JP5236553B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の上面に対し、エッチング液を用いたエッチング処理を施すための基板処理装置および基板処理方法に関する。エッチング処理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などの基板が含まれる。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）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、ウエハの主面（ウエハ自体または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ウエハの主面の異物を除去する洗浄処理が含まれる。

ウエハの主面に対し処理液による処理を施すための基板処理装置には、複数枚のウエハに対して一括して処理を施すバッチ式のものと、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、ウエハをほぼ水平姿勢に保持しつつ鉛直軸線周りに回転させる基板保持部材と、この基板保持部材に保持された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、この処理液ノズルをウエハ上で移動させるノズル移動機構とを備えている。

エッチング処理では、ウエハはエッチング処理の対象になる面を上向きにして、基板保持部材に保持される。そして、基板保持部材に保持されたウエハの上面に処理液ノズルからエッチング液が吐出されるとともに、ノズル移動機構によって処理液ノズルが移動される。処理液ノズルの移動にともなって、ウエハの上面におけるエッチング液の着液位置が移動する。また、基板保持手段に保持されたウエハは回転される。これにより、ウエハの上面の全域にエッチング液を行き渡らせることができる。

特開２００７−８８３８１号公報

ウエハに対するエッチング処理では、ウエハの上面に均一厚みのエッチング液の液膜が形成されることが望ましい。また、このエッチング液の液膜は、予め定められる厚みであることが望ましい。
このため、本願発明者は、スピンチャックの側方に円環状の規制部材を設け、この規制部材によってウエハの上面にエッチング液の液膜を保持することを検討している。具体的には、規制部材はウエハの側方を取り囲む円環状に形成されており、その内周面には、ウエハの周端面に対向する円筒状の規制面が形成されている。この規制面の上端の高さはウエハの上面よりも少し高く設定されている。このため、ウエハの上面に供給されたエッチング液は、規制面によってウエハの上面からのエッチング液の流出が規制されて、ウエハの上面上に留まる。これにより、ウエハの上面にエッチング液の液膜が保持される。このエッチング液の液膜の厚みは、規制面の上端の高さとウエハの上面との間の間隔によって規定される。

ところが、エッチングの進行に伴ってウエハの厚みが変化し、ウエハの上面が下がる。ウエハの上面が下がると、ウエハの上面と規制面の上端との間の間隔が拡大し、ウエハの上面に形成されるエッチング液の液膜が厚くなる（別の言い方をすれば、規制面の内壁面とウエハの上面とで形成される凹部に貯留される液溜めの深さが深くなる）。エッチング液の液膜が厚くなると、ウエハはエッチング液の液膜から熱を奪われ、その結果、ウエハ上面に接しているエッチング液の温度も低下するため、エッチングの処理速度（以下、「エッチングレート」という）が低下する。すなわち、エッチング処理の進行に伴って、エッチングレートが低下していく。このため、エッチング処理に要する時間が長くなり、スループットが低下するおそれがある。

そこで、この発明の目的は、エッチング処理中におけるエッチングレートの低下を抑制することにより、エッチング処理に要する時間を短縮することができることができる基板処理装置および基板処理方法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）の下面を支持して基板を水平姿勢に保持する基板保持部材（１０；２０５；３０９）と、前記基板保持部材に保持された基板の上面にエッチング液を供給するエッチング液供給手段（４）と、前記基板保持部材に保持された基板の周端面と対向し、基板の上面からのエッチング液の流出を規制するための筒状の規制面（２７；２２１；３１７）を有する規制部材（６；２０１；３１１）と、前記基板保持部材に保持された基板の下面と前記規制部材とを相対的に昇降させる昇降機構（２０；２３０；３２２）と、前記規制部材の前記規制面の上端に対して前記基板保持部材が相対的に上昇するように前記昇降機構を制御する昇降制御手段（６１；２６１；３６１）とを含み、前記昇降制御手段が、前記基板保持部材に保持される基板の上面からのエッチングの進行に伴って、前記規制部材の前記規制面の上端に対して前記基板保持部材が相対的に上昇するように、前記昇降機構を制御する制御手段（６１；２６１；３６１）を含む、基板処理装置（１；２００；３００，４００）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。
この発明によれば、基板の上面にエッチング液の液膜が形成される。この液膜の厚みは、規制面の上端と基板の上面との間の間隔によって規定される。また、基板保持部材が規制面の上端に対して相対的に上昇させられる。

したがって、エッチングの進行に伴って基板の厚みが減少しても、基板保持部材に保持される基板の上面と規制面の上端との間の間隔を、小さく保つことできる。そのため、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚み（液溜めの深さ）を小さく保つことで、エッチング液の温度低下を抑制できるため、エッチングレートの低下を抑制できる。これにより、エッチング処理に要する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。

また、エッチングの進行に伴って、基板保持部材が規制面の上端に対して相対的に上昇させられる。したがって、エッチングの進行に伴って基板の厚みが減少しても、基板保持部材に保持される基板の上面と規制面の上端との間の間隔を、エッチングの進行によらずに一定範囲内に保つことができる。これにより、処理の全期間を通じ、ほぼ一定厚みのエッチング液の液膜を用いた処理を、基板の上面に施すことができる。その結果、エッチングレートの変動を抑制できるので、エッチング量を正確に制御することができる。
請求項２記載の発明は、前記昇降機構が、前記基板保持部材を昇降させる基板保持部材昇降機構（２０）を備える、請求項１記載の基板処理装置である。

この発明によれば、基板保持部材昇降機構により基板保持部材が昇降される。このため、エッチングの進行に伴って基板保持部材が上昇されることにより、基板の上面と規制面の上端との間の間隔を小さく保つことができる。これにより、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを小さく保つことができる。
請求項３記載の発明は、前記昇降機構が、前記規制部材を昇降させる規制部材昇降機構（２３０）を備える、請求項１または２項に記載の基板処理装置である。

この発明によれば、規制部材昇降機構により規制部材が昇降される。このため、エッチングの進行に伴って規制部材が下降されることにより、基板の上面と規制面の上端との間の間隔を小さく保つことができる。これにより、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを小さく保つことができる。
請求項４記載の発明は、前記基板保持部材が、ベース（３０３）と、前記ベース上に設けられ、基板の下面を支持する収縮可能な支持部材（３２５）と、前記ベースと基板の下面との間の空間を減圧する減圧手段（３２０，３２３）とを含み、前記昇降機構が、前記減圧手段による減圧量を調整する減圧調整手段（３２２）を含む、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。

この発明によれば、基板の下面を支持する支持部材が収縮可能である。このため、ベースと基板との間の空間における減圧量が変化すると、支持部材の収縮量が変化し、基板とベースとの間隔が変化する。したがって、基板とベースとの間の空間の減圧量が調節されることにより、基板の上面とベースとの間の間隔が調節される。
そして、エッチングの進行に伴ってベースと基板との間の空間における減圧量が小さく（圧が高く）されることにより、基板の上面と規制面の上端との間の間隔を小さく保つことができる。これにより、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを小さく保つことができる。

請求項５記載の発明のように、前記基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを計測するための液膜厚検出手段（４０１）をさらに含み、前記昇降制御手段が、前記液膜厚検出手段によって検出されたエッチング液の液膜の厚みに基づいて、前記昇降機構を制御するものであってもよい。
この発明によれば、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みが液膜厚検出手段によって検出される。そして、その液膜の厚みに基づいて、基板の上面と規制面の上端との間の間隔が調整される。これにより、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを、より正確に制御することができる。

この発明が、請求項２または４記載の発明と組み合わされるときは、前記液膜厚検出手段が、前記基板保持部材に保持される基板の上面の高さを検出するための基板上面高さ検出手段（４０１）を含んでいてもよい。規制部材の上端の高さがほとんど変化しないとすれば、基板の上面高さを検出することにより、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜を検出することができる。

請求項６記載の発明は、前記基板保持部材に保持される基板が、シリコン基板（Ｗ）を含み、前記エッチング液供給手段が、ふっ酸硝酸混合液を供給するふっ酸硝酸混合液供給手段（４）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
ふっ酸硝酸混合液が、シリコン基板の上面に供給されることにより、上面の表層部のシリコン材料がエッチング除去される。このため、エッチングの進行に伴い、基板の上面が下がる。基板の上面が下がると、基板の上面と規制面の上端との間の間隔が拡大し、基板の上面に形成されるふっ酸硝酸混合液の液膜が厚くなるおそれがある。

シリコン基板とふっ酸硝酸混合液とのエッチング反応は発熱反応であり、シリコン基板の上面が高温になる。その一方で、シリコン基板の上面に形成されるふっ酸硝酸混合液の液膜が厚いと、ウエハは液膜から熱を奪われ、シリコン基板の上面温度が低下してエッチングレートが低下するおそれがある。このため、エッチング処理に要する時間が長くなり、スループットが低下するおそれがある。

これに対し、請求項６の発明によれば、基板の上面にエッチング液の液膜が形成される。この液膜の厚みは、規制面の上端と基板の上面との間の間隔によって規定される。エッチングの進行に伴って、基板保持部材が規制面の上端に対して相対的に上昇させられる。したがって、基板保持部材に保持される基板の上面と規制面の上端との間の間隔を小さく保つことができる。このため、基板の上面に形成されるふっ酸硝酸混合液の液膜の厚みを小さく保つことができる。これにより、ふっ酸硝酸混合液の温度低下を抑制し、エッチングレートの低下を抑制することができる。

請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）の下面を支持する基板保持部材（１０；２０５；３０９）で基板を保持する工程と、基板の上面からの液の流出を規制するための筒状の規制面（２７；２２１；３１７）を有する規制部材（６；２０１；３１１）を、前記規制面が前記基板保持部材に保持された基板の周端面に対向するように配置する工程と、前記基板保持部材に保持された基板の上面にエッチング液を供給するエッチング液供給工程（Ｓ２）と、前記エッチング液供給工程と並行して、前記規制面の上端に対して前記基板保持部材を相対的に上昇させる工程とを含む、基板処理方法である。

この発明によれば、基板の上面にエッチング液の液膜が形成される。この液膜の厚みは、規制面の上端と基板の上面との間の間隔によって規定される。また、基板保持部材が規制面の上端に対して相対的に上昇させられる。
したがって、エッチングの進行に伴って基板の厚みが減少しても、基板保持部材に保持される基板の上面と規制面の上端との間の間隔を、小さく保つことできる。そのため、基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚み（液溜めの深さ）を小さく保つことで、エッチング液の温度低下を抑制できるため、エッチングレートの低下を抑制できる。これにより、エッチング処理に要する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す基板処理装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す基板処理装置における処理の一例を示す工程図である。 ふっ硝酸処理の処理時間と吸着ベースの上昇量との関係を示すグラフである。 図４の処理に含まれるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な断面図である。 図７に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図７に示す基板処理装置におけるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な断面図である。 図１０に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１０に示す基板処理装置におけるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。 本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な断面図である。 図１３に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 ふっ硝酸処理時に実行される上面高さ調節処理のフローチャートである。

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、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２は、基板処理装置１の構成を模式的に示す平面図である。
基板処理装置１は、たとえばシリコンウエハからなる円形のウエハＷにおけるデバイス形成領域側の表面とは反対側の裏面（上面）に対して、ウエハＷのシンニング（薄化）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、たとえばふっ酸硝酸混合液（以下、「ふっ硝酸」という。）が用いられる。

この基板処理装置１は、隔壁（図示せず）により区画された処理室２内に、ウエハＷの下面を支持して、ウエハＷを水平姿勢に保持しつつウエハＷの中心を通る鉛直軸線まわりに回転させるためのスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上面にふっ硝酸を供給するためのスリットノズル（ふっ酸硝酸混合液供給手段）４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上面に向けてＤＩＷ（deionized water：脱イオン化された純水）を供給するためのＤＩＷノズル５と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上面に処理液の液膜を形成するための外周リング部材（規制部材）６とを備えている。

スピンチャック３は真空吸着式チャックである。このスピンチャック３は、側面の隔壁に固定的に配置されたスピンモータ７と、鉛直方向に延び、スピンモータ７の回転駆動力が入力されるスピン軸８と、スピン軸８と同軸に、かつ一体回転可能に連結された昇降軸９と、昇降軸９の上端に取り付けられて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその下面（表面）を吸着して保持する基板保持部材としての吸着ベース１０とを備えている。この実施形態では、スピン軸８はスピンモータ７に固定されている。また、昇降軸９がスピン軸８に対して相対的に昇降可能に設けられている。そのため、吸着ベース１０が昇降可能に設けられている。

なお、この実施形態では、ウエハＷとして、ガラス基板Ｓが一体化されたものが用いられる。ガラス基板ＳがウエハＷの表面（デバイス形成面）に貼り合わせられることにより、ウエハＷが補強される。
スピン軸８は中空の円筒状に形成されており、その上下方向の途中部には、フランジ部材１１がこのスピン軸８と同軸に固定されている。フランジ部材１１は有底のものであり、その底壁１２の中央部には底壁１２の上下面を貫通する貫通孔１３が形成されている。フランジ部材１１の開口部が上方に向いた状態（すなわち、フランジ部材１１の円筒が鉛直方向に延びた状態）で、貫通孔１３にスピン軸８が挿通されている。

昇降軸９は、円筒状に形成されており、その下端部がフランジ部材１１に内嵌されている。昇降軸９内には、スピン軸８が内挿されている。昇降軸９の内周面とスピン軸８の外周面との間には所定の間隔が隔てられている。昇降軸９の外周面とフランジ部材１１の内周面とは、昇降軸９のフランジ部材１１に対する鉛直方向の相対変位は許容されるが、昇降軸９のフランジ部材１１に対する回転方向の相対変位は阻止されるようにスプライン結合している。具体的には、昇降軸９の外周面およびフランジ部材１１の内周面の少なくとも一方には、上下方向に延びるスプライン溝が形成されており、昇降軸９の外周面とフランジ部材１１の内周面とがスプライン結合している。したがって、昇降軸９はフランジ部材１１の回転に伴って一体回転するが、昇降軸９はフランジ部材１１に対して昇降自在である。

スピン軸８の回転に伴って、フランジ部材１１が回転し、昇降軸９が回転する。したがって、スピンモータ７の回転駆動により、スピン軸８と昇降軸９とを同軸まわりに一体的に回転させることができる。
昇降軸９には、水平に延びる円板状の昇降板１５が外嵌固定されている。昇降板１５には、その外周部に軸受１６の内輪が固定されている。軸受１６の外輪には、ボールねじ機構１７のボールナット２２が固定されている。ボールねじ機構１７のねじ軸１８は、鉛直方向に沿って配置されている。このねじ軸１８は、後述するカバー部材３３などの周辺部材に固定的に配置されている。すなわち、ボールねじ機構１７によって昇降軸９が保持されている。

ねじ軸１８の下端部にはギア１９が固定されている。このギア１９は、ベース昇降用モータ（基板保持部材昇降機構）２０の出力軸に固定された駆動ギア２１と噛合している。この構成により、ベース昇降用モータ２０を回転駆動させることにより、ボールナット２２を昇降させることができる。昇降軸９がフランジ部材１１に対して昇降自在に設けられているので、ボールナット２２を昇降させることにより、ボールナット２２に軸受１６および昇降板１５を介して固定された昇降軸９を昇降させ、吸着ベース１０を昇降させることができる。ボールナット２２と昇降板１５との間に軸受１６が介装されているので、ともに回転状態にある昇降軸９および吸着ベース１０を昇降させることができる。このように、ベース昇降用モータ２０、ボールねじ機構１７および軸受１６などによって、吸着ベース１０を昇降させる吸着ベース昇降機構１４が構成されている。

外周リング部材６は、吸着ベース１０の下方を水平に延びる略円盤状の底壁部２５と、底壁部２５の径方向外方に設けられて、吸着ベース１０および吸着ベース１０に支持されたウエハＷの外周を取り囲む円筒状のリング部２６とを一体的に備えている。外周リング部材６は、ふっ硝酸に対する耐薬液性を有する樹脂材料、たとえば、塩化ビニル（polyvinyl chloride）によって形成されている。

底壁部２５は吸着ベース１０とほぼ同径を有している。リング部２６は、吸着ベース１０に保持されるウエハＷの周端面と対向する鉛直な円筒面（規制面）２７と、円筒面２７の上端に連続し、水平の円環面からなるリング上面（規制面の上端）２８とを有している。リング上面２８の高さが吸着ベース１０に保持されるウエハＷの上面よりも高くなるように、吸着ベース１０と外周リング部材６との位置関係を設定することにより、円筒面２７とウエハＷの上面とによって構成される溝部分にふっ硝酸を溜めることができる。このとき、円筒面２７は、ウエハＷの上面からのふっ硝酸の流出を規制する。これにより、ウエハＷの上面にふっ硝酸の液膜が形成される。そして、リング上面２８とウエハＷの上面との間の間隔によって、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みが規定される（図６（ａ）および図６（ｂ）参照）。

外周リング部材６の底壁部２５は、複数本（図１では２本のみ図示）の支持ピン３０によって支持される。各支持ピン３０の上端は底壁部２５の下面に固定されている。各支持ピン３０は、昇降板１５に上下方向に貫通して形成された挿通孔３１内を挿通して、その下端が、フランジ部材１１の上面に固定された円環状の固定板３２の上面に固定されている。すなわち、外周リング部材６は、フランジ部材１１に固定的に保持されている。このため、スピン軸８の回転に伴って、外周リング部材６は、スピン軸８と同軸に一体回転する。また、ベース昇降用モータ２０の回転駆動によっては、外周リング部材６は昇降しない。これにより、吸着ベース１０を外周リング部材６に対して相対的に昇降させることができる。

スピン軸８、昇降軸９、スピンモータ７および吸着ベース昇降機構１４の周囲はカバー部材３３によって包囲されている。カバー部材３３は、スピン軸８、昇降軸９、スピンモータ７および吸着ベース昇降機構１４の側方を取り囲む円筒状の側壁部３４と、外周リング部材６の下方に、当該下面に沿って延びる円環状の上壁部３５とを備えている。
なお、外周リング部材６と固定板３２とを連結する構成は、複数本の支持ピン３０に限られず、たとえば、円筒形状の支持部材を採用することもできる。

吸着ベース１０の中央部には、スピン軸８の内部と連通する開口（図示しない）が形成されている。この開口およびスピン軸８の上端部には、ウエハＷを昇降するためのリフトプッシャ３７が収容されている。リフトプッシャ３７は、ほぼ円筒形の外形を有する本体と、その本体の上端部に設けられ、本体部より大径の円筒部とを備えている。円筒部の上面には、所定の一方向（図１に示す紙面と直交する方向）に延びる長尺の平坦な載置面と、この載置面よりも一段低い低面とを有している。載置面は平坦面からなり、ウエハＷの下面（ガラス基板Ｓの下面）と接してウエハＷを持ち上げる。また、円筒部の上面には吸引口が複数個形成されている。

リフトプッシャ３７には、リフトプッシャ３７を昇降させるためのリフトプッシャ昇降駆動機構３８が結合されている。このリフトプッシャ昇降駆動機構３８が駆動されることにより、リフトプッシャ３７を、載置面が変形防止プレート３９（後述する）の上面と面一になる退避位置（図１に実線で示す位置）と、その載置面がリング部２６の上面（リング上面２８）よりも上方に突出する突出位置（図１に二点鎖線で示す位置）との間で昇降させることができるようになっている。

リフトプッシャ３８内には、逆支弁が設けられているときは、リフトプッシャ昇降駆動機構３８として、リフトプッシャ３７にエア（ガス）を供給するエア供給手段を採用することができる。この場合、リフトプッシャ３７内にエアが供給されることにより、リフトプッシャ３７内が加圧されて、リフトプッシャ３７が突出位置まで上昇される。また、エアの供給中が停止されると、リフトプッシャ３７は、後述する真空発生装置４４によって吸引されて、リフトプッシャ３７内が減圧されて、リフトプッシャ３７が退避位置まで下降される。また、リフトプッシャ昇降機構３８として、ボールねじ機構やモータなどその他の機構を用いることもできる。

吸着ベース１０の上面の周縁領域には、リング状のシール部材４０が、底壁部２５の周縁に沿って配置されている。このシール部材４０によって、ウエハＷの下面が支持される。シール部材４０としては、たとえば面でシールする面パッキン方式のものが採用されるが、リップ部でシールするリップパッキン方式のものが採用されていてもよい。
吸着ベース１０の上面上には、ウエハＷの変形を防止するための変形防止プレート３９が配置されている。変形防止プレート３９は、略円盤状に形成されており、吸着ベース１０の上方の領域のうち、周縁領域およびリフトプッシャ３７が配置される領域を除く領域に配置されている。変形防止プレート３９の上面には、吸着ベース１０の中心を中心とする多重（たとえば１５重）の円環溝４１（図６（ａ）および図６（ｂ）参照）が形成されている。変形防止プレート３９の上面高さは、ウエハＷを保持したときのシール部材４０の上端よりも若干低くなるように設定されている。

前述のように、リフトプッシャ３７の円筒部の低面上には、ウエハＷの下面と吸着ベース１０との間を吸引するための吸引口がたとえば複数開口している。各吸引口には、リフトプッシャ３７の内部を通して、スピン軸８内を挿通する吸引管４３（スピン軸８内を挿通する状態は図示しない）の先端が接続されている。吸引管４３の基端は真空発生装置４４に接続されている。吸引管４３の途中部には、吸引管４３を開閉するための吸引バルブ４５が介装されている。

真空発生装置４４の駆動状態で、吸引バルブ４５が開かれると、変形防止プレート３９の各円環溝４１の内部が吸引口によって吸引される。これにより、ウエハＷが吸着ベース１０に吸着保持される。このとき、変形防止プレート３９が設けられているために、吸引によるウエハＷの中央部の変形を防止することができる。
スリットノズル４は、所定の水平方向に沿う直方体状の外形を有した本体５０を備えている。本体５０の下面には、水平方向に沿って直線状に開口するスリット吐出口５１が形成されている。スリット吐出口５１の長さ（長手方向の大きさ）は、ウエハＷの直径よりも大きい。スリット吐出口５１は、本体５０の長手方向に沿う帯状にふっ硝酸を吐出する。

本体５０の一方側側面（図１に示す左側）には、長方形状の可撓性の第１シート５２が鉛直姿勢に取り付けられている。また、本体５０の反対側側面（図１に示す右側）には、長方形状の可撓性の第２シート５３が鉛直姿勢に取り付けられている。第１および第２シート５２，５３のシート幅（ウエハＷの法線方向の長さ）は、その先端縁が吸着ベース１０に支持されるウエハＷの上面に当接して、第１および第２シート５２，５３が撓む程度の幅に設定されている。

スリットノズル４は、ほぼ水平に延びるノズルアーム５４に取り付けられている。このノズルアーム５４は、スピンチャック３の側方でほぼ鉛直に延びたノズルアーム支持軸５５に支持されている。ノズルアーム支持軸５５には、ノズルアーム揺動駆動機構５６が結合されており、このノズルアーム揺動駆動機構５６の駆動力によって、ノズルアーム支持軸５５を回動させて、ノズルアーム５４を揺動させることができるようになっている。

スリットノズル４には、スリット吐出口５１に連通するふっ硝酸供給管５７が接続されている。ふっ硝酸供給管５７には、ふっ硝酸供給源からのふっ硝酸が供給されるようになっており、その途中部には、スリットノズル４へのふっ硝酸の供給および供給停止を切り換えるためのふっ硝酸バルブ５８が介装されている。
ＤＩＷノズル５は、たとえば連続流の状態でＤＩＷを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口をウエハＷの中央部に向けて配置されている。このＤＩＷノズル５には、ＤＩＷ供給管５９が接続されており、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷがＤＩＷ供給管５９を通して供給されるようになっている。ＤＩＷ供給管５９の途中部には、ＤＩＷノズル５へのＤＩＷの供給および供給停止を切り換えるためのＤＩＷバルブ６０が介装されている。

ノズルアーム揺動駆動機構５６の駆動により、ノズルアーム５４が揺動されて、スリットノズル４が、スピンチャック３の上方領域外にある第１スキャン位置Ｐ１（図２にて実線で図示）と、この第１スキャン位置Ｐ１とウエハＷの回転中心を中心として９０°離間し、スピンチャック３の上方領域外にある第２スキャン位置Ｐ２（図２にて二点鎖線で図示）との間を、水平方向に沿って往復移動する。

たとえば、スリットノズル４が第１スキャン位置Ｐ１から第２スキャン位置Ｐ２に向けて移動する際には、第１シート５２が、ウエハＷの上面におけるふっ硝酸の着液位置よりも進行方向の前方側の領域に接触しつつ移動する。これにより、ウエハＷの上面から失活したふっ硝酸を掻き取り、排除することができる。また、第２シート５３が、ウエハＷの上面におけるふっ硝酸の着液位置よりも進行方向の後方側の領域に接触しつつ移動する。これにより、ウエハＷの上面に供給されたふっ硝酸を均すことができる。

また、スリットノズル４が第２スキャン位置Ｐ２から第１スキャン位置Ｐ１に向けて戻る際には、第２シート５３が、ウエハＷの上面におけるふっ硝酸の着液位置よりも進行方向の前方側の領域に接触しつつ移動する。これにより、ウエハＷの上面から失活したふっ硝酸を掻き取り、排除することができる。また、第１シート５２が、ウエハＷの上面におけるふっ硝酸の着液位置よりも進行方向の後方側の領域に接触しつつ移動する。これにより、ウエハＷの上面に供給されたふっ硝酸を均すことができる。

図３は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置６１を備えている。制御装置６１は、ＣＰＵ（図示しない）および記憶部（図示しない）を含む構成である。制御装置６１には、計時のためのタイマ（図示しない）が接続されている。
制御装置６１には、スピンモータ７、ノズルアーム揺動駆動機構５６、真空発生装置４４、ふっ硝酸バルブ５８、ＤＩＷバルブ６０、吸引バルブ４５、ベース昇降用モータ２０およびリフトプッシャ昇降駆動機構３８が制御対象として接続されている。

また、制御装置６１には、公知の構成の基板厚計測装置８０が接続されている。基板厚計測装置８０は、処理室２の外方に配置されており、処理室２内に搬入される前のウエハＷの厚みを計測するものである。この基板厚計測装置８０では、たとえば、非接触のレーザセンサにより検出されたウエハＷの上下面の表面高さに基づいて、ウエハＷの厚みが算出されるようになっている。基板厚計測装置８０からの出力信号は、制御装置６１に入力されるようになっている。

制御装置６１は、メモリに保持されたレシピに従って処理の各工程が実行されるように、制御対象の各部の動作を制御する。
図４は、基板処理装置１における処理の一例を示す工程図である。図５は、ふっ硝酸処理の処理時間と吸着ベース１０の上昇量との関係を示すグラフである。図６は、図４の処理に含まれるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。

また、ウエハＷの処理に先立って、ウエハＷを補強するための補強基板としてのガラス基板Ｓが、接着剤を介して、未処理のウエハＷの表面（デバイス形成面）に貼り合わせられる。ガラス基板Ｓは、ウエハＷと同径の円板状をなしている。
このウエハＷとガラス基板Ｓとの貼り合わせは、作業者の手作業によって行われ、その後、ウエハＷおよびガラス基板Ｓに紫外線が照射されることにより、ウエハＷとガラス基板Ｓとの間に介在する接着剤が硬化して、ウエハＷとガラス基板Ｓとが強固に接合される。特許請求の範囲における「基板」という語は、ウエハＷと、ウエハＷに接合されたガラス基板Ｓとを含めたものを指す趣旨である。

また、ウエハＷの処理に先立って、処理室２の外方に配置された基板厚計測装置８０によってウエハＷの厚み（ウエハＷとガラス基板との合計厚み）が計測される。そして、ウエハＷの厚みの計測終了後のウエハＷが処理室２に搬入される。このとき、基板厚計測装置８０からの出力信号は、制御装置６１に入力される。なお、このとき計測されるウエハＷの厚みは、ガラス基板Ｓと一体化された後のウエハの厚みであるが、ウエハＷだけの厚みを計測するようにしてもよい。

また、ウエハＷの処理に先立って、スリットノズル４は、スピンチャック３の側方の退避位置に退避させられている。また、リフトプッシャ３７は、突出位置（図１で二点鎖線で示す位置）に上昇させられている。さらに、また、ふっ硝酸バルブ５８およびＤＩＷバルブ６０は、いずれも閉状態に制御されている。
ウエハＷの処理に際して、未処理のウエハＷが、搬送ロボット（図示しない）によって処理室２内に搬入される。具体的には、突出位置にあるリフトプッシャ３７上にウエハＷが載置される。その後、制御装置６１は、リフトプッシャ昇降駆動機構３８を駆動して、リフトプッシャ３７を退避位置まで下降させる。これにより、吸着ベース１０にウエハＷが受け渡される（ステップＳ１）。

ウエハＷが吸着ベース１０へ受け渡された後、制御装置６１は、真空発生装置４４を作動させる。これにより、ウエハＷを吸着ベース１０に吸着保持させることができる（ステップＳ２）。
この状態で、制御装置６１は、ベース昇降用モータ２０を制御して、吸着ベース１０の高さを調節する。吸着ベース１０の高さ位置の調節は、基板厚計測装置８０により計測されたウエハＷの厚みに基づいて行われる。この吸着ベース１０の高さ位置の調節によって、処理室２に搬入されるウエハＷの個体差によらずに、ウエハＷの上面とリング上面２８との間の間隔を予め定める間隔に設定することができる。

ウエハＷの吸着保持後、制御装置６１は、スピンモータ７を駆動して、吸着ベース１０および外周リング部材６を低回転速度（たとえば５ｒｐｍ）で等速回転させる。また、制御装置６１は、ノズルアーム揺動駆動機構５６を駆動して、スリットノズル４をウエハＷの上方へと導く。
スリットノズル４がウエハＷの上方に到達すると、制御装置６１は、ふっ硝酸バルブ５８を開き、スリット吐出口５１から、帯状のプロファイルでふっ硝酸を吐出する（Ｓ２：ふっ硝酸処理）。また、制御装置６１は、ノズルアーム揺動駆動機構５６を駆動して、スリットノズル４を、外周リング部材６の上方領域外にある第１スキャン位置Ｐ１（図２にて実線で図示）と、スピンチャック３の上方領域外にある第２スキャン位置Ｐ２（図２にて二点鎖線で図示）との間を、往復揺動（往復スキャン）させる。

かかるふっ硝酸処理（ステップＳ２）では、ウエハＷの裏面（上面）の表層部のシリコン材料がエッチング除去されるので、処理の進行に伴ってウエハＷの上面が下がる。ウエハＷの上面が下降すると、ウエハＷの上面とリング上面２８の上端との間の間隔が拡大し、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜が厚くなるおそれがある。
ふっ硝酸処理開始後、制御装置６１は、処理時間の経過に従って、ベース昇降用モータ２０を制御して、吸着ベース１０を上昇させる。この吸着ベース１０の上昇は、ウエハＷの上面とリング上面２８との間の間隔が一定範囲内に保たれるように行われる。

具体的には、制御装置６１のメモリに保持されているレシピには、図５に実線で示すグラフのようなふっ硝酸処理の処理時間と吸着ベース１０の上昇量との関係が規定されている。図５では、処理時間の経過に伴って、吸着ベース１０が段階的に上昇するように規定されている。図５に示すグラフでは、たとえば、吸着ベース１０が、所定量（たとえば１００μｍ）ずつ上昇するように規定されている。処理の経過時間と吸着ベース１０の上昇量との関係は、ウエハＷの上面とリング上面２８との間の間隔が常に一定範囲内（７００μｍ〜８００μｍ）に保たれるように実験値などに基づいて定められている。

制御装置６１は、タイマによる計時時間とメモリに保持されているレシピとに基づいて、吸着ベース１０を上昇させる。図６（ａ）は、ふっ硝酸処理の開始直後の状態を表し、図６（ｂ）はふっ硝酸処理の終了直前の状態を表している。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ふっ硝酸処理の結果ウエハＷは薄くなるが、吸着ベース１０が上昇されるために、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みをほぼ一定に保つことができる。

また、図５に二点鎖線で示すように、処理時間の経過に伴って、吸着ベース１０を断続的に上昇させる構成とすることもできる。
所定の処理時間（たとえば３０分間）の経過後、制御装置６１は、ふっ硝酸バルブ５８を閉じ、スリットノズル４からのふっ硝酸の吐出を停止する。また、制御装置６１は、ノズルアーム揺動駆動機構５６を駆動して、スリットノズル４をスピンチャック３の側方の退避位置に退避させる。

次に、制御装置６１は、スピンモータ７を制御して、吸着ベース１０および外周リング部材６の回転速度を所定のリンス処理回転速度（１００ｒｐｍ程度）に加速するとともに、ＤＩＷバルブ６０を開いて、ＤＩＷノズル５から、回転状態のウエハＷの上面の回転中心に向けてＤＩＷを供給する。これにより、ウエハＷの裏面上のふっ硝酸が洗い流されて、ウエハＷにリンス処理が施される（ステップＳ３）。

このリンス処理を所定時間（たとえば６０秒間）行った後に、制御装置６１は、ＤＩＷバルブ６０を閉じてリンス処理を終了させる。
制御装置６１は、さらにスピンモータ７を制御して、吸着ベース１０および外周リング部材６の回転速度を所定の乾燥回転速度（２５００ｒｐｍ程度）に加速する。これによって、ウエハＷの上面のＤＩＷが遠心力によって振り切られ、ウエハＷがスピンドライ処理される（ステップＳ４）。

スピンドライ処理を所定時間（たとえば３０秒間）行った後、制御装置６１は、スピンモータ７を制御して、吸着ベース１０および外周リング部材６の回転を停止させる。その後、制御装置６１が真空発生装置４４の駆動を停止させて、ウエハＷと吸着ベース１０との空間の減圧状態が解除されて、ウエハＷの吸着保持が解除される。
次いで、制御装置６１は、リフトプッシャ昇降駆動機構３８を駆動して、リフトプッシャ３７を突出位置まで上昇させる。これにより、処理済みのウエハＷが、外周リング部材６から上方に離脱される。

その後、処理済みのウエハＷが搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ５）。
以上によりこの実施形態によれば、ふっ硝酸処理では、エッチングの進行に伴って、吸着ベース１０が上昇させられる。したがって、ウエハＷの上面とリング上面２８との間の間隔を、エッチングの進行によらずに一定範囲内に保つことできる。このため、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みを、ふっ硝酸処理の全期間を通じて一定範囲内に保つことができる。これにより、ふっ硝酸処理の全期間を通じて均一なレートの処理をウエハＷに施すことができる。その結果、エッチングレートの変動を抑制できるので、エッチング量を正確に制御することができる。

また、ふっ硝酸処理中におけるウエハＷの上面のふっ硝酸の液膜の厚みを小さく保つことができるので、ふっ硝酸の温度低下を抑制し、エッチングレートの低下を抑制できる。これにより、ふっ硝酸処理に要する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
図７は、この発明の他の実施形態（第２実施形態）に係る基板処理装置２００の構成を示す図解的な断面図である。この第２実施形態において、前述の図１〜図６の実施形態（第１実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図６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実施形態の基板処理装置２００が基板処理装置１と相違する点は、吸着ベース２０５ではなく、外周リング部材（規制部材）２０１が昇降可能な構成を採用した点にある。
この基板処理装置２００は、隔壁（図示せず）により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平姿勢に保持しつつウエハＷの中心を通る鉛直軸線まわりに回転させるための基板保持機構２０２を備えている。

基板保持機構２０２は、スピンモータ２０３と、スピンモータ２０３によって所定の鉛直軸線Ｃまわりに回転される略円盤状のスピンベース２０４と、スピンモータ２０３の上端縁に固定された略円盤状のスピンベース２０４と、スピンベース２０４の上面に固定されて、ウエハＷをほぼ水平な姿勢でその下面（表面）を吸着して保持する基板保持部材としての円盤状の吸着ベース２０５と、吸着ベース２０５に保持されたウエハＷの上面に液膜を形成するための外周リング部材２０１とを備えている。

スピンモータ２０３は、たとえば有底円筒状のロータ２０６を備えている。ロータ２０６は円筒状の側壁部２０７と、側壁部２０７の下端部を接続する水平な下壁部２０８とを備えている。このロータ２０６は、鉛直軸線Ｃまわりに回転可能に設けられている。側壁部２０７の外周面にはたとえば磁石が貼り付けられており、側壁部２０７の外面を取り囲むように配置されるステータ（図示しない）の駆動によってロータ２０６が鉛直軸線Ｃまわりに回転される。ロータ２０６の上端縁にスピンベース２０４が固定されている。このため、ロータ２０６の回転に伴ってスピンベース２０４が鉛直軸線Ｃまわりに回転される。

ロータ２０６の内部には、円筒状の収容空間２０９が形成されている。この収容空間２０９は、ロータ２０６の回転とともに一体的には回転せず、静止状態にある。
吸着ベース２０５の上面の周縁領域には、円環状のシール部材２１０（図７では図示しない。図９参照）が、吸着ベース２０５の周縁に沿って配置されている。
吸着ベース２０５の中央には、吸引用の吸引ノズル２１１が配置されている。吸引ノズル２１１の先端部（上端部）は、吸着ベース２０５の上面に開口する吸引口を有している。吸引ノズル２１１からは、鉛直下方に向けて吸引管２１２が延びている。吸引管２１２は、吸引管２１２を開閉するための吸引バルブ２１３を介して真空発生装置２１４に接続されている。

スピンベース２０４の中央部には、スピンベース２０４の上下面を貫通する貫通孔２１５が形成されている。スピンベース２０４の上面には略円柱状の収容凹部２１６が形成されている。収容凹部２１６の底壁部２１７には、平坦面からなり吸着ベース２０５を支持するための支持面２１８と、支持面２１８と連続し、底壁部２１７の周縁領域に沿う円環溝２１９とが形成されている。円環溝２１９は、外周リング部材２０１を収容できる大きさおよび位置に形成されている。

外周リング部材２０１は、吸着ベース２０５および吸着ベース２０５に支持されたウエハＷの外周を取り囲む円筒状をなしており、吸着ベース２０５に保持されるウエハＷの周端面と対向する鉛直な円筒面２２１（規制面）と、円筒面２２１の上端に連続し、水平の円環面からなるリング上面（規制面の上端）２２２とを備えている。外周リング部材２０１は、ふっ硝酸に対する耐薬液性を有する樹脂材料、たとえば、塩化ビニル（polyvinyl chloride）によって形成されている。

リング上面２２２の高さが吸着ベース２０５に保持されるウエハＷの上面よりも高くなるように、吸着ベース２０５と外周リング部材２０１との位置関係を設定することにより、円筒面２２１とウエハＷの上面とによって構成される溝部分にふっ硝酸を溜めることができる。このとき、円筒面２２１は、ウエハＷの上面からのふっ硝酸の流出を規制する。これにより、ウエハＷの上面にふっ硝酸の液膜が形成される。そして、リング上面２２２とウエハＷの上面との間の間隔によって、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みが規定される（図９（ａ）および図９（ｂ）参照）。

基板処理装置２００は、外周リング部材２０１を支持して、この外周リング部材２０１昇降させるための複数本（たとえば、４つ）のリングピン２２３が設けられている（図７では、２つのリングピン２２３のみ図示）。各リングピン２２３はスピンベース２０４を上下に貫通して形成された貫通孔２１５に挿通されて、スピンベース２０４に対して昇降可能に設けられている。各リングピン２２３の下端は、収容空間２０９内に収容された円環状の第１昇降リング２２４の上端に固定されている。

第１昇降リング２２４は、第１軸受２２５の外輪に外嵌されて固定されている。第１軸受２２５の内輪には、収容空間２０９内に収容された第１ボールねじ機構２２６の第１ボールナット２２８が固定されている。第１ボールねじ機構２２６の第１ねじ軸２２７は、鉛直方向に沿って配置されている。この第１ねじ軸２２７は、収容空間２０９内に収容された周辺部材（図示しない）に固定的に配置されている。

第１ねじ軸２２７の下端部には第１ギア２２９が固定されている。この第１ギア２２９は、収容空間２０９内に収容されたリングピン昇降用モータ（規制部材昇降機構）２３０の出力軸に固定された第１駆動ギア２３１と噛合している。この構成により、リングピン昇降用モータ２３０を回転駆動させることにより、第１ボールナット２２８を昇降させることができ、これにより、複数本のリングピン２２３を一括して昇降させることができるようになっている。

基板処理装置２００は、ウエハＷを外周リング部材２０１によって取り囲まれる状態と、外周リング部材２０１から上方に離脱された状態との間で昇降させるための複数本（たとえば、４つ）のリフトピン２４０が設けられている（図７では、２つのリフトピン２４０のみ図示）。各リフトピン２４０は、吸着ベース２０５およびスピンベース２０４を上下に貫通して形成された貫通孔２５０に挿通されて、吸着ベース２０５およびスピンベース２０４に対して昇降可能に設けられている。各リフトピン２４０は、第１昇降リング２２４の内側を通過して、その下端が収容空間２０９内に収容された円環状の第２昇降リング２４１の上端に固定されている。

第２昇降リング２４１は、第２軸受２４２の内輪に内嵌されて固定されている。第２軸受２４２の外輪には、収容空間２０９内に収容された第２ボールねじ機構２４３の第２ボールナット２４４が固定されている。第２ボールねじ機構２４３の第２ねじ軸２４５は、鉛直方向に沿って配置されている。この第２ねじ軸２４５は、収容空間２０９内に収容された周辺部材（図示しない）に固定的に配置されている。

第２ねじ軸２４５の下端部には第２ギア２４６が固定されている。この第２ギア２４６は、収容空間２０９内に収容されたリフトピン昇降用モータ２４８の出力軸に固定された第２駆動ギア２４７と噛合している。この構成により、リフトピン昇降用モータ２４８を回転駆動させることにより、第２ボールナット２４４を昇降させることができ、これにより、複数本のリフトピン２４０を、その先端がリング上面２２２よりも上方に突出する突出位置（図７で二点鎖線で示す位置）と、その先端が、吸着ベース２０５の上面と面一に退避する退避位置（図７で実線で示す位置）との間で一括して昇降させることができるようになっている。

図８は、基板処理装置２００の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置２００は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置２６１を備えている。制御装置２６１は、ＣＰＵ（図示しない）および記憶部（図示しない）を含む構成である。制御装置２６１には、計時のためのタイマ（図示しない）が接続されている。
制御装置２６１には、スピンモータ２０３、ノズルアーム揺動駆動機構５６、真空発生装置２１４、ふっ硝酸バルブ５８、ＤＩＷバルブ６０、吸引バルブ２１３、リングピン昇降用モータ２３０およびリフトピン昇降用モータ２４８が制御対象として接続されている。また、制御装置２６１には、基板厚計測装置８０からの出力信号が入力されるようになっている。

この基板処理装置２００では、基板処理装置１における処理（図４参照）と同様の処理がウエハＷに施される。
ウエハＷの処理に際して、ガラス基板Ｓに接合された未処理のウエハＷが、搬送ロボットによって処理室２内に搬入され、突出位置にある複数本のリフトピン２４０上にウエハＷが載置される。その後、制御装置２６１は、リフトピン昇降用モータ２４８を駆動して、リフトピン２４０を退避位置まで下降させる。これにより、吸着ベース２０５にウエハＷが受け渡される（図４のステップＳ１に相当）。

その後、図４のステップＳ２に相当するふっ硝酸処理、ステップＳ３に相当するリンス処理、ステップＳ４に相当するスピンドライ処理がウエハＷに施される。
図９は、基板処理装置２００におけるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。
かかるふっ硝酸処理（図４のステップＳ２に相当）では、制御装置２６１は、処理時間の経過に従って、リングピン昇降用モータ２３０を制御して、外周リング部材２０１を下降させる。この外周リング部材２０１の下降は、ウエハＷの上面とリング上面２２２との間の間隔を一定範囲内に保つことができる。

具体的には、制御装置２６１のメモリに保持されているレシピには、ふっ硝酸処理の処理時間と外周リング部材２０１の下降量との関係が規定されている。具体的には、外周リング部材２０１が所定量（たとえば１００μｍ）ずつ段階的に下降するように規定されている。処処理時間と外周リング部材２０１の下降量との関係は、ウエハＷの上面とリング上面２２２との間の間隔が常に一定範囲内（７００μｍ〜８００μｍ）に保たれるように実験値などに基づいて定められている。

制御装置２６１は、タイマによる計時時間とメモリに保持されているレシピとに基づいて、外周リング部材２０１を下降させる。図９（ａ）は、ふっ硝酸処理の開始直後の状態を表し、図９（ｂ）はふっ硝酸処理の終了直前の状態を表している。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ふっ硝酸処理の結果ウエハＷは薄くなるが、外周リング部材２０１を下降させるために、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みをほぼ一定に保つことができる。

なお、制御装置２６１は、処理時間の経過に伴って外周リング部材２０１が断続的に下降するように、リングピン昇降用モータ２３０を制御することもできる。
したがって、ウエハＷの上面とリング上面２２２との間の間隔を、エッチングの進行によらずに一定範囲内に保つことできる。このため、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みを、処理の全期間を通じて一定範囲内に保つことができる。これにより、ふっ硝酸処理の全期間を通じて均一なレートの処理をウエハＷに施すことができる。その結果、エッチングレートの変動を抑制できるので、エッチング量を正確に制御することができる。

また、ふっ硝酸処理中におけるウエハＷの上面のふっ硝酸の液膜の厚みを小さく保つことができるので、ふっ硝酸の温度低下を抑制し、エッチングレートの低下を抑制できる。これにより、ふっ硝酸処理に要する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
また、リンス処理（図４のステップＳ３に相当）に先立って、制御装置２６１は、リフトピン昇降用モータ２４８を駆動して、複数本のリフトピン２４０を突出位置まで上昇させる。そして、ウエハＷを外周リング部材２０１の上方位置で、ＤＩＷノズル５からのＤＩＷが供給されて、ウエハＷにリンス処理が施される。また、ＤＩＷノズル５からのＤＩＷが、吸着ベース２０５上にも供給される。これにより、吸着ベース２０５上や外周リング部材２０１の円筒面２２１に付着したふっ硝酸が洗い流される。

スピンドライ処理後は、吸着ベース２０５および外周リング部材２０１の回転が停止された後、ウエハＷと吸着ベース２０５との空間の減圧状態が解除されて、ウエハＷの吸着保持が解除される。
次いで、制御装置２６１は、リフトピン昇降用モータ２４８を駆動して、リフトピン２４０を突出位置まで上昇させる。これにより、処理済みのウエハＷが、外周リング部材２０１から上方に離脱されて、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（図４のステップＳ５に相当）。

図１０は、この発明のさらに他の実施形態（第３実施形態）に係る基板処理装置３００の構成を示す図解的な断面図である。この第３実施形態において、前述の図１〜図６の実施形態（第１実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図６の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この基板処理装置３００は、隔壁（図示せず）により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平姿勢に保持しつつウエハＷの中心を通る鉛直軸線まわりに回転させるための基板保持機構３０１を備えている。

基板保持機構３０１は、スピンモータ３０２と、スピンモータ３０２によって所定の鉛直軸線Ｃまわりに回転される略円盤状のスピンベース（ベース）３０３と、スピンベース３０３の上面に固定された基板支持部材３０４とを備えている。
スピンモータ３０２は、たとえば有底円筒状のロータ３０５を備えている。ロータ３０５は円筒状の側壁部３０６と、側壁部３０６の下端部を接続する水平な下壁部３０７とを備えている。このロータ３０５は、鉛直軸線Ｃまわりに回転可能に設けられている。側壁部３０６の外周面には磁石が貼り付けられており、側壁部２０７の外面を取り囲むように配置されるステータ（図示しない）の駆動によって、ロータ３０５が鉛直軸線Ｃまわりに回転される。ロータ３０５の上端縁にスピンベース３０３が固定されている。このため、ロータ３０５の回転に伴ってスピンベース３０３が鉛直軸線Ｃまわりに回転される。

ロータ３０５の内部には、円筒状の収容空間３０８が形成されている。この収容空間３０８は、ロータ３０５の回転とともに一体的には回転せず、静止状態にある。
基板支持部材３０４は、水平に延びる略円盤状の底壁部（基板保持部材）３０９と、底壁部３０９の径方向外方に設けられて、底壁部３０９に支持されたウエハＷの外周を取り囲む円筒状の外周リング部（規制部材）３１１と、外周リング部３１１よりも径方向外方に設けられて、スピンベース３０３に固定される複数の円筒状の固定部３１２と、底壁部３０９と各固定部３１２とを接続する接続部３１３とを一体的に備えている。固定部３１２は、複数本のボルト３１４によってスピンベース３０３に固定されている。スピンベース３０３の中央部には、スピンベース３０３の上下面を貫通する貫通孔３１５が形成されている。底壁部３０９の上面と外周リング部３１１の内周面とで区画される円筒状の収容凹部３１６内に、ウエハＷが収容保持される。外周リング部３１１は、収容凹部３１６に収容されるウエハＷの外周端を取り囲む。基板支持部材３０４は、ふっ硝酸に対する耐薬液性を有する樹脂材料、たとえば、塩化ビニル（polyvinyl chloride）によって形成されている。

底壁部３０９はウエハＷとほぼ同径を有している。外周リング部３１１は、底壁部３０９に保持されるウエハＷの周端面と対向する鉛直な円筒面からなる円筒面（規制面）３１７と、円筒面３１７の上端に連続し、水平の円環面からなるリング上面（規制面の上端）３１８とを備えている。
リング上面３１８の高さが底壁部３０９に保持されるウエハＷの上面よりも高くなるように設定されている。これにより、円筒面３１７とウエハＷの上面とによって構成される溝部分にふっ硝酸を溜めることができる。このとき、円筒面３１７は、ウエハＷの上面からのふっ硝酸の流出を規制する。これにより、ウエハＷの上面にふっ硝酸の液膜が形成される。そして、リング上面３１８とウエハＷの上面との間の間隔によって、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みが規定される（図１２（ａ）および図１２（ｂ）参照）。

底壁部３０９の中央には、吸引用の吸引ノズル３１９が配置されている。吸引ノズル３１９の先端部（上端部）は、底壁部３０９の上面に開口する吸引口を有している。吸引ノズル３１９からは、鉛直下方に向けて吸引管（減圧手段）３２０が延びている。吸引管３２０は、スピンベース３０３の貫通孔３１５を挿通して、その他端が、真空発生装置（減圧手段）３２３に接続されている。吸引管３２０の途中部には、吸引管３２０を開閉するための吸引バルブ３２１、流量調節バルブなどの開度調節機構（減圧調節手段）３２２および、吸引管３２０内の真空度を測定するための真空度センサ３２４が、真空発生装置３２３側からこの順で介装されている。開度調節機構３２２は、吸引管３２０の開度を調節するためのものである。このため、ウエハＷが収容凹部３１６に収容された状態では、開度調節機構３２２を制御することにより、ガラス基板Ｓと底壁部３０９との間の空間ＳＰの真空度（減圧量）を調節することができる。

底壁部３０９の上面には、リング状のシール部材（支持部材）３２５（図１０に併せて図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照）が、底壁部３０９の周縁に沿って配置されている。このシール部材３２５によって、ウエハＷの下面が支持される。シール部材３２５としては、たとえば面でシールする面パッキン方式のものが採用されるが、リップ部でシールするリップパッキン方式のものが採用されていてもよい。

このシール部材３２５は、単位応力当たりの収縮量が比較的大きくなるように、材料の選択および形状の設計が行われている。したがって、底壁部３０９とガラス基板Ｓとの間の空間ＳＰの真空度（減圧量）の変化に伴って、シール部材３２５は収縮／拡大し、その厚み（上下方向の大きさ）が変化して、ウエハＷと底壁部３０９との間隔が変化する。
基板保持機構３０１には、ウエハＷを収容凹部３１６に収容された状態と、収容凹部３１６から上方に離脱された状態との間で昇降させるための複数本（たとえば、４つ）のリフトピン３２６が設けられている（図１０では、２つのリフトピン３２６のみ図示）。各リフトピン３２６は、スピンベース３０３を上下に貫通して形成された貫通孔３５０に挿通されて、スピンベース３０３に対して昇降可能に設けられている。各リフトピン３２６は、昇降リング３３０の内側を通過して、その下端が収容空間３０８内に収容された円環状の昇降リング３３０の上端に固定されている。

昇降リング３３０は、軸受３３１の内輪に内嵌されて固定されている。軸受３３１の外輪には、収容空間３０８内に収容されたボールねじ機構３３２のボールナット３３３が固定されている。ボールねじ機構３３２のねじ軸３３４は、鉛直方向に沿って配置されている。このねじ軸３３４は、収容空間３０８内に収容された周辺部材（図示しない）に固定的に配置されている。

ねじ軸３３４の下端部にはギア３３５が固定されている。このギア３３５は、収容空間３０８内に収容されたリフトピン用昇降モータ３３６の出力軸に固定された駆動ギア３３７と噛合している。この構成により、リフトピン用昇降モータ３３６を回転駆動させることにより、ボールナット３３３を昇降させることができ、これにより、複数本のリフトピン３２６を、その先端がリング上面３１８よりも上方に突出する突出位置（図１０で二点鎖線で示す位置）と、その先端が、底壁部３０９の上面と面一に退避する退避位置（図１０で実線で示す位置）との間で一括して昇降させることができるようになっている。

図１１は、基板処理装置３００の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置３００は、たとえば、マイクロコンピュータで構成される制御装置３６１を備えている。制御装置３６１は、ＣＰＵ（図示しない）および記憶部（図示しない）を含む構成である。制御装置３６１には、計時のためのタイマ（図示しない）が接続されている。
制御装置３６１には、スピンモータ３０２、ノズルアーム揺動駆動機構５６、真空発生装置３２３、ふっ硝酸バルブ５８、ＤＩＷバルブ６０、吸引バルブ３２１、開度調節機構３２２およびリフトピン用昇降モータ３３６が制御対象として接続されている。

また、制御装置３６１には、基板厚計測装置８０から出力される検出信号および真空度センサ３２４から出力される検出信号が入力されるようになっている。真空度センサ３２４からの出力される検出信号に基づいて、制御装置３６１は開度調節機構３２２の開度を制御する。
制御装置３６１は、メモリに保持されたレシピに従って処理の各工程が実行されるように、制御対象の各部の動作を制御する。

この基板処理装置３００では、基板処理装置１における処理（図４参照）と同様の処理がウエハＷに施される。この実施形態では、ガラス基板Ｓと底壁部３０９との間の空間ＳＰの真空度（減圧量）が調節されることにより、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔が調節される。
ウエハＷの処理に際して、ガラス基板Ｓに接合された未処理のウエハＷが、搬送ロボットによって処理室２内に搬入され、突出位置にある複数本のリフトピン３３６上にウエハＷが載置される。その後、制御装置３６１は、リフトピン昇降用モータ３２６を駆動して、リフトピン３３６を退避位置まで下降させる。これにより、底壁部３０９にウエハＷが受け渡される（図４のステップＳ１に相当）。

その後、図４のステップＳ２に相当するふっ硝酸処理、ステップＳ３に相当するリンス処理、ステップＳ４に相当するスピンドライ処理がウエハＷに施される。
図１２は、基板処理装置３００におけるふっ硝酸処理を説明するための断面図である。このふっ硝酸処理（図４のステップＳ２に相当）では、制御装置３６１は、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔が一定範囲内に保たれるように、開度調節機構３２２を制御して、底壁部３０９とガラス基板Ｓとの間の空間ＳＰの真空度を小さく（圧を高く）する。具体的には、制御装置３６１のメモリに保持されているレシピには、ふっ硝酸処理の処理時間と、底壁部３０９とガラス基板Ｓとの間の空間ＳＰの真空度との関係が規定されている。

底壁部３０９とガラス基板Ｓとの間の空間ＳＰの真空度が変化すると、シール部材３２５の厚み方向（高さ方向）の大きさが変化する。したがって、シール部材３２５の厚みを拡大させることにより、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔を調節することができる。レシピには、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔が所定量（たとえば１００μｍ）ずつ段階的に短縮するように規定されている。

処理時間と空間ＳＰの真空度との関係は、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔が常に一定範囲内（７００μｍ〜８００μｍ）に保たれるように実験値などに基づいて定められている。
制御装置３６１は、タイマによる計時時間とメモリに保持されているレシピとに基づいて、吸着ベース３１０を上昇させる。図１２（ａ）は、ふっ硝酸処理の開始直後の状態を表し、図１２（ｂ）はふっ硝酸処理の終了直前の状態を表している。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、ふっ硝酸処理の結果ウエハＷは薄くなるが、シール部材３２５の厚み方向の大きさを拡大するために、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みをほぼ一定に保つことができる。

ふっ硝酸処理の進行に伴って、底壁部３０９とガラス基板Ｓとの間の空間ＳＰにおける真空度が小さくされて、ウエハＷと底壁部３０９との間隔が変化し、ウエハＷの上面とリング上面３１８との間の間隔が一定範囲内に保たれる。このため、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みを、ふっ硝酸処理の全期間を通じて一定範囲内に保つことができる。これにより、ふっ硝酸処理の全期間を通じて均一なレートの処理をウエハＷに施すことができる。その結果、エッチングレートの変動を抑制できるので、エッチング量を正確に制御することができる。

また、ふっ硝酸処理中におけるウエハＷの上面のふっ硝酸の液膜の厚みを小さく保つことができるので、ふっ硝酸の温度低下を抑制し、エッチングレートの低下を抑制できる。これにより、ふっ硝酸処理に要する時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
スピンドライ処理後は、基板支持部材３０４の回転が停止された後、ウエハＷと底壁部３０９との空間の減圧状態が解除されて、ウエハＷの吸着保持が解除される。

次いで、制御装置３６１は、リフトピン昇降用モータ３３６を駆動して、リフトピン３２６を突出位置まで上昇させる。これにより、処理済みのウエハＷが、基板支持部材３０４から上方に離脱されて、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（図４のステップＳ５に相当）。
図１３は、この発明の他の実施形態（第４実施形態）に係る基板処理装置４００の構成を示す図解的な断面図である。図１４は、基板処理装置４００の電気的構成を示すブロック図である。この第４実施形態において、前述の図１〜図６の実施形態（第１実施形態）に示された各部に対応する部分には、図１〜図６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４実施形態の基板処理装置４００が基板処理装置１と相違する点は、ウエハＷの上面高さを計測するための上面高さセンサ（基板上面高さ検出手段）４０１を設けた点である。この上面高さセンサ４０１から出力される検出信号が制御装置６１に入力されるようになっている。この上面高さセンサ４０１として、レーザ非接触方式（たとえばＣＣＤレーザ方式やブルーレーザフォーカス方式など）の変位センサを採用することができる。

制御装置６１は、上面高さセンサ４０１から入力される検出信号に基づいて、ウエハＷの上面高さを求めることができる。ふっ硝酸処理時には、ウエハＷの上面の高さを調節する上面高さ調節処理が実行される。
図１５は、ふっ硝酸処理時に実行される上面高さ調節処理のフローチャートである。
ふっ硝酸処理中（図４のステップＳ２に相当）では、制御装置６１は、上面高さセンサ４０１から入力される検出信号を常に監視している（ステップＳ１０でＹＥＳ）。ウエハＷの上面高さ（すなわち、ふっ硝酸の液膜の厚み）が、予め定める設定上限値を超えると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御装置６１は、吸着ベース１０を所定高さ△Ｈ（たとえば１００μｍ）だけ上昇させる（ステップＳ１２）。その後、ふっ硝酸処理が終了するまで（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ウエハＷの上面高さの監視が続行される。

これにより、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みを、より確実に、一定範囲内に保つことができる。
以上、本発明の４つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、第４実施形態で採用した上面高さセンサ４００を、第３実施形態の基板処理装置３００に採用することもできる。この場合、上面高さセンサ４００から入力される検出信号に基づいて開度調節機構３２２が制御される。

また、第４実施形態の基板処理装置４００の上面高さセンサ４０１に代えて、ウエハＷの上面に形成されるふっ硝酸の液膜の厚みを直接計測する液膜厚センサを採用することもできる。この場合、この液膜厚センサから入力される検出信号に基づいて、ベース昇降用モータ２０が制御される。また、この液膜厚センサを、第２実施形態の基板処理装置２００や第３実施形態の基板処理装置に適用することもできる。この場合、液膜厚センサから入力される検出信号に基づいてリングピン昇降用モータ２３０が制御され、また、液膜厚センサから入力される検出信号に基づいて開度調節機構３２２が制御される。

また、第１および４実施形態で採用した変形防止プレート３９が、第２実施形態で採用されていてもよい。すなわち、吸着ベース２０５とウエハＷ（ガラス基板Ｓ）との間に変形防止プレート３９が配設されていてもよい。この場合、変形防止プレートには、リプトピンが挿通するための貫通孔が、その上下面を貫通して形成されていることが好ましい。
また、スリットノズル４に代えて、連続流の状態でフッ硝酸を吐出する一本または複数本のストレートノズルが用いられてもよい。また、回転せずに停止状態にあるウエハＷに対して、ふっ硝酸を供給しつつノズル（好ましくはスリットノズル４）を移動（スキャン）させることにより、エッチング処理を施す構成であってもよい。

前述の各実施形態では、ふっ硝酸処理中にウエハＷの上面とリング上面２８，２２２，３１８との間の間隔を、たとえば１００μｍずつ短縮させていく構成を例に挙げて説明したが、１回当たりの短縮量は、２００μｍ程度であってもよいし、３００μｍ程度であってもよい。これらの場合、エッチング処理前のウエハＷの厚みが７２５μｍ程度であると、ふっ硝酸処理中に、ウエハＷの上面とリング上面２８，２２２，３１８との間のとの間の間隔を３回ないし２回だけ短縮させることになるが、この場合であっても、ふっ硝酸処理のエッチングレートの低下を十分に抑制することができる。

また、１回当たりの短縮量が一定でなくてもよい。具体的には、最初の短縮量は２００μｍ程度とし、その次の短縮量を３００μｍ程度としてもよい。
むろん、ふっ硝酸処理中にウエハＷの上面とリング上面２８，２２２，３１８との間のとの間の間隔を１回だけ短縮させるものであってもよい。この場合であっても、ふっ硝酸処理のエッチングレートの低下を抑制することができる。

また、リング上面２８，２２２，３１８は平坦面であるとして説明したが、ウエハＷの回転半径方向外方に向かうにつれて低くなるテーパ面で形成されていてもよい。
また、薄化のためのエッチング処理を施す基板処理装置１，２００，３００，４００を例にとって説明したが、たとえば酸化膜シリコンウエハからなる円板状のウエハＷにおけるデバイス形成面（上面または下面）に対して、酸化膜の除去のためのエッチング処理を施す構成であってもよい。かかる場合、エッチング液としてたとえばフッ酸が用いられることが望ましい。また、ウエハＷの窒化膜の除去のためのエッチング処理を施す場合には、エッチング液として燐酸を用いることもできる。

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。

４ スリットノズル（ふっ酸硝酸混合液供給手段）
６ 外周リング部材(規制部材）
１０ 吸着ベース（基板保持部材）
２０ ベース昇降用モータ（基板保持部材昇降機構）
２７ 円筒面（規制面）
２８ リング上面（規制面の上端）
６１ 制御装置
２０１ 外周リング部材（規制部材）
２０５ 吸着ベース（基板保持部材）
２２１ 円筒面（規制面）
２２２ リング上面（規制面の上端）
２３０ リングピン昇降用モータ（規制部材昇降機構）
２６１ 制御装置
３００ 基板処理装置
３０３ スピンベース（ベース）
３０９ 底壁部（基板保持部材）
３１１ 外周リング部（規制部材）
３１７ 円筒面（規制面）
３１８ リング上面（規制面の上端）
３２０ 吸引管（減圧手段）
３２２ 開度開閉機構（減圧調節手段）
３２３ 真空発生装置（減圧手段）
３２５ シール部材（支持部材）
３６１ 制御装置
４００ 基板処理装置
４０１ 上面高さセンサ（基板上面高さ検出手段）
Ｓ ガラス基板（基板）
Ｗ ウエハ（シリコン基板）

Claims (7)

1. 基板の下面を支持して基板を水平姿勢に保持する基板保持部材と、
   前記基板保持部材に保持された基板の上面にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
   前記基板保持部材に保持された基板の周端面と対向し、基板の上面からのエッチング液の流出を規制するための筒状の規制面を有する規制部材と、
   前記基板保持部材に保持された基板の下面と前記規制部材とを相対的に昇降させる昇降機構と、
   前記規制部材の前記規制面の上端に対して前記基板保持部材が相対的に上昇するように前記昇降機構を制御する昇降制御手段とを含み、前記昇降制御手段が、前記基板保持部材に保持される基板の上面からのエッチングの進行に伴って、前記規制部材の前記規制面の上端に対して前記基板保持部材が相対的に上昇するように、前記昇降機構を制御する制御手段を含む、基板処理装置。
2. 前記昇降機構が、前記基板保持部材を昇降させる基板保持部材昇降機構を備える、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記昇降機構が、前記規制部材を昇降させる規制部材昇降機構を備える、請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記基板保持部材が、
   ベースと、
   前記ベース上に設けられ、基板の下面を支持する収縮可能な支持部材と、
   前記ベースと基板の下面との間の空間を減圧する減圧手段とを含み、
   前記昇降機構が、前記減圧手段による減圧量を調節する減圧調節手段を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板の上面に形成されるエッチング液の液膜の厚みを計測するための液膜厚検出手段をさらに含み、
   前記昇降制御手段が、前記液膜厚検出手段によって検出された液膜の厚みに基づいて、前記昇降機構を制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記基板保持部材に保持される基板が、シリコン基板を含み、
   前記エッチング液供給手段が、ふっ酸硝酸混合液を供給するふっ酸硝酸混合液供給手段を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 基板の下面を支持する基板保持部材で基板を保持する工程と、
   基板の上面からの液の流出を規制するための筒状の規制面を有する規制部材を、前記規制面が前記基板保持部材に保持された基板の周端面に対向するように配置する工程と、
   前記基板保持部材に保持された基板の上面にエッチング液を供給するエッチング液供給工程と、
   前記エッチング液供給工程と並行して、前記規制面の上端に対して前記基板保持部材を相対的に上昇させる工程とを含む、基板処理方法。

Images