JP7458965B2 - 基板処理方法、及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理方法、及び基板処理装置に関する。

酸化膜と窒化膜とが交互に積層された積層構造を有する基板に対してエッチングを行う基板処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、燐酸を含む処理液により基板をエッチングするバッチ式の基板処理装置が開示されている。具体的には、特許文献１の基板処理装置は、酸化膜と窒化膜とのうち、主として窒化膜を選択的にエッチングすることにより、窒化膜を除去する。

特開２０２０－４７８８６号公報

特許文献１の基板処理装置は、酸化膜を略エッチングしないため、エッチング処理後の積層構造を、複数の平坦な酸化膜が櫛状に配列された構造にする処理に利用される。しかしながら、半導体デバイスの微細化及び高集積化により、基板をより複雑な形状に加工することが求められている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板をより複雑な形状に加工することができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。

本発明の一局面によれば、基板処理方法は、交互に積層された酸化膜と窒化膜とを有する基板を、処理槽において、燐酸を含むエッチング液でエッチングする方法である。当該基板処理方法は、第１処理工程と、第２処理工程とを含む。前記第１処理工程では、前記エッチング液における前記燐酸の濃度に対応する物理量が第１目標値となるように、前記物理量を変動させるパラメータを制御する。前記第２処理工程では、前記物理量が、前記第１目標値よりも低い第２目標値となるように、前記パラメータを制御する。前記第２目標値は、前記第１目標値と比べて、前記窒化膜のエッチング速度が大きくなり、前記酸化膜のエッチング速度が小さくなる前記物理量の目標値を示す。

ある実施形態では、前記第２処理工程において前記物理量が前記第１目標値から前記第２目標値に変化するまでの期間の長さを示す比重値変化期間の長さを制御する。

ある実施形態では、前記第２処理工程において、前記第１目標値から前記第２目標値まで段階的に目標値を変化させて、前記比重値変化期間の長さを制御する。

ある実施形態では、前記エッチング液に供給する希釈液の流量を調整して、前記比重値変化期間の長さを制御する。

ある実施形態では、前記エッチング液から蒸発する水分の量を調整して、前記比重値変化期間の長さを制御する。

ある実施形態において、上記の基板処理方法は、前記基板を用いて製造されるデバイスのサイズに基づいて前記比重値変化期間の長さを決定する工程を更に含む。

ある実施形態において、上記の基板処理方法は、前記基板を用いて製造されるデバイスのサイズに基づいて前記第１目標値及び前記第２目標値を決定する工程を更に含む。

本発明の他の局面によれば、基板処理装置は、交互に積層された酸化膜と窒化膜とを有する基板を、燐酸を含むエッチング液でエッチングする。当該基板処理装置は、処理槽と、基板保持部と、パラメータ制御部と、変更部とを備える。前記処理槽は、前記エッチング液を貯留する。前記基板保持部は、前記処理槽の前記エッチング液内で前記基板を保持する。前記パラメータ制御部は、前記エッチング液における前記燐酸の濃度に対応する物理量が目標値となるように、前記物理量を変動させるパラメータを制御する。前記変更部は、前記基板のエッチング処理中に、前記目標値を、第１目標値から、前記第１目標値よりも低い第２目標値に変更する。前記第２目標値は、前記第１目標値と比べて、前記窒化膜のエッチング速度が大きくなり、前記酸化膜のエッチング速度が小さくなる前記物理量の目標値を示す。

本発明に係る基板処理方法及び基板処理装置によれば、基板をより複雑な形状に加工することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係る基板処理装置を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る基板処理装置を示す図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置によって処理される前の基板を示す図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置によって処理された後の基板の一例を示す図である。 圧力測定部の構成を示す図である。 第１バブリング部及び処理槽の構成を示す図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理装置によるエッチング処理時における燐酸の比重値の変化の一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係る基板処理方法を示すフロー図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１に係る基板処理装置によって処理された後の基板の一例を示す図である。（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る基板処理装置によって処理された後の基板の他例を示す図である。 本発明の実施形態２に係る基板処理装置によるエッチング処理時における燐酸の比重値の変化の一例を示す図である。 本発明の実施形態３に係る基板処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態４に係る基板処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態５に係る基板処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態６に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態７に係る基板処理装置の構成を示す断面図である。 第２バブリング部の構成を示す図である。 決定テーブルを示す図である。 本発明の実施形態８に係る基板処理方法を示すフロー図である。 決定テーブルの他例１を示す図である。 決定テーブルの他例２を示す図である。

以下、図面（図１～図２２）を参照して本発明の基板処理方法、及び基板処理装置に係る実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

本明細書では、理解を容易にするため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を記載することがある。典型的には、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向に平行であり、Ｚ方向は鉛直方向に平行である。但し、これらの方向の定義により、本発明に係る基板処理方法の実行時の向き、及び本発明に係る基板処理装置の使用時の向きを限定する意図はない。

本発明の実施形態における「基板」には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、及び光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として、円盤状の半導体ウエハの処理に用いられる基板処理方法及び基板処理装置を例に本発明の実施形態を説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。また、基板の形状についても各種のものを適用可能である。

［実施形態１］
以下、図１～図１０を参照して本発明の実施形態１を説明する。まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して本実施形態の基板処理装置１００を説明する。本実施形態の基板処理装置１００はバッチ式である。したがって、基板処理装置１００は、複数の基板Ｗを一括して処理する。具体的には、基板処理装置１００は、ロット単位で複数の基板Ｗをエッチング処理する。１ロットは、例えば２５枚の基板Ｗからなる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態の基板処理装置１００を示す図である。詳しくは、図１（ａ）は、基板Ｗを処理槽３に投入する前の基板処理装置１００を示す。図１（ｂ）は、基板Ｗを処理槽３に投入した後の基板処理装置１００を示す。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基板処理装置１００は、処理槽３と、制御装置１１０と、昇降部１２０と、基板保持部１３０とを備える。

処理槽３は、エッチング液Ｅを貯留する。エッチング液Ｅは、燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）を含む。エッチング液Ｅは、燐酸と希釈液とを含んでもよい。希釈液は、例えばＤＩＷ（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：脱イオン水）である。ＤＩＷは純水の一種である。希釈液は、例えば、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、又は希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ程度～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水であってもよい。なお、エッチング液Ｅは、添加剤を更に含み得る。

エッチング液Ｅは、加熱されている。例えば、エッチング液Ｅの温度は、１２０℃以上１６０℃以下である。したがって、エッチング液Ｅに含まれる水分は蒸発する。希釈液は、エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度に対応する物理量が目標値を維持するように、エッチング液Ｅに適宜供給される。ここで、エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度に対応する物理量は、例えば、エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度値、又は、エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値を示す。なお、以下の説明において、エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度に対応する物理量を、「燐酸濃度に対応する物理量」と記載する場合がある。

処理槽３は、内槽３１と、外槽３２とを有する。外槽３２は、内槽３１を囲む。換言すると、処理槽３は二重槽構造を有する。内槽３１及び外槽３２は共に、上向きに開いた上部開口を有する。

内槽３１及び外槽３２は共にエッチング液Ｅを貯留する。内槽３１は、複数の基板Ｗを収容する。詳しくは、基板保持部１３０に保持された複数の基板Ｗが内槽３１に収容される。複数の基板Ｗは、内槽３１に収容されることにより、内槽３１内のエッチング液Ｅに浸漬される。

基板保持部１３０は、処理槽３（内槽３１）のエッチング液Ｅ内で複数の基板Ｗを保持する。具体的には、基板保持部１３０は、複数の保持棒１３１と、本体板１３２とを含む。本体板１３２は板状の部材であり、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる。複数の保持棒１３１は、本体板１３２の一方の主面から水平方向（Ｙ方向）に延びる。なお、本実施形態において、基板保持部１３０は３つの保持棒１３１を有する（図２参照）。

複数の基板Ｗは、複数の保持棒１３１によって保持される。詳しくは、各基板Ｗの下縁が複数の保持棒１３１に当接することにより、複数の基板Ｗが複数の保持棒１３１によって起立姿勢（鉛直姿勢）で保持される。より具体的には、基板保持部１３０によって保持された複数の基板Ｗは、Ｙ方向に沿って間隔をあけて整列する。つまり、複数の基板Ｗは、Ｙ方向に沿って一列に配列される。また、複数の基板Ｗの各々は、ＸＺ平面に略平行な姿勢で基板保持部１３０に保持される。

制御装置１１０は、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。制御装置１１０は、例えば、昇降部１２０の動作を制御する。昇降部１２０は、制御装置１１０によって制御されて、基板保持部１３０を昇降させる。昇降部１２０が基板保持部１３０を昇降させることにより、基板保持部１３０が、複数の基板Ｗを保持した状態で鉛直上方又は鉛直下方に移動する。昇降部１２０は、駆動源及び昇降機構を有しており、駆動源によって昇降機構を駆動して、基板保持部１３０を上昇及び下降させる。駆動源は、例えば、モータを含む。昇降機構は、例えば、ラック・ピニオン機構又はボールねじを含む。

より具体的には、昇降部１２０は、処理位置（図１（ｂ）に示す位置）と退避位置（図１（ａ）に示す位置）との間で基板保持部１３０を昇降させる。図１（ｂ）に示すように、基板保持部１３０が、複数の基板Ｗを保持したまま鉛直下方（Ｚ方向）に下降して処理位置まで移動すると、複数の基板Ｗが処理槽３に投入される。詳しくは、基板保持部１３０に保持されている複数の基板Ｗが内槽３１内に移動する。この結果、複数の基板Ｗが内槽３１内のエッチング液Ｅに浸漬されて、複数の基板Ｗがエッチング液Ｅによってエッチングされる。一方、図１（ａ）に示すように、基板保持部１３０が退避位置に移動すると、基板保持部１３０に保持されている複数の基板Ｗが処理槽３の上方に移動して、複数の基板Ｗがエッチング液Ｅから引き上げられる。

続いて図２を参照して本実施形態の基板処理装置１００の構成を説明する。図２は本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す断面図である。図２に示すように、制御装置１１０は、制御部１１１と、記憶部１１２とを含む。

制御部１１１は、プロセッサーを有する。制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。あるいは、制御部１１１は、汎用演算機を有してもよい。制御部１１１は、記憶部１１２に記憶されているコンピュータプログラム及びデータに基づいて、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。

記憶部１１２は、データ及びコンピュータプログラムを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容及び処理手順を規定する。データは、燐酸濃度に対応する物理量の目標値を示すデータを更に含む。記憶部１１２は、主記憶装置を有する。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。記憶部１１２は、補助記憶装置を更に有してもよい。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリ及びハードディスクドライブの少なくも一方を含む。記憶部１１２はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。

図２を参照して本実施形態の基板処理装置１００の構成を更に説明する。図２に示すように、基板処理装置１００は、燐酸供給ライン４と、希釈液供給ライン５と、圧力測定部６と、第１バブリング部７と、エッチング液循環部８と、オートカバー２１とを更に備える。

オートカバー２１は、処理槽３の上部開口を開閉する。換言すると、オートカバー２１は、内槽３１の上部開口及び外槽３２の上部開口を開閉する。本実施形態において、オートカバー２１は、第１カバー片２２と、第２カバー片２３とを有する。第１カバー片２２は、処理槽３の上部開口に対して開閉自在である。第２カバー片２３は、処理槽３の上部開口に対して開閉自在である。オートカバー２１は、第１カバー片２２及び第２カバー片２３が開閉することにより、観音開き式に開閉する。

詳しくは、第１カバー片２２は、第１回転軸Ｐ１を中心に回動自在である。第１回転軸Ｐ１は、Ｙ方向に延びる。第１回転軸Ｐ１は、第１カバー片２２におけるオートカバー２１の中心側とは反対側の端部を支持する。第２カバー片２３は、第２回転軸Ｐ２を中心に回動自在である。第２回転軸Ｐ２は、Ｙ方向に延びる。第２回転軸Ｐ２は、第２カバー片２３におけるオートカバー２１の中心側とは反対側の端部を支持する。

制御装置１１０（制御部１１１）は、基板保持部１３０を退避位置（図１（ａ）に示す位置）から処理位置（図１（ｂ）に示す位置）まで移動させる際に、オートカバー２１を開状態にする。オートカバー２１が開状態となることにより、処理槽３の上部開口が開放状態となり、処理槽３（内槽３１）への基板Ｗの投入が可能となる。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗのエッチング処理時に、オートカバー２１を閉状態にする。オートカバー２１が閉状態となることにより、処理槽３の上部開口が閉塞状態となる。この結果、処理槽３の内部が密閉空間となる。

制御装置１１０（制御部１１１）は、基板保持部１３０を処理位置（図１（ｂ）に示す位置）から退避位置（図１（ａ）に示す位置）まで移動させる際に、オートカバー２１を開状態にする。オートカバー２１が開状態となることにより、処理槽３の上部開口が開放状態となり、基板Ｗの処理槽３（内槽３１）からの引き上げが可能となる。

続いて図２を参照して、燐酸供給ライン４と、希釈液供給ライン５とを説明する。

燐酸供給ライン４は、燐酸を処理槽３に供給する。本実施形態では、燐酸供給ライン４は、燐酸を外槽３２に供給する。詳しくは、燐酸供給ライン４は、燐酸供給ノズル４１と、燐酸供給配管４２と、開閉弁４３とを含む。

燐酸供給ノズル４１は、処理槽３の上方に配置される。燐酸供給ノズル４１は、中空の管状部材である。燐酸供給ノズル４１には、複数の吐出孔が形成されている。本実施形態において、燐酸供給ノズル４１はＹ方向に延びる。燐酸供給ノズル４１の複数の吐出孔は、Ｙ方向に等間隔に形成されている。

燐酸供給配管４２は、燐酸供給ノズル４１まで燐酸を流通させる。燐酸供給配管４２を介して燐酸供給ノズル４１に燐酸が供給されると、燐酸供給ノズル４１の複数の吐出孔から外槽３２に向けて燐酸が吐出される。この結果、外槽３２に燐酸が供給される。

燐酸供給配管４２には、開閉弁４３が介装されている。開閉弁４３は、例えば電磁弁である。開閉弁４３は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。

開閉弁４３は、燐酸供給配管４２の流路を開閉して、燐酸供給配管４２を流れる燐酸の流通を制御する。詳しくは、開閉弁４３が開くと、燐酸が燐酸供給配管４２を介して燐酸供給ノズル４１まで流れる。この結果、燐酸供給ノズル４１から燐酸が吐出される。一方、開閉弁４３が閉じると、燐酸の流通が遮断されて、燐酸供給ノズル４１による燐酸の吐出が停止する。

希釈液供給ライン５は、処理槽３内のエッチング液Ｅに希釈液を供給する。具体的には、希釈液供給ライン５は、希釈液を処理槽３に供給する。希釈液供給ライン５は、供給ラインの一例である。詳しくは、希釈液供給ライン５は、希釈液供給ノズル５１と、希釈液供給配管５２とを含む。

希釈液供給ノズル５１は、処理槽３の上方に配置される。希釈液供給ノズル５１は、中空の管状部材である。希釈液供給ノズル５１には、複数の吐出孔が形成されている。本実施形態において、希釈液供給ノズル５１はＹ方向に延びる。希釈液供給ノズル５１の複数の吐出孔は、Ｙ方向に等間隔に形成されている。

希釈液供給配管５２は、希釈液供給ノズル５１まで希釈液を流通させる。希釈液供給配管５２を介して希釈液供給ノズル５１に希釈液が供給されると、希釈液供給ノズル５１の複数の吐出孔から希釈液が吐出される。本実施形態では、希釈液供給ライン５は、内槽３１の側壁の上端面に向けて希釈液を吐出する。処理槽３では、内槽３１の側壁の上端面を介して、内槽３１から外槽３２へ向かってエッチング液Ｅが流れている。したがって、内槽３１の側壁の上端面に向けて吐出された希釈液は、エッチング液Ｅの流れによって外槽３２に供給される。

本実施形態によれば、内槽３１の側壁の上端面に向けて希釈液が吐出されるため、希釈液の供給直後に希釈液から水分が蒸発することを抑制できる。詳しくは、既に説明したように、エッチング液Ｅは１２０℃以上１６０℃以下に加熱されている。したがって、内槽３１又は外槽３２のエッチング液Ｅの液面に向けて希釈液が吐出されると、希釈液の供給直後に希釈液から水分が蒸発し易い。これに対し、内槽３１の側壁の上端面に向けて希釈液を吐出することにより、内槽３１又は外槽３２のエッチング液Ｅの液面に向けて希釈液を吐出する場合と比べて、希釈液の供給直後に希釈液から水分が蒸発することを抑制できる。

なお、外槽３２の側壁の上端の高さは、内槽３１の側壁の上端の高さよりも高い。また、外槽３２内のエッチング液Ｅは、エッチング液循環部８によって外槽３２から排出される。したがって、エッチング液Ｅは処理槽３から溢れ出ない。

続いて図２を参照して、圧力測定部６と、第１バブリング部７と、エッチング液循環部８とを説明する。

圧力測定部６は、処理槽３に貯留されたエッチング液Ｅの所定の深さにおける圧力を測定する。本実施形態において、圧力測定部６は、気体供給配管６１と、圧力センサ６２とを有する。

気体供給配管６１は気体を流通させる。気体は、例えば不活性ガスである。具体的には、気体は、窒素であり得る。気体供給配管６１の先端は、外槽３２のエッチング液Ｅ内に浸漬されており、気体供給配管６１は、外槽３２のエッチング液Ｅ内で気体を吹き出す。

圧力センサ６２は、気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力を測定する。気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力は、処理槽３に貯留されたエッチング液Ｅの所定の深さにおける圧力を示す。本実施形態では、気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力は、外槽３２に貯留されたエッチング液Ｅの所定の深さにおける圧力を示す。なお、以下の説明において、気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力、又は、外槽３２に貯留されたエッチング液Ｅの所定の深さにおける圧力を、「気体の吐出圧」と記載する場合がある。

第１バブリング部７は、内槽３１のエッチング液Ｅ内に浸漬されている複数の基板Ｗに向けて気泡を供給する。詳しくは、第１バブリング部７は、複数の気体供給ノズル７１と、気体供給配管７２とを含む。なお、本実施形態では、第１バブリング部７は、２本の気体供給ノズル７１を含むが、第１バブリング部７は、１本の気体供給ノズル７１を含んでもよいし、３本以上の気体供給ノズル７１を含んでもよい。

複数の気体供給ノズル７１は、内槽３１の底部側に配置される。より具体的には、複数の気体供給ノズル７１は、内槽３１のエッチング液Ｅ内に浸漬された複数の基板Ｗよりも下方に位置するように、内槽３１内に配置される。

気体供給ノズル７１の各々は、中空の管状部材である。気体供給ノズル７１のそれぞれには、図７を参照して後述する複数の吐出孔７１１が形成されており、各吐出孔７１１から気体が吹き出すことで、内槽３１のエッチング液Ｅ内に浸漬されている複数の基板Ｗに向けて気泡が供給される。気体は、例えば不活性ガスである。具体的には、気体は、窒素であり得る。

気体供給配管７２は、複数の気体供給ノズル７１まで気体を流通させる。気体供給配管７２が気体を流通させることにより、内槽３１のエッチング液Ｅ内に浸漬されている複数の基板Ｗに向けて気泡が供給される。この結果、図７を参照して後述するように、エッチング液Ｅにおけるシリコン濃度の不均一性が抑制されて、基板Ｗを均一にエッチングすることができる。

エッチング液循環部８は、外槽３２と内槽３１との間でエッチング液Ｅを循環させる。詳しくは、エッチング液循環部８は、複数のエッチング液供給ノズル８１と、循環配管８２と、循環ポンプ８３と、循環ヒータ８４と、循環フィルタ８５とを含む。なお、本実施形態では、エッチング液循環部８は、２本のエッチング液供給ノズル８１を含むが、エッチング液循環部８は、１本のエッチング液供給ノズル８１を含んでもよいし、３本以上のエッチング液供給ノズル８１を含んでもよい。

複数のエッチング液供給ノズル８１は、内槽３１の底部側に配置される。エッチング液供給ノズル８１の各々は、中空の管状部材である。エッチング液供給ノズル８１のそれぞれには、複数の吐出孔が形成されている。本実施形態において、エッチング液供給ノズル８１はＹ方向に延びる。エッチング液供給ノズル８１の複数の吐出孔は、Ｙ方向に等間隔に形成されている。

循環配管８２の一端は外槽３２に接続しており、外槽３２から循環配管８２にエッチング液Ｅが流入する。循環配管８２は、複数のエッチング液供給ノズル８１までエッチング液Ｅを流通させる。

循環ポンプ８３は、循環配管８２に介装されている。循環ポンプ８３は、循環配管８２を流通するようにエッチング液Ｅを流体の圧力により駆動する。この結果、循環配管８２を介して外槽３２から内槽３１へエッチング液Ｅが流れる。具体的には、エッチング液Ｅが循環配管８２を流通して、エッチング液供給ノズル８１の吐出孔から内槽３１内にエッチング液Ｅが吐出される。つまり、エッチング液供給ノズル８１から内槽３１内にエッチング液Ｅが供給される。また、エッチング液供給ノズル８１から内槽３１内にエッチング液Ｅが吐出されることにより、内槽３１の側壁の上端面を介して、内槽３１から外槽３２へ向かってエッチング液Ｅが流れる。

循環ヒータ８４、及び循環フィルタ８５は、循環配管８２に介装されている。循環ヒータ８４は、循環配管８２を流れるエッチング液Ｅを加熱する。詳しくは、循環ヒータ８４は、１２０℃以上１６０℃以下の温度でエッチング液Ｅを加熱する。循環フィルタ８５は、循環配管８２を流通するエッチング液Ｅから異物を除去する。

続いて、図３を参照して希釈液供給ライン５の構成について更に説明する。図３は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す図である。図３に示すように、希釈液供給ライン５は、流量制御弁５３と、最大流量調整弁５４と、開閉弁５５とを更に含む。流量制御弁５３、最大流量調整弁５４、及び開閉弁５５は、希釈液供給配管５２に介装されている。

流量制御弁５３は、希釈液供給配管５２を流通する希釈液の流量を制御する。つまり、流量制御弁５３は、希釈液供給ノズル５１からエッチング液Ｅに供給される希釈液の流量を制御する。流量制御弁５３は、例えば、オリフィスの開度を調整して希釈液の流量を制御する。流量制御弁５３は、例えばセルフコントロールバルブであり得る。

最大流量調整弁５４は、希釈液供給配管５２を流通する希釈液の最大流量を調整する。最大流量調整弁５４は、例えば、ニードル弁である。なお、以下の説明において、希釈液供給配管５２を流通する希釈液の最大流量を、「希釈液の最大流量」と記載する場合がある。希釈液の最大流量は、流量制御弁５３によって制御される希釈液の最大流量が、最大流量調整弁５４によって調整される希釈液の最大流量と同等以上である場合、最大流量調整弁５４の開口率に応じた流量となる。つまり、希釈液の最大流量は、最大流量調整弁５４によって調整される希釈液の最大流量によって規制される。一方、最大流量調整弁５４によって調整される希釈液の最大流量が、流量制御弁５３によって制御される希釈液の最大流量よりも大きい場合、希釈液の最大流量は、流量制御弁５３によって制御される希釈液の最大流量によって規制される。

開閉弁５５は、例えば電磁弁である。開閉弁５５は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。開閉弁５５は、希釈液供給配管５２の流路を開閉して、希釈液供給配管５２を流れる希釈液の流通を制御する。詳しくは、開閉弁５５が開くと、希釈液が希釈液供給配管５２を介して希釈液供給ノズル５１まで流れる。この結果、希釈液供給ノズル５１から希釈液が吐出される。一方、開閉弁５５が閉じると、希釈液の流通が遮断されて、希釈液供給ノズル５１による希釈液の吐出が停止する。

続いて図３を参照して本実施形態の基板処理装置１００の構成を説明する。図３に示すように、基板処理装置１００は、コントローラ１４０と、駆動部１６０とを更に備える。

コントローラ１４０は、燐酸濃度に対応する物理量（エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度に対応する物理量）が目標値となるように、駆動部１６０を介して、流量制御弁５３の開度を制御する。つまり、コントローラ１４０は、燐酸濃度に対応する物理量が目標値となるように、希釈液供給ノズル５１からエッチング液Ｅに供給される希釈液の流量を制御する。エッチング液Ｅに供給される希釈液の流量は、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータの一例である。コントローラ１４０は、パラメータ制御部の一例である。

本実施形態において、コントローラ１４０は、エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値が目標値となるように希釈液の流量を制御する。なお、以下の説明において、エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値を、「燐酸の比重値」と記載する場合がある。

詳しくは、コントローラ１４０は、圧力センサ６２による測定の結果に基づいて、燐酸の比重値を測定する。そして、コントローラ１４０は、圧力センサ６２による測定の結果（燐酸の比重値）が目標値となるように希釈液の流量を制御する。例えば、コントローラ１４０は、圧力センサ６２による測定の結果に基づいて、ＰＩＤ制御値を駆動部１６０に出力する。具体的には、コントローラ１４０は、ＰＩＤ制御値を示す電流信号を駆動部１６０に出力する。

なお、燐酸の比重値と気体の吐出圧（気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力）との間には相関関係がある。具体的には、燐酸の比重値が大きいほど、エッチング液Ｅの単位体積当たりの重量が大きくなり、気体の吐出圧が大きくなる。したがって、圧力センサ６２による測定の結果に基づいて、燐酸の比重値を測定することができる。

駆動部１６０は、コントローラ１４０によって制御されて、流量制御弁５３を駆動する。その結果、燐酸の比重値が目標値となるように流量制御弁５３の開度が制御される。駆動部１６０は、例えば、電空レギュレータである。

ここで、制御装置１１０について更に説明する。図２を参照して説明したように、制御装置１１０の記憶部１１２は、燐酸濃度に対応する物理量の目標値を示すデータを記憶している。本実施形態では、記憶部１１２は、燐酸濃度に対応する物理量の目標値として、燐酸の比重値に対する目標値を示すデータを記憶する。制御装置１１０（制御部１１１）は、記憶部１１２に記憶されている目標値をコントローラ１４０に設定する。

本実施形態において、制御装置１１０（記憶部１１２）は、燐酸濃度に対応する物理量の目標値として、第１目標値と、第１目標値よりも低い第２目標値とを記憶している。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗのエッチング処理中に、燐酸濃度に対応する物理量の目標値を第１目標値から第２目標値に変更する。制御装置１１０は、変更部の一例である。

具体的には、第１目標値及び第２目標値は、燐酸の比重値に対する目標値である。以下、燐酸の比重値に対する第１目標値を「第１目標値ＴＶ１」と記載する場合がある。また、燐酸の比重値に対する第２目標値を「第２目標値ＴＶ２」と記載する場合がある。

第２目標値ＴＶ２は、第１目標値ＴＶ１よりも低い値を示す。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗのエッチング処理の開始前に、コントローラ１４０に第１目標値ＴＶ１を設定する。その後、制御装置１１０（制御部１１１）は、コントローラ１４０に第２目標値ＴＶ２を設定する。例えば、制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗのエッチング処理が開始してから所定時間が経過した後、コントローラ１４０に第２目標値ＴＶ２を設定する。

ここで図４を参照して、本実施形態の基板処理装置１００によって処理される基板Ｗについて説明する。図４は、本実施形態の基板処理装置１００によって処理される前の基板Ｗを示す図である。本実施形態の基板処理装置１００によって処理される基板Ｗは、例えば、三次元フラッシュメモリー（例えば三次元ＮＡＮＤフラッシュメモリー）に用いられる。

図４に示すように、基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを含む。基材Ｓは、ＸＺ平面に広がる薄膜状である。基材Ｓは、例えば、シリコンからなる。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面に形成される。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面からＹ方向に延びるように形成される。積層構造Ｍは、Ｙ方向に沿って交互に積層された酸化膜Ｍａと窒化膜Ｍｂとを含む。酸化膜Ｍａは、例えば、シリコン酸化膜である。窒化膜Ｍｂは、例えば、シリコン窒化膜である。酸化膜Ｍａのそれぞれは、基材Ｓの上面と平行に延びる。窒化膜Ｍｂのそれぞれは、基材Ｓの上面と平行に延びる。

積層構造Ｍは、１以上の凹部Ｒを有する。凹部Ｒは、積層構造Ｍの上面から基材Ｓにまで達しており、基材Ｓの上面の一部が凹部Ｒから露出している。また、凹部Ｒの界面から、酸化膜Ｍａ及び窒化膜Ｍｂの側面が露出している。凹部Ｒは、基板Ｗが半導体製品に用いられる場合、例えばトレンチ又はホールとして機能する。

図３を参照して説明した第２目標値ＴＶ２は、第１目標値ＴＶ１と比べて、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が大きくなり、酸化膜Ｍａのエッチング速度が小さくなる値を示す。詳しくは、第１目標値ＴＶ１は、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が酸化膜Ｍａのエッチング速度と比べて大きくなる値を示す。第２目標値ＴＶ２は、第１目標値ＴＶ１よりも低い値であるため、燐酸の比重値が第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変更されると、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が大きくなり、酸化膜Ｍａのエッチング速度が小さくなる。

続いて図４及び図５を参照して、本実施形態の基板処理装置１００によるエッチング処理を説明する。図５は、本実施形態の基板処理装置１００によって処理された後の基板Ｗの一例を示す図である。

基板Ｗに対するエッチング処理が開始すると、エッチング液Ｅが凹部Ｒに浸入する。その結果、エッチング液Ｅが、凹部Ｒの界面において酸化膜Ｍａ及び窒化膜Ｍｂに接触する。

基板Ｗに対するエッチング処理の開始時には、コントローラ１４０に、燐酸の比重値に対する目標値として第１目標値ＴＶ１が設定されている。したがって、エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値が第１目標値ＴＶ１となるように希釈液の流量が制御される。

既に説明したように、第１目標値ＴＶ１は、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が酸化膜Ｍａのエッチング速度と比べて大きくなる値を示す。また、第１目標値ＴＶ１は、第２目標値ＴＶ２と比べて、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が小さくなり、酸化膜Ｍａのエッチング速度が大きくなる値を示す。したがって、エッチング液Ｅにより、窒化膜Ｍｂ及び酸化膜Ｍａがエッチングされる。具体的には、窒化膜Ｍｂ及び酸化膜Ｍａは、凹部Ｒの界面側からエッチング液Ｅによって徐々に溶解する。但し、第１目標値ＴＶ１は、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が酸化膜Ｍａのエッチング速度と比べて大きくなる値を示すため、酸化膜Ｍａのエッチング量は、窒化膜Ｍｂのエッチング量よりも少ない。

なお、以下の説明において、燐酸の比重値が第１目標値ＴＶ１となるように希釈液の流量が制御される際のエッチング処理を、「第１エッチング処理」と記載する場合がある。

その後、制御装置１１０によって燐酸の比重値に対する目標値が第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変更される。つまり、コントローラ１４０に、燐酸の比重値に対する目標値として第２目標値ＴＶ２が設定される。したがって、エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値が第２目標値ＴＶ２となるように希釈液の流量が制御される。

既に説明したように、第２目標値ＴＶ２は、第１目標値ＴＶ１と比べて、窒化膜Ｍｂのエッチング速度が大きくなり、酸化膜Ｍａのエッチング速度が小さくなる値を示す。したがって、エッチング液Ｅにより、主として窒化膜Ｍｂがエッチングされる。

なお、以下の説明において、燐酸の比重値が第２目標値ＴＶ２となるように希釈液の流量が制御される際のエッチング処理を、「第２エッチング処理」と記載する場合がある。

第２エッチング処理は、窒化膜Ｍｂの略全部分が溶解するまで続けられる。換言すると、第２エッチング処理は、積層構造Ｍから窒化膜Ｍｂが略無くなるまで続けられる。

以上説明した第１エッチング処理及び第２エッチング処理を実行することにより、図５に示すように、積層構造Ｍを任意の形状に制御できる。したがって、基板Ｗをより複雑な形状に加工できる。具体的には、第１エッチング処理により酸化膜Ｍａがエッチングされる。酸化膜Ｍａは、凹部Ｒの界面側からエッチング液Ｅによって徐々に溶解するため、図５に示すように、酸化膜Ｍａの形状は、凹部Ｒ側が先細りとなる。

続いて図６を参照して圧力測定部６の構成を説明する。図６は、圧力測定部６の構成を示す図である。図６に示すように、圧力測定部６は、レギュレータ６３と、開閉弁６４と、三方弁６５と、分岐管６６とを更に含む。また、気体供給配管６１は、上流側配管６１ａと、下流側配管６１ｂとを含む。

レギュレータ６３は、開閉弁６４よりも上流側において気体供給配管６１に介装されている。より具体的には、レギュレータ６３は上流側配管６１ａに介装されている。レギュレータ６３は、レギュレータ６３から気体供給配管６１に流入する気体の圧力を一定の圧力に調整する。

開閉弁６４は、三方弁６５よりも上流側において気体供給配管６１に介装されている。より具体的には、開閉弁６４は上流側配管６１ａに介装されている。開閉弁６４は、例えば電磁弁である。開閉弁６４は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。開閉弁６４は、気体供給配管６１の流路を開閉して、気体供給配管６１を流れる気体の流通を制御する。詳しくは、開閉弁６４が開くと、気体が気体供給配管６１を流通する。この結果、気体供給配管６１の先端からエッチング液Ｅ内に気体が吐出される。一方、開閉弁６４が閉じると、気体の流通が遮断されて、気体供給配管６１の先端からの気体の吐出が停止する。

三方弁６５は、気体供給配管６１に介装されている。また、三方弁６５には、分岐管６６の一端が接続している。より具体的には、三方弁６５には、上流側配管６１ａの下流端、下流側配管６１ｂの上流端、及び分岐管６６の一端が接続している。分岐管６６の他端には、圧力センサ６２が接続している。

三方弁６５は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、三方弁６５を制御して、上流側配管６１ａの下流端と下流側配管６１ｂの上流端とを連通させ、下流側配管６１ｂの下流端（気体供給配管６１の先端）から気体を吐出させる。その後、制御装置１１０（制御部１１１）は、気体の吐出圧（気体供給配管６１の先端から気体を吐出させる圧力）の測定時に、三方弁６５を制御して、下流側配管６１ｂの上流端と分岐管６６の一端とを連通させる。この結果、圧力センサ６２によって気体の吐出圧が測定される。

続いて図７を参照して第１バブリング部７の構成を更に説明する。図７は、第１バブリング部７及び処理槽３の構成を示す図である。図７に示すように、第１バブリング部７は、フィルタ７３と、ヒータ７４と、排気管７５とを更に含む。フィルタ７３及びヒータ７４は、気体供給配管７２に介装されている。

フィルタ７３は、気体供給配管７２を流通する気体から異物を除去する。ヒータ７４は、気体供給配管７２を流通する気体を加熱して、気体供給配管７２を流通する気体の温度を調整する。ヒータ７４は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。気体供給配管７２を流通する気体の温度を調整することにより、燐酸の比重値（エッチング液Ｅにおける燐酸の比重値）を制御することができる。詳しくは、気体供給ノズル７１から内槽３１内のエッチング液Ｅに供給される気泡の温度を調整することにより、燐酸の比重値を制御することができる。

気体供給配管７２は、気体供給ノズル７１の一端に接続して、気体供給ノズル７１に気体を供給する。排気管７５は、気体供給ノズル７１の他端に接続する。排気管７５には、気体供給ノズル７１の吐出孔７１１から吐出されずに気体供給ノズル７１を流通した気体が流入する。

続いて、気体供給ノズル７１について説明する。図７に示すように、複数の吐出孔７１１は、気体供給ノズル７１の上面部に形成される。本実施形態において、気体供給ノズル７１はＹ方向に延びる。複数の吐出孔７１１は、Ｙ方向に等間隔に形成されている。

複数の吐出孔７１１から吐出される気泡は、複数の基板Ｗに向けて供給される。詳しくは、気泡は、複数の基板Ｗの表面に沿って上方へ移動する。この結果、気泡により、各基板Ｗの表面に接触するエッチング液Ｅが新鮮なエッチング液Ｅに効果的に置換される。したがって、拡散現象によって、基板Ｗの表面に形成されている凹部Ｒ（図４）内のエッチング液Ｅを新鮮なエッチング液Ｅに効果的に置換できる。よって、凹部Ｒの界面に露出する酸化膜Ｍａ及び窒化膜Ｍｂを、凹部Ｒの界面に対して近い箇所から遠い箇所まで、エッチング液Ｅによって効果的にエッチングすることができる。

更に、図４を参照して説明したように、基板Ｗはシリコン窒化膜（窒化膜Ｍｂ）を有する。燐酸を含有する液体（エッチング液Ｅ）によってシリコン窒化膜（窒化膜Ｍｂ）がエッチングされると、反応物としてシリコンが生成される。シリコンはエッチング液Ｅに溶出する。基板Ｗの表面が立体的な凹凸形状を有する場合、その形状に起因して、溶出したシリコンの濃度が不均一となる。これに対し、本実施形態によれば、基板Ｗの表面に沿って気泡が上方へ移動する。この結果、エッチング液Ｅにおけるシリコン濃度の不均一性が抑制されて、基板Ｗを均一にエッチングすることができる。

続いて図７を参照して処理槽３の構成を更に説明する。図７に示すように、処理槽３は、槽ヒータ３３を更に含む。槽ヒータ３３は、内槽３１の底面に配置されて、内槽３１を加熱する。例えば、槽ヒータ３３は、１２０℃以上１６０℃以下の温度で内槽３１を加熱する。

続いて図８を参照して制御装置１１０の構成について更に説明する。図８は、制御装置１１０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、制御装置１１０は、入力部１１３を更に含む。

入力部１１３は、作業者によるデータの入力を受け付ける。入力部１１３は、作業者が操作するユーザーインターフェース装置である。入力部１１３は、作業者の操作に応じたデータを制御部１１１に入力する。入力部１１３は、例えば、キーボード及びマウスを有する。入力部１１３は、タッチセンサーを有してもよい。

入力部１１３は、例えば、レシピデータにおいて作業者による設定が可能なパラメータの設定値の入力を受け付ける。また、入力部１１３は、燐酸濃度に対応する物理量の目標値の入力を受け付ける。本実施形態では、入力部１１３は、第１目標値ＴＶ１及び第２目標値ＴＶ２の入力を受け付ける。更に、入力部１１３は、図９を参照して後述する比重値変化期間ＳＧＶの設定値の入力を受け付ける。

続いて図９を参照して、エッチング処理時における燐酸の比重値の変化について説明する。図９は、本実施形態の基板処理装置１００によるエッチング処理時における燐酸の比重値の変化の一例を示す図である。

図９において、縦軸は、燐酸の比重値を示す。横軸は、処理時間を示す。また、図９において、破線は、コントローラ１４０によって測定される燐酸の比重値を示す。実線は、燐酸の比重値に対する目標値を示す。なお、以下の説明において、コントローラ１４０によって測定される燐酸の比重値を、「測定値」と記載する場合がある。

図９に示すように、コントローラ１４０に第１目標値ＴＶ１が設定されているとき、燐酸の比重値（測定値）が第１目標値ＴＶ１となるように希釈液の流量が制御される。エッチング処理中に、燐酸の比重値に対する目標値が、第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変更されると、燐酸の比重値（測定値）が第２目標値ＴＶ２となるように希釈液の流量が制御される。

図５を参照して説明した酸化膜Ｍａの形状は、燐酸の比重値（測定値）が第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変化するまでの期間ＳＧＶの長さに依存する。以下、燐酸の比重値（測定値）が第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変化するまでの期間ＳＧＶを、「比重値変化期間ＳＧＶ」と記載する場合がある。比重値変化期間ＳＧＶの長さは、例えば、希釈液の流量によって制御される。

本実施形態では、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が記憶部１１２（図８）に記憶される。具体的には、入力部１１３（図８）が、比重値変化期間ＳＧＶの設定値の入力を受け付ける。制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値と一致するように、例えば希釈液の流量を調整する。作業者は、例えば、比重値変化期間ＳＧＶの長さが比較的長くなるように、比重値変化期間ＳＧＶの設定値を入力することができる。比重値変化期間ＳＧＶの長さを比較的長くすることにより、希釈液の流量が急峻に増加することを抑制できる。この結果、基板Ｗの面内における窒化膜Ｍｂの均一性を、希釈液の流量が急峻に増加する場合と比べて向上させることができる。

続いて図１０を参照して本実施形態の基板処理方法を説明する。図１０は、本実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。本実施形態の基板処理方法は、図１～図９を参照して説明した基板処理装置１００によって実施されてもよい。以下、図１～図９を参照して説明した基板処理装置１００によって実施される基板処理方法を説明する。図１０に示すように、本実施形態の基板処理方法は、ステップＳ１～ステップＳ５を含む。

まず、基板Ｗのエッチング処理が開始されると、複数の基板Ｗがエッチング液Ｅに浸漬される（ステップＳ１）。具体的には、基板保持部１３０が処理位置まで移動する。この結果、基板保持部１３０に保持されている複数の基板Ｗが内槽３１内に収容されて、内槽３１のエッチング液Ｅ内に複数の基板Ｗが浸漬される。

複数の基板Ｗがエッチング液Ｅに浸漬されると、第１エッチング処理が行われる（ステップＳ２）。このとき、燐酸濃度（エッチング液Ｅにおける燐酸の濃度）に対応する物理量が第１目標値となるように、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータが制御される。本実施形態では、エッチング液Ｅに供給される希釈液の流量が制御される。具体的には、燐酸の比重値が第１目標値ＴＶ１となるように、コントローラ１４０が、駆動部１６０を介して流量制御弁５３を制御する。

複数の基板Ｗがエッチング液Ｅに浸漬されてから所定時間が経過すると、制御装置１１０（制御部１１１）が、燐酸濃度に対応する物理量の目標値を第１目標値から第２目標値へ変更する（ステップＳ３）。本実施形態では、制御装置１１０（制御部１１１）は、燐酸の比例値に対する目標値を第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変更する。より具体的には、制御装置１１０（制御部１１１）は、コントローラ１４０に設定されている目標値を第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２に変更する。

燐酸濃度に対応する物理量の目標値が第１目標値から第２目標値へ変更されると、第２エッチング処理が行われる（ステップＳ４）。このとき、燐酸濃度に対応する物理量が第２目標値となるように、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータが制御される。本実施形態では、エッチング液Ｅに供給される希釈液の流量が制御される。具体的には、燐酸の比重値が第２目標値ＴＶ２となるように、コントローラ１４０が、駆動部１６０を介して流量制御弁５３を制御する。

燐酸濃度に対応する物理量の目標値が第１目標値から第２目標値へ変更されてから所定時間が経過すると、複数の基板Ｗがエッチング液Ｅから引き上げられて（ステップＳ５）、図１０に示す処理が終了する。具体的には、基板保持部１３０が処理位置から退避位置まで移動する。この結果、基板保持部１３０に保持されている複数の基板Ｗが内槽３１内のエッチング液Ｅから引き上げられる。

以上、図１～図１０を参照して本発明の実施形態１を説明した。本実施形態によれば、積層構造Ｍを、複数の平坦な酸化膜Ｍａが櫛状に配列された構造と比べて、より複雑な形状に加工することができる。具体的には、酸化膜Ｍａの形状を先細り形状とすることができる。

また、本実施形態によれば、酸化膜Ｍａをエッチングすることができる。したがって、主として窒化膜Ｍｂをエッチングする場合と比べて、酸化膜Ｍａの厚みが増すことを抑制できる。

詳しくは、エッチング処理においてエッチング液Ｅに溶解したシリコンは、酸化膜Ｍａの表面に析出することがある。シリコンが酸化膜Ｍａの表面に析出することにより、酸化膜Ｍａの厚みが増加する。これに対し、本実施形態によれば、第１エッチング処理により酸化膜Ｍａをエッチングすることができるので、主として窒化膜Ｍｂをエッチングする場合と比べて、酸化膜Ｍａの厚みの増加を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、比重値変化期間ＳＧＶの長さを設定値に制御することにより、酸化膜Ｍａの形状を制御することができる。具体的には、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的小さい場合、図１１（ａ）に示すように、酸化膜Ｍａの先端の幅ＭＷが大きくなり、凹部Ｒ（図５）の界面から奥へ向かう方向（Ｚ方向）における酸化膜Ｍａの勾配Ｍθが小さくなる。一方、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的大きい場合、図１１（ｂ）に示すように、酸化膜Ｍａの先端の幅ＭＷが小さくなり、凹部Ｒ（図５）の界面から奥へ向かう方向（Ｚ方向）における酸化膜Ｍａの勾配Ｍθが大きくなる。

なお、本実施形態では、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御されたが、比重値変化期間ＳＧＶの長さは制御されなくてもよい。

［実施形態２］
続いて図１～図８及び図１０～図１２を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２では、実施形態１と異なり、比重値変化期間ＳＧＶの長さは設定値に制御されない。

図１１は、本実施形態の基板処理装置１００によるエッチング処理時における燐酸の比重値の変化の一例を示す図である。図１１において、縦軸は、燐酸の比重値を示す。横軸は、処理時間を示す。また、図１１において、破線は、測定値（コントローラ１４０によって測定される燐酸の比重値）を示す。実線は、燐酸の比重値に対する目標値を示す。

図１１に示すように、本実施形態では、第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２まで段階的に目標値が変化する。詳しくは、本実施形態において、制御装置１１０の入力部１１３（図８）は、第１目標値ＴＶ１と第２目標値ＴＶ２とに加えて、複数の中間目標値ＴＸ（図１１）の入力を受け付ける。複数の中間目標値ＴＸは、第１目標値ＴＶ１と第２目標値ＴＶ２との間の値を示す。また、複数の中間目標値ＴＸは、互いに異なる値を示す。

本実施形態では、図１１に示すように、複数の中間目標値ＴＸは、第１中間目標値ＴＸ１～第３中間目標値ＴＸ３を含む。第１中間目標値ＴＸ１～第３中間目標値ＴＸ３は、この順に小さくなる。

制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理中に（図１０のステップＳ４）、コントローラ１４０に設定する目標値を、第１中間目標値ＴＸ１、第２中間目標値ＴＸ２、第３中間目標値ＴＸ３、第２目標値ＴＶ２の順に変更する（図１１）。つまり、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理中に、燐酸の比重値に対する目標値を第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２まで段階的に変化させる。

本実施形態によれば、中間目標値ＴＸの数に応じて、比重値変化期間ＳＧＶの長さが変化する。具体的には、中間目標値ＴＸの数が増えるほど、比重値変化期間ＳＧＶの長さが長くなる。

また、本実施形態によれば、中間目標値ＴＸの数に応じて、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御できるため、実施形態１と同様に、中間目標値ＴＸの数に応じて、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

以上、図１～図８及び図１０～図１２を参照して本発明の実施形態２について説明した。本実施形態によれば、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御して、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

なお、本実施形態では、中間目標値ＴＸの数を任意に変更できたが、燐酸の比重値（測定値）を各中間目標値ＴＸで維持する時間の長さ（維持時間の長さ）が任意に設定されてもよい。この場合、中間目標値ＴＸの数は一定数であってもよいし、任意に変更されてもよい。

また、本実施形態では、目標値を段階的に変化させたが、目標値を滑らかに変化させてもよい。

［実施形態３］
続いて図１、図２、及び図４～図１３を参照して本発明の実施形態３について説明する。但し、実施形態１、２と異なる事項を説明し、実施形態１、２と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態３は、希釈液供給ライン５の構成が実施形態１、２と異なる。なお、実施形態３では、実施形態１と同様に、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御される。

図１３は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す図である。図１３に示すように、希釈液供給ライン５は、希釈液供給ノズル５１と、第１希釈液供給配管５２ａと、第２希釈液供給配管５２ｂと、流量制御弁５３と、第１最大流量調整弁５４ａと、第２最大流量調整弁５４ｂと、第１開閉弁５５ａと、第２開閉弁５５ｂとを含む。

第１希釈液供給配管５２ａには、流量制御弁５３と、第１最大流量調整弁５４ａと、第１開閉弁５５ａとが介装されている。詳しくは、流量制御弁５３、第１最大流量調整弁５４ａ、及び第１開閉弁５５ａは、第１希釈液供給配管５２ａの上流側から下流側に向かって、この順に配置される。また、希釈液供給ノズル５１は、第１希釈液供給配管５２ａの一端に接続している。

第２希釈液供給配管５２ｂには、第２最大流量調整弁５４ｂと、第２開閉弁５５ｂとが介装されている。また、第２希釈液供給配管５２ｂの一端は、流量制御弁５３と第１最大流量調整弁５４ａとの間で第１希釈液供給配管５２ａに接続している。第２希釈液供給配管５２ｂの他端は、第１開閉弁５５ａと希釈液供給ノズル５１との間で第１希釈液供給配管５２ａに接続している。

流量制御弁５３は、第１希釈液供給配管５２ａ及び第２希釈液供給配管５２ｂを流通する希釈液の流量を制御する。つまり、流量制御弁５３は、希釈液供給ノズル５１からエッチング液Ｅに供給される希釈液の流量を制御する。流量制御弁５３は、例えば、オリフィスの開度を調整して希釈液の流量を制御する。流量制御弁５３は、例えばセルフコントロールバルブであり得る。

第１最大流量調整弁５４ａは、第１希釈液供給配管５２ａを流通する希釈液の最大流量を調整する。同様に、第２最大流量調整弁５４ｂは、第２希釈液供給配管５２ｂを流通する希釈液の最大流量を調整する。第１最大流量調整弁５４ａ及び第２最大流量調整弁５４ｂは、例えば、ニードル弁である。なお、以下の説明において、第１希釈液供給配管５２ａを流通する希釈液の最大流量を、「第１最大流量」と記載する場合がある。同様に、第２希釈液供給配管５２ｂを流通する希釈液の最大流量を、「第２最大流量」と記載する場合がある。

本実施形態において、第１最大流量は、第１最大流量調整弁５４ａの開口率に応じた流量となる。また、第２最大流量は、第２最大流量調整弁５４ｂの開口率に応じた流量となる。第２最大流量は、第１最大流量よりも大きい値を示す。

第１開閉弁５５ａ及び第２開閉弁５５ｂは、例えば電磁弁である。第１開閉弁５５ａ及び第２開閉弁５５ｂは、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。具体的には、制御装置１１０（制御部１１１）は、希釈液供給ノズル５１から希釈液を吐出する際に、第１開閉弁５５ａ及び第２開閉弁５５ｂのうちの一方を開き、他方を閉じる。

第１開閉弁５５ａは、第１希釈液供給配管５２ａの流路を開閉して、第１希釈液供給配管５２ａを流れる希釈液の流通を制御する。詳しくは、第１開閉弁５５ａが開くと、希釈液が第１希釈液供給配管５２ａを介して希釈液供給ノズル５１まで流れる。この結果、希釈液供給ノズル５１から希釈液が吐出される。一方、第１開閉弁５５ａが閉じると、第１希釈液供給配管５２ａを流れる希釈液の流通が遮断される。

第２開閉弁５５ｂは、第２希釈液供給配管５２ｂの流路を開閉して、第２希釈液供給配管５２ｂを流れる希釈液の流通を制御する。詳しくは、第２開閉弁５５ｂが開くと、希釈液が第２希釈液供給配管５２ｂを介して希釈液供給ノズル５１まで流れる。この結果、希釈液供給ノズル５１から希釈液が吐出される。一方、第２開閉弁５５ｂが閉じると、第２希釈液供給配管５２ｂを流れる希釈液の流通が遮断される。

本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理（図１０のステップＳ４）の開始前に、あるいは、第２エッチング処理中に、希釈液の最大流量を第１最大流量と第２最大流量とのうちから選択して、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）を制御する。具体的には、作業者が、制御装置１１０の入力部１１３（図８）を操作して、第１最大流量と第２最大流量とのうちの一方を選択する指示（設定値）を入力する。制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理（図１０のステップＳ４）の開始前に、あるいは、第２エッチング処理中に、作業者からの指示（設定値）に基づいて、希釈液の最大流量を第１最大流量と第２最大流量とのうちから選択する。

詳しくは、希釈液の最大流量が大きいほど、比重値変化期間ＳＧＶの長さが短くなる。したがって、作業者は、比重値変化期間ＳＧＶの長さを比較的短くする場合、第２最大流量を選択する。この結果、制御装置１１０（制御部１１１）は、第１開閉弁５５ａを閉じ、第２開閉弁５５ｂを開閉して、エッチング液Ｅへの希釈液の供給を制御する。一方、作業者は、比重値変化期間ＳＧＶの長さを比較的長くする場合、第１最大流量を選択する。この結果、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２開閉弁５５ｂを閉じ、第１開閉弁５５ａを開閉して、エッチング液Ｅへの希釈液の供給を制御する。

なお、制御装置１１０（制御部１１１）は、燐酸の比重値を第１目標値ＴＶ１又は第２目標値ＴＶ２に維持する際、第２開閉弁５５ｂを閉じ、第１開閉弁５５ａを開閉して、エッチング液Ｅへの希釈液の供給を制御する。

以上、図１、図２、及び図４～図１３を参照して本発明の実施形態３について説明した。本実施形態によれば、希釈液の最大流量を選択して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御することができる。したがって、実施形態１と同様に、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

なお、本実施形態において、基板処理装置１００は、希釈液の供給ラインを２つ備えたが（第１最大流量の供給ラインと第２最大流量の供給ライン）、基板処理装置１００は、互いに最大流量が異なる希釈液の供給ラインを３つ以上備えてもよい。

また、本実施形態において、作業者は、制御装置１１０の入力部１１３（図８）を操作して、第１最大流量と第２最大流量とのうちの一方を選択する指示（設定値）を入力したが、制御装置１１０は、第１最大流量に対応する比重値変化期間ＳＧＶの設定値と、第２最大流量に対応する比重値変化期間ＳＧＶの設定値とのうちの一方を選択する指示を入力する構成であってもよい。

［実施形態４］
続いて図１、図２、図４～図１２、及び図１４を参照して本発明の実施形態４について説明する。但し、実施形態１～３と異なる事項を説明し、実施形態１～３と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態４は、希釈液供給ライン５の構成が実施形態１～３と異なる。なお、実施形態４では、実施形態１と同様に、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御される。

図１４は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す図である。図１４に示すように、希釈液供給ライン５は、希釈液供給ノズル５１と、希釈液供給配管５２と、流量制御弁５３と、最大流量制御弁５４ｃと、開閉弁５５とを含む。

最大流量制御弁５４ｃは希釈液供給配管５２に介装されている。最大流量制御弁５４ｃは、希釈液供給配管５２を流通する希釈液の最大流量を制御する。最大流量制御弁５４ｃは、例えば、電動式のニードル弁である。最大流量制御弁５４ｃは、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。

制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値に基づいて最大流量制御弁５４ｃの開口率を調整することにより、希釈液の最大流量を制御する。本実施形態において、希釈液の最大流量は、最大流量制御弁５４ｃの開口率に応じた流量となる。

制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理（図１０のステップＳ４）の開始前に、あるいは、第２エッチング処理中に、比重値変化期間ＳＧＶの設定値に基づいて最大流量制御弁５４ｃの開口率を調整することにより、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）を制御する。

詳しくは、希釈液の最大流量が大きいほど、比重値変化期間ＳＧＶの長さが短くなる。したがって、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的小さい場合、最大流量制御弁５４ｃの開口率を比較的大きくする。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的大きい場合、最大流量制御弁５４ｃの開口率を比較的小さくする。

以上、図１、図２、図４～図１２、及び図１４を参照して本発明の実施形態４について説明した。本実施形態によれば、希釈液の最大流量を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御することができる。したがって、実施形態１と同様に、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

なお、本実施形態では、希釈液供給ライン５に最大流量制御弁５４ｃが設けられたが、最大流量制御弁５４ｃに代えてマスフローコントローラーが設けられてもよい。

［実施形態５］
続いて図１、図２、図４～図１２、及び図１５を参照して本発明の実施形態５について説明する。但し、実施形態１～４と異なる事項を説明し、実施形態１～４と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態５は、基板処理装置１００の構成が実施形態１～４と異なる。なお、実施形態５では、実施形態１と同様に、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御される。

図１５は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す図である。図１５に示すように、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値に基づいて駆動部１６０の最大出力を調整することにより、希釈液の最大流量を制御する。詳しくは、駆動部１６０の最大出力が小さいほど、希釈液の最大流量が小さくなる。

本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理（図１０のステップＳ４）の開始前に、あるいは、第２エッチング処理中に、比重値変化期間ＳＧＶの設定値に基づいて駆動部１６０の最大出力を調整することにより、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）を制御する。

詳しくは、駆動部１６０の最大出力が小さいほど、比重値変化期間ＳＧＶの長さが長くなる。したがって、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的小さい場合、駆動部１６０の最大出力を比較的大きくする。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的大きい場合、駆動部１６０の最大出力を比較的小さくする。

以上、図１、図２、図４～図１２、及び図１５を参照して本発明の実施形態５について説明した。本実施形態によれば、駆動部１６０の最大出力を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御することができる。したがって、実施形態１と同様に、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

なお、本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は駆動部１６０の最大出力を調整したが、制御装置１１０（制御部１１１）は、コントローラ１４０から駆動部１６０に出力される電流信号の電流値（ＰＩＤ制御値）を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御してもよい。

［実施形態６］
続いて図１、図３～図１２、及び図１６を参照して本発明の実施形態６について説明する。但し、実施形態１～５と異なる事項を説明し、実施形態１～５と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態６は、オートカバー２１の開度を調整して比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御する点で実施形態１～５と異なる。なお、実施形態６では、実施形態１と同様に、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御される。

図１６は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す断面図である。本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は、燐酸の比重値（測定値）が第１目標値ＴＶ１から第２目標値ＴＶ２まで変化する際のオートカバー２１の開度を調整して、エッチング液Ｅから蒸発する水分の量を制御する。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、オートカバー２１の開度を調整して、単位時間当たりにエッチング液Ｅから水分が蒸発する量を制御する。以下、単位時間当たりにエッチング液Ｅから水分が蒸発する量を、「水分の蒸発量」と記載する場合がある。

具体的には、図１６に示すように、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理中にオートカバー２１を開状態にする。オートカバー２１が開状態になると、第１カバー片２２と第２カバー片２３との間に隙間Ｇが形成される。隙間Ｇの幅ＧＷが大きいほど、水分の蒸発量が増える。そして、水分の蒸発量が増えると、比重値変化期間ＳＧＶが長くなる。したがって、隙間Ｇの幅ＧＷが大きいほど、比重値変化期間ＳＧＶが長くなる。

本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理（図１０のステップＳ４）の開始前に、あるいは、第２エッチング処理中に、比重値変化期間ＳＧＶの設定値に基づいて隙間Ｇの幅ＧＷの大きさ（オートカバー２１の開度）を調整することにより、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）を制御する。

詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的小さい場合、隙間Ｇの幅ＧＷを比較的狭くして（オートカバー２１の開度を比較的小さくして）、水分の蒸発量を抑える。この結果、比重値変化期間ＳＧＶの長さが比較的短くなる。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が比較的大きい場合、隙間Ｇの幅ＧＷを比較的広くして（オートカバー２１の開度を比較的大きくして）、エッチング液Ｅからの水分の蒸発を促進させる。この結果、比重値変化期間ＳＧＶの長さが比較的長くなる。

以上、図１、図３～図１２、及び図１６を参照して本発明の実施形態６について説明した。本実施形態によれば、水分の蒸発量を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御することができる。したがって、実施形態１と同様に、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

［実施形態７］
続いて図１、図３～図１２、図１７、及び図１８を参照して本発明の実施形態７について説明する。但し、実施形態１～６と異なる事項を説明し、実施形態１～６と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態７は、基板処理装置１００の構成が実施形態１～６と異なる。なお、実施形態７では、実施形態１と同様に、比重値変化期間ＳＧＶの長さが設定値に制御される。

図１７は、本実施形態の基板処理装置１００の構成を示す断面図である。本実施形態において、基板処理装置１００は、第２バブリング部９を更に備える。第２バブリング部９は、外槽３２内のエッチング液Ｅに気泡を供給する。外槽３２内のエッチング液Ｅに供給された気泡は、エッチング液循環部８により、エッチング液Ｅと共に内槽３１へ供給される。この結果、内槽３１内のエッチング液Ｅからの水分の蒸発が促進される。したがって、外槽３２内のエッチング液Ｅに気泡が供給されることにより、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）が比較的長くなる。

以下、第２バブリング部９の構成について説明する。図１７に示すように、第２バブリング部９は、複数の気体供給ノズル９１と、気体供給配管９２とを含む。なお、本実施形態では、第２バブリング部９は、２本の気体供給ノズル９１を含むが、第２バブリング部９は、１本の気体供給ノズル９１を含んでもよいし、３本以上の気体供給ノズル９１を含んでもよい。

複数の気体供給ノズル９１は、外槽３２の底部側に配置される。気体供給ノズル９１の各々は、中空の管状部材である。気体供給ノズル９１のそれぞれには、図１８を参照して後述する複数の吐出孔９１１が形成されており、各吐出孔９１１から気体が吹き出すことで、外槽３２内のエッチング液Ｅに気泡が供給される。気体は、例えば不活性ガスである。具体的には、気体は、窒素であり得る。

気体供給配管９２は、複数の気体供給ノズル９１まで気体を流通させる。気体供給配管９２が気体を流通させることにより、外槽３２内のエッチング液Ｅに気泡が供給される。

続いて図１８を参照して第２バブリング部９の構成を更に説明する。図１８は、第２バブリング部９の構成を示す図である。図１８に示すように、第２バブリング部９は、フィルタ９３と、ヒータ９４と、排気管９５と、開閉弁９６とを更に含む。フィルタ９３、ヒータ９４、及び開閉弁９６は、気体供給配管９２に介装されている。

フィルタ９３は、気体供給配管９２を流通する気体から異物を除去する。ヒータ９４は、気体供給配管９２を流通する気体を加熱して、気体供給配管９２を流通する気体の温度を調整する。ヒータ９４は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。気体供給配管９２を流通する気体の温度を調整することにより、燐酸の比重値を制御することができる。詳しくは、エッチング液循環部８を介して内槽３１内のエッチング液Ｅに供給される気泡の温度を調整することにより、燐酸の比重値を制御することができる。

気体供給配管９２は、気体供給ノズル９１の一端に接続して、気体供給ノズル９１に気体を供給する。排気管９５は、気体供給ノズル９１の他端に接続する。排気管９５には、気体供給ノズル９１の吐出孔９１１から吐出されずに気体供給ノズル９１を流通した気体が流入する。

開閉弁９６は、例えば電磁弁である。開閉弁９６は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。開閉弁９６は、気体供給配管９２の流路を開閉して、気体供給配管９２を流れる気体の流通を制御する。詳しくは、開閉弁９６が開くと、気体が気体供給配管９２を介して気体供給ノズル９１まで流れる。この結果、気体供給ノズル９１から気体が吐出される。一方、開閉弁９６が閉じると、気体の流通が遮断されて、気体供給ノズル９１による気体の吐出が停止する。

続いて、気体供給ノズル９１について説明する。図１８に示すように、複数の吐出孔９１１は、気体供給ノズル９１の上面部に形成される。本実施形態において、気体供給ノズル９１はＹ方向に延びる。複数の吐出孔９１１は、Ｙ方向に等間隔に形成されている。

続いて、制御装置１１０について説明する。本実施形態において、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理中に、開閉弁９６を開状態にする。あるいは、制御装置１１０（制御部１１１）は、第２エッチング処理中に、開閉弁９６を閉状態にする。その結果、比重値変化期間ＳＧＶの長さ（図９）が制御される。

詳しくは、制御装置１１０の入力部１１３（図８）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値として、第１設定値と第２設定値とのうちの一方の入力を受け付ける。第１設定値は、第２設定値よりも小さい値を示す。制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が第１設定値である場合、開閉弁９６を閉状態にして、内槽３１内のエッチング液Ｅからの水分の蒸発量を抑える。この結果、比重値変化期間ＳＧＶの長さが比較的短くなる。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が第２設定値である場合、開閉弁９６を開状態にして、内槽３１内のエッチング液Ｅからの水分の蒸発を促進させる。この結果、比重値変化期間ＳＧＶの長さが比較的長くなる。

以上、図１、図３～図１２、図１７、及び図１８を参照して本発明の実施形態７について説明した。本実施形態によれば、内槽３１内のエッチング液Ｅからの水分の蒸発量を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御することができる。したがって、実施形態１と同様に、積層構造Ｍの形状を制御することができる。

なお、外槽３２内のエッチング液Ｅへ供給する気泡の量を調整して、比重値変化期間ＳＧＶの長さを制御してもよい。例えば、気体供給配管９２にマスフローコントローラーが設けられてもよい。この場合、制御装置１１０の入力部１１３（図８）は、比重値変化期間ＳＧＶの設定値として、実施形態１と同様に任意の値の入力を受け付ける。

［実施形態８］
続いて図１～図９、及び図１１～図２０を参照して本発明の実施形態８について説明する。但し、実施形態１～７と異なる事項を説明し、実施形態１～７と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態８は、基板Ｗを用いて製造されるデバイスのサイズに基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定する点で実施形態１～７と異なる。

図１９は、決定テーブルＴＬ１０を示す図である。本実施形態において、記憶部１１２（図８）は、決定テーブルＴＬ１０を記憶する。図１９に示すように、決定テーブルＴＬ１０は、デバイスサイズ欄ＴＬ１１と、第１目標値欄ＴＬ１２と、第２目標値欄ＴＬ１３と、比重値変化期間欄ＴＬ１４とを含む。デバイスサイズ欄ＴＬ１１には、各種のデバイスサイズ（デバイスの寸法）が登録される。第１目標値欄ＴＬ１２には、第１目標値ＴＶ１が登録される。第２目標値欄ＴＬ１３には、第２目標値ＴＶ２が登録される。比重値変化期間欄ＴＬ１４には、比重値変化期間ＳＧＶの設定値が登録される。決定テーブルＴＬ１０は、デバイスのサイズと、第１目標値ＴＶ１と、第２目標値ＴＶ２と、比重値変化期間ＳＧＶの設定値とを互いに関連付ける。

本実施形態において、入力部１１３（図８）は、基板Ｗを用いて製造されるデバイスのサイズの入力を受け付ける。制御部１１１（図８）は、入力部１１３からデバイスのサイズを示すデータが入力されると、記憶部１１２（図８）に記憶されている決定テーブルＴＬ１０を参照して、第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定する。

続いて図２０を参照して本実施形態の基板処理方法を説明する。図２０は、本実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。本実施形態の基板処理方法は、例えば、図１～図９を参照して説明した基板処理装置１００によって実施されてもよい。図２０に示すように、本実施形態の基板処理方法は、ステップＳ１１～ステップＳ１６を含む。

本実施形態では、基板Ｗのエッチング処理が開始される前に、入力部１１３が、基板Ｗを用いて製造されるデバイスのサイズの入力を受け付ける。入力部１１３がデバイスのサイズの入力を受け付けると、制御部１１１が、記憶部１１２に記憶されている決定テーブルＴＬ１０を参照して、第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定する（ステップＳ１１）。

以降、ステップＳ１２～ステップＳ１６の各処理が実行される。なお、ステップＳ１２～ステップＳ１６の各処理は、図１０を参照して説明したステップＳ１１～ステップＳ１５の各処理と同様であるため、その説明は割愛する。

以上、図１～図９、及び図１１～図２０を参照して本発明の実施形態８について説明した。本実施形態によれば、積層構造Ｍの形状をデバイスのサイズに応じた形状に制御することができる。

なお、本実施形態では、デバイスのサイズに基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定したが、デバイスのサイズに基づいて、第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値のうち、第１目標値ＴＶ１と第２目標値ＴＶ２とが決定されてもよい。この場合、比重値変化期間欄ＴＬ１４は省略されてもよい。

また、本実施形態では、デバイスのサイズに基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定したが、積層構造Ｍの仕上がり形状に基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定してもよい。あるいは、積層構造Ｍの種別に基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定してもよい。

図２１は、決定テーブルの他例１（決定テーブルＴＬ２０）を示す図である。積層構造Ｍの仕上がり形状に基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定する場合、記憶部１１２（図８）は、決定テーブルＴＬ２０を記憶してもよい。図２１に示すように、決定テーブルＴＬ２０は、積層構造Ｍの仕上がり形状欄ＴＬ２１と、第１目標値欄ＴＬ２２と、第２目標値欄ＴＬ２３と、比重値変化期間欄ＴＬ２４とを含む。積層構造Ｍの仕上がり形状欄ＴＬ２１には、各種の仕上がり形状が登録される。仕上がり形状は、例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して説明した酸化膜Ｍａの勾配Ｍθを示してもよい。

図２２は、決定テーブルの他例２（決定テーブルＴＬ３０）を示す図である。積層構造Ｍの種別に基づいて第１目標値ＴＶ１、第２目標値ＴＶ２、及び比重値変化期間ＳＧＶの設定値を決定する場合、記憶部１１２（図８）は、決定テーブルＴＬ３０を記憶してもよい。図２２に示すように、決定テーブルＴＬ３０は、膜種欄ＴＬ３１と、第１目標値欄ＴＬ３２と、第２目標値欄ＴＬ３３と、比重値変化期間欄ＴＬ３４とを含む。膜種欄ＴＬ３１には、積層構造Ｍの種別が登録される。積層構造Ｍの種別は、例えば、図４を参照して説明した酸化膜Ｍａ及び窒化膜Ｍｂの積層数を示してもよい。

以上、図面（図１～図２２）を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、図１～図２２を参照して説明した実施形態では、コントローラ１４０が燐酸の比重値を測定したが、作業者がエッチング液Ｅをサンプリングして、燐酸の比重値又は濃度を測定してもよい。

また、図１～図２２を参照して説明した実施形態では、希釈液は、処理槽３の外方から処理槽３内のエッチング液Ｅに供給されたが、希釈液は、処理槽３の内側においてエッチング液Ｅに供給されてもよい。例えば、希釈液供給ノズル５１が内槽３１又は外槽３２の内側に配置されることにより、処理槽３の内側において希釈液をエッチング液Ｅに供給することができる。処理槽３の内側において希釈液をエッチング液Ｅに供給した場合、処理槽３の外方から処理槽３内のエッチング液Ｅに希釈液を供給する場合と比べて、比重値変化期間ＳＧＶの長さを短くすることができる。

また、図１～図２２を参照して説明した実施形態において、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータは希釈液の流量であったが、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータは希釈液の流量に限定されない。例えば、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータは、気体供給ノズル７１（図７）から吐出する気泡の温度であってもよい。この場合、制御装置１１０（制御部１１１）は、図７を参照して説明したヒータ７４を制御することにより、燐酸濃度に対応する物理量を変動させる。あるいは、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータは、気体供給配管９２（図１８）から吐出する気泡の温度であってもよい。詳しくは、燐酸濃度に対応する物理量を変動させるパラメータは、エッチング液循環部８を介して内槽３１内のエッチング液Ｅに供給される気泡の温度であってもよい。この場合、制御装置１１０（制御部１１１）は、図１８を参照して説明したヒータ９４を制御することにより、燐酸濃度に対応する物理量を変動させる。

また、図１～図２２を参照して説明した実施形態において、気体供給配管６１の先端は、外槽３２のエッチング液Ｅ内に浸漬されたが、気体供給配管６１の先端は、外槽３２内に設けられた制御槽のエッチング液Ｅ内に浸漬されてもよい。具体的には、処理槽３は、内槽３１と外槽３２とに加えて、外槽３２内に設けられた制御槽を更に有し、気体供給配管６１の先端は、制御槽のエッチング液Ｅ内に浸漬されてもよい。この構成によれば、気体の吐出圧をより高い精度で測定することができる。したがって、燐酸の比重値をより高い精度で測定することができる。

詳しくは、外槽３２内のエッチング液Ｅの液面高さは、外槽３２内のエッチング液Ｅの液面に発生する泡や、外槽３２内のエッチング液Ｅの減少等によって変動する。泡は、内槽３１から外槽３２にエッチング液Ｅが流れ込む際に発生することがある。外槽３２内のエッチング液Ｅは、循環ポンプ８３の駆動によって循環配管８２にエッチング液Ｅが流入する際に減少することがある。これに対し、制御槽内のエッチング液Ｅの液面高さは、外槽３２内のエッチング液Ｅの液面に発生する泡や、外槽３２内のエッチング液Ｅの減少等の影響を受け難く、安定している。したがって、気体供給配管６１の先端を制御槽のエッチング液Ｅ内に浸漬させることにより、燐酸の比重値をより高い精度で測定することができる。

本発明は、基板を処理する分野に有用である。

３ ：処理槽
５ ：希釈液供給ライン
３１ ：内槽
３２ ：外槽
１００ ：基板処理装置
１１０ ：制御装置
１３０ ：基板保持部
１４０ ：コントローラ
Ｅ ：エッチング液
Ｍａ ：酸化膜
Ｍｂ ：窒化膜
ＳＧＶ ：比重値変化期間
ＴＶ１ ：第１目標値
ＴＶ２ ：第２目標値
Ｗ ：基板

Claims (8)

1. 交互に積層された酸化膜と窒化膜とを有する基板を、処理槽において、燐酸を含むエッチング液でエッチングする基板処理方法であって、
   前記エッチング液における前記燐酸の濃度に対応する物理量が第１目標値となるように、前記物理量を変動させるパラメータを制御する第１処理工程と、
   前記物理量が、前記第１目標値よりも低い第２目標値となるように、前記パラメータを制御する第２処理工程と
   を含み、
   前記第２目標値は、前記第１目標値と比べて、前記窒化膜のエッチング速度が大きくなり、前記酸化膜のエッチング速度が小さくなる前記物理量の目標値を示す、基板処理方法。
2. 前記第２処理工程において前記物理量が前記第１目標値から前記第２目標値に変化するまでの期間の長さを示す比重値変化期間の長さを制御する、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記第２処理工程において、前記第１目標値から前記第２目標値まで段階的に目標値を変化させて、前記比重値変化期間の長さを制御する、請求項２に記載の基板処理方法。
4. 前記エッチング液に供給する希釈液の流量を調整して、前記比重値変化期間の長さを制御する、請求項２又は請求項３に記載の基板処理方法。
5. 前記エッチング液から蒸発する水分の量を調整して、前記比重値変化期間の長さを制御する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
6. 前記基板を用いて製造されるデバイスのサイズに基づいて前記比重値変化期間の長さを決定する工程を更に含む、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
7. 前記基板を用いて製造されるデバイスのサイズに基づいて前記第１目標値及び前記第２目標値を決定する工程を更に含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
8. 交互に積層された酸化膜と窒化膜とを有する基板を、燐酸を含むエッチング液でエッチングする基板処理装置であって、
   前記エッチング液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽の前記エッチング液内で前記基板を保持する基板保持部と、
   前記エッチング液における前記燐酸の濃度に対応する物理量が目標値となるように、前記物理量を変動させるパラメータを制御するパラメータ制御部と、
   前記基板のエッチング処理中に、前記目標値を、第１目標値から、前記第１目標値よりも低い第２目標値に変更する変更部と
   を備え、
   前記第２目標値は、前記第１目標値と比べて、前記窒化膜のエッチング速度が大きくなり、前記酸化膜のエッチング速度が小さくなる前記物理量の目標値を示す、基板処理装置。

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