基板処理方法および基板処理装置
【課題】パターンの倒壊および残渣の発生を抑制または防止すること。
【解決手段】フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、不要物をエッチングして基板から除去する除去工程（Ｓ２）が行われる。また、除去工程と並行して、基板上の溶剤を蒸発させる蒸発工程（Ｓ２）が行われる。
【解決手段】フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、不要物をエッチングして基板から除去する除去工程（Ｓ２）が行われる。また、除去工程と並行して、基板上の溶剤を蒸発させる蒸発工程（Ｓ２）が行われる。
【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方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission 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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板にフッ酸（フッ化水素の水溶液）を供給することにより、基板から不要な膜を除去するエッチング工程や、基板からパーティクルを除去する洗浄工程が行われる。たとえば、特許文献１には、フッ酸を基板に供給して、基板から残渣を除去する基板処理方法が開示されている。基板にフッ酸が供給された後は、リンス液としての純水が基板に供給され、フッ酸が洗い流される。その後、基板から液体が除去されることにより、基板が乾燥する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４０３２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板から液体を除去して基板を乾燥させるとき、基板表面に形成されたパターンが倒壊する場合がある。特に、高アスペクト比のパターンにおいて倒壊が発生し易い。パターンの倒壊が発生するのは、パターン間に存在する液体の表面張力によってパターンを傾ける力が発生するためである。そのため、液体ではなく、ベーパを用いれば、パターンの倒壊を抑制または防止できる。
【０００５】
しかしながら、フッ酸のベーパを用いて基板を処理した場合、後述するように、残渣が発生してしまう。したがって、この残渣を基板から除去するために、基板に純水を供給する必要がある。しかし、純水が供給された基板を乾燥させると、純水の表面張力によってパターンが倒壊してしまう場合がある。
そこで、この発明の目的は、パターンの倒壊および残渣の発生を抑制または防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、不要物をエッチングして基板（Ｗ）から除去する基板処理方法であって、フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、前記不要物をエッチングして除去する除去工程（Ｓ２）と、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程（Ｓ２）とを含む、基板処理方法である。
【０００７】
ＨＦベーパは、フッ酸の蒸気であってもよいし、フッ酸の蒸気を含む気体であってもよい。たとえば、ＨＦベーパは、フッ酸の蒸気とキャリアガスとを含む気体であってもよい。同様に、溶剤ベーパは、溶剤の蒸気であってもよいし、溶剤の蒸気を含む気体であってもよい。
また、除去工程は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを別々に基板に供給して、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板で混合させる工程であってもよいし、混合された状態のＨＦベーパおよび溶剤ベーパを基板に供給する工程であってもよい。
【０００８】
また、蒸発工程は、基板上の溶剤を加熱する加熱工程であってもよいし、気圧を減少させる減圧工程であってもよいし、基板上の溶剤を加熱すると共に、気圧を減少させる加熱・減圧工程であってもよい。
フッ化水素（ＨＦ）を含むＨＦベーパを二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に供給すると、「ＳｉＯ２＋ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ」の反応が生じ、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ２ＳｉＦ６）と水（Ｈ２Ｏ）とが形成される。本願発明者の研究によると、ＨＦベーパが供給された後に、水が基板に残っていると、「Ｈ２ＳｉＦ６・８Ｈ２Ｏ」が副産物として形成され、この副産物が残渣として基板に残留することが分かった。ヘキサフルオロケイ酸は、水がなければ、ＳｉＦ４とＨＦとに分解して、昇華してしまう。したがって、二酸化ケイ素のエッチングと並行して、水を除去すれば、残渣の発生を抑制または防止できる。
【０００９】
この発明の方法によれば、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが、基板上で液化することにより、フッ化水素の微細な液滴と溶剤の微細な液滴とが基板に供給される。不要な膜やパーティクルなどの基板の不要物は、フッ化水素の供給によってエッチングされ除去される。また、水が溶剤に溶解可能であるので、エッチングによって生じた水は、この溶剤に溶け込む。さらに、溶剤の沸点が水の沸点より低いので、溶剤は、速やかに蒸発して基板から除去される。溶剤に溶け込んだ水は、溶剤と共に基板から除去される。これにより、水の残留量が低減される。このように、不要物がエッチングされている間、水が基板上から除去され続けるので、水の残留量を低減できる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。さらに、ベーパを用いて不要物を除去するので、基板表面に形成されたパターンの倒壊を抑制または防止できる。
【００１０】
前記溶剤は、請求項２記載の発明のように、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含んでいてもよい。
請求項３記載の発明は、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止した状態で、前記溶剤ベーパを前記基板に供給する溶剤ベーパ供給工程（Ｓ３）をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
【００１１】
溶剤ベーパ供給工程において基板に供給される溶剤ベーパに含まれる溶剤と、除去工程において基板に供給される溶剤ベーパに含まれる溶剤とは、同種の溶剤であってもよいし、異なる種の溶剤であってもよい。
フッ化水素がＨＦベーパに含まれているので、除去工程においてＨＦベーパが基板に供給されると、基板上でフッ素（フッ素イオンを含む）が発生する場合がある。この方法によれば、溶剤ベーパの供給によって基板からフッ素を除去することができる。これにより、フッ素の残留量を低減することができる。したがって、基板の清浄度を高めることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記除去工程は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程（Ｓ２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、不要物の除去量に応じて溶剤ベーパの割合を増減させることができる。たとえば、不要物の除去量が増加すると、エッチングによって生じる水の量が増加する。したがって、溶剤ベーパの割合を増加させることにより、エッチングによって生じる水を基板上から確実に除去することができる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程（Ｓ４）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方法である。
この方法によれば、除去工程において基板に供給され、基板の近傍を漂うＨＦベーパおよび溶剤ベーパが除去される。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板に付着して、微細な液滴が基板上で発生することを抑制または防止できる。さらに、基板に付着している微細な液滴を除去できる。このように、基板は、除去工程からベーパ除去工程を通じて、乾燥状態、つまり、パターン間に液体が満たされていない状態に維持される。したがって、パターン間に存在する液体の表面張力によってパターンが倒壊することを抑制または防止できる。
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記除去工程は、前記不要物の種類に応じた水分濃度を有する前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給する工程である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、不要物の種類に応じた水分濃度を有するＨＦベーパが基板に供給される。不要物の種類によっては、水が存在しない環境下では、エッチングレート（単位時間当たりの除去量）が低い場合がある。したがって、このような不要物を含む基板に対して、水分濃度が高いＨＦベーパを供給することにより、処理時間を短縮することができる。一方、不要物の種類によっては、エッチングレートが高く、エッチング時における単位時間あたりの水の発生量が多い場合がある。したがって、このような不要物を含む基板に対して、水分濃度の低いＨＦベーパを供給することにより、基板上の水分量を減少させて、残渣の発生を抑制または防止することができる。
【００１５】
請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（１４）と、フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給するベーパ供給手段（７ｂ１、７ｂ２、１１、３３）と、前記基板保持手段に保持されている基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発手段（１４）と、前記ベーパ供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に保持されている基板に前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを供給させ、不要物をエッチングして前記基板から除去させる除去工程と、前記蒸発手段を制御することにより、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを実行させる制御手段（４）とを含む、基板処理装置（１）である。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む前記溶剤ベーパと、前記ＨＦベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する、請求項７に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板に前記溶剤ベーパを供給する溶剤ベーパ供給手段（３３）をさらに含み、前記制御手段は、前記ベーパ供給手段および溶剤ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止させた状態で、前記溶剤ベーパを基板に供給させる溶剤ベーパ供給工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項３の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更手段（２５、３５）を含み、前記制御手段は、前記比率変更手段を制御することにより、前記除去工程において基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項４の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、ベーパを除去するベーパ除去手段（１９、２９）をさらに含み、前記制御手段は、前記ベーパ除去手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項５の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第１ベーパ供給手段（７ｂ１）と、フッ化水素と水とを含み前記第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第２ベーパ供給手段（７ｂ２）とを含み、前記制御手段は、前記不要物の種類に応じて前記第１ベーパ供給手段および第２ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程において、前記第１ＨＦベーパまたは第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給させる、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項６の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２１】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一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２】ベーパエッチングユニットの概略構成を示す模式図である。
【図３】基板処理装置によって行われる基板の処理例を説明するためのフローチャートである。
【図４】基板処理装置によって行われる基板の処理例を説明するためのフローチャートである。
【図５】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【図６】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【図７】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一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。
基板処理装置１は、薬液やリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置４（制御手段）とを備えている。
【００２４】
インデクサブロック２は、キャリア保持部５と、インデクサロボットＩＲと、ＩＲ移動機構６とを備えている。基板Ｗを収容する複数のキャリアＣは、水平なキャリア配列方向Ｕに配列された状態で、キャリア保持部５に保持される。ＩＲ移動機構６は、キャリア配列方向ＵにインデクサロボットＩＲを移動させる。インデクサロボットＩＲは、キャリア保持部５に保持されたキャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板ＷをキャリアＣから搬出する搬出動作を行う。基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬送される。
【００２５】
一方、処理ブロック３は、基板Ｗを処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット７と、センターロボットＣＲとを備えている。複数の処理ユニット７は、たとえば、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。センターロボットＣＲは、処理ユニット７に基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板Ｗを処理ユニット７から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット７間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから基板Ｗを受け取ると共に、インデクサロボットＩＲに基板Ｗを渡す。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、制御装置４によって制御される。
【００２６】
複数の処理ユニット７は、エッチング剤の一例であるエッチング液を基板Ｗに供給して基板Ｗをエッチングするウェットエッチングユニット７ａと、エッチング剤の一例であるエッチングベーパを基板Ｗに供給して基板Ｗをエッチングするベーパエッチングユニット７ｂとを含む。ウェットエッチングユニット７ａは、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心を通る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と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗにエッチング液を供給するエッチングノズル９と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗにリンス液を供給するリンス液ノズル１０とを含む。また、ベーパエッチングユニット７ｂは、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１（ベーパ供給手段、第１ベーパ供給手段）と、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２（ベーパ供給手段、第２ベーパ供給手段）とを含む。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１の構成と、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２の構成とは共通である。以下では、ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２の構成について説明する。
【００２７】
図２は、ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２の概略構成を示す模式図である。
ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２は、フッ酸を密閉状態で貯留するＨＦベーパ発生容器１１（ベーパ供給手段）と、ＨＦベーパ発生容器１１を収容するハウジング１２とを備えている。ＨＦベーパ発生容器１１の下方には、気体を下方に吐出する多数の貫通孔が形成されたパンチングプレート１３が設けられている。さらに、パンチングプレート１３の下方には、基板Ｗをパンチングプレート１３に対向させた状態で、当該基板Ｗを水平に保持するホットプレート１４（基板保持手段、蒸発手段）が配置されている。ホットプレート１４に保持されている基板Ｗは、ホットプレート１４によって加熱される。ホットプレート１４は、回転軸１５の上端に固定されている。モータ等を含む回転駆動機構１６が回転軸１５を回転させると、ホットプレート１４は、回転軸１５と共に鉛直軸線まわりに回転する。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗが、基板Ｗの中心を通る鉛直軸線まわりに回転する。
【００２８】
ベーパエッチングユニット７ｂは、ホットプレート１４の周囲に設けられた筒状のベローズ１７をさらに備えている。ホットプレート１４は、ベローズ１７の内側に配置されている。ベローズ１７は、ハウジング１２の底面１２ａに対して上下に収縮可能である。図示しない駆動機構は、ベローズ１７の上端縁がパンチングプレート１３に当接し、ホットプレート１４の周囲の空間が密閉される密閉位置（実線で示す位置）と、ベローズ１７の上端縁がホットプレート１４の上面１４ａよりも下方に退避した退避位置（破線で示す位置）との間で、ベローズ１７を伸縮させる。ベローズ１７内の気体は、ハウジング１２の底面１２ａに接続された排気配管１８を介して排気装置１９（ベーパ除去手段）により排出される。
【００２９】
また、ハウジング１２の側壁には、ホットプレート１４の側方に位置する開口２０が形成されている。開口２０は、シャッタ２１によって開閉される。ベーパエッチングユニット７ｂに基板Ｗが搬入されるときには、予め、ベローズ１７が退避位置（破線で示す位置）に配置されると共に、開口２０が開かれる。そして、この状態で、センターロボットＣＲによって、ホットプレート１４上に基板Ｗが載置される。その後、開口２０がシャッタ２１によって閉じられる。一方、ベーパエッチングユニット７ｂから基板Ｗが搬出されるときには、ベローズ１７が退避位置に配置されると共に、開口２０が開かれる。そして、この状態で、ホットプレート１４に保持されている基板ＷがセンターロボットＣＲによって搬出される。その後、開口２０がシャッタ２１によって閉じられる。
【００３０】
ＨＦベーパ発生容器１１は、ＨＦベーパ発生容器１１内に形成されたベーパ発生空間２２を有している。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１では、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２よりも水分濃度が低いフッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。具体的には、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１では、たとえば、フッ化水素の濃度が９９．９％以上の無水フッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。また、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２では、たとえば、いわゆる擬似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温のもとで、約３９．６％）に調整されたフッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１で生成されるＨＦベーパは、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパであり、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２で生成されるＨＦベーパは、フッ化水素と水とを含み第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパである。
【００３１】
ＨＦベーパ発生容器１１には、キャリアガスの一例である窒素ガスをベーパ発生空間２２に供給する第１配管２３が接続されている。第１Ｎ２供給源２４からの窒素ガスは、第１流量コントローラ２５（ＭＦＣ、比率変更手段）、第１バルブ２６、および第１配管２３を介してベーパ発生空間２２に供給される。また、ＨＦベーパ発生容器１１は、ＨＦベーパ発生容器１１に形成された流路２７を有している。ベーパ発生空間２２は、連通バルブ２８を介して流路２７に接続されている。第２Ｎ２供給源２９（ベーパ除去手段）からの窒素ガスは、第２流量コントローラ３０、第２バルブ３１および第２配管３２を介して流路２７に供給される。第１バルブ２６および連通バルブ２８が開かれている状態では、ベーパ発生空間２２に漂うＨＦベーパが、窒素ガスの流れによって連通バルブ２８を介して流路２７に供給される。したがって、第１バルブ２６、第２バルブ３１、および連通バルブ２８が開かれている状態では、流路２７に供給されたＨＦベーパが、第２配管３２から流路２７に供給された窒素ガスの流れによってパンチングプレート１３に導かれる。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに、ＨＦベーパが吹き付けられる。
【００３２】
また、ＨＦベーパ発生容器１１には、溶剤を含む溶剤ベーパを流路２７に供給する第３配管３３（ベーパ供給手段、溶剤ベーパ供給手段）が接続されている。第３配管３３は、第２バルブ３１および第２流量調整バルブよりも下流側で第２配管３２に接続されている。したがって、第３配管３３は、第２配管３２を介して流路２７に接続されている。溶剤ベーパ供給源３４からの溶剤ベーパは、第３流量コントローラ３５（比率変更手段）、第３バルブ３６、および第３配管３３を介して第２配管３２に供給される。そして、第２配管３２に供給された溶剤ベーパは、第２配管３２から流路２７に流れ、パンチングプレート１３に導かれる。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに、溶剤ベーパが吹き付けられる。
【００３３】
溶剤ベーパに含まれる溶剤は、水が溶解可能で、かつ、水よりも沸点が低い溶剤である。溶剤ベーパに含まれる溶剤は、不燃性であることが好ましい。溶剤ベーパに含まれる溶剤としては、たとえば、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む溶剤が挙げられる。フッ素系溶剤は、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）であってもよいし、アルコールは、メタノール、エタノール、およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。溶剤ベーパに含まれる溶剤の具体例としては、ＨＦＥとＩＰＡとの混合物（ＨＦＥが９５％で、ＩＰＡが５％）が挙げられる。
【００３４】
図３および図４は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理例を説明するためのフローチャートである。図５、図６、および図７は、処理中における基板Ｗの状態を説明するための模式図である。以下では、ホットプレート１４によって常時加熱されている基板Ｗにフッ化水素を供給して、犠牲膜やパーティクルなどのＳｉＯ２を含む不要物を基板Ｗから除去するときの処理例について説明する。最初に、図３に示す第１処理例について説明する。以下では、図２および図３を参照する。
【００３５】
［第１処理例］
センターロボットＣＲによってホットプレート１４上に基板Ｗが載置された後は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される（Ｓ１）。具体的には、制御装置４は、ベローズ１７が密閉位置（実線で示す位置）に配置されており、排気装置１９が駆動されている状態で、第２バルブ３１を開く。これにより、第２配管３２から流路２７に窒素ガスが供給され、この窒素ガスが、パンチングプレート１３からベローズ１７内に供給される。ベローズ１７内の雰囲気は、排気装置１９の吸引力によって排気配管１８に排出されると共に、ベローズ１７内に供給された窒素ガスによって排気配管１８に押し出される。これにより、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される。制御装置４は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ３１を閉じる。
【００３６】
次に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ２）。具体的には、制御装置４は、基板Ｗ自体および基板Ｗの周囲の温度がホットプレート１４によって溶剤の沸点以上の温度（たとえば４０〜１５０℃の範囲内の一定の温度）に維持されている状態で、回転駆動機構１６によってホットプレート１４に保持されている基板Ｗを回転させる。その後、制御装置４は、第１バルブ２６、第３バルブ３６、および連通バルブ２８を開く。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが流路２７に供給される。流路２７に供給されたＨＦベーパおよび溶剤ベーパは、流路２７で混ざり合い、混ざり合った状態でパンチングプレート１３の貫通孔を通過する。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが、ホットプレート１４によって一定の温度に保たれている回転状態の基板Ｗに吹き付けられる。
【００３７】
基板Ｗに吹き付けられたＨＦベーパと溶剤ベーパとは、基板Ｗ上で液化する。これにより、フッ化水素の微細な液滴と溶剤の微細な液滴とが基板Ｗに供給される。犠牲膜やパーティクルなどの不要物は、フッ化水素の供給によってエッチングされ除去される。また、水が溶剤に溶解可能であるので、エッチングによって生じた水は、この溶剤に溶け込む。さらに、基板ＷへのＨＦベーパおよび溶剤ベーパの供給と並行して、基板Ｗおよび雰囲気がホットプレート１４によって加熱されているので、水よりも沸点が低い溶剤は、速やかに蒸発して基板Ｗから除去される。溶剤に溶け込んだ水は、溶剤と共に基板Ｗから除去される。このように、基板Ｗの不要物がエッチングされている間、エッチングによって生じた水は、除去され続ける。これにより、水の残留量が低減される。したがって、残渣の発生が抑制または防止される。
【００３８】
次に、溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ３）。具体的には、制御装置４は、第３バルブ３６が開かれたまま、第１バルブ２６および連通バルブ２８を閉じる。これにより、流路２７へのＨＦベーパの供給が停止される。そのため、流路２７には、溶剤ベーパだけが供給される。したがって、溶剤ベーパだけが、パンチングプレート１３の貫通孔を通過して、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに供給される。これにより、ＨＦベーパの供給によって生成されたフッ素（フッ素イオンを含む）が基板Ｗ上から除去される。そのため、基板Ｗ上のフッ素の残留量が低減される。制御装置４は、基板Ｗへの溶剤ベーパの供給が所定時間にわたって行われた後、第３バルブ３６を閉じる。
【００３９】
次に、ベローズ１７内の雰囲気が、再び窒素ガスに置換される（Ｓ４）。具体的には、制御装置４は、第２バルブ３１を開く。これにより、窒素ガスがベローズ１７内に供給される。ベローズ１７内の雰囲気、すなわち、ベローズ１７内に漂うＨＦベーパおよび溶剤ベーパや、基板Ｗのエッチングによって生成された気体は、排気装置１９の吸引力によって排気配管１８に排出されると共に、ベローズ１７内に供給された窒素ガスによって排気配管１８に押し出される。これにより、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される。したがって、ベローズ１７内に残留しているＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに付着して、液滴が基板Ｗ上で発生することを抑制または防止できる。さらに、液滴が基板Ｗに付着していたとしても、窒素ガスの供給によって液滴を蒸発させて基板Ｗから除去できる。制御装置４は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ３１を閉じる。その後、乾燥状態の基板Ｗが、センターロボットＣＲによってホットプレート１４から搬出される。
【００４０】
このようにして、ＨＦベーパが基板Ｗに供給され、不要物が基板Ｗから除去される。制御装置４は、前述の処理を無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２のいずれで行ってもよい。たとえば、制御装置４は、犠牲膜の種類に応じて、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２を使い分けてもよい。すなわち、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２のいずれで基板Ｗが処理されるかが、犠牲膜の種類に応じてレシピ（基板Ｗに対する処理内容）で設定されており、制御装置４は、このレシピに基づいて、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２を使い分けてもよい。
【００４１】
犠牲膜が酸化膜（ＳｉＯ２からなる膜）の場合、ＨＦベーパを基板Ｗに供給しても、水が存在しない環境下では、エッチングレート（単位時間当たりの除去量）が低い。したがって、この場合、制御装置４は、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２によって水分濃度の高いＨＦベーパを基板Ｗに供給させてもよい。一方、ＢＳＧ膜（ホウ素を含むＳｉＯ２膜）は、酸化膜よりもエッチングレートが高い。したがって、エッチング時における単位時間あたりの水の発生量が多い。そのため、水が残留してしまう場合がある。よって、この場合、制御装置４は、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１によって水分濃度の低いＨＦベーパを基板Ｗに供給させてもよい。これにより、基板Ｗに対する水の供給量が減少するので、基板Ｗ上の水分量を減少させて、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４２】
また、制御装置４は、第１流量コントローラ２５および第３流量コントローラ３５を制御することにより、犠牲膜の除去量に応じて、ＨＦベーパ＆溶剤ベーパ供給工程（図３のＳ２）において、基板Ｗに供給されるＨＦベーパと溶剤ベーパとの比を変更してもよい。すなわち、犠牲膜の除去量が増加すると、エッチングによって生じる水の量が増加する。したがって、制御装置４は、溶剤ベーパの割合を増加させて、エッチングによって生じる水を基板Ｗ上から確実に除去させてもよい。このように、基板Ｗに供給されるＨＦベーパと溶剤ベーパとの比を変更することにより、犠牲膜の除去量に拘わらず、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４３】
また、制御装置４は、ＨＦベーパを基板Ｗに供給して、ホール内を洗浄してもよい。すなわち、図５の比較例に示すように、フッ酸を基板Ｗに供給するウェットエッチングによってホール内を洗浄すると、フッ酸がホールの底部まで十分に行き渡らないため、パーティクルがホールの底部に残留する場合がある。さらに、ホールの内周面の上部がエッチングされて、ホールの直径が、上部と底部とで異なってしまう場合がある。一方、図５の実施例に示すように、ＨＦベーパを用いれば、ホールに対してＨＦベーパを均一に供給することができる。したがって、ホールが深い場合であっても、ホールの直径にばらつきが生じることを抑制または防止できると共に、ホール内のパーティクルを確実に除去できる。
【００４４】
［第２処理例］
次に、図４に示す第２処理例について説明する。以下では、図１および図４を参照する。
第２処理例では、制御装置４は、センターロボットＣＲによって基板Ｗをウェットエッチングユニット７ａに搬入させる。その後、フッ酸が基板Ｗに供給される（Ｓ５）。具体的には、制御装置４は、エッチングノズル９からスピンチャック８に保持されている基板Ｗにフッ酸を供給させて、基板Ｗをエッチングさせる。続いて、制御装置４は、リンス液ノズル１０からスピンチャック８の保持されている基板Ｗにリンス液を供給させて、基板Ｗ上のフッ酸を洗い流す（Ｓ６）。そして、制御装置４は、スピンチャック８によって基板Ｗを高速回転させて、基板Ｗを乾燥させる（Ｓ７）。制御装置４は、基板Ｗが乾燥した後、センターロボットＣＲによってウェットエッチングユニット７ａから基板Ｗを搬出させ、この基板Ｗをベーパエッチングユニット７ｂに搬入させる。
【００４５】
次に、制御装置４は、ベーパエッチングユニット７ｂに第１処理例と同様の動作を実行させる。具体的には、センターロボットＣＲによってホットプレート１４上に基板Ｗが載置された後は、第１処理例と同様に、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される（Ｓ１）。その後、第１処理例と同様に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ２）。これにより、基板Ｗがエッチングされる。その後、第１処理例と同様に、溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ３）。続いて、第１処理例と同様に、ベローズ１７内の雰囲気が、再び窒素ガスに置換される（Ｓ４）。そして、乾燥状態の基板Ｗが、センターロボットＣＲによってホットプレート１４から搬出される。
【００４６】
このようにして、フッ酸およびＨＦベーパが基板Ｗに順次供給される。すなわち、フッ酸によるウェットエッチングと、ＨＦベーパによるベーパエッチングとが順次行われる。たとえば、高アスペクト比（たとえば、アスペクト比が１０以上）のパターンが形成されている基板Ｗからウェットエッチングだけで犠牲膜を全て除去した後に、基板Ｗを乾燥させると、パターンの倒壊が発生する場合がある。また、このような基板Ｗからベーパエッチングだけで犠牲膜を全て除去する場合、犠牲膜の除去量が多いので、水の発生量が多い。したがって、基板Ｗ上に水が残留してしまう場合がある。そのため、残渣が基板Ｗに残留してしまう場合がある。
【００４７】
しかし、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されている場合、前述の第２処理例では、図６に示すように、犠牲膜の一部（上層部）が除去された後、基板Ｗの乾燥が行われる（ウェットエッチング〜スピンドライ）。すなわち、全ての犠牲膜が除去された状態で基板Ｗが乾燥される場合よりも、パターンにおいて露出されている部分の高さが低い状態で、基板Ｗの乾燥が行われる。これにより、パターンの倒壊が抑制または防止される。そして、図６に示すように、ＨＦベーパが基板Ｗに供給されることにより、犠牲膜の残りの部分（下層部）が除去される（ベーパエッチング）。これにより、パターンの倒壊が抑制または防止される。さらに、ベーパエッチングによって除去する犠牲膜の量が減少しているので、水の残留を抑制または防止できる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４８】
一方、図７に示すように、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されていると共に、種類の異なる複数の犠牲膜が形成されている場合、より具体的には、上側の犠牲膜が、たとえば酸化膜（ＳｉＯ２からなる膜）であり、下側の犠牲膜が、たとえばＢＳＧ膜である場合、ウェットエッチングだけで全ての犠牲膜を除去すると、パターンの倒壊が発生する場合がある。また、ベーパエッチングで酸化膜を除去する場合、ウェットエッチングで酸化膜を除去する場合よりもエッチングレートが低いので、酸化膜の除去に要する時間が増加してしまう。
【００４９】
しかし、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されていると共に、種類の異なる複数の犠牲膜が形成されている場合、前述の第２処理例では、図７に示すように、ウェットエッチングによって上側の犠牲膜（酸化膜）が除去されるので、酸化膜の除去に要する時間を短縮できる。さらに、パターンにおいて露出されている部分の高さが低い状態で、基板Ｗの乾燥が行われるので、パターンの倒壊を抑制または防止できる。そして、図７に示すように、ＨＦベーパを基板Ｗに供給することにより、下側の犠牲膜（ＢＳＧ膜）を除去するので、パターンの倒壊を抑制または防止できる。これにより、処理時間を短縮すると共に、パターンの倒壊および残渣の残留を抑制または防止できる。
【００５０】
以上のように本実施形態では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板Ｗに供給すると共に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパの供給と並行して基板Ｗ上の溶剤を蒸発させることにより、エッチングによって生じる水を除去することができる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。したがって、パターンの倒壊を抑制または防止しながら、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００５１】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１処理例および第２処理例では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に同時に供給される場合について説明したが、制御装置４は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板に供給する前に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパの一方を予め基板に供給してもよい。たとえば、溶剤ベーパを予め基板に供給してもよい。
【００５２】
また、前述の第１処理例および第２処理例では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に供給された後に、溶剤ベーパが基板に供給される場合について説明したが、制御装置４は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に供給された後に、溶剤ベーパを基板に供給せずに、基板の周囲の雰囲気を窒素ガスに置換してもよい。
また、前述の第１処理例および第２処理例において、制御装置４は、ホットプレート１４によって基板の温度を制御することにより、基板で液化するＨＦベーパおよび溶剤ベーパの量を調整してもよい。たとえば、不要物の除去量が多い場合には、基板の温度を低下させて、基板に供給されるフッ化水素の液滴の量を増加させてもよい。
【００５３】
また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。また、基板処理装置１は、枚葉式の基板処理装置に限らず、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理装置
４ 制御装置（制御手段）
７ｂ１ 無水系のベーパエッチングユニット（ベーパ供給手段、第１ベーパ供給手段）
７ｂ２ 有水系のベーパエッチングユニット（ベーパ供給手段、第２ベーパ供給手段）
１１ ＨＦベーパ発生容器（ベーパ供給手段）
１４ ホットプレート（基板保持手段、蒸発手段）
１９ 排気装置（ベーパ除去手段）
２５ 第１流量コントローラ（比率変更手段）
２９ 第２Ｎ２供給源（ベーパ除去手段）
３３ 溶剤ベーパ供給原（ベーパ供給手段、溶剤ベーパ供給手段）
３５ 第３流量コントローラ（比率変更手段）
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission 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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板にフッ酸（フッ化水素の水溶液）を供給することにより、基板から不要な膜を除去するエッチング工程や、基板からパーティクルを除去する洗浄工程が行われる。たとえば、特許文献１には、フッ酸を基板に供給して、基板から残渣を除去する基板処理方法が開示されている。基板にフッ酸が供給された後は、リンス液としての純水が基板に供給され、フッ酸が洗い流される。その後、基板から液体が除去されることにより、基板が乾燥する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４０３２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板から液体を除去して基板を乾燥させるとき、基板表面に形成されたパターンが倒壊する場合がある。特に、高アスペクト比のパターンにおいて倒壊が発生し易い。パターンの倒壊が発生するのは、パターン間に存在する液体の表面張力によってパターンを傾ける力が発生するためである。そのため、液体ではなく、ベーパを用いれば、パターンの倒壊を抑制または防止できる。
【０００５】
しかしながら、フッ酸のベーパを用いて基板を処理した場合、後述するように、残渣が発生してしまう。したがって、この残渣を基板から除去するために、基板に純水を供給する必要がある。しかし、純水が供給された基板を乾燥させると、純水の表面張力によってパターンが倒壊してしまう場合がある。
そこで、この発明の目的は、パターンの倒壊および残渣の発生を抑制または防止することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、不要物をエッチングして基板（Ｗ）から除去する基板処理方法であって、フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、前記不要物をエッチングして除去する除去工程（Ｓ２）と、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程（Ｓ２）とを含む、基板処理方法である。
【０００７】
ＨＦベーパは、フッ酸の蒸気であってもよいし、フッ酸の蒸気を含む気体であってもよい。たとえば、ＨＦベーパは、フッ酸の蒸気とキャリアガスとを含む気体であってもよい。同様に、溶剤ベーパは、溶剤の蒸気であってもよいし、溶剤の蒸気を含む気体であってもよい。
また、除去工程は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを別々に基板に供給して、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板で混合させる工程であってもよいし、混合された状態のＨＦベーパおよび溶剤ベーパを基板に供給する工程であってもよい。
【０００８】
また、蒸発工程は、基板上の溶剤を加熱する加熱工程であってもよいし、気圧を減少させる減圧工程であってもよいし、基板上の溶剤を加熱すると共に、気圧を減少させる加熱・減圧工程であってもよい。
フッ化水素（ＨＦ）を含むＨＦベーパを二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に供給すると、「ＳｉＯ２＋ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ」の反応が生じ、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ２ＳｉＦ６）と水（Ｈ２Ｏ）とが形成される。本願発明者の研究によると、ＨＦベーパが供給された後に、水が基板に残っていると、「Ｈ２ＳｉＦ６・８Ｈ２Ｏ」が副産物として形成され、この副産物が残渣として基板に残留することが分かった。ヘキサフルオロケイ酸は、水がなければ、ＳｉＦ４とＨＦとに分解して、昇華してしまう。したがって、二酸化ケイ素のエッチングと並行して、水を除去すれば、残渣の発生を抑制または防止できる。
【０００９】
この発明の方法によれば、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが、基板上で液化することにより、フッ化水素の微細な液滴と溶剤の微細な液滴とが基板に供給される。不要な膜やパーティクルなどの基板の不要物は、フッ化水素の供給によってエッチングされ除去される。また、水が溶剤に溶解可能であるので、エッチングによって生じた水は、この溶剤に溶け込む。さらに、溶剤の沸点が水の沸点より低いので、溶剤は、速やかに蒸発して基板から除去される。溶剤に溶け込んだ水は、溶剤と共に基板から除去される。これにより、水の残留量が低減される。このように、不要物がエッチングされている間、水が基板上から除去され続けるので、水の残留量を低減できる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。さらに、ベーパを用いて不要物を除去するので、基板表面に形成されたパターンの倒壊を抑制または防止できる。
【００１０】
前記溶剤は、請求項２記載の発明のように、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含んでいてもよい。
請求項３記載の発明は、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止した状態で、前記溶剤ベーパを前記基板に供給する溶剤ベーパ供給工程（Ｓ３）をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
【００１１】
溶剤ベーパ供給工程において基板に供給される溶剤ベーパに含まれる溶剤と、除去工程において基板に供給される溶剤ベーパに含まれる溶剤とは、同種の溶剤であってもよいし、異なる種の溶剤であってもよい。
フッ化水素がＨＦベーパに含まれているので、除去工程においてＨＦベーパが基板に供給されると、基板上でフッ素（フッ素イオンを含む）が発生する場合がある。この方法によれば、溶剤ベーパの供給によって基板からフッ素を除去することができる。これにより、フッ素の残留量を低減することができる。したがって、基板の清浄度を高めることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記除去工程は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程（Ｓ２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、不要物の除去量に応じて溶剤ベーパの割合を増減させることができる。たとえば、不要物の除去量が増加すると、エッチングによって生じる水の量が増加する。したがって、溶剤ベーパの割合を増加させることにより、エッチングによって生じる水を基板上から確実に除去することができる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程（Ｓ４）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方法である。
この方法によれば、除去工程において基板に供給され、基板の近傍を漂うＨＦベーパおよび溶剤ベーパが除去される。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板に付着して、微細な液滴が基板上で発生することを抑制または防止できる。さらに、基板に付着している微細な液滴を除去できる。このように、基板は、除去工程からベーパ除去工程を通じて、乾燥状態、つまり、パターン間に液体が満たされていない状態に維持される。したがって、パターン間に存在する液体の表面張力によってパターンが倒壊することを抑制または防止できる。
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記除去工程は、前記不要物の種類に応じた水分濃度を有する前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給する工程である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、不要物の種類に応じた水分濃度を有するＨＦベーパが基板に供給される。不要物の種類によっては、水が存在しない環境下では、エッチングレート（単位時間当たりの除去量）が低い場合がある。したがって、このような不要物を含む基板に対して、水分濃度が高いＨＦベーパを供給することにより、処理時間を短縮することができる。一方、不要物の種類によっては、エッチングレートが高く、エッチング時における単位時間あたりの水の発生量が多い場合がある。したがって、このような不要物を含む基板に対して、水分濃度の低いＨＦベーパを供給することにより、基板上の水分量を減少させて、残渣の発生を抑制または防止することができる。
【００１５】
請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（１４）と、フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給するベーパ供給手段（７ｂ１、７ｂ２、１１、３３）と、前記基板保持手段に保持されている基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発手段（１４）と、前記ベーパ供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に保持されている基板に前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを供給させ、不要物をエッチングして前記基板から除去させる除去工程と、前記蒸発手段を制御することにより、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを実行させる制御手段（４）とを含む、基板処理装置（１）である。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む前記溶剤ベーパと、前記ＨＦベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する、請求項７に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板に前記溶剤ベーパを供給する溶剤ベーパ供給手段（３３）をさらに含み、前記制御手段は、前記ベーパ供給手段および溶剤ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止させた状態で、前記溶剤ベーパを基板に供給させる溶剤ベーパ供給工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項３の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更手段（２５、３５）を含み、前記制御手段は、前記比率変更手段を制御することにより、前記除去工程において基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項４の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、ベーパを除去するベーパ除去手段（１９、２９）をさらに含み、前記制御手段は、前記ベーパ除去手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項５の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、前記ベーパ供給手段は、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第１ベーパ供給手段（７ｂ１）と、フッ化水素と水とを含み前記第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第２ベーパ供給手段（７ｂ２）とを含み、前記制御手段は、前記不要物の種類に応じて前記第１ベーパ供給手段および第２ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程において、前記第１ＨＦベーパまたは第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給させる、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項６の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２１】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一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２】ベーパエッチングユニットの概略構成を示す模式図である。
【図３】基板処理装置によって行われる基板の処理例を説明するためのフローチャートである。
【図４】基板処理装置によって行われる基板の処理例を説明するためのフローチャートである。
【図５】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【図６】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【図７】処理中における基板の状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一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。
基板処理装置１は、薬液やリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置４（制御手段）とを備えている。
【００２４】
インデクサブロック２は、キャリア保持部５と、インデクサロボットＩＲと、ＩＲ移動機構６とを備えている。基板Ｗを収容する複数のキャリアＣは、水平なキャリア配列方向Ｕに配列された状態で、キャリア保持部５に保持される。ＩＲ移動機構６は、キャリア配列方向ＵにインデクサロボットＩＲを移動させる。インデクサロボットＩＲは、キャリア保持部５に保持されたキャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板ＷをキャリアＣから搬出する搬出動作を行う。基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬送される。
【００２５】
一方、処理ブロック３は、基板Ｗを処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット７と、センターロボットＣＲとを備えている。複数の処理ユニット７は、たとえば、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。センターロボットＣＲは、処理ユニット７に基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板Ｗを処理ユニット７から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット７間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから基板Ｗを受け取ると共に、インデクサロボットＩＲに基板Ｗを渡す。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、制御装置４によって制御される。
【００２６】
複数の処理ユニット７は、エッチング剤の一例であるエッチング液を基板Ｗに供給して基板Ｗをエッチングするウェットエッチングユニット７ａと、エッチング剤の一例であるエッチングベーパを基板Ｗに供給して基板Ｗをエッチングするベーパエッチングユニット７ｂとを含む。ウェットエッチングユニット７ａは、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心を通る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と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗにエッチング液を供給するエッチングノズル９と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗにリンス液を供給するリンス液ノズル１０とを含む。また、ベーパエッチングユニット７ｂは、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１（ベーパ供給手段、第１ベーパ供給手段）と、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２（ベーパ供給手段、第２ベーパ供給手段）とを含む。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１の構成と、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２の構成とは共通である。以下では、ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２の構成について説明する。
【００２７】
図２は、ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２の概略構成を示す模式図である。
ベーパエッチングユニット７ｂ１、７ｂ２は、フッ酸を密閉状態で貯留するＨＦベーパ発生容器１１（ベーパ供給手段）と、ＨＦベーパ発生容器１１を収容するハウジング１２とを備えている。ＨＦベーパ発生容器１１の下方には、気体を下方に吐出する多数の貫通孔が形成されたパンチングプレート１３が設けられている。さらに、パンチングプレート１３の下方には、基板Ｗをパンチングプレート１３に対向させた状態で、当該基板Ｗを水平に保持するホットプレート１４（基板保持手段、蒸発手段）が配置されている。ホットプレート１４に保持されている基板Ｗは、ホットプレート１４によって加熱される。ホットプレート１４は、回転軸１５の上端に固定されている。モータ等を含む回転駆動機構１６が回転軸１５を回転させると、ホットプレート１４は、回転軸１５と共に鉛直軸線まわりに回転する。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗが、基板Ｗの中心を通る鉛直軸線まわりに回転する。
【００２８】
ベーパエッチングユニット７ｂは、ホットプレート１４の周囲に設けられた筒状のベローズ１７をさらに備えている。ホットプレート１４は、ベローズ１７の内側に配置されている。ベローズ１７は、ハウジング１２の底面１２ａに対して上下に収縮可能である。図示しない駆動機構は、ベローズ１７の上端縁がパンチングプレート１３に当接し、ホットプレート１４の周囲の空間が密閉される密閉位置（実線で示す位置）と、ベローズ１７の上端縁がホットプレート１４の上面１４ａよりも下方に退避した退避位置（破線で示す位置）との間で、ベローズ１７を伸縮させる。ベローズ１７内の気体は、ハウジング１２の底面１２ａに接続された排気配管１８を介して排気装置１９（ベーパ除去手段）により排出される。
【００２９】
また、ハウジング１２の側壁には、ホットプレート１４の側方に位置する開口２０が形成されている。開口２０は、シャッタ２１によって開閉される。ベーパエッチングユニット７ｂに基板Ｗが搬入されるときには、予め、ベローズ１７が退避位置（破線で示す位置）に配置されると共に、開口２０が開かれる。そして、この状態で、センターロボットＣＲによって、ホットプレート１４上に基板Ｗが載置される。その後、開口２０がシャッタ２１によって閉じられる。一方、ベーパエッチングユニット７ｂから基板Ｗが搬出されるときには、ベローズ１７が退避位置に配置されると共に、開口２０が開かれる。そして、この状態で、ホットプレート１４に保持されている基板ＷがセンターロボットＣＲによって搬出される。その後、開口２０がシャッタ２１によって閉じられる。
【００３０】
ＨＦベーパ発生容器１１は、ＨＦベーパ発生容器１１内に形成されたベーパ発生空間２２を有している。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１では、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２よりも水分濃度が低いフッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。具体的には、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１では、たとえば、フッ化水素の濃度が９９．９％以上の無水フッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。また、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２では、たとえば、いわゆる擬似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温のもとで、約３９．６％）に調整されたフッ酸が、ＨＦベーパ発生容器１１内に貯留されている。無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１で生成されるＨＦベーパは、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパであり、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２で生成されるＨＦベーパは、フッ化水素と水とを含み第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパである。
【００３１】
ＨＦベーパ発生容器１１には、キャリアガスの一例である窒素ガスをベーパ発生空間２２に供給する第１配管２３が接続されている。第１Ｎ２供給源２４からの窒素ガスは、第１流量コントローラ２５（ＭＦＣ、比率変更手段）、第１バルブ２６、および第１配管２３を介してベーパ発生空間２２に供給される。また、ＨＦベーパ発生容器１１は、ＨＦベーパ発生容器１１に形成された流路２７を有している。ベーパ発生空間２２は、連通バルブ２８を介して流路２７に接続されている。第２Ｎ２供給源２９（ベーパ除去手段）からの窒素ガスは、第２流量コントローラ３０、第２バルブ３１および第２配管３２を介して流路２７に供給される。第１バルブ２６および連通バルブ２８が開かれている状態では、ベーパ発生空間２２に漂うＨＦベーパが、窒素ガスの流れによって連通バルブ２８を介して流路２７に供給される。したがって、第１バルブ２６、第２バルブ３１、および連通バルブ２８が開かれている状態では、流路２７に供給されたＨＦベーパが、第２配管３２から流路２７に供給された窒素ガスの流れによってパンチングプレート１３に導かれる。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに、ＨＦベーパが吹き付けられる。
【００３２】
また、ＨＦベーパ発生容器１１には、溶剤を含む溶剤ベーパを流路２７に供給する第３配管３３（ベーパ供給手段、溶剤ベーパ供給手段）が接続されている。第３配管３３は、第２バルブ３１および第２流量調整バルブよりも下流側で第２配管３２に接続されている。したがって、第３配管３３は、第２配管３２を介して流路２７に接続されている。溶剤ベーパ供給源３４からの溶剤ベーパは、第３流量コントローラ３５（比率変更手段）、第３バルブ３６、および第３配管３３を介して第２配管３２に供給される。そして、第２配管３２に供給された溶剤ベーパは、第２配管３２から流路２７に流れ、パンチングプレート１３に導かれる。これにより、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに、溶剤ベーパが吹き付けられる。
【００３３】
溶剤ベーパに含まれる溶剤は、水が溶解可能で、かつ、水よりも沸点が低い溶剤である。溶剤ベーパに含まれる溶剤は、不燃性であることが好ましい。溶剤ベーパに含まれる溶剤としては、たとえば、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む溶剤が挙げられる。フッ素系溶剤は、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）であってもよいし、アルコールは、メタノール、エタノール、およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。溶剤ベーパに含まれる溶剤の具体例としては、ＨＦＥとＩＰＡとの混合物（ＨＦＥが９５％で、ＩＰＡが５％）が挙げられる。
【００３４】
図３および図４は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理例を説明するためのフローチャートである。図５、図６、および図７は、処理中における基板Ｗの状態を説明するための模式図である。以下では、ホットプレート１４によって常時加熱されている基板Ｗにフッ化水素を供給して、犠牲膜やパーティクルなどのＳｉＯ２を含む不要物を基板Ｗから除去するときの処理例について説明する。最初に、図３に示す第１処理例について説明する。以下では、図２および図３を参照する。
【００３５】
［第１処理例］
センターロボットＣＲによってホットプレート１４上に基板Ｗが載置された後は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される（Ｓ１）。具体的には、制御装置４は、ベローズ１７が密閉位置（実線で示す位置）に配置されており、排気装置１９が駆動されている状態で、第２バルブ３１を開く。これにより、第２配管３２から流路２７に窒素ガスが供給され、この窒素ガスが、パンチングプレート１３からベローズ１７内に供給される。ベローズ１７内の雰囲気は、排気装置１９の吸引力によって排気配管１８に排出されると共に、ベローズ１７内に供給された窒素ガスによって排気配管１８に押し出される。これにより、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される。制御装置４は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ３１を閉じる。
【００３６】
次に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ２）。具体的には、制御装置４は、基板Ｗ自体および基板Ｗの周囲の温度がホットプレート１４によって溶剤の沸点以上の温度（たとえば４０〜１５０℃の範囲内の一定の温度）に維持されている状態で、回転駆動機構１６によってホットプレート１４に保持されている基板Ｗを回転させる。その後、制御装置４は、第１バルブ２６、第３バルブ３６、および連通バルブ２８を開く。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが流路２７に供給される。流路２７に供給されたＨＦベーパおよび溶剤ベーパは、流路２７で混ざり合い、混ざり合った状態でパンチングプレート１３の貫通孔を通過する。これにより、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが、ホットプレート１４によって一定の温度に保たれている回転状態の基板Ｗに吹き付けられる。
【００３７】
基板Ｗに吹き付けられたＨＦベーパと溶剤ベーパとは、基板Ｗ上で液化する。これにより、フッ化水素の微細な液滴と溶剤の微細な液滴とが基板Ｗに供給される。犠牲膜やパーティクルなどの不要物は、フッ化水素の供給によってエッチングされ除去される。また、水が溶剤に溶解可能であるので、エッチングによって生じた水は、この溶剤に溶け込む。さらに、基板ＷへのＨＦベーパおよび溶剤ベーパの供給と並行して、基板Ｗおよび雰囲気がホットプレート１４によって加熱されているので、水よりも沸点が低い溶剤は、速やかに蒸発して基板Ｗから除去される。溶剤に溶け込んだ水は、溶剤と共に基板Ｗから除去される。このように、基板Ｗの不要物がエッチングされている間、エッチングによって生じた水は、除去され続ける。これにより、水の残留量が低減される。したがって、残渣の発生が抑制または防止される。
【００３８】
次に、溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ３）。具体的には、制御装置４は、第３バルブ３６が開かれたまま、第１バルブ２６および連通バルブ２８を閉じる。これにより、流路２７へのＨＦベーパの供給が停止される。そのため、流路２７には、溶剤ベーパだけが供給される。したがって、溶剤ベーパだけが、パンチングプレート１３の貫通孔を通過して、ホットプレート１４に保持されている基板Ｗに供給される。これにより、ＨＦベーパの供給によって生成されたフッ素（フッ素イオンを含む）が基板Ｗ上から除去される。そのため、基板Ｗ上のフッ素の残留量が低減される。制御装置４は、基板Ｗへの溶剤ベーパの供給が所定時間にわたって行われた後、第３バルブ３６を閉じる。
【００３９】
次に、ベローズ１７内の雰囲気が、再び窒素ガスに置換される（Ｓ４）。具体的には、制御装置４は、第２バルブ３１を開く。これにより、窒素ガスがベローズ１７内に供給される。ベローズ１７内の雰囲気、すなわち、ベローズ１７内に漂うＨＦベーパおよび溶剤ベーパや、基板Ｗのエッチングによって生成された気体は、排気装置１９の吸引力によって排気配管１８に排出されると共に、ベローズ１７内に供給された窒素ガスによって排気配管１８に押し出される。これにより、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される。したがって、ベローズ１７内に残留しているＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに付着して、液滴が基板Ｗ上で発生することを抑制または防止できる。さらに、液滴が基板Ｗに付着していたとしても、窒素ガスの供給によって液滴を蒸発させて基板Ｗから除去できる。制御装置４は、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ３１を閉じる。その後、乾燥状態の基板Ｗが、センターロボットＣＲによってホットプレート１４から搬出される。
【００４０】
このようにして、ＨＦベーパが基板Ｗに供給され、不要物が基板Ｗから除去される。制御装置４は、前述の処理を無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２のいずれで行ってもよい。たとえば、制御装置４は、犠牲膜の種類に応じて、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２を使い分けてもよい。すなわち、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２のいずれで基板Ｗが処理されるかが、犠牲膜の種類に応じてレシピ（基板Ｗに対する処理内容）で設定されており、制御装置４は、このレシピに基づいて、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１および有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２を使い分けてもよい。
【００４１】
犠牲膜が酸化膜（ＳｉＯ２からなる膜）の場合、ＨＦベーパを基板Ｗに供給しても、水が存在しない環境下では、エッチングレート（単位時間当たりの除去量）が低い。したがって、この場合、制御装置４は、有水系のベーパエッチングユニット７ｂ２によって水分濃度の高いＨＦベーパを基板Ｗに供給させてもよい。一方、ＢＳＧ膜（ホウ素を含むＳｉＯ２膜）は、酸化膜よりもエッチングレートが高い。したがって、エッチング時における単位時間あたりの水の発生量が多い。そのため、水が残留してしまう場合がある。よって、この場合、制御装置４は、無水系のベーパエッチングユニット７ｂ１によって水分濃度の低いＨＦベーパを基板Ｗに供給させてもよい。これにより、基板Ｗに対する水の供給量が減少するので、基板Ｗ上の水分量を減少させて、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４２】
また、制御装置４は、第１流量コントローラ２５および第３流量コントローラ３５を制御することにより、犠牲膜の除去量に応じて、ＨＦベーパ＆溶剤ベーパ供給工程（図３のＳ２）において、基板Ｗに供給されるＨＦベーパと溶剤ベーパとの比を変更してもよい。すなわち、犠牲膜の除去量が増加すると、エッチングによって生じる水の量が増加する。したがって、制御装置４は、溶剤ベーパの割合を増加させて、エッチングによって生じる水を基板Ｗ上から確実に除去させてもよい。このように、基板Ｗに供給されるＨＦベーパと溶剤ベーパとの比を変更することにより、犠牲膜の除去量に拘わらず、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４３】
また、制御装置４は、ＨＦベーパを基板Ｗに供給して、ホール内を洗浄してもよい。すなわち、図５の比較例に示すように、フッ酸を基板Ｗに供給するウェットエッチングによってホール内を洗浄すると、フッ酸がホールの底部まで十分に行き渡らないため、パーティクルがホールの底部に残留する場合がある。さらに、ホールの内周面の上部がエッチングされて、ホールの直径が、上部と底部とで異なってしまう場合がある。一方、図５の実施例に示すように、ＨＦベーパを用いれば、ホールに対してＨＦベーパを均一に供給することができる。したがって、ホールが深い場合であっても、ホールの直径にばらつきが生じることを抑制または防止できると共に、ホール内のパーティクルを確実に除去できる。
【００４４】
［第２処理例］
次に、図４に示す第２処理例について説明する。以下では、図１および図４を参照する。
第２処理例では、制御装置４は、センターロボットＣＲによって基板Ｗをウェットエッチングユニット７ａに搬入させる。その後、フッ酸が基板Ｗに供給される（Ｓ５）。具体的には、制御装置４は、エッチングノズル９からスピンチャック８に保持されている基板Ｗにフッ酸を供給させて、基板Ｗをエッチングさせる。続いて、制御装置４は、リンス液ノズル１０からスピンチャック８の保持されている基板Ｗにリンス液を供給させて、基板Ｗ上のフッ酸を洗い流す（Ｓ６）。そして、制御装置４は、スピンチャック８によって基板Ｗを高速回転させて、基板Ｗを乾燥させる（Ｓ７）。制御装置４は、基板Ｗが乾燥した後、センターロボットＣＲによってウェットエッチングユニット７ａから基板Ｗを搬出させ、この基板Ｗをベーパエッチングユニット７ｂに搬入させる。
【００４５】
次に、制御装置４は、ベーパエッチングユニット７ｂに第１処理例と同様の動作を実行させる。具体的には、センターロボットＣＲによってホットプレート１４上に基板Ｗが載置された後は、第１処理例と同様に、ベローズ１７内の雰囲気が窒素ガスに置換される（Ｓ１）。その後、第１処理例と同様に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ２）。これにより、基板Ｗがエッチングされる。その後、第１処理例と同様に、溶剤ベーパが基板Ｗに供給される（Ｓ３）。続いて、第１処理例と同様に、ベローズ１７内の雰囲気が、再び窒素ガスに置換される（Ｓ４）。そして、乾燥状態の基板Ｗが、センターロボットＣＲによってホットプレート１４から搬出される。
【００４６】
このようにして、フッ酸およびＨＦベーパが基板Ｗに順次供給される。すなわち、フッ酸によるウェットエッチングと、ＨＦベーパによるベーパエッチングとが順次行われる。たとえば、高アスペクト比（たとえば、アスペクト比が１０以上）のパターンが形成されている基板Ｗからウェットエッチングだけで犠牲膜を全て除去した後に、基板Ｗを乾燥させると、パターンの倒壊が発生する場合がある。また、このような基板Ｗからベーパエッチングだけで犠牲膜を全て除去する場合、犠牲膜の除去量が多いので、水の発生量が多い。したがって、基板Ｗ上に水が残留してしまう場合がある。そのため、残渣が基板Ｗに残留してしまう場合がある。
【００４７】
しかし、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されている場合、前述の第２処理例では、図６に示すように、犠牲膜の一部（上層部）が除去された後、基板Ｗの乾燥が行われる（ウェットエッチング〜スピンドライ）。すなわち、全ての犠牲膜が除去された状態で基板Ｗが乾燥される場合よりも、パターンにおいて露出されている部分の高さが低い状態で、基板Ｗの乾燥が行われる。これにより、パターンの倒壊が抑制または防止される。そして、図６に示すように、ＨＦベーパが基板Ｗに供給されることにより、犠牲膜の残りの部分（下層部）が除去される（ベーパエッチング）。これにより、パターンの倒壊が抑制または防止される。さらに、ベーパエッチングによって除去する犠牲膜の量が減少しているので、水の残留を抑制または防止できる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００４８】
一方、図７に示すように、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されていると共に、種類の異なる複数の犠牲膜が形成されている場合、より具体的には、上側の犠牲膜が、たとえば酸化膜（ＳｉＯ２からなる膜）であり、下側の犠牲膜が、たとえばＢＳＧ膜である場合、ウェットエッチングだけで全ての犠牲膜を除去すると、パターンの倒壊が発生する場合がある。また、ベーパエッチングで酸化膜を除去する場合、ウェットエッチングで酸化膜を除去する場合よりもエッチングレートが低いので、酸化膜の除去に要する時間が増加してしまう。
【００４９】
しかし、高アスペクト比のパターンが基板Ｗに形成されていると共に、種類の異なる複数の犠牲膜が形成されている場合、前述の第２処理例では、図７に示すように、ウェットエッチングによって上側の犠牲膜（酸化膜）が除去されるので、酸化膜の除去に要する時間を短縮できる。さらに、パターンにおいて露出されている部分の高さが低い状態で、基板Ｗの乾燥が行われるので、パターンの倒壊を抑制または防止できる。そして、図７に示すように、ＨＦベーパを基板Ｗに供給することにより、下側の犠牲膜（ＢＳＧ膜）を除去するので、パターンの倒壊を抑制または防止できる。これにより、処理時間を短縮すると共に、パターンの倒壊および残渣の残留を抑制または防止できる。
【００５０】
以上のように本実施形態では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板Ｗに供給すると共に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパの供給と並行して基板Ｗ上の溶剤を蒸発させることにより、エッチングによって生じる水を除去することができる。これにより、残渣の発生を抑制または防止できる。したがって、パターンの倒壊を抑制または防止しながら、残渣の発生を抑制または防止できる。
【００５１】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１処理例および第２処理例では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に同時に供給される場合について説明したが、制御装置４は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとを基板に供給する前に、ＨＦベーパおよび溶剤ベーパの一方を予め基板に供給してもよい。たとえば、溶剤ベーパを予め基板に供給してもよい。
【００５２】
また、前述の第１処理例および第２処理例では、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に供給された後に、溶剤ベーパが基板に供給される場合について説明したが、制御装置４は、ＨＦベーパと溶剤ベーパとが基板に供給された後に、溶剤ベーパを基板に供給せずに、基板の周囲の雰囲気を窒素ガスに置換してもよい。
また、前述の第１処理例および第２処理例において、制御装置４は、ホットプレート１４によって基板の温度を制御することにより、基板で液化するＨＦベーパおよび溶剤ベーパの量を調整してもよい。たとえば、不要物の除去量が多い場合には、基板の温度を低下させて、基板に供給されるフッ化水素の液滴の量を増加させてもよい。
【００５３】
また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。また、基板処理装置１は、枚葉式の基板処理装置に限らず、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 基板処理装置
４ 制御装置（制御手段）
７ｂ１ 無水系のベーパエッチングユニット（ベーパ供給手段、第１ベーパ供給手段）
７ｂ２ 有水系のベーパエッチングユニット（ベーパ供給手段、第２ベーパ供給手段）
１１ ＨＦベーパ発生容器（ベーパ供給手段）
１４ ホットプレート（基板保持手段、蒸発手段）
１９ 排気装置（ベーパ除去手段）
２５ 第１流量コントローラ（比率変更手段）
２９ 第２Ｎ２供給源（ベーパ除去手段）
３３ 溶剤ベーパ供給原（ベーパ供給手段、溶剤ベーパ供給手段）
３５ 第３流量コントローラ（比率変更手段）
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不要物をエッチングして基板から除去する基板処理方法であって、
フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、前記不要物をエッチングして除去する除去工程と、
前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記溶剤は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止した状態で、前記溶剤ベーパを前記基板に供給する溶剤ベーパ供給工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記除去工程は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記除去工程は、前記不要物の種類に応じた水分濃度を有する前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給する工程である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
基板を保持する基板保持手段と、
フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給するベーパ供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発手段と、
前記ベーパ供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に保持されている基板に前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを供給させ、不要物をエッチングして前記基板から除去させる除去工程と、前記蒸発手段を制御することにより、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを実行させる制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項８】
前記ベーパ供給手段は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む前記溶剤ベーパと、前記ＨＦベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板保持手段に保持されている基板に前記溶剤ベーパを供給する溶剤ベーパ供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記ベーパ供給手段および溶剤ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止させた状態で、前記溶剤ベーパを基板に供給させる溶剤ベーパ供給工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記ベーパ供給手段は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更手段を含み、
前記制御手段は、前記比率変更手段を制御することにより、前記除去工程において基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
ベーパを除去するベーパ除去手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記ベーパ除去手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記ベーパ供給手段は、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第１ベーパ供給手段と、フッ化水素と水とを含み前記第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第２ベーパ供給手段とを含み、
前記制御手段は、前記不要物の種類に応じて前記第１ベーパ供給手段および第２ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程において、前記第１ＨＦベーパまたは第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給させる、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１】
不要物をエッチングして基板から除去する基板処理方法であって、
フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを基板に供給することにより、前記不要物をエッチングして除去する除去工程と、
前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記溶剤は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止した状態で、前記溶剤ベーパを前記基板に供給する溶剤ベーパ供給工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記除去工程は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記除去工程は、前記不要物の種類に応じた水分濃度を有する前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給する工程である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
基板を保持する基板保持手段と、
フッ化水素を含むＨＦベーパと、水が溶解可能で水よりも沸点が低い溶剤を含む溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給するベーパ供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発手段と、
前記ベーパ供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に保持されている基板に前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを供給させ、不要物をエッチングして前記基板から除去させる除去工程と、前記蒸発手段を制御することにより、前記除去工程と並行して前記基板上の前記溶剤を蒸発させる蒸発工程とを実行させる制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項８】
前記ベーパ供給手段は、水が溶解可能で水よりも沸点が低いフッ素系溶剤、および水が溶解可能で水よりも沸点が低いアルコールの少なくとも一方を含む前記溶剤ベーパと、前記ＨＦベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板保持手段に保持されている基板に前記溶剤ベーパを供給する溶剤ベーパ供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記ベーパ供給手段および溶剤ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、基板に対する前記ＨＦベーパの供給を停止させた状態で、前記溶剤ベーパを基板に供給させる溶剤ベーパ供給工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記ベーパ供給手段は、基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更手段を含み、
前記制御手段は、前記比率変更手段を制御することにより、前記除去工程において基板に供給される前記ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとの比を変更する比率変更工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
ベーパを除去するベーパ除去手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記ベーパ除去手段を制御することにより、前記除去工程が行われた後に、前記ＨＦベーパおよび溶剤ベーパに晒されている基板から当該ＨＦベーパおよび溶剤ベーパを除去するベーパ除去工程をさらに実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記ベーパ供給手段は、フッ化水素を含む第１ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第１ベーパ供給手段と、フッ化水素と水とを含み前記第１ＨＦベーパよりも水分濃度が高い第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを前記基板保持手段に保持されている基板に供給する第２ベーパ供給手段とを含み、
前記制御手段は、前記不要物の種類に応じて前記第１ベーパ供給手段および第２ベーパ供給手段を制御することにより、前記除去工程において、前記第１ＨＦベーパまたは第２ＨＦベーパと前記溶剤ベーパとを基板に供給させる、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２１２０８（Ｐ２０１３−２１２０８Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４６３２（Ｐ２０１１−１５４６３２）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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