(57)【要約】【課題】基板を処理する処理液の膜厚を均一にすることが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。【解決手段】半導体ウェーハＷを保持して回転駆動される回転テーブル１６と、先端部に処理液を半導体ウェーハに向けて噴射する上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１と、制御装置７と、を有し、上部ノズル体５１は、噴射する処理液の温度及び濃度を調整可能な第１温度調整ユニット６１及び第１濃度調整ユニット６２を具備し、斜方ノズル体７１は、噴射する処理液の温度及び濃度を調整可能な第３温度調整ユニット７６及び第２濃度調整ユニット７７を具備し、制御装置７は、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１から噴射する処理液の温度及び濃度の少なくとも一方を調整することで半導体ウェーハＷ上の処理液の液膜の膜厚を調整する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液により基板を処理する基板処理装置であって、
上記処理液を上記基板に供給する処理液供給手段と、
この処理液供給手段によって上記基板に供給された処理液の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
この膜厚検出手段の検出に基いて上記基板上の処理液の膜厚を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値を調整する調整ユニットをさらに具備し、
上記制御手段は、上記膜厚検出手段が検出する処理液の厚さに基づいて上記調整ユニットにより上記処理液の物性値を制御することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記処理液供給手段は複数設けられ、
上記調整ユニットは、上記複数の処理液供給手段にそれぞれ設けられ、
上記制御手段は、上記複数の調整ユニットにより上記物性値をそれぞれ調整した上記処理液を上記複数の処理液供給手段から上記基板上に供給することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記調整ユニットは、上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方を調整可能に形成され、
上記制御手段は、上記調整ユニットにより上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方を調整することで、上記処理液の膜厚を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
処理液供給手段から供給された処理液により基板を処理する基板処理方法であって、
上記処理液供給手段から上記基板に上記処理液を供給する工程と、
上記基板に供給された上記処理液の膜厚を検出する工程と、
上記検出された上記処理液の膜厚に基いて上記基板上の処理液の厚さを制御する工程と、
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
上記処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値を調整することで、上記処理液の厚さを制御することを特徴とする請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
上記処理液供給手段は複数設けられ、
上記複数の処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値をそれぞれ調整することで、上記処理液の厚さを制御することを特徴とする請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項８】
上記物性値は上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方であることを特徴とする請求項６又は請求項７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及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置の製造工程においては、円盤状の半導体ウェーハ等の基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは基板を回転テーブルに保持して回転させる、いわゆるスピン処理装置等の基板処理装置を用いて基板を処理するということが行なわれている。また、基板を回転させずに、ころ等で基板を搬送しながら基板処理を行う基板処理装置も知られている。
【０００３】
上記スピン処理装置を用いて基板を処理する場合には、例えば、基板を薬液であるエッチング液などの処理液で処理した後、同じく処理液としての純水などのリンス液でリンス処理を行う。次いで、回転テーブルを高速回転させることで、上記基板に付着残留した洗浄液を除去する乾燥処理が行なわれる。
【０００４】
上記スピン処理装置は、周知のように処理槽を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。このカップ体内には駆動源によって回転駆動される上記回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには上記基板の外周部を保持する複数の保持部材が周方向に沿って所定間隔で設けられ、これらの保持部材によって上記基板が回転テーブルに対して着脱可能に保持される。
【０００５】
従って、回転テーブルに基板を保持し、この回転テーブルを回転させて基板に処理液を供給すれば、この基板を処理することができる。また、処理後に回転テーブルを高速回転させれば、基板を乾燥処理することができる。
【０００６】
なお、処理液を供給して基板を処理する処理としては、ケミカル処理、物理処理、置換処理、乾燥処理等が知られている。例えば、基板のリンス処理ではミスト状の液滴を基板に供給し、液滴と基板が衝突する際のエネルギを用いて基板上の処理液をリンス液に置換するとともに、汚染物を基板から除去する物理処理が用いられる。このリンス処理により基板から汚染物を除去後、さらに回転テーブルを回転させて汚染物を含む処理液を基板外に排出させて基板を乾燥処理する方法が知られている。
【０００７】
このようなリンス処理後の乾燥処理中に基板上表面に液滴の発生を防止するために、液膜形成用回転数で基板を回転させて基板の上面に洗浄液を供給し、液膜を基板の上面全体に形成する処理装置及び処理方法も知られている（例えば特許文献１参照）。また、基板に供給する液量を制御するものも知られている。
【０００８】
さらに、基板の周囲の雰囲気が基板の周縁部に巻き込まれることを抑制するために、遮蔽板の周縁部にスポンジ部材を対向させるとともに、空間を窒素ガス雰囲気に維持する処理装置及び処理方法も知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１７４６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した基板処理装置及び基板処理方法では以下の問題があった。即ち、基板を物理洗浄ツールを用いて処理する際に、基板上の液膜の厚さを制御することができない、という問題がある。
【００１１】
特に、液膜形成用回転数で基板を回転させて液膜を形成した場合、基板の中心側（内側）と周辺部（外側）とでは、回転速度が異なる。このため、回転の中心部と周辺部とで基板に供給された処理液に対して作用する遠心力に差が生じる。つまり、基板の中心部よりも周辺部の方が処理液に対して作用する遠心力が大きくなる。
【００１２】
基板上の遠心力が異なることから、基板上の液膜の厚みも異なることとなる。このため、基板の内外側で液膜の膜厚が不均一となり、基板の全面を液膜の膜厚を均一として処理することが困難であった。また、回転速度を調整することで、基板全面を膜厚一定で処理するためには、長い時間をかけて処理を行う必要がある。
【００１３】
そこで本発明は、基板を処理する処理液の膜厚を均一にすることが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、処理液により基板を処理する基板処理装置であって、上記処理液を上記基板に供給する処理液供給手段と、この処理液供給手段によって上記基板に供給された処理液の膜厚を検出する膜厚検出手段と、この膜厚検出手段の検出に基いて上記基板上の処理液の膜厚を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする基板処理装置にある。
【００１５】
上記処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値を調整する調整ユニットをさらに具備し、上記制御手段は、上記膜厚検出手段が検出する処理液の厚さに基づいて上記調整ユニットにより上記処理液の物性値を制御することが好ましい。
【００１６】
上記処理液供給手段は複数設けられ、上記調整ユニットは、上記複数の処理液供給手段にそれぞれ設けられ、上記制御手段は、上記複数の調整ユニットにより上記物性値をそれぞれ調整した上記処理液を上記複数の処理液供給手段から上記基板上に供給することが好ましい。
【００１７】
上記調整ユニットは、上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方を調整可能に形成され、上記制御手段は、上記調整ユニットにより上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方を調整することで、上記処理液の膜厚を制御することが好ましい。
【００１８】
この発明は、処理液供給手段から供給された処理液により基板を処理する基板処理方法であって、上記処理液供給手段から上記基板に上記処理液を供給する工程と、上記基板に供給された上記処理液の膜厚を検出する工程と、上記検出された上記処理液の膜厚に基いて上記基板上の処理液の厚さを制御する工程と、を具備することを特徴とする基板処理方法にある。
【００１９】
上記処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値を調整することで、上記処理液の厚さを制御することが好ましい。
【００２０】
上記処理液供給手段は複数設けられ、上記複数の処理液供給手段から供給される上記処理液の物性値をそれぞれ調整することで、上記処理液の厚さを制御することが好ましい。
【００２１】
上記物性値は上記処理液の液温及び濃度の少なくとも一方であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、処理液の温度及び濃度の少なくとも一方を調整することで、処理液の粘度を調整し、半導体ウェーハ上の液膜の膜厚を均一にすることができるから、処理液による半導体ウェーハの処理を均一化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理槽を用いた処理装置の構成を模式的に示す説明図。
【図２】同基板処理槽の構成を示す断面図。
【図３】同基板処理槽に用いる処理液の温度と粘度の関係の一例を示す説明図。
【図４】同基板処理槽に用いる処理液の粘度と液膜厚さの関係の一例を示す説明図。
【図５】同基板処理槽に用いる処理液の温度による液膜厚さとパーティクル除去率の関係の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。  
図１は基板処理装置１００を示す。基板処理装置１００は、枚葉式の半導体ウェーハ（基板）Ｗの処理装置である。基板処理装置１００は、カセットステーション１０１を有する。このカセットステーション１０１はカセット１０２に未処理の半導体ウェーハＷが収容されたローダ部１０３と、後述するようにリンス処理された半導体ウェーハＷをカセット１０２に回収するアンローダ部１０４とを備えている。
【００２５】
カセットステーション１０１には受け渡しユニット１０５が隣接して設けられている。この受け渡しユニット１０５には２つの基板処理槽１が設けられている。
【００２６】
受け渡しユニット１０５にはＸ、Ｙ及びθ方向に駆動されるロボット１０６を備えている。このロボット１０６は処理前の半導体ウェーハＷと処理後の半導体ウェーハＷを別々に扱い一対のアーム１０７を有し、一方のアーム１０７によってローダ部１０３のカセット１０２に収容された未処理の半導体ウェーハＷを取り出して基板処理槽１に供給する。基板処理槽１に供給された半導体ウェーハＷはここで洗浄処理及び乾燥処理がなされる。
【００２７】
基板処理槽１で処理された半導体ウェーハＷは上記ロボット１０６の他方のアーム１０７によって取り出され、カセットステーション１０１のアンローダ部１０４のカセット１０２に収納される。
【００２８】
ローダ部１０３に収納された半導体ウェーハＷ全てが基板処理槽１により処理され、アンローダ部１０４に収容されたら、アンローダ部１０４を次工程の処理を行う装置へと搬送させる。
【００２９】
次に、図２を用いて、基板処理槽１について説明する。基板処理槽１内には、カップ体２が配置されている。このカップ体２は、基板処理槽１の底板上に設けられた下カップ３と、この下カップ３に対して図示しない上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ４とからなる。
【００３０】
下カップ３の底壁には、周方向に所定間隔で複数の排出管５が接続されている。これら排出管５は排気ポンプ６に連通している。また、基板処理槽１には、制御装置７が設けられている。排気ポンプ６はこの制御装置（制御手段）７によって発停及び回転数が制御可能に形成されている。
【００３１】
カップ体２の下面側にはベース板８が配置されている。このベース板８には、上記下カップ３と対応する位置に取付孔９が形成されている。この取付孔９には駆動手段を構成する制御モータ１１の固定子１２の上端部が嵌入固定されている。制御モータ１１は、制御装置７によって発停及び回転数が制御可能に構成されている。
【００３２】
固定子１２は筒状に形成されている。固定子１２の内部には、同じく筒状の回転子１３が回転自在に嵌挿されている。この回転子１３の上端面には筒状の連結体１４が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連結体１４の下端には固定子１２の内径寸法よりも大径な鍔部１５が設けられている。この鍔部１５は固定子１２の上端面に摺動自在に接触しており、それによって回転子１３の回転を阻止することなくこの回転子１３が固定子１２から抜け落ちるのを防止している。
【００３３】
下カップ３には回転子１３と対応する部分に通孔３ａが形成され、連結体１４は通孔３ａからカップ体２内に突出している。この連結体１４の上端には回転テーブル１６が取付けられている。この回転テーブル１６の周辺部には周方向に所定間隔、この実施の形態では６０度間隔で６本（２本のみ図示）の円柱状の保持部材１７が図示しない駆動機構によって回転可能に設けられている。
【００３４】
上記保持部材１７の上端面には、この保持部材１７の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有する支持ピン１８が設けられている。回転テーブル１６には、基板としての半導体ウェーハＷが周縁部の下面を上記支持ピン１８のテーパ面に当接するよう供給される。その状態で上記保持部材１７を回転させれば、支持ピン１８が偏心回転するから、回転テーブル１６に供給された半導体ウェーハＷは、上記支持ピン１８によって保持される。
【００３５】
上記回転テーブル１６は乱流防止カバー２１によって覆われている。この乱流防止カバー２１は上記回転テーブル１６の外周面を覆う外周壁２２と、上面を覆う上面壁２３とを有し、外周壁２２は上側が小径部２２ａ、下側が大径部２２ｂに設けられている。この乱流防止カバー２１は回転テーブル１６を回転させたときに、回転テーブル１６の上面で乱流が発生するのを防止するように設けられている。上カップ４の上面は開口しており、その内周面にはリング状部材２５が設けられている。
【００３６】
回転テーブル１６に未処理の半導体ウェーハＷを供給するとき、及び、乾燥処理された半導体ウェーハＷを取り出すときには、上カップ４が後述するごとく下降させられる。
【００３７】
基板処理槽１の上部壁には開口部３１が設けられている。この開口部３１にはＵＬＰＡやＨＥＰＡなどのファン・フィルタユニット３２が設けられている。このファン・フィルタユニット３２はクリーンルーム内の空気をさらに清浄化して基板処理槽１内に導入するもので、その清浄空気の導入量は上記ファン・フィルタユニット３２の駆動部３３を上記制御装置７によって制御して行う。つまり、上記駆動部３３により、ファン・フィルタユニット３２のファン（不図示）の回転数を制御することで、基板処理槽１内への清浄空気の供給量を制御可能に設けられている。
【００３８】
基板処理槽１の一側には出し入れ口３４が開口形成されている。この出し入れ口３４は、基板処理槽１の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ３５によって開閉される。このシャッタ３５は圧縮空気で作動するシリンダ３６によって駆動される。つまり、上記シリンダ３６には圧縮空気の流れを制御する制御弁３７が設けられ、この制御弁３７を制御装置７によって切換え制御することで、シャッタ３５を上下動可能に設けられている。
【００３９】
回転テーブル１６に保持された半導体ウェーハＷの上方には、洗浄処理時に半導体ウェーハＷの上面に処理液を供給するとともに、半導体ウェーハＷ上に処理液の液膜を形成する第１の処理液供給手段である上部ノズル体５１、及び、第２の処理液供給手段である斜方ノズル体７１が配置されている。
【００４０】
上部ノズル体５１は水平に配置されたアーム体５２の先端に設けられた第１取付部材５３に取付けられている。
【００４１】
アーム体５２の基端は軸線を垂直にして配置された回転軸５５の上端部に連結されている。この回転軸５５の下端は回転駆動源５６の出力軸５７に連結されている。回転駆動源５６は制御装置７によって上記回転軸５５の回転角度及び回転速度を制御可能に設けられている。
【００４２】
揺動するアーム体５２の先端に設けられた上部ノズル体５１は回転テーブル１６に保持され半導体ウェーハＷの径方向一端側の外方から中心を通過して径方向他端の外方にわたる間で揺動駆動される。
【００４３】
上部ノズル体５１の揺動軌跡の移動速度である揺動速度は、半導体ウェーハＷの周辺部から中心部に向かうときは次第に増加し、中心部から周辺部に向かうときは次第に減速するよう制御される。
【００４４】
上部ノズル体５１は、処理液を供給する供給源が接続された第１の供給管５８と、ガスを供給する供給源が接続された第２の供給管５９と、を備えている。上部ノズル体５１は、その先端から処理液をミストにて半導体ウェーハＷ上に噴射（供給）可能に設けられている。即ち、上部ノズル体５１は、そのミスト状の処理液を半導体ウェーハＷに供給し、処理液と半導体ウェーハＷが衝突する際のエネルギを用いて半導体ウェーハＷ上に物理処理が可能に設けられている。
【００４５】
第１の供給管５８のその中途部には、第１電磁弁６０、及び、処理液の物性値を調整可能な調整ユニットが設けられている。第１の供給管５８の中途部には、調整ユニットとして、例えば、処理液の温度を調整可能な第１温度調整ユニット６１と、処理液の濃度を調整可能な第１濃度調整ユニット６２が設けられている。このような調整ユニットは、処理液の物性値を調整することで、処理液の液膜の膜厚を調整可能に設けられている。
【００４６】
第２の供給管５９の中途部には、第２電磁弁６３及び第２温度調整ユニット６４が設けられている。なお、上部ノズル体５１に接続された第１，第２の供給管５８、５９は、例えば、アーム体５２、回転駆動源５６及び出力軸５７内部に設けられ、上部ノズル体５１に接続されている。
【００４７】
第１の供給管５８は、純水（以下「水」）、過酸化水素水やアンモニア加水やＡＰＭ等（ＳＣ−１）、及び、レジスト剥離を行うエッチング液等の処理液を上部ノズル体５１に供給する。第１電磁弁６０は、制御装置７に接続されており、この制御装置７により第１の供給管５８の流路の開閉が可能に設けられている。
【００４８】
第１温度調整ユニット６１は、制御装置７に接続されている。第１温度調整ユニット６１は、供給源から供給された処理液の温度を調整可能に形成された、流体（液体）加熱用のヒータが用いられる。
【００４９】
第１濃度調整ユニット６２は、制御装置７に接続されている。第１濃度調整ユニット６２は、処理液の濃度を調整可能に設けられている。具体的には、第１濃度調整ユニット６２には、液体を供給する複数の供給源が接続されている。第１濃度調整ユニット６２は、これら供給源のいずれか一つから水が供給されるとともに、他の供給源から処理を行う薬液が供給される。第１濃度調整ユニット６２は、これら水と薬液との比率を変えて混合することで、濃度を調整して処理液を上部ノズル体５１に供給する。
【００５０】
第２の供給管５９は、供給源から供給された窒素ガスを上部ノズル体５１に供給する。第２電磁弁６３は、制御装置７に接続されており、この制御装置７により第２の供給管５９の流路の開閉が可能に設けられている。
【００５１】
第２温度調整ユニット６４は、制御装置７に接続されている。第２温度調整ユニット６４は、供給源から供給された窒素ガスの温度を調整可能に形成された、流体（ガス）加熱用のヒータが用いられる。なお、供給源から供給されるガスは、窒素ガスでなくともよく、例えば、アルゴンガスであってもよい。
【００５２】
斜方ノズル体７１は、半導体ウェーハＷの主面に向って半導体ウェーハＷの斜め上方に設けられた第２取付部材７２に取付けられている。なお、第２取付部材７２は、斜方ノズル体７１が半導体ウェーハＷの主面に向って処理液を噴射可能に、斜方ノズル体７１を取付可能に形成されている。
【００５３】
斜方ノズル体７１は、処理液を供給する供給源が接続された第３の供給管７４を備えている。第３の供給管７４は、その中途部に、第３電磁弁７５、及び、処理液の物性値を調整可能な調整ユニットが設けられている。第３の供給管７４の中途部には、調整ユニットとして、第３温度調整ユニット７６及び第３濃度調整ユニット７７が設けられている。このような調整ユニットは、処理液の物性値を調整することで、処理液の液膜の膜厚を調整可能に形成されている。なお、第３の供給管７４は、例えば、第２取付部材７２内部に設けられ、斜方ノズル体７１に接続されている。
【００５４】
第３の供給管７４は、水、ＳＣ−１及びレジスト剥離剤等の処理液を斜方ノズル体７１に供給可能に形成されている。第３電磁弁７５は、制御装置７に接続されており、この制御装置７により、第３の供給管７４の流路の開閉が可能に形成されている。
【００５５】
第３温度調整ユニット７６は、制御装置７に接続されている。第３温度調整ユニット７６は、供給源から供給された処理液の温度を調整可能に設けられ、流体（液体）加熱用のヒータが用いられる。
【００５６】
第３濃度調整ユニット７７は、制御装置７に接続されている。第３濃度調整ユニット７７は、処理液の濃度を調整可能に設けられている。具体的には、第３濃度調整ユニット７７には、液体を供給する複数の供給源が接続されている。第３濃度調整ユニット７７は、これら供給源のひとつから水が供給されるとともに、他の供給源から処理を行う薬液が供給される。第３濃度調整ユニット７７は、これら水と薬液との比率を変えて混合することで、濃度を調整して処理液を斜方ノズル体７１に供給する。
【００５７】
また、基板処理槽１内には、回転テーブル１６の上方に配置され、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１により半導体ウェーハＷ全体に供給された処理液の液膜の膜厚を測定（モニタ）可能な膜厚検出手段であるカメラ８０が設けられている。このカメラ８０は、制御装置７に接続されるとともに、モニタした液膜の膜厚情報を制御装置７に送信可能に設けられている。カメラ８０は、半導体ウェーハＷ上の膜厚の変化に伴う光の干渉現象を認識し、この情報に基いて制御装置７により半導体ウェーハＷ上の膜厚を定量化する方法等により、膜厚が検出される。
【００５８】
なお、カメラ８０は、半導体ウェーハＷ全体の液膜の膜厚をモニタ可能としたが、例えば、定点カメラを用いても良い。但し、カメラ８０に定点カメラを用いる場合には、カメラ８０を移動可能とし、異なる定点をモニタ可能な構成とするか、又は、複数の定点カメラを設ける構成とする。また、カメラでなく他のセンサ類であってもよい。
【００５９】
制御装置７は、上述したように、排気ポンプ６、制御モータ１１、駆動部３３、制御弁３７、第１〜第３電磁弁６０、６３、７５、第１〜第３温度調整ユニット６１、６４、７６、第１、第３濃度調整ユニット６２、７７、及び、カメラ８０に、それぞれ信号線Ｓを介して接続されている。制御装置７は、これら信号線Ｓを介して接続された各構成品をそれぞれ独立して制御可能に構成されている。
【００６０】
制御装置７は、主要な機能として、半導体ウェーハ（基板）Ｗ上の液膜の膜厚を検出し、処理液の物性値を基板の各位置で制御し、半導体ウェーハＷ上に処理液を噴射して半導体ウェーハＷ上の液膜の膜厚を制御する制御機能を有している。なお、制御装置７は、他の機能も適宜有している。
【００６１】
詳しく説明すると、この制御機能は、半導体ウェーハＷ上の液膜の膜厚を、カメラ８０により測定した膜厚の情報を基に解析して検出する。この検出した膜厚を所定の膜厚とするために、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１から噴射する処理液の処理液の温度及び濃度の少なくとも一方を第１、第３温度調整ユニット６１、７６及び第１，３濃度調整ユニット６２、７７を用いて調整する。調整した処理液を上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１からそれぞれ噴射（供給）させて、処理液の膜厚を制御する機能である。
【００６２】
このように構成された基板処理装置１００の基板処理槽１によって半導体ウェーハＷの上面のリンス処理の動作説明を行う。  
まず、ロボット１０６の一方のアーム１０７により、ローダ部１０３のカセット１０２から基板処理槽１に基板が搬入され、回転テーブル１６に半導体ウェーハＷが供給さる。回転テーブル１６に供給された半導体ウェーハＷは、保持部材１７の支持ピン１８により保持される。
【００６３】
制御装置７は、この状態で回転テーブル１６を回転させると、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１から処理液を供給させる。ここでのリンス処理は、例えば、半導体ウェーハＷ上面のエッチング処理等の前処理の後に、前処理時に使用した処理液や発生するパーティクルをリンス処理を行う処理液（以下「リンス液」）で置換・除去する。また、リンス処理後には、半導体ウェーハＷを回転テーブル１６により回転させるとともに、リンス液の供給を停止させて、半導体ウェーハＷの上面を乾燥させる乾燥処理を行う。
【００６４】
リンス液には、例えば水が用いられる。このため、制御装置７は、第１、第３濃度調整ユニット６２、７７の水を給水する供給源から水を吐出させるとともに、他の処理液の供給を停止させる。即ち、リンス液（処理液）として水を供給源から上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１に供給するとともに、これらノズル体５１、７１から、ミスト状のリンス液を噴射させ、半導体ウェーハＷ上にリンス液を供給する。
【００６５】
このように、リンス液を半導体ウェーハＷ上に噴射することで、半導体ウェーハＷ上にリンス液の液膜が形成される。半導体ウェーハＷ上に形成されたリンス液の液膜の膜厚をカメラ８０により検出する。制御装置７は、この膜厚の検出情報を受信すると、膜厚の解析を行うと共に、解析した半導体ウェーハＷの膜厚と、予め設定されたリンス処理時の最適な膜厚（以下「所定膜厚」として説明。）と、を比較する。制御装置７は、膜厚が所定膜厚でない場合には、第１温度調整ユニット６１及び第３温度調整ユニット７６を調整し、処理液の温度を制御する。
【００６６】
制御装置７は、半導体ウェーハＷ上の液膜の膜厚が回転テーブル１６の回転等により部分的に異なる場合には、部分的に異なる膜厚を均一とするために、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１から噴射する処理液の温度をそれぞれ制御する。これにより、制御装置７は、半導体ウェーハＷ上のリンス液の温度を異ならせる。また、制御装置７は、所定膜厚とするために、必要に応じて上部ノズル体５１を移動させることで、噴射位置を変更する制御を行なう。
【００６７】
ここで、処理液の温度と処理液の膜厚の関係を、図３、４を用いて説明する。図３に示すグラフは、縦軸は粘性係数[ｃＰ]を、横軸は温度[Ｋ]をそれぞれ示しており、水の温度と粘性係数（粘度）の関係を示すグラフである。図４に示すグラフは、縦軸は液膜厚さ（膜厚）を、横軸は粘性係数を示しており、ある回転数で回転する半導体ウェーハＷ上での流体の粘度と液膜厚さの関係の一例を示している。
【００６８】
なお、図４に示すグラフの膜厚及び粘性係数は、半導体ウェーハＷの回転数や使用する流体等の各条件により適宜異なるため、その単位は[ａ.ｕ．]とする。なお、「ａ．ｕ．」とは、「arbitrary unit」であり、任意単位を示す。
【００６９】
図３に示すように、水の粘性係数は、温度が増加すると粘度は低下し、温度が低下すると粘度は増加する。また、他の流体の粘性係数も、温度の増減に伴って粘度が増減する。
【００７０】
温度の増減により粘度も増減すると、膜厚も変化する。図４に示すように、回転テーブル１６の回転数を任意の回転数一定とした場合には、水の粘度が増加すると、半導体ウェーハＷ上の液膜の膜厚も増加する。
【００７１】
処理液の温度が増減することで、粘度が増減するため、制御装置７は、膜厚が所定膜厚であって均一となるように使用する処理液の粘度の増減を調整する。なお、半導体ウェーハＷの回転数及び処理液の物性値等の情報は、予め制御装置７に接続された記憶部（不図示）等に記憶されており、制御装置７は、所定膜厚とするために記憶部に記憶された物性値等の情報に基いて、膜厚を調整する。
【００７２】
このように、制御装置７は、半導体ウェーハＷのリンス液の膜厚を、第１、第３温度調整ユニット６１、７６を調整することで、リンス液の温度を変化させて膜厚を調整し、半導体ウェーハＷのパーティクル等の汚染物質の除去に最適な膜厚でリンス処理を行う。
【００７３】
制御装置７は、半導体ウェーハＷのリンス処理終了後、処理液の供給を停止させる。合わせて制御装置７は、半導体ウェーハＷを回転させてリンス液を飛散させとともに、乾燥処理の雰囲気下に半導体ウェーハＷを維持させることで、半導体ウェーハＷの乾燥処理を行う。乾燥処理終了後、半導体ウェーハＷを、他方のアーム１０７により、回転テーブル１６からアンローダ部１０４のカセット１０２に搬入することで、半導体ウェーハＷのリンス処理が終了する。
【００７４】
このように温度調整を行ったリンス液により半導体ウェーハＷをリンス処理することで、半導体ウェーハＷ上の膜厚を所定の膜厚とすることができるため、膜厚を均一とし、汚染除去の制御性を向上させることが可能となる。
【００７５】
図５を用いて詳しく説明する。図５に示すグラフは、リンス液の温度による半導体ウェーハＷ上の膜厚とパーティクル除去率の関係を示す図である。図５に示すように、例えば、温度によって変化する膜厚が変化することで、半導体ウェーハＷ上のパーティクルの除去率は変化する。なお、このパーティクルの除去率は、使用するリンス液、回転テーブル１６の回転数及び除去するパーティクルによって変更するため、任意単位として説明する。
【００７６】
図５に示すように、温度を調整して膜厚を調整することで、パーティクルの除去率が異なるため、予めパーティクルの除去率が最適となるリンス条件を記憶部等に記憶させておく。この記憶されたリンス条件に基いて、制御装置７は、カメラ８０により検出した膜厚を、最適なリンス条件となる所定の膜厚へと調整することで、リンス処理において、最適なリンス処理を行うこととなる。
【００７７】
次に、リンス処理又は他処理において、半導体ウェーハＷの処理液として、水だけでなく、薬液を用いた処理時の膜厚調整について説明する。  
上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１からミスト状に噴射させる処理液に水以外の薬液が混合している場合には、制御装置７は所定の膜厚となるように、第１、第３濃度調整ユニット６１、７６の薬液の混合比率を調整することで、処理液の濃度を変更することが可能となる。
【００７８】
一般的に水と薬液との物性値の一である粘度は異なることから、水と混合する薬液の量を調整して処理液の濃度を調整することで、処理液の粘度が変化する。このように処理液の濃度を調整することで、図４に示すように、半導体ウェーハＷの液膜の厚さを調整することが可能となる。
【００７９】
即ち、制御装置７により第１、第３濃度調整ユニット６１、７６による処理液の濃度を調整することで、所定の膜厚とすることが可能となる。これにより、上述の水を用いたリンス処理と同様に、最適な膜厚とするとともに、半導体ウェーハＷ上の液膜を均一とすることが可能となる。
【００８０】
なお、用いる処理液の種類や、処理条件によっては、処理液の濃度だけでなく、第１、第３温度調整ユニット６１、７６により、処理液の温度及び濃度の両方を調整することで、処理液の粘度を制御する。
【００８１】
このように構成された基板処理槽１を用いた基板処理装置１００によれば、制御装置７は、カメラ８０により検出した処理液の膜厚に基いて、第１、第３温度調整ユニット６１、７６、及び／又は、第１、第３濃度調整ユニット６２、７７を制御することで処理液の温度及び／又は濃度を調整する。処理液の温度及び／又は濃度を調整することで、半導体ウェーハＷの中心側であっても外周側であっても所定の膜厚にすることが可能となる。即ち、制御装置７は、複数のノズル体５１，７１から噴射する処理液の温度及び濃度の少なくとも一方をそれぞれ調整することで、半導体ウェーハＷ上の処理液の粘度を異ならせることが可能となり、半導体ウェーハＷ上の膜厚を均一とすることが可能となる。
【００８２】
なお、従来技術である回転テーブル１６の回転速度により膜厚を調整する場合には、半導体ウェーハＷの各位置で、回転速度が異なることから、その膜厚が異なる。このため、上部ノズル体等により処理液を噴射する位置を変更させる必要がある。また、回転テーブル１６の回転速度により膜厚を調整する場合には、一般的な流速分布から、最表面側では流速が大きく、半導体ウェーハＷ表面では流速が略０と見なされる。即ち、半導体ウェーハＷ上の処理液の移動は、液膜表面が主となる。このため、回転テーブル１６の回転速度により調整される膜厚は、液膜の表面付近の処理液によって調整されることとなる。
【００８３】
しかし、粘度により液膜を調整することで、流体速度による調整でなくなることから、回転テーブル１６の回転数で調整が難しい半導体ウェーハＷ側での調整も可能となる。
【００８４】
上述したように本実施の形態に係る基板処理装置１００によれば、処理液の温度及び濃度の少なくとも一方を調整することで、処理液の粘度を調整し、半導体ウェーハＷ上の液膜の膜厚を均一にすることができるから、処理液による半導体ウェーハ（基板）Ｗの処理を均一化することが可能となる。
【００８５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、基板処理槽１を用いてリンス処理時における処理液の液膜の制御について具体的に説明したが、これに限られない。例えば、リンス処理時でなくエッチング処理時において、処理液の液膜の制御にも用いることが可能である。
【００８６】
また、上述した例では、処理液の温度及び粘度の少なくとも一方を調整することで、膜厚を調整するとしたが、これに回転テーブル１６の回転数（回転速度）も考慮させてもよい。即ち、回転速度による膜厚の調整を加えることで、温度、濃度及び回転速度の調整により液膜を制御可能となる。特に、回転速度による膜厚の調整は、流体速度による調整であって、粘度による膜厚の調整とは、その調整の特徴が異なるため、より広い調整の範囲を得ることが可能となる。
【００８７】
さらに、上述した例では、基板処理装置１００は、ローダ部１０３、基板処理槽１及びアンローダ部１０４間で半導体ウェーハＷを移動させるとともに、回転テーブル１６を有し、半導体ウェーハＷを回転させる基板処理槽１で半導体ウェーハＷの処理を行う構成としたが、例えば、ころ等により半導体ウェーハＷを搬送し、ある位置で半導体ウェーハＷに処理を行う処理装置であってもよい。
【００８８】
また、上述した例では、複数のノズル体として、上部ノズル体５１及び斜方ノズル体７１を有する構成としたが、他にもノズル体を有する構成としてもよい。また、リンス処理に使用する純水のみを噴射可能なノズル体を有する構成であってもよい。このノズル体の場合には、濃度調整を行う調整ユニットを設ける必要はなく、温度調整用の調整ユニットのみを設ける構成でよい。さらに、複数のノズル体でなく、単数、例えば、上部ノズル体５１のみを有する構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１…基板処理槽、２…カップ体、３…下カップ、３ａ…通孔、４…上カップ、５…排出管、６…排気ポンプ、７…制御装置（制御手段）、８…ベース板、９…取付け孔、１１…制御モータ、１２…固定子、１３…回転子、１４…連結体、１５…鍔部、１６…回転テーブル、１７…保持部材、１８…支持ピン、２１…乱流防止カバー、２２…外周壁、２２ａ…小径部、２２ｂ…大径部、２３…上面壁、２５…リング状部材、３１…開口部、３２…ファン・フィルタユニット、３３…駆動部、３４…出し入れ口、３５…シャッタ、３６…シリンダ、３７…制御弁、５１…上部ノズル体（処理液供給手段）、５２…アーム体、５３…取付部材、５５…回転軸、５６…回転駆動源、５７…出力軸、５８…第１の供給管、５９…第２の供給管、６０…第１電磁弁、６１…第１温度調整ユニット、６２…第１濃度調整ユニット、６３…第２電磁弁、６４…第２温度調整ユニット、７１…斜方ノズル体（処理液供給手段）、７２…第３取付部材、７４…第３の供給管、７５…第３電磁弁、７６…第３温度調整ユニット、７７…第３濃度調整ユニット、８０…カメラ（膜厚検出手段）、１００…処理装置、１０１…カセットステーション、１０２…カセット、１０３…ローダ部、１０４…アンローダ部、１０５…ユニット、１０６…ロボット、１０７…アーム、Ｗ…基板（半導体ウェーハ）、Ｓ…信号線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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