JP6460947B2 - 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体 - Google Patents

基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体 Download PDF

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Description

本発明は、基板の周縁部分に形成された膜をウエットエッチングする技術に関する。
半導体デバイスの製造においては、薬液を用いて半導体ウエハ等の基板のベベル部を含む周縁部分から不要な膜を除去するベベルエッチングという工程が行われる。除去すべき膜の下層には、残すべき膜がしばしば存在している。この場合、残すべき膜に対する除去すべき膜のエッチング選択比が十分に高くない場合には、残すべき膜のエッチング量を最小とするため、エッチングレートを低めに抑える必要がある。
特許文献１には、ベベルエッチングを行うにあたって、エッチングレートを高めたいときには第１ノズルから回転する基板の周縁部分に高濃度の薬液例えばフッ酸を供給し、エッチングレートを抑制したいときには第１ノズルから回転する基板の周縁部分に高濃度の薬液を供給するとともに第２ノズルから基板の周縁部分に純水（ＤＩＷ）を供給して第１ノズルから供給された薬液を希釈する、基板処理方法が開示されている。
しかし、フッ酸と純水との組み合わせによりエッチングレートを制御する方法は、除去対象膜が、ＳｉＧｅ，アモルファスシリコン、ポリシリコンからなる場合には適用することができない。
特開２００８−４７６２９号公報
本発明は、基板の周縁部分からＳｉＧｅ，アモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる除去対象膜をウエットエッチングにより除去するにあたって、除去対象膜の下に存在するＳｉＯ２等からなる下地膜を適切に残す技術を提供することを目的としている。
本発明の一実施形態によれば、基板の周縁部分を処理する基板処理方法であって、 下地膜が形成され、前記下地膜の上に、シリコンゲルマニウム、アモルファスシリコン、及びポリシリコンのうちいずれか１つの物質からなる除去対象膜が形成された基板を保持して回転させる基板回転工程と、回転している前記基板の周縁部分に、第１混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第１処理液を供給して前記除去対象膜をエッチングする第１処理工程と、前記基板に前記第１処理液を供給した後に、回転している前記基板の周縁部分に第１処理液よりもフッ酸の含有比の低く硝酸の含有比が高い第２混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第２処理液を供給して前記除去対象膜をエッチングする第２処理工程と、を備えた基板処理方法が提供される。
本発明の他の実施形態によれば、基板処理装置の制御装置をなすコンピュータにより実行されたときに、前記制御装置が前記基板処理装置を制御して上記の基板処理方法を実行させるプログラムが格納された記憶媒体が提供される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、下地膜が形成され、前記下地膜の上に、シリコンゲルマニウム、アモルファスシリコン、及びポリシリコンのうちいずれか１つの物質からなる除去対象膜が形成された基板を処理するための基板処理装置であって、基板を保持して回転させる基板保持機構と、前記基板保持機構により保持された基板の周縁部分にフッ酸及び硝酸を含有する処理液を供給する処理液供給部と、前記基板保持機構および前記処理液供給部を制御する制御部と、を備え、前記処理液供給部は、第１混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第１処理液を供給することができ、かつ、第１処理液よりもフッ酸の含有比が低く硝酸の含有比が高い第２混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第２処理液を供給することができるように構成され、前記制御部は、前記基板保持機構を制御して前記基板を回転させ、かつ、前記処理液供給部を制御して、回転している前記基板の周縁部分に前記第１処理液を供給させ、その後、回転している前記基板の周縁部分に前記第２処理液を供給させる基板処理装置が提供される。
上記の本発明の実施形態によれば、基板の周縁部分からＳｉＧｅ，アモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる除去対象膜をウエットエッチングにより除去するにあたって、除去対象膜の下に存在する下地膜を適切に残すことができる。
本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 図１の基板処理システムに含まれる処理ユニットの概略構成を示す縦断面図である。 ウエハ上に形成された膜の一例を示す概略断面図である。 ウエハ上に形成された膜の他の例を示す概略断面図である。 図３および図４に示した膜の構成をより詳細に示した概略断面図である。 ウエハへの処理液の供給およびウエハ上での処理液の流れを説明するための概略断面図である。 第１および第２フッ硝酸処理工程終了後の膜の状態を示す概略断面図である。 図４に示したように膜が形成されている場合の処理方法について説明する概略断面図である。 実験に用いたウエハについて説明するための概略断面図である。 実験におけるエッチング後の膜の状態を示す模式図である。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ（以下ウエハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム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が格納される。制御部１８は、記憶部１９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システム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４の記憶部１９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。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。処理ユニット１６はチャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。
基板保持機構３０は、基板保持部３１と、軸部３２と、駆動部３３とを有する。駆動部３３は、軸部３２を介して基板保持部３１を回転させ、これにより基板保持部３１により水平に保持されたウエハＷが鉛直軸線周りに回転する。基板保持部３１は例えばバキュームチャックからなる。
処理流体供給部（処理液供給部）４０は、ウエハＷの上面周縁部分にフッ硝酸を供給する薬液ノズル４１と、ウエハＷの上面周縁部分にリンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するリンスノズル４２と、ウエハＷの上面周縁部分に前処理液としての有機物洗浄剤（例えばＳＣ−１，ＳＰＭ）を供給する前処理ノズル４３と、を有している。
薬液ノズル４１には、第１フッ硝酸供給源４４ａおよび第２フッ硝酸供給源４５ａが接続されている。第１フッ硝酸供給源４４ａはフッ酸リッチ（例えば体積比でＨＦ：ＨＮＯ３＝１：１０）のフッ硝酸を供給する。第２フッ硝酸供給源４５ａは硝酸リッチ（例えば体積比でＨＦ：ＨＮＯ３＝１：１００）のフッ硝酸を供給する。第１フッ硝酸供給源４４ａと薬液ノズル４１との間の管路には流量調整弁４４ｂおよび開閉弁４４ｃが介設されており、第２フッ硝酸供給源４５ａと薬液ノズル４１との間の管路には流量調整弁４５ｂおよび開閉弁４５ｃが介設されている。従って、薬液ノズル４１に、フッ酸リッチなフッ硝酸または硝酸リッチなフッ硝酸を、選択的に、かつ制御された流量で供給することができる。
リンスノズル４２は、流量調整弁４６ｂおよび開閉弁４６ｃが介設された管路を介して純水供給源４６ａに接続されている。前処理ノズル４３は、流量調整弁４７ｂおよび開閉弁４７ｃが介設された管路を介して前処理液供給源４７ａに接続されている。
薬液ノズル４１、リンスノズル４２および前処理ノズル４３は、図示しないノズルアームにより保持されており、図２に示したウエハＷ周縁部分上方の処理位置と、回収カップ５０よりも半径方向外側の待機位置との間で移動可能である。
フッ酸リッチなフッ硝酸をウエハＷに供給するための薬液ノズルと、硝酸リッチなフッ硝酸をウエハＷ供給するための薬液ノズルとを別々に設けてもよい。
回収カップ５０は、回転するウエハＷに供給された後にウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、回収カップ５０によって捕集された処理液を処理ユニット１６の外部へ排出するための排液口５１と、回収カップ５０内の雰囲気を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２とが設けられている。
薬液ノズル４１、リンスノズル４２および前処理ノズル４３から吐出された液がウエハＷの中央部に付着することを防止するために、トッププレート６０が設けられる。トッププレート６０は、図示しない移動機構により、図２に示したウエハＷの表面（上面）の近傍上方の処理位置と、この処理位置から退避した退避位置との間で移動可能である。トッププレート６０の中央に設けられたガス供給路６１を介して、トッププレート６０とウエハＷとの間の隙間６２にパージガス例えば窒素ガスが供給される。パージガスは隙間６２から半径方向外側に流出し、ウエハＷの中央部に液が付着することを防止する。
ウエハの裏面中央部に液が付着することを防止するために、アンダープレート６４が設けられる。アンダープレート６４は回収カップの一部として設けることができる。アンダープレート６４とウエハＷとの間の隙間６５にパージガス例えば窒素ガスを供給し、このパージガスを隙間６５から半径方向外側に流出させることにより、ウエハＷの裏面の中央部に液が付着することを防止することができる。
図２に示すように、処理流体供給部４０は、ウエハＷの下面周縁部分にフッ硝酸を供給する薬液ノズル４１’と、ウエハＷの下面周縁部分にリンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するリンスノズル４２’と、ウエハＷの下面周縁部分に前処理液としての有機物洗浄剤を供給する前処理ノズル４３’と、をさらに有していてもよい。この場合、ノズル４１’，４２’，４３’には、上述したノズル４１，４２，４３に付属する処理液供給機構と同様の処理液供給機構が設けられる。
この構成は、図３に示すように処理対象のウエハＷの表面および裏面の周縁部分全体に除去対象膜（ＳｉＧｅ膜）が形成されている場合に有効である。図４に示すように、ウエハＷの表面およびウエハ裏面のベベル部付近のみに除去対象膜（ＳｉＧｅ膜）が形成されている場合には、ノズル４１’は設けなくてもよい（詳細後述）。
次に上述の処理ユニット１６を用いて行われるウエハＷの処理（ベベルエッチング）について説明する。以下に説明する各工程は、制御装置４の制御の下で自動的に行われる。このとき制御装置４は、記憶部１９に格納された制御プログラムを実行して、処理ユニット１６の各構成要素を、記憶部１９に格納された処理レシピに定義された処理パラメータが実現されるように動作させる。
処理対象基板（以下「ウエハ」とも呼ぶ）は、図３または図４に示すように、シリコンウエハ１０１上に、下層としてのＳｉＯ２膜１０２と、上層としてのＳｉＧｅ膜１０３を形成したものである。図５に示すように、ＳｉＧｅ膜１０３は、成膜方法に由来して複層構造を有し、下から順に第１層１０３ａ、第２層１０３ｂおよび第３層１０３ｃを有する。成膜方法に由来して、上側の層ほどＧｅの組成比が高くなっている。ここでは、ＳｉＯ２膜１０２およびＳｉＧｅ膜１０３はいずれもバッチ式の成膜装置により形成され、図３に示すようにウエハＷの表面および裏面の全域に連続的に形成されているものとする。
まず、ウエハＷが、処理ユニット１６に搬入されて、保持部３１に水平姿勢で保持される。
［ウエハ回転工程］
その後、ウエハＷが鉛直軸線周りに回転させられる。ウエハＷは、後述する一連の工程が終了するまでの間、継続的に回転させられる。
［有機物除去工程］
次に、図６に示すように、回転しているウエハＷの表面（デバイス形成面）のベベル部ＷＢを含むウエハＷの周縁部分内の位置Ｐ１，Ｐ２に、前処理ノズル４３，４３’からＳＣ−１が供給される。ＳＣ−１は、ウエハＷの端縁ＷＥ（Apexと呼ばれる部分）まで回り込む。このため位置Ｐ１，Ｐ２との間の領域Ａの全体がＳＣ−１液（ＰＬ）により覆われる。ＳＣ−１液により、ウエハＷのエッチング対象部位である領域Ａに付着している有機物が除去される。最終的に、ＳＣ−１は遠心力によりウエハＷから離脱して飛散する。なお、以下の液がウエハＷに供給される各工程において、液（フッ硝酸およびＤＩＷ）の動きは上記のＳＣ−１の動きと同じであるので、重複説明は省略する。
［第１リンス工程］
前処理ノズル４３，４３’からのＳＣ−１液の吐出を停止した後、回転しているウエハＷ上の位置Ｐ１，Ｐ２にリンスノズル４２，４２’からＤＩＷが供給される。これによりウエハ表裏面の周縁部分に残留していたＳＣ−１液および反応生成物が洗い流される。
［第１フッ硝酸処理工程（第１処理工程）］
リンスノズル４２，４２’からのＤＩＷの吐出を停止した後、回転しているウエハＷ上の位置Ｐ１，Ｐ２に、薬液ノズル４１、４１’から予め定められた流量でフッ酸リッチのフッ硝酸が供給される。
ＳｉＧｅ膜１０３は下記のメカニズムによりエッチングされる。
まず、ＳｉＧｅ膜１０３中のＳｉがフッ硝酸中に含まれる硝酸により下記反応式に従い酸化され酸化シリコンとなり、
Ｓｉ ＋ ２ＨＮＯ３ → ＳｉＯ２ ＋ ２ＨＮＯ２
次いで、酸化シリコンがフッ硝酸中に含まれるフッ酸により下記反応式に従い溶解する。
ＳｉＯ２ ＋ ６ＨＦ → Ｈ２ＳｉＦ６ ＋ ２Ｈ２Ｏ
フッ酸リッチのフッ硝酸は、比較的高いエッチングレートでＳｉＧｅ膜１０３をエッチングする。この第１フッ硝酸処理工程は、図７（ａ）に示すように、ＳｉＧｅ膜１０３のＧｅリッチの上層（第２層１０３bおよび第３層１０３ｃ）のほぼ全てを除去するために必要な時間だけ行われる。この必要な時間は、予め実験により求めておくことができる。一例として、第３層１０３ｃの膜厚が１１００〜１７００ｎｍ、第２層１０３bの膜厚が２７０〜５５０ｎｍであり、このときの第１フッ硝酸処理工程の処理時間は約８０秒である。
［第２リンス工程］
薬液ノズル４１，４１’からのフッ硝酸の吐出を停止した後、回転しているウエハＷ上の位置Ｐ１，Ｐ２にリンスノズル４２，４２’からＤＩＷが供給される。これによりウエハ表裏面の周縁部分に残留していたフッ硝酸および反応生成物が洗い流される。
［第２フッ硝酸処理工程（第２処理工程）］
リンスノズル４２，４２’からのＤＩＷの吐出を停止した後、回転しているウエハＷ上の位置Ｐ１，Ｐ２に、薬液ノズル４１，４１’から予め定められた流量で硝酸リッチのフッ硝酸が供給される。硝酸リッチのフッ硝酸は、比較的低いエッチングレートでＳｉＧｅ膜１０３をエッチングする。この第２フッ硝酸処理工程は、ＳｉＧｅ膜１０３のＳｉリッチの下層（第１層１０３ａ）の全てを除去するために必要な時間だけ行われる。この必要な時間は、予め実験により求めておくことができる。一例として、第１層の膜厚は７０ｎｍであり、このときの第２フッ硝酸処理工程の処理時間は約１２０秒である。
ＳｉＧｅ膜１０３が除去されて下地のＳｉＯ２膜１０２が露出した部位では、ＳｉＯ２膜１０２もフッ硝酸によりエッチングされるが、硝酸リッチのフッ硝酸によるＳｉＯ２膜１０２のエッチングレートも比較的低い。このため、領域Ａの全体でＳｉＧｅ膜１０３が完全に除去されるまでフッ硝酸によるエッチングを継続したとしても、ＳｉＯ２膜１０２のダメージを低く抑えることができる。
［第３リンス工程］
薬液ノズル４１，４１’からのフッ硝酸の吐出を停止した後、回転しているウエハＷ上の位置Ｐ１，Ｐ２にリンスノズル４２，４２’からＤＩＷが供給される。これによりウエハ表裏面の周縁部分に残留していたフッ硝酸および反応生成物が洗い流される。
［振り切り乾燥工程］
リンスノズル４２、４２’からのＤＩＷの吐出を停止した後、好ましくはウエハＷの回転速度を増し、ウエハＷ上に残留しているＤＩＷを遠心力により振り切る振り切り乾燥が行われる。振り切り乾燥工程の前にウエハＷ上に残留しているＤＩＷを図示しない溶剤ノズルから供給されたＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の乾燥用有機溶剤と置換してもよいし、振り切り乾燥工程を行う際に図示しないガスノズルから供給された窒素ガスまたはドライエア等の乾燥ガスを処理対象部位のあたりに吹き付けてもよい。
上記の実施形態によれば、ＳｉＧｅ膜１０３をエッチングするにあたって、フッ酸／硝酸混合比の異なるフッ硝酸を使い分けることにより、短時間でエッチングを終了させることができ、かつ、下地膜のダメージを抑制することができる。すなわち、最初にフッ酸リッチなフッ硝酸を用いることにより高いエッチングレートでエッチングを行うことにより、ＳｉＧｅ膜１０３の大部分を短時間で除去することができる。そして薄く残したＳｉＧｅ膜１０３を硝酸リッチなフッ硝酸を用いることにより低いエッチングレートでエッチングを行い、下地のＳｉＯ２膜１０２が露出したとしてもこの露出したＳｉＯ２膜１０２のダメージを抑制することができる。近年、従来よりも厚い厚さ２〜３μｍ程度のＳｉＧｅ膜が形成される場合があり、このような場合に、下地にダメージを与えずにベベル部のＳｉＧｅ膜を短時間で除去するために上記の技術は有益である。
上記実施形態においては、上側の膜がＳｉＧｅ膜で下側の膜（下地）がＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）であったが、これには限定されない。例えば、上側の膜は、フッ硝酸によりエッチングすることが好ましい他の材料、例えばアモルファスシリコン、ポリシリコンにより形成されていてもよい。すなわち、上記実施形態によれば、上側の膜および下側の膜（下地）が両方ともフッ硝酸によりエッチングされやすい材料である場合に、下側の膜（下地）のダメージを抑制しつつ上側の膜を短時間で除去することができる。また、下側の膜もＳｉＮ膜等の他の材料であっても良い。
また、上記実施形態によれば、フッ硝酸処理工程（第１フッ硝酸処理工程）の前に有機物除去工程を行っているので、第１および第２フッ硝酸処理工程によるエッチングを均一に行うことができる。ＳｉＧｅ膜、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜等のフッ硝酸によりエッチングすべき膜の表面に付着した有機物は、フッ硝酸と膜との反応を阻害するので、エッチングが不均一になってしまう。このような有機物を予め除去しておくことにより、フッ硝酸エッチングを均一に行うことができる。
上記実施形態においては、フッ硝酸、有機物洗浄剤（ＳＣ−１）、リンス液を同じ場所に供給していたが、有機物洗浄剤の供給位置をフッ硝酸の供給位置よりも半径方向やや内側に、リンス液の供給位置を有機物洗浄剤の供給位置よりも半径方向やや内側に設定してもよい。
上記実施形態においては、処理対象となる基板が半導体ウエハであったが、これに限定されず、ガラス基板、セラミック基板等であってもよく、このような基板の上に形成された膜をフッ硝酸によりエッチングする際にも、上述した手法を用いることができる。
なお、ＳｉＧｅ膜を例えば枚葉式処理装置においてサセプタ上で形成した場合、図４に示すように、ウエハＷの表面全体にＳｉＧｅ膜が形成されることに加えて、ウエハＷの端縁ＷＥおよびウエハＷ裏面のベベル部に比較的薄い膜が付着する。ウエハＷの裏面のベベル部よりも中心側の領域にはＳｉＧｅ膜は形成されない。この場合には、以下の手順に従い、第１フッ硝酸処理工程以降の処理を行うことができる（第１フッ硝酸処理工程より前の工程は前述した実施形態と同じように行ってかまわない）。
まず、図８（ａ）に示すように、ウエハ表面の前述した位置Ｐ１だけにフッ酸リッチなフッ硝酸を供給し、ウエハ表面の周縁部分にあるＳｉＧｅ膜をエッチングするとともに、ウエハ表面に供給された後に表面張力によりウエハ裏面側に回り込むフッ硝酸により、ウエハ端縁ＷＥおよびウエハ裏面のベベル部にあるＳｉＧｅ膜をエッチングする。このとき、フッ硝酸の供給流量およびウエハＷの回転数を適宜調節することにより、フッ硝酸により覆われる範囲を調節することができる。エッチングを続けてゆくと、ウエハ端縁ＷＥおよびウエハ裏面のベベル部にある比較的薄いＳｉＧｅ膜の上層（例えば前述した第２層１０３bおよび第３層１０３ｃ）が先に消失する。そうなったら、ＳｉＧｅ膜の下層（例えば前述した第１層１０３ａおよび第２層１０３b）が消失する前に、図８（ｂ）に示すようにリンスノズル４２’からウエハ裏面の前述した位置Ｐ２にＤＩＷを供給して、ウエハ表面側に向かって回り込むＤＩＷにより、ウエハの端縁ＷＥおよび裏面に向かって回り込もうとするフッ硝酸をブロックする。これにより、ウエハ端縁ＷＥおよびウエハ裏面のベベル部にあるＳｉＧｅ膜のエッチングを停止させる。その後、ウエハ表面の周縁部分にあるＳｉＧｅ膜の上層が消失したら、前述した位置Ｐ１に硝酸リッチなフッ硝酸を供給し、再び図８（ａ）に示すようにフッ硝酸がウエハ表面の周縁部分、端縁ＷＥおよび裏面のベベル部ＷＢを覆うようにして、ＳｉＧｅ膜の下層が完全に消失するまでエッチングを行う。
以下に、アモルファスシリコン膜をフッ硝酸を用いてエッチングする前に行われる有機物除去工程の効果を確認する実験の結果について説明する。図９に示すようにシリコンウエハ１０１上に下層としてのＳｉＮ膜１０４およびアモルファスシリコン膜１０５を形成した被処理基板（以下「ウエハ」とも呼ぶ）を用意した。このウエハを水平姿勢で鉛直方向軸線周りに回転させ、図２に示す前処理ノズルから４３，４３’ウエハ周縁部分にＳＣ−１液を供給して有機物除去工程を行い、その後、リンスノズル４２，４２’からウエハ周縁部分にＤＩＷを供給してリンス工程を行い、その後、薬液ノズル４１，４１’からウエハ周縁部分にフッ硝酸を供給してウエハの端縁（Apex）ＷＥから半径方向に概ね２．５〜３ｍｍ程度内側の位置までのアモルファスシリコン膜５を除去するフッ硝酸処理工程を行い、その後再びリンス工程を行い、最後に振り切り乾燥工程を行った。これを実施例とする。比較例として、上記一連の工程から有機物除去工程と１回目のリンス工程を省いた処理を行った。
処理後のウエハのベベル部を走査型電子顕微鏡により撮影した画像の写しを図１０にイラストで示した。ウエハの周縁部分に沿って連続的に撮影した画像を、円弧状のウエハ端縁（Apex）ＷＥの輪郭が直線となるように展開した。図１０「Ｅ」はエッチング範囲であり、ギザギザの線はアモルファスシリコン膜１０５の外周縁の輪郭である。有機物除去工程無しの場合には、図１０（ａ）に示すようにアモルファスシリコン膜１０５の外周縁の輪郭に大きな凹凸が認められる。一方、有機物除去工程有りの場合には、図１０（ｂ）に示すように、アモルファスシリコン膜１０５の外周縁の輪郭に大きな凹凸は認められない。すなわち、フッ硝酸処理工程の前に有機物除去工程を行うことにより、フッ硝酸によりアモルファスシリコン膜１０５が均一にエッチングされるようになることが確認された。
Ｗ 基板（ウエハ）
１０１ シリコンウエハ
１０２ ＳｉＯ２膜
１０３ ＳｉＧｅ膜（除去対象膜）
１０３ｂ，１０３ｃ ＳｉＧｅ膜の上層
１０３ａ ＳｉＧｅ膜の下層
４ 制御装置（制御部）
３０ 基板保持機構
４０ 処理液供給部

Claims (8)

  1. 基板の周縁部分を処理する基板処理方法であって、
    下地膜が形成され、前記下地膜の上に、シリコンゲルマニウム、アモルファスシリコン、及びポリシリコンのうちいずれか１つの物質からなる除去対象膜が形成された基板を保持して回転させる基板回転工程と、
    回転している前記基板の周縁部分に、第１混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第１処理液を供給して前記除去対象膜をエッチングする第１処理工程と、
    前記基板に前記第１処理液を供給した後に、回転している前記基板の周縁部分に第１処理液よりもフッ酸の含有比が低く硝酸の含有比が高い第２混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第２処理液を供給して前記除去対象膜をエッチングする第２処理工程と、
    を備えることを特徴とする、基板処理方法。
  2. 前記第１処理工程の前に、回転している前記基板の周縁部分に有機物洗浄剤を供給する前処理工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記除去対象膜は、上層と、前記上層よりも下にあり前記上層よりも薄い下層を含み、
    前記第１処理工程は、前記上層がエッチングされる時間だけ実行され、
    前記第２処理工程は、前記下層がエッチングされる時間だけ実行される
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載の基板処理方法。
  4. 前記第１処理工程の終了後であって前記第２処理工程の開始前に、ＤＩＷを用いて前記基板のリンスを行うリンス工程をさらに有することを特徴とする、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記下地膜はＳｉＯ２からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  6. 基板処理装置の制御装置をなすコンピュータにより実行されたときに、前記制御装置が前記基板処理装置を制御して請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の基板処理方法を実行させるプログラムが格納された記憶媒体。
  7. 下地膜が形成され、前記下地膜の上に、シリコンゲルマニウム、アモルファスシリコン、及びポリシリコンのうちいずれか１つの物質からなる除去対象膜が形成された基板を処理するための基板処理装置であって、
    基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    前記基板保持機構により保持された基板の周縁部分にフッ酸及び硝酸を含有する処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板保持機構および前記処理液供給部を制御する制御部と、を備え、
    前記処理液供給部は、第１混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第１処理液を供給することができ、かつ、第１処理液よりもフッ酸の含有比が低く硝酸の含有比が高い第２混合比でフッ酸及び硝酸を含有する第２処理液を供給することができるように構成され、
    前記制御部は、前記基板保持機構を制御して前記基板を回転させ、かつ、前記処理液供給部を制御して、回転している前記基板の周縁部分に前記第１処理液を供給させ、その後、回転している前記基板の周縁部分に前記第２処理液を供給させることを特徴とする基板処理装置。
  8. 前記処理液供給部は、前記基板保持機構により保持された基板の周縁部分に有機物洗浄剤を供給することができるようにも構成され、前記制御部は、前記第１処理液を供給する前に、前記処理液供給部に、回転している前記基板の周縁部分に前記有機物洗浄剤を供給させることを特徴とする、請求項７記載の基板処理装置。
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