特開 2024-117888 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

(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】P2024117888

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240823BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 643A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023956

(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

(72)【発明者】

【氏名】烏野 崇

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157BB23

5F157BB45

5F157CD32

5F157CE32

5F157CE82

5F157CE83

5F157CF14

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF99

5F157DC21

(57)【要約】

【課題】基板に供給される処理液の流量を適切に測定すること。
【解決手段】流量推定方法は、基板の表面に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置における処理液の流量推定方法であり、供給する工程と、撮像する工程と、推定する工程とを含む。供給する工程は、基板を回転可能に保持する基板保持部を用いて基板を回転させながら、基板の中心から離れた位置に処理液供給部から処理液を供給する。撮像する工程は、基板の表面上における処理液の拡散によって形成される液膜を撮像部を用いて撮像する。推定する工程は、撮像部による撮像結果から処理液の拡散の状態を示す特徴量を算出し、算出した特徴量を特徴量と処理液供給部から基板に供給される処理液の流量との相関を示す相関関数に適用して、処理液の流量を推定する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置における前記処理液の流量推定方法であって、
前記基板を回転可能に保持する基板保持部を用いて前記基板を回転させながら、前記基板の中心から離れた位置に処理液供給部から前記処理液を供給する工程と、
前記基板の表面上における前記処理液の拡散によって形成される液膜を撮像部を用いて撮像する工程と、
前記撮像部による撮像結果から前記処理液の拡散の状態を示す特徴量を算出し、算出した前記特徴量を前記特徴量と前記処理液供給部から前記基板に供給される前記処理液の流量との相関を示す相関関数に適用して、前記処理液の流量を推定する工程と
を含む、流量推定方法。

【請求項2】

前記基板処理装置は、
前記処理液供給部に前記処理液を供給する供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理液の流量を計測する流量計とを備え、
前記推定する工程によって推定された前記処理液の流量の値と前記流量計による計測値との差分に基づき、前記流量計による計測値を補正する工程をさらに含む、請求項１に記載の流量推定方法。

【請求項3】

前記供給する工程は、
前記液処理の処理レシピに含まれる異なる複数の設定流量の各々で前記処理液供給部から前記処理液を供給し、
前記推定する工程は、
前記複数の設定流量の各々について、前記処理液供給部から前記基板に供給される前記処理液の流量を推定し、
前記補正する工程は、
前記複数の設定流量の各々について推定された前記処理液の流量の値を用いて、前記流量計による計測値を補正する、請求項２に記載の流量推定方法。

【請求項4】

前記処理液供給部は、異なる前記処理液を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ前記処理液を供給する複数の前記供給ラインと、複数の前記供給ラインにそれぞれ設けられた複数の前記流量計とを備え、
前記供給する工程は、
前記複数のノズルから前記処理液を順次供給し、
前記推定する工程は、
前記複数のノズルの各々から前記基板に供給される前記処理液の流量を推定し、
前記補正する工程は、
前記複数のノズルの各々に対応する前記流量計による計測値を補正する、請求項２に記載の流量推定方法。

【請求項5】

前記基板処理装置は、
前記基板保持部、前記処理液供給部、前記撮像部、前記供給ライン及び前記流量計を各々が備える複数の処理ユニットを用いて複数の前記基板に対する前記液処理を行い、
前記供給する工程、前記撮像する工程、前記推定する工程および前記補正する工程は、前記処理ユニットごとに実行される、請求項２に記載の流量推定方法。

【請求項6】

前記特徴量は、前記基板の表面上における前記処理液の供給位置から前記液膜の周縁までの距離、前記液膜に設定された所定領域の面積、および前記基板の表面のうち前記基板の中心を含み且つ前記液膜が存在していない乾燥領域のサイズからなる群から選択される少なくとも一つの特徴量である、請求項１に記載の流量推定方法。

【請求項7】

基板の表面に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置であって、
前記基板を回転可能に保持する基板保持部と、
前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板の表面および前記基板の表面に前記処理液供給部から供給される前記処理液を撮像可能な撮像部と、
各部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記基板保持部を用いて前記基板を回転させながら、前記基板の中心から離れた位置に前記処理液供給部から前記処理液を供給する工程と、
前記基板の表面上における前記処理液の拡散によって形成される液膜を前記撮像部を用いて撮像する工程と、
前記撮像部による撮像結果から前記処理液の拡散の状態を示す特徴量を算出し、算出した前記特徴量を前記特徴量と前記処理液供給部から前記基板に供給される前記処理液の流量との相関を示す相関関数に適用して、前記処理液の流量を推定する工程と
を含む流量推定方法を各部に実行させる、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、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に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハなどの基板の表面に処理液を供給して液処理を行う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】国際公開第２０１８／２１６４７６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板に供給される処理液の流量を適切に測定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流量推定方法は、基板の表面に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置における処理液の流量推定方法であり、供給する工程と、撮像する工程と、推定する工程とを含む。供給する工程は、基板を回転可能に保持する基板保持部を用いて基板を回転させながら、基板の中心から離れた位置に処理液供給部から処理液を供給する。撮像する工程は、基板の表面上における処理液の拡散によって形成される液膜を撮像部を用いて撮像する。推定する工程は、撮像部による撮像結果から処理液の拡散の状態を示す特徴量を算出し、算出した特徴量を特徴量と処理液供給部から基板に供給される処理液の流量との相関を示す相関関数に適用して、処理液の流量を推定する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板に供給される処理液の流量を適切に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】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】図２は、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、実施形態に係る撮像部の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る処理ユニットが実行する流量計キャリブレーション処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】図５は、特徴量の一例を示す図である。

【図6】図６は、特徴量の別の一例を示す図である。

【図7】図７は、特徴量のさらに別の一例を示す図である。

【図8】図８は、相関関数の一例を示す図である。

【図9】図９は、実施形態に係る基板処理システムが実行する処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、実施形態に係る基板処理システムが実行する処理動作の手順の別の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、実施形態に係る基板処理システムが実行する処理動作の手順のさらに別の一例を示すフローチャートである。

【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、半導体ウエハなどの基板の表面に処理液を供給して液処理を行う基板処理装置が知られている。このような基板処理装置において、基板に供給される処理液の実際の流量を測定する場合、重量測定用の容器に処理液を採取する作業が作業者によって行われるのが一般的である。

【0012】

しかしながら、処理液を採取する作業を伴う流量測定は、作業者による練度に依存する測定手法であるため、その測定結果に作業者間でばらつきが生じ易い。このため、作業者の作業を伴うことなく、基板に供給される処理液の流量を適切に測定することができる技術が期待されている。

【0013】

＜基板処理システムの概要＞
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、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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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を保持するウエ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、ウエ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。

【0017】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0018】

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を保持するウエ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、ウエ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。

【0019】

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に対して基板処理を行う。処理ユニット１６は、搬送されたウエハを保持し、保持したウエハに基板処理を行う。処理ユニット１６は、保持されたウエハに処理液を供給し、基板処理を行う。

【0020】

処理液は、特に限定されないが、たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）やＨ２ＳＯ４などの薬液が用いられ得る。また、処理液は、ＤＩＷ（脱イオン水）などのリンス液であってもよい。

【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】

＜処理ユニットの概要＞
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、実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す図である。

【0026】

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持部３０と、処理液供給部４０と、回収カップ５０と、撮像部６０とを備える。

【0027】

チャンバ２０は、基板保持部３０、処理液供給部４０、回収カップ５０および撮像部６０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。

【0028】

基板保持部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。具体的には、保持部３１は、複数の把持部３１ａを備えており、複数の把持部３１ａを用いてウェハＷの端部を把持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在し、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。

【0029】

処理液供給部４０は、ウェハＷに対して各種の処理液を供給する。処理液供給部４０は、ウェハＷの上方に配置されるノズル４１ａ、４１ｂと、ノズル４１ａ、４１ｂを支持するアーム４２と、アーム４２を移動させる移動機構４３とを備える。

【0030】

ノズル４１ａは、供給ライン４４ａを介してＩＰＡ供給源４５ａに接続され、ＩＰＡ供給源４５ａから供給されるＩＰＡをウェハＷの表面に吐出する。ＩＰＡは、処理液の一例である。

【0031】

供給ライン４４ａには、流量計４６ａと、定圧弁４７ａと、バルブ４８ａとが設けられる。流量計４６ａは、供給ライン４４ａを流れるＩＰＡの流量を計測する。定圧弁４７ａは、定圧弁４７ａよりも下流側におけるＩＰＡの圧力を調整する。例えば、定圧弁４７ａは、処理液供給部４０のノズル４１ａから吐出されるＩＰＡの吐出量が、所定の吐出量となるようにＩＰＡの圧力を調整する。すなわち、定圧弁４７ａは、処理液供給部４０のノズル４１ａから吐出されるＩＰＡの流量を調整する。所定の吐出量は、例えば、処理ユニット１６で行われる液処理の処理レシピに含まれる複数の設定流量である。定圧弁４７ａは、制御装置４からの信号に基づいて、流量計４６ａにより計測されるＩＰＡの流量が所定の吐出量となるようにＩＰＡの圧力を調整する。バルブ４８ａは、供給ライン４４ａを開閉する。

【0032】

ノズル４１ｂは、供給ライン４４ｂを介してＤＩＷ供給源４５ｂに接続され、ＤＩＷ供給源４５ｂから供給されるＤＩＷをウェハＷの表面に吐出する。ＤＩＷは、処理液の別の一例である。

【0033】

供給ライン４４ｂには、流量計４６ｂと、定圧弁４７ｂと、バルブ４８ｂとが設けられる。流量計４６ｂは、供給ライン４４ｂを流れるＤＩＷの流量を計測する。定圧弁４７ｂは、定圧弁４７ｂよりも下流側におけるＤＩＷの圧力を調整する。例えば、定圧弁４７ｂは、処理液供給部４０のノズル４１ｂから吐出されるＤＩＷの吐出量が、所定の吐出量となるようにＤＩＷの圧力を調整する。すなわち、定圧弁４７ｂは、処理液供給部４０のノズル４１ｂから吐出されるＤＩＷの流量を調整する。所定の吐出量は、例えば、処理ユニット１６で行われる液処理の処理レシピに含まれる複数の設定流量である。定圧弁４７ｂは、制御装置４からの信号に基づいて、流量計４６ｂにより計測されるＩＰＡの流量が所定の吐出量となるようにＤＩＷの圧力を調整する。バルブ４８ｂは、供給ライン４４ｂを開閉する。

【0034】

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。

【0035】

撮像部６０は、チャンバ２０内においてウェハＷの表面およびウェハＷの表面に処理液供給部４０から供給される処理液を撮像可能な位置に設けられる。撮像部６０は、ウェハＷの表面上における処理液の拡散によって形成される液膜を撮像可能である。

【0036】

ここで、図３を用いて、実施形態に係る撮像部６０の一例を説明する。図３は、実施形態に係る撮像部６０の一例を示す図である。図３に示すように、例えば、回転するウェハＷの中心Ｗｃから離れた位置に処理液供給部４０から処理液Ｌが供給される場合、ウェハＷの回転方向に沿った処理液Ｌの拡散が生じる。そして、ウェハＷの表面上において、処理液Ｌの拡散によって、ウェハＷの回転方向に延びる液膜ＬＦが形成される。撮像部６０は、ウェハＷの表面上における処理液Ｌの拡散によって形成される液膜ＬＦを撮像することができる。

【0037】

次に、実施形態に係る処理ユニット１６によって実行される流量計キャリブレーション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が実行する流量計キャリブレーション処理の手順を示すフローチャートである。図４に示す一連の流量計キャリブレーション処理は、制御部１８による制御に従って実行される。なお、図４においては、一つの処理ユニット１６が有する一つのノズルからウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定し、その推定結果を用いて、一つのノズルに対応する流量計による計測値を補正するまでの一連の流れを説明する。

【0038】

まず、制御部１８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を基板保持部３０の保持部３１を用いて保持する。具体的には、制御部１８は、複数の把持部３１ａを用いてウェハＷの端部を把持する。ウェハＷは、製品ウェハであっても、流量推定用のダミーウェハであってもよい。その後、制御部１８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。

【0039】

制御部１８は、ウェハＷの中心Ｗｃから離れた位置に処理液供給部４０のノズル（例えば、ノズル４１ａ）から処理液Ｌ（例えば、ＩＰＡ）を供給する（ステップＳ１０１）。これにより、ウェハＷの表面上において、処理液Ｌの拡散によって液膜ＬＦ（図３参照）が形成される。

【0040】

制御部１８は、撮像部６０を用いて液膜ＬＦを撮像する（ステップＳ１０２）。処理液Ｌの拡散の状態は、処理液供給部４０のノズル（例えば、ノズル４１ａ）からウェハＷに供給される処理液Ｌ（例えば、ＩＰＡ）の流量に応じて、変化する。制御部１８は、撮像部６０による撮像結果から処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量を算出する（ステップＳ１０３）。特徴量の算出は、撮像部６０で撮像された画像データに対する画像解析によって実現される。

【0041】

ここで、図５～図７を用いて特徴量の具体例を説明する。図５は、特徴量の一例を示す図である。処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量としては、例えば図５に示すように、ウェハＷの表面上における処理液Ｌの供給位置から液膜ＬＦの周縁までの距離（以下適宜「液膜周縁距離」と呼ぶ。）Ｄを用いることができる。液膜ＬＦの周縁とは、ウェハＷの表面上において液膜ＬＦが存在する領域と液膜ＬＦが存在していない領域との界面を指す。液膜周縁距離Ｄは、処理液供給部４０のノズル（例えば、ノズル４１ａ）からウェハＷに供給される処理液Ｌ（例えば、ＩＰＡ）の流量に応じて、変化する。すなわち、液膜周縁距離Ｄは、処理液Ｌの流量が大きくなるほど、増加し、処理液Ｌの流量が小さくなるほど、減少する。

【0042】

図６は、特徴量の別の一例を示す図である。処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量としては、例えば図６に示すように、液膜ＬＦに設定された所定領域Ｒ１の面積を用いることができる。所定領域Ｒ１は、例えば、液膜ＬＦの表面のうち処理液Ｌの供給位置よりもウェハＷの中心Ｗｃから離れた側に位置する領域である。所定領域Ｒ１の面積は、処理液供給部４０のノズル（例えば、ノズル４１ａ）からウェハＷに供給される処理液Ｌ（例えば、ＩＰＡ）の流量に応じて、変化する。すなわち、所定領域Ｒ１の面積は、処理液Ｌの流量が大きくなるほど、増加し、処理液Ｌの流量が小さくなるほど、減少する。

【0043】

図７は、特徴量のさらに別の一例を示す図である。処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量としては、例えば図７に示すように、ウェハＷの表面のうちウェハＷの中心Ｗｃを含み且つ液膜ＬＦが存在していない円形の乾燥領域Ｒ２のサイズを用いることができる。乾燥領域Ｒ２のサイズとしては、例えば、乾燥領域Ｒ２の面積や幅（径）を用いることができる。乾燥領域Ｒ２のサイズは、処理液供給部４０のノズル（例えば、ノズル４１ａ）からウェハＷに供給される処理液Ｌ（例えば、ＩＰＡ）の流量に応じて、変化する。すなわち、乾燥領域Ｒ２のサイズは、処理液Ｌの流量が大きくなるほど、減少し、処理液Ｌの流量が小さくなるほど、増加する。

【0044】

なお、処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量としては、液膜周縁距離Ｄ、所定領域Ｒ１の面積、および乾燥領域Ｒ２のサイズからなる群から選択される少なくとも一つの特徴量が用いられてもよい。

【0045】

図４の説明に戻る。制御部１８は、算出した特徴量を、特徴量と処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量との相関を示す相関関数に適用して、処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定する（ステップＳ１０４）。特徴量と処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量との相関を示す相関関数は、例えば記憶部１９に予め記憶されている。制御部１８は、算出した特徴量を、記憶部１９に記憶された相関関数に適用して、処理液Ｌの流量を推定する。

【0046】

なお、処理液Ｌの拡散の状態を示す特徴量として、液膜周縁距離Ｄ、所定領域Ｒ１の面積、および乾燥領域Ｒ２のサイズからなる群から２以上の特徴量が算出される場合、２以上の特徴量にそれぞれ対応する２以上の相関関数が記憶部１９に記憶されてもよい。この場合、制御部１８は、算出した２以上の特徴量を記憶部１９に記憶された２以上の相関関数にそれぞれ適用して得られる２以上の処理液Ｌの流量の平均値を、処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量として算出してもよい。

【0047】

ここで、図８を用いて、特徴量と処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量との相関を示す相関関数の具体例を説明する。図８は、相関関数の一例を示す図である。図８においては、処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を変化させてウェハＷの表面上における液膜ＬＦを撮像し、各流量に対する液膜ＬＦの撮像結果から特徴量として液膜周縁距離Ｄを測定して得られるグラフが示されている。

【0048】

図８に示すように、液膜周縁距離Ｄは、処理液Ｌの流量が大きくなるほど、線形的に増加する。したがって、例えば、実験やシミュレーションなどによって、処理液Ｌの流量に対する液膜周縁距離Ｄの増加の度合いを示す１次関数のモデル式が相関関数として予め生成される。

【0049】

実施形態では、制御部１８が、特徴量と処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量との相関を示す相関関数を用いることで、作業者の作業を伴うことなく処理液Ｌの流量を適切に測定することができる。例えば、相関関数が処理液Ｌの流量に対する液膜周縁距離Ｄの増加の度合いを示す１次関数のモデル式として表される場合、制御部１８は、ステップＳ１０３において特徴量として算出された液膜周縁距離Ｄをモデル式に代入して、処理液Ｌの流量を推定できる。

【0050】

図４の説明に戻る。制御部１８は、推定された処理液Ｌの流量の値と流量計（例えば、ノズル４１ａに対応する流量計４６ａ）による計測値との差分ΔＤが予め定められた許容範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。差分ΔＤが許容範囲内に収まっている場合（ステップＳ１０５Ｙｅｓ）、制御部１８は、処理を終了する。

【0051】

一方、差分ΔＤが許容範囲内に収まっていない場合（ステップＳ１０５Ｎｏ）、制御部１８は、差分ΔＤに基づき、流量計（例えば、ノズル４１ａに対応する流量計４６ａ）による計測値を補正し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。例えば、制御部１８は、流量計による計測値に差分ΔＤを加算して、流量計による計測値を補正する。これにより、流量計の個体差などに起因した、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0052】

次に、実施形態に係る流量計キャリブレーション処理を応用した基板処理システム１の処理動作の手順について図９～図１１を参照して説明する。図９は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する処理動作の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図９に示す各種の処理は、制御部１８による制御に従って実行される。また、図９に示す処理動作は、例えば、指定されたタイミングや周期的なタイミングなどの任意のタイミングで実行されてもよい。

【0053】

制御部１８は、処理ユニット１６で行われる液処理の処理レシピに含まれる複数の設定流量から設定流量を一つ選択する（ステップＳ２０１）。液処理の処理レシピは、例えば記憶部１９に予め記憶される。

【0054】

制御部１８は、流量計キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ２０２）。ここで、流量計キャリブレーション処理は、図４に示す一連の流量計キャリブレーション処理である。流量計キャリブレーション処理のステップＳ１０１では、制御部１８は、ステップＳ２０１で選択された一つの設定流量で処理液供給部４０のノズルから処理液Ｌを供給する。ステップＳ１０４では、制御部１８は、ステップＳ２０１で選択された一つの設定流量について、処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定する。ステップＳ１０６では、制御部１８は、ステップＳ２０１で選択された一つの設定流量について推定された処理液Ｌの流量の値を用いて、流量計による計測値を補正する。

【0055】

制御部１８は、全ての設定流量を選択したか否かを判定し（ステップＳ２０３）、選択していない場合（ステップＳ２０３Ｎｏ）、上記したステップＳ２０１～Ｓ２０３の処理を繰り返す。一方、制御部１８は、全ての設定流量を選択した場合（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）、処理を終了する。

【0056】

上記したステップＳ２０１～Ｓ２０３の処理の繰り返しにより、制御部１８は、液処理の処理レシピに含まれる異なる複数の設定流量の各々で処理液供給部４０から処理液Ｌを供給する。そして、制御部１８は、複数の設定流量の各々について、処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定する。そして、制御部１８は、複数の設定流量の各々について推定された処理液Ｌの流量の値を用いて、流量計による計測値を補正する。これにより、液処理の処理レシピに含まれる設定流量ごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0057】

図１０は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する処理動作の手順の別の一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示す各種の処理は、制御部１８による制御に従って実行される。また、図１０に示す処理動作は、例えば、指定されたタイミングや周期的なタイミングなどの任意のタイミングで実行されてもよい。

【0058】

制御部１８は、処理液供給部４０のノズル４１ａ、４１ｂからノズルを一つ選択する（ステップＳ２１１）。

【0059】

制御部１８は、流量計キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ２１２）。ここで、流量計キャリブレーション処理は、図４に示す一連の流量計キャリブレーション処理である。流量計キャリブレーション処理のステップＳ１０１では、制御部１８は、ステップＳ２１１で選択されたノズルから処理液Ｌを供給する。ステップＳ１０４では、制御部１８は、ステップＳ２１１で選択されたノズルからウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定する。ステップＳ１０６では、制御部１８は、ステップＳ２１１で選択されたノズルに対応する流量計による計測値を補正する。

【0060】

制御部１８は、全てのノズルを選択したか否かを判定し（ステップＳ２１３）、選択していない場合（ステップＳ２１３Ｎｏ）、上記したステップＳ２１１～Ｓ２１３の処理を繰り返す。一方、制御部１８は、全てのノズルを選択した場合（ステップＳ２１３Ｙｅｓ）、処理を終了する。

【0061】

上記したステップＳ２１１～Ｓ２１３の処理の繰り返しにより、制御部１８は、処理液供給部４０のノズル４１ａ、４１ｂから処理液Ｌを順次供給する。そして、制御部１８は、ノズル４１ａ、４１ｂの各々から供給される処理液Ｌの流量を推定する。そして、制御部１８は、ノズル４１ａ、４１ｂの各々に対応する流量計（流量計４６ａ、４６ｂ）による計測値を補正する。これにより、処理液供給部４０のノズルごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0062】

図１１は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する処理動作の手順のさらに別の一例を示すフローチャートである。なお、図１１に示す各種の処理は、制御部１８による制御に従って実行される。また、図１１に示す処理動作は、例えば、指定されたタイミングや周期的なタイミングなどの任意のタイミングで実行されてもよい。

【0063】

制御部１８は、複数の処理ユニット１６から処理ユニット１６を一つ選択する（ステップＳ２２１）。

【0064】

制御部１８は、流量計キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ２２２）。流量計キャリブレーション処理は、図４に示す一連の流量計キャリブレーション処理である。流量計キャリブレーション処理のステップＳ１０１では、制御部１８は、ステップＳ２２１で選択された処理ユニット１６の処理液供給部４０から処理液Ｌを供給する。ステップＳ１０４では、制御部１８は、ステップＳ２２１で選択された処理ユニット１６の処理液供給部４０からウェハＷに供給される処理液Ｌの流量を推定する。ステップＳ１０６では、制御部１８は、ステップＳ２２１で選択された処理ユニット１６の処理液供給部４０に対応する流量計による計測値を補正する。

【0065】

制御部１８は、全ての処理ユニット１６を選択したか否かを判定し（ステップＳ２２３）、選択していない場合（ステップＳ２２３Ｎｏ）、上記したステップＳ２２１～Ｓ２２３の処理を繰り返す。一方、制御部１８は、全ての処理ユニット１６を選択した場合（ステップＳ２２３Ｙｅｓ）、処理を終了する。

【0066】

上記したステップＳ２２１～Ｓ２２３の処理の繰り返しにより、流量計キャリブレーション処理は、処理ユニット１６ごとに実行される。これにより、処理ユニット１６ごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0067】

上述してきたように、実施形態に係る流量推定方法は、基板（一例として、ウェハＷ）の表面に処理液（一例として、処理液Ｌ）を供給して液処理を行う基板処理装置（一例として、基板処理システム１）における処理液の流量推定方法であり、供給する工程と、撮像する工程と、推定する工程とを含む。供給する工程は、基板を回転可能に保持する基板保持部（一例として、基板保持部３０）を用いて基板を回転させながら、基板の中心から離れた位置に処理液供給部（一例として、処理液供給部４０）から処理液を供給する。撮像する工程は、基板の表面上における処理液の拡散によって形成される液膜（一例として、液膜ＬＦ）を撮像部（一例として、撮像部６０）を用いて撮像する。推定する工程は、撮像部による撮像結果から処理液の拡散の状態を示す特徴量を算出し、算出した特徴量を特徴量と処理液供給部から基板に供給される処理液の流量との相関を示す相関関数に適用して、処理液の流量を推定する。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、基板に供給される処理液の流量を適切に推定することができる。

【0068】

また、基板処理装置は、処理液供給部に処理液を供給する供給ライン（一例として、供給ライン４４ａ、４４ｂ）と、供給ラインに設けられ、供給ラインを流れる処理液の流量を計測する流量計（一例として、流量計４６ａ、４６ｂ）とを備えてもよい。また、実施形態に係る流量推定方法は、推定する工程によって推定された処理液の流量の値と流量計による計測値との差分に基づき、流量計による計測値を補正する工程をさらに含んでもよい。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、流量計の個体差などに起因した、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0069】

また、供給する工程は、液処理の処理レシピに含まれる異なる複数の設定流量の各々で処理液供給部から処理液を供給してもよい。また、推定する工程は、複数の設定流量の各々について、処理液供給部から基板に供給される処理液の流量を推定してもよい。補正する工程は、複数の設定流量の各々について推定された処理液の流量の値を用いて、流量計による計測値を補正してもよい。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、液処理の処理レシピに含まれる設定流量ごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0070】

また、処理液供給部は、異なる処理液を吐出する複数のノズル（一例として、ノズル４１ａ、４１ｂ）と、複数のノズルにそれぞれ処理液を供給する複数の供給ライン（一例として、供給ライン４４ａ、４４ｂ）と、複数の供給ラインにそれぞれ設けられた複数の流量計（一例として、流量計４６ａ、４６ｂとを備えてもよい。また、供給する工程は、複数のノズルから処理液を順次供給してもよい。また、推定する工程は、複数のノズルの各々から基板に供給される処理液の流量を推定してもよい。補正する工程は、複数のノズルの各々に対応する流量計による計測値を補正してもよい。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、処理液供給部のノズルごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0071】

また、基板処理装置は、基板保持部、処理液供給部、撮像部、供給ライン及び流量計を各々が備える複数の処理ユニット（例えば、処理ユニット１６）を用いて複数の基板に対する液処理を行ってもよい。また、供給する工程、撮像する工程、推定する工程および補正する工程は、処理ユニットごとに実行されてもよい。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、処理ユニットごとに、流量計による計測値の誤差をキャンセルすることができる。

【0072】

また、特徴量は、基板の表面上における処理液の供給位置から液膜の周縁までの距離（一例として、液膜周縁距離Ｄ）、液膜に設定された所定領域（一例として、所定領域Ｒ１）の面積、および基板の表面のうち基板の中心を含み且つ液膜が存在していない乾燥領域（一例として、乾燥領域Ｒ２）のサイズからなる群から選択される少なくとも一つの特徴量であってもよい。これにより、実施形態に係る流量推定方法によれば、基板に供給される処理液の流量を適切に推定することができる。

【0073】

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】

【0074】

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 基板保持部
３１ 保持部
３１ａ 把持部
３２ 支柱部
３３ 駆動部
４０ 処理液供給部
４１ａ ノズル
４１ｂ ノズル
４２ アーム
４３ 移動機構
４４ａ 供給ライン
４４ｂ 供給ライン
４６ａ 流量計
４６ｂ 流量計
４７ａ 定圧弁
４７ｂ 定圧弁
４８ａ バルブ
４８ｂ バルブ
５０ 回収カップ
５１ 排液口
５２ 排気口
６０ 撮像部
Ｃ キャリア
４５ａ ＩＰＡ供給源
４５ｂ ＤＩＷ供給源
Ｌ 処理液
ＬＦ 液膜
Ｒ１ 所定領域
Ｒ２ 乾燥領域
Ｗ ウェハ
Ｗｃ 中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】