制御して、分岐経路１１２における硫酸の温度を補正する温度補正処理を行う（ステップＳ１２４）。これにより、分岐経路１１２に滞留する比較的に低温の硫酸が加熱される。これにより、分岐経路１１２における硫酸の温度が上昇して許容範囲内に向かって収束し、結果として、混合部４５で混合される前の硫酸の温度のばらつきを抑制することができる。

【0071】

つづいて、制御部１８は、分岐経路１１２における硫酸の温度を温度検出部１１５から取得する（ステップＳ１２５）。そして、制御部１８は、温度検出部１１５から取得された硫酸の温度が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。

【0072】

制御部１８は、硫酸の温度が許容範囲内でない場合（ステップＳ１２６Ｎｏ）、処理をステップＳ１２４に戻す。一方、硫酸の温度が許容範囲内となった場合（ステップＳ１２６Ｙｅｓ）、制御部１８は、温度調整部１１４を停止して温度補正処理を終了する（ステップＳ１２７）。これにより、温度補正処理を適切なタイミングで終了することができ、温度補正処理において温度調整部１１４の消費電力の増大を抑制しつつ、混合部４５で混合される前の硫酸の温度のばらつきを抑制することができる。

【0073】

なお、図７の例では、分岐経路１１２における硫酸の温度が許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始するものとしたが、ＳＰＭの供給を開始する条件はこれに限られない。例えば、制御部１８は、過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、過酸化水素水の温度が許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始してもよい。過酸化水素水の温度に関する許容範囲とは、たおえば常温（２５℃）を中心とする所定の温度範囲である。また、例えば、制御部１８は、分岐経路１１２における硫酸の温度および過酸化水素水供給経路１６０における過酸化水素水の温度が各々の許容範囲内である場合に、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始してもよい。

【0074】

また、図７のステップＳ１２１、Ｓ１２２およびＳ１２４～Ｓ１２７の処理は、ウェハＷへのＳＰＭの供給を開始する前のタイミングであれば任意のタイミングで実行されてもよい。たとえば、ウェハＷの搬入処理（図４のステップＳ１０１参照）の前に実行されてもよい。

【0075】

また、図７のステップＳ１２１、Ｓ１２２およびＳ１２４～Ｓ１２７の処理は、ＳＰＭを用いた基板処理が行われていない期間に、周期的なタイミングで実行されてもよい。すなわち、制御部１８は、周期的なタイミングでステップＳ１２１からの処理を開始し、硫酸の温度が許容範囲内である場合（ステップＳ１２２Ｙｅｓ）および温度補正処理を終了した場合（ステップＳ１２７）に、処理をステップＳ１２１に戻す。

【0076】

また、図７のステップＳ１２４の温度補正処理は、図５のステップＳ１１５のダミーディスペンス処理と並行して実行されてもよい。

【0077】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成例について図８を参照して説明する。図８は、第３実施形態に係る基板処理システム１における処理液供給系の具体的な構成例を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0078】

図８に示す基板処理システム１は、図３の排出路８１に代えて回収経路１２１を備える。回収経路１２１は、一端が収容部８０に接続され、他端が貯留タンク１０２に接続される。回収経路１２１は、ダミーディスペンス処理中にノズル４０から収容部８０に処理液として吐出される硫酸を貯留タンク１０２へ戻す。これにより、基板処理システム１は、ダミーディスペンス処理中に硫酸を回収経路１２１経由で貯留タンク１０２へ戻すことにより硫酸を回収して再利用することができ、硫酸の消費量を抑えることができる。

【0079】

上述してきたように、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、基板処理部（一例として、処理ユニット１６）と、第１経路（一例として、分岐経路１１２）と、第２経路（一例として、過酸化水素水供給経路１６０）と、第１開閉バルブ（一例として、バルブ１１３）と、第２開閉バルブ（一例として、バルブ１６１）と、温度検出部（一例として、温度検出部１１５）と、制御部（一例として、制御部１８）とを備える。基板処理部は、第１処理液（一例として、硫酸）と第２処理液（一例として、過酸化水素水）とを混合して混合液（一例として、ＳＰＭ）を生成し、生成した混合液を基板（一例として、ウェハＷ）に供給することにより基板を処理する。第１経路は、基板処理部に第１処理液を供給する。第２経路は、基板処理部に第２処理液を供給する。第１開閉バルブは、第１経路を開閉する。第２開閉バルブは、第２経路を開閉する。温度検出部は、第１経路および第２経路の少なくとも一方の経路に設けられ、少なくとも一方の経路における処理液の温度を検出する。制御部は、基板処理部による基板への混合液の供給を開始する前に、温度検出部を用いて検出される処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定する。制御部は、処理液の温度が許容範囲内である場合に、第１開閉バルブおよび第２開閉バルブを開放して基板への混合液の供給を開始する。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、混合液を用いた基板処理において基板間の処理結果のばらつきを抑制することができる。

【0080】

また、基板処理部は、混合部（一例として、混合部４５）と、ノズル（一例として、ノズル４０）と、収容部（一例として、収容部８０）とを有してもよい。混合部は、第１経路および第２経路に接続され、第１経路からの第１処理液と第２経路からの第２処理液とを混合して混合液を生成する。ノズルは、混合部により生成された混合液を基板に吐出する。収容部は、ノズルを収容して待機させる。制御部は、処理液の温度が許容範囲内ではない場合、ノズルを収容部へ移動させて待機させてもよい。制御部は、ノズルを待機させた状態で第１開閉バルブおよび第２開閉バルブのうち少なくとも一方の経路に対応するバルブを開放してノズルから収容部へ処理液を吐出するダミーディスペンス処理を行ってもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、混合部で混合される前の処理液（一例として、硫酸）の温度のばらつきを抑制することができる。

【0081】

また、制御部は、ダミーディスペンス処理を開始した後に、温度検出部を用いて検出される処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定してもよい。制御部は、処理液の温度が許容範囲内である場合に、バルブを閉じてダミーディスペンス処理を終了してもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、ダミーディスペンス処理において消費される処理液（一例として、硫酸）の量を抑制することができる。

【0082】

また、制御部は、ダミーディスペンス処理を終了した後に、ノズルを収容部から混合液を基板に供給可能な位置へ移動させ、第１開閉バルブおよび第２開閉バルブを開放して基板への混合液の供給を開始してもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、混合液を用いた基板処理において基板間の処理結果のばらつきを抑制することができる。

【0083】

また、混合部は、第１処理液を貯留する貯留タンク（一例として、貯留タンク１０２）から第１経路を介して供給される第１処理液と第２処理液とを混合して混合液を生成してもよい。実施形態に係る基板処理装置は、ダミーディスペンス処理中にノズルから収容部に処理液として吐出される第１処理液を貯留タンクへ戻す回収経路（一例として、回収経路１２１）をさらに備えてもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、硫酸を回収して再利用することができ、硫酸の消費量を抑えることができる。

【0084】

また、実施形態に係る基板処理装置は、第１経路および第２経路の少なくとも一方の経路に設けられた温度調整部（一例として、温度調整部１１４）をさらに備えてもよい。制御部は、少なくとも一方の経路内の処理液の温度が許容範囲内ではない場合、温度調整部を制御して、処理液の温度を補正する温度補正処理を行ってもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、混合部で混合される前の処理液（一例として、硫酸）の温度のばらつきを抑制することができる。

【0085】

また、制御部は、温度補正処理を開始した後に、温度検出部を用いて検出される少なくとも一方の経路内の処理液の温度が許容範囲内であるか否かを判定してもよい。制御部は、少なくとも一方の経路内の処理液の温度が許容範囲内である場合に、温度調整部を停止して温度補正処理を終了してもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、温度補正処理において温度調整部の消費電力の増大を抑制しつつ、混合部で混合される前の処理液（一例として、硫酸）の温度のばらつきを抑制することができる。

【0086】

また、制御部は、温度補正処理を終了した後に、第１開閉バルブおよび第２開閉バルブを開放して基板への混合液の供給を開始してもよい。これにより、実施形態に係る基板処理装置によれば、混合液を用いた基板処理において基板間の処理結果のばらつきを抑制することができる。

【0087】

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。

【符号の説明】

【0088】

１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４ 制御装置
１１ キャリア載置部
１２ 搬送部
１３ 基板搬送装置
１４ 受渡部
１５ 搬送部
１６ 処理ユニット
１７ 基板搬送装置
１８ 制御部
１９ 記憶部
２０ チャンバ
３０ 基板保持機構
３１ 保持部
３２ 支柱部
３３ 駆動部
４０ ノズル
４５ 混合部
５０ 回収カップ
５１ 排液口
５２ 排気口
５３ 分岐経路
５４ 排出経路
７０ 処理液供給源
８０ 収容部
８１ 排出路
９０ 切替部
１０２ 貯留タンク
１０４ 循環経路
１０６ ポンプ
１０８ フィルタ
１０９ ヒータ
１１０ 濃度計
１１２ 分岐経路
１１３ バルブ
１１４ 温度調整部
１１５ 温度検出部
１１６ 回収経路
１１７ 廃棄経路
１１８ 回収タンク
１１９ ポンプ
１２０ フィルタ
１２１ 回収経路
１６０ 過酸化水素水供給経路
１６１ バルブ
１６２ 過酸化水素水供給源
１７０ 供給経路
１７１ バルブ
１７２ 硫酸供給源
Ｃ キャリア
Ｓ１ 液面センサ
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】