特許 7744218 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-16

(45)【発行日】2025-09-25

(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 20060101AFI20250917BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 647B

H01L21/304 648K

H01L21/304 643A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021192504

(22)【出願日】2021-11-26

(65)【公開番号】P2023079077

(43)【公開日】2023-06-07

【審査請求日】2024-06-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 勝哉

(72)【発明者】

【氏名】鰍場 真樹

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３２４０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４５６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９５８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０６７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０１４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３８４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６９６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の主面を処理液で処理する基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットに保持される基板の基板特性である基板の主面に対する処理液の接触角、および、処理液の処理液特性である処理液の表面張力に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、
前記目標量算出ユニットによって算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて吐出する処理液吐出部材とを含む、基板処理装置。

【請求項2】

基板の主面を処理液で処理する基板処理装置であって、
基板を保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットに保持される基板の基板特性および処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、
前記目標量算出ユニットによって算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて吐出する処理液吐出部材と
前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に向けて特性取得液を吐出する特性取得液吐出部材と、
前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定ユニットとを含む、基板処理装置。

【請求項3】

前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルを記憶する処理内容テーブル記憶部をさらに含み、
前記目標量算出ユニットが、前記処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する、請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記膜厚測定ユニットによって測定された前記液膜の厚さが閾値以上であるか否かを判定する判定ユニットをさらに含み、
前記処理液吐出部材は、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値以上であると判定した場合に、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を吐出し、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値よりも小さいと判定した場合に、界面活性剤を含有しない処理液を吐出する、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面の全体を覆うために必要な流量を、必要吐出流量として記憶する必要吐出流量記憶部と、
前記処理液吐出部材から吐出される処理液の流量を前記必要吐出流量に調整する流量調整ユニットとをさらに含む、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】

前記処理液吐出部材に処理液を供給する処理液供給ユニットと、
前記目標量に応じて、前記処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニットとをさらに含む、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】

基板の主面を処理液で処理する基板処理方法であって、
基板保持ユニットに保持される基板の基板特性である基板の主面に対する処理液の接触角、および、処理液の処理液特性である処理液の表面張力に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出工程と、
前記目標量算出工程において算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記基板の主面に向けて処理液吐出部材から吐出する処理液吐出工程とを含む、基板処理方法。

【請求項8】

基板の主面を処理液で処理する基板処理方法であって、
基板保持ユニットに保持される基板の基板特性、および、処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出工程と、
前記目標量算出工程において算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記基板の主面に向けて処理液吐出部材から吐出する処理液吐出工程と、
前記基板の主面に向けて特性取得液吐出部材から特性取得液を吐出する特性取得液吐出工程と、
前記基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定工程とを含む、基板処理方法。

【請求項9】

前記目標量算出工程が、前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する工程を含む、請求項７または８に記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記基板特性および前記処理液特性に基づいて、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板の主面の全体を覆うために必要な流量を必要吐出流量として算出する必要吐出流量算出工程をさらに含み、
前記処理液吐出工程が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記処理液吐出部材から前記必要吐出流量で吐出する工程を含む、請求項７～９のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板を処理する基板処理方法に関する。

【0002】

処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。

【背景技術】

【0003】

下記特許文献１および２には、基板処理において、界面活性剤を含有するリンス液が用いることでパターン倒れを防止できることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１６９６２４号公報

【文献】特開２００７－９５８８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板の主面から露出する物質の種類および基板の主面の表層部の構造等の基板の主面の状態によって、基板の主面に対するリンス液の表面張力が異なる。そのため、基板の主面を適切に処理するために必要な界面活性剤の量は、基板の主面の状態に依存する。しかしながら、特許文献１および２では、処理対象となる基板の主面の状態に応じて界面活性剤の量を変更することについては、考慮されていない。

【0006】

そこで、この発明の１つの目的は、適切な量の界面活性剤を含有する処理液を基板に供給することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の一実施形態は、基板の主面を処理液で処理する基板処理装置を提供する。前記基板処理装置が、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持される基板の基板特性および処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出ユニットと、前記目標量算出ユニットによって算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面に向けて吐出する処理液吐出部材とを含む。

【0008】

この装置によれば、基板保持ユニットに保持される基板の基板特性と、基板の主面の処理に用いられる処理液の処理液特性とに基づいて、界面活性剤の目標量が算出される。そのため、基板特性および処理液特性の組み合わせに応じた適切な量の界面活性剤を含有する処理液で基板を処理することができる。

【0009】

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置は、前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルを記憶する処理内容テーブル記憶部をさらに含む。前記目標量算出ユニットが、前記処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する。

【0010】

この装置によれば、予め用意された処理内容テーブルに基づいて目標量が算出される。そのため、基板処理中に基板特性を取得する場合と比較して、目標量を速やかに算出できる。

【0011】

この発明の一実施形態では、前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する純水の表面張力を含み、前記処理液特性が、処理液の表面張力を含む。

【0012】

そのため、基板の主面から露出する物質、または、基板の主面に凹凸状態が異なる場合であっても、基板の主面に対する純水の表面張力が同等である場合には、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、基板の主面から露出する物質、および、基板の主面の凹凸状態毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルを簡素化できる。

【0013】

同様に、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度が異なる場合であっても、処理液の表面張力が同等である場合、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルを簡素化できる。

【0014】

この発明の一実施形態において、前記基板処理装置が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に向けて特性取得液を吐出する特性取得液吐出部材と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定ユニットとをさらに含む。

【0015】

この装置によれば、基板の主面に処理液を供給する前に、基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを基板特性として測定することで、液膜の厚さに基づいて目標量を算出することができる。そのため、処理対象となる基板の基板特性を、予め準備することなく基板処理中に取得できる。また、基板処理中の基板の現物に適した目標量を算出することができる。そのため、より適切な量の界面活性剤を含有する処理液を基板の主面に供給できる。

【0016】

この発明の一実施形態において、前記基板処理装置が、前記膜厚測定ユニットによって測定された前記液膜の厚さが閾値以上であるか否かを判定する判定ユニットをさらに含む。そして、前記処理液吐出部材は、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値以上であると判定した場合に、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を吐出し、前記判定ユニットが前記液膜の厚さが前記閾値よりも小さいと判定した場合に、界面活性剤を含有しない処理液を吐出する。

【0017】

この装置によれば、液膜の厚さと閾値との大小関係に基づいて界面活性剤の要否についても判断することができる。そのため、界面活性剤の過剰な使用を抑制できる。さらに、界面活性剤が必要な場合には、基板の主面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液で基板を処理することができる。

【0018】

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板保持ユニットに保持されている基板の主面の全体を覆うために必要な流量を、必要吐出流量として記憶する必要吐出流量記憶部と、前記処理液吐出部材から吐出される処理液の流量を前記必要吐出流量に調整する流量調整ユニットとをさらに含む。

【0019】

この装置によれば、処理液吐出部材から吐出される処理液の流量が、基板の主面を覆うために必要な必要吐出流量となるように調整される。したがって、基板の主面に供給される処理液の使用量を適切に削減できる。

【0020】

この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記処理液吐出部材に処理液を供給する処理液供給ユニットと、前記目標量に応じて、前記処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニットとをさらに含む。

【0021】

この装置によれば、目標量に応じて、処理液供給ユニット内の処理液に界面活性剤を添加することができる。そのため、界面活性剤の含有量が互いに異なる処理液を事前に準備する必要がない。

【0022】

この発明の他の実施形態は、基板の主面を処理液で処理する基板処理方法を提供する。前記基板処理方法が、基板保持ユニットに保持される基板の基板特性、および、処理液の処理液特性に基づいて、処理液に対する界面活性剤の目標量を算出する目標量算出工程と、前記目標量算出工程において算出された前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記基板の主面に向けて処理液吐出部材から吐出する処理液吐出工程とを含む。この基板処理方法によれば、上述した基板処理装置と同様の効果を奏する。

【0023】

この発明の他の実施形態では、前記目標量算出工程が、前前記基板特性および前記処理液特性の組み合わせ毎に設定された複数の目標量を示す処理内容テーブルに基づいて前記目標量を算出する工程を含んでいてもよい。

【0024】

この発明の他の実施形態では。前記基板特性が、前記基板保持ユニットに保持される基板の主面に対する処理液の表面張力を含み、前記処理液特性が、処理液の表面張力を含んでいてもよい。

【0025】

この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板の主面に向けて特性取得液吐出部材から特性取得液を吐出する特性取得液吐出工程と、前記基板の主面上の特性取得液の液膜の厚さを前記基板特性として測定する膜厚測定工程とをさらに含んでいてもよい。

【0026】

この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板特性および前記処理液特性に基づいて、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液で前記基板の主面の全体を覆うために必要な流量を必要吐出流量として算出する必要吐出流量算出工程をさらに含む。そして、前記処理液吐出工程が、前記目標量の界面活性剤を含有する処理液を前記処理液吐出部材から前記必要吐出流量で吐出する工程を含む。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1A】図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。

【図1B】図１Ｂは、前記基板処理装置の図解的な立面図である。

【図2】図２は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットおよび液体供給ユニットの構成について説明するための模式図である。

【図3】図３は、前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。

【図4】図４は、前記基板処理装置に備えられる制御装置の記憶部に記憶される処理内容テーブルの内容例を示している。

【図5】図５は、前記基板処理装置によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、前記基板処理装置に備えられる制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。

【図7】図７は、前記制御装置による内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットの構成について説明するための模式図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る前記基板処理装置に備えられる制御装置の機能的な構成を説明するためのブロック図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係る前記制御装置による内容変更処理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、第２実施形態に係る制御装置の記憶部に記憶される処理内容テーブルの内容例を示している。

【図12】図１２は、前記内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。

【図13】図１３は、第２実施形態に係る前記基板処理装置によって実行される基板処理の別の例を説明するためのフローチャートである。

【図14】図１４は、図１３に示す基板処理を実行する場合において、前記内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。

【図15A】図１５Ａは、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために行われた接触角測定実験の結果を示すグラフである。

【図15B】図１５Ｂは、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために行われた表面張力測定実験の結果を示すグラフである。

【図16】図１６は、カバレッジ領域観測実験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

【0029】

＜第１実施形態に係る基板処理装置の機械的構成＞
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。図１Ｂは、基板処理装置１の図解的な立面図である。

【0030】

基板処理装置１は、基板Ｗを液体で処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２に液体を供給する複数の液体供給ユニット３と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリアＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置４とを備える。

【0031】

搬送ロボットＩＲは、キャリアＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＩＲおよびＣＲは、複数のロードポートＬＰから複数の処理ユニット２に向かって延びる搬送経路ＴＲ上に配置されている。

【0032】

複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。詳しくは後述するが、処理ユニット２内で基板Ｗに向けて供給される処理液には、薬液およびリンス液等が含まれる。

【0033】

複数の処理ユニット２は、水平に離れた４つの位置にそれぞれ配置された４つの処理タワーＴＷを形成している。各処理タワーＴＷは、上下方向に積層された複数（たとえば、３つ）の処理ユニット２を含む。４つの処理タワーＴＷは、搬送経路ＴＲの両側に２つずつ配置されている。

【0034】

基板処理装置１は、バルブや配管等を収容する複数の流体ボックス５と、薬液、リンス液またはこれらの原料液等を貯留するタンクを収容する貯留ボックス６とを含む。処理ユニット２および流体ボックス５は、平面視略四角形状のフレーム７の内側に配置されている。

【0035】

貯留ボックス６は、図１Ａの例では、フレーム７の外側に配置されている。貯留ボックス６は、図１Ａの例とは異なり、フレーム７の内側に配置されていてもよい。貯留ボックス６は、たとえば、複数の流体ボックス５と同数設けられている。

【0036】

各貯留ボックス６に貯留されている液体は、その貯留ボックス６に対応する流体ボックス５を介して、この流体ボックス５に対応する処理タワーＴＷを構成する複数（たとえば、３つ）の処理ユニット２に供給される。

【0037】

各液体供給ユニット３は、各処理タワーＴＷを構成する処理ユニット２に処理液を供給する。詳しくは後述するが、各液体供給ユニット３は、対応する流体ボックス５および貯留ボックス６内に配置されている。流体ボックス５および貯留ボックス６には、液体供給ユニット３の全体が収容されている必要はなく、対応する液体供給ユニット３の少なくとも一部が収容されている。図１Ａでは、液体供給ユニット３を概念的に示しており、液体供給ユニット３は、厳密には、平面視で図１Ａに示す形状を有している必要はない。

【0038】

この実施形態とは異なり、図１Ａに二点鎖線で示すように、１つの貯留ボックス６から全ての流体ボックス５に液体を供給するように構成されていてもよい。

【0039】

各処理ユニット２は、処理カップ９と、処理カップ９を収容するチャンバ１０とを備える。チャンバ１０には、搬送ロボットＣＲによって、基板Ｗを搬入したり基板Ｗを搬出したりするための出入口（図示せず）が形成されている。チャンバ１０には、この出入口を開閉するシャッタユニット（図示せず）が備えられている。

【0040】

図２は、処理ユニット２および液体供給ユニット３の構成について説明するための模式図である。

【0041】

処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持しながら回転軸線Ａ１（鉛直軸線）まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック８をさらに含む。処理カップ９は、スピンチャック８を取り囲み基板Ｗから飛散する液体を受ける。チャンバ１０は、スピンチャック８および処理カップ９を収容する。回転軸線Ａ１は、基板Ｗの中央部を通る鉛直な直線である。スピンチャック８は、基板Ｗを水平に保持するスピンベース８ａと、スピンベース８ａの周方向に沿って配置された複数のチャックピン８ｂと、回転軸線Ａ１まわりのスピンベース８ａの回転を駆動する回転駆動機構（図示せず）とを含む。回転駆動機構は、たとえば、電動モータを含む。スピンチャック８は、基板Ｗを保持する基板保持ユニットの一例である。

【0042】

処理ユニット２は、基板Ｗの上面（上側の主面）に対向する対向面１１ａを有する対向部材１１と、処理液を吐出する吐出口１２ａを有する処理液ノズル１２とを含む。吐出口１２ａは、対向面１１ａから露出する。処理液ノズル１２は、処理液吐出部材の一例である。

【0043】

処理液ノズル１２から吐出される処理液は、たとえば、薬液、または、リンス液である。薬液は、たとえば、フッ酸（フッ化水素水）、ＡＰＭ液（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）、ＨＰＭ液（hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture：塩酸過酸化水素水混合液）等である。

【0044】

リンス液は、たとえば、ＤＩＷ、炭酸水、電解イオン水、還元水、希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下程度）のアンモニア水、および、希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下程度）の塩酸水のうちの少なくとも一種を含有する液体である。

【0045】

液体供給ユニット３は、処理液ノズル１２に処理液を供給する処理液供給ユニット１３と、処理液供給ユニット１３内の処理液に界面活性剤を添加する添加ユニット１４とを含む。そのため、処理液ノズル１２は、界面活性剤を含有する処理液である含有処理液を吐出することも可能である。含有処理液中の界面活性剤の質量パーセント濃度は、たとえば、０．０１％以上１．０％以下である。

【0046】

処理液に界面活性剤を添加することによって、処理液の表面張力を低減することができる。表面張力を低減することで、処理液が基板Ｗの上面上で広がりやすくなる。そのため、表面張力を低減することで、処理液ノズル１２から吐出される処理液で基板Ｗの上面の全体を覆うために必要な流量、すなわち必要吐出流量を低減できる。

【0047】

以下では、界面活性剤を含有しない処理液を、非含有処理液ということがある。界面活性剤は、たとえば、非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、または両性界面活性剤のうちの少なくともいずれかを含有する。

【0048】

処理液供給ユニット１３は、処理液ノズル１２に接続される処理液配管２０と、処理液配管２０に接続され処理液配管２０に複数種の処理液を共通に供給する共通配管２１と、共通配管２１に接続され、液体（処理液、または、原料液）を共通配管２１にそれぞれ供給する複数の液体配管２２と、複数の液体配管２２に複数種の液体をそれぞれ供給する複数のタンク２３とを含む。

【0049】

処理液配管２０の上流端は、共通配管２１に接続されている。処理液配管２０の下流端は、処理液ノズル１２に接続されている。各液体配管２２の上流端は、対応するタンク２３に接続されている。複数の液体配管２２の下流端は、共通配管２１に接続されている。

【0050】

複数のタンク２３は、たとえば、過酸化水素水タンク２３Ａ、塩酸タンク２３Ｂ、アンモニア水タンク２３Ｃ、フッ酸タンク２３Ｄ、および、リンス液タンク２３Ｅを含む。過酸化水素水タンク２３Ａに貯留される過酸化水素水および塩酸タンク２３Ｂに貯留される塩酸は、処理液としてのＨＰＭ液の原料液である。過酸化水素水タンク２３Ａに貯留される過酸化水素水およびアンモニア水タンク２３Ｃに貯留されるアンモニア水は、処理液としてのＡＰＭ液の原料液である。フッ酸タンク２３Ｄに貯留されるフッ酸は、処理液である。リンス液タンク２３Ｅに貯留されるリンス液は、処理液の一例である。

【0051】

処理液供給ユニット１３は、処理液配管２０を開閉する処理液バルブ２４と、処理液配管２０内の処理液の流量を調整する処理液流量調整バルブ２５と、複数の液体配管２２をそれぞれ開閉する複数の液体バルブ２６と、複数の液体配管２２内の液体の流量をそれぞれ調整する液体流量調整バルブ２７とを含む。処理液バルブ２４および処理液流量調整バルブ２５は、処理液配管２０に設けられている。処理液バルブ２４および処理液流量調整バルブ２５が処理液配管２０に設けられるとは、処理液配管２０を構成する２つの管状部分の間に設けられていること、すなわち、処理液配管２０に介装されていることを意味していてもよい。以下で説明する他のバルブにおいても同様である。液体バルブ２６および液体流量調整バルブ２７は、液体配管２２に設けられている。

【0052】

複数の液体バルブ２６は、過酸化水素水タンク２３Ａに対応する過酸化水素水バルブ２６Ａと、塩酸タンク２３Ｂに対応する塩酸バルブ２６Ｂと、アンモニア水タンク２３Ｃに対応するアンモニア水バルブ２６Ｃと、フッ酸タンク２３Ｄに対応するフッ酸バルブ２６Ｄと、リンス液タンク２３Ｅに対応するリンス液バルブ２６Ｅとを含む。

【0053】

複数の液体流量調整バルブ２７は、過酸化水素水タンク２３Ａに対応する過酸化水素水流量調整バルブ２７Ａと、塩酸タンク２３Ｂに対応する塩酸流量調整バルブ２７Ｂと、アンモニア水タンク２３Ｃに対応するアンモニア水流量調整バルブ２７Ｃと、フッ酸タンク２３Ｄに対応するフッ酸流量調整バルブ２７Ｄと、リンス液タンク２３Ｅに対応するリンス液流量調整バルブ２７Ｅとを含む。

【0054】

処理液供給ユニット１３は、各液体配管２２に設けられ対応する液体配管２２内の液体を共通配管２１にそれぞれ送る複数のポンプ２８と、各液体配管２２に設けられ対応する液体配管２２内の液体を加熱する複数のヒータ２９とを含む。各液体配管２２において、ポンプ２８、ヒータ２９、液体流量調整バルブ２７および液体バルブ２６は、上流側からこの順番で並んで配置されている。

【0055】

処理液供給ユニット１３は、各液体配管２２に接続され、対応するタンク２３内の液体を循環させる複数の循環配管３０と、複数の循環配管３０にそれぞれ設けられる複数の循環バルブ３１とを含む。循環配管３０の上流端は、液体配管２２において、ヒータ２９よりも下流側でかつ液体流量調整バルブ２７よりも上流側に接続されている。循環配管３０の下流端は、対応するタンク２３に接続されている。

【0056】

共通配管２１には、図２に図示する処理ユニット２と同じ処理タワーＴＷを構成する別の処理ユニット２に処理液を供給する処理液配管３２が接続されている。図２に二点鎖線で示すように、処理液配管３２は、処理液配管２０から分岐されていてもよい。図２の構成とは異なり、処理ユニット２毎に共通配管２１が設けられていてもよい。

【0057】

共通配管２１、処理液バルブ２４、処理液流量調整バルブ２５、複数の液体バルブ２６、および、複数の液体流量調整バルブ２７は、たとえば、流体ボックス５に配置されている。複数のタンク２３、複数のポンプ２８、複数のヒータ２９、および、複数の循環配管３０は、たとえば、貯留ボックス６に配置されている。

【0058】

添加ユニット１４は、共通配管２１に接続され、界面活性剤含有液を共通配管２１に供給する界面活性剤含有液配管４０と、界面活性剤含有液を貯留し、界面活性剤含有液配管４０に界面活性剤含有液を供給する界面活性剤含有液タンク４１とを含む。界面活性剤含有液は、たとえば、界面活性剤をリンス液に溶解させた液体である。

【0059】

添加ユニット１４は、界面活性剤含有液配管４０に設けられ界面活性剤含有液配管４０を開閉する界面活性剤含有液バルブ４２と、界面活性剤含有液配管４０に設けられ界面活性剤含有液配管４０内の界面活性剤含有液の流量を調整する界面活性剤含有液流量調整バルブ４３と、共通配管２１に界面活性剤を送る界面活性剤含有液ポンプ４４と、界面活性剤含有液配管４０内の界面活性剤含有液を加熱する界面活性剤含有液ヒータ４５とを含む。

【0060】

界面活性剤含有液配管４０において、界面活性剤含有液ポンプ４４、界面活性剤含有液ヒータ４５、界面活性剤含有液流量調整バルブ４３および界面活性剤含有液バルブ４２は、上流側からこの順番で並んで配置されている。

【0061】

添加ユニット１４は、界面活性剤含有液配管４０に接続され、界面活性剤含有液タンク４１内の界面活性剤含有液を循環させる界面活性剤含有液循環配管４６と、界面活性剤含有液循環配管４６に設けられる界面活性剤含有液循環バルブ４７とを含む。

【0062】

界面活性剤含有液循環配管４６の上流端は、界面活性剤含有液配管４０において、界面活性剤含有液ヒータ４５よりも下流側でかつ界面活性剤含有液流量調整バルブ４３よりも上流側に接続されている。界面活性剤含有液循環配管４６の下流端は、界面活性剤含有液タンク４１に接続されている。

【0063】

添加ユニット１４は、界面活性剤含有液タンク４１にリンス液を補充するリンス液補充配管４８と、リンス液補充配管４８に設けられリンス液補充配管４８を開閉するリンス液補充バルブ４９と、界面活性剤含有液タンク４１に界面活性剤を補充する界面活性剤補充ユニット５０とを含む。界面活性剤補充ユニット５０は、たとえば、粉末状の界面活性剤を界面活性剤含有液タンク４１に供給する。

【0064】

界面活性剤補充ユニット５０は、粉末状の界面活性剤を貯留する貯留部５１と、貯留部５１内の界面活性剤を界面活性剤含有液タンク４１に供給する界面活性剤配管５２と、界面活性剤配管５２に設けられ界面活性剤配管５２を開閉する界面活性剤バルブ５３とを含む。貯留部５１は、界面活性剤含有液タンク４１の真上に配置され、界面活性剤配管５２は、貯留部５１の下端から界面活性剤含有液タンク４１に向かって下方に延びていることが好ましい。

【0065】

界面活性剤含有液バルブ４２および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３は、たとえば、流体ボックス５に配置されている。界面活性剤含有液タンク４１、界面活性剤含有液ポンプ４４、界面活性剤含有液ヒータ４５、界面活性剤含有液循環配管４６、および、界面活性剤補充ユニット５０は、たとえば、貯留ボックス６に配置されている。

【0066】

＜第１実施形態に係る基板処理装置の電気的構成＞
図３は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。制御装置４は、コンピュータ本体４ａと、コンピュータ本体４ａに接続された周辺装置４ｄとを含む、コンピュータである。コンピュータ本体４ａは、各種の命令を実行するプロセッサ（ＣＰＵ）４ｂと、情報を記憶するメモリ４ｃとを含む。

【0067】

周辺装置４ｄは、プログラム等の情報を記憶する補助記憶装置４ｅと、ホストコンピュータＨＣ等の他の装置と通信する通信装置４ｆとを含む。補助記憶装置４ｅは、電力が供給されていなくても記憶を保持する不揮発性メモリである。補助記憶装置４ｅは、たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置である。補助記憶装置４ｅは、レシピＲ、処理内容テーブルＴおよびその他のプログラムを記憶する。言い換えると、補助記憶装置４ｅは、レシピＲを記憶するレシピ記憶部、および、処理内容テーブルＴを記憶する処理内容テーブル記憶部として機能する。

【0068】

図４は、処理内容テーブルＴの内容例を示している。図４に示すように、処理内容テーブルＴには、基板特性、処理液特性、目標量、および、必要吐出流量が示されている。したがって、補助記憶装置４ｅは、目標量を記憶する目標量記憶部の一例でもあり、必要吐出流量を記憶する必要吐出流量記憶部の一例でもある。

【0069】

基板特性は、基板処理装置１で処理される基板Ｗの特性である。基板特性は、たとえば、処理対象の基板Ｗの主面に対する純水の表面張力である。処理対象の基板Ｗの主面に対する純水の表面張力は、たとえば、処理対象の基板Ｗの主面に対する処理液の接触角および、基板Ｗの主面上の純水の液膜の厚さの少なくともにいずれかに基づいて算出可能である。

【0070】

処理液特性は、基板Ｗに供給される処理液の特性である。処理液特性は、たとえば、処理液の表面張力である。処理液の表面張力は、たとえば、懸滴法によって測定される。懸滴法は、垂直に設置した注射針などの細管の先から処理液を垂らし、落下しない程度の最大の懸滴（液滴）の形状に基づいて、処理液の表面張力を測定する手法である。

【0071】

接触角は、親水性および疎水性の指標である。接触角とは、或る固体の上に液体を滴下したときにできる液滴のふくらみ（液の高さ）の程度を数値化したものである。具体的には、接触角とは、固体の表面に付着した液体を横から見たときに、液面と固体の表面（この実施形態では基板Ｗの主面）とのなす角度のことである。接触角が大きいほどその固体の表面の親水性（濡れ性）が低く、接触角が小さいほどその固体の表面の親水性（濡れ性）が高い。

【0072】

目標量は、処理液の表面張力を充分に低下させるために必要な界面活性剤の量である。目標量は、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定されている。そのため、処理内容テーブルＴには、複数の目標量が記憶されている。目標量は、たとえば、濃度で表現でき、通常、質量パーセント濃度で表現される。そのため。目標量は、目標濃度でもある。

【0073】

必要吐出流量は、基板Ｗの上面の全体を覆うために必要な処理液ノズル１２からの吐出流量である。必要吐出流量は、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定されている。そのため、処理内容テーブルＴには、複数の必要吐出流量が記憶されている。

【0074】

図３を参照して、補助記憶装置４ｅには、複数のレシピＲが記憶されている。レシピＲは、基板処理内容を定義したデータであり、基板処理条件および基板処理手順を含む。複数のレシピＲは、基板Ｗの基板処理内容、基板処理条件、および処理手順の少なくとも一つにおいて互いに異なる。

【0075】

制御装置４は、入力装置４Ａ、表示装置４Ｂ、および警報装置４Ｃに接続されている。入力装置４Ａは、ユーザやメンテナンス担当者等の操作者が基板処理装置１に情報を入力するときに操作される。情報は、表示装置４Ｂの画面に表示される。入力装置４Ａは、キーボード、ポインティングデバイス、およびタッチパネルのいずれかであってもよいし、これら以外の装置であってもよい。入力装置４Ａおよび表示装置４Ｂを兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられていてもよい。警報装置４Ｃは、光、音、文字、および図形のうちの１つ以上を用いて警報を発する。入力装置４Ａがタッチパネルディスプレイの場合、入力装置４Ａが、警報装置４Ｃを兼ねていてもよい。

【0076】

制御装置４の制御対象としては、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、スピンチャック８、複数のヒータ２９、界面活性剤含有液ヒータ４５、処理液バルブ２４、処理液流量調整バルブ２５、複数の液体バルブ２６、複数の液体流量調整バルブ２７、循環バルブ３１、界面活性剤含有液バルブ４２、界面活性剤含有液流量調整バルブ４３、界面活性剤含有液循環バルブ４７、リンス液補充バルブ４９、界面活性剤バルブ５３等が挙げられる。

【0077】

図３には、代表的な部材が図示されているが、図示されていない部材について制御装置４によって制御されないことを意味するものではなく、制御装置４は、基板処理装置１に備えられる各部材を適切に制御することができる。図３には、後述する第２実施形態で説明する部材（膜厚測定ユニット６０）についても併記しており、この部材も制御装置４によって制御される。

【0078】

制御装置４は、ホストコンピュータＨＣ等の外部装置によって指定されたレシピＲに従って当該基板Ｗを処理ユニット２で処理する処理スケジュールを作成する。その後、制御装置４は、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、および処理ユニット２等の基板処理装置１の制御対象（リソース）に処理スケジュールを実行させる。

【0079】

以下の各工程は、制御装置４が処理スケジュールに従って基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置４は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。

【0080】

＜第１実施形態に係る基板処理装置による基板処理の一例＞
図５は、基板処理装置１によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【0081】

基板処理装置１による基板処理では、たとえば、図５に示すように、基板搬入工程（ステップＳ１）、第１薬液処理工程（ステップＳ２）、第１リンス工程（ステップＳ３）、第２薬液処理工程（ステップＳ４）、第２リンス工程（ステップＳ５）、スピンドライ工程（ステップＳ６）および基板搬出工程（ステップＳ７）が実行される。以下では、基板処理の内容について図２および図５を主に参照して説明する。

【0082】

まず、未処理の基板Ｗが、搬送ロボットＣＲ（図１Ａを参照）によってキャリアＣから処理ユニット２に搬入され、スピンチャック８に渡される（基板搬入工程：ステップＳ１）。これにより、基板Ｗは、スピンチャック８によって水平に保持され（基板保持工程）、回転軸線Ａ１のまわりに回転される（基板回転工程）。基板Ｗは、スピンドライ工程（ステップＳ６）が終了するまで、スピンチャック８によって保持され続ける。

【0083】

第１薬液処理工程（ステップＳ２）では、回転状態の基板Ｗの上面に、薬液として、たとえばフッ酸が供給される。具体的には、処理液バルブ２４およびフッ酸バルブ２６Ｄが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がフッ酸によって処理される。

【0084】

第１リンス工程（ステップＳ３）では、回転状態の基板Ｗの上面にリンス液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、フッ酸バルブ２６Ｄが閉じられ、その代わりに、リンス液バルブ２６Ｅが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がリンス液によって洗い流されて基板Ｗの上面からフッ酸が除去される。

【0085】

第２薬液処理工程（ステップＳ４）では、回転状態の基板Ｗの上面に、薬液として、たとえばＡＰＭ液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、リンス液バルブ２６Ｅが閉じられ、その代わりに、アンモニア水バルブ２６Ｃおよび過酸化水素水バルブ２６Ａが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がＡＰＭ液によって処理される。

【0086】

第２リンス工程（ステップＳ５）では、回転状態の基板Ｗの上面にリンス液が供給される。具体的には、処理液バルブ２４が開かれている状態に維持しながら、アンモニア水バルブ２６Ｃおよび過酸化水素水バルブ２６Ａが閉じられ、その代わりに、リンス液バルブ２６Ｅが開かれる。これにより、基板Ｗの上面がリンス液によって洗い流されて基板Ｗの上面からＡＰＭ液が除去される。

【0087】

次に、基板Ｗを高速回転させて基板Ｗの上面を乾燥させるスピンドライ工程（ステップＳ６）が実行される。具体的には、リンス液バルブ２６Ｅおよび処理液バルブ２４を閉じて基板Ｗの上面へのリンス液の供給を停止させる。そして、スピンチャック８が基板Ｗの回転を加速し、基板Ｗを高速回転（たとえば、１５００ｒｐｍ）させる。それによって、大きな遠心力が基板Ｗに付着しているリンス液に作用し、リンス液が基板Ｗの周囲に振り切られる。

【0088】

スピンドライ工程（ステップＳ６）の後、スピンチャック８が基板Ｗの回転を停止させる。その後、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック８から処理済みの基板Ｗを受け取って、処理ユニット２外へと搬出する（基板搬出工程：ステップＳ７）。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリアＣに収納される。

【0089】

＜第１実施形態に係る制御装置の機能的構成＞
図６は、制御装置４の機能的な構成を説明するためのブロック図である。図７は、制御装置４による内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置４は、メモリ４ｃ（図４を参照）に展開されたプログラムを実行することにより、様々な機能処理ユニットして作動する。

【0090】

具体的には、制御装置４は、特性取得ユニット７０、目標量算出ユニット７１、必要吐出流量算出ユニット７２、および、処理内容変更ユニット７３として機能するように構成され、かつ、プログラムされている。

【0091】

特性取得ユニット７０は、処理対象の基板Ｗの基板特性と、基板処理の各工程において基板Ｗに供給される処理液の処理液特性とを取得する（特性取得工程：ステップＳ８）。

【0092】

特性取得ユニット７０は、たとえば、ホストコンピュータＨＣによって指定されたレシピＲから、基板特性および処理液特性を取得する。特性取得ユニット７０は、レシピＲ以外の情報から基板特性および処理液特性を取得してもよい。たとえば、特性取得ユニット７０は、作業者が入力装置４Ａを用いて入力した情報から基板特性および処理液特性を取得してもよい。制御装置４は、基板特性取得ユニットおよび処理液特性取得ユニットとして機能する。

【0093】

目標量算出ユニット７１は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性および処理液特性と処理内容テーブルＴとに基づいて目標量を算出する（目標量算出工程：ステップＳ９）。

【0094】

必要吐出流量算出ユニット７２は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性および処理液特性と処理内容テーブルＴとに基づいて必要吐出流量を算出する（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。

【0095】

処理内容変更ユニット７３は、算出した目標量および必要吐出流量に基づいて、液処理工程が開始される前に、レシピＲの処理内容を変更する（処理内容変更工程：ステップＳ１１）。処理内容変更工程は、典型的には、基板処理が開始される前に、より具体的には、レシピＲに基づいて処理スケジュールが作成される前に実行される。

【0096】

内容変更処理は、最後の液処理工程（第２リンス工程：ステップＳ５）を除く各液処理工程（図５に太線で示す工程、すなわち、第１薬液処理工程：ステップＳ２、第１リンス工程：ステップＳ３、および、第２薬液処理工程：ステップＳ４）に対して実行される。第２リンス工程においてリンス液に界面活性剤を添加した場合、基板処理後に基板Ｗの上面に界面活性剤が残留するため、最後の液処理工程に対して内容変更処理は行われない。ただし、最後の液処理工程後も基板Ｗの上面に界面活性剤が残留することが許容される場合には、第２リンス工程に対しても内容変更処理が行われてもよい。

【0097】

各液処理工程において、液体流量調整バルブ２７および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３の開度が調整されて、目標量の界面活性剤を含有する処理液（含有処理液）が形成される。また、各液処理工程において、処理液流量調整バルブ２５の開度が調整されて、必要吐出流量の含有処理液が処理液ノズル１２から吐出される。処理液流量調整バルブ２５は、処理液ノズル１２から吐出される処理液の流量を必要吐出流量に調整する流量調整ユニットの一例である。

【0098】

第１実施形態によれば、基板特性および処理液特性に基づいて、界面活性剤の目標量が算出される。そして、目標量の界面活性剤を含有する処理液が基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル１２から吐出される（処理液吐出工程）。そのため、基板特性および処理液特性の組み合わせに応じた適切な量、すなわち、基板Ｗの上面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液で基板Ｗの上面を処理することができる。

【0099】

また第１実施形態場によれば、処理液ノズル１２から吐出される処理液の流量が必要吐出流量となるように調整される。したがって、基板Ｗの上面に供給される処理液の使用量を適切に削減できる。

【0100】

また第１実施形態によれば、予め用意された処理内容テーブルＴに基づいて目標量が算出される。そのため、基板処理中に基板特性を取得する場合と比較して、目標量を速やかに算出できる。

【0101】

また、第１実施形態によれば、基板特性が、基板Ｗの上面に対する純水の表面張力を含み、処理液特性が、処理液の表面張力を含む。そのため、基板Ｗの上面から露出する物質、または、基板Ｗの上面に凹凸状態が異なる場合であっても、基板Ｗの上面に対する純水の表面張力が同等である場合、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、基板Ｗの上面から露出する物質、および、基板Ｗの上面の凹凸状態毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルＴを簡素化できる。

【0102】

同様に、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度が異なる場合であっても、処理液の表面張力が同等である場合には、目標量として同じ値を採用することができる。そのため、処理液に含有される物質の化学種、または、処理液の濃度毎に目標量を準備する必要がないため、処理内容テーブルＴを簡素化できる。

【0103】

また第１実施形態によれば、目標量に応じて、添加ユニット１４によって処理液供給ユニット１３内の処理液に界面活性剤が添加される。そのため、界面活性剤の含有量が互いに異なる処理液を事前に準備する必要がない。

【0104】

＜第２実施形態に係る基板処理装置の機械的構成＞
第２実施形態に係る基板処理装置１Ａが第１実施形態に係る基板処理装置１と主に異なる点は、処理ユニット２が、基板Ｗの上面上の処理液の液膜の厚さを測定する膜厚測定ユニット６０を含む点である。図８は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１Ａに備えられる処理ユニット２の構成について説明するための模式図である。図８において、前述の図１Ａ～図７に示された構成と同等の構成については、図１Ａ等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。後述する図９～図１４についても同様である。

【0105】

膜厚測定ユニット６０は、たとえば、分光干渉法により液膜厚ＦＴを測定する膜厚測定器である。膜厚測定ユニット６０は、分光干渉法以外の手法によって液膜厚ＦＴを測定する膜厚測定器であってもよく、たとえば、超音波式、または、赤外線式、の膜厚測定器であってもよい。

【0106】

膜厚測定ユニット６０は、スピンチャック８に保持されている基板Ｗの上面に向けて光を出射する発光素子を有する発光ユニット６１と、発光ユニット６１から出射され基板Ｗの上面で反射した光を受ける受光素子を有する受光ユニット６２とを含む。

【0107】

発光ユニット６１からの光は、基板Ｗの上面で反射して受光ユニット６２に入射する。図７中の黒い点Ｐｉは、発光ユニット６１の光が基板Ｗの上面に入射する入射位置を示している。基板Ｗ上の液膜の厚み（液膜厚ＦＴ）は、受光ユニット６２に入射した光に基づいて算出される。このように、膜厚測定ユニット６０によって液膜厚ＦＴが測定される（膜厚測定工程）。

【0108】

液膜厚ＦＴの測定は、スピンチャック８が基板Ｗを回転させている間に行われる。そのため、液膜厚ＦＴを、基板Ｗの上面の全周において測定することができる。回転軸線Ａ１からの水平方向の距離が一定の位置に入射位置を位置させてもよいし、発光ユニット６１および受光ユニット６２の少なくとも一方の位置を移動させて、入射位置を基板Ｗの径方向（回転軸線Ａ１に直交する水平方向）に移動させてもよい。後者の場合は、複数の測定値の平均を液膜厚ＦＴとして扱ってもよい。

【0109】

第２実施形態に係る基板処理装置１Ａを用いて、図５に示す基板処理を実行することができる。基板処理を実行する際、各液処理工程よりも前に実行される液処理工程において基板特性を取得する。そのため、ある液処理工程を基準として、当該液処理工程よりも前に実行される或る液処理工程において基板Ｗの上面に供給される処理液を特性取得液という。したがって、処理液ノズル１２は、特性取得液吐出部材の一例でもある。

【0110】

＜第２実施形態に係る制御装置の機能的構成＞
図９は、第２実施形態に係る制御装置４の機能的な構成を説明するためのブロック図である。図１０は、第２実施形態に係る内容変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【0111】

図９に示すように、第２実施形態に係る制御装置４は、特性取得ユニット７０、目標量算出ユニット７１、必要吐出流量算出ユニット７２、および、処理内容変更ユニット７３に加えて、判定ユニット７４として機能するように構成され、かつ、プログラムされている。

【0112】

特性取得ユニット７０は、膜厚測定ユニット６０の測定結果である特性取得液の液膜の厚さ（液膜厚ＦＴ）を、処理対象の基板Ｗの基板特性として取得する（特性取得工程：ステップＳ１２）。液膜厚ＦＴが大きいほど基板Ｗの上面に対する特性取得液の表面張力が高く、液膜厚が小さいほど基板Ｗの上面に対する特性取得液の表面張力が低いことを意味する。

【0113】

特性取得ユニット７０は、たとえば、指定されたレシピＲから処理液特性を取得する。特性取得ユニット７０は、たとえば、ホストコンピュータＨＣから指定されたレシピＲ等の情報から処理液特性を取得してもよい。特性取得ユニット７０は、たとえば、作業者が入力装置４Ａを用いて入力した情報から処理液特性を取得してもよい。制御装置４は、基板特性取得ユニットおよび処理液特性取得ユニットとして機能する。

【0114】

判定ユニット７４は、膜厚測定ユニット６０によって取得された液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する（判定工程：ステップＳ１３）。第２実施形態に係る制御装置４の補助記憶装置４ｅには、液膜厚閾値ＴＨが記憶されている（図３の二点鎖線を参照）。補助記憶装置４ｅは、液膜厚閾値ＴＨを記憶する閾値記憶部の一例である。

【0115】

液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であると判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、目標量算出ユニット７１は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性と、処理内容テーブルＴとに基づいて目標量を算出する（目標量算出工程：ステップＳ９）。

【0116】

図１１は、第２実施形態に係る処理内容テーブルＴの内容例を示している。図１１に示すように、処理内容テーブルＴには、基板特性としての特性取得液の液膜厚ＦＴと、処理液特性としての処理液の表面張力と、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定された目標量と、基板特性および処理液特性の組み合わせ毎に設定された必要吐出流量とが示されている。

【0117】

ステップＳ９の後、必要吐出流量算出ユニット７２は、特性取得ユニット７０によって取得された基板特性と処理内容テーブルＴとに基づいて必要吐出流量を算出する（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。

【0118】

判定工程（ステップＳ１３）において、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨよりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、目標量が算出されることなく、必要吐出流量算出ユニット７２によって、必要吐出流量が算出される（必要吐出流量算出工程：ステップＳ１０）。図１０では、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨよりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、目標量算出ユニット７１による目標量の算出を行わないとしたが、目標量算出ユニット７１は、必要に応じて、目標量を零とみなすように構成されていてもよい。

【0119】

必要吐出流量算出工程（ステップＳ１０）の後、処理内容変更ユニット７３は、算出した目標量および必要吐出流量に基づいて、液処理工程（第１リンス液工程（ステップＳ３）および第２薬液処理工程（ステップＳ４））が開始される前に、レシピＲの処理内容を変更する（処理内容変更工程：ステップＳ１１）。

【0120】

内容変更処理は、典型的には、基板処理の実行中において対象となる液処理工程の開始前に実行される。図１２は、内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。図１２に示すように、第１薬液処理工程（ステップＳ２）よりも前に液処理工程が実行されない、すなわち、特性取得工程が実行されないため、第１薬液処理工程に対しては、内容変更処理が行われない。

【0121】

第１リンス工程（ステップＳ３）に対して内容変更処理を実行する場合には、第１薬液処理工程（ステップＳ２）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、第１薬液処理工程に用いられる薬液が特性取得液として機能する。

【0122】

第２薬液処理工程（ステップＳ４）において内容変更処理を実行する場合には、第１薬液処理工程（ステップＳ２）または第１リンス工程（ステップＳ３）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、第１薬液処理工程に用いられる薬液、または、第１リンス工程に用いられるリンス液が、特性取得液として機能する。

【0123】

内容変更処理の対象となる液処理工程において、液体流量調整バルブ２７および界面活性剤含有液流量調整バルブ４３の開度が調整されて、目標量の界面活性剤を含有する処理液が形成される。また、各液処理工程において、処理液流量調整バルブ２５の開度が調整されて、必要吐出流量の処理液が処理液ノズル１２から吐出される。

【0124】

このように、各液処理工程において、或る液処理工程よりも前に実行される液処理工程を特性取得工程として利用できる。そのため、各液処理工程において、或る液処理工程の１つ前の液処理工程を特性取得工程としてもよい。具体的には、第１薬液処理工程を、第１リンス工程に対応する特性取得工程として利用し、第１リンス工程を、第２薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用することができる。

【0125】

図１３は、基板処理装置１Ａによって実行される基板処理の別の例を説明するためのフローチャートである。第１薬液処理工程（ステップＳ２）に対しても内容変更処理を実行するために、図１３に示すように、第１薬液処理工程よりも前に、基板Ｗの上面にリンス液を供給するプレリンス工程（ステップＳ１４）が実行されてもよい。

【0126】

図１４は、図１３に示す基板処理を実行する場合において、内容変更処理の対象となる液処理工程と、特性取得工程が行われる液処理工程との対応関係について説明するためのテーブルである。

【0127】

図１４に示すように、第１薬液処理工程（ステップＳ２）に対して内容変更処理を実行する場合には、プレリンス工程（ステップＳ１４）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液が特性取得液として機能する。

【0128】

第１リンス工程（ステップＳ３）に対して内容変更処理を実行する場合には、プレリンス工程（ステップＳ１４）または第１薬液処理工程（ステップＳ２）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液、または、第１薬液処理工程に用いられる薬液が特性取得液として機能する。

【0129】

第２薬液処理工程（ステップＳ４）に対して内容変更処理を実行する場合にはプレリンス工程（ステップＳ１４）、第１薬液処理工程（ステップＳ２）または第１リンス工程（ステップＳ３）の実行中に特性取得工程を行うことができる。この場合、プレリンス工程に用いられるリンス液、第１薬液処理工程に用いられる薬液、または、第１リンス工程に用いられるリンス液が、特性取得液として機能する。

【0130】

図１３に示す基板処理においても、各液処理工程において、或る液処理工程の１つ前の液処理工程を特性取得工程としてもよい。具体的には、プレリンス工程を、第１薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用し、第１薬液処理工程を、第１リンス工程に対応する特性取得工程として利用し、第１リンス工程を、第２薬液処理工程に対応する特性取得工程として利用することができる。

【0131】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。第２実施形態によれば、さらに以下の効果を奏する。

【0132】

第２実施形態によれば、特性取得液としての処理液が基板Ｗの上面に向けて処理液ノズル１２から吐出される（特性取得液吐出工程）。そして、基板Ｗの上面に処理液を供給する前に、膜厚測定ユニット６０が、基板Ｗの上面上の特性取得液の液膜厚ＦＴを基板特性として測定する（膜厚測定工程）。これにより、液膜厚ＦＴに基づいて目標量を算出することができる。詳しくは、液膜厚ＦＴに基づいて算出された表面張力、および、処理液の表面張力に基づいて、目標量が算出される。そのため、処理対象となる基板Ｗの基板特性を、予め準備することなく基板処理中に取得できる。また、基板処理中の基板Ｗの現物に適した目標量を算出することができる。そのため、より適切な量、すなわち、基板Ｗの上面の全体を速やかに覆うために必要な量の界面活性剤を含有する処理液を基板Ｗの上面に供給できる。

【0133】

第２実施形態によれば、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値ＴＨ以上であると判定ユニット７４が判定した場合に、含有処理液が処理液ノズル１２から吐出され、液膜厚ＦＴが液膜厚閾値よりも小さいと判定ユニット７４が判定した場合に、非含有処理液が処理液ノズル１２から吐出される。すなわち、液膜厚ＦＴと液膜厚閾値ＴＨとの大小関係に基づいて界面活性剤の要否についても判断することができる。そのため、界面活性剤の過剰な使用を抑制できる。さらに、界面活性剤が必要な場合には、必要吐出流量の含有処理液で基板Ｗの上面を処理することができる。

【0134】

＜接触角測定実験および表面張力測定実験＞
以下では、界面活性剤を添加することによる処理液の表面張力の低減効果について実証するために、接触角測定実験および表面張力測定実験を行った。図１５Ａは、接触角測定実験の結果を示すグラフである。図１５Ｂは、表面張力測定実験の結果を示すグラフである。

【0135】

接触角測定実験の手順は以下の通りである。（１）ＳｉＣＮ基板の主面にＤＩＷ（非含有処理液）および界面活性剤添加ＤＩＷ（含有処理液）の液滴をそれぞれ滴下した。（２）顕微鏡を用いて水滴付近の画像を取得した。（３）（２）で取得した画像に基づいて、ＳｉＣＮ基板の主面に対するＤＩＷおよび界面活性剤添加ＤＩＷの接触角を測定した。表面張力測定実験は、上述した懸滴法を用いて行われた。

【0136】

ＳｉＣＮ基板とは、主面からＳｉＣＮが露出する基板のことである。界面活性剤添加ＤＩＷとしては、ノニオン型界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるようにノニオン型界面活性剤をＤＩＷに添加したものと、両性界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるように両性界面活性剤をＤＩＷに添加したものとを用いた。

【0137】

図１５Ａを参照して、ＳｉＣＮ基板に対するＤＩＷの接触角が約６０°であったのに対して、ＳｉＣＮ基板に対する界面活性剤添加ＤＩＷの接触角は、約３５°であった。また、図１５Ｂを参照して、ＤＩＷの表面張力は、約７０ｍＮ／ｍであったのに対して、界面活性剤添加ＤＩＷの表面張力はいずれも約２０ｍＮ／ｍであった。

【0138】

このように、接触角測定実験および表面張力測定実験の結果、界面活性剤の添加によって処理液としてのＤＩＷの表面張力が充分に低減できることが推察できる。

【0139】

＜カバレッジ領域観測実験＞
以下では、処理液に界面活性剤を添加することによる必要吐出流量の低減効果について実証するために、カバレッジ領域観測実験を行った。図１６は、カバレッジ領域観測実験の結果を示すグラフである。

【0140】

カバレッジ領域観測実験の手順は以下のとおりである。（１）５００ｒｐｍで回転するＳｉＣＮ基板の主面の中心部に対向するノズルからＤＩＷの吐出を開始した。（２）ＤＩＷの吐出流量を２００ｍＬ／ｍｉｎから徐々に上昇させた。（３）ハイスピードカメラでＳｉＣＮ基板の主面を観察し、ＳｉＣＮ基板の主面においてＤＩＷの液膜で覆われている領域（カバレッジ領域）の大きさを測定した。（４）界面活性剤添加ＤＩＷについても同様の実験を行った。

【0141】

界面活性剤添加ＤＩＷとしては、上述の接触角測定実験および表面張力測定実験と同様に、ノニオン型界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるようにノニオン型界面活性剤をＤＩＷに添加したものと、両性界面活性剤の質量パーセント濃度が１％となるように両性界面活性剤をＤＩＷに添加したものとを用いた。

【0142】

図１６を参照して、横軸は、ＤＩＷまたは界面活性剤添加ＤＩＷの吐出流量を示しており、縦軸は、カバレッジ領域の大きさを示している。カバレッジ領域の大きさは、ＳｉＣＮ基板の主面の中心からカバレッジ領域の周縁までの距離を示している。ＳｉＣＮ基板の半径は、１５０ｍｍであるため、カバレッジ領域の大きさが１５０ｍｍに達すると、ＳｉＣＮ基板の主面の全体が液体に覆われていることを意味する。

【0143】

図１６に示すように、ＤＩＷの必要吐出流量は、１４００ｍＬ／ｍｉｎであるのに対して、ノニオン型界面活性剤が添加されたＤＩＷの必要吐出流量は、６５０ｍＬ／ｍｉｎであり、両性界面活性剤が添加されたＤＩＷの必要吐出流量は、４５０ｍＬ／ｍｉｎであるという結果が得られた。

【0144】

このように、カバレッジ領域観測実験の結果、界面活性剤の添加によって処理液としてのＤＩＷの必要吐出流量が充分に低減できることが推察できる。

【0145】

＜その他の実施形態＞
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。

【0146】

（１）たとえば、上述の実施形態では、基板Ｗの上面に対して基板処理が実行される。しかしながら、基板Ｗの下面に対して基板処理が実行されてもよい。

【0147】

（２）上述の各実施形態では、スピンチャック８は、基板Ｗの周縁を複数のチャックピン８ｂで把持する把持式のスピンチャックであるが、スピンチャック８は把持式のスピンチャックに限られない。たとえば、スピンチャック８は、スピンベース８ａに基板Ｗを吸着させる真空吸着式のスピンチャックであってもよい。

【0148】

（３）スピンチャック８は、必ずしも基板Ｗを水平に保持する必要はない。すなわち、スピンチャック８は、図２とは異なり、基板Ｗを鉛直に保持してもよいし、基板Ｗの上面が水平面に対して傾斜するように基板Ｗを保持してもよい。

【0149】

（４）上述の各実施形態では、内容変更処理の結果に基づいてレシピＲ中の処理内容が変更される。しかしながら、必ずしもレシピＲ中の処理内容を変更する必要はない。内容変更処理の結果に基づいて、制御装置４が界面活性剤含有液流量調整バルブ４３に信号を送信して、目標量の界面活性剤を処理液に添加してもよい。また、内容変更処理の結果に基づいて、制御装置４が処理液流量調整バルブ２５に信号を送信して、処理液の吐出流量を必要吐出流量に調整してもよい。制御装置４は、各部材を直接制御する必要はなく、制御装置４から出力される信号は、基板処理装置１の各部材を制御するスレーブコントローラに受信されてもよい。

【0150】

（５）第１実施形態において、基板Ｗの上面上の純水の液膜の厚さを基板特性としてもよく、処理内容テーブルＴとして、図１１に示す処理内容テーブルを用いてもよい。

【0151】

（６）界面活性剤の濃度が互いに異なる複数の界面活性剤含有液タンクが設けられていてもよい。たとえば、界面活性剤の質量パーセント濃度が０．０１％、０．１％および１％である界面活性剤含有液がそれぞれ複数の界面活性剤含有液タンクに貯留されている。その場合、算出された目標量の界面活性剤に適した界面活性剤含有液タンクから界面活性剤含有液と処理液とが混合される。

【0152】

（７）上述の各実施形態とは異なり、処理内容テーブルには、基板特性として基板の種類が示されており、かつ、処理液特性として処理液の種類および濃度が示されていてもよい。

【0153】

（８）上述の各実施形態では、単一の処理液ノズル１２から複数の処理液がそれぞれ吐出されるように構成されている。しかしながら、処理液の吐出の態様は、上述の各実施形態に限定されない。たとえば、各処理液が異なるノズルから吐出されてもよいし、処理液ノズル１２が水平方向に移動できるように構成されていてもよい。

【0154】

さらに、上述の各実施形態では、処理液を吐出する部材としてノズルを例示しているが、各処理液を吐出する部材は、ノズルに限られない。すなわち、各処理液を吐出する部材は、処理液を吐出すると処理液吐出部材として機能する部材であればよい。

【0155】

（９）上述の各実施形態では、液体供給ユニット３に含まれる全ての部材を図示しているわけではなく、配管、ポンプ、バルブ、アクチュエータ等についての図示の少なくとも一部が省略されている。しかしながら、これらの部材が存在しないことを意味するものではなく、実際にはこれらの部材は適切な位置に設けられている。

【0156】

その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0157】

１ ：基板処理装置
１Ａ ：基板処理装置
４ｅ ：補助記憶装置
８ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
１２ ：処理液ノズル（処理液吐出部材、特性取得液吐出部材）
１３ ：処理液供給ユニット
１４ ：添加ユニット
２５ ：処理液流量調整バルブ（流量調整ユニット）
６０ ：膜厚測定ユニット
７１ ：目標量算出ユニット
７４ ：判定ユニット
ＦＴ ：液膜厚
Ｔ ：処理内容テーブル
ＴＨ ：液膜厚閾値
Ｗ ：基板

【図1A】

【図1B】

【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15A】

【図15B】

【図16】