JP2024026874A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2024026874000001
【課題】複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させる。
【解決手段】本開示による基板処理装置は、処理槽と、気体供給部と、変更部と、制御部とを備える。処理槽は、複数種類の金属層を有する複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。気体供給部は、処理槽の内部において複数の基板よりも下方に配置され、処理槽の内部に気体を吐出する。変更部は、気体供給部から吐出される気体の流量を変更する。制御部は、変更部を制御して、エッチング処理が開始されてからの第１の期間において、気体供給部から第１の流量で気体を吐出させた後、気体供給部から供給される気体の流量を第１の流量よりも少ない第２の流量に変更する。
【選択図】図１０

Description

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
特許文献１には、処理液を貯留した処理槽に複数の基板を浸漬させることによって複数の基板を一括してエッチングする技術が知られている。
特開２０１８－１４４７０号公報
本開示は、複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理槽と、気体供給部と、変更部と、制御部とを備える。処理槽は、複数種類の金属層を有する複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。気体供給部は、処理槽の内部において複数の基板よりも下方に配置され、処理槽の内部に気体を吐出する。変更部は、気体供給部から吐出される気体の流量を変更する。制御部は、変更部を制御して、エッチング処理が開始されてからの第１の期間において、気体供給部から第１の流量で気体を吐出させた後、気体供給部から供給される気体の流量を第１の流量よりも少ない第２の流量に変更する。
本開示によれば、複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
図１は、基板処理の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る処理液供給部の構成を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る基板処理装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、第１実施形態に係る流量変更処理の説明図である。 図６は、液流れの淀みが生じる位置が流量変更処理によって変化する様子を示した図である。 図７は、液流れの淀みが生じる位置が流量変更処理によって変化する様子を示した図である。 図８は、第１実施形態の変形例に係る基板処理装置の構成を示す図である。 図９は、第１実施形態の変形例に係る流量変更処理の説明図である。 図１０は、第２実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る気体供給部を上方から見た図である。 図１２は、第２実施形態に係る流量変更処理の説明図である。 図１３は、エッチング処理中における面内温度差の時間変化を示すグラフである。
以下に、本開示による基板処理装置および基板処理方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
＜基板処理について＞
まず、本開示による基板処理の一例について図１を参照して説明する。図１は、基板処理の一例を示す図である。
図１に示すように、本開示による基板処理は、たとえば、ポリシリコン膜１００上に、タングステン膜１０１、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３が形成されたウエハＷをエッチングする。具体的には、シリコン酸化膜１０３は、ポリシリコン膜１００上に互いに間隔をあけて多層に形成され、窒化チタン膜１０２は、シリコン酸化膜１０３を覆うように各シリコン酸化膜１０３の周囲に形成される。また、タングステン膜１０１は、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３を覆うように形成される。したがって、エッチング処理前において、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３は、タングステン膜１０１によって覆われた状態となっている。
本開示による基板処理は、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２をエッチバックすることで、ウエハＷ上に凹部を形成する。タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２をエッチングする処理液としては、たとえば、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、硝酸（ＨＮＯ３）および水（Ｈ２Ｏ）を成分として含有する処理液が用いられる。
具体的には、まず、表面に露出しているタングステン膜１０１のみがエッチングされることで、タングステン膜１０１に覆われていた窒化チタン膜１０２が露出する（第１エッチング処理）。その後、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が同時にエッチングされる（第２エッチング処理）。
特許文献１には、処理槽の底部に設けられたガスノズルから窒素ガス等の気体を供給して処理槽内に処理液の液流れを形成することで、エッチング処理の均一性を向上させる技術が開示されている。
しかしながら、上述した技術には、ウエハの面内においてエッチング量が極端に少ない領域（以下、「特異領域」と記載する）が形成されるおそれがあった。
この原因の一つとして、液流れの淀みが挙げられる。すなわち、処理液が流れずに滞る場所があると、その場所において処理液の置換性が低下し、その場所におけるエッチング量が低下すると考えられる。
そこで、第１実施形態では、処理槽内の液流れを敢えて乱すことで、一定の場所に液流れの淀みが生じないようにした。これにより、特異領域が形成されにくくなるため、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
また、第２エッチング処理においてガルバニック腐食が発生することも、原因の一つと考えられる。ガルバニック腐食とは、異なる金属を水溶液中で接触させた場合に、電位（標準電極電位）がより低い金属が急激に腐食してしまう現象である。ガルバニック腐食は、処理槽内に供給する気体の流量を多くするほど顕著に発生する。
そこで、第２実施形態では、エッチング処理が開始されてから一定期間が経過した後、処理槽内への気体の供給を制限することとした。これにより、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が同時にエッチングされる第２エッチング処理において、ガルバニック腐食の発生を抑制することができる。
（第１実施形態）
＜基板処理装置の構成＞
まず、第１実施形態に係る基板処理装置の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
図２に示す基板処理装置１は、垂直姿勢にて保持された複数のウエハＷを処理液に浸漬させることにより、複数のウエハＷに対するエッチング処理を一括して行う。上述したように、エッチング処理には、リン酸、酢酸、硝酸および水を含有する処理液が用いられ、かかるエッチング処理により、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２がエッチングされる。
図２に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１は、内槽１１と、外槽１２と、基板保持部２０と、処理液供給部３０＿１～３０＿３と、循環流路５０と、流量変更部６０＿１～６０＿３と、制御装置７０とを備える。
なお、以下では、処理液供給部３０＿１～３０＿３を区別しない場合には、単に処理液供給部３０と記載することがある。また、流量変更部６０＿１～６０＿３を区別しない場合には、単に流量変更部６０と記載することがある。
（内槽１１および外槽１２）
内槽１１は、上方が開放された箱形の槽であり、内部に処理液を貯留する。複数のウエハＷにより形成されるロットは、内槽１１に浸漬される。このように、内槽１１は、複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う処理槽の一例に相当する。
外槽１２は、内槽１１の上部周囲に配置される。外槽１２は、上方が開放されており、内槽１１からオーバーフローした処理液を貯留する。このように、外槽１２は、処理槽からオーバーフローした処理液を貯留するオーバーフロー槽の一例に相当する。
なお、外槽１２には、処理液の新液を供給する新液供給部が接続されていてもよい。また、外槽１２には、処理液の成分であるリン酸、酢酸、硝酸および水を個別に供給する個別供給部が接続されていてもよい。
（基板保持部２０）
基板保持部２０は、複数のウエハＷを垂直姿勢（縦向きの状態）で保持する。また、基板保持部２０は、複数のウエハＷを、水平方向（ここでは、Ｙ軸方向）に一定の間隔で並べられた状態で保持する。基板保持部２０は、図示しない昇降機構に接続されており、複数のウエハＷを内槽１１の内部における処理位置と内槽１１の上方における待機位置との間で移動させることができる。
（処理液供給部３０）
処理液供給部３０は、内槽１１の内部において複数のウエハＷよりも下方に配置され、内槽１１の内部に処理液を吐出する。
ここで、処理液供給部３０の構成について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る処理液供給部３０の構成を示す図である。
図３に示すように、処理液供給部３０＿１～３０＿３は、ノズル３１＿１～３１＿３を備える。ノズル３１＿１～３１＿３は、たとえば円筒状の部材であり、複数のウエハＷの配列方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する。ノズル３１＿１～３１＿３の上部には、ノズル３１＿１～３１＿３の延在方向に沿って複数の吐出口３２＿１～３２＿３が設けられる。吐出口３２＿１～３２＿３は、たとえば円形であり、開口径は直径でたとえば０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。吐出口３２＿１～３２＿３は、たとえば、鉛直上方（Ｚ軸正方向）に向けて処理液を吐出する。
ノズル３１＿１～３１＿３は、後述する供給路５２＿１～５２＿３に接続されており、供給路５２＿１～５２＿３から供給される処理液を複数の吐出口３２＿１～３２＿３から吐出する。
（循環流路５０）
図２に戻る。循環流路５０は、外槽１２と処理液供給部３０＿１～３０＿３とを接続する。具体的には、循環流路５０は、排出路５１と、複数の供給路５２＿１～５２＿３と、複数のバイパス路５３＿１～５３＿３とを備える。排出路５１は、外槽１２の底部に接続される。
排出路５１には、ポンプ５５と、ヒータ５６と、フィルタ５７とが設けられる。ポンプ５５は、外槽１２内の処理液を排出路５１に送り出す。ヒータ５６は、排出路５１を流れる処理液をエッチング処理に適した温度に加熱する。フィルタ５７は、排出路５１を流れる処理液から不純物を除去する。ポンプ５５およびヒータ５６は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０によって制御される。
複数の供給路５２＿１～５２＿３は、排出路５１から分岐する。このうち、供給路５２＿１は、処理液供給部３０＿１に接続され、供給路５２＿２は、処理液供給部３０＿２に接続され、供給路５２＿３は、処理液供給部３０＿３に接続される。
複数のバイパス路５３＿１～５３＿３は、複数の供給路５２＿１～５２＿３と外槽１２とを接続する。具体的には、バイパス路５３＿１は、供給路５２＿１から分岐して外槽１２に接続され、バイパス路５３＿２は、供給路５２＿２から分岐して外槽１２に接続され、バイパス路５３＿３は、供給路５２＿３から分岐して外槽１２に接続される。
（流量変更部６０）
流量変更部６０＿１～６０＿３は、たとえばＬＦＣ（liquid Flow Controller）であり、処理液供給部３０＿１～３０＿３へ供給される処理液の流量を変更する。すなわち、流量変更部６０＿１～６０＿３は、処理液供給部３０＿１～３０＿３に設けられた複数の吐出口３２＿１～３２＿３から吐出される処理液の流量を変更する。
具体的には、流量変更部６０＿１は、バイパス路５３＿１に設けられ、バイパス路５３＿１を流れる処理液の流量を変更することで、供給路５２＿１から処理液供給部３０＿１へ供給される処理液の流量を変更する。流量変更部６０＿２は、バイパス路５３＿２に設けられ、バイパス路５３＿２を流れる処理液の流量を変更することで、供給路５２＿２から処理液供給部３０＿２へ供給される処理液の流量を変更する。流量変更部６０＿３は、バイパス路５３＿３に設けられ、バイパス路５３＿３を流れる処理液の流量を変更することで、供給路５２＿３から処理液供給部３０＿３へ供給される処理液の流量を変更する。
流量変更部６０＿１～６０＿３は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０によって制御される。
（制御装置７０）
制御装置７０は、たとえばコンピュータであり、制御部７１と記憶部７２とを備える。記憶部７２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムを記憶する。制御部７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含み、記憶部７２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置７０の記憶部７２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
（基板処理装置１の具体的動作）
次に、第１実施形態に係る基板処理装置１の具体的動作について図３および図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態に係る基板処理装置１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。なお、図４に示す各処理は、制御部７１の制御に従って実行される。
図４に示すように、基板処理装置１では、まず、複数のウエハＷを内槽１１に浸漬させる搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。搬入処理において、制御部７１は、基板保持部２０が備える図示しない昇降機構を制御して基板保持部２０を下降させることにより、内槽１１に貯留された処理液に複数のウエハＷを浸漬させる。
なお、制御部７１は、搬入処理の開始前に、ポンプ５５を制御して外槽１２から処理液供給部３０＿１～３０＿３への処理液の供給を開始させておく。また、搬入処理の開始前において、制御部７１は、流量変更部６０＿１～６０＿３を制御して、バイパス路５３＿１～５３＿３を閉じておく。すなわち、搬入処理の開始前において、循環流路５０を流れる処理液は、全て処理液供給部３０＿１～３０＿３へ供給される。
つづいて、基板処理装置１では、エッチング処理が行われる（ステップＳ１０２）。エッチング処理では、複数のウエハＷを内槽１１内の処理液に浸漬させた状態が予め決められた時間継続される。これにより、まず、表面に露出しているタングステン膜１０１がエッチングされて窒化チタン膜１０２が露出し、その後、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が同時にエッチングされる。
その後、基板処理装置１では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０３）。搬出処理において、制御部７１は、基板保持部２０が備える図示しない昇降機構を制御して基板保持部２０を上昇させることにより、複数のウエハＷを内槽１１から引き上げる。搬出処理を終えると、制御部７１は、基板処理装置１における一連の基板処理を終了する。
制御部７１は、エッチング処理中、処理液供給部３０＿１～３０＿３から供給される処理液の流量を変更する流量変更処理を行う。かかる流量変更処理の内容について図５～図７を参照して説明する。
図５は、第１実施形態に係る流量変更処理の説明図である。また、図６および図７は、液流れの淀みが生じる位置が流量変更処理によって変化する様子を示した図である。
図５には、エッチング処理中における「循環流量」、「吐出流量」、「バイパス流量」および「バルブ開度」の時間変化を示している。「循環流量」は、循環流路５０を流れる処理液の流量のことであり、「吐出流量」は、処理液供給部３０＿１～３０＿３から吐出される処理液の流量のことである。また、「バイパス流量」は、バイパス路５３＿１～５３＿３から外槽１２に供給される処理液の流量のことであり、「バルブ開度」は、流量変更部６０＿１～６０＿３が有する開閉弁（電磁弁）の開度のことである。
また、図５では、処理液供給部３０＿１に対応する流量または開度を実線で、処理液供給部３０＿２に対応する流量または開度を破線で、処理液供給部３０＿３に対応する流量または開度を一点鎖線でそれぞれ示している。また、図５では、循環流量を二点鎖線で示している。
また、図６および図７では、処理液供給部３０＿１～３０＿３から吐出される処理液を黒塗りの矢印で示し、処理液の吐出流量を黒塗りの矢印の長さで示している。また、図６および図７では、内槽１１内に形成される処理液の液流れをハッチング付き矢印で示している。
図５に示すように、制御部７１は、流量変更部６０＿１～６０＿３のバルブ開度を変更してバイパス流量を変更することにより、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を変更する。
制御部７１は、処理液供給部３０＿１から吐出される処理液の流量と、処理液供給部３０＿２から吐出される処理液の流量と、処理液供給部３０＿３から吐出される処理液の流量とを、それぞれ異なる態様で増加および減少させる。
たとえば、図５に示す例において、制御部７１は、流量変更部６０＿１～６０＿３のバルブ開度を第１の開度Ｖ１と第２の開度Ｖ２（＜Ｖ１）との間で交互に変更することで、バイパス流量を第３の流量Ｆ３と第４の流量Ｆ４（＜Ｆ３）との間で交互に変化させる。これにより、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を第１の流量Ｆ１と第２の流量Ｆ２（＜Ｆ１）との間で交互に変更することができる。
上記処理において、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で吐出流量の変更方向を異ならせてもよい。たとえば、制御部７１は、処理液供給部３０＿１の吐出流量を第１の流量Ｆ１から第２の流量Ｆ２へ減少させるタイミングで、処理液供給部３０＿２の吐出流量を第２の流量Ｆ２から第１の流量Ｆ１へ増加させる。また、制御部７１は、処理液供給部３０＿１の吐出流量を第２の流量Ｆ２から第１の流量Ｆ１へ増加させるタイミングで、処理液供給部３０＿２の吐出流量を第１の流量Ｆ１から第２の流量Ｆ２へ減少させる。このように、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で吐出流量の変更方向を異ならせることで、内槽１１内における処理液の液流れを乱すことができる。
また、制御部７１は、吐出流量を変更するタイミングを処理液供給部３０＿１～３０＿３間で異ならせてもよい。たとえば、制御部７１は、処理液供給部３０＿１の吐出流量を第１の流量Ｆ１から第２の流量Ｆ２へ減少させた後、第２の流量Ｆ２から第１の流量Ｆ１へ増加させるまでの間に、処理液供給部３０＿３の吐出流量を第１の流量Ｆ１から第２の流量Ｆ２へ減少させる。このように、吐出流量を変更するタイミングを処理液供給部３０＿１～３０＿３間で異ならせることによっても、内槽１１内における処理液の液流れを乱すことができる。
第１実施形態に係る基板処理装置１によれば、図６に示すように、仮に、内槽１１内の液流れに淀みＳＡが生じていたとしても、処理液の液流れを乱すことで、図７に示すように、淀みＳＡが生じる場所を変化させることができる。これにより、エッチング量が極端に少なくなる特異領域がウエハＷに形成されることを抑制することができる。すなわち、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
また、第１実施形態に係る基板処理装置１では、循環流路５０を流れる処理液のうち、処理液供給部３０＿１～３０＿３へ供給しない処理液を循環流路５０に接続される外槽１２に排出することとした。これにより、図５に示すように、循環流量を一定の流量Ｆ０に維持しつつ、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を変更することができる。このように、循環流量を一定に保つことで、ポンプ５５の負荷を一定に保つことができる。ポンプ５５の負荷が変動すると、フィルタ５７にかかる圧力が変化してフィルタ５７から異物が排出されるおそれがある。第１実施形態に係る基板処理装置１は、循環流量が一定となるように流量変更部６０＿１～６０＿３を制御することで、ポンプ５５の負荷を一定に保つことができる。したがって、基板処理装置１によれば、フィルタ５７からの異物の排出を抑制することができる。
図５に示すように、制御部７１は、上述した流量変更処理、すなわち、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を増加および減少させる処理をエッチング処理中に複数回行ってもよい。流量変更処理は、連続して行われてもよいし、断続的に行われてもよい。このように流量変更処理を複数回実行することで、処理液の液流れを乱す効果を高めることができる。
また、制御部７１は、エッチング処理が開始されてから終了するまでの間、流量変更処理を繰り返してもよい。このように、エッチング処理の全期間において流量変更処理を継続させることで、処理液の液流れを乱す効果をさらに高めることができる。
図５に示す例では、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で変更前の吐出流量（たとえば、第１の流量Ｆ１）および変更後の吐出流量（たとえば、第２の流量Ｆ２）が同じであるものとした。これに限らず、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で変更前の吐出流量および変更後の吐出流量のうち少なくとも一方を異ならせてもよい。これにより、処理液の液流れを乱す効果を高めることができる。
図５に示す例では、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で吐出流量の変更周期（吐出流量を変更してから元の吐出流量に戻すまでの時間）が同じであるものとしたが、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３間で吐出流量の変更周期を異ならせてもよい。これにより、処理液の液流れを乱す効果を高めることができる。
また、図５に示す例では、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を第１の流量Ｆ１および第２の流量Ｆ２の間で変更することとしたが、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を多段階で増加または減少させてもよい。たとえば、制御部７１は、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を減少（増加）させた後、減少（増加）させた吐出流量で一定時間維持し、その後、吐出流量をさらに減少（増加）させてもよい。これにより、処理液の液流れを乱す効果を高めることができる。
＜第１実施形態に係る基板処理装置１の変形例＞
次に、上述した第１実施形態に係る基板処理装置１の変形例について図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態の変形例に係る基板処理装置の構成を示す図である。
図８に示すように、変形例に係る基板処理装置１Ａは、循環流路５０Ａを備える。循環流路５０Ａは、排出路５１と、複数の供給路５２＿１～５２＿３と、１つのバイパス路５３Ａとを備える。バイパス路５３Ａは、排出路５１から分岐して外槽１２に接続せれる。
また、変形例に係る基板処理装置１Ａにおいて、流量変更部６０＿１～６０＿３は、供給路５２＿１～５２＿３にそれぞれ設けられる。具体的には、流量変更部６０＿１は、供給路５２＿１に設けられ、流量変更部６０＿２は、供給路５２＿２に設けられ、流量変更部６０＿３は、供給路５２＿３に設けられる。
次に、変形例に係る流量変更処理の内容について図９を参照して説明する。図９は、第１実施形態の変形例に係る流量変更処理の説明図である。図９では、バイパス流量を一点二鎖線で示している。
図９に示すように、制御部７１は、流量変更部６０＿１～６０＿３のバルブ開度を第１の開度Ｖ１と第２の開度Ｖ２との間で変更することにより、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量を第１の流量Ｆ１と第２の流量Ｆ２との間で変更させる。これにより、内槽１１内における処理液の液流れが乱されることで、特異領域が形成されることを抑制することができる。
変形例では、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量の総量に応じてバイパス流量が変動する。すなわち、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量の総量が増加するとバイパス流量が減少し、処理液供給部３０＿１～３０＿３の吐出流量の総量が減少するとバイパス流量は増加する。これにより、循環流量を流量Ｆ０に保つことができる。
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｂは、循環流路５０Ｂを備える。
循環流路５０Ｂは、バイパス路を有していない点を除いて、上述した循環流路５０，５０Ａと同様の構成を有する。すなわち、循環流路５０Ｂは、外槽１２に接続される排出路５１と、排出路５１から分岐して処理液供給部３０＿１～３０＿３に接続される供給路５２＿１～５２＿３とを備える。また、排出路５１には、ポンプ５５、ヒータ５６およびフィルタ５７が設けられる。
また、基板処理装置１Ｂは、気体供給部８０を備える。気体供給部８０は、内槽１１の内部において複数のウエハＷおよび複数の処理液供給部３０＿１～３０＿３よりも下方に配置される。かかる気体供給部８０は、複数のノズル８１を備えており、かかるノズル８１から内槽１１の内部に気体を吐出することにより、内槽１１の内部に処理液の液流れを発生させる。
気体供給部８０の構成について図１１を参照して説明する。図１１は、第２の実施形態に係る気体供給部８０を上方から見た図である。
図１１に示すように、気体供給部８０が備える複数のノズル８１は、たとえば円筒状の部材であり、複数のウエハＷの配列方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する。ノズル８１の上部には、ノズル８１の延在方向に沿って複数の吐出口８２が設けられる。なお、複数の吐出口８２は、必ずしもノズル８１の上部に設けられることを要しない。たとえば、複数の吐出口８２は、ノズル８１の下部に設けられ、斜め下方に向けて気体を吐出する構成であってもよい。
複数のノズル８１は、供給路８３を介して気体供給源８４に接続される。気体供給源８４は、複数のノズル８１に気体を供給する。ここでは、気体供給源８４から複数のノズル８１に窒素ガスが供給されるものとするが、気体供給源８４から複数のノズル８１に供給される気体は、たとえばアルゴンガス等の窒素ガス以外の不活性ガスであってもよい。
供給路８３には、流量変更部８５が設けられる。流量変更部８５は、たとえば、ＬＦＣや供給路８３を全閉または全開にする開閉弁等により構成され、気体供給源８４から複数のノズル８１に供給される窒素ガスの流量を変更する。
次に、第２実施形態に係る流量変更処理の内容について図１２を参照して説明する。図１２は、第２実施形態に係る流量変更処理の説明図である。
制御部７１は、流量変更部８５を制御することにより、期間Ｔ１において、気体供給部８０から第１の流量Ｆ１１で窒素ガスを吐出させる。また、制御部７１は、流量変更部８５を制御することにより、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２における窒素ガスの吐出流量を第１の流量Ｆ１よりも少ない第２の流量、ここでは０に変更する。期間Ｔ２は、少なくともエッチング処理が終了するまで継続する。
期間Ｔ２の開始タイミングは、たとえば、エッチング処理においてタングステン膜１０１に覆われた窒化チタン膜１０２が露出するタイミングよりも前のタイミングであることが望ましい。
このように、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が同時にエッチングされる後半のエッチング処理において窒素ガスの吐出流量を低下させることにより、ガルバニック腐食の発生を抑制することができる。
また、複数のウエハＷが内槽１１に浸漬されて間もないエッチング処理の前半において、内槽１１内に窒素ガスを吐出させることにより、エッチング処理の均一性を効果的に高めることができる。
この点について図１３を参照して説明する。図１３は、エッチング処理中における面内温度差の時間変化を示すグラフである。面内温度差とは、ウエハＷの面内における最高温度と最低温度との差のことである。図１３では、気体供給部からの窒素ガスの吐出を行いながらエッチング処理を行った場合における面内温度差の時間変化を実線で、気体供給部からの窒素ガスの吐出を行わずにエッチング処理を行った場合における面内温度差の時間変化を破線でそれぞれ示している。
図１３に示すように、窒素ガスの吐出を行いながらエッチング処理を行った場合、窒素ガスの吐出を行わずにエッチング処理を行った場合と比較して、ウエハＷの面内温度差を早期に小さくすることができる。この効果は、特にエッチング処理の初期において高いことがわかる。
ウエハＷの面内温度が小さくなるほどエッチング量の面内バラツキは小さくなる。したがって、エッチング処理の初期の期間Ｔ１において、気体供給部８０から窒素ガスを吐出しながらエッチング処理を行うことで、エッチング処理の均一性を高めることができる。
このように、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｂでは、エッチング処理の初期において気体供給部８０からの窒素ガスの吐出を行う一方で、エッチング処理の後半において窒素ガスの吐出量を制限する、より好ましくは、窒素ガスの吐出を停止することとした。これにより、エッチング処理の前半においては、ウエハＷの面内温度差を早期に小さくすることで、エッチング処理の面内均一性を高めることができる。また、エッチング処理の後半においては、ガルバニック腐食の発生を抑制することで、エッチング処理の面内均一性の低下を抑制することができる。
したがって、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｂによれば、複数種類の金属層が形成された複数のウエハＷを一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
なお、図１２に示す例において、期間Ｔ１は、エッチング処理開始前の搬入処理を含むものとするが、期間Ｔ１は、少なくともエッチング処理が開始された後の期間を含んでいればよい。期間Ｔ１の開始タイミングは、たとえば、複数のウエハＷが内槽１１内の処理液に浸漬し始める直前のタイミングであってもよいし、複数のウエハＷが内槽１１内の処理液に浸漬し終えた直後のタイミングであってもよい。また、期間Ｔ１の開始タイミングは、複数のウエハＷが内槽１１内の処理液に浸漬し始めてから浸漬し終えるまでの間のタイミングであってもよい。
（その他の変形例）
第１実施形態では、基板処理装置１，１Ａが３つのノズル３１＿１～３１＿３を備える場合の例について説明したが、基板処理装置１，１Ａは、少なくとも２つ以上のノズルを備えていればよい。
第１実施形態では、基板処理装置１，１Ａが複数のノズル３１＿１～３１＿３を備え、各ノズル３１＿１～３１＿３に複数の吐出口３２＿１～３２＿３が設けられる場合の例を示した。これに限らず、基板処理装置１，１Ａは、たとえば、１つの平板状の部材に、供給経路の異なる複数の吐出口群（第１の吐出口群および第２の吐出口群を含む）が設けられた処理液供給部を備えていてもよい。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１，１Ａ）は、処理槽（一例として、内槽１１）と、第１の吐出口群（一例として、処理液供給部３０＿１～３０＿３に設けられる複数の吐出口３２＿１～３２＿２のうち何れか）および第２の吐出口群（一例として、処理液供給部３０＿１～３０＿３に設けられる複数の吐出口３２＿１～３２＿２のうち他の何れか）と、第１の変更部（一例として、複数の流量変更部６０＿１～６０＿３のうち何れか）と、第２の変更部（一例として、複数の流量変更部６０＿１～６０＿３のうち他の何れか）と、制御部（一例として、制御部７１）とを備える。処理槽は、複数の基板（一例として、ウエハＷ）を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。第１の吐出口群および第２の吐出口群は、処理槽の内部において複数の基板よりも下方に配置され、処理槽の内部に処理液を吐出する。第１の変更部は、第１の吐出口群から吐出される処理液の流量を変更する。第２の変更部は、第２の吐出口群から吐出される処理液の流量を変更する。制御部は、エッチング処理中、第１の変更部および第２の変更部を制御して、第１の吐出口群から吐出される処理液の流量と、第２の吐出口群から吐出される処理液の流量とをそれぞれ異なる態様で増加および減少させる流量変更処理を行う。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
制御部は、流量変更処理を複数回行ってもよい。これにより、処理液の液流れを乱す効果を高めることができる。
制御部は、エッチング処理が開始されてから終了するまでの間、流量変更処理を繰り返してもよい。これにより、処理液の液流れを乱す効果をさらに高めることができる。
制御部は、流量変更処理において、第１の吐出口群から吐出される処理液の流量を変更する処理と、第２の吐出口群から吐出される処理液の流量を変更する処理とを異なるタイミングで行ってもよい。このように、第１の吐出口群と第２の吐出口群とで吐出流量を変更するタイミングを異ならせることにより、処理槽内における処理液の液流れを乱すことができる。
制御部は、流量変更処理において、第１の吐出口群から吐出される処理液の流量を増加させるタイミングで、第２の吐出口群から吐出される処理液の流量を減少させてもよい。このように、第１の吐出口群と第２の吐出口群とで吐出流量の変更方向を異ならせることで、処理槽内における処理液の液流れを乱すことができる。
実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１）は、オーバーフロー槽（一例として、外槽１２）と、循環流路（一例として、循環流路５０）とを備えていてもよい。オーバーフロー槽は、処理槽からオーバーフローした処理液を貯留する。循環流路は、オーバーフロー槽と第１の吐出口群および第２の吐出口群とを接続する。また、循環流路は、排出路（一例として、排出路５１）と、第１の供給路（一例として、複数の供給路５２＿１～５２＿３のうち何れか）と、第２の供給路（一例として、複数の供給路５２＿１～５２＿３のうち他の何れか）と、第１のバイパス路（一例として、複数のバイパス路５３＿１～５３＿３のうち何れか）と、第２のバイパス路（一例として、複数のバイパス路５３＿１～５３＿３のうち他の何れか）とを備えていてもよい。排出路は、オーバーフロー槽に接続される。第１の供給路は、排出路から分岐して第１の吐出口群に接続される。第２の供給路は、排出路から分岐して第２の吐出口群に接続される。第１のバイパス路は、第１の供給路から分岐してオーバーフロー槽に接続される。第２のバイパス路は、第２の供給路から分岐してオーバーフロー槽に接続される。この場合、第１の変更部は、第１のバイパス路に設けられてもよい。また、第２の変更部は、第２のバイパス路に設けられてもよい。かかる構成とすることで、循環流量を一定に保ちつつ、第１の吐出口群および第２の吐出口群の吐出流量を変更することができる。したがって、たとえば、ポンプの負荷が一定に保たれることで、フィルタからの異物の排出を抑制することができる。
実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１Ａ）は、オーバーフロー槽（一例として、外槽１２）と、循環流路（一例として、循環流路５０Ａ）とを備えていてもよい。オーバーフロー槽は、処理槽からオーバーフローした処理液を貯留する。循環流路は、オーバーフロー槽と第１の吐出口群および第２の吐出口群とを接続する。また、循環流路は、排出路（一例として、排出路５１）と、第１の供給路（一例として、複数の供給路５２＿１～５２＿３のうち何れか）と、第２の供給路（一例として、複数の供給路５２＿１～５２＿３のうち他の何れか）と、バイパス路（一例として、バイパス路５３Ａ）とを備えていてもよい。排出路は、オーバーフロー槽に接続される。第１の供給路は、排出路から分岐して第１の吐出口群に接続される。第２の供給路は、排出路から分岐して第２の吐出口群に接続される。バイパス路は、排出路から分岐してオーバーフロー槽に接続される。この場合、第１の変更部は、第１の供給路に設けられてもよい。また、第２の変更部は、第２の供給路に設けられてもよい。かかる構成とすることで、循環流量を一定に保ちつつ、第１の吐出口群および第２の吐出口群の吐出流量を変更することができる。したがって、たとえば、ポンプの負荷が一定に保たれることで、フィルタからの異物の排出を抑制することができる。
制御部は、循環流路を流れる処理液の流量が一定となるように、第１の変更部および第２の変更部を制御して流量変更処理を行ってもよい。これにより、たとえば、ポンプの負荷が一定に保たれることで、フィルタからの異物の排出を抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１Ｂ）は、処理槽（一例として、内槽１１）と、気体供給部（一例として、気体供給部８０）と、変更部（一例として、流量変更部８５）と、制御部（一例として、制御部７１）とを備える。処理槽は、複数種類の金属層を有する複数の基板（一例として、ウエハＷ）を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。気体供給部は、処理槽の内部において複数の基板よりも下方に配置され、処理槽の内部に気体（一例として、窒素ガス）を吐出する。変更部は、気体供給部から吐出される気体の流量を変更する。制御部は、変更部を制御して、エッチング処理が開始されてからの第１の期間（一例として、期間Ｔ１）において、気体供給部から第１の流量（一例として、第１の流量Ｆ１１）で気体を吐出させた後、気体供給部から供給される気体の流量を第１の流量よりも少ない第２の流量（一例として、０）に変更する。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、複数種類の金属層が形成された複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ ：基板処理装置
１１ ：内槽
１２ ：外槽
２０ ：基板保持部
３０ ：処理液供給部
３０＿１～３０＿３ ：処理液供給部
３１＿１～３１＿３ ：ノズル
３２＿１～３２＿３ ：吐出口
５０ ：循環流路
５１ ：排出路
５２＿１～５２＿３ ：供給路
５３＿１ ：バイパス路
５５ ：ポンプ
５６ ：ヒータ
５７ ：フィルタ
６０＿１～６０＿３ ：流量変更部
７０ ：制御装置
７１ ：制御部
７２ ：記憶部
８０ ：気体供給部
８１ ：ノズル
８２ ：吐出口
８３ ：供給路
８４ ：気体供給源
８５ ：流量変更部
１００ ：ポリシリコン膜
１０１ ：タングステン膜
１０２ ：窒化チタン膜
１０３ ：シリコン酸化膜
Ｗ ：ウエハ

Claims (5)

  1. 複数種類の金属層を有する複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う処理槽と、
    前記処理槽の内部において前記複数の基板よりも下方に配置され、前記処理槽の内部に気体を吐出する気体供給部と、
    前記気体供給部から吐出される前記気体の流量を変更する変更部と、
    前記変更部を制御して、前記エッチング処理が開始されてからの第１の期間において、前記気体供給部から第１の流量で前記気体を吐出させた後、前記気体供給部から供給される前記気体の流量を前記第１の流量よりも少ない第２の流量に変更する制御部と
    を備える、基板処理装置。
  2. 前記第２の流量は、０である
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板は、第１の金属層と、前記第１の金属層を覆う第２の金属層とを有し、
    前記処理液は、前記第１の金属層および前記第２の金属層を同時にエッチング可能であり、
    前記制御部は、前記第２の金属層に覆われた前記第１の金属層が露出するタイミングよりも前のタイミングで、前記気体の流量を前記第１の流量から前記第２の流量に切り替える
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１の金属層は、窒化チタン膜であり、
    前記第２の金属層は、タングステン膜である
    請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 複数種類の金属層を有する複数の基板を処理液に浸漬させる処理槽を用い、前記複数の基板をエッチングする工程と、
    前記エッチングする工程において、前記処理槽の内部において前記複数の基板よりも下方に配置された気体供給部から前記処理槽の内部に気体を吐出する工程と、
    前記エッチングする工程が開始されてからの第１の期間において、前記気体供給部から第１の流量で前記気体を吐出させた後、前記気体供給部から供給される前記気体の流量を前記第１の流量よりも少ない第２の流量に変更する工程と
    を含む、基板処理方法。
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