JP7422586B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板上に形成されたルテニウム（Ｒｕ）膜などの貴金属膜をエッチングする技術が知られている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１６／０６８１８３号
本開示は、基板上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板回転部と、処理液供給部と、陽極および陰極と、制御部とを備える。基板回転部は、基板を保持して回転させる。処理液供給部は、前記基板回転部に保持される前記基板に処理液を供給する。陽極および陰極は、前記処理液供給部から供給される前記処理液に電圧を印加する。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、前記陽極と前記陰極とをそれぞれ独立して前記処理液に接触させ、前記基板の回転時に、前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液とが離間された状態で前記基板に供給されるように制御する。
本開示によれば、基板上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、処理ユニットの具体的な構成例を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図４は、実施形態に係るエッチング処理のメカニズムを説明するための図である。 図５は、実施形態に係るエッチング処理の良否について示す図である。 図６は、実施形態の変形例１に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図７は、実施形態の変形例２に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図８は、実施形態の変形例３に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図９は、実施形態の変形例４に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１０は、実施形態の変形例５に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１１は、実施形態の変形例６に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１２は、実施形態の変形例７に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１３は、実施形態の変形例８に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１４は、実施形態の変形例９に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１５は、実施形態の変形例１０に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１６は、実施形態の変形例１１に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１７は、実施形態の変形例１１に係るエッチング処理の良否について示す図である。 図１８は、実施形態の変形例１２に係る処理ユニット内の処理液供給部および電圧印加部の構成を示す図である。 図１９は、実施形態に係る基板処理システムが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板上に形成されたルテニウム（Ｒｕ）膜などの貴金属膜をエッチングする技術が知られている。しかしながら、従来技術には、貴金属膜のエッチングレートを向上させるうえで更なる改善の余地があった。
そこで、上述の問題点を克服し、基板上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。なお、基板処理システム１は、洗浄装置の一例である。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、実施形態では半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハ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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハ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ェハ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からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハ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へ搬入されたウェハ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ェハ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。
＜処理ユニットの構成＞
次に、処理ユニット１６の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、処理ユニット１６の具体的な構成例を示す模式図である。図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板回転部３０と、処理液供給部４０と、回収カップ５０とを備える。また、詳細は後述するが、処理ユニット１６は、さらに電圧印加部６０（図３参照）を備える。
チャンバ２０は、基板回転部３０と、処理液供給部４０と、回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
基板回転部３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備え、ウェハＷを保持して回転させる。保持部３１は、ウェハＷの底面を吸着して、かかるウェハＷを水平に保持する。
支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。
かかる基板回転部３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。
処理液供給部４０は、ウェハＷの周縁部Ｗａなどに対して処理液Ｌ（図３参照）を供給する。処理液供給部４０は、複数（ここでは２つ）のノズル４１ａ、４１ｂと、かかるノズル４１ａ、４１ｂをそれぞれ水平に支持するアーム４２ａ、４２ｂと、アーム４２ａ、４２ｂをそれぞれ旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ａ、４３ｂとを備える。
ノズル４１ａは、バルブ４４ａおよび流量調整器４５ａを介して処理液供給源４６に接続される。また、ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂおよび流量調整器４５ｂを介して処理液供給源４６に接続される。
処理液供給源４６から供給される処理液Ｌは、酸性水溶液、中性水溶液またはアルカリ性水溶液である。この処理液Ｌとして用いられる酸性水溶液は、塩酸（ＨＣｌ）や硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などである。また、処理液Ｌとして用いられる中性水溶液は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液や塩化カリウム（ＫＣｌ）水溶液などである。
また、処理液Ｌとして用いられるアルカリ性水溶液は、ＴＭＡＨ（TetraMethylAmmonium Hydroxide）や水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、アンモニア（ＮＨ３）水溶液などである。
なお、処理液Ｌは、電解質を含む有機溶媒（たとえば、アルコールや炭化水素などの有機溶媒に過塩素酸塩などの塩が含有した液体）であってもよい。
ノズル４１ａおよびノズル４１ｂは、処理液供給源４６より供給される処理液ＬをウェハＷの周縁部Ｗａにおける所定の箇所に個別に吐出する。
回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液Ｌを捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液Ｌは、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。
＜処理液供給部および電圧印加部の構成＞
次に、実施形態に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成について、図３～図５を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。
制御部１８（図１参照）は、図３に示すように、処理液供給部４０のノズル４１ａおよびノズル４１ｂを用いて、回転中のウェハＷの周縁部Ｗａにおける所定の箇所に処理液Ｌを吐出する。実施形態では、ノズル４１ａおよびノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌが、ウェハＷの周縁部Ｗａまで途切れることなく吐出される。
また、実施形態に係る処理ユニット１６は、ウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに電圧を印加する電圧印加部６０を備える。かかる電圧印加部６０は、陽極６１と、陰極６２と、直流電源６３と、スイッチ６４とを有する。
陽極６１は、ノズル４１ａの内部に設けられ、ノズル４１ａ内を通流する処理液Ｌに所定の正電圧を印加する。陰極６２は、ノズル４１ｂの内部に設けられ、ノズル４１ｂ内を通流する処理液Ｌに所定の負電圧を印加する。
また、陽極６１は直流電源６３の正極側に接続され、陰極６２は直流電源６３の負極側にスイッチ６４を介して接続される。制御部１８は、かかるスイッチ６４をオン状態に制御することにより、陽極６１に所定の正電圧を印加することができるとともに、陰極６２に所定の負電圧を印加することができる。
そして、実施形態では、ノズル４１ａから吐出される処理液ＬがウェハＷの周縁部Ｗａまで途切れることなく吐出されることから、処理液Ｌを介してウェハＷの周縁部Ｗａまで所定の正電圧が印加される。
同様に、実施形態では、ノズル４１ｂから吐出される処理液ＬがウェハＷの周縁部Ｗａまで途切れることなく吐出されることから、処理液Ｌを介してウェハＷの周縁部Ｗａまで所定の負電圧が印加される。
ここで、実施形態では、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌと、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとが、回転中のウェハＷの周縁部Ｗａにおいて離間して配置される。すなわち、回転中のウェハＷの周縁部Ｗａにおいて、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌと、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間には、ギャップＧが設けられる。
かかるギャップＧの効果について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係るエッチング処理のメカニズムを説明するための図である。なお、図４の例では、処理液Ｌに塩酸を用いるとともに、ウェハＷの表面にルテニウム膜が形成されている場合について示す。
図４に示すように、直流電源６３の負極から陰極６２に供給される電子によって、陰極６２と処理液Ｌとの界面では処理液Ｌ中の水素イオン（Ｈ＋）の還元反応が生じる。
また、陰極６２に接する処理液ＬとウェハＷとの界面では、陽極酸化によりルテニウムがイオン化して、かかるイオン化したルテニウム（Ｒｕ３＋）が処理液Ｌに溶出する。これにより、ウェハＷの表面に形成されるルテニウム膜が電気化学的にエッチングされることから、かかるルテニウム膜を効率よくエッチングすることができる。
なお、かかる陽極酸化によって生じた電子は、ウェハＷを介して陽極６１と接する処理液Ｌに供給される。そして、かかる電子によって、ウェハＷと陽極６１に接する処理液Ｌとの界面では処理液Ｌ中の水素イオン（Ｈ＋）の還元反応が生じる。
また、陽極６１と処理液Ｌとの界面では、処理液Ｌ中の塩素イオン（Ｃｌ－）の酸化反応が生じる。そして、かかる酸化反応によって生じた電子は、陽極６１および直流電源６３を介して陰極６２に供給され、ここまで説明した各種の反応が繰り返される。
ここで、もし仮に、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌとノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間にギャップＧが形成されていない場合、陰極６２と接する処理液Ｌ内で生じた電子は、ウェハＷよりもむしろ処理液Ｌを介して陽極６１に供給される。
なぜなら、ウェハＷに形成されるルテニウム膜は膜厚が比較的薄い（数十ｎｍ程度）ことから、電気抵抗がかなり大きいため、処理液Ｌのほうが電子が流れやすいためである。
これにより、陰極６２に接する処理液ＬとウェハＷとの界面において、ルテニウムが陽極酸化される割合が低くなる。すなわち、ギャップＧが形成されていない場合、ルテニウム膜のエッチングレートを向上させることが困難である。
しかしながら、実施形態では、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌとノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間にギャップＧが形成されることから、陰極６２と処理液Ｌとの界面で生じた電子がウェハＷを介して陽極６１に供給される。これにより、ウェハＷ表面のルテニウムが陽極酸化される割合を高くすることができる。
したがって、実施形態によれば、ギャップＧを設けることにより、図５に示すように、ウェハＷ上の貴金属膜（ここではルテニウム膜）を効率よくエッチングすることができる。図５は、実施形態に係るエッチング処理の良否について示す図である。
なお、上記の実施形態では、ルテニウム膜を塩酸で電気化学的にエッチングした例について示したが、実施形態に係るエッチング処理を施す貴金属膜はルテニウム膜に限られず、また用いられる処理液Ｌは塩酸に限られない。
＜各種変形例＞
つづいて、実施形態の各種変形例について、図６～図１８を参照しながら説明する。なお、以下の各種変形例において、実施形態と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
図６は、実施形態の変形例１に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。なお、以降の図面では、電圧印加部６０の直流電源６３やスイッチ６４の図示を省略する場合がある。
図６に示すように、変形例１では、処理ユニット１６にガスノズル７０が別途設けられる点が実施形態と異なる。かかるガスノズル７０は、空気や窒素などのガスを、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌと、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間に吐出する。
変形例１では、このガスノズル７０によって、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌとノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間にギャップＧをより確実に形成することができる。したがって、変形例１によれば、ウェハＷ上の貴金属膜をさらに効率よくエッチングすることができる。
なお、図６の例では、ガスノズル７０がノズル４１ａやノズル４１ｂと別体で設けられる例について示したが、ガスノズル７０の構成はこの例に限られない。図７は、実施形態の変形例２に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。
図７に示すように、ガスノズル７０は、ノズル４１ａやノズル４１ｂと一体で設けられてもよい。これにより、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌとノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間に、ガスをより確実に吐出することができる。
図８は、実施形態の変形例３に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図８に示すように、それぞれに陰極６２が設けられるノズル４１ｂを処理ユニット１６内に複数（図では５つ）配置して、かかる複数のノズル４１ｂから個別に処理液ＬをウェハＷの周縁部Ｗａに吐出してもよい。
このような場合であっても、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌと、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌとの間にギャップＧを設けることにより、ウェハＷ上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる。
また、変形例３では、貴金属膜が電気化学的にエッチングされる箇所（すなわち、ノズル４１ｂから処理液Ｌが吐出される箇所）を増やすことができることから、ウェハＷ上の貴金属膜をより効率よくエッチングすることができる。
なお、図８の例では、隣接するノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌ同士が離間して配置される例について示しているが、隣接するノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌ同士は必ずしも離間しなくともよい。
たとえば、隣接するノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌ同士を互いに接触させることにより、かかる接触した処理液Ｌ内において、貴金属膜を均等にエッチングすることができる。
また、図８の例では、複数のノズル４１ｂを用いて複数の箇所に処理液Ｌを吐出する例について示したが、ノズル４１ｂの構成はこの例に限られない。図９は、実施形態の変形例４に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。
図９に示すように、陰極６２が設けられる１つのノズル４１ｂに複数（図では５つ）の吐出口を設け、かかる複数の吐出口から個別に処理液ＬをウェハＷの周縁部Ｗａに吐出してもよい。これによっても、貴金属膜が電気化学的にエッチングされる箇所を増やすことができることから、ウェハＷ上の貴金属膜をより効率よくエッチングすることができる。
ここまで説明した例では、ノズル４１ａおよびノズル４１ｂの内部にそれぞれ陽極６１および陰極６２が配置された例について示したが、陽極６１および陰極６２の配置はこの例に限られない。
図１０は、実施形態の変形例５に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。なお、図１０～図１５では、ノズル４１ａにおける陽極６１の配置と、ノズル４１ｂにおける陰極６２の配置とを同じ図面で示す。
また、図１０～図１５の例において、ノズル４１ｂにおける陰極６２の配置は、ノズル４１ａにおける陽極６１の配置と同様であることから、ノズル４１ｂにおける陰極６２の配置についての説明は省略する。
図１０に示すように、陽極６１は、ノズル４１ａに処理液Ｌを供給する導電性配管４７に設けられてもよい。これによっても、導電性配管４７およびノズル４１ａ内を通流する処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。
したがって、変形例５によれば、ノズル４１ａからウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。なお、導電性配管４７としては、たとえば、樹脂材料にカーボンなどの導電性粉末を添加することで導電性が付与された配管を用いることができる。
図１１は、実施形態の変形例６に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図１１に示すように、陽極６１は、ノズル４１ａからウェハＷの周縁部Ｗａに吐出された後の処理液Ｌに直接接触するように配置されてもよい。
これによっても、ノズル４１ａからウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。なお、周縁部Ｗａに吐出された後の処理液Ｌに直接接触するように陽極６１を配置する場合、かかる陽極６１の側面を覆うようにカバー６５を設けるとよい。
ここまで説明した例では、ノズル４１ａからウェハＷの周縁部Ｗａに処理液Ｌが直接吐出された例について示したが、処理液Ｌをいったん液保持部材で保持し、この保持された状態の処理液ＬをウェハＷの周縁部Ｗａに接触させてもよい。
図１２は、実施形態の変形例７に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図１２では、処理液Ｌを保持可能に構成される液保持部材の一例として、多孔質体６６を用いた例について示している。かかる多孔質体６６は、たとえば、スポンジであり、陽極６１の側面に巻かれるように配置される。
そして、変形例７では、ノズル４１ａから処理液Ｌを多孔質体６６に吐出して、かかる多孔質体６６で処理液Ｌを保持する。さらに、処理液Ｌが保持された多孔質体６６をウェハＷの周縁部Ｗａに接触させることにより、ウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。
また、変形例７では、多孔質体６６に保持された処理液Ｌで周縁部Ｗａのエッチング処理を行うことができることから、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
図１３は、実施形態の変形例８に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図１３に示すように、多孔質体６６の大部分をカバー６７で覆い、このカバー６７と多孔質体６６との間に陽極６１を配置してもよい。
これによっても、処理液Ｌが保持された多孔質体６６の露出した部分をウェハＷの周縁部Ｗａに接触させることにより、ウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。
また、変形例８では、多孔質体６６に保持された処理液Ｌで周縁部Ｗａのエッチング処理を行うことができることから、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
なお、図１２および図１３の例では、液保持部材として多孔質体６６を用いた例について示したが、実施形態に係る液保持部材は多孔質体６６に限られない。図１４は、実施形態の変形例９に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。
図１４に示すように、変形例９では、ノズル４１ａの吐出口に液保持部４１ｃが設けられている。この液保持部４１ｃは、液保持部材の別の一例であり、断面視で略Ｃ字形状を有する。液保持部４１ｃでは、処理液Ｌの表面張力を利用することにより、処理液Ｌを凹部４１ｃａの内部に保持することができる。
また、変形例９では、陽極６１がノズル４１ａに処理液Ｌを供給する導電性配管４７に設けられる。すなわち、変形例９では、液保持部４１ｃに保持される処理液Ｌに陽極６１が間接的に接触する。
そして、図１４に示すように、液保持部４１ｃの凹部４１ｃａにウェハＷの周縁部Ｗａを挿入することにより、ウェハＷの周縁部Ｗａに保持される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。
また、変形例９では、液保持部４１ｃに保持された処理液Ｌで周縁部Ｗａのエッチング処理を行うことができることから、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
なお、図１４の例では、陽極６１が導電性配管４７に設けられる例について示したが、陽極６１の配置はこの例に限られない。図１５は、実施形態の変形例１０に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。
図１５に示すように、変形例１０では、液保持部４１ｃに形成される凹部４１ｃａの内側に陽極６１が設けられる。これによっても、凹部４１ｃａの内部にウェハＷの周縁部Ｗａを挿入することにより、ウェハＷの周縁部Ｗａに供給される処理液Ｌに所定の正電圧を印加することができる。
また、変形例１０では、液保持部４１ｃに保持された処理液Ｌで周縁部Ｗａのエッチング処理を行うことができることから、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
図１６は、実施形態の変形例１１に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図１６に示すように、変形例１１では、処理ユニット１６に光源８０が別途設けられる点が実施形態と異なる。
かかる光源８０は、ノズル４１ａ、４１ｂから吐出される処理液Ｌに光を照射する。かかる光源８０は、チャンバ２０の上部に設けられてもよいし、チャンバ２０の側面に設けられていてもよい。また、光源８０は、チャンバ２０の内面に固定されていてもよいし、チャンバ２０の内壁に埋め込まれていてもよい。
また、光源８０は、ノズル４１ａ、４１ｂから吐出される処理液Ｌに光をスポット照射してもよいし、ウェハＷの全面に光を照射してもよい。
変形例１１では、この光源８０からの光照射により、ウェハＷの表面に形成される貴金属膜のみならず、ウェハＷの表面に形成される半導体膜（たとえば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜）なども効率よくエッチングすることができる。
なぜなら、半導体膜のバンドギャップよりも高いエネルギーの光を処理液Ｌに照射することにより、半導体膜を励起状態にすることができることから、かかる半導体膜を光電気化学的にエッチングできるからである。
ここで、半導体膜のバンドギャップをＥ（ｅＶ）、光源８０から照射される光の波長をλ（ｎｍ）とした場合、下記の式（１）を満たす波長の光を照射することにより、ウェハＷ表面の半導体膜をエッチングすることができる。
Ｅ≧１２４０／λ ・・・（１）
そして、上記の式（１）を考慮した場合、変形例１１では、光源８０から照射される光が紫外光であるとよい。このように、波長の小さい紫外光を処理液Ｌに照射することにより、ＤＬＣ膜などの比較的バンドギャップが大きい半導体膜であっても、効率よくエッチングすることができる。
図１７は、実施形態の変形例１１に係るエッチング処理の良否について示す図である。なお、図１７では、ウェハＷの表面に形成されるＤＬＣ膜をＴＭＡＨでエッチング処理した場合の結果を示している。
図１７に示すように、変形例１１では、陽極６１側（すなわち、ノズル４１ａから吐出される処理液Ｌ）および陰極６２側（すなわち、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌ）の両方に光を照射した場合に、ＤＬＣ膜のエッチングレートがもっとも高くなる。また、変形例１１では、陽極６１側にのみ光を照射した場合でも、ＤＬＣ膜を効率よくエッチングすることができる。
一方で、変形例１１では、処理液Ｌに光を照射しない場合、ＤＬＣ膜をエッチングすることができない。さらに、変形例１１では、陰極６２側にのみ光を照射したとしても、ＤＬＣ膜を光電気化学的にエッチングすることができない。
すなわち、変形例１１では、少なくとも陽極６１と接触する処理液Ｌに光を照射することにより、半導体膜を光電気化学的にエッチングすることができる。
図１８は、実施形態の変形例１２に係る処理ユニット１６内の処理液供給部４０および電圧印加部６０の構成を示す図である。図１８に示すように、変形例１２では、陽極６１がウェハＷに直接接触している点が実施形態と異なる。変形例１２では、たとえば、陽極６１がウェハＷの中心に接触している。
このような場合であっても、ノズル４１ｂから吐出される処理液Ｌに所定の負電圧を印加することにより、ウェハＷ上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる。
実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、基板回転部３０と、処理液供給部４０と、陽極６１および陰極６２と、制御部１８とを備える。基板回転部３０は、基板（ウェハＷ）を保持して回転させる。処理液供給部４０は、基板回転部３０に保持される基板（ウェハＷ）に処理液Ｌを供給する。陽極６１および陰極６２は、処理液供給部４０から供給される処理液Ｌに電圧を印加する。制御部１８は、各部を制御する。また、制御部１８は、陽極６１と陰極６２とをそれぞれ独立して処理液Ｌに接触させ、基板（ウェハＷ）の回転時に、陽極６１に接触する処理液Ｌと陰極６２に接触する処理液Ｌとが離間された状態で基板（ウェハＷ）に供給されるように制御する。これにより、ウェハＷ上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、陽極６１に接触する処理液Ｌと陰極６２に接触する処理液Ｌとの間にガスを吐出するガスノズル７０をさらに備える。これにより、ウェハＷ上の貴金属膜をさらに効率よくエッチングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、陽極６１および陰極６２の少なくとも一方は、液体を保持可能に構成される液保持部材に保持される処理液Ｌに直接または間接的に接触する。これにより、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、液保持部材は、多孔質体６６で構成される。これにより、処理液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理液Ｌに光を照射する光源８０をさらに備える。これにより、ウェハＷの表面に形成される半導体膜なども効率よくエッチングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、光源８０は、陽極６１に接触する処理液Ｌに光を照射する。これにより、半導体膜を光電気化学的にエッチングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、光源８０は、処理液Ｌに紫外光を照射する。これにより、ＤＬＣ膜などの比較的バンドギャップが大きい半導体膜であっても、効率よくエッチングすることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部１８は、陽極６１に接触する処理液Ｌと陰極６２に接触する処理液Ｌとがいずれも基板（ウェハＷ）の周縁部Ｗａに供給されるように制御する。これにより、ウェハＷをベベルエッチングすることができる。
＜処理の手順＞
つづいて、実施形態に係る基板処理の手順について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。
最初に、制御部１８は、処理ユニット１６などを制御して、基板回転部３０でウェハＷを保持して回転させる（ステップＳ１０１）。そして、制御部１８は、処理液供給部４０などを制御して、ウェハＷの周縁部Ｗａに処理液Ｌを供給する（ステップＳ１０２）。
次に、制御部１８は、電圧印加部６０などを制御して、ウェハＷの周縁部Ｗａに供給された処理液Ｌに陽極６１および陰極６２を接触させる（ステップＳ１０３）。そして、制御部１８は、処理液供給部４０などを制御して、陽極６１に接触する処理液Ｌと陰極６２に接触する処理液Ｌとを離間させる（ステップＳ１０４）。
なお、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の処理は、上記の順番に限られず、どのような順番で実施されてもよい。そして、制御部１８は、電圧印加部６０などを制御して、陽極６１および陰極６２から処理液Ｌに電圧を印加して（ステップＳ１０５）、処理を完了する。
実施形態に係る基板処理方法は、回転工程（ステップＳ１０１）と、供給工程（ステップＳ１０２）と、接触工程（ステップＳ１０３）と、離間工程（ステップＳ１０４）と、印加工程（ステップＳ１０５）とを含む。回転工程（ステップＳ１０１）は、基板（ウェハＷ）を保持して回転させる。供給工程（ステップＳ１０２）は、基板（ウェハＷ）に処理液Ｌを供給する。接触工程（ステップＳ１０３）は、陽極６１および陰極６２をそれぞれ独立して処理液Ｌに接触させる。離間工程（ステップＳ１０４）は、陽極６１に接触する処理液Ｌと陰極６２に接触する処理液Ｌとを離間させる。印加工程（ステップＳ１０５）は、陽極６１および陰極６２から処理液Ｌに電圧を印加する。これにより、ウェハＷ上の貴金属膜を効率よくエッチングすることができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、ウェハＷの裏面を温水などで加熱する機構を処理ユニット１６に設けてもよい。これにより、ウェハＷの周縁部Ｗａをさらに効率よくエッチングすることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ
Ｗａ 周縁部
１ 基板処理システム（基板処理装置の一例）
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
３０ 基板回転部
４０ 処理液供給部
４１ａ、４１ｂ ノズル
４１ｃ 液保持部（液保持部材の一例）
６０ 電圧印加部
６１ 陽極
６２ 陰極
６６ 多孔質体（液保持部材の一例）
７０ ガスノズル
８０ 光源
Ｌ 処理液
Ｇ ギャップ

Claims (8)

  1. 基板を保持して回転させる基板回転部と、
    前記基板回転部に保持される前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液供給部から供給される前記処理液に電圧を印加する陽極および陰極と、
    ガスを吐出するガスノズルと、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記陽極と前記陰極とをそれぞれ独立して前記処理液に接触させ、前記基板の回転時に、前記ガスノズルから前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液との間にガスを吐出し、前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液とが離間された状態で前記基板に供給されるように制御する
    基板処理装置。
  2. 前記陽極および前記陰極の少なくとも一方は、液体を保持可能に構成される液保持部材に保持される前記処理液に直接または間接的に接触する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記液保持部材は、多孔質体で構成される
    請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記処理液に光を照射する光源をさらに備える
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  5. 前記光源は、前記陽極に接触する前記処理液に光を照射する
    請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記光源は、前記処理液に紫外光を照射する
    請求項４または５に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御部は、前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液とがいずれも前記基板の周縁部に供給されるように制御する
    請求項１～６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  8. 基板を保持して回転させる工程と、
    前記基板に処理液を供給する工程と、
    陽極および陰極をそれぞれ独立して前記処理液に接触させる工程と、
    前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液との間にガスを吐出し、前記陽極に接触する前記処理液と前記陰極に接触する前記処理液とを離間させる工程と、
    前記陽極および前記陰極から前記処理液に電圧を印加する工程と、
    を含む基板処理方法。
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