TW201442104A - 基板處理裝置 - Google Patents

基板處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201442104A
TW201442104A TW103104698A TW103104698A TW201442104A TW 201442104 A TW201442104 A TW 201442104A TW 103104698 A TW103104698 A TW 103104698A TW 103104698 A TW103104698 A TW 103104698A TW 201442104 A TW201442104 A TW 201442104A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
phosphoric acid
pure water
liquid
heater
Prior art date
Application number
TW103104698A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI517236B (zh
Inventor
Taiki Hinode
Takashi Ota
Naoki Fujiwara
Original Assignee
Dainippon Screen Mfg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Mfg filed Critical Dainippon Screen Mfg
Publication of TW201442104A publication Critical patent/TW201442104A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI517236B publication Critical patent/TWI517236B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明之基板處理裝置包含有：磷酸供給裝置，其對由旋轉夾頭所保持之基板之上表面供給磷酸水溶液；加熱器，其在磷酸水溶液被保持於基板上之狀態下，朝向基板之上表面之一部分而加以散發熱；加熱器移動裝置，其藉由使加熱器產生移動，而使藉由加熱器所加熱之加熱位置在基板之上表面內進行移動；水噴嘴，其於磷酸水溶液保持於基板上之狀態下，朝向基板之上表面之一部分而吐出水；及水噴嘴移動裝置，其藉由使水噴嘴產生移動，而使水之著液位置在基板之上表面內進行移動。

Description

基板處理裝置
本發明係關於一種處理基板之基板處理裝置。成為處理對象之基板例如包括半導體晶圓，液晶顯示裝置用基板，電漿顯示器用基板，FED(Field Emission Display，場發射顯示器)用基板，光碟用基板，磁碟用基板，磁光碟用基板，光罩用基板，陶瓷基板，太陽電池用基板等。
於半導體裝置或液晶顯示裝置等之製造步驟中，視需要而進行蝕刻處理，該蝕刻處理對形成有氮化矽膜與氧化矽膜之基板之表面(front surface(前表面))供給作為蝕刻液之高溫之磷酸水溶液，從而選擇性地去除氮化矽膜。
US 2012/O74102 A1揭示有對由旋轉夾頭保持之基板供給接近沸點之磷酸水溶液之單片式(single substrate processing type)的基板處理裝置。於該基板處理裝置中，對基板供給100℃以上之高溫之磷酸水溶液。
水分自供給至基板上之磷酸水溶液緩緩地蒸發。此時，於磷酸水溶液中發生2H3PO4→H4P2O7+H2O之反應，自磷酸(H3PO4)生成焦磷酸(pyrophosphoric acid：H4P2O7)。焦磷酸具有蝕刻氧化矽膜之能力。原本，較理想為僅蝕刻氮化矽膜，不蝕刻氧化 矽膜而儘可能使其留存較多。若抑制氧化矽膜之蝕刻量並提昇氮化矽膜之蝕刻量，則可使蝕刻選擇比(氮化矽膜之蝕刻量/氧化矽膜之蝕刻量)之值變高。然而，若產生上述焦磷酸則原本欲留存之氧化矽膜亦被蝕刻，因此導致蝕刻選擇比降低。
本發明之一實施形態提供一種基板處理裝置，其包含有：基板保持裝置，其將基板保持呈水平；磷酸供給裝置，其對由上述基板保持裝置所保持之基板之上表面供給磷酸水溶液而形成將該基板之上表面全區域加以覆蓋之磷酸水溶液之液膜；加熱器，其自上述基板之上表面側加熱上述磷酸水溶液之液膜；加熱器移動裝置，其藉由使上述加熱器產生移動，而使藉由上述加熱器所加熱之加熱位置沿著上述基板之上表面進行移動；水噴嘴，其朝向上述磷酸水溶液之液膜吐出水，並使水於該液膜產生著液；及水噴嘴移動裝置，其藉由使上述水噴嘴產生移動，而使上述水之著液位置沿著上述基板之上表面進行移動。
根據該構成，磷酸供給裝置對藉由基板保持裝置而水平地保持之基板之上表面供給作為蝕刻液之磷酸水溶液。而且，加熱器自上述基板之上表面側加熱上述磷酸水溶液之液膜，並且加熱移動裝置使藉由上述加熱器加熱之加熱位置沿上述基板之上表面移動。藉此，可均勻地加熱磷酸水溶液之液膜。因此，加熱基板上之磷酸水溶液，從而提高蝕刻速率。
又，基板處理裝置包含：水噴嘴，其朝向磷酸水溶液之液膜吐出水而使水於該液膜著液；及水噴嘴移動裝置，其藉由使上述水噴嘴移動而使上述水之著液位置沿上述基板之上表面移動；因此朝向基板之上表面之整個區域供給水。
水噴嘴係朝向磷酸水溶液之液膜吐出水。水噴嘴移動裝置係藉由使水噴嘴移動，而使水相對於液膜之著液位置於基板之上表面內移動。藉此，可均勻地對磷酸水溶液之液膜供給水。因此，藉由H4P2O7+H2O→2H3PO4之反應，而使磷酸水溶液中之焦磷酸(H4P2O7)減少。藉此，可抑制蝕刻選擇比之降低。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理裝置係亦可更進一步包含有水流量調整閥，而該水流量調整閥係將於上述基板上可維持呈覆液狀之磷酸水溶液之液膜之流量的水，供給至上述水噴嘴。
根據該構成，形成覆蓋基板之上表面全區域之覆液狀之磷酸水溶液之液膜。藉此，將磷酸水溶液供給至基板之上表面全區域，從而蝕刻基板之上表面全區域。
進而，於磷酸水溶液自基板之排出停止之狀態下將水供給至磷酸水溶液之液膜。因此，可防止具有充分之活性之磷酸水溶液自基板排出。藉此，可高效率地使用磷酸水溶液。進而，由於結果為供給至基板上之磷酸水溶液水變少，因此可抑制磷酸水溶液之濃度及溫度之變化。藉此，可抑制蝕刻選擇比之降低，並抑制蝕刻速率之變動。
於本發明之一實施形態中，上述加熱器移動裝置亦能以加熱相對於上述基板之上表面之鄰接於水之著液位置之區域的方式使上述加熱器產生移動。
根據該構成，藉由加熱器而加熱水之著液位置之附近。因此，可立即補償因水之供給而引起之磷酸水溶液之溫度變化。藉此，可抑制蝕刻速率之面內均勻性之降低。
於本發明之一實施形態中，上述基板保持裝置係亦可更進一步包含有使上述基板繞著通過上述基板之上表面中央部之鉛垂線進行旋轉之旋轉馬達。上述加熱器移動裝置亦能以加熱比水之著液位置更靠基板之旋轉方向上之下游之區域的方式使上述加熱器產生移動。
根據該構成，即便於使基板旋轉之情形時，亦可藉由加熱器而立即加熱供給有水之磷酸水溶液之液膜部分。因此，可立即補償因水之供給而引起之磷酸水溶液之溫度變化。藉此，可抑制蝕刻速率之面內均勻性之降低。
於本發明之一實施形態中，上述基板保持裝置係亦可包含有使上述基板繞著通過上述基板之上表面中央部之鉛垂線進行旋轉之旋轉馬達。上述基板處理裝置係亦可更進一步包含有控制裝置，而該控制裝置係藉由控制上述基板保持裝置及水噴嘴移動裝置，而一方面使上述基板產生旋轉一方面使上述著液位置於上述基板之上表面中央部與上述基板之上表面周緣部之間進行移動。在上述基板之旋轉速度未達既定速度之情況下，上述控制裝置亦可使上述著液位置以固定之速度於上述基板之上表面中央部與上述基板之上表面周緣部之間進行移動。在上述基板之旋轉速度為上述既定速度以上之情況下，上述控制裝置亦可隨著上述著液位置接近上述基板之上表面中央部而使上述著液位置之移動速度產生減少，或隨著上述著液位置遠離上述基板之上表面中央部而使上述著液位置之移動速度產生增加。
根據該構成，於基板之旋轉速度未滿既定速度之情形時，控制裝置使著液位置以固定之速度於基板之上表面中央部與基 板之上表面周緣部之間移動。另一方面，於基板之旋轉速度為上述既定速度以上之情形時，控制裝置伴隨著液位置接近基板之上表面中央部而使著液位置之移動速度減少。因此，可於基板之旋轉速度為上述既定速度以上之情形時，將較供給至基板之上表面周緣部之水更多的水供給至基板之上表面中央部。
本發明者等人確認了如下情況：於基板之旋轉速度較大之情形時，基板之上表面中央部之蝕刻量大於基板之上表面周緣部之蝕刻量。可認為該蝕刻量之差之原因在於：磷酸水溶液在基板之上表面中央部之濃度高於磷酸水溶液在基板之上表面周緣部之濃度。因此，控制裝置可藉由將較供給至基板之上表面周緣部之水更多的水供給至基板之上表面中央部，而使基板之上表面中央部之磷酸水溶液之濃度降低。藉此，控制裝置可使基板之上表面中央之部蝕刻量減少，藉此，可提高蝕刻之均勻性。
本發明中之上述及進而其他目的、特徵及效果係參照隨附圖式而藉由以下敍述之實施形態之說明而闡明。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧旋轉夾頭
6‧‧‧磷酸供給裝置
7‧‧‧SC1供給裝置
8‧‧‧沖洗液供給裝置
9‧‧‧護罩
9a‧‧‧上端部
10‧‧‧加熱裝置
11‧‧‧間隔壁
12‧‧‧FFU
13‧‧‧排氣管
14‧‧‧旋轉底座
15‧‧‧夾盤銷
16‧‧‧旋轉軸
17‧‧‧旋轉馬達
18‧‧‧磷酸噴嘴
19‧‧‧磷酸配管
20‧‧‧磷酸閥
21‧‧‧磷酸溫度調節裝置
22‧‧‧噴嘴臂
23‧‧‧磷酸噴嘴移動裝置
24‧‧‧SC1噴嘴
25‧‧‧SC1配管
26‧‧‧SC1閥
27‧‧‧SC1噴嘴移動裝置
28‧‧‧沖洗液噴嘴
29‧‧‧沖洗液配管
30‧‧‧沖洗液閥
31、231、431‧‧‧紅外線加熱器
32‧‧‧加熱器臂
33‧‧‧加熱器移動裝置
34、234‧‧‧紅外線燈
35、235、435‧‧‧燈罩
36‧‧‧純水供給裝置
37‧‧‧純水吐出口
38‧‧‧純水噴嘴
39‧‧‧純水配管
40‧‧‧純水閥
41‧‧‧純水流量調整閥
242‧‧‧加濕裝置
243a‧‧‧圓環部
243b‧‧‧鉛垂部
244‧‧‧收容部
245‧‧‧底板部
246‧‧‧中心管
247‧‧‧對向板
248‧‧‧蓋構件
249‧‧‧支持構件
250‧‧‧加濕噴嘴
251‧‧‧加濕氣體配管
252‧‧‧加濕氣體閥
253‧‧‧貫通孔
254‧‧‧環狀吐出口
355‧‧‧流體吐出口
356‧‧‧流體噴嘴
357‧‧‧流體配管
358‧‧‧流體閥
559‧‧‧純水溫度調節裝置
560‧‧‧溫度調節器
561‧‧‧溫度感測器
A1‧‧‧旋轉軸線
A2、A3‧‧‧轉動軸線
Dr‧‧‧旋轉方向
W‧‧‧基板
X1‧‧‧軌跡
圖1係水平地觀察本發明之第1實施形態之基板處理裝置所具備之處理單元之內部的示意圖。
圖2係水平地觀察旋轉夾頭、紅外線加熱器、及純水噴嘴之示意圖。
圖3係表示旋轉夾頭、紅外線加熱器、及純水噴嘴之示意性之俯視圖。
圖4係用以對藉由處理單元而進行之基板之處理之一例進行說明的步驟圖。
圖5A係表示進行磷酸供給步驟時之基板之示意圖。
圖5B係表示進行覆液步驟時之基板之示意圖。
圖5C係表示進行覆液步驟、加熱步驟、及純水供給步驟時之基板之示意圖。
圖6係表示自基板之中心至純水之著液位置之半徑方向上之距離與著液位置之移動速度及純水之供給量的關係之一例之圖表。
圖7係表示自基板之中心至純水之著液位置之半徑方向上之距離與著液位置之移動速度及純水之供給量的關係之另一例之圖表。
圖8係表示供給至基板之磷酸水溶液之溫度與蝕刻速率及蝕刻選擇比之關係的圖表。
圖9係水平地觀察本發明之第2實施形態之紅外線加熱器及旋轉夾頭之示意圖。
圖10係本發明之第2實施形態之紅外線加熱器之縱剖面圖。
圖11係水平地觀察本發明之第3實施形態之加熱噴嘴及旋轉夾頭之示意圖。
圖12係表示本發明之第4實施形態之紅外線加熱器及純水噴嘴之縱剖面及底面之示意圖。
圖13係本發明之第5實施形態之純水供給裝置之示意圖。
[第1實施形態]
圖1係水平地觀察本發明之第1實施形態之基板處理裝置1所具備之處理單元2之內部之示意圖。圖2係水平地觀察旋轉夾頭5，紅外線加熱器31，及純水噴嘴38之示意圖。圖3係表示旋轉夾頭5，紅外線加熱器31，及純水噴嘴38之示意性之俯視 圖。
基板處理裝置1係逐片地處理半導體晶圓等圓板狀之基板W之單片式之裝置。基板處理裝置1具備：數個處理單元2(於圖1中僅圖示1個處理單元2)，其等使用處理液或處理氣體等處理流體而處理基板W；及控制裝置3，其控制基板處理裝置1所具備之裝置之動作或閥之開閉。再者，基板處理裝置1所具有之處理單元2亦可為單數。
處理單元2包含：箱形之腔室4，其具有內部空間；旋轉夾頭5，其於腔室4內水平地保持基板W且使基板W繞通過基板W之中心之鉛垂之旋轉軸線A1旋轉；處理液供給裝置(磷酸供給裝置6，SC1供給裝置7，沖洗液供給裝置8，純水供給裝置36)，其等對基板W供給處理液；筒狀之護罩9，其包圍旋轉夾頭5；及加熱裝置10，其加熱基板W。
如圖1所示，腔室4包含：箱形之間隔壁11，其收容旋轉夾頭5等；作為送風單元之FFU12(風扇過濾器單元(fan filter unit)12)，其自間隔壁11之上部對間隔壁11內傳送清潔空氣(藉由過濾器而經過濾之空氣)；及排氣管13，其自間隔壁11之下部將腔室4內之氣體排出。FFU12係配置於間隔壁11之上方。FFU12自間隔壁11之頂板對腔室4內向下傳送清潔空氣。排氣管13係連接於護罩9之底部，朝向設置於設置基板處理裝置1之工廠中之排氣設備而導引腔室4內之氣體。因此，於腔室4內自上方向下方流動之降流(downflow)係藉由FFU12及排氣管13而形成。基板W之處理係於在腔室4內形成有降流之狀態下進行。
如圖1所示，旋轉夾頭5包含：圓板狀之旋轉底座 14，其係以水平之姿勢保持；數個夾盤銷15，其等於旋轉底座14之上方以水平之姿勢保持基板W；旋轉軸16，其自旋轉底座14之中央部向下方延伸；及作為基板旋轉裝置之旋轉馬達17，其藉由使旋轉軸16旋轉而使基板W及旋轉底座14繞旋轉軸線A1旋轉。旋轉夾頭5不限定於使數個夾盤銷15接觸基板W之周端面之夾持式之夾頭，亦可為藉由使非元件形成面即基板W之背面(rear surface(下表面))吸附於旋轉底座14之上表面而水平地保持基板W的真空式之夾頭。
如圖1所示，護罩9係配置於較由旋轉夾頭5保持之基板W更外側(離開旋轉軸線A1之方向)。護罩9包圍旋轉底座14。當於旋轉夾頭5使基板W旋轉之狀態下，將處理液供給至基板W時，供給至基板W之處理液被甩出至基板W之周圍。當將處理液供給至基板W時，向上敞開之護罩9之上端部9a係配置於較旋轉底座14更上方。因此，排出至基板W之周圍之化學品或沖洗液等處理液係藉由護罩9而承接。然後，由護罩9承接之處理液係傳送至未圖式之回收裝置或廢液裝置。
如圖1所示，磷酸供給裝置6包含：磷酸噴嘴18，其朝向由旋轉夾頭5保持之基板W而吐出磷酸水溶液；磷酸配管19，其對磷酸噴嘴18供給磷酸水溶液；磷酸閥20，其切換磷酸水溶液自磷酸配管19向磷酸噴嘴18之供給及供給停止；及磷酸溫度調節裝置21，其使供給至磷酸噴嘴18之磷酸水溶液之溫度上升至高於室溫(20℃~30℃之範圍內之既定溫度)之溫度。
當打開磷酸閥20時，藉由磷酸溫度調節裝置21而經溫度調節之磷酸水溶液係自磷酸配管19而供給至磷酸噴嘴18，並 自磷酸噴嘴18吐出。磷酸溫度調節裝置21將磷酸水溶液之溫度維持為例如80~215℃之範圍內之固定溫度。藉由磷酸溫度調節裝置21而經調節之磷酸水溶液之溫度可為其濃度下之沸點，亦可為未滿沸點之溫度。磷酸水溶液係以磷酸為主成分之水溶液，其濃度為例如50%~100%之範圍，較佳為80%左右。
如圖1所示，磷酸供給裝置6進而包含：噴嘴臂22，其於前端部安裝有磷酸噴嘴18；及磷酸噴嘴移動裝置23，其使噴嘴臂22於旋轉夾頭5之周圍繞於上下方向上延伸之轉動軸線A2轉動，並且使噴嘴臂22沿轉動軸線A2而於鉛垂方向上進行上下移動，藉此使磷酸噴嘴18水平及鉛垂地移動。磷酸噴嘴移動裝置23使磷酸噴嘴18於自磷酸噴嘴18吐出之磷酸水溶液供給至基板W之上表面之處理位置，與磷酸噴嘴18於俯視時退避至基板W之周圍之退避位置之間水平地移動。
如圖1所示，SC1供給裝置7包含：SC1噴嘴24，其朝向由旋轉夾頭5保持之基板W而吐出SC1(包含NH4OH與H2O2之混合液)；SC1配管25，其對SC1噴嘴24供給SC1；SC1閥26，其切換SC1自SC1配管25向SC1噴嘴24之供給及供給停止；及SC1噴嘴移動裝置27，其使SC1噴嘴24水平及鉛垂地移動。當打開SC1閥26時，自SC1配管25供給至SC1噴嘴24之SC1係自SC1噴嘴24吐出。SC1噴嘴移動裝置27使SC1噴嘴24於自SC1噴嘴24吐出之SC1供給至基板W之上表面之處理位置，與SC1噴嘴24於俯視時退避至基板W之周圍之退避位置之間水平地移動。
如圖1所示，沖洗液供給裝置8包含：沖洗液噴嘴 28，其朝向由旋轉夾頭5保持之基板W吐出沖洗液；沖洗液配管29，其對沖洗液噴嘴28供給沖洗液；及沖洗液閥30，其切換沖洗液自沖洗液配管29向沖洗液噴嘴28之供給及供給停止。沖洗液噴嘴28係於沖洗液噴嘴28之吐出口靜止之狀態下吐出沖洗液的固定噴嘴。沖洗液供給裝置8亦可具備沖洗液噴嘴移動裝置，該沖洗液噴嘴移動裝置藉由使沖洗液噴嘴28移動，而使沖洗液相對於基板W之上表面之著液位置移動。
當打開沖洗液閥30時，自沖洗液配管29供給至沖洗液噴嘴28之沖洗液係自沖洗液噴嘴28朝向基板W之上表面中央部而吐出。沖洗液例如為純水(去離子水：Deionizied Water)。沖洗液並不限定於純水，亦可為碳酸水，電解離子水，雙氧水，臭氧水，IPA(異丙醇)，及稀釋濃度(例如10~100ppm左右)之鹽酸水中之任一者。
如圖1所示，加熱裝置10包含藉由輻射而加熱基板W之輻射加熱裝置。輻射加熱裝置包含：紅外線加熱器31，其對基板W照射紅外線；加熱器臂32，其於前端部安裝有紅外線加熱器31；及加熱器移動裝置33，其使加熱器臂32移動。
如圖2所示，紅外線加熱器31包含發出紅外線之紅外線燈34，及收容紅外線燈34之燈罩35。紅外線燈34係配置於燈罩35內。如圖3所示，燈罩35於俯視時小於基板W。因此，配置於該燈罩35內之紅外線燈34於俯視時小於基板W。紅外線燈34及燈罩35係安裝於加熱器臂32。因此，紅外線燈34及燈罩35與加熱器臂32共同移動。
紅外線燈34包含燈絲，及收容燈絲之石英管。加熱 裝置10中之紅外線燈34(例如鹵素燈)可為碳加熱器，亦可為除該等以外之發熱體。燈罩35之至少一部分分係由石英等具有光透過性及耐熱性之材料形成。
當紅外線燈34發光時，自該紅外線燈34發出包含紅外線之光。該包含紅外線之光係透過燈罩35而自燈罩35之外表面發出，或加熱燈罩35而自其外表面發出輻射光。基板W及保持於其上表面之磷酸水溶液之液膜係藉由來自燈罩35之外表面之透過光與輻射光而被加熱。如上所述，包含紅外線之光係藉由透過或輻射而自燈罩35之外表面發出，但以下著眼於透過燈罩35之外表面之紅外線而進行關於紅外線燈34之說明。
如圖2所示，燈罩35具有與基板W之上表面平行之底壁。紅外線燈34係配置於底壁之上方。底壁之下表面包含與基板W之上表面平行且平坦之基板對向面。於紅外線加熱器31配置於基板W之上方之狀態下，燈罩35之基板對向面係隔開間隔而與基板W之上表面在上下方向上對向。當於該狀態下紅外線燈34發出紅外線時，紅外線透過燈罩35之基板對向面而照射至基板W之上表面。基板對向面例如為直徑小於基板W之半徑之圓形。基板對向面並不限定於圓形，可為長邊方向之長度為基板W之半徑以上之矩形狀，亦可為圓形及矩形以外之形狀。
如圖1所示，加熱器移動裝置33於既定之高度保持紅外線加熱器31。加熱器移動裝置33使紅外線加熱器31鉛垂地移動。進而，加熱器移動裝置33藉由使加熱器臂32於旋轉夾頭5之周圍繞於上下方向上延伸之轉動軸線A3轉動，而使紅外線加熱器31水平地移動。藉此，使照射紅外線等光而加熱之加熱區域(基板 W之上表面內之一部分分之區域)於基板W之上表面內移動。如圖2所示，加熱器移動裝置33使加熱器臂32之前端部沿於俯視時通過基板W之中心之圓弧狀之軌跡X1而水平地移動。因此，紅外線加熱器31於包含旋轉夾頭5之上方之水平面內移動。
來自紅外線加熱器31之紅外線係照射至基板W之上表面內之加熱區域。控制裝置3於紅外線加熱器31發光之狀態下，一方面藉由旋轉夾頭5使基板W旋轉，一方面藉由加熱器移動裝置33使紅外線加熱器31繞轉動軸線A3轉動。藉此，藉由紅外線加熱器31之加熱區域而掃描基板W之上表面。因此，紅外線等光係被基板W之上表面及保持於該基板W之上表面之處理液之液膜中至少一方吸收，輻射熱係自紅外線燈34傳遞至基板W。因此，當於處理液等液體保持於基板W上之狀態下使紅外線燈34發光時，基板W之溫度上升，伴隨於此，基板W上之液體之溫度亦上升。或基板W上之液體本身被加熱而升溫。
如圖1所示，處理單元2包含朝向基板W而吐出純水之純水供給裝置36。純水供給裝置36包含：純水噴嘴38，其自純水吐出口37朝向基板W而吐出純水；純水配管39，其對純水噴嘴38供給純水；純水閥40，其切換純水自純水配管39向純水噴嘴38之供給及供給停止；及純水流量調整閥41，其調整自純水配管39供給至純水噴嘴38之純水之流量。
純水噴嘴38包含間歇地吐出純水，較佳為逐滴吐出純水之液滴之單一之純水吐出口37。純水噴嘴38亦可包含數個純水吐出口37。純水係自作為液滴吐出口之純水吐出口37而向鉛垂下方滴下。因此，於純水吐出口37與基板W之上表面於上下方向 對向之狀態下，純水之液滴係朝向基板W之上表面而向鉛垂下方落下。液滴之吐出及吐出停止係藉由純水閥40而切換，液滴之粒徑係藉由純水流量調整閥41之開度而調節。
如圖1所示，純水噴嘴38係安裝於加熱器臂32。因此，純水噴嘴38與紅外線加熱器31共同在水平方向及鉛垂方向上移動。紅外線加熱器31係於較純水噴嘴38更靠加熱器臂32之根部側安裝於加熱器臂32。藉此，轉動軸線A3至純水噴嘴38之水平方向上之距離變得長於轉動軸線A3至紅外線加熱器31之水平方向上之距離。
如圖3所示，當加熱器臂32藉由加熱器移動裝置33而轉動時，來自純水噴嘴38之純水係沿通過基板W之中心之圓弧狀之軌跡X1而於基板W之上表面著液。另一方面，紅外線加熱器31係以小於軌跡X1之旋轉半徑於基板W之上表面移動。加熱器移動裝置33不僅使紅外線加熱器31，亦使純水噴嘴38沿基板W之上表面移動。因此，加熱器移動裝置33亦作為純水供給位置移動裝置而發揮功能。
如圖3所示，控制裝置3係藉由旋轉夾頭5而使基板W沿固定之旋轉方向Dr旋轉。
於執行下述加熱步驟及純水供給步驟(圖4之步驟S4)時，控制裝置3以使自純水噴嘴38吐出之純水之著液位置於圖3中之箭頭所示之範圍內進行往返移動之方式，使加熱器臂32於基板W之上表面中央部(圖3所示之位置)，與基板W之上表面周緣部之間進行往返轉動。藉此，自純水噴嘴38吐出之純水成為於在基板W之旋轉方向Dr上較紅外線加熱器31之紅外線照射區域更 上游側之磷酸水溶液之區域著液。
落下至旋轉狀態之基板W之上表面之純水之液滴沿基板W之旋轉方向Dr移動。即，純水之液滴向基板W之旋轉方向Dr上之下游側動。紅外線加熱器31對較純水之著液位置更下游區域照射紅外線等光而進行加熱。因此，於基板W旋轉，且紅外線加熱器31發出紅外線等光之狀態下，純水之液滴落下至基板W之上表面內之一部分分之區域時，該區域立即移動至加熱區域而被加熱。因此，即便將較基板W低溫之液滴供給至基板W，亦使基板W之溫度接近原本之溫度(供給液滴前之溫度)。
圖4係用以對藉由處理單元2而進行之基板W之處理之一例進行說明之步驟圖。圖5A，圖5B，及圖5C係表示處理中之基板W之示意圖。於以下，參照圖1。適當參照圖4，圖5A，圖5B，及圖5C。
於以下，對選擇蝕刻進行說明，即，對在表層形成有作為氮化矽膜之一例之LP-SiN(Low Pressure-Silicon Nitride，低壓氮化矽)之薄膜，與作為氧化矽膜之一例之LP-TEOS(Low Pressure-Tetraethyl orthosilicate，矽酸乙酯)之薄膜的基板W(矽晶圓)之表面供給磷酸水溶液，從而選擇性地蝕刻LP-SiN之薄膜。氧化矽膜並不限定於TEOS之薄膜，可為熱氧化膜，亦可為矽酸鹽玻璃(silicate glass)系之氧化膜。
於藉由處理單元2而處理基板W時，進行將基板W搬入腔室4內之搬入步驟(圖4之步驟S1)。具體而言，控制裝置3於使所有噴嘴自旋轉夾頭5之上方退避之狀態下，使保持有基板W之搬送機器人(transfer robot)(未圖示)之手部進入腔室4內。然後， 控制裝置3使搬送機器人將基板W載置於旋轉夾頭5上。其後，控制裝置3使旋轉夾頭5保持基板W。繼而，控制裝置3藉由旋轉夾頭5而使基板W開始以低速(例如1~30rpm)旋轉。控制裝置3於基板W載置於旋轉夾頭5上後，使搬送機器人之手部自腔室4內退避。
其次，進行將作為蝕刻液之一例之磷酸水溶液供給至基板W之作為蝕刻步驟的磷酸供給步驟(圖4之步驟S2)。具體而言，控制裝置3係藉由控制磷酸噴嘴移動裝置23，而使磷酸噴嘴18自退避位置移動至處理位置。藉此，將磷酸噴嘴18配置於基板W之上方之基板W之旋轉軸線A1上。其後，控制裝置3打開磷酸閥20，自磷酸噴嘴18朝向旋轉狀態之基板W之上表面吐出藉由磷酸溫度調節裝置21而溫度經調節之磷酸水溶液。控制裝置3係藉由於該狀態下控制磷酸噴嘴移動裝置23，而使磷酸水溶液相對於基板W之上表面之著液位置於中央部與周緣部之間移動。
如圖5A所示，自磷酸噴嘴18吐出之磷酸水溶液於基板W之上表面著液後，藉由離心力而沿基板W之上表面向外側流動。因此，磷酸水溶液係供給至基板W之上表面全區域，於基板W上形成覆蓋基板W之上表面全區域之磷酸水溶液之液膜。藉此，蝕刻基板W之上表面，從而選擇性地去除氮化矽膜。進而，控制裝置3於基板W旋轉之狀態下，使磷酸水溶液相對於基板W之上表面之著液位置於中央部與周緣部之間移動，因此磷酸水溶液之著液位置通過基板W之上表面全區域，從而掃描基板W之上表面全區域。因此，自磷酸噴嘴18吐出之磷酸水溶液係直接供給至基板W之上表面全區域，從而均勻地處理基板W之上表面全區域。
其次，於停止對基板W供給磷酸水溶液之狀態下，進行將磷酸水溶液之液膜保持於基板W上之覆液步驟(圖4之步驟S3)。具體而言，控制裝置3藉由控制旋轉夾頭5，而於基板W之上表面全區域由磷酸水溶液之液膜覆蓋之狀態下，使基板W靜止，或者使基板W之旋轉速度降低至低於磷酸供給步驟中之基板W之旋轉速度的低旋轉速度(例如未滿10rpm)。因此，作用於基板W上之磷酸水溶液之離心力變弱，自基板W上排出之磷酸水溶液之量減少。控制裝置3於基板W靜止之狀態或者基板W以低旋轉速度旋轉之狀態下，關閉磷酸閥20，停止自磷酸噴嘴18吐出磷酸水溶液。藉此，如圖5B所示，於停止對基板W供給磷酸水溶液之狀態下，將覆蓋基板W之上表面全區域之磷酸水溶液之覆液狀之液膜保持於基板W上。控制裝置3藉由於停止對基板W供給磷酸水溶液後，控制磷酸噴嘴移動裝置23，而使磷酸噴嘴18自旋轉夾頭5之上方退避。
其次，與覆液步驟同步地進行加熱基板W上之磷酸水溶液之加熱步驟(圖4之步驟S4)，及對基板W上之磷酸水溶液供給純水之液滴之純水供給步驟(圖4之步驟S4)。具體而言，控制裝置3使紅外線加熱器31開始發光。其後，控制裝置3藉由加熱器移動裝置33而使紅外線加熱器31及純水噴嘴38自退避位置移動至處理位置。控制裝置3於紅外線加熱器31及純水噴嘴38配置於基板W之上方後，以使紅外線相對於基板W之上表面之照射區域於圖3中之箭頭所示之區域中在基板W之中央部與周緣部之間進行往返移動之方式，藉由加熱器移動裝置33而使紅外線加熱器31及純水噴嘴38水平地移動。此時，控制裝置3可於使紅外線加 熱器31之基板對向面接觸基板W上之磷酸水溶液之液膜之狀態下使紅外線加熱器31移動，亦可於使紅外線加熱器31之下表面自基板W上之磷酸水溶液之液膜隔開既定距離之狀態下使紅外線加熱器31移動。
控制裝置3於紅外線之照射位置在基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間進行往返移動期間，數次開閉純水閥40。藉此，如圖5C所示，純水之著液位置於基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間移動，並且自純水噴嘴38之純水吐出口37逐滴地吐出數滴純水之液滴。因此，於停止自基板W排出磷酸水溶液之狀態下，將數滴純水之液滴供給至基板W之上表面內之數個位置。控制裝置3於藉由紅外線加熱器31持續進行基板W之加熱既定時間後，停止自純水噴嘴38吐出液滴，並且使紅外線加熱器31及純水噴嘴38自基板W之上方退避。其後，控制裝置3使紅外線加熱器31停止發光。
如此，控制裝置3於使基板W旋轉之狀態下，使紅外線相對於基板W之上表面之照射位置在中央部及周緣部之間進行往返移動，故而均勻地加熱基板W。因此，亦均勻地加熱覆蓋基板W之上表面全區域之磷酸水溶液之液膜。藉由紅外線加熱器31加熱基板W之溫度係設定為磷酸水溶液之其濃度時之沸點以上之溫度(100℃以上，例如140℃~160℃內之既定溫度)。因此，基板W上之磷酸水溶液係被加熱至其濃度時之沸點，且維持沸騰狀態。尤其，於藉由紅外線加熱器31加熱基板W之溫度係設定為較磷酸水溶液之其濃度時之沸點更高溫的情形時，基板W與磷酸水溶液之界面之溫度係維持為較沸點更高溫，從而促進基板W之蝕刻。
於加熱步驟(S4)中，由於將磷酸水溶液維持為沸騰狀態，因此較多之水分自磷酸水溶液蒸發。伴隨該蒸發，因2H3PO4→H4P2O7+H2O之反應，而產生蝕刻氧化矽膜之焦磷酸(H4P2O7)。然而，由於控制裝置3對基板W上之磷酸水溶液供給與水自磷酸水溶液之蒸發量相當之量的純水，因此自磷酸水溶液蒸發之水分得以補充，而降低磷酸水溶液之濃度變化。藉此，抑制蝕刻速率之變動。進而，由於磷酸水溶液中暫時產生之焦磷酸因與補充之純水之反應而減少，因此抑制或防止蝕刻選擇比之降低。
氧化矽膜之蝕刻係藉由使存在於基板W與磷酸水溶液之界面之焦磷酸減少而得以高效率地抑制。於純水供給步驟中，純水係以液滴之形態供給至基板W上之磷酸水溶液。由於供給之純水之液滴係以聚集之狀態於磷酸水溶液中移動(參照圖5C)，因此可使純水確實地到達基板W與磷酸水溶液之界面，從而可確實地減少存在於基板W與磷酸水溶液之界面之焦磷酸。藉此，確實地抑制或防止蝕刻選擇比之降低。
補充至磷酸水溶液之純水係亦可自純水吐出口37噴霧。然而，顧慮若為霧狀之純水則其大部分會於磷酸水溶液之表層被吸收，故而無法使充分之量之純水到達基板W與磷酸水溶液之界面。因此，較理想為自純水吐出口37吐出之純水為液滴狀。又，由於將基板W上之磷酸水溶液加熱至100℃以上，因此容易蒸發之霧狀之純水本身就難以到達磷酸水溶液之表層。自該觀點而言，較理想亦為自純水吐出口37吐出之純水為液滴狀。
補充至磷酸水溶液之純水係可自純水吐出口37連續地吐出，亦可自純水吐出口37間歇地吐出。但，難以高精度地連 續地供給微量之水。與此相對，於間歇地吐出純水情形時，可相對高精度地供給微量之水。因此，若自水吐出口37間歇地吐出純水，則可更確實地抑制磷酸水溶液之濃度及溫度之變化。
再者，於如圖5C般在紅外線加熱器31之基板對向面接觸基板W上之磷酸水溶液之液膜之狀態下進行步驟S4之基板加熱與純水供給的情形時，較理想為使供給之純水不會夾入磷酸水溶液之液膜與紅外線加熱器31之基板對向面之間。其原因在於：由於純水之沸點低於磷酸水溶液，故而有若如上所述夾入其間則會因紅外線加熱器31之加熱而瞬間氣化之虞。
其次，進行排出基板W上之磷酸水溶液之磷酸排出步驟(圖4之步驟S5)。具體而言，控制裝置3於藉由控制旋轉夾頭5，而停止對基板W供給液體之狀態下，使基板W以高於覆液步驟中之基板W之旋轉速度的旋轉速度(例如500~3000rpm)旋轉。藉此，對基板W上之磷酸水溶液施加大於覆液步驟時之離心力，從而將基板W上之磷酸水溶液甩出至基板W之周圍。又，飛散至基板W之周圍之磷酸水溶液係藉由護罩9而承接，並經由護罩9而導引至回收裝置。然後，導引至回收裝置之磷酸水溶液係再次供給至基板W。藉此，減少磷酸水溶液之使用量。
其次，進行將作為沖洗液之一例之純水供給至基板W之第1沖洗液供給步驟(圖4之步驟S6)。具體而言，控制裝置3打開沖洗液閥30，一方面使基板W旋轉，一方面自沖洗液噴嘴28朝向基板W之上表面中央部吐出純水。藉此，形成覆蓋基板W之上表面全區域之純水之液膜，殘留於基板W之磷酸水溶液係藉由純水而沖洗。然後，當打開沖洗液閥30後經過既定時間時，控制裝 置3關閉沖洗液閥30而使純水之吐出停止。
其次，進行將作為化學品之一例之SC1供給至基板W之化學品供給步驟(圖4之步驟S7)。具體而言，控制裝置3藉由控制SC1噴嘴移動裝置27，而使SC1噴嘴24自退避位置移動至處理位置。控制裝置3於SC1噴嘴24配置於基板W之上方後，打開SC1閥26，朝向旋轉狀態之基板W之上表面自SC1噴嘴24吐出SC1。控制裝置3藉由於該狀態下控制SC1噴嘴移動裝置27，而使SC1相對於基板W之上表面之著液位置於中央部與周緣部之間進行往返移動。然後，當打開SC1閥26後經過既定時間時，控制裝置3關閉SC1閥26而使SC1之吐出停上。其後，控制裝置3藉由控制SC1噴嘴移動裝置27，而使SC1噴嘴24自基板W之上方退避。
自SC1噴嘴24吐出之SC1於基板W之上表面著液後，藉由離心力而沿基板W之上表面向外側流動。因此，基板W上之純水係藉由SC1而被沖向外側，從而自基板W之周圍排出。藉此，將基板W上之純水之液膜置換為覆蓋基板W之上表面全區域之SC1之液膜。進而，由於控制裝置3係於基板W旋轉之狀態下，使SC1相對於基板W之上表面之著液位置在中央部與周緣部之間移動，故而SC1之著液位置通過基板W之上表面全區域，從而掃描基板W之上表面全區域。因此，自SC1噴嘴24吐出之SC1係直接吹附至基板W之上表面全區域，從而均勻地處理基板W之上表面全區域。
其次，進行將作為沖洗液之一例之純水供給至基板W之第2沖洗液供給步驟(圖4之步驟S8)。具體而言，控制裝置3打 開沖洗液閥30，一面使基板W旋轉，一面自沖洗液噴嘴28朝向基板W之上表面中央部吐出純水。藉此，基板W上之SC1係藉由純水而被沖向外側，從而排出至基板W之周圍。因此，將基板W上之SC1之液膜置換為覆蓋基板W之上表面全區域之純水之液膜。然後，當打開沖洗液閥30後經過既定時間時，控制裝置3關閉沖洗液閥30而使純水之吐出停止。
其次，進行使基板W乾燥之乾燥步驟(圖4之步驟S9)。具體而言，控制裝置3藉由旋轉夾頭5而使基板W之旋轉加速，使基板W以高於至第2沖洗液供給步驟為止之旋轉速度的高旋轉速度(例如500~3000rpm)旋轉。藉此，對基板W上之液體施加較大之離心力，從而將附著於基板W之液體甩出至基板W之周圍。如此，自基板W去除液體，從而使基板W乾燥。然後，當使基板W開始高速旋轉後經過既定時間時，控制裝置3停止藉由旋轉夾頭5使基板W旋轉。
其次，進行將基板W自腔室4內搬出之搬出步驟(圖4之步驟S10)。具體而言，控制裝置3解除藉由旋轉夾頭5之基板W之保持。其後，控制裝置3於使所有噴嘴自旋轉夾頭5之上方退避之狀態下，使搬送機器人(未圖示)之手部進入腔室4內。然後，控制裝置3使搬送機器人之手部保持旋轉夾頭5上之基板W。其後，控制裝置3使搬送機器人之手部自腔室4內退避。藉此，將經處理過之基板W自腔室4搬出。
圖6係表示基板W之中心至純水之著液位置於半徑方向上之距離與著液位置之半徑方向之移動速度及純水供給流量的關係之一例之圖表。圖7係表示基板W之中心至純水之著液位 置於半徑方向上之距離與著液位置之半徑方向之移動速度及純水供給流量的關係之另一例之圖表。
控制裝置3藉由利用加熱器移動裝置33使純水噴嘴38水平地移動，而使純水相對於基板W之上表面之著液位置移動。進而，控制裝置3藉由控制純水流量調整閥41之開度，而變更自純水噴嘴38吐出之液滴之粒徑(體積)，從而控制自純水吐出口37之純水吐出流量。
較理想為氮化矽膜之蝕刻量係遍及基板W之上表面整個面而較為均勻。因此，必須提高蝕刻速率之面內均勻性。換言之，必須使基板W之上表面周緣部與上表面中央部之氮化矽膜之蝕刻速率大致相同。由於氮化矽膜之蝕刻速率依存於磷酸水溶液之濃度，因此必須以使其濃度於基板W之上表面整個面成為固定之方式補充純水。較理想為於基板W停止時，或實質上停止時(以數rpm旋轉時)，使純水之著液位置於基板W之上表面在基板W之半徑方向上移動之速度(稱為基板橫行速度，以下相同)固定，並且使純水自純水吐出口37之吐出流量固定。如此，對基板W之上表面周緣部與上表面中央部於每單位面積補給實質上同量之純水，故而可使磷酸水溶液之濃度遍及基板W之上表面而較為均勻。因此，可提高蝕刻速率之面內均勻性。
然而，當於上述純水供給步驟中使基板W以相對高速度旋轉時，對於基板W上之磷酸水溶液會作用使基板W之半徑方向上產生濃度不均之程度的離心力。可認為由於磷酸水溶液之黏度高於水，因此較純水難以向基板W之外側移動。因此，可認為較多之純水自基板W之上表面中央部移動至基板W之上表面周緣 部，於基板W之中央部磷酸水溶液之濃度相對地變高，相反地，於基板W之周緣部磷酸水溶液之濃度相對地變低。
事實上，本發明者等人確認了如下現象：於基板橫行速度固定，且純水自純水吐出口37之吐出流量固定之情形時，當基板W之旋轉速度增加至例如10rpm左右時，基板W之上表面周緣部之氮化矽膜之蝕刻量會變得小於基板W之上表面中央部之蝕刻量。
此現象係可認為其原因在於上述機制作用於基板W上之液膜。即，可認為於基板W之旋轉速度為10rpm左右之情形時，基板W上之液膜之厚度大致均勻，但儘管如此蝕刻量亦產生差之原因在於：較多之純水移動至基板W之周緣部，其結果為基板W之周緣部之磷酸水溶液之濃度降低。因此，可認為若於一方面使基板W以相對高速度(例如10rpm以上)旋轉，一方面對基板W上之磷酸水溶液之液膜供給純水時，使每單位面積之純水供給量於基板W之上表面中央部多於基板W之上表面周緣部，則可降低磷酸水溶液之濃度於基板W之半徑方向上之偏差，其結果為，可抑制或防止蝕刻速率於基板W之半徑方向上之偏差。
要使每單位面積之純水供給量於上表面中央部多於基板W之上表面周緣部，根據純水著液位置控制基板橫行速度及純水自純水吐出口37之吐出流量中至少一者即可。例如，控制裝置3以使基板橫行速度於基板W之上表面中央部小於基板W之上表面周緣部之方式控制加熱器移動裝置33。或，以使來自純水吐出口37之純水吐出流量成為於基板W之上表面中央部多於基板W之上表面周緣部之方式控制純水供給裝置36即可(參照圖6)。
於使基板W以更高速旋轉之情形時，必須使每單位面積之純水供給量於基板W之上表面中央部變得更多。於該情形時，控制裝置3以如圖7所示之方式進行控制即可。即，控制裝置3伴隨純水之著液位置自基板W之上表面周緣部接近上表面中央部而以使基板橫行速度降低之方式控制加熱器移動裝置33，並且以使純水自純水吐出口37之吐出流量增加之方式控制純水供給裝置36，則藉由兩者之協同作用，對基板W之每單位面積供給之純水之量成為伴隨純水噴嘴38接近基板W之中央部而急遽地增加。
又，控制裝置3伴隨純水之著液位置遠離基板W之上表面而以中央部而使基板橫行速度增加之方式控制加熱器移動裝置33，並且以使純水自純水吐出口37之吐出流量減少之方式控制純水供給裝置36，則藉由兩者之協同作用，而使供給至基板W之每單位面積之純水之量伴隨純水噴嘴38遠離基板W之中央部而急遽地減少。
圖8係表示供給至基板W之磷酸水溶液之溫度與蝕刻速率及蝕刻選擇比之關係的圖表。
如圖8所示，作為氮化矽膜之一例之LP-SiN之蝕刻速率係伴隨磷酸水溶液之溫度上升而加速度地增加。與此相對，作為氧化矽膜之一例之LP-TEOS之蝕刻速率於磷酸水溶液之溫度為140℃以下之範圍內幾乎為零。LP-TEOS之蝕刻速率於磷酸水溶液之溫度為140℃至170℃之範圍內伴隨磷酸水溶液之溫度上升而緩慢增加，於磷酸水溶液之溫度為170℃以上之範圍內伴隨磷酸水溶液之溫度上升而加速度地增加。若提高磷酸水溶液之溫度，則伴隨於此氮化矽膜之蝕刻速率增加，但若磷酸水溶液之溫度為140℃以 上之範圍則氧化矽膜亦被蝕刻。因此，導致蝕刻選擇比降低。因此，藉由將磷酸水溶液之溫度設定為120℃~160℃內之既定溫度(較佳為140℃)，而可維持較高之蝕刻選擇比，並提高蝕刻速率。
於第1實施形態中，將少量之純水供給至磷酸水溶液之液膜。更具體而言，純水對基板W之供給流量係藉由純水流量調整閥41，而設定為不使磷酸水溶液自基板W排出，換言之於基板W上保持覆液狀之磷酸水溶液之液膜之值。因此，可防止具有充分之活性之磷酸水溶液自基板W排出。藉此，可高效率地使用磷酸水溶液。進而，由於供給至基板W上之磷酸水溶液之純水較少，因此可抑制磷酸水溶液之濃度及溫度之變化。藉此，可抑制蝕刻速率之變動。
又，於第1實施形態中，將與自磷酸水溶液之液膜蒸發之水之量相當之量的純水供給至磷酸水溶液之液膜。即，將蒸發之量之純水補充至磷酸水溶液之液膜。因此，藉由與供給之純水之反應而使磷酸水溶液中之焦磷酸減少，並且實質上防止因純水之供給而產生之磷酸水溶液之濃度變化。進而，由於供給至基板W上之磷酸水溶液之純水較少，因此可抑制磷酸水溶液之濃度及溫度之變化。藉此，可抑制蝕刻選擇比之降低，並抑制蝕刻速率之變動。
又，於第1實施形態中，純水之液滴並非以霧狀之形態而係自純水吐出口37朝向基板W之上表面逐滴地吐出。即，純水之液滴係自純水吐出口37間歇地吐出。於基板W上之磷酸水溶液著液之純水之液滴係以聚集之狀態朝向基板W與磷酸水溶液之界面在磷酸水溶液中移動。由於純水不會立即於磷酸水溶液中擴散，因此可使相對較多之純水到達基板W與磷酸水溶液之界面。 藉此，可使存在於基板W與磷酸水溶液之界面之焦磷酸減少，因此可抑制或防止蝕刻選擇比之降低。
又，於第1實施形態中，自紅外線加熱器31發出之紅外線係照射至基板W，輻射熱係自紅外線加熱器31而傳遞至基板W。藉此，加熱基板W。因此，加熱基板W上之磷酸水溶液。或，紅外線係直接加熱磷酸水溶液。紅外線加熱器31於紅外線加熱器31之至少一部分分接觸磷酸水溶液之液膜之狀態下發出紅外線。因此，藉由紅外線加熱器31而抑制水自磷酸水溶液之蒸發。藉此，可抑制磷酸水溶液之濃度變化。進而，可抑制磷酸水溶液中產生焦磷酸。因此，可使蝕刻速率穩定並可防止蝕刻選擇比之降低。
又，於第1實施形態中，基板W上之磷酸水溶液係藉由加熱裝置10而加熱至沸點。藉此，可提高氮化矽膜之蝕刻速率。再者，雖水自磷酸水溶液之蒸發量增加，但純水供給裝置36將相當於蒸發量之量的純水補充至磷酸水溶液，故而磷酸水溶液之濃度不會較大地變化。因此，可使蝕刻速率穩定。
又，於第1實施形態中，將基板W加熱至磷酸水溶液之沸點以上之溫度。因此，使接觸磷酸水溶液之基板W之上表面之溫度上升至磷酸水溶液之沸點以上之溫度。因此，可於基板W與磷酸水溶液之界面將磷酸水溶液維持為沸騰狀態。藉此，可提高蝕刻速率。
又，於第1實施形態中，加熱器移動裝置33於使純水之著液位置與紅外線之照射位置之位置關係維持固定之狀態下，使紅外線加熱器31及純水噴嘴38移動。此時，加熱器移動裝置33以藉由紅外線加熱器31而加熱鄰接於純水之著液位置之區域 之方式，使紅外線加熱器31移動。因此，純水之著液位置之附近係藉由紅外線加熱器31而加熱。因此，即便基板W及磷酸水溶液之溫度因純水之供給而變化，亦可縮短基板W及磷酸水溶液恢復原本之溫度之時間。藉此，可抑制蝕刻之均勻性之降低。
又，於第1實施形態中，加熱器移動裝置33以於基板W之旋轉方向Dr上，加熱較純水相對於基板W之上表面之著液位置更下游之區域之方式使紅外線加熱器31移動。因此，純水著液之區域(基板W之一部分)係藉由基板W之旋轉而立即移動至加熱區域(紅外線之照射區域)移動，藉由紅外線加熱器31而被加熱。因此，即便基板W及磷酸水溶液之溫度因純水之供給而暫時降低，亦可使基板W及磷酸水溶液之溫度於短時間內恢復原狀。藉此，可抑制蝕刻之均勻性之降低。
又，於第1實施形態中，控制裝置3根據基板W之旋轉速度而變更純水之著液位置橫穿基板W自基板周緣部朝向中央部之速度(或橫穿基板W自基板中央部朝向基板周緣部之速度，基板橫行速度)。具體而言，於基板W之旋轉速度未滿既定速度之情形時，控制裝置3使著液位置以固定之基板橫行速度於基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間移動。另一方面，於基板W之旋轉速度為上述既定速度以上之情形時，控制裝置3伴隨著液位置自基板W之周緣部接近上表面中央部，而使著液位置之基板橫行速度減少，或伴隨著液位置遠離基板之上表面中央部而使著液位置之基板橫行速度增加。因此，於基板W之旋轉速度為上述既定速度以上之情形時，將較供給至基板W之上表面周緣部之純水更多的純水供給至基板W之上表面中央部。
本發明者等人確認了如下現象：於基板W之旋轉速度較大之情形時，基板W之上表面中央部之蝕刻量會變得大於基板W之上表面周緣部之蝕刻量。可認為該蝕刻量之差之原因在於：基板W之上表面中央部之磷酸水溶液之濃度高於基板W之上表面周緣部之磷酸水溶液之濃度。因此，控制裝置3藉由將較供給至基板W之上表面周緣部之純水更多的純水供給至基板W之上表面中央部，而可使基板W之上表面中央部之磷酸水溶液之濃度降低。藉此，控制裝置3可防止基板W之上表面中央部之蝕刻量之增加，藉此，可提高蝕刻之面內均勻性。
[第2實施形態]
其次，對本發明之第2實施形態進行說明。第2實施形態與第1實施形態之主要之不同點在於處理單元2進而具備加濕裝置242。於以下之圖9及圖10中，對於與上述圖1~圖8所示之各部分相同之構成部分，標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖9係水平地觀察本發明之第2實施形態之紅外線加熱器231及旋轉夾頭5之示意圖。圖10係本發明之第2實施形態之紅外線加熱器231之縱剖面圖。
第2實施形態之處理單元2進而包含於基板W之上方吐出較腔室4內之濕度更高濕度之加濕氣體的加濕裝置242。加濕裝置242係包含在基板W之上方吐出加濕氣體之加濕噴嘴250。加濕噴嘴250係可為與紅外線加熱器31一體之噴嘴，亦可為與紅外線加熱器31分開之噴嘴。圖9及圖10係表示加濕噴嘴250與紅外線加熱器31為一體之例。
加熱裝置10包含紅外線加熱器231代替第1實施形態之紅外線加熱器31。紅外線加熱器231包含發出紅外線之紅外線燈234，及收容紅外線燈234之燈罩235。紅外線燈234係配置於燈罩235內。燈罩235於俯視時小於基板W。因此，配置於該燈罩235內之紅外線燈234亦於俯視時小於基板W。紅外線燈234及燈罩235係安裝於加熱器臂32。因此，紅外線燈234及燈罩235與加熱器臂32共同繞轉動軸線A3(參照圖1)轉動。
紅外線燈234包含燈絲，及收容燈絲之石英管。如圖10所示，紅外線燈234包含沿水平面配置之有端之圓環部243a，及自圓環部243a之一端部及另一端部向上方延伸之一對鉛垂部243b。紅外線燈234(例如鹵素燈)可為碳加熱器，亦可為除該等以外之發熱體。燈罩235之至少一部分分係由石英等具有光透過性及耐熱性之材料形成。
當紅外線燈234發光時，自該紅外線燈234發出包含紅外線之光。該包含紅外線之光透過燈罩235而自燈罩235之外表面發出，或加熱燈罩235而自其外表面發出輻射光。基板W及保持於其上表面之磷酸水溶液之液膜係藉由來自燈罩235之外表面之透過光與輻射光而被加熱。如上所述，包含紅外線之光藉由透過或輻射而自燈罩235之外表面發出，但於以下著眼於透過燈罩235之外表面之紅外線而對紅外線燈234進行說明。
燈罩235包含使紅外線透過之透過構件。如圖10所示，透過構件包含：筒狀之收容部244，其於上下方向上延伸，圓板狀之底板部245，其封閉收容部244之下端；中心管246，其沿收容部244之中心線而於上下方向上延伸，且自底板部245之下表 面向下方突出；及圓板狀之對向板247，其配置於底板部245之下方，且藉由中心管246之下端而被支持。燈罩235進而包含：蓋構件248，其封閉收容部244之上端；及支持構件249，其支持紅外線燈234之一對鉛垂部243b。紅外線燈234係經由支持構件249而被蓋構件248支持。
如圖10所示，紅外線燈234之圓環部243a係配置於藉由收容部244，底板部245及中心管246而劃分之筒狀之空間中。紅外線燈234之圓環部243a係在收容部244之內側包圍中心管246。底板部245係配置於紅外線燈234之下方，且隔開間隔而與紅外線燈234於上下方向上對向。同樣地，對向板247係配置於底板部245之下方，且隔開間隔而與底板部245於上下方向上對向。底板部245及對向板247具有相互相等之外徑。底板部245之下表面與對向板247之上表面平行，且隔開間隔而於上下方向上對向。
來自紅外線燈234之紅外線係向下透過由石英形成之底板部245及對向板247，自對向板247之下表面向下發出。對向板247之下表面包含與基板W之上表面平行且平坦之照射面。於紅外線加熱器231配置於基板W之上方之狀態下，燈罩235之照射面係隔開間隔而與基板W之上表面於上下方向上對向。於該狀態下當紅外線燈234發出紅外線時，透過燈罩235之紅外線自燈罩235之照射面朝向基板W之上表面，而照射至基板W之上表面。藉此，輻射熱係自紅外線燈234傳遞至基板W，從而加熱基板W。
如圖10所示，加濕裝置242係包含：加濕噴嘴250，其包含底板部245與對向板247；加濕氣體配管251，其對中心管246供給加濕氣體；及加濕氣體閥252，其切換加濕氣體自加濕氣 體配管251向中心管246之供給及供給停止。中心管246之下端係藉由對向板247而封閉。中心管246包含配置於底板部245之下表面與對向板247之上表面之間之高度的數個(例如8個)貫通孔253。數個貫通孔253係自中心管246之內周面延伸至中心管246之外周面，且於中心管246之外周面開口。數個貫通孔253係於周方向上隔開間隔地配置。加濕噴嘴250包含環狀吐出口254，該環狀吐出口254包含底板部245之外周部與對向板247之外周部。環狀吐出口254係遍及全周而連續，且係配置於數個貫通孔253之周圍。
當打開加濕氣體閥252時，自加濕氣體配管251供給至中心管246之加濕氣體係自數個貫通孔253向中心管246之周圍吐出，於底板部245之下表面與對向板247之上表面之間向基板W之直徑方向外側流動。然後，到達底板部245及對向板247之外周部之加濕氣體係自環狀吐出口254水平地吐出。藉此，形成自環狀吐出口254呈放射狀地擴散之加濕氣體之氣流。加濕氣體係為未滿100℃之水蒸氣。加濕氣體並不限定於水蒸氣，可為純水之霧(使室溫之純水成為霧狀者)，亦可為100℃以上之過熱水蒸氣。
於藉由處理單元2而處理基板W時，控制裝置3(參照圖1)與在腔室4內吐出作為加濕氣體之一例之水蒸氣之加濕步驟同步地進行上述輻射加熱步驟，純水供給步驟，及覆液步驟。具體而言，控制裝置3於使紅外線加熱器231及純水噴嘴38移動至基板W之上方前，打開加濕氣體閥252，開始自加濕噴嘴250吐出水蒸氣。藉此，使腔室4內之濕度變高，使水蒸氣壓逐漸接近飽和水蒸氣壓。 又，由於在控制裝置3使紅外線加熱器231及純水噴嘴38移動至基板之上方後亦繼續自該加濕噴嘴250吐出水蒸氣，因此可使基板W之上方之環境接近飽和水蒸氣壓。再者，於本實施形態中，於來自紅外線加熱器231之紅外線之開始前進行自加濕噴嘴250吐出水蒸氣，但亦可於開始自紅外線加熱器231照射紅外線後開始自加濕噴嘴250吐出水蒸氣。
控制裝置3係於紅外線加熱器231及純水噴嘴38配置於基板W之上方後，以使紅外線相對於基板W之上表面之照射位置自中央部及周緣部之一方朝向另一方移動之方式，藉由加熱器移動裝置33而使紅外線加熱器231及純水噴嘴38水平地移動。此時，控制裝置3可於對向板247之下表面接觸基板W上之磷酸水溶液之液膜之狀態下，使紅外線加熱器231移動，亦可於紅外線加熱器231之下表面離開基板W上之磷酸水溶液之液膜既定距離之狀態下，使紅外線加熱器231移動。
控制裝置3於紅外線之照射位置在基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間移動期間，數次開閉純水閥40。藉此，使純水之著液位置於基板W之上表面中央部與基板W之上表面周緣部之間移動，並且自純水噴嘴38之純水吐出口37間歇地吐出純水，較佳為逐滴地吐出數滴量純水之液滴。因此，於磷酸水溶液停止自基板W排出之狀態下，將數滴純水之液滴供給至基板W之上表面內之數個位置。控制裝置3於藉由紅外線加熱器231持續加熱基板W既定時間後，停止自純水噴嘴38吐出液滴，並且使紅外線加熱器231及純水噴嘴38自基板W之上方退避。其後，控制裝置3使紅外線加熱器231之發光，與水蒸氣自加濕噴嘴 250之吐出停止。水蒸氣自加濕噴嘴250之吐出可於紅外線加熱器231停止發出紅外線前停止，亦可於紅外線加熱器231停止發出紅外線後停止。
如此，控制裝置3於加熱基板W上之磷酸水溶液之狀態下，使較腔室4內之濕度更高濕度之加濕氣體自加濕噴嘴250吐出，因此使腔室4內之濕度變高。因此，減少水自磷酸水溶液之蒸發量。尤其，於第2實施形態中，加濕氣體係自環狀吐出口254呈放射狀地吐出，形成沿基板W之上表面流動之加濕氣體之氣流，因此液膜之上表面全區域係藉由加濕氣體之氣流而覆蓋。因此，與自遠離基板W之位置吐出加濕氣體之情形相比，可確實地提高基板W之附近之濕度，從而可高效率地抑制水自磷酸水溶液之蒸發。藉此，可高效率地抑制焦磷酸之產生，從而可抑制蝕刻選擇比之降低。
如上所述，於第2實施形態中，將較腔室4內之濕度更高濕度之加濕氣體供給至腔室4內。藉此，使腔室4內之濕度變高，從而使腔室4內之水蒸氣壓上升至飽和水蒸氣壓以下之值。因此，抑制水自基板W上之磷酸水溶液之蒸發。因此，可高效率地抑制磷酸水溶液中產生焦磷酸，從而可抑制蝕刻選擇比之降低。
又，於第2實施形態中，將較腔室4內之濕度更高濕度且較腔室4內之環境溫度(室溫)更高溫之加濕氣體供給至腔室4內。藉此，使腔室4內之濕度變高，並且使腔室4內之環境溫度變高。因此，可抑制蝕刻速率之降低。
又，於第2實施形態中，加濕氣體係自環狀吐出口254沿與基板W之上表面平行之方向呈放射狀地吐出。藉此，於磷 酸水溶液之液膜之上方形成自環狀吐出口254呈放射狀擴散之加濕氣體之氣流，藉由加濕氣體之氣流而覆蓋磷酸水溶液之液膜。因此，確實地使磷酸水溶液之液膜之上方之濕度變高。藉此，抑制水自基板W上之磷酸水溶液之蒸發。因此，可抑制磷酸水溶液中產生焦磷酸，從而可抑制蝕刻選擇比之降低。
[第3實施形態]
其次，對本發明之第3實施形態進行說明。第3實施形態與第1實施形態之主要之不同點在於：加熱裝置10除具備第1實施形態之輻射加熱裝置以外，進而具備對基板W之下表面供給加熱流體而加熱基板W之加熱流體供給裝置。於以下之圖11中，對與上述圖1~圖10所示之各部分相同之構成部分，標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖11係水平地觀察本發明之第3實施形態之流體噴嘴356及旋轉夾頭5之示意圖。
第3實施形態之加熱裝置10進而包含加熱流體供給裝置，該加熱流體供給裝置藉由對基板W吐出加熱流體而加熱基板W，並且使腔室4內之濕度上升。加熱流體供給裝置包含：流體噴嘴356，其自流體吐出口355朝向基板W之下表面吐出較基板W更高溫之加熱流體；流體配管357，其將加熱流體供給至流體噴嘴356；及流體閥358，其切換加熱流體自流體配管357向流體噴嘴356之供給及供給停止。流體噴嘴356包含向上吐出加熱流體之流體吐出口355。
流體噴嘴356之流體吐出口355係配置於基板W之下表面與旋轉底座14之上表面之間。流體噴嘴356之流體吐出口 355係隔開間隔而與基板W之下表面中央部於上下方向上對向。加熱流體為過熱水蒸氣。加熱流體並不限定於過熱水蒸氣，可為高溫純水(較基板W更高溫之純水)，亦可為高溫氣體(較基板W更高溫之惰性氣體或清潔空氣)。即，加熱流體可為液體(加熱液)，亦可為氣體(加熱氣體)。
當打開流體閥358時，加熱流體自流體噴嘴356之流體吐出口朝向基板W之下表面中央部355吐出。於加熱流體為加熱液之情形時，當於基板W旋轉之狀態下自流體噴嘴356之流體吐出口355吐出加熱液時，吐出之加熱流體碰撞基板W之下表面中央部後，藉由離心力而自基板W之下表面中央部沿基板W之下表面呈放射狀地擴散至基板W之下表面周緣部。又，於加熱流體為加熱氣體之情形時，自流體噴嘴356吐出之熱流體於碰撞基板W之下表面中央部後，於基板W之下表面與旋轉底座14之上表面之間呈放射狀地擴散，從而擴散至基板W與旋轉底座14之間之空間。因此，於加熱流體為加熱液及加熱氣體之任一者之情形時，加熱流體均供給至基板W之整個下表面區域，從而遍及整個面地均勻地加熱基板W。
於藉由處理單元2而處理基板W時，控制裝置3(參照圖1)於開始上述磷酸供給步驟前，開始朝向基板W之下表面吐出作為加熱流體之一例之過熱水蒸氣的加熱流體供給步驟。具體而言，控制裝置3打開流體閥358，自流體噴嘴356朝向基板W之下表面中央部吐出過熱水蒸氣。過熱水蒸氣之吐出可於基板W旋轉之狀態下開始，亦可於基板W未旋轉之狀態下開始。
自流體噴嘴356吐出之過熱水蒸氣係於碰撞基板W 之下表面中央部後，於基板W之下表面與旋轉底座14之上表面之間呈放射狀地擴散，從而擴散至基板W與旋轉底座14之間之空間。藉此，使過熱水蒸氣接觸基板W之整個下表面區域及基板W之周端面，從而將過熱水蒸氣之熱傳遞至基板W之整個下表面區域傳遞。藉此，均勻地加熱基板W。
控制裝置3係於流體噴嘴356吐出過熱水蒸氣之狀態下，進行上述磷酸供給步驟。同樣地，控制裝置3於流體噴嘴356吐出過熱水蒸氣之狀態下，進行上述輻射加熱步驟，純水供給步驟，及覆液步驟。然後，控制裝置3於使紅外線加熱器31及純水噴嘴38自基板W之上方退避後，關閉流體閥358，停止過熱水蒸氣自流體噴嘴356之吐出。過熱水蒸氣自流體噴嘴356之吐出可於紅外線加熱器31停止發出紅外線前停止，亦可於紅外線加熱器31停止發出紅外線後停止。
如上所述，於第3實施形態中，自紅外線加熱器31發出之紅外線係照射至基板W之上表面，從而加熱基板W。進而，自流體噴嘴356吐出之加熱流體係被供給至基板W之整個下表面區域，從而加熱基板W之整個區域。如此，由於較基板W更高溫之加熱流體係供給至基板W之整個下表面區域，因此可遍及基板W之整個面而提高處理溫度之均勻性。因此，可提高磷酸水溶液之液膜之溫度之均勻性。因此，可提高蝕刻之均勻性。
尤其，於作為加熱流體及加濕氣體之100℃以上之過熱水蒸氣係自作為加熱裝置之流體噴嘴356吐出，並被供給至基板W之整個下表面區域的情形時，可高效率地加熱基板W及該基板W上之磷酸水溶液之液膜。進而，基板W之下表面之過熱水蒸氣 係自基板W之周端面迴繞基板W之上表面，或擴散至保持基板W之旋轉夾頭5之周圍，從而可使腔室4內成為加濕狀態。因此，抑制水自基板W上之磷酸水溶液之蒸發。因此，可減少磷酸水溶液中之焦磷酸，從而可抑制蝕刻選擇比之降低。
[第4實施形態]
其次，對本發明之第4實施形態進行說明。第4實施形態與第1實施形態之主要之不同點在於：吐出純水之純水吐出口37係設置於紅外線加熱器431之下表面中央部。於以下之圖12中，對與上述圖1~圖11所示之各部分相同之構成部分，標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖12係表示本發明之第4實施形態之紅外線加熱器431及純水噴嘴38之縱剖面及底面的示意圖。
第4實施形態之加熱裝置10係包含紅外線加熱器431以代替第1實施形態之紅外線加熱器31。紅外線加熱器431包含發出紅外線之紅外線燈234，及收容紅外線燈234之燈罩435。紅外線燈234係配置於燈罩435內。燈罩435於俯視時小於基板W。因此，配置於該燈罩435內之紅外線加熱器431於俯視時小於基板W。紅外線燈234及燈罩435係安裝於加熱器臂32(參照圖1)。因此，紅外線燈234及燈罩435與加熱器臂32共同繞轉動軸線A3(參照圖1)轉動。再者，於第1實施形態之加熱及純水供給步驟S4中，以使純水著液位置僅在基板W之上表面中心位置與基板W之一周緣位置之間(圖3中之箭頭所示之範圍)移動之方式使加熱器臂32轉動。然而，於第4實施形態中，以使純水著液位置在基板W之2個周緣位置之間移動之方式，擴大加熱及純水供給步驟S4中之加 熱器臂32之轉動範圍。
紅外線燈234係包含燈絲，及收容燈絲之石英管。紅外線燈234係包含：沿水平面配置之有端之圓環部243a，及自圓環部243a之一端部及另一端部向上方延伸之一對鉛垂部243b。作為加熱裝置之紅外線燈234可為(例如鹵素燈)碳加熱器，亦可為除該等以外之發熱體。燈罩435之至少一部分分係由石英等具有光透過性及耐熱性之材料形成。
當紅外線燈234發光時，自該紅外線燈234發出包含紅外線之光。該包含紅外線之光透過燈罩435而自燈罩435之外表面發出，或加熱燈罩435而自其外表面發出輻射光。基板W及保持於其上表面之磷酸水溶液之液膜係藉由來自燈罩435之外表面之透過光與輻射光而加熱。如上所述，自燈罩435之外表面藉由透過或輻射而發出包含紅外線之光，但於以下，著眼於透過下燈罩435之外表面之紅外線而進行關於紅外線燈234之說明。
燈罩435包含使紅外線透過之透過構件。透過構件包含：筒狀之收容部244，其於上下方向上延伸；圓板狀之底板部245，其封閉收容部244之下端；及中心管246，其沿收容部244之中心線在上下方向上延伸，且於底板部245之下表面中央部開口。燈罩435係進而包含：蓋構件248，其封閉收容部244之上端；及支持構件249，其支持紅外線燈234之一對鉛垂部243b。紅外線燈234係經由支持構件249而被蓋構件248支持。
紅外線燈234之圓環部243a係配置於藉由收容部244，底板部245及中心管246而劃分之筒狀之空間中。紅外線燈234之圓環部243a於收容部244之內側包圍中心管246。底板部245 係配置於紅外線燈234之下方，隔開間隔而與紅外線燈234於上下方向上對向。純水噴嘴38係插入至中心管246內。純水噴嘴38之純水吐出口37係配置於中心管246內。如圖12之下側所示，當從下方觀察紅外線加熱器431時，純水吐出口37係藉由作為照射面之底板部245之下表面而被包圍。因此，自純水噴嘴38吐出之純水之液滴係自底板部245之下表面吐出。
根據該構成，由於純水之液滴係自紅外線加熱器431之照射面吐出，因此純水之著液位置係藉由紅外線之照射位置而被包圍。因此，當於基板W旋轉，且紅外線加熱器431發出紅外線之狀態下，純水吐出口37吐出純水之液滴時，無論純水之液滴著液之區域為基板W之上表面內之任何區域，該區域均立即移動至照射位置而被加熱。因此，即便紅外線加熱器431及純水噴嘴38在純水之液滴於基板W之上表面周緣部著液之2個位置之間移動，純水之液滴著液之區域亦立即被加熱。藉此，可抑制基板W之溫度之變動。
[第5實施形態]
其次，對本發明之第5實施形態進行說明。第5實施形態與第1實施形態之主要之不同點在於：純水供給裝置36進而具備調節自純水噴嘴38吐出之純水之溫度之純水溫度調節裝置559。於以下之圖13中，對於與上述圖1~圖12所示之各部分相同之構成部分，標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。
圖13係本發明之第5實施形態之純水供給裝置36之示意圖。
純水供給裝置36除包含純水噴嘴38，純水配管39， 純水閥40，及純水流量調整閥41以外，進而包含調節自純水配管39供給至純水噴嘴38之純水之溫度的純水溫度調節裝置559。純水溫度調節裝置559包含調節於純水配管39內流動之純水之溫度的溫度調節器560(加熱器及冷卻器之至少一者)。圖13表示於純水溫度調節裝置559中設置有加熱器及冷卻器之兩者之例。純水溫度調節裝置559進而包含檢測藉由溫度調節器560而經溫度調節之純水之溫度的溫度感測器561。
根據該構成，藉由純水溫度調節裝置559而溫度經調節之純水之液滴係於上述純水供給步驟中供給至基板W。存在若純水之溫度過高則純水於到達基板W與磷酸水溶液之界面前蒸發的情形。另一方面，存在若純水之溫度過低則基板W上之磷酸水溶液之溫度大幅變化之情形。因此，藉由自純水噴嘴38吐出利用純水溫度調節裝置559而溫度經調節之純水之液滴，而可抑制基板W上之磷酸水溶液之溫度之變動，並可使純水到達基板W與磷酸水溶液之界面。又，於溫度感測器561設置於純水溫度調節裝置559之情形時，控制裝置3可基於溫度感測器561之檢測值而調節溫度調節器560之溫度。因此，控制裝置3可更精密地控制供給至基板W之純水之溫度。
[其他實施形態]
本發明之第1~第5實施形態之說明係如上所述，但本發明並不限定於上述第1~第5實施形態之內容，可於申請專利範圍記載之範圍內進行各種變更。
例如，於第1~第5實施形態中，對使用具備紅外線燈34之紅外線加熱器31作為加熱器之情形進行了說明，但亦可使 用電熱線等其他發熱體以代替紅外線燈34而作為加熱基板W之加熱裝置。
又，於第1~第5實施形態中，對使用水平地保持基板W並使其旋轉之旋轉夾頭5作為基板保持裝置的情形進行了說明，但處理單元2亦可具備於靜止狀態下水平地保持基板W之基板保持裝置以代替旋轉夾頭5。
又，於第1~第5實施形態中，對紅外線加熱器31及純水噴嘴38係安裝於共用之可動臂(加熱器臂32)之情形進行了說明，但紅外線加熱器31及純水噴嘴38亦可安裝於不同之可動臂。即，純水供給裝置36亦可具備於前端部安裝有純水噴嘴之噴嘴臂(與加熱器臂32不同之可動臂)、及藉由使噴嘴臂移動而使純水噴嘴移動之純水噴嘴移動裝置。於該情形時，紅外線之照射位置與純水之著液位置之位置關係亦可並非固定。又，磷酸噴嘴18、紅外線加熱器31、純水噴嘴38亦可安裝於共用之可動臂(例如加熱器臂32)。再者，於第4實施形態中，由於純水噴嘴38係配置於紅外線加熱器431內，因此純水噴嘴38與紅外線加熱器431係安裝於同一可動臂(加熱器臂32)。
又，於第1、第2、第3實施形態及第5實施形態中，對如下之情形進行了說明：控制裝置3使紅外線加熱器31及純水噴嘴38於純水之著液位置位於基板W之上表面中央部之中央位置、與純水之著液位置位於基板W之上表面周緣部之邊緣位置之間轉動，但控制裝置3亦可使紅外線加熱器31及純水噴嘴38於自純水噴嘴38吐出之純水之液滴於基板W之上表面周緣部著液之2個邊緣位置之間移動。
又，於第1、第2、第3實施形態及第5實施形態中，對純水噴嘴38係於較紅外線加熱器31更靠加熱器臂32之前端側安裝於加熱器臂32的情形進行了說明，但純水噴嘴38亦可於較紅外線加熱器31更靠加熱器臂32之根部側安裝於加熱器臂32。又，紅外線加熱器31及純水噴嘴38亦可配置於在俯視時距轉動軸線A3之距離相等之位置，並於加熱器臂32之轉動方向上並排。
於第1~第5實施形態中，對藉由純水閥40之開閉而形成純水之液滴之情形進行了說明，但純水噴嘴38亦可具備藉由於純水閥40打開之狀態下對自純水吐出口37吐出之純水施加振動，而分斷自純水吐出口37吐出之純水的壓電元件(piezo element)。
又，於第1~第5實施形態中，對在進行純水供給步驟之期間中，使基板W之旋轉速度維持固定之情形進行了說明，但亦可於進行純水供給步驟之期間，變更基板W之旋轉速度。
具體而言，使基板W以慢於磷酸供給步驟中之基板W之旋轉速度之低旋轉速度(例如1~30rpm)旋轉的低速旋轉步驟、與使基板W以快於上述低旋轉速度之高旋轉速度(例如50rpm)旋轉的高速旋轉步驟亦可與純水供給步驟同步地進行。於該情形時，施加於供給至基板W之純水之液滴之離心力於高速旋轉步驟中變大，因此可使純水於短時間內擴散至基板W之上表面內較大之範圍。
又，於第1~第5實施形態中，對將磷酸水溶液供給至基板W後開始藉由紅外線加熱器31加熱基板W的情形進行了說明，但藉由紅外線加熱器31之基板W之加熱亦可於將磷酸水溶液供給至基板W前開始。於該情形時，於加熱基板W之狀態下將磷 酸水溶液供給至基板W，因此可縮短使磷酸水溶液之溫度上升至既定溫度之時間。
又，於第1~第5實施形態中，對在停止磷酸水溶液向基板W之供給之狀態下，進行藉由紅外線加熱器31之基板W之加熱、及純水自純水噴嘴38之供給的情形進行了說明，但亦可於磷酸噴嘴18吐出磷酸水溶液之狀態下，進行藉由紅外線加熱器31之基板W之加熱、及純水自純水噴嘴38之供給。即，輻射加熱步驟及純水供給步驟亦可與磷酸供給步驟同步地進行。於該情形時，亦可省略覆液步驟。
又，於第3實施形態中，對設置有朝向基板W而吐出加熱流體之流體噴嘴356之情形進行了說明，但於使用內置有發熱體之加熱板代替旋轉底座14之情形時，亦可省略流體噴嘴356。於該情形時，於基板W之整個下表面區域接觸加熱板之上表面之狀態下，基板W係水平地保持於加熱板，因此自加熱板持續發出之熱係均勻地傳遞至基板W之整個區域。藉此，均勻地加熱基板W。
又，於第1~第5實施形態中，對基板處理裝置1為處理圓板狀之基板W之裝置之情形進行了說明，但基板處理裝置1亦可為處理液晶顯示裝置用基板等多邊形之基板W之裝置。
對本發明之實施形態進行了詳細說明，但該等僅為用於闡明本發明之技術內容之具體例，本發明不應由該等具體例限定地解釋，本發明之精神及範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
該申請案對應於2013年2月15日向日本專利廳提出申請之日本專利特願2013-28125號，該申請案之所有揭示藉由引 用而併入本文。
5‧‧‧旋轉夾頭
10‧‧‧加熱裝置
14‧‧‧旋轉底座
15‧‧‧夾盤銷
31‧‧‧紅外線加熱器
32‧‧‧加熱器臂
34‧‧‧紅外線燈
35‧‧‧燈罩
36‧‧‧純水供給裝置
37‧‧‧純水吐出口
38‧‧‧純水噴嘴
39‧‧‧純水配管
40‧‧‧純水閥
41‧‧‧純水流量調整閥
A1‧‧‧旋轉軸線
W‧‧‧基板

Claims (5)

  1. 一種基板處理裝置，其包含有：基板保持裝置，其將基板保持呈水平；磷酸供給裝置，其對由上述基板保持裝置所保持之基板之上表面供給磷酸水溶液而形成將該基板之上表面全區域加以覆蓋之磷酸水溶液之液膜；加熱器，其自上述基板之上表面側加熱上述磷酸水溶液之液膜；加熱器移動裝置，其藉由使上述加熱器產生移動，而使藉由上述加熱器所加熱之加熱位置沿著上述基板之上表面進行移動；水噴嘴，其朝向上述磷酸水溶液之液膜吐出水，並使水於該液膜產生著液；及水噴嘴移動裝置，其藉由使上述水噴嘴產生移動，而使上述水之著液位置沿著上述基板之上表面進行移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其更進一步包含有：水流量調整閥，其將於上述基板上可維持呈覆液狀之磷酸水溶液之液膜之流量的水，供給至上述水噴嘴。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述加熱器移動裝置係以加熱鄰接於上述水之著液位置之區域的方式使上述加熱器產生移動。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，上述基板保持裝置係包含有使上述基板繞著通過上述基板之上表面中央部之鉛垂線進行旋轉之旋轉馬達，且上述加熱器移動裝置係以加熱比上述水之著液位置更靠上述基板之旋轉方向上之下游之區域的方式使上述加熱器產生移動。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理裝置，其中，上述基板保持裝置係包含有使上述基板繞著通過上述基板之上表面中央部之鉛垂線進行旋轉之旋轉馬達，上述基板處理裝置係更進一步包含有控制裝置，而該控制裝置係藉由控制上述基板保持裝置及水噴嘴移動裝置，而一方面使上述基板產生旋轉，一方面使上述著液位置於上述基板之上表面中央部與上述基板之上表面周緣部之間進行移動；在上述基板之旋轉速度未達既定速度之情況下，上述控制裝置係使上述著液位置以固定之速度於上述基板之上表面中央部與上述基板之上表面周緣部之間進行移動，而在上述基板之旋轉速度為上述既定速度以上之情況下，上述控制裝置係隨著上述著液位置接近上述基板之上表面中央部而使上述著液位置之移動速度產生減少，或隨著上述著液位置遠離上述基板之上表面中央部而使上述著液位置之移動速度產生增加。
TW103104698A 2013-02-15 2014-02-13 基板處理裝置 TWI517236B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028125A JP6242057B2 (ja) 2013-02-15 2013-02-15 基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201442104A true TW201442104A (zh) 2014-11-01
TWI517236B TWI517236B (zh) 2016-01-11

Family

ID=51310756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103104698A TWI517236B (zh) 2013-02-15 2014-02-13 基板處理裝置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20140231013A1 (zh)
JP (1) JP6242057B2 (zh)
KR (1) KR102118752B1 (zh)
CN (1) CN103996639B (zh)
TW (1) TWI517236B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI617367B (zh) * 2015-03-05 2018-03-11 SCREEN Holdings Co., Ltd. 基板處理方法及基板處理裝置
US10730059B2 (en) 2015-03-05 2020-08-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing apparatus

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5615650B2 (ja) * 2010-09-28 2014-10-29 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
TWI576938B (zh) * 2012-08-17 2017-04-01 斯克林集團公司 基板處理裝置及基板處理方法
JP6100487B2 (ja) * 2012-08-20 2017-03-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
US10707099B2 (en) 2013-08-12 2020-07-07 Veeco Instruments Inc. Collection chamber apparatus to separate multiple fluids during the semiconductor wafer processing cycle
US10269591B2 (en) * 2013-10-23 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of selectively removing silicon nitride and single wafer etching apparatus thereof
TWI630652B (zh) 2014-03-17 2018-07-21 斯克林集團公司 基板處理裝置及使用基板處理裝置之基板處理方法
JP6440111B2 (ja) * 2014-08-14 2018-12-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
WO2016032242A1 (ko) * 2014-08-27 2016-03-03 주식회사 제우스 기판 처리장치와 기판 처리방법
KR102030681B1 (ko) * 2014-09-02 2019-10-10 주식회사 제우스 기판 액처리 장치 및 기판 액처리 방법
JP6501469B2 (ja) * 2014-09-05 2019-04-17 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP6499414B2 (ja) 2014-09-30 2019-04-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
CN109037111B (zh) 2015-02-25 2022-03-22 株式会社思可林集团 基板处理装置
KR101725257B1 (ko) * 2015-05-19 2017-04-12 주식회사 케이씨텍 기판 세정 장치
TWI622091B (zh) * 2015-06-18 2018-04-21 思可林集團股份有限公司 基板處理裝置
TWI629720B (zh) * 2015-09-30 2018-07-11 東京威力科創股份有限公司 用於濕蝕刻製程之溫度的動態控制之方法及設備
CN113611636A (zh) * 2016-02-25 2021-11-05 芝浦机械电子株式会社 基板处理装置及基板的制造方法
JP6751326B2 (ja) * 2016-09-16 2020-09-02 キオクシア株式会社 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP6914143B2 (ja) * 2016-12-26 2021-08-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置、基板処理システム、基板処理システムの制御装置および半導体基板の製造方法
KR102456820B1 (ko) * 2016-12-26 2022-10-19 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판
TWI797121B (zh) 2017-04-25 2023-04-01 美商維克儀器公司 半導體晶圓製程腔體
KR20190051656A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 삼성전자주식회사 식각 조성물, 실리콘 질화막의 식각 방법, 및 반도체 소자의 제조 방법
US20190189631A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Soulbrain Co., Ltd. Composition for etching and manufacturing method of semiconductor device using the same
KR101953380B1 (ko) * 2018-05-31 2019-02-28 엘티씨에이엠 주식회사 실리콘질화막 식각 조성물
JP7209556B2 (ja) * 2019-02-05 2023-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP7253955B2 (ja) 2019-03-28 2023-04-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR102267912B1 (ko) * 2019-05-14 2021-06-23 세메스 주식회사 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2021077702A (ja) 2019-11-06 2021-05-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
KR102326012B1 (ko) * 2019-12-13 2021-11-15 세메스 주식회사 박막 식각 방법 및 장치
CN112382589A (zh) * 2020-11-10 2021-02-19 泉芯集成电路制造(济南)有限公司 一种去除芯片表面氧化硅的装置及方法
KR20230053155A (ko) 2021-10-14 2023-04-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW346649B (en) * 1996-09-24 1998-12-01 Tokyo Electron Co Ltd Method for wet etching a film
JP3671389B2 (ja) * 1999-12-03 2005-07-13 三菱電機株式会社 基板処理方法および装置
US7479205B2 (en) * 2000-09-22 2009-01-20 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus
DE60319129T2 (de) * 2002-12-05 2009-03-05 Singulus Technologies Ag Verfahren und vorichtung zur kontrolle der schichtdicke
JP3967677B2 (ja) * 2002-12-25 2007-08-29 大日本スクリーン製造株式会社 乾燥処理装置および基板処理装置
JP2006239604A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Sprout Co Ltd 基板洗浄装置およびその洗浄方法
JP2007258405A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP5148156B2 (ja) * 2007-04-18 2013-02-20 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置および基板洗浄方法
US20120015523A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-19 Jerry Dustin Leonhard Systems and methods for etching silicon nitride
JP2012074601A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP5782279B2 (ja) * 2011-01-20 2015-09-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP2012204746A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP2012222254A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄ノズル及び基板洗浄装置並びに基板洗浄方法
US20120260947A1 (en) 2011-04-12 2012-10-18 Satoshi Kaneko Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and computer-readable recording medium having substrate cleaning program recorded therein
JP5611884B2 (ja) 2011-04-14 2014-10-22 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法、エッチング装置および記憶媒体
CN103295936B (zh) * 2012-02-29 2016-01-13 斯克林集团公司 基板处理装置及基板处理方法
US8932962B2 (en) * 2012-04-09 2015-01-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical dispensing system and method
US8716146B2 (en) * 2012-07-03 2014-05-06 Intermolecular, Inc Low temperature etching of silicon nitride structures using phosphoric acid solutions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI617367B (zh) * 2015-03-05 2018-03-11 SCREEN Holdings Co., Ltd. 基板處理方法及基板處理裝置
US10730059B2 (en) 2015-03-05 2020-08-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TWI517236B (zh) 2016-01-11
US20160300727A1 (en) 2016-10-13
KR102118752B1 (ko) 2020-06-03
CN103996639A (zh) 2014-08-20
CN103996639B (zh) 2017-03-01
KR20140103072A (ko) 2014-08-25
JP2014157936A (ja) 2014-08-28
US9899229B2 (en) 2018-02-20
US20140231013A1 (en) 2014-08-21
JP6242057B2 (ja) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI517236B (zh) 基板處理裝置
TWI547989B (zh) 基板處理裝置
JP6242056B2 (ja) 基板処理装置
TWI569321B (zh) 基板處理方法
US9259758B2 (en) Substrate treatment method and substrate treatment apparatus
US9431277B2 (en) Substrate treatment method and substrate treatment apparatus
US10854481B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
EP2854164B1 (en) Substrate processing device and substrate processing method
JP2010050143A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6397095B2 (ja) 基板処理装置
JP2014157935A (ja) 基板処理装置
KR20210084304A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2015115456A (ja) 基板処理装置
TWI672738B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
JP6221155B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2012222253A (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法並びに基板洗浄プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体