JP7386700B2

JP7386700B2 - 基板処理方法

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Publication number: JP7386700B2
Application number: JP2019237797A
Authority: JP
Inventors: 聡一朗坂; 弘晃石井
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2023-11-27
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: JP2021106237A

Description

本願は、基板処理方法に関する。

従来から、フッ硝酸を基板の主面に供給して、基板の主面に形成されたポリシリコン膜を除去する基板処理装置が提案されている（例えば特許文献１～４）。これらの基板処理装置は、基板保持部と、回転機構と、処理液供給部とを含んでいる。基板保持部は基板を水平に保持する。回転機構は、基板の中心部を通る鉛直な回転軸のまわりで基板保持部を回転させる。これにより、基板保持部によって保持された基板も回転軸のまわりで回転する。処理液供給部は、基板保持部によって保持された基板の主面にエッチング液を供給する。

特許文献１～４では、処理液供給部は、回転中の基板の周縁部にフッ硝酸を供給することにより、基板の周縁部のポリシリコン膜を除去する。

特開２０１５－２１１０９０号公報特開２０１９－１２９１６２号公報特開２０１７－５９６７６号公報特開２０１６－６３１９３号公報

ポリシリコン膜などの除去対象膜が基板の主面の全面に形成されている場合があり、当該除去対象膜を全面的に除去することが要求される場合がある。この場合、基板処理装置は、除去対象膜を除去するための、フッ硝酸などのエッチング液を基板の主面の全面に供給する。具体的には、回転中の基板の主面の中央部にエッチング液を吐出する。基板の中央部に着液したエッチング液は回転に伴う遠心力を受けて基板の主面の全面に広がる。これにより、除去対象膜を除去することができる。

ところで、基板保持部が複数のチャックピンにより基板を保持する場合がある。複数のチャックピンは基板の端部に沿って等間隔に配列される。基板保持部は複数のチャックピンが基板の端部に当接することにより基板を保持し、複数のチャックピンが基板の端部から離れることで基板の保持が解除される。

このような基板処理装置において、各チャックピンと基板との接触領域では、エッチング液が作用しにくい。よって、当該接触領域には除去対象膜が残留し得る。

そこで、互いに独立して駆動される第１チャックピン群および第２チャックピン群を基板保持部に設けることが考えられる。第１チャックピン群は、基板の端部に沿って配列された複数の第１チャックピンを含み、第２チャックピン群は、基板の端部に沿って配列された複数の第２チャックピンを含む。

基板処理装置は、まず第１チャックピン群が基板を保持した状態で、回転中の基板の主面の中央部に処理液を供給する。これにより、第１チャックピン群と基板との接触領域以外の除去対象膜が除去される。次に、第２チャックピン群が基板を保持し、第１チャックピン群が基板の保持を解除する。これにより、第１チャックピン群によって覆われていた接触領域が露出する。よって、エッチング液が接触領域の除去対象膜に作用して、当該除去対象膜を除去することができる。したがって、基板の主面の全面で除去対象膜を除去することができる。

しかしながら、このような処理方法では、接触領域における除去対象膜の除去に要する時間が長く、スループットの観点では問題があった。

そこで、本願は、速やかに除去対象膜を除去できる基板処理方法を提供することを目的とする。

基板処理方法の第１の態様は、基板の端部を第１チャックピン群で保持する第１保持工程と、前記基板を前記基板の中心を通る鉛直方向の回転軸を中心に回転させる回転工程と、前記基板の端部を第２チャックピン群で保持する第２保持工程と前記第１チャックピン群で保持された前記基板の主面上の第１領域にエッチング液を供給する第１エッチング工程と、第１エッチング工程の後に、前記第２チャックピン群で保持された前記基板の主面上の前記第１領域と異なる第２領域にエッチング液を供給する第２エッチング工程とを備え、前記第２領域は、前記基板の径方向において、前記第１領域よりも前記回転軸に近い。

基板処理方法の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜が形成されており、エッチング液は硝酸を含む。

基板処理方法の第３の態様は、第２の態様にかかる基板処理方法であって、前記第１エッチング工程が完了した後において、前記第２領域には、シリコンまたはポリシリコン膜が露出しており、前記第２エッチング工程において、当該シリコンまたは当該ポリシリコン膜に前記エッチング液が供給されることにより、亜硝酸が生成される。

基板処理方法の第４の態様は、第２または第３の態様にかかる基板処理方法であって、前記第１エッチング工程を開始する前において、前記第１領域には、シリコンまたはポリシリコン膜が露出しており、前記第１エッチング工程において、当該シリコンまたはポリシリコン膜に前記エッチング液が供給されることにより、亜硝酸が生成される。

基板処理方法の第５の態様は、第２から第４のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記エッチング液は、硝酸およびフッ酸を含む。

基板処理方法の第６の態様は、第２から第５のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第２領域は、前記基板の中心を含むことを特徴とする。

基板処理方法の第７の態様は、第６の態様にかかる基板処理方法であって、前記第２エッチング工程において、前記基板の中心よりもずれた着液位置にエッチング液を着液させる。

基板処理方法の第８の態様は、第１から第７のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第１エッチング工程におけるエッチング液の供給は、停止したノズルから供給される。

基板処理方法の第９の態様は、第１から第７のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程においてエッチング液はノズルから供給され、前記ノズルは、前記基板の周縁部から中心部に向けて移動し、前記第１エッチング工程において前記ノズルから供給されるエッチング液は前記第１領域に供給され、前記第２エッチング工程において前記ノズルから供給されるエッチング液は前記第２領域に供給される。

基板処理方法の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第２エッチング工程において、前記基板の回転速度を減少または前記基板の回転を停止させるパドル工程をさらに備える。

基板処理方法の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜が形成されており、前記エッチング液は硝酸を含み、前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程において、前記エッチング液が前記基板に供給されて生じる一酸化窒素の散逸を抑制するように前記基板の上方に対向部材を近接させる。

基板処理方法の第１２の態様は、第１１の態様にかかる基板処理方法であって、前記第１エッチング工程において、前記対向部材を、エッチング液を吐出するノズルに対して、前記第１チャックピン群に保持された前記基板とは反対側の第１位置に位置させ、前記第２エッチング工程において、前記基板の回転速度を減少または前記基板の回転を停止させるパドル工程をさらに備え、前記パドル工程において、前記ノズルを前記対向部材と前記基板との間から外側の待機位置に退避させ、前記対向部材を前記第１位置よりも前記基板に近い第２位置に位置させる。

基板処理方法の第１３の態様は、第１から第１２のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜である除去対象膜が形成され、前記除去対象膜の下地膜として、シリコン酸化膜が形成されている。

基板処理方法の第１から第１３の態様によれば、速やかに除去対象膜９ａを除去することができる。

基板処理装置の全体レイアウトの一例を示す概略に示す平面図である。基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。基板保持部の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。チャックピンおよび基板の構成の一例を概略的に示す図である。チャックピンおよび基板の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。基板処理装置の構成の他の一例を概略的に示す図である。基板処理装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。基板処理装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。基板処理装置の構成の他の一例を概略的に示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

＜第１の実施の形態＞
＜基板処理システムの概略構成＞
図１は、基板洗浄装置として機能する基板処理システム１００の構成の一例を概略的に示す平面図である。図１で示されるように、基板処理システム１００は、例えば、基板の一例としての半導体基板（ウエハ）９の表面に付着した有機系のゴミを除去する処理に用いることができる枚葉式の装置である。有機系のゴミとしては、例えば、基板９の表面に不純物を注入するイオン注入処理等の後において基板９の表面に残っている不要になったレジスト、あるいは基板９の表面のうちの外周部の近傍に付着しているレジスト等に由来する有機系のゴミ等、が含まれる。

基板処理システム１００は、収容器としての複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構としてのロードポートＬＰと、基板９を処理する複数（この実施の形態では、１２台）の処理ユニット１１０とを含む。具体的には、例えば、平面的に配置されている４台の処理ユニット１１０でそれぞれ構成されている３組の処理ユニット１１０が、鉛直方向に積層するように配置されている。

基板処理システム１００は、さらに、例えば、インデクサロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御部６とを含む。インデクサロボットＩＲは、例えば、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板９を搬送することができる。センターロボットＣＲは、例えば、インデクサロボットＩＲと各処理ユニット１１０との間で基板９を搬送することができる。制御部６は、例えば、基板処理システム１００に備えられた各部の動作およびバルブの開閉等を制御することができる。

ここでは、図１で示されるように、ロードポートＬＰと各処理ユニット１１０とは、水平方向に間隔を空けて配置されている。ロードポートＬＰにおいて、複数枚の基板９を収容する複数のキャリアＣは、平面視したときに水平な配列方向Ｄに沿って配列されている。ロードポートＬＰは、基板９を搬入する搬入部として機能する。ここで、インデクサロボットＩＲは、例えば、キャリアＣから基板載置部ＰＡＳＳに複数枚の基板９を一枚ずつ搬送することができるとともに、基板載置部ＰＡＳＳからキャリアＣに複数枚の基板９を一枚ずつ搬送することができる。基板載置部ＰＡＳＳは、基板９を載置する載置台を含む。

センターロボットＣＲは、例えば、基板載置部ＰＡＳＳから各処理ユニット１１０に複数枚の基板９を一枚ずつ搬送することができるとともに、各処理ユニット１１０から基板載置部ＰＡＳＳに複数枚の基板９を一枚ずつ搬送することができる。また、例えば、センターロボットＣＲは、必要に応じて複数の処理ユニット１１０の間において基板９を搬送することができる。インデクサロボットＩＲ、基板載置部ＰＡＳＳおよびセンターロボットＣＲは、基板９を搬入部（ロードポートＬＰ）から受け取り、処理ユニット１１０に受け渡す基板受渡し部として機能する。

図１の例では、インデクサロボットＩＲは、平面視Ｕ字状のハンドＨを有している。ここでは、インデクサロボットＩＲは２つのハンドＨを有する。２つのハンドＨは、互いに異なる高さに配置される。各ハンドＨは基板９を水平な姿勢で支持することができる。インデクサロボットＩＲはハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させることができる。さらに、インデクサロボットＩＲは、鉛直方向に沿った軸を中心として回転（自転）することで、ハンドＨの向きを変更することができる。インデクサロボットＩＲは、受渡位置（図１でインデクサロボットＩＲが描かれている位置）を通る経路において配列方向Ｄに沿って移動する。受渡位置は、平面視したときにインデクサロボットＩＲと基板載置部ＰＡＳＳとが配列方向Ｄに直交する方向において対向する位置である。インデクサロボットＩＲは、任意のキャリアＣおよび基板載置部ＰＡＳＳにそれぞれハンドＨを対向させることができる。ここで、例えば、インデクサロボットＩＲはハンドＨを移動させることにより、キャリアＣに基板９を搬入する搬入動作と、キャリアＣから基板９を搬出する搬出動作とを行うことができる。また、例えば、インデクサロボットＩＲは受渡位置においてハンドＨを移動させることにより、基板載置部ＰＡＳＳに基板９を搬入する搬入動作と、基板載置部ＰＡＳＳら基板９を搬出する搬出動作とを行うことができる。

図１の例では、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと同様に、平面視Ｕ字状のハンドＨを有している。ここでは、センターロボットＣＲは２つのハンドＨを有する。２つのハンドＨは、互いに異なる高さに配置される。各ハンドＨは基板９を水平な姿勢で支持することができる。センターロボットＣＲは各ハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させることができる。さらに、センターロボットＣＲは、鉛直方向に沿った軸を中心として回転（自転）することで、ハンドＨの向きを変更することができる。センターロボットＣＲは、平面視したときに、複数台の処理ユニット１１０に取り囲まれている。センターロボットＣＲは、任意の処理ユニット１１０および基板載置部ＰＡＳＳのいずれかにハンドＨを対向させることができる。ここで、例えば、センターロボットＣＲはハンドＨを移動させることにより、各処理ユニット１１０に基板９を搬入する搬入動作と、各処理ユニット１１０から基板９を搬出する搬出動作とを行うことができる。また、例えば、センターロボットＣＲはハンドＨを移動させることにより、基板載置部ＰＡＳＳに基板９を搬入する搬入動作と、基板載置部ＰＡＳＳら基板９を搬出する搬出動作とを行うことができる。

未処理の基板９はキャリアＣからインデクサロボットＩＲによって取り出され、基板載置部ＰＡＳＳを経由してセンターロボットＣＲに受け渡される。センターロボットＣＲはこの未処理の基板９を処理ユニット１１０に搬入する。処理ユニット１１０は基板９に対して処理を行う。処理済みの基板９はセンターロボットＣＲによって処理ユニット１１０から取り出され、必要に応じて他の処理ユニット１１０を経由したうえで、基板載置部ＰＡＳＳを介してインデクサロボットＩＲに受け渡される。インデクサロボットＩＲは処理済みの基板９をキャリアＣに搬入する。以上により、基板９に対する処理が行われる。

＜基板処理装置＞
図２は、上記処理ユニット１１０の一つに相当する基板処理装置１の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１は、基板９を一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板９は第１主面９１と、第１主面９１と反対側の第２主面９２とを有している。第１主面９１には、デバイスに必要な各種パターンが形成され、第２主面９２には、パターンは形成されない。

第２主面９２には、除去対象膜が形成されている。除去対象膜は、例えば、シリコンであり、より具体的な一例としてポリシリコン膜である。この除去対象膜は基板９の第２主面９２の全面に形成されている。除去対象膜の膜厚は例えば数百ｎｍ程度であり、より具体的な一例として１５０ｎｍ程度である。この除去対象膜は、例えば、基板９が薄い場合に、その基板９の剛性を向上するために形成される。基板９の剛性が向上することにより、基板９に生じる反りを低減することができる。よって、基板９の第１主面９１上に種々のパターンを形成する際に、基板９の反りの影響を低減して、適切にパターンを形成することができる。その一方で、基板９の第１主面９１上に必要なパターンが形成されると、基板９の第２主面９２における除去対象膜を除去する必要がある。基板処理装置１はこの除去対象膜を除去する。

基板処理装置１は、基板保持部２と、基板回転機構３と、処理液供給部４とを含む。基板保持部２および基板回転機構３は、箱状のチャンバ（図示省略）内に収容される。当該チャンバは、およそ密閉された内部空間を形成する。

基板保持部２は、基板９を水平姿勢で保持する。ここでいう水平姿勢とは、基板９の厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。図２の例では、基板保持部２は、第２主面９２が鉛直上方を向く姿勢で基板９を保持している。図２の例では、基板保持部２は、リフト部２２と、チャック部２３とを含んでいる。

図３は、基板保持部２の構成の一例を概略的に示す平面図である。チャック部２３は、複数（図３の例では３つ）の第１チャックピン２３１ａと、複数（図３の例では３つ）の第２チャックピン２３１ｂとを含む。複数の第１チャックピン２３１ａは基板９を水平姿勢で保持することができ、複数の第２チャックピン２３１ｂも基板９を水平姿勢で保持することができる。

リフト部２２は、複数（図３の例では６つ）のリフトピン２２１を含む。リフトピン２２１は、チャック部２３によって保持された基板９の第１主面９１と鉛直方向において対向する位置に設けられる。図３の例では、リフトピン２２１は基板９の周縁に沿って並んで設けられている。また、リフトピン２２１はチャック部２３に対して昇降可能に設けられる。リフトピン２２１が上昇することにより、リフトピン２２１が基板９の周縁部を支持することができる。

基板回転機構３は回転軸Ｊ１のまわりで基板保持部２を回転させる。回転軸Ｊ１は、基板保持部２によって保持された基板９の中央部を通り、鉛直方向に沿って延在する軸である。回転軸Ｊ１は理想的には基板９の中心を通る。図２の例では、基板回転機構３は、シャフト部３１と、モータ３２とを含んでいる。シャフト部３１は、回転軸Ｊ１を中心とする円筒状の形状を有しており、その上端が基板保持部２の下面（具体的には、後述の対向板部２１の下面２１２）の中央部に固定される。モータ３２はシャフト部３１を回転させることにより、基板保持部２を回転軸Ｊ１のまわりで回転させる。これにより、基板保持部２によって保持された基板９も回転軸Ｊ１のまわりで回転する。

処理液供給部４は、基板保持部２によって保持された基板９の第２主面９２に処理液を供給する。図２の例では、処理液供給部４は、ノズル４１と、処理液供給源４２とを含んでいる。ノズル４１はチャンバ内において、基板保持部２によって保持された基板９よりも上方に設けられており、ノズル移動機構４３によって支持される。

ノズル移動機構４３はノズル４１を水平面内で移動させることができる。具体的には、ノズル移動機構４３は、平面視において、基板９の中心より端部寄りの第１処理位置と、当該第１処理位置よりも基板９の中心に近い第２処理位置とに、ノズル４１を移動させることができる。図２の例では、第１処理位置に位置するノズル４１を破線で示し、第２処理位置に位置するノズル４１を実線で示している。

図２の例では、ノズル移動機構４３は、ノズルアーム４３１と、支持棒４３２と、回転機構４３３とを含んでいる。支持棒４３２は、鉛直方向に沿って延在する棒状の形状を有しており、基板保持部２よりも径方向外側に設けられている。ノズルアーム４３１は水平方向に沿って延在する棒状の形状を有しており、その一端が支持棒４３２に連結され、他端はノズル４１に連結されている。回転機構４３３はモータを含んでおり、支持棒４３２をその中心軸Ｊ３のまわりで回動させる。支持棒４３２が回動することにより、ノズルアーム４３１に連結されたノズル４１は、中心軸Ｊ３を中心とした周方向に沿って往復移動する。第１処理位置および第２処理位置は、中心軸Ｊ３を中心とした周方向に延在する移動経路上に位置している。また、ノズル移動機構４３はノズル４１を、基板９よりも径方向外側の待機位置に移動させることもできる。待機位置も当該移動経路上に位置している。

ノズル４１は弁を介して処理液供給源４２に接続される。処理液供給源４２からノズル４１に処理液が供給されることにより、ノズル４１から基板９の第２主面９２に向けて当該処理液が吐出される。図２の処理液供給源４２は、薬液（エッチング液等）、有機溶剤または純水（脱イオン水（ＤＩＷ））等の処理液を順次切り替えてノズル４１に供給可能である。エッチング液は、例えば、硝酸と酸性薬液との混合液である。酸性薬液としては例えばフッ酸を採用できる。この場合、エッチング液はフッ硝酸とも呼ばれる。フッ硝酸を採用する場合には、フッ酸の濃度は例えば５％～２０％程度であり、硝酸の濃度は例えば４０％～６５％程度である。体積比では、フッ酸に対する硝酸の比は、例えば１～１０程度である。有機溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が例示される。

処理液供給部４は、基板９の回転中に処理液を供給する。よって、第２主面９２の上に着液した処理液は、基板９の回転に伴う遠心力を受けて径方向外側に流れ、基板９の端部から外側に飛散する。そこで、基板処理装置１には、基板９の端部から飛散した処理液を受け止めるガード（不図示）が設けられてもよい。このガードは、平面視において基板保持部２を囲む円筒形状を有している。基板９の端部から飛散した処理液はガードの内周面に当たって不図示の回収部に回収される。このガードは昇降可能に設けられてもよい。ガードが上位置に位置するときには、ガードの上端が基板９の第２主面９２よりも上方に位置している。ガードが下位置に位置するときには、ガードの上端は例えば基板保持部２の対向面２１１よりも下方に位置する。

次に、基板保持部２の構成の詳細な一例について説明する。図２および図３の例では、基板保持部２は対向板部２１を含んでいる。対向板部２１は、回転軸Ｊ１を中心とする円板形状を有する。基板保持部２は対向板部２１よりも上方において基板９を保持しており、対向板部２１の上方を向く面は、基板９の下方を向く第１主面９１に対向する対向面２１１である。対向面２１１は回転軸Ｊ１に垂直な方向に広がる。対向面２１１の外周縁は基板９よりも外側に位置している。言い換えれば、対向面２１１の径は基板９の径よりも大きい。

図２および図３の例では、チャック部２３は、複数の第１チャックピン２３１ａと、複数の第２チャックピン２３１ｂと、チャック駆動機構２５とを含んでいる。複数の第１チャックピン２３１ａは第１チャックピン群を構成し、複数の第２チャックピン２３１ｂは第２チャックピン群を構成する。なお、以下において、第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂを区別しない場合には、これらをチャックピン２３１と総称する。

複数の第１チャックピン２３１ａおよび複数の第２チャックピン２３１ｂは、基板９の端部に沿って並んで配列される。図３の例では、第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂは、基板９よりも僅かに大きな径を有する基準円Ｃ１に沿って等間隔で配列されている。つまり、第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂは同心状に配列される。より具体的には、図３の例では、第１チャックピン群に含まれる３つの第１チャックピン２３１ａが周方向に１２０度間隔で配列されており、第２チャックピン群に含まれる３つの第２チャックピン２３１ｂが周方向に１２０度間隔で配列されている。第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂは周方向に６０度間隔で交互に配列されている。チャック駆動機構２５は第１チャックピン群および第２チャックピン群を互いに独立して駆動する。

図３の例では、対向板部２１の対向面２１１において、複数のリフトピン２２１が周方向に等間隔で配列される。複数のリフトピン２２１は、回転軸Ｊ１を中心とした円に沿って並んで配列される。図３の例では、リフトピン２２１は、チャックピン２３１と同様に、基準円Ｃ１に沿って並んで配列される。より具体的には、６つのリフトピン２２１および６つのチャックピン２３１が基準円Ｃ１において３０度間隔で交互に配列されている。

対向面２１１には、複数の穴部２１３および複数の穴部２１５が設けられる。鉛直方向に垂直な穴部２１３および穴部２１５の断面形状は、円形である。複数のリフトピン２２１は複数の穴部２１５にそれぞれ挿入され、複数のチャックピン２３１は複数の穴部２１３にそれぞれ挿入される。リフトピン２２１の穴部２１５における断面形状も円形であり、チャックピン２３１の穴部２１３における断面形状も円形である。図３の例では、リフトピン２２１の直径はチャックピン２３１の直径よりも小さい。各穴部２１５の直径はリフトピン２２１に合わせた値をとり、各穴部２１３の直径はチャックピン２３１に合わせた値をとる。

各リフトピン２２１は穴部２１５において鉛直方向に移動可能に支持される。図２の対向板部２１の内部には、回転軸Ｊ１を中心とする環状空間が設けられており、複数のリフトピン２２１を互いに連結する環状部材が当該環状空間に配置される。当該環状部材は、複数のチャックピン２３１を避けた形状を有しており、複数のチャックピン２３１と干渉することはない。

図２に示すように、リフト部２２はピン昇降機構２４をさらに含む。ピン昇降機構２４は対向板部２１よりも下方に設けられ、例えば、対向板部２１が所定の回転停止位置で停止した状態において、一つの穴部２１５に対向した位置に配置される。ピン昇降機構２４は例えばエアシリンダを有し、ピストンロッド２４１を上昇させて、当該一つの穴部２１５内に位置するリフトピン２２１を押し上げる。これにより、複数のリフトピン２２１が、上位置まで上昇する。上位置において、リフトピン２２１の一部は対向面２１１よりも上方に突出する。この状態で、複数のリフトピン２２１は基板９の第１主面９１の周縁部を支持することができる。

ピン昇降機構２４がピストンロッド２４１を下降させると、複数のリフトピン２２１が、下位置まで下降する。リフトピン２２１の下位置は上位置よりも下方の位置である。基板保持部２の一例では、ピストンロッド２４１が上昇していない状態において、リフトピン２２１が下位置で停止するように、リフトピン２２１がばね等の付勢部材により押圧されている。ピン昇降機構２４は、モータ等を用いてリフトピン２２１を押し上げる機構（例えばボールねじ機構）であってもよい。

リフトピン２２１が上位置まで上昇した状態で、センターロボットＣＲから基板９がリフトピン２２１の上に載置される。そして、リフトピン２２１が下位置まで下降することにより、基板９が下降する。この状態で、基板９は第１チャックピン２３１ａまたは第２チャックピン２３１ｂによって保持される。

図３に示すように、第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂは、対向板部２１に設けられた穴部２１３に挿入される。穴部２１３にはベアリング２１４が設けられており、穴部２１３の回動軸Ｊ２を中心として、チャックピン２３１がベアリング２１４によって回動可能に支持される。以下の説明では、回動軸Ｊ２を「チャック回動軸Ｊ２」という。基板保持部２の一例では、穴部２１３に設けられる図示省略の係止部材により、チャックピン２３１が回動可能な範囲が、所定の角度範囲（後述の保持位置と開放位置とを含む角度範囲）に制限されている。

各チャックピン２３１は、支持体２３１１と、突出部２３０とを含んでいる。支持体２３１１は穴部２１３の内部においてベアリング２１４に連結される。支持体２３１１の上面には、上方に突出する突出部２３０が設けられている。図３の例では、２つの突出部２３０が設けられる。２つの突出部２３０はチャック回動軸Ｊ２から、回転軸Ｊ１についての周方向にずれた位置に配置される。

支持体２３１１がチャック回動軸Ｊ２のまわりで回動することにより、突出部２３０はチャック回動軸Ｊ２の周方向に沿って、基板９の端部に当接する保持位置と、基板９の周縁から離れた開放位置との間で往復移動する。複数のチャックピン２３１がそれぞれの保持位置に停止した状態で、複数のチャックピン２３１は基板９を保持することができる。各突出部２３０のうち基板９の端部に当接するチャック当接面は、回転軸Ｊ１の周方向に沿って見て、Ｖ字状の形状を有しており、基板９の端部がこのチャック当接面に嵌まる。これにより、複数のチャックピン２３１は基板９を保持することができる。複数のチャックピン２３１がそれぞれの開放位置で停止した状態では、基板９の保持が解除される。

チャック駆動機構２５は、チャックピン２３１をチャック回動軸Ｊ２のまわりで回動させることにより、突出部２３０を保持位置と開放位置との間で移動させる。チャック駆動機構２５が複数のチャックピン２３１の突出部３０をそれぞれの保持位置に移動させることにより、複数のチャックピン２３１が基板９の端部に当接して基板９を保持する。チャック駆動機構２５が複数のチャックピン２３１の突出部３０をそれぞれの開放位置に移動させることにより、複数のチャックピン２３１による基板９の保持が解除される。

チャック駆動機構２５はチャックピン２３１ａ，２３１ｂを互いに独立に駆動する。チャック駆動機構２５の構成は特に限定されないものの、その一例について概説する。図２の例では、チャック駆動機構２５は磁石の磁力を用いてチャックピン２３１を駆動する。図２の例では、各第１チャックピン２３１ａの支持体２３１１の下端には回動磁石２５１ａが取り付けられており、その回動磁石２５１ａの近傍には、閉塞磁石２５２ａが設けられている。閉塞磁石２５２ａは対向板部２１の下面２１２に取り付けられる。

チャック駆動機構２５は磁石昇降機構２５４ａを含んでいる。磁石昇降機構２５４ａは例えばエアシリンダを有し、エアシリンダのピストンロッドの先端に開放磁石２５３ａが取り付けられる。開放磁石２５３ａは第１チャックピン２３１ａに対応して設けられる。ここでは、３つの第１チャックピン２３１ａが設けられているので、３つの開放磁石２５３ａが設けられる。３つの開放磁石２５３ａは回転軸Ｊ１のまわりで等間隔に配列される。

磁石昇降機構２５４ａは開放磁石２５３ａを、回動磁石２５１ａに近い近接位置と、回動磁石２５１ａから遠い離間位置との間で昇降させる。近接位置では、回動磁石２５１ａと開放磁石２５３ａとの間の磁力が回動磁石２５１ａと閉塞磁石２５２ａとの間の磁力よりも大きくなり、回動磁石２５１ａは開放位置まで回転する。これにより、回動磁石２５１ａに連結された第１チャックピン２３１ａも開放位置まで回転する。一方で、離間位置では、回動磁石２５１ａと開放磁石２５３ａとの間の磁力が小さくなり、回動磁石２５１ａは閉塞磁石２５２ａとの間の磁力によって保持位置まで回転する。これにより、第１チャックピン２３１ａも保持位置まで回転する。

第２チャックピン２３１ｂも同様である。つまり、各第２チャックピン２３１ｂの支持体２３１１の下端には回動磁石２５１ｂが取り付けられており、その回動磁石２５１ｂの近傍には、閉塞磁石２５２ｂが設けられている。閉塞磁石２５２ｂは対向板部２１の下面２１２に取り付けられる。但し、回動磁石２５１ｂの磁極の向きは回動磁石２５１ａの磁極の向きと反対である。

チャック駆動機構２５は、開放磁石２５３ｂを昇降する磁石昇降機構２５４ｂを含んでいる。開放磁石２５３ａ，２５３ｂは回転軸Ｊ１のまわりで交互に配列される。磁石昇降機構２５４ｂは、開放磁石２５３ｂを回動磁石２５１ｂに近い近接位置と、回動磁石２５１ｂから遠い離間位置との間で昇降させる。近接位置では、回動磁石２５１ｂと開放磁石２５３ｂとの間の磁力により、第２チャックピン２３１ｂは開放位置まで回転する。一方、離間位置では、回動磁石２５１ｂと閉塞磁石２５２ｂとの間の磁力により、第２チャックピン２３１ｂは保持位置まで回転する。

磁石昇降機構２５４ａが開放磁石２５３ａを離間位置に停止させ、磁石昇降機構２５４ｂが開放磁石２５３ｂを近接位置に停止させることにより、第１チャックピン２３１ａが基板９を保持する。一方で、磁石昇降機構２５４ａが開放磁石２５３ａを近接位置に停止させ、磁石昇降機構２５４ｂが開放磁石２５３ｂを離間位置に停止させることにより、第２チャックピン２３１ｂが基板９を保持する。

制御部６は基板処理装置１の各部の動作を制御することができる。具体的には、制御部６は、基板回転機構３のモータ３２、処理液供給部４の弁、ノズル移動機構４３、ピン昇降機構２４、チャック駆動機構２５を制御することができる。

制御部６は電子回路であって、例えばデータ処理装置および記憶媒体を有していてもよい。データ処理装置は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶媒体は非一時的な記憶媒体（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶媒体（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶媒体には、例えば制御部６が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部６が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部６が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。

なお、基板処理装置１は、基板９の温度を調整するための加熱部（不図示）を有していてもよい。加熱部は例えば対向板部２１に内蔵されてもよい。加熱部は熱源として例えば電気抵抗素子を有している。加熱部が基板９の温度を例えば３０℃程度に昇温してもよい。

＜基板処理装置の動作＞
図４は、基板処理装置１の動作の一例を示すフローチャートである。チャック駆動機構２５は、初期的には、複数の第１チャックピン２３１ａおよび複数の第２チャックピン２３１ｂをそれぞれの開放位置で停止させており、ノズル移動機構４３はノズル４１を待機位置で停止させている。

まず、基板９が基板処理装置１内に搬入される（ステップＳ１）。具体的には、ピン昇降機構２４がリフトピン２２１を上位置まで上昇させ、センターロボットＣＲは、第１主面９１が下方を向き第２主面９２が上方を向いた状態で基板９をハンドＨの上に載置し、当該ハンドＨを基板保持部２の上方に移動させる。次に、センターロボットＣＲはハンドＨを下降させることにより、基板９がハンドＨからリフトピン２２１の上に受け渡される。これにより、基板９はリフトピン２２１によって支持される。次に、ピン昇降機構２４はリフトピン２２１を下位置まで下降させる。これにより、リフトピン２２１によって支持された基板９も下降する。

次に、チャック駆動機構２５は複数の第１チャックピン２３１ａをそれぞれの保持位置に移動させ、複数の第１チャックピン２３１ａが基板９を保持する（ステップＳ２：第１保持工程）。図５は、チャックピン２３１および基板９の一例を概略的に示す図である。図５では、第１チャックピン２３１ａおよび第２チャックピン２３１ｂが模式的に矩形のブロックで示されている。複数の第１チャックピン２３１ａはそれぞれの保持位置に位置して基板９の端部に当接し、基板９を保持している。複数の第２チャックピン２３１ｂはそれぞれの開放位置に位置しており、基板９の端部から離れている。図５の例では、基板９の第２主面９２に形成された除去対象膜９ａを斜線のハッチングで示している。除去対象膜９ａは基板９の第２主面９２の全面に形成されており、露出している。除去対象膜９ａは例えばシリコン、より具体的な一例としてポリシリコン膜である。

次に、ノズル移動機構４３はノズル４１を第１処理位置に移動させる（ステップＳ３）。第１処理位置は、基板９の中心よりも基板９の端部寄りの位置である（図１の破線で示されたノズル４１参照）。

次に、基板回転機構３は基板保持部２を回転軸Ｊ１のまわりで回転させ始める（ステップＳ４：回転工程）。これにより、基板保持部２によって保持された基板９も回転軸Ｊ１のまわりで回転する。また、昇降可能にガードが設けられている場合には、ガードを上位置に移動させる。また、加熱部が設けられている場合には、加熱部は基板９の温度を所定の温度（例えば３０℃程度）に加熱してもよい。

次に、処理液供給部４はエッチング液を基板９の第２主面９２に向かって供給する（ステップＳ５：第１エッチング工程）。具体的には、処理液供給部４のバルブが開くことにより、ノズル４１が基板９の第２主面９２に向かってエッチング液を吐出する。エッチング液は例えばフッ硝酸である。図５の例では、エッチング液が基板９の第２主面９２上で着液する着液位置Ｐ１が示されている。着液位置Ｐ２は、例えば、基板９の径の４分の１の径を有する仮想内円と、４分の３の径を有する仮想外円で挟まれた仮想円環領域内に位置していてもよい。具体的な一例として、着液位置Ｐ２は基板９の中心と基板９の端部とのほぼ中央に位置していてもよい。着液位置Ｐ２で着液したエッチング液は着液位置Ｐ１を中心に若干広がりつつ、基板９の回転に伴う遠心力を受けて基板９の端部に向かって流れ、基板９の端部から外側に飛散する。よって、エッチング液は基板９の第２主面９２の全面に作用するのではなく、基板９の第２主面９２のうち周縁領域９２１に作用する。周縁領域９２１とは、第１エッチング工程（ステップＳ５）においてエッチング液と接触する領域である。よって、この第１エッチング工程によって、周縁領域９２１の除去対象膜９ａは除去される。

周縁領域９２１の除去対象膜９ａが除去されたときに、処理液供給部４はエッチング液の供給を一旦中断してもよい。例えば、制御部６は第１エッチング工程におけるエッチング液の供給開始からの経過時間を計測し、経過時間が第１所定時間よりも長くなったときに、処理液供給部４がエッチング液の供給を中断してもよい。第１所定時間は周縁領域９２１の除去対象膜９ａを除去するのに十分な時間であり、例えば数秒程度である。

次に、チャック駆動機構２５は基板９を保持するチャックピンを第１チャックピン２３１ａから第２チャックピン２３１ｂに切り替える（ステップＳ６：第２保持工程）。具体的には、チャック駆動機構２５は、複数の第２チャックピン２３１ｂをそれぞれの保持位置に移動させた後に、複数の第１チャックピン２３１ａをそれぞれの開放位置に移動させる。これにより、複数の第２チャックピン２３１ｂが基板９の端部に当接して、基板９を保持する。各第２チャックピン２３１ｂと基板９との接触領域における除去対象膜９ａは、第１エッチング工程によって既に除去されている。

図６は、チャックピン２３１および基板９の一例を概略的に示す図である。図６は、第１エッチング工程の完了後に第２チャックピン２３１ｂが基板９を保持する様子の一例を示している。図６の例では、第２チャックピン２３１ｂが基板９の端部に当接して基板９を保持しており、第１チャックピン２３１ａは基板９の端部から離れている。図６の例では、基板９の除去対象膜９ａは周縁領域９２１では既に除去されている。よって、周縁領域９２１には、下地膜９ｂが露出している。下地膜９ｂとは、除去対象膜９ａの直下に形成された膜である。言い換えれば、除去対象膜９ａは下地膜９ｂの上に形成されている。

一方で、基板９の第２主面９２のうち中央領域９２２および接触領域９２３では、除去対象膜９ａが残留しており、露出している。中央領域９２２は周縁領域９２１よりも回転軸Ｊ１に近い領域であり、基板９の中心を含む。接触領域９２３は、第１エッチング工程における各第１チャックピン２３１ａと基板９との接触領域である。

次に、ノズル移動機構４３はノズル４１を第１処理位置よりも回転軸Ｊ１側の第２処理位置に移動させる（ステップＳ７）。

次に、処理液供給部４が再びエッチング液を基板９の第２主面９２に供給する（ステップＳ８：第２エッチング工程）。具体的には、処理液供給部４のバルブが開くことにより、ノズル４１が基板９の第２主面９２に向かってエッチング液を吐出する。図６の例では、エッチング液が基板９の第２主面９２上で着液する着液位置Ｐ２が示されている。着液位置Ｐ２は着液位置Ｐ１よりも基板９の中心側（つまり回転軸Ｊ１側）に位置している。言い換えれば、着液位置Ｐ２と基板９の中心との間の距離は、着液位置Ｐ１と基板９の中心との間の距離よりも短い。

着液位置Ｐ２は基板９の中心を含んでいてもよいものの、図６の例では、基板９の中心よりも僅かにずれている。着液位置Ｐ２で着液したエッチング液は着液位置Ｐ２を中心に若干広がりつつ、基板９の回転に伴う遠心力を受けて基板９の端部に向かって流れる。着液位置Ｐ２は、エッチング液が基板９の中心にも接触する程度の範囲内において、基板９の中心からずれている。これにより、第２エッチング工程（ステップＳ８）において、エッチング液は基板９の第２主面９２の全面に流れる。これにより、中央領域９２２および接触領域９２３の除去対象膜９ａが除去される。

第２エッチング工程において中央領域９２２および接触領域９２３の除去対象膜９ａを除去すると、処理液供給部４はエッチング液の供給を停止する。例えば、制御部６は第２エッチング工程におけるエッチング液の供給開始からの経過時間を計測し、経過時間が第２所定時間よりも長くなったときに、処理液供給部４がエッチング液の供給を停止してもよい。第２所定時間は中央領域９２２および接触領域９２３の除去対象膜９ａを十分に除去できる時間であり、例えば数秒程度である。第２所定時間は第１所定時間と同じであってもよく、異なっていてもよい。

次に、処理液供給部４はリンス液を基板９の第２主面９２上に供給する（ステップＳ９）。これにより、基板９の第２主面９２上のエッチング液が洗い流される。言い換えれば、基板９の第２主面９２上のエッチング液がリンス液に置換される。

エッチング液が十分にリンス液に置換されると、処理液供給部４はリンス液の供給を停止する。処理液供給部４はリンス液よりも揮発性の高い有機溶剤を基板９の第２主面９２に供給してもよい。これにより、次の乾燥処理に要する時間を短縮できる。有機溶剤が十分に供給されると、処理液供給部４は有機溶剤の供給を停止し、ノズル移動機構４３がノズル４１を待機位置に移動させる。

次に、制御部６は乾燥処理を行う（ステップＳ１０）。例えば、基板回転機構３は基板保持部２および基板９の回転速度を増加させて、乾燥に適した回転速度で基板保持部２および基板９を回転させる（いわゆるスピンドライ）。乾燥処理が終了すると、基板回転機構３は回転を終了させる。

次に、基板９が搬出される（ステップＳ１１）。具体的には、チャック駆動機構２５が複数の第２チャックピン２３１ｂをそれぞれの開放位置に回転させ、ピン昇降機構２４がリフトピン２２１を上位置に上昇させる。次に、センターロボットＣＲがリフトピン２２１から基板９を取り出して外部に搬送する。

以上のように、第１チャックピン２３１ａが基板９を保持する第１エッチング工程（ステップＳ５）では、エッチング液を基板９の着液位置Ｐ１に着液させることで、エッチング液を周縁領域９２１に供給する。これにより、周縁領域９２１の除去対象膜９ａを除去する。言い換えれば、第１エッチング工程では、周縁領域９２１よりも回転軸Ｊ１に近い中央領域９２２の除去対象膜９ａをあえて残している。そして、続く第２エッチング工程（ステップＳ８）では、エッチング液を着液位置Ｐ２に着液させることで、中央領域９２２にもエッチング液を供給する。具体的には、基板９の第２主面の全面にエッチング液を供給する。これにより、中央領域９２２および接触領域９２３の除去対象膜９ａを除去している。

ここで、比較のために、第１エッチング工程でも第２エッチング工程でも、着液位置Ｐ２にエッチング液を着液させる場合について説明する。この場合、第１エッチング工程において、周縁領域９２１および中央領域９２２の除去対象膜９ａが除去され、各第１チャックピン２３１ａと基板９との接触領域９２３の除去対象膜９ａが残留する。接触領域９２３は基板９の面積に比べて小さく、残留した除去対象膜９ａの体積は小さい。

第２エッチング工程では、この体積の小さい除去対象膜９ａを除去すればよい。しかしながら、実際には、第２エッチング工程において、接触領域９２３の除去対象膜９ａを除去するのに要する時間はむしろ長くなった。例えば当該時間は数十秒程度である。

これに対して、本実施の形態にかかるエッチング方法では、第２エッチング処理に要する時間を比較例に比べて１／３程度に短縮することができた。この理由は、以下のように考察することできる。

エッチング液および除去対象膜９ａが次の２つの化学反応を生じさせることにより、除去対象膜９ａが除去される。

３Ｓｉ＋４ＨＮＯ_３⇔３ＳｉＯ_２＋４ＮＯ＋２Ｈ_２Ｏ・・・（１）
ＳｉＯ_２＋６ＨＦ⇔Ｈ_２ＳｉＦ_６＋２Ｈ_２Ｏ・・・（２）
式（１）は、除去対象膜９ａ（Ｓｉ）と硝酸（ＨＮＯ_３）との酸化反応を示しており、当該酸化反応によりシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）が形成される。式（２）は、式（１）で生じたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）とフッ酸（ＨＦ）との溶解反応を示しており、当該溶解反応によりシリコン酸化膜が除去される。つまり、除去対象膜９ａは、硝酸により酸化されて、一旦、シリコン酸化膜という中間生成膜となり、この中間生成膜がフッ酸により溶解されることで、除去される。

さらに酸化反応をより詳細に確認すると、式（１）の酸化反応と並行して以下の反応も行われている。

Ｈ^＋＋ＮＯ_３ ^－＋２ＮＯ＋２Ｈ_２Ｏ⇔３ＨＮＯ_２・・・（３）
Ｓｉ＋４ＨＮＯ_２⇔ＳｉＯ_２＋４ＮＯ＋２Ｈ_２Ｏ・・・（４）
つまり、式（１）の酸化反応によって生じた一酸化窒素（ＮＯ）と硝酸とが反応し、亜硝酸（ＨＮＯ_２）を生成し（式（３））、当該亜硝酸が除去対象膜９ａ（Ｓｉ）に作用して、除去対象膜９ａを酸化させる（式（４））。亜硝酸は硝酸よりも酸化力が強いので、式（４）の酸化反応により、速やかに除去対象膜９ａを酸化することができる。そして、フッ酸により、そのシリコン酸化膜を速やかに除去することができる。

上述の第１エッチング工程（ステップＳ５）では、エッチング液は基板９の着液位置Ｐ１に着液して第２主面９２を基板９の端部に向かって流れる。このエッチング液は周縁領域９２１に接触するので、式（１）～（４）の反応を伴って周縁領域９２１の除去対象膜９ａを除去する。特に酸化力の強い亜硝酸を利用して周縁領域９２１の除去対象膜９ａを酸化できるので、速やかに除去対象膜９ａを除去することができる。周縁領域９２１の除去対象膜９ａの除去に必要な時間は数秒（例えば３秒）程度である。

一方で、第１エッチング工程では、エッチング液は、基板９のうち周縁領域９２１よりも回転軸Ｊ１側の中央領域９２２には接触しない。よって、第１エッチング工程においては、中央領域９２２の除去対象膜９ａは除去されない。

上述の第２エッチング工程（ステップＳ８）では、エッチング液は、基板９のうち着液位置Ｐ１よりも中心側の着液位置Ｐ２に着液して、第２主面９２を基板９の端部に向かって流れる。着液位置Ｐ１で着液したエッチング液は、まず中央領域９２２における除去対象膜９ａと反応する。これにより、中央領域９２２において十分な亜硝酸（式（３）参照）が生じる。酸化力の強い亜硝酸は基板９の第２主面９２上を端部に向かって流れるので、当該亜硝酸は接触領域９２３の除去対象膜９ａにも作用する。よって、中央領域９２２のみならず接触領域９２３においても除去対象膜９ａを速やかに酸化できる。そして、フッ酸が中央領域９２２および接触領域９２３におけるシリコン酸化膜を除去する。したがって、第２エッチング工程においても、速やかに除去対象膜９ａを除去することができる。中央領域９２２および接触領域９２３の除去対象膜９ａの除去に必要な時間は数秒（例えば３秒）程度である。第１エッチング工程の開始から第２エッチング工程の終了までの時間は例えば１０秒程度である。

他方、比較例にかかるエッチング方法では、第１エッチング工程において、周縁領域９２１および中央領域９２２の除去対象膜９ａを除去する。よって、第１エッチング工程では、体積の小さい除去対象膜９ａしか残らない。よって、第２エッチング工程では、エッチング液はこの体積の小さい接触領域９２３の除去対象膜９ａに作用する。このような体積の小さい除去対象膜９ａでは、亜硝酸が十分に生成されず、除去対象膜９ａの除去に時間がかかると考えられる。比較例では、接触領域９２３の除去対象膜９ａの除去に要する時間は数十秒（例えば２０秒程度）である。比較例では、第１エッチング工程の開始から第２エッチング工程の終了までの時間は例えば３０秒程度である。

また、上述の例では、第２エッチング工程（ステップＳ８）において、着液位置Ｐ２は基板９の中心からずれている。これにより、基板９の中心の除去対象膜９ａを速やかに除去することができた。これは、次の理由によると考察される。即ち、エッチング液は着液位置Ｐ２に着液する際に着液位置を中心に広がるので、基板９の中心に向かって流れるエッチング液が存在するからと考えられる。つまり、基板９の中心からずれた領域で生じた酸化力の強い亜硝酸が基板９の中心に向かって流れ、当該中心の除去対象膜９ａを速やかに酸化し、ひいては、除去対象膜９ａを速やかに除去することができると考えられる。また、基板９の中心に向かって流れるエッチング液もそのまま径方向外側に流れるので、着液位置Ｐ２を流れる。よって、着液位置Ｐ２の除去対象膜９ａも酸化力の強い亜硝酸により酸化して速やかに除去できると考えられる。

＜下地膜９ｂ＞
除去対象膜９ａの直下に形成された下地膜９ｂは特に限定されないものの、例えばシリコン酸化膜であってもよい。この場合、エッチング液によって下地膜９ｂもエッチングされる。よって、第１エッチング工程（ステップＳ５）では、周縁領域９２１において除去対象膜９ａが除去されつつ、下地膜９ｂも若干（例えば数十ｎｍ程度）除去される。下地膜９ｂは周縁領域９２１で露出するので、第２エッチング工程（ステップＳ８）の初期から周縁領域９２１においてエッチングされる。周縁領域９２１におけるフッ酸と下地膜９ｂとの反応により、フッ酸が消費されるので、接触領域９２３におけるエッチング液中のフッ酸の量は低減し得る。

ここで、比較のために、第１エッチング工程でも第２エッチング工程でも、着液位置Ｐ２にエッチング液を着液させる場合について考慮する。この場合、第１エッチング工程によって、周縁領域９２１および中央領域９２２において、除去対象膜９ａが除去され、下地膜９ｂは周縁領域９２１および中央領域９２２において露出する。したがって、第２エッチング工程の初期から、エッチング液は、周縁領域９２１および中央領域９２２の両方において下地膜９ｂと反応する。したがって、エッチング液中のフッ酸は周縁領域９２１および中央領域９２２において下地膜９ｂと反応する。よって、エッチング液が接触領域９２３に到達するまでに消費されるフッ酸の量が多くなり、接触領域９２３には、より低いフッ酸濃度でエッチング液が接触すると考えられる。これにより、接触領域９２３における除去対象膜９ａの除去速度が低下し得る。

これに対して、基板処理装置１によれば、第２エッチング工程では、中央領域９２２に除去対象膜９ａが存在している。言い換えれば、中央領域９２２では、下地膜９ｂは露出していない。よって、中央領域９２２では、エッチング液は除去対象膜９ａと反応する。つまり、一旦、硝酸または亜硝酸による酸化反応が行われ、その酸化反応によって生じたシリコン酸化膜をフッ酸が除去する。このように、中央領域９２２の除去対象膜９ａの除去には、一旦酸化反応が必要となるので、中央領域９２２におけるフッ酸の消費速度（単位時間当たりの消費量）は、下地膜９ｂに比して、少ないと考えられる。よって、比較的高いフッ酸濃度でエッチング液が接触領域９２３の除去対象膜９ａに作用していると考えられる。したがって、第２エッチング工程では、比較例に比べて、より速やかに除去対象膜９ａを除去することができる。

また、この場合、第２エッチング工程において基板９の第２主面に供給するエッチング液のフッ酸の濃度を、第１エッチング工程において基板９の第２主面に供給するエッチング液のフッ酸の濃度よりも高く設定してもよい。第２エッチング工程では、周縁領域９２１においてフッ酸がより多く消費されるからである。例えば、処理液供給部４がフッ酸供給源と硝酸供給源と、これらを混合する混合部とを含む場合、フッ酸供給源から混合部に流入するフッ酸の流量を第１エッチング工程よりも第２エッチング工程において高くすればよい。この流量は、フッ酸供給源と混合部との間に介装されるバルブによって調整可能である。あるいは、硝酸供給源から混合部に流入する硝酸の流量を第１エッチング工程よりも第２エッチング工程において低くしてもよい。この流量は、硝酸供給源と混合部との間に介装されるバルブによって調整可能である。

＜ノズル移動＞
上述の例では、第１エッチング工程において着液位置Ｐ２は固定であり、第２エッチング工程において着液位置Ｐ１は固定である。つまり、第１エッチング工程においても、第２エッチング工程においても、ノズル移動機構４３はノズル４１を停止させている。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えば、第２エッチング工程において、着液位置Ｐ２を、中央領域９２２の端部側から中心側に移動させてもよい。着液位置の移動は、例えば、ノズル移動機構４３によるノズル４１の移動によって実現される。

また、第１エッチング工程の開始から第２エッチング工程の終了までの期間に亘って、ノズル４１を基板９の端部側から中心部に向けて徐々に移動させてもよい。

＜パドル工程＞
上述の例では、第１エッチング工程（ステップＳ５）および第２エッチング工程（ステップＳ８）において、エッチング液は基板９の端部から外側に飛散している。しかるに、第２エッチング工程では、少なくとも所定期間（以下、パドル期間と呼ぶ）において、エッチング液が基板９の端部から飛散しないように、基板９の回転速度を調整してもよい。具体的には、第２エッチング工程において、エッチング液が基板９の第２主面９２の全面に広がった後に、基板回転機構３が基板９の回転速度を第１エッチング工程における回転速度よりも低い回転速度に減少させるとともに、処理液供給部４がエッチング液の供給を停止する。これにより、基板９の第２主面９２上のエッチング液は基板９の端部からほとんど飛散せずに、第２主面９２上で保持される。パドル期間において、基板９の回転を停止してもよい。

図７は、当該基板処理の一例を示すフローチャートである。このフローでは、図４のフローと比較して、ステップＳ８１のパドル工程がさらに実行される。このステップＳ８１はステップＳ１からステップＳ８が実行された後に実行される。具体的には、第２エッチング工程（ステップＳ８）のエッチング液の供給により、エッチング液が基板９の第２主面９２の全面に広がると、基板回転機構３は基板９の回転速度を減少させつつ、処理液供給部４がエッチング液の供給を停止する（ステップＳ８１）。例えば制御部６が第２エッチング工程におけるエッチング液の供給開始からの経過時間を計測し、経過時間が第３所定時間よりも長くなったときに、基板回転機構３が回転速度を減少させつつ、処理液供給部４がエッチング液の供給を停止する。第３所定時間は、エッチング液が基板９の第２主面９２の全面に広がるのに十分な時間である。基板９の回転速度は、エッチング液が基板９の端部から外側に飛散しない程度の回転速度に設定される。これにより、基板９の第２主面９２上のエッチング液が保持される。なお、基板回転機構３は基板９の回転を停止してもよい。

第２主面９２上の除去対象膜９ａが除去されると、基板回転機構３は再び回転速度を増加させ、処理液供給部４がリンス液を基板９の第２主面９２に供給する（ステップＳ９）。その後、ステップＳ１０およびステップＳ１１が実行される。

上述の処理によれば、パドル工程（ステップＳ８１）が実行される。このパドル工程において、エッチング液が基板９の中央領域９２２の除去対象膜９ａと反応することで酸化力の高い亜硝酸が生成され、当該亜硝酸がゆるやかに流動して接触領域９２３の除去対象膜９ａに至って反応することができるので、従来に比して除去対象膜９ａを速やかに除去することができる。エッチング液の流動性を高めるという点では、パドル工程においても基板回転機構３は基板９を回転させることが望ましい。

しかも、パドル工程ではエッチング液の供給を停止するので、エッチング液の消費量を低減することができる。

＜第２の実施の形態＞
＜基板処理装置＞
図８は、基板処理装置１Ａの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１Ａは遮断板（対向部材に相当）７の有無を除いて基板処理装置１と同様の構成を有している。遮断板７は基板保持部２よりも上方に設けられており、基板９の第２主面９２と間隔を空けて対向する。遮断板７の下面は、例えば回転軸Ｊ１を中心とした円形状またはリング形状を有する。遮断板７の下面が基板９と対向する領域の面積は例えば基板９の第２主面９２の面積の半値以上である。好ましくは、遮断板７の下面は、基板９の直径よりも長い直径を有する。遮断板７の下面が、基板９の直径よりも長い直径を有する円状である場合には、遮断板７の下面は基板９の全面と対向する。

遮断板７は昇降機構７１に連結されている。昇降機構７１は例えばボールねじ機構を有しており、遮断板７を、基板９に近い第１遮断位置と、基板９から遠い待機位置との間で昇降させる。基板処理装置１Ａには、遮断板７を回転軸Ｊ１まわりで回転させる回転機構（不図示）が設けられてもよい。昇降機構７１および当該回転機構は制御部６によって制御される。

ノズル４１は例えば基板９と遮断板７との間の高さ位置に設けられている。つまり、ノズル４１は、遮断板７の下面と、基板保持部２によって保持された基板９の第２主面９２との間に設けられている。さらに言い換えれば、遮断板７はノズル４１に対して基板保持部２とは反対側に設けられている。

図９は、基板処理装置１Ａの動作の一例を示すフローチャートである。初期的には、遮断板７は待機位置で停止している。図９のフローでは、図４のフローと比較して、遮断板７の位置制御であるステップＳ９１およびステップＳ９２がさらに実行される。図９の例では、ステップＳ９１はステップＳ１の次に実行される。ステップＳ９１では、昇降機構７１は遮断板７を待機位置から第１遮断位置に下降させる。これにより、基板保持部２によって保持された基板９と遮断板７との間の空間（以下、処理空間と呼ぶ）の体積を小さくすることができる。

次に、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ２からステップＳ１０が実行される。なお、ステップＳ９１はステップＳ５の開始までに実行されればよい。ステップＳ１０の次のステップＳ９２にて、昇降機構７１は遮断板７を待機位置に上昇させる。次に、基板９が搬出される（ステップＳ１１）。

上述の処理によれば、第１エッチング工程（ステップＳ５）および第２エッチング工程（ステップＳ８）において、遮断板７は第１遮断位置で停止しているので、処理空間の体積は小さい。よって、エッチング液が基板９の除去対象膜９ａと反応して一酸化窒素（ＮＯ）が生成されても、その一酸化窒素（ＮＯ）は処理空間で滞留しやすい。言い換えれば、一酸化窒素が基板９から遠ざかって散逸することを抑制できる。一酸化窒素が処理空間で滞留すれば、処理空間内の一酸化窒素が基板９の第２主面９２上のエッチング液と接触して硝酸と反応しやすくなると考えられ、亜硝酸の生成量を増加することができる（式（３）参照）。

あるいは、体積の小さい処理空間内に一酸化窒素が滞留することにより、一酸化窒素が処理空間内で速やかに飽和し、一酸化窒素がエッチング液中に留まりやすくなる、とも考えられる。これによっても、一酸化窒素がエッチング液中の硝酸と反応しやすくなると考えられ、亜硝酸の生成量を増加することができる。

以上のように、第１エッチング工程および第２エッチング工程において、酸化力の強い亜硝酸の生成量を増加させることができる。よって、除去対象膜９ａをより速やかに酸化でき、ひいては、除去対象膜９ａをより速やかに除去することができる。言い換えれば、処理時間をさらに短縮できる。

＜パドル工程＞
基板処理装置１Ａにおいても、第１の実施の形態と同様に、パドル工程を行ってもよい。パドル工程では、エッチングの供給が停止されるので、ノズル４１は遮断板７と基板９との間の処理空間内に位置している必要はない。そこで、パドル工程では、ノズル移動機構４３はノズル４１を処理空間よりも外側の待機位置に退避させてもよい。この場合、ノズル４１が処理空間内に位置していないので、昇降機構７１は遮断板７をさらに基板９の第２主面９２に近づけてもよい。

図１０は、基板処理装置１Ａの当該動作の一例を概略的に示すフローチャートである。図１０のフローでは、図９のフローに比して、ステップＳ８１、ステップＳ９３およびステップＳ９４が実行される。ステップＳ９３はステップＳ１からステップＳ８を実行した後に実行される。具体的には、第２エッチング工程（ステップＳ８）のエッチングの供給により、エッチング液が基板９の第２主面９２の全面に広がると、処理液供給部４はエッチング液の供給を停止するとともに、ノズル移動機構４３はノズル４１を待機位置に移動させる（ステップＳ９３）。これにより、ノズル４１は、遮断板７と基板９との間の処理空間の外側に退避する。

ノズル４１が処理空間から退避すると、昇降機構７１は遮断板７を第１遮断位置よりも基板９の第２主面９２に近い第２遮断位置に下降させる（ステップＳ９４）。これにより、遮断板７と基板９との間の処理空間の体積をさらに低減することができる。

また、基板回転機構３はエッチング液の供給の停止とともに、基板９の回転速度を減少させる（ステップＳ８１）。具体的には、基板回転機構３は、基板９の第２主面９２上のエッチング液が基板９の端部から外側にほとんど飛散しない程度の回転速度で基板９を回転させる。あるいは、基板回転機構３は基板９の回転を停止してもよい。これにより、基板９の第２主面９２の上でエッチング液が保持される。

基板９の第２主面９２上の除去対象膜９ａが除去されると、昇降機構７１は遮断板７を第１遮断位置に上昇させ（ステップＳ９５）、ノズル移動機構４３がノズル４１を第２処理位置に移動させる（ステップＳ９６）。

次に、基板回転機構３は基板９の回転速度を増加させ、また、処理液供給部４がリンス液を基板９の第２主面９２に供給する（ステップＳ９）。次にステップＳ１０、ステップＳ９２およびステップＳ１１がこの順で実行される。

上述の処理によれば、パドル工程（ステップＳ８１）において、ノズル４１は処理空間の外側の待機位置に退避し、遮断板７はより基板９の第２主面９２に近い第２遮断位置で停止している。よって、パドル工程における遮断板７と基板９との間の処理空間の体積を更に低減することができる。したがって、パドル工程における亜硝酸の生成量をさらに増加することができ、除去対象膜９ａをさらに速やかに除去できる。

＜ガス供給＞
図９は、基板処理装置１Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１Ｂは遮断板７の構成という点で基板処理装置１Ａと相違する。図９の例では、遮断板７の中央部には、貫通孔７２が形成されている。貫通孔７２は遮断板７を鉛直方向に貫通する。よって、貫通孔７２の下端は遮断板７の下面において開口する。この貫通孔７２は、平面視において、基板９の中央部と向かい合う位置に形成され得る。貫通孔７２は平面視において例えば円形に形成される。

この貫通孔７２の上端はバルブを介してガス供給源７３に接続されている。当該バルブは制御部６によって制御される。ガス供給源７３は希ガス（例えばアルゴン）または窒素などの不活性ガスを貫通孔７２に供給する。これにより、遮断板７の貫通孔７２の下端から不活性ガスが吐出される。不活性ガスは基板９の第２主面９２に向かいつつ、第２主面９２に衝突して径方向外側に向かって流れる。よって、処理空間内の気体が外側に流出する。

図９の例では、チャンバ８が図示されている。チャンバ８は例えば箱状形状を有しており、基板保持部２、ピン昇降機構２４、チャック駆動機構２５、基板回転機構３、ノズル４１、ノズル移動機構４３、遮断板７および昇降機構７１を収納する。チャンバ８には、排気口８１が形成されている。排気口８１はチャンバ８内の気体を外部の排気部（不図示）に排気する。なお、チャンバ８には、基板９の搬出入に利用されるシャッタ（不図示）が設けられている。

基板処理装置１Ｂは、基板９の第２主面９２に対する処理の終了後に、つまり、ステップＳ９の終了後に、ガス供給源７３から不活性ガスを供給し、チャンバ８内の気体を排気口８１から外部に排気する。これにより、一酸化窒素が外気に漏れる可能性を低減することができる。一酸化窒素が排気部に十分に排気された後に、基板９が搬出される（ステップＳ１０）。

以上のように、基板処理装置１，１Ａ，１Ｂは詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この基板処理装置がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

例えば、第１エッチング工程および第２エッチング工程の間で必ずしもエッチング液の供給を中断する必要はない。ノズル４１がエッチング液を吐出しながら、着液位置を着液位置Ｐ１から着液位置Ｐ２に移動させてもよい。

また、上述の例では、ノズル４１を移動させて、第２チャックピン２３１ｂが基板９を保持しているときのエッチング液の着液位置Ｐ２を、第１チャックピン２３１ａが基板９を保持しているときのエッチング液の着液位置Ｐ１よりも径方向内側に位置させている。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えば、着液位置Ｐ１にエッチング液を着液させる第１ノズルと、着液位置Ｐ２にエッチング液を着液させる第２ノズルとが設けられてもよい。この態様によれば、第１エッチング工程において、第２ノズルがエッチング液を吐出せずに、第１ノズルがエッチング液を吐出し、第２エッチング工程において、第１ノズルがエッチング液を吐出せずに、第２ノズルがエッチング液を吐出すればよい。

また、除去対象膜９ａはシリコンまたはポリシリコン膜に限定されず、エッチング液も、硝酸とフッ酸との混合液に限定されない。要するに、エッチング液は第１薬液と第２薬液とを含み、除去対象膜９ａと第１薬液とが反応して、除去対象膜９ａを中間生成膜に変更するための化合物を生成し、第２薬液が当該中間生成膜に作用して当該中間生成膜を溶解すればよい。

１，１Ａ基板処理装置
２３１ａ第１チャックピン群の第１チャックピン
２３１ｂ第２チャックピン群の第２チャックピン
４１ノズル
７対向部材（遮断板）
９基板
９２１第１領域（周縁領域）
９２２第２領域（中央領域）
Ｊ１回転軸

Claims

基板の端部を第１チャックピン群で保持する第１保持工程と、
前記基板を前記基板の中心を通る鉛直方向の回転軸を中心に回転させる回転工程と、
前記基板の端部を第２チャックピン群で保持する第２保持工程と
前記第１チャックピン群で保持された前記基板の主面上の第１領域にエッチング液を供給する第１エッチング工程と、
第１エッチング工程の後に、前記第２チャックピン群で保持された前記基板の主面上の前記第１領域と異なる第２領域にエッチング液を供給する第２エッチング工程とを備え、
前記第２領域は、前記基板の径方向において、前記第１領域よりも前記回転軸に近い、基板処理方法。
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜が形成されており、
エッチング液は硝酸を含む、基板処理方法。
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記第１エッチング工程が完了した後において、前記第２領域には、シリコンまたはポリシリコン膜が露出しており、
前記第２エッチング工程において、当該シリコンまたは当該ポリシリコン膜に前記エッチング液が供給されることにより、亜硝酸が生成される、基板処理方法。
請求項２または請求項３に記載の基板処理方法であって、
前記第１エッチング工程を開始する前において、前記第１領域には、シリコンまたはポリシリコン膜が露出しており、
前記第１エッチング工程において、当該シリコンまたはポリシリコン膜に前記エッチング液が供給されることにより、亜硝酸が生成される、基板処理方法。
請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記エッチング液は、硝酸およびフッ酸を含む、基板処理方法。
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第２領域は、前記基板の中心を含むことを特徴とする、基板処理方法。
請求項６に記載の基板処理方法であって、
前記第２エッチング工程において、前記基板の中心よりもずれた着液位置にエッチング液を着液させる、基板処理方法。
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第１エッチング工程におけるエッチング液の供給は、停止したノズルから供給される、基板処理方法。
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程においてエッチング液はノズルから供給され、
前記ノズルは、前記基板の周縁部から中心部に向けて移動し、
前記第１エッチング工程において前記ノズルから供給されるエッチング液は前記第１領域に供給され、
前記第２エッチング工程において前記ノズルから供給されるエッチング液は前記第２領域に供給される、基板処理方法。
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第２エッチング工程において、前記基板の回転速度を減少または前記基板の回転を停止させるパドル工程をさらに備える、基板処理方法。
請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜が形成されており、
前記エッチング液は硝酸を含み、
前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程において、前記エッチング液が前記基板に供給されて生じる一酸化窒素の散逸を抑制するように前記基板の上方に対向部材を近接させる、基板処理方法。
請求項１１に記載の基板処理方法であって、
前記第１エッチング工程において、前記対向部材を、エッチング液を吐出するノズルに対して、前記第１チャックピン群に保持された前記基板とは反対側の第１位置に位置させ、
前記第２エッチング工程において、前記基板の回転速度を減少または前記基板の回転を停止させるパドル工程をさらに備え、前記パドル工程において、前記ノズルを前記対向部材と前記基板との間から外側の待機位置に退避させ、前記対向部材を前記第１位置よりも前記基板に近い第２位置に位置させる、基板処理方法。
請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記基板には、シリコンまたはポリシリコン膜である除去対象膜が形成され、前記除去対象膜の下地膜として、シリコン酸化膜が形成されている、基板処理方法。