JP6024272B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板にフッ酸を供給することにより、基板から不要な膜を除去するエッチング工程や、基板からパーティクルを除去する洗浄工程が行われる。たとえば、特許文献１には、基板の表面にフッ酸の蒸気を供給して、基板をエッチングするエッチング装置が開示されている。このエッチング装置では、基板を収容するチャンバー内に充満したフッ酸の蒸気が基板の表面に供給される。基板へのフッ酸の蒸気の供給は、チャンバー内の雰囲気がチャンバーから排出されている状態で行われる。

特開２００１−１５４８１号公報

ＨＦベーパ（フッ化水素を含む蒸気）によるベーパエッチングでは、いわゆるウェットエッチングにおけるガス供給とは違った問題がある。すなわち、ＨＦベーパは、基板上で凝縮し、気体から液体に変化する。この凝縮によってできた液体が集まることで、フッ化水素と水を含む凝縮相（ＨＦ凝縮相）が基板上に形成される。そのため、凝縮が基板全域で進行すると、薄膜状のＨＦ凝縮相が基板全域に形成される。基板上の水分や、チャンバー内の雰囲気に含まれる水分の一部は、このＨＦ凝縮相に溶け込む。

ＨＦベーパによる基板の処理時間は、ＨＦ濃度や処理対象にもよるが、数１０秒〜数分程度であり、基板のエッチングは、基板へのＨＦベーパの供給が継続されることにより進行していく。ＨＦベーパに含まれるＨＦ成分はエッチング処理で消費されていくため、新しいＨＦベーパが基板上に供給される必要がある。よって、基板の全域を均一にエッチングするためには、基板上でのＨＦベーパの流動速度が均一な状態で、ＨＦベーパを基板に供給する必要がある。

特許文献１のエッチング装置では、ＨＦベーパを一定の排気圧でチャンバー内から常時排出している。したがって、基板上でのＨＦベーパの流動に偏りが生じ易く、チャンバー内のＨＦ濃度に勾配ができ易い。そのため、基板上に形成される凝縮相が不均一となり、基板の処理にむらが生じる場合がある。特に基板の周縁部でのエッチングの進行が遅くなり、処理の均一性が低下してしまう場合がある。このような処理の均一性の低下は、フッ酸の蒸気を用いて基板を処理する場合に限らず、フッ酸以外の処理成分を含む蒸気を用いて基板を処理する場合にも生じうる。

そこで、本発明の目的は、処理の均一性を高めることができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板が配置された密閉空間から前処理排気流量で気体を吸引しながら、前記密閉空間に不活性ガスを供給する前処理工程と、前記前処理工程の後に、前記前処理排気流量よりも小さいエッチング排気流量で前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給し、前記基板上での処理蒸気の凝縮によって前記基板上に形成された液膜で前記基板をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程の後に、前記エッチング排気流量よりも大きい後処理排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に不活性ガスを供給する後処理工程と、前記前処理工程の後であって、前記エッチング工程の前に、前記エッチング排気流量よりも大きい置換排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する置換工程とを含む、基板処理方法である。

前記基板処理方法は、基板をエッチングするエッチング方法であってもよいし、基板に付着している異物をエッチングすることにより基板を洗浄する洗浄方法であってもよいし、蒸気を用いて基板を処理するその他の処理方法であってもよい。すなわち、処理蒸気は、エッチング成分を含むエッチング蒸気であってもよいし、洗浄成分を含む洗浄蒸気であってもよいし、その他の成分を含む蒸気であってもよい。処理蒸気は、処理成分の蒸気（固体または液体の処理成分を蒸発させた気体）であってもよいし、処理成分の蒸気またはミストに加えて、キャリアガス（たとえば、不活性ガス）を含む気体であってもよい。

この方法によれば、密閉空間からの気体の吸引と、密閉空間への不活性ガスの供給とが並行して行われる。これにより、雰囲気中の水分量および酸素濃度が低減される。この状態で、密閉空間からの気体の排出と、密閉空間への処理蒸気の供給とが並行して行われる。これにより、密閉空間が処理蒸気によって満たされ、雰囲気中の水分量および酸素濃度が低い状態で処理蒸気が基板に効率的に供給される。したがって、基板の処理品質が、雰囲気中の水分量や酸素濃度に依存する場合には、基板の処理品質を制御できる。その後、密閉空間からの気体の吸引と、密閉空間への不活性ガスの供給とが並行して行われる。これにより、密閉空間の処理蒸気が不活性ガスに置換される。そのため、密閉空間を開放したときに、処理蒸気が密閉空間から漏れることを防止できる。

処理蒸気を用いる基板の処理では、基板上を流動する処理蒸気の濃度勾配が処理の均一性に大きな影響を与える。そのため、基板を均一に処理するためには、基板上での処理蒸気の濃度をある一定の濃度以上に維持すると共に、基板上での処理蒸気の濃度勾配を均一にする必要がある。
前述の前処理工程、エッチング工程、および後処理工程では、密閉空間から気体が排出される。エッチング工程での排気流量（体積流量）は、前処理工程および後処理工程での排気流量よりも小さい。排気流量が大きいと、密閉空間の気体が高速で流動するので、基板上での気体の流動速度のばらつきが大きい場合がある。これに対し、エッチング工程では、排気流量が小さいので、基板上での気体の流動速度のばらつきが小さい。そのため、処理蒸気が基板の表面全域に均一に供給される。これにより、基板の表面全域を均一に処理できる。
さらに、この方法によれば、密閉空間の気体を積極的に排出しながら、処理蒸気を密閉空間に供給する。その後、密閉空間からの排気流量を低下させた状態で、処理蒸気を密閉空間に供給する。密閉空間からの気体の積極的な排出と、密閉空間への処理蒸気の供給とが並行して行われるので、密閉空間の気体は、短時間で処理蒸気に置換される。そのため、基板と処理蒸気との反応を即座に開始させることができる。さらに、密閉空間の気体が処理蒸気に置換された後は、排気流量が低下した状態で、処理蒸気が密閉空間に供給されるので、基板の表面全域を均一に処理できる。

前記エッチング工程は、請求項２に記載の発明のように、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する弱排気工程と、前記密閉空間からの気体の吸引を停止した状態で、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する吸引停止工程とのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

すなわち、エッチング工程は、密閉空間の気体を積極的に排出しながら、処理蒸気を基板に供給する工程を含んでいてもよいし、密閉空間からの積極的な気体の排出（気体の吸引）を停止した状態で、処理蒸気を基板に供給する工程を含んでいてもよい。当然、エッチング工程は、弱排気工程および吸引停止工程の両方を含んでいてもよい。つまり、エッチング工程は、弱排気工程および吸引停止工程の一方の工程を行った後に他方の工程を行う工程であってもよい。いずれの場合においても、エッチング工程での排気流量が小さいので、基板上での気体の流動速度のばらつきが小さい。そのため、処理蒸気を基板の表面全域に均一に供給して、基板の表面全域を均一に処理できる。

請求項３に記載の発明は、前記置換工程と前記エッチング工程とを前記後処理工程の前に交互に複数回行う繰り返し工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、密閉空間の気体を積極的に排出しながら、処理蒸気を密閉空間に供給する。その後、密閉空間からの排気流量を低下させた状態で、処理蒸気を密閉空間に供給する。そして、再びこれらの工程を行う。これにより、密閉空間の処理蒸気を新たな処理蒸気に置換できる。したがって、活性が低下した処理蒸気を活性の高い処理蒸気に置換できる。そのため、処理の効率性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、前記エッチング工程は、内部空間と外部空間との間で流体を流通させる流通孔が形成されており、前記密閉空間に配置された処理容器によって基板が覆われている状態で、前記処理容器の前記外部空間から気体を排出させながら、前記処理容器の前記内部空間に処理蒸気を供給する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。

この方法によれば、処理容器によって基板が覆われている状態で、処理蒸気が、処理容器の内部（内部空間）に供給される。これにより、処理容器内の気体が流通孔を通じて処理容器の外部（外部空間）に押し出される。そして、処理容器の外部に押し出された気体は、密閉空間の気体と共に密閉空間から排出される。これにより、処理容器内の気体が処理蒸気に置換され、処理蒸気が基板に供給される。処理容器の内部では、気体の流動が処理容器の内面によって阻害されるので、気体の流動速度がさらに低下する。そのため、基板上での気体の流動速度のばらつきをさらに低下させることができる。したがって、基板の表面全域をさらに均一に処理できる。

請求項５に記載の発明は、前記エッチング工程は、環状の防護壁によって基板が取り囲まれている状態で、前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、環状の防護壁によって基板が取り囲まれている状態で、処理蒸気が、密閉空間に供給される。基板に供給された処理蒸気は、基板の表面に沿って流れる。防護壁によって基板が取り囲まれているので、基板の周縁部から外方への気体の流動が防護壁によって阻害される。そのため、基板上での気体の流動速度がさらに低下し、基板上での気体の流動速度のばらつきがさらに低下する。したがって、基板の表面全域をさらに均一に処理できる。

請求項６に記載の発明のように、この方法によって処理される基板は、窒化膜が表面に形成された基板（窒化膜が露出した基板）であってもよい。当然、窒化膜以外の薄膜が表面に形成された基板や、薄膜が形成されていない基板（ベアウエハ）が、処理対象の基板であってもよい。
また、前記基板処理方法は、前記エッチング工程と並行して、基板の表面を通る回転軸線まわりに当該基板を回転させる基板回転工程を含んでいてもよい。この方法によれば、処理蒸気をさらに均一に基板に供給できる。これにより、処理の均一性をさらに高めることができる。

請求項７に記載の発明は、密閉空間（Ｓ１）が内部に設けられた処理室（５）と、前記密閉空間で基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（８）と、前記密閉空間に処理蒸気を供給する処理蒸気供給手段（４）と、前記密閉空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（４）と、前記密閉空間から気体を吸引する排気手段（２４）と、前記処理蒸気供給手段、不活性ガス供給手段、および排気手段を制御する制御手段（３）とを含む、基板処理装置（１、２０１、３０１、４０１）である。前記制御手段は、前処理排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記不活性ガス供給手段によって前記密閉空間に不活性ガスを供給させる前処理工程と、前記前処理工程の後に、前記前処理排気流量よりも小さいエッチング排気流量で前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させ、前記基板上での処理蒸気の凝縮によって前記基板上に形成された液膜で前記基板をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程の後に、前記エッチング排気流量よりも大きい後処理排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記不活性ガス供給手段によって前記密閉空間に不活性ガスを供給させる後処理工程と、前記前処理工程の後であって、前記エッチング工程の前に、前記エッチング排気流量よりも大きい置換排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる置換工程とを実行する。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

請求項８に記載の発明は、前記制御手段は、前記エッチング排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる弱排気工程と、前記排気手段による気体の吸引を停止させた状態で、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる吸引停止工程とのうちの少なくとも一方を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

請求項９に記載の発明は、前記制御手段は、前記置換工程と前記エッチング工程とを前記後処理工程の前に交互に複数回行う繰り返し工程を実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項４の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
請求項１０に記載の発明は、内部空間と外部空間との間で流体を流通させる流通孔（２３１）が形成されており、前記密閉空間に配置されており、前記基板保持手段に保持されている基板を覆う処理容器（２２９）をさらに含み、前記制御手段は、前記処理容器の前記外部空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記処理容器の前記内部空間に処理蒸気を供給させる工程を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項５の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

請求項１１に記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板の周囲を取り囲む環状の防護壁（２３３、４３４）をさらに含み、前記制御手段は、前記防護壁によって基板が取り囲まれている状態で、前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる工程を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項６の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の一部を水平方向から見た模式図である。 基板処理装置によって行われる第１処理例について説明するための模式図である。 基板処理装置によって行われる第２処理例について説明するための模式図である。 エッチング工程で排気流量を減少させた場合と減少させていない場合のエッチングの均一性について説明するためのグラフである。 エッチング工程で排気流量を減少させた場合と減少させていない場合の基板上でのＨＦの濃度勾配を示す模式図である。 後処理工程で排気流量を減少させた場合と減少させていない場合の基板上での凝縮相の状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の一部を水平方向から見た模式図である。 基板処理装置によって行われる第３処理例について説明するための模式図である。 本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の一部を水平方向から見た模式図である。 本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の一部を水平方向から見た模式図である。

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。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の一部を水平方向から見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハ等の円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを処理する処理ユニット２と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置３（制御手段）とを備えている。

処理ユニット２は、処理蒸気の一例であるフッ化水素を含む蒸気を基板Ｗに供給するベーパ処理ユニットである。処理ユニット２は、フッ酸（液体）を貯留するＨＦベーパ発生容器４（処理蒸気供給手段、不活性ガス供給手段）と、ＨＦベーパ発生容器４を収容する密閉空間Ｓ１が内部に設けられたチャンバー５（処理室）とを含む。ＨＦベーパ発生容器４内のフッ酸の濃度は、いわゆる擬似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温のもとで、約３９．６％）に調整されている。ＨＦベーパ発生容器４内のフッ酸は、ＨＦベーパ発生容器４に内蔵されたＨＦヒータ６によって加熱されている。ＨＦベーパ発生容器４内のフッ酸の温度は、制御装置３によって制御される。

処理ユニット２は、ＨＦベーパ発生容器４の下方に配置されたパンチングプレート７（perforated plate）と、パンチングプレート７の下方に配置されたホットプレート８とを含む。ホットプレート８は、基板Ｗを保持する基板保持手段の一例であると共に、基板Ｗを加熱する基板ヒータの一例でもある。ホットプレート８は、基板Ｗの上面がパンチングプレート７に対向する基板保持位置（図１に示す位置）で当該基板Ｗを水平に保持する。基板Ｗは、ホットプレート８によって加熱されながら支持される。基板Ｗの温度は、制御装置３によって、所定の範囲内（たとえば、３０〜１００℃）の一定の温度に維持される。ホットプレート８は、回転軸９の上端部に連結されている。モータ等を含む回転駆動機構１０は、回転軸９に連結されている。回転駆動機構１０が回転軸９を回転させると、ホットプレート８は、回転軸９と共に鉛直軸線まわりに回転する。これにより、ホットプレート８に保持されている基板Ｗが、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転する。

処理ユニット２は、ホットプレート８の周囲に配置された筒状のベローズ１１と、ベローズ１１を上下に伸縮させる伸縮ユニット（図示せず）と、チャンバー５の側壁に形成された開口１２を閉閉するシャッタ１３と、シャッタ１３を移動させる開閉ユニット（図示せず）とをさらに含む。ホットプレート８は、ベローズ１１の内側に配置されている。開口１２は、ホットプレート８の側方に配置されている。伸縮ユニットは、ベローズ１１の上端縁がパンチングプレート７に当接し、ホットプレート８の周囲の空間が密閉される密閉位置（実線で示す位置）と、ベローズ１１の上端縁がホットプレート８の上面よりも下方に退避した退避位置（二点鎖線で示す位置）との間でベローズ１１を伸縮させる。また、開閉ユニットは、開口１２が開かれる開位置と、開口１２が閉じられる閉位置（図１に示す位置）との間でシャッタ１３を移動させる。

ＨＦベーパ発生容器４は、フッ酸の蒸気（フッ酸の蒸発によって生じた気体）によって満たされたベーパ発生空間Ｓ２と、連通バルブ１４を介してベーパ発生空間Ｓ２に接続された流路１５とを含む。ＨＦベーパ発生容器４は、第１流量コントローラ１６および第１バルブ１７が介装された第１配管１８に接続されている。ＨＦベーパ発生容器４は、第１配管１８を介して第１窒素ガス供給源１９に接続されている。不活性ガスの一例である窒素ガスは、第１配管１８を介してベーパ発生空間Ｓ２に供給される。同様に、流路１５は、第２流量コントローラ２０および第２バルブ２１が介装された第２配管２２に接続されている。流路１５は、第２配管２２を介して第２窒素ガス供給源２３に接続されている。窒素ガスは、第２配管２２を介して流路１５に供給される。

連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１は、制御装置３によって開閉される。連通バルブ１４および第１バルブ１７が開かれている状態では、ベーパ発生空間Ｓ２を漂うフッ酸の蒸気が、第１窒素ガス供給源１９からの窒素ガスの流れによって、連通バルブ１４を介して流路１５に供給される。したがって、全てのバルブ１４、１７、２１が開かれている状態では、流路１５に供給されたＨＦベーパ（フッ酸の蒸気と窒素ガスとを含む気体）が、第２窒素ガス供給源２３からの窒素ガスの流れによってパンチングプレート７に導かれる。これにより、ＨＦベーパが、パンチングプレート７に形成された多数の貫通孔を通過し、ホットプレート８に保持されている基板Ｗの上面に吹き付けられる。また、第２バルブ２１だけが開かれている状態では、窒素ガスだけが、パンチングプレート７に導かれる。これにより、窒素ガスが基板Ｗの上面に吹き付けられる。

基板処理装置１は、さらに、チャンバー５内の気体を排出する排気ユニット２４（排気手段）を含む。排気ユニット２４は、チャンバー５内の空間（密閉空間Ｓ１）に接続された排気管２５と、排気管２５に接続された排気装置２６（ポンプ）と、排気装置２６の上流側（チャンバー５側）で排気管２５内の気圧を測定する圧力計２７と、排気管２５に接続されたリリーフバルブ２８とを含む。

排気装置２６は、排気管２５を介してチャンバー５内の空間（ベローズ１１内の空間）に接続されている。排気装置２６が駆動されている状態では、チャンバー５内の気体が、排気装置２６の吸引力によってチャンバー５の外に排出される。排気装置２６は、制御装置３によって設定される吸引力（排気圧（ゲージ圧））でチャンバー５の気体を吸引する。制御装置３は、圧力計２７の測定値に応じて排気装置２６の吸引力を制御する。

排気装置２６は、たとえば、ゲージ圧で−５００Ｐａ以上、０Ｐａ未満の排気圧で排気管２５内を吸引する。排気装置２６の吸引力は、排気圧の絶対値が大きくなるほど強くなる。排気装置２６の吸引力が強まると、チャンバー５からの排気流量（体積流量）が増加し、排気装置２６の吸引力が弱まると、チャンバー５からの排気流量が減少する。排気装置２６が所定の排気圧で排気管２５内を吸引している状態では、排気管２５内の気圧は、排気装置２６の排気圧に維持される。

リリーフバルブ２８は、排気装置２６より上流側で排気管２５に接続されている。チャンバー５内の気圧がリリーフバルブ２８の設定圧（大気圧以上の圧力）未満の状態では、リリーフバルブ２８は閉じている。チャンバー５内の気圧が設定圧まで上昇すると、リリーフバルブ２８が開いて、ベローズ１１内の気体が排出される。これにより、チャンバー５内の気圧が設定圧未満まで低下し、リリーフバルブ２８が閉じる。したがって、チャンバー５内の気圧は、リリーフバルブ２８によって設定圧以下に維持される。

次に、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理例について説明する。具体的には、窒化膜の一例であるＬＰ−ＳｉＮ（Low Pressure -Silicon Nitride）の薄膜が形成されたシリコン基板の表面にフッ化水素を含む蒸気を供給して、ＬＰ−ＳｉＮの薄膜をエッチングする処理について説明する。
図２は、基板処理装置１によって行われる第１処理例について説明するための模式図である。以下では、図１および図２を参照する。

処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバー５内に基板Ｗを搬入する搬入工程が行われる。具体的には、制御装置３は、ベローズ１１を退避位置に位置させ、シャッタ１３を開位置に位置させた状態で、搬送ロボット（図示せず）によって基板Ｗをチャンバー５内に搬入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットをチャンバー５内から退避させた後、ベローズ１１を密閉位置に移動させ、シャッタ１３を閉位置に移動させる。

次に、チャンバー５内の雰囲気を窒素ガスに置換する前処理工程が行われる。具体的には、制御装置３は、回転駆動機構１０によって、ホットプレート８に保持されている基板Ｗを回転させる。その後、制御装置３は、ベローズ１１が密閉位置に配置されており、排気装置２６が前処理排気圧で排気管２５内を吸引している状態で、第２バルブ２１を開く。前処理排気圧は、たとえば、−５００Ｐａ以上、−３００Ｐａ以下の範囲内の一定の圧力であり、たとえば、−３００Ｐａである。第２バルブ２１が開かれることにより、第２配管２２から流路１５に窒素ガスが供給され、この窒素ガスが、パンチングプレート７からベローズ１１内に供給される。ベローズ１１内の雰囲気は、排気装置２６による気体の吸引によって排気管２５に排出されると共に、ベローズ１１内に供給された窒素ガスによって排気管２５に押し出される。これにより、チャンバー５内の雰囲気が窒素ガスに置換され、チャンバー５内の水分量および酸素濃度が低減される。制御装置３は、チャンバー５内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ２１を閉じる。

次に、ＨＦベーパを基板Ｗに供給するエッチング工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６の吸引力を低下させて、チャンバー５からの排気流量を前処理工程のときよりも減少させる。このとき、制御装置３は、排気装置２６の排気圧（吸引力）を前処理排気圧より弱いエッチング排気圧（たとえば−３００Ｐａ以上、０Ｐａ未満の範囲内の一定の圧力。たとえば。−５０Ｐａ）に変化させてもよいし、排気装置２６の吸引力を停止させてもよい。制御装置３は、排気流量を減少させた状態で、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１を開く。これにより、ＨＦベーパが、パンチングプレート７の貫通孔を通過し、ホットプレート８によって一定の温度に維持されている回転状態の基板Ｗに吹き付けられる。

排気装置２６が駆動されている場合には、基板Ｗに吹き付けられたＨＦベーパは、排気装置２６の吸引力によって排気管２５に吸引される。また、排気装置２６が停止されている場合には、ＨＦベーパの供給によって、チャンバー５内の気圧が、リリーフバルブ２８の設定圧（ゲージ圧でたとえば０Ｐａ以上、１００Ｐａ以下の範囲内の一定値）まで上昇し、リリーフバルブ２８が開く。これにより、基板Ｗに吹き付けられたＨＦベーパが排気管２５を通じてチャンバー５の外に排出される。そのため、ＨＦベーパが基板Ｗに供給されると共に、ベローズ１１内の窒素ガスがＨＦベーパに置換される。制御装置３は、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１が開かれてから所定時間が経過した後、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１を閉じて、基板ＷへのＨＦベーパの供給を停止させる。

次に、チャンバー５内の雰囲気を窒素ガスに置換する後処理工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６の吸引力を強める、もしくは、排気装置２６による気体の吸引を再開させて、チャンバー５からの排気流量をエッチング工程のときよりも増加させる。すなわち、制御装置３は、排気装置２６の排気圧（吸引力）をエッチング排気圧より強い後処理排気圧（たとえば−５００Ｐａ以上、−３００Ｐａ以下の範囲内の一定値。たとえば−３００Ｐａ）に変化させる。そして、制御装置３は、排気流量を増加させた状態で、第２バルブ２１を開く。これにより、ＨＦベーパを含むベローズ１１内の雰囲気が、排気装置２６の吸引力によって排気管２５に排出されると共に、ベローズ１１内に供給された窒素ガスによって排気管２５に押し出される。そのため、ベローズ１１内の雰囲気が窒素ガスに置換される。制御装置３は、ベローズ１１内の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ２１を閉じる。その後、制御装置３は、基板Ｗの回転を停止させる。

次に、チャンバー５内から基板Ｗを搬出する搬出工程が行われる。具体的には、制御装置３は、ベローズ１１を密閉位置から退避位置に移動させ、シャッタ１３を閉位置から開位置に移動させる。そして、制御装置３は、ベローズ１１およびシャッタ１３がそれぞれ密閉位置および開位置に位置している状態で、搬送ロボットによって基板Ｗをチャンバー５内から搬出させる。その後、制御装置３は、シャッタ１３を閉位置に移動させる。

エッチング工程では、ＨＦベーパが、パンチングプレート７を通じて基板Ｗの上面に均一に吹き付けられる。エッチング工程での排気流量は、前処理工程および後処理工程での排気流量より小さい。したがって、チャンバー５内での気流の速度は、前処理工程および後処理工程のときよりもエッチング工程のときの方が小さい。そのため、エッチング工程では、基板Ｗの上面中央部での気体の流動速度と、基板Ｗの上面周縁部での気体の流動速度との差が小さく、基板Ｗ上での流動速度のばらつきが小さい。よって、パンチングプレート７を通過したＨＦベーパは、基板Ｗの上面全域に均一に供給される。これにより、ＨＦベーパが基板Ｗ上で凝縮し、フッ化水素と水とを含む凝縮相が基板Ｗの上面全域に均一に形成される。そのため、極めて厚みの薄い液膜が基板Ｗ上に形成され、基板Ｗの上面全域がこの液膜によって覆われる。このようにして、フッ化水素と水とが基板Ｗの上面全域に均一に供給され、基板Ｗ表面に形成された窒化膜が均一にエッチングされる。

図３は、基板処理装置１によって行われる第２処理例について説明するための模式図である。以下では、図１および図３を参照する。
第１処理例と第２処理例との主な相違点は、エッチング工程が行われる前に、前処理工程と同じ排気圧でチャンバー５内を排気しながら、チャンバー５内にＨＦベーパを供給して、チャンバー５の雰囲気を短時間でＨＦベーパに置換する置換工程（図３参照）が行われることである。

具体的には、第２処理例では、第１処理例と同様に、搬入工程および前処理工程が順次行われる。その後、チャンバー５内の雰囲気をＨＦベーパに置換する置換工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６の排気圧を前処理排気圧に維持した状態で、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１を開く。そのため、ＨＦベーパが、ベローズ１１内に供給されると共に、窒素ガスを含むベローズ１１内の雰囲気が、前処理工程と同じ排気流量で排出される。これにより、ベローズ１１内の雰囲気が短時間でＨＦベーパに置換される。制御装置３は、ベローズ１１内の雰囲気をＨＦベーパに置換した後、前述のエッチング工程、後処理工程、および搬出工程を行う。

制御装置３は、エッチング工程の終了に引き続いて後処理工程を行ってもよいし、エッチング工程の後に、再び置換工程およびエッチング工程を順次行った後、後処理工程を行ってもよい。すなわち、制御装置３は、前処理工程を行った後、置換工程からエッチング工程までの１つのサイクルを複数回行う繰り返し工程を行ってもよい。そして、制御装置３は、繰り返し工程を行った後に、後処理工程を行ってもよい。エッチング工程の後に置換工程を行うことにより、活性が低下したＨＦベーパを活性の高いＨＦベーパに置換できる。これにより、処理の効率性を高めることができる。

このように、第１処理例および第２処理例では、チャンバー５内の気体が、窒素ガス等の不活性ガスの供給によってチャンバー５内から排出される（前処理工程）。そして、チャンバー５からの排気流量が前処理工程のときよりも低減された状態で、ＨＦベーパがチャンバー５内に供給される（ペーパエッチング工程）。その後、チャンバー５内のＨＦベーパは、窒素ガス等の不活性ガスの供給によってチャンバー５内から排出される（後処理工程）。

前処理工程、エッチング工程、および後処理工程の処理時間は、ＨＦ濃度や、処理対象、エッチング内容にもよるが、前処理工程および後処理工程は、いずれも３０秒〜１分程度であり、エッチング工程は、数分程度である。
前処理工程では、チャンバー５内の気体が排出されると共に、結露防止のため温度管理もなされる。結露防止は、チャンバー５の内面やチャンバー５内の部材が濡れたり、エッチング工程のエッチングレートのばらつき防止のために行われる。前処理工程では、前処理工程の時間を短縮するために、たとえば−５００Ｐａ〜−３００Ｐａの排気圧で排気が行われる。

エッチング工程では、ＨＦベーパが均一な流動速度で基板Ｗ上を流動し、かつ新鮮なＨＦベーパが基板Ｗに供給されるべきである。よって、エッチング工程では、たとえば−３００Ｐａ〜０Ｐａの排気圧で排気が行われる。ただし、排気圧が０Ｐａの場合も、ＨＦベーパは、若干排出される。ＨＦベーパを排出する主な理由は、基板Ｗ上でエッチング処理が進むことでＨＦ成分が消費されていくため、常に新しいＨＦベーパを基板Ｗ上に供給していく必要があるためである。

後処理工程では、残存ＨＦが基板Ｗ全体から素早く排除されることを要する。ＨＦベーパが基板Ｗ上に局所的に残存すると、処理むらが発生する可能性があるからである。そのため、エッチング終了後に残存ＨＦベーパをできるだけはやく不活性ガス雰囲気に置換して、エッチング処理を基板全面にて停止させる必要がある。また、後処理工程の時間を短縮する要請もある。後処理工程では、たとえば−５００Ｐａ〜−３００Ｐａの排気圧で排気が行われる。

このように、前処理、エッチング処理、および後処理において、排気圧を切り替えることで、VPC(vapor phase cleaning)における基板Ｗの処理の均一性が高まる。すなわち、前処理、エッチング処理、および後処理の順番で行われる一連の処理の流れが、処理の均一性に寄与する。これにより、基板Ｗの表面全域が均一に処理される。すなわち、基板Ｗの表面全域が均一にエッチングされる。

図４Ａは、エッチング工程で排気流量を減少させた場合と減少させていない場合のエッチングの均一性について説明するためのグラフである。図４Ａは、直径３００ｍｍの円形基板の半径（横軸）と各半径でのエッチング量（縦軸）との関係を示している。
一点鎖線で示す測定値は、実施例に係る測定値であり、二点鎖線で示す測定値は、比較例に係る測定値である。２つの測定値は、いずれも前述の第１処理例に従って基板Ｗを処理したときの測定値である。処理条件は、エッチング工程での排気装置２６の排気圧を除き、同一である。すなわち、一点鎖線で示す測定値は、エッチング工程のときだけ排気を弱めた場合（排気圧が０Ｐａ）の測定値であり、二点鎖線で示す測定値は、前処理工程から後処理工程まで一定の排気圧（−３００Ｐａ）で排気し続けた場合の測定値である。

図４Ａに示すように、実施例および比較例のいずれにおいても、基板Ｗの中央部（半径が０ｍｍの付近）でのエッチング量は、基板Ｗの周縁部（半径が１５０ｍｍの付近）でのエッチング量よりも大きい。しかし、基板Ｗの中央部でのエッチング量と基板Ｗの周縁部でのエッチング量との差は、比較例よりも実施例の方が小さい。したがって、エッチングの均一性は、比較例よりも実施例の方が高い。さらに、実施例のエッチング量は、基板Ｗ内のいずれの位置においても、比較例のエッチング量より増加している。したがって、エッチング工程での排気流量を減少させることにより、エッチングの均一性および効率性を高めることができる。

図４Ｂは、エッチング工程で排気流量を減少させた場合（右の欄）と減少させていない場合（左の欄）の基板上でのＨＦの濃度勾配を示す模式図である。図４Ｃは、後処理工程で排気流量を減少させた場合（右の欄）と減少させていない場合（左の欄）の基板上での凝縮相の状態を示す模式図である。
図４Ｂの左の欄に示すように、チャンバー内の気体を排出する吸引力が強いと、基板の周縁部でのＨＦベーパの流速が、その内側の領域での流速よりも大きいので、基板の周縁部での凝縮相の厚みが、周縁部の内側の領域での凝縮相の厚みよりも薄い。すなわち、ＨＦと水とを含む凝縮相の厚みが均一でない。そのため、基板の周縁部でのＨＦの濃度が、周縁部の内側の領域でのＨＦの濃度よりも低い。しかし、図４Ｂの右の欄に示すように、排気流量が少ないと、チャンバー内での気体の流速が低下するので、基板の周縁部での凝縮相の厚みと、周縁部の内側の領域での凝縮相の厚みとの差が小さくなり、均一な厚みの凝縮相が形成される。これにより、基板上でのＨＦ濃度のばらつきが低下し、エッチングの均一性が高まる。

また、ＨＦベーパによるエッチング処理後は、ＨＦ雰囲気を直ちに不活性ガス雰囲気に置換する必要がある。図４Ｃの右の欄に示すように、排気流量が少ないと、ＨＦの凝縮相は、流速が大きい基板の周縁部から除去され始め、周縁部の内側の領域だけに凝縮相が存在する状態になる。そのため、ＨＦ雰囲気の置換が行われている間もエッチングが進行してしまう。しかし、図４Ｃの左の欄に示すように、チャンバー内の気体を排出する吸引力が強いと、凝縮相の除去が瞬時に行われるため、均一にエッチングを停止させることができる。そのため、後処理工程では、エッチング工程での吸引力よりも強い吸引力でチャンバー内を排気する。これにより、処理の均一性を高めることができる。

以上のように第１実施形態では、エッチング工程のときに排気装置２６の吸引力（排気圧）を低下させて、チャンバー５内での気体の流動速度を低下させる。これにより、基板Ｗ上での気体の流動速度のばらつきが低下する。ＨＦベーパを用いたエッチング技術では、基板Ｗ上を流動するＨＦベーパの濃度勾配が、処理の均一性に大きな影響を与える。そのため、基板Ｗに形成されたSiN膜などの薄膜や基板Ｗ自体を均一にエッチングするためには、基板Ｗ上でのＨＦベーパの濃度をある一定の濃度以上に維持すると共に、基板Ｗ上でのＨＦベーパの濃度勾配を均一にする必要がある。そのため、基板Ｗ上での気体の流動速度のばらつきを低減することにより、ＨＦベーパを基板Ｗの表面全域に均一に供給できる。これにより、基板Ｗの表面全域を均一に処理できる。すなわち、チャンバー５内の気体の流動速度を制御する流動制御を行うことによって、処理の均一性を高めることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
以下の図５〜図６において、前述の図１〜図４に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１の一部を水平方向から見た模式図である。

基板処理装置２０１は、第１実施形態に係る基板処理装置１と同様の構成を備えている。すなわち、基板処理装置２０１は、第１実施形態に係る処理ユニット２に代えて、処理ユニット２０２を含む。処理ユニット２０２は、複数のＨＦベーパ発生容器４と、チャンバー５と、パンチングプレート７と、ホットプレート８と、排気ユニット２４とを含む。さらに、処理ユニット２０２は、チャンバー５内に配置された処理容器２２９と、処理容器２２９をチャンバー５内で移動させる容器移動ユニット２３０とを含む。

処理容器２２９は、フード（hood）状である。処理容器２２９は、容器移動ユニット２３０によって、開口が下に向けられた倒立姿勢で支持されている。処理容器２２９は、多数の流通孔２３１（貫通孔）が形成された円板状の上壁２３２と、上壁２３２の外周部から下方に延びる筒状の周壁２３３とを含む。周壁２３３の内径は、基板Ｗの直径よりも大きい。周壁２３３は、基板Ｗの周囲への気体の流動を阻害する防護壁としても機能する。

容器移動ユニット２３０は、周壁２３３の下端が基板Ｗ（基板保持位置）の周囲でホットプレート８の上面に接触する処理位置と、周壁２３３の下端が基板Ｗ（基板保持位置）よりも上方に退避した退避位置との間で処理容器２２９を移動させる。処理容器２２９が処理位置に配置されると、処理容器２２９の内部（内部空間）が密閉される。さらに、ホットプレート８に基板Ｗが保持されている状態で、処理容器２２９が処理位置に配置されると、基板Ｗが処理容器２２９に覆われ、処理容器２２９の内部に配置される。

ＨＦベーパ発生容器４は、処理容器２２９の周囲に配置されている。ＨＦベーパ発生容器４は、周壁２３３に接続されている。ＨＦベーパ発生容器４は、周壁２３３から処理容器２２９の内部に気体（ＨＦベーパまたは窒素ガス）を供給する。処理容器２２９が処理位置に位置する状態で、ＨＦベーパ発生容器４からの気体が、処理容器２２９の内部に供給されると、処理容器２２９の内部が、ＨＦベーパ発生容器４からの気体によって満たされる。さらに、多数の流通孔２３１が上壁２３２に形成されているので、処理容器２２９の内部に供給された気体は、流通孔２３１を通過して、処理容器２２９の外部に排出される。そのため、処理容器２２９の内部に上昇気流が形成される。

図６は、基板処理装置２０１によって行われる第３処理例について説明するための模式図である。以下では、図５および図６を参照する。
処理ユニット２０２によって基板Ｗが処理されるときには、処理ユニット２０２に基板Ｗを搬入する搬入工程が行われる。具体的には、制御装置３は、処理容器２２９を退避位置に位置させ、シャッタ１３を開位置に位置させている状態で、搬送ロボットによって基板Ｗを処理ユニット２０２内に搬入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットをチャンバー５内から退避させた後、処理容器２２９を処理位置に移動させ、シャッタ１３を閉位置に移動させる。これにより、ホットプレート８に保持されている基板Ｗが処理容器２２９によって覆われ、密閉された処理容器２２９の内部に配置される。

次に、チャンバー５内の雰囲気を窒素ガスに置換する前処理工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６が前処理排気圧で排気管２５内を吸引している状態で、第２バルブ２１を開く。これにより、ＨＦベーパ発生容器４からの窒素ガスが、処理容器２２９内に供給され、処理容器２２９内の気体が、流通孔２３１を通じて処理容器２２９の外に排出される。そして、処理容器２２９の外に排出された気体は、排気装置２６の吸引力によって排気管２５に排出される。これにより、処理容器２２９内の雰囲気が窒素ガスに置換される。また、処理容器２２９から排出された窒素ガスが、排気装置２６の吸引力によって排気管２５に排出されるので、処理容器２２９の外部（外部空間）の雰囲気も窒素ガスに置換される。制御装置３は、処理容器２２９の内部空間および外部空間の雰囲気が窒素ガスに置換された後、第２バルブ２１を閉じる。

次に、ＨＦベーパを基板Ｗに供給するエッチング工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６の吸引力を低下させて、チャンバー５からの排気流量を前処理工程のときよりも減少させる。このとき、制御装置３は、排気装置２６の排気圧（吸引力）を前処理排気圧より弱いエッチング排気圧に変化させてもよいし、排気装置２６の吸引力を停止させてもよい。制御装置３は、排気流量を減少させた状態で、連通バルブ１４（図１参照）、第１バルブ１７、および第２バルブ２１を開く。これにより、ＨＦベーパ発生容器４からのＨＦベーパが、処理容器２２９内に供給される。そのため、ＨＦベーパが基板Ｗに供給されると共に、処理容器２２９内の窒素ガスが、ＨＦベーパに置換される。同様に、処理容器２２９から排出されたＨＦベーパが処理容器２２９の外部に供給され、チャンバー５内の雰囲気がＨＦベーパに置換される。このようにして、ＨＦベーパが基板Ｗに供給され、基板Ｗがエッチングされる。制御装置３は、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１が開かれてから所定時間が経過した後、連通バルブ１４、第１バルブ１７、および第２バルブ２１を閉じて、基板ＷへのＨＦベーパの供給を停止させる。

次に、チャンバー５内の雰囲気を窒素ガスに置換する後処理工程が行われる。具体的には、制御装置３は、排気装置２６の吸引力を強める、もしくは、排気装置２６による気体の吸引を再開させて、チャンバー５からの排気流量をエッチング工程のときよりも増加させる。すなわち、制御装置３は、排気装置２６の排気圧（吸引力）をエッチング排気圧より強い後処理排気圧に変化させる。そして、制御装置３は、排気流量を増加させた状態で、第２バルブ２１を開く。これにより、処理容器２２９の内部空間および外部空間の雰囲気が窒素ガスに置換される。その後、制御装置３は、第２バルブ２１を閉じて、処理容器２２９内への窒素ガスの供給を停止させる。

次に、チャンバー５内から基板Ｗを搬出する搬出工程が行われる。具体的には、制御装置３は、処理容器２２９を処理位置から退避位置に移動させ、シャッタ１３を閉位置から開位置に移動させる。そして、制御装置３は、処理容器２２９およびシャッタ１３がそれぞれ密閉位置および開位置に位置している状態で、搬送ロボットによって基板Ｗをチャンバー５内から搬出させる。その後、制御装置３は、シャッタ１３を閉位置に移動させる。

以上のように第２実施形態では、エッチング工程のときに排気装置２６の吸引力を低下させることに加えて、処理容器２２９によって基板Ｗが覆われている状態で、ＨＦベーパを処理容器２２９の内部（内部空間）に供給する。処理容器２２９の内部では、気体の流動が処理容器２２９の内面によって阻害されるので、処理容器２２９内での気体の流動速度がさらに低下する。そのため、基板Ｗ上での気体の流動速度のばらつきをさらに低下させることができる。したがって、基板Ｗの表面全域をさらに均一に処理できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
以下の図７において、前述の図１〜図６に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１の一部を水平方向から見た模式図である。

基板処理装置３０１は、第１実施形態に係る基板処理装置１と同様の構成を備えている。すなわち、基板処理装置３０１は、第１実施形態に係る処理ユニット２に代えて、処理ユニット３０２を含む。処理ユニット３０２は、ＨＦベーパ発生容器４と、チャンバー５と、パンチングプレート７と、ホットプレート８と、回転軸９と、回転駆動機構１０と、排気ユニット２４とを含む。さらに、処理ユニット３０２は、処理容器２２９と、容器移動ユニット２３０とを含む。ＨＦベーパ発生容器４は、処理容器２２９の上方に配置されている。容器移動ユニット２３０は、周壁２３３の下端が、基板Ｗおよびホットプレート８に非接触状態で、基板Ｗの周囲でホットプレート８の上面に近接する処理位置と、周壁２３３の下端が基板Ｗよりも上方に退避した退避位置との間で処理容器２２９を移動させる。

制御装置３は、前述の第１処理例および第２処理例と同様に、基板Ｗを処理する。エッチング工程では、制御装置３は、チャンバー５からの排気流量を、前処理工程および後処理工程のときよりも減少させる。さらに、エッチング工程では、制御装置３は、基板Ｗがホットプレート８に保持されており、処理容器２２９が処理位置に位置している状態で、ＨＦベーパ発生容器４からＨＦベーパを吐出させる。ＨＦベーパ発生容器４から吐出されたＨＦベーパは、多数の流通孔２３１を通じて処理容器２２９内に流入する。処理容器２２９内に流入したＨＦベーパは、処理容器２２９内を下方に流れ、処理容器２２９内の気体を押し流す。そのため、図７に矢印で示すように、処理容器２２９内の気体は、周壁２３３の下端とホットプレート８との間を通過して、処理容器２２９の外に排出される。このようにして、窒素ガスを含むチャンバー５内の雰囲気がＨＦベーパに置換され、ＨＦベーパが処理容器２２９内に充満する。そのため、ＨＦベーパが基板Ｗに供給され、基板Ｗがエッチングされる。

以上のように第３実施形態では、エッチング工程のときに排気装置２６の吸引力を低下させることに加えて、処理容器２２９によって基板Ｗが覆われている状態で、ＨＦベーパを処理容器２２９の内部（内部空間）に供給する。処理容器２２９内に流入したＨＦベーパは、周壁２３３の下端とホットプレート８との間の狭い隙間を通じて排出されるので、処理容器２２９内での気体の流動速度がさらに低下する。そのため、基板Ｗ上での気体の流動速度のばらつきをさらに低下させることができる。したがって、基板Ｗの表面全域をさらに均一に処理できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
以下の図８において、前述の図１〜図７に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図８は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１の一部を水平方向から見た模式図である。

基板処理装置４０１は、第１実施形態に係る基板処理装置１と同様の構成を備えている。すなわち、基板処理装置４０１は、第１実施形態に係る処理ユニット２に代えて、処理ユニット４０２を含む。処理ユニット４０２は、ＨＦベーパ発生容器４と、チャンバー５と、ホットプレート８と、回転軸９と、回転駆動機構１０と、排気ユニット２４とを含む。さらに、処理ユニット４０２は、チャンバー５内に配置された環状の防護壁４３４と、防護壁４３４をチャンバー５内で移動させる防護壁移動ユニット４３５とを含む。防護壁４３４は、ホットプレート８に保持されている基板Ｗの周囲を同心円状に取り囲んでいる。防護壁４３４は、全周に亘って連続していることが好ましい。すなわち、防護壁４３４は、周方向に間隔を空けて配置された複数の分割体（divided member）によって構成されていてもよい。防護壁４３４は、ホットプレート８の上面から上方に延びている。防護壁４３４は、ホットプレート８によって支持されている。搬送ロボットによって搬送される基板Ｗは、ホットプレート８上で基板Ｗを昇降させる図示しない支持ピンによって中継され、ホットプレート８上に載置される。

制御装置３は、前述の第１処理例および第２処理例と同様に、基板Ｗを処理する。エッチング工程では、制御装置３は、チャンバー５からの排気流量を、前処理工程および後処理工程のときよりも減少させる。さらに、エッチング工程では、制御装置３は、基板Ｗがホットプレート８に保持されている状態で、ＨＦベーパ発生容器４からＨＦベーパを吐出させる。ＨＦベーパ発生容器４から吐出されたＨＦベーパは、防護壁４３４の内側の空間に流入する。そのため、防護壁４３４内の気体は、防護壁４３４の外に排出される。このようにして、窒素ガスを含む処理容器２２９内の雰囲気がＨＦベーパに置換され、ＨＦベーパが防護壁４３４内に充満する。そのため、ＨＦベーパが基板Ｗに供給され、基板Ｗがエッチングされる。

以上のように第４実施形態では、エッチング工程のときに排気装置２６の吸引力を低下させることに加えて、防護壁４３４によって基板Ｗが取り囲まれている状態で、ＨＦベーパを防護壁４３４の内側の空間に供給する。これにより、ＨＦベーパが基板Ｗに供給される。基板Ｗに供給されたＨＦベーパは、基板Ｗの表面に沿って流れる。防護壁４３４によって基板Ｗが取り囲まれているので、図８に矢印で示すように、基板Ｗの周縁部から外方への気体の流動が防護壁４３４によって阻害される。そのため、基板Ｗ上での気体の流動速度がさらに低下し、基板Ｗ上での気体の流動速度のばらつきがさらに低下する。したがって、基板Ｗの表面全域をさらに均一に処理できる。

［他の実施形態］
本発明の第１〜第４実施形態の説明は以上であるが、本発明は前述の第１〜第４実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、第１および第２処理例では、回転状態の基板にＨＦベーパを供給する場合について説明したが、非回転状態の基板にＨＦベーパを供給してもよい。第３および第４実施形態で説明した処理例についても同様である。

また、第３処理例では、エッチング工程を行う前に、第２処理例で説明した置換工程を行わない場合について説明したが、エッチング工程を行う前に置換工程を行ってもよい。この場合、置換工程およびエッチング工程を一回ずつ行った後に、後処理工程を行ってもよいし、置換工程からエッチング工程までの１つのサイクルを複数回行った後に、後処理工程を行ってもよい。第３および第４実施形態についても同様に、エッチング工程を行う前に置換工程を行ってもよい。

また、第１〜第４実施形態では、処理蒸気としてのＨＦベーパ（フッ酸の蒸気とキャリアガスの混合流体）が基板に供給される場合について説明した。しかし、フッ化水素が水分ではなく、キャリアとなる溶剤で希釈されている無水フッ酸の蒸気、または無水フッ酸の蒸気とキャリアガスの混合流体が、基板に供給されてもよい。また、処理蒸気は、フッ酸または無水フッ酸を用いて生成された蒸気に限らず、SiNをエッチングするためのフッ素を含有する蒸気であってもよいし、アンモニアおよび過酸化水素水の少なくとも一方を用いて生成された蒸気（洗浄蒸気）であってもよい。

また、第１〜第４実施形態では、処理蒸気（ＨＦベーパ）および不活性ガス（窒素ガス）が、共通のユニット（ＨＦベーパ発生容器）からチャンバー内（密閉空間）に供給される場合について説明したが、処理蒸気および不活性ガスは、別々のユニットからチャンバー内に供給されてもよい。
また、第１〜第４実施形態では、基板処理装置が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。

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
３ ：制御装置（制御手段）
４ ：ＨＦベーパ発生容器（処理蒸気供給手段、不活性ガス供給手段）
５ ：チャンバー（処理室）
８ ：ホットプレート（基板保持手段）
２４ ：排気ユニット（排気手段）
２０１ ：基板処理装置
２２９ ：処理容器
２３１ ：流通孔
２３３ ：周壁（防護壁）
３０１ ：基板処理装置
４０１ ：基板処理装置
４３４ ：防護壁
Ｓ１ ：密閉空間
Ｗ ：基板

Claims (11)

1. 基板が配置された密閉空間から前処理排気流量で気体を吸引しながら、前記密閉空間に不活性ガスを供給する前処理工程と、
   前記前処理工程の後に、前記前処理排気流量よりも小さいエッチング排気流量で前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給し、前記基板上での処理蒸気の凝縮によって前記基板上に形成された液膜で前記基板をエッチングするエッチング工程と、
   前記エッチング工程の後に、前記エッチング排気流量よりも大きい後処理排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に不活性ガスを供給する後処理工程と、
   前記前処理工程の後であって、前記エッチング工程の前に、前記エッチング排気流量よりも大きい置換排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する置換工程とを含む、基板処理方法。
2. 前記エッチング工程は、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から気体を吸引しながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する弱排気工程と、前記密閉空間からの気体の吸引を停止した状態で、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する吸引停止工程とのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記置換工程と前記エッチング工程とを前記後処理工程の前に交互に複数回行う繰り返し工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
4. 前記エッチング工程は、内部空間と外部空間との間で流体を流通させる流通孔が形成されており、前記密閉空間に配置された処理容器によって基板が覆われている状態で、前記処理容器の前記外部空間から気体を排出させながら、前記処理容器の前記内部空間に処理蒸気を供給する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. 前記エッチング工程は、環状の防護壁によって基板が取り囲まれている状態で、前記密閉空間から気体を排出させながら、前記密閉空間に処理蒸気を供給する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 前記基板は、窒化膜が表面に形成された基板である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 密閉空間が内部に設けられた処理室と、
   前記密閉空間で基板を保持する基板保持手段と、
   前記密閉空間に処理蒸気を供給する処理蒸気供給手段と、
   前記密閉空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
   前記密閉空間から気体を吸引する排気手段と、
   前記処理蒸気供給手段、不活性ガス供給手段、および排気手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   前処理排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記不活性ガス供給手段によって前記密閉空間に不活性ガスを供給させる前処理工程と、
   前記前処理工程の後に、前記前処理排気流量よりも小さいエッチング排気流量で前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させ、前記基板上での処理蒸気の凝縮によって前記基板上に形成された液膜で前記基板をエッチングするエッチング工程と、
   前記エッチング工程の後に、前記エッチング排気流量よりも大きい後処理排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記不活性ガス供給手段によって前記密閉空間に不活性ガスを供給させる後処理工程と、
   前記前処理工程の後であって、前記エッチング工程の前に、前記エッチング排気流量よりも大きい置換排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる置換工程とを実行する、基板処理装置。
8. 前記制御手段は、前記エッチング排気流量で前記排気手段によって前記密閉空間から気体を吸引させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる弱排気工程と、前記排気手段による気体の吸引を停止させた状態で、前記エッチング排気流量で前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる吸引停止工程とのうちの少なくとも一方を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記制御手段は、前記置換工程と前記エッチング工程とを前記後処理工程の前に交互に複数回行う繰り返し工程を実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置。
10. 内部空間と外部空間との間で流体を流通させる流通孔が形成されており、前記密閉空間に配置されており、前記基板保持手段に保持されている基板を覆う処理容器をさらに含み、
    前記制御手段は、前記処理容器の前記外部空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記処理容器の前記内部空間に処理蒸気を供給させる工程を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記基板保持手段に保持された基板の周囲を取り囲む環状の防護壁をさらに含み、
    前記制御手段は、前記防護壁によって基板が取り囲まれている状態で、前記密閉空間から前記排気手段に気体を排出させながら、前記処理蒸気供給手段によって前記密閉空間に処理蒸気を供給させる工程を含む前記エッチング工程を実行する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。

Images