JP2024018602A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来とは異なる方法でモリブデン膜を酸化させることができ、モリブデン膜の酸化していない部分を基板に残しながら、モリブデン膜の酸化した部分を基板から除去できる方法および装置を提供する。【解決手段】基板処理方法は、基板処理装置内で酸素ガスまたはオゾンガスを複数枚の基板に供給しながら、複数枚の基板を加熱することにより、モリブデン膜の表層を三酸化モリブデンに変化させる酸化工程Ｓ２と、複数枚の基板を基板処理装置内で搬送する第１搬送工程Ｓ３と、基板処理装置内で複数枚の基板にエッチング液を供給することにより、モリブデン膜の表層以外の部分を基板に残しながら、三酸化モリブデンに変化した表層をエッチング液に溶解させるエッチング工程Ｓ４とを含む。酸化工程がバッチ処理である場合、エッチング工程は枚葉処理であり、酸化工程が枚葉処理である場合、エッチング工程はバッチ処理である。【選択図】図５

Description

本発明は、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。基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置や有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などの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、太陽電池用基板などが含まれる。
特許文献１には、酸素イオン注入または酸素プラズマドーピングによりモリブデン層を酸化させることにより酸化モリブデン部分（molybdenum oxide portion）を形成することと、アンモニア溶液などの液体を基板に供給するウェットエッチングによって、酸化されていないモリブデン層（non-oxidized molybdenum layer）を基板に残しながら、酸化モリブデン部分を基板から除去することが開示されている。
特表２０２２－５０９８１６号公報
特許文献１は、酸素イオン注入または酸素プラズマドーピングによりモリブデン層を酸化させることを開示しているものの、これら以外の方法によりモリブデン層を酸化させることは開示していない。これら以外の方法によりモリブデン層を酸化させることが望まれる場合、特許文献１の開示ではこのような要望に応えることができない。
本発明の目的の一つは、従来とは異なる方法でモリブデン膜を酸化させることができ、モリブデン膜の酸化していない部分を基板に残しながら、モリブデン膜の酸化した部分を基板から除去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。
本発明の一実施形態は、酸素ガスまたはオゾンガスを基板処理装置内の少なくとも１つの酸化空間に配置された複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる酸化工程と、前記少なくとも１つの酸化空間とは異なる前記基板処理装置内の少なくとも１つのエッチング空間に前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を搬送する第１搬送工程と、前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板にエッチング液を供給することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させるエッチング工程と、を含み、前記少なくとも１つの酸化空間が、１つの酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、複数のエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、複数の酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、１つのエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、前記１つの酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記複数のエッチング空間である場合、前記酸化工程は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を一括して加熱するバッチ処理であり、前記エッチング工程は、前記複数のエッチング空間に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に前記エッチング液を一枚ずつ供給する枚葉処理であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記酸化工程は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に供給しながら、前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板を一枚ずつ加熱する枚葉処理であり、前記エッチング工程は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に一括して前記エッチング液を供給するバッチ処理である、基板処理方法を提供する。
この方法によれば、複数枚の基板が基板処理装置内の少なくとも１つの酸化空間に配置された状態で、酸素ガスまたはオゾンガスを複数枚の基板に供給しながら複数枚の基板を加熱する。これにより、酸素ガスまたはオゾンガスに含まれる酸素原子がモリブデンと結合し、モリブデン膜の表層が三酸化モリブデンに変化する。その後、複数枚の基板を基板処理装置内の少なくとも１つの酸化空間から基板処理装置内の少なくとも１つのエッチング空間に搬送し、少なくとも１つのエッチング空間内の複数枚の基板にエッチング液を供給する。三酸化モリブデンは、エッチング液に溶解する。したがって、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層がエッチングされ、三酸化モリブデンに変化していないモリブデン膜の表層以外の部分が基板に残る。
このように、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら基板を加熱することにより、基板に形成されたモリブデン膜を酸化させることができる。さらに、１つの基板処理装置内でモリブデン膜を酸化させエッチングするので、モリブデン膜の酸化とモリブデン酸化膜のエッチングとを別々の基板処理装置内で行う場合に比べて、基板の搬送に要する時間を短縮できる。加えて、複数枚の基板を一括して酸化させ、一枚ずつエッチングする、もしくは、複数枚の基板を一枚ずつ酸化させ、一括してエッチングする。したがって、複数枚の基板を一枚ずつ酸化させ、１枚ずつエッチングする場合に比べて、酸化およびエッチングに要する時間を短縮できる。
酸素ガスおよびオゾンガスは、酸素原子を含む酸素原子含有ガスである。基板への酸素原子含有ガスの供給は、酸素原子含有ガスを酸化空間に充満させることにより行ってもよいし、酸化空間内で酸素原子含有ガスを吐出することにより行ってもよい。後者の場合、酸素原子含有ガスが酸化空間に充満してもよいし、酸素原子含有ガス以外のガスが酸化空間に存在してもよい。つまり、モリブデンを三酸化モリブデンに変化させる十分な量の酸素原子がモリブデン膜の表面に供給されるのであれば、酸素原子含有ガスをどのように基板に供給してもよい。
前記実施形態において、以下の特徴の少なくとも１つを、前記基板処理方法に加えてもよい。
前記酸化工程は、前記オゾンガスを前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱する。
この方法によれば、酸素ガスではなく、オゾンガスを基板に供給しながら基板を加熱する。したがって、酸素ガスを基板に供給しながら基板を加熱する場合に比べて、効率的にモリブデン膜の表層を三酸化モリブデンに変化させることができる。これにより、モリブデン膜の表層を三酸化モリブデンに変化させる時間を短縮でき、基板処理装置のスループット（単位時間あたりの基板の処理枚数）を増加させることができる。
前記エッチング液は、水を主成分とする水含有液である。
この方法によれば、基板をエッチングするために、水を主成分とする水含有液を基板に供給する。三酸化モリブデンが水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。したがって、薬液を使わずに、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層を基板から除去できる。これにより、エッチング液が薬液である場合に比べて、排液の処理を簡素化でき、環境への負荷を軽減できる。
エッチング液に相当する水含有液は、純水などの水（水の体積濃度が１００％または実質的に１００％の液体）であってもよいし、水の体積濃度が９０％以上１００％未満の液体であってもよい。後者の場合、低濃度であれば薬品が水含有液に溶解していてもよい。この場合、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をより短時間で基板から除去できる。
前記基板処理方法は、前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を前記少なくとも１つの酸化空間に搬送する第２搬送工程をさらに含み、前記基板処理方法は、前記酸化工程、第１搬送工程、エッチング工程、および、第２搬送工程を含む１つのサイクルを複数回行う。
この方法によれば、少なくとも１つのエッチング空間内の複数枚の基板にエッチング液を供給した後、複数枚の基板を少なくとも１つの酸化空間に搬送し、複数枚の基板に形成された複数のモリブデン膜を酸化させる。つまり、モリブデン膜の酸化とモリブデン酸化膜のエッチングとを交互に複数回繰り返す。これにより、モリブデン膜を段階的に減少させることができ、モリブデン膜の厚さを段階的に調整できる。
酸化工程、第１搬送工程、エッチング工程、および、第２搬送工程を含む１つのサイクルを複数回行う場合、酸化工程で形成されるモリブデン酸化膜の厚さは、毎回同じであってもよいし、複数の酸化工程の間で異なっていてもよい。同様に、エッチング工程でのモリブデン膜の厚みの減少量、つまり、エッチング液に溶解したモリブデン酸化膜の厚さは、毎回同じであってもよいし、複数のエッチング工程の間で異なっていてもよい。
前記基板処理方法は、前記基板を前記基板処理装置のロードポート上のキャリアから搬出してから、前記基板を前記ロードポート上の前記キャリアまたは前記基板処理装置の別のロードポート上のキャリアに搬入するまで、前記基板を水平な姿勢に維持する。
この方法によれば、ロードポート上のキャリアから基板を搬出し、搬出した基板に酸化およびエッチングなどの処理を行う。全ての処理を基板に行った後は、処理済みの基板を同じロードポート上のキャリアまたは別のロードポート上のキャリアに搬入する。酸化工程またはエッチング工程では複数枚の基板を一括して処理するにもかかわらず、基板をキャリアから搬出してから同じまたは別のキャリアに搬入するまで基板を水平な姿勢に維持する。したがって、基板の姿勢を変更する必要がなく、それに要する時間を短縮できる。
前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記エッチング工程は、前記複数枚の基板が間隔を空けて平行に向かい合うように前記複数枚の基板を水平な姿勢で保持しながら、前記１つのエッチング空間に配置された処理槽内の前記エッチング液に前記複数枚の基板を浸漬させる。
この方法によれば、複数枚の基板が間隔を空けて平行に向かい合うように複数枚の基板を水平な姿勢で保持しながら、複数枚の基板を処理槽内のエッチング液に浸漬させる。したがって、複数枚の基板を処理槽内のエッチング液に浸漬させる前に、基板の姿勢を鉛直な姿勢に変更する必要がなく、それに要する時間を短縮できる。これにより、基板処理装置のスループットを増加させることができる。
前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記基板処理方法は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を、前記複数の酸化空間および１つのエッチング空間とは異なる前記基板処理装置内の乾燥空間に移動させる第３搬送工程と、前記エッチング液を前記複数枚の基板に供給した後に、平面視で前記１つのエッチング空間に重なるように前記１つのエッチング空間の上方に配置された前記乾燥空間内の前記複数枚の基板を乾燥させる乾燥工程と、をさらに含む。
この方法によれば、エッチング空間内の複数枚の基板にエッチング液を供給した後、複数枚の基板をエッチング空間から乾燥空間に移動させ乾燥させる。乾燥空間は、エッチング空間の上方の空間であり、平面視でエッチング空間に重なっている。エッチング空間内の複数枚の基板を上方に移動させると、複数枚の基板は、乾燥空間に進入する。したがって、エッチング空間と乾燥空間との間で移動する複数枚の基板を方向転換させる必要がなく、それに要する時間を短縮できる。
前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記エッチング工程は、前記複数枚の基板を基板ホルダーで保持した状態で、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に前記エッチング液を供給し、前記基板処理方法は、前記基板ホルダーを前記１つのエッチング空間から前記複数の酸化空間および１つのエッチング空間とは異なる前記基板処理装置内の乾燥空間に移動させることにより、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を前記乾燥空間に移動させる第３搬送工程と、前記エッチング液を前記複数枚の基板に供給した後に、前記複数枚の基板を前記基板ホルダーで保持した状態で、前記乾燥空間内の前記複数枚の基板を乾燥させる乾燥工程と、をさらに含む。
この方法によれば、複数枚の基板を基板ホルダーで保持した状態で、複数のモリブデン酸化膜をエッチングし、複数枚の基板をエッチング空間から乾燥空間に搬送し、複数枚の基板を乾燥させる。つまり、モリブデン酸化膜のエッチング、エッチング空間から乾燥空間への基板の搬送、および、基板の乾燥を行うために、基板ホルダーに保持されている複数枚の基板を、別の基板ホルダーに移動させる必要がないし、複数の基板ホルダーを設ける必要もない。これにより、基板処理装置のスループットを増加させることができる。
前記酸化工程、第１搬送工程、エッチング工程、および、第２搬送工程を含む１つのサイクルを複数回行う場合、前記第３搬送工程および乾燥工程は、１つのサイクルに含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。前記第３搬送工程は、前記第２搬送工程の一部であってもよい。前記第３搬送工程および乾燥工程が１つのサイクルに含まれるか否かにかかわらず、最終サイクルの第２搬送工程を行った後、最後の酸化工程、第１搬送工程、エッチング工程、第３搬送工程、および乾燥工程を行い、複数枚の基板を基板処理装置から搬出してもよい。
本発明の他の実施形態は、少なくとも１つの酸化空間と少なくとも１つのエッチング空間とを形成するパーティションと、酸素ガスまたはオゾンガスを前記少なくとも１つの酸化空間に配置された複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる酸化手段と、前記少なくとも１つの酸化空間とは異なる前記少なくとも１つのエッチング空間に前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を搬送する搬送システムと、前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板にエッチング液を供給することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させるエッチング手段と、を含み、前記少なくとも１つの酸化空間が、１つの酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、複数のエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、複数の酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、１つのエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、前記１つの酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記複数のエッチング空間である場合、前記酸化手段は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を一括して加熱するバッチ処理を行い、前記エッチング手段は、前記複数のエッチング空間に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に前記エッチング液を一枚ずつ供給する枚葉処理を行い、前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記酸化手段は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に供給しながら、前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板を一枚ずつ加熱する枚葉処理を行い、前記エッチング手段は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に一括して前記エッチング液を供給するバッチ処理を行う、基板処理装置を提供する。この構成によれば、前述の基板処理方法と同様の効果を奏することができる。前述の基板処理方法に関する特徴の少なくとも１つを前記基板処理装置に加えてもよい。
本発明の第１実施形態に係る基板の処理が行われる前の基板の断面の一例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板の処理が行われているときの基板の断面の一例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板の処理が行われた後の基板の断面の一例を示す概略断面図である。 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概略平面図である。 酸化処理ユニットの鉛直断面を示す概略断面図である。 酸化処理ユニットの水平断面を示す概略断面図である。 エッチング処理ユニットの鉛直断面を示す概略断面図である。 エッチング処理ユニットの水平断面を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板の処理の一例について説明するための工程図である。 図５に示す基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 図５に示す基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る酸化処理ユニットの鉛直断面を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るエッチング処理ユニットの鉛直断面を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るエッチング処理ユニットの鉛直断面を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板の処理の一例が行われているときの基板処理装置の状態を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す概略平面図である。 中継タワーの鉛直断面を示す概略断面図である。 酸化ユニットの水平断面を示す概略断面図である。 冷却ユニットの水平断面を示す概略断面図である。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
最初に、本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理の概要について説明する。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理が行われる前の基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理が行われているときの基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。図１Ｃは、本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理が行われた後の基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。
モリブデン膜１００は、半導体ウエハなどの基板Ｗの表面に形成されたモリブデン製の薄膜である。モリブデン膜１００は、トランジスタなどの基板Ｗ上に形成されたデバイスに電気的に接続された金属配線（モリブデン配線）の一部であってもよい。金属配線は、層間絶縁膜上に配置された金属配線層、または、ビアホールなどの少なくとも１つの層間絶縁膜を貫通するホール内に配置された金属プラグであってもよいし、金属配線層または金属プラグの両方であってもよい。
図１Ａに示すように、モリブデン膜１００は、モリブデン膜１００の表面１０３の全域を含む表層１０２と、モリブデン膜１００における表層１０２以外の部分を表すバルク１０１とによって構成されている。モリブデン膜１００の表層１０２は、モリブデン膜１００の表面１０３から一定またはほぼ一定の厚さの層を表す。基板Ｗが処理される前、モリブデン膜１００の表面１０３は、モリブデンの酸化物によって覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。基板Ｗが処理される前、モリブデン膜１００の表面１０３またはモリブデンの酸化物の表面は、レジストパターンなどの他の物質によって部分的に覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。
図１Ａは、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）と三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）とを含むモリブデンの自然酸化膜１０４によってモリブデン膜１００の表面１０３が覆われた例を示している。酸化モリブデンおよび三酸化モリブデンは、いずれも、モリブデンの酸化物の一例である。図１Ａに示す例では、モリブデン膜１００の表面１０３の一部または全部が、モリブデンの自然酸化膜１０４によって覆われている。モリブデンの自然酸化膜１０４は、半導体ウエハなどの基板Ｗの表面で露出しており、基板Ｗが配置された空間内の雰囲気に接している。
本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理では、オゾンガスなどの酸素原子含有ガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗを加熱する酸化工程を行う。オゾンガスは、酸素原子を含む酸素原子含有ガスの一例である。酸素原子含有ガスは、酸素ガスであってもよい。自然酸化膜１０４などのモリブデンの酸化物がモリブデン膜１００上に形成されている場合、酸化工程を行う前に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによりモリブデンの酸化物をモリブデン膜１００から除去してもよいし、モリブデンの酸化物を除去せずに酸化工程を行ってもよい。
酸化工程を行うとき、接触加熱または非接触加熱により基板Ｗを加熱してもよいし、接触加熱および非接触加熱の両方により基板Ｗを加熱してもよい。接触加熱により基板Ｗを加熱する場合、デバイスが形成される基板Ｗの表面を上に向けた状態で、室温（１５～３０℃内の一定またはほぼ一定の温度）よりも高温のホットプレートの上に基板Ｗを水平に配置することにより、基板Ｗの下面をホットプレートに接触させてもよい。非接触加熱により基板Ｗを加熱する場合、ランプなどの熱源から放出された電磁波を基板Ｗに照射してもよい。酸化工程を行うとき、基板Ｗは、水平または鉛直な姿勢であってもよいし、これら以外の姿勢であってもよい。
酸化工程を行うと、基板Ｗに接する雰囲気中のオゾンまたは酸素分子によってモリブデン膜１００中のモリブデンが酸化され、モリブデン膜１００の表面１０３が三酸化モリブデンに変化する。自然酸化膜１０４などのモリブデンの酸化物でモリブデン膜１００の表面１０３が覆われている場合は、モリブデン膜１００の表面１０３だけでなく、モリブデンの酸化物も三酸化モリブデンに変化する。これにより、図１Ｂに示すように、三酸化モリブデンを含むモリブデン酸化膜１０５が、モリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。
モリブデン膜１００は、モリブデン膜１００の表面１０３からモリブデン膜１００の内部に向かって徐々に三酸化モリブデンに変化していく。モリブデン膜１００とモリブデン酸化膜１０５との境界は、モリブデン膜１００の内部に向かって徐々に移動する。これにより、モリブデン酸化膜１０５の厚さが連続的に増加する。酸化工程を行う時間が後述する最大成長時間に達すると、後述する最大厚さのモリブデン酸化膜１０５がモリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。
モリブデン酸化膜１０５は、モリブデン膜１００に結合された三酸化モリブデンの薄膜である。モリブデン酸化膜１０５は、酸化モリブデンなどの三酸化モリブデン以外の物質を含んでいてもよい。図１Ｂは、モリブデン酸化膜１０５の表面１０６の全域が平坦であり、モリブデン酸化膜１０５の厚さが均一である例を示している。モリブデン酸化膜１０５は、モリブデン膜１００よりも薄い。モリブデン酸化膜１０５の厚さは、モリブデン膜１００の厚さ以上であってもよい。
酸化工程を行う時間（オゾンガスなどの酸素原子含有ガスを基板Ｗに接触させながら基板Ｗを加熱する時間）を酸化時間と、酸化時間を除く酸化工程の条件を酸化条件とそれぞれ定義する。酸化条件には、複数のパラメータが含まれる。例えば、基板Ｗの温度と、基板Ｗに供給されるオゾンガスの濃度と、基板Ｗに供給されるオゾンガスの流量とは、酸化条件に含まれる。酸化時間は、酸化条件に含まれない。
酸素原子含有ガスがオゾンガスである場合の酸化条件は以下のとおりである。具体的には、基板Ｗの温度は、１５０℃以上、例えば１８０～３００℃の範囲内である。オゾンガスの濃度は、５０ｇ／ｍ３以上、例えば１００～２００ｇ／ｍ３の範囲内である。オゾンガスの流量は、５ＳＬＭ（Standard Litter Min）以上、例えば１８～２０ＳＬＭの範囲内である。酸化時間は、３０秒以上、例えば３０～３００秒の範囲内である。後述するエッチング時間は、３０秒以上である。酸化工程を行う前のモリブデン膜１００の厚さとエッチング工程を行った後のモリブデン膜１００の厚さとの差をリセス量と定義する。酸化条件にもよるが、酸化工程およびエッチング工程を一回ずつ行ったときのリセス量は、数十ｎｍ未満、例えば１０ｎｍ未満である。前記の数値は、一例であり、これらに限られるものではない。
酸化条件が一定であれば、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、酸化時間が増加するにしたがって増加する。酸化条件が一定であれば、酸化時間が最大成長時間を超えても、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、変化せずまたは殆ど変化せず、最大厚さまたはその付近にとどまる。つまり、酸化条件が一定であれば、酸化時間が最大成長時間に達すると、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、最大厚さに達するものの、それ以上の時間酸化工程を続けても、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、変化しないまたは殆ど変化しない。この現象を、セルフリミテーションということがある。
モリブデン酸化膜１０５の最大厚さは、酸化条件に依存する。最大成長時間も、酸化条件に依存する。酸化条件が変わると、それに応じてモリブデン酸化膜１０５の最大厚さが増加または減少する。例えば、基板Ｗの温度が低下すると、モリブデン酸化膜１０５の最大厚さが減少する。基板Ｗに供給されるオゾンガスの濃度または流量が減少したときも、モリブデン酸化膜１０５の最大厚さが減少する。
酸化工程を行った後は、図１Ｃに示すように、エッチング液を基板Ｗに供給することにより、モリブデン酸化膜１０５を基板Ｗから除去するエッチング工程を行う。図１Ｃは、エッチング液の供給によってモリブデン酸化膜１０５の全体が除去され、モリブデンで形成されたモリブデン膜１００の平坦な表面１０３が露出した例を示している。エッチング液の供給によってモリブデン酸化膜１０５の全体が基板Ｗから除去されることが好ましいが、後工程で問題にならない程度であれば、モリブデン酸化膜１０５が基板Ｗに残ってもよい。
エッチング液は、三酸化モリブデンを溶解し、モリブデンを溶解しないまたは殆ど溶解しない液体である。三酸化モリブデンは、水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。言い換えると、三酸化モリブデンが水に溶解する速度は、モリブデンが水に溶解する速度よりも大きい。したがって、水を含む液体であれば、エッチング液は、どのような液体であってもよい。例えば、エッチング液は、純水（脱イオン水：ＤＩＷ（Deionized Water））などの水であってもよいし、水酸化アンモニウム、アルカリ溶液、炭酸水、フッ酸、および塩酸などの水溶液であってもよい。水溶液における水の割合（溶質に対する水の割合）は、１００以上であってもよいし、１００未満であってもよい。
エッチング液がモリブデン酸化膜１０５の表面１０６に接触すると、モリブデン酸化膜１０５の表面１０６を構成する三酸化モリブデンがエッチング液に溶解し、モリブデン酸化膜１０５が徐々に減少していく。エッチング時間、つまり、エッチング液がモリブデン酸化膜１０５に接している時間がエッチング終了時間に達すると、全てまたは殆ど全てのモリブデン酸化膜１０５がエッチング液に溶解する。エッチング液は、三酸化モリブデンを溶解し、モリブデンを溶解しないまたは殆ど溶解しない液体である。したがって、エッチング終了時間以上エッチング液の供給を継続しても、モリブデン膜１００は減少しないまたは殆ど減少しない。
エッチング工程を行うとき、エッチング終了時間以上連続してエッチング液を基板Ｗに供給してもよいし、エッチング液がモリブデン酸化膜１０５に接する時間の合計値を表す累積エッチング時間がエッチング終了時間以上であるように、エッチング液を基板Ｗに断続的に供給してもよい。また、エッチング工程を行うとき、基板Ｗの姿勢は、水平または鉛直であってもよいし、水平面に対して傾いていてもよい。図１Ｂは、基板Ｗを水平に維持しながら、エッチング工程を行う例を示している。
モリブデン膜１００の表層１０２をモリブデン酸化膜１０５に変化させた後、モリブデン酸化膜１０５をエッチング液でエッチングするのではなく、モリブデンを腐食させるエッチング液をモリブデン膜１００に供給すると、モリブデン膜１００の表面１０３のラフネス（粗さ）が良好でない場合がある。前述のように、モリブデン膜１００の表層１０２をモリブデン酸化膜１０５に変化させた後に除去すれば、モリブデン膜１００をエッチング液で直接エッチングする場合に比べて、エッチング後のモリブデン膜１００のラフネスを改善（低減）することができる。
全てまたは殆ど全てのモリブデン酸化膜１０５を基板Ｗから除去した後は、基板Ｗを簡易的にまたは完全に乾燥させる乾燥工程を行う。つまり、後述するように２回目以降の酸化工程を行う場合、基板Ｗに残留する液体が酸化工程等の支障にならなければ、次の酸化工程を行う前に、殆どの液体が基板Ｗから除去されるように基板Ｗを簡易的に乾燥させてもよい。もしくは、次の酸化工程を行う前に、全ての液体が基板Ｗから除去されるように基板Ｗを完全に乾燥させてもよい。エッチング液に含まれる薬品の濃度が高い場合、基板Ｗを乾燥させる前に、純水などのリンス液でエッチング液を洗い流してもよい。
エッチング工程を行った後は、前述と同様に２回目の酸化工程を行い、その後、２回目のエッチング工程を行う。必要に応じて、３回目の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよいし、４回目以降の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよい。つまり、酸化工程およびエッチング工程をこの順番で行う１つのサイクルを２回以上行ってもよい。このようにすれば、モリブデン膜１００の厚さを段階的に減少させることができる。最後のエッチング工程を行った後は、基板Ｗを完全に乾燥させる。
前述のように、酸化工程では、モリブデン膜１００の表面１０３側の部分が三酸化モリブデンに変化し、モリブデン膜１００の厚さが減少するものの、モリブデン膜１００はエッチングされない。各回の酸化工程で形成されるモリブデン酸化膜１０５の厚さが一定またはほぼ一定であれば、酸化工程ではエッチング量がゼロであり、エッチング工程ではエッチング量がゼロを超える一定またはほぼ一定の値となる。このような段階的なエッチングは、デジタルエッチングともいわれる。
次に、基板処理装置１について説明する。
図２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概略平面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを処理する装置である。基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗを収容するキャリアＣＡを支持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬送された基板Ｗを処理液や処理ガスなどの処理流体で処理する複数の処理ユニット２と、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡと複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送システム５と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。
制御装置３は、プログラム等の情報を記憶するメモリー３ｍと、メモリー３ｍに記憶されたプログラムにしたがって基板処理装置１を制御するＣＰＵ３ｃ（central processing unit）と、を含むコンピューターである。制御装置３は、基板処理装置１を制御することにより、以下で説明する基板Ｗの搬送および処理等を行う。言い換えると、制御装置３は、以下で説明する基板Ｗの搬送および処理等を行うようにプログラミングされている。
複数の処理ユニット２は、１つ以上の処理ユニット２をそれぞれが含む複数のタワーＴＷを形成している。図２は、８つのタワーＴＷが形成された例を示している。複数の処理ユニット２が１つのタワーＴＷに含まれる場合、当該複数の処理ユニット２は、上下に積層される。１つのタワーＴＷに含まれる処理ユニット２の数は、全てのタワーＴＷで同じであってもよいし、全てまたは全数未満の複数のタワーＴＷで異なっていてもよい。
複数のタワーＴＷは、平面視で基板処理装置１の奥行方向（図２の左右方向。平面視で複数のロードポートＬＰの配列方向に直交する方向）に並んだ２つの列を形成している。２つの列は、平面視で、基板処理装置１の奥行方向に延びる直線状の搬送路４を介して互いに向かい合っている。後述するセンターロボットＣＲは、搬送路４に配置されている。
複数の処理ユニット２は、酸化工程を行う１つ以上の酸化処理ユニット２ｏと、エッチング工程および乾燥工程を行う１つ以上のエッチング処理ユニット２ｅとを含む。酸化処理ユニット２ｏは、複数枚の基板Ｗを一括して酸化させるバッチ式のユニットである。エッチング処理ユニット２ｅは、複数枚の基板Ｗを一枚ずつエッチングおよび乾燥させる枚葉式のユニットである。
図２は、２つの列のそれぞれにおいて、ロードポートＬＰに最も近い１つのタワーＴＷが酸化処理ユニット２ｏによって構成されており、残り３つのタワーＴＷがエッチング処理ユニット２ｅで構成された例を示している。この例では、１つのタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット２は、同じ種類の処理ユニット２（酸化処理ユニット２ｏまたはエッチング処理ユニット２ｅ）である。酸化処理ユニット２ｏによって構成されたタワーＴＷの数および配置は、図２に示す例に限られない。１つのタワーＴＷは、酸化処理ユニット２ｏおよびエッチング処理ユニット２ｅの両方を含んでいてもよい。
搬送システム５は、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡと複数の処理ユニット２との間で搬送される基板Ｗが一時的に置かれる中継台６と、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡと中継台６との間で基板Ｗを搬送するインデクサロボットＩＲと、中継台６と複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送するセンターロボットＣＲとを含む。
中継台６は、平面視でインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されている。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、中継台６に基板Ｗの搬入および搬出を行う。基板Ｗは、中継台６を介してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で受け渡される。中継台６を介さずにインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを直接受け渡してもよい。
中継台６は、基板処理装置１の床面に対して固定された固定台であってもよいし、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で水平に移動可能な可動台と可動台を水平に移動させるアクチュエータとを含むシャトルであってもよい。中継台６は、未処理の基板Ｗ（基板処理装置１で処理される前の基板Ｗ）が置かれる未処理用台と処理済みの基板Ｗが置かれる処理済み用台と含んでいてもよいし、未処理の基板Ｗと処理済みの基板Ｗとが置かれる共通台であってもよい。
中継台６は、複数枚の基板Ｗが水平な姿勢で等間隔で上下に並ぶように当該複数枚の基板Ｗを支持する。中継台６は、複数枚の基板Ｗに接触することにより当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラックを含む。ラックは、複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で一枚ずつ支持する複数の段を形成している。各段は、基板Ｗの下面に接触する複数のピン、または、互いに平行に水平に延びており、両者の間に配置された基板Ｗの下面の外周部に接触する一対のレールを備えていてもよいし、これら以外の基板Ｗを支持する部材を備えていてもよい。
インデクサロボットＩＲは、平面視で中継台６とロードポートＬＰとの間に配置されている。インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンドＨｉを含む。ハンドＨｉは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。ハンドＨｉは、鉛直な直線まわりに１８０度以上回転可能である。ハンドＨｉは、いずれのロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに対しても基板Ｗの搬入および搬出を行うことができ、中継台６に対して基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。
センターロボットＣＲは、平面視で中継台６から基板Ｗの奥行方向に延びる搬送路４内に配置されている。センターロボットＣＲは、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンドＨｃを含む。ハンドＨｃは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。ハンドＨｃは、鉛直な直線まわりに１８０度以上回転可能である。ハンドＨｃは、中継台６に対して基板Ｗの搬入および搬出を行うことができ、いずれの処理ユニット２に対しても基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。
複数の処理ユニット２の平面的および立体的な配置は、図２に示す例に限られない。つまり、センターロボットＣＲがいずれの処理ユニット２にも基板Ｗの搬入および搬出を行えるのであれば、複数の処理ユニット２をどのように配置してもよい。基板処理装置１に設けられたセンターロボットＣＲの数は、複数であってもよい。この場合、少なくとも１つのセンターロボットＣＲが各処理ユニット２に基板Ｗの搬入および搬出を行えるのであれば、１つのセンターロボットＣＲが全ての処理ユニット２に基板Ｗの搬入および搬出を行えなくてもよい。
図１Ａに示すようなモリブデン膜１００またはモリブデンの自然酸化膜１０４が露出した複数枚の基板Ｗを収容したキャリアＣＡは、半導体装置やＦＰＤ等を製造する製造工場に設置されたキャリア搬送ロボットによってロードポートＬＰ上に置かれる。キャリアＣＡは、複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持および収容する容器である。キャリアＣＡは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）であってもよいし、ＦＯＵＰ以外の容器であってもよい。
未処理の基板Ｗは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出され、いずれかの処理ユニット２に搬入される。複数の処理ユニット２は、搬入された基板Ｗに対して前述の酸化工程およびエッチング工程を含む１つのサイクルを複数回行う。全ての処理が行われた基板Ｗは、同じまたは別のロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入される。その後、処理済みの複数枚の基板Ｗを収容したキャリアＣＡが、キャリア搬送ロボットによってロードポートＬＰから次の目的地に搬送される。基板ＷをロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出してから同じまたは別のロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入するまで基板Ｗは水平な姿勢に維持される。
次に、酸化処理ユニット２ｏについて説明する。
図３Ａは、酸化処理ユニット２ｏの鉛直断面を示す概略断面図である。図３Ｂは、酸化処理ユニット２ｏの水平断面を示す概略断面図である。
酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯを含む酸化処理ユニット２ｏの内部空間を形成した複数のパーティション１２を備えている。パーティション１２は、一枚の板であってもよいし、１つの平面上に配置され、互いに連結された複数枚の板であってもよい。パーティション１２が複数枚の板を含む場合、全ての板が同一の形状であってもよいし、形状が異なる複数枚の板がパーティション１２に含まれていてもよい。パーティション１２が複数枚の板を含む場合、各板の大きさおよび材質についても同様である。本段落の内容は、他のパーティションについても同様である。
図３Ｂに示すように、複数のパーティション１２は、基板処理装置１の外表面を形成する基板処理装置１の外壁１１の内側に配置されている。複数のパーティション１２は、基板処理装置１の外壁１１に対して固定された少なくとも１つの固定パーティション１３と、基板処理装置１の外壁１１に対して移動可能な少なくとも１つの可動パーティションとを含む。少なくとも１つの可動パーティションは、酸化処理ユニット２ｏの内部空間の輪郭を形成する外側パーティション１５を含む。
複数のパーティション１２は、酸化処理ユニット２ｏの内部空間に出入りする基板Ｗが通過する出入口１４を形成している。出入口１４は、シャッターに相当する外側パーティション１５によって開閉される。開閉アクチュエータ１６は、複数枚の基板Ｗが出入口１４を通過可能な開位置と、出入口１４が外側パーティション１５によって閉じられる閉位置と、の間で外側パーティション１５を移動させる。外側パーティション１５は、開位置と閉位置との間で平行移動するスライド式、または、開位置と閉位置との間で回転する回転式であってもよいし、これら以外の形式であってもよい。開閉アクチュエータ１６が外側パーティション１５を閉位置に移動させると、出入口１４は、外側パーティション１５によって密閉される。
開閉アクチュエータ１６は、外側パーティション１５を移動させるアクチュエータである。アクチュエータは、電気、流体、磁気、熱、または化学的エネルギーを機械的な仕事に変換する装置である。アクチュエータには、電動モータ、エアシリンダ、およびその他の装置が含まれる。開閉アクチュエータ１６は、電動モータまたはエアシリンダであってもよいし、これら以外であってもよい。アクチュエータの定義は、他のアクチュエータについても同様である。
図３Ａに示すように、酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯ内で複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラック１７を含む。ラック１７は、複数枚の基板Ｗに接触することにより、当該複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持する。ラック１７は、複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で一枚ずつ支持する複数の段を形成している。各段は、複数のピンまたは一対のレールを備えていてもよいし、これら以外の基板Ｗを支持する部材を備えていてもよい。図３Ａおよび図３Ｂは、ラック１７のそれぞれの段に複数のピン１７ａが設けられた例を示している。
酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯ内の複数枚の基板Ｗに光を照射することにより、当該複数枚の基板Ｗを加熱温度で加熱する少なくとも１つの加熱ランプ１８を備えている。加熱ランプ１８は、酸化空間ＳＯ内の複数枚の基板Ｗを加熱するヒーターの一例である。加熱ランプ１８は、ハロゲンランプまたはＬＥＤ(light emitting diode)ランプであってもよいし、これら以外のランプであってもよい。加熱ランプ１８は、電力の供給により光を発する光源と、光源を収容する透明なケースとを含む。
図３Ａおよび図３Ｂは、４つの加熱ランプ１８が１つの酸化空間ＳＯに配置された例を示している。１つの酸化空間ＳＯ内の基板Ｗに向けて光を照射する加熱ランプ１８の数は、４未満または５以上であってもよい。酸化空間ＳＯ内の基板Ｗに光を照射できるのであれば、加熱ランプ１８は、酸化空間ＳＯの外に配置されていてもよい。複数枚の基板Ｗが酸化空間ＳＯに配置されている場合、少なくとも１つの加熱ランプ１８の光は、酸化空間ＳＯ内の全ての基板Ｗに照射される。これにより、酸化空間ＳＯ内の全ての基板Ｗが非接触で加熱される。
図３Ａに示すように、酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯにオゾンガスを供給するオゾンガス供給口１９ａを含む。オゾンガス供給口１９ａは、オゾンガスが通過する空間と、この空間を形成する端面（典型的には、当該空間の全周を取り囲む環状の端面）とを含む。オゾンガス供給口１９ａから流れ出たオゾンガスが酸化空間ＳＯに供給されるのであれば、オゾンガス供給口１９ａは、酸化空間ＳＯを形成する壁面で開口していてもよいし、当該壁面よりも内側に配置されていてもよい。図３Ａは、前者の例を示している。
酸化処理ユニット２ｏは、オゾンガス供給口１９ａに加えて、オゾンガス供給口１９ａに供給されるべきオゾンガスを発生するオゾンガス発生器１９ｄと、オゾンガス発生器１９ｄで発生したオゾンガスをオゾンガス供給口１９ａの方に導くオゾンガス配管１９ｂと、オゾンガス配管１９ｂからオゾンガス供給口１９ａにオゾンガスが流れる開状態とオゾンガス配管１９ｂからオゾンガス供給口１９ａにオゾンガスが流れない閉状態との間で開閉するオゾンガスバルブ１９ｃとを含む。
図示はしないが、オゾンガスバルブ１９ｃは、流体が流れる内部流路と内部流路の一部を形成する環状の弁座とが設けられたバルブボディと、弁座に対して移動可能な弁体と、弁体が弁座に接触する閉位置と弁体が弁座から離れた開位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他のバルブについても同様である。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。制御装置３（図２参照）は、アクチュエータを制御することにより、オゾンガスバルブ１９ｃを開閉させる。
酸化処理ユニット２ｏは、さらに、酸化空間ＳＯ内の気体を排出する排気口２１ａと、排気口２１ａに流入した気体を酸化空間ＳＯから離れる方向に導く排気配管２１ｂと、酸化空間ＳＯ内の気体が排気口２１ａに流入する開状態と酸化空間ＳＯ内の気体が排気口２１ａに流入しない閉状態との間で開閉する排気バルブ２１ｃとを含む。排気口２１ａは、排出すべき気体が通過する空間と、この空間を形成する端面とを含む。排気口２１ａが酸化空間ＳＯ内の気体を排出できるのであれば、排気口２１ａは、酸化空間ＳＯを形成する壁面で開口していてもよいし、当該壁面よりも内側に配置されていてもよい。
オゾンガスバルブ１９ｃを開くと、オゾンガスがオゾンガス供給口１９ａから流れ出て、酸化空間ＳＯに供給される。排気バルブ２１ｃを開いた状態でオゾンガスの供給を続けると、酸化空間ＳＯがオゾンガスで満たされる。酸化空間ＳＯでのオゾンガスの充満は、酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａに排出しながら、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給することにより行ってもよいし、酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａに排出した後に、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給することにより行ってもよい。
酸化空間ＳＯがオゾンガスで満たされた後、オゾンガス供給口１９ａからのオゾンガスの供給と排気口２１ａへの気体の排出とを継続してもよいし、停止してもよい。前者の場合、酸化空間ＳＯをオゾンガスで充満させながら、酸化空間ＳＯ内の気圧を酸化空間ＳＯの外の気圧以上または未満の値に維持してもよい。この場合、排気バルブ２１ｃは、酸化空間ＳＯの気圧が設定値以上まで上昇すると、当該気圧が設定値未満に低下するまで酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａに流入させるリリーフバルブであってもよい。排気バルブ２１ｃは、開閉バルブとリリーフバルブとの両方を含んでいてもよい。
酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯに供給されるべき不活性ガスの一例である窒素ガスを導く不活性ガス配管２０ａと、不活性ガス配管２０ａから酸化空間ＳＯに窒素ガスが流れる開状態と不活性ガス配管２０ａから酸化空間ＳＯに窒素ガスが流れない閉状態との間で開閉する不活性ガスバルブ２０ｂとを含む。図３Ａは、不活性ガス配管２０ａ内の窒素ガスが、オゾンガス供給口１９ａを介して酸化空間ＳＯに供給される例を示している。不活性ガス配管２０ａ内の窒素ガスは、オゾンガス供給口１９ａとは別の供給口を介して酸化空間ＳＯに供給されてもよい。
オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給した後は、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスを排気口２１ａを通じて排出する。具体的には、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給した後、オゾンガスバルブ１９ｃを閉じ、排気バルブ２１ｃを開いた状態で、不活性ガスバルブ２０ｂを開く。これにより、窒素ガスが酸化空間ＳＯに供給されると共に、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体が排気口２１ａに排出される。その結果、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスが窒素ガスで置換され、酸化空間ＳＯが窒素ガスで満たされる。
図３Ｂに示すように、酸化処理ユニット２ｏの出入口１４は、センターロボットＣＲ（図２参照）が配置された搬送路４に面している。センターロボットＣＲは、出入口１４を通じてハンドＨｃを酸化処理ユニット２ｏに出入りさせることにより、酸化処理ユニット２ｏに対して基板Ｗの搬入および搬出を行う。センターロボットＣＲは、さらに、ハンドＨｃを移動させることにより、ラック１７の各段に基板Ｗを置き、ラック１７の各段から基板Ｗを取る。
次に、エッチング処理ユニット２ｅについて説明する。
図４Ａは、エッチング処理ユニット２ｅの鉛直断面を示す概略断面図である。図４Ｂは、エッチング処理ユニット２ｅの水平断面を示す概略断面図である。
エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング空間ＳＥを含むエッチング処理ユニット２ｅの内部空間を形成した複数のパーティション２２を備えている。複数のパーティション２２は、基板処理装置１の外壁１１（図３Ｂ参照）の内側に配置されている。複数のパーティション２２は、基板処理装置１の外壁１１に対して固定された少なくとも１つの固定パーティション２３と、基板処理装置１の外壁１１に対して移動可能な少なくとも１つの可動パーティションとを含む。図４Ｂに示すように、少なくとも１つの可動パーティションは、エッチング処理ユニット２ｅの内部空間の輪郭を形成する外側パーティション２５を含む。
複数のパーティション２２は、エッチング処理ユニット２ｅの内部空間に出入りする基板Ｗが通過する出入口２４を形成している。出入口２４は、シャッターに相当する外側パーティション２５によって開閉される。開閉アクチュエータ２６は、複数枚の基板Ｗが出入口２４を通過可能な開位置と、出入口２４が外側パーティション２５によって閉じられる閉位置と、の間で外側パーティション２５を移動させる。外側パーティション２５は、スライド式または回転式であってもよいし、これら以外の形式であってもよい。開閉アクチュエータ２６が外側パーティション２５を閉位置に移動させると、出入口２４は、外側パーティション２５によって密閉される。
エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング空間ＳＥ内で１枚の基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック２７ａを含む。スピンチャック２７ａは、複数のチャックピン２７ｂを基板Ｗの外周面に接触させる挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース２７ｃの上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図４Ａおよび図４Ｂは、前者の例を示している。スピンチャック２７ａは、水平な姿勢でスピンチャック２７ａに保持されている基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる電動モータ２７ｄを含む。
エッチング処理ユニット２ｅは、スピンチャック２７ａに保持されている基板Ｗの上面にエッチング液を供給するエッチング液ノズル２８ａと、スピンチャック２７ａに保持されている基板Ｗの上面にリンス液を供給するリンス液ノズル２９ａとを含む。図４Ａは、エッチング液およびリンス液がいずれも純水（図４Ａでは、ＤＩＷと表記）である例を示している。リンス液は、純水に限らず、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、および希釈濃度（たとえば、１０～１００ｐｐｍ程度）の水酸化アンモニウムのいずれかであってもよい。リンス液は、エッチング液とは種類が異なる液体であってもよい。
図４Ａに示すように、エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング液をエッチング液ノズル２８ａの方に導くエッチング液配管２８ｂと、エッチング液配管２８ｂからエッチング液ノズル２８ａにエッチング液が流れる開状態とエッチング液配管２８ｂからエッチング液ノズル２８ａにエッチング液が流れない閉状態との間で開閉するエッチング液バルブ２８ｃとを含む。エッチング液バルブ２８ｃが開かれると、エッチング液が、エッチング液ノズル２８ａの吐出口から下方に連続的に吐出される。
エッチング処理ユニット２ｅは、リンス液をリンス液ノズル２９ａの方に導くリンス液配管２９ｂと、リンス液配管２９ｂからリンス液ノズル２９ａにリンス液が流れる開状態とリンス液配管２９ｂからリンス液ノズル２９ａにリンス液が流れない閉状態との間で開閉するリンス液バルブ２９ｃとを含む。リンス液バルブ２９ｃが開かれると、リンス液が、リンス液ノズル２９ａの吐出口から下方に連続的に吐出される。
エッチング液ノズル２８ａは、基板Ｗに対する処理液の衝突位置を基板Ｗの上面または下面内で移動させることができるスキャンノズルであってもよいし、基板Ｗに対する処理液の衝突位置を移動させることができない固定ノズルであってもよい。リンス液ノズル２９ａについても同様である。図４Ａおよび図４Ｂは、エッチング液ノズル２８ａがスキャンノズルであり、リンス液ノズル２９ａが固定ノズルである例を示している。
エッチング液ノズル２８ａは、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にエッチング液ノズル２８ａを移動させるノズルアクチュエータ２８ｅに接続されている。エッチング液ノズル２８ａは、水平に延びるノズルアーム２８ｄの先端から下方に延びている。ノズルアクチュエータ２８ｅは、ノズルアーム２８ｄを介してエッチング液ノズル２８ａに接続されている。ノズルアクチュエータ２８ｅは、ノズルアーム２８ｄを移動させることにより、エッチング液ノズル２８ａから吐出されたエッチング液が基板Ｗの上面に供給される処理位置（図４Ａに示す位置）と、エッチング液ノズル２８ａが平面視でスピンチャック２７ａのまわりに位置する待機位置（図４Ｂに示す位置）と、の間でエッチング液ノズル２８ａを水平に移動させる。
エッチング処理ユニット２ｅは、スピンチャック２７ａに保持されている基板Ｗまたはスピンチャック２７ａから飛散した液体を受け止める筒状の処理カップ３０を含む。処理カップ３０は、基板Ｗまたはスピンチャック２７ａから外方に飛散した液体を受け止める複数のガード３１と、複数のガード３１によって下方に案内された液体を受け止める複数のカップ３２とを含む。図２は、２つのガード３１と２つのカップ３２とが設けられており、１つのカップ３２が１つのガード３１と一体である例を示している。
エッチング処理ユニット２ｅは、複数のガード３１を個別に昇降させるガード昇降ユニット３３を含む。ガード昇降ユニット３３は、上位置から下位置までの任意の位置にガード３１を位置させる。上位置は、スピンチャック２７ａに保持されている基板Ｗが配置される保持位置よりもガード３１の上端が上方に配置される位置である。下位置は、ガード３１の上端が保持位置よりも下方に配置される位置である。ガード３１の上端は、平面視で基板Ｗおよびスピンベース２７ｃを取り囲んでいる。
スピンチャック２７ａが基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗから振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、少なくとも１つのガード３１の上端が、基板Ｗよりも上方に配置される。したがって、基板Ｗから排出された薬液やリンス液などの処理液は、いずれかのガード３１に受け止められ、このガード３１に対応するカップ３２に案内される。
図４Ｂに示すように、エッチング処理ユニット２ｅの出入口２４は、センターロボットＣＲ（図２参照）が配置された搬送路４に面している。センターロボットＣＲは、出入口２４を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅに出入りさせることにより、エッチング処理ユニット２ｅに対して基板Ｗの搬入および搬出を行う。センターロボットＣＲは、さらに、ハンドＨｃを移動させることにより、スピンチャック２７ａに基板Ｗを置き、スピンチャック２７ａから基板Ｗを取る。
エッチング処理ユニット２ｅで行われる基板Ｗの処理の一例は以下のとおりである。
具体的には、センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２ｅ内のスピンチャック２７ａに基板Ｗを置いた後、出入口２４を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅの外に移動させる。その後、出入口２４が外側パーティション２５によって閉じられる。基板Ｗがスピンチャック２７ａに置かれると、スピンチャック２７ａは、複数のチャックピン２７ｂによって基板Ｗを保持し、電動モータ２７ｄによって基板Ｗを回転させる。ガード昇降ユニット３３は、少なくとも１つのガード３１を下位置から上位置に上昇させる。
基板Ｗがスピンチャック２７ａに保持された後は、エッチング液を基板Ｗに供給するエッチング工程を行う。具体的には、スピンチャック２７ａが基板Ｗを回転させている状態で、エッチング液バルブ２８ｃを開き、エッチング液ノズル２８ａにエッチング液の吐出を開始させる。これにより、エッチング液が基板Ｗの上面の全域に供給される。基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われた後は、基板Ｗへの新たなエッチング液の供給を停止し、基板Ｗを静止または低速（例えば３０ｒｐｍ以下）で回転させながら、基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われている状態を維持するパドル工程を行ってもよい。
エッチング液が前述のエッチング終了時間以上基板Ｗに供給されると、エッチング液バルブ２８ｃを閉じる。その後、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程を行う。具体的には、スピンチャック２７ａが基板Ｗを回転させており、基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われている状態で、リンス液バルブ２９ｃを開き、リンス液ノズル２９ａにリンス液の吐出を開始させる。これにより、リンス液が基板Ｗの上面の全域に供給され、基板Ｗ上のエッチング液が洗い流れる。
リンス液の供給が開始されてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ２９ｃを閉じる。その後、基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させる乾燥工程を行う。具体的には、リンス液ノズル２９ａからのリンス液の吐出が停止された状態で、電動モータ２７ｄが基板Ｗを回転方向に加速させ、エッチング工程からリンス工程までの基板Ｗの回転速度よりも大きい高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる。これにより、液体が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、電動モータ２７ｄが回転を停止する。
基板Ｗの回転が停止された後は、全てのガード３１が下位置に配置される。この状態で、出入口２４が開かれ、センターロボットＣＲがハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅ内に進入させる。センターロボットＣＲは、ハンドＨｃを移動させることにより、スピンチャック２７ａ上の基板ＷをハンドＨｃで支持する。その後、センターロボットＣＲは、出入口２４を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅの外に移動させる。これにより、基板Ｗがエッチング処理ユニット２ｅから搬出される。
図４Ａに示す例では、エッチング液およびリンス液は、いずれも純水である。この場合、リンス工程を行わずに、乾燥工程を行ってもよいし、エッチング液としての純水をリンス液としての純水で洗い流した後に乾燥工程を行ってもよい。前者の場合、基板Ｗの上にエッチング液がある状態で、電動モータ２７ｄが基板Ｗを高回転速度で回転させればよい。以下では、エッチング工程を行った後、リンス工程を行わずに、乾燥工程を行う例について説明する。
次に、基板処理装置１で行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係る基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆ、図６Ｇ、および図６Ｈは、図５に示す基板Ｗの処理の一例が行われているときの基板処理装置１の状態を示す概略断面図である。以下では、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、および図５を参照する。図６Ａ～図６Ｈについては適宜参照する。
基板処理装置１で基板Ｗを処理するときは、開閉アクチュエータ１６が、酸化処理ユニット２ｏのシャッターに相当する外側パーティション１５を閉位置から開位置に移動させ、酸化処理ユニット２ｏの出入口１４を開く。その後、センターロボットＣＲが、１枚の基板ＷをハンドＨｃで水平に支持しながら、出入口１４を通じてハンドＨｃを酸化処理ユニット２ｏ内に進入させる。これにより、１枚目の基板Ｗが酸化処理ユニット２ｏに搬入される（図５のステップＳ１）。その後、図６Ａに示すように、センターロボットＣＲは、ラック１７のいずれかの段に基板Ｗを水平に置く。
１枚目の基板Ｗが酸化処理ユニット２ｏに搬入された後は、図６Ｂに示すように、センターロボットＣＲが２枚目の基板Ｗを酸化処理ユニット２ｏに搬入し、ラック１７のいずれかの段に水平に置く。１枚目の基板Ｗを搬入した後、２枚目の基板Ｗを搬入する前に、酸化処理ユニット２ｏの出入口１４を外側パーティション１５で閉じてもよいし、開いたままにしてもよい。同様の手順により、３枚目以降の基板Ｗを酸化処理ユニット２ｏに搬入し、ラック１７のいずれかの段に水平に置く。図６Ａ～図６Ｃは、一番上の段から順番に８枚の基板Ｗをラック１７に置いた例を示している。酸化処理ユニット２ｏに搬入される基板Ｗの枚数は、ラック１７が支持できる基板Ｗの最大枚数であってもよいし、当該最大枚数未満であってもよい。
搬入すべき全ての基板Ｗが酸化処理ユニット２ｏに搬入された後は、開閉アクチュエータ１６が、外側パーティション１５を開位置から閉位置に移動させる。これにより、酸化空間ＳＯが密閉される。その後、オゾンガスを酸化空間ＳＯに充満させる。オゾンガスが酸化空間ＳＯに充満する前または充満した後に、加熱ランプ１８に発光を開始させる。その後、図６Ｄに示すように、基板Ｗの温度と基板Ｗに接する雰囲気中のオゾンガスの濃度などの条件を一定に維持しながら、前述の最大成長時間以上連続して酸化工程を行う（図５のステップＳ２）。
酸化工程を行うと、基板Ｗに接する雰囲気中の酸素原子がモリブデン膜１００（図１Ｂ参照）中のモリブデンと結合し、モリブデンが三酸化モリブデンに変化する。これにより、三酸化モリブデンを含むモリブデン酸化膜１０５（図１Ｂ参照）が、モリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。さらに、酸化条件を一定に維持しながら、最大成長時間以上連続して酸化工程を行うと、前述のセルフリミテーションにより、モリブデン酸化膜１０５の厚さが最大厚さまで増加し、最大厚さにとどまる。
酸化工程を行った後は、加熱ランプ１８に発光を停止させる。加熱ランプ１８が発光を停止する前または後に、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａを通じて排出し、不活性ガスなどのオゾンガス以外の気体を酸化空間ＳＯに充満させる。加熱ランプ１８が発光を停止し、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスが排出された後は、図６Ｅに示すように、センターロボットＣＲが、酸化処理ユニット２ｏから１枚の基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗをエッチング処理ユニット２ｅに搬入する（図５のステップＳ３）
１枚目の基板Ｗが酸化処理ユニット２ｏから搬出された後は、センターロボットＣＲが２枚目の基板Ｗを酸化処理ユニット２ｏから搬出し、１枚目の基板Ｗを搬入したエッチング処理ユニット２ｅとは別のエッチング処理ユニット２ｅに２枚目の基板Ｗを搬入する。酸化処理ユニット２ｏによって酸化工程を行った基板Ｗの枚数分だけ同様の手順を繰り返し、酸化処理ユニット２ｏ内の全ての基板Ｗを別々のエッチング処理ユニット２ｅに搬入する。これにより、酸化処理ユニット２ｏ内の全ての基板Ｗが搬出され、複数のエッチング処理ユニット２ｅに一枚ずつ搬入される。
センターロボットＣＲが酸化処理ユニット２ｏから一度に搬出する基板Ｗの枚数は、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。２つのハンドＨｃがセンターロボットＣＲに設けられている場合、センターロボットＣＲは、２つのハンドＨｃを用いて酸化処理ユニット２ｏ内の２枚の基板Ｗを同時に搬出してもよいし、一方のハンドＨｃを用いて酸化処理ユニット２ｏ内の１枚の基板Ｗを搬出した後、この基板Ｗを一方のハンドＨｃで支持しながら、他方のハンドＨｃを用いて酸化処理ユニット２ｏ内の別の基板Ｗを搬出してもよい。
酸化工程が行われた基板Ｗがエッチング処理ユニット２ｅに搬入されると、図６Ｆに示すように、エッチング終了時間以上エッチング液を基板Ｗに供給するエッチング工程を行い（図５のステップＳ４）、その後、図６Ｇに示すように、基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させる乾燥工程を行う（図５のステップＳ５）。これにより、全てまたは殆ど全てのモリブデン酸化膜１０５（図１Ｂ参照）が基板Ｗから除去され、三酸化モリブデンに変化しなかったモリブデン膜１００の残りの部分が基板Ｗに残る。
エッチング工程を開始する時間は、エッチング工程を行うべき複数枚の基板Ｗが搬入された全てのエッチング処理ユニット２ｅで異なっていてもよいし、エッチング工程を行うべき複数枚の基板Ｗが搬入された全てまたはいくつかのエッチング処理ユニット２ｅで等しくてもよい。つまり、基板Ｗがエッチング処理ユニット２ｅに搬入され次第、エッチング工程を開始してもよいし、別の基板Ｗがエッチング処理ユニット２ｅに搬入されるまでエッチング工程の開始を遅らせてもよい。
エッチング液が基板Ｗに供給され、当該基板Ｗが乾燥すると、図６Ｈに示すように、センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２ｅから酸化処理ユニット２ｏに基板Ｗを搬送する。同様に、センターロボットＣＲは、別のエッチング処理ユニット２ｅから、１枚目の基板Ｗを搬入した酸化処理ユニット２ｏに基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、１つの酸化処理ユニット２ｏで１回目の酸化工程を行った基板Ｗの枚数分だけ同様の手順を繰り返し、複数のエッチング処理ユニット２ｅから１つの酸化処理ユニット２ｏに複数枚の基板Ｗを搬送する。基板Ｗが搬入される酸化処理ユニット２ｏは、直前の酸化工程（１回目の酸化工程）を行った酸化処理ユニット２ｏであってもよいし、これとは別の酸化処理ユニット２ｏであってもよい。
複数のエッチング処理ユニット２ｅから酸化処理ユニット２ｏに複数枚の基板Ｗを搬送した後は、前述と同様に、酸化空間ＳＯ内の複数枚の基板Ｗにオゾンガスを供給しながら、酸化空間ＳＯ内の複数枚の基板Ｗを加熱する酸化工程を行う（図５のステップＳ７）。２回目の酸化工程を行った後は、前述と同様に、酸化処理ユニット２ｏ内の全ての基板Ｗを複数のエッチング処理ユニット２ｅに搬送する（図５のステップＳ７）。その後、前述と同様に、エッチング空間ＳＥ内の基板Ｗにエッチング液を供給するエッチング工程を各エッチング処理ユニット２ｅで行う（図５のステップＳ７）。必要に応じて、３回目の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよいし、４回目以降の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよい。図５中の「Ｎ」は、正の整数である。
最後から２番目のエッチング工程を行った後は、前述と同様に、複数のエッチング処理ユニット２ｅから酸化処理ユニット２ｏに複数枚の基板Ｗを搬送し、最後の酸化工程を行う（図５のステップＳ８）。その後、前述と同様に、酸化処理ユニット２ｏ内の全ての基板Ｗを複数のエッチング処理ユニット２ｅに搬送する（図５のステップＳ９）。その後、前述と同様に、最後のエッチング工程および乾燥工程を行う（図５のステップＳ１０およびステップＳ１１）。その後、センターロボットＣＲが、複数のエッチング処理ユニット２ｅから全ての基板Ｗを搬出し（図５のステップＳ１２）、中継台６に搬送する。
以上のように本実施形態では、複数枚の基板Ｗが基板処理装置１内の少なくとも１つの酸化空間ＳＯに配置された状態で、酸素ガスまたはオゾンガスを複数枚の基板Ｗに供給しながら複数枚の基板Ｗを加熱する。これにより、酸素ガスまたはオゾンガスに含まれる酸素原子がモリブデンと結合し、モリブデン膜１００の表層１０２が三酸化モリブデンに変化する。その後、複数枚の基板Ｗを基板処理装置１内の少なくとも１つの酸化空間ＳＯから基板処理装置１内の少なくとも１つのエッチング空間ＳＥに搬送し、少なくとも１つのエッチング空間ＳＥ内の複数枚の基板Ｗにエッチング液を供給する。三酸化モリブデンは、エッチング液に溶解する。したがって、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜１００の表層１０２がエッチングされ、三酸化モリブデンに変化していないモリブデン膜１００の表層１０２以外の部分が基板Ｗに残る。
このように、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら基板Ｗを加熱することにより、基板Ｗに形成されたモリブデン膜１００を酸化させることができる。さらに、１つの基板処理装置１内でモリブデン膜１００を酸化させエッチングするので、モリブデン膜１００の酸化とモリブデン酸化膜１０５のエッチングとを別々の基板処理装置内で行う場合に比べて、基板Ｗの搬送に要する時間を短縮できる。加えて、複数枚の基板Ｗを一括して酸化させ、一枚ずつエッチングする、もしくは、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させ、一括してエッチングする。したがって、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させ、１枚ずつエッチングする場合に比べて、酸化およびエッチングに要する時間を短縮できる。
本実施形態では、酸素ガスではなく、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら基板Ｗを加熱する。したがって、酸素ガスを基板Ｗに供給しながら基板Ｗを加熱する場合に比べて、効率的にモリブデン膜１００の表層１０２を三酸化モリブデンに変化させることができる。これにより、モリブデン膜１００の表層１０２を三酸化モリブデンに変化させる時間を短縮でき、基板処理装置１のスループット（単位時間あたりの基板Ｗの処理枚数）を増加させることができる。
本実施形態では、基板Ｗをエッチングするために、水を主成分とする水含有液を基板Ｗに供給する。三酸化モリブデンが水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。したがって、薬液を使わずに、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜１００の表層１０２を基板Ｗから除去できる。これにより、エッチング液が薬液である場合に比べて、排液の処理を簡素化でき、環境への負荷を軽減できる。
本実施形態では、少なくとも１つのエッチング空間ＳＥ内の複数枚の基板Ｗにエッチング液を供給した後、複数枚の基板Ｗを少なくとも１つの酸化空間ＳＯに搬送し、複数枚の基板Ｗに形成された複数のモリブデン膜１００を酸化させる。つまり、モリブデン膜１００の酸化とモリブデン酸化膜１０５のエッチングとを交互に複数回繰り返す。これにより、モリブデン膜１００を段階的に減少させることができ、モリブデン膜１００の厚さを段階的に調整できる。
本実施形態では、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗに酸化およびエッチングなどの処理を行う。全ての処理を基板Ｗに行った後は、処理済みの基板Ｗを同じロードポートＬＰ上のキャリアＣＡまたは別のロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入する。酸化工程またはエッチング工程では複数枚の基板Ｗを一括して処理するにもかかわらず、基板ＷをキャリアＣＡから搬出してから同じまたは別のキャリアＣＡに搬入するまで基板Ｗを水平な姿勢に維持する。したがって、基板Ｗの姿勢を変更する必要がなく、それに要する時間を短縮できる。
次に、第２実施形態について説明する。
以下の図７～図９Ｇにおいて、前述の図１Ａ～図６Ｈ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。
第２実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、第１実施形態では、酸化処理ユニット２ｏがバッチ式のユニットであり、エッチング処理ユニット２ｅが枚葉式のユニットであるのに対し、第２実施形態では、酸化処理ユニット２０２ｏが、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させる枚葉式のユニットであり、エッチング処理ユニット２０２ｅが、複数枚の基板Ｗを一括してエッチングおよび乾燥させるバッチ式のユニットであることである。
最初に、酸化処理ユニット２０２ｏについて説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る酸化処理ユニット２０２ｏの鉛直断面を示す概略断面図である。
酸化処理ユニット２０２ｏは、酸化処理ユニット２０２ｏの内部空間を形成するチャンバー４１と、チャンバー４１に形成された出入口４２を開閉するシャッター４３と、チャンバー４１内で基板Ｗを加熱しながら処理ガスを基板Ｗに供給する酸化ユニット４４ｏと、酸化ユニット４４ｏによって加熱された基板Ｗをチャンバー４１内で冷却する冷却ユニット４４ｃと、チャンバー４１内で基板Ｗを搬送するローカル搬送ロボット４５とを含む。
冷却ユニット４４ｃおよび酸化ユニット４４ｏは、チャンバー４１内に配置されている。冷却ユニット４４ｃは、酸化ユニット４４ｏよりも出入口４２に近い。センターロボットＣＲ（図２参照）は、出入口４２を介してチャンバー４１に基板Ｗを出し入れする。ローカル搬送ロボット４５は、センターロボットＣＲから基板Ｗを受け取り、センターロボットＣＲに基板Ｗを渡す。ローカル搬送ロボット４５は、さらに、冷却ユニット４４ｃと酸化ユニット４４ｏとの間で基板Ｗを搬送する。
冷却ユニット４４ｃは、基板Ｗを冷却するクールプレート４６と、クールプレート４６を貫通して上下動するリフトピン４７と、リフトピン４７を上下動させるピン昇降駆動機構４８とを含む。クールプレート４６は、基板Ｗが載置される冷却面４６ａを備えている。クールプレート４６の内部には、冷媒（典型的には冷却水）が循環する冷媒経路（図示省略）が形成されている。リフトピン４７は、冷却面４６ａよりも上方で基板Ｗを支持する上位置と、先端が冷却面４６ａよりも下方に没入する下位置との間で上下動される。
酸化ユニット４４ｏは、基板Ｗを加熱するホットプレート４９と、ホットプレート４９を収容するチャンバー５０と、ホットプレート４９を貫通して上下動するリフトピン５４と、リフトピン５４を上下動させるピン昇降駆動機構５５とを含む。ホットプレート４９は、基板Ｗが載置される加熱面４９ａを備えている。電力の供給により発熱するヒーター４９ｂは、ホットプレート４９に内蔵されている。基板Ｗが加熱面４９ａ上に置かれると、基板Ｗは、平面視で加熱面４９ａの外周に取り囲まれる。
チャンバー５０は、酸化空間ＳＯを形成するパーティションの一例である。チャンバー５０は、チャンバー本体５２と、チャンバー本体５２の上方で上下動する蓋５１とを備えている。ホットプレート４９は、蓋５１とチャンバー本体５２との間に配置されている。蓋５１は、加熱面４９ａに平行に延びるプレート部５１ａと、プレート部５１ａの周縁から下方に延びる筒部５１ｂとを含む。筒部５１ｂの下端は、チャンバー本体５２の上端に対向している。
酸化ユニット４４ｏは、蓋５１を昇降する蓋昇降駆動機構５３を備えている。チャンバー本体５２は、上方に開放する開口５２ａを有しており、この開口５２ａを蓋５１が開閉する。蓋５１は、チャンバー本体５２の開口５２ａを塞いで、蓋５１とチャンバー本体５２との間に密閉された酸化空間ＳＯを形成する閉位置（下位置）と、開口５２ａを開放するように上方に退避した上位置との間で上下動される。リフトピン５４は、加熱面４９ａよりも上方で基板Ｗを支持する上位置と、先端が加熱面４９ａよりも下方に没入する下位置との間で上下動される。
チャンバー本体５２の底部には、排気口２１ａが形成されている。排気口２１ａは、排気配管２１ｂを介して排気設備に結合される。蓋５１のプレート部５１ａには、プレート部５１ａを貫通するようにオゾンガス供給口１９ａが形成されている。オゾンガス供給口１９ａは、オゾンガス配管１９ｂおよび不活性ガス配管２０ａに接続されている。オゾンガス供給口１９ａから流れ出た気体は、その下方の酸化空間ＳＯへと供給される。したがって、酸化空間ＳＯ内に配置された基板Ｗに気体が供給される。気体は、加熱面４９ａのほぼ全域（したがって基板Ｗの上面のほぼ全域）に向かって均等に供給される。
ローカル搬送ロボット４５は、冷却ユニット４４ｃと酸化ユニット４４ｏとの間で基板Ｗを搬送するハンド４５ｈを備えている。ハンド４５ｈは、冷却ユニット４４ｃのリフトピン４７との間で基板Ｗを受渡しでき、かつ酸化ユニット４４ｏのリフトピン５４との間で基板Ｗを受渡しできるように構成されている。それにより、ハンド４５ｈは、冷却ユニット４４ｃのリフトピン４７から基板Ｗを受け取って酸化ユニット４４ｏのリフトピン５４にその基板Ｗを渡すように動作できる。さらに、ハンド４５ｈは、酸化ユニット４４ｏのリフトピン５４から基板Ｗを受け取って冷却ユニット４４ｃのリフトピン４７にその基板Ｗを渡すように動作できる。
酸化処理ユニット２０２ｏの典型的な動作は、次のとおりである。
センターロボットＣＲ（図２参照）が基板Ｗをチャンバー４１に搬入するとき、シャッター４３は、出入口４２を開放する開位置に制御される。その状態で、センターロボットＣＲのハンドＨｃがチャンバー４１内に進入し、基板Ｗをクールプレート４６の上方に配置する。すると、リフトピン４７が上位置まで上昇し、センターロボットＣＲのハンドＨｃから基板Ｗを受け取る。その後、センターロボットＣＲのハンドＨｃはチャンバー４１外へと後退する。次に、ローカル搬送ロボット４５のハンド４５ｈは、リフトピン４７から基板Ｗを受け取って酸化ユニット４４ｏのリフトピン５４へと基板Ｗを搬送する。このとき蓋５１は開位置（上位置）にあり、リフトピン５４は受け取った基板Ｗを上位置で支持する。ハンド４５ｈがチャンバー５０から退避した後、リフトピン５４は下位置まで下降して、基板Ｗを加熱面４９ａに載置する。一方、蓋５１は、閉位置（下位置）へと下降し、ホットプレート４９を内包する密閉された酸化空間ＳＯを形成する。この状態で、基板Ｗに対する酸化工程が行われる。
酸化工程では、オゾンガス供給口１９ａから流れ出たオゾンガスをホットプレート４９上の基板Ｗに供給しながら、ホットプレート４９によって基板Ｗを加熱する。具体的には、リフトピン５４がローカル搬送ロボット４５のハンド４５ｈから受け取った基板Ｗをホットプレート４９の加熱面４９ａに置くと、ホットプレート４９による基板Ｗの加熱が開始される。蓋５１が閉位置（下位置）に配置された後、オゾンガスをオゾンガス供給口１９ａから酸化空間ＳＯ、つまり、チャンバー５０の内部空間に供給すると共に、酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａを通じて排出する。これにより、オゾンガスが酸化空間ＳＯに充満し、ホットプレート４９上の基板Ｗに供給される。前述の最大成長時間以上連続して酸化工程を行った後は、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａを通じて排出し、不活性ガスなどのオゾンガス以外の気体を酸化空間ＳＯに充満させる。
酸化工程を終えると、蓋５１が開位置（上位置）へと上昇してチャンバー５０が開放される。さらに、リフトピン５４が上位置へと上昇し、基板Ｗを加熱面４９ａの上方へと押し上げる。その状態で、ローカル搬送ロボット４５のハンド４５ｈは、リフトピン５４から基板Ｗを受け取って、冷却ユニット４４ｃのリフトピン４７へとその基板Ｗを搬送する。リフトピン４７は、受け取った基板Ｗを上位置で支持する。ハンド４５ｈの退避を待って、リフトピン４７が下位置へと下降し、それにより、基板Ｗがクールプレート４６の冷却面４６ａに載置される。それにより、基板Ｗが冷却される。
基板Ｗの冷却を終えると、リフトピン４７が上位置へと上昇し、それにより、基板Ｗを冷却面４６ａの上方へと押し上げる。その状態で、シャッター４３が開かれ、センターロボットＣＲのハンドＨｃがチャンバー４１内に進入し、上位置にあるリフトピン４７によって支持された基板Ｗの下方に配置される。その状態で、リフトピン４７が下降することにより、センターロボットＣＲのハンドＨｃに基板Ｗが渡される。基板Ｗを保持したハンドＨｃは、チャンバー４１外へと退避し、その後に、シャッター４３が出入口４２を閉じる。
次に、エッチング処理ユニット２０２ｅについて説明する。
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の第２実施形態に係るエッチング処理ユニット２０２ｅの鉛直断面を示す概略断面図である。図８Ｂは、図８Ａに示すＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ線に沿う鉛直断面を示している。
最初に、エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤについて説明する。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤを含むエッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間を形成した複数のパーティション５６を備えている。複数のパーティション５６は、乾燥空間ＳＤの全周を取り囲んでいると共に、乾燥空間ＳＤの上方および下方に位置している。同様に、複数のパーティション５６は、エッチング空間ＳＥの全周を取り囲んでいると共に、エッチング空間ＳＥの上方および下方に位置している。乾燥空間ＳＤは、平面視でエッチング空間ＳＥに重なるようにエッチング空間ＳＥの上方に配置されている。
エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤは、後述する内側パーティション６１によって仕切られている。内側パーティション６１を移動させると、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとが繋がり、両者の間を複数枚の基板Ｗが移動できる状態になる。内側パーティション６１を省略してもよい。つまり、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとは、常時接続されていてもよい。
図８Ｂに示すように、複数のパーティション５６は、基板処理装置１の外壁１１（図３Ｂ参照）の内側に配置されている。複数のパーティション５６は、基板処理装置１の外壁１１に対して固定された少なくとも１つの固定パーティション５７と、基板処理装置１の外壁１１に対して移動可能な複数の可動パーティションとを含む。複数の可動パーティションは、エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間の輪郭を形成する外側パーティション５９と、エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間を分割する内側パーティション６１とを含む。
図８Ｂに示すように、複数のパーティション５６は、エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間に出入りする複数枚の基板Ｗが通過する出入口５８を形成している。出入口５８は、シャッターに相当する外側パーティション５９によって開閉される。開閉アクチュエータ６０は、複数枚の基板Ｗが出入口５８を通過可能な開位置と、出入口５８が外側パーティション５９によって閉じられる閉位置と、の間で外側パーティション５９を移動させる。外側パーティション５９は、スライド式または回転式であってもよいし、これら以外の形式であってもよい。開閉アクチュエータ６０が外側パーティション５９を閉位置に移動させると、出入口５８は、外側パーティション５９によって密閉される。
エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間は、内側パーティション６１によってエッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとに分割されている。内側パーティション６１は、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間に配置されており、両者を仕切っている。乾燥空間ＳＤの輪郭は、外側パーティション５９、内側パーティション６１、および、固定パーティション５７によって形成されている。エッチング空間ＳＥの輪郭は、内側パーティション６１、および、固定パーティション５７によって形成されている。
通行切替アクチュエータ６２は、複数枚の基板Ｗがエッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間で移動できる開位置と、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間での基板Ｗの移動が内側パーティション６１によって遮られる閉位置と、の間で内側パーティション６１を移動させる。内側パーティション６１は、スライド式または回転式であってもよいし、これら以外の形式であってもよい。通行切替アクチュエータ６２が内側パーティション６１を閉位置に移動させると、液体および気体などの流体がエッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間で移動できないように、エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤが内側パーティション６１によって分断される。
複数のパーティション５６は、後述する処理槽７１を収容している。処理槽７１は、エッチング空間ＳＥに配置されている。図８Ａおよび図８Ｂに示す例では、内側パーティション６１は、処理槽７１よりも上方に配置されている。内槽７２内のエッチング液の表面から内側パーティション６１の下面までの鉛直方向の距離は、基板Ｗの直径よりも小さい。当該距離は、基板Ｗの直径以上であってもよい。
エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤは、基板処理装置１の内部に形成された空間である。外側パーティション５９および内側パーティション６１がそれぞれの閉位置に配置されると、乾燥空間ＳＤは密閉される。つまり、蒸気供給口６７ａおよび排気口２１ａなどの特定の場所を経由する場合を除き、流体は乾燥空間ＳＤに出入りできない。内側パーティション６１が閉位置に配置されているとき、エッチング空間ＳＥは、乾燥空間ＳＤと同様の密閉空間であってもよいし、流体が自由に出入りできる開放空間であってもよい。
次に、複数枚の基板Ｗの保持および搬送について説明する。
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、エッチング処理ユニット２０２ｅは、エッチング処理ユニット２０２ｅ内で複数枚の基板Ｗを保持および搬送するローカル搬送ロボット６４を含む。ローカル搬送ロボット６４は、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間で複数枚の基板Ｗを搬送し、エッチング空間ＳＥおよび乾燥空間ＳＤのそれぞれで複数枚の基板Ｗを静止させる。
ローカル搬送ロボット６４は、センターロボットＣＲ（図２参照）によって搬送された複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持するサポートフレーム６５を含む。サポートフレーム６５は、基板Ｗを保持する基板ホルダーの一例である。サポートフレーム６５は、複数枚の基板Ｗに接触することにより当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラック６５ａを含む。ラック６５ａは、複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持する。
ラック６５ａは、複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で一枚ずつ支持する複数の段を形成している。各段は、複数のピンまたは一対のレールを備えていてもよいし、これら以外の基板Ｗを支持する部材を備えていてもよい。図８Ａおよび図８Ｂは、ラック６５ａの各段に、基板Ｗの下方に配置されるロワープレート６５ｂと、ロワープレート６５ｂから上方に突出した複数のピン６５ｃとが設けられた例を示している。ラック６５ａは、ピンまたはレールに加えてまたは代えて、基板Ｗを水平に挟むことにより当該基板Ｗを水平な姿勢で保持するグリッパーを備えていてもよい。この場合、ラック６５ａに対する基板Ｗの移動を防止できる。
サポートフレーム６５は、ラック６５ａに加えて、ラック６５ａに固定されたベースプレート６５ｄと、ベースプレート６５ｄを介してラック６５ａに固定されたアッパープレート６５ｅとを含む。複数のロワープレート６５ｂは、ベースプレート６５ｄから水平に延びている。アッパープレート６５ｅは、ベースプレート６５ｄに対して複数のロワープレート６５ｂとは反対側に配置されている。アッパープレート６５ｅは、ラック６５ａよりも上方に配置されている。アッパープレート６５ｅを移動させると、ラック６５ａおよびベースプレート６５ｄは、アッパープレート６５ｅと同じ方向に同じ速度で移動する。
ローカル搬送ロボット６４は、複数枚の基板Ｗを保持しながら、当該複数枚の基板Ｗを昇降させるリフターに相当する。ローカル搬送ロボット６４は、サポートフレーム６５を鉛直に平行移動させる昇降アクチュエータ６６を含む。昇降アクチュエータ６６がサポートフレーム６５を鉛直に平行移動させると、サポートフレーム６５に支持されている複数枚の基板Ｗも鉛直に平行移動する。これにより、サポートフレーム６５に支持されている複数枚の基板Ｗが鉛直に搬送される。
図８Ｂに示すように、ローカル搬送ロボット６４のラック６５ａは、エッチング処理ユニット２０２ｅ内に配置されている。ベースプレート６５ｄもエッチング処理ユニット２０２ｅ内に配置されている。アッパープレート６５ｅは、少なくとも１つのパーティション５６を貫通するガイド溝６３に差し込まれている。したがって、アッパープレート６５ｅの一部は、エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間に配置され、アッパープレート６５ｅの残りの部分は、エッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間の外に配置されている。
ガイド溝６３は、少なくとも１つのパーティション５６の内表面および外表面で開口している。ガイド溝６３は、複数のパーティション５６の外側の空間とエッチング処理ユニット２０２ｅの内部空間とを接続している。アッパープレート６５ｅは、ガイド溝６３に挿入された状態で、ラック６５ａおよびベースプレート６５ｄと共に移動する。アッパープレート６５ｅの一部がガイド溝６３内で静止しているとき、およびガイド溝６３内で移動しているとき、アッパープレート６５ｅの表面とガイド溝６３の内面との間の隙間は、シールによって密閉される。これにより、アッパープレート６５ｅとガイド溝６３との間が密閉された状態が維持される。
エッチング処理ユニット２０２ｅの出入口５８は、センターロボットＣＲ（図２参照）が配置された搬送路４に面している。センターロボットＣＲは、出入口５８を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２０２ｅに出入りさせることにより、エッチング処理ユニット２０２ｅに対して基板Ｗの搬入および搬出を行う。センターロボットＣＲは、さらに、ハンドＨｃを移動させることにより、ラック６５ａの各段に基板Ｗを置き、ラック６５ａの各段から基板Ｗを取る。
次に、基板Ｗの乾燥について説明する。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、水よりも揮発性が高く、水に溶解する有機溶剤の蒸気を乾燥空間ＳＤに供給する蒸気供給口６７ａを含む。図８Ａは、有機溶剤の蒸気がＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気である例を示している。ＩＰＡは、化学式中に親水基および疎水基を含むアルコールの一例である。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、さらに、蒸気供給口６７ａに供給されるべき有機溶剤の蒸気を発生する蒸気発生器６７ｄと、蒸気発生器６７ｄで発生した有機溶剤の蒸気を蒸気供給口６７ａの方に導く蒸気配管６７ｂと、蒸気配管６７ｂから蒸気供給口６７ａに有機溶剤の蒸気が流れる開状態と蒸気配管６７ｂから蒸気供給口６７ａに有機溶剤の蒸気が流れない閉状態との間で開閉する蒸気バルブ６７ｃとを含む。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、さらに、乾燥空間ＳＤ内の気体を排出する排気口６９ａと、排気口６９ａに流入した気体を乾燥空間ＳＤから離れる方向に導く排気配管６９ｂと、乾燥空間ＳＤ内の気体が排気口６９ａに流入する開状態と乾燥空間ＳＤ内の気体が排気口６９ａに流入しない閉状態との間で開閉する排気バルブ６９ｃとを含む。排気バルブ６９ｃは、リリーフバルブであってもよいし、開閉バルブとリリーフバルブとの両方を含んでいてもよい。
蒸気バルブ６７ｃを開くと、ＩＰＡの蒸気が蒸気供給口６７ａから流れ出て、乾燥空間ＳＤに供給される。排気バルブ６９ｃを開いた状態でＩＰＡの蒸気の供給を続けると、乾燥空間ＳＤがＩＰＡの蒸気で満たされる。乾燥空間ＳＤでのＩＰＡの蒸気の充満は、乾燥空間ＳＤ内の気体を排気口６９ａに排出しながら、ＩＰＡの蒸気を乾燥空間ＳＤに供給することにより行ってもよいし、乾燥空間ＳＤ内の気体を排気口６９ａに排出した後に、ＩＰＡの蒸気を乾燥空間ＳＤに供給することにより行ってもよい。
ＩＰＡの蒸気が乾燥空間ＳＤに充満しており、純水などの液体が乾燥空間ＳＤ内の基板Ｗに付着していると、ＩＰＡの蒸気が基板Ｗに接触し、基板Ｗに付着している液体がＩＰＡの液体に置換される。基板Ｗに付着しているＩＰＡの液体は、蒸発し基板Ｗからなくなる。これにより、基板Ｗに付着している液体が除去されると共に、乾燥空間ＳＤ内で基板Ｗが乾燥する。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、乾燥空間ＳＤに供給されるべき不活性ガスの一例である窒素ガスを導く不活性ガス配管６８ａと、不活性ガス配管６８ａから乾燥空間ＳＤに窒素ガスが流れる開状態と不活性ガス配管６８ａから乾燥空間ＳＤに窒素ガスが流れない閉状態との間で開閉する不活性ガスバルブ６８ｂとを含む。図８Ａは、不活性ガス配管６８ａ内の窒素ガスが、蒸気供給口６７ａを介して乾燥空間ＳＤに供給される例を示している。不活性ガス配管６８ａ内の窒素ガスは、蒸気供給口６７ａとは別の供給口を介して乾燥空間ＳＤに供給されてもよい。
ＩＰＡの蒸気を乾燥空間ＳＤに供給した後は、乾燥空間ＳＤ内のＩＰＡの蒸気を排気口６９ａを通じて排出する。具体的には、ＩＰＡの蒸気を乾燥空間ＳＤに供給した後、蒸気バルブ６７ｃを閉じ、排気バルブ６９ｃを開いた状態で、不活性ガスバルブ６８ｂを開く。これにより、窒素ガスが乾燥空間ＳＤに供給されると共に、ＩＰＡの蒸気などの乾燥空間ＳＤ内の気体が排気口６９ａに排出される。その結果、乾燥空間ＳＤ内のＩＰＡの蒸気が窒素ガスで置換され、乾燥空間ＳＤが窒素ガスで満たされる。
次に、エッチング液の供給について説明する。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、複数枚の基板Ｗが浸漬されるエッチング液をエッチング空間ＳＥで溜める処理槽７１を含む。処理槽７１は、エッチング液を溜めるエッチング処理槽に相当する。エッチング液は、例えば純水である。処理槽７１は、エッチング液を貯留する内槽７２と、内槽７２からあふれたエッチング液を貯留する外槽７３とを含む。内槽７２は、筒状の外周壁と、外周壁の底を塞ぐ底壁とを含む。複数枚の基板Ｗは、内槽７２の上側から内槽７２の中に入れられ、内槽７２内のエッチング液に浸される。これにより、複数枚の基板Ｗがエッチング液に接触し、エッチング液がそれぞれの基板Ｗに供給される。
エッチング処理ユニット２０２ｅは、処理槽７１内のエッチング液を循環させる循環システムを備えている。循環システムは、外槽７３内のエッチング液を内槽７２の方に導く循環配管７４と、循環配管７４から供給されたエッチング液を内槽７２内に配置された吐出口７７ｐから吐出することにより、エッチング液を内槽７２内に供給するリターンノズル７７とを含む。図８Ａは、２つのリターンノズル７７が設けられた例を示している。この例では、循環配管７４は、外槽７３から下流に延びる上流配管７４ｕと、上流配管７４ｕから分岐した２つの下流配管７４ｄとを含む。
循環システムは、さらに、循環配管７４内のエッチング液を内槽７２の方に送る循環ポンプ７６と、循環配管７４内を流れるエッチング液から異物を除去するフィルター７５とを含む。循環ポンプ７６は、常時、循環配管７４の上流端から循環配管７４の下流端にエッチング液を送る。エッチング液は、内槽７２から外槽７３にあふれ続け、内槽７２、外槽７３、循環配管７４、およびリターンノズル７７によって形成された循環路を循環する。処理槽７１内のエッチング液を室温よりも高いまたは低い温度に維持する場合、循環配管７４内を流れるエッチング液をヒーターまたはクーラーにより加熱または冷却してもよい。
次に、基板Ｗの処理の一例について説明する。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅ、図９Ｆ、および図９Ｇは、本発明の第２実施形態に係る基板Ｗの処理の一例が行われているときの基板処理装置１の状態を示す概略断面図である。以下では、図７、図８Ａ、および図８Ｂを参照する。図９Ａ～図９Ｇについては適宜参照する。
基板処理装置１で基板Ｗを処理するときは、センターロボットＣＲ（図２参照）が、複数枚の基板Ｗを複数の酸化処理ユニット２０２ｏに一枚ずつ搬入する。搬入された基板Ｗは、酸化ユニット４４ｏのホットプレート４９上に置かれる。その後、図９Ａに示すように、酸化ユニット４４ｏ内の基板Ｗにオゾンガスを供給しながら、酸化ユニット４４ｏ内の基板Ｗをホットプレート４９で加熱する酸化工程を最大成長時間以上連続して行う。
酸化工程を行った後は、センターロボットＣＲが、酸化処理ユニット２０２ｏから基板Ｗを搬出する。センターロボットＣＲが基板Ｗを搬出する前に、酸化処理ユニット２０２ｏの冷却ユニット４４ｃで基板Ｗを冷却してもよい。センターロボットＣＲは、酸化処理ユニット２０２ｏから搬出した基板Ｗをエッチング処理ユニット２０２ｅに搬入する。その後、図９Ｂに示すように、センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２０２ｅの乾燥空間ＳＤに位置するラック６５ａのいずれかの段に基板Ｗを水平に置く。
センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき基板Ｗの枚数分だけ同様の手順を繰り返す。すなわち、ある酸化処理ユニット２０２ｏで酸化工程が終了すると、センターロボットＣＲは、この酸化処理ユニット２０２ｏから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを１枚目の基板Ｗとしてエッチング処理ユニット２０２ｅに搬入する。別の酸化処理ユニット２０２ｏで酸化工程が終了すると、センターロボットＣＲは、この酸化処理ユニット２０２ｏから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを１枚目の基板Ｗを搬入したエッチング処理ユニット２０２ｅに搬入する。
このようにして、図９Ｂに示すように、１枚目の基板Ｗがラック６５ａに水平に置かれ、その後、図９Ｃに示すように、２枚目の基板Ｗがラック６５ａに水平に置かれる。１枚目の基板Ｗを搬入した後、２枚目の基板Ｗを搬入する前に、エッチング処理ユニット２０２ｅの出入口５８を外側パーティション５９で閉じてもよいし、開いたままにしてもよい。３枚目以降の基板Ｗも、１枚目および２枚目の基板Ｗと同じエッチング処理ユニット２０２ｅに搬入され、ラック６５ａに水平に置かれる。図９Ｂ～図９Ｄは、一番上の段から順番に８枚の基板Ｗをラック６５ａに置いた例を示している。エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入される基板Ｗの枚数は、ラック６５ａが支持できる基板Ｗの最大枚数であってもよいし、当該最大枚数未満であってもよい。
最後の基板Ｗがエッチング処理ユニット２０２ｅに搬入された後は、開閉アクチュエータ６０が外側パーティション５９を閉位置に移動させ、エッチング処理ユニット２０２ｅの出入口５８を閉じる。図９Ｅに示すように、ローカル搬送ロボット６４は、内側パーティション６１が開位置に配置されている状態で、ラック６５ａを移動させることにより、ラック６５ａに保持されている複数枚の基板Ｗを乾燥空間ＳＤからエッチング空間ＳＥに移動させる。これにより、ラック６５ａに保持されている全ての基板Ｗが処理槽７１内のエッチング液に浸漬される。複数枚の基板Ｗが処理槽７１内のエッチング液に浸漬されているとき、内側パーティション６１を閉位置に移動させてもよいし、開位置で待機させてもよい。
ローカル搬送ロボット６４は、ラック６５ａに保持されている複数枚の基板Ｗの全体が処理槽７１内のエッチング液に浸漬した状態をエッチング終了時間以上維持する。これにより、複数枚の基板Ｗにエッチング液を供給するエッチング工程がエッチング終了時間以上行われる。その後、図９Ｆに示すように、ローカル搬送ロボット６４は、ラック６５ａを移動させることによりラック６５ａに保持されている複数枚の基板Ｗをエッチング空間ＳＥから乾燥空間ＳＤに移動させる。内側パーティション６１が閉位置に配置されている場合は、複数枚の基板Ｗがエッチング空間ＳＥから移動する前に、内側パーティション６１を開位置に移動させる。複数枚の基板Ｗが乾燥空間ＳＤに移動した後、通行切替アクチュエータ６２は、内側パーティション６１を閉位置に移動させ、乾燥空間ＳＤを密閉する。
複数枚の基板Ｗが乾燥空間ＳＤに移動した後は、外側パーティション５９および内側パーティション６１がそれぞれの閉位置に配置されている状態で、ＩＰＡの蒸気を乾燥空間ＳＤに充満させる乾燥工程を行う。これにより、図９Ｇに示すように、乾燥空間ＳＤ内でラック６５ａに支持されている複数枚の基板ＷにＩＰＡの蒸気が供給される。基板ＷへのＩＰＡの蒸気の供給によって、基板Ｗに付着している液体が除去され、複数枚の基板Ｗが乾燥空間ＳＤ内で乾燥する。その後、ＩＰＡの蒸気を排気口６９ａを通じて乾燥空間ＳＤから排出し、不活性ガスなどの気体を乾燥空間ＳＤに充満させる。
乾燥空間ＳＤ内の複数枚の基板Ｗが乾燥した後は、センターロボットＣＲが、エッチング処理ユニット２０２ｅから１枚目の基板Ｗを搬出し、１枚目の基板Ｗを酸化処理ユニット２０２ｏに搬入する。その後、センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２０２ｅから２枚目の基板Ｗを搬出し、１枚目の基板Ｗを搬入した酸化処理ユニット２０２ｏとは別の酸化処理ユニット２０２ｏに２枚目の基板Ｗを搬入する。センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２０２ｅ内にある基板Ｗの枚数分だけ同様の手順を繰り返し、乾燥空間ＳＤ内の全ての基板Ｗを複数の酸化空間ＳＯに一枚ずつ搬入する。
２回目の酸化工程を行うべき基板Ｗを搬入した酸化処理ユニット２０２ｏは、当該基板Ｗに対して１回目の酸化工程を行った酸化処理ユニット２０２ｏと同じであってもよいし、異なっていてもよい。さらに、２回目の酸化工程を行うべき基板Ｗを搬入した酸化処理ユニット２０２ｏは、当該基板Ｗと同じエッチング処理ユニット２０２ｅでエッチング工程および乾燥工程が行われた別の基板Ｗに対して１回目の酸化工程を行った酸化処理ユニット２０２ｏと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
基板Ｗが酸化処理ユニット２０２ｏに搬入されると、前述と同様に、２回目の酸化工程を行う。２回目の酸化工程を開始する時間は、２回目の酸化工程を行うべき複数枚の基板Ｗが搬入された全ての酸化処理ユニット２０２ｏで異なっていてもよいし、２回目の酸化工程を行うべき複数枚の基板Ｗが搬入された全てまたはいくつかの酸化処理ユニット２０２ｏで等しくてもよい。つまり、基板Ｗが酸化処理ユニット２０２ｏに搬入され次第、酸化工程を開始してもよいし、別の基板Ｗが酸化処理ユニット２０２ｏに搬入されるまで酸化工程の開始を遅らせてもよい。
２回目の酸化工程が終了すると、前述と同様に、センターロボットＣＲは、複数の酸化処理ユニット２０２ｏから１つのエッチング処理ユニット２０２ｅに複数枚の基板Ｗを搬送する。その後、前述と同様に、エッチング空間ＳＥ内の基板Ｗにエッチング液を供給する２回目のエッチング工程と乾燥空間ＳＤ内の基板Ｗを乾燥させる２回目の乾燥工程とを行う。必要に応じて、３回目の酸化工程、エッチング工程、および乾燥工程を行ってもよいし、４回目以降の酸化工程等を行ってもよい。
最後から２番目のエッチング工程および乾燥工程を行った後は、前述と同様に、エッチング処理ユニット２ｅから複数の酸化処理ユニット２ｏに複数枚の基板Ｗを搬送し、最後の酸化工程を行う。その後、前述と同様に、複数の酸化処理ユニット２０２ｏから１つのエッチング処理ユニット２０２ｅに複数枚の基板Ｗを搬送する。その後、前述と同様に、最後のエッチング工程および乾燥工程を行う。その後、センターロボットＣＲが、エッチング処理ユニット２０２ｅから全ての基板Ｗを搬出し、中継台６に搬送する。
前述のように、ローカル搬送ロボット６４は、エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき全ての基板Ｗがラック６５ａに支持されるまでラック６５ａを乾燥空間ＳＤで待機させる。これに代えて、ローカル搬送ロボット６４は、１枚以上の基板Ｗがラック６５ａに支持された後、エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき全ての基板Ｗがラック６５ａに支持される前に、ラック６５ａを乾燥空間ＳＤからエッチング空間ＳＥに移動させてもよい。すなわち、エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき全ての基板Ｗがラック６５ａに支持される前に、ラック６５ａに支持されている１枚以上の基板Ｗにエッチング液の供給を開始してもよい。この場合、後続の基板Ｗを搬入するためにラック６５ａを一時的に乾燥空間ＳＤに移動させた後、ラック６５ａをエッチング空間ＳＥに移動させればよい。
エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき全ての基板Ｗがラック６５ａに支持される前に、ラック６５ａに支持されている１枚以上の基板Ｗにエッチング液の供給を開始する場合、ラック６５ａに支持されている全ての基板Ｗに対してエッチング終了時間以上エッチング液が供給される前に、エッチング工程が終了した基板ＷをセンターロボットＣＲによってラック６５ａから搬出してもよい。この場合、エッチング工程が終了した基板Ｗをラック６５ａから搬出する前に、当該基板Ｗに向けて気体を吐出することにより、当該基板Ｗを簡易的に乾燥させることが好ましい。
前述のように、この基板Ｗの処理の一例では、酸化工程およびエッチング工程を含む１つのサイクルを１枚の基板Ｗに対して複数回行う。各基板Ｗのサイクルの実行回数（以下、「サイクルの実行回数」を「サイクル数」という。）は、例えば、制御装置３に記憶され、最新の値に更新される。１つのエッチング処理ユニット２０２ｅで同時にエッチング液を供給する複数枚の基板Ｗは、サイクル数が同じ基板Ｗである。
１つのエッチング処理ユニット２０２ｅで同時にエッチング液を供給する複数枚の基板Ｗは、サイクル数が異なる複数枚の基板Ｗを含んでいてもよい。例えば、１回目のサイクル中の基板Ｗ（１回目の酸化工程が行われた基板Ｗ）と２回目のサイクル中の基板Ｗとをラック６５ａに搬入し、これらの基板Ｗを処理槽７１内のエッチング液に浸漬させてもよい。エッチング処理ユニット２０２ｅに搬入すべき基板Ｗのサイクル数に制限を設けなければ、より柔軟に基板Ｗの搬送経路を設定でき、基板Ｗの搬送に要する時間を短縮できる。
第２実施形態では、第１実施形態に係る効果に加えて、次の効果を奏することができる。具体的には、第２実施形態では、複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、複数枚の基板Ｗを処理槽７１内のエッチング液に浸漬させる。したがって、複数枚の基板Ｗを処理槽７１内のエッチング液に浸漬させる前に、基板Ｗの姿勢を鉛直な姿勢に変更する必要がなく、それに要する時間を短縮できる。これにより、基板処理装置１のスループットを増加させることができる。
第２実施形態では、エッチング空間ＳＥ内の複数枚の基板Ｗにエッチング液を供給した後、複数枚の基板Ｗをエッチング空間ＳＥから乾燥空間ＳＤに移動させ乾燥させる。乾燥空間ＳＤは、エッチング空間ＳＥの上方の空間であり、平面視でエッチング空間ＳＥに重なっている。エッチング空間ＳＥ内の複数枚の基板Ｗを上方に移動させると、複数枚の基板Ｗは、乾燥空間ＳＤに進入する。したがって、エッチング空間ＳＥと乾燥空間ＳＤとの間で移動する複数枚の基板Ｗを方向転換させる必要がなく、それに要する時間を短縮できる。
第２実施形態では、基板ホルダーの一例であるサポートフレーム６５で複数枚の基板Ｗを保持した状態で、複数のモリブデン酸化膜１０５をエッチングし、複数枚の基板Ｗをエッチング空間ＳＥから乾燥空間ＳＤに搬送し、複数枚の基板Ｗを乾燥させる。つまり、モリブデン酸化膜１０５のエッチング、エッチング空間ＳＥから乾燥空間ＳＤへの基板Ｗの搬送、および、基板Ｗの乾燥を行うために、基板ホルダーに保持されている複数枚の基板Ｗを、別の基板ホルダーに移動させる必要がないし、複数の基板ホルダーを設ける必要もない。これにより、基板処理装置１のスループットを増加させることができる。
次に、第３実施形態について説明する。
以下の図１０～図１１Ｃにおいて、前述の図１Ａ～図９Ｇ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。
第３実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、第１実施形態に係る中継台６に代えて、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを中継する中継タワー８１が設けられていることである。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１のレイアウトを示す概略平面図である。図１１Ａは、中継タワー８１の鉛直断面を示す概略断面図である。図１１Ｂは、酸化ユニット８２ｏの水平断面を示す概略断面図である。図１１Ｃは、冷却ユニット８２ｃの水平断面を示す概略断面図である。
図１１Ａに示すように、中継タワー８１は、酸化工程を行う酸化ユニット８２ｏと、基板Ｗを冷却する冷却ユニット８２ｃと、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを中継する中継ユニット８２ｒとを含む。図１１Ａは、酸化ユニット８２ｏ、冷却ユニット８２ｃ、および中継ユニット８２ｒが、上からこの順番で上下に並んでおり、平面視で重なった例を示している。上下方向への酸化ユニット８２ｏ、冷却ユニット８２ｃ、および中継ユニット８２ｒの順番は、これに限られない。
酸化ユニット８２ｏは、酸化空間ＳＯを形成するパーティション８３ｏと、酸化空間ＳＯ内で複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラック８４ｏとを含む。冷却ユニット８２ｃは、冷却空間ＳＣを形成するパーティション８３ｃと、冷却空間ＳＣ内で複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラック８４ｃとを含む。中継ユニット８２ｒは、中継空間ＳＲを形成するパーティション８３ｒと、中継空間ＳＲ内で複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持するラック８４ｒとを含む。ラック８４ｏ、ラック８４ｃ、およびラック８４ｒは、いずれも、複数枚の基板Ｗに接触することにより、当該複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で支持する。
図１１Ａは、酸化ユニット８２ｏの床と冷却ユニット８２ｃの天井とが１つのパーティションで形成されており、冷却ユニット８２ｃの床と中継ユニット８２ｒの天井とが１つのパーティションで形成された例を示している。酸化ユニット８２ｏの床と冷却ユニット８２ｃの天井とは、別々のパーティションで形成されていてもよい。この場合、酸化ユニット８２ｏの床と冷却ユニット８２ｃの天井とは、上下に離れていてもよいし、互いに接していてもよい。冷却ユニット８２ｃの床と中継ユニット８２ｒの天井とについても同様である。
酸化ユニット８２ｏは、第１実施形態に係る酸化処理ユニット２ｏと同様の構成を備えている。具体的には、酸化ユニット８２ｏは、酸化空間ＳＯ内の複数枚の基板Ｗに光を照射することにより、当該複数枚の基板Ｗを加熱温度で加熱する少なくとも１つの加熱ランプ１８と、酸化空間ＳＯにオゾンガスを供給するオゾンガス供給口１９ａと、酸化空間ＳＯ内の気体を排出する排気口２１ａとを含む。
冷却ユニット８２ｃは、冷却空間ＳＣに冷却ガスを供給する冷却ガス供給口８５ａと、冷却ガスを冷却ガス供給口８５ａの方に導く冷却ガス配管８５ｂと、冷却ガス配管８５ｂから冷却ガス供給口８５ａに冷却ガスが流れる開状態と冷却ガス配管８５ｂから冷却ガス供給口８５ａに冷却ガスが流れない閉状態との間で開閉する冷却ガスバルブ８５ｃとを含む。酸化ユニット８２ｏによって加熱された基板Ｗは、冷却ユニット８２ｃに搬入される。冷却ガスは、冷却ユニット８２ｃに搬入されたときの基板Ｗよりも低温のガスである。冷却ガスの温度は、室温であってもよいし、室温未満であってもよい。冷却ガスは、不活性ガスまたは空気であってもよいし、これら以外のガスであってもよい。
冷却ユニット８２ｃは、冷却空間ＳＣ内の気体を排出する排気口８６ａと、排気口８６ａに流入した気体を冷却空間ＳＣから離れる方向に導く排気配管８６ｂと、冷却空間ＳＣ内の気体が排気口８６ａに流入する開状態と冷却空間ＳＣ内の気体が排気口８６ａに流入しない閉状態との間で開閉する排気バルブ８６ｃとを含む。排気バルブ８６ｃは、リリーフバルブであってもよいし、開閉バルブとリリーフバルブとの両方を含んでいてもよい。
図１０に示すように、搬送システム５は、中継タワー８１に基板Ｗの搬入および搬出を行うサイドロボット８７を含む。サイドロボット８７は、平面視で中継タワー８１の側方に配置されている。サイドロボット８７と中継タワー８１とは、平面視で基板処理装置３０１の幅方向（図１０の上下方向。平面視における複数のロードポートＬＰの配列方向）に並んでいる。サイドロボット８７は、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンドＨｓを含む。ハンドＨｓは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。
図１１Ｂに示すように、酸化ユニット８２ｏのパーティション８３ｏは、酸化空間ＳＯに出入りする基板Ｗが通過する側方出入口８８ｓと、酸化空間ＳＯに出入りする基板Ｗが通過する後方出入口８８ｒとを形成している。酸化ユニット８２ｏのパーティション８３ｏは、側方出入口８８ｓを開閉する側方パーティション８９ｓと、後方出入口８８ｒを開閉する後方パーティション８９ｒとを含む。酸化ユニット８２ｏは、側方パーティション８９ｓを開位置と閉位置との間で移動させる側方開閉アクチュエータ９０ｓと、後方パーティション８９ｒを開位置と閉位置との間で移動させる後方開閉アクチュエータ９０ｒとを含む。
サイドロボット８７は、側方出入口８８ｓを通じてハンドＨｓを酸化空間ＳＯに出入りさせる。これにより、ハンドＨｓに支持されている基板Ｗが、側方出入口８８ｓを通じて酸化空間ＳＯに出入りする。センターロボットＣＲは、後方出入口８８ｒを通じてハンドＨｃを酸化空間ＳＯに出入りさせる。これにより、ハンドＨｃに支持されている基板Ｗが、後方出入口８８ｒを通じて酸化空間ＳＯに出入りする。
酸化ユニット８２ｏで酸化工程を行うときは、側方パーティション８９ｓおよび後方パーティション８９ｒをそれぞれの閉位置に配置し、酸化空間ＳＯを密閉する。この状態で、オゾンガスを酸化空間ＳＯに充満させ、加熱ランプ１８に発光させる。これにより、ラック８４ｏに支持されている１枚以上の基板Ｗにオゾンガスが供給されると共に、当該１枚以上の基板Ｗが加熱ランプ１８によって加熱される。酸化工程を行った後は、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体を排気口２１ａを通じて排出し、不活性ガスなどのオゾンガス以外の気体を酸化空間ＳＯに充満させる。その後、サイドロボット８７またはセンターロボットＣＲに酸化空間ＳＯ内の基板Ｗを搬出させる。
図１１Ｃに示すように、冷却ユニット８２ｃのパーティション８３ｃは、冷却空間ＳＣに出入りする基板Ｗが通過する側方出入口９１ｓと、冷却空間ＳＣに出入りする基板Ｗが通過する後方出入口９１ｒとを形成している。冷却ユニット８２ｃのパーティション８３ｃは、側方出入口９１ｓを開閉する側方パーティション９２ｓと、後方出入口９１ｒを開閉する後方パーティション９２ｒとを含む。冷却ユニット８２ｃは、側方パーティション９２ｓを開位置と閉位置との間で移動させる側方開閉アクチュエータ９３ｓと、後方パーティション９２ｒを開位置と閉位置との間で移動させる後方開閉アクチュエータ９３ｒとを含む。
サイドロボット８７は、側方出入口９１ｓを通じてハンドＨｓを冷却空間ＳＣに出入りさせる。これにより、ハンドＨｓに支持されている基板Ｗが、側方出入口９１ｓを通じて冷却空間ＳＣに出入りする。センターロボットＣＲは、後方出入口９１ｒを通じてハンドＨｃを冷却空間ＳＣに出入りさせる。これにより、ハンドＨｃに支持されている基板Ｗが、後方出入口９１ｒを通じて冷却空間ＳＣに出入りする。
冷却ユニット８２ｃで冷却工程を行うときは、側方パーティション９２ｓおよび後方パーティション９２ｒをそれぞれの閉位置に配置し、冷却空間ＳＣを密閉する。この状態で、冷却ガスを冷却空間ＳＣに充満させる。これにより、ラック８４ｃに支持されている１枚以上の基板Ｗに冷却ガスが供給され、当該１枚以上の基板Ｗが冷却される。基板Ｗの冷却は、低温の気体、液体、または固定を基板Ｗに接触させることにより基板Ｗを強制的に冷却する強制冷却に限らず、冷却空間ＳＣ内の室温の雰囲気に基板Ｗが接した状態で基板Ｗを静止させる自然冷却であってもよい。冷却工程を行った後は、サイドロボット８７またはセンターロボットＣＲに冷却空間ＳＣ内の基板Ｗを搬出させる。
図１１Ａに示すように、中継ユニット８２ｒのパーティション８３ｒは、中継空間ＳＲに出入りする基板Ｗが通過する前方出入口９４ｆと、中継空間ＳＲに出入りする基板Ｗが通過する後方出入口９４ｒと、を形成している。前方出入口９４ｆおよび後方出入口９４ｒは、いずれも、シャッターなどの扉によって閉じられない常時開の開口である。中継ユニット８２ｒのパーティション８３ｒは、前方出入口９４ｆおよび後方出入口９４ｒの少なくとも１つを開閉するパーティションを備えていてもよい。
インデクサロボットＩＲは、前方出入口９４ｆを通じてハンドＨｉを中継空間ＳＲに出入りさせる。これにより、ハンドＨｉに支持されている基板Ｗが、前方出入口９４ｆを通じて中継空間ＳＲに出入りする。センターロボットＣＲは、後方出入口９４ｒを通じてハンドＨｃを中継空間ＳＲに出入りさせる。これにより、ハンドＨｃに支持されている基板Ｗが、後方出入口９４ｒを通じて中継空間ＳＲに出入りする。
インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出した未処理の基板Ｗを中継ユニット８２ｒに搬入する。センターロボットＣＲは、中継ユニット８２ｒから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを酸化ユニット８２ｏまたは酸化処理ユニット２ｏに搬入する。センターロボットＣＲは、また、エッチング処理ユニット２ｅから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを酸化ユニット８２ｏまたは酸化処理ユニット２ｏに搬入する。このようにして、複数枚の基板Ｗが酸化ユニット８２ｏに搬入される。その後、前述のように、酸化ユニット８２ｏ内の複数枚の基板Ｗに対して酸化工程が行われる。
酸化工程が行われた後は、サイドロボット８７が、酸化ユニット８２ｏ内の全ての基板Ｗを冷却ユニット８２ｃに搬入する。その後、センターロボットＣＲは、冷却ユニット８２ｃから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗをエッチング処理ユニット２ｅに搬入する。最後のエッチング工程および乾燥工程が行われると、センターロボットＣＲは、エッチング処理ユニット２ｅから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを中継ユニット８２ｒに搬入する。その後、インデクサロボットＩＲは、中継ユニット８２ｒから基板Ｗを搬出し、搬出した基板ＷをロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入する。
中継ユニット８２ｒのパーティション８３ｒは、中継空間ＳＲに出入りする基板Ｗが通過する側方出入口をさらに含んでいてもよい。この場合、サイドロボット８７は、側方出入口を通じてハンドＨｓを中継空間ＳＲに出入りさせることにより、中継ユニット８２ｒに基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。したがって、サイドロボット８７は、中継ユニット８２ｒから酸化ユニット８２ｏに基板Ｗを搬送してもよい。
酸化ユニット８２ｏのパーティション８３ｏは、酸化空間ＳＯに出入りする基板Ｗが通過する前方出入口と、前方出入口を開閉する前方パーティションとをさらに含んでいてもよい。この場合、インデクサロボットＩＲは、前方出入口を通じてハンドＨｉを酸化空間ＳＯ内に進入させることにより、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出した基板Ｗを、中継ユニット８２ｒではなく、酸化ユニット８２ｏに搬入してもよい。酸化ユニット８２ｏで酸化工程が行われている場合、インデクサロボットＩＲは、酸化ユニット８２ｏではなく、中継ユニット８２ｒに搬入してもよい。
インデクサロボットＩＲのハンドＨｉが通過する前方出入口が酸化ユニット８２ｏに形成されている場合、サイドロボット８７を省略してもよい。この場合、センターロボットＣＲが、酸化ユニット８２ｏから冷却ユニット８２ｃに基板Ｗを搬送してもよい。これに加えてまたは代えて、インデクサロボットＩＲのハンドＨｉが通過する前方出入口を冷却ユニット８２ｃに形成してもよい。この場合、インデクサロボットＩＲが、酸化ユニット８２ｏから冷却ユニット８２ｃに基板Ｗを搬送してもよい。
他の実施形態
複数枚の基板Ｗが処理槽７１内に配置された状態で、処理槽７１内のエッチング液をリンス液に置換することにより、処理槽７１内の複数枚の基板Ｗにリンス液を供給してもよい。
複数枚の基板ＷにＩＰＡなどの有機溶剤の蒸気を供給することに加えてまたは代えて、複数枚の基板Ｗに向けて気体を吐出することにより当該複数枚の基板Ｗに付着している液体を除去してもよい。例えば、最後以外の乾燥工程において、乾燥空間ＳＤ内の複数枚の基板Ｗに有機溶剤の蒸気を供給せずに、乾燥空間ＳＤ内の複数枚の基板Ｗに向けて気体を吐出することにより、当該複数枚の基板Ｗを簡易的に乾燥させてもよい。
基板Ｗを乾燥させるときに、ＩＰＡなどの有機溶剤の蒸気を基板Ｗに供給することに加えてまたは代えて、乾燥空間ＳＤ内の気圧を減少させることにより、基板Ｗに付着している液体の蒸発を促進してもよい。
ローカル搬送ロボット６４のラック６５ａに複数枚の基板Ｗを保持させた状態で、３つの工程、つまり、モリブデン酸化膜１０５のエッチング、エッチング処理ユニット２ｅ内での基板Ｗの搬送、および基板Ｗの乾燥を行うのではなく、ラック６５ａ以外の基板ホルダーに複数枚の基板Ｗを保持させた状態で、３つの工程の少なくとも１つを行ってもよい。
モリブデン膜１００の厚みを減少させる量が小さいのであれば、１枚の基板Ｗに対して行われる酸化工程およびエッチング工程の回数は、１回であってもよい。
基板ＷをロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出してから当該基板Ｗを同じまたは別のロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入するまでの間に、基板Ｗの姿勢を変更してもよい。例えば、基板Ｗの姿勢を水平な姿勢と鉛直な姿勢との間で変更してもよい。この場合、複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で処理槽７１内のエッチング液に浸漬させるのではなく、鉛直な姿勢で処理槽７１内のエッチング液に浸漬させてもよい。
基板処理装置１および基板処理装置３０１は、円板状の基板Ｗを処理する装置に限らず、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
前述の全ての構成の２つ以上を組み合わせてもよい。前述の全ての工程の２つ以上を組み合わせてもよい。
エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング手段の一例である。酸化処理ユニット２ｏは、酸化手段の一例である。チャンバー５０は、パーティションの一例である。サポートフレーム６５は、基板ホルダーの一例である。酸化ユニット８２ｏは、酸化手段の一例である。エッチング処理ユニット２０２ｅは、エッチング手段の一例である。酸化処理ユニット２０２ｏは、酸化手段の一例である。
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。
１ ：基板処理装置
２ｅ ：エッチング処理ユニット（エッチング手段）
２ｏ ：酸化処理ユニット（酸化手段）
１２ ：パーティション
１８ ：加熱ランプ
１９ａ ：オゾンガス供給口
２２ ：パーティション
２８ａ ：エッチング液ノズル
４９ ：ホットプレート
５０ ：チャンバー（パーティション）
５１ ：蓋
５２ ：チャンバー本体
５６ ：パーティション
６５ ：サポートフレーム（基板ホルダー）
６５ａ ：ラック
７１ ：処理槽
８２ｏ ：酸化ユニット（酸化手段）
８３ｃ ：パーティション
１００ ：モリブデン膜
１０２ ：モリブデン膜の表層
１０５ ：モリブデン酸化膜
２０２ｅ ：エッチング処理ユニット（エッチング手段）
２０２ｏ ：酸化処理ユニット（酸化手段）
３０１ ：基板処理装置
ＣＡ ：キャリア
ＬＰ ：ロードポート
ＳＤ ：乾燥空間
ＳＥ ：エッチング空間
ＳＯ ：酸化空間
Ｗ ：基板

Claims (9)

  1. 酸素ガスまたはオゾンガスを基板処理装置内の少なくとも１つの酸化空間に配置された複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる酸化工程と、
    前記少なくとも１つの酸化空間とは異なる前記基板処理装置内の少なくとも１つのエッチング空間に前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を搬送する第１搬送工程と、
    前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板にエッチング液を供給することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させるエッチング工程と、を含み、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、１つの酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、複数のエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、複数の酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、１つのエッチング空間であり、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、前記１つの酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記複数のエッチング空間である場合、前記酸化工程は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を一括して加熱するバッチ処理であり、前記エッチング工程は、前記複数のエッチング空間に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に前記エッチング液を一枚ずつ供給する枚葉処理であり、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記酸化工程は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に供給しながら、前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板を一枚ずつ加熱する枚葉処理であり、前記エッチング工程は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に一括して前記エッチング液を供給するバッチ処理である、基板処理方法。
  2. 前記酸化工程は、前記オゾンガスを前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱する、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記エッチング液は、水を主成分とする水含有液である、請求項１に記載の基板処理方法。
  4. 前記基板処理方法は、前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を前記少なくとも１つの酸化空間に搬送する第２搬送工程をさらに含み、
    前記基板処理方法は、前記酸化工程、第１搬送工程、エッチング工程、および、第２搬送工程を含む１つのサイクルを複数回行う、請求項１に記載の基板処理方法。
  5. 前記基板を前記基板処理装置のロードポート上のキャリアから搬出してから、前記基板を前記ロードポート上の前記キャリアまたは前記基板処理装置の別のロードポート上のキャリアに搬入するまで、前記基板を水平な姿勢に維持する、請求項１に記載の基板処理方法。
  6. 前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記エッチング工程は、前記複数枚の基板が間隔を空けて平行に向かい合うように前記複数枚の基板を水平な姿勢で保持しながら、前記１つのエッチング空間に配置された処理槽内の前記エッチング液に前記複数枚の基板を浸漬させる、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  7. 前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、
    前記基板処理方法は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を、前記複数の酸化空間および１つのエッチング空間とは異なる前記基板処理装置内の乾燥空間に移動させる第３搬送工程と、前記エッチング液を前記複数枚の基板に供給した後に、平面視で前記１つのエッチング空間に重なるように前記１つのエッチング空間の上方に配置された前記乾燥空間内の前記複数枚の基板を乾燥させる乾燥工程と、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方法。
  8. 前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、
    前記エッチング工程は、前記複数枚の基板を基板ホルダーで保持した状態で、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に前記エッチング液を供給し、
    前記基板処理方法は、前記基板ホルダーを前記１つのエッチング空間から前記複数の酸化空間および１つのエッチング空間とは異なる前記基板処理装置内の乾燥空間に移動させることにより、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板を前記乾燥空間に移動させる第３搬送工程と、前記エッチング液を前記複数枚の基板に供給した後に、前記複数枚の基板を前記基板ホルダーで保持した状態で、前記乾燥空間内の前記複数枚の基板を乾燥させる乾燥工程と、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方法。
  9. 少なくとも１つの酸化空間と少なくとも１つのエッチング空間とを形成するパーティションと、
    酸素ガスまたはオゾンガスを前記少なくとも１つの酸化空間に配置された複数枚の基板に供給しながら、前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を加熱することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる酸化手段と、
    前記少なくとも１つの酸化空間とは異なる前記少なくとも１つのエッチング空間に前記少なくとも１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を搬送する搬送システムと、
    前記少なくとも１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板にエッチング液を供給することにより、前記複数枚の基板のそれぞれにおいて、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させるエッチング手段と、を含み、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、１つの酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、複数のエッチング空間であり、前記少なくとも１つの酸化空間が、複数の酸化空間である場合、前記少なくとも１つのエッチング空間は、１つのエッチング空間であり、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、前記１つの酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記複数のエッチング空間である場合、前記酸化手段は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板に供給しながら、前記１つの酸化空間内の前記複数枚の基板を一括して加熱するバッチ処理を行い、前記エッチング手段は、前記複数のエッチング空間に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に前記エッチング液を一枚ずつ供給する枚葉処理を行い、
    前記少なくとも１つの酸化空間が、前記複数の酸化空間であり、前記少なくとも１つのエッチング空間が、前記１つのエッチング空間である場合、前記酸化手段は、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板に供給しながら、前記複数の酸化空間内に一枚ずつ配置された前記複数枚の基板を一枚ずつ加熱する枚葉処理を行い、前記エッチング手段は、前記１つのエッチング空間内の前記複数枚の基板に一括して前記エッチング液を供給するバッチ処理を行う、基板処理装置。
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