特許 7546418 基板処理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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240830BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 643A

H01L21/304 648K

H01L21/304 648A

H01L21/304 651B

H01L21/306 R

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020151297

(22)【出願日】2020-09-09

(65)【公開番号】P2022045616

(43)【公開日】2022-03-22

【審査請求日】2023-06-26

(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】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

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０１７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３０５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０１０００５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０６８２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６５１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１０３０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１２６５０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０９２３８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含み、
前記処理液供給部は、前記処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに接続されて前記処理液を前記ノズルに供給する供給ラインとを備え、
前記液処理を行う工程は、前記ノズルから前記基板の中心部に向けて前記処理液を吐出し、
前記検出する工程は、前記ノズルまたは前記供給ラインに設けられた温度センサによって検出される温度を前記基板の中心部の温度として検出する、基板処理方法。

【請求項2】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含み、
前記基板保持機構は、前記基板の端部を把持する複数の把持部を備え、
前記検出する工程は、前記複数の把持部の少なくとも１つに設けられた温度センサによって検出される温度を前記基板の端部の温度として検出する、基板処理方法。

【請求項3】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含み、
前記判定する工程は、前記生成する工程によって生成された複数の前記温度分布情報に基づき、前記基板ごとに、他の複数の前記基板との間における前記液処理の結果のずれの有無を判定する、基板処理方法。

【請求項4】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含み、
前記液処理を行う工程は、複数の前記基板に対する前記液処理を複数の前記処理ユニットを用いて行い、
前記判定する工程は、前記生成する工程によって生成された複数の前記温度分布情報に基づき、前記処理ユニットごとに、他の複数の前記処理ユニットとの間における前記液処理の結果のずれの有無を判定する、基板処理方法。

【請求項5】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含み、
前記判定する工程は、前記生成する工程によって生成された複数の前記温度分布情報に基づき、前記基板の製造単位であるロットごとに、他の複数のロットとの間における前記液処理の結果のずれの有無を判定する、基板処理方法。

【請求項6】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と、
前記処理ユニット内の露点温度を取得する工程と
を含み、
前記判定する工程は、前記温度分布情報および前記露点温度に基づき、前記液処理中における前記基板の結露の有無を判定する、基板処理方法。

【請求項7】

基板を水平に保持する基板保持機構および前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部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工程と、
前記処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と、
前記処理液供給部から吐出される前記処理液の温度を補正する工程と
を含み、
前記処理液供給部は、前記処理液を吐出するノズルと、前記ノズルに接続されて前記処理液を前記ノズルに供給する供給ラインとを備え、
前記液処理を行う工程は、前記ノズルから前記基板の中心部に向けて前記処理液を吐出し、
前記検出する工程は、前記ノズルまたは前記供給ラインに設けられた温度センサによって検出される温度を前記基板の中心部の温度として検出し、
前記処理液の温度を補正する工程は、前記温度分布情報に基づき、前記供給ラインに設けられた温度調整部を制御して、前記処理液供給部から吐出される前記処理液の温度を補正する、基板処理方法。

【請求項8】

前記複数のパラメータ値は、前記処理ユニット内の空間温度ならびに空間湿度、前記処理液の吐出流量および前記基板の回転数の少なくとも１つを含む、請求項１～７のいずれか一つに記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記温度分布情報に基づき、前記複数のパラメータ値のうち少なくとも１つを補正する工程
を含む、請求項１～８のいずれか一つに記載の基板処理方法。

【請求項10】

基板の端部を把持する複数の把持部を備え、前記基板を水平に保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部と、
前記基板保持機構に保持された前記基板の中心部の温度を検出する第１温度センサと、
前記基板保持機構に保持された前記基板の端部の温度を検出する温度センサであって、前記複数の把持部の少なくとも１つに設けられる第２温度センサと、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記基板保持機構を用いて前記基板を水平に保持した状態で、前記処理液供給部から前記基板に向けて前記処理液を吐出することにより、前記基板に対して液処理を行う工程と、
前記第１温度センサおよび前記第２温度センサを用いて、前記液処理中における前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度をそれぞれ検出する工程と、
前記液処理の処理条件を規定する１または複数のパラメータ値と、前記検出する工程によって検出された前記基板の中心部の温度および前記基板の端部の温度とに基づき、前記液処理中における前記基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する工程と、
前記温度分布情報に基づき、前記液処理の結果の良否を判定する工程と
を含む基板処理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、半導体ウエハ等の基板を回転させつつ、回転する基板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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－９２３８７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、製品基板に対する液処理の結果の良否を製品基板ごとに適切に把握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方法は、液処理を行う工程と、検出する工程と、生成する工程と、判定する工程とを含む。液処理を行う工程は、基板を水平に保持する基板保持機構および基板保持機構に保持された基板に向けて処理液を吐出する処理液供給部を備える処理ユニットを用いて基板に対して液処理を行う。検出する工程は、処理ユニットに設けられた複数のセンサを用いて、液処理中における基板の中心部の温度および基板の端部の温度をそれぞれ検出する。生成する工程は、液処理の処理条件を規定する１または複数のパラメータ値と、検出する工程によって検出された基板の中心部の温度および基板の端部の温度とに基づき、液処理中における基板の面内温度分布を示す温度分布情報を生成する。判定する工程は、温度分布情報に基づき、液処理の結果の良否を判定する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、製品基板に対する液処理の結果の良否を製品基板ごとに適切に把握することができる。

【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、実施形態に係る温度センサの配置例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る置換液供給ユニットの構成を示す図である。

【図5】図５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6】図６は、実施形態に係る処理ユニットが実行する液処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施形態に係る収集情報の例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係る温度分布情報の例を示す図である。

【図9】図９は、エッチングレート換算処理の例を示す図である。

【図10】図１０は、ウエハ間差の有無を判定する例を示す図である。

【図11】図１１は、処理ユニット間差の有無を判定する例を示す図である。

【図12】図１２は、ロット間差の有無を判定する例を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態に係る監視処理の手順を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第１の例を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第２の例を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第３の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、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理方法および基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により開示される基板処理方法および基板処理装置が限定されるものではない。

【0009】

半導体ウエハ等の基板（以下、「ウエハ」と記載する。）に処理液を供給してウエハを処理する液処理プロセスにおいて、液処理中におけるウエハ温度は、プロセス結果に影響を与える重要なファクターの一つである。したがって、プロセス結果の良否をより正確に把握するために、液処理中におけるウエハ温度を適切に把握することが望まれている。

【0010】

従来、ウエハ温度を測定する手法として、センサが内蔵されたテストウエハを製品ウエハと同様のプロセスで液処理し、これにより得られた温度データから液処理中における製品ウエハの温度を推測する手法が知られている。しかしながら、この手法では、液処理中における製品ウエハの温度を製品ウエハごとに個別に把握することはできない。

【0011】

したがって、液処理中における製品ウエハの温度を製品ウエハごとに把握することにより、製品ウエハに対する液処理の結果の良否を適切に把握する技術の提供が期待されている。

【0012】

実施形態に係る基板処理システムは、処理ユニットに設けられた１または複数の温度センサを用いて、液処理中における製品ウエハの局所的な温度（たとえば、中心部の温度、端部の温度など）を検出する。また、実施形態に係る基板処理システムは、検出した温度と、液処理の処理条件を規定する１または複数のパラメータ値とに基づき、液処理中における製品ウエハの面内温度分布を示す温度分布情報を生成する。

【0013】

そして、実施形態に係る基板処理システムは、生成した温度分布情報に基づいて、液処理の結果の良否を判定する。

【0014】

具体的には、実施形態に係る基板処理システムは、生成した温度分布情報に基づき、製品ウエハごとに、一連の液処理に含まれる各処理（たとえば、エッチング処理、乾燥処理等）の結果の良否を判定する。さらに、実施形態に係る基板処理システムは、液処理の結果のウエハ間差、処理ユニット間差およびロット間差の有無を判定することもできる。

【0015】

このように、実施形態に係る基板処理システムでは、液処理中における製品ウエハの面内温度分布を製品ウエハごとに把握することで、液処理の結果の良否を製品ウエハごとに把握することができる。したがって、実施形態に係る基板処理システムによれば、液処理の結果の異常および各種間差の発生等を早期に発見することができ、不良ウエハの発生を低減することができる。

【0016】

＜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。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0017】

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。

【0018】

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エハＷ（以下、ウエハ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。

【0019】

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、ウエハ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との間でウエハＷの搬送を行う。

【0020】

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。

【0021】

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、ウエハ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との間でウエハＷの搬送を行う。

【0022】

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エハ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。

【0023】

処理液は、たとえばエッチング液である。エッチング液は、特に限定されないが、たとえば、ＨＦ（フッ酸）、ＨＣｌ（塩酸）およびＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等が用いられ得る。また、処理液は、ＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）およびＤＨＦ（希フッ酸）等の洗浄液であってもよい。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し、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの置換液であってもよい。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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から製品ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」と記載する。）を取り出して受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハ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。

【0027】

処理ユニット１６へ搬入されたウエハ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エハ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。

【0028】

＜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。

【0029】

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、処理液供給部４０と、回収カップ５０と、裏面供給部６０とを備える。

【0030】

チャンバ２０は、基板保持機構３０、処理液供給部４０、回収カップ５０および裏面供給部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、供給ライン２１ａを介して清浄気体供給源２１ｂに接続され、清浄気体供給源２１ｂから供給される清浄気体をチャンバ２０の天井部から下方に向かって吐出することにより、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。清浄気体としては、たとえばドライエアが用いられ得る。また、清浄気体としては、Ｎ_２（窒素）ガスおよびアルゴンガス等の不活性ガスが用いられ得る。なお、清浄気体供給源２１ｂから供給される清浄気体は、予め所定の温度および湿度に調整されているものとする。

【0031】

供給ライン２１ａには、バルブ２１ｃ、温度調整部２１ｄ、湿度調整部２１ｅが設けられる。バルブ２１ｃは、供給ライン２１ａを開閉する。温度調整部２１ｄは、供給ライン２１ａを流れる清浄気体の温度を調整する。湿度調整部２１ｅは、供給ライン２１ａを流れる清浄気体の湿度を調整する。これらバルブ２１ｃ、温度調整部２１ｄおよび湿度調整部２１ｅは、処理ユニット１６ごとに設けられる。したがって、実施形態に係る基板処理システム１は、ＦＦＵからチャンバ２０内に供給される清浄気体の温度および湿度を処理ユニット１６ごとに個別に調整することができる。

【0032】

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、ウエハ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を用いてウエハ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に保持されたウエハＷを回転させる。

【0033】

処理液供給部４０は、ウエハＷに対して各種の処理液を供給する。処理液供給部４０は、ウエハＷの上方に配置されるノズル４１と、ノズル４１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。

【0034】

ノズル４１は、供給ライン４４ａを介して後述する薬液供給ユニット７０に接続され、薬液供給ユニット７０から供給される薬液をウエハＷのおもて面に吐出する。実施形態において、薬液はエッチング液である。

【0035】

また、ノズル４１は、供給ライン４４ｂを介して後述するリンス液供給源８０に接続され、リンス液供給源８０から供給されるリンス液をウエハＷのおもて面に吐出する。実施形態において、リンス液はＤＩＷである。

【0036】

また、ノズル４１は、供給ライン４４ｃを介して後述する置換液供給ユニット９０に接続され、置換液供給ユニット９０から供給される置換液をウエハＷのおもて面（上面）に吐出する。実施形態において、置換液はＩＰＡである。

【0037】

供給ライン４４ａには、バルブ４５ａおよび温度調整部４６ａが設けられる。バルブ４５ａは、供給ライン４４ａを開閉する。温度調整部４６ａは、たとえばペルチェ素子または温調水等を用いて、供給ライン４４ａを流れるエッチング液の温度を調整する。同様に、供給ライン４４ｃには、バルブ４５ｃおよび温度調整部４６ｃが設けられる。バルブ４５ｃは、供給ライン４４ｃを開閉する。温度調整部４６ｃは、供給ライン４４ｃを流れるＩＰＡの温度を調整する。

【0038】

バルブ４５ａおよび温度調整部４６ａは、処理ユニット１６ごとに設けられる。したがって、実施形態に係る基板処理システム１は、薬液供給ユニット７０から供給されるエッチング液の温度を処理ユニット１６ごとに調整することができる。同様に、バルブ４５ａおよび温度調整部４６ａは、処理ユニット１６ごとに設けられる。したがって、実施形態に係る基板処理システム１は、置換液供給ユニット９０から供給されるＩＰＡの温度を処理ユニット１６ごとに調整することができる。なお、供給ライン４４ｂには、供給ライン４４ｂを開閉するバルブ４５ｂが設けられる。

【0039】

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の回転によってウエハ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。

【0040】

裏面供給部６０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。裏面供給部６０の内部には上下方向に延在する流路６１が形成される。流路６１の上端は、ウエハＷの裏面に向かって開口する吐出口６２となっている。

【0041】

裏面供給部６０の流路６１は、供給ライン６１ａを介して温調液供給源６１ｂに接続される。裏面供給部６０は、温調液供給源６１ｂから供給される温調液を吐出口６２からウエハＷの裏面に向けて吐出する。実施形態において、温調液は、ＨＤＩＷ（Hot DIW）、すなわち、所定の温度に加熱されたＤＩＷである。

【0042】

供給ライン６１ａには、バルブ６１ｃおよび温度調整部６１ｄが設けられる。バルブ６１ｃは、供給ライン６１ａを開閉する。温度調整部６１ｄは、供給ライン６１ａを流れる温調液の温度を調整する。これらバルブ６１ｃおよび温度調整部６１ｄは、処理ユニット１６ごとに設けられる。したがって、実施形態に係る基板処理システム１は、裏面供給部６０からウエハＷの裏面に供給される温調液の温度を処理ユニット１６ごとに個別に調整することができる。

【0043】

＜温度センサの配置例＞
液処理中のウエハＷの局所的な温度を検出する温度センサの配置例について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る温度センサの配置例を示す図である。

【0044】

図３に示すように、処理ユニット１６は、第１温度センサ１１０と、複数の第２温度センサ１２０とを備える。第１温度センサ１１０は、ノズル４１に設けられ、ノズル４１内の処理液の温度を検出する。ノズル４１から吐出される処理液は、ウエハＷの中央部に吐出される。したがって、第１温度センサ１１０によって検出される処理液の温度は、液処理中におけるウエハＷの中央部の温度と見做すことができる。なお、第１温度センサ１１０は、処理液供給部４０において温度調整部４６ａ，４６ｃよりも下流に設けられればよく、必ずしもノズル４１に設けられることを要しない。

【0045】

第２温度センサ１２０は、基板保持機構３０（図２参照）が備える把持部３１ａに設けられ、把持部３１ａの先端部（ウエハＷとの接触部）の温度を検出する。図３では、基板保持機構３０が３つの把持部３１ａを備えており、各把持部３１ａに第２温度センサ１２０が１つずつ設けられる例を示している。把持部３１ａは、ウエハＷの端部に接触している。したがって、第２温度センサ１２０によって検出される把持部３１ａの温度は、処理液中におけるウエハＷの端部の温度と見做すことができる。

【0046】

なお、処理ユニット１６は、少なくとも１つの第２温度センサ１２０を備えていればよい。すなわち、第２温度センサ１２０は、複数の把持部３１ａの少なくとも１つに設けられればよい。また、第２温度センサ１２０は、ウエハＷの端部に接触する部材に設けられればよく、必ずしも把持部３１ａに設けられることを要しない。

【0047】

＜置換液供給ユニットの概要＞
次に、置換液供給ユニット９０について図４を参照し説明する。図４は、実施形態に係る置換液供給ユニット９０の構成を示す図である。図４では、置換液供給ユニット９０に２つの処理ユニット１６が接続される場合の例を示すが、１つの置換液供給ユニット９０に接続される処理ユニット１６の数は、本例に限定されない。なお、処理ユニット１６に対してエッチング液を供給する薬液供給ユニット７０の構成も置換液供給ユニット９０と同様であってもよい。

【0048】

置換液供給ユニット９０は、タンク９１と、補充部９２と、排液ライン９３と、循環ライン９４と、供給ライン９５と、戻しライン９６とを備える。

【0049】

タンク９１は、ＩＰＡを貯留する。補充部９２は、タンク９１に新たなＩＰＡを供給する。例えば、補充部９２は、タンク９１のＩＰＡを入れ替える場合や、タンク９１のＩＰＡが所与の量よりも少なくなった場合に、タンク９１に新たなＩＰＡを供給する。排液ライン９３は、タンク９１のＩＰＡを入れ替える場合に、タンク９１からＩＰＡを外部に排出する。

【0050】

循環ライン９４は、両端がタンク９１に接続されており、タンク９１から送られるＩＰＡをタンク９１に戻す。循環ライン９４は、ＩＰＡがタンク９１の外部を流れ、再びタンク９１に戻るように設けられる。

【0051】

循環ライン９４には、ポンプ８１と、ヒータ８２と、フィルタ８３と、流量計８４と、温度センサ８５と、背圧弁８６とが設けられる。これらは、タンク９１を基準とするＩＰＡの流れ方向において、上流側からポンプ８１、ヒータ８２、フィルタ８３、流量計８４、温度センサ８５および背圧弁８６の順に設けられる。

【0052】

ポンプ８１は、循環ライン９４においてＩＰＡを圧送する。圧送されたＩＰＡは、循環ライン９４を循環し、タンク９１に戻される。

【0053】

ヒータ８２は、循環ライン９４に設けられ、ＩＰＡの温度を調整する。具体的には、ヒータ８２は、ＩＰＡを加熱する。ヒータ８２は、制御装置４からの信号に基づいてＩＰＡの加熱量を制御し、ＩＰＡの温度を調整する。例えば、ヒータ８２によるＩＰＡの加熱量は、温度センサ８５によって検出されるＩＰＡの温度に基づいて調整される。

【0054】

例えば、制御装置４は、ヒータ８２を制御し、ＩＰＡの温度を所与の温度に調整する。所与の温度は、供給時に処理液供給部４０のノズルからウエハＷに吐出されるＩＰＡの温度が、予め設定された処理温度となる温度である。所与の温度は、供給ライン９５などに設けられるフィルタ７３の熱容量などに基づいて設定される温度である。

【0055】

フィルタ８３は、循環ライン９４を流れるＩＰＡに含まれるパーティクルなどの汚染物質である異物を除去する。流量計８４は、循環ライン９４を流れるＩＰＡの流量を計測する。温度センサ８５は、循環ライン９４を流れるＩＰＡの温度を検出する。温度センサ８５は、供給ライン９５が接続される箇所よりも上流側の循環ライン９４に設けられる。

【0056】

背圧弁８６は、背圧弁８６の上流側におけるＩＰＡの圧力が所与の圧力より大きい場合には弁開度を大きくする。背圧弁８６は、背圧弁８６の上流側におけるＩＰＡの圧力が所与の圧力より小さい場合には弁開度を小さくする。背圧弁８６は、上流側における処理液の圧力を所与の圧力に保つ機能を有する。所与の圧力は、予め設定された圧力である。背圧弁８６の弁開度は制御装置４により制御される。

【0057】

背圧弁８６は、弁開度が制御されることによって、循環ライン９４におけるＩＰＡの流量を調整可能である。すなわち、背圧弁８６は、循環ライン９４に設けられ、循環ライン９４によってタンク９１に戻るＩＰＡの流量を調整する。なお、循環ライン９４におけるＩＰＡの流量は、ポンプ８１の吐出圧力が制御されることによって調整されてもよい。循環ライン９４におけるＩＰＡの流量は、流量計８４によって検出されるＩＰＡの流量に基づいて制御される。

【0058】

供給ライン９５は、循環ライン９４に接続される。供給ライン９５は、温度センサ８５よりも下流側であり、かつ背圧弁８６よりも上流側の循環ライン９４に接続される。供給ライン９５は、複数の処理液供給部４０に対応して複数設けられる。供給ライン９５は、循環ライン９４から分岐し、処理液供給部４０にＩＰＡを供給可能となるように設けられる。なお、ここでは、置換液供給ユニット９０の供給ライン９５と、処理ユニット１６の供給ライン４４ａとを分けて説明したが、これらは単一の供給ラインであってもよい。

【0059】

供給ライン９５には、流量計７１と、定圧弁７２と、フィルタ７３とが設けられる。これらは、循環ライン９４から処理液供給部４０に流れるＩＰＡの流れ方向において、上流側から流量計７１、定圧弁７２およびフィルタ７３の順に設けられる。

【0060】

流量計７１は、供給ライン９５を流れるＩＰＡの流量を計測する。定圧弁７２は、定圧弁７２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７２は、処理液供給部４０のノズルから吐出されるＩＰＡの吐出量が、所与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７２は、処理液供給部４０のノズルから吐出されるＩＰＡの流量を調整する。所与の吐出量は、予め設定された量であり、ウエハＷの処理条件に応じて設定される。定圧弁７２は、制御装置４からの信号に基づいてＩＰＡの圧力を調整する。

【0061】

フィルタ７３は、戻しライン９６と供給ライン９５との接続箇所よりも上流側の供給ライン９５に設けられる。フィルタ７３は、定圧弁７２よりも下流側の供給ライン９５に設けられる。フィルタ７３は、供給ライン９５を流れるＩＰＡに含まれるパーティクルなどの汚染物質である異物を除去する。

【0062】

戻しライン９６は、供給ライン９５に接続され、供給ライン９５からタンク９１にＩＰＡを戻す。戻しライン９６は、フィルタ７３とバルブ７４との間に設けられた接続箇所において供給ライン９５に接続される。戻しライン９６は、複数の処理液供給部４０に対応して複数設けられる。戻しライン９６には、バルブ７４が設けられる。

【0063】

バルブ７４は、戻しライン９６におけるＩＰＡの流れの有無を切り替える。バルブ７４が開くことによって、供給ライン９５から戻しライン９６にＩＰＡが流れる。戻しライン９６に流れるＩＰＡは、タンク９１に戻される。バルブ７４が閉じることによって、戻しライン９６にＩＰＡが流れない。バルブ７４は、制御装置４からの信号に基づいて開閉される。

【0064】

複数の戻しライン９６は、戻しライン９６を流れるＩＰＡの流れ方向においてバルブ７４よりも下流側で合流し、タンク９１に接続される。複数の戻しライン９６が合流する箇所よりも下流側の戻しライン９６には、温度センサ７５が設けられる。温度センサ７５は、戻しライン９６からタンク９１に戻るＩＰＡの温度を検出する。なお、戻しライン９６は、背圧弁８６よりも下流側の循環ライン９４に接続されてもよい。

【0065】

制御装置４は、処理液供給部４０からウエハＷにＩＰＡを供給する供給時には、戻しライン９６に設けられたバルブ７４を閉じ、処理ユニット１６に設けられたバルブ４５ｃを開く。これにより、ＩＰＡが、戻しライン９６には流入せず、処理液供給部４０のノズルから吐出される。一方、処理液供給部４０からウエハＷにＩＰＡを供給しない待機時において、制御装置４は、処理ユニット１６に設けられたバルブ４５ｃを閉じ、戻しライン９６に設けられたバルブ７４を開く。これにより、ＩＰＡは、処理液供給部４０のノズルから吐出されず、戻しライン９６を介してタンク９１に戻される。

【0066】

このように、実施形態に係る基板処理システム１では、置換液供給ユニット９０を用いて所与の温度に調整されたＩＰＡを複数の処理ユニット１６に供給することができる。さらに、実施形態に係る基板処理システム１では、各処理ユニット１６に設けられた温度調整部４６ｃを用いてＩＰＡの温度を各処理ユニット１６において個別に調整することができる。

【0067】

＜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５を参照して説明する。図５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。

【0068】

図５に示すように、実施形態に係る制御装置４は、制御部１８と、記憶部１９とを備える。

【0069】

記憶部１９は、例えば、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と、収集情報１９２と、モデル式１９３と、温度分布情報１９４と、指定情報１９５とを記憶する。

【0070】

制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、制御装置４内部の記憶部（たとえば記憶部１９等）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、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。

【0071】

制御部１８は、動作制御部１８１と、収集部１８２と、監視部１８３と、判定部１８４と、異常対応処理部１８５とを備え、以下に説明する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５に示した構成に限られず、後述する基板処理等を実行可能な構成であれば他の構成であってもよい。また、制御部１８有する各処理部の接続関係は、図５に示した接続関係に限られず、他の接続関係であってもよい。

【0072】

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、ウエハＷに対する一連の液処理を処理ユニット１６に実行させる。

【0073】

レシピ情報１９１は、処理ユニット１６に対して実行させる液処理の内容および順番を示す情報であり、液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値を含んでいる。たとえば、レシピ情報１９１は、処理時間、ウエハＷの回転数、処理液の種類、処理液の吐出流量、処理液の吐出温度等のパラメータ値を含んでいる。これらのパラメータ値は、一連の液処理に含まれる処理ごとに規定される。

【0074】

ここで、動作制御部１８１による制御に従って実行される液処理の例について図６を参照して説明する。図６は、実施形態に係る処理ユニット１６が実行する液処理の手順を示すフローチャートである。図６に示す一連の液処理は、レシピ情報１９１に従って実行される。

【0075】

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内に搬入されたウエハＷを基板保持機構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を用いてウエハ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、ウエハＷを回転させる。

【0076】

つづいて、処理ユニット１６は、エッチング処理を行う（ステップＳ０１）。エッチング処理では、まず、処理液供給部４０の移動機構４３を用いてノズル４１をウエハＷの中央上方に位置させる。その後、処理ユニット１６は、バルブ４５ａを開くことにより、ノズル４１から回転するウエハＷのおもて面に対してエッチング液を供給する。ウエハＷの中央に供給されたエッチング液は、ウエハＷの回転に伴ってウエハＷの全面に広がる。これにより、ウエハＷのおもて面がエッチング処理される。その後、処理ユニット１６は、バルブ４５ａを閉じることにより、ウエハＷへのエッチング液の供給を停止する。

【0077】

つづいて、処理ユニット１６は、リンス処理を行う（ステップＳ０２）。リンス処理では、バルブ４５ｂを開くことにより、ノズル４１から回転するウエハＷのおもて面に対してＤＩＷを供給する。ウエハＷの中央に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転に伴ってウエハＷの全面に広がる。これにより、ウエハＷのおもて面に残存するエッチング液がＤＩＷによって洗い流される。その後、処理ユニット１６は、バルブ４５ｂを閉じることにより、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止する。

【0078】

つづいて、処理ユニット１６は、置換処理を行う（ステップＳ０３）。置換処理では、バルブ４５ｃを開くことにより、ノズル４１から回転するウエハＷのおもて面に対してＩＰＡを供給する。ウエハＷの中央に供給されたＩＰＡは、ウエハＷの回転に伴ってウエハＷの全面に広がる。これにより、ウエハＷのおもて面に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。その後、処理ユニット１６は、バルブ４５ｃを閉じることにより、ウエハＷへのＩＰＡの供給を停止する。

【0079】

つづいて、処理ユニット１６は、乾燥処理を行う（ステップＳ０４）。乾燥処理では、駆動部３３を用いてステップＳ０１～Ｓ０３における回転数よりも高速でウエハＷを回転させることにより、ウエハＷを乾燥させる。その後、ウエハ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枚のウエハＷに対する一連の液処理が完了する。

【0080】

図５に戻る。収集部１８２は、液処理中において、処理ユニット１６の第１温度センサ１１０から温度データを取得し、取得した温度データを収集情報１９２における「中心温度」項目として記憶部１９に記憶させる。たとえば、収集部１８２は、一連の液処理に含まれる個々の処理（エッチング処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理）ごとに、各処理中に第１温度センサ１１０によって検出された温度の平均値を算出し、算出した平均値を各処理におけるウエハＷの「中心温度」として記憶部１９に記憶させる。

【0081】

また、収集部１８２は、液処理中において、処理ユニット１６の複数の第２温度センサ１２０から温度データを取得し、取得した温度データを収集情報１９２における「エッジ温度」項目として記憶部１９に記憶させる。たとえば、収集部１８２は、一連の液処理に含まれる個々の処理ごとに、各処理中に第２温度センサ１２０によって検出された温度の平均値を算出し、算出した平均値を各処理におけるウエハＷの「エッジ温度」として記憶部１９に記憶させる。

【0082】

収集部１８２は、上記中心温度およびエッジ温度以外の情報も収集する。たとえば、収集部１８２は、チャンバ２０内の温度を収集して、収集情報１９２における「空間温度」項目として記憶部１９に記憶させる。チャンバ２０内の温度は、たとえば、チャンバ２０の内部に設けられた図示しない温度センサによって取得されてもよいし、清浄気体供給源２１ｂにおける清浄気体の設定温度から取得されてもよい。

【0083】

また、収集部１８２は、チャンバ２０内の湿度を収集して、収集情報１９２における「空間湿度」項目として記憶部１９に記憶させる。チャンバ２０内の温度は、たとえば、チャンバ２０の内部に設けられた図示しない湿度センサによって取得されてもよいし、清浄気体供給源２１ｂにおける清浄気体の設定湿度から取得されてもよい。

【0084】

また、収集部１８２は、レシピ情報１９１から吐出流量および回転数の情報を収集して、それぞれ収集情報１９２における「吐出流量」項目および「回転数」項目として記憶部１９に記憶させる。なお、収集部１８２は、たとえば供給ライン４４ａ～４４ｃに設けられた図示しない流量計から流量の検出結果を収集して、「吐出流量」項目として記憶部１９に記憶させてもよい。また、収集部１８２は、たとえば支柱部３２の回転数を検出するロータリーエンコーダ等の図示しない回転数センサから回転数の検出結果を収集して、「回転数」項目として記憶部１９に記憶させてもよい。

【0085】

その他、収集部１８２は、たとえば、チャンバ２０の排気流量、処理液の密度および処理液の熱容量等の情報を収集して収集情報１９２として記憶部１９に記憶させてもよい。

【0086】

図７は、実施形態に係る収集情報１９２の例を示す図である。図７に示すように、収集情報１９２は、「ウエハＩＤ」、「ロットＩＤ」、「ユニットＩＤ」、「処理内容」、「中心温度」、「エッジ温度」、「空間温度」、「空間湿度」、「吐出流量」および「回転数」の各項目等を相互に関連づけた情報である。

【0087】

「ウエハＩＤ」項目には、ウエハＷの識別情報が格納される。「ロットＩＤ」項目には、ウエハＷが属するロットの識別情報が格納される。ロットとは、製品ウエハの製造単位のことである。たとえば、２５枚単位のウエハＷを１ロットと称する場合がある。「ユニットＩＤ」項目には、ウエハＷを処理した処理ユニット１６の識別情報が格納される。「処理内容」項目には、一連の液処理に含まれる各処理の内容を識別する情報が格納される。なお、図７において、「Ｓ１０１」はエッチング処理の識別情報、「Ｓ１０２」はリンス処理の識別情報、「Ｓ１０３」は置換処理の識別情報、「Ｓ１０４」は乾燥処理の識別情報の一例である。

【0088】

「中心温度」は、液処理中におけるウエハＷの中心部の温度のことである。「中心温度」項目には、第１温度センサ１１０によって検出された温度データに基づく情報（たとえば、処理中に検出された温度データの平均値）が格納される。「エッジ温度」は、液処理中におけるウエハＷの端部の温度のことである。この「エッジ温度」項目には、複数の第２温度センサ１２０によって検出された温度データに基づく情報（たとえば、処理中に検出された温度データの平均値）が格納される。

【0089】

「空間温度」は、チャンバ２０内の温度のことであり、「空間湿度」は、チャンバ２０内の湿度のことである。「空間温度」項目および「空間湿度」項目には、たとえば、チャンバ２０の内部に設けられた図示しない温度センサおよび湿度センサによって検出された温度および湿度が格納される。

【0090】

「吐出流量」は、処理液の吐出流量のことであり、「回転数」は、ウエハＷの回転数のことである。「吐出流量」項目および「回転数」項目には、たとえばレシピ情報１９１から収集された吐出流量および回転数の情報が格納される。

【0091】

監視部１８３は、液処理中におけるウエハＷの面内温度分布を監視する。具体的には、監視部１８３は、記憶部１９に記憶された収集情報１９２とモデル式１９３とを用いて、かかるウエハＷの液処理中における面内温度分布を示す温度分布情報１９４を生成し、生成した温度分布情報１９４を記憶部１９に格納する。

【0092】

ここで、モデル式１９３は、液処理中におけるウエハＷの面内温度分布を推定するためのモデル式である。具体的には、モデル式１９３は、第１温度センサ１１０および第２温度センサ１２０によって検出されるウエハＷの局所的な温度から、既知のパラメータ値を用いてウエハＷの面内全体の温度分布を推定するモデル式である。また、別の観点によると、モデル式１９３は、既知の処理条件（パラメータ値）から導き出されるウエハＷの面内温度分布の理論値を実測値（センサ値）に基づき補正するモデル式である。

【0093】

監視部１８３は、ウエハＷに対する一連の液処理が完了すると、液処理が完了したウエハＷについての収集情報１９２を記憶部１９から取得する。そして、監視部１８３は、取得した収集情報１９２に含まれるパラメータ値およびセンサ値をモデル式１９３に代入することにより、液処理中におけるウエハＷの面内温度分布を示す温度分布情報１９４を生成する。

【0094】

具体的には、モデル式１９３により、ウエハＷの中心部から端部までの間の複数点における温度が得られる。監視部１８３は、たとえば回帰分析（カーブフィッティング）等の手法を用いて上記複数点における隣接する点間の温度を推定することにより、温度分布情報１９４を生成し、生成した温度分布情報１９４を記憶部１９に格納する。監視部１８３は、一連の液処理に含まれる処理ごとに、温度分布情報１９４を生成する。

【0095】

図８は、実施形態に係る温度分布情報１９４の例を示す図である。図８では、直径３００ｍｍのウエハＷの温度分布情報１９４の例を示している。図８に示すグラフの横軸であるウエハ位置は、ウエハＷの中心部を基準（０ｍｍ）としたときの中心部からの距離を示している。

【0096】

図８に示すように、温度分布情報１９４は、ウエハＷの径方向に沿った各位置（ウエハ位置）における処理中の温度（ウエハ温度）を示す情報である。たとえば、図８中、黒丸が、モデル式１９３から得られるデータであり、黒丸同士を結ぶ線が、回帰分析等によって補間されたデータである。なお、図８では、理解を容易にするためにグラフ形式の温度分布情報１９４を例示したが、温度分布情報１９４は、必ずしもグラフ形式であることを要しない。

【0097】

判定部１８４は、記憶部１９に記憶された温度分布情報１９４に基づき、ウエハＷに対して行われた液処理の結果の良否を判定する。判定部１８４は、一連の液処理に含まれる個々の処理（エッチング処理、リンス処理、置換処理および乾燥処理）ごとに処理結果の良否を判定する。

【0098】

ここで、エッチング処理の良品判定の例について図９～図１２を参照して説明する。図９は、エッチングレート換算処理の例を示す図である。図１０は、ウエハＷ間差の有無を判定する例を示す図である。図１１は、処理ユニット１６間差の有無を判定する例を示す図である。図１２は、ロット間差の有無を判定する例を示す図である。

【0099】

図９に示すように、判定部１８４は、温度とエッチングレートとの関係を示す感度データを用いて、温度分布情報１９４をエッチングレート分布情報に変換する。エッチングレート分布情報は、ウエハＷの径方向に沿った各位置（ウエハ位置）におけるエッチングレート（Å／ｍｉｎ）を示す情報である。エッチングレート分布情報は、たとえばウエハＩＤ、ロットＩＤおよびユニットＩＤ等と関連付けられて記憶部１９に格納される。

【0100】

つづいて、判定部１８４は、エッチングレート分布情報に従ってエッチング処理の良否を判定する。たとえば、判定部１８４は、エッチングレート分布情報を用いてウエハＷの面内全体のエッチングレートの平均値を算出する。そして、判定部１８４は、算出した平均値が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する。判定部１８４は、算出した平均値が閾値を超えていれば、エッチング処理の結果が正常であると判定し、閾値以下であれば、エッチング処理の結果が異常であると判定する。

【0101】

また、判定部１８４は、エッチングレート分布情報を参照して、エッチングレートの最大値および最小値のずれ率を算出する。たとえば、判定部１８４は、最大値に対する最大値と最小値との差の割合（％）をずれ率として算出する。判定部１８４は、算出したずれ率が予め設定された閾値を下回っているか否かを判定する。そして、判定部１８４は、算出したずれ率が閾値を下回っていれば、エッチング処理の面内均一性が正常であると判定する。一方、判定部１８４は、算出したずれ率が閾値以上である場合には、エッチング処理の面内均一性が異常であると判定する。

【0102】

このように、判定部１８４は、ウエハＷに対するエッチング処理の良否をそのウエハＷの温度分布情報１９４に基づいてウエハＷごとに判定することができる。

【0103】

また、判定部１８４は、エッチング処理のウエハＷ間差の有無を判定してもよい。たとえば、図１０には、ウエハＩＤ「Ｗ１」、「Ｗ２」、「Ｗ３」および「Ｗ４」の４つのウエハＷについてのエッチング平均値およびエッチング均一性の結果の例を示している。図１０におけるエッチング平均値は、上述したエッチングレートの平均値のことであり、エッチング均一性は、上述したエッチングレートのずれ率のことである。図１０に示す４つのウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性は、いずれも正常判定される値であるものとする。

【0104】

図１０に示すように、ウエハＩＤ「Ｗ４」のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性が、残り３つのウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性とずれているものとする。このような場合、判定部１８４は、ウエハＩＤ「Ｗ４」のウエハＷにエッチング処理（エッチング平均値およびエッチング均一性）のウエハＷ間差が生じていると判定する。

【0105】

一例として、判定部１８４は、過去に液処理したウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の情報を蓄積し、蓄積したこれらの情報から、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値（たとえば平均値）を算出する。そして、判定部１８４は、ウエハＷごとに、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値からのずれを算出し、算出したずれが予め設定された閾値を超えていた場合に、ウエハＷ間差が生じていると判定する。

【0106】

また、判定部１８４は、エッチング処理の処理ユニット１６間差の有無を判定してもよい。たとえば、図１１には、ユニットＩＤ「Ｕ１」、「Ｕ２」、「Ｕ３」および「Ｕ４」の４つの処理ユニット１６について、各処理ユニット１６で処理された複数のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の平均値を示している。以下、ある処理ユニット１６で処理された複数のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の平均値を、その処理ユニット１６のエッチング平均値およびエッチング均一性と記載する。

【0107】

図１１に示すように、ユニットＩＤ「Ｕ４」の処理ユニット１６のエッチング平均値およびエッチング均一性が、残り３つの処理ユニット１６のエッチング平均値およびエッチング均一性とずれているものとする。このような場合、判定部１８４は、ユニットＩＤ「Ｕ４」の処理ユニット１６に、エッチング平均値およびエッチング均一性の処理ユニット１６間差が生じていると判定する。

【0108】

一例として、判定部１８４は、過去に液処理したウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の情報を処理ユニット１６ごとに蓄積し、蓄積した情報から、エッチング平均値およびエッチング均一性の処理ユニット１６ごとの平均値を算出する。また、判定部１８４は、処理ユニット１６ごとに算出された上記平均値の平均値を算出することにより、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値を得る。そして、判定部１８４は、処理ユニット１６ごとに、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値からのずれを算出し、算出したずれが予め設定された閾値を超えていた場合に、処理ユニット１６間差が生じていると判定する。

【0109】

また、判定部１８４は、エッチング処理のロット間差の有無を判定してもよい。たとえば、図１２には、ロットＩＤ「Ｌ１」、「Ｌ２」、「Ｌ３」および「Ｌ４」の４つのロットについて、各ロットに含まれる複数のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の平均値を示している。以下、あるロットに含まれる複数のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の平均値を、そのロットのエッチング平均値およびエッチング均一性と記載する。

【0110】

図１２に示すように、ロットＩＤ「Ｌ４」のロットのエッチング平均値およびエッチング均一性が、残り３つのロットのエッチング平均値およびエッチング均一性とずれているものとする。このような場合、判定部１８４は、ロットＩＤ「Ｌ４」のロットに、エッチング平均値およびエッチング均一性のロット間差が生じていると判定する。

【0111】

一例として、判定部１８４は、ロットごとに、そのロットに含まれる複数のウエハＷのエッチング平均値およびエッチング均一性の情報を蓄積する。また、判定部１８４は、蓄積したエッチング平均値およびエッチング均一性の情報から、ロットごとに、エッチング平均値およびエッチング均一性の平均値を算出する。また、判定部１８４は、ロットごとに算出された上記平均値の平均値を算出することにより、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値を得る。そして、判定部１８４は、ロットごとに、エッチング平均値およびエッチング均一性の基準値からのずれを算出し、算出したずれが予め設定された閾値を超えていた場合に、ロット間差が生じていると判定する。

【0112】

また、判定部１８４は、乾燥処理の結果の良品についても判定する。具体的には、判定部１８４は、温度分布情報１９４に基づき、乾燥処理中におけるウエハＷの結露の有無を判定する。この点については後述する。

【0113】

異常対応処理部１８５は、判定部１８４によって液処理の異常が判定された場合に、所定の異常対応処理を実行する。

【0114】

たとえば、異常対応処理部１８５は、異常対応処理として、液処理の処理条件を変更する処理を行ってもよい。

【0115】

ここで、記憶部１９には、変更可能な処理条件を示す指定情報１９５が記憶されている。指定情報１９５は、たとえば基板処理システム１のユーザによって適宜変更され得る。異常対応処理部１８５は、次回以降の液処理の結果が正常範囲内となるように、指定情報１９５によって指定された処理条件を変更してもよい。

【0116】

たとえば、ある処理ユニット１６に処理ユニット１６間差が生じていると判定されたとする。この場合、異常対応処理部１８５は、処理ユニット１６間差が生じている処理ユニット１６におけるエッチング液の吐出温度を個別に変更してもよい。これは、たとえば、温度調整部４６ａによる加熱温度を規定するパラメータ値を変更することにより実現され得る。具体的には、異常対応処理部１８５は、その処理ユニット１６のエッチング平均値およびエッチング均一性の基準値からのずれが正常範囲に収まるように、温度調整部４６ａによるエッチング液の吐出温度を個別に調整する。なお、異常対応処理部１８５は、たとえばモデル式１９３を用いて逆演算することにより、温度調整部４６ａによる加熱温度を規定するパラメータ値の変更後の値を決定することができる。

【0117】

また、異常対応処理部１８５は、薬液供給ユニット７０のヒータ８２によるエッチング液の加熱温度を規定するパラメータ値を変更することによって、エッチング液の吐出温度を変更してもよい。たとえば、あるウエハＷにエッチング平均値またはエッチング均一性の異常が判定されたとする。この場合、異常対応処理部１８５は、薬液供給ユニット７０を制御して、次回以降に液処理されるウエハＷへのエッチング液の吐出温度を変更してもよい。

【0118】

また、異常対応処理部１８５は、裏面供給部６０から温調液を供給するように処理条件を変更することで、液処理中におけるウエハＷの面内温度分布を変化させてもよい。これは、たとえば、温度調整部６１ｄによる温調液の加熱温度を規定するパラメータ値、バルブ６１ｃの開閉を規定するパラメータ値、温調液供給源６１ｂによる温調液の加熱温度を規定するパラメータ値等を変更することにより実現され得る。

【0119】

また、異常対応処理部１８５は、チャンバ２０内の温度を変更することにより、液処理中におけるウエハＷの面内温度分布を変化させてもよい。これは、たとえば、温度調整部２１ｄによる加熱温度を規定するパラメータ値を変更することにより実現され得る。

【0120】

その他、異常対応処理部１８５は、たとえばエッチング平均値に異常が判定された場合に、エッチング平均値が正常範囲となるように、エッチング液の吐出時間を規定するパラメータ値を変更してもよい。

【0121】

また、異常対応処理部１８５は、上記判定部１８４による判定処理において、乾燥処理中に結露が発生したおそれがあると判定された場合に、温度調整部２１ｄを制御してチャンバ２０内の温度を変化させることにより、露点温度を変化させてもよい。また、異常対応処理部１８５は、湿度調整部２１ｅを制御してチャンバ２０内の湿度を変化させることにより、露点温度を変化させてもよい。また、異常対応処理部１８５は、温度調整部４６ｃ、薬液供給ユニット７０および裏面供給部６０の少なくとも一つを制御して、置換処理におけるウエハＷの温度を変化させてもよい。

【0122】

また、異常対応処理部１８５は、異常の内容を示す情報をウエハＩＤ等と関連付けた異常情報を制御装置４にインターネット等のネットワークを介して接続される外部装置５に出力する処理を異常対応処理として実行してもよい。

【0123】

＜監視処理の手順について＞
次に、制御部１８によって実行される監視処理の手順について図１３を参照して説明する。図１３は、実施形態に係る監視処理の手順を示すフローチャートである。

【0124】

図１３に示すように、制御部１８の収集部１８２は、液処理の処理条件を規定する複数のパラメータ値と、第１温度センサ１１０および第２温度センサ１２０を含む各種センサのセンサ値を収集する（ステップＳ１０１）。つづいて、制御部１８の監視部１８３は、収集情報１９２とモデル式１９３とを用いて温度分布情報１９４を生成する（ステップＳ１０２）。

【0125】

つづいて、制御部１８の判定部１８４は、生成した温度分布情報１９４に基づいて、液処理の結果が正常であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。なお、具体的な判定例については、後述する。

【0126】

ステップＳ１０３において、液処理の結果が正常でない、すなわち、液処理の結果に異常があると判定された場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、制御部１８の異常対応処理部１８５は、異常対応処理を行う（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理を終えた場合、または、ステップＳ１０３において液処理の結果が正常であると判定された場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、制御部１８は、監視処理を終える。

【0127】

＜判定処理の第１の例：温度分布情報と閾値との比較＞
図１４は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第１の例を示すフローチャートである。

【0128】

図１４に示すように、制御部１８の判定部１８４は、温度分布情報１９４と予め設定された閾値とを比較することにより、閾値を下回る温度領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。そして、閾値を下回る温度領域が存在しなければ（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、判定部１８４は、液処理（たとえば、エッチング処理）の処理結果が正常であると判定する（ステップＳ２０２）。一方、閾値を下回る温度領域が存在する場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、判定部１８４は、液処理の処理結果が異常であると判定する（ステップＳ２０３）。

【0129】

たとえば、予め設定された閾値が５０℃である場合、ウエハＷの面内において５０℃を下回る領域が存在するか否かを温度分布情報１９４に基づき判定する。そして、５０℃を下回る領域が存在する場合、判定部１８４は、液処理（たとえば、エッチング処理）の処理結果が正常であると判定する。

【0130】

なお、ここでは、下限の閾値を用いて判定処理を行う場合の例を示したが、判定部１８４は、上限の閾値を用いて判定処理を行ってもよい。また、判定部１８４は、上限および下限を有する閾値範囲を用いて判定処理を行ってもよい。

【0131】

＜判定処理の第２の例：エッチングレート分布情報と閾値との比較＞
図１５は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第２の例を示すフローチャートである。

【0132】

図１５に示すように、判定部１８４は、温度分布情報１９４をエッチングレート分布情報に変換し（ステップＳ３０１）、エッチングレート分布情報に基づき、エッチングレート平均値およびエッチングレート均一性を算出する（ステップＳ３０２）。

【0133】

つづいて、判定部１８４は、エッチング平均値が閾値を超えるか否かを判定し（ステップＳ３０３）、閾値を超えない場合（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、エッチング処理の結果が異常であると判定する（ステップＳ３０６）。

【0134】

一方、ステップＳ３０３において、エッチング平均値が閾値を超えている場合（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、判定部１８４は、エッチング均一性が閾値を下回っているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。この処理において、エッチング均一性が閾値を下回っていない場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、判定部１８４は、エッチング処理の結果が異常であると判定する（ステップＳ３０６）。一方、エッチング均一性が閾値を下回っている場合（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、判定部１８４は、エッチング処理の結果が正常であると判定する（ステップＳ３０５）。

【0135】

＜判定処理の第３の例：乾燥処理の良否について＞
図１６は、図１３に示すステップＳ１０３の判定処理の第３の例を示すフローチャートである。

【0136】

図１６に示すように、判定部１８４は、まず、露点温度を算出する（ステップＳ４０１）。たとえば、判定部１８４は、収集情報１９２に含まれる空間温度および空間湿度を用いて液処理時におけるチャンバ２０内の露点温度を算出する。

【0137】

つづいて、判定部１８４は、温度分布情報１９４と露点温度とを比較することにより、露点温度を下回る温度領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、露点を下回る温度領域が存在しなければ（ステップＳ４０１，Ｎｏ）、判定部１８４は、乾燥処理の結果が正常である、すなわち、乾燥処理中のウエハＷに結露が発生したおそれがないと判定する（ステップＳ４０３）。一方、露点温度を下回る温度領域が存在する場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、判定部１８４は、乾燥処理の結果が異常である、すなわち、乾燥処理中のウエハＷに結露が発生したおそれがあると判定する（ステップＳ４０４）。

【0138】

なお、判定部１８４は、必ずしもステップＳ４０１の処理を行うことを要しない。たとえば、判定部１８４は、予め設定された露点温度を用いてステップＳ４０２の判定を行ってもよい。また、露点温度の算出に用いる温度および湿度は、必ずしもチャンバ２０内の温度および湿度であることを要さず、たとえば、基板処理システム１が設置される工場内の温度および湿度であってもよい。

【0139】

上述してきたように、実施形態に係る基板処理方法は、液処理を行う工程と、検出する工程と、生成する工程と、判定する工程とを含む。液処理を行う工程は、基板（一例として、ウエハＷ）を水平に保持する基板保持機構（一例として、基板保持機構３０）および基板保持機構に保持された基板に向けて処理液（一例として、エッチング液、リンス液、置換液）を吐出する処理液供給部（一例として、処理液供給部４０）を備える処理ユニット（一例として、処理ユニット１６）を用いて基板に対して液処理を行う。検出する工程は、処理ユニットに設けられた複数のセンサ（一例として、第１温度センサ１１０および第２温度センサ１２０等）を用いて、液処理中における基板の中心部の温度および基板の端部の温度をそれぞれ検出する。生成する工程は、液処理の処理条件を規定する１または複数のパラメータ値と、検出する工程によって検出された基板の中心部の温度および基板の端部の温度とに基づき、液処理中における基板の面内温度分布を示す温度分布情報（一例として、温度分布情報１９４）を生成する。判定する工程は、温度分布情報に基づき、液処理の結果の良否を判定する。

【0140】

したがって、実施形態に係る基板処理方法によれば、製品基板に対する液処理の結果の良否を製品基板ごとに適切に把握することができる。

【0141】

処理液供給部は、処理液を吐出するノズル（一例として、ノズル４１）と、ノズルに接続されて処理液をノズルに供給する供給ライン（一例として、供給ライン４４ａ～４４ｃ）とを備える。また、液処理を行う工程は、ノズルから基板の中心部に向けて処理液を吐出する。また、検出する工程は、ノズルまたは供給ラインに設けられた温度センサ（一例として、第１温度センサ１１０）によって検出される温度を基板の中心部の温度として検出する。これにより、基板の中心部の温度を容易に把握することができる。

【0142】

基板保持機構は、基板の端部を把持する複数の把持部（一例として、把持部３１ａ）を備える。また、検出する工程は、複数の把持部の少なくとも１つに設けられた温度センサ（一例として、第２温度センサ１２０）によって検出される温度を基板の端部の温度として検出する。これにより、基板の端部の温度を容易に把握することができる。

【0143】

複数のパラメータ値は、処理ユニット内の空間温度ならびに空間湿度、処理液の吐出流量および基板の回転数の少なくとも１つを含む。これにより、温度分布情報の精度を向上させることができる。

【0144】

判定する工程は、生成する工程によって生成された複数の温度分布情報に基づき、基板ごとに、他の複数の基板との間における液処理の結果のずれ（一例として、ウエハＷ間差）の有無を判定する。これにより、ウエハ間差の有無を容易に監視することができる。

【0145】

液処理を行う工程は、複数の基板に対する液処理を複数の処理ユニットを用いて行う。また、判定する工程は、生成する工程によって生成された複数の温度分布情報に基づき、処理ユニットごとに、他の複数の処理ユニットとの間における液処理の結果のずれ（一例として、処理ユニット１６間差）の有無を判定する。これにより、処理ユニット間差の有無を容易に監視することができる。

【0146】

判定する工程は、生成する工程によって生成された複数の温度分布情報に基づき、基板の製造単位であるロットごとに、他の複数のロットとの間における液処理の結果のずれ（一例として、ロット間差）の有無を判定する。これにより、ロット間差の有無を容易に監視することができる。

【0147】

実施形態に係る基板処理方法は、処理ユニット内の露点温度を取得するする工程を含む。また、判定する工程は、温度分布情報および露点温度に基づき、液処理（一例として、乾燥処理）中における基板の結露の有無を判定する。これにより、たとえばウォーターマークが発生しているおそれのある基板を容易に特定することができる。

【0148】

実施形態に係る基板処理方法は、温度分布情報に基づき、供給ラインに設けられた温度調整部（一例として、温度調整部４６ａ，４６ｃ）を制御して、処理液供給部から吐出される処理液の温度を補正する工程を含む。これにより、液処理の結果が異常と判定される基板の数を低減することができる。

【0149】

実施形態に係る基板処理方法は、温度分布情報に基づき、複数のパラメータ値のうち少なくとも１つを補正する工程を含む。これにより、液処理の結果が異常と判定される基板の数を低減することができる。

【0150】

なお、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、添付の特許請求の範囲及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】

【0151】

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
２１ｄ ：温度調整部
２１ｅ ：湿度調整部
３０ ：基板保持機構
４０ ：処理液供給部
４６ａ ：温度調整部
４６ｃ ：温度調整部
５０ ：回収カップ
６０ ：裏面供給部
７０ ：薬液供給ユニット
８０ ：リンス液供給源
９０ ：置換液供給ユニット
１１０ ：第１温度センサ
１２０ ：第２温度センサ
１８１ ：動作制御部
１８２ ：収集部
１８３ ：監視部
１８４ ：判定部
１８５ ：異常対応処理部
１９１ ：レシピ情報
１９２ ：収集情報
１９３ ：モデル式
１９４ ：温度分布情報
１９５ ：指定情報
Ｗ ：製品ウエハ

【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】

【図15】

【図16】