JP4912916B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板の主面を、エッチング液を用いてエッチングするための基板処理装置に関する。エッチングの対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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等が含まれる。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハに対して処理液を用いた液処理が行われる。このような液処理の一つは、エッチング液を半導体ウエハの主面に供給して行うエッチング処理である。ここでいうエッチング処理には、半導体ウエハの主面（半導体ウエハ自体または半導体ウエハ上に形成された薄膜）にパターンを形成するためのエッチング処理のほか、エッチング作用を利用して半導体ウエハ主面の異物を除去する洗浄処理が含まれる。

処理液を用いて半導体ウエハを処理するための基板処理装置には、複数枚の半導体ウエハに対して一括して処理を行うバッチ式のものと、半導体ウエハを一枚ずつ処理する枚葉式のものとがある。枚葉式の基板処理装置は、たとえば、半導体ウエハをほぼ水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持されている半導体ウエハの主面に向けて処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。

スピンチャックに保持されている半導体ウエハの下面に対して処理液を供給する場合には、スピンチャックの回転軸に挿通された中心軸ノズルが用いられる。この中心軸ノズルの上端の吐出口は、スピンチャックに保持された半導体ウエハの下面中央に対向している。この吐出口から吐出された処理液が半導体ウエハの下面に達すると、その処理液は遠心力を受けて回転半径外方側へと広がり、半導体ウエハの下面全域に供給される。

たとえば、半導体ウエハにおいてデバイスが形成されるデバイス形成面に対してエッチング処理を施したい場合には、半導体ウエハはデバイス形成面を下向きにしてスピンチャックに保持される。そして、スピンチャックによって半導体ウエハが鉛直軸線まわりに回転されるとともに、中心軸ノズルからデバイス形成面の回転中心に向けてエッチング液が吐出される。半導体ウエハのデバイス形成面に達したエッチング液は、半導体ウエハの回転に伴う遠心力を受けて回転半径外方側へ移動し、半導体ウエハのデバイス形成面の全域に供給される。
特開２００２−１１０６２６号公報 特開２００３−３０３８０４号公報

ところが、半導体ウエハに供給されたエッチング液はその供給部位を中心として放射状に広がるが、半導体ウエハの回転中心に供給されたエッチング液の広がり方向と遠心力の作用方向とが合致するため、半導体ウエハの周縁部に移動する過程でほとんど落液しない。そのため、多量のエッチング液が半導体ウエハの周縁部に到達する。この場合、エッチング液が、半導体ウエハの周縁部から反対側の主面（上面）へ回り込み、その反対側の主面をエッチングすることがある。

とくに、半導体ウエハの周縁部を複数の挟持部材を用いて挟持することにより半導体ウエハを保持するメカ式のチャックがスピンチャックとして用いられている場合には、エッチング液が複数の挟持部材を伝ってデバイス形成面側へ回り込むために、挟持部材の当接部位でとくにエッチングが進み、半導体の周縁部に複数のエッチング跡（いわゆるピン跡）が形成されるという問題もあった。

この発明の目的は、基板の下面の全域をエッチング処理でき、かつ、基板の下面に供給されたエッチング液の上面側への回り込みを抑制または防止することができる基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を水平な姿勢に保持する基板保持手段（２，３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（１）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面（１０）に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心（Ｃ）からの距離が異なる複数の吐出口（１１，１２；１１１，１１２）を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズル（７；１０７）とを含み、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、基板の回転中心から離れるほど高密度で配置されており、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って一列に配列されており、各吐出口は、当該吐出口と、前記回転半径方向の外側に隣接する吐出口との間の間隔が、当該吐出口と、前記回転半径方向の内側に隣接する吐出口との間隔よりも狭くなるように配置されている、基板処理装置である。

なお、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等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、複数の吐出口から分散して吐出されたエッチング液は、基板の下面の回転中心からの距離が互いに異なる複数の部位に直接供給される。基板の下面の複数の供給部位に供給されたエッチング液は、各供給部位を中心として放射状に広がる。このうち、回転中心に向けて広がるエッチング液は基板の回転に伴う遠心力の影響により落下し、また、周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも基板の周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、基板の下面の全域をエッチング処理することができ、しかも、エッチング液の基板の上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、基板の回転中心から離れた位置ほど、エッチング液ノズルから基板に向けて吐出されるエッチング液の吐出流量が多くなる。一方、エッチング液の供給を受ける基板下面位置は、回転中心から離れているほど、高速に移動している。その結果、複数の吐出口から吐出された新鮮なエッチング液は、基板の下面に対して、単位面積あたりのエッチング液吐出流量が均一となるように直接供給されることになる。
また、請求項２記載の発明は、基板（Ｗ）を水平な姿勢に保持する基板保持手段（２，３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（１）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面（１０）に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心（Ｃ）からの距離が異なる複数の吐出口（１１，１２；１１１，１１２）を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液を吐出するためのエッチング液ノズル（７；１０７）と、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口に連通する流通路（１４）と、前記流通路に、エッチング液と、当該エッチング液とは種類の異なる処理液を選択的に供給する供給機構（１５，１６）とを含み、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転中心から離れるほど高密度で配置されている、基板処理装置である。
この構成によれば、複数の吐出口から分散して吐出されたエッチング液は、基板の下面の回転中心からの距離が互いに異なる複数の部位に直接供給される。基板の下面の複数の供給部位に供給されたエッチング液は、各供給部位を中心として放射状に広がる。このうち、回転中心に向けて広がるエッチング液は基板の回転に伴う遠心力の影響により落下し、また、周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも基板の周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、基板の下面の全域をエッチング処理することができ、しかも、エッチング液の基板の上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、基板の回転中心から離れた位置ほど、エッチング液ノズルから基板に向けて吐出されるエッチング液の吐出流量が多くなる。一方、エッチング液の供給を受ける基板下面位置は、回転中心から離れているほど、高速に移動している。その結果、複数の吐出口から吐出された新鮮なエッチング液は、基板の下面に対して、単位面積あたりのエッチング液吐出流量が均一となるように直接供給されることになる。

請求項３記載の発明は、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って配列されている、請求項２記載の基板処理装置である。
この構成によれば、回転状態の基板の下面のほぼ全域に対して新鮮なエッチング液を直接供給することができる。
請求項４記載の発明は、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転されている基板の下面における単位面積当たりのエッチング液吐出流量が基板下面の全域において均一になるように設けられている、請求項１〜３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、基板の下面における単位面積当たりのエッチング液吐出流量が基板下面のほぼ全域において均一になっている。このため、新鮮なエッチング液を、基板の下面のほぼ全域に、均一に直接供給することができる。

新鮮なときは非常に高いエッチング力を有するが、劣化速度が速く、すぐにエッチング力をほとんど失ってしまうようなエッチング液を用いる場合、エッチング液を基板に供給すると、その供給部位でのエッチングレートがきわめて高く、その他の部位ではエッチングレートは低い。このようなエッチング液を用いる場合であっても、新鮮なエッチング液が基板のほぼ全域で均一に直接供給されるので、基板の下面のほぼ全域を、非常に高いエッチングレートでかつ均一にエッチングすることができる。エッチング液ノズルから供給されるエッチング液として、たとえば、ふっ硝酸を用いることができる。

この請求項４の発明は、とくに、シンニングのためのエッチング処理に用いられることが好ましい。

請求項５記載の発明は、基板（Ｗ）を水平な姿勢に保持する基板保持手段（３０２，３０３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（３０１）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面（９）に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口（４１１，４１２，４１３）を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズル（４０７）とを含み、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の中心部に対向する領域における、エッチング液が基板の下面に達したときのエッチング液の広がりによって基板の回転中心にエッチング液を供給することができる位置に配置された中央部吐出口（４１１）と、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の第１周辺吐出口（４１２，４１３）と、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、前記第１周辺吐出口の配列方向に沿って等密度で配列された複数の第２周辺吐出口（４１２，４１３）とを含み、前記複数の第２周辺吐出口は、前記複数第１周辺吐出口と、基板の回転中心を挟んだ反対側の領域に配列されており、前記複数の吐出口は、基板の回転中心から見て一方側に配列された前記複数の吐出口の配列態様と、基板の回転中心から見て他方側に配列された前記複数の吐出口の配列態様とが、基板の回転中心を対称中心として非対称になるように配列されている、基板処理装置である。
この構成によれば、複数の吐出口から分散して吐出されたエッチング液は、基板の下面の回転中心からの距離が互いに異なる複数の部位に直接供給される。基板の下面の複数の供給部位に供給されたエッチング液は、各供給部位を中心として放射状に広がる。このうち、回転中心に向けて広がるエッチング液は基板の回転に伴う遠心力の影響により落下し、また、周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも基板の周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、基板の下面の全域をエッチング処理することができ、しかも、エッチング液の基板の上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、ほぼ同じ密度で配列された複数の周辺吐出口からエッチング液が基板に供給されるので、エッチング液ノズルから基板の下面に吐出されるエッチング液の吐出流量は、基板の中心部を除いてほぼ等しい。基板の回転半径方向にわたってほぼ等しくなる。このため、各吐出口から吐出されたエッチング液は互いに適当に干渉し合うようになる。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量が一層少なくなる。これにより、エッチング液の基板の上面側への回り込みをより一層抑制することができる。

また、基板の下面の中心部に対向する領域に吐出口を設けないとすると、また、当該領域に吐出口を周辺吐出口よりも低い密度で配置すると、基板の下面の中心部ではそれ以外の領域よりもエッチング液の吐出流量が少なくなる。このため、基板下面の各位置の移動速度が比較的遅い基板の中心部におけるエッチングレートの上昇を抑制することができる。これにより、基板の下面の全域に対し、均一にエッチング処理を行うことができる。

基板の下面の中心部に対向する吐出口をエッチング液ノズルに設ける場合には、基板の下面の回転中心に対向する位置から基板の回転半径方向にずらした位置に吐出口を配置することが好ましい。この場合、基板の下面の回転中心にエッチング液が直接供給されないので、基板の回転中心におけるエッチングレートの急激な上昇を抑制することができる。また、この場合、エッチング液が基板の下面に達したときのエッチング液の広がりによって、基板の下面の回転中心にエッチング液を供給することができる位置に吐出口が配置されていれば、より好ましい。

請求項６記載の発明は、基板（Ｗ）を水平な姿勢に保持する基板保持手段（３０２，３０３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（３０１）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面（９）に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口（４１１，４１２，４１３）を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズル（４０７）とを含み、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の周辺吐出口（４１１，４１２）を含み、前記複数の周辺吐出口は、前記回転手段（３０１）によって回転される基板の周縁部に対してエッチング液を供給するための周縁部用吐出口（４１３）と、その周縁部用吐出口よりも基板の回転中心寄りに配置された内側吐出口（４１２）とを含み、前記周縁部用吐出口は、前記内側吐出口よりも径が大きい拡径吐出口（４１３）を含む、基板処理装置である。

この構成によれば、複数の吐出口から分散して吐出されたエッチング液は、基板の下面の回転中心からの距離が互いに異なる複数の部位に直接供給される。基板の下面の複数の供給部位に供給されたエッチング液は、各供給部位を中心として放射状に広がる。このうち、回転中心に向けて広がるエッチング液は基板の回転に伴う遠心力の影響により落下し、また、周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも基板の周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、基板の下面の全域をエッチング処理することができ、しかも、エッチング液の基板の上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、ほぼ同じ密度で配列された複数の周辺吐出口からエッチング液が基板に供給されるので、エッチング液ノズルから基板の下面に吐出されるエッチング液の吐出流量は、基板の中心部を除いてほぼ等しい。基板の回転半径方向にわたってほぼ等しくなる。このため、各吐出口から吐出されたエッチング液は互いに適当に干渉し合うようになる。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量が一層少なくなる。これにより、エッチング液の基板の上面側への回り込みをより一層抑制することができる。
また、基板の下面の中心部に対向する領域に吐出口を設けないとすると、また、当該領域に吐出口を周辺吐出口よりも低い密度で配置すると、基板の下面の中心部ではそれ以外の領域よりもエッチング液の吐出流量が少なくなる。このため、基板下面の各位置の移動速度が比較的遅い基板の中心部におけるエッチングレートの上昇を抑制することができる。これにより、基板の下面の全域に対し、均一にエッチング処理を行うことができる。
基板の下面の中心部に対向する吐出口をエッチング液ノズルに設ける場合には、基板の下面の回転中心に対向する位置から基板の回転半径方向にずらした位置に吐出口を配置することが好ましい。この場合、基板の下面の回転中心にエッチング液が直接供給されないので、基板の回転中心におけるエッチングレートの急激な上昇を抑制することができる。また、この場合、エッチング液が基板の下面に達したときのエッチング液の広がりによって、基板の下面の回転中心にエッチング液を供給することができる位置に吐出口が配置されていれば、より好ましい。
また、周縁部用吐出口のエッチング液の吐出流量は、内側吐出口の吐出流量よりも多い。そのため、基板の下面の周縁部ではそれより内側の領域よりもエッチング液の吐出流量が多くなる。このため、基板下面の各位置の移動速度が比較的速い基板の周縁部におけるエッチングレートの低下を抑制することができる。これにより、基板の下面の全域に対し、均一にエッチング処理を行うことができる。

請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）を水平な姿勢に保持する基板保持手段（３０２，３０３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（３０１）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面（９）に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口（４１１，４１２，４１３）を有し、複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズル（４０７）とを含み、前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の周辺吐出口（４１１，４１２）を含み、前記複数の周辺吐出口は、前記回転手段（３０１）によって回転される基板の周縁部に対してエッチング液を供給するための周縁部用吐出口（４１３）を含み、前記周縁部用吐出口は、鉛直方向に対して基板の半径方向の外方に傾斜した方向に向けてエッチング液を吐出する傾斜吐出口（４１３）を含む、基板処理装置である。

この構成によれば、複数の吐出口から分散して吐出されたエッチング液は、基板の下面の回転中心からの距離が互いに異なる複数の部位に直接供給される。基板の下面の複数の供給部位に供給されたエッチング液は、各供給部位を中心として放射状に広がる。このうち、回転中心に向けて広がるエッチング液は基板の回転に伴う遠心力の影響により落下し、また、周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも基板の周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、基板の下面の全域をエッチング処理することができ、しかも、エッチング液の基板の上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、ほぼ同じ密度で配列された複数の周辺吐出口からエッチング液が基板に供給されるので、エッチング液ノズルから基板の下面に吐出されるエッチング液の吐出流量は、基板の中心部を除いてほぼ等しい。基板の回転半径方向にわたってほぼ等しくなる。このため、各吐出口から吐出されたエッチング液は互いに適当に干渉し合うようになる。したがって、基板の周縁部に到達するエッチング液の量が一層少なくなる。これにより、エッチング液の基板の上面側への回り込みをより一層抑制することができる。
また、基板の下面の中心部に対向する領域に吐出口を設けないとすると、また、当該領域に吐出口を周辺吐出口よりも低い密度で配置すると、基板の下面の中心部ではそれ以外の領域よりもエッチング液の吐出流量が少なくなる。このため、基板下面の各位置の移動速度が比較的遅い基板の中心部におけるエッチングレートの上昇を抑制することができる。これにより、基板の下面の全域に対し、均一にエッチング処理を行うことができる。
基板の下面の中心部に対向する吐出口をエッチング液ノズルに設ける場合には、基板の下面の回転中心に対向する位置から基板の回転半径方向にずらした位置に吐出口を配置することが好ましい。この場合、基板の下面の回転中心にエッチング液が直接供給されないので、基板の回転中心におけるエッチングレートの急激な上昇を抑制することができる。また、この場合、エッチング液が基板の下面に達したときのエッチング液の広がりによって、基板の下面の回転中心にエッチング液を供給することができる位置に吐出口が配置されていれば、より好ましい。
また、鉛直方向に対して基板の半径方向の外方に傾斜した方向に向けてエッチング液が吐出される。このため、エッチング液ノズルの先端が基板の周縁部よりも内側に入り込んでいる場合であっても、基板の周縁部に対してエッチング液を直接供給することができる。
請求項８記載の発明は、前記エッチング液ノズル（３０７；４０７；５０７）の前記複数の吐出口（３１１，３１２；４１１，４１２，４１３；５１１，５１２）から吐出されるエッチング液を加熱するエッチング液加熱手段（２８）をさらに含む、請求項１〜７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、エッチング液ノズルの複数の吐出口からは、加熱されたエッチング液が吐出される。加熱されたエッチング液は高いエッチング力を有している。このため、基板の下面を、高いエッチングレートでエッチングすることができる。
請求項９記載の発明は、前記基板保持手段（１；３０１）は、基板の周縁部の異なる位置にそれぞれ当接し、協働して基板を水平な姿勢に保持する複数の保持部材（３；３０３）を含む、請求項１〜８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、基板の周縁部に到達するエッチング液の量が比較的少ないので、複数の保持部材を用いて基板を保持する場合であっても、エッチング液が保持部材を伝って基板の上面側へ回り込むことがほとんどない。これにより、基板の上面の周縁部に複数のエッチング跡が形成されることなく、基板を適切に保持することができる。

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３００の構成を図解的に示す断面図である。
この基板処理装置３００は、たとえば酸化膜シリコンウエハからなる円板状の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗにおけるデバイス形成領域側の表面（下面）９に対して、酸化膜の除去のためのエッチング処理を施すための枚葉式の装置である。この実施形態では、エッチング液としてたとえばふっ酸が用いられる。

この基板処理装置３００は、ウエハＷをほぼ水平に保持して、そのウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線１ａまわりに回転する基板保持手段としてのスピンチャック３０１を備えている。
図２は、図１に示す基板処理装置３００のスピンチャック３０１の構成を図解的に示す平面図である。

図１および図２を参照して、スピンチャック３０１は、円盤状のスピンベース３０２を有している。このスピンベース３０２の上面の周縁部には、ほぼ等角度間隔で複数（この実施形態では６つ）の挟持部材３０３が配置されている。複数の挟持部材３０３がウエハＷの周縁部を挟持することにより、ウエハＷがほぼ水平に保持されている。ウエハＷを保持した状態では、各挟持部材３０３は、ウエハＷの端面およびウエハＷの下面９の周縁部に当接する。

スピンベース３０２は、モータを含むチャック回転駆動機構３０４によって回転される回転軸３０５の上端に結合されて回転されるようになっている。回転軸３０５は中空軸であり、その内部には挿通管３０６が挿通されている。挿通管３０６は、非回転状態で回転軸３０５内に保持されるようになっている。
また、スピンベース３０２上には、平面視で一文字形状のエッチング液ノズル３０７が配置されている。このエッチング液ノズル３０７は、ウエハＷの回転中心Ｃを通ってウエハＷの回転半径方向に沿って延びる長尺のノズルである。スピンベース３０２の回転時におけるエッチング液ノズル３０７と挟持部材３０３との干渉を防ぐために、エッチング液ノズル３０７の両端は、スピンベース３０２の周縁部のやや内方で止まっている。このため、エッチング液ノズル３０７の両端は、スピンチャック３０１により保持されるウエハＷの端面よりも内方に位置している。

エッチング液ノズル３０７の内部は中空に形成されていて、その下部の中心位置で挿通管３０６と連結されている。したがって、エッチング液ノズル３０７は静止されており、スピンベース３０２の回転にともなって回転するといったことはない。
エッチング液ノズル３０７の上面には、ウエハＷの回転軸線（鉛直軸線）１ａ上に配置された回転軸吐出口３１１と、この回転軸吐出口３１１を挟んで配置された一対の周辺吐出口群３１０が設けられている。各周辺吐出口群３１０は、ウエハＷの回転中心Ｃからの距離が互いに異なる複数の周辺吐出口３１２を備えている。複数の周辺吐出口３１２は、エッチング液ノズル３０７の形状に沿って（ウエハＷの回転半径方向に沿って）配列されている。この複数の周辺吐出口３１２は、ウエハＷの回転中心Ｃを除く領域に対向する領域に、等間隔（等密度）で配置されている。各吐出口３１１，３１２からは、上方（鉛直方向）に向けてエッチング液が吐出される。

この実施形態では、回転軸吐出口３１１に隣接する周辺吐出口３１２と、回転軸吐出口３１１との間隔は、周辺吐出口３１２同士の間隔と同じ長さに設定されている。つまり、エッチング液ノズル３０７の一端部から他端部まで、吐出口３１１，３１２が等間隔（等密度）で配置されていることになる。
本件発明者が試作実験を行った後述の実施例１では、エッチング液ノズル３０７の長さは２７２ｍｍ、吐出口３１１，３１２の径は０．５ｍｍ、吐出口３１１，３１２間の間隔は５ｍｍにそれぞれ設定されている。

また、エッチング液ノズル３０７の内部には、エッチング液ノズル３０７の形状に沿って直線状に延び、各吐出口３１１，３１２に連通する供給路３１３が形成されている。
挿通管３０６の内部には、回転軸線１ａに沿って流通路３１４が形成されている。この流通路３１４は、供給路３１３と連通している。流通路３１４には集合供給管３０が接続されている。集合供給管３０には、エッチング液供給源からエッチング液が供給されるエッチング液供給管２７が接続されている。エッチング液供給管２７の途中部には、エッチング液供給源側から順に、エッチング液バルブ３１５と、エッチング液供給管２７を流通するエッチング液を加熱するためのヒータ２８とが介装されている。エッチング液バルブ３１５が開かれると、エッチング液供給管２７をエッチング液が流通し、その流通の途中でヒータ２８により４０〜８０℃に加熱されたエッチング液が流通路３１４に供給される。また、集合供給管３０には、純水供給源から純水（エッチング液とは種類の異なる処理液。脱イオン水）が供給される純水供給管２９が接続されている。純水供給管２９の途中部には、純水バルブ３１６が介装されており、純水が流通路３１４に供給されるようになっている。

これにより、純水バルブ３１６を閉じてエッチング液バルブ３１５を開くことにより、４０〜８０℃に加熱されたエッチング液を、流通路３１４および供給路３１３を介して、エッチング液ノズル７の回転軸吐出口３１１および周辺吐出口３１２に供給することができる。また、エッチング液バルブ３１５を閉じて純水バルブ３１６を開くことによって、純水を流通路３１４および供給路３１３を介して、エッチング液ノズル７の回転軸吐出口３１１および周辺吐出口３１２に供給することができる。

また、中空軸である回転軸３０５の内壁面と、挿通管３０６の外壁面との間にはガス供給路３１７が形成されている。このガス供給路３１７は、スピンベース３０２の上面に開口している。このガス供給路３１７には、窒素ガスバルブ３１８を介して不活性ガスとしての窒素ガスが供給されるようになっている。
スピンチャック３０１の上方には、ウエハＷとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板３２０が設けられている。遮断板３２０は、その中心部に開口３１９を有している。遮断板３２０の上面には、スピンチャック３０１の回転軸線１ａと共通の軸線に沿う回転軸３２１が固定されている。この回転軸３２１は中空に形成されていて、その内部には、遮断板３２０の開口３１９と連通し、ウエハＷの中央に向けて窒素ガスを供給するガス供給路３２３が形成されている。ガス供給路３２３には、窒素ガスバルブ３２４を介して窒素ガスが供給されるようになっている。

また、回転軸３２１には、スピンチャック３０１に保持されたウエハＷの上面に近接した近接位置とスピンチャック３０１の上方に大きく退避した退避位置との間で遮断板３２０を昇降させるための遮断板昇降駆動機構３２５と、スピンチャック３０１によるウエハＷの回転にほぼ同期させて遮断板３２０を回転させるための遮断板回転駆動機構３２６とが設けられている。

以下、この基板処理装置３００におけるウエハＷの下面９のエッチング処理について説明する。
処理対象のウエハＷの搬入前は、その搬入の妨げにならないように、遮断板３２０はスピンチャック３０１の上方に大きく退避した退避位置に位置している。
ウエハＷの処理に際して、まず、図示しない搬送ロボットにより、ウエハＷが基板処理装置３００に搬入され、そのウエハＷが、表面を下方に向けた状態でスピンチャック３０１のスピンベース３０２に保持される。ウエハＷがスピンベース３０２に保持されると、チャック回転駆動機構３０４が制御されて、スピンベース３０２によるウエハＷの回転が開始され、ウエハＷの回転速度がたとえば１０００ｒｐｍまで上げられる。このとき、前述のようにエッチング液ノズル３０７は静止状態にあり、スピンベース３０２の回転にともなって回転することはない。また、遮断板昇降駆動機構３２５の制御によって、遮断板３２０が、スピンベース３０２に保持されたウエハＷの上面に近接する近接位置まで下降する。そして、遮断板回転駆動機構３２６が制御されて遮断板３２０がウエハＷと同方向に回転しつつ、窒素ガスバルブ３２４が開かれて、遮断板３２０の開口３１９から、ウエハＷと遮断板３２０との間の空間に窒素ガスが供給される。これにより、ウエハＷと遮断板３２０との間の空間に、遮断板３２０の中心部から径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じる。

ウエハＷの回転速度がたとえば１０００ｒｐｍに達すると、エッチング液バルブ３１５が開かれて、エッチング液ノズル３０７の回転軸吐出口３１１および各周辺吐出口３１２から４０〜８０℃に加熱されたエッチング液が、回転状態のウエハＷの下面９に向けて吐出される。また、窒素ガスバルブ３１８が開かれて、スピンベース３０２とウエハＷの下面９とで挟まれた空間に窒素ガスが供給される。

回転軸吐出口３１１から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの下面９の回転中心Ｃに直接供給される。また、各周辺吐出口３１２から吐出されたエッチング液は、各周辺吐出口１２と対向するウエハＷの下面９に直接供給される。吐出口３１１，３１２が等間隔で配置されているので、ウエハＷの下面９に直接吐出されるエッチング液の吐出流量は、ウエハＷの中心部（回転中心Ｃの近傍の領域）から周縁部にかけてほぼ等しい。

各吐出口３１１，３１２から吐出されるエッチング液は４０〜８０℃と常温に比べて高温である。そのため、そのエッチング液のエッチング力は高い。このエッチング力の高いエッチング液が、ウエハＷの下面９の全域に直接供給されるので、ウエハＷの下面９のほぼ全域が高いエッチングレートでエッチングされる。
各吐出口３１１，３１２からウエハＷの下面９に供給されたエッチング液は、その供給部位を中心として放射状に広がった後、ウエハＷの回転に伴う遠心力を受けて下面９をウエハＷの周縁部に向けて移動し、その周縁部からウエハＷの外方に向けて排除される。

各供給部位に供給された後回転中心Ｃに向けて広がるエッチング液は、ウエハＷの回転による遠心力の影響により落下し、また、ウエハＷの周縁部に向けて広がるエッチング液は、そのエッチング液よりも周縁部側に供給されるエッチング液と干渉して落液する。とくに、ウエハＷの下面９に直接吐出されるエッチング液の吐出流量は、ウエハＷの中心部から周縁部にかけてほぼ等しいので、各周辺吐出口３１２から吐出されたエッチング液は互いに適当に干渉し合うようになる。このため、ウエハＷの下面９へのエッチング液の供給量に比べて、Ｗの周縁部に到達するエッチング液の量は少ない。

また、ウエハＷ（の上面）と遮断板３２０との間の空間には、遮断板３２０の中心部から径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じている。このため、ウエハＷの周縁部に向けて流れるエッチング液がウエハＷの上面側へ回り込み難い。これにより、エッチング液のウエハＷの上面側への回り込みをより一層抑制または防止することができる。
エッチング液の供給開始から所定時間（たとえば１分間）が経過すると、エッチング液バルブ３１５が閉じられる。その後、純水バルブ３１６が開かれて回転軸吐出口１１および周辺吐出口１２からウエハＷの下面９の全域に純水が供給される。また、ウエハＷの回転速度は、たとえば１０００ｒｐｍから５００ｒｐｍまで下げられる。このとき、回転軸吐出口３１１から吐出された純水は、ウエハＷの下面９の回転中心Ｃに直接供給される。また、各周辺吐出口３１２から吐出された純水は、ウエハＷの下面９のうち、各周辺吐出口３１２と対向する部位に直接供給される。

ウエハＷの下面９に供給された純水は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁部に向けて流れる。そして、ウエハＷの周縁部から側方へ排除される。これにより、ウエハＷの下面９に付着しているエッチング液が純水によって洗い流される。
ウエハＷ（の上面）と遮断板３２０との間の空間には、遮断板３２０の中心からウエハＷの回転半径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じている。このため、純水とエッチング液との混合液が、ウエハＷの上面側への回り込みが抑制または防止される。

純水の供給開始から所定時間（たとえば３０秒間）が経過すると、純水バルブ３１６が閉じられて、ウエハＷの下面９への純水の供給が停止される。また、窒素ガスバルブ３２４が閉じられるとともに、遮断板昇降駆動機構３２５が制御されて、遮断板３２０がスピンチャック３０１の上方に大きく退避した退避位置に位置まで上昇する。
そして、ウエハＷの回転速度が５００ｒｐｍから２５００ｒｐｍに上げられて、水洗処理後のウエハＷの表面に付着している純水を遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が行われる。このスピンドライ処理がたとえば１２０秒間にわたって行われると、ウエハＷの回転が停止されて、エッチング処理済みのウエハＷがスピンチャック３０１から搬出されていく。

以上により、この実施形態によれば、ウエハＷの周縁部に到達するエッチング液の量は比較的少ない。これにより、ウエハＷの下面９の全域をエッチング処理するとともに、エッチング液のウエハＷの上面側への回り込みを抑制または防止することができる。
また、吐出口３１１、３１２が等間隔で配置されているため、エッチング液ノズル３０７からウエハＷの下面９に直接吐出されるエッチング液の吐出流量は、ウエハＷの中心部から周縁部までほぼ等しくなる。このため、各周辺吐出口３１２から吐出されたエッチング液は、互いに適当に干渉し合う。これにより、ウエハＷの周縁部に到達するエッチング液の量が一層少なくなる。ゆえに、エッチング液のウエハＷの上面側への回り込みを、より一層抑制することができる。

さらに、ウエハＷの周縁部に到達するエッチング液の量が比較的少ないために、エッチング液が複数の挟持部材３０３を伝って上面側へ回り込むこともほとんどない。これにより、ウエハＷの上面の周縁部に複数のエッチング跡（いわゆるピン跡）が形成されることを抑制または防止することができる。
図３は、この発明の他の実施形態（第２の実施形態）にかかる基板処理装置４００のエッチング液ノズル４０７の平面図である。図４は、エッチング液ノズル４０７の要部構成を示す縦断面図である。この第２の実施形態において、前述の図２の実施形態（第１の実施形態）に示された各部に対応する部分には、図２の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。

この第２の実施形態のエッチング液ノズル４０７は、第１の実施形態のエッチングノズル液３０７と同様、回転中心Ｃを通ってウエハＷの回転半径方向に沿ってスピンベース３０２の周縁部のやや内方（ウエハＷの端面の内方）まで延びる長尺のノズルであるが、ウエハＷの下面９の回転中心Ｃに対向する吐出口が設けられていない点で、エッチング液ノズル３０７と異なっている。また、エッチング液ノズル４０７の両端部には、他の吐出口４１１，４１２よりもその径が大きい拡径吐出口４１３が配置されている。この点でも、第１の実施形態のエッチング液ノズル３０７と異なっている。

エッチング液ノズル４０７の上面には、エッチング液ノズル４０７の中央部（ウエハＷの中心部（回転中心Ｃの近傍の領域）に対向する領域）に設けられた中央部吐出口４１１と、中央部を挟んで配置された一対の周辺吐出口群４１０とが設けられている。各周辺吐出口群４１０は、エッチング液ノズル４０７の上面に、エッチング液ノズル４０７の形状に沿って（ウエハＷの回転半径方向に沿って）配列された複数の周辺吐出口４１２，４１３を備えている。

この実施形態では、エッチング液ノズル４０７の一方側（図３に示すエッチング液ノズル４０７の右側）とその他方側（図３に示すエッチング液ノズル４０７の左側）とでは、吐出口４１１，４１２，４１３の配置位置が非対称である。とくに中央部吐出口４１１の配置位置が非対称である。
中央部吐出口４１１は、ウエハＷの回転軸線１ａから所定の間隔を隔てて配置されている。中央部吐出口４１１は、エッチング液ノズル４０７の一方側にのみ設けられており、エッチング液ノズル４０７の他方側には設けられていない。このように、エッチング液ノズル４０７の中央部では、エッチング液ノズル４０７の他の領域と比較して、吐出口４１１，４１２，４１３の配置密度が低い。

中央部吐出口４１１は、エッチング液がウエハＷの表面９に達したときのエッチング液の広がりによって、ウエハＷの回転中心Ｃにエッチング液を供給することができる位置に配置されている。
周辺吐出口（一方側の周辺吐出口（第１周辺吐出口）および他方側の周辺吐出口（第２周辺吐出口））４１２，４１３は、ウエハＷの下面９の中心部を除く領域（中心部と周縁部との間の領域および周縁部）に対向する領域に、等間隔（等密度）で配置されている。

エッチング液ノズル４０７の両端部に配置される周辺吐出口４１２，４１３は、ウエハＷの周縁部に対してエッチング液を吐出するためのものである。この両端部に配置される周辺吐出口４１２，４１３には、他の周辺吐出口４１２よりも径が大きくされた複数（図３ではエッチング液ノズル４０７の右側端部に２つ、左側端部に３つ）の拡径吐出口４１３が含まれる。図４を参照して、拡径吐出口４１３の径Ｗ２は、周辺吐出口４１２の径Ｗ１の約１．８倍の大きさに設定されている。このため、拡径吐出口４１３のエッチング液の吐出流量は、周辺吐出口４１２のエッチング液の吐出流量の３．２倍である。

また、エッチング液ノズル４０７では、中央部吐出口４１１および周辺吐出口４１２は、上方（鉛直方向）に向けてエッチング液を吐出できるようにされている。
これに対し、拡径吐出口４１３は、その吐出方向が鉛直方向に対してウエハＷの回転半径方向の外方に４５〜６０°傾斜している。このため、エッチング液ノズル４０７の両端よりもウエハＷの回転方向外方に位置するウエハＷの周縁部に対して、エッチング液を直接供給することができる。

本件発明者が試作実験を行った後述の実施例２では、中央部吐出口４１１は回転中心から５ｍｍ隔てた位置に設けられている。さらに、エッチング液ノズル４０７の一方側（図３に示す右側）端部では最も外方から順に２個の吐出口を拡径吐出口４１３として設け、エッチング液ノズルの他方側端部（図３に示す左側）では最も外方から順に３個の吐出口を拡径吐出口４１３として設けた。また、実施例２では、エッチング液ノズル４０７の長さは２７２ｍｍ、吐出口４１１，４１２の径は０．５ｍｍ、吐出口４１１，４１２の配置間隔は５ｍｍにそれぞれ設定され、拡径吐出口４１３の吐出方向は、鉛直方向に対して３０°傾斜している。

エッチング処理時には、中央部吐出口４１１から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの中心部に直接供給される。また、周辺吐出口４１２，４１３から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの中心部を除く領域に直接供給される。周辺吐出口４１２，４１３が等間隔で配置されているので、ウエハＷの下面９に直接吐出されるエッチング液の吐出流量は、ウエハＷの中心部を除いてほぼ等しい。

この第２の実施形態では、ウエハＷの下面９に直接吐出されるエッチング液の吐出流量がウエハＷの中心部を除いてほぼ等しいので、各周辺吐出口３１２から吐出されたエッチング液は、互いに適当に干渉し合う。これにより、ウエハＷの周縁部に到達するエッチング液の量が少なくなる。ゆえに、エッチング液のウエハＷの上面側への回り込みを抑制することができる。

エッチング液ノズル４０７の中央部では、エッチング液ノズル４０７の他の領域と比較して中央部吐出口４１１の配置密度が低いため、ウエハＷの下面９の中心部に直接吐出されるエッチング液の吐出流量が、それ以外の領域の吐出流量よりも少ない。したがって、ウエハＷの下面９における各位置の移動速度が比較的遅いウエハＷの中心部におけるエッチングレートの上昇を抑制することができる。

とくに中央部吐出口４１１はウエハＷの下面９の回転中心Ｃに対向する位置からウエハＷの回転半径方向にずれた位置に配置されているので、とくにウエハＷの回転中心Ｃにおけるエッチングレートの上昇を効果的に抑制することができる。
さらに、拡径吐出口４１３の吐出流量は、それ以外の周辺吐出口４１２の吐出流量よりも多い。このため、下面９の各位置の移動速度が比較的速いウエハＷの周縁部におけるエッチングレートの低下を抑制することができる。ゆえに、ウエハＷの下面９の全域に対し、均一にエッチング処理を行うことができる。

図５は、エッチング試験でのエッチング量の面内分布を示すグラフである。横軸は、ウエハＷの回転中心Ｃを基準としたＸ軸座標を示している。
１０００ｒｐｍの速度で回転する外径３００ｍｍの酸化膜シリコンのウエハＷの下面（表面）９に対し、実施例１、実施例２および後述する比較例のエッチング液ノズルから５５℃のふっ酸（濃度５０ｗｔ％）を１．０Ｌ／ｍｉｎの吐出流量で吐出させてエッチング試験を行った。このエッチング量の面内分布を測定するためのエッチング試験では、エッチング時間は１１秒とした。

エッチング量の分布は、ウエハＷの回転中心Ｃを通る直線上の複数の点でエッチング量を測定した。図５では、ウエハＷの回転中心Ｃから相反する２方向に６．３ｍｍ毎に位置する点で、エッチング量を測定している。
比較例は、いわゆる斜め傘タイプのエッチング液ノズルを用いて、前記と同じ条件でエッチング試験を用いた場合を示している。この比較例のエッチング液ノズルの構成は前述の特許文献２に示す。

実施例１のエッチング液ノズルを用いた場合には、エッチング均一性は１０．５６％であり、実施例２のエッチング液ノズルを用いた場合にはエッチング均一性は５．２９％であり、比較例のエッチング液ノズルを用いた場合にはエッチング均一性は８．９８％であった。この、エッチング均一性は、以下の（１）式で表すことができる。
エッチング均一性（％）＝（最大エッチング量−最小エッチング量）／２／平均エッチング量 ・・・（１）
図６は、エッチング試験におけるエッチング液の回り込み量を示す図である。

上述と同じ条件でエッチング試験を行い、回り込み量を測定した。この回り込み量を測定するためのエッチング試験では、エッチング時間は１３５秒である。エッチング試験は７回実施し、ウエハＷの上面の周縁部における最大の回り込み量および平均の回り込み量を測定した。
このとき、実施例１のエッチング液ノズル３０７を用いた場合の平均回り込み量は０．８０ｍｍ、最大回り込み量は０．９０ｍｍであり、挟持部材３０３と当接していた部分でエッチング跡は見られなかった。また、実施例２のエッチング液ノズル４０７を用いた場合の平均回り込み量は１．１０ｍｍ、最大回り込み量は１．２５ｍｍであり、挟持部材３０３と当接していた部分で最大０．５ｍｍのエッチング跡が見られた。また、従来例のエッチング液ノズルを用いた場合の平均回り込み量は１．２１ｍｍ、最大回り込み量は１．５５ｍｍであり、挟持部材３０３と当接していた部分で最大１．５５ｍｍのエッチング跡が見られた。

図５および図６から、実施例１のエッチング液ノズル３０７を用いた場合は、ウエハＷの上面側への回り込みがとくに抑制されることが理解される。また、実施例２のエッチング液ノズル４０７を用いた場合は、ウエハＷの上面側への回り込みが抑制されるとともに、エッチングによる面内均一性が優れていることが理解される。
図７は、この発明の他の実施形態（第３の実施形態）にかかる基板処理装置５００のスピンチャックの平面図である。この第３の実施形態において、前述の第１の実施形態に示された各部に対応する部分には、図１および図２の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。この第３の実施形態では、エッチング液ノズル５０７は、平面視で一文字形状のものではなく、平面視で十文字形状のものである。

エッチング液ノズル５０７は、ウエハＷの回転軸線１ａからウエハＷの回転半径方向に放射状に延びる４本の長尺のアレイノズル部５０８を有し、各アレイノズル部５０８が９０°の等角度間隔で配置されている。エッチング液ノズル５０７の上面には、ウエハＷの回転軸線１ａ上に配置された回転軸吐出口５１１と、各アレイノズル部５０８の形状に沿って（ウエハＷの回転半径方向に沿って）列状に配列された複数の周辺吐出口５１２とが配置されている。各吐出口５１１，５１２に対してエッチング液を供給するための供給路５１３は、各アレイノズル部８の形状に沿って延び、回転軸線１ａ上で直交する平面視で十文字形状のものである。

また、エッチング液ノズル５０７が平面視で十文字形状を有しているので、ウエハＷの下面９の全域に高温のエッチング液が次々と直接供給される。このため、ウエハＷの下面９の全域を、高いエッチングレートでエッチングすることができる。
以上、３つの実施形態について説明したが、この発明は、半導体ウエハＷの酸化膜除去のためのエッチング処理だけでなく、その他のエッチング処理にも適用することができる。以下、この発明を半導体ウエハのシンニングのためのエッチング処理に適用した場合について説明する。

図８は、この発明のさらに他の実施の形態（第４の実施形態）に係る基板処理装置１００の構成を図解的に示す断面図である。
半導体ウエハＷのシンニングでは、エッチング液としてたとえばふっ硝酸が用いられる。
ふっ硝酸は、エッチング力の非常に高いエッチング液であるが、エッチング対象に接触してそのエッチング作用を発揮すると、速やかにそのエッチング力を失って劣化してしまう。そのため、ふっ硝酸を用いた半導体ウエハのエッチング処理では、新鮮なふっ硝酸と直接接触する領域だけが十分にエッチングされ、新鮮なふっ硝酸と直接接触しない領域にはエッチングが十分に行われていなかった。これにより、エッチング処理の面内不均一が生じるという問題があった。

図８を参照して、この基板処理装置１００は、ウエハＷにおけるデバイス形成領域側の面（表面）とは反対の裏面（下面）１０に対して、シンニングのためのエッチング処理を施すための枚葉式の装置である。この実施形態では、エッチング液として、ふっ硝酸（ふっ酸と硝酸との混合液）が用いられている。ウエハＷは表面にデバイスが形成された状態で、この表面を上方に向けて基板処理装置１００に載置されている。この基板処理装置１００は、ウエハＷをほぼ水平に保持して、そのウエハＷのほぼ中心を通る鉛直な回転軸線１ａまわりに回転する基板保持手段としてのスピンチャック１を備えている。

この基板処理装置１００は、ウエハＷにおけるデバイス形成領域側の面（表面）とは反対の裏面（下面）１０に対して、エッチング液によるエッチング処理を施すための枚葉式の装置である。この実施形態では、エッチング液として、ふっ硝酸（ふっ酸と硝酸との混合液）が用いられている。ウエハＷは表面にデバイスが形成された状態で、この表面を上方に向けて基板処理装置１００に載置されている。この基板処理装置１００は、ウエハＷをほぼ水平に保持して、そのウエハＷのほぼ中心を通る鉛直な回転軸線１ａまわりに回転する基板保持手段としてのスピンチャック１を備えている。

図９は、図８に示す基板処理装置１００のスピンチャック１の構成を図解的に示す平面図である。
図８および図９を参照して、スピンチャック１は、円盤状のスピンベース２を有している。このスピンベース２の上面には、その周縁部にほぼ等角度間隔で複数（この実施形態では６つ）の挟持部材３が配置されている。スピンベース２は、モータを含むチャック回転駆動機構４によって回転される回転軸５の上端に結合されて回転されるようになっている。回転軸５は中空軸であり、その内部には挿通管６が挿通されている。挿通管６は、非回転状態で回転軸５内に保持されるようになっている。

また、スピンベース２上には、平面視で十文字形状のエッチング液ノズル７が配置されている。このエッチング液ノズル７は、回転軸線１ａからウエハＷの回転半径方向に放射状に延びる４本の長尺のアレイノズル部８を有し、各アレイノズル部８が９０°の等角度間隔で配置されている。各アレイノズル部８の先端から回転軸線１ａまでの距離は互いに等しくされており、各アレイノズル部８の先端は、スピンベース２の端縁よりもやや内方に位置している。エッチング液ノズル７の内部は中空に形成されていて、その下部の中心位置で挿通管６と連結されている。したがって、エッチング液ノズル７は静止されており、スピンベース２の回転にともなって回転するといったことはない。

エッチング液ノズル７の上面には、回転軸線１ａ上に配置された回転軸吐出口１１と、各アレイノズル部８の形状に沿って（ウエハＷの回転半径方向に沿って）列状に配列された複数の周辺吐出口１２とが配置されている。各周辺吐出口１２は、ウエハＷの回転軸線１ａから離れるほど高密度で配置されている。より具体的には、回転軸線１ａから離れるほど間隔が短くなるように配置されている。また、エッチング液ノズル７の内部には、各吐出口１１，１２に連通する供給路１３が形成されている。供給路１３は、各アレイノズル部８の形状に沿って延びており、回転軸線１ａ上で直交する平面視で十文字形状のものである。

挿通管６の内部には、回転軸線１ａに沿って流通路１４が形成されている。この流通路１４は、供給路１３と連通している。流通路１４には、エッチング液バルブ（供給機構）１５を介してエッチング液供給源からエッチング液が供給されるようになっている。また、流通路１４には、純水バルブ（供給機構）１６を介して純水供給源から純水（脱イオン水）が供給されるようになっている。

これにより、純水バルブ１６を閉じてエッチング液バルブ１５を開くことによって、エッチング液を流通路１４および供給路１３を介して、エッチング液ノズル７の回転軸吐出口１１および周辺吐出口１２に供給することができる。また、エッチング液バルブ１５を閉じて純水バルブ１６を開くことによって、純水を流通路１４および供給路１３を介して、エッチング液ノズル７の回転軸吐出口１１および周辺吐出口１２に供給することができる。また、中空軸である回転軸５の内壁面と、挿通管６の外壁面との間にはガス供給路１７が形成されている。このガス供給路１７は、スピンベース２上面に開口している。このガス供給路１７には、窒素ガスバルブ１８を介して不活性ガスとしての窒素ガスが供給されるようになっている。

スピンチャック１の上方には、ウエハＷとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板２０が設けられている。遮断板２０は、その中心部に開口１９を有している。遮断板２０の上面には、スピンチャック１の回転軸線１ａと共通の軸線に沿う回転軸２１が固定されている。この回転軸２１は中空に形成されていて、その内部には、遮断板２０の開口１９と連通し、ウエハＷの中央に向けて窒素ガスを供給するガス供給路２３が形成されている。ガス供給路２３には、窒素ガスバルブ２４を介して窒素ガスが供給されるようになっている。

また、回転軸２１には、スピンチャック１に保持されたウエハＷの上面に近接した近接位置とスピンチャック１の上方に大きく退避した退避位置との間で遮断板２０を昇降させるための遮断板昇降駆動機構２５と、スピンチャック１によるウエハＷの回転にほぼ同期させて遮断板２０を回転させるための遮断板回転駆動機構２６とが設けられている。
以下、この基板処理装置１００におけるウエハＷの下面１０のエッチング処理について説明する。

処理対象のウエハＷの搬入前は、その搬入の妨げにならないように、遮断板２０はスピンチャック１の上方に大きく退避した退避位置に位置している。
ウエハＷの処理に際して、まず、図示しない搬送ロボットにより、ウエハＷが基板処理装置１００に搬入され、そのウエハＷが、表面を上方に向けた状態でスピンチャック１のスピンベース２に保持される。ウエハＷがスピンベース２に保持されると、チャック回転駆動機構４が制御されて、スピンベース２によるウエハＷの回転が開始され、ウエハＷの回転速度がたとえば３０００ｐｍまで上げられる。このとき、前述のように、エッチング液ノズル７は静止状態にあり、スピンベース２の回転にともなって回転することはない。また、遮断板昇降駆動機構２５の制御によって、遮断板２０が、スピンベース２に保持されたウエハＷの上面に近接する近接位置まで下降する。そして、遮断板回転駆動機構２６が制御されて遮断板２０がウエハＷと同方向に回転しつつ、窒素ガスバルブ２４が開かれて、遮断板２０の開口１９から、ウエハＷと遮断板２０との間の空間に窒素ガスが供給される。これにより、ウエハＷと遮断板２０との間の空間に、遮断板２０の中心部から径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じる。

ウエハＷの回転速度が３０００ｒｐｍに達すると、エッチング液バルブ１５が開かれて、エッチング液ノズル７回転軸吐出口１１および各周辺吐出口１２から、回転状態のウエハＷの下面１０に向けてエッチング液が吐出される。また、窒素ガスバルブ１８が開かれて、スピンベース２とウエハＷの下面１０とで挟まれた空間に窒素ガスが供給される。そして、スピンベース２とウエハＷとで挟まれた空間には窒素ガスが充満する。

このとき、回転軸吐出口１１から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの中心に直接供給される。また、各周辺吐出口１２から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの下面１０のうち、各周辺吐出口１２と対向する部位に直接供給される。前述のように、各周辺吐出口１２がウエハＷの回転軸線１ａから離れるほど高密度で配置されている。そのため、ウエハＷの回転軸線１ａから離れるほどエッチング液の吐出流量が多い。一方、ウエハＷの回転軸線１ａから離れるほど、ウエハＷ表面の各位置の移動速度が速い。そのため、ウエハＷの下面１０のほぼ全域で、単位面積当たりのエッチング液吐出流量が均一となる。つまり、新鮮なエッチング液が回転状態のウエハＷの下面１０のほぼ全域に均一に供給されることとなる。

この実施形態においてエッチング液として用いられるふっ硝酸は、新鮮なときは非常に高いエッチング力を有するが、劣化速度が速く、すぐにエッチング力をほとんど失ってしまう。
しかしながら、回転状態のウエハＷのほぼ全域で、新鮮なエッチング液が均一に供給されているので、ウエハＷの下面１０が非常に高いエッチングレート（常温で５０μｍ／ｍｉｎ程度）で、かつ、均一にエッチングされる。そして、エッチング液ノズル７が平面視で十文字形状を有しているので、回転状態のウエハＷの下面１０の全域に新鮮なエッチング液が次々と供給される。

また、スピンベース２とウエハＷの下面１０とで挟まれた空間に窒素ガスが充満されているので、ウエハＷに供給されるエッチング液の劣化を抑えることができる。
ウエハＷの下面１０に供給されたエッチング液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの下面１０を伝って周縁部に向けて流れ、その周縁部からウエハＷの外方に向けて排除される。ウエハＷ（の上面）と遮断板２０との間の空間には、遮断板２０の中心部から径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じているので、ウエハＷの周縁部に向けて流れるエッチング液は、エッチング液がウエハＷの上面に回り込むことがない。これにより、ウエハＷの上面に形成されたデバイスがエッチング液によってダメージを受けることを防止することができる。

エッチング液の供給開始から所定時間（たとえば１０分間）が経過すると、エッチング液バルブ１５が閉じられる。その後、純水バルブ１６が開かれて回転軸吐出口１１および周辺吐出口１２からウエハＷの下面１０の全域に純水が供給される。また、ウエハＷの回転速度は、３０００ｒｐｍから１５００ｒｐｍまで下げられる。このとき、回転軸吐出口１１から吐出された純水は、ウエハＷの中心に直接供給される。また、各周辺吐出口１２から吐出された純水は、ウエハＷの下面１０のうち、各周辺吐出口１２と対向する部位に直接供給される。

ウエハＷの下面１０に供給された純水は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。そして、ウエハＷの周縁から側方へ排除される。これにより、ウエハＷの下面１０に付着しているエッチング液が純水によって洗い流される。
ウエハＷと遮断板２０との間の空間には、遮断板２０の中心から径方向外方に向けて流れる窒素ガスの気流が生じている。このため、ウエハＷの周縁に向けて流れる純水とエッチング液との混合液が、ウエハＷの上面に回り込むことがない。このため、ウエハＷの上面に形成されたデバイスがエッチング液によってダメージを受けることを防止することができる。

純水の供給開始から所定時間（たとえば３０秒間）が経過すると、純水バルブ１６が閉じられて、ウエハＷの下面１０への純水の供給が停止される。また、窒素ガスバルブ２４が閉じられるとともに、遮断板昇降駆動機構２５が制御されて、遮断板２０がスピンチャック１の上方に大きく退避した退避位置に位置まで上昇する。
そして、ウエハＷの回転速度が１５００ｒｐｍから３０００ｒｐｍに上げられて、水洗処理後のウエハＷの表面に付着している純水を遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が行われる。このスピンドライ処理がたとえば１２０秒間にわたって行われると、ウエハＷの回転が停止されて、エッチング処理済みのウエハＷがスピンチャック１から搬出されていく。

以上のように、この第４の実施形態によれば、回転軸吐出口１１から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの中心に直接供給され、各周辺吐出口１２から吐出されたエッチング液は、ウエハＷの下面１０のうち各周辺吐出口１２と対向する部位に直接供給される。各周辺吐出口１２がウエハＷの回転軸線１ａから離れるほど高密度で配置されているため、ウエハＷの回転状態では、新鮮なエッチング液が回転状態のウエハＷの下面１０のほぼ全域に均一に供給される。このエッチング液は新鮮であるときは、そのエッチング力が非常に高い。これにより、ウエハＷの下面１０のほぼ全域に対して、高いエッチングレートで、かつ、均一にエッチング処理を施すことができる。

また、エッチング液ノズル７が平面視で十文字形状を有しているので、ウエハＷの下面１０の全域に新鮮なエッチング液が次々と直接供給される。これにより、ウエハＷの下面１０に対するエッチング処理をより高いエッチングレートで行うことができる。
図１０は、この発明の他の実施形態（第５の実施形態）にかかる基板処理装置２００のスピンチャックの平面図である。この第５の実施形態の基板処理装置２００のエッチング液ノズル１０７が図４のエッチングノズル７と相違する点は、平面視で十文字形状のものではなく、平面視で一文字形状のものである。すなわち、エッチング液ノズル１０７は、回転軸線１ａを通ってウエハＷの回転半径方向に沿って延びる長尺のノズルである。エッチング液ノズル１０７の両端は、スピンベース２の周縁のやや内方まで延びている。

エッチング液ノズル１０７の上面には、ウエハＷの回転中心Ｃに対向する領域に配置された回転軸吐出口１１１と、エッチング液ノズル１０７の形状に沿って（ウエハＷの回転半径方向に沿って）列状に配列された複数の周辺吐出口１１２とが配置されている。各周辺吐出口１１２は、図９の周辺吐出口１２と同様、ウエハＷの回転中心Ｃから離れるほど高密度で（狭間隔で）配置されている。したがって、ウエハＷの回転状態では、ウエハＷの下面１０のほぼ全域で、単位面積当たりのエッチング液吐出流量が均一となる。このため、新鮮なエッチング液が、回転状態のウエハＷの下面１０のほぼ全域に均一に供給される。

以上、この発明の５つの実施の形態について説明したが、この発明は、さらに他の実施形態で実施することもできる。たとえば、前述の第３の実施形態における平面視十文字形状のエッチング液ノズル５０７を第２の実施形態のエッチングノズル４０７のように、ウエハＷの回転中心Ｃに対向する位置に吐出口を設けないようにすることもできる。また、第２の実施形態のエッチングノズル４０７のように、エッチング液ノズル５０７の両端部に、他の吐出口よりもその径が大きくされた拡径吐出口が設けられていてもよい。

第４および第５の実施形態にかかる基板処理装置１００，２００では、エッチングノズル７，１０７の各吐出口１１，１２，１１１，１１２から常温のエッチング液を吐出する構成であるが、第１の実施形態のように、エッチング液ノズル７，１０７の各吐出口１１，１２，１１１，１１２かから吐出されるエッチング液を加熱するためのヒータが設けられていてもよい。

また、第４および第５の実施形態にかかるエッチング液ノズル７，１０７では、回転中心Ｃから離れるに従って列数を増やすことにより、回転中心Ｃから離れるほど吐出口の密度を高くするようにしてもよいし、エッチング液ノズルをウエハＷの下面１０に対向する円板状のものとし、その上面に吐出口を均一に分布して形成するようにしてもよい。
前述の各実施形態では、エッチング液ノズル７，１０７，３０７，４０７，５０７は平面視で十文字形状や一文字形状であるものを例にとって説明したが、たとえば、エッチング液ノズルは、平面視で回転中心Ｃから回転半径方向外方の三方、五方、六方、七方、八方など、任意の複数方向に向けて等角度間隔で放射状に延びるものであってもよい。さらにまた、エッチング液ノズルは、回転中心Ｃ上からウエハＷの一回転半径方向に延びる長尺のもの（すなわち、図２、図３および図１０のエッチング液ノズル３０７，４０７，１０７のほぼ半分の長さのもの）であってもよい。

また、前述の各実施形態では、周辺吐出口３１２，４１２，４１３，５１２，１２，１１２が回転半径方向に一列に形成された例を説明したが、たとえば、周辺吐出口３１２，４１２，４１３，５１２，１２，１１２を複数列に形成してもよい。
さらに、挿通管３０６，６とともにエッチング液ノズル３０７，４０７，５０７，７，１０７を回転軸線１ａまわりに回転可能な構成とし、回転状態のエッチング液ノズル３０７，４０７，５０７，７，１０７からウエハＷに向けてエッチング液が吐出されていてもよい。

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。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。 図１に示す基板処理装置のスピンチャックの平面図である。 第２の実施形態にかかる基板処理装置のエッチング液ノズルの平面図である。 図３のエッチング液ノズルの要部構成を示す縦断面図である。 エッチング試験におけるエッチング量の面内分布を示すグラフである。 エッチング試験におけるエッチング液の回り込み量を示す図である。 第３の実施形態にかかる基板処理装置のスピンチャックの平面図である。 第４の実施形態にかかる基板処理装置のスピンチャックの平面図である。 図８に示す基板処理装置のスピンチャックの平面図である。 第５の実施形態にかかる基板処理装置のスピンチャックの平面図である。

符号の説明

１，３０１ スピンチャック
１ａ 回転軸線（鉛直軸線）
２，３０２ スピンベース
３，３０３ 挟持部材（保持部材）
７，１０７，３０７，４０７，５０７ エッチング液ノズル
９ 下面（表面）
１０ 下面（裏面）
１１，１１１，３１１，５１１ 回転軸吐出口
１２，１１２，３１２，５１２ 周辺吐出口
１４ 流通路
１５ エッチング液バルブ（供給機構）
１６ 純水バルブ（供給機構）
２８ ヒータ（エッチング液加熱手段）
１００，２００，３００，４００，５００ 基板処理装置
４１１ 中央部吐出口
４１２ 周辺吐出口（内側吐出口）
４１３ 拡径吐出口（周辺吐出口、傾斜吐出口，周縁部用吐出口）
Ｃ 回転中心
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (9)

1. 基板を水平な姿勢に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズルとを含み、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、基板の回転中心から離れるほど高密度で配置されており、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って一列に配列されており、
   各吐出口は、当該吐出口と、前記回転半径方向の外側に隣接する吐出口との間の間隔が、当該吐出口と、前記回転半径方向の内側に隣接する吐出口との間隔よりも狭くなるように配置されている、基板処理装置。
2. 基板を水平な姿勢に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液を吐出するためのエッチング液ノズルと、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口に連通する流通路と、
   前記流通路に、エッチング液と、当該エッチング液とは種類の異なる処理液を選択的に供給する供給機構とを含み、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転中心から離れるほど高密度で配置されている、基板処理装置。
3. 前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って配列されている、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口が、前記回転手段によって回転されている基板の下面における単位面積当たりのエッチング液吐出流量が基板下面の全域において均一になるように設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 基板を水平な姿勢に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズルとを含み、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、
   前記回転手段によって回転される基板の中心部に対向する領域における、エッチング液が基板の下面に達したときのエッチング液の広がりによって基板の回転中心にエッチング液を供給することができる位置に配置された中央部吐出口と、
   前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、前記回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の第１周辺吐出口と、
   前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、前記第１周辺吐出口の配列方向に沿って等密度で配列された複数の第２周辺吐出口とを含み、
   前記複数の第２周辺吐出口は、前記複数第１周辺吐出口と、基板の回転中心を挟んだ反対側の領域に配列されており、
   前記複数の吐出口は、基板の回転中心から見て一方側に配列された前記複数の吐出口の配列態様と、基板の回転中心から見て他方側に配列された前記複数の吐出口の配列態様とが、基板の回転中心を対称中心として非対称になるように配列されている、基板処理装置。
6. 基板を水平な姿勢に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズルとを含み、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の周辺吐出口を含み、
   前記複数の周辺吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の周縁部に対してエッチング液を供給するための周縁部用吐出口と、その周縁部用吐出口よりも基板の回転中心寄りに配置された複数の内側吐出口とを含み、
   前記周縁部用吐出口は、前記内側吐出口よりも径が大きい拡径吐出口を含む、基板処理装置。
7. 基板を水平な姿勢に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向して配置され、前記回転手段によって回転される基板の回転中心からの距離が異なる複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から、前記回転手段によって回転される基板の下面に向けてエッチング液が吐出されるエッチング液ノズルとを含み、
   前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の中心部を除く領域に対向して、回転半径方向に沿って等密度で配列された複数の周辺吐出口を含み、
   前記複数の周辺吐出口は、前記回転手段によって回転される基板の周縁部に対してエッチング液を供給するための周縁部用吐出口を含み、
   前記周縁部用吐出口は、鉛直方向に対して基板の半径方向の外方に傾斜した方向に向けてエッチング液を吐出する傾斜吐出口を含む、基板処理装置。
8. 前記エッチング液ノズルの前記複数の吐出口から吐出されるエッチング液を加熱するエッチング液加熱手段をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記基板保持手段は、基板の周縁部の異なる位置にそれぞれ当接し、協働して基板を水平な姿勢に保持する複数の保持部材を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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